JPH02227507A

JPH02227507A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JPH02227507A
Application number: JP4881589A
Authority: JP
Inventors: Takanori Sawada; 沢田　隆範
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2889586B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、内燃機関の吸・排気バルブの開閉時期を機関
運転状態に応じて可変制御するバルブタイミング制御装
置に関する。

従来の技術従来のこの種バルブタイミング制御装置としては、例え
ば実開昭６２−１６７０６号公報等に記載されてものが
知られている。

概略を説明すれば、Ｄｏ）Ｉｃ型内燃機関の吸・排気バ
ルブを開閉するカムを有するカムシャフトに、筒状歯車
や圧力室等からなる位相設定機構を介して被駆動体たる
タイミングプーリが相対回動自在に軸支されており、前
記位相設定機構の筒状歯車を、駆動機構により前記圧力
室に供給された油圧やスプリングのばね力で軸方向に移
動させるようになっている。前記駆動機構は、カムシャ
フトの内部軸方向に貫通形成されて途中でオイルメイン
ギヤラリ−と連通する油圧回路と、カムシャフトの上記
位相設定機構と反対側端部に配置されて上記圧力室に供
給される油量を制御する流量制御弁と、シリンダに固定
されて上記流量制御弁を機関運転状態に応じて開閉駆動
する電磁アクチユエータとを備えている。

そして、流量制御弁は、電磁アクチュエータの非通電時
にはスプリングのばね力でリリーフ通路を開成し、油圧
回路内の油をシリンダヘッド内に排出して圧力室への供
給を遮断している一方、電磁アクチュエータに通電され
ると該電磁アクチュエータのプランジ中が流量制御弁の
弁体を押圧してリリーフ通路を閉成し、油圧を前記圧力
室に導き筒状歯車を所定軸方向へ移動させてカムシャフ
トをタイミングブーりに対して相対角度位相を変化させ
、吸・排気バルブの開閉時期を可変制御するようになっ
ている。

発明が解決しようとする課題然し乍ら、前記従来の装置にあっては、流量制御弁が上
述のようにカムシャフトの位相設定機構と反対側の端部
に設けられているため、油圧経路が長（なり、機関運転
状態変化に伴い位相設定機構の圧力室に作用している油
圧を流量制御弁から排出するに至るまでの時間が長くな
る。したがって、位相設定機構の作動応答性が悪化しバ
ルブタイミングを高精度に制御できない。

しかも、上述のようにカムシャフトの位相設定機構と反
対側端部に流量制御弁を配置したため、実質的に通常の
カムシャフト以上の長さが要求され、機関全長の長尺化
が余儀なくされる。

課題を解決するための手段本発明は、上記従来の問題点に鑑みて案出されたもので
、特に駆動機構は、機関本体の所定個所に設けられて、
機関運転状態に応じて油圧回路を開閉する流量制御弁と
、位相設定機構の近傍に設けられて、該位相設定機構に
対し油圧を給・排する油圧切替弁とを備えたことを特徴
としている。

作用上記構成を有する本発明によれば、流量制御弁を従来の
ようにカムシャフトではなく機関の例えばシリンダヘッ
ド等に設けたため、カムシャフトの実質的な延長化が防
止されることは勿論のこと、油圧切替弁を位相設定機構
の近傍に配置したため、該位相設定機構に対する油圧の
給排作用が速やかに行なわれる。

実施例以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて詳
述する。尚、本実施例も前記従来例と同様にＤＯＨＣ型
内燃機関に適用されたものを示している。

すなわち、■はシリンダヘッド２のカム軸受２ａに軸受
されたカムシャフト、３は該カムシャフトｌの一端部ｌ
ａ側に軸方向に挿通したボルト４により固定された筒状
支持部材、５は該支持部材３の外周に配置され、図外の
クランク軸からタイミングブ−ンにより駆動力が伝達さ
れる被駆動体たるスプロケットであって、このスプロケ
ット５は、外筒６の前側内周にインナ歯が形成されてい
る。

また、前記支持部材３は、大径な基部３ａがカムシャフ
ト一端部１ａの７ラング部１ｂに嵌合されていると共に
、外周にアウタ歯を有する段差小径筒状の前端部３ｂが
スプロケット５の外筒６よりも軸方向へ延設されて、該
前端部３ｂと外筒６との間に円環状の空間部７を形成し
ている。

上記スプロケット５は、前記外筒６のスプロケット歯車
側内周面が上記支持部材３の基部３ａ外周面に嵌合支持
されている一方、前端には前記空間部７の一端をシール
機構８を介して液密的に閉塞する環状端板９が設けられ
ている。この端板９は、内周縁が上記支持部材３の前端
部３ｂ先端縁３Ｃにかしめにより固定されており、また
上記空間部７内には位相設定機構ｌＯが配置されている
。

尚、前記シール機構８は、第４図に示すようにスプロケ
ット外筒６の前端縁に当接した横断面略矩形状のシール
リング８ａと、端板９の内周縁に当接した弾性体０リン
グ８ｂとを密着してなり、これによって２重のシール性
を確保している。

前記位相設定機構１０は、長尺な歯車を軸直角方向に切
断分割して形成された２個の歯車構成体ｔｉａ、ｌｌｂ
からなる軸方向移動可能な筒状歯車１１と、前側の歯車
構成体１１ａに嵌合されて該歯車構成体１１ａと後側の
歯車構成体１１ｂとを連結するスプリング１２及び連結
ビン１３とを備えている。また、各歯車構成体１１ａ、
ｌｌｂの内外周には、両方がはす歯の内歯と外歯が夫々
形成されており、この菌内外歯に前記外筒６のインナ歯
と支持部材前端部３ｂのアウタ歯がスパイラル噛合して
いる。更に、前側の歯車構成体１１ａは、前端外縁が端
板９の内面に有する支持部９ａに突き当たって最大前方
向（図中左方向）への移動が規制されるようになってい
ると共に、前端側つまり空間部７の前端に形成された環
状の第１圧力室１５内の油圧により後方向く図中右方向
）へ移動可能になっている。一方、後側の歯車構成体１
１ｂは、後端部支持部材３の基部３ａ内端面３ｄに突き
当たって筒状歯車１１の最大後方移動が規制されるよう
になっている。

また、前記筒状歯車１１は、駆動機構によって駆動され
るようになっている。この駆動機構は、上記第１圧力室
１５に対し油圧を給・排する油圧回路１６と、後側歯車
構成体１１ｂと支持部材３の基部３ａとの間に装着され
て筒状歯車１１を前方に付勢する圧縮スプリング１７と
、油圧回路１６下流側のシリンダヘッド２に設けられて
、前記油圧回路１６を通流する作動油の流量を制御する
流量制御弁１８と、前記支持部材３の前端部３ｂ内に配
置された油圧切替弁１９とを備えている。

前記油圧回路１６は、上流端がオイルポンプ４０に連通
し、シリンダヘッド２及びカム軸受２ａを貫通してカム
シャフトｌ外周の環状通路２０に開口した油供給通路２
１と、前記ボルト４の内部軸方向に貫通形成されて屈曲
した一端部２２ａが前記環状通路２０に開口した油通路
２２とを備えている。この油通路２２の大径他端部２２
ｂは、ボルト４頭部４ａと前記油圧切替弁１９の後述す
る弁体２８との間に画成された第２圧力室２３に開口し
ている。また、前記支持部材３の前端部３ｂ前側周壁に
は、前記第１圧力室１５に連通ずる複数の連通孔２４・
・・が半径方向に穿設されている。

さらに、支持部材３の前端部３ｂ前側内周面に円環部材
２５が支持リング２６を介して設けられており、この円
環部材２５の中央に、油排出孔２７が穿設されている。

前記油圧切替弁１９は、第３図にも示すように前端部３
ｂ内に軸方向に摺動自在に収納された前記弁体２８と、
該弁体２８と円環部材２５との間に装着されて弁体２８
を第２圧力室２３側へ付勢するバルブスプリング２９と
を備えている。前記弁体２８は、略有底円筒状を呈し、
円板状底壁２８ａの外周縁が前端部３ｂ内周に嵌着した
ストッパリング３０に当接して第２圧力室２３側（図中
右方向）への最大移動が規制されるようになっている。

また、該底壁２８ａ周縁から立ち上がった周壁２８ｂに
は、前記最大右方向位置で上記連通孔２４に環状溝３１
を介して連通ずる複数の通路孔３２が半径方向に穿設さ
れている。

前記流量制御弁１８は、油圧供給通路２１から分岐され
たリリーフ通路３３の下流端に配置され、該リリーフ通
路３３を開閉する弁体３４と、該弁体３４を開閉作動さ
せる電磁アクチュエータ３５とを備え、この電磁アクチ
ュエータ３４は、クランク角センサやエアフローメータ
等からの出力信号に基づいて機関の運転状態を検出する
コントローラ３６によって駆動制御されている。

以下、この実施例の作用について説明する。まず、例え
ば機関低負荷時などにおいて電磁アクチュエータ３５に
コントローラ３６からＯＦＦ信号（非通電）が出力され
た場合は、第１図に示すように流量制御弁１８の弁体３
４が後退してリリーフ通路３３を開成する。このため、
オイルポンプからオイルメインギヤラリ４０を通って油
圧供給通路２１に供給された作動油の大部分が＋７１Ｊ
−フ通路３３から外部に排出され、油通路２２への油供
給量が減少する。したがって、油圧切替弁１９の弁体２
８が、第１図及び第３図に示すようにバルブスプリング
２９のばね力で第２圧力室２３側にストッパリング３０
に突き当たるまで押圧され、連通孔２４と通路孔３２が
連通ずる。依って、第１圧力室１５の作動油が、矢印で
示すように連通孔２４から通路孔３２及び前端部３ｂ内
を経て油排出孔２７から外部へ速やかに排出され、第１
圧力室１５が低圧状態となる。したがって、筒状歯車Ｉ
ｔは、スプリング１７のばね力で最左端位置に付勢され
、この位置で決定されるスプロケット５とカムシャフト
１との相対回転位相に応じて吸・排気バルブの開閉時期
が応答性よく制御される。

一方、機関運転状態が例えば低負萄域から高負荷域に変
化し、電磁アクチュエータ３５にＯＮ信号が出力される
と、第２図に示すように流量制御弁１８の弁体３４がリ
リーフ通路３３を閉成する。

このため、油圧供給通路２１に供給された作動油は、油
通路２２を通り他端部２２ｂから第２圧力室２３に流入
し、該第２圧力室２３内の圧力が高められる。したがっ
て、油圧切替弁１９の弁体２８が、押圧されてバルブス
プリング２９のばね力に抗して図中ひたり方向に摺動し
、連通孔２４と通路孔３２の連通を遮断すると同時に容
積が拡大された第２圧力室２３と第１圧力室１５とを連
通孔２４により連通ずる。依って第２圧力室２３内の作
動油が矢印で示すように第１圧力室１５内に速やかに流
入し、第１圧力室１５が高圧となって筒状歯車１１全体
をスプリング１７のばね力に抗して図中右方向に移動さ
せる。このため、スプロケット５に対してカムシャフト
ｌが所定角度相対回転し、吸・排気バルブの開閉時期を
応答性良く変更する。

また、ここで流量制御弁１８は、従来のようにカムシャ
フトの一端部ではなくシリンダヘッド２に設けられてい
るため、カムシャフトｌの全長を実質的に短くすること
ができる。さらに、従来のような流量制御弁１８とカム
シャフトｌとの回転摩擦が完全に回避されるため、両者
１，１８の摩耗等も未然に防止できる。

しかも、上記シール機構８によって、第１圧力室１５と
外部間を２重にシールすることができるため、シール性
能の向上が図れることは勿論のこと、０リング８ｂによ
って外筒６と端板９とが緩衝されるため、両者６，９の
振動などに伴う衝突音を効果的に防止できる。

尚、上記電磁アクチュエータ３５は印加される電流の大
きさに応じてストロークが可変となるものでもよく、ま
た本発明は、上記実施例における位相設定機構ｌＯや駆
動機構に限定されるものではない。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明によれば、流量制
御弁をカムシャフトではなく機関本体の所定個所に設け
たため、前記カムシャフトの長尺化が防止されると共に
、油圧経路の短尺化が図れる。

しかも、油圧切替弁を位相設定機構の近傍に配置したた
め、前記油圧経路の短尺化と相俟って位相設定機構に対
する油圧の給・排作用時間が短縮され作動応答性が向上
する。この結果、バルブタイミングの高精度な制御が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す要部断面図
、第３図は本発明の要部拡大断面図、第４図は第１図の
Ａ部拡大図である。ｌ・・・カムシャフト、２・・・シリンダヘッド（ｌｌ
関本体）、５・・・スプロケット（被駆動体）、ＩＯ・
・・位相設定機構、１６・・・油圧回路、１７・・・圧
縮スプリング、１８・・・流量制御弁、１９・・・油圧
切替弁。ａ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機関に駆動される被駆動体とカムシャフトとの相
対角度位相を設定する位相設定機構と、該位相設定機構
を油圧回路を通流する油圧を介して駆動させる駆動機構
とを備えた装置であって、前記駆動機構は、機関本体の
所定個所に設けられて、機関運転状態に応じて前記油圧
回路を開閉する流量制御弁と、上記位相設定機構の近傍
に設けられて、該位相設定機構に対し前記油圧を給・排
する油圧切替弁とを備えたことを特徴とする内燃機関の
バルブタイミング制御装置。