JPH03145507A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

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、内燃機関の吸気・排気バルブの開閉時期を運
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、種々
提供されており、その−例として米国特許第４，５３５
，７３１号公報に記載されたものなどが知られている。

概略を説明すれば、吸気・排気バルブを開閉制御するカ
ムシャフトは、前端部の外周に外歯が形成されてい゛る
□と共に、前端部にスリーブが互いの雌雄ねじ部を介し
て螺着固定されている。一方、該スリーブ及びカムシャ
フト前端部の外側に配置支持された外筒は、外周に機関
の回転力がタイミングチェーンを介して伝達されるスプ
ロケットを備えていると共に、内周には内歯が形成され
ている。そして、この内歯と上記カムシャフトの外歯と
の間に、内外周の歯のうち少なくともいずれか一方がは
す歯に形成された筒状歯車が噛合しており、この筒状歯
車を、機関運転状態に応じて油圧回路の油圧や圧縮スプ
リングのばね力によりカムシャフトの軸方向へ移動させ
ることによって、該カムシャフトをスプロケットに対し
て相対回動させて吸気・排気バルブの開閉時期を制御す
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、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっ
ては、スプロケットとカムシャフトとを、筒状歯車の内
外周の少なくともいずれか一方に形成されたはす歯を利
用して相対回転させるようにしており、したがって、こ
のはす歯はスプロケットの内歯あるいはカムシャフトの
外歯との良好な噛合い精度を確保するために、高精度な
加工が要求される。この結果、該はす歯の加工作業が煩
雑となり、加工　作業能率の低下と、加工コストの高騰
を招いている。

課題を解決するための手段 本発明は、前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、
とりわけ回転体の中間部材側一側面の直径方向対向位置
に夫々形成されて、周方向へ互いに逆向きに傾斜した第
１．第２傾斜面と、前記中間部材の一側部に前記各傾斜
面に対応して設けられ、供給油圧により前記第１．第２
傾斜面のいずれか一方側をカムシャフト軸方向に押圧し
つつ各傾斜面に沿って摺接する第１．第２可動部材と、
該各可動部材に相対的に油圧を供給する油圧回路を機関
運転状態に応じて切り替える切替機構とを備えたことを
特徴としている。

作用 例えば機関低負荷域では、切替機構によって油圧回路を
切り替えて、第１可動部材側に油圧を供給する一方第２
可動部材側への油圧の供給を遮断する。したがって、第
１可動部材が、回転体側に進出してその先端部で第１傾
斜面を押圧するのに対し、第２可動部材が第２傾斜面に
対して非押圧状態となる。そして、この時点で回転体に
機関の駆動力により正の回転トルクが作用し、第１傾斜
面を介して第１可動部材を逆に後退方向に押し戻そうと
するが、前記供給油圧の作用で後退移動が確実に阻止さ
れる。これによって、回転体とカムシャフトとの相対回
動が規制され、該カムシャフトを例えば吸気バルブの閉
時期を遅らす回動位置に保持する。

一方、機関が高負荷域に移行した場合は、切替機構によ
り油圧回路を前述とは逆に切り替えて第２可動部材側に
のみ油圧を供給する。したがって、第２可動部材がその
先端部で第２傾斜面を押圧し、第１可動部材が第１傾斜
面に対して非押圧状態となる。そして、カムシャフトが
、カムが吸気バルブを最大リフトさせた以後にバルブス
プリングの反力を受けて負の回転トルクを受けた時点に
おいて、回転体の回転に伴い第２傾斜面と第２可動部材
の先端部に隙間が発生しようとするが、ここで第２可動
部材が油圧によりさらに進出して第２傾斜面に摺接しつ
つ回転体とカムシャフトを円滑に相対回動させる。これ
によって、カムシャフトを吸気バルブの閉時期を早める
回動位置に保持する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は自動車のＤＯＨＣ型内燃機関に適用したこの発
明の一実施例を示し、ｌはシリンダヘッド上部のカム軸
受２に支承されて、吸気パルプを開閉するカムシャフト
、３は該カムシャフトｌの一端部側に配置されて図外の
クランク軸に取り付けられたドライブスプロケットから
タイミングチェーン４を介して回転力が伝達される回転
体たるドリブンスプロケット、５はカムシャフト１とド
リブンスプロケット３との間に介装された略円柱状の中
間部材であって、この中間部材５は、小径円柱状の一端
部５ａがカムシャフトｌの一端部に有する円筒部１ａに
嵌着してボルト６により固設されていると共に、他端部
５ｂの中心軸方向に突設された小径円柱部５ｃに前記ド
リブンスプロケット３を支承している。

前記ドリブンスプロケット３は、中間部材５側の一側面
の直径方向の対向した位置に截頭円柱状の突起部７，８
が一体に設けられている。この突起部７，８の上面には
、第２図及び第３図にも示すように周方向に沿って互い
に逆向きに傾斜した第１．第２傾斜面７ａ、８ａが形成
されている。

すなわち、第１図中上側の第１傾斜面７ａと下側の第２
傾斜面８ａは、互いに夫々後方から手前側に沿って漸次
低くなるように所定角度で傾斜している。

また、前記中間部材５は、小径円柱部５Ｃ側から内部中
実軸方向に比較的大径な円柱孔９が穿設されていると共
に、ドリブンスプロケット３側−側部の前記各傾斜面７
ａ、８ａに対向した位置にシリンダ１０．１１と小径孔
１２．１３が軸方向に連続して形成されている。そして
、前記各シリンダ１０．１１内には、第１図上側の第１
可動部材たる第１プランジヤ１４と、下側の第２可動部
材たる第２プランジヤ１５とが各傾斜面７ａ、８ａ方向
に進退動自在に収納されている。この各プランジャ１４
．１５は、略有底円筒状を呈し、開口された内部に第１
．第２受圧室１６，１７が形成されていると共に、先端
に前記各傾斜面７ａ。

８ａを適宜押圧する截頭円柱状の押圧部１８．１９が設
けられている。この押圧部１８，１９の先端には、第２
図及び第３図に示すように各傾斜面７ａ、８ａと夫々対
向するように傾斜した押圧面１８ａ、１９ａが形成され
ている。また、各プランジャ１４．１５は、小径孔１２
．１３の端部に圧入固定された円環部２０．２０に各一
端が弾持された圧縮スプリング２１．２２の小さなばね
力により各傾斜面７ａ、８ａ方向に付勢されていると共
に、油圧回路２３を介してオイルポンプ２４により圧送
された油圧が第１．第２受圧室１６゜１７に供給される
ようになっており、この油圧回路２３は切替機構２５に
よって切り替えられるようになっている。　前記油圧回
路２３は、図外のオイルメインギヤラリ−から分岐して
カム軸受２とカムシャフト１の半径方向及び軸方向に貫
通形成されて中間部材５の通孔５ｄを介して円柱孔９内
に臨む主通路２６と、前記中間部材５の略半径方向に穿
設されて、円柱孔９から各小径孔１２゜１３を介して受
圧室１６．１７内に油圧を供給する第１．第２供給通路
２７．２８と、該第１．第２供給通路２７．２８の側部
に穿設されて、受圧室１６．１７内の油圧を小径孔１２
．１３を介して円柱孔９内に排出する第１．第２排出通
路２９゜３０と、各小径孔１２．１３内に設けられて、
第１、第２供給通路２７．２８から各受圧室１６゜１７
に供給された油圧の逆流を阻止するチエ・ツクバルブ３
１．３２とを備えている。

前記切替機構２５は、円柱孔９内に軸方向へ摺動自在に
収納されたスプール弁３３と、該スプール弁３３をコイ
ルスプリング３４のばね力に抗して図中右方向に移動さ
せる電磁アクチュエータ３５とから構成されている。前
記スプール弁３３は、一端部の内部軸方向と半径方向と
に連続して形成されて、前記主通路２６と各供給通路２
７．２８とを摺動位置に応じて連通・遮断する導入通路
３６と、他端部の半径方向と内部軸方向とに連続して形
成されて、各排出通路２９．３０と円柱部９を介して外
部とを摺動位置に応じて連続・遮断する導出通路３７と
を備えている。つまり、スプール弁３３が図示の如くス
トッパリング３８に突き当たった図中左側位置では、主
通路２６と第１供給通路２７を連通して第２供給通路２
８を遮断し、第２排出通路３０と導出通路３７とを連通
して第１排出通路２９を遮断する一方、逆にスプール弁
３３の図中右側位置では、主通路２６と第２供給通路２
８とを連通して第１供給通路２７を遮断し、第１排出通
路２９と導出通路３７とを連通して第２排出通路３０を
遮断するようになっている。

更に、前記電磁アクチュエータ３５は、ロッカカバー３
９に固着されて、駆動ロッド３５ａの先端部がスプール
弁３３の他端突起部３３ａに連結されており、図外のマ
イクロコンピュータを備えたコントローラからの０Ｎ−
ＯＦＦ信号によって作動が制御されている。このコント
ローラは、クランク角センサからの機関回転数信号やエ
アーフローメータからの吸入空気量信号等に基づいて現
在の機関運転状態を検出して、電磁アクチュエータ３５
に制御信号を出力する。

以下、本実施例の作用を説明する。まず、例えば機関低
負荷域では電磁アクチユエータ３５がＯＦＦされてスプ
ール弁３３はコイルスプリング３４のばね力で第１図に
示す左側位置に保持され、したがって、オイルポンプ２
４によって圧送された圧油は、主通路２６から通孔５ｄ
、円柱孔９゜導入通路３６．第１供給通路２７．チエツ
クバルブ３１を介して第１受圧室１６に供給される。こ
のため、第１プランジヤ１４は、圧縮スプリング２１と
第１受圧室１６内の高油圧との合成力によりシリンダｌ
Ｏから進出して押圧面１８ａが第１傾斜面７ａを押圧す
る。一方、第２プランジヤ１５は、第２受圧室１７に油
圧の供給が遮断されていると共に、第２排出通路３０と
導出通路３７が連通して第２受圧室１７内の圧油が排出
されるため、圧縮スプリング２２の小さなばね力のみで
第２傾斜而８ａを押圧しているだけである。そして、こ
の時点でドリブンスプロケット３に図中Ａ矢視聞方向か
らみて時計方向の回転力（正の回転トルク）が作用し、
第１傾斜面７ａを介して第１プランジヤ１４を押し戻そ
うとするが、前述の合成力で後退移動が確実に阻止され
る。これによって、ドリブンスプロケット３とカムシャ
フト１との相対回動が規制され、現状位置つまりカムシ
ャフト１を吸気バルブの閉時期が遅くなる回動位置に保
持する。

一方、機関が高負荷域に移行した場合は、電磁アクチュ
エータ３５がＯＮされてスプール弁３３をコイルスプリ
ング３４のばね力に抗して右方向に移動させて油圧回路
２３を切り替える。つまり、第２受圧室１７にのみ油圧
を供給する一方、第１排出通路２９と導出通路３７とを
連通ずる。したがって、第２プランジヤ１５が、第２受
圧室１７内の高油圧と圧縮スプリング２２の合成力で進
出して第２抑圧面１９ａで第２傾斜面８ａを押圧する一
方、第１プランジヤ１４は第１傾斜面７ａを圧縮スプリ
ング２１の小さなばね力のみで押圧している。そして、
この状態でカムシャフトｌがカムにより吸気バルブを最
大リフトさせた以後に、バルブスプリングの反力を受け
て負の回転トルクを受けた時点で、ドリブンスプロケッ
ト３の正回転に伴い第２傾斜面８ａと第２押圧面１９ａ
との間に隙間が瞬間的に発生しようとするが、ここで第
２押圧面１９ａが前述の合成力でさらに進出して第２傾
斜而８ａに摺接しつつドリブンスプロケット３とカムシ
ャフト１とを円滑に相対回動させる。これによってカム
シャフト１を吸気バルブの閉時期が早くなる回動位置に
保持する。ここで、第２プランジヤ１５の進出移動中に
、カムシャフト１の回転トルクが正から負に変動しても
、第２受圧室１７内がチエツクバルブ３２を介して高圧
になっているため、圧油がシリンダ１１と第２プランジ
ヤ１５との間から僅かにリークダウンするだけでカムシ
ャフト１とドリブンスプロケット３との円滑な相対回動
に支障を来すことはない。

尚、機関が高負荷域から低負荷域に移行した場合は、前
述の低負荷域における作用となり、第１プランジヤ１４
の押圧力でカムシャフトｌとドリブンスプロケッ ト３との相対回動を得ることかで きる。

本発明は、前記実施例に限定されず、例えば切替機構を
別異の構成とすることが可能である。また、本実施例で
は吸気バルブ側に本装置を適用した例について説明した
が、排気バルブ側に本装置を適用することも可能である
。

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、回転体
とカムシャフトとの相対回動を従来のような筒状歯車で
はなく、回転体の各傾斜面に対する各可動部材の相対的
な押圧制御により行なうようにしたため、高精度かつ円
滑な制御が得られることは勿論のこと、特にはす歯が不
要になるため構造が簡素化され、製造作業能率の向上と
コストの低廉化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバルブタイミング制御装置の断面
図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は第１図
の１ｌ−ｒＶ線断面図である。 １・・・カムシャフト、３・・・ドリブンスプロケット
（回転体）、５・・・中間部材、７ａ・・・第１傾斜面
、８ａ・・・第２傾斜面、１４．１５・・・第１．第２
プランジヤ（第１．第２可動部材）、２３・・・油圧回
路、２４・・・オイルポンプ、２５・・・切替機構。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の駆動が伝達される回転体とカムシャフトと
   を中間部材を介して相対回動させて吸気・排気バルブの
   開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置であって
   、前記回転体の中間部材側一側面の直径方向対向位置に
   夫々形成されて、周方向へ互いに逆向きに傾斜した第１
   、第２傾斜面と、前記中間部材の一側部に前記各傾斜面
   に対応して設けられ、供給油圧により前記第１、第２傾
   斜面のいずれか一方側をカムシャフト軸方向に押圧しつ
   つ各傾斜面に沿って摺接する第１、第２可動部材と、該
   各可動部材に相対的に油圧を供給する油圧回路を機関運
   転状態に応じて切り替える切替機構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。