JPH03225004A - 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。

一方、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、圧力室内の油圧を、筒状歯車を圧縮スプリングの
ばね力に抗して一方向に移動させるための高油圧制御と
、逆に筒状歯車を圧縮スプリングのばね力によって他方
向に移動させるための低油圧制御との０Ｎ−ＯＦＦ的な
２段階の切替制御だけになっている。したがって、カム
シャフトとスプロケットとの相対回動位置も最大正逆回
動位置の２個所のみとなるため、バルブタイミングを機
関運転状態に応じて精度良く制御できない。

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、
とりわけ油圧回路に機関運転状態に応じて圧力室内の油
圧を制御する油圧制御機構を設けたことを特徴としてい
る。

作用 前記構成の本発明によれば、油圧制御機構によって圧力
室内の油圧を適宜制御して筒状歯車の軸方向への移動位
置を所定の位置に任意に設定できるため、カムシャフト
と被回転体との相対回動位置を機関運転状態に応じて細
かく制御することが可能になる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２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、第２図の１はシリンダヘッド２のカム軸受２
ａ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ｌａ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チェーンにより駆動
力が伝達される被駆動力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。

前記支持部材３は、基部３ａがカムシャフト−端部１ａ
に嵌合していると共に、外周にアウタ歯を有する筒状の
前端部３ｂがスプロケット５の外筒６よりも短（設定さ
れている。

前記スプロケット５は、前記外筒６と該外筒６に固定ボ
ルト７を介して連結された歯車部８とからなり、歯車部
８の中央孔８ａを介してカムシャフト１の一端部１ａに
回転自在に支持されている。

前記外筒６は、前端側内周に環状部９がかしめ固定され
ていると共に、該環状部９の前端面に段差略円板状の保
持部材１０がＯリング１１を介してボルト１２により固
定されている。

また、前記支持部材３と外筒６との間には、軸方向に移
動可能な筒状歯車１３か配置されている。

この筒状歯車１３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個の歯車構成部１３ａ。

１３ｂからなり、両歯車構成部１３ａ、１３ｂは、前側
の歯車構成部１３ａ内に装着されたスプリング１４と連
結ビンＩ５とにより連結されている。

また、各歯車構成部１３ａ、１３ｂ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、この両力
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、前側の歯車構成部１３ａは、前端外縁が環状部９
の内端面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方、後側の歯車構成
部１３ｂは、歯車部８の円環状突起８ｂ内端面に突き当
たって筒状歯車１３の最大後方向（図中右方向）への移
動が規制されるようになっている。

また、筒状歯車１３は、駆動機構によって前後軸方向に
移動するようになっている。この駆動機構は、環状部９
の内端面に前側歯車構成部１３ａに対日して形成されて
、内部の油圧によって筒状歯車Ｉ３を後方向に移動させ
る圧力室１６と、該圧力室１６に対して油圧を導入する
油圧回路１７七、後側歯車構成部１３ｂと歯車部８との
間に弾装されて筒状歯車１３を前方向に付勢する圧縮ス
プリング１８とを備えている。

前記油圧回路１７は、上流端がオイルポンプ１９に連通
し、ンリンダヘノド２及びカム軸受２ａを貫通してカム
シャツ）１の半径方向通路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た油通
路２２を備えている。

前記油供給通路２１には、オイルポンプ１９から圧送さ
れた圧油の流路を機関運転状態に応じて前記油供給通路
２１か排出通路２３に切り替える電磁切替弁２４が介装
されている。また、前記油通路２２は、一端部２２ａが
半径方向通路２０に開口している一方、ボルト頭部４ａ
内の段差状他端部２２ｂが支持部材３の中空内部３ｃを
介して前記圧力室１６に連通している。

更にまた、支持部材３の外端側には、圧力室１６内の油
圧を制御する油圧制御機構２５が設けられている。この
油圧制御機構２５は、前記保持部材ＩＯの中央に有する
有底筒部１０ａ内に進退自在に配置された筒状弁体２６
と、該弁体２６の内部に配設された球状の制御弁２７と
、前記弁体２６を押圧する電磁アクチュエータ２８とを
備えている。

前記弁体２６は、第１図にも示すように、一端部２６ａ
が筒部１０ａの外周壁に半径方向に穿設された連通孔１
０ｂを介して前記中空内部３ｃと自身内部の通路部２６
ｂとを連通、遮断するようになっていると共に、有蓋の
先端部２６ｃ付近の外周に通路部２６ｂと外部とを連通
ずる圧油排出口２６ｄが形成されている。また、弁体２
６と有底筒部１０ａの底部との間に弾装されたフィルス
プリング２９によって連通孔１０ｂを開成する方向に付
勢されている。

前記制御弁２７は、弁体２６の一端側内部に有する筒状
の通路構成部３ｏ端部の円弧状シート部３０ａに離着座
して通路部２６ｂの開度量を制御するようになっている
と共に、前記先端部２６ｃ内端との間に弾装された制御
スプリング３１によって通路部２６ｂを閉塞する方向に
付勢されてぃる。この制御スプリング３１のばね力は、
通路部２６ｃ内の油圧との相対関係で任意に設定されて
いる。

前記電磁アクチュエータ２８は、コンピュータを内蔵し
たコントローラ３２からの０Ｎ−ＯＦＦ信号によって制
御され、ＯＮ信号時には駆動口・２ド２８ａが弁体２６
の先端部２６ｃを押圧して一端部２６ａで連通孔１０ｂ
を閉塞するつまり弁体２６を閉方向に移動させるように
なっている。前記コントローラ３２は、図外のクランク
センサやエアフローメータなどからの情報信号に基づい
て現在の機関運転状態を検出しており、斯かる検出信号
により前記電磁切替弁２４をも０Ｎ−ＯＦＦ制御してい
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、コントローラ３２から電
磁切替弁２４と電磁アクチュエータ２８に夫々ＯＦＦ信
号が出力されると、オイルポンプ１９と排出通路２３が
連通して油供給通路２１が閉成される一方、弁体２６が
図示の如くフィルスプリング２９のばね力で図中左方向
に進出して連通孔１０ｂを開成する。したがっ−て、オ
イルポンプ１９から圧送された圧油は、排出通路２３か
ら排出されて圧力室１６内には供給されないため、該圧
力室１６内が低圧となる。このため、筒状歯車Ｉ３は、
圧縮スプリング１８のばね力で環状部９に突き当たるま
で前方に移動し、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、例えば吸
気バルブの閉時間を遅くするように制御する。尚、ここ
で圧力室１６内の圧油は、通路部２６ｂが制御弁２７に
よって閉塞されているため、大部分が圧力室１６内に保
持されている。

一方、機関運転状態が例・えば低負荷域から例えば中負
荷域に移行すると、電磁切替弁２４にＯＮ信号が出力さ
れて、オイルポンプ１９からの圧油が油供給通路２１側
のみに流入して油通路２２から中空内部３ｃを経て圧力
室１６に導入され、ここで油圧が上昇する。依って、筒
状歯車１３は、圧縮スプリング１８のばね力に抗して後
方向（図中右方向）に移動し、また圧縮スプリング１８
のばね荷重も上昇する。したがって、筒状歯車１３ノ後
方向移動に伴いカムシャフト１とスプロケット５が所定
の目標相対回動位置に達すると、圧縮スプリング１８の
ばね力との相対圧力で高くなった圧力室１６内の油圧が
、中空内部３ｃ、連通孔１０ｂ１通路部２６ｂを介して
制御弁２７を制御スプリング３１のばね力に抗して押し
開き圧油の一部を圧油排出口２６ｄから外部に排出し、
圧力室１６内の油圧が一定に保持される。これによって
、カムシャフト１とスプロケット５が前記目標相対回動
位置に維持され、所望のバルブタイミング制御が可能に
なる。

さらに、高負荷域に移行した場合は、今度は電磁アクチ
ュエータ２８にもＯＮ信号が出力されて、弁体２６が駆
動ロッド２８ａによりコイルスプリング２９のばね力に
抗して押し込まれて連通孔ｌＯｂを閉塞する。したがっ
て、圧力室１６内の油圧が一層上昇して、筒状歯車１３
を圧縮スプリング１８のばね力に抗して後方向へさらに
移動させる。これによって、カムシャフト１とスプロケ
ット５とがさらに相対回動して例えば吸気バルブの閉時
期を早めるように制御する。

尚、本実施例では、筒状歯車１３の前方移動を圧縮スプ
リング１８によって行なっているが、これに限定されず
、圧縮スプリング１８の配置個所に別異の圧力室を設け
て該圧力室内の油圧によって行なうことも可能である。

この場合、該圧力室へ油圧を導入させる油圧回路に前述
と同様な油圧制御機構を設けることも可能である。この
ようにすれば、筒状歯車１３の前後両方向の移動位置を
さらに細かく制御することが可能になる。

また、電磁切換弁２４及び排出通路２３は、廃止するこ
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、油圧回
路に機関運転状態に応じて圧力室内の油圧を制御する油
圧制御機構を設けたため、筒状歯車の軸方向への移動位
置を、任意に設定することが可能になる。この結果、カ
ムシャフトと被回転体との相対回動位置も所望の位置に
保持することが可能となり、バルブタイミングを機関運
転状態に応じて精度良く制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＡ部拡大図、第２図は本発明に係るバ
ルブタイミング制御装置の一実施例を示す断面図である
。 １・・・カムンヤブト、５・・スプロケット（被回転体
）、１３・・・筒状歯車、１６・・・圧力室、１７・・
・油圧回路、２５・・・油圧制御機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関に駆動される被回転体とカムシャフトとの相
   対回動位相を決定する筒状歯車と、該筒状歯車を油圧回
   路により圧力室に導入された油圧を介して軸方向に移動
   させる駆動機構とを備えた装置において、前記油圧回路
   に機関運転状態に応じて前記圧力室内の油圧を制御する
   油圧制御機構を設け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。