JPH04330306A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JPH04330306A
JPH04330306A JP3098609A JP9860991A JPH04330306A JP H04330306 A JPH04330306 A JP H04330306A JP 3098609 A JP3098609 A JP 3098609A JP 9860991 A JP9860991 A JP 9860991A JP H04330306 A JPH04330306 A JP H04330306A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気バルブ
あるいは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。
【０００２】
【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、その一例として米国特
許第４，２３１，３３０号公報に記載されたものなどが
知られている。
【０００３】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スプロケッ
トは、筒状本体の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歯車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。
【０００４】
【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、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、製造作業能率の低下と
、製造コストの高騰を招いている。
【０００５】また、筒状歯車を軸方向へ移動させること
によってはじめてカムシャフトとスプロケットとの相対
回動を変換させるようになっているため、筒状歯車と内
外歯との噛合い摩擦抵抗などに起因してその軸方向の移
動遅れが生じ易くなり、バルブタイミング制御の応答性
が悪化する虞がある。
【０００６】
【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、とりわけカムシャフトの
端部に直径方向に沿って固着されたアームと、回転体の
内部軸方向に摺動自在に設けられて、逆止弁を介して油
圧室に供給された油圧により前記アーム方向へ進出する
一対のプランジャと、該各プランジャの先端部に設けら
れて、前記アームの両側縁を傾斜面で周方向に押圧する
押圧部と、前記各油圧室に対する油圧の給排を機関運転
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。
【０００７】
【作用】例えば機関低負荷域では、切替機構によって一
方側の第１プランジャの第１油圧室内の油圧を排出し、
他方側の第２プランジャの第２油圧室に対して逆止弁を
介して油圧を供給する。したがって、第１プランジャが
後退位置に保持され、第２プランジャが油圧によって進
出する。依って、該第２プランジャの押圧部が、傾斜面
で漸次アームの一端部側縁を回転体の正転方向とは逆の
負方向に押圧する。したがって、カムシャフトは、回転
体に対して負方向へ最大に相対回動して例えば吸気バル
ブの閉時期を遅らす回動位置に保持される。
【０００８】一方、機関が高負荷域に移行した場合は、
切替機構によって前記各油圧室への油圧の給排を切り替
え第２油圧室内の油圧を排出する一方、第１油圧室に油
圧を逆止弁を介して供給する。したがって、今度は前述
とは逆に第２プランジャが後退動すると共に、第１プラ
ンジャが進出して、この第１押圧部の傾斜面でアームの
他端部側縁を回転体の回転方向（正方向）に押圧する。 したがって、カムシャフトは、正方向へ最大に相対回動
して例えば吸気バルブの閉時期を進める回動位置に保持
される。
【０００９】そして、本発明では、カムシャフトの回転
時に発生する正負のトルク変動時つまり各押圧部がアー
ムから離間した時に各油圧室に速やかに供給された油圧
の逆流が逆止弁によって確実に規制されるため、各プラ
ンジャによるアームの正逆回動変換即ちカムシャフトの
相対回動変換を応答性良く行なうことができると共に、
該カムシャフトの最大の相対回動位置を確実に保持する
ことができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明に係るバルブタイミング制御装
置を所謂ＤＯＨＣ型内燃機関の吸気バルブ側に適用した
一実施例を示している。
【００１１】即ち、図中１は機関のクランク軸からタイ
ミングチェーン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、２はシリンダヘッド上部のカム
シャフト軸受３に支承されて、ドリブンスプロケット１
から伝達された回転力により吸気バルブを開閉するカム
シャフトであって、このカムシャフト２の一端部２ａに
は、略円筒状のスリーブ４が取付ボルト５により軸方向
から固着されている。
【００１２】このスリーブ４は、後端部に該カムシャフ
ト一端部２ａに有するフランジ部２ｂと嵌合する大径フ
ランジ部４ａが一体に設けられていると共に、先端部に
アーム６が取付ボルト５により共締め固定されている。 このアーム６は、図２〜図４に示すようにカムシャフト
２の直径方向に沿って設けられ、略円環状の固定用基部
７と、該基部７の上下端に突設された両端部８，９とか
らなり、該両端部８，９の同一方向に面する両側端面８
ａ，９ａがテーパ状に形成されている。尚、図中１０は
両フランジ部２ｂ，４ａの内部軸方向に亘って設けられ
たスリーブ４の位置決め用の大径ピン、１１はアーム６
の基部７とスリーブ４の先端部に亘って設けられたアー
ム６の位置決め用の小径ピンである前記ドリブンスプロ
ケット１は、略円柱状のスプロケット本体１２と、該ス
プロケット本体１２のカムシャフト２側一端部外周面に
一体に設けられた歯車１３と、スプロケット本体１２の
他端部に配置されて、取付ボルト５によりアーム６等と
一緒に共締めされた段差円板状のカバー部１４とを備え
ている。前記スプロケット本体１２は、一端部の外側面
に有する嵌合溝１２ａに嵌合した前記大径フランジ部４
ａに回転自在に支持されていると共に、前記アーム６の
両端部８，９に対応する位置に一対の有底円柱状のシリ
ンダ孔１５，１６が軸方向に沿って穿設されている。
【００１３】前記シリンダ孔１５，１６は、図中右端側
が底壁で閉塞されている一方、左端側の開口部１５ａ，
１６ａが各両端部８，９の略中央に臨んでいると共に、
内部に夫々図中上側の第１プランジャ１７と下側の第２
プランジャ１８が軸方向へ摺動自在に保持されている。 この各プランジャ１７，１８は、図３及び図４に示すよ
うに夫々軸方向に２分割されて該各前後分割部１７ａ，
１７ｂ、１８ａ，１８ｂの内部に隔壁１９，２０を介し
て前端側の第１，第２リザーバ室２１，２２と後端側の
第１，第２油圧室２３，２４が設けられている。この各
リザーバ室２１，２２と油圧室２３，２４とは、隔壁１
９，２０に穿設された連通孔２５，２６により連通して
いると共に、各油圧室２３，２４内には各連通孔２５，
２６の一端側を閉塞する第１，第２逆止弁２７，２８が
設けられている。即ち、この逆止弁２７，２８は、作動
油をリザーバ室２１，２２から油圧室２３，２４側にの
みの流入を許容し、油圧室２３，２４がリザーバ室２１
，２２への流入を規制するようになっている。また、各
前側分割部１７ａ，１８ａの先端には、前記両端部８，
９を周方向に押圧する第１，第２押圧部２９，３０が一
体に設けられている。この各押圧部２９，３０は、一側
面に両端部８，９のテーパ状側端面８ａ，９ａに摺接す
る傾斜面２９ａ，３０ａが形成されており、この各傾斜
面２９ａ，３０ａは、押圧部２９，３０の基端側から先
端側に亘って漸次低くなるように形成されている。 更に、各プランジャ１７，１８は、各油圧室２３，２４
内に弾装された圧縮スプリング３１，３２の小さなばね
力によって両端部８，９側へ進出する方向に付勢されて
いると共に、リザーバ室２１，２２に油圧回路３３を介
して作動油が供給されるようになっており、さらにこの
油圧回路３３は切替機構３４によって切り替えられるよ
うになっている。
【００１４】前記油圧回路３３は、オイルメインギャラ
リ３５から分岐して図外のシリンダヘッド，カムシャフ
ト軸受の内部及びカムシャフト２，取付ボルト５の軸方
向に連続して形成された主通路３３ａと、取付ボルト５
の軸部内で半径方向に分岐して該取付ボルト５の外周面
とカムシャフト２，スリーブ４のボルト挿通孔との間に
形成された環状通路３３ｂと、該環状通路３３ｂの下流
側から分岐してスリーブ４及びスプロケット本体１２の
各半径方向に沿って穿設されて、下流端が油孔３６，３
７を介してリザーバ室２１，２２に夫々連通する第１，
第２分岐通路３８，３９とから構成されている。また、
この各分岐通路３８，３９には、作動油をリザーバ室２
１，２２方向にのみ流入を許容するチェックバルブ４０
，４１が夫々設けられている。尚、主通路３３ａの上流
側には油圧を一定圧に調整するオリフィス４２が設けら
れている。
【００１５】前記切替機構３４は、図３及び図４に示す
ようにスプロケット本体１２内に設けられたドレン通路
４３，４４と、前記シリンダ孔１５，１６に並設された
弁孔４５，４６内に摺動自在に設けられて、該ドレン通
路４３，４４を適宜開閉する第１，第２開閉弁４７，４
８と、該開閉弁４７，４８に夫々作動油圧を導入する油
圧通路４９，５０とを備えている。
【００１６】前記ドレン通路４３，４４は、夫々上流端
４３ａ，４４ａが油圧室２３，２４の底部に接続されて
いる一方下流端４３ｂ，４４ｂが弁孔４５，４６に接続
されている。前記開閉弁４７，４８は、有底円筒状を呈
し、周壁の略中央にドレン通路４３，４４の下流端４３
ｂ，４４ｂと内部とを連通する通孔４７ａ，４８ａが径
方向に沿って穿設されていると共に、ストッパリング５
１，５１で支持された円環状のリテーナ５２，５２と上
端壁との間に弾装されたコイルスプリング５３，５４の
ばね力によって上方、つまり下流端４３ｂ，４４ｂを閉
塞する方向に付勢されている。また、開閉弁４７，４８
の内部は、リテーナ５２，５２のドレン孔５２ａ，５２
ａを介して外部と連通している。前記第１，第２油圧通
路４９，５０は、図１に示すように夫々シリンダヘッド
，カム軸受３及びカムシャフト２，スリーブ４内に略並
行に形成されて、その各上流端がオイルメインギャラリ
３５に接続されていると共に、下流端が開閉弁４７，４
８の上端壁と弁孔４５，４６との間に形成された受圧室
５５，５６に接続されている。また、前記各油圧通路４
９，５０の上流端には、電子コントローラ５７によって
該油圧通路４９，５０と排出通路５８，５９とを切り替
え作動する４方型の電磁弁６０が設けられている。前記
電子コントローラ５７は、内蔵されたマイクロコンピュ
ータがクランク角センサからの機関回転数やエアーフロ
ーメータからの吸入空気量その他スロットル開度センサ
や水温センサからの各種情報信号に基づいて現在の機関
運転状態を検出すると共に、該運転状態の変化に応じて
前記電磁弁６０に制御信号を出力するようになっている
。
【００１７】以下、本実施例の作用について説明する。 まず、機関の始動と同時にオイルポンプ６１の作動によ
りオイルメインギャラリ３５に圧送された作動油は、主
通路３３ａおよびオリフィス４２を通って環状通路３３
ｂから各分岐通路３８，３９に分流し、さらに油孔３６
，３７を通って各リザーバ室２１，２２に流入する。 ここから、逆止弁２７，２８を開成して連通孔２５，２
６から油圧室２３，２４内に流入する。
【００１８】そして、機関低負荷域では、電子コントロ
ーラ５７から斯かる運転状態に応じた制御信号が電磁弁
６０に出力される。したがって、この電磁弁６０は、図
１に示すように第１油圧通路４９とオイルメインギャラ
リ３５を連通する一方、第２油圧通路５０と排出通路５
８とを連通する。このため、第１油圧通路４９に流入し
た作動油は、図３に示すように第１受圧室５５内に流入
して内圧を上昇させ、第１開閉弁４７をコイルスプリン
グ５３のばね力に抗して押し下げる。依って、ドレン通
路４３と通孔４７ａが合致して第１油圧室２３内の作動
油がドレン通路４３から通孔４７ａ，第１開閉弁４７内
部及びドレン孔５２ａを介して外部に速やかに排出され
、第１油圧室２３内が低圧となる。このため、第１プラ
ンジャ１７は、進出することなく第１押圧部２９の傾斜
面２９ａがアーム６の一端部８側端面８ａに単に圧縮ス
プリング３１の小さなばね力で当接している状態となる
。
【００１９】一方、第２受圧室５６内の作動油は、第２
油圧通路５０を通って排出通路５８から外部に排出され
、該第２受圧室５６が低圧となる。このため、第２開閉
弁４８は、図４に示すようにコイルスプリング５４のば
ね力で上昇してドレン通路４４の下流端４４ｂを閉止す
る。したがって、前述のようにリザーバ室２２から第２
油圧室２４内に流入した作動油によって該第２油圧室２
４が高圧となり、第２プランジャ１８全体が高油圧と圧
縮スプリング３２との合成力によって前方へ速やかに進
出する。これにより、第２押圧部３０は、傾斜面３０ａ
がアーム６の他端部９側端面９ａに摺接しつつ該アーム
６を図２中反時計方向へ押圧し、カムシャフト２をドリ
ブンスプロケット１に対して反時計方向（負方向）へ最
大に相対回動させる。ここで、ドリブンスプロケット１
の時計方向の回転力によってアーム６からの反力で第２
押圧部３０を介して第２プランジャ１８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、カムシャフト２の時計方向の相対回動が
規制され、該カムシャフト２は吸気バルブの閉時期を遅
くする回動位置に保持される。
【００２０】一方、機関運転状態が高負荷域に移行した
場合は、電子コントローラ５７によって電磁弁６０が切
り替え作動し、第２油圧通路５０とオイルメインギャラ
リ３５を連通する一方、第１油圧通路４９と排出通路５
９とを連通する。このため、第２油圧通路５０に流入し
た作動油は、第２受圧室５６内に流入して第２開閉弁４
８をコイルスプリング５４のばね力に抗して押し下げる
。依って、ドレン通路４４と通孔４８ａが合致して第２
油圧室２４内の油圧が排出され、低圧状態になる。この
ため、第２プランジャ１８は、全体が後退移動して第２
押圧部３０がアーム６の他端部側端面９ａを単に圧縮ス
プリング３２の小さなばね力で当接した状態となる。
【００２１】他方、第１受圧室５５内の作動油は、第１
油圧通路４９を通って排出通路５９から外部に排出され
、低圧状態となる。このため、今度は第１開閉弁４７が
上昇してドレン通路４３の下流端４３ａを閉止する。 したがって、第１油圧室２３内が高圧となって、第１プ
ランジャ１７全体が高油圧と圧縮スプリング３１の合成
力で前方へ速やかに進出し、第１押圧部２９の傾斜面２
９ａでアーム６の一端部側端面８ａを図２中時計方向に
押圧する。これにより、カムシャフト２は、時計方向（
正方向）へ最大に相対回動し吸気バルブの閉時期を早く
する回動位置に保持される。
【００２２】このように、本実施例では、切替機構３４
によって各油圧室２３，２４に対する油圧を制御して各
プランジャ１７，１８の相対的な進退動を切り替えて、
アーム６を正逆回動させるようにしたため、カムシャフ
ト２の正逆相対回動を機関運転変化に応じて速やかに変
換させることができる。
【００２３】特に、各プランジャ１７，１８の進出移動
は、カムシャフト２に発生する正負の回転トルク変動時
つまり、アーム６の両端部８，９が各押圧部２９，３０
から離間しようとしたときに、各油圧室２３，２４内に
リザーバ室２１，２２から油圧が即座に供給されること
により行なわれるため、応答性が良好になると共に、僅
かな油圧によって進出移動が可能になる。
【００２４】しかも、各逆止弁２７，２８によって、リ
ザーバ室２０，２２から一旦油圧室２３，２４に流入し
た油圧の逆流が規制されるため、前記カムシャフト２の
正負の回転トルク変動などによる各プランジャ１７，１
８の後退移動が確実に防止され、応答性がさらに良好に
なると共に、カムシャフト２の常時安定かつ確実な相対
回動が得られ、かつ該カムシャフト２を正逆最大相対回
動位置に確実に保持することができる。
【００２５】また、油圧室２３，２４上流にリザーバ室
２０，２２を形成したことに加え、各分岐通路３８，３
９にチェックバルブ４０，４１を設けたため、機関停止
時においても各リザーバ室２０，２２内に作動油が保持
されている。このため、機関始動時に油圧室２３，２４
への作動油の供給が可能となり、各プランジャ１７，１
８の自由な進退動が抑制され、アーム６等への干渉によ
る打音の発生を防止できる。
【００２６】更に、各開閉弁４７，４８を、外部ではな
くスプロケット本体１２内に各プランジャ１７，１８と
並列状態で収納したため、装置全体の小型化が図れる。
【００２７】尚、本発明は、前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、排気側あるいは排気側と吸気側の両
方に適用することも可能である。
【００２８】
【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、カムシャフトと回転体との相対回動を従来のよ
うな筒状歯車ではなく、各プランジャを相対的に進退動
させることにより行なうようにしたため、構造が簡素化
されると共に、製造作業能率の向上と製造コストの低廉
化が図れる。
【００２９】また、前記各プランジャを機関運転状態に
応じて作動する切替機構によって進退動させるようにし
たため、大きな摩擦抵抗等の発生がなく機関運転状態に
応じた高精度かつ応答性の優れたバルブタイミング制御
が得られる。
【００３０】しかも、各油圧室には、逆止弁を介して作
動油を供給するようにしたので、カムシャフトの安定か
つ確実な相対回動が得られると共に、最大相対回動位置
を確実に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実
施例を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１…ドリブンスプロケット（回転体）、２…カムシャフ
ト、２ａ…一端部、６…アーム、８，９…両端部、８ａ
，９ａ…側端面（両側縁）、１７，１８…プランジャ、
２３，２４…油圧室、２７，２８…逆止弁、２９，３０
…押圧部、２９ａ，３０ａ…傾斜面、３４…切替機構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　機関の駆動力が伝達される略円柱状の
    回転体と、該回転体の回転力によってバルブを開閉作動
    するカムシャフトとの相対回動を変換してバルブの開閉
    時期を制御するバルブタイミング制御装置であって、前
    記カムシャフトの端部に直径方向に沿って固着されたア
    ームと、前記回転体の内部軸方向に摺動自在に設けられ
    て、逆止弁を介して油圧室に供給された油圧により前記
    アーム方向へ進出する一対のプランジャと、該各プラン
    ジャの先端部に設けられて、前記アームの両側縁を傾斜
    面で周方向に押圧する押圧部と、前記各油圧室に対する
    油圧の給排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。
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