JPH0486310A - 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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JPH0486310A
JPH0486310A JP2203358A JP20335890A JPH0486310A JP H0486310 A JPH0486310 A JP H0486310A JP 2203358 A JP2203358 A JP 2203358A JP 20335890 A JP20335890 A JP 20335890A JP H0486310 A JPH0486310 A JP H0486310A
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rotational
camshaft
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gear
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JP2203358A
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Seiji Suga
聖治 菅
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Hitachi Ltd
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Atsugi Unisia Corp
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Publication date
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

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。
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４，２３１
，３３０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
ムシャフトの前端部には、外周に外歯が形成されている
。一方、該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、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。
また、筒状歯車がカムシャフトの軸方向へ延設されてい
ると共に、カムシャフトとスプロケットとの大きな相対
回転角度を得るために該軸方向に大きく移動するように
なっているため、バルブタイミング制御装置の大きな設
置スペースが必要となる。この結果、内燃機関の大型化
が余儀なくされ、エンジンルームの大きさによっては、
該装置の設置が不可能になる虞がある。
更に、筒状歯車の移動位置を油圧によって制御している
が、斯かる制御油（潤滑油）はその温度や機関回転数の
変化によって粘性等の特性が変化し易く、したがって、
その油圧を一定に保持することが困難である。このため
、筒状歯車の移動位置制御が不安定となり、バルブタイ
ミング制御の不安定化を招いている。
課題を解決するための手段 本発明は前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、
とりわけカムシャフトの回転体側端部に歯車を設ける一
方、前記回転体の内側面に、前記歯車と噛合する回転部
材を設け、更に、機関運転状態に応じて前記回転部材の
直径方向の外周面画端部に一対の非回転部材を相対的に
当接させて、前記回転部材の回転方向を変換させる回転
変換機構を設け、前記回転体から回転変換機構を介して
前記回転部材に伝達された正逆回転力により前記回転体
とカムシャフトとの相対同転位相を変換させるようにし
たことを特徴としている。
作用 例えば、機関低負荷域では、回転変換機構が、自身の一
方側の非回転部材を回転部材の外周面一端部に当接させ
ると、この摩擦抵抗により回転体の回転力を介して前記
回転部材が例えば正転方向に回転する。これにより、歯
車を介してカムシャフトを回転体に対して例えば吸気バ
ルブの閉時期を遅らす方向に相対回転させることができ
る。
一方、機関が例えば高負荷域に移行した場合は、回転変
換機構か、−刃側非回転部材の回転部材に対する当接を
解除すると共に、他方側の非回転部材を回転部材の外周
面他端部に当接させると、この摩擦抵抗により回転体の
回転力を介して回転部材か逆転する。これにより、歯車
を他方向に回転させ、カムシャフトを回転体に対して例
えば吸気バルブの閉時期を早める方向に相対回転させる
ことができる。
尚、回転体の通常の回転力は、回転部材及び歯車を介し
てカムシャフトに伝達される。
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図乃至第４図はＤ　ＯＨＣ型内燃機関に適用した本
発明の一実施例を示し、図中１はシリンダヘッド−Ｌ部
のカム軸受２に支承されて、吸気バルブを図外のカムに
より開閉するカムシャフト、３は該カムシャフト１の一
端部１ａに回転自在に支承されて、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
スプロケットであって、前記カムシャフト１の一端部１
ａ端縁には、平形の歯車４が取付ボルト５によって固定
されている。
前記ドリブンスプロケット３は、外周に２連の歯形６ａ
を有する断面路コ字形のスブロケ・ソト本体６と、該本
体６の一端開口を閉塞する円板状のカバー７とを備えて
いる。前記本体６は、中央のカムシャフト孔の孔縁に突
設されたフランジ部６ｂを介してカムシャフト一端部１
ａに回転自在に支持されていると共に、側壁に第２図に
示す上下方向の中心線Ｐと直交する方向でかつ互いに外
周側にオフセットした細長い一対の第１開口窓８゜８が
形成され、また中心線Ｐ上の外周寄りの対称位置に、前
記各開口窓８，８と並行な細長い一対の第２開口窓９，
９が形成されている。一方、カバー７には、前記第１．
第２開口窓８，８，９゜９と同形状でかつ対向した位置
に夫々第１．第２開口窓１０，１０，１１．１１が形成
されている。
更に、前記本体６の側壁内側面には、第１開口窓８，８
の内側でかつ中心線Ｐの左右対称位置に、夫々一対の軸
受１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂが軸方向へ一定間隔
をもって配置されており、この軸受１２ａ、１２ｂ、１
３ａ、１３ｂには、前記歯車４の両側に夫々噛合した一
対のウオームＩ４．１５が各両端の支軸１６ａ、１６ｂ
、　　■７ａ。
１７ｂを介して回転自在に設けられている。また、この
対角線上に存する支軸１６ｂ、１７ａの各外端縁に、各
第１開ロ窓８，１０内に臨む第１平歯車１．８．１９が
夫々連結されている。更にまた、各第１．第２開ロ窓８
，１０，９，１．１間の中心線Ｐ上には、第２の軸受２
０，２１が設けられており、この各軸受２０，２１に支
持された支軸２２．２３の内端に、前記第１開口窓８，
１０内に臨んで各第１平歯車１８．１９に噛合する第２
平歯車２４．２５が連結され、支軸２２．２３の外端に
は、第２開口窓９，１１に臨む比較的大径な円板状の回
転部材２６．２７が連結されている。
この回転部材２６．２７は、各第２開口窓９，１１．９
．１１から外方へ十分に突出されている。
したがって、回転変換機構２８を介してドリブンスプロ
ケット３の回転力が回転部材２６．２７に伝達されるよ
うになっていると共に、回転部材２６．２７の回転力が
ウォーＡＩ４．１５を介して歯車４に伝達されるように
なっている。
また、回転変換機構２８は、第１図に示すようにドリブ
ンスプロケット３の両側に配置された左右−・対の第１
．第２非回転部材２９．３０と、該非回転部材２９．３
０をカムシャフト軸方向（図中左右方向）へ移動させる
作動部３１とを備えている。前記非回転部材２９．３０
は、夫々略円板状の高摩擦材好ましくはゴム等によって
被覆された部材で形成され、外周側対向内面間に介装さ
れた連結部材３２によって連結されていると共に、両対
向内面間の寸法は回転部材２６．２７の外径よりも大き
く設定されている。更に、カムシャフト１側つまり図中
右側の第２非回転部材３０は、中央にカムシャフト一端
部１ａが遊挿する挿通孔３０ａが形成されている一方、
図中左側の第２非回転部材は、外方へ膨出形成された中
央部２９Ｈの中心位置に固定用孔２９ｂが突設されてい
る。
前記作動部３１は、ロッカカバー３３に前端部が固着さ
れた略円筒状のケーシング３４内部にシリンダ３５が形
成されていると共に、該シリンダ３５内に図中左右方向
へ液密的に摺動しつつシリンダ３５内を左右の第１．第
２油圧室３５ａ、３５ｂに隔成する円板状のピストン３
６が収納されている。また、このピストン３６の中央部
に、作動軸３７の一端部３７ａがかしめ固定されており
、この作動軸３７は、他端部３７ｂがロッカカバー３３
の貫通孔を貫通して前記第１非回転部材２９の固定用孔
２９ｂにかしめ固定されていると共に、略中央部の外周
面軸方向に形成された長溝３７ｃ内に前記貫通孔内周面
の突起部３３ａが係入して自由回転が規制されるように
なっている。これによって、各非回転部材２９．３０の
自由回転も規制されている。また、前記第１．第２油圧
室３５ａ、３５ｂ内には、前記ピストン３６を中立位置
に保持する第１．第２圧縮スプリング３８．３９が夫々
装着されていると共に、油圧供給通路４０゜４１を介し
てオイルポンプ４２により圧送されたＭｂ圧か供給され
るようになっている。前記各油圧供給通路４０．／ＩＩ
は、油圧回路途中に介装された３ボ一ト２位置の電磁切
換弁４３によって切換制御され、また相対的にドレン通
路／Ｉ／Ｉと連通するようになっている。この電磁切換
弁４３は、クランク角センサやエアフローメータ等から
の信号を人力して現在の機関運転状態を検出する図外の
電子コントローラによって切換え作動されるようになっ
ている。
尚、第１圧縮スプリング３８のばね力は、ケーシング３
４の外壁に螺着されたアジャストスクリュー４５により
スプリングシート４６を介して調整できるようになって
いる。
また、前記カムシャフト１とドリブンスプロケット３と
の間には、該両者の正逆最大相対回転位置を規制する図
外のストッパ部材が設けられている。
したがって、例えば機関低負荷域では、電子コントロー
ラからの出力信号によって電磁切換弁４３が切換え作動
し、第１油圧供給通路４０を介して第１油圧室３５ａ内
に高油圧が供給されて内圧が上昇する一方、第２油圧室
３５ｂ内の油がドレン通路４４から外部に排出されて低
圧となる。このため、ピストン３６が、第２油圧室３５
ｂ側に摺動して作動軸３７を介して非回転部材２９，３
０全体を右方向に移動させ、第１非回転部材２９の内面
を回転部材２６．２７の外周面一端部２６ａ、２７ａに
当接させる。依って、この回転部材２６．２７は、第１
非回転部材２９との摩擦抵抗によりドリブンスプロケッ
ト３の回転に伴って互いに反対方向（破線矢印方向）に
回転し、このため、両ウオーム１４．１５も第２平歯車
１８，１９、第３平歯車２４．２５を介して夫々反対方
向に回転し、歯車４を第２図の反時計方向に減速回動さ
せる。したがって、カムシャフト１は、ドリブンスプロ
ケット３に対して反時計方向に相対回動し、ストッパ部
材に突き当たった最大相対回動位置つまり吸気バルブの
閉時期を最大に遅らす位置に至った時点で電磁切換弁４
３をオフしてピストン３６を中立位置に戻し第１非回転
部材２９を回転部材２６．２７から離間させ、この相対
回動位置が保持される。
次に、機関が例えば高負荷域に移行した場合は、電磁切
換弁４３の切換え作用により、今度は第２油圧室３５ｂ
内に油圧が供給されて内圧が上昇する一方、第１油圧室
３５ａ内の油圧がドレン通路４４を介して外部に排出さ
れ低圧状態となる。このため、ピストン３６は、第１油
圧室３５ａ側へ摺動して作動軸３７を介して第２非回転
部材３０■５ 】６ の内面を回転部材２６．２７の各外周面他端部２６ｂ、
２７ｂに当接させる。依って、この回転部材２６．２７
は、第２非回転部材３０との摩擦抵抗によりドリブンス
プロケット３の回転に伴い前述とは逆の互いに反対方向
（実線矢印方向）に回転する。このため、両ウオーム１
４，１５も各平歯車１８，２４，１９．２５を介して夫
々反対方向に回転し、歯車４を第２図の時計方向に減速
回動させる。したがって、カムシャフト１は、時計方向
に相対回動し、ストッパ部材に突き当たった反対側の最
大相対回動位置つまり吸気バルブの閉時期を最大に早め
る位置に至った時点で電磁切換弁４３をオフしてピスト
ン３６を中立位置に戻し、第２非回転部材３０を回転部
材２６．２７から離間させこの相対回動位置が保持され
る。
尚、ドリブンスプロケット３の通常の回転力は、両ウオ
ーム１４．１５と歯車４との噛合いを介してカムシャフ
ト１に伝達されることは勿論である。
本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく
、ウオームや平歯車を単一化することも可能であり、ま
た、カムシャフトｌとドリブンスプロケット３との相対
回動位置規制を、ストッパ部材ではなく、両者１，３の
相対角度位置を検出した信号に基づいて電磁切換弁４３
を制御し、各油圧室３５ａ、３５ｂに作用する油圧を制
御することによって規制することも可能であり、このよ
うにすれば、両者１，３の相対回転角度を任意に設定す
ることもできる。
また、各平歯車１８．＋９．２４．２５の径を変えれば
、歯車４の減速比を任意に変更できる。
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、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、回転体の回転力を回転部材に伝達して行なうと
共に、回転変換機構を介して相対回転変換を行なうよう
にしたため、高精度かつ円滑なバルブタイミング制御が
得られることは勿論のこと、特にはす歯が不要になるの
で製造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。
また、回転部材を回転体の内側面に設け、回転部材を回
転させることによって回転体とカムシャフトとを相対回
動させるようにしたため、回転体付近の軸方向の短尺化
が図れ、設置スペースの自由度が向上する。
しかも、カムシャフトと回転体の相対回動を温度等によ
って特性が変化し易いＭ１圧によって行なうのではな（
、回転部材と回転変換機構との接触によって行なうよう
にしたため、安定かつ確実なバルブタイミング制御が可
能になる。
【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一実
施例を示す断面図、第２図は第１図のＡ矢視図、第３図
は第２図のｘ−Ｘ線断面図、第４図は第２図のＹ−Ｙ線
断面図である。 １・・カムシャフト、１ａ・・・−・端部、３・・ドリ
ブンスプロケット（回転体）、４・・・歯車、２６，２
７・・・回転部材、２６ａ、２７ａ・・・一端部、２６
ｂ２７ｂ・・他端部、２８・・回転変換機構、２９，３
０・・・非回転部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）機関の駆動力によって回転する回転体とカムシャ
    フトとの相対回転位相を変換させて吸気・排気バルブの
    開閉時期を可変制御する装置であって、前記カムシャフ
    トの回転体側端部に歯車を設ける一方、前記回転体の内
    側面に、前記歯車と噛合する回転部材を設け、更に、機
    関運転状態に応じて前記回転部材の直径方向の外周面両
    端部に一対の非回転部材を相対的に当接させて、前記回
    転部材の回転方向を変換させる回転変換機構を設け、前
    記回転体から回転変換機構を介して前記回転部材に伝達
    された正逆回転力により前記回転体とカムシャフトとの
    相対回転位相を変換させるようにし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。
JP2203358A 1990-07-31 1990-07-31 内燃機関のバルブタイミング制御装置 Pending JPH0486310A (ja)

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JP2203358A JPH0486310A (ja) 1990-07-31 1990-07-31 内燃機関のバルブタイミング制御装置
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