JPH0536962Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は車輌用エンジンの吸気と排気のバルブ
タイミングを調整する装置、具体的にはツインカ
ムエンジンのエンジン回転数に応じて吸排気バル
ブのリフト特性を変え得るようにした可変バルブ
タイミング装置に関する。

〔従来技術〕

ツインカムエンジンにおいて吸排気バルブのリ
フト特性はエンジンの性能、性格を左右する重要
な要素となつている。従来からエンジンの使用条
件に応じて適切なバルブタイミングを設定するた
めに、カムシヤフトにヘリカルスプライン係合す
るスライダーを装着し、該スライダーを油圧等の
アクチユエータで軸方向に移動させるようにし、
アクチユエータの制御をエンジン回転数や負荷に
応じてコントローラにより行うバルブタイミング
制御システムが知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のバルブタイミング制御システムはカムシ
ヤフトに位相差を与えるためのスライダーを、エ
ンジンの回転数や負荷等を検出し、この検出信号
を用いて油圧装置等で移動させているので、全体
の構造が複雑となり、形状や重量も大きく、コス
ト高となる問題があり、このため高級乗用車にし
か使用されていなかつた。

本考案は構造が簡素で小形軽量に構成され、作
動も確実で二輪車、軽自動車を含む一般の大衆乗
用車に安価に採用し得る可変バルブタイミング装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案による可変バルブタイミング装置は、カ
ムシヤフトの外周にスプライン係合されかつスプ
リング力で該シヤフトの後方へ向けて押圧されて
いるスライダーと、前記カムシヤフトに軸方向移
動不能に軸支されかつ前記スライダーとヘリカル
スプライン係合するプーリと、前記スライダーに
固着されかつ前記プーリの端面との間にテーパ状
空間部を画成するリアカバーと、前記テーパ状空
間部に収納されたウエイトローラとを有し、前記
プーリがエンジンクランク軸に回転連結されエン
ジンの回転速度に応じて前記ウエイトローラの作
用で前記スライダーの軸方向位置が変化し、前記
ヘリカルスプライン係合によつて前記プーリと前
記カムシヤフトの位相差がもたらされるようにし
たものである。

〔作用〕

エンジン出力軸に歯付きベルトを介して連結さ
れるプーリの回転により、スプライン係合してい
るスライダーを介してカムシヤフトが回転すると
ともにプーリ内のウエイトローラも回転する。エ
ンジンの高速回転時には前記ウエイトローラがそ
の遠心力で半径方向外方へ移動し、その軸方向分
力により該ローラとテーパ係合しているリアカバ
ーがスライダーとともにカムシヤフトの先端側へ
スプリング力に抗して移動し、前記プーリと前記
スライダーとのヘリカルスプライン係合で該プー
リと前記カムシヤフトの回転方向位相差が生じ
る。エンジンのアイドリング時あるいは低速走行
時には前記ウエイトローラの遠心力が低下し、前
記スプリング力によつて前記スライダーが元の位
置へ戻り、位相差がなくなる。スプリングのばね
定数と前記ローラの重量を予め適切に設定してお
くことにより、エンジン回転数に応じて前記スラ
イダーの軸方向位置を可変にでき、吸気側および
排気側の２つのカムシヤフト間の位相差の大きさ
や位相差とエンジン回転数の関係を任意に選定し
てバルブタイミングを可変にできる。

〔実施例〕

次に本考案を実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は本考案の実施例の縦断面図であり、カ
ムシヤフト１の外周にころがり軸受１１を介して
プーリ２が軸支されている。プーリ２の外周はス
プロケツト２ａが形成され、図示しないエンジン
クランク軸に歯付きベルトを介して連結されてい
る。プーリ２の先端面即ちバルブカム（図示省
略）と反対側の端面は中心側が凹となつたテーパ
面が形成されている。

カムシヤフト１の外周には該シヤフトとスプラ
イン係合して軸方向に移動可能なスライダー５が
装着されている。このスライダー５はまたプーリ
２の内径部２ｂとヘリカルスプライン係合してい
る。さらにスライダー５の外周部には、前記プー
リ２のテーパ付き先端面と対向するテーパ面４ａ
をもつリアカバー４が止め輪１３によつて固定さ
れ、これによつてプーリ２の凹形の先端面が該カ
バーで蓋閉されている。スライダー５の先端部と
カムシヤフト先端にナツト８により固定された端
板７との間に、該スライダーをシヤフト先端側へ
向けて押圧するリターンスプリング６が装着され
ている。

図示のようにプーリ２の凹形の先端面とリアカ
バー４のテーパ面４ａとによつてこの間に周方向
外方が先細となつたテーパ状空間部１５が画成さ
れる。そしてこのテーパ状空間部１５内にウエイ
トローラ３が該プーリおよび該リアカバーに接す
るように収納されている。後述の如くウエイトロ
ーラ３はプーリ２およびリアカバー４の回転によ
り遠心力で外方へ移動するがこのウエイトローラ
２の動きを潤滑するためにリアカバー４とプーリ
２との間にＯリング１４が介在されてシールされ
ている。またスライダー５の軸方向移動をなめら
かにするためにカムシヤフト１とスライダー５間
にブツシユ等のすべり軸受９が装着され、リアカ
バー４とスライダー５の間にもブツシユ１０が介
在されている。１２はプーリ２とカムシヤフト１
間のころがり軸受１１の止め輪である。なお第１
図は、カムシヤフト１の中心から上側半体部分が
高速回転時の状態、下側半体部分が停止時の状態
を表わしている。

このような構成において、エンジンのクランク
軸から歯付きベルトを介してプーリ２を駆動する
ことにより、プーリ２とスライダー５間のヘリカ
ルスプライン係合およびスライダー５とカムシヤ
フト１間のスプライン係合を介してカムシヤフト
１に回転力が伝達され、スライダー５、リアカバ
ー４およびウエイトローラ３も同方向に回転す
る。エンジン回転数が上昇するとウエイトローラ
３に遠心力が発生し、該ローラとテーパ面４ａで
係合しているリアカバー４に該ローラによる軸方
向分力が作用し、この軸方向分力がリターンスプ
リング６のばね力に打ち勝つとリアカバー４を介
してスライダー５をシヤフト前方へ移動させる。
前述の如くスライダー５はヘリカルスプラインで
プーリ２と係合しているので、スライダー５の軸
方向移動に伴ない、カムシヤフト１とプーリ２間
に回転方向の位相ずれが生じ、その結果、吸気側
カムシヤフトと排気側カムシヤフト間に位相差を
与える。

エンジン回転数が低下すると、ウエイトローラ
３の遠心力が弱まり、リターンスプリング６の力
でスライダー５が元の位置に戻り、プーリ２とカ
ムシヤフト１間の位相差もなくなる。ウエイトロ
ーラ３の重さ、リターンスプリング６のばね定数
を適切に設定しておくことにより、スライダー５
を中間位置に保持することもでき、このようにし
てカムシヤフトとプーリ間、あるいは２つのカム
シヤフト（吸気側、排気側）間の位相差の大きさ
や、位相差とエンジン回転数の関係を任意に選定
することができ、エンジン回転数に比例したバル
ブタイミングを可変できる。第２図に本考案によ
るスライダーの変位特性の一例、即ちエンジン回
転数（横軸）に対するスライダーの軸方向変位
（縦軸）との関係を示す。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、スライダ
ーおよびヘリカルスプライン係合を用いた可変バ
ルブタイミング装置において、前記スライダーの
移動動作を、内蔵したローラの遠心力を利用して
行わせるようにしたので、従来の油圧アクチユエ
ータを用いる場合と比べて構造がはるかに簡素か
つ小形、軽量となり、作動も確実で故障が少な
く、低コストの可変バルブタイミング装置が得ら
れる効果がある。低コスト、小形、軽量の故に、
高級車のみならず、一般大衆四輪車、軽自動車、
二輪車にも効果的適用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例の縦断面図、第２図
は本考案の実施例におけるスライダー変位特性を
示す図である。 １……カムシヤフト、２……プーリ、３……ウ
エイトローラ、４……リアカバー、５……スライ
ダー、６……リターンスプリング、１５……テー
パ状空間部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カムシヤフトの外周にスプライン係合されかつ
   スプリング力で該シヤフトの後方へ向けて押圧さ
   れているスライダーと、前記カムシヤフトに軸方
   向移動不能に軸支されかつ前記スライダーとヘリ
   カルスプライン係合するプーリと、前記スライダ
   ーに固着されかつ前記プーリの端面との間にテー
   パ状空間部を画成するリアカバーと、前記テーパ
   状空間部に収納されたウエイトローラとを有し、
   前記プーリがエンジンクランク軸に回転連結され
   エンジンの回転速度に応じて前記ウエイトローラ
   の作用で前記スライダーの軸方向位置が変化し、
   前記ヘリカルスプライン係合によつて前記プーリ
   と前記カムシヤフトの位相差がもたらされること
   を特徴とする可変バルブタイミング装置。