JPH0610625A

JPH0610625A - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JPH0610625A
Application number: JP4168699A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 藤篤佐; Kanetake Aoki; 木金剛青
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】エンジンの弁開閉時期制御装置の弁開閉時期
の応答性向上を図る。【構成】入力プーリ１６とカムシャフト１３と一体に
結合されるケース３６とをヘリカルスプライン３２、３
４、３５、３７を介して円筒状ピストン３３で連結し、
ケース３６をカップ状としてその外周に隙間４８をもっ
てカップ状のカバー４９を係合させる。この隙間４８に
は粘性流体を封入するが、その際に、入力プーリ１６と
ケース３６との間に配設した第１シールリング５５と、
入力プーリ１６とカバー４９との間に配設した第２シー
ルリング５６によって、その漏れ防止を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極低温冷凍機に関する
ものであり、例えばギフォードマクマホンサイクル式冷
凍機に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係わる従来技術として、例えば
特開平２−２４１９１４号公報に開示された「弁開閉時
期制御装置」がある。この従来技術を図３に基づいて説
明すると、カムシャフト７１には図示しないカムが配設
されると共に、カムシャフト７１の端部の外周面上には
入力プーリ７２が相対回転可能に支承されている。入力
プーリ７２のボス部７３の外周面と円筒状ピストン７４
の内周面には噛合しあうヘリカルスプラインがそれぞれ
形成され、互いに相対回転可能に係合しあっている。ま
た、円筒状ピストン７４の外周面とダンパーケース７５
の内周面には噛合しあうヘリカルスプラインがそれぞれ
形成され、互いに相対回転可能に係合しあっている。

【０００３】円筒状ピストン７４の図示左面側にはダン
パーケース７５に囲まれて圧力室７６が形成され、円筒
状ピストン７４の図示右面に形成された凹部７７と入力
プーリ７２との間にはスプリング７８が張設されてい
る。この圧力室７６はカムシャフト７１内に形成された
油路７９を介して図示しない油圧制御弁と連通してお
り、圧力室７６への油圧供給，排出を可能にしている。

【０００４】ダンパーケース１５にはその径方向に延在
するフランジ８０が形成され、入力プーリ７２とフラン
ジ８０との間には隙間をもって係合するラビリンス部８
１が形成されている。このラビリンス部８１を覆うよう
にカバー８２がその外周部において入力プーリ７２にシ
ールリング８３を介して固設され、その内周部はＸ字形
シールリング８４を介してダンパーケース７５と摺動可
能に係合している。これらのシールリング８３，Ｘ字形
シールリング８４と共に、入力プーリ７２とダンパーケ
ース７５との間にはＸ字形シールリング８５が配設さ
れ、ラビリンス部８１に封入する粘性流体の外部漏れを
防止している。

【０００５】以上のような構成を有する従来技術の弁開
閉時期制御装置では、圧力室７６に油圧を供給すること
でカムシャフト７１の回転により開閉駆動される弁の開
閉時期が進角し、圧力室７６に供給した油圧を排出する
ことで弁の開閉時期が元に戻る。また、弁に配設された
スプリングによってカムシャフト７１は変動トルクを受
けるが、ラビリンス部８１のダンパー効果によってこの
変動トルクが吸収される。

【０００６】ところで、圧力室７６への油圧供給時およ
び圧力室７６からの油圧排出時には、円筒状ピストン７
４が図示水平方向に移動すると共に、各ヘリカルスプラ
インの作用によって入力プーリ７２と円筒状ピストン７
４との間および円筒状ピストン７４とダンパーケース７
５との間で相対回転が発生する。従って、入力プーリ７
２および入力プーリ７２に固設されたカバー８２とダン
パーケース７５との間にも相対回転が発生し、Ｘ字形シ
ールリング８４，８５はダンパーケース７５の外周上を
摺動する。この結果、２つのＸ字形シールリング８４，
８５が発生する摺動抵抗によって入力プーリ７２および
入力プーリ７２に固設されたカバー８２とダンパーケー
ス７５との間の相対回転速度が低下し、弁開閉時期の切
り換え速度の応答性が低下するといった不具合を有して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では弁
開閉時期制御装置の弁開閉時期の応答性向上を、その技
術的課題とする。

【０００８】

【発明の構成】

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、入
力プーリと、入力プーリと相対回転可能に係合する円筒
状ピストンと、円筒状ピストンと相対回転可能に係合す
るカップ状ケースと、ケースと一体的に結合されるカム
シャフトと、カップ状ケースの外周上に隙間をもって係
合し、入力プーリと一体的に結合されるカップ状カバー
と、隙間に封入される粘性流体と、入力プーリとカップ
状ケースとの間に配設される第１シール手段と、入力プ
ーリとカップ状カバーとの間に配設される第２シール手
段とから弁開閉時期制御装置を構成し、粘性流体は第
１，第２シール手段によって隙間内に封止されているよ
うにしたことである。

【００１０】

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、カップ
状ケースとカップ状カバーとの間に形成された隙間に封
入される粘性流体は、第１，第２シール手段によって隙
間内に封止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。

【００１２】図１において、エンジン１１は駆動力を出
力するクランクシャフト１２および図示しない吸排気弁
を開閉するカム（図２に図示）を駆動するカムシャフト
１３を有している。本実施例ではＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌ
ｅＯｖｅｒＨｅａｄＣａｍｓｈａｆｔ）タイプ
であるため、カムシャフト１３が２本あり、それぞれク
ランクシャフト１２によってベルト１４およびプーリ１
５，１６，１７を介して同時に駆動される。そして、ク
ランクシャフト１２の回転位置およびカムシャフト１３
の回転位置（２本のカムシャフトのうち、いずれか片
方）は、それぞれ第１，第２センサ１８，１９によって
常時検出され、その検出信号はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２０に入力されて
いる。また、図示しないスロットルの開度信号やエンジ
ン１１の水温信号等もＥＣＵ２０に入力されている。Ｅ
ＣＵ２０はこれらの信号を受けて、油圧制御弁２１に制
御電流を出力する。

【００１３】油圧制御弁２１は後述する位相変化手段２
２への油圧供給，排出を制御するもので、位相変化が必
要な時には油圧制御弁２１が油圧ポンプ２３と位相変化
手段２２とを連通して、位相変化手段２２に油圧を供給
し、位相変化が不要な時には油圧制御弁２１が位相変化
手段２２とドレン２４とを連通して、位相変化手段２２
から油圧を排出する。

【００１４】図２に示すように、第２センサ１９が係合
するカムシャフト１３には、複数（図２では１つのみ図
示）のカム２５が配設されると共に、その端部にはカム
シャフト１３の回転位相を変化させる位相変化手段２２
が配設されている。

【００１５】カムシャフト１３の端部において、その外
周面上には入力プーリ１６が相対回転可能に支承され、
そのボス部３１外周面上には第１ヘリカルスプライン３
２が形成されている。円筒状に形成されたピストン３３
の内外周面上には第２，第３ヘリカルスプライン３４，
３５が形成され、第２ヘリカルスプライン３４は第１ヘ
リカルスプライン３２と噛合する。更に、カップ状に形
成されたケース３６は、その内周面上に第４ヘリカルス
プライン３７が形成されて第３ヘリカルスプライン３５
と噛合し、ケース３６の中心部はボルト３８，ピン３９
によってカムシャフト１３に一体的に結合されている。
従って、入力プーリ１６とピストン３３とが相対回転可
能に係合し、ピストン３３とケース３６とも相対回転可
能に係合する。

【００１６】ピストン３３は、入力プーリ１６のボス部
３１外周上とケース３６の内周面上とによって囲まれた
空間内で、第１，第２，第３，第４ヘリカルスプライン
３２，３４，３５，３７間の噛合に従って図示左右方向
へと往復動するものだが、ピストン３３の図示左面には
圧力室４０が形成され、その図示右面に形成された凹部
４１と入力プーリ１６との間にはスプリング４２が張設
される。圧力室４０はカムシャフト１３内に形成された
油圧通路４３およびエンジン１１本体に形成された油圧
通路４４を介して油圧制御弁２１と連通している。ま
た、スプリング４２が張設されている空間４５は入力プ
ーリ１６に形成された排出路４６およびエンジン１１本
体に形成された排出路４７を介してドレン２４と連通し
ている。

【００１７】カップ状のケース３６の外周上には隙間４
８をもってカップ状のカバー４９が相対回転可能に係合
しており、この隙間４８内には粘性流体が適量封入さ
れ、ダンパー５３が構成される。また、ケース３６の外
周部には軸方向に溝５４が適宜数形成されている。カバ
ー４９はスクリュー５０によって入力プーリ１６と一体
的に結合され、その中央には粘性流体供給用の孔５１が
形成されているが、粘性流体封入後にはゴムカバー５２
によって封止される。そして、入力プーリ１６とケース
３６との間にはＸ字形の第１シールリング（第１シール
手段）５５が配設されると共に、入力プーリ１６とカバ
ー４９との間にはＸ字形の第２シールリング（第２シー
ル手段）５６が配設されて、ゴムカバー５２と共に粘性
流体の外部への漏れを防止している。

【００１８】以上の構成を有する弁開閉時期制御装置の
作動について説明する。

【００１９】エンジン１１の始動に伴ってクランクシャ
フト１２が回転し、ベルト１４を介して入力プーリ１
６，１７が回転駆動される。入力プーリ１６と係合する
カムシャフト１３にはエンジン１１の図示しない吸気弁
が係合し、入力プーリ１７と係合するカムシャフト１３
には図示しない排気弁が係合して、それぞれ開閉駆動さ
れる。この結果、エンジン１１の図示しない各気筒には
空気および燃料が供給されると共に排気ガスが排出され
る。

【００２０】入力プーリ１６とカムシャフト１３との回
転位相は通常ある一定位相に保持されており、その決め
られた位相に従って吸気弁が開閉駆動される。ところ
で、エンジン１１は低速回転域から高速回転域まで幅広
い回転域をもっており、吸排気弁の開閉時期には各回転
域に応じて最適な時期が存在する。そこで、弁開閉時期
制御装置を用いて吸排気弁の開閉時期をエンジン１１の
回転域に応じて変化させることができる。

【００２１】即ち、ＥＣＵ２０には第１センサ１８の出
力信号が入力されることで、エンジン１１の回転数情報
が入力されており、エンジン１１のある回転域（例えば
アイドルおよび高速回転域）では、圧力室４０に油圧を
供給しないように、ＥＣＵ２０が油圧制御弁２１を制御
する。つまり、油圧制御弁２１は圧力室４０とドレン２
４とを連通させ、圧力室４０と油圧ポンプ２３とを連通
させない。従って、位相変化手段２２は図２に示す状態
であり、円筒状ピストン３３はスプリング４２によって
図示左方へと付勢され、圧力室４０内の容積は最小状態
となる。このとき、ベルト１４によって入力される入力
プーリ１６の回転トルクは、入力プーリ１６〜第１，第
２ヘリカルスプライン３２，３４〜円筒状ピストン３３
〜第３，第４ヘリカルスプライン３５，３７〜ケース３
６〜カムシャフト１３と伝達されて、カムシャフト１３
およびカム２５が回転し弁が開閉駆動される。

【００２２】そして、エンジン１１の回転域が変化し、
エンジン１１の他のある回転域（例えば低速および中速
回転域）になると、ＥＣＵ２０は油圧制御弁２１を制御
して、圧力室４０と油圧ポンプ２３とを連通させる。こ
の結果、圧力室４０には油圧が供給され、円筒状ピスト
ン３３はスプリング４２の付勢力に抗して図示右方へと
移動する。従って、圧力室４０の容積は最大となる。こ
のとき、第１，第２ヘリカルスプライン３２，３４の作
用によって、入力プーリ１６と円筒状ピストン３３との
間に相対回転が生じると共に、第３，第４ヘリカルスプ
ライン３５，３７の作用によって、円筒状ピストン３３
とケース３６との間に相対回転が生じる。従って、入力
プーリ１６とカムシャフト１３との間には相対回転が生
じ、入力プーリ１６の回転位相よりもカムシャフト１３
の回転位相が進角し、弁開閉時期も進角する。また、圧
力室４０内の油圧は僅かながらも空間４５側へと漏れる
が、排出路４６，４７によって直ちにドレン２４へと排
出される。

【００２３】そして、エンジン１１の回転域が最初の状
態に戻ると、ＥＣＵ２０が油圧制御弁２１を制御して、
圧力室４０とドレン２４とを連通させ、圧力室４０内の
油圧をドレン２４へと排出する。この結果、円筒状ピス
トン３３はスプリング４２によって図示左方へと移動
し、再び、第１，第２ヘリカルスプライン３２，３４の
作用によって、入力プーリ１６と円筒状ピストン３３と
の間に前回とは逆方向の相対回転が生じると共に、第
３，第４ヘリカルスプライン３５，３７の作用によっ
て、前回とは逆方向の円筒状ピストン３３とケース３６
との間に相対回転が生じる。

【００２４】なお、位相変化手段２２の作動にあたって
は、上述したエンジン１１の回転数情報だけではなく、
スロットル開度やエンジン水温の情報も考慮される。

【００２５】ところで、エンジン１１の回転域に係わら
ず、弁と係合する図示しないスプリングからカムシャフ
ト１３は変動トルクを受ける。この変動トルクの正成分
はカムシャフト１３を進角させようとするし、負成分は
カムシャフト１３を遅角させようとする。また、変動ト
ルクは第１，第２ヘリカルスプライン３２，３４および
第３，第４ヘリカルスプライン３５，３７間のバックラ
ッシュにおいて打音を発生させるなど、様々な悪影響を
及ぼそうとする。つまり、変動トルクはケース３６と入
力プーリ１６との間で相対回転を発生させようとする
が、その相対回転はダンパー５３に封入された粘性流体
に大きな剪断力を及ぼし、そのダンパー効果によってこ
の変動トルクは吸収されてしまうため、上述した変動ト
ルクによる悪影響は未然に防止できる。

【００２６】また、ダンパー５３において、ケース３６
と入力プーリ１６との間の相対回転時には第１シールリ
ング５５のみが摺動抵抗として作用する。

【００２７】

【発明の効果】上述したように本発明の弁開閉時期制御
装置では、カップ状ケースとカップ状カバーとの間に形
成された隙間に封入される粘性流体は、第１，第２シー
ルリングによって隙間内に封止され、入力プーリとケー
スとの相対回転時には第１シールリングだけが摺動抵抗
と作用し、摺動抵抗体が１つと少ない。従って、弁開閉
時期の切り換え応答性に優れる。

【００２８】また、摺動抵抗が少ないため、円筒状ピス
トンを作動させるための油圧は少なくて済む上、スプリ
ングの付勢力も弱めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の弁開閉時期制御装置の部分構成
図を示す。

【図２】図１における要部拡大断面図を示す。

【図３】従来技術の弁開閉時期制御装置の断面図を示
す。

【符号の説明】

１３カムシャフト、１６入力プーリ、３３円筒状ピストン、３６カップ状ケース、４８隙間、４９カップ状カバー、５５第１シールリング（第１シール手段）、５６第２シールリング（第２シール手段）。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弁開閉時期制御装置に
関するものであり、例えばエンジンの吸排気弁の開閉時
期制御装置に適用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力プーリと、前記入力プーリと相対回転可能に係合する円筒状ピスト
ンと、前記円筒状ピストンと相対回転可能に係合するカップ状
ケースと、前記ケースと一体的に結合されるカムシャフトと、前記カップ状ケースの外周上に隙間をもって係合し、前
記入力プーリと一体的に結合されるカップ状カバーと、前記隙間に封入される粘性流体と、前記入力プーリと前記カップ状ケースとの間に配設され
る第１シール手段と、前記入力プーリと前記カップ状カバーとの間に配設され
る第２シール手段とからなり、前記粘性流体は前記第１，第２シール手段によって前記
隙間内に封止されていることを特徴とする弁開閉時期制
御装置。