JPH0614403U - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 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グ制御装置に
おいて、固定ボルトの捩り，曲げ方向の剛性や強度の低
下を防止する。 【構成】 従動スプロケット２１とカムシャフト２２と
の相対回動を筒状歯車２８の軸方向の移動によって変換
する。また、該筒状歯車２８を、第１，第２受圧室３
５，３６を介して一方向に移動させる第１油圧回路３７
の一部を、固定ボルト２５内の軸方向孔４５と一対の半
径方向孔４６，４７で形成している。この第１，第２半
径方向孔４６，４７を、軸部２５ａの軸方向へ一定距離
をもって偏倚した位置に形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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。

【０００２】

【従来の技術】

従来の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 しては本出願人が先に出願した実開平３−１１０１０６号に記載されたものがあ る。

【０００３】 このバルブタイミング制御装置は、図４に示すように、機関のクランク軸から 駆動力が伝達される円筒状のスプロケット１と、該スプロケット１の回転力によ って例えば吸気バルブを開閉作動させる駆動カムを一体に有するカムシャフト２ と、該カムシャフト２の一端部２ａに固定ボルト３を介して固定されたスリーブ ４と、該スリーブ４とスプロケット１との間に噛合して、左右軸方向の移動に伴 い該スプロケット１とカムシャフト２との相対回動位相を変換する筒状歯車５と 、該筒状歯車５を左右軸方向に移動させる駆動機構６とを備えている。この駆動 機構６は、筒状歯車５の前端側に有する圧力室７と、可動部材８で隔成された圧 力室７の第１，第２受圧室７ａ，７ｂに相対的に油圧を導入する油圧回路９と、 筒状歯車５の後端部に弾装された圧縮スプリング１０とを備えている。また、前 記油圧回路９、上流側に三方型の電磁弁１１が設けられていると共に、下流側に 固定ボルト３の弁孔３ａ内を摺動するスプール弁１２ａ及び電磁アクチュエータ １２ｂとからなる油圧切替機構１２が設けられている。

【０００４】 そして、機関低負荷時には、コントローラ１３から電磁弁１１，電磁アクチュ エータ１２ｂに夫々ＯＦＦ信号（非通電）が出力されて、油供給通路９ａを閉成 する。したがって、オイルポンプ１４から圧送された圧油は、ドレン通路１５か ら排出されて第１受圧室７ａに供給されず、筒状歯車５は圧縮スプリング１０の ばね力で左方向へ最大に移動し、スプロケット１とカムシャフト２との相対回動 位相を一方側に変換する。

【０００５】 一方、低負荷域から中負荷域に移行すると、電磁弁１１にＯＮ信号（通電）が 出力されて、オイルポンプ１４からの圧油が連通路９ｂ及び第１油路９ｃを通っ て第１受圧室７ａに導入される。依って、可動部材８がストッパ部１６に突き当 たるまで図中右方向に移動し、筒状歯車５を所定量だけ右方向に移動させるため 、スプロケット１とカムシャフト２とは、他方側へ所定量だけ相対回動する。

【０００６】 さらに、高負荷域に移行した場合は、電磁アクチュエータ１２ｂにもＯＮ信号 が出力されて、駆動ロッド１２ｃがスプール弁１２ａをコイルスプリング１２ｄ のばね圧に抗して押圧して該スプール弁１２ａにより連通路６ｂと第２油路部９ ｄとを連通させる一方、ドレン孔６ｅと外部を連通させる。このため、第１受圧 室７ａ内の油圧が外部に排出されると共に、第２受圧室７ｂ内に圧油が導入され て、可動部材８を左方向へ最大に移動させると同時に、筒状歯車５をさらに右方 向へ移動させる。これによって、スプロケット１とカムシャフト２が、他方側へ 最大に相対回動する。

【０００７】 したがって、スプロケット１とカムシャフト２とを、単に正逆２段階の相対回 動変換ではなく、任意の中間相対回動位相にも安定的に保持することができる。

【０００８】

【考案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、スプール弁１２ ａ内の連通路９ｂと適宜連通する第１油路部９ｃ及び第２油路部９ｄ並びにドレ ン孔９ｅが、図５に示すように夫々固定ボルト３の大径軸部３ｂの直径方向に沿 って貫通形成されている。このため、該固定ボルト３の斯かる第１，第２油路部 ９ｃ，９ｄ及びドレン孔９ｅが形成された部位の横断面積が小さくなり、該固定 ボルト３の捩りや曲げ方向の剛性及び強度が低下する。この結果、固定ボルト３ の寸法を大径化する必要が生じ、装置全体が大型化する惧れがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、とりわけ固定ボルト内 に形成された各半径方向孔を、軸方向へ互いに偏倚した位置に形成したことを特 徴としている。

【００１０】

【作用】

前記構成の本考案によれば、各半径方向孔を軸方向へ互いに偏倚した位置に形 成することにより、該半径方向孔が位置する横断面積が従来のように直径方向孔 の場合に比較して大きくなる。この結果、固定ボルトの剛性が向上する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。尚、本実施例も吸気バルブ 側に適用したものを示している。

【００１２】 図１は本考案に係るバルブタイミング制御装置の一実施例を示し、２１は図外 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回転体たる従動 スプロケット、２２は一端部２２ａがシリンダヘッドのカム軸受２３に回転自在 に支持されて従動スプロケット２１から伝達された回転力により図外の吸気バル ブを開閉作動させるカムシャフトであって、このカムシャフト２２の一端部２２ ａには、従動スプロケット２１の内部軸方向に挿通されたスリーブ２４が固定ボ ルト２５によって軸方向から固定されている。このスリーブ２４は、後端側の筒 状部２４ａがカムシャフト一端部２２ａに嵌合していると共に、外周面の略中央 位置にアウタ歯２４ｂが形成されている。

【００１３】 前記従動スプロケット２１は、筒状本体２１ａの後端部外周に一体に設けられ た歯車２１ｂと、該歯車２１ｂの位置する内周面にかしめにより固定されて、内 周面がカムシャフト一端部２２ａの外周面に摺動自在に支持された円環部材２６ と、スリーブ２４の前端縁に固定ボルト２５により共締め固定されて、筒状本体 ２１ａの前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー２７とから構成されている 。また、筒状本体２１ａの内周面略中央には、インナ歯２１ｃが形成されている 。更に、筒状本体２１ａの前端部は、フロントカバー２７の外周面２７ａに摺動 自在に支持されている。

【００１４】 また、スリーブ２４と筒状本体２１ａとの間には、後述する駆動機構を介して 軸方向に移動する位相変換手段たる筒状歯車２８が配置されている。この筒状歯 車２８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 ２９，３０からなり、両歯車構成部２９，３０は、夫々縦断面略コ字形を呈し、 後側の歯車構成部３０内に装着されたスプリング３１と連結ピン３２とにより互 いに接近する方向へ弾性的に連結されている。また、各歯車構成部２９，３０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、この両内外歯に 前記筒状本体２１ａのインナ歯２１ｃとスリーブ２４のアウタ歯２４ｂがスパイ ラル噛合している。また、この筒状歯車２８は、前側歯車構成部２９の前端縁が 後述する可動部材３４を介してフロントカバー２７の内面に突き当たった位置で 最大前方向の（図１の位置）への移動が規制され、一方、後側歯車構成部３０の 後端縁が円環部材２６の内側面に突き当たった位置で最大後方向（図中右方向） への移動が規制されるようになっている。

【００１５】 前記駆動機構は、前側歯車構成部２９とフロントカバー２７との間に形成され た圧力室３３と、該圧力室３３の軸方向へ摺動自在に設けられた略円環状の前記 可動部材３４と、該可動部材３４で隔成された圧力室３３の前端側の円環状の第 １受圧室３５及び後側の薄肉円環状の第２受圧室３６と、該両受圧室３５，３６ に油圧を給排する２経路の第１，第２油圧回路３７，３８と、後側歯車構成部３ ０と円環部材２６との間に弾装されて筒状歯車２８を前方向に付勢する圧縮スプ リング３９とを備えている。

【００１６】 前記可動部材３４は、内周面３４ａに前側歯車構成部２９の前端面が当接して いると共に、第１受圧室３５内の圧力上昇に伴う右方向の最大移動位置が筒状本 体２１ａの内周面及びスリーブ２４の外周面に対向して設けられた段差部４０， ４１によって規制されるようになっている。この段差部４０，４１は、形成位置 が筒状歯車２８の最大左右移動位置の略中間位置となるように設定されている。

【００１７】 前記第１油圧回路３７は、シリンダヘッドとカム軸受２３内及びカムシャフト ２２の半径方向に形成されて一端部がオイルメインギャラリ４２を介してオイル ポンプ４３と連通する第１油通路４４と、固定ボルト２５の軸部２５ａ中心軸方 向に形成されて第１油通路４４と連通する軸方向孔４５と、該軸方向孔４５の端 部側から半径方向に分岐形成された一対の第１，第２半径方向孔４６，４７と、 スリーブ２４のボルト挿通孔２４ａの前端部内周面に形成されて、前記半径方向 孔４６，４７に連通した円環溝４８と、フロントカバー２７の内端面に形成され 一端が円環溝４８に、他端が第１受圧室３５に連通した環状溝４９とから構成さ れている。

【００１８】 そして、前記第１，第２半径方向孔４６，４７は、図１〜図３に示すように軸 部２５ａの軸方向へ一定の距離をもって互いに偏倚した位置に形成されていると 共に、周方向へ９０°の角度位置に形成されている。

【００１９】 一方、第２油圧回路３８は、第１油通路４４と略並行に設けられて、一端部が オイルメインギャラリ４２に連通する第２油通路５０と、カムシャフト２２の半 径方向に形成されかつ固定ボルト２５の軸部２５ａ外周面とカムシャフト一端部 ２２ａ及びスリーブ２４のボルト孔内周面との間に形成されて、第２油通路５０ と連通する環状通路５１と、スリーブ２４の直径方向に形成されて、環状通路５ １と第２受圧室３６とを連通する連通路５２とから構成されている。

【００２０】 また、第１，第２油通路４４，５０の途中には、切換弁たる３ポート２位置型 の切換電磁弁５３，５４が夫々設けられており、この各切換電磁弁５３，５４は 、各第１，第２油通路４４，５０の上下流を連通させるか、各油通路４４，５０ とドレン通路５５，５６を連通させる切り換えを行い、マイクロコンピュータを 内蔵した図外のコントローラによって切り換え作動するようになっている。この コントローラは、機関回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出す るエアーフローメータ等からの各センサ・スイッチ類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、制御信号を各切換電磁弁５３，５４に出力して いる。

【００２１】 以下、本実施例の作用について説明する。即ち、例えば機関低負荷時には、図 １に示すように両切換電磁弁５３，５４にＯＦＦ信号が出力されて、第１，第２ 油通路４４，５０の上流側を閉成すると同時に、各油通路４４，５０の下流側と ドレン通路５５，５６を連通させる。このため、オイルポンプ４３から各油通路 ４４，５０に圧送された作動油と、第１，第２受圧室３５，３６内の作動油が、 ドレン通路５５，５６から外部に排出されて各受圧室３５，３６の内圧が低下す る。したがって、筒状歯車２８は、図１に示すように圧縮スプリング３９のばね 力で前方向に移動し、前側歯車構成部２９が可動部材３４を介してフロントカバ ー２７に突き当たって、その最大移動位置に保持される。依って、従動スプロケ ット２１とカムシャフト２２は、一方側へ最大に相対回動し、吸気バルブの閉時 期を遅くするように制御する。

【００２２】 一方、機関運転状態が低負荷域から例えば中負荷域に移行すると、第２切換電 磁弁５４がＯＦＦ状態を維持する一方、第１切換電磁弁５３にＯＮ信号が出力さ れて、第１油通路４４とオイルメインギャラリ４２を連通させる。このため、オ イルポンプ４３から圧送された作動油は、第１油通路４４，軸方向孔４５，第１ ，第２半径方向孔４６，４７，円環溝４８，環状溝４９を通って第１受圧室３４ 内に供給される。したがって、第１受圧室３４の内圧の上昇に伴い可動部材３４ 及び筒状歯車２８が圧縮スプリング３９のばね力に抗して後方向へ移動し、各段 差部４０，４１に可動部材３４が突き当たってその移動が規制されて、筒状歯車 ２８は斯かる中間位置に保持される。依って、従動スプロケット２１とカムシャ フト２２は、筒状歯車２８の該中間移動位置で決定される相対回動位相に応じて 吸気バルブの開閉時期を最適に制御することができる。

【００２３】 さらに、機関が高負荷域に移行した場合は、第１切換電磁弁５３はＯＮ状態を 継続しつつ第２切換電磁弁５４にもＯＮ信号が出力されて、ドレン通路５６を閉 成すると同時に第２油通路５０の上下流も連通させる。このため、作動油は、第 １，第２油圧回路３７，３８の両方を通って第１受圧室３５と第２受圧室３６の 両方に供給され、したがって、第２受圧室３６の内圧が即座に上昇して筒状歯車 ２８は後側歯車構成部３０が円環部材２６に突き当たるまでさらに後方向へ速や かに最大移動する。依って、従動スプロケット２１とカムシャフト２２は、さら に他方側へ相対回動して吸気バルブの閉時期を早めるように制御する。

【００２４】 このように、本実施例では、中負荷域から高負荷域に移行する際に、両油圧回 路３７，３８から各受圧室３５，３６に供給され、特に、可動部材３４が前方向 へ戻ることなく第１受圧室３５内の油圧によって最大右方向の移動位置に保持さ れた状態で、第２受圧室３６に作動油が集中的に供給されるため、該第２受圧室 ３６の内圧が速やかに上昇し、筒状歯車２８の後方向への移動応答性が向上する 。

【００２５】 また、前記第１半径方向孔４６と第２半径方向孔４７は、軸部２５ａの軸方向 へ偏倚した位置に形成されているため、斯かる各半径方向孔４６，４７の位置す る横断面積が、直径方向に形成した従来に比較して大きくなり、固定ボルト２５ の捩り、曲げ方向の強度及び剛性の低下が防止される。この結果、締付け時にお ける比較的大きな締付トルクや締付け後の装置の長期に亘る作動に際しても亀裂 や折損等の発生する惧れがなくなる。しかも、各半径方向孔４６，４７は、その 周方向の位置も偏倚しているため、剛性や強度の低下が一層防止される。

【００２６】 尚、高負荷域から中負荷域に移行した場合は、図２に示すように第２切換電磁 弁５４のみにＯＦＦ信号が出力されて、第２受圧室３６内の作動油が第２油圧回 路３８を逆流してドレン通路５６から外部へ速やかに排出されるため、該第２受 圧室３６内が速やかに低下して、筒状歯車２８が中間移動位置まで速やかに移動 する。

【００２７】 さらに、低負荷域に移行した場合は、第１切換電磁弁５３にもＯＦＦ信号が出 力されて、第１受圧室３５の内圧が速やかに低下し、筒状歯車２８が最大前方向 へ速やかに移動する。

【００２８】 また、本考案は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、筒状歯車２８ 以外の位相変換手段に適用することも可能である。

【００２９】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案によれば、とりわけ固定ボルト内に形成 された各半径方向孔を、軸方向へ互いに偏倚した位置に形成したため、該形成位 置の横断面積が従来に比較して大きくなり、固定ボルトの剛性や強度の低下を防 止できる。この結果、固定ボルトを大径化する必要がなく、装置が大型化するこ とがない。また、固定ボルトの締め付け時や締め付け後における固定ボルトの容 易な亀裂や折損の発生を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案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。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】従来のバルブタイミング制御装置を示す断面
図。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図。

【符号の説明】

２１…従動スプロケット（回転体） ２２…カムシャフト ２２ａ…一端部 ２５…固定ボルト ２８…筒状歯車（位相変換手段） ３３…圧力室 ３７，３８…第１，第２油圧回路 ４５…軸方向孔 ４６…第１半径方向孔 ４７…第２半径方向孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関により駆動される回転体と、該回転
   体から伝達された回転力により吸気・排気バルブを開閉
   するカムシャフトと、該回転体とカムシャフト一端部と
   の間に介装されて、一端側に有する圧力室内の作動油圧
   により作動して前記両者の相対回動位相を変換する位相
   変換手段と、前記カムシャフトの一端部に螺着された固
   定ボルト内に有する軸方向孔及び複数の半径方向孔を介
   して前記圧力室に作動油圧を給排する油圧回路とを備え
   たバルブタイミング制御装置において、前記固定ボルト
   内の各半径方向孔を、軸方向へ互いに偏倚した位置に形
   成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。