JPH0735707U - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックラッシュ隙間に起因した各歯間の打音
の発生を防止すると共に、十分なばね力を確保しつつ軸
方向の長さを短くできることにより、装置全体の小型化
を図る。 【構成】 筒状本体３の内周にインナ歯３ａが形成され
たスプロケット１と、該筒状本体３内に挿通配置された
スリーブ８の外周にアウタ歯８ａが形成されたカムシャ
フト２と、両者３ａ，８ａにはす歯形の内外歯１１，１
２が噛合する筒状歯車１０とを備えている。該筒状歯車
１０のカムシャフト軸方向の移動に伴い両者１，２の相
対回動を変換するようになっている。前記筒状本体３の
前端部段差溝３ｂと、フロントカバー６の内端面との間
に、スプロケット１を嵌合部９に圧接させる皿ばね２４
を弾装した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気弁や排気弁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の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のバルブタイミング制御装置としては、例えば本出願人が先に出願した 特開平４−１８３９０７号公報に記載されているものが知られている。

【０００３】 概略を説明すれば、この装置は、機関のクランク軸によりタイミングチェーン を介して回転駆動し、かつ筒状本体の内周にインナ歯が形成されたスプロケット と、該筒状本体内に挿通配置されたスリーブの外周にアウタ歯が形成され、かつ スプロケットの回転に伴い外周のカムによって吸排気弁を開閉作動させるカムシ ャフトと、筒状本体とスリーブとの間に介装されて、前記インナ歯とアウタ歯に 噛合する内外歯のうち少なくともいずれか一方がはす歯である筒状歯車とを備え ている。

【０００４】 また、前記スプロケットは、筒状本体の外周所定位置に段差部が形成されてい ると共に、前端開口がスリーブの前端にボルト固定されたフロントカバーによっ て閉塞されている。さらに、前記筒状本体の段差部と前記フロントカバーの外周 部との間には、スプロケットをカムシャフト軸方向に付勢するコイルスプリング が弾装されている。

【０００５】 そして、筒状歯車を機関運転状態に応じてカムシャフト軸方向に移動させるこ とにより、スプロケットとカムシャフトとの相対回動を得て吸気・排気弁の開閉 時期を進退制御するようになっている。

【０００６】 また、前記コイルスプリングのばね力によって筒状本体の後端部を前記スリー ブのフランジ部に圧接させて、両者間に所定の摩擦抵抗を発生させている。これ によって、機関の駆動中において発生するカムシャフトの正負の回転トルク変動 によるカムシャフトとスプロケットとの急激な正逆の相対回動を抑制して、筒状 歯車とスプロケット及びカムシャフトのインナ歯，アウタ歯と内外歯間のバック ラッシュに起因する各歯間の衝突打音を低減させるようになっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の装置にあっては、スプロケットをカムシャフト軸方 向に付勢するための弾性部材をコイルスプリングとしているため、十分なばね力 を得られない。即ち、スプロケットとスリーブとの圧接力によってバックラッシ ュに起因する各歯間の衝突打音を低減させるためには、装置の大きさなどにもよ るが、通常５００（Ｎ）程度のばね力が必要とされている。そして、斯かる大き なばね力をコイルスプリングに具有させるには、自由長が約１００mmでセット長 が約３５mm程度の大きさが必要とされる。ところが、装置の軸方向長さ等の全体 の大きさの制約を考慮すると、該装置に取り付けられるコイルスプリングの自由 長やコイル径等にも自ずと限界が生じ、この結果、コイルスプリングでは十分な ばね力を得られない。

【０００８】 したがって、コイルスプリングによる十分なばね力を確保するには、装置全体 の大型化や重量の増加が余儀なくされ、また、装置の組み立てにおいても、コイ ルスプリングを圧縮機を用いて圧縮させつつ、スリーブ先端外周部にフロントカ バーを圧入固定しなくてはならず、組立工程が煩雑となってしまう。

【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、機関により駆動されか つ内周にインナ歯が形成された回転体と、外周に吸排気弁を作動させるカムを有 しかつ回転体内に挿通された一端部の外周にアウタ歯が形成されたカムシャフト と、回転体とカムシャフト一端部との間に介装されて、内外周に少なくとも一方 がはす歯形に形成された内外歯を前記インナ歯とアウタ歯に噛合させた筒状歯車 とを備え、該筒状歯車のカムシャフト軸方向の移動に伴い回転体とカムシャフト との相対回動を得て前記吸排気弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御装 置において、 前記回転体とカムシャフトとの間に弾装されて、該回転体をカムシャフト軸方 向に付勢するばね部材を皿ばねで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、皿ばねによって回転体とカムシャフトとの間に、 所定摩擦係数の摺動摩擦抵抗を発生させることにより、各歯間のバックラッシュ に起因する衝突打音の発生を防止できることは勿論のこと、ばね部材を皿ばねと したことにより、コイルスプリングの場合に比較して十分なばね力を確保しつつ 軸方向の長さを可及的に短尺化することが可能になる。

【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。

【００１２】 図１は本考案の一実施例を示し、図中１は機関のクランク軸からタイミングチ ェーン（図示せず）を介して駆動力が伝達される回転体たるスプロケット、２は 該スプロケット１から回転力が伝達され、図外の吸気バルブを開閉作動させるカ ムシャフトである。

【００１３】 前記スプロケット１は、筒状本体３と、該筒状本体３の後端部外周に設けられ た一対の歯形部４，４と、筒状本体３の前端開口をシール部材５を介して閉塞す る円板状のフロントカバー６とから構成されている。前記筒状本体３は、前端側 内周にインナ歯３ａが形成されていると共に、フロントカバー６に被嵌される前 端部の内周側に段差溝３ｂが形成されている。

【００１４】 前記カムシャフト２は、カムシャフト本体２ａの一端部に有するフランジ部２ ｂにフロントカバー６の外方から中心軸方向に挿通された固定ボルト７によって 前記フロントカバー６とスリーブ８が共締め固定されている。このスリーブ８は 、カムシャフト２側の後端部外周に前記フランジ部２ｂと嵌合する横断面略コ字 形の嵌合部９が設けられていると共に、前端部の外周にアウタ歯８ａが形成され ている。また、前記嵌合部９の外周に、前記スプロケット１が筒状本体３の後端 部内周面に有する環状溝面３ｃを介して回転自在に支持されている。

【００１５】 また、筒状本体３とスリーブ８との間には、筒状歯車１０が介装されており、 この筒状歯車１０は、一本状に形成され、内外周面に前記スプロケット１のイン ナ歯３ａとスリーブ８のアウタ歯８ａとに夫々噛合するはす歯形の内歯１１と外 歯１２とが形成されている。また、筒状歯車１０は、前端部がフロントカバー６ の外周面に有するフランジ部６ａの内周部に突き当たって前方向（図中左方向） の最大移動が規制される一方、後端部が嵌合部９の内端面９ａに突き当たって後 方向（図中右方向）の最大移動が規制されるようになっている。

【００１６】 更に、筒状歯車１０は、駆動機構によって前記左右軸方向に移動されるように なっており、この駆動機構は、筒状歯車１０の前端側に形成された圧力室１３へ 機関の潤滑油を供給する油圧供給手段１４と、筒状歯車１０の後端部とを嵌合部 ９の内端面９ａとの間に弾装されて該筒状歯車１０を前方に付勢する圧縮スプリ ング１５とから構成されている。

【００１７】 前記油圧供給手段１４は、上流側がオイルポンプ２０に接続された油圧通路１ ６と、該油圧通路１６の途中に配置された二方型の電磁弁１７とを備えている。 前記油圧通路１６は、シリンダヘッド１８及びカム軸受１８ａ内に上下方向に沿 って形成されていると共に、カムシャフト本体２ａの半径方向及び該カムシャフ ト本体２ａとスリーブ８のボルト挿通孔２ｃ，８ｂと固定ボルト７の軸部外周面 との間に夫々形成され、スリーブ８の半径方向孔１９を介して圧力室１３に連通 している。

【００１８】 また、前記電磁弁１７は、図外のクランク各センサやエアーフローメータ等の 各センサからの出力信号に基づいて機関の運転状態を検出するコンピュータユニ ット（図示せず）によって、ＯＮ−ＯＦＦ的に開閉制御されている。

【００１９】 一方、圧縮スプリング１５は、前記圧力室１３内への油圧の供給停止時に筒状 歯車１０を前方に移動させるばね力を具有している。尚、図中２１はカムシャフ ト本体２ａとスリーブ８との相対回転位置を決定する位置決め用ピン、２２はス プロケット本体３の歯形４側周壁に半径方向に沿って形成されて筒状歯車１０の 後端部に有する環状室２３内にリークした圧力室１３の油等を排出するドレン孔 である。

【００２０】 そして、前記筒状本体３の前端面段差溝３ｂとフロントカバー６のフランジ部 ６ａ側内端面との間には、スプロケット１をスリーブ８の嵌合部９方向へ押圧す る皿ばね２４が弾装されている。この皿ばね２４は、円環状を呈し、外周部２４ ａが前記段差溝３ｂの底面に弾接している一方、前方へ膨出した円周部２４ｂが フロントカバー６の内端面に弾接しており、これによってスプロケット１をスラ スト方向（図中右方向）へ押圧して筒状本体３の環状溝面３ｃと円環状内端面３ ｄを嵌合部９の内端面９ａ外周部９ｂに圧接させている。また、この皿ばね２４ は、その軸方向の厚さ寸法が約２mmに設定されていると共に、ばね力が約５００ （Ｎ）に設定されている。

【００２１】 したがって、この実施例によれば、まず機関低負荷時などには、電磁弁１７が ＯＦＦ状態となり油圧通路１６を閉成し圧力室１３への油圧の供給を遮断する。 このため、筒状歯車１０は、図１に示すように圧縮スプリング１５のばね力で前 端部がシール部材５に突き当たる最大前方位置に保持されている。したがって、 この位置で決定されるスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位相に応じ て吸気弁の開時期を遅らせる制御が行われる。

【００２２】 一方、機関運転状態が低負荷域から高負荷域に移行した場合は、電磁弁１７に ＯＮ信号が出力されて油圧通路１６を開成し圧力室１３内にオイルポンプ２０か らの油圧を供給する。このため、筒状歯車１０は、該圧力室１３内の油圧上昇に 伴い圧縮スプリング１５のばね力に抗して後端部が嵌合部内端面９ａに突き当た るまで回転しながら最大後方位置まで移動する。したがって、スプロケット１と カムシャフト２が一方向に相対回動して該カムシャフト２が吸気弁の閉時期を早 める制御が行われる。

【００２３】 さらに、機関が高負荷域から低負荷域に移行した場合には、前述のように電磁 弁１７がＯＦＦとなり圧力室１３への油圧の供給が遮断されるため、筒状歯車１ ０は圧縮スプリング１５のばね力で最大前方位置まで移動し、スプロケット１と カムシャフト２とを他方向に相対回動させ、前述と同様な吸気バルブの開閉時期 制御を行なう。

【００２４】 ここで、スプロケット１は、皿ばね２４のばね力で常時嵌合部９に圧接されて 、内端面３ｄと嵌合部９の内端面外周部９ｂとの間に比較的大きな摺動摩擦抵抗 が発生している。

【００２５】 一方、カムシャフト２は、機関の駆動力とバルブスプリング（図示せず）のば ね反力とによって常に正負の回転トルク変動を受けてスプロケット１に対して急 激に正逆回転しようとするが、前記内端面３ｄと内端面外周部９ｂ間の摺動摩擦 抵抗により前記急激な正逆回転が十分に抑制される。このため、筒状歯車１０の 軸方向への移動中あるいは停止中に拘わらず、該筒状歯車１０の内外歯１１，１ ２とスプロケット１のインナ歯３ａ及びスリーブ８のアウタ歯８ａとの間のバッ クラッシュに起因する該各歯３ａ，１２，８ａ，１１同士の衝突による打音を十 分に低減できる。即ち、前記摺動摩擦抵抗によってカムシャフト２の正あるいは 負方向の回転速度が低下し、例えば正方向の回転によって対向する各歯３ａ，１ ２，８ａ，１１の歯側面が強く衝突する前にフロントカバー６と筒状本体３との 間に摺動摩擦抵抗による負方向の回転トルクが発生して激しい衝突を回避する。 この逆の場合も同様である。

【００２６】 この結果、筒状歯車１０をバックラッシュを吸収するための工夫、例えば該筒 状歯車１０を軸直角方向から２分割して両者をスプリングを介して互いに接近す る方向へ付勢するといった構成を必要とせず、単純な一本化に形成できる。この ため、製造作業性が良好になると共に、該筒状歯車１０の全長を可及的に短尺化 できる。

【００２７】 しかも、従来のようなコイルスプリングに代えて皿ばね２４としたため、コイ ルスプリングの場合に比較して十分なばね力を確保しつつ軸方向の長さを可及的 に短くできる。したがって、装置全体の軸方向の長さを十分に短尺化できると共 に、前述のように皿ばね２４を筒状本体３の外周側ではなく筒状本体３の内側に 配置することができるため外径寸法も十分に小さく設定できる。この結果、前記 筒状歯車１０の短尺化と相俟って装置全体のコンパクト化が助長され、機関への 搭載性が良好になる。

【００２８】 また、皿ばね２４は、そのばね特性が３次曲線であり、フラットなばね特性が 得られる。したがって、撓み変形に対してばね力の低下が少なくなり、このため ばね特性は各構成部品の摩耗に対しても有利となり、局部的な偏摩耗等の発生を 防止できる。

【００２９】 更に、皿ばね２４としたことにより、その成形がプレス等によって簡単に成形 できるため、コイルスプリングの場合に比較して製造作業能率の向上とコストの 低廉化が図れる。また、装置の組み立て時には、予めフロントカバー６の内側に 有する中央の膨出部に皿ばね２４の内周縁を係止させた後、そのままフロントカ バー６を筒状本体３の前端部に被嵌しつつ皿ばね２４の外周部を段差溝３ｂ内に 係入させ、この状態でボルト７締めを行うだけであるから、その皿ばね２４の組 み付け作業が極めて容易になる。

【００３０】 尚、皿ばね２４は、段差溝３ｂの底面とフロントカバー６の内端面に対して、 スプロケット１とカムシャフト２との相対回動に伴い捩れを起こすことなく円滑 に摺動している。

【００３１】 本考案は、前記の構成に限定されるものではなく、例えば皿ばね２４の配設位 置を適宜変更することも可能である。

【００３２】

【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、皿ばねのばね力によって筒状 歯車と回転及びカムシャフトとの各歯間のバックラッシュに起因した各歯同士の 衝突打音を低減できる。したがって、筒状歯車の全長を可及的に短尺化でき、装 置の小型化が図れると共に、ばね部材の軸方向の長さが短尺化できたために装置 の組立工程では圧縮機を用いてばね部材を圧縮する工程を必要としない。したが って、装置の組み付け作業能率の向上が図れる。

【００３３】 しかも、ばね部材を、コイルスプリングではなく皿ばねとしたことにより、十 分なばね力を確保しつつ軸方向の長さを可及的に短くできるため、装置の小型化 を一層助長できる。

【００３４】 また、皿ばね自体の製造が容易であるため、製造作業能率の向上とコストの低 廉化が助長される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…スプロケット（回転体） ２…カムシャフト ３…筒状本体 ３ａ…インナ歯 ６…フロントカバー ８…スリーブ ８ａ…アウタ歯 １０…筒状歯車 １１…内歯 １２…外歯 ２４…皿ばね（ばね部材）

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かつ内周にインナ歯
   が形成された回転体と、外周に吸排気弁を作動させるカ
   ムを有しかつ前記回転体内に挿通された一端部の外周に
   アウタ歯が形成されたカムシャフトと、前記回転体とカ
   ムシャフト一端部との間に介装されて、内外周に少なく
   とも一方がはす歯形に形成された内外歯を前記インナ歯
   とアウタ歯に噛合させた筒状歯車とを備え、該筒状歯車
   のカムシャフト軸方向の移動に伴い回転体とカムシャフ
   トとの相対回動を得て前記吸排気弁の開閉時期を制御す
   るバルブタイミング制御装置において、 前記回転体とカムシャフトとの間に弾装されて、該回転
   体をカムシャフト軸方向に付勢するばね部材を皿ばねで
   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。