JPH11132015A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力変動によるロックピンの退避孔内でのバ
タツキによって音のが発生すること及びロックピンが摩
耗することを抑制する。 【解決手段】 内燃機関の始動時に受容孔２２と退避孔
３４が同期するとともに進角用室Ｒ１に第１流体通路１
１、２３、２４、２７を通して流体が供給される或いは
遅角用室Ｒ２に第２流体通路１２、２５を通して流体が
供給されるように構成し、また受容孔と退避孔の位置が
同期時に第３通路２８、３２が第１流体通路或いは前記
第２流体通路に連通し、受容孔と退避孔とが非同期時に
第３流体通路が第１流体通路或いは第２流体通路との連
通を遮断される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するため
に使用される弁開閉時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の弁開閉時期制御装置の１つとし
て、例えば実開平２−５０１０５号公報に、弁開閉用の
回転軸（カムシャフトとこれに一体的に設けた内部ロー
タからなる）に所定範囲で相対回転可能に外装されクラ
ンク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前
記回転軸に取り付けられたベーンと、前記回転軸と前記
回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角
用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用
室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流
体を給排する第２流体通路と、前記回転伝達部材に形成
され内部に前記回転軸に向けてばね付勢されたロックピ
ンを収容する退避孔と、前記回転軸に形成され前記回転
軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退
避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される
受容孔と、この受容孔に流体を給排する第３流体通路と
を備えたものが開示されている。

【０００３】上記公報に開示されている弁開閉時期制御
装置においては、受容孔に流体を給排する第３流体通路
が進角用室に流体を給排する第１流体通路に接続されて
常時連通しているため、第１流体通路を通して進角用室
に流体を供給し遅角用室から第２流体通路を通して流体
を排出すると、受容孔にも第１流体通路から第３流体通
路を通して流体が供給されて、ロックピンがばね付勢力
に抗して退避孔に退避し、ロックピンの頭部が受容孔か
ら外れてロックピンによるロックが解除された後に、回
転軸が回転伝達部材に対して進角側に相対回転する。ま
た、第２流体通路を通して遅角用室に流体を供給し進角
用室から第１流体通路を通して流体を排出すると、回転
軸が回転伝達部材に対して遅角側に相対回転すると共
に、受容孔からも第３流体通路から第１流体通路を通し
て流体が排出されて、ロックピンがばね付勢力により押
動され、回転軸と回転伝達部材の相対位相が所定の位相
で受容孔と退避孔が同期したときロックピンの頭部がば
ねの付勢力により受容孔に挿入されてロック（回転軸と
回転伝達部材の相対回転が規制）される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示されている弁開閉時期制御装置においては、退避孔
へ収容されたロックピンに第３流体通路の流体圧が受容
孔を通して作用すると、進角用室及び第１流体通路にて
生じる圧力変動が第３流体通路を通して受容孔に伝わっ
て、その圧力変動によりロックピンが退避孔内でバタツ
クことがあり、このロックピンのバタツキにより音が発
生することがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロックピンに
よるロックの目的が主として内燃機関の始動開始から所
定時間（回転が不安定で回転変動が大きいとき）におけ
る回転軸と回転伝達部材の不必要な相対回転を規制する
ことであることに着目し、上記した問題に対処すべくな
されたものであり、弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対
回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達さ
れる回転伝達部材と、前記回転軸又は前記回転伝達部材
の一方に取り付けられたベーンと、前記回転軸と前記回
転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用
室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室
に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体
を給排する第２流体通路と、前記回転伝達部材又は前記
回転軸に形成され内部に前記回転軸又は前記回転伝達部
材に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔
と、前記回転軸又は前記回転伝達部材に形成され前記回
転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記
退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入され
る受容孔と、該受容孔に流体を給排する第３流体通路と
を備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制
御するために使用される弁開閉時期制御装置において、
内燃機関の始動時に前記受容孔と前記退避孔が同期する
とともに前記進角用室に前記第１流体通路を通して流体
が供給される或いは前記遅角用室に第２流体通路を通し
て流体が供給されるように構成し、また前記受容孔と前
記退避孔の位置が同期時に前記第３通路が前記第１流体
通路或いは前記第２流体通路に連通し、前記受容孔と前
記退避孔とが非同期時に前記第３流体通路が前記第１流
体通路或いは前記第２流体通路との連通を遮断される構
成としたことに特徴がある。

【０００６】上記した本発明による弁開閉時期制御装置
によれば、受容孔と退避孔の非同期時に第３流体通路へ
の流体が遮断されて、受容孔が密封化されるため、かか
る状態では第１流体通路或いは第２流体通路と受容孔間
での流体の変動はなく、進角用室及び遅角用室への流体
の給排を的確に制御することができて、吸気弁又は排気
弁の開閉時期を応答性良く制御することができるととも
に、仮に進角用室（第１流体通路）又は遅角用室（第２
流体通路）の流体圧が変動しても、その圧力変動は受容
孔に及ばず、ロックピンが退避孔内でバタツクことなく
て、ロックピンのバタツキによる音の発生及び摩耗を抑
制することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った弁開閉時期
制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。

【０００８】図１乃至図４に示した弁開閉時期制御装置
は、当該内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持さ
れたカムシャフト１０とこれの先端部に一体的に組付け
た内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転軸と、内部
ロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部
ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０
及び外部ロータ３０の外周に一体的に設けたタイミング
スプロケット３１から成る回転伝達部材と、内部ロータ
２０とフロントプレート４０間に組付けたトーションス
プリング６０と、内部ロータ２０に組付けた４枚のベー
ン７０と、外部ロータ３０に組付けたロックピン８０等
によって構成されている。なお、タイミングスプロケッ
ト３１には、周知のように、図示省略したクランク軸か
らクランクスプロケットとタイミングチェーンを介して
図２の時計方向に回転動力が伝達されるように構成され
ている。

【０００９】カムシャフト１０は、吸気弁（図示省略）
を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内部
にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１１と
遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、カム
シャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝１４とシ
リンダヘッド１００に設けた接続通路１６を通して図示
しない切換弁の第１接続ポートに接続されている。ま
た、遅角通路１２は、カムシャフト１０に設けた径方向
の通路及び環状溝１３とシリンダヘッド１００に設けた
接続通路１５を通して図示しない切換弁の第２接続ポー
トに接続されている。尚、切換弁は図示はしないが、ソ
レノイドへ通電することによりスプールをスプリングに
抗して移動できる周知なものであり、非通電時には当該
内燃機関によって駆動されるオイルポンプ（図示省略）
に接続された供給ポートが第２接続ポートに連通すると
共に、第１接続ポートが排出ポートに連通するように、
また通電時には供給ポートが第１接続ポートに連通する
と共に、第２接続ポートが排出ポートに連通するように
構成されている。このため、切換弁のソレノイドの非通
電時には遅角通路１２に作動油が供給され、通電時には
進角通路１１に作動油が供給される。

【００１０】内部ロータ２０は、単一の取付ボルト９１
によってスペーサ９０を介してカムシャフト１０に一体
的に固着されていて、４枚の各ベーン７０を夫々径方向
に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると
共に、図２に示した状態、すなわちカムシャフト１０及
び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定の
位相（最遅角位置）で同期したとき円筒状のロックピン
８０の頭部が所定量嵌入される受容孔２２と、この受容
孔２２に進角通路１１から作動油を給排可能な通路２３
と、各ベーン７０によって区画された進角用油室Ｒ１
（図２の上のものは除く）に進角通路１１から作動油を
給排する通路２４と、各ベーン７０によって区画された
遅角用油室Ｒ２に遅角通路１２から作動油を給排する通
路２５を有している。図２の上の進角用油室Ｒ１には、
通路２３の外方端が連通する内部ロータ２０の外周に形
成される周方向溝２７を介して作動油が給排されるよう
になっている。また、受容孔２２が開口する内部ロータ
２０の外周面には受容孔２２の開口から後方に軸方向溝
２８が形成されていると共に、通路２３の外方端が開口
する内部ロータ２０の外周面には通路の開口から後方に
軸方向溝２６が形成されている。これら溝２８、２６は
図２に示す最遅角位置において、外部ロータ３０の後端
面に形成される周方向溝３２を介して連通されるように
なっていて、したがって受容孔２２には最遅角状態にて
のみ進角通路１１からの作動油が給排されるように構成
されている。尚、各ベーン７０はベーン溝２１の底部に
収容したベーンスプリング７１（図１参照）によって径
方向外方に付勢されている。また、受容孔２２の径は、
ロックピン８０の外径（及びロックピン８０の外径とほ
ぼ同等な後述する退避孔３４の内径）よりも少量大きく
設定されている。

【００１１】外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周
に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両
側にはフロントプレート４０とリアプレート５０が接合
され、４本の連結ボルト９２によって一体的に連結され
ていて、リアプレート５０が接合されるその後端外周に
タイミングスプロケット３１が一体的に形成されてい
る。また、外部ロータ３０の内周には周方向間隔で４個
の突部３３が径方向内方に向けて夫々突出形成されてい
て、これら突部３３の内周面が内部ロータ２０の外周面
に摺接する構成で外部ロータ３０が内部ロータ２０に回
転自在に支承されており、１つの突部３３にはロックピ
ン８０とスプリング８１を収容する退避孔３４が形成さ
れていると共に、退避孔３４の周方向両側に空洞部３
６、３７が設けられている。

【００１２】フロントプレート４０は、円筒部４１を有
する環状のプレートであり、各空洞部３６、３７に対応
して図示しない連通孔が設けられると共に、円筒部４１
にトーションスプリング６０の一端を係止する切り欠き
４６が設けられている。リアプレート５０は、環状のプ
レートであり、フロントプレート４０と同様に、各空洞
部３６、３７に対応して図示しない連通孔が設けられて
いる。

【００１３】トーションスプリング６０は、一端をフロ
ントプレート４０に係止し他端を内部ロータ２０に係止
して組付けられており、内部ロータ２０を外部ロータ３
０、フロントプレート４０及びリアプレート５０に対し
て図２の時計方向に付勢している。このトーションスプ
リング６０は、内部ロータ２０及び各ベーン７０に対す
る進角側への回転を阻害する力を考慮して設けたもので
あり、内部ロータ２０を外部ロータ３０、フロントプレ
ート４０及びリアプレート５０に対して進角側へ付勢し
ており、これによって内部ロータ２０の進角側への作動
応答性の向上が図られている。

【００１４】各ベーン７０は、両プレート４０、５０間
にて外部ロータ３０の各突部３３と内部ロータ２０との
間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用室Ｒ１と遅角用室
Ｒ２とに二分していて、図２の上の流体圧室Ｒ０を区画
する突部３３の周方向端面に同流体圧室Ｒ０内に位置す
る１つのベーン７０が当接することにより、当該弁開閉
時期制御装置により調整される位相（相対回転量）が制
限されるようになっている。

【００１５】ロックピン８０は、退避孔３４内に軸方向
へ摺動可能に組付けられていて、スプリング８１によっ
て内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリング
８１はロックピン８０とリテーナ８２の間に介装されて
いる。本実施形態においては、退避孔３４の径方向外方
端に退避孔３４をカムシャフト１０の軸方向に貫通し、
その一端側が外部ロータ３０の前端面に開口する溝３５
が形成されていて、この溝３５内には、外部ロータ３０
の前端面から後端に向けて図５に示す板状のリテーナ８
２が嵌合され、スプリング８１の一端を係止している。
リテーナ８２は、その４隅に突部を有し、これら突部が
溝３５内に嵌合されることにより、外部ロータ３０の径
方向に保持されると共に、フロントプレート４０と外部
ロータ３０の後端側の溝３５の底面との間で外部ロータ
３０の軸方向に保持される。

【００１６】上記のように構成した本実施形態の弁開閉
時期制御装置においては、当該内燃機関の停止時、各部
材が図１及び図２に示した状態（遅角用室Ｒ２の容積が
最大となり最遅角の状態でロックピン８０によるロック
がなされている状態）にあり、また図示しないオイルポ
ンプが停止していて各接続通路１５、１６に作動油が供
給されない状態にある。このため、内燃機関の始動時に
は、大きな回転変動に伴うカムシャフト１０、内部ロー
タ２０及び各ベーン７０等回転軸と外部ロータ３０等回
転伝達部材の不必要な相対回転が規制され、回転軸と回
転伝達部材の不必要な相対回転に伴う不具合（例えば、
ベーン７０による打音）を解消することができる。

【００１７】また、この始動時には、図示しない切換弁
が通電されてオイルポンプから切換弁を介して接続通路
１６に少なくとも所定時間作動油が供給されることによ
り、カムシャフト１０の進角通路１１及び通路２４並び
に、通路２３及び周方向溝２７を通して進角用室Ｒ１に
作動油が供給されると共に、進角通路１１、通路２３、
軸方向溝２６、周方向溝３２及び軸方向溝２８を通して
受容孔２２に作動油が供給されるため、ロックピン８０
がスプリング８１に抗して移動し、内燃機関の始動開始
から所定時間（受容孔２２に作動油が所定量供給される
に要する時間）経過後には、図３に示したように、ロッ
クピン８０の頭部が受容孔２２から退避孔３４に退避し
て、ロックピン８０によるロックが解除される。

【００１８】したがって、内燃機関の始動開始から所定
時間経過した後には、図３に示したように、カムシャフ
ト１０、内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回
転伝達部材を相対回転可能とすることができて、当該内
燃機関の駆動状態に応じた図示しない切換弁の切換作動
に伴い、遅角用室Ｒ２から作動油を排出すると共に進角
用室Ｒ１へ作動油を供給することにより、カムシャフト
１０、内部ロータ２０等回転軸と外部ロータ３０等回転
伝達部材を相対回転させて、図３の状態から図４の状態
を経て遅角用室Ｒ２の容積が最小となる状態（最進角状
態）とすることができるとともに、進角用室Ｒ１から作
動油を排出するとともに遅角用室Ｒ２へ作動油を供給す
ることにより、カムシャフト１０、内部ロータ２０等回
転軸と外部ロータ３０等回転伝達部材を相対回転させ
て、最進角状態から図４の状態を経て図３の状態とする
ことができて、内燃機関の動弁装置において吸気弁の開
閉時期を的確に制御することができる。尚、進角用室Ｒ
１及び遅角用室Ｒ２の各油圧を保持することにより、例
えば図４に示す状態（最進角状態から所定量進角した状
態＝中間進角状態）に保持することも可能である。

【００１９】また、本実施形態の弁開閉時期制御装置に
おいては、受容孔２２と退避孔３４の非同期時（最進角
状態から所定量進角した時＝中間進角時）に図４に示し
たように、周方向溝３２及び軸方向溝２８（第３流体通
路）への作動油の通路２３及び軸方向溝２６を介した給
排が遮断されて、受容孔２２が密封化されるため、かか
る状態では通路２３（及び軸方向溝２６）と受容孔２２
間で作動油の流動はなく、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ
２への作動油の給排を的確に制御することができて、吸
気弁の開閉時期を応答性良く制御することができると共
に、仮に通路２３（及び軸方向溝２６）の油圧が変動し
ても、その圧力変動は受容孔２２には及ばず、ロックピ
ン８０が退避孔３４内でバタツクことがなくて、ロック
ピン８０のバタツキによる音の発生を抑制することがで
きる。

【００２０】上記実施形態においては、進角用室Ｒ１が
最小容積となる状態（最遅角状態）にて外部ロータ３０
に組付けたロックピン８０の頭部が内部ロータ２０の受
容孔２２に嵌入されるように構成したが、遅角用室Ｒ２
が最小容積となる状態（最進角状態）にて外部ロータに
組付けたロックピンの頭部が内部ロータの受容孔に嵌入
されるように構成して実施することも可能である。この
場合には、受容孔２２への作動油を給排する第３流体通
路を遅角用室Ｒ２へ作動油を給排する通路２５に受容孔
２２と退避孔３４の同期時に連通させ、非同期時（最進
角状態から所定量遅角した時）に第３流体通路と通路２
５との連通を遮断するように、第３流体通路を上記実施
形態のように軸方向溝及び周方向溝で形成すれば良い。

【００２１】また、上記実施形態においては、吸気用の
カムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御装置に
本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに
組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得る
ものである。また、上記実施形態では、各ベーン７０を
ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング７１に
より径方向外方に付勢する構成としたが、カムシャフト
１０のジャーナル部の潤滑のために供給されるジャーナ
ル油圧をベーン７０の背面に供給することによりベーン
スプリング７１を廃止して実施することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、受容孔と
退避孔の非同期時に第３流体通路への流体が遮断され
て、受容孔が密封化されるため、仮に進角用室（第１流
体通路）又は遅角用室（第２流体通路）の流体圧が変動
しても、その圧力変動は受容孔に及ばず、ロックピンが
退避孔内でバタツクことなくて、ロックピンのバタツキ
による音の発生及び摩耗を抑制することができる。ま
た、受容孔が密封された状態では第１流体通路或いは第
２流体通路と受容孔間での流体の変動はないため、進角
用室及び遅角用室への流体の給排を的確に制御すること
ができて、吸気弁又は排気弁の開閉時期を応答性良く制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形
態を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】図２に示したロックピンがスプリングに抗して
移動した状態の作動説明図である。

【図４】図３に示した状態から回転軸が回転伝達部材に
対して時計方向に僅かに相対回転した状態を示す作動説
明図である。

【符号の説明】

１０ カムシャフト（回転軸） １１ 進角通路 １２ 遅角通路 ２０ 内部ロータ（回転軸） ２２ 受容孔 ２３ 通路（第１流体通路） ２４ 通路（第１流体通路） ２５ 通路（第２流体通路） ２７ 周方向溝（第１流体通路） ２８ 軸方向溝（第３流体通路） ３０ 外部ロータ（回転伝達部材） ３２ 周方向溝（第３流体通路） ３４ 退避孔 ４０ フロントプレート（回転伝達部材） ５０ リアプレート（回転伝達部材） ７０ ベーン ８０ ロックピン ８１ スプリング Ｒ０ 流体圧室 Ｒ１ 進角用室 Ｒ２ 遅角用室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁開閉用の回転軸に所定範囲で相対回転
   可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される
   回転伝達部材と、前記回転軸又は前記回転伝達部材の一
   方に取り付けられたベーンと、前記回転軸と前記回転伝
   達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と
   遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流
   体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給
   排する第２流体通路と、前記回転伝達部材又は前記回転
   軸に形成され内部に前記回転軸又は前記回転伝達部材に
   向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、
   前記回転軸又は前記回転伝達部材に形成され前記回転軸
   と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避
   孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受
   容孔と、該受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備
   えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御す
   るために使用される弁開閉時期制御装置において、内燃
   機関の始動時に前記受容孔と前記退避孔が同期するとと
   もに前記進角用室に前記第１流体通路を通して流体が供
   給される或いは前記遅角用室に第２流体通路を通して流
   体が供給されるように構成し、また前記受容孔と前記退
   避孔の位置が同期時に前記第３通路が前記第１流体通路
   或いは前記第２流体通路に連通し、前記受容孔と前記退
   避孔とが非同期時に前記第３流体通路が前記第１流体通
   路或いは前記第２流体通路との連通を遮断される構成と
   したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。