JP2002097908A - 内燃機関の可変バルブタイミング装置 - Google Patents
内燃機関の可変バルブタイミング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チェーン４の張力等に起因して電磁ブレーキ
体８とドラム９の対向面８ａ，９ａが片当りすることを
抑制する。 【解決手段】 電磁ブレーキ体８によりドラム９の軸方
向一側面を吸引してドラム９の回転を遅延させると、角
ネジ２９によりドラム９と噛合する移動部材１１が軸方
向へ移動し、ヘリカルスプライン２７，２８により移動
部材１１と噛合するクランク回転体１８とカムシャフト
８の相対位相が変化する。軸方向に対向する電磁ブレー
キ体８の壁部とカバー７の壁部に、互いに緩く嵌合する
一対の突起部３１，３２と嵌合部３３，３４を設ける。
突起部３１，３２を結ぶ基準線を、ドラム９の直径方向
に設定する。
体８とドラム９の対向面８ａ，９ａが片当りすることを
抑制する。 【解決手段】 電磁ブレーキ体８によりドラム９の軸方
向一側面を吸引してドラム９の回転を遅延させると、角
ネジ２９によりドラム９と噛合する移動部材１１が軸方
向へ移動し、ヘリカルスプライン２７，２８により移動
部材１１と噛合するクランク回転体１８とカムシャフト
８の相対位相が変化する。軸方向に対向する電磁ブレー
キ体８の壁部とカバー７の壁部に、互いに緩く嵌合する
一対の突起部３１，３２と嵌合部３３，３４を設ける。
突起部３１，３２を結ぶ基準線を、ドラム９の直径方向
に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
に対するカムシャフトの位相を変化させて吸排気弁のバ
ルブタイミングを変化させる内燃機関の可変バルブタイ
ミング装置の改良に関する。
に対するカムシャフトの位相を変化させて吸排気弁のバ
ルブタイミングを変化させる内燃機関の可変バルブタイ
ミング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸排気弁のバルブタイミングを変化させ
る内燃機関の可変バルブタイミング装置として、電磁ブ
レーキ体を備えた形式のものが、特開平４−２７２４１
１号公報や及び特開平１０−１５３１０５号公報等に開
示されている。
る内燃機関の可変バルブタイミング装置として、電磁ブ
レーキ体を備えた形式のものが、特開平４−２７２４１
１号公報や及び特開平１０−１５３１０５号公報等に開
示されている。
【０００３】すなわち、この種の可変バルブタイミング
装置では、クランクシャフトと同期して回転するクラン
ク回転体からカムシャフトへの回転動力伝達経路に移動
部材が設けられ、この移動部材に係合するドラムが、捩
りスプリング等の付勢手段によりカムシャフトの回転方
向へ付勢されている。そして、磁力によりドラムの軸方
向一側面を電磁ブレーキ体により吸引することにより、
電磁ブレーキ体がドラムに吸引（付勢）され、以てドラ
ムの回転を遅延させて移動部材を軸方向に変位させ、ク
ランク回転体に対するカムシャフトの位相を変化させる
ように構成されている。この電磁ブレーキ体は、機関本
体側に対する回転が規制された状態で、例えば機関本体
側に固定されたカバー内に収容配置されている。
装置では、クランクシャフトと同期して回転するクラン
ク回転体からカムシャフトへの回転動力伝達経路に移動
部材が設けられ、この移動部材に係合するドラムが、捩
りスプリング等の付勢手段によりカムシャフトの回転方
向へ付勢されている。そして、磁力によりドラムの軸方
向一側面を電磁ブレーキ体により吸引することにより、
電磁ブレーキ体がドラムに吸引（付勢）され、以てドラ
ムの回転を遅延させて移動部材を軸方向に変位させ、ク
ランク回転体に対するカムシャフトの位相を変化させる
ように構成されている。この電磁ブレーキ体は、機関本
体側に対する回転が規制された状態で、例えば機関本体
側に固定されたカバー内に収容配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような可変バルブ
タイミング装置では、軸方向で互いに対向する電磁ブレ
ーキ体とドラムの表面が均一に対向，接触しないと、安
定的にブレーキトルクを発生することができない。
タイミング装置では、軸方向で互いに対向する電磁ブレ
ーキ体とドラムの表面が均一に対向，接触しないと、安
定的にブレーキトルクを発生することができない。
【０００５】しかしながら、機関運転中には、クランク
回転体の一部としてのスプロケットやプーリに、動力伝
達用のチェーンやベルトの張力が作用する。このような
張力等に起因してクランク回転体に連携されたドラムの
軸心が傾転し、互いに対向する電磁ブレーキ体とドラム
の表面が均一に対向，接触しなくなるおそれがある。こ
の結果、電磁ブレーキ体とドラムの対向面が片当りし
て、所望の摩擦抵抗が得られず、位相変更特性に悪影響
を与えるおそれがある。
回転体の一部としてのスプロケットやプーリに、動力伝
達用のチェーンやベルトの張力が作用する。このような
張力等に起因してクランク回転体に連携されたドラムの
軸心が傾転し、互いに対向する電磁ブレーキ体とドラム
の表面が均一に対向，接触しなくなるおそれがある。こ
の結果、電磁ブレーキ体とドラムの対向面が片当りし
て、所望の摩擦抵抗が得られず、位相変更特性に悪影響
を与えるおそれがある。
【０００６】そこで、カムシャフトの一端にベアリング
部材を設置し、このベアリング部材を介して電磁ブレー
キ体をカムシャフトに対して回転可能に保持することも
考えられるが、この場合、構造が複雑になり、コスト
的，レイアウト的に望ましくない。
部材を設置し、このベアリング部材を介して電磁ブレー
キ体をカムシャフトに対して回転可能に保持することも
考えられるが、この場合、構造が複雑になり、コスト
的，レイアウト的に望ましくない。
【０００７】また、部品寸法のバラツキ等に起因して電
磁ブレーキ体とドラムの対向面間に過度な摩擦が作用す
ることのないように、電磁ブレーキ体とドラムとの対向
面間にある程度のクリアランスを確保している場合、電
磁ブレーキ体に軸方向の振動入力が作用すると、この電
磁ブレーキ体が軸方向に振動したり、カバーやドラムに
衝突して騒音を招くおそれがある。
磁ブレーキ体とドラムの対向面間に過度な摩擦が作用す
ることのないように、電磁ブレーキ体とドラムとの対向
面間にある程度のクリアランスを確保している場合、電
磁ブレーキ体に軸方向の振動入力が作用すると、この電
磁ブレーキ体が軸方向に振動したり、カバーやドラムに
衝突して騒音を招くおそれがある。
【０００８】更に、このようなクリアランスの増加に伴
って、ドラムを吸引する電磁ブレーキ体に要求される電
力も大きくなり、この電磁ブレーキ体の大型化，消費電
力の増加及びこれに伴う燃費の低下等を招くおそれがあ
る。
って、ドラムを吸引する電磁ブレーキ体に要求される電
力も大きくなり、この電磁ブレーキ体の大型化，消費電
力の増加及びこれに伴う燃費の低下等を招くおそれがあ
る。
【０００９】加えて、このようなクリアランスが大きく
なると、実働中の電磁ブレーキ体の挙動が不安定とな
り、この電磁ブレーキ体がドラムの表面を安定して均一
な力で吸引することが困難となる。
なると、実働中の電磁ブレーキ体の挙動が不安定とな
り、この電磁ブレーキ体がドラムの表面を安定して均一
な力で吸引することが困難となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明に係
る内燃機関の可変バルブタイミング装置は、吸排気弁を
駆動するカムシャフトと同軸上に配置され、クランクシ
ャフトと同期して回転するクランク回転体と、このクラ
ンク回転体からカムシャフトへの回転動力伝達経路に設
けられた移動部材と、この移動部材に係合するドラム
と、このドラムをクランク回転体に対してカムシャフト
の回転方向へ付勢する付勢手段と、上記ドラムの軸方向
一側面に対向配置された電磁ブレーキ体と、この電磁ブ
レーキ体を覆うように、機関本体側に固定されたカバー
と、このカバーに対する電磁ブレーキ体のカムシャフト
回りの相対回転を規制する回転規制機構と、を有し、磁
力により上記電磁ブレーキ体をドラムの軸方向一側面に
吸引させて、このドラムのカムシャフト回りの回転を遅
延させることにより、上記移動部材が軸方向に移動し
て、上記クランク回転体に対するカムシャフトの位相が
変化するように構成されている。
題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明に係
る内燃機関の可変バルブタイミング装置は、吸排気弁を
駆動するカムシャフトと同軸上に配置され、クランクシ
ャフトと同期して回転するクランク回転体と、このクラ
ンク回転体からカムシャフトへの回転動力伝達経路に設
けられた移動部材と、この移動部材に係合するドラム
と、このドラムをクランク回転体に対してカムシャフト
の回転方向へ付勢する付勢手段と、上記ドラムの軸方向
一側面に対向配置された電磁ブレーキ体と、この電磁ブ
レーキ体を覆うように、機関本体側に固定されたカバー
と、このカバーに対する電磁ブレーキ体のカムシャフト
回りの相対回転を規制する回転規制機構と、を有し、磁
力により上記電磁ブレーキ体をドラムの軸方向一側面に
吸引させて、このドラムのカムシャフト回りの回転を遅
延させることにより、上記移動部材が軸方向に移動し
て、上記クランク回転体に対するカムシャフトの位相が
変化するように構成されている。
【００１１】そして、請求項１に係る発明では、上記回
転規制機構が、軸方向に互いに対向する電磁ブレーキ体
の壁部及びカバーの壁部の一方に設けられる第１突起部
及び第２突起部と、上記電磁ブレーキ体の壁部及びカバ
ーの壁部の他方に設けられ、上記第１突起部及び第２突
起部がそれぞれ嵌合する第１嵌合部及び第２嵌合部と、
を有し、上記第１突起部と第２突起部とを結ぶ基準線
が、上記ドラムの所定の直径方向に設定されていること
を特徴としている。
転規制機構が、軸方向に互いに対向する電磁ブレーキ体
の壁部及びカバーの壁部の一方に設けられる第１突起部
及び第２突起部と、上記電磁ブレーキ体の壁部及びカバ
ーの壁部の他方に設けられ、上記第１突起部及び第２突
起部がそれぞれ嵌合する第１嵌合部及び第２嵌合部と、
を有し、上記第１突起部と第２突起部とを結ぶ基準線
が、上記ドラムの所定の直径方向に設定されていること
を特徴としている。
【００１２】このような回転規制機構により、カバーに
対する電磁ブレーキ体の相対回転が規制されるととも
に、カバーに対する電磁ブレーキ体の基準線回りの傾転
が適宜に許容される。このため、ドラムがその中心軸に
対して傾むいた場合にも、電磁ブレーキ体がドラムに追
従して適宜に傾転することが可能となり、ドラムと電磁
ブレーキ体との対向面が片当りすることを有効に防止で
きる。
対する電磁ブレーキ体の相対回転が規制されるととも
に、カバーに対する電磁ブレーキ体の基準線回りの傾転
が適宜に許容される。このため、ドラムがその中心軸に
対して傾むいた場合にも、電磁ブレーキ体がドラムに追
従して適宜に傾転することが可能となり、ドラムと電磁
ブレーキ体との対向面が片当りすることを有効に防止で
きる。
【００１３】より好ましくは請求項２に係る発明のよう
に、上記クランクシャフトと上記クランク回転体のスプ
ロケット又はプーリとに動力伝達用のチェーン又はベル
トが巻き掛けられ、このチェーン又はベルトからスプロ
ケット又はプーリへ作用する張力又は張力の合力の方向
に対して、上記基準線が略直交するように設定されてい
る。
に、上記クランクシャフトと上記クランク回転体のスプ
ロケット又はプーリとに動力伝達用のチェーン又はベル
トが巻き掛けられ、このチェーン又はベルトからスプロ
ケット又はプーリへ作用する張力又は張力の合力の方向
に対して、上記基準線が略直交するように設定されてい
る。
【００１４】従って、このような張力又は張力の合力に
起因してドラムが傾いた場合に、電磁ブレーキ体がこの
ドラムに追従して確実に傾転することが可能で、ドラム
に対向する電磁ブレーキ体の追従性が更に向上する。
起因してドラムが傾いた場合に、電磁ブレーキ体がこの
ドラムに追従して確実に傾転することが可能で、ドラム
に対向する電磁ブレーキ体の追従性が更に向上する。
【００１５】請求項３に係る発明は、上記電磁ブレーキ
体の壁部とカバーの壁部との軸方向対向面間に、上記電
磁ブレーキ体をドラム側へ押圧する弾性体を介装したこ
とを特徴としている。
体の壁部とカバーの壁部との軸方向対向面間に、上記電
磁ブレーキ体をドラム側へ押圧する弾性体を介装したこ
とを特徴としている。
【００１６】この請求項３に係る発明によれば、電磁ブ
レーキ体がドラムとカバーとの間で軸方向に振動するこ
とが抑制され、この振動に起因する騒音の発生等が効果
的に抑制される。
レーキ体がドラムとカバーとの間で軸方向に振動するこ
とが抑制され、この振動に起因する騒音の発生等が効果
的に抑制される。
【００１７】より好ましくは請求項４に係る発明のよう
に、このような電磁ブレーキ体の振動をより確実に抑制
するため、上記弾性体の押圧力が少なくとも上記電磁ブ
レーキ体に作用する所定の軸方向振動入力を上回るよう
に設定されている。
に、このような電磁ブレーキ体の振動をより確実に抑制
するため、上記弾性体の押圧力が少なくとも上記電磁ブ
レーキ体に作用する所定の軸方向振動入力を上回るよう
に設定されている。
【００１８】更に好ましくは請求項５に係る発明のよう
に、上記電磁ブレーキ体に電力が供給されていない初期
状態、つまり非作動時では、上記クランク回転体に対し
て上記ドラムがカムシャフトの回転方向へ最も回動した
位置、つまり初期位相に保持されるように、上記付勢手
段の付勢力及び弾性体の押圧力が設定されている。
に、上記電磁ブレーキ体に電力が供給されていない初期
状態、つまり非作動時では、上記クランク回転体に対し
て上記ドラムがカムシャフトの回転方向へ最も回動した
位置、つまり初期位相に保持されるように、上記付勢手
段の付勢力及び弾性体の押圧力が設定されている。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クラン
ク回転体へ作用する張力等に起因して仮にドラムが傾転
しても、このドラムと電磁ブレーキ体の対向面を常に均
一に対向，接触させることができ、これらの対向面が片
当りすることによる位相変更性能の低下を確実に抑制す
ることができる。
ク回転体へ作用する張力等に起因して仮にドラムが傾転
しても、このドラムと電磁ブレーキ体の対向面を常に均
一に対向，接触させることができ、これらの対向面が片
当りすることによる位相変更性能の低下を確実に抑制す
ることができる。
【００２０】加えて、請求項３に係る発明のように、カ
バーと電磁ブレーキ体との間の軸方向間隙に弾性体を介
装することにより、電磁ブレーキ体の軸方向の振動が抑
制され、この振動に起因する騒音の発生が防止されると
ともに、電磁ブレーキ体の消費電力を効果的に抑制する
ことができる。
バーと電磁ブレーキ体との間の軸方向間隙に弾性体を介
装することにより、電磁ブレーキ体の軸方向の振動が抑
制され、この振動に起因する騒音の発生が防止されると
ともに、電磁ブレーキ体の消費電力を効果的に抑制する
ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００２２】図１及び図２に示すように、この可変バル
ブタイミング装置は、吸排気弁（吸気弁又は排気弁）を
駆動するカムシャフト２の外周に同軸上に配置され、ク
ランクシャフト１（図３及び図４参照）と同期して回転
するクランク回転体１８と、このクランク回転体１８か
らカムシャフト２への回転動力伝達経路に設けられた略
筒状の移動部材１１と、この移動部材１１の軸方向一側
（図１の左側）に係合するドラム９と、このドラム９を
クランク回転体１８に対してカムシャフト２の回転方向
へ付勢する付勢手段としての捩りコイルスプリング１０
と、ドラム９の軸方向外側（図１の左側）の表面９ａに
対向配置された電磁ブレーキ体８と、この電磁ブレーキ
体８を覆うように、機関本体側のスプロケットカバー６
に固定されたカバー７と、このカバー７に対する電磁ブ
レーキ体８のカムシャフト２回りの相対回転を規制する
回転規制機構３０と、を有している。
ブタイミング装置は、吸排気弁（吸気弁又は排気弁）を
駆動するカムシャフト２の外周に同軸上に配置され、ク
ランクシャフト１（図３及び図４参照）と同期して回転
するクランク回転体１８と、このクランク回転体１８か
らカムシャフト２への回転動力伝達経路に設けられた略
筒状の移動部材１１と、この移動部材１１の軸方向一側
（図１の左側）に係合するドラム９と、このドラム９を
クランク回転体１８に対してカムシャフト２の回転方向
へ付勢する付勢手段としての捩りコイルスプリング１０
と、ドラム９の軸方向外側（図１の左側）の表面９ａに
対向配置された電磁ブレーキ体８と、この電磁ブレーキ
体８を覆うように、機関本体側のスプロケットカバー６
に固定されたカバー７と、このカバー７に対する電磁ブ
レーキ体８のカムシャフト２回りの相対回転を規制する
回転規制機構３０と、を有している。
【００２３】そして、後述するように、電磁ブレーキ体
８によりドラム９の表面９ａを吸引して、このドラム９
のカムシャフト回りの回転を遅延させることにより、移
動部材１１が軸方向に移動して、クランク回転体１８及
びクランクシャフト１に対するカムシャフト２の位相が
変化するように構成されている。
８によりドラム９の表面９ａを吸引して、このドラム９
のカムシャフト回りの回転を遅延させることにより、移
動部材１１が軸方向に移動して、クランク回転体１８及
びクランクシャフト１に対するカムシャフト２の位相が
変化するように構成されている。
【００２４】詳細に説明すると、カムシャフト２の一端
部には、このカムシャフト２と一体的に回転する筒状の
スプラインシャフト１３が固定ボルト３及び位置決めピ
ン２１を介して固定されている。
部には、このカムシャフト２と一体的に回転する筒状の
スプラインシャフト１３が固定ボルト３及び位置決めピ
ン２１を介して固定されている。
【００２５】クランク回転体１８は、チェーン４が巻き
掛けられ、このチェーン４から回転動力が伝達されるス
プロケット５と、捩りコイルスプリング１０の外周の一
部を覆うスプリングカバー２２と、捩りコイルスプリン
グ１０の一端を受けるスプリングケース１２と、これら
の部材５，２２，１２を共締め固定する複数のボルト１
７と、を備えており、スプラインシャフト１３の外周に
相対回転可能に外嵌されている。
掛けられ、このチェーン４から回転動力が伝達されるス
プロケット５と、捩りコイルスプリング１０の外周の一
部を覆うスプリングカバー２２と、捩りコイルスプリン
グ１０の一端を受けるスプリングケース１２と、これら
の部材５，２２，１２を共締め固定する複数のボルト１
７と、を備えており、スプラインシャフト１３の外周に
相対回転可能に外嵌されている。
【００２６】移動部材１１の内周面とスプラインシャフ
ト１３の外周面とはヘリカルスプライン２７により互い
に噛合し、移動部材１１の外周面とスプリングケース１
２の内周面とはヘリカルスプライン２８により互いに噛
合している。従って、移動部材１１がカムシャフト２の
軸方向（図１の左右方向）へ移動すると、スプラインシ
ャフト１３とスプリングケース１２とが相対的に回転し
て、クランク回転体１８に対するカムシャフト２の位相
が変化する。
ト１３の外周面とはヘリカルスプライン２７により互い
に噛合し、移動部材１１の外周面とスプリングケース１
２の内周面とはヘリカルスプライン２８により互いに噛
合している。従って、移動部材１１がカムシャフト２の
軸方向（図１の左右方向）へ移動すると、スプラインシ
ャフト１３とスプリングケース１２とが相対的に回転し
て、クランク回転体１８に対するカムシャフト２の位相
が変化する。
【００２７】ドラム９は、ベアリング１４を介してスプ
ラインシャフト１３の外周に相対回転可能に取り付けら
れている。なお、このドラム９の内周には、ベアリング
１４の軸方向一側面に係合する止め輪２３が取り付けら
れている。このドラム９の内周面と、移動部材１１の外
周面とは、角ネジ２９により互いに噛合している。従っ
て、ドラム９が移動部材１１に対して相対的に回転する
と、この移動部材１１がドラム９に対して軸方向へ移動
する。
ラインシャフト１３の外周に相対回転可能に取り付けら
れている。なお、このドラム９の内周には、ベアリング
１４の軸方向一側面に係合する止め輪２３が取り付けら
れている。このドラム９の内周面と、移動部材１１の外
周面とは、角ネジ２９により互いに噛合している。従っ
て、ドラム９が移動部材１１に対して相対的に回転する
と、この移動部材１１がドラム９に対して軸方向へ移動
する。
【００２８】また、ドラム９の軸方向一端部には、円盤
状のフランジ部９ｂが径方向外方へ張出形成され、この
フランジ部９ｂに、捩りコイルスプリング１０の他端を
受けるピン２４が設けられているとともに、電磁ブレー
キ体８の表面８ａに対向する表面９ａが形成されてい
る。
状のフランジ部９ｂが径方向外方へ張出形成され、この
フランジ部９ｂに、捩りコイルスプリング１０の他端を
受けるピン２４が設けられているとともに、電磁ブレー
キ体８の表面８ａに対向する表面９ａが形成されてい
る。
【００２９】略環状をなす電磁ブレーキ体８は、図外の
制御部から機関運転状態に応じて通電制御される電磁コ
イル２５と、この電磁コイル２５を収容するハウジング
２６と、を備えているとともに、ドラム９の表面９ａに
対向，摺接する軸方向内側の表面８ａに、薄板状のフリ
クション部材８ｂが設けられている。
制御部から機関運転状態に応じて通電制御される電磁コ
イル２５と、この電磁コイル２５を収容するハウジング
２６と、を備えているとともに、ドラム９の表面９ａに
対向，摺接する軸方向内側の表面８ａに、薄板状のフリ
クション部材８ｂが設けられている。
【００３０】回転規制機構３０は、電磁ブレーキ体８の
ハウジング２６の軸方向外壁部に固定され、この外壁部
より軸方向外方へ突出する円柱状の一対の第１突起部３
１及び第２突起部３２と、この外壁部に対向するカバー
７の内壁部に凹設され、第１突起部３１及び第２突起部
３２がそれぞれ緩く嵌合（遊嵌）する略円孔状の一対の
第１嵌合部３３及び第２嵌合部３４と、により構成され
ている。つまり、カバー７に対する電磁ブレーキ体８の
僅かな変位を許容するように、突起部３１，３２に比し
て第２嵌合部３３，３４が大径かつ長尺に形成されてい
る。
ハウジング２６の軸方向外壁部に固定され、この外壁部
より軸方向外方へ突出する円柱状の一対の第１突起部３
１及び第２突起部３２と、この外壁部に対向するカバー
７の内壁部に凹設され、第１突起部３１及び第２突起部
３２がそれぞれ緩く嵌合（遊嵌）する略円孔状の一対の
第１嵌合部３３及び第２嵌合部３４と、により構成され
ている。つまり、カバー７に対する電磁ブレーキ体８の
僅かな変位を許容するように、突起部３１，３２に比し
て第２嵌合部３３，３４が大径かつ長尺に形成されてい
る。
【００３１】なお、組付誤差等を考慮して電磁ブレーキ
体８とカバー７との間に僅かな隙間Ｄ１を確保するよう
に、電磁ブレーキ体８が配設されるドラム９とカバー７
との間の軸方向寸法は、電磁ブレーキ体８の軸方向寸法
よりわずかに大きく設定されている。
体８とカバー７との間に僅かな隙間Ｄ１を確保するよう
に、電磁ブレーキ体８が配設されるドラム９とカバー７
との間の軸方向寸法は、電磁ブレーキ体８の軸方向寸法
よりわずかに大きく設定されている。
【００３２】カバー７には、電磁ブレーキ体８の内周面
に適宜な隙間を介して対向するガイド部７ｂが突出形成
されている。つまり、カバー７は、電磁ブレーキ体８の
過度な変位を規制するように、電磁ブレーキ体８の三方
を囲っている。
に適宜な隙間を介して対向するガイド部７ｂが突出形成
されている。つまり、カバー７は、電磁ブレーキ体８の
過度な変位を規制するように、電磁ブレーキ体８の三方
を囲っている。
【００３３】上記のクランク回転体１８，移動部材１１
及び電磁ブレーキ体８は、通常の状態ではカムシャフト
２の中心軸Ｌ１と同軸上に配置されている。なお、スプ
ラインシャフト１３には、各軸受部分に潤滑油を供給す
るための適宜な潤滑油路３６，３７，３８が形成されて
いる。
及び電磁ブレーキ体８は、通常の状態ではカムシャフト
２の中心軸Ｌ１と同軸上に配置されている。なお、スプ
ラインシャフト１３には、各軸受部分に潤滑油を供給す
るための適宜な潤滑油路３６，３７，３８が形成されて
いる。
【００３４】そして、この実施形態では、図３及び図４
に示すように、軸方向視で第１突起部３１と第２突起部
３２とを結ぶ基準線Ｐが、電磁ブレーキ体８（あるいは
カムシャフト２）の所定の直径方向に沿うように設定さ
れている。つまり、一対の突起部３１，３２がカムシャ
フト中心軸Ｌ１に対して互いに対向配置されており、同
様に嵌合部３３，３４も中心軸Ｌ１を挟んで互いに対向
配置されている。
に示すように、軸方向視で第１突起部３１と第２突起部
３２とを結ぶ基準線Ｐが、電磁ブレーキ体８（あるいは
カムシャフト２）の所定の直径方向に沿うように設定さ
れている。つまり、一対の突起部３１，３２がカムシャ
フト中心軸Ｌ１に対して互いに対向配置されており、同
様に嵌合部３３，３４も中心軸Ｌ１を挟んで互いに対向
配置されている。
【００３５】このような構成により、電磁ブレーキ体８
が通電されていない初期状態（非作動状態）では、ドラ
ム９は捩りコイルスプリング１０の付勢力によりクラン
ク回転体１８に対して最もカムシャフト２の回転方向に
回転した所定の初期位置に保持されており、この状態
で、クランク回転体１８，移動部材１１，ドラム９及び
及びカムシャフト２が同期して回転する。
が通電されていない初期状態（非作動状態）では、ドラ
ム９は捩りコイルスプリング１０の付勢力によりクラン
ク回転体１８に対して最もカムシャフト２の回転方向に
回転した所定の初期位置に保持されており、この状態
で、クランク回転体１８，移動部材１１，ドラム９及び
及びカムシャフト２が同期して回転する。
【００３６】このような初期状態から、制御部により電
磁ブレーキ体８を通電すると、両者間に発生する磁力に
より電磁ブレーキ体８がドラム９の軸方向一側面９ａを
吸引する。これにより、電磁ブレーキ体８がドラム９側
へ吸引，付勢され、電磁ブレーキ体８とドラム９の対向
面８ａ，９ａ間に摩擦力が発生し、捩りコイルスプリン
グ１０のバネ力に抗してドラム９のカムシャフト２回り
の回転が適宜に遅延される。これにより、ドラム９が移
動部材１１に対して相対回転して、角ネジ２９を介して
移動部材１１が軸方向に移動するとともに、ヘリカルス
プライン２７，２８を介してスプリングケース１２とス
プラインシャフト１３とが相対的に回転する。この結
果、クランク回転体１８に対するカムシャフト２の位相
が変化して、吸排気弁のバルブタイミングが適宜に変更
される。
磁ブレーキ体８を通電すると、両者間に発生する磁力に
より電磁ブレーキ体８がドラム９の軸方向一側面９ａを
吸引する。これにより、電磁ブレーキ体８がドラム９側
へ吸引，付勢され、電磁ブレーキ体８とドラム９の対向
面８ａ，９ａ間に摩擦力が発生し、捩りコイルスプリン
グ１０のバネ力に抗してドラム９のカムシャフト２回り
の回転が適宜に遅延される。これにより、ドラム９が移
動部材１１に対して相対回転して、角ネジ２９を介して
移動部材１１が軸方向に移動するとともに、ヘリカルス
プライン２７，２８を介してスプリングケース１２とス
プラインシャフト１３とが相対的に回転する。この結
果、クランク回転体１８に対するカムシャフト２の位相
が変化して、吸排気弁のバルブタイミングが適宜に変更
される。
【００３７】ここで、電磁ブレーキ体８の吸引力をデュ
ーティ制御し、この吸引力と捩りコイルスプリング１０
の付勢力とをバランスさせることにより、ドラム９の遅
延量を所定の制御範囲内で任意に制御することが可能
で、バルブタイミングを無段階に変更することができ
る。
ーティ制御し、この吸引力と捩りコイルスプリング１０
の付勢力とをバランスさせることにより、ドラム９の遅
延量を所定の制御範囲内で任意に制御することが可能
で、バルブタイミングを無段階に変更することができ
る。
【００３８】ところで、スプロケット５にはチェーン４
から張力が作用する。各張力の大きさは、機関運転中に
おけるカムシャフト２の駆動トルクの変動や燃焼トルク
等に起因して変動するものの、その方向はほぼ一定であ
る。つまり、各張力の方向は、チェーン４とスプロケッ
ト５の噛合部分の中央部からスプロケット５の中心へ向
かう方向とほぼ等しくなる。
から張力が作用する。各張力の大きさは、機関運転中に
おけるカムシャフト２の駆動トルクの変動や燃焼トルク
等に起因して変動するものの、その方向はほぼ一定であ
る。つまり、各張力の方向は、チェーン４とスプロケッ
ト５の噛合部分の中央部からスプロケット５の中心へ向
かう方向とほぼ等しくなる。
【００３９】例えば図３に示すように、Ｖバンクの内側
に配置された一対の吸気側スプロケット５Ａとクランク
シャフト１とにメインチェーン４Ａが掛け渡されてお
り、かつ、各バンクの隣り合う吸気側スプロケット５Ａ
と排気側スプロケット５Ｂとにそれぞれサブチェーン４
Ｂが巻き掛けられたＶ型内燃機関の場合、吸気側スプロ
ケット５Ａには、メインチェーン４Ａから作用する張力
Ｆａと、サブチェーン４Ｂから作用する張力Ｆｂとの合
力Ｆｃが作用する。一方、排気側スプロケット５Ｂに
は、サブチェーン４Ｂからの張力Ｆｂ’が作用する。
に配置された一対の吸気側スプロケット５Ａとクランク
シャフト１とにメインチェーン４Ａが掛け渡されてお
り、かつ、各バンクの隣り合う吸気側スプロケット５Ａ
と排気側スプロケット５Ｂとにそれぞれサブチェーン４
Ｂが巻き掛けられたＶ型内燃機関の場合、吸気側スプロ
ケット５Ａには、メインチェーン４Ａから作用する張力
Ｆａと、サブチェーン４Ｂから作用する張力Ｆｂとの合
力Ｆｃが作用する。一方、排気側スプロケット５Ｂに
は、サブチェーン４Ｂからの張力Ｆｂ’が作用する。
【００４０】あるいは図４に示すように、各バンクの吸
気側スプロケット５Ａ及び排気側スプロット５Ｂと、ク
ランクシャフト１とにわたって１本のチェーン４が巻き
掛けられるものもある。この場合、各スプロケット５
Ａ，５Ｂにはそれぞれチェーン４から張力Ｆｄ，Ｆｅが
作用する。
気側スプロケット５Ａ及び排気側スプロット５Ｂと、ク
ランクシャフト１とにわたって１本のチェーン４が巻き
掛けられるものもある。この場合、各スプロケット５
Ａ，５Ｂにはそれぞれチェーン４から張力Ｆｄ，Ｆｅが
作用する。
【００４１】このようなスプロケット５に作用するチェ
ーン４からの全張力（張力又は張力の合力）に起因し
て、図５に示すように、移動部材１１等を介してスプロ
ケット５に係合するドラム９の中心軸Ｌ２がカムシャフ
ト２の中心軸Ｌ１に対して傾くことがある。
ーン４からの全張力（張力又は張力の合力）に起因し
て、図５に示すように、移動部材１１等を介してスプロ
ケット５に係合するドラム９の中心軸Ｌ２がカムシャフ
ト２の中心軸Ｌ１に対して傾くことがある。
【００４２】ここで、図５（ａ）に示す比較例のよう
に、突起部３１，３２同士を結ぶ基準線が上記全張力の
作用方向（図５の上下方向）と平行に配置されている場
合、電磁ブレーキ体８がドラム９の傾きに追従して良好
に傾転することができない。この結果、ドラム９の中心
軸Ｌ２と電磁ブレーキ体８の中心軸（Ｌ１）とが互いに
ずれて、電磁ブレーキ体８とドラム９の対向面８ａ，９
ａが片当り状態となり、この摺動面８ａ，９ａに作用す
る摩擦力が安定せず、所望の位相変更特性が得られな
い。
に、突起部３１，３２同士を結ぶ基準線が上記全張力の
作用方向（図５の上下方向）と平行に配置されている場
合、電磁ブレーキ体８がドラム９の傾きに追従して良好
に傾転することができない。この結果、ドラム９の中心
軸Ｌ２と電磁ブレーキ体８の中心軸（Ｌ１）とが互いに
ずれて、電磁ブレーキ体８とドラム９の対向面８ａ，９
ａが片当り状態となり、この摺動面８ａ，９ａに作用す
る摩擦力が安定せず、所望の位相変更特性が得られな
い。
【００４３】そこで、この実施形態では、図３，４に示
すように、第１突起部３１と第２突起部３２とを結ぶ基
準線Ｐを、回転動力伝達用のチェーン４からスプロケッ
ト５へ作用する全張力（図３のＦｃ，Ｆｂ’、図４のＦ
ｄ，Ｆｅ）の方向と直交するように設定している。これ
により、図５（ｂ）に示すように、仮に上記のチェーン
張力に起因してドラム９の中心軸Ｌ２が傾いたとして
も、電磁ブレーキ体８もこれに追従して基準線Ｐ回りに
良好に傾転することが可能で、電磁ブレーキ体８とドラ
ム９の対向面８ａ，９ａを均一に対向，接触させること
ができる。この結果、この摺動面８ａ，９ａで片当りす
ることがなく、この摺動面８ａ，９ａに発生する摩擦ト
ルクが安定し、所望のバルブタイミング変更特性を得る
ことができる。
すように、第１突起部３１と第２突起部３２とを結ぶ基
準線Ｐを、回転動力伝達用のチェーン４からスプロケッ
ト５へ作用する全張力（図３のＦｃ，Ｆｂ’、図４のＦ
ｄ，Ｆｅ）の方向と直交するように設定している。これ
により、図５（ｂ）に示すように、仮に上記のチェーン
張力に起因してドラム９の中心軸Ｌ２が傾いたとして
も、電磁ブレーキ体８もこれに追従して基準線Ｐ回りに
良好に傾転することが可能で、電磁ブレーキ体８とドラ
ム９の対向面８ａ，９ａを均一に対向，接触させること
ができる。この結果、この摺動面８ａ，９ａで片当りす
ることがなく、この摺動面８ａ，９ａに発生する摩擦ト
ルクが安定し、所望のバルブタイミング変更特性を得る
ことができる。
【００４４】より好ましくは、図６〜８に示すように、
電磁ブレーキ体８の外壁部とカバー７の内壁部との軸方
向の対向面間に、電磁ブレーキ体８をドラム９側へ軸方
向に押圧する弾性体３９（３９Ａ〜３９Ｃ）を介装す
る。つまり、弾性体３９として、図６ではゴム等の弾性
部材３９Ａが介装され、図７ではウェーブスプリング
（又は皿バネ）３９Ｂが介装され、図８ではコイルスプ
リング３９Ｃが介装されている。なお、図６，図７に示
すような構成では、突起部３１，３２との干渉を回避す
るために、環状の弾性部材３９Ａ，３９Ｂに適宜な切欠
部（図示省略）を設けたり、弾性部材３９Ａを周方向に
間欠的に配置する等の工夫が必要である。
電磁ブレーキ体８の外壁部とカバー７の内壁部との軸方
向の対向面間に、電磁ブレーキ体８をドラム９側へ軸方
向に押圧する弾性体３９（３９Ａ〜３９Ｃ）を介装す
る。つまり、弾性体３９として、図６ではゴム等の弾性
部材３９Ａが介装され、図７ではウェーブスプリング
（又は皿バネ）３９Ｂが介装され、図８ではコイルスプ
リング３９Ｃが介装されている。なお、図６，図７に示
すような構成では、突起部３１，３２との干渉を回避す
るために、環状の弾性部材３９Ａ，３９Ｂに適宜な切欠
部（図示省略）を設けたり、弾性部材３９Ａを周方向に
間欠的に配置する等の工夫が必要である。
【００４５】このように弾性体３９を設けることによ
り、電磁ブレーキ体８へ電力が供給されていない初期状
態においても、電磁ブレーキ体８の表面８ａとドラム９
の表面９ａとが常に均一に接触する状態に保持される。
従って、電磁ブレーキ体８とカバー７との間に確保され
る軸方向隙間Ｄ１に起因して、電磁ブレーキ体８の不用
意な軸方向の振動，ガタツキの発生が抑制されるととも
に、仮にガタツキが生じても弾性体３９による減衰効果
で速やかに低減される。従って、このようなガタツキに
起因する振動，騒音の発生がより確実に抑制される。
り、電磁ブレーキ体８へ電力が供給されていない初期状
態においても、電磁ブレーキ体８の表面８ａとドラム９
の表面９ａとが常に均一に接触する状態に保持される。
従って、電磁ブレーキ体８とカバー７との間に確保され
る軸方向隙間Ｄ１に起因して、電磁ブレーキ体８の不用
意な軸方向の振動，ガタツキの発生が抑制されるととも
に、仮にガタツキが生じても弾性体３９による減衰効果
で速やかに低減される。従って、このようなガタツキに
起因する振動，騒音の発生がより確実に抑制される。
【００４６】つまり、電磁ブレーキ体８の振動を確実に
抑制するために、弾性体３９の押圧力が、電磁ブレーキ
体８に作用する所定の軸方向振動入力を上回るように予
め設定されている。
抑制するために、弾性体３９の押圧力が、電磁ブレーキ
体８に作用する所定の軸方向振動入力を上回るように予
め設定されている。
【００４７】しかしながら、弾性体３９の押圧力を過度
に大きく設定すると、電磁ブレーキ体８が通電されてい
ない初期状態でも、ドラム９が捩りコイルスプリング１
０の付勢力に抗して初期位相から不用意に回転してしま
う可能性がある。従って、このような初期状態では、ド
ラム９がクランク回転体１８に対してカムシャフト２の
回転方向へ最も回動した位置に保持されるように、捩り
コイルスプリング１０の付勢力や弾性体３９の押圧力を
適宜に設定する必要がある。
に大きく設定すると、電磁ブレーキ体８が通電されてい
ない初期状態でも、ドラム９が捩りコイルスプリング１
０の付勢力に抗して初期位相から不用意に回転してしま
う可能性がある。従って、このような初期状態では、ド
ラム９がクランク回転体１８に対してカムシャフト２の
回転方向へ最も回動した位置に保持されるように、捩り
コイルスプリング１０の付勢力や弾性体３９の押圧力を
適宜に設定する必要がある。
【００４８】従って、好ましくは、弾性体３９の押圧力
を、捩りコイルスプリング１０の付勢力を上回らない範
囲で十分に大きく設定することにより、位相変更に必要
な電磁ブレーキ体８の吸引力つまり消費電力を十分に抑
制することが可能で、これにより、電磁ブレーキ体８の
低電力化，小型化を図ることができる。この場合、通電
状態から通電停止状態への移行時には、弾性体３９の押
圧力を上回る捩りコイルスプリング１０の付勢力により
ドラム９を速やかに初期位相へ復帰させることができ
る。
を、捩りコイルスプリング１０の付勢力を上回らない範
囲で十分に大きく設定することにより、位相変更に必要
な電磁ブレーキ体８の吸引力つまり消費電力を十分に抑
制することが可能で、これにより、電磁ブレーキ体８の
低電力化，小型化を図ることができる。この場合、通電
状態から通電停止状態への移行時には、弾性体３９の押
圧力を上回る捩りコイルスプリング１０の付勢力により
ドラム９を速やかに初期位相へ復帰させることができ
る。
【００４９】なお、上記の突起部３１，３２及び第２嵌
合部３３，３４の形状は、上記の実施形態では円柱，円
孔状であったが、これに限らず、キー及びキー溝や、二
面幅を持った形状であっても良い。
合部３３，３４の形状は、上記の実施形態では円柱，円
孔状であったが、これに限らず、キー及びキー溝や、二
面幅を持った形状であっても良い。
【００５０】また、上記の実施形態では、クランクシャ
フト１の回転動力伝達経路にチェーン４及びスプロケッ
ト５を用いているが、これに限らず、例えばタイミング
ベルト及びプーリを用いた構成であっても良く、あるい
は一部にギヤを用いた構成であっても良い。
フト１の回転動力伝達経路にチェーン４及びスプロケッ
ト５を用いているが、これに限らず、例えばタイミング
ベルト及びプーリを用いた構成であっても良く、あるい
は一部にギヤを用いた構成であっても良い。
【００５１】更に、チェーン４等のレイアウトについて
も、図３及び図４に示す例に限らず、他の多段式や１段
式の構成であっても良い。
も、図３及び図４に示す例に限らず、他の多段式や１段
式の構成であっても良い。
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変バル
ブタイミング装置を示す断面図。
ブタイミング装置を示す断面図。
【図２】上記可変バルブタイミング装置の分解斜視図。
【図３】上記可変バルブタイミング装置が適用されるＶ
型内燃機関の正面対応図。
型内燃機関の正面対応図。
【図４】上記可変バルブタイミング装置が適用される他
のＶ型内燃機関の正面対応図。
のＶ型内燃機関の正面対応図。
【図５】本実施形態の作用説明図。
【図６】本実施形態に係る弾性体の第１の例を示す要部
断面図。
断面図。
【図７】本実施形態に係る弾性体の第２の例を示す要部
断面図。
断面図。
【図８】本実施形態に係る弾性体の第３の例を示す要部
断面図。
断面図。
１…クランクシャフト ２…カムシャフト ４…チェーン ５…スプロケット ７…カバー ９…ドラム １０…捩りコイルスプリング（付勢手段） １１…移動部材 １８…クランク回転体 ３０…回転規制機構 ３１，３２…突起部 ３３，３４…嵌合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA02 AA08 AA10 AA19 BA23 BA28 DA04 DA23 GA01 GA02 3G018 AA07 AB02 AB16 AB17 BA29 BA32 CA12 DA20 DA36 EA33 FA01 FA07 GA14 GA21 GA23 GA27 GA37 GA38
Claims (5)
- 【請求項１】 吸排気弁を駆動するカムシャフトと同軸
上に配置され、クランクシャフトと同期して回転するク
ランク回転体と、 このクランク回転体からカムシャフトへの回転動力伝達
経路に設けられた移動部材と、 この移動部材に係合するドラムと、 このドラムをクランク回転体に対してカムシャフトの回
転方向へ付勢する付勢手段と、 上記ドラムの軸方向一側面に対向配置された電磁ブレー
キ体と、 この電磁ブレーキ体を覆うように、機関本体側に固定さ
れたカバーと、 このカバーに対する電磁ブレーキ体のカムシャフト回り
の相対回転を規制する回転規制機構と、を有し、 磁力により上記電磁ブレーキ体をドラムの軸方向一側面
に吸引させて、このドラムのカムシャフト回りの回転を
遅延させることにより、上記移動部材が軸方向に移動し
て、上記クランク回転体に対するカムシャフトの位相が
変化するように構成された内燃機関の可変バルブタイミ
ング装置であって、 上記回転規制機構は、軸方向に互いに対向する電磁ブレ
ーキ体の壁部及びカバーの壁部の一方に設けられる第１
突起部及び第２突起部と、上記電磁ブレーキ体の壁部及
びカバーの壁部の他方に設けられ、上記第１突起部及び
第２突起部がそれぞれ嵌合する第１嵌合部及び第２嵌合
部と、を有し、 上記第１突起部と第２突起部とを結ぶ基準線が、上記ド
ラムの所定の直径方向に設定されていることを特徴とす
る内燃機関の可変バルブタイミング装置。 - 【請求項２】 上記クランクシャフトと上記クランク回
転体のスプロケット又はプーリとに動力伝達用のチェー
ン又はベルトが巻き掛けられ、 このチェーン又はベルトからスプロケット又はプーリへ
作用する張力又は張力の合力の方向に対して、上記基準
線が略直交するように設定されていることを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング装
置。 - 【請求項３】 上記電磁ブレーキ体の壁部とカバーの壁
部との軸方向対向面間に、上記電磁ブレーキ体をドラム
側へ押圧する弾性体を介装したことを特徴とする請求項
１又は２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング装
置。 - 【請求項４】 上記弾性体の押圧力は、少なくとも上記
電磁ブレーキ体に作用する所定の軸方向振動入力を上回
るように設定されていることを特徴とする請求項３に記
載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。 - 【請求項５】 上記電磁ブレーキ体に電力が供給されて
いない初期状態では、上記クランク回転体に対して上記
ドラムがカムシャフトの回転方向へ最も回動した位置に
保持されるように、上記付勢手段の付勢力及び弾性体の
押圧力が設定されていることを特徴とする請求項３又は
４に記載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289976A JP3911982B2 (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
| US09/933,714 US6390045B1 (en) | 2000-09-25 | 2001-08-22 | Variable valve timing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289976A JP3911982B2 (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097908A true JP2002097908A (ja) | 2002-04-05 |
| JP3911982B2 JP3911982B2 (ja) | 2007-05-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000289976A Expired - Fee Related JP3911982B2 (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
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|---|---|
| US (1) | US6390045B1 (ja) |
| JP (1) | JP3911982B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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