JP2012107600A - 内燃機関におけるバルブタイミング可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム軸２の一端部４に，バルブ可変機構５を，その一つの側面７ａを前記一端部の端面４ａに合わせるように取付け，前記一つの側面７ａと前記端面４ａとの合わせ面で，前記バルブ可変機構における各油圧ポート１２，１３の各々を，前記カム軸に設けた各油圧通路１４，１５の各々に連通するように構成し，更に，前記合わせ面に，前記カム軸及び前記バルブ可変機構の両方に嵌まり係合するノックピン２４を設けて成るバルブタイミング可変装置において，孔加工の加工工数の低減及び軽量化を図る。
【解決手段】前記ノックピン２４を中空体に形成し，この中空のノックピンの内部で，前記各油圧ポート１２，１３の一つと，前記各油圧通路１４，１５の一つとを互いに連通する構成にした。
【選択図】図１

Description

本発明は，内燃機関における吸気弁又は排気弁のバルブタイミングを，内燃機関の運転中において変更するようにしたバルブタイミング可変装置に関するものである。

先行技術としての特許文献１及び２等には，この種のバルブタイミング可変装置について，
「吸気弁又は排気弁に対するカム軸の一端部に，油圧式のバルブ可変機構を，当該バルブ可変機構における側面と前記カム軸の一端部における端面とを互い合わせるように取付けて，前記カム軸の一端部における端面と，前記バルブ可変機構における側面との合わせ面で，前記バルブ可変機構における進角用油圧ポート及び遅角用油圧ポートの各々が，前記カム軸に設けた進角用油圧通路及び遅角用油圧通路の各々に連通するように構成し，更に，前記合わせ面に，前記カム軸と前記バルブ可変機構との両方に嵌まり係合するノックピンを設けることによって，前記カム軸と前記バルブ可変機構との間における位置決めを行なうように構成する。」
ことが記載されている。

特開２０００−０９７０４３号公報 特開２０００−３４５８１６号公報

前記した各先行技術の構成によると，前記カム軸と前記バルブ可変機構との位置決めを，これらの合わせ面に設けたノックピンによって，正確にできるという利点を有する。

しかし，その反面，前記合わせ面のうち前記バルブ可変機構側には，進角用油圧ポート及び遅角用油圧ポートをドリル工具等による孔加工にて穿設するのとは別に，前記ノックピンの一端が嵌まるピン孔をドリル工具等による孔加工にて穿設することが必要である一方，前記合わせ面のうち前記カム軸側にも，進角用油圧通路及び遅角用油圧通路をドリル工具等による孔加工にて穿設するのとは別に，前記ノックピンの他端が嵌まるピン孔をドリル工具等による孔加工にて穿設することが必要である。

つまり，前記合わせ面には，前記ノックピンの両端に対するピン孔を，複数の油圧通路及び油圧ポートとは別に，ドリル等による孔加工にて穿設しなければならず，ドリル工具等による孔加工の工数が，前記ノックピンの両端に対するピン孔の分だけ多くなるから，製造コストのアップを招来するという問題があった。

本発明は，この問題を解消することを技術的課題とする。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「内燃機関におけるカム軸の一端部に，油圧式のバルブ可変機構を，その一つの側面を前記一端部における端面に合わせるように取付け，前記バルブ可変機構における一つの側面と前記一端部における端面との合わせ面で，前記バルブ可変機構における各油圧ポートの各々が前記カム軸に設けた各油圧通路の各々に連通するように構成し，更に，前記合わせ面に，前記カム軸及び前記バルブ可変機構の両方に嵌まり係合するノックピンを設けて成るバルブタイミング可変装置において，
前記ノックピンを中空体に形成し，この中空のノックピンの内部で，前記各油圧ポートの一つと，前記各油圧通路の一つとを互いに連通する構成にした。」
ことを特徴としている。

また，請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記中空のノックピンによる連通を，前記バルブ可変機構における各油圧ポートのうち遅角用油圧ポートと，前記カム軸における各油圧通路のうち遅角用油圧通路との連通に構成した。」
ことを特徴としている。

請求項１によると，前記ノックピンの一端がバルブ可変機構側に嵌まり係合するピン孔は，バルブ可変機構側における各油圧ポートのうち一つの油圧ポートを孔加工にて穿設するときに，孔加工にて穿設することができる一方，前記ノックピンの他端がカム軸側に嵌まり係合するピン孔も，同様に，カム軸側における各油圧通路のうち一つの油圧通路を孔加工にて穿設するときに，孔加工にて穿設することができる。

これにより，前記ノックピンの両端に対するピン孔を，前記各油圧ポート及び油圧通路とは別個に穿設する場合に比べて，ドリル工具等による孔加工の工数を少なくできるから，製造コストを，前記先行技術の場合に比べて大幅に低減できる。

しかも，前記ノックピンを中空にしたことで，その軽量化を図ることができる。

ところで，前記バルブ可変機構によるバルブタイミングの進角作動は，カムにおける傾斜面に逆らって行なうことにより，この進角作動には，バルブタイミングの遅角作動のときよりも高い油圧を必要とする。

そこで，請求項２に記載したように，前記中空のノックピンによる連通を，前記バルブ可変機構における遅角用油圧ポートと，前記カム軸における遅角用油圧通路との連通との連通に構成することにより，前記中空のノックピンの箇所に油圧の漏れが発生したとしても，進角側には，遅角側よりも高い油圧を確保できるから，前記油圧の漏れがバルブタイミングの進角作動に悪影響を及ぼすことを確実に低減できる利点がある。

本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視断面図である。 図１のIII −III 視断面図である。 分解した状態を示す図である。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図４の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，内燃機関におけるシリンダヘッドを示す。

符号２は，吸気弁又は排気弁用のカム軸を示し，このカム軸２は，前記シリンダヘッド１の上面に，軸受け部３にて軸支されている。

前記カム軸２のうち前記軸受け部３よりも外側に突出する一端部４には，油圧式のバルブ可変機構５が取付けられている。

このバルブ可変機構５は，従来から良く知られ，且つ，前記特許文献１，２等に記載されているように，中空の円筒形にしたハウジング６と，その内部に回転自在に挿入したベーンロータ７とから成り，前記ハウジング６の側面には，スプロケット８をボルト９にて取付け，このスプロケット８に，内燃機関におけるクランク軸（図示せず）からのタイミングチエン１０を巻掛けすることにより，前記ハウジング６及びその内部のベーンロータ７を，前記クランク軸に連動して回転する構成にしている。

前記バルブ可変機構５におけるベーンロータ７は，前記カム軸２における一端部４に，当該ベーンロータ７における一つの側面７ａが前記カム軸２の一端部４における端面４ａに対して密接して合わさるようにして，ボルト１１の締結により取付けられている。

なお，図示していないが，前記ハウジング６の内部には，前記ベーンロータ７に対する複数個の進角室と，複数個の遅角室とが円周方向に交互に形成されており，前記各進角室及び各遅角室に同じ油圧が作用しているとき，前記ベーンロータ７，ひいては，前記カム軸２は，前記ハウジング６と同じ方向に同じ速度で回転する。

これに対し，前記各進角室に油圧を供給する一方，前記各遅角室の油圧を排出することにより，前記ベーンロータ７が前記ハウジング６の回転方向と同じ方向に進み回転して，バルブタイミングを進角作動する。

また，前記各遅角室に油圧を供給する一方，前記各進角室の油圧を排出することにより，前記ベーンロータ７が前記ハウジング６の回転方向と逆方向に遅れ回転することによって，バルブタイミングを遅角作動するという構成になっている。

前記ベーンロータ７には，前記各進角室に連通する複数本（二本）の進角用油圧ポート１２が，前記ベーンロータ７における側面７ａに開口するように穿設されていることに加えて，前記ベーンロータ７には，前記各遅角室に連通する複数本（二本）の遅角用油圧ポート１３が，前記ベーンロータ７における側面７ａに開口するように穿設されている。

一方，前記カム軸２における一端部４には，複数本（二本）の進角用油圧通路１４が，前記一端部４における端面４ａに開口するように穿設されていることに加えて，複数本（二本）の遅角用油圧通路１５が，前記一端部４における端面４ａに開口するように穿設されている。

この場合，前記ベーンロータ７における各進角用油圧ポート１２と，前記カム軸２の一端部４における各進角用油圧通路１４とは，前記ベーンロータ７の側面７ａと一端部４の端面４ａとの合わせ面において互いに連通するという構成になっており，更に，前記ベーンロータ７における各遅角用油圧ポート１３と，前記カム軸２の一端部４における各遅角用油圧通路１５とは，前記ベーンロータ７の側面７ａと一端部４の端面４ａとの合わせ面において互いに連通するという構成になっている。

図１に示すように，前記カム軸２の一端部４における各進角用油圧通路１４及び各遅角用油圧通路１５は，前記軸受け部３の内周又は一端部４の外周のうちいずれか一方又は両方に設けた環状の溝通路１６，１７の各々に連通しており，この各溝通路１６，１７は，前記シリンダヘッド１に取り付けるか，或いはこのシリンダヘッド１の上面を覆うヘッドカバー１８等に取り付けた油圧切換弁１９に，前記シリンダヘッド１又は軸受け部３の内部に形成した油路２０，２１等を介して接続されている。

この油圧切換弁１９は，内燃機関にて駆動される油圧ポンプ２２からの油圧を前記バルブ可変機構５における各進角室に供給する一方，前記バルブ可変機構５における各遅角室の油圧をタンク２３に放出するという進角作動状態と，前記油圧ポンプ２２からの油圧を前記バルブ可変機構５における各遅角室に供給する一方，前記バルブ可変機構５における各進角室の油圧をタンク２３に放出するという遅角作動状態とバルブ可変機構５における各進角室及び各遅角室に対する油圧の出入りを遮断することによって前記進角作動及び遅角作動を停止するという中立状態とに，選択的に切り換えるものである。

この油圧切換弁１９における切り換えによって，バルブタイミングを，内燃機関の運転中において進角又は遅角に制御することができる。

一方，前記カム軸２の一端部４における端面４ａと，前記バルブ可変機構５のベーンロータ７における側面７ａとの合わせ面には，前記カム軸２の一端部４及び前記バルブ可変機構のベーンロータ７の両方に嵌まり係合するノックピン２４を設けて，このノックピン２４によって，前記カム軸２と前記バルブ可変機構５との位置決めを行なうように構成している。

そして，前記ノックピン２４を，内部に通路を有する中空体にして，この中空のノックピン２４を，前記バルブ可変機構５における一つの遅角用油圧ポート１３と，前記カム軸２における一つの遅角用油圧通路１５とが連通する箇所に配設して，この中空のノックピン２４によって，前記一つの遅角用油圧ポート１３と前記一つの遅角用油圧通路１５とを互いに連通するという構成にしている。

このように，前記ノックピン２４を中空体に形成し，この中空のノックピン２４の内部で，前記一つの遅角用油圧ポート１３と前記一つの遅角用油圧通路１５とを連通する構成にしたことにより，前記ノックピン２４の一端が前記バルブ可変機構５のベーンロータ７に嵌まり係合するピン孔２４ａは，前記ベーンロータ７における一つの遅角用油圧ポート１３をドリル工具等の孔加工にて穿設するときに，孔加工にて穿設することができる一方，前記ノックピン２４の他端が前記カム軸２の一端部４に嵌まり係合するピン孔２４ｂも，同様に，前記カム軸２の一端部４における一つの遅角用油圧通路１５をドリル工具等の孔加工にて穿設するときに，孔加工にて穿設することができる。

また，前記中空のノックピン２４による連通を，前記一つの遅角用油圧ポート１３と前記一つの遅角用油圧通路１５との連通に構成したことにより，このノックピン２４の部分に油圧の漏れが発生したとしても，前記バルブ可変機構５における各進角室側には，各遅角室側よりも高い油圧を確保することができる。

１ シリンダヘッド
２ カム軸
３ 軸受け部
４ カム軸の一端部
４ａ 一端部の端面
５ バルブ可変機構
６ バルブ可変機構のハウジング
７ バルブ可変機構のベーンロータ
７ａ ベーンロータの側面
１２ 進角用油圧ポート
１３ 遅角用油圧ポート
１４ 進角用油圧通路
１５ 遅角用油圧通路
２４ ノックピン
２４ａ，２４ｂ ノックピンのピン孔

Claims (2)

1. 内燃機関におけるカム軸の一端部に，油圧式のバルブ可変機構を，その一つの側面を前記一端部における端面に合わせるように取付け，前記バルブ可変機構における一つの側面と前記一端部における端面との合わせ面で，前記バルブ可変機構における各油圧ポートの各々が前記カム軸に設けた各油圧通路の各々に連通するように構成し，更に，前記合わせ面に，前記カム軸及び前記バルブ可変機構の両方に嵌まり係合するノックピンを設けて成るバルブタイミング可変装置において，
   前記ノックピンを中空体に形成し，この中空のノックピンの内部で，前記各油圧ポートの一つと，前記各油圧通路の一つとを互いに連通する構成にしたことを特徴とする内燃機関におけるバルブタイミング可変装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記中空のノックピンによる連通を，前記バルブ可変機構における各油圧ポートのうち遅角用油圧ポートと，前記カム軸における各油圧通路のうち遅角用油圧通路との連通に構成したことを特徴とする内燃機関におけるバルブタイミング可変装置。

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