JP2508038Y2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、内燃機関の吸気・排気バルブのバルブタイ
ミング制御装置に関する。

従来の技術 この種の従来技術は、第７図に示すように、本出願人
が先に出願した実開平１−113111号で提唱したように、
タイミングプーリ１内にカムシャフト２が内装され、こ
のカムシャフト２に外装されたスリーブ３に噛合すべく
設けられた２つの歯車構成体4a,4bを備えた筒状歯車４
を介してタイミングプーリ１の回転をカムシャフト２に
伝達するようにしてバルブタイミングを制御するように
なっている。そして、タイミングプーリ１のリテーナ５
の内端面5aとスリーブ３のエンジン側端面3bとの間に
は、筒状歯車４の軸方向移動を容易にさせるために軸方
向に隙間が形成される一方、この隙間を吸収可能なコイ
ルスプリング６がタイミングプーリ１の端板８とボルト
７との間に介装されている。

考案が解決しようとする課題 然し乍ら、上述した従来技術においては、カムシャフ
ト２と一体であるスリーブ３のエンジン側端面3bにタイ
ミングプーリ１がコイルスプリング６のばね力によって
前側へ付勢され、タイミングプーリ１と一体であるリテ
ーナ５の内周面5aが比較的強い力で圧接させられている
ために、筒状歯車４がタイミングプーリ１とスリーブ３
とに噛合して軸方向に移動してタイミングプーリ１に対
してカムシャフト２が相対回動する際に、スリーブ３の
エンジン側端面3bとリテーナ５の内端面5aとの間に摺動
摩擦抵抗が発生し、相対回動位相変換の応答性が悪いと
いう問題点がある。

また、前記コイルスプリング６を装着する際に、該コ
イルスプリング６を押圧しながら端板８をタイミングプ
ーリ１に装着しなければならないため、装置の組立て作
業性が悪いという問題点があった。

本考案は上述した従来技術の問題点に鑑みて案出され
たもので、その目的は優れた応答性を有すると共に、組
立て作業性の良好な内燃機関のバルブタイミング制御装
置を提供することにある。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本考案は、機関により駆
動される回転体と、該回転体により回転力が伝達される
カムシャフトとの相対回動位相を、該両者間に介装され
た筒状歯車を前記カムシャフトの軸方向の移動により変
換させて、吸気・排気バルブの開閉時期を制御するバル
ブタイミング制御装置であって、前記筒状歯車の軸方向
の移動時において前記回転体とカムシャフトとのスラス
ト力が作用する対抗部位間に、摩擦低減手段を介装した
ことを特徴としている。

作用 前記構成によれば、摩擦低減手段によって、相対回動
時における回転体とカムシャフトとの対向部位の接触面
間の摺動摩擦抵抗力を十分に低減させることができるた
め、機関運転状態の変化に応じた前記相対回動位相変換
の応答性が向上する。

また、従来のようなタイミングプーリを前方に付勢す
るコイルスプリングを廃止したため、組立て作業性が向
上する。

実施例 以下、本考案による各実施例を図面に基づいて説明す
る。

即ち、図中11は前端部が端板12によって液密的に閉塞
され、かつ内周にインナ歯11aが形成された回転体たる
タイミングプーリ、13は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13の一端
部には、外周にアウタ歯14aを有するスリーブ14が一体
に結合されている。15はタイミングプーリ11とスリーブ
14との間に介装された筒状歯車で、この筒状歯車15は、
長尺の歯車を軸直角方向に切断分割して形成され、歯す
じを僅かにずらした内歯15cと外歯15dとを有する２個の
歯車構成体15a,15bと、前側の歯車構成体15aに嵌合され
て歯車構成体15aと後側の歯車構成体15bとを連結するス
プリング16及び連結ピン17とを備えている。

また、前側の歯車構成体15aの前端部が、タイミング
プーリ11の内端縁11bに突き当たって最大前方向への移
動が規制されるようになっている。また、タイミングプ
ーリ11にはかしめによって固定されたリテーナ18が設け
てある。

また、前記筒状歯車15は、歯車駆動機構19によって駆
動されるようになっており、この歯車駆動機構19は、筒
状歯車15の前端側へ機関の潤滑油を供給する油圧供給手
段20と、筒状歯車15の後端部と上記リテーナ18との間に
装着されて前記筒状歯車15を前方へ付勢する圧縮スプリ
ング21とから構成されている。前記油圧供給手段20は下
流側でメインギャラリ22から分岐した油圧通路23と、該
油圧通路23の下流に配置された二方型の電磁弁24とを備
えている。前記油圧通路23は、シリンダヘッド25内及び
カム軸受25aと、カムシャフト13の端部半径方向及び中
心軸方向に形成されていると共に、カムシャフト13の端
部に螺着されたスリーブ14固定用のボルト26内を軸心方
向に沿って貫通形成され、その端部が前記歯車構成体15
aの前端側に形成された高圧室27にスリーブ14の半径方
向孔23aを介して開口している。また、上記電磁弁24
は、図外のクランク角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。一方、上記圧縮スプリン
グ21は、機関停止時に、筒状歯車15が前方位置で停止可
能な程度にそのばね力が小さく設定されている。

そして、実施例においては、タイミングプーリ11とカ
ムシャフト13との相対回動を容易にさせるために、タイ
ミングプーリ11に一体固着されているリテーナ18の内周
面18aとカムシャフト13に一体固着されているスリーブ1
4のエンジン側端面14bとの間に従来と同様に軸方向の隙
間Ｃが予め形成されており、この隙間Ｃ内にゴム製の緩
衝部材31と金属製の摩擦低減手段たる摩擦低減リング32
が装着されていて、この緩衝部材31によってタイミング
プーリ11の軸方向の移動が許容されている。

また、前記摩擦低減リング32は、スリーブ14のエンジ
ン側端面14bとリテーナ18の内端面18aとの間の摺動摩擦
抵抗力を減少させるように作用する。

前記ゴム製の緩衝部材31と摩擦低減リング32の寸法
は、いずれもスリーブ14の内径及び外径と同一寸法に設
定されている。

尚、図中29はカムシャフト13とスリーブ14を固定する
固定ピン、30はタイミングプーリ11の外周に巻装された
タイミングベルトである。

次に、この実施例の作用について説明する。まず、機
関低負荷時において、電磁弁24にOFF信号が出力されて
油圧通路23から高圧室27への高圧油の流入が遮断されて
いる場合には、カムシャフト13の変動トルクが正になっ
たとき、前側の歯車構成体15aはスラスト分力により機
関前端方向（矢印Ｘ方向）へ移動しようとするが、タイ
ミングプーリ11の内端縁11bに規制されて移動不可能で
ある。一方、カムシャフト13に負のトルクが発生すると
後側の歯車構成体15bがスプリング16のばね力との合成
力によって機関後端方向（矢印Ｙ方向）へ移動しようと
するが、圧縮スプリング21のばね力によって図示の位置
つまり内端縁11bに規制された最大前方向位置に付勢さ
れる。

また、低負荷域から高負荷域に変化し、電磁弁24がOF
FからONに切り替わり、高圧室27に高圧油が導入された
時点では、タイミングプーリ11は高圧室27内の油圧によ
り機関前端方向（図中左方向）へ一層強く押し付けられ
るが、前記緩衝部材31によってタイミングプーリ11の前
記左方向の自由移動つまりスラスト力によるスリーブ14
の端面14bとリテーナ18の内端面18aとの衝突が確実に緩
衝される。また、摩擦低減リング32によって、スリーブ
14のエンジン側端面14bとリテーナ18の内周面18aとの間
に発生するスラスト力に伴う相対回動時の摺動摩擦抵抗
力が十分に減じられる。

更に、機関運転状態が例えば高負荷域から低負荷域に
変化し、電磁弁24はONからOFFに切り替わって高圧室27
に高圧油の流入が停止される時点では、筒状歯車15は上
述のようなカムシャフト13の正負のトルク変動を受け、
圧縮スプリング21のばね力により軸方向へ進退を繰り返
しながら機関後端側から前端方向へ移動するが、緩衝部
材31によって、タイミングプーリ11の自由移動によるス
リーブ14の端面14bとリテーナ18の内端面18aとの衝突が
回避される。また、摩擦低減リング32によってスリーブ
14のエンジン側端面14bとリテーナ18の内端面18aとの間
の摺動摩擦抵抗力が減じられる。

上記のように、緩衝部材31は、タイミングプーリ11の
自由移動によるスリーブ14の移動を許容する一方、摩擦
低減リング32は、スリーブ14のエンジン側端面14bとリ
テーナ18の内端面18aとの間の摺動摩擦抵抗力を減じる
作用を行なう。このために、カムシャフト13とタイミン
グプーリ11との相対回動を遅滞させることがなく、応答
性の優れたバルブタイミング制御装置になる。

また、タイミングプーリ11のリテーナ18の内端面18a
とスリーブ14のエンジン側端面14bとの間に緩衝部材31
及び摩擦低減リング32を介装するだけであるので、従来
装置で行なっていたタイミングプーリの端側にコイルス
プリングを装着する際の面倒な作業が不要になり、バル
ブタイミング制御装置の組立て作業が容易になる。

第２図は本考案の第２実施例を示している。即ち、回
転体としてスプロケット41が用いられている。該スプロ
ケット41は、本体41aの一端側外周に図外のタイミング
チェーンが巻装される歯形41bを有し、該歯形41b側の段
差状内周面41cがスリーブ14の一端部に有するフランジ
部14c外周に回転自在に支持されていると共に、本体41a
の他端部に有する円環状端板12がスリーブ14の延長部14
d外周に圧入固定されている。また、固定ボルト26は、
軸部26aが前記端板12の外側からスリーブ14のボルト挿
通孔14e内に貫通しつつ先端側の雄ねじ部がカムシャフ
ト13のボルト孔13a内に螺着されている。更に、油圧通
路23は、その一部が固定ボルト26の軸部26a外周面と、
前記ボルト挿通孔14e内周面及びカムシャフト13のボル
ト孔13aの雌ねじ部以外の内周面との間に形成されてい
る。更にまた、前記スプロケット本体41aと端板12との
間には、ワッシャ42と環状シール部材43が円環部44に支
持されつつ介装されている。更に、スリーブ14の外周に
有する円環溝及び後側歯車構成体15bの後端部外周溝内
には、高圧室27の一端側をシールするシールリング45,4
6が設けられており、また、スプロケット本体41aの一端
側周壁には前記シールリング45,46からリークした潤滑
油等を外部に排出する複数のドレン孔47…が形成されて
いる。

そして、前記スプロケット本体41aの段差状内周面41c
の段差部位41dと該段差部位41dに対向配置されてスラス
ト力を受けるフランジ部14cの段差部位14fとの間に、摩
擦低減手段たるスラストベアリング48が介装されてい
る。

したがって、この実施例によれば前述と同様に機関運
転状態の変化に伴い高圧室27への油圧の供給・停止や圧
縮スプリング21のばね力によってスプロケット41が軸方
向に自由移動し、両段差部位41d,14fにスラスト力が作
用しても、スラストベアリング48によりスプロケット41
とカムシャフト13との相対回動時における両段差部位41
d,14f間の摺動摩擦抵抗力が十分に低減する。

また、油圧通路23を固定用ボルト26の軸部26a内では
なく、その外周側に形成したため、該固定用ボルト26の
剛性が向上する。

第３図は本考案の第３実施例を示し、この実施例では
第２実施例の構成を基本として、両段差部位41d,14f間
にスラストベアリングに替えて金属製円環状の摩擦低減
リング49を介装したものである。したがって、この場合
も前記第２実施例と同様な作用効果が得られることは勿
論のこと、一体に成形された摩擦低減リング49を用いる
ため、スラストベアリングに比較して製造作業が容易に
なると共に、製造コストの低廉化が図れる。

第４図A,Bは、本考案の第４実施例を示し、この実施
例ではフランジ部14cに前述のような段差部位を形成せ
ずに直角状の端縁部位14gが形成され、該端縁部位14gの
前記スプロケット本体41aの段差部位41dが摺接する内端
面に、同図Ｂに示すように摩擦低減手段たる３連の円環
状溝50…が形成されている。

したがって、この実施例では円環状溝50…により段差
部位41dと端縁部位14gの接触面積が小さくなり、これに
よって相対回動時における摺動摩擦抵抗を十分に低減で
きる。また、端縁部位14gに円環状溝50…を形成するだ
けであるから、その製造作業が一層容易になると共に、
コストの点で有利となる。

第５図Ａは、本考案の第５実施例を示している。即
ち、この実施例では、端板12がスリーブ14ではなくスプ
ロケット本体41aの他端側小径部位41eに圧入固定され
て、スプロケット41と一体的に回動及び軸方向へ自由移
動するようになっている。

そして、端板12の内周側外面12aと前記固定用ボルト2
6のワッシャ部51内面51aとの間に第１実施例と同様なゴ
ム製の緩衝部材52と、摩擦低減手段たる金属製摩擦低減
リング53が介装されている。

したがって、この実施例においても、スプロケット41
とカムシャフト13との相対回動時に該スプロケット41の
軸方向の自由移動により、内外面12a,51aにスラスト力
が作用しても緩衝部材52によって端板12とワッシャ部51
との衝突が緩衝される一方、摩擦低減リング53によって
摺動摩擦抵抗が低減される。

また、前記スプロケット本体41aと端板12は、第５図
Ｂに示すように一体に連結することも可能である。

第６図は本考案の第６実施例を示し、この実施例では
スプロケット本体41aの段差部位41dと該段差部位41dに
対向するフランジ部14c外周面の段差部位14hとの間に、
摩擦低減手段たる円環状の油圧室54が形成されていると
共に、フランジ部14cの内部半径方向に前記油圧室54と
油圧通路23とを連通する油通路55が貫通形成されてい
る。

したがって、機関高負荷時に油圧通路23から高圧室27
に向かう潤滑油の一部が油通路55から油圧室54内に導入
貯留される。そして、斯かる潤滑油が、スプロケット本
体41aの段差状内周面41cとフランジ部14c外周面との間
にも流入して油膜を形成するため、相対回動時における
スプロケット41とスリーブ14との摺動摩擦抵抗力が十分
に低減する。

尚、前記摩擦低減手段たる各摩擦低減リング32,49,53
は、全体を摩擦低減材で形成するかあるいは表面にフッ
素系の材料で表面処理を行なってもよい。

また、本考案は吸気バルブ側に適用した場合を示した
が、排気バルブ側あるいは両バルブ側に適用できること
は勿論である。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置によれば、とりわけ回転体
とカムシャフトとのスラスト力が作用する対向部位間
に、摩擦低減手段を介装したため、相対回動位相変換時
における前記スラスト力による回転体とカムシャフトと
の間の摺動摩擦抵抗力を十分に低減することができる。
この結果、前記回転体とカムシャフトとの相対回動位相
変換の応答性が向上し、バルブタイミング制御制度が向
上する。

また、従来のようにタイミングプーリ等の回転体を一
方向に付勢するコイルスプリングが不要となるため、該
コイルスプリングを装着する際の面倒な作業が回避さ
れ、バルブタイミング制御装置の組立て作業性が改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るバルブタイミング制御装置の第１
実施例を示す縦断面図、第２図は第２実施例を示す縦断
面図、第３図は第３実施例を示す縦断面図、第４図Ａは
第４実施例を示す縦断面図、同図Ｂは同図ＡのＸ部拡大
図、第５図Ａは第５実施例を示す縦断面図、第５図Ｂは
本実施例の部分的に異なる構成態様を示す縦断面図、第
６図は第６実施例を示す縦断面図、第７図は従来例を示
す縦断面図である。 11…タイミングプーリ（回転体）、13…カムシャフト、
14…スリーブ、15…筒状歯車、32,49,53…摩擦低減リン
グ（摩擦低減手段）、41…スプロケット（回転体）、48
…スラストベアリング（摩擦低減手段）、50…円環状溝
（摩擦低減手段）、54…油圧室（摩擦低減手段）。

Claims (1)

(57)【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
   により回転力が伝達されるカムシャフトとの相対回動位
   相を、該両者間に介装された筒状歯車の前記カムシャフ
   ト軸方向の移動により変換させて、吸気・排気バルブの
   開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置であっ
   て、前記筒状歯車の移動時において前記回転体とカムシ
   ャフトとのスラスト力が作用する対抗部位間に、摩擦低
   減手段を介装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。