JP2573347Y2 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関の吸気弁ある
いは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に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関のバルブタイミング制御
装置としては、種々提供されており、その一例として本
出願人が先に出願した特願平２−４０８７６４号に記載
されたものがある。

【０００３】これは、図３〜図５に示すように構成さ
れ、吸気弁を開閉作動させるカムシャフト１の一端部１
ａにスリーブ２がボルト３により軸方向から固着されて
いると共に、該スリーブ２の外周にクランク軸から回転
力が伝達されるタイミングスプロケット４が支承されて
いる。

【０００４】前記スリーブ２は、肉厚筒状のスリーブ本
体２ａと、該スリーブ本体２ａの先端側に有する薄肉筒
状の小径部２ｂと、後端側に有する大径フランジ部２ｃ
とからなり、小径部２ｂの外周にはタイミングスプロケ
ット４のフロントカバー５と一緒にボルト３により共締
めされたアーム６が固着されている。このアーム６は、
図４に示すように固定端から延出した扇状の各延出部
７，８の摺動面たる両側端面７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂが
互いに反対方向へ傾斜状に形成されている。

【０００５】前記タイミングスプロケット４は、筒状本
体４ａの後端側外周面にタイミングチェーンが巻装され
る歯車４ｂを有すると共に、前端側内周面に略台形状の
突起部９，１０が対向配置されている。

【０００６】また、スリーブ２とタイミングスプロケッ
ト４との間には、円環状のピストン１１がカムシャフト
１軸方向へ進退動自在に介装されていると共に、該ピス
トン１１の前面に４つのスライダー１２，１３，１４，
１５が周方向の等間隔位置に設けられている。この各ス
ライダー１２〜１５は、図４及び図５に示すように夫々
が略矩形片状を呈し、内部軸方向に貫通した連結ピン１
６…を介してピストン１１の前端部に回転自在に支持さ
れていると共に、夫々の延出部７，８の各側端面７ａ〜
８ｂに当接する前端面１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ
が各側端面７ａ〜８ｂと同一傾斜角度に形成されている
一方、各円弧状の他側面１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５
ｂが突起部９，１０の凹状両側面９ａ，９ｂ、１０ａ，
１０ｂに摺接している。また、対向する一対の第１スラ
イダー１２，１４は、各連結ピン１６，１６の外周に巻
装されたコイルスプリング１７，１８のばね力で前端面
１２ａ，１４ａが側端面７ａ，８ａに弾接して両者間の
隙間つまりバックラッシ隙間を消失させている。

【０００７】前記ピストン１１を進退動させる駆動機構
は、該ピストン１１をアーム６方向に付勢する圧縮スプ
リング１９と、フロントカバー５とピストン１１前面と
の間に形成された油圧室２０に油圧を供給して圧縮スプ
リング１９のばね力に抗してピストン１１を後退動させ
る油圧回路２１とを備えている。この油圧回路２１は、
一部がカムシャフト１及びスリーブ２の各ボルト挿通孔
とボルト３の軸部との間に形成されて、上流端が電磁切
換弁２２介してオイルポンプ２３と連通する主通路２４
と、アーム６の内部に亘って形成されて、前記主通路２
４の下流端と油圧室２０とを連通する油通路２５とから
主として構成されている。前記電磁切換弁２２は、機関
運転状態を検出するコントロールユニット２６から出力
される制御信号に基づいて切換駆動するようになってい
る。尚、図中２７はオイルポンプ２３の吐出圧を一定に
調整する圧力調整弁である。

【０００８】そして、例えば機関低負荷時には、コント
ロールユニット２６からの制御信号により電磁切換弁２
２が制御されて、油圧室２０には作動油の供給が遮断さ
れる。したがって、ピストン１１は、圧縮スプリング１
９のばね力により前方へ進出して、各スライダー１２，
１４の前端面１２ａ，１４ａがアーム６の対向側端面７
ａ，８ａを押圧しつつ該アーム６をタイミングスプロケ
ット４の回転方向と逆方向に回動させる。これにより、
カムシャフト１が、タイミングスプロケット４に対して
一方向に相対回動して吸気弁の閉時期を遅れ側に制御す
る。

【０００９】一方、高負荷域に移行した場合は、電磁切
換弁２２を介してオイルポンプ２３から圧送された作動
油が主通路２４及び油通路２５を通って油圧室２０に供
給され、該油圧室２０内の圧力上昇に伴いピストン１１
が後退動する。したがって、第２のスライダー１３，１
５の前端面１３ａ，１５ａが、今度はアーム６の異なる
対向側端面７ｂ，８ｂを押圧して該アーム６をタイミン
グスプロケット４の回転方向に回動させる。これによ
り、カムシャフト１が、タイミングスプロケット４に対
して他方向に相対回動して吸気弁の閉時期を進み側に制
御するようになっている。

【００１０】ところで、前記バルブタイミング制御装置
にあっては、タイミングスプロケット４から伝達された
回転力によりカムシャフト１が回転して、駆動カムによ
り吸気弁を開閉作動している際に、該カムシャフト１に
はバルブスプリングのばね反力等に起因して回転方向の
負の変動トルクと逆回転方向の正の変動トルクが交互に
発生している。そして、前記機関低負荷時あるいは高負
荷時において、ピストン１１が圧縮スプリング１９のば
ね力あるいは油圧室２０内の高油圧により前後に進退移
動する際に、前記カムシャフト１の正負の変動トルクが
アーム６及び各スライダー１２〜１５を介して該ピスト
ン１１の進退移動に影響を与えている。つまり、カムシ
ャフト１の回転方向とは逆方向の正の変動トルクが、圧
縮スプリング１９のばね力を押圧分力としてアシストし
てピストン１１の進出方向の移動速度を上昇させる一
方、負の変動トルクが油圧室２０内の油圧をアシストし
てピストン１１の後退方向の移動速度を上昇させるよう
になっている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】然し乍ら、前記先願の
バルブタイミング制御装置にあっては、第１スライダー
１２，１４の前端面１２ａ，１４ａがコイルスプリング
１７，１８のばね力でピストン１１方向に付勢されてア
ーム６の側端面７ａ，８ａに弾接しているため、前記カ
ムシャフト１に発生した回転方向の負の変動トルクをコ
イルスプリング１７，１８のばね力でアシストすると共
に、バックラッシ隙間の消失により変動トルクに起因し
た前端面１２ａ，１４ａと側端面７ａ，８ａ間の衝突打
音の発生が防止されるものの、第２スライダー１３，１
５は、単にピン孔１３ｄ，１５ｄを介して連結ピン１
６，１６でピストン１１に連結されているだけであるか
ら、正の変動トルクが発生した際に、前端面１３ａ，１
５ａと側端面７ｂ，８ｂ間に図５の破線で示すような比
較的大きなバックラッシ隙間が形成されてしまう。この
結果、正の変動トルクに対する十分なアシスト力が得ら
れないばかりか、負の変動トルクが発生した際に、側端
面７ｂ，８ｂが前端面１２ａ，１４ａに衝突して大きな
打音が発生する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記従来の問
題点に鑑みて案出されたもので、機関により駆動される
回転体と、該回転体から伝達された回転力により吸排気
弁を駆動するカムを有するカムシャフトと、該カムシャ
フトの一端部に固定されて、カムシャフトの径方向に延
出したアームと、前記回転体とカムシャフトとの間に介
装されて、カムシャフトの軸方向への進退動自在なピス
トンと、該ピストンの前端部に設けられて、該ピストン
の進退動に伴いカムシャフト軸方向に沿って傾斜状に形
成された各前端面が前記アームの傾斜状の対向両側端面
を相対的に押圧する複数のスライダーとを備えたバルブ
タイミング制御装置において、前記各スライダーを軸方
向に付勢して、該各スライダーの前端面をアームの各側
端面に弾接させるばね部材を設けたことを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】前記構成の本考案によれば、各ばね部材によっ
て各スライダーが軸方向へ速やかに移動して各前端面と
アームの各側端面とのバックラッシ隙間を速やかに減少
させて弾接するため、カムシャフトの正負の両方の変動
トルクを効果的にアシストすると共に、衝突打音等の発
生が防止される。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図１及び図２に基
づいて詳述する。尚、前記先願と共通の構成個所には同
一の符号を付して重複説明を省略する。

【００１５】即ち、図中１は一端部１ａにスリーブ２が
ボルト３により固定されたカムシャフト、４は前端部が
フロントカバー５で閉塞されたタイミングスプロケッ
ト、６はスリーブ２の前端部にフロントカバー５と共に
ボルト３により共締め固定されたアーム、１１はスリー
ブ２とタイミングスプロケット４との間に進退自在に介
装されたピストンである。

【００１６】前記アーム６は、各延出部７，８の両側端
面７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂが互いに反対方向へ傾斜状に
形成されている。

【００１７】前記ピストン１１は、前面に４つのスライ
ダー１２〜１５が設けられていると共に、後端側に弾装
された圧縮スプリング１９のばね力でフロントカバー５
方向（前方）に付勢されている。

【００１８】前記スライダー１２〜１５は、略中央に貫
通形成されたピン孔１２ｄ〜１５ｄを挿通した各連結ピ
ン１６…を介して回転自在かつ軸方向への若干の移動が
可能になっている。また、図中上下に配置された一対の
第１スライダー１２，１４は、ばね部材たる第１コイル
スプリング１７，１８のばね力で後方に付勢されて、前
端面１２ａ〜１４ａが側端面７ａ，８ａに弾接してい
る。一方、左右に配置された一対の第２スライダー１
３，１５は、ピン孔１３ｄ，１５ｄのピストン１１側に
形成されたスプリング穴３０内のばね部材たる第２コイ
ルスプリング３１，３２のばね力で前方に付勢されて前
端面１３ａ，１５ａが側端面７ｂ，８ｂに弾接してい
る。

【００１９】したがって、この実施例によれば、機関低
負荷時において、油圧室２０内への油圧の供給が遮断さ
れて、ピストン１１が圧縮スプリング１９のばね力によ
り前方に進出移動する。この際、カムシャフト１に回転
方向と逆の正の変動トルクが発生すると、図２に示すよ
うにアーム６の各側端面７ａ，８ａが第１スライダー１
２，１４の前端面１２ａ，１４ａに圧接して、該第１ス
ライダー１２，１４を第１コイルスプリング１７，１８
のばね力に抗して前方に移動させる。このとき、アーム
６の別異の側端面７ｂ，８ｂと第２スライダー１３，１
５の前端面１３ａ，１５ａとの間にバックラッシ隙間が
発生しようとするが、第２コイルスプリング３１，３２
のばね力で各第２スライダー１３，１５が図２の一点鎖
線で示すように前方に付勢されて、側端面７ｂ，８ｂと
前端面１３ａ，１５ａとの間のバックラッシ隙間を速や
かに消失させ互いに弾接する。したがって、ここで、一
方、アーム６から各スライダー１３，１５に正の変動ト
ルクが伝達されると、該正の変動トルクが第２コイルス
プリング３１，３２のばね力にアシストされて圧縮スプ
リング１９のばね力が２重にアシストされ、ピストン２
０の前方移動応答性が向上する。依って、カムシャフト
１のタイミングスプロケット４に対する一方の相対回動
変換速度が上昇する。

【００２０】しかも、前述のように、各スライダー１２
〜１５は、各コイルスプリング１７，１８、３１，３２
のばね力によりアームの側端面７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ
に常時弾接しているため、バックラッシ隙間が消失し
て、正負のトルク変動に伴うアーム６と各スライダー１
２〜１５との衝突打音の発生が確実に防止される。

【００２１】一方、機関高負荷時には、各スライダー１
２〜１５が前述のように各コイルスプリング１７，１
８、３１，３２のばね力でアーム６に弾接しているた
め、負の変動トルクを各第１コイルスプリング１７，１
８のばね力でアシストし、油圧力が２重にアシストされ
てピストン２０の後方移動応答性が向上すると共に、バ
ックラッシ隙間の消失によるアーム６と各スライダー１
２，１４との衝突打音の発生が防止される。

【００２２】尚、第１，第２コイルスプリング１７，１
８、３１，３２の設定ばね力は、正負の変動トルクの大
きさに応じて任意に変更し、油圧力及び圧縮スプリング
１９のばね力に対するアシスト力を同一にすることも可
能である。また、コイルスプリングに代えて、ゴムばね
等各種ばね部材が適用できる。

【００２３】

【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
りわけ各スライダーを軸方向に付勢して、該各スライダ
ーの前端面をアームの各側端面に弾接させるばね部材を
設けたため、前記各前端面と各側端面間のバックラッシ
隙間を速やかに消失させることができる。このため、カ
ムシャフトに発生する正負の両方の変動トルクがばね部
材でアシストされ、ピストンの軸方向の移動力が２重に
アシストされる。この結果、ピストンの軸方向の移動速
度が上昇し、回転体とカムシャフトの相対回動位相変換
速度の上昇に伴い、バルブタイミング制御応答性が向上
する。

【００２４】また、バックラッシ隙間の消失により、ア
ームと各スライダーとの正負の変動トルクによる衝突打
音の発生が防止される。

【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。

【図２】本実施例の要部拡大断面図。

【図３】従来のバルブタイミング制御装置を示す縦断面
図。

【図４】図３のＡ矢視図。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１…カムシャフト ４…タイミングスプロケット（回転体） ６…アーム ７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂ…側端面 １２〜１５…スライダー １２ａ〜１５ａ…前端面 １７，１８…第１コイルスプリング（ばね部材） ２０…ピストン ３１，３２…第２コイルスプリング（ばね部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−279713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3111（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241914（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−350311（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−290009（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/34

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
   体から伝達された回転力により吸排気弁を駆動するカム
   を有するカムシャフトと、該カムシャフトの一端部に固
   定されて、カムシャフトの径方向に延出したアームと、
   前記回転体とカムシャフトとの間に介装されて、カムシ
   ャフトの軸方向への進退動自在なピストンと、該ピスト
   ンの前端部に設けられて、該ピストンの進退動に伴いカ
   ムシャフト軸方向に沿って傾斜状に形成された各前端面
   が前記アームの傾斜状の対向両側端面を相対的に押圧す
   る複数のスライダーとを備えたバルブタイミング制御装
   置において、前記各スライダーを軸方向に付勢して、該
   各スライダーの前端面をアームの各側端面に弾接させる
   ばね部材を設け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。