JP2945637B2

JP2945637B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP2945637B2
Application number: JP13153397A
Authority: JP
Inventors: 聖治菅; 博昭今井
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1999-09-06
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: JPH1047021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気・
排気弁の開閉時期を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】従来のこの種の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置としては、例えば図５に示すようなものが
知られている（実開平１−１１３１１１号公報等参
照）。

【０００３】概略を説明すれば、図中１は機関のクラン
ク軸により回転駆動するタイミングスプロケット、２は
タイミングスプロケット１から伝達された回転力によっ
て図外の吸・排気バルブを作動させるカムシャフトであ
って、前記タイミングスプロケット１は、筒状本体３の
前端部に該前端開口を閉塞するフロントカバー４が複数
のボルト５により固定されている。

【０００４】また、カムシャフト２の一端部２ａには、
タイミングスプロケット１の後端側から内部に収納され
たスリーブ６が固定ボルト７によって軸方向から固定さ
れている。また、タイミングスプロケット１とスリーブ
６との間には、軸直角方向から２分割された筒状歯車８
がカムシャフト軸方向へ摺動自在に介装されており、こ
の筒状歯車８は、内外周に前記筒状本体３の内周面に形
成されたインナ歯３ａとスリーブ６の外周面に形成され
たアウタ歯６ａと噛合するはす歯形の内外歯８ａ，８ｂ
が形成されている。

【０００５】この筒状歯車８は、前端側に有する圧力室
９に油圧回路１０を介して供給される油圧と、後端側に
有する圧縮スプリング１１のばね力との相対圧で前後方
向に移動することによりタイミングスプロケット１とカ
ムシャフト２との相対回動位相を変換して、機関運転状
態に応じて吸気・排気弁の開閉時期を可変制御するよう
になっている。

【０００６】さらに、前記固定ボルト７の頭部７ａとフ
ロントカバー４の内側面との間には、フロントカバー４
を前方向へ付勢するコイルスプリング１２が弾装されて
おり、このコイルスプリング１２のばね力によってタイ
ミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回動を容
易にするために両者１，２間に形成された隙間を消失さ
せて、相対回動位相変換時におけるタイミングスプロケ
ット１のカムシャフト２に対する軸方向からの衝突を防
止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前記従来の
装置にあっては、フロントカバー４を複数のボルト５に
よって筒状本体３に固定するようになっているため、コ
イルスプリング１２のばね力等に起因して、その組立作
業性が悪い。即ち、該装置を組み立てる際には、まず、
タイミングスプロケット１の筒状本体３のインナ歯３ａ
に筒状歯車８を予め組み付ける一方、スリーブ６のアウ
タ歯６ａを、筒状歯車８の内歯８ａに組み付ける。その
後、筒状本体３内に圧縮スプリング１１を挿入し一端部
をリテーナ１４により弾持しながら、該リテーナ１４を
筒状本体３の後端でかしめ固定して該後端を封止する。

【０００８】続いて、前記筒状本体３等のサブアッシー
を、カムシャフト２の一端部２ａにスリーブ６を介して
組み付け、固定ボルト７で軸方向から締め付け固定す
る。次に、コイルスプリング１２の一端部１２ａを固定
ボルト７の頭部７ａに組み付けると共に、該コイルスプ
リング１２の他端部１２ｂをフロントカバー４の内端面
で押し付けながら、該フロントカバー４を筒状本体３の
前端部に複数のボルト５によって固定しなければならな
い。このため、その一連の作業が煩雑となり、組付作業
能率の低下を招いている。

【０００９】また、スリーブ６の前端部６ｂを、筒状本
体３の前端部に一体に形成された円環部１３の内周面で
外側から軸受けするようになっている。即ち、タイミン
グベルトの張力に起因してタイミングスプロケット１の
径方向に作用するラジアル荷重を筒状本体３から円環部
１３を介してスリーブ６により支持するようになってお
り、このスリーブ６の外周面を円環部１３の内周面１３
ａで軸受するようになっている。このため、前記円環部
１３の径方向の肉厚を筒状歯車８の肉厚より大きく設定
しなければならず、該円環部１３の肉厚が必然的に大き
くなってしまう。また、軸受のための十分な接触面積を
確保するために円環部１３の軸方向の長さを大きくしな
ければならない。この結果、装置の重量の増加を招いて
いるばかりか、装置の軸方向の長尺化が余儀なくされて
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の問
題点に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明
は、機関により回転駆動される有底円筒状の回転体と、
回転駆動されることによって吸気弁または排気弁を作動
させるカムシャフトと、該カムシャフトの一端部に固定
ボルトによって固定され、かつ、前記回転体の内部に配
置されることで前記回転体からの回転力を前記カムシャ
フトに伝達するスリーブと、前記回転体と前記カムシャ
フトの一端部との間に介装されて、機関運転状態に応じ
て回転体とカムシャフトとの相対回動位相を変更する位
相変換手段とを備えたバルブタイミング制御装置におい
て、前記スリーブの先端に対峙する回転体の端部壁の中
央部に、前記固定ボルトが挿通可能なボルト挿通孔を形
成し、かつ該ボルト挿通孔の内端孔縁に前記スリーブを
内側から軸受けする円筒状の軸受部を一体に設けたこと
を特徴としている。

【００１１】本発明によれば、装置をカムシャフトに組
み付ける際において、予め位相変換手段やスリーブを回
転体の内部に組み込むと共に、軸受部をスリーブ内に挿
入して、このスリーブの先端部を内側から軸受けする。
次に、回転体の端部壁のボルト挿通孔の外方から固定ボ
ルトを回転体内に挿入してスリーブをカムシャフトの一
端部に締め付け固定する。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記ボルト挿通孔
を閉塞するプラグを設けたことを特徴としている。

【００１３】請求項３記載の発明は、機関により回転駆
動される有底円筒状の回転体と、回転駆動されることに
よって吸気弁または排気弁を作動させるカムシャフト
と、該カムシャフトの一端部に固定ボルトによって固定
され、かつ、前記回転体の内部に配置されることで前記
回転体からの回転力を前記カムシャフトに伝達するスリ
ーブと、前記回転体と前記カムシャフトの一端部との間
に介装されて、機関運転状態に応じて回転体とカムシャ
フトとの相対回動位相を変更する位相変換手段と、前記
スリーブと、そのスリーブの先端に対峙する回転体の端
部壁との間に弾装されて、回転体をカムシャフト軸方向
へ付勢するばね部材とを備えたバルブタイミング制御装
置において、前記回転体の端部壁の中央部に、前記スリ
ーブを内側から軸受けする円筒状の軸受部を突設し、か
つ該軸受部の先端縁で前記ばね部材の一端部を弾持した
ことを特徴としている。

【００１４】本発明によれば、装置をカムシャフトに組
み付ける際において、予め位相変換手段やスリーブを回
転体の内部に組み込むと共に、ばね部材の端部を回転体
の端部壁の軸受部の先端縁に弾持させると同時に、スリ
ーブを軸受部によって内側から軸受けする。

【００１５】したがって、組み付け時にばね部材はスリ
ーブの内周面と軸受部の先端縁の間で案内され、軸受部
のスリーブへの挿入の進行に伴って正確な位置に配置さ
れるようになり、その結果、組立作業能率の向上が図れ
るようになる。

【００１６】また、軸受部は、スリーブの内側に配置さ
れているため、該軸受部の十分な軸方向の長さを確保し
つつ径方向の薄肉化を図ることができる。

【００１７】

【発明の実施形態】図１は本発明に係る内燃機関のバル
ブタイミング制御装置の第１実施形態を示し、図中２１
は図外の機関のクランク軸からタイミングベルトを介し
て回転駆動力が伝達される回転体たるタイミングスプロ
ケット、２２はタイミングスプロケット２１から伝達さ
れた回転力によって図外の吸気弁を作動させるカムを有
するカムシャフトであって、タイミングスプロケット２
１は、筒状本体２３の外周面略中央にタイミングベルト
が巻装される歯車部２１ａがボルト固定されていると共
に、筒状本体２３の前端部に該前端開口を閉塞するフロ
ントカバー２４（本発明における端部壁）が設けられて
いる。また、筒状本体２３は、後端部にカムシャフト２
２の一端部２２ａ外周面に摺動軸受される環状リテーナ
２５がかしめ固定されていると共に、内周面前端側にイ
ンナ歯２３ａが形成されている。

【００１８】一方、カムシャフト２２は、シリンダヘッ
ド２６の上端部に有するカム軸受２６ａによって支持さ
れていると共に、一端部２２ａにスリーブ２７が固定ボ
ルト２８によって軸方向から固定されている。このスリ
ーブ２７は、内部の略中央に有する隔壁２９の後端側の
内周にカムシャフト２２の前端縁が嵌合する嵌合溝３０
が形成されていると共に、前端側外周面にアウタ歯２７
ａが形成されている。

【００１９】また、隔壁２９の嵌合溝３０と反対側の円
柱溝３１の内部には、フロントカバー２４を介してタイ
ミングスプロケット２１を図中左方向に付勢するばね部
材たるコイルスプリング３２が弾装されている。このコ
イルスプリング３２は、その外径が円柱溝３１の内径よ
りも若干小さく設定されていると共に、一端部３２ａが
円柱溝３１の底面に、他端部３２ｂがフロントカバー２
４に夫々弾持されている。

【００２０】更に、前記筒状本体２３とスリーブ２７と
の間には、位相変換手段たる筒状歯車３３が介装されて
いる。この筒状歯車３３は、従来と同様に軸直角方向か
ら２分割されて、内外周に前記インナ歯２３ａとアウタ
歯２７ａに噛合するはす歯形の内外歯３３ａ，３３ｂが
形成されている。また、この筒状歯車３３は、筒状本体
２３と後側歯車構成部との間に形成された円環状の圧力
室３４内の油圧と後側歯車構成部とリテーナ２５との間
に弾装された圧縮スプリング３５のばね力との相対圧で
前後方向に摺動してタイミングスプロケット２１とカム
シャフト２２との相対回動位相を変換するようになって
いる。また、前記圧力室３４には、固定ボルト２８の軸
心方向に沿って形成された油圧通路３６やスリーブ２７
の隔壁２９に形成された軸方向通路３７及びスリーブ２
７の周壁に形成された通路孔３８等からなる油圧回路を
介して電磁切換弁３９の切り換え作動によりオイルポン
プ４０から油圧が供給あるいはドレン通路４１から排出
されるようになっている。

【００２１】また、前記フロントカバー２４は、略円環
状のカバー部４２と、該カバー部４２の中央部に形成さ
れたボルト挿通孔４２ａと、該ボルト挿通孔４２ａ内に
ねじ込んで閉止するプラグ部４３とから主として構成さ
れ、前記カバー部４２は、外周部が筒状本体２３の前端
部２３ｂにかしめにより固定されていると共に、ボルト
挿通孔４２ａの孔縁にカムシャフト２２方向へ突設され
た円筒状の軸受部４４を一体に有している。この軸受部
４４は、比較的薄肉に設定され、その外径がスリーブ２
７の円柱溝３１の内径よりも若干小さく設定されて、外
周面でスリーブ２７を内側から回転自在に軸受けしてい
る。また、軸受部４４の先端縁で、前記コイルスプリン
グ３２の他端部３２ｂを弾持している。尚、図中４８
は、カム軸受２６ａとカムシャフト２２との間に潤滑油
を供給する潤滑油供給通路である。

【００２２】したがって、この実施形態によれば、装置
を組み付けるには、まず、従来と同様にタイミングスプ
ロケット２１の筒状本体２３のインナ歯２３ａに、筒状
歯車３３の外歯３３ｂを組み付ける一方、スリーブ２７
のアウタ歯２７ａを、筒状歯車３３の内歯３３ａに組み
付ける。その後、筒状本体２３の後端側内部に圧縮スプ
リング３５を挿入しつつリテーナ２５を筒状本体２３の
後端部に嵌合しつつ該後端部をかしめて固定する。

【００２３】次に、コイルスプリング３２を、筒状本体
２３の前端部側から円柱溝３１内に挿入すると共に、フ
ロントカバー２４のカバー部４２を筒状本体２３の前端
部に嵌合させ、かつ、軸受部４４をスリーブ２７の先端
部内に挿入して、筒状本体２３の前端部をかしめてカバ
ー部４２を固定する。これによって、コイルスプリング
３２は、他端部３２ｂが軸受部４４の先端縁に弾持され
ながら圧縮して所定のばね力でタイミングスプロケット
２１全体をスリーブ２７に対して図中左方向に付勢す
る。次に、コイルスプリング３２等を収容した筒状本体
２３のサブアッシーを、カムシャフト２２の一端部２２
ａにスリーブ２７を介して嵌合すると共に、カバー部４
２のボルト挿通孔４２ａ外方から固定ボルト２８をスリ
ーブ２７のボルト挿通孔２７ｂを挿通させて、そのまま
カムシャフト２２のボルト孔２２ｂ内に螺合して締め付
ければ、前記サブアッシーがカムシャフト２２に固定さ
れる。

【００２４】その後、プラグ部４３を、外周のシールリ
ング４５を介してボルト挿通孔４２ａに螺着させると共
に、圧縮スプリング３５を内部に装着しながらリテーナ
２５をかしめ固定すれば、装置の組立作業が完了する。

【００２５】このように、本実施形態では、タイミング
スプロケット２１内にスリーブ２７を装着するだけでコ
イルスプリング３２を所定位置に確実に弾装できると共
に、スリーブ２７と軸受部４４との組み付けが簡単にで
きるため、従来のようにフロントカバーを位置決めしつ
つ押し付けながらボルト締めする場合に比較して、全体
の組み立て作業能率の向上が図れる。

【００２６】しかも、軸受部４４は、スリーブ２７を内
側から軸受するようになっているため、該軸受部４４の
軸方向の長さを十分に確保しつつ、径方向の肉厚を十分
に薄肉にすることが可能になる。この結果、装置の軽量
化が図れると共に、装置の軸方向の長さの短尺化が図
れ、機関への搭載性が向上する。

【００２７】また、前述のように固定ボルト２８をカバ
ー部４２のボルト挿通孔４２ａから挿通してスリーブ２
７をカムシャフト２２に固定し、その後そのボルト挿通
孔４２ａを１つのプラグ部４３によって密封するだけで
あるから、全体のコンパクト化と組み付け性の向上が図
れる。そして、プラグ部４３の先端部は軸受部４４の内
側に位置されるため、軸受部４４の剛性はプラグ部４３
によって高められる。

【００２８】図２及び図３は、本発明の第２実施形態を
示し、第１実施形態と異なるところは、圧力室３４が筒
状歯車３３の前端側に形成されていると共に、該圧力室
３４に連通する油圧回路の一部である油通路４５が隔壁
２９やスリーブ２７の周壁に形成するのではなく、軸受
部４４の外周とカバー部４２の内周面に沿って形成され
ている。

【００２９】また、コイルスプリング３２は、カバー部
４２側が縮径された略円錐状に形成され、その他端部３
２ｂが軸受部４４の先端縁とプラグ部４３の外周縁に亘
って形成された環状溝４７内に保持されている。

【００３０】したがって、この実施形態によれば、オイ
ルポンプ４０から圧送された作動油は、矢印で示すよう
に油圧回路の油圧通路３６を通ってプラグ部４３と固定
ボルト２８頭部との間を流入する。そして、そのまま油
通路４５を通って直接的に圧力室３４に供給される。つ
まり、油通路４５を作動油のほぼ流動方向である軸受部
４４とカバー部４２に形成したことにより、第１実施形
態の場合に比較して油圧回路の構造が単純化されたた
め、作動油の流動性が良好となり、圧力室３４への供給
速度及び排出速度が向上する。この結果、筒状歯車３３
の前後方向の移動速度が上昇してバルブタイミング制御
応答性が向上する。

【００３１】しかも、コイルスプリング３２を円錐状に
形成したことにより、該コイルスプリング３２の外周縁
と円柱溝３１の内周面３１ａとの間に隙間Ｃが形成され
るため、スリーブ２７と軸受部４４の相対回動時にコイ
ルスプリング３２の捩れにより外径が拡張しても、該コ
イルスプリング３２の外周縁が円柱溝３１の内周面３１
ａにこじり状態で圧接することがなくなる。この結果、
タイミングスプロケット２１とカムシャフト２２との円
滑な相対回動に支障を来すことがないことは勿論のこ
と、円柱溝３１内周面３１ａやコイルスプリング３２外
周縁の摩耗等の発生が防止される。

【００３２】図４は本発明の第３実施形態を示し、前記
第１，第２実施形態のカバー部４２及び軸受部４４を筒
状本体２３と一体に形成したものである。他は、第１，
第２実施形態の構成と略同一である。

【００３３】そして、この装置を組み付けるには、ま
ず、筒状本体２３のインナ歯２３ａに筒状歯車３３の外
歯３３ｂを噛合させて組み付ける。その後、筒状本体２
３の後端部側から内部にコイルスプリング３２を挿入し
て他端部３２ｂを軸受部４４の先端縁に弾接しつつスリ
ーブ２７を筒状歯車３３の内歯３３ａに噛合させて組み
付ける。

【００３４】その後、圧縮スプリング３５を、筒状本体
２３の後端部内に挿入して、リテーナ２５をかしめ固定
する。

【００３５】次に、前記筒状本体２３のサブアッシーを
固定ボルト２８によってカムシャフト２２に締め付け固
定した後、プラグ部４３によってボルト挿通孔４２ａを
閉塞すれば組立作業が完了する。

【００３６】このように、本実施形態では、フロントカ
バー２４のカバー部４２と軸受部４４とを筒状本体２３
と一体に形成したため、その製造作業性が良好になると
共に、組み付け作業性もさらに良好になり、コストもさ
らに低下させることが可能になる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、装置の組み付け時において、位相
変換手段やスリーブ等を、回転体内にサブアッシーした
後に、このサブアッシーをカムシャフトに取り付けるに
際し、固定ボルトを回転体の端部壁のボルト挿通孔から
内部に挿入してそのまま螺着しつつ締め付ければスリー
ブをカムシャフトに固定できるため、装置の組立作業が
簡単になり、該作業能率の向上が図れる。

【００３８】そして、さらにボルト挿入時の案内を兼ね
る円筒状の軸受部によってスリーブを内側から軸受した
ため、該軸受部の軸方向の十分な長さを確保しつつ径方
向の薄肉化が図れる。この結果、装置の軽量化が図れる
と共に、装置の軸方向の長さを短尺化でき、機関への搭
載性が向上する。

【００３９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、ボルト挿通孔を閉塞するプラグを設
けるようにしたため、そのプラグによって円筒状の軸受
部の剛性を確実に高めることができる。

【００４０】さらに、請求項３記載の発明は、軸受部に
よってスリーブを内側から軸受したため、該軸受部の軸
方向の十分な長さを確保しつつ径方向の薄肉化を図るこ
とができ、しかも、軸受部の先端部でばね部材の一端部
を弾持したことから、組み付け時にばね部材をスリーブ
の内周面と軸受部による案内作用によって正規の位置に
容易に組み付けることができる。したがって、この発明
においても、機関の搭載性が向上すると共に、組付作業
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す縦断面図。

【図２】本発明の第２実施形態を示す縦断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本発明の第３実施形態を示す縦断面図。

【図５】従来の装置を示す縦断面図。

【符号の説明】

２１…タイミングスプロケット（回転体）２２…カムシャフト２２ａ…一端部２３…筒状本体２４…フロントカバー（回転体，端部壁）２７…スリーブ２８…固定ボルト３２…コイルスプリング（ばね部材）３２ｂ…他端部３３…筒状歯車（位相変換手段）４２…カバー部４２ａ…ボルト挿通孔４４…軸受部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関により回転駆動される有底円筒状の
回転体と、回転駆動されることによって吸気弁または排
気弁を作動させるカムシャフトと、該カムシャフトの一
端部に固定ボルトによって固定され、かつ、前記回転体
の内部に配置されることで前記回転体からの回転力を前
記カムシャフトに伝達するスリーブと、前記回転体と前
記カムシャフトの一端部との間に介装されて、機関運転
状態に応じて回転体とカムシャフトとの相対回動位相を
変更する位相変換手段とを備えたバルブタイミング制御
装置において、前記スリーブの先端に対峙する回転体の端部壁の中央部
に、前記固定ボルトが挿通可能なボルト挿通孔を形成
し、かつ該ボルト挿通孔の内端孔縁に前記スリーブを内
側から軸受けする円筒状の軸受部を一体に設けたことを
特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】前記ボルト挿通孔を閉塞するプラグを設
けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のバルブ
タイミング制御装置。
【請求項３】機関により回転駆動される有底円筒状の
回転体と、回転駆動されることによって吸気弁または排
気弁を作動させるカムシャフトと、該カムシャフトの一
端部に固定ボルトによって固定され、かつ、前記回転体
の内部に配置されることで前記回転体からの回転力を前
記カムシャフトに伝達するスリーブと、前記回転体と前
記カムシャフトの一端部との間に介装されて、機関運転
状態に応じて回転体とカムシャフトとの相対回動位相を
変更する位相変換手段と、前記スリーブと、そのスリー
ブの先端に対峙する回転体の端部壁との間に弾装され
て、回転体をカムシャフト軸方向へ付勢するばね部材と
を備えたバルブタイミング制御装置において、前記回転体の端部壁の中央部に、前記スリーブを内側か
ら軸受けする円筒状の軸受部を突設し、かつ該軸受部の
先端縁で前記ばね部材の一端部を弾持したことを特徴と
する内燃機関のバルブタイミング制御装置。