JP2971146B2 - Variable valve timing mechanism - Google Patents
Variable valve timing mechanismInfo
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- JP2971146B2 JP2971146B2 JP496191A JP496191A JP2971146B2 JP 2971146 B2 JP2971146 B2 JP 2971146B2 JP 496191 A JP496191 A JP 496191A JP 496191 A JP496191 A JP 496191A JP 2971146 B2 JP2971146 B2 JP 2971146B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのカム軸とク
ランク軸との間で回転位相差を生じさせることによりバ
ルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing mechanism which varies a valve timing by causing a rotational phase difference between a camshaft and a crankshaft of an engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、エンジンのバルブタイミング
を可変にするようにしたものは種々提案されている。そ
の一つの技術として、例えば特開昭58ー185914
号公報に開示されるように、クランク軸からの回転駆動
力をカム軸へ伝達する駆動力伝達機構にカム軸側とクラ
ンク軸側とにそれぞれスリーブ状のカム軸側部材と回転
駆動部材とを相対回転可能に設け、これらスリーブ状の
カム軸側部材と回転駆動部材とが相対回転をしてカム軸
側とクランク軸側との間で回転位相差を生じさせ、これ
によってバルブタイミングを変更するようにしたものは
知られている。2. Description of the Related Art Hitherto, various proposals have been made to make the valve timing of an engine variable. One such technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-185914.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, a camshaft-side member and a rotary drive member are respectively provided on a camshaft side and a crankshaft side for a driving force transmission mechanism for transmitting rotational driving force from a crankshaft to a camshaft. Provided so as to be relatively rotatable, the sleeve-shaped camshaft-side member and the rotary drive member rotate relative to each other to generate a rotational phase difference between the camshaft side and the crankshaft side, thereby changing the valve timing. Such is known.
【0003】そして、このような可変バルブタイミング
機構では、通常、上記回転位相差を生じさせるのにクラ
ンク軸からの回転駆動力をカム軸へ伝達する駆動力伝達
部において、カム軸側とクランク軸側との間で相対回転
を引起こすようにしている。その構造としては、クラン
ク軸側の回転駆動部材とカム軸側の部材との間に駆動力
を伝達するための伝達部材を設け、この伝達部材と上記
カム軸側の部材及び回転駆動部材とをそれぞれ係合させ
る係合手段を設けている。これら係合手段の少なくとも
一方は、軸方向に傾斜して延びる傾斜カム面とこの傾斜
カム面に摺動自在に当接する係合部とからなるようにす
る。更に、上記傾斜カム面と係合部の当接位置を移動さ
せるように上記伝達部材を軸方向へ移動させる移動手段
を備え、この移動手段によって上記当接位置が傾斜カム
面上を移動させられることに伴い、上記両部材間で相対
回転が起きるようになっている。In such a variable valve timing mechanism, a driving force transmitting portion for transmitting a rotational driving force from a crankshaft to a camshaft to generate the above-mentioned rotational phase difference is usually provided between a camshaft side and a crankshaft. A relative rotation is caused between the side. As its structure, a transmission member for transmitting a driving force is provided between the rotation drive member on the crankshaft side and the member on the camshaft side, and this transmission member is connected to the member on the camshaft side and the rotation drive member. An engagement means for engaging each is provided. At least one of these engaging means is constituted by an inclined cam surface extending obliquely in the axial direction and an engaging portion slidably in contact with the inclined cam surface. Further, there is provided moving means for moving the transmission member in the axial direction so as to move the contact position between the inclined cam surface and the engaging portion, and the contact position is moved on the inclined cam surface by this moving means. Accordingly, relative rotation occurs between the two members.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この場合、
上記係合部と傾斜カム面との当接面にはカム軸を駆動す
るトルクと共に、傾斜カム面の傾斜角によって生じる上
記カム軸駆動トルクの軸方向への分力が常に作用する。
そのため、バルブタイミング切替後に、この軸方向への
分力により上記伝達部材が軸方向に移動されて上記当接
位置が変位しバルブタイミングが変わってしまわないよ
うに、上記分力に抗して上記伝達部材を保持するための
大きな保持力が必要となる。また、バルブタイミング切
替時に、上記当接位置が移動するとき、その当接面に上
記カム軸駆動トルクの軸方向の分力と静止摩擦力とが作
用するので、上記伝達部材を移動させる移動開始時に大
きな駆動力を必要とする。更に、上記係合部と傾斜カム
面との当接する当接面には常に大きな力がかかることか
ら当接面の摩耗や固着といった問題も発生する。However, in this case,
Along with the torque for driving the camshaft, a component force in the axial direction of the camshaft driving torque generated by the inclination angle of the inclined cam surface always acts on the contact surface between the engaging portion and the inclined cam surface.
Therefore, after switching the valve timing, the transmitting member is moved in the axial direction by the component force in the axial direction, so that the contact position is displaced and the valve timing is not changed. A large holding force for holding the transmission member is required. Further, when the abutment position moves at the time of switching the valve timing, the axial component of the camshaft drive torque and the static friction force act on the abutment surface, so that the movement for moving the transmission member is started. Sometimes requires a large driving force. Further, since a large force is always applied to the contact surface where the engagement portion and the inclined cam surface come into contact with each other, problems such as abrasion and fixation of the contact surface occur.
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、カム軸とクランク
軸との間で回転位相差を生じさせてバルブタイミングを
変更する可変バルブタイミング機構において、駆動力伝
達部でのカム軸駆動トルクの軸方向への分力を低減して
バルブタイミング切替後の保持力及びバルブタイミング
切替時の駆動力を低減させると共に、当接面の磨耗や固
着を防止することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable valve timing for changing a valve timing by causing a rotational phase difference between a camshaft and a crankshaft. In the mechanism, while reducing the axial component of the camshaft driving torque in the driving force transmission unit to reduce the holding force after switching the valve timing and the driving force when switching the valve timing, wear of the contact surface and The purpose is to prevent sticking.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明が講じた解決手段は、クランク軸か
らの回転駆動力をカム軸に該カム軸とクランク軸との間
に回転位相差を生じさせて伝達することでバルブタイミ
ングを変更する可変バルブタイミング機構として、上記
カム軸に回転自在に且つ軸方向に移動不能に設けられ、
クランク軸からの回転駆動力が伝達される回転駆動部材
と、上記カム軸に一体に回転可能に設けられたカム軸側
部材と、上記回転駆動部材とカム軸側部材との間にカム
軸上に回転自在に且つ軸方向に移動自在に設けられた伝
達部材と、該伝達部材を上記回転駆動部材に対して軸方
向に摺動自在に係合させる第1係合手段と、上記伝達部
材を上記カム軸側部材に対して軸方向に摺動自在に係合
させる第2係合手段と、上記伝達部材を軸方向に移動さ
せる移動手段とを備える。そして、上記移動手段は、上
記カム軸上に回転自在に且つ軸方向に移動不能に設けら
れると共に該カム軸心 に沿って上記伝達部材に螺合され
た支持部材と、該支持部材を伝達部材に対して回転させ
る回転駆動手段とを有し、上記第1及び第2係合手段の
少なくとも一方は、軸方向に傾斜して延びる傾斜カム面
と、この傾斜カム面に摺動自在に当接して回転位相差を
生じさせる係合部とからなり、上記傾斜カム面の少なく
とも両端部は軸方向に略平行な平坦部に形成されている
構成としている。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a solution taken by the invention according to claim 1 is that a rotational driving force from a crankshaft is applied to a camshaft to rotate between the camshaft and the crankshaft. As a variable valve timing mechanism that changes the valve timing by generating and transmitting a phase difference, the variable valve timing mechanism is provided rotatably on the camshaft and immovable in the axial direction,
A rotary drive member to which a rotary drive force from a crankshaft is transmitted; a camshaft-side member rotatably provided integrally with the camshaft; and a camshaft between the rotary drive member and the camshaft-side member. A transmission member provided rotatably and axially movably on the transmission member; first engagement means for engaging the transmission member slidably in the axial direction with the rotation driving member; and the transmission member. A second engaging means for slidably engaging the camshaft-side member in the axial direction; and a moving means for moving the transmission member in the axial direction. And the moving means is
The camshaft is provided so as to be rotatable and immovable in the axial direction.
And is screwed to the transmission member along the cam shaft center.
The supporting member, and rotating the supporting member with respect to the transmission member.
At least one of the first and second engaging means has an inclined cam surface extending inclining in the axial direction and a rotational phase difference contacting the inclined cam surface in a slidable manner. , And at least both ends of the inclined cam surface are formed as flat portions substantially parallel to the axial direction.
【0007】更に、請求項2の発明では、請求項1の発
明の構成要件に加えて、傾斜カム面の途中に軸方向に略
平行な平坦部が1箇所以上設けられている構成としてい
る。Further, in the invention of claim 2, in addition to the constituent features of the invention of claim 1, at least one flat portion substantially parallel to the axial direction is provided in the middle of the inclined cam surface.
【0008】[0008]
【作用】上記の構成により、請求項1の発明では、クラ
ンク軸からの回転駆動力は上記回転駆動部材から第1係
合手段を介して伝達部材へ伝えられ、更に伝達部材から
第2係合手段を介してカム軸側部材へ伝えられカム軸を
回転駆動させる。そして、上記第1及び第2係合手段の
少なくとも一方は、軸方向に傾斜して延びる傾斜カム面
と、この傾斜カム面に摺動自在に当接して回転位相差を
生じさせる係合部とからなっている。このため、支持部
材が回転駆動手段により伝達部材に対し回転されること
によって、該支持部材に螺合している伝達部材が軸方向
に移動されると、傾斜カム面と係合部との当接位置が傾
斜カム面上を移動することになり、カム軸とクランク軸
との間で回転位相差が生じてバルブタイミングが変更さ
れる。この場合、バルブタイミングを2段階に切替える
ものでは、バルブタイミング切替後の上記傾斜カム面と
係合部との当接位置は傾斜カム面の両端部のいずれか一
方になるが、上記傾斜カム面の少なくとも両端部は軸方
向に略平行な平坦部に形成されているので、バルブタイ
ミング切替後はこの傾斜カム面の平坦部が上記当接位置
となる。そのため、その当接面にはカム軸駆動トルクの
軸方向への分力は作用しないので、伝達部材を軸方向へ
移動させようとする力は減少し、この伝達部材を保持す
るのに大きな保持力を必要としない。また、上記バルブ
タイミングの保持状態ではカム軸駆動トルクの軸方向の
分力がなくなるので、バルブタイミング切替時の上記当
接位置が移動されるときその当接面には静止摩擦力のみ
が作用しており、伝達部材を移動させる移動開始時に大
きな駆動力を必要としなくて済み、移動手段の駆動力が
低減される。更に、上記係合部と傾斜カム面との当接面
には、バルブタイミングの保持状態では常に余分な軸方
向への分力が作用することがなくなり、当接面の摩耗や
固着の発生が抑制される。According to the above construction, in the first aspect of the invention, the rotational driving force from the crankshaft is transmitted from the rotational driving member to the transmitting member via the first engaging means, and further transmitted from the transmitting member to the second engaging member. The rotation is transmitted to the camshaft side member via the means to rotate the camshaft. At least one of the first and second engaging means includes an inclined cam surface extending inclining in the axial direction, and an engaging portion which slidably abuts the inclined cam surface to generate a rotational phase difference. It is made from. Because of this, the support
The material is rotated relative to the transmission member by the rotary drive means
As a result, when the transmission member screwed to the support member is moved in the axial direction, the contact position between the inclined cam surface and the engaging portion moves on the inclined cam surface, and the camshaft and the crank are moved. A rotational phase difference occurs between the shaft and the shaft, and the valve timing is changed. In this case, when the valve timing is switched in two stages, the contact position between the inclined cam surface and the engaging portion after the valve timing is switched is one of both ends of the inclined cam surface. Since at least both ends are formed as flat portions substantially parallel to the axial direction, the flat portions of the inclined cam surface become the contact positions after the valve timing is switched. Therefore, the axial force of the camshaft driving torque does not act on the contact surface, so that the force for moving the transmission member in the axial direction is reduced, and a large holding force is required for holding the transmission member. Does not require power. In addition, in the holding state of the valve timing, since the axial component of the camshaft driving torque is lost, only the static friction force acts on the contact surface when the contact position is moved at the time of switching the valve timing. Therefore, a large driving force is not required at the start of the movement for moving the transmission member, and the driving force of the moving means is reduced. Furthermore, the contact surface between the engaging portion and the inclined cam surface does not always receive an extra axial component force while the valve timing is maintained, so that abrasion and sticking of the contact surface occur. Is suppressed.
【0009】また、請求項2の発明では、傾斜カム面の
途中に軸方向に略平行な平坦部が1箇所以上形成されて
おり、その平坦部では傾斜カム面と係合部との当接位置
が容易に保持されるので、上記平坦部を傾斜カム面の途
中の適切な位置に設定することにより所望のバルブタイ
ミングの中間状態が確実に且つ安定して設定され、多段
階のバルブタイミング制御が容易に行われる。According to the second aspect of the present invention, at least one flat portion substantially parallel to the axial direction is formed in the middle of the inclined cam surface, and the flat portion comes into contact with the inclined cam surface and the engaging portion. Since the position is easily held, by setting the flat portion at an appropriate position in the middle of the inclined cam surface, the intermediate state of the desired valve timing can be reliably and stably set, and multi-stage valve timing control is performed. Is easily performed.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は本発明の第1実施例に係る可変バル
ブタイミング機構を示す。同図において、1はカム軸、
2はこのカム軸1に回転自在に且つ軸方向に移動不能に
設けられた回転駆動部材としてのカムスプロケットであ
って、該カムスプロケット2には、図示しないクランク
軸からの回転駆動力がタイミングベルトを介して伝達さ
れる。3は上記カム軸1に固設されたカム軸側部材とし
てのハブであって、該ハブ3は軸方向に延びるツメ部3
a,…を有する。4は上記カムスプロケット2及びハブ
3のツメ部3aの双方に係合してカム軸1上に回転自在
に且つ軸方向に移動自在に設けられた伝達部材としての
アドバンシングプレートである。そして、クランク軸か
らの回転駆動力が、上記カムスプロケット2からアドバ
ンシングプレート4を介してハブ3に伝達されることに
よりカム軸1へ伝達され、カム軸1は回転駆動される。
このことにより、カム軸1に一体に形成されたカム(図
示省略)が所定タイミングで吸排気弁を開閉駆動するよ
うになっている。FIG. 1 shows a variable valve timing mechanism according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a cam shaft,
Reference numeral 2 denotes a cam sprocket serving as a rotation drive member rotatably provided on the cam shaft 1 and immovable in the axial direction. The cam sprocket 2 receives a rotation drive force from a crank shaft (not shown) on a timing belt. Is transmitted via Reference numeral 3 denotes a hub fixed to the camshaft 1 as a camshaft-side member. The hub 3 has a claw portion 3 extending in the axial direction.
a,... An advancing plate 4 is provided on the camshaft 1 so as to be rotatable and axially movable by engaging with both the cam sprocket 2 and the tab 3a of the hub 3. Then, the rotational driving force from the crankshaft is transmitted from the cam sprocket 2 to the hub 3 via the advancing plate 4 via the advancing plate 4 to be transmitted to the camshaft 1, and the camshaft 1 is rotationally driven.
As a result, a cam (not shown) formed integrally with the camshaft 1 drives the intake and exhaust valves to open and close at a predetermined timing.
【0012】また、5は上記アドバンシングプレート4
の内周に螺合し、アドバンシングプレート4を軸方向に
移動させる支持部材としてのドラムであり、このドラム
5はカム軸1に回転自在に設けられ、アドバンシングプ
レート4と相対回転するようになっている。上記ドラム
5の内周には、環状のソレノイドコイル22からなるコ
イルユニット21(回転駆動手段)がドラム5に対して
回転自在に且つ同心状に設けられ、このコイルユニット
21はブラケット23によってエンジン本体側に固定さ
れている。そして、上記ドラム5は鉄等の感磁性の材料
からなり、このドラム5とコイルユニット21とにより
電磁クラッチ20(移動手段)が構成されている。更
に、6は渦巻きバネであって、カム軸1と同心状に配置
され、該渦巻きバネ6の一端側の外周端部は上記ドラム
5に係止されると共に、該渦巻きバネ6の他端側の内周
端部は上記ハブ3に係止され、この渦巻きバネ6によっ
て、ドラム5がカムスプロケット2の回転方向と同方向
に付勢されている。5 is the advancing plate 4
And a drum serving as a supporting member for moving the advancing plate 4 in the axial direction, the drum 5 being rotatably provided on the camshaft 1 and rotating relative to the advancing plate 4. Has become. A coil unit 21 (rotation driving means) including an annular solenoid coil 22 is provided on the inner periphery of the drum 5 so as to be rotatable and concentric with respect to the drum 5. Fixed on the side. The drum 5 is made of a magnetic material such as iron, and the drum 5 and the coil unit 21 constitute an electromagnetic clutch 20 (moving means) . Further, reference numeral 6 denotes a spiral spring, which is arranged concentrically with the camshaft 1.
The outer peripheral end of one end of the spiral spring 6 is engaged with the drum 5, and the inner peripheral end of the other end of the spiral spring 6 is engaged with the hub 3. As a result, the drum 5 is urged in the same direction as the rotation direction of the cam sprocket 2.
【0013】上記アドバンシングプレート4の外周に
は、図4に示すように、係合突起10,…が形成されて
おり、また、上記カムスプロケット2の内周には、軸方
向に延びる係合溝(図示省略)が形成されていて、該係
合溝に上記係合突起10を係合させることにより、アド
バンシングプレート4はカムスプロケット2と一体に回
転しつつ、カムスプロケット2に対して軸方向に移動可
能に設けられている。上記係合突起10及び係合溝によ
り、伝達部材であるアドバンシングプレート4を回転駆
動部材であるカムスプロケット2に対して軸方向に摺動
自在に係合させる第1係合手段18を構成している。更
に、上記アドバンシングプレート4の外周には、軸方向
に対して傾斜したヘリカル溝12,…が形成されてお
り、また、図2に示すように、上記ハブ3のツメ部3a
には軸方向に傾斜して延びる傾斜カム面13が形成され
ていて、上記ヘリカル溝12とツメ部3aの傾斜カム面
13とが当接して係合されることにより、アドバンシン
グプレート4はその軸方向への移動で上記傾斜カム面1
3との当接位置の移動に伴って、上記ハブ3と相対回転
するようになっている。上記ヘリカル溝12とハブ3の
ツメ部3aに形成された傾斜カム面13とにより、伝達
部材であるアドバンシングプレート4をカム軸側部材で
あるハブ3に対して軸方向に摺動自在に係合させる第2
係合手段19を構成している。また、上記ヘリカル溝1
2は、傾斜カム面13に摺動自在に当接して回転位相差
を生じさせる係合部として機能する。そして、上記傾斜
カム面13の両端部には、図5に示すように、軸方向に
略平行な平坦部14a,14bが形成されている。As shown in FIG. 4, engagement projections 10,... Are formed on the outer periphery of the advancing plate 4, and engagement protrusions extending in the axial direction are formed on the inner periphery of the cam sprocket 2. A groove (not shown) is formed, and by engaging the engaging protrusion 10 with the engaging groove, the advancing plate 4 rotates integrally with the cam sprocket 2 while the advancing plate 4 It is provided movably in the direction. The engagement protrusions 10 and the engagement grooves constitute first engagement means 18 for engaging the advancing plate 4 as a transmission member with the cam sprocket 2 as a rotation drive member in an axially slidable manner. ing. Further, helical grooves 12,... Inclined with respect to the axial direction are formed on the outer periphery of the advancing plate 4, and as shown in FIG.
The helical groove 12 and the inclined cam surface 13 of the claw portion 3a are brought into contact with and engaged with each other. By moving in the axial direction, the inclined cam surface 1
As the contact position with the hub 3 moves, the hub 3 rotates relative to the hub 3. By the helical groove 12 and the inclined cam surface 13 formed in the claw portion 3a of the hub 3, the advancing plate 4 as a transmission member is slidably engaged in the axial direction with respect to the hub 3 as a cam shaft side member. Second
The engaging means 19 is constituted. In addition, the helical groove 1
Reference numeral 2 functions as an engaging portion that slidably abuts against the inclined cam surface 13 to generate a rotational phase difference. As shown in FIG. 5, flat portions 14a and 14b substantially parallel to the axial direction are formed at both ends of the inclined cam surface 13.
【0014】また、上記アドバンシングプレート4の内
周には雌ねじが形成されていると共に、図3に示すよう
に、上記ドラム5の外周には雄ねじ15が形成され、こ
れら雌ねじと雄ねじ15とが螺合されていて、アドバン
シングプレート4とドラム5との相対回転により、軸方
向に移動自在のアドバンシングプレート4が軸方向へ移
動されるようになっている。そして、上記ドラム5とア
ドバンシングプレート4との相対回転は、上記電磁クラ
ッチ20の作動により引起こされる。つまり上記ソレノ
イドコイル22へ通電して磁力を発生させ、この磁力で
ドラム5をコイルユニット21へ吸引してドラム5のク
ラッチ面5aとコイルユニット21とが接触することに
より、ドラム5に回転抵抗を生じさせ、その結果、ドラ
ム5は上記渦巻きバネ6の付勢力に抗してブレーキング
されて、アドバンシングプレート4に対して回転遅れを
生じ、アドバンシングプレート4と相対回転することに
なる。Further, an internal thread is formed on the inner circumference of the advancing plate 4, and a male thread 15 is formed on the outer circumference of the drum 5, as shown in FIG. The advancing plate 4, which is screwed and is axially movable by the relative rotation of the advancing plate 4 and the drum 5, is moved in the axial direction. The relative rotation between the drum 5 and the advancing plate 4 is caused by the operation of the electromagnetic clutch 20. That is, the solenoid coil 22 is energized to generate a magnetic force, and the drum 5 is attracted to the coil unit 21 by the magnetic force, and the clutch surface 5a of the drum 5 and the coil unit 21 come into contact with each other. As a result, the drum 5 is braked against the urging force of the spiral spring 6, causing a rotation delay with respect to the advancing plate 4 and relative rotation with the advancing plate 4.
【0015】以上の構成により、上記実施例では、クラ
ンク軸の回転駆動力は、上記第1係合手段18によりカ
ムスプロケット2からアドバンシングプレート4へ伝達
され、更に、第2係合手段19によってアドバンシング
プレート4からカム軸1へ伝達される。この場合、所定
エンジン回転数N以下のエンジン低速時には、上記電磁
クラッチ20は作動されず、アドバンシングプレート4
はドラム5の一端側に保持されており、第2係合手段1
9においては傾斜カム面13の一端側の平坦部14aで
係合されている。この状態において、バルブタイミング
は低速用バルブタイミングに設定されている。一方、所
定エンジン回転数Nを越えるエンジン高速時には、上記
電磁クラッチ20が作動し、ドラム5は渦巻きバネ6の
付勢力に抗してアドバンシングプレート4に対して回転
方向の遅れ側に相対回転し、上記アドバンシングプレー
ト4は軸方向にドラム5の他端側に移動されて保持さ
れ、第2係合手段19においては傾斜カム面13の他端
側の平坦部14bに係合されている。この結果、カム軸
1とカムスプロケット2つまりクランク軸とは相対回転
して回転位相差が生じ、バルブタイミングは上記低速用
バルブタイミングから切替えられ、この状態において高
速用バルブタイミングに設定されている。そして、エン
ジン回転数が低下して電磁クラッチ20の作動が停止さ
れると、上記渦巻きバネ6の付勢力により、ドラム5は
アドバンシングプレート4に対して回転方向の進み側に
相対回転し、アドバンシングプレート4は一端側に移動
して保持され、低速用バルブタイミングに切替えられ
る。With the above arrangement, in the above embodiment, the rotational driving force of the crankshaft is transmitted from the cam sprocket 2 to the advancing plate 4 by the first engaging means 18 and further by the second engaging means 19. The power is transmitted from the advancing plate 4 to the camshaft 1. In this case, when the engine speed is lower than the predetermined engine speed N, the electromagnetic clutch 20 is not operated, and the advancing plate 4
Is held at one end of the drum 5 and the second engaging means 1
In 9, the engagement is at a flat portion 14 a on one end side of the inclined cam surface 13. In this state, the valve timing is set to the low-speed valve timing. On the other hand, when the engine speed is higher than the predetermined engine speed N, the electromagnetic clutch 20 is actuated, and the drum 5 rotates relative to the advancing plate 4 on the delay side in the rotation direction against the urging force of the spiral spring 6. The advancing plate 4 is axially moved to and held by the other end of the drum 5, and is engaged by the second engaging means 19 with a flat portion 14 b on the other end of the inclined cam surface 13. As a result, the camshaft 1 and the cam sprocket 2, that is, the crankshaft rotate relative to each other to generate a rotational phase difference, and the valve timing is switched from the low-speed valve timing, and in this state, the high-speed valve timing is set. When the operation of the electromagnetic clutch 20 is stopped due to a decrease in the engine speed, the drum 5 rotates relative to the advancing plate 4 in the rotational direction by the urging force of the spiral spring 6, and The sing plate 4 is moved to and held at one end, and is switched to the low-speed valve timing.
【0016】ここで、低速用バルブタイミングあるいは
高速用バルブタイミングに保持されている状態において
は、上記アドバンシングプレート4の第2係合手段19
での係合箇所となるヘリカル溝12との当接位置は、上
記ハブ3のツメ部3aに形成された傾斜カム面13の両
端部の軸方向に略平行な平坦部14a,14bとなる。
そのため、この平坦部14a,14bにおける当接面
に、カム軸1を回転駆動するためのカム軸駆動トルクの
軸方向への分力は作用しないので、アドバンシングプレ
ート4を軸方向へ移動させようとする力は減少し、この
アドバンシングプレート4を保持する保持力即ち上記電
磁クラッチ20のクラッチ容量としては大きなものを必
要とせず、限られたスペースでの電磁クラッチ20の装
着を容易にすることができる。更に、バルブタイミング
切替開始時において、上記当接位置が移動されるとき、
その当接面である上記平坦部14a,14bに、カム軸
駆動トルクの軸方向の分力はなく静止摩擦力のみが作用
しており、アドバンシングプレート4を移動させる移動
開始時の駆動力即ち上記電磁クラッチ20のクラッチ力
は大きなものを必要としなくて済み、電磁クラッチ20
作動時の消費電力を低減することができる。また、上記
バルブタイミングの保持状態では常に軸方向への余分な
分力が作用することがなく、上記保持力及び駆動力を低
減することができるので、各部の当接面の摩耗や固着の
発生を抑制することができる。Here, when the valve timing is held at the low-speed valve timing or the high-speed valve timing, the second engagement means 19 of the advancing plate 4 is held.
The contact positions with the helical groove 12, which is the engagement point in the above, are flat portions 14a, 14b substantially parallel to the axial direction of both ends of the inclined cam surface 13 formed in the claw portion 3a of the hub 3.
Therefore, an axial component of the camshaft driving torque for rotating the camshaft 1 does not act on the contact surfaces of the flat portions 14a and 14b, and the advancing plate 4 is moved in the axial direction. The holding force for holding the advancing plate 4, that is, a large clutch capacity of the electromagnetic clutch 20 is not required, and the mounting of the electromagnetic clutch 20 in a limited space is facilitated. Can be. Further, at the start of the valve timing switching, when the contact position is moved,
Only the static frictional force acts on the flat portions 14a and 14b, which are the contact surfaces, without the axial component of the camshaft driving torque, and the driving force at the start of the movement for moving the advancing plate 4, that is, The clutch force of the electromagnetic clutch 20 does not need to be large.
Power consumption during operation can be reduced. In addition, in the holding state of the valve timing, there is no need to apply an extra component force in the axial direction at all times, and the holding force and the driving force can be reduced. Can be suppressed.
【0017】図6は本発明の第2実施例を示し、上記第
1実施例とはハブ3のツメ部3aに形成された傾斜カム
面の形状のみが異なり、他の構成は同一である。同図に
おいて、ツメ部3aには、その両端部及び中央部にそれ
ぞれ軸方向に略平行な平坦部16a,16b,16cが
形成され、これら平坦部16aと16cの間及び平坦部
16bと16cの間に軸方向に傾斜して延びる傾斜カム
面17a,17bがそれぞれ形成されている。このこと
によって、この実施例では、上記第1実施例と同様の作
用効果に加えて、上記中央部の平坦部16cにアドバン
シングプレート4を容易に且つ安定して保持することが
できるので、バルブタイミングとして、上記第1実施例
の低速用バルブタイミングと高速用バルブタイミングと
の間にその中間の中速用バルブタイミングを確実に且つ
安定して加えることができ、多段階に精度のよいバルブ
タイミング制御を行うことができる。FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment only in the shape of the inclined cam surface formed on the claw portion 3a of the hub 3, and the other structure is the same. In the figure, flat portions 16a, 16b, and 16c are formed in the claw portion 3a at both ends and a central portion thereof, respectively. The flat portions 16a, 16b, and 16c are substantially parallel to the axial direction. The inclined cam surfaces 17a and 17b extending in the axial direction are formed therebetween. Thus, in this embodiment, the advancing plate 4 can be easily and stably held on the central flat portion 16c in addition to the same operation and effect as the first embodiment. As the timing, the intermediate-speed valve timing intermediate between the low-speed valve timing and the high-speed valve timing of the first embodiment can be reliably and stably added, and the valve timing can be accurately adjusted in multiple stages. Control can be performed.
【0018】尚、上記第1及び第2実施例においては、
電磁クラッチを用いたが、本発明ではこの電磁クラッチ
に換えて油圧駆動タイプのクラッチを用いてもよい。ま
た、上記第2実施例では、傾斜カム面の途中の平坦部を
1箇所形成するようにしたが、本発明では複数箇所形成
するようにしてもよい。In the first and second embodiments,
Although the electromagnetic clutch is used, in the present invention, a hydraulic drive type clutch may be used instead of the electromagnetic clutch. In the second embodiment, one flat portion is formed in the middle of the inclined cam surface. However, in the present invention, a plurality of flat portions may be formed.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、バルブタイミングを2段階に切替えるものでは、バ
ルブタイミング切替後の傾斜カム面と係合部との当接位
置は傾斜カム面の両端部のいずれか一方になっており、
その傾斜カム面の少なくとも両端部は軸方向に略平行な
平坦部に形成されているので、その当接面にカム軸駆動
トルクの軸方向への分力は作用せず、伝達部材を軸方向
へ移動させようとする力は減少し、この伝達部材を保持
するのに大きな保持力を必要としなくて済む。また、上
記バルブタイミングの保持状態ではカム軸駆動トルクの
軸方向の分力がなくなるので、バルブタイミング切替時
の上記当接位置が移動されるときその当接面に静止摩擦
力のみが作用しており、伝達部材を移動させる移動開始
時に大きな駆動力を必要としなくて済み、移動手段の駆
動力を低減することができる。更に、上記係合部と傾斜
カム面との当接面に、バルブタイミングの保持状態では
常に余分な軸方向への分力が作用することがなくなり、
各部の当接面の摩耗や固着の発生を抑制することができ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the valve timing is switched between two stages, the contact position between the inclined cam surface and the engagement portion after the valve timing is switched is determined by the inclination cam surface. It is one of both ends,
Since at least both ends of the inclined cam surface are formed as flat portions substantially parallel to the axial direction, no component force in the axial direction of the camshaft driving torque acts on the contact surface, and the transmission member is moved in the axial direction. The force to move the transmission member is reduced, and a large holding force is not required to hold the transmission member. In addition, in the holding state of the valve timing, there is no axial component of the camshaft driving torque, so that only the static friction force acts on the contact surface when the contact position is moved at the time of switching the valve timing. Thus, a large driving force is not required at the start of the movement for moving the transmission member, and the driving force of the moving means can be reduced. Further, the contact surface between the engaging portion and the inclined cam surface is not always subjected to an extra axial component force in a state where the valve timing is held.
It is possible to suppress the occurrence of abrasion and sticking of the contact surface of each part.
【0020】また、請求項2の発明では、傾斜カム面の
途中に軸方向に略平行な平坦部が1箇所以上形成されて
おり、その平坦部では傾斜カム面と係合部との当接位置
が容易に保持されるので、上記平坦部を傾斜カム面の途
中の適切な位置に設定することにより所望のバルブタイ
ミングの中間状態が確実に且つ安定して設定され、多段
階のバルブタイミング制御を容易に行うことができる。According to the second aspect of the present invention, at least one flat portion substantially parallel to the axial direction is formed in the middle of the inclined cam surface, and the flat portion comes into contact with the inclined cam surface and the engaging portion. Since the position is easily held, by setting the flat portion at an appropriate position in the middle of the inclined cam surface, the intermediate state of the desired valve timing can be reliably and stably set, and multi-stage valve timing control is performed. Can be easily performed.
【図1】本発明の第1実施例に係る可変バルブタイミン
グ機構の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a variable valve timing mechanism according to a first embodiment of the present invention.
【図2】アドバンシングプレートとハブとの係合を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing engagement between an advancing plate and a hub.
【図3】アドバンシングプレートとドラムとの螺合を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a screw engagement between an advancing plate and a drum.
【図4】図3のA方向から見た矢視図である。4 is a view as viewed from an arrow A in FIG. 3;
【図5】ツメ部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a claw portion.
【図6】本発明の第2実施例の図5相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 of a second embodiment of the present invention.
1 カム軸 2 カムスプロケット(回転駆動部材) 3 ハブ(カム軸側部材) 4 アドバンシングプレート(伝達部材) 5 ドラム(支持部材) 10 係合突起 12 ヘリカル溝(係合部) 13 傾斜カム面 14a,14b 平坦部 16a,16b,16c 平坦部 17a,17b 傾斜カム面 18 第1係合手段 19 第2係合手段 20 電磁クラッチ(移動手段) 21 コイルユニット(回転駆動手段) Reference Signs List 1 camshaft 2 cam sprocket (rotation drive member) 3 hub (camshaft side member) 4 advancing plate (transmission member) 5 drum (support member) 10 engagement protrusion 12 helical groove (engagement portion) 13 inclined cam surface 14a , 14b Flat portions 16a, 16b, 16c Flat portions 17a, 17b Inclined cam surface 18 First engaging means 19 Second engaging means 20 Electromagnetic clutch (moving means) 21 Coil unit (rotation driving means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 靖典 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−225007(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 1/34 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasunori Kanda 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Corporation (56) References JP-A-3-225007 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) F01L 1/34
Claims (2)
該カム軸とクランク軸との間に回転位相差を生じさせて
伝達することでバルブタイミングを変更する可変バルブ
タイミング機構であって、 上記カム軸に回転自在に且つ軸方向に移動不能に設けら
れ、クランク軸からの回転駆動力が伝達される回転駆動
部材と、 上記カム軸に一体に回転可能に設けられたカム軸側部材
と、 上記回転駆動部材とカム軸側部材との間にカム軸上に回
転自在に且つ軸方向に移動自在に設けられた伝達部材
と、 該伝達部材を上記回転駆動部材に対して軸方向に摺動自
在に係合させる第1係合手段と、 上記伝達部材を上記カム軸側部材に対して軸方向に摺動
自在に係合させる第2係合手段と、 上記伝達部材を軸方向に移動させる移動手段とを備えて
おり、上記移動手段は、上記カム軸上に回転自在に且つ軸方向
に移動不能に設けられると共に該カム軸心に沿って上記
伝達部材に螺合された支持部材と、該支持部材を伝達部
材に対して回転させる回転駆動手段とを有し、 上記第1及び第2係合手段の少なくとも一方は、軸方向
に傾斜して延びる傾斜カム面と、この傾斜カム面に摺動
自在に当接して回転位相差を生じさせる係合部とからな
り、 上記傾斜カム面の少なくとも両端部は軸方向に略平行な
平坦部に形成されていることを特徴とする可変バルブタ
イミング機構。1. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing by transmitting a rotational driving force from a crankshaft to a camshaft by generating a rotational phase difference between the camshaft and the crankshaft, A rotary drive member rotatably provided on the camshaft and immovable in the axial direction, to which a rotary drive force from a crankshaft is transmitted; and a camshaft-side member rotatably provided integrally with the camshaft. A transmission member rotatably and axially movable on a cam shaft between the rotation driving member and the cam shaft side member; and sliding the transmission member in the axial direction with respect to the rotation driving member. First engagement means for movably engaging the first transmission means, second engagement means for slidably engaging the transmission member with the camshaft-side member in the axial direction, and moving the transmission member in the axial direction. and a moving unit for, the move The means is rotatably and axially mounted on the camshaft.
Along the cam shaft center.
A support member screwed to the transmission member, and the transmission member
Rotating means for rotating the member with respect to the material, at least one of the first and second engaging means is slidably contacting the inclined cam surface extending inclining in the axial direction. A variable valve timing mechanism, comprising: an engaging portion that contacts and generates a rotational phase difference; at least both ends of the inclined cam surface are formed as flat portions that are substantially parallel to the axial direction.
坦部が1箇所以上設けられている請求項1記載の可変バ
ルブタイミング機構。2. The variable valve timing mechanism according to claim 1, wherein one or more flat portions substantially parallel to the axial direction are provided in the middle of the inclined cam surface.
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JPH04330307A JPH04330307A (en) | 1992-11-18 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |