JP3079778B2 - Valve timing adjustment device for internal combustion engine - Google Patents

Valve timing adjustment device for internal combustion engine

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JP3079778B2
JP3079778B2 JP15224392A JP15224392A JP3079778B2 JP 3079778 B2 JP3079778 B2 JP 3079778B2 JP 15224392 A JP15224392 A JP 15224392A JP 15224392 A JP15224392 A JP 15224392A JP 3079778 B2 JP3079778 B2 JP 3079778B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気弁の
開閉タイミングを運転条件に応じて変更するためのバル
ブタイミング調整装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve timing adjusting device for changing the opening / closing timing of an intake / exhaust valve of an internal combustion engine according to operating conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の運転条件に応じて吸排気弁の
バルブタイミングを調整するために、クランクシャフト
からタイミングベルト、チェーン、或いはギヤ等のよう
な回転伝達部材を介してカム軸を駆動する動弁機構にお
いて、例えば、回転伝達部材とカム軸との間に相対的な
回転を与えたり、DOHC(ダブルオーバヘッドカムシ
ャフト)式の動弁機構の場合では、排気弁用のカム軸と
それによって駆動される吸気弁用のカム軸との間に相対
的な回転を与えるというように、伝動系統の途中にバル
ブタイミング調整装置を挿入することが知られている。
2. Description of the Related Art A camshaft is driven from a crankshaft via a rotation transmission member such as a timing belt, a chain or a gear in order to adjust the valve timing of an intake / exhaust valve in accordance with the operating conditions of an internal combustion engine. In a valve operating mechanism, for example, a relative rotation is provided between a rotation transmitting member and a camshaft. In the case of a DOHC (double overhead camshaft) type valve operating mechanism, a camshaft for an exhaust valve and a It is known to insert a valve timing adjustment device in the middle of a transmission system, such as to provide relative rotation between a driven intake valve camshaft.

【0003】このようなバルブタイミング調整装置の一
つの形式として、中心の歯車と、中心の歯車に形成され
た歯に被さるように嵌合する同歯数の内歯を備えた円筒
形歯車と、更に、この円筒形歯車の外周側に形成された
歯に被さるように嵌合する同歯数の内歯を備えた最外周
の内歯車と、からなる三層構造の複合歯車を主要構成要
素とするものがある。この場合に複合歯車を構成する内
外三個の各歯車は互いに嵌合しているので、これらの歯
は、通常の歯車の歯よりも、むしろスプラインの歯に近
い性格をもっていると言うことができる。
One type of such a valve timing adjusting device is a cylindrical gear having a central gear, and the same number of internal teeth fitted over teeth formed on the central gear. Further, a three-layer compound gear composed of an outermost inner gear provided with the same number of internal teeth fitted so as to cover teeth formed on the outer peripheral side of the cylindrical gear is a main constituent element. There is something to do. In this case, since the three internal and external gears constituting the compound gear are fitted with each other, it can be said that these teeth have characteristics closer to spline teeth rather than ordinary gear teeth. .

【0004】この種のバルブタイミング調整装置におい
ては、複合歯車の内外二重のスプライン状の嵌合部分を
それぞれ構成する二対の歯の歯形のうち、少なくとも一
対の歯形を斜歯(ヘリカルスプライン)とすることによ
って、中間層をなす円筒形歯車を中心の歯車と最外周の
内歯車に対して軸方向に移動させた際に、中心の歯車と
最外周の内歯車との間に相対的な回転を生じさせること
ができ、それによって中心の歯車と最外周の内歯車にそ
れぞれ連結された回転伝達部材とカム軸や、吸気弁用カ
ム軸と排気弁用カム軸が相対的に回転する結果、バルブ
タイミングが円筒形歯車の軸方向位置に応じて連続的に
変化するようになっている。前述のように、この種のバ
ルブタイミング調整装置では三層構造の複合歯車におけ
る中間層の円筒形歯車の内外二箇所にスプライン状の嵌
合部分があるので、それらの嵌合部分を形成する各対の
歯車のスプライン状の歯と歯の間にバックラッシュが存
在すると、内燃機関が運転される際にそれらの部分から
打音が発生して、それが機関騒音の一つの要因となる。
In this type of valve timing adjusting device, at least one pair of the tooth profiles of the two pairs of teeth forming the inner and outer double spline-shaped fitting portions of the compound gear is formed with helical splines. By moving the cylindrical gear forming the intermediate layer in the axial direction with respect to the center gear and the outermost internal gear, the relative position between the center gear and the outermost internal gear is increased. Rotation can be caused, whereby the rotation transmitting member and the cam shaft, or the intake valve cam shaft and the exhaust valve cam shaft, which are respectively connected to the central gear and the outermost internal gear, rotate relatively. The valve timing changes continuously according to the axial position of the cylindrical gear. As described above, in this type of valve timing adjusting device, there are two spline-shaped fitting portions inside and outside the cylindrical gear of the intermediate layer in the three-layer compound gear, so that each of these fitting portions is formed. If there is a backlash between the spline-shaped teeth of the pair of gears, a striking sound is generated from those parts when the internal combustion engine is operated, which is one factor of engine noise.

【0005】この問題に対処するための従来技術が、例
えば特開昭62−3111号公報とか特開昭62−31
12号公報等に記載されている。これらの従来技術にお
いては、前述のバルブタイミング調整装置における三層
構造の複合歯車のうち、中間層をなす円筒形歯車に相当
するものとして、軸方向に長い「長尺の歯車」を使用
し、それを軸方向に配列する二個以上の部分に切断(輪
切り)すると共に、それらの各部分が相互に軸方向に微
小な距離だけ相対的移動をすることができるようにする
と共に、軸方向の相対的移動を起こさせる付勢装置とし
て、それらの各部分の間に色々な形の弾性体を介在させ
た構成をとっている。これらのバルブタイミング調整装
置においては、長尺の円筒形歯車を軸方向に配列する複
数個の部分に分割してなる各部分が、軸方向に微小な距
離だけ相対的に移動(接近又は離間)することによっ
て、それぞれの部分の斜歯(ヘリカルスプライン)の歯
筋が相互にずれる結果、円筒形歯車全体としての、その
歯の見かけ上の歯厚が増加し、中心の歯車と最外周の内
歯車の歯との嵌合部におけるバックラッシュが吸収され
るようになっている。
Conventional techniques for addressing this problem are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-3111 and 62-31.
No. 12, etc. In these prior arts, among the three-layered compound gears in the valve timing adjustment device described above, an `` elongated gear '' that is long in the axial direction is used as an equivalent to a cylindrical gear forming an intermediate layer, It is cut into two or more parts arranged in the axial direction (round slice), and each of those parts is allowed to move relative to each other by a small distance in the axial direction. As a biasing device for causing relative movement, various types of elastic bodies are interposed between the respective portions. In these valve timing adjustment devices, each of the long cylindrical gears divided into a plurality of portions arranged in the axial direction relatively moves (approaches or separates) by a small distance in the axial direction. As a result, the tooth traces of the bevels (helical splines) of the respective parts are shifted from each other, and as a result, the apparent tooth thickness of the teeth of the cylindrical gear as a whole increases, and the center gear and the innermost periphery The backlash in the fitting portion with the gear teeth is absorbed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術による
バルブタイミング調整装置においては、複合歯車の各層
のスプライン嵌合部分におけるバックラッシュを解消さ
せて内燃機関運転時の打音の発生を防止するには、複数
個の部分に分割した歯車構成体の個々の軸方向の長さを
大きくすると共に、相対的な軸方向の移動距離を大きく
とる必要があるため、それらの歯車構成体を積み重ねて
なる円筒形歯車の合計の軸方向長さがかなり大きくなる
上、それらの各部分の間に直列に挿入される弾性体が集
合体としての円筒形歯車の軸方向長さを一層大きくする
ために、バルブタイミング調整装置全体が軸方向に長く
なること、また、弾性体を円筒形歯車の半径方向の厚み
の中に収容しなければならないから、複合歯車の半径方
向の寸法も大きくなること等の理由から、バルブタイミ
ング調整装置をコンパクトに纏めることが難しい。ま
た、この場合の複合歯車は構造が複雑であり、各歯車構
成体等を高精度のものとする必要があるので、製造工程
の作業が複雑になるという問題もある。本発明は、従来
技術のこれらの問題を解決することを、発明が解決しよ
うとする課題とするものである。
In the above-described valve timing adjusting apparatus according to the prior art, it is necessary to eliminate the backlash at the spline fitting portion of each layer of the compound gear and to prevent the occurrence of tapping noise during operation of the internal combustion engine. Since it is necessary to increase the length of each of the gear components divided into a plurality of parts in the axial direction and to increase the relative axial movement distance, the gear components are stacked. In addition to the fact that the total axial length of the cylindrical gear becomes considerably large, and the elastic body inserted in series between those parts further increases the axial length of the cylindrical gear as an aggregate, Since the entire valve timing adjusting device becomes longer in the axial direction and the elastic body must be accommodated in the radial thickness of the cylindrical gear, the radial size of the compound gear also increases. Reasons Rukoto like, it is difficult to combine the valve timing control apparatus compact. In addition, the compound gear in this case has a complicated structure, and it is necessary to make each of the gear components and the like with high precision. An object of the present invention is to solve these problems of the prior art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、少なくとも、内燃機関のク
ランク軸側又は一つのカム軸側のいずれか一方に連結さ
れている中心の歯車と、前記クランク軸側又は前記カム
軸側の他方に連結され前記中心の歯車と同軸上において
それを覆うように支持されている最外周の内歯車と、前
記中心の歯車及び前記最外周の内歯車の間の環状空間に
挿入され軸方向に移動することによって前記中心の歯車
と前記最外周の内歯車とを相対的に回転させる制御用歯
車との三部材からなる集合体を有し、前記制御用歯車は
略円筒形の形状を有し、半径方向の内外面にそれぞれ内
歯ヘリカルスプラインと外歯ヘリカルスプラインを備え
ていて、前記内歯ヘリカルスプラインは前記中心の歯車
に形成された外歯ヘリカルスプラインに嵌合し、前記外
歯ヘリカルスプラインは前記最外周の内歯車に形成され
た内歯ヘリカルスプラインに嵌合していると共に、前記
制御用歯車は第1の構成部分と第2の構成部分とからな
り、前記第1の構成部分と前記第2の構成部分が、それ
らを相互に半径方向の反対方向に付勢する弾性体を介し
て軸方向に連結されているか、或いは前記制御用歯車が
その内部に装填された弾性体の付勢によって部分的に変
形し得る樹脂によって形成されていることにより、前記
制御用歯車の外面の外歯ヘリカルスプラインは半径方向
外方へ、同時に、前記制御用歯車の内面の内歯ヘリカル
スプラインは半径方向内方へ、それぞれ微小な距離だけ
移動するように前記弾性体によって付勢されていること
を特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置を提
供する。
According to the present invention, as a means for solving the above-mentioned problems, at least a central gear connected to either a crankshaft side or one camshaft side of an internal combustion engine. And an outermost inner gear connected to the other of the crankshaft side or the camshaft side and supported so as to cover the center gear coaxially therewith, and an innermost gear of the center gear and the outermost circumference. An assembly comprising three members of a control gear for relatively rotating the center gear and the outermost inner gear by being inserted into an annular space between the gears and moving in the axial direction, The control gear has a substantially cylindrical shape, and has an internal tooth helical spline and an external tooth helical spline on the radially inner and outer surfaces, respectively, and the internal tooth helical spline is an external tooth formed on the central gear. Fits into helical splines, together with the outer tooth helical spline is fitted to the internally toothed helical splines formed on the internal gear of the outermost circumference, the
The control gear consists of a first component and a second component.
The first component and the second component are
Through an elastic body that urges them in opposite directions in the radial direction.
Are connected in the axial direction, or the control gear is
Partially changed by the bias of the elastic body loaded inside
By being formed of a resin that can be shaped, the external helical splines on the outer surface of the control gear are radially outward, and at the same time, the internal helical splines on the inner surface of the control gear are radially inward. each provides a valve timing control apparatus for an internal combustion engine, characterized by being urged by the elastic member to move by a small distance.

【0008】[0008]

【作用】本発明による内燃機関のバルブタイミング調整
装置においては、中心の歯車及び最外周の内歯車の間の
環状空間には制御用歯車が挿入されており、それを軸方
向に移動させることによって中心の歯車と最外周の内歯
車とを相対的に回転させて、内燃機関のクランク軸とカ
ム軸との間の回転位相を変更させる。この場合、制御用
歯車は略円筒形の形状を有し、その半径方向の内外面に
ヘリカルスプラインを備えていて、それらが中心の歯車
の外面及び最外周の内歯車の内面に形成されたヘリカル
スプラインにそれぞれ嵌合しているが、制御用歯車の外
面の外歯ヘリカルスプラインは半径方向外方へ、また、
制御用歯車の内面の内歯ヘリカルスプラインは半径方向
内方へ、それぞれ微小な距離だけ移動するように弾性体
によって付勢されているので、ヘリカルスプラインの各
嵌合箇所にバックラッシュが生じようとしても、制御用
歯車の内外面のヘリカルスプラインが半径方向に微小な
距離だけ移動してバックラッシュを埋めるので、各嵌合
箇所にバックラッシュが残ることはなく、内燃機関が運
転されたときにバックラッシュに起因する打音を発生さ
せる恐れがない。
In the valve timing adjusting device for an internal combustion engine according to the present invention, a control gear is inserted into an annular space between the central gear and the outermost internal gear, and is moved in the axial direction. By rotating the central gear and the outermost internal gear relatively, the rotational phase between the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine is changed. In this case, the control gear has a substantially cylindrical shape, and is provided with helical splines on its inner and outer surfaces in the radial direction.The helical splines are formed on the outer surface of the center gear and the inner surface of the outermost inner gear. Each spline is fitted, but the external helical spline on the outer surface of the control gear is radially outward,
Since the internal teeth helical spline on the inner surface of the control gear is urged by an elastic body to move a small distance radially inward, backlash is likely to occur at each fitting point of the helical spline. However, the helical splines on the inner and outer surfaces of the control gear move a small distance in the radial direction to fill the backlash, so that no backlash remains at each fitting point, and the backlash does not occur when the internal combustion engine is operated. There is no danger of hitting due to the rush.

【0009】[0009]

【実施例】第1実施例として、図1に、排気弁用のカム
軸から一対のタイミングギヤを介して吸気弁用のカム軸
を駆動するDOHC式の動弁機構に本発明を適用し、被
駆動側のタイミングギヤと吸気弁用のカム軸との間にバ
ルブタイミング調整装置を挿入した場合の全体構成を縦
断正面図として示す。図1において、1は吸気弁用のカ
ム軸、2は排気弁用のカム軸を示す。図示例の排気弁用
のカム軸2は、図示しないタイミングプーリ等を介して
内燃機関のクランク軸から直接に回転駆動されており、
吸気弁用のカム軸1は、排気弁用のカム軸2に装着され
たタイミングギヤ3に噛み合っているタイミングギヤ4
を介して、排気弁用のカム軸2から駆動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment, the present invention is applied to a DOHC type valve operating mechanism for driving a camshaft for an intake valve from a camshaft for an exhaust valve via a pair of timing gears as shown in FIG. FIG. 1 is a vertical sectional front view showing the entire configuration in a case where a valve timing adjusting device is inserted between a driven side timing gear and a camshaft for an intake valve. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cam shaft for an intake valve, and reference numeral 2 denotes a cam shaft for an exhaust valve. The camshaft 2 for the exhaust valve in the illustrated example is driven to rotate directly from the crankshaft of the internal combustion engine via a timing pulley (not shown) and the like.
A camshaft 1 for the intake valve has a timing gear 4 meshing with a timing gear 3 mounted on the camshaft 2 for the exhaust valve.
Through the camshaft 2 for the exhaust valve.

【0010】タイミングギヤ3は所謂シザーズギヤであ
って、その構成ギヤ3aはカム軸2に固定されている
が、構成ギヤ3bはカム軸2に遊嵌されると共に、構成
ギヤ3aとの間に設けられている弾性部材によって付勢
され、構成ギヤ3aと構成ギヤ3bの各歯の間でタイミ
ングギヤ4の歯を挟んでバックラッシュを零にするよう
になっている。タイミングギヤ3と噛み合うタイミング
ギヤ4の歯はカムギヤハウジング5の外周に形成されて
おり、カムギヤハウジング5は図1の右端側において、
吸気弁用のカム軸1に対して回転可能に緩挿された円筒
状スリーブ6のフランジ部6aと螺合して一体化されて
いると共に、左端側においてはフランジ7とかしめによ
って一体化されている。
The timing gear 3 is a so-called scissors gear, and its constituent gear 3a is fixed to the camshaft 2, while the constituent gear 3b is loosely fitted to the camshaft 2 and provided between the timing gear 3a and the constituent gear 3a. The elastic member is biased by the elastic member, so that the teeth of the timing gear 4 are sandwiched between the teeth of the constituent gears 3a and 3b to reduce the backlash. The teeth of the timing gear 4 meshing with the timing gear 3 are formed on the outer periphery of the cam gear housing 5, and the cam gear housing 5 is located on the right end side in FIG.
It is screwed and integrated with the flange portion 6a of the cylindrical sleeve 6 rotatably loosely inserted into the cam shaft 1 for the intake valve, and is integrated with the flange 7 on the left end side by caulking. I have.

【0011】内部に2段階の段部を有する中空のシャフ
ト8が吸気弁用のカム軸1と円筒状スリーブ6に緩挿さ
れ、それに形成された軸方向の溝8aには吸気弁用のカ
ム軸1に打ち込まれたピン9が係合して、吸気弁用のカ
ム軸1と同じ回転をするように連結されている。カムギ
ヤハウジング5と中空のシャフト8を軸方向に位置決め
するために、吸気弁用のカム軸1の左端側にナット10
が螺合しており、フランジ7を挟んで、中空のシャフト
8の段部の一つを吸気弁用のカム軸1の段部に向かって
押し付けている。この構造によって、吸気弁用のカム軸
1、ピン9、中空のシャフト8、及びナット10は実質
的に一体化されるが、それらに対して別に一体されたフ
ランジ7、カムギヤハウジング5、及び円筒状スリーブ
6は、軸線の回りに相対的に回転することが許容されて
いる。
A hollow shaft 8 having two steps therein is loosely inserted into a camshaft 1 for an intake valve and a cylindrical sleeve 6, and a cam 8 for an intake valve is formed in an axial groove 8a formed therein. The pin 9 driven into the shaft 1 is engaged so as to rotate in the same manner as the camshaft 1 for the intake valve. To position the cam gear housing 5 and the hollow shaft 8 in the axial direction, a nut 10 is provided on the left end side of the cam shaft 1 for the intake valve.
, And presses one of the steps of the hollow shaft 8 toward the step of the camshaft 1 for the intake valve with the flange 7 interposed therebetween. With this structure, the camshaft 1, the pin 9, the hollow shaft 8, and the nut 10 for the intake valve are substantially integrated, but the flange 7, the cam gear housing 5, and the cylinder separately integrated therewith. The sleeve 6 is allowed to rotate relatively around its axis.

【0012】カムギヤハウジング5の内周面の一部には
内歯ヘリカルスプライン5aが形成されており、中空の
シャフト8の外周面の一部には外歯ヘリカルスプライン
8bが形成されている。内歯ヘリカルスプライン5aに
対して外歯ヘリカルスプライン8bは逆方向の捩じれ角
を有するが、場合によっては、内歯ヘリカルスプライン
5a又は外歯ヘリカルスプライン8bの一方は、ヘリカ
ルスプラインの一つの特別な形として捩じれ角が零のヘ
リカルスプライン、即ち、軸線の方向と平行な直線状の
スプラインとしてもよい。
An internal helical spline 5a is formed on a part of the inner peripheral surface of the cam gear housing 5, and an external helical spline 8b is formed on a part of the outer peripheral surface of the hollow shaft 8. The external helical spline 8b has a reverse twist angle with respect to the internal helical spline 5a, but in some cases, one of the internal helical spline 5a or the external helical spline 8b is a special form of helical spline. May be a helical spline having a twist angle of zero, that is, a linear spline parallel to the direction of the axis.

【0013】このようにしてカムギヤハウジング5と中
空のシャフト8との間には略円筒形の隙間が形成される
が、この隙間には、図2及び図3に単独に取り出して示
すような制御用歯車11が挿入される。制御用歯車11
の外周面の一部には外歯ヘリカルスプライン11aが形
成されていて、それがカムギヤハウジング5の内歯ヘリ
カルスプライン5aと嵌合していると共に、制御用歯車
11の内周面の一部には内歯ヘリカルスプライン11b
が形成されていて、それが中空のシャフト8の外歯ヘリ
カルスプライン8bと嵌合している。この場合、ヘリカ
ルスプライン同士が嵌合しているということは、嵌合し
ている二対の内歯及び外歯のヘリカルスプライン同士
が、それぞれ等しい捩じれ角を有していることを意味す
るから、外歯ヘリカルスプライン11aと内歯ヘリカル
スプライン11bとは互いに相手に対して逆方向の捩じ
れ角を有するということであり、また、前述のように、
それらの一方がヘリカルスプラインの特別の形として直
線状のスプラインになり得るということである。
In this manner, a substantially cylindrical gap is formed between the cam gear housing 5 and the hollow shaft 8, and the gap is formed in the gap as shown in FIG. 2 and FIG. Gear 11 is inserted. Control gear 11
An external helical spline 11a is formed on a part of the outer peripheral surface of the control gear 11, and the external helical spline 11a is fitted on the internal gear helical spline 5a of the cam gear housing 5. Is the internal helical spline 11b
Which is fitted with the external tooth helical spline 8 b of the hollow shaft 8. In this case, that the helical splines are fitted with each other means that the helical splines of the fitted two pairs of internal teeth and external teeth have the same twist angle, respectively. The external helical spline 11a and the internal helical spline 11b have a twist angle in opposite directions with respect to each other, and as described above,
One of them can be a straight spline as a special form of helical spline.

【0014】制御用歯車11は、相手となる二つのヘリ
カルスプラインとの嵌合を保持しながら、カムギヤハウ
ジング5と中空のシャフト8の間の略円筒形の隙間にお
いて軸方向に進退し得るように挿入されており、図1に
示されたスプリング12によって一方向に向かって付勢
されている。その付勢力に対抗する任意の大きさの油圧
力が発生するように、図1において制御用歯車11の右
端側と円筒状スリーブ6のフランジ部6aとの間に油圧
室13が形成されており、油圧室13は円筒状スリーブ
6の孔6b、吸気弁用のカム軸1の孔1a、及び軸方向
の貫通孔1bを通じて図示しない油圧制御弁に連通し、
それによって任意の大きさの油圧の供給を受けられるよ
うになっている。なお図中、1cはカム軸1の軸方向の
貫通孔1bの左端を閉塞するために圧入された鋼球を、
7aはフランジ7に開口された通気孔を、11cは制御
用歯車11の溝に挿入されたシール用のOリングを示し
ている。
The control gear 11 can move axially in and out of a substantially cylindrical gap between the cam gear housing 5 and the hollow shaft 8 while maintaining the engagement with two mating helical splines. It is inserted and urged in one direction by the spring 12 shown in FIG. In FIG. 1, a hydraulic chamber 13 is formed between the right end side of the control gear 11 and the flange portion 6a of the cylindrical sleeve 6 so that an oil pressure of an arbitrary magnitude opposing the urging force is generated. The hydraulic chamber 13 communicates with a hydraulic control valve (not shown) through the hole 6b of the cylindrical sleeve 6, the hole 1a of the camshaft 1 for the intake valve, and the through hole 1b in the axial direction.
As a result, an arbitrary amount of hydraulic pressure can be supplied. In the figure, 1c is a steel ball press-fitted to close the left end of the through hole 1b in the axial direction of the camshaft 1,
Reference numeral 7a denotes a vent hole opened in the flange 7, and 11c denotes an O-ring for sealing inserted in a groove of the control gear 11.

【0015】図示しない油圧制御弁によって油圧室13
に或る大きさの油圧が供給されたとき、図1において制
御用歯車11の右側に作用する油圧力と、スプリング1
2の付勢力とが釣り合う位置まで制御用歯車11は軸方
向に移動し、その位置で停止する。制御用歯車11が軸
方向に移動することによって、捩じれ角の異なる二対の
ヘリカルスプライン、即ち、内歯ヘリカルスプライン5
aと外歯ヘリカルスプライン11aの対、及び、内歯ヘ
リカルスプライン11bと外歯ヘリカルスプライン8b
の対のそれぞれの嵌合位置の変化に応じて、カムギヤハ
ウジング5と中空のシャフト8との間に相対的な回転が
生じ、それによって吸気弁用のカム軸1と排気弁用のカ
ム軸2との間に回転位相の差が生じる結果、吸気弁と排
気弁との間に目的とするバルブタイミングの変化が生じ
る。以上の構成や、バルブタイミング調整装置としての
基本的な作動に関して、第1実施例は従来技術と比べて
格別に特徴を有するものではない。
The hydraulic chamber 13 is controlled by a hydraulic control valve (not shown).
When a certain amount of hydraulic pressure is supplied to the control gear 11 in FIG.
The control gear 11 moves in the axial direction to a position where the biasing force of Step 2 is balanced, and stops at that position. When the control gear 11 moves in the axial direction, two pairs of helical splines having different torsion angles, that is, internal tooth helical splines 5 are formed.
a and the external tooth helical spline 11a, and the internal tooth helical spline 11b and the external tooth helical spline 8b
In response to a change in the respective mating positions of the pair of cams, a relative rotation occurs between the cam gear housing 5 and the hollow shaft 8, whereby the camshaft 1 for the intake valve and the camshaft 2 for the exhaust valve As a result, a difference in the rotation timing occurs between the intake valve and the intake valve, and a desired change in valve timing occurs between the intake valve and the exhaust valve. Regarding the above configuration and the basic operation as a valve timing adjusting device, the first embodiment does not have any special features as compared with the prior art.

【0016】第1実施例の特徴は、図2及び図3に明示
したように、制御用歯車11において、外歯ヘリカルス
プライン11aと内歯ヘリカルスプライン11bの間の
環状の厚肉部分11cに、複数の穴11dが全周にわた
って形成されており、図1のように、制御用歯車11を
カムギヤハウジング5と中空のシャフト8の間の環状の
隙間に挿入して、二対のヘリカルスプラインを嵌合させ
た状態で、円筒状スリーブ6のフランジ部6aを螺着す
る前に、穴11dにそれぞれスプリングピン14を打ち
込んで、穴11dが拡大する方向の付勢力を与えてある
ことである。
The feature of the first embodiment is that, as clearly shown in FIGS. 2 and 3, the control gear 11 has an annular thick portion 11c between the external helical spline 11a and the internal helical spline 11b. A plurality of holes 11d are formed over the entire circumference. As shown in FIG. 1, the control gear 11 is inserted into an annular gap between the cam gear housing 5 and the hollow shaft 8, and two pairs of helical splines are fitted. In this state, before the flange portion 6a of the cylindrical sleeve 6 is screwed, the spring pins 14 are driven into the holes 11d to apply a biasing force in the direction in which the holes 11d expand.

【0017】スプリングピン14による拡径方向への付
勢によって、環状の厚肉部分11cの半径方向の変形が
可能なように、制御用歯車11の材料は多少柔軟性を有
している必要があり、そのために、例えばPPSやPB
T、或いはナイロン樹脂のような熱可塑性の樹脂を用い
るのが良い。スプリングピン14を制御用歯車11の穴
11dに打ち込むことによって、図4に示したように、
制御用歯車11の外歯ヘリカルスプライン11aは外方
へ僅かに押し出されて11a’のような形になると共
に、内歯ヘリカルスプライン11bは内方へ僅かに押し
出されて11b’のような形になる。
The material of the control gear 11 needs to have some flexibility so that the annular thick portion 11c can be deformed in the radial direction by the biasing in the radially expanding direction by the spring pin 14. Yes, for that, for example, PPS or PB
It is preferable to use a thermoplastic resin such as T or a nylon resin. By driving the spring pin 14 into the hole 11d of the control gear 11, as shown in FIG.
The external gear helical spline 11a of the control gear 11 is slightly pushed outward to form like 11a ', and the internal gear helical spline 11b is slightly pushed inward to form like 11b'. Become.

【0018】それによって変形したヘリカルスプライン
11a’及び11b’は、それぞれカムギヤハウジング
5の内歯ヘリカルスプライン5a、及び中空のシャフト
8の外歯ヘリカルスプライン8bに向かって半径方向に
押し付けられるから、それらの間にあったバックラッシ
ュは消滅して、内燃機関が運転されたときに打音を発生
するのが防止される。また、長期間の間に制御用歯車1
1の各ヘリカルスプラインが摩耗しても、スプリングピ
ン14の付勢によって変形したヘリカルスプライン11
a’及び11b’は常に相手のヘリカルスプラインに押
し付けられているから、摩耗によるバックラッシュの増
大の恐れはなく、いつでもバックラッシュ零の状態を維
持することができる。このように、制御用歯車11の穴
11dにスプリングピン14を打ち込むというきわめて
簡単な構造によって、従来技術における複雑な構造と同
様に、打音の解消という効果を奏することができる。な
お、この実施例では、断面C字型のスプリングピン14
を打ち込んで制御用歯車11を拡げているが、断面C字
型のスプリングピン14に代えて、板ばね、コイルばね
等を用いてもよい。
The deformed helical splines 11a 'and 11b' are pressed radially toward the internal helical splines 5a of the cam gear housing 5 and the external helical splines 8b of the hollow shaft 8, respectively. The intervening backlash disappears, preventing the generation of a tapping sound when the internal combustion engine is operated. In addition, the control gear 1
Even if each helical spline wears, the helical spline 11 deformed by the bias of the spring pin 14
Since a 'and 11b' are always pressed against the helical spline of the other party, there is no danger of backlash increasing due to wear, and the state of zero backlash can be maintained at any time. As described above, the extremely simple structure of driving the spring pin 14 into the hole 11d of the control gear 11 can provide an effect of eliminating a tapping sound, similarly to the complicated structure in the related art. In this embodiment, a C-shaped spring pin 14 is used.
, The control gear 11 is expanded, but a leaf spring, a coil spring, or the like may be used instead of the spring pin 14 having a C-shaped cross section.

【0019】図5〜図7は本発明の第2実施例を示した
もので、この例における制御用歯車15は複合歯車であ
って、製造工程において、第1実施例における制御用歯
車11と略同様な外形と、外周の一部及びそれに対応す
る内周の一部に外歯ヘリカルスプライン16aと内歯ヘ
リカルスプライン16bを有するように成形した素材
と、それとは別体で、スプライン16a及び16bと歯
すじが一致するように成形された外歯ヘリカルスプライ
ン17a及び内歯ヘリカルスプライン17bを有するリ
ング状部分17を作る。
FIGS. 5 to 7 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the control gear 15 is a compound gear, and in the manufacturing process, the control gear 11 and the control gear 11 in the first embodiment are combined. A material formed to have substantially the same outer shape, an outer tooth helical spline 16a and an inner tooth helical spline 16b on a part of the outer periphery and a part of the inner periphery corresponding thereto, and splines 16a and 16b as separate bodies. The ring-shaped portion 17 having the external tooth helical spline 17a and the internal tooth helical spline 17b formed so that the tooth leads coincide with each other is formed.

【0020】次に、制御用歯車15の主体部分(第1の
構成部分)16の環状の厚肉部分16cにおける対称の
位置において軸方向に穿孔された孔16dにピン18を
打ち込むと共に、ピン18と略対応する位置において、
制御用歯車15のリング状部分(第2の構成部分)17
の環状の厚肉部分17cに、ピン18よりも若干大径の
開口17dを穿孔する。更に、主体部分16環状の厚
肉部分16cに接線方向の溝16eを形成すると共に、
それと接するリング状部分17の環状の厚肉部分17c
に、僅かに長手方向に位置をずらせて、同じ大きさの接
線方向の溝17eを形成する。接線方向の溝16eとそ
れに対応する接線方向の溝17eには、それぞれ組み付
けの際に圧縮されたコイルスプリングやゴムのような弾
性体19が装填される。
Next, the main part of the control gear 15 (first
Component) The pin 18 is driven into a hole 16d that is bored in the axial direction at a symmetrical position in the 16 annular thick portion 16c, and at a position substantially corresponding to the pin 18,
Ring-shaped portion of control gear 15 (second component) 17
An opening 17d having a diameter slightly larger than that of the pin 18 is formed in the annular thick portion 17c. Further, a tangential groove 16e is formed in the annular thick portion 16c of the main portion 16, and
An annular thick portion 17c of the ring-shaped portion 17 in contact therewith
Then, the positions are slightly shifted in the longitudinal direction to form tangential grooves 17e of the same size. The tangential groove 16e and the corresponding tangential groove 17e are loaded with an elastic body 19 such as a coil spring or rubber compressed at the time of assembly.

【0021】本発明の第2実施例のバルブタイミング調
整装置は、図1と略同様な全体構成を備える一方、その
要部となる制御用歯車15はこのような特殊な構造を有
するから、圧縮された弾性体19が伸長しようとする力
によって、制御用歯車15を構成する主体部分16とリ
ング状部分17が半径方向反対の方向に向かって相互に
移動するように付勢されるので、外歯ヘリカルスプライ
ン16a,17a及び内歯ヘリカルスプライン16b,
17bは、図7にも示したように、それぞれ相手に対し
て半径方向にずれる結果、図1に示すものと同様なカム
ギヤハウジング5の内歯ヘリカルスプライン5aと、中
空のシャフト8の外歯ヘリカルスプライン8bに対して
内外方向に押し付けられ、それらの間に存在したバック
ラッシュが消滅し、内燃機関の運転の際に発生する打音
が防止される。第2実施例は、制御用歯車15を主体部
分16とリング状部分17に分割しているが、従来技術
と異なり、それらの軸方向の長さはきわめて小さくてよ
く、軸方向に相対的に移動させる必要もないので、それ
がバルブタイミング調整装置の体格を大きくする要因と
なることはない。
The valve timing adjusting apparatus according to the second embodiment of the present invention has an overall configuration substantially similar to that of FIG. 1, while the control gear 15 which is the main part has such a special structure. The main body portion 16 and the ring-shaped portion 17 constituting the control gear 15 are urged by the force to expand the elastic body 19 to move toward each other in the direction opposite to the radial direction. Tooth helical splines 16a, 17a and internal tooth helical splines 16b,
As shown in FIG. 7, 17 b is an internal helical spline 5 a of the cam gear housing 5 similar to that shown in FIG. The splines 8b are pressed inward and outward, and the backlash existing between them is eliminated, so that the hitting noise generated during operation of the internal combustion engine is prevented. In the second embodiment, the control gear 15 is divided into a main portion 16 and a ring-shaped portion 17, but unlike the prior art, their axial lengths may be extremely small, and are relatively small in the axial direction. Since there is no need to move the valve timing adjusting device, it does not cause an increase in the size of the valve timing adjusting device.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明のバルブタイミング調整装置にお
いては、従来技術よりも遙かに簡単な構成によってヘリ
カルスプラインのバックラッシュを消滅させ、それによ
って内燃機関の運転時における打音の発生を防止するこ
とができる。また、本発明によれば、バルブタイミング
調整装置の制御用歯車、ひいてはそれを含む装置全体の
大きさを、特に軸方向に短縮することができるので、バ
ルブタイミング調整装置を従来のものよりも小型化する
ことが可能になる。
According to the valve timing adjusting apparatus of the present invention, the backlash of the helical spline is eliminated by a configuration much simpler than that of the prior art, thereby preventing the occurrence of tapping noise during operation of the internal combustion engine. be able to. Further, according to the present invention, the size of the control gear of the valve timing adjusting device and the size of the entire device including the control gear can be reduced particularly in the axial direction.
This makes it possible to reduce the size of the lube timing adjusting device as compared with the conventional device .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例としてのバルブタイミング
調整装置の全体構成を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a valve timing adjusting device as a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の要部を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of the first embodiment.

【図3】第1実施例の要部を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a main part of the first embodiment.

【図4】第1実施例の要部の作動状態を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing an operation state of a main part of the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例の要部を示す縦断面図であ
る。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施例の要部を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a main part of the second embodiment.

【図7】第2実施例の要部の作動状態を示す部分的拡大
図である。
FIG. 7 is a partially enlarged view showing an operation state of a main part of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸気弁用のカム軸 2…排気弁用のカム軸 3…タイミングギヤ(シザーズギヤ) 4…タイミングギヤ 5…カムギヤハウジング 5a…内歯ヘリカルスプライン 6…円筒状スリーブ 6a…フランジ部 7…フランジ 8…中空のシャフト 8a…軸方向の溝 8b…外歯ヘリカルスプライン 11…制御用歯車 11a…外歯ヘリカルスプライン 11b…内歯ヘリカルスプライン 11c…環状の厚肉部分 11d…穴 12…スプリング 13…油圧室 14…スプリングピン 15…制御用歯車 16…主体部分 16a…外歯ヘリカルスプライン 16b…内歯ヘリカルスプライン 16e…接線方向の溝 17…リング状部分 17a…外歯ヘリカルスプライン 17b…内歯ヘリカルスプライン 17d…大径の開口 17e…接線方向の溝 18…軸方向のピン 19…弾性体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cam shaft for intake valve 2 ... Cam shaft for exhaust valve 3 ... Timing gear (scissors gear) 4 ... Timing gear 5 ... Cam gear housing 5a ... Internal helical spline 6 ... Cylindrical sleeve 6a ... Flange part 7 ... Flange 8 ... hollow shaft 8a ... axial groove 8b ... external tooth helical spline 11 ... control gear 11a ... external tooth helical spline 11b ... internal tooth helical spline 11c ... annular thick part 11d ... hole 12 ... spring 13 ... hydraulic chamber Reference Signs List 14 spring pin 15 control gear 16 main part 16a external helical spline 16b internal helical spline 16e tangential groove 17 ring-shaped part 17a external helical spline 17b internal helical spline 17d Large-diameter opening 17e: tangential groove 18: axial direction Down 19 ... elastic body

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも、内燃機関のクランク軸側又
は一つのカム軸側のいずれか一方に連結されている中心
の歯車と、前記クランク軸側又は前記カム軸側の他方に
連結され前記中心の歯車と同軸上においてそれを覆うよ
うに支持されている最外周の内歯車と、前記中心の歯車
及び前記最外周の内歯車の間の環状空間に挿入され軸方
向に移動することによって前記中心の歯車と前記最外周
の内歯車とを相対的に回転させる制御用歯車との三部材
からなる集合体を有し、前記制御用歯車は略円筒形の形
状を有し、半径方向の内外面にそれぞれ内歯ヘリカルス
プラインと外歯ヘリカルスプラインを備えていて、前記
内歯ヘリカルスプラインは前記中心の歯車に形成された
外歯ヘリカルスプラインに嵌合し、前記外歯ヘリカルス
プラインは前記最外周の内歯車に形成された内歯ヘリカ
ルスプラインに嵌合していると共に、前記制御用歯車は
第1の構成部分と第2の構成部分とからなり、前記第1
の構成部分と前記第2の構成部分が、それらを相互に半
径方向の反対方向に付勢する弾性体を介して軸方向に連
結されていることことにより、前記制御用歯車の外面の
外歯ヘリカルスプラインは半径方向外方へ、同時に、前
記制御用歯車の内面の内歯ヘリカルスプラインは半径方
向内方へ、それぞれ微小な距離だけ移動するように前記
弾性体によって付勢されていることを特徴とする内燃機
関のバルブタイミング調整装置。
At least one center gear connected to one of the crankshaft side and one camshaft side of the internal combustion engine, and the center gear connected to the other of the crankshaft side or the camshaft side. The outermost inner gear supported coaxially with the gear so as to cover it, and inserted into an annular space between the center gear and the outermost inner gear to move in the axial direction, thereby moving the center of the center. It has an aggregate of three members of a gear and a control gear that relatively rotates the outermost inner gear, and the control gear has a substantially cylindrical shape, and has a radially inner and outer surface. Each has an internal helical spline and an external helical spline.The internal helical spline fits into an external helical spline formed on the central gear, and the external helical spline is the outermost helical spline. Along with the internal gear helical spline formed on the peripheral internal gear, the control gear is
A first component part and a second component part, wherein the first component
Component and said second component make them halfway from each other.
Connected in the axial direction through an elastic body that urges in the opposite direction to the radial direction.
By being tied, the external helical splines on the outer surface of the control gear are radially outward, and at the same time, the internal helical splines on the inner surface of the control gear are radially inward, each having a small distance. only the valve timing control apparatus for an internal combustion engine, characterized by being urged by the <br/> elastic body to move.
【請求項2】 少なくとも、内燃機関のクランク軸側又2. At least a crankshaft side of an internal combustion engine or
は一つのカム軸側のいずれか一方に連結されている中心Is the center connected to one of the camshaft sides
の歯車と、前記クランク軸側又は前記カム軸側の他方にGear and the other of the crankshaft side or the camshaft side
連結され前記中心の歯車と同軸上においてそれを覆うよIt is connected and covers it coaxially with the central gear.
うに支持されている最外周の内歯車と、前記中心の歯車Outermost inner gear and the center gear
及び前記最外周の内歯車の間の環状空間に挿入され軸方And inserted in the annular space between the outermost internal gear
向に移動することによって前記中心の歯車と前記最外周The center gear and the outermost periphery by moving
の内歯車とを相対的に回転させる制御用歯車との三部材And a control gear that rotates the internal gear relatively
からなる集合体を有し、前記制御用歯車は略円筒形の形Wherein the control gear has a substantially cylindrical shape.
状を有し、半径方向の内外面にそれぞれ内歯ヘリカルスInternal helical on the inner and outer surfaces in the radial direction
プラインと外歯ヘリカルスプラインを備えていて、前記Equipped with a ply line and an external helical spline
内歯ヘリカルスプラインは前記中心の歯車に形成されたInternal helical spline is formed on the center gear
外歯ヘリカルスプラインに嵌合し、前記外歯ヘリカルスThe external tooth helical spline is fitted to the external tooth helical spline.
プラインは前記最外周の内歯車に形成された内歯ヘリカPline is an internal gear helicopter formed on the outermost internal gear.
ルスプラインに嵌合していると共に、前記制御用歯車はAnd the control gear is
その内部に装填された弾性体の付勢によっThe bias of the elastic body loaded inside て部分的に変Partly strange
形し得る樹脂によって形成されており、前記制御用歯車The control gear is formed of a resin that can be formed.
の外面の外歯ヘリカルスプラインは半径方向外方へ、同The external helical spline on the outer surface of
時に、前記制御用歯車の内面の内歯ヘリカルスプラインSometimes, the internal gear helical spline on the inner surface of the control gear
は半径方向内方へ、それぞれ微小な距離だけ移動するよMoves a small distance inward in the radial direction.
うに前記弾性体によって付勢されていることを特徴とすCharacterized by being biased by the elastic body as described above.
る内燃機関のバルブタイミング調整装置。Valve timing adjustment device for an internal combustion engine.
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