JPH01134010A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

内燃機関の動弁装置

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JPH01134010A
JPH01134010A JP62292614A JP29261487A JPH01134010A JP H01134010 A JPH01134010 A JP H01134010A JP 62292614 A JP62292614 A JP 62292614A JP 29261487 A JP29261487 A JP 29261487A JP H01134010 A JPH01134010 A JP H01134010A
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spool
rotating shaft
hydraulic
sleeve
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美広 藤吉
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、カムシャフトに連結される円筒状の回転軸と
；該回転軸に対する軸方向相対移動を阻止されるととも
に軸線まわりの相対回動を可能として回転軸と同軸に配
置され、クランク軸から駆動される調時輪と；軸方向一
端を油圧室に臨ませて前記回転軸および調時輪と同軸に
配置されるとともに軸方向一方何にばね付勢されるピス
トンと；ピストンの軸方向移動に応じて調時輪および回
転軸の回転位相を変化させるべくピストン、調時輪およ
び回転軸を連動、連結する位相調整機構と；を備える内
燃機関の動弁装置に関する。
（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭６１−２６８８１
０号公報により公知である。
（３）発明が解決しようとする問題点 かかる装置は、位相調整機構により調時輪とカムシャフ
トとの位相を変化させることにより、機関の吸気弁ある
いは排気弁の作動タイミングを変えるものであるが、上
記従来のものでは、油圧室に油圧を供給したときと、油
圧を解放したときとの２位置間をピストンが移動するに
ょうにしており、吸気弁あるいは排気弁の開閉タイミン
グを一定値だけ早くするか、一定値だけ遅くするかの制
御しかできない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、開
閉タイミングを無段階に制御することを可能にした内燃
機関の動弁装置を提供することを目的とする。
Ｂ、発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、ピストンの軸方向一端が臨む油圧室と
、油圧供給路および油圧解放路との間には、ピストンに
連動、連結されるとともに回転軸内に摺動自在に嵌合さ
れるスリーブと、軸方向相対移動可能にしてスリーブに
摺動可能に嵌合されるスプールとから成るサーボ弁が介
設され、該サーボ弁は、スプールの軸方向移動による油
圧室と油圧供給路あるいは油圧解放路との連通状態を該
スプールの軸方向移動に追従したピストンおよびスリー
ブの軸方向移動により遮断状態に切換えるべく構成され
、スプールには、流体圧駆動手段が連結される。
（２）作用 上記構成によれば、機関の運転状態に応じて流体圧駆動
手段によりスプールを軸方向に駆動して、油圧室を油圧
供給路あるいは油圧解放路に連通したときに、油圧室へ
の油圧供給あるいは油圧解放に応じてピストンが軸方向
に移動することによりスリーブも軸方向に移動し、それ
により油圧室への油圧供給路あるいは油圧解放路の連通
状態が遮断状態に切換えられ、したがってピストンはス
プールの軸方向移動量に応じた量だけ軸方向に移動する
ことになり、調時輪とカムシャフトとの位相をスプール
の軸方向移動量に応じて無段階に制御−することができ
る。
（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、図示しない吸気弁あるいは排気
弁を開閉駆動するためのカムシャツｌ−１は機関本体２
に回転自在に支承されており、機関のクランク軸（図示
せず）からの回転動力を伝達するためのタイミングベル
ト３が巻懸けられる調時輪としてのプーリ４と、前記カ
ムシャフト１とは、プーリ４およびカムシャフト１の位
相をずらせることを可能にしたタイミング変更手段５を
介して連動、連結される。
タイミング変更手段５は、カムシャフト１に同軸に連結
される回転軸６と、プーリ４に一体に設けられて回転軸
６を同軸に囲繞するハウジング７と、軸方向一端を油圧
室１８に臨ませるとともにばね３２により軸方向一方何
にばね付勢されながらハウジング７および回転軸６と同
軸に配置されるピストン８と、ピストン８の移動量を規
制する４Ｊ゛−ボ弁９と、ピストン８の軸方向移動に応
じてプーリ４および回転軸６の回転位相を変化させるべ
くピストユ・８、ハウジング７および回転軸６を連動、
連結する位相調整機構１０とを備える。
回転軸６は、その閉塞端に軸部６ａを一体に有して有底
円筒状に形成されており、該閉塞端を貫通するポルト１
１をカムシャフト１に螺合することにより軸部６ａがカ
ムシャフト１の端部に同軸に連結される。またハウジン
グ７は、カムシャフト１側に開放した有底円筒状に形成
されており、コノハウジング７の開放端寄りすなわちカ
ムシャフト１寄りの外周にプーリ４が一体に設けられる
。
このハウジング７のカムシャフト１側の端部には、回転
軸６の閉塞端側外縁部を覆う頂板状の端板１２が固着さ
れており、この端板１２の内周と回転軸６における軸部
６ａの外周との間にはシール部材１３が介装される。ま
たプーリ４が配設されている位置の近傍でハウジング７
の内面と回転軸６の外面との間には軸受１４が介装され
る。この軸受１４はその外輪の一端をハウジング７に係
合し、また内輪の他端を回転軸６に係合するようにして
ハウジング７および回転軸６間に配設されており、した
がってハウジング７およびプーリ４は、回転軸６すなわ
ちカムシャフト１に対する軸方向相対移動を阻止されて
いるが、軸線まわりの相対回動を許容されている。
ハウジング７の閉塞端中央には透孔１５が穿設されてお
り、ピストン８は、透孔１５の内面に摺接する円筒部８
ａと、ハウジング７の内面に摺接するリング部８ｂとが
皿状の連結板部８ｃで連結されて成り、円筒部８ａの外
面には透孔１５の内面に摺接するシール部材１６が嵌着
され、リング部８ｂの外面にはハウジング７の内面に摺
接するシール部材１７が嵌着される。これにより両シー
）Ｌ’部材１６　、　　］、　７間においてハウジング
７および閉塞機７ａとピストン８との間に油圧室１日が
画成され、該油圧室１８に油圧が供給されるとピストン
８は軸方向に沿ってカムシャフト１側に押圧される。し
かも両シール部材１６．１７は、周方向一部に合い口を
有するピストンリングタイプのものが用いられ、かかる
タイプのシール部材１６゜１７を用いることによりピス
トン８の摺動抵抗を小さくすることが可能である。
ピストン８には、ハウジング７および回転軸６間に挿入
されるべく前記リング部８ｂからカムシャツ２側に延出
される支持筒部８ｄが一体に設けられており、この支持
筒部８ｄと、ハウジング７および回転軸６とが位相調整
機構１０を介して連動、連結される。
第２図（ａ）および０））において、位相調整機構１０
は、回転軸６の外面に設けられる案内溝１９と、該案内
溝１９に対応してハウジング７に設けられる案内孔２０
と、案内溝１９に嵌合すべく支持筒部８ｄに軸支される
ローラビン２１と、案内孔２０に嵌合すべく前記ローラ
ピン２１と同軸にして支持筒部８ｄに軸支されるローラ
ビン２２とから成る。しかも案内溝１９および案内孔２
０は、回転軸６およびハウジング７の軸線に対して傾斜
して相互に交差するように形成されており、ピストン８
とともにローラピン２１，２２が回転軸６およびハウジ
ング７の軸方向に移動するのに応じて、それらのローラ
ピン２１．２２が案内溝１９および案内孔２０内を転勤
して回転軸６およびハウジング７が相互に逆方向に回動
する。これにより回転軸６およびカムシャフトｌと、ハ
ウジング７およびプーリ４との位相が変化することにな
る。すなわちピストン８がカムシャフト１に最も近接し
た位置に移動すると、回転軸６およびハウジング７の周
方向相対位置は第２図（ａ）で示すようになり、ピスト
ン８がカムシャフトｌから最も離反した位置に移動する
と、回転軸６およびハウジング７の周方向相対位置は第
２図ら）で示すようになる。しかもかかる位相調整機構
１０は、プーリ４が設けられている部分に対応してピス
トン８の周方向に等間隔をあけた複数個所たとえば３個
所に配設される。
再び第１図において、ハウジング７の外周には、前記案
内孔２０からのローラビン２２の脱落を阻止すべく円筒
状のカバー２３が嵌挿されており、このカバー２３はハ
ウジング７に固着される。しかも案内孔２０の両側でハ
ウジング７およびカバー２３間にはシール部材２５．２
６が介装される。
また回転軸６には、その内部を回転軸６およびハウジン
グ７間に連通ずるプリーズ孔２４が穿設される。
サーボ弁９は、回転軸６に摺動自在に嵌合される円筒状
のスリーブ２９と、該スリーブ２９内に摺動自在に嵌合
される円筒状のスプール３０とを備える。またスリーブ
２９と回転軸６の閉塞端との間にばばね３２が縮設され
ており、このばね３２のばね力によりスリーブ２９はそ
の一端がピストン８における連結板部８ｃに当接する方
向に付勢され、したがってピストン８も油圧室１８の油
圧力に抗して油圧室１８を収縮する方向に付勢される。
機関本体２には、油圧ポンプ３６に連なる第１油圧供給
路３７が穿設され、カムシャフトｌには第１油圧供給路
３７に連通ずる環状溝３８が外面に穿設されるとともに
環状溝３８に通じる第２油圧供給路３９が穿設される。
また回転軸６には第２油圧供給路３９に常時連通ずる第
３油圧供給路４０が穿設され、回転軸６の内面には第３
油圧供給路４０に連通ずる環状溝４１が設けられる。カ
ムシャフト１の環状溝３８を間に挟むようにしてカムシ
ャフト１および機関本体２間には一対の環状シール部材
４２．４３が介装され、カムシャフトｌおよび回転軸６
間には第２および第３油圧供給路３９．４０間の連通状
態を維持するための環状シール部材４４が介装される。
スリーブ２９には、回転軸６に対する軸方向位置に拘ら
ず環状溝４１に常時連通ずる油孔４５が穿設されるとと
もに、その油孔４５の内面側開口端にカムシャフトｌ側
で隣接した位置の内面には環状溝４６が穿設される。ま
たスリーブ２９ならびに該スリーブ２９に当接した連結
板部８Ｃには環状溝４６を油圧室１８に連通せしめる油
路４７が穿設される。さらにボルト１１およびカムシャ
フトｌには、油タンク４８に通じる油圧解放路４９が穿
設される。
スプール３０の外面には環状溝５０が穿設されており、
スプール３０の軸方向に沿う環状溝５０の幅は、油孔４
５および環状溝４６間を環状溝５０で連通し得る程度に
設定される。このスプール３０は、油孔４５のみを環状
溝５０に連通させる遮断位置と、環状溝５０を介して油
孔４５および環状溝４６間を連通ずる供給位置と、環状
溝４６を油圧解放路４９に連通させる解放位置との３つ
の軸方向相対位置間を移動可能である。またスリ−プ２
９のカムシャフト１側端部には半径方向内方に張出した
ストッパ５１が一体に設けられており、このストッパ５
１はスプール３０に当接して相互の軸方向相対移動を規
制する。
またタイミング変更手段５を覆うようにして機関本体２
には支持部材５２が固着されており、この支持部材５２
にはタイミング変更手段５と同軸上に流体圧駆動手段５
３が固定され、この流体圧駆動手段５２の駆動軸５４が
前記スプール３０に連結される。さらにハウジング７に
おける閉塞端には透孔１５を覆うキャップ５５が固着さ
れており、このキャップ５５の中央部を前記駆動軸５４
が軸方向移動自在に貫通し、駆動軸５４およびキャンプ
５５間にはシール部材５６が介装される。
流体圧駆動手段５３は、両端が閉塞した円筒状のケーシ
ング５７を有するものであり、このケーパノング５７が
前記支持部材５２にカムシャフト１と同軸に固着される
。このケーシング５７には両端が閉塞したシリンダ孔５
８が設けられており、該シリンダ孔５８に駆動ピストン
５９が摺動可能に嵌合され、前記駆動軸５４は駆動ピス
トン５９に一体に連結される。すなわち駆動ピストン５
９に連結された駆動軸５４は、ケーシング５７を移動自
在に貫通してスプール３０に連結され、駆動軸５４およ
びケーシング５７間にはシール部材６０が介装される。
ケーシング５７の外端壁と駆動ピストン５９との間には
第１油圧室６１が画成され、駆動ピストン５９とケーシ
ング５７の内端壁との間には第２油圧室６２が画成され
る。しかも第２油圧室６２には、駆動ピストン５９を軸
方向外方に付勢するばね６３が収納される。第１油圧室
６１には、電磁弁６４を介して油圧源６５が接続され、
第１および第２油圧室６１．６２間は電磁弁６６を介し
て接続される。さらに第２油圧室６２は、ケーシング５
７に設けられた絞り６７を介して油タンク４８に連通さ
れる。また両電磁弁６４．６６の作動は制御手段６日に
より制御される。
かかる流体圧駆動手段５３では、電磁弁６４を開弁じた
状態で、電磁弁６６を開閉制御することにより駆動ピス
トン５９すなわち駆動軸５４の軸方向位置を自在に調整
することができ、それによりスプール３０の軸方向位置
を自在に定めることができる。
次にこの実施例の作用について説明すると、機関のクラ
ンク軸からタイミングベルト３を介して伝達される回転
動力は、プーリ４からタイミング変更手段５を介してカ
ムシャフト１に伝達され、そのカムシャフト】の回転に
応じて吸気弁あるいは排気弁が開閉駆動される。
吸気弁あるいは排気弁の開閉タイミングを変化させるた
めには、流体圧駆動手段５３により駆動軸５４を所望の
位置まで移動させる。たとえば第１図では、スリーブ２
９およびスプール３０の軸方向相対位置は環状溝５０の
みが油孔４５に連通した遮断位置にあり、位相調整機構
１０は第２図（ａ）で示す状態にある。そこで駆動軸５
４を左動せしめてスプール３０を軸方向一方便（第１図
の左方側）に移動させると、環状溝４６が油圧解放路４
９に連通した解放位置となる。このため油圧室１８の油
圧が解放され、スリーブ２９およびピストン８はばね３
２のばね力により軸方向一方に移動し、位相調整機構Ｉ
Ｏにより回転軸６とハウジング７とが相対回動じ、吸気
弁あるいは排気弁の開閉タイミングが変化する。しかも
スリーブ２９の軸方向一方への移動に応じて、スプール
３０はスリーブ２９に対して軸方向他方側に相対移動す
ることになり、スプール３０およびスリーブ２９の軸方
向相対位置は遮断位置となる。したがってスプール３０
の軸方向移動量に応じてピストン８の移動量が定まり、
それに応じて開閉タイミングの進み量あるいは遅れ量が
定まるので、スプール３０の移動量に応じて開閉タイミ
ングの変化量を無段階に制御可能となる。
かかる作動時に、ピストン８に嵌着されているシール部
材１６．１７がピストンリングタイプのものであること
がら摺動抵抗が低く、したがってピストン８の作動すな
わち位相調整機構１０の調整作動を速やかにすることが
できる。
またサーボ弁９が遮断位置にあるときに、駆動軸５４を
軸方向他方側に移動せしめ、スプール３０を遮断位置か
ら軸方向他方側に相対作動させると、環状溝５０を介し
て油孔４５および環状溝４６が連通された供給位置とな
り、油圧ポンプ３６からの油圧が油圧室１８に供給され
るので、ピストン８がばね３２のばね力に抗して軸方向
他方側に押圧駆動される。而してそのピストン８の軸方
向他方側への移動に応じて位相調整機構ｌＯの働きによ
り回転軸６およびハウジング７が相対回動じ、吸気弁あ
るいは排気弁の開閉タイミングが変化する。しかもピス
トン８の軸方向移動に応じてスリーブ２９も移動するの
で、スプール３０およびスリーブ２９の軸方向相対位置
は遮断位置となる。したがってスプール３０の移動量に
応じてピストン８の移動量が定まり、開閉タイミングが
無段階に制御される。しかも回転軸６に設けられたブリ
ーズ孔２４により、ピストン８および回転軸６間にある
背圧が速やかに逃がされ、ピストン８の作動をより早く
することができる。
かかるタイミング変更手段５において、プーリ４を設け
たハウジング７は、そのプーリ４を設けた位置の近傍で
軸受１４を介して回転軸６に支承されており、しかも位
相調整機構１０もそのブーＩＪ　４に対応する部分に配
設されているので、ハウジング７の先端側に掛かる荷重
を軽減し、ハウジング７の閉塞端側すなわち先端側を回
転軸６で支持することを不要として、片持ち支持構造が
可能となる。したがって回転軸６にピストン８の連結板
部８Ｃを貫通してハウジング７の先端部を支持する部分
を設ける必要がなくなり、油圧室１８に臨むピストン８
の受圧面積を比較的広くすることができ、それによりピ
ストン８の作動すなわち位相調整機構１０の作動を速や
かにすることができる。
尚、流体圧駆動手段としては、上記実施例の油圧を用い
たものだけでなく、空気圧等を用いたものであってもよ
く、スプール３０の軸方向位胃を流体圧で無段階に調節
し得るものであれば、形式％式％ さらに本発明の他の実施例として、回転軸６およびピス
トン８間ならびにピストン８およびハウジング７間の一
方を、相対回動を阻止する構造で連結し、他方をピスト
ン８の軸方向移動に応じて相対回動する構造で連結する
ようにして位相調整機構を構成してもよい。
Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、ピストンの軸方向一端が
臨む油圧室と、油圧供給路および油圧解放路との間には
、ピストンに連動、連結されるとともに回転軸内に摺動
自在に嵌合されるスリーブと、軸方向相対移動可能にし
てスリーブに摺動可能に嵌合されるスプールとから成る
サーボ弁が介設され、該サーボ弁は、スプールの軸方向
移動による油圧室と油圧供給路あるいは油圧解放路との
連通状態を該スプールの軸方向移動に追従したピストン
およびスリーブの軸方向移動により遮断状態に切換える
べく構成され、スプールには、流体圧駆動手段が連結さ
れるので、流体圧駆動手段を作動せしめることにより、
ピストンをスプールの移動量に対応する量だけ移動させ
て、調時軸とカムシャフトとの相対回動量を無段階に調
節して、吸気弁あるいは排気弁の開閉タイミングを無段
階に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は縦断皿
回、第２図は第１図の■−■線拡線断大断面図る。 １・・・カムシャフト、４・・・調時軸としてのプーリ
、６・・・回転軸、７・・・ハウジング、８・・・ピス
トン、９・・・サーボ弁、１０・・・位相調整機構、１
８・・・油圧室、２９・・・スリーブ、３０・・・スプ
ール、３７，３９゜４０・・・油圧供給路、４９・・・
油圧解放路、５３・・・流体圧駆動下段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. カムシャフトに連結される円筒状の回転軸と；該回転軸
    に対する軸方向相対移動を阻止されるとともに軸線まわ
    りの相対回動を可能として回転軸と同軸に配置され、ク
    ランク軸から駆動される調時輪と；軸方向一端を油圧室
    に臨ませて前記回転軸および調時輪と同軸に配置される
    とともに軸方向一方側にばね付勢されるピストンと；ピ
    ストンの軸方向移動に応じて調時輪および回転軸の回転
    位相を変化させるべくピストン、調時輪および回転軸を
    連動、連結する位相調整機構と；を備える内燃機関の動
    弁装置において、ピストンの軸方向一端が臨む油圧室と
    、油圧供給路および油圧解放路との間には、ピストンに
    連動、連結されるとともに回転軸内に摺動自在に嵌合さ
    れるスリーブと、軸方向相対移動可能にしてスリーブに
    摺動可能に嵌合されるスプールとから成るサーボ弁が介
    設され、該サーボ弁は、スプールの軸方向移動による油
    圧室と油圧供給路あるいは油圧解放路との連通状態を該
    スプールの軸方向移動に追従したピストンおよびスリー
    ブの軸方向移動により遮断状態に切換えるべく構成され
    、スプールには、流体圧駆動手段が連結されることを特
    徴とする内燃機関の動弁装置。
JP62292614A 1987-06-23 1987-11-19 内燃機関の動弁装置 Granted JPH01134010A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62292614A JPH01134010A (ja) 1987-11-19 1987-11-19 内燃機関の動弁装置
US07/206,847 US4862843A (en) 1987-06-23 1988-06-15 Valve timing control device for use in internal combustion engine
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