JPH01134011A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

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】 Ａ８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
端に油圧室を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−吉例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
ようにしており、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。

Ｂ０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に臨む油圧室と、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
、電動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電動駆動手
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フト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、軸方向一端に油圧
室１日を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
制するナーボ弁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
ストン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、該閉塞端を貫通ずるポルト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、カムシャツ１〜ｌ側に開放した有底円筒状に形
成されており、このハウジング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の開放端には、回転軸６の閉塞端例外
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。またブーＩＪ　４が
配設されている部分に対応じてハウジング７の内面と回
転軸６の外面との間には軸受Ｉ４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、該透孔１５の内面に摺接する円筒部
８ａ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
外面には透孔工５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
ール部材１６．１７間におけるハウジング７およびピス
トン８の一端間に油圧室１８が画成され、該油圧室】８
に油圧が供給されるとピストン８は軸方向他方側に押圧
される。しかも両シール部材１６．１７は、周方向一部
に切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からカムシャフト１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（ロ）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に対応じてハウジング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１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ｌ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１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［有］）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じて
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からのローラピン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間に連通するブリーズ孔３５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の閉塞端との間にはばね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
圧力に抗して軸方向一方何に付勢される。

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２７が固着されており、この支持部材２７
にはタイミング変更手段５と同軸上に電動駆動手段２８
が固定され、この電動駆動手段２８の駆動軸３１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３３が固着されて
おり、このキャップ３３の中央部を前記駆動軸３１が軸
方向移動自在に貫通し、駆動軸３１およびキャップ３３
間にはシール部材３４が介装される。

電動駆動手段２８は、入力される電気信号に応じて駆動
軸３１を軸方向任意の位置まで作動せしめるものであり
、たとえば、ＤＣあるいはＡＣサーボモータ、ステッピ
ングモータ、リニアモータ、電動シリンダ、リニアソレ
ノイド、ロータリソレノイド、圧電モータ、積層圧電ア
クチュエータ等が用いられる。

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１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に常時連通する第
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ｌ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１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１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
ツ＋−ｉ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。またスリーブ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。

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１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、電動駆動手段２８に電気信号を入力して駆動軸
３１を所望の位置まで移動させる。

たとえば第１図では、駆動軸３１が最大限伸長作動した
状態であってスリーブ２９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ＩＯは第２図（ａ）で示す状態
にある。そこで駆動軸３１を収縮作動せしめてスプール
３０を軸方向一方側（第１図の左方側）に移動させると
、環状溝４６が油圧解放路４９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２
９およびピストン８はばね３２のばね力により軸方向一
方に移動し、位相調整機構１０により回転軸６とハウジ
ング７とが相対回動し、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３
０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、電動駆動手段
２８により駆動軸３１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１０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に設けられたプリーズ孔３５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を設けた部分で軸受１
４を介して回転軸６に支承されており、しか位相調整機
構１０もそのプーリ４に対応する部分に配設されている
ので、ハウジング７が片持ち支持構造であるにも拘らず
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
持する必要がない。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の作動すなわら位相調整機構１０の作動
を速やかにすることができる。

以上の実施例では、回転軸６に設けた案内溝１９、ハウ
ジング７に設けた案内孔２０およびローラピン２１．２
２により位相調整機構１０を構成したが、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
間をそれぞれヘリカルスプラインで結合しても同様の作
用をする位相調整機構を構成することができる。また回
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もよい。

Ｃ１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に
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、電動駆動手段が連結され
るので、電気信号により電動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１！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図は縦断面
図、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、８・・・ピストン、９・・・サーボ
弁、１０・・・移送調整機構、１８・・・油圧室、２８
・・・電動駆動手段、２９・・・スリーブ、３０・・・
スプール、３７゜３９．４０・・・油圧供給路、４９・
・・油圧解放路特　許　出　願　人　　　本田技研工業
株式会社代理人弁理士　　落　合　　　健 同　　　　　　　　　　１）　　中　　　隆　　　秀（
ｂ） 第２図 （ａ）

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；軸方向一端に油圧室
   を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に臨む油圧室と
   、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、電動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。