JPH0368207B2 - - Google Patents

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JPH0368207B2
JPH0368207B2 JP57017595A JP1759582A JPH0368207B2 JP H0368207 B2 JPH0368207 B2 JP H0368207B2 JP 57017595 A JP57017595 A JP 57017595A JP 1759582 A JP1759582 A JP 1759582A JP H0368207 B2 JPH0368207 B2 JP H0368207B2
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JP
Japan
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camshaft
slits
bearing
motor
sleeve
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JP57017595A
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English (en)
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JPS58135310A (ja
Inventor
Norihiko Nakamura
Toyoichi Umehana
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/032—Electric motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の吸排気弁の開閉タイミン
グの可変制御を行うための装置に関する。
内燃機関において機関の回転速度に応じて最大
の出力を得るためにバルブタイミングの可変制御
を可能としたものがある。そのため従来より種々
の構造が提案されているがその代表的なものはク
ランク軸と、これの回転を受けるカム軸との間の
位相を何らかの手段で変化させるタイプである。
しかるに従来のこのタイプの装置は、一般に差動
歯車機構や遊星歯車機構を用いているため、バツ
クラツシユが避けられず、このため騒音や伝達効
率および信頼性の点で問題があつた。これはカム
軸の回転力がバルブを開く時と閉じる時とで逆転
し、交互荷重となる特性から生ずる不可避なもの
で、致命的欠陥である。
本発明の目的はかかる従来型の欠に鑑みてバツ
クラツシユを生ずることなく回転位相の変化を与
えることができる装置を提供することにある。こ
の目的を達成するため本発明にあつては差動歯車
機構や遊星歯車機構の代りに相互に回転可能な一
対のスリーブを設け、そのスリーブの周上に交叉
するスリツトを形成すると共に、そのスリツト上
にベアリング軸に連結したベアリングを設け、回
転駆動モータをねじ及びスライダより成る回転運
動−直線運動変換手段を介してベアリング軸に連
結している。モータの回転はベアリング軸の直線
動に変換され、交叉するスリツト内に位置してい
るベアリングの働きで一対のスリーブ間に回転位
相差が生ずる。
以下本発明を図面によつて説明すると、第１図
は第１実施例を示すもので、本発明のバルブタイ
ミング制御装置は、内燃機関のシリンダヘツドＡ
に回転自在に支持されたカム軸Ｂと、クランク軸
（図示せず）の回転を受けてこれをカム軸Ｂに伝
達する回転駆動部材としてのタイミングプーリＣ
との間に設けられ、タイミングベルトカバーＤ内
にその全体が収納されている。本発明の装置にお
けるまずカム軸側の部材について説明すると、カ
ム軸Ｂの軸端にはワツシヤ４およびボルト５によ
つてインナスリーブ６が固定されており、インナ
スリーブ６とカム軸２との間にはワツシヤプレー
ト７が挟持されている。インナスリーブ６、ワツ
シヤプレート７およびカム軸間には回り止めピン
８が挿通されていてこれら部材間では相対回転は
全く生じない。
タイミングプーリＣに、ボルト９によりアウタ
スリーブ１０が一体にされ、ボルト１１によりケ
ース１２が取付けられている。アウタスリーブ１
０は上記インナスリーブ６の外側に相対回転可能
に嵌めたものである。
しかしてこの相対回転可能なインナスリーブ６
とアウタスリーブ１０の周部には、直径方向の相
対向する対称位置にスリツト１３，１４がそれぞ
れ穿設されている。このスリツト１３，１４は第
３図に示すようにカム軸Ｂの軸方向に対して互い
に反対方向に傾斜して交叉するように穿設されて
おり、このスリツト１３，１４内に、独立して回
転できるローラベアリング１５，１６がそれぞれ
位置している。第２図の如くスリツト１３，１４
の中心はローラベアリング１５，１６の中心より
オフセツトして設けられている。近接した一対の
スリツト１３，１４についていえばオフセツト軸
はベアリングの中心の互に対向する側に位置す
る。即ち、ベアリング１５，１６に対して互に面
した一方の１３Ａ，１４Ａが所定の予圧をもつて
当り、互に面した他方の面１３Ｂ，１４Ｂは隙間
Ｃを持つている。そのためベアリング１５，１６
の矢印Ｘ方向の直線運動に対し、スリーブ６，１
０の円滑な回転運動が得られる。また、直径対立
位置にあるスリツト１３について言えばオフセツ
ト軸はベアリングの中に対し同一の側に位置しこ
れはスリツト１４についても同じである。これは
カム軸に加わる交互荷重に対処するためである。
ローラベアリング１５，１６は、カム軸に直交
する方向に移動する手段としてのスライダ１７の
直径部貫通孔１８に挿通支持したベアリング軸１
９に回転自在に支持され、かつクランプ２０によ
つて抜け止めされている。スライダ１７はインナ
スリーブ６内にカム軸Ｂの軸方向への移動を可能
に設けたもので、ストツパ１７Ａがインナスリー
ブ６又はケース１２に当る範囲内で軸方向に摺動
を行う。
本発明によればスライダ７のかかる軸方向移動
を惹起するため次の様な駆動機構が設けられる。
即ち、２１は電動モータないしは油圧モータ等の
回転駆動モータでボルト４０によつてタイミング
プーリカバーＤに固定されている。モータ２１の
出力軸２２にねじ部条２２Ａが形成されこれは駆
動スリーブ２３の内ねじ２３Ａねじ嵌合してい
る。スリーブ２３は軸方向に延びるスライド溝２
４を有し、これはモータ２１のハウジングと一体
をなす部材である環状案内２５（これは前記ケー
ス１２を支承する軸受２６のインナレースを受け
とめる役目もする）の内周に形成した軸方向突起
２７と嵌合する。かくして、モータ出力軸２２の
回転は溝２４が突起２７の案内を受けることで直
線運動に変換される。駆動スリーブ２３は軸受２
８によつてスライダ１７に連結される。軸受２８
は駆動スリーブ２３の運動をスライダ１７に伝達
すると共にスライダ１７をスリーブ２３上で回転
自在に軸支する役目も果すものであつて、そのイ
ンナスリーブはクランプ２９よつてスリーブ２３
上に固定されアウタレースはクランプ３０によつ
てスライダ１７に固定される。
次に以上述べた実施例の作動を述べる。タイミ
ングプーリＣをタイミングベルトタイミングプー
リの代わりにスプロケツトを使用した場合チエー
ンを介しクランク軸によつて回転させると、アウ
タスリーブ１０が該プーリＣと一体に回転し、ス
リツト１４を介してローラベアリング１６にカム
軸Ｂを中心とする回転力が加わる。このためベア
リング軸１９とともにスライダ１７が回転し、そ
の回転力がローラベアリング１５を介してインナ
スリーブ６のスリツト１３に加わり、その結果イ
ンナスリーブ６およびカム軸Ｂが回転する。その
ためカム軸Ｂ上のカムがプツシユロツドと当接す
るところで定まる所定のバルブタイミングが得ら
れる。
バルブタイミングの制御のためにモータ２１を
駆動すると、出力軸２２の回転運動はねじ部の働
きで駆動スリーブ２３の直線運動に変換され、そ
の結果スライダ１７はモータ２１の回転方向に応
じてその左右に働く。スライダ１７のこの左右の
動きは軸１９を介してベアリング１５，１６に伝
達され、ベアリング１５，１６はスリツト１３，
１４内をころがりながら第３図の矢印Ｘの方向に
移動する。するとスリツト１３，１４は交叉して
いるためにアウタスリーブ１０とインナスリーブ
６に相当回転が生じ、したがつてクランク軸とカ
ム軸Ｂとの位相は変化したものとなる。勿論位相
の変化量はモータ２１の回転角により異なるか
ら、所定のバルブタイミングの変化が得られるよ
うにモータ２１の回転角を設定する。
第４図の実施例はモータ２１の回転運動をスラ
イダ１７の直線運動に変換するのにねじ及びナツ
トより成る機構を採用る点で第１図と相異がない
が、リサーキユレーテイングボールねじを使用し
ていることが特徴事項となる。即ち、モータ出力
軸２２上のねじ条２２Ａと駆動スリーブ２３上の
ねじ条２３Ａとはボール５０を介して係合してい
る。このようなねじ機構を採用することで、ねじ
部の摩擦損失が大幅に減少しバルブタイミング変
更に要する動力の削減が可能となる。
第５図は第１図、第４図中の回動駆動モータを
エンジン運転条件に応じた所定のバルブタイミン
グが得られるように駆動する制御回転の一構成例
である。プログラム機能を持つ制御回路にはエン
ジン回転数センサ、負荷センサ、水温又は油温セ
ンサ等からの運転条件信号が入る。これらの信号
によつて制御回路はモータ２１に駆動信号を送る
ようになつている。第６図は、制御回路によるバ
ルブタイミング制御チヤートの最も単純化した例
を示すもので、負荷と回転数とを検知し、，
の夫々２つの領域でバルブタイミングを２段にス
テツプ的に変化させている。
以上要するに本発明は、歯車機構を用いること
なく、カム軸側のインナスリーブとタイミングプ
ーリ側のアウタスリーブとにそれぞれ設けた交叉
するスリツト、このスリツト内にそれぞれ嵌まる
ローラベアリング、およびこのローラベアリング
をカム軸の軸方向に移動させるモータ及びねじよ
り成る移動機構によりインナスリーブとアウタス
リーブ間に相当回転を生じさせてバルブタイミン
グを変更するものであるから、歯車のバツクラツ
シユに起因する騒音や伝達効率低下のおそれがな
く、またねじ機構としてリサーキユレーテイング
ボールねじを使用することで摩擦力を少なくする
ことができ、小さな操作力でバルブタイミングの
可変制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るバルブタイミング制御装
置の実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の
−線に沿う断面図、第３図はケースを除去して
描いた第１図の矢視図、第４図は別の実施例を
示す第１図と同様な図、第５図は本発明の装置の
駆動回路の概念図、第６図は制御ダイヤグラムの
一例を示す図である。 ６……インナスリーブ、１０……アウタスリー
ブ、１３，１４……スリツト、１５，１６……ベ
アリング、１７……スライダ、２１……回転駆動
モータ、２３……駆動スリーブ、Ａ……シリンダ
ヘツド、Ｂ……カム軸、Ｃ……タイミングプー
リ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 相互に回転可能な一対のスリーブを有し、そ
    の一方は内燃機関のカム軸に、他方はクランク軸
    からの動力を受けとる回動駆動部材に夫々連結さ
    れ、前記一対のスリーブはその周上に相互に交叉
    する方向に穿設されたスリツトを有し、カム軸の
    軸線方向を移動可能な移動手段上に前記交叉する
    スリツトの双方に当接するベアリングが取付けら
    れ、回動駆動モータが回転運動一直線運動変換手
    段を介して前記ベアリング軸に連結されている内
    燃機関のバルブタイミング制御装置。
JP57017595A 1982-02-08 1982-02-08 内燃機関のバルブタイミング制御装置 Granted JPS58135310A (ja)

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JPS58135310A JPS58135310A (ja) 1983-08-11
JPH0368207B2 true JPH0368207B2 (ja) 1991-10-25

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