JPH04105906U - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイミングスプロケット１とカムシャフト２
との相対回転位相変換角度を大きくすることができると
共に、歯飛び等を防止して前記相対回転位相変換を正確
かつ確実に行なうことができる。 【構成】 サイクロ減速機を応用したもので、中心がタ
イミングスプロケット１及びカムシャフト２との中心か
ら所定量ｅ分偏倚した遊星歯車１２を機関運転状態に応
じて駆動機構１７により正転あるいは逆転させる。斯か
る遊星歯車１２の自転力をピン１６及びピン孔１３を介
して回動板９に最大減速状態で伝達する。したがって、
カムシャフト２がタイミングスプロケット１に対して正
逆回転して正確かつ確実な位相変換が得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気バルブあるいは排気バルブの開閉時期を機関運転状 態に応じて可変制御するバルブタイミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種のバルブタイミング制御装置としては、種々提供されており、そ の一例として特開平２−６７４０５号公報に記載されているものが知られている 。

【０００３】 概略を説明すれば、機関のクランクプーリから駆動力が伝達されるタイミング プーリと、該タイミングプーリに回転力が伝達されるカムシャフトとを有し、前 記タイミングプーリは、筒状本体の内周にハーモニックドライブのサーキュラス プラインがボルトにより固定されている。一方、カムシャフトは、タイミングプ ーリ側の一端部に前記サーキュラスプラインに支承された弾性体であるフレクス プラインがボルトにより固定されている。また、このフレクスプラインの楕円形 の内周面には、これと相似する楕円形の外周を有するウェーブジェネレータがボ ールを介して支承されている。さらに、このウェーブジェネレータには、ハーモ ニックドライブ駆動軸を介して駆動モータが連結されている。

【０００４】 そして、機関の通常運転時には、クランクプーリの駆動力がタイミングベルト を介してタイミングプーリからサーキュラスプラインに伝達され、さらに該スプ ラインと一部で噛合しているフレクスプラインに伝達され、ここからカムシャフ トに伝達される。

【０００５】 この状態で駆動モータをタイミングプーリの回転方向と逆方向に回転させるこ とにより、ハーモニックドライブ駆動軸を介してウェーブジェネレータに回転力 が伝達され、これによってカムシャフトがタイミングプーリと相対回転位相が進 み方向にずれて、カムシャフトによる吸気バルブの閉時期が早まるように制御さ れる。

【０００６】 一方、駆動モータをタイミングプーリの回転方向と同一方向に回転させること により、ウェーブジェネレータが前述とは逆回転してカムシャフトとタイミング プーリとの相対回転位相が遅い方向にずれて吸気バルブの開時期が遅れるように 制御されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、ハーモニックド ライブのフレクスプラインが弾性体で構成されているため、カムシャフトにバル ブスプリングのばね力等に起因して発生する正逆の回転トルク変動により、該フ レクスプラインに急激な負荷が作用すると、サーキュラスプラインとの間で歯飛 び現象が発生する虞がある。この結果、タイミングプーリとカムシャフトとの正 確かつ確実な相対回転位相変換が得られにくいといった問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、機関により駆動され る筒状の回転体と、該回転体から回転力が伝達されるカムシャフトとの相対回転 位相を変換して、吸気・排気バルブの開閉時期を制御するバルブタイミング制御 装置であって、前記回転体の内周に内歯を設ける一方、カムシャフトの回転体側 一端部に周方向に複数の係止部を有する回動板を固定すると共に、該回動板の外 端側に中心がカムシャフトの軸心と偏心しかつ外周に前記内歯と噛合する外歯を 有する遊星歯車を設け、更に該遊星歯車の周方向に前記各係止部が連繋する複数 の係合部を穿設すると共に、該遊星歯車を機関運転状態に応じて正逆回転させる 駆動機構を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

前記構成の本考案は、遊星歯車を利用した所謂サイクロ減速機の原理を利用し たもので、例えば機関低回転低負荷時には、駆動機構によって遊星歯車が一方向 に回転すると、該遊星歯車は外歯が内歯に噛合しつつ偏心回転（自転）しながら 回転体内周面に沿って公転する。したがって、駆動機構の回転速度が大幅に減速 されると共に、遊星歯車の斯る減速された自転力が係合部に連繋した係止部を介 して回動板に伝達される。したがって、カムシャフトが、回動板の回転に伴い一 方向に回転して回転体との相対回転位相を例えば吸気バルブの閉時期を後らせる 側に変換する。

【００１０】 一方、機関低回転高負荷時には、前述とは逆に駆動機構により遊星歯車が逆方 向に遊星回転して、該減速された自転力が係合部及び係止部を介して回動板に伝 達される。したがって、カムシャフトが、他方向に回転して回転体との相対回転 位相を例えば吸気バルブの閉時期を早める側に変換する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

【００１２】 図１及び図２は本考案を自動車のＤＯＨＣ型内燃機関の吸気バルブ側に適用し た一実施例を示し、１は図外のクランク軸に取り付けられたドライブスプロケッ トからタイミングチェーンを介して駆動力が伝達される回転体たるドリブンスプ ロケット、２はシリンダヘッド上部のカム軸受３に支承されて、吸気バルブを図 外の駆動カムにより開閉するカムシャフトである。

【００１３】 前記ドリブンスプロケット１は、有底円筒状のスプロケット本体４と、該スプ ロケット本体４の外周に設けられた２連の外歯５とを備えている。

【００１４】 前記スプロケット本体４は、一端開口が略円板状の端板６で閉塞されていると 共に、他端側が環状フランジ４ａを介してカムシャフト２の一端部２ａに回転自 在に支持されている。また、スプロケット本体４の内周面には、複数の内歯７… が設けられていると共に、側壁４ｂの内周面の中央両側には、ストッパピン８， ８が突設されている。

【００１５】 前記カムシャフト２は、一端部２ａにスプロケット本体４内に臨む円板状の回 動板９が一端部２ａ軸方向から螺入した固定ボルト１０により固着されていると 共に、該回動板９の外側に偏心軸１１に固定された遊星歯車１２が設けられてい る。

【００１６】 前記回動板９は、内周側に有するインロフランジ９ａがカムシャフト一端部２ ａの円環溝２ｂ内に位置決め挿通されていると共に、図２にも示すように中央に 固定ボルト１０の頭部１０ａが嵌入する円環状の嵌合溝９ｂが設けられている。 また、回動板９の外周側に、８個の係止部たるピン孔１３が円周上の等間隔位置 に貫通形成されていると共に、嵌合溝９ｂの両側に前記ストッパピン８，８が係 止して該回動板９の最大正逆回転位置を規制する円弧状の長孔１４，１４が周方 向に沿って形成されている。

【００１７】 前記遊星歯車１２は、スプロケット本体４の内径よりも小さい外径を有する円 板状を呈し、偏心軸１１を介して固定ボルト１０の頭部１０ａに有する軸受孔１ ０ｂ内に回転自在に支持されていると共に、その中心Ｐ₁が偏心軸１１によりカ ムシャフト２の中心Ｐ₂よりも偏心量ｅ分だけ上下に偏倚している。また、遊星 歯車１２の外周に、前記内歯７…と部分的に噛合しかつ歯数が内歯７…よりも１ 枚少ない複数の外歯１５…が設けられていると共に、外周側内側面に前記ピン孔 １３…に挿通する係合部たる８つのピン１６…が円周上等間隔位置に一体に設け られている。さらに、ピン孔１３…とピン１６…の各中心位置は、偏心量ｅ分だ け偏倚していると共に、ピン孔１３の内径Ｄ₁とピン１６の直径Ｄ₂の差が２ｅに 設定されている。

【００１８】 また、遊星歯車１２は、駆動機構１７により正逆回転駆動されるようになって いる。即ち、この駆動機構１７は、端板６にボルト１８により固定された有蓋円 筒状のケーシング１９内に配置された直流モータ２０と、該直流モータ２０を正 逆転させるコントロールユニット２１から構成されている。

【００１９】 直流モータ２０は、駆動軸２０ａが偏心軸１１の固定孔１１ａ内に圧入固定さ れており、該駆動軸２０ａは、軸心がカムシャフト２の軸心と同心上に配置され ている。前記コントロールユニット２１は、図外のクランク角センサから出力さ れた機関回転数信号及びエアーフローメータから出された吸入空気量信号等に基 づいて現在の機関運転状態を検出して直流モータ２０に正逆回転信号を出力する ようになっている。

【００２０】 以下、本実施例の作用について説明する。まず、通常運転時には、直流モータ ２０がコントロールユニット２１により非通電されて停止しているため、遊星歯 車１２は回転せずドリブンスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相変 換がなされない。

【００２１】 そして、機関低回転低負荷時には、コントロールユニット２１が直流モータ２ ０をドリブンスプロケット１の回転方向（図２実線矢印方向）と逆回転方向に回 転させる。したがって、遊星歯車１２は、駆動軸２０ａ，偏心軸１１を介して回 転力が伝達されて、外歯１５…が内歯７…に噛合しつつ前記偏心量ｅが腕になっ て最大の減速比でドリブンスプロケット１の内周を該ドリブンスプロケット１と 逆方向に公転しながら自転する。そして、斯かる遊星歯車１２の自転が、ピン１ ６…及びピン孔１３…を介して回動板９（Ｐ₁と同一直線上）に伝達され、該回 動板９は図に示す如く両ストッパピン８，８に長孔１４，１４の各端縁に突き当 たるまで回転する。したがって、カムシャフト２は、回動板９の回転に伴いドリ ブンスプロケット１の回転方向と逆方向に相対回転して吸気バルブの閉時期を遅 らせる側に位相を変換する。

【００２２】 一方、機関低回転高負荷時には、前述とは逆の作用つまりコントロールユニッ ト２１により直流モータ２０が逆回転して遊星歯車１２をドリブンスプロケット １内を逆方向へ公転及び自転させる。これにより、ピン１６及びピン孔１３を介 して回動板９に斯かる自転力が伝達されて、今度は各ストッパピン８，８に各長 孔１４，１４の反対側の各端縁が突き当たるまで回転する。したがって、カムシ ャフト２はドリブンスプロケット１の回転方向と同一方向に相対回転して吸気バ ルブの閉時期を早める側に位相を変換する。

【００２３】 依って、ドリブンスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相を、機関 運転状態変化に応答性良く変換することが可能になると共に、装置の全長を長尺 化することなく変換角を可及的に大きくすることができる。

【００２４】 しかも、従来のような差動装置を用いるのではなく、サイクロ減速機の原理に 基づき遊星歯車を用いて回転位相変換を行なうようにしたため、歯飛び等が防止 されて確実な回転位相変換作用が得られる。

【００２５】 本考案は、吸気バルブ側ばかりか排気バルブ側あるいは吸気・排気バルブの両 方に適用することができる。

【００２６】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案に係る内燃機関のバルブタイミング制御 装置によれば、回転体とカムシャフトとの相対回転位相を、従来のような弾性体 を用いた作動装置ではなく遊星歯車を用いたサイクロ減速機の原理に基づき変換 するようにしたため、該相対回転の位相変換角度を大きくできることは勿論のこ と、歯飛び等が防止されて正確かつ確実な相対回転位相変換が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【符号の説明】

１…ドリブンスプロケット（回転体） ２…カムシャフト ７…内歯 ９…回動板 １１…偏心軸 １２…遊星歯車 １３…ピン孔（係止部） １５…外歯 １６…ピン（係合部） １７…駆動機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関により駆動される筒状の回転体と該
   回転体から回転力が伝達されるカムシャフトとの相対回
   転位相を変換して、吸気・排気バルブの開閉時期を制御
   するバルブタイミング制御装置であって、前記回転体の
   内周に内歯を設ける一方、カムシャフトの回転体側一端
   部に周方向に複数の係止部を有する回動板を固定すると
   共に、該回動板の外端側に中心がカムシャフトの軸心と
   偏心しかつ外周に前記内歯と噛合する外歯を有する遊星
   歯車を設け、更に該遊星歯車の周方向に前記各係止部が
   連繋する複数の係合部を穿設すると共に、該遊星歯車を
   機関運転状態に応じて正逆回転させる駆動機構を設けた
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装
   置。