JPH0452410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関の吸・排気バルブの開閉時
期を制御する装置に関し、特にカムシヤフトと該
カムシヤフトを回転駆動する駆動輪の相対角度位
相を、両者の間に介装した液圧アクチユエータに
より設定し、もつて吸・排気バルブの開閉時期を
制御する装置における液圧アクチユエータの作動
液の流量制御機構に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の装置としては、例えば、第２図
に示すようなものがある（米国特許第4421074号、
クラス123／90.15 1983年12月20日公開及び「モ
ータフアン」1982年12月号第222〜224頁参照）。

このものの概要を説明すると、機関の吸気バル
ブ若しくは排気バルブまたはこれらの両方或いは
第３弁等他の開閉弁（以下吸・排気バルブとい
う）を開閉するカムを備えたカムシヤフト１の一
端には液圧アクチユエータ２を介して駆動輪３が
所定角度相対回動自由に軸支されており、該駆動
輪３を図示しない巻掛伝導媒体等を介しクランク
シヤフトにより回転駆動してカムシヤフト１を回
転する。液圧アクチユエータ２においては、リン
グピストン４が、液圧作動室５に液圧通路６を介
し作動液（一般に機関オイル）が導入されてこれ
を受圧すると共にこれと対抗するスプリング７の
ばね力を受け、両者のバランスした位置で停止す
る構成となつている。前記リングピストン４は、
その内外周面に実質的にカムシヤフト１と噛合す
る内歯８と、駆動輪３と噛合する外歯９とを有し
ており、これら内外の歯８，９の相手歯との噛合
のうち少なくとも一組がスパイラル状に噛合して
いる。これによりリングピストン４が軸方向に移
動すると、カムシヤフト１は駆動軸３に対して相
対角度位相が変化され、吸・排気バルブのクラン
クシヤフトに対する開閉時期が可変制御されるの
である。

液圧アクチユエータ２の液圧作動室５に導入さ
れる作動液は流量制御弁１０により流量制御され
結果的に圧力制御される。即ち、流量制御弁１０
は流出孔１１ａを形成した一端開放の中空スリー
ブ状の弁体１１を備え、カムシヤフト１の端部に
装着されて、液圧作動室５に連通するリリーフ通
路１２の通路面積を図の右端部で制御する。

流量制御弁１０は第２図示の位置でリリーフ通
路１２を開放することにより液圧作動室５内の液
圧をリリーフしており、このときはリングピスト
ン４はスプリング７の付勢力で左端位置にある。
この状態から該流量制御弁１０に対向する出力シ
ヤフト１５を備えた電磁アクチユエータ１６が励
磁されると、出力シヤフト１５が図で右行し、こ
れにつれて弁体１１も右行してリリーフ通路１２
が遮断される。このため液圧作動室５内には機関
オイル圧が導入されリングピストン４がスプリン
グ７の付勢力に抗して右行し、前記の如く吸・排
気バルブの開閉時期が変化する。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながらこのような従来装置によると、流
量制御弁１０はカムシヤフト１の一端に圧入固定
される一方、電磁アクチユエータ１６はカムシヤ
フト１とは独立してロツカカバー１７とシリンダ
ヘツド１８との間に挟持固定されている。このた
めに、電磁アクチユエータ１６の通電作動時に
は、流量制御弁１０はカムシヤフト１と一体回転
しながら固定側の電磁アクチユエータ１６の出力
シヤフト１５と押圧接触することになり、両者の
相対回転速度が大となる。従つて両者接触時の衝
撃的な摩擦とその後接触状態での流量制御弁１０
の回転による摩擦とが相俟つて、両者の接触面の
摩耗が大きくなり易いという不都合が生じる。

また上記従来装置では、電磁アクチユエータ１
６が通電されずに非作動状態にあつた場合には、
流量制御弁１０の流出孔１１ａが開放されてお
り、該流出孔１１ａより遠心方向に作動液が飛散
する。このため飛散する作動液が駆動輪３及び巻
掛伝導媒体（一般には布及びゴムの、組合せから
なるタイミングベルト）に付着し、巻掛伝導媒体
のゴム等を劣化させて折損し易くなる。かかる事
態が発生し巻掛伝導媒体を折損したりすると吸・
排気バルブの開閉時期が大幅にずれて、吸・排気
バルブとピストンとが干渉し、機関破損に至る大
問題となる。また電磁アクチユエータ１６の出力
シヤフト１５の往復動により、飛散する作動液が
電磁アクチユエータ１６内に吸入されると、機関
温度及び電磁アクチユエータ１６の通電過熱等に
より、作動液が出力シヤフト１５に固着し、出力
シヤフト１５のステイツク等が発生する惧れが生
じる。

かかる不都合を未然に防止するために、流量制
御弁１０を図示とは反対端のカムシヤフトに設け
たものを本願出願人は既に提案したが、これとて
前記電磁アクチユエータ１６の出力シヤフト１５
と流量制御弁との接触摩耗を解消するに至つてい
ない。

本考案は上記従来装置の有する流量制御弁と電
磁アクチユエータの出力シヤフトとの摩擦接触に
よる摩耗を軽減し両者の耐久性を向上すると共
に、流量制御弁から飛散する作動油が駆動輪、巻
掛伝導媒体及び電磁アクチユエータに付着し又は
吸入されることのない吸・排気バルブ開閉時期制
御装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本考案では、内燃機関の吸・排気バル
ブを開閉させるカムを有したカムシヤフトと、該
カムシヤフトを回転自由に支承する軸受と、クラ
ンク軸の回転駆動力が伝達されかつ前記カムシヤ
フトに対して所定角度回動可能に軸支された駆動
輪と、前記カムシヤフト及び駆動輪間に介装され
これら両者の相対角度位相を設定する液圧アクチ
ユエータと、前記カムシヤフト及び軸受を連通し
て設けられた液圧アクチユエータの作動液通路
と、前記駆動輪側の軸受とは離隔した軸受内部の
流出用の作動液通路に介装され前記液圧アクチユ
エータの作動液のリリーフ量を制御する流量制御
弁と、前記流量制御弁に対向する機関外壁部分に
装着され、出力シヤフトが流量制御弁に接触して
ストロークすることにより流量制御弁の作動を制
御する電磁アクチユエータとを備えた構成とす
る。

〈作用〉 これにより、電磁アクチユエータの出力シヤフ
トと流量制御弁とは相対回転をすることがないた
め、両者の接触摩耗がなくなり、耐久性が向上す
ることとなる。また流量制御弁の取付位置は、カ
ムシヤフトの駆動輪から離れた位置に設定でき、
然も流量制御弁から噴出する作動液を避けて電磁
アクチユエータを設けることができるから、前記
駆動輪、巻掛伝導媒体の作動液による劣化を防止
できかつ電磁アクチユエータへの作動液吸収によ
る出力シヤフトステイツクを未然に防止できるこ
ととなる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を第１図に基づいて説明
する。図は左側にカムシヤフトの前端部の断面、
右側にカムシヤフトの後端部の拡大断面を示して
ある。本実施例における内燃機関は燃料噴射式で
ある。カムシヤフト２１の一端部には延長軸２２
がねじ止めされ、該延長軸２２の端部に圧入され
たストツパ２３と延長軸２２とにスリーブ２４が
嵌挿される。スリーブ２４とシリンダヘツド２５
及びこれに連結されたカムシヤフト２１用軸受２
０との間には、オイルシール２６が取り付けられ
ている。スリーブ２４の外周に形成した突起２４
ａとスリーブ２４にねじ止めされたナツト２７と
の間には、カムシヤフト駆動用の駆動輪としての
プーリ２８が固定され、プーリ２８に形成された
外歯２８ａには、クランク軸の回転力を伝達する
巻掛伝導部材としての歯付ベルト２９の内歯２９
ａが係合される。

ストツパ２３と延長軸２２との間には、スリー
ブ２４に形成した内歯２４ｂと、延長軸２２に形
成した外歯２２ａとに夫々外歯３０ａと内歯３０
ｂとが係合して軸方向に移動自由なリングピスト
ン３０と、該リングピストン３０を図で左方向へ
付勢するスプリング３１とを備える。前記内歯２
４ｂと外歯３０ａ、外歯２２ａと内歯３０ｂの少
なくとも一組はスパイラルに形成され、リングピ
ストン３０の移動によりカムシヤフト２１をプー
リ２８に対して相対角度変位できることは従来同
様である。前記プーリ２８及び歯付ベルト２９等
の外側を覆うカバー３２がロツカカバー３３に連
結される。

カムシヤフト２１をプーリ２８とは遠い位置で
回転自由に軸支する前記軸受２０には流量制御弁
３４が設けられる。即ち、例えば、カムシヤフト
２１のプーリ２８取付側の端部とは反対側の端部
を軸支する軸受２０上部に形成した垂直方向に延
びるオイル通路２０ａ内には、弁孔３４ａを周壁
に形成した弁ハウジング３４ｂと、該弁ハウジン
グ３４ｂ内に摺動自由に嵌挿され、オイル流出孔
３４ｃを形成した中空スリーブ状の弁体３４ｄ
と、該弁体３４ｄを外側方向に付勢するスプリン
グ３４ｅとからなる流量制御弁３４が装着され、
通常は開弁している。

前記流量制御弁３４の弁体３４ｄ端面には、出
力シヤフト４１が係合して弁体３４ｄを駆動させ
る電磁アクチユエータ４２がロツカカバー３３に
装着され、出力シヤフト４１の内端を機関内に臨
ませている。

また、カムシヤフト２１内には、その図中左端
面に開口するオイル通路２１ａが設けられると共
に、カムシヤフト２１の２つの軸受２０，２０に
支承される外周面に環状溝２１ｂ，２１ｃが夫々
設けられ、これらとオイル通路２１ａとを相互連
通するオイル通路２１ｄ，２１ｅが形成される。

そして一方の軸受２０には、図示しないオイル
ポンプから圧送された液圧媒体としての機関オイ
ルを前記環状溝２１ｂに導くオイル通路２５ａが
形成され、他方の軸受２０においては前記流量制
御弁３４が装着されたオイル通路２０ａが前記環
状溝２１ｃに連通される。

また、前記延長軸２２には、オイル通路２２ｂ
が形成されており、前記オイル通路２１ａからオ
イル通路２２ｂ、外歯２２ａと内歯３０ｂとの隙
間を介してリングピストン３０の図中左端面にオ
イルが導かれる。従つて、スリーブ２４、延長軸
２２、ストツパ２３、リングピストン３０及びス
プリング３１により、カムシヤフト２１をプーリ
（駆動輪）２８に対して相対回転させる液圧アク
チユエータが構成され、リングピストン３０の図
中左側空間に液圧作動室Ａが形成される。

液圧アクチユエータの作動液通路は、上記より
明らかなように、オイル通路２１ａ，２１ｃ，２
１ｄ，２２ｂ，２５ａ及び環状溝２１ｂ，２１ｃ
を含んで構成され、従つて流量制御弁３４は該作
動液通路に介装されてロツカカバー３３内に機関
オイルをリリーフし或いは該リリーフを遮断する
構成となる。

電磁アクチユエータ４２はコイル４５に電圧が
印加されると、出力シヤフト４１を図で下降さ
せ、流量制御弁３４の弁体３４ｄを下方に押して
弁孔３４ａを閉鎖し、オイル通路２１ａの機関内
への連通を遮断する。

これにより液圧作動室Ａ内のオイル圧が上昇す
る。

次に作用を説明する。

電磁アクチユエータ４２の非通電時は、図示の
ようにその出力シヤフト４１が上方に引き込まれ
た位置にあり、流量制御弁３４の弁体３４ｄがス
プリング３４ｅにより上端位置にあつて弁孔３４
ａが開かれている。

この状態では、シリンダヘツド２５のオイル通
路２５ａからカムシヤフト２１の環状溝２１ｂ、
オイル通路２１ｄ，２１ａ内に流入したオイル
は、オイル通路２１ｅ、環状溝２１ｃ、オイル通
路２０ａを通り、流量制御弁３４の弁孔３４ａを
経由して流出孔３４ｃから外部に流出する。

したがつて、オイル通路２１ａからオイル通路
２２ｂ及び外歯２２ａと内歯３０ｂとの隙間を経
て液圧作動室Ａに流入するオイルの圧力がリリー
フされて小さく、リングピストン３０はスプリン
グ３１による付勢力で左端位置にあり、この位置
で定まるプーリ２８と、カムシヤフト２１との相
対回転位置に応じて吸・排気バルブの開閉時期が
制御される。

そして、この時、オイル流出孔３４ｃから流出
するオイルが周辺に飛散してもプーリ２８を駆動
する歯付ベルト２９はオイル流出孔３４ｃから遠
い距離となり、オイルが歯付ベルト２９に付着す
ることを防止できる。この結果、オイルによる歯
付ベルト２９のラバー部分の劣化を防止できるの
で、吸・排気バルブ開閉時期のずれ、ひいては
吸・排気バルブとピストンとの干渉による破損を
防止できる。

また、電磁アクチユエータ４２はオイル流出孔
３４ｃから飛散するオイルを避けた位置に自由に
設けることができ、かつオイルを吸入しても容易
に自然落下するように設けることができるから、
出力シヤフト４１の往復動があつても電磁アクチ
ユエータ４２内にオイルが吸入されることがな
く、また吸入されても自然落下し、従つて機関温
度及びコイル４５の加熱によるオイルの出力シヤ
フト４１への固着を防止でき、出力シヤフト４１
のステイツクを防止して、電磁アクチユエータ４
２の円滑な作動を行わせることができる。

一方、所定の運転条件になると、電磁アクチユ
エータ４２のコイル４５が通電されて出力シヤフ
ト４１が伸び出し、弁体３４ｄがスプリング３４
ｅに抗して押圧されて、弁孔３４ａが閉じる。

したがつて、液圧作動室Ａに導かれるオイル圧
力が上昇し、リングピストン３０はスプリング３
１に抗して図で右方向に移動するため、プーリ２
８に対してカムシヤフト２１が所定角度相対回転
し、吸・排気バルブの開閉時期が所定クランク角
度ずらされ、当該運転条件にマツチングした開閉
時期に制御される。

ところで電磁アクチユエータ４２に電圧が印加
され、出力シヤフト４１が図で下降し、流量制御
弁３４の弁体３４ｄに接触するとき、電磁アクチ
ユエータ４２及び流量制御弁３４共に軸受２０若
しくはロツカカバー３３に固定されているので相
対回転がなく、出力シヤフト４１と弁体３４ｄと
の先端接触面の摩耗を防止し耐久性を向上する。

尚、流量制御弁３４が装着される軸受２０は、
オイル通路２１ａを長く形成できるから、他の部
品のレイアウト制約上許容できる任意の軸受２０
を選択すればよい。また流量制御弁３４の軸線も
カムシヤフト２１に対して直角な平面上の自由な
角度を選ぶことが可能であり、従つてオイル飛散
量の小さいかつ電磁アクチユエータ４２へのオイ
ル進入が小さい位置を選ぶことができる。

〈考案の効果〉 以上述べたように本考案によると、電磁アクチ
ユエータ及び流量制御弁は夫々カムシヤフトとは
独立して設けられているため、相互に相対回転す
ることがなく、両者が接触するときに摩耗するこ
とがない。よつて電磁アクチユエータ及び流量制
御弁の耐久性が向上する。また流量制御弁が液圧
アクチユエータの作動液のリリーフ量を制御する
場合に、流量制御弁に対し電磁アクチユエータは
流量制御弁から飛散する作動油がふりかからない
位置に設けることができるから、電磁アクチユエ
ータが作動液を吸入することがなく、その出力シ
ヤフトのステイツクを防止できる。更に流量制御
弁はカムシヤフト駆動輪から離れた位置に設ける
ことができるから、カムシヤフトの駆動輪及びそ
の巻掛伝導媒体の作動液による劣化を防止でき、
従つて吸・排気バルブの開閉タイミングをずらす
ことがないため、吸・排気バルブとピストンとが
干渉する危険状態が発生する惧れがない。また、
カムシヤフトの駆動輪及びその巻掛伝導媒体が、
流出した作動液を攪き上げるのを防止でき、従つ
てブローバイガスと共に作動液が機関外部に持ち
出される量を最小限に抑えることができるので、
作動液の消費が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す要部断
面図であり、図で左側はカムシヤフト前端部、右
側はカムシヤフト後端部を示す、第２図は従来例
の要部構成を示す断面図である。 ２０……軸受、２０ａ……オイル通路、２１…
…カムシヤフト、２１ａ，２１ｄ，２１ｅ……オ
イル通路、２１ｂ，２１ｃ……環状溝、２５ａ…
…オイル通路、２８……プーリ、２９……歯付ベ
ルト、３０……リングピストン、３０ａ……外
歯、３０ｂ……内歯、３３……ロツカカバー、３
４……流量制御弁、３４ａ……弁孔、４１……出
力シヤフト、４２……電磁アクチユエータ、Ａ…
…液圧作動室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関の吸・排気バルブを開閉させるカムを
   有したカムシヤフトと、 該カムシヤフトを回転自由に支承する軸受と、 クランク軸の回転駆動力が伝達されかつ前記カ
   ムシヤフトに対して所定角度回動可能に軸支され
   た駆動輪と、 前記カムシヤフト及び駆動輪間に介装されこれ
   ら両者の相対角度位相を設定する液圧アクチユエ
   ータと、 前記カムシヤフト及び軸受を連通して設けられ
   た液圧アクチユエータの作動液通路と、 前記駆動輪側の軸受とは離隔した軸受内部の流
   出用の作動液通路に介装され前記液圧アクチユエ
   ータの作動液のリリーフ量を制御する流量制御弁
   と、 前記流量制御弁に対向する機関外壁部分に装着
   され、出力シヤフトが流量制御弁に接触してスト
   ロークすることにより流量制御弁の作動を制御す
   る電磁アクチユエータと、 を備えた内燃機関の吸・排気バルブ開閉時期制御
   装置。