JPH045684Y2 - - 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
して作動液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は駆動輪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１１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１１
は流出孔１１ａを有する一端開放の中空スリーブ
よりなり、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１１は第２図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１１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
につれて流量制御弁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
エンジン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、電
磁アクチユエータ１６の出力シヤフト１５の先端
部がエンジンオイルの飛散する機関のロツカカバ
ー１７内部に露出している。このために、電磁ア
クチユエータ１６のコイルが励磁又は消磁され、
出力シヤフト１５が電磁アクチユエータ１６内部
で往復運動が繰り返されると、電磁アクチユエー
タ１６内部に圧力変動が発生し、その負圧時にエ
ンジンオイルが吸入され易い。この吸入されたエ
ンジンオイルが電磁アクチユエータ１６内部に残
留すると、機関発生熱と通電時のコイル発熱とに
よりこれが酸化、劣化して出力シヤフト１５を汚
損し或いは固化付着し、出力シヤフト１５の作動
不良を生じてしまう惧れが生じる。このような事
態が発生すると、吸・排気バルブの既述した開閉
時期制御が不能となり、燃焼が悪化したり機関出
力の損失を招くこととなる。

本考案はかかる従来装置の不都合に鑑み、電磁
アクチユエータ内で出力シヤフトの往復動により
負圧が生じエンジンオイルが電磁アクチユエータ
内に吸入されても、そこに滞留することなく円滑
に排出されて出力シヤフトのエンジンオイルによ
る汚損又は固化付着を防止することを目的とす
る。

〈問題点を解決するための手段〉 そのために本考案では、クランク軸の回転駆動
力を伝達する駆動輪をカムシヤフトに対して所定
角度回転可能に軸支し、前記駆動輪とカムシヤフ
トとの間に該両者の相対角度位相を設定するため
の液圧アクチユエータを介装し、該液圧アクチユ
エータの作動液用の流量制御弁を出力シヤフトに
より制御する電磁アクチユエータを備えた内燃機
関の吸・排気バルブ開閉駆動装置において、前記
電磁アクチユエータの出力シヤフトをカムシヤフ
トに略平行に配設し、出力シヤフト上方位置と下
方位置とにおいて夫々機関内部に開口すべく電磁
アクチユエータに設けた入口及び出口を内部の出
力シヤフト端部移動空間を介して連通する構成と
した。

〈作用〉 これにより、出力シヤフトが往復動して電磁ア
クチユエータ内に負圧が発生しても、上部の入口
から吸入したエンジンオイルは出力端部移動空間
を介して再び下部の出口から機関内部に排出さ
れ、電磁アクチユエータ内に残留するおそれがな
い。

〈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
あり、中間部分は省略してある。カムシヤフト２
１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２４ａ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部材としての歯付ベ
ルト２９の内歯２９ａ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の反対側の端部には流量制御
弁３４が設けられる。即ち、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に形成
された孔２１ａ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３４
ｂ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。

そして、前記流量制御弁３４の弁体３４ｄ端面
に出力シヤフト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とシリンダヘツド２５との間に装着され、内
端を機関内に臨ませていた。

また、カムシヤフト２１の図中左端面と、前記
孔２１ａとを結ぶオイル通路２１ｂ及びオイル通
路２１ｂとシリンダヘツド２５のカムシヤフト軸
承孔に面した部分に形成された環状溝２１ｃとを
結ぶオイル通路２１ｄとが形成されている。

シリンダヘツド２５のカムシヤフト軸承部分に
は、図示しないオイルポンプから圧送された液圧
媒体としてのエンジンオイルを前記環状溝２１ｃ
に導くオイル通路２５ａが形成されている。

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２１ｂ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でカムシヤフト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。

電磁アクチユエータ４２はボビン４４にコイル
４５が巻付けられ該コイル４５に電圧が印加され
ると、ケース４６、コイル４５両端のプレート４
７及びコア４８が励磁され、コア４８内の出力シ
ヤフト４１を図で左行させ、流量制御弁３４の弁
体３４ｄを左方に押して弁孔３４ａを閉鎖し、オ
イル通路２１ｂ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。

出力シヤフト４１の図で右端には大径のプラン
ジヤ５１が形成され、該プランジヤ５１とコア４
８端部との間にプランジヤ移動空間５２が形成さ
れる。該プランジヤ移動空間５２はプランジヤ５
１を設けない場合は出力シヤフト４１の端部移動
空間となる。出力シヤフト４１はカムシヤフト２
１と略平行若しくは同一軸心上に配設され、該出
力シヤフト４１（軸心）より上方位置のコア４８
には第１及び第２の入口５３，５４が機関内に開
口して設けられている。一方の第１の入口５３
は、ボビン４４に設けた溝５５及びプランジヤ５
１のガイド６１に設けた孔６２を介して前記プラ
ンジヤ移動空間５２に連通され、他方の第２入口
５４は出力シヤフト４１の段付部４１ａとコア４
８との間にリターンスプリング６５が介装される
環状のスプリング室５６に連通される。ここで該
スプリング室５６は段付部４１ａの移動に基づく
出力シヤフト端部移動空間の一態様である。

また出力シヤフト４１（の軸心）より下位のコ
ア４８には第１及び第２の出口５８，５９が機関
内に向けて開口される。第１の出口５８はガイド
６１に開口した孔６３及びボビン４４の設けた溝
５７を介してプランジヤ移動空間５２に連通し、
第２の出口５９は前記スプリング室５６に連通し
ている。

プランジヤ５１を含む出力シヤフト４１にはそ
の中心軸を通つてプランジヤ５１右端面とプラン
ジヤ移動空間５２及びスプリング室５６に連通す
る内部通路６０を有する。この内部通路６０は、
出力シヤフト４１の往復動によつてプランジヤ５
１の図で右端の室（これも出力シヤフト端部移動
空間といえる）、プランジヤ移動空間５２及びス
プリング室５６の容積が変化しても相互間にオイ
ル流動が発生し、これにより出力シヤフト４１の
軸方向移動を容易にしている。

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により右端位置にあつて弁孔３４ａ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２１ｃ、
オイル通路２１ｄ，２１ｂ内に流入したオイル
は、孔２１ａから流量制御弁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２１ｂ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は小さ
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はカムシヤフト２１の反対側
の端部に設けられるため、オイルが歯付ベルト２
９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。

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。

一方、流量制御弁３４を開閉制御する電磁アク
チユエータ４２側からみると、出力シヤフト４１
の上記軸方向往復動がピストン作用を行つて、機
関内部に飛散したオイルを出力シヤフト４１右行
時に入口５３，５４若しくは出口５８，５９から
溝５５及び孔６２又は出力シヤフト４１外周面を
介してプランジヤ移動空間５２若しくはスプリン
グ室５６に吸引し、自重で下方に流れ落とし、出
力シヤフト４１左行時に孔６３及び溝５７を介し
て出口５８又は５９から機関内部に放出される。

尚、ボビン４４に溝５５，５７を形成する代わ
りにコア４８に溝を設けても同様に作用すること
は明らかである。

またコア４８に設けた出口５９を省いてもよ
い。その場合にはスプリング室５６に導入された
オイルはコア４８及び出力シヤフト４１の隙間を
通つてプランジヤ移動空間５２に導かれる。

〈考案の効果〉 以上のように本考案によると、電磁アクチユエ
ータの出力シヤフト上方位置と下方位置とにおい
て夫々機関内部に開口する入口及び出口を設けこ
れらを出力シヤフト端部移動空間を介して連通せ
しめたので、出力シヤフト端部がポンプ作動を行
つて入口からオイルを吸引し出口に向けこれを吐
出することができる。このため電磁アクチユエー
タ内にエンジンオイルが残留することなく常に流
動するから、その酸化劣化を防止でき出力シヤフ
トへのオイル固着が防止される。これにより吸・
排気バルブ開閉時期の作動が確実に行われ、燃焼
の悪化を防止でき、燃費の向上を図り、機関出力
の低下を防止できる。

【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し、該後端部は前端
部に対して拡大して示してある、第２図は従来例
の要部構成を示す断面図である。 ２１……カムシヤフト、２１ａ……孔、２１
ｂ，２１ｄ……オイル通路、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、３１……スプリン
グ、３４ａ……弁孔、Ａ……液圧作動室、３４…
…流量制御弁、４１……出力シヤフト、４２……
電磁アクチユエータ、５２……プランジヤ移動空
間、５３……第１の入口、５４……第２の入口、
５５，５７……溝、５６……スプリング室、５８
……第１の出口、５９……第２の出口、６２，６
３……孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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に、クランク軸の回転駆動力
   を伝達する駆動輪をカムシヤフトに対して所定角
   度回転可能に軸支し、前記駆動輪とカムシヤフト
   との間に該両者の相対角度位相を設定するための
   液圧アクチユエータを介装し、該液圧アクチユエ
   ータの作動液用の流量制御弁を出力シヤフトによ
   り制御する電磁アクチユエータを備えた内燃機関
   の吸・排気バルブ開閉駆動装置において、前記電
   磁アクチユエータの出力シヤフトをカムシヤフト
   に略平行に配設し、出力シヤフト上方位置と下方
   位置とにおいて夫々機関内部に開口すべく電磁ア
   クチユエータに設けた入口及び出口を内部の出力
   シヤフト端部移動空間を介して連通したことを特
   徴とする内燃機関の吸・排気バルブ開閉時期制御
   装置。