JPH0481506A - バルブタイミング可変機構 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、エンジンの運転中に吸気バルブ及び排気バ
ルブの作動タイミングを可変にするバルブタイミング可
変機構に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のバルブタイミング可変機構として、例え
ば特開昭６１−２６８８１０号公報に開示された技術が
知られている。

即ち、第３図に示すように、上記公報の技術では、シリ
ンダヘッド４１にて回転可能に支持されたカムシャフト
４２の一端部には、エンジンに駆動連結されたタイミン
グプーリアッシィ４３が設けられている。カムシャフト
４２上には中空シャフト４４が一体回転可能に設けら、
その中空シャフト４４とタイミングプーリアッシィ４３
との間にはリングギヤ４５が介在されて両者４３．４４
が連結されている。つまり、リングギヤ４５は、その内
外周に設けられた歯４５ａ、４５ｂの少なくともいずれ
か一方かヘリカル歯になっており、軸方向への移動によ
ってカムシャフト４２と相対回動可能になっている。そ
して、リングギヤ４５の内外周の歯４５ａ、４５ｂか中
空シャフト４４の外歯４４ａ及びタイミングプーリアッ
シィ４３の内歯４３ａにそれぞれ噛合している。

タイミングプーリアッシィ４３の内部において、リング
ギヤ４５の軸方向一端側空間にはピストン４６が設けら
れている。このピストン４６の一端側には、カムシャフ
ト４２の油路４７及び中空ボルト４８等を通じて制御油
が作用し、同ピストン４６を介してリングギヤ４５に制
御油圧が作用する。又、その制御油圧に対向するように
、リンクギヤ４５の他端側空間には、釣り合い用のスプ
リング４９が設けられている。

そして、制御弁５０により所定圧力に調節された制御油
圧がピストン４６を介してリングギヤ４５の一端側に加
えられ、リングギヤ４５がスプリング′４９の付勢力に
抗して軸方向へ移動されることにより、カムシャフト４
２に捩じりが付与されてカムシャフト４２とタイミング
プーリアッシィ４３との回転方向における相対位置が変
えられる。これによって、図示しない吸気バルブ及び排
気バルブの作動タイミングが変えられる。以上がバルブ
タイミング可変機構としての基本的な構成である。

これに加えて、タイミングプーリアッシィ４３の一端と
シリンダヘッド４１の一部（カムカバー）との間には、
タイミングプーリアッシィ４３の内部から洩れ出る制御
油を封止するシール５１が設けられている。又、同じく
タイミングプーリアッシィ４３の一端とカムシャフト４
２との間には、タイミングプーリアッシィ４３の内部か
ら洩れ出る制御油を回収する油回収室５２が設けられて
いる。更に、カムシャフト４２の下側位置にてシリンダ
ヘッド４１の一部には、油回収室５２にて回収された制
御油を図示しないオイルパンへ戻す油戻し穴５３が形成
されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、前記従来技術では、制御油圧から開放されてリ
ングギヤ４５がスプリング４９の付勢力によって復帰す
る際に、スプリング４９の位置する空間容積が拡大しよ
うとする。ところが、シリンダヘッド４１には油戻し穴
５３しか設けられておらず、しかもその油戻し穴５３が
油で塞がれている場合もあり、リングギヤ４５の復帰応
答性が悪化してバルブタイミング可変機構としての作動
応答性か良くなかった。

加えて、ピストン４６に加えられる制御油が増大したり
、制御油の供給に断続的な変動かあったりした場合には
、油戻し穴５３からの戻りが悪く、油回収室５２の内部
が正圧になったり、油圧の脈動を起こしたりする。この
ため、油回収室５２近傍のシール５１にも正圧が加わり
油洩れを引き起こす虞があった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、円滑な作動応答性を確保し得ると共に、
過剰な制御油圧に対してもシールからの油洩れを抑え得
るバルブタイミング可変機構を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明においては、シ
リンダヘッド及びベアリングキャップに回転可能に支持
されたバルブ駆動用のカムシャフトと、そのカムシャフ
トの一端部に設けられ、エンジンに駆動連結されたタイ
ミングプーリアッシィと、内外周に設けられた歯の少な
くともいずれか一方かヘリカル歯であり、カムシャフト
とタイミングプーリアッシィとの間に介在されて両者を
連結すると共に、軸方向への移動によってカムシャフト
と相対回動可能なリンクギヤと、タイミングプーリアッ
シィ内部においてリングギヤの軸方向一端側に加えられ
る制御油圧に対向して、同リングギヤの他端側に設けら
れた釣り合い用のスプリングと備え、スプリングの付勢
力に抗して加えられる制御油圧によりリンク゛キャを軸
方向へ移動させながら回動させることによってカムシャ
フトに捩じりを付与するバルブタイミング可変機構にお
いて、タイミングプーリアッシィとシリンダヘッド及び
ベアリングキャップとの間に設けられ、タイミングプー
リアッシィ内部から洩れ出る制御油を封止するシールと
、カムシャフトとシリンダヘッド及びベアリンク゛キャ
ップとシールとの間に設けられ、タイミングプーリアッ
シィ内部から洩れ出る制御油を回収する油回収室と、そ
の油回収室にて回収された制御油を供給側へ戻すために
シリンダヘッドに設けられた油戻し穴と、その油戻し穴
とは別に設けられ、油回収室を大気に連通させる大気連
通穴とを備えている。

５作用］ 上記の構成によれば、エンジンによって駆動されるタイ
ミングプーリアッシィによりカムシャフトか回転駆動さ
れる時に、リンクギヤの軸方向−端側に制御油圧を加え
ることにより、リンクギヤはスプリングの付勢力に抗し
て軸方向へ移動しながら回動される。これによって、カ
ムシャフトに捩じりが付与されてカムシャフトとタイミ
ングプーリアッシィとの回転方向における相対位置か変
えられる。この結果、図示しない吸気バルブ及び排気バ
ルブの作動タイミングが変えられる。

この時、タイミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制
御油はシールによって外部への洩れか防止されると共に
油回収室にて回収され、その一部か油戻し穴から供給側
へと戻される。又、油回収室は油戻し穴とは別に設けら
れた大気連通穴を通じて大気に連通しているので、油回
収室に加わる過剰な制御油圧は大気連通穴を通じて逃が
され、シールには過剰な正圧が加わることはない。

一方、制御油の加圧からリングギヤが開放されるとによ
り、そのリングギヤはスプリングの付勢力によって加圧
前の位置に復帰することになる。

この時、タイミングプーリアッシィ内部には、大気連通
穴及び油回収室を通じて大気圧が導入されるので、リン
グギヤの復帰が円滑に行われる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図はこの実施例のバルブタイミング可変機構を説明
する断面図である。図示しない吸気バルブ及び排気バル
ブを駆動するためのカムシャフトｌは、そのカムジャー
ナル２がシリンダヘッド３の軸受部４とベアリンク゛キ
ャップ５との間で回転可能に支持されている。ベアリン
グキャップ５はブロック状をなし、軸受部４の上部に取
付けられたものであり、その斜視図を第２図に示す。又
、カムシャフト１の一端部にはタイミンク゛プーリアッ
シイ６が設けられている。

シリンダヘッド３及びカムシャフト１には、カムジャー
ナル２に潤滑油を供給するためのジャーナル油路７，８
がそれぞれ形成されている。そして、エンジン運転中に
、オイルポンプ９によりオイルパン１０から吸い上げら
れる潤滑油は、オイルフィルタ１１を介してジャーナル
油路７，８へ送られ、カムジャーナル２に供給される。

タイミングプーリアッシィ６は、外周に複数の外歯１２
を有すると共に一側に収容凹部１３を有するプーリ本体
１４と、そのプーリ本体１４の収容凹部１３を覆うよう
にカムシャフトｌの先端にてホルト１５で固定されたキ
ャップ１６とを備えている。又、プーリ本体１４の開口
端とキャップ１６の外周との間には、緩衝用の周知の粘
性継手（ビスカスカップリング）１７が設けられている
。

このビスカスカップリング１７はプーリ本体１４に圧入
固定されたアウタープレート１８と、同アウタープレー
ト１８に組み込まれ、キャップ１６に形成されたインナ
ープレート１９とからなり、両者１８．１９の間には図
示しない高粘度の粘性流体が封入されている。又、この
粘性流体はインナープレート１９の内側とアウタープレ
ート１８の外側に設けられたシール２ＯＡ、２０Ｂによ
って封止されている。

タイミングプーリアッシィ６とカムシャフト１との間に
はリングギヤ２１が介在されて両者６゜１が連結されて
いる。つまり、キャップ１６により密閉されたプーリ本
体１４の収容凹部１３には、リンクギヤ２１が収容され
ている。このリングギヤ２１は、その内外周に設けられ
た複数の歯２１ａ。

２１ｂの両方がヘリカル歯になっており、軸方向への移
動によってカムシャフト１と相対回動可能になっている
。リングギヤ２１の内外周の歯２１ａ。

２１ｂはプーリ本体１４の内歯１４ａ及びキャップ１６
の内歯１６ａにそれぞれ噛合している。そして、プーリ
本体１４の外歯１２に掛装された図示しないタイミング
ベルトを介して、タイミングプーリアッシィ６かエンジ
ンに駆動連結されている。

従って、エンジンからタイミングプーリアッシィ６に駆
動伝達されることにより、リンクギヤ２１で連結された
プーリ本体１４とキャップ１６とか一体的に回転され、
カムシャフト１が回転駆動される。

プーリ本体１４の収容凹部１３において、リングギヤ２
１の軸方向一端側は、シリンダヘッド３に形成された制
御油路２２及びカムシャフト１に形成された制御油路２
３等を通じて送られる制御油が作用する加圧室２４とな
っている。又、同じく収容凹部１３において、リングギ
ヤ２１の他端側は、制御油圧に対向する釣り合い用のス
プリング２５を収容するスプリング室２６となっている
。

そして、エンジン運転中にオイルスイッチングバルブ２
７を作動させることにより、オイルフィルタ１１からジ
ャーナル油路７へ送られる潤滑油の一部が、制御油とし
て制御油路２２．２３を通じて収容凹部１３の加圧室２
４へ導かれ、リンクギヤ２１の一端側に加えられる。こ
の制御油圧によって、リンク′ギヤ２１かスプリング２
５の付勢力に抗して軸方向へ移動され、カムシャフト１
に捩じりか付与される。この結果、カムシャフト１とタ
イミングプーリアッシィ６との回転方向における相対位
置が変えら、図示しない吸気バルブ及び排気バルブの作
動タイミングが変えられる。又、このカムシャフト１の
捩じりの際にはリングギヤ２１にバックラッシが生じる
が、そのガタッキはビスカスカップリング１７の作用に
により緩衝されて異音の発生が抑えられる。

又、タイミングプーリアッシィ６とシリンダヘッド３及
びベアリングキャップ５との間には、タイミングプーリ
アッシィ６の内部から洩れ出る制御油を封止するゴム製
のシール２８が設けられている。即ち、スプリング室２
６に対応するプーリ本体１４の一端には、軸方向へ延び
るフランジ１、４　ｂが形成され、そのフランジ１４ｂ
に対向するようにシリンダヘッド３及びベアリングキャ
ップ５には、外方へ突出するシール保持部３ａ、５ａが
形成されている。そして、それらフランジ１４ｂとシー
ル保持部３ａ、５ａとの間でシール２８が保持されてい
る。

又、カムシャフト１とシリンダヘッド３及びベアリング
キャップ５とシール２８との間には、タイミングプーリ
アッシィ６の内部から洩れ出る制御油を回収する油回収
室２９か設けられている。

即ち、シール保持部３ａ、５ａとシール２８とで囲まれ
た円環状の空間か油回収室２９となっている。この実施
例では、プーリ本体１４及びカムシャフト１の一部に、
制御油を油回収室２９へ導くための戻し油路３０が形成
されている。従って、収容凹部１３の加圧室２４からス
プリング室２６へ洩れ出た制御油は、戻し油路３０を通
じて油回収室２９へ導かれる。

更に、カムシャフト１の下側位置にて、シリンダヘッド
３の一部には、油回収室２９にて回収された制御油をオ
イルパン１０へ戻すための油戻し穴３１が一つだけ形成
されている。

加えて、この実施例では第１，２図に示すように、カム
シャフト１の上側位置にてベアリングキャップ５の一部
には、油回収室２９を大気に連通させる一つの大気連通
穴３２が油戻し穴３１とは別に設けられている。この大
気連通穴３２はシリンダヘッド３の内側へ開口しており
、油回収室２９にて回収された制御油をオイルパン１０
へ戻スための穴としても機能する。

尚、シリンダヘッド３の上側はへラドカバー３３によっ
て覆われている。そして、そのヘットカバー３３とベア
リングキャップ５との接合部は、ガスケット３４によっ
て封止されている。

次に、上記のように構成したバルブタイミング可変機構
の作用について説明する。

今、エンジンによって駆動されるタイミングプーリアッ
シィ６によりカムシャフト１が回転駆動される時に、オ
イルスイッチングバルブ２７が開かれると、加圧室２４
に制御油が導かれる。これによって、リングギヤ２１の
一端側に制御油圧か加えられ、そのリングギヤ２１がス
プリング２５の付勢力に抗して軸方向へ移動しながら回
動される。この結果、カムシャフト１に捩じりか付与さ
れ、カムシャツ１〜ｌとタイミングプーリアッシィ６と
の回転方向における相対位置か変えら、吸気バルブ及び
排気バルブの作動タイミンクが変えられる。

この時、タイミングプーリアッシィ６の内部から戻し油
路３０を通して洩れ出る制御油は、シール２８によって
外部への洩れが防止されると共に、油回収室２９にて回
収される。又、油回収室２９内の制御油の一部は、油戻
し穴３１からオイルパン１０へと戻される。しかも、こ
の実施例では、油戻し穴３１とは別に大気連通穴３２が
設けられて大気と連通しているので、制御油圧が増大し
て油回収室２９に過剰な制御油圧か加わっても、その過
剰な制御油を大気連通穴３２を通じて逃がす二とかでき
る。又、制御油の供給に断続的な変動が起こっても、大
気連通穴３２を通して作用する大気によって脈動を緩和
することかできる。

この結果、シール２８に必要以上の正圧か加わることが
なくなり、正圧に起因するシール２８からの油洩れを抑
えることができる。つまり、シール２８のシール性を充
分に確保することができる。

一方、オイルスイッチングバルブ２７を閉じると、制御
油の加圧からリングギヤ２１が開放される。その結果、
リンクギヤ２１はスプリング２５の付勢力によって加圧
前の位置に復帰しようとする。この時、タイミングプー
リアッシィ６の内部には、大気・連通穴３２及び油回収
室２９等を通じて大気圧が導入されるので、リングギヤ
２１の復帰が円滑に行われる。

この結果、リンクギヤ２１の復帰応答性を向上させるこ
とができ、バルブタイミング可変機構としての作動応答
性を改善することができる。

ところで、上記のようにシール性向上やバルブタイミン
グ可変機構としての作動応答性の改善を図るために、例
えば大気連通穴３２を設けるのではなく、従来からある
油戻し穴３１の内径を大きくすることも考えられる。し
かし、この場合には、油戻し穴３１がカムシャフト１の
下側に位置しているために、油と空気が同時に作用して
効率が良くない。又、油戻し穴３１を複数個設けること
も考えられるか、シリンダヘッド３に複数の穴を同時に
開ける場合には、多軸ホール盤等による同時加工のため
の穴間ピッチを確保することか難しいものであった。

従って、この実施例のように、カムシャフト１よりも上
側位置にてベアリングキャップ５に大気連通穴３２を形
成することが、油回収室２９の圧力上昇を最も効果的に
抑えることができるのである。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において、構成の一部を適
宜に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、ヘアリンクキャップ５に一つの
大気連通穴３２を形成したが、その数を適宜に増やして
もよい。又、複数の大気連通穴を形成した場合に、その
位置をカムシャフトの上側位置に限定する必要はなく、
例えばカムシャフトの両横位置に形成することもできる
。

（２）前記実施例では、リングギヤ２１の内外周両方の
歯２１ａ、２１ｂをヘリカル歯としたが、その内外周の
歯２１ａ、２１ｂのいずれか一方のみをヘリカル歯とし
てもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、タイミングプ
ーリアッシィとシリンダヘッド及びベアリングキャップ
との間に、タイミングプーリアッシィ内部から洩れ出る
制御油を封止するシールを設け、カムシャフトとシリン
ダヘッド及びベアリングキャップとシールとの間に、タ
イミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を回収
する油回収室を設け、その油回収室にて回収された制御
油を供給側へ戻すための油戻し穴をシリンダヘッドに設
け、更に油戻し穴とは別に、油回収室を大気に連通させ
る大気連通穴を設けたので、大気の連通によって円滑な
作動応答性を確保することかできると共に、過剰な制御
油圧に対してもシールから外部への油洩れを抑えること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例におけるバルブ
タイミング゛可変機構を説明する断面図、第２図はその
ベアリングキャップに形成された大気連通穴を示す斜視
図である。第３図は従来例におけるバルブタイミング可
変機構を説明する断面図である。 図中、１はカムシャフト、３はシリンダヘッド、５はベ
アリングキャップ、６はタイミングプーリアッシィ、２
１はリングギヤ、２１ａ、２１ｂは歯、２５はスプリン
タ′、２８はシール、２９は油回収穴、３１は油戻し穴
、３２は大気連通穴である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　シリンダヘッド及びベアリングキャップに回転可能
   に支持されたバルブ駆動用のカムシャフトと、 前記カムシャフトの一端部に設けられ、エンジンに駆動
   連結されたタイミングプーリアッシィと、内外周に設け
   られた歯の少なくともいずれか一方がヘリカル歯であり
   、前記カムシャフトと前記タイミングプーリアッシィと
   の間に介在されて両者を連結すると共に、軸方向への移
   動によって前記カムシャフトと相対回動可能なリングギ
   ヤと、前記タイミングプーリアッシィ内部において前記
   リングギヤの軸方向一端側に加えられる制御油圧に対向
   して、同リングギヤの他端側に設けられた釣り合い用の
   スプリングと 備え、前記スプリングの付勢力に抗して加えられる制御
   油圧により前記リングギヤを軸方向へ移動させながら回
   動させることによって前記カムシャフトに捩じりを付与
   するバルブタイミング可変機構において、 前記タイミングプーリアッシィと前記シリンダヘッド及
   び前記ベアリングキャップとの間に設けられ、前記タイ
   ミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を封止す
   るシールと、 前記カムシャフトと前記シリンダヘッド及び前記ベアリ
   ングキャップと前記シールとの間に設けられ、前記タイ
   ミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を回収す
   る油回収室と、 前記油回収室にて回収された制御油を供給側へ戻すため
   に前記シリンダヘッドに設けられた油戻し穴と、 前記油戻し穴とは別に設けられ、前記油回収室を大気に
   連通させる大気連通穴と を備えたことを特徴とするバルブタイミング可変機構。