JPH057908U - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
て、各圧縮スプリングの圧縮変形時の全長を短尺化して
装置全体の軸方向の長さを短くして小型化と軽量化を図
る。 【構成】 カムシャフト１とタイミングスプロケット４
の相対回動位相を変換するピストン１３等の位相変換手
段を油圧や圧縮スプリング２５…のばね力で駆動させる
バルブタイミング制御装置において、前記圧縮スプリン
グ２５…を前記カムシャフト１の周方向の略等間隔位置
に複数設けて、全体として所定以上のばねセット荷重を
確保しつつコイル直径を小さくする。

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・排気バルブの開閉動作時期を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 一例として米国特許第４，５３５，７３１号公報に記載されたものなどが知られ ている。

【０００３】 概略を説明すれば、吸気・排気バルブを開閉制御するカムシャフトは、前端部 の外周に外歯が形成されている。一方、カムシャフトの前端部に回転自在に支持 された略円筒状のスプロケットは、外周に機関の回転力がタイミングチェーンを 介して伝達される歯車を備えていると共に、内周には内歯が形成されている。そ して、この内歯と上記カムシャフトの外歯との間に、内外周の歯のうち少なくと もいずれか一方がはす歯に形成された筒状歯車が噛合しており、この筒状歯車を 、機関運転状態に応じてオイルポンプにより油圧回路を介して圧力室に供給され る油圧や、圧縮スプリングのばね力によりカムシャフトの軸方向へ移動させるこ とによって、該カムシャフトをスプロケットに対して相対回動位相を変換させて 吸気・排気バルブの開閉時期を制御するようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来の装置にあっては、筒状歯車の一方側の軸方向の移動を単 一の圧縮スプリングのばね力に依存しているため、筒状歯車が他方側の軸方向に 移動して圧縮スプリングが圧縮変形すると過大応力が作用する。したがって、斯 かる過大応力が繰り返し作用すると圧縮スプリングにヘタリが生じばねセット荷 重が小さくなり、筒状歯車を一方側へ速やかに移動させることが困難になる。つ まり、筒状歯車の移動応答性が低下する。そこで、該圧縮スプリングのコイル直 径を大きく設定して前記過大応力に十分対応することも考えられるが、該コイル 直径を大きくすると今度は圧縮変形時における圧縮スプリングの全長が長くなっ てしまう。この結果、装置全体の軸長が大きくなり、大型化及び重量の増加が余 儀なくされる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、とりわけ圧縮スプリング をカムシャフトの周方向の略等間隔位置に複数設けたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】

前記構成の本考案によれば、小径な圧縮スプリングを複数設けたことにより、 十分なばねセット荷重を確保しつつ夫々のコイル直径を小さくすることができる 。したがって、過大応力の繰り返しによる圧縮スプリングのヘタリが防止できる ことは勿論のこと、十分なばね力により位相変換手段の良好な駆動応答性が得ら れると共に、各圧縮スプリングの圧縮変形時における全長を短尺化することが可 能になる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

【０００８】 図１〜図３は本考案を吸気バルブ側に適用した一実施例を示し、吸気バルブを 開閉作動するカムシャフト１の一端部１ａにスリーブ２がボルト３により軸方向 から固着されていると共に、該スリーブ２の外周にクランク軸から回転力が伝達 される回転体たるタイミングスプロケット４が支承されている。また、スリーブ ２とタイミングスプロケット４との間には、カムシャフト１とタイミングスプロ ケット４との相対回動位相を変換する位相変換手段５が介装されている。

【０００９】 前記スリーブ２は、肉厚筒状のスリーブ本体２ａと、該スリーブ本体２ａの先 端側に有する薄肉筒状の小径部２ｂと、後端側に有しカムシャフト一端部１ａの 小径フランジ部１ｂと嵌着する大径フランジ部２ｃとから構成されている。この 大径フランジ部２ｃは、図４及び図５に示すように外端面に小径フランジ部１ｂ が嵌合する円環状の嵌合溝６が形成されていると共に、内端面の周方向の９０° 位置に４つのスプリング保持溝７…が形成されている。

【００１０】 前記タイミングスプロケット４は、図２及び図３にも示すように筒状本体４ａ の後端側外周面にタイミングチェーンが巻装される歯車４ｂを有すると共に、前 端側内周面に略台形状の突起部８，９が対向配置されている。

【００１１】 前記位相変換手段５は、スリーブ２の小径部２ｂ外周にタイミングスプロケッ ト４のフロントカバー１１と一緒にボルト３により共締めされたアーム１２と、 スリーブ２とタイミングスプロケット４との間にカムシャフト１軸方向へ進退動 自在に介装された円環状のピストン１３と、該ピストン１３の前面に周方向へ等 間隔で設けられた４つのスライダー１４，１５，１６，１７とを備えている。

【００１２】 前記アーム１２は、図２に示すように固定端から延出した扇状の各延出部１８ ，１９の両側端面１８ａ，１８ｂ、１９ａ，１９ｂが互いに反対方向へ傾斜状に 形成されている。前記スライダー１４〜１７は、図２及び図３に示すように夫々 が略矩形片状を呈し、内部軸方向に貫通したピン２０…を介してピストン１３の 前端部に回転自在に支持されていると共に、夫々の延出部１８，１９の各側端面 １８ａ〜１９ｂに当接する一側面１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａが各側端面１ ８ａ〜１９ｂと同一傾斜角度に形成されている一方、各円弧状の他側面１４ｂ， １５ｂ，１６ｂ，１７ｂが突起部８，９の凹状両側面８ａ，８ｂ、９ａ，９ｂに 摺接している。また、対向する一対のスライダー１４，１６は、各ピン２０，２ ０の外周に巻装されたコイルスプリング２１，２２のばね力で一側面１４ａ，１ ６ａが側端面１８ａ，１９ａに常時当接して隙間つまりバックラッシの発生が防 止されている。

【００１３】 前記ピストン１３は、駆動手段によって進退移動するようになっており、この 駆動手段は、フロントカバー１１とピストン１３前面との間に形成された油圧室 ２３に油圧を供給してピストン１３を図中右方向へ後退動させる油圧回路２４と 、ピストン１３の後部と大径フランジ部２ｃとの間に弾装されて、ピストン１３ を図中左方向へ進出させる４つの圧縮スプリング２５…とから構成されている。

【００１４】 前記油圧回路２４は、一部がカムシャフト１及びスリーブ２の各ボルト挿通孔 とボルト３の軸部との間に形成されて、上流端が電磁切換弁２６を介してオイル ポンプ２７と連通する主通路２８とスリーブ２の小径部２ｂとアーム１２の内部 に亘って形成されて、前記主通路２８の下流端と油圧室２３とを連通する油通路 ２９とから主として構成されており、前記電磁切換弁２６は、機関運転状態を検 出するコントロールユニット３０により切換駆動するようになっている。尚、図 中３１はオイルポンプ２７の吐出圧を一定に調整する圧力調整弁である。

【００１５】 そして、前記圧縮スプリング２５…は、夫々外径が前記スプリング保持溝７… の内径よりも若干小さく形成されて、各一端部２５ａ…が該スプリング保持溝７ …の底面に弾着している一方他端部２５ｂがピストン１３の後端面に弾着してい る。また、この各圧縮スプリング２５…のコイル直径は、従来のものに比較して 十分に小さく設定されている。

【００１６】 したがって、この実施例によれば、例えば機関低負荷時には、コントロールユ ニット３０からの制御信号により電磁切換弁２６が制御されて、油圧室２３には 作動油の供給が遮断される。したがって、ピストン１３は、各圧縮スプリング２ ５のばね力により前方へ進出して、各スライダー１５，１７の一側面１５ａ，１ ７ａがアーム１２の対向側端面１８ｂ，１９ｂを押圧しつつ該アーム１２をタイ ミングスプロケット４の回転方向と逆方向に回動させる。これにより、カムシャ フト１がタイミングスプロケット４に対して一方向に相対回動して吸気バルブの 閉時期を遅れ側に制御する。

【００１７】 一方、高負荷域に移行した場合は、電磁切換弁２６を介してオイルポンプ２７ から圧送された作動油が主通路２８及び油通路２９を通って油圧室２３に供給さ れ、該油圧室２３内の圧力上昇に伴いピストン１３が後退動する。したがって、 別異のスライダー１４，１６の一側面１４ａ，１６ａが今度はアーム１２の異な る対向側端面１８ａ，１９ａを押圧して該アーム１２をタイミングスプロケット ４の回転方向に回動させる。これにより、カムシャフト１がタイミングスプロケ ット４に対して他方向に相対回動して吸気バルブの閉時期を進み側に制御するよ うになっている。したがって、バルブタイミングを機関運転変化に即応して高精 度に制御することができる。

【００１８】 そして、従来のような大径な単一の圧縮スプリングに替えて小径な圧縮スプリ ング２５…を複数設けたため、十分なばねセット荷重を確保しつつ夫々のコイル 直径を可及的に小さくすることができる。したがって、過大応力の繰り返しによ る圧縮スプリングのヘタリが防止できることは勿論のこと、十分なばねセット荷 重によりピストン１３及びスライダー１４〜１７の良好な移動応答性が得られる と共に、、コイル直径を小さくできたことにより各圧縮スプリング２５…の圧縮 変形時における該圧縮スプリング２５…の全長を短尺化することが可能になる。 この結果、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くすることができ、該 装置の小型化と軽量化が図れる。

【００１９】 また、大径フランジ部２ｃに４つのスプリング保持溝７…を設けたため、各圧 縮スプリング一端部２５ａ…の安定した支持が得られるばかりか、該大径フラン ジ部２ｃを部分的に薄肉化したことにより軽量化が一層助長される。また、斯る 薄肉化は、大径フランジ部２ｃの全体的ではなく部分的であるため、該大径フラ ンジ部２ｃと小径フランジ部１ｂとの結合剛性が確保されてスリーブ２１からカ ムシャフト１への回転トルクの良好な伝達性が得られる。

【００２０】 尚、本実施例では圧縮スプリング２５…を４個としたが、さらに増加させるこ とも可能であり、これによってコイル直径を一層小さくすることができる。

【００２１】 図６及び図７は大径フランジ部２ｃの異なる例を示し、スプリング保持溝を廃 止して嵌合溝６の底面に４つの円柱溝３２…を形成したものである。これによっ て、前述と同様に大径フランジ部２ｃと小径フランジ部１ｂとの結合剛性を確保 して軽量化が促進される。

【００２２】 本考案は、前記実施例に限定されず、例えば位相変換手段５を従来のような筒 状歯車あるいはクラッチ機構等としたものにも適用できる。

【００２３】

【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、小径な圧縮スプリングを複数化することにより、該圧縮スプリン グ全体としてのばねセット荷重を十分に確保しつつ各コイル直径を可及的に小さ くすることが可能となる。このため、十分なばね力による位相変換手段の良好な 駆動応答性が得られると共に、各圧縮スプリングの圧縮変形時の全長を短尺化で きる。この結果、装置全体の軸方向の長さが短くなり、装置の小型化と軽量化が 図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す装置の縦断面図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】本実施例に供されるスリーブの側面図。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】本実施例のスリーブの他例を示す側面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【符号の説明】

１…カムシャフト、４…タイミングスプロケット（回転
体）、１２…アーム、１３…ピストン、１４〜１７…ス
ライダー、２３…油圧室、２４…油圧回路、２５…圧縮
スプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 機関により駆動される回転体とカムシャ
   フトとの間に介装されて、該両者の相対回動位相を変換
   する位相変換手段と、該位相変換手段を、機関運転状態
   に応じて油圧及び圧縮スプリングのばね力により駆動さ
   せる駆動手段とを備えたバルブタイミング制御装置にお
   いて、前記圧縮スプリングを前記カムシャフトの周方向
   の略等間隔位置に複数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。