JPH06221120A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

弁開閉時期制御装置

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JPH06221120A
JPH06221120A JP5013713A JP1371393A JPH06221120A JP H06221120 A JPH06221120 A JP H06221120A JP 5013713 A JP5013713 A JP 5013713A JP 1371393 A JP1371393 A JP 1371393A JP H06221120 A JPH06221120 A JP H06221120A
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JP
Japan
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input pulley
closing timing
valve opening
cup
gap
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Application number
JP5013713A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Nakadouzono
博 幸 中堂薗
Kanetake Aoki
木 金 剛 青
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/16—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material
    • F16F15/165—Sealing arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は、弁開閉時期制御装置の弁開閉時期
の応答性向上を目的とする。 【構成】 入力プーリ１６とカムシャフト１３と一体に
結合されるケース３６とをヘリカルスプラインを介して
円筒状ピストン３７で連結し、ケースをカップ状として
その外周に隙間をもってカップ状のカバー４９を係合さ
せる。この隙間には粘性流体を封入するが、その際に、
隙間の両端に第１，第２シールリング５５，５６を配設
し、第２シールリング５６は遠心力に応じてその気密性
が低下するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弁開閉時期制御装置に
関するものであり、例えばエンジンの吸排気弁の開閉時
期制御装置に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】本発明に係わる従来技術として、例えば
特開平２−２４１９１４号公報に開示された「弁開閉時
期制御装置」がある。この従来技術を図４に基づいて説
明すると、図示しないエンジンのカムシャフト７１には
図示しないカムが配設されると共に、カムシャフト７１
の端部の外周面上には入力プーリ７２が相対回転可能に
支承されている。入力プーリ７２のボス部７３の外周面
と円筒状ピストン７４の内周面には噛合しあうヘリカル
スプラインがそれぞれ形成され、互いに相対回転可能に
係合しあっている。また、円筒状ピストン７４の外周面
とダンパーケース７５の内周面には噛合しあうヘリカル
スプラインがそれぞれ形成され、互いに相対回転可能に
係合しあっている。
【０００３】円筒状ピストン７４の図示左面側にはダン
パーケース７５に囲まれて圧力室７６が形成され、円筒
状ピストン７４の図示右面に形成された凹部７７と入力
プーリ７２との間にはスプリング７８が張設されてい
る。この圧力室７６はカムシャフト７１内に形成された
油路７９を介して図示しない油圧制御弁と連通してお
り、圧力室７６への油圧供給，排出を可能にしている。
【０００４】ダンパーケース１５にはその径方向に延在
するフランジ８０が形成され、入力プーリ７２とフラン
ジ８０との間には隙間をもって係合するラビリンス部８
１が形成されている。このラビリンス部８１を覆うよう
にカバー８２がその外周部において入力プーリ７２にシ
ールリング８３を介して固設され、その内周部はＸ字形
シールリング８４を介してダンパーケース７５と摺動可
能に係合している。これらのシールリング８３，Ｘ字形
シールリング８４と共に、入力プーリ７２とダンパーケ
ース７５との間にはＸ字形シールリング８５が配設さ
れ、ラビリンス部８１に封入する粘性流体の外部漏れを
防止している。
【０００５】以上のような構成を有する従来技術の弁開
閉時期制御装置では、圧力室７６に油圧を供給すること
でカムシャフト７１の回転により開閉駆動される弁の開
閉時期が進角し、圧力室７６に供給した油圧を排出する
ことで弁の開閉時期が元に戻る。また、弁に配設された
スプリングによってカムシャフト７１は変動トルクを受
けるが、ラビリンス部８１のダンパー効果によってこの
変動トルクが吸収される。
【０００６】ところで、圧力室７６への油圧供給時およ
び圧力室７６からの油圧排出時には、円筒状ピストン７
４が図示水平方向に移動すると共に、各ヘリカルスプラ
インの作用によって入力プーリ７２と円筒状ピストン７
４との間および円筒状ピストン７４とダンパーケース７
５との間で相対回転が発生する。従って、入力プーリ７
２および入力プーリ７２に固設されたカバー８２とダン
パーケース７５との間にも相対回転が発生し、Ｘ字形シ
ールリング８４，８５はダンパーケース７５の外周上を
摺動する。特に、エンジンの高速運転時には弁開閉時期
制御装置が高温となって、ラビリンス部８１に封入され
た粘性流体や空気が膨張してＸ字形シールリング８４，
８５が摺動面に強く押しつけられ、この結果、２つのＸ
字形シールリング８４，８５が発生する大きな摺動抵抗
によって入力プーリ７２および入力プーリ７２に固設さ
れたカバー８２とダンパーケース７５との間の相対回転
速度が低下し、弁開閉時期の切り換え速度の応答性が低
下するといった不具合を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では弁
開閉時期制御装置の弁開閉時期の応答性向上を、その技
術的課題とする。
【０００８】
【発明の構成】
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、入
力プーリと、入力プーリと相対回転可能に係合する円筒
状ピストンと、円筒状ピストンと相対回転可能に係合す
るカップ状ケースと、カップ状ケースと一体的に結合さ
れるカムシャフトと、カップ状ケースの外周上に隙間を
もって係合し、入力プーリと一体的に結合されるカップ
状カバーと、隙間に封入される粘性流体と、隙間の両端
に配設される第１，第２シール手段とから弁開閉時期制
御装置を構成し、第２シール手段の気密性が遠心力に応
じて低下するようにしたことである。
【００１０】
【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、カップ
状ケースとカップ状カバーとの間に形成された隙間に封
入される粘性流体は、第１，第２シール手段によって隙
間内に封止され、カムシャフトが高速で回転するにつ
れ、第２シール手段に作用する遠心力が大きくなってそ
の気密性（シール性）が低下し、隙間内の圧力が略大気
圧となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
【００１２】図１において、エンジン１１は駆動力を出
力するクランクシャフト１２および図示しない吸排気弁
を開閉駆動する図示しないカムと結合するカムシャフト
１３を有している。本実施例ではＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌ
ｅ Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｃａｍ ｓｈａｆｔ）タイプ
であるため、カムシャフト１３が２本あり、それぞれク
ランクシャフト１２によってベルト１４およびプーリ１
５，１６，１７を介して同時に駆動される。そして、ク
ランクシャフト１２の回転位置およびカムシャフト１３
の回転位置（２本のカムシャフトのうち、いずれか片
方）は、それぞれ第１，第２センサ１８，１９によって
常時検出され、その検出信号はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０に入力されて
いる。また、図示しないスロットルの開度信号やエンジ
ン１１の水温信号等もＥＣＵ２０に入力されている。Ｅ
ＣＵ２０はこれらの信号を受けて、油圧制御弁２１に制
御電流を出力する。
【００１３】油圧制御弁２１は後述する位相変化手段２
２への油圧供給，排出を制御するもので、位相変化が必
要な時には油圧制御弁２１が油圧ポンプ２３と位相変化
手段２２とを連通して、位相変化手段２２に油圧を供給
し、位相変化が不要な時には油圧制御弁２１が位相変化
手段２２とドレン２４とを連通して、位相変化手段２２
から油圧を排出する。
【００１４】図２に示すように、第２センサ１９が係合
するカムシャフト１３には、複数のカムが配設されると
共に、その端部にはカムシャフト１３の回転位相を変化
させる位相変化手段２２が配設されている。
【００１５】カムシャフト１３の端部において、その外
周面上には入力プーリ１６が相対回転可能に支承されて
いる。入力プーリ１６は第１部材１６ａと第２部材１６
ｂとからなり、両者は相対回転不能にピン２５によって
結合されている。また、第２部材１６ｂのボス部３１外
周面上には第１ヘリカルスプライン３２が形成されてい
る。円筒状に形成されたピストン３３の内外周面上には
第２，第３ヘリカルスプライン３４，３５が形成され、
第２ヘリカルスプライン３４は第１ヘリカルスプライン
３２と噛合する。更に、カップ状に形成されたケース３
６は、その内周面上に第４ヘリカルスプライン３７が形
成されて第３ヘリカルスプライン３５と噛合し、ケース
３６の中心部はボルト３８，ピン３９によってカムシャ
フト１３に一体的に結合されている。従って、入力プー
リ１６とピストン３３とが相対回転可能に係合し、ピス
トン３３とケース３６とも相対回転可能に係合する。
【００１６】ピストン３３は、入力プーリ１６のボス部
３１外周上とケース３６の内周面上とによって囲まれた
空間内で、第１，第２，第３，第４ヘリカルスプライン
３２，３４，３５，３７間の噛合に従って図示左右方向
へと往復動するものだが、ピストン３３の図示左面には
圧力室４０が形成され、ピストン３３の図示右面に形成
された凹部４１と入力プーリ１６との間にはスプリング
４２が張設される。圧力室４０はカムシャフト１３内に
形成された油圧通路４３およびエンジン１１本体に形成
された油圧通路４４を介して油圧制御弁２１と連通して
いる。また、スプリング４２が張設されている空間４５
は入力プーリ１６に形成された排出路４６およびエンジ
ン１１本体に形成された排出路４７を介してドレン２４
と連通している。
【００１７】カップ状のケース３６の外周上にはわずか
な隙間４８をもってカップ状のカバー４９が相対回転可
能に係合しており、この隙間４８内には粘性流体が適量
封入され、主にケース３６，カバー４９および粘性流体
からダンパー５３が構成される。また、ケース３６の外
周部には軸方向に溝５４が適宜数形成されている。カバ
ー４９は入力プーリ１６の第１部材１６ａにガスケット
６０を介して圧入され、ケース３６外周面とカバー４９
内周面との間（つまり隙間４８の一端）にはＸ字形の第
１シールリング（第１シール手段）５５が配設されると
共に、ケース３６左端面とカバー４９右端面との間（つ
まり隙間４８の他端）にはリップ５６ａ，５６ｂ，芯金
５６ｃ（図３参照）をもつ第２シールリング（第２シー
ル手段）５６が配設されて、粘性流体の外部への漏れを
防止している。ここで、リップ５６ａはオイルシール作
用をもち、リップ５６ｂはダストシール作用をもつ。
【００１８】以上の構成を有する弁開閉時期制御装置の
作動について説明する。
【００１９】エンジン１１の始動に伴ってクランクシャ
フト１２が回転し、ベルト１４を介して入力プーリ１
６，１７が回転駆動される。入力プーリ１６と係合する
カムシャフト１３にはエンジン１１の図示しない吸気弁
が係合し、入力プーリ１７と係合するカムシャフト１３
には図示しない排気弁が係合して、それぞれ開閉駆動さ
れる。この結果、エンジン１１の図示しない各気筒には
空気および燃料が供給されると共に排気ガスが排出され
る。
【００２０】入力プーリ１６とカムシャフト１３との回
転位相は通常ある一定位相に保持されており、その決め
られた位相に従って吸気弁が開閉駆動される。ところ
で、エンジン１１は低速回転域から高速回転域まで幅広
い回転域をもっており、吸排気弁の開閉時期には各回転
域に応じて最適な時期が存在する。そこで、弁開閉時期
制御装置を用いて吸排気弁の開閉時期をエンジン１１の
回転域に応じて変化させることができる。
【００２１】即ち、ＥＣＵ２０には第１センサ１８の出
力信号が入力されることで、エンジン１１の回転数情報
が入力されており、エンジン１１のある回転域Ｒ１（例
えばアイドルおよび高速回転域）では、圧力室４０に油
圧を供給しないように、ＥＣＵ２０が油圧制御弁２１を
制御する。つまり、油圧制御弁２１は圧力室４０とドレ
ン２４とを連通させ、圧力室４０と油圧ポンプ２３とを
連通させない。従って、位相変化手段２２は図２に示す
状態であり、円筒状ピストン３３はスプリング４２によ
って図示左方へと付勢され、圧力室４０内の容積は最小
状態となる。このとき、ベルト１４によって入力される
入力プーリ１６の回転トルクは、入力プーリ１６〜第
１，第２ヘリカルスプライン３２，３４〜円筒状ピスト
ン３３〜第３，第４ヘリカルスプライン３５，３７〜ケ
ース３６〜カムシャフト１３と伝達されて、カムシャフ
ト１３およびカム２５が回転し弁が開閉駆動される。
【００２２】そして、エンジン１１の回転域が変化し、
エンジン１１の他のある回転域Ｒ２（例えば低速および
中速回転域）になると、ＥＣＵ２０は油圧制御弁２１を
制御して、圧力室４０と油圧ポンプ２３とを連通させ
る。この結果、圧力室４０には油圧が供給され、円筒状
ピストン３３はスプリング４２の付勢力に抗して図示右
方へと移動する。従って、圧力室４０の容積は最大とな
る。このとき、第１，第２ヘリカルスプライン３２，３
４の作用によって、入力プーリ１６と円筒状ピストン３
３との間に相対回転が生じると共に、第３，第４ヘリカ
ルスプライン３５，３７の作用によって、円筒状ピスト
ン３３とケース３６との間に相対回転が生じる。従っ
て、入力プーリ１６とカムシャフト１３との間には相対
回転が生じ、入力プーリ１６の回転位相よりもカムシャ
フト１３の回転位相が進角し、弁開閉時期も進角する。
また、圧力室４０内の油圧は僅かながらも空間４５側へ
と漏れるが、排出路４６，４７によって直ちにドレン２
４へと排出される。
【００２３】そして、エンジン１１の回転域が再びある
回転域Ｒ１となると、ＥＣＵ２０が油圧制御弁２１を制
御して、圧力室４０とドレン２４とを連通させ、圧力室
４０内の油圧をドレン２４へと排出する。この結果、円
筒状ピストン３３はスプリング４２によって図示左方へ
と移動し、再び、第１，第２ヘリカルスプライン３２，
３４の作用によって、入力プーリ１６と円筒状ピストン
３３との間に前回とは逆方向の相対回転が生じると共
に、第３，第４ヘリカルスプライン３５，３７の作用に
よって、前回とは逆方向の円筒状ピストン３３とケース
３６との間に相対回転が生じる。
【００２４】なお、位相変化手段２２の作動にあたって
は、上述したエンジン１１の回転数情報だけではなく、
スロットル開度、エンジン水温やエアコン運転状態の情
報等様々な情報が必要に応じて考慮される。
【００２５】ところで、エンジン１１の回転域に係わら
ず、弁と係合する図示しないスプリングからカムシャフ
ト１３は変動トルクを受ける。この変動トルクの正成分
はカムシャフト１３を進角させようとするし、負成分は
カムシャフト１３を遅角させようとする。また、変動ト
ルクは第１，第２ヘリカルスプライン３２，３４および
第３，第４ヘリカルスプライン３５，３７間のバックラ
ッシュにおいて打音を発生させるなど、様々な悪影響を
及ぼそうとする。つまり、変動トルクはケース３６と入
力プーリ１６との間で相対回転を発生させようとする
が、その相対回転はダンパー５３に封入された粘性流体
に大きな剪断力を及ぼし、そのダンパー効果によってこ
の変動トルクは吸収されてしまうため、上述した変動ト
ルクによる悪影響は未然に防止できる。
【００２６】特に、エンジン１１の高速運転時には移送
変化手段２２が高温となって、ダンパー５３に封入され
た粘性流体や空気が膨張し、ダンパー５３内が高圧とな
ろうとする。しかし、この高速運転時には、第２シール
リング５６のオイルシール作用をもつリップ５６ａが遠
心力を受けて図３に示すようにケース３６左端面から離
れ、またダストシール作用をもつリップ５６ｂはもとも
と気密性を持たないので、ダンパー５３内が大気と連通
して略大気圧となる。この結果、第１シールリング５５
及び第２シールリング５６には不要な圧力が作用せず、
ケース３６と入力プーリ１６との間の相対回転を不要に
妨げない。
【００２７】
【発明の効果】上述したように本発明の弁開閉時期制御
装置では、カップ状ケースとカップ状カバーとの間に形
成された隙間に封入される粘性流体は、第１，第２シー
ルリングによって隙間内に封止され、エンジンの高速回
転時には第２シールリングが遠心力を受けてその気密性
がなくなり、隙間内の圧力が略大気圧のまま保持され
る。この結果、第１，第２シールリングに余分な圧力が
作用することなく、ケースとカバーとの間の相対回転時
に余分な摺動抵抗を付与しない。従って、弁開閉時期の
切り換え応答性に優れる。
【００２８】また、摺動抵抗が少ないため、円筒状ピス
トンを作動させるための油圧は低くて済む上、特に、作
動させるための油圧が低くて済むならば、エンジン低速
回転時などのオイルポンプ吐出圧が低いような場合でも
安定的な弁開閉時期制御装置の作動が保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の弁開閉時期制御装置の部分構成
図を示す。
【図２】図１における位相変化手段の断面図を示す。
【図３】図２における要部拡大断面図を示す。
【図４】従来技術の弁開閉時期制御装置の断面図を示
す。
【符号の説明】 １３ カムシャフト、 １６ 入力プーリ、 ３３ 円筒状ピストン、 ３６ カップ状ケース、 ４８ 隙間、 ４９ カップ状カバー、 ５５ 第１シールリング（第１シール手段）、 ５６ 第２シールリング（第２シール手段）。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力プーリと、 前記入力プーリと相対回転可能に係合する円筒状ピスト
    ンと、 前記円筒状ピストンと相対回転可能に係合するカップ状
    ケースと、 前記カップ状ケースと一体的に結合されるカムシャフト
    と、 前記カップ状ケースの外周上に隙間をもって係合し、前
    記入力プーリと一体的に結合されるカップ状カバーと、 前記隙間に封入される粘性流体と、 前記隙間の両端に配設される第１，第２シール手段とか
    らなり、 前記第２シール手段は遠心力に応じてその気密性が低下
    することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
JP5013713A 1993-01-29 1993-01-29 弁開閉時期制御装置 Pending JPH06221120A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013713A JPH06221120A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 弁開閉時期制御装置
US08/187,721 US5377639A (en) 1993-01-29 1994-01-28 Variable valve timing system
DE4402586A DE4402586C2 (de) 1993-01-29 1994-01-28 Einstellbare Ventilsteuerung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013713A JPH06221120A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 弁開閉時期制御装置

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5013713A Pending JPH06221120A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 弁開閉時期制御装置

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