JPH0637506U - 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】 内燃機関の吸気バルブあるいは、排気バルブ
の開閉時期を運転状態に応じて可変制御するバルブタイ
ミング制御装置において、バルブタイミングの良好な制
御応答性を確保しつつ、トルク変動に起因する筒状本体
と大径フランジ部との振動打音の発生を効果的に抑制す
る。 【構成】 スプロケット１とカムシャフト２とをアーム
６やピストン１１等からなる位相変換手段によって相対
回動位相を変換するバルブタイミング制御装置である。
前記スプロケット１の筒状本体３とフロントカバー４と
の間に介装されて、筒状本体３を大径フランジ部５ａ方
向に押し付ける付勢手段をばね定数の低い金属製の板ば
ね部材３０で形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気バルブあるいは排気バルブの開閉時期を運転状態に 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】

従来の内燃機関の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、 その一例として本出願人が先に出願した特願平２−４０８７６４号に記載された ものがある。

【０００３】 これは図６〜図８に示すように、機関のクランク軸からタイミングチェーン等 を介して回転力が伝達されるスプロケット１と、該スプロケット１から位相変換 手段を介して伝達された回転力により吸気・排気バルブをバルブスプリングのば ね反力に抗して開作動させるカムを有するカムシャフト２とを備えている。

【０００４】 前記スプロケット１は、後端側外周面にタイミングチェーンが巻装される歯車 部３ａを有する筒状本体３と、該筒状本体３の前端開口を閉塞する略円板状のフ ロントカバー４とを備えている。

【０００５】 前記カムシャフト２は、フランジ状の一端部２ａにボルト２８によって軸方向 から固着されて筒状本体３内に臨むスリーブ５を有しており、該スリーブ５は、 一端部２ａ側に一体に設けられた大径フランジ部５ａの外周部５ｂで、筒状本体 ３を図中右方向のスラスト移動を規制しつつ後端側段差部３ｂを介して回転自在 に支持している。

【０００６】 前記位相変換手段は、スリーブ５の前端側にフロントカバー４と共締め固定さ れたアーム６と、筒状本体３とスリーブ５との間に軸方向へ摺動自在に設けられ たピストン１１と、該ピストン１１の前端部に設けられた４つのスライダー１２ ，１３，１４，１５から主として構成されている。

【０００７】 前記アーム６は、前記位相変換手段の一部を構成し、図６に示すように固定端 から延出した扇状の各延出部７，８の両側端面７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂが互いに 反対方向へ傾斜状に形成されている。

【０００８】 前記各スライダー１２〜１５は、図７及び図８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連結ピン１６…を介してピストン１１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７，８の各側端面７ａ〜８ａに 当接する前端面１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａが各側端面７ａ〜８ｂ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１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ ｂが突起部９，１０の凹状両側面９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂに摺接している。 また、対向する一対のスライダー１２，１４は、各連結ピン１６，１６の外周に 巻装されたコイルスプリング１７，１８のばね力で前端面１２ａ，１４ａが側端 面７ａ，８ａに弾接して両者間の隙間つまりバックラッシ隙間を消失されている 。

【０００９】 前記ピストン１１を軸方向へ摺動させる駆動機構は、該ピストン１１をアーム ６方向に付勢する圧縮スプリング１９と、フロントカバー４とピストン１１前面 との間に形成された油圧室２０に油圧を供給して圧縮スプリング１９のばね力に 抗してピストン１１を後退動させる油圧回路２１とを備えている。この油圧回路 ２１は、一部がカムシャフト２及びスリーブ５の各ボルト挿通孔とボルト２８の 軸部との間に形成されて、上流端が電磁切換弁２２を介してオイルポンプ２３と 連通する主通路２４と、アーム６の内部に亘って形成されて、前記主通路２４の 下流端と油圧室２０とを連通する油通路２５を主要素として構成されている。前 記電磁切換弁２２は、機関運転状態を検出するコントロールユニット２６から出 力される制御信号に基づいて主通路２４とドレン通路２７とを切り換え作動する ようになっている。

【００１０】 そして、例えば機関低負荷時には、電磁切換弁２２によってドレン通路２７が 開成されて主通路２４が閉成されるため、油圧室２０への作動油の供給が遮断さ れる。したがって、ピストン１１は、圧縮スプリング１９のばね力により前方へ 進出して、各スライダー１２，１４の前端面１２ａ，１４ａがアーム６の対向側 端面７ａ，８ａを押圧しつつ該アーム６をスプロケット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２が、スプロケット１に対して一方向に 相対回動して吸気弁の閉時期を遅れ側に制御する。

【００１１】 一方、高負荷域に移行した場合は、電磁切換弁２２によってドレン通路２７が 閉成され主通路２４が開成されるため、オイルポンプ２３から圧送された作動油 が主通路２４及び油通路２５を通って油圧室２０に供給され、該油圧室２０内の 圧力上昇に伴いピストン１１が後退動する。したがって、第２のスライダー１３ ，１５の前端面１３ａ，１５ａが、今度はアーム６の異なる対向側端面７ｂ，８ ｂを押圧して該アーム６をスプロケット１の回転方向に回動させる。これにより 、カムシャフト２が、スプロケット１に対して他方向に相対回動して吸気弁の閉 時期を進み側に制御するようになっている。

【００１２】 ところで、前記バルブタイミング制御装置にあっては、スプロケット１から伝 達された回転力によりカムシャフト２が回転して、駆動カムにより吸気弁を開閉 作動している際に、該カムシャフト２にはバルブスプリングのばね反力等に起因 して回転方向の負のトルク変動と逆回転方向の正のトルク変動が交互に発生して いる。したがって、斯かるトルク変動がアーム６及び各スライダー１２〜１５を 介してピストン１１に伝達され、更に、該ピストン１１から筒状本体３に伝達さ れて、該筒状本体３に左右軸方向へ振動が発生する。この結果、該筒状本体３の 後端側段差部３ｂと大径フランジ部５ａとの間に振動打音が発生してしまう。

【００１３】 そこで、従来例では、筒状本体３の前端縁３ｃとフロントカバー４の凹状の対 向内端面４ａとの間に形成された隙間に、ゴム製からなるＯリング２９を介装し 、その弾性力で筒状本体３の段差部３ｂを大径フランジ部５ａに常時押し付けて 振動打音の発生を防止するようになっている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来例にあっては、筒状本体３を大径フランジ部５ａにＯリン グ２９の弾性力によって押し付けるようになっているため、該Ｏリング２９の大 きなばね定数に起因して筒状本体３に対するフロントカバー４と大径フランジ部 ５ａとの軸方向のセット位置を高精度に設定しなければならない。即ち、Ｏリン グ２９は、図５の破線で示すように所定圧の荷重が掛かるとそのばね反力が急激 に立ち上がって弾発力が急上昇するような反力特性を有している。したがって、 筒状本体３に対するフロントカバー４と大径フランジ部５ａとの軸方向のセット （組み付け）位置が若干長い場合は、前端縁３ｃと対向内端面４ａ間の隙間が大 きくなって、Ｏリング２９による十分な弾性力が得られない。このため、筒状本 体３を大径フランジ部５ａに対して適度な圧力で押し付けることができず、振動 打音の発生を招く。一方、軸方向のセット位置が若干短い場合は、前記隙間が小 さくなって、Ｏリング２９の弾性力が大きくなり、筒状本体３が大径フランジ部 ５ａに強く押し付けられて、段差部３ｂと外端部５ｂの端縁５ｃとの回転摩擦抵 抗が大きくなってしまう。この結果、スプロケット１とカムシャフト２との相対 回動位相変換速度が低下し、バルブタイミングの制御応答性が悪化する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、とりわけ、筒状本体 を大径フランジ部方向に付勢する付勢部材を、金属製のばね部材で形成したこと を特徴としている。

【００１６】

【作用】

前記構成の本考案によれば、付勢部材をゴム製のＯリングに替えてばね定数の 低い金属製の例えば板ばね部材としたため、つまりばね反力特性が荷重に対して 緩らかな立上りとなる金属製ばね部材としたため、たとえ筒状本体に対するフロ ントカバーと大径フランジ部との軸方向のセット位置にばらつきが生じたとして も、筒状本体の段差部を大径フランジ部に常時適度な圧力で押し付けることが可 能になる。したがって、回転体とカムシャフトとの相対回動位相変換速度を低下 させることなく、振動打音の発生を効果的に抑制できる。

【００１７】

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。尚、前記先願と共通の構成 個所には同一の符号を付して重複説明を省略する。

【００１８】 図１及び図２は本考案に係るバルブタイミング制御装置の第１実施例を示し、 図中１は前端開口がフロントカバー４で閉塞された筒状本体３を有するスプロケ ット、５はカムシャフト２の一端部２ａに大径フランジ部５ａを介してボルト２ ８により固定されたスリーブであって、前記大径フランジ部５ａは、外周部５ｂ で筒状本体３の後端側段差部３ｂを介してスプロケット１をカムシャフト２方向 への移動を規制しつつ回転自在に支持している。

【００１９】 ６はスリーブ５の前端部にフロントカバー４と共にボルト２８により共締め固 定された位相変換手段を構成するアーム、１１はスリーブ５とスプロケット１と の間に進退自在に介装されたピストンである。

【００２０】 前記アーム６は、各延出部７，８の両側端面７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂが互いに 反対方向へ傾斜状に形成されている。

【００２１】 前記ピストン１１は、前面に４つのスライダー１２〜１５が設けられていると 共に、後端側に弾装された圧縮スプリング１９のばね力でフロントカバー４方向 （前方）に付勢されている。

【００２２】 前記スライダー１２〜１５は、略中央に貫通形成されたピン孔１２ｄ〜１５ｄ を挿通した各連結ピン１６…を介して回転自在かつ軸方向への若干の移動が可能 になっている。また、図中上下に配置された一対のスライダー１２，１４は、コ イルスプリング１７，１８のばね力で後方に付勢されて、前端面１２ａ〜１４ａ が側端面７ａ，８ａに弾接している。

【００２３】 そして、前記筒状本体３の前端縁３ｃとフロントカバー４の内端面４ａとの間 には、筒状本体３を大径フランジ部５ａ側へ付勢する金属製の板ばね部材３０が 弾装されている。この板ばね部材３０は、図２にも示すように全体が円環状を呈 し、全体が捩られることによりばね力が付与されている。また、中央部には、フ ロントカバー４の筒状膨出部４ｂを挿通させる挿通孔３０ａが形成されていると 共に、外径寸法が筒状本体３の前端側小径部と略同一の外径寸法に設定されて、 外側面の一部が、フロントカバー４の内端面４ａに、内側面の一部が、筒状本体 ３の前端縁３ｃに夫々弾接して、該筒状本体３の段差部３ｂを大径フランジ部５ ａの外周部５ｂ端縁５ｃに圧接させるようになっている。

【００２４】 このように、筒状本体３を大径フランジ部５ａ方向に付勢する付勢手段をゴム 製のＯリングではなく、ばね定数の低い金属製の板ばね部材３０としたため、筒 状本体３を大径フランジ部５ａに対して常時適度な圧力で押し付けることができ る。即ち、金属製の板ばね部材３０は、ばね特性が図５の実線で示すように荷重 に対して緩やかな立上りとなる。このため、たとえ筒状本体３とフロントカバー ４及び大径フランジ部５ａとの軸方向のセット位置に許容寸法差範囲内でばらつ きが生じ、前端縁３ｃと対向内端面４ａ間の隙間の大きさが夫々異なったとして も、筒状本体３の段差部３ｂを大径フランジ部５ａの端縁５ｃに常時適度な圧力 で押し付けることが可能になる。したがって、段差部３ｂと端縁５ｃとの間の摺 動摩擦抵抗が大きくならないのでスプロケット１とカムシャフト２との相対回動 位相変換速度を低下させることなく、カムシャフト２のトルク変動に起因した筒 状本体３と大径フランジ部５ａとの振動打音の発生を効果的に抑制できる。

【００２５】 図３及び図４は本考案の第２実施例を示し、筒状本体３の付勢手段として金属 製のコイルスプリング３１を用いたものである。即ち、筒状本体３の内周側に有 する突起部９に、摺動孔３２が軸方向にそって貫通形成されており、この摺動孔 ３２内に摺動ピン３３が摺動自在に設けられている。また、この摺動ピン３３の 頭部３３ａと突起部９端面との間に、該摺動ピン３３の頭部３３ａをフロントカ バー４の内端面に圧接させるコイルスプリング３１が弾装されている。

【００２６】 したがって、斯かるコイルスプリング３１のばね反力が図５の一点鎖線で示す ようにさらに緩やかな立上り特性となるため、突起部９を介して筒状本体３を大 径フランジ部５ａの端縁５ｃに適度な圧力で押し付けることが可能になり、第１ 実施例と同様な効果が得られる。

【００２７】 尚、本考案は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、ばね部材を金属 製のコイルばねや皿ばね等を用いてもよく、また位相変換手段として筒状歯車を 適用する事も可能である。また、スリーブ５は、カムシャフト２と一体とするこ ともできる。

【００２８】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案に係るバルブタイミング制御装置によれ ば、筒状本体を大径フランジ部方向に付勢する付勢部材を、ばね定数の高いゴム 製のＯリングに替えて、ばね定数の低い金属製のばね部材としたため、たとえ筒 状本体とフロントカバー及び大径フランジ部の軸方向のセット位置にばらつきが 生じても、筒状本体を大径フランジ部に対して常時適度な圧力で押し付けること が可能になる。この結果、回転体とカムシャフトとの相対回動位相変換速度を低 下させることなく、トルク変動に起因する筒状本体と大径フランジ部との振動打 音の発生を効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１図実施例を示す縦断面図。

【図２】本実施例に供されるスプロケットと板ばね部材
及びフロントカバーの斜視図。

【図３】図４のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本考案の第２実施例を示す部分断面図。

【図５】各実施例のばね部材と従来のＯリングのばね反
力特性図。

【図６】従来のバルブタイミング制御装置を示す縦断面
図。

【図７】図６のＢ矢視図。

【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図。

【符号の説明】

１…スプロケット（回転体） ２…カムシャフト ３…筒状本体 ４…フロントカバー ５…スリーブ ５ａ…大径フランジ部 ６…アーム １１…ピストン １２〜１５…スライダー（位相変換手段） ３０…板ばね部材 ３１…コイルスプリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関により駆動され、かつ筒状本体の一
   端開口がフロントカバーで閉塞された回転体と、該回転
   体から伝達された回転力により吸気・排気バルブを開作
   動するカムを有するカムシャフトと、前記回転体とカム
   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、前記カムシャフトに設けられ
   て、前記筒状本体の他端部を回転自在に支持する大径フ
   ランジ部と、前記筒状本体とフロントカバーとの間に弾
   装されて、筒状本体を大径フランジ部方向に付勢する付
   勢部材とを備えたバルブタイミング制御装置において、
   前記付勢部材を金属製のばね部材で形成したことを特徴
   とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。