JPH0726917A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents
エンジンのバルブタイミング制御装置Info
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- 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
-
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- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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Abstract
ンのバルブタイミング制御装置を提供する。 【構成】 エンジンEにおいては、吸気弁Vのバルブタ
イミングを変化させることができるバルブタイミング制
御装置S1が設けられ、基本的には電磁式のアウタクラ
ッチ28をオンすることによってカムシャフト2を前方
へ移動させる一方、電磁式のブレーキ解除用クラッチ2
7をオンすることによってカムシャフト2を後方へ移動
させることができ、このようなカムシャフト2の移動に
よって吸気弁Vのバルブタイミングが変更されるように
なっている。ここで、バルブタイミングを変化させてい
る過渡時以外は、クラッチ27,28はオンされず、電
力消費量が低減される。また、過渡時以外はクラッチ2
7,28はディスク13に当接せず、クラッチ27,28
あるいはディスク13での摩耗が低減される。
Description
相変化及び軸線方向移動のうちの少なくとも一方によ
り、バルブ開閉タイミング及びバルブリフト量のうちの
少なくとも一方を変化させるようにしたエンジンのバル
ブタイミング制御装置に関するものである。
排気弁)を、クランク軸の回転と同期する所定のタイミ
ングで開閉する動弁機構が設けられる。そして、かかる
動弁機構を備えたエンジンにおいて動弁の最適な開閉タ
イミング(バルブタイミング)は、エンジンの運転状態、
例えばエンジン負荷、エンジン回転数等によって変化す
る。そこで、近年、運転状態に応じて動弁の開閉タイミ
ングを変化させるバルブタイミング制御装置を備えたエ
ンジンが種々提案されている。
づいて優先権が主張されている特開平4−272411
号公報には、クランクシャフトによって回転駆動される
プーリ(駆動部材)と、該プーリによって回転駆動される
カムシャフトとの間に、両者間の回転位相差を変化させ
る角位相変化装置を設け、運転状態に応じてカムシャフ
トのプーリ(クランクシャフト)に対する相対回転位相差
を変化させ(進角又は遅角させ)、動弁の開閉タイミング
を変化させるようにしたものが開示されている。
されているバルブタイミング制御装置では、カムシャフ
ト(ハブ)とプーリとの間に、カムシャフトを基準位置に
戻す方向に付勢するスプリングと、抵抗が加えられたと
きにスプリングの付勢力に抗してカムシャフトを基準位
置から進角又は遅角させるドラムとが設けられている。
そして、ドラムに抵抗を加える電磁式のブレーキが設け
られ、このブレーキからドラムに加える抵抗力の大きさ
を調節することによってカムシャフトの進角量(遅角量)
を変化させるようにしている。なお、この場合進角量
(遅角量)は、スプリングの付勢力とブレーキの抵抗力と
がつり合うところに保持される。
特開平4−272411号公報に開示されているような
従来のバルブタイミング制御装置では、カムシャフトが
基準位置から進角又は遅角させられた状態にあるときに
は、常にブレーキに電力を供給しなければならず電力消
費量の増加を招くといった問題がある。また、カムシャ
フトが基準位置から進角又は遅角させられた状態にある
ときには、常にブレーキからドラムに抵抗が加えられる
ので、ドラムあるいはブレーキの摩耗が激しくなりその
耐久性が低下するといった問題がある。
るとブレーキの抵抗特性が変化するので、カムシャフト
の進角量又は遅角量を所定量に保持するには、ブレーキ
の抵抗をフィードバック制御しなければならず、その制
御機構が複雑化するといった問題がある。かつ、カムシ
ャフトが基準位置から進角又は遅角させられた状態にあ
るときには、カムシャフトに常時抵抗が加えられるの
で、エンジンの動力損失が増加するといった問題があ
る。
めになされたものであって、カムシャフトが基準位置か
ら進角又は遅角させられた状態にあるときにおいて、電
力消費量の低減、各種部材の摩耗の低減、カムシャフト
にかかる抵抗の低減又は制御機構の簡素化のうちの少な
くとも1つを実現することができるバルブタイミング制
御装置を提供することを目的とする。
め、第1の発明は、駆動側回転部材と、該駆動側回転部
材に対して相対回転可能に支持されていて駆動側回転部
材によって回転駆動されエンジンのバルブを開閉させる
被駆動側回転部材と、駆動側回転部材側と被駆動側回転
部材側との間の相対回転位相差を変化させることによっ
てバルブ開閉タイミングとバルブリフト量のうちの両方
又は少なくとも一方を変化させることができるバルブ特
性可変手段とが設けられているエンジンのバルブタイミ
ング制御装置において、上記バルブ特性可変手段に、駆
動側回転部材側と被駆動側回転部材側との間の相対回転
位相差を変化させる際に被駆動側回転部材側に回転の制
動抵抗を加えることにより、被駆動側回転部材の駆動側
回転部材に対する相対回転位相差と、被駆動側回転部材
の軸線方向位置のうちの両方又は少なくとも一方を変化
させる位相差変更手段と、両回転部材のうちの少なくと
も一方に固定され、駆動側回転部材側と被駆動側回転部
材側との間の相対回転位相差を保持する位相差保持手段
と、該位相差保持手段による相対回転位相差の保持を解
除することができる位相差保持解除手段とが設けられて
いることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御
装置を提供する。
ンのバルブタイミング制御装置において、位相差変更手
段に、駆動側回転部材に対して相対回転可能となるよう
にして、被駆動側回転部材に螺合結合されたディスク部
材と、両回転部材間の相対回転位相差変化時にディスク
部材に当接して該ディスク部材の回転を拘束し、被駆動
側回転部材の駆動側回転部材に対する相対回転位相差
と、被駆動側回転部材の軸線方向位置とを変化させる回
転特性変更部材とが設けられていることを特徴とするエ
ンジンのバルブタイミング制御装置を提供する。
ンのバルブタイミング制御装置において、位相差変更手
段に、両回転部材に対して夫々相対回転可能となるよう
にして、両回転部材に夫々螺合結合された中間部材と、
駆動側回転部材に対して相対回転可能となるようにし
て、中間部材に螺合結合されたディスク部材と、両回転
部材間の相対回転位相差変化時にディスク部材に当接し
て該ディスク部材の回転を拘束し、中間部材と駆動側回
転部材との間の相対回転位相差と、中間部材の軸線方向
位置とを変化させて、被駆動側回転部材の駆動側回転部
材に対する相対回転位相差を変化させる回転特性変更部
材とが設けられていることを特徴とするエンジンのバル
ブタイミング制御装置を提供する。
ンのバルブタイミング制御装置において、位相差変更手
段に、両回転部材に対して夫々相対回転可能となるよう
にして、両回転部材に夫々螺合結合された中間部材と、
両回転部材間の相対回転位相差変化時に被駆動側回転部
材に当接して該被駆動側回転部材の回転を拘束し、中間
部材と駆動側回転部材との間の相対回転位相差と、中間
部材の軸線方向位置とを変化させて、被駆動側回転部材
の駆動側回転部材に対する相対回転位相差を変化させる
回転特性変更部材とが設けられていることを特徴とする
エンジンのバルブタイミング制御装置を提供する。
か1つにかかるエンジンのバルブタイミング制御装置に
おいて、位相差変更手段が、駆動側回転部材側と被駆動
側回転部材側との間に配置され、両者間に回転方向の付
勢力を付与するスプリングを備えていて、被駆動側回転
部材の駆動側回転部材に対する相対回転位相差又は被駆
動側回転部材の軸線方向位置を復帰させる際には、上記
スプリングの付勢力によって上記回転位相差又は上記軸
線方向位置が復帰させられるようになっていることを特
徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置を提供す
る。
か1つにかかるエンジンのバルブタイミング制御装置に
おいて、被駆動側回転部材にカム面が設けられていて、
上記カム面と係合し、被駆動側回転部材の駆動側回転部
材に対する相対回転位相差の変化に伴ってバルブ開閉タ
イミングを変化させるカム機構が設けられていることを
特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置を提供
する。
るエンジンのバルブタイミング制御装置において、被駆
動側回転部材にテーパ状に形成されたカム面が設けられ
ていて、上記カム面と係合し、被駆動側回転部材の軸線
方向移動に伴ってバルブ開閉タイミングとバルブリフト
量のうちの両方又は少なくとも一方を変化させるカム機
構が設けられていることを特徴とするエンジンのバルブ
タイミング制御装置を提供する。
しエンジンのバルブを開閉させる第1回転部材と、該第
1回転部材の軸線方向位置を変化させることによってバ
ルブ開閉タイミングとバルブリフト量のうちの両方又は
少なくとも一方を変化させることができるバルブ特性可
変手段とが設けられているエンジンのバルブタイミング
制御装置において、上記バルブ特性可変手段が、第1回
転部材に対して相対回転可能に支持されていて該第1回
転部材によって回転駆動され、かつ第1回転部材に対す
る相対回転位相差が変化したときには該第1回転部材を
軸線方向に移動させる第2回転部材と、第2回転部材の
第1回転部材に対する相対回転位相差を変化させる際に
第2回転部材に回転の制動抵抗を加えることにより、第
2回転部材の第1回転部材に対する相対回転位相差を変
化させる位相差変更手段と、両回転部材のうちの少なく
とも一方に固定され、第2回転部材の第1回転部材に対
する相対回転位相差を保持する位相差保持手段と、該位
相差保持手段による相対回転位相差の保持を解除するこ
とができる位相差保持解除手段とが設けられていること
を特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置を提
供する。
ンのバルブタイミング制御装置において、第2回転部材
が、第1回転部材に螺合結合され第1回転部材に対する
相対回転位相差の変化に伴って第1回転部材をその軸線
方向に移動させるディスク部材とされていて、位相差変
更手段に、両回転部材間の相対回転位相差変化時にディ
スク部材に当接して該ディスク部材の回転を拘束し、デ
ィスク部材の第1回転部材に対する相対回転位相差を変
化させる位相差変更部材が設けられていることを特徴と
するエンジンのバルブタイミング制御装置を提供する。
かるエンジンのバルブタイミング制御装置において、位
相差変更手段に、第1回転部材側と第2回転部材側との
間に配置され両者間に回転方向の付勢力を付与する付勢
部材が設けられていて、第2回転部材又はディスク部材
の第1回転部材に対する相対回転位相差を復帰させる際
には、上記付勢部材の付勢力によって上記回転位相差が
復帰させられるようになっていることを特徴とするエン
ジンのバルブタイミング制御装置を提供する。
ずれか1つにかかるエンジンのバルブタイミング制御装
置において、第1回転部材にテーパ状に形成されたカム
面が設けられていて、上記カム面と係合し、第1回転部
材の軸線方向移動に伴ってバルブ開閉タイミングとバル
ブリフト量のうちの両方又は少なくとも一方を変化させ
るカム機構が設けられていることを特徴とするエンジン
のバルブタイミング制御装置を提供する。
ずれか1つにかかるエンジンのバルブタイミング制御装
置において、位相差保持手段が、第2回転部材又はディ
スク部材と第1回転部材側部材との間に設けられ、ばね
の付勢力によって両者に当接して両者間に摩擦力を生じ
させる摩擦部材であることを特徴とするエンジンのバル
ブタイミング制御装置を提供する。
ずれか1つにかかるエンジンのバルブタイミング制御装
置において、位相差保持手段が、第2回転部材又はディ
スク部材に形成された噛合部と、第1回転部材側の部材
に形成され上記噛合部と噛み合う噛合部とからなり、上
記両噛合部材のうちの少なくとも一方が、対応する部材
の全周にわたって形成されていることを特徴とするエン
ジンのバルブタイミング制御装置を提供する。
5に示すように、エンジンEのシリンダヘッド1の上端
部近傍には、吸気弁用カムシャフト2と排気弁用カムシ
ャフト3とが、夫々、軸線がエンジンEの長手方向(図
4では左右方向)を向くようにして並列に配置されてい
る。そして、吸気弁用カムシャフト2には、吸気弁Vを
開閉させるための複数の吸気弁用カム4が設けられてい
る。ここで、これらの吸気弁用カム4は夫々、カムシャ
フト軸線方向に広がるテーパ状のカム面を有している。
なお、吸気弁用カムシャフト2及び吸気弁Vは夫々、特
許請求の範囲に記載された「カムシャフト」及び「バルブ」
に相当する。
吸気弁V開閉タイミング(バルブタイミング)ないしはバ
ルブリフト量を変化させることができるバルブタイミン
グ制御装置S1が設けられている。そして、吸気弁用カ
ムシャフト2は、図示していないクランクプーリ、Vベ
ルト、カムスプロケット等を介してクランク軸によって
これと同期して回転駆動されるようになっている。この
ように吸気弁用カムシャフト2がクランク軸と同期して
回転すると、これと一体回転する吸気弁用カム4によっ
て吸気弁Vが、吸気弁用カム4と吸気弁Vとの間に配置
された揺動カム6を介して上下に変位させられ、これに
よって吸気弁Vが開閉される。つまり、吸気弁Vは、吸
気弁用カム4により揺動される揺動カム6を介して開閉
駆動される。
カムシャフト軸線方向に広がる(狭まる)テーパ状とされ
ているので、後で説明するように、吸気弁用カムシャフ
ト2をその軸線方向に移動させることによって、吸気弁
Vの開閉タイミングないしはリフト量を変化させられる
ようになっている。なお、吸気弁用カムシャフト2内に
は、潤滑油供給通路7が設けられている。
弁(図示せず)を開閉する複数の排気弁用カム8が設けら
れ、排気弁用カム8によって排気弁が所定のタイミング
で開閉されるようになっている。なお、排気弁用カムシ
ャフト3にはディストリビュータ9が付設されている。
いて説明する。なお、以下では便宜上、カムシャフト軸
線方向(図1、図4では左右方向)にみて、バルブタイミ
ング制御装置S1が設けられている側(図1、図4では右
側)をエンジンEの後側であるので単に「後」といい、こ
れと反対側(図1、図4では左側)を単に「前」ということ
にする。また、吸気弁用カムシャフト2を単に「カムシ
ャフト2」ということにする。バルブタイミング制御装
置S1には、そのハウジングをなしボルト10を用いて
エンジン本体側に固定される略円筒状のアウタケース1
1が設けられている。そして、アウタケース前端部付近
においてアウタケース11内には略円柱形のスプリング
ケース12が配設されている。ここで、スプリングケー
ス12はアウタケース11の前端面に形成された穴部1
1aを通って前方に突出し、該突出部はカムシャフト2
とインボリュートスプライン部16でスプライン嵌合し
ている。したがって、スプリングケース12とカムシャ
フト2とは、同一の位相で一体的に回転しつつ、カムシ
ャフト軸線方向(前後方向)に互いに相対的に移動できる
ようになっている。
ース12の後側には、略リング状の可変用ディスク13
が配置され、この可変用ディスク13の内側端部にはめ
ねじ部が形成され、このめねじ部は、カムシャフト2の
後端部に同軸に固定された細軸部36の外周部に形成さ
れたおねじ部と、螺合部17で螺合・連結されている。
また、可変用ディスク13の外周部とアウタケース11
の内周面との間にはブッシュ18が介設されている。こ
のブッシュ18は、静止しているアウタケース11内で
可変用ディスク13を抵抗なく回転させるために設けら
れている。つまり、ブッシュ18は、アウタケース11
と可変用ディスク13との間の摺動抵抗をなくすために
設けられている。
プピン21が設けられている。このストップピン21
は、可変用ディスク13とスプリングケース12との間
の相対回転位相差を所定範囲にとどめるために設けられ
ている。具体的には、図5中に示された位置関係におい
て、可変用ディスク13とスプリングケース12とは、
X1,X2方向に相対回転可能であるが、かかる相対回転
が可能な範囲をL1〜L2の範囲にとどめるためのもので
ある。
じ15により連結・固定されている。ここで、三条角ね
じ15は、ねじ山の面圧を小さくするとともに、ねじ1
回転当たりのピッチを大きくする機能を有している。な
お、可変用ディスク13は特許請求の範囲に記載された
「ディスク部材」に相当する。
36(カムシャフト2)とは、基本的には一体的に回転で
きるようになっているが、可変用ディスク13と細軸部
36(カムシャフト2)との間に相対的な回転位相差が生
じたときには、該回転位相差の変化量に対応して、可変
用ディスク13が細軸部36(カムシャフト2)をカムシ
ャフト軸線方向(前後方向)に移動させるようになってい
る。
ケース12の後端面と可変用ディスク13の前端面との
間に形成された空間部にはうず巻ばね14が配設され、
このうず巻ばね14の外周側の端部はスプリングケース
12に固定された外側固定ピン19に固定され、他方う
ず巻ばね14の内周側の端部は可変用ディスク13に固
定された内側固定ピン20に固定されている。なお、う
ず巻ばね14は特許請求の範囲に記載された「付勢部材」
に相当する。
ィスク13とは、うず巻ばね14によって常時回転位相
差が小さくなる方向に互いに付勢されていることにな
る。すなわち、可変用ディスク13に制動力がかけられ
ていないときには、可変用ディスク13はうず巻ばね1
4の付勢力によって回転位相差が最小(0)となる状態で
スプリングケース12(カムシャフト2)と同一回転数で
回転する。他方、可変用ディスク13に制動力がかけら
れたときには、該制動力によって、うず巻ばね14の付
勢力に抗して回転位相差が増加し、制動力と付勢力とが
つり合う位置(回転位相差)で定常状態となる。ここで、
可変用ディスク13への制動力が取り除かれると、可変
用ディスク13がうず巻ばね14の付勢力によって上記
回転位相差が小さくなる方向に相対的に回転する。ここ
で、可変用ディスク13のスプリングケース12(カム
シャフト2)に対する相対的な回転位相差が増加すると
前記した螺合部17の作用によりカムシャフト2が前方
に移動させられ、逆に回転位相差が減少するとカムシャ
フト2が後方に移動させられるようになっている。
は、可変用ディスク13の後端面に当接(摩擦係合)して
これに適切な制動力(ブレーキ力)を加える略円柱形のブ
レーキ用ディスク22が設けられている。そして、この
ブレーキ用ディスク22の後端面と、スプリング受けロ
ックナット23によって細軸部36に固定されたスプリ
ング受け24との間には第1,第2ブレーキ用スプリン
グ25,26が配設され、ブレーキ用ディスク22は第
1,第2ブレーキ用スプリング25,26によって常時前
方(可変用ディスク13側)に付勢されている。
25,26の付勢力は、ブレーキ用ディスク22が可変
用ディスク13に対して、うず巻きばね14の最大巻き
上げ時においてもうず巻きばね14の付勢力に抗して、
可変用ディスク13のカムシャフト2に対する相対回転
位相差を保持(固定)できるような適切な制動力を加える
ことができるように好ましく設定されている。なお、ブ
レーキ用ディスク22と第1,第2ブレーキ用スプリン
グ25,26とからなる組立体は、特許請求の範囲に記
載された「位相差保持部材」に相当する。
後端面に臨んで、電磁式のブレーキ解除用ソレノイド2
7が設けられている。このブレーキ解除用ソレノイド2
7がオンされたときには、ブレーキ用ディスク22に後
向きの電磁力が加えられ、この電磁力によってブレーキ
用ディスク22が、第1,第2ブレーキ用スプリング2
5,26の付勢力に抗して後退させられ、ブレーキ用デ
ィスク22から可変用ディスク13への制動力が解除さ
れるようになっている。つまり、ブレーキ解除用ソレノ
イド27がオフされているときには可変用ディスク13
に前記のような適切な制動力が加えられる一方、ブレー
キ解除用ソレノイド27がオンされているときには上記
制動力が解除される。なお、ブレーキ解除用ソレノイド
27は、特許請求の範囲に記載された「当接解除部材」に
相当する。
の後側には、電磁式のアウタクラッチ28が設けられて
いる。このアウタクラッチ28がオンされたときには、
電磁力によって該アウタクラッチ28が可変用ディスク
13に当接(摩擦係合)し、アウタクラッチ28から可変
用ディスク13に比較的強い制動力が加えられるように
なっている。ここで、アウタクラッチ28の電磁力ない
しは制動力は、可変用ディスク13に対して、うず巻ば
ね14の最大巻き上げ時においてもその付勢力に抗して
可変用ディスク13のカムシャフト2に対する相対的な
回転位相差を増加させられるような比較的強い制動力を
与えることができるように好ましく設定されている。つ
まり、アウタクラッチ28をオンすることによって、可
変用ディスク13のカムシャフト2に対する回転位相差
を増加させることができることになる。なお、アウタク
ラッチ28は、特許請求の範囲に記載された「位相差変
更部材」に相当する。
1によるカムシャフト2の軸線方向の位置制御すなわち
バルブタイミング制御の制御方法を説明する。カムシャ
フト2の前後方向の位置すなわち吸気弁Vのバルブリフ
ト量を現状で保持する場合は、ブレーキ解除用ソレノイ
ド27とアウタクラッチ28とをオフする。この場合、
第1,第2ブレーキ用スプリング25,26の付勢力によ
ってブレーキ用ディスク22から可変用ディスク13に
適切な制動力が加えられ、可変用ディスク13が回転位
相差が最大となる位置すなわちカムシャフト2が前方位
置にあるとき、あるいは回転位相差が最小となる位置す
なわちカムシャフト2が後方位置にあるときのいずれで
も、可変用ディスク13のカムシャフト2に対する回転
位相差が現状で保持(固定)され、したがってカムシャフ
ト2の位置が軸線方向に関して一定の位置に保持され、
吸気弁Vのバルブリフト量が保持される。
移動させる場合は、まずブレーキ解除用ソレノイド27
をオンする。このとき、ブレーキ解除用ソレノイド27
によってブレーキ用ディスク22が後退させられ、ブレ
ーキ用ディスク22から可変用ディスク13への制動力
が解除される。続いて、アウタクラッチ28をオンして
該アウタクラッチ28から可変用ディスク13に強い制
動力を加える。この制動力によって可変用ディスク13
の回転速度はカムシャフト2の回転速度よりも小さくな
り、このため可変用ディスク13のカムシャフト2に対
する回転位相差はうず巻ばね14の付勢力に抗して増加
させられ、これに伴ってカムシャフト2が前方へ移動す
る。そして、カムシャフト2が所定の前方位置に達した
ときに、ブレーキ解除用ソレノイド27及びアウタクラ
ッチ28をオフする。このとき、第1,第2ブレーキ用
スプリング25,26の付勢力によってブレーキ用ディ
スク22から可変用ディスク13に適切な制動力が加え
られ、可変用ディスク13が、回転位相差が最大となる
位置に保持(固定)され、したがってカムシャフト2が所
定の前方位置に保持される。このとき係合部材6が、吸
気弁用カム4のカム面の径が大きい部分(図1では後端
部付近)に当接し、カム面のこの径の大きい部分のカム
面形状に対応する所定のバルブリフト量で吸気弁Vが開
閉される。
移動させる場合は、ブレーキ解除用ソレノイド27のみ
をオンする。このとき、ブレーキ解除用ソレノイド27
によってブレーキ用ディスク22が後退させられ、ブレ
ーキ用ディスク22から可変用ディスク13への制動力
が解除される。したがって、可変用ディスク13には何
ら制動力が加えられないので、うず巻ばね14の付勢力
のため可変用ディスク13の回転速度がカムシャフト2
の回転速度よりも大きくなり、可変用ディスク13のカ
ムシャフト2に対する回転位相差は減少させられ、これ
に伴ってカムシャフト2が後方へ移動する。そして、カ
ムシャフト2が所定の後方位置に達したときに、ブレー
キ解除用ソレノイド27をオフする。このとき、第1,
第2ブレーキ用スプリング25,26の付勢力によって
ブレーキ用ディスク22から可変用ディスク13に適切
な制動力が加えられ、可変用ディスク13が回転位相差
が最小となる位置に保持(固定)され、したがってカムシ
ャフト2が所定の後方位置に保持される。このとき係合
部材6が吸気弁用カム4のカム面の径が小さい部分(図
1では前端部付近)に当接し、カム面のこの径の小さい
部分のカム面形状に対応する所定のバルブリフト量で吸
気弁Vが開閉される。
装置S1に、カムシャフト2の軸線方向の位置を検出す
る位置検出手段を設け、該位置検出手段によって検出さ
れるカムシャフト2の位置と、運転状態に応じて設定さ
れる目標カムシャフト位置との間の偏差が0になるよう
に、コントロールユニットによってブレーキ解除用ソレ
ノイド27とアウタクラッチ28とをデューティ制御す
るようにしてもよい。なお、後記の第2実施例において
もかかる構成を用いることができる。
ング制御装置S1によれば、カムシャフト2をいずれの
位置に保持する場合でも、ブレーキ解除用ソレノイド2
7とアウタクラッチ28とがオフされた状態にあるの
で、両者27,28とも通電されず、電力消費量が低減
される。また、このとき両者27,28から可変用ディ
スク13へは制動力が加えられないので、両者27,2
8あるいは可変用ディスク13が摩耗せず、これらの耐
久性が高められる。かつ、カムシャフト2には抵抗が加
えられず、エンジンの動力損失が低減される。
位置又は後方位置に保持するときには、可変用ディスク
13が第1,第2ブレーキ用スプリング25,26によっ
てカムシャフト2に固定されるので、可変用ディスク1
3の位置をフィードバック制御する必要がなく、制御機
構が簡素化される。また、揺動カム及びその支持手段、
ロッカーム及びその支持手段、あるいは油圧機構を設け
ることなく、簡素でかつコンパクトな構造でカムシャフ
ト2をその軸線方向に移動させることができ、吸気弁V
の開閉タイミング(バルブタイミング)をエンジンEの運
転状態に応じて好ましく変更することができる。なお、
第1実施例では吸気弁用カムシャフト2に対してバルブ
タイミング制御装置5を設けているが、排気弁用カムシ
ャフト3に対してバルブタイミング制御装置を設けるよ
うにしてもよいのはもちろんである。
用カムシャフト2の前端部と、クランク軸からVベルト
を介して駆動力が伝達されるカムスプロケットとを、ヘ
リカルスプラインを介して係合させ、吸気弁用カムシャ
フト2がその軸線方向に移動したときには該移動に伴っ
て、吸気弁用カムシャフト2とカムスプロケットとの間
の相対回転位相差が変化するようにしてもよい。このよ
うにした場合は、吸気弁用カム4のカム面を、テーパ状
ではなくストレート状にすることにより、バルブ開閉タ
イミングのみを変化させられることになる。なお、後記
の第2実施例においても、かかる構成を用いることがで
きる。
しつつ第2実施例を説明するが、第2実施例の基本構成
は、図1〜図5に示す第1実施例と共通であるので、説
明の重複を避けるため、以下では第1実施例と異なる点
についてのみ説明する。図6〜図12において、第1実
施例と共通する部材には同一番号を付している。なお、
第1実施例との共通部分については、適宜図1〜図5を
参照する。図6に示すように、第2実施例のバルブタイ
ミング制御装置S2では、可変用ディスク13がベアリ
ング48を介してアウタケース11側(アウタクラッチ
28のケース)によって回転自在に支持されている。な
お、ベアリング48は、ベアリングワッシャ49とベア
リングナット50とを用いてカムシャフト軸線方向に位
置決めされている。また、スプリングケース12は、ベ
アリング47を介してアウタケース11側(インナソレ
ノイド51のケース)によって回転自在に支持されてい
る。
ルブタイミング制御装置S2では、スプリングケース1
2と可変用ディスク13との間の相対回転位相差を所定
範囲にとどめるためのストップピン40は、第1実施例
の場合とは違ってカムシャフト軸線方向にのびる棒状と
されている。図7中の位置関係において、可変用ディス
ク13とスプリングケース12とは、矢印X3,X4方向
に相対回転可能であるが、ストップピン40は、かかる
相対回転が可能な範囲をL3〜L4にとどめている。
むようにして外筒部材44が外嵌されている。ここで、
外筒部材44はスプリングケース12に対して、カムシ
ャフト軸線方向には相対移動可能とされているが、回転
方向には固定されている。したがって、外筒部材44は
スプリングケース12ひいてはカムシャフト2と一体回
転する。そして、外筒部材44は、これとスプリングケ
ース12に固定されたストッパ57との間の空間部に配
置されたウェーブスプリング46によって常時後方に付
勢されている。ウェーブスプリング12の形状は、図1
0(a)〜(c)に示すとおりである。
ナソレノイド51が配置され、このインナソレノイド5
1がオンされたときには、外筒部材44がウェーブスプ
リング46の付勢力に抗して前方に移動させられる。こ
こで、インナソレノイド51がオフされると外筒部材4
4はウェーブスプリング46によって再び後方に移動さ
せられる。
45で可変用ディスク13の前端部と係合している。図
11に示すように、この係合部45においては、外筒部
材44の後端部にその全周にわたって形成された外筒部
材側噛合部44tと、可変用ディスク13の前端部にそ
の全周にわたって形成されたディスク側噛合部13tと
が係合している。そして、インナソレノイド51がオフ
されていて外筒部材44がウェーブスプリング46の付
勢力によって後方に位置させられているときには、図1
2(a)にその状態を示すように、外筒部材側噛合部44t
とディスク側噛合部13tとが噛み合い、このとき外筒
部材44と可変用ディスク13とは回転方向に関しては
固定される。つまり、外筒部材44(カムシャフト2)と
可変用ディスク13とが一体回転する。
筒部材44が前方に位置させられているときには、図1
2(b)にその状態を示すように、外筒部材側噛合部44t
とディスク側噛合部13tとの噛み合いが解除され、外
筒部材44(カムシャフト2)と可変用ディスク13とは
相対回転可能となる。
7の後端部には潤滑油供給管52が摺動可能に差し込ま
れ、この潤滑油供給管52は細軸部36(カムシャフト
2)とは自在に相対回転できるようになっている。そし
て、潤滑油供給部材54から、潤滑油供給管52内に形
成された油路53へ潤滑油が供給され、この潤滑油は細
軸部36内の潤滑油供給通路7に流入するようになって
いる。ここで、潤滑油供給通路7内の潤滑油は、細軸部
36(カムシャフト2)の回転に伴う遠心力により、細軸
部36の径方向に延びる複数の油路43によって主にア
ウタクラッチ28及びインナソレノイド51の摩擦面
と、ベアリング47,48等とに供給される。
シャフト2の軸線方向の位置を検出するカムシャフト位
置センサ56が設けられている。このカムシャフト位置
センサ56で検出されたカムシャフト2の軸線方向の位
置は、図示していないコントロールユニットに入力さ
れ、コントロールユニットはこのカムシャフト位置に基
づいてカムシャフト2の軸線方向の位置、すなわちバル
ブリフト量を制御する。なお、細軸部36には係合部材
42が固定され、この係合部材42はカムシャフト位置
センサ56から突出するレバー(図示せず)と係合してい
る。そして、かかる係合により、カムシャフト2がその
軸線方向に移動するとこれに追従してレバーが移動し、
このレバーの移動によってカムシャフト2の軸線方向の
位置が検出されるようになっている。
2によるカムシャフト2の軸線方向の位置制御すなわち
バルブタイミング制御の制御方法を説明する。カムシャ
フト2の前後方向の位置すなわち吸気弁Vのバルブリフ
ト量を現状で保持する場合は、インナソレノイド51と
アウタクラッチ28とをオフする。この場合、ウェーブ
スプリング46の付勢力によって外筒部材44が後方に
付勢され、係合部45で外筒部材側噛合部44tとディ
スク側噛合部13tとが噛み合い、外筒部材44と可変
用ディスク13とが固定されて一体回転する。したがっ
て、可変用ディスク13が回転位相差が最大となる位置
すなわちカムシャフト2が前方位置にあるとき、あるい
は回転位相差が最小となる位置すなわちカムシャフト2
が後方位置にあるときのいずれでも、可変用ディスク1
3のカムシャフト2に対する回転位相差が現状で保持
(固定)され、したがってカムシャフト2の位置が軸線方
向に関して一定の位置に保持され、吸気弁Vのバルブリ
フト量が保持される。
移動させる場合は、まずインナソレノイド51をオンす
る。このとき、インナソレノイド51によって外筒部材
44が前向きに移動させられ、係合部45での外筒部材
側噛合部44tとディスク側噛合部13tの噛み合いが解
除される。続いて、アウタクラッチ28をオンして該ア
ウタクラッチ28から可変用ディスク13に制動力を加
える。この制動力によって可変用ディスク13の回転速
度はカムシャフト2の回転速度よりも小さくなり、この
ため可変用ディスク13のカムシャフト2に対する回転
位相差はうず巻ばね14の付勢力に抗して増加させら
れ、これに伴ってカムシャフト2が前方へ移動する。そ
して、カムシャフト2が所定の前方位置に達したとき
に、インナソレノイド51をオフする。これにより、外
筒部材側噛合部44tとディスク側噛合部13tとが再び
噛み合い、外筒部材44と可変用ディスク12とが固定
されて一体回転する。したがって、可変用ディスク13
が、回転位相差が最大となる位置に保持(固定)され、カ
ムシャフト2が所定の前方位置に保持される。
移動させる場合は、インナソレノイド51のみをオンす
る。このとき、外筒部材側噛合部44tとディスク側噛
合部13tの噛み合いが解除され、外筒部材44(カムシ
ャフト2)と可変ディスク部材13とが相対回転可能と
なる。したがって、可変用ディスク13には何ら制動力
が加えられないので、うず巻ばね14の付勢力により可
変用ディスク13の回転速度がカムシャフト2の回転速
度よりも大きくなり、可変用ディスク13のカムシャフ
ト2に対する回転位相差は減少させられ、これに伴って
カムシャフト2が後方へ移動する。そして、カムシャフ
ト2が所定の後方位置に達したときに、インナソレノイ
ド51をオフして、外筒部材44と可変用ディスク13
とを噛合させる(固定する)。このとき、可変用ディスク
13が回転位相差が最小となる位置に保持(固定)され、
したがってカムシャフト2が所定の後方位置に保持され
る。
ミング制御装置S2によっても、第1実施例の場合と同
様に、カムシャフト2をいずれの位置に保持する場合で
も、インナソレノイド51とアウタクラッチ28とがオ
フされた状態にあるので電力消費量が低減される。ま
た、このときアウタクラッチ28から可変用ディスク1
3へは制動力が加えられないので、アウタクラッチ28
あるいは可変用ディスク13が摩耗せず、これらの耐久
性が高められる。かつ、カムシャフト2には抵抗が加え
られずエンジンの動力損失が低減される。
る。図13に示すように、第3実施例のバルブタイミン
グ制御装置S3では、基本的には、カムシャフト2は、
該カムシャフト2とヘリカルスプライン61を介して係
合する駆動側回転部材62によって回転駆動されるよう
になっている。なお、図13において、Y1方向はエン
ジン後側であり、Y2方向はエンジン前側であるので、
以下では便宜上Y1方向を「後」といい、Y2方向を「前」と
いう。ここで、駆動側回転部材62は、プーリ63を介
してクランク軸(図示せず)によって回転駆動されるよう
になっている。カムシャフト2は、駆動側回転部材62
によって回転自在に支持されている。また、駆動側回転
部材62は、カムスラストジャーナル64によって回転
自在に支持されている。なお、ベルト等への潤滑油の付
着を防止するために、内部の潤滑油が外部に漏れるのを
防止するオイルシール70,71が設けられている。駆
動側回転部材62とカムシャフト2とは、夫々、特許請
求の範囲に記載された「第1回転部材」と「第2回転部材」
とに相当する。
ング状のディスク部材65(ドラム)が配置され、このデ
ィスク部材65の内周部は、角ねじ部66を介してカム
シャフト2の外周部に螺合・連結されている。なお、詳
しくは図示していないが、角ねじ部66はディスク部材
65の内周部に形成されためねじ部と、カムシャフト2
の外周部に形成されたが形成され上記めねじ部と噛み合
うおねじ部とで構成されている。ここで、ディスク部材
65は、基本的には駆動側回転部材とは相対回転可能と
なっている。
基本的には同期して回転できるようになっているが、デ
ィスク部材65とカムシャフト2との間に相対的な回転
位相差が生じたときには、該回転位相差の変化量に対応
して、ディスク部材65がカムシャフト2をカムシャフ
ト軸線方向(前後方向)に移動させるようになっている。
ィスク部材65の後端部との間に形成された空間部67
にはスプリング68(うず巻ばね)が配設され、このスプ
リング68の外周側の端部は駆動側回転部材62に固定
された外側固定ピン69に固定され、他方スプリング6
8の内周側の端部はディスク部材65に固定されてい
る。つまり、駆動側回転部材62とディスク部材65と
は、スプリング68によって常時相対回転位相差が小さ
くなる方向に互いに付勢されていることになる。
は、該ディスク部材65の前端面に当接(摩擦係合)して
これに適切な制動力(ブレーキ力)を加える電磁式の制動
クラッチ72が設けられている。この制動クラッチ72
がオンされたときには、電磁力によって該制動クラッチ
72がディスク部材65に当接(摩擦係合)し、制動クラ
ッチ72からディスク部材65に強い制動力が加えられ
るようになっている。ここで、制動クラッチ72の電磁
力ないしは制動力は、ディスク部材65に対して、スプ
リング68の最大巻き上げ時においてもその付勢力に抗
してディスク部材65の駆動側回転部材62に対する相
対回転位相差を増加させられるような比較的強い制動力
を与えることができるように好ましく設定されている。
つまり、制動クラッチ72をオンすることによって、デ
ィスク部材65駆動側回転部材に対する回転位相差を増
加させることができることになる。なお、制動クラッチ
72は、特許請求の範囲に記載された「回転特性変更部
材」に相当する。
の穴部73が設けられ、この穴部73内にロックピン7
4とボール75とがはめ込まれている。そして、ロック
ピン74の外側には該ロックピンの先端と係合するテー
パ部を備えたロックカム76が配置され、このロックカ
ム76はウェーブスプリング78によって常時前向きに
付勢されている。ここで、ロックカム76がウェーブス
プリング78によって前向きに押圧されると、テーパ部
の作用によりロックピン74が内向きに押圧される。こ
のとき、図16(a)に示すように、ボール75がカムシ
ャフト2のヘリカルスプライン61に入り込んで、駆動
側回転部材62とカムシャフト2とが回転方向にはロッ
ク(固定)される。つまり、駆動側回転部材62とカムシ
ャフト2とが一体回転するようになる。ウェーブスプリ
ング78はスナップリング79により駆動側回転部材6
2に対して位置決めされている。なお、図16(b)に示
すように、ボールを設けず、ロックピン74で直接的に
駆動側回転部材62とカムシャフト2とをロックするよ
うにしてもよい。
77が設けられている。この解除ソレノイド77はオン
されると電磁力でロックカム76に後向きの力を加え、
このときロックカム76はウェーブスプリング78の付
勢力に抗して後退させられ、ロックピン74とボール7
5とが外向きに移動して、駆動側回転部材62とカムシ
ャフト2とのロックが解除される。この場合、駆動側回
転部材62とカムシャフト2とは相対回転可能となる。
いて、カムシャフト2の位相を進角させるときには、以
下のように操作する。なお、カムシャフト2は前向きに
移動させられたときには進角し、後向きに移動させられ
たときには遅角される。まず、解除ソレノイド77をオ
ンしてロックカム76を後退させ、ロックピン74及び
ボール75による駆動側解除部材62とカムシャフト2
のロックを解除する。次に、制動クラッチ72をオンし
てディスク部材65を減速させる。このとき、スプリン
グ68が巻き上げられる一方、カムシャフト2が前向き
に移動する。ここで、カムシャフト2は制動クラッチ7
2をデューティ制御することにより所定の位置に保持さ
れる。続いて、解除ソレノイド77をオフし、このとき
ウェーブスプリング78の付勢力によりロックカム76
が前進させられ、ロックピン74及びボール75が内向
きに移動して、駆動側回転部材62とカムシャフト2と
がロックされる。かくして、進角動作が終了する。
ときには、以下のように操作する。すなわち、まず解除
ソレノイド77をオンしてロックカム76を後退させ、
ロックピン74及びボール75による駆動側解除部材6
2とカムシャフト2のロックを解除する。このとき、ス
プリング68の巻戻力(付勢力)によりディスク部材65
が増速される。その結果、角ねじ部66を介してカムシ
ャフト2が後向きに移動させられる。ここで、カムシャ
フト2は制動クラッチ72をデューティ制御することに
より所定の位置に保持される。続いて、解除ソレノイド
77をオフし、このときウェーブスプリング78の付勢
力によりロックカム76が前進させられ、ロックピン7
4及びボール75が内向きに移動して、駆動側回転部材
62とカムシャフト2とがロックされる。かくして、遅
角動作が終了する。
3においても、第1実施例の場合と同様に、カムシャフ
ト2をいずれの位置に保持する場合でも、制動クラッチ
72と解除ソレノイド77とがオフされた状態にあるの
で電力消費量が低減される。また、このとき制動クラッ
チ72からディスク部材65へは制動力が加えられない
ので、制動クラッチ72あるいはディスク部材65が摩
耗せず、これらの耐久性が高められる。かつ、カムシャ
フト2には抵抗が加えられずエンジンの動力損失が低減
される。なお、第3実施例では、カムシャフト軸線方向
にストレート状のカム面を有しているが、第1,第2実
施例の場合と同様のテーパ状のカム面を形成すること
で、カムシャフト2を軸線方向に移動させることにより
バルブリフト量を変化させることができる。また、カム
シャフト2と駆動側回転部材62とがヘリカルスプライ
ン61を介して係合していることにより、カムシャフト
2の軸線方向への移動に伴って、カムシャフト2の駆動
側回転部材62に対する相対回転位相差も変化するの
で、バルブ開閉タイミングを変化させることもできる。
第4実施例を説明するが、第4実施例のバルブタイミン
グ制御装置S4の基本構成は、図13に示す第3実施例
と共通であるので、以下では説明の重複を避けるため、
第3実施例と異なる点についてのみ説明する。なお、図
14においては、図13に示す第3実施例と共通の部材
には同一番号を付している。図14に示すように、第4
実施例のバルブタイミング制御装置S4では、駆動側回
転部材62の内周部とカムシャフト2の外周部との間
に、内周部が第1ヘリカルスプライン81を介してカム
シャフト2の外周部と係合し、外周部が第2ヘリカルス
プライン83を介して駆動側回転部材62の内周部と係
合する中間部材82(ガイドスプライン)が設けられてい
る。なお、第1ヘリカルスプライン81と第2ヘリカル
スプライン83とは、逆方向のヘリカルとなっている。
そして、ディスク部材65の小径部65sの外周部が角
ねじ部84を介して中間部材82の内周部と係合してい
る。また、ロックピン74及ボール75は、駆動側回転
部材62と中間部材82とをロックするようになってい
る。その他の点については、第3実施例と同様である。
置S4において、カムシャフト2の位相を進角させると
きには、以下のように操作する。なお、カムシャフト2
は、中間部材82が後向きに移動させられたときには進
角し、前向きに移動させられたときには遅角させられ
る。まず、解除ソレノイド77をオンしてロックカム7
6を後退させ、ロックピン74及びボール75による駆
動側解除部材62と中間部材82とのロックを解除す
る。次に、制動クラッチ72をオンしてディスク部材6
5を減速させる。このとき、スプリング68が巻き上げ
られる一方、中間部材82が後向きに移動する。ここ
で、カムシャフト2は制動クラッチ72をデューティ制
御することにより所定の位置に保持される。続いて、解
除ソレノイド77をオフし、このときウェーブスプリン
グ78の付勢力によりロックカム76が前進させられ、
ロックピン74及びボール75が内向きに移動して、駆
動側回転部材62と中間部材82とがロックされる。か
くして、進角動作が終了する。
ときには、以下のように操作する。すなわち、まず解除
ソレノイド77をオンしてロックカム76を後退させ、
ロックピン74及びボール75による駆動側解除部材6
2と中間部材82のロックを解除する。このとき、スプ
リング68の巻戻力(付勢力)によりディスク部材65が
増速される。その結果、角ねじ部84を介して中間部材
82が前向きに移動させられる。ここで、カムシャフト
2は制動クラッチ72をデューティ制御することにより
所定の位置に保持される。続いて、解除ソレノイド77
をオフし、このときウェーブスプリング78の付勢力に
よりロックカム76が前進させられ、ロックピン74及
びボール75が内向きに移動して駆動側回転部材62と
中間部材82とがロックされる。かくして、遅角動作が
終了する。
4においても、第1実施例の場合と同様に、カムシャフ
ト2をいずれの位相に保持する場合でも、制動クラッチ
72と解除ソレノイド77とがオフされた状態にあるの
で電力消費量が低減される。また、このとき制動クラッ
チ72からディスク部材65へは制動力が加えられない
ので、制動クラッチ72あるいはディスク部材65が摩
耗せず、これらの耐久性が高められる。かつ、カムシャ
フト2には抵抗が加えられずエンジンの動力損失が低減
される。なお、第4実施例では、カムシャフト2は軸線
方向に移動しないので、バルブ開閉タイミングを変化さ
せられるが、第1,第2実施例の場合と同様のカム機構
ではバルブリフト量を変化させることができない。
第4実施例を説明するが、第4実施例のバルブタイミン
グ制御装置S5の基本構成は、図14に示す第4実施例
と共通であるので、以下では説明の重複を避けるため、
第4実施例と異なる点についてのみ説明する。なお、図
15においては、図14に示す第4実施例と共通の部材
には同一番号を付している。図15に示すように、第5
実施例のバルブタイミング制御装置S5では、ディスク
部材65が締結ボルト89とノックピン90とを用いて
カムシャフト2の前端部に固定されている。そして、駆
動側回転部材62の内周部とディスク部材65の外周部
との間に、内周部が第1ヘリカルスプライン91を介し
てカムシャフト2の外周部と係合し、外周部が第2ヘリ
カルスプライン93を介して駆動側回転部材62の内周
部と係合する中間部材92が設けられている。なお、第
1ヘリカルスプライン91と第2ヘリカルスプライン9
3とは、逆方向のヘリカルとなっている。また、中間部
材92の内部に形成された凹部94内にはディスク部材
65(カムシャフト2)と中間部材92とをカムシャフト
軸線方向に付勢するリターンスプリング95(コイルス
プリング)が配置されている。そして、ロックピン74
は、駆動側回転部材62と中間部材92とをロックする
ようになっている。なお、中間部材92の外周部にはラ
チェット97が設けられ、ロックピン74が図16(c)
に示すようにラチェット97と直接的に係合するように
なっている(ボールは設けられていない)。なお、図16
(a)に示すように、ボール75を設けるようにしてもよ
い。ここでは、解除ソレノイド77のオン・オフに対す
るロックカム76の移動方向は第4実施例の場合とは逆
である。その他の点については、第4実施例と同様であ
る。
置S5において、カムシャフト2の位相を進角させると
きには、以下のように操作する。なお、カムシャフト2
は、中間部材92が前向きに移動させられたときには進
角し、後向きに移動させられたときには遅角させられ
る。まず、解除ソレノイド77をオンしてロックカム7
6を前進させ、ロックピン74による駆動側解除部材6
2と中間部材92(ラチェット97)とのロックを解除す
る。次に、制動クラッチ72をオンしてディスク部材6
5(カムシャフト2)を減速させる。このとき、カムシャ
フト2が駆動側回転部材62に対して減速させられ、中
間部材92が前向きに移動する。ここで、カムシャフト
2は制動クラッチ72をデューティ制御することにより
所定の位置に保持される。続いて、解除ソレノイド77
をオフし、このときウェーブスプリング78の付勢力に
よりロックカム76が後退させられ、ロックピン74が
内向きに移動して、駆動側回転部材62と中間部材92
(ラチェット97)とがロックされる。かくして、進角動
作が終了する。
ときには、以下のように操作する。すなわち、まず、除
ソレノイド77をオンしてロックカム76を前進させ、
ロックピン74による駆動側解除部材62と中間部材9
2のロックを解除する。このとき、通常、駆動側回転部
材62の方が従動側であるカムシャフト2よりも回転速
度が高いので、中間部材92は後向きに移動する。この
とき、リターンスプリング95の付勢力も付加され、作
動応答性が高められる。ここでカムシャフト2は解除ソ
レノイド77をデューティ制御することにより所定の位
置に保持される。続いて、解除ソレノイド77をオフ
し、このときウェーブスプリング78の付勢力によりロ
ックカム76が後退させられ、ロックピン74が内向き
に移動して駆動側回転部材62と中間部材92とがロッ
クされる。かくして、遅角動作が終了する。
5においても、第1実施例の場合と同様に、カムシャフ
ト2をいずれの位相に保持する場合でも、制動クラッチ
72と解除ソレノイド77とがオフされた状態にあるの
で電力消費量が低減される。また、このとき制動クラッ
チ72からディスク部材65へは制動力が加えられない
ので、制動クラッチ65あるいはディスク部材65が摩
耗せず、これらの耐久性が高められる。かつ、カムシャ
フト2には抵抗が加えられずエンジンの動力損失が低減
される。なお、第5実施例では、カムシャフト2は軸線
方向に移動しないので、バルブ開閉タイミングを変化さ
せられるが、第1,第2実施例の場合と同様のカム機構
ではバルブリフト量を変化させることができない。
部材側と非駆動側回転部材側の相対回転位相差を変化さ
せる際に非駆動側回転部材側に回転の制動抵抗を加える
だけで、非駆動側回転部材の回転位相及び軸線方向位置
の両方又は一方が変化させられる。このため、上記相対
回転位相差を変化させる過渡時を除けば、電力等の駆動
エネルギが不要となり、エネルギ消費量が低減される。
また、上記過渡時を除けば非駆動側回転部材には抵抗が
加えられないので、位相差変更手段あるいは非駆動側回
転部材の摩耗が低減されるとともに、エンジンの動力損
失が低減される。また、上記過渡時を除けば、駆動側回
転部材と非駆動側回転部材とが位相差保持手段によって
固定されるので、位相差を一定値に保持するための制御
が不要となり制御機構が簡素化される。
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、位相差変更
手段が、簡素な構造のディスク部材と該ディスク部材の
回転を拘束する回転特性変更部材とで構成されるので、
位相差変更手段の構造が簡素化される。
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、中間部材が
回転部材軸線方向に移動するだけで、非駆動側回転部材
が軸線方向には移動しないので、非駆動側回転部材の支
持構造が簡素化される。
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、回転特性変
更部材が、直接的に非駆動側回転部材の回転を拘束する
ので、非駆動側回転部材との間にディスク部材を介設す
る必要がなくなり、バルブタイミング制御装置の構造が
簡素化される。
4の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、非駆動側回転部材の相対回転位相差あるい
は軸線方向位置を元にもどす際には、これらがスプリン
グの付勢力によって戻されるので、バルブタイミング制
御装置がコンパクト化されるとともに、エネルギ消費量
が低減される。
5の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、運転状態に応じて、非駆動側回転部材の相
対回転位相差を変化させてバルブ開閉タイミングを調節
することができるので、エンジンの動力性能が高められ
る。
第2の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、運
転状態に応じて、非駆動側回転部材の軸線方向位置を変
化させてバルブリフト量を調節することができるので、
エンジンの動力性能が高められる。
回転部材の相対回転位相差を変化させる際に第2回転部
材に回転の制動抵抗を加えるだけで、第1回転部材の軸
線方向位置が変化させられ、バルブ開閉タイミングとバ
ルブリフト量のうちの両方又は一方が変化させられる。
このため、上記相対回転位相差を変化させる過渡時を除
けば、電力等の駆動エネルギが不要となり、エネルギ消
費量が低減される。また、上記過渡時を除けば第2回転
部材には抵抗が加えられないので、位相差変更手段ある
いは第2回転部材の摩耗が低減されるとともに、エンジ
ンの動力損失が低減される。また、上記過渡時を除け
ば、第1回転部材と第2回転部材とが位相差保持手段に
よって固定されるので、位相差を一定値に保持するため
の制御が不要となり制御機構が簡素化される。
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、第2回転部
材が簡素な構造のディスク部材で構成され、また位相差
変更手段がディスク部材の回転を拘束する回転特性変更
部材で構成されるので、バルブタイミング制御装置の構
造が簡素化される。
は第9の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、
第2回転部材の相対回転位相差を元にもどす際には、こ
れらが付勢部材の付勢力によって戻されるので、バルブ
タイミング制御装置がコンパクト化されるとともに、エ
ネルギ消費量が低減される。
第10の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得ら
れる。さらに、運転状態に応じて、第1回転部材の軸線
方向位置を変化させてバルブリフト量とバルブ開閉タイ
ミングのうちの両方又は一方を調節することができるの
で、エンジンの動力性能が高められる。
第11の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得ら
れる。さらに、位相差保持部材が摩擦部材とされるの
で、バルブタイミング制御装置が簡素な構造となる。
第11の発明のいずれか1つと同様の作用・効果が得ら
れる。さらに、位相差保持部材が第1回転部材側及び第
2回転部材側に形成された噛合部からなるので、バルブ
タイミング制御装置が簡素な構造となる。
の側面断面説明図である。
向からみた立面説明図である。
A線断面説明図である。
たエンジンの平面説明図である。
C線断面説明図である。
の側面断面説明図である。
ップピンの位置関係を示す図である。
ップピンまわりの斜視説明図である。
ップピンまわりの斜視説明図である。
あり、(b)は(a)に示すウェーブスプリングの側面説明図
であり、(c)はウェーブスプリングの変形例を示す図で
ある。
合部付近の斜視説明図である。
あり、(b)は係合部の噛み合いが解除された状態を示す
図である。
置の側面断面説明図である。
置の側面断面説明図である。
置の側面断面説明図である。
を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 駆動側回転部材と、該駆動側回転部材に
対して相対回転可能に支持されていて駆動側回転部材に
よって回転駆動されエンジンのバルブを開閉させる被駆
動側回転部材と、駆動側回転部材側と被駆動側回転部材
側との間の相対回転位相差を変化させることによってバ
ルブ開閉タイミングとバルブリフト量のうちの両方又は
少なくとも一方を変化させることができるバルブ特性可
変手段とが設けられているエンジンのバルブタイミング
制御装置において、上記バルブ特性可変手段に、 駆動側回転部材側と被駆動側回転部材側との間の相対回
転位相差を変化させる際に被駆動側回転部材側に回転の
制動抵抗を加えることにより、被駆動側回転部材の駆動
側回転部材に対する相対回転位相差と、被駆動側回転部
材の軸線方向位置のうちの両方又は少なくとも一方を変
化させる位相差変更手段と、 両回転部材のうちの少なくとも一方に固定され、駆動側
回転部材側と被駆動側回転部材側との間の相対回転位相
差を保持する位相差保持手段と、 該位相差保持手段による相対回転位相差の保持を解除す
ることができる位相差保持解除手段とが設けられている
ことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたエンジンのバルブ
タイミング制御装置において、位相差変更手段に、 駆動側回転部材に対して相対回転可能となるようにし
て、被駆動側回転部材に螺合結合されたディスク部材
と、 両回転部材間の相対回転位相差変化時にディスク部材に
当接して該ディスク部材の回転を拘束し、被駆動側回転
部材の駆動側回転部材に対する相対回転位相差と、被駆
動側回転部材の軸線方向位置とを変化させる回転特性変
更部材とが設けられていることを特徴とするエンジンの
バルブタイミング制御装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載されたエンジンのバルブ
タイミング制御装置において、位相差変更手段に、 両回転部材に対して夫々相対回転可能となるようにし
て、両回転部材に夫々螺合結合された中間部材と、 駆動側回転部材に対して相対回転可能となるようにし
て、中間部材に螺合結合されたディスク部材と、 両回転部材間の相対回転位相差変化時にディスク部材に
当接して該ディスク部材の回転を拘束し、中間部材と駆
動側回転部材との間の相対回転位相差と、中間部材の軸
線方向位置とを変化させて、被駆動側回転部材の駆動側
回転部材に対する相対回転位相差を変化させる回転特性
変更部材とが設けられていることを特徴とするエンジン
のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載されたエンジンのバルブ
タイミング制御装置において、位相差変更手段に、 両回転部材に対して夫々相対回転可能となるようにし
て、両回転部材に夫々螺合結合された中間部材と、 両回転部材間の相対回転位相差変化時に被駆動側回転部
材に当接して該被駆動側回転部材の回転を拘束し、中間
部材と駆動側回転部材との間の相対回転位相差と、中間
部材の軸線方向位置とを変化させて、被駆動側回転部材
の駆動側回転部材に対する相対回転位相差を変化させる
回転特性変更部材とが設けられていることを特徴とする
エンジンのバルブタイミング制御装置。 - 【請求項5】 請求項2〜請求項4のいずれか1つに記
載されたエンジンのバルブタイミング制御装置におい
て、 位相差変更手段が、駆動側回転部材側と被駆動側回転部
材側との間に配置され、両者間に回転方向の付勢力を付
与するスプリングを備えていて、 被駆動側回転部材の駆動側回転部材に対する相対回転位
相差又は被駆動側回転部材の軸線方向位置を復帰させる
際には、上記スプリングの付勢力によって上記回転位相
差又は上記軸線方向位置が復帰させられるようになって
いることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御
装置。 - 【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれか1つに記
載されたエンジンのバルブタイミング制御装置におい
て、 被駆動側回転部材にカム面が設けられていて、 上記カム面と係合し、被駆動側回転部材の駆動側回転部
材に対する相対回転位相差の変化に伴ってバルブ開閉タ
イミングを変化させるカム機構が設けられていることを
特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 - 【請求項7】 請求項1又は請求項2に記載されたエン
ジンのバルブタイミング制御装置において、 被駆動側回転部材にテーパ状に形成されたカム面が設け
られていて、 上記カム面と係合し、被駆動側回転部材の軸線方向移動
に伴ってバルブ開閉タイミングとバルブリフト量のうち
の両方又は少なくとも一方を変化させるカム機構が設け
られていることを特徴とするエンジンのバルブタイミン
グ制御装置。 - 【請求項8】 クランク軸と同期して回転しエンジンの
バルブを開閉させる第1回転部材と、該第1回転部材の
軸線方向位置を変化させることによってバルブ開閉タイ
ミングとバルブリフト量のうちの両方又は少なくとも一
方を変化させることができるバルブ特性可変手段とが設
けられているエンジンのバルブタイミング制御装置にお
いて、上記バルブ特性可変手段が、 第1回転部材に対して相対回転可能に支持されていて該
第1回転部材によって回転駆動され、かつ第1回転部材
に対する相対回転位相差が変化したときには該第1回転
部材を軸線方向に移動させる第2回転部材と、 第2回転部材の第1回転部材に対する相対回転位相差を
変化させる際に第2回転部材に回転の制動抵抗を加える
ことにより、第2回転部材の第1回転部材に対する相対
回転位相差を変化させる位相差変更手段と、 両回転部材のうちの少なくとも一方に固定され、第2回
転部材の第1回転部材に対する相対回転位相差を保持す
る位相差保持手段と、 該位相差保持手段による相対回転位相差の保持を解除す
ることができる位相差保持解除手段とが設けられている
ことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装
置。 - 【請求項9】 請求項8に記載されたエンジンのバルブ
タイミング制御装置において、 第2回転部材が、第1回転部材に螺合結合され第1回転
部材に対する相対回転位相差の変化に伴って第1回転部
材をその軸線方向に移動させるディスク部材とされてい
て、 位相差変更手段に、両回転部材間の相対回転位相差変化
時にディスク部材に当接して該ディスク部材の回転を拘
束し、ディスク部材の第1回転部材に対する相対回転位
相差を変化させる位相差変更部材が設けられていること
を特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 - 【請求項10】 請求項8又は請求項9に記載されたエ
ンジンのバルブタイミング制御装置において、 位相差変更手段に、第1回転部材側と第2回転部材側と
の間に配置され両者間に回転方向の付勢力を付与する付
勢部材が設けられていて、 第2回転部材又はディスク部材の第1回転部材に対する
相対回転位相差を復帰させる際には、上記付勢部材の付
勢力によって上記回転位相差が復帰させられるようにな
っていることを特徴とするエンジンのバルブタイミング
制御装置。 - 【請求項11】 請求項8〜請求項10のいずれか1つ
に記載されたエンジンのバルブタイミング制御装置にお
いて、 第1回転部材にテーパ状に形成されたカム面が設けられ
ていて、 上記カム面と係合し、第1回転部材の軸線方向移動に伴
ってバルブ開閉タイミングとバルブリフト量のうちの両
方又は少なくとも一方を変化させるカム機構が設けられ
ていることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制
御装置。 - 【請求項12】 請求項8〜請求項11のいずれか1つ
に記載されたエンジンのバルブタイミング制御装置にお
いて、 位相差保持手段が、第2回転部材又はディスク部材と第
1回転部材側部材との間に設けられ、ばねの付勢力によ
って両者に当接して両者間に摩擦力を生じさせる摩擦部
材であることを特徴とするエンジンのバルブタイミング
制御装置。 - 【請求項13】 請求項8〜請求項11のいずれか1つ
に記載されたエンジンのバルブタイミング制御装置にお
いて、 位相差保持手段が、第2回転部材又はディスク部材に形
成された噛合部と、第1回転部材側の部材に形成され上
記噛合部と噛み合う噛合部とからなり、上記両噛合部材
のうちの少なくとも一方が、対応する部材の全周にわた
って形成されていることを特徴とするエンジンのバルブ
タイミング制御装置。
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JP5-107946 | 1993-05-10 | ||
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JPH0726917A true JPH0726917A (ja) | 1995-01-27 |
JP3392514B2 JP3392514B2 (ja) | 2003-03-31 |
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JP07850094A Expired - Fee Related JP3392514B2 (ja) | 1993-05-10 | 1994-04-18 | エンジンのバルブタイミング制御装置 |
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