JPH0726920A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カム軸移動手段が配設されるシリンダヘッドの
全長を短縮しつつ、スラスト変動による打音発生を抑制
する。 【構成】軸方向にテーパ状に形成されたカム３を有する
カム軸１と、カム軸１を軸方向に移動させてバルブリフ
ト量を可変するカム軸移動手段４とを備えたエンジンの
バルブタイミング制御装置であって、カム軸移動手段４
は、複動型油圧シリンダを構成するシリンダ部材２５
と、シリンダ部材２５に挿入されてカム軸方向へ往復動
するピストン部材２６と、ピストン部材２６に一体形成
され、カム軸１のスラスト方向への移動を規制すべくカ
ム軸端部に係止されるスラスト規制部材３０とを備え、
シリンダ部材２５の油圧室２７内にスラスト規制部材３
０を配設すると共に、シリンダ部材２５でカム軸端部の
軸受部３４を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、テーパカム
を有するカム軸を軸方向に移動させてバルブリフト量を
可変するようなエンジンのバルブタイミング制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例のエンジンのバルブタイミ
ング制御装置としては、例えば、特公昭５８−３８６０
３号公報に記載の装置がある。すなわち、図１０に示す
ように、エンジンに同期して回転するカムシャフト１０
１にテーパカム１０２を一体的に形成し、このテーパカ
ム１０２により駆動され揺動カムシャフト１０３を中心
に揺動する揺動カム１０４と、この揺動カム１０４に従
動して吸排気弁１０５をリフトさせるロッカアーム１０
６とを備え、上述のテーパカム１０２と揺動カム１０４
との接触面をそれぞれテーパ状に形成すると共に、上述
の揺動カム１０４を軸方向に相対移動させる駆動手段を
設け、運転状態に応じて上述の揺動カム１０４の初期位
相を変えてバルブタイミングを可変制御するように構成
したエンジンのバルブタイミング制御装置である。

【０００３】ここで、上述のテーパカム１０２はカムシ
ャフト１０１の軸方向にテーパ状に形成されているの
で、このテーパカム１０２およびカムシャフト１０１に
はスラスト変動が発生する。つまり、上述のロッカアー
ム１０６による吸排気弁１０５の開弁時にはバルブスプ
リング１０７の反力が各要素を介してテーパカム１０２
に付勢され、ロッカアーム１０６による吸排気弁１０５
の閉弁時にはバルブスプリング１０７の反力が零となる
ので、吸排気弁１０５の開閉により上述のテーパカム１
０２のテーパ面を介してカムシャフト１０１には零から
最大、最大から零の順に繰返し付勢されるスラスト変動
が発生する。

【０００４】そこで、上述の揺動カム１０４を軸方向に
相対移動させる駆動手段に代えて、上述のカムシャフト
１０１を軸方向に移動させてバルブリフト量を可変する
カム軸移動手段としての油圧アクチュエータを設けた場
合、カムシャフト１０１の端部と油圧アクチュエータの
ピストンロッドの間において、スラスト変動による打音
が発生する問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明（第１発明）は、カム軸移動手段が配設される
シリンダヘッドの全長を短縮しつつ、スラスト変動によ
る打音発生を抑制することができるエンジンのバルブタ
イミング制御装置の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、上述のカムをカム軸
移動手段側が大径となるテーパカムにすることで、複動
型油圧シリンダによりスラスト力に抗してカム軸を移動
させる時、この複動型油圧シリンダのヘッド側油圧室を
密封構造として、オイル漏れのない状態で容易に高油圧
力を発生することができるエンジンのバルブタイミング
制御装置の提供を目的とする。

【０００７】この発明の請求項３記載の発明は、カム軸
移動手段の油圧シリンダにおけるピストン部材の少なく
ともカム側に油圧室を形成し、かつカムをピストン部材
側が大径となるテーパカムにすることでカム軸のスラス
ト力発生方向と、カム側の油圧室への油圧供給時におけ
るピストン部材の移動方向とを一致させ、カム側の油圧
室への低圧油圧の供給でピストン部材およびカム軸を移
動させることができて、必要油圧力の低減により実用燃
費の向上を図ることができると共に、油圧シリンダのロ
ッドカバーをカム軸のジャーナルとして利用することが
できるエンジンのバルブタイミング制御装置の提供を目
的とする。

【０００８】この発明の請求項４記載の発明（第２発
明）は、テーパ状のカムを介してカム軸に付勢されるス
ラスト変動と、容積型油圧ポンプの吐出油圧の脈動とを
一致させることで、例えば、カムのカム軸方向への移動
位置制御を行なう時のカム停止位置に対するスラスト変
動に起因するハンチングを吐出油圧脈動により打ち消す
ことができる等、制御性の向上を図ることができるエン
ジンのバルブタイミング制御装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明（第１発明）は、軸方向にテーパ状に形成された
カムを有するカム軸と、上記カム軸を軸方向に移動させ
てバルブリフト量を可変するカム軸移動手段とを備えた
エンジンのバルブタイミング制御装置であって、上記カ
ム軸移動手段は、複動型油圧シリンダを構成するシリン
ダ部材と、上記シリンダ部材に挿入されてカム軸方向へ
往復動するピストン部材と、上記ピストン部材に一体形
成され、カム軸のスラスト方向への移動を規制すべくカ
ム軸端部に係止されるスラスト規制部材とを備え、上記
シリンダ部材の油圧室内に上記スラスト規制部材を配設
すると共に、該シリンダ部材で上記カム軸端部の軸受部
を形成したエンジンのバルブタイミング制御装置である
ことを特徴とする。

【００１０】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記カムはカム軸移
動手段側が大径で、反カム軸移動手段側が小径となるテ
ーパカムと成したエンジンのバルブタイミング制御装置
であることを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項３記載の発明は、軸方向
にテーパ状に形成されたカムを有するカム軸と、上記カ
ム軸を軸方向に移動させてバルブリフト量を可変するカ
ム軸移動手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制
御装置であって、上記カム軸移動手段は、油圧シリンダ
を構成するシリンダ部材と、上記シリンダ部材に挿入さ
れてカム軸方向へ往復動するピストン部材とを備え、上
記ピストン部材の少なくともカム側に油圧室を形成する
と共に、上記カムはピストン部材側が大径で、反ピスト
ン部材側が小径となるテーパカムと成したエンジンのバ
ルブタイミング制御装置であることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項４記載の発明（第２発
明）は、軸方向にテーパ状に形成されたカムを有するカ
ム軸と、上記カム軸を油圧力により軸方向に移動させて
バルブリフト量を可変するカム軸移動手段とを備えたエ
ンジンのバルブタイミング制御装置であって、上記カム
軸移動手段を駆動させる油圧を供給する容積型油圧ポン
プを設け、上記カムが吸排気弁を最大リフトさせる時、
上記容積型油圧ポンプの吐出圧力が最大となるように設
定したエンジンのバルブタイミング制御装置であること
を特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明（第１発
明）によれば、複動型油圧シリンダを構成するシリンダ
部材の油圧室内に上述のスラスト規制部材を配設すると
共に、このシリンダ部材でカム軸端部の軸受部を形成し
たので、カム軸移動用のストロークに相当する逃がし量
は、カムと複動型油圧シリンダのロッドカバーとの間、
往動時のピストン部材が復動する距離の合計２箇所でよ
く、シリンダヘッドの全長を短縮することができる。

【００１４】因に上述のスラスト規制部材をシリンダ部
材の油圧室外に配設した場合、カム軸移動用のストロー
クに相当する逃がし量は、カムとシリンダヘッドに設け
られるジャーナルとの間、スラスト規制部材と油圧シリ
ンダのロッドカバーとの間、往動時のピストン部材が復
動する距離の合計３箇所必要となるが、この発明の上記
構成により、既述した如くシリンダヘッドの全長を短縮
することができる。しかも、ピストン部材に一体形成さ
れ、カム軸のスラスト方向への移動を規制すべくカム軸
端部に係止されるスラスト規制部材は、シリンダ部材の
油圧室内部に配設したので、スラスト変動による打音の
発生を、油中におけるダンピング効果により抑制するこ
とができる効果がある。

【００１５】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述のカムは
カム軸移動手段側が大径で、反カム軸移動手段側が小径
となるテーパカムに設定したので、上述の複動型油圧シ
リンダによりスラスト力に抗してカム軸を移動させる
時、この複動型油圧シリンダのヘッド側油圧室にはスラ
スト力に抗する高油圧力を発生させる必要がある。この
時、シリンダ部材におけるカム軸端部の軸受部はロッド
側油圧室のロッドカバーに形成されるので、上述のヘッ
ド側油圧室を密封構造とすることができて、このヘッド
側油圧室にオイル漏れのない状態で容易に高油圧力を発
生することができる効果がある。したがってオイル漏れ
のない状態でスラスト力に抗してカム軸を移動させるこ
とができる効果がある。

【００１６】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上述のピストン部材の少なくともカム側に油圧室を形成
すると共に、上述のカムはピストン部材側が大径で、反
ピストン部材側が小径となるテーパカムに設定したの
で、カム軸のスラスト力発生方向と、カム側の油圧室へ
の油圧供給時におけるピストン部材に移動方向とが互に
一致する。

【００１７】このためピストン部材をスラスト力発生方
向と同一方向へ移動させる時には、カム側の油圧室に対
して低圧油圧を供給するのみでよく、この結果、必要油
圧力の低減により燃費の向上を図ることができると共
に、上述の油圧シリンダのロッドカバーをカム軸のジャ
ーナル（軸受部）として利用することができる効果があ
る。

【００１８】この発明の請求項４記載の発明（第２発
明）によれば、カムが吸排気弁を最大リフトさせる時、
容積型油圧ポンプの吐出圧力が最大となるように設定し
て、テーパ状のカムを介してカム軸に付勢されるスラス
ト変動と、容積型油圧ポンプの吐出油圧の脈動とを一致
させることができる。この結果、例えば、カムのカム軸
方向への移動位置制御を行なう時のカム停止位置に対す
るスラスト変動に起因するハンチングを吐出油圧脈動に
より打ち消すことができる等、制御性の向上を図ること
ができる効果がある。

【００１９】ここで、上述のスラスト変動と容積型油圧
ポンプの吐出油圧の脈動とを一致させるには、容積型油
圧ポンプとしてカム軸駆動タイプのギヤポンプを用いる
場合には、エンジンの気筒数と同一歯数に設定すると共
に、位相を選定する。また容積型油圧ポンプとしてクラ
ンク軸駆動タイプのギヤポンプを用いる場合には、エン
ジンの気筒数の１／２の歯数に設定すると共に、位相を
選定する。さらに容積型油圧ポンプとして回転ピストン
ポンプを用いる場合には、ピストン数を機関気筒数と対
応させると共に、ピストン配設位置を選定すればよい。

【００２０】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は吸気２弁、排気２弁のＤＯＨＣ構造のエ
ンジンのバルブタイミング制御装置を示し、図１におい
て、このエンジンのバルブタイミング制御装置は、カム
シャフト１と、このカムシャフト１の一端側（図１の左
端側）に配設されクランクプーリにタイミングベルトを
介して連動されたカムプーリ２とを備え、カムシャフト
１とカムプーリ２との相対回転位相を可変して、バルブ
タイミングを変更すべく構成すると共に、上述のカムシ
ャフト１にテーパカム３，３を一体的に設け、カムシャ
フト１の他端側（図１の右端側）に同カムシャフト１を
軸方向へ移動させるカム軸移動手段としての複動型油圧
シリンダ４を設けて、バルブリフト量を可変すべく構成
している。

【００２１】上述のテーパカム３は図２に示すようにベ
ース円部３Ｂとリフト部３Ｌとを有すると共に、そのカ
ムプロフィールは図１に示す如くカムシャフト１の軸方
向への移動により、バルブリフト量を可変すべくカムシ
ャフト１方向にテーパ状に形成され、しかも、カムプー
リ２側が小径で、複動型油圧シリンダ４側が大径となる
テーパカムに設定している。

【００２２】上述のカムプーリ２側の構成は次の通りで
ある。すなわち、上述のカムプーリ２は図１に示す如く
断面椀状に形成され、このカムプーリ２の内部空間５に
はその吐出油圧により上述の複動型油圧シリンダ４を駆
動するための容積型油圧ポンプ、例えばギヤポンプ６が
配設されている。

【００２３】このギヤポンプ６は、インナカバー７、ア
ウタカバー８、アウタロータ９、インナロータ１０を有
し、複数のセットボルト１１…（但し、図においては１
本のセットボルト１１のみを示す）を用いてアウタカバ
ー８およびインナカバー７をシリンダヘッドカバー１２
およびシリンダヘッド１３に一体的に取付けている。

【００２４】上述のギヤポンプ６の回転部材の一部を構
成するインナロータ１０は、締結部材としてのボルト１
４により上述のカムプーリ２に一体的に結合固定され
て、カムプーリ２と同期回転し、かつ、このインナロー
タ１０にはヘリカルスプライン孔１５を形成している。

【００２５】一方、上述のカムシャフト１の一端側に
は、このヘリカルスプライン孔１５に噛合するヘリカル
スプライン軸１６を一体形成し、これら両者１５，１６
により、カムシャフト１が軸方向に移動することで、該
カムシャフト１と上述のカムプーリ２との相対回転位相
を可変するヘリカルスプライン機構を構成している。

【００２６】また上述のヘリカルスプライン孔１５とヘ
リカルスプライン軸１６とが互に噛合する噛合空間と、
上述のギヤポンプ６のポンプ室１７とをクリアランス１
８を介して互に連通させ、ヘリカルスプラインのバック
ラッシュに起因する歯打ち音（打音）を同空間に充満す
る油中においてダンピングさせるように構成している。

【００２７】さらに、このギヤポンプ６のサクション側
はシリンダヘッド１３内のオイルギャラリ１９に連通さ
せる一方、この実施例では上述のギヤポンプ６はバルブ
タイミング制御装置専用いわゆるＶＶＴ専用とし、例え
ば、その吐出圧力を１５kgf/cm² に設定すると共に、既
設の吐出圧力が約４kgf/cm² のエンジンオイルポンプと
は別個に形成している。

【００２８】しかも、上述のギヤポンプ６は、テーパカ
ム３，３が吸排気弁（図示せず）を最大リフトさせる
時、その吐出圧力が最大となるように、歯数および位相
を設定して、テーパカム３を介してカムシャフト１に付
勢されるスラスト変動と、ギヤポンプ６の吐出油圧の脈
動とを一致させている。なお、図中、２０はアウタカバ
ー８とインナロータ１０との間のシール部材、２１はイ
ンナカバー７とカムシャフト１との間のシール部材であ
る。

【００２９】ところで、上述のカムシャフト１を軸方向
へ移動させる複動型油圧シリンダ４は次の如く構成して
いる。すなわち、シリンダチューブ２２とロッドカバー
２３とヘッドカバー２４との三者でシリンダ部材２５を
形成し、このシリンダ部材２５にはカム軸方向へ往復動
するピストン部材２６を挿入して、上述のシリンダ部材
２５内をロッド側の油圧室２７とヘッド側の油圧室２８
とに区画している。

【００３０】上述のピストン部材２６は図３に示すよう
に、その外周にシール部材２９を嵌着すると共に、この
ピストン部材２６のロッド側にはカムシャフト１のスラ
スト方向への移動を規制するスラスト規制部材３０を一
体形成している。

【００３１】このスラスト規制部材３０にはカムシャフ
ト１の他端側を回転自在に係止するためのＵ字溝３１を
形成している。一方、上述のカムシャフト１の他端側に
は小径部１ａとフランジ状の大径部１ｂとを一体形成
し、上述の小径部１ａをＵ字溝３１に回転自在に配設
し、上述の大径部１ｂをスラスト規制部材３０とピスト
ン部材２６との間の空間部に回転自在に配設している。

【００３２】また上述のピストン部材２６には所定長さ
のキー溝３２を形成し、シリンダチューブ２２に一体的
に設けたキー３３を、上述のキー溝３２に挿入すること
で、ピストン部材２６の回り止めを図っている。

【００３３】しかも、上述のシリンダ部材２５のロッド
側の油圧室２７内部に上述のスラスト規制部材３０を配
設して、スラスト力の変動による打音発生を油圧室２７
内にてダンピングすべく構成すると共に、このシリンダ
部材２５におけるロッドカバー２３にはカムシャフト１
の端部を回転自在に軸支するジャーナル部３４を形成し
ている。なお、上述のロッドカバー２３およびヘッドカ
バー２４には各油圧室２７，２８に対して作動油を供
給、排出するための油圧ポート３５，３６を形成してい
る。

【００３４】図４はバルブタイミング制御装置の油圧回
路を示し、ギヤポンプ６の吐出ライン３７をバネオフセ
ットパイロット式で、かつ２位置４ポート型の方向制御
弁３８のＰポートＰに接続し、この方向制御弁３８のＴ
ポートＴとタンクとしてのエンジンのオイルパン３９と
の間のドレンライン４０にはデューティソレノイド弁４
１を介設して、このデューティソレノイド弁４１による
ドレン量の設定で、ピストン部材２６のスピードコント
ロールおよび位置制御を行なうように構成している。

【００３５】また上述方向の制御弁３８のＡポートＡに
はパイロットチェック弁４２を介して複動型油圧シリン
ダ４の油圧ポート３６を接続すると共に、ＢポートＢに
は別のパイロットチェック弁４３を介して複動型油圧シ
リンダ４の油圧ポート３５を接続し、方向制御弁３８を
図４の左ポジションに切換えた時、ピストン部材２６を
往動（左動）させ、右ポジションに切換えた時、ピスト
ン部材２６を復動（右動）させるように構成している。
ここで、上述の一方のパイロットチェック弁４２はライ
ン４５の油圧すなわちライン圧により、その逆止機能を
解除するパイロット操作形逆止弁である。

【００３６】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下作用を説明する。エンジンのクランクシャフト
の回転は、クランクプーリおよびタイミングベルトを介
してカムプーリ２に伝達され、このカムプーリ２と一体
的に固定されたインナロータ１０のヘリカルスプライン
孔１５からカムシャフト１のヘリカルスプライン軸１６
に回転力が伝達されるので、カムシャフト１およびテー
パカム３，３が回転すると同時に、ギヤポンプ６が駆動
される。

【００３７】バルブタイミングおよびバルブリフト量を
変更する場合、図４の油圧回路における方向制御弁３８
を図示の如く左ポジションに切換えると、ギヤポンプ６
からの吐出油圧は、吐出ライン３７、ＰポートＰ、Ａポ
ートＡ、ライン４５、パイロットチェック弁４２、油圧
ポート３６を介してシリンダ部材２５のヘッド側の油圧
室２８に供給されるので、ピストン部材２６の図面上、
左方向への移動（往動）により、カムシャフト１が軸方
向へ移動し、ヘリカルスプライン機構により、カムシャ
フト１とカムプーリ２との相対回転位相が変化して、バ
ルブタイミングが変更すると共に、テーパカム３，３の
軸方向への移動により、バルブリフト量が大リフト方向
へ変更される。

【００３８】上述とは逆に方向制御弁３８を右ポジショ
ンに切換えると、ギヤポンプ６からの吐出油圧は、吐出
ライン３７、ＰポートＰ、ＢポートＢ、ライン４４、パ
イロットチェック弁４３、油圧ポート３５を介してシリ
ンダ部材２５のロッド側の油圧室２７に供給されるの
で、ピストン部材２６の図面上、右方向への移動（復
動）により、カムシャフト１が軸方向へ移動し、ヘリカ
ルスプライン機構により、カムシャフト１とカムプーリ
２との相対回転位相が変化して、バルブタイミングが変
更すると共に、テーパカム３，３の軸方向への移動によ
り、バルブリフト量が小リフト方向へ変更される。

【００３９】ところで、複動型油圧シリンダ４を構成す
るシリンダ部材２５の油圧室２７内に上述のスラスト規
制部材３０を配設すると共に、このシリンダ部材２５で
カムシャフト他端部の軸受部（ジャーナル部３４参照）
を形成したので、カムシャフト移動用のストロークに相
当する逃がし量は、カム３と複動型油圧シリンダ４のロ
ッドカバー２３との間、往動時のピストン部材２６が復
動する距離の合計２箇所でよく、シリンダヘッド１３の
全長を短縮することができる。

【００４０】因に上述のスラスト規制部材をシリンダ部
材の油圧室外に配設した場合、カム軸移動用のストロー
クに相当する逃がし量は、カムとシリンダヘッドに設け
られるジャーナルとの間、スラスト規制部材と油圧シリ
ンダのロッドカバーとの間、往動時のピストン部材が復
動する距離の合計３箇所必要となるが、この実施例の上
記構成により、既述した如くシリンダヘッド１３の全長
を短縮することができる。

【００４１】しかも、ピストン部材２６に一体形成さ
れ、カムシャフト１のスラスト方向への移動を規制すべ
くカムシャフト他端部に係止されるスラスト規制部材３
０は、シリンダ部材２５の油圧室２７内部に配設したの
で、スラスト変動による打音の発生を、油中におけるダ
ンピング効果により抑制することができる効果がある。

【００４２】また上述のテーパカム１３はカム軸移動手
段側としての油圧シリンダ４が大径で、反カム軸移動手
段側が小径となるテーパカムに設定したので、上述の複
動型油圧シリンダ４によりスラスト力に抗してカムシャ
フト１を移動させる時、この複動型油圧シリンダ４のヘ
ッド側の油圧室２８にはスラスト力に抗する高油圧力を
発生させる必要がある。この時、シリンダ部材２５にお
けるカムシャフト他端部のジャーナル部３４はロッド側
の油圧室２７のロッドカバー２３に形成されるので、上
述のヘッド側の油圧室２８を密封構造とすることができ
て、このヘッド側の油圧室２８にオイル漏れのない状態
で容易に高油圧力を発生することができる効果がある。
したがってオイル漏れのない状態でスラスト力に抗して
カムシャフト１を移動させることができる効果がある。

【００４３】さらに、上述のピストン部材２６の少なく
ともテーパカム３側に油圧室２７を形成すると共に、上
述のテーパカム３はピストン部材２６側が大径で、反ピ
ストン部材側が小径となるテーパカムに設定したので、
カムシャフト１のスラスト力発生方向と、カム側の油圧
室２７への油圧供給時におけるピストン部材２６に移動
方向とが互に一致する。

【００４４】このためピストン部材２６をスラスト力発
生方向と同一方向へ移動させる時には、カム側の油圧室
２７に対して低圧油圧を供給するのみでよく、この結
果、必要油圧力の低減により燃費の向上を図ることがで
きると共に、上述の油圧シリンダ４のロッドカバー２３
をカムシャフト１のジャーナル部３４として利用するこ
とができる効果がある。

【００４５】加えて、テーパカム３が吸排気弁を最大リ
フトさせる時、容積型油圧ポンプ（ギヤポンプ６参照）
の吐出圧力が最大となるように設定して、テーパ状のカ
ム３を介してカムシャフト１に付勢されるスラスト変動
と、容積型油圧ポンプ（ギヤポンプ６参照）の吐出油圧
の脈動とを図５に示すように一致させることができる。

【００４６】この結果、例えば、テーパカム３のカムシ
ャフト方向への移動位置制御を行なう時のテーパカム停
止位置に対するスラスト変動に起因するハンチングを吐
出油圧脈動により打ち消すことができる等、制御性の向
上を図ることができる効果がある。

【００４７】図６はエンジンのバルブタイミング制御装
置の他の実施例を示し、この実施例ではカム軸移動手段
として単動型油圧シリンダ５０いわゆるラム型シリンダ
を用いている。この単動型油圧シリンダ５０は、下部に
インレットポート５１を、上部にエア抜きを兼ねるアウ
トレットポート５２をそれぞれ形成したシリンダ部材５
３と、このシリンダ部材５３内にカムシャフト１の軸方
向へ往復動可能に挿入されたピストン部材５４と、この
ピストン部材５４の外周部に嵌着したシール部材５５
と、上述のピストン部材５４にピストンロッド５６を介
して一体的に取付けたスラスト規制部材５７と、スラス
ト力を支持する側に形成された油圧室７１とを備えてい
る。

【００４８】上述のスラスト規制部材５７はカムシャフ
ト１他端側の小径部１ａを回転自在に支持するＵ字溝５
８を有し、このＵ字溝５８に上述の小径部１ａを回転自
在に配設すると共に、カムシャフト１他端の大径部１ｂ
はスラスト規制部材５７の空間部５９に回転自在に配設
している。

【００４９】また、この実施例ではシリンダヘッド１３
でカムシャフト１他端側のジャーナル部６０を一体形成
し、このジャーナル部６０と上述のピストン部材５４と
の間にはスラスト力と同一方向のバネ力となるリターン
スプリング６１を張架している。なお、図６においてカ
ムプーリ２側の構成は先の実施例と同一であるから、前
図と同一の部分には同一番号および同一符号を付して、
その詳しい説明を省略する。

【００５０】図７は図６で示したバルブタイミング制御
装置の油圧回路を示し、ギヤポンプ６の吐出側に主流ラ
イン６２を接続し、この主流ライン６２には固定絞り６
３（いわゆるオリフィス）および逆止弁６４を介設して
いる。また上述の主流ライン６２の先端を油圧シリンダ
５０下部のインレットポート５１に接続している。

【００５１】上述の主流ライン６２から分岐点６５にお
いて分岐させたリリーフライン６６を設け、このリリー
フライン６６には２位置２ポートタイプの第１デューテ
ィソレノイド弁６７を介設している。

【００５２】一方、上述の油圧シリンダ５０上部のアウ
トレットポート５２とタンクとしてのオイルパン３９と
の間にはドレンライン６８を設け、このドレンライン６
８には固定絞り６９（いわゆるオリフィス）および２位
置２ポートタイプの第２デューティソレノイド弁７０を
介設している。

【００５３】ここで、上述の各デューティソレノイド弁
６７，７０はそれぞれソレノイドＳＯＬ１，ＳＯＬ２を
有し、第１デューティソレノイド弁６７はソレノイドＳ
ＯＬ１への非通電時（ＯＦＦ時）に左ポジションに切換
わって、油圧をリリーフし、第２デューティソレノイド
弁７０はソレノイドＳＯＬ２への通電時（ＯＮ時）に右
ポジションに切換わって、油圧をドレンさせるように構
成している。また図７に示す油圧回路は油圧室７１への
作動油の流入量と、油圧室７１からの作動油の流出量と
の差により、ピストン部材５４を軸方向へ駆動すべく構
成し、デューティ比５０％条件下にて油圧室７１内の油
圧力のリターンスプリング６１のバネ力とが釣合うよう
に設定している。

【００５４】このように構成したバルブタイミング制御
装置の作用を、図８、図９に示すタイムチャートを参照
して、以下に説明する。カムシャフト１、テーパカム
３、ピストンロッド５６、ピストン部材５４等の軸動要
素を図６に矢印ａで示す高リフト側へ移動させる時、図
８の時点ｔ１で移動指令信号を受けて第１デューティソ
レノイド弁６７をＯＮにすると、リリーフライン６６か
らのリリーフ量が零に設定されるので、軸動要素は矢印
ａ方向へ移動する。

【００５５】次に上述の軸動要素が図８に示す目標値に
達する付近の時点ｔ２から第２デューティソレノイド弁
７０をデューティ比制御し、ドレンライン６８からのド
レン量をコントロールする。

【００５６】次に時点ｔ３で、両デューティソレノイド
弁６７，７０をＯＦＦにすると軸動要素は目標値に制御
される。なお、油圧室７１の油中に混入したエアはアウ
トレットポート５２からブリードされるので、エア混入
による油圧剛性の低下を防止することができる。

【００５７】上述とは逆に、カムシャフト１、テーパカ
ム３、ピストンロッド５６、ピストン部材５４等の軸動
要素を図６に矢印ｂで示す低リフト側へ移動させる時、
図９の時点ｔ４で移動指令信号を受けて第２デューティ
ソレノイド弁７０をＯＮにすると、ドレンライン６８か
らのドレン量が全量に設定されるので、軸動要素は矢印
ｂ方向へ移動する。

【００５８】次に上述の軸動要素が図９に示す目標値に
達する付近の時点ｔ５から第２デューティソレノイド弁
７０をデューティ比制御し、ドレンライン６８からのド
レン量をコントロールすると共に、第１デューティソレ
ノイド弁６７をＯＮにする。

【００５９】次に時点ｔ６で、両デューティソレノイド
弁６７，７０をＯＦＦにすると軸動要素は目標値に制御
される。

【００６０】このように２つのデューティソレノイド弁
６７，７０のデューティ比制御のみで、軸動要素１，
３，５６，５４の制御位置を目標値に対してコントロー
ルすることができるので、主流ライン６２に方向制御弁
を介設した油圧構成と比較して、制御の応答性を向上さ
せることができる効果がある。

【００６１】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明のカムは、実施例のテーパカム３に
対応し、以下同様に、カム軸は、カムシャフト１に対応
し、カム軸移動手段は、油圧シリンダ４に対応し、軸受
部は、ジャーナル部３４に対応し、容積型油圧ポンプ
は、ギヤポンプ６に対応するも、この発明は、上述の実
施例の構成のみに限定されるものではない。

【００６２】例えば、容積型油圧ポンプは上述のギヤポ
ンプ６に代えて、ベーンポンプ、回転ピストンポンプ等
の他の吐出量一定型の容積型油圧ポンプであってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンのバルブタイミング制御装置
を示す断面図。

【図２】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図。

【図３】ピストン部材の斜視図。

【図４】バルブタイミング制御装置の油圧回路図。

【図５】カムスラスト力変動と油圧脈動との一致状態を
示す特性図。

【図６】エンジンのバルブタイミング制御装置の他の実
施例を示す断面図。

【図７】図６に示すバルブタイミング制御装置の油圧回
路図。

【図８】高リフト側への移動制御を示すタイムチャー
ト。

【図９】低リフト側への移動制御を示すタイムチャー
ト。

【図１０】従来のエンジンのバルブタイミング制御装置
を示す断面図。

【符号の説明】

１…カムシャフト ３…テーパカム ４…油圧シリンダ ６…ギヤポンプ（容積型油圧ポンプ） ２５…シリンダ部材 ２６…ピストン部材 ２７，２８…油圧室 ３０…スラスト規制部材 ３４…ジャーナル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 晃 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向にテーパ状に形成されたカムを有す
   るカム軸と、上記カム軸を軸方向に移動させてバルブリ
   フト量を可変するカム軸移動手段とを備えたエンジンの
   バルブタイミング制御装置であって、上記カム軸移動手
   段は、複動型油圧シリンダを構成するシリンダ部材と、
   上記シリンダ部材に挿入されてカム軸方向へ往復動する
   ピストン部材と、上記ピストン部材に一体形成され、カ
   ム軸のスラスト方向への移動を規制すべくカム軸端部に
   係止されるスラスト規制部材とを備え、上記シリンダ部
   材の油圧室内に上記スラスト規制部材を配設すると共
   に、該シリンダ部材で上記カム軸端部の軸受部を形成し
   たエンジンのバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】上記カムはカム軸移動手段側が大径で、反
   カム軸移動手段側が小径となるテーパカムと成した請求
   項１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
3. 【請求項３】軸方向にテーパ状に形成されたカムを有す
   るカム軸と、上記カム軸を軸方向に移動させてバルブリ
   フト量を可変するカム軸移動手段とを備えたエンジンの
   バルブタイミング制御装置であって、上記カム軸移動手
   段は、油圧シリンダを構成するシリンダ部材と、上記シ
   リンダ部材に挿入されてカム軸方向へ往復動するピスト
   ン部材とを備え、上記ピストン部材の少なくともカム側
   に油圧室を形成すると共に、上記カムはピストン部材側
   が大径で、反ピストン部材側が小径となるテーパカムと
   成したエンジンのバルブタイミング制御装置。
4. 【請求項４】軸方向にテーパ状に形成されたカムを有す
   るカム軸と、上記カム軸を油圧力により軸方向に移動さ
   せてバルブリフト量を可変するカム軸移動手段とを備え
   たエンジンのバルブタイミング制御装置であって、上記
   カム軸移動手段を駆動させる油圧を供給する容積型油圧
   ポンプを設け、上記カムが吸排気弁を最大リフトさせる
   時、上記容積型油圧ポンプの吐出圧力が最大となるよう
   に設定したエンジンのバルブタイミング制御装置。