JPH08338210A - 内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御機構の一方向の作動応答性を向上しつつ
他方向の作動応答性の向上も図る。 【構成】 タイミングスプロケット１とスリーブ４との
間に噛合した筒状歯車５を圧力室６内の油圧と圧縮スプ
リング８のばね力との相対圧でカムシャフト軸方向に移
動させて、両者１，２の相対回動位相を変換可能な動弁
装置である。スプール弁１９の第１弁体２６によって油
通路１０を閉止した際に、該油通路１０と圧力室６に低
圧な作動油を供給する補助通路１７を設けると共に、油
通路１０とドレン通路１６を連通させる際に、一時的に
補助通路１７を閉止する第２弁体２７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁装置、
とりわけ機関の運転状態に応じて吸気弁や排気弁のバル
ブタイミングを可変にしたり、前記１つの弁の作動を休
止する制御機構に給排される油圧を制御する作動機構を
備えた動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば前記バルブタイミングを可変にす
る制御機構や該制御機構を制御する作動機構を備えた従
来の内燃機関の動弁装置としては、例えば特公平５−５
０５６２号公報に記載されているものが知られている。

【０００３】概略を説明すれば、機関のクランク軸によ
って回転駆動するタイミングプーリと、該タイミングプ
ーリからの回転力によって吸気弁を開作動させるカムを
有するカムシャフトと、タイミングプーリとカムシャフ
トとの間に介装されて、作動に伴い前記両者の相対回動
位相を変換する位相変換機構と、該位相変換機構を機関
運転状態に応じて作動させる作動機構とを備えている。

【０００４】前記作動機構は、位相変換機構を油圧回路
からの油圧を給排して作動させるようになっており、前
記油圧回路は、オイルポンプと位相変換機構との間に設
けられた油通路にスプール弁を有している。このスプー
ル弁には、油通路の上流側の給油ポートと下流側の給油
ポートとを連通させて、前記スプール弁が位相変換機構
への作動油の供給を停止させる位置にある場合にあって
も、位相変換機構が作動しない程度に位相変換機構側に
作動油の供給を許容する補助通路が設けられている。

【０００５】これによって、前記油通路内に残存する空
気を排除して、位相変換機構の作動応答性の低下を防止
するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置にあっては、補助通路によって油通路内の空気
を効果的に排除するようになっているものの、該補助通
路は位相変換機構への作動油の供給の停止（ＯＦＦ）中
に、常時開成して油通路内に作動油を供給するようにな
っている。このため、位相変換機構に作動油を供給（Ｏ
Ｎ）して一方向へ作動させた後に、作動油の供給を停止
した場合における位相変換機構の作動応答性が低下して
しまう。

【０００７】即ち、機関運転状態の変化、例えば高回転
域に移行して位相変換機構に作動油が供給された後に、
低回転域に移行し、作動油の供給を停止した時点では位
相変換機構側の大部分の作動油は排出されるものの、補
助通路からは僅かながらも作動油が供給されているた
め、完全な排出作用が阻害されて該補助通路から供給さ
れた作動油が位相変換機構の復帰作動に抵抗力として作
用してしまう。

【０００８】この結果、位相変換機構の復帰応答性が低
下し、アイドリング運転の不安定化等を招く惧れがあ
る。つまり、高速運転状態のＯＮ時には、位相変換機構
の作動により吸気弁と排気弁のバルブオーバラップが大
きくなっているが、この状態から低速運転に移行した場
合は、位相変換機構の復帰応答性が悪いと、バルブオー
バラップナーの状態が一時的に継続された形になるた
め、機関のシリンダ内への排気ガスの吸い込みが激しく
なり、アイドリング運転が不安定になるのである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の動
弁装置の課題に鑑みて案出されたもので、機関の吸気弁
または排気弁の作動を機関運転状態に応じて可変にする
制御機構と、該制御機構を、機関運転状態に応じて油圧
の給排により作動させる油圧回路を有する作動機構とを
備え、前記油圧回路は、制御機構に対する油圧の供給通
路と排出通路とを切り換える切換弁を有すると共に、該
切換弁が供給通路を閉止した際に、制御機構が作動しな
い程度の油圧を制御機構側に供給する補助通路を設けて
なる内燃機関の動弁装置において、前記切換弁に、該切
換弁が供給通路から排出通路へ切り換える際に、一時的
に前記補助通路を閉止する開閉弁を設けたことを特徴と
している。

【００１０】また、請求項２の発明は、補助通路を切換
弁の内部に形成したことを特徴としている。

【００１１】さらに、請求項３の発明は、開閉弁を切換
弁に一体に設けたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】前記構成の本発明によれば、切換弁が供給通路
から排出通路へ切り換えた際に、一時的に補助通路を閉
止することによって、制御機構側への作動油の供給が遮
断されて、供給通路内の作動油が排出通路から外部に排
出されるため、該作動油による制御機構の作動抵抗が回
避されて、復帰応答性の低下が防止される。

【００１３】また、請求項２記載の発明によれば、補助
通路を切換弁の内部に形成したため、通路の取り回しが
簡単になると共に、コンパクトにまとめることが可能に
なる。

【００１４】さらに、請求項３の発明によれば、開閉弁
を切換弁と一体に設けたため、別体に設けた場合に比較
して、構造が簡素化されると共にコンパクト化が図れ
る。

【００１５】

【実施例】図５は機関の吸気弁の開閉時期を可変にする
バルブタイミング可変装置に適用された本発明の第１実
施例を示している。

【００１６】即ち、このバルブタイミング可変装置は、
機関のクランク軸によりタイミングチェーンを介して回
転駆動するタイミングスプロケット１と、外周にタイミ
ングスプロケット１から伝達された回転力によって吸気
弁を開作動させるカムを有するカムシャフト２と、該カ
ムシャフト本体の一端部にフロントカバー１ｂとともに
ボルト３により固定されたスリーブ４と、タイミングス
プロケット１の筒状本体１ａとの間に介装された制御機
構たる筒状歯車５と、該筒状歯車５をカムシャフト軸方
向へ移動させる作動機構とを備えている。

【００１７】前記筒状歯車５は、軸直角方向から２分割
された前後の歯車構成部５ａ，５ｂと、該両歯車構成部
５ａ，５ｂを互いに接近する方向へ付勢するコイルスプ
リング５ｃ及び連結ピン５ｄとを備え、各両歯車構成部
５ａ，５ｂの内外周には、前記筒状本体１ａの内周に形
成されたインナ歯とスリーブ４の外周に形成されたアウ
タ歯とに噛合するはす歯形の内外歯が形成されている。

【００１８】前記作動機構は、フロントカバー１ｂと前
側歯車構成部５ａとの間に形成されて、内部油圧により
筒状歯車５を図中右方向（後方向）へ移動させる圧力室
６と、該圧力室６に油圧を給排する油圧回路７と、後側
歯車構成部５ｂの後端部に弾持されて、筒状歯車５を図
中左方向（前方向）に移動させる圧縮スプリング８とを
備えている。

【００１９】前記油圧回路７は、シリンダヘッド９とカ
ムシャフト２の内部に形成された油通路１０と、カムシ
ャフト本体及びスリーブ４のボルト挿通孔とボルト３の
軸部外周との間に形成されて一端が油通路１０に、他端
がスリーブ４の直径方向孔１１を介して圧力室６に連通
する環状通路１２と、オイルポンプ１３に接続されたオ
イルメインギャラリ１４と油通路１０との間に設けられ
た切換弁１５と、該切換弁１５に連通したドレン通路１
６と、該切換弁１５の内部に形成された補助通路１７と
を備えている。

【００２０】前記切換弁１５は、シリンダヘッド９に形
成された弁孔９ａ内に挿通固定された筒状保持部１８
と、該筒状保持部１８内に摺動自在に挿通配置されたス
プール弁１９と、弁孔９ａの孔縁に固定されてスプール
弁１９を駆動軸２１を介して開閉作動させる電磁アクチ
ュエータ２０とを有している。

【００２１】前記筒状保持部１８は、図１，図２〜図４
に示すように油通路１０の一端開口１０ａに対応した位
置にグルーブ溝と油孔２２が形成されていると共に、油
通路１０の一端開口１０ａに偏倚した位置に有するオイ
ルメインギャラリ１４の下流端開口１４ａに対応した位
置にグルーブ溝と供給用孔２３が形成されている。

【００２２】一方、前記スプール弁１９は、中央軸部２
４の外周に供給用孔２３と油孔２２を介してオイルメイ
ンギャラリ１４の下流端開口１４ａと油通路１０の一端
開口１０ａを連通する環状溝２５が形成されている。ま
た、軸部２４の油孔２２側一端部に両者１０，１４の連
通を遮断する第１弁体２６が設けられていると共に、他
端部には補助通路１７の後述する通路部２８を開閉する
開閉弁たる第２弁体２７が一体に設けられている。

【００２３】前記補助通路１７は、図１に示すように第
１弁体２６で油通路１０とオイルメインギャラリ１４と
の連通を遮断した際に、少量の作動油を油通路１０に供
給するもので、前記環状溝２５と、保持部１８の他端側
に略コ字形状に形成された通路部２８と（図２参照）、
スプール弁１９の内部軸方向に貫通形成された軸方向孔
２９とによって主として構成され、前記通路部２８は、
一端部２８ａが環状溝２５に、他端部２８ｂが駆動軸２
１の先端部内に形成された通孔３０を介して軸方向孔２
９に適宜連通するようになっている。

【００２４】前記第２弁体２７は、円柱状を呈し、その
軸方向長さを通路部２８の両端部２８ａ，２８ｂ間の長
さよりも若干小さく設定されて、該両端部２８ａ，２８
ｂ間に配置された時点で通路部２８を開成するようにな
っている。

【００２５】そして、前記スプール弁９は、第１弁体２
６内の嵌合溝底面と保持部１８の端部に固定されたリテ
ーナ３１との間に装着された長さの異なる第１，第２バ
ルブスプリング３２，３３のばね力によって図中右方向
つまり油孔２２と供給用孔２３の連通を遮断する方向及
び通路部２８を開成する方向に付勢されている。

【００２６】また、前記電磁アクチュエータ２０は、電
磁コイル３４や固定コア３５及び駆動軸２１に連結され
た可動コア３６等を有し、機関運転状態を検出するコン
トローラ３７からの制御信号に基づいて駆動軸２１を最
大に進出するか、中間ストローク位置に保持するかある
いは最大に後退位置に移動するようになっている。

【００２７】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、機関低回転域では、コントローラ３７から電磁ア
クチュエータ２０にＯＦＦ信号が出力されて、スプール
弁１４が図１に対する長尺な第１バルブスプリング３２
のばね力によって最大右方向位置に保持される。このた
め、図１に示すように、第１弁体２６が供給用孔２３と
油孔２２の連通を遮断すると共に、油孔２２とドレン通
路１６と連通する。同時に、第２弁体２７が通路部２８
の両端部２８ａ，２８ｂ間に位置して、該通路部２８を
開成する。

【００２８】このため、圧力室６と油通路１０内の作動
油の多くがドレン通路１６から排出される一方、オイル
ポンプ１３からオイルメインギャラリ１４に供給された
作動油は、供給用孔２３から油通路１０に直接供給され
ることなく、その一部が供給用孔２３から補助通路１７
を構成する環状溝２５，通路部２８，通孔３０及び軸方
向孔２９を通って油孔２２から油通路１０に流入する。

【００２９】したがって、筒状歯車５は、第５図に示す
ように圧縮スプリング８のばね力で最大前方向位置に保
持されて、タイミングスプロケット１とカムシャフト２
の相対回動位相を一方向に変換して、吸気弁の閉時期を
進角制御する。これと同時に、油通路１０内及び圧力室
６内には、筒状歯車５を移動させない程度の作動油が充
たされるので、空気の混入が防止される。

【００３０】また、機関低回転域から高回転域に移行し
た場合は、コントローラ３７から電磁アクチュエータ２
０にＯＮ信号が出力されて、駆動軸２１が図３に示すよ
うに最大に進出する。このため、スプール弁１９は、両
バルブスプリング３２，３３のばね力に抗して左方向へ
移動し、第１弁体２６が供給用孔２３と油孔２２を環状
溝２５を介して連通させると共に、ドレン通路１６を閉
止する。同時に第２弁体２７も通路部２８を閉止する。

【００３１】このため、オイルポンプ１３から圧送され
た作動油は、圧力室６内に供給されて、高圧となり、こ
れにより筒状歯車５は圧縮スプリング８のばね力に抗し
て最大後方位置へ移動し、タイミングスプロケット１と
カムシャフト２の相対回動位相を他方向へ変換して、吸
気弁の開時期を進角制御する。この結果、排気弁とのバ
ルブオーバラップが大きくなり、吸入効率の向上による
出力トルクの向上が図れる。特に、この切換時点では、
油通路１０や圧力室６内に補助通路１７を介して作動油
が充たされているため、筒状歯車５の後方向の移動応答
性が向上する。

【００３２】さらに、高回転域から低回転域に移行した
場合は、前述のように、コントローラ３７から電磁アク
チュエータ２０にＯＦＦ信号が出力されるが、このＯＦ
Ｆ信号が出力される前に一時的に第１バルブスプリング
３２のばね力を圧縮し得る程度の電流が電磁アクチュエ
ータ２０に出力される。このため、スプール弁１９は、
図４に示すように、両バルブスプリング３２，３３の合
成されたばね力が作用する中間位置に保持され、これに
より、第１弁体２６が油孔２２と供給用孔２３の連通を
遮断すると共に、油孔２２とドレン通路１６を連通す
る。同時に、第２弁体２７が通路部２８の一端部２８ａ
を一時的に閉止する。

【００３３】したがって、圧力室６と油通路１０内の作
動油が矢印で示すように、ドレン通路１６から外部（オ
イルパン）に速やかに排出され、圧力室６が低圧状態
（大気状態）になる。このため、筒状歯車５は、ＯＮ状
態からＯＦＦに切り換えられた時点では、作動油による
油圧抵抗が全く作用しなくなるので、圧縮スプリング８
のばね力による前方向への復帰応答性の低下が防止され
る。

【００３４】その後は、電磁アクチュエータ２０にＯＦ
Ｆ信号が出力されて、図１に示すように、第２弁体２７
が通路部２８を開成して補助通路１７から油通路１０と
圧力室６に筒状歯車５を移動させない程度の作動油が供
給される。

【００３５】図６〜図８は本発明の第２実施例を示し、
補助通路１７の通路部２８の構成を変更したもので、第
２弁体２７の外周面の一部に切欠溝３８が形成されてい
ると共に、該切欠溝３８に対応した保持部１８の内周面
に２重の円環溝３９が形成されている。他の構成は第１
実施例と同様である。

【００３６】したがって、電磁アクチュエータ２０にＯ
ＦＦ信号が出力されている場合は、図６に示すように、
第２弁体２７の弁部２７ａが一方の円環溝３９の中央に
対峙して、環状溝２５と該一方の円環溝３９を連通させ
る。このため、作動油は矢印で示すように連通した補助
通路１７を通って油通路１０内に供給される。

【００３７】また、電磁アクチュエータ２０にＯＮ信号
が出力されると、図７に示すように、第２弁体２７が一
方の円環溝３９を閉止すると共に、第１弁体２６が油孔
２２と供給用孔２３を連通する。

【００３８】さらに、電磁アクチュエータ２０にＯＮ状
態からＯＦＦ信号が出力されると、油通路１０とドレン
通路１６が連通されると共に、弁部２７ａが一時的に一
方の円環溝３９を閉止する。したがって、第１実施例と
同様に筒状歯車５の復帰応答性の低下が防止される。

【００３９】また、各実施例では、補助通路１７を切換
弁１５の筒状保持部１８とスプール弁１９の内部に形成
したため、該通路の取り回しが容易になると共に、コン
パクトにまとめることが可能になる。

【００４０】さらに、第２弁体２７をスプール弁１９に
一体に設けたため、構造が簡素化され、製造作業能率の
向上とコストの低廉化が図れると共に、コンパクト化が
図れる。

【００４１】尚、本発明は、前記バルブタイミング可変
機構ばかりか、弁の休止機構等に適用することも可能で
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上の理由から明らかなように、本発明
によれば、切換弁が供給通路を閉止した際に、制御機構
が作動しない程度の油圧を補助通路によって制御機構側
に供給するため、空気の混入が防止されて、切換弁によ
る排出通路から供給通路への切り換え時における制御機
構の一方向の作動応答性が向上する。

【００４３】しかも、供給通路から排出通路への切り換
え時には、補助通路が開閉弁により一時的に閉止される
ため、制御機構の他方向の作動応答性の低下が防止され
る。

【００４４】また、補助通路を切換弁内に形成したた
め、通路の取り回しが容易になると共に、コンパクトに
まとめることが可能になる。

【００４５】さらに、開閉弁を切換弁に一体に設けたた
め、構造が簡素化されて、製造作業能率の向上とコスト
の低廉化が図れると共に、コンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施例を示す要部断面図。

【図２】本実施例に供される補助通路の一部を示す斜視
図。

【図３】本実施例の作用を示す斜視図。

【図４】本実施例の作用を示す斜視図。

【図５】本実施例の全体構成を示す断面図。

【図６】本発明の第２実施例を示す要部断面図。

【図７】本実施例の作用を示す要部断面図。

【図８】本実施例の作用を示す要部断面図。

【符号の説明】

１…タイミングスプロケット ２…カムシャフト ５…筒状歯車（制御機構） ７…油圧回路 １０…油通路 １４…オイルメインギャラリ（供給通路） １５…切換弁 １６…ドレン通路（排出通路） １７…補助通路 １９…スプール弁 ２６…第１弁体 ２７…第２弁体（開閉弁）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の吸気弁または排気弁の作動を機関
   運転状態に応じて可変にする制御機構と、該制御機構を
   機関運転状態に応じて油圧の給排により作動させる油圧
   回路を有する作動機構とを備え、前記油圧回路は、制御
   機構に対する油圧の供給通路と排出通路とを切り換える
   切換弁を有すると共に、該切換弁が供給通路を閉止した
   際に、制御機構が作動しない程度の油圧を制御機構側に
   供給する補助通路を設けてなる内燃機関の動弁装置にお
   いて、 該切換弁が供給通路から排出通路へ切り換える際に、一
   時的に前記補助通路を閉止する開閉弁を設けたことを特
   徴とする内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 前記補助通路を切換弁の内部に形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁装置。
3. 【請求項３】前記開閉弁を切換弁に一体に設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の動弁装
   置。