JPH09324614A - 回転位相発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向の大型化が抑制され、車載性を良くす
ることができる回転位相発生装置を提供する。 【解決手段】 同軸上の入力部材１と出力部材５との間
に配置され、入力部材１又は出力部材５のいづれか一方
の部材に枢支軸２３を介して回転可能に連結されると共
に他方の部材と部分的にギヤ結合される中間部材２１
と、前記中間部材２１を遠心力により一方向へ回転させ
るウエイト部２９と、前記中間部材２１を他方向へ付勢
するコイルスプリング３１とを備え、前記ウエイト部２
９，コイルスプリング３１の作動により中間部材２１を
回転させ、入力部材１と出力部材５との回転位相を変化
させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンの
バルブタイミング制御等に用いられる回転位相発生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置としては、例えば
「自動車工学」（１９９５年９月号）の９０ページ〜９
３ページに記載されたようなものがある。これは、エン
ジンの可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）に用いられ
たものであり、この装置では、図３に示すように同軸上
に配置された入力部材としてのタイミングプーリ１０１
と出力側部材としてのカムシャフト１０３との間にピス
トン１０５が配置されている。

【０００３】タイミングプーリ１０１の内周にはヘリカ
ルスプライン１０７が形成され、また、カムシャフト１
０３の外周にはヘリカルスプライン１０９が形成されて
いる。

【０００４】また、ピストン１０５の外周と内周にはそ
れぞれヘリカルスプライン１１１，１１３が形成され、
外周のスプライン１１１がタイミングプーリ１０１のス
プライン１０７とスプライン連結し、内周のスプライン
１１３がカムシャフト１０３のスプライン１０９とスプ
ライン連結している。

【０００５】こうしてタイミングプーリ１０１はピスト
ン１０５を介してカムシャフト１０３にスプライン連結
されている。そして、リターンスプリング１１５がピス
トン１０５の後面とタイミングプーリ１０１の側面部と
の間に配置され、ピストン１０５を前端側へ付勢してい
る。

【０００６】カムシャフト１０３には、ピストン１０５
の前面にエンジンオイルによる油圧を導くオイル通路１
１７が形成されている。

【０００７】また、タイミングプーリ１０１の側面部に
は、カムシャフト１０３のハブ１０３ａとの間にシリコ
ンオイルを封入したシリコンオイルダンパ１１９を備え
ている。

【０００８】このような構成により、ピストン１０５の
前端面に油圧が加えられると、ピストン１０５はリター
ンスプリング１１５の付勢力に抗して軸方向後端側へ移
動する。このときピストン１０５がスライドするスプラ
インはヘリカルであり、タイミングプーリ１０１はタイ
ミングベルトによりクランクシャフトとの位相が固定さ
れているので、カムシャフト１０３の方の位相が変化す
る。

【０００９】この状態から油圧を切ると、移動したピス
トン１０５はリターンスプリング１１５の付勢力により
逆方向に戻るので、カムシャフト１０３の位相は上記と
は逆方向になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の装置では、ピストン１０５を軸方向にスラ
スト移動させ、これによりタイミングプーリ１０１とカ
ムシャフト１０３を相対回転させて位相を変化させる構
造であるため、装置が軸方向に長くなり、大型化してエ
ンジン廻りの他の装置と干渉する恐れがあり、車載性が
悪くなるという問題がある。

【００１１】そこで、本発明は、軸方向の大型化が抑制
され車載性を良くすることができる回転位相発生装置の
提供を課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、同軸上の入力部材を出力
部材との間に配置され、入力部材又は出力部材のいづれ
か一方の部材に枢支軸を介して回転可能に連結されると
共に他方の部材と部分的にギヤ結合される中間部材と、
中間部材を遠心力により一方向へ回転させる第１のアク
チュエータと、前記中間部材を他方向へ付勢する第２の
アクチュエータとを備え、前記第１，第２のアクチュエ
ータの作動により中間部材を回転させ入力部材と出力部
材との回転位相を変化させることを特徴とする。

【００１３】したがって、例えば入力部材の回転数が上
がると、第１のアクチュエータの遠心力の増加により中
間部材が第２のアクチュエータの付勢力に抗して枢支軸
を中心に一方向へ回転する。この回転に伴って中間部材
と部分的ギヤ部でギヤ結合する入力部材又は出力部材が
中間部材のギヤによって回転させられるので入力部材と
出力部材との回転位相が変化する。

【００１４】この状態から入力部材の回転数が下がる
と、回転した中間部材は第２のアクチュエータの付勢力
により逆方向に回転させるので、入力部材と出力部材と
の回転位相は上記とは逆方向に変化する。

【００１５】また、第１のアクチュエータの遠心力によ
る中間部材の回転は無段階の連続的な回転であるので、
入力部材と出力部材との回転位相の変化は段階がなく、
連続した変化となる。

【００１６】このように、同軸上の入力部材と出力部材
との間に配置された中間部材を第１，第２のアクチュエ
ータの作動により回転させ、これにより入力部材と出力
部材との回転位相を変化させるので、装置の軸方向の長
さは不変であり大型化することがないため、エンジン廻
りの他の装置と干渉することがなく、車載性が良い。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の回転位相発生装置であって、前記第１のアクチュエー
タが中間部材に設けられたウエイト部であることを特徴
とする。

【００１８】したがって、請求項１に記載の発明による
作用・効果に加え、簡単な構造でより安定した回転位相
発生が可能となる。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の回転位相発生装置であって、前記第２のアクチュエー
タがコイルスプリングであることを特徴とする。

【００２０】したがって、請求項１に記載の発明による
作用・効果に加え、簡単な構造で安定した回転位相発生
が可能となる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の回転位相発生装置であって、前記入力部材又は出力部
材と中間部材との部分的なギヤ結合をヘリカルギヤ結合
することを特徴とする。

【００２２】したがって、請求項１に記載の発明による
作用・効果に加え、回転位相の連続変化時における捩じ
り振動を防止することが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１，図２
により説明する。図１は図２のＡ−Ａ断面図、図２は図
１のＢ−Ｂ断面図であり、エンジンの吸気バルブ駆動系
に適用されたものを示す。

【００２４】入力部材１は、エンジンのクランク軸から
タイミングベルトを介して駆動されるタイミングプーリ
３を備えている。

【００２５】出力部材５は、カムシャフト７の端部にス
プライン連結されると共にボルト９により締結され、前
記入力部材１と同軸上に配置されている。

【００２６】入力部材１の内周には、対称する２個所に
部分的にインターナルギヤ部（ギヤ部）１１が形成され
てなり、各ギヤ部１１の両端にはギヤを形成していない
ストッパ部１３が設けられている。また、部分的ギヤ部
１１が形成されない内周部は、後述するウエイト部が入
り込む溝１５になっている。

【００２７】入力部材１の右側面部１７には、出力部材
５との間にシリコンオイル等の高粘性流体を封入した粘
性流体ダンパ１９を備えている。

【００２８】入力部材１と出力部材５との間には、中間
部材２１（本実施形態では２個）が配置されている。中
間部材２１は出力部材５に植設された枢支軸２３に軸受
２５を介して回転可能に支持されている。

【００２９】枢支軸２３は、入力部材１及び出力部材５
の軸芯と部分的ギヤ部１１の中心部とを結ぶ線上で、前
記軸芯から径方向に離れた位置にそれぞれ設けられてい
る。

【００３０】中間部材２１には、図２に示すように、枢
支軸２３と入力部材１の内周との間の距離が短い側の端
部に扇形ギヤ２７が形成され、この扇形ギヤ２７が入力
部材１の部分的なインターナルギヤ部１１と噛合ってい
る。また、枢支軸２３と入力部材１の内周との間の距離
が長い側には、中間部材２１を遠心力により一方向へ回
転させる第１のアクチュエータとしてのウエイト部２９
が設けられている。

【００３１】また、中間部材２１間には、該中間部材２
１を他方向へ付勢する第２のアクチュエータとしてのコ
イルスプリングが設けられている。３３はダストカバー
である。

【００３２】つぎに、この回転位相発生装置の作用を説
明する。

【００３３】タイミングプーリ３がエンジンのクランク
軸からタイミングベルトを介して駆動されると、駆動力
は入力部材１に伝えられ、中間部材２１から出力部材５
を経てカムシャフト７に伝えられる。タイミングプーリ
３の定常回転時には入力部材１と出力部材５が同一回転
速度で回転するから、タイミングプーリ３とカムシャフ
ト７は同一回転速度で回転し、吸気バルブのバルブタイ
ミングは一定である。

【００３４】この定常回転から、例えばエンジンの回転
数上昇に伴いタイミングプーリ３を介して入力部材１の
回転数が上がると、中間部材２１のウエイト部２９の遠
心力の増加により中間部材２１は枢支軸２３芯を中心に
して、コイルスプリング３１の付勢力に逆って一方向へ
回転する。この中間部材２１の回転に伴って出力部材５
に連結されたカムシャフト７は回転数が上昇しつつタイ
ミングプーリ３に対して位相が変る。このとき、タイミ
ングプーリ３の位相はタイミングベルトを介してクラン
ク軸側と一定の関係のままで変らない。そして、カムシ
ャフト７の位相が変ることにより、吸気バルブの作動タ
イミングが変る。

【００３５】上昇した回転数で定常回転する間は、吸気
バルブはその変った作動タイミングで開閉作動する。こ
の状態から、プーリ３を介して入力部材１の回転数が下
がると、中間部材２１のウエイト部２９の遠心力が減少
するので、中間部材２１はコイルスプリング３１の付勢
力により他方向へ回転される。その結果出力部材５を介
してカムシャフト７の位相は上記とは逆方向に変る。

【００３６】エンジンのトルク変動または位相の変化に
伴う捩じり振動は粘性流体ダンパ１９の粘性抵抗により
減衰される。

【００３７】ウエイト部２９又はコイルスプリング３１
の作動による中間部材２１の回転は無段階であるので、
上記カムシャフト７の位相の変化は連続したものとな
る。

【００３８】また、入力部材１の内周に形成する部分的
ギヤ部と中間部材２１に形成する扇形ギヤをヘリカルギ
ヤで形成することもできる。この場合には、入力部材１
と出力部材５の回転位相の連続変化に伴う捩じり振動が
防止される。

【００３９】また、入力部材１の内周に形成した部分的
ギヤ部１１の両端にギヤを形成していないストッパ部１
３を設けることにより、別途にストッパを設ける必要が
なく、前記ストッパ部１３で中間部材２の回転が阻止さ
れるから、位相差角度θ以上の過度の回転位相発生を防
止することができる。

【００４０】こうして、本実施形態によれば、同軸上の
入力部材１と出力部材５との間に配置された中間部材２
１を回転させ、これにより入力部材１と出力部材５との
回転位相を変化させる構成であり、従来例のようにピス
トンを軸方向に移動させて回転位相を変化させる構成で
はないから、装置の軸方向の長さは不変であり大型化し
ないため、エンジン廻りの他の装置と干渉することがな
く、車載性を良くすることができる。

【００４１】なお、この回転位相発生装置では、入力部
材１と出力部材５との間に配置される中間部材２１を入
力部材１に回転可能に連結し、出力部材５の内周に部分
的なギヤ部を形成してこのギヤ部に中間部材２１の扇形
ギヤ２７を噛合せて構成することもできる。

【００４２】また、この回転位相発生装置は吸気バルブ
タイミングの制御に限定されるものではない。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、同軸上の入力部材と出力部材
との間に配置された中間部材を第１，第２のアクチュエ
ータの作動により回転させ、これにより入力部材と出力
部材との回転位相を変化させるので装置の軸方向の長さ
は不変であり大型化するこことがないため、エンジン廻
りの他の装置と干渉することがなく、車載性を良くする
ことができる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、第１のア
クチュエータが中間部材に設けたウエイト部であるの
で、請求項１に記載の発明による効果に加え、簡単な構
造でより安定した回転位相発明が可能となる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、第２のア
クチュエータがコイルスプリングであるので、請求項１
に記載の発明による効果に加え、簡単な構造で安定した
回転位相発生が可能となる。

【００４６】請求項４に記載の発明によれば、入力部材
又は出力部材と中間部材との部分的なギヤ結合をヘリカ
ルギヤ結合するので、請求項１に記載の発明による効果
に加え、回転位相の連続変化時における捩じり振動を防
止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の図２のＡ−Ａ断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 入力部材 ５ 出力部材 １１ インターナルギヤ部（ギヤ部） ２１ 中間部材 ２３ 枢支軸 ２７ 扇形ギヤ ２９ ウエイト部（第１のアクチュエータ） ３１ コイルスプリング（第２のアクチュエータ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上の入力部材と出力部材との間に配
   置され、入力部材又は出力部材のいづれか一方の部材に
   枢支軸を介して回転可能に連結されると共に他方の部材
   と部分的にギヤ結合される中間部材と、前記中間部材を
   遠心力により一方向へ回転させる第１のアクチュエータ
   と、前記中間部材を他方向へ付勢する第２のアクチュエ
   ータとを備え、前記第１，第２のアクチュエータの作動
   により中間部材を回転させ入力部材と出力部材との回転
   位相を変化させることを特徴とする回転位相発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転位相発生装置であ
   って、前記第１のアクチュエータが中間部材に設けられ
   たウエイト部であることを特徴とする回転位相発生装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の回転位相発生装置であ
   って、前記第２のアクチュエータがコイルスプリングで
   あることを特徴とする回転位相発生装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の回転位相発生装置であ
   って、前記入力部材又は出力部材と中間部材との部分的
   なギヤ結合をヘリカルギヤ結合することを特徴とする回
   転位相発生装置。