JPH0941916A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変動トルクの大きい内燃機関にもコンパクト
に適用できる弁開閉時期制御装置を提供すること。 【解決手段】 中心歯車１４と外周歯車１７との間の環
状空間に組付けられる歯車集合体２０を、中心歯車の外
歯１４ａと外周歯車の内歯１７ａとに噛合する内歯２１
ａ，２２ａと外歯２１ｂ，２２ｂを有する少なくとも一
対の円弧状歯車２１，２２と、これら円弧状歯車２１，
２２の軸方向移動を規制し周方向移動を許容するホルダ
２３と、各円弧状歯車２１，２２の端部に形成した軸方
向の楔面２１ｃ，２２ｃに係合する楔面２６ａ，２６ｂ
を有して各円弧状歯車２１，２２の端部間に介装されホ
ルダ２３に向けて軸方向にばね付勢されて各円弧状歯車
２１，２２を周方向に押動する楔２６とを備える構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
吸気、排気弁の開閉動作時期を変化可能とした弁開閉時
期制御装置（内燃機関のバルブタイミング調整装置）に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の弁開閉時期制御装置の一つとし
て、内燃機関のクランクシャフトまたはカムシャフトの
一方に連結されて回転し、外周に外歯が形成された中心
歯車と、前記クランクシャフトまたは前記カムシャフト
の他方に連結されて回転するとともに、前記中心歯車の
外周に同軸的に組付けられ、内周に内歯が形成された外
周歯車と、前記中心歯車と前記外周歯車との間の環状空
間に軸方向へ移動可能に挿入され、少なくとも一方がは
す歯とされた前記中心歯車の外歯と前記外周歯車の内歯
とに係合して回転を伝達するとともに、軸方向への移動
により前記中心歯車と前記外周歯車とを相対的に回転さ
せて、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの間
の回転位相を変更させる円筒形の歯車集合体と、前記歯
車集合体を軸方向へ移動させる歯車駆動機構を備えて、
前記カムシャフトによる吸気、排気弁の開閉動作時期を
変化可能としたものがあり、例えば特公平５−７７８４
２号公報に示されている。

【０００３】上記した公報の弁開閉時期制御装置におい
ては、前記歯車集合体が、前記中心歯車の外歯と前記外
周歯車の内歯とに係合する内歯と外歯を有して前記歯車
駆動機構によって軸方向へ移動される主歯車と、この主
歯車とは別体で前記中心歯車の外歯と前記外周歯車の内
歯とに係合する内歯と外歯を有して弾性部材を介して前
記主歯車に連結された副歯車とを備える構成となってい
て、主歯車と副歯車が弾性部材の付勢力により軸方向の
逆方向に付勢されることにより、当該歯車集合体の各歯
と前記中心歯車の外歯及び前記外周歯車の内歯とのバッ
クラッシュがゼロとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報の弁開閉
時期制御装置においては、主歯車と副歯車が弾性部材の
付勢力のみで軸方向の逆方向に付勢されることにより、
上記バックラッシュがゼロとされている。ところで、上
記した弾性部材の付勢力には取付スペース等の制約によ
って限界があり、変動トルクの大きい内燃機関に適用し
た場合には、上記した弾性部材の付勢力が内燃機関の変
動トルクに負けてバックラッシュによる不具合（噛合騒
音の発生、弁開閉時期の不安定化）が生じるおそれがあ
る。なお、上記した弾性部材の取付スペースに制約がな
い場合には、大きな弾性部材を採用して大きな付勢力を
得ることができて、バックラッシュによる不具合を防止
することができるものの、当該装置が大型化することと
なる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、内燃機関のクランク
シャフトまたはカムシャフトの一方に連結されて回転
し、外周に外歯が形成された中心歯車と、前記クランク
シャフトまたは前記カムシャフトの他方に連結されて回
転するとともに、前記中心歯車の外周に同軸的に組付け
られ、内周に内歯が形成された外周歯車と、前記中心歯
車と前記外周歯車との間の環状空間に軸方向へ移動可能
に挿入され、少なくとも一方がはす歯とされた前記中心
歯車の外歯と前記外周歯車の内歯とに係合して回転を伝
達するとともに、軸方向への移動により前記中心歯車と
前記外周歯車とを相対的に回転させて、前記クランクシ
ャフトと前記カムシャフトとの間の回転位相を変更させ
る歯車集合体と、前記歯車集合体を軸方向へ移動させる
歯車駆動機構を備えて、前記カムシャフトによる吸気、
排気弁の開閉動作時期を変化可能とした弁開閉時期制御
装置において、前記歯車集合体を、前記中心歯車の外歯
と前記外周歯車の内歯とに噛合する内歯と外歯を有する
少なくとも一対の円弧状歯車と、これら円弧状歯車の軸
方向移動を規制し周方向移動を許容するホルダと、前記
各円弧状歯車の端部に形成した軸方向の楔面に係合する
楔面を有して前記各円弧状歯車の端部間に介装され前記
ホルダに向けて軸方向にばね付勢されて前記各円弧状歯
車を周方向に押動する楔とを備える構成とした。

【０００６】

【発明の作用・効果】本発明による弁開閉時期制御装置
においては、各円弧状歯車の端部に形成した軸方向の楔
面に係合する楔面を有する楔がホルダに向けて軸方向に
ばね付勢されて各円弧状歯車を周方向の逆方向に押動す
ることにより、歯車集合体の各歯と中心歯車の外歯及び
外周歯車の内歯とのバックラッシュがゼロとされてい
る。ところで、本発明においては、ホルダに向けて軸方
向にばね付勢される楔の各楔面によって各円弧状歯車を
周方向の逆方向に押動するものであり、楔の各楔面のな
す角を小さくすることにより、楔をホルダに向けて軸方
向に付勢するばね力が小さくても各円弧状歯車に周方向
の大きな押動力を付与することができて、上記したバッ
クラッシュを的確にゼロとすることができる。したがっ
て、楔をホルダに向けて軸方向に付勢するばねの小型化
を図って取付スペースの省スペース化を図ることがで
き、変動トルクの大きい内燃機関にもコンパクトに適用
することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明による弁開
閉時期制御装置を示していて、この弁開閉時期制御装置
においては、内燃機関のカムシャフト１１にピン１２と
ボルト１３を用いて中心歯車１４が同軸的かつ一体回転
可能に組付けられている。また、カムシャフト１１には
ハブ１５が回転可能に組付けられていて、このハブ１５
にボルト１６を用いて外周歯車１７とタイミングプーリ
１８が同軸的かつ一体回転可能に組付けられている。タ
イミングプーリ１８は、タイミングベルト（図示省略）
を介して内燃機関のクランクシャフト（図示省略）によ
り駆動されるようになっている。

【０００８】中心歯車１４は所要の軸方向長さを有して
いて、外周にははす歯の外歯１４ａが形成されている。
外周歯車１７は中心歯車１４の外端に至るまで同軸的に
延びていて、中心歯車１４の外歯１４ａに対応する内周
にははす歯の内歯１７ａが形成されており、中心歯車１
４と外周歯車１７との間の環状空間には、歯車駆動機構
３０によって軸方向に移動される歯車集合体２０が軸方
向へ移動可能に挿入されている。なお、外周歯車１７の
端部にはキャップ１９が液密的かつ脱着可能に組付けら
れている。

【０００９】歯車集合体２０は、中心歯車１４の外歯１
４ａと外周歯車１７の内歯１７ａとに係合して回転を伝
達するとともに、軸方向への移動により中心歯車１４と
外周歯車１７とを相対的に回転させて、クランクシャフ
ト（図示省略）とカムシャフト１１との間の回転位相を
変更させるものであり、中心歯車１４の外歯１４ａと外
周歯車１７の内歯１７ａとに噛合する内歯２１ａ，２２
ａと外歯２１ｂ，２２ｂを有する一対の円弧状歯車２
１，２２と、これら円弧状歯車２１，２２の一側に配設
されて円弧状歯車２１，２２の軸方向移動を規制し周方
向移動を許容する環状のホルダ２３と、このホルダ２３
にピン２４と圧縮コイルスプリング２５を介して連結さ
れた楔２６（図３参照）と、ホルダ２３にピン２７と圧
縮コイルスプリング２８を介して連結された楔２６と一
体の凸部２９（図４参照）によって構成されている。

【００１０】各ピン２４，２７は、楔２６と凸部２９に
それぞれ形成されている軸方向の各段付孔を貫通した脚
部先端にてホルダ２３に圧入固定されていて、頭部にて
各圧縮コイルスプリング２５，２８（各段付孔にそれぞ
れ組付けられている）の一端と係合している。楔２６
は、各円弧状歯車２１，２２の一方の端部間に介装され
ていて、各円弧状歯車２１，２２の端部に形成した軸方
向の楔面２１ｃ，２２ｃに係合する楔面２６ａ，２６ｂ
を有しており、圧縮コイルスプリング２５，２８により
ホルダ２３に向けて軸方向にばね付勢されて各円弧状歯
車２１，２２を周方向に押動している。凸部２９は、各
円弧状歯車２１，２２を軸に平行に押圧する為に、楔２
６に対称的に位置されている。

【００１１】歯車駆動機構３０は、中心歯車１４とハブ
１５と外周歯車１７等によって構成されるシリンダ３１
と、上記した楔２６及び凸部２９に一体的に形成されて
シリンダ３１内にシールリング３２を介して軸方向へ摺
動可能に組付けたピストン３３と、このピストン３３の
軸方向移動を制御する油圧制御弁３４及びバルブタイミ
ング制御装置３５等によって構成されていて、ピストン
３３の図示右側に形成された油室はハブ１５とカムシャ
フト１１に設けた油路３６を通して油圧制御弁３４のＡ
ポートに接続され、ピストン３３の図示左側に形成され
た油室は各歯の噛合部とボルト１３とカムシャフト１１
に設けた油路３７を通して油圧制御弁３４のＢポートに
接続されている。また、油圧制御弁３４のＰポートには
油圧ポンプ３８が接続されＲポートにはリザーバ３９が
接続されていて、油圧制御弁３４がバルブタイミング制
御装置３５によって作動を制御されることにより、ピス
トン３３が軸方向に駆動されて、歯車集合体２０が軸方
向に駆動されるようになっている。

【００１２】上記のように構成したこの実施形態におい
ては、各円弧状歯車２１，２２の端部に形成した軸方向
の楔面２１ｃ，２２ｃに係合する楔面２６ａ，２６ｂを
有する楔２６がホルダ２３に向けて軸方向にばね付勢さ
れて各円弧状歯車２１，２２を周方向の逆方向に押動す
ることにより、歯車集合体２０の各歯２１ａ，２１ｂ，
２２ａ，２２ｂと中心歯車１４の外歯１４ａ及び外周歯
車１７の内歯１７ａとのバックラッシュがゼロとされて
いる。

【００１３】ところで、この実施形態においては、ホル
ダ２３に向けて軸方向にばね付勢される楔２６の各楔面
２６ａ，２６ｂによって各円弧状歯車２１，２２を周方
向の逆方向に押動するものであり、楔２６の各楔面２６
ａ，２６ｂのなす角を小さくすることにより、楔２６を
ホルダ２３に向けて軸方向に付勢する圧縮コイルスプリ
ング２５，２８のばね力が小さくても各円弧状歯車２
１，２２に周方向の大きな押動力を付与することができ
て、上記したバックラッシュを的確にゼロとすることが
できる。したがって、楔２６をホルダ２３に向けて軸方
向に付勢する圧縮コイルスプリング２５，２８の小型化
を図って取付スペースの省スペース化を図ることがで
き、変動トルクの大きい内燃機関にもコンパクトに適用
することができる。

【００１４】上記した実施形態においては、周方向にて
一対の円弧状歯車２１，２２及びこれらを周方向の逆方
向に押動する楔２６を備える歯車集合体２０を採用した
が、歯車集合体を構成する円弧状歯車及び楔の数は適宜
変更可能であり、円弧状歯車を周方向にて二対以上とす
ること及びこれに合わせて楔を複数とすることも可能で
ある。また、上記した実施形態においては、中心歯車１
４の外歯１４ａと外周歯車１７の内歯１７ａを共にはす
歯として実施したが、何れか一方のみをはす歯として実
施することも可能である。また、上記した実施形態にお
いては、本発明による弁開閉時期制御装置をカムシャフ
ト側に設けたが、クランクシャフト側に設けて実施する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形
態を示す縦断側面図である。

【図２】 図１に示した弁開閉時期制御装置の中心歯
車、外周歯車及び歯車集合体の関係を示す図である。

【図３】 図２に示した歯車集合体の右側面図である。

【図４】 図２に示した歯車集合体の左側面図である。

【符号の説明】

１１…カムシャフト、１４…中心歯車、１４ａ…外歯、
１７…外周歯車、１７ａ…内歯、２０…歯車集合体、２
１，２２…円弧状歯車、２１ａ，２２ａ…内歯、２１
ｂ，２２ｂ…外歯、２１ｃ，２２ｃ…楔面、２３…ホル
ダ、２４，２７…ピン、２５，２８…圧縮コイルスプリ
ング、２６…楔、２６ａ，２６ｂ…楔面、３０…カム駆
動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトまたはカム
   シャフトの一方に連結されて回転し、外周に外歯が形成
   された中心歯車と、前記クランクシャフトまたは前記カ
   ムシャフトの他方に連結されて回転するとともに、前記
   中心歯車の外周に同軸的に組付けられ、内周に内歯が形
   成された外周歯車と、前記中心歯車と前記外周歯車との
   間の環状空間に軸方向へ移動可能に挿入され、少なくと
   も一方がはす歯とされた前記中心歯車の外歯と前記外周
   歯車の内歯とに係合して回転を伝達するとともに、軸方
   向への移動により前記中心歯車と前記外周歯車とを相対
   的に回転させて、前記クランクシャフトと前記カムシャ
   フトとの間の回転位相を変更させる歯車集合体と、前記
   歯車集合体を軸方向へ移動させる歯車駆動機構を備え
   て、前記カムシャフトによる吸気、排気弁の開閉動作時
   期を変化可能とした弁開閉時期制御装置において、前記
   歯車集合体を、前記中心歯車の外歯と前記外周歯車の内
   歯とに噛合する内歯と外歯を有する少なくとも一対の円
   弧状歯車と、これら円弧状歯車の軸方向移動を規制し周
   方向移動を許容するホルダと、前記各円弧状歯車の端部
   に形成した軸方向の楔面に係合する楔面を有して前記各
   円弧状歯車の端部間に介装され前記ホルダに向けて軸方
   向にばね付勢されて前記各円弧状歯車を周方向に押動す
   る楔とを備える構成としたことを特徴とする弁開閉時期
   制御装置。