JPH0941919A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工コストの高い歯車を用いないで構成した
安価な弁開閉時期制御装置を提供すること。 【解決手段】 当該弁開閉時期制御装置を、内燃機関の
カムシャフト１１に連結されて回転し、外周部位にカム
が形成された第１カム部材１４と、内燃機関のクランク
シャフトに連結されて回転するとともに、第１カム部材
１４の外周に同軸的に組付けられ、内周部位にカムが形
成された第２カム部材１７と、両カム部材１４，１７の
前記各カム間に軸方向へ移動可能に組付けられ、両カム
部材１４，１７の前記各カム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両カム部材１４，１７
を相対的に回転させて、クランクシャフトとカムシャフ
トとの間の回転位相を変更させるカム駆動体２０と、こ
のカム駆動体２０を軸方向へ移動させるカム駆動機構３
０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、外周に外歯が形成された中心
歯車と、内周に内歯が形成された外周歯車と、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する内歯と外歯を有する主歯車と、
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
内歯と外歯を有する副歯車等の特殊な歯車を多数使用し
ているため、非常にコストがかかる。

【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
た当該弁開閉時期制御装置を、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
周部位にカムが形成された第１カム部材と、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、前記第１カム部材の外周に同軸的に
組付けられ、内周部位にカムが形成された第２カム部材
と、前記両カム部材の前記各カム間に軸方向へ移動可能
に組付けられ、前記両カム部材の前記各カムに係合して
回転を伝達するとともに、軸方向への移動により前記両
カム部材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カム
駆動体と、このカム駆動体を軸方向へ移動させるカム駆
動機構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、上記した従来装置の歯車（中心歯車、外周
歯車、主歯車及び副歯車等）に代えて、歯車より加工コ
ストの安い第１カム部材、第２カム部材及びカム駆動体
を採用したものであり、低コスト化を図ることができ
る。また、カム駆動体をカム駆動機構によって軸方向へ
移動させることにより、両カム部材を相対的に回転させ
て、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転位相
を変更させるようにしたものであるため、カム駆動体が
係合する両カム部材の各カム形状を適宜に設定すること
により、カム駆動体の軸方向移動量に対する両カム部材
の相対回転量の変化特性を適宜に設定することが可能で
ある。

【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を用いて第１カム部材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を用いて第２カム部材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】第１カム部材１４は所要の軸方向長さを有
していて、外周部位には二対のカム１４ａ，１４ｂが形
成されており、各カム１４ａ，１４ｂには周方向にて同
方向に傾斜するカム面１４ａ１，１４ｂ１が形成されて
いる（図３及び図４参照）。第２カム部材１７は、第１
カム部材１４の外周に同軸的に配置されていて、内周部
位には第１カム部材１４の各カム１４ａ，１４ｂに対向
する二対のカム１７ａ，１７ｂが形成されており、各カ
ム１７ａ，１７ｂには各カム１４ａ，１４ｂのカム面１
４ａ１，１４ｂ１とにより軸方向の楔面を互い違いに形
成するカム面１７ａ１，１７ｂ１が形成されている（図
３及び図４参照）。また、第１カム部材１４と第２カム
部材１７の各カム１４ａ，１４ｂと１７ａ，１７ｂ間に
は、カム駆動機構３０によって軸方向に移動されるカム
駆動体２０が軸方向へ移動可能に組付けられている。な
お、第２カム部材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】カム駆動体２０は、両カム部材１４，１７
の各カム１４ａ，１４ｂと１７ａ，１７ｂ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両カム部
材１４，１７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、第１楔体２１と第２楔体２２とこ
れらを連結支持するリング２３を備えている。第１楔体
２１は、カム面１４ａ１，１７ａ１に係合する軸方向の
楔面２１ａ，２１ｂを有していて、ピン２４と圧縮コイ
ルスプリング２５を介してリング２３に連結されてお
り、楔面２１ａ，２１ｂにてカム面１４ａ１，１７ａ１
に弾撥的に当接している。第２楔体２２は、カム面１４
ｂ１，１７ｂ１に係合する軸方向の楔面２２ａ，２２ｂ
を有していて、圧縮コイルスプリング２６を介してリン
グ２３に連結されており、楔面２２ａ，２２ｂにてカム
面１４ｂ１，１７ｂ１に弾撥的に当接している。ピン２
４は、第１楔体２１に形成されている軸方向の段付孔を
貫通した脚部先端にてリング２３に圧入固定されてい
て、頭部にて圧縮コイルスプリング２５（段付孔に組付
けられている）の一端と係合している。

【００１０】歯車駆動機構３０は、図１に示したよう
に、第１カム部材１４とハブ１５と第２カム部材１７等
によって構成されるシリンダ３１と、上記したリング２
３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３
３の図示左側に形成された油室は両カム部材１４，１７
間とボルト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、カム駆動体２０が軸方向に駆動されるよう
になっている。

【００１１】上記のように構成したこの実施形態におい
ては、各カム部材１４，１７のカム面１４ａ１，１４ｂ
１、１７ａ１，１７ｂ１に係合する楔面２１ａ，２１
ｂ、２２ａ，２２ｂを有する各楔体２１，２２が軸方向
にばね付勢されて各カム部材１４，１７を周方向の逆方
向に押動することにより、各カム部材１４，１７と各楔
体２１，２２の周方向隙間（バックラッシュ）がゼロと
されていて、この周方向隙間による不具合（各カム部材
１４，１７と各楔体２１，２２との当接部での騒音の発
生、弁開閉時期の不安定化）が防止されている。

【００１２】また、この実施形態においては、カム駆動
機構３０によってカム駆動体２０が軸方向へ移動される
と、図５に例示したように、カム駆動体２０における両
楔体２１，２２の協同作用によって第１カム部材１４が
第２カム部材１７に対して相対的に回転し、これによっ
てクランクシャフト（図示省略）とカムシャフト１１と
の間の回転位相が変更され、カムシャフト１１による吸
気、排気弁（図示省略）の開閉動作時期が変化する。

【００１３】ところで、この実施形態においては、歯車
より加工コストの安い第１カム部材１４、第２カム部材
１７及びカム駆動体２０を採用して当該弁開閉時期制御
装置を構成したものであり、当該弁開閉時期制御装置の
低コスト化を図ることができる。また、カム駆動体２０
をカム駆動機構３０によって軸方向へ移動させることに
より、両カム部材１４，１７を相対的に回転させて、ク
ランクシャフトとカムシャフト１１との間の回転位相を
変更させるようにしたものであるため、カム駆動体２０
の各楔体２１，２２が係合する両カム部材１４，１７の
各カム形状を適宜に設定することにより、カム駆動体２
０の軸方向移動量に対する両カム部材１４，１７の相対
回転量の変化特性を適宜に設定することが可能である。

【００１４】また、この実施形態においては、カム駆動
体２０において各楔体２１，２２を採用しているため、
例えば相対回転量を小さくする必要がある場合等には、
各楔体２１，２２の各楔面２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２
２ｂのなす角を小さくすることにより、各楔体２１，２
２を軸方向に付勢する圧縮コイルスプリング２５，２６
のばね力が小さくても各カム部材１４，１７に周方向の
大きな押動力を付与することができて、各カム部材１
４，１７と各楔体２１，２２の周方向隙間を的確にゼロ
とすることができる。したがって、各圧縮コイルスプリ
ング２５，２６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。また、楔面と
いった簡単な形状で同効果が得られるので、安価に実施
できる。

【００１５】上記した実施形態においては、周方向にて
二対の楔体２１，２２を備えるカム駆動体２０を採用し
たが、カム駆動体を構成する各楔体の数は適宜増減変更
可能であり、これに合わせて各カム部材に形成するカム
面の数を増減変更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
態を示すものであり、図３の１−１線で切断して矢印方
向にみた展開側面図である。

【図２】 図１に示した弁開閉時期制御装置を図３の２
−２線で切断して矢印方向にみた展開側面図である。

【図３】 図１の３−３線で切断して矢印方向にみた断
面図である。

【図４】 図１〜図３に示した両カム部材とカム駆動体
の各構成部材との関係を周方向に沿って切断し展開して
示した断面図である。

【図５】 図４に示した部位の作動説明図である。

【符号の説明】

１１…カムシャフト、１４…第１カム部材、１４ａ，１
４ｂ…カム、１４ａ１，１４ｂ１…カム面、１７…第２
カム部材、１７ａ，１７ｂ…カム、１７ａ１，１７ｂ１
…カム面、２０…カム駆動体、２１，２２…楔体、２１
ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…楔面、２３…リング、２
４…ピン、２５，２６…圧縮コイルスプリング、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、外周部位にカムが
   形成された第１カム部材と、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、前記第１カム部材の外周に同軸的に組付けられ、内
   周部位にカムが形成された第２カム部材と、前記両カム
   部材の前記各カム間に軸方向へ移動可能に組付けられ、
   前記両カム部材の前記各カム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両カム部材を相対
   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カム駆動体と、この
   カム駆動体を軸方向へ移動させるカム駆動機構を備え
   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。