JPH0953418A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JPH0953418A
JPH0953418A JP20304395A JP20304395A JPH0953418A JP H0953418 A JPH0953418 A JP H0953418A JP 20304395 A JP20304395 A JP 20304395A JP 20304395 A JP20304395 A JP 20304395A JP H0953418 A JPH0953418 A JP H0953418A
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JP
Japan
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gear
camshaft
pressure receiving
gear component
valve
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Application number
JP20304395A
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English (en)
Inventor
Seinosuke Hara
誠之助 原
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状歯車の移動応答性を向上しつつ、構造の
簡素化と部品点数を削減して製造，組立作業能率の向上
を図る。 【解決手段】 タイミングプーリ２１とカムシャフト２
２のスリーブ２４との間に介装された筒状歯車２９を、
受圧ピストン３７を介してカムシャフト軸方向に移動さ
せて両者２１，２２の相対回動位相を変換する。受圧ピ
ストン３７と筒状歯車２９の両歯車構成部３０３１とを
支持ピン４２によって連係すると共に、両歯車構成部３
０，３１を該両者３０，３１間に弾装されたコイルスプ
リング３２によって互いに離間する方向に付勢した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気・
排気弁の開閉時期を運転状態に応じて可変制御するバル
ブタイミング制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のバルブタイミング制御装置とし
ては、例えば本出願人が先に出願した実開平６−２８２
０３号公報に記載されたものがある。
【０００３】図８に基づいて概略を説明すれば、この装
置は機関のクランク軸から駆動伝達されるスプロケット
１と、該スプロケット１から回転力が伝達されて、外周
に有するカムにより図外の吸気弁をバルブスプリングの
ばね力に抗して開作動させるカムシャフト２と、スプロ
ケット１とカムシャフト本体の一端部にボルト１１によ
って固定されたスリーブ１２との間に介装されて、内外
周に有するはす歯形の内外歯３ａ，３ｂがスプロケット
１とスリーブ１２の各インナ歯１ａとアウタ歯１２ａに
噛合しつつカムシャフト軸方向に摺動する筒状歯車３
と、該筒状歯車３に近接配置されて、カムシャフト軸方
向へ摺動自在な受圧ピストン４とを備えている。
【０００４】前記筒状歯車３は、軸直角方向から前後に
２分割形成されて、前側歯車構成部５と後側歯車構成部
６が、連結ピン７と前側歯車構成部５の前端内部に形成
され凹溝５ａ内に配置されて連結ピン７が挿通するコイ
ルスプリング８のばね力によって互いに接近する方向に
付勢され、これによって各歯１ａ，３ｂ，１２ａ，３ａ
間のバックラッシ隙間を消失させて摺動時の衝突打音の
発生を防止するようになっている。
【０００５】また、受圧ピストン４は、内部を貫通した
支持ピン９を介して後側歯車構成部６に係止している。
すなわち、支持ピン９は、頭部９ａが受圧ピストン４に
連結固定され、頭部の先端部９ｂが後側歯車構成部６の
ピン孔６ａ内を遊挿しつつ係止リング１０によって後側
歯車構成部６に係止していると共に、前端縁が前側歯車
構成部５の後面に対向している。
【０００６】そして、機関運転状態の変化に伴い駆動機
構１３によって受圧ピストン４が例えば後方向（図中右
方向）へ移動すると、支持ピン９の係止リング１０を介
して後側歯車構成部６が後方向へ引っ張られるため、前
側歯車構成部５も連結ピン７とコイルスプリング８を介
して同方向へ追従移動する。このため、筒状歯車３全体
が後方へ最大に移動する。一方、筒状歯車３が最大後方
向位置から受圧ピストン４が前方向（図中左方向）へ摺
動すると、支持ピン９の前端縁が前側歯車構成部５の後
面を押圧しながら前方へ移動させ、かかる前側歯車構成
部５の移動に伴い後側歯車構成部６も連結ピン７とコイ
ルスプリング８を介して引っ張られながら同方向へ追従
移動する。このため、筒状歯車３全体が前方へ最大に移
動する。
【０００７】このように、筒状歯車３が前後方向へ移動
する際に、受圧ピントン４と支持ピン９の作用によって
前側歯車構成部５あるいは後側歯車構成部６を互いに離
れる方向に力を作用させることにより各歯間の圧接力を
低下させることが可能になる。この結果、筒状歯車３の
摺動摩擦抵抗が小さくなり、前後方向へのスムーズな移
動が得られて、スプロケット１とカムシャフト２との相
対回動位相変換の応答性を向上させることができる。
【０００８】
【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、前述のように、スプロケット１及
びスリーブ１２と筒状歯車３との間の各歯１ａ，３ｂ、
１２ａ，３ｂ間のバックラッシ隙間を零にしてカムシャ
フト２から発生するトルク変動による打音の発生を防止
するために、両歯車構成部５，６を互いに接近する方向
に付勢する付勢機構を構成する連結ピン７と、受圧ピス
トン４によって各歯車構成部５，６を連係する連係機構
である支持ピン９等とを夫々別個に形成してあるため、
構造が複雑になると共に、部品点数が多くなる。したが
って、製造作業や組付作業が煩雑になり、コストの高騰
が余儀なくされている。
【０００９】また、両歯車構成部５，６は、前述のよう
にコイルスプリング８によって互いに接近する方向に付
勢されており、このコイルスプリング８は連結ピン７の
外周に巻装されているため、この連結ピン７の外径を考
慮してコイルスプリング８の直径を必然的に大きく設定
しなければならない。したがって、該コイルスプリング
８を収納する前側歯車構成部５の凹溝５ａの内径を比較
的大きく設定しなければならないと共に、該コイルスプ
リング８のコイル表の分だけ凹溝５ａの深さを大きく取
らなければならない。この結果、前側歯車構成部５つま
り筒状歯車３全体の外径及び軸方向の長さを大きく設定
せざるを得ず、装置の大型化が余儀なくされる。
【００１０】しかも、両歯車構成部５，６が互いに接近
する方向に付勢されているところから、該両歯車構成部
５，６の各内外歯１ａ，３ｂ，１２ａ，３ａが経時的に
摩耗すると該両歯車構成部の隙間Ｔ（図９に示す隙間
Ｔ）が減少する。この現象が進むとやがて両歯車構成部
５，６の前記隙間Ｔが消失してしまう。その結果、両歯
車構成部５，６は互いに接近することができなくなるか
ら、各内外歯１ａ，３ｂ，１２ａ，３ａ間のバックラッ
シ隙間を消失させて筒状歯車３の摺動時の衝突打音発生
を防止することができなくなる虞がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題に鑑みて案出されたもので、請求項１の発明は、機関
により駆動されかつ内周にインナ歯を有する回転体と、
該回転体から回転力が伝達されかつ外周にアウタ歯を有
するカムシャフトと、該回転体とカムシャフトとの間に
介装され、内外周に前記インナ歯とアウタ歯に噛合する
少なくとも一方がはす歯形の内外歯を有する筒状歯車
と、軸方向に２分割された前記筒状歯車の両歯車構成部
を互いに離間する方向へ付勢する付勢手段と、前記回転
体とカムシャフトとの間に前記一方側歯車構成部に近接
配置されて、カムシャフト軸方向へ摺動自在に設けられ
た受圧ピストンと、一端部が前記受圧ピストンに連結さ
れ、他端部が一方側歯車構成部を遊挿しつつ他方側歯車
構成部に係止した支持ピンと、前記受圧ピストンを摺動
させて前記筒状歯車をカムシャフト軸方向に移動させる
ことにより前記回転体とカムシャフトの相対回動位相を
変換する駆動機構とを備えたことを特徴としている。
【００１２】請求項２の発明は、前記付勢手段を、両歯
車構成部の間に弾装したことを特徴としている。
【００１３】
【作用】請求項１の発明によれば、機関運転状態の変化
に伴い最大後方に位置する受圧ピストンが駆動機構を介
して例えば前方向へ移動すると、支持ピンを介して後側
歯車構成部を同方向へ引張る。このため、受圧ピストン
側の前側歯車構成部は、付勢手段たる例えばコイルスプ
リングを圧縮しながら後側歯車構成部に押されながら前
方へ追従移動する。
【００１４】一方、最大前方に位置する受圧ピストンが
駆動機構によって後方向へ移動すると、今度は後側歯車
構成部が支持ピンとの係止状態が解除されてフリーにな
り、前側歯車構成部が受圧ピストンに直接押されて後方
へ移動すると同時に後側歯車構成部がコイルスプリング
を介して後方へ追従移動する。したがって、前後側歯車
構成部の前記追従移動により、各歯間の圧接力が低下し
て筒状歯車のスムーズな移動が確保できる。
【００１５】また、両歯車構成部は、付勢手段によって
互いに離間する方向へ付勢されているため、従来のよう
な両者間の連結ピンが不要になり、支持ピンのみによっ
て受圧ピストンと両歯車構成部を連係させることができ
る。したがって、構造の簡素化と部品点数の削減が図れ
る。
【００１６】さらに、該歯車構成部を互いに離間方向に
付勢することによって、回転体，筒状歯車，カムシャフ
ト間のバックラッシュ隙間を消失させるため、該両歯車
構成部の内外歯に経時的な摩耗が発生しても両歯車構成
部は互いに離間するだけであるから、前記バックラッシ
ュ隙間消失作用を損なわない。
【００１７】さらにまた、両歯車構成部の内外歯に経時
的な摩耗が発生しバックラッシュ隙間が大きくなって
も、回転体とカムシャフトの回転位相はあくまでも支持
ピンの他方側歯車構成部に対する係止位置で決定される
ため、バルブタイミング制御精度に影響はない。
【００１８】また、請求項２の発明によれば、付勢手段
を両歯車構成部の間に配置したため、付勢手段の外径や
長さの設定の自由度が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るバルブタイミ
ング制御装置をＤＯＨＣ型動弁機構の吸気バルブ側に適
用した第１実施例を示している。
【００２０】図中２１は図外のクランク軸からタイミン
グベルトにより駆動力が伝達される回転体たる円筒状の
タイミングプーリ、２２はシリンダヘッド２３の上部に
有するカム軸受２３ａに回転自在に支持されて、タイミ
ングプーリ２１から伝達された回転力により図外の吸気
弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させるカ
ムを有するカムシャフトである。
【００２１】前記タイミングプーリ２１は、筒状本体２
１ａの外周面に一体に設けられたプーリ部２１ｂと、筒
状本体２１ａの前端部にかしめ固定されて前端開口を閉
塞するフロントカバー２６と、筒状本体２１ａの後端部
内周にかしめ固定されて、内周部２７ａがスリーブ２４
の後端部外周に摺動するリテーナ部２７とを有してい
る。前記筒状本体２１ａの段差小径状の後端部内周に
は、はす歯状のインナ歯２１ｃが形成されている。ま
た、フロントカバー２６は、環状外周部２６ａと該外周
部２６ａの内周側にねじ止めされた円板のキャップ２６
ｂとから構成されている。
【００２２】前記カムシャフト２２は、カムシャフト本
体の一端部２２ａに固定ボルト２５によって軸方向から
固定されて、タイミングプーリ２１の内部軸方向に挿通
されたスリーブ２４を有している。このスリーブ２４は
略円筒状を呈し、内部に前記一端部２２ａ端面に当接す
る隔壁２４ａが設けられていると共に、前端部内周に有
底円筒状のスペーサ２８が圧入固定されている。このス
ペーサ２８は、前端部に有するフランジ部２８ａがスリ
ーブ２４の前端部に係合していると共に、後端部に底壁
２８ｂを有している。また、前記スリーブ２４は、後部
側外周にはす歯状のアウタ歯２４ｂが形成されていると
共に、前端部外周面が前記フロントカバー２６の外周部
２６ａを摺動自在に支持している。
【００２３】また、スリーブ２４と筒状本体２１ａとの
間には、後述する駆動機構を介して軸方向に移動する筒
状歯車２９が介装されており、この筒状歯車２９は、長
尺な歯車を軸直角方向から分割された前後２個の歯車構
成部３０，３１から構成されている。両歯車構成部３
０，３１は、各内外周には、前記インナ歯２１ｃとアウ
タ歯２４ｂに夫々噛合する両方がはす歯の内歯３３ａ，
３４ａと外歯３３ｂ，３４ｂが形成されている。また、
前側歯車構成部３０の周方向の所定位置には、図２にも
示すように貫通孔３５が軸方向に沿って形成されている
と共に、該貫通孔３５に対応する後側歯車構成部３１の
後面には、係止溝３６が形成されている。また、両歯車
構成部３０，３１の対向面間には、該両者３０，３１を
互いに離間する方向へ付勢する付勢手段たるコイルスプ
リング３２が設けられている。このコイルスプリング３
２は、一端部が前側歯車構成部３０の後部中央に形成さ
れた凹溝３０ａ底面に、他端部が後側歯車構成部３１の
前面に弾持されており、そのコイル長やコイル径は凹溝
３０ａの内径や深さ等に応じて自由に設定されている。
【００２４】さらに、前側筒状本体２１ａとスリーブ２
４との間に、略円筒状の受圧ピストン３７がカムシャフ
ト軸方向へ摺動自在に設けられている。この受圧ピスト
ン３７は、筒状本体２１ａの大径な前端部内周面とスリ
ーブ２４の外周面との間に配置された環状の摺接部３７
ａと、該摺接部３７ａの後部に一体に設けられて後端面
３７ｃが前側歯車構成部に近接配置された筒状部３７ｂ
とから構成され、内部に摺接部３７ａ側が開口した環状
溝３７ｄが形成されている。また、摺接部３７ａは、前
面側の第１受圧室３８と後面側の第２受圧室３９とに隔
成し、内外周に両室３８，３９間をシールするシールリ
ング４０，４１が嵌着固定されている。一方、筒状部３
７ｂの後端部に有するピン孔内には、受圧ピストン３７
と各歯車構成部３０，３１とを連係する支持ピン４２が
圧入固定されている。
【００２５】すなわち、この支持ピン４２は、比較的長
尺に形成され、軸部４２ａが後側構成部３１の挿通孔３
１ａと前側歯車構成部３０の貫通孔３５を遊挿状態に挿
通して、軸部４２ａの先端部が受圧ピストン３７のピン
孔内に圧入固定されていると共に、頭部４２ｂが後側歯
車構成部３１の前記係止溝３６内に収納配置されて、該
係止溝３６の底面に適宜係止するようになっている。つ
まり、受圧ピストン３７が前方向（図中左方向）へ移動
した時点で頭部４２ｂが係止溝３６の底面に係止するよ
うになっている。
【００２６】また、受圧ピストン３７は、前記フロント
カバー２６の外周部２６ａ内面と環状溝３７ｄの底面と
の間に弾装されたアシストスプリング４３のばね力で後
方向（図中右方向）に付勢されていると共に、駆動機構
によってカムシャフト軸方向に移動するようになってい
る。前記アシストスプリング４３は、第２受圧室３９内
に油圧が供給されない場合に、受圧ピストン３７を後方
向位置に移動保持する程度の比較的小さいばね力に設定
されている。
【００２７】前記駆動機構は、両受圧室３８，３９に相
対的に油圧を給排する油圧回路４４と、前記スペーサ２
８内の弁室４５に軸方向へ摺動自在に設けられて油圧回
路４４を切り換えるスプール弁４６と、該スプール弁４
６を切り換え摺動させる電磁アクチュエータ４７とを備
えている。
【００２８】前記油圧回路４４は、一端がオイルパン４
８に臨むオイルメインギャラリ４９にオイルポンプ５０
を介して連通し、下流側がスペーサ２８内の弁室４５に
開口した油通路５１と、弁室４５と各受圧室３８，３９
とを連通する第１，第２連通路５２，５３と、弁室４５
とシリンダヘッド２３の上部空間５５と連通するドレン
通路５４とから主として構成されている。
【００２９】具体的には、前記油通路５１は、シリンダ
ヘッド２３の内部に上下方向に形成された通路部５６
と、カムシャフト本体の内部半径方向に形成された半径
方向孔５７と、カムシャフト本体のボルト挿通孔の内面
とボルト２５の軸部外面との間に形成された環状通路５
８と、スリーブ２４の内部に形成されコ字状通路部５９
と、該コ字状通路部５９の下流端に対応するスペーサ２
８の外周面に形成された環状溝６０と、該環状溝６０の
内側半径方向に形成されて弁室４５に臨む通路孔６１と
から構成されている。
【００３０】前記第１，第２連通路５２，５３は、前記
通孔６１とは反対側の位置に軸方向へ一定の間隔をもっ
て形成され、第１連通路５２は、スペーサ２８の半径方
向及び外周に形成された第１連通孔６２及び第１環状溝
と、スリーブ２４の内部に略半径方向へ傾斜状に形成さ
れて、第１環状溝と第１受圧室３８とを連通する傾斜通
路部６３とから構成されている。
【００３１】一方、前記第２連通路５３は、スペーサ２
８の半径方向及び外周に形成された第２連通孔６４及び
第２環状溝と、スリーブ２４の内部に半径方向に形成さ
れて、第２環状溝と第２受圧室３９とを連通する半径方
向通路部６５とから構成されている。
【００３２】前記ドレン通路５４は、スペーサ２８の底
壁２８ｂ中央に形成されて弁室４５とボルト２５頭部が
配置されたドレン室６６とを連通するドレン孔６７と、
スリーブ２４の隔壁２４ａに傾斜状に形成されて、ドレ
ン室６６とシリンダヘッド２３上部室間５５内をリテー
ナ２７内周の切欠溝６８を介して連通する排出通路部６
９とから構成されている。また、スプール弁４６の後述
する底壁に形成されて、該底壁とキャップ２６ｂ間の弁
室２５と円柱状溝７０とを連通する排出孔７１が形成さ
れている。
【００３３】さらに、前記スプール弁４６は、前端側に
弁軸４６ａを有する本体の前後の外周に前記第１連通孔
６２と第２連通孔６４とを開閉する第１，第２弁体７
２，７３を有していると共に、該両弁体７２，７３の間
に常時前記通孔６１に連通する環状室７４が形成されて
いる。また、スプール弁４６は、内部に弁室４５内に開
口した円柱溝７０が形成されていると共に、該円柱溝７
０の底壁とスペーサ２８の底壁２８ｂとの間に弾装され
たリターンスプリング７５のばね力によってキャップ２
６ｂ側（前方向）に付勢されている。さらに、前記弁軸
４６ａは、キャップ２６ｂの中央孔を貫通しつつ蛇腹状
カバー７６から外部に突出している。
【００３４】前記電磁アクチュエータ４７は、コントロ
ーラ７７から出力されるパルス信号によってデューティ
比制御される比例ソレノイド型であって、機関前端側の
ベルトカバー７８に固定されたケーシング７９の内部に
ソレノイド８０や固定コア８１，可動コア８２等が収納
されていると共に、可動コア８２に設けられた駆動ロッ
ド８３の先端が弁軸４６ａの先端に当接している。
【００３５】また、前記コントローラ７７は、クランク
角センサ８４や図外のエアーフローメータ及びスロット
ル開度検出センサ等の各種センサからの情報信号に基づ
いて現在の機関運転状態を検出して燃料噴射量を制御す
ると共に、カムシャフト２２の回転数を検出する回転数
センサ８５からの情報信号を入力して電磁アクチュエー
タ４７を制御している。
【００３６】以下、本実施例の作用を図４のコントロー
ラ７７の制御フローに基づいて説明する。まず、セクシ
ョンＳ１では、クランク角センサ８４からのクランク軸
の回転数Ｎとエアーフローメータからの吸入空気量Ｑ及
びスロットル開度量センサからのスロットル開度θTを
夫々読み込む。次に、セクションＳ２で、前記各情報信
号に基づいて図外の燃料噴射弁の基本噴射量ＴPを演算
し、さらにセクションＳ３では、Ｎ，ＴPよって予め設
定されているマップからバルブタイミングの進角量の目
標値ＳTを読み取る。続いて、セクションＳ４では、現
在のクランク回転信号ＫPを、さらにセクションＳ５カ
ムシャフト２２の回転センサー８５から出力されたカム
回転信号ＣPを読み取って、次にセクションＳ６では、
ＫPとＣPとによりカムシャフト２２の進角量Ｓつまりタ
イミングプーリ２１に対するカムシャフト２２の現在の
進角量Ｓを演算する。
【００３７】さらに次に、セクションＳ７で、進角量目
標値ＳＴからカムシャフト進角量Ｓを減算して差値△Ｓ
を求める。続いて、セクションＳ８では、差値△Ｓが所
定値α以下か否かを判別し、以下にならない場合は、セ
クションＳ９で差値△Ｓの正負を判別する。ここで、差
値△Ｓが負の場合つまりカムシャフト進角量Ｓが目標値
ＳTを超えている場合は、例えば低回転低負荷域である
から、セクションＳ１０においてデューティ比を減少さ
せる処理を行い、電磁アクチュエータ４７の電磁力を弱
める。
【００３８】これによって、スプール弁４６は、リター
ンスプリング７５のばね力で図１中左方向（前方）に移
動し、第２弁体７３が環状室７４と第２連通孔６４の連
通を遮断すると同時に、第１弁体７２が環状室７４と第
１連通孔６２とを連通する。このため、第２受圧室３８
内の油圧が半径方向通路部６５，環状溝及び第２連通孔
６４を通って弁室４５内に流入し、さらにここからドレ
ン通路５４を通ってシリンダヘッド２３の上部空間５５
内に排出されて第２受圧室３９が低圧になる一方、オイ
ルポンプ５０から油通路５１を通って環状室７４に流入
した油圧が第１連通路５２を通って第１受圧室３８に供
給される。
【００３９】このため、受圧ピストン３７は、高油圧と
アストスプリング４３との合成された圧力によって右方
向（後方向）へ移動し、筒部３７ｂの端面３７ｃで前側
歯車構成部３０を後方へ押し出す。したがって、後側歯
車構成部３１は、コイルスプリング３２のばね力を介し
て同方向へ追従移動し、筒状歯車２９全体が後方向へ移
動する。そして、筒状歯車２９は、支持ピン４２の頭部
４２ｂ外端面がリテーナ２７の内端面に当接した位置で
最大後方向の移動位置が規制される（図１参照）。
【００４０】よって、筒状歯車２９の最大後方移動に伴
いタイミングプーリ２１に対するカムシャフト２２の回
転位相が変換されて遅れた状態になり、吸気弁と排気弁
のバルブオーバラップが小さくなる。この結果、燃焼室
内の残留ガスが減少して燃焼が改善され、燃費の向上及
び機関回転の安定化が図れる。
【００４１】また、前記セクションＳ９で、差値△Ｓが
正であると判別した場合、つまりカムシャフト進角量Ｓ
が目標値ＳTに達していない場合は、低回転高負荷域で
あるからセクションＳ１１で電磁アクチュエータ４７へ
のデューティ比を増加する処理を行い電磁力を増加させ
る。
【００４２】これによって、スプール弁４６は、リター
ンスプリング７５にばね力に抗して、図１中右方向に移
動し、今度は第１弁体７２が環状室７４と第１連通孔６
２を遮断すると同時に、第２弁体７３が環状室７４と第
２連通孔６４を連通する。このため、第１受圧室３８内
の油圧が弁室４５からドレン通路５４を通って上部空間
５５内に排出されて低圧になる一方、オイルポンプ５０
から圧送された油圧が油通路５１及び第２連通路５３等
を介して第２受圧室３９内に供給される。
【００４３】このため、受圧ピストン３７は、アシスト
スプリング４３のばね力に抗して左方向（前方向）へ移
動し、これにより支持ピン４２の頭部４２ｂが係止溝３
６の底面に係止して後側歯車構成部３１を同方向へ引張
る。したがって、前側歯車構成部３０もコイルスプリン
グ３２を介して同方向へ追従移動し、筒状歯車２９が前
方へ移動する。そして、受圧ピストン３７の摺接部３７
ａの前面がフロントカバー２６の外周部２６ａ内面に突
き当たった時点で最大前方移動位置が規制される。これ
によって、タイミングプーリ２１とカムシャフト２２と
の相対回動位相が他方に最大に変換されて吸気弁の開閉
時期が進角し、早く閉じるため、燃焼ガスの吸気系への
吐き出しがなくなって充填効率が向上し、出力トルクの
アップが得られる。
【００４４】さらに、前記セクションＳ８で差値△Ｓが
所定値内にあるときは、機関運転状態とカムシャフト２
２の回転位相が合致しているので、セクションＳ１２に
進み、ここでデューティ比を固定する処理を行う。これ
により、スプール弁４６は、図１に示す位置に保持され
両連通孔６２，６４を閉止するため、スプール弁４６の
ハンチングを防止でき、バルブタイミングの安定した目
標値制御が可能になる。
【００４５】そして、本実施例によれば、受圧ピストン
３７の前後移動に伴い前後の歯車構成部３０，３１が支
持ピン４２及びコイルスプリング３２を介して夫々一方
の歯車構成部に追従して移動する形になり、つまりフリ
ーな状態で移動するため、各歯２１ｃ，３３ｂ，３４
ｂ，２４ｂ，３３ａ，３４ａ間の圧接力が低下して、筒
状歯車２９の摺動摩擦抵抗が減少する。したがって、ス
ムーズな前後移動が得られ、移動応答性が向上する。
【００４６】さらに、両歯車構成部３０，３１は、コイ
ルスプリング３２によって互いに離間する方向へ付勢さ
れているため、従来のように両者３０，３１を連結する
連結ピンが不要になり、支持ピン４２のみによって受圧
ピストン３７と両歯車構成部３０，３１と連係させるよ
うになっている。したがって、装置の構造の簡素化と部
品点数の削減が図れる。
【００４７】しかも、両歯車構成部３０，３１は、前述
のように互いに離間する方向に付勢されているため、図
３に示すように両者３０，３１の内外歯３３ａ，３４
ａ，３３ｂ，３４ｂが経時的に摩耗して、受圧ピストン
３７と前側歯車構成部３０との間の離間Ｓが小さくなっ
ても、カムシャフト２２の回動位相は支持ピン４２の頭
部４２ｂと後側歯車構成部３１の係止溝３６の底面の相
対位置関係で決定されるため、バルブタイミングの制御
精度に影響を受けることがでいない。
【００４８】また、タイミングプーリ２１の回転力をカ
ムシャフト２２へ伝達する際、タイミングプーリ２１の
インナ歯２１ｃは歯車構成部３０のアウタ歯３３ｂを回
転方向に押し下げ（図３参照）、これに伴って歯車構成
部３０を図の右方向に押圧させる。このため、歯車構成
部３０はコイルスプリング３２を介して歯車構成部３１
を図の右方向に付勢するから、支持ピンの頭部４２ｂと
歯車構成部３１の係止溝３８とは常に安定した係止状態
を維持できる。
【００４９】また、各受圧室３８，３９の近傍にスプー
ル弁４６を設けたため、該スプール弁４６から各受圧室
３８，３８までの作動油量を減少できると共に、油通路
５１内を作動油で満たすことができるので、スプール弁
４６の移動に伴い油通路５１からの油圧を各受圧室３
８，３９に速やかに供給することが可能になる。この結
果、筒状歯車２９の移動応答性の向上と安定した制御が
可能になる。
【００５０】さらに、スリーブ２４とスペーサ２８の２
重構造とし、スペーサ２８の外周に環状溝を形成したた
め、単体のスリーブの内周に通路溝を形成する場合に比
較して構成形加工が容易になる。しかも油圧回路４４の
油通路５１を各受圧室３８，３９に対応して分離するこ
となく一本化したため、回路構成の簡素化が図れる。ま
た、各受圧室３８，３９から排出された作動油は、ドレ
ン通路５４を介して空間５５内に戻されるため、プーリ
部２１ｂやタイミングベルトへの付着が防止される。
【００５１】図５は本発明の第２実施例を示し、装置の
作動時にバルブタイミングが遅角側に制御される場合を
示している。第１実施例と異なる点は、第１実施例のタ
イミングプーリ回転方向に対して歯筋の方向が異なり、
かつ歯車構成部３１と受圧ピストン３７との間に、歯車
構成部３０を貫通してばね１００が歯車構成部３１と受
圧ピストン３７とを離間させる方向に弾装されている点
である。
【００５２】一般に、カムシャフト２２には図外のバル
ブスプリングのばね力に起因してカムシャフト回転方向
及び回転逆方向の交番トルク変動が生じている。これら
交番トルク変動のうち、カムシャフトの回転逆方向のト
ルク（以下、負トルクと称す）は回転方向のトルク（以
下、正トルクと称す）に比して大きいことが知られてい
る。そして、受圧ピストン３７に油圧を作用させず、装
置の非作動状態を維持する比作動制御を行っているとき
に（図８参照）、歯車構成部３１のインナ歯３４ａがカ
ムシャフト２２のアウタ歯２４ｂから回転逆方向に比較
的大きな負トルクを受ける。
【００５３】その結果、歯車構成部３１が図の破線に示
す左方向に移動しようとするところ、歯車構成部３１と
受圧ピストン３７との間には歯車構成部３０を貫通して
ばね１００が介装されているので、歯車構成部３１の左
方向移動は抑制される。
【００５４】したがって、本発明の第２実施例によれ
ば、歯車構成部３１に負トルクが作用しても装置の非作
動状態を効果的に維持できる。
【００５５】図６は本発明の第３実施例を示し、この実
施例では付勢手段として皿ばね９０を用いたものであ
る。この皿ばね９０は、図７及び図８に示すように両歯
車構成部３０，３１の円環形状に対応して円環状に形成
され、支持ピン４２が挿通する上下のピン孔９０ａ，９
０ｂの間の部位９０ｃが前方に膨出形成され、これによ
って、ばね力を創成している。したがって、第１実施例
のように前側歯車構成部３０に凹溝を形成する必要がな
くなるばかりか、両者３０，３１間の隙間を十分に小さ
くすることが可能になる。
【００５６】尚、付勢手段としては、前記実施例に限定
されず、ウェーブ状の板ばねや樹脂製の弾性体等で構成
することも可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
バルブタイミング制御装置によれば、摺動摩擦抵抗の低
減化により筒状歯車の移動応答性が向上することは勿論
のこと、両歯車構成部を付勢手段により互いに離間する
方向に付勢するようにしたため、従来のような連結ピン
が不要になる。この結果、構造の簡素化と部品点数が削
減されて、製造作業と組立作業能率の向上が図れる。
【００５８】また、両歯車構成部を付勢手段により互い
に離間する方向に付勢したため、両者の内外歯の経時的
な摩耗によりバックラッシ隙間が大きくなっても、回転
体とカムシャフトの回転位相は支持ピンの他方側歯車構
成部に対する係止位置で決定されるため、バルブタイミ
ング制御精度に影響がない。
【００５９】請求項２の発明によれば、付勢手段を両歯
車構成部間に配置したため、付勢手段の外径や長さの設
定の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すバルブタイミング制
御装置の断面図。
【図２】本実施例に供される前側歯車構成部の正面図。
【図３】本実施例の筒状歯車と受圧ピストンの関係を示
す展開図。
【図４】本実施例の制御作用を示すフローチャート図。
【図５】本発明の第２実施例を示す断面図。
【図６】本発明の第３実施例を示す断面図。
【図７】本実施例に供される皿ばねを示す正面図。
【図８】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図９】従来のバルブタイミング制御装置を示す断面
図。
【符号の説明】
２１…タイミングプーリ ２１ｃ…インナ歯 ２２…カムシャフト ２４…スリーブ ２４ｂ…アウタ歯 ２９…筒状歯車 ３０…前側歯車構成部 ３１…後側歯車構成部 ３２…コイルスプリング（付勢手段） ３３ａ，３４ａ…内歯 ３３ｂ，３４ｂ…外歯 ３７…受圧ピストン ４２…支持ピン ４４…油圧回路 ４６…スプール弁 ４７…電磁アクチュエータ ９０…皿ばね（付勢手段）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関により駆動されかつ内周にインナ歯
    を有する回転体と、該回転体から回転力が伝達されかつ
    外周にアウタ歯を有するカムシャフトと、該回転体とカ
    ムシャフトとの間に介装され、内外周に前記インナ歯と
    アウタ歯に噛合する少なくとも一方がはす歯形の内外歯
    を有する筒状歯車と、軸方向に２分割された前記筒状歯
    車の両歯車構成部を互いに離間する方向へ付勢する付勢
    手段と、前記回転体とカムシャフトとの間に前記一方側
    歯車構成部に近接配置されて、カムシャフト軸方向へ摺
    動自在に設けられた受圧ピストンと、一端部が前記受圧
    ピストンに連結され、他端部が一方側歯車構成部を遊挿
    しつつ他方側歯車構成部に係止した支持ピンと、前記受
    圧ピストンを摺動させて前記筒状歯車をカムシャフト軸
    方向に移動させることにより前記回転体とカムシャフト
    の相対回動位相を変換する駆動機構とを備えたことを特
    徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  2. 【請求項２】 前記付勢手段を、両歯車構成部の間に弾
    装したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のバル
    ブタイミング制御装置。
JP20304395A 1995-08-09 1995-08-09 内燃機関のバルブタイミング制御装置 Pending JPH0953418A (ja)

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