JPH10153104A

JPH10153104A - 可変バルブタイミング装置

Info

Publication number: JPH10153104A
Application number: JP31215496A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takahashi; 幸一高橋
Original assignee: Nittan Valve Co Ltd
Current assignee: Nittan Corp
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】爪部材２１、２１の倒れや芯ずれを防止し、
爪部材２１、２１に係合して摺動するピストン部材４３
の円滑な動きを確保する。【解決手段】この可変バルブタイミング装置１は、ピ
ストン部材４３がカム軸１１０の軸方向に移動すること
により、ギア４３３とギア３２とによるヘリカル機構を
介して伝動部材２に対するカム軸１１０の回転位相を変
えるものである。伝動部材２は、内燃機関のクランク軸
の回転に連動してカム軸１１０上で当該カム軸１１０に
対して相対回転可能に支承されている。爪部材２１、２
１は、伝動部材２に設けられカム軸１１０の軸方向に延
出している。ピストン部材４３は、伝動部材２の回転を
カム軸１１０に伝える伝達経路に伝動部材２と同軸に配
置され、爪部材２１、２１にカム軸１１０の軸方向に摺
動可能に係合して伝動部材２と同位相で回転する。爪受
部材７ａは、爪部材２１、２１の先端部をカム軸１１０
の径方向に係止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関のカム
軸の回転位相を変更する可変バルブタイミング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】可変バルブタイミング装置は、内燃機関
の吸気バルブや排気バルブを開閉するカム軸の回転位相
を変更して、内燃機関の吸気バルブや排気バルブの開閉
のタイミングを調節するものである。

【０００３】可変バルブタイミング装置は、例えば、特
開平４−２７２４１１号公報、特開平５−１７９９０８
号公報に開示されている。

【０００４】従来の可変バルブタイミング装置の機構は
次のようなものである。

【０００５】すなわち、カム軸上には伝動部材（プー
リ、スプロケットなど）が、カム軸に対して相対回転可
能に支承されている。この伝動部材は内燃機関のクラン
ク軸の回転に連動して回転する。すなわち、クランク軸
の回転、又は、ツインカムエンジンの場合は前記とは別
のカム軸の回転によりベルトやチェーンなどを介して回
転する。

【０００６】カム軸の軸端部には伝達部材が止め具によ
り固定されている。

【０００７】伝動部材の回転は所定の機構の伝達経路を
介して伝達部材、ひいてはカム軸に伝えられる。すなわ
ち、カム軸と同軸にドラムが設けられ、このドラムと前
記伝動部材との間には付勢材が介装されている。伝達部
材の軸周にはピストン部材（移動部材）がヘリカル機構
により噛み合っている。また、ピストン部材は伝動部材
の回転中心部分からカム軸の軸方向に向かって延出して
いる爪部材（係合部材）に係合していて伝動部材と同位
相で回転する。このピストン部材は伝動部材の係合部材
に対し、カム軸の軸方向に摺動可能である。ピストン部
材の外周には雄ねじが形成され、前記ドラムの内周面に
は雌ねじが形成され、この両者はねじ作用により噛み合
っている。

【０００８】カム軸の回転位相を変更するためには、ピ
ストン部材をカム軸の軸方向に移動することにより行
う。すなわち、所定の電磁ソレノイドの発生磁界により
ドラムをカム軸の軸方向に吸引すると、ドラムは付勢材
の弾性力に抗してピストン部材に対して相対的に回転す
る。このとき、ドラムとねじ作用により噛み合っている
ピストン部材はカム軸の軸方向に摺動する。ピストン部
材と伝達部材はヘリカル機構により噛み合っており、ま
た、ピストン部材は伝動部材と同位相で回転するもので
あるから、ピストン部材の前記移動により、伝動部材の
回転に対して、伝達部材ひいてはカム軸の回転位相が変
わる。

【０００９】なお、前記付勢材の弾性力によりドラムと
ピストン部材との相対的な位置を元に戻せば、伝達部材
ひいてはカム軸と、伝動部材との相対的な回転位相も元
に戻る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の可
変バルブタイミング装置では以下のような問題があっ
た。

【００１１】すなわち、従来の装置では、伝動部材に設
けられている係合部材（爪部材）がいずれかの方向に倒
れたり、芯ずれしたりすることにより、この係合部材に
係合して摺動する移動部材（ピストン部材）の円滑な動
きが得られないという問題である。

【００１２】そこで、この発明の目的は、前記の課題を
解決し、係合部材の倒れや芯ずれを防止し、係合部材に
係合して摺動する移動部材の円滑な動きを確保すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段を、後述する発明の実施の形態における対応す
る部材や符号などもカッコ書きで付記して説明する。

【００１４】この発明は、内燃機関のクランク軸の回転
に連動してカム軸（１１０）上で当該カム軸に対して相
対回転可能に支承されている伝動部材（２）と、この伝
動部材に設けられ前記カム軸の軸方向に延出している係
合部材（爪部材２１、２１）と、前記伝動部材の回転を
前記カム軸に伝える伝達経路に前記伝動部材と同軸に配
置され前記係合部材に前記カム軸の軸方向に摺動可能に
係合して前記伝動部材と同位相で回転する移動部材（ピ
ストン部材４３）と、前記係合部材の先端部を前記カム
軸の径方向に係止する係止部材（爪受部材７ａ／７ｂ）
とを備え、前記移動部材が前記カム軸の軸方向に移動す
ることにより（ギア４３３とギア３２とによる）ヘリカ
ル機構を介して前記伝動部材に対する前記カム軸の回転
位相を変える、可変バルブタイミング装置（１／１０）
である。

【００１５】この発明によれば、係合部材の先端部をカ
ム軸の径方向に係止するから、係合部材の倒れや芯ずれ
を防止できる。これにより、係合部材に係合して摺動す
る移動部材の円滑な動きを確保することができる。

【００１６】なお、前記係止部材（７ａ）は、前記伝動
部材と同軸に配置され、前記伝動部材に対して相対回転
することで、前記移動部材を前記カム軸の軸方向に移動
するためのドラム（４１）に支持されるようにして、こ
の伝達部材に支持された係止部材で前記係合部材の先端
部（の段部２２）を、係合部材の外周側から係止するよ
うにしてもよい。

【００１７】また、前記係止部材（７ｂ）は、所定の伝
達経路で伝達された前記伝動部材の回転を前記カム軸に
伝達する、前記カム軸に固定されている伝達部材（３）
に支持されるようにして、この伝達部材に支持された係
止部材で前記係合部材の先端部（の段部２３）を、係合
部材の内周側から係止するようにしてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】

〔発明の実施の形態１〕まず、構成について説明する。

【００１９】図１は、この発明の実施の形態１にかかる
可変バルブタイミング装置１の断面図であり、図２は、
同分解斜視図である。

【００２０】図１、図２に示すように、可変バルブタイ
ミング装置１は、カム軸１１０（車載用エンジンなどの
内燃機関のシリンダーヘッド１２０から一端部１１１が
延出している）上に回転可能に支承されるプーリ、スプ
ロケットなどの（図１、図２の例ではプーリ）伝動部材
２が設けられている。

【００２１】この伝動部材２はカム軸１１０上に、カム
軸１１０に対して相対回転可能に支承され、内燃機関の
クランク軸の回転に連動して回転する。すなわち、クラ
ンク軸の回転、又は、ツインカムエンジンの場合は前記
とは別のカム軸の回転により、ベルトやチェーンなどを
介して回転する（何れも図示省略）。

【００２２】カム軸１１０の軸端部１１１には、伝達部
材３が止め具３１によりねじ止め固定されている。

【００２３】伝動部材２の回転は所定の機構の伝達経路
を介して伝達部材３に伝えられる。

【００２４】すなわち、カム軸１１０と同軸にドラム４
１が設けられ、このドラム４１と伝動部材２との間には
付勢材（この例ではコイルばね）４２が介装されてい
る。すなわち、伝動部材２にはケース部材４４が固定さ
れ、付勢材４２の外周側端部４２１は、このケース部材
４４の内周面部分に固定され、付勢材４２の内周側端部
４２２は、ドラム４１の外周面に固定されている。

【００２５】伝達部材３の軸周にはピストン部材４３
（この発明の「移動部材」に相当する）が、ヘリカル機
構により噛み合っている。すなわち、いずれもはすに形
成されている、伝達部材３の軸周に形成されたギア３２
と、ピストン部材４３の内周に形成されたギア４３３と
により、噛み合っている。ピストン部材４３の両側から
は係合部材４３１、４３１が延出していて、伝動部材２
の回転中心部分からカム軸１１０の軸方向に延出してい
る爪部材（係合部材）２１、２１の間に係合している。
この係合によりピストン部材４３と伝動部材２とは同位
相で回転する。ピストン部材４３の係合部材４３１、４
３１には雄ねじ４３２が各々形成され、ドラム４１の内
周面には雌ねじ４１１が形成されていて、この両者はね
じ作用により噛み合っている。

【００２６】ドラム軸受部材４５は伝達部材３の外周と
ドラム４１の内周との間に介装され、この両者の相対回
転を軸受する。このドラム軸受部材４５とドラム４１の
内周面との間には、この発明の特徴をなす爪受部材７ａ
が介装されている。この爪受部材７ａはドラム４１の内
周面に支持され、爪部材２１、２１の先端部の外周面側
に形成されている段部２２、２２に当接して、カム軸１
１０の径方向に爪部材２１、２１を係止している。

【００２７】被吸引部材４６は、その回転中心部分に雌
ねじ４６１が形成され、この雄ねじ４６１は伝達部材３
の先端部に形成されている雄ねじ３３に噛み合ってい
る。これにより、被吸引部材４６は伝達部材３に対し、
その軸方向に摺動可能である。また、ねじ３３と４６１
との噛み合いにより、被吸引部材４６と伝達部材３とは
同位相で回転する。ドラム４１のフランジ部分４１２の
側面にはギア４１３が形成され、被吸引部材４６の一方
の面４６２に形成されているギア４６３と対峙してい
て、この両ギアは噛み合うことができる。

【００２８】第１の電磁ソレノイド５ｂと第２の電磁ソ
レノイド５ａは、カム軸１１０の軸芯線を囲むように配
置されている。より具体的には、カム軸１１０の軸端部
１１１に固定されている伝達部材３や、この伝達部材を
固定している止め具３１の外周面を囲むように軸受部材
６を介して配置されている。すなわち、スペーサ部材４
７が、止め具３１の頭部３１１と伝達部材３の先端部と
の間に嵌合固定されていて、このスペーサ部材４７の外
周側には、第２の電磁ソレノイド５ａがスペーサ部材４
７との間に軸受部材６を介して配置されている。さらに
第２の電磁ソレノイド５ａと被吸引部材４６の外周側に
は第１の電磁ソレノイド５ｂが配置されている。第２の
電磁ソレノイド５ａはボルト５１ａにより、ケース８に
固定されている。

【００２９】次に作用について説明する。

【００３０】カム軸１１０の回転位相を変更するために
は、第１の電磁ソレノイド５ｂが発生する磁界によりピ
ストン部材４３をカム軸１１０の軸方向に移動すること
により行う。すなわち、まず、第２の電磁ソレノイド５
ａの発生磁界により、被吸引部材４６が吸引されて、被
吸引部材４６のギア４６３と、ドラム４１のギア４１３
とが離れ、ドラム４１が伝動部材２に対して相対的に回
転できるようになる。そして、第１の電磁ソレノイド５
ｂの発生磁界により、ドラム４１を吸引する。これによ
りドラム４１は付勢材４２の弾性力に抗して伝動部材２
に対して相対回転し、ねじ４１１とねじ４３２とで噛み
合っているピストン部材４３はカム軸１１０の軸方向に
移動する。ピストン部材４３と伝達部材３とは前記のヘ
リカル機構により噛み合っているので、ピストン部材４
３の移動により、伝達部材３、ひいてはカム軸１１０の
回転位相が伝動部材２に対して変わることとなる。

【００３１】なお、電磁ソレノイド５ｂをＯＦＦにする
と、付勢材４２の弾性力により伝達部材３は元の位置に
戻り、カム軸１１０と伝動部材２との相対的な回転位相
も元に戻る。

【００３２】また、爪受部材７ａはドラム４１の内周面
に支持され、爪部材２１、２１の先端部の外周面側に形
成されている段部２２、２２に当接して、カム軸１１０
の径方向に爪部材２１、２１を係止しているから、爪部
材２１、２１の倒れや芯ずれを防止できる。これによ
り、爪部材２１、２１に係合して摺動するピストン部材
４３の円滑な動きを確保することができる。

【００３３】〔発明の実施の形態２〕図１は、この発明
の実施の形態２にかかる可変バルブタイミング装置１０
の断面図であり、図２は、同分解斜視図である。同図に
おいて、図１、図２と同一符号の部材は、前記の発明の
実施の形態１にかかる可変バルブタイミング装置１のと
同様の部材であり、詳細な説明は省略する。

【００３４】この発明の実施の形態２が、発明の実施の
形態１と構成上相違する点は、爪受部材７ａに代えて、
爪受部材７ｂを用いている点である。すなわち、爪受部
材７ｂは、ドラム軸受部材４５と伝達部材３との間に介
装されている。そして、この伝達部材３に支持された爪
受部材７ｂを、爪部材２１、２１の先端部の内周面に形
成されている段部２３に当接して、爪部材２１、２１の
先端部をカム軸１１０の径方向に係止している。

【００３５】次に、作用について説明すると、可変バル
ブタイミング装置１０によれば、伝達部材３に支持され
た爪受部材７ｂで、爪部材２１、２１の先端部をカム軸
１１０の径方向に係止しているから、発明の実施の形態
１と同様に、爪部材２１、２１の倒れや芯ずれを防止し
て、爪部材２１、２１に係合して摺動するピストン部材
４３の円滑な動きを確保することができる。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、係合部材の倒れや芯
ずれを防止して、係合部材に係合して摺動する移動部材
の円滑な動きを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかる可変バルブタ
イミング装置の断面図。

【図２】この発明の実施の形態１にかかる可変バルブタ
イミング装置の分解斜視図。

【図３】この発明の実施の形態２にかかる可変バルブタ
イミング装置の断面図。

【図４】この発明の実施の形態２にかかる可変バルブタ
イミング装置の分解斜視図。

【符号の説明】

１可変バルブタイミング装置２伝動部材３伝達部材２１爪部材２２段部３２ギア４１ドラム４３ピストン部材４３３ギア７ａ爪受部材１０可変バルブタイミング装置７ｂ爪受部材２３段部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のクランク軸の回転に連動してカ
ム軸上で当該カム軸に対して相対回転可能に支承されて
いる伝動部材と、この伝動部材に設けられ前記カム軸の軸方向に延出して
いる係合部材と、前記伝動部材の回転を前記カム軸に伝える伝達経路に前
記伝動部材と同軸に配置され前記係合部材に前記カム軸
の軸方向に摺動可能に係合して前記伝動部材と同位相で
回転する移動部材と、前記係合部材の先端部を前記カム軸の径方向に係止する
係止部材とを備え、前記移動部材が前記カム軸の軸方向に移動することによ
りヘリカル機構を介して前記伝動部材に対する前記カム
軸の回転位相を変える、可変バルブタイミング装置。