JPH10339114A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

弁開閉時期制御装置

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JPH10339114A
JPH10339114A JP9148307A JP14830797A JPH10339114A JP H10339114 A JPH10339114 A JP H10339114A JP 9148307 A JP9148307 A JP 9148307A JP 14830797 A JP14830797 A JP 14830797A JP H10339114 A JPH10339114 A JP H10339114A
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vane
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valve
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Kazumi Ogawa
和己 小川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相変換時における変換速度の低下を必要最
小限に抑えながら、低油温運転時における位相変換のオ
ーバーシュートを抑制すること。 【解決手段】 回転軸(内部ロータ20)に設けた径方
向のベーン溝21に径方向へ移動可能に組付けられたベ
ーン60と、回転伝達部材(外部ロータ30)に設けら
れた突部31と前記回転軸との間に形成されベーン60
によって進角用油室R1と遅角用油室R2とに二分され
る流体圧室Roと、進角用油室R1に作動油を給排する
第1通路24と、遅角用油室R2に作動油を給排する第
2通路25とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の
開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装
置において、ベーン60によってベーン溝21の底部に
形成される背圧室R3を第1通路24に連通させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するため
に使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【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、弁開閉用の回転軸の端部に所定範囲で相対回転可能
に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転
伝達部材と、前記回転軸に設けた径方向のベーン溝に径
方向へ移動可能に組付けられたベーンと、前記回転伝達
部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前
記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分され
る流体圧室と、前記進角用油室に作動油を給排する第1
通路と、前記遅角用油室に作動油を給排する第2通路と
を備えたものがあり、例えば実開平2−50105号公
報に開示されている。
【0003】上記した公報に開示されている弁開閉時期
制御装置においては、回転軸が中間位相(最遅角位置と
最進角位置との間)にてリニア制御されている時、ベー
ンの回転方向にて進角方向への回転力(進角用油室内の
進角油圧による押圧力)と遅角方向への回転力(遅角用
油室内の遅角油圧による押圧力に回転軸に生じているト
ルクを加えた力)がバランスしていて、この状態からベ
ーンを進角方向へ回転させるときには進角用油室への油
圧供給を増加させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した公
報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、作
動油の油温が低く油圧が高い時に、中間位相から僅かに
進角させるために進角油圧を増加した場合、ベーンの先
端に作用する油圧によりベーンがベーン溝底部に向けて
押されてベーンの先端が摺動可能に当接していた周壁か
ら離れることがある。この状態では、進角用油室から遅
角用油室に油圧がリークするため、ベーン及び回転軸は
進角側に作動しない。このため、進角油圧を更に増加さ
せることとなるが、リークを越えた進角油圧を供給した
時点でベーン及び回転軸が急速に作動して、位相変換の
オーバーシュートといった問題が生じることがある。
【0005】かかる問題は、ベーンを径外方に向けて付
勢するベーンスプリングの取付荷重を高めることにより
解消し得るものの、このようにした場合には、通常油温
(比較的高くて粘性が低い状態)での運転時にベーン先
端と周壁間のフリクションが常時増大し、進角及び遅角
の位相変換時において変換速度の低下を招くという問題
が生じるおそれがある。
【0006】
【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、弁開閉用の回転軸の
前端部に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸
からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転
軸に設けた径方向のベーン溝に径方向へ移動可能に組付
けられたベーンと、前記回転伝達部材に設けられた突部
と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角
用油室と遅角用油室とに二分される流体圧室と、前記進
角用油室に作動油を給排する第1通路と、前記遅角用油
室に作動油を給排する第2通路とを備えて、内燃機関の
吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用され
る弁開閉時期制御装置において、前記ベーンによって前
記ベーン溝の底部に形成される背圧室を前記第1通路に
連通させたことに特徴がある。
【0007】
【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、低油温での運転時と通常油温での運転時
に、中間位相でのバランス状態(進角油圧による押圧力
が遅角油圧による押圧力とトルクとの和とバランスして
いる状態)から僅かに進角させるために進角油圧を増加
した場合、この進角油圧がベーン溝底部の背圧室にも供
給されてベーンを径外方に向けて押動する。このときに
は、ベーンの先端に作用する油圧(一部に進角油圧が作
用し残部に遅角油圧が作用する)によりベーンがベーン
溝底部に向けて押圧されるものの、進角油圧が遅角油圧
より高く、この高い進角油圧がベーンの基端全体に作用
してベーンを径外方に押圧するため、ベーンの先端は摺
動可能に当接している周壁に押し付けられて離れること
はなく、進角用油室と遅角用油室は的確に遮断された状
態に維持される。したがって、この状態では、進角用油
室から遅角用油室への油圧リークは的確に抑制され、ベ
ーン及び回転軸は進角用油室に供給される進角油圧の増
加に応じて的確に作動し、位相変換が的確に行われる。
【0008】また、ベーン先端の周壁への押し付け力
は、進角油圧の増加に応じて増加するものであり、遅角
油圧の増加時には増加しないものであるため、しかも低
油温での運転時と通常油温での運転時に変わることなく
得られるものであるため、通常油温での運転時にベーン
先端と周壁間のフリクションが常時増大することはな
く、位相変換時における変換速度の低下を必要最小限に
抑えることができる。
【0009】
【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及び図2に示した本発明に
よる弁開閉時期制御装置は、当該内燃機関のシリンダヘ
ッド90に回転自在に支持されたカムシャフト10とこ
れの前端(図1の右端)に一体的に組付けた内部ロータ
20によって構成した弁開閉用の回転軸と、カムシャフ
ト10及び内部ロータ20に所定範囲で相対回転可能に
外装された外部ロータ30、フロントプレート40、リ
アプレート50及びリアプレート50の外周に一体的に
設けたタイミングスプロケット51によって構成した回
転伝達部材と、内部ロータ20に組付けた5枚のベーン
60と、外部ロータ30に組付けたロックピン70等に
よって構成されている。なお、タイミングスプロケット
51には、周知のように、図示省略したクランク軸から
クランクスプロケットとタイミングチェーンを介して図
2の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されて
いる。
【0010】カムシャフト10は、吸気弁を開閉する周
知のカム11を有していて、内部にはカムシャフト10
の軸方向に延びる進角通路12と遅角通路13が設けら
れている。進角通路12は、カムシャフト10に設けた
径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド90に設けた
接続通路91を通して切換弁100の接続ポート101
に接続されている。また、遅角通路13は、カムシャフ
ト10に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッ
ド90に設けた接続通路92を介して切換弁100の接
続ポート102に接続されている。
【0011】切換弁100は、ソレノイド103へ通電
することによってスプール104をスプリング105に
抗して図1の左方向へ移動できるものであり、非通電時
には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ(図
示省略)に接続された供給ポート106が接続ポート1
02に連通するとともに、接続ポート101が排出ポー
ト107に連通するように、また通電時には供給ポート
106が接続ポート101に連通するとともに、接続ポ
ート102が排出ポート107に連通するように構成さ
れている。このため、ソレノイド103の非通電時には
遅角通路13に作動油が供給され、通電時には進角通路
12に作動油が供給される。なお、排出ポート107は
シリンダヘッド90に設けた排出通路93を通してシリ
ンダヘッド90内に連通している。
【0012】内部ロータ20は、単一の取付ボルト81
によってカムシャフト10に一体的に固着されていて、
5枚の各ベーン60をそれぞれ径方向に移動可能に取付
けるためのベーン溝21を有するとともに、カムシャフ
ト10及び内部ロータ20と外部ロータ30の相対位相
が所定の位相(最遅角位置)で同期したときロックピン
80の頭部が所定量嵌入される受容孔22と、この受容
孔22に進角通路12から作動油を給排する通路23
と、各ベーン60によって区画された進角用油室R1に
進角通路12から作動油を給排する通路(進角通路12
に連通する環状溝とこの環状溝から径外方に延びる5個
の連通孔からなる)24と、各ベーン60によって区画
された遅角用油室R2に遅角通路13から作動油を給排
する通路25を有している。受容孔22は、内部ロータ
20の外周に径方向に形成されている。なお、各ベーン
60は、ベーン溝21の底部に収容したベーンスプリン
グ61(図1参照)によって径外方に付勢されている。
【0013】外部ロータ30は、内部ロータ20の外周
に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両
側にはフロントプレート40とリアプレート50が接合
され、3本の連結ボルト82によって一体的に連結され
ている。また、外部ロータ30の内周には所定の周方向
間隔で5個の突部31が径方向内方に向けてそれぞれ突
出形成されていて、これら突部31の内周面が内部ロー
タ20の外周面に摺接する構成で外部ロータ30が内部
ロータ20に回転自在に支承されており、一つの突部3
1にはロックピン70とスプリング71を収容する退避
孔32が外部ロータ30の径方向に形成されている。
【0014】各ベーン60は、先端の断面形状が円弧形
状(図2参照)であり、両プレート40,50間にて内
部ロータ20のベーン溝21に径方向へ移動可能に取付
けられていて、外部ロータ30の各突部31と内部ロー
タ20との間に形成される流体圧室Roを進角用油室R
1と遅角用油室R2とに二分しており、外部ロータ30
に形成した各突部31の回転方向端面に当接することに
より、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相
(相対回転量)が制限されるようになっている。また、
各ベーン60は、ベーン溝21の底部に背圧室R3をそ
れぞれ形成していて、各背圧室R3は連通孔26(通路
24から分岐して設けられている)を通して通路24に
連通している。
【0015】ロックピン70は、退避孔32内に軸方向
へ摺動可能に組付けられていて、スプリング71によっ
て内部ロータ20に向けて付勢されている。スプリング
71はロックピン70とリテーナ72間に介装されてい
て、リテーナ72は退避孔32内にてクリップ73によ
り抜け止め固定されている。
【0016】上記のように構成した本実施形態の弁開閉
時期制御装置においては、低油温での運転時と通常油温
での運転時に、図2に示した状態、すなわち中間位相で
のバランス状態(各進角用油室R1内の進角油圧による
押圧力が各遅角用油室R2内の遅角油圧による押圧力と
カムシャフト10に加わるトルクとの和とバランスして
いる状態)から僅かに進角させるために進角油圧を増加
した場合、切換弁100から進角通路12と通路24を
通して各進角用油室R2に進角油圧が供給されるととも
に、この進角油圧が通路24から連通孔26を通して各
ベーン溝21底部の背圧室R3にも供給されて各ベーン
60を径外方に向けて押動する。
【0017】このときには、各ベーン60の先端に作用
する油圧(進角用油室R1側の略半分に進角油圧が作用
し遅角用油室R2側の略半分に遅角油圧が作用する)に
より各ベーン60がベーン溝底部に向けて押圧されるも
のの、進角油圧が遅角油圧より高く、この高い進角油圧
が各ベーン60の基端全体に作用して各ベーン60を径
外方に押圧するため、各ベーン60の先端は摺動可能に
当接している外部ロータ30の周壁に押し付けられて離
れることはなく、進角用油室R1と遅角用油室R2は的
確に遮断された状態に維持される。したがって、この状
態では、進角用油室R1から遅角用油室R2への油圧リ
ークは的確に抑制され、各ベーン60及び回転軸(カム
シャフト10と内部ロータ20)は進角用油室R1に供
給される進角油圧の増加に応じて的確に作動し、位相変
換が的確に行われる。
【0018】また、各ベーン60先端の外部ロータ30
周壁への押し付け力は、進角油圧の増加に応じて増加す
るものであり、遅角油圧の増加時には増加しないもので
あるため、しかも低油温での運転時と通常油温での運転
時に変わることなく得られるものであるため、通常油温
での運転時に各ベーン60先端と外部ロータ30周壁間
のフリクションが常時増大することはなく、位相変換時
における変換速度の低下を必要最小限に抑えることがで
きる。
【0019】上記実施形態においては、リアプレート5
0の外周にタイミングスプロケット51を一体的に設け
て、クランク軸からクランクスプロケットとタイミング
チェーンを介して回転動力が伝達されるものに本発明を
実施したが、本発明は外部ロータ30の外周にタイミン
グプーリを一体的に設けて(別部材で構成して一体的に
固着することも可能)、クランク軸からクランクプーリ
とタイミングプーリを介して回転動力が伝達されるもの
にも同様に実施し得るものである。
【0020】また、上記実施形態においては、進角用室
R1が最小容積となる状態(最遅角状態)にて外部ロー
タ30に組付けたロックピン70の頭部が内部ロータ2
0の受容孔22に嵌入されるように構成したが、遅角用
室R2が最小容積となる状態(最進角状態)にて外部ロ
ータに組付けたロックピンの頭部が内部ロータの受容孔
に嵌入されるように構成して実施することも可能であ
る。また、上記実施形態においては、吸気用のカムシャ
フト10に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を
実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付けら
れる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものであ
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の2−2線に沿った断面図である。
【符号の説明】
10…カムシャフト、20…内部ロータ、21…ベーン
溝、22…受容孔、23…通路、24…通路(第1通
路)、25…通路(第2通路)、26…連通孔、30…
外部ロータ、31…突部、32…退避孔、40…フロン
トプレート、50…リアプレート、51…タイミングス
プロケット、60…ベーン、61…ベーンスプリング、
70…ロックピン、90…シリンダヘッド、Ro…流体
圧室、R1…進角用油室、R2…遅角用油室、R3…背
圧室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁開閉用の回転軸の前端部に所定範囲で
    相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝
    達される回転伝達部材と、前記回転軸に設けた径方向の
    ベーン溝に径方向へ移動可能に組付けられたベーンと、
    前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間
    に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室
    とに二分される流体圧室と、前記進角用油室に作動油を
    給排する第1通路と、前記遅角用油室に作動油を給排す
    る第2通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の
    開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装
    置において、前記ベーンによって前記ベーン溝の底部に
    形成される背圧室を前記第1通路に連通させたことを特
    徴とする弁開閉時期制御装置。
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