JPH1047022A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
弁開閉時期制御装置Info
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Abstract
06を支持する支持孔62および受容孔108との間の
隙間に洩れ出た流体を処理して、ピン106の作動を確
保すること。 【解決手段】 位相保持機構104のピン106の摺動
方向両端に進角油路84の油圧と遅角油路86の油圧と
を作用させた。
Description
クプーリからの回転力がタイミングプーリを介して伝達
されるカムシャフトとタイミングプーリとの間で運転状
態に応じた位相の可変を行う内燃機関用の弁開閉時期制
御装置に関するものである。
フトとのタイミングを制御する弁開閉時期制御装置は多
数紹介されており、その一例としてベーンタイプの弁開
閉時期制御装置が知られている。
置には、特開平1−92504号に開示されたものがあ
る。
のC−C断面図である図5により説明すると、1はタイ
ミングプーリで図示しない内燃機関のクランクプーリを
駆動源とし、環状ベルト、環状チェーン又はギア等によ
って回転力が伝えられるようになっている。4はカムシ
ャフトでエンジンのシリンダーヘッド14に支承されて
おり、ベーン2が内部ロータ3を介してカムシャフト4
に固定されている。ベーン2にはカムシャフト4の軸方
向に2つのスプリング受容孔2a,2bが形成されてお
り、受容孔2a,2bにはコイルスプリング25a,2
5bが収容され、ベーン2をタイミングプーリ1の方向
に付勢している。また、タイミングプーリ1のタイミン
グプーリ内周部1aには仕切壁1bが形成されており、
仕切壁1b、1bの間に油圧室8が形成されている。こ
の油圧室8にはそれぞれベーン2が挿入され、該ベーン
2と外側板5とにより圧力作動室9,9aが形成され、
かつ外側板5はプレート21及び固定ボルト20とによ
り位置決めされている。すなわち、ベーン2を含むカム
シャフト4側と、油圧室8を含むタイミングプーリ1の
側とは、相対回転可能に支承されている。また、この相
対回転は、ベーン2がタイミングプーリ内周部に設けら
れた油圧室8の範囲で回転することによって達成され、
その角度は図5に示すθの角度だけ回転することができ
る。カムシャフト4とタイミングプーリ1との相対回転
は、ベーン2の両側に設けられた圧力作動室9,9aへ
吸排する油圧によって、ベーン2を回転することによっ
て行われている。なお、図5に矢印で示す回転方向に対
して、ベーン2よりも上流側を圧力作動室9とし、ベー
ン2よりも下流側を圧力作動室9aとした。この油圧は
図示しないオイルポンプを油圧源とし、その制御を切換
バルブ15の制御によって行っている。この切換バルブ
15は、ソレノイド13へ通電することによって弁スプ
ール18をスプリング16に抗して図示右方向へ摺動さ
せるものであり、オイルポンプから排出されたオイルを
油路12から切換バルブ15へ採り入れ、油路10、1
1を介してベーン2の両側の油圧作動室9,9aの油圧
を調節するものである。
10は圧力作動室9へ連通しており、油路11は圧力作
動室9aへ連通している。切換バルブ15を制御して油
路10へオイルを供給し圧力作動室9の油圧を高める
と、ベーン2が図8の矢印で示す方向に回転し、カムシ
ャフト4の位相がタイミングプーリ1に対してベーン2
の回転分だけ進ませることができ、カムシャフト4に回
転に伴って開閉する吸気弁又は排気弁の開閉タイミング
を進ませることができる。また、逆に切換バルブ15を
制御して油路11へオイルを供給し圧力作動室9aの油
圧を高めると、ベーン2が図8の矢印と逆方向に回転
し、カムシャフト4の位相がタイミングプーリ1に対し
てベーン2の回転分だけ遅らせることができ、カムシャ
フト4に回転に伴って開閉する吸気弁又は排気弁の開閉
タイミングを遅らせることができる。
部ロータ3に設けた穴24内にスプリング23の付勢力
により挿入されている。この穴24の位置は、ベーン2
のオイル溝8内の相対回転可能範囲の端部であり、タイ
ミングプーリ1の回転方向に対して最も遅れた位置に設
けられている。また、22aもノックピンでありノック
ピン22と対称位置に設けられており、図5に示す状態
から角度θだけ相対回転すると、ノックピン22aは穴
24aにスプリング23aの付勢力により挿入されるよ
うになっている。
ては、2つのノックピン22、22aがタイミングプー
リ1とカムシャフト4の位相変換範囲の最進角位置と最
遅角位置に配置されており、タイミングプーリ1とカム
シャフト4との位相が変化して最遅角位置となりノック
ピン22が穴24に対向する位置になるとノックピン2
2がスプリング23の付勢力により穴24に挿入されタ
イミングプーリ1とカムシャフト4との位相を固定す
る。この状態から、進角方向に油圧を制御すると、ノッ
クピン22が穴24から排出され、最進角位置まで位相
が変化すると、今度はノックピン22aがスプリング2
3aの付勢力により穴24aに挿入されタイミングプー
リ1とカムシャフト4との位相を固定する。つまり、ノ
ックピン22、22aは外周側からスプリング23、2
3aによって付勢されており、内周側から油圧によって
付勢されて、穴24、24aに係合または解除の作動を
行っている。ここで、内周側から供給されたオイルがノ
ックピン22、22aの外周と穴24、24aとの間お
よびノックピン22、22aの外周とノックピン22、
22aを保持するタイミングプーリ1の孔との間の隙間
を経て、スプリング23、23aが配置されたノックピ
ン22、22aの外周側へ洩れた場合には、ノックピン
22、22aの作動を確保するためにタイミングプーリ
1の外側へ放出する必要があった。また、放出されたオ
イルは、タイミングプーリ1に金属製の環状チェーンを
用いる場合には、タイミングプーリ1の外側へ放出され
たオイルが潤滑油としての利用も可能である。しかしな
がら、樹脂製またはゴム製の環状ベルトを用いる場合に
は、タイミングプーリ1の外側へ放出されたオイルが環
状ベルトのタイミングプーリ1との係合をスリップさせ
て環状ベルトの回転をタイミングプーリ1に効率的に伝
達させることができなくなったり、環状ベルトを劣化さ
せたりする不具合が発生する。
した弁開閉時期制御装置を開示するものである。
ために出願人らは、回転伝達部材とカムシャフトとの位
相を保持又は解除する係合機構を流体作動室へ供給する
流体圧によって作動することに着目した。
発明において講じた手段は、内周部に複数の流体室を形
成する仕切壁を備えた回転伝達部材と、流体室を区画す
るベーンを取り付けた吸気弁又は排気弁を開閉させるカ
ムシャフトと、ベーンで区画される流体室をそれぞれ第
1の流体作動室と第2の流体作動室とし、流体作動室へ
の流体圧により回転伝達部材とカムシャフトとの位相を
可変とする位相可変機構と、第1流体作動室へ流体を給
排する第1流路と、第2流体作動室へ流体を給排する第
2流路と、第1流路の流体圧と第2流路の流体圧とによ
り作動し回転伝達部材とカムシャフトとの位相を保持又
は解除する係合機構とから構成したことである。従っ
て、係合機構を介して第1流路と第2流路とが連通さ
れ、係合機構の内部に流体が滞留することを回避するこ
とが可能となる。
合機構が、回転伝達部材又はカムシャフトの一方の部材
に形成した支持孔に配置されたピンと、回転伝達部材又
はカムシャフトの他方の部材に形成したピンが挿入され
る受容孔とから構成し、支持孔はカムシャフトの径方向
に配置され、受容孔に第1流路または第2流路の一方が
連通し、支持孔に第1流路または第2流路の一方が連通
するようにしたことである。従って、ピンを作動させる
ための流体が、ピンと支持孔との間またはピンと受容孔
との間の隙間にピンを作動させる流体が流入しても、対
向する受容孔に連通する通路または対向する支持孔に連
通する通路を介して排出することが可能となる。
容孔へ連通する第1流路または第2流路のための通路と
して、受容孔と第1の流体作動室または第2の流体作動
室との間を連通する通路を回転伝達部材に形成したこと
である。従って、弁開閉時期制御装置を小型化すること
が可能となる。
路を、回転伝達部材のカムシャフトの軸方向表面に形成
された凹部と、回転伝達部材の対向面に一体固定される
板材との間に形成したことである。従って、ピンをカム
シャフト側へ作動させる流体のための通路を用意に形成
することが可能となる。
転伝達部材に形成された支持孔または受容孔の外周端
に、カムシャフトの径方向に延在する突起部を有する蓋
を係合したことである。従って、ピンと回転伝達部材の
外周との間に油圧室が形成されピンを作動するための流
体が弁開閉時期制御装置の外部へ漏れることを防止する
ことが可能となる。更に、突起部がピンのストッパを兼
ねると共に、突起部が油圧室の容積を減少させるのでピ
ンの作動性が向上する。
図1〜3に基づいて説明する。
の弁開閉時期制御装置30を示す図面である。図1に示
すように弁開閉時期制御装置30は、DOHCエンジン
に適用したものである。シリンダヘッド32には、回転
可能に支持された排気バルブ用カムシャフト34と吸気
ハルブ用カムシャフト36が取り付けられている。排気
バルブ用カムシャフト34の外周には相対回転可能に取
り付けられたギヤ38と、吸気バルブ用カムシャフト3
6の外周には相対回転不能に取り付けられたギヤ40と
がそれぞれ取り付けられており、ギヤ38とギヤ40と
が噛み合うことにより排気バルブ用カムシャフト34と
吸気ハルブ用カムシャフト36とが連結している。本実
施の形態の弁開閉時期制御装置30は、排気バルブ用カ
ムシャフト34(回転軸、以下、カムシャフト34とい
う)に取り付けられている。
ド32から突出したカムシャフト34の端部にボルト4
4によって固定され、ストッパピン46によって位置決
めされ相対回転不能に固定されている。
フロントプレートハウジング48、環状ハウジング5
0、リアプレートハウジング52(板材)がボルト54
によって一体に締結され回転伝達部材56を形成し、カ
ムシャフト14と相対回転可能に装着されている。フロ
ントプレートハウジング48とリアプレートハウジング
52に挟まれた環状ハウジング50の内部には、図2に
示すように仕切壁58、58の間に5つの油圧室(圧力
室)60と、環状ハウジング50の外側から切削した支
持孔62が設けられている。
タ68がピン70によって相対回転不能に固定され、ナ
ット72によってカムシャフト34の段部35との間で
締めつけられて固着している。5つのベーン74は、内
周ロータ68に形成されたベーン受容溝76に内周側の
端部を係止して放射方向に延びている。ベーン74の内
周側には受容溝76との間に隙間78が形成されてお
り、この隙間78には図示しない板バネが配置されてお
りベーン74を外側へ付勢している。ベーン74は、そ
れぞれの油圧室60を進角油圧室80と遅角油圧室82
とに区画している。内周ロータ68に取り付けたベーン
74と、環状ハウジング50に設けた進角油圧室80お
よび遅角油圧室82とによって位相可変機構を形成して
いる。
80と遅角油圧室82とにそれぞれ連通した進角油路8
4と遅角油路86が形成されている。図2に示すよう
に、遅角油路86はカムシャフト34の内部に2本形成
されている。進角油路84と遅角油路86とは、それぞ
れカムシャフト34とシリンダーヘッド32との間に形
成した進角油路接続リング88と遅角油路接続リング9
0を介して制御バルブ92と連通している。制御バルブ
92は、エンジンの回転数やエンジンの出力等の情報を
受ける中央制御装置(ECU)94からの信号によって
作動する92a、92b、92cの3つの室を備えた電
磁弁である。制御バルブ92は、更に、オイルパン96
からオイルポンプ98を介して油圧を導入する通路10
0とオイルパン96へ油圧を排出する通路102とに連
結されている。
あり、環状ハウジング50の支持孔62内に、支持孔6
2の断面と略同一径のピン106が配置されている。内
周ロータには、支持孔62の断面と同一形状又は支持孔
62の断面よりも若干大きめの形状の受容孔108が形
成されている。受容孔108は、ベーン74が油圧室6
0内を回転する範囲の最遅角位置(図2に示す位置、つ
まりカムシャフト34が環状ハウジング50の回転方向
に回転した位置)で支持孔62と一致するように形成さ
れている。受容孔108は進角油路84と連通してお
り、進角油路84に供給されるオイルの一部が受容孔1
08に導かれるようになっている。支持孔62の外周端
は段部110を備えた蓋112によって水密的に閉鎖し
ており、支持孔62のオイルが外部へ洩れないようにな
っている。支持孔62の内部空間114は、蓋112に
隣接して設けられる通路116によって位相保持機構1
04に隣接する遅角油圧室83と連通している。従っ
て、ピン106は、カムシャフト34側から受ける進角
油路84の油圧と、環状ハウジング50の外側から受け
る遅角油圧室83を介した遅角油路86の油圧とによっ
て両側から付勢されており、双方の油圧差によってカム
シャフト34の径方向に摺動することができる。
いて説明する。図示しないタイミングプーリの回転がチ
ェーンベルト等を介してタイミングプーリ42に伝達さ
れると、タイミングプーリ42の回転はタイミングプー
リ42と一体となったカムシャフト34を図2に矢印で
示す方向に回転させると共に、内周ロータ68、ベーン
74、回転伝達部56(ギヤ38、フロントプレートハ
ウジング48、環状ハウジング50、リアプレートハウ
ジング52)、ギヤ40を介して吸気バルブ用カムシャ
フト36にも伝達される。
可能であり、カムシャフト34の位相変化が可能であ
る。エンジンの回転数やエンジンの出力状態によってE
CU94によって制御バルブ92を切り換えて、カムシ
ャフト34の回転位相と吸気バルブ用カムシャフト36
の回転位相を変化させる。具体的には、制御バルブ92
を図1に示すように室90aにして通路100のオイル
を進角油路84へ供給する。そして、進角油圧室80供
給されるオイルの油圧によってベーン74を図2に示す
矢印と逆の方向(時計の回転方向)へ回転させて、図3
に示すように、カムシャフト34の回転に比べて吸気バ
ルブ用カムシャフト36の回転を進角させる。
ルブ92を室90cに切り換えて、遅角油路86を介し
て遅角油圧室82へオイルを供給し、進角油圧室80の
オイルを進角油路84を介してオイルパン96へ排出し
て、ベーン74を図2に示す矢印の方向へ回転させて、
カムシャフト34の回転に比べて吸気バルブ用カムシャ
フト36の回転を遅角させることができる。なお、制御
バルブ92を室90bに切り換えて、ベーン74を挟む
進角油圧室80と遅角油圧室82との油圧を調整し保持
して、ベーン74を所望の位置で保持することもでき
る。
よる油圧で弁開閉時期制御装置30の位相を変換してい
るが、オイル以外にエアー等の流体によって位相を変換
することも可能である。
04の作動について説明する。制御バルブ92を制御
し、遅角油路86へ油圧を供給し、進角油路84の油圧
を排出すると、環状ハウジング50と、カムシャフト3
4と一体で回転する内周ロータ68との位相が遅角方向
に変化する。そして、図2に示すように、ピン106が
内周ロータ68に設けた受容孔108と一致したとき
(最遅角状態)に、ピン106が遅角油路86の油圧に
よる付勢力によって受容孔108に挿入され、環状ハウ
ジング50と内周ロータ68との位相を固定することが
できる。また、制御バルブ92の制御により、進角油路
84へ油圧を供給し、遅角油路86の油圧を排出する
と、ピン106が受容孔108から排出されて支持孔6
2内に格納されると共に、環状ハウジング50と、カム
シャフト34と一体で回転する内周ロータ68との位相
が進角方向に変化する。このとき、ピン106は蓋11
2に設けた段部110によりストッパとして位置決めさ
れると共に、段部110と内周ロータ68との間に保持
される。
動方向の両側から進角油路84の油圧と、遅角油路86
の油圧とでそれぞれ付勢することによって、進角油路8
4のオイルがピン106と支持孔62との隙間又はピン
106と受容孔108との隙間を経てピン106の反対
側に位置する内部空間114に漏れ出ても、通路116
及び遅角油圧室83を介して遅角油路86に環流させる
ことができるので、漏れ出たオイルを弁開閉時期制御装
置30から排出する必要がない。また、ピン106は支
持孔62内において蓋112に設けた段部110によっ
て位置決めして保持されるので、環状ハウジング50の
回転数が変化するなどしても、ピン106の位置が固定
されるので異音の発生を防止することができる。更に、
通路116の内部空間114側の端部を図2、図3に示
すように蓋112に設けた段部110よりも蓋112に
隣接することによって、段部110の回りに内部空間1
14が確保でき、遅角油路86の油圧がピン106に確
実に作用することができる。
または遅角油圧室82へオイルポンプ98から十分な油
圧の供給を得られずに、ベーン74が油圧室60内で打
音を発生することを防止するために、エンジンの停止時
にはECU94によって制御バルブ92を室92cに切
り換えて、オイルポンプ98の残圧によってベーン74
を最遅角位置にして、ピン106を受容孔108に挿入
しておくことが好ましい。
部に複数の流体室を形成する仕切壁を備えた回転伝達部
材と、流体室を区画するベーンを取り付けた吸気弁又は
排気弁を開閉させるカムシャフトと、ベーンで区画され
る流体室をそれぞれ第1の流体作動室と第2の流体作動
室とし、流体作動室への流体圧により回転伝達部材とカ
ムシャフトとの位相を可変とする位相可変機構と、第1
流体作動室へ流体を給排する第1流路と、第2流体作動
室へ流体を給排する第2流路と、第1流路の流体圧と第
2流路の流体圧とにより作動し回転伝達部材とカムシャ
フトとの位相を保持又は解除する係合機構とから構成し
たので、係合機構を介して第1流路と第2流路とが連通
され、係合機構の内部に流体が滞留することを回避する
ことができる。
転伝達部材又はカムシャフトの一方の部材に形成した支
持孔に配置されたピンと、回転伝達部材又はカムシャフ
トの他方の部材に形成したピンが挿入される受容孔とか
ら構成し、支持孔はカムシャフトの径方向に配置され、
受容孔に第1流路または第2流路の一方が連通し、支持
孔に第1流路または第2流路の一方が連通するようにし
たので、ピンを作動させるための流体が、ピンと支持孔
との間またはピンと受容孔との間の隙間にピンを作動さ
せる流体が流入しても、対向する受容孔に連通する通路
または対向する支持孔に連通する通路を介して排出する
ことができる。
る第1流路または第2流路のための通路として、受容孔
と第1の流体作動室または第2の流体作動室との間を連
通する通路を回転伝達部材に形成したので、弁開閉時期
制御装置を小型化することができる。
達部材のカムシャフトの軸方向表面に形成された凹部
と、回転伝達部材の対向面に一体固定される板材との間
に形成したので、ピンをカムシャフト側へ作動させる流
体のための通路を用意に形成することができる。
形成された支持孔または受容孔の外周端に、カムシャフ
トの径方向に延在する突起部を有する蓋を係合したの
で、ピンと回転伝達部材の外周との間に油圧室が形成さ
れピンを作動するための流体が弁開閉時期制御装置の外
部へ漏れることを防止することができる。更に、突起部
がピンのストッパを兼ねると共に、突起部が油圧室の容
積を減少させるのでピンの作動性を向上することができ
る。
御装置の断面を示したものである。
である。
である。
ものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 内周部に複数の流体室を形成する仕切壁
を備えた回転伝達部材と、前記流体室を区画するベーン
を取り付けた吸気弁又は排気弁を開閉させるカムシャフ
トと、前記ベーンで区画される流体室をそれぞれ第1の
流体作動室と第2の流体作動室とし、該流体作動室への
流体圧により前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの
位相を可変とする位相可変機構と、前記第1流体作動室
へ流体を給排する第1流路と、前記第2流体作動室へ流
体を給排する第2流路と、前記第1流路の流体圧と前記
第2流路の流体圧とにより作動し前記回転伝達部材と前
記カムシャフトとの位相を保持又は解除する係合機構と
からなる弁開閉時期制御装置。 - 【請求項2】 前記係合機構は、前記回転伝達部材又は
前記カムシャフトの一方の部材に形成した支持孔に配置
されたピンと、前記回転伝達部材又は前記カムシャフト
の他方の部材に形成した前記ピンが挿入される受容孔と
から構成され、前記支持孔は前記カムシャフトの径方向
に配置され、前記受容孔に前記第1流路または前記第2
流路の一方が連通し、前記支持孔に前記第1流路または
前記第2流路の一方が連通する請求項1記載の弁開閉時
期制御装置。 - 【請求項3】 前記受容孔へ連通する前記第1流路また
は前記第2流路のための通路として、前記受容孔と前記
第1の流体作動室または前記第2の流体作動室との間を
連通する通路を前記回転伝達部材に形成した請求項2記
載の弁開閉時期制御装置。 - 【請求項4】 前記通路は、前記回転伝達部材の前記カ
ムシャフトの軸方向表面に形成された凹部と、前記回転
伝達部材の対向面に一体固定される板材との間に形成し
た請求項3記載の弁開閉時期制御装置。 - 【請求項5】 前記回転伝達部材に形成された前記支持
孔または前記受容孔の外周端に、前記カムシャフトの径
方向に延在する突起部を有する蓋を係合した請求項1か
ら請求項4のいずれか1項記載の弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20228896A JP3785685B2 (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 弁開閉時期制御装置 |
EP97305496A EP0821138B1 (en) | 1996-07-23 | 1997-07-23 | Valve timing control devices |
US08/899,161 US5979380A (en) | 1996-07-23 | 1997-07-23 | Valve timing control device |
DE69712992T DE69712992T2 (de) | 1996-07-23 | 1997-07-23 | Ventilzeitsteuervorrichtungen |
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---|---|
JPH1047022A true JPH1047022A (ja) | 1998-02-17 |
JP3785685B2 JP3785685B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=16455066
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-07-31 JP JP20228896A patent/JP3785685B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN113338477B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-08-26 | 重庆大学 | 一种适用于蜂巢建筑的装配式抗震墙板 |
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Publication number | Publication date |
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JP3785685B2 (ja) | 2006-06-14 |
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