JPS59131715A - エンジンカムシヤフト駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンカムシャフト駆動機構に関するもの
である。

吸気及び排気弁が開いているときの内燃機関の燃焼ザイ
クルの最適クランク軸角度は、エンジンの回転数の関数
として変化することは知られている。従って、一定のカ
ムプロフィールを決定する際には、性能が最高になるエ
ンジン回転数を選択し、他の回転数における効率の低下
には満足しなければならなかった。

エンジン回転数によりカムシャフトプロフィールを変化
させることは実用的ではなく、カムプロフィールを変化
させたごとくの効果を得るため、本出願人は、特許明細
書第２．０９６，６９５号を提案している。このシステ
ムにおいては、カムシャフトはエンジン回転数により変
化し、開閉角度を変化させている。カムシャフトは進角
側または遅角側にその回転中に変動し、有効バルブタイ
ミングを変化させている。

特許明細書第２．０９６．６９５号において、その第１
５図は、カムシャフトが、ヨーク内に回転可能に取付け
られた円形状ディスクにより駆動されるシステムを示し
ている。ディスクは二つのクランクが係合するスロット
を有している。第１のクランクは駆動プーリ上に設けら
れ、第２のクランクはカムシャフト駆動歯車輪列の被駆
動歯車上に設けられており、ブーりと被駆動歯車とは同
軸上にある。二つのクランクの回転軸線に関して、スロ
ットを有するディスクの中心の位置により、カムシャフ
トの回転角の調整量が可変となる。

上述の構成において、ディスクが二つのクランクの軸線
に対して同心円上にあり、駆動クランクが一定速度で回
転したとすると、被駆動クランクも同−一定速度で回転
する。一方、ディスクが二つのクランクの回転軸線から
オフセットした軸線のまわりを回転すると、二つのクラ
ンクの間のカップリングの機構により、回転角度に従っ
て、被駆動クランクが可変速度で回転し、回転変化量は
被駆動クランクの回転速度に加えられる。ディスクの軸
線のオフセット聞に依存する角度速のこの調整は、カム
シャフトの回転を速めたり遅らせたりする働きをして、
吸入及び排気弁の開角度を進めたり遅らせたりする。

上記特許明細書の第１５図に示す実施例においては、調
整量を変化させるためにディスクを動かすのに必要な力
が大きく、従って、エンジン回転数によりバルブタイミ
ングを変化させる制御装置の実現が複雑で高価になる。

さらに、スロットを有するディスクが二つのクランクと
同軸になるときは、スロットを有するディスクを高速で
回転させても安全であるが、オフセット位置でディスク
が高速で回転されると、機構がこわれやすかった。

従って、ディスクを支持しているヨークを動かす制御機
構に対応するのが少しでも遅れると、ヨークとディスク
とが不必要な力を受けやすく、角速度調整機構がこわれ
る原因になる。

本発明は、上記問題を解消するために、スロットを有す
るディスクを支持するヨークを制御する装置を提供する
ものである。

本発明によると、駆動クランクが、ヨークに回動可能に
取付けられておりかつ被駆動クランクとの共通回転軸線
に対し同軸位置とオフセット位置との間を移動可能なス
ロットを有するディスクにより前記被駆動クランクに連
結されている内燃機関用バルブタイミング可変駆動機構
において、前記ディスクを前記同軸位置から離れるよう
に付勢する力をヨークに与える付勢装置を備えており、
オフセット位置において前記スロットを有するディスク
の回転により、前記ディスクの回転速度が増大すると、
前記力が、前記ヨークへの反作用力が前記ヨークと前記
ディスクとを前記同軸位置に移動させる方向に働くこと
を特徴とする駆動装置が提供される。

偏心位置においてのディスクの回転中にヨークにかかる
力がサイクル中で平均化されると、一方向への結果的に
正味の力が発生する。この力に打ちかつて任意の位置へ
ディスクを強制することはできるが、このような制御方
法を採用するとバルブタイミング機構全体が、上述のよ
うに制御装置の誤動作により、破損することになる。

しかしながら、本発明によると、ディスクとヨークとに
働く反作用力がディスクとヨークどを偏心位置に付勢す
る強い力に対抗するように配置されている。従って、本
発明の構成によると、エンジンが低回転で回る安定状態
において、ディスクのオフセット位置によるヨークへか
かる力は十分でなくなり、ディスクは偏心して回転し続
ける。

回転数が低いため、この構成は不必要な負荷を受けない
。この状態で、カムシャフト上の回転スピードの調整は
最大になり、バルブタイミングが＾速タイミング角から
変化する程度も最大となる。

エンジンスピードが増すと、オフセット回転に、　　　
よる力も増大し、複雑な制御装置がなくても、一定の移
動力に対抗しディスクを自動的により中心位置に移動さ
せ、同時にヨークへの負荷を減少させる。カムシャフト
プロフィールがエンジン性能を最大にする速度にエンジ
ンが到達すると、ディスクは駆動クランクと被駆動クラ
ンクとほぼ同心円状に回転し、カムシャフトスピードが
その回転中はぼ一定になる。

ディスクのオフセット位置にヨークを付勢する力を流体
ピストンから取出すことも可能であり、ヨークの移動ス
トロークにわたってほぼ一定な力を提供することもでき
る。あるいは、比較的長いばねを用いて、ヨークをディ
スクのオフセット位置に移動させるようにしてもよい。

以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。

第１図において、駆動プーリ６０は、角速度調整機構６
２と歯車輪列６８とを介してカムシャフト３に駆動力を
伝達している。角速度調整機構６２は、ディスク６３を
回転可能に支持する環状部６５を有するヨーク６６を備
えている。ディスク６３は、入力駆動プーリ６０ととも
に回転するクランク６６により一面で係合するスロット
６４を有しており、歯車７３に軸７０を介して連結して
いる第２のクランク７２を駆動させる。この歯車７３は
、カムシャフト３と一体の歯車７４に噛合している。

この構成において、ディスク６３の中心が駆動プーリ６
０と歯車７３との軸線と一直線上になると、駆動プーリ
と歯車は同一速度で回転する。しかしながら、ヨーク６
６が動き、ディスク６３が駆動プーリ６０と歯車７３と
が同心的でなくなると、カップリングの機構により、角
位置関係が変わり、この結果、駆動プーリ６０の回転速
度が調整される。調整量は、偏心量で変化する。

第２図は、ディスク６３の角位置の関数としてヨーク６
６の反作用力を示】゛グラフである。角度約ゼロにおい
て、力は対称ではなく、偏心量に平均反作用力が依存し
ていることがわかる。

第３図は、本発明の実施例を示す概略図であり、ヨーク
にかかる反作用力を利用しており、カムシャフトの角速
度への調整量が制御され、可変バルブタイミングが達成
されている。

第３図において、ヨーク６６は環状部６５を有しており
、ディスク６３は支持されており、二つの径方向延長部
が参照番号１０及び１２で示されている。調整ばね１４
が図において下方にヨーク６６を付勢しており、流体ピ
ストン１日が図において上方にヨーク６６を付勢してい
る。ピストン１８のシリンダー２０内の作動流体は、緩
衝制限装置２２により一定圧力源に接続されている。過
剰圧力解放弁２４はシリンダー２０の圧力を制限する働
きを有している。

使用時、反作用力がない場合は、シリンダー２０内の一
定圧力によりピストン１８が上方に付勢され、ヨーク６
６がばね１４の作用に対抗して上方に移動される。ばね
１４の目的は、可変バルブタイミングの微調整のためで
ある。

ディスク６２（第３図においては図示せず）の偏心量を
増大させる方向にピストンはヨーク６６を付勢している
。エンジン回転数が増大すると、反作用力が増大し、流
体回路の緩衝作用が増大するので、反作用力はサイクル
中で平均化され、正味の有効な力がシリンダー２０の圧
力に対抗するように働く。従って、ピストン１８は高回
転数に従って自動的に下向に移動し、偏心量を減らす方
向にディスクを移動させ、ヨークが平衡状態になり、反
作用力が流体シリンダー２０からの一定圧力とつり合う
。ヨークとばね１４に働くツノを適当に定めることによ
り、ヨークを各エンジン回転数においてほぼ最適なバル
ブタイミングのセツティングにすることができる。

本発明によると、可変バルブタイミング機構を破損しや
すい反作用力がそれ自体ディスクの偏心量を変化させる
ように対応するので可変バルブタイミングが、エンジン
高回転において偏心位置に来る危険性がなく非常に安全
なシステムが容易に形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、特許明細書筒２．０９６．６９５号の第１５
図に対応する図、第２図は、カムシャフトＩａ椛の駆動
クランクの角位置の関数としてのヨークに作用する力の
グラフを示す図、及び第３図は、可変バルブタイミング
制御の自己調整を達成する装置の概略断面図である。 図中、 １０．１２・・・径方向延長部、 １４・・・調整はね、 １８・・・ピストン、 ２０・・・シリンダー、 ２２・・・緩衝装置、 ２４・・・過剰圧力開放弁、 ６０・・・駆動プーリ、 ６３・・・ディスク、 ６４・・・スロット、 ６５・・・環状部、 ６６・・・ヨーク、 ６８・・・歯車輪列、 ７０・・・シャフト、 ７２・・・クランク、 ７３．７４・・・歯車。 代理人　　浅　村　　　皓 ＦＩＧ、Ｉ カ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　駆動クランクが、ヨークに回動可能に取付けら
   れておりかつ被駆動クランクとの共通回転軸線に対し同
   軸位置とオフセット位置との間を移動可能なスロットを
   有するディスクにより前記被駆動クランクに連結されて
   いる内燃機関用バルブタイミング可変駆動機構において
   、前記ディスクを前記同軸位置から離れるように付勢す
   る力をヨークに与える付勢装置を備えており、オフセッ
   ト位置において前記スロットを有するディスクの回転に
   より、前記ディスクの回転速度が増大すると、前記力が
   前記ヨークへの反作用力が前記ヨークと前記ディスクと
   を前記同軸位置に移動させる方向に働くことを特徴とす
   る駆動装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の駆動機構において、
   前記ヨークに力を与える前記付勢装置が、前記ヨークの
   すべての位置においてほぼ一定なカを与える流体ピスト
   ンを有していることを特徴とする駆動機構。 （３ン　特許請求の範囲第２項記載の駆動機構において
   、前記ピストンが一定圧力源に接続されており、流量制
   限装置が前記ヨークへの反作用を緩衝するようにその流
   体回路中に設けられていることを特徴とする駆動機構。 （４）　特許請求の範囲第２項または第３項記載の駆動
   機構において、調整ばねが前記流体ピストンの力に対し
   て反対方向に前記ヨークに働くことを特徴とする駆動機
   構。 （５）　特許請求の範囲第１項記載の駆動機構において
   、前記ヨークに力を与える付勢装置が、前記口つのクラ
   ンクの回転軸線に対し偏心位置に前記ヨークを付勢する
   ばねを有していることを特徴とする駆動機構。