JPH0547309U - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 バルブタイミング制御装置での作動油の消費
量を減少させつつ位相変換手段の良好な作動応答性を確
保する。 【構成】 従動スプロケット１とカムシャフト２との間
に介装されて、両者１，２の相対回動位相を変換する筒
状歯車３と、該筒状歯車３を油圧回路１８を介して駆動
させる駆動機構４とを備えた装置において、油圧回路１
８を圧力室１７に油圧を供給する油圧供給通路２１〜２
５と、圧力室内の作動油のみを外部に排出する油圧排出
通路２４〜２７とにより形成し、油圧回路１８途中に前
記両油圧通路を機関運転状態に応じて切り換える切換手
段２９を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気・排気バルブの開閉動作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に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種バルブタイミング制御装置としては、種々提供されており、その 一例として米国特許第４,５３５,７３１号公報に記載されたものなどが知られて いる。

【０００３】 概略を説明すれば、吸気・排気バルブを開閉制御するカムシャフトは、前端部 の外周に外歯が形成されている。一方、カムシャフトの前端部の外側に配置支持 されたタイミングプーリは、機関の回転力がタイミングベルトを介して伝達され 、筒状のプーリ本体の内周には内歯が形成されている。そして、この内歯と上記 カムシャフトの外歯との間に、内外周の歯のうち少なくともいずれか一方がはす 歯に形成された筒状歯車が噛合しており、この筒状歯車を、機関運転状態に応じ てカムシャフト軸方向に移動させる駆動機構が備えられている。この駆動機構は 、筒状歯車の前端部に有する圧力室にオイルポンプから圧送された油圧を供給す る油圧供給通路と、圧力室内の油圧と油圧供給通路内の油圧をリリーフ弁を介し て外部に排出する油圧排出通路とを備えている。

【０００４】 そして、マイクロコンピュータを内蔵したコントローラにより機関運転状態に 応じて前記リリーフ弁を開閉作動させて圧力室内の作動油圧を制御し、これによ って、筒状歯車を、圧力室内の作動油圧と圧縮スプリングのばね力との相対圧で カムシャフト軸方向に移動させる。よって、カムシャフトとタイミングプーリと の相対回動位相を変換させて、吸気・排気バルブの開閉時期を可変制御するよう になっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前述のようにカ ムシャフトとタイミングプーリの相対回動位相を、油圧排出通路のリリーフ弁の 開閉によって変換させるようになっており、リリーフ弁の開時にはオイルポンプ から圧送された多量の作動油（潤滑油）が油圧排出通路からそのまま外部に排出 される。つまり、多量の作動油がリリーフ弁を介して循環する。したがって、オ イルパン内の潤滑油が斯かるバルブタイミング制御装置で無用に消費され、他の 機関摺動部への潤滑油供給量が減少し、潤滑性能の低下を招いている。

【０００６】 そこで、該バルブタイミング制御装置に対して無用な潤滑油の供給量を減少さ せるために、油圧供給通路に固定オリフィスを設けて供給量を絞り込むことも考 えられるが、このような固定オリフィスを用いると、高負荷時などにおいて圧力 室に高油圧が必要な場合に、該作動油の圧力室に対する供給速度が遅くなり、筒 状歯車の作動応答性つまりカムシャフトとタイミングプーリの一方側の相対回動 位相変換の応答性が悪化し、バルブタイミング制御精度が低下してしまう。

【０００７】 本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、バルブタイミング制 御装置での作動油の消費量を減少させつつ位相変換手段の良好な作動応答性を確 保することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、とりわけ油圧回路を位相変換手段の端部に有する圧力室に作動油を 供給する油圧供給通路と、圧力室内の作動油のみを外部に排出する油圧排出通路 とにより形成し、該油圧回路の途中に前記両油圧通路を機関運転状態に応じて切 り換える切換手段を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

例えば機関低負荷時には、切換手段により油圧供給通路が閉成され、油圧排出 通路が開成されて、切換手段までの油圧供給通路内に作動油が充填保持されてい る一方、圧力室内の作動油のみが外部に排出される。したがって、位相変換手段 は、駆動機構の例えば圧縮スプリングのばね力等により一方の移動位置に保持さ れ、斯かる移動位置において、回転体とカムシャフトの相対回動位相を一方側に 変換する。

【００１０】 一方、機関運転状態が高負荷域に移行した場合は、切換手段によって油圧供給 通路を開成し、油圧排出通路を閉成する。したがって、圧力室内の作動油の排出 が停止されると同時に、該圧力室内に油圧供給通路から高油圧が速やかに供給さ れる。特に、油圧供給通路の途中までは前記のように予め作動油が満たされてい るため、該作動油が圧力室に速やかに供給され、該圧力室の内圧が即座に上昇す る。したがって、位相変換手段の作動応答性が向上し、回転体とカムシャフトの 他方側への相対回動位相変換速度が上昇する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例実施例を図面に基づいて詳述する。

【００１２】 図１及び図２はＤＯＨＣ型動弁機構の吸気バルブ側に適用した本考案の一実施 例を示している。

【００１３】 即ち、この内燃機関のバルブタイミング制御装置は、機関のクランク軸から駆 動力が伝達される回転体たる従動スプロケット１と、該従動スプロケット１の回 転力によって例えば吸気バルブを開閉作動させる駆動カムを一体に有するカムシ ャフト２と、該従動スプロケット１とカムシャフト２との間に噛合して、左右軸 方向の移動に伴い該両者１，２の相対回動位相を変換する位相変換手段たる筒状 歯車３と、該筒状歯車３を左右軸方向に移動させる駆動機構４とを備えている。

【００１４】 前記従動スプロケット１は、筒状のスプロケット本体５と、該スプロケット本 体５の後端部に有するフランジ１ｂにボルト７により固定された歯車部６とから 主として構成されている。前記スプロケット本体５は、前端部に保持部材８がか しめ固定されていると共に、内周面にインナ歯５ａが形成されている。前記保持 部材８は、縦断面略Ｔ字形を呈し、スプロケット本体５の前端開口を閉塞する円 板部８ａと、該円板部８ａの中央に一体に設けられてカムシャフト２と同軸上に 延設された円筒部８ｂとから構成されている。

【００１５】 前記カムシャフト２は、一端部２ａがシリンダヘッド９の上端部に有するカム 軸受１０に回転自在に支持されていると共に、該一端部２ａ端縁に有するフラン ジ部２ｂにスリーブ１１がボルト１２を介して連結されている。このスリーブ１ １は、後端部に前記フランジ部２ｂと対接する鍔部１１ａが一体に設けられてい ると共に、内周に前記円筒部８ｂを挿通支持する段差孔１１ｂが形成されている 。また、スリーブ１１の前端側外周面にアウタ歯１１ｃが形成されている。

【００１６】 前記筒状歯車３は、軸直角方向から２分割された前側歯車構成部１３と後側歯 車構成部１４とから形成されている。この両歯車構成部１３，１４は、内外周に 前記インナ歯５ａとアウタ歯１１ｃに夫々噛合するはす歯形の内外歯３ａ，３ｂ が形成されていると共に、内部中央を貫通した連結ピン１５と該連結ピン１５の 頭部側外周に巻装されたコイルスプリング１６のばね力によって互いに接近する 方向に弾性的に連結されている。更に、前記各歯車構成部１３，１４は、各内外 歯３ａ，３ｂのみかけ上の歯すじをずらすことにより、コイルスプリング１６の ばね力を介して各外歯．３ｂ，３ｂの歯側面間で従動スプロケット１のインナ歯 ５ａを挾圧支持（圧接）する一方、各内歯３ａ，３ａ歯側面間でスリーブ１１の アウタ歯１１ｃを挾圧支持して各歯間のバックラッシュに起因するカムシャフト の回転トルク変動に伴う各歯間の打音の発生を抑制するようになっている。

【００１７】 前記駆動機構４は、円板部８ａと前側歯車構成部１３との間に形成された圧力 室１７と、該圧力室１７に油圧を給排する油圧回路１８と、後側歯車構成部１４ と鍔部１１ａとの間に弾装されて、筒状歯車３を前方（左方向）に付勢する圧縮 スプリング１９とを備えている。前記油圧回路１８は、圧力室１７に油圧を供給 する油圧供給通路と、該油圧供給通路と一部が重複して圧力室１７内の油圧のみ を外部に排出する油圧排出通路とから構成されている。

【００１８】 前記油圧供給通路は、シリンダヘッド９及びカム軸受１０内，カムシャフト２ の半径方向及び軸方向に形成されて、上端端が図外のオイルメインギャラリを介 してオイルポンプ２０と連通する第１油通路２１と、カムシャフト一端部２ａと フランジ部２ｂの内部を傾斜状に形成されかつスリーブ１１の内部及び円筒部８ ｂの外周軸方向に形成されて、上流端が第１油通路２１に連通する第２油通路２ ２と、図３に示すように該第２油通路２２の先端側から円筒部８ｂの半径方向に 沿って穿設されて円筒部８ｂの内部弁孔８ｃ内に開口した第３油通路２３と、図 ４に示すように円筒部８ｂの該第３油通路２３と軸方向に偏倚した位置に半径方 向に沿って形成された第４油通路２４と、円筒部８ｂの外周軸方向に形成されて 、第４油通路２４と圧力室１７とを連通する第５油通路２５とから構成されてい る。前記油圧排出通路は、前記第５油通路２５及び第４油通路２４と、後述する スプール弁３０の内部軸方向及び直径方向に形成されて、弁孔８ｃと円筒部８ｂ の円錐状排出口２６を連通する第６油通路２７とから構成されている。尚、第１ 油通路２１の下流端は、栓体２８によって閉止されている。

【００１９】 また、前記保持部材８には、油圧供給通路と油圧排出通路とを機関運転状態に 応じて切り換える切換手段２９が設けられている。この切換手段２９は、弁孔８ ｃ内に左右軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁３０と、該スプール弁３０ を図中右方向に押圧移動させる電磁アクチュエータ３１とから構成されている。

【００２０】 前記スプール弁３０は、外周面に該スプール弁３０が電磁アクチュエータ３１ によって最大右方向に押圧された位置で、第３油通路２３と第４油通路２４とを 連通する環状溝３２が形成されていると共に、右端部にコイルスプリング３３の ばね力でストッパリング３４に突き当たった位置で、第４油通路２４と環状溝３ ２との連通を遮断すると共に、該第４油通路２４と弁孔８ｃとを連通させる弁体 ３０ａを有している。

【００２１】 前記電磁アクチュエータ３１は、外周のリテーナ３５を介してチェーンカバー 等に固定された有底円筒状のボディ３６と、該ボディ３６内に設けられた電磁コ イル３７及びコア３８と、該コア３８の先端に固定されてボディ３６先端から進 出してスプール弁３０を押圧する駆動ロッド３９とを備えている。また、電子コ ントローラ４０からのＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて駆動ロッド３９が進退制御さ れるようになっている。前記電子コントローラ４０は、内蔵されたマイクロコン ピュータがクランク角センサから出力された機関回転数信号及びエアーフローメ ータから出力された吸入空気量信号等に基づいて現在の機関運転状態を検出して いる。

【００２２】 以下、本実施例の作用について説明する。まず、例えば機関低負荷時には、電 磁アクチュエータ３１にＯＦＦ信号（非通電）が出力され、スプール弁３０が図 １に示すようにコイルスプリング３３のばね力により最大左方向の移動位置に付 勢されて、弁体３０ａによって第４油通路２４と弁孔８ｃとを連通すると共に、 環状溝３２と第４油通路２４が閉塞される。したがって、オイルポンプ２０から 圧送された作動油は第１，第２，第３油通路２１，２２，２３及び環状溝３２内 に充填保持される一方、圧力室１７内の作動油は、第５，第４油通路２５，２４ を通って弁孔８ｃ内に流入し、ここから第６油通路２６を経て外部に速やかに排 出される。依って、筒状歯車３は、圧力室１７の内圧が速やかに低下するに伴い 圧縮スプリング１９のばね力で図示の如く最大左方向の位置に保持される。この ため、従動スプロケット１とカムシャフト２との相対回動位相が一方側に変換さ れて、吸気バルブの閉時期を遅れ側に制御する。

【００２３】 一方、機関運転状態が低負荷域から高負荷域に移行すると、電磁アクチュエー タ３１にＯＮ信号（通電）が出力されて駆動ロッド３９によりスプール弁３０を コイルスプリング３３のばね力に抗して最大右方向に押圧する。このため、スプ ール弁３０は、図２に示すように弁体３０ａが第４油通路２４と弁孔８ｃとの連 通を遮断すると同時に第３油通路２３と第４油通路２４を環状溝３２を介して連 通する。したがって、オイルポンプ２０から第１油通路２１に圧送された作動油 は、第２，第３油通路２２，２３及び環状溝３２、第４，第５油通路２４，２５ を通って圧力室１７内に速やかに供給される。特に、圧力室１７には、環状溝３ ２内及び第３，第２，第１油通路２３，２２，２１内に保持されていた作動油が 速やかに供給される。したがって、該圧力室１７の内圧の速やかな上昇に伴い、 筒状歯車３が圧縮スプリング１９のばね力に抗して最大右方向へ迅速に移動する 。これによって、従動スプロケット１とカムシャフト２が他方側へ速やかに相対 回動して吸気バルブの閉時期を進み側に制御する。

【００２４】 このように、本実施例では、圧力室１７内の油圧のみを速やかに排出できると 共に、該圧力室１７内に油圧をオリフィス等を用いずに速やかに供給できるため 、筒状歯車３の移動応答性つまり従動スプロケット１とカムシャフト２との相対 回動位相変換速度が上昇し、バルブタイミング制御応答性が向上する。

【００２５】 しかも、圧力室１７の作動油のみを排出して、油圧供給通路内の作動油は外部 に排出しないため、本装置での作動油の消費量を減少させることができる。

【００２６】 また、本実施例では、切換手段２９を従動スプロケット１の前端側に一体的に 設けたため、装置全体のコンパクト化が図れると共に、油圧回路１８の構造が簡 単であり、製造作業性の向上と製造コストの低廉化が図れる。

【００２７】 尚、本考案は、前記実施例に限定されるものではなく、例えば位相変換手段を 例えばクラッチ機構等を用いたものでもよく、また、該装置を排気バルブ側ある いは吸気・排気バルブ側の両方に設けることも可能である。

【００２８】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案によれば、とりわけ駆動機構の油圧回路 を位相変換手段の端部に有する圧力室に作動油を供給する油圧供給通路と、圧力 室内の作動油のみを外部に排出する油圧排出通路とにより形成し、該油圧回路の 途中に前記両油圧通路を機関運転状態に応じて切り換える切換手段を設けたため 、機関運転状態の変化に応じて圧力室のみから作動油を外部へ速やかに排出でき ると共に、該圧力室へ油圧を速やかに供給できる。依って、本装置での作動油の 消費量を減少しつつ、位相変換手段の作動応答性を向上させることができる。こ の結果、回転体とカムシャフトの迅速な相対回動位相変換が得られ、バルブタイ ミング制御応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図。

【図２】本実施例の作用を示す縦断面図。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１…従動スプロケット（回転体）、２…カムシャフト、
３…筒状歯車（位相変換手段）、４…駆動機構、１８…
油圧回路、２１〜２５…油圧供給通路、２４〜２７…油
圧排出通路、２９…切換手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関により駆動される回転体と、該回転
   体から伝達された回転力によりバルブを開閉する駆動カ
   ムを有するカムシャフトと、該回転体とカムシャフトと
   の間に介装されて該両者の相対回動位相を変換する位相
   変換手段と、該位相変換手段を油圧回路を介して駆動さ
   せる駆動機構とを備えたバルブタイミング制御装置にお
   いて、前記油圧回路を位相変換手段の端部に有する圧力
   室に作動油を供給する油圧供給通路と、圧力室内の作動
   油のみを外部に排出する油圧排出通路とにより形成し、
   該油圧回路の途中に前記両油圧通路を機関運転状態に応
   じて切り換える切換手段を設け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。