JP3058080B2 - 内燃機関のバルブタイミング変更装置 - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング変更装置Info
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Description
に同機関の気筒に設けられた吸気・排気バルブの開閉タ
イミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に
関するものである。
吸気・排気バルブの開閉タイミングを変更するためのバ
ルブタイミング変更装置に関する技術として種々のもの
が提案されている(例えば、特開平1−92504号公
報に開示された「弁開閉時期制御装置」等)。図12〜
13は、従来におけるバルブタイミング変更装置の一構
成例を示している。
グ変更装置では、バルブを駆動するためのカムシャフト
201の外周に、タイミングプーリ202が回転可能に
外嵌されおり、同プーリ202には図示しないエンジン
のクランクシャフトから回転駆動力が伝達される。又、
タイミングプーリ202にはハウジング203が一体回
転可能に固定されている。更に、カムシャフト201の
先端部にはベーン204が一体回転可能に固定されてい
る。又、カムシャフト201の最先端部には、前記ベー
ン204及びハウジング203を覆うようにしてカバー
206が取り付けられている。
(尚、図12は図13のXII −XII断面図に相当す
る)。同図に示すように、前記ベーン204には、カム
シャフト201の軸心回りにおいて略90°毎の位置
に、放射状に延びる複数の受圧部205が形成されてお
り、各受圧部205は前記ハウジング203の内周部に
形成された溝部207内に配設されている。
5の両側には、所定圧の油が供給される圧力室208,
209が形成されている。そして、各圧力室208,2
09内に供給する油の圧力を変更することにより、ベー
ン204をハウジング203に対し相対的に回転させて
カムシャフト201の回転位相を変更し、バルブの開閉
タイミングを変更することができる。
は、図14に示すように、受圧部205の一つにカムシ
ャフト201の軸方向に延びる貫通孔210が形成され
ている。この貫通孔210内には、ロックピン211が
同軸方向に摺動可能に配設されている。タイミングプー
リ202には前記ロックピン211が嵌入可能な係止穴
212が形成されている。ロックピン211とカバー2
06との間には、同ピン211を前記係止穴212の方
向へと付勢するスプリング213が配設されている。
とロックピン211との間に形成される空間214の内
部には、所定圧力の油が供給されるようになっている。
その油圧力と前記スプリング213の付勢力との大小関
係に応じてロックピン211を貫通孔210内で移動さ
せ、前記ロックピン211が係止穴212内に嵌入され
て係止された状態と、その係止が解除された状態とを切
り替えることができる。そして、ロックピン211が係
止穴212にて係止された場合には、前記ベーン204
とハウジング203との相対回転が規制される結果、バ
ルブの開閉タイミングが所定のタイミングに保持される
ようになっている。
タイミング変更装置において、各圧力室208,209
は各溝部207の内部が各受圧部205によって区画さ
れることにより形成されている。即ち、各受圧部205
の外周部分がハウジング203の内周部分に、又、各受
圧部205の側面がタイミングプーリ202及びカバー
206の各側面にそれぞれ密接しており、前記各圧力室
208,209間における油の流通が規制されるように
なっている。
受圧部205においては、貫通孔210の断面積に相当
する面積分だけタイミングプーリ202及びカバー20
6との接触面積が減少することとなる。その結果、同受
圧部205では、他の受圧部205と比較して各圧力室
208,209間における油の流通を規制するのに十分
なシール面積が確保されず、圧力室208,209から
油が漏出してしまう虞があった。このような、各圧力室
208,209からの油の漏出が生じると、バルブタイ
ミング制御における制御性を低下させてしまう原因とな
る。
あり、その目的とするところは、バルブの開閉タイミン
グを変更するために設けられた圧力室からの流体の漏出
をを防止することにある。
に、請求項1記載の発明は、同一の回転軸心を有した第
1回転体及び第2回転体のうち第1回転体に形成された
前記回転軸心の径方向に延びる複数の突状部と、前記第
2回転体に形成された複数の凹部と、前記各突状部が前
記各凹部内に配設されることにより前記回転軸心の周方
向において前記突状部の少なくとも片側に区画形成され
た圧力室とを備え、内燃機関のクランクシャフト及び同
機関のバルブを開閉駆動するためのカムシャフトのう
ち、一方が前記第1回転体に駆動連結されると共に、他
方が第2回転体に駆動連結され、各圧力室に供給される
流体の圧力を変更して前記両回転体を相対回転させるこ
とにより、前記クランクシャフトに対するカムシャフト
の回転位相を変更して前記バルブの開閉タイミングを変
更することが可能であり、前記各突状部の一つに形成さ
れた挿通空間内に可動部材を配設し、同可動部材を前記
挿通空間内で移動させて前記第2回転体に形成された係
止部にて係止することにより、前記両回転体の相対回転
を規制してクランクシャフトに対するカムシャフトの回
転位相を所定の位相に保持可能な内燃機関のバルブタイ
ミング変更装置において、前記挿通空間が形成された突
状部の前記回転軸心の周方向における長さを他の突状部
の同方向における長さよりも長く設定するとともに、前
記回転軸心周りにおける各突状部の慣性モーメントを等
しく設定したことをその要旨とするものである。請求項
2記載の発明は、同一の回転軸心を有した第1回転体及
び第2回転体のうち第1回転体に形成された前記回転軸
心の径方向に延びる複数の突状部と、前記第2回転体に
形成された複数の凹部と、前記各突状部が前記各凹部内
に配設されることにより、前記回転軸心の周方向におい
て前記突状部の少なくとも片側に区画形成された圧力室
とを備え、内燃機関のクランクシャフト及び同機関のバ
ルブを開閉駆動するためのカムシャフトのうち、一方が
前記第1回転体に駆動連結されると共に、他方が第2回
転体に駆動連結され、各圧力室に供給される流体の圧力
を変更して前記両回転体を相対回転させることにより、
前記クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相
を変更して前記バルブの開閉タイミングを変更すること
が可能であり、前記各突状部の一つに形成された挿通空
間内に可動部 材を配設し、同可動部材を前記挿通空間内
で移動させて前記第2回転体に形成された係止部にて係
止することにより、前記両回転体の相対回転を規制して
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を所
定の位相に保持可能な内燃機関のバルブタイミング変更
装置において、前記各突状部を前記回転軸心に対して対
称的に配置するとともに、これら突状部のうち前記挿通
空間が形成された突状部の前記回転軸心の周方向におけ
る長さを他の突状部の同方向における長さよりも長く設
定したことをその要旨とするものである。
する。本発明では、圧力室に供給される流体の圧力が変
更されると各突状部に作用する回転軸心回りの回転力が
変化する。その結果、前記両回転体は相対的に回転す
る。この相対回転によりクランクシャフトに対するカム
シャフトの回転位相が変更され、バルブの開閉タイミン
グが変更される。
可動部材は駆動手段により駆動されて同空間内を移動す
る。そして、可動部材が第2回転体に形成された係止部
にて係止されると、両回転体の相対回転は規制される。
その結果、クランクシャフトに対するカムシャフトの回
転位相が所定の位相に保持されるとともに、バルブの開
閉タイミングが所定タイミングに保持される。
内部が各突状部により区画されることにより形成されて
いる。そして、各突状部はシール部材となって圧力室か
らの流体の漏出を抑制する。ここで、前記挿通空間が形
成された突状部は、同空間が形成されていない突状部と
比較して、前記回転軸心周方向における長さが長く設定
されている。その結果、挿通空間が形成された突状部で
は、前記圧力室をシールするためのシール長さが増加
し、圧力室からの流体の漏出が抑制される。
気筒ガソリンエンジンに設けられたバルブタイミング変
更装置として具体化した第1の実施形態について説明す
る。
構」という)11が設けられた吸気側カムシャフト12
等を示す断面図である。尚、吸気側カムシャフト12は
本発明におけるカムシャフトに相当する。
aは、シリンダヘッド18の上端面とベアリングキャッ
プ19によって回転可能に支持されている。吸気側カム
シャフト12の基端側(図1の右側)には、図3に示す
ように、その外周部に一対のカム20が4組形成されて
いる。各カム20には、気筒毎に設けられた吸気バルブ
(図示しない)の上端部が当接されており、同カム20
の回転により吸気バルブが開閉駆動される。
リンダヘッド18及びベアリングキャップ19によって
支持された部分より先端側(図1の左側)の部分には拡
径部21が形成されている。この拡径部21の外周には
円環状をなすドリブンギヤ22が回転可能に被嵌されて
いる。ドリブンギヤ22の外周部には複数の外歯22a
が形成されており、この外歯22aは図3に示すよう
に、排気側カムシャフト23に設けられたドライブギヤ
24の外歯24aに噛合されている(図1ではドライブ
ギヤ24の図示を省略している)。
ャフト12と同様に、一対のカム25が4組形成されて
いる。これらカム25によって図示しない排気バルブが
開閉駆動されるようになっている。又、排気側カムシャ
フト23の端部には、カムプーリ26が固定されてお
り、同プーリ26にはタイミングベルト27が掛装され
ている。タイミングベルト27は、エンジンのクランク
シャフト(図示しない)に取り付けられたクランクプー
リ(図示しない)に掛装されている。
ムシャフト23には前記カムプーリ26を介してクラン
クシャフトの回転駆動力が伝達されるとともに、その回
転駆動力は前記ドライブギヤ24及びドリブンギヤ22
を介して吸気側カムシャフト12に伝達されるようにな
っている。
1は図4のI −I 断面図に相当する)。図4に示すよう
に、VVT機構11は、ハウジング28と、同ハウジン
グ28内に配置された第1回転体としてのベーン29
と、吸気側カムシャフト12の軸心回り方向における回
転力を付与して前記ベーン29を回転させるための進角
側油圧室13及び遅角側油圧室14等を備えている。
呈しており、その側面が前記ドリブンギヤ22の先端側
側面(図1の左側面)に当接されるとともに、複数のボ
ルト30によって、後述するカバー38とともに同ギヤ
22に固定されている。従って、ハウジング28、ドリ
ブンギヤ22、及びカバー38は吸気側カムシャフト1
2を回転軸心として一体回転可能となっている。尚、本
実施形態において、ハウジング28及びドリブンギヤ2
2は第2回転体に相当するものである。
をなす固定部31と、同固定部31の外周部に形成され
た4つの受圧部32とを備えている。各受圧部32は、
吸気側カムシャフト12の径方向に放射状に延びて全体
が略十字状を呈している。又、各受圧部32は吸気側カ
ムシャフト12の軸心に対して対称的に配置されてい
る。尚、各受圧部32は本発明における突状部に相当す
る。
ャフト12の周方向において所定間隔を隔てた位置に、
同シャフト12の軸心に向けて突出した4つの凸部33
が形成されている。これら各凸部33の内周面は前記固
定部31の外周面に摺接されている。
は溝部34がそれぞれ形成されるとともに、各溝部34
の内周壁とハウジング28及び拡径部21の先端面とに
よって凹部51が区画形成されている。前記各受圧部3
2はこの凹部51内に配設されるとともに、その両側面
は図1に示すようにカバー38と、ドリブンギヤ22及
び拡径部21とにそれぞれ摺接されている。又、各受圧
部32の外周面はハウジング28の内周面に摺接されて
いる。
す外周溝35が形成されている。この外周溝35内には
図7に示すようにシール部材36がそれぞれ配設され、
更に、各シール部材36は板バネ37により外周側に向
けて付勢されている。その結果、シール部材36によっ
て受圧部32の外周面とハウジング28の内周面との間
がシールされ、進角側油圧室13及び遅角側油圧室14
間での油の移動が規制されるようになっている。
ハウジング28及びベーン29の先端側側面を覆うよう
にして、円板状をなすカバー38が設けられている。同
カバー38の中央部には取付用孔39が形成されてい
る。
0が形成されている。その中心孔40内に挿通された取
付ボルト84が、吸気側カムシャフト12のボルト孔4
1にて螺着されることにより、ベーン29は吸気側カム
シャフト12の先端部に固定されている。更に、ベーン
29及び吸気側カムシャフト12は図示しないノックピ
ンにより係合されており、両者29,12は一体回転す
るようになっている。
よって囲まれた空間は、各受圧部32によって2つの圧
力室に区画形成されている。そして、吸気側カムシャフ
ト12の回転方向(図4にて示す)と同方向側に形成さ
れた圧力室は遅角側油圧室14となっており、又、前記
回転方向と逆方向側に形成された圧力室は進角側油圧室
13となっている。
する進角側、遅角側油圧通路P1,P2を通じて油が供
給されるようになっており、ベーン29は受圧部32に
作用する各油圧室13,14内の油圧の大きさに応じ
て、吸気側カムシャフト12の回転方向と同方向(以
下、この回転方向を「進角回転方向」とする)、或い
は、同シャフト12の回転方向と逆方向(以下、この回
転方向を「遅角回転方向」とする)に回転可能である。
吸気側カムシャフト12の軸方向に延びる断面円形状の
貫通孔42が形成されており、同孔42内にはロックピ
ン43が配設されている。より詳細に説明すると、貫通
孔42は、その途中に段部42aを有しており、同段部
42aより先端側(図6の左側)の部分が拡径された形
状となっている。尚、本実施形態において、前記貫通孔
42は挿通空間に相当し、又、ロックピン43は可動部
材に相当する。
おり、その先端側の部分には拡径部43aが形成されて
いる。ロックピン43は、その外周側面が貫通孔42の
内周側面に摺接した状態で、吸気側カムシャフト12の
軸方向に移動するようになっている。
ピン43の外周側面とによって囲まれた環状の空間によ
り、ロックピン43の係止状態を解除するための油圧室
44が区画形成されている。この油圧室44は、ベーン
29の内部に形成された第1圧力油路45を介して、後
述する進角側環状通路46と連通されている。
収容孔47が形成されており、同孔47内には付勢手段
となるスプリング48が配設されている。このスプリン
グ48により、前記ロックピン43は吸気側カムシャフ
ト12の基端側に向けて付勢されている。
ロックピン43の基端面に対向する位置には、同ピン4
3の基端側部分が嵌入可能な係止部としての係止穴49
が形成されている。スプリング48により付勢されたロ
ックピン43が前記係止穴49内に嵌入すると、ベーン
29とドリブンギヤ22との相対回転が規制される。そ
の結果、吸気側カムシャフト12、ベーン29、ドリブ
ンギヤ22、及びハウジング28は一体的に回転するよ
うになる。又、係止穴49は図9及び図10に示すよう
に、前記受圧部32の側部に形成された第2圧力油路5
0によって遅角側油圧室14の一つと連通されている。
されると、ベーン29は、図4に示す吸気側カムシャフ
ト12の回転位相がハウジング28に対して最も遅れた
状態となる位置(以下、このベーン29の位置を「最遅
角位置」という)から図9に示すように2°CA(クラン
クアングル)程進んだ位置に固定される。尚、本実施形
態において、前記係止穴49、油圧室44、第1圧力油
路45、第2圧力油路50、及びスプリング48によっ
て駆動手段が構成されている。
である。本実施形態においてベーン29に形成された各
受圧部34のうち、前記貫通孔42が形成された受圧部
32(以下「受圧部A」という)の、吸気側カムシャフ
ト12の軸心回りにおける長さは、他の3つの受圧部3
2(以下「受圧部B」という)の長さよりも長くなって
いる。即ち、図8に示すように、吸気側カムシャフト1
2の軸心(同図においてその位置をCで示す)から等距
離の位置にある受圧部A32の長さL1 は、受圧部B3
2の長さL2 〜L4 (L2 =L3 =L4 )よりも長くな
っている(図8では、距離r1 ,r2,r3 における長
さL1 〜L4 のみを示す)。
を長くすることにより、前記軸心C回りにおける各受圧
部B32の慣性モーメントが等しくなるように設定され
ている。
前述したようにロックピン43及びスプリング48が配
設されているものの、前記受圧部A32では図6に示す
ように、油圧室44やロックピン43の収容孔47等の
中空部分が形成されているため、その中空部分の慣性モ
ーメントに相当する分だけ前記慣性モーメントが減少す
ることとなる。そこで、本実施形態では、前記長さL1
を長く設定することによって、その慣性モーメントの減
少分を相殺させ、受圧部A32の慣性モーメントが他の
受圧部32と等しくなるようにしている。
油圧室14に油を供給するための圧力通路を構成する進
角側、遅角側油圧通路P1,P2、及び前記OCV16
等の構成について説明する。
内部には進角側ヘッド油路53及び遅角側ヘッド油路5
4が形成されている。各ヘッド油路53,54は前記O
CV16、オイルフィルタ55、オイルポンプ15、及
びオイルストレーナ56を介してオイルパン57に接続
可能となっている。エンジンの運転に伴ってオイルポン
プ15が駆動されると、オイルパン57に貯留されてい
る油は同ポンプ15によって吸引される。そして、油は
前記オイルストレーナ56を介してオイルポンプ15内
に導入されるとともに、同ポンプ15から加圧されて吐
出される。そして、吐出された油はオイルフィルタ55
を介してOCV16によって前記各ヘッド油路53,5
4へと選択的に圧送されるようになっている。
グキャップ19には、前記ジャーナル12aの外周を囲
むように油溝58,59がそれぞれ形成されており、前
記各ヘッド油路53,54は各油溝58,59に開口さ
れている。
軸心方向に延びる遅角側シャフト油路60が形成されて
おり、その先端側は前記ボルト孔41に通じている。
又、前記拡径部21の外周部には周方向に延びる周溝6
1が形成されており、同溝61と前記遅角側シャフト油
路60の先端側とは連通油路62により連通されてい
る。
シャフト12の径方向に延びる遅角側油孔63が形成さ
れている。遅角側シャフト油路60は、この遅角側油孔
63によって前記一方の油溝59に通じている。
軸心方向に対して傾斜した方向に延びる進角側シャフト
油路64が形成されている。ジャーナル12aの内部に
は吸気側カムシャフト12の径方向に延びる進角側油孔
65が形成されている。前記進角側シャフト油路64の
基端側は、この進角側油孔65を介して前記他方の油溝
58に通じている。
に、断面扇形状をなす切溝66が4つ形成されている。
各切溝66によって前記周溝61と各遅角側油圧室14
とが連通されている。
1に示すように先端側に突出した円筒状の突出部67が
形成されている。ベーン29の基端側部分には前記突出
部67を囲むようにして段部68が形成されている。そ
して、この段部68の内周壁と、前記突出部67及び拡
径部21によって囲まれた空間によって円環状をなす進
角側環状通路46が形成されている。前記進角側シャフ
ト油路64の先端側はこの進角側環状通路46に開口し
ている。
ように、放射状に延びる4つの進角側供給油孔69が形
成されており、同油孔69の内周側は前記進角側環状通
路46に通じている。又、各進角側供給油孔69の外周
側は前述した各進角側油圧室13に開口している。
8、進角側油孔65、進角側シャフト油路64、進角側
環状通路46、及び各進角側供給油孔69によって進角
側油圧通路P1が構成され、又、遅角側ヘッド油路5
4、油溝59、遅角側油孔63、遅角側シャフト油路6
0、連通油路62、周溝61、及び各切溝66によって
遅角側油圧通路P2が構成されている。
圧通路P1,P2と、オイルポンプ15及びオイルパン
57との連通状態を切り換えることによってオイルポン
プ15から各油圧室13,14内へ油を供給し、或いは
各油圧室13,14内から油を排出してオイルパン57
に戻すようにしている。尚、前記各油圧通路P1,P
2、オイルポンプ15、OCV16によって流体供給手
段が構成されている。
制御されることにより、各進角側、遅角側油圧室13,
14に供給される油圧を制御するものである。以下、こ
のOCV16の構成について説明する。
ケーシング70は、第1〜第5のポート71〜75を有
している。第1のポート71は進角側ヘッド油路53に
連通され、第2のポート72は遅角側ヘッド油路54に
連通されている。又、第3及び第4のポート73,74
はオイルパン57に連通され、第5のポート75はオイ
ルフィルタ55を介してオイルポンプ15の吐出側に連
通されている。
76が設けられている。このスプール76は円筒状をな
す4つの弁体77を有しており、その軸方向に往復動可
能となっている。ケーシング70には、スプール76を
図1に示す第1の作動位置と、図2に示す第2の作動位
置との間で移動させるための電磁ソレノイド78が設け
られている。ケーシング70内にはスプリング79が設
けられており、このスプリング79によりスプール76
は第1の作動位置側へ向けて付勢されている。
下、「ECU」という)17によって制御される。この
ECU17にはエンジンの運転状態を検出するための回
転数センサ80及び吸気圧センサ81、更に、吸気側カ
ムシャフト12の回転位相を検出するためのクランク角
センサ82及びカム角センサ83が接続されており、E
CU17は各センサ80〜83の検出信号に基づいて、
エンジンの運転状態、及び吸気側カムシャフト12の回
転位相を検出するようになっている。そして、ECU1
7は、吸気側カムシャフト12における実際の回転位相
と、エンジンの運転状態に適合する目標回転位相との偏
差を判断し、同偏差が所定値以下となるように前記OC
V16を制御する。尚、本実施形態におけるECU17
は制御手段に相当するものである。
における作用について説明する。エンジンの運転が開始
されると、オイルポンプ15が駆動されて同ポンプ15
から油が吐出される。吐出された油は、前記OCV16
によって選択された前記各油圧通路P1,P2の一方か
ら、進角側油圧室13或いは遅角側油圧室14のいずれ
かの油圧室13,14内に供給される。この際、前記油
圧室44或いは係止穴49の内部には、第1圧力油路4
5、或いは第2圧力油路50を通じて油が供給される。
部における油圧が所定値以上に増加すると、ロックピン
43はその油圧力によりスプリング48の付勢力に抗し
て吸気側カムシャフト12の先端側に移動する。この移
動により、図6に示すようにベーン29の係止が解除さ
れ、ハウジング28に対するベーン29の相対回転が可
能となる。
9の付勢力に抗してスプール76が第2の作動位置に配
置されると、オイルポンプ15の吐出側と進角側ヘッド
油路53とが連通され、遅角側ヘッド油路54とオイル
パン57とが連通される。従って、各進角側油圧室13
には進角側油圧通路P1を介して油が供給される一方
で、各遅角側油圧室14内の油は遅角側油圧通路P2を
介してオイルパン57に戻される。
圧室14の油圧よりも相対的に増加した各進角側油圧室
13内の油圧により付勢されるため、ベーン29はハウ
ジング28に対して、図5の矢印にて示す進角回転方向
に回転する。このようにベーン29がハウジング28に
対して回転することにより、吸気側カムシャフト12の
回転位相がドリブンギヤ22よりも進む結果、吸気バル
ブの開閉タイミングが早められる。
の付勢力によりスプール76が第1の作動位置に配置さ
れると、オイルポンプ15の吐出側と遅角側ヘッド油路
54とが連通され、進角側ヘッド油路53とオイルパン
57とが連通される。従って、各遅角側油圧室14には
遅角側油圧通路P2を通じて油が供給される一方で、各
進角側油圧室13の油は進角側油圧通路P1を介してオ
イルパン57に戻される。
室13の油圧よりも相対的に増加した各遅角側油圧室1
4内の油圧により付勢されるため、ベーン29はハウジ
ング28に対して、図4の矢印にて示す遅角回転方向に
回転する。このようにベーン29がハウジング28に対
して回転することにより、吸気側カムシャフト12の回
転位相がドリブンギヤ22よりも遅れる結果、吸気バル
ブの開閉タイミングが遅れるようになる。
2の回転位相が変更され、その回転位相とエンジンの運
転状態に適応する目標回転位相との偏差が所定値以下と
なると、ECU17はOCV16の第1のポート71及
び第2のポート72の両ポート71,72が、前記弁体
77によって閉塞された状態となるように、スプール7
6の位置を制御する(以下、このスプール76の位置を
「中間保持位置」という)。このように、スプール76
の位置が「中間保持位置」となると、各油圧室13,1
4への油の供給、或いは各油圧室13,14からの油の
排出は行われなくなる。そして、各受圧部32は各油圧
室13,14における油圧によって両側から保持される
ため、同ベーン29の回転が規制され、ハウジング28
に対するベーン29の回転方向における位置が固定され
る。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが所定のタ
イミングに保持される。
バルブタイミング変更装置では、OCV16の開度を制
御することにより、吸気バルブの開閉タイミングを連続
的(無段階)に変更するとともに、その開閉タイミング
を保持することができる。
運転状態にある場合に、前記ロックピン43が前記係止
穴49にて係止されることにより、ベーン29とハウジ
ング28との相対回転が規制され、ベーン29の回転方
向における位置が、図4に示す「最遅角位置」近傍の位
置に固定されるようになっている。
るとOCV16のスプール76はスプリング79の付勢
力により図1に示す第1の作動位置に移動する。その結
果、各進角側油圧室13は進角側油圧通路P1によりオ
イルパン57と連通され、又、各遅角側油圧室14は遅
角側油圧通路P2によりオイルポンプ15の吐出側と連
通される。そして、クランクシャフトの回転が停止する
と、オイルポンプ15からの油の吐出が停止し、更に、
吸気側カムシャフト12の回転も停止する。この際、ベ
ーン29は、ドリブンギヤ22に対して前記遅角回転方
向に相対回転して、その回転位相が遅れる。その結果、
ハウジング28に対するベーン29の回転方向における
位置は「最遅角位置」近傍の位置となる。これは、オイ
ルポンプ15から油が吐出されなくなるため、各進角側
油圧室13及び遅角側油圧室14内の油圧が低下して、
各受圧部32が各油圧室13,14の油圧により保持さ
れなくなるためである。
と、前記油圧室44及び係止穴49内における油圧が低
下する。その結果、前記ロックピン43は、スプリング
48の付勢力によって吸気側カムシャフト12の基端側
に移動し、その基端側部分が図7に示すように係止穴4
9内に嵌入する。
の相対回転が規制され、吸気バルブの開閉タイミングは
クランクシャフトの回転位相に対して最も遅れた状態か
ら若干進んだ状態に固定される。本実施形態では、再び
エンジンの運転が開始され、各油圧通路P1,P2内の
油圧が所定値以上となるまで、吸気バルブの開閉バルブ
タイミングはその状態に保持される。
を有するものである。 (a)本実施形態では、貫通孔42が形成された受圧部
A32は、吸気側カムシャフト12の軸心回りにおける
長さL1 が、他の受圧部B32の長さL2 よりも長く設
定されている。従って、受圧部A32の両側に形成され
た各油圧室13,14間の距離は、他の受圧部B32の
両側に形成された各油圧室13,14間の距離よりも増
加する。そして、受圧部A32がハウジング28、或い
はカバー38に接触するシール面積が増加する結果、各
油圧室13,14からの油の漏出を防止することができ
る。更に、各油圧室13,14間における油の移動が防
止されるため、バルブの開閉タイミングを制御する際に
おける制御性の低下を防止することができる。
ト12の軸心回りにおける受圧部A32の長さL1 を他
の受圧部B32の長さL2 よりも長く設定することによ
り、その内部に形成された中空部分による慣性モーメン
トの減少分を相殺させて、前記軸心回りの慣性モーメン
トを各受圧部32とも等しくしている。
受圧部32において異なっていると、ベーン29が吸気
側カムシャフト12と共に回転した場合、同シャフト1
2にはその回転速度に比例した遠心力が前記ベーン29
が設けられた位置において作用するようになる。このよ
うな遠心力が吸気側カムシャフト12に作用すると、同
シャフト12はその遠心力により変形する虞があるた
め、同シャフト12の径を増加させてその剛性を増大さ
せる必要が生じる。しかしながら、このような設計変更
は製造コストの増加を招くこととなり好ましくない。
メントを全て等しくし、更に、各受圧部32を吸気側カ
ムシャフト12の軸心に対して対称的に配置したため、
ベーン29から吸気側カムシャフト12に対して遠心力
が作用することがない。従って、吸気側シャフト12の
径を増大させる必要がなく、前述したように製造コスト
の増加を回避することができる。
た第2の実施形態について図11を参照して説明する。
本実施形態は、排気側カムシャフト23に前記VVT機
構11が設けられた構成を採用している点で上記第1の
実施の形態における構成と相違している。
及び同機構11内に形成された各進角側及び遅角側油圧
室13,14に対して油を供給するための進角側及び遅
角側油圧通路P1,P2、或いはOCV16等の構成に
ついては上記第1の実施の形態と同様であるため、これ
らについては説明を省略する。
23の一端部にはカムプーリ26が一体回転可能に固定
されており、同プーリ26の外周にはタイミングベルト
27が掛装されている。排気側カムシャフト23には、
このタイミングベルト27によってクランクシャフトの
回転駆動力が伝達される。
T機構11が取り付けられている。同機構11には上記
第1の実施形態にて説明したドリブンギヤ22に換え、
第2回転体としてのドライブギヤ91が設けられてい
る。又、吸気側カムシャフト12の端部には外歯92a
を有したドリブンギヤ92が設けられており、この外歯
92aは前記ドライブギヤ91の外歯91aに噛合され
ている。
ランクシャフトの回転駆動力は排気側カムシャフト23
に伝達されるとともに、同シャフト23からドライブギ
ヤ91及びドリブンギヤ92を介して吸気側カムシャフ
ト12に伝達される。そして、吸気側カムシャフト12
の回転に伴って図示しない吸気バルブが前記カム20に
よって開閉駆動される。尚、本実施形態において、前記
吸気側カムシャフト12は本発明におけるカムシャフト
に相当するものである。
イブギヤ91の相対的な回転位相がVVT機構11によ
って変更される。従って、クランクシャフトに対する吸
気側カムシャフト12の回転位相が変更され、吸気バル
ブの開閉タイミングが変更される。
ていない吸気側カムシャフト12のバルブ開閉タイミン
グを変更する構成とした点を除けば、上記第1の実施形
態と同様の構成を有している。従って、本実施形態は、
上記実施形態と同様の作用を奏するものであり、前述し
た特徴と同様の特徴を有する。
構成を変更して実施することができる。 (1)上記各実施形態では、ベーン29を吸気側カムシ
ャフト12に固定し、更に、ハウジング28をドリブン
ギヤ22或いはドライブギヤ91に固定する構成とした
が、以下のような構成とすることもできる。即ち、ベー
ン29をドリブンギヤ22或いはドライブギヤ91に一
体回転可能に固定する一方で、ハウジング28を吸気側
カムシャフト12に一体回転可能に固定する。そして、
ハウジング28に前記貫通孔42に相当する孔を形成し
て、同孔内にロックピンを配設するとともに、同ロック
ピンを係止穴49にて係止する構成とする。このような
構成としても上記実施形態と同様の作用効果を奏するこ
とができる。
ける係止部を係止穴49によって構成するようにした
が、この係止穴49を省略し、ロックピン43の基端側
端面をドリブンギヤ22、或いはドライブギヤ91の先
端側側面に対して前記スプリング48の付勢力により押
圧することによって、ベーン29とハウジング28との
相対回転を規制するようにしてもよい。又、複数のロッ
クピン43及び係止穴49によってベーン29とハウジ
ング28との回転を規制する構成としてもよい。
ブンギヤ22をカムプーリに変更するとともに、同プー
リにタイミングベルトが掛装された構成にVVT機構1
1を変更し、同プーリをクランクシャフトの回転駆動力
によって直接回転駆動するようにしてもよい。
4つの受圧部32が形成される構成を採用したが、同受
圧部32を3つ以下、或いは5つ以上有した構成とする
こともできる。受圧部32の数を上記各実施形態より少
なくした場合には、前記各油圧通路P1,P2の構成を
簡略化することができ、上記実施形態より多くした場合
には、ベーン29に対してより大きな回転トルクを付与
することができる。
グ28とドリブンギヤ22或いはドライブギヤ91とは
別部材によって構成されているが、例えば、これらを一
体に構成することも可能である。同様に、吸気側カムシ
ャフト12と、ベーン29とを一体に構成するようにし
てもよい。
リ26をタイミングスプロケットに変更し、タイミング
ベルト27をタイミングチェーンに変更した構成を有す
るVVT機構11を採用するようにしてもよい。
ブの開閉タイミングを変更するものであったが、排気バ
ルブの開閉タイミングを変更するようにしてもよい。
又、VVT機構11が吸気側カムシャフト12及び排気
側カムシャフト23の双方に設け、吸気バルブ及び排気
バルブの双方のバルブ開閉タイミングを変更するように
してもよい。
いて説明したが、上各実施形態から把握できる技術的思
想について、その効果と共に以下に記載する。 (イ)請求項1に記載した内燃機関のバルブタイミング
変更装置において、各突状部は前記回転軸心に対して対
称位置となるように第1回転体に形成されるものであ
り、且つ、挿通空間が形成された突状部の前記回転軸心
の周方向における長さを、その突状部と対称位置にある
他の突状部の長さよりも長くすることによって前記回転
軸心回りにおける両突状部の慣性モーメントを等しく設
定したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変
更装置。
回転体が前記回転軸心回りに回転した場合、両突状部の
慣性モーメントによる遠心力が相殺されるため、同遠心
力がカムシャフトに作用することがない。従って、径を
増大させてカムシャフトの剛性を剛性を増加させるとい
った設計変更が不要となり、バルブタイミング変更装置
における製造コストの増加を回避できる。
空間が形成された突状部において、両回転体の回転軸心
の周方向における長さを、同空間が形成されていない突
状部と比較して長く設定した。その結果、挿通空間が形
成された突状部では、圧力室をシールするためのシール
長さが増加し、圧力室からの流体の漏出を抑制すること
ができる。
図。
図。
を示す断面図。
角側油圧室(圧力室)、14…遅角側油圧室(圧力
室)、18…シリンダヘッド(内燃機関の一部を構成す
る)、22…ドリブンギヤ(第2回転体)、28…ハウ
ジング(第2回転体)、29…ベーン(第1回転体)、
42…貫通孔(挿通空間)、43…ロックピン(可動部
材)、44…油圧室(駆動手段)、45…第1圧力油路
(駆動手段)、48…スプリング(駆動手段)、49…
係止穴(係止部、駆動手段)、50…第2圧力油路(駆
動手段)、91…ドライブギヤ(第2回転体)。
Claims (2)
- 【請求項1】 同一の回転軸心を有した第1回転体及び
第2回転体のうち第1回転体に形成された前記回転軸心
の径方向に延びる複数の突状部と、前記第2回転体に形
成された複数の凹部と、前記各突状部が前記各凹部内に
配設されることにより前記回転軸心の周方向において前
記突状部の少なくとも片側に区画形成された圧力室とを
備え、内燃機関のクランクシャフト及び同機関のバルブ
を開閉駆動するためのカムシャフトのうち、一方が前記
第1回転体に駆動連結されると共に、他方が第2回転体
に駆動連結され、各圧力室に供給される流体の圧力を変
更して前記両回転体を相対回転させることにより、前記
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変
更して前記バルブの開閉タイミングを変更することが可
能であり、前記各突状部の一つに形成された挿通空間内
に可動部材を配設し、同可動部材を前記挿通空間内で移
動させて前記第2回転体に形成された係止部にて係止す
ることにより、前記両回転体の相対回転を規制してクラ
ンクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を所定の
位相に保持可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置
において、 前記挿通空間が形成された突状部の前記回転軸心の周方
向における長さを他の突状部の同方向における長さより
も長く設定するとともに、前記回転軸心周りにおける各
突状部の慣性モーメントを等しく設定したことを特徴と
する内燃機関のバルブタイミング変更装置。 - 【請求項2】 同一の回転軸心を有した第1回転体及び
第2回転体のうち第1回転体に形成された前記回転軸心
の径方向に延びる複数の突状部と、前記第2回転体に形
成された複数の凹部と、前記各突状部が前記各凹部内に
配設されることにより前記回転軸心の周方向において前
記突状部の少なくとも片側に区画形成された圧力室とを
備え、内燃機関のクランクシャフト及び同機関のバルブ
を開閉駆動するためのカムシャフトのうち、一方が前記
第1回転体に駆動連結されると共に、他方が第2回転体
に駆動連結され、各圧力室に供給される流体の圧力を変
更して前記両回転体を相対回転させることにより、前記
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変
更して前記バルブの開閉タイミングを変更することが可
能であり、前記各突状部の一つに形成された挿通空間内
に可動部材を配設 し、同可動部材を前記挿通空間内で移
動させて前記第2回転体に形成された係止部にて係止す
ることにより、前記両回転体の相対回転を規制してクラ
ンクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を所定の
位相に保持可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置
において、 前記各突状部を前記回転軸心に対して対称的に配置する
とともに、これら突状部のうち前記挿通空間が形成され
た突状部の前記回転軸心の周方向における長さを他の突
状部の同方向における長さよりも長く設定したことを特
徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9137996A JP3058080B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 内燃機関のバルブタイミング変更装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9137996A JP3058080B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 内燃機関のバルブタイミング変更装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09280018A JPH09280018A (ja) | 1997-10-28 |
JP3058080B2 true JP3058080B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=14024747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9137996A Expired - Lifetime JP3058080B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 内燃機関のバルブタイミング変更装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3058080B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19852252A1 (de) * | 1997-11-14 | 1999-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Hydraulische Einrichtung zur Einstellung des Öffnungs- und Schließzeitpunkts eines Motorventils |
EP1108860A4 (en) | 1999-06-25 | 2007-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | LOCK MECHANISM FOR VALVE ADJUSTING DEVICE |
JP2001055914A (ja) | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
JP3983457B2 (ja) | 2000-06-22 | 2007-09-26 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関のバルブタイミング変更装置 |
DE60033534T2 (de) | 2000-07-10 | 2007-11-22 | Mitsubishi Denki K.K. | Ventilsteuerungsvorrichtung |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP9137996A patent/JP3058080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09280018A (ja) | 1997-10-28 |
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