JPH03107511A - バルブタイミング遅角装置 - Google Patents

バルブタイミング遅角装置

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JPH03107511A
JPH03107511A JP1245671A JP24567189A JPH03107511A JP H03107511 A JPH03107511 A JP H03107511A JP 1245671 A JP1245671 A JP 1245671A JP 24567189 A JP24567189 A JP 24567189A JP H03107511 A JPH03107511 A JP H03107511A
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camshaft
cam body
cam
intermediate cam
hydraulic pressure
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Shigeo Yamamoto
茂雄 山本
Kenichi Sakurai
健一 桜井
Takeo Aoyama
青山　建夫
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Yamaha Motor Co Ltd
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸・排気弁の開閉タイミングを遅
角させるためのバルブタイミング遅角装置に関するもの
である。
（発明の背景） ２頭上カム軸式（ＤＯＨＣ）エンジンにおいて、エンジ
ンの運転状態に対応して吸・排気弁の開閉タイミングを
変化させるものが公知である。
このバルブタイミングを可変とする機構として、筒状の
内・外カム体にあってこれらにスパイラルギヤによって
噛合する中間カム体を、油圧によって軸方向に移動させ
るものがある。
第９図はこのようなスパイラルギヤな用いて進角させる
装置を、第１０図は同じく遅角させる装置を示す分解説
明図、第１１図はこれらのカム軸駆動トルクＴに対する
作動開始油圧Ｐの関係を示す図である。
第９図において符号１はタイミングベルト（図示せず）
を介してクランク軸（図示せず）によりクランク軸の１
／２の速度で駆動されるプーリであり、このプーリｌに
は一端が閉じた筒状の外カム体２が一体的に設けられて
いる。３はカム軸であり、その一端には内カム体４が一
体的に設けられている。５は円筒状の中間カム体であり
、外・内カム体２．４の間に位置する。これらのカム体
２．４．５は同軸上に組合わされ、互いにスパイラルギ
ヤによって噛合している。
ここに中間カム体５の外面には右ねじ方向のスパイラル
歯Ａが、内カム体４の外面には左ねじ方向のスパイラル
歯Ｂが形成され、外カム体２の内面と中間カム体５の内
面にはそれぞれ中間カム体５と内カム体４のスパイラル
歯Ａ、Ｈに噛合するスパイラル歯ａ、ｂが形成されてい
る。また中間カム体５には外カム体２方向（同上左方向
）への復帰力ｐが復帰ばね（図示せず）によりイ１与さ
れている一方、中間カム体５と外カム体２との間には油
圧室が形成され、この油圧室に油圧Ｐを導くことにより
中間カム体５を右方向へ移動させることにより進角がで
きるようになっている。
今プーリ１に第９図で、左側からみて時計方向にカム軸
駆動トルクＴの回転力を付与すれば、スパイラル歯ａ、
Ａには歯ａ、Ａに直交する力Ｆ、Ｆが作用し、このため
両歯ａ、Ａには互いに接近する方向の力ｆ、が発生する
。また同様にこのトルクＴの回転力はスパイラル歯す、
Ｂにも伝えられ、各歯す、Ｂに直交する力Ｆ’　、Ｆ′
により両歯す、Ｂには互いに離れる向きの力ｆ２．ｆ２
が発生する。ここに外カム体２およびカム軸３の軸方向
の移動は規制されているから、結局中間カム体５には図
上左向きの力ｆ＝　（ｆｌ　＋ｆ２　）が作用すること
になる。この力ｆはカム軸駆動トルクＴの増減により増
減するから、中間カム体５を右側へ移動させるのに必要
な油圧 Ｐ（作動開始油圧）　＝ｆ＋ｐ は第１１図の実線のように１〜ルクＴの増加と共に増加
する。このためエンジン回転速度の上昇に伴いカム軸駆
動トルクＴが増加すると、中間カム体５が移動しにくく
なるという問題が生じる。
一方策１０図に示す遅角装置ではこの関係が逆になって
、中間カム体５には図上左方向への力ｆ＝（ｆｌ　＋ｆ
ｚ　）が発生する。ここに第１０図では第９図と対応す
る部分に同一符号を付した。
この力ｆはばねの復帰力ｐと逆向きであるから、作動開
始油圧Ｐは（ｐ−ｆ）となる。すなわち第１１図の破線
のようにトルクＴの増加と共に油圧Ｐは減少する。この
ため高速運転時などでトルクＴが１３以上に増大すると
油圧が作用していなくても中間カム体５はトルクＴによ
る力ｆによって動き出してしまうという問題が生じる。
（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、油
圧の非作動時にカム軸駆動トルクＴが増大しても中間カ
ム体がスプラインギヤに発生ずる力ｆにより移動するこ
とがなく、油圧が作用した時だけ正しく遅角させること
ができるようにしたバルブタイミング遅角装置を提供す
ることを目的とする。
（発明の構成） 本発明によればこの目的は、クランク軸とカム軸との回
転伝動系に介在され、内・外カム体にヘリカルギヤで噛
合する中間カム体を復帰ばねに抗して油圧により軸方向
に移動させて前記カム軸を遅角させるバルブタイミング
遅角装置において、前記油圧の非作用時に前記中間カム
体を前記内・外カム体の一方に固定するロック手段を設
けたことを特徴とするバルブタイミング遅角装置により
達成される。
（実施例） 第１Ａ−Ｃ図は本発明の一実施例の作動を示す断面図、
第２Ａ、Ｃ図は第１Ａ、ｌＣ図の状態に対する動作説明
図、第３図はその一部拡大図、第４図はこの一実施例を
適用したエンジンを一部断面した平面図、第５図はその
駆動力伝達系の分解図、第６図はバルブ開閉タイミング
図、第７図はカム軸の進・遅角量を示す図、第８図は作
動特性例を示す図である。
第４図で符号ｌＯは３気筒シリングヘツドであり、ここ
には吸気側カム軸１２および排気側カム軸１４が平行に
保持されている。各気筒は２個の吸気弁と２個の排気弁
（共に図示せず）を持ち、これらはカム軸１２．１４に
よって直接開閉される。すなわち４バルブ２頭上カム軸
式エンジンとなっている。
吸気側カム軸１２の左端には進角装置１６が装着され、
クランク軸（図示せず）の回転はタイミングベルト１８
およびこの進角装置１６を介し１／２の速度に減速され
てカム軸１２に伝えられる。この進角装置１６は前記第
９図に示す構造と同様のものである。すなわちプーリ２
０と一体の外カム体２２と、カム軸１２に固定された内
カム体２４との間に、これら両カム体２２．２４にスプ
ラインギヤで噛合する中間カム体２６が介在し、この中
間カム体２６を復帰ばね２８によって図上左方向へ復帰
させる一方、中間カム体２６の左側に形成される油圧室
３０により中間カム体２６を右方向へ押圧するものであ
る。この中間カム体２６の移動によりカム軸１２はプー
リ２０に対して、例えば１０°進角する（第６．７図参
照）。なお油圧室３０にはエンジンのオイルポンプ（図
示せず）から圧送される油圧がカム軸１２内に形成され
た油路３２．３４を介して導かれる。ここに油路３４の
油圧は後記遅角装置４０側の電磁ソレノイド８４により
制御される。
遅角装置４０はカム軸１２の右端に装着され、カム軸１
２に一体に固定された内カム体４２と、外周にスプロケ
ット４４が形成された外カム体４６と、両カム体４２．
４６間に介在し両者にスプラインギヤによって噛合する
中間カム体４８と、この中間カム体４８を図上右側へ復
帰さぜる復帰ばね５０とを備える。中間カム体４８の右
側に形成される油圧室５２には油路３２．３４によって
油圧が導かれ、この油圧によって中間カム体４８が左側
へ押圧されると外カム体４６は内カム体４２（カム軸１
２）に対して例えば１５°遅角する（第２Ｃ１７図参照
）。この外カム体４６のスプロケット４４の回転は、チ
ェーン５４によって排気側カム軸１４のスプロケット５
６に伝えられる。
遅角装置４０の中間カム体４８は、第１Ａ〜Ｃ図に示す
ように、軸方向に直交する面で当接する２つの半体４８
ａ、４８ｂからなり、両半体４８ａ、４８ｂは互いに接
近する方向に弾持されている。すなわち半体４８ａから
挿入されたビン４８ｃは他の半体４８ｂに螺入され、こ
のビン４８ｃの頭と半体４８ａとの間にばね４８ｄが縮
装されている。両半体４８ａ、４８ｂは内・外カム体４
２．４６のスプライン歯に噛合する時に僅かにばね４８
ｄを圧縮し、この結果中間カム体４８と内・外カム体４
２．４６との間のバックラッシュが吸収される。
次にロック手段７０を説明する。ロック手段７０は第１
．３図に示すように、中間カム体４８に保持されたロッ
クビン７２を備える。このロックビン７２の一端は、中
間カム体４８の半体４８ａ、４８ｂ間に装填されたばね
受座金７４を介してばね７６により押圧されている。内
・外カム体４２．４６の開口端はシールリング７８によ
り塞がれ、このシールリング７８に形成したビン孔８０
にロックビン７２の先端が係入している。ここにシール
リング７８にはこのビン孔８０に油圧室５２側から連通
する油路８２が形成され、ビン７２の端面に油圧が作用
する。
一方進角装置１６および遅角装置４０の油圧室３０．５
２は油路３４で連通し、これら両袖圧室３０．５２に共
通な油圧は、電磁ソレノイド８４により開閉される制御
弁８６によって断続される。この制御弁８６は特願平１
−１８８８７９号に詳細に示されているコントロールバ
ルブと同様のものであり、前記シールリング７８に固定
された蓋板８８に取付けられている。この制御弁８６は
、ソレノイド５８の非励磁時に開いて第１Ａ図に示すよ
うに油圧室５２の油をその外へ排出する。このため油圧
室５２．３０の油圧は下がり、進角装置１６と遅角装置
４０は共に第６図に実線で示す基準タイミングで開閉す
る。この時ロックビン７２はシールリング７８に係入し
中間カム体４８の移動が規制されている。従って前記第
１０図で説明したように大きなカム軸駆動トルクＴが作
用しても、中間カム体４８かばね５０に抗して移動する
ことがない。
ソレノイド８４を励磁すると、そのプランジャ８４ａが
第１Ｂ図のように制御弁８６に向って突出し、制御弁８
６を閉じる。このため油圧室５２．３０内圧はエンジン
のオイルポンプのオイル圧力に上昇する。この油圧上昇
により進角装置１６の中間カム体２６は移動してカム軸
１２をプーリ２０に対して１０″進角させる。このカム
軸１２の進角はクランク軸の２倍の進角量すなわち２０
°に対応する（第６図ＩＮ（吸気）側参照）。またこの
油圧上昇により遅角装置４０のロックビン７２の端面に
作用する油圧が上昇し、ロックビン７２はばね７６を圧
縮しつつビン孔８０から脱出する（第１Ｂ図）。すると
中間カム体４８は移動可能となって油圧によって復帰ば
ね５０を圧縮しつつ移動し、外カム体４６をカム軸１２
に対して１５°遅角させる（第ｉｃ、２Ｃ図）。外カム
体４６の回転はチェーン５４により排気側カム軸１４に
同速で伝えられる。ここに吸気側力み軸１２はプーリ２
０に対して１０°進角し、排気側カム軸１４は吸気側カ
ム軸１２に対して１５°遅角するから、排気側カム軸１
４はプーリ２０に対して１５°−１０°＝５°遅角する
ことになる。これはクランク角で５ｘ２＝１０°の遅角
になる（第６図ＥＸ（排気側）参照）。
ソレノイド８４は例えば第８図に示すように低・中速域
での高負荷運転時のＡ領域で励磁され、効率の向上と運
転の安定化が可能になる。
この実施例のロック手段７０は中間カム体４８にロック
ビン７２を設け、これをシールリング７８に係合させる
ことにより中間カム体４８をロックするが、ロックビン
を中間カム体の内周面から内径方向に突出させて、内カ
ム体４２に係脱させるように設け、油圧室５２の内圧に
よってこのロックビンを内カム体４２から脱出させてロ
ックを解除するようにしてもよい。ロック手段は中間カ
ム体４８を外カム体４６にロックするものであってもよ
い。またロック手段は油圧によりロック解除されるもの
が望ましいが、本発明は電磁ソレノイド８４の制御信号
を用いて電磁弁等の他の制御弁でロック・解除を行うも
のであってもよい。
（発明の効果） 本発明は以上のように、カム軸の回転を遅角させる油圧
の非作用時に、中間カム体を内・外カム体の一方にロッ
ク手段によりロックするものであるから、油圧の非作用
時にカム軸駆動トルクが増大しても中間カム体がその復
帰ばねに抗して移動することはなくなり、動作が正確に
なる。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ−Ｃ図は本発明の一実施例の作動を示す断面図、
第２Ａ、Ｃ図はその動作説明図、第３図はその一部拡大
図、第４図はこの一実施例を適用したエンジンを一部断
面した平面図、第５図はその駆動力伝達系の分解図、第
６図はバルブ開閉タイミング図、第７図はカム軸の進・
遅角量を示す図、第８図は作動特性例を示す図である。 第９図は従来の進角装置を、第１０図は同じく遅角装置
を示す分解説明図、第１１図はこれらのカム軸駆動トル
クＴに対する作動開始油圧Ｐの関係を示す図である。 ４０・・・遅角装置、 ４６・・・外カム体、 ７０・・・ロック手段、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 クランク軸とカム軸との回転伝動系に介在され、内・外
    カム体にヘリカルギヤで噛合する中間カム体を復帰ばね
    に抗して油圧により軸方向に移動させて前記カム軸を遅
    角させるバルブタイミング遅角装置において、 前記油圧の非作用時に前記中間カム体を前記内・外カム
    体の一方に固定するロック手段を設けたことを特徴とす
    るバルブタイミング遅角装置。
JP1245671A 1989-09-21 1989-09-21 バルブタイミング遅角装置 Pending JPH03107511A (ja)

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