JPH04140407A - Valve timing controller for internal combustion engine - Google Patents
Valve timing controller for internal combustion engineInfo
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- JPH04140407A JPH04140407A JP26163990A JP26163990A JPH04140407A JP H04140407 A JPH04140407 A JP H04140407A JP 26163990 A JP26163990 A JP 26163990A JP 26163990 A JP26163990 A JP 26163990A JP H04140407 A JPH04140407 A JP H04140407A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は吸・排気バルブの開閉時期を内燃機関の運転状
態に応じて制御するバルブタイミング制御装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a valve timing control device that controls the opening and closing timing of intake and exhaust valves according to the operating state of an internal combustion engine.
［従来の技術］
従来、この種のバルブタイミンク制御装置として、例え
ば特開昭６３−１３１８０８号公報に開示されたものが
ある。この装置は第９図に示すように、バルブ駆動用カ
ムシャフト５１の端部に回動可能に外嵌されたプーリ５
２と、同カムシャフト５１端部に固定されたスリーブ５
３と、これらのプーリ５２及びスリーブ５３間の空間Ｓ
に介在された円筒状ピストン５４とを備えている。[Prior Art] A conventional valve timing control device of this type is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 131808/1983. As shown in FIG. 9, this device consists of a pulley 5 rotatably fitted onto the end of a valve driving camshaft 51.
2, and a sleeve 5 fixed to the end of the camshaft 51.
3, and the space S between these pulleys 52 and sleeves 53
A cylindrical piston 54 is interposed therebetween.
プーリ５２にはタイミングベルト６１が掛装されており
、同プーリ５２にクランクシャフトの回転か伝達される
ようになっている。また、ピストン５４の内外周にはそ
れぞれヘリカルスプライン５４ａ、５４ｂが形成されて
おり、同ヘリカルスプライン５４ａ、５４ｂは前記プー
リ５２内周及びスリーブ５３外周のヘリカルスプライン
５２ａ。A timing belt 61 is attached to the pulley 52, and the rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 52. Further, helical splines 54a and 54b are formed on the inner and outer circumferences of the piston 54, respectively, and the helical splines 54a and 54b are the helical splines 52a on the inner circumference of the pulley 52 and the outer circumference of the sleeve 53.
５３ａに噛合している。It meshes with 53a.
前記プーリ５２及びスリーブ５３間の空間Ｓは、ピスト
ン５４によって第１圧力室５５と第２圧力室５６とに区
画され、各圧力室５５．５６に潤滑油が供給されてピス
トン５４に油圧が加わるようになっている。すなわち、
シリンダヘッド、カムシャフト５１等には第１油圧通路
５７及び第２油圧通路５８が貫設されており、両性圧通
路５７゜５８は前記圧力室５５．５６に連通している。The space S between the pulley 52 and the sleeve 53 is divided into a first pressure chamber 55 and a second pressure chamber 56 by a piston 54, lubricating oil is supplied to each pressure chamber 55, 56, and hydraulic pressure is applied to the piston 54. It looks like this. That is,
A first hydraulic passage 57 and a second hydraulic passage 58 are provided through the cylinder head, camshaft 51, etc., and the bipolar pressure passages 57 and 58 communicate with the pressure chambers 55 and 56.
そして、油圧ポンプによってオイルパンから汲み上げら
れた潤滑油が両性圧通路５７．５８を通って各圧力室５
５．５６に供給される。なお、各油圧通路５７．５８に
は油圧制御弁５９．６０が設けられており、その開閉動
作によりピストン５４に加わる油圧の大きさが制御され
る。The lubricating oil pumped up from the oil pan by the hydraulic pump passes through the amphoteric pressure passages 57 and 58 to each pressure chamber 5.
Supplied at 5.56. Note that each hydraulic passage 57, 58 is provided with a hydraulic control valve 59, 60, and the magnitude of the hydraulic pressure applied to the piston 54 is controlled by opening and closing the valve.
前記のように構成された従来のバルブタイミング制御装
置においてプーリ５２が回転駆動されると、その回転は
ピストン５４を介してスリーブ５３及びカムシャフト５
１に伝達される。この際、各圧力室５５．５６に潤滑油
を供給しピストン５４に油圧を加えてカムシャフト５１
の軸方向へ移動させると、前記プーリ５２及びカムシャ
フト５１が相対回動じ１．バルブの開閉時期が変えられ
る。In the conventional valve timing control device configured as described above, when the pulley 52 is rotationally driven, the rotation is transmitted through the piston 54 to the sleeve 53 and the camshaft 5.
1. At this time, lubricating oil is supplied to each pressure chamber 55, 56, hydraulic pressure is applied to the piston 54, and the camshaft 51
When the pulley 52 and the camshaft 51 are moved in the axial direction, the relative rotational movement 1. The opening and closing timing of the valve can be changed.
また、各油圧制御弁５９．６０を開閉制御することによ
り、ピストン５４に加わる油圧を適宜調整して、多数の
位相変化を行わせることができる。Further, by controlling the opening and closing of each hydraulic pressure control valve 59, 60, the hydraulic pressure applied to the piston 54 can be adjusted as appropriate, and a large number of phase changes can be performed.
［発明が解決しようとする課題］
ところが、前記従来のバルブタイミング制御装置におい
ては、ピストン５４の両端部に加わる油圧を制御するこ
とのみによってカムシャフト５１とプーリ５２の相対回
動量を決定しているので、両者を所定の角度に保持する
ことが難しく、回転位相の精度が悪い。そのため、新た
に回転位相検出手段を設け、その検出信号に基づいて各
油圧制御弁５９．６０を駆動制御する必要があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional valve timing control device, the amount of relative rotation between the camshaft 51 and the pulley 52 is determined only by controlling the hydraulic pressure applied to both ends of the piston 54. Therefore, it is difficult to maintain both at a predetermined angle, and the accuracy of the rotational phase is poor. Therefore, it was necessary to newly provide rotational phase detection means and drive and control each hydraulic control valve 59, 60 based on the detection signal thereof.
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的は多数の位相変化が可能となり、しかもカムシ
ャフト及びプーリを所定の角度に精度良く確実に保持で
きる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and
The object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that is capable of making a large number of phase changes and that can also reliably hold the camshaft and pulley at predetermined angles with high accuracy.
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために本発明は、内燃機関のバルブ
を開閉させるカムシャフトにプーリを回動可能に外嵌し
、これらのカムシャフトとプーリとの間にはヘリカルス
プラインを有する円筒状ピストンを介在させ、前記ピス
トンの端部に油圧を加え同ピストンをカムシャフトの軸
方向へ移動させることにより、プーリの駆動力をヘリカ
ルスプラインにてクランクシャフトに伝達し、同プーリ
とカムシャフトの回転位相を変化させてバルブの開閉時
期を調整するようにした内燃機関のバルブタイミング制
御装置において、前記カムシャフトとプーリとが周方向
に摺接する部分のカムシャフト側には、軸方向に移動可
能でかつ周方向に移動不能なストッパを設け、プーリ側
には前記ストッパと係止可能な突起を設けている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a pulley rotatably fitted onto a camshaft that opens and closes a valve of an internal combustion engine, and a pulley connected between the camshaft and the pulley. A cylindrical piston having a helical spline is interposed, and by applying hydraulic pressure to the end of the piston and moving the piston in the axial direction of the camshaft, the driving force of the pulley is transmitted to the crankshaft through the helical spline, In a valve timing control device for an internal combustion engine that adjusts the opening/closing timing of a valve by changing the rotational phase of the pulley and camshaft, the camshaft side where the camshaft and pulley make sliding contact in the circumferential direction is , a stopper that is movable in the axial direction but not movable in the circumferential direction is provided, and a protrusion that can be engaged with the stopper is provided on the pulley side.
［作用］
ピストン端部に油圧が加えられると、同ピストンはカム
シャフトの軸方向へ移動する。この移動はヘリカルスプ
ラインを介しプーリ及びカムシャフトに伝達される。そ
の結果、これらのプーリ及びカムシャフトが相対回動し
て回転位相が変化し、内燃機関のバルブの開閉時期が調
整される。[Operation] When hydraulic pressure is applied to the end of the piston, the piston moves in the axial direction of the camshaft. This movement is transmitted to the pulley and camshaft via the helical spline. As a result, these pulleys and the camshaft rotate relative to each other, the rotational phase changes, and the opening/closing timing of the valves of the internal combustion engine is adjusted.
このときの相対回動量は、カムシャフト側に設けられた
ストッパが軸方向に移動し、プーリ側に設けられた突起
がこのストッパに対し係止したりしなかったりすること
で変化する。従って、ストッパと突起との係止状態を変
えることにより多数の回転位相の変化が可能となるばか
りか、前記係止によりカムシャフト及びプーリが所定の
角度に保持されるので、油圧制御のみによって保持する
場合に比べ回転位相の精度が向上する。The amount of relative rotation at this time changes as the stopper provided on the camshaft side moves in the axial direction and the protrusion provided on the pulley side engages or does not engage with this stopper. Therefore, by changing the locking state between the stopper and the protrusion, not only can a large number of rotational phases be changed, but also the camshaft and pulley are held at a predetermined angle by the locking, so they are held only by hydraulic control. The accuracy of the rotational phase is improved compared to the case where
［第１実施例］
以下、本発明を具体化した第１実施例を第１〜３図に従
って説明する。[First Embodiment] A first embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図はバルブタイミング制御装置の断面図、第３図は
部分斜視図である。内燃機関としてのエンジン１のシリ
ンダヘッド２には、図示しない吸気バルブを駆動するた
めの吸気用カムシャフト３が回転可能に支持されている
。カムシャフト３の前端部（第１図左端部）はシリンダ
ヘッド２から前方へ突出しており、この突出部分にプー
リ４が回転自在に設けられている。FIG. 1 is a sectional view of the valve timing control device, and FIG. 3 is a partial perspective view. An intake camshaft 3 for driving an intake valve (not shown) is rotatably supported in a cylinder head 2 of an engine 1 as an internal combustion engine. A front end portion (left end portion in FIG. 1) of the camshaft 3 projects forward from the cylinder head 2, and a pulley 4 is rotatably provided on this projecting portion.
プーリ４は互いに径の異なる第１〜３の筒部５゜６．７
からなり、最も小径の第１筒部５がカムシャフト３に外
嵌されている。また、プーリ４の最も大径の第３筒部７
外周には外歯７ａが形成されている。この外歯７ａには
タイミングベルト８が掛装されており、クランクシャフ
ト（図示しない）の回転が同タイミングベルト８を介し
てプーリ４に伝達されるようになっている。さらに、前
記プーリ４の第１筒部５外周にヘリカルスプライン５ａ
が形成されるとともに、第２筒部６の前面には上下一対
の突起６ａが形成されている（第３図参照）前記カムシ
ャフト３の前端部には、後面を開放した有底円筒状のピ
ストンケース９がボルト１０によって固定されている。The pulley 4 has first to third cylindrical portions 5°6.7 having different diameters.
The first cylindrical portion 5 having the smallest diameter is externally fitted onto the camshaft 3. In addition, the third cylindrical portion 7 of the pulley 4 has the largest diameter.
External teeth 7a are formed on the outer periphery. A timing belt 8 is hung around the external teeth 7a, so that rotation of a crankshaft (not shown) is transmitted to the pulley 4 via the timing belt 8. Further, a helical spline 5a is provided on the outer periphery of the first cylindrical portion 5 of the pulley 4.
A pair of upper and lower protrusions 6a are formed on the front surface of the second cylindrical portion 6 (see FIG. 3).The front end of the camshaft 3 has a bottomed cylindrical shape with an open rear surface. A piston case 9 is fixed with bolts 10.
ピストンケース９の後部は前記プーリ４の第１筒部５及
び第２筒部６内へ入り込み、同ピストンケース９の後部
外周面９ａが第２筒部６の内周面に当接している。また
、第３図に示すように、ピストンケース９の外周面９ａ
上下において周方向に離間した位置には、進角ストッパ
１２及び遅角ストッパ１３がそれぞれ突設されており、
両ストッパ１２．１３間に前後方向へ延びる位置決め溝
１１が形成されている。さらに、第１図に示すように、
前記第１筒部５と対向するピストンケース９の内周面に
はヘリカルスプライン９ｂが形成されている。The rear part of the piston case 9 enters into the first cylindrical part 5 and the second cylindrical part 6 of the pulley 4, and the rear outer peripheral surface 9a of the piston case 9 is in contact with the inner peripheral surface of the second cylindrical part 6. Further, as shown in FIG. 3, the outer circumferential surface 9a of the piston case 9
An advance angle stopper 12 and a retard angle stopper 13 are protruded from positions spaced apart in the circumferential direction on the upper and lower sides, respectively.
A positioning groove 11 extending in the front-rear direction is formed between both stoppers 12 and 13. Furthermore, as shown in Figure 1,
A helical spline 9b is formed on the inner peripheral surface of the piston case 9 facing the first cylindrical portion 5.
前記ピストンケース９とプーリ４との間に形成される空
間Ｓ内には、前後両面を開放した円筒状ピストン１４が
配設されている。このピストン１４の内周面及び外周面
にはそれぞれヘリカルスプライン１４ａ、１４ｂが形成
されており、これらは前記したプーリ４及びピストンケ
ース９のヘリカルスプライン５ａ、９ｂに噛合している
。このため、プーリ４とピストンケース９とがピストン
１４によって連結され、同ピストン１４かカムシャフト
３の軸方向へ移動しないときには、カムシャフト３がプ
ーリ４と一体となって回転し、同ピストン１４か軸方向
へ移動するとカムシャフト３に捩じり力が加わって、プ
ーリ４に対しカムシャフト３が相対回動することになる
。In a space S formed between the piston case 9 and the pulley 4, a cylindrical piston 14 whose front and rear surfaces are open is disposed. Helical splines 14a and 14b are formed on the inner and outer peripheral surfaces of the piston 14, respectively, and these mesh with the helical splines 5a and 9b of the pulley 4 and piston case 9 described above. Therefore, when the pulley 4 and the piston case 9 are connected by the piston 14 and the piston 14 does not move in the axial direction of the camshaft 3, the camshaft 3 rotates together with the pulley 4, and the piston 14 When the camshaft 3 moves in the axial direction, a torsional force is applied to the camshaft 3, causing the camshaft 3 to rotate relative to the pulley 4.
なお、本実施例ではプーリ４及びピストン１４内周のヘ
リカルスプライン５ａ、１４ａが右捩じりに、またピス
トンケース９及びピストン１４外周面のヘリカルスプラ
イン９ｂ、１４ｂか左捩じりにそれぞれ形成されている
。そのため、プーリ４に対するカムシャフト３の相対回
動量は、ピストンエ４の内外周のうちの一方のみがヘリ
カルスプラインである場合より大きくなる。In this embodiment, the helical splines 5a and 14a on the inner circumference of the pulley 4 and piston 14 are twisted to the right, and the helical splines 9b and 14b on the outer circumference of the piston case 9 and piston 14 are twisted to the left. ing. Therefore, the amount of relative rotation of the camshaft 3 with respect to the pulley 4 is larger than when only one of the inner and outer circumferences of the piston 4 is a helical spline.
前記空間Ｓはピストン１４により前後２つの室に区画さ
れており、同ピストン１４の前側が圧力室１５に、後側
がばね室１６になっている。そして、圧力室１５はシリ
ンダヘッド２、カムシャフト３、ピストンケース９等に
貫設された油圧通路１７と連通している。この油圧通路
１７には、オイルポンプＩ８によってオイルパン１９か
ら汲み上げられた潤滑油２０が供給される。オイルポン
プ゛１８と圧力室１５との間には油圧制御弁とじての三
方電磁切替弁２１か設けられており、この三方電磁切替
弁２１は前記オイルポンプ１８及び圧力室１５間を連通
させた状態と、オイルポンプ１８及びオイルパン１９間
を連通させた状態とのいずれかを選択するようになって
いる。The space S is divided into two chambers, front and rear, by a piston 14, with the front side of the piston 14 serving as a pressure chamber 15, and the rear side serving as a spring chamber 16. The pressure chamber 15 communicates with a hydraulic passage 17 extending through the cylinder head 2, camshaft 3, piston case 9, and the like. This hydraulic passage 17 is supplied with lubricating oil 20 pumped up from an oil pan 19 by an oil pump I8. A three-way electromagnetic switching valve 21, which is also a hydraulic control valve, is provided between the oil pump 18 and the pressure chamber 15, and this three-way electromagnetic switching valve 21 allows communication between the oil pump 18 and the pressure chamber 15. state, or a state in which the oil pump 18 and the oil pan 19 are communicated with each other.
前記ばね室１６内には圧縮コイルばね２２が収容されて
おり、この圧縮コイルばね２２によりピストン１４が常
に前方へ付勢されている。ばね室１６はプーリ４、カム
シャフト３等に形成された戻し油路２３に連通しており
、同ばね室１６内の潤滑油２０は戻し油路２３を通って
オイルパン１９に戻されるようになっている。A compression coil spring 22 is housed in the spring chamber 16, and the compression coil spring 22 always urges the piston 14 forward. The spring chamber 16 communicates with a return oil passage 23 formed in the pulley 4, camshaft 3, etc., and the lubricating oil 20 in the spring chamber 16 is returned to the oil pan 19 through the return oil passage 23. It has become.
前記ピストンケース９の前方には、両端部を後方へ折曲
した中間ストッパ２４が配設されている。At the front of the piston case 9, an intermediate stopper 24 having both ends bent rearward is disposed.
中間ストッパ２４の両折曲部２５は前記ピストンケース
９の位置決め溝Ｉｆとほぼ同一幅に形成されており、各
折曲部２５か位置決め溝１１に対し前後方向へのスライ
ド可能に、かつ相対回動不能に係入されている（第３図
参照）。Both bent portions 25 of the intermediate stopper 24 are formed to have approximately the same width as the positioning groove If of the piston case 9, and each bent portion 25 is slidable in the front-rear direction with respect to the positioning groove 11 and can be rotated relative to the positioning groove 11. It is immobilized (see Figure 3).
一方、前記シリンダヘッド２には、プーリ４、ピストン
ケース９等を覆うカバー２６が固定されており、このカ
バー２６には前記中間ストッパ２４を前後方向へ移動さ
せるための電磁ソレノイド２７が取付けられている。電
磁ソレノイド２７は電圧印加により出没するプランジャ
２８を備えており、そのプランジャ２８後端に設けられ
た球体２９が、前記中間ストッパ２４に回動可能に連結
されている。そのため、中間ストッパ２４はピストンケ
ース９と一体的に回転するとともに、電磁ソレノイド２
７のプランジャ２８の出没により位置決め溝１１に゛沿
って前後方向へ移動することが可能である。On the other hand, a cover 26 that covers the pulley 4, piston case 9, etc. is fixed to the cylinder head 2, and an electromagnetic solenoid 27 for moving the intermediate stopper 24 in the front-rear direction is attached to this cover 26. There is. The electromagnetic solenoid 27 includes a plunger 28 that moves in and out when voltage is applied, and a sphere 29 provided at the rear end of the plunger 28 is rotatably connected to the intermediate stopper 24. Therefore, the intermediate stopper 24 rotates integrally with the piston case 9, and the electromagnetic solenoid 2
The plunger 28 of No. 7 can move forward and backward along the positioning groove 11 by moving it forward and backward.
次に、上記のように構成された本実施例のバルブタイミ
ング制御装置の作用及び効果を説明する。Next, the operation and effects of the valve timing control device of this embodiment configured as described above will be explained.
エンジン１の運転時には、タイミングベルト８によって
クランクシャフトの回転がブー９４に伝達される。この
プーリ４にはピストン１４を介してピストンケース９及
びカムシャフト３が連結されているので、これらは一体
となって回転する。When the engine 1 is operating, the rotation of the crankshaft is transmitted to the boot 94 by the timing belt 8. Since the piston case 9 and the camshaft 3 are connected to the pulley 4 via the piston 14, these rotate together.
こめとき、三方電磁切替弁２１によってオイルポンプ１
８と油圧通路１７とが連通ずると、オイルパン１９内の
潤滑油２０が油圧通路１７を通って圧力室１５に導かれ
、ピストン１４前端に油圧が加えられる。すると、ピス
トン１４が圧縮コイルばね２２の付勢力に抗して軸方向
後方へ移動しながら回動する。その結果、ピストンケー
ス９及びプーリ４にに捩じり力が付与され、カムシャフ
ト３がピストンケース９に対し相対回転し、吸気ノくル
ブの開閉時期が早められる。When the oil pump 1 is turned off, the three-way electromagnetic switching valve 21
8 and the hydraulic passage 17, the lubricating oil 20 in the oil pan 19 is guided to the pressure chamber 15 through the hydraulic passage 17, and hydraulic pressure is applied to the front end of the piston 14. Then, the piston 14 rotates while moving axially rearward against the biasing force of the compression coil spring 22. As a result, a torsional force is applied to the piston case 9 and the pulley 4, the camshaft 3 rotates relative to the piston case 9, and the opening/closing timing of the intake knob is advanced.
一方、三方電磁切替弁２１によってオイルポンプ１８と
オイルパン１９とが連通されると、油圧通路１７への潤
滑油２０の供給が停止され、潤滑油２０の加圧からピス
トン１４が開放される。これによりピストン１４は圧縮
コイルばね２２の付勢力によって加圧前の位置に復帰す
る。On the other hand, when the three-way electromagnetic switching valve 21 establishes communication between the oil pump 18 and the oil pan 19, the supply of the lubricating oil 20 to the hydraulic passage 17 is stopped, and the piston 14 is released from the pressurization of the lubricating oil 20. As a result, the piston 14 returns to the position before being pressurized by the urging force of the compression coil spring 22.
ところで本実施例では、ピストンケース９の外周に進角
ストッパ１２及び遅角スト・ソノ＜１３を突設するとと
もに、両ストッパ１２．１３間に位置決め溝１１を形成
し、電磁ソレノイド２７にて前後方向に移動する中間ス
トッパ２４の折曲部２５をこの位置決め溝１１に係入し
、さらにプーリ４には前記した各種ストッパ１２，１３
．２４に係止可能な突起６ａを設けたので、カムシャフ
ト３の回転位相を次の４つの状態に設定することかでき
る。In this embodiment, an advance stopper 12 and a retardation stopper 13 are provided protruding from the outer periphery of the piston case 9, and a positioning groove 11 is formed between both stoppers 12 and 13. The bent portion 25 of the intermediate stopper 24 that moves in the direction is engaged with this positioning groove 11, and the pulley 4 is further fitted with the various stoppers 12, 13 described above.
．． Since the latchable protrusion 6a is provided on the camshaft 24, the rotational phase of the camshaft 3 can be set to the following four states.
第２図（ａ）はエンジン１の通常運転状態を示している
。この状態では圧力室１５に潤滑油２０が供給されず、
圧縮コイルばね２２によりピストン１４が前方へ付勢さ
れており、同付勢力によりプーリ４の突起６ａがピスト
ンケース９の遅角ストッパ１３に押し付けられている。FIG. 2(a) shows the normal operating state of the engine 1. In this state, the lubricating oil 20 is not supplied to the pressure chamber 15,
The piston 14 is biased forward by the compression coil spring 22, and the protrusion 6a of the pulley 4 is pressed against the retard stopper 13 of the piston case 9 by the biasing force.
また、電磁ソレノイド２７のプランジャ２８が没入する
ことにより中間ストッパ２４が前方へ移動している。こ
のため、吸気バルブの開閉時期は最も遅くなっている。Further, the plunger 28 of the electromagnetic solenoid 27 is retracted, so that the intermediate stopper 24 is moved forward. Therefore, the opening and closing timing of the intake valve is the latest.
前記第２図（ａ）の状態から吸気バルブの開閉時期を若
干率める場合には、第２図（ｂ）に示すように、中間ス
トッパ２４を後方へ移動させるとともに潤滑油２０を圧
力室１５内へ供給する。このときに発生する油圧により
、ピストンＩ４は圧縮コイルばね２２の付勢力に打ち勝
ち後方へ移動する。この移動によりプーリ４及びピスト
ンケース９か相対回動し、同プーリ４の突起６ａが中間
ストッパ２４の側面に油圧にて押し付けられ、それ以上
の相対回動が規制される。そのため、遅角ストッパ１３
と中間ストッパ２４との間で突起６ａが移動した分だけ
カムシャフト３の回転位相が進み、吸気バルブの開閉時
期が若干率められる。If the opening/closing timing of the intake valve is to be slightly accelerated from the state shown in FIG. 2(a), the intermediate stopper 24 is moved rearward and the lubricating oil 20 is pumped into the pressure chamber, as shown in FIG. 2(b). 15. Due to the hydraulic pressure generated at this time, the piston I4 overcomes the biasing force of the compression coil spring 22 and moves rearward. This movement causes the pulley 4 and piston case 9 to rotate relative to each other, and the protrusion 6a of the pulley 4 is hydraulically pressed against the side surface of the intermediate stopper 24, thereby restricting further relative rotation. Therefore, the retard stopper 13
The rotational phase of the camshaft 3 advances by the amount that the protrusion 6a moves between the intermediate stopper 24 and the intermediate stopper 24, and the opening/closing timing of the intake valves is slightly advanced.
第２図（ｂ）の状態から吸気ノくルブの開閉時期をさら
に早める場合には、中間スト・ソノ＜２４を前方へ移動
させて前記第２図（ａ）の状態に一旦戻す。すると、プ
ーリ４及びピストンケース９は進角側へ回動する。そし
て、プーリ４の突起６ａが位置決め溝１１よりも進角側
へ回動したところで、中間ストッパ２４を後方へ移動さ
せるとともに、圧力室１５への潤滑油２０の供給を停止
させる。If the opening/closing timing of the intake knob is to be further advanced from the state shown in FIG. 2(b), the intermediate stroke valve 24 is moved forward to temporarily return to the state shown in FIG. 2(a). Then, the pulley 4 and the piston case 9 rotate toward the advance angle side. Then, when the protrusion 6a of the pulley 4 has rotated to the advance side with respect to the positioning groove 11, the intermediate stopper 24 is moved rearward and the supply of the lubricating oil 20 to the pressure chamber 15 is stopped.
すると、圧縮コイルばね２２の付勢力によってピストン
１４が前方へ移動する。この移動によりプーリ４及びピ
ストンケース９が相対回動し、その相対回動はプーリ４
の突起６ａが中間スト・ソノく２４の側面に当接したと
ころで止められる。そのため、中間ストッパ２４の幅に
対応して突起６ａが移動した分だけカムシャフト３の回
転位相が進み、吸気バルブの開閉時期が早められる。Then, the piston 14 moves forward due to the biasing force of the compression coil spring 22. This movement causes the pulley 4 and the piston case 9 to rotate relative to each other, and the relative rotation is caused by the pulley 4
It is stopped when the protrusion 6a abuts against the side surface of the intermediate strike rod 24. Therefore, the rotational phase of the camshaft 3 advances by the amount that the protrusion 6a moves in accordance with the width of the intermediate stopper 24, and the opening/closing timing of the intake valve is advanced.
前記第２図（ｃ）の状態から吸気バルブの開閉時期をさ
らに早める場合には、圧力室１５へ再度潤滑油２０を供
給する。するとピストン１４が移動するとともに、プー
リ４及びピストンケース９が相対回動し、プーリ４の突
起６ａが第２図（ｄ）で示すように、油圧により進角ス
トッパ１２に押し付けられる。このため、中間ストッパ
２４と進角ス［・ツバ１２との間で突起６ａが移動した
分だけカムシャフト３の回転位相が進み、吸気バルブの
開閉時期が早められる。If the opening/closing timing of the intake valve is to be further advanced from the state shown in FIG. 2(c), the lubricating oil 20 is supplied to the pressure chamber 15 again. Then, the piston 14 moves, the pulley 4 and the piston case 9 rotate relative to each other, and the protrusion 6a of the pulley 4 is pressed against the advance stopper 12 by hydraulic pressure, as shown in FIG. 2(d). Therefore, the rotational phase of the camshaft 3 advances by the amount that the projection 6a moves between the intermediate stopper 24 and the advance collar 12, and the opening/closing timing of the intake valve is advanced.
このように、本実施例では電磁ソレノイド２７の駆動タ
イミングと、三方電磁切替弁２１の駆動タイミングとを
適宜調節し、プーリ４の突起６ａを進角ストッパ１２、
遅角ストッパ１３、中間ストッパ２４の両側面のうちの
いずれかに係止させることによって、プーリ４に対する
カムシャフト３の回転位相を４段階に制御可能となる。As described above, in this embodiment, the drive timing of the electromagnetic solenoid 27 and the drive timing of the three-way electromagnetic switching valve 21 are adjusted as appropriate, and the protrusion 6a of the pulley 4 is moved between the advance angle stopper 12 and the drive timing of the three-way electromagnetic switching valve 21.
By engaging either side of the retard stopper 13 or the intermediate stopper 24, the rotational phase of the camshaft 3 relative to the pulley 4 can be controlled in four stages.
また、本実施例ではプーリ４の突起６ａをピストンケー
ス９外周の各種ストッパ１２，１３．２４に係止するこ
とにより、カムシャフト３やプーリ４を所定の角度に精
度良く確実に保持できるので、油圧制御のみによってカ
ムシャフト５１及びブー９５２を所定角度に保持するよ
うにした従来技術に比較し、回転位相の精度が向上する
。そのため、新たに回転位相検出手段を設けて三方電磁
切替弁２１を駆動制御する必要もなくなる。Furthermore, in this embodiment, by locking the protrusion 6a of the pulley 4 to various stoppers 12, 13, 24 on the outer periphery of the piston case 9, the camshaft 3 and the pulley 4 can be held accurately and reliably at a predetermined angle. The accuracy of the rotational phase is improved compared to the prior art in which the camshaft 51 and the boob 952 are held at a predetermined angle only by hydraulic control. Therefore, there is no need to newly provide rotational phase detection means to drive and control the three-way electromagnetic switching valve 21.
そして、前記回転位相の制御において、第２図（ａ）、
（Ｃ）の状態では、圧縮コイルばね２２の付勢力によっ
て突起６ａが遅角ストッパ１３及び中間ストッパ２４に
押し付けられる。また、第２図（ｂ）、 （ｄ）の状
態では潤滑油２０の油圧によって突起６ａが進角ストッ
パ１２及び中間ストッパ２４に押し付けられる。そのた
め、これらの周方向への押圧力により、ヘリカルスプラ
イン間でのバックラッシに基づくガタを防止することが
できる。In the control of the rotational phase, FIG. 2(a),
In the state (C), the protrusion 6a is pressed against the retard stopper 13 and the intermediate stopper 24 by the biasing force of the compression coil spring 22. Further, in the states shown in FIGS. 2(b) and 2(d), the projection 6a is pressed against the advance stopper 12 and the intermediate stopper 24 by the hydraulic pressure of the lubricating oil 20. Therefore, due to these pressing forces in the circumferential direction, play due to backlash between the helical splines can be prevented.
さらに、本実施例ではｌ系統の油圧制御で前記の回転位
相制御を行うことができるので、２系統の油圧制御を用
いた従来技術とは異なり、油圧通路１７及び三方電磁切
替弁２１が１つですみ、その分製造コストを低減できる
。Furthermore, in this embodiment, the rotational phase control described above can be performed using the l-system hydraulic control, so unlike the conventional technology that uses two systems of hydraulic control, the hydraulic passage 17 and the three-way electromagnetic switching valve 21 are only one. Therefore, manufacturing costs can be reduced accordingly.
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例を第４，５図に基づいて説明
する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 4 and 5.
本実施例では中間ストッパ２４の内側に、略円筒状をな
す多段ストッパ３０が固定されている点が前記第１実施
例と大きく異なっている。つまり、位置決め溝１１に変
え、多段ストッパ３０の内周には前後方向に延びる内歯
３０ａが形成され、この内歯３０ａに対応するピストン
ケース９の外周には、同じく前後方向に延びる外歯９ｃ
が形成されている。そして、これら内外両歯３０ａ、９
ｃが互いに噛み合わされている。このため、多段ストッ
パ３０は軸方向に移動可能であるがピストンケース９に
対し周方向に移動不能である。This embodiment differs greatly from the first embodiment in that a substantially cylindrical multi-stage stopper 30 is fixed inside the intermediate stopper 24. That is, instead of the positioning groove 11, internal teeth 30a extending in the front-rear direction are formed on the inner periphery of the multi-stage stopper 30, and external teeth 9c also extending in the front-rear direction are formed on the outer periphery of the piston case 9 corresponding to the inner teeth 30a.
is formed. And these inner and outer teeth 30a, 9
c are interlocked with each other. Therefore, the multi-stage stopper 30 is movable in the axial direction, but cannot be moved in the circumferential direction with respect to the piston case 9.
前記多段ストッパ３０の後部は切り欠かれ、その切欠き
３１の一方の内側面が遅角ストッパ３２となっている。The rear part of the multistage stopper 30 is cut out, and one inner surface of the cutout 31 serves as a retard stopper 32.
また、遅角ストッパ３２と対向する切欠き３１の内側面
には、前記プーリ４の突起６ａが係止し得る多数段（こ
の場合４段）のストッパ部３３が形成されており、最も
後側に位置するストッパ部３３か第１実施例における進
角ストッパを構成している。Further, on the inner surface of the notch 31 facing the retard stopper 32, a multi-stage (four stages in this case) stopper part 33, in which the protrusion 6a of the pulley 4 can be engaged, is formed. The stopper portion 33 located at 1 constitutes the advance angle stopper in the first embodiment.
従って、本実施例によれば前記第１実施例と同様の作用
及び効果を奏する外、多段ストッパ３゜の前後方向への
移動量を制御することによって、カムシャフト３の回転
位相を５段階に制御することができる。Therefore, according to this embodiment, in addition to producing the same functions and effects as those of the first embodiment, the rotational phase of the camshaft 3 can be set in five stages by controlling the amount of movement of the multistage stopper 3° in the longitudinal direction. can be controlled.
なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨がら逸脱しない範
囲で任意に変更してもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the embodiments described above, and may be modified as desired without departing from the spirit of the invention, for example, as described below.
（１）前記各実施例ではピストン１４の内周部及び外周
部にヘリカルスプライン１４ａ、１４ｂを形成したが、
同ピストンＩ４の内外周のいずれが一方をスプラインに
変更してもよい。(1) In each of the above embodiments, the helical splines 14a and 14b were formed on the inner and outer circumferences of the piston 14, but
Either the inner or outer circumference of the piston I4 may be changed to a spline.
（２）中間ストッパ２４を前後方向に移動させる手段と
しては電磁ソレノイド２７以外にも、エンジン油圧、吸
気管負圧等を利用してもよい。(2) As a means for moving the intermediate stopper 24 in the longitudinal direction, other than the electromagnetic solenoid 27, engine oil pressure, intake pipe negative pressure, etc. may be used.
（３）第６図に示すように、多段ストッパ３０の内歯３
０ａ及びピストンケース９の外歯９Ｃに代えて、多段ス
トッパ３０を挟むように一対の位置決めストッパ３４を
設けてもよい。このようにしても前記第２実施例と同様
な作用及び効果を奏する。また、第７図に示すように切
欠き３１内の遅角ストッパ３２とストッパ部３３との位
置を逆にしてもよい。(3) As shown in FIG. 6, the internal teeth 3 of the multi-stage stopper 30
0a and the external teeth 9C of the piston case 9, a pair of positioning stoppers 34 may be provided to sandwich the multistage stopper 30. Even in this case, the same operation and effect as in the second embodiment can be achieved. Further, as shown in FIG. 7, the positions of the retard stopper 32 and the stopper portion 33 within the notch 31 may be reversed.
（４）前記実施例ではピストン１４の前端部にのみ油圧
を加えたが、油圧経路を２系統にして同ピストン１４の
前後両端部に油圧を加えるようにしてもよい。この場合
にはばね室１６内の圧縮コイルばね２２を省略すること
ができる。(4) In the above embodiment, hydraulic pressure was applied only to the front end of the piston 14, but two hydraulic paths may be provided so that hydraulic pressure is applied to both the front and rear ends of the piston 14. In this case, the compression coil spring 22 in the spring chamber 16 can be omitted.
（５）第２実施例における多段ストッパ３０の内歯３０
ａと、ピストンケース９の外歯９Ｃをヘリカルスプライ
ンに変更してもよく、この場合には多段のストッパ部３
３を省略できる（第８図参照）（６）第２図（ａＬ
（ｄ）においては中間ストッパ２４が前方へ移動してい
るが、この中間ストッパ２４を後方へ移動させてもよい
。(5) Internal teeth 30 of multistage stopper 30 in second embodiment
a and the external teeth 9C of the piston case 9 may be changed to helical splines, and in this case, the multi-stage stopper portion 3
3 can be omitted (see Figure 8) (6) Figure 2 (aL
In (d), the intermediate stopper 24 is moving forward, but this intermediate stopper 24 may be moved rearward.
（７）第５〜７図におけるストッパ部３３の数を適宜変
更してもよい。(7) The number of stopper portions 33 in FIGS. 5 to 7 may be changed as appropriate.
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置によれば、ヘリカルスプラインを有するピ
ストン端部に油圧を加えて軸方向へ移動させることによ
り、カムシャフト及びプーリを相対回動させるとともに
、カムシャフト側のストッパを軸方向へ移動させ、この
ストッパにプーリ側の突起を係止させたりさせなかった
りするようにしたので、多数の位相変化が可能となり、
さらにはストッパと突起との係止関係により、カムシャ
フト及びプーリを所定の角度に精度良く確実に保持でき
、ひいては回転位相検出手段が不要になるという優れた
効果を奏する。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the valve timing control device for an internal combustion engine of the present invention, by applying hydraulic pressure to the end of the piston having a helical spline and moving it in the axial direction, the camshaft and pulley can be controlled. In addition to relatively rotating the camshaft side, the stopper on the camshaft side is moved in the axial direction, and this stopper is made to engage or not engage the protrusion on the pulley side, making it possible to make a large number of phase changes.
Furthermore, due to the locking relationship between the stopper and the protrusion, the camshaft and pulley can be held accurately and reliably at a predetermined angle, which has the excellent effect of eliminating the need for rotational phase detection means.
第１〜３図は本発明を具体化した第１実施例を示し、第
１図はバルブタイミング制御装置の部分断面図、第２図
（ａ）〜（ｄ）は中間ストッパとプーリの突起との位置
関係を説明するための図、第３図はバルブタイミング制
御装置の部分斜視図であり、第４，５図は本発明の第２
実施例を示し、第４図はバルブタイミング制御装置の部
分断面図、第５図は中間ストッパとプーリの突起との位
置関係を説明するための図である。第６，７図は中間ス
トッパの別個を示す図であり、第８図はさらに他の実施
例を示す図であり、第９図は従来のバルブタイミング制
御装置の部分断面図である。
■・・・内燃機関としてのエンジン、３・・・カムシャ
フト、４・・・プーリ、６ａ・・・突起、１４・・・ピ
ストン、１４、ａ、１４ｂ・・・ヘリカルスプライン、
２４・・・中間ストッパ、３０・・・多段ストッパ。
特許出願人 トヨタ自動車株式会社代理人 弁理士
恩田博宣（ほか１名）第４
図1 to 3 show a first embodiment embodying the present invention, FIG. 1 is a partial sectional view of a valve timing control device, and FIGS. 2(a) to 3(d) show an intermediate stopper and a protrusion of a pulley. Figure 3 is a partial perspective view of the valve timing control device, and Figures 4 and 5 are diagrams for explaining the positional relationship of the valve timing control device.
FIG. 4 is a partial sectional view of the valve timing control device, and FIG. 5 is a diagram for explaining the positional relationship between the intermediate stopper and the protrusion of the pulley. 6 and 7 are views showing separate intermediate stoppers, FIG. 8 is a view showing still another embodiment, and FIG. 9 is a partial sectional view of a conventional valve timing control device. ■...Engine as an internal combustion engine, 3...Camshaft, 4...Pulley, 6a...Protrusion, 14...Piston, 14, a, 14b...Helical spline,
24... Intermediate stopper, 30... Multi-stage stopper. Patent applicant Toyota Motor Corporation agent Patent attorney Hironobu Onda (and one other person) Figure 4
Claims (1)
リを回動可能に外嵌し、これらのカムシャフトとプーリ
との間にはヘリカルスプラインを有する円筒状ピストン
を介在させ、前記ピストンの端部に油圧を加え同ピスト
ンをカムシャフトの軸方向へ移動させることにより、プ
ーリの駆動力をヘリカルスプラインにてクランクシャフ
トに伝達し、同プーリとカムシャフトの回転位相を変化
させてバルブの開閉時期を調整するようにした内燃機関
のバルブタイミング制御装置において、前記カムシャフ
トとプーリとが周方向に摺接する部分のカムシャフト側
には、軸方向に移動可能でかつ周方向に移動不能なスト
ッパを設け、プーリ側には前記ストッパと係止可能な突
起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。1. A pulley is rotatably fitted onto a camshaft that opens and closes the valves of an internal combustion engine, a cylindrical piston with a helical spline is interposed between the camshaft and the pulley, and hydraulic pressure is applied to the end of the piston. In addition, by moving the piston in the axial direction of the camshaft, the driving force of the pulley is transmitted to the crankshaft via a helical spline, and the rotational phase of the pulley and camshaft is changed to adjust the opening and closing timing of the valve. In the valve timing control device for an internal combustion engine, a stopper that is movable in the axial direction but not movable in the circumferential direction is provided on the camshaft side of the portion where the camshaft and the pulley make sliding contact in the circumferential direction; A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that the valve timing control device for an internal combustion engine is provided with a protrusion that can be engaged with the stopper.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26163990A JPH04140407A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Valve timing controller for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26163990A JPH04140407A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Valve timing controller for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04140407A true JPH04140407A (en) | 1992-05-14 |
Family
ID=17364692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26163990A Pending JPH04140407A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Valve timing controller for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04140407A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043524A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | INA Wälzlager Schaeffler oHG | Pressure-medium-dependent location of the adjusting piston of a camshaft setting |
| WO1998004811A1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-05 | INA Wälzlager Schaeffler oHG | Device for altering the opening and closing times of gas-exchange valves of an internal-combustion engine |
| US6386164B1 (en) | 1998-12-07 | 2002-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve timing control apparatus for internal combustion engine |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP26163990A patent/JPH04140407A/en active Pending
Cited By (5)
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