JPH05332105A - Valve timing adjustment device of internal combustion engine - Google Patents
Valve timing adjustment device of internal combustion engineInfo
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- JPH05332105A JPH05332105A JP13523492A JP13523492A JPH05332105A JP H05332105 A JPH05332105 A JP H05332105A JP 13523492 A JP13523492 A JP 13523492A JP 13523492 A JP13523492 A JP 13523492A JP H05332105 A JPH05332105 A JP H05332105A
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- axial direction
- camshaft
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気弁の
開閉タイミングを運転条件に応じて変更するためのバル
ブタイミング調整装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve timing adjusting device for changing the opening / closing timing of intake / exhaust valves of an internal combustion engine according to operating conditions.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関の運転条件に応じて吸排気弁の
バルブタイミングを調整するための機構として、クラン
クシャフトからタイミングベルト、チェーン、或いはギ
ヤ等を介してカムシャフトを駆動する際に、その駆動力
伝達経路の途中に、クランクシャフトとカムシャフトと
の相対的な位相を変化させる手段を設けるものが知られ
ている。(例えば、特開昭59−87214号公報参
照)2. Description of the Related Art As a mechanism for adjusting the valve timing of intake and exhaust valves in accordance with the operating conditions of an internal combustion engine, when a camshaft is driven from a crankshaft via a timing belt, chain, gear or the like, It is known that a means for changing the relative phase of the crankshaft and the camshaft is provided in the middle of the driving force transmission path. (See, for example, JP-A-59-87214)
【0003】前記従来の装置は、クランクシャフトから
タイミングベルトによって駆動されるタイミングプーリ
にスリーブを連結すると共に、このスリーブ内にカムシ
ャフトに連結されたスリーブを相互に回転可能に嵌挿
し、これらの内外両スリーブの周上に互いに交叉する方
向にスリットを穿設すると共に、これらのスリットの交
叉点には、ボールねじのナットによって回転自在に支持
された位相変更部材を挿通した構成をとっており、軸方
向に移動しないボールねじのシャフトを電動モータによ
って回転させることにより、ナットと共に位相変更部材
を軸方向に移動させてスリットの交叉点の位置を変更
し、内外両スリーブ間に相対的な回転を与えて、タイミ
ングプーリ或いはクランクシャフトに対するカムシャフ
トの回転位相に連続的な変化を生じさせるようになって
いる。In the above-mentioned conventional apparatus, a sleeve is connected to a timing pulley driven by a timing belt from a crankshaft, and a sleeve connected to a camshaft is rotatably fitted in the sleeve so that the sleeve and the inside of the sleeve are connected to each other. Slits are formed on the circumference of both sleeves in directions intersecting with each other, and at the intersections of these slits, a phase changing member rotatably supported by a ball screw nut is inserted. By rotating the shaft of the ball screw, which does not move in the axial direction, by the electric motor, the phase changing member is moved in the axial direction together with the nut to change the position of the intersection of the slits, and the relative rotation between the inner and outer sleeves is performed. Continuous to the rotation phase of the camshaft with respect to the timing pulley or crankshaft It is adapted to produce a change.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のバルブタイミン
グ調整装置においては、ボールねじのシャフトの延長上
に該シャフトに回転を与えるための電動モータが配置さ
れているため、電動モータ部分のオーバーハングによる
軸方向の突出量が大きくなるばかりでなく、ボールねじ
のシャフトの回転から軸方向の往復運動を取り出すため
にシャフトに螺合しているナットが、電動モータがシャ
フトに回転を与える位置と重複することができないた
め、シャフト上で電動モータから遠く離れた位置に設け
られる結果、バルブタイミング調整装置全体の軸方向の
長さが増大して体格が大きくなり、設置のためにかなり
大きなスペースを必要とするので、自動車に搭載する場
合等には問題になっていた。本発明は上記問題に鑑み、
内燃機関のバルブタイミング調整装置の軸方向長さを従
来技術による場合よりも短縮し、モータ部分のオーバー
ハング及び体格を小さくして搭載性等を改善することを
発明の解決課題とするものである。In the conventional valve timing adjusting device, the electric motor for imparting rotation to the shaft of the ball screw is arranged on the extension of the shaft of the ball screw. Not only does the amount of protrusion in the axial direction increase, but the nut screwed on the shaft to extract axial reciprocating motion from the rotation of the shaft of the ball screw overlaps with the position where the electric motor rotates the shaft. Since it is not possible to install the valve timing adjustment device on the shaft far away from the electric motor, the overall length of the valve timing adjustment device in the axial direction increases and the size increases, which requires a considerably large space for installation. Therefore, it is a problem when it is installed in a car. In view of the above problems, the present invention is
It is an object of the invention to reduce the axial length of the valve timing adjusting device for an internal combustion engine as compared with the case of the prior art and to improve the mountability by reducing the overhang and the physique of the motor portion. ..
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、内燃機関のクランクシャフ
トとカムシャフトとの間に形成され、同軸上に支持され
た2つの回転部材の間に配置され、カムシャフトの軸方
向に移動することにより2つの前記回転部材を相対的に
回転させて、クランクシャフトとカムシャフトとの間の
回転位相を変更する制御用部材と、該制御用部材を軸方
向に移動させるための位相制御機構を備えた内燃機関の
バルブタイミング調整装置において、前記位相制御機構
が、ハウジング内に固定されたねじのシャフト部材と、
前記シャフト部材に螺合して回転することができると共
に軸方向に移動することもできるナット部材と、モータ
によって回転駆動され前記ナット部材と回転的にのみ連
結されて軸方向には移動しないロータとを備えているこ
とを特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置を
提供する。As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention comprises two rotating members which are formed between a crankshaft and a camshaft of an internal combustion engine and which are coaxially supported. A control member that is arranged between the crankshaft and the camshaft to relatively rotate the two rotating members by moving in the axial direction of the camshaft to change the rotational phase between the crankshaft and the camshaft; In a valve timing adjusting device for an internal combustion engine having a phase control mechanism for moving a member in an axial direction, the phase control mechanism includes a shaft member of a screw fixed in a housing,
A nut member that can be screwed into the shaft member to rotate and can also move in the axial direction; and a rotor that is rotationally driven by a motor and is rotationally connected to the nut member and does not move in the axial direction. There is provided a valve timing adjusting device for an internal combustion engine, comprising:
【0006】[0006]
【作用】本発明による内燃機関のバルブタイミング調整
装置においては、制御用部材を軸方向に移動させるため
の位相制御機構が、ハウジング内に固定されたねじのシ
ャフト部材と、シャフト部材に螺合して回転することが
できると共に軸方向に移動することもできるナット部材
と、モータによって回転駆動されナット部材と回転的に
のみ連結されて軸方向には移動しないロータとを備えて
いるから、ねじのシャフト部材上で回転を伝達する機能
と軸方向の運動を伝達する機能がいずれもナット部材に
集約されており、それらの機能をもつ部材をシャフト部
材の軸方向に直列に配置する従来技術によるバルブタイ
ミング調整装置に比して、軸方向の長さが著しく短縮さ
れる。In the valve timing adjusting apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the phase control mechanism for axially moving the control member is screwed to the shaft member of the screw fixed in the housing. Since it is provided with a nut member that can rotate in the axial direction and also can move in the axial direction, and a rotor that is rotationally driven by a motor and is rotationally connected to the nut member and does not move in the axial direction, The nut member has both the function of transmitting rotation on the shaft member and the function of transmitting motion in the axial direction, and a valve according to the related art in which members having these functions are arranged in series in the axial direction of the shaft member. The axial length is significantly reduced compared to the timing adjustment device.
【0007】[0007]
【実施例】図1に、本発明の第1実施例としてのバルブ
タイミング調節装置の全体構成を縦断正面図として示
す。図1において、1は内燃機関の図示しない吸、排気
弁を開閉駆動するカムシャフト、2は図示しないクラン
クシャフトからタイミングベルトを介して回転駆動され
るタイミングプーリを示している。タイミングプーリ2
は、中央に設けられたボア2aの部分によってカムシャ
フト1の段部1aに相対回転可能に嵌合しており、段部
1a及びカムシャフトスリーブ3とボルト4により軸方
向の移動を阻止されている。カムシャフトスリーブ3
は、その孔を通して軸端に挿入されたピン1bをも使用
して、カムシャフト1と一体に回転するように固定され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a vertical sectional front view showing the overall construction of a valve timing adjusting device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cam shaft that opens and closes intake and exhaust valves (not shown) of an internal combustion engine, and 2 denotes a timing pulley that is rotationally driven from a crank shaft (not shown) via a timing belt. Timing pulley 2
Is relatively rotatably fitted to the step portion 1a of the camshaft 1 by the portion of the bore 2a provided at the center, and is prevented from moving in the axial direction by the step portion 1a, the camshaft sleeve 3 and the bolt 4. There is. Camshaft sleeve 3
Is also fixed so as to rotate integrally with the cam shaft 1, using the pin 1b inserted into the shaft end through the hole.
【0008】タイミングプーリ2には、カムシャフト1
と同軸線上において、円筒状のスリーブ5が一体的に形
成されている。そして、カムシャフトスリーブ3の外周
面には外歯ヘリカルスプライン3aが形成されていると
共に、それに対して環状の間隙をおいて対向しているプ
ーリのスリーブ5の内周面には、内歯ヘリカルスプライ
ン5aが形成されている。外歯ヘリカルスプライン3a
に対して内歯ヘリカルスプライン5aは逆方向のねじれ
角を有するが、場合によっては、それらの一方をヘリカ
ルスプラインでなく捩じれ角0の軸方向の直線歯を有す
るスプラインとしてもよい。The timing pulley 2 includes a camshaft 1
A cylindrical sleeve 5 is integrally formed on the coaxial line. An external tooth helical spline 3a is formed on the outer peripheral surface of the camshaft sleeve 3, and an inner tooth helical spline 3a is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 5 of the pulley which faces the camshaft sleeve 3 with an annular gap therebetween. The spline 5a is formed. External tooth helical spline 3a
On the other hand, the internal tooth helical splines 5a have opposite twist angles, but in some cases, one of them may be a spline having axial straight teeth with a twist angle of 0 instead of the helical splines.
【0009】カムシャフトスリーブ3とプーリのスリー
ブ5との間の環状の隙間には、略円筒形の制御用部材6
が軸方向に進退し得るように挿入されており、この制御
用部材6の内側円筒面に形成された内歯ヘリカルスプラ
イン6aが、カムシャフトスリーブ3の外歯ヘリカルス
プライン3aと嵌合すると共に、外側円筒面に形成され
た外歯ヘリカルスプライン6bが、プーリのスリーブ5
の内歯ヘリカルスプライン5aと嵌合している。A substantially cylindrical control member 6 is provided in the annular gap between the camshaft sleeve 3 and the pulley sleeve 5.
Is inserted so as to be able to advance and retreat in the axial direction, the internal tooth helical spline 6a formed on the inner cylindrical surface of the control member 6 fits with the external tooth helical spline 3a of the camshaft sleeve 3, and The external tooth helical spline 6b formed on the outer cylindrical surface is the sleeve 5 of the pulley.
It is fitted with the internal tooth helical spline 5a.
【0010】制御用部材6は、その軸方向位置が変化し
ない限り、その内歯ヘリカルスプライン6aと外歯ヘリ
カルスプライン6bが、内外のカムシャフトスリーブ3
及びプーリのスリーブ5に形成されたヘリカルスプライ
ン3a及び5aと嵌合することにより、タイミングプー
リ2とカムシャフト1とを一体的に回転させて、タイミ
ングプーリ2の回転をカムシャフト1に伝達するが、回
転中に制御用部材6をカムシャフト1の軸線方向に摺動
させることにより、カムシャフトスリーブ3の外歯ヘリ
カルスプライン3aとプーリのスリーブ5の内歯ヘリカ
ルスプライン5aとの係合位置がずれて、タイミングプ
ーリ2とカムシャフト1をヘリカルスプライン3a,5
aの歯筋に沿って反対方向に相対回転させることができ
る。従って、制御用部材6の軸方向位置を制御すること
により、タイミングプーリ2、ひいては内燃機関のクラ
ンクシャフトに対する、カムシャフト1の回転位相を内
燃機関の運転中に無段階に調節することができる。As long as the axial position of the control member 6 does not change, the internal tooth helical spline 6a and the external tooth helical spline 6b have inner and outer camshaft sleeves 3 respectively.
Also, by fitting the helical splines 3a and 5a formed on the sleeve 5 of the pulley, the timing pulley 2 and the camshaft 1 are integrally rotated, and the rotation of the timing pulley 2 is transmitted to the camshaft 1. By sliding the control member 6 in the axial direction of the camshaft 1 during rotation, the engagement position between the external tooth helical spline 3a of the camshaft sleeve 3 and the internal tooth helical spline 5a of the pulley sleeve 5 is displaced. Connect the timing pulley 2 and the camshaft 1 to the helical splines 3a, 5
It can be relatively rotated in the opposite direction along the tooth trace of a. Therefore, by controlling the axial position of the control member 6, the rotational phase of the camshaft 1 with respect to the timing pulley 2, and thus the crankshaft of the internal combustion engine, can be adjusted steplessly during operation of the internal combustion engine.
【0011】図示実施例において、制御用部材6をカム
シャフト1の軸線方向に調整移動させると共に回転自在
に支承するための位相制御機構7の一部として、ハウジ
ング8内においてカムシャフト1の延長線上に固定され
たシャフト部9と、それに螺合するナット部10とを備
えたボールねじ機構と、ナット部10の先端に内輪を圧
入して支持されているボールベアリング11が用いられ
る。シャフト部9とナット部10は、それぞれシャフト
部9の外周とナット部10の内周に設けられたねじ溝
が、それらに沿って転動する多数のボール10aを介し
て螺合しており、ナット部10がシャフト部9に対して
回転するときにボール10aを循環させる図示しない周
知のボール循環機構を備えている。それによって、ボー
ルねじ機構は普通のねじに比べて摩擦が少なくなるの
で、シャフト部9に対してナット部10を小さな回転力
によっても容易に回転させることができ、またナット部
10自体がボールベアリング11を介して制御用部材6
を支持した状態で、軸方向に円滑に移動することができ
る。In the illustrated embodiment, as a part of the phase control mechanism 7 for rotatably supporting and rotatably supporting the control member 6 in the axial direction of the camshaft 1, the camshaft 1 is extended in the housing 8. A ball screw mechanism including a shaft portion 9 fixed to the shaft portion and a nut portion 10 screwed to the shaft portion 9 and a ball bearing 11 in which an inner ring is press-fitted and supported at the tip of the nut portion 10 are used. In the shaft portion 9 and the nut portion 10, screw grooves provided on the outer circumference of the shaft portion 9 and the inner circumference of the nut portion 10 are screwed together through a large number of balls 10a rolling along them. A well-known ball circulation mechanism (not shown) that circulates the balls 10a when the nut portion 10 rotates with respect to the shaft portion 9 is provided. As a result, the ball screw mechanism has less friction than an ordinary screw, so that the nut portion 10 can be easily rotated with respect to the shaft portion 9 even with a small rotational force, and the nut portion 10 itself is a ball bearing. Control member 6 via 11
It is possible to smoothly move in the axial direction while supporting.
【0012】なお、シャフト部9をハウジング8内にお
いて回転方向及び軸方向の両方向に完全に固定するため
に、図示実施例ではシャフト部9の左端にフランジ9a
が形成されており、ハウジング8の孔を通る複数本の螺
子9bがシャフト部9のフランジ9aのねじ孔に螺入さ
れている。また、ボールベアリング11の内輪はサーク
リップ11aのような手段によってナット部10の右端
段部から抜けないように保持され、ボールベアリング1
1の外輪もサークリップ11bのような手段によって制
御用部材6の段部から抜けないように保持される。In order to completely fix the shaft portion 9 in the housing 8 in both the rotational direction and the axial direction, a flange 9a is provided at the left end of the shaft portion 9 in the illustrated embodiment.
Is formed, and a plurality of screws 9b passing through the holes of the housing 8 are screwed into the screw holes of the flange 9a of the shaft portion 9. The inner ring of the ball bearing 11 is held by means such as a circlip 11a so as not to come off from the right end step portion of the nut portion 10.
The outer ring 1 is also held by a means such as a circlip 11b so as not to come off from the stepped portion of the control member 6.
【0013】軸方向に移動することができるボールねじ
機構のナット部10に回転を伝えるために、ナット部1
0の外側円筒面には軸方向のキー溝10bが1本以上形
成されており、ナット部10の外側円筒面に緩く嵌合す
るように円筒形のロータ12が配置される。ロータ12
の内側円筒面には、キーとしての軸方向の突条12aが
半径方向内方に向かって突出していて、それがナット部
10のキー溝10bに係合して、軸方向の移動と無関係
に回転を伝達し得るようになっている。言うまでもな
く、このような構成のキー結合は、ピン結合やスプライ
ン結合等と同等のものであるから、それらによって置き
換えることもできる。In order to transmit the rotation to the nut portion 10 of the ball screw mechanism which can move in the axial direction, the nut portion 1
One or more keyways 10b in the axial direction are formed on the outer cylindrical surface of 0, and the cylindrical rotor 12 is arranged so as to be loosely fitted to the outer cylindrical surface of the nut portion 10. Rotor 12
On the inner cylindrical surface of the, an axial projection 12a as a key is projected inward in the radial direction, and engages with the key groove 10b of the nut portion 10 irrespective of the axial movement. Rotation can be transmitted. Needless to say, the key connection having such a configuration is equivalent to a pin connection, a spline connection, or the like, and can be replaced by them.
【0014】ロータ12はその右端部をボールベアリン
グ13によって支持されていると共に、左端部をハウジ
ング8の一部に形成された摺動軸受部8aによって支持
されることにより、ハウジング8内の一定の位置で回転
可能に、しかし、軸方向には移動しないように軸支され
ている。また、ロータ12には、その外周の一部に圧入
或いは楔着等の方法でウオームホイール14が一体的に
取り付けられている。なお図中13aは、ボールベアリ
ング13の外輪をハウジング8内に固定するためのサー
クリップを示している。The rotor 12 has a right end supported by a ball bearing 13 and a left end supported by a sliding bearing 8a formed in a part of the housing 8 so that the rotor 12 has a fixed shape. It is rotatably supported in a position but not axially moved. A worm wheel 14 is integrally attached to a part of the outer circumference of the rotor 12 by a method such as press fitting or wedge attachment. In addition, reference numeral 13 a in the drawing denotes a circlip for fixing the outer ring of the ball bearing 13 in the housing 8.
【0015】ハウジング8は、内燃機関のシリンダヘッ
ド(或いはシリンダブロック)15に対して、取り付け
ステー16やボルト8b,ボルト16a等を利用して取
り付けられているが、第1実施例ではハウジング8の外
部に電動モータ17が支持されており、ハウジング8内
に伸びている電動モータ17の回転軸の先端にはウオー
ム18が形成されていて、それが前述のウオームホイー
ル14と噛み合っている。電動モータ17は図示しない
制御装置によって回転制御されるよって、ウオーム18
を正逆転方向に任意の回転角度だけ回転駆動することが
できる。The housing 8 is attached to the cylinder head (or cylinder block) 15 of the internal combustion engine using the attaching stay 16, bolts 8b, 16a, etc., but in the first embodiment, the housing 8 is attached. An electric motor 17 is supported on the outside, and a worm 18 is formed at the tip of the rotary shaft of the electric motor 17 extending in the housing 8 and meshes with the worm wheel 14 described above. Since the electric motor 17 is rotationally controlled by a controller (not shown), the worm 18
Can be rotationally driven in the forward and reverse directions by an arbitrary rotation angle.
【0016】次に、図1に示した本発明の第1実施例と
してのバルブタイミング調整装置の作動について説明す
る。機関運転中のバルブタイミングの変更操作を行って
いないときには、タイミングプーリ2が図示しないタイ
ミングベルトを介してクランクシャフトから駆動される
ことによって、制御用部材6はその軸方向位置を維持し
たまま、ボールベアリング11上においてプーリのスリ
ーブ5とカムシャフトスリーブ3と共に回転するので、
タイミングプーリ2とカムシャフト1とは一体的に回転
することになり、制御用部材6は単なる伝動部材になっ
ていて、それによってバルブタイミングが変更されるこ
とはない。Next, the operation of the valve timing adjusting device as the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described. When the operation of changing the valve timing during the engine operation is not performed, the timing pulley 2 is driven from the crankshaft via a timing belt (not shown), so that the control member 6 maintains its axial position while maintaining the ball position. Since it rotates together with the pulley sleeve 5 and the camshaft sleeve 3 on the bearing 11,
Since the timing pulley 2 and the cam shaft 1 rotate integrally, the control member 6 is merely a transmission member, and the valve timing is not changed by it.
【0017】運転条件に応じてバルブタイミングを変更
する必要が生じた場合、図示しない制御装置が制御信号
を発信することによって、電動モータ17が正又は逆方
向に指定された回転角度だけウオーム18を回転駆動す
る。それによってウオームホイール14は減速されてロ
ータ12と共に回転し、その回転はロータ12の内面の
突条12aとキー溝10bとの係合部分を介してナット
部10に伝達される。ボールねじ機構のシャフト部9が
ハウジング8内に固定され、そのシャフト部9にボール
10aを介してナット部10が螺合しながら支承されて
いるため、ナット部10が回転すると、それ自体がシャ
フト部9上を軸方向に左又は右方向へ移動することにな
り、その軸方向の移動成分だけがボールベアリング11
を介して制御用部材6に伝えられる。従って、内燃機関
の運転中であっても電動モータ17によってロータ12
を回転させれば、制御用部材6を左右の方向に任意の位
置まで移動させることができ、その位置は電動モータ1
7によるウオーム18の回転角度によって決まる。When it is necessary to change the valve timing according to the operating conditions, a control device (not shown) sends a control signal to cause the electric motor 17 to move the worm 18 by the designated rotation angle in the forward or reverse direction. Drive in rotation. As a result, the worm wheel 14 is decelerated and rotates with the rotor 12, and the rotation is transmitted to the nut portion 10 via the engaging portion between the protrusion 12a on the inner surface of the rotor 12 and the key groove 10b. Since the shaft portion 9 of the ball screw mechanism is fixed in the housing 8 and the nut portion 10 is supported while being screwed onto the shaft portion 9 via the ball 10a, when the nut portion 10 rotates, the shaft portion 9 itself is rotated. It moves on the part 9 in the axial direction to the left or to the right, and only the axial movement component is the ball bearing 11.
Is transmitted to the control member 6 via. Therefore, even when the internal combustion engine is operating, the rotor 12 is driven by the electric motor 17.
If the control member 6 is rotated, the control member 6 can be moved in the left-right direction to an arbitrary position.
It depends on the rotation angle of the worm 18 by 7.
【0018】制御用部材6が左右に調整移動させられる
ことにより、制御用部材6に形成された内歯ヘリカルス
プライン6a及び外歯ヘリカルスプライン6bが嵌合し
ているカムシャフトスリーブ3の外歯ヘリカルスプライ
ン3a及びプーリのスリーブ5の内歯ヘリカルスプライ
ン5aとの係合位置が移動し、それらの歯筋の捩じれに
よってカムシャフトスリーブ3とプーリのスリーブ5と
の間に相対的な回転が生じる。その結果、タイミングプ
ーリ2、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフ
ト1の回転位相が変化し、カムシャフト1によって開閉
駆動される図示しない吸気弁又は排気弁のバルブタイミ
ングが変更される。By adjusting and moving the control member 6 left and right, the external tooth helical of the camshaft sleeve 3 to which the internal tooth helical spline 6a and the external tooth helical spline 6b formed on the control member 6 are fitted. The engagement positions of the spline 3a and the pulley sleeve 5 with the internal tooth helical spline 5a move, and the twisting of the tooth trace causes relative rotation between the camshaft sleeve 3 and the pulley sleeve 5. As a result, the rotational phase of the timing pulley 2 and, by extension, the camshaft 1 with respect to the crankshaft changes, and the valve timing of an intake valve or an exhaust valve (not shown) that is driven to open and close by the camshaft 1 is changed.
【0019】第1実施例のバルブタイミング調整装置に
おいては、図1から明らかに理解されるように、位相制
御機構7を構成するナット部10とロータ12、更に、
ウオームホイール14,ウオーム18及び電動モータ1
7等が、軸方向の略同じ位置で内外に重なって配置され
ているので、それらの一部のものでも軸方向に直列に配
置された場合に比べて、軸方向の長さが著しく短縮され
る。これは、シャフト部9を固定すると共に、ロータ1
2とナット部10との間を突条12aとキー溝10bに
よって連結することによって、ナット部10をシャフト
部9上で回転するだけでなく軸方向にも移動可能とし、
ナット部10に回転伝達機能と軸方向の摺動伝達機能の
双方を与えるという新規な構成をとった結果もたらされ
た効果である。このように、位相制御機構7の特別の構
成によって、ハウジング8がシリンダヘッド15から張
り出す距離が短くなり、それによってバルブタイミング
調整装置全体の体格が縮小されて、自動車のエンジンル
ームのような狭隘な空間にも容易に搭載することができ
るようになる。In the valve timing adjusting apparatus of the first embodiment, as is clearly understood from FIG. 1, the nut portion 10 and the rotor 12 constituting the phase control mechanism 7, and further,
Worm wheel 14, worm 18, and electric motor 1
Since 7 etc. are arranged inside and outside at substantially the same position in the axial direction, even some of them are significantly shortened in the axial direction compared to the case where they are arranged in series in the axial direction. It This fixes the shaft portion 9 as well as the rotor 1
By connecting between 2 and the nut portion 10 by the protrusion 12a and the key groove 10b, not only the nut portion 10 can be rotated on the shaft portion 9 but also moved in the axial direction,
This is an effect obtained as a result of adopting a new configuration in which the nut portion 10 is provided with both a rotation transmission function and an axial sliding transmission function. In this way, the special configuration of the phase control mechanism 7 shortens the distance that the housing 8 projects from the cylinder head 15, thereby reducing the size of the entire valve timing adjusting device and narrowing the space such as the engine room of an automobile. It can be easily installed in various spaces.
【0020】図2に本発明の第2実施例が図示されてい
る。第2実施例の構造は第1実施例のそれと比べて、位
相制御機構7の駆動部分が異なっているだけで、駆動の
順序から言ってロータ12から後の、突条12a,キー
溝10b,ナット部10,シャフト部9,ボールベアリ
ング11,制御用部材6等の一連の構成は第1実施例の
それらと同様である。A second embodiment of the invention is shown in FIG. The structure of the second embodiment is different from that of the first embodiment only in the drive portion of the phase control mechanism 7, and the protrusion 12a, the key groove 10b, and the key groove 10b after the rotor 12 in terms of the driving order. A series of configurations of the nut portion 10, the shaft portion 9, the ball bearing 11, the control member 6, etc. are the same as those in the first embodiment.
【0021】第2実施例の特徴として、ロータ12はそ
の延長上に一体に形成された拡径部分12bを有してお
り、拡径部分12bの外周側には、ロータ12と共に回
転するように、リング状のマグネット(永久磁石)19
が取り付けられている。そして、リング状のマグネット
19に対して僅かの空隙をおいてその外周を取り巻くコ
イル20がハウジング8内に固定的に支持されており、
リング状のマグネット19とコイル20によってステッ
プモータ21を構成している。なお、第2実施例におい
ては、ステップモータ21をハウジング8内に内蔵する
ように設ける結果、第1実施例において設けたウオーム
ホイール14,ウオーム18,電動モータ17等が不要
となる。また、ボールベアリング13を軸方向に2個並
べて設けることができるので、第1実施例に見られる摺
動軸受部8aを廃止している。As a feature of the second embodiment, the rotor 12 has an enlarged diameter portion 12b integrally formed on the extension thereof, and the rotor 12 is arranged to rotate with the rotor 12 on the outer peripheral side of the enlarged diameter portion 12b. , Ring-shaped magnet (permanent magnet) 19
Is attached. A coil 20 surrounding the outer periphery of the ring-shaped magnet 19 with a slight gap is fixedly supported in the housing 8.
The ring-shaped magnet 19 and the coil 20 form a step motor 21. In the second embodiment, the step motor 21 is provided so as to be built in the housing 8. As a result, the worm wheel 14, the worm 18, the electric motor 17 and the like provided in the first embodiment are unnecessary. Further, since two ball bearings 13 can be arranged side by side in the axial direction, the sliding bearing portion 8a found in the first embodiment is eliminated.
【0022】第2実施例においては、第1実施例におけ
る電動モータ17に代わるものとしてステップモータ2
1をハウジング8内に組み込んでいるので、ステップモ
ータ21を、前述のように、軸方向の略同じ位置に多数
の部品が重畳されている位相制御機構7の更に外部を取
り巻くように配置することができ、軸方向の長さが第1
実施例の場合と同程度でありながら、電動モータ17に
よる突出部分がなくなり、バルブタイミング調整装置全
体を更にコンパクトに纏めることができる。In the second embodiment, the step motor 2 is used as an alternative to the electric motor 17 in the first embodiment.
Since 1 is incorporated in the housing 8, the step motor 21 is arranged so as to further surround the outside of the phase control mechanism 7 in which a large number of components are superposed at substantially the same position in the axial direction, as described above. And the first axial length is
Although the degree is similar to that of the embodiment, the protruding portion by the electric motor 17 is eliminated, and the entire valve timing adjusting device can be made more compact.
【0023】図示説明した第1及び第2の実施例では、
いずれも固定のシャフト部9と、回転及び軸方向に移動
するナット部10と、それらを係合させる多数のボール
10aからなるボールねじ機構を用いているが、多少摩
擦抵抗が増大するものの、シャフト部とナット部が直接
螺合する普通の送りねじ機構を用いても同様な作用、効
果が得られる。また、位相制御機構7の駆動部分として
は、電動モータ17やステップモータ21の他にも、色
々な回転駆動装置を代替使用することができる。更に、
制御用部材6に対するカムシャフトスリーブ3及びプー
リのスリーブ5の係合機構も、ヘリカルスプラインを使
用したものに限らず、スリットやカム等を使用した同等
の機構によって代替させることもできる。In the first and second embodiments illustrated and described,
All of them use a ball screw mechanism including a fixed shaft portion 9, a nut portion 10 that rotates and move in the axial direction, and a large number of balls 10a that engage them, but the shaft has a slightly increased frictional resistance. The same action and effect can be obtained by using an ordinary feed screw mechanism in which the nut portion and the nut portion are directly screwed together. In addition to the electric motor 17 and the step motor 21, various rotary drive devices can be used as substitutes for the drive portion of the phase control mechanism 7. Furthermore,
The engagement mechanism of the camshaft sleeve 3 and the pulley sleeve 5 with respect to the control member 6 is not limited to the one using the helical spline, but may be replaced by an equivalent mechanism using a slit, a cam or the like.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明のバルブタイミング調整装置にお
いては、位相制御機構の回転伝達部分と軸方向摺動伝達
部分を共にねじ機構のナット部材によって構成し、シャ
フト部材をハウジング内に固定したことにより、位相制
御機構の構成部材のうち、回転を伝達する部分と軸方向
の運動を伝達する部分とを軸方向の同じ位置に重畳する
ことが可能となり、それによって位相制御機構の軸方向
長さを著しく減少させることができる。また、モータの
オーバーハング量を小さくすることもできる。その結
果、バルブタイミング調整装置全体の軸方向長さが短縮
され、体格が縮小して自動車等への搭載が容易になり、
モータの支持も安定なものになる。In the valve timing adjusting device of the present invention, the rotation transmitting portion and the axial sliding transmitting portion of the phase control mechanism are both constituted by the nut member of the screw mechanism, and the shaft member is fixed in the housing. Of the constituent members of the phase control mechanism, it is possible to overlap the rotation transmitting portion and the axial movement transmitting portion at the same position in the axial direction, thereby increasing the axial length of the phase controlling mechanism. It can be significantly reduced. Also, the amount of overhang of the motor can be reduced. As a result, the overall length of the valve timing adjusting device in the axial direction is shortened, the physical size is reduced, and it is easy to mount it on a vehicle,
The motor support will also be stable.
【0025】また、付加的な効果として、機関の運転中
にカムシャフトの回転変動トルクによって制御用部材及
びナット部材に作用する変動するスラスト荷重が、直接
にハウジングに固定されているねじ機構のシャフト部材
によって支持されるため、従来のように直列に何段も積
み重ねられたボールベアリングを介してハウジングによ
って支持する場合に比べて、支持部分の剛性が増加し、
ボールねじの場合は耐久性が向上して、異音発生等のト
ラブルを回避することができる。更に、ナット部材とそ
れを回転駆動するロータとの間が回転のみを伝える手段
によって結合されるため、カムシャフトの回転変動トル
クにより変動するスラスト荷重が直接ウオームギヤ機構
やモータ等に伝わらず、それらの耐久性も向上し、制御
位置の保持機能も更に良くなる。As an additional effect, the varying thrust load acting on the control member and the nut member due to the rotational variation torque of the cam shaft during engine operation is directly fixed to the housing of the screw mechanism shaft. Since it is supported by the member, the rigidity of the supporting portion is increased as compared with the case where it is supported by the housing through ball bearings stacked in series as in the conventional case,
In the case of a ball screw, the durability is improved and troubles such as the generation of abnormal noise can be avoided. Furthermore, since the nut member and the rotor that rotationally drives it are coupled by means that transmits only rotation, the thrust load that fluctuates due to the rotational fluctuation torque of the camshaft is not directly transmitted to the worm gear mechanism, motor, etc. The durability is improved and the control position holding function is further improved.
【図1】本発明の第1実施例としてのバルブタイミング
調整装置の全体構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of a valve timing adjusting device as a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例としてのバルブタイミング
調整装置の全体構成を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of a valve timing adjusting device as a second embodiment of the present invention.
1…カムシャフト 2…タイミングプーリ 3…カムシャフトスリーブ 3a…外歯ヘリカルスプライン 5…プーリのスリーブ 5a…内歯ヘリカルスプライン 6…制御用部材 6a…内歯ヘリカルスプライン 6b…外歯ヘリカルスプライン 7…位相制御機構 8…ハウジング 9…ねじのシャフト部 9a…フランジ 10…ねじのナット部 10a…ボール 10b…キー溝 11…ボールベアリング 12…ロータ 12a…突条 12b…拡径部分 13…ボールベアリング 14…ウオームホイール 15…内燃機関のシリンダヘッド 16…取り付けステー 17…電動モータ 18…ウオーム 19…リング状のマグネット 20…コイル 21…ステップモータ 1 ... Camshaft 2 ... Timing pulley 3 ... Camshaft sleeve 3a ... External tooth helical spline 5 ... Pulley sleeve 5a ... Internal tooth helical spline 6 ... Control member 6a ... Internal tooth helical spline 6b ... External tooth helical spline 7 ... Phase Control mechanism 8 ... Housing 9 ... Screw shaft portion 9a ... Flange 10 ... Screw nut portion 10a ... Ball 10b ... Key groove 11 ... Ball bearing 12 ... Rotor 12a ... Projection 12b ... Expanded portion 13 ... Ball bearing 14 ... Worm Wheel 15 ... Cylinder head of internal combustion engine 16 ... Mounting stay 17 ... Electric motor 18 ... Worm 19 ... Ring magnet 20 ... Coil 21 ... Step motor
Claims (1)
フトとの間に形成され、同軸上に支持された2つの回転
部材の間に配置され、カムシャフトの軸方向に移動する
ことにより2つの前記回転部材を相対的に回転させて、
クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転位相を変
更する制御用部材と、該制御用部材を軸方向に移動させ
るための位相制御機構を備えた内燃機関のバルブタイミ
ング調整装置において、 前記位相制御機構が、ハウジング内に固定されたねじの
シャフト部材と、前記シャフト部材に螺合して回転する
ことができると共に軸方向に移動することもできるナッ
ト部材と、モータによって回転駆動され前記ナット部材
と回転的にのみ連結されて軸方向には移動しないロータ
とを備えていることを特徴とする内燃機関のバルブタイ
ミング調整装置。1. A rotary shaft which is formed between a crankshaft and a camshaft of an internal combustion engine and is coaxially supported between the rotary members, and which moves in the axial direction of the camshaft so as to rotate the two rotary members. Rotate the members relatively,
A valve timing adjusting device for an internal combustion engine, comprising: a control member that changes a rotational phase between a crankshaft and a camshaft; and a phase control mechanism that moves the control member in an axial direction. Includes a shaft member of a screw fixed in the housing, a nut member that is screwed onto the shaft member and can rotate, and a shaft member that can also move in the axial direction. And a rotor that does not move in the axial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13523492A JP2865479B2 (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Valve timing adjustment device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05332105A true JPH05332105A (en) | 1993-12-14 |
JP2865479B2 JP2865479B2 (en) | 1999-03-08 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7082913B2 (en) | 2004-03-03 | 2006-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve characteristic changing apparatus for internal combustion engine |
WO2013042227A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | Variable valve device |
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1992
- 1992-05-27 JP JP13523492A patent/JP2865479B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7082913B2 (en) | 2004-03-03 | 2006-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve characteristic changing apparatus for internal combustion engine |
USRE41714E1 (en) * | 2004-03-03 | 2010-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve characteristic changing apparatus for internal combustion engine |
WO2013042227A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | Variable valve device |
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JP2865479B2 (en) | 1999-03-08 |
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