JPH066164Y2 - 内燃機関の吸・排気バルブ開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、内燃機関の吸・排気バルブの開閉時期を制御
する装置に関し、特に保全性の改良に関する。

＜従来の技術＞ 従来のこの種の装置としては、例えば、第２図に示すよ
うなものがある（米国特許4,421,074号，クラス123/90.
15 1983年12月20公開，「モータファン」1982年12月号2
22〜224頁等参照）。

このものの概要を説明すると、機関の吸気バルブ若しく
は排気バルブ、またはこれらの双方（以下吸・排気バル
ブという）を開閉する図示しないカムを形成したカムシ
ャフト１がシリンダヘッド２に軸承され、その一端部に
延長軸３がねじ止めして固定されている。延長軸３の先
端に圧入固定されたストッパ４の外周と延長軸３の基端
部外周とにスリーブ５が回転可能に軸承され、該スリー
ブ５の外周に嵌合されたプーリ６が、スリーブ５に形成
した突起５ａとスリーブ５の先端部にねじ止めされたナ
ット７との間にスリーブ５に対して回転不能に固定され
ている。

プーリ６は外歯を有し、該外歯に係合させた歯付ベルト
等を介してクランク軸に連動して回転される。

また、スリーブ５に形成された内歯５ｂに外歯８ａが係
合すると共に、内歯８ｂが延長軸３に形成された外歯３
ａと係合してスリーブ５内周面を軸方向摺動自由なリン
グピストン８が設けられる。

ここで、外歯８ａと内歯５ｂ又は外歯３ａと内歯８ｂと
の少なくとも一組は、スパイラル状に噛み合い、これに
よりリングピストン８が軸方向に移動すると、カムシャ
フト１は、スリーブ５及びプーリ６に対して軸回りに相
対回転するようになっている。

リングピストン８は、延長軸３との間に嵌挿されるスプ
リング９により図中左方向に付勢されている。

一方、加圧されたエンジンオイルがシリンダヘッド２に
形成された油通路２ａからカムシャフト１に形成された
環状溝１ａ，油通路１ｂ，延長軸３に形成された油孔３
ｂを通じて内歯８ｂと外歯３ａとの隙間からリングピス
トン８のスプリング９と反対側の受圧面に導入される。

また、ストッパ４及びカムシャフト１の端部に嵌挿され
た流量制御弁10が常時はスプリング11によって図中左端
位置にあり、この位置で延長軸３及びカムシャフト１に
重合して形成された油孔３ｃ，１ｃから流量制御弁10に
形成されたオイル流出孔10ａを介してオイルを流出させ
ており、したがってリングピストン８はスプリング９で
付勢される左端位置にある。

この状態から、流量制御弁10の図中左端面に係合する電
磁アクチュエータ12のロッド12ａが図中右方向に伸長す
ると、流量制御弁10も右方向に移動して油孔３ｃ，１ｃ
が遮断される。

この結果、リングピストン８の受圧面に加わる油圧が上
昇し、スプリング９に抗してリングピストン８が図中右
方向に移動するので、前記したようにカムシャフト１が
プーリ６したがってクランク軸に対して相対的に回転
し、これにより吸・排気バルブの開閉時期が変化する。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、かかる従来装置にあっては、流量制御弁
10からオイルが流出されると、飛散したオイルがプーリ
６の外歯に係合するベルトのラバー部分に付着して該ラ
バー部分を劣化させ、ひいてはベルトの破損により吸・
排気バルブの開閉時期に大幅なずれを生じ、最悪の場合
は、吸・排気バルブとピストンが干渉して機関を破損さ
せるおそれがあるという問題があった。

本考案は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、流量制御弁から流出するエンジンオイル等の液
圧媒体による駆動力伝達機構の劣化を防止し、もって、
吸・排気バルブの開閉時期のずれやこれに伴う機関の破
損等を防止できるようにした内燃機関の吸・排気バルブ
開閉時期制御装置を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため、本考案は、カムシャフトの一端部側にカムシ
ャフト駆動用の駆動輪及びこの駆動輪をカムシャフトに
対し相対回転させる液圧アクチュエータを配置すると共
に、他端部側に前記液圧アクチュエータの液圧媒体の流
入又は流出を制御する流量制御弁を配置し、かつ液圧ア
クチュエータと流量制御弁とを結ぶ液圧媒体通路をカム
シャフト内部に設け、前記流量制御弁に対向して、機関
長手方向端部に、この流量制御弁を駆動するための電磁
アクチュエータを設けた構成とする。

＜作用＞ かかる構成とすることにより、駆動輪をカムシャフトに
対して相対回転させるために流量制御弁から液圧媒体を
流出した場合でも、駆動輪とは離れているため、駆動輪
への駆動力伝達機構を劣化させることがなく、安定した
吸・排気バルブの開閉時期制御性能を維持できる。ま
た、流量制御弁を複雑な構造の液圧アクチュエータとは
切り離され、電磁アクチュエータとも別体の小型構造で
あるためカムシャフトの他端部側に容易に組付けられ
る。

＜実施例＞ 以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例を示す第１図において、カムシャフト21の一端
部に延長軸22がねじ止めされ、該延長軸22の端部に圧入
されたストッパ23と延長軸22とにスリーブ24が嵌挿され
る。スリーブ24とシリンダヘッド25との間には、オイル
シール26が取り付けられている。スリーブ24の外周に形
成した突起24ａとスリーブ24にねじ止めされたナット27
との間には、カムシャフト駆動用の駆動輪としてのプー
リ28が固定され、プーリ28に形成された外歯28ａには、
クランク軸の回転力を伝達する巻掛部材としての歯付ベ
ルト29の内歯29ａが係合される。

ストッパ23と延長軸22との間には、スリーブ24に形成し
た内歯24ｂと、延長軸22に形成した外歯22ａとに夫々外
歯30ａと内歯30ｂとが係合して軸方向に移動自由なリン
グピストン30と、該リングピストン30を図で左方向へ付
勢するスプリング31とを備える。前記内歯24ｂと外歯30
ａ、外歯22ａと内歯30ｂの少なくとも一組はスパイラル
に形成され、リングピストン30の移動によりカムシャフ
ト21をプーリ28に対して相対回転できることは従来同様
である。前記プーリ28及び歯付ベルト29等の外側を覆う
カバー32がロッカカバー33に連結される。

カムシャフト21の反対側の端部には流量制御弁34が設け
られる。即ち、カムシャフト21のプーリ28取付側の端部
とは反対側の端部に軸方向に形成された孔21ａ内には、
外側端部の外周壁を前記孔21ａに圧入又はネジ込み等に
よって固定した弁ハウジング34ｂが装着されている。該
弁ハウジング34ｂは、内側端壁が閉塞されると共に、内
側外周壁が孔21ａとの間に環状の隙間を有して形成さ
れ、かつ、該内側外周壁を貫通する弁孔34ａが形成され
ている。また、一端が開口され他端が閉塞された中空ス
リーブ状の弁体34ｄが前記弁ハウジング34ｂに装着され
ている。即ち、弁体34ｄは、その開口側端部が前記弁ハ
ウジング34ｂ内を軸方向に摺動して前記弁孔34ａを開閉
するように嵌挿され、弁ハウジング34ｂ外側に突出する
閉塞側端部に流出孔34ｃが形成されている。更に、前記
弁ハウジング34ｂと弁体34ｄとの間に、弁体34ｄを外側
方向に付勢するスプリング34ｅが装着されている。これ
ら弁ハウジング34ｂ、弁体34ｄ及びスプリング34ｅによ
り流量制御弁34が構成される。

そして、前記流量制御弁34に対向して、電磁アクチュエ
ータ35が機関長手方向端部に位置するロッカカバー33端
壁に装着され、該電磁アクチュエータ35の出力ロッド35
ａが流量制御弁34の弁体34ｄ端面に係合して、該弁体34
ｄを駆動するようにしている。

また、カムシャフト21の図中左端面と、前記孔21ａとを
結ぶ油通路21ｂ及び該油通路21ｂとシリンダヘッド25の
カムシャフト軸承孔に面した部分に形成された環状溝21
ｃとを結ぶ油通路21ｄとが形成されている。

シリンダヘッド25のカムシャフト軸承部分には、図示し
ないオイルポンプ（液圧媒体供給源）から圧送された液
圧媒体としてのエンジンオイルを前記環状溝21ｃに導く
油通路25ａが形成されている。

これら油通路25ａ，21ｄ，21ｂ，環状溝21ｃ及び孔21ａ
が液圧媒体通路を構成する。

また、前記延長軸22には、油通路22ｂが形成されてお
り、前記油通路21ｂから油通路22ｂ，外歯22ａと内歯30
ｂとの隙間を介してリングピストン30の図中左端面にオ
イルが導かれる。したがって、スリーブ24，延長軸22，
ストッパ23，リングピストン30及びスプリング31でカム
シャフト21をプーリ（駆動輪）28に対して相対回転させ
る液圧アクチュエータが構成され、リングピストン30の
図中左側部分に液圧室が形成される。

次に作用を説明する。

電磁アクチュエータ35の非通電時は、図示のようにその
ロッド35ａが引き込まれた位置にあり、流量制御弁34の
弁体34ｄがスプリング34ｅにより右端位置にあって弁孔
34ａが開かれている。

この状態では、シリンダヘッド25の油通路25ａからカム
シャフト21の環状溝21ｃ，油通路21ｄ，21ｂ内に流入し
たオイルは、孔21ａから流量制御弁34の弁孔34ａを経由
して流出孔34ｃから外部に流出する。

したがって、油通路21ｂから油通路22ｂ及び外歯22ａと
内歯30ｂとの隙間を経てリングピストン30の左端面側の
液圧室に流入するオイルの圧力は小さく、リングピスト
ン30はスプリング31による付勢力で左端位置にあり、こ
の位置で定まるプーリ28と、カムシャフト21との相対回
転位置に応じて吸・排気バルブの開閉時期が制御され
る。

そして、この時、オイル流出孔34ｃから流出するオイル
が周辺に飛散してもプーリ28を駆動する歯付ベルト29は
カムシャフト21の反対側の端部に設けられるため、オイ
ルが歯付ベルト29に付着することを防止できる。この結
果、オイルによる歯付ベルト29のラバー部分の劣化を防
止できるので、吸・排気バルブ開閉時期のずれ、ひいて
は吸・排気バルブとピストンとの干渉による破損を防止
できる。

一方、所定の運転条件になると、電磁アクチュエータ35
が通電されてロッド35ａが伸び出し、弁体34ｄがスプリ
ング34ｅに抗して押圧されて、弁孔34ａが閉じる。

したがって、リングピストン30の背面に導かれるオイル
の圧力が上昇し、スプリング31に抗して図で右方向に移
動するため、プーリ28に対してカムシャフト21が所定角
度相対回転し、吸・排気バルブの開閉時期が所定クラン
ク角度ずらされ、当該運転条件にマッチングした開閉時
期に制御される。

また、流量制御弁34が複雑な構造の液圧アクチュエータ
から切り離され、かつ、電磁アクチュエータ35とも別体
構造であり小型であるため、カムシャフト21の他端部側
に容易に組付けることができ、メンテナンス性にも優れ
る。通常、カムシャフト駆動側と反対側の機関長手方向
端部はトランスミッションケースが配置され、その上部
は余剰空間となっているので、その場合組付け，メンテ
ナンスは更に有利となる。

＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案によれば、カムシャフト駆
動用の駆動輪と、流量制御弁とがカムシャフトの両端部
に切り離されて配置されるため、流量制御弁から流出し
た液圧媒体が駆動輪にクランク軸の回転力を伝達する巻
掛部材等に付着することを防止でき、巻掛部材の劣化，
損傷による吸・排気バルブの開閉時期のずれ、ひいては
吸・排気バルブとピストンとの干渉による破損を防止で
きるものである。また、流量制御弁が複雑な構造の液圧
アクチュエータとは切り離され、電磁アクチュエータと
も別体の小型構造であるためカムシャフトの他端部側に
容易に組付けることができ、メンテナンス性にも優れる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す要部断面図、第
２図は従来例の要部構成を示す断面図である。 21……カムシャフト、21ａ……孔、21ｂ，21ｄ……油通
路、21ｃ……環状溝、22……延長軸、23……ストッパ、
24……スリーブ、25ａ……油通路、28……プーリ、29…
…歯付ベルト、30……リングピストン、31……スプリン
グ、34……流量制御弁、35……電磁アクチュエータ

フロントページの続き (56)参考文献 実願昭47−4399号（実願昭48−79909号) の願書に添付した明細書及び図面の内容を 撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ) 実願昭54−4901号（実願昭55−104704 号）の願書に添付した明細書及び図面の内 容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ, Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸・排気バルブを開閉させるカ
   ムを有したカムシャフトに、巻掛部材を介してクランク
   軸に連動し、前記カムシャフトを回転駆動させる駆動輪
   をカムシャフトに対して所定角度回転可能に軸承すると
   共に、液圧室に導入される液圧媒体の圧力に応じてカム
   シャフトを駆動輪に対して相対回転させる液圧アクチュ
   エータと、前記液圧アクチュエータの液圧室と液圧媒体
   供給源とを結ぶ液圧媒体通路を封じて液圧室の液圧を上
   昇させ、または前記液圧媒体通路から液圧媒体を外部に
   流出させることにより液圧室の液圧を減少させてカムシ
   ャフトの駆動輪に対する相対回転位置を制御する流量制
   御弁を備えてなる内燃機関の吸・排気バルブ開閉時期制
   御装置において、前記カムシャフトの一端部側に駆動輪
   及び液圧アクチュエータを配置すると共にカムシャフト
   の他端部側に流量制御弁を配置し、かつ、液圧アクチュ
   エータの液圧室と流量制御弁とを結ぶ液圧媒体通路をカ
   ムシャフトの内部に設け、前記流量制御弁に対向して、
   機関長手方向端部に、この流量制御弁を駆動するための
   電磁アクチュエータを設けたことを特徴とする内燃機関
   の吸・排気バルブ開閉時期制御装置。