JP2000130118A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
弁開閉時期制御装置Info
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Abstract
るためにカムシャフト10に締結される取付ボルト60
内にスプール弁80を内臓させ、電磁駆動機構90のロ
ッド97とスプール弁80との間にスプール弁の軸方向
移動量を調整可能な調整部材88を介装する。
Description
置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するため
に使用される弁開閉時期制御装置に関する。
て、特開平9−280019号公報に開示されるものが
ある。この公報の装置は、内燃機関のカムシャフトと共
に回転する回転部材と、該回転部材に相対回転可能に装
着され前記内燃機関のクランクシャフトと共に回転する
回転伝達部材と、該回転伝達部材の内周面に形成された
凹部を進角用室と遅角用室とに区画するように回転部材
に設けられたベーンと、回転部材の内孔内に固定される
シリンダと、作動油供給源から進角用室及び遅角用室へ
作動油を供給する油通路中に位置されるシリンダ内孔内
に軸方向に摺動可能に嵌挿され、内燃機関に固定される
電磁駆動機構によりその突出端にて軸方向に押動される
制御弁とを備えている。
により軸方向に適宜摺動させることにより、進角用室へ
作動油を供給すると共に遅角用室から作動油を排出する
ことにより、回転部材及び回転伝達部材が一方向に相対
回転し、クランクシャフトの回転位相に対してカムシャ
フトの回転位相が進められてカムシャフトにより駆動さ
れる弁の開閉時期が進められる。逆に、制御弁によって
遅角用室へ作動油を供給すると共に進角用室から作動油
を排出することにより、回転部材及び回転伝達部材が他
方向に相対回転し、クランクシャフトの回転位相に対し
てカムシャフトの回転位相が遅らされてカムシャフトに
より駆動される弁の開閉時期が遅らされる。
た公報の装置においては、回転部材が第1締結部材によ
りカムシャフトに固定され、回転部材の内孔内に第2締
結部材により固定されるシリンダ内に制御弁が内臓され
ている。そのため、装置の組付性が悪化すると共に、部
品点数が増加して装置の製造コストが増大するという問
題があった。
方向移動量を調整する必要があるが、上記した公報の装
置においては、電磁駆動機構内に延びる制御弁の軸部の
先端に螺合される磁性体材料からなる可動部材の螺合量
を調整する必要があり、更に装置の組付性が悪化すると
いう問題があった。
置において、組付性の向上を図ることを、その課題とす
る。
に講じた請求項1の発明の技術的手段は、内燃機関のカ
ムシャフトと共に回転する回転部材と、該回転部材に相
対回転可能に装着され前記内燃機関のクランクシャフト
と共に回転する回転伝達部材と、該回転伝達部材の回転
位相に対する前記回転部材の回転位相を変更するため
に、流体圧力に応じて作動する位相変更機構と、該位相
変更機構に供給される流体圧力を調整するための調整弁
とを備えてなる弁開閉時期制御装置において、前記回転
部材を前記カムシャフトに固定するために前記カムシャ
フトに締結される締結部材内に前記調整弁を内臓させた
ことである。
用いて制御弁を備える弁開閉時期制御装置をカムシャフ
トに組付けることができ、組付性が向上されると共に、
部品点数が削減されて装置の製造コストが低減される。
の発明の技術的手段は、内燃機関のカムシャフトと共に
回転する回転部材と、該回転部材に相対回転可能に装着
され前記内燃機関のクランクシャフトと共に回転する回
転伝達部材と、該回転伝達部材の回転位相に対する前記
回転部材の回転位相を変更するために、流体圧力に応じ
て作動する位相変更機構と、該位相変更機構に供給され
る流体圧力を調整するための調整弁と、前記内燃機関に
取り付けられ電磁力により軸方向に移動して前記調整弁
を押動させる押動部材を有する電磁駆動機構とを備えて
なる弁開閉時期制御装置において、前記押動部材と前記
調整弁との間に前記調整弁の軸方向移動量を調整可能な
調整部材を介装したことである。
れる電磁駆動機構を取り外すことなく、調整弁の軸方向
移動量を調整するために、調整部材の変更が可能である
ので、当該弁開閉時期制御装置の内燃機関への組付性が
著しく向上される。
制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
は、当該内燃機関のシリンダヘッド11に回転自在に支
持されたカムシャフト10の先端部に一体的に組付けた
ロータ20からなる回転部材と、ロータ20に所定範囲
で相対回転可能に外装されたハウジング30、フロント
プレート40、リアプレート50及びハウジング30の
外周に一体的に設けたタイミングスプロケット31から
成る回転伝達部材と、ロータ20に組付けた4枚のベー
ン70と、ロータ20をカムシャフト10の先端部に固
定するためのボルト60内に収容されたスプール弁80
と、ハウジング30に組付けたロックピン100等によ
って構成されている。尚、タイミングスプロケット31
には、周知のように、クランクシャフト32から図示し
ないクランクスプロケットとタイミングチェーン33を
介して図2の時計方向に回転動力が伝達されるように構
成されている。
を開閉する周知のカムを有していて、内部にはカムシャ
フト10の軸方向に延びる供給通路12と排出通路14
が設けられている。供給通路12の一端は、カムシャフ
ト10に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッ
ド11に設けた接続通路13を通して、オイルポンプ1
5に接続されている。また、供給通路12の他端は、カ
ムシャフト10の先端面に形成される環状溝に開口して
いる。排出通路14の一端は、カムシャフト10に設け
た径方向の通路を介してシリンダヘッド11内に連通さ
れている。尚、オイルポンプ15は、内燃機関によって
駆動され、オイルパン17内に貯留された作動油をスト
レーナ16を介して吸引し吐出する周知なものである。
aと、該円筒部20aの一端から径方向内方に延びるフ
ランジ部20bとを有し、単一の取付ボルト60によっ
てフランジ部20bをカムシャフト10の先端面と取付
ボルト60の段部との間で挟圧されカムシャフト10に
一体的に固定されている。ロータ20のフランジ部20
bには、一端をカムシャフト10先端面の環状溝に開口
し供給通路12に連通された通路21が軸方向に形成さ
れている。
14に連通される段付内孔62を有し、段付内孔62の
大径孔の内周面には外端から順に環状溝64、65が形
成されている。取付ボルト60は、小径部61の外周に
て排出通路14の内周に螺合固定されると共に、大径部
をロータ20の円筒部20a内に所定の極小さな間隙を
もって嵌合されている。ロータ20のフランジ部20b
を挟圧する取付ボルト60の段部には、ロータ20の通
路20bの他端が開口する環状溝63aが形成されてい
ると共に、該環状溝63aの径方向外方に取付ボルト6
0の大径部外周面に開口する環状溝67が形成されてい
る。取付ボルト60の大径部には、一端を環状溝63a
に開口し軸方向に延びる通路63bと、通路63bの他
端を段付内孔62の大径孔の両環状溝64、65間に連
通するように径方向に延びる通路63cと、大径部の外
周面に形成された環状溝69と、該環状溝69と環状溝
65を連通する通路68と、環状溝64と環状溝67と
を連通する通路66とが形成されている。尚、通路63
cの径方向外端はボールを圧入されて閉塞されている。
径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝20cを
有すると共に、図2に示した状態、すなわちカムシャフ
ト10及びロータ20とハウジング30の相対位相が所
定の位相(最遅角位置)で同期したとき円筒状のロック
ピン100の頭部が所定量嵌入される受容孔25と、こ
の受容孔25と環状溝69とを連通可能な通路22a
と、各ベーン70によって区画された進角用室R1(図
2の上のものは除く)と環状溝69とを連通する通路2
2と、各ベーン70によって区画された遅角用室R2と
環状溝67とを連通する通路23と、通路22aの外方
端が開口するロータ20の外周面に形成され通路22a
の開口から前方に延びる軸方向溝26とを有している。
尚、図2の上の進角用室R1には、通路22aの外方端
が連通するロータ20の外周に形成される周方向溝24
を介して作動油が給排されるようになっている。また、
ロータ20の外周面には、カムシャフト10及びロータ
20とハウジング30の相対位相が図2に示す所定の位
相で同期したときのみ、軸方向溝26をハウジング30
に形成される軸方向溝34とを介して受容孔25に連通
する連通孔27が形成されている。尚、各ベーン70は
ベーン溝21の底部に収容したベーンスプリング71
(図1参照)によって径方向外方に付勢されている。ま
た、受容孔25の径は、ロックピン100の外径(及び
ロックピン100の外径とほぼ同等な後述する退避孔3
3の内径)よりも少量大きく設定されている。
定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側に
はフロントプレート40とリアプレート50が接合さ
れ、5本の連結ボルト51によって一体的に連結されて
いて、リアプレート50が接合されるその後端外周にタ
イミングスプロケット31が一体的に形成されている。
また、ハウジング30の内周には所定の周方向間隔で4
個の凹部32が径方向外方に向けて形成されていて、こ
れら凹部32間の突部の内周面がロータ20の外周面に
摺接する構成でハウジング30がロータ20に回転自在
に支承されており、1つの突部にはロックピン100と
スプリング101を収容する退避孔33が径方向に形成
されている。フロントプレート40及びリアプレート5
0は、環状のプレートであり、ハウジング30の凹部3
2及びベーン溝21の軸方向両端開口を閉塞するように
連結ボルト51によりハウジング30及びロータ20の
軸方向両端面に圧着されている。
には、有底円筒状を呈し、底部に段付内孔62の外方に
突出する軸部81を有するスプール弁80が軸方向に摺
動可能に嵌挿されている。スプール弁80は、開口側の
一端と段付孔62の段部との間に介装されたスプリング
89によって常時外方に向けて軸方向に付勢されてい
て、段付内孔62の大径孔開口縁部に嵌着されたリング
85により底部側の他端を抜け止めされている。スプー
ル弁80の外周には、通路63cが常時開口すると共
に、スプール弁80の軸方向移動に応じて通路63cを
環状溝64及び環状溝65に選択的に連通する環状溝8
2が形成されている。また、スプール弁80の外周に
は、通路68が常時開口すると共に、スプール弁80の
軸方向移動に応じて通路68をスプール弁80に形成さ
れた径方向通路84及び段付内孔62を介して選択的に
排出通路14に連通する環状溝83が形成されている。
尚、環状溝64は、スプール弁80の軸方向移動に応じ
て段付内孔62にも開口するようになっており、またス
プール弁80の底部には連通孔が形成されている。
にてハウジング30の各突部とロータ20との間に形成
される流体圧室R0を進角用室R1と遅角用室R2とに
二分していて、図2に示すように退避孔33が形成され
る突部の周方向端面にベーン70が当接することによ
り、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相(相
対回転量)が制限されるようになっている。
向へ摺動可能に組付けられていて、スプリング101に
よってロータ20に向けて付勢されている。スプリング
101はロックピン100とリテーナ102の間に介装
されている。本実施形態においては、退避孔33の外方
端に退避孔33をカムシャフト10の軸方向に貫通し、
その一端側がハウジング30の前端面に開口する溝が形
成されていて、この溝内には、ハウジング30の前端面
から後端に向けて板状のリテーナ102が嵌合され、ス
プリング101の一端を係止している。リテーナ102
は、その4隅に突部を有し、これら突部が溝内に嵌合さ
れることにより、ハウジング30の径方向に保持される
と共に、フロントプレート40とハウジング30の後端
側の溝の底面との間でハウジング30の軸方向に保持さ
れる。これにより、ロックピン100は、カムシャフト
10及びロータ20とハウジング30の相対位相が所定
の位相(最進角位置)で同期したとき、その頭部をロー
タ20の受容孔25に所定量嵌入されて、ロータ20と
ハウジング30の相対回転を規制する。
関のフロントカバー18の部位には、スプール弁80を
軸方向に移動させる電磁駆動機構90が固定されてい
る。電磁駆動機構90は、スプール弁80の軸部81に
対向するフロントカバー18の部位に形成された取付孔
18a内にオイルシール86を介して液密的に嵌合され
る磁性体材料から成る円筒状の固定コア91と、該固定
コア91と同軸的に配設される有底円筒状の磁性体材料
から成るボデー94と、軸受99a、99bを介してボ
デー94及び固定コア91に軸方向に移動自在に支承さ
れるロッド97と、該ロッド97上に固定される磁性体
材料から成る可動コア98と、ボデー94と固定コア9
1の外周に配設されるボビン95に巻回されるコイル9
6と、該コイル96の外周を覆うように配設されて、そ
の一端をボデー94にかしめ固定されると共に、その他
端に形成されるフランジ部を固定コア91に形成された
フランジ部92と共に取付ボルト87によりフロントカ
バー18に共締め固定される磁性体材料からなるヨーク
93とから構成されている。ロッド97の突出端には有
底円筒状の調整部材88が嵌合されており、該調整部材
88の底部外端面にスプール弁80の軸部81の先端球
状部81aが当接されている。
より可動コア98が固定コア91に向けて吸引され、ロ
ッド97により調整部材88を介してスプール弁80を
スプリング89に抗して図示右方へ摺動させるもので、
コイル96への電流供給が内燃機関の運転状態に応じて
図示しない制御装置によりデューティ制御される。コイ
ル96の非通電時(デューティ比0%)には、可動コア
98はストッパ98aを軸受99aに当接した初期位置
にあり、スプール弁80は図1に示す遅角位置に保持さ
れる。遅角位置においては、スプール弁80は、環状溝
82を介して通路63cと通路66を連通すると共に、
環状溝83を介して通路68と段付内孔62とを連通
し、これによりコイル96の非通電時には遅角用室R2
に供給通路12が連通されると共に、進角用室R1が排
出通路14に連通される。また、コイル96に100%
のデューティ比で電流が供給されると、可動コア98が
固定コア91に吸引されて、スプール弁80はロッド9
7によりスプリング89に抗してカムシャフト10側に
最大量摺動した図3に示す進角位置に保持される。この
進角位置においては、スプール弁80は、環状溝82を
介して通路63cと通路68を連通すると共に、通路6
6を段付内孔62の外端開口部とを連通し、これにより
進角用室R1に供給通路12が連通されると共に、遅角
用室R2が排出通路14及びフロントカバー18内部空
間に連通される。また、更に、コイル96に50%のデ
ューティ比で電流が供給されると、スプール弁80は図
4に示す保持位置に保持される。この保持位置において
は、図4に示すように通路68及び通路66の段付内孔
62側開口がスプール弁80により閉塞される。
時期制御装置においては、内燃機関の停止時には、オイ
ルポンプ15が停止するとともに電磁駆動機構90のコ
イル96が非通電の状態にあり、またロータ20とハウ
ジング30とが最遅角位置にて同期しロックピン100
の頭部が受容孔25に所定量嵌入して、最遅角位置にて
ロータ20とハウジング30の相対回転を規制している
図2に示すロック状態にある。このロック状態にて、当
該内燃機関が始動してオイルポンプ15が駆動されると
共にコイル96に100%デューティ比で電流が供給さ
れてスプール弁80が進角位置(図3参照)に保持され
ると、供給通路12から、通路21、63b及び63
c、環状溝82及び65、通路68、環状溝69、通路
22a、軸方向溝26、34及び連通孔27を介して受
容孔25に作動油が供給されるが、供給される作動油の
圧力はロックピン100をスプリング101に抗して受
容孔25から移動させるに足りる圧力に上昇する迄所定
時間を要するので、弁開閉時期制御装置は図1及び図2
に示すロック状態に維持され、ベーン70による打音の
発生が防止される。
されてから所定時間経過後には、進角位置に保持される
スプール弁80により受容孔25に供給される作動油の
圧力が上昇し、ロックピン100がスプリング101に
抗して移動し受容孔25から抜けてロック解除される。
これにより、供給通路から各通路、環状溝69及び各通
路22を介して作動油を同時に供給されていた各進角用
室R1(図2上のものは除く)内の油圧及び、供給通路
から各通路、環状溝69、通路22a及び周方向溝27
を介して作動油を供給されていた図2の上の進角用室R
1の油圧により、カムシャフト10と一体的に回転する
ロータ20と各ベーン70がハウジング30、両プレー
ト部材40、50等に対して進角側(図2の時計方向)
に相対回転する。この時には、上記したように各遅角用
室R2は排出通路14及びフロントカバー18内部空間
に連通される。尚、ロックピン100が受容孔25から
抜けた後、ロータ20とハウジング30が所定量以上相
対回転すると、通路22aと受容孔25の連通が遮断さ
れ、作動油の脈動によるロックピン100の振動が防止
される。
状態では、電磁駆動機構90のコイル96へ供給される
電流のデューティ比を変化させ、進角用室R1及び遅角
用室R2内の作動油の圧力を適宜調整することにより、
進角用室R1内の作動油圧力と遅角用室R2内の作動油
圧力の差圧によってロータ20がハウジング30等回転
伝達部材に対して遅角側又は進角側に向けて相対回転す
る。これにより、内燃機関の運転状態に応じて電磁駆動
機構90のコイル96へ供給される電流のデューティ比
を高く(例えば、100%)して、遅角用室R2から作
動油を排出すると共に進角用室R1へ作動油を供給する
ことにより、ロータ20とハウジング30等回転伝達部
材を相対回転させて、図2に2点鎖線で示すようにベー
ン70が1つの突部の周方向端面に当接して遅角用室R
2の容積が最小となる状態(最進角位置)とすることが
できる。また、電磁駆動機構90のコイル96へ供給さ
れる電流のデューティ比を低く(例えば、0%)して進
角用室R1から作動油を排出するとともに遅角用室R2
へ作動油を供給することにより、ロータ20とハウジン
グ30等回転伝達部材を相対回転させて、最進角状態か
ら図2に示す最遅角位置の状態とすることができる。ま
た、電磁駆動機構90のコイル96へ供給される電流の
デューティ比を50%に制御することにより、図4に示
すように、通路63c及び通路66をスプール弁80に
より閉塞し各進角用室R1及び各遅角用室R2に対する
作動油の供給・排出を停止して、ロータ20とハウジン
グ30等の相対位相を最遅角位置と最進角位置の間の任
意な位相に保持することも可能である。
磁駆動機構90のコイル96へ供給される電流のデュー
ティ比を内燃機関の運転状態に応じて適宜変更すること
で、クランクシャフト32の回転位相に対してカムシャ
フト10の回転位相を適宜変更して、最進角状態での弁
開閉時期と最遅角状態での弁開閉時期の間の任意な弁開
閉時期に連続的に変更することができ、その弁開閉時期
に保持することができる。
御装置は、ベーン70を取り付けたロータ20に外装さ
れるハウジング30にフロントプレート40及びリアプ
レート50を連結ボルト51により取り付けて一組立体
とした後、取付ボルト60によりカムシャフト10に組
付けられ、取付ボルト60に設けられた段付内孔62内
にスプール弁80が内臓される。そのため、1つの取付
ボルト60によりスプール弁80を備える弁開閉時期制
御装置を組付けることができ、組付性を向上することが
できると共に、部品点数を削減できて装置の製造コスト
を低減することができる。
際には、上記した位相変更作動を保証する為にスプール
弁80の摺動量及び初期位置を調整する必要がある。本
実施形態においては、この調整が電磁駆動機構90のロ
ッド97とスプール弁80の軸部81間に介装される調
整部材88の変更(調整部材88の厚さを変更)により
行われる。この調整部材88の変更は、電磁駆動機構9
0をフロントカバー18から取り外すことなく、電磁駆
動機構90の取付ボルト87を少量緩めてフロントカバ
ー18に対して相対移動可能とした状態で行うことがで
きるので、当該弁開閉時期制御装置の組付工程におい
て、電磁駆動機構90の組付を二度行う必要がなく、当
該弁開閉時期制御装置の内燃機関への組付性を向上する
ことができる。
ャフト10に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明
を実施したが、本発明は吸気用のカムシャフトに組付け
られる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るもので
ある。
用室R1が最小容積となる状態(最進角状態)にてハウ
ジング30に組付けたロックピン80の頭部がロータ2
0の受容孔22に嵌入されるように構成したが、進角用
室R2が最小容積となる状態(最遅角状態)にてハウジ
ングに組付けたロックピンの頭部がロータの受容孔に嵌
入されるように構成して実施することも可能である。
ーンがロータと別体に設けられると共に、受容孔及び退
避孔が径方向に形成され、ロックピンが径方向に移動す
る弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は
ベーンが周方向に厚肉とされてロータに一体に設けら
れ、該ベーン又はリアプレート(又はフロントプレー
ト)に退避孔を軸方向に形成し、リアプレート(又はフ
ロントプレート)又はベーンに受容孔を軸方向に形成
し、ロックピンが軸方向に移動する弁開閉時期制御装置
にも同様に実施し得るものである。
1つの締結部材を用いて制御弁を備える弁開閉時期制御
装置をカムシャフトに組付けることができ、組付性を向
上することができると共に、部品点数削減できて装置の
製造コストを低減することができる。
に取り付けられる電磁駆動機構を取り外すことなく、調
整弁の軸方向移動量を調整するために、調整部材の変更
が可能であるので、当該弁開閉時期制御装置の内燃機関
への組付性を著しく向上することができる。
態を示す縦断面図である。
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関のカムシャフトと共に回転する
回転部材と、該回転部材に相対回転可能に装着され前記
内燃機関のクランクシャフトと共に回転する回転伝達部
材と、該回転伝達部材の回転位相に対する前記回転部材
の回転位相を変更するために、流体圧力に応じて作動す
る位相変更機構と、該位相変更機構に供給される流体圧
力を調整するための調整弁とを備えてなる弁開閉時期制
御装置において、前記回転部材を前記カムシャフトに固
定するために前記カムシャフトに締結される締結部材内
に前記調整弁を内臓させたことを特徴とする弁開閉時期
制御装置。 - 【請求項2】 内燃機関のカムシャフトと共に回転する
回転部材と、該回転部材に相対回転可能に装着され前記
内燃機関のクランクシャフトと共に回転する回転伝達部
材と、該回転伝達部材の回転位相に対する前記回転部材
の回転位相を変更するために、流体圧力に応じて作動す
る位相変更機構と、該位相変更機構に供給される流体圧
力を調整するための調整弁と、前記内燃機関に取り付け
られ電磁力により軸方向に移動して前記調整弁を押動さ
せる押動部材を有する電磁駆動機構とを備えてなる弁開
閉時期制御装置において、前記押動部材と前記調整弁と
の間に前記調整弁の軸方向移動量を調整可能な調整部材
を介装したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
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