JPH04164107A - Variable valve timing device - Google Patents
Variable valve timing deviceInfo
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- JPH04164107A JPH04164107A JP29025590A JP29025590A JPH04164107A JP H04164107 A JPH04164107 A JP H04164107A JP 29025590 A JP29025590 A JP 29025590A JP 29025590 A JP29025590 A JP 29025590A JP H04164107 A JPH04164107 A JP H04164107A
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- sleeves
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関の吸排気バルブのバルブタイミングを
運転状態に応じて変更する可変バルブタイミング装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a variable valve timing device that changes the valve timing of intake and exhaust valves of an internal combustion engine according to operating conditions.
この種の可変バルブタイミング装置の一つに、第3図(
a)(b)に示されるように、内外周面のうち少なくと
も一方の歯がハス歯で形成されたリング歯車状スリーブ
30を介し、タイミングプーリ31とカム軸32とが同
軸上に噛合連結されると共に、前記リング歯車状スリー
ブ30を油圧やコイルスプリング33等を利用した駆動
機構でカム軸32の軸方向に移動させることにより、前
記タイミングプーリ31とカム軸32を相対回動させて
カム軸32による吸排気バルブの開閉時期を内燃機関の
運転状態に応じて進遅させるようにした可変バルブタイ
ミング装置がある。One of this type of variable valve timing device is shown in Fig. 3 (
As shown in (a) and (b), a timing pulley 31 and a camshaft 32 are coaxially meshed and connected via a ring gear-shaped sleeve 30 in which at least one of the teeth on the inner and outer peripheral surfaces is formed of helical teeth. At the same time, by moving the ring gear-shaped sleeve 30 in the axial direction of the camshaft 32 using a drive mechanism using hydraulic pressure, a coil spring 33, etc., the timing pulley 31 and the camshaft 32 are rotated relative to each other, and the camshaft is rotated. There is a variable valve timing device that advances or slows down the opening and closing timing of intake and exhaust valves according to the operating state of an internal combustion engine.
上記可変バルブタイミング装置によれば、内燃機関の運
転状態に応じて、例えば高負荷運転時には吸気バルブの
バルブタイミングを進めて可燃混合気の充填効率を高め
て高出力を得ることができ、また低負荷運転時には、吸
気バルブのバルブタイミングを遅らせることによって、
残留既燃ガス量を減少させ、燃焼の安定性、燃費の向上
環を図ることができる。According to the variable valve timing device, the valve timing of the intake valve can be advanced depending on the operating state of the internal combustion engine, for example, during high-load operation to increase the filling efficiency of the combustible air-fuel mixture and obtain high output. During load operation, by delaying the valve timing of the intake valve,
By reducing the amount of residual burnt gas, it is possible to improve combustion stability and fuel efficiency.
この種の可変バルブタイミング装置は、歯車(リング歯
車状スリーブ30)がタイミングプーリ31及びカム軸
32のそれぞれの歯に噛合う構成であるから、当然のこ
とながらそれら噛合いの間に所謂バックラッシュと称す
る噛合隙間゛が存在する。This type of variable valve timing device has a configuration in which a gear (ring gear-shaped sleeve 30) meshes with each tooth of a timing pulley 31 and a camshaft 32, so naturally there is a so-called backlash between these meshes. There is an interlocking gap called ``.
従って、このハックラッシュの存在のために、運転中、
バルブスプリングのノ\ネカがカム軸32の回転方向あ
るいは反回転方向に交番荷重的に作用してカム軸32の
回転トルクに変動を生じると噛合し)の騒音(打音)を
生じるものである。Therefore, due to the existence of this hack crash, while driving,
When the valve spring's neck acts as an alternating load in the rotational direction or counter-rotational direction of the camshaft 32 and causes fluctuations in the rotational torque of the camshaft 32, noise (hitting noise) is generated. .
そこで、特開昭62−3111号公報に開示されたよう
な、前記リング歯車状スリーブ30を分割し、それらの
間隔を離間させてそれらの歯筋をずらすことで前記ハソ
クラ・ノシュをなくして噛合いの騒音を低減させるよう
にしたものが知られている。Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-3111, the ring gear-shaped sleeve 30 is divided, the intervals between them are increased, and the tooth traces thereof are shifted, thereby eliminating the above-mentioned hasochrane and meshing. Some devices are known that are designed to reduce noise.
上記公報に記載の可変バルブタイミング装置は、第3図
(b)によく示されるように、前記リング歯車状スリー
ブ30が歯車構成体として、二個のリング歯車状スリー
ブ40.41 と、これら二個のリン′ グ歯車状ス
リーブ40.41をカム軸32の軸方向にスライド可能
に結合しているスラストピン42と、前記二個のリング
歯車状スリーブ40.41の間に介在されこれらリング
歯車状スリーブ40.41を離間させて相互の歯筋を僅
かにずらしているコイルスプリング43とで構成された
ことを特徴としている。In the variable valve timing device described in the above publication, as clearly shown in FIG. 3(b), the ring gear-shaped sleeve 30 has two ring gear-shaped sleeves 40, 41 as gear components, and two ring gear-shaped sleeves 40, 41. A thrust pin 42 that connects two ring gear-shaped sleeves 40.41 in a slidable manner in the axial direction of the camshaft 32, and a thrust pin 42 that is interposed between the two ring gear-shaped sleeves 40.41 and these ring gears It is characterized in that it is constructed with a coil spring 43 which separates the shaped sleeves 40 and 41 and slightly shifts the tooth traces from each other.
上記公報によれば、前記二個のリング歯車状スリーブ4
0,41間に介在するコイルスプリング43のバネ力が
大きく、前記二個のリング歯車状スリーブ40.41は
常に離間した状態、即ち前記バンクラッシュがゼロの状
態が常に持続されている。According to the above publication, the two ring gear-shaped sleeves 4
The spring force of the coil spring 43 interposed between 0 and 41 is large, and the two ring gear-shaped sleeves 40 and 41 are always kept in a spaced apart state, that is, a state in which the bank lash is zero.
ところが、この種の可変バルブタイミング装置のように
、ハス歯を有するリング歯車状スリーブを使用した可変
バルブタイミング装置では、歯車が噛合いながら軸方向
に摺動することが位相可変の前提となっており、上記の
ように前記バンクラッシュを常にゼロとするものにおい
ては、位相変更時の前記リング歯車状スリーブ30の軸
方向移動に対する摺動抵抗が大となり、リング歯車状ス
リーブ30を移動させるために大きな駆動力が必要とな
り、またその摺動抵抗によりリング歯車状スリーブ30
の移動速度が遅くなり作動応答性の悪化を招くという問
題があった。However, in variable valve timing devices such as this type that use ring gear-shaped sleeves with helical teeth, the premise of variable phase is that the gears slide in the axial direction while meshing. However, in the case where the bank lash is always zero as described above, the sliding resistance against the axial movement of the ring gear-like sleeve 30 when changing the phase becomes large, and it is difficult to move the ring gear-like sleeve 30. A large driving force is required, and due to the sliding resistance, the ring gear-shaped sleeve 30
There has been a problem in that the moving speed of the motor becomes slow, leading to deterioration of operational responsiveness.
本発明は、位相固定時には実質上の前記リング歯車状ス
リーブの歯幅を大きくし、位相変更中には歯幅が小さく
なくなるようにして、位相固定時にバンクラッシュをな
くし、位相変更中はバックラッシュが生じるようにして
前記リング歯車状スリーブ移動時の摺動抵抗を小さくし
、上記問題を解決するものである。The present invention substantially increases the tooth width of the ring gear-shaped sleeve when the phase is fixed, and prevents the tooth width from becoming small during the phase change, thereby eliminating bank lash when the phase is fixed, and backlash during the phase change. The above-mentioned problem is solved by reducing the sliding resistance when the ring-gear shaped sleeve moves so as to reduce the sliding resistance during movement of the ring gear-shaped sleeve.
〔課題を解決する手段〕
本発明によれば、上記課題が以下の構成によって解決さ
れる。すなわち本発明は、内外周面の少なくとも一方の
歯がハス歯で形成されたリング歯車状スリーブが、タイ
ミングプーリとカム軸間に噛合されることで、該タイミ
ングプーリと該カム軸とが連結され、油圧の切換による
前記リング歯車状スリーブの軸方向移動によってタイミ
ングプ−リとカム軸が相対回動してバルブタイミングが
変更される可変バルブタイミング装置において、前記リ
ング歯車状スリーブは、軸方向に第1のリング歯車状ス
リーブと第2のリング歯車状スリーブとに分割され、前
記第1、第2のリング歯車状スリーブは、それら第1、
第2のリング歯車状スリーブ間の間隔を可変とする弾性
体によって連結され、前記第1、第2のリング歯車状ス
リーブの相対位置は、前記第1、第2のリング歯車状ス
リーブ間の間隔が最大及び最小の時に、前記第1、第2
のリング歯車状スリーブの歯筋のずれが最大となるよう
に設定され、前記弾性体のバネ力は、前記リング歯車状
スリーブに作用する油圧が、第1の所定値以下のときに
前記第1のリング歯車状スリーブと第2のリング歯車状
スリーブの間隔が最大となり、前記第1の所定値よりも
大きい第2の所定値以上のときに該間隔が最小となり、
第1の所定値以上でかつ第2の所定値以下のときに該間
隔が中間値となるように設定され、前記リング歯車状ス
リーブは、前記油圧が前記第1の所定値以上でかつ第2
の所定値以下のときに軸方向へ移動可能に構成されるこ
とを特徴とする。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above problems are solved by the following configuration. That is, in the present invention, the timing pulley and the camshaft are connected by a ring gear-shaped sleeve having at least one helical tooth on the inner and outer circumferential surfaces meshing between the timing pulley and the camshaft. , in a variable valve timing device in which the timing pulley and the camshaft are rotated relative to each other by axial movement of the ring gear-shaped sleeve due to oil pressure switching, and the valve timing is changed; The first ring gear sleeve is divided into a first ring gear sleeve and a second ring gear sleeve, and the first ring gear sleeve and the second ring gear sleeve are divided into a first ring gear sleeve and a second ring gear sleeve.
The second ring gear shaped sleeves are connected by an elastic body that makes the distance between the two ring gear shaped sleeves variable, and the relative positions of the first and second ring gear shaped sleeves are determined by the distance between the first and second ring gear shaped sleeves. is the maximum and minimum, the first and second
The spring force of the elastic body is set such that the displacement of the teeth of the ring gear-shaped sleeve is maximum, and the spring force of the elastic body is set such that the spring force of the elastic body is set such that the displacement of the teeth of the ring gear-shaped sleeve is set to be the maximum, and the spring force of the elastic body is set such that the spring force of the elastic body is set such that the displacement of the teeth of the ring gear-shaped sleeve is set to be the maximum. The distance between the ring gear-shaped sleeve and the second ring gear-shaped sleeve is maximum, and the distance is minimum when it is equal to or greater than a second predetermined value that is larger than the first predetermined value,
The interval is set to be an intermediate value when the oil pressure is greater than or equal to the first predetermined value and less than or equal to the second predetermined value;
is characterized in that it is configured to be movable in the axial direction when the value is less than a predetermined value.
前記リング歯車状スリーブに作用する油圧が、前記第1
の所定値以下、もしくは前記第2の所定値以上である時
、即ちリング歯車状スリーブが、軸方向移動可能である
範囲の端部にある位相固定時には、前記第1のリング歯
車状スリーブと前記第2のリング歯車状スリーブ間の間
隔が最大もしくは最小となっている。両リング歯車状ス
リーブ間の間隔が最大及び最小であるときは、前記両リ
ング歯車状スリーブの歯筋のずれが最大となるように、
前記両リング歯車状スリーブの相対位置が設定されてい
るため、噛合いのバックラッシュがなくなり、騒音が低
減する。Hydraulic pressure acting on the ring gear-shaped sleeve is applied to the first
is less than the predetermined value or greater than the second predetermined value, that is, when the ring gear-shaped sleeve is phase locked at the end of the range in which it can move in the axial direction, the first ring gear-shaped sleeve and the The spacing between the second ring gear sleeves is either maximum or minimum. When the distance between the two ring gear-shaped sleeves is the maximum and the minimum, the deviation of the tooth traces of the two ring gear-shaped sleeves is maximized,
Since the relative positions of both ring gear-shaped sleeves are set, there is no meshing backlash and noise is reduced.
前記リング歯車状スリーブに作用する油圧がミ前記第1
の所定値以上で第2の所定値以下である時、即ちリング
歯車状スリーブが移動中である位相変更中には、第1の
リング歯車状スリーブと第2のリング歯車状スリーブの
間隔は前記最大値と最小値の間の中間値となる。例えば
、前記間隔が最大の状態から徐々に縮んでいくとき、前
記両リング歯車状スリーブの歯筋はずれた状態から徐々
に歯筋が揃う方向に変化する。前記間隔が前記最大値最
小値間のある中間値となるとき、前記両リング歯車状ス
リーブの歯筋は一致し、更に前記間隔が縮まるにつれ、
前記両リング歯車状スリーブの歯筋は再びずれていく。The hydraulic pressure acting on the ring gear-shaped sleeve is
is greater than or equal to the predetermined value and less than or equal to the second predetermined value, that is, during a phase change in which the ring gear sleeve is moving, the distance between the first ring gear sleeve and the second ring gear sleeve is This is the intermediate value between the maximum and minimum values. For example, when the distance gradually decreases from the maximum state, the tooth traces of both ring gear-shaped sleeves change from a misaligned state to a state where the tooth traces gradually become aligned. When the distance is a certain intermediate value between the maximum value and the minimum value, the tooth traces of both ring gear-like sleeves coincide, and as the distance further decreases,
The tooth traces of both ring gear-like sleeves shift again.
従って前記位相変更中には、前記噛合いにバックラッシ
ュが生じ、リング歯車状スリーブの軸方向移動に対する
摺動抵抗が低減する。Therefore, during the phase change, a backlash occurs in the meshing, and the sliding resistance to the axial movement of the ring gear-like sleeve is reduced.
以下、図面に基づき本発明による実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は本発明による可変バルブタイミング装置の実施
例の構成図を示す。上半分は油圧OFF時の状態を示し
、下半分は油圧ON時の状態を示す。FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a variable valve timing device according to the present invention. The upper half shows the state when the oil pressure is OFF, and the lower half shows the state when the oil pressure is ON.
まず、本実施例の構成を説明する。First, the configuration of this embodiment will be explained.
■はカム軸である。周知のとおり内燃機関のカム軸には
カムが取り付けられカム軸の回転によってカムに当設さ
れた吸排気バルブが上下動して吸排気ポートが開閉し吸
排気が行われる。■ is the camshaft. As is well known, a cam is attached to the camshaft of an internal combustion engine, and as the camshaft rotates, intake and exhaust valves attached to the cam move up and down, opening and closing intake and exhaust ports, thereby performing intake and exhaust.
該カム軸1のタイミングプーリ側の軸受部2より機関本
体の外側に突出したカム軸1の先端部周面にはスリーブ
3が圧入されカム軸1の先端からボルト4によってカム
軸1との相対回動及び軸方向移動不能に取り付けられて
いる。A sleeve 3 is press-fitted onto the peripheral surface of the tip of the camshaft 1 that protrudes outside the engine body from the bearing portion 2 on the side of the timing pulley of the camshaft 1, and is connected to the camshaft 1 by a bolt 4 from the tip of the camshaft 1. It is mounted so that it cannot rotate or move in the axial direction.
スリーブ3の外周面には周方向全周にわたるハス歯が形
成されており、その外周側には前記軸受部2側から第1
のリング歯車状スリーブ5、第2のリング歯車状スリー
ブ6がこの順に配設され、それぞれの内周面に形成され
た歯が前記スリーブ3の外周面の歯に噛合されている。Helical teeth are formed on the outer circumferential surface of the sleeve 3 over the entire circumference in the circumferential direction, and on the outer circumferential side, a first tooth is formed from the bearing portion 2 side.
A ring gear-shaped sleeve 5 and a second ring gear-shaped sleeve 6 are arranged in this order, and the teeth formed on the inner circumference of each are meshed with the teeth on the outer circumference of the sleeve 3.
前記第1のリング歯車状スリーブ5と第2のリング歯車
状スリーブ6とはコイルスプリング7によって両者を離
間して連結されており、該両者の間隔はコイルスプリン
グ7の自由長を最大とし、最小ゼロまで可変とされてい
る。The first ring gear shaped sleeve 5 and the second ring gear shaped sleeve 6 are connected by a coil spring 7 with a distance between them, and the distance between the two is set so that the free length of the coil spring 7 is the maximum and the free length of the coil spring 7 is the minimum. It is said to be variable up to zero.
また、前記両者の間隔が前記最大から最小までのある中
間値となるときに、前記両者の歯筋が一致するように前
記両者の相対位置が設定されている。Moreover, the relative positions of the two teeth are set so that the tooth traces of the two teeth coincide when the distance between the two teeth becomes a certain intermediate value between the maximum and the minimum values.
前記第1のリング歯車状スリーブ5および第2のリング
歯車状スリーブ6の外周の歯には、タイミングプーリ8
の内周面に形成されたハス歯が噛合されており、クラン
クシャフトからタイミングプーリ8に伝達された駆動力
は、前記リング歯車状スリーブ5,6、前記スリーブ3
を介し、カム軸1に伝達される。A timing pulley 8 is provided on the teeth on the outer periphery of the first ring gear shaped sleeve 5 and the second ring gear shaped sleeve 6.
The helical teeth formed on the inner peripheral surface of the sleeves 3 and 3 are engaged with each other, and the driving force transmitted from the crankshaft to the timing pulley 8 is transferred to the ring gear-shaped sleeves 5, 6 and the sleeve 3.
is transmitted to the camshaft 1 via.
第1図において前記タイミングプーリ8の左端には會9
がボルト10によって取り付けられており、該蓋9と、
前記スリーブ3と、前記タイミングプーリ8によって形
成される筒状の空間に前記リング歯車状スリーブ5,6
が収納されている。In FIG. 1, the left end of the timing pulley 8 is
is attached by bolts 10, and the lid 9 and
The ring gear-shaped sleeves 5 and 6 are placed in a cylindrical space formed by the sleeve 3 and the timing pulley 8.
is stored.
該空間は、その内周壁が前記スリーブ3の外周面、外周
壁が前記タイミングプーリ8の内周面で構成され、軸方
向右側の壁が前記タイミングプーリ8のボス、軸方向左
側の壁が前記蓋9で構成されている。The inner circumferential wall of this space is the outer circumferential surface of the sleeve 3, the outer circumferential wall is the inner circumferential surface of the timing pulley 8, the right wall in the axial direction is the boss of the timing pulley 8, and the left wall in the axial direction is the boss of the timing pulley 8. It is composed of a lid 9.
前記空間は前記リング歯車状スリーブ5,6よりも軸方
向に長く形成されており、前記リング歯車状スリーブ5
,6の軸方向の移動を可能にすると共に前記リング歯車
状スリーブ5.6の軸方向への移動距離を前記軸方向左
右端の壁によって決定している。The space is formed to be longer in the axial direction than the ring gear shaped sleeves 5 and 6.
.
前記空間のうち、前記第2のリング歯車状スリーブ6の
左端と前記蓋9に挟まれた部分は油圧室11として構成
され、該油圧室11は、前記カム軸1内部に設けられ該
カム軸1の前記軸受部2から前記ボルト4先端までを貫
通した油孔12に連通されている。該油孔12は、前記
カム軸1の前記軸受部2に形成され前記軸受部2周方向
に一周するm13に連通されており、該溝13は、軸受
14内の油孔15に連通され、更には、該油孔15から
油圧配管16を介して機関のオイルポンプ17あるいは
ドレン通路18に連通されている。前記油圧配管16は
その途中に油圧の0N−OFFを切り換える切換弁19
が設けられており、バルブタイミングの変更を指令する
制御回路20によりその作動が制御される。A portion of the space sandwiched between the left end of the second ring gear-shaped sleeve 6 and the lid 9 is configured as a hydraulic chamber 11, and the hydraulic chamber 11 is provided inside the camshaft 1 and is connected to the camshaft. The oil hole 12 that extends from the bearing portion 2 of No. 1 to the tip of the bolt 4 communicates with the oil hole 12 . The oil hole 12 is in communication with an oil hole m13 formed in the bearing part 2 of the camshaft 1 and extending around the bearing part 2 in the circumferential direction, and the groove 13 is in communication with an oil hole 15 in the bearing 14, Further, the oil hole 15 is connected to an oil pump 17 or a drain passage 18 of the engine via a hydraulic pipe 16. The hydraulic piping 16 has a switching valve 19 in its middle that switches the hydraulic pressure between ON and OFF.
is provided, and its operation is controlled by a control circuit 20 that instructs changes in valve timing.
一方、前記空間の前記軸方向右側の壁と前記第1のリン
グ歯車状スリーブ5の右端との間には、コイルスプリン
グ21が取り付けられ、前記リング歯車状スリーブ5.
6を軸方向左側に付勢している。On the other hand, a coil spring 21 is installed between the axial right side wall of the space and the right end of the first ring gear shaped sleeve 5.
6 to the left in the axial direction.
前記スリーブ3の、前記タイミングプーリ8ボス部との
摺動部分には、軸方向に貫通する溝22が設けられ、シ
リンダヘッド23内の油戻り通路24と、前記リング歯
車状スリーブ5.6が収納される前記空間とを連通させ
ている。A groove 22 penetrating in the axial direction is provided in the sliding portion of the sleeve 3 with the boss portion of the timing pulley 8, and an oil return passage 24 in the cylinder head 23 and the ring gear-shaped sleeve 5.6 are provided. It communicates with the space in which it is housed.
また、第1図上半分に示すように、前記リング歯車状ス
リーブ5.6が前記空間内の左端にあるときに、該両リ
ング歯車状スリーブ5,6間の間隔が最大、第1図下半
分に示すように、右端にあるとき最小となるように、前
記コイルスプリング7.21のハネ力は設定される。即
ち、前記リング歯車状スリーブ5,6が前記空間内の左
端にあるときには、前記リング歯車状スリーブ5.6間
のコイルスプリング7のバネ力が、前記第1のリング歯
車状スリーブ5右側のコイルスプリング21のバネ力よ
りも大となり、前記リング歯車状スリーブ5,6が前記
空間内の右端にあるときには、逆に前記リング歯車状ス
リーブ5.6間のコイルスプリング7のバネ力が、前記
第1のリング歯車状スリーブ5右側のコイルスプリング
21のハネ力よ ′りも小となるように、前記コイル
スプリング7゜21のハネ力は設定される。Further, as shown in the upper half of FIG. 1, when the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 are at the left end in the space, the distance between the two ring gear-shaped sleeves 5 and 6 is at the maximum, and As shown in the half, the spring force of the coil spring 7.21 is set so that it is minimum when it is at the right end. That is, when the ring gear sleeves 5 and 6 are at the left end in the space, the spring force of the coil spring 7 between the ring gear sleeves 5 and 6 is applied to the coil on the right side of the first ring gear sleeve 5. When the ring gear sleeves 5 and 6 are at the right end in the space, the spring force of the coil spring 7 between the ring gear sleeves 5 and 6 is greater than the spring force of the spring 21. The spring force of the coil spring 7°21 is set so that it is smaller than the spring force of the coil spring 21 on the right side of the ring gear-shaped sleeve 5 of No.1.
尚、上記のオイルポンプ17による油圧の元圧は、前記
リング歯車状スリーブ5.6間のコイルスプリング7、
及び第1のリング歯車状スリーブ5右側のコイルスプリ
ング21の最大バネ力よりも大きい。Note that the source pressure of the oil pressure from the oil pump 17 is the coil spring 7 between the ring gear-shaped sleeves 5 and 6;
and is larger than the maximum spring force of the coil spring 21 on the right side of the first ring gear-shaped sleeve 5.
また、本実施例では、前記リング歯車状スリーブ5.6
が前記空間内の左端にあるときに、バルブタイミングが
遅れ側となり、右端にあるときに進み側となるよう構成
されている。Further, in this embodiment, the ring gear-shaped sleeve 5.6
When the valve timing is at the left end in the space, the valve timing is delayed, and when it is at the right end, the valve timing is advanced.
次に上記の構成による作用を説明する。Next, the effect of the above configuration will be explained.
バルブタイミングは機関が所定運転状態になると変更さ
れるよう制御されるが、ここでは、遅れ側のバルブタイ
ミングから進み側のバルプタイミングへ変更する場合を
例にとり説明する。The valve timing is controlled to be changed when the engine enters a predetermined operating state, but here, an example will be explained in which the valve timing is changed from a delayed valve timing to an advanced valve timing.
油圧室11に油圧が作用するまでの間、即ちバルブタイ
ミングが遅れ側に固定されているとき、前記リング歯車
状スリーブ5.6は、第1図に見てそれらが収納される
前記空間内の左端にあり、このとき前記リング歯車状ス
リーブ5.6間のコイルスプリング7のハネ力が、前記
第1のリング歯車状スリーブ5右側のコイルスプリング
21のバネ力よりも大きいため、第2図(a)に示すよ
うに、両リング歯車状スリーブ5,6間の間隔は最大と
なっており、従って両者の歯筋がずれ、前記バックラッ
シュがゼロとなっている。Until hydraulic pressure is applied to the hydraulic chamber 11, that is, when the valve timing is fixed to the delayed side, the ring gear-like sleeves 5.6 are inserted into the space in which they are accommodated as seen in FIG. At this time, the spring force of the coil spring 7 between the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 is larger than the spring force of the coil spring 21 on the right side of the first ring gear-shaped sleeve 5. As shown in a), the distance between the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 is maximum, so that the tooth traces of the two are shifted, and the backlash is zero.
機関の運転状態が所定状態となると、前記制御回路20
の指令によって、前記切換弁19が作動し、前記油圧配
管16とオイルポンプ17が連通される。When the operating state of the engine reaches a predetermined state, the control circuit 20
In response to the command, the switching valve 19 is operated, and the hydraulic piping 16 and the oil pump 17 are communicated with each other.
油圧配管16とオイルポンプ17が連通されると、オイ
ルポンプ17から油圧ば、前記油圧配管16、前記カム
軸軸受14の油孔15、前記軸受部2の413、前記カ
ム軸1内を通り前記軸受部2から前記ボルト4の先端ま
で貫通する油孔12をこの順に通り、前記第2のリング
歯車状スリーブ6左側の前記油圧室11に作用する。When the hydraulic piping 16 and the oil pump 17 are brought into communication, the hydraulic pressure from the oil pump 17 passes through the hydraulic piping 16, the oil hole 15 of the camshaft bearing 14, 413 of the bearing part 2, and the inside of the camshaft 1. It passes in this order through the oil hole 12 penetrating from the bearing portion 2 to the tip of the bolt 4, and acts on the hydraulic chamber 11 on the left side of the second ring gear-shaped sleeve 6.
このとき、前記リング歯車状スリーブ5.6間のコイル
スプリング7のハネ力が、前記第1のリング歯車状スリ
ーブ5右側のコイルスプリング21のハネ力よりも大き
いため、前記リング歯車状スリーブ5,6間の間隔は縮
まらず、前記第1のリング歯車状スリーブ5右側のコイ
ルスプリング21が縮むことでリング歯車状スリーブ5
,6は前記空間内を右方に移動し始める。At this time, since the spring force of the coil spring 7 between the ring gear-like sleeves 5 and 6 is larger than the spring force of the coil spring 21 on the right side of the first ring gear-like sleeve 5, the ring gear-like sleeve 5, 6 does not decrease, and the coil spring 21 on the right side of the first ring gear shaped sleeve 5 contracts, so that the ring gear shaped sleeve 5
, 6 begin to move to the right in the space.
移動し始めると前記コイルスプリング21のバネ力が大
きくなってくる。そして、両コイルスプリング7.21
のバネ力の差が小さくなってくるとコイルスプリング7
も縮み始め、両リング歯車状スリーブ5.6間の間隔が
小さくなってくる。即ち第2図(b)に示すように、既
述した両リング歯車状スリーブ5,6の歯筋が一致する
よう設定しておいたある間隔に近づく。従って前記ハッ
クラッシュが生じ、前記リング歯車状スリーブ5.6の
軸方向移動に対する摺動抵抗が低減される。When the movement begins, the spring force of the coil spring 21 increases. And both coil springs 7.21
When the difference in spring force becomes smaller, coil spring 7
also begins to shrink, and the distance between the two ring gear-shaped sleeves 5.6 becomes smaller. That is, as shown in FIG. 2(b), the distance approaches a certain distance that has been set so that the tooth traces of both the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 mentioned above coincide. The hacklash thus occurs and the sliding resistance to the axial movement of the ring gear sleeve 5.6 is reduced.
更に、前記リング歯車状スリーブ5,6が移動すると前
記画コイルスプリング7.21のバネ力が逆転し、前記
コイルスプリング7のバネ力の方が相対的に小さくなる
ため前記両リング歯車状スリーブ5.6間の間隔は更に
縮まる。前記両リング歯車状スリーブ5,6間の間隔が
、上記の両リング歯車状スリーブ5,6の歯筋が一致す
る間隔よりも更に縮んでいくと、前記歯筋は再び徐々に
すれていき、前記リング歯車状スリーブ5.6が前記空
間の右端まで移動すると、第2図(C)のように、両リ
ング歯車状スリーブ5,6間の間隔は最小となり、前記
両リング歯車状スリーブ5.6の歯筋がずれ、前記ハッ
クラッシュがゼロとなる。Furthermore, when the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 move, the spring force of the coil spring 7.21 is reversed, and the spring force of the coil spring 7 becomes relatively smaller, so that both ring gear-shaped sleeves 5 The interval between .6 is further reduced. When the distance between the two ring gear-shaped sleeves 5, 6 is further reduced than the interval at which the tooth traces of both the ring gear-shaped sleeves 5, 6 coincide, the tooth traces gradually rub together again. When the ring gear sleeve 5.6 moves to the right end of the space, the distance between the ring gear sleeves 5.6 becomes minimum, as shown in FIG. 2(C). The tooth trace of No. 6 is shifted and the hacklash becomes zero.
また、このときリング歯車状スリーブ5,6が前記空間
の右端に移動しているため、前記タイミングプーリ8と
カム軸1は相対回動しており、バルブタイミングは進み
側に切り換わっている。Further, at this time, since the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 have moved to the right end of the space, the timing pulley 8 and the camshaft 1 are rotating relative to each other, and the valve timing has been switched to the advance side.
前記油圧室11に油圧が与えられると、前記リング歯車
状スリーブ5,6と前記タイミングプーリ8あるいは前
記スリーブ3との歯の噛合いの隙間から徐々に油が右方
に漏れ出てくる。前記第1のリング歯車状スリーブ5の
右側の空間に浸入した油は、前記スリーブ3の右側端部
に設けられた前記溝22を通り、シリンダヘッド23内
の前記油戻り通路24へ流出し、機関内部へ戻される。When hydraulic pressure is applied to the hydraulic chamber 11, oil gradually leaks to the right from the gap between the teeth of the ring gear-shaped sleeves 5, 6 and the timing pulley 8 or the sleeve 3. The oil that has entered the space on the right side of the first ring gear-shaped sleeve 5 passes through the groove 22 provided at the right end of the sleeve 3 and flows out to the oil return passage 24 in the cylinder head 23. Returned to the inside of the engine.
バルブタイミングを進み側から遅れ側に戻す場合、前記
制御回路20は、前記切換弁19に対し、前記油圧配管
16と前記オイルポンプ17との連通を遮断し、前記油
圧配管16を前記ドレン通路18に連通するよう指令を
出す。When returning the valve timing from the advanced side to the delayed side, the control circuit 20 cuts off communication between the hydraulic piping 16 and the oil pump 17 with respect to the switching valve 19, and connects the hydraulic piping 16 to the drain passage 18. Issue a command to communicate with.
前記油圧配管16がドレン通路18に連通されたことに
より、前記油圧室11に油圧が作用しなくなり前記リン
グ歯車状スリーブ5,6は前記第1のリング歯車状スリ
ーブ5右側のコイルスプリング21によって左側に押し
戻される。この際、前記第1のリング歯車状スリーブ5
と前記第2のリング歯車状スリーブ6との相対位置は、
前述した、バルブタイミングを遅れ側から進み側に変更
する場合と全く逆の挙動をする。即ち、バルブタイミン
グを遅れ側から進み側に変更する場合と全く同様の18
、
作用が得られる。Since the hydraulic pipe 16 is connected to the drain passage 18, no hydraulic pressure acts on the hydraulic chamber 11, and the ring gear-shaped sleeves 5, 6 are moved to the left side by the coil spring 21 on the right side of the first ring gear-shaped sleeve 5. be pushed back. At this time, the first ring gear-shaped sleeve 5
The relative position between and the second ring gear shaped sleeve 6 is as follows:
The behavior is completely opposite to the case where the valve timing is changed from the delayed side to the advanced side as described above. In other words, the 18
, the effect can be obtained.
前記リング歯車状スリーブ5.6が左側へ戻される際、
前記油圧室11内の油は、前記ポルト4先端から前記カ
ム軸1内を通り前記軸受部2までを貫通する油孔12、
前記軸受部2の溝13、前記軸受14の油孔15、前記
油圧配管16をこの順に通り、前記切換弁19を経てド
レン通路18を通りオイルパンに戻る。When said ring gear sleeve 5.6 is returned to the left side,
The oil in the hydraulic chamber 11 is passed through an oil hole 12 that passes from the tip of the port 4 through the inside of the camshaft 1 to the bearing portion 2;
It passes through the groove 13 of the bearing portion 2, the oil hole 15 of the bearing 14, and the hydraulic pipe 16 in this order, passes through the switching valve 19, passes through the drain passage 18, and returns to the oil pan.
以上説明したように、本実施例では、前記リング歯車状
スリーブ5.6が、それらを収納している前記空間内の
左右端にあるとき、即ちバルブタイミングが進遅どちら
かに固定されているときには、前記バックラッシュがゼ
ロとなり、噛合いの騒音が防止され、前記リング歯車状
スリーブ5゜6が移動中のとき、即ちバルブタイミング
を変更中のときには、前記バンクラッシュが生じるため
、前記リング歯車状スリーブ5,6移動時の摺動抵抗の
増加が防止され、作動応答性が向上する。As explained above, in this embodiment, when the ring gear-shaped sleeves 5 and 6 are at the left and right ends of the space in which they are housed, that is, the valve timing is fixed to either advance or retard. Sometimes, the backlash is zero, meshing noise is prevented, and when the ring gear-like sleeve 5.6 is moving, that is, when changing the valve timing, the bank lash occurs, so that the ring gear An increase in sliding resistance during movement of the shaped sleeves 5 and 6 is prevented, and operational responsiveness is improved.
(発明の効果〕
本発明によれば、バルブタイミングの実際の使用域であ
る、リング歯車状スリーブがそれを収納している空間の
軸方向端部に位置するときにおいては、ハックラッシュ
がなくなり噛合いの騒音が防止され、一方バルブタイミ
ング変更時である、リング歯車状スリーブ移動中は、バ
ックラッシュが生じて摺動抵抗の増加が防止され、作動
応答性の向上が図れるほか作動油圧レベルを低く抑える
ことができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, when the ring gear-shaped sleeve is located at the axial end of the space in which it is housed, which is the area in which valve timing is actually used, there is no hacklash and the mesh is not engaged. On the other hand, when changing the valve timing, during the movement of the ring gear sleeve, backlash is prevented from occurring and increasing sliding resistance, improving operational response and lowering the operating oil pressure level. It can be suppressed.
第1図は本発明による可変バルブタイミング装置の一実
施例の構成図を示す。上半分は、油圧OFF時の状態を
示し、下半分は油圧ON時の状態を示す。
第2図(a)(b)(c)は本実施例の可変バルブタイ
ミング装置の第1のリング歯車状スリーブと第2のリン
グ歯車状スリーブの間隔の変化と両者の歯筋の変化の関
係をあられす模式図を示す。
(a)は、前記両者の間隔が最大のときの前記両者の歯
筋の位置を示し、
(b)は、前記両者の間隔が中間値であるときの前記両
者の歯筋の位置を示し、
(C)は、前記両者の間隔が最小のときの前記両者の歯
筋の位置を示す。
第3図(a’) (b)は従来の技術による可変バル
ブタイミング装置の構成図を示す。
(a>は従来の可変バルブタイミング装置全体構成図、
(b)は歯車構成体の構成図である。
符号の説明
1−・−一一一一カム軸
5−−−一第1のリング歯車状スリーブ6 −−−−−
−一第2のリング歯車状スリーブ7 −一−−−コイル
スプリング
8 −−−−−−一タイミングプーリ
11−−−−−油圧室
20−−−−−−制御装置
21−−−−−− コイルスプリング
出願人 トヨタ自動車株式会社FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a variable valve timing device according to the present invention. The upper half shows the state when the oil pressure is OFF, and the lower half shows the state when the oil pressure is ON. FIGS. 2(a), (b), and (c) show the relationship between the change in the interval between the first ring gear-shaped sleeve and the second ring gear-shaped sleeve and the change in the tooth traces of both of the variable valve timing device of this embodiment. A schematic diagram is shown. (a) shows the position of both the tooth traces when the distance between the two is the maximum, (b) shows the position of the both tooth traces when the distance between the two is an intermediate value, (C) shows the positions of the two tooth traces when the distance between the two is the minimum. FIGS. 3(a') and 3(b) show configuration diagrams of a conventional variable valve timing device. (a> is an overall configuration diagram of a conventional variable valve timing device,
(b) is a block diagram of a gear structure. Explanation of symbols 1--11-1 Camshaft 5--1 First ring gear-shaped sleeve 6--
-1 Second ring gear shaped sleeve 7 -1 Coil spring 8 -1 Timing pulley 11 - Hydraulic chamber 20 - Control device 21 − Coil spring applicant Toyota Motor Corporation
Claims (1)
リング歯車状スリーブが、タイミングプーリとカム軸間
に噛合されることで、該タイミングプーリと該カム軸と
が連結され、油圧の切換による前記リング歯車状スリー
ブの軸方向移動によってタイミングプーリとカム軸が相
対回動してバルブタイミングが変更される可変バルブタ
イミング装置において、 前記リング歯車状スリーブは、軸方向に第1のリング歯
車状スリーブと第2のリング歯車状スリーブとに分割さ
れ、前記第1、第2のリング歯車状スリーブは、それら
第1、第2のリング歯車状スリーブ間の間隔を可変とす
る弾性体によって連結され、 前記第1、第2のリング歯車状スリーブの相対位置は、
前記第1、第2のリング歯車状スリーブ間の間隔が最大
及び最小の時に、前記第1、第2のリング歯車状スリー
ブの歯筋のずれが最大となるように設定され、 前記弾性体のバネ力は、前記リング歯車状スリーブに作
用する油圧が、第1の所定値以下のときに前記第1のリ
ング歯車状スリーブと第2のリング歯車状スリーブの間
隔が最大となり、前記第1の所定値よりも大きい第2の
所定値以上のときに該間隔が最小となり、第1の所定値
以上でかつ第2の所定値以下のときに該間隔が中間値と
なるように設定され、前記リング歯車状スリーブは、前
記油圧が前記第1の所定値以上でかつ第2の所定値以下
のときに軸方向へ移動可能に構成されることを特徴とす
る可変バルブタイミング装置。[Claims] A ring gear-shaped sleeve in which at least one of the teeth on the inner and outer peripheral surfaces is formed with helical teeth is meshed between the timing pulley and the camshaft, thereby connecting the timing pulley and the camshaft. In the variable valve timing device, the timing pulley and the camshaft are rotated relative to each other by axial movement of the ring gear-shaped sleeve due to oil pressure switching, and the valve timing is changed. The ring gear shaped sleeve is divided into a first ring gear shaped sleeve and a second ring gear shaped sleeve, and the interval between the first and second ring gear shaped sleeves is variable. The relative positions of the first and second ring gear-shaped sleeves are connected by an elastic body, and the relative positions of the first and second ring gear-shaped sleeves are
When the distance between the first and second ring gear shaped sleeves is maximum and minimum, the displacement of the tooth traces of the first and second ring gear shaped sleeves is set to be maximum, and the elastic body is The spring force is such that when the hydraulic pressure acting on the ring gear sleeve is less than or equal to a first predetermined value, the distance between the first ring gear sleeve and the second ring gear sleeve becomes maximum, and the first ring gear sleeve The interval is set to be the minimum when it is equal to or greater than a second predetermined value that is larger than the predetermined value, and the interval is set to be an intermediate value when it is equal to or greater than the first predetermined value and less than or equal to the second predetermined value, and A variable valve timing device characterized in that the ring gear-shaped sleeve is configured to be movable in the axial direction when the oil pressure is greater than or equal to the first predetermined value and less than or equal to the second predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29025590A JPH04164107A (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Variable valve timing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29025590A JPH04164107A (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Variable valve timing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04164107A true JPH04164107A (en) | 1992-06-09 |
Family
ID=17753770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29025590A Pending JPH04164107A (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Variable valve timing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04164107A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426992A (en) * | 1992-05-29 | 1995-06-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Non-backlash toothed wheel mechanism and rotational phase adjuster therewith |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP29025590A patent/JPH04164107A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426992A (en) * | 1992-05-29 | 1995-06-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Non-backlash toothed wheel mechanism and rotational phase adjuster therewith |
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