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JPH0610626A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number
JPH0610626A
JPH0610626A JP4169670A JP16967092A JPH0610626A JP H0610626 A JPH0610626 A JP H0610626A JP 4169670 A JP4169670 A JP 4169670A JP 16967092 A JP16967092 A JP 16967092A JP H0610626 A JPH0610626 A JP H0610626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleeve
hydraulic
camshaft
valve timing
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4169670A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Sato
佐藤　　修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP4169670A priority Critical patent/JPH0610626A/ja
Priority to US08/081,095 priority patent/US5301639A/en
Publication of JPH0610626A publication Critical patent/JPH0610626A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2102—Adjustable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 内燃機関の油圧式バルブタイミング制御装置
の油路を簡単に構成する。 【構成】 ハウジング１１をバルブタイミング制御装置
全体に被せるように取り付け、ハウジング１１の外部か
ら螺入されるボルト１５によってハウジングの内部の所
定の位置にリングプレート１２を螺着することにより、
リングプレート１２の外面に設けられたオイルシール１
２ｂがカムシャフト１と一体化されたスリーブ３に対し
て液密に摺動係合し、スリーブ３の内外に、油圧制御弁
１７と油圧ピストン７の軸方向前後に形成された一対の
油圧室６ａ，６ｂとを接続する２系統の通油路を相互に
独立に形成する。油圧ピストン７の内外面の少なくとも
一方にはヘリカルスプラインが形成されており、スリー
ブ３及び５に形成されたスプラインがそれと嵌合してい
るので、油圧ピストン７を軸方向に移動させることによ
りバルブタイミングが変更される。

Description

【発明の詳細な説明】
【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
ブタイミング制御装置に係り、特にその制御を油圧によ
って行うものに関する。
【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変更するために、カムシャフト上に
遊嵌されクランクシャフトからタイミングベルトを介し
て駆動されるタイミングプーリのハブ内において、油圧
によって軸方向に調整移動される筒状歯車の内外の少な
くとも一方に形成されたヘリカルスプラインに対して嵌
合されるヘリカルスプラインをタイミングプーリとカム
シャフトに設け、筒状歯車を油圧によって軸方向前後に
移動させることにより、タイミングプーリとカムシャフ
トを相対的に回転させるように構成したバルブタイミン
グ制御装置が、例えば特開昭６３−１３１８０８号公報
に記載されている。
【０００３】この従来技術においては、バルブタイミン
グ制御装置から離れた内燃機関側に油圧制御弁が設けら
れており、その油圧制御弁から筒状歯車の前後に形成さ
れた一対の油圧室に対してそれぞれ圧油を供給する必要
があることから、カムシャフトのジャーナル部に２系統
の油路を形成している。その結果、油路の構成が複雑に
なるだけでなく、バルブタイミング制御装置を設けるた
めに内燃機関側のカムシャフトやジャーナル部等におい
て、かなり大幅の改造を必要とする。しかも、油圧制御
弁と一対の油圧室との間の距離が大きく、それらの間を
カムシャフトのジャーナル部等に設けられた油路によっ
て接続しているため、制御の応答性や信頼性において問
題を生じ易いものと考えられる。
【０００４】この問題に対して、油圧制御弁をバルブタ
イミング制御装置の主要部分と一体化したものが特開平
２−２７１００９号公報に記載されているが、この例の
油圧制御弁はカムシャフトの軸方向先端部分に構成され
ているため、油圧制御弁によってバルブタイミング制御
装置の全長が大きくなり、バルブタイミング制御装置自
体の内燃機関に対する搭載性や、内燃機関の自動車への
搭載性においてスペース上の問題を生じる。
【０００５】これらの問題に対処して本出願人が先に出
願した特開平２−１８５６０７号公報記載の発明におい
ては、油圧に代えて空気圧（吸気負圧）を利用するバル
ブタイミング制御装置を提案しているが、空気圧を利用
するものであるため本発明との比較はあまり意味がない
ものの、この例では、バルブタイミング制御装置を内燃
機関に組付ける際に同時に空気通路を構成する「エア通
路嘴」の組み付けを行う必要があることから、万一にも
誤組立があった場合、気密性の低下を評価することがで
きるのは内燃機関を自動車に搭載した後になり、その補
修に手間がかかるのと、構造上、空気圧のシール装置が
露出しているため、空気圧アクチュエータをカムシャフ
トの軸端に固定するボルトを締めつける際に、レンチに
よってシール装置の部品を傷つける恐れがある等の問題
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来のバルブタイミング制御装置にみられる色々な問
題点に鑑み、油圧によって制御を行うバルブタイミング
制御装置において、上記のような諸問題を解決すること
を発明の目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、内燃機関のカムシャフト上に相対回転
可能に支持されてクランクシャフトから回転駆動される
回転伝達部材と、前記回転伝達部材と一体化されたスリ
ーブと、前記スリーブの内部の同軸線上において前記カ
ムシャフトと一体化されたスリーブと、前記回転伝達部
材と一体化されたスリーブ及び前記カムシャフトと一体
化されたスリーブの間の環状空間に挿入され、油圧によ
って軸方向前後に移動することができる油圧ピストン
と、前記油圧ピストンの内外両面の少なくとも一方に形
成されたヘリカルスプラインと、前記油圧ピストンの内
外両面に対向する前記二つのスリーブの表面の少なくと
も一方に形成されたヘリカルスプラインと、前記油圧ピ
ストンの軸方向前後に形成された一対の油圧室と、内燃
機関本体の開口部を塞ぐように取り付けられ、前記回転
伝達部材と一体化されたスリーブを含むバルブタイミン
グ制御装置全体を覆うことができるハウジングと、前記
ハウジングの内部において前記ハウジングの外部から螺
入されるボルトによって所定の位置に固定されることが
でき、外面の一部に設けられたオイルシールにより少な
くとも前記カムシャフトと一体化されたスリーブに対し
て液密に摺動係合することによって、前記カムシャフト
と一体化されたスリーブの内外に前記一対の油圧室に接
続される２系統の通油路を相互に独立に形成するリング
プレートとを備えていることを特徴とする内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置を提供する。
【０００８】
【作用】内燃機関のカムシャフト上に相対回転可能に支
持されてクランクシャフトから回転駆動される回転伝達
部材と一体化されたスリーブと、カムシャフトと一体化
されたスリーブとの間の環状空間に挿入された油圧ピス
トンは、軸方向前後に形成された一対の油圧室に油圧制
御弁から別系統の油路によって圧油を供給されることに
よって、軸方向前後に移動させることができる。そし
て、油圧ピストンの内外両面の少なくとも一方にはヘリ
カルスプラインが形成されており、油圧ピストンの内外
両面に対向する二つのスリーブの表面の少なくとも一方
にもそれに嵌合するヘリカルスプラインが形成されてい
るから、油圧制御弁から油圧ピストンの軸方向前後の油
圧室のいずれかに圧油を供給して油圧ピストンを軸方向
前後に移動させ、それによって回転伝達部材とカムシャ
フトとの間に相対的な回転を生じさせることによってバ
ルブタイミングを変化させることができる。
【０００９】本発明においては、ハウジングの外部から
螺入されるボルトによってハウジングの内部の所定の位
置に固定されるリングプレートを設けており、このリン
グプレートは、その外面の一部に設けられたオイルシー
ルによって、少なくともカムシャフトと一体化されたス
リーブに対して液密に摺動係合することができるように
構成されているので、ハウジングをバルブタイミング制
御装置全体に被せるように取り付けて、ボルトによって
リングプレートを固定するという簡単な工程により、カ
ムシャフトと一体化されたスリーブの内外に、油圧制御
弁と油圧ピストンの前後の一対の油圧室とを接続する２
系統の通油路を相互に独立に形成することができる。
【００１０】
【実施例】図１〜図３に、本発明の第１実施例としての
バルブタイミング制御装置の詳細な構造を示す。特に全
体構成を示す図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チェーンを介して回
転駆動されるスプロケットを示している。スプロケット
２はタイミングギヤとか、歯付きベルトに噛み合う歯付
きプーリのようなものであってもよいから、一般的には
「回転伝達部材」というべきものである。
【００１１】スプロケット２は、中央に設けられたボア
２ａの部分においてカムシャフト１に遊嵌されて支持さ
れ、カムシャフト１のフランジ１ａと、カムシャフト１
の先端に取り付けられるカムシャフトスリーブ３との間
に挟まれて軸方向の移動は阻止されているものの、カム
シャフト１に対して相対回転可能となっている。略円筒
形のカムシャフトスリーブ３は、ピン３ａとボルト４に
よってカムシャフト１と一体に回転するように固定され
る。スプロケット２の左側面（図１）には、カムシャフ
ト１と同軸線上に略円筒形のスプロケットスリーブ５
が、ピン５ａやボルト５ｂのような手段によって一体的
に取付けられる。なお、５ｄはシールのためのＯリング
である。
【００１２】スプロケットスリーブ５の内周面の一部に
は内歯ヘリカルスプライン５ｃが形成されており、それ
に対して、カムシャフトスリーブ３の一部に形成された
大径部３ｂの外周面には、内歯ヘリカルスプライン５ｃ
とは逆方向のねじれ角を有する外歯ヘリカルスプライン
３ｃが形成されている。もっとも、外歯ヘリカルスプラ
イン３ｃ又は内歯ヘリカルスプライン５ｃのいずれか一
方は、ねじれ角が零の軸方向の直線歯を有する単なるス
プラインであってもよい。
【００１３】カムシャフトスリーブ３とスプロケットス
リーブ５との間隙の一部には、軸方向に略一様な断面を
有する環状の空間６が形成されるが、その空間６内で軸
方向に液密状態を保って摺動することができるように、
略円筒形の油圧ピストン７が挿入される。油圧ピストン
７に形成されたスリーブ７ａの内面の一部には、カムシ
ャフトスリーブ３の外歯ヘリカルスプライン３ｃと噛み
合う内歯ヘリカルスプライン７ｂが形成されていると共
に、スリーブ７ａの外面には、スプロケットスリーブ５
の内歯ヘリカルスプライン５ｃと噛み合う外歯ヘリカル
スプライン７ｃが形成されている。７ｄは油圧ピストン
７の環状のオイルシールを示す。
【００１４】スプロケットスリーブ５内に油圧ピストン
７を挿入した後、その開口側の端部（図１における左端
部）には環状のエンドプレート８が「かしめ」によって
取り付けられる。図３に拡大されて詳細に示されている
ように、エンドプレート８は断面形が略Ｌ形になってお
り、中心に大きな開口８ａを有すると共に、肩の部分に
形成された溝の中に環状のオイルシール８ｂを保持して
いる。このようにして、カムシャフトスリーブ３とスプ
ロケットスリーブ５との間の環状の空間６は油圧ピスト
ン７によって２つの部分に分割され、図１において左側
の第１油圧室６ａと、右側の第２油圧室６ｂが形成され
る。
【００１５】図示実施例の場合、バルブタイミング制御
装置の主要部分は殆ど全てが、内燃機関のシリンダヘッ
ド９に対してボルト１０のような手段によって締結され
るハウジング１１内に収容されている。このように構成
することによって、内燃機関の本体に殆ど改変を加えな
いで、付加的にバルブタイミング制御装置を装着するこ
とが可能になる。しかも好都合なことに、それによって
制御のための圧油の経路を短くして制御の応答性や、シ
ステムの信頼性を高めることもできる。ハウジング１１
は、カムシャフト１の先端側においてシリンダヘッド９
に設けられた開口９ａに接続する形の略円筒形の空間１
１ａの中で、スプロケットスリーブ５が自由に回転する
ことができるように僅かな間隙を残してスプロケットス
リーブ５の外側に被せられ、シリンダヘッド９に締結さ
れる。
【００１６】ハウジング１１をスプロケットスリーブ５
に被せシリンダヘッド９に組み付ける前に、断面コ字状
の環状のリングプレート１２が組み付けられる。このリ
ングプレート１２は、エンドプレート８から軸方向に延
びる円筒状の肩部とカムシャフトスリーブ３とをコ字状
断面の内側に収容するように被せられる。そして、図３
に拡大して示されるように、リングプレート１２はスト
ッパリング１４を介してカムシャフトスリーブ３に対し
て回転可能に係合される。ストッパリング１４は、カム
シャフトスリーブ３の先端部の内側に形成された溝と、
リングプレート１２の内側のリム１２ａの外周に形成さ
れた溝とに嵌め込まれており、リングプレート１２の組
み付け前にいずれかの溝に予め嵌め込んでおく。これに
よって、リングプレート１２はカムシャフトスリーブ３
に対して軸方向に僅かに移動可能（カムシャフトスリー
ブ３の溝とストッパリング１４とリングプレート１２の
溝との隙間だけ移動可能）に、かつカムシャフトスリー
ブ３及びスプロケットスリーブ５に対して回転可能に保
持される。そして、カムシャフトスリーブ３の先端部の
内側と、リングプレート１２の内側のリム１２ａとの間
にはオイルシール１２ｂが接触し、一方、リングプレー
ト１２の外側のリム１２ｄの内側とエンドプレート８の
肩部との間にはオイルシール８ｂが接触し、それによっ
て圧油の漏れがシールされる。
【００１７】上記のようにしてリングプレート１２を組
み付けた後に、ハウジング１１を被せる。ハウジング１
１の内側の底面に形成された穴１１ｂには、予めノック
ピン１３が打ち込まれている。ハウジング１１をエンド
プレート８の外側に被せ、シリンダヘッド９の開口９ａ
に向けて軸方向に挿入してゆくと、リングプレート１２
はハウジング１１の底部に軸方向に沿って形成されたガ
イド壁１１ｅ内に収容される。そして、ノックピン１３
はリングプレート１２に形成された多数の孔１２ｃのい
ずれかに挿入され、リングプレート１２を回転しないよ
うにハウジング１１へ固定する。なお、このノックピン
は多数設けられていてもよい。また、リングプレート１
２に多数の孔１２ｃを形成することによりハウジング１
１側に打ち込まれたノックピン１３はどの孔に入っても
よいので、組み付け作業を容易にすることができる。ま
た、これらの孔１２ｃは後述されるように圧油の通路と
しても利用される。
【００１８】カムシャフトスリーブ３とスプロケットス
リーブ５との間に形成された環状の空間６の端部が、そ
れらのスリーブの回転を許す状態で、ハウジング１１内
に取り付けられたリングプレート１２によって閉じられ
ていることによって、ハウジング１１をシリンダヘッド
９にボルト１０によって締結する際に、ハウジング１１
のボルト孔とシリンダヘッド９のねじ穴が合致するよう
に、また、それらに形成された通油路が接続されるよう
に、ハウジング１１をカムシャフト１の軸線上で回転さ
せて位置合わせを行うことが可能になり、それによって
環状の空間６のシール性が低下する恐れがない点も図示
実施例の特徴の一つである。なお、１１ｃは、ハウジン
グ１１をシリンダヘッド９に取り付ける際に、開口９ａ
の周囲をシールするＯリングを示す。
【００１９】リングプレート１２の中心の開口には雌ね
じ１２ｅが形成されており、その開口と軸線が一致して
いるハウジング１１の開口１１ｄには比較的太いボルト
１５が挿入されて雌ねじ１２ｅにねじ込まれる。１５ａ
はその際にボルト１５の頭に挟み込むシールリングを示
す。このように、組み付け工程の最後の段階でボルト１
５をハウジング１１の外部から開口１１ｄを通してリン
グプレート１２に対して螺入し、リングプレート１２を
ハウジング１１内の底部に締めつけて完全に固定するこ
とによって、カムシャフトスリーブ３とスプロケットス
リーブ５の先端（図１の左端）はリングプレート１２と
エンドプレート８を介して結合され、環状の空間６の左
端部が閉じられ、第１油圧室６ａが形成される。注意す
べきことは、オイルシール１２ｂを有するリングプレー
ト１２がカムシャフトスリーブ３の内面と摺動係合して
シールを行うことにより、カムシャフトスリーブ３の内
外に相互に独立した２系統の油路が形成されることであ
る。
【００２０】また、ボルト１５をハウジング１１の外部
から開口１１ｄ内に挿入し、リングプレート１２に螺着
することによって、カムシャフト１の先端においてカム
シャフトスリーブ３の内部に閉じられた空間１６が形成
される。ボルト１５の内部には断面Ｔ字形の通油路１５
ｂが形成されているので、それが軸方向の一端において
空間１６に連通する。ボルト１５の外周には環状溝１５
ｃが形成されており、断面Ｔ字形の通油路１５ｂの半径
方向の両端がそれに連通している。このようにして、後
述のような油圧制御のための圧油の供給、排除の経路が
完成する。
【００２１】バルブタイミング制御装置の主要な構成要
素を全てハウジング１１内に集め、圧油の流れる経路の
長さを短くして制御に対する応答性を高め、且つ装置全
体の軸方向長さを縮小するために、ハウジング１１内の
カムシャフト１の延長線上を避けた位置に電磁式の油圧
制御弁１７が一体的に組み込まれている。図２に詳細に
示すように、油圧制御弁１７はアクチュエータとしての
ソレノイド１７ａと、それによって駆動される弁スプー
ル１７ｂを有する。１８はソレノイド１７ａをハウジン
グ１１に固定するボルトを示す。弁スプール１７ｂは、
ハウジング１１内に形成された弁シリンダ１７ｃ内に液
密に挿入されて、スプリング１７ｄによって図２の右方
向に付勢されている。ソレノイド１７ａに流れる電流の
強さを変化させることにより、弁スプール１７ｂはスプ
リング１７ｄに抗して軸線方向左へ任意の距離だけ移動
し、その際に弁スプール１７ｂのランド部が弁シリンダ
１７ｃに形成された幾つかの弁ポートを開閉して油路を
切り換える。
【００２２】内燃機関のシリンダヘッド９の壁内には、
例えば潤滑油ポンプのような油圧ポンプ１９によって加
圧されて送られてくる制御用の圧油（潤滑油でもよい）
の通油路２０が形成されており、それがハウジング１１
内に形成された油圧制御弁１７への圧油の通油路２１に
接続している。通油路の接続部分にはシールのためにＯ
リング１１ｆが設けられる。油圧制御弁１７の構造は図
２に略示されているが、圧油の通油路２１は、油圧制御
弁１７の弁シリンダ１７ｃの中央に設けられた弁ポート
１７ｊを介して、弁スプール１７ｂの２つのランド部１
７ｇ及び１７ｈの間の圧油空間１７ｉに常時接続してい
る。弁スプール１７ｂの位置に応じて、ランド部１７ｇ
及び１７ｈによって開閉される左右の弁ポート１７ｅ，
１７ｆは、それぞれハウジング１１内に形成された通油
路２２及び２３に接続している。
【００２３】一方の通油路２２は、ボルト１５に形成さ
れた環状溝１５ｃと断面Ｔ字形の通油路１５ｂを介して
カムシャフトスリーブ３の内部の空間１６に接続してお
り、空間１６から先は更に通油路２４を通じて環状の空
間６内の第２油圧室６ｂに連通している。また、他方の
通油路２３はリングプレート１２が着座する空間１１ａ
の底部に形成された環状の溝１１ｇに接続している。環
状の溝１１ｇは、カムシャフト１の軸線から見てリング
プレート１２に形成された多数の孔１２ｃと略同じ半径
位置に形成されており、ノックピン１３のための穴１１
ｂも、環状の溝１１ｇの底部の一部に穿設されているこ
とになる。この位置関係から環状の溝１１ｇはリングプ
レート１２の多数の孔１２ｃを介して開口８ａに接続
し、それによって通油路２３は環状の空間６の第１油圧
室６ａに常時連通している。
【００２４】油圧制御弁１７のランド部１７ｇ及び１７
ｈにより中央の圧油空間１７ｉに対して区画される左右
の低圧空間１７ｋ及び１７ｍは、それぞれ弁ポート１７
ｎ及び１７ｐからドレイン通路２５に連通し（場合によ
っては図示しない部分で合流して）、図１に示すように
シリンダヘッド９の壁に形成されたドレイン通路２６に
接続することによってシリンダヘッド９内へ開放してい
る。
【００２５】内燃機関が運転されるとき、油圧ピストン
７は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７ｂ及び外歯ヘリカルスプライン７ｃが外歯ヘ
リカルスプライン３ｃ及び内歯ヘリカルスプライン５ｃ
とそれぞれ係合することにより、スプロケット２とカム
シャフト１とを一体的に回転させて、スプロケット２の
回転をカムシャフト１に伝達するが、回転中に油圧ピス
トン７を油圧によってカムシャフト１の軸線方向に摺動
させることにより、油圧ピストン７に対するカムシャフ
トスリーブ３とスプロケットスリーブ５の係合位置をず
らせて、スプロケット２とカムシャフト１をスプライン
の歯筋に沿って互いに反対方向に相対回転させることが
できる。従って、油圧ピストン７の軸方向位置を油圧に
よって制御することにより、スプロケット２、ひいては
クランクシャフトに対するカムシャフト１の回転位相を
運転中に無段階に調節することができる。
【００２６】このように油圧ピストン７をカムシャフト
１の軸線方向に制御移動させるための油圧制御機構は、
第１実施例の場合は以上説明したような構成を有するか
ら、図示しない制御装置によって油圧制御弁１７のソレ
ノイド１７ａに任意の大きさの電流を流すことにより、
弁スプール１７ｂは電流値に応じた位置をとるが、図１
は、ソレノイド１７ａが所定の電流値を与えられること
によって、弁スプール１７ｂが中立位置に置かれ、ラン
ド部１７ｇ及び１７ｈがそれぞれ弁ポート１７ｅ，１７
ｆを共に閉塞している状態を示している。この状態で
は、油圧ピストン７は軸方向の位置を変更することがな
く、カムシャフト１のバルブタイミングも変化すること
がない。
【００２７】いま、油圧制御弁１７のソレノイド１７ａ
に流す電流値を例えば増加させて、弁スプール１７ｂを
図２において左方へ移動させた場合には、油圧ポンプ１
９から通油路２０，２１及び弁ポート１７ｊを通じて圧
油の供給を受けている圧油空間１７ｉは、左側のランド
部１７ｇが弁ポート１７ｅを開放することによって通油
路２２に連通し、環状溝１５ｃ及び断面Ｔ字形の通油路
１５ｂ、空間１６、及び通油路２４を介して、圧油を環
状の空間６の第２油圧室６ｂへ送り込む。このとき同時
に、弁スプール１７ｂのランド部１７ｈは弁ポート１７
ｆを低圧空間１７ｍに開放するので、環状の空間６の第
１油圧室６ａにあった圧油は開口８ａ、孔１２ｃ、環状
の溝１１ｇ、及び通油路２２を通って低圧空間１７ｍに
流れ込み、弁ポート１７ｐからドレイン通路２５及び２
６を介して内燃機関のシリンダヘッド９内へ放出され
る。それによって、第２油圧室６ｂは高圧、第１油圧室
６ａは低圧になるから、油圧ピストン７は図１において
左方へ移動し、ヘリカルスプラインの作用によってスプ
ロケットスリーブ５とカムシャフトスリーブ３の間に相
対回転が生じ、カムシャフト１のバルブタイミングが例
えば進み側へ変化する。
【００２８】必要な角度だけバルブタイミングが進角す
ると、ソレノイド１７ａへの電流値は元の値に戻される
ので、弁スプール１７ｂは元の中立位置へ復帰し、ラン
ド部１７ｇ及び１７ｈがそれぞれ弁ポート１７ｅ及び１
７ｆを閉塞して、第１油圧室６ａ及び第２油圧室６ｂへ
の圧油の出入りを停止するので、油圧ピストン７の軸方
向位置はその位置に固定され、そのときのバルブタイミ
ングが維持されることになる。
【００２９】それと反対に、バルブタイミングを遅角さ
せる場合には、ソレノイド１７ａに流す電流値を中立位
置の場合よりも例えば減少させて、進角の場合とは反対
に弁スプール１７ｂを図２において右方に移動させ、圧
油空間１７ｉを弁ポート１７ｆから第１油圧室６ａに接
続して圧力を高めると共に、弁ポート１７ｅを低圧空間
１７ｋに開放し、第２油圧室６ｂをシリンダヘッド９内
に接続して圧力を低下させる。それによって油圧ピスト
ン７は図１において軸方向右へ移動し、バルブタイミン
グが遅角される。必要な角度だけバルブタイミングを遅
角させた後にそのバルブタイミングを維持させるには、
やはりソレノイド１７ａの電流値を元の値に戻して、油
圧制御弁１７の弁スプール１７ｂを中立位置に復帰さ
せ、油圧回路を遮断状態とすることは言うまでもない。
【００３０】本発明の実施例においては、油圧制御弁１
７がハウジング１１内に設けられているので、油圧制御
弁１７によって制御された圧油が内燃機関のシリンダヘ
ッド９内を通過することなく直接に第１油圧室６ａ又は
第２油圧室６ｂへ導かれる。従って、制御性及び応答性
が向上するだけでなく、バルブタイミング制御装置が内
燃機関から独立していて、対象とする内燃機関に対して
１個のブロックとして着脱することができることや、例
えば、カムシャフト１の図示しないジャーナル部に圧油
の通路を新設するための追加加工を行うというような改
変を内燃機関に加える必要もなく、きわめて簡単にバル
ブタイミング制御装置を追加装着することができ、内燃
機関全体の構成も簡素化することができる。第１実施例
の特徴の一つであるリングプレート１２においては、オ
イルシール８ｂとオイルシール１２ｂが略同一の径方向
面内に並列的に配置されるため、バルブタイミング制御
装置の軸方向の全長が短縮され、内燃機関のシリンダヘ
ッド９からの突出量を小さくすることができる。
【００３１】図４及び図５に本発明の第２実施例を示
す。第２実施例においては制御用の圧油として、内燃機
関本体の動弁機構を潤滑するためにカムシャフト１の中
心に形成された既存の潤滑油通路２７を流れている加圧
された潤滑油の一部を利用している。第１実施例の場合
も内燃機関自体の潤滑油を利用することはできるが、第
２実施例の場合はカムシャフト１の軸端に穿孔するだけ
で、簡単に内燃機関の潤滑油ポンプによって加圧された
潤滑油を取り出すことができる。
【００３２】このようにカムシャフト１の潤滑油通路２
７を利用する場合、加圧された潤滑油をバルブタイミン
グ制御装置へ受け入れる通油路の構成や、摺動部分にお
いて漏洩を防止するシール装置等において難しい問題を
生じる可能性があるが、本発明の第２実施例において
は、一対の油圧室６ａ，６ｂに対する２系統の通油路を
有するボルト２８を、第１実施例におけるボルト１５と
同様に、外部からバルブタイミング制御装置のハウジン
グ１１内に螺着するという構成をとることによって、こ
の問題を巧みに解決している。
【００３３】即ち、図１及び図３に示した第１実施例の
場合と実質的に同じ構造を有するリングプレート１２の
中心の雌ねじ１２ｅには、第２実施例特有のボルト２８
が螺入されるが、ボルト２８には図４及び図５に示され
るような２系統の通油路２８ａ及び２８ｂが形成されて
いる。通油路２８ａ及び２８ｂは、ボルト２８の基部寄
りの外周面に軸方向に位置を変えて形成された環状溝２
８ｃ，２８ｄとそれぞれ連通している。ボルト２８の通
油路２８ａ及び環状溝２８ｃは、第１実施例におけるボ
ルト１５の断面Ｔ字形の通油路１５ｂ及び環状溝１５ｃ
と同じように、油圧制御弁１７からの通油路２２とカム
シャフトスリーブ３内の空間１６とを連通しており、そ
れらと同じ作用をするが、通油路２８ｂと環状溝２８ｄ
は、第２実施例のボルト２８に特別に設けられたもので
ある。
【００３４】図４において明示するように、カムシャフ
ト１の軸端の潤滑油通路２７の延長部分に形成された雌
ねじ孔１ｂには、第１実施例のボルト４とは形状が異な
るものの、カムシャフトスリーブ３等をカムシャフト１
の軸端に固定するという１つの目的は同じであるボルト
２９が螺着され、それに設けられた貫通孔２９ａと、頭
部に形成されたレンチ用の六角形の窪み２９ｂの底部を
更に掘り込んで形成した小さな円筒形の窪み２９ｃと
が、ボルト２９が螺着されたときにカムシャフト１内の
潤滑油通路２７と連通するように構成される。
【００３５】円筒形の窪み２９ｃ内には、ボルト２８の
先端に形成された比較的小径の円筒部分２８ｅが挿入さ
れ、その周囲に設けられたオイルシール２８ｆによって
液封が施される。ハウジング１１内において油圧制御弁
１７の圧油空間１７ｉに通じている通油路２１’が、第
２実施例の場合は環状溝２８ｄに接続され、それによっ
て、カムシャフト１内の潤滑油通路２７から加圧された
潤滑油が、ボルト２９の貫通孔２９ａ、ボルト２８の通
油路２８ｂ、環状溝２８ｄ、通油路２１’を順次経由し
て油圧制御弁１７の弁ポート１７ｊに導かれる。従っ
て、第２実施例においては、圧油の供給源或いは供給経
路が異なることにより前述のような特別の効果を得る他
は、第１実施例と略同様な作用効果が得られる。
【００３６】図６及び図７に本発明の第３実施例を示
す。この実施例では第１実施例において使用している単
一のボルト１５とノックピン１３を使用しないで、３個
の比較的小さなボルト３０を、ハウジング１１’の外部
からその貫通孔１１ｈに挿入して、リングプレート１
２’に設けられた多数の孔１２ｃのうち数個にねじ溝を
加工してなる雌ねじ孔１２ｆに螺合し、リングプレート
１２’をハウジング１１’内に固定している。
【００３７】第３実施例は、第１実施例のように中心の
単一のボルト１５を用いてリングプレート１２’を固定
するものではないから、リングプレート１２’の中心の
開口１２ｇに雌ねじ１２ｅのようなものを設ける必要は
なく、また、油圧制御弁１７に通じる通油路２２も、リ
ングプレート１２’の中心開口１２ｇを介してカムシャ
フトスリーブ３内の空間１６に連通することができ、こ
の部分の構造は第１実施例に比べて簡素化される。な
お、小さなボルト３０の頭部には適宜シールワッシャ３
０ａを挟んで液封をはかる。圧油の供給系統は、第１実
施例と同様にシリンダヘッド９の壁内に形成された通油
路２０と、リングプレート１２’内に形成された通油路
２１を使用している。
【００３８】
【発明の効果】本発明のバルブタイミング制御装置によ
れば、油路の構成が簡単になるだけでなく、バルブタイ
ミング制御装置を設けるために内燃機関側に大幅の改造
を行う必要がない。しかも、油圧制御弁と一対の油圧室
との間の距離が短く、それらの間を接続する２系統の独
立の油路が、バルブタイミング制御装置のハウジングの
外部から螺入されるボルトによってハウジングの内部に
固定されるリングプレートにより、カムシャフトと一体
のスリーブの内外にきわめて簡単に形成されるので、組
み付けが容易になり、制御の応答性や信頼性が向上し、
内燃機関本体のカムシャフトのジャーナル部等に油路を
設ける必要もない。また、油圧制御弁がバルブタイミン
グ制御装置内のカムシャフトの延長線上を避けた位置に
取り付けられるので、バルブタイミング制御装置全体が
小型化し、自動車等への搭載性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としてのバルブタイミング
制御装置の全体構成を示す正面断面図である。
【図２】図１に示すバルブタイミング制御装置の横断面
図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施例としてのバルブタイミング
制御装置の全体構成を示す正面断面図である。
【図５】図４に示すバルブタイミング制御装置の横断面
図である。
【図６】本発明の第３実施例としてのバルブタイミング
制御装置の全体構成を示す正面断面図である。
【図７】図６に示すバルブタイミング制御装置の横断面
図である。
【符号の説明】
１…カムシャフト ２…スプロケット（回転伝達部材） ３…カムシャフトスリーブ ４…ボルト ５…スプロケットスリーブ ６…環状の空間 ７…油圧ピストン ８…エンドプレート ８ｂ…オイルシール ９…シリンダヘッド １１，１１’…ハウジング １２，１２’…リングプレート １２ｂ…オイルシール １３…ノックピン １５…ボルト １５ｂ…断面Ｔ字形の通油路 １７…油圧制御弁 ２０，２１，２２，２３，２４…通油路 ２５，２６…ドレイン通路 ２７…潤滑油通路 ２８，２９，３０…ボルト ２８ａ，２８ｂ…通油路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のカムシャフト上に相対回転可
    能に支持されてクランクシャフトから回転駆動される回
    転伝達部材と、前記回転伝達部材と一体化されたスリー
    ブと、前記スリーブの内部の同軸線上において前記カム
    シャフトと一体化されたスリーブと、前記回転伝達部材
    と一体化されたスリーブ及び前記カムシャフトと一体化
    されたスリーブの間の環状空間に挿入され、油圧によっ
    て軸方向前後に移動することができる油圧ピストンと、
    前記油圧ピストンの内外両面の少なくとも一方に形成さ
    れたヘリカルスプラインと、前記油圧ピストンの内外両
    面に対向する前記二つのスリーブの表面の少なくとも一
    方に形成されたヘリカルスプラインと、前記油圧ピスト
    ンの軸方向前後に形成された一対の油圧室と、内燃機関
    本体の開口部を塞ぐように取り付けられ、前記回転伝達
    部材と一体化されたスリーブを含むバルブタイミング制
    御装置全体を覆うことができるハウジングと、前記ハウ
    ジングの内部において前記ハウジングの外部から螺入さ
    れるボルトによって所定の位置に固定されることがで
    き、外面の一部に設けられたオイルシールにより少なく
    とも前記カムシャフトと一体化されたスリーブに対して
    液密に摺動係合することによって、前記カムシャフトと
    一体化されたスリーブの内外に前記一対の油圧室に接続
    される２系統の通油路を相互に独立に形成するリングプ
    レートとを備えていることを特徴とする内燃機関のバル
    ブタイミング制御装置。
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