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JPH07238806A - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

可変バルブタイミング装置

Info

Publication number
JPH07238806A
JPH07238806A JP6028393A JP2839394A JPH07238806A JP H07238806 A JPH07238806 A JP H07238806A JP 6028393 A JP6028393 A JP 6028393A JP 2839394 A JP2839394 A JP 2839394A JP H07238806 A JPH07238806 A JP H07238806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vane
hydraulic
pulley
cam shaft
valve timing
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
JP6028393A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Nagai
進 永井
Nobuo Iida
信雄 飯田
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.)
Osaka Fuji Corp
Original Assignee
Osaka Fuji Corp
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 Osaka Fuji Corp filed Critical Osaka Fuji Corp
Priority to JP6028393A priority Critical patent/JPH07238806A/ja
Priority to US08/324,341 priority patent/US5520145A/en
Publication of JPH07238806A publication Critical patent/JPH07238806A/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
    • F01L1/3442—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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容量が小さく軽量で応答性のよい可変バルブ
タイミング装置を得ること。 【構成】 カムシャフト１の一端にプーリ１０を回転自
在に取り付けた。プーリ１０はカムシャフト１に突設し
たベーンで仕切られた油圧室１５，１６を有する。油圧
室１５，１６の内圧を制御することにより、ベーン３は
中央位置（ロ）、プーリ回転方向Ａの上流側にθ／２回
転した遅角位置（イ）、下流側にθ／２回転した進角位
置（ハ）に保持され、カムシャフト１はベーン３と同期
して回転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変バルブタイミング
装置、詳しくは内燃機関のバルブタイミングを運転状況
に応じて変更するための可変バルブタイミング装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車のエンジンの分野におい
ては、運転状況、即ち、エンジンの回転数とエンジント
ルクに応じて、吸気バルブの開閉タイミングを可変（進
角、遅角）とすることが知られている（特開昭５９−１
１５４１３号公報、特開平５−３３６１５号公報参
照）。
【０００３】従来のこの種の可変バルブタイミング装置
は、バルブを駆動するカムシャフトに対してヘリカルギ
ヤを介してクランクシャフトから回転力を伝達すると共
に、カムシャフトの一端に油圧ピストンを設け、この油
圧ピストンの両側の油圧室に作動油を選択的に供給して
ヘリカルギヤを軸方向に移動させている。即ち、ピスト
ンを駆動することによってヘリカルギヤを軸方向に移動
させ、ヘリカルギヤの噛合位置を歯筋に沿って変更する
ことによって、カムシャフトのクランクシャフトに対す
る回転位相を進めるあるいは遅らせるようにしている。
【０００４】しかしながら、従来の可変バルブタイミン
グ装置は、カムシャフトの軸方向に二つの油圧室を設
け、ピストン及びヘリカルギヤを軸方向に移動させるた
め、装置自体に軸方向に大きなスペースを必要とし、そ
の結果、容積が大きく、重量が大きくなるという問題点
を有している。また、ヘリカルギヤの軸方向の移動によ
るため、位相変換の応答性に問題があった。
【０００５】
【発明の目的、構成、作用、効果】そこで、本発明の目
的は、コンパクトで軽量、かつ、応答性の良好な可変バ
ルブタイミング装置を提供することにある。以上の目的
を達成するため、本発明に係る可変バルブタイミング装
置は、カムシャフトの一端に回転自在に取り付けたプー
リと、カムシャフトの一端に突設されたベーンと、前記
プーリに形成され、前記ベーンによって周方向に仕切ら
れた油圧室と、この油圧室の油圧を制御する油圧手段と
を備えている。そして、プーリにはクランクシャフトの
回転がタイミングベルトを介して伝達される。
【０００６】以上の構成において、プーリとカムシャフ
トとはベーンによって一体的に回転可能に結合され、カ
ムシャフトはタイミングベルトから伝達される回転力に
よってプーリと同期して回転する。カムシャフトの位相
を遅らせるには、油圧手段によってベーンをプーリの回
転方向上流側に移動させる。一方、カムシャフトの位相
を進ませるには、油圧手段によってベーンをプーリの回
転方向下流側に移動させる。
【０００７】本発明によれば、油圧室をプーリの周方向
に設け、その内部でベーンを周方向に移動させて位相を
変換するようにしたため、従来のヘリカルギヤを軸方向
に移動させる形式に比べて、極めて簡単な構成からな
り、容積も小さく、軽量となる。また、ベーンを使用し
ているためにその移動はスムーズであり、作動油が少量
で済み、位相変換の応答性も良好である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係る可変バルブタイミング装
置の実施例について添付図面を参照して説明する。 （第１実施例、図１〜図５参照）可変バルブタイミング
装置は、図１にその概略を示すように、カムシャフト１
とプーリ１０とタイミングベルト２０と図３に示す油圧
機構３０とによって構成されている。
【０００９】カムシャフト１は吸気弁４を動作させるカ
ム２を有し、その一端にはベーン３が突設されている。
プーリ１０は、外周面にタイミングベルト２０と噛合す
る歯部１２を形成した第１ハウジング１１と第２ハウジ
ング１３とを一体化したもので（図４参照）、内部にベ
ーン３によって仕切られた油圧室１５，１６を有してい
る。タイミングベルト２０は図示しないクランクシャフ
トによって回転駆動され、プーリ１０を矢印Ａ方向に回
転させる。
【００１０】前記油圧室１５，１６は、ベーン３によっ
て周方向に仕切られており、遅角側にポートＰ１，Ｐ３
が形成され、進角側にポートＰ２，Ｐ４が形成され、中
央部にスリット状のポートＰ５が形成されている。ポー
トＰ５に対してはベーン３の側部に形成されたくさび状
の開口３ａが対向する。
【００１１】図３は油圧機構３０とその制御部、図４は
油路の構成を示す。ポートＰ１はカムシャフト１に形成
された油路５を通じて作動油供給部３１に連通し、ポー
トＰ２は油路６を通じて作動油供給部３１に連通してい
る。また、ポートＰ３は油路７及び第１電磁バルブ３２
を介して作動油排出部３５に連通し、ポートＰ４は油路
８及び第２電磁バルブ３３を介して作動油排出部３５に
連通し、ポートＰ５は油路９及び第３電磁バルブ３４を
介して作動油排出部３５に連通している。図示しない油
圧ポンプはクランクシャフトによって駆動される。
【００１２】各電磁バルブ３２，３３，３４はマイクロ
コンピュータ３６によってオン、オフ制御される。マイ
クロコンピュータ３６はエンジンの運転状況の種々を検
出するセンサ、即ち、回転数センサ、吸気圧センサ、車
速センサ、クランク角度センサ、ノックセンサ、水温セ
ンサ、排気温度センサからの情報が入力され、これらの
情報に基づいてエンジンの運転状況を制御する。
【００１３】次に、本第１実施例の動作について説明す
る。本第１実施例において、ベーン３は図２、図３に示
す位置（イ）、（ロ）、（ハ）にセット可能である。位
置（イ）は低速、低トルク運転時にバルブ動作を遅角に
設定する。位置（ロ）は回転数、トルクが通常の運転時
の位置、位置（ハ）は高速、高トルク運転時にバルブ動
作を進角に設定する位置である。
【００１４】運転開始時においてベーン３は基準位置で
ある位置（イ）にセットされており、このとき第１電磁
バルブ３２は開放され、第２、第３電磁バルブ３３，３
４は閉成されている。エンジンの回転に伴うクランクシ
ャフトの回転により油圧ポンプが動作し、油圧室１６の
圧力が相対的に高くなり、ベーン３は位置（イ）に固定
される。
【００１５】通常運転に移行すると、ベーン３は油圧室
１５，１６を等分する位置（ロ）にセットされる。この
ときは、第１、第２電磁バルブ３２，３３を閉成し、第
３電磁バルブ３４を開放する。この状態では作動油はポ
ートＰ１，Ｐ２から油圧室１５，１６に流入し、ポート
Ｐ５から流出する。これにて、油圧室１５，１６の圧力
は釣り合いが保持され、ベーン３がプーリ１０の回転方
向Ａの下流側にθ／２だけ回転して位置（ロ）にセット
される。これに伴ってカムシャフト１もθ／２だけ回転
する。ところで、ポートＰ５の幅を狭くし、その位置を
プーリ１０の外周部分へ設定すると共に、開口３ａのく
さび形状を鋭角にすることにより、ポートＰ５からの油
の流出が小量で安定し、ベーン３の振れを極力防止する
ことができる。好ましくは、図５に示すように、くさび
形状の先端部分の厚さＧをポートＰ５の隙間Ｇ’よりも
若干小さく設定する。
【００１６】高速で高トルク運転に移行すると、第２電
磁バルブ３３を開放し、第１、第３電磁バルブ３２，３
４を閉成する。これにて、油圧室１５の圧力が相対的に
高くなり、ベーン３がプーリ１０の回転方向Ａの下流側
にさらにθ／２だけ回転して位置（ハ）にセットされ
る。これに伴ってカムシャフト１もθ／２だけ回転す
る。また、低速で低トルク運転に移行すると、前述した
ように第１電磁バルブ３２を開放し、第２、第３電磁バ
ルブ３３，３４を閉成する。これにて、油圧室１６の圧
力が相対的に高くなり、ベーン３がプーリ１０の回転方
向Ａの上流側に回転して位置（イ）にセットされ、同時
にカムシャフト１も上流側に回転する。
【００１７】（第２実施例、図６、図７参照）本第２実
施例はベーン３を位置（イ）、（ロ）の範囲内で（可変
角度θの範囲内で）任意の角度で調整可能としたもので
あり、第１実施例と同じ部材は同じ符号が付されてる。
カムシャフト１には、油圧室１５に連通するポートＰ６
と、油圧室１６に連通するポートＰ７が形成されてい
る。ポートＰ６，Ｐ７は第１及び第２電磁バルブ３７，
３８を介して作動油供給部３１、作動油排出部３５と連
通している。各電磁バルブ３７，３８は各種センサから
の情報が入力されるマイクロコンピュータ３６でオン、
オフ制御されることは前記第１実施例と同様である。
【００１８】本第２実施例において、第１電磁バルブ３
７をオンすると、作動油はポートＰ６から油圧室１５へ
供給され、油圧室１６の作動油はポートＰ７から排出さ
れる。同時に、ベーン３と共にカムシャフト１がプーリ
１０の回転方向Ａの上流側に回転する。ベーン３が位置
（イ）まで回転したときに電磁バルブ３７，３８をロッ
クすることにより、ベーン３が遅角位置に保持される。
一方、第２電磁バルブ３８をオンすると、作動油はポー
トＰ７から油圧室１６へ供給され、油圧室１５の作動油
はポートＰ６から排出される。同時に、ベーン３と共に
カムシャフト１がプーリ１０の回転方向Ａの下流側に回
転する。ベーン３が位置（ロ）まで回転したときに電磁
バルブ３７，３８をロックすることにより、ベーン３が
進角位置に保持される。
【００１９】ベーン３が遅角位置あるいは進角位置へ回
転する途中で電磁バルブ３７，３８をロックすると、油
圧室１５，１６の圧力が釣り合った状態となり、その時
点の回転位置でベーン３は停止する。即ち、本第２実施
例ではベーン３をその可変角度θの範囲内で任意の角度
に設定でき、バルブタイミングを細かく制御できる。
【００２０】（他の実施例）なお、本発明に係る可変バ
ルブタイミング装置は前記実施例に限定するものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更可能である。特に、
油路の構成や油圧機構３０の構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す概略斜視図。
【図２】本発明の第１実施例におけるベーンの移動及び
ポートの配置を示す説明図。
【図３】図２におけるIII−III部分での展開断面、油圧
機構及び制御部を示す説明図。
【図４】本発明の第１実施例における油路を示す断面
図。
【図５】本発明の第１実施例におけるベーンを示す斜視
図。
【図６】本発明の第２実施例におけるベーンの移動を示
す説明図。
【図７】本発明の第２実施例における油圧機構及び制御
部を示す断面図。
【符号の説明】
１…カムシャフト ２…カム ３…ベーン ４…吸気弁 １０…プーリ １５，１６…油圧室 ２０…タイミングベルト ３０…油圧機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のバルブを駆動するカムシャフ
    トの位相を変換させる可変バルブタイミング装置におい
    て、 カムシャフトの一端に回転自在に取り付けたプーリと、 前記カムシャフトに突設されたベーンと、 前記プーリに形成され、前記ベーンによって周方向に仕
    切られた油圧室と、 前記油圧室の油圧を制御する油圧手段と、 を備えたことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
JP6028393A 1994-02-25 1994-02-25 可変バルブタイミング装置 Pending JPH07238806A (ja)

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JP6028393A JPH07238806A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 可変バルブタイミング装置
US08/324,341 US5520145A (en) 1994-02-25 1994-10-17 Valve timing controller

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JP6028393A JPH07238806A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 可変バルブタイミング装置

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