JP2536250B2 - Variable valve timing mechanism - Google Patents
Variable valve timing mechanismInfo
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- JP2536250B2 JP2536250B2 JP19322990A JP19322990A JP2536250B2 JP 2536250 B2 JP2536250 B2 JP 2536250B2 JP 19322990 A JP19322990 A JP 19322990A JP 19322990 A JP19322990 A JP 19322990A JP 2536250 B2 JP2536250 B2 JP 2536250B2
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- pulley assembly
- ring gear
- timing pulley
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、エンジンの運転中に吸気バルブ及び排気
バルブの作動タイミングを可変にするバルブタイミング
可変機構に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve timing varying mechanism that varies the operation timing of an intake valve and an exhaust valve during engine operation.
[従来の技術] 従来、この種のバルブタイミング可変機構として、例
えば特開昭61−268810号公報に開示された技術が知られ
ている。[Prior Art] Conventionally, as a valve timing variable mechanism of this type, for example, the technology disclosed in JP-A-61-268810 is known.
即ち、第3図に示すように、上記公報の技術では、シ
リンダヘッド41にて回転可能に支持されたカムシャフト
42の一端部には、エンジンに駆動連結されたタイミング
プーリアッシィ43が設けられている。カムシャフト42上
には中空シャフト44が一体回転可能に設けられ、その中
空シャフト44とタイミングプーリアッシィ43との間には
リングギヤ45が介在されて両者43,44が連結されてい
る。つまり、リングギヤ45は、その内外周に設けられた
歯45a,45bの少なくともいずれか一方がヘリカル歯にな
っており、軸方向への移動によってカムシャフト42と相
対回動可能になっている。そして、リングギヤ45の内外
周の歯45a,45bが中空シャフト44の外歯44a及びタイミン
グプーリアッシィ43の内歯43aにそれぞれ噛合してい
る。That is, as shown in FIG. 3, in the technique of the above publication, a camshaft rotatably supported by the cylinder head 41.
A timing pulley assembly 43, which is drivingly connected to the engine, is provided at one end of 42. A hollow shaft 44 is integrally rotatably provided on the cam shaft 42, and a ring gear 45 is interposed between the hollow shaft 44 and the timing pulley assembly 43 to connect the both 43, 44. That is, at least one of the teeth 45a and 45b provided on the inner and outer circumferences of the ring gear 45 is a helical tooth, and is rotatable relative to the cam shaft 42 by moving in the axial direction. The teeth 45a and 45b on the inner and outer circumferences of the ring gear 45 mesh with the outer teeth 44a of the hollow shaft 44 and the inner teeth 43a of the timing pulley assembly 43, respectively.
タイミングプーリアッシィ43の内部において、リング
ギヤ45の軸方向一端側空間にはピストン46が設けられて
いる。このピストン46の一端側には、カムシャフト42の
油路47及び中空ボルト48等を通じて制御油が作用し、同
ピストン46を介してリングギヤ45に制御油圧が作用す
る。又、その制御油圧に対向するように、リングギヤ45
の他端側空間には、釣り合い用のスプリング49が設けら
れている。Inside the timing pulley assembly 43, a piston 46 is provided in a space in the axial direction one end side of the ring gear 45. Control oil acts on one end of the piston 46 through the oil passage 47 of the camshaft 42 and the hollow bolt 48, and the control oil pressure acts on the ring gear 45 through the piston 46. In addition, the ring gear 45 should face the control oil pressure.
A balancing spring 49 is provided in the other end side space.
そして、制御弁50により所定圧力に調節された制御油
がピストン46を介してリングギヤ45の一端側に加えら
れ、リングギヤ45がスプリング49の付勢力に抗して軸方
向へ移動されることにより、カムシャフト42に捩じりが
付与されてカムシャフト42とタイミングプーリアッシィ
43との回転方向における相対位置が変えられる。これに
よって、図示しない吸気バルブ及び排気バルブの作動タ
イミングが変えられる。以上がバルブタイミング可変機
構としての基本的な構成である。Then, the control oil adjusted to a predetermined pressure by the control valve 50 is added to one end side of the ring gear 45 via the piston 46, and the ring gear 45 is moved in the axial direction against the biasing force of the spring 49, The camshaft 42 is twisted so that the camshaft 42 and the timing pulley assembly
The relative position in the rotation direction with respect to 43 can be changed. As a result, the operation timing of the intake valve and the exhaust valve (not shown) can be changed. The above is the basic configuration of the variable valve timing mechanism.
これに加えて、タイミングプーリアッシィ43の一端と
シリンダヘッド41の一部(カムカバー)との間には、タ
イミングプーリアッシィ43の内部から洩れ出る制御油を
封止するシール51が設けられている。又、同じくタイミ
ングプーリアッシィ43の一端とカムシャフト42との間に
は、タイミングプーリアッシィ43の内部から洩れ出る制
御油を回収する油回収室52が設けられている。更に、カ
ムシャフト42の下側位置にてシリンダヘッド41の一部に
は、油回収室52にて回収された制御油を図示しないオイ
ルパンへ戻す油戻し穴53が形成されている。In addition to this, a seal 51 for sealing the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly 43 is provided between one end of the timing pulley assembly 43 and a part of the cylinder head 41 (cam cover). There is. Similarly, between one end of the timing pulley assembly 43 and the cam shaft 42, an oil recovery chamber 52 for recovering the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly 43 is provided. Further, an oil return hole 53 for returning the control oil recovered in the oil recovery chamber 52 to an oil pan (not shown) is formed in a part of the cylinder head 41 below the camshaft 42.
[発明が解決しようとする課題] 従って、前記従来技術では、制御油圧から開放されて
リングギヤ45がスプリング49の付勢力によって復帰する
際に、スプリング49の位置する空間容積が拡大しようと
する。ところが、シリンダヘッド41には油戻し穴53しか
設けられておらず、しかもその油戻し穴53が油で塞がれ
ている場合もあり、リングギヤ45の復帰応答性が悪化し
てバルブタイミング可変機構としての作動応答性が良く
なかった。[Problem to be Solved by the Invention] Therefore, in the above-mentioned conventional technique, when the ring gear 45 is released from the control hydraulic pressure and returned by the urging force of the spring 49, the space volume in which the spring 49 is located tends to increase. However, the cylinder head 41 is provided with only the oil return hole 53, and the oil return hole 53 may be blocked with oil, which deteriorates the return responsiveness of the ring gear 45 and causes the variable valve timing mechanism. The operation response was not good.
加えて、ピストン46に加えられる制御油が増大した
り、制御油の供給に断続的な変動があったりした場合に
は、油戻し穴53からの戻りが悪く、油回収室52の内部が
正圧になったり、油圧の脈動を起こしたりする。このた
め、油回収室52近傍のシール51にも正圧が加わり油洩れ
を引き起こす虞があった。In addition, if the amount of control oil added to the piston 46 increases or if there is an intermittent fluctuation in the supply of control oil, the return from the oil return hole 53 will be poor and the inside of the oil recovery chamber 52 will be clean. It causes pressure or pulsation of hydraulic pressure. Therefore, positive pressure may be applied to the seal 51 in the vicinity of the oil recovery chamber 52, causing oil leakage.
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、円滑な作動応答性を確保し得ると共
に、過剰な制御油に対してもシールからの油洩れを抑え
得るバルブタイミング可変機構を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to make variable valve timing capable of ensuring smooth operation response and suppressing oil leakage from a seal even with excessive control oil. To provide a mechanism.
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明においては、
シリンダヘッド及びベアリングキャップに回転可能に支
持されたバルブ駆動用のカムシャフトと、そのカムシャ
フトの一端部に設けられ、エンジンに駆動連結されたタ
イミングプーリアッシィと、内外周に設けられた歯の少
なくともいずれか一方がヘリカル歯であり、カムシャフ
トとタイミングプーリアッシィとの間に介在されて両者
を連結すると共に、軸方向への移動によってカムシャフ
トと相対回動可能なリングギヤと、タイミングプーリア
ッシィ内部においてリングギヤの軸方向一端側に加えら
れる制御油圧に対向して、同リングギヤの他端側に設け
られた釣り合い用のスプリングと、を備え、スプリング
の付勢力に抗して加えられる制御油圧によりリングギヤ
を軸方向へ移動させながら回動させることによってカム
シャフトに捩じりを付与するバルブタイミング可変機構
において、タイミングプーリアッシィとシリンダヘッド
及びベアリングキャップとの間に設けられ、タイミング
プーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を封止するシー
ルと、カムシャフトとシリンダヘッド及びベアリングキ
ャップとシールとの間に設けられ、タイミングプーリア
ッシィ内部から洩れ出る制御油を回収する油回収室と、
その油回収室にて回収された制御油を供給側へ戻すため
にシリンダヘッドに設けられた油戻し穴と、その油戻し
穴とは別に同油戻し穴よりも上方位置に設けられ、油回
収室を大気に連通させる大気連通穴とを備えている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention,
A valve driving cam shaft rotatably supported by the cylinder head and the bearing cap, a timing pulley assembly provided at one end of the cam shaft and drivingly connected to the engine, and teeth provided on the inner and outer circumferences. At least one of the teeth is a helical tooth and is interposed between the cam shaft and the timing pulley assembly to connect the two, and at the same time, the ring gear rotatable relative to the cam shaft by axial movement and the timing pulley assembly. The control hydraulic pressure applied against the biasing force of the spring is provided with a balancing spring provided on the other end side of the ring gear facing the control hydraulic pressure applied to the one end side in the axial direction of the ring gear. Twists the camshaft by rotating the ring gear while moving it axially. In the variable valve timing mechanism to be applied, a seal provided between the timing pulley assembly and the cylinder head and bearing cap to seal the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly, the camshaft, the cylinder head and the bearing cap. And a seal, and an oil recovery chamber that recovers control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly,
An oil return hole provided in the cylinder head for returning the control oil recovered in the oil recovery chamber to the supply side, and an oil recovery hole, which is provided separately from the oil recovery hole, above the oil recovery hole. And an atmosphere communication hole for communicating the chamber with the atmosphere.
[作用] 上記の構成によれば、エンジンによって駆動されるタ
イミングプーリアッシィによりカムシャフトが回転駆動
される時に、リングギヤの軸方向一端側に制御油圧を加
えることにより、リングギヤはスプリングの付勢力に抗
して軸方向へ移動しながら回動される。これによって、
カムシャフトに捩じりが付与されてカムシャフトとタイ
ミングプーリアッシィとの回転方向における相対位置が
変えられる。この結果、図示しない吸気バルブ及び排気
バルブの作動タイミングが変えられる。[Operation] According to the above configuration, when the camshaft is rotationally driven by the timing pulley assembly driven by the engine, the control oil pressure is applied to one end side in the axial direction of the ring gear, so that the ring gear is urged by the spring. It is rotated while moving in the axial direction. by this,
The camshaft is twisted to change the relative position of the camshaft and the timing pulley assembly in the rotational direction. As a result, the operation timings of the intake valve and the exhaust valve (not shown) are changed.
この時、タイミングプーリアッシィ内部から洩れ出る
制御油はシールによって外部への洩れが防止されると共
に油回収室にて回収され、その一部が油戻し穴から供給
側へと戻される。又、油回収室は油戻し穴とは別に同油
戻し穴よりも上方位置に設けられた大気連通穴を通じて
大気に連通しているので、油回収室に加わる過剰な制御
油圧は大気連通穴を通じて逃がされ、シールには過剰な
正圧が加わることはない。At this time, the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly is prevented from leaking to the outside by the seal, and is recovered in the oil recovery chamber, and a part of it is returned to the supply side from the oil return hole. Further, since the oil recovery chamber communicates with the atmosphere through an atmosphere communication hole that is provided above the oil recovery hole, which is separate from the oil recovery hole, excess control oil pressure applied to the oil recovery chamber is communicated through the atmosphere communication hole. There is no relief and no excessive positive pressure is applied to the seal.
一方、制御油の加圧からリングギヤが開放されること
により、そのリングギヤはスプリングの付勢力によって
加圧前の位置に復帰することになる。この時、タイミン
グプーリアッシィ内部には、大気連通穴及び油回収室を
通じて大気圧が導入されるので、リングギヤの復帰が円
滑に行われる。On the other hand, when the ring gear is released from the pressurization of the control oil, the ring gear returns to the position before pressurization by the urging force of the spring. At this time, since the atmospheric pressure is introduced into the timing pulley assembly through the atmosphere communication hole and the oil recovery chamber, the ring gear can be smoothly returned.
[実施例] 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
第1図はこの実施例のバルブタイミング可変機構を説
明する断面図である。図示しない吸気バルブ及び排気バ
ルブを駆動するためのカムシャフト1は、そのカムジャ
ーナル2がシリンダヘッド3の軸受部4とベアリングキ
ャップ5との間で回転可能に支持されている。ベアリン
グキャップ5はブロック状をなし、軸受4の上部に取付
けられたものであり、その斜視図を第2図に示す。又、
カムシャフト1の一端部にはタイミングプーリアッシィ
6が設けられている。FIG. 1 is a sectional view for explaining the valve timing varying mechanism of this embodiment. A camshaft 1 for driving an intake valve and an exhaust valve (not shown) has a cam journal 2 rotatably supported between a bearing portion 4 of a cylinder head 3 and a bearing cap 5. The bearing cap 5 has a block shape and is attached to the upper portion of the bearing 4. A perspective view of the bearing cap 5 is shown in FIG. or,
A timing pulley assembly 6 is provided at one end of the camshaft 1.
シリンダヘッド3及びカムシャフト1には、カムジャ
ーナル2に潤滑油を供給するためのジャーナル油路7,8
がそれぞれ形成されている。そして、エンジン運転中
に、オイルポンプ9によりオイルパン10から吸い上げら
れる潤滑油は、オイルフィルタ11を介してジャーナル油
路7,8へ送られ、カムジャーナル2に供給される。The cylinder head 3 and the cam shaft 1 have journal oil passages 7 and 8 for supplying lubricating oil to the cam journal 2.
Are formed respectively. Then, during operation of the engine, the lubricating oil sucked up from the oil pan 10 by the oil pump 9 is sent to the journal oil passages 7 and 8 via the oil filter 11 and supplied to the cam journal 2.
タイミングプーリアッシィ6は、外周に複数の外歯12
を有すると共に一側に収容凹部13を有するプーリ本体14
と、そのプーリ本体14の収容凹部13を覆うようにカムシ
ャフト1の先端にてボルト15で固定されたキャップ16と
を備えている。又、プーリ本体14の開口端とキャップ16
の外周との間には、緩衝用の周知の粘性継手(ビスカス
カップリング)17が設けられている。このビスカスカッ
プリング17はプーリ本体14に圧入固定されたアウタープ
レート18と、同アウタープレート18に組み込まれ、キャ
ップ16に形成されたインナープレート19とからなり、両
者18,19の間には図示しない高粘度の粘性流体が封入さ
れている。又、この粘性流体はインナープレート19の内
側とアウタープレート18の外側に設けられたシール20A,
20Bによって封止されている。The timing pulley assembly 6 has a plurality of outer teeth 12 on its outer circumference.
And a pulley body 14 having a housing recess 13 on one side
And a cap 16 fixed with a bolt 15 at the tip of the camshaft 1 so as to cover the accommodation recess 13 of the pulley body 14. Also, the open end of the pulley body 14 and the cap 16
A well-known viscous joint (viscous coupling) 17 for cushioning is provided between the outer periphery and the outer periphery of the. The viscous coupling 17 includes an outer plate 18 press-fitted and fixed to the pulley body 14 and an inner plate 19 incorporated in the outer plate 18 and formed on the cap 16, and not shown between the two 18 and 19. A high-viscosity viscous fluid is enclosed. Further, this viscous fluid is a seal 20A provided inside the inner plate 19 and outside the outer plate 18,
It is sealed by 20B.
タイミングプーリアッシィ6とカムシャフト1との間
にはリングギヤ21が介在されて両者6,1が連結されてい
る。つまり、キャップ16により密閉されたプーリ本体14
の収容凹部13には、リングギヤ21が収容されている。こ
のリングギヤ21は、その内外周に設けられた複数の歯21
a,21bの両方がヘリカル歯になっており、軸方向への移
動によってカムシャフト1と相対回動可能になってい
る。リングギヤ21の内外周の歯21a,21bはプーリ本体14
の内歯14a及びキャップ16の内歯16aにそれぞれ噛合して
いる。そして、プーリ本体14の外歯12に掛装された図示
しないタイミングベルトを介して、タイミングプーリア
ッシィ6がエンジンに駆動連結されている。A ring gear 21 is interposed between the timing pulley assembly 6 and the camshaft 1 to connect the both 6, 1. That is, the pulley body 14 sealed by the cap 16
A ring gear 21 is housed in the housing recess 13 of. This ring gear 21 has a plurality of teeth 21 provided on its inner and outer circumferences.
Both a and 21b have helical teeth, and can move relative to the camshaft 1 by moving in the axial direction. The teeth 21a and 21b on the inner and outer circumferences of the ring gear 21 are the pulley body 14
And the inner teeth 14a of the cap 16 and the inner teeth 16a of the cap 16, respectively. The timing pulley assembly 6 is drivingly connected to the engine via a timing belt (not shown) that is attached to the outer teeth 12 of the pulley body 14.
従って、エンジンからタイミングプーリアッシィ6に
駆動伝達されることにより、リングギヤ21で連結された
プーリ本体14とキャップ16とが一体的に回転され、カム
シャフト1が回転駆動される。Therefore, when the drive is transmitted from the engine to the timing pulley assembly 6, the pulley body 14 and the cap 16 connected by the ring gear 21 are integrally rotated, and the camshaft 1 is rotationally driven.
プーリ本体14の収容凹部13において、リングギヤ21の
軸方向一端側は、シリンダヘッド3に形成された制御油
路22及びカムシャフト1に形成された制御油路23等を通
じて送られる制御油が作用する加圧室24となっている。
又、同じく収容凹部13において、リングギヤ21の他端側
は、制御油圧に対向する釣り合い用のスプリング25を収
容するスプリング室26となっている。In the housing recess 13 of the pulley body 14, one end side in the axial direction of the ring gear 21 is acted on by control oil sent through a control oil passage 22 formed in the cylinder head 3 and a control oil passage 23 formed in the camshaft 1. It is the pressure chamber 24.
Similarly, in the accommodation recess 13, the other end of the ring gear 21 is a spring chamber 26 for accommodating a balancing spring 25 facing the control oil pressure.
そして、エンジン運転中にオイルスイッチングバルブ
27を作動させることにより、オイルフィルタ11からジャ
ーナル油路7へ送られる潤滑油の一部が、制御油として
制御油路22,23を通じて収容凹部13の加圧室24へ導か
れ、リングギヤ21の一端側に加えられる。この制御油圧
によって、リングギヤ21がスプリング25の付勢力に抗し
て軸方向へ移動され、カムシャフト1に捩じりが付与さ
れる。この結果、カムシャフト1とタイミングプーリア
ッシィ6との回転方向における相対位置が変えられ、図
示しない吸気バルブ及び排気バルブの作動タイミングが
変えられる。又、このカムシャフト1の捩じりの際には
リングギヤ21にバックラッシが生じるが、そのガタツキ
はビスカスカップリング17の作用により緩衝されて異音
の発生が抑えられる。And the oil switching valve during engine operation
By operating 27, a part of the lubricating oil sent from the oil filter 11 to the journal oil passage 7 is guided as control oil through the control oil passages 22 and 23 to the pressurizing chamber 24 of the accommodating recess 13 and the ring gear 21 It is added to one end. By this control hydraulic pressure, the ring gear 21 is moved in the axial direction against the urging force of the spring 25, and the camshaft 1 is twisted. As a result, the relative positions of the camshaft 1 and the timing pulley assembly 6 in the rotational direction are changed, and the operation timings of the intake valve and the exhaust valve (not shown) are changed. Further, when the camshaft 1 is twisted, backlash is generated in the ring gear 21, but the backlash is buffered by the action of the viscous coupling 17 and the generation of abnormal noise is suppressed.
又、タイミングプーリアッシィ6とシリンダヘッド3
及びベアリングキャップ5との間には、タイミングプー
リアッシィ6の内部から洩れ出る制御油を封止するゴム
製のシール28が設けられている。即ち、スプリング室26
にて対応するプーリ本体14の一端には、軸方向へ延びる
フランジ14bが形成され、そのフランジ14bに対向するよ
うにリンダヘッド3及びベアリングキャップ5には、外
方へ突出するシール保持部3a,5aが形成されている。そ
して、それらフランジ14bとシール保持部3a,5aとの間で
シール28が保持されている。Also, the timing pulley assembly 6 and the cylinder head 3
A rubber seal 28 for sealing the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly 6 is provided between the bearing cap 5 and the bearing cap 5. That is, the spring chamber 26
A flange 14b extending in the axial direction is formed at one end of the corresponding pulley body 14, and the seal holding portion 3a, which projects outward, is provided on the Linda head 3 and the bearing cap 5 so as to face the flange 14b. 5a is formed. The seal 28 is held between the flange 14b and the seal holding portions 3a, 5a.
又、カムシャフト1とシリンダヘッド3及びベアリン
グキャップ5とシール28との間には、タイミングプーリ
アッシィ6の内部から洩れ出る制御油を回収する油回収
室29が設けられている。即ち、シール保持部3a,5aとシ
ール28とで囲まれた円環状の空間が油回収室29となって
いる。この実施例では、プーリ本体14及びカムシャフト
1の一部に、制御油を油回収室29へ導くための戻し油路
30が形成されている。従って、収容凹部13の加圧室24か
らスプリング室26へ洩れ出た制御油は、戻し油路30を通
じて油回収室29へ導かれる。An oil recovery chamber 29 for recovering control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly 6 is provided between the camshaft 1, the cylinder head 3, the bearing cap 5, and the seal 28. That is, the annular space surrounded by the seal holding portions 3a, 5a and the seal 28 is the oil recovery chamber 29. In this embodiment, a return oil passage for guiding the control oil to the oil recovery chamber 29 is provided in a part of the pulley body 14 and the camshaft 1.
30 are formed. Therefore, the control oil leaking from the pressurizing chamber 24 of the housing recess 13 to the spring chamber 26 is guided to the oil recovery chamber 29 through the return oil passage 30.
更に、カムシャフト1の下側位置にて、シリンダヘッ
ド3の一部には、油回収室29にて回収された制御油をオ
イルパン10へ戻すための油戻し穴31が一つだけ形成され
ている。Further, at the lower position of the camshaft 1, only one oil return hole 31 for returning the control oil recovered in the oil recovery chamber 29 to the oil pan 10 is formed in a part of the cylinder head 3. ing.
加えて、この実施例では第1,2図に示すように、カム
シャフト1の上側位置にてベアリングキャップ5の一部
には、油回収室29を大気に連通させる一つの大気連通穴
32が油戻し穴31とは別に設けられている。この大気連通
穴32はシリンダヘッド3の内側へ開口しており、油回収
室29にて回収された制御油をオイルパン10へ戻すための
穴としても機能する。In addition, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a part of the bearing cap 5 at a position above the camshaft 1 is provided with one atmosphere communication hole for communicating the oil recovery chamber 29 with the atmosphere.
32 is provided separately from the oil return hole 31. The atmosphere communication hole 32 is opened to the inside of the cylinder head 3 and also functions as a hole for returning the control oil recovered in the oil recovery chamber 29 to the oil pan 10.
尚、シリンダヘッド3の上側はヘッドカバー33によっ
て覆われている。そして、そのヘッドカバー33とベアリ
ングギャップ5との接合部は、ガスケット34によって封
止されている。The upper side of the cylinder head 3 is covered with a head cover 33. The joint between the head cover 33 and the bearing gap 5 is sealed by a gasket 34.
次に、上記のように構成したバルブタイミング可変機
構の作用について説明する。Next, the operation of the valve timing variable mechanism configured as described above will be described.
今、エンジンによって駆動されるタイミングプーリア
ッシィ6によりカムシャフト1が回転駆動される時に、
オイルスイッチングバルブ27が開かれると、加圧室24に
制御油が導かれる。これによって、リングギヤ21の一端
側に制御油圧が加えられ、そのリングギヤ21がスプリン
グ25の付勢力に抗して軸方向へ移動しながら回動され
る。この結果、カムシャフト1に捩じりが付与され、カ
ムシャフト1とタイミングプーリアッシィ6との回転方
向における相対位置が変えられ、吸気バルブ及び排気バ
ルブの作動タイミングが変えられる。Now, when the camshaft 1 is rotationally driven by the timing pulley assembly 6 driven by the engine,
When the oil switching valve 27 is opened, the control oil is introduced into the pressurizing chamber 24. As a result, a control hydraulic pressure is applied to one end side of the ring gear 21, and the ring gear 21 is rotated against the biasing force of the spring 25 while moving in the axial direction. As a result, the camshaft 1 is twisted, the relative positions of the camshaft 1 and the timing pulley assembly 6 in the rotational direction are changed, and the operation timings of the intake valve and the exhaust valve are changed.
この時、タイミングプーリアッシィ6の内部から戻し
油路30を通じて洩れ出る制御油は、シール28によって外
部への洩れが防止されると共に、油回収室29にて回収さ
れる。又、油回収室29内の制御油の一部は、油戻し穴31
からオイルパン10へと戻される。しかも、この実施例で
は、油戻し穴31とは別に同油戻し穴31よりも上方位置に
大気連通穴32が設けられて大気と連通してるので、制御
油圧が増大して油回収室29に過剰な制御油圧が加わって
も、その過剰な制御油を大気連通穴32を通じて逃がすこ
とができる。又、制御油の供給に断続的な変動が起こっ
ても、大気連通穴32を通じて作用する大気によって脈動
を緩和することができる。At this time, the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly 6 through the return oil passage 30 is prevented from leaking to the outside by the seal 28, and is collected in the oil collecting chamber 29. In addition, a part of the control oil in the oil recovery chamber 29 is
Returned to oil pan 10. Moreover, in this embodiment, since the atmosphere communication hole 32 is provided above the oil return hole 31 in addition to the oil return hole 31 and communicates with the atmosphere, the control oil pressure increases and the oil recovery chamber 29 enters the oil recovery chamber 29. Even if excessive control oil pressure is applied, the excess control oil can be released through the atmosphere communication hole 32. Further, even if the control oil supply fluctuates intermittently, the pulsation can be alleviated by the atmosphere acting through the atmosphere communication hole 32.
この結果、シール28に必要以上の正圧が加わることが
なくなり、正圧に起因するシール28からの油洩れを抑え
ることができる。つまり、シール28のシール性を充分に
確保することができる。As a result, the positive pressure more than necessary is not applied to the seal 28, and the oil leakage from the seal 28 due to the positive pressure can be suppressed. That is, the sealability of the seal 28 can be sufficiently ensured.
一方、オイルスイッチバルブ27を閉じると、制御油の
加圧からリングギヤ21が開放される。その結果、リング
ギヤ21はスプリング25の付勢力によって加圧前の位置に
復帰しようとする。この時、タイミングプーリアッシィ
6の内部には、大気連通穴32及び油回収室29等を通じて
大気圧が導入されるので、リングギヤ21の復帰が円滑に
行われる。又、その際、前記油戻し穴31が制御油により
塞がれている場合でも、かかる油戻し穴31よりも上方位
置に設けられた大気連通穴32によってタイミングプーリ
アッシィ6の内部には大気圧が確実に導入される。On the other hand, when the oil switch valve 27 is closed, the ring gear 21 is released from the pressurization of the control oil. As a result, the ring gear 21 tries to return to the position before pressurization by the biasing force of the spring 25. At this time, since the atmospheric pressure is introduced into the timing pulley assembly 6 through the atmosphere communication hole 32, the oil recovery chamber 29, etc., the ring gear 21 is smoothly returned. Further, at that time, even when the oil return hole 31 is blocked by the control oil, the atmosphere communication hole 32 provided above the oil return hole 31 causes a large internal space in the timing pulley assembly 6. Atmospheric pressure is reliably introduced.
この結果、リングギヤ21の復帰応答性を向上させるこ
とができ、バルブタイミング可変機構としての作動応答
性を改善することができる。As a result, the return response of the ring gear 21 can be improved, and the operation response of the variable valve timing mechanism can be improved.
ところが、上記のようにシール性向上やバルブタイミ
ング可変機構としての作動応答性の改善を図るために、
例えば大気連通穴32を設けるのではなく、従来からある
油戻し穴31の内径を大きくすることも考えられる。しか
し、この場合には、油戻し穴31がカムシャフト1の下側
に位置しているために、油と空気が同時に作用して効率
が良くない。又、油戻し穴31を複数個設けることも考え
られるが、シリンダヘッド3に複数の穴を同時に開ける
場合には、多軸ボール盤等による同時加工のための穴間
ピッチを確保することが難しいものであった。However, in order to improve the sealability and the operation response as the variable valve timing mechanism as described above,
For example, instead of providing the atmosphere communication hole 32, it is conceivable to increase the inner diameter of the conventional oil return hole 31. However, in this case, since the oil return hole 31 is located on the lower side of the camshaft 1, oil and air act at the same time, resulting in poor efficiency. It is also possible to provide a plurality of oil return holes 31, but when making a plurality of holes in the cylinder head 3 at the same time, it is difficult to secure a hole pitch for simultaneous processing by a multi-axis drilling machine or the like. Met.
従って、この実施例のように、カムシャフト1よりも
上側位置にてベアリングキャップ5に大気連通穴32を形
成することが、油回収室29の圧力上昇を最も効果的に抑
えることができるのである。Therefore, forming the atmosphere communication hole 32 in the bearing cap 5 at a position above the camshaft 1 as in this embodiment can most effectively suppress the pressure increase in the oil recovery chamber 29. .
尚、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、発明の趣旨の逸脱しない範囲において、構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and a part of the configuration can be appropriately modified and carried out as follows without departing from the spirit of the invention.
(1)前記実施例では、ベアリングキャップ5に一つの
大気連通穴32を形成したが、その数を適宜に増やしても
よい。又、複数の大気連通穴を形成した場合に、その位
置をカムシャフトの上側位置に限定する必要はなく、油
戻し穴よりも上方位置でありさえすれば、例えばカムシ
ャフトの両横位置に形成することもできる。(1) In the above-mentioned embodiment, one atmosphere communication hole 32 is formed in the bearing cap 5, but the number may be increased appropriately. Further, when a plurality of atmosphere communication holes are formed, it is not necessary to limit the position to the upper position of the camshaft, and it is possible to form the holes at both lateral positions of the camshaft as long as they are above the oil return hole. You can also do it.
(2)前記実施例では、リングギヤ21の内外周両方の歯
21a,21bをヘリカル歯としたが、その内外周の歯21a,21b
のいずれか一方のみをヘリカル歯としてもよい。(2) In the above embodiment, both the inner and outer teeth of the ring gear 21
21a and 21b are helical teeth, but the inner and outer teeth 21a and 21b
Only one of these may be used as the helical tooth.
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、タイミング
プーリアッシィとシリンダヘッド及びベアリングキャッ
プとの間に、タイミングプーリアッシィ内部から洩れ出
る制御油を封止するシールを設け、カムシャフトとシリ
ンダヘッド及びベアリングキャップとシールとの間に、
タイミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を回
収する油回収室を設け、その油回収室にて回収された制
御油を供給側へ戻すための油戻し穴をシリンダヘッドに
設け、更に油戻し穴とは別に同油戻し穴よりも上方位置
に、油回収室を大気に連通させる大気連通穴を設けたの
で、油戻し穴が制御油により塞がれている可能性がある
場合でも、前記大気連通穴による大気の連通によって円
滑な作動応答性を確保することができると共に、過剰な
制御油圧に対してもシールから外部への油洩れを抑える
ことができるという優れた効果を発揮する。As described above in detail, according to the present invention, the seal for sealing the control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly is provided between the timing pulley assembly and the cylinder head and the bearing cap. , Between the camshaft and cylinder head and between the bearing cap and seal,
An oil recovery chamber is provided to collect the control oil that leaks from the timing pulley assembly, and an oil return hole is provided in the cylinder head to return the control oil recovered in the oil recovery chamber to the supply side. Separately from the oil return hole, an atmosphere communication hole for communicating the oil recovery chamber with the atmosphere is provided above the oil return hole, so that even if there is a possibility that the oil return hole is blocked by the control oil, By communicating the atmosphere through the communication hole, a smooth operation response can be secured, and an excellent effect that oil leakage from the seal to the outside can be suppressed even with an excessive control hydraulic pressure is exhibited.
第1図はこの発明を具体化した一実施例におけるバルブ
タイミング可変機構を説明する断面図、第2図はそのベ
アリングキャップに形成された大気連通穴を示す斜視図
である。第3図は従来例におけるバルブタイミング可変
機構を説明する断面図である。 図中、1はカムシャフト、3はシリンダヘッド、5はベ
アリングキャップ、6はタイミングプーリアッシィ、21
はリングギヤ、21a,21bは歯、25はスプリング、28はシ
ール、29は油回収室、31は油戻し穴、32は大気連通穴で
ある。FIG. 1 is a sectional view for explaining a valve timing variable mechanism in an embodiment embodying the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an atmosphere communication hole formed in a bearing cap thereof. FIG. 3 is a sectional view for explaining a valve timing varying mechanism in the conventional example. In the figure, 1 is a camshaft, 3 is a cylinder head, 5 is a bearing cap, 6 is a timing pulley assembly, 21
Is a ring gear, 21a and 21b are teeth, 25 is a spring, 28 is a seal, 29 is an oil recovery chamber, 31 is an oil return hole, and 32 is an atmosphere communication hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 健司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 井上 靖通 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 森田 修二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 村上 伸之 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−268810(JP,A) 特開 昭62−45912(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Watanabe 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Yasutomi, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shuji Morita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Murakami 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (56) References 61-268810 (JP, A) JP-A-62-45912 (JP, A)
Claims (1)
回転可能に支持されたバルブ駆動用のカムシャフトと、 前記カムシャフトの一端部に設けられ、エンジンに駆動
連結されたタイミングプーリアッシィと、 内外周に設けられた歯の少なくともいずれか一方がヘリ
カル歯であり、前記カムシャフトと前記タイミングプー
リアッシィとの間に介在されて両者を連結すると共に、
軸方向への移動によって前記カムシャフトと相対回動可
能なリングギヤと、 前記タイミングプーリアッシィ内部において前記リング
ギヤの軸方向一端側に加えられる制御油圧に対向して、
同リングギヤの他端側に設けられた釣り合い用のスプリ
ングと、 を備え、前記スプリングの付勢力に抗して加えられる制
御油圧により前記リングギヤを軸方向へ移動させながら
回動させることによって前記カムシャフトに捩じりを付
与するバルブタイミング可変機構において、 前記タイミングプーリアッシィと前記シリンダヘッド及
び前記ベアリングキャップとの間に設けられ、前記タイ
ミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を封止す
るシールと、 前記カムシャフトと前記シリンダヘッド及び前記ベアリ
ングキャップと前記シールとの間に設けられ、前記タイ
ミングプーリアッシィ内部から洩れ出る制御油を回収す
る油回収室と、 前記油回収室にて回収された制御油を供給側へ戻すため
に前記シリンダヘッドに設けられた油戻し穴と、 前記油戻し穴とは別に同油戻し穴よりも上方位置に設け
られ、前記油回収室を大気に連通させる大気連通穴と を備えたことを特徴とするバルブタイミング可変機構。1. A camshaft for driving a valve, which is rotatably supported by a cylinder head and a bearing cap, a timing pulley assembly provided at one end of the camshaft and drivingly connected to an engine, and inner and outer circumferences. At least one of the teeth provided is a helical tooth, and is interposed between the cam shaft and the timing pulley assembly to connect them,
A ring gear that is rotatable relative to the cam shaft by movement in the axial direction, and a control hydraulic pressure applied to one end side in the axial direction of the ring gear inside the timing pulley assembly,
A balance spring provided on the other end side of the ring gear; and the camshaft by rotating the ring gear while moving it axially by a control hydraulic pressure applied against the biasing force of the spring. A variable valve timing mechanism for imparting a twist to a seal, which is provided between the timing pulley assembly and the cylinder head and the bearing cap and seals control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly. An oil recovery chamber that is provided between the camshaft, the cylinder head, the bearing cap, and the seal, and collects control oil leaking from the inside of the timing pulley assembly; and an oil recovery chamber that recovers the control oil. Oil return hole provided in the cylinder head for returning control oil to the supply side A valve timing variable mechanism, which is provided separately from the oil return hole and above the oil return hole, and an atmosphere communication hole for communicating the oil recovery chamber with the atmosphere.
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