(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブを作動させる吸気カム軸と、
排気バルブを作動させる排気カム軸と、
前記吸気カム軸上に設置される吸気カムスプロケットと、
前記排気カム軸上に設置される排気カムスプロケットと、
前記吸気カムスプロケットと前記排気カムスプロケットとを相互に連結させるチェーンとを有する可変バルブタイミング装置において、
前記吸、排気カムスプロケットの間に配置され、前記チェーンと噛み合う補助チェーンスプロケットと、
前記補助チェーンスプロケットを、中央一側に形成されたスプロケットホール内で軸部材によって回転可能に支持するスライドバーを含み、
エンジン回転数に応じて、前記スライドバーが前記チェーンの長さ方向に対して垂直方向にスライドすることにより、前記補助チェーンスプロケットを移動させる移動手段を有し、
前記移動手段により前記補助チェーンスプロケットが、前記チェーンを前記チェーンの長さ方向に対して垂直方向に押したり引いたりすることによって、前記吸、排気カム軸の位相角を変化させることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
前記補助チェーンスプロケットを移動させる移動手段は、
前記補助チェーンスプロケットを支持し、シリンダーヘッドに形成された上部キャビティ及び下部キャビティ内にスライド可能に配置され、前記シリンダーヘッドに設けられた吸入、排出オイル通路を通じてそれぞれオイルポンプとオイルタンクに連結される上、下部オイルチャンバーをその端部によって形成する前記スライドバーと、
前記上、下部オイルチャンバーと連結される前記吸入オイル通路にそれぞれ装着され、前記オイルポンプから前記オイルチャンバーにオイルを供給し前記オイルチャンバーからは前記オイルポンプにオイルが供給されないようにする第１、第２チェックバルブと、
前記上、下部オイルチャンバーと連結される前記排出オイル通路にそれぞれ装着され、前記排出オイル通路を選択的に開閉する第１、第２ソレノイドバルブと、
前記スライドバーを前記キャビティに沿ってスライドさせるために、前記排出オイル通路を選択的に開閉するように前記第１、第２ソレノイドバルブをエンジンの回転数に応じて制御する電子制御ユニットと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
前記キャビティには、前記スライドバーに形成されるガイド突起が前記スライドバーのスライド移動を所定の長さに制限するように配置される少なくとも１つの大直径部が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変バルブタイミング装置に係り、より詳しくは、エンジンの回転数に応じて吸気バルブの開閉タイミングを調節することによってエンジンの出力効率を極大化することができる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、エンジンの吸、排気バルブを作動させるバルブ作動機構は、図４に示されているように、一定の時期に吸、排気バルブをそれぞれ開閉するように別途に設けられた吸気カム軸１０１と排気カム軸１０３を含む。
【０００３】
さらに、排気カム軸１０３はクランク軸１０５から伝達される動力によって駆動され、吸気カム軸１０１は排気カム軸１０３からチェーン１０７を通じて伝達される動力によって駆動される。
【０００４】
ここで、吸、排気バルブは吸気カム軸１０１と排気カム軸１０３によって一定の時期に開閉される。これをバルブタイミングといい、吸気バルブは一般に吸気行程前（即ち、上死点前）に開き、吸気行程完了後（即ち、下死点後）に閉まり、前記排気バルブは排気行程前（即ち、下死点前）に開き、排気行程終了後の吸入行程開始直後（即ち、上死点後）に閉まる。
【０００５】
さらに、排気行程の終了点と吸入行程の開始点との間にはオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）時間が存在し、この時には燃焼ガスを完全に排出し混合気の充填効率を向上させるために吸気バルブと排気バルブが共に開放されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバルブタイミングにおいては、オーバーラップの角度は一定であるが、オーバーラップ時間はエンジンの高速回転時には短くなり、低速回転時には長くなる。即ち、オーバーラップ時間がエンジンの回転数によって変化する。特に、高速回転時にはオーバーラップ時間が極めて短いため、吸入される混合気が燃焼ガスを燃焼室の外に十分に排出することができない。つまり、従来のバルブ作動機構はその機能を十分に果たすことができない。
【０００７】
また、クランク軸とカム軸から伝達される振動によって動力伝達部材である前記チェーンに横振動が発生して、チェーンガイドとスプロケットと共に衝撃性騷音を発生させるなどの問題点を内包している。
【０００８】
従って、本発明は上記のような問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、エンジンの回転数に応じて吸気バルブの開閉タイミングを適切に調節することによってエンジンの出力効率を極大化することができる可変バルブタイミング装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、動力伝達部材であるチェーンの横振動を吸収することによってチェーンとチェーンガイドとの間の衝撃音の発生を防止することができる可変バルブタイミング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明による可変バルブタイミング装置は、吸気バルブを作動させる吸気カム軸と、排気バルブを作動させる排気カム軸と、吸気カム軸上に設置される吸気カムスプロケットと、排気カム軸上に設置される排気カムスプロケットと、吸気カムスプロケットと排気カムスプロケットとを相互に連結させるチェーンとを有する可変バルブタイミング装置において、吸、排気カムスプロケットの間に配置され、チェーンと噛み合う補助チェーンスプロケットと、補助チェーンスプロケットを、中央一側に形成されたスプロケットホール内で軸部材によって回転可能に支持するスライドバーを含み、エンジン回転数に応じて、スライドバーがチェーンの長さ方向に対して垂直方向にスライドすることにより、補助チェーンスプロケットを移動させる移動手段を有し、移動手段により前記補助チェーンスプロケットが、前記チェーンを前記チェーンの長さ方向に対して垂直方向に、押したり引いたりすることによって吸、排気カム軸の位相角を変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、補助チェーンスプロケットを移動させる移動手段は、補助チェーンスプロケットを支持し、シリンダーヘッドに形成された上部キャビティ及び下部キャビティ内にスライド可能に配置され、シリンダーヘッドに設けられた吸入、排出オイル通路を通じてそれぞれオイルポンプとオイルタンクに連結される上、下部オイルチャンバーをその端部によって形成するスライドバーと、上、下部オイルチャンバーと連結される吸入オイル通路にそれぞれ装着され、オイルポンプからオイルチャンバーにオイルを供給しオイルチャンバーからはオイルポンプにオイルが供給されないようにする第１、第２チェックバルブと、上、下部オイルチャンバーと連結される排出オイル通路にそれぞれ装着され、排出オイル通路を選択的に開閉する第１、第２ソレノイドバルブと、スライドバーをキャビティに沿ってスライドさせるために、排出オイル通路を選択的に開閉するように第１、第２ソレノイドバルブをエンジンの回転数に応じて制御する電子制御ユニットとを含むことが好ましい。
【００１３】
さらに、キャビティには、スライドバーに形成されるガイド突起がスライドバーのスライド移動を所定の長さに制限するように配置される少なくとも１つの大直径部が形成されることが好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による可変バルブタイミング装置の一実施の形態について、添付した図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１６】
図１は本実施の形態における可変バルブタイミング装置を示す断面図である。この可変バルブタイミング装置は排気バルブ（図示しない）を作動させる排気カム軸１と吸気バルブ（図示しない）を作動させる吸気カム軸３がそれぞれ形成される。排気カム軸１と吸気カム軸３には、排気カム軸１の回転動力を吸気カム軸３に伝達するようにチェーン９によって相互連結される排気カムスプロケット５と吸気カムスプロケット７がそれぞれ設置されている。
【００１７】
排気カムスプロケット５と吸気カムスプロケット７との間には、補助チェーンスプロケット１１が回転可能に配置されチェーン９と噛み合う。また、シリンダーヘッド１３の上部キャビティ２８、下部キャビティ２８′にはスライドバー１５が上下方向にスライド可能に配置され、シリンダーヘッド１３に上部オイルチャンバー１７、下部オイルチャンバー１９を形成する。
【００１８】
また、スライドバー１５の中央部一側に、図２に示されているように、スプロケットホール２１が形成されることにより、前記補助チェーンスプロケット１１が軸部材２３によってスライドバー１５に回転可能に装着される。好ましくは、補助チェーンスプロケット１１と軸部材２３との間にはベアリング２５が配置される。
【００１９】
また、上部、下部オイルチャンバー１７、１９はそれぞれ吸入オイル通路２７、２７′を通じてオイルポンプと連結される。吸入オイル通路２７、２７′にはオイルがオイルポンプから上部、下部オイルチャンバー１７、１９への方向にのみ供給されるようにチェックバルブ２９、２９′が装着される。即ち、図３に示されているように、チェックバルブ２９、２９′は、吸入オイル通路２７、２７′上に配置されるチェックボール３１と、チェックボール３１を囲むように配置されるバルブハウジング３３と、チェックボール３１をガイドするようにバルブハウジング３３の内側に配置されるガイド部材３５とを含む。また、バルブハウジング３３には多数のオイルホール３７が形成される。また、チェックボール３１は、チェックボール３１とバルブハウジング３３の内側壁との間に配置される弾性部材３９によって、オイルがオイルポンプからオイルチャンバー１７、１９に供給されない時に吸入オイル通路４１、４１′を閉める方向に弾性支持される。
【００２０】
また、図１に示されるように上部、下部オイルチャンバー１７、１９は排出オイル通路４１、４１′を介してオイルタンクと連結され、排出オイル通路４１、４１′にはオイルチャンバー１７、１９内のオイルをオイルタンクに排出するようにソレノイドバルブ４３、４３′がそれぞれ形成されている。
【００２１】
即ち、図３に示されているように、シリンダーヘッド１３に排出オイル通路４１′と連結される排出チャンバー４５が形成され、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御されるソレノイド５３の作動ロッド５１にバルブスプール４９が設置される。このバルブスプール４９は弾性部材４７によって、排出オイル通路４１、４１′を閉める方向に弾性支持される。
【００２２】
さらに、図１に示されるように、上部、下部キャビティ２８、２８′にはそれぞれ大直径部５５、５５′が形成されており、スライドバー１５にはそれぞれ大直径部５５、５５′内で移動可能に配置されるガイド突起５７、５７′が形成されている。即ち、大直径部５５、５５′はスライドバー１５が排出オイル通路４１、４１′を超えてスライドしないようにスライダーの突起５７、５７′を係止させるストッパーとしての役割を果たす。
【００２３】
以下、上述の可変バルブタイミング装置の作動について詳細に説明する。
【００２４】
エンジン回転数センサー（図示しない）から電子制御ユニット（ＥＣＵ）にエンジン回転数が所定の中、低速領域にあるとの信号が伝達されると、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は排出オイル通路４１が閉まり排出オイル通路４１′が開くようにソレノイドバルブ４３、４３′を制御する。これによって、オイルポンプから吸入オイル通路２７′を介して下部オイルチャンバー１９に供給されるオイルが排出オイル通路４１′を介してオイルタンクに排出される。
【００２５】
これによって、スライドバー１５は下方に移動して排出オイル通路４１′を閉めた後、大直径部５５′とガイド突起５７′との組合せ作用によって停止する。この時、排出オイル通路４１′を閉めることによって下部オイルチャンバー１９に充填されたオイルにより形成されたオイル圧がスライドバー１５のスライド移動に対する緩衝の役割を果たす。
【００２６】
上記のようなスライドバー１５の下方向へのスライド移動によって、吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５との間の補助チェーンスプロケット１１は吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５が反対方向に回転するようにチェーン９を下方に偏らせ、その結果、排気バルブの開閉作動に対して相対的に吸気バルブの開閉作動を遅らせるように吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５の位相角が変化し、これによって吸気バルブと排気バルブが同時に開いているオーバーラップ区間が減少する。
【００２７】
エンジン回転数センサー（図示しない）から電子制御ユニット（ＥＣＵ）にエンジン回転数が所定の高速領域にあるとの信号が伝達されると、排出オイル通路４１が開き排出オイル通路４１′が閉まるようにソレノイドバルブ４３、４３′を制御する。これによって、オイルポンプから吸入オイル通路２７を介して上部オイルチャンバー１７に供給されたオイルが排出オイル通路４１を介してオイルタンクに排出される。
【００２８】
これによって、スライドバー１５は上方に移動して排出オイル通路４１を閉めた後、大直径部５５とガイド突起５７との作用によって停止する。この時、排出オイル通路４１を閉めることによって上部オイルチャンバー１７に充填されたオイルにより形成されたオイル圧がスライドバー１５のスライド移動に対する緩衝の役割を果たす。
【００２９】
上記のようなスライドバー１５の上方向へのスライド移動によって、吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５との間の補助チェーンスプロケット１１は吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５が反対方向に回転するようにチェーン９を下方に偏らせ、その結果、吸気バルブの開閉作動に対して相対的に排気バルブの開閉作動を遅らせるように吸気カムスプロケット７と排気カムスプロケット５の位相角が変化し、従ってオーバーラップ区間が増加することになり、シリンダーの体積効率が向上し出力効率が向上する。
【００３０】
上述のとおり、補助チェーンスプロケット１１はチェーンガイドとしての役割を果たす。従って、本発明では、付加的なガイド部材が要求されない。カムシャフトとクランクシャフトから伝達される横振動はスライドバー１５が移動するときに上部、下部オイルチャンバー１７、１９のオイル圧によって吸収される。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による可変バルブタイミング装置はエンジンの運転速度に応じて補助チェーンスプロケットを上下作動させて吸、排気バルブが開閉されるタイミングを調節することによってエンジンの出力効率を極大化することができ、動力伝達部材であるチェーンの横振動をオイルチャンバー内の緩衝区間で吸収することによって騷音発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態としての可変バルブタイミング装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線による断面図である。
【図３】図１のＡ部分の拡大断面図である。
【図４】従来の技術によるバルブ作動機構の側面図である。
【符号の説明】
１    排気カム軸
３    吸気カム軸
５    排気カムスプロケット
７    吸気カムスプロケット
９    チェーン
１１    補助チェーンスプロケット
１３    シリンダーヘッド
１５    スライドバー
１７    上部オイルチャンバー
１９    下部オイルチャンバー
２１    スプロケットホール
２３    軸部材
２５    ベアリング
２７、２７′    吸入オイル通路
２９、２９′    チェックバルブ
３１    チェックボール
３３    バルブハウジング
３５    ガイド部材
３７    オイルホール
３９、４７    弾性部材
４１、４１′    排出オイル通路
４３、４３′    ソレノイドバルブ
４５    排出チャンバー
４９    バルブスプール
５１    作動ロッド
５３    ソレノイド
５５、５５′    大直径部
５７、５７′    ガイド突起
【図１】
0004601162.tif 000002
【図２】
0004601162.tif 000003
【図３】
0004601162.tif 000004
【図４】
0004601162.tif 000005