JP2004116410A - Valve timing control device - Google Patents

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JP2004116410A
JP2004116410A JP2002281494A JP2002281494A JP2004116410A JP 2004116410 A JP2004116410 A JP 2004116410A JP 2002281494 A JP2002281494 A JP 2002281494A JP 2002281494 A JP2002281494 A JP 2002281494A JP 2004116410 A JP2004116410 A JP 2004116410A
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Naoto Yumizashi
弓指 直人
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure locking operation control. <P>SOLUTION: In this valve timing control device provided with a lock mechanism which realizes intermediate locking in a locking phase, an abutting part between a locking body 60 and an external rotor 2 is provided with a hole, a groove or a projection for reducing contact area, or the surface is knurled. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、この駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材との相対回転位相を可変制御可能に構成されるとともに、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転を拘束するためのロック機構を備え、
相対回転が拘束されるロック姿勢と、相対回転が許容されるロック解除姿勢との間でロック機構が姿勢変更自在に構成されるとともに、
ロック姿勢において、機械的付勢手段の働きにより、駆動側回転部材と従動側回転部材との一方の回転部材から他方の回転部材に突入して前記相対回転を拘束し、ロック解除姿勢において他方の回転部材から一方の回転部材に引退して相対回転を許容するロック体を、ロック機構に備え、
ロック解除姿勢において、ロック体が一方の回転部材に当接する当接部を、ロック体と一方の回転部材に有する弁開閉時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置は、エンジンの通常運転時には、外部ロータといったクランクシャフトと同期回転される駆動側回転部材と、内部ロータといったカムシャフトに繋がる従動側回転部材の相対回転位相を変更して、エンジンの適切な運転状態を確保する。
弁開閉時期制御装置に備えられるロック機構は、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転を拘束、許容するために設けられているものであり、相対回転位相変更時にはロック解除状態に維持され、例えば、エンジン始動時といった所定の相対回転位相を確保したい時点で、ロックが懸かるロック状態とされる。
即ち、エンジン始動時等にはロック機構はロック姿勢を、通常運転状態ではロック解除姿勢を取る。このようにして、始動時には適正な始動状態が確保される。
【0003】
前記ロック機構には所謂ロック体が備えられており、このロック体が一方の回転部材側から他方の回転部材側へ突入して、ロック体が両者間にわたって介在することで相対回転が拘束されるロック姿勢とされる。一方、ロック体が一方の回転部材側へ引退することで、両者間の相対回転が許容されるロック解除姿勢となる。
【0004】
この種のロック体の突入、引退制御構造としては様々な構造が考えられるが、通常、ロック体は、スプリング等の機械的付勢手段の働きにより、一方の回転部材側から他方の回転部材側に常時付勢されており、両回転部材間の相対回転位相がロックが必要な位相であるロック位相に到達した段階で、ロック体が他方の回転部材に突入する。
【0005】
一方、ロック体の引退に関しては、例えば、ロック体の他方の回転部材側端に油圧を供給し、機械的付勢手段の付勢力に抗して、前記ロック体を一方の回転部材側に押し戻す構造が採用されている。この種のロック体としては、プレート状のもの、ピン状のものが提案されている。
【0006】
この種の技術の従来例を挙げると、スプリングの付勢力をアイドリング時の遠心力を考慮して決定するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
この技術は、ロック体が回転部材の径外方向に移動してロック姿勢からロック解除姿勢へ変更するものであり、ロック体の他方の回転部材側への付勢手段であるスプリングの荷重設定に関し、ピンに働く遠心力を考慮して、このスプリングによる付勢力を設定することが提案されている。
【0008】
即ち、この技術にあっては、スプリングの付勢力F2が、ロック解除用の油圧F1より大きく、油圧F1とアイドリング時の遠心力F3の合算値より小さく選択されて、ロック時の誤動作が回避される。
両回転部材間の相対回転位相がロック位相に到達する状態において、ロック解除姿勢からロック姿勢への変更は、ロック体内径面に供給されている油圧が解除された状態においてスプリングの付勢力F2によって発生され、ロック姿勢からロック解除姿勢へは、ロック体下面に供給される油圧による力F1とエンジン回転に伴い発生する遠心力F3の和が、ロック体上面に作用する前記スプリングによる荷重F3を上回った段階で移行する。
【0009】
【特許文献1】
特開2001−227311号公報(第2頁、第9図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記の構成を例に取って本願発明の課題を説明すると、本願発明者らは、弁開閉時期制御装置の開発過程において、ロック解除姿勢からロック姿勢への姿勢変更移動時間が、所望の時間間隔より大きくなる場合があることを見いだした。
【0011】
例えば、冷間でのエンジンの始動時にロックをかける始動ロック構造を採用する場合、エンジンの始動とともに、回転部材間の相対回転位相変更をカム回転によって起こさせるのであるが、相対回転位相がロック位相に到達した状態にあっても、ロック体の相手側回転部材への突入が遅延する場合があることを見いだした。このような遅延が発生すると、適正なロック制御を行うことができない場合がある。また、エンジンの停止とともに進角油、遅角油、およびロック作動油をドレイン状態として、ロック動作制御を実行する停止ロック構造を採用する場合においても、始動ロック構造同様に相対回転位相がロック位相に達した状態にあっても、ロック体の相手側回転部材への突入が遅延する場合があり、適正なロック制御ができない場合がある。
【0012】
さらに具体的に説明すると、暖機運転状態と冷機運転状態との始動ロック操作において、数10msの遅延が発生する場合があった。
【0013】
従って、本発明の目的は、ロック動作制御を確実なものとすることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本願弁開閉時期制御装置の特徴構成は、請求項1に記載されているように、前記当接部の少なくとも一部に、対向する相手側面に対して部分的に接触する部分接触構成部を設けることにある。
この場合、部分接触構成部を構成するに、ロック体側の加工、このロック体に対向する、相手側回転部材の表面の加工、あるいは、それらの両方において構成してもよい。
【0015】
上述した本願の課題の原因を追求した結果、上述の遅延は、例えば、図2に示す構成のものでは、ロック体の頭部(径方向外径側端部)と外部ロータの内面との間にオイルが付着し、このオイルの吸着作用により、上記のような問題が発生する場合があることを見いだした。発明者らは、このオイルは相対回転位相変更に使用される作動油が回ったものと推察している。
さらに、この種のオイルは、車の乗り手が適宜入れ換える場合もあり、その粘性が所定範囲内に納まると考えられるものではない。
【0016】
さて、従来、ロック体の頭部端面、および相手側面(当たり面)は平坦面とされており、この面構造に起因して、ロック制御上の本願課題が発生する場合があるものと考えられる。
【0017】
従って、本願の弁開閉時期制御装置にあっては、上記したように、当接部の一部に、部分接触構成部を設ける。このような部分接触構成部を設けることで、この部位においては、オイルによる吸着作用を低減することが可能となり、ロック動作制御時の制御性を高めることができる。
【0018】
この種の部分接触構成部は、請求項4に記載されているように、対向位置する対向面部位における接触面積の減少構造、線接触構造もしくは点接触構造のいずれかとすることができる。
図8、9(ロ)(ハ)、10(ロ)には、対向面部位に凹部を設けて接触面積を減少させた例を、図9(イ)、10(イ)には所定部位に線状の溝を穿ち、線接触構造とすることで、さらに、図9(ニ)、10(ニ)には、所定部位に突起を設けることで、点接触構造とした例を示している。
これら任意の手法により部分的な接触構造を得ることができる。
【0019】
さて、このような部分接触構成部を設ける部位であるが、ロック体の姿勢変更移動に伴って、このロック体が摺接移動する摺接面、あるいは、ロック姿勢において、相対回転を拘束する拘束力が伝達される拘束力伝達面は、除かれることとなる。例えば、図2に示す例にあっては、外部ロータに設けられ、ロック体が回転軸径方向に沿って摺接、あるいは回転周方向で当接する面は除かれる。
【0020】
摺接面では、ロック体の移動の障害となる場合もあり、拘束力伝達面には、ロックに必要な拘束力がかかるため、部分接触構成とすると、この部位での磨耗を発生する等の問題を発生する可能性もあるためである。
さらに、本願にいう部分接触構成部は、ロック体と相手側部材表面とがロック姿勢において直接当接する当接部の少なくとも一部に設けられるのであり、例えば、図8に示すように、プレート型のロック体にはスプリング61が嵌め込まれる凹部65が、従来から設けられていたが、この種の部分接触構成とされない状態で、直接当接することがない部位は、本願にいう当接部に当たらない。
【0021】
さて、請求項2に記載されているように、ロック姿勢とロック解除姿勢との間で、ロック体が移動する方向であるロック体の姿勢変更移動方向における、ロック体の一方の回転部材側端部、もしくはこの一方の回転部材側端部に対向する一方の回転部材内面に、前記部分接触構成部が設けられていることが好ましい。
【0022】
ロック体は、姿勢変更移動において所定の方向に移動するが、この方向においてロック体の一方の回転部材側端部は、通常、当たり面とされ、ロック体の移動終端に相当する。この近傍部位において、本願にいう吸着力が発生すると、移動阻害要因となる。
従って、この端面およびその近傍に部分接触構成部を設けることで、ロック体の移動が吸着力により阻害されるのを低減することができる。
【0023】
そして、請求項3に記載されているように、ロック姿勢とロック解除姿勢との間で、ロック体が移動する方向であるロック体の姿勢変更移動方向に対して直交する直交当接部に、前記部分接触構成部が設けられていることが好ましい。
この直交当接部に吸着力が発生すると、付勢力の方向に対向する方向に吸着力が働くこととなる。従って、この直交当接部に部分接触構成部を設けることで、比較的影響の大きな吸着力の低減能を得ることができる。
【0024】
また、請求項5に記載されているように、一方の回転部材が駆動側回転部材であり、他方の回転部材が前記従動側回転部材であり、
回転部材の回転軸に近接又は離間する方向である回転径方向において、駆動側回転部材が従動側回転部材に対して外径側に位置され、ロック体が、回転径方向を、ロック姿勢とロック解除姿勢との間で移動する方向とするものとすることが好ましい。
【0025】
この構成は、先に先行技術の項で説明した構造に該当することとなる。
従って、付勢手段であるスプリングの付勢力の選択幅は、比較的狭く、本願発明者が、今般新たに見いだし、解決しようとする課題を、付勢手段側での調整で吸収することは、無理がある場合もある。
これに対して、本願のように、問題となる吸着力が発生しやすい箇所に、部分接触構成部を備えて、吸着力の効果を低減することで、付勢側に関して、従来技術で確立された構造を利用しながら、本願が対象とする課題を別途解決することができる。
【0026】
さらに具体的に説明すると、先行技術で開示した構成において、付勢手段であるスプリングによる付勢力の設定に際して、オイルによる吸着作用分を上乗せしてこれを設定し、解除側で現状構造を踏襲すると、ロック姿勢へ移行してしまい、正常な動作が得られなくなる恐れがある。
これに対して、所定の当接部が部分接触構成部とされることで、この部位における吸着力の発生を低減化でき、付勢手段によるロック解除姿勢からロック姿勢への移行において吸着の影響を低減化でき、付勢手段側の設計を従来手法の要件を満たすものとしながら、正常な動作とできる。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1〜図8に基づいて説明する。
〔基本構成〕
弁開閉時期制御装置は、図1に示すように、自動車用エンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ2と、前記外部ロータ2に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ1とを備えて構成されている。
【0028】
上記内部ロータ1は、エンジンのシリンダヘッドに一体回転するように支持されたカムシャフト3の先端部に一体的に組付けられている。
【0029】
上記外部ロータ2は、上記内部ロータ1に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に外装され、フロントプレート22、リアプレート23及び外部ロータ2の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット20を備える。
【0030】
タイミングスプロケット20とエンジンのクランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材24が架設されている。
【0031】
そして、エンジンのクランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材24を介してタイミングスプロケット20に回転動力が伝達されるので、上記タイミングスプロケット20を備えた外部ロータ2が図2に示す回転方向Sに沿って回転駆動し、ひいては、内部ロータ1が回転方向Sに沿って回転駆動してカムシャフト3が回転し、カムシャフト3に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。
【0032】
図2に示すように、上記外部ロータ2には、径内方向に突出するシューとして機能する突部4の複数個が回転方向に沿って互いに離間して並設されている。そして、外部ロータ2の隣接する突部4の夫々の間には、外部ロータ2と内部ロータ1で規定される流体圧室40が形成されている。
【0033】
内部ロータ1の外周部の、上記各流体圧室40に対面する個所にはベーン溝41が形成されており、このベーン溝41には、上記流体圧室40を相対回転方向(図2において矢印S1,S2方向)において進角室43と遅角室42とに仕切るベーン5が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。
このベーン5は、図1に示すように、その内径側に備えられるスプリング51により、流体圧室内壁面w側に付勢されている。
【0034】
また、上記進角室43は内部ロータ1に形成された進角通路11に連通し、遅角室42は内部ロータ1に形成された遅角通路10に連通し、進角通路11及び遅角通路10は、後述する油圧回路7に接続されている。
【0035】
内部ロータ1と外部ロータ2との間には、相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相(図2に示す位相)にあるときに、内部ロータ1と外部ロータ2との相対回転を拘束可能なロック機構6が設けられている。
【0036】
図2、3に示すように、ロック機構6は、外部ロータ2に設けられた遅角用ロック部6A及び進角用ロック部6Bと、内部ロータ1の外周部の一部に凹状のロック油室62とを備えている。
【0037】
図6、7、8に示すように、遅角用ロック部6A及び進角用ロック部6Bは、外部ロータ2に径方向において摺動自在に設けられたロック体60と、ロック体60を径内方向に付勢する機械的付勢手段としてのスプリング61とを備えて構成されている。このスプリング61はロック体60の凹部65に嵌められて、外部ロータ2側からロック体60を内径側へ付勢する。
図1、2、8、9に示す例にあっては、ロック体60はプレート形状を有するプレート型とされており、図10に示すように、ピン形状を有するピン型とされていてもよく、さらに、その他の形状を採用することができる。
【0038】
本願にあっては、このロック体60に部分接触構成部66が設けられている。この部分接触構成部66は、図8に示すように、プレート形状を成すロック体60の頭部に、一対の凹部67を設けて、外部ロータ内面との接触面積を減少させたものである。
結果、ロック体60と外部ロータ2との接触面積は減少しており、この接触部位間にオイルが侵入し、その吸着力によりロック体60の内部ロータ側への移動が遅延するのを防止している。
【0039】
上記遅角用ロック部6Aは、ロック体60をロック油室62内に突入させることで、内部ロータ1が外部ロータ2に対して遅角方向へ相対回転することを阻止し、上記進角用ロック部6Bは、ロック体60をロック油室62内に突入させることで、内部ロータ1が外部ロータ2に対して進角方向へ相対回転することを阻止する。
【0040】
図2に示すように、遅角用ロック部6A及び進角用ロック部6Bの両方のロック体60を、ロック油室62内に突入させることで、内部ロータ1と外部ロータ2との相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相に拘束する所謂ロック状態となる。この状態でロック機構6が取る姿勢をロック姿勢と呼ぶ。 尚、上記ロック位相は、エンジンの弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。
【0041】
ここで、ロック体60のロック油室62内への突入は、図6、図7(イ)に示すように、ロック油室62内に油圧回路7を介して供給されるロック油がドレンされた状態で、スプリング61による付勢力により起こされる。一方、ロック体60のロック油室62からの引退は、図7(ロ)に示すように、ロック油室62に油圧回路7を介してロック油が供給された状態で発生する。この状態でロック機構6が取る姿勢をロック解除姿勢と呼ぶ。
【0042】
従って、ロック油の給排出がロック機構6の動作を支配する。但し、ロックがかかるためには、上述の外部ロータ2と内部ロータ1との相対位置がロック位相になっている必要があることは当然である。
【0043】
〔作動油の給排出構成〕
油圧回路7は、基本的に、上記進角通路11及び上記遅角通路10を介して進角室43及び遅角室42の一方若しくは両方に対する作動油としてのオイルの給排出を実行し、ベーン5の流体圧室40での相対位置を変更して外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転位相を最進角位相(進角室43の容積が最大となるときの相対回転位相)と最遅角位相(遅角室42の容積が最大となるときの相対回転位相)との間で調整可能な相対回転位相調整機構として機能する。
さらに、油圧回路7は、この相対回転位相設定を実行するのに必要となる、ロック、ロック解除動作をも実行する。
【0044】
詳しくは、図2、3に示すように、油圧回路7は、エンジンの駆動力で駆動し、作動油又は後述のロック油となるオイルを制御弁76側に供給するポンプ70と、ECU9による給電量制御によりスプールの位置を変化させて複数のポートにおけるオイルの給排出を実行するソレノイド式の制御弁76と、オイルを貯留するオイルパン75とを備えて構成されている。
上記進角通路11及び上記遅角通路10が、上記制御弁76の所定のポートに接続されている。
【0045】
上記ロック油室62は内部ロータ1に形成されたロック油通路63に連通し、ロック油通路63は上記油圧回路7の制御弁76における所定のポートに接続されている。
【0046】
即ち、油圧回路7は、ロック油通路63を介して、ロック油室62にロック油としてのオイルの給排出を実行するように構成され、制御弁76からロック油室62にロック油が供給されると、図3に示すように、ロック体60が外部ロータ2側に引退して、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転のロック状態が解除される。
【0047】
〔制御弁の動作制御〕
図4に示すように、油圧回路7の制御弁76は、ECU9からの給電量に比例してスプール位置を位置W1から位置W4まで変化させ、進角室43、遅角室42、及び、ロック油室62に作動油又はロック油となるオイルの供給、ドレイン、停止等を切り替えるように構成されている。
【0048】
即ち、制御弁76のスプール位置を位置W1とすることで、進角室43及び遅角室42の作動油と共にロック油室62のロック油をオイルパン75側にドレインするドレイン操作を実行することができる。
【0049】
制御弁76のスプール位置を位置W2とすることで、ロック油室62にロック油が供給されて外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転のロック状態を解除し、更に、遅角室42の作動油をドレインしつつ、進角室43に作動油を供給して、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転位相を進角方向S2に移動する進角移行操作を実行することができる。
【0050】
制御弁76のスプール位置を位置W3とすることで、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転のロック状態を解除しつつ、進角室43及び遅角室42に対する作動油の供給を停止して、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転位相をその時点での位相に保持する保持操作を実行することができる。
【0051】
制御弁76のスプール位置を位置W4とすることで、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転のロック状態を解除し、更に、進角室43の作動油をドレインしつつ、遅角室42に作動油を供給して、外部ロータ2と内部ロータ1との相対回転位相を遅角方向S1に移動する遅角移行操作を実行することができる。
尚、制御弁76の作動構成は、上記のものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【0052】
〔動作制御〕
エンジンに設けられているECU9は、所定のプログラム等を格納したメモリ、CPU、入力出力インターフェース等が内蔵されている。
ECU9には、図1に示すように、カムシャフトの位相を検知するカム角センサ90a、クランクシャフトの位相を検知するクランク角センサ90b、エンジンオイルの温度を検知する油温センサ90c、クランクシャフトの回転数(エンジン回転数)を検知する回転数センサ90d、IGキースイッチ(IG/SWと略称する)90eや、その他の、車速センサ、エンジンの冷却水温センサ、又は、スロット開度センサ等の各種センサの検知信号が入力される。また、ECU9は、カム角センサ90aで検知したカムシャフトの位相と、クランク角センサ90bで検知したクランクシャフトの位相とから、カムシャフトとクランクシャフトの相対回転位相、即ち、弁開閉時期制御装置における内部ロータ1と外部ロータ2との相対回転位相を求めることができる。
【0053】
ECU9は、上記のようなエンジンオイルの温度、クランクシャフトの回転数、車速、スロット開度等のエンジンの動作状態に基づいて、上記油圧回路7の制御弁76への給電量を調整して、内部ロータ1と外部ロータ2との相対回転位相をその動作状態に適した位相に制御するように構成されている。
【0054】
〔動作〕
次に、エンジン始動時における弁開閉時期制御装置の始動ロック制御について、図5に基づいて説明する。
【0055】
始動ロック動作
ECU9は、IG/SW90eから入力信号が入力されると、クランクシャフトをクランキング(クランクシャフトをスタータで強制回転させることを意味する)して、エンジンを始動するのであるが、そのエンジン始動時には、制御弁76のスプール位置を位置W1として、進角室43及び遅角室42の作動油、及び、ロック油室62のロック油をドレインしている。
【0056】
そして、進角室43及び遅角室42の作動油がドレインされている状態で、クランクシャフトをクランキングすると、カムシャフトにおいて弁を開閉駆動させるために発生する周期的なカム変動トルクにより、流体圧室40内においてベーン5が往復移動し、内部ロータ1と外部ロータ2との相対回転位相が前述のロック位相を間に挟む領域内で周期的に変動する。また、この始動時においては、一対のロック体60はロック解除姿勢を取っており、スプリング61により内部ロータ1側に付勢されている。
【0057】
即ち、一対のロック体60を内部ロータ1側に付勢しながら、相対回転位相がロック位相を間に挟む領域内で周期的に変動することにより、上記相対回転位相がロック位相となった瞬間に、一対のロック体60がロック油室62内に突入し、上記相対回転位相がロック位相に良好に拘束されるロック状態とされるのである。このロック動作において、本願にあっては、外部ロータ2とロック体60の頭部(本願にいう当接部となる)に、部分接触構成部66が設けられているため、この部位に侵入したオイルによって、ロック動作が影響を受けにくい。
このようにして、エンジン始動時に、上記のような相対回転位相のロック位相へのロックを迅速に行うことで、良好なエンジンの始動性を得ることができる。
【0058】
上記のようにして、ロック状態において始動をかけた後、相対回転位相制御を、エンジンの動作状態に従って実行できる。
【0059】
〔別実施の形態〕
(1) ロック機構の別実施形態
上記の実施の形態にあってはロック機構を構成するに、ロック体が外径側にある駆動側である外部ロータから従動側である内部ロータ側に移動してロックがかかる例を示したが、ロック体の移動方向は、回転軸に直交する回転径方向に限らず、回転軸に平行な移動方向、あるいは、この方向に対して傾行する方向に移動して、ロックがかかる構成であってもよい。
【0060】
さらに、ロック体の移動は、実施形態に示す駆動側から従動側への移動によるロックの他、その逆方向の移動でロックがかかる構成であってもよい。
(2) ロック体の形状
ロック体としては、上記の実施の形態に示すプレート型の他、ピン型のものも採用することができる。図9にプレート型のものを、図10にピン形状のものを示した。これらの図において、比較的大きな凹部65は、機械的付勢手段としてのスプリング61の収納部を示す。
(3) 部分接触構成部の位置
上記の実施の形態にあっては、プレート形状を成すロック体60の頭部に、部分接触構成部を設けたが、ロック体60の頭部が穴部にはまり込む構成のものにあっては、頭部近傍のいずれの位置に設けてもよい。
(4) 部分接触構成部の構造
上記の実施の形態にあっては、接触面積を減少させるのに、凹部を設けたが、この部位に線状の溝を多数形成する、ローレット加工を施す、さらには突起を設ける等の処理を施し、線接触構造、点接触構造としてもよい。
図9(イ)にはローレット加工を施したものを、さらに図9(ロ)に示すものにあっては、プレート頭部の形状を、その肉厚方向の横断面において半円形とすることで、接触面積を減少させたものである。
このように、プレート型の場合、その横断面形状を肉厚中心軸に対して対称とすることで、ロック体の円滑な移動を確保できる。さらに、溝を設けたもの、点接触構造としたものを示した。
図10(イ)〜(ニ)に示すものは、記載順に、概略円筒状をなすロックピンの軸芯回りに、同心複数の円周線状突起を形成したもの、径方向溝を形成したもの、ローレット加工を施したもの、軸に対称に突起を設けたものを示した。
この場合も、ピンの中心軸に対称な構造とすることでピンの円滑な移動を保証できる。
(5) 部分接触構成部の形成位置
これまで説明してきた実施の形態にあっては、ロック体側に本願にいう部分接触構成部を設けたが、接触面積の減少に形成の目的があるため、ロック体に対する相手側部材(例えば外部ロータの所定部位)に、この構成部を形成してもよい。
図11に、このような例を示す。これは、図2の構成に対するもので、外部ロータ側に部分接触構成部630を設けた例を示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】弁開閉時期制御装置の概略構成を示す側断面図
【図2】ロック機構による相対回転位相のロック状態を示す立断面図
【図3】ロック機構による相対回転位相のロック解除状態を示す立断面図
【図4】制御弁の作動構成を示す図
【図5】エンジン始動時における弁開閉時期制御装置の制御状態を示すタイミングチャート
【図6】ロック機構の詳細を示す図
【図7】ロック機構の動作説明図
【図8】ロック体の斜視図
【図9】プレート形状を成すロック体の別実施形態を示す図
【図10】ピン形状を成すロック体の別実施形態を示す図
【図11】ロック体に対する相手側部材に部分接触構成部を設ける別実施形態を示す図
【符号の説明】
1:内部ロータ
2:外部ロータ
3:カムシャフト
4:突部
5:ベーン
6:ロック機構
6A:遅角用ロック部
6B:進角用ロック部
7:油圧回路
9:ECU
10:遅角通路
11:進角通路
20:タイミングスプロケット
22:フロントプレート
23:リアプレート
24:動力伝達部材
40:流体圧室
41:ベーン溝
42:遅角室
43:進角室
60:ロック体
61:スプリング
62:ロック油室
63:ロック油通路
66:部分接触構成部
70:ポンプ
75:オイルパン
76:制御弁
90a:カム角センサ
90b:クランク角センサ
90c:油温センサ
90d:回転数センサ
90e:IGキースイッチ(IG/SW)
630:部分接触構成部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a driving-side rotating member that rotates synchronously with respect to a crankshaft, and a driven-side rotating member that is coaxially disposed with respect to the driving-side rotating member and rotates integrally with a camshaft. It is configured to be variably controllable, and includes a lock mechanism for restraining relative rotation between the driving side rotating member and the driven side rotating member,
The lock mechanism is configured so that the posture can be freely changed between a lock posture in which the relative rotation is restricted and a lock release posture in which the relative rotation is allowed,
In the locked position, the mechanical biasing means causes the one of the driving-side rotating member and the driven-side rotating member to protrude into the other rotating member to restrain the relative rotation. A lock mechanism that retreats from the rotating member to one of the rotating members and allows relative rotation is provided in the lock mechanism,
The present invention relates to a valve opening / closing timing control device having, in a lock release posture, a contact portion in which a lock body abuts one rotation member on the lock body and one rotation member.
[0002]
[Prior art]
During normal operation of the engine, this type of valve timing control device changes the relative rotation phase of a driving-side rotating member such as an external rotor that is rotated synchronously with a crankshaft, and a driven-side rotating member that is connected to a camshaft such as an internal rotor. To ensure proper operation of the engine.
The lock mechanism provided in the valve timing control device is provided to restrict and allow relative rotation between the driving-side rotating member and the driven-side rotating member, and is maintained in an unlocked state when the relative rotation phase is changed. Then, for example, at the time when it is desired to secure a predetermined relative rotation phase such as when starting the engine, the locked state is established.
That is, the lock mechanism takes a lock posture when the engine is started, and takes a lock release posture in a normal operation state. In this way, a proper starting state is ensured at the time of starting.
[0003]
The lock mechanism includes a so-called lock body, and the lock body protrudes from one rotating member side to the other rotating member side, and the relative rotation is restricted by the locking body intervening between the two. Locked posture. On the other hand, when the lock body retreats toward one of the rotating members, the lock body becomes an unlocked posture in which relative rotation between the two is allowed.
[0004]
Various structures can be considered as the rush and retraction control structure of this type of lock body, but usually, the lock body is moved from one rotary member side to the other rotary member side by the action of mechanical biasing means such as a spring. When the relative rotation phase between the two rotating members reaches a lock phase, which is a phase that requires locking, the lock body protrudes into the other rotating member.
[0005]
On the other hand, regarding retraction of the lock body, for example, hydraulic pressure is supplied to the other rotating member side end of the lock body, and the lock body is pushed back to the one rotating member side against the urging force of the mechanical urging means. Structure is adopted. As this kind of lock body, a plate-shaped thing and a pin-shaped thing are proposed.
[0006]
As a conventional example of this type of technology, there is one in which the biasing force of a spring is determined in consideration of the centrifugal force at the time of idling (for example, see Patent Document 1).
[0007]
This technology is to change the lock position from the lock position to the unlock position by moving the lock body in the radial direction of the rotating member, and to set the load of a spring that is a biasing means of the lock body toward the other rotating member. It has been proposed to set the biasing force of the spring in consideration of the centrifugal force acting on the pin.
[0008]
That is, in this technique, the biasing force F2 of the spring is selected to be greater than the hydraulic pressure F1 for unlocking and smaller than the sum of the hydraulic pressure F1 and the centrifugal force F3 during idling, thereby avoiding a malfunction during locking. You.
When the relative rotation phase between the two rotating members reaches the lock phase, the change from the unlocked posture to the locked posture is performed by the urging force F2 of the spring when the hydraulic pressure supplied to the inner surface of the lock body is released. From the locked position to the unlocked position, the sum of the force F1 by the hydraulic pressure supplied to the lower surface of the lock body and the centrifugal force F3 generated by the engine rotation exceeds the load F3 by the spring acting on the upper surface of the lock body. Transition at the stage where it was.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-227311 A (Page 2, FIG. 9)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Now, the problem of the present invention will be described by taking the above configuration as an example.In the course of the development process of the valve opening / closing timing control device, the present inventors have found that the posture change movement time from the unlocked posture to the locked posture is a desired time. It has been found that it can be larger than the time interval.
[0011]
For example, in the case of employing a start lock structure that locks when the engine is started in a cold state, a change in the relative rotation phase between the rotating members is caused by the rotation of the cam together with the start of the engine. It has been found that, even when the lock member has reached the position, the lock body may protrude into the counterpart rotating member in some cases. If such a delay occurs, proper lock control may not be performed. Also, when a stop lock structure is employed in which the advance oil, retard oil, and lock hydraulic oil are drained when the engine is stopped and lock operation control is performed, the relative rotation phase is the same as the start lock structure. , The rush of the lock body into the mating rotary member may be delayed, and proper lock control may not be performed.
[0012]
More specifically, in the start lock operation between the warm-up operation state and the cold operation state, a delay of several tens of ms may occur.
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to ensure lock operation control.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a characteristic configuration of the valve opening / closing timing control device according to the present invention is, as described in claim 1, at least part of the contact portion, at least partially with respect to the opposing side surface. The object is to provide a partial contact component that makes contact.
In this case, the partial contact component may be formed by machining the lock body, machining the surface of the mating rotary member facing the lock body, or both.
[0015]
As a result of pursuing the cause of the above-described problem of the present application, the above-described delay is caused, for example, in the configuration shown in FIG. 2, between the head (the radially outer end) of the lock body and the inner surface of the external rotor. It has been found that oil adheres to the oil, and the above-described problem may occur due to the adsorption action of the oil. The inventors presume that this oil is the hydraulic oil used for changing the relative rotation phase.
Furthermore, this kind of oil may be replaced by the rider of the vehicle as appropriate, and it is not considered that the viscosity falls within a predetermined range.
[0016]
Conventionally, the head end surface and the mating side surface (contact surface) of the lock body are flat surfaces, and it is considered that this surface structure may cause a problem in the present application in lock control. .
[0017]
Therefore, in the valve timing control apparatus of the present application, as described above, a partial contact component is provided in a part of the contact portion. By providing such a partial contact configuration portion, it is possible to reduce the adsorption effect of the oil in this portion, and it is possible to enhance the controllability in controlling the lock operation.
[0018]
As described in claim 4, this kind of partial contact component can be any one of a contact area reducing structure, a line contact structure, and a point contact structure at an opposing surface portion facing the opposing surface.
FIGS. 8, 9 (b), (c), and 10 (b) show examples in which a contact area is reduced by providing a concave portion on the facing surface portion, and FIGS. 9 (d) and 10 (d) show examples in which a linear groove is formed and a line contact structure is formed, and a point contact structure is formed by providing a projection at a predetermined portion.
A partial contact structure can be obtained by any of these techniques.
[0019]
Now, with respect to the portion where such a partial contact component is provided, the locking member is configured to restrict the relative rotation in the sliding contact surface on which the locking member slides or the locking position in accordance with the change in the posture of the locking member. The constraining force transmitting surface to which the force is transmitted is removed. For example, in the example shown in FIG. 2, the surface provided on the external rotor and in which the lock body slides along the rotation shaft radial direction or abuts in the rotation circumferential direction is excluded.
[0020]
The sliding surface may obstruct the movement of the lock body, and the restraining force transmitting surface exerts the restraining force required for locking. This is because a problem may occur.
Further, the partial contact constituting portion referred to in the present application is provided on at least a part of the contact portion where the lock body and the mating member surface directly contact each other in the locked posture. For example, as shown in FIG. The lock body has a concave portion 65 into which the spring 61 is fitted, but a portion that does not directly contact in a state where this kind of partial contact structure is not applied is a contact portion referred to in the present application. Absent.
[0021]
Now, as described in claim 2, one end of the lock body on the side of the rotating member in the posture change movement direction of the lock body, which is the direction in which the lock body moves between the lock posture and the lock release posture. It is preferable that the partial contact component is provided on a portion or an inner surface of one of the rotating members opposed to the end of the one rotating member.
[0022]
The lock body moves in a predetermined direction during the posture change movement. In this direction, one end of the lock body on the side of the rotating member is usually a contact surface, and corresponds to the end of movement of the lock body. If the attraction force described in the present application is generated in this vicinity, it becomes a factor inhibiting movement.
Therefore, by providing the partial contact component on this end face and in the vicinity thereof, it is possible to reduce the obstruction of the movement of the lock body by the suction force.
[0023]
And, as described in claim 3, between the locking posture and the unlocking posture, the orthogonal contact portion orthogonal to the posture changing movement direction of the lock body, which is the direction in which the lock body moves, Preferably, the partial contact component is provided.
When a suction force is generated in the orthogonal contact portion, the suction force acts in a direction opposite to the direction of the urging force. Therefore, by providing the partial contact component in the orthogonal contact portion, it is possible to obtain a relatively large effect of reducing the attraction force.
[0024]
Further, as described in claim 5, one rotating member is a driving-side rotating member, and the other rotating member is the driven-side rotating member,
In the radial direction of rotation, which is a direction that approaches or separates from the rotation axis of the rotating member, the driving-side rotating member is located on the outer diameter side with respect to the driven-side rotating member, and the lock body is configured to lock the rotating radial direction with the locking posture and lock. It is preferable to set the direction to move to the release posture.
[0025]
This configuration corresponds to the structure described above in the section of the prior art.
Therefore, the selection range of the biasing force of the spring as the biasing means is relatively narrow, and the inventor of the present application newly finds and solves a problem to be solved by adjusting the biasing means side. In some cases, it is impossible.
On the other hand, as in the present application, by providing a partial contact configuration portion at a position where a problematic attraction force is likely to be generated, and reducing the effect of the attraction force, the biasing side is established by the prior art. The problem addressed by the present application can be separately solved while utilizing the structure.
[0026]
More specifically, in the configuration disclosed in the prior art, when setting the urging force by the spring as the urging means, this is set by adding the amount of adsorption action by oil, and the release side follows the current structure. In such a case, there is a possibility that a normal operation cannot be obtained due to the shift to the locking posture.
On the other hand, since the predetermined contact portion is a partial contact component, the generation of the suction force in this portion can be reduced, and the influence of the suction on the transition from the unlocked position to the locked position by the urging means can be reduced. Can be reduced, and normal operation can be performed while the design of the biasing means side satisfies the requirements of the conventional method.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Basic configuration)
As shown in FIG. 1, the valve opening / closing timing control device is disposed coaxially with the external rotor 2 as a driving-side rotating member that rotates synchronously with respect to a crankshaft of an automobile engine, An internal rotor 1 as a driven-side rotating member that rotates integrally with the camshaft is provided.
[0028]
The internal rotor 1 is integrally attached to a tip end of a camshaft 3 supported so as to rotate integrally with a cylinder head of the engine.
[0029]
The external rotor 2 is provided so as to be rotatable relative to the internal rotor 1 within a range of a predetermined relative rotation phase, and a timing sprocket integrally provided on the front plate 22, the rear plate 23 and the outer periphery of the external rotor 2. 20.
[0030]
A power transmission member 24 such as a timing chain or a timing belt is provided between the timing sprocket 20 and a gear attached to a crankshaft of the engine.
[0031]
Then, when the crankshaft of the engine is rotationally driven, the rotational power is transmitted to the timing sprocket 20 via the power transmission member 24, so that the external rotor 2 provided with the timing sprocket 20 moves in the rotational direction S shown in FIG. And the internal rotor 1 is rotationally driven along the rotational direction S to rotate the camshaft 3, and the cam provided on the camshaft 3 pushes down the intake or exhaust valve of the engine to open it. .
[0032]
As shown in FIG. 2, a plurality of protrusions 4 functioning as radially inwardly protruding shoes are arranged on the outer rotor 2 so as to be spaced apart from each other along the rotation direction. A fluid pressure chamber 40 defined by the outer rotor 2 and the inner rotor 1 is formed between each of the adjacent protrusions 4 of the outer rotor 2.
[0033]
A vane groove 41 is formed on the outer peripheral portion of the internal rotor 1 at a position facing each of the fluid pressure chambers 40, and the fluid pressure chamber 40 is formed in the vane groove 41 in a relative rotation direction (arrow in FIG. 2). In the S1 and S2 directions), a vane 5 that partitions the advance chamber 43 and the retard chamber 42 is slidably inserted in the radial direction.
As shown in FIG. 1, the vane 5 is urged toward the wall surface w of the fluid pressure chamber by a spring 51 provided on the inner diameter side.
[0034]
The advance chamber 43 communicates with the advance passage 11 formed in the internal rotor 1, the retard chamber 42 communicates with the retard passage 10 formed in the internal rotor 1, and the advance passage 11 and the retard The passage 10 is connected to a hydraulic circuit 7 described below.
[0035]
Between the internal rotor 1 and the external rotor 2, when the relative rotation phase is in a predetermined lock phase (phase shown in FIG. 2) set between the most advanced phase and the most retarded phase, A lock mechanism 6 capable of restraining relative rotation between the rotor 1 and the external rotor 2 is provided.
[0036]
As shown in FIGS. 2 and 3, the lock mechanism 6 includes a retard lock part 6 </ b> A and an advance lock part 6 </ b> B provided on the external rotor 2, and a concave lock oil on a part of the outer peripheral part of the internal rotor 1. And a chamber 62.
[0037]
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the retard angle lock portion 6A and the advance angle lock portion 6B include a lock body 60 slidably provided in the outer rotor 2 in the radial direction, and a lock body 60 having a diameter. A spring 61 is provided as mechanical biasing means for biasing inward. The spring 61 is fitted into the recess 65 of the lock body 60 and urges the lock body 60 from the external rotor 2 side to the inner diameter side.
In the examples shown in FIGS. 1, 2, 8, and 9, the lock body 60 is a plate type having a plate shape, and may be a pin type having a pin shape as shown in FIG. Further, other shapes can be adopted.
[0038]
In the present application, the lock body 60 is provided with a partial contact component 66. As shown in FIG. 8, the partial contact component 66 is provided with a pair of recesses 67 in the head of a lock body 60 having a plate shape to reduce the contact area with the inner surface of the external rotor.
As a result, the contact area between the lock body 60 and the outer rotor 2 is reduced, and oil is prevented from entering between the contact portions, and the movement of the lock body 60 to the inner rotor side is prevented from being delayed by the suction force. ing.
[0039]
The retard lock portion 6A prevents the internal rotor 1 from rotating relative to the external rotor 2 in the retard direction by causing the lock body 60 to protrude into the lock oil chamber 62. The lock portion 6B prevents the internal rotor 1 from rotating relative to the external rotor 2 in the advancing direction by causing the lock body 60 to protrude into the lock oil chamber 62.
[0040]
As shown in FIG. 2, the relative rotation between the internal rotor 1 and the external rotor 2 is caused by projecting the lock bodies 60 of both the retard lock part 6A and the advance lock part 6B into the lock oil chamber 62. A so-called locked state is achieved in which the phase is restricted to a predetermined lock phase set between the most advanced phase and the most retarded phase. The posture that the lock mechanism 6 takes in this state is called a lock posture. The lock phase is set such that the opening and closing timing of the valve of the engine can obtain a smooth startability of the engine.
[0041]
Here, when the lock body 60 enters the lock oil chamber 62, the lock oil supplied through the hydraulic circuit 7 into the lock oil chamber 62 is drained as shown in FIGS. In this state, it is caused by the urging force of the spring 61. On the other hand, the retraction of the lock body 60 from the lock oil chamber 62 occurs in a state where the lock oil is supplied to the lock oil chamber 62 via the hydraulic circuit 7 as shown in FIG. The posture taken by the lock mechanism 6 in this state is called a lock release posture.
[0042]
Therefore, the supply and discharge of the lock oil governs the operation of the lock mechanism 6. However, in order to lock, it is natural that the relative position between the outer rotor 2 and the inner rotor 1 needs to be in the lock phase.
[0043]
[Hydraulic oil supply / discharge configuration]
The hydraulic circuit 7 basically supplies and discharges oil as hydraulic oil to one or both of the advance chamber 43 and the retard chamber 42 via the advance passage 11 and the retard passage 10, and the vane 5, the relative rotational phase of the outer rotor 2 and the internal rotor 1 is changed to the most advanced phase (the relative rotational phase when the volume of the advanced chamber 43 is maximum). It functions as a relative rotation phase adjustment mechanism that can be adjusted to a retard phase (a relative rotation phase when the volume of the retard chamber 42 is maximized).
Further, the hydraulic circuit 7 also performs lock and unlock operations required to execute the relative rotation phase setting.
[0044]
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the hydraulic circuit 7 is driven by the driving force of the engine, and supplies a hydraulic oil or an oil to be a lock oil described later to the control valve 76 side, and a power supply by the ECU 9. The system is provided with a solenoid-type control valve 76 for changing the position of the spool by the amount control to supply and discharge oil to and from a plurality of ports, and an oil pan 75 for storing oil.
The advance passage 11 and the retard passage 10 are connected to predetermined ports of the control valve 76.
[0045]
The lock oil chamber 62 communicates with a lock oil passage 63 formed in the internal rotor 1, and the lock oil passage 63 is connected to a predetermined port of the control valve 76 of the hydraulic circuit 7.
[0046]
That is, the hydraulic circuit 7 is configured to supply and discharge oil as lock oil to the lock oil chamber 62 through the lock oil passage 63, and the lock oil is supplied to the lock oil chamber 62 from the control valve 76. Then, as shown in FIG. 3, the lock body 60 retreats to the outer rotor 2 side, and the locked state of the relative rotation between the outer rotor 2 and the inner rotor 1 is released.
[0047]
(Operation control of control valve)
As shown in FIG. 4, the control valve 76 of the hydraulic circuit 7 changes the spool position from the position W1 to the position W4 in proportion to the amount of power supplied from the ECU 9, and controls the advance chamber 43, the retard chamber 42, and the lock. The oil chamber 62 is configured to switch between supply, drain, stop, and the like of oil serving as hydraulic oil or lock oil.
[0048]
That is, by setting the spool position of the control valve 76 to the position W1, the drain operation of draining the lock oil in the lock oil chamber 62 together with the hydraulic oil in the advance chamber 43 and the retard chamber 42 to the oil pan 75 side is executed. Can be.
[0049]
By setting the spool position of the control valve 76 to the position W2, the lock oil is supplied to the lock oil chamber 62 to release the locked state of the relative rotation between the outer rotor 2 and the inner rotor 1, While the hydraulic oil is being drained, the hydraulic oil is supplied to the advance chamber 43 to perform an advance transition operation of moving the relative rotation phase between the external rotor 2 and the internal rotor 1 in the advance direction S2.
[0050]
By setting the spool position of the control valve 76 to the position W3, the supply of hydraulic oil to the advance chamber 43 and the retard chamber 42 is stopped while unlocking the relative rotation between the external rotor 2 and the internal rotor 1. Thus, a holding operation of holding the relative rotational phase between the outer rotor 2 and the inner rotor 1 at the current phase can be executed.
[0051]
By setting the spool position of the control valve 76 to the position W4, the locked state of the relative rotation between the outer rotor 2 and the inner rotor 1 is released, and further, while the hydraulic oil in the advance chamber 43 is drained, the retard chamber 42 , The operation of shifting the relative rotation phase between the outer rotor 2 and the inner rotor 1 in the retard direction S1 can be performed.
Note that the operation configuration of the control valve 76 is not limited to the above, and can be appropriately changed.
[0052]
(Operation control)
The ECU 9 provided in the engine includes a memory storing a predetermined program and the like, a CPU, an input output interface, and the like.
As shown in FIG. 1, the ECU 9 includes a cam angle sensor 90a for detecting a phase of a camshaft, a crank angle sensor 90b for detecting a phase of a crankshaft, an oil temperature sensor 90c for detecting a temperature of engine oil, and a crankshaft. Various types of sensors such as a speed sensor 90d for detecting the speed (engine speed), an IG key switch (abbreviated as IG / SW) 90e, and other sensors such as a vehicle speed sensor, an engine coolant temperature sensor, or a slot opening sensor The detection signal of the sensor is input. Further, the ECU 9 determines the relative rotation phase between the camshaft and the crankshaft, that is, the valve opening / closing timing control device, based on the phase of the camshaft detected by the cam angle sensor 90a and the phase of the crankshaft detected by the crank angle sensor 90b. The relative rotation phase between the inner rotor 1 and the outer rotor 2 can be determined.
[0053]
The ECU 9 adjusts the amount of power supplied to the control valve 76 of the hydraulic circuit 7 based on the operating state of the engine, such as the temperature of the engine oil, the number of revolutions of the crankshaft, the vehicle speed, the slot opening, and the like. It is configured to control the relative rotation phase between the internal rotor 1 and the external rotor 2 to a phase suitable for the operation state.
[0054]
〔motion〕
Next, start lock control of the valve timing control device at the time of engine start will be described with reference to FIG.
[0055]
Start lock operation
When an input signal is input from the IG / SW 90e, the ECU 9 cranks the crankshaft (meaning forcibly rotating the crankshaft with a starter) and starts the engine. With the spool position of the control valve 76 as the position W1, the hydraulic oil in the advance chamber 43 and the retard chamber 42 and the lock oil in the lock oil chamber 62 are drained.
[0056]
When the crankshaft is cranked in a state where the hydraulic oil in the advance chamber 43 and the retard chamber 42 is drained, fluid is generated due to a periodic cam fluctuation torque generated for driving the valve to open and close on the camshaft. The vane 5 reciprocates in the pressure chamber 40, and the relative rotational phase of the internal rotor 1 and the external rotor 2 periodically fluctuates in a region sandwiching the lock phase. At the time of this start, the pair of lock members 60 are in the unlocked position, and are urged by the spring 61 toward the internal rotor 1.
[0057]
That is, while the pair of lock members 60 are urged toward the internal rotor 1, the relative rotation phase periodically fluctuates in a region sandwiching the lock phase, thereby causing the instant when the relative rotation phase becomes the lock phase. Then, the pair of lock bodies 60 protrude into the lock oil chamber 62, and the lock state is established in which the relative rotational phase is favorably restrained by the lock phase. In this locking operation, in the present application, since the external rotor 2 and the head of the lock body 60 (which will be the contact portion in the present application) are provided with the partial contact component 66, they have entered this portion. The locking operation is not easily affected by oil.
In this way, when the engine is started, the relative rotation phase is quickly locked to the lock phase, whereby good engine startability can be obtained.
[0058]
As described above, after starting in the locked state, the relative rotation phase control can be performed according to the operating state of the engine.
[0059]
[Another embodiment]
(1) Another embodiment of the lock mechanism
In the above-described embodiment, an example has been described in which the lock mechanism moves from the outer rotor on the outer diameter side, which is the driving side, to the inner rotor side, which is the driven side, to configure the lock mechanism. However, the moving direction of the lock body is not limited to the rotation radial direction orthogonal to the rotation axis, but is moved in a direction parallel to the rotation axis or in a direction inclined with respect to this direction to lock. May be.
[0060]
Further, the movement of the lock body may be configured to be locked by the movement in the opposite direction, in addition to the lock by the movement from the driving side to the driven side described in the embodiment.
(2) Lock body shape
As the lock body, besides the plate type shown in the above-mentioned embodiment, a pin type one can also be adopted. FIG. 9 shows a plate type, and FIG. 10 shows a pin shape. In these figures, a relatively large concave portion 65 indicates a storage portion of the spring 61 as mechanical biasing means.
(3) Position of the partial contact component
In the above-described embodiment, the partial contact component is provided on the head of the lock body 60 having the plate shape. May be provided at any position near the head.
(4) Structure of partial contact component
In the above-described embodiment, the concave portion is provided to reduce the contact area. However, processing such as forming a large number of linear grooves in this portion, performing knurling, and further providing a projection is performed. Alternatively, a line contact structure or a point contact structure may be used.
In FIG. 9 (A), the plate subjected to knurling, and in the one shown in FIG. 9 (B), the shape of the plate head is made semicircular in the cross section in the thickness direction. , In which the contact area is reduced.
As described above, in the case of the plate type, a smooth movement of the lock body can be secured by making its cross-sectional shape symmetric with respect to the center axis of the thickness. In addition, those having grooves and those having a point contact structure were shown.
FIGS. 10 (a) to 10 (d) show, in order of description, a lock pin having a substantially cylindrical shape, a plurality of concentric circumferential projections formed around the axis, and a radial groove formed. Knurling, and projections symmetrical to the axis.
Also in this case, smooth movement of the pin can be guaranteed by adopting a structure symmetrical to the center axis of the pin.
(5) Forming position of the partial contact component
In the embodiments described so far, the partial contact configuration portion referred to in the present application is provided on the lock body side. However, since the purpose is to reduce the contact area, the mating member (for example, the external rotor) with respect to the lock body is provided. This predetermined portion may be formed at (a predetermined portion).
FIG. 11 shows such an example. This is for the configuration of FIG. 2 and shows an example in which a partial contact component 630 is provided on the external rotor side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a valve timing control apparatus;
FIG. 2 is an elevational sectional view showing a locked state of a relative rotation phase by a lock mechanism;
FIG. 3 is an elevational sectional view showing an unlocked state of a relative rotation phase by a lock mechanism.
FIG. 4 is a diagram showing an operation configuration of a control valve.
FIG. 5 is a timing chart showing a control state of the valve timing control device when the engine is started.
FIG. 6 is a diagram showing details of a lock mechanism.
FIG. 7 is an explanatory view of the operation of the lock mechanism.
FIG. 8 is a perspective view of a lock body.
FIG. 9 is a view showing another embodiment of a lock body having a plate shape.
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of a lock body having a pin shape.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment in which a partial contact component is provided on a mating member with respect to a lock body.
[Explanation of symbols]
1: Internal rotor
2: External rotor
3: camshaft
4: Projection
5: Vane
6: Lock mechanism
6A: Lock part for retard angle
6B: Lead angle lock
7: Hydraulic circuit
9: ECU
10: retarded passage
11: Advance passage
20: Timing sprocket
22: Front plate
23: Rear plate
24: Power transmission member
40: Fluid pressure chamber
41: Vane groove
42: retard room
43: Advance chamber
60: Lock body
61: Spring
62: Lock oil chamber
63: Lock oil passage
66: Partial contact component
70: Pump
75: Oil pan
76: Control valve
90a: cam angle sensor
90b: crank angle sensor
90c: Oil temperature sensor
90d: rotation speed sensor
90e: IG key switch (IG / SW)
630: Partial contact component

Claims (5)

クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材との相対回転位相を可変制御可能に構成されるとともに、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転を拘束するためのロック機構を備え、
前記相対回転が拘束されるロック姿勢と、前記相対回転が許容されるロック解除姿勢との間で前記ロック機構が姿勢変更自在に構成されるとともに、
前記ロック姿勢において、機械的付勢手段の働きにより、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材から他方の回転部材に突入して前記相対回転を拘束し、前記ロック解除姿勢において前記他方の回転部材から前記一方の回転部材に引退して前記相対回転を許容するロック体を、前記ロック機構に備え、
前記ロック解除姿勢において、前記ロック体が前記一方の回転部材に当接する当接部を、前記ロック体と前記一方の回転部材に有する弁開閉時期制御装置であって、
前記当接部の少なくとも一部に、対向する相手側面に対して部分的に接触する部分接触構成部が設けられている弁開閉時期制御装置。
The relative rotation phase between the drive-side rotating member that rotates synchronously with the crankshaft and the driven-side rotating member that is arranged coaxially with the drive-side rotating member and rotates integrally with the camshaft can be variably controlled. And a lock mechanism for restraining relative rotation between the driving-side rotating member and the driven-side rotating member,
The lock mechanism is configured to be able to change its posture between a lock posture in which the relative rotation is restricted and a lock release posture in which the relative rotation is allowed,
In the locked position, the rotation of one of the driving-side rotating member and the driven-side rotating member is inserted into the other rotating member to restrain the relative rotation by the action of the mechanical urging means, and the lock release is performed. A lock body that retreats from the other rotating member to the one rotating member in the posture and allows the relative rotation is provided in the lock mechanism,
A valve opening / closing timing control device having a contact portion in which the lock body abuts the one rotating member in the unlocking posture, the locking body and the one rotating member having:
A valve timing control device, wherein at least a part of the contact portion is provided with a partial contact configuration portion that partially contacts an opposing side surface.
前記ロック姿勢と前記ロック解除姿勢との間で、前記ロック体が移動する方向であるロック体の姿勢変更移動方向における、前記ロック体の前記一方の回転部材側端部、もしくは前記一方の回転部材側端部に対向する前記一方の回転部材内面に、前記部分接触構成部が設けられている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。The one rotation member side end of the lock body or the one rotation member in a posture change movement direction of the lock body that is a direction in which the lock body moves between the lock posture and the lock release posture. 2. The valve timing control device according to claim 1, wherein the partial contact component is provided on an inner surface of the one rotating member facing a side end. 前記ロック姿勢とロック解除姿勢との間で、前記ロック体が移動する方向であるロック体の姿勢変更移動方向に対して直交する直交当接部に、前記部分接触構成部が設けられている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。The partial contact configuration part is provided in an orthogonal contact part orthogonal to a posture change movement direction of the lock body, which is a direction in which the lock body moves between the lock posture and the lock release posture. Item 4. The valve timing control device according to Item 1. 前記部分接触構成部が、対向位置する対向面部位における接触面積の減少構造、線接触構造もしくは点接触構造のいずれか一種以上からなる請求項1〜3のいずれか1項記載の弁開閉時期制御装置。The valve opening / closing timing control according to any one of claims 1 to 3, wherein the partial contact configuration portion comprises at least one of a contact area reducing structure, a line contact structure, and a point contact structure at an opposing surface portion opposing the position. apparatus. 前記一方の回転部材が前記駆動側回転部材であり、前記他方の回転部材が前記従動側回転部材であり、
前記回転部材の回転軸に近接又は離間する方向である回転径方向において、前記駆動側回転部材が前記従動側回転部材に対して外径側に位置され、前記ロック体が、前記回転径方向を、前記ロック姿勢とロック解除姿勢との間で移動する方向とする請求項1〜4のいずれか1項記載の弁開閉時期制御装置。
The one rotating member is the drive-side rotating member, the other rotating member is the driven-side rotating member,
In a rotation radial direction that is a direction that approaches or separates from a rotation axis of the rotation member, the driving-side rotation member is located on the outer diameter side with respect to the driven-side rotation member, and the lock body is configured to rotate in the rotation radial direction. The valve opening / closing timing control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a direction in which the valve moves between the lock position and the unlock position.
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