JP2004270555A

JP2004270555A - Valve timing control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004270555A
Application number: JP2003062734A
Authority: JP
Inventors: Junji Yamanaka; 淳史山中; Naotaka Nagura; 直孝名倉
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To further positively lubricate a movable part of a link and an engaging part between a movable guide part and a spiral guide and to prevent vibration and noise caused by these assembly clearances. <P>SOLUTION: A cylindrical member 40 is integrally mounted to a drive ring 5 to cover the outer periphery of an intermediate rotation body 19, and a clearance between the cylindrical member 40 and the intermediate rotation body 19 is closed with a seal ring 37. The inside of the cylindrical member 40 is formed as a filling space 41 of a liquid lubricant covering the movable part of the link 12 and the peripheral area of the engaging part between an engaging pin 17 and a spiral groove 16. The tip part peripheral wall of the cylindrical member 40 is formed with an enlarged diameter part 42 gradually enlarged in diameter toward the tip side, and the insertion of the seal ring 37 is guided by the inner peripheral surface of the enlarged diameter part 42. A slit 43 extended along an axial direction is formed at the enlarged diameter part 42, and the end part of a power spring 21 is locked to the bottom part of the slit 43. The end part of the power spring 21 is hindered from axial slip-off by the enlarged diameter part 42. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング制御装置として、次のようなものが案出されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連係されたハウジング（駆動回転体）がカムシャフトの端部に回動可能に組み付けられ、ハウジングの内側端面に形成された径方向ガイドに可動案内部が径方向に沿って摺動自在に係合支持されると共に、径方向外側に突出するレバーを有するレバー軸（従動回転体）がカムシャフトの端部にボルト結合され、可動案内部とレバー軸のレバーとがリンクによって枢支連結されている。そして、前記径方向ガイドに対向する位置には、渦巻き状ガイドを有する中間回転体がハウジングとレバー軸に対して相対回動可能に設けられ、前記可動案内部の軸方向の一端が前記渦巻き状ガイドに案内係合されている。また、中間回転体はハウジングに対して回転を進める側に付勢手段であるゼンマイばね（捩りばね）によって付勢されると共に、制動手段である電磁ブレーキによって回転を遅らせる側の力を適宜受けるようになっている。
【０００４】
この装置においては、電磁ブレーキがＯＦＦ状態のときには、中間回転体がゼンマイばねの付勢力を受けハウジングに対して初期位置に位置されており、渦巻き状ガイドに噛合う可動案内部は径方向外側に最大に変位し、リンクを引き起こしてハウジングとレバー軸の組付角を最遅角位相の角度位置（以下、「最遅角位置」と呼ぶ。）または最進角位相の角度位置（以下、「最進角位置」と呼ぶ。）に維持している。そして、この状態から電磁ブレーキがＯＮにされると、中間回転体が減速されてハウジングに対して遅れ側に相対回転する結果、渦巻き状ガイドに噛合う可動案内部が径方向内側に変位し、今まで引き起こされていたリンクを次第に倒すようにしてハウジングとレバー軸の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【０００５】
また、このバルブタイミング制御装置においては、潤滑液の供給通路がカムシャフトに沿って設けられ、この通路を通して供給される潤滑液により、リンクの可動部と、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部とを潤滑するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２７６１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のバルブタイミング制御装置の場合、供給通路を通して流入した潤滑液を、リンクの可動部と、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部とに供給する構造となっているものの、その潤滑液はハウジングと中間回転体の隙間を通して外部に流れ出てしまうため、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部は常時潤滑液内に浸されているわけではない。このため、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部の潤滑は常に充分であるとは言えず、より確実な潤滑が望まれている。
【０００８】
また、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部にはスムーズな作動を得るために若干の組付隙間が設けられているが、この組付隙間があるために振動や騒音が生じ易く、このことが一つの解決すべき課題となっている。
【０００９】
そこで本発明は、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部のより確実な潤滑と、これらの組付隙間による振動、騒音の発生防止を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の発明は、駆動回転体と従動回転体のうちの一方の回転体から中間回転体の外周を覆うように軸方向に延出する筒状部材を設け、この筒状部材の内側に前記リンクの可動部、及び、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部の周域を覆う潤滑液の充填空間を形成すると共に、中間回転体の外周面に拡径方向に付勢されたシールリングを装着して中間回転体と筒状部材の間を摺動自在に密閉し、さらに、前記筒状部材の先端部周壁を先端側に向けてテーパ状に拡径し、この拡径部の先端から筒状部材の一般部に向かって、前記捩りばねの端部を挿入係合するためのスリットを形成するようにした。
【００１１】
この発明の場合、中間回転体と一方の回転体が相対回動するときにあっても、これらの間からの潤滑液の漏れをシールリングによって確実に防止することができるため、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部を、常時充填空間の潤滑液内に確実に浸すことができる。したがって、この発明によれば、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部を常時充分に潤滑することができるうえ、これらの組付隙間でのガタ付きを潤滑液によるダンパ作用によって確実に抑制することができる。
【００１２】
また、中間回転体を筒状部材の内側に組み付ける場合には、中間回転体の外周の溝等にシールリングを係合し、その状態でシールリングを縮径させつつ中間回転体を筒状部材内に挿入するが、このとき筒状部材の先端部周壁が先端側に向けて拡径していることから、その先端部周壁の内面によってシールリングをガイドしつつ、中間回転体を筒状部材に容易に組付けることができる。つまり、このとき中間回転体を筒状部材の先端側から挿入しさえすれば、シールリングは筒状部材の先端部周壁のテーパに沿って自然に縮径され、筒状部材の内面に弾性をもって当接することとなる。
【００１３】
さらに、この発明の場合、筒状部材の先端部周壁が先端側に向けて拡径しているため、筒状部材のスリットに一旦挿入係合された捩りばねの端部は、先端部周壁の拡径部分によってスリットの開口側への変位を阻止される。したがって、この発明によれば、捩りばねの端部が筒状部材側から外れる不具合をも確実に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
この実施形態は、この出願の発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動弁系に適用したものであるが、排気側の動弁系に同様に適用することも可能である。
【００１６】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関の吸気側のカムシャフト１の前端部に結合された従動軸部材３（従動回転体）と、この従動軸部材３に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連係されるタイミングスプロケット４を外周に有する駆動リング５（駆動回転体）と、この駆動リング５の前方側（図１中左側）に配置され、駆動リング５と従動軸部材３を相対回動させて両者の組付角を操作する組付角操作機構６と、この組付角操作機構６に操作力を付与する操作力付与手段７と、を備えている。
【００１７】
駆動リング５は、段差状の挿通孔８を備えた略円板状に形成され、この挿通孔８部分が従動軸部材３に回転可能に組み付けられている。そして、駆動リング５の前面（カムシャフト１と逆側の面）には、図２，図３に示すように、対面する平行な側壁を有する３つの径方向溝９（径方向ガイド）が同リング５のほぼ半径方向に沿うように形成されている。尚、この実施形態の場合、駆動リング５は２つの部材が結合されて構成されている。
【００１８】
また、従動軸部材３は、図１に示すように、カムシャフト１の前端部に突き合される基部側の外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー１０が一体に形成され、軸芯部を貫通するボルト１１によってカムシャフト１に結合されている。各レバー１０には、リンク１２の基端がピン１３によって枢支連結され、各リンク１２の先端には前記各径方向溝９に摺動自在に係合する円柱状の突出部１４が一体に形成されている。カムシャフト１から従動軸部材３にかけては、ボルト１１の軸部に沿うように潤滑液の供給通路３５が設けられ、従動軸部材３に形成された吐出口３５ａを通して潤滑液をリンク１２の付根部近傍に供給するようになっている。
【００１９】
各リンク１２は、突出部１４が対応する径方向溝９に係合した状態において、ピン１３を介して従動軸部材３に連結されているため、リンク１２の先端側が外力を受けて径方向溝９に沿って変位すると、駆動リング５と従動軸部材３はリンク１２の作用でもって突出部１４の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００２０】
また、各リンク１２の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴１５が形成され、この収容穴１５に、後述する渦巻き溝１６（渦巻き状ガイド）に係合する係合ピン１７と、この係合ピン１７を前方側（渦巻き溝１６側）に付勢するコイルばね１８とが収容されている。尚、この実施形態の場合、リンク１２の先端の突出部１４と係合ピン１７、コイルばね１８等によって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【００２１】
一方、従動軸部材３のレバー１０の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁を有する中間回転体１９が軸受２０を介して回転自在に支持されている。この中間回転体１９のフランジ壁の外周には環状溝３６が形成され、その環状溝３６に後述するシールリング３７が装着されている。中間回転体１９のフランジ壁の後面側には断面半円状の前述の渦巻き溝１６が形成され、この渦巻き溝１６に、前記各リンク１２の先端の係合ピン１７が転動自在に案内係合されている。渦巻き溝１６の渦巻きは、機関回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、各リンク１２先端の係合ピン１７が渦巻き溝１６に係合した状態において、中間回転体１９が駆動リング５に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク１２の先端部は径方向溝９に案内されつつ、渦巻き溝１６の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体１９が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。
【００２２】
組付角操作機構６は、以上説明した駆動リング５の径方向溝９、リンク１２、突出部１４、係合ピン１７、レバー１０、中間回転体１９、渦巻き溝１６等によって構成されている。この組付角操作機構６は、後述する操作力付与手段７から中間回転体１９に駆動リング５に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝１６と係合ピン１７の係合部を通してリンク１２の先端を径方向に変位させ、このときリンク１２が揺動してその揺動量に応じて駆動リング５と従動軸部材３を相対回動させる。
【００２３】
また、駆動リング５の外周縁部には、薄肉の筒状部材４０が前方側に延出するように取り付けられている。この筒状部材４０は中間回転体１９のフランジ壁の外周を覆うように延び、その内周面には、中間回転体１９に取り付けられた前記シールリング３７が摺動自在に密接している。筒状部材４０は駆動リング５と中間回転体１９に跨ってこれらの周域を覆い、その内面側に潤滑液の充填空間４１を形成している。
【００２４】
この充填空間４１は、リンク１２の可動部と、渦巻き溝１６と係合ピン１７の係合部の周域を覆う空間であり、この空間４１には従動軸部材３の吐出口３５ａを通して常時不足分の潤滑液が補充されるようになっている。つまり、充填空間４１内の潤滑液は各部の微小な隙間を通して外部に漏れ出ることがあるが、この潤滑液の自然漏れ量に対して吐出口３５ａ（供給通路３５）からの潤滑液の供給流量が多くなるように設定されている。したがって、充填空間４１内に配置されるリンク１２の可動部や、渦巻き溝１６と係合ピン１７の係合部は常時潤滑液内に浸されている。
【００２５】
尚、筒状部材４０は、この実施形態の場合、薄肉の金属板からプレス成形によって形成されている。
【００２６】
また、シールリング３７は硬質の樹脂材料によってほぼ円環状に形成されているが、その円周方向の一部には斜めのカット部が設けられ、そのカット部の相互の合わせ面をずらすことによって径方向に伸縮変形できるようになっている。
このシールリング３７の外径は、初期状態では筒状部材４０の一般部り内径よりも小さくなっており、シールリング３７が中間回転体１９と共に筒状部材４０に挿入されたときに筒状部材４０の内径に合わせて縮径される。したがって、このときシールリング３７は拡径方向の付勢力を発揮し、筒状部材４０の内周面に確実に密接する。
【００２７】
ところで、筒状部材４０は基部側から先端部側に向かってストレートの円筒状に形成されているのでなく、先端部周壁は先端側に向かうほど径が大きくなるようにテーパ状に拡径して形成されている（以下、この部分を「拡径部４２」と呼ぶ。）。中間回転体１９の組付時には、前記シールリング３７はこの拡径部４２の内周面によってガイドされつつ筒状部材４０の内部に収容される。また、筒状部材４０には、図６に示すように、拡径部４２の先端から筒状部材４０の一般部に達する軸方向に沿ったスリット４３が形成されている。このスリット４３の機能については後に詳述する。
【００２８】
一方、操作力付与手段７は、中間回転体１９を駆動リング５に対して機関回転方向Ｒに付勢する捩りばねとしてのゼンマイばね２１と、中間回転体１９を駆動リング５に対して機関回転方向Ｒと逆方向に相対回動させるヒステリシスブレーキ２（制動手段）と、を備え、ゼンマイばね２１の付勢力とヒステリシスブレーキ２の制動力のバランスによって中間回転体１９を回動操作するようになっている。
【００２９】
ゼンマイばね２１は、前記筒状部材２２にその外周端部が結合される一方、内周端部が中間回転体１９の円筒状の基部に結合されている。このゼンマイばね２１の外周側の偏平な端部には、図４，図５に示すように貫通孔４４が形成され、その貫通孔４４には、基端側に係止用頭部４５ａを有する連結ピン４５が挿入されている。ゼンマイばね２１の外周端は、この連結ピン４５の先端部を前記スリット４３に挿入し、筒状部材４０の外周面側に突出したその先端部に係止リング４６（係止片）を係着することによって筒状壁４０に連結されている。このとき連結ピン４５はスリット４３の底部側に位置され、係止リング４６は筒状部材４０の一般部外周面に接触係合されている。
【００３０】
ヒステリシスブレーキ２は、非回転部材である図示しないＶＴＣカバーに支持固定される制動力発生部としての電磁コイル２２と、この電磁コイル２２の発生磁界による制動力を受ける被制動回転体２３とを備え、この被制動回転体２３がゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して前記中間回転体１９に連結されている。
【００３１】
電磁コイル２２は、通電によって磁界を発生するコイル巻線を主要素とするコイルブロック２６と、このコイルブロック２６の周域に配置されて磁束を誘導するヨーク２７と、を有し、このヨーク２７は、本体ブロック２８と、この本体ブロック２８に嵌合固定された内側極歯リング２９と外側極歯リング３０によって構成されている。また、内側極歯リング２９と外側極歯リング３０は環状の隙間を持って同心に配置され、両者の対向面には、軸方向に延出する複数の歯面が円周方向に沿って形成されている。そして、両極歯リング２９，３０の歯面相互は円周方向にオフセットされて配置されており、コイルブロック２６のコイル巻線が通電されると、両リング２９，３０間にはオフセットした位置関係にある相手歯面に向かう磁界が生じるようになっている。
【００３２】
また、被制動回転体２３は、前記両極歯リング２９，３０間に非接触状態で挿入配置された円筒状のヒステリシスリング３１と、外周端部がこのヒステリシスリング３１に一体に結合される一方、内周端部に軸部３２が連結された円板状の板状部材３３とから成り、この板状部材３３に連結された軸部３２がヨーク２７の本体ブロック２８に軸受３４を介して回転自在に支持されている。したがって、被制動回転体２３は電磁コイル２２によって常に軸受けされ、それによって回転中における揺動や径方向の振動が抑制されている。
【００３３】
ヒステリシスリング３１は、磁気的ヒステリシス特性を有するヒステリシス材から成り、ヒステリシスリング３１の回転中に両極歯リング２９，３０間に磁界が発生すると、その磁界の向きとヒステリシスリング３１内の磁束の向きとにずれが生じるようになっている。ヒステリシスブレーキ２は、このずれによって制動力を発生する。
【００３４】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最進角側に変更する場合には、ヒステリシスブレーキ２に適宜電流を通電することにより、ゼンマイばね２１の力に抗する制動力が板状部材３３から中間回転体１９にゴムブッシュ２４と連結ピン２５を介して伝達される。これにより、中間回転体１９が駆動リング５に対して逆方向に回転し、それによってリンク１２の先端の係合ピン１７が渦巻き溝１６に誘導されてリンク１２の先端部が径方向内側に変位し、このとき、図３に示すようにリンク１２の作用によって駆動リング５と従動軸部材３の組付角が最進角位置に変更される。
【００３５】
また、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最遅角側に変更する場合には、ヒステリシスブレーキ２の通電電流をオフまたは微弱にすることにより、中間回転体１９がゼンマイばね２１の力によって機関回転方向に回転させられる。すると、渦巻き溝１６による係合ピン１７の誘導によってリンク１２の先端部が径方向外側に変位し、このとき、図２に示すようにリンク１２の作用によって駆動リング５と従動軸部材３の組付角が最遅角位置に変更される。
【００３６】
このバルブタイミング制御装置においては、リンク１２の可動部や、係合ピン１７と渦巻き溝１６の係合部が充填空間４１において潤滑液に浸されているため、これらの可動部や係合部を常時潤滑液によって確実に潤滑することができると共に、潤滑液によるダンパ作用でもって組付隙間部分での振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００３７】
特に、このバルブタイミング制御装置の場合、相対回動する筒状部材４０と中間回転体１９の間にシールリング３７が介装されているため、これらの間からの潤滑液の漏れを可及的に少なく抑えることができ、しかも、供給通路３５の吐出口３５ａを通して充填空間４１内の不足分の潤滑液を常時補うことができるため、各部の潤滑作用やダンパ作用を常に安定して得ることができる。
【００３８】
また、この装置においては、駆動リング５から突出する筒状部材４０の先端側にテーパ状の拡径部４２が設けられているため、中間回転体１９を筒状部材４０の内側に組付ける際に、シールリング３７を治具等で縮径させることなく筒状部材４０の内側に容易にセットすることができるという利点がある。即ち、組付時にはシールリング３７を中間回転体１９の環状溝３６内に予め装着しておき、中間回転体１９をそのまま筒状部材４０の内部に挿入しさえすれば、拡径部４２のテーパによるガイド作用によってシールリング３７を縮径状態で所定位置にセットすることができる。
【００３９】
さらに、この装置にあっては、ゼンマイばね２１の外周側の端部を係止するための連結ピン４５と係止リング４６が拡径部４２の付根部側に係止されるため、拡径部４２の外面のテーパ形状を利用して連結ピン４５や係止リング４６のスリット４３の開口部側への抜けを確実に防止できる利点がある。即ち、筒状部材４０の外面に接触係合する係止リング４６はゼンマイばね２１のばね力によって径方向内側に常に引っ張られ、これに対し拡径部４２は筒状部材４０の先端側に向かって広がっているため、係止リング４６は拡径部４２の外周面によってカム作用を受け、連結ピン４５と係止リング４６はそれによってスリット４３からの抜けを阻止される。
【００４０】
また、この実施形態の場合、板状のばね材が渦巻き状に巻かれたゼンマイばね２１を採用しているため、径方向外側のばね材の重なり間隔を充分に狭めておけば、ゼンマイばね２１の端部の連結作業時に連結ピン４５の係止用頭部４５ａをばね材の重なり部分に挟持させておくことができる。したがって、ゼンマイばね２１の端部の連結作業を容易に行うことができる。
【００４１】
次に、上記の各実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【００４２】
（イ）前記筒状部材を金属板からプレス成形によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００４３】
この場合、筒状部材の成形が容易になると共に、軽量化も可能となる。したがって、これらにより製造コストの削減と、装置の慣性質量の低減を図ることができる。
【００４４】
（ロ）前記捩りばねはゼンマイばねであることを特徴とする請求項１または前記（イ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００４５】
この場合、軸方向の占有スペースを小さくすることができるうえ、ばねの端部に連結ピン等を容易に取り付けることができるという利点がある。
【００４６】
（ハ）前記ゼンマイばねの径方向外側の端縁に連結ピンを取り付け、その連結ピンの軸部を前記スリットに挿入して、その軸部の先端部に筒状部材の外面側から係止片を取り付けたことを特徴とする前記（ロ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００４７】
この場合、ゼンマイばねの端部を複雑に加工する必要がなくなるうえ、その端部を連結ピンを介して筒状部材のスリットに容易に係合させることが可能となる。
【００４８】
（ニ）前記ゼンマイばねのばね材の径方向外側の重なり間隔を狭め、そのばね材の重なり部分に係止ピンの基端を保持させたことを特徴とする前記（ハ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００４９】
この場合、ゼンマイばねの端部を筒状部材に結合する際に、連結ピンの基端をゼンマイばねの端部に予め係止させておくことができるため、組付作業性が向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図４】同実施形態を示す図１のＢ矢視図。
【図５】図実施形態を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図６】同実施形態を示す部品の斜視図。
【符号の説明】
１…カムシャフト
２…ヒステリシスブレーキ（制動手段）
３…従動軸部材（従動回転体）
５…駆動リング（駆動回転体）
９…径方向溝（径方向ガイド）
１２…リンク
１４…突出部（可動案内部）
１６…渦巻き溝（渦巻き状ガイド）
１７…係合ピン（可動案内部）
１８…コイルばね（可動案内部）
１９…中間回転体
２１…ゼンマイばね（捩りばね）
３７…シールリング
４０筒状部材
４１…充填空間
４２…拡径部
４３…スリット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the opening / closing timing of an intake-side or exhaust-side engine valve of the internal combustion engine in accordance with an operating state.
[0002]
[Prior art]
The following has been devised as this type of valve timing control device (see Patent Document 1).
[0003]
In this valve timing control device, a housing (driving rotating body) linked to a crankshaft via a timing chain or the like is rotatably assembled to an end of a camshaft, and a radial guide formed on an inner end surface of the housing. A movable guide portion is slidably engaged in the radial direction and supported, and a lever shaft (a driven rotating body) having a lever protruding outward in the radial direction is bolted to an end of the camshaft. The part and the lever of the lever shaft are pivotally connected by a link. An intermediate rotating body having a spiral guide is provided at a position facing the radial guide so as to be rotatable relative to the housing and the lever shaft, and one end of the movable guide portion in the axial direction is formed in the spiral shape. The guide is engaged with the guide. The intermediate rotating body is biased by a spring (torsion spring) as biasing means toward the side that advances rotation with respect to the housing, and appropriately receives a force on the side that delays rotation by an electromagnetic brake as braking means. It has become.
[0004]
In this device, when the electromagnetic brake is in the OFF state, the intermediate rotating body is located at the initial position with respect to the housing under the urging force of the mainspring spring, and the movable guide portion meshing with the spiral guide extends radially outward. It is displaced to the maximum and causes a link to cause the assembling angle of the housing and the lever shaft to be the angle position of the most retarded phase (hereinafter, referred to as the “most retarded position”) or the angle position of the most advanced phase (hereinafter, “ The position is referred to as the "most advanced position." Then, when the electromagnetic brake is turned ON from this state, the intermediate rotating body is decelerated and relatively rotates with respect to the delay side with respect to the housing. As a result, the movable guide portion meshing with the spiral guide is displaced radially inward, The assembling angle of the housing and the lever shaft is changed to the most advanced position or the most retarded position by gradually tilting the link that has been raised.
[0005]
In this valve timing control device, a lubricating liquid supply passage is provided along the camshaft, and the lubricating liquid supplied through this passage engages the movable portion of the link with the movable guide portion and the spiral guide. The part is to be lubricated.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-227616 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of this conventional valve timing control device, although the lubricating fluid flowing through the supply passage is configured to be supplied to the movable portion of the link, and the engagement portion of the movable guide portion and the spiral guide, Since the lubricating liquid flows out through the gap between the housing and the intermediate rotating body, the movable portion of the link and the engaging portion between the movable guide and the spiral guide are not always immersed in the lubricating liquid. For this reason, lubrication of the movable portion of the link and the engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide is not always sufficient, and more reliable lubrication is desired.
[0008]
In addition, a slight assembling gap is provided in the movable portion of the link and an engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide in order to obtain a smooth operation. Noise is likely to occur, and this is one problem to be solved.
[0009]
Therefore, the present invention provides a valve for an internal combustion engine that can more reliably lubricate the movable portion of the link and the engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide, and prevent the generation of vibration and noise due to the assembly gap. It is intended to provide a timing control device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problem, the invention of this application is directed to a cylindrical member extending in an axial direction so as to cover the outer periphery of the intermediate rotating body from one of the driving rotating body and the driven rotating body. And a space filled with lubricating liquid is formed inside the cylindrical member to cover a movable portion of the link and a peripheral region of an engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide, and an outer peripheral surface of the intermediate rotating body. A seal ring urged in the diameter-enlarging direction is attached to seal the intermediate rotator and the cylindrical member so as to be slidable, and further, the peripheral wall at the distal end of the cylindrical member is tapered toward the distal side. The slit is formed so that the end of the torsion spring is inserted and engaged from the distal end of the enlarged diameter portion toward the general portion of the cylindrical member.
[0011]
In the case of the present invention, even when the intermediate rotating body and one of the rotating bodies rotate relative to each other, the leakage of the lubricating liquid from between them can be reliably prevented by the seal ring. Further, the engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide can always be surely immersed in the lubricating liquid in the filling space. Therefore, according to the present invention, the movable portion of the link and the engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide can always be sufficiently lubricated. The effect can be surely suppressed.
[0012]
When assembling the intermediate rotating body inside the cylindrical member, the seal ring is engaged with a groove or the like on the outer periphery of the intermediate rotating body, and the intermediate rotating body is attached to the cylindrical member while reducing the diameter of the seal ring in that state. At this time, since the distal end peripheral wall of the cylindrical member is enlarged in diameter toward the distal end side, the intermediate rotating body is moved into the cylindrical member while the seal ring is guided by the inner surface of the distal end peripheral wall. Can be easily assembled. In other words, at this time, as long as the intermediate rotating body is inserted from the distal end side of the cylindrical member, the diameter of the seal ring is naturally reduced along the taper of the peripheral wall at the distal end of the cylindrical member, and the inner surface of the cylindrical member has elasticity. Will be in contact.
[0013]
Further, in the case of the present invention, since the peripheral wall of the distal end portion of the cylindrical member is enlarged in diameter toward the distal end, the end of the torsion spring once inserted and engaged in the slit of the cylindrical member is formed on the peripheral wall of the distal end portion. The displacement of the slit toward the opening side is prevented by the enlarged diameter portion. Therefore, according to the present invention, it is possible to reliably prevent a problem that the end of the torsion spring comes off from the tubular member.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention of this application will be described based on the drawings.
[0015]
In this embodiment, the valve timing control device according to the invention of this application is applied to a valve train on the intake side of an internal combustion engine. However, the valve timing control device can be similarly applied to a valve train on the exhaust side.
[0016]
The valve timing control device includes a driven shaft member 3 (a driven rotary member) coupled to a front end of a camshaft 1 on the intake side of the internal combustion engine, as shown in FIG. A drive ring 5 (drive rotator) having a timing sprocket 4 on its outer periphery which is assembled so as to be relatively rotatable and linked to a crankshaft (not shown) via a chain (not shown); 1, an assembling angle operating mechanism 6 for relatively rotating the drive ring 5 and the driven shaft member 3 to operate the assembling angle of the both, and the assembling angle operating mechanism 6 And an operating force applying means 7 for applying an operating force to the vehicle.
[0017]
The drive ring 5 is formed in a substantially disk shape having a stepped insertion hole 8, and the insertion hole 8 is rotatably assembled to the driven shaft member 3. As shown in FIGS. 2 and 3, three radial grooves 9 (radial guides) having parallel side walls facing each other are formed on the front surface of the drive ring 5 (the surface opposite to the camshaft 1). The ring 5 is formed substantially along the radial direction. In the case of this embodiment, the drive ring 5 is configured by combining two members.
[0018]
Further, as shown in FIG. 1, the driven shaft member 3 has an enlarged diameter portion formed on an outer periphery of a base portion which is abutted against a front end portion of the camshaft 1, and has an outer peripheral portion located forward of the enlarged diameter portion. Three levers 10 protruding radially from the surface are integrally formed, and are connected to the camshaft 1 by bolts 11 penetrating the shaft core. A base end of a link 12 is pivotally connected to each lever 10 by a pin 13, and a column-shaped projection 14 slidably engaged with each of the radial grooves 9 is integrally formed at a distal end of each link 12. Is formed. From the camshaft 1 to the driven shaft member 3, a lubricating liquid supply passage 35 is provided along the shaft of the bolt 11, and the lubricating liquid is supplied to the root of the link 12 through a discharge port 35 a formed in the driven shaft member 3. It is supplied to the vicinity.
[0019]
Each link 12 is connected to the driven shaft member 3 via the pin 13 in a state where the protrusions 14 are engaged with the corresponding radial grooves 9. When displaced along 9, the drive ring 5 and the driven shaft member 3 rotate relative to each other by the action of the link 12 in a direction and an angle corresponding to the displacement of the projection 14.
[0020]
A receiving hole 15 is formed at the distal end of each link 12 and opens forward in the axial direction. The receiving hole 15 has an engaging pin 17 that engages with a spiral groove 16 (a spiral guide) described later. And a coil spring 18 for urging the engagement pin 17 forward (toward the spiral groove 16). In the case of this embodiment, a movable guide portion that can be displaced in the radial direction is configured by the projecting portion 14 at the distal end of the link 12, the engagement pin 17, the coil spring 18, and the like.
[0021]
On the other hand, an intermediate rotating body 19 having a disk-shaped flange wall is rotatably supported via a bearing 20 in front of the driven shaft member 3 with respect to the projecting position of the lever 10. An annular groove 36 is formed on the outer periphery of the flange wall of the intermediate rotating body 19, and a seal ring 37 described later is mounted in the annular groove 36. The above-described spiral groove 16 having a semicircular cross section is formed on the rear surface side of the flange wall of the intermediate rotating body 19, and the engaging pin 17 at the tip of each link 12 is rotatably guided by the spiral groove 16. Have been combined. The spiral of the spiral groove 16 is formed so that the diameter gradually decreases along the engine rotation direction R. Therefore, when the intermediate rotating body 19 relatively rotates in the delay direction with respect to the drive ring 5 in a state in which the engagement pin 17 at the tip of each link 12 is engaged with the spiral groove 16, the tip of the link 12 becomes the radial groove 9. While being guided by the spiral shape of the spiral groove 16 and moving radially inward, conversely, when the intermediate rotating body 19 is relatively displaced in the advancing direction, it moves radially outward.
[0022]
The assembling angle operating mechanism 6 includes the radial groove 9, the link 12, the protrusion 14, the engaging pin 17, the lever 10, the intermediate rotating body 19, the spiral groove 16, and the like of the drive ring 5 described above. When the relative rotation operation force with respect to the drive ring 5 is input to the intermediate rotating body 19 from the operation force applying means 7 described later, the assembly angle operation mechanism 6 applies the operation force to the spiral groove 16 and the engagement pin. The distal end of the link 12 is displaced in the radial direction through the engaging portion 17, and at this time, the link 12 swings, and the drive ring 5 and the driven shaft member 3 are relatively rotated according to the swing amount.
[0023]
A thin cylindrical member 40 is attached to the outer peripheral edge of the drive ring 5 so as to extend forward. The cylindrical member 40 extends so as to cover the outer periphery of the flange wall of the intermediate rotating body 19, and the seal ring 37 attached to the intermediate rotating body 19 is slidably in close contact with the inner peripheral surface. The tubular member 40 covers these peripheral regions across the drive ring 5 and the intermediate rotating body 19, and forms a lubricating liquid filling space 41 on the inner surface side.
[0024]
The filling space 41 is a space that covers the movable portion of the link 12 and the peripheral region of the engaging portion of the spiral groove 16 and the engaging pin 17, and the space 41 is always insufficient through the discharge port 35 a of the driven shaft member 3. Minutes of lubricating fluid. In other words, the lubricating liquid in the filling space 41 may leak to the outside through minute gaps in each part. Is set to increase. Therefore, the movable portion of the link 12 disposed in the filling space 41 and the engaging portion between the spiral groove 16 and the engaging pin 17 are always immersed in the lubricating liquid.
[0025]
In the case of this embodiment, the cylindrical member 40 is formed by press molding from a thin metal plate.
[0026]
Further, the seal ring 37 is formed in a substantially annular shape by a hard resin material, but is provided with an oblique cut portion in a part of its circumferential direction, and by displacing mutual cut surfaces of the cut portions. It can be expanded and contracted in the radial direction.
The outer diameter of the seal ring 37 is smaller than the inner diameter of the general portion of the cylindrical member 40 in the initial state, and when the seal ring 37 is inserted into the cylindrical member 40 together with the intermediate rotating body 19, the cylindrical member The diameter is reduced to match the inner diameter of 40. Therefore, at this time, the seal ring 37 exerts a biasing force in the radially expanding direction, and reliably contacts the inner peripheral surface of the tubular member 40.
[0027]
By the way, the cylindrical member 40 is not formed in a straight cylindrical shape from the base portion side to the tip portion side, but the tip portion peripheral wall is tapered so as to increase in diameter toward the tip side. (Hereinafter, this portion will be referred to as “diameter enlarged portion 42”). When the intermediate rotating body 19 is assembled, the seal ring 37 is housed inside the tubular member 40 while being guided by the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 42. As shown in FIG. 6, a slit 43 is formed in the cylindrical member 40 along the axial direction extending from the distal end of the enlarged diameter portion 42 to the general portion of the cylindrical member 40. The function of the slit 43 will be described later in detail.
[0028]
On the other hand, the operating force applying means 7 includes a mainspring 21 serving as a torsion spring for urging the intermediate rotating body 19 with respect to the drive ring 5 in the engine rotation direction R, and rotating the intermediate rotating body 19 with respect to the drive ring 5 by the engine rotation. A hysteresis brake 2 (braking means) for relatively rotating in a direction opposite to the direction R, and the intermediate rotating body 19 is rotated by the balance between the biasing force of the mainspring spring 21 and the braking force of the hysteresis brake 2. ing.
[0029]
The mainspring 21 has an outer peripheral end coupled to the cylindrical member 22 and an inner peripheral end coupled to a cylindrical base of the intermediate rotating body 19. As shown in FIGS. 4 and 5, a through-hole 44 is formed in a flat end on the outer peripheral side of the mainspring 21. The through-hole 44 has a locking head 45a on the base end side. The connecting pin 45 is inserted. At the outer peripheral end of the mainspring 21, the distal end of the connecting pin 45 is inserted into the slit 43, and a retaining ring 46 (a retaining piece) is engaged with the distal end protruding toward the outer peripheral surface of the tubular member 40. By doing so, it is connected to the cylindrical wall 40. At this time, the connecting pin 45 is located on the bottom side of the slit 43, and the locking ring 46 is in contact with the outer peripheral surface of the general portion of the tubular member 40.
[0030]
The hysteresis brake 2 includes an electromagnetic coil 22 as a braking force generator supported and fixed to a VTC cover (not shown) that is a non-rotating member, and a braked rotating body 23 that receives a braking force generated by a magnetic field generated by the electromagnetic coil 22. The braked rotating body 23 is connected to the intermediate rotating body 19 via a rubber bush 24 and a connecting pin 25.
[0031]
The electromagnetic coil 22 has a coil block 26 whose main element is a coil winding that generates a magnetic field when energized, and a yoke 27 that is arranged around the coil block 26 and induces magnetic flux. Is constituted by a main body block 28, an inner polar tooth ring 29 and an outer polar tooth ring 30 fitted and fixed to the main body block 28. The inner polar tooth ring 29 and the outer polar ring 30 are concentrically arranged with an annular gap, and a plurality of axially extending tooth surfaces are formed on the opposing surfaces along the circumferential direction. Have been. The tooth surfaces of the bipolar tooth rings 29 and 30 are arranged offset from each other in the circumferential direction, and when the coil winding of the coil block 26 is energized, the offset positional relationship between the rings 29 and 30 is established. , A magnetic field directed toward the mating tooth surface is generated.
[0032]
The braked rotating body 23 has a cylindrical hysteresis ring 31 inserted and disposed between the bipolar tooth rings 29 and 30 in a non-contact state, and an outer peripheral end is integrally connected to the hysteresis ring 31. A disk-shaped plate-shaped member 33 having a shaft portion 32 connected to an inner peripheral end thereof; and the shaft portion 32 connected to the plate-shaped member 33 rotates via a bearing 34 on the main body block 28 of the yoke 27. It is freely supported. Therefore, the braked rotating body 23 is always supported by the electromagnetic coil 22, thereby suppressing swinging and radial vibration during rotation.
[0033]
The hysteresis ring 31 is made of a hysteresis material having a magnetic hysteresis characteristic. When a magnetic field is generated between the bipolar tooth rings 29 and 30 during rotation of the hysteresis ring 31, the direction of the magnetic field and the direction of the magnetic flux in the hysteresis ring 31 are changed. Is shifted. The hysteresis brake 2 generates a braking force due to this shift.
[0034]
Since the valve timing control device is configured as described above, when changing the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 1 (opening / closing timing of the engine valve) to the most advanced side, an appropriate current is applied to the hysteresis brake 2. By energizing, a braking force against the force of the mainspring 21 is transmitted from the plate member 33 to the intermediate rotating body 19 via the rubber bush 24 and the connecting pin 25. As a result, the intermediate rotating body 19 rotates in the opposite direction with respect to the drive ring 5, whereby the engaging pin 17 at the tip of the link 12 is guided to the spiral groove 16, and the tip of the link 12 is displaced radially inward. At this time, as shown in FIG. 3, the operation angle of the link 12 changes the assembly angle between the drive ring 5 and the driven shaft member 3 to the most advanced position.
[0035]
When the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 1 (opening / closing timing of the engine valve) is changed to the most retarded side, the energizing current of the hysteresis brake 2 is turned off or weakened, so that the intermediate rotating body 19 is turned off. It is rotated in the engine rotation direction by the force of the mainspring 21. Then, the leading end of the link 12 is displaced radially outward by the guide of the engaging pin 17 by the spiral groove 16, and at this time, the combination of the drive ring 5 and the driven shaft member 3 by the action of the link 12 as shown in FIG. The angle is changed to the most retarded position.
[0036]
In this valve timing control device, since the movable portion of the link 12 and the engagement portion of the engagement pin 17 and the spiral groove 16 are immersed in the lubricating liquid in the filling space 41, these movable portions and the engagement portion are It is possible to always reliably lubricate with the lubricating liquid, and it is possible to suppress the generation of vibration and noise in the assembling gap due to the damper action of the lubricating liquid.
[0037]
In particular, in the case of this valve timing control device, since the seal ring 37 is interposed between the cylindrical member 40 and the intermediate rotating body 19 that rotate relatively, leakage of the lubricating liquid from between them is as small as possible. In addition, the shortage of the lubricating liquid in the filling space 41 can be constantly compensated through the discharge port 35a of the supply passage 35, so that the lubricating action and the damper action of each part can always be stably obtained. it can.
[0038]
Further, in this device, since the tapered enlarged portion 42 is provided on the distal end side of the cylindrical member 40 protruding from the drive ring 5, when the intermediate rotating body 19 is assembled inside the cylindrical member 40. In addition, there is an advantage that the seal ring 37 can be easily set inside the tubular member 40 without reducing the diameter thereof with a jig or the like. That is, at the time of assembling, the seal ring 37 is previously mounted in the annular groove 36 of the intermediate rotating body 19, and if the intermediate rotating body 19 is simply inserted into the cylindrical member 40 as it is, the taper of the enlarged diameter portion 42 is Can set the seal ring 37 at a predetermined position in a reduced diameter state.
[0039]
Furthermore, in this device, the connecting pin 45 and the locking ring 46 for locking the outer peripheral end of the mainspring 21 are locked at the base of the enlarged diameter portion 42, so that the diameter expansion There is an advantage that the taper shape of the outer surface of the portion 42 can be used to reliably prevent the connection pin 45 and the locking ring 46 from coming off the opening side of the slit 43. That is, the locking ring 46 that comes into contact with the outer surface of the cylindrical member 40 is always pulled radially inward by the spring force of the mainspring 21, whereas the enlarged diameter portion 42 faces the distal end of the cylindrical member 40. As a result, the locking ring 46 is cammed by the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 42, so that the connecting pin 45 and the locking ring 46 are prevented from coming off from the slit 43.
[0040]
Further, in the case of this embodiment, since the spring spring 21 in which the plate-shaped spring material is spirally wound is employed, if the overlapping interval of the radially outer spring material is sufficiently narrowed, the spring 21 can be used. When the ends are connected, the locking head 45a of the connecting pin 45 can be held between the overlapping portions of the spring material. Therefore, the connection work of the end of the mainspring 21 can be easily performed.
[0041]
Next, inventions other than those described in the claims that can be understood from the above embodiments will be described below together with their operational effects.
[0042]
(2) The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cylindrical member is formed from a metal plate by press molding.
[0043]
In this case, the molding of the tubular member is facilitated and the weight can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost and the inertial mass of the apparatus.
[0044]
(B) The valve timing control device for an internal combustion engine according to (1) or (A), wherein the torsion spring is a spring.
[0045]
In this case, there is an advantage that the space occupied in the axial direction can be reduced, and a connecting pin or the like can be easily attached to the end of the spring.
[0046]
(C) A connecting pin is attached to a radially outer edge of the mainspring, a shaft of the connecting pin is inserted into the slit, and a locking piece is attached to the tip of the shaft from the outer surface of the tubular member. The valve timing control device for an internal combustion engine according to (b), wherein:
[0047]
In this case, it is not necessary to process the end of the mainspring in a complicated manner, and the end can be easily engaged with the slit of the tubular member via the connecting pin.
[0048]
(D) The internal combustion engine according to (C), wherein a radially outer overlapping interval of the spring material of the mainspring spring is narrowed, and a base end of a locking pin is held at an overlapping portion of the spring material. Valve timing control device.
[0049]
In this case, when connecting the end of the mainspring to the tubular member, the base end of the connecting pin can be locked in advance to the end of the mainspring, so that the assembling workability is improved. There is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary sectional view of the same embodiment taken along line AA of FIG. 1;
FIG. 3 is an exemplary sectional view corresponding to FIG. 2 showing an operation state of the embodiment;
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 1 showing the same embodiment;
FIG. 5 is a sectional view of the embodiment, taken along line CC in FIG. 4;
FIG. 6 is an exemplary perspective view of a part showing the embodiment;
[Explanation of symbols]
1: camshaft 2: hysteresis brake (braking means)
3: driven shaft member (driven rotator)
5. Drive ring (drive rotator)
9: Radial groove (radial guide)
12 link 14 projecting part (movable guide part)
16: spiral groove (spiral guide)
17 ... engagement pin (movable guide)
18 ... Coil spring (movable guide)
19: Intermediate rotating body 21: Mainspring (torsion spring)
37 ... Seal ring 40 Cylindrical member 41 ... Filling space 42 ... Expanded diameter portion 43 ... Slit

Claims

A driven rotating body that is rotationally driven by a crankshaft of an internal combustion engine, a camshaft or a separate member coupled to the shaft, and a driven rotating body to which power is transmitted from the driven rotating body; A radial guide provided on any one of the rotating bodies, and an intermediate part provided with a spiral guide on a surface facing the radial guide and provided rotatably relative to the driving rotating body and the driven rotating body. A rotator, a movable guide portion displaceably engaged with the radial guide and the spiral guide, a portion separated from a rotation center of one of the drive rotator and the driven rotator, and the movable guide And a link for swingably connecting the first and second parts, one end of which is connected to the intermediate rotating body and the other end of which is connected to one of the driving rotating body and the driven rotating body. Comprising a torsion spring for biasing the speed increasing direction with respect to the rotation body, and a braking means for applying a control force in the deceleration direction to the intermediate rotating body, and
By rotating the intermediate rotating body with respect to the driving rotating body and the driven rotating body by the braking force of the braking means and the urging force of the torsion spring, the movable guide portion engaged with the spiral guide is moved along the radial guide. In the valve timing control device for an internal combustion engine, the displacement is converted into relative rotation between a driving rotor and a driven rotor via the link.
A cylindrical member extending in the axial direction so as to cover the outer periphery of the intermediate rotating body from one of the driving rotating body and the driven rotating body is provided, and the movable portion of the link is provided inside the cylindrical member, and A space filled with lubricating liquid is formed to cover the peripheral region of the engaging portion between the movable guide portion and the spiral guide, and a seal ring urged in a radially expanding direction is mounted on the outer peripheral surface of the intermediate rotating body. Slidably seal between the rotating body and the cylindrical member,
Further, the diameter of the peripheral wall at the distal end of the cylindrical member is tapered toward the distal end, and the end of the torsion spring is inserted and engaged from the distal end of the enlarged diameter toward the general portion of the cylindrical member. A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that a slit for performing the operation is formed.