JP2004270556A - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
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溝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従動軸部材(従動回転体)がカムシャフトの端部にボルト結合され、可動案内部と従動軸部材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、前記径方向溝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従動軸部材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従動軸部材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従動軸部材の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−227616号公報
【0006】
【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においては、板状のハウジングの側壁に溝加工を施すことによって径方向溝を形成していたため、径方向溝の寸法精度を高めることが難しく、寸法精度を高めようとすると製造コストの大幅な高騰を招くことが問題になっている。
【0007】
そこでこの出願の発明は、製造コストの高騰を招くことなく、可動案内部をガイドするための径方向溝を精度良く形成す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。
【0008】
【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、長孔状の径方向孔を有する第1ブロックと、この第1ブロックに接合されて前記径方向孔の底部を閉塞する第2ブロックによって構成するようにした。
【0009】
この発明の場合、第1ブロック側の径方向孔はそのブロックを完全に貫通するものであるため、難しい溝加工を要することなく精度良く内面を加工することができる。そして、径方向溝はこうして加工された第1ブロックに第2ブロックを接合するだけで良いため、製造コストの高騰を招くことなく精度良く形成することができる。
【0010】
また、径方向溝は、第1ブロックに接合される第2ブロックによってその底部が構成されるため、径方向溝を溝加工によって形成していた従来のもののように溝底部のコーナが円弧面になることがない。したがって、径方向溝に案内係合される可動案内部が溝底部のコーナの円弧面に引っ掛かる心配がなく、このことから可動案内部と径方向溝の間の摺動隙間を狭め、ガタ付きの発生を抑えることができる。
【0011】
また、前記第1,第2ブロックは一方を他方に嵌合することが望ましい。このようにした場合には、両ブロックの径方向の位置ずれを防止することができるため、組付作業を容易に行うことが可能となる。
【0012】
【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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
駆動リング5は、外周に大径の第1スプロケット40を有する略円板状の第1ブロック41と、後端部外周に小径の第2スプロケット42を有する略円筒状の第2ブロック43とから成り、これらのブロック相互がねじ止め等によって結合されている。この駆動リング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3つの径方向溝9が形成されている。尚、前記第1スプロケット40はクランクシャフトから動力を入力するためのものであり、第2ブロック43側のスプロケット42は排気側カムシャフト(図示せず。)に動力を伝達するためのものである。
【0016】
第1ブロック41には、図1及び図4に示すように、ほぼ半径方向に沿って延びる長孔状の径方向孔44が3つ形成され、この第1ブロック41の背面側には第2ブロック42の前端面が当接している。第2ブロック42の前端面は偏平に形成され、第1ブロック41の背面に当接した状態において前記各径方向孔44の底面を閉塞している。第1ブロック41の各径方向孔44は、第2ブロック42の前端面と共に前述の3つの径方向溝9を形成している。また、図1及び図5に示すように第1ブロック41の背面側には円形状の凹部45が形成され、この凹部45に前記第1ブロック41の前端部が嵌合されている。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。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。
【0021】
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。
【0022】
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に付勢する付勢手段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電磁ブレーキとしてのヒステリシスブレーキ2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。
【0023】
ゼンマイばね21は、駆動リング5に固定された筒状部材8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。
【0024】
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。
【0025】
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には、環状の隙間を挟んで対向配置された内側極歯29と外側極歯30が設けられている。これらの極歯29,30には複数の歯面が円周方向に沿って配置されている。両極歯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、両極歯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。
【0026】
また、被制動回転体23は、前記両極歯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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
このバルブタイミング制御装置においては、リンク12先端の突出部14を案内する径方向溝9を、径方向孔44を有する第1ブロック41と、この第1ブロック41の径方向孔44の底部を閉塞する第2ブロック43とで構成したため、径方向溝9を容易にかつ精度良く形成することができる。つまり、第1ブロック41の径方向孔44は、壁部を完全に貫通する孔であって、溝を加工するときのように加工深さ等を管理する必要がないため、加工精度を上げつつも容易に作業を進めることができる。そして、径方向溝9の底面は第2ブロック43の前端面を予め精度良く加工しておけば、第1ブロック41と第2ブロック43の結合時に精度良く形成される。したがって、この装置においては、機能の低下を招くことなく、低コストでの製造を実現することができる。
【0031】
また、この装置の場合、上述のように第2ブロック43の前端面によって径方向溝9の底面が構成されるため、径方向溝9の側壁と底面の連接コーナをほぼ直角に形成することができ、溝加工を行うときのように連接コーナに円弧面ができることがない。したがって、リンク12の先端の突出部14が円弧面で引っ掛かる心配がないため、突出部14と径方向溝9の摺動隙間を充分に狭め、この部分でのダカ付きの発生を確実に抑制することができる。
【0032】
さらに、この実施形態の装置においては、第1ブロック41の背面に円形の凹部45を形成し、この凹部45に第2ブロック43の前端部を嵌合させているため、両ブロック41,43の連結時に両者の径方向の位置ずれを確実に防止することができる。したがって、両ブロック41,43の結合作業を効率良く行うことができる。
【0033】
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。
【0034】
(イ) 前記第1ブロックにスプロケットを形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【0035】
この場合、スプロケットで動力を確実に伝達するために第1ブロック全体を硬質の材料で形成する必要があるが、そのために第1ブロック全体を硬質の材料で形成すると、径方向孔の内面の強度が増し、可動案内部材を長期に亙って安定してガイドすることが可能となる。
【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】同実施形態を示す分解斜視図。
【図5】図実施形態を示す背面図。
【符号の説明】
1…カムシャフト
3…従動軸部材(従動回転体)
5…駆動リング(駆動回転体)
7…操作力付与手段
9…径方向溝
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
41…第1ブロック
43…第2ブロック
44…径方向孔[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 groove formed on an inner end surface of the housing. A movable guide portion is slidably engaged in the radial direction and supported, and a driven shaft member (a driven rotating body) having a lever protruding outward in the radial direction is bolted to an end of the camshaft to be movable. The guide and the lever of the driven shaft member are pivotally connected by a link. An intermediate rotating body having a spiral guide is provided at a position facing the radial groove so as to be relatively rotatable with respect to the housing and the driven shaft member. The guide 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 between the housing and the driven shaft member 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, referred to as This is called 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 driven shaft member is changed to the most advanced position or the most retarded position by gradually tilting the link that has been caused up to now.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-227616 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional valve timing control device, since the radial groove is formed by forming a groove on the side wall of the plate-shaped housing, it is difficult to increase the dimensional accuracy of the radial groove, and the dimensional accuracy is increased. If this is attempted, there is a problem in that the production cost will rise significantly.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that can accurately form a radial groove for guiding a movable guide portion without increasing manufacturing costs. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the invention of this application is based on a first block having a long hole-shaped radial hole, and a second block which is joined to the first block and closes the bottom of the radial hole. It was made up of blocks.
[0009]
In the case of the present invention, since the radial hole on the first block side completely penetrates the block, the inner surface can be machined with high accuracy without requiring difficult groove machining. Then, since the radial groove only needs to be joined to the first block processed in this way, the second block can be formed accurately without incurring a rise in manufacturing cost.
[0010]
In addition, since the bottom of the radial groove is formed by the second block joined to the first block, the corner of the groove bottom is formed in an arcuate surface as in the conventional one in which the radial groove is formed by groove processing. Never be. Therefore, there is no fear that the movable guide portion which is guided and engaged with the radial groove is caught on the circular arc surface of the corner at the bottom of the groove, which reduces the sliding gap between the movable guide portion and the radial groove, and has a loose play. Occurrence can be suppressed.
[0011]
It is preferable that one of the first and second blocks is fitted to the other. In this case, the displacement of the two blocks in the radial direction can be prevented, so that the assembling work can be easily performed.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention of this application will be described based on the drawings.
[0013]
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.
[0014]
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) assembled so as to be relatively rotatable and linked to a crankshaft (not shown) via a chain (not shown), and a front side of the drive ring 5 (in FIG. 1) (A left side), an assembling
[0015]
The
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 4, the
[0017]
Further, as shown in FIG. 1, the driven
[0018]
Each
[0019]
A receiving hole 15 is formed at the distal end of each
[0020]
On the other hand, an intermediate
[0021]
The assembling
[0022]
On the other hand, the operating
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The braked rotating
[0027]
The
[0028]
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
[0029]
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
[0030]
In this valve timing control device, the
[0031]
Further, in the case of this device, since the bottom surface of the
[0032]
Furthermore, in the device of this embodiment, a circular
[0033]
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.
[0034]
(A) The valve timing control device for an internal combustion engine according to
[0035]
In this case, it is necessary to form the entire first block with a hard material in order to reliably transmit power with the sprocket. Therefore, if the entire first block is formed with a hard material, the strength of the inner surface of the radial hole is reduced. And the movable guide member can be guided stably for a long period of time.
[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 an exploded perspective view showing the same embodiment.
FIG. 5 is a rear view showing the embodiment.
[Explanation of symbols]
1: camshaft 3: driven shaft member (driven rotator)
5. Drive ring (drive rotator)
7 Operating force applying means 9
16: spiral groove (spiral guide)
17 ... engagement pin (movable guide)
18 ... Coil spring (movable guide)
19 intermediate
Claims (2)
前記操作力付与手段によって中間回転体を駆動回転体及び従動回転体に対して回動操作することにより、渦巻き状ガイドに係合した可動案内部を径方向溝に沿わせて径方向に変位させ、その変位を前記リンクを介して駆動回転体と従動回転体の相対回動に変換する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記径方向溝を、長孔状の径方向孔を有する第1ブロックと、この第1ブロックに接合されて前記径方向孔の底部を閉塞する第2ブロックによって構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。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 groove provided on any one of the rotating bodies, and an intermediate part provided with a spiral guide on a surface facing the radial groove and provided rotatably with respect to the driving rotating body and the driven rotating body. A rotator, a movable guide portion displaceably engaged with the radial groove and the spiral guide, a portion separated from a rotation center of one of the driving rotator and the driven rotator, and the movable guide. And a link that swingably connects the unit and an operating force applying unit that applies a relative rotational operating force to the intermediate rotating body with respect to a driving rotating body and a driven rotating body,
By rotating the intermediate rotating body with respect to the driving rotating body and the driven rotating body by the operating force applying means, the movable guide portion engaged with the spiral guide is radially displaced along the radial groove. A valve timing control device for an internal combustion engine that converts the displacement into a relative rotation between a driving rotor and a driven rotor via the link,
The internal combustion engine, wherein the radial groove is constituted by a first block having a long hole-shaped radial hole and a second block joined to the first block to close a bottom of the radial hole. Valve timing control device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041216 |