JP2004346780A - Variable valve timing device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変バルブタイミング(VVT)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平10−159516号公報は、従来の内燃機関の可変バルブタイミング装置を示している。
従来の内燃機関の可変バルブタイミング装置は、図6、図7に示すように、クランクシャフトの回転と同期回転するハウジング11と、該ハウジング11との回転位相が可変でありカムシャフト18と一体的に回転するロータベーン13と、ロータベーン13をハウジング11に対して相対的に回転させるロータベーン駆動用オイル室14と、ロータベーン駆動用オイル室14にオイルを供給するロータベーン駆動用オイル通路15と、ロータベーン13のハウジング11に対する相対回転をロック、ロック解除するロックピン16と、ロックピン16のロック、ロック解除を行うロックピン駆動用油圧室17と、を備えている。
その作用については、ロータベーン駆動用オイル通路15に油圧がかかっていない時は、ロックピン16はスプリング19で付勢されてハウジング11の穴12に入りロータベーン13をハウジング11に対して相対回転不能にロックしている。ロータベーン駆動用オイル通路15に油圧がかかった時には、ロータベーン駆動用オイル通路15からの油圧が、通路部分15aを介して、ロックピン16にかかり、ロックピン16をスプリング19の付勢に抗してハウジング11の穴12から引き抜く方向に移動させ、ロータベーン13をハウジング11に対して相対回転可能にロック解除するとともに、ロータベーン駆動用オイル通路15からの油圧が、通路部分15bを介して、ロータベーン駆動用オイル室14にかかり、ロータベーン13をハウジング11に対して相対回転させて、ロータベーン13に固定しているカムシャフト18を、クランクシャフトの回転と同期回転するハウジング11に対して所定位相角度回転させ、バルブタイミングを変える。
従来構成においては、ロータベーン駆動用オイル室14へのオイルの供給通路とロックピン駆動用油圧室17へのオイルの供給通路とは、互いに並列であり、ロータベーン駆動用オイル室14とロックピン駆動用油圧室17にほぼ同時に油圧がかかる。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−159516号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術にはつぎの問題がある。
ロータベーン駆動用オイル室14とロックピン駆動用油圧室17にほぼ同時に油圧がかかるため、ロックピン16がハウジング11の穴12から抜け出ていない状態で、ロータベーン13が回転しようとすることがあり、その場合はロータベーン13からの横力がロックピン16にかかって、ロックピン16のハウジング11の穴12からの抜け不全が起こり、ロック解除されず、バルブタイミングを変化させることができない。
本発明の目的は、ロックピンのロック解除不全が起こらない内燃機関の可変バルブタイミング装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) クランクシャフトの回転と同期回転するハウジングと、
該ハウジングとの回転位相が可変でありカムシャフトと一体的に回転するロータベーンと、
ロータベーンをハウジングに対して相対的に回転させるロータベーン駆動用オイル室と、
該ロータベーン駆動用オイル室にオイルを供給するロータベーン駆動用オイル通路と、
ロータベーンのハウジングに対する相対回転をロック、ロック解除するロックピンと、
ロックピンのロック、ロック解除を行うロックピン駆動用油圧室と、
を備えた内燃機関の可変バルブタイミング装置であって、
前記ロックピン駆動用油圧室を前記ロータベーン駆動用オイル通路の途中に設け、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分をロータベーン駆動用オイル室に接続した内燃機関の可変バルブタイミング装置。
(2) 前記ロックピン駆動用油圧室を前記ロータベーンに形成し、前記ロータベーンを複数ピースの積層体から構成した(1)記載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。
【0006】
上記(1)の内燃機関の可変バルブタイミング装置では、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分をロータベーン駆動用オイル室に接続したので、ロックピン駆動用油圧室を通った後のオイルが、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分を通ってロータベーン駆動用オイル室に供給される。これによって、オイルはロックピン駆動用油圧室でロックピンをロック解除位置に移動させ、ロックピン駆動用油圧室を通った後、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分を通ってロータベーン駆動用オイル室に至り、ロータベーンをハウジングに対して回転させる。したがって、ロックピンがロータベーンをロック解除した後にロータベーンが回転されるので、ロータベーンが回転される時にロータベーンがロックピンに横力をかけてロックピンをこじることはない。つまり従来のようなロック解除不全が起こることが防止される。
上記(2)の内燃機関の可変バルブタイミング装置では、ロックピン駆動用油圧室をロータベーンに形成し、ロータベーンを複数ピースの積層体から構成したので、ロータベーンにおけるロックピン駆動用油圧室およびロータベーン駆動用オイル通路の形成が容易になる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置を、図1〜図5を参照して説明する。図4、図5の本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置と図6、図7の従来の内燃機関の可変バルブタイミング装置とで対応する部分の符合は、互いに合わせてある。
【0008】
図1〜図5に示すように、本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置10は、クランクシャフトの回転と同期回転するハウジング11と、ハウジング11との回転位相が可変でありカムシャフト18と一体的に回転するロータベーン13と、ロータベーン13をハウジング11に対して相対的に回転させるロータベーン駆動用オイル室14と、ロータベーン駆動用オイル室14にオイルを供給するロータベーン駆動用オイル通路15と、ロータベーン13のハウジング11に対する相対回転をロック、ロック解除するロックピン16と、ロックピン16のロック、ロック解除を行うロックピン駆動用油圧室17と、を備えている。
そして、本発明では、ロックピン駆動用油圧室17はロータベーン駆動用オイル通路15の途中に設けられており、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室17より下流側部分15h、15eがロータベーン駆動用オイル室14に接続されている。
【0009】
さらに詳しくは、ハウジング11は、ドリブンギヤ11a(ハウジング11の一部を構成するとみなしてもよい)に一体にボルト20により固定されており、クランクシャフトの回転がベルト等で伝達され、クランクシャフトの回転と同期回転する。
ロータベーン13はカムシャフト18とボルト21により固定されている。ロータベーン13はハウジング11内でハウジング11に対して、所定角度、相対的に回転可能である。ロータベーン13がハウジング11に対して相対回転されることにより、カムシャフト18と、クランクシャフトと同期回転されるハウジング11との相対角度が変わり、バルブタイミングが変わる。ロータベーン駆動用オイル室14に油圧がかかると、ロータベーン13がハウジング11に対して相対回転する。ロータベーン駆動用オイル室14にはロータベーン駆動用オイル通路15を介してオイルが供給される。
【0010】
ロックピン16は、ロータベーン13のハウジング11に対する相対回転をロック、ロック解除する。ロックピン16は、ロックピン軸方向に可動であり、ロータベーン13に形成されたロックピン駆動用油圧室17に挿入され、ロックピン先端部はハウジング11の穴12に突入可能となっている。ロックピン16は、ロックピン先端部がハウジング11の穴12に突入する方向にスプリング19により付勢されている。ロックピン16は拡径された頭部を有し、ロックピン駆動用油圧室17に油圧がかかった時に、ロックピン先端部がハウジング11の穴12から抜け出る方向に、圧力がかかる。ロックピン16は、ロックピン先端部がハウジング11の穴12に突入したロック位置では、ロータベーン駆動用オイル通路15を閉じる。ロックピン16は、ロックピン先端部がハウジング11の穴12から抜け出たロック解除位置では、ロータベーン駆動用オイル通路15を開ける。
【0011】
ロータベーン駆動用オイル通路15に油圧がかかっていない時は、ロックピン16はスプリング19で付勢されて先端がハウジング11の穴12に突入しており、ロータベーン13はハウジング11に対して相対回転不能にロックされている。この状態ではロータベーン駆動用オイル通路15を閉じている。
ロータベーン駆動用オイル通路15に油圧がかかった時は、ロックピン駆動用油圧室17に油圧がかかり、ロックピン16はスプリング19の付勢方向と反対方向にスプリング19の付勢に抗して油圧によって移動され、ロックピン16の先端部がハウジング11の穴12から抜け出て、ロータベーン13はハウジング11に対して相対回転可能となり、ロック解除される。この状態ではロータベーン駆動用オイル通路15は開であり、オイルを通す。
【0012】
従来のオイル経路では、図6、図7において、オイルポンプ22からのオイルは、ロータベーン駆動用オイル通路15の通路部分15cを介してまず環状通路部分15dに入り、環状通路部分15dから並列に通路部分15aと15bに入り、ロックピンの抜きとロータベーン13を回転を同時に行うようになっていた。
【0013】
これに対し、本発明では、図1〜図5において、オイルポンプ22からのオイルは、ロータベーン駆動用オイル通路15の通路部分15c(図6、図7の通路部分15cに対応する)からまずロックピン駆動用油圧室17に入り、ロックピン駆動用油圧室17に油圧をかけてロックピン16をスプリング19の付勢に抗して油圧によって移動して、ロックピン16の先端部をハウジング11の穴12から抜け出させ、ロータベーン13をハウジング11に対して相対回転可能とし、ロック解除する。ロックピン16のハウジング11の穴12から抜け出し方向への移動と同時に、ロックピン16で閉塞されていた(図1)ロータベーン駆動用オイル通路15が開き(図2)、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室17より下流側部分15h、15e(通路部分15eは、従来の環状通路部分15dに対応する環状通路部分であり、通路部分15hはロックピン駆動用油圧室17と通路部分15eを連通する通路部分である)を介して複数のロータベーン駆動用オイル室14の各々に油圧がかかる。ロータベーン駆動用オイル室14に油圧がかかると、ロータベーン13がハウジング11に対して相対回転し、ロータベーン13と一体のカムシャフト18が回転して、カムノーズの位相角度が変わり、バルブタイミングが変わる。
【0014】
図3に示すように、ロックピン駆動用油圧室17はロータベーン13に形成されている。ロックピン駆動用油圧室17およびロータベーン駆動用オイル通路15がロータベーン13に屈曲して形成されているので、その形成を容易とするために、ロータベーン13は複数のピース13a、13b、13cの積層体から構成されている。
図3の例では、ピース13aに、ロータベーン駆動用オイル通路15の通路部分15cからの流入穴15fが形成されている。ピース13bには、流入穴15fとロックピン駆動用油圧室17を連通する通路部分15gが形成されている。ピース13cには、通路部分15hが形成されており、この通路部分15hは、ロックピン駆動用油圧室17と、油圧を各ロータベーン駆動用オイル室14に導く通路部分15eとを連通している。通路部分15hと通路部分15eとは、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室17より下流側部分を構成する。
【0015】
つぎに、本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置の作用を説明する。
本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置10では、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室17より下流側部分15h、15eをロータベーン駆動用オイル室14に接続したので、ロックピン駆動用油圧室17を通った後のオイルが、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室より下流側部分15h、15eを通ってロータベーン駆動用オイル室14に供給される。これによって、オイルはロックピン駆動用油圧室17でロックピン16をロック解除位置に移動させ、それまでロックピン16で閉塞されていたロータベーン駆動用オイル通路15を開いた後、ロータベーン駆動用オイル通路15のロックピン駆動用油圧室17より下流側部分15h、15eを通ってロータベーン駆動用オイル室14に至り、ロータベーン13をハウジング11に対して回転させる。したがって、ロックピン16がロータベーン13をロック解除した後にロータベーン13が回転されるので、ロータベーン13が回転される時にロータベーン13がロックピン16に横力をかけてロックピン16をこじることはない。したがって、従来のようなロックピン16のこじりによる、ロック解除不全が起こることはない。
【0016】
また、ロータベーン13が複数のピース13a、13b、13cの積層体から構成されているので、積層されるピースの表面に溝を形成することにより各通路部分15g、15hを形成することができ、ロックピン駆動用油圧室17やロータベーン駆動用オイル通路15g、15hの形成は容易である。
【0017】
【発明の効果】
請求項1の内燃機関の可変バルブタイミング装置によれば、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分をロータベーン駆動用オイル室に接続したので、ロックピン駆動用油圧室を通った後のオイルが、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分を通ってロータベーン駆動用オイル室に供給される。これによって、ロックピンがロータベーンをロック解除した後にロータベーンが回転されることとなり、ロータベーンが回転される時にロータベーンがロックピンに横力をかけてロックピンをこじることはない。つまり従来のようなロック解除不全が起こることが防止される。
請求項2の内燃機関の可変バルブタイミング装置によれば、ロックピン駆動用油圧室をロータベーンに形成し、ロータベーンを複数ピースの積層体から構成したので、ロータベーンにおけるロックピン駆動用油圧室およびロータベーン駆動用オイル通路の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置のロックピンとその近傍の、ロック状態における、断面図である。
【図2】本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置のロックピンとその近傍の、ロック解除状態における、断面図である。
【図3】本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置のロータベーンの分解斜視図である。
【図4】本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置の断面図である。
【図5】本発明の内燃機関の可変バルブタイミング装置の断面図(図4のA−A断面)である。
【図6】従来の内燃機関の可変バルブタイミング装置の断面図である。
【図7】従来の内燃機関の可変バルブタイミング装置の断面図(図6のA−A断面)である。
【符号の説明】
10 可変バルブタイミング装置
11 ハウジング
11a ドリブンギヤ(ハウジング11の一部)
12 ハウジングの穴
13 ロータベーン
14 ロータベーン駆動用オイル室
15 ロータベーン駆動用オイル通路
15a、15b、15d 従来装置だけにある通路部分
15c 本発明装置にも従来装置にもある通路部分
15e、15f、15g、15h 本発明装置だけにある通路部分
15e、15h ロータベーン駆動用オイル通路のうちロックピン駆動用油圧室より下流側にある通路部分
16 ロックピン
17 ロックピン駆動用油圧室
18 カムシャフト
19 スプリング
20 ボルト(ハウジングとドリブンギヤとを固定)
21 ボルト(ロータベーンとカムシャフトを固定)
22 オイルポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve timing (VVT) device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laying-Open No. 10-159516 discloses a conventional variable valve timing device for an internal combustion engine.
As shown in FIGS. 6 and 7, a conventional variable valve timing device for an internal combustion engine has a
When the hydraulic pressure is not applied to the rotor vane
In the conventional configuration, the oil supply passage to the rotor vane
[0003]
[Patent Document 1]
JP 10-159516 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
Since oil pressure is applied to the rotor vane
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a variable valve timing device for an internal combustion engine in which lock release failure of a lock pin does not occur.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that achieves the above object is as follows.
(1) a housing that rotates synchronously with the rotation of the crankshaft;
A rotor vane having a variable rotation phase with the housing and rotating integrally with the camshaft;
A rotor vane driving oil chamber for rotating the rotor vane relative to the housing,
A rotor vane drive oil passage for supplying oil to the rotor vane drive oil chamber,
A lock pin for locking and unlocking the relative rotation of the rotor vane to the housing;
A lock pin drive hydraulic chamber for locking and unlocking the lock pin,
A variable valve timing device for an internal combustion engine comprising:
The variable valve timing of the internal combustion engine, wherein the lock pin driving hydraulic chamber is provided in the middle of the rotor vane driving oil passage, and a portion of the rotor vane driving oil passage downstream of the lock pin driving hydraulic chamber is connected to the rotor vane driving oil chamber. apparatus.
(2) The variable valve timing apparatus for an internal combustion engine according to (1), wherein the lock pin driving hydraulic chamber is formed in the rotor vane, and the rotor vane is formed of a laminated body of a plurality of pieces.
[0006]
In the variable valve timing device for an internal combustion engine of the above (1), the downstream portion of the oil passage for driving the rotor vane from the hydraulic chamber for driving the lock pin is connected to the oil chamber for driving the rotor vane. The latter oil is supplied to the rotor vane driving oil chamber through a portion of the rotor vane driving oil passage downstream of the lock pin driving hydraulic chamber. As a result, the oil moves the lock pin to the unlocked position in the lock pin drive hydraulic chamber, passes through the lock pin drive hydraulic chamber, and then moves the portion of the rotor vane drive oil passage downstream of the lock pin drive hydraulic chamber from the lock pin drive hydraulic chamber. The oil passes through the oil chamber for driving the rotor vanes to rotate the rotor vanes with respect to the housing. Therefore, since the rotor vane is rotated after the lock pin unlocks the rotor vane, the rotor vane does not apply a lateral force to the lock pin to pry the lock pin when the rotor vane is rotated. That is, it is possible to prevent a lock release failure from occurring as in the related art.
In the variable valve timing device for an internal combustion engine of the above (2), the lock pin driving hydraulic chamber is formed in the rotor vane, and the rotor vane is formed of a laminated body of a plurality of pieces. The formation of the oil passage is facilitated.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a variable valve timing apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and FIG. 5 correspond to those of the variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention shown in FIG. 4 and FIG. 6 and FIG.
[0008]
As shown in FIGS. 1 to 5, a variable
In the present invention, the lock pin drive
[0009]
More specifically, the
The
[0010]
The
[0011]
When oil pressure is not applied to the
When hydraulic pressure is applied to the rotor vane
[0012]
In the conventional oil path, in FIGS. 6 and 7, the oil from the
[0013]
On the other hand, in the present invention, in FIGS. 1 to 5, the oil from the
[0014]
As shown in FIG. 3, the lock pin driving
In the example of FIG. 3, an
[0015]
Next, the operation of the variable valve timing apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
In the variable
[0016]
Further, since the
[0017]
【The invention's effect】
According to the variable valve timing device for an internal combustion engine of the first aspect, the downstream portion of the oil passage for driving the rotor vane from the hydraulic chamber for driving the lock pin is connected to the oil chamber for driving the rotor vane. The separated oil is supplied to the rotor vane driving oil chamber through a portion of the rotor vane driving oil passage downstream of the lock pin driving hydraulic chamber. As a result, the rotor vane is rotated after the lock pin unlocks the rotor vane, so that the rotor vane does not exert a lateral force on the lock pin to pry the lock pin when the rotor vane is rotated. That is, it is possible to prevent a lock release failure from occurring as in the related art.
According to the variable valve timing device for an internal combustion engine of the present invention, the lock pin driving hydraulic chamber is formed in the rotor vane and the rotor vane is formed of a laminated body of a plurality of pieces. The formation of the oil passage for use becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable pin timing device for an internal combustion engine according to the present invention in a locked state, showing a lock pin and its vicinity.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a lock pin of a variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention and its vicinity in an unlocked state.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a rotor vane of the variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of the variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention (a cross section taken along line AA in FIG. 4).
FIG. 6 is a sectional view of a conventional variable valve timing device for an internal combustion engine.
FIG. 7 is a sectional view (sectional view taken along the line AA in FIG. 6) of a conventional variable valve timing device for an internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
10 Variable
12
21 bolts (fixes rotor vane and camshaft)
22 Oil pump
Claims (2)
該ハウジングとの回転位相が可変でありカムシャフトと一体的に回転するロータベーンと、
ロータベーンをハウジングに対して相対的に回転させるロータベーン駆動用オイル室と、
該ロータベーン駆動用オイル室にオイルを供給するロータベーン駆動用オイル通路と、
ロータベーンのハウジングに対する相対回転をロック、ロック解除するロックピンと、
ロックピンのロック、ロック解除を行うロックピン駆動用油圧室と、
を備えた内燃機関の可変バルブタイミング装置であって、
前記ロックピン駆動用油圧室を前記ロータベーン駆動用オイル通路の途中に設け、ロータベーン駆動用オイル通路のロックピン駆動用油圧室より下流側部分をロータベーン駆動用オイル室に接続した内燃機関の可変バルブタイミング装置。A housing that rotates synchronously with the rotation of the crankshaft;
A rotor vane having a variable rotation phase with the housing and rotating integrally with the camshaft;
A rotor vane driving oil chamber for rotating the rotor vane relative to the housing,
A rotor vane drive oil passage for supplying oil to the rotor vane drive oil chamber,
A lock pin for locking and unlocking the relative rotation of the rotor vane to the housing;
A lock pin drive hydraulic chamber for locking and unlocking the lock pin,
A variable valve timing device for an internal combustion engine comprising:
The variable valve timing of the internal combustion engine, wherein the lock pin driving hydraulic chamber is provided in the middle of the rotor vane driving oil passage, and a portion of the rotor vane driving oil passage downstream of the lock pin driving hydraulic chamber is connected to the rotor vane driving oil chamber. apparatus.
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