JP2009024659A - Valve timing control device of internal combustion engine - Google Patents

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Junji Yamanaka
淳史 山中
Masahiko Watanabe
正彦 渡辺
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform molding while securing easy self-restoration to an initial position at the engine start of a lock pin. <P>SOLUTION: A piston 29 is slidably housed in a housing 6 of a sprocket 1 in the internal axis direction. A lock pin 30 which is movable while being fit in a clearance groove 25 formed at the outer circumference of a vane rotor and a sliding groove 16 formed on the housing is coupled to the piston with an adaptor pin 31. A stepped mesh part 32 with which the tip 30a of the lock pin meshes engageably in the axial direction is disposed in a portion nearer to the posterior end of the clearance groove. The tip of the lock pin moves to contact surfaces 40b to 40e of the mesh part in a stepped manner via alternating torque, to thereby finally mesh with first and second mesh surfaces 39a, 40a. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁,排気弁の開閉時期を機関運転状態に応じて可変にするバルブタイミング制御装置に関する。   The present invention relates to a valve timing control device that makes opening / closing timings of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine variable according to an engine operating state.

周知のように、自動車用内燃機関にあっては、機関のクランクシャフトによって回転駆動されるチェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回転位相を変換して、機関運転状態に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミングを最適な位置に制御することによって機関の排気エミッション性能や燃費の向上さらには出力の向上を図り得るバルブタイミング制御装置が種々提供されている。   As is well known, in an internal combustion engine for an automobile, the relative rotational phase of a chain sprocket and a camshaft that are rotationally driven by the crankshaft of the engine is converted, and the intake valve and exhaust valve are changed according to the engine operating state. Various valve timing control devices that can improve the exhaust emission performance and fuel consumption of an engine and further improve the output by controlling the opening / closing timing to an optimal position are provided.

その一つとして、以下の特許文献1に記載されているベーンタイプのものが知られている。   As one of them, the vane type described in Patent Document 1 below is known.

概略を説明すれば、このバルブタイミング制御装置は、外周にスプロケットを有する筒状のハウジングと、カムシャフトの端部にセンターボルトによって固定されて、前記ハウジングの内部に回転自在に収納されたベーン部材とを備えている。また、前記ハウジングの内周面には、径方向から互いに内方へ突出した断面ほぼ台形状の4つの突状部が一体に設けられている一方、前記ベーン部材の外周面には、各突状部間に配置された4つのベーンが一体に設けられている。さらに、各突状部と各ベーンとの間には、それぞれ4つの第1油圧室と第2油圧室が隔成されている。   In brief, the valve timing control device includes a cylindrical housing having a sprocket on the outer periphery, and a vane member fixed to the end of the camshaft by a center bolt and rotatably accommodated in the housing. And. Further, four protrusions having a substantially trapezoidal cross section projecting inward from each other in the radial direction are integrally provided on the inner peripheral surface of the housing, whereas each protrusion is provided on the outer peripheral surface of the vane member. Four vanes arranged between the shaped portions are integrally provided. Further, four first hydraulic chambers and second hydraulic chambers are defined between each protrusion and each vane.

そして、機関運転状態に応じて前記第1、第2の各油圧室に油圧が給排されてベーン部材を正逆回転させることによりハウジングとカムシャフトとの相対回動位相を変化させて、吸気弁の開閉時期を可変にするようになっている。   Then, the hydraulic pressure is supplied to and discharged from the first and second hydraulic chambers according to the engine operating state, and the vane member is rotated forward and backward to change the relative rotational phase of the housing and the camshaft. The valve opening and closing timing is made variable.

また、前記4つのベーン中1つのベーンとハウジングの一端開口を閉塞する側板との間には、ハウジングとベーン部材との相対回転を規制ロックあるいはロックを解除するロック機構が設けられている。   A lock mechanism for restricting or releasing the relative rotation between the housing and the vane member is provided between one of the four vanes and the side plate closing the one end opening of the housing.

このロック機構は、一つのベーン内にカムシャフト軸方向に沿って形成された移動用孔内にロックピンが摺動自在に設けられていると共に、前記側板の内端面に移動用孔と連続した係止穴が形成されている。また、前記ロックピンは、外端側に弾装されたコイルスプリングのばね力で係止穴側へ付勢されていると共に、前記移動用孔の後端部に有する受圧室に供給される油圧によって係止穴から抜け出して係合が解除されるようになっている。   In this locking mechanism, a locking pin is slidably provided in a moving hole formed in one vane along the camshaft axial direction, and is continuous with the moving hole on the inner end surface of the side plate. A locking hole is formed. The lock pin is urged toward the locking hole by the spring force of a coil spring mounted on the outer end side, and is supplied to a pressure receiving chamber at the rear end portion of the moving hole. Thus, the engagement is released from the locking hole.

また、前記第1油圧室側の側板に軸方向に沿って形成された貫通孔内には、段差径状のストッパピンがばね部材によって第1油圧室方向へ付勢されている。   A stopper pin having a step diameter is urged toward the first hydraulic chamber by a spring member in a through hole formed in the side plate on the first hydraulic chamber side along the axial direction.

そして、機関停止などで油圧制御が開始されておらず、第1油圧室の油圧が上昇していないときに、前記ストッパピンが第1油圧室側に移動して該油圧室内に突出する。このため、前記ベーン部材は、突状部方向へ移動しようとすると、前記ストッパピンに当接して遅角方向への相対回動が規制され、つまり中間回動位置に規制され、ここで前記ロックピンが係止孔に確実に係入することができるようになっている。これにより、ベーン部材とハウジングの相対回転が確実に規制されて機関始動時に最適な相対回動位置に設定される。
特開平11−182214号公報
When the hydraulic control is not started due to engine stop or the like and the hydraulic pressure in the first hydraulic chamber is not increased, the stopper pin moves to the first hydraulic chamber side and protrudes into the hydraulic chamber. For this reason, when the vane member tries to move in the protruding portion direction, the vane member comes into contact with the stopper pin and the relative rotation in the retarding direction is restricted, that is, the intermediate rotation position is restricted. The pin can be securely inserted into the locking hole. As a result, the relative rotation between the vane member and the housing is reliably regulated, and the optimum relative rotation position is set when the engine is started.
JP-A-11-182214

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前述のように、機関停止時などにおいて、前記ベーン部材がストッパピンによって一旦中間回動位置に保持されて、その後、ロックピンが係止孔に係止してベーン部材の回動を規制するようになっているため、ベーン部材が遅角側の位置あるときに機関が停止した場合などでは、ベーン部材は進角側への自力復帰が困難になる。この結果、ロックピンが係止孔に係止することができず、機関始動時の最適な相対回動位置に設定することができなくなる。   However, in the conventional valve timing control device, as described above, when the engine is stopped, the vane member is temporarily held at the intermediate rotation position by the stopper pin, and then the lock pin is engaged with the locking hole. The rotation of the vane member is restricted by the engagement of the vane member, so that when the engine is stopped when the vane member is at the retarded position, the vane member does not return to the advance side by itself. It becomes difficult. As a result, the lock pin cannot be locked in the locking hole, and cannot be set to the optimum relative rotation position at the time of engine start.

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1に記載の発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するハウジングを有する回転体と、該回転体と相対回動可能なカムシャフトに固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、前記ハウジングとベーンロータとの間に前記カムシャフト軸方向へ移動自在に設けられて、該ハウジングとベーン部材の相対回転位置を規制する位相角規制機構と、機関運転状態に応じて前記位相角規制機構をカムシャフト軸方向に移動させて前記ハウジングとベーン部材の規制位置を設定すると共に、前記規制を解除する設定解除機構と、を備えたことを特徴としている。   The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional valve timing control device, and the invention according to claim 1 includes a rotating body having a housing that is driven to rotate by a crankshaft of an engine, A vane member fixed to a camshaft rotatable relative to the rotating body and having a plurality of vanes that rotate and slide in the housing on the outer periphery of the vane rotor, and the camshaft axial direction between the housing and the vane rotor A phase angle restricting mechanism that is movably provided and restricts the relative rotational position of the housing and the vane member, and moves the phase angle restricting mechanism in the camshaft axial direction in accordance with the engine operating state. And a setting canceling mechanism for canceling the restriction.

この発明によれば、位相角規制機構を設定解除機構によってカムシャフト軸方向へ移動させるようになっていることから、例えば機関停止時などにおいては、設定解除機構が位相角規制機構を強制的に一方向へ移動させるため、いわば自力復帰によってハウジングとベーン部材の進角側あるいは遅角側の所望の相対回動位置に規制することが可能になる。   According to this invention, since the phase angle restriction mechanism is moved in the camshaft axial direction by the setting release mechanism, for example, when the engine is stopped, the setting release mechanism forces the phase angle restriction mechanism. In order to move in one direction, it is possible to restrict the housing and the vane member to a desired relative rotation position on the advance side or retard side by so-called self-return.

請求項2に記載の発明にあっては、前記位相角規制機構は、外周部が前記ハウジングに形成された摺動用溝に嵌合しつつ移動すると共に、内周部の先端部が前記ベーンロータに形成された噛み合い部に噛合するロックピンを備えている一方、前記設定解除機構は、前記ハウジングの内部に前記カムシャフト軸方向へ沿って形成された移動用孔内を移動自在に設けられ、前記ロックピンと連結されたピストンと、該ピストンを前記ロックピンの先端部が前記噛み合い部に噛合する方向へ付勢するばね部材と、前記ピストンをばね部材のばね付勢力に抗して後退移動させて前記ロックピンの噛合を解除する油圧回路と、を備えていることを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the phase angle regulating mechanism moves while the outer peripheral portion is fitted in the sliding groove formed in the housing, and the tip end portion of the inner peripheral portion is moved to the vane rotor. While having a lock pin that meshes with the meshing portion formed, the setting release mechanism is provided inside the housing so as to be movable in a movement hole formed along the camshaft axial direction, A piston connected to the lock pin, a spring member that urges the piston in a direction in which the tip of the lock pin meshes with the meshing portion, and the piston is moved backward against the spring urging force of the spring member. And a hydraulic circuit for releasing the engagement of the lock pin.

この発明では、例えば機関停止時には、前記ピストンは、油圧回路からの油圧の供給が停止されてばね部材のばね力によって移動用孔内を一方向へ移動すると、これに連動してロックピンも同方向へ強制的に移動して該ロックピンの先端部がベーンロータの噛み合い部に噛み合い係合する。したがって、ロックピンの自力復帰によってハウジングとベーン部材を初期の所望の相対回動位置に確実に規制することが可能になる。   In the present invention, for example, when the engine is stopped, when the supply of hydraulic pressure from the hydraulic circuit is stopped and the piston moves in one direction by the spring force of the spring member, the lock pin is also linked to this. Forcibly moving in the direction, the tip of the lock pin meshes with the meshing portion of the vane rotor. Therefore, the housing and the vane member can be reliably restricted to the initial desired relative rotation position by the self-return of the lock pin.

しかも、ベーンロータは、ロックピンの外周に沿って大きく回動することができるので、ハウジングとの相対回動範囲を大きく設定することが可能になる。   In addition, since the vane rotor can be largely rotated along the outer periphery of the lock pin, the relative rotation range with respect to the housing can be set large.

請求項3に記載の発明は、前記噛み合い部の噛み合い面を、ハウジングとベーン部材との相対回転位置の進角側あるいは遅角側の少なくとも一方側に傾斜状に形成したことを特徴としている。   The invention according to claim 3 is characterized in that the meshing surface of the meshing portion is formed in an inclined shape on at least one side of the advance side or the retard side of the relative rotational position of the housing and the vane member.

この発明によれば、噛み合い部の噛み合い面を進角側あるいは遅角側へ傾斜状に形成したことから、ロックピンが前記噛み合い面に沿って初期位置へ速やかに収束すると共に、衝突打音などの異音の発生を防止することが可能になる。   According to the present invention, since the meshing surface of the meshing portion is formed to be inclined toward the advance side or the retard side, the lock pin quickly converges to the initial position along the mesh surface, and the impact hitting sound, etc. It is possible to prevent the occurrence of abnormal noise.

請求項4に記載の発明は、前記ロックピンの内周部の先端部に、前記ベーンロータの噛み合い部に噛合する進角側係合面と遅角側係合面とを形成したことを特徴としている。   The invention according to claim 4 is characterized in that an advance side engaging surface and a retarded side engaging surface that engage with the meshing portion of the vane rotor are formed at the tip of the inner peripheral portion of the lock pin. Yes.

この発明によれば、前記ロックピンの先端部に進角側と遅角側の係合面を形成したことによって、前記ベーンロータの噛み合い部との噛み合い係合作用が確実なものとなる。   According to the present invention, the engaging and engaging action with the meshing portion of the vane rotor is ensured by forming the advance side and retard side engagement surfaces at the tip of the lock pin.

請求項5に記載の発明は、前記ロックピンの進角側係合面と遅角側係合面との間に、前記ベーンロータの噛み合い部との間で油排出用通路を構成する切欠部を形成したことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a notch portion that constitutes an oil discharge passage between the meshing portion of the vane rotor between the advance side engagement surface and the retard side engagement surface of the lock pin. It is characterized by the formation.

この発明によれば、前記噛み合い部に流入した油は、油排出用通路から予め外部に排出されることから、前記ロックピンがベーンロータとの噛み合い方向へ移動しようとした際に、前記油によって移動が制約されることがなくなり、常時円滑かつ速やかな移動性が得られる。   According to the present invention, the oil that has flowed into the meshing portion is discharged to the outside in advance from the oil discharge passage, so that when the lock pin is about to move in the meshing direction with the vane rotor, the oil is moved by the oil. Is no longer restricted, and smooth and quick mobility is always obtained.

請求項6に記載の発明にあっては、前記ロックピンは、内周部の前記噛み合い部と噛合しない部位に、前記ベーンロータの外周に形成された摺接面と当接して前記該ロックピンの半径方向位置を規制する当接面を形成したことを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, the lock pin is brought into contact with a sliding contact surface formed on the outer periphery of the vane rotor at a portion that does not mesh with the meshing portion of the inner peripheral portion. It is characterized in that an abutment surface for regulating the radial position is formed.

この発明によれば、ロックピンは、該ロックピンの当接面とベーンロータの摺接面との当接作用によってその円周方向の転がりが確実に規制されることから、安定した移動性が得られる。   According to this invention, since the rolling of the lock pin in the circumferential direction is reliably regulated by the contact action between the contact surface of the lock pin and the sliding contact surface of the vane rotor, stable mobility is obtained. It is done.

請求項7に記載の発明にあっては、前記ベーンロータの噛み合い部は、前記ロックピンの係合面と最終的に噛み合う遅角側と進角側の一対の噛み合い面を有することを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, the meshing portion of the vane rotor has a pair of meshing surfaces on the retard side and the advanced side that finally mesh with the engagement surface of the lock pin. .

ロックピンの係合面がベーンロータの一対の噛み合い面との間に挟持状態に係合保持されることから、ベーンロータに対してロックピンを確実に保持することが可能になる。   Since the engagement surface of the lock pin is engaged and held between the pair of meshing surfaces of the vane rotor, the lock pin can be reliably held with respect to the vane rotor.

請求項8に記載の発明にあっては、前記ベーンロータの噛み合い部は、前記噛み合い面と、該噛み合い面に連続して形成され、前記ロックピンの先端縁が軸方向から当接する複数の階段状の多段面を有することを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, the meshing portion of the vane rotor is formed to be continuous with the meshing surface and the meshing surface, and a plurality of stepped shapes in which the leading edge of the lock pin abuts in the axial direction. It is characterized by having a multistage surface.

この発明によれば、機関停止時などにおいて、ロックピンの先端部の係合面が前記ベーンロータの噛み合い多段面の一部に係合当接した場合には、例えば機関再始動時のクランキング初期におけるカムシャフトに発生する交番トルクによってロックピンが漸次前記多断面を段階的、つまりラチェット状態に移動して最終的な噛み合い面に係合保持される。このため、例えば機関始動などに適した相対回転位置に確実に保持することが可能になる。   According to the present invention, when the engagement surface of the tip end portion of the lock pin comes into engagement contact with a part of the meshing multistage surface of the vane rotor when the engine is stopped, for example, the cranking initial stage when the engine is restarted Due to the alternating torque generated in the camshaft, the lock pin gradually moves in the multi-section in a stepwise manner, that is, in the ratchet state, and is engaged and held on the final meshing surface. For this reason, it becomes possible to hold | maintain in the relative rotation position suitable for an engine start etc. reliably, for example.

請求項9に記載の発明は、前記各多段面を螺旋状に形成したことを特徴としている。   The invention described in claim 9 is characterized in that each of the multistage surfaces is formed in a spiral shape.

この発明の場合も、請求項8の発明と同じように、機関のクランキング初期における交番トルクによってロックピンが螺旋状の多段面をラチェット状態に移動して最終的な噛み合い面に係合保持される。特に、多段面が螺旋状に形成されていることから、ロックピン先端部が各多段面を速やかに移動して、最終的な噛み合い面までの移動性が良好になる。   In the case of this invention as well, the lock pin is moved to the ratchet state by the alternating torque at the initial stage of cranking of the engine and moved into the ratchet state by the alternating torque in the initial stage of cranking of the engine, and is held in engagement with the final meshing surface. The In particular, since the multistage surface is formed in a spiral shape, the lock pin tip quickly moves on each multistage surface, and the mobility to the final meshing surface is improved.

請求項10に記載の発明は、前記多段面を、進角側と遅角側で異なる段数に形成したことを特徴としている。   The invention according to claim 10 is characterized in that the multi-step surface is formed in different numbers of steps on the advance side and the retard side.

請求項11に記載の発明によれば、前記ベーンロータの噛み合い部以外の外周に、前記ロックピンが後退移動した際に、該ロックピンを介してベーン部材が最進角側から最遅角側までの範囲内で相対回動を許容する円弧状の逃げ溝を形成したことを特徴としている。   According to the eleventh aspect of the present invention, when the lock pin moves backward on the outer periphery other than the meshing portion of the vane rotor, the vane member moves from the most advanced angle side to the most retarded angle side via the lock pin. In this range, an arc-shaped relief groove that allows relative rotation is formed.

この発明によれば、逃げ溝によってその範囲内でベーン部材のハウジングに対する自由な相対回動が許容されると共に、該逃げ溝の円周方向の対向する端縁によってベーンロータを介してベーン部材のそれ以上の回動を規制することが可能になる。   According to the present invention, the relief groove allows free relative rotation of the vane member with respect to the housing within the range, and the circumferential edge of the relief groove opposes the vane member via the vane rotor. The above rotation can be restricted.

請求項12に記載の発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するスプロケットと、該スプロケットが固定されるハウジングと、該ハウジングと相対回動可能なカムシャフトあるいは該カムシャフトに結合された他の部材に固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、前記ハウジングにカムシャフト軸方向へ形成された移動用孔内に摺動自在に設けられたピストンと、前記ベーンロータに設けられた噛み合い部と、前記ハウジングとベーンロータとの間に摺動自在に設けられて、前記噛み合い部に嵌合可能なロックピンと、前記ピストンとロックピンとを連結するアダプタピンと、を備え、前記ピストンが一方向へ摺動するに伴い前記ロックピンも同方向へ摺動して前記噛み合い部に噛み合うことにより、前記ハウジングに対してベーン部材を最進角と最遅角の中間の回転位相位置に規制するようにしたことを特徴としている。   The invention according to claim 12 is a sprocket that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, a housing to which the sprocket is fixed, a camshaft that can rotate relative to the housing, or another member that is coupled to the camshaft. A vane member fixed to the outer periphery of the vane rotor and having a plurality of vanes that rotate and slide in the housing, and a piston that is slidably provided in a movement hole formed in the housing in the camshaft axial direction. An engagement portion provided on the vane rotor, a lock pin that is slidably provided between the housing and the vane rotor, and that can be fitted to the engagement portion, and an adapter pin that connects the piston and the lock pin; And the lock pin slides in the same direction as the piston slides in one direction. By meshing with the saw fit portion, and characterized in that the vane member so as to regulate the intermediate rotational phase position of the most delayed angle and the most advanced angle relative to the housing.

この発明も、請求項1、2の各発明と同様な作用効果が得られる。   In this invention, the same effects as those of the inventions of claims 1 and 2 can be obtained.

請求項13に記載の発明は、前記ピストンを油圧によって他方向へ摺動させることにより、前記ロックピンが同方向へ摺動して該ロックピンの内周側の先端部と前記噛み合い部との噛み合いを解除するように構成したことを特徴としている。   According to a thirteenth aspect of the present invention, when the piston is slid in the other direction by hydraulic pressure, the lock pin is slid in the same direction so that the tip portion on the inner peripheral side of the lock pin and the meshing portion It is characterized by being configured to release the meshing.

請求項14に記載の発明にあっては、前記噛み合い部は、最終的な噛み合い面の他に階段状の多断面が形成されてなり、該各多段面を所定の傾斜角度ピッチで配置したことを特徴としている。   In the invention according to claim 14, the meshing portion is formed with a step-like multi-section in addition to the final meshing surface, and the multi-step surfaces are arranged at a predetermined inclination angle pitch. It is characterized by.

請求項15に記載の発明にあっては、前記各多段面は、前記ベーンロータの軸方向へ階段状に変位していることを特徴としている。   The invention according to claim 15 is characterized in that each of the multistage surfaces is displaced stepwise in the axial direction of the vane rotor.

請求項16に記載の発明にあっては、前記各多段面の傾斜角度ピッチは、前記多段面の端部の径方向の角度差であることを特徴としている。   The invention according to claim 16 is characterized in that the inclination angle pitch of each multi-stage surface is an angular difference in the radial direction of the end portion of the multi-stage surface.

請求項17に記載の発明にあっては、前記多段面のピッチは、不等間隔であることを特徴としている。   The invention according to claim 17 is characterized in that pitches of the multi-step surfaces are unequal intervals.

請求項18に記載の発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するスプロケットと、該スプロケットが固定されるハウジングと、該ハウジングと相対回動可能なカムシャフトあるいは該カムシャフトに結合された他の部材に固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、前記ハウジングにカムシャフト軸方向へ形成された移動用孔内に摺動自在に設けられたピストンと、前記ベーンロータに設けられて、対向する一対の噛み合い面、または一方が階段状の噛み合い面からなる噛み合い部と、前記ハウジングとベーンロータとの間に摺動自在に設けられて、前記ピストンと同期摺動するロックピンと、前記ピストンが一方向へ摺動するに伴い前記ロックピンも同方向へ摺動して前記噛み合い部にロックピンに形成された係合面を噛み合い係合させて、前記ハウジングとベーン部材の相対回転を規制することを特徴としている。   The invention according to claim 18 is a sprocket that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, a housing to which the sprocket is fixed, a camshaft that can rotate relative to the housing, or another member that is coupled to the camshaft. A vane member fixed to the outer periphery of the vane rotor and having a plurality of vanes that rotate and slide in the housing, and a piston that is slidably provided in a movement hole formed in the housing in the camshaft axial direction. And a pair of opposing meshing surfaces provided on the vane rotor, or a meshing portion, one of which is a stepped meshing surface, and slidably provided between the housing and the vane rotor, and synchronized with the piston. The sliding lock pin and the lock pin slide in the same direction as the piston slides in one direction. By meshing engagement of the engagement surface formed on the lock pin to the engagement portion, it is characterized by restricting relative rotation of the housing and the vane member.

請求項19に記載の発明は、前記ロックピンの内周部の先端部に、前記ベーンロータの噛み合い部に噛合する所定傾斜角度の進角側係合面と所定傾斜角度の遅角側係合面とを形成したことを特徴としている。   According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided an advance side engaging surface having a predetermined inclination angle and a retarding side engaging surface having a predetermined inclination angle, which are engaged with a meshing portion of the vane rotor, at a tip portion of an inner peripheral portion of the lock pin. It is characterized by having formed.

以下、本発明に係るバルブタイミング制御装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお、この各実施例では、自動車用内燃機関の吸気弁側に適用したものを示している。   Embodiments of a valve timing control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the embodiments, the present invention is applied to the intake valve side of an automobile internal combustion engine.

すなわち、このバルブタイミング制御装置は、図1〜図6に示すように、機関の図外のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される回転体たるスプロケット1と、該スプロケット1に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト2と、該カムシャフト2の前端部側に固定されてスプロケット1内に回転自在に収容されたベーン部材3と、該ベーン部材3を油圧によって正逆回転させる第1油圧回路4(図6参照)と、スプロケット1とベーン部材3との相対回動を所定位置でロックするか、あるいはロックを解除するロック機構10と、を備えている。   That is, as shown in FIGS. 1 to 6, this valve timing control device is a relative to the sprocket 1, which is a rotating body that is rotationally driven via a timing chain by a crankshaft outside the engine. A camshaft 2 provided rotatably, a vane member 3 fixed to the front end portion of the camshaft 2 and rotatably accommodated in the sprocket 1, and the vane member 3 rotated forward and backward by hydraulic pressure. A first hydraulic circuit 4 (see FIG. 6) and a lock mechanism 10 that locks or releases the relative rotation of the sprocket 1 and the vane member 3 at a predetermined position are provided.

前記スプロケット1は、図1、図2に示すように、外周にタイミングチェーンが噛合する歯部5aを有する回転部材5と、後端開口が前記回転部材5によって閉塞され、内部にベーン部材3を回転自在に収容したハウジング6と、該ハウジング6の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー7とから構成され、これら回転部材5とハウジング6及びフロントカバー7は、4本の小径ボルト8によって軸方向から一体的に結合されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sprocket 1 includes a rotating member 5 having a tooth portion 5a meshing with a timing chain on the outer periphery, a rear end opening closed by the rotating member 5, and a vane member 3 inside. A housing 6 rotatably accommodated and a disc-shaped front cover 7 that closes the front end opening of the housing 6, and the rotating member 5, the housing 6, and the front cover 7 are constituted by four small-diameter bolts 8. They are integrally connected from the axial direction.

前記回転部材5は、ほぼ円環状を呈し、強度を確保するために比較的肉厚に形成されていると共に、周方向の約90°の等間隔位置に各小径ボルト8が螺着する4つの雌ねじ孔5bが前後方向に貫通形成されている。また、内部中央位置にカムシャフト2の外周面に回転自在に支持される円環孔5cが貫通形成されている。   The rotating member 5 has a substantially annular shape, is formed with a relatively large thickness in order to ensure strength, and is provided with four screw screws to which each small-diameter bolt 8 is screwed at an equal interval of about 90 ° in the circumferential direction. A female screw hole 5b is formed penetrating in the front-rear direction. An annular hole 5c that is rotatably supported on the outer peripheral surface of the camshaft 2 is formed through the inner central position.

前記ハウジング6は、前後両端が開口形成された肉厚な円環状に形成され、内周面の周方向のほぼ90°位置には3つの隔壁部11、12、13が突設されている。この一つの第1隔壁部11は、円周方向に沿ってほぼ円弧状に長く形成され、他の2つの第2、第3隔壁部12,13は横断面台形状に形成されて、それぞれハウジング6の軸方向に沿って設けられて、各両端縁がハウジング6の両端縁と同一面になっていると共に、円周方向のほぼ90°位置には小径ボルト9が挿通する4つのボルト挿通孔11a〜13aが軸方向へ貫通形成されている。   The housing 6 is formed in a thick annular shape with openings at the front and rear ends, and three partition walls 11, 12, and 13 are projected at approximately 90 ° in the circumferential direction of the inner peripheral surface. The one first partition wall portion 11 is formed in a substantially arc shape along the circumferential direction, and the other two second and third partition wall portions 12 and 13 are formed in a trapezoidal shape in cross section. The four bolt insertion holes are provided along the axial direction of 6, each end edge is flush with the both end edges of the housing 6, and the small-diameter bolt 9 is inserted at approximately 90 ° in the circumferential direction. 11a to 13a are formed penetrating in the axial direction.

また、前記第1隔壁部11は、円周方向のほぼ中央位置に後述するピストン30が摺動案内されるほぼ円柱状の移動用孔14が軸方向へ貫通形成されていると共に、該移動用孔14よりも内側に後述するアダプタピン31が摺動案内される案内孔15が移動用孔14と平行に切欠形成されている。さらに、該案内孔15のさらに内側には、後述するロックピン30が摺動自在に支持されるほぼ半円形状の摺動用溝16が前記移動用孔14及び案内孔15と平行に形成されている。   The first partition wall 11 has a substantially cylindrical movement hole 14 through which a piston 30 described later slides and guides in an axial direction at a substantially central position in the circumferential direction. A guide hole 15 through which an adapter pin 31 (described later) is slidably guided is formed in the inner side of the hole 14 in parallel with the movement hole 14. Further, on the inner side of the guide hole 15, a substantially semi-circular sliding groove 16 is formed in parallel with the moving hole 14 and the guide hole 15 so that a lock pin 30 described later is slidably supported. Yes.

前記フロントカバー7は、図1にも示すように、軽量化と軸方向の小型化を図るために比較的薄肉に形成されて、中央に比較的大径な挿通孔7aが穿設されていると共に、前記ハウジング6の各ボルト挿通孔11a〜13aと対応する位置に4つのボルト孔7bが穿設されている。また、前記ハウジング6の移動用孔15と対応する位置に径方向に沿った長方形状の窓部17が形成されていると共に、該窓部17のほぼ中央位置にストッパ片18が接線方向に沿って一体に設けられている。また、前記ハウジング6の案内孔15と対応する位置に、径方向に沿ったガイド孔19が形成されていると共に、前記摺動用溝16と対応する位置に、ロックピン30の一端部が嵌挿可能なほぼ円形状の嵌挿孔20が形成されている
前記カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドの上端部にカム軸受21を介して回転自在に支持され、外周面所定位置にバルブリフタを介して吸気弁を開作動させる図外のカムが一体に設けられている。
As shown in FIG. 1, the front cover 7 is formed relatively thin in order to reduce the weight and reduce the axial size, and has a relatively large-diameter insertion hole 7a in the center. At the same time, four bolt holes 7b are formed at positions corresponding to the bolt insertion holes 11a to 13a of the housing 6. In addition, a rectangular window portion 17 extending in the radial direction is formed at a position corresponding to the movement hole 15 of the housing 6, and a stopper piece 18 extends along the tangential direction at a substantially central position of the window portion 17. Are provided integrally. A guide hole 19 is formed along the radial direction at a position corresponding to the guide hole 15 of the housing 6, and one end portion of the lock pin 30 is inserted into a position corresponding to the sliding groove 16. A possible substantially circular insertion hole 20 is formed. The camshaft 2 is rotatably supported at the upper end of a cylinder head (not shown) via a cam bearing 21 and is provided at a predetermined position on the outer peripheral surface via a valve lifter. An unillustrated cam for opening the intake valve is integrally provided.

前記ベーン部材3は、焼結合金材で一体に形成され、前記カムシャフト2の前端部に軸方向から嵌合配置されたほぼ円柱状のベーンロータ22と、該ベーンロータ22の外周に一体に設けられた3つのベーン23a〜23cとから構成されている。   The vane member 3 is integrally formed of a sintered alloy material and is provided integrally with the outer periphery of the vane rotor 22, and a substantially cylindrical vane rotor 22 fitted and arranged in the front end portion of the camshaft 2 from the axial direction. And three vanes 23a to 23c.

前記ベーンロータ22は、軸方向から挿通した固定ボルト24によってカムシャフト2の前端部に固定されており、中央に前記固定ボルト24が挿通するボルト挿通孔22aが形成されている。また、このベーンロータ22は、前記第1隔壁部11の内面と対向する外周面に、円周方向に沿って切欠された円弧状の逃げ溝25が形成されている。この逃げ溝25は、円周方向の長さが後述するロックピン30を介してベーン部材3が前記ハウジング6に対して最進角側と最遅角側方向へ自由に相対回動を許容する大きさに設定されていると共に、円周方向の対向端面25a、25bによってロックピン30を介してベーン部材3の円周方向左右の最大回動位置を規制するようになっている。   The vane rotor 22 is fixed to the front end portion of the camshaft 2 by a fixing bolt 24 inserted from the axial direction, and a bolt insertion hole 22a through which the fixing bolt 24 is inserted is formed at the center. Further, the vane rotor 22 is formed with an arc-shaped escape groove 25 cut out along the circumferential direction on the outer peripheral surface facing the inner surface of the first partition wall 11. The clearance groove 25 allows the relative rotation of the vane member 3 freely in the direction of the most advanced angle and the most retarded angle with respect to the housing 6 via a lock pin 30 described later. In addition to being set to a size, the circumferentially opposing end faces 25a and 25b restrict the maximum rotational position of the vane member 3 in the circumferential direction through the lock pin 30.

前記3つのベーン23a〜23cは、ほぼ板状に形成されて、各隔壁部11〜13の間にそれぞれ配置されていると共に、前記第1隔壁部11の両側に配置される2つのベーン23a,23bはほぼ180°の対向した位置に設けられ、他のベーン23cは2つのベーン23a、23bからほぼ90°の位置に設けられている。また、各ベーン23a〜23cの各外端面のほぼ中央位置には、保持溝26がそれぞれ軸方向へ切欠形成され、この各保持溝26には、ハウジング6の内周面に摺接するコ字形のシール部材26aと該シール部材26aを外方に押圧する図外の板ばねが夫々嵌着保持されている。   The three vanes 23 a to 23 c are formed in a substantially plate shape and are disposed between the partition walls 11 to 13, and are disposed on both sides of the first partition wall 11. 23b is provided at a substantially opposite position of 180 °, and the other vane 23c is provided at a position of approximately 90 ° from the two vanes 23a and 23b. A holding groove 26 is formed in the axial direction at substantially the center position of each outer end face of each vane 23 a to 23 c, and each holding groove 26 has a U-shaped sliding contact with the inner peripheral surface of the housing 6. A sealing member 26a and a leaf spring (not shown) that presses the sealing member 26a outward are fitted and held.

また、この各ベーン23a〜23cの両側と各隔壁部11〜13の両側面との間に3つの進角側油圧室27と遅角側油圧室28が隔成されている。   Further, three advance-side hydraulic chambers 27 and retard-side hydraulic chambers 28 are defined between both sides of the vanes 23a to 23c and both side surfaces of the partition walls 11 to 13.

前記第1油圧回路4は、図3、図6、図9に示すように進角側油圧室27に対して油圧を給排する第1油圧通路41と、遅角側油圧室28に対して油圧を給排する第2油圧通路42との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路41,42には、供給通路43とドレン通路44とが夫々流路切換用の電磁切換弁45を介して接続されている。前記供給通路43には、オイルパン46内の油を圧送するオイルポンプ47が設けられている一方、ドレン通路44の下流端がオイルパン46に連通している。   As shown in FIGS. 3, 6, and 9, the first hydraulic circuit 4 is connected to the first hydraulic passage 41 that supplies and discharges hydraulic pressure to the advance side hydraulic chamber 27 and the retard side hydraulic chamber 28. There are two systems of hydraulic passages, a second hydraulic passage 42 for supplying and discharging hydraulic pressure, and in both of these hydraulic passages 41, 42, a supply passage 43 and a drain passage 44 are respectively an electromagnetic switching valve 45 for switching the passage. Connected through. The supply passage 43 is provided with an oil pump 47 that pumps the oil in the oil pan 46, while the downstream end of the drain passage 44 communicates with the oil pan 46.

前記第1油圧通路41は、シリンダヘッド内から前記カム軸受21の内部及びカムシャフト2の外周に形成された第1環状溝41aと、該第1環状溝41から固定ボルト24の外周を通ってベーンロータ22の中央側内部に形成された油室41bに連通した図外の第1連通路と、前記油室41bから分岐形成されて各進角側油圧室27に連通する3本の分岐路41cなどから構成されている。   The first hydraulic passage 41 passes from the inside of the cylinder head to the inside of the cam bearing 21 and the outer periphery of the camshaft 2, and from the first annular groove 41 to the outer periphery of the fixing bolt 24. A first communication passage (not shown) communicating with an oil chamber 41b formed inside the central side of the vane rotor 22 and three branch paths 41c branched from the oil chamber 41b and communicating with each advance angle side hydraulic chamber 27. Etc.

一方、第2油圧通路42は、前記第1環状溝41aの側部に形成された第2環状溝42aと、該第2環状溝42aからカムシャフト2の内部軸方向に沿って形成された図外の第2連通路と、回転部材5の内部の周方向の約90°の位置に形成されて、前記第2連通路と各遅角側油圧室28とを連通する油溝42bとから構成されている。   On the other hand, the second hydraulic passage 42 is formed along the inner axial direction of the camshaft 2 from the second annular groove 42a formed on the side of the first annular groove 41a and the second annular groove 42a. An outer second communication path and an oil groove 42b formed at a position of about 90 ° in the circumferential direction inside the rotating member 5 and communicating the second communication path and each retarded-side hydraulic chamber 28. Has been.

前記電磁切換弁45は、4ポート2位置型であって、内部の弁体が各油圧通路41,42と供給通路43及びドレン通路44とを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、コントローラから出力された制御信号によって切り換え作動されるようになっている。コントローラは、機関回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータからの信号によって現在の運転状態を検出すると共に、クランク角及びカム角センサからの信号によってスプロケット1とカムシャフト2との相対回動位置を検出して、これらの検出信号に基づいて前記電磁切換弁45に制御電流を出力している。   The electromagnetic switching valve 45 is a four-port two-position type, and an internal valve element is configured to relatively switch and control each of the hydraulic passages 41, 42, the supply passage 43, and the drain passage 44, and The switching operation is performed by a control signal output from the controller. The controller detects the current operating state based on signals from a crank angle sensor that detects the engine speed and an air flow meter that detects the amount of intake air, and also detects sprockets 1 and camshafts 2 based on signals from the crank angle and cam angle sensors. And a control current is output to the electromagnetic switching valve 45 based on these detection signals.

前記ロック機構10は、前記ハウジング6の移動用孔14内に摺動自在に設けられたピストン29と、前記ハウジング6の摺動用溝16内に摺動自在に設けられたロックピン30と、前記ピストン29とロックピン30とをそれぞれの後端部(フロントプレート7側の端部)を径方向から連結する小径なアダプタピン31と、前記ベーンロータ22の逃げ溝25の回転部材5側の端部に形成されて、前記ロックピン30の先端部が噛み合い係合する噛み合い部32と、前記ピストン29の先端側に油圧を給排する第2油圧回路33とから主として構成されている。   The locking mechanism 10 includes a piston 29 slidably provided in the movement hole 14 of the housing 6, a lock pin 30 slidably provided in the sliding groove 16 of the housing 6, A small-diameter adapter pin 31 that connects the piston 29 and the lock pin 30 from the respective rear ends (ends on the front plate 7 side) from the radial direction, and end portions on the rotating member 5 side of the relief grooves 25 of the vane rotor 22 The engagement pin 32 is configured to engage with and engage with the distal end portion of the lock pin 30, and the second hydraulic circuit 33 supplies and discharges hydraulic pressure to and from the distal end side of the piston 29.

前記ピストン29は、有底円筒状に形成され、前端部に二面巾状の切欠部29a、29aが形成されて、前端側が上下の突起片29bになっていると共に、前端下部には前記アダプタピン31の上端部が所定の隙間をもって嵌入する嵌入孔29cが穿設されている。また、このピストン29は、先端側の内部底面と前記フロントプレート7のストッパ片18との間に弾装されたばね部材であるコイルスプリング34のばね力によって後方(回転部材5方向)へ付勢されている。なお、前記ピストン29と、アダプタピン31、第2油圧回路33及びコイルスプリング34などによって設定解除機構が構成されている。   The piston 29 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is formed with notches 29a and 29a having a two-sided width at the front end, and the front end is an upper and lower protruding piece 29b. A fitting hole 29c into which the upper end portion of 31 is fitted with a predetermined gap is formed. The piston 29 is urged rearward (in the direction of the rotating member 5) by a spring force of a coil spring 34, which is a spring member elastically mounted between the inner bottom surface on the front end side and the stopper piece 18 of the front plate 7. ing. The piston 29, the adapter pin 31, the second hydraulic circuit 33, the coil spring 34, and the like constitute a setting release mechanism.

前記ロックピン30は、図7及び図9に示すように、鋼材で中実な円柱状に形成され、外周部である上半部が前記ハウジング6の摺動用溝16内に嵌合していると共に、内周部である下半部が前記ベーンロータ22の逃げ溝25内に配置されて、かかる摺動用溝16と逃げ溝25にそれぞれ嵌合した状態でカムシャフト軸方向へ摺動するようになっている。   As shown in FIGS. 7 and 9, the lock pin 30 is formed of a steel material in a solid columnar shape, and the upper half which is the outer peripheral portion is fitted in the sliding groove 16 of the housing 6. At the same time, the lower half, which is the inner periphery, is disposed in the relief groove 25 of the vane rotor 22 so as to slide in the camshaft axial direction while being fitted in the sliding groove 16 and the relief groove 25, respectively. It has become.

また、このロックピン30の前端側の下面には、図10にも示すように、前記逃げ溝25の円弧凸形状の底面に面接触する当接面30bが形成されていると共に、先端部30a側の下端には前記逃げ溝25の外面との間に油排出用通路35を構成する平坦な切欠面36が形成されている。また、この前端側の切欠面36の両側には、前記噛み合い部32と噛み合い係合する進角側係合面37と遅角側係合面38がそれぞれ接線方向に沿って切欠形成されている。したがって、この両係合面37,38の傾斜角度は、前記第1,第2噛み合い面39a、40aの傾斜角度とほぼ同じ角度に設定されている。   Further, as shown in FIG. 10, a contact surface 30b is formed on the lower surface of the front end side of the lock pin 30 so as to come into surface contact with the bottom surface of the arcuate convex shape of the escape groove 25, and the tip portion 30a. A flat cut-out surface 36 constituting an oil discharge passage 35 is formed between the lower end of the side and the outer surface of the escape groove 25. Further, on both sides of the notch surface 36 on the front end side, an advance side engagement surface 37 and a retard side engagement surface 38 that engage with and engage with the meshing portion 32 are formed in a cutout direction along the tangential direction. . Therefore, the inclination angles of the engaging surfaces 37 and 38 are set to be substantially the same as the inclination angles of the first and second meshing surfaces 39a and 40a.

また、ロックピン30の後端部には、前記アダプタピン31の下端部が圧入固定される圧入孔30cが上下に貫通形成されている。なお、前記ロックピン30、噛み合い部32と、によって前記位相角規制機構が構成されている。   In addition, a press-fit hole 30c through which the lower end of the adapter pin 31 is press-fitted and fixed is formed at the rear end of the lock pin 30 so as to penetrate vertically. The lock pin 30 and the meshing portion 32 constitute the phase angle regulating mechanism.

前記ベーンロータ22の噛み合い部32は、図8にも示すように基本的に進角側の凸状の第1噛み合い部39と、これに対向する遅角側の凸状の第2噛み合い部40がほぼV字形状に形成されて、全体が進角側寄りに配置されている。前記第1噛み合い部39は、円周方向の第1噛み合い面39aが下り傾斜状に形成されている一方、第2噛み合い部40は、前記第1噛み合い面39aと対向する対向面が階段状の多段面に形成されている。   As shown in FIG. 8, the meshing portion 32 of the vane rotor 22 is basically composed of a first meshing portion 39 that is convex on the advance side and a second meshing portion 40 that is on the retard side facing this. It is formed in a substantially V shape, and is disposed closer to the advance side. The first meshing portion 39 has a first meshing surface 39a in the circumferential direction formed in a downwardly inclined shape, while the second meshing portion 40 has a stepped surface facing the first meshing surface 39a. It is formed on a multistage surface.

すなわち、第2噛み合い部40は、その対向面が最高位の遅角側から最低位の進角側まで4段の階段状に形成され、この多段状の各面の高さは均一かつ任意に設定されて、前記ロックピン30の進化側の係合面37が前記第1噛み合い部面39aに当接し、遅角側の係合面38が第1噛み合い面39aに最も近接した終端面である第2噛み合い面40aにそれぞれ当接した状態で最終的な噛み合い係合が行われるようになっている。また、各第1噛み合い面の先端縁からほぼ垂直に折曲された4段の当たり面40b〜40eには、ベーン部材3が遅角側で停止した際に、コイルスプリング34のばね力によって前記ピストン29を介して前記ロックピン30の先端縁が弾接するようになっている。   That is, the second meshing portion 40 is formed in four steps from the highest retarded side to the lowest advanced side, and the height of each multi-stepped surface is uniform and arbitrary. The evolution-side engagement surface 37 of the lock pin 30 is in contact with the first meshing portion surface 39a, and the retard-side engagement surface 38 is the end surface closest to the first meshing surface 39a. The final meshing engagement is performed in a state where the second meshing surface 40a is in contact with the second meshing surface 40a. Further, the four contact surfaces 40b to 40e bent substantially perpendicularly from the front end edges of the respective first meshing surfaces are caused by the spring force of the coil spring 34 when the vane member 3 stops on the retard side. The tip edge of the lock pin 30 is in elastic contact with the piston 29.

一方、前記ロックピン30は、前述のように、最終的に前記第1噛み合い面39aと最低位の第2噛み合い面40aにそれぞれ進角側の係合面38と遅角側係合面37がV字形状に当接すると共に、先端縁が回転部材5の内端面に当接してそれ以上の進出移動が規制されて、最終的に進角側寄りの中間位置で噛み合い係合することになる。   On the other hand, as described above, the lock pin 30 finally has the first engagement surface 39a and the lowest engagement surface 38a on the advance engagement surface 38 and the retard engagement surface 37, respectively. While abutting in the V shape, the tip edge abuts on the inner end surface of the rotating member 5 and further advance movement is restricted, and finally meshing engagement is performed at an intermediate position closer to the advance side.

前記第2油圧回路33は、図1、図3に示すように、前記ピストン29の先端部が対向する前記回転部材5の内端面に形成された受圧室50と、該受圧室50に前記オイルパン46内の作動油を給排する給排通路51と、前記オイルポンプ47から吐出された作動油を、前記給排通路51を介して受圧室50に送出する送出通路52と、前記受圧室50内の作動油を、前記給排通路51を介してオイルパン46に戻す戻し通路53と、前記給排通路51と送出通路52及び戻し通路53との間に設けられて流路を切り換える電磁式の流路切換弁54とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the second hydraulic circuit 33 includes a pressure receiving chamber 50 formed on the inner end surface of the rotating member 5 facing the tip of the piston 29, and the oil receiving chamber 50 includes the oil receiving chamber 50. A supply / discharge passage 51 for supplying and discharging hydraulic oil in the pan 46, a delivery passage 52 for sending the hydraulic oil discharged from the oil pump 47 to the pressure receiving chamber 50 through the supply / discharge passage 51, and the pressure receiving chamber 50, a return passage 53 for returning the hydraulic oil in the oil pan 46 through the supply / discharge passage 51, and an electromagnetic switch provided between the supply / discharge passage 51, the delivery passage 52 and the return passage 53 to switch the flow passage. And a flow path switching valve 54 of the type.

前記給排通路51は、前記カム軸受21内からカムシャフト2の外周に形成された第3環状溝51aと、該第3環状溝51aからカムシャフト2の内部軸方向に形成された油通路孔51bと、前記回転部材5の内周部から外周部方向へ傾斜状に形成されて、前記油通路孔51bと受圧室50とを連通する油孔51cとから構成されている。   The supply / discharge passage 51 includes a third annular groove 51a formed on the outer periphery of the camshaft 2 from the inside of the cam bearing 21, and an oil passage hole formed from the third annular groove 51a toward the internal axis of the camshaft 2. 51 b and an oil hole 51 c that is inclined from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion of the rotating member 5 and communicates with the oil passage hole 51 b and the pressure receiving chamber 50.

前記流路切換弁54は、前記同じコントローラによって切り換え作動制御され、通電時は、前記送出通路52と給排通路51とを連通し、これによって作動油を前記受圧室50に送出している。一方、通電が遮断されると、前記送出通路52を閉止すると共に、前記給排通路51と戻し通路53を連通させて、受圧室50内の作動油をオイルパン46内に戻すようになっている。   The flow path switching valve 54 is controlled to be switched by the same controller. When energized, the flow path 52 and the supply / discharge path 51 communicate with each other so that hydraulic fluid is sent to the pressure receiving chamber 50. On the other hand, when energization is interrupted, the delivery passage 52 is closed, and the supply / discharge passage 51 and the return passage 53 are communicated to return the hydraulic oil in the pressure receiving chamber 50 into the oil pan 46. Yes.

前記コイルスプリング34は、前記受圧室50に供給される油圧との関係で設定されている。   The coil spring 34 is set in relation to the hydraulic pressure supplied to the pressure receiving chamber 50.

以下、本実施例の作用を説明すると、まず、機関始動時のクランキング時には、コントローラ48から電磁切換弁45と流路切換弁54に制御信号が出力されず、第1油圧通路41と、第2油圧通路42及び給排通路51のいずれにもオイルポンプ47から作動油が供給されない状態となる。したがって、ピストン29は、図2に示すように、コイルスプリング34のばね力で回動部材5の内端面に当接した状態になっている。   Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, at the time of cranking at the time of engine start, no control signal is output from the controller 48 to the electromagnetic switching valve 45 and the flow path switching valve 54, and the first hydraulic passage 41, 2 The hydraulic oil is not supplied from the oil pump 47 to either the hydraulic passage 42 or the supply / discharge passage 51. Therefore, as shown in FIG. 2, the piston 29 is in contact with the inner end surface of the rotating member 5 by the spring force of the coil spring 34.

よって、ロックピン30は、図6に示すように、アダプタピン31を介して進角、遅角側の両係合面38,37が前記ベーンロータ22の第1噛み合い面39aと第2噛み合い面40aとにそれぞれ噛み合い係合した状態が維持されている。したがって、ベーン部材3は、進角側寄りの位置に安定かつ確実に保持される。   Therefore, as shown in FIG. 6, the lock pin 30 has both the first and second engaging surfaces 39a and 40a of the vane rotor 22 with the engaging and trailing surfaces 38 and 37 through the adapter pin 31. And are engaged and engaged with each other. Therefore, the vane member 3 is stably and reliably held at the position closer to the advance side.

さらに、前述のように、ベーン部材3が進角側寄りの位置に保持されていることから、かかるクランキング時における吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが創成されて、吸気マニフォルド内の混合気が排気ガスによって加熱されて燃焼性が良好になる。この結果、ハイドロカーボン(HC)の発生が抑制されて、排気エミッション性能の向上が図れる。   Further, as described above, since the vane member 3 is held at the position closer to the advance side, a valve overlap between the intake valve and the exhaust valve at the time of the cranking is created, and the air-fuel mixture in the intake manifold is created. Is heated by the exhaust gas to improve the combustibility. As a result, the generation of hydrocarbon (HC) is suppressed, and the exhaust emission performance can be improved.

また、機関のアイドリング運転から低回転低負荷域に移行すると、コントローラ48から電磁切換弁45及び流路切換弁54に制御信号が出力されると、ピストン29が図11に示すように、コイルスプリング34を圧縮変形させながらばね力に抗して後退動する。そうすると、かかるピストン29の移動に同期して前記ロックピン30も後退移動して、先端部30aが前記第1噛み合い面39aと第2噛み合い面40aとの間から抜け出して係合が解除される。このため、ベーン部材3は、自由な回動が許容され、このとき、電磁切換弁45が供給通路43と第2油圧通路42を連通させると共に、ドレン通路44と第1油圧通路41を連通させることによって、オイルポンプ47から圧送された油圧は遅角側油圧室28に供給され、図6の時計方向に回動しハウジング6に対して遅角側へ相対回動する。   Further, when the engine 48 is shifted from the idling operation to the low rotation / low load region, when the control signal is outputted from the controller 48 to the electromagnetic switching valve 45 and the flow path switching valve 54, the piston 29 is turned into a coil spring as shown in FIG. While 34 is compressed and deformed, it moves backward against the spring force. Then, in synchronization with the movement of the piston 29, the lock pin 30 also moves backward, and the tip portion 30a comes out from between the first meshing surface 39a and the second meshing surface 40a, and the engagement is released. For this reason, the vane member 3 is allowed to freely rotate. At this time, the electromagnetic switching valve 45 causes the supply passage 43 and the second hydraulic passage 42 to communicate with each other and the drain passage 44 and the first hydraulic passage 41 to communicate with each other. As a result, the hydraulic pressure pumped from the oil pump 47 is supplied to the retarded-side hydraulic chamber 28 and rotates clockwise in FIG. 6 and relatively rotates relative to the housing 6 toward the retarded side.

なお、前記ピストン29は、図11に示すように、前記後退移動した際に、両切欠部29a、29aの内端縁が前記フロントプレート7のストッパ片18に当接してそれ以上の後退移動が規制される。これにより、ロックピン30も後端部がフロントプレート7の嵌挿孔20から飛び出る状態まで後退移動してこの位置に保持される。   As shown in FIG. 11, when the piston 29 moves backward, the inner end edges of both the notches 29a and 29a abut against the stopper piece 18 of the front plate 7, and the piston 29 moves further backward. Be regulated. As a result, the lock pin 30 is also moved backward to the state where the rear end protrudes from the fitting hole 20 of the front plate 7 and is held at this position.

その後、機関が中回転中負荷域に移行すると、コントローラ48からの制御信号によって電磁切換弁45が作動して、供給通路43と第1油圧通路41を連通させる一方、ドレン通路44と第2油圧通路42を連通させる。したがって、今度は遅角側油圧室28内の油圧が第2油圧通路42を通ってドレン通路44からオイルパン46内に戻されて遅角側油圧室28内が低圧になる一方、進角側油圧室27内に油圧が第1油圧通路41を経由して供給されて高圧となる。このため、ベーン部材3は、今度は図6の反時計方向に回転して各ベーン23a〜23cが反対側(遅角側油圧室側)の各隔壁部11の他側面に当接する位置まで最大に回転する。   Thereafter, when the engine shifts to a middle-rotation load range, the electromagnetic switching valve 45 is actuated by a control signal from the controller 48 to connect the supply passage 43 and the first hydraulic passage 41, while the drain passage 44 and the second hydraulic passage. The passage 42 is communicated. Therefore, this time, the hydraulic pressure in the retarded hydraulic chamber 28 passes through the second hydraulic passage 42 and is returned from the drain passage 44 into the oil pan 46, and the retarded hydraulic chamber 28 becomes low pressure, while the advanced side The hydraulic pressure is supplied into the hydraulic chamber 27 via the first hydraulic passage 41 and becomes high pressure. For this reason, the vane member 3 is now rotated counterclockwise in FIG. 6 until the vanes 23a to 23c are in contact with the other side surfaces of the partition walls 11 on the opposite side (retarding side hydraulic chamber side). Rotate to.

なお、この時点では、流路切換弁54もオン状態が維持されて受圧室50内も高油圧に維持されていることから、ロックピン30は、ピストン29を介してコイルスプリング34のばね力に抗して最大後退位置に保持されている。したがって、ベーン部材3は、自由な回転が規制されることなく、遅角側油圧室28方向へ速やかに回転する。   At this time, since the flow path switching valve 54 is also maintained in the ON state and the pressure receiving chamber 50 is also maintained at a high hydraulic pressure, the lock pin 30 receives the spring force of the coil spring 34 via the piston 29. It is held at the maximum retracted position. Therefore, the vane member 3 rotates rapidly in the direction of the retard side hydraulic chamber 28 without restricting free rotation.

したがって、スプロケット1とカムシャフト2とは、他方側へ相対回動して吸気弁の開閉時期を進角側へ制御する。これによって、機関のポンプ損失が低減して出力の向上が図れる。   Accordingly, the sprocket 1 and the camshaft 2 are relatively rotated to the other side to control the opening / closing timing of the intake valve to the advance side. As a result, the pump loss of the engine is reduced and the output can be improved.

さらに、機関高回転高負荷域に移行すると、電磁切換弁45が作動して供給通路43と第2油圧通路42,ドレン通路44と第1油圧通路41とを夫々連通させて、進角側油圧室27を低圧、遅角側油圧室28を高圧にするため、ベーン部材3は、図6の時計方向へ回動して、スプロケット1とカムシャフト2とを一方側へ相対回動させ、吸気弁の開閉時期を遅角側へ制御する。これによって、吸気充填効率の向上による出力の向上が図れる。   Further, when the engine shifts to the high engine speed / high load range, the electromagnetic switching valve 45 is operated to connect the supply passage 43, the second hydraulic passage 42, the drain passage 44, and the first hydraulic passage 41, respectively, and advance the hydraulic pressure side hydraulic pressure. In order to set the chamber 27 at a low pressure and the retarded-side hydraulic chamber 28 at a high pressure, the vane member 3 rotates clockwise in FIG. 6 to relatively rotate the sprocket 1 and the camshaft 2 to one side, thereby The valve opening / closing timing is controlled to the retard side. As a result, the output can be improved by improving the intake charge efficiency.

また、機関停止時には、アイドリング運転等を経るためベーン部材3は、進角側油圧室27の方向へ回転して図6に示す状態となり、一方、流路切換弁54への通電が遮断されて、ピストン29はコイルスプリング34のばね力によって回転部材5側へ移動すると共に、ロックピン30も同方向へ移動して先端部30aの両係合面37,38が第1、第2噛み合い面39a、40a間に軸方向から進出して噛み合い係合する。よって、ベーン部材3の自由な回転を確実に規制することができる。   Further, when the engine is stopped, the vane member 3 rotates in the direction of the advance side hydraulic chamber 27 in order to undergo idling operation and the like, and enters the state shown in FIG. The piston 29 is moved to the rotating member 5 side by the spring force of the coil spring 34, and the lock pin 30 is also moved in the same direction so that the engaging surfaces 37, 38 of the tip 30a are first and second meshing surfaces 39a. , 40a from the axial direction to engage and engage. Therefore, free rotation of the vane member 3 can be reliably controlled.

ところが、斯かる機関停止時において前記ベーン部材3が、その回動が何らかの原因で例えば最遅角側の位置で停止してしまった場合には、前記ロックピン30は、図12Bに示すように、前記コイルスプリング34のばね力Fによって、その先端部30aが第2噛み合い部40の最高位置にある当たり面40bに弾接する。   However, when the vane member 3 stops at such a position, for example, at the most retarded angle when the engine is stopped, the lock pin 30 is moved as shown in FIG. 12B. By the spring force F of the coil spring 34, the tip 30a elastically contacts the contact surface 40b at the highest position of the second meshing portion 40.

その後、機関再始動時におけるクランキング初期に、図12Aに示すような、カムシャフト2に進角側と遅角側の交番トルクが発生すると、ロックピン30の先端部30aの先端面が前記各当たり面40b〜40eの最高位部から最低位部まで順次段階的に移動して最終的に両噛み合い面39a、40aに係合する。   Thereafter, when an alternating torque on the advance side and the retard side is generated in the camshaft 2 as shown in FIG. The contact surfaces 40b to 40e sequentially move from the highest portion to the lowest portion in a stepwise manner, and finally engage with both meshing surfaces 39a and 40a.

すなわち、イグニッションキーをオン操作して、クランキングが開始され、進角側のトルクが作用すると、ロックピン30の先端部30aは、図12B、Cに示すように、前記最高位置にある当たり面40bから外れて次の一段低い当たり面40cに移動する。ここで遅角側のトルクが作用すると、図12Dに示すように、前記当たり面40cの内側に一旦戻されるが、さらに次の進角側のトルクが作用すると、ロックピン30が前記当たり面40cから外れて、次の一段低い当たり面40dに段階的に移動する。このように、ロックピン30は、前記進角側トルクと遅角側トルクの繰り返しによって各当たり面40b〜dを段階的にラチェット状態に下って行って、最終的には、図12Eに示すように、クランキング開始からほぼ1秒経過後にロックピン先端部30aが前記第1、第2噛み合い部39、40との間に係入する。したがって、ロックピン30は、自力復帰によってハウジング6とベーン部材3を所望の中間回動位置に速やかに規制することが可能になる。そして、クランキングの初爆が良好になる。   That is, when the ignition key is turned on to start cranking and the advance side torque is applied, the tip 30a of the lock pin 30 is brought into contact with the highest position as shown in FIGS. 12B and 12C. It deviates from 40b and moves to the next lower contact surface 40c. Here, when the retard side torque is applied, as shown in FIG. 12D, it is once returned to the inside of the contact surface 40c. However, when the next advance side torque is applied, the lock pin 30 is moved to the contact surface 40c. And move stepwise to the next lower contact surface 40d. As described above, the lock pin 30 lowers each contact surface 40b-d to the ratchet state stepwise by repeating the advance side torque and the retard side torque, and finally, as shown in FIG. 12E. In addition, the lock pin tip portion 30a is engaged with the first and second meshing portions 39, 40 after approximately one second from the start of cranking. Therefore, the lock pin 30 can quickly regulate the housing 6 and the vane member 3 to a desired intermediate rotation position by self-return. And the first explosion of cranking becomes good.

また、前記各係合面37,38が、前記第1噛み合い面39a及び第2噛み合い面40aに噛み合い係合することから、ロックピン30を噛み合い部32に確実に係合保持させることができる。   Further, since the respective engagement surfaces 37 and 38 are engaged with and engaged with the first engagement surface 39a and the second engagement surface 40a, the lock pin 30 can be reliably engaged with the engagement portion 32.

特に、ロックピン30は、軸方向に作用するコイルスプリング34のばね力と、剪断方向に作用すると進角側と遅角側(正と負)の交番トルクとを利用して各当たり面40b〜40eを段階的に下って各噛み合い部39,40側に移動することから、自力復帰を速やかに行うことが可能になる。   In particular, the lock pin 30 utilizes the spring force of the coil spring 34 acting in the axial direction and the alternating contact torque on the advance side and retard side (positive and negative) when acting in the shear direction. Since it moves down to 40e stepwise and moves to each meshing part 39,40 side, it becomes possible to perform self-recovery promptly.

また、前記第1噛み合い面39aを傾斜状に形成したことから、ロックピン30の先端部30aが第1噛み合い部39の前端面39bに当接したとしても、クランキング初期の前記交番トルクによって先端縁が前端面39bを摺接しつつ第1噛み合い面ロ39aの傾斜面に乗ってそのまま第1噛み合い面39aとこれに対向する第2噛み合い面40aの間にスムーズに案内されて、ここに収束する。したがって、ベーン部材3を前記中間回動位置に速やかに回動させることが可能になる。   Further, since the first engagement surface 39a is formed in an inclined shape, even if the distal end portion 30a of the lock pin 30 contacts the front end surface 39b of the first engagement portion 39, the distal end is generated by the alternating torque at the initial stage of cranking. The edge rides on the inclined surface of the first engagement surface b 39a while slidingly contacting the front end surface 39b, and is smoothly guided between the first engagement surface 39a and the second engagement surface 40a opposite to the first engagement surface 39a, and converges here. . Therefore, the vane member 3 can be quickly rotated to the intermediate rotation position.

さらに、前記噛み合い部32内に流入した油は、油排出用通路35から外部に排出されることから、前記ロックピン30が、前述のように、ベーンロータ22との噛み合い方向へ移動しようとした際に、前記油によって移動が制約されることがなくなり、常時円滑かつ速やかな移動性が得られる。   Further, since the oil flowing into the meshing portion 32 is discharged to the outside from the oil discharge passage 35, when the lock pin 30 tries to move in the meshing direction with the vane rotor 22 as described above. In addition, movement is not restricted by the oil, and smooth and quick mobility is always obtained.

また、前記ロックピン30は、該ロックピン30の当接面30bとベーンロータ22の摺接面25との馴染んだ当接作用によって軸心を中心とした左右円周方向への移動が確実に規制されることから、安定した移動性が得られる。   Further, the movement of the lock pin 30 in the left-right circumferential direction with the axis centered is reliably restricted by the familiar contact action of the contact surface 30b of the lock pin 30 and the sliding contact surface 25 of the vane rotor 22. Therefore, stable mobility can be obtained.

図13〜図17はベーンロータ22の噛み合い部32における形状をそれぞれ異ならせたものである。   13 to 17 show different shapes in the meshing portion 32 of the vane rotor 22.

第2実施例である図13に示す噛み合い部32は、機関の最適な始動性を考慮して最遅角側に形成されており、第1噛み合い面39aが傾斜状に形成されている一方、第2噛み合い部40側では第1実施例における階段状の構造を廃止して、第1噛み合い部39と同じく構造に形成して第2噛み合い面40aを第1噛み合い面39と対向配置すると共に、下り傾斜状に形成して全体がほぼV字形状に形成さしたものである。   The meshing portion 32 shown in FIG. 13 which is the second embodiment is formed on the most retarded side in consideration of the optimum startability of the engine, and the first meshing surface 39a is formed in an inclined shape, On the second meshing portion 40 side, the step-like structure in the first embodiment is abolished, the same structure as the first meshing portion 39 is formed, the second meshing surface 40a is disposed opposite to the first meshing surface 39, and The whole is formed in a downwardly inclined shape and is substantially V-shaped.

したがって、ロックピン30が、前記噛み合い部32に安定かつ確実に噛み合い係合され、これによって、ベーン部材3は、最遅角側の回動位置に安定保持される。よって、再始動時の良好な初爆による始動性の向上が図れる。   Therefore, the lock pin 30 is engaged with the engagement portion 32 in a stable and reliable manner, whereby the vane member 3 is stably held at the most retarded rotation position. Therefore, the startability can be improved by a good initial explosion at the time of restart.

また、機関停止時において、ベーン部材3が例えば進角側の位置で回動停止してしまった場合には、ロックピン30の先端部30aが第1噛み合い部39の前端面39bにコイルスプリング34のばね力で弾接する。この状態で、機関再始動させると、クランキング時の前述したカムシャフト2の交番トルクによって前記先端部30aの先端縁が前記前端面39bに摺接しつつ両係合面37,38が両噛み合い面39a、40aに速やかに噛み合い係合して、ベーン部材3を最遅角側に安定保持する。   Further, when the vane member 3 stops rotating at, for example, a position on the advance side when the engine is stopped, the distal end portion 30 a of the lock pin 30 is placed on the front end surface 39 b of the first meshing portion 39 and the coil spring 34. Elastic contact with the spring force. When the engine is restarted in this state, the engagement edges 37 and 38 are engaged with each other while the distal end edge of the distal end portion 30a is in sliding contact with the front end surface 39b by the alternating torque of the camshaft 2 described above during cranking. The vane member 3 is quickly meshed and engaged with 39a, 40a, and the vane member 3 is stably held on the most retarded side.

図14、図15は第3の実施例を示し、ベーンロータ2の噛み合い部32は、第1噛み合い部39が第2実施例と同じ構造とし、第2噛み合い部を廃止したものである。また、ベーン部材3は、ロックピン30を介して最遅角側に回動保持されるようになっている。   14 and 15 show a third embodiment, and the meshing portion 32 of the vane rotor 2 has a structure in which the first meshing portion 39 has the same structure as the second embodiment, and the second meshing portion is eliminated. Further, the vane member 3 is rotated and held to the most retarded angle side via the lock pin 30.

この実施例によれば、機関始動時には、ロックピン30は、図15に示すように、先端部30の一方の係合面38のみが第1噛み合い部39の噛み合い面39aにのみ当接係合していると共に、当接面30b全体が逃げ溝25の上面に当接して安定化を図り、ベーン部材3を最遅角側に保持するようになっている。   According to this embodiment, when the engine is started, the lock pin 30 is engaged with only the engagement surface 38 of the first engagement portion 39 in contact with only one engagement surface 38 of the distal end portion 30 as shown in FIG. At the same time, the entire abutting surface 30b abuts on the upper surface of the escape groove 25 for stabilization, and the vane member 3 is held at the most retarded angle side.

図16、図17は第4の実施例を示し、ベーンロータ22の第1噛み合い部を廃止する一方、第2噛み合い部40の4段の当たり面40b〜40eを螺旋状に形成したものである。   FIGS. 16 and 17 show a fourth embodiment, in which the first meshing portion of the vane rotor 22 is abolished, while the four contact surfaces 40b to 40e of the second meshing portion 40 are formed in a spiral shape.

この実施例の場合も、機関のクランキング初期における交番トルクによってロックピン30の先端部30aが螺旋状の当たり面40b〜40eをラチェット状態に移動して噛み合い第2噛み合い面40aに係合保持される。特に、当たり面40b〜40eが螺旋状に形成されていることから、ロックピン先端部30aが各当たり面40b〜40eを速やかに移動して、噛み合い面40aまでの移動性が良好になる。   Also in this embodiment, the front end portion 30a of the lock pin 30 is moved to the ratchet state by the alternating torque at the initial stage of cranking of the engine to the ratchet state, and is engaged with the second meshing surface 40a. The In particular, since the contact surfaces 40b to 40e are formed in a spiral shape, the lock pin tip 30a quickly moves on each contact surface 40b to 40e, and the mobility to the meshing surface 40a is improved.

本発明は前記各実施例の構成に限定されるものではなく、例えば前記噛み合い部32の多段状当たり面を、進角側と遅角側で異なる段数に形成することも可能である。また、ベーンロータ22のロックピン先端部30aとの噛み合い部32を、最遅角から最進角までの何れの箇所に任意に設定することが可能である。   The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above. For example, the multi-step contact surface of the meshing portion 32 can be formed with different numbers of steps on the advance side and the retard side. Further, the meshing portion 32 of the vane rotor 22 with the lock pin tip portion 30a can be arbitrarily set at any location from the most retarded angle to the most advanced angle.

前記噛み合い部32の多段面である当たり面40b〜40eを所定の傾斜角度ピッチで配置することも可能であり、また、当たり面40b〜40eの傾斜角度ピッチは、前記当たり面40b〜40eの端部の径方向の角度差であるように形成することも可能である。さらに、前記当たり面40b〜40eのピッチは、不等間隔に設定することも可能である。   The contact surfaces 40b to 40e, which are multi-step surfaces of the meshing portion 32, can be arranged at a predetermined inclination angle pitch, and the inclination angle pitch of the contact surfaces 40b to 40e is the end of the contact surfaces 40b to 40e. It is also possible to form it so as to have an angular difference in the radial direction of the part. Furthermore, the pitch of the contact surfaces 40b to 40e can be set at unequal intervals.

本発明に係るバルブタイミング制御装置の第1の実施例を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a valve timing control device according to the present invention. 図4のA−A線断面図。AA line sectional view of Drawing 4. 本実施例の全体構成図である。It is a whole block diagram of a present Example. 図2のB矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 図2のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 図2のD−D線断面図。The DD sectional view taken on the line of FIG. 本実施例の要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view of a present Example. 本実施例に供されるベーンロータの斜視図である。It is a perspective view of the vane rotor provided for a present Example. 本実施例に供されるベーンロータとロックピンとの斜視図である。It is a perspective view of the vane rotor and lock pin which are provided to a present Example. 本実施例に供されるロックピンの斜視図である。It is a perspective view of the lock pin provided for a present Example. 本実施例の作用を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the effect | action of a present Example. 本実施例のクランキング時におけるロックピンの作動説明図であって、Aはクランキング初期のタイミングプーリとカムシャフトと相対回転位相角と時間との関係を示し、Bはロックピンのベーンロータ内で移動許容範囲を示す概略図、Cはロックピンが進角側トルクによって移動する状態を示す作用説明図、Dはロックピンが遅角側トルクによって移動する状態を示す作用説明図、Eはロックピンが最終的に噛み合い部に噛み合い係合した状態を示す概略図である。It is an operation explanatory view of the lock pin at the time of cranking of the present embodiment, A is a relationship between the timing pulley and the camshaft, the relative rotation phase angle and time at the initial stage of cranking, B is in the vane rotor of the lock pin Schematic diagram showing the allowable movement range, C is an action explanatory diagram showing a state in which the lock pin is moved by the advance side torque, D is an action explanatory view showing a state in which the lock pin is moved by the retard side torque, and E is the lock pin It is the schematic which shows the state which finally engaged and engaged with the meshing part. 第2実施例におけるベーンロータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vane rotor in 2nd Example. 第3実施例におけるベーンロータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vane rotor in 3rd Example. 本実施例におけるロックピンがベーンロータの噛み合い部に噛み合い係合した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the state which the lock pin in a present Example meshed | engaged with the meshing part of the vane rotor. 第4実施例におけるベーンロータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vane rotor in 4th Example. 本実施例におけるロックピンがベーンロータの噛み合い部に噛み合い係合した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the state which the lock pin in a present Example meshed | engaged with the meshing part of the vane rotor.

符号の説明Explanation of symbols

1…タイミングプーリ(回転体)
2…カムシャフト
3…ベーン部材
4…第1油圧回路
5…回転部材
6…ハウジング
7…フロントカバー
10…ロック機構
22…ベーンロータ
23a…ベーン
25…逃げ溝
27…進角側油圧室
28…遅角側油圧室
29…ピストン
30…ロックピン
30a…先端部
31…アダプタピン
32…噛み合い部
34…コイルスプリング(ばね部材)
37・38…進角側・遅角側噛み合い面
39…第1噛み合い部
39a…第1噛み合い面
40…第2噛み合い部
40a…第2噛み合い面
1. Timing pulley (rotating body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Camshaft 3 ... Vane member 4 ... 1st hydraulic circuit 5 ... Rotating member 6 ... Housing 7 ... Front cover 10 ... Lock mechanism 22 ... Vane rotor 23a ... Vane 25 ... Escape groove 27 ... Advance side hydraulic chamber 28 ... Delay angle Side hydraulic chamber 29 ... Piston 30 ... Lock pin 30a ... Tip part 31 ... Adapter pin 32 ... Engagement part 34 ... Coil spring (spring member)
37, 38 ... Advance side / retard side engagement surface 39 ... 1st engagement part 39a ... 1st engagement surface 40 ... 2nd engagement part 40a ... 2nd engagement surface

Claims (19)

機関のクランクシャフトによって回転駆動するハウジングを有する回転体と、
該回転体と相対回動可能なカムシャフトに固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、
前記ハウジングとベーンロータとの間に前記カムシャフト軸方向へ移動自在に設けられて、該ハウジングとベーン部材の相対回転位置を規制する位相角規制機構と、
機関運転状態に応じて前記位相角規制機構をカムシャフト軸方向に移動させて前記ハウジングとベーン部材の規制位置を設定すると共に、前記規制を解除する設定解除機構と、を備え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 rotating body having a housing that is rotationally driven by the crankshaft of the engine;
A vane member fixed to a camshaft rotatable relative to the rotating body, and having a plurality of vanes that rotate and slide in the housing on the outer periphery of the vane rotor;
A phase angle regulating mechanism provided between the housing and the vane rotor so as to be movable in the camshaft axial direction and regulating a relative rotational position of the housing and the vane member;
The phase angle restriction mechanism is moved in the camshaft axial direction according to the engine operating state to set the restriction positions of the housing and the vane member, and a setting release mechanism for releasing the restriction. A valve timing control device for an internal combustion engine.
前記位相角規制機構は、外周部が前記ハウジングに形成された摺動用溝に嵌合しつつ移動すると共に、内周部の先端部が前記ベーンロータに形成された噛み合い部に噛合するロックピンを備えている一方、
前記設定解除機構は、前記ハウジングの内部に前記カムシャフト軸方向へ沿って形成された移動用孔内を移動自在に設けられ、前記ロックピンと連結されたピストンと、該ピストンを前記ロックピンの先端部が前記噛み合い部に噛合する方向へ付勢するばね部材と、前記ピストンをばね部材のばね付勢力に抗して後退移動させて前記ロックピンの噛合を解除する油圧回路と、を備えている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。
The phase angle regulating mechanism includes a lock pin that moves while an outer peripheral portion is fitted in a sliding groove formed in the housing, and a front end portion of the inner peripheral portion meshes with a meshing portion formed in the vane rotor. While
The setting release mechanism is provided inside the housing so as to be movable in a movement hole formed along the camshaft axial direction, and is connected to the piston connected to the lock pin, and the piston is connected to the tip of the lock pin. A spring member that biases the portion in a direction to mesh with the meshing portion, and a hydraulic circuit that releases the lock pin by retreating the piston against a spring biasing force of the spring member. The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
前記噛み合い部の噛み合い面を、ハウジングとベーン部材との相対回転位置の進角側あるいは遅角側の少なくとも一方側に傾斜状に形成したことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 3. The valve for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the meshing surface of the meshing portion is formed in an inclined shape on at least one side of the advance side or the retard side of the relative rotational position of the housing and the vane member. Timing control device. 前記ロックピンの内周部の先端部に、前記ベーンロータの噛み合い部に噛合する進角側係合面と遅角側係合面とを形成したことを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 4. The advance angle side engagement surface and the retard angle side engagement surface that mesh with the meshing portion of the vane rotor are formed at the tip of the inner peripheral portion of the lock pin. 5. A valve timing control device for an internal combustion engine. 前記ロックピンの進角側係合面と遅角側係合面との間に、前記ベーンロータの噛み合い部との間で油排出用通路を構成する切欠部を形成したことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The notch part which comprises the passage for oil discharge between the engaging part of the vane rotor was formed between the advance side engagement surface and the retard side engagement surface of the lock pin. The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4. 前記ロックピンは、内周部の前記噛み合い部と噛合しない部位に、前記ベーンロータの外周に形成された摺接面と当接して前記該ロックピンの半径方向位置を規制する当接面を形成したことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The lock pin has a contact surface that restricts a radial position of the lock pin by contacting a sliding contact surface formed on the outer periphery of the vane rotor at a portion of the inner peripheral portion that does not mesh with the meshing portion. The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 5, wherein: 前記ベーンロータの噛み合い部は、前記ロックピンの係合面と最終的に噛み合う遅角側と進角側の一対の噛み合い面を有することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The meshing portion of the vane rotor has a pair of meshing surfaces of a retard angle side and an advance angle side that finally mesh with an engagement surface of the lock pin. The valve timing control device for an internal combustion engine. 前記ベーンロータの噛み合い部は、前記噛み合い面と、該噛み合い面に連続して形成され、前記ロックピンの先端縁が軸方向から当接する複数の階段状の多段面を有することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The meshing portion of the vane rotor includes the meshing surface, and a plurality of stepped multi-step surfaces formed continuously from the meshing surface, and a tip edge of the lock pin abuts in an axial direction. 8. A valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 7. 前記各多段面を螺旋状に形成したことを特徴とする請求項8に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 9. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein each of the multistage surfaces is formed in a spiral shape. 前記多段面を、進角側と遅角側で異なる段数に形成したことを特徴とする請求項8または9に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 10. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the multi-stage surface is formed with different numbers of stages on the advance side and the retard side. 前記ベーンロータの噛み合い部以外の外周に、前記ロックピンが後退移動した際に、該ロックピンを介してベーン部材が最進角側から最遅角側までの範囲内で相対回動を許容する円弧状の逃げ溝を形成したことを特徴とする請求項2〜9のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 A circle that allows relative rotation of the vane member within the range from the most advanced angle side to the most retarded angle side via the lock pin when the lock pin moves backward on the outer periphery other than the meshing portion of the vane rotor. The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 9, wherein an arc-shaped escape groove is formed. 機関のクランクシャフトによって回転駆動するスプロケットと、
該スプロケットが固定されるハウジングと、
該ハウジングと相対回動可能なカムシャフトあるいは該カムシャフトに結合された他の部材に固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、
前記ハウジングにカムシャフト軸方向へ形成された移動用孔内に摺動自在に設けられたピストンと、
前記ベーンロータに設けられた噛み合い部と、
前記ハウジングとベーンロータとの間に摺動自在に設けられて、前記噛み合い部に嵌合可能なロックピンと、
前記ピストンとロックピンとを連結するアダプタピンと、を備え、
前記ピストンが一方向へ摺動するに伴い前記ロックピンも同方向へ摺動して前記噛み合い部に噛み合うことにより、前記ハウジングに対してベーン部材を最進角と最遅角の中間の回転位相位置に規制するように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 sprocket that is rotationally driven by the crankshaft of the engine;
A housing to which the sprocket is fixed;
A vane member having a plurality of vanes which are fixed to a camshaft rotatable relative to the housing or other members coupled to the camshaft and which rotate and slide in the housing on the outer periphery of the vane rotor;
A piston slidably provided in a movement hole formed in the housing in the camshaft axial direction;
A meshing portion provided on the vane rotor;
A lock pin which is slidably provided between the housing and the vane rotor and can be fitted into the meshing portion;
An adapter pin that connects the piston and the lock pin;
As the piston slides in one direction, the lock pin slides in the same direction and meshes with the meshing portion, thereby rotating the vane member relative to the housing between the most advanced angle and the most retarded angle. A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that the position is restricted to a position.
前記ピストンを油圧によって他方向へ摺動させることにより、前記ロックピンが同方向へ摺動して該ロックピンの内周側の先端部と前記噛み合い部との噛み合いを解除するように構成したことを特徴とする請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The piston is slid in the other direction by hydraulic pressure so that the lock pin slides in the same direction to release the engagement between the inner end of the lock pin and the engagement portion. The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 12, wherein: 前記噛み合い部は、最終的な噛み合い面の他に階段状の多断面が形成されてなり、該各多段面を所定の傾斜角度ピッチで配置したことを特徴とする請求項12または13に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The meshing portion is formed with a step-like multi-section in addition to the final meshing surface, and the multistage surfaces are arranged at a predetermined inclination angle pitch. A valve timing control device for an internal combustion engine. 前記各多段面は、前記ベーンロータの軸方向へ階段状に変位していることを特徴とする請求項14に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 14, wherein each of the multistage surfaces is displaced stepwise in the axial direction of the vane rotor. 前記各多段面の傾斜角度ピッチは、前記多段面の端部の径方向の角度差であることを特徴とする請求項14に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 15. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 14, wherein the inclination angle pitch of each of the multistage surfaces is an angular difference in the radial direction between the end portions of the multistage surfaces. 前記多段面のピッチは、不等間隔であることを特徴とする請求項15または16に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 15 or 16, wherein the pitches of the multistage surfaces are unequal intervals. 機関のクランクシャフトによって回転駆動するスプロケットと、
該スプロケットが固定されるハウジングと、
該ハウジングと相対回動可能なカムシャフトあるいは該カムシャフトに結合された他の部材に固定されて、ベーンロータの外周に前記ハウジング内を回転摺動する複数のベーンを有するベーン部材と、
前記ハウジングにカムシャフト軸方向へ形成された移動用孔内に摺動自在に設けられたピストンと、
前記ベーンロータに設けられて、対向する一対の噛み合い面、または一方が階段状の噛み合い面からなる噛み合い部と、
前記ハウジングとベーンロータとの間に摺動自在に設けられて、前記ピストンと同期摺動するロックピンと、
前記ピストンが一方向へ摺動するに伴い前記ロックピンも同方向へ摺動して前記噛み合い部にロックピンに形成された係合面を噛み合い係合させて、前記ハウジングとベーン部材の相対回転を規制する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 sprocket that is rotationally driven by the crankshaft of the engine;
A housing to which the sprocket is fixed;
A vane member having a plurality of vanes which are fixed to a camshaft rotatable relative to the housing or other members coupled to the camshaft and which rotate and slide in the housing on the outer periphery of the vane rotor;
A piston slidably provided in a movement hole formed in the housing in the camshaft axial direction;
A pair of opposing meshing surfaces provided on the vane rotor, or one meshing portion having one stepped meshing surface;
A lock pin which is slidably provided between the housing and the vane rotor and which slides in synchronization with the piston;
As the piston slides in one direction, the lock pin slides in the same direction, and the engagement surface formed on the lock pin is engaged with the engagement portion to engage and rotate the housing and the vane member relative to each other. A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that
前記ロックピンの内周部の先端部に、前記ベーンロータの噛み合い部に噛合する所定傾斜角度の進角側係合面と所定傾斜角度の遅角側係合面とを形成したことを特徴とする請求項18に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 An advance side engaging surface with a predetermined inclination angle and a retard side engaging surface with a predetermined inclination angle that engage with the meshing portion of the vane rotor are formed at the tip of the inner peripheral portion of the lock pin. The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 18.
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