JP2009222037A - Valve timing regulating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関(以下、「内燃機関」をエンジンという)の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング(以下、バルブタイミングという)を調整するバルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that adjusts an opening / closing timing (hereinafter referred to as a valve timing) of at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an “internal combustion engine”).
従来、エンジンのクランクシャフトによる駆動力を受けるハウジングと、ハウジング内に収容され、カムシャフトにクランクシャフトの駆動力を伝達するベーンロータとを備えたバルブタイミング調整装置が知られている。このバルブタイミング調整装置は、遅角室および進角室の作動油圧によりハウジングに対し遅角側および進角側にベーンロータを相対回動することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を変えて、バルブタイミングを調整するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a valve timing adjusting device including a housing that receives a driving force from an engine crankshaft and a vane rotor that is housed in the housing and transmits the driving force of the crankshaft to a camshaft. This valve timing adjustment device changes the phase of the camshaft relative to the crankshaft by rotating the vane rotor relative to the retard side and the advance side relative to the housing by the hydraulic pressure of the retard chamber and the advance chamber. The timing is adjusted.
このようなベーン式のバルブタイミング調整装置の一例として、エンジン停止時に、進角室内に供給される油圧による作動力とリターンスプリングによる進角側への付勢力とによって、ベーンロータの位相変化幅の中間の位相でエンジン始動を可能にするバルブタイミング調整装置が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。このバルブタイミング調整装置を吸気バルブに適用すると、フェール時の油圧が低下した状態でもベーンロータを進角させて始動時の中間位相まで復元することができるため、エンジン冷間時の始動に最適な吸気バルブタイミングを提供することができ、その結果、好適なエンジン始動を実現することができる。 As an example of such a vane type valve timing adjustment device, when the engine is stopped, an intermediate force between the phase change width of the vane rotor is obtained by the hydraulic force supplied into the advance chamber and the urging force by the return spring toward the advance side. There is a valve timing adjusting device that enables the engine to be started at the phase of (see, for example, Patent Document 1). When this valve timing adjustment device is applied to the intake valve, the vane rotor can be advanced to restore the intermediate phase at the start even when the oil pressure at the time of failure is low, so the intake air that is optimal for starting when the engine is cold Valve timing can be provided so that a suitable engine start can be achieved.
ところで、最遅角から中間位相までの間で付勢力が作用しているとき、リターンスプリングは一端がハウジング側に当接し、他端がベーンロータ側に当接して、当該当接部位に荷重が作用する。さらに、リターンスプリングは、ばね荷重による偏心を防ぐように、一端と他端と以外に少なくとも一点でバルブタイミング調整装置の構成部材に接触している。しかしながら、この接触している部位ではリターンスプリングのばね荷重によって摩擦力が生じるため、例えばリターンスプリングがハウジング側に保持される場合に接触部位がベーンロータ側にあると、ハウジングに対するベーンロータの摩擦による作動抵抗が大きくなる。すなわち、リターンスプリングの揺動トルクに生じるヒステリシスが増大することによって、バルブタイミング調整装置のスムーズな作動が阻害されるおそれがある。
本発明の目的は、付勢手段の接触で生じるベーンロータの摩擦による作動抵抗を低減して、ハウジングに対しベーンロータが円滑に作動可能なバルブタイミング調整装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that can reduce an operating resistance due to friction of a vane rotor generated by contact of an urging means and that allows the vane rotor to operate smoothly with respect to a housing.
請求項1記載の発明によると、駆動軸および従動軸の一方とともに回転するハウジングには作動流体の圧力で相対回動するベーンロータが収容されており、軸受部および突出部を有する支持部材、締結部材、ならびに付勢手段が設けられている。支持部材の軸受部は、ベーンロータの反従動軸側の面に当接し、ハウジングを回動可能に軸受けしている。また、突出部は、軸受部と一体に形成されて反ベーンロータ側へ前記ハウジングから突出している。締結部材は、従動軸の回転軸上でベーンロータと支持部材とを結合している。したがって、支持部材は、ベーンロータと一体となって回転する。支持部材の有する突出部の周囲には、コイル状をなす付勢手段が設けられている。付勢手段は一端をハウジングに係止され、他端で支持部材を進角方向に付勢することが可能となっており、ベーンロータを進角側に付勢する。ハウジングは、付勢手段の一端近傍を径外方向に支持する第1案内手段、および、付勢手段の他端近傍を径外方向に支持する第2案内手段を有している。 According to the first aspect of the present invention, the housing that rotates together with one of the drive shaft and the driven shaft accommodates the vane rotor that rotates relative to the pressure of the working fluid, and has the bearing portion and the protruding portion, and the fastening member , As well as biasing means. The bearing portion of the support member is in contact with the surface of the vane rotor on the side of the counter driven shaft, and rotatably supports the housing. The protruding portion is formed integrally with the bearing portion and protrudes from the housing toward the anti-vane rotor side. The fastening member couples the vane rotor and the support member on the rotation shaft of the driven shaft. Therefore, the support member rotates integrally with the vane rotor. A biasing means having a coil shape is provided around the protruding portion of the support member. One end of the urging means is locked to the housing, and the other end can urge the support member in the advance direction, thereby urging the vane rotor toward the advance side. The housing includes first guide means for supporting the vicinity of one end of the biasing means in the radially outward direction, and second guide means for supporting the vicinity of the other end of the biasing means in the radially outward direction.
従来、上述したように支持部材の周囲にコイル状の付勢手段を設けると、付勢手段に常に作用しているばね荷重によってばねの中心軸線に偏心が生じた場合、コイル状に巻き回された付勢手段の一端近傍がハウジングの端面から突出した支持部材に当接してしまうおそれがある。その結果、ベーンロータの作動に影響を及ぼすことが懸念される。 Conventionally, as described above, when the coil-shaped urging means is provided around the support member, when the center axis of the spring is eccentric due to the spring load always acting on the urging means, the coil is wound in a coil shape. There is a possibility that the vicinity of one end of the biasing means may come into contact with the support member protruding from the end surface of the housing. As a result, there is a concern of affecting the operation of the vane rotor.
これに対し、ハウジングが第1および第2案内手段を有する本発明では、第1案内手段に付勢手段の一端近傍が当接し、第2案内手段に付勢手段の他端近傍が当接するため、付勢手段が支持部材に接触することがない。このため、第1案内手段と第2案内手段が摩擦低減手段として機能し、付勢手段と支持部材間の摩擦が生じなくなり、ハウジングに対するベーンロータの作動抵抗を大幅に軽減することができる。その結果、本発明のバルブタイミング調整装置によると、付勢手段と支持部材との接触摩擦で生じるベーンロータの作動抵抗を低減して、ハウジングに対しベーンロータの作動を円滑にすることができる。 On the other hand, in the present invention in which the housing has the first and second guide means, the vicinity of one end of the urging means abuts on the first guide means, and the vicinity of the other end of the urging means abuts on the second guide means. The biasing means does not come into contact with the support member. For this reason, the first guide means and the second guide means function as friction reducing means, and friction between the biasing means and the support member does not occur, and the operating resistance of the vane rotor with respect to the housing can be greatly reduced. As a result, according to the valve timing adjusting device of the present invention, it is possible to reduce the operating resistance of the vane rotor caused by the contact friction between the urging means and the support member, and to smoothly operate the vane rotor with respect to the housing.
請求項2記載の発明によると、付勢手段の一端は、ハウジングに設けられた第1係止手段に係止されている。付勢手段の他端は、その近傍で径内方向へ折り曲げられる折曲部、および、この折曲部の先端側に形成された最端部を有している。この最端部は、支持部材に設けられた第2係止手段に係止可能となっている。ベーンロータがハウジングに対して最遅角位相から所定の中間位相までの範囲にあるとき、他端の最端部が支持部材の第2係止手段に係止されることで、ベーンロータに進角方向の付勢力を与える。一方、中間位相から最進角位相までの範囲では、折曲部がハウジングの第2案内手段に係止されることで最端部が第2係止手段から解除され、進角方向への付勢力は与えられない。 According to the second aspect of the present invention, one end of the biasing means is locked to the first locking means provided on the housing. The other end of the urging means has a bent portion that is bent in the radially inward direction in the vicinity thereof, and an endmost portion that is formed on the distal end side of the bent portion. This extreme end can be locked to the second locking means provided on the support member. When the vane rotor is in the range from the most retarded phase to a predetermined intermediate phase with respect to the housing, the extreme end of the other end is locked to the second locking means of the support member, so that the vane rotor is advanced in the advance direction. Giving the energizing power. On the other hand, in the range from the intermediate phase to the most advanced angle phase, the bent portion is locked to the second guide means of the housing, so that the outermost end portion is released from the second locking means and attached in the advance angle direction. No power is given.
これにより、付勢手段の付勢力が作用する範囲は、最遅角位相から所定の中間位相までの間に限定される。例えばエンジンストール時、従動軸の駆動トルク等によりベーンロータが遅角した状態で、進角方向への作動流体圧力が低下している場合、ベーンロータを再始動に適した中間位置まで進角させるように付勢手段の付勢力が働く。ベーンロータが作動流体圧力により進角側へ作動している間は、付勢手段によって進角方向に付勢する必要がないので、第2案内手段で係止して進角方向へ余分に作用するトルクを排除することができる。このとき、付勢手段は一端および他端のいずれもハウジングに係止され、支持部材には接触していないため、ベーンロータの作動に干渉しない。したがって、ベーンロータの作動抵抗を軽減し、バルブタイミング調整装置を円滑に作動させることができる。 Thereby, the range in which the urging force of the urging means acts is limited between the most retarded phase and the predetermined intermediate phase. For example, when the working fluid pressure in the advance direction decreases when the vane rotor is retarded due to the drive torque of the driven shaft during engine stall, the vane rotor is advanced to an intermediate position suitable for restart. The biasing force of the biasing means works. While the vane rotor is operated to the advance side by the working fluid pressure, it is not necessary to urge the advance direction in the advance direction by the urging means. Torque can be eliminated. At this time, since the urging means is locked to the housing at both one end and the other end and does not contact the support member, it does not interfere with the operation of the vane rotor. Therefore, the operating resistance of the vane rotor can be reduced, and the valve timing adjusting device can be operated smoothly.
請求項3記載の発明によると、第2案内手段は、固定部と係止部とを有している。固定部はハウジングに固定され、係止部は、固定部に対して回転可能であるとともに、付勢手段の折曲部を係止可能である。例えば、固定部はハウジングに設けられた柱状の軸部であり、係止部は、軸部に回転可能なベアリングである。 According to a third aspect of the present invention, the second guide means has a fixing portion and a locking portion. The fixing portion is fixed to the housing, and the locking portion can rotate with respect to the fixing portion and can lock the bent portion of the urging means. For example, the fixed portion is a columnar shaft portion provided in the housing, and the locking portion is a bearing that can rotate on the shaft portion.
このようにすれば、折曲部の第2案内部への係止が解除されて付勢手段の他端が支持部材の第2係止手段とともに回り動くとき、たとえ他端近傍のコイル外周部分が第2案内手段に接触したとしても、係止部で回転して案内するため摩擦力を抑えることができる。その結果、付勢手段の接触で生じるベーンロータの作動抵抗をより一層低減することができる。 In this way, when the locking of the bent portion to the second guide portion is released and the other end of the urging means moves together with the second locking means of the support member, even if the coil outer peripheral portion near the other end Even if it comes into contact with the second guide means, the frictional force can be suppressed because it is rotated and guided by the locking portion. As a result, the operating resistance of the vane rotor caused by the contact of the urging means can be further reduced.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第1実施形態のバルブタイミング調整装置を図1〜6に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを調整するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A valve timing adjusting device of a first embodiment is shown in FIGS. The valve timing adjusting device of the present embodiment is a hydraulic control type that uses hydraulic oil as a working fluid, and adjusts the valve timing of the intake valve.
図1に示すバルブタイミング調整装置1は、従動軸としてのカムシャフト2に用いられる。図2に示すように、このカムシャフト2は、回転駆動されることで吸気弁10を開閉するものである。バルブタイミング調整装置1は、エンジン80の駆動軸としてのクランクシャフト8とカムシャフト2との位相を変化させることにより、吸気弁10のバルブタイミングを調整する。
A valve
図1に示すように、バルブタイミング調整装置1は、ハウジング3、ベーンロータ5、支持部材6、および付勢手段としてのスプリング7を備えている。ハウジング3は、略円環板状のチェーンスプロケット20およびこのチェーンスプロケット20の前端面に配置された略円筒状のシューハウジング30からなる。チェーンスプロケット20は、外周にギア21を有している。チェーンスプロケット20とシューハウジング30とは、ボルト41によって同軸上に固定され、ベーンロータ5を相対回動自在に収容する空間である収容室40の外壁を構成している。
As shown in FIG. 1, the valve timing adjusting
ベーンロータ5は、ボルト穴4に締結部材としての図示しないボルトを通すことにより、カムシャフト2と同軸上で固定されている。かかる構成により、ベーンロータ5は、カムシャフト2と共に回転し、ハウジング3に対して相対回動可能となっている。作動時において、ハウジング3、ベーンロータ5およびカムシャフト2は、図1に示す矢印IV方向から見て時計方向に回転する。以下、この回転方向を進角方向とする。
The
図2に示すように、ハウジング3のギア21、クランクシャフト8に同軸に固定されているギア81、およびカムシャフト9に同軸に固定されているギア91には、チェーン82が巻き掛けられている。したがって、上述したクランクシャフト8は、チェーン82を介してハウジング3と接続している。これにより、ハウジング3は、クランクシャフト8から駆動力が伝達され、クランクシャフト8に同期して回転する。一方、カムシャフト2にも、ハウジング3を経由してクランクシャフト8の駆動力が伝達される。カムシャフト2は吸気弁20を、カムシャフト9は排気弁90を開閉駆動する。
As shown in FIG. 2, a
図1のIII−III線断面図である図3に示すように、ハウジング3のシューハウジング30は、周壁から径内方向に突出した3個のシュー32、33、34を、周方向にほぼ等間隔で有している。回転方向に隣接するシュー同士の間隙には扇状に仕切られた三箇所の収容室40が形成されている。
As shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, the
ベーンロータ5は、例えば鉄による焼結または鍛造によって形成され、ボス部51と、ボス部51の径外方向に形成されたベーン52、53、54とを有している。ベーン52、53、54は、周方向にほぼ等間隔に配置されており、ボス部51と一体に形成されている。図1に示すように、ベーンロータ5のボス部51とカムシャフト2とは、回転軸方向の端面同士で当接する。ベーンロータ5とカムシャフト2との回転方向の位置決めは、ボス部51に設けた図示しないピン穴と、カムシャフト2に設けた図示しないピン穴とに位置決めピンを嵌合することにより行う。
The
図3に示すように、ベーン52、53、54は、各ベーン収容室40を、進角室としての進角油圧室42、43、44と、遅角室としての遅角油圧室45、46、47とに仕切っている。具体的には、ベーン52によって進角油圧室42と遅角油圧室45とが仕切られ、ベーン53によって進角油圧室43と遅角油圧室46とが仕切られ、同様に、ベーン54によって進角油圧室44と遅角油圧室47とが仕切られている。
As shown in FIG. 3, the
また、ベーンロータ5におけるボス部51の各シュー32、33、34との対向面、ならびに、各ベーン52、53、54のシューハウジング30の筒部との対向面には、シール部材55が配設されている。シール部材55は、ボス部51及び各ベーン52、53、54に形成された溝にはめ込まれており、バネなどにより各シュー32、33、34及びシューハウジング30の筒部に対して付勢されている。かかる構成により、各進角油圧室42、43、44及び各遅角油圧室45、46、47の液密性が高くなる。
In addition, a
さらにまた、カムシャフト2およびベーンロータ5の内部には、各進角油圧室42、43、44に作動油を供給するための進角油路48、ならびに図示しない遅角油路が形成されている。進角油路48および遅角油路への作動油の供給と排出とを切り換えることにより、ハウジング3に対してベーンロータ5は相対回動し、クランクシャフト8に対するカムシャフト2の位相差が調整される。隣接する各油圧室間では、上述したシール部材55によって作動油の漏れを防止している。
Furthermore, inside the
図1に示すように、ベーンロータ5は、ボス部51の反カムシャフト2側端面に、軸方向に略円環状に窪む凹部50を有している。この凹部50には、支持部材6がベーンロータ5とほぼ同軸に圧入されている。支持部材6は、略円環状の底部60を有して凹部50に当接している。この底部60の穴601に挿通される図示しないボルトは、ベーンロータ5のボルト穴4に挿通し、カムシャフト2の端面に締結される。これにより、支持部材6はベーンロータ5とカムシャフト2に同軸上で固定される。支持部材6とベーンロータ5との位置決めは、底部60に設けた孔63と、ベーンロータ5に設けた図示しない孔とに位置決めピンを嵌合して行う。
As shown in FIG. 1, the
支持部材6はさらに、底部60から軸方向に立ち上がる軸受部61、および軸受部61と一体で軸方向に形成された突出部62を有する。軸受部61は略円筒状であり、シューハウジング30のフロントプレート303に形成された支持部材6を回動自在に支持する内壁31に挿通されている。軸受部61の外周壁の直径は、内壁31の直径よりもやや小さく設定されている。これにより、支持部材6の軸受部61は、ハウジング3を回動自在に軸受けしている。その軸の延長上には、突出部62がハウジング3の反カムシャフト2側の端面(以下、前端面という)から外部へ突出して、軸受部61と同一または異なる径を有する略円筒状に形成されている。
The
図4に示すように、付勢手段としてのスプリング7は、突出部62の周囲に設けられている。本実施形態では、スプリング7はコイルバネであり、一端71、他端72、および一端71と他端72との間に略円筒状に巻かれた回巻部78を有する。ここで、一端71は軸方向においてハウジング3に近い方の端であり、周方向における他端72の位置は一端71の略反対側である。
As shown in FIG. 4, the
スプリング7の一端71は、一端近傍の周73上で径外方向へ折り曲げられて延び、ハウジング3の前端面に設けられた第1係止手段35の固定ピン350に係止されている。本実施形態では、第1係止手段35は固定ピン350とその先端に形成される大径のピンヘッド351とからなり、一端71は第1係止手段35に引っ掛けられて係止されている。
One
スプリング7の他端72は、他端近傍の周74が径内方向へ折り曲げられた折曲部75、およびこの折曲部75から先端側に形成された最端部76を有している。この最端部76は、支持部材6に設けられた第2係止手段64に係止可能となっている。第2係止手段64は、突出部62の開口端を周方向に所定の角度で切り欠いた長溝640を有する。支持部材6の突出部62に切り欠く長溝640の開口角度は、図4に示す中間位相から最進角位相までの最大進角範囲の角度よりやや大きく設定されている。最端部76は第2係止手段64の長溝640内に周方向に移動可能に挿入され、係止手段64の最進角側の内壁641に接触することで係止可能となっている。
The
スプリング7の一端71近傍では、周73がハウジング3の前端面のフロントプレート303とほぼ接している。そして、ハウジング3の前端面には、周73の径内側に当接してスプリング7の一端71近傍を突出部62から離して支持する第1案内手段36が設けられている。本実施形態において、第1案内手段36は、ハウジング3のフロントプレート303が突出部62の付け根を囲んでスプリング7の一巻分の厚さだけ反カムシャフト2側に突出している円環状の環状突起300、および環状突起300の外周の一部が径外方向に延びて図4に示す点Oを頂点とする扇型の一部をなすように形成された扇部301を有する。扇部301の円弧面302は、周方向の一端71から他端72までの略中間の位置に、点Oを中心に適当な角度範囲でスプリング7の回巻部78の内径と略同一の径で形成されている。
In the vicinity of one
また、ハウジング3の前端面には、他端72の折曲部75を係止可能な第2案内手段としての固定ピン371が設けられている。本実施形態において、固定ピン371は第1係止手段35の略反対側に設置された、円柱状のピンである。固定ピン371は、スプリング7の他端近傍の周74を径外方向に支持可能に配置される。また、固定ピン371と他端近傍の周74との接点とフロントプレート303の中心の点Oとの距離は、スプリング7の回巻部78の内周の半径の長さと略同一であるように設定されている。
A fixing
次に、バルブタイミング調整装置1の作動を図1〜7を用いて説明する。図4は、エンジン始動前、すなわちエンジン80が停止している時のバルブタイミング調整装置1の状態を示している。また、本実施形態の作用効果は、ベーンロータ5の回転位相の制御に伴いスプリング7に生じる作動トルクを表す図7の特性図において、スプリング揺動トルクのヒステリシスによって説明できる。なお、本発明との対比のため、従来のバルブタイミング調整装置のスプリング揺動トルクを図7に点線で示している。
Next, the operation of the valve
<エンジン停止時>
エンジン80が停止している状態では、図4に示すようにスプリング7の最端部76が第2係止手段64の内壁641に当接しているが、内壁641に進角方向の付勢力を掛けないように、固定ピン371にも折曲部75を引っ掛けられて係止されている。スプリング7には、第1案内手段36の位置で径内方向に偏心しようとする荷重が常に生じており、第1案内手段36はこの荷重をスプリング7に接触する円弧面302で受けて他端72の近傍を支持している。したがって、第1案内手段36および固定ピン371によって、スプリング7は回巻部78の中心軸がハウジング3の中心軸とほぼ同軸に位置して偏心しないようにバルブタイミング調整装置1に保持されている。
<When the engine is stopped>
In the state where the
<エンジン始動後>
エンジン始動後、図1に示す油圧ポンプ11から作動油が十分に供給されると、図3に示す進角油圧室42、43、44および遅角油圧室45、46、47に供給される油圧により、ハウジング3に対しベーンロータ5は相対回動する。そして、各進角油圧室および各遅角油圧室に加わる油圧を制御することにより、クランクシャフト8に対するカムシャフト2の位相差を調整する。
<After starting the engine>
When the hydraulic oil is sufficiently supplied from the
<進角作動時>
バルブタイミング調整装置1が進角方向に作動するとき、図1に示す電子制御装置(ECU)14は、切換弁13に供給する駆動電流を制御する。切換弁13は、油圧ポンプ11と進角油路48とを接続し、図示しない遅角油路とオイルパン12とを接続する。油圧ポンプ11から吐出される作動油は、進角油路48を経由し、図3に示す進角油圧室42、43、44に供給される。進角油圧室42、43、44の油圧がベーン52、53、54に作用し、ベーンロータ5を進角方向に付勢するトルクを発生する。また、遅角油圧室45、46、47の作動油は図示しない遅角油路を経由し、オイルパン12に排出される。
<Advance angle operation>
When the valve
図5に示すように、進角方向に作動するとき、ハウジング3に対して前端面の支持部材6がベーンロータ5と一体で進角方向へ回転し、固定ピン371には、スプリング7の折曲部75が周方向に当接して、進角方向への回転移動を規制される。このとき、支持部材6の第2係止手段64の溝壁面は最端部76から離れて進角し、他端72の係止が解除される。これにより、スプリング7はベーンロータ5に進角方向の付勢力を与えない。したがって、ベーンロータ5は進角室または遅角室に供給される油圧のみによって進角位置が目標位置に制御される。
As shown in FIG. 5, when operating in the advance direction, the
このとき、従来のバルブタイミング調整装置によると、スプリング7の作動トルクは、図7のグラフの破線L10部分で示すようにマイナスとなり、逆にベーンロータ5が最進角位相から始動時の位相に戻るときには、破線L20部分で示す大きさにまで作動トルクが増大して、大きなヒステリシスが生じてしまう。これは、従来、スプリング7に支持部材6の突出部62外周が直接当たっていると、一端近傍の周73が突出部62を押圧することにより、支持部材6が摺動する際の摩擦による作動抵抗が生じるためである。
At this time, according to the conventional valve timing adjusting device, the operating torque of the
そこで、第1実施形態のバルブタイミング調整装置1によると、第1案内部36が設けられていることによって、スプリング7と支持部材6とが隔てられ、しかもスプリング7の一端近傍の周73は円弧面302に沿って形状および軸の位置を保持されている。このため、上述した支持部材6との接触による摩擦は起こらず、ベーンロータ5の作動抵抗も大幅に軽減される。その結果、スプリング7の進角位置での揺動トルクは図7に示すとおり、進角方向時に回転するときにL11、遅角方向へ戻るときにL21で表されていずれの場合もゼロに近く、トルクヒステリシスが小さくなる効果が得られる。
Therefore, according to the valve
<遅角作動時>
エンジン停止前には、例えばエンジン回転数がアイドル回転数の時には、ECU14により遅角制御され、カムシャフト2、ベーンロータ5および支持部材6は図6に示すように最大遅角位相付近で停止した状態となる。この遅角方向への制御を開始する時、切換弁13は油圧ポンプ11と図示しない遅角油路とを接続し、オイルパン12と進角油路48とを接続するので、図3に示すように遅角油圧室45、46、47に作動油が供給されて、作動油圧を受けたベーン52、53、54がスプリング7の進角方向の付勢力に抗して最大遅角位相まで回転する。そして、通常のエンジン停止時、すなわち、イグニッションスイッチをオフしたとき、ECU14による進角制御が行われて初期状態の中間位相まで戻る。
<At retarded angle operation>
Before the engine is stopped, for example, when the engine speed is an idle speed, the
図6に示すように、バルブタイミング調整装置1が遅角方向に作動するとき、スプリング7の最端部76は第2係止手段64の内壁641に押圧されて、遅角方向へ移動する。これにより、折曲部75は固定ピン371から離れて遅角位置に移動し、他端近傍の周74を固定ピン371に径外方向へ支えられ、偏心を防ぐよう規制されながら回転する。このときのスプリング7の揺動トルクは、従来であれば図7のL30に示すように、また、本実施形態によれば一点鎖線L31に示すように、いずれの場合も最大となる。
As shown in FIG. 6, when the valve
ここで、上述した遅角方向への作動の後、最遅角位相においてエンジンストールが起こった場合、進角油圧室42、43、44への作動油の供給がすぐには行われず、油圧低下が生じる。このとき、遅角油圧室45、46、47内の作動油の作用する力がスプリング7の進角方向への付勢力より低下すると、図6の第2係止手段64の内壁641に当接した最端部76が進角方向への付勢力を与えて支持部材6を回転させる。これにより、ベーンロータ5がスプリング7の進角方向の付勢力を受けて進角する。この進角方向への付勢力は他端72が固定ピン371の位置に達するまで作用しており、折曲部75が固定ピン371に接触して係止されると、図4に示す初期状態に戻る。すなわち、ベーンロータ5は通常のエンジン停止時と同じように、ハウジング3に対して始動に最適な中間位相で停止する。
Here, after the operation in the retarding direction described above, when an engine stall occurs in the most retarded phase, the hydraulic oil is not immediately supplied to the advance
最遅角位相からスプリング7の付勢力によってベーンロータ5が進角している間、従来、スプリング7の揺動トルクは図7のL40に示すように遅角しているときのL30よりも小さくなる。このように、従来のバルブタイミング調整装置では、上述したように支持部材6とスプリング7との間に摩擦が起こるため、進角方向に作用するスプリング7の付勢力に摩擦損失が生じている。ここで、本実施形態によれば、上述したように第1案内手段36によって摩擦力の発生を抑えているため、L41に示すように、従来よりも摩擦損失を減らすことができる。したがって、スプリング7の作用トルクのヒステリシスを従来よりも低減し、バルブタイミング調整装置の円滑な作動が実現できる。
While the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態によるバルブタイミング調整装置を、図8〜図11に示す。図8に示すように、第2実施形態は、第1実施形態の固定ピン371に代えて、固定ピン381およびこの固定ピン381の周りに回動可能に取り付けられる軸受ローラ382を第2案内手段として有する。固定ピン381はハウジング3の環状突起300に取り付けられ、軸受ローラ382は、スプリング7の他端近傍を径外方向に支持している。その他の構成については、第1実施形態と実質的に同一の構成をなす部材に同一の符号を付して説明を省略する。
エンジン停止状態の位相を図9、進角位相を図10、および遅角位相を図11に示す。
(Second Embodiment)
Subsequently, a valve timing adjusting device according to a second embodiment is shown in FIGS. As shown in FIG. 8, in the second embodiment, instead of the fixing
FIG. 9 shows the phase of the engine stop state, FIG. 10 shows the advance angle phase, and FIG. 11 shows the retard angle phase.
第2実施形態の作用効果は、スプリング7の揺動トルクが図7の実線部分L11、L121、L32、L42で示す大きさで変動することによって説明される。すなわち、図9に示すエンジン停止状態と図10に示す最進角位相の状態との間では、L11、L12に示した第1実施形態の作用効果と同様である。図11に示すように、遅角方向へ作動するときには、軸受ローラ382への折曲部75の係止が解除され、他端近傍の周74が軸受ローラ382に支持されて遅角方向へ移動する。また、遅角位相で油圧が低下してスプリング7の進角方向の付勢力が働く場合にも、他端近傍の周74が軸受ローラ382に支持されて移動し、最端部76で内壁641に接して支持部材6を進角方向に回転させる。
The effect of the second embodiment is explained by the fact that the swinging torque of the
本実施形態の場合、このような遅角位相での進角方向および遅角方向への作動時には、他端近傍の周74は軸受ローラ382の回転により滑らかに転がり動くため、第1実施形態の固定ピン371のような固定ピンに対して直接摺動する場合に比べて摩擦力を低減できる。したがって、遅角方向への作動中、および、進角方向への付勢力の作用中において、図7のL32およびL42に示すように、従来に比べてスプリング7の作用トルクに生じるヒステリシスがさらに減少する。このため、スプリング7と支持部材6との摩擦による作動抵抗がほとんど生じなくなるのに加えて、ハウジング3の第2案内部との摩擦による作動抵抗も大幅に軽減されるので、付勢力の摩擦損失が低減し、ベーンロータ5の作動が円滑になる。
In the case of the present embodiment, the
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態の固定ピン371に代えて、径内方向にクリアランスδだけ変位した位置に固定ピン372がハウジング3のフロントプレート303に取り付けられている。
さらに、第1実施形態の扇部301に固定ピン391を設け、その固定ピン391に対し回動可能かつスプリング7を径外方向に案内する軸受ローラ392を設ける。
このとき、固定ピン372は、クリアランスδ分だけ径方向内側に位置しているので、スプリング7の他端近傍の周74が固定ピン372に接触しにくく、摩擦による作動抵抗がさらに低減される。
(Third embodiment)
In the third embodiment, instead of the fixing
Further, a fixing
At this time, since the fixing pin 372 is positioned radially inward by the clearance δ, the
(その他の実施形態)
なお、上述の複数の実施形態では、バルブタイミング調整装置のベーンロータが従動軸と共に回転する例について説明した。しかし、本発明によるバルブタイミング調整装置はベーンロータが駆動軸と同期して回転し、ハウジングが従動軸と共に相対回動するものであってもよい。また、上述の複数の実施形態では、バルブタイミング調整装置をエンジンの吸気弁に適用する例について説明したが、本発明によるバルブタイミング調整装置は排気弁に適用してもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiments, the example in which the vane rotor of the valve timing adjusting device rotates with the driven shaft has been described. However, the valve timing adjusting device according to the present invention may be such that the vane rotor rotates in synchronization with the drive shaft, and the housing rotates relative to the driven shaft. In the above-described embodiments, an example in which the valve timing adjusting device is applied to an intake valve of an engine has been described. However, the valve timing adjusting device according to the present invention may be applied to an exhaust valve.
1:バルブタイミング調整装置、2:カムシャフト、3:ハウジング、4:ボルト穴、5:ベーンロータ、6:支持部材、7:スプリング、20:チェーンスプロケット、21:ギア、30:シューハウジング、300:環状突起、301:扇部、302:円弧面、303:フロントプレート、32、33、34:シュー、35:第1係止手段、350:固定ピン、351:ピンヘッド、36:第1案内手段、371:固定ピン(第2案内手段)、381:固定ピン、382:軸受ローラ(第2案内手段)、40:収容室、42、43、44:進角油圧室、45、46、47:遅角油圧室、48:進角油路、50:凹部、51:ボス部、52、53、54:ベーン、55:シール部材、60:底部、601:穴、61:軸受部、62:突出部、64:第2係止手段、640:長溝、641:内壁、71:一端、72:他端、75:折曲部、76:最端部、78:回巻部 1: valve timing adjusting device, 2: camshaft, 3: housing, 4: bolt hole, 5: vane rotor, 6: support member, 7: spring, 20: chain sprocket, 21: gear, 30: shoe housing, 300: Annular protrusion, 301: fan part, 302: arc surface, 303: front plate, 32, 33, 34: shoe, 35: first locking means, 350: fixing pin, 351: pin head, 36: first guiding means, 371: fixed pin (second guide means), 381: fixed pin, 382: bearing roller (second guide means), 40: storage chamber, 42, 43, 44: advance hydraulic chamber, 45, 46, 47: slow Angular hydraulic chamber, 48: advance oil passage, 50: recess, 51: boss, 52, 53, 54: vane, 55: seal member, 60: bottom, 601: hole, 61: bearing, 62: protrusion 64: second locking means, 640: long groove, 641: inner wall, 71: one end, 72: the other end, 75: bent portion, 76: endmost, 78:-turn portion
Claims (3)
前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転し、回転方向に所定角度範囲で形成される収容室を有するハウジングと、
前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室を遅角室および進角室に仕切り、前記遅角室および前記進角室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対し最遅角位相から最進角位相までの範囲で相対回動するように駆動されるベーンロータと、
前記ベーンロータの反従動軸側の面に当接して前記ハウジングを回動可能に軸受けする軸受部、および、前記軸受部と一体に形成されて反ベーンロータ側へ前記ハウジングから突出する突出部を有する支持部材と、
前記従動軸の回転軸上で前記ベーンロータと前記支持部材とを結合する締結部材と、
前記支持部材の前記突出部の周囲に設けられコイル状をなす付勢手段であって、一端が前記ハウジングに係止され、他端が前記支持部材を進角方向に付勢可能となっており、前記ベーンロータを進角方向に付勢する付勢手段とを備え、
前記ハウジングは、前記付勢手段の前記一端の近傍を径外方向に支持する第1案内手段と、前記付勢手段の前記他端の近傍を径外方向に支持する第2案内手段とを有していること
を特徴とするバルブタイミング調整装置。 Provided in a driving force transmission system for transmitting a driving force from a drive shaft of an internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve, and opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve A valve timing adjusting device for adjusting timing,
A housing having a storage chamber that rotates together with one of the drive shaft and the driven shaft and is formed in a predetermined angle range in the rotation direction;
It rotates together with the other of the drive shaft and the driven shaft, partitions the storage chamber into a retard chamber and an advance chamber, and is applied to the housing by the pressure of the working fluid supplied to the retard chamber and the advance chamber. A vane rotor that is driven so as to relatively rotate in a range from the retard angle phase to the most advanced angle phase;
A bearing portion that abuts against the surface of the vane rotor on the side of the anti-driven shaft and rotatably supports the housing, and a support that is formed integrally with the bearing portion and protrudes from the housing toward the anti-vane rotor side. Members,
A fastening member that couples the vane rotor and the support member on the rotation shaft of the driven shaft;
It is a biasing means that is provided around the protruding portion of the support member and forms a coil shape. One end is locked to the housing, and the other end can bias the support member in the advance direction. Urging means for urging the vane rotor in the advance direction,
The housing has first guide means for supporting the vicinity of the one end of the biasing means in the radially outward direction, and second guide means for supporting the vicinity of the other end of the biasing means in the radially outward direction. A valve timing adjusting device characterized by that.
前記ハウジングは、前記付勢手段の前記一端を係止する第1係止手段を有し、
前記支持部材は、前記付勢手段の前記他端の前記最端部を係止可能な第2係止手段を有し、
前記最遅角位相から所定の中間位相までの範囲において、前記最端部が前記支持部材の前記第2係止手段に係止されることによって前記ベーンロータに対し進角方向の付勢力を与え、
前記中間位相から前記最進角位相までの範囲において、前記折曲部が前記第2案内手段に係止され前記最端部が前記第2係止手段から解除されるよう構成されていること
を特徴とする請求項1記載のバルブタイミング調整装置。 The urging means has a bent portion that is bent in a radially inward direction in the vicinity of the other end, and an outermost end portion that is formed on a distal end side of the bent portion,
The housing has first locking means for locking the one end of the biasing means,
The support member has second locking means capable of locking the extreme end of the other end of the biasing means,
In the range from the most retarded phase to a predetermined intermediate phase, the endmost portion is locked by the second locking means of the support member, thereby giving a biasing force in the advance direction to the vane rotor;
In the range from the intermediate phase to the most advanced angle phase, the bent portion is locked to the second guide means, and the endmost portion is released from the second locking means. 2. The valve timing adjusting device according to claim 1, wherein
前記ハウジングに固定される固定部と、
前記固定部に対し回転可能に支持され、前記折曲部を係止可能な係止部とを有すること
を特徴とする請求項2記載のバルブタイミング調整装置。 The second guiding means includes
A fixing portion fixed to the housing;
The valve timing adjusting device according to claim 2, further comprising a locking portion that is rotatably supported with respect to the fixed portion and capable of locking the bent portion.
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