JP2009299643A - Valve timing controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の開閉時期を運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。 The present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the opening / closing timing of an engine valve, which is an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine, according to an operating state.
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置としては種々提供されており、その一つとして、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
Various conventional valve timing control devices for internal combustion engines are provided, and one of them is, for example, one described in
このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトあるいはカムシャフトの一方側と一体的に回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に収容され、前記クランクシャフトとカムシャフトの他方側と一体的に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の径方向へ延びるベーンを介して前記ハウジング内に隔成された遅角油圧室及び進角油圧室と、を備えている。 This valve timing control device is a housing that rotates integrally with one side of the crankshaft or camshaft of the engine, and is rotatably accommodated within the housing, and rotates integrally with the crankshaft and the other side of the camshaft. And a retard hydraulic chamber and an advanced hydraulic chamber separated in the housing via vanes extending in the radial direction of the vane member.
前記ハウジングには、ロックピンの頭部がベーンから突出した状態で移動できるように進角制限溝が設けられており、この進角制限溝は、遅角側の端部がエンジンを始動可能な始動可能位相に設定されている。前記ロックピンは、アイドリング時に第2の油圧制御弁をオフにしてロックピンに対する油圧を解除することにより、ロックピンがベーン部材から押し出されて、ロックピンの頭部が進角制限溝に嵌合している。 The housing is provided with an advance angle limiting groove so that the head of the lock pin protrudes from the vane, and the advance angle limiting groove can start the engine at the retard side. The startable phase is set. When the lock pin is idling, the second hydraulic control valve is turned off to release the hydraulic pressure to the lock pin, so that the lock pin is pushed out of the vane member, and the head of the lock pin is fitted in the advance angle limiting groove. is doing.
したがって、アイドリング時にエンストなどによりエンジンが異常停止しても、進角制限溝の遅角側端部である始動可能位相より遅角側(最遅角側)へベーン部材が回転するのを阻止できるので、再始動時の始動性を極端に悪化させることがなくなる。
前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、ハウジングに対するベーン部材の回転位相を変更するために、前記進角油圧室と遅角油圧室とに選択的に油圧を給排する位相制御用の第1、第2油通路と、前記ロックピン解除用の第3油通路とが、これらの経路途中で互いに近接して配置されていることから、場合によっては、第1,第2油通路からリークした油圧が第3油通路内に流入して、意に反して前記ロックピンをロック解除方向へ移動させてしてしまうとか、あるいはロックピンをロック方向へ移動させてしまうおそれがある。 In the conventional valve timing control device, in order to change the rotation phase of the vane member with respect to the housing, the phase control second control unit selectively supplies and discharges hydraulic pressure to and from the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber. Since the first and second oil passages and the third oil passage for releasing the lock pin are arranged close to each other in the course of these passages, in some cases, the first and second oil passages may leak. The hydraulic pressure that has flown into the third oil passage may cause the lock pin to move in the unlocking direction or move the lock pin in the locking direction.
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、とりわけ、第1制御弁と進角室とを連通する第1通路と、第1制御弁と遅角室とを連通する第2通路と、第2制御弁と突出部材とを連通する第3通路と、を備え、前記第1通路と第2通路及び第3通路は、非回転部に一部が設けられていると共に、該非回転部と、回転する前記ハウジング及びベーン部材とを連通する部位において、前記第3通路と第1通路もしくは第2通路とを隣接して配置すると共に、該隣接する前記第3通路と第1通路もしくは第2通路との間に低圧部を設け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 device, and the invention according to
本発明によれば、前記遅角油圧室と進角油圧室とに油圧を選択的に供給する第1、第2通路の少なくともいずれかと隣接して配置された第3通路との該隣接箇所に低圧部を設けたことによって、前記第1通路あるいは第2通路からリークした流体圧は前記低圧部に流入して、第3通路には流入しなくなることから、突出部材に対する前記流体圧の影響を回避することが可能になる。この結果、意に反した前記突出部材の凹部からの抜け出しや凹部への嵌入が抑制できる。 According to the present invention, at a position adjacent to the third passage disposed adjacent to at least one of the first and second passages for selectively supplying the hydraulic pressure to the retard hydraulic chamber and the advance hydraulic chamber. By providing the low pressure portion, the fluid pressure leaking from the first passage or the second passage flows into the low pressure portion and does not flow into the third passage. It can be avoided. As a result, it is possible to suppress unintentional withdrawal of the protruding member from the recess and insertion into the recess.
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を吸気側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an intake side will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明の一実施形態を示し、機関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スプロケット1と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット1に対して相対回動可能に設けられた吸気側のカムシャフト2と、前記スプロケット1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者の相対回動位相を変換する位相変換機構3と、該位相変換機構3を作動させる第1油圧回路4と、を備えている。
1 to 3 show an embodiment of the present invention, and a
前記スプロケット1は、ほぼ肉厚円板状の本体5と、該本体5の外周一端部に一体に設けられて、前記タイミングチェーンが巻回された歯車部6を有している。前記本体5は、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、外周部の円周方向所定位置に貫通孔5aが形成されている。
The
前記カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる複数のカムが軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部の内部軸心方向に雌ねじ孔2aが形成されている。
The
前記位相変換機構3は、図1及び図3に示すように、前記スプロケット1と一体に設けられたハウジング7と、前記カムシャフト2の一端部の雌ねじ孔2aに螺着するカムボルト8を介して固定されて、前記ハウジング7内に回転自在に収容されたベーン部材9と、前記ハウジング7内に形成されて、該ハウジング7の内周面に有する3つの隔壁部10とベーン部材9とによって隔成されたそれぞれ3つの遅角油圧室11及び進角油圧室12と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
前記ハウジング7は、円筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体の前端開口を閉塞するフロントカバー13と、後端開口を閉塞する前記スプロケット本体5とからなり、ハウジング本体とフロントカバー13及びスプロケット本体5とは、前記隔壁部10を貫通する3本のボルト14によって共締め固定されている。前記フロントカバー13は、中央の外面に円筒部13aが一体に設けられている。
The
前記ベーン部材9は、図1及び図3に示すように金属材によって一体に形成され、カムシャフト2の一端部にカムボルト8によって固定されたベーンロータ15と、該ベーンロータ15の外周面に円周方向のほぼ120°等間隔位置に放射状に突設された3つのベーン16とから構成されている。
The
前記ベーンロータ15は、ほぼ円筒状に形成され、前端面15bのほぼ中央位置に薄肉な段差小径な円筒状の支持部15aが一体に設けられており、この支持部15aの外面と前端面15bとによって前記フロントカバー13を回転自在に支持している。一方、前記ベーン16は、それぞれが各隔壁部10の間に配置されていると共に、外周面にハウジング本体の内面との間をシールするシール部材17がそれぞれ設けられている。
The
また、前記各ベーン16の正逆回転方向の両側面と各隔壁部13の両側面との間に、前述した各遅角油圧室11と各進角油圧室12が隔成されており、各遅角油圧室11と各進角油圧室12とは、前記ベーンロータ15の内部にほぼ放射状に形成された第1連通孔11aと第2連通孔12aによって同じ油圧室同士がそれぞれ連通されている。
Further, the retard
前記第1油圧回路4は、前記各遅角、進角油圧室11,12に対して油圧を選択的に供給あるいは排出するもので、図1に示すように、各遅角油圧室11に対して第1連通路11aを介して油圧を給排する第2通路である遅角油通路18と、各進角油圧室12に対して第2連通路12aを介して油圧を給排する第1通路である進角油通路19と、該各通路18,19に作動油(油圧)を選択的に供給する流体圧供給源であるオイルポンプ20と、機関運転状態に応じて前記遅角油通路18と進角油通路19の流路を切り換える第1制御弁である第1電磁切換弁21とを備えている。前記オイルポンプ20は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものである。
The first hydraulic circuit 4 selectively supplies or discharges hydraulic pressure to or from each of the retard angle and advance angle
前記遅角油通路18と進角油通路19とは、それぞれの一端部が前記第1電磁切換弁21に接続されている一方、他端側が前記ベーン部材9のベーンロータ15の内部及び支持部15a内に挿通保持されたほぼ円柱状の通路構成部37内に軸方向に沿って平行に形成された通路部18a、19aと前記第1,第2連通路11a、12aとを介して前記各遅角油圧室11と各進角油圧室12にそれぞれ連通している。
Each of the
前記通路構成部37は、外側の端部が図外のチェーンカバーに固定されて非回転部として構成されており、その内部軸方向には、前記各通路部18a、19aの他に、後述する第3通路である第1給排通路34の一部を構成する第1給排通路部34aが形成されている。
The
前記第1電磁切換弁21は、図1に示すように、4ポート3位置の比例型弁であって、図外の電子コントローラによって、バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられたスプール弁体を前後方向に移動させて、オイルポンプ20の吐出通路20aと前記いずれかの油通路18,19と連通させると同時に、該他方の油通路18,19とドレン通路22とを連通させるようになっている。なお、オイルポンプ20の吸入通路とドレン通路22とはオイルパン23内に連通している。
As shown in FIG. 1, the first
前記コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ(機関回転数検出)やエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト2の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、第1電磁切換弁21や後述する第2電磁切換弁36の各電磁コイルに制御パルス電流を出力するようになっている。
The controller includes a crank angle sensor (engine speed detection), an air flow meter, a water temperature sensor, a throttle valve opening sensor, and a cam angle sensor that detects the current rotation phase of the
そして、この実施形態では、図1、図3に示すように、ハウジング7に対してベーン部材9を最遅角側と最進角側の中間回転位相位置に保持する保持機構が設けられている。この保持機構は、模式的な図6に示すように、前記スプロケット本体5の内側面の円周方向の所定位置に形成された第1、第2凹部である第1、第2係合溝24,25と、前記ベーン部材9の2つのベーン16,16の内部に設けられて、前記各係合溝24,25にそれぞれ係脱する第1、第2突出部材である第1、第2係合ピン26,27と、該各係合ピン26,27を各係合溝24,25に対して係合あるいは係合を解除する第2油圧回路28と、を備えている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, a holding mechanism that holds the
前記第1係合溝24は、スプロケット本体5の内側面の前記ベーン部材9の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置に対応した位置に形成されて、その内径が図6に示すように、前記第1係合ピン26の先端部26bの外径よりも大きく形成されて、ここに係合された第1係合ピン26が円周方向へ僅かに移動可能になっている。
The
前記第2係合溝25は、その形成位置が同じくベーン部材9の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った位置、つまり第1係合ピン26が第1係合溝24に係合された位置で第2係合ピン27が係合される位置に形成され、内周面25aが断面ほぼ台形状のテーパ面に形成されている。また、この第2係合溝25は、内部が前記溝形成部の底壁に穿設された油孔25bと分岐路19bとを介して前記進角油通路19に連通している。
The
前記第1係合ピン26は、一つのベーン16の内部軸方向に貫通形成された第1ピン孔16a内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第1大径部26aが一体に形成されていると共に、ほぼ円柱状の先端部26bの外周面が該第1係合ピン26の摺動方向と平行な平行面に形成され、その先端面が平坦に形成されている。また、この第1係合ピン26は、基端部側の凹溝底面とフロントカバー13の内面との間に弾装された付勢手段である第1スプリング29のばね力によって第1係合溝24に係合する方向へ付勢されている。
The
前記第2係合ピン27は、他のベーン16の内部軸方向に貫通形成された第2ピン孔16b内に摺動自在に配置され、基端部の外周面に受圧部となる第2大径部27aが一体に形成されていると共に、先端部27bが前記第2係合溝25とほぼ同形の断面ほぼ台形状のテーパ面に形成されている。また、この先端部27bの外径は、第2係合溝25の内径よりも小さく形成されて遊嵌状態に係合して、ベーン部材9が僅かに回転可能になっている。また、この第2係合ピン27は、基端部側の凹溝底面とフロントカバー13の内面との間に弾装された付勢手段である第2スプリング30のばね力によって第2係合溝25に係合する方向へ付勢されている。
The
前記第2油圧回路28は、図1及び図6に記載されているように、前記第1、第2ピン孔16a、16bの前記第1、第2スプリング29、30が収容された空間部に形成された第1押込用受圧室31a及び第2押込用受圧室31bと、第1ピン孔16aの段差部と第1係合ピン26の第1大径部26aとの間に形成された第1解除用受圧室32と、第2ピン孔16bの段差部と第2係合ピン27の第2大径部27aとの間に形成された第2解除用受圧室33と、第1、第2押込用受圧室31a、31bと第2解除用受圧室33に対して前記オイルポンプ20から吐出通路20aの分岐通路20bから油圧を選択的に供給、あるいはドレン通路22を介して排出する第1、第2給排通路34,35と、機関の状態に応じて前記第1、第2給排通路34,35を切り換える第2制御弁である第2電磁切換弁36とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 6, the second
前記第1押込用受圧室31aは、第2電磁切換弁36を介して吐出通路20aから後述する第1油通路孔38aを介して内部に供給された油圧と第1スプリング29のばね力との合成力により前記第1係合ピン26を第1係合溝24方向へ押し込むようになっている。前記第2押込用受圧室31bは、前記吐出通路20aから後述の第2油通路孔38bを介して内部に供給された油圧と第2スプリング30のばね力との合成力により第2係合ピン27を第2係合溝25方向へ押し込むようになっている。
The first pushing
一方、第1解除用受圧室32と前記第2解除用受圧室33は、遅角油圧室11や進角油圧室12への供給油圧と一緒に内部にそれぞれ供給された油圧によって、第1、第2係合ピン26,27を各スプリング29,30のばね力に抗して第1、第2係合溝24,25から後退させてそれぞれの係合を解除するようになっている。
On the other hand, the first release
前記第1、第2給排通路34,35は、各一端側が前記第2電磁切換弁36の対応する通路孔に接続されている一方、他端側の第1給排通路部34aが前記通路構成部37の内部軸方向に前記各通路部18a、19aとほぼ平行に配置形成されていると共に、進角側の通路部19aに隣接状態に配置され、また、前記第2給排通路部35aは、前記カムシャフト2の一端部の内部軸方向に平行に形成されている。
Each of the first and second supply /
前記ベーンロータ15の内部には、前記第1給排通路部34aと前記第1押込用受圧室31aとを連通する前記第1油通路孔38aが形成されていると共に、第1給排通路部34aと第2押込用受圧室31bとを連通する前記第2油通路孔38bが形成されている。
The
一方、前記第2給排通路部35aと第2解除用受圧室33とを連通する第3油通路孔39が形成されている。また、前記第1解除用受圧室32には、前記遅角油圧室11に給排される油圧がベーン部材9の内部に形成された油孔40を介して給排されるようになっている。
On the other hand, a third
また、前記通路構成部37の内部軸方向には、前記進角側の通路部19aと第1給排通路部34aとの間に配置された低圧部である低圧通路45が形成されている。この低圧通路45は、一端開口45aが前記通路構成部37の外周面と支持部15aの支持孔15cの内周面との間、つまり、前記第1給排通路部34aの支持孔15c側に開口したグルーブ溝34cと遅角側の通路部18aの支持孔15c側に開口したグルーブ溝18cとの間に配置されていると共に、他端開口が通路構成部37の外端部から大気に開放されている。なお、前記低圧通路45は、流動遮断手段として構成されている。
Further, a
さらに、前記通路構成部37の外周面の軸方向の前後位置には、円環状の複数の嵌着溝が形成されていると共に、該各嵌着溝に、前記各通路部18a、19aと第1給排通路部34aの支持孔15c側のそれぞれの開口端間の間などをシールする複数のシール部材41が嵌着固定されている。
Further, a plurality of annular fitting grooves are formed in the axial front and rear positions of the outer peripheral surface of the
前記第2電磁切換弁36は、4ポート3位置の比例型弁であって、前記電子コントローラから出力された制御電流(オン−オフ)や内部のバルブスプリングのばね力によってスプール弁体により、前記第1,第2給排通路34,35と前記吐出通路20a及びドレン通路22とを適宜選択的に連通させるようになっている。
The second electromagnetic switching
また、第1係合溝24は、図6に示すように、ベーン部材9の内部に形成された導入孔42を介して前記進角油圧室12と連通しており、前記導入孔42は、第1係合溝24に対して円周方向に沿って開口形成され、ここに供給された油圧によって係合状態にある第1係合ピンの先端部26bの外面を第1係合溝24の内面に円周方向から押し付ける押圧機構として機能するようになっている。
Further, as shown in FIG. 6, the
さらに、前記ベーン部材9の支持部15aの外周側には、図1に示すように、ベーン部材9を遅角側から中間位相方向へ回転付勢する捩りばね43が装着されており、この捩りばね43は、一端43aが前記フロントカバー13の円筒部13aに形成された係止孔に係止され、他端43bがベーンロータ15に形成された円周方向の長孔15cに係止されている(図3参照)。
Further, on the outer peripheral side of the
なお、前記フロントカバー13の円筒部13aの開口端側の内周には、前記捩りばね43の一端側を保持するリング部材44が嵌着固定されている。
A
以下、本実施形態の作用を図3〜図5及び図6〜13に基づいて説明する。 Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5 and FIGS.
まず、機関が停止している状態では、オイルポンプ20が駆動していないので、図6に示すように、各油圧室11,12や第1係合溝24及び各受圧室31〜33内には油圧が供給されることなく、したがって、第1、第2係合ピン26,27は、各スプリング29,30のばね力によってその先端部26b、27bがそれぞれ第1、第2係合溝24,25内に係合状態になっている。
First, in a state where the engine is stopped, the
また、この状態における第1電磁切換弁21は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路20aと進角油通路19とを連通させ、遅角油通路18とドレン通路22とを連通している。一方、第2電磁切換弁36は、スプール弁体がスプリングのばね力で最大一方向の摺動位置に保持されて吐出通路20aと第1給排通路34を連通し、第2給排通路35とドレン通路2を連通している。
Further, in this state, the first
したがって、機関始動する際に、イグニッションスイッチをオン操作すると、図7に示すように、その直後の機関の初爆(クランキング開始)によってオイルポンプ20が駆動してその吐出油圧が、第1給排通路34などを介して第1、第2押込用受圧室31a、31bと進角油圧室12及び導入孔42を介して第1係合溝24内に供給される。このため、第1係合ピン26と第2係合ピン27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30のばね力との合成力によって第1、第2係合溝24、25内で係合状態が維持されている。
Therefore, when the ignition switch is turned on when the engine is started, as shown in FIG. 7, the
続いて、クランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図8に示すように、今度は第2電磁切換弁36に電子コントローラから制御電流が出力されて、スプール弁体が他方向に摺動して第1給排通路34をドレン通路22と連通させ、第2給排通路35と吐出通路20aとを連通路させる。このため、第1、第2押込用受圧室31a、31b内が低圧になる一方、第2解除用受圧室33が高圧になると共に、進角油圧室19の油圧が分岐路19bを介して第2係合溝25内に供給されて高圧になり、これにより、第2係合ピン27が第2係合溝25からスムーズに退出して係合が解除される。
Subsequently, immediately before the cranking is completed and the idling operation is started, as shown in FIG. 8, the control current is output from the electronic controller to the second electromagnetic switching
一方、第1係合ピン26は、導入孔42からの油圧によって先端部26bの外面の一部が、矢印で示すように、第1係合溝24の内面に径方向(スプロケット本体5の円周方向)から強く圧接し、その摩擦抵抗によって第1係合溝24内に強固に係合保持される。
On the other hand, the
このとき、第1係合ピン26は、平坦な先端面が第1係合溝24の底面に密着状態に当接していることから、導入孔42から導入された油圧は、第1係合ピン26を解除させる方向へは力が働かない。
At this time, since the flat front end surface of the
また、この機関始動時は、前述のように、両方あるいは一方の係合ピン26,27が各係合溝24,25に係合していることから、ベーン部材9は、図3に示すように、最遅角位相と最進角位相の中間位相位置に確実に保持されている。したがって、かかる機関の始動性が良好になる。
Further, at the time of starting the engine, as described above, both or one of the engaging
次に、アイドリング運転に移行した場合は、図9に示すように、第2電磁切換弁36はそのままであるが、今度は電子コントローラから第1電磁切換弁21に制御電流が出力されてスプール弁体を他方側へ僅かに移動させて、進角油通路19を閉止して進角油圧室12内に油圧を保持すると共に、吐出通路20aと遅角油通路18とを連通する。
Next, in the case of shifting to idling operation, as shown in FIG. 9, the second electromagnetic switching
このため、遅角油圧室11に油圧が供給されて高圧になり、ベーン部材9が遅角位相側へ僅かに回転し、これによって、第1係合ピン26が第1係合溝24内で同方向に移動して先端部26bの外面と第1係合溝24の内面と圧接が解除される。
For this reason, the hydraulic pressure is supplied to the retarded
同時に、第1解除用受圧室32に油孔40を介して油圧が供給されて、該受圧室32が高圧になり、これによって、第1係合ピン26は、第1係合溝24からスムーズに退出して係合が解除される。このため、ベーン部材9は、正逆方向の自由な回転が可能になる。
At the same time, the hydraulic pressure is supplied to the first release
その後、例えば機関低回転低負荷域に移行した場合は、図10に示すように、第1電磁切換弁21にさらに大きな制御電流が出力されて、スプール弁体が進角油通路19とドレン通路22が連通され、遅角油通路18と吐出通路20aが連通状態を維持する。これによって、図4に示すように、進角油圧室12内の油圧が排出されて低圧になる一方、遅角油圧室11が高圧になって、ハウジング7に対してベーン部材9を最遅角側に回転させる。したがって、スプロケット1に対してカムシャフト2が最遅角側の回転位相に変換される。
Thereafter, for example, when the engine shifts to a low engine speed and low load range, as shown in FIG. 10, a larger control current is output to the first
これにより、吸排気弁のバルブオーバーラップが小さくなり、シリンダ内での残留ガスが減少して燃焼効率が向上し、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。 As a result, the valve overlap of the intake and exhaust valves is reduced, the residual gas in the cylinder is reduced, the combustion efficiency is improved, the engine rotation is stabilized, and the fuel efficiency is improved.
また、例えば機関高回転高負荷域に移行すると、図11に示すように、第1電磁切換弁21により遅角油通路18とドレン通路22が連通されて遅角油圧室11が低圧になる一方、吐出通路20aと進角油通路19及び第2係合溝25が連通されて進角油圧室12と第2係合溝25が高圧になる。このため、第2係合ピン27は、第2スプリング30のばね力に抗して後退位置を維持していると共に、ベーン部材9は、図5に示すように、ハウジング7に対して最進角側に回転してさせる。これにより、カムシャフト2が最進角側の回転位相に変換される。
Further, for example, when the engine shifts to a high engine speed and high load range, as shown in FIG. 11, the
したがって、バルブオーバーラップが大きくなって、吸気の充填効率が高くなり、機関の出力トルクの向上が図れる。 Therefore, the valve overlap is increased, the intake charging efficiency is increased, and the output torque of the engine can be improved.
このように、カムシャフト2の遅角、進角位相への変換は、機関運転状態に応じて任意に設定することが可能になる。
As described above, the conversion of the
さらに、機関を停止する際には、停止前の時点では、通常はアイドリング状態になるから、ベーン部材9が、図9に示すほぼ中間回転位置に戻されている。この状態でイグニッションスイッチをオフ操作すると、図12に示すように、機関の回転が完全に停止する前のいまだ僅かに回転している段階で、第1電磁切換弁21のスプール弁体を中間位置に保持して遅角油通路18と進角油通路19とを閉止すると共に、第2電磁切換弁36が第2給排通路35と吐出通路20aを連通させる。
Further, when the engine is stopped, the
したがって、第1,第2係合ピン26、27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30との合成力で係合方向に付勢されて、第1係合ピン26側は第1係合溝24内に係合するが、第2係合ピン27側は、いまだ第2係合溝25に係合していない。つまり、この時点では、ベーン部材9が、カムシャフト2に発生していた交番トルクによって遅角側へ僅かに回転した状態に位置している(図6参照)。したがって、第1係合ピン26も第1係合溝24内で遅角側に位置した状態で係合していると共に、第2係合ピン27は、第2係合溝25に係合していない状態になっている。
Therefore, the first and second engagement pins 26 and 27 are attached in the engagement direction by the combined force of the hydraulic pressure in the first and second pressing
その後、機関が完全に停止する直前では、図13に示すように、第1電磁切換弁21によって進角油圧室12に油圧が供給されて高圧になり、これによって、ベーン部材9は、第1係合ピン26の第1係合溝24での移動範囲内において進角側へ回転する。したがって、第2係合ピン27は、先端部27bが第2係合溝25と合致した時点で第2スプリング30のばね力によって該第2係合溝25内に係合して、初期の移動位置(図6の中間位置)に保持される。
Thereafter, immediately before the engine is completely stopped, as shown in FIG. 13, the hydraulic pressure is supplied to the advance
以上のように、本実施形態では、機関の始動時において両係合ピン26,27を解除する際には、両方を同時にではなく、クランキング開始からアイドリング運転直前までの間に、前述したように、第2係合ピン27を第2係合溝25から解除しても、第1係合ピン26の先端部26b外面が第1係合溝24の内面に径方向(スプロケット本体5の円周方向)から押付けられてその摩擦抵抗により、係合状態が維持され、その後、油圧室11,2に油圧が供給された段階で第1係合ピン26を解除するようになっているため、ベーン部材9は、かかる始動時における各油圧室11,12に供給された油圧や交番トルクによるばたつきの発生を十分に抑制することができる。この結果、異音の発生を防止できる。
As described above, in the present embodiment, when releasing both the engagement pins 26 and 27 at the time of starting the engine, not both at the same time but between the start of cranking and immediately before the idling operation, as described above. Even if the
また、第2係合ピン27が第2解除用受圧室33内の油圧によって第2係合溝25から解除された後に、第1係合ピン26を解除するようにし、この解除までの間では第1係合ピン26が第1係合溝24に径方向から確実に押付けられているため、第1係合ピン26が誤って解除されてしまうことがない。
Further, after the
一方、イグニッションスイッチをオフ操作して機関が完全に停止されるまでの間では、先に第1係合ピン26が第1係合溝24内に係合され、その後に第2係合ピン27を係合するようになっているため、カムの交番トルクに起因したベーン部材9のばたつきの発生を十分に防止できる。
On the other hand, until the engine is completely stopped after the ignition switch is turned off, the
また、機関再始動時は、前記両係合ピン26,27が両係合溝24,25に係合した状態ではベーン部材9が中間回転位相位置に保持されていることから、始動性が良好になる。
Further, when the engine is restarted, the
さらに、この実施形態では、第2係合ピン27の先端部27bの外周面及び第2係合溝25の内周面がテーパ面に形成されていることから、係脱性が良好になる。
Furthermore, in this embodiment, since the outer peripheral surface of the
そして、本実施例では、前記通路構成部37内に形成された遅角側、進角側の各通路部18a、19aと前記第1給排通路部34aとの間に、大気開放された低圧通路45を形成したことから、前記遅角側の通路部18aの支持孔15c側のグルーブ溝18cから油圧がリークすると、このリークした油圧が低圧通路45の支持孔15c側の一端開口45aから低圧通路45内に流入して第1給排通路部34aへの流入を阻止することができる。
In this embodiment, the low pressure released to the atmosphere between each of the retard-side and advance-angle-
したがって、前記通路部18aから各押込用受圧室31a、31bへの意に反した油圧の供給が抑制されて、各係合ピン26,27に対する前記油圧の影響を回避することが可能になる。この結果、前記係合ピン26,27の各係合溝24,25への不用意な嵌入によるロック作用を防止することができる。
Accordingly, the supply of the hydraulic pressure against the pushing
しかも、シール部材41によっても通路部18aのグルーブ溝18cから第1給排通路部34aのグルーブ溝34cへの油圧の流入を阻止できるので、さらに各係合ピン26,27に対する通路部18a側の油圧の影響を回避することが可能になる。
In addition, the sealing
また、前記複数のシール部材41によって通路構成部37から外部への油圧のリークを十分に防止することができるので、前記各油圧室11,12への油圧の供給応答性の低下を抑制でき、この結果、前記ベーン部材9の相対回転位相変換の応答性が向上して、機関運転状態の変化に即応することができる。
Moreover, since the leakage of the hydraulic pressure from the
また、この実施例では、前述のように、イグニッションスイッチをオン操作すると、その直後の機関の初爆(クランキング開始)によってオイルポンプ20が駆動してその吐出油圧が、第1給排通路34などを介して第1、第2押込用受圧室31a、31bの両方に供給されることから、第1係合ピン26と第2係合ピン27は、第1、第2押込用受圧室31a、31b内の油圧と第1,第2スプリング29、30のばね力との合成力によって第1、第2係合溝24、25内で係合状態を確実に維持することが可能になる。
Further, in this embodiment, as described above, when the ignition switch is turned on, the
また、例えばクランキングが完了してアイドリング運転が開始される直前では、図8に示すように、第2解除用受圧室33が高圧になると共に、前記第2係合溝25も分岐路19bを介して進角油通路19の油圧が供給されて高圧になることから、第2係合ピン27の第2係合溝25からの退出作動が一層良好になって第2係合ピン27による係合を速やかに解除することができる。
Further, for example, immediately before the cranking is completed and the idling operation is started, as shown in FIG. 8, the second release
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、バルブタイミング制御装置を吸気側ばかりか排気側に適用することも可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and the valve timing control device can be applied not only to the intake side but also to the exhaust side.
1…スプロケット
2…カムシャフト
3…位相変換機構
4…第1油圧回路
7…ハウジング
9…ベーン部材
10…隔壁部
11…遅角油圧室
12…進角油圧室
16…ベーン
18…遅角油通路(第2通路)
19…進角油通路(第1通路)
20…オイルポンプ
20a…吐出通路
21…第1電磁切換弁
22…ドレン通路
24…第1係合溝
25…第2係合溝
26…第1係合ピン(突出部材)
27…第2係合ピン(突出部材)
28…第2油圧回路
31a、31b…第1、第2押込用受圧室
32・33…第1、第2解除用受圧室
34・35…第1、第2給排通路(第3通路)
36…第2電磁切換弁
37…通路構成部
41…シール部材
DESCRIPTION OF
19 ... Advance oil passage (first passage)
DESCRIPTION OF
27 ... Second engaging pin (protruding member)
28 ... 2nd
36 ... Second
Claims (5)
前記ハウジング内に回転自在に収容されて前記隔壁部との間に進角室と遅角室とを隔成すると共に、カムシャフトに回転力を伝達するベーン部材と、
該ベーン部材もしくはハウジングの一方側に設けられて、前記他方側の部材方向へ出没自在に移動する突出部材と、
前記ベーン部材もしくはハウジングの他方側の部材に設けられて、前記突出部材の先端が嵌入可能な凹部と、
流体圧供給源から流出した流体圧を前記進角室と遅角室に選択的に給排することによって前記ハウジングに対するベーン部材の相対回転位相を変更する第1制御弁と、
前記流体圧供給源からの流体圧を要求に応じて前記突出部材に作用させて該突出部材を移動させる第2制御弁と、
前記第1制御弁と進角室とを連通する第1通路と、
前記第1制御弁と遅角室とを連通する第2通路と、
前記第2制御弁と突出部材とを連通する第3通路と、
を備え、
前記第1通路と第2通路及び第3通路は、非回転部に一部が設けられていると共に、該非回転部と、回転する前記ハウジング及びベーン部材とを連通する部位において、前記第3通路と第1通路もしくは第2通路とを隣接して配置すると共に、該隣接する前記第3通路と第1通路もしくは第2通路との間に低圧部を設け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 rotational force is transmitted from the crankshaft, and a housing having a partition wall on the inner peripheral surface;
A vane member that is rotatably accommodated in the housing and separates an advance chamber and a retard chamber from the partition wall, and transmits a rotational force to the camshaft;
A protruding member that is provided on one side of the vane member or the housing and moves freely in the direction of the member on the other side;
A recess provided in the vane member or a member on the other side of the housing, into which a tip of the protruding member can be fitted;
A first control valve that changes a relative rotation phase of the vane member with respect to the housing by selectively supplying and discharging the fluid pressure flowing out from the fluid pressure supply source to the advance chamber and the retard chamber;
A second control valve for moving the projecting member by causing the fluid pressure from the fluid pressure supply source to act on the projecting member as required;
A first passage communicating the first control valve and the advance chamber;
A second passage communicating the first control valve and the retard chamber;
A third passage communicating the second control valve and the protruding member;
With
The first passage, the second passage, and the third passage are partially provided in the non-rotating portion, and the third passage is provided at a portion that communicates the non-rotating portion with the rotating housing and vane member. And a first passage or a second passage adjacent to each other, and a low pressure portion is provided between the third passage and the first passage or the second passage adjacent to each other. Timing control device.
前記第1通路と第2通路及び第3通路の前記各隣接部位の間には、シール部材が設けられてい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。 The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein a sealing member is provided between the adjacent portions of the first passage, the second passage, and the third passage.
前記低圧部は、大気圧であ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。 The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the low-pressure portion is atmospheric pressure.
前記ハウジング内に回転自在に収容されて前記隔壁部との間に進角室と遅角室とを隔成すると共に、カムシャフトに回転力を伝達するベーン部材と、
該ベーン部材もしくはハウジングの一方側に設けられて、前記他方側の部材方向へ出没自在に移動する突出部材と、
前記ベーン部材もしくはハウジングの他方側の部材に設けられて、前記突出部材の先端が嵌入可能な凹部と、
流体圧供給源から流出した流体圧を前記進角室と遅角室に選択的に給排することによって前記ハウジングに対するベーン部材の相対回転位相を変更する第1制御弁と、
前記流体圧供給源からの流体圧を要求に応じて前記突出部材に作用させて該突出部材を移動させる第2制御弁と、
前記第1制御弁と進角室とを連通する第1通路と、
前記第1制御弁と遅角室とを連通する第2通路と、
前記第2制御弁と突出部材とを連通する第3通路と、
を備え、
前記第3通路と第1通路もしくは第2通路とが隣接配置される部位を有し、前記第3通路と隣接する第1通路もしくは第2通路との間には、前記第3通路と第1通路あるいは第2通路の該各通路間で互いの流体圧が置換流動するのを規制する流動遮断手段が設けられてい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 rotational force is transmitted from the crankshaft, and a housing having a partition wall on the inner peripheral surface;
A vane member that is rotatably accommodated in the housing and separates an advance chamber and a retard chamber from the partition wall, and transmits a rotational force to the camshaft;
A protruding member that is provided on one side of the vane member or the housing and moves freely in the direction of the member on the other side;
A recess provided in the vane member or a member on the other side of the housing, into which a tip of the protruding member can be fitted;
A first control valve that changes a relative rotation phase of the vane member with respect to the housing by selectively supplying and discharging the fluid pressure flowing out from the fluid pressure supply source to the advance chamber and the retard chamber;
A second control valve for moving the projecting member by causing the fluid pressure from the fluid pressure supply source to act on the projecting member as required;
A first passage communicating the first control valve and the advance chamber;
A second passage communicating the first control valve and the retard chamber;
A third passage communicating the second control valve and the protruding member;
With
The third passage and the first passage or the second passage are adjacent to each other, and the third passage and the first passage are between the first passage and the second passage adjacent to the third passage. A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that a flow blocking means is provided for restricting the displacement of the mutual fluid pressure between the passages or the second passages.
前記ハウジング内に回転自在に収容されて前記隔壁部との間に進角室と遅角室とを隔成すると共に、カムシャフトに回転力を伝達するベーン部材と、
該ベーン部材もしくはハウジングの一方側に設けられて、前記他方側の部材方向へ出没自在に移動する突出部材と、
前記ベーン部材もしくはハウジングの他方側の部材に設けられて、前記突出部材の先端が嵌入可能な凹部と、
流体圧供給源から流出した流体圧を前記進角室と遅角室に選択的に給排することによって前記ハウジングに対するベーン部材の相対回転位相を変更する第1制御弁と、
前記流体圧供給源からの流体圧を要求に応じて前記突出部材に作用させて該突出部材を移動させる第2制御弁と、
前記第1制御弁と進角室とを連通する第1通路と、
前記第1制御弁と遅角室とを連通する第2通路と、
前記第2制御弁と突出部材とを連通する第3通路と、
を備え、
前記第1通路と第2通路との少なくとも一部が隣接配置されていると共に、前記第3通路が第1通路もしくは第2通路に隣接する部位を有し、前記第3通路と第1通路もしくは第2通路の前記隣接する部位の間が大気圧に開放されてい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 rotational force is transmitted from the crankshaft, and a housing having a partition wall on the inner peripheral surface;
A vane member that is rotatably accommodated in the housing and separates an advance chamber and a retard chamber from the partition wall, and transmits a rotational force to the camshaft;
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A first control valve that changes a relative rotation phase of the vane member with respect to the housing by selectively supplying and discharging the fluid pressure flowing out from the fluid pressure supply source to the advance chamber and the retard chamber;
A second control valve for moving the projecting member by causing the fluid pressure from the fluid pressure supply source to act on the projecting member as required;
A first passage communicating the first control valve and the advance chamber;
A second passage communicating the first control valve and the retard chamber;
A third passage communicating the second control valve and the protruding member;
With
At least a part of the first passage and the second passage are arranged adjacent to each other, and the third passage has a portion adjacent to the first passage or the second passage, and the third passage and the first passage or A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the space between the adjacent portions of the second passage is opened to atmospheric pressure.
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