JP2011220137A - Valve timing control device of internal combustion engine - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve timing control device for an internal combustion engine capable of being embodied in a lightweight construction.SOLUTION: The valve timing control device of the internal combustion engine is equipped with a housing body 10 to form a plurality of accommodation chambers by a plurality of shoes 11-15 protruding inward, a housing member HSG furnished with a sealing member (rear plate 9) to seal the housing body 10 at its one end, at least, in the direction of a rotary shaft, vane members 6 installed inside the housing body 10 and partitioning each accommodation chamber into working chambers (angle advancing chambers A1-A5) by a plurality of vanes 61-65 protruding toward the periphery within the respective accommodation chambers so as to change the valve timing while they make relative rotation with respect to the housing member, and supply/exhaust passages (angle advance side supply/exhaust passages consisting of first grooves 515-519 and a second groove 111) having communications with the respective working chambers and performing supply and exhaust of the working fluid (working oil), wherein at least one of the supply/exhaust passages (passage consisting of the first groove 515 and the second groove 111) is open at the mating surface of at least the shoe 11 with the vane 61.

Description

本発明は、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.
従来、ハウジング部材の内周側にシューを突設し、ハウジング部材の内部にベーン部材を設置することで、シューとベーンとの間に作動室を画成し、これらの作動室に作動油を給排することで、ハウジング部材に対するベーン部材の回転角、すなわちクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変換する、いわゆるベーン式の内燃機関のバルブタイミング制御装置が知られている。例えば特許文献1に記載の装置では、作動室に作動油を給排するための給排通路として、溝をハウジング部材の内周側の軸方向端面に設けている。そして、シューと当接するベーンを設け、そのベーンの外周側がシューと当接し、そのベーンの内周側がシューと離間するように構成することで、上記ベーンと上記シューとの間に画成される作動室に上記溝が開口するようにしている。   Conventionally, a shoe is protruded on the inner peripheral side of the housing member, and a vane member is installed inside the housing member, so that a working chamber is defined between the shoe and the vane, and hydraulic oil is supplied to these working chambers. There is known a valve timing control device for a so-called vane type internal combustion engine that converts a rotation angle of a vane member with respect to a housing member, that is, a relative rotation phase of a crankshaft and a camshaft by supplying and discharging. For example, in the device described in Patent Document 1, a groove is provided on the axial end surface on the inner peripheral side of the housing member as a supply / discharge passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the working chamber. A vane that contacts the shoe is provided, and the outer peripheral side of the vane is in contact with the shoe, and the inner peripheral side of the vane is separated from the shoe, so that the vane and the shoe are defined. The groove is opened in the working chamber.
特開2002−235512号公報JP 2002-235512 A
しかし、上記従来の装置では、軽量化が困難だった。本発明の目的とするところは、軽量化を図ることが可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。   However, it is difficult to reduce the weight of the conventional device. An object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that can be reduced in weight.
上記目的を達成するため、本発明の装置は、好ましくは、給排通路の少なくとも1つは、少なくともシューにおけるベーンとの対向面に開口することとした。   In order to achieve the above object, in the apparatus of the present invention, preferably, at least one of the supply / discharge passages opens at least on a surface of the shoe facing the vane.
よって、軽量化を図ることが可能である。   Therefore, it is possible to reduce the weight.
バルブタイミング制御装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a valve timing control device. バルブタイミング制御装置の回転軸を通る部分断面図である(図3のA−A視断面)。It is a fragmentary sectional view which passes along the rotating shaft of a valve timing control apparatus (AA sectional view of FIG. 3). バルブタイミング制御装置を回転軸方向から見た正面図である(最遅角位置)。It is the front view which looked at the valve timing control device from the direction of a rotation axis (most retarded angle position). バルブタイミング制御装置を回転軸方向から見た正面図である(最進角位置)。It is the front view which looked at the valve timing control apparatus from the rotating shaft direction (the most advanced angle position). ロック機構の軸心を通る断面図である(図3のB−B断面)。It is sectional drawing which passes along the axial center of a locking mechanism (BB cross section of FIG. 3).
以下、本発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置を実現する形態を、図面に基づき説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for realizing a valve timing control device for an internal combustion engine of the present invention will be described with reference to the drawings.
[実施例1の構成]
実施例1の内燃機関のバルブタイミング制御装置(以下、装置1という。)は、自動車の内燃機関(以下、機関という。)の吸気側に適用される。なお、機関の排気側の装置に本発明を適用してもよい。
まず、装置1の構成を、図1〜図5に基づき説明する。説明のため装置1の回転軸Oが延びる方向にX軸を設け、吸気カムシャフト(以下、カムシャフト3という。)の側を負方向とする。図1は装置1の各構成部材を分解して同軸上に並べ、斜めから見た図である。図2は、装置1の回転軸Oを通る部分断面を示す。図3及び図4は、フロントプレート8等を取り外した状態の装置1(ハウジング本体10にベーン部材6を組み付けたもの)をX軸正方向側から見た正面図である。図2は図3のA−A視断面に略相当する。図3及び図4において、ベーン部材6及びリアプレート9に形成された溝ないし孔を破線で示す。
[Configuration of Example 1]
The valve timing control device (hereinafter referred to as “device 1”) for an internal combustion engine according to the first embodiment is applied to the intake side of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) of an automobile. The present invention may be applied to a device on the exhaust side of the engine.
First, the structure of the apparatus 1 is demonstrated based on FIGS. For the sake of explanation, the X-axis is provided in the direction in which the rotation axis O of the apparatus 1 extends, and the intake camshaft (hereinafter referred to as camshaft 3) side is the negative direction. FIG. 1 is an exploded view of the constituent members of the device 1 arranged on the same axis and viewed obliquely. FIG. 2 shows a partial section through the axis of rotation O of the device 1. 3 and 4 are front views of the apparatus 1 (with the vane member 6 assembled to the housing body 10) with the front plate 8 and the like removed, as viewed from the X axis positive direction side. FIG. 2 substantially corresponds to the AA cross section of FIG. 3 and 4, grooves or holes formed in the vane member 6 and the rear plate 9 are indicated by broken lines.
カムシャフト3は鉄系金属材料で作られており、シリンダヘッドの上端部内側に軸受けを介して回転自在に支持されている。カムシャフト3の外周面には、機関の吸気弁に対応する位置に駆動カム(吸気カム)が設けられている。カムシャフト3が回転すると吸気カムがバルブリフタないしロッカアーム等を介して吸気弁を開閉作動させる。カムシャフト3のX軸正方向側の端部30には、1つのカムボルト31により、装置1が取り付けられる。
カムボルト31は六角ボルトであり、正六角柱状の頭部310と、外周に雄ねじが形成された軸部311とを有している。頭部310には、座面の保護等のためのワッシャ(平座金)312が一体に形成されている。なお、カムボルトは1本に限らず、六角ボルトに限らず適当なものを採用可能である。ボルトのほかに適当な締結固定手段を採用してもよい。
端部30の内部には、カムボルト31(軸部311)が挿通される1つのボルト孔32、及び後述する遅角通路50及び進角通路51の一部としての軸方向通路502,512等が形成されている。
ボルト孔32は、回転軸O上に、端部30のX軸正方向側の端面300から所定のX軸方向深さまで形成されており、小径部320と大径部321を有している。大径部321は端面300から所定のX軸方向深さまで設けられており、大径部321の直径は、カムボルト31の軸部311よりも若干大きい。小径部320は、大径部321に対して段差を有してX軸負方向に向かって所定の深さまで設けられており、小径部320の直径は、カムボルト31の軸部311と略同じである。小径部320の内周には、カムボルト31の雄ねじに対応する雌ねじが形成され、雌ねじ孔を構成している。
端部30の端面300には、ベーン部材6とカムシャフト3との周方向位置決め用の凸部が設けられている。この凸部は、例えば端面300に設けられた凹部にピンを挿入設置することで構成することが可能である。凸部を設ける方法として、ピンによるのではなく、加工等により直接凸部を形成してもよい。本実施例1のようにピンによる場合は、凸部を直接形成するよりも簡便であり、位置決めに適したピン(ダウエルピン等)を適宜選択することができて有利である。
The camshaft 3 is made of an iron-based metal material, and is rotatably supported on the inner side of the upper end portion of the cylinder head via a bearing. A drive cam (intake cam) is provided on the outer peripheral surface of the camshaft 3 at a position corresponding to the intake valve of the engine. When the camshaft 3 rotates, the intake cam opens and closes the intake valve via a valve lifter or a rocker arm. The device 1 is attached to the end 30 on the X axis positive direction side of the camshaft 3 by one cam bolt 31.
The cam bolt 31 is a hexagon bolt and has a regular hexagonal columnar head 310 and a shaft portion 311 having a male screw formed on the outer periphery. The head 310 is integrally formed with a washer (a plain washer) 312 for protecting the seat surface. Note that the number of cam bolts is not limited to one, and a suitable one is not limited to a hexagon bolt. In addition to the bolt, an appropriate fastening and fixing means may be employed.
Inside the end portion 30, there are formed one bolt hole 32 through which the cam bolt 31 (shaft portion 311) is inserted, axial passages 502, 512 as a part of the retard passage 50 and the advance passage 51 described later, and the like. ing.
The bolt hole 32 is formed on the rotation axis O from the end surface 300 on the X axis positive direction side of the end portion 30 to a predetermined depth in the X axis direction, and has a small diameter portion 320 and a large diameter portion 321. The large diameter part 321 is provided from the end surface 300 to a predetermined depth in the X-axis direction, and the diameter of the large diameter part 321 is slightly larger than the shaft part 311 of the cam bolt 31. The small-diameter portion 320 has a step with respect to the large-diameter portion 321 and is provided to a predetermined depth in the negative X-axis direction. The diameter of the small-diameter portion 320 is substantially the same as the shaft portion 311 of the cam bolt 31. is there. A female screw corresponding to the male screw of the cam bolt 31 is formed on the inner periphery of the small diameter portion 320 to form a female screw hole.
On the end surface 300 of the end portion 30, a convex portion for positioning the vane member 6 and the camshaft 3 in the circumferential direction is provided. The convex portion can be configured by inserting and installing a pin in a concave portion provided on the end surface 300, for example. As a method of providing the convex portion, the convex portion may be formed directly by processing or the like instead of using a pin. In the case of using a pin as in the first embodiment, it is simpler than directly forming a convex portion, and it is advantageous that a pin (such as a dowel pin) suitable for positioning can be selected as appropriate.
装置1は、供給される作動流体の圧力を用いてクランクシャフトに対するカムシャフト3の回転位相を連続的に変化させることで、吸気弁のバルブタイミングを可変制御するアクチュエータである。本実施例1では作動流体として作動液、具体的には作動油(オイル)を用いている。すなわち、装置1は、油圧駆動タイプの位相変換装置である。なお、作動流体として、オイル(作動油)以外の流体を用いることとしてもよい。装置1は、カムシャフト3に対して相対回転可能に設けられ、かつタイミングチェーンを介してクランクシャフトにより回転駆動されるスプロケット2と、スプロケット2とカムシャフト3との間に配置され、スプロケット2(クランクシャフト)とカムシャフト3の相対回転位置(位相)を変更する位相変更機構4と、位相変更機構4を作動させる油圧給排機構5とを有している。装置1のユニットは、ハウジング部材であるハウジングHSGと、ハウジングHSGの内部に収容されたベーン部材6とを有している。位相変更機構4は、ハウジングHSGとベーン部材6により区画形成(画成)された複数の作動室(作動油室ないし作動油圧室)を有している。
ハウジングHSGは、カムシャフト3の端部30に配置されている。ハウジングHSGには、スプロケット2が設けられており、スプロケット2を介してクランクシャフトからの回転力が伝達される。ベーン部材6は、カムボルト31によって端部30にX軸方向から固定されており、ハウジングHSG(スプロケット2)に対して相対回動自在に、ハウジングHSGの内部に収容されている。複数の作動室は、ハウジングHSGの内周に設けられたシュー11〜15とベーン部材6のベーン61〜65とによって区画された遅角室(遅角作動室)R1〜R5及び進角室(進角作動室)A1〜A5を有している。位相変更機構4は、油圧給排機構5から作動油の供給を受け、又は油圧給排機構5へ作動油を排出することで、ハウジングHSG(クランクシャフト)に対するベーン部材6(カムシャフト3)の回転位相を変更する。油圧給排機構5は油圧回路を有しており、油圧回路から作動室に供給される作動油の圧力がベーン61〜65に作用することで、ベーン部材6がハウジングHSGに対して回転し、クランクシャフトに対するカムシャフト3の回転角(位相変換角度)が変更される。油圧給排機構5による作動油の給排は、制御手段としてのコントローラCUにより制御される。
The device 1 is an actuator that variably controls the valve timing of the intake valve by continuously changing the rotational phase of the camshaft 3 relative to the crankshaft using the pressure of the supplied working fluid. In the first embodiment, a working fluid, specifically, working oil (oil) is used as the working fluid. That is, the device 1 is a hydraulic drive type phase conversion device. Note that a fluid other than oil (working oil) may be used as the working fluid. The device 1 is disposed so as to be rotatable relative to the camshaft 3 and is rotationally driven by the crankshaft via a timing chain, and is disposed between the sprocket 2 and the camshaft 3. A phase change mechanism 4 for changing the relative rotational position (phase) of the crankshaft) and the camshaft 3, and a hydraulic supply / discharge mechanism 5 for operating the phase change mechanism 4. The unit of the apparatus 1 includes a housing HSG that is a housing member and a vane member 6 accommodated in the housing HSG. The phase changing mechanism 4 has a plurality of working chambers (working oil chambers or working hydraulic chambers) partitioned (defined) by the housing HSG and the vane member 6.
The housing HSG is disposed at the end 30 of the camshaft 3. The housing HSG is provided with a sprocket 2, and the rotational force from the crankshaft is transmitted through the sprocket 2. The vane member 6 is fixed to the end 30 by the cam bolt 31 from the X-axis direction, and is housed inside the housing HSG so as to be rotatable relative to the housing HSG (sprocket 2). The plurality of working chambers are retarded chambers (retarded working chambers) R1 to R5 and advanced chambers (divided by shoes 11 to 15 provided on the inner periphery of the housing HSG and vanes 61 to 65 of the vane member 6). Advance angle working chambers) A1 to A5. The phase changing mechanism 4 receives supply of hydraulic oil from the hydraulic supply / discharge mechanism 5 or discharges the hydraulic oil to the hydraulic supply / discharge mechanism 5, whereby the vane member 6 (camshaft 3) with respect to the housing HSG (crankshaft). Change the rotation phase. The hydraulic supply / discharge mechanism 5 has a hydraulic circuit, and the pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic circuit to the working chamber acts on the vanes 61 to 65, whereby the vane member 6 rotates with respect to the housing HSG. The rotation angle (phase conversion angle) of the camshaft 3 with respect to the crankshaft is changed. The supply / discharge of hydraulic oil by the hydraulic supply / discharge mechanism 5 is controlled by a controller CU as a control means.
ハウジングHSGは、フロントプレート8と、リアプレート9と、ハウジング本体10とを有している。ハウジング本体10は、鉄系金属材料を焼結することで中空円筒状に作られたハウジング部材(焼結合金体)であり、X軸方向両端が開口している。ハウジング本体10のX軸方向両端には、封止部材としてのフロントプレート8及びリアプレート9がそれぞれ固定され、ハウジング本体10の開口を封止する。なお、ハウジング本体10の形状は特に限定されず、例えば軸方向一端側のみが開口した有底筒状、換言すると封止部材8,9の一方とハウジング本体10とを一体に形成したお椀形状であってもよい。
ハウジング本体10の外周には、ハウジング本体10のX軸方向略中央位置に、スプロケット2が一体に設けられている。スプロケット2は、X軸方向に延在する複数の凸部(歯)を周方向略等間隔に有する歯車であり、ハウジング本体10の焼結成形後、転造により成形される。スプロケット2は、ハウジング本体10と一体に熱処理が施されて高強度、高硬度化されている。スプロケット2にはチェーンが巻回され、チェーンを介してクランクシャフトにより回転駆動されて、ハウジング本体10と共に時計回り方向に回転する。なお、スプロケット2は必ずしもハウジング本体10と一体の部材として設けなくてもよく、またハウジング本体10以外のハウジング部材(リアプレート9等)に設けてもよい。また、スプロケットとチェーンに限らず、プーリとベルトにより動力を伝達するようにしてもよい。例えば、ハウジング本体の外周にプーリを設け、ベルトを巻回してもよい。本実施例1のようにチェーンとスプロケットを用いた場合、装置の軸方向小型化が容易である等の利点を有する。
ハウジング本体10の内周には、複数の(本実施例1では5つの)シュー11〜15が、内周側(回転軸Oの側)に向かって突出するように、ハウジング本体10と一体に成形されている。シュー11〜15は、ハウジングHSGにおいてベーン部材6(ロータ60)と摺動するように設けられ、複数の(本実施例1では5つの)収容室を画成する内壁(隔壁部)を構成している。なお、シュー11〜15をハウジング本体10と別体に設けることとしてもよい。具体的には、回転軸Oの周りの方向(以下、周方向という。)で略等間隔位置に、第1〜第5シュー11〜15が、ハウジング本体10の内周面から内径方向(回転軸Oに向かう方向)に向かって突設されている。図3に示すように、第1〜第5シュー11〜15は、X軸正方向側から見て、この順番で時計回り方向に並んでいる(以下、断り無く「時計回り」「反時計回り」というときは、X軸正方向側から見た場合を言う。)。各シュー11〜15はX軸方向に延びて形成されており、X軸に対して直角方向で切った断面は、内径方向に向かって幅が狭くなる略台形状(側面略U字状)に設けられている。各シュー11〜15の外径側(回転軸Oから離れる方向)の内部には、それぞれ孔110〜150がX軸方向に貫通形成されている。孔110〜150は、ボルトb1〜b5がそれぞれ挿通するボルト孔である。各シュー11〜15のX軸正方向側の端面にはフロントプレート8が固定設置され、X軸負方向側の端面にはリアプレート9が固定設置される。
第1シュー11と第2シュー12の間を除く、隣接する各シュー11〜15の間の隙間の周方向幅は、互いに略同じ大きさに設けられている。第1シュー11と第2シュー12の間の隙間は、後述する幅広の第1ベーン61が収容されるため、その周方向幅が、他のシュー間の上記隙間よりも大きく設けられている。各シューのボルト孔110〜150の中心を通る周方向幅は、第2〜第5シュー12〜15が互いに略同じ大きさに設けられ、第1シュー11の上記幅は、他のシュー12〜15よりも大きく(幅広に)設けられている。
各シュー11〜15の周方向側面(時計回り方向側及び反時計回り方向側の面)は、ハウジング本体10の径方向に延びるように設けられている。例えば、第1シュー11の時計回り方向側に形成された平面部113、及び第2シュー12の反時計回り方向側に形成された平面部121は、X軸方向から見て、ハウジング径方向(回転軸Oを通る径方向直線)と略一致した直線状である。
各シュー11〜15の内径側(先端部)には、各シュー11〜15の周方向側面に若干のアールを介して連続する先端面が、回転軸Oに対向して設けられており、これらの先端面は、後述するベーン部材6のロータ60の外周面600に沿った形状(X軸方向から見て外径方向に向かって僅かに窪んだ円弧状)に形成されている。第1シュー11の先端面の周方向幅は、他のシュー12〜15の先端面よりも広く設けられている。
各シュー11〜15の外径側(根元部分ないし付け根部分)は、若干のアールを介してハウジング本体10の内周面に連続する。第1シュー11の時計回り方向側の根元部分(平面部113のハウジング外径側)には肉盛り部114が一体に形成されている。肉盛り部114は、ハウジング外周側に向かって凸の緩やかな曲面状(湾曲状)である。X軸方向から見て、(ハウジング内部に面する)肉盛り部114の側面は、ハウジング本体10の内周面に対して所定の曲率をもってハウジング内径側に延び広がり、第1シュー11のハウジング径方向における略中間位置で平面部113に連続している。
第1シュー11の外周側(におけるハウジング本体10の外周面)には、時計回り方向側に、上記肉盛り部114とボルト孔110とに挟まれて、凹部116が設けられている。凹部116はハウジング本体10とリアプレート9との周方向位置決め用の凹溝であり、第1シュー11のX軸方向全範囲にわたって形成され、X軸方向から見て、内径側に向かって窪んだ形状に設けられている。
第1〜第5シュー11〜15の内周部(先端部)には、それぞれ凹溝117〜157が設けられている。凹溝117〜157は、X軸方向から見て外径側に向かって略矩形状に窪んで形成されたシール溝であり、シュー11〜15の内周面(先端面)の周方向略中央位置に、回転軸Oの方向に延びるようにX軸方向全範囲にわたって設けられている。シール溝117〜157の内部には、それぞれシール部材S1〜S5が嵌合保持されている。
図2に示すように、シール部材S3は、シール本体138と付勢手段139とを有している。シール本体138は、周方向から見て略コ字状であって、シュー13の略X軸方向長さ分だけ延びるシール面部を有し、シール面部が内周側(回転軸Oの側ないしロータ60の外周面600の側)に面するように、シール溝137に設置されている。付勢手段139は、シールスプリングとしての板バネから構成されており、シール本体138(シール面部)をロータ外周面600の側に向かって押圧付勢するように、シール溝137に設置されている。シール面部はロータ60の(X軸方向全範囲における)外周面600に弾接し、ロータ60がハウジングHSGに対して回転する際、ロータ外周面600に摺接する。他のシール部材S1,S2,S4,S5も同様に構成され、それぞれシール本体118,128,148,158と付勢手段119,129,149,159を有している。
図3及び図5に示すように、第1シュー11の時計回り方向側(平面部113)には、X軸負方向側から所定のX軸方向深さまで、溝111が形成されている。第1シュー11は、その時計回り方向側及びX軸負方向側の角部が、溝111により切り欠かれており、溝111は、第1シュー11の時計回り方向側の面(平面部113)及びX軸負方向側の面に開口している。溝111は、ハウジング本体10を粗材状態で型成形する際に同時に型成形される。溝111は、第1シュー11の内周側端(先端部)からハウジング本体10の外周側へ、第1シュー11の径方向での略中間位置まで、直線的に延びている。溝111が延びる方向に対して垂直な平面で切った溝111の断面は略矩形状である。X軸正方向側から見て、溝111の時計回り方向側の縁は第1シュー11の時計回り方向側の面(平面部113)と一致し、溝111の反時計回り方向側の縁は平面部113と略平行である。周方向(時計回り方向側)から見て、溝111のX軸負方向側の縁は第1シュー11のX軸負方向側の面と一致し、溝111のX軸正方向側の縁は第1シュー11のX軸方向側面と略平行である。溝111の幅は、溝長さ方向で略均等に設けられている。なお、溝幅を均等にしなくてもよい。
また、X軸方向から見て、溝111はシール溝117と重ならないように配置されている。具体的には、溝111の反時計回り方向側の縁は、第1シュー11の先端面において、シール溝117の時計回り方向側の縁よりも若干時計回り方向側に配置されるとともに、外径側へ向かうにつれてシール溝117の上記縁から離間するため、溝111とシール溝117との連通は抑制される。
The housing HSG has a front plate 8, a rear plate 9, and a housing body 10. The housing body 10 is a housing member (sintered alloy body) made into a hollow cylindrical shape by sintering an iron-based metal material, and both ends in the X-axis direction are open. A front plate 8 and a rear plate 9 as sealing members are respectively fixed to both ends of the housing main body 10 in the X-axis direction, and seal the openings of the housing main body 10. The shape of the housing body 10 is not particularly limited. For example, the housing body 10 has a bottomed cylindrical shape opened only at one end in the axial direction, in other words, a bowl shape in which one of the sealing members 8 and 9 and the housing body 10 are integrally formed. There may be.
A sprocket 2 is integrally provided on the outer periphery of the housing body 10 at a substantially central position in the X-axis direction of the housing body 10. The sprocket 2 is a gear having a plurality of convex portions (teeth) extending in the X-axis direction at substantially equal intervals in the circumferential direction, and is formed by rolling after sintering the housing body 10. The sprocket 2 is heat-treated integrally with the housing body 10 and has high strength and high hardness. A chain is wound around the sprocket 2 and is driven to rotate by a crankshaft through the chain and rotates clockwise together with the housing body 10. Note that the sprocket 2 is not necessarily provided as a member integral with the housing body 10, and may be provided on a housing member (such as the rear plate 9) other than the housing body 10. Further, the power may be transmitted not only by the sprocket and the chain but also by a pulley and a belt. For example, a pulley may be provided on the outer periphery of the housing body, and the belt may be wound. When a chain and a sprocket are used as in the first embodiment, there are advantages such as easy downsizing of the apparatus in the axial direction.
On the inner periphery of the housing body 10, a plurality of (in this embodiment, five) shoes 11 to 15 are integrated with the housing body 10 so as to protrude toward the inner periphery side (the rotation axis O side). Molded. The shoes 11 to 15 are provided so as to slide with the vane member 6 (rotor 60) in the housing HSG, and constitute inner walls (partition walls) that define a plurality of (five in the first embodiment) storage chambers. ing. The shoes 11 to 15 may be provided separately from the housing body 10. Specifically, the first to fifth shoes 11 to 15 are arranged in an inner diameter direction (rotation) from the inner peripheral surface of the housing body 10 at substantially equal intervals in a direction around the rotation axis O (hereinafter referred to as a circumferential direction). Projecting toward the axis O). As shown in FIG. 3, the first to fifth shoes 11 to 15 are arranged in the clockwise direction in this order as viewed from the X axis positive direction side (hereinafter referred to as “clockwise” and “counterclockwise without notice”). "Refers to the case viewed from the positive side of the X axis.) Each of the shoes 11 to 15 is formed to extend in the X-axis direction, and a cross section cut in a direction perpendicular to the X-axis has a substantially trapezoidal shape (a side surface is substantially U-shaped) whose width decreases toward the inner diameter direction. Is provided. Holes 110 to 150 are formed in the X axis direction in the outer diameter side (the direction away from the rotation axis O) of the shoes 11 to 15, respectively. The holes 110 to 150 are bolt holes through which the bolts b1 to b5 are respectively inserted. A front plate 8 is fixedly installed on the end surface of each shoe 11-15 on the X-axis positive direction side, and a rear plate 9 is fixedly installed on the end surface of the X-axis negative direction side.
Except between the first shoe 11 and the second shoe 12, the circumferential width of the gap between the adjacent shoes 11 to 15 is set to be approximately the same. The gap between the first shoe 11 and the second shoe 12 is provided with a wider width in the circumferential direction than the gap between the other shoes because a wide first vane 61 described later is accommodated. The circumferential widths passing through the centers of the bolt holes 110 to 150 of the shoes are such that the second to fifth shoes 12 to 15 are provided with substantially the same size, and the width of the first shoe 11 is the same as that of the other shoes 12 to 15. It is larger than 15 (wider).
The circumferential side surfaces (clockwise and counterclockwise surfaces) of the shoes 11 to 15 are provided so as to extend in the radial direction of the housing body 10. For example, the flat surface portion 113 formed on the clockwise side of the first shoe 11 and the flat surface portion 121 formed on the counterclockwise direction side of the second shoe 12 have a housing radial direction ( It is a straight line that is substantially coincident with the radial straight line passing through the rotation axis O.
On the inner diameter side (tip portion) of each shoe 11-15, a tip surface that continues to the circumferential side surface of each shoe 11-15 via a slight radius is provided facing the rotation axis O. Is formed in a shape along an outer peripheral surface 600 of the rotor 60 of the vane member 6 described later (an arc shape slightly depressed in the outer diameter direction when viewed from the X-axis direction). The circumferential width of the tip surface of the first shoe 11 is wider than the tip surfaces of the other shoes 12-15.
The outer diameter side (base part or base part) of each shoe 11-15 continues to the inner peripheral surface of the housing body 10 through a slight radius. A built-up portion 114 is integrally formed at the root portion of the first shoe 11 in the clockwise direction (the housing outer diameter side of the flat portion 113). The build-up portion 114 has a gently curved shape (curved shape) that protrudes toward the outer periphery of the housing. When viewed from the X-axis direction, the side surface of the built-up portion 114 (facing the inside of the housing) extends to the housing inner diameter side with a predetermined curvature with respect to the inner peripheral surface of the housing body 10, and the housing diameter of the first shoe 11 It continues to the plane portion 113 at a substantially intermediate position in the direction.
On the outer peripheral side of the first shoe 11 (in the outer peripheral surface of the housing main body 10), a recess 116 is provided on the clockwise direction side so as to be sandwiched between the build-up portion 114 and the bolt hole 110. The recess 116 is a recess for positioning the housing body 10 and the rear plate 9 in the circumferential direction, and is formed over the entire range of the first shoe 11 in the X-axis direction, and is recessed toward the inner diameter side when viewed from the X-axis direction. It is provided in the shape.
Concave grooves 117 to 157 are provided in the inner peripheral portions (tip portions) of the first to fifth shoes 11 to 15, respectively. The concave grooves 117 to 157 are seal grooves that are formed in a substantially rectangular shape toward the outer diameter side when viewed from the X-axis direction, and are substantially at the center in the circumferential direction of the inner peripheral surfaces (tip surfaces) of the shoes 11 to 15. It is provided at the position over the entire range in the X-axis direction so as to extend in the direction of the rotation axis O. Seal members S1 to S5 are fitted and held in the seal grooves 117 to 157, respectively.
As shown in FIG. 2, the seal member S3 includes a seal body 138 and an urging means 139. The seal body 138 is substantially U-shaped when viewed from the circumferential direction, and has a seal surface portion that extends by the length of the shoe 13 approximately in the X-axis direction. 60 is provided in the seal groove 137 so as to face the outer peripheral surface 600 side). The urging means 139 is composed of a leaf spring as a seal spring, and is installed in the seal groove 137 so as to urge the seal body 138 (seal surface portion) toward the rotor outer peripheral surface 600 side. . The seal surface portion is in elastic contact with the outer peripheral surface 600 (in the entire range in the X-axis direction) of the rotor 60, and is in sliding contact with the rotor outer peripheral surface 600 when the rotor 60 rotates relative to the housing HSG. The other seal members S1, S2, S4, and S5 are similarly configured, and have seal bodies 118, 128, 148, and 158 and biasing means 119, 129, 149, and 159, respectively.
As shown in FIGS. 3 and 5, a groove 111 is formed on the first shoe 11 in the clockwise direction side (plane portion 113) from the X-axis negative direction side to a predetermined depth in the X-axis direction. The corners of the first shoe 11 on the clockwise direction side and the X-axis negative direction side are notched by the grooves 111, and the grooves 111 are formed on the surfaces of the first shoes 11 on the clockwise direction side (planar portions 113). ) And the X-axis negative direction side surface. The groove 111 is molded at the same time when the housing body 10 is molded in a coarse material state. The groove 111 linearly extends from the inner peripheral side end (tip portion) of the first shoe 11 to the outer peripheral side of the housing body 10 to a substantially intermediate position in the radial direction of the first shoe 11. The cross section of the groove 111 cut along a plane perpendicular to the direction in which the groove 111 extends is substantially rectangular. When viewed from the positive side of the X axis, the edge of the groove 111 in the clockwise direction coincides with the surface of the first shoe 11 in the clockwise direction (the plane portion 113), and the edge of the groove 111 in the counterclockwise direction is It is substantially parallel to the plane part 113. When viewed from the circumferential direction (clockwise direction side), the edge of the groove 111 on the X axis negative direction side coincides with the surface of the first shoe 11 on the X axis negative direction side, and the edge of the groove 111 on the X axis positive direction side is It is substantially parallel to the X-axis direction side surface of the first shoe 11. The widths of the grooves 111 are substantially equal in the groove length direction. Note that the groove widths need not be uniform.
Further, the groove 111 is disposed so as not to overlap the seal groove 117 when viewed from the X-axis direction. Specifically, the edge on the counterclockwise direction side of the groove 111 is disposed on the distal end surface of the first shoe 11 slightly more clockwise than the edge on the clockwise direction side of the seal groove 117, and Since the distance from the edge of the seal groove 117 is increased toward the radial side, communication between the groove 111 and the seal groove 117 is suppressed.
フロントプレート8は、鉄系金属材料、具体的には鋼材をプレス加工することによって円板(円盤)状に成形されており、ハウジング本体10のX軸正方向側の開口端、換言すると進角室Aと遅角室RのX軸正方向側の端を閉塞・封止する。
フロントプレート8の直径は、スプロケット2を除くハウジング本体10の外周面の径と略同じ大きさに設けられている。フロントプレート8の内径側の略中央には、孔80がX軸方向に貫通形成されている。孔80は、(カムシャフト3への装置1の組み付け時に)カムボルト31が挿通する挿通孔であり、その直径がワッシャ312よりも僅かに大きい大径孔である。
フロントプレート8には、孔800がX軸方向に貫通形成されている。孔800は、X軸方向から見て略矩形状に孔80に連続して形成されており、孔800の内周面からプレート外径方向に所定距離だけ延びている。ハウジングHSG内にベーン部材6が設置された状態で、孔800は、後述するベーン部材6の径方向溝605とX軸方向で略重なるように配置されており、その周方向幅は、ベーン部材6の全相対回転範囲内で径方向溝605とX軸方向で略重なる寸法に設けられている。孔800は、空気抜き孔であり、径方向溝605とともに、後述するロックピストン71の背圧室72の背圧逃し部を構成している。
フロントプレート8の外径側には、周方向で略等間隔に、5つの孔81〜85がX軸方向に貫通形成されている。孔81〜85は、ボルトb1〜b5がそれぞれ挿通するボルト孔であり、ハウジング本体10の各シュー11〜15のボルト孔110〜150とX軸方向で対向するそれぞれの箇所に設けられている。フロントプレート8は、ボルトb1〜b5の締結力に対する剛性(ボルト頭部が着座する面の強度)を確保できる程度に、X軸方向にできるだけ薄く形成されている。
The front plate 8 is formed into a disk (disk) shape by pressing a ferrous metal material, specifically a steel material, and is an opening end on the X axis positive direction side of the housing body 10, in other words, an advance angle. The ends on the X axis positive direction side of the chamber A and the retarded chamber R are closed and sealed.
The diameter of the front plate 8 is substantially the same as the diameter of the outer peripheral surface of the housing body 10 excluding the sprocket 2. A hole 80 is formed in the center of the inner diameter side of the front plate 8 so as to penetrate in the X-axis direction. The hole 80 is an insertion hole through which the cam bolt 31 is inserted (when the device 1 is assembled to the camshaft 3), and is a large-diameter hole whose diameter is slightly larger than that of the washer 312.
A hole 800 is formed through the front plate 8 in the X-axis direction. The hole 800 is formed continuously to the hole 80 in a substantially rectangular shape when viewed from the X-axis direction, and extends from the inner peripheral surface of the hole 800 by a predetermined distance in the plate outer diameter direction. In a state where the vane member 6 is installed in the housing HSG, the hole 800 is disposed so as to substantially overlap with a radial groove 605 of the vane member 6 to be described later in the X-axis direction. 6 within a total relative rotation range of 6 and a dimension that substantially overlaps the radial groove 605 in the X-axis direction. The hole 800 is an air vent hole and, together with the radial groove 605, constitutes a back pressure relief portion of the back pressure chamber 72 of the lock piston 71 described later.
On the outer diameter side of the front plate 8, five holes 81 to 85 are formed to penetrate in the X-axis direction at substantially equal intervals in the circumferential direction. The holes 81 to 85 are bolt holes through which the bolts b1 to b5 are respectively inserted, and are provided at respective locations facing the bolt holes 110 to 150 of the shoes 11 to 15 of the housing body 10 in the X-axis direction. The front plate 8 is formed as thin as possible in the X-axis direction to such an extent that rigidity against the fastening force of the bolts b1 to b5 (strength of the surface on which the bolt head is seated) can be ensured.
リアプレート9は、ハウジング本体10と同様、鉄系金属材料を焼結することで円板(円盤)状に成形されており、ハウジング本体10のX軸負方向側の開口端、換言すると進角室Aと遅角室RのX軸負方向側の端を、カムシャフト3が挿通可能に、閉塞・封止する。なお、ハウジング本体10とは異なり、リアプレート9は焼結成形後に熱処理が施されないため、ハウジング本体10よりも硬度が低くなっている。
図2に示すように、リアプレート9のX軸方向厚さは、フロントプレート8のX軸方向幅よりも厚く、かつスプロケット2のX軸方向幅と略同じに設けられている。リアプレート9の直径は、スプロケット2を除くハウジング本体10の外周面の径と略同じ大きさに設けられている。
リアプレート9の内径側の略中央には、孔90が、回転軸Oと略同軸に、リアプレート9をX軸方向(回転軸方向)に貫通して形成されている。孔90は、カムシャフト端部30が挿通され回転自在に支持される挿通孔であり、カムシャフト3に対してハウジングHSGを回転自在に支持する支持孔でもある。挿通孔90は、リアプレート9を粗材状態で型成形する際に同時に型成形され、その直径がフロントプレート8の大径孔80と略同じになるように加工される。
リアプレート9の外径側には、周方向で略等間隔に、5つの雌ねじ部91〜95が設けられている。雌ねじ部91〜95は、各シュー11〜15のボルト孔110〜150及びフロントプレート8のボルト孔81〜85とそれぞれX軸方向で対向する箇所に設けられている。雌ねじ部91〜95は、リアプレート9をX軸方向に貫通して形成されたボルト孔をそれぞれ有しており、これらのボルト孔の内周に雌ねじが形成されている。この雌ねじに、ボルトb1〜b5のX軸負方向側先端部の雄ねじがそれぞれ螺着する。
すなわち、フロントプレート8、ハウジング本体10、及びリアプレート9は、ボルトb1〜b5によってX軸方向から共締めにより一体的に結合される。ボルトb1〜b5は、それぞれX軸正方向側からフロントプレート8のボルト孔81〜85及びハウジング本体10のボルト孔110〜150に挿通され、リアプレート9の雌ねじ部91〜95に螺着されることで、ハウジング本体10にフロントプレート8及びリアプレート9を締結固定する。なお、フロントプレート8のボルト孔81〜85及びハウジング本体10のボルト孔110〜150は、ボルトb1〜b5の軸の直径よりも若干大きく設けられている。
図2及び図4に示すように、リアプレート9には、孔96がX軸方向に貫通形成されている。孔96は、後述する係合凹部730を構成するための嵌合孔であって、第1シュー11と第2シュー12により挟まれた収容室において進角室A1側に偏倚した(第1シュー11の時計回り方向側に隣接した)位置に設けられている。
リアプレート9のX軸正方向側の面には、孔96と雌ねじ部91の間であってこれらよりも若干外径側に、ハウジング本体10とリアプレート9との周方向位置決め用の凸部97が、X軸正方向に向かって延びるように設けられている。凸部97は、プレート径方向においてハウジング本体10の凹部116に略対応する位置に、凹部116の周方向幅と略同じ直径で、円柱状に形成されている。凸部97は、例えば、リアプレート9に形成した孔にピンを嵌合することで設けることができる。凸部97のリアプレート9における周方向位置は、凸部97を凹部116に嵌合させたとき、第1シュー11のボルト孔110とリアプレート9の雌ねじ部91とが略同軸上に位置し、かつ、後述する第1ベーン61(平面部614)が第1シュー11(平面部113)に当接した状態(図3参照)で、第1ベーン61の後述する摺動用孔70とリアプレート9の嵌合孔96とが略同軸上に位置するように設けられている。
The rear plate 9 is formed into a disk (disk) shape by sintering a ferrous metal material, like the housing body 10, and is the opening end of the housing body 10 on the X axis negative direction side, in other words, an advance angle. The ends of the chamber A and the retarded chamber R on the X axis negative direction side are closed and sealed so that the camshaft 3 can be inserted. Unlike the housing body 10, the rear plate 9 is not heat-treated after the sintering, and therefore has a lower hardness than the housing body 10.
As shown in FIG. 2, the thickness of the rear plate 9 in the X-axis direction is thicker than the width of the front plate 8 in the X-axis direction, and is substantially the same as the width of the sprocket 2 in the X-axis direction. The diameter of the rear plate 9 is approximately the same as the diameter of the outer peripheral surface of the housing body 10 excluding the sprocket 2.
A hole 90 is formed at substantially the center on the inner diameter side of the rear plate 9 so as to pass through the rear plate 9 in the X-axis direction (rotational axis direction) substantially coaxially with the rotational axis O. The hole 90 is an insertion hole through which the camshaft end 30 is inserted and rotatably supported, and is also a support hole that rotatably supports the housing HSG with respect to the camshaft 3. The insertion hole 90 is molded at the same time when the rear plate 9 is molded in a coarse material state, and is processed so that the diameter thereof is substantially the same as the large-diameter hole 80 of the front plate 8.
On the outer diameter side of the rear plate 9, five female screw portions 91 to 95 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction. The female thread portions 91 to 95 are provided at locations facing the bolt holes 110 to 150 of the shoes 11 to 15 and the bolt holes 81 to 85 of the front plate 8 in the X-axis direction, respectively. The female thread portions 91 to 95 each have bolt holes formed so as to penetrate the rear plate 9 in the X-axis direction, and female threads are formed on the inner periphery of these bolt holes. The male threads at the front ends of the bolts b1 to b5 on the negative side of the X-axis are respectively screwed onto the female threads.
That is, the front plate 8, the housing body 10, and the rear plate 9 are integrally coupled together by bolts b1 to b5 from the X-axis direction. Bolts b1 to b5 are respectively inserted into bolt holes 81 to 85 of front plate 8 and bolt holes 110 to 150 of housing body 10 from the X axis positive direction side, and are screwed into female thread portions 91 to 95 of rear plate 9. As a result, the front plate 8 and the rear plate 9 are fastened and fixed to the housing body 10. The bolt holes 81 to 85 of the front plate 8 and the bolt holes 110 to 150 of the housing body 10 are provided slightly larger than the shaft diameters of the bolts b1 to b5.
As shown in FIGS. 2 and 4, the rear plate 9 is formed with a hole 96 penetrating in the X-axis direction. The hole 96 is a fitting hole for constituting an engaging recess 730 described later, and is biased toward the advance chamber A1 side in the accommodation chamber sandwiched between the first shoe 11 and the second shoe 12 (first shoe). 11 (adjacent to the clockwise direction side).
On the surface on the X axis positive direction side of the rear plate 9, a convex portion for positioning the housing body 10 and the rear plate 9 in the circumferential direction is between the hole 96 and the female screw portion 91 and slightly outside of them. 97 is provided so as to extend in the positive direction of the X-axis. The convex portion 97 is formed in a columnar shape with a diameter substantially the same as the circumferential width of the concave portion 116 at a position substantially corresponding to the concave portion 116 of the housing body 10 in the plate radial direction. The convex portion 97 can be provided, for example, by fitting a pin into a hole formed in the rear plate 9. The circumferential position of the convex portion 97 on the rear plate 9 is such that when the convex portion 97 is fitted into the concave portion 116, the bolt hole 110 of the first shoe 11 and the female thread portion 91 of the rear plate 9 are positioned substantially coaxially. In addition, in a state where a first vane 61 (planar portion 614), which will be described later, is in contact with the first shoe 11 (planar portion 113) (see FIG. 3), a sliding hole 70 and a rear plate, which will be described later, of the first vane 61. 9 fitting holes 96 are provided so as to be positioned substantially coaxially.
リアプレート9のX軸正方向端面には、溝900と、放射状に延びる溝515,516,517,518,519とが設けられている。これらの溝は、リアプレート9を粗材状態で型成形する際に同時に型成形される。溝900は、カムシャフト挿通孔90の内周面のX軸正方向端に設けられた環状溝であり、その内周面の径は、挿通孔90の径よりも若干大きい。溝900は、リアプレート9のX軸正方向端面からX軸負方向側の所定深さ(リアプレート9のX軸方向寸法の半分弱)まで設けられている。
溝515〜519は、リアプレート9のX軸正方向端面に、溝900と略同じX軸方向深さまで形成されている。溝515〜519は、それぞれリアプレート9の内周側から外周側へ直線的に延びており、カムシャフト挿通孔90(溝900)の内周面からプレート径方向における所定位置まで、具体的には各シュー11〜15の径方向での略中間位置まで、それぞれ延びている。なお、溝515〜519を直線的ではなく曲線的に延びるように設けてもよい。X軸方向から見て、溝515〜519の(外径側)先端は半円状に設けられている。溝515〜519が延びる方向に対して垂直な平面で切った溝515〜519の断面は略矩形状である。
図3及び図4に示すように、X軸方向側から見て、各溝515〜519はプレート径方向(回転軸Oを通る径方向直線)に対して傾いて設けられており、内周側(内径側)から外周側(外径側)へ向かうにつれて、直近のシュー11〜15から離間する。例えば、溝516についてみると、溝516の外周側端(の幅方向中心)が、回転軸Oと溝516の内周側端(の幅方向中心)とを結ぶ直線に対して、(溝516に)最も近いシュー12の周方向中心から離間する側に偏倚(オフセット)するように設けられている。他の溝515,517〜519も同様である。
溝515を除く溝516〜519の幅は、溝長さ方向で略均等に設けられている。なお、溝幅を均等にしなくてもよい。溝516〜519は、それぞれ第2〜第5シュー12〜15に周方向で隣接して設けられており、ロータ60の外周側で各シュー12〜15(先端部分)の時計回り方向側に開口し、それぞれ進角室A2〜A5に連通する。X軸方向から見て、各溝516〜519の内径側(基端部分)はロータ60に重なって隠される一方、各溝516〜519の外径側(先端部分)は、一部が各シュー12〜15の内径側(先端部分)と重なり、他の部分がリアプレート9のX軸正方向端面に開口している。換言すると、リアプレート9においてシュー12〜15と対向する面(リアプレート9のX軸正方向端面においてX軸方向でシュー12〜15と対向する部位)にそれぞれ溝516〜519を設けている。各シュー12〜15(先端部分)の時計回り方向側の面は、それぞれ溝516〜519の周方向略中央位置に配されている。換言すると、リアプレート9において、ロータ60の外周側で開口する各溝516〜519は、その略半分がシュー12〜15によりそれぞれ塞がれ、残りの略半分がそれぞれ進角室A2〜A5に開口可能に設けられている。
一方、溝515は、第1シュー11に周方向で重なる位置に設けられている。溝515の幅は、リアプレート9の内周側よりも外周側のほうが狭く設けられている。内周側、すなわち挿通孔90の内周面からロータ外周面600までの溝515の溝幅は他の溝516〜519と同様であるが、ロータ60の外周側で狭くなり、内周側の略半分に設けられている。具体的には、溝515の時計回り方向側の縁は、ロータ外周面600から外周側へ向かうにつれて徐々に反時計回り方向側へ偏倚し、第1シュー11の時計回り方向側の先端アール部分と平面部113との境界付近で平面部113と略一致し、上記境界付近から外周側に向かう部分では、平面部113と略一致した直線状である。一方、溝515の反時計回り方向側の縁は、他の溝516〜519と同様、挿通孔90の内周面から外周側へ向かうにつれて直線状に延びる。よって、溝515は、X軸方向から見て、内周側(基端部分)では、ロータ60と重なって塞がれる一方、外周側(先端部分)では、ロータ外周面600から上記境界付近までの僅かな範囲(第1シュー11の先端アール部分に時計回り方向側で隣接する三角状範囲。図4参照。)でのみリアプレート9のX軸正方向端面に開口し、残りの部分は第1シュー11の時計回り方向側と重なる。
X軸正方向側から見て、溝515の反時計回り方向側の縁は、第1シュー11の時計回り方向側の面(平面部113)及び溝111に対して略平行であるとともに、溝111の反時計回り方向側の縁に対して若干反時計回り方向側に偏倚して位置する。また、溝515の(外径側)先端と溝111の(外径側)先端は略一致する径方向位置に設けられている。換言すると、溝111は、第1シュー11においてX軸方向で溝515と対向する面(X軸負方向端面)に設けられ、X軸方向において(すなわちX軸方向から見て)、溝515の範囲内に含まれるように形成されている。
また、X軸方向から見て、各溝515〜519は各シュー11〜15のシール溝117〜157と重ならないように配置されている。具体的には、各溝515〜519の反時計回り方向側の縁は、各シュー11〜15の先端面において、シール溝117〜157の時計回り方向側の縁と略一致するか、これよりも僅かに時計回り方向側に配置されるとともに、外径側へ向かうにつれてシール溝117〜157の上記縁から離間するため、各溝515〜519とシール溝117〜157との連通は抑制される。
図2に示すように、溝900と溝515〜519は、カムシャフト端部30の後述する環状溝514とX軸方向で重なる深さまで設けられている。具体的には、溝900と溝515〜519は、環状溝514よりも若干小さいX軸方向寸法を有しており、X軸方向で環状溝514の略中央に位置する。よって、各溝515〜519の内径側端は、溝900を介して環状溝514と連通する。溝515〜519は、カムシャフト3側の給排油路(環状溝514等)からの作動油を各進角室A1〜A5にそれぞれ供給し、又は各進角室A1〜A5から作動油をそれぞれカムシャフト3側の給排油路に排出する、進角側の給排通路を構成している(以下、溝515〜519を第1溝515〜519という。)。なお、溝900を省略することとしてもよい。
A groove 900 and radially extending grooves 515, 516, 517, 518, and 519 are provided on the end surface of the rear plate 9 in the X-axis positive direction. These grooves are simultaneously molded when the rear plate 9 is molded in a coarse material state. The groove 900 is an annular groove provided at the X axis positive direction end of the inner peripheral surface of the camshaft insertion hole 90, and the diameter of the inner peripheral surface is slightly larger than the diameter of the insertion hole 90. The groove 900 is provided from the end surface of the rear plate 9 in the X-axis positive direction to a predetermined depth on the X-axis negative direction side (a little less than half the dimension of the rear plate 9 in the X-axis direction).
The grooves 515 to 519 are formed on the end surface of the rear plate 9 in the positive X-axis direction up to substantially the same depth in the X-axis direction as the groove 900. Each of the grooves 515 to 519 linearly extends from the inner peripheral side of the rear plate 9 to the outer peripheral side, and specifically from the inner peripheral surface of the camshaft insertion hole 90 (groove 900) to a predetermined position in the plate radial direction. Each extends to a substantially intermediate position in the radial direction of each shoe 11-15. In addition, you may provide the groove | channels 515-519 so that it may extend curvilinearly. When viewed from the X-axis direction, the tips (outer diameter side) of the grooves 515 to 519 are provided in a semicircular shape. The cross sections of the grooves 515 to 519 cut along a plane perpendicular to the extending direction of the grooves 515 to 519 are substantially rectangular.
As shown in FIGS. 3 and 4, the grooves 515 to 519 are inclined with respect to the plate radial direction (radial straight line passing through the rotation axis O) when viewed from the X-axis direction side, and the inner circumferential side As it goes from the (inner diameter side) to the outer peripheral side (outer diameter side), it moves away from the nearest shoes 11-15. For example, regarding the groove 516, the outer peripheral side end (the center in the width direction) of the groove 516 is (groove 516 with respect to the straight line connecting the rotation axis O and the inner peripheral side end (the center in the width direction) of the groove 516. B) It is provided so as to be biased (offset) to the side away from the circumferential center of the nearest shoe 12. The same applies to the other grooves 515, 517 to 519.
The widths of the grooves 516 to 519 excluding the groove 515 are substantially evenly provided in the groove length direction. Note that the groove widths need not be uniform. The grooves 516 to 519 are respectively provided adjacent to the second to fifth shoes 12 to 15 in the circumferential direction, and open to the clockwise direction side of the shoes 12 to 15 (tip portions) on the outer peripheral side of the rotor 60. And communicate with the advance chambers A2 to A5, respectively. When viewed from the X-axis direction, the inner diameter side (base end portion) of each of the grooves 516 to 519 is hidden by overlapping the rotor 60, while the outer diameter side (tip end portion) of each of the grooves 516 to 519 is partially part of each shoe. 12 to 15 are overlapped with the inner diameter side (tip portion), and the other portion is opened on the end surface of the rear plate 9 in the X-axis positive direction. In other words, grooves 516 to 519 are provided on the surface of the rear plate 9 facing the shoes 12 to 15 (the portion facing the shoes 12 to 15 in the X-axis direction on the end surface of the rear plate 9 in the X-axis positive direction). The surfaces on the clockwise direction side of the shoes 12 to 15 (tip portions) are arranged at substantially the center positions in the circumferential direction of the grooves 516 to 519, respectively. In other words, in the rear plate 9, each of the grooves 516 to 519 opened on the outer peripheral side of the rotor 60 is closed approximately half by the shoes 12 to 15, and the other approximately half is respectively advanced to the advance chambers A2 to A5. It is provided so that it can be opened.
On the other hand, the groove 515 is provided at a position overlapping the first shoe 11 in the circumferential direction. The width of the groove 515 is narrower on the outer peripheral side than on the inner peripheral side of the rear plate 9. The groove width of the groove 515 from the inner peripheral side, that is, the inner peripheral surface of the insertion hole 90 to the rotor outer peripheral surface 600 is the same as that of the other grooves 516 to 519. It is provided in about half. Specifically, the edge of the groove 515 on the clockwise direction side gradually deviates counterclockwise as it goes from the rotor outer peripheral surface 600 to the outer peripheral side, and the distal end round portion of the first shoe 11 on the clockwise direction side. In the vicinity of the boundary between the flat portion 113 and the flat portion 113, the flat portion 113 substantially coincides with the flat portion 113, and the portion extending from the vicinity of the boundary toward the outer peripheral side has a substantially straight line shape. On the other hand, the edge on the counterclockwise direction side of the groove 515 extends linearly from the inner peripheral surface of the insertion hole 90 toward the outer peripheral side, like the other grooves 516 to 519. Therefore, the groove 515 is closed by overlapping with the rotor 60 on the inner peripheral side (base end portion) when viewed from the X-axis direction, while from the rotor outer peripheral surface 600 to the vicinity of the boundary on the outer peripheral side (tip end portion). (The triangular area adjacent to the tip rounded portion of the first shoe 11 in the clockwise direction, see FIG. 4), the rear plate 9 opens at the end surface in the positive direction of the X axis, and the remaining portion is the first portion. It overlaps the clockwise direction side of one shoe 11.
When viewed from the positive X-axis side, the counterclockwise edge of the groove 515 is substantially parallel to the clockwise surface of the first shoe 11 (plane portion 113) and the groove 111, and the groove It is located slightly deviated counterclockwise with respect to the counterclockwise direction edge of 111. In addition, the (outer diameter side) tip of the groove 515 and the (outer diameter side) tip of the groove 111 are provided at substantially the same radial position. In other words, the groove 111 is provided on the surface of the first shoe 11 that faces the groove 515 in the X-axis direction (end surface in the negative X-axis direction), and in the X-axis direction (that is, viewed from the X-axis direction) It is formed to be included in the range.
Further, when viewed from the X-axis direction, the grooves 515 to 519 are arranged so as not to overlap the seal grooves 117 to 157 of the shoes 11 to 15. Specifically, the counterclockwise edges of the grooves 515 to 519 substantially coincide with the clockwise edges of the seal grooves 117 to 157 at the tip surfaces of the shoes 11 to 15, respectively. However, since the seal grooves 117 to 157 are separated from the edge as they go to the outer diameter side, the communication between the grooves 515 to 519 and the seal grooves 117 to 157 is suppressed. .
As shown in FIG. 2, the groove 900 and the grooves 515 to 519 are provided to a depth overlapping with an annular groove 514 (described later) of the camshaft end 30 in the X-axis direction. Specifically, the groove 900 and the grooves 515 to 519 have a slightly smaller dimension in the X-axis direction than the annular groove 514, and are positioned approximately at the center of the annular groove 514 in the X-axis direction. Therefore, the inner diameter side ends of the grooves 515 to 519 communicate with the annular groove 514 through the groove 900. The grooves 515 to 519 supply hydraulic oil from the supply / discharge oil passage (annular groove 514 and the like) on the camshaft 3 side to the advance chambers A1 to A5, respectively, or supply hydraulic oil from the advance chambers A1 to A5. Advancing-side supply / discharge passages are respectively discharged to the supply / discharge oil passages on the camshaft 3 side (hereinafter, grooves 515 to 519 are referred to as first grooves 515 to 519). Note that the groove 900 may be omitted.
ベーン部材6は、カムシャフト3と一体になって時計回り方向に回転する従動回転体(従動部材)である。ベーン部材6は、ハウジング本体10と同様、鉄系金属材料を焼結することで成形されている。ベーン部材6は、作動油圧を受ける5枚の羽根である第1〜第5ベーン61〜65と、各ベーン61〜65の内径側(回転中心側)に設けられ、カムボルト31によってカムシャフト3に略同軸に固定される回転軸部であるロータ60とを有するベーンロータである。   The vane member 6 is a driven rotating body (driven member) that rotates integrally with the camshaft 3 in the clockwise direction. Like the housing body 10, the vane member 6 is formed by sintering an iron-based metal material. The vane member 6 is provided on the inner diameter side (rotation center side) of the first to fifth vanes 61 to 65, which are five blades that receive the hydraulic pressure, and to the camshaft 3 by the cam bolt 31. It is a vane rotor which has the rotor 60 which is a rotating shaft part fixed substantially coaxially.
ロータ60は円柱状であり、各シュー11〜15の先端部に嵌着されたシール部材S1〜S5に対して摺動しつつ、ハウジングHSGに対して回転可能に支持される。
ロータ60のX軸方向長さは、ハウジング本体10のX軸方向長さよりも僅かに小さい。ロータ60には、そのX軸負方向側の面からX軸正方向側に向かってロータ60の半分弱の深さまで、有底の孔601が、ロータ60と略同軸に(回転軸O上に)形成されている。孔601は、カムシャフト端部30の挿通部301が挿通・設置されるカムシャフト挿通孔であり、孔601の直径はカムシャフト3(挿通部301)の直径よりも僅かに大きい。
ロータ60には、孔601のX軸正方向側の底部に、孔602が、回転軸O上に貫通形成されている。孔602は、X軸正方向側からカムボルト31の軸部311が挿通されるボルト孔であり、孔602の直径は軸部311よりも若干大きい。ロータ60には、孔601のX軸正方向側の底部に、孔602に連続して、孔603がX軸方向に貫通形成されている。孔603は、カムシャフト端面300に設けられた凸部と嵌合し、カムシャフト3に対するベーン部材6の周方向位置決めに用いられる位置決め孔であり、孔602からロータ外径方向に延びて形成されている。孔603は、X軸方向から見て、半長円状であり、径方向に延びて周方向で互いに対向する2つの直線部と、半円弧状に形成された1つの曲線部とを有している。上記凸部は、X軸負方向側から孔603に挿通され、嵌合する。孔603の周方向寸法(上記直線部間の距離)は、上記凸部の周方向寸法よりも僅かに大きく設けられ、上記凸部が孔603に嵌合した状態で、ベーン部材6とカムシャフト3の周方向のガタが発生しない寸法に設定されている。
The rotor 60 has a cylindrical shape, and is supported rotatably with respect to the housing HSG while sliding with respect to the seal members S1 to S5 fitted to the tip portions of the shoes 11 to 15.
The length of the rotor 60 in the X-axis direction is slightly smaller than the length of the housing body 10 in the X-axis direction. The rotor 60 has a bottomed hole 601 that is substantially coaxial with the rotor 60 from the surface on the negative side of the X-axis toward the positive direction of the X-axis to a depth slightly less than half of the rotor 60 (on the rotation axis O) ) Is formed. The hole 601 is a camshaft insertion hole into which the insertion portion 301 of the camshaft end 30 is inserted and installed, and the diameter of the hole 601 is slightly larger than the diameter of the camshaft 3 (insertion portion 301).
In the rotor 60, a hole 602 is formed through the rotation axis O at the bottom of the hole 601 on the X axis positive direction side. The hole 602 is a bolt hole through which the shaft portion 311 of the cam bolt 31 is inserted from the X axis positive direction side, and the diameter of the hole 602 is slightly larger than the shaft portion 311. In the rotor 60, a hole 603 is formed in the bottom of the hole 601 on the X axis positive direction side so as to penetrate the hole 602 in the X axis direction. The hole 603 is a positioning hole that fits with a convex portion provided on the camshaft end surface 300 and is used for circumferential positioning of the vane member 6 with respect to the camshaft 3, and is formed to extend from the hole 602 in the rotor outer diameter direction. ing. The hole 603 has a semi-oval shape when viewed from the X-axis direction, and includes two linear portions extending in the radial direction and facing each other in the circumferential direction, and one curved portion formed in a semi-arc shape. ing. The convex portion is inserted and fitted into the hole 603 from the X-axis negative direction side. The circumferential dimension of the hole 603 (distance between the linear portions) is slightly larger than the circumferential dimension of the convex portion, and the vane member 6 and the camshaft are fitted with the convex portion fitted into the hole 603. 3 is set to a dimension that does not generate play in the circumferential direction.
ロータ60の外周には、周方向で略等間隔に、第1〜第5ベーン61〜65が、外径方向に向かって突出して放射状に設けられている。時計回り方向で、第1〜第5ベーン61〜65はこの順番で並んで設けられ、ロータ60と一体に成形されている。
各ベーン61〜65のX軸に対して直角方向の断面は、外径方向に向かうにつれて周方向幅が広くなる略台形状に形成されている。なお、ベーン61〜65の断面形状は適宜変更可能である。各ベーン61〜65のX軸方向長さはロータ60のX軸方向長さと略同じである。周方向における第2〜第5ベーン62〜65の幅は、略同じである。第1ベーン61の周方向幅は第2〜第5ベーン62〜65よりも広く、最大幅となっており、後述する摺動用孔70を形成してロックピストン71を収容することを可能としている。各ベーン61〜65の周方向間隔は、ベーン部材6の重心を回転軸O上に近づけるように調整されている。ベーン部材6がハウジングHSG内に設置された状態で、各ベーン61〜65のX軸正方向側の面は、フロントプレート8のX軸負方向側の面に対して僅かな隙間を介して対向し、各ベーン61〜65のX軸負方向側の面は、リアプレート9のX軸正方向側の面に対して僅かな隙間を介して対向している。第1ベーン61は第1シュー11と第2シュー12の間、第2ベーン62は第2シュー12と第3シュー13の間、第3ベーン63は第3シュー13と第4シュー14の間、第4ベーン64は第4シュー14と第5シュー15の間、第5ベーン65は第5シュー15と第1シュー11の間の収容室に、それぞれ配置される。
第1〜第5ベーン61〜65の外径側の先端部には、溝611〜651がX軸方向に沿ってそれぞれ形成されている。溝611〜651の内部には、それぞれシール部材612〜652が設置されている。シール部材612〜652は、各シュー11〜15のシール部材S1〜S5と同様の構造を有しており、ハウジング本体10の内周面に液密に摺接するシール本体と、シール本体を上記内周面に向けて押圧する付勢手段としてのシールスプリング(板バネ)とを有し、それぞれシール溝611〜651に嵌着保持されている。
On the outer periphery of the rotor 60, first to fifth vanes 61 to 65 are provided radially at substantially equal intervals in the circumferential direction so as to protrude toward the outer diameter direction. The first to fifth vanes 61 to 65 are provided in this order in the clockwise direction, and are formed integrally with the rotor 60.
The cross section of each vane 61 to 65 in the direction perpendicular to the X-axis is formed in a substantially trapezoidal shape with the circumferential width becoming wider toward the outer diameter direction. The cross-sectional shapes of the vanes 61 to 65 can be changed as appropriate. The length of each vane 61 to 65 in the X-axis direction is substantially the same as the length of the rotor 60 in the X-axis direction. The widths of the second to fifth vanes 62 to 65 in the circumferential direction are substantially the same. The circumferential width of the first vane 61 is wider than the second to fifth vanes 62 to 65 and has the maximum width, and it is possible to accommodate the lock piston 71 by forming a sliding hole 70 described later. . The intervals in the circumferential direction of the vanes 61 to 65 are adjusted so that the center of gravity of the vane member 6 is close to the rotation axis O. In a state where the vane member 6 is installed in the housing HSG, the surfaces on the X axis positive direction side of the vanes 61 to 65 are opposed to the surfaces on the X axis negative direction side of the front plate 8 with a slight gap. The surfaces on the X-axis negative direction side of the vanes 61 to 65 are opposed to the surface on the X-axis positive direction side of the rear plate 9 with a slight gap. The first vane 61 is between the first shoe 11 and the second shoe 12, the second vane 62 is between the second shoe 12 and the third shoe 13, and the third vane 63 is between the third shoe 13 and the fourth shoe 14. The fourth vane 64 is disposed between the fourth shoe 14 and the fifth shoe 15, and the fifth vane 65 is disposed in the accommodating chamber between the fifth shoe 15 and the first shoe 11.
Grooves 611 to 651 are formed along the X-axis direction at the outer diameter end portions of the first to fifth vanes 61 to 65, respectively. Seal members 612 to 652 are installed in the grooves 611 to 651, respectively. The seal members 612 to 652 have the same structure as the seal members S1 to S5 of the respective shoes 11 to 15, and the seal body that is in fluid-tight sliding contact with the inner peripheral surface of the housing body 10 and the seal body in the above-described manner. It has a seal spring (plate spring) as urging means for pressing toward the peripheral surface, and is fitted and held in seal grooves 611 to 651, respectively.
ベーン部材6は、ハウジングHSGとの間で、作動油が給排される進角室Aと遅角室Rを形成している。すなわち、X軸方向から見て、隣り合うシュー11〜15の間で5つの収容室が画成されており、これらの収容室はそれぞれベーン61〜65によって進角室A及び遅角室Rに画成されている。換言すると、ベーン61等はシュー11等との間で複数の作動室A,Rを形成する。これらの作動室A,RにオイルポンプPから供給される作動油を導入し、作動油を介してベーン部材6とハウジングHSGとの間の回転伝達を行う。具体的には、フロントプレート8のX軸負方向側の面と、リアプレート9のX軸正方向側の面と、ロータ60の外周面600と、各ベーン61〜65の周方向での両側面と、各シュー11〜15の周方向での両側面との間で、5組の油圧作動室、すなわち5つの進角室A1〜A5と5つの遅角室R1〜R5が画成されている。第1シュー11の時計回り方向側の面と第1ベーン61の反時計回り方向側の面との間に第1進角室A1が、第1ベーン61の時計回り方向側の面と第2シュー12の反時計回り方向側の面との間に第1遅角室R1が、それぞれ画成されており、同様に、第2〜第5進角室A2〜A5と第2〜第5遅角室R2〜R5が、それぞれ画成されている。
進角室A及び遅角室Rは、シール部材S1等によりそれぞれ液密状態に保たれ、シュー先端部(ロータ外周面)及びベーン先端部(ハウジング本体内周面)における作動室A,R間の作動油の漏出が抑制されている。なお、これらのシール部材S1等を省略することとしてもよい。シール部材S1等として、本実施例1で用いた以外のタイプも採用可能である。付勢手段119等として板バネ以外の弾性部材を用いたり、シール本体118等そのものを弾性変形させて付勢手段を省略したりしてもよい。また、ベーン部材6の外周部にシール溝を設け、シュー11〜15の先端部と摺接するように上記シール溝にシール部材を設置することとしてもよい。本実施例1では、シュー11〜15の先端部にシール部材を設置したため、作動室への作動油の給排通路(後述する孔505〜509、第1溝515〜519)をロータ外周面600よりも内周側に配置する際、これらの通路のレイアウト自由度を向上可能である。
第1ベーン61の反時計回り方向側には、平面部614が形成されている。平面部614は、ロータ径方向に延びて形成され、X軸方向から見て、回転軸Oを通る径方向直線と略一致した直線状に延びる平面を有しており、周方向で第1シュー11の平面部113と対向している。平面部614は、第1ベーン61の根元部分において、若干のアール(第1シュー11の先端部のアールと略同様の、ないしこれよりも僅かに小さい曲率半径)を介して、ロータ外周面600に連続する。第1ベーン61の反時計回り方向側の外径側(先端部)には、平面部614に連続して、周方向で第1シュー11の肉盛り部114と対向する位置に、切り欠き部615が設けられている。切り欠き部615は、X軸方向から見て、外側に凸の略円弧状であり、肉盛り部114の円弧状外周面と略同じ曲率(曲面形状)を有し、後述する孔70を取り囲むように、孔70に沿って略90度強の角度範囲にわたり設けられている。
第1ベーン61の時計回り方向側には、平面部617が形成されている。平面部617は、平面部614と同様、ロータ径方向に直線状に延びて形成された平面を有しており、周方向で第2シュー12の平面部121と対向している。第1ベーン61の時計回り方向側の内径側(根元部分)には、平面部617に隣接して、切り欠き部618が設けられている。切り欠き部618は、第1ベーン61の根元部分を平面部617から同ベーン61の周方向中心側へ抉り取った形状に形成される凹溝であり、X軸正方向から見て、反時計回り方向に凸の略三角状を有している。切り欠き部618は、ベーン部材6の型成形時に同時に成形される。
第1ベーン61の内部には、孔70がX軸方向に貫通形成されている。図5に示すように、孔70は、X軸負方向側に設けられた小径部701とX軸正方向側に設けられた大径部702からなる。小径部701の内周面の径は、大径部702の内周面の径よりも小さく設けられている。
第1ベーン61において孔70の反時計回り方向側に隣接する部分(平面部614)の肉厚(周方向寸法)は、孔70の周囲の強度を最低限確保可能な程度に小さく(薄肉に)設けられている。第1ベーン61において孔70に外径側で隣接する先端部分(切り欠き部615)も同様の薄肉に設けられている。一方、第1ベーン61において孔70の時計回り方向側に隣接する部分(平面部617)の周方向寸法は、孔70の反時計回り方向側よりも大きく(厚肉に)設けられており、これにより、第1ベーン61の先端部の時計回り方向側にシール溝611を設けることを可能にしている。すなわち、シール溝611を設けるスペースを確保しつつ、孔70とシール溝611の周囲の強度を担保している。
第1ベーン61のX軸方向略中間部位の内部には、孔75が、ロータ周方向に直線状に延びるように形成されている。孔75は、その反時計回り方向側端で、小径部701と大径部702の接続部位において孔70の内周面に開口するとともに、時計回り方向側端で、第1ベーン61の時計回り方向側の面(平面部617)に開口する。
一方、第1ベーン61のX軸負方向側の面には、溝76が周方向に直線状に延びるように形成されている。溝76は、その時計回り方向側端で、小径部701のX軸負方向端において孔70の内周面に開口するとともに、反時計回り方向側端で、第1ベーン61の反時計回り方向側の面(平面部614)に開口する。
ベーン部材6のX軸正方向側の面には、所定のX軸方向深さまで、溝605が設けられている。溝605は、大径部702から第1ベーン61の根元部分を経由して内径方向に延びてフロントプレート8の孔800に連続し、孔70(大径部702)のX軸正方向端と孔800とをロータ径方向に接続して、これらを連通する矩形状の切り欠き溝(径方向溝)である。
第1シュー11の時計回り方向側の面(平面部113)に開口する溝111は、周方向で第1ベーン61(の反時計回り方向側の面)と対向するとともに、第1進角室A1に連通する。溝111は、作動油を第1進角室A1に供給し、又は第1進角室A1から作動油を排出する、進角側の給排通路を構成している(以下、溝111を第2溝111という。)。
なお、作動油が給排される作動室として、進角室と遅角室のどちらか一方のみを有する構成としてもよい。また、進角室と遅角室の数は、それぞれ5に限定されない。換言すると、シューやベーンの数は、それぞれ5に限らず他の数であってもよい。
The vane member 6 forms an advance chamber A and a retard chamber R through which hydraulic oil is supplied and discharged with the housing HSG. That is, when viewed from the X-axis direction, five storage chambers are defined between adjacent shoes 11 to 15, and these storage chambers are formed into an advance chamber A and a retard chamber R by vanes 61 to 65, respectively. It is defined. In other words, the vane 61 and the like form a plurality of working chambers A and R with the shoe 11 and the like. The working oil supplied from the oil pump P is introduced into these working chambers A and R, and rotation is transmitted between the vane member 6 and the housing HSG via the working oil. Specifically, the X-axis negative direction surface of the front plate 8, the X-axis positive direction surface of the rear plate 9, the outer peripheral surface 600 of the rotor 60, and both sides of the vanes 61 to 65 in the circumferential direction. Five sets of hydraulic working chambers, that is, five advance chambers A1 to A5 and five retard chambers R1 to R5 are defined between the surface and both side surfaces of the shoes 11 to 15 in the circumferential direction. Yes. The first advance chamber A1 is formed between the clockwise side surface of the first shoe 11 and the counterclockwise side surface of the first vane 61, and the second vane 61 side surface and the second vane 61 side surface. A first retardation chamber R1 is defined between the shoe 12 and the surface on the counterclockwise direction side. Similarly, the second to fifth advance chambers A2 to A5 and the second to fifth retardation chambers are defined. Corner chambers R2 to R5 are respectively defined.
The advance chamber A and the retard chamber R are kept in a liquid-tight state by the seal member S1 or the like, respectively, between the working chambers A and R at the shoe tip (rotor outer peripheral surface) and vane tip (housing main body inner peripheral surface). The leakage of hydraulic oil is suppressed. Note that these seal members S1 and the like may be omitted. As the seal member S1 and the like, types other than those used in the first embodiment can be adopted. An elastic member other than a leaf spring may be used as the urging means 119, or the urging means may be omitted by elastically deforming the seal body 118 itself. Further, a seal groove may be provided in the outer peripheral portion of the vane member 6 and the seal member may be installed in the seal groove so as to be in sliding contact with the tip portions of the shoes 11 to 15. In the first embodiment, since the seal member is installed at the tip of the shoes 11 to 15, the hydraulic oil supply / discharge passage (holes 505 to 509, first grooves 515 to 519 described later) is connected to the rotor outer peripheral surface 600. When it is arranged on the inner peripheral side, the layout freedom of these passages can be improved.
A flat portion 614 is formed on the first vane 61 on the counterclockwise direction side. The plane portion 614 is formed to extend in the rotor radial direction, and has a plane extending in a straight line substantially coincident with the radial line passing through the rotation axis O when viewed from the X-axis direction, and the first shoe in the circumferential direction. 11 plane portions 113. The flat surface portion 614 has a rotor outer peripheral surface 600 at a base portion of the first vane 61 via a slight radius (a curvature radius that is substantially the same as or slightly smaller than the radius of the tip portion of the first shoe 11). It is continuous. On the outer diameter side (front end portion) of the first vane 61 on the counterclockwise direction side, a cutout portion is provided at a position that is continuous with the flat surface portion 614 and faces the build-up portion 114 of the first shoe 11 in the circumferential direction. 615 is provided. The notch 615 is substantially arc-shaped convex outward as viewed from the X-axis direction, has substantially the same curvature (curved surface shape) as the arc-shaped outer peripheral surface of the built-up portion 114, and surrounds a hole 70 described later. As described above, it is provided along the hole 70 over an angle range of about 90 degrees.
A flat surface portion 617 is formed on the first vane 61 in the clockwise direction. Similarly to the flat portion 614, the flat portion 617 has a flat surface that extends linearly in the rotor radial direction, and faces the flat portion 121 of the second shoe 12 in the circumferential direction. A cutout portion 618 is provided adjacent to the flat surface portion 617 on the inner diameter side (base portion) of the first vane 61 in the clockwise direction. The notch 618 is a concave groove formed in a shape obtained by scraping the base portion of the first vane 61 from the flat surface portion 617 toward the center in the circumferential direction of the vane 61, and is counterclockwise when viewed from the positive direction of the X axis. It has a substantially triangular shape convex in the turning direction. The notch 618 is formed at the same time as the vane member 6 is molded.
A hole 70 is formed through the first vane 61 in the X-axis direction. As shown in FIG. 5, the hole 70 includes a small diameter portion 701 provided on the X axis negative direction side and a large diameter portion 702 provided on the X axis positive direction side. The diameter of the inner peripheral surface of the small diameter portion 701 is set smaller than the diameter of the inner peripheral surface of the large diameter portion 702.
The thickness (circumferential dimension) of the portion (plane portion 614) adjacent to the counterclockwise direction side of the hole 70 in the first vane 61 is small enough to ensure the minimum strength around the hole 70 (thin wall). ) Is provided. In the first vane 61, the tip portion (notch portion 615) adjacent to the hole 70 on the outer diameter side is also provided with a similar thin wall. On the other hand, in the first vane 61, the circumferential dimension of the portion (planar portion 617) adjacent to the clockwise direction side of the hole 70 is larger (thick) than the counterclockwise direction side of the hole 70, Thereby, it is possible to provide the seal groove 611 on the clockwise direction side of the tip portion of the first vane 61. That is, the space around the hole 70 and the seal groove 611 is secured while securing a space for providing the seal groove 611.
A hole 75 is formed inside the first vane 61 in a substantially intermediate portion in the X-axis direction so as to extend linearly in the circumferential direction of the rotor. The hole 75 opens on the inner peripheral surface of the hole 70 at the connection portion between the small diameter portion 701 and the large diameter portion 702 at the end in the counterclockwise direction, and rotates clockwise in the clockwise direction at the first vane 61. Open to the direction side surface (plane portion 617).
On the other hand, a groove 76 is formed on the surface of the first vane 61 on the X axis negative direction side so as to extend linearly in the circumferential direction. The groove 76 opens to the inner peripheral surface of the hole 70 at the X axis negative direction end of the small diameter portion 701 at the end in the clockwise direction, and counterclockwise in the counterclockwise direction at the end of the first vane 61. Open to the side surface (planar portion 614).
A groove 605 is provided on the surface of the vane member 6 on the X axis positive direction side to a predetermined depth in the X axis direction. The groove 605 extends in the inner diameter direction from the large diameter portion 702 through the root portion of the first vane 61 and continues to the hole 800 of the front plate 8, and the X axis positive direction end of the hole 70 (large diameter portion 702). The hole 800 is a rectangular notch groove (radial groove) that connects the hole 800 in the rotor radial direction and communicates these holes.
The groove 111 opened in the clockwise direction surface (plane portion 113) of the first shoe 11 is opposed to the first vane 61 (the counterclockwise direction surface thereof) in the circumferential direction, and the first advance chamber. Communicate with A1. The groove 111 constitutes an advance side supply / discharge passage for supplying hydraulic oil to the first advance chamber A1 or discharging the hydraulic oil from the first advance chamber A1 (hereinafter, the groove 111 is referred to as the first advance chamber A1). 2 groove 111).
In addition, it is good also as a structure which has only one of an advance chamber and a retard chamber as a working chamber in which hydraulic fluid is supplied / discharged. Further, the number of advance chambers and retard chambers is not limited to 5, respectively. In other words, the number of shoes and vanes is not limited to 5 and may be other numbers.
ベーン部材6の内部には、孔505,506,507,508,509が設けられている。孔505〜509は、カムシャフト挿通孔601の内周面からロータ60の外周面600まで貫通形成された貫通孔であり、ロータ60の内周側から外周側へ直線的に延びるように形成されている。孔505〜509は、ロータ60のX軸方向略中央から若干X軸負方向側に寄った位置に設けられている。孔505〜509は、それぞれ第1〜第5ベーン61〜65に周方向で隣接して設けられている。X軸正方向側から見て、各孔505〜509はロータ径方向(回転軸Oを通る径方向直線)に対して傾いて設けられている。具体的には、孔505〜509は、そのロータ内周側端がそれぞれベーン61〜65の周方向中心線上に位置し、ロータ内周側から外周側へ向かうにつれて上記中心線から時計回り方向側に離間する。孔505〜509のロータ外周側端はそれぞれベーン61〜65の時計回り方向側の根元部分でロータ60の外周面600に開口し、それぞれ遅角室R1〜R5に連通する。なお、各孔505〜509の上記開口は、それぞれ可能な限り各ベーン61〜65に近接するように配置されており、孔506〜509は、ロータ60の外周面600だけでなく、部分的に各ベーン62〜65の周方向側面にも開口する。孔505は、第1ベーン61の切り欠き部618に開口する。
孔505〜509は、カムシャフト端部30の後述する環状溝504とX軸方向で重なる位置に設けられている。具体的には、孔505〜509は、環状溝504よりも若干小さいX軸方向寸法を有しており、X軸方向で環状溝504の略中央に位置する。よって、各孔505〜509の内径側端は、環状溝504と連通する。孔505〜509は、カムシャフト3側の給排油路(環状溝504等)からの作動油を各遅角室R1〜R5にそれぞれ供給し、又は各遅角室R1〜R5から作動油をそれぞれカムシャフト3側の給排油路に排出する、遅角側の給排通路を構成している(以下、孔505〜509を遅角油孔505〜509という。)。
Inside the vane member 6, holes 505, 506, 507, 508, and 509 are provided. The holes 505 to 509 are through holes formed so as to penetrate from the inner peripheral surface of the camshaft insertion hole 601 to the outer peripheral surface 600 of the rotor 60, and are formed to extend linearly from the inner peripheral side of the rotor 60 to the outer peripheral side. ing. The holes 505 to 509 are provided at positions slightly closer to the X axis negative direction side from the approximate center of the rotor 60 in the X axis direction. The holes 505 to 509 are provided adjacent to the first to fifth vanes 61 to 65 in the circumferential direction, respectively. When viewed from the X axis positive direction side, the holes 505 to 509 are provided to be inclined with respect to the rotor radial direction (radial straight line passing through the rotation axis O). Specifically, the holes 505 to 509 are positioned on the circumferential center line of the vanes 61 to 65, respectively, and the holes 505 to 509 are clockwise from the center line toward the outer circumferential side. Separate. The rotor outer peripheral side ends of the holes 505 to 509 open to the outer peripheral surface 600 of the rotor 60 at the root portions of the vanes 61 to 65 on the clockwise direction side, and communicate with the retarding chambers R1 to R5, respectively. The openings of the holes 505 to 509 are arranged as close to the vanes 61 to 65 as possible, and the holes 506 to 509 are not only the outer peripheral surface 600 of the rotor 60 but also partially. It opens also to the circumferential direction side surface of each vane 62-65. The hole 505 opens in the notch 618 of the first vane 61.
The holes 505 to 509 are provided at positions that overlap an annular groove 504 (described later) of the camshaft end 30 in the X-axis direction. Specifically, the holes 505 to 509 have a slightly smaller dimension in the X-axis direction than the annular groove 504, and are positioned approximately at the center of the annular groove 504 in the X-axis direction. Therefore, the inner diameter side ends of the holes 505 to 509 communicate with the annular groove 504. The holes 505 to 509 supply hydraulic oil from the supply / discharge oil passage (annular groove 504 or the like) on the camshaft 3 side to the retard chambers R1 to R5, respectively, or supply hydraulic fluid from the retard chambers R1 to R5. A retarded-side supply / discharge passage that discharges to the supply / discharge oil passage on the camshaft 3 side is configured (hereinafter, the holes 505 to 509 are referred to as retarded oil holes 505 to 509).
第1シュー11の平面部113と第1ベーン61の平面部614により、ハウジングHSGに対するベーン部材6の反時計回り方向(遅角方向)の相対回転を規制する第1ストッパ部が構成されている。すなわち、第1ベーン61の反時計回り方向側面(平面部614)と第1シュー11の時計回り方向側面(平面部113)は互いに面同士で当接可能に設けられている。ベーン部材6がハウジングHSGに対して反時計回り方向に所定角度以上回転しようとすると、図3に示すように、平面部614が平面部113と面同士で接触して当接し、この相対回転が規制される。
このとき、他の第2〜第5ベーン62〜65はそれぞれ反時計回り方向側で隣接するシューに対して若干の隙間を介して対向しており、互いに接触しない(非当接状態を維持する)。すなわち、第1ストッパ部による回転規制状態で、第2〜第5進角室A2〜A5の容積がゼロになることは回避されている。また、第2〜第5ベーン62〜65(の内周側基端部)は、それぞれ第1溝516〜519の時計回り方向側部分と周方向で重なるが、第2〜第5進角室A2〜A5における第1溝516〜519の開口はそれぞれ第2〜第5ベーン62〜65によって完全には塞がれず、上記若干の隙間分だけ開口面積が確保されている。なお、第1溝516〜519の時計回り方向側の縁は、それぞれ第2〜第5ベーン62〜65の周方向中央よりも若干反時計回り寄りに位置し、ベーン62〜65の反時計回り方向側の20〜30%の部分に第1溝516〜519が重なっている。
一方、この回転規制状態で、第1進角室A1における第1溝515の開口は、第1ベーン61の内径側基端部によって大部分塞がれる。すなわち、第1ベーン61の根元部分は、進角室A1における第1溝515の(第1シュー11の先端部における)僅かな開口をも大部分塞ぐため、シュー11の先端部とベーン61の根元部分との間には、極僅かな隙間のみが残り、この隙間に第1溝515及び第2溝111が開口することになる。また、平面部614と平面部113との当接範囲(面接触の範囲)は、第1溝515及び第2溝111の外周側端よりも外周側まで設けられているため、平面部113における第2溝111の開口は、平面部614により塞がれる。本実施例1では、ベーン61の内径側基端部も含めてベーン61とシュー11とを面接触させることで、第1ストッパ部の当接面積を大きくし、当接によりベーン61に作用する面圧を抑制して、第1ストッパ部の強度を増大している。一方、第1シュー11の肉盛り部114と第1ベーン61の切り欠き部615との間には僅かな隙間が存在する。なお、肉盛り部114の形状を、平面状に形成することとしてもよい。
また、第2シュー12の平面部121と第1ベーン61の平面部617により、ベーン部材6の時計回り方向(進角方向)の相対回転を規制する第2ストッパ部が構成されている。すなわち、第1ベーン61の時計回り方向側面(平面部617)と第2シュー12の反時計回り方向側面(平面部121)は互いに面同士で当接可能に設けられている。ベーン部材6がハウジングHSGに対して時計回り方向に所定角度以上回転しようとすると、図4に示すように、平面部617が平面部121と面同士で接触して当接し、この相対回転が規制される。このとき、他のベーン62〜65はそれぞれ時計回り方向側で隣接するシューに対して若干の隙間を介して対向しており、互いに接触しない(非当接状態を維持する)。すなわち、第2ストッパ部による回転規制状態で、第2〜第5遅角室R2〜R5の容積がゼロになることは回避されている。また、各遅角室R2〜R5への遅角油孔506〜509の開口は、それぞれ(ロータ外周面600に摺接する)シュー13〜15,11の先端面によって完全には塞がれず、所定の開口面積が確保されている。例えば、遅角油孔506の開口部の反時計回り方向側部分は、部分的に第2ベーン62の時計回り方向側の面に設けられているため、第3シュー13と第2ベーン62との間の上記若干の隙間に開口する。また、遅角油孔506の開口部の時計回り方向側部分は、第3シュー13の先端面と周方向で重なる位置にあるが、第3シュー13の先端部の反時計回り方向側に設けられたアールにより、両者の周方向での重なり部分には径方向で若干の隙間ができる。よって、遅角油孔506の遅角室R2への開口部がシュー13の先端部により塞がれることが抑制される。他の遅角油孔507〜509についても同様である。
また、この回転規制状態で、第1ベーン61の根元部分と第2シュー12の先端部との間には、第1ベーン61に設けられた切り欠き部618により隙間が存在し、この隙間に遅角油孔505が開口する。よって、第1遅角室R1への遅角油孔505の開口が塞がれることもない。
また、この回転規制状態で、各遅角油孔505〜509のロータ外周側の開口部は、その時計回り方向側の縁が、各シュー11〜15の先端部に設けられたシール溝117〜157の反時計回り方向側の縁と略一致するか、又はこれよりも反時計回り方向側に位置しており、各遅角油孔505〜509の開口部はそれぞれシール部材S1〜S5と周方向で重ならない(径方向で対向しない)ように設けられている。なお、この回転規制状態で、X軸方向から見て、各シール溝117〜157を挟んで隣接する第1溝515〜519と遅角油孔505〜509は、それぞれ互いに略平行に延びるように配置されている。
The flat portion 113 of the first shoe 11 and the flat portion 614 of the first vane 61 constitute a first stopper portion that restricts relative rotation of the vane member 6 in the counterclockwise direction (retard direction) with respect to the housing HSG. . In other words, the counterclockwise side surface (planar portion 614) of the first vane 61 and the clockwise side surface (planar portion 113) of the first shoe 11 are provided so as to be in contact with each other. When the vane member 6 tries to rotate more than a predetermined angle in the counterclockwise direction with respect to the housing HSG, as shown in FIG. 3, the flat surface portion 614 contacts the flat surface portion 113 in contact with each other, and this relative rotation is caused. Be regulated.
At this time, the other second to fifth vanes 62 to 65 are opposed to the adjacent shoes on the counterclockwise direction side through a slight gap and do not contact each other (maintain a non-contact state). ). That is, it is avoided that the volume of the second to fifth advance chambers A2 to A5 becomes zero in the rotation restricted state by the first stopper portion. Further, the second to fifth vanes 62 to 65 (inner peripheral side base end portions) respectively overlap with the clockwise side portions of the first grooves 516 to 519 in the circumferential direction, but the second to fifth advance chambers. The openings of the first grooves 516 to 519 in A2 to A5 are not completely closed by the second to fifth vanes 62 to 65, respectively, and the opening area is ensured by the slight gap. The edges on the clockwise direction side of the first grooves 516 to 519 are located slightly counterclockwise from the circumferential center of the second to fifth vanes 62 to 65, respectively, and the counterclockwise rotation of the vanes 62 to 65 is performed. The first grooves 516 to 519 overlap with 20 to 30% of the direction side.
On the other hand, in this rotation restricted state, the opening of the first groove 515 in the first advance chamber A1 is mostly blocked by the inner diameter side base end portion of the first vane 61. That is, the root portion of the first vane 61 largely closes even a slight opening (at the tip portion of the first shoe 11) of the first groove 515 in the advance chamber A1. Only a very small gap remains between the base portion, and the first groove 515 and the second groove 111 are opened in this gap. Further, the contact range (surface contact range) between the flat portion 614 and the flat portion 113 is provided from the outer peripheral side end of the first groove 515 and the second groove 111 to the outer peripheral side. The opening of the second groove 111 is closed by the flat portion 614. In the first embodiment, the vane 61 and the shoe 11 including the inner diameter side proximal end portion of the vane 61 are brought into surface contact with each other, thereby increasing the contact area of the first stopper portion and acting on the vane 61 by the contact. The surface pressure is suppressed and the strength of the first stopper portion is increased. On the other hand, there is a slight gap between the build-up portion 114 of the first shoe 11 and the cutout portion 615 of the first vane 61. It should be noted that the shape of the build-up portion 114 may be formed in a planar shape.
Further, the flat portion 121 of the second shoe 12 and the flat portion 617 of the first vane 61 constitute a second stopper portion that restricts the relative rotation of the vane member 6 in the clockwise direction (advance direction). That is, the side surface in the clockwise direction (plane portion 617) of the first vane 61 and the side surface in the counterclockwise direction (plane portion 121) of the second shoe 12 are provided so as to be in contact with each other. When the vane member 6 tries to rotate more than a predetermined angle in the clockwise direction with respect to the housing HSG, as shown in FIG. 4, the flat surface portion 617 contacts and contacts the flat surface portion 121 and the relative rotation is restricted. Is done. At this time, the other vanes 62 to 65 are opposed to the adjacent shoes on the clockwise direction side through a slight gap and do not contact each other (maintain a non-contact state). That is, it is avoided that the volume of the second to fifth retarding chambers R2 to R5 becomes zero in the rotation restricted state by the second stopper portion. Further, the openings of the retard oil holes 506 to 509 to the retard chambers R2 to R5 are not completely blocked by the tip surfaces of the shoes 13 to 15 and 11 (slidably contacting the rotor outer peripheral surface 600), respectively. The opening area is secured. For example, the counterclockwise direction side portion of the opening of the retarded oil hole 506 is partially provided on the surface on the clockwise direction side of the second vane 62, so that the third shoe 13, the second vane 62, Open in the slight gap between. Further, the clockwise side portion of the opening of the retarded oil hole 506 is in a position overlapping the tip surface of the third shoe 13 in the circumferential direction, but is provided on the counterclockwise direction side of the tip portion of the third shoe 13. Due to the rounded shape, a slight gap is formed in the radial direction in the overlapping portion in the circumferential direction between the two. Therefore, the opening of the retard oil hole 506 to the retard chamber R2 is prevented from being blocked by the tip of the shoe 13. The same applies to the other retarded angle oil holes 507 to 509.
Further, in this rotation restricted state, a gap exists between the root portion of the first vane 61 and the tip portion of the second shoe 12 due to a notch 618 provided in the first vane 61, and this gap The retard oil hole 505 is opened. Therefore, the opening of the retard oil hole 505 to the first retard chamber R1 is not blocked.
Further, in this rotation restricted state, the opening on the rotor outer peripheral side of each retarded oil hole 505 to 509 has the edge in the clockwise direction on the seal groove 117 to which the edge of each shoe 11 to 15 is provided. It is substantially coincident with the counterclockwise edge of 157 or is located on the counterclockwise direction side, and the openings of the retard oil holes 505 to 509 are respectively connected to the seal members S1 to S5. It is provided so as not to overlap in the direction (not opposed in the radial direction). In this rotation-restricted state, the first grooves 515 to 519 and the retarded oil holes 505 to 509 adjacent to each other with the seal grooves 117 to 157 sandwiched therebetween as seen from the X-axis direction extend substantially parallel to each other. Has been placed.
油圧給排機構5は、進角室A1〜A5又は遅角室R1〜R5へ作動油を選択的に供給し、又はこれらから作動油を排出することによって、ベーン部材6をハウジングHSGに対して所定角度だけ正逆回転させる。すなわち、作動油の給排を調整して油室容積を変更することにより、ハウジングHSGに対してベーン部材6を所定角度だけ回転し、この状態で両者間の回転力伝達が行われることにより、クランクシャフトの回転に対するカムシャフト3の回転の位相が変更される。油圧給排機構5は、図2に示すように、油圧供給源であるポンプPと、油圧回路と、油圧制御アクチュエータである流路切換弁54とを有している。
油圧回路は、2系統の通路、すなわち各遅角室R1〜R5に対して作動油を給排する遅角通路50、及び各進角室A1〜A5に対して作動油を給排する進角通路51を有している。両通路50,51には、流路切換弁54を介して、供給通路52とドレン通路53が接続されている。供給通路52には、オイルパン55内の油を流路切換弁54へ圧送するポンプPが設けられている。ポンプPは、機関のクランクシャフトにより回転駆動され、例えば一方向の可変容量ベーンポンプを用いることができる。ドレン通路53の下流端はオイルパン55に連通している。
カムシャフト3とベーン部材6とハウジングHSG(リアプレート9)には、遅角通路50及び進角通路51の一部が形成されている。
カムシャフト端部30には、溝500,504,510,514と孔502,512と孔501,503,511,513が設けられている。溝500〜514は、端部30の外周面の周方向全範囲にわたり所定深さまで形成された環状溝であり、遅角通路用の溝500,504と進角通路用の溝510,514を有している。溝500〜514のX軸方向幅は略同じである。溝500,510は、端部30のX軸負方向側に設けられてシリンダヘッド内に配置され、この順にX軸負方向に向かって並んでいる。溝504,514は、端部30のX軸正方向側に設けられ、この順にX軸負方向に向かって並んでいる。溝504は、ベーン部材6のカムシャフト挿通孔601内に配置され、溝514は、リアプレート9のカムシャフト挿通孔90内(X軸正方向側)に配置されている。
孔502,512は、端部30の内部にX軸方向に延びて形成された軸方向通路であり、遅角用の通路502と進角用の通路512を有している。通路502,512は、(ボルト孔32より小さい)所定の直径を有して、それぞれカムシャフト端面300に開口している。端部30がカムシャフト挿通孔601に挿入され設置された状態で、通路502,512の端面300における開口部は、カムシャフト挿通孔601のX軸正方向側の底面により塞がれる。
孔501〜513は、端部30の内部にX軸に対して略直角方向に延びて形成された径方向通路であり、遅角用の通路501,503と進角用の通路511,513を有している。通路501は溝500と軸方向通路502との間に、通路503は溝504と軸方向通路502との間に、通路511は溝510と軸方向通路512との間に、通路513は溝514と軸方向通路512との間に、それぞれ貫通形成されてそれらを接続している。
流路切換弁54からの遅角通路50は、回転体であるカムシャフト3(端部30)内の油路に接続する際、まず環状溝500と連通する。環状溝500は径方向通路501を介して軸方向通路502に連通し、軸方向通路502は径方向通路503を介して環状溝504と連通している。同様に、流路切換弁54からの進角通路51は、端部30において環状溝510と連通し、環状溝510は径方向通路511、軸方向通路512、及び径方向通路513を介して環状溝514と連通している。
また、遅角側の通路としてベーン部材6に上記孔505〜509が設けられ、進角側の通路としてリアプレート9に上記第1溝515〜519と第2溝111が設けられている。
端部30がカムシャフト挿通孔601に挿入され設置された状態で、端部30内の遅角側通路501〜503は、環状溝504を介してベーン部材6の孔505〜509と接続し、孔505〜509を介して各遅角室R1〜R5と連通する。また、端部30内の進角側通路511〜513は、環状溝514(及び環状溝900)を介してリアプレート9の第1溝515〜519と連通し、第1溝515と第2溝111を介して第1進角室A1と連通するとともに、第1溝515〜519を介して第2〜第5進角室A2〜A5と連通する。環状溝504を設けることにより、ベーン部材6における孔505〜509のロータ周方向でのレイアウト自由度を向上し、環状溝514を設けることにより、リアプレート9における第1溝515〜519のプレート周方向でのレイアウト自由度を向上している。
なお、カムシャフト挿通孔601を設けないこととしてもよい。本実施例1では、カムシャフト挿通孔601を設けたことで、カムシャフト3に対するベーン部材6の径方向位置決めが容易であり、またカムシャフト3内の油路502等とベーン部材6側の油路(孔505〜509)との接続が容易である。
流路切換弁54は、進角室A1〜A5又は遅角室R1〜R5へ給排される作動油圧を制御する4ポート3位置の方向制御弁(2方向弁)であり、いわゆる直動式のソレノイド弁である。流路切換弁54は、機関側(シリンダヘッド)に固定されたバルブボディと、バルブボディに固定されたソレノイドSOLと、バルブボディの内部に摺動自在に設けられたスプール弁体とを有している。バルブボディには、供給通路52と連通する供給ポート540、遅角通路50と連通する第1ポート541、進角通路51と連通する第2ポート542、及びドレン通路53と連通するドレンポート543が形成されている。ソレノイドSOLは、電磁コイルへの通電によってスプール弁体を押圧移動させる。電磁コイルは、ハーネスを介してコントローラCUに接続されている。スプール弁体が移動するに応じて、第1ポート541や第2ポート542が開閉される。ソレノイドSOLの非通電状態で、スプール弁体は、リターンスプリングRSのばね力によって、供給ポート540(供給通路52)と第2ポート542(進角通路51)とを連通し、かつ第1ポート541(遅角通路50)とドレンポート543(ドレン通路53)とを連通する位置に付勢されている。一方、ソレノイドSOLが通電された状態で、スプール弁体は、コントローラCUからの制御電流によって、リターンスプリングRSのばね力に抗して、供給ポート540(供給通路52)と第1ポート541(遅角通路50)とを連通し、かつ第2ポート542(進角通路51)とドレンポート543(ドレン通路53)とを連通する位置、又は所定の中間位置に移動制御されるようになっている。
コントローラCUは電子制御ユニットであり、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、スロットルバルブ開度センサ、機関の水温を検出する水温センサ等の各種センサ類からの信号を入力して、現在の機関運転状態を検出する。また、コントローラCUは、検出された機関運転状態に応じて流路切換弁54のソレノイドSOLにパルス制御電流を出力し、流路の切り替え制御を行うことで、進角室A1〜A5又は遅角室R1〜R5へ作動油を選択的に給排する。
The hydraulic supply / discharge mechanism 5 selectively supplies the hydraulic oil to the advance chambers A1 to A5 or the retard chambers R1 to R5, or discharges the hydraulic oil from these hydraulic chambers, thereby allowing the vane member 6 to the housing HSG. Rotate forward and reverse by a predetermined angle. That is, by adjusting the supply and discharge of hydraulic oil and changing the oil chamber volume, the vane member 6 is rotated by a predetermined angle with respect to the housing HSG, and in this state, the rotational force is transmitted between the two. The rotation phase of the camshaft 3 with respect to the rotation of the crankshaft is changed. As shown in FIG. 2, the hydraulic supply / discharge mechanism 5 includes a pump P that is a hydraulic supply source, a hydraulic circuit, and a flow path switching valve 54 that is a hydraulic control actuator.
The hydraulic circuit has two passages, that is, a retard passage 50 that supplies and discharges hydraulic oil to and from each retard chamber R1 to R5, and an advance angle that supplies and discharges hydraulic oil to each advance chamber A1 to A5. A passage 51 is provided. A supply passage 52 and a drain passage 53 are connected to both passages 50 and 51 via a passage switching valve 54. The supply passage 52 is provided with a pump P that pumps oil in the oil pan 55 to the flow path switching valve 54. The pump P is rotationally driven by the crankshaft of the engine, and for example, a unidirectional variable displacement vane pump can be used. The downstream end of the drain passage 53 communicates with the oil pan 55.
The camshaft 3, the vane member 6, and the housing HSG (rear plate 9) are formed with a part of the retard passage 50 and the advance passage 51.
The camshaft end 30 is provided with grooves 500, 504, 510, 514, holes 502, 512 and holes 501, 503, 511, 513. The grooves 500 to 514 are annular grooves formed to a predetermined depth over the entire circumferential range of the outer peripheral surface of the end portion 30, and include retardation passage grooves 500 and 504 and advance passage grooves 510 and 514. The widths in the X-axis direction of the grooves 500 to 514 are substantially the same. The grooves 500 and 510 are provided on the negative X-axis side of the end portion 30 and are disposed in the cylinder head, and are arranged in this order in the negative X-axis direction. The grooves 504 and 514 are provided on the X axis positive direction side of the end 30 and are arranged in this order in the X axis negative direction. The groove 504 is disposed in the camshaft insertion hole 601 of the vane member 6, and the groove 514 is disposed in the camshaft insertion hole 90 (X-axis positive direction side) of the rear plate 9.
The holes 502 and 512 are axial passages formed in the end portion 30 so as to extend in the X-axis direction, and include a retard passage 502 and an advance passage 512. The passages 502 and 512 have a predetermined diameter (smaller than the bolt hole 32) and open to the camshaft end surface 300, respectively. With the end 30 inserted and installed in the camshaft insertion hole 601, the opening in the end surface 300 of the passages 502 and 512 is blocked by the bottom surface of the camshaft insertion hole 601 on the X axis positive direction side.
The holes 501 to 513 are radial passages formed in the end portion 30 so as to extend in a direction substantially perpendicular to the X axis, and have retardation passages 501 and 503 and advance passages 511 and 513. . The passage 501 is between the groove 500 and the axial passage 502, the passage 503 is between the groove 504 and the axial passage 502, the passage 511 is between the groove 510 and the axial passage 512, and the passage 513 is the groove 514. And the axial passage 512 are respectively formed through and connecting them.
The retarding passage 50 from the flow path switching valve 54 first communicates with the annular groove 500 when connecting to the oil passage in the camshaft 3 (end 30), which is a rotating body. The annular groove 500 communicates with the axial passage 502 via the radial passage 501, and the axial passage 502 communicates with the annular groove 504 via the radial passage 503. Similarly, the advance passage 51 from the flow path switching valve 54 communicates with the annular groove 510 at the end 30, and the annular groove 510 is annular through the radial passage 511, the axial passage 512, and the radial passage 513. It communicates with the groove 514.
Further, the holes 505 to 509 are provided in the vane member 6 as a retard side passage, and the first grooves 515 to 519 and the second groove 111 are provided in the rear plate 9 as an advance side passage.
With the end 30 inserted and installed in the camshaft insertion hole 601, the retard side passages 501 to 503 in the end 30 are connected to the holes 505 to 509 of the vane member 6 through the annular groove 504, The retard chambers R1 to R5 communicate with each other through the holes 505 to 509. Further, the advance side passages 511 to 513 in the end portion 30 communicate with the first grooves 515 to 519 of the rear plate 9 via the annular groove 514 (and the annular groove 900), and the first groove 515 and the second groove. The first advance angle chamber A1 communicates with the first advance angle chamber 111 via the 111 and communicates with the second to fifth advance angle chambers A2 to A5 via the first grooves 515 to 519. By providing the annular groove 504, the degree of freedom in layout of the holes 505 to 509 in the vane member 6 in the circumferential direction of the rotor is improved. By providing the annular groove 514, the plate periphery of the first grooves 515 to 519 in the rear plate 9 is improved. Layout flexibility in the direction has been improved.
The camshaft insertion hole 601 may not be provided. In the first embodiment, the camshaft insertion hole 601 is provided, so that the radial positioning of the vane member 6 with respect to the camshaft 3 is easy. Connection with the path (holes 505 to 509) is easy.
The flow path switching valve 54 is a 4-port 3-position direction control valve (two-way valve) that controls the hydraulic pressure supplied to and discharged from the advance chambers A1 to A5 or the retard chambers R1 to R5. Solenoid valve. The flow path switching valve 54 has a valve body fixed to the engine side (cylinder head), a solenoid SOL fixed to the valve body, and a spool valve body slidably provided inside the valve body. ing. The valve body includes a supply port 540 that communicates with the supply passage 52, a first port 541 that communicates with the retard passage 50, a second port 542 that communicates with the advance passage 51, and a drain port 543 that communicates with the drain passage 53. Is formed. The solenoid SOL pushes and moves the spool valve body by energizing the electromagnetic coil. The electromagnetic coil is connected to the controller CU via a harness. As the spool valve element moves, the first port 541 and the second port 542 are opened and closed. When the solenoid SOL is not energized, the spool valve body communicates the supply port 540 (supply passage 52) and the second port 542 (advance passage 51) with the spring force of the return spring RS, and the first port 541. It is biased to a position where the (retard passage 50) and the drain port 543 (drain passage 53) communicate with each other. On the other hand, in a state where the solenoid SOL is energized, the spool valve body is opposed to the spring force of the return spring RS by the control current from the controller CU, and the supply port 540 (supply passage 52) and the first port 541 (slow). The angular passage 50) is communicated and the second port 542 (advanced passage 51) and the drain port 543 (drain passage 53) communicate with each other, or the movement is controlled to a predetermined intermediate position. .
The controller CU is an electronic control unit, and signals from various sensors such as a crank angle sensor that detects the engine speed, an air flow meter that detects the intake air amount, a throttle valve opening sensor, and a water temperature sensor that detects the engine water temperature. To detect the current engine operating state. Further, the controller CU outputs a pulse control current to the solenoid SOL of the flow path switching valve 54 in accordance with the detected engine operating state, and performs flow path switching control, so that the advance chambers A1 to A5 or the retard angle are controlled. The hydraulic oil is selectively supplied to and discharged from the chambers R1 to R5.
ベーン部材6(第1ベーン61)とリアプレート9との間には、リアプレート9(ハウジングHSG)に対するベーン部材6の自由な回転を拘束し、該拘束を解除可能なロック機構7が設けられている。装置1は、所定の初期回転位相、具体的には第1ストッパ部によって回転が規制された最遅角位置にて、ロック機構7により作動(相対回転)がロックされるように構成されている。ロック機構7は、ロックピストン71と、リアプレート9に設けられた係合凹部730と、機関の状態に応じてロックピストン71を進出させて係合凹部730に係合させ、又はロックピストン71を後退させて上記係合を解除させる係脱機構とから構成されている。図5は、図3のB−B断面に略相当する部分断面図であり、機関停止時(機関始動時)のロック機構7の作動状態を示す。   Between the vane member 6 (first vane 61) and the rear plate 9, there is provided a lock mechanism 7 that restrains the free rotation of the vane member 6 with respect to the rear plate 9 (housing HSG) and releases the restraint. ing. The device 1 is configured such that the operation (relative rotation) is locked by the lock mechanism 7 at a predetermined initial rotation phase, specifically, at the most retarded angle position where rotation is restricted by the first stopper portion. . The lock mechanism 7 has a lock piston 71, an engagement recess 730 provided in the rear plate 9, and the lock piston 71 is advanced and engaged with the engagement recess 730 according to the state of the engine. And an engagement / disengagement mechanism that releases the engagement by retreating. FIG. 5 is a partial cross-sectional view substantially corresponding to the BB cross section of FIG. 3 and shows the operating state of the lock mechanism 7 when the engine is stopped (when the engine is started).
ロックピストン71は係合部材(ストッパピストン)であり、鉄系金属材料により有底円筒のピン状に形成されている。ロックピストン71は、第1ベーン61の孔70の内部に、(回転軸Oの方向である)X軸方向に往復動自在に設置され、機関の状態に応じてリアプレート9の側に進退(第1ベーン61からX軸負方向側に出没)自在に設けられている。すなわち、孔70は、ロックピストン71を摺動自在に収容する摺動用孔であり、中空円筒状のシリンダである。
ロックピストン71は、摺動用孔70に対して摺動する摺動部710と、摺動用孔70の内外に出没可能に設けられたロックピストン71の先端部である係合部714とからなる。摺動部710は、x軸正方向側に開口する有底円筒形状であり、小径部711と大径部712からなる。大径部712は、ロックピストン71の基端部、すなわちX軸正方向側の端に形成された円環状のフランジ部である。大径部712は、その外周が摺動用孔70の大径部702の内周に対して摺動自在に、大径部702の内部に設置されている。小径部711は、その外周が摺動用孔70の小径部701の内周に対して摺動自在に、小径部701の内部に設置されている。小径部711の底部713のX軸負方向側には、底部713との間で段差を介して略円錐台形状に、係合部714が設けられている。係合部714は、軸方向断面が略台形であって、X軸負方向側の先端に向かって小径となるテーパ面(傾斜面)を外周に有している。
The lock piston 71 is an engaging member (stopper piston), and is formed in a bottomed cylindrical pin shape from an iron-based metal material. The lock piston 71 is installed inside the hole 70 of the first vane 61 so as to reciprocate in the X-axis direction (which is the direction of the rotation axis O), and moves forward and backward toward the rear plate 9 according to the state of the engine ( The first vane 61 is provided so as to be able to appear and disappear in the negative direction of the X axis. That is, the hole 70 is a sliding hole that slidably accommodates the lock piston 71 and is a hollow cylindrical cylinder.
The lock piston 71 includes a sliding portion 710 that slides with respect to the sliding hole 70 and an engaging portion 714 that is a tip portion of the lock piston 71 that is provided inside and outside the sliding hole 70. The sliding portion 710 has a bottomed cylindrical shape that opens toward the positive x-axis direction, and includes a small diameter portion 711 and a large diameter portion 712. The large-diameter portion 712 is an annular flange portion formed at the base end portion of the lock piston 71, that is, the end on the X axis positive direction side. The large-diameter portion 712 is installed inside the large-diameter portion 702 so that the outer periphery thereof is slidable with respect to the inner periphery of the large-diameter portion 702 of the sliding hole 70. The small diameter portion 711 is installed inside the small diameter portion 701 so that the outer periphery thereof is slidable with respect to the inner periphery of the small diameter portion 701 of the sliding hole 70. On the X axis negative direction side of the bottom portion 713 of the small-diameter portion 711, an engaging portion 714 is provided in a substantially truncated cone shape through a step with the bottom portion 713. The engaging portion 714 has a substantially trapezoidal cross section in the axial direction, and has a tapered surface (inclined surface) with a small diameter toward the tip on the X axis negative direction side on the outer periphery.
一方、リアプレート9のX軸正方向側の面には、リアプレート9を貫通しない有底の係合凹部730が形成されている。係合凹部730は、リアプレート9のX軸正方向側の面に開口し、係合部714が挿入されて係合可能なロック穴(ストッパ孔)である。係合凹部730は、リアプレートの嵌合孔96に、鉄系金属材料で成形された有底コップ状のスリーブ73が圧入により嵌合されることで形成されている。
係合凹部730のX軸方向深さは、係合部714のX軸方向長さと略同じに設けられ、係合凹部730の径は、係合部714の径よりも若干大きめに設けられている。係合凹部730は、スリーブ73の軸を通る平面で切った断面が略台形であり、X軸正方向側の開口部に向かって徐々に大径となる。換言すると、係合凹部730は傾斜面を有しており、X軸負方向側の底部に向かって小径となるテーパ面が設けられている。X軸に対する係合凹部730の内周面(傾斜面)の傾きは、X軸に対する係合部714の外周面(傾斜面)の傾きに略等しい。
係合凹部730の位置は、係合凹部730に係合部714が係合するとき、ハウジングHSGとベーン部材6の相対回転角度が機関始動に最適な位相となるように設けられている。具体的には、係合凹部730は、図3の最遅角位置で、X軸方向から見てロックピストン71の先端(係合部714)と対向し、略一致する位置に設けられている。換言すると、ベーン部材6が最遅角側に相対回転して第1ストッパ部により回転が規制されたとき、X軸方向から見て、ロックピストン71(係合部714)の位置と係合凹部730の位置が重なる。このとき、図5に示すように、ロータ周方向における係合凹部730の軸心の位置が、係合部714の軸心に対して、反時計回り方向(第1シュー11の側)に僅かにオフセットするように設けられている。
On the other hand, a bottomed engagement recess 730 that does not penetrate the rear plate 9 is formed on the surface of the rear plate 9 on the X axis positive direction side. The engagement recess 730 is a lock hole (stopper hole) that opens to the surface of the rear plate 9 on the X axis positive direction side and can be engaged with the engagement portion 714. The engaging recess 730 is formed by fitting a bottomed cup-shaped sleeve 73 formed of an iron-based metal material into the fitting hole 96 of the rear plate by press fitting.
The depth of the engaging recess 730 in the X-axis direction is substantially the same as the length of the engaging portion 714 in the X-axis direction, and the diameter of the engaging recess 730 is slightly larger than the diameter of the engaging portion 714. Yes. The engagement recess 730 has a substantially trapezoidal cross section cut by a plane passing through the axis of the sleeve 73, and gradually increases in diameter toward the opening on the X axis positive direction side. In other words, the engagement recess 730 has an inclined surface and is provided with a tapered surface having a smaller diameter toward the bottom on the X-axis negative direction side. The inclination of the inner peripheral surface (inclined surface) of the engaging recess 730 with respect to the X axis is substantially equal to the inclination of the outer peripheral surface (inclined surface) of the engaging portion 714 with respect to the X axis.
The position of the engaging recess 730 is provided such that the relative rotation angle between the housing HSG and the vane member 6 is in an optimum phase for engine starting when the engaging portion 714 is engaged with the engaging recess 730. Specifically, the engagement recess 730 is provided at a position that is substantially coincident with the distal end (engagement portion 714) of the lock piston 71 when viewed from the X-axis direction at the most retarded position in FIG. . In other words, when the vane member 6 rotates relative to the most retarded angle and the rotation is restricted by the first stopper portion, the position of the lock piston 71 (engagement portion 714) and the engagement recess when viewed from the X-axis direction. 730 positions overlap. At this time, as shown in FIG. 5, the position of the shaft center of the engaging recess 730 in the circumferential direction of the rotor is slightly in the counterclockwise direction (on the first shoe 11 side) with respect to the shaft center of the engaging portion 714. It is provided so as to be offset.
係脱機構は、係合用の付勢手段であるコイルスプリング74と、解除用の付勢手段である第1、第2受圧室77,78(連通孔75及び連通溝76)とから構成されている。コイルスプリング74は、ロックピストン71をX軸負方向側、すなわち係合凹部730の側へ常時付勢する弾性部材である。コイルスプリング74は、孔70(大径部702)に弾装(押し縮められた状態で設置)されており、そのX軸正方向側の端はフロントプレート8のX軸負方向側の面に当接し、X軸負方向側の端はロックピストン71の後端部(底部713)に当接している。
摺動用孔70には、ロックピストン71に作用する油圧力を発生させる受圧室が設けられている。具体的には、摺動用孔70における(小径部701のX軸正方向端面を含む)大径部702の内周面と、ロックピストン71における(大径部712のX軸負方向端面を含む)小径部711の外周面との間に、第1受圧室77が画成されている。また、係合部714の表面(X軸負方向側の先端面及び傾斜面)とリアプレート9のX軸正方向側の面(係合部714が係合凹部730に嵌り込んだロック状態では、スリーブ73の内周面と底面)との間に、第2受圧室78が画成されている。そして、第1ベーン61には、第1、第2受圧室77,78に作動室の油圧を導くための連通路として、上記孔75及び溝76が設けられている。連通孔75を介して、遅角室R1と第1受圧室77とが接続されて常時連通し、遅角室R1の油圧が第1受圧室77に導かれる。連通溝76を介して、進角室A1と摺動用孔70のX軸負方向端とが接続されて常時連通し、進角室A1の油圧が第2受圧室78に導かれる。(図5のロック状態では、第2溝111の油圧がそのまま、連通溝76を介して第2受圧室78に導かれる。)このように、遅角室R1と進角室A1に選択的に供給される作動油は、それぞれ連通孔75と連通溝76を介して第1受圧室77と第2受圧室78に導かれ、ともにロックピストン71をX軸正方向側の後退方向へ付勢する油圧力を発生する。
ベーン部材6が最遅角側に相対回転して第1ストッパ部により回転が規制されると、X軸方向から見て、ロックピストン71の位置と係合凹部730の位置が重なり、ロックピストン71がX軸負方向へ移動可能となる。このとき、コイルスプリング74のばね力は、係合部714が第1ベーン61(摺動用孔70)から進出して係合凹部730に嵌まり込むことをアシストするように作用する。ロックピストン71が係合凹部730と係合すると、リアプレート9とベーン部材6との相対回転、すなわちハウジングHSGとカムシャフト3との相対回転が規制(ロック)される。一方、ロックピストン71は、連通孔75を介して遅角室R1から第1受圧室77内に供給される作動油圧により、大径部712においてX軸正方向側に油圧力を受ける。また、ロックピストン71は、連通溝76を介して進角室A1ないし第2溝111から第2受圧室78内に供給される作動油圧により、係合部714においてX軸正方向側に油圧力を受ける。上記油圧力はいずれも、ロックピストン71がコイルスプリング74のばね力に抗してX軸正方向側に移動し、係合部714が係合凹部730から退出して摺動用孔70の内部に嵌まり込むことをアシストするように作用する。これにより、ロックピストン71と係合凹部730との係合が解除される。このように、コイルスプリング74はロック状態維持機構として機能する一方、連通孔75と連通溝76は解除用油圧回路として機能する。
摺動用孔70の内部には、ロックピストン71の背圧室72が設けられている。背圧室72は、摺動用孔70のX軸正方向側に設けられた低圧室であり、フロントプレート8のX軸負方向側の面と、摺動用孔70の内周面と、ロックピストン71(摺動部710)の内周面とにより画成されている。背圧室72は、径方向溝605を介してフロントプレート8の孔800と連通し、孔800を介して装置の外部(外気)と連通しており、これにより大気圧(低圧空間)に解放されている(図2参照)。換言すると、径方向溝605は、ベーン部材6のX軸正方向側の端面に形成された呼吸用の溝であり、空気抜き孔として機能し、背圧室72の圧力を開放して低圧に維持するための背圧逃し部を構成している。
The engagement / disengagement mechanism includes a coil spring 74 that is an urging means for engagement, and first and second pressure receiving chambers 77 and 78 (communication hole 75 and communication groove 76) that are urging means for release. Yes. The coil spring 74 is an elastic member that constantly urges the lock piston 71 toward the X-axis negative direction side, that is, the engagement recess 730 side. The coil spring 74 is elastically mounted (installed in a compressed state) in the hole 70 (large diameter portion 702), and the end on the X axis positive direction side is the surface of the front plate 8 on the X axis negative direction side. The X-axis negative direction end is in contact with the rear end portion (bottom portion 713) of the lock piston 71.
The sliding hole 70 is provided with a pressure receiving chamber for generating an oil pressure acting on the lock piston 71. Specifically, the inner peripheral surface of the large diameter portion 702 (including the X axis positive direction end surface of the small diameter portion 701) in the sliding hole 70 and the X piston negative direction end surface of the large diameter portion 712 in the lock piston 71 are included. A first pressure receiving chamber 77 is defined between the outer peripheral surface of the small diameter portion 711. In the locked state where the surface of the engaging portion 714 (the tip surface and the inclined surface on the negative side of the X axis) and the surface of the rear plate 9 on the positive side of the X axis (the engaging portion 714 is fitted in the engaging recess 730). The second pressure receiving chamber 78 is defined between the inner peripheral surface and the bottom surface of the sleeve 73. The first vane 61 is provided with the hole 75 and the groove 76 as a communication path for guiding the hydraulic pressure of the working chamber to the first and second pressure receiving chambers 77 and 78. The retarding chamber R 1 and the first pressure receiving chamber 77 are connected via the communication hole 75 and are always in communication, and the hydraulic pressure in the retarding chamber R 1 is guided to the first pressure receiving chamber 77. Via the communication groove 76, the advance chamber A1 and the X-axis negative direction end of the sliding hole 70 are connected and always communicated, and the hydraulic pressure in the advance chamber A1 is guided to the second pressure receiving chamber 78. (In the locked state of FIG. 5, the hydraulic pressure in the second groove 111 is directly introduced to the second pressure receiving chamber 78 through the communication groove 76.) Thus, the retard chamber R1 and the advance chamber A1 are selectively used. The supplied hydraulic oil is guided to the first pressure receiving chamber 77 and the second pressure receiving chamber 78 through the communication hole 75 and the communication groove 76, respectively, and both urge the lock piston 71 in the backward direction on the X axis positive direction side. Generate oil pressure.
When the vane member 6 rotates relative to the most retarded angle and the rotation is restricted by the first stopper portion, the position of the lock piston 71 and the position of the engagement recess 730 overlap when viewed from the X-axis direction. Can move in the negative direction of the X-axis. At this time, the spring force of the coil spring 74 acts to assist the engaging portion 714 to advance from the first vane 61 (sliding hole 70) and fit into the engaging recess 730. When the lock piston 71 engages with the engagement recess 730, the relative rotation between the rear plate 9 and the vane member 6, that is, the relative rotation between the housing HSG and the camshaft 3 is restricted (locked). On the other hand, the lock piston 71 receives an oil pressure on the X axis positive direction side in the large diameter portion 712 by the hydraulic pressure supplied from the retard chamber R1 into the first pressure receiving chamber 77 through the communication hole 75. Further, the lock piston 71 is hydraulically moved in the positive direction of the X-axis at the engaging portion 714 by the hydraulic pressure supplied into the second pressure receiving chamber 78 from the advance chamber A1 or the second groove 111 via the communication groove 76. Receive. In any of the above oil pressures, the lock piston 71 moves in the positive direction of the X axis against the spring force of the coil spring 74, and the engaging portion 714 retreats from the engaging recess 730 to enter the sliding hole 70. Acts to assist in fitting. As a result, the engagement between the lock piston 71 and the engagement recess 730 is released. Thus, while the coil spring 74 functions as a lock state maintaining mechanism, the communication hole 75 and the communication groove 76 function as a release hydraulic circuit.
A back pressure chamber 72 of the lock piston 71 is provided inside the sliding hole 70. The back pressure chamber 72 is a low pressure chamber provided on the X axis positive direction side of the sliding hole 70, the surface on the X axis negative direction side of the front plate 8, the inner peripheral surface of the sliding hole 70, and the lock piston. 71 (sliding portion 710). The back pressure chamber 72 communicates with the hole 800 of the front plate 8 via the radial groove 605, and communicates with the outside (outside air) of the apparatus via the hole 800, thereby releasing to atmospheric pressure (low pressure space). (See FIG. 2). In other words, the radial groove 605 is a breathing groove formed on the end surface of the vane member 6 on the X axis positive direction side, functions as an air vent hole, and releases the pressure of the back pressure chamber 72 to maintain a low pressure. The back pressure relief part for doing is comprised.
[実施例1の作用]
以下、装置1の作用を説明する。
(位相変換作用)
まず、装置1の位相変換作用を説明する。なお、下記制御内容は様々に変更可能である。図3は機関停止時(機関始動時)の状態、図4は機関作動時の一状態をそれぞれ示す。
機関始動時は、予めロック機構7がベーン部材6を、機関始動時に最適な相対変換角度となるような遅角側の初期位置、具体的には最遅角位置に拘束している(図3)。このため、イグニッションスイッチのオン操作により機関が始動されると、円滑なクランキングによって良好な始動性が得られる。
機関始動後の所定の低回転低負荷域では、コントローラCUから制御電流が流路切換弁54に出力されない。スプール弁体は、リターンスプリングRSのばね力によって、供給ポート540と第2ポート542とを連通し、第1ポート541とドレンポート543とを連通する位置に留まる。よって、ポンプPから吐出され、供給通路52から供給ポート540を介してバルブボディ内に流入する作動油は、第2ポート542から進角通路51内に流入し、ここからカムシャフト3の軸方向通路512及び径方向通路511等とリアプレート9の第1溝515〜519を通って、各進角室A1〜A5に供給される。第1溝515へ作動油が供給されると、ロック機構7によるロック状態が解除され、ベーン部材6の自由な回転が許容され、バルブタイミングの任意の変更が可能な状態となる。ロック解除後、各進角室A1〜A5に供給される油圧により、ベーン部材6は、ハウジングHSGに対して、図3に示す位置からハウジングHSGの回転方向(図3の矢印方向)に回転し、クランクシャフトに対するカムシャフト3の回転位相を進角側に変更させる。この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角側となり、吸気弁と排気弁がともに開弁する期間であるバルブオーバーラップが大きくなって、かかる低回転低負荷時における慣性吸気の利用による燃焼効率が向上して機関回転の安定化と燃費の向上が図られる。図4に示すように、各進角室A1〜A5の容積が最大となり、各遅角室R1〜R5の容積が最小となる最進角位置にベーン部材6が相対回転すると、バルブオーバーラップが最大となる。
機関の運転状態が例えば高回転高負荷域に移行したときは、コントローラCUから制御電流が流路切換弁54に出力される。スプール弁体は、リターンスプリングRSのばね力に抗して、供給ポート540と第1ポート541とを連通し、第2ポート542とドレンポート543とを連通する位置に移動する。よって、ポンプPから吐出された作動油は、流路切換弁54の第1ポート541から遅角通路50内に流入し、カムシャフト3の軸方向通路502及び径方向通路501等とベーン部材6の各遅角油孔505〜509を通って各遅角室R1〜R5に供給されるため、各遅角室R1〜R5の内圧は上昇する。一方、各進角室A1〜A5内の作動油は、進角通路51及びドレン通路53を介してオイルパン55に排出され、各進角室A1〜A5の内圧は低下する。各遅角室R1〜R5の内圧が各進角室A1〜A5の内圧よりも大きくなると、ベーン部材6は、ハウジングHSGの回転方向(図3の矢印方向)とは反対側の反時計回り方向に、ハウジングHSGに対して回転し、クランクシャフトに対するカムシャフト3の回転位相を遅角側に変更させる。この結果、吸気弁の開閉タイミングが遅角側に制御され、バルブオーバーラップが小さくなって、かかる高回転高負荷時における機関の出力を向上させることができる。図3に示すように、各遅角室R1〜R5の容積が最大となり、各進角室A1〜A5の容積が最小となる最遅角位置にベーン部材6が相対回転すると、バルブオーバーラップが最小となる。
さらに、例えば、機関が中回転中負荷領域に移行した場合は、コントローラCUが流路切換弁54を制御してスプール弁体を中間移動位置に保持する。これによって、各遅角室R1〜R5及び各進角室A1〜A5の内圧がそれぞれ略一定に保たれ、ベーン部材6が中間回転位置に制御される。よって、中回転中負荷域における最適なバルブタイミング制御が可能になり、燃費と機関出力の両方を満足させることが可能になる。
機関作動時、具体的にはカムシャフト3の回転中、吸気弁を閉方向に付勢するバルブスプリングからカムシャフト3のカムへ伝達される回転反力により、カムシャフト3にはフリクションにより、いわゆる交番トルク(反転トルク)が発生する。すなわちカム形状に起因して、カムシャフト3の(時計回り方向の)回転を妨げる(反時計回り方向の)負トルクと、カムシャフト3の回転をアシストする(時計回り方向の)正トルクが、カムシャフト3に交互に作用する。そして、交番トルクは、全体としてみると負トルク側へオフセットしている。すなわち、カムシャフト3の回転周期ごとに発生する正トルク及び負トルクを時間的に積分すると負となり、カムシャフト3には平均して負トルクが作用する。
機関が停止すると、ポンプPの作動が停止される。また、コントローラCUから流路切換弁54への通電が遮断される。よって、進角室A1〜A5と遅角室R1〜R5への作動油圧の供給が停止される。このため、機関停止直後には、カムシャフト3に発生するフリクション(負トルク側にオフセットした交番トルク)によって、ベーン部材6は、ハウジングHSGに対して、ハウジングHSGの回転方向(図3の矢印方向)とは反対方向、すなわち遅角側へ回転移動しようとする。よって、機関の停止後、ベーン部材6は、カムシャフト3のフリクション(交番トルク)によって、予め機関(再)始動に適した所定の初期位置、すなわち図3に示す最遅角側の位置に移動する。換言すると、バルブタイミングが機関(再)始動に適した位相となる。このとき、ロック機構7が作動してベーン部材6のハウジングHSGに対する回転を拘束する。
以上のように、装置1では、機関が停止する際、交番トルクによりベーン部材6をハウジングHSGに対して遅角側の初期位置に回転移動させることで、機関再始動時においても装置1を初期位置から制御可能としている。
[Operation of Example 1]
Hereinafter, the operation of the device 1 will be described.
(Phase conversion action)
First, the phase conversion action of the device 1 will be described. In addition, the following control content can be changed variously. FIG. 3 shows a state when the engine is stopped (when the engine is started), and FIG. 4 shows a state when the engine is operating.
When the engine is started, the lock mechanism 7 preliminarily constrains the vane member 6 to the initial position on the retard side, specifically, the most retarded angle position so that the optimum relative conversion angle is obtained when the engine is started (FIG. 3). ). For this reason, when the engine is started by turning on the ignition switch, good startability can be obtained by smooth cranking.
In a predetermined low rotation and low load region after engine startup, no control current is output from the controller CU to the flow path switching valve 54. The spool valve body remains in a position where the supply port 540 and the second port 542 communicate with each other and the first port 541 and the drain port 543 communicate with each other by the spring force of the return spring RS. Therefore, the hydraulic oil discharged from the pump P and flowing into the valve body from the supply passage 52 via the supply port 540 flows into the advance passage 51 from the second port 542, and from here the axial direction of the camshaft 3 Through the passage 512, the radial passage 511 and the like and the first grooves 515 to 519 of the rear plate 9, they are supplied to the advance chambers A1 to A5. When hydraulic oil is supplied to the first groove 515, the lock state by the lock mechanism 7 is released, the vane member 6 is allowed to freely rotate, and the valve timing can be arbitrarily changed. After unlocking, the vane member 6 rotates from the position shown in FIG. 3 in the rotation direction of the housing HSG (the arrow direction in FIG. 3) with respect to the housing HSG by the hydraulic pressure supplied to the advance chambers A1 to A5. The rotational phase of the camshaft 3 relative to the crankshaft is changed to the advance side. As a result, the opening / closing timing of the intake valve is advanced, the valve overlap during which both the intake valve and the exhaust valve are opened increases, and the combustion efficiency due to the use of inertial intake at such low rotation and low load is increased. As a result, engine rotation is stabilized and fuel consumption is improved. As shown in FIG. 4, when the vane member 6 rotates relative to the most advanced position where the volumes of the advance chambers A1 to A5 are maximized and the volumes of the retard chambers R1 to R5 are minimized, the valve overlap occurs. Maximum.
When the operating state of the engine shifts to, for example, a high rotation / high load region, a control current is output from the controller CU to the flow path switching valve 54. The spool valve body moves to a position where the supply port 540 communicates with the first port 541 and the second port 542 communicates with the drain port 543 against the spring force of the return spring RS. Therefore, the hydraulic oil discharged from the pump P flows into the retarded passage 50 from the first port 541 of the flow path switching valve 54, and the vane member 6 and the axial passage 502 and the radial passage 501 of the camshaft 3. Since the oil is supplied to the retard chambers R1 to R5 through the retard oil holes 505 to 509, the internal pressure of the retard chambers R1 to R5 increases. On the other hand, the hydraulic oil in each advance chamber A1 to A5 is discharged to the oil pan 55 via the advance passage 51 and the drain passage 53, and the internal pressure in each advance chamber A1 to A5 is reduced. When the internal pressures of the retard chambers R1 to R5 are larger than the internal pressures of the advance chambers A1 to A5, the vane member 6 is counterclockwise in the direction opposite to the rotation direction of the housing HSG (the arrow direction in FIG. 3). Then, it rotates relative to the housing HSG and changes the rotational phase of the camshaft 3 relative to the crankshaft to the retard side. As a result, the opening / closing timing of the intake valve is controlled to the retard side, the valve overlap is reduced, and the output of the engine at the time of such high rotation and high load can be improved. As shown in FIG. 3, when the vane member 6 rotates relative to the most retarded position where the volumes of the retard chambers R1 to R5 are maximized and the volumes of the advance chambers A1 to A5 are minimized, the valve overlap occurs. Minimal.
Furthermore, for example, when the engine shifts to the middle rotation load region, the controller CU controls the flow path switching valve 54 to hold the spool valve body at the intermediate movement position. As a result, the internal pressures of the retard chambers R1 to R5 and the advance chambers A1 to A5 are kept substantially constant, and the vane member 6 is controlled to the intermediate rotation position. Therefore, optimal valve timing control in the middle rotation / middle load range is possible, and both fuel consumption and engine output can be satisfied.
During engine operation, specifically, during rotation of the camshaft 3, the camshaft 3 is caused by friction due to the rotational reaction force transmitted to the cam of the camshaft 3 from the valve spring that biases the intake valve in the closing direction. An alternating torque (reverse torque) is generated. That is, due to the cam shape, a negative torque (counterclockwise) that prevents the camshaft 3 from rotating (clockwise) and a positive torque that assists the rotation of the camshaft 3 (clockwise) are: It acts on the camshaft 3 alternately. The alternating torque is offset to the negative torque side as a whole. That is, when the positive torque and the negative torque generated at each rotation cycle of the camshaft 3 are integrated over time, the camshaft 3 becomes negative, and the negative torque acts on the camshaft 3 on average.
When the engine stops, the operation of the pump P is stopped. Further, the energization from the controller CU to the flow path switching valve 54 is interrupted. Accordingly, the supply of hydraulic pressure to the advance chambers A1 to A5 and the retard chambers R1 to R5 is stopped. For this reason, immediately after the engine is stopped, the vane member 6 is rotated relative to the housing HSG by the friction generated in the camshaft 3 (alternating torque offset to the negative torque side) (the direction of the arrow in FIG. 3). ) Tries to rotate in the opposite direction, that is, the retard side. Therefore, after the engine is stopped, the vane member 6 is moved to a predetermined initial position suitable for starting the engine (re) in advance by the friction (alternating torque) of the camshaft 3, that is, the most retarded position shown in FIG. To do. In other words, the valve timing is a phase suitable for engine (re) starting. At this time, the lock mechanism 7 operates to restrain the rotation of the vane member 6 relative to the housing HSG.
As described above, in the apparatus 1, when the engine stops, the vane member 6 is rotated to the initial position on the retard side with respect to the housing HSG by the alternating torque, so that the apparatus 1 is initialized even when the engine is restarted. It can be controlled from the position.
(ロック機構の作用)
上記のように、ロック機構7を作動させることで、作動油圧の有無に関わらず装置1を初期位置(図3)から制御することが可能である。よって、機関始動時にカムシャフト3に作用する交番トルクによって生じうるベーン部材6のバタツキを抑制し、ベーン61〜65とハウジングHSG(シュー11〜15)との衝突による異音(打音)の発生を抑制できる。また、ノッキング等を抑止しつつ、機関ないし装置1を安定的に作動させることができる。これは機関始動時に限らず、油圧があまり発生しないアイドル時においても同様である。なお、本実施例1では、ロック位置を最遅角側の回転規制位置としたが、これに限らず、機関始動等に適した所定位置でロックしてこれを装置1の初期位置とすることとしてもよい。
具体的には、ハウジングHSGに対してベーン部材6が最遅角側に相対回転したとき、ロックピストン71の位置と係合凹部730の位置が重なる。このため、機関停止時には、コイルスプリング74のばね力により係合部714が進出し、係合凹部730内に嵌まり込んで係合する。これにより、ロックピストン71がベーン部材6の自由な相対回転を規制する。
このロック状態では、第2溝111と連通溝76は周方向で対向し、互いに連通している。すなわち、進角室A1の容積が最小であるときにも、第1溝515は第2溝111を介して連通溝76と接続し、第2受圧室78に連通する。よって、進角通路51に作動油が供給されると、第1溝515から供給される作動油により第2受圧室78内の圧力が上昇し、これに伴い、ロックピストン71(係合部714)はX軸正方向側に作用する油圧力を受ける。上記油圧力がコイルスプリング74のばね力よりも大きくなると、ロックピストン71がX軸正方向に移動(後退)する。係合部714が係合凹部730から完全に抜け出すと、ロック状態が解除される。
ロック解除後、進角通路51に作動油が供給され続けると、進角室A1から連通溝76を介して第2受圧室78に油圧が供給されるため、ロック解除状態が維持される。装置1の作動時、進角通路51から作動油が排出され、遅角通路50に作動油が供給されると、進角室A1から連通溝76を介して第2受圧室78に供給される油圧は低下する。一方、遅角室R1の油圧の上昇に伴い、この油圧が連通孔75を介して第1受圧室77に供給され、ロックピストン71の大径部712の受圧面に油圧力として作用する。これにより、ロックピストン71がコイルスプリング74のばね力に抗して係合凹部730から抜け出した解除状態が維持される。
このように、本実施例1では、ベーン部材6(ベーン61)に、ハウジングHSG(リアプレート9)に対して出没可能なロックピストン71が設けられるとともに、ハウジングHSG(リアプレート9)には、ロックピストン71が係合可能な係合凹部730(ロック穴)が形成されており、機関の状態に応じて、ロックピストン71を係合凹部730に係合させ、又はこの係合を解除させる。よって、ベーン部材6の相対回転を拘束し、装置1を初期位置から作動させるためのロック手段として、クラッチ機構やレバー機構を用いた場合よりも機構が簡便であり、低コスト化しつつロック作動の信頼性を確保できる。なお、ロック機構7(ロックピストン71)をハウジングHSGの側に設置し、ベーン部材6との間でロックするようにしてもよい。本実施例1では、ベーン部材6にロックピストン71を設置することで、ハウジングHSGにロックピストン71を設けた場合と比べ、ハウジングHSG(装置1)の大型化を抑制することが可能である。
なお、ベーン部材6において、ロックピストン71をベーン61ではなく、ロータ60に設けてもよい。本実施例1では、ロックピストン71をベーン61に設けることで、ロータ60の径方向大型化を抑制でき、これによりベーン61〜65の受圧面積を確保しつつ装置1の径方向大型化を抑制可能である。
なお、ロックピストン71は、シュー11と当接するベーン61以外のベーン62〜65に設けることとしてもよい。
また、ロックピストン71は、回転軸O以外の方向、例えばハウジングHSGの径方向に進退するものであってもよい。換言すると、ロックピストン71を収容するシリンダは、回転軸方向以外、例えばハウジング径方向に形成されていてもよい。本実施例1では、ロックピストン71は、封止部材(リアプレート9)に対して出没可能に設けられている。換言すると、ロックピストン71の摺動用孔70は回転軸Oの方向(X軸方向)に延びて形成され、ロックピストン71は回転軸Oの方向にその先端(係合部714)が出没する。このようにロックピストン71が回転軸方向に作動するように構成することで、装置1の径方向大型化を抑制できる。また、ベーン部材6の回転による遠心力がロック機構7の作動に影響を及ぼすことを抑制できる。
なお、ロックピストン71は、フロントプレート8に対して出没可能に設けられることとしてもよい。本実施例1では、リアプレート9に対して出没可能にロックピストン71を設けたため、装置1の軸方向小型化を図ることができる。すなわち、ベーン部材6から軸方向に出没するロックピストン51が挿入される係合凹部が形成される側の封止部材は、係合凹部を形成する(スリーブを設置する)ために、厚肉に構成することが必要となる。一方、封止部材8,9及びハウジング本体10をボルトb1〜b5により締結するためには封止部材8,9のいずれかに雌ねじ孔を形成することが必要である。そして、雌ねじ孔はある程度の長さが必要であることから、雌ねじ孔が形成される側の封止部材を厚肉に構成する必要がある。本実施例1では、リアプレート9に雌ねじ部91〜95を設けた。よって、フロントプレート8には雌ねじ孔等を特に形成する必要がないため、フロントプレート8は薄肉でよい。一方、雌ねじ部91〜95を形成するために厚肉にならざるを得ないリアプレート9に係合凹部730を設けた。換言すると、係合凹部730を形成する(スリーブ73を設置する)ためにもともと厚肉にならざるを得ないリアプレート9に雌ねじ部91〜95を設けた。このように、係合凹部730と雌ねじ部91〜95を共にリアプレート9に形成したため、装置1の軸方向寸法を小型化することが可能となる。
ロック機構7は、ロックピストン71の付勢手段として弾性部材(コイルスプリング74)を備え、この弾性部材の付勢力を用いてロックピストン71をベーン部材6に対し出没させる。例えば、機関を停止した際、交番トルクによってベーン部材6が所定の初期位置まで回動してきたとき、コイルスプリング74の付勢力によって自動的にロックピストン71を係合凹部730に係合させる。よって、ロック動作のための特別なアクチュエータを必要としないため、機構を簡便化できる。なお、ロックピストン71の付勢部材として、コイルスプリング以外の弾性部材、例えば板ばね等を用いてもよい。
ロックピストン71の先端(係合部714)は、略円錐台の形状を有し、X軸負方向(係合凹部730)に向かって小径となるように設けられているため、係合凹部730に係合しやすい。係合凹部730も、X軸正方向側の開口に向かって大径となるように設けられているため、係合部714が係合しやすい。よって、ロックが円滑に行われる。
また、係合部714及び係合凹部730はともにテーパ面(傾斜面)を有している。そして、図3の第1ストッパ部による相対回転規制位置で、係合凹部730の軸心は、係合部714の軸心に対して、反時計回り方向(第1シュー11の側)へ周方向に僅かにオフセットしている。このため、ロック時にロックピストン71が係合凹部730に挿入されると、両者の傾斜面同士は、時計回り方向側で互いに接触し、このとき第1ベーン61を反時計回り方向(第1シュー11の側)に押し付ける分力が発生する(以下、これをクサビ効果という。)。よって、ロックピストン71が係合凹部730に係合すると、第1ベーン61が第1シュー11に押し付けられるため、より確実に、ベーン部材6を相対回転規制位置(初期位置である最遅角位置)に固定することができる。なお、両傾斜面が接触するための構成として、軸心をオフセットさせる以外に、係合部714や係合凹部730の形状を適宜変化させる等してもよい。本実施例1のように軸心をオフセットさせた場合、構成が簡便である。また、係合時に上記分力を発生させる傾斜面を、係合部714もしくは係合凹部730のどちらか一方のみに設けることとしてもよい。この場合も、クサビ効果を得ることができる。本実施例1のように両方に傾斜面を設けた場合、押し付け力を効果的に得つつ、摩耗を低減できる。
なお、本実施例1では、ロックピストン71に流体圧が作用することによりロックピストン71が係合凹部730から退出し、ロックが解除されることとしたが、他の構成により解除機構を構成してもよい。本実施例1のように、作動室に供給される作動油の圧力によってロックが解除される構成とした場合、装置1の作動油圧をそのまま用いてロック解除を行うため、ロック解除動作のための特別なアクチュエータを必要とせず、機構を簡便化できる。
また、背圧逃し部により、装置1の作動時、ロックピストン71は背圧室72内の圧力の影響をあまり受けずに円滑に移動する。すなわち、係合部714が係合凹部730から離脱してロックピストン71がX軸正方向側へ移動し、背圧室72の容積が縮小しようとする際、背圧室72における空気は、背圧逃し部を介して装置外部の低圧空間へと伝わる。よって、背圧室72内は低圧に維持される。また、背圧室72内には、背圧室72の周囲の隙間から漏出してきた作動油が溜まる。この油も、背圧逃し部を介して装置外へ排出される。よって、背圧室72の容積が縮小しようとする際、空気や油によりこれが妨げられることなく、背圧が開放される。したがって、ベーン部材6の全ての相対回転範囲で、ロックピストン71の良好な作動(摺動用孔70における摺動)が確保され、ロック解除が円滑に行われる。
なお、進角側と遅角側どちらか一方のみの作動油圧によりロックを解除する構成としてもよい。例えば、連通孔75を省略し、進角室A1(第1溝515)の油圧が第2受圧室78に供給されるときにのみロックピストン71が解除状態となるようにしてもよい。本実施例1では、装置1の作動時、進角側と遅角側いずれか一方に油圧が導かれるときは常にロックピストン71が解除状態に保持される。すなわち、機関の状態に応じて、第1受圧室77に遅角側の油圧が、第2受圧室78に進角側の油圧がそれぞれ導かれ、これら両油圧により、コイルスプリング74の付勢力に抗してロックピストン71が解除方向に作動する。よって、ベーン部材6が進角方向又は遅角方向に回動するたびに係合・解除が繰り返されることが抑制されるため、装置1の作動を円滑化できるだけでなく、ロックピストン71の作動回数が低減され、これにより装置1の耐久性を向上できる。
具体的には、摺動用孔70を異径の(段付きの)シリンダとし、これに対応してロックピストン71に大径部712と小径部711を設け、ロックピストン71を異径の(段付きの)ピンとしている。そして、摺動用孔70の小径部701の内周に小径部711が、大径部702の内周に大径部712が、それぞれ摺動自在に設けられている。これにより、摺動用孔70内で、第1受圧室77が画成されている。このように、異径の(段付きの)シリンダとピンを用いることで、第1受圧室77と第2受圧室78とを別々に液密に設けることが簡便に達成され、ロックピストン71に対して進角室A1と遅角室R1からの油圧力を別々に作用させる構成を容易に実現できる。なお、シリンダ(摺動用孔70)とロックピストン71の形状や、油路75や溝76の構成を適宜調整して、第1、第2受圧室77,78を任意の形状としたり任意の位置に設けたりしてもよい。また、第1受圧室77に進角室A1の油圧が導かれ、第2受圧室78に遅角室R1の油圧が導かれるように構成してもよい。換言すると、連通溝76を(連通孔75と同様の)孔により構成し、連通孔75を(連通溝76と同様の)溝により構成してもよい。本実施例1では、第2溝111を連通溝76と周方向で対向させるとともに、連通溝76を介して第2受圧室78と連通させるようにしたため、第2溝111のX軸方向寸法を連通溝76の開口分だけに抑制し、これにより後述のようにシール溝117周囲の強度低下を抑制している。
(Operation of locking mechanism)
As described above, by operating the lock mechanism 7, the device 1 can be controlled from the initial position (FIG. 3) regardless of the presence or absence of the hydraulic pressure. Therefore, the fluttering of the vane member 6 that can be generated by the alternating torque acting on the camshaft 3 when the engine is started is suppressed, and abnormal noise (sounding sound) is generated due to the collision between the vanes 61 to 65 and the housing HSG (shoes 11 to 15). Can be suppressed. Further, the engine or device 1 can be stably operated while knocking or the like is suppressed. This is the same not only when the engine is started but also when the engine is idling when hydraulic pressure is not generated so much. In the first embodiment, the lock position is set as the rotation retarding position on the most retarded angle side. However, the present invention is not limited to this. It is good.
Specifically, when the vane member 6 rotates relative to the housing HSG relative to the most retarded angle side, the position of the lock piston 71 and the position of the engagement recess 730 overlap. For this reason, when the engine is stopped, the engaging portion 714 is advanced by the spring force of the coil spring 74 and is engaged with the engaging recess 730. Thereby, the lock piston 71 restricts free relative rotation of the vane member 6.
In this locked state, the second groove 111 and the communication groove 76 face each other in the circumferential direction and communicate with each other. That is, even when the volume of the advance chamber A1 is minimum, the first groove 515 is connected to the communication groove 76 via the second groove 111 and communicates with the second pressure receiving chamber 78. Therefore, when the hydraulic oil is supplied to the advance passage 51, the pressure in the second pressure receiving chamber 78 is increased by the hydraulic oil supplied from the first groove 515, and accordingly, the lock piston 71 (the engaging portion 714). ) Receives hydraulic pressure acting on the positive side of the X axis. When the oil pressure becomes larger than the spring force of the coil spring 74, the lock piston 71 moves (retreats) in the X-axis positive direction. When the engaging portion 714 is completely removed from the engaging recess 730, the locked state is released.
If the hydraulic oil continues to be supplied to the advance passage 51 after the lock is released, the hydraulic pressure is supplied from the advance chamber A1 to the second pressure receiving chamber 78 through the communication groove 76, so that the unlocked state is maintained. When the device 1 is in operation, the hydraulic oil is discharged from the advance passage 51 and supplied to the retard passage 50. Then, the hydraulic oil is supplied from the advance chamber A1 to the second pressure receiving chamber 78 through the communication groove 76. The hydraulic pressure decreases. On the other hand, as the hydraulic pressure of the retarding chamber R1 increases, this hydraulic pressure is supplied to the first pressure receiving chamber 77 via the communication hole 75 and acts as an oil pressure on the pressure receiving surface of the large diameter portion 712 of the lock piston 71. As a result, the release state in which the lock piston 71 has come out of the engagement recess 730 against the spring force of the coil spring 74 is maintained.
As described above, in the first embodiment, the vane member 6 (vane 61) is provided with the lock piston 71 that can be moved in and out with respect to the housing HSG (rear plate 9), and the housing HSG (rear plate 9) includes An engagement recess 730 (lock hole) with which the lock piston 71 can be engaged is formed, and the lock piston 71 is engaged with or released from the engagement recess 730 depending on the state of the engine. Therefore, the mechanism is simpler than the case where a clutch mechanism or a lever mechanism is used as a lock means for restricting the relative rotation of the vane member 6 and operating the device 1 from the initial position, and the lock operation can be performed while reducing the cost. Reliability can be secured. The lock mechanism 7 (lock piston 71) may be installed on the housing HSG side and locked with the vane member 6. In the first embodiment, by installing the lock piston 71 on the vane member 6, it is possible to suppress an increase in the size of the housing HSG (device 1) as compared with the case where the lock piston 71 is provided on the housing HSG.
In the vane member 6, the lock piston 71 may be provided not on the vane 61 but on the rotor 60. In the first embodiment, by providing the lock piston 71 on the vane 61, the radial enlargement of the rotor 60 can be suppressed, thereby suppressing the radial enlargement of the device 1 while securing the pressure receiving area of the vanes 61 to 65. Is possible.
The lock piston 71 may be provided on the vanes 62 to 65 other than the vane 61 that contacts the shoe 11.
Further, the lock piston 71 may advance or retreat in a direction other than the rotation axis O, for example, in the radial direction of the housing HSG. In other words, the cylinder that houses the lock piston 71 may be formed in the housing radial direction, for example, other than the rotation axis direction. In the first embodiment, the lock piston 71 is provided so as to be able to appear and retract with respect to the sealing member (rear plate 9). In other words, the sliding hole 70 of the lock piston 71 is formed to extend in the direction of the rotation axis O (X-axis direction), and the tip (engagement portion 714) of the lock piston 71 protrudes and retracts in the direction of the rotation axis O. By configuring the lock piston 71 to operate in the rotation axis direction in this way, it is possible to suppress an increase in the radial direction of the device 1. Further, it is possible to suppress the centrifugal force due to the rotation of the vane member 6 from affecting the operation of the lock mechanism 7.
The lock piston 71 may be provided so as to be able to appear and retract with respect to the front plate 8. In the first embodiment, since the lock piston 71 is provided so as to be able to appear and retract with respect to the rear plate 9, the apparatus 1 can be reduced in the axial direction. That is, the sealing member on the side where the engagement concave portion into which the lock piston 51 protruding and retracting in the axial direction from the vane member 6 is inserted is formed thick in order to form the engagement concave portion (install the sleeve). It is necessary to configure. On the other hand, in order to fasten the sealing members 8 and 9 and the housing body 10 with the bolts b1 to b5, it is necessary to form a female screw hole in either of the sealing members 8 and 9. Since the female screw hole needs to have a certain length, the sealing member on the side where the female screw hole is formed needs to be thick. In the first embodiment, the rear plate 9 is provided with female thread portions 91 to 95. Therefore, since it is not necessary to form a female screw hole or the like in the front plate 8, the front plate 8 may be thin. On the other hand, the engagement recess 730 is provided in the rear plate 9 which must be thick to form the female screw portions 91 to 95. In other words, in order to form the engagement recess 730 (install the sleeve 73), the internal thread portions 91 to 95 are provided on the rear plate 9 that must be thick. Thus, since both the engagement recess 730 and the female thread portions 91 to 95 are formed in the rear plate 9, the axial dimension of the device 1 can be reduced.
The lock mechanism 7 includes an elastic member (coil spring 74) as an urging unit for the lock piston 71, and the lock piston 71 is caused to protrude and retract with respect to the vane member 6 using the urging force of the elastic member. For example, when the engine is stopped, when the vane member 6 is rotated to a predetermined initial position by the alternating torque, the lock piston 71 is automatically engaged with the engagement recess 730 by the urging force of the coil spring 74. Therefore, since a special actuator for the locking operation is not required, the mechanism can be simplified. Note that an elastic member other than the coil spring, such as a leaf spring, may be used as the biasing member of the lock piston 71.
The distal end (engagement portion 714) of the lock piston 71 has a substantially truncated cone shape and is provided so as to have a smaller diameter toward the negative X-axis direction (engagement recess 730). Easy to engage with. Since the engagement recess 730 is also provided with a larger diameter toward the opening on the X axis positive direction side, the engagement portion 714 is easily engaged. Therefore, the lock is performed smoothly.
Further, both the engaging portion 714 and the engaging recess 730 have a tapered surface (inclined surface). Then, at the relative rotation restriction position by the first stopper portion in FIG. 3, the shaft center of the engagement recess 730 rotates in the counterclockwise direction (the first shoe 11 side) with respect to the shaft center of the engagement portion 714. There is a slight offset in the direction. For this reason, when the lock piston 71 is inserted into the engagement recess 730 at the time of locking, the inclined surfaces of the two come into contact with each other in the clockwise direction, and at this time, the first vane 61 is moved counterclockwise (the first shoe). 11), a component force is generated (hereinafter referred to as a wedge effect). Therefore, when the lock piston 71 is engaged with the engagement recess 730, the first vane 61 is pressed against the first shoe 11, so that the vane member 6 is more reliably moved to the relative rotation restriction position (the most retarded position that is the initial position). ) Can be fixed. In addition, as a configuration for contacting both the inclined surfaces, the shapes of the engaging portion 714 and the engaging recess 730 may be changed as appropriate in addition to offsetting the axis. When the axis is offset as in the first embodiment, the configuration is simple. In addition, an inclined surface that generates the above-described component force during engagement may be provided only in one of the engagement portion 714 and the engagement recess 730. Also in this case, the wedge effect can be obtained. When the inclined surfaces are provided on both sides as in the first embodiment, wear can be reduced while effectively obtaining the pressing force.
In the first embodiment, fluid pressure is applied to the lock piston 71 so that the lock piston 71 is withdrawn from the engagement recess 730 and the lock is released. May be. When the lock is released by the pressure of the hydraulic oil supplied to the working chamber as in the first embodiment, the lock is released using the hydraulic pressure of the device 1 as it is. A special actuator is not required and the mechanism can be simplified.
Further, the back pressure relief portion allows the lock piston 71 to move smoothly without being affected by the pressure in the back pressure chamber 72 when the device 1 is operated. That is, when the engagement portion 714 is disengaged from the engagement recess 730 and the lock piston 71 moves in the positive direction of the X axis and the volume of the back pressure chamber 72 is to be reduced, the air in the back pressure chamber 72 It is transmitted to the low-pressure space outside the device via the pressure relief part. Therefore, the inside of the back pressure chamber 72 is maintained at a low pressure. In the back pressure chamber 72, hydraulic oil that has leaked from the gap around the back pressure chamber 72 is accumulated. This oil is also discharged out of the apparatus through the back pressure relief. Therefore, when the volume of the back pressure chamber 72 is to be reduced, the back pressure is released without being hindered by air or oil. Therefore, good operation of the lock piston 71 (sliding in the sliding hole 70) is ensured in all relative rotation ranges of the vane member 6, and unlocking is smoothly performed.
In addition, it is good also as a structure which cancels | releases a lock | rock with the hydraulic_pressure | hydraulic of only one of the advance side and the retard side. For example, the communication hole 75 may be omitted, and the lock piston 71 may be released only when the hydraulic pressure in the advance chamber A1 (first groove 515) is supplied to the second pressure receiving chamber 78. In the first embodiment, when the device 1 is operated, the lock piston 71 is always held in the released state when the hydraulic pressure is guided to either the advance side or the retard side. That is, according to the state of the engine, the retarded hydraulic pressure is guided to the first pressure receiving chamber 77 and the advanced hydraulic pressure is guided to the second pressure receiving chamber 78, respectively. Against this, the lock piston 71 operates in the release direction. Therefore, since it is suppressed that engagement / release is repeated each time the vane member 6 rotates in the advance direction or the retard direction, not only can the operation of the device 1 be made smooth, but also the number of operations of the lock piston 71. This can reduce the durability of the apparatus 1.
Specifically, the sliding hole 70 is a cylinder having a different diameter (stepped), and the lock piston 71 is provided with a large diameter portion 712 and a small diameter portion 711 corresponding thereto, and the lock piston 71 has a different diameter (step). (With) pin. A small-diameter portion 711 and a large-diameter portion 712 are slidably provided on the inner periphery of the small-diameter portion 701 of the sliding hole 70 and on the inner periphery of the large-diameter portion 702, respectively. Thus, a first pressure receiving chamber 77 is defined in the sliding hole 70. In this way, by using different diameter (stepped) cylinders and pins, it is possible to easily provide the first pressure receiving chamber 77 and the second pressure receiving chamber 78 separately in a liquid-tight manner. On the other hand, it is possible to easily realize a configuration in which the oil pressures from the advance chamber A1 and the retard chamber R1 are separately applied. Note that the first and second pressure receiving chambers 77 and 78 can be arbitrarily formed or arbitrarily positioned by appropriately adjusting the shape of the cylinder (sliding hole 70) and the lock piston 71 and the configuration of the oil passage 75 and the groove 76. Or may be provided. Further, the hydraulic pressure of the advance chamber A1 may be guided to the first pressure receiving chamber 77, and the hydraulic pressure of the retard chamber R1 may be guided to the second pressure receiving chamber 78. In other words, the communication groove 76 may be constituted by a hole (similar to the communication hole 75), and the communication hole 75 may be constituted by a groove (similar to the communication groove 76). In the first embodiment, since the second groove 111 is opposed to the communication groove 76 in the circumferential direction and communicated with the second pressure receiving chamber 78 via the communication groove 76, the dimension of the second groove 111 in the X-axis direction is set. Only the opening of the communication groove 76 is suppressed, thereby suppressing a decrease in strength around the seal groove 117 as described later.
(位置決め手段の作用)
装置1の各構成部材を組み付ける際には、位置決め手段により、ハウジング本体10に対するリアプレート9の回転位置、すなわちハウジング本体10とリアプレート9との周方向位置決めを行う。リアプレート9の凸部97をハウジング本体10の凹部116に嵌合することにより、リアプレート9に対するハウジング本体10の回転位置が調整され、両者の周方向位置決めが行われる。凸部97と凹部116の寸法は、凸部97が凹部116に嵌合した状態で、ハウジング本体10とリアプレート9の周方向のガタが発生しない寸法にそれぞれ設定されている。この位置決めにより、リアプレート9の雌ねじ部(ボルト孔)91〜95がハウジング本体10のボルト孔110〜150とそれぞれ略同軸上となる。また、第1ベーン61(平面部614)が第1シュー11(平面部113)に当接した状態で、係合凹部730が摺動用孔70(ロックピストン71)に対して(僅かにオフセットしつつ)略同軸上となる。換言すると、凹部116と凸部97は、ロックピストン71と係合凹部730との周方向相対位置を調整し、決定するための位置決め手段を構成している。これによりロックピストン71と係合凹部730とが正確に位置決めされるため、上記クサビ効果を含め、ロックピストン71の円滑な係合作用が得られる。
具体的には、位置決め手段(凹部116)が設けられたシュー11と当接するベーン61にロックピストン71を設けた。よって、係合凹部730は上記シュー11の近傍に設けられることになり、位置決め手段(凹部116及びこれに嵌合するリアプレート9側の凸部97)は、係合凹部730と近接した位置に設けられることになる。このため、他のシュー12〜15に位置決め手段を設けた場合と比べ、係合凹部730に対して上記シュー11(に当接するベーン61におけるロックピストン71)をより正確に位置決めすることができる。したがって、ロックピストン71のより円滑な係合作用が得られる。例えば、クサビ効果をより確実に得ることができる。
なお、位置決め手段として、ハウジング本体10(シュー11)に凸部を設け、リアプレート9に凹部を設けることとしてもよい。また、本実施例1のように孔にピンを挿入設置して位置決め凸部を構成するほか、治具を用いることとしてもよく、この場合、位置決め用凸部(ピン)を省略して装置をより軽量化することが可能である。例えば、リアプレート9に凸部97の代わりに凹部(ないし孔)を設け、治具をリアプレートの上記凹部(ないし孔)とハウジング本体の凹部116とに嵌合することで位置決めを行ってもよい。
また、装置1を機関に取付ける際には、一体に組み付けられたユニットをカムシャフト3に取り付ける。まず、カムシャフト3の端部30(挿通部301)を、X軸負方向側から、上記ユニットのハウジングHSGに形成された挿通孔90に挿通するとともに、ハウジングHSG内に収容されたベーン部材6のカムシャフト挿通孔601に挿通・設置する。このとき、位置決め手段を用いて、カムシャフト3に対するベーン部材6の周方向位置決めを行う。すなわち、カムシャフト挿通孔601の底面には孔603が設けられている。また、カムシャフト端面300には1つの凸部が設けられている。端部30をカムシャフト挿通孔601に挿入・設置する際、上記凸部を孔603に嵌合させつつ、端部30を、その端面300がカムシャフト挿通孔601の底面に当接するまで、挿入する。通路502又は通路512のカムシャフト端面300における開口部は、端面300がカムシャフト挿通孔601の底面に当接することで塞がれる。このとき、上記凸部の嵌合により、ベーン部材6とカムシャフト3の相対回転が拘束され、回転方向(周方向)の相対位置決めが行われる。すなわち、上記凸部と位置決め孔603は、装置1をカムシャフト3に取り付ける際、カムシャフト3に対するベーン部材6の回転位置を調整し、決定するための位置決め手段を構成している。これにより、クランクシャフト(ハウジングHSG)に対するカムシャフト3(ベーン部材6)の初期位相が設定される。
なお、カムシャフト側の凸部は、端面300に設けられた軸方向通路502,512のいずれかの開口部にピン等を挿入設置することで設けることとしてもよい。また、位置決め孔603はそこに凸部を嵌合して周方向の相対回転を拘束できる形状であればよく、孔602に連続した半長円状に限らない。また、ベーン部材6の側に凸部を設け、カムシャフト端部30の側にこれと嵌合する凹部を設けることとしてもよい。
なお、装置1ではフロントプレート8に大径孔80を設けているため、カムボルト31の締結が容易である。すなわち、組み立てられた装置1のユニットをカムシャフト3に取り付ければ、ハウジングHSGのX軸正方向側(フロントプレート8側)に、大径孔80によって、開口部ができる。この開口部からカムボルト31を挿入して回転させるだけで、ベーン部材6をカムシャフト3に締結固定することが可能である。よって、カムシャフト3への装置1の取り付けを容易化できる。
(Operation of positioning means)
When assembling the constituent members of the apparatus 1, the positioning means rotates the rear plate 9 relative to the housing body 10, that is, positions the housing body 10 and the rear plate 9 in the circumferential direction. By fitting the convex portion 97 of the rear plate 9 into the concave portion 116 of the housing main body 10, the rotational position of the housing main body 10 with respect to the rear plate 9 is adjusted, and the circumferential positioning of both is performed. The dimensions of the convex portion 97 and the concave portion 116 are set to dimensions that do not cause backlash in the circumferential direction of the housing body 10 and the rear plate 9 in a state where the convex portion 97 is fitted in the concave portion 116. By this positioning, the internal thread portions (bolt holes) 91 to 95 of the rear plate 9 are substantially coaxial with the bolt holes 110 to 150 of the housing body 10. Further, the engagement recess 730 is slightly offset (slightly offset) from the sliding hole 70 (lock piston 71) in a state where the first vane 61 (plane portion 614) is in contact with the first shoe 11 (plane portion 113). While being substantially coaxial. In other words, the concave portion 116 and the convex portion 97 constitute positioning means for adjusting and determining the circumferential relative position between the lock piston 71 and the engaging concave portion 730. As a result, the lock piston 71 and the engagement recess 730 are accurately positioned, so that a smooth engagement action of the lock piston 71 including the wedge effect is obtained.
Specifically, the lock piston 71 is provided on the vane 61 that comes into contact with the shoe 11 provided with positioning means (recess 116). Therefore, the engaging recess 730 is provided in the vicinity of the shoe 11, and the positioning means (the recess 116 and the protrusion 97 on the rear plate 9 fitted to the engaging portion 730) is located at a position close to the engaging recess 730. Will be provided. For this reason, it is possible to more accurately position the shoe 11 (the lock piston 71 in the vane 61 contacting the shoe) with respect to the engagement recess 730 than in the case where the positioning means is provided in the other shoes 12-15. Therefore, a smoother engaging action of the lock piston 71 is obtained. For example, the wedge effect can be obtained more reliably.
As positioning means, the housing body 10 (shoe 11) may be provided with a convex portion and the rear plate 9 may be provided with a concave portion. Further, as in the first embodiment, a pin may be inserted and installed in the hole to form a positioning convex portion, or a jig may be used. In this case, the positioning convex portion (pin) is omitted and the apparatus is used. It is possible to further reduce the weight. For example, the rear plate 9 may be provided with a concave portion (or hole) instead of the convex portion 97, and positioning may be performed by fitting a jig into the concave portion (or hole) of the rear plate and the concave portion 116 of the housing body. Good.
Further, when the device 1 is attached to the engine, the unit assembled integrally is attached to the camshaft 3. First, the end portion 30 (insertion portion 301) of the camshaft 3 is inserted from the X-axis negative direction side into the insertion hole 90 formed in the housing HSG of the unit and the vane member 6 accommodated in the housing HSG. Is inserted and installed in the camshaft insertion hole 601. At this time, the positioning means is used to position the vane member 6 in the circumferential direction with respect to the camshaft 3. That is, a hole 603 is provided on the bottom surface of the camshaft insertion hole 601. The camshaft end surface 300 is provided with one convex portion. When inserting and installing the end portion 30 in the camshaft insertion hole 601, the end portion 30 is inserted until the end surface 300 abuts against the bottom surface of the camshaft insertion hole 601 while fitting the convex portion into the hole 603. To do. The opening in the camshaft end surface 300 of the passage 502 or the passage 512 is closed when the end surface 300 abuts against the bottom surface of the camshaft insertion hole 601. At this time, the relative rotation of the vane member 6 and the camshaft 3 is restricted by the fitting of the convex portions, and relative positioning in the rotational direction (circumferential direction) is performed. That is, the convex portion and the positioning hole 603 constitute positioning means for adjusting and determining the rotational position of the vane member 6 relative to the camshaft 3 when the device 1 is attached to the camshaft 3. Thereby, the initial phase of the camshaft 3 (vane member 6) with respect to the crankshaft (housing HSG) is set.
The convex portion on the camshaft side may be provided by inserting and installing a pin or the like in one of the openings of the axial passages 502 and 512 provided on the end surface 300. The positioning hole 603 may have any shape as long as it can fit a convex portion therein to restrain relative rotation in the circumferential direction, and is not limited to a semi-oval shape continuous with the hole 602. Moreover, it is good also as providing a convex part in the vane member 6 side and providing the recessed part fitted to this in the camshaft end part 30 side.
In addition, in the apparatus 1, since the large diameter hole 80 is provided in the front plate 8, the fastening of the cam bolt 31 is easy. That is, if the unit of the assembled apparatus 1 is attached to the camshaft 3, an opening is formed by the large-diameter hole 80 on the X axis positive direction side (front plate 8 side) of the housing HSG. The vane member 6 can be fastened and fixed to the camshaft 3 simply by inserting and rotating the cam bolt 31 from the opening. Therefore, attachment of the device 1 to the camshaft 3 can be facilitated.
(ストッパ部の構成による作用)
第1ストッパ部を構成する第1ベーン61(の根元部分)は他のベーン62〜65(の根元部分)に対して周方向の幅が広く厚い。このように、複数のベーン61〜65のうち少なくとも一枚は幅広のベーン61とすることで、ロック機構7をベーン部材6(ベーン61)に設けることを容易にしつつ、この幅広であり剛性が高いベーン61をシュー11と当接させて、ベーン部材6の一方向側の相対回転を規制するようにした。よって、上記当接に対するベーン61の固定強度を担保しつつ、第1ストッパ部を簡便に設けることができる。また、他方向側の相対回転を規制する第2ストッパ部も、幅広の第1ベーン61により構成されている。よって、相対回転の両方向でストッパ部として用いる幅広ベーンを共通化することで、幅広部材を少なくし、スペースを省略することができる。また、第1ベーン61のように周方向寸法が幅広に設けられていない他のベーン62〜65については、ロータ60に対するベーン61〜65の固定強度が不足するおそれが高い。本実施例1では、上記両方向の回転規制時に、他のベーン62〜65はシュー11〜15と接触しないように構成されていることで、接触による力の作用を回避し、これら薄肉のベーン62〜65の固定強度(耐久性)をも向上することができる。
よって、相対回動を規制するための強度を十分に得つつ、ベーン部材6の耐久性を向上できる。
なお、相対回転を規制する構成として、他のベーン62〜65とシュー11〜15のいずれか1組、又は複数組を当接させ、この当接部により第1、第2ストッパ部を構成することとしてもよい。また、この当接部を構成するベーンを、第1ベーン61と同様に幅広に形成して剛性を高めることとしてもよい。
また、本実施例1のように、シュー11にベーン61自体が接触するように設けることで、ベーン61の周方向側面に突出部を設けてこれをシュー11に接触させた場合と異なり、ベーン部材6の相対回転角度範囲をより大きく確保することが可能である。
(Operation by the stopper configuration)
The first vane 61 (the root portion) constituting the first stopper portion is wider and thicker in the circumferential direction than the other vanes 62 to 65 (the root portion). As described above, at least one of the plurality of vanes 61 to 65 is the wide vane 61, so that the lock mechanism 7 can be easily provided on the vane member 6 (vane 61), and the wide and rigid. The high vane 61 is brought into contact with the shoe 11 to restrict the relative rotation of the vane member 6 in one direction. Therefore, the first stopper portion can be simply provided while securing the fixing strength of the vane 61 with respect to the contact. Further, the second stopper portion that restricts the relative rotation in the other direction is also constituted by the wide first vane 61. Therefore, by sharing the wide vane used as the stopper portion in both directions of the relative rotation, the wide members can be reduced and the space can be omitted. Moreover, about the other vanes 62-65 which are not provided in the circumferential direction wide like the 1st vane 61, there exists a high possibility that the fixing strength of the vanes 61-65 with respect to the rotor 60 may be insufficient. In the first embodiment, the other vanes 62 to 65 are configured not to come into contact with the shoes 11 to 15 at the time of restricting the rotation in the two directions, thereby avoiding the action of force due to the contact, and the thin vanes 62. The fixing strength (durability) of ˜65 can also be improved.
Therefore, the durability of the vane member 6 can be improved while sufficiently obtaining strength for restricting relative rotation.
As a configuration for restricting the relative rotation, any one set or a plurality of sets of the other vanes 62 to 65 and the shoes 11 to 15 are brought into contact with each other, and the first and second stopper portions are configured by the contact portions. It is good as well. Further, the vane constituting the abutting portion may be formed to be wide like the first vane 61 to increase the rigidity.
Unlike the case where the vane 61 itself is provided in contact with the shoe 11 as in the first embodiment, a protruding portion is provided on the circumferential side surface of the vane 61 and this is brought into contact with the shoe 11. It is possible to ensure a larger relative rotation angle range of the member 6.
(材料及び成形方法による作用)
本実施例1では、硬度が比較的高い鉄系金属材料によって各構成部材6,8〜10を成形しているため、各部材6,8〜10の肉厚を比較的薄く設けることが可能である。これにより、硬度が比較的低い材料(例えばアルミ系金属材料)により各部材6,8〜10を成形した場合に比べ、必要な強度を確保しつつ装置1のX軸方向寸法や径方向寸法を低減できる。
封止部材(フロントプレート8及びリアプレート9)は、硬度が高い材料である鉄系金属材料によって成形されている。よって、ボルトb1〜b5の座面として機能するフロントプレート8の強度を確保し、かつリアプレート9に設けられたボルト孔(雌ねじ91〜95)の強度を確保して、装置1の耐久性を向上することができる。また、封止部材8,9は、耐摩耗性が高い材料である鉄系金属材料によって成形されている。よって、封止部材8,9(の軸方向端面)におけるベーン部材6との摺動部の耐久性を確保することができる。また、フロントプレート8のX軸負方向側の面にロック機構7のコイルスプリング74が摺動すること等に起因する摩耗を抑制できる。なお、耐摩耗性や硬度が高い材料として、鉄系金属材料以外の金属材料、例えばマグネシウム等を用いてもよいし、金属材料以外の材料、例えばセラミック等を用いてもよい。
本実施例1では、構造が比較的簡単なフロントプレート8を、鋼材のプレス加工により成形することとしたが、他の材料(例えばアルミ系金属材料)や方法により成形してもよい。例えば、リアプレート9等と同様の粉末冶金法(焼結工法)のほか、鍛造や鋳造等によりフロントプレート8を成形することとしてもよい。ハウジング本体10及びリアプレート9の材料や加工法も特に限定されず、他の金属材料の鋳造や鍛造、例えばアルミ系金属材料の押出成形によって形成してもよい。
ハウジング本体10及びベーン部材6は、高硬度の材料である鉄系金属材料によって成形されている。また、ハウジング本体10は熱処理が施されることで高硬度化されている。よって、ストッパ部として機能するベーン61やシュー11,12の剛性を高めて、装置1の耐久性をより向上することができる。
なお、ベーン部材6の材料は特に限定されず、鉄系金属材料のほか、アルミ系金属材料を用いることも可能である。ベーン部材6の成形方法は粉末冶金法に限られず、例えば押出成形によりベーン部材6を一体に型成形してもよいし、鋳造や鍛造により一体成形してもよい。また、ロータ60とベーン61〜65を一体成形せず、別部材としてもよい。本実施例1では、ロータ60とベーン61〜65は一体に成形されるため、部品点数を削減できるとともに、加工や組付けのコストを低減できる。具体的には、これらは一体に型成形されるため、加工がより容易である。また、本実施例1では、ベーン部材6は鉄系金属材料により成形されるため、ロックピストン71が摺動することに起因する摺動用孔70の摩耗を抑制できる。また、焼結により成形されるため、摺動用孔70における無数の微細孔には潤滑油が長時間滞留する。よって、機関を長時間(例えば数日〜数ヶ月)運転せず、その間、装置1を使用しなかった後、機関を再始動させたときに、装置1が作動してロックピストン71の大径部712の後端角部と摺動用孔70の内周面とが当接した場合でも、摺動用孔70に潤滑油が保持されているため、摩耗を抑制することができる。すなわち、装置1では、焼結金属の形状特性を利用し、これに潤滑油保持機能を持たせることで、摩耗低減効果を更に向上させている。
また、ロックピストン71とスリーブ73は、耐磨耗性の高い材料、具体的には鉄系金属材料で作られている。よって、ロックピストン71と係合凹部730(係合部714に摺接する傾斜面)の硬度を確保でき、特に摩耗を効果的に低減できる。したがって、ロックピストン71の作動悪化をより効果的に抑制できる。なお、係合凹部730を、スリーブ73により形成せず、リアプレート9に直接設けることとしてもよい。この場合、リアプレート9に係合凹部730を切削加工等により成形することとしてもよい。本実施例1では、スリーブ73は、リアプレート9とは別部材で構成されているため、係合凹部730の形状や材質等を、ロックピストン71の係脱(係合及び解除)に適したものに調整することが容易であると共に、上記係脱に際してリアプレート9が摩耗したり拗れたりすることを抑制できる。すなわち、耐磨耗性に特に適した材料を選択することができ、また傾斜面の加工精度を向上できる等の利点を有している。
(Operation by material and molding method)
In the first embodiment, since the constituent members 6, 8 to 10 are formed of a ferrous metal material having a relatively high hardness, it is possible to provide the members 6, 8 to 10 with a relatively small thickness. is there. Thereby, compared with the case where each member 6,8-10 is shape | molded with the material (for example, aluminum type metal material) with comparatively low hardness, the X-axis direction dimension and radial direction dimension of the apparatus 1 are ensured, ensuring required intensity | strength. Can be reduced.
The sealing members (front plate 8 and rear plate 9) are formed of an iron-based metal material that is a material having high hardness. Therefore, the strength of the front plate 8 that functions as a seating surface of the bolts b1 to b5 is secured, and the strength of the bolt holes (internal threads 91 to 95) provided in the rear plate 9 is secured, thereby improving the durability of the device 1. Can be improved. Moreover, the sealing members 8 and 9 are shape | molded with the iron-type metal material which is a material with high abrasion resistance. Therefore, durability of the sliding part with the vane member 6 in the sealing members 8 and 9 (the axial end surface thereof) can be ensured. In addition, it is possible to suppress wear due to the sliding of the coil spring 74 of the lock mechanism 7 on the surface of the front plate 8 on the X axis negative direction side. As a material having high wear resistance and hardness, a metal material other than the iron-based metal material, such as magnesium, may be used, or a material other than the metal material, such as ceramic, may be used.
In the first embodiment, the front plate 8 having a relatively simple structure is formed by pressing a steel material. However, the front plate 8 may be formed by another material (for example, an aluminum-based metal material) or a method. For example, in addition to the powder metallurgy method (sintering method) similar to the rear plate 9 or the like, the front plate 8 may be formed by forging or casting. The material and processing method of the housing body 10 and the rear plate 9 are not particularly limited, and may be formed by casting or forging of another metal material, for example, extrusion molding of an aluminum-based metal material.
The housing body 10 and the vane member 6 are formed of a ferrous metal material that is a high-hardness material. The housing body 10 is hardened by heat treatment. Therefore, the durability of the device 1 can be further improved by increasing the rigidity of the vane 61 and the shoes 11 and 12 that function as the stopper portion.
The material of the vane member 6 is not particularly limited, and an aluminum metal material can be used in addition to the iron metal material. The forming method of the vane member 6 is not limited to the powder metallurgy method. For example, the vane member 6 may be integrally formed by extrusion molding, or may be integrally formed by casting or forging. Further, the rotor 60 and the vanes 61 to 65 may be formed as separate members without being integrally formed. In the first embodiment, since the rotor 60 and the vanes 61 to 65 are integrally formed, the number of parts can be reduced, and the cost of processing and assembly can be reduced. Specifically, since these are molded integrally, processing is easier. In the first embodiment, since the vane member 6 is formed of an iron-based metal material, it is possible to suppress wear of the sliding hole 70 resulting from the sliding of the lock piston 71. Further, since it is formed by sintering, the lubricating oil stays in the countless fine holes in the sliding hole 70 for a long time. Therefore, when the engine is not operated for a long time (for example, several days to several months) and the apparatus 1 is not used during that time, when the engine is restarted, the apparatus 1 is activated and the lock piston 71 has a large diameter. Even when the rear end corner of the portion 712 and the inner peripheral surface of the sliding hole 70 are in contact with each other, since the lubricating oil is held in the sliding hole 70, wear can be suppressed. That is, in the apparatus 1, the wear reduction effect is further improved by utilizing the shape characteristics of the sintered metal and imparting a lubricating oil retaining function thereto.
The lock piston 71 and the sleeve 73 are made of a highly wear-resistant material, specifically, an iron-based metal material. Therefore, the hardness of the lock piston 71 and the engagement recess 730 (the inclined surface that is in sliding contact with the engagement portion 714) can be secured, and wear can be particularly effectively reduced. Therefore, the deterioration of the operation of the lock piston 71 can be more effectively suppressed. The engaging recess 730 may be provided directly on the rear plate 9 without being formed by the sleeve 73. In this case, the engaging recess 730 may be formed in the rear plate 9 by cutting or the like. In the first embodiment, since the sleeve 73 is formed of a member different from the rear plate 9, the shape and material of the engagement recess 730 are suitable for engagement / disengagement (engagement and release) of the lock piston 71. It is easy to make adjustments, and it is possible to prevent the rear plate 9 from being worn or twisted during the engagement / disengagement. That is, there is an advantage that a material particularly suitable for wear resistance can be selected and the processing accuracy of the inclined surface can be improved.
(遅角側給排通路の構成による作用)
遅角油孔505〜509は、ベーン61〜65に周方向で隣接して設けられ、それぞれベーン61〜65の時計回り方向側の根元に開口し、遅角室R1〜R5に連通する。よって、遅角油孔505〜509が開口する作動室(遅角室R)の容積が小さくなる方向(進角側)にベーン部材6が相対回転し、ベーン61〜65がそれぞれシュー12〜15,11に近づいても、遅角油孔505〜509の開口は、シュー12〜15,11の先端部によって塞がれにくく、開口状態を保つことが容易である。
具体的には、各孔505〜509の上記開口は、それぞれ可能な限り各ベーン61〜65に近接するように配置されており、孔506〜509は、ロータ60の外周面600だけでなく、部分的に各ベーン62〜65の周方向側面にも開口する。本実施例1ではベーン61〜65とロータ60が一体に形成されているため、このように開口させることが容易である。また孔505は、第1ベーン61の切り欠き部618に開口する。よって、進角方向にベーン部材6が相対回転しても、各孔505〜509の遅角室Rへの開口がシュー先端部によって塞がれる範囲を抑制する(開口面積を増大する)ことが可能である。したがって、ベーン部材6の全相対回転範囲で、孔505〜509を経由した各遅角室Rへの作動油の給排通路が確保され、作動油が複数の遅角室Rに導入され易くなり、装置1の制御性を担保することができる。特に、最大相対回転位置(最進角位置)で、ベーン部材6を(遅角側へ)相対回転させ始めるときに必要な作動油を円滑に供給できる。換言すると、制御性を担保しつつ、ベーン部材6の相対回転範囲を拡大することを容易化している。
なお、孔505〜509を、X軸正方向側から見て本実施例1と反対側に傾けてもよいし、回転軸Oを通る径方向直線上に設けてもよい。孔505〜509の形状は、直線状に限定されず、例えば折れ曲がっていてもよい。本実施例1では、孔505〜509は直線的であるため、成形が比較的容易である。また、孔505〜509の代わりにベーン部材の端面に溝を設けることで遅角側の給排通路を形成することとしてもよい。
(Operation due to the structure of the retard side supply / discharge passage)
The retard oil holes 505 to 509 are provided adjacent to the vanes 61 to 65 in the circumferential direction, open at the roots of the vanes 61 to 65 on the clockwise direction side, and communicate with the retard chambers R1 to R5. Therefore, the vane member 6 relatively rotates in the direction in which the volume of the working chamber (retarding chamber R) in which the retarding oil holes 505 to 509 are opened becomes smaller (advanced side), and the vanes 61 to 65 are the shoes 12 to 15 respectively. , 11, the openings of the retarded oil holes 505 to 509 are not easily blocked by the tip portions of the shoes 12 to 15 and 11, and it is easy to keep the open state.
Specifically, the openings of the holes 505 to 509 are arranged as close to the vanes 61 to 65 as possible, and the holes 506 to 509 are not only the outer peripheral surface 600 of the rotor 60, It opens partially also in the circumferential direction side surface of each vane 62-65. In the first embodiment, since the vanes 61 to 65 and the rotor 60 are integrally formed, it is easy to open in this way. The hole 505 opens in the notch 618 of the first vane 61. Therefore, even if the vane member 6 is relatively rotated in the advance direction, it is possible to suppress the range in which the openings of the holes 505 to 509 to the retarded chamber R are blocked by the shoe tip (increase the opening area). Is possible. Accordingly, a hydraulic oil supply / discharge passage to each retardation chamber R via the holes 505 to 509 is secured in the entire relative rotation range of the vane member 6, and the hydraulic oil is easily introduced into the plurality of retardation chambers R. The controllability of the device 1 can be ensured. In particular, it is possible to smoothly supply the hydraulic oil necessary for starting the relative rotation of the vane member 6 (to the retard angle side) at the maximum relative rotation position (most advanced angle position). In other words, it is easy to expand the relative rotation range of the vane member 6 while ensuring controllability.
The holes 505 to 509 may be inclined to the opposite side of the first embodiment when viewed from the X axis positive direction side, or may be provided on a radial straight line passing through the rotation axis O. The shape of the holes 505 to 509 is not limited to a linear shape, and may be bent, for example. In the first embodiment, since the holes 505 to 509 are linear, molding is relatively easy. Further, instead of the holes 505 to 509, a retarded-side supply / discharge passage may be formed by providing a groove on the end face of the vane member.
(進角側給排路の構成による作用)
ベーン部材6の内部に貫通孔を形成することによってではなく、ハウジングHSG(リアプレート9)の軸方向端面に凹溝(第1溝515〜519)を設け、これに対向するベーン部材6の軸方向端面(ロータ60のX軸負方向端面)により凹溝(第1溝515〜519)を覆うことで、一方の作動室(進角室A1〜A5)への給排通路を構成することとした。よって、ベーン部材6の軸方向寸法の短縮化に有利であり、装置1を軸方向に小型化することが可能である。
また、各進角室A1〜A5への作動油の複数の給排通路が、ハウジングHSGに凹溝(第1溝515〜519)として形成されるため、例えば複数の孔を個別にベーン部材6に貫通形成し、これを給排通路とした場合とは異なり、ドリル加工する手間や工数を削減し、加工時間を短縮することが可能である。すなわち、給排通路を設ける際、ハウジングHSG(リアプレート9)の端面に第1溝515〜519を成形するだけでよいため、成形が容易であり、製造コストを低減できる。
ここで、ハウジングHSGは、その軸方向において少なくともカムシャフト3の側(X軸負方向側)に開口部を有するハウジング本体10と、この開口部を封止するとともにカムシャフト3が挿通する貫通穴(挿通孔90)が設けられたリアプレート9とを備えており、第1溝515〜519はリアプレート9(のX軸正方向端面)に設けられている。よって、例えば有底筒型のハウジング部材の内側の軸方向底面に第1溝515〜519を設けた場合に比べ、金型によって第1溝515〜519を成形することが容易である。また、リアプレート9において第1溝515〜519を形成する範囲が挿通孔90の分だけ小さくなり、粗材状態で、金型により挿通孔90とともに第1溝515〜519を成形する際、成形(型出し)が容易である。なお、リアプレート9の型成形後に第1溝515〜519を切削加工等により形成することとしてもよい。本実施例1のように、リアプレート9を焼結工法により型成形する際、同時に第1溝515〜519を成形することで、各溝515〜519を個別に切削加工する手間や工数を削減し、加工時間を短縮することが可能である。
また、雌ねじ部91〜95や係合凹部730を形成する(スリーブ73を設置する)ためにもともと厚肉にならざるを得ないリアプレート9に第1溝515〜519を設けたため、装置1の軸方向寸法をより効果的に小型化することが可能となる。
また、リアプレート9は焼結金属によって成形されており、第1溝515〜519は、リアプレート9を型成形する際に同時に成形される。よって、切削加工等に比べて、第1溝515〜519の成形が容易である。
なお、第1溝515〜519を、X軸正方向側から見て本実施例1と反対側に傾けてもよいし、回転軸Oを通る径方向直線上に設けてもよい。また、第1溝515〜519の形状は、直線状に限定されず、例えば折れ曲がっていても曲線状でもよい。本実施例1では、第1溝515〜519は直線的であるため、成形が比較的容易である。
ここで、第1溝515〜519が設けられたリアプレート9のX軸方向寸法は、フロントプレート8のX軸方向寸法よりも大きく設定されている(X軸方向に厚く形成されている)。よって、第1溝515〜519が形成される部位(溝周囲)の肉厚を厚くして強度を向上することができる。
また、ベーン部材6の各ベーン61〜65の先端面とハウジング本体10の内周面との間、及びベーン部材6のロータ60の外周面600とハウジング本体10の各シュー11〜15の先端面との間には、若干の径方向隙間が設けられている。上記径方向隙間はシール部材S1〜S5,612〜652により埋められるとともに、それらのシール本体118〜158等を押圧する付勢手段(板バネ)119〜159等が弾性変形することにより、ベーン部材6は、ハウジングHSGに対して、上記隙間内で径方向に若干変位可能に設けられている。一方、リアプレート9の挿通孔90の内周とカムシャフト3の外周との間の隙間は、ベーン部材6の上記径方向に変位可能な寸法(上記径方向隙間)よりも小さく設けられている。よって、挿通孔90は、リアプレート9(ハウジングHSG)に対するカムシャフト3(ベーン部材6)の径方向位置決めを行うとともに、カムシャフト3に対する装置1の軸受けとして機能する。ここで、上記のように、第1溝515〜519が設けられるリアプレート9は、フロントプレート8よりも肉厚(X軸方向寸法)が大きく設けられている。これにより、上記軸受け(挿通孔90の周囲)のX軸方向幅を比較的大きくして、上記軸受け機能を向上することが可能になっている。
(Operation due to the configuration of the advance side supply / discharge path)
Instead of forming a through hole in the vane member 6, a groove (first groove 515 to 519) is provided on the axial end surface of the housing HSG (rear plate 9), and the shaft of the vane member 6 facing this is provided. Covering the concave grooves (first grooves 515 to 519) with the direction end surfaces (end surfaces of the rotor 60 in the X-axis negative direction) constitute a supply / exhaust passage to one of the working chambers (advance chambers A1 to A5) did. Therefore, it is advantageous for shortening the axial dimension of the vane member 6, and the apparatus 1 can be miniaturized in the axial direction.
In addition, since a plurality of supply / discharge passages of hydraulic oil to each of the advance chambers A1 to A5 are formed as concave grooves (first grooves 515 to 519) in the housing HSG, for example, a plurality of holes are individually formed in the vane member 6. Unlike the case of forming a through-hole and using this as a supply / discharge passage, it is possible to reduce labor and man-hours for drilling and shorten the machining time. That is, when providing the supply / discharge passage, it is only necessary to form the first grooves 515 to 519 on the end face of the housing HSG (rear plate 9), so that the forming is easy and the manufacturing cost can be reduced.
Here, the housing HSG has a housing body 10 having an opening at least on the camshaft 3 side (X-axis negative direction side) in the axial direction, and a through hole that seals the opening and through which the camshaft 3 is inserted. And the rear plate 9 provided with the (insertion hole 90), and the first grooves 515 to 519 are provided on the rear plate 9 (the end face in the positive direction of the X axis). Therefore, for example, it is easier to mold the first grooves 515 to 519 with a mold than when the first grooves 515 to 519 are provided on the inner bottom surface of the bottomed cylindrical housing member. In addition, the range in which the first grooves 515 to 519 are formed in the rear plate 9 is reduced by the amount of the insertion holes 90, and when forming the first grooves 515 to 519 together with the insertion holes 90 in a rough material state, the molding is performed. (Molding) is easy. The first grooves 515 to 519 may be formed by cutting or the like after the rear plate 9 is molded. As in the first embodiment, when the rear plate 9 is molded by the sintering method, the first grooves 515 to 519 are formed at the same time, thereby reducing the labor and man-hour for individually cutting the grooves 515 to 519. In addition, the processing time can be shortened.
In addition, since the first grooves 515 to 519 are provided in the rear plate 9 that must be thick in order to form the female screw portions 91 to 95 and the engaging recess 730 (install the sleeve 73), The axial dimension can be reduced more effectively.
The rear plate 9 is formed of sintered metal, and the first grooves 515 to 519 are formed at the same time as the rear plate 9 is molded. Therefore, the first grooves 515 to 519 can be easily formed as compared with cutting and the like.
The first grooves 515 to 519 may be inclined to the opposite side of the first embodiment when viewed from the X axis positive direction side, or may be provided on a radial straight line passing through the rotation axis O. Further, the shape of the first grooves 515 to 519 is not limited to a linear shape, and may be, for example, bent or curved. In the first embodiment, since the first grooves 515 to 519 are linear, molding is relatively easy.
Here, the X-axis direction dimension of the rear plate 9 provided with the first grooves 515 to 519 is set larger than the X-axis direction dimension of the front plate 8 (is formed thicker in the X-axis direction). Therefore, the strength can be improved by increasing the thickness of the portion (the periphery of the groove) where the first grooves 515 to 519 are formed.
Further, between the front end surfaces of the vanes 61 to 65 of the vane member 6 and the inner peripheral surface of the housing main body 10, and the outer peripheral surface 600 of the rotor 60 of the vane member 6 and the front end surfaces of the shoes 11 to 15 of the housing main body 10. A slight radial gap is provided between the two. The radial gap is filled with seal members S1 to S5, 612 to 652, and biasing means (plate springs) 119 to 159 for pressing the seal bodies 118 to 158 and the like are elastically deformed, thereby causing the vane member. 6 is provided so as to be slightly displaceable in the radial direction within the gap with respect to the housing HSG. On the other hand, the gap between the inner circumference of the insertion hole 90 of the rear plate 9 and the outer circumference of the camshaft 3 is provided smaller than the dimension of the vane member 6 that can be displaced in the radial direction (the radial gap). . Therefore, the insertion hole 90 functions to position the camshaft 3 (vane member 6) in the radial direction with respect to the rear plate 9 (housing HSG), and also functions as a bearing of the device 1 with respect to the camshaft 3. Here, as described above, the rear plate 9 in which the first grooves 515 to 519 are provided is larger in thickness (dimension in the X-axis direction) than the front plate 8. As a result, the X-axis direction width of the bearing (around the insertion hole 90) can be made relatively large, and the bearing function can be improved.
(第1溝の配置による作用)
従来、クランクシャフトから回転が伝達され、内周側に突出する複数のシュー(仕切り部材)によって複数の収容室が画成されたハウジング部材と、カムシャフトに固定され、ハウジング部材内に相対回転可能に設けられるとともに、外周側に突出した複数のベーンによって各収容室を進角作動室と遅角作動室に画成するベーン部材と、を備え、これらの作動室に作動油を給排することで、ハウジング部材に対するベーン部材の回転角、すなわちクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を変換する、いわゆるベーン式の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、作動室に作動流体を給排するための溝をハウジング部材の内周の軸方向端面に設けたものが知られている(以下、これを従来装置という。)。
作動室への上記溝の開口が塞がれて作動流体の給排量が減少すると、ベーン部材を速やかに相対回転させることが困難となり、バルブタイミングを応答性良く制御できない。このため、上記溝は、ベーンがシューに最も近づいたときにもベーンにより塞がれずに作動室に開口させる必要がある。(例えば、ベーンやシューの数を増やした場合、装置の大型化を抑制しつつベーンの受圧面積を増大可能であるため有利であるが、この場合、ベーンにより上記溝が塞がれる可能性も増大する。)よって、従来装置では、ベーン部材の相対変換角を向上しつつ作動流体の給排量を確保するため、シューの近傍に上記溝が開口するように配置している。また、ベーン部材の最大相対回転位置を規制するため、1つのベーンをシューと当接させるように構成するとともに、上記ベーンとシューとの間で画成される作動室への上記溝の開口が上記ベーンにより塞がれないようにするため、上記ベーンの外周側を突出させてシューと当接させるとともに上記ベーンの内周側をシューと離間させることで、作動室への上記溝の開口を確保している。
しかし、従来装置では、シューと当接するベーンの外周側を内周側に対して周方向に突出させる必要があるため、その分だけ重量を軽減できず、また装置の小型化を図れない。また、ベーン部材の相対回転角の範囲、すなわち装置の変換角を、上記突出分だけ拡大することができない。
これに対し、本実施例1の装置1は、ハウジングHSG(ハウジング部材)として、複数のシュー11〜15を備えたハウジング本体10と、ハウジング本体10の少なくともX軸負方向端(軸方向一端)を封止するリアプレート9(封止部材)とを有し、進角室A1〜A5(作動室)に作動油(作動流体)を給排するための第1溝515〜519をリアプレート9のX軸正方向端面(軸方向一端面)に設けるとともに、第1溝515〜519が周方向で部分的にシュー11〜15と重なるように、ハウジング本体10にリアプレート9を設置している。換言すると、リアプレート9においてシュー11〜15と対向する面(上記軸方向一端面において軸方向でシュー11〜15と対向する部位)に第1溝515〜519を設けている。
よって、シュー11〜15とともに進角室A1〜A5を画成するベーン61〜65から第1溝515〜519までの周方向距離、具体的には進角室A1〜A5に面するベーン61〜65の周方向側面と、このベーン61〜65の周方向側面から周方向で最も近い第1溝515〜519の(時計回方向)縁部との間の周方向距離が拡大され、これにより、ベーン61〜65がシュー11〜15に最も近づいたときにも、第1溝515〜519がベーン61〜65により塞がれずに作動室に開口しやすいようにしている。すなわち、第1溝515〜519をシュー11〜15と重ねて配置しない場合には、第1溝515〜519(の反時計回り方向縁部)とシュー11〜15との間に周方向隙間ができる。ベーン61〜65(の反時計回り方向縁部)がこの周方向隙間と重なるまで回転すると、第1溝515〜519が完全にベーン61〜65によって覆われ、その開口が塞がれてしまうおそれがある。これに対し、第1溝515〜519をシュー11〜15と重ねて配置すれば、両者の間に上記周方向隙間は生じないため、ベーン61〜65がシュー11〜15に最も近づいても(ベーン61〜65とシュー11〜15が面同士で当接しない限り)第1溝515〜519がベーン61〜65によって完全に覆われず、第1溝515〜519の進角室A1〜A5内への開口を確保することが可能となる。換言すると、作動室への第1溝515〜519の開口を確保しつつ、変換角を拡大することが可能となる。なお、複数の第1溝515〜519の1つ以上をシュー11〜15と重ねて配置すれば、少なくともシューと重ねた上記第1溝については、その開口がベーン61〜65により完全に塞がれにくくすることできる。このため、他の第1溝をシュー11〜15と重ねて配置せず、変換角度を拡大した際に最大相対回転位置で上記他の第1溝の開口がベーン61〜65により完全に塞がれるように構成した場合でも、作動室への作動油の供給量の総量は減少するものの、上記シューと重ねた第1溝の開口により装置1の制御性を最低限担保できるだけの作動油の供給量(作動油圧)を確保できれば、制御性を過度に損なわずに、変換角度を拡大することが可能である。本実施例1では、第1溝515〜519は、リアプレート9において、全てのシュー11〜15との対向面にそれぞれ設けられている。換言すると、複数の第1溝515〜519は全て、それぞれシュー11〜15とX軸方向で対向する部分を有し、周方向でシュー11〜15と部分的に重なるように設けられている。よって、全ての第1溝515〜519の開口がベーン61〜65により塞がれにくくしてバルブタイミング制御の応答性低下を抑制しつつ、変換角度を拡大することが、より容易である。
また、第1溝515〜519は、周方向でシール溝117〜157と重ならないように配置されている。よって、第1溝515〜519とシール溝117〜157との連通が抑制されるため、第1溝515〜519内の作動油圧がシール部材S1〜S5に作用してシール部材S1〜S5の機能が低下することを抑制できるとともに、第1溝515〜519を介した作動室への作動油の給排をより円滑に行うことが可能である。周方向でシール溝117〜157と重ならない範囲で、最大限シュー11〜15と重なるように第1溝515〜519を配置することで、上記のように、作動室への第1溝515〜519の開口を確保しやすくしつつ、変換角を拡大することを可能としている。
(Operation by the arrangement of the first groove)
Conventionally, rotation is transmitted from the crankshaft, and a housing member in which a plurality of storage chambers are defined by a plurality of shoes (partition members) protruding to the inner peripheral side, and fixed to the camshaft, can be relatively rotated in the housing member And a vane member for defining each storage chamber into an advance working chamber and a retard working chamber by a plurality of vanes protruding to the outer peripheral side, and supplying and discharging hydraulic oil to and from these working chambers In a valve timing control device for a so-called vane type internal combustion engine that converts the rotation angle of the vane member relative to the housing member, that is, the relative rotation phase of the crankshaft and the camshaft, a groove for supplying and discharging the working fluid to and from the working chamber Is provided on the end surface in the axial direction of the inner periphery of the housing member (hereinafter referred to as a conventional device).
If the opening of the groove to the working chamber is blocked and the supply / discharge amount of the working fluid is reduced, it becomes difficult to rapidly rotate the vane member, and the valve timing cannot be controlled with good responsiveness. For this reason, the groove needs to be opened to the working chamber without being blocked by the vane even when the vane is closest to the shoe. (For example, increasing the number of vanes and shoes is advantageous because the pressure receiving area of the vane can be increased while suppressing an increase in the size of the apparatus, but in this case, the groove may be blocked by the vane. Therefore, in the conventional apparatus, in order to secure the supply / discharge amount of the working fluid while improving the relative conversion angle of the vane member, the groove is arranged in the vicinity of the shoe. Further, in order to restrict the maximum relative rotational position of the vane member, one vane is brought into contact with the shoe, and the opening of the groove to the working chamber defined between the vane and the shoe is provided. In order not to be blocked by the vane, the outer peripheral side of the vane is protruded and brought into contact with the shoe, and the inner peripheral side of the vane is separated from the shoe, thereby opening the groove into the working chamber. Secured.
However, in the conventional apparatus, since the outer peripheral side of the vane contacting the shoe needs to protrude in the circumferential direction with respect to the inner peripheral side, the weight cannot be reduced by that amount, and the apparatus cannot be reduced in size. Moreover, the range of the relative rotation angle of the vane member, that is, the conversion angle of the device cannot be increased by the amount of protrusion.
On the other hand, the apparatus 1 of the first embodiment includes a housing main body 10 including a plurality of shoes 11 to 15 as a housing HSG (housing member), and at least the X-axis negative direction end (one axial end) of the housing main body 10. The rear plate 9 includes first plates 515 to 519 for supplying and discharging hydraulic oil (working fluid) to the advance chambers A1 to A5 (working chambers). The rear plate 9 is provided on the housing body 10 so that the first grooves 515 to 519 partially overlap the shoes 11 to 15 in the circumferential direction. . In other words, the first grooves 515 to 519 are provided on the surface of the rear plate 9 facing the shoes 11 to 15 (the portion facing the shoes 11 to 15 in the axial direction on the one end surface in the axial direction).
Therefore, the circumferential distance from the vanes 61 to 65 defining the advance chambers A1 to A5 together with the shoes 11 to 15 to the first grooves 515 to 519, specifically, the vanes 61 to 61 facing the advance chambers A1 to A5. The circumferential distance between the circumferential side surface of 65 and the (clockwise direction) edge of the first groove 515 to 519 closest in the circumferential direction from the circumferential side surface of the vanes 61 to 65 is expanded, Even when the vanes 61 to 65 are closest to the shoes 11 to 15, the first grooves 515 to 519 are not blocked by the vanes 61 to 65 and are easily opened to the working chamber. That is, when the first grooves 515 to 519 are not disposed so as to overlap the shoes 11 to 15, there is a circumferential clearance between the first grooves 515 to 519 (its counterclockwise edge) and the shoes 11 to 15. it can. If the vanes 61 to 65 (counterclockwise edges thereof) rotate until they overlap with the circumferential gap, the first grooves 515 to 519 may be completely covered with the vanes 61 to 65, and the openings may be blocked. There is. On the other hand, if the first grooves 515 to 519 are arranged so as to overlap the shoes 11 to 15, the circumferential gap is not generated between the two, so even if the vanes 61 to 65 are closest to the shoes 11 to 15 ( The first grooves 515 to 519 are not completely covered by the vanes 61 to 65 (unless the vanes 61 to 65 and the shoes 11 to 15 are in contact with each other), and the advance chambers A1 to A5 of the first grooves 515 to 519 are not covered. It is possible to ensure an opening to the. In other words, it is possible to increase the conversion angle while securing the opening of the first grooves 515 to 519 to the working chamber. If one or more of the plurality of first grooves 515 to 519 are arranged so as to overlap with the shoes 11 to 15, the opening of at least the first groove overlapped with the shoes is completely blocked by the vanes 61 to 65. It can be made difficult. For this reason, the other first groove is not arranged so as to overlap the shoes 11 to 15, and when the conversion angle is expanded, the opening of the other first groove is completely blocked by the vanes 61 to 65 at the maximum relative rotation position. Even if configured, the total amount of hydraulic oil supplied to the working chamber is reduced, but the hydraulic oil is supplied to the extent that the controllability of the apparatus 1 can be kept at a minimum by the opening of the first groove overlapped with the shoe. If the amount (working hydraulic pressure) can be secured, the conversion angle can be expanded without excessively impairing controllability. In the first embodiment, the first grooves 515 to 519 are provided on the rear plate 9 on the facing surfaces of all the shoes 11 to 15, respectively. In other words, all of the plurality of first grooves 515 to 519 have portions that face the shoes 11 to 15 in the X-axis direction, respectively, and are provided so as to partially overlap the shoes 11 to 15 in the circumferential direction. Therefore, it is easier to expand the conversion angle while preventing the openings of all the first grooves 515 to 519 from being blocked by the vanes 61 to 65 and suppressing the responsiveness of the valve timing control.
Further, the first grooves 515 to 519 are arranged so as not to overlap the seal grooves 117 to 157 in the circumferential direction. Therefore, since communication between the first grooves 515 to 519 and the seal grooves 117 to 157 is suppressed, the hydraulic pressure in the first grooves 515 to 519 acts on the seal members S1 to S5 and functions of the seal members S1 to S5. Can be suppressed, and the supply and discharge of hydraulic oil to and from the working chamber via the first grooves 515 to 519 can be performed more smoothly. By arranging the first grooves 515 to 519 so as to overlap with the shoes 11 to 15 as much as possible in a range that does not overlap with the seal grooves 117 to 157 in the circumferential direction, as described above, the first grooves 515 to 515 to the working chamber are provided. While making it easy to secure 519 openings, the conversion angle can be expanded.
(第2溝による作用)
第1シュー11においてX軸方向で第1溝515と対向する面に第2溝111を設け、この第2溝111を第1進角室A1(作動室)に連通させた。具体的には、第2溝111を周方向でベーン61と対向するシュー11の面に開口させた。
よって、第1進角室A1へ第1溝515から第2溝111を介して作動油を供給する通路が構成されることとなる。したがって、ベーン61がシュー11に最も近づくとき、ベーン61とシュー11との間の周方向隙間がほとんどなくなり、第1進角室A1への第1溝515の開口がベーン61によりほとんど完全に塞がれるような場合(例えば両者を面同士で当接させる場合)であっても、第1進角室A1へは第2溝111を介して作動油が給排され、給排量の減少が抑制される。換言すると、第2溝111を第1進角室A1(の一部)として機能させたような効果があり、ベーン61に対して作動油の圧力が作用する面積を、第1進角室A1への第2溝111の開口面積分だけ少なくとも確保できる。このため、バルブタイミング制御の応答性低下を抑制することができる。すなわち、例えばベーン61の外周側を内周側に対して周方向に突出させて最大相対回転位置でベーン61とシュー11との間に周方向隙間を設けるようなことをしなくても、最大相対回転位置で、シュー11とベーン61により画成される第1進角室A1への作動油の給排通路(ベーン61における作動油の受圧面積)を確保できる。よって、第1進角室A1に作動油を給排するため、上記シュー11とベーン61との間に周方向隙間を別途設け、第1溝515をこの周方向隙間に開口させる必要がない。このため、上記周方向隙間を省略して、これによりハウジングHSGに対するベーン部材6の相対回転角度の範囲を最大限に大きくすることが可能となる。すなわち、変換角の拡大と、作動室への作動油の供給確保とを両立することができる。また、シュー11とベーン61との間に上記周方向隙間を設けるためにシュー11又はベーン61に当接用の突出部を設ける必要が無い。よって、突出部を省略できる分だけハウジングHSG又はベーン部材6の重量を軽減し、装置1の軽量化・小型化を図ることが可能となる。なお、突出部を全て省略するのではなく、部分的に省略する(周方向の突出量を減らす)こととしてもよい。本実施例1では、突出部を全て省略してベーン61とシュー11を面同士で当接させているため、上記効果を最大化できる。
このように、装置1の小型化・広角化を阻害せずに、給排通路の拡大・制御応答性の向上が可能である。
また、第1溝515は、リアプレート9(封止部材)の内周側から外周側へ延びるように設けられており、第2溝111も、シュー11の内周側端からハウジング本体10の外周側へ延びるように設けられている。よって、最大相対回転位置で、ベーン61とシュー11との間の周方向隙間がほとんどなくなり、第1進角室A1への第1溝515の開口及び第1進角室A1への第2溝111の開口がベーン61によりほとんど完全に塞がれるような場合、第1溝515においてリアプレート9の内周側(カムシャフト3の側)から供給される作動油が、シュー11の内周側端から第2溝111内に流入しやすい。したがって、第1溝515から第2溝111への作動油の供給が円滑になされるため、進角通路51への作動油の供給開始後、ベーン61に速やかに第2溝111内の作動油圧を作用させて、上記効果を向上できる。なお、第2溝111を、シュー11の内周側端から延びるように設けず、シュー11の内周側端と外周側端との間の適当な部位に第2溝111を設け、この部位で第1溝515と連通させてもよい。また、例えば、シュー11に孔を貫通形成し、この貫通孔の一端が(第1進角室A1に面する)シュー11の側面に開口して進角室A1と連通するとともに、他端が(リアプレート9に面する)シュー11の側面に開口して第1溝515と連通するように構成してもよい。また、本実施例1では、シュー11のX軸方向の一部分のみを切り欠いて第2溝111としたが、シュー11のX軸方向全体を切り欠いて第2溝111を形成することとしてもよい。
なお、ハウジング本体10は焼結金属によって成形されており、第2溝111は、ハウジング本体10を型成形する際に同時に成形される。よって、切削加工等に比べて、第2溝111の成形が容易である。
ここで、第2溝111は、シュー11の内周側端(先端部)からハウジング本体10の外周側へ延びて設けられているため、シュー先端部においてシール溝117と第2溝111とが重なり、互いに連通状態となるおそれがある。これに対し、本実施例1では、シール溝117と連通しないように第2溝111を配置している。よって、第2溝111内の作動油がシール部材S1〜S5に作用してシール部材S1〜S5の機能が低下することを抑制できるとともに、第2溝111を介して進角室A1の作動油の給排をより円滑に行うことが可能である。なお、本実施例1のように、シール部材S1〜S5として、(シュー11〜15及びロータ60の軸方向長さだけ)軸方向に延びるシール面部を有し、シュー11〜15の先端面に設けられたシール溝117〜157内に設置されるシール本体118〜158と、シール本体118〜158(のシール面部)をシール溝117〜157から突出するようにロータ外周面600の側に付勢する付勢手段119〜159とによって構成されるものを用いた場合には、シール溝117と第2溝111が連通することによるシール部材の機能低下のおそれを軽減可能である。なぜなら、仮に第2溝111がシール溝117と連通した場合でも、第2溝111からの作動油がシール本体の側面を通ってシール溝117の底部(シール本体の裏側)に供給されると、シール本体をロータ外周面の側に付勢する油圧を発生させるため、シール機能が著しく低下することは抑制されるからである。なお、シール部材S1〜S5として、本実施例1で用いた以外のタイプも採用可能である。付勢手段119〜159として板バネ以外の弾性部材を用いたり、シール本体118〜158そのものを弾性変形させて付勢手段を省略したものを用いたりしてもよい。
具体的には、第2溝111は、回転軸方向において(すなわちX軸方向から見て)第1溝515の範囲内に含まれるように形成されている。これにより、第2溝111は、周方向でシュー11と重なりつつ、シール溝117との間に所定の周方向距離を有することになる。よって、シール溝117と第2溝111が非連通状態となるだけでなく、シュー先端部におけるシール溝117と第2溝111の強度や成形性を向上することができる。すなわち、第1溝515は、周方向でシール溝117と重ならない最大範囲で設けることができる一方、第2溝111を、第1溝515と同様に、周方向でシール溝117と重ならない最大範囲で設けると、第2溝111とシール溝117との間の肉厚が確保されず、強度が不足するおそれがあり、また成形性の点で不利である。特に本実施例1では、ハウジング本体10(シュー11)を型により成形するため、第2溝111とシール溝117との間の部分の寸法が小さいと、成形不良が発生するおそれがある。例えば、焼結前の圧粉体を成形する際、金型内において上記部分に粉が十分に行き渡らずにこの部分が欠けてしまうおそれがある。本実施例1では、第2溝111を、回転軸方向において第1溝515の範囲内に含まれるように形成することで、第2溝111とシール溝117との間の肉厚を確保することが可能となり、上記強度や成形性を向上できる。なお、強度や成形性の点で不都合がない程度に第2溝111とシール溝117との間の肉厚を確保できる限り、第2溝111を回転軸方向において(軸方向から見て)第1溝515と略同形状に形成することとしてもよく、この場合、第1溝515と第2溝111との連通を最大化できるため効率がよい。
本実施例1では、シュー11の軸方向(X軸方向)全体ではなく、軸方向の一部分のみを第2溝111として切り欠いている。このため、軸方向で第2溝111が設けられていない範囲におけるシュー11のシール溝117の周囲を厚肉として、強度低下をより抑制することが可能である。なお、強度を確保できる限り、第2溝111をシュー11のX軸方向全範囲に形成することとしてもよい。この場合、シュー11の周方向側面における第2溝111の開口面積を増大可能である。
(Operation by the second groove)
A second groove 111 is provided on a surface of the first shoe 11 facing the first groove 515 in the X-axis direction, and the second groove 111 is communicated with the first advance chamber A1 (working chamber). Specifically, the second groove 111 was opened on the surface of the shoe 11 facing the vane 61 in the circumferential direction.
Therefore, a passage for supplying hydraulic oil from the first groove 515 to the first advance chamber A1 via the second groove 111 is formed. Therefore, when the vane 61 comes closest to the shoe 11, there is almost no circumferential clearance between the vane 61 and the shoe 11, and the opening of the first groove 515 to the first advance chamber A <b> 1 is almost completely blocked by the vane 61. Even in the case where the oil is released (for example, when the two surfaces are brought into contact with each other), the hydraulic oil is supplied to and discharged from the first advance chamber A1 through the second groove 111, and the supply / discharge amount is reduced. It is suppressed. In other words, there is an effect that the second groove 111 functions as (a part of) the first advance chamber A1, and the area where the hydraulic oil pressure acts on the vane 61 is defined as the first advance chamber A1. At least the opening area of the second groove 111 can be secured. For this reason, the responsiveness fall of valve timing control can be controlled. That is, for example, the outer circumferential side of the vane 61 protrudes in the circumferential direction relative to the inner circumferential side, and the circumferential clearance is not provided between the vane 61 and the shoe 11 at the maximum relative rotational position. At the relative rotation position, a hydraulic oil supply / discharge passage (the hydraulic oil pressure receiving area in the vane 61) to the first advance chamber A1 defined by the shoe 11 and the vane 61 can be secured. Therefore, in order to supply and discharge the hydraulic oil to and from the first advance chamber A1, it is not necessary to separately provide a circumferential gap between the shoe 11 and the vane 61 and to open the first groove 515 in the circumferential gap. For this reason, the said circumferential clearance is abbreviate | omitted and it becomes possible to enlarge the range of the relative rotation angle of the vane member 6 with respect to the housing HSG to the maximum. That is, it is possible to achieve both expansion of the conversion angle and supply of hydraulic oil to the working chamber. Further, in order to provide the circumferential clearance between the shoe 11 and the vane 61, it is not necessary to provide a protrusion for contact with the shoe 11 or the vane 61. Therefore, the weight of the housing HSG or the vane member 6 can be reduced by the amount that the protruding portion can be omitted, and the device 1 can be reduced in weight and size. In addition, it is good also as omitting partially (it reduces the protrusion amount of the circumferential direction) instead of omitting all the protrusion parts. In the first embodiment, since all the protrusions are omitted and the vane 61 and the shoe 11 are in contact with each other, the above effect can be maximized.
In this manner, the supply / discharge passage can be enlarged and the control response can be improved without hindering the downsizing and widening of the device 1.
The first groove 515 is provided so as to extend from the inner peripheral side of the rear plate 9 (sealing member) to the outer peripheral side, and the second groove 111 also extends from the inner peripheral side end of the shoe 11 to the housing body 10. It is provided so as to extend to the outer peripheral side. Therefore, at the maximum relative rotation position, there is almost no circumferential clearance between the vane 61 and the shoe 11, and the opening of the first groove 515 to the first advance chamber A1 and the second groove to the first advance chamber A1. When the opening of 111 is almost completely blocked by the vane 61, the hydraulic oil supplied from the inner peripheral side (camshaft 3 side) of the rear plate 9 in the first groove 515 is the inner peripheral side of the shoe 11. It tends to flow into the second groove 111 from the end. Accordingly, since the hydraulic oil is smoothly supplied from the first groove 515 to the second groove 111, the hydraulic oil pressure in the second groove 111 is promptly supplied to the vane 61 after the supply of the hydraulic oil to the advance passage 51 is started. The above effect can be improved by acting. The second groove 111 is not provided so as to extend from the inner peripheral side end of the shoe 11, and the second groove 111 is provided at an appropriate portion between the inner peripheral end and the outer peripheral end of the shoe 11. The first groove 515 may be communicated with. Further, for example, a hole is formed in the shoe 11 so that one end of the through hole opens on the side surface of the shoe 11 (facing the first advance chamber A1) and communicates with the advance chamber A1, and the other end is formed. You may comprise so that it may open to the side surface of the shoe 11 (facing the rear plate 9), and may communicate with the 1st groove | channel 515. In the first embodiment, only a part of the shoe 11 in the X-axis direction is cut out to form the second groove 111. However, the second groove 111 may be formed by cutting out the entire shoe 11 in the X-axis direction. Good.
The housing body 10 is formed of sintered metal, and the second groove 111 is formed at the same time as the housing body 10 is molded. Therefore, it is easier to form the second groove 111 as compared with cutting or the like.
Here, since the second groove 111 is provided so as to extend from the inner peripheral side end (tip portion) of the shoe 11 to the outer peripheral side of the housing body 10, the seal groove 117 and the second groove 111 are formed at the shoe tip portion. There is a risk of overlapping and communicating with each other. On the other hand, in the first embodiment, the second groove 111 is disposed so as not to communicate with the seal groove 117. Therefore, the hydraulic oil in the second groove 111 can be prevented from acting on the seal members S1 to S5 and the function of the seal members S1 to S5 can be suppressed, and the hydraulic oil for the advance chamber A1 can be suppressed via the second groove 111. It is possible to more smoothly perform the supply / discharge. As in the first embodiment, the seal members S1 to S5 have seal surface portions extending in the axial direction (only the lengths of the shoes 11 to 15 and the rotor 60 in the axial direction), and are formed on the tip surfaces of the shoes 11 to 15. The seal bodies 118 to 158 installed in the provided seal grooves 117 to 157 and the seal bodies 118 to 158 (the seal surface portions thereof) are biased toward the rotor outer peripheral surface 600 so as to protrude from the seal grooves 117 to 157. In the case of using one constituted by the biasing means 119 to 159, it is possible to reduce the possibility of the function of the seal member being lowered due to the communication between the seal groove 117 and the second groove 111. Because even if the second groove 111 communicates with the seal groove 117, if hydraulic oil from the second groove 111 passes through the side surface of the seal body and is supplied to the bottom of the seal groove 117 (the back side of the seal body), This is because a hydraulic pressure that urges the seal body toward the rotor outer peripheral surface is generated, so that a significant decrease in the sealing function is suppressed. Note that types other than those used in the first embodiment may be employed as the seal members S1 to S5. As the urging means 119 to 159, an elastic member other than the leaf spring may be used, or the seal bodies 118 to 158 themselves may be elastically deformed and the urging means may be omitted.
Specifically, the second groove 111 is formed so as to be included in the range of the first groove 515 in the rotation axis direction (that is, viewed from the X-axis direction). Accordingly, the second groove 111 has a predetermined circumferential distance between the second groove 111 and the seal groove 117 while overlapping the shoe 11 in the circumferential direction. Therefore, not only the seal groove 117 and the second groove 111 are not communicated but also the strength and formability of the seal groove 117 and the second groove 111 at the shoe tip can be improved. That is, the first groove 515 can be provided in a maximum range that does not overlap with the seal groove 117 in the circumferential direction, while the second groove 111 is the maximum that does not overlap with the seal groove 117 in the circumferential direction, like the first groove 515. If it is provided in the range, the thickness between the second groove 111 and the seal groove 117 is not ensured, the strength may be insufficient, and it is disadvantageous in terms of formability. In particular, in the first embodiment, since the housing body 10 (shoe 11) is molded by a mold, if the size of the portion between the second groove 111 and the seal groove 117 is small, molding failure may occur. For example, when a green compact before sintering is formed, there is a risk that this portion may be lost because the powder does not sufficiently reach the above portion in the mold. In the first embodiment, the second groove 111 is formed so as to be included in the range of the first groove 515 in the rotation axis direction, thereby ensuring a thickness between the second groove 111 and the seal groove 117. And the strength and formability can be improved. In addition, as long as the thickness between the second groove 111 and the seal groove 117 can be secured to the extent that there is no inconvenience in terms of strength and formability, the second groove 111 is arranged in the rotational axis direction (as viewed from the axial direction). It may be formed in substantially the same shape as the first groove 515. In this case, since the communication between the first groove 515 and the second groove 111 can be maximized, the efficiency is high.
In the first embodiment, not the entire axial direction (X-axis direction) of the shoe 11 but only a part in the axial direction is notched as the second groove 111. For this reason, the periphery of the seal groove 117 of the shoe 11 in the range where the second groove 111 is not provided in the axial direction can be made thick to further suppress the strength reduction. As long as the strength can be ensured, the second groove 111 may be formed in the entire range of the shoe 11 in the X-axis direction. In this case, the opening area of the second groove 111 on the circumferential side surface of the shoe 11 can be increased.
(第2溝と位置決め手段との関係による作用)
本実施例1では、リアプレート9(封止部材)に対するシュー11(ハウジング本体10)の周方向位置を決める凹部116(位置決め手段)が設けられており、凹部116は、ハウジング本体10において、第2溝111が形成されるシュー11の外周側に設けられている。よって、簡便に位置決めを実現しつつ、装置1を小型化することが可能となる。すなわち、第2溝111が形成されるシュー11を、第2溝111の周囲の強度を確保できる分だけ周方向で幅広に設けることが有利である。このように幅広に設けたシュー11に凹部116を設けることで、他のシュー12〜15に位置決め手段(凹部)を設けて当該他のシュー12〜15を幅広にした場合に比べ、スペースを節約でき、これにより装置1を小型化することが可能となる。
(Operation by the relationship between the second groove and the positioning means)
In the first embodiment, a recess 116 (positioning means) that determines the circumferential position of the shoe 11 (housing main body 10) with respect to the rear plate 9 (sealing member) is provided. It is provided on the outer peripheral side of the shoe 11 in which the two grooves 111 are formed. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus 1 while easily achieving positioning. In other words, it is advantageous to provide the shoe 11 in which the second groove 111 is formed as wide in the circumferential direction as much as the strength around the second groove 111 can be secured. By providing the recess 116 in the wide shoe 11 in this manner, space can be saved compared with the case where the other shoe 12-15 is provided with positioning means (recess) to make the other shoe 12-15 wider. This makes it possible to reduce the size of the device 1.
(第2溝とロック機構との関係による作用)
本実施例1のように、ベーン61にロックピストン71を設置し、リアプレート9(封止部材)においてシュー11に周方向で隣接する位置に係合凹部730(ロック穴)を設けた場合、リアプレート9において係合凹部730と(シュー11近傍の)第1溝515との間の周方向距離(肉厚)が小さくなり、リアプレート9における係合凹部730の成形性や周囲の強度が低下するおそれがある。特に、本実施例1では、嵌合孔96にスリーブ73を圧入により嵌合させるため、圧入による嵌合孔96の周囲の変形のおそれが高くなる。なお、係合凹部730を切削加工等によりリアプレート9に直接形成する場合も、第1溝515との位置関係により、成形性や強度低下のおそれがある。これに対し、本実施例1では、シュー11に第2溝111を設けたため、第1溝515から進角室A1に作動油を(直接給排するのではなく)第2溝111を経由して給排することが可能である。よって、第2溝111により進角室A1への給排通路を確保しつつ、進角室A1への第1溝515の開口面積を縮小することが可能であり、この第1溝515の開口面積の縮小により、係合凹部730(嵌合孔96)の周囲の肉厚を増大している。換言すると、第1溝515と係合凹部730(嵌合孔96)との間には、これら溝ないし凹部の強度や成形性の観点から、所定の肉厚(周方向寸法)を確保することが好ましいところ、本実施例1では、第1溝515の係合凹部730側部分を削減し、第1溝515と係合凹部730(嵌合孔96)との間の距離を増大している。よって、第1溝515と係合凹部730(嵌合孔96)との干渉を回避して両者間に所定の肉厚を確保することが容易である。したがって、例えば、嵌合孔96にスリーブ73を圧入しても、圧入に耐えるだけの強度を確保することが可能であり、これにより装置1の耐久性を向上するとともにロックピストン71の係合作用を向上し、ロック機構7の作動をより確実なものにすることができる。また、係合凹部730(ベーン部材6の初期位置)を、シュー11にできるだけ近い周方向位置に設けることが可能になり、初期位置を設定する範囲を最大化できる。
具体的には、進角室A1への第1溝515の開口面積を略ゼロとしている。換言すると、X軸方向から見て、第1溝515を、シュー11と重なる位置にのみ設け、進角室A1と重なる位置には設けていない。これにより、係合凹部730(嵌合孔96)と第1溝515との間の距離、換言すると係合凹部730(嵌合孔96)の周囲の肉厚を最大としている。なお、第1溝515は、リアプレート9において、シュー11との対向面に形成された部分があればよく、上記対向面以外に(例えば進角室A1に面して)形成されていてもよい。すなわち、上記強度や成形性を担保できる範囲で、進角室A1へ第1溝515を部分的に開口させることとしてもよい。
(Operation by the relationship between the second groove and the lock mechanism)
As in the first embodiment, when the lock piston 71 is installed on the vane 61 and the engagement recess 730 (lock hole) is provided at a position adjacent to the shoe 11 in the circumferential direction on the rear plate 9 (sealing member), In the rear plate 9, the circumferential distance (thickness) between the engaging recess 730 and the first groove 515 (in the vicinity of the shoe 11) is reduced, and the formability of the engaging recess 730 in the rear plate 9 and the surrounding strength are reduced. May decrease. In particular, in the first embodiment, since the sleeve 73 is fitted into the fitting hole 96 by press fitting, there is a high risk of deformation around the fitting hole 96 due to press fitting. Even when the engaging recess 730 is formed directly on the rear plate 9 by cutting or the like, the formability and strength may be lowered due to the positional relationship with the first groove 515. On the other hand, in the first embodiment, since the second groove 111 is provided in the shoe 11, the hydraulic oil is not passed from the first groove 515 to the advance chamber A <b> 1 (not directly supplied / discharged) via the second groove 111. It is possible to supply and discharge. Therefore, it is possible to reduce the opening area of the first groove 515 to the advance chamber A1 while securing the supply / discharge passage to the advance chamber A1 by the second groove 111, and the opening of the first groove 515. By reducing the area, the thickness around the engaging recess 730 (fitting hole 96) is increased. In other words, a predetermined thickness (circumferential dimension) is ensured between the first groove 515 and the engaging recess 730 (fitting hole 96) from the viewpoint of the strength and formability of these grooves or recesses. However, in the first embodiment, the engagement groove 730 side portion of the first groove 515 is reduced, and the distance between the first groove 515 and the engagement recess 730 (fitting hole 96) is increased. . Therefore, it is easy to avoid interference between the first groove 515 and the engagement recess 730 (the fitting hole 96) and to secure a predetermined thickness between them. Therefore, for example, even if the sleeve 73 is press-fitted into the fitting hole 96, it is possible to ensure the strength sufficient to withstand the press-fitting, thereby improving the durability of the device 1 and engaging the lock piston 71. And the operation of the lock mechanism 7 can be made more reliable. Further, the engaging recess 730 (the initial position of the vane member 6) can be provided at a circumferential position as close as possible to the shoe 11, and the range for setting the initial position can be maximized.
Specifically, the opening area of the first groove 515 to the advance chamber A1 is set to substantially zero. In other words, when viewed from the X-axis direction, the first groove 515 is provided only at a position overlapping the shoe 11 and not provided at a position overlapping the advance chamber A1. This maximizes the distance between the engaging recess 730 (fitting hole 96) and the first groove 515, in other words, the thickness around the engaging recess 730 (fitting hole 96). The first groove 515 only needs to have a portion formed on the rear plate 9 on the surface facing the shoe 11, and may be formed on a surface other than the facing surface (for example, facing the advance chamber A1). Good. That is, the first groove 515 may be partially opened to the advance chamber A1 within a range in which the strength and formability can be ensured.
(第2溝と第1ストッパ部との関係による作用)
本実施例1では、ベーン61が、少なくとも第2溝111が設けられたシュー11に対して、第2溝111が設けられた部分において当接することで、相対回転位置が規制される。すなわち、第2溝111が設けられたシュー11における(第2溝111が開口するとともに)ベーン61と対向する周方向側面にベーン61が当接することで、遅角側へのベーン部材6の最大相対回転位置、すなわち最遅角位置が規制される。
このように、ベーン61とシュー11が当接することで第1ストッパ部を構成した場合、第1ストッパ部による回転規制位置で、(第1ストッパ部を構成する)ベーン61とシュー11が面同士で当接して両者間の周方向隙間がなくなり、両者間で形成される作動室(進角室A1)への第1溝515の開口がベーン61により塞がれるおそれがある。
本実施例1では、上記回転規制位置でも、進角室A1へは第2溝111を介して作動油が供給される。換言すると、ベーン61に対する作動油圧の作用範囲(ベーン61の受圧面積)が、少なくとも第2溝111の開口面積分だけは確保される。よって、作動油の供給開始後、進角室A1においても、ベーン部材6を相対回転させるための作動油圧が速やかに発生し、これにより最大相対回転位置からの制御応答性を向上できる。
具体的には、第1溝515は、リアプレート9に内周側から外周側へ延びるように形成されており、第2溝111は、第1溝515に対向してシュー11に形成され、シュー11におけるベーン61との対向面に開口する。よって、ハウジングHSGとベーン部材6の相対回転が規制される際、ベーン61とシュー11が内周側で当接すると、ベーン61と(周方向で)対向する第2溝111の開口部は、ベーン61の上記当接によって閉じられる。すなわち、この回転規制位置で、ベーン61とシュー11は面同士で接触し、進角室A1の内周側における容積は略ゼロとなる一方、第2溝111内の作動油の圧力が、上記開口部からベーン61の側面に対して周方向に作用する。この作動油圧が、ベーン61をシュー11から離間させる力を発生する。
なお、同じ相対回転方向で互いに当接するベーンとシューの組を複数設けることにより、同方向におけるストッパ部を複数構成することとしてもよい。この場合、ベーンが当接するシューに第2溝を形成すれば上記作用を得ることができる。本実施例1では、複数のベーン61〜65のうち1枚のベーン61のみがシュー11と当接するように構成されるとともに、ベーン61が当接するシュー11のみに第2溝111が形成されており、上記当接の際、他のシュー12〜15とベーン62〜65との間で画成される進角室A2〜A5における第1溝516〜519は、ベーン62〜65とシュー12〜15との間の隙間に開口するように構成されている。よって、進角室Aへの作動油の給排通路(ベーンの受圧面積)を確保するために、ベーン61が当接する1つのシュー11のみに第2溝111を形成すればよく、ベーン62〜65が当接しない他のシュー12〜15には第2溝を形成する必要がないため、装置1(ハウジング本体10)の製作がより容易である。
(Operation by the relationship between the second groove and the first stopper)
In the first embodiment, the relative rotation position is regulated by the vane 61 being in contact with the shoe 11 provided with at least the second groove 111 at the portion where the second groove 111 is provided. That is, the vane 61 comes into contact with the side surface in the circumferential direction facing the vane 61 (with the opening of the second groove 111) in the shoe 11 provided with the second groove 111. The relative rotational position, that is, the most retarded angle position is regulated.
Thus, when the vane 61 and the shoe 11 are in contact with each other to form the first stopper portion, the vane 61 and the shoe 11 (which constitute the first stopper portion) face each other at the rotation restricting position by the first stopper portion. And the circumferential gap between them is eliminated, and the opening of the first groove 515 to the working chamber (advance chamber A1) formed between them may be blocked by the vane 61.
In the first embodiment, hydraulic oil is supplied to the advance chamber A1 via the second groove 111 even at the rotation restriction position. In other words, at least the opening area of the second groove 111 is ensured for the operating range of the hydraulic pressure applied to the vane 61 (the pressure receiving area of the vane 61). Therefore, after the start of the supply of hydraulic oil, the hydraulic pressure for relative rotation of the vane member 6 is promptly generated also in the advance chamber A1, thereby improving the control responsiveness from the maximum relative rotation position.
Specifically, the first groove 515 is formed in the rear plate 9 so as to extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the second groove 111 is formed in the shoe 11 so as to face the first groove 515, The shoe 11 opens on the surface facing the vane 61. Therefore, when the relative rotation between the housing HSG and the vane member 6 is restricted, when the vane 61 and the shoe 11 abut on the inner peripheral side, the opening of the second groove 111 facing the vane 61 (in the circumferential direction) The vane 61 is closed by the contact. That is, at this rotation restricting position, the vane 61 and the shoe 11 are in contact with each other and the volume on the inner peripheral side of the advance chamber A1 is substantially zero, while the pressure of the hydraulic oil in the second groove 111 is It acts on the side surface of the vane 61 in the circumferential direction from the opening. This operating hydraulic pressure generates a force for separating the vane 61 from the shoe 11.
A plurality of pairs of vanes and shoes that contact each other in the same relative rotational direction may be provided to form a plurality of stopper portions in the same direction. In this case, if the second groove is formed in the shoe with which the vane abuts, the above action can be obtained. In the first embodiment, only one vane 61 of the plurality of vanes 61 to 65 is configured to contact the shoe 11, and the second groove 111 is formed only in the shoe 11 to which the vane 61 contacts. The first grooves 516 to 519 in the advance chambers A2 to A5 defined between the other shoes 12 to 15 and the vanes 62 to 65 at the time of the contact are formed by the vanes 62 to 65 and the shoes 12 to 15 is configured to open in a gap between the two. Therefore, in order to ensure the supply / discharge passage (the pressure receiving area of the vane) of the hydraulic oil to the advance chamber A, the second groove 111 may be formed only in one shoe 11 with which the vane 61 abuts. Since it is not necessary to form the second groove in the other shoes 12 to 15 to which 65 does not abut, it is easier to manufacture the device 1 (housing body 10).
(第2溝とロック機構とストッパ部との関係による作用)
本実施例1において、ロックピストン71は、シュー11と当接するベーン61に設けられている。このため、ロックピストン71を設置するベーンと、シュー11と当接するベーンとを別々とした場合に比べ、装置1の強度を向上しつつ小型化を図ることが可能である。すなわち、ロックピストン71を設けるベーン61は、ロックピストン71を収容するために、他のベーン62〜65よりも周方向で幅広(肉厚)に設けることが有利である。この幅広のベーン61をシュー11と当接させるようにすることで、ベーン61の強度を確保しつつストッパ機能を実現できる。換言すると、シュー11と当接させるベーン61は、強度を確保するために周方向で幅広(肉厚)に設けることが好ましいところ、この幅広のベーン61にロックピストン71を収容することで、他のベーン62〜65を(ロックピストン設置用に)幅広にする必要をなくし、ベーン部材6の大型化を抑制している。
また、係合凹部730は、ロックピストン71が設けられるベーン61がシュー11と当接するときにロックピストン71が係合可能な位置に設けられている。すなわち、ベーン部材6の回転規制位置と作動の初期位置とが同じに設けられている。よって、ロック機構7によりベーン部材6を初期位置に保持するために、第1ストッパ部により相対回転を規制すれば足り、ベーン部材6の相対回転位置を初期位置に制御する必要が無い。したがって、装置1を簡素化できる。
さらに、ロックピストン71が設置されたベーン61には、ロックピストン71の係合を解除するための油圧を供給する解除用回路として連通溝76が設けられており、連通溝76は、ベーン61の周方向側面において第2溝111と周方向で対向する位置に開口している。よって、作動初期に、ベーン61とシュー11が当接した状態で、第1溝515を経由して第2溝111に供給される作動油は、作動油圧としてベーン61に作用すると同時に、連通溝76にも供給され、ロックピストン71の係合を解除するための油圧を発生する。このため、進角通路51への作動油の供給開始後、早期にロックピストン71の係合を解除して、装置1の始動性(制御応答性)を向上することができる。
なお、ベーン61の周方向側面における連通溝76の開口位置は、第2溝111と周方向で対向して、ベーン61とシュー11の当接時に互いに連通する位置であればよく、例えばシュー11の先端部(ベーン61の根元部)に向かって偏倚していてもよい。
(Operation by the relationship between the second groove, lock mechanism and stopper)
In the first embodiment, the lock piston 71 is provided on the vane 61 that contacts the shoe 11. For this reason, compared with the case where the vane which installs the lock piston 71, and the vane which contact | abuts with the shoe 11, it is possible to achieve size reduction, improving the intensity | strength of the apparatus 1. FIG. In other words, the vane 61 provided with the lock piston 71 is advantageously provided wider (thickness) in the circumferential direction than the other vanes 62 to 65 in order to accommodate the lock piston 71. By making the wide vane 61 contact the shoe 11, a stopper function can be realized while ensuring the strength of the vane 61. In other words, the vane 61 to be brought into contact with the shoe 11 is preferably provided with a wide width (thickness) in the circumferential direction in order to ensure strength, but by accommodating the lock piston 71 in the wide vane 61, the other The vanes 62 to 65 are not required to be wide (for installing the lock piston), and the enlargement of the vane member 6 is suppressed.
Further, the engagement recess 730 is provided at a position where the lock piston 71 can be engaged when the vane 61 provided with the lock piston 71 contacts the shoe 11. That is, the rotation restricting position of the vane member 6 and the initial operation position are provided in the same manner. Therefore, in order to hold the vane member 6 at the initial position by the lock mechanism 7, it is sufficient to restrict the relative rotation by the first stopper portion, and it is not necessary to control the relative rotation position of the vane member 6 to the initial position. Therefore, the apparatus 1 can be simplified.
Further, the vane 61 in which the lock piston 71 is installed is provided with a communication groove 76 as a release circuit for supplying hydraulic pressure for releasing the engagement of the lock piston 71. It opens in the position which opposes the 2nd groove | channel 111 in the circumferential direction on the circumferential side surface. Therefore, the hydraulic oil supplied to the second groove 111 via the first groove 515 in the state where the vane 61 and the shoe 11 are in contact with each other at the initial stage of the operation acts on the vane 61 as the hydraulic pressure, and at the same time, 76 is also supplied to generate hydraulic pressure for releasing the engagement of the lock piston 71. For this reason, after the supply of the hydraulic oil to the advance passage 51 is started, the engagement of the lock piston 71 can be released early to improve the startability (control responsiveness) of the device 1.
The opening position of the communication groove 76 on the side surface in the circumferential direction of the vane 61 may be a position that faces the second groove 111 in the circumferential direction and communicates with each other when the vane 61 and the shoe 11 contact each other. It may be biased toward the tip end portion (the root portion of the vane 61).
(第2溝と位置決め手段とストッパ部との関係による作用)
ハウジング本体10において、(第2溝111が形成されるとともに)ベーン61が当接するシュー11の外周側には、リアプレート9(封止部材)に対してハウジング本体10の周方向位置を決める位置決め手段として凹部116が設けられている。よって、簡便に位置決めを実現しつつ、装置1を小型化することが可能となる。すなわち、上記のように、第2溝111が形成されるシュー11は、ベーン61と当接しても強度を確保できるように幅広に設けることが有利である。このように幅広のシュー11に凹部116を設けることで、他のシュー12〜15を(位置決め手段を設けるために)幅広にする必要をなくしており、これによりスペースを節約してハウジング本体10の大型化を抑制している。
また、凹部116を設けるためのスペース(肉盛り部114)を確保するためにシュー11がある程度幅広になること許容しつつ、この幅広になったシュー11に第2溝111を形成している。すなわち、凹部116を設けるために幅広にならざるをえないスペース分を利用して第2溝111を形成することで、第2溝111の周囲の強度を向上するとともに、シール溝117と第2溝111との干渉を抑制している。
換言すると、本実施例1では、ロックピストン71の外周(摺動孔70の内周)の形に沿って第1ベーン61の先端部を切り欠くことで切り欠き部615を設け、これにより第1ベーン61の軽量化を図っている。また、切り欠き部615は、この切り欠き部615と対向するハウジング本体10(シュー11)の部位に肉盛り部114を設けることを可能にしている。換言すると、切り欠き部615は、第1ベーン61の先端部と肉盛り部114との干渉を抑制して第1ベーン61の平面部614と第1シュー11の平面部113とが面同士で接触することを可能としている。
この肉盛り部114により、第1ベーン61が第1シュー11に当接する際に作用する力に対して、第1シュー11の固定強度を向上している。すなわち、第1ベーン61が第1シュー11に当接しても強度の点で問題ないよう、第1シュー11の根元部分における周方向での剛性を高めている。
そして、肉盛り部114は、第1シュー11(の時計回り方向側)の外周側に、凹部116を設けるための肉厚を提供している。このように肉盛り部114の外周側にできるスペース(肉厚)を利用して凹部116を設けているため、肉盛り部114以外の他の部位に凹部116を設けた場合に比べ、第1シュー11を(強度確保のため)必要以上に周方向幅広としなくてもよく、効率的である。
(Operation by the relationship between the second groove, the positioning means and the stopper)
In the housing main body 10 (with the second groove 111 formed), on the outer peripheral side of the shoe 11 with which the vane 61 abuts, a positioning that determines the circumferential position of the housing main body 10 with respect to the rear plate 9 (sealing member). As a means, a recess 116 is provided. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus 1 while easily achieving positioning. That is, as described above, the shoe 11 in which the second groove 111 is formed is advantageously provided wide so that strength can be ensured even if it abuts against the vane 61. By providing the recess 116 in the wide shoe 11 in this way, it is not necessary to make the other shoes 12 to 15 wide (in order to provide positioning means), thereby saving space and reducing the housing body 10. The increase in size is suppressed.
Further, the second groove 111 is formed in the widened shoe 11 while allowing the shoe 11 to be widened to some extent in order to secure a space for providing the concave portion 116 (filled portion 114). That is, by forming the second groove 111 using a space that must be wide to provide the recess 116, the strength around the second groove 111 is improved, and the seal groove 117 and the second groove Interference with the groove 111 is suppressed.
In other words, in the first embodiment, the notch portion 615 is provided by notching the tip end portion of the first vane 61 along the shape of the outer periphery of the lock piston 71 (inner periphery of the sliding hole 70). The weight of one vane 61 is reduced. Further, the notch 615 makes it possible to provide a built-up portion 114 at a portion of the housing body 10 (shoe 11) facing the notch 615. In other words, the notch 615 suppresses the interference between the tip end portion of the first vane 61 and the build-up portion 114, and the plane portion 614 of the first vane 61 and the plane portion 113 of the first shoe 11 are face to face. It is possible to contact.
The build-up portion 114 improves the fixing strength of the first shoe 11 against the force acting when the first vane 61 comes into contact with the first shoe 11. That is, the rigidity in the circumferential direction at the root portion of the first shoe 11 is increased so that there is no problem in strength even if the first vane 61 contacts the first shoe 11.
And the build-up part 114 provides the wall thickness for providing the recessed part 116 in the outer peripheral side of the 1st shoe 11 (clockwise direction side). Since the recess 116 is provided by using the space (thickness) formed on the outer peripheral side of the build-up portion 114 as described above, the first portion is compared with the case where the recess 116 is provided in a portion other than the build-up portion 114. It is not necessary to make the shoe 11 wider in the circumferential direction than necessary (to ensure strength), which is efficient.
なお、上記各作用を得るための構成は本実施例1のものに限らず、例えば孔505〜509が進角室A1〜A5に開口し、第1溝515〜519が遅角室R1〜R5に開口することとしてもよい。また、孔505〜509を省略し、作動室への給排通路を第1溝515〜519による1系統のみとすることとしてもよい。この場合、カムシャフト3の作動油給排部から第1溝515〜519を介して進角室A又は遅角室Rの一方のみに作動油を給排するように設けることで、ベーン部材6を相対回転させる。作動油が給排されない側の作動室には付勢部材(例えばコイルスプリング)を設置しておけば、初期位置にベーン部材6を付勢して戻すことができる。進角室Aのみに作動油を給排することとした場合、フリクション(交番トルク)により、遅角側(従動側)の初期位置にベーン部材6が戻るため、遅角室Rには付勢部材を設置しないことも可能である。   In addition, the structure for obtaining each of the above-described actions is not limited to that of the first embodiment. For example, holes 505 to 509 are opened in the advance chambers A1 to A5, and the first grooves 515 to 519 are the retard chambers R1 to R5. It is good also as opening to. Further, the holes 505 to 509 may be omitted, and the supply / exhaust passage to the working chamber may be only one system by the first grooves 515 to 519. In this case, the vane member 6 is provided by supplying / discharging the hydraulic oil to only one of the advance chamber A or the retard chamber R through the first grooves 515 to 519 from the hydraulic oil supply / discharge portion of the camshaft 3. Rotate the relative position. If an urging member (for example, a coil spring) is installed in the working chamber on the side where hydraulic oil is not supplied or discharged, the vane member 6 can be urged and returned to the initial position. When the hydraulic oil is supplied / discharged only to the advance chamber A, the vane member 6 returns to the initial position on the retard side (driven side) due to friction (alternating torque). It is also possible not to install the member.
[実施例1の効果]
以下、実施例1の内燃機関のバルブタイミング制御装置が奏する効果を列挙する。
(1)装置1は、内周側に突出する複数のシュー11〜15によって複数の収容室を形成するハウジング本体10と、ハウジング本体10の少なくとも回転軸方向一端(X軸負方向端)を封止する封止部材(リアプレート9)とを備えたハウジング部材(ハウジングHSG)と、ハウジング本体10内に設けられ、それぞれの収容室内で外周側に突出した複数のベーン61〜65によって収容室を作動室(進角室A1〜A5)に隔成し、ハウジング部材と相対回転することによりバルブタイミングが変更されるベーン部材6と、それぞれの作動室と連通して作動流体(作動油)を給排する給排通路(第1溝515〜519及び第2溝111からなる進角側給排通路)とを備え、給排通路の少なくとも1つ(第1溝515及び第2溝111からなる通路)は、少なくともシュー11におけるベーン61との対向面に開口する。
よって、制御応答性の低下を抑制しつつ変換角を拡大することが可能であるとともに、装置1の軽量化・小型化を図ることができる。
なお、上記「隔成」とは「画成(区画形成)」と同義であり、シール部材によって作動室内の作動流体の漏出が抑制される状態のほか、画成された作動室間にシール部材が設けられず、作動室内から作動流体がある程度漏出可能な状態も含む。
具体的には、作動室は、進角作動室(進角室A1〜A5)及び遅角作動室(遅角室R1〜R5)を有する。換言すると、シュー11〜15によって形成される複数の作動室(収容室)は、ベーン61〜65によってそれぞれ進角作動室及び遅角作動室に画成される。給排通路(進角側給排通路515〜519,111、遅角側給排通路505〜509)は、進角作動室又は遅角作動室とそれぞれ連通して作動流体を給排する。なお、作動流体を給排通路からどちらか一方の作動室(進角作動室又は遅角作動室)のみに給排することとしてもよい。
[Effect of Example 1]
Hereinafter, effects obtained by the valve timing control device for the internal combustion engine of the first embodiment will be listed.
(1) The device 1 seals a housing body 10 that forms a plurality of storage chambers with a plurality of shoes 11 to 15 projecting to the inner peripheral side, and at least one end in the rotational axis direction (X-axis negative direction end) of the housing body 10 A housing member (housing HSG) having a sealing member (rear plate 9) to be stopped, and a plurality of vanes 61 to 65 provided in the housing main body 10 and projecting to the outer peripheral side in the respective housing chambers. The working chambers (advance chambers A1 to A5) are separated from each other and the vane member 6 whose valve timing is changed by rotating relative to the housing member, and the working fluid (hydraulic oil) is supplied in communication with the respective working chambers. A discharge / discharge passage (advanced-side supply / discharge passage made up of the first grooves 515 to 519 and the second groove 111), and at least one of the supply / discharge passages (passage made up of the first groove 515 and the second groove 111). ) Less Also opened to the surface facing the vane 61 in the shoe 11.
Therefore, it is possible to increase the conversion angle while suppressing a decrease in control responsiveness, and to reduce the weight and size of the device 1.
The above-mentioned “separation” is synonymous with “definition (partition formation)”, and in addition to the state in which leakage of the working fluid in the working chamber is suppressed by the sealing member, the sealing member is defined between the defined working chambers. Including a state in which the working fluid can leak to some extent from the working chamber.
Specifically, the working chamber includes an advance working chamber (advance chambers A1 to A5) and a retard working chamber (retard chambers R1 to R5). In other words, the plurality of working chambers (accommodating chambers) formed by the shoes 11 to 15 are defined by the vane 61 to 65 as an advance working chamber and a retard working chamber, respectively. The supply / discharge passages (advanced-side supply / discharge passages 515 to 519, 111, retard-angle supply / discharge passages 505 to 509) communicate with the advance working chamber or the retard working chamber, respectively, to supply and discharge the working fluid. The working fluid may be supplied / discharged only from the supply / discharge passage to only one of the working chambers (advanced working chamber or retarded working chamber).
(2)換言すると、内周側に突出する複数のシュー11〜15によって複数の収容室が画成されたハウジング本体10と、ハウジング本体10の少なくとも回転軸方向一端を封止する封止部材(リアプレート9)とを備えるとともに、クランクシャフトから回転が伝達されるハウジング部材(ハウジングHSG)と、カムシャフト3に固定され、ハウジング本体10内に相対回転可能に設けられるとともに、外周側に突出した複数のベーン61〜65によってそれぞれの上記収容室を作動室(進角室A1〜A5)に画成するベーン部材6と、作動室とそれぞれ連通して作動流体を給排する複数の給排通路(第1溝515〜519及び第2溝111からなる進角側給排通路)とを備え、給排通路の少なくとも1つ(第1溝515及び第2溝111からなる通路)は、封止部材(リアプレート9)において少なくともシュー11に対向する面(X軸正方向端面)に設けられた第1給排部(第1溝515)と、シュー11において第1給排部に対向する面(X軸負方向端面)とベーン61に対向する面(時計回り方向端面)とを連通する第2給排部(第2溝111)とによって構成される。
よって、上記(1)と同様の効果を得ることができる。なお、第1給排部は、溝に限らず、孔でもよい。
(2) In other words, a housing body 10 in which a plurality of storage chambers are defined by a plurality of shoes 11 to 15 projecting toward the inner peripheral side, and a sealing member that seals at least one end in the rotational axis direction of the housing body 10 ( A rear plate 9), a housing member (housing HSG) to which rotation is transmitted from the crankshaft, and a camshaft 3, which is provided in the housing main body 10 so as to be relatively rotatable, and protrudes to the outer peripheral side. A plurality of vanes 61 to 65 define the respective storage chambers as working chambers (advance chambers A1 to A5), and a plurality of supply and discharge passages that communicate with the working chambers to supply and discharge the working fluid. (Advanced side supply / exhaust passage comprising the first grooves 515 to 519 and the second groove 111), and at least one of the supply / exhaust passages (passage comprising the first groove 515 and the second groove 111), A first supply / discharge portion (first groove 515) provided on at least a surface (X-axis positive direction end surface) that faces the shoe 11 in the stop member (rear plate 9), and a first supply / discharge portion that faces the shoe 11 It is comprised by the 2nd supply / discharge part (2nd groove | channel 111) which connects a surface (X-axis negative direction end surface) and the surface (clockwise direction end surface) which opposes the vane 61. As shown in FIG.
Therefore, the same effect as the above (1) can be obtained. The first supply / exhaust part is not limited to a groove, and may be a hole.
(3)換言すると、給排通路の少なくとも1つは、封止部材(リアプレート9)に形成された第1溝515と、第1溝515に対向してシュー11に形成され、作動室(進角室A1)に連通する第2溝111とによって構成される。
具体的には、給排通路の少なくとも1つは、封止部材(リアプレート9)において少なくともシュー11と対向する面(X軸正方向端面)に設けられるとともにカムシャフト3の側の作動流体の給排部(環状溝514等)と連通する第1溝515と、シュー11において第1溝515と対向する面(X軸負方向端面)に設けられるとともに作動室(進角室A1)と連通する第2溝111とによって構成される。
よって、給排通路を溝により構成することで、成形がより容易であり、製造コストを低減できる。
より具体的には、第1溝515は、径方向に延びるように形成されている。なお、上記「径方向」とは「(封止部材の)内周側から外周側へ」と同義であり、回転軸Oを通る径方向直線の方向に限らず、上記径方向直線に対して傾いて延びる方向も含む。
(3) In other words, at least one of the supply / discharge passages is formed in the shoe 11 so as to face the first groove 515 and the first groove 515 formed in the sealing member (rear plate 9). The second groove 111 communicates with the advance chamber A1).
Specifically, at least one of the supply / discharge passages is provided on at least a surface (X-axis positive direction end surface) facing the shoe 11 in the sealing member (rear plate 9) and the working fluid on the camshaft 3 side. A first groove 515 communicating with the supply / discharge portion (annular groove 514, etc.) and a surface of the shoe 11 facing the first groove 515 (X-axis negative direction end surface) and communicating with the working chamber (advance angle chamber A1) And the second groove 111.
Therefore, by forming the supply / exhaust passage with a groove, molding is easier and the manufacturing cost can be reduced.
More specifically, the first groove 515 is formed to extend in the radial direction. The “radial direction” is synonymous with “from the inner peripheral side (to the sealing member) to the outer peripheral side”, and is not limited to the direction of the radial line passing through the rotation axis O, but with respect to the radial line. It also includes a direction extending at an angle.
(4)封止部材(リアプレート9)は焼結金属によって成形されており、第1溝515〜519は、封止部材(リアプレート9)を型成形する際に同時に成形される。
よって、切削加工等に比べて、第1溝515〜519の成形が容易である。
(4) The sealing member (rear plate 9) is formed of sintered metal, and the first grooves 515 to 519 are simultaneously formed when the sealing member (rear plate 9) is molded.
Therefore, the first grooves 515 to 519 can be easily formed as compared with cutting and the like.
(5)ハウジング本体10は焼結金属によって成形されており、第2溝111は、ハウジング本体10を型成形する際に同時に成形される。
よって、切削加工等に比べて、第2溝111の成形が容易である。
(5) The housing body 10 is formed of sintered metal, and the second groove 111 is formed at the same time as the housing body 10 is molded.
Therefore, it is easier to form the second groove 111 as compared with cutting or the like.
(6)第1溝515〜519は、全てのシュー11〜15との対向面にそれぞれ設けられている。
よって、制御応答性の低下を抑制しつつ変換角を拡大することがより容易である。
(6) The 1st groove | channels 515-519 are each provided in the opposing surface with all the shoes 11-15.
Therefore, it is easier to expand the conversion angle while suppressing a decrease in control responsiveness.
(7)第1溝515は、内周側から外周側へ延びるように形成されている。第2溝111は、シュー11の内周端から延びている。
よって、第1溝515と第2溝111との間の作動流体の流通を円滑化できる。
(7) The first groove 515 is formed so as to extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The second groove 111 extends from the inner peripheral end of the shoe 11.
Therefore, the working fluid can be smoothly circulated between the first groove 515 and the second groove 111.
(8)シュー11の内周部には、回転軸方向に延びるように形成されたシール溝117と、シール溝117内に配置されてベーン部材6(ロータ外周面600)と摺動するシール部材S1とを備え、第2給排部(第2溝111)とシール溝117は、非連通となっている。
よって、シール部材S1の機能低下を抑制できるとともに、第2給排部(第2溝111)を介した作動流体の給排をより円滑に行うことが可能である。
(8) A seal groove 117 formed in the inner peripheral portion of the shoe 11 so as to extend in the rotation axis direction, and a seal member that is disposed in the seal groove 117 and slides on the vane member 6 (rotor outer peripheral surface 600). S1 is provided, and the second supply / discharge portion (second groove 111) and the seal groove 117 are not in communication.
Therefore, it is possible to suppress the functional deterioration of the seal member S1, and to smoothly supply and discharge the working fluid via the second supply / discharge portion (second groove 111).
(9)第2溝111は、回転軸方向において第1溝515と同形状、又は、回転軸方向において第1溝515の範囲内に含まれるように形成されている。
よって、第2溝111とシール溝117との間の肉厚を確保することが可能となり、強度や成形性を向上できる。
(9) The second groove 111 is formed to have the same shape as the first groove 515 in the rotation axis direction, or included in the range of the first groove 515 in the rotation axis direction.
Therefore, it is possible to ensure the thickness between the second groove 111 and the seal groove 117, and the strength and formability can be improved.
(10)ハウジング本体10における第2給排部(第2溝111)が形成されるシュー11の外周側には、封止部材(リアプレート9)に対して周方向の位置を決める位置決め手段(凹部116)が設けられている。
よって、装置1を小型化することが可能である。
具体的には、位置決め手段は、封止部材(リアプレート9)又はハウジング本体10の一方(ハウジング本体10)に設けられた位置決め凹部116と、他方(リアプレート9)に設けられた位置決め凸部97とによって構成されている。
(10) Positioning means for determining the circumferential position with respect to the sealing member (rear plate 9) on the outer peripheral side of the shoe 11 where the second supply / discharge portion (second groove 111) in the housing body 10 is formed. A recess 116) is provided.
Therefore, the apparatus 1 can be reduced in size.
Specifically, the positioning means includes a positioning concave portion 116 provided in one of the sealing member (rear plate 9) or the housing main body 10 (housing main body 10), and a positioning convex portion provided in the other (rear plate 9). 97.
(11)ベーン部材6には、封止部材(リアプレート9)に対して出没可能なロックピストン71が設けられるとともに、封止部材(リアプレート9)には、ロックピストン71が係合可能なロック穴(係合凹部730)が形成され、内燃機関の状態に応じて、ロックピストン71をロック穴に係合又は解除させる。
よって、装置1の大型化を抑制しつつ、装置1を初期位置から作動させるためのロック機構7を簡便に設けることができる。
(11) The vane member 6 is provided with a lock piston 71 that can be projected and retracted with respect to the sealing member (rear plate 9), and the lock piston 71 can be engaged with the sealing member (rear plate 9). A lock hole (engagement recess 730) is formed, and the lock piston 71 is engaged with or released from the lock hole depending on the state of the internal combustion engine.
Therefore, it is possible to simply provide the lock mechanism 7 for operating the device 1 from the initial position while suppressing the enlargement of the device 1.
(12)上記(11)において、ベーン61にロックピストン71を設け、封止部材(リアプレート9)において、第2給排部(第2溝111)が設けられたシュー11に周方向で隣接する位置にロック穴(係合凹部730)を設けた。
よって、封止部材(リアプレート9)における第1溝515とロック穴(係合凹部730)との間の部位の強度や、ロック穴の成形性を向上することが可能である。
(12) In the above (11), the vane 61 is provided with the lock piston 71, and the sealing member (rear plate 9) is adjacent to the shoe 11 provided with the second supply / discharge portion (second groove 111) in the circumferential direction. The lock hole (engagement recessed part 730) was provided in the position to do.
Therefore, it is possible to improve the strength of the portion between the first groove 515 and the lock hole (engagement recess 730) in the sealing member (rear plate 9) and the moldability of the lock hole.
(13)上記(12)において、ロック穴には、係合孔構成部材(スリーブ73)が圧入される。
よって、ロック穴の周囲の肉厚を確保して、圧入に対する強度不足を抑制することが可能である。
(13) In (12) above, the engagement hole constituting member (sleeve 73) is press-fitted into the lock hole.
Therefore, it is possible to secure the thickness around the lock hole and suppress the strength shortage against press-fitting.
(14)給排通路の少なくとも1つ(第1溝515及び第2溝111からなる通路)は、少なくともシュー11におけるベーン61との対向面に開口し、開口部は、ベーン61が当接することによって閉じられる。
換言すると、ベーン61が、少なくとも第2給排部(第2溝111)が設けられたシュー11と、第2給排部(第2溝111)が設けられた部分で当接することで、最進角位置又は最遅角位置が規制される。
よって、上記(1)と同様の効果を得つつ、最大相対回転位置からの制御応答性を向上できる。
(14) At least one of the supply / discharge passages (passage formed by the first groove 515 and the second groove 111) is opened at least on the surface of the shoe 11 facing the vane 61, and the opening is in contact with the vane 61. Closed by.
In other words, the vane 61 comes into contact with the shoe 11 provided with at least the second supply / discharge portion (second groove 111) at the portion where the second supply / discharge portion (second groove 111) is provided. The advance angle position or the most retarded angle position is regulated.
Therefore, the control responsiveness from the maximum relative rotational position can be improved while obtaining the same effect as the above (1).
(15)具体的には、給排通路の少なくとも1つ(第1溝515及び第2溝111からなる通路)は、封止部材(リアプレート9)に内周側から外周側へ延びるように形成された第1溝515と、第1溝515に(X軸方向で)対向してシュー11に形成され、ベーン61とシュー11が内周側で当接してハウジング部材(ハウジングHSG)とベーン部材6の相対回転が規制される際にベーン61と(周方向で)対向する第2溝111とによって構成される。
よって、上記(1)(3)と同様の効果を得ることができる。
(15) Specifically, at least one of the supply / discharge passages (passage formed by the first groove 515 and the second groove 111) extends from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the sealing member (rear plate 9). The formed first groove 515 is formed on the shoe 11 so as to oppose the first groove 515 (in the X-axis direction), and the vane 61 and the shoe 11 abut on the inner peripheral side so that the housing member (housing HSG) and the vane When the relative rotation of the member 6 is restricted, the vane 61 and the second groove 111 facing (in the circumferential direction) are configured.
Therefore, the same effect as the above (1) and (3) can be obtained.
(16)複数のベーン61〜65のうち1枚のベーン61のみがシュー11と当接するように構成されており、ベーン61が当接するシュー11のみに第2溝111が形成され、第1溝516〜519は、1枚のベーン61がシュー11と当接した際に、他のベーン62〜65とシュー12〜15との間の隙間に開口するように構成されている。
よって、装置1の製造を容易化できる。
(16) Of the plurality of vanes 61 to 65, only one vane 61 is configured to contact the shoe 11, and the second groove 111 is formed only in the shoe 11 to which the vane 61 contacts, and the first groove 516 to 519 are configured to open in a gap between the other vanes 62 to 65 and the shoes 12 to 15 when one vane 61 contacts the shoe 11.
Therefore, the manufacture of the device 1 can be facilitated.
(17)上記(12)において、ロックピストン71は、シュー11と当接するベーン61に設けられている。
よって、上記(12)と同様の効果を得つつ、装置1を小型化することが可能である。
(17) In the above (12), the lock piston 71 is provided on the vane 61 that contacts the shoe 11.
Therefore, it is possible to reduce the size of the device 1 while obtaining the same effect as the above (12).
実施例2の装置は、ストッパ部を構成する第1シュー11の第2溝111を省略し、それ以外のシュー12〜15に(第2溝111と同様の)第2溝を設けた。また、この第2溝と対向する第1溝516〜519の作動室への開口面積を縮小した。第2溝その他の構成は実施例1と同様であるため、説明を省略する。なお、第1シュー11にも第2溝を設けることとしてもよい。
すなわち、装置1の軽量化・小型化を図るためには、各ベーン62〜65の周方向幅を小さくすることが好ましい。しかし、この場合、ベーン62〜65を挟んで隣り合う作動室A,R間のシール性が低下し、これにより作動室A,Rへの作動油の供給量が減少して、バルブタイミング制御の応答性が低下するおそれがある。すなわち、ベーン部材6と封止部材8,9との間には、両者の相対回転を可能にするために僅かなX軸方向隙間が設けられている。ベーン62〜65の周方向幅を小さく設けた場合、ベーン62〜65を挟んで隣り合う作動室A,R間の周方向距離(シール長)が小さくなるため、上記隙間を通って作動油が漏出するおそれが高くなる。特に、第1溝516〜519が開口しないほうの作動室(遅角室R2〜R5)の容積が大きくなる方向(ベーン62〜65が第1溝516〜519に近づく方向)にベーン部材6が相対回転し、ベーン62〜65と第1溝516〜519とが周方向で重なると、上記作動室(遅角室R2〜R5)と第1溝516〜519との間の周方向距離(シール長)が、ベーン62〜65の周方向幅よりも小さくなる。この状態で第1溝516〜519に作動油が供給されると、第1溝516〜519内の作動油が、ベーン62〜65と封止部材(リアプレート9)との間の軸方向隙間を通って(低圧の)上記作動室(遅角室R2〜R5)に向かって漏出するおそれが高くなる。特に、ベーン62〜65と第1溝516〜519の重なる範囲が最大となる最大相対回転位置(最遅角位置)では、上記シール長が最小となるため、上記おそれが最大となる。また、変換角を拡大すると、ベーン62〜65とシュー12〜15との間の隙間が縮小することになり、ベーン62〜65を挟んで第1溝516〜519と隣接する作動室(遅角室R2〜R5)と第1溝516〜519との間の周方向距離(シール長)が小さくなるため、両者間のシール性が低下するおそれがある。
これに対し、本実施例2では、シュー12〜15に第2溝を設けたため、作動油が第1溝516〜519から(作動室(進角室A2〜A5)に直接給排されるのではなく)第2溝を経由して給排することが可能である。よって、作動室(進角室A2〜A5)への給排通路を確保しつつ、作動室(進角室A2〜A5)への第1溝516〜519の開口面積を縮小することが可能であり、この第1溝516〜519の開口面積の縮小により、上記シール長を増大している。
換言すると、ベーン62〜65と第1溝516〜519が周方向で重なる場合、第1溝516〜519と、ベーン62〜65を挟んでこの第1溝516〜519に隣接する作動室(遅角室R2〜R5)との間には、シール性の観点から、所定の周方向距離(シール長)を確保することが必要である。本実施例2では、作動室(進角室A2〜A5)への第1溝516〜519の開口面積を縮小しても、第2溝により作動室(進角室A2〜A5)への給排通路を確保することができることに着目し、第1溝516〜519の開口面積を縮小することで、上記ベーン62〜65を挟んで第1溝516〜519に隣接する作動室(遅角室R2〜R5)と第1溝516〜519との間の周方向距離を増大した。したがって、各ベーン62〜65における上記シール長を増大し、例えば最大相対回転位置(最遅角位置)でも、装置1の作動応答性を確保できる程度まで作動油の漏出を抑制することができる。換言すると、ベーン62〜65の周方向幅を小さく装置1を小型化しても、各ベーン62〜65における上記シール長を増大することで、作動応答性を確保しつつ変換角度を拡大することが可能になる。
具体的には、作動室(進角室A2〜A5)への第1溝516〜519の開口面積を略ゼロとした。換言すると、X軸方向から見て、第1溝516〜519を、シュー12〜15と重なる位置にのみ設け、作動室(進角室A2〜A5)と重なる位置には設けていない。これにより、上記ベーン62〜65を挟んで第1溝516〜519に隣接する作動室(遅角室R2〜R5)と第1溝516〜519との間の距離(シール長)を最大としている。
なお、シール性を確保できる範囲で、作動室(進角室A2〜A5)へ第1溝516〜519を開口させることとしてもよい。また、第2〜第5シュー12〜15のうち少なくとも1つに第2溝を設ければ、第2溝を設けないシュー12〜15と周方向で対向するベーン62〜65(第1溝516〜519が開口する作動室を画成するベーン62〜65)における上記シール長が小さくなっても、少なくとも、第2溝を設けたシュー12〜15と周方向で対向するベーン62〜65における上記シール長を、上記のように増大することが可能となる。このため、最大相対回転位置(最遅角位置)において、第2溝を設けたシュー12〜15と周方向で対向するベーン62〜65において作動油の漏出量を抑制し、装置1の制御性を最低限担保できるだけの作動油の供給量(作動油圧)を確保できれば、制御性を過度に損なわずに、変換角度を拡大することが可能である。この場合、製造を容易化できる。ここで、第2溝を設けるシュー12〜15の数を増やすほど、作動油の供給量の総量を増大して、装置1の制御性を向上できる。本実施例2では、全てのシュー12〜15に第2溝を設けたため、上記作用効果を最大とすることができる。
また、ベーン部材6を相対回転させるために作動室に供給される油圧は、最進角位置におけるよりも最遅角位置におけるほうが高い。すなわち、ベーン部材6には、作動室の油圧によるトルク以外に、交番トルクが作用する。この交番トルク(の平均)が作用する方向は、上記のように遅角方向である。よって、最遅角位置では、交番トルクに逆らってベーン部材6を相対回転させるために、最進角位置よりも高い油圧が、給排通路(第1溝516〜519)を介して作動室(進角室A2〜A5)に供給される。したがって、ベーン62〜65を挟んで隣り合う作動室A,R間の漏出量抑制のため、上記シール長は、最進角位置よりも最遅角位置のほうで、大きく設けることが必要となる。これに対し、本実施例2では、進角室A2〜A5へ作動油を供給する第1溝516〜519の開口面積を縮小し、最遅角位置での上記シール長を増大したため、より効果的に作動油の漏出を抑制して上記効果を向上することができる。
他の作用効果は実施例1と同様である。
In the apparatus of Example 2, the second groove 111 of the first shoe 11 constituting the stopper portion was omitted, and the second grooves (similar to the second groove 111) were provided in the other shoes 12 to 15. Moreover, the opening area to the working chamber of the 1st groove | channels 516-519 facing this 2nd groove | channel was reduced. Since the second groove and other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. The first shoe 11 may also be provided with a second groove.
That is, in order to reduce the weight and size of the apparatus 1, it is preferable to reduce the circumferential width of each of the vanes 62 to 65. However, in this case, the sealing performance between the working chambers A and R adjacent to each other with the vanes 62 to 65 is lowered, thereby reducing the amount of hydraulic oil supplied to the working chambers A and R, and the valve timing control. Responsiveness may decrease. In other words, a slight gap in the X-axis direction is provided between the vane member 6 and the sealing members 8 and 9 in order to enable relative rotation between the two. When the circumferential width of the vanes 62 to 65 is small, the circumferential distance (seal length) between the adjacent working chambers A and R across the vanes 62 to 65 is small, so that the hydraulic oil passes through the gap. The risk of leakage increases. In particular, the vane member 6 is in a direction in which the volume of the working chamber (retarding chamber R2 to R5) where the first grooves 516 to 519 are not opened increases (the direction in which the vanes 62 to 65 approach the first grooves 516 to 519). When the vanes 62 to 65 and the first grooves 516 to 519 overlap with each other in the circumferential direction, the circumferential distance between the working chamber (retarding chambers R2 to R5) and the first grooves 516 to 519 (seal) Length) is smaller than the circumferential width of the vanes 62 to 65. When the hydraulic oil is supplied to the first grooves 516 to 519 in this state, the hydraulic oil in the first grooves 516 to 519 is displaced in the axial gap between the vanes 62 to 65 and the sealing member (rear plate 9). There is a high risk of leakage through the (low pressure) working chamber (retarding chambers R2 to R5). In particular, at the maximum relative rotation position (maximum retardation position) where the overlapping range of the vanes 62 to 65 and the first grooves 516 to 519 is maximum, the seal length is minimum, and thus the risk is maximum. Further, when the conversion angle is increased, the gap between the vanes 62 to 65 and the shoes 12 to 15 is reduced, and the working chamber (retarding angle) adjacent to the first grooves 516 to 519 with the vanes 62 to 65 interposed therebetween. Since the circumferential distance (seal length) between the chambers R2 to R5) and the first grooves 516 to 519 is small, the sealing performance between the two may be reduced.
In contrast, in the second embodiment, since the second grooves are provided in the shoes 12 to 15, the hydraulic oil is directly supplied to and discharged from the first grooves 516 to 519 (the working chambers (advance chambers A2 to A5)). It is possible to supply and discharge via the second groove. Therefore, it is possible to reduce the opening area of the first grooves 516 to 519 to the working chamber (advanced chambers A2 to A5) while securing a supply / discharge passage to the working chamber (advanced chambers A2 to A5). In addition, the seal length is increased by reducing the opening area of the first grooves 516 to 519.
In other words, when the vanes 62 to 65 and the first grooves 516 to 519 overlap with each other in the circumferential direction, the first groove 516 to 519 and the working chamber (slow) that is adjacent to the first groove 516 to 519 with the vanes 62 to 65 interposed therebetween. It is necessary to ensure a predetermined circumferential distance (seal length) between the corner chambers R2 to R5) from the viewpoint of sealing performance. In the second embodiment, even if the opening area of the first grooves 516 to 519 to the working chamber (advance chambers A2 to A5) is reduced, the second groove supplies the working chamber (advance chambers A2 to A5). Focusing on the fact that an exhaust passage can be secured, by reducing the opening area of the first grooves 516 to 519, a working chamber (retarding chamber) adjacent to the first grooves 516 to 519 with the vanes 62 to 65 interposed therebetween. The circumferential distance between R2-R5) and the first grooves 516-519 was increased. Therefore, the said seal length in each vane 62-65 can be increased, and leakage of hydraulic fluid can be suppressed to such an extent that the operation responsiveness of the device 1 can be ensured, for example, even at the maximum relative rotational position (most retarded position). In other words, even if the circumferential width of the vanes 62 to 65 is reduced and the apparatus 1 is downsized, the conversion angle can be expanded while ensuring the operation responsiveness by increasing the seal length in each of the vanes 62 to 65. It becomes possible.
Specifically, the opening area of the first grooves 516 to 519 to the working chambers (advance chambers A2 to A5) was set to substantially zero. In other words, when viewed from the X-axis direction, the first grooves 516 to 519 are provided only at positions overlapping the shoes 12 to 15 and are not provided at positions overlapping the working chambers (advance chambers A2 to A5). This maximizes the distance (seal length) between the working chambers (retarding chambers R2 to R5) adjacent to the first grooves 516 to 519 and the first grooves 516 to 519 across the vanes 62 to 65. .
The first grooves 516 to 519 may be opened to the working chambers (advance chambers A2 to A5) within a range in which sealing performance can be secured. Further, if a second groove is provided in at least one of the second to fifth shoes 12 to 15, the vanes 62 to 65 (first grooves 516) that face the shoes 12 to 15 not provided with the second groove in the circumferential direction. Even if the seal length in the vanes 62 to 65 defining the working chamber in which ˜519 is opened becomes small, the above in the vanes 62 to 65 facing the shoes 12 to 15 provided with the second groove in the circumferential direction at least. The seal length can be increased as described above. For this reason, in the maximum relative rotation position (most retarded angle position), the amount of hydraulic oil leakage is suppressed in the vanes 62 to 65 facing the shoes 12 to 15 provided with the second groove in the circumferential direction, and the controllability of the device 1 If the supply amount of hydraulic oil (working hydraulic pressure) that can guarantee the minimum is secured, the conversion angle can be expanded without excessively degrading the controllability. In this case, manufacturing can be facilitated. Here, the controllability of the apparatus 1 can be improved by increasing the total amount of hydraulic oil supplied as the number of shoes 12 to 15 provided with the second groove is increased. In the second embodiment, since the second grooves are provided in all the shoes 12 to 15, the above-mentioned operational effects can be maximized.
Further, the hydraulic pressure supplied to the working chamber to relatively rotate the vane member 6 is higher at the most retarded position than at the most advanced position. That is, an alternating torque acts on the vane member 6 in addition to the torque caused by the hydraulic pressure in the working chamber. The direction in which this alternating torque (average) acts is the retard direction as described above. Therefore, in the most retarded angle position, in order to relatively rotate the vane member 6 against the alternating torque, the hydraulic pressure higher than the most advanced angle position is applied to the working chamber (first groove 516 to 519) via the supply / discharge passage (first grooves 516 to 519). To advance chambers A2 to A5). Therefore, in order to suppress the leakage amount between the working chambers A and R adjacent to each other with the vanes 62 to 65 interposed therebetween, the seal length needs to be provided larger at the most retarded angle position than at the most advanced angle position. . On the other hand, in the second embodiment, the opening area of the first grooves 516 to 519 for supplying the hydraulic oil to the advance chambers A2 to A5 is reduced, and the seal length at the most retarded position is increased. Thus, leakage of hydraulic oil can be suppressed and the above effect can be improved.
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
[他の実施例]
以上、本発明を実現するための形態を、実施例1、2に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例1、2に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
[Other embodiments]
As mentioned above, although the form for implement | achieving this invention has been demonstrated based on Example 1, 2, the concrete structure of this invention is not limited to Example 1, 2, The summary of invention is shown. Design changes and the like within a range that does not deviate are included in the present invention.
1 バルブタイミング制御装置
3 カムシャフト
6 ベーン部材(ベーンロータ)
61〜65 ベーン
9 リアプレート(封止部材)
10 ハウジング本体
11〜15 シュー
515〜519 第1溝(給排通路)
111 第2溝(給排通路)
HSG ハウジング(ハウジング部材)
A1〜A5 進角室(進角作動室)
R1〜R5 遅角室(遅角作動室)
1 valve timing control device 3 camshaft 6 vane member (vane rotor)
61-65 Vane 9 Rear plate (sealing member)
10 Housing body 11 to 15 Shoes 515 to 519 First groove (supply / discharge passage)
111 Second groove (supply / discharge passage)
HSG housing (housing member)
A1 to A5 Advance chamber (advance chamber)
R1-R5 Retarded room (retarded working room)

Claims (3)

  1. 内周側に突出する複数のシューによって複数の作動室を形成するハウジング本体と、該ハウジング本体の少なくとも回転軸方向一端を封止する封止部材とを備えるとともに、クランクシャフトから回転が伝達されるハウジング部材と、
    カムシャフトに固定され、前記ハウジング本体内に相対回転可能に設けられると共に、夫々の前記作動室内で外周側に突出した複数のベーンによって前記作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成するベーンロータと、
    夫々の前記進角作動室及び前記遅角作動室と連通して作動液を給排する給排通路とを備え、
    該給排通路の少なくとも1つは、前記封止部材における少なくとも前記シューとの対向面に径方向に延びるように形成された第1溝と、前記シューにおける前記第1溝と対向する面に設けられた第2溝とによって構成され、
    少なくとも前記第2溝が設けられた前記シューと前記ベーンが、前記第2溝が設けられた部分で当接することで、最進角位置又は最遅角位置が規制される
    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 housing body that forms a plurality of working chambers by a plurality of shoes projecting to the inner peripheral side, a sealing member that seals at least one end of the housing body in the direction of the rotation axis, and rotation is transmitted from the crankshaft. A housing member;
    The working chamber is fixed to the camshaft, is provided in the housing body so as to be relatively rotatable, and the working chamber is separated into an advance working chamber and a retard working chamber by a plurality of vanes protruding outward in each working chamber. Vane rotor to do,
    A supply / discharge passage for supplying and discharging hydraulic fluid in communication with each of the advance working chamber and the retard working chamber;
    At least one of the supply / discharge passages is provided on a surface of the sealing member that is formed to extend in a radial direction on at least a surface of the shoe facing the shoe, and on a surface of the shoe facing the first groove. And a second groove formed,
    The most advanced angle position or the most retarded angle position is regulated by abutting at least the shoe provided with the second groove and the vane at a portion provided with the second groove. Engine valve timing control device.
  2. 内周側に突出する複数のシューによって複数の作動室を形成するハウジング本体と、該ハウジング本体の少なくとも回転軸方向一端を封止する封止部材とを備えたハウジング部材と、
    前記ハウジング本体内に設けられ、夫々の前記作動室内で外周側に突出した複数のベーンによって前記作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成し、前記ハウジング部材と相対回転することによりバルブタイミングが変更されるベーンロータと、
    夫々の前記進角作動室及び前記遅角作動室と連通して作動液を給排する給排通路とを備え、
    該給排通路の少なくとも1つは、少なくとも前記シューにおける前記ベーンとの対向面に開口し、この開口部は、前記ベーンが当接することによって閉じられる
    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 housing member comprising a housing body that forms a plurality of working chambers by a plurality of shoes projecting to the inner peripheral side; and a sealing member that seals at least one end in the rotational axis direction of the housing body;
    By separating the working chamber into an advance working chamber and a retard working chamber by a plurality of vanes provided in the housing body and projecting to the outer peripheral side in each working chamber, and by rotating relative to the housing member, A vane rotor whose valve timing is changed,
    A supply / discharge passage for supplying and discharging hydraulic fluid in communication with each of the advance working chamber and the retard working chamber;
    At least one of the supply / discharge passages opens at least on a surface of the shoe facing the vane, and the opening is closed when the vane comes into contact with the valve timing control device for an internal combustion engine. .
  3. 内周側に突出する複数のシューによって複数の作動室を形成するハウジング本体と、該ハウジング本体の少なくとも回転軸方向一端を封止する封止部材とを備えたハウジング部材と、
    前記ハウジング本体内に設けられ、夫々の前記作動室内で外周側に突出した複数のベーンによって前記作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成し、前記ハウジング部材と相対回転することによりバルブタイミングが変更されるベーンロータと、
    夫々の前記進角作動室及び前記遅角作動室と連通して作動液を給排する給排通路とを備え、
    該給排通路の少なくとも1つは、前記封止部材に径方向に延びるように形成された第1溝と、該第1溝に対向して前記シューに形成され、前記ベーンと前記シューが内周側で当接して前記ハウジング部材と前記ベーンロータの相対回転が規制される際に前記ベーンと対向するように設けられた第2溝とによって構成される
    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 housing member comprising a housing body that forms a plurality of working chambers by a plurality of shoes projecting to the inner peripheral side; and a sealing member that seals at least one end in the rotational axis direction of the housing body;
    By separating the working chamber into an advance working chamber and a retard working chamber by a plurality of vanes provided in the housing body and projecting to the outer peripheral side in each working chamber, and by rotating relative to the housing member, A vane rotor whose valve timing is changed,
    A supply / discharge passage for supplying and discharging hydraulic fluid in communication with each of the advance working chamber and the retard working chamber;
    At least one of the supply and discharge passages is formed in the shoe so as to extend in the radial direction in the sealing member, the shoe facing the first groove, and the vane and the shoe A valve timing control for an internal combustion engine, comprising: a second groove provided so as to face the vane when the housing member and the vane rotor are restricted from rotating relative to each other on the circumferential side. apparatus.
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