JP2013002372A - Valve timing control device of internal combustion engine, and method of manufacturing the device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置及びこの装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the opening / closing timing of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine in accordance with an operating state, and a method for manufacturing the device.
従来のバルブタイミング制御装置は、クランク軸から回転力が伝達されるハウジングと、該ハウジングの内部に回転自在に収容されて、カムシャフトの端部に固定されたベーン部材とを備え、前記ハウジングの内周面に直径方向から互いに内方へ突出された複数のシューと前記ベーン部材の複数のベーンとの間に進角油室と遅角油室が隔成されている。 A conventional valve timing control device includes a housing to which a rotational force is transmitted from a crankshaft, and a vane member rotatably accommodated in the housing and fixed to an end of a camshaft. An advance oil chamber and a retard oil chamber are defined between a plurality of shoes projecting inward from the diameter direction on the inner peripheral surface and a plurality of vanes of the vane member.
また、前記一つのベーンにロックピンがカムシャフト軸方向に沿って進退動自在に設けられている一方、前記ハウジング本体の一端開口を閉塞するリアプレートには、ロック穴が設けられ、例えば機関停止時に、ロック穴に前記ロックピンの先端部が係入して前記ハウジングに対するベーン部材の自由な相対回転位置を規制するようになっている。 The one vane is provided with a lock pin that can move forward and backward along the camshaft axial direction, while a rear plate that closes one end opening of the housing body is provided with a lock hole. Sometimes, the tip of the lock pin is inserted into the lock hole to restrict the free relative rotational position of the vane member with respect to the housing.
ところが、前記ロック穴がリアプレートに設けられていることから、ハウジング本体に対してリアプレートを組み付けた際に、互いに周方向へ僅かでも位置ずれが生じていると、前記ロックピンとロック穴との位置ずれが発生して確実にロックできないおそれがある。 However, since the lock hole is provided in the rear plate, when the rear plate is assembled to the housing body, if there is even a slight displacement in the circumferential direction, the lock pin and the lock hole There is a possibility that it will not be able to lock securely due to misalignment.
そこで、以下の特許文献1に記載されたバルブタイミング制御装置のように、ハウジング本体の内周に一体に設けられたシューの外周(ハウジング本体の外周)に位置決め凹部を設けると共に、前記ロック穴が設けられたリアプレートに位置決めピンを設け、該位置決めピンを位置決め凹部に挿入された状態でハウジング本体にリアプレートを組み付けるようにしたことから、前記ハウジング本体に対するロック穴の位置ずれ、つまりロックピンとロック穴との位置ずれを抑制することができる。
Therefore, as in the valve timing control device described in
しかしながら、特許文献1に記載された従来の装置は、前記位置決め凹部が、ハウジング本体のシューの外周面に設けられており、また、前記リアプレートとハウジング本体が、前記シューに形成されたボルト挿通孔を貫通したボルトによって締結されるようになっている。
However, in the conventional device described in
このため、前記位置決め凹部とボルト挿通孔の間の肉厚や、位置決め凹部とシューの一側面との間の肉厚がそれぞれ薄くなってしまい、シューの十分な強度が確保できないおそれがある。 For this reason, the thickness between the positioning recess and the bolt insertion hole and the thickness between the positioning recess and one side surface of the shoe become thin, and there is a possibility that sufficient strength of the shoe cannot be secured.
なお、前記シューの周方向の幅を十分に大きく形成して前記位置決め凹部から周方向左右の肉厚を大きくして強度を高めることも考えられるが、シューの周方向の幅を単純に大きく形成すると、今度はこのシューに当接するベーンの相対回転角度が制約されてしまう、といった問題が生じる。 Although it may be possible to increase the circumferential width of the shoe sufficiently large and increase the thickness by increasing the thickness on the left and right in the circumferential direction from the positioning recess, the width of the shoe in the circumferential direction is simply increased. Then, there arises a problem that the relative rotation angle of the vane contacting the shoe is restricted.
本発明は、ハウジングとベーン部材との相対回転角度を十分に確保しつつ位置決め凹部を形成してもシューの強度を確保することができる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that can secure the strength of a shoe even if a positioning recess is formed while sufficiently securing a relative rotation angle between a housing and a vane member. .
請求項1記載の発明は、内周面に複数のシューが突設された筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の一端開口を閉止するリアプレートと、前記各シューの内部軸方向に貫通形成されたボルト挿通孔と、前記各ボルト挿通孔に挿入されて、前記ハウジング本体にプレートを固定する複数のボルトと、カムシャフトに固定され、前記各シューの間に形成される複数の作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成する複数のベーンを有し、前記進角作動角と遅角作動室へ選択的に油圧を給排することによって前記ハウジング本体に対して進角側あるいは遅角側に回動するベーン部材と、を備え、最大幅のベーンの外周側の周方向の少なくとも一方に切欠部を形成し、前記最大幅ベーンの切欠部に周方向から対向する前記第2シューの一側部外周側に肉盛り部を設け、該肉盛り部に径方向の内周側から外周側に沿って位置決め溝を形成する一方、前記プレートの前記位置決め溝に対向する位置に位置決め凸部を設けたことを特徴している。 According to the first aspect of the present invention, a cylindrical housing body having a plurality of shoes projecting from an inner peripheral surface, a rear plate that closes one end opening of the housing body, and a through-hole formed in the inner axial direction of each shoe. A plurality of bolts that are inserted into the bolt insertion holes, and are fixed to the camshaft, and are formed between the shoes. A plurality of vanes that are separated into an advance working chamber and a retard working chamber, and by selectively supplying and discharging hydraulic pressure to and from the advance working angle and the retard working chamber, the advance side of the housing body Or a vane member that rotates to the retard angle side, the cutout portion is formed in at least one of the circumferential directions on the outer peripheral side of the maximum width vane, and the cutout portion of the maximum width vane is opposed to the cutout portion in the circumferential direction. Two shoe outer circumference Provided with a built-up portion, and formed a positioning groove on the built-up portion from the radially inner periphery side to the outer periphery side, while providing a positioning convex portion at a position facing the positioning groove of the plate. It is characterized.
本発明によれば、ハウジングとベーン部材との相対回転角度を十分に確保しつつ位置決め凹部を形成してもシューの強度を確保することができる。 According to the present invention, the strength of the shoe can be secured even if the positioning recess is formed while sufficiently securing the relative rotation angle between the housing and the vane member.
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を排気弁側に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an exhaust valve side will be described based on the drawings.
このバルブタイミング制御装置は、図1〜図4に示すように、機関の図外のクランク軸によってタイミングチェーンを介して回転駆動されるスプロケット1と、該スプロケット1に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト2と、スプロケット1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者1,2の相対回動位置を変換する位相変換機構3と、該位相変換機構3を作動させる油圧回路4と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the valve timing control device is provided so as to be rotatable relative to the
前記カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面所定位置にバルブリフターを介して図外の排気弁を開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられていると共に、一端部2aの内部軸方向に後述のカムボルト6が螺着する雌ねじ孔2bが形成されている。
The camshaft 2 is rotatably supported by a cylinder head (not shown) via a cam bearing, and a plurality of drive cams for opening an exhaust valve (not shown) via a valve lifter are integrally provided at a predetermined position on the outer peripheral surface. In addition, a
前記位相変換機構3は、カムシャフト2の一端部2a側に配置されたハウジング5と、前記カムシャフト2の一端部に前記カムボルト6によって軸方向から固定されて、前記ハウジング5内に回転自在に収容されたベーン部材7と、前記ハウジング5内に形成されて、該ハウジング5の内周面に有する4つの第1〜第4シュー8a〜8dとベーン部材7の後述する4枚のベーン22〜25とによって隔成されたそれぞれ4つの遅角作動室である遅角油室9及び進角作動室である進角油室10とを備えている。
The
前記ハウジング5は、軸方向両端が開口されたほぼ円筒状のハウジング本体11と、該ハウジング本体11の軸方向前後開口を閉塞するフロントプレート12及び前記スプロケット1と兼用したリアプレート13とを備え、該ハウジング本体11に対してフロントプレート12とリアプレート13(スプロケット1)が4本のボルト14によって軸方向から共締めにより一体的に結合されている。
The
前記ハウジング本体11は、焼結金属材によって一体に形成され、内周面の円周方向のほぼ等間隔位置に4つの前記第1〜第4シュー8a〜8bが内方へ一体に突設されている。この各シュー8a〜8bは、それぞれが側面視ほぼ台形状に形成されて、それぞれの先端部に軸方向に沿って形成されたシール溝内にほぼコ字形状のシール部材16がそれぞれ嵌着固定されている。また、各シュー8a〜8dの径方向外周側、つまりハウジング本体11の内周面に対する結合部である付け根部側の内部軸方向には、前記各ボルト14が挿通するボルト挿通孔17が貫通形成されている。また、前記ハウジング本体11の前記各シュー8a〜8dが位置する外面には、ハウジング本体11の軽量化を図るためのほぼ矩形状の肉抜き部11aがそれぞれ形成されている。
The housing
さらに、後述する第1ベーン22が反時計方向へ相対回転して周方向から当接する第1シュー8aは、図3に示すように、第1ベーン22が当接する側の一側面側に第1肉盛り部18が一体に形成されている。この第1肉盛り部18は、その外面がほぼく字形状に形成されて、前記第1ベーン22の一側面に当接する外面18aが平坦状に形成されている。この第1肉盛り部18によって第1シュー8aの付け根部の強度が高くなっている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
また、第1ベーン22が図4に示すように時計方向へ相対回転して当接する第2シュー8bは、ハウジング本体11との結合部(付け根部)である両隅部中、前記第1ベーン22が当接する側の隅部に、第2肉盛り部19が一体に形成されている。この第2肉盛り部19は、ハウジング本体11の軸方向に沿って連続して延出されていると共に、その外面19aが円弧状に形成されている。この第2肉盛り部19の存在によって第2シュー8bの付け根部の強度が高くなっている。
Further, as shown in FIG. 4, the
前記フロントプレート12は、金属板をプレス成形によって比較的薄肉な円板状に形成され、中央に後述するベーンロータ21の前端部が挿通する大径孔12aが穿設されていると共に、外周側の円周方向等間隔位置には、前記各ボルト14が挿通する4つのボルト孔12bが貫通形成されている。
The
前記リアプレート13(スプロケット1)は、全体が焼結合金によって形成されていると共に、この加工の際に、熱処理が施されて高硬度化されており、外周にタイミングチェーンが噛合巻回される歯部1aが一体に形成されている。
The rear plate 13 (sprocket 1) is entirely formed of a sintered alloy, and is heat-treated to increase the hardness during the processing, and the timing chain is meshed and wound around the outer periphery. The
また、このリアプレート13は、中央に前記カムシャフト2の一端部2aが挿通して回転自在に支持される支持孔13aが貫通形成されていると共に、外周側の円周方向等間隔位置には、前記各ボルト14の先端部の雄ねじが螺着する雌ねじ孔13bが形成されている。
Further, the
前記ベーン部材7は、金属材によって一体に形成され、中央に形成された挿通孔7a内に軸方向から挿通した前記カムボルト6によってカムシャフト2の一端部2aに軸方向から固定された円筒状のベーンロータ21と、該ベーンロータ21の外周面の円周方向のほぼ等間隔位置に放射状に突設された4枚の第1〜第4ベーン22〜25と、から構成されている。
The
前記ベーンロータ21は、前記各シュー8a〜8dの先端部上面に嵌着固定された前記シール部材16に摺動しつつ回転するようになっている。また、図3、図4に示すように、前記各ベーン22〜25のそれぞれの両側の径方向に前記各遅角油室9に連通する4つの遅角側油孔27と、前記各進角油室10に連通する4つの進角側油孔28が径方向へそれぞれ貫通形成されている。また、カムシャフト2側の端面中央には、図2に示すように、前記カムシャフト2の一端部2a先端が嵌合する嵌合溝21aが形成されている。
The
前記各ベーン22〜25は、図3にも示すように、それぞれが各シュー8a〜8d間に配置されていると共に、各先端面に軸方向に形成されたシール溝内に前記ハウジング本体11の内周面11bに摺接するほぼコ字形状のシール部材20がそれぞれ嵌着されている。
As shown in FIG. 3, each of the
また、この各ベーン22〜25は、第1ベーン22が最大幅に形成され、他の3枚のベーン23〜25が第1ベーン22よりも十分に小さい幅でかつほぼ同一の幅に設定されている。このように、最大幅の第1ベーン22に対して他の3つのベーン23〜25の幅をそれぞれ小さくすることによってベーン部材7全体の重量バランスを均一化するようになっている。
In addition, each of the
前記第1ベーン22は、ベーン部材7が図3に示す最大反時計方向へ回転した際に、一側面が前記第1シュー8aの第1肉盛り部18の対向側面18aに当接して前記ハウジング5に対する最大遅角側の相対回転位置が規制され、ベーン部材7が図4に示す最大時計方向へ回転した際に、他側面が前記第2シュー8bの対向側面8eに当接して最大進角側の相対回転位置が規制されるようになっている。
When the
また、この第1ベーン22は、前記第2シュー8bの第2肉盛り部19側に対向する側の外周面に切欠部22aが形成されている。この切欠部22aは、前記第2肉盛り部19の外面19aに沿った円弧状に形成されて、ベーン部材7が、図4に示すように最大時計方向へ回転した際に、第2肉盛り部19の外面19aと僅かな隙間をもって対峙するように形成されている。さらに、前記切欠部22aと周方向の反対側の位置には、外面に前記シール部材20が嵌着固定されるシール溝が形成されている。
The
なお、前記第1ベーン22が第1、第2シュー8a、8bに当接した状態では、図3及び図4に示すように、他のベーン23〜25は円周方向で対向するいずれのシュー8a〜8dにも当接しないようになっている。
In the state where the
さらに、前記第1ベーン22と前記リアプレート13との間には、ベーン部材7の自由な回転を拘束するロック機構が設けられている。
Further, a lock mechanism for restricting free rotation of the
このロック機構は、図1、図3及び図5にも示すように、前記第1ベーン22の内部軸方向に貫通形成された摺動用孔29内に摺動自在に収容されて、リアプレート13側に対して進退自在が設けられたロックピン30と、前記リアプレート13の径方向のほぼ中央所定位置に形成され、前記ロックピン30の先端部30aが係合してベーン部材7をロックするロック凹部であるロック穴31と、機関の始動状態に応じて前記ロックピン30の先端部30aをロック穴31に係合あるいは係合を解除する係脱機構と、から構成されている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 5, the locking mechanism is slidably accommodated in a sliding
前記摺動用孔29は、内周面が段差状に形成されて、先端側の小径孔と後端側の大径孔とを有し、該小径孔と大径孔との間に環状の段差部29aが形成されている。
The sliding
前記ロックピン30は、図5に示すように、摺動用孔29に対応して外周面が段差径状に形成されて、先端側の小径部30bと後端側の大径部30cと、小径部30bと大径部30cとの間に形成された段差部30dを有し、前記小径部30bの先端部30aが中実になっており、この外周面が円錐状に形成されて前記ロック穴31内に係合し易い形状になっている。前記摺動用孔29の段差部29aとロックピン30の段差部30cとの間に環状の受圧室35が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
前記ロック穴31は、有底状に形成されて、円周方向の前記遅角油室9側寄り、つまり、ベーン部材7が最大進角側に相対回転した場合に前記ロックピン30と軸方向から対向する位置に形成されている。したがって、前記ロックピン30がロック穴31係合した場合には、ハウジング5とベーン部材7の相対回転角度が機関始動に最適な最大進角の変換角度となるように設定されている。
The
なお、前記摺動用孔29の後端側のベーン部材7の後面には、図2に示すように、切欠溝7bが形成され、この切欠溝7bを外気と連通させることによって、ベーン部材7の回転範囲内で常にロックピン30の良好な摺動性を確保するようになっている。
As shown in FIG. 2, a
前記係脱機構は、ロックピン30の後端部とフロントプレート12の内端面との間に弾装されて、ロックピン30を進出方向へ付勢するコイルスプリング32と、前記ロック穴31と受圧室35内に油圧を供給してロックピン30を後退させる解除用油圧回路とから構成されている。この解除用油圧回路は、図5に示すように、前記遅角油室9と進角油室10にそれぞれ選択的に供給された油圧を、第1ベーン22の内部及び側面に形成された油孔42a、42bを介して前記受圧室35とロック穴31に供給するようになっている。
The engagement / disengagement mechanism is elastically mounted between the rear end portion of the
また、前記ハウジング本体11とリアプレート13との間には、これらの各構成部材を前記各ボルト14によって組み付ける際に、ハウジング本体11とリアプレート13の回転位置、つまり前記ロックピン30の先端部30aとロック穴31との円周方向の位置決めなどを行う位置決め手段が設けられている。
Further, when the components are assembled by the
この位置決め手段は、図1及び図3、図4に示すように、前記ハウジング本体11の第2シュー22の第2肉盛り部19に形成された位置決め溝である位置決め凹部33と、前記リアプレート13の外周部側の内端面の前記凹部33と対応する位置に設けられた位置決め部(凸部)である位置決めピン34と、から構成されている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the positioning means includes a
前記位置決め凹部33は、前記第2肉盛り部19の第2シュー8bの対向側面8eの径方向内側(内周側)から外側(外周側)に向かって直線かつ連続的に形成されて、底面33aがほぼ円弧面に形成されており、したがって、この位置決め凹部33は、第2シュー8bの対向側面8eに沿ったほぼ逆U字形状に形成されていると共に、リアプレート13の内端面方向へ貫通状態に形成されて、後述するように、ハウジング本体11の焼結成形時に同時に成形されるようになっている。
The
前記位置決め凹部33は、その幅が前記位置決めピン34の外径より僅かに大きく設定されていると共に、その溝深さも前記位置決めピン34の外径よりも大きく設定されており、係入された位置決めピン34との関係でハウジング本体11とリアプレート13の円周方向のガタの発生がないように設定されている。
The
したがって、位置決め凹部33は、ハウジング本体11とフロントプレート12及びリアプレート13をボルト14によって共締め固定する際に、予め前記位置決めピン34を軸方向から係合させてハウジング本体11に対するリアプレート13の径方向及び円周方向の相対的な位置決めを行う機能を有している。
Accordingly, when the housing
前記位置決めピン34は、基端部が前記位置決め凹部33の最深部である底面33a側に対応したリアプレート13の外周部側のロック穴31近傍に軸方向に貫通形成されたピン孔13d内に圧入固定され、先端部がハウジング本体11方向へ突出して、前述のように、前記位置決め凹部33の底面33a側に軸方向から係入するようになっている。
The
なお、前記位置決め部(凸部)としては、前記位置決めピン34以外に、目視可能なマークや溝であっても良く、溝の場合は、位置決め凹部33から治具を係入して溝の底面に突き当て、組み立て作業が完了した時点で、前記治具を取り外すことも可能である。
The positioning part (convex part) may be a visible mark or groove in addition to the
そして、前記焼結金属のハウジング本体11の製造方法、つまり、前記各シュー8a〜8dや第2肉盛り部19及び位置決め凹部33を含めたハウジング本体11全体の製造方法としては、図6に示すように、円柱状の内型50と円筒状の外型51とによって型成形されるようになっている。
FIG. 6 shows a method for manufacturing the sintered metal housing
すなわち、前記位置決め凹部33は、ハウジング本体11の外周側にあった従来では外型51側で成形されるが、本実施形態の場合には、各シュー8a〜8dと一緒に内型50によって成形するようになっている。
That is, the
このため、従来では、成形時に、例えば、内型50と外型51が円周方向へ僅かに相対的なずれが発生した場合には、第2シュー8bと位置決め凹部との周方向の位置ずれが発生してハウジング本体11との位置決め精度が低下するおそれがあった。
For this reason, conventionally, during the molding, for example, when the
しかし、本実施形態のように、第2シュー8bと位置決め凹部33とを同じ内型50によって一緒に成形できることから、両者8b、33の周方向の位置ずれの発生がなくなる。このため、ハウジング本体11との位置決め精度が高くなる。
However, since the
また、前記ベーン部材7のカムシャフト2側の後端部とリアプレート13との間には、前記ベーン部材7(カムシャフト2)をハウジング5に対して進角方向へ付勢するトーションスプリング43が装着されている。
Further, between the rear end portion of the
前記トーションスプリング43は、一部が前記リアプレート13の後面に形成された円盤状の凹溝13c内に収容され、外方へ突出した一端部35aがリアプレート13の内周側に径方向から係止固定されている一方、内方へ突出した他端部35bがベーンロータ21に径方向から係止固定されている。これによって、ベーン部材7を進角側の回転方向へ常時付勢するようになっている。
A portion of the
前記油圧回路4は、前記各油室9,10に対して油圧を選択的に供給あるいは各油室9,10内の油を排出するもので、図2に示すように、前記各遅角側油孔27に連通する遅角側通路36と、前記進角側油孔28に連通する進角側通路37と、該各通路36,37に電磁切換弁38を介して油圧を選択的に供給するオイルポンプ39と、前記各通路36,37に電磁切換弁38を介して選択的に連通するドレン通路40と、を備えている。
The
前記両通路36、37は、先端部がベーンロータ21の前端側内部に挿通配置された通路構成体44の内部に軸方向に沿って形成された油通路孔36a、37a及び外周側のグルーブ溝37bやベーンロータ21内に形成された連通室36bを介して前記各油孔27、28に連通している。
Both the
前記電磁切換弁38は、2方向弁であって、図外のコントローラかからの出力信号によって各通路36,37とオイルポンプ39の吐出通路39aとドレン通路40とを選択的に切り換え制御するようになっている。
The
前記コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、かかる機関運転状態に応じて前記電磁切換弁38の電磁コイルに制御パルス電流を出力するようになっている。
In the controller, an internal computer inputs information signals from various sensors such as a crank angle sensor, an air flow meter, a water temperature sensor, and a throttle valve opening sensor (not shown) to detect the current engine operating state, A control pulse current is output to the electromagnetic coil of the
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関始動時は、図4、図5に示すように、トーションスプリング43のばね力によってベーン部材7を最大進角位置に付勢していると共に、この位置で予めロックピン30の先端部30aがロック穴31内に係入して、ベーン部材7を始動に最適な進角側の位置に拘束している。このため、イグニッションスイッチをオン操作して始動が開始されると、スムーズなクランキングによって良好な始動性が得られる。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, when the engine is started, as shown in FIGS. 4 and 5, the
そして、機関始動後の例えば低回転低負荷域では、コントローラが電磁切換弁38の電磁コイルへの非通電状態が維持される。これによって、オイルポンプ39の吐出通路39aと遅角側通路36を連通させると同時に、進角側通路37とドレン通路40を連通させる。
And, for example, in the low rotation and low load range after the engine is started, the controller maintains the non-energized state of the electromagnetic coil of the
このため、オイルポンプ39から吐出された作動油は、遅角側通路36を介して各遅角油室9内に流入して、該各遅角油室9が高圧になる一方、各進角油室10内の作動油が進角側通路37を通ってドレン通路40からオイルパン41内に排出されて、進角油室10内が低圧になる。
Therefore, the hydraulic oil discharged from the
このとき、前記遅角油室9内に流入した作動油が、前記油孔42bから受圧室35内にも流入して高圧となり、これにより、ロックピン30が後退動して先端部30aがロック穴31から抜け出して、ベーン部材7の自由な回転が確保される。
At this time, the hydraulic oil flowing into the
したがって、遅角油室9の容積の拡大に伴い、ベーン部材7が、図3に示すように、反時計方向へ回転して第1ベーン22の一側面が第1シュー8aの第1肉盛り部18の外側面18aに圧接して、それ以上の反時計方向の回転が規制される。これにより、ベーン部材7、つまりカムシャフト2は、スプロケット1(リアプレート13)に対して相対回転角度が最遅角側に変換される。
Accordingly, as the volume of the
次に、機関が例えば高回転高負荷域に移行した場合は、コントローラから電磁切換弁38に制御電流が出力されて、吐出通路39aと進角側通路37を連通させると同時に、遅角側通路36とドレン通路40を連通させる。これにより、遅角油室9内の作動油が排出されて低圧になると共に、進角油室10内に作動油が供給されて内部が高圧になる。このとき、進角油室10から油孔42aを介して前記ロック穴31内に油圧が供給されることから、この油圧によってロックピン30はロック穴31から抜け出した状態が維持される。
Next, when the engine shifts to, for example, a high rotation / high load range, a control current is output from the controller to the
このため、ベーン部材7は、図4に示すように、ハウジング5に対して時計方向へ回転して、第1ベーン22の前記切欠部22a側の一側面が第2シュー8bの対向側面8eに圧接して、それ以上の時計方向の回転が規制される。これによって、カムシャフト2のスプロケット1に対する相対回動位相が最進角側に変換される。この結果、排気弁の開閉タイミングが最進角側に制御されて、かかる高回転高負荷域における機関の出力を向上させることができる。
For this reason, as shown in FIG. 4, the
また、機関停止直前には、ドレン通路40を介して各油室9,10内の油圧がオイルパン41へ排出されて、受圧室35やロック穴31内の油圧も低下する。このため、前記カムシャフト2に作用するトーションスプリング43のばね力によってベーン部材7が前記最進角側へ相対回転してこの位置で、ロックピン30がコイルスプリング32のばね力によって進出し、先端部30aがロック穴31内に係合する。
Immediately before the engine is stopped, the oil pressure in the
この場合、各構成部材の組付時に、ロックピン30とロック穴31のハウジング5円周方向の正確な位置決めが行われているため、ロックピン30のスムーズな係合作用が得られる。
In this case, since the positioning of the
すなわち、各構成部材を組み付ける場合において、前記ハウジング本体11に対してフロントプレート12やリアプレート13を各ボルト14によって結合する際には、ハウジング本体11の前端側にフロントプレート12を、各ボルト14を介して仮止めすると共に、リアプレート13をハウジング本体11の後端側に配置しつつ位置決めピン34をハウジング本体11の位置決め凹部33の底面33a側に軸方向から係合させる。
That is, when each component is assembled, when the
このとき、摺動用孔29内にロックピン30やコイルスプリングプリン32を収容しつつ該ロックピン30の先端部30aをリアプレート13(スプロケット1)のロック穴31内に係合させておく。
At this time, the
その後、各ボルト14の先端雄ねじをリアプレート13の各雌ねじ孔13aに螺着しつつそのまま各ボルト14を締め付ければ、ハウジング本体11に対して両プレート12,13を強固に結合させることができると共に、スプロケット1をハウジング本体11に対して円周方向の位置決めを確実に行うことが可能になる。
Then, if the
したがって、たとえ各ボルト14とハウジング本体11の各ボルト挿通孔17などとの位置ずれが生じても、ロックピン30の先端部30aとロック穴31とのハウジング5円周方向の確実な位置決めが可能になる。この結果、前記機関停止時におけるロックピン30のロック穴31に対するスムーズな係合作用が得られる。また、例えば機関駆動中におけるスプロケット1からハウジング本体11に作用する回転トルクなどによるロックピン30とロック穴31の円周方向の位置ずれの発生なども抑制できる。
Therefore, even if the position of each
また、前記切欠部22aを最大幅の第1ベーン22の先端面の前記第2シュー8bの一側面と対向する側にのみ形成したことから、これと反対側の位置にシール溝を形成しても第1ベーン22の幅を可及的に小さくすることができる。この結果、ハウジング5とベーン部材7との相対的な変換角を大きくすることができる。
Further, since the
そして、この実施形態では、第1ベーン22が圧接する第1シュー8aと第2シュー8bにそれぞれ第1、第2肉盛り部18,19を設けたため、各シュー8a、8bの強度が向上して、第1ベーン22の圧接時にいけるハウジング本体11の撓み変形を効果的に抑制することができる。また、前記第2肉盛り部19の外面19aを円弧状に形成したことによって、強度を高くすることができる
しかも、前記第2シュー8bの強度を高める第2肉盛り部19に、前記位置決め凹部33を設けたことから、第2シュー8bの周方向の肉厚を可及的に小さくできる。特に、第2シュー8bの対向側面8eに沿ってカットするように形成したため、この対向側面8eに当接するベーンの相対回転角度を大きくすることが可能になる。
In this embodiment, since the first and second build-up
これによって、前記ベーン部材7の相対回転角度を大きく取ることができる。
Thereby, the relative rotation angle of the
また、前記位置決め凹部33を第2肉盛り部19に設けたことによって、第2肉盛り部19のスペースの有効利用が図れる。
Further, by providing the
さらに、前記位置決め凹部33を、前述したように、ハウジング本体11の型成形時に、各シュー8a〜8dと一緒に内型50によって成形したことから、ハウジング本体11の外周面側を成形する外型51との型間の周方向の位置ずれを考慮する必要が無くなるので、かかる成形作業が容易になる。しかも、たとえ前記両者50,51間に位置ずれが発生しても、前述したように、内型50で位置決め凹部33を成形するので、該位置決め凹部33と位置決めピン34との位置精度の向上が図れる。
Furthermore, since the
また、前記位置決め凹部33は、第2シュー8bの対向側面8eに沿って同一面上に形成されていることから、前記内型50中における前記位置決め凹部33から第2シュー8bの対向側面8eの周方向の金型精度を考慮する必要がなくなるので、該位置決め凹部33はと位置決めピン34との位置精度の向上が図れる。
Further, since the
さらに、前記第1ベーン22は、その外周側の一側部に円弧状の切欠部22aが形成されていることから、これによって、ベーン部材7の軽量化が図れる。さらに、前記ハウジング本体11にも複数の肉抜き部11aを形成したことから、この点からも軽量化が図れる。
Further, the
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項a〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記位置決め溝は、前記シューの前記肉盛り部より内周側側面から外周側に連続して延びていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a] In the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the positioning groove continuously extends from an inner peripheral side surface to an outer peripheral side from the build-up portion of the shoe.
この発明によれば、位置決め溝を、シューの一側面に沿って肉盛り部の内周側から外周側に連続的に形成して、いわば前記シューの一側面側をカットするように形成したため、この一側面に当接するベーンの相対回転角度を大きくすることが可能になる。
〔請求項b〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記各ベーンの先端部に、前記ハウジングの内周面と摺接するシール部材が設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項c〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記切欠部が形成されたベーンの内部に、前記ロックピンが摺動自在に設けられ、前記プレートにロック凹部が設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項d〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジング本体は、軸方向の他端も開口され、該他端開口を閉塞する第2プレートによって閉塞されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項e〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記位置決め凸部は、前記プレートに圧入された位置決めピンによって構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
〔請求項f〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記切欠部は、湾曲状に切欠されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
According to this invention, the positioning groove is formed continuously from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the built-up portion along one side surface of the shoe, so to speak, formed so as to cut the one side surface of the shoe. It is possible to increase the relative rotation angle of the vane contacting the one side surface.
[B] A valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein a seal member that is in sliding contact with an inner peripheral surface of the housing is provided at a tip portion of each vane.
[Claim c] The valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the lock pin is slidably provided inside a vane in which the notch is formed, and a lock recess is provided in the plate.
[Claim d] In the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the housing main body is also open at the other end in the axial direction, and is closed by a second plate that closes the other end opening.
[Claim e] In the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the positioning convex portion is constituted by a positioning pin press-fitted into the plate.
[Claim f] In the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the notch is notched in a curved shape.
この発明によれば、湾曲状の切欠部によってベーンの強度を確保されると共に、ベーンの軽量化が図れる。
〔請求項g〕請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記肉盛り部は、外面が円弧状に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
According to the present invention, the strength of the vane can be secured by the curved notch, and the weight of the vane can be reduced.
[Claim g] In the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to
The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the build-up portion has an outer surface formed in an arc shape.
この発明によれば、肉盛り部の外面を円弧状に形成したことによって、強度を高くすることができる。
〔請求項h〕請求項3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法において、
前記ハウジング本体は、軸方向の他端も開口され、該他端開口を閉塞する第2プレートによって閉塞されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法。
〔請求項i〕請求項3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法において、
前記ハウジング本体を、焼結成形によって形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法。
According to this invention, the strength can be increased by forming the outer surface of the built-up portion in an arc shape.
[Claim h] In the method of manufacturing a valve timing control device for an internal combustion engine according to
The housing main body is also opened at the other end in the axial direction, and is closed by a second plate that closes the other end opening.
[Claim i] In a method of manufacturing a valve timing control device for an internal combustion engine according to
A method for manufacturing a valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the housing body is formed by sintering.
1…スプロケット
2…カムシャフト
3…位相変換機構
4…油圧回路
5…ハウジング
7…ベーン部材
8a〜8d…第1〜第4シュー
9…遅角油室(遅角作動室)
10…進角油室(進角作動室)
11…ハウジング本体
12…フロントプレート(第2プレート)
13…リアプレート(プレート)
14…ボルト
18…第1肉盛り部
19…第2肉盛り部(肉盛り部)
19a…外面
21…ベーンロータ
22…第1ベーン
22a…切欠部
23〜25…第2〜第4ベーン
30…ロックピン
31…ロック穴
33…位置決め凹部(位置決め溝)
34…位置決めピン(位置決め凸部)
DESCRIPTION OF
10 ... Advance oil chamber (advance chamber)
11 ...
13 ... Rear plate (plate)
14 ...
19a ...
34 ... Positioning pin (positioning convex part)
Claims (3)
前記ハウジング本体の一端開口を閉止するプレートと、
前記各シューの内部軸方向に貫通形成されたボルト挿通孔と、
前記各ボルト挿通孔に挿入されて、前記ハウジング本体にプレートを固定する複数のボルトと、
カムシャフトに固定され、前記各シューの間に形成される複数の作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成する複数のベーンを有し、前記進角作動角と遅角作動室へ選択的に油圧を給排することによって前記ハウジング本体に対して進角側あるいは遅角側に回動するベーン部材と、
前記プレートまたはベーンの一方に設けられ、機関運転状態に応じて軸方向に進退動可能に設けられた断面円形状のロックピンと、
前記プレートまたはベーンの他方に設けられ、前記ロックピンが係入されて前記プレートとベーン部材の相対回転位置を規制する内周が円形状のロック凹部と、
前記ロックピンまたはロック凹部が設けられた前記ベーンの外周側の周方向の少なくとも一方に形成された切欠部と、
前記ベーンの切欠部に周方向から対向する前記シューの一側部外周側に形成された肉盛り部と、
該肉盛り部に径方向の内周側から外周側に沿って切欠形成された位置決め溝と、
前記プレートの前記位置決め溝に対向する位置に形成された位置決め凸部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 A cylindrical housing body in which at least one end in the axial direction is formed as an opening, and a plurality of shoes project from the inner peripheral surface;
A plate for closing one end opening of the housing body;
A bolt insertion hole formed through the inner axial direction of each shoe;
A plurality of bolts inserted into the respective bolt insertion holes and fixing the plate to the housing body;
A plurality of vanes fixed to a camshaft and separating a plurality of working chambers formed between the shoes into an advance working chamber and a retard working chamber; A vane member that rotates to an advance side or a retard side with respect to the housing body by selectively supplying and discharging hydraulic pressure to
A lock pin having a circular cross section provided on one of the plate or the vane and provided so as to be movable back and forth in the axial direction according to the engine operating state;
A lock recess provided on the other side of the plate or vane, the inner periphery of which the lock pin is engaged to regulate the relative rotational position of the plate and the vane member, and a circular shape;
A notch formed in at least one of the circumferential directions on the outer peripheral side of the vane provided with the lock pin or the lock recess;
A built-up portion formed on the outer peripheral side of one side portion of the shoe facing the notch portion of the vane from the circumferential direction;
A positioning groove formed in the build-up portion along the outer periphery from the radially inner periphery,
Positioning protrusions formed at positions facing the positioning grooves of the plate;
A valve timing control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記ハウジング本体の一端開口を閉止するプレートと、
前記各シューの内部軸方向に貫通形成されたボルト挿通孔と、
前記各ボルト挿通孔に挿入されて、前記ハウジング本体にプレートを固定する複数のボルトと、
カムシャフトに固定され、前記各シューの間に形成される複数の作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成する複数のベーンを有し、前記進角作動角と遅角作動室へ選択的に油圧を給排することによって前記ハウジング本体に対して進角側あるいは遅角側に回動するベーン部材と、
前記プレートまたはベーンの一方に設けられ、機関運転状態に応じて軸方向に進退動可能に設けられた断面円形状のロックピンと、
前記プレートまたはベーンの他方に設けられ、前記ロックピンが係入されて前記プレートとベーン部材の相対回転位置を規制する内周が円形状のロック凹部と、
前記ロックピンまたはロック凹部が設けられた前記ベーンの外周側の周方向の少なくとも一方に形成された切欠部と、
前記シューの前記ベーンの切欠部に周方向から対向する外周側に形成された肉盛り部と、
前記プレートに設けられ、前記肉盛り部に前記ハウジング本体の内周面から連続して形成された位置決め溝を基準位置として前記プレートの周方向の位置決めを行う位置決め部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 A cylindrical housing body in which at least one end in the axial direction is formed as an opening, and a plurality of shoes project from the inner peripheral surface;
A plate for closing one end opening of the housing body;
A bolt insertion hole formed through the inner axial direction of each shoe;
A plurality of bolts inserted into the respective bolt insertion holes and fixing the plate to the housing body;
A plurality of vanes fixed to a camshaft and separating a plurality of working chambers formed between the shoes into an advance working chamber and a retard working chamber; A vane member that rotates to an advance side or a retard side with respect to the housing body by selectively supplying and discharging hydraulic pressure to
A lock pin having a circular cross section provided on one of the plate or the vane and provided so as to be movable back and forth in the axial direction according to the engine operating state;
A lock recess provided on the other side of the plate or vane, the inner periphery of which the lock pin is engaged to regulate the relative rotational position of the plate and the vane member, and a circular shape;
A notch formed in at least one of the circumferential directions on the outer peripheral side of the vane provided with the lock pin or the lock recess;
A built-up portion formed on the outer peripheral side facing the notch portion of the vane of the shoe from the circumferential direction;
A positioning portion that is provided on the plate and that positions the plate in the circumferential direction with a positioning groove formed continuously from the inner peripheral surface of the housing body on the build-up portion as a reference position;
A valve timing control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記ハウジング本体の一端開口を閉止するプレートと、
前記各シューの内部軸方向に貫通形成されたボルト挿通孔と、
前記各ボルト挿通孔に挿入されて、前記ハウジング本体にプレートを固定する複数のボルトと、
カムシャフトに固定され、前記各シューの間に形成される複数の作動室を進角作動室と遅角作動室に隔成する複数のベーンを有し、前記進角作動角と遅角作動室へ選択的に油圧を給排することによって前記ハウジング本体に対して進角側あるいは遅角側に回動するベーン部材と、
前記プレートまたはベーンの一方に設けられ、機関運転状態に応じて軸方向に進退動可能に設けられた断面円形状のロックピンと、
前記プレートまたはベーンの他方に設けられ、前記ロックピンが係入されて前記プレートとベーン部材の相対回転位置を規制する内周が円形状のロック凹部と、
前記ロックピンまたはロック凹部が設けられた前記ベーンの外周側の周方向の少なくとも一方に形成された切欠部と、
前記シューの前記ベーンの切欠部に周方向から対向する外周側に形成された肉盛り部と、
前記プレートに設けられ、前記肉盛り部に前記ハウジング本体の内周面から連続して形成された位置決め溝を基準位置として前記プレートの周方向の位置決めを行う位置決め部と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法であって、
前記ハウジング本体を、少なくとも内周面を成形する内型と、外周面を成形する外型とによって型成形し、
前記位置決め溝を、前記内型によって成形したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置の製造方法。 A cylindrical housing body in which at least one end in the axial direction is formed as an opening, and a plurality of shoes project from the inner peripheral surface;
A plate for closing one end opening of the housing body;
A bolt insertion hole formed through the inner axial direction of each shoe;
A plurality of bolts inserted into the respective bolt insertion holes and fixing the plate to the housing body;
A plurality of vanes fixed to a camshaft and separating a plurality of working chambers formed between the shoes into an advance working chamber and a retard working chamber; A vane member that rotates to an advance side or a retard side with respect to the housing body by selectively supplying and discharging hydraulic pressure to
A lock pin having a circular cross section provided on one of the plate or the vane and provided so as to be movable back and forth in the axial direction according to the engine operating state;
A lock recess provided on the other side of the plate or vane, the inner periphery of which the lock pin is engaged to regulate the relative rotational position of the plate and the vane member, and a circular shape;
A notch formed in at least one of the circumferential directions on the outer peripheral side of the vane provided with the lock pin or the lock recess;
A built-up portion formed on the outer peripheral side facing the notch portion of the vane of the shoe from the circumferential direction;
An internal combustion engine comprising: a positioning portion that is provided on the plate and that positions the plate in the circumferential direction with a positioning groove formed continuously from the inner peripheral surface of the housing body as a reference position in the build-up portion. A method for manufacturing a valve timing control device, comprising:
The housing body is molded by an inner mold that molds at least an inner peripheral surface and an outer mold that molds an outer peripheral surface,
A method for manufacturing a valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the positioning groove is formed by the inner mold.
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