JP2017031854A - Variable valve timing device - Google Patents

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治 前田
Osamu Maeda
治 前田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a difference between an advance-side response speed and a retardation-side response speed without employing a spring which is unnecessary high in an elastic coefficient.SOLUTION: A variable valve timing device 26 has a first rotation part (housing 32) to which rotation power is transmitted from a crankshaft via a power transmission member (timing chain), and a second rotation part (rotor) which is equalized in a rotating shaft with the first rotation part, and connected to the second rotation part (rotor). The variable valve timing device also comprises: a variable timing mechanism which adjusts a phase difference between the first rotation part and the second rotation part; an energization member 40 which energizes the second rotation part to a rotation direction of a camshaft with respect to the first rotation part; and friction alleviation means 42 which alleviates friction caused by the contact of members which contribute to the energization of the energization member.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、エンジンに設けられた可変バルブタイミング装置に関する。   The present invention relates to a variable valve timing device provided in an engine.

従来、エンジンのクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構(VVT:Variable Valve Timing)を備えたエンジンが実用化されており、可変バルブタイミング機構は、エンジンの運転状態に応じて吸気弁と排気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更することができる。   Conventionally, an engine equipped with a variable valve timing mechanism (VVT: Variable Valve Timing) that varies the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the engine has been put into practical use. The valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve can be continuously changed.

このような可変バルブタイミング機構では、可変バルブタイミング機構の機械損失およびカムシャフトと軸受との間に生じる摩擦抵抗によって、進角側へ位相を調整する際の応答速度(以下、進角側応答速度ともよぶ)が、遅角側へ位相を調整する際の応答速度(以下、遅角側応答速度ともよぶ)より遅延してしまうことが知られている。そこで、進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えるために、進角側(回転方向)に付勢力を作用させる付勢部材(渦巻バネやゼンマイバネなど)を設ける場合がある(例えば、特許文献1)。ここで、応答速度は、可変バルブタイミング装置がカムシャフトの回転位相を調整する際におけるカムシャフトが進角側または遅角側の所定の位置まで回転する速度である。   In such a variable valve timing mechanism, the response speed when adjusting the phase toward the advance side (hereinafter referred to as the advance side response speed) due to the mechanical loss of the variable valve timing mechanism and the frictional resistance generated between the camshaft and the bearing. Is also known to be delayed from the response speed when the phase is adjusted to the retard side (hereinafter also referred to as the retard side response speed). Therefore, in order to suppress the difference between the advance side response speed and the retard side response speed, an urging member (such as a spiral spring or a spring spring) that applies an urging force to the advance side (rotation direction) may be provided ( For example, Patent Document 1). Here, the response speed is a speed at which the camshaft rotates to a predetermined position on the advance side or the retard side when the variable valve timing device adjusts the rotation phase of the camshaft.

特開2001−41013号公報JP 2001-41013 A

しかしながら、特許文献1のように渦巻バネなどの付勢部材を設けたとしても、渦巻バネ同士の接触により発生する摩擦抵抗が付勢力に対して負に働き、付勢部材の付勢力が低減されてしまうため、必要以上に弾性係数の高いバネを使用しなければならなかった。その結果、付勢部材の質量や占有体積が大きくなり、コストも嵩むことになってしまう。   However, even if a biasing member such as a spiral spring is provided as in Patent Document 1, the frictional resistance generated by the contact between the spiral springs acts negatively against the biasing force, and the biasing force of the biasing member is reduced. Therefore, it was necessary to use a spring with a higher elastic modulus than necessary. As a result, the mass and occupied volume of the urging member are increased, and the cost is increased.

そこで、本発明は、不要に弾性係数の高いバネを採用しなくても進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えることができる可変バルブタイミング装置を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a variable valve timing device that can suppress the difference between the advance side response speed and the retard side response speed without using an unnecessarily high elastic modulus spring. .

上記課題を解決するために、本発明の可変バルブタイミング装置は、クランクシャフトから動力伝達部材を介して回転動力が伝達される第1回転部と、第1回転部と回転軸を等しくし、カムシャフトに連結された第2回転部とを有し、第1回転部と第2回転部との位相差を調整する可変バルブタイミング機構と、第1回転部に対し、第2回転部をカムシャフトの回転方向に付勢させる付勢部材と、付勢部材において付勢に寄与している部位同士の接触による摩擦を軽減する摩擦軽減手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a variable valve timing device according to the present invention includes a first rotating part to which rotational power is transmitted from a crankshaft through a power transmission member, a first rotating part, and a rotating shaft that are equalized. A variable valve timing mechanism that adjusts a phase difference between the first rotating unit and the second rotating unit, and a second rotating unit relative to the first rotating unit. An urging member for urging in the rotation direction of the urging member, and a friction reducing means for reducing friction caused by contact between portions of the urging member that contribute to urging.

また、付勢部材は、板状の部材を渦巻き状に巻き込んだ渦巻バネであってもよい。   Further, the urging member may be a spiral spring in which a plate-like member is spirally wound.

また、摩擦軽減手段は、渦巻バネの板状部材間に位置する、渦巻バネの表面よりも摩擦係数が小さい材質を渦巻バネの表面に対向する位置に有する摩擦軽減部材であってもよい。   Further, the friction reducing means may be a friction reducing member that is located between the plate-like members of the spiral spring and has a material having a smaller friction coefficient than the surface of the spiral spring at a position facing the surface of the spiral spring.

また、摩擦軽減手段は、渦巻バネの対向する表面同士が研磨されたものであってもよい。   The friction reducing means may be one in which the opposing surfaces of the spiral spring are polished.

また、摩擦軽減手段は、渦巻バネが付勢力を蓄勢した状態で配設された際に、渦巻バネ自体の付勢力によって渦巻バネ同士が当接する範囲に位置していてもよい。   Further, the friction reducing means may be located in a range where the spiral springs come into contact with each other by the biasing force of the spiral spring itself when the spiral spring is disposed in a state where the biasing force is stored.

本発明によれば、不要に弾性係数の高いバネを採用しなくても進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the difference between the advance side response speed and the retard side response speed without using an unnecessarily high spring.

可変バルブタイミング装置を備えたエンジンの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of engine provided with the variable valve timing apparatus. 図1におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 可変バルブタイミング装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a variable valve timing apparatus. 摩擦軽減手段を設けることによる進角側応答速度および遅角側応答速度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the advance side response speed and retard angle side response speed by providing a friction reduction means.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

図1は、可変バルブタイミング装置を備えたエンジン10の一部を示した図である。このうち、図1(a)は、エンジン10の斜視図を示し、図1(b)は、エンジン10の上面図を示す。ここで、エンジン10は、例えば、クランクシャフト12を境に片側2気筒ずつが配設された4気筒の水平対向エンジンである。   FIG. 1 is a view showing a part of an engine 10 provided with a variable valve timing device. Among these, FIG. 1A shows a perspective view of the engine 10, and FIG. 1B shows a top view of the engine 10. Here, the engine 10 is, for example, a four-cylinder horizontally opposed engine in which two cylinders on one side are arranged with the crankshaft 12 as a boundary.

図1(a)および図1(b)に示すように、エンジン10は、不図示の燃焼室の内部で吸気・圧縮・燃焼・排気行程が行われて、ピストンが直進運動を行う。ピストンの直進運動は、ピストンと連結するコンロッドを介して、回転運動(図中、白抜きの矢印方向)に変換されて、クランクシャフト12に伝達される。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), in the engine 10, intake, compression, combustion, and exhaust strokes are performed inside a combustion chamber (not shown), and a piston performs a straight motion. The rectilinear motion of the piston is converted into rotational motion (in the direction of the white arrow in the figure) via a connecting rod connected to the piston, and is transmitted to the crankshaft 12.

クランクシャフト12の回転運動は、クランクシャフト12に設けられたクランクスプロケット14と、カムシャフト16の軸方向(以下、単に軸方向とよぶ)の端部に設けられたカムスプロケット18とに巻き付けられたタイミングチェーン(動力伝達部材)20を介して、カムシャフト16に伝達される(図中、白抜きの矢印方向)。   The rotational movement of the crankshaft 12 was wound around a crank sprocket 14 provided on the crankshaft 12 and a cam sprocket 18 provided at the end of the camshaft 16 in the axial direction (hereinafter simply referred to as the axial direction). It is transmitted to the camshaft 16 via the timing chain (power transmission member) 20 (in the direction of the white arrow in the figure).

カムシャフト16には、複数のカム22がそれぞれ離隔して固定されており、カムシャフト16とカム22とが一体回転する。カム22は、各バルブ24(吸気側のバルブ24aおよび排気側のバルブ24b)のバルブヘッドに当接した状態で設けられ、カム22が直接的にバルブ24のバルブリフターを押圧することでバルブ24の開閉動作が行われる。本実施形態では、図1に示すように、1つの気筒に対して、吸気側のカムシャフト16aと排気側のカムシャフト16bとがそれぞれ独立して、バルブ24の開閉動作を制御する、所謂、DOHC(Double Over Head Camshaft)と呼ばれる機構を備えたエンジン10を例示している。そして、本実施形態においては、吸気側のカムシャフト16aや排気側のカムシャフト16bに設けられた可変バルブタイミング装置のうち、特に、吸気側のカムシャフト16aに設けられている可変バルブタイミング装置26について説明する。可変バルブタイミング装置26は、カムスプロケット18を通じて伝達された回転動力をカムシャフト16に伝達する装置である。   A plurality of cams 22 are fixed to the camshaft 16 so as to be separated from each other, and the camshaft 16 and the cams 22 rotate integrally. The cam 22 is provided in contact with the valve heads of the valves 24 (the intake side valve 24a and the exhaust side valve 24b), and the cam 22 directly presses the valve lifter of the valve 24 so that the valve 24 is pressed. Opening and closing operations are performed. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the intake side camshaft 16 a and the exhaust side camshaft 16 b independently control the opening / closing operation of the valve 24 for one cylinder. An engine 10 having a mechanism called DOHC (Double Over Head Camshaft) is illustrated. In the present embodiment, among the variable valve timing devices provided on the intake camshaft 16a and the exhaust camshaft 16b, in particular, the variable valve timing device 26 provided on the intake camshaft 16a. Will be described. The variable valve timing device 26 is a device that transmits the rotational power transmitted through the cam sprocket 18 to the camshaft 16.

可変バルブタイミング装置26には、エンジン10の運転状態に応じてクランクシャフト12に対するカムシャフト16の回転位相(以下、単に位相ともよぶ)を連続的に変更する可変バルブタイミング機構30(図2参照)が設けられている。   The variable valve timing device 26 includes a variable valve timing mechanism 30 (see FIG. 2) that continuously changes the rotational phase of the camshaft 16 relative to the crankshaft 12 (hereinafter also simply referred to as phase) in accordance with the operating state of the engine 10. Is provided.

図2は、図1におけるII−II線断面図である。なお、図2において、白抜きの矢印は、タイミングチェーン20による可変バルブタイミング装置26(カムスプロケット18)の回転方向を示し、黒塗りの矢印A(Advance)、R(Retard)は、カムシャフト16の位相が調整される方向を示し、実線矢印は、作動油が流れる流路を示す。以下、可変バルブタイミング装置26の回転方向を単に回転方向とよぶ。   2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In FIG. 2, white arrows indicate the rotation direction of the variable valve timing device 26 (cam sprocket 18) by the timing chain 20, and black arrows A (Advance) and R (Retard) indicate the camshaft 16. Indicates the direction in which the phase is adjusted, and the solid line arrows indicate the flow paths through which the hydraulic oil flows. Hereinafter, the rotation direction of the variable valve timing device 26 is simply referred to as the rotation direction.

可変バルブタイミング機構30は、図2に示すように、ハウジング(第1回転部)32、ロータ(第2回転部)34、位相調整弁36、ロック機構を含んで構成される。なお、ロック機構は、エンジン10の始動時等の油圧が低い状態の場合に、バルブ24の開閉タイミングを所定のタイミングに固定(ロック)する機構であるが、本実施形態に直接関係しないため、その説明を省略する。   As shown in FIG. 2, the variable valve timing mechanism 30 includes a housing (first rotating portion) 32, a rotor (second rotating portion) 34, a phase adjustment valve 36, and a lock mechanism. The locking mechanism is a mechanism that fixes (locks) the opening / closing timing of the valve 24 at a predetermined timing when the hydraulic pressure is low, such as when the engine 10 is started, but is not directly related to the present embodiment. The description is omitted.

ハウジング32は、径方向の外周上に複数の外歯が形成されたカムスプロケット18が固定され、カムスプロケット18を通じてクランクシャフト12(図1参照)の動力が伝達される。このとき、ハウジング32は、クランクシャフト12の1/2の回転速度で回転する。また、ハウジング32の内部には、ロータ34を収容するため、円状空間とその円状空間から径方向外側に向けて扇状に切り欠いた複数の扇状空間Sからなる収容空間が設けられている。   The housing 32 is fixed with a cam sprocket 18 having a plurality of external teeth formed on the outer periphery in the radial direction, and the power of the crankshaft 12 (see FIG. 1) is transmitted through the cam sprocket 18. At this time, the housing 32 rotates at half the rotational speed of the crankshaft 12. In addition, in the housing 32, in order to accommodate the rotor 34, there is provided an accommodating space including a circular space and a plurality of fan-shaped spaces S cut out in a fan shape from the circular space toward the radially outer side. .

ロータ34は、ハウジング32に設けられた収容空間に回転軸を等しくさせた状態で収容されるとともに、カムシャフト16の端部に固定されている。また、ロータ34には、径方向の外側面に、径方向外側に向けて突出し、扇状空間Sに収容されるベーン34aが複数(本実施形態では、3つ)形成されている。そして、ロータ34は、ベーン34aが扇状空間S内で移動可能な範囲において、ハウジング32に対して相対回転することができる。ベーン34aは、扇状空間Sよりも回転方向の幅が狭く形成されており、扇状空間Sを、進角室S1(ロータ34を進角方向に作動させる油圧室)と遅角室S2(ロータ34を遅角方向に作動させる油圧室)とに二分する。ここで、進角方向は、図2中黒塗りの矢印Aが示す方向とし、遅角方向は、図2中黒塗りの矢印Rが示す方向とする。   The rotor 34 is housed in a housing space provided in the housing 32 with the rotation axis being equalized, and is fixed to the end of the camshaft 16. The rotor 34 is formed with a plurality (three in this embodiment) of vanes 34a that protrude outward in the radial direction and are accommodated in the fan-shaped space S on the radially outer surface. The rotor 34 can rotate relative to the housing 32 within a range in which the vane 34 a can move in the fan-shaped space S. The vane 34a is formed to be narrower in the rotation direction than the fan-shaped space S. The fan-shaped space S is divided into an advance chamber S1 (hydraulic chamber that operates the rotor 34 in the advance direction) and a retard chamber S2 (rotor 34). Into a hydraulic chamber that operates in the retarded direction. Here, the advance direction is the direction indicated by the black arrow A in FIG. 2, and the retard direction is the direction indicated by the black arrow R in FIG.

位相調整弁36は、複数のポートHが形成されたスリーブ36aの内部に、スプール36bを挿入して構成されたスプール弁である。スリーブ36aの各ポートHには、オイルポンプPによってスリーブ36a内へ油圧を供給する油圧供給ライン36cと、進角室S1に油圧を供給する進角用油圧供給ライン36dと、遅角室S2に油圧を供給する遅角用油圧供給ライン36eと、スリーブ36aから不要な作動油を排出するドレンライン36fとがそれぞれ接続されている。ここでは、説明の便宜上、進角用油圧供給ライン36dが1つの進角室S1に油圧を供給し、遅角用油圧供給ライン36eが1つの遅角室S2に油圧を供給する例を挙げて説明している。   The phase adjusting valve 36 is a spool valve configured by inserting a spool 36b into a sleeve 36a in which a plurality of ports H are formed. In each port H of the sleeve 36a, a hydraulic pressure supply line 36c for supplying hydraulic pressure into the sleeve 36a by the oil pump P, an advance hydraulic pressure supply line 36d for supplying hydraulic pressure to the advance chamber S1, and a retard chamber S2 are provided. A retarding hydraulic pressure supply line 36e for supplying hydraulic pressure and a drain line 36f for discharging unnecessary hydraulic fluid from the sleeve 36a are connected to each other. Here, for convenience of explanation, an example is given in which the advance hydraulic pressure supply line 36d supplies hydraulic pressure to one advance chamber S1, and the retard hydraulic supply line 36e supplies hydraulic pressure to one retard chamber S2. Explains.

また、位相調整弁36には、ソレノイドEとバネ部材36gとが設けられている。そして、ソレノイドEがオンしている場合には、電磁力によって、スプール36bを所定の方向(図中左方向)に移動させ、ソレノイドEがオフしている場合には、バネ部材36gの付勢力によって、スプール36bを所定の方向と反対の方向(図中右方向)に移動させる。ソレノイドEは、不図示のECU(Engine Control Unit)などによってオンオフ制御がなされる。このオンオフ制御によって、スプール36bは、油圧供給ライン36cと進角用油圧供給ライン36dとを連通させる位置と、油圧供給ライン36cと遅角用油圧供給ライン36eとを連通させる位置との間を移動させられる。   The phase adjustment valve 36 is provided with a solenoid E and a spring member 36g. When the solenoid E is on, the spool 36b is moved in a predetermined direction (left direction in the figure) by electromagnetic force. When the solenoid E is off, the biasing force of the spring member 36g is used. Thus, the spool 36b is moved in the direction opposite to the predetermined direction (right direction in the figure). The solenoid E is on / off controlled by an unillustrated ECU (Engine Control Unit) or the like. By this on / off control, the spool 36b moves between a position where the hydraulic pressure supply line 36c and the advance hydraulic pressure supply line 36d communicate with each other and a position where the hydraulic pressure supply line 36c and the retard hydraulic pressure supply line 36e communicate with each other. Be made.

ここで、スプール36bを油圧供給ライン36cと進角用油圧供給ライン36dとを連通させる位置に移動させると、オイルポンプPからスリーブ36a内に供給された油圧は、進角用油圧供給ライン36dを介して進角室S1へと供給される。このとき、遅角室S2内の油は遅角室S2から排出され、ロータ34は、ハウジング32に対して、図中黒塗りの矢印Aの方向(進角側)に相対回転することとなる。また、スプール36bを油圧供給ライン36cと遅角用油圧供給ライン36eとを連通させる位置に移動させると、オイルポンプPからスリーブ36aに供給された油圧は、遅角用油圧供給ライン36eを介して遅角室S2へと供給される。このとき、進角室S1内の油は進角室S1から排出され、ロータ34は、ハウジング32に対して、図中黒塗りの矢印Rの方向(遅角側)に相対回転することとなる。   Here, when the spool 36b is moved to a position where the hydraulic pressure supply line 36c and the advance hydraulic pressure supply line 36d communicate with each other, the hydraulic pressure supplied from the oil pump P into the sleeve 36a passes through the advanced hydraulic pressure supply line 36d. To the advance chamber S1. At this time, the oil in the retarding chamber S2 is discharged from the retarding chamber S2, and the rotor 34 rotates relative to the housing 32 in the direction indicated by the black arrow A (advanced side) in the drawing. . When the spool 36b is moved to a position where the hydraulic pressure supply line 36c and the retarding hydraulic pressure supply line 36e communicate with each other, the hydraulic pressure supplied from the oil pump P to the sleeve 36a passes through the retarding hydraulic pressure supply line 36e. It is supplied to the retarding chamber S2. At this time, the oil in the advance chamber S1 is discharged from the advance chamber S1, and the rotor 34 rotates relative to the housing 32 in the direction of the black arrow R (the retard side) in the figure. .

このように、位相調整弁36は、エンジン10の運転状態に応じて連通させる油圧供給ラインを選択することにより、オイルポンプPから供給される油圧を各油圧室に供給することができる。   Thus, the phase adjustment valve 36 can supply the hydraulic pressure supplied from the oil pump P to each hydraulic chamber by selecting the hydraulic pressure supply line that communicates according to the operating state of the engine 10.

ここで、吸気側のバルブ24aの開閉タイミングは、エンジン10の運転状態によって変化させることが望ましいとされている。つまり、吸気側のバルブ24aの開閉タイミングを連続的に変更させることで、バルブオーバーラップ(吸気側のバルブ24aおよび排気側のバルブ24bの双方が開弁となる状態)の期間を調整することができ、燃焼室内における混合気の充填効率をエンジン10の運転状態に応じて高めることができる。   Here, it is desirable that the opening / closing timing of the intake side valve 24a is changed according to the operating state of the engine 10. That is, by continuously changing the opening / closing timing of the intake side valve 24a, the period of valve overlap (a state in which both the intake side valve 24a and the exhaust side valve 24b are opened) can be adjusted. In addition, the charging efficiency of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be increased according to the operating state of the engine 10.

可変バルブタイミング機構30は、クランクシャフト12(ハウジング32)とカムシャフト16(ロータ34)との位相差を調整することで、バルブ24の開閉タイミングを連続的に変更させている。ここで、可変バルブタイミング機構30がロータ34をハウジング32に対して進角側または遅角側に調整する際、ロータ34が進角側または遅角側の所定の位置まで回転(移動)する速度となる進角側応答速度と遅角側応答速度には差が生じてしまう。具体的には、可変バルブタイミング機構30自体の機械損失およびカムシャフト16と軸受との間に発生する摩擦抵抗によって、進角側応答速度が遅角側応答速度に比べて遅延してしまう。そこで、進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えるために、可変バルブタイミング装置26には、進角側に付勢力を常時作用させる付勢部材40が設けられる。   The variable valve timing mechanism 30 continuously changes the opening / closing timing of the valve 24 by adjusting the phase difference between the crankshaft 12 (housing 32) and the camshaft 16 (rotor 34). Here, when the variable valve timing mechanism 30 adjusts the rotor 34 to the advance side or the retard side with respect to the housing 32, the speed at which the rotor 34 rotates (moves) to a predetermined position on the advance side or the retard side. There is a difference between the advance side response speed and the retard side response speed. Specifically, the advance side response speed is delayed compared to the retard side response speed due to the mechanical loss of the variable valve timing mechanism 30 itself and the frictional resistance generated between the camshaft 16 and the bearing. Therefore, in order to suppress the difference between the advance side response speed and the retard side response speed, the variable valve timing device 26 is provided with an urging member 40 that constantly applies an urging force to the advance side.

図3は、可変バルブタイミング装置26の外観を示す斜視図である。図3(a)では、可変バルブタイミング装置26の構成を説明し、図3(b)では、可変バルブタイミング装置26の一部を分解した状態を説明する。図3に示す白抜きの矢印は、不図示のタイミングチェーン20による可変バルブタイミング装置26の回転方向を示す。   FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the variable valve timing device 26. 3A illustrates the configuration of the variable valve timing device 26, and FIG. 3B illustrates a state in which a part of the variable valve timing device 26 is disassembled. 3 indicate the direction of rotation of the variable valve timing device 26 by the timing chain 20 (not shown).

図3(a)および図3(b)に示すように、付勢部材40は、例えば、板状の部材を渦巻き状に巻き込んだ渦巻きバネであり、ハウジング32に設けられたケーシング32bの軸方向における外側面32cに配されている。また、付勢部材40は、付勢力を蓄勢された状態のまま、一端40aがロータ34(図2参照)の一部に外側面32cの中心付近で係止され、他端40bがケーシング32bの外側面32cの縁付近に形成された突起32dに係止される。そして、付勢部材40は、一端40aがロータ34に対して回転方向(図中実線矢印)に付勢力を与え、他端40bがハウジング32に対して逆方向(図中破線矢印)に付勢力を与える。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the urging member 40 is, for example, a spiral spring in which a plate-like member is spirally wound, and the axial direction of the casing 32b provided in the housing 32 Is disposed on the outer surface 32c. In the biasing member 40, the one end 40a is locked to a part of the rotor 34 (see FIG. 2) in the vicinity of the center of the outer surface 32c while the biasing force is stored, and the other end 40b is the casing 32b. The projection 32d is formed in the vicinity of the edge of the outer surface 32c. In the urging member 40, one end 40a applies an urging force in the rotational direction (solid arrow in the drawing) to the rotor 34, and the other end 40b urges the housing 32 in the reverse direction (broken arrow in the drawing). give.

付勢部材40の付勢力によって、可変バルブタイミング装置26の、進角側応答速度は向上し、遅角側応答速度は低下することとなる。しかし、単に付勢部材40を設けただけでは、付勢部材40の部位同士の接触による摩擦によって付勢部材40の付勢力が低減されてしまい、本来望まれている付勢力をロータ34に作用させることができない。そこで、本実施形態では、可変バルブタイミング装置26に摩擦軽減手段42を設ける。   Due to the urging force of the urging member 40, the advance side response speed of the variable valve timing device 26 is improved, and the retard side response speed is lowered. However, if the urging member 40 is simply provided, the urging force of the urging member 40 is reduced by friction caused by contact between the portions of the urging member 40, and the originally desired urging force is applied to the rotor 34. I can't let you. Therefore, in the present embodiment, the variable valve timing device 26 is provided with friction reducing means 42.

図3(b)に示すように、摩擦軽減手段42は、平板状の本体部42aと、本体部42aと一体形成された土台部42bと、土台部42bから軸方向に向けて立設され、付勢力を蓄勢された状態で巻き込まれた付勢部材40に沿った所定の曲率を有する複数(本実施形態では、4つ)の接触防止壁42cとを含んで構成される。本体部42aおよび土台部42bは、外側面32cと付勢部材40との間に設けられている。接触防止壁42cは、付勢部材40における部材間に設けられている。具体的に、接触防止壁42cは、付勢部材40自体の付勢力が蓄勢された状態で配設された場合に付勢力によって付勢部材40同士が当接する範囲に、付勢部材40の板状部位を挟持した状態で配置され、付勢部材40に対し径方向に所定の空隙を生成している。ここで、摩擦軽減手段42は、付勢部材40の表面よりも摩擦係数が小さい材質を有する部材であり、付勢部材40において付勢に寄与している部位(ここでは板状の部材)同士の接触による摩擦を軽減する。   As shown in FIG.3 (b), the friction reduction means 42 is standingly arranged toward the axial direction from the base part 42b, the base part 42b integrally formed with the flat body part 42a, the main body part 42a, And a plurality (four in this embodiment) of contact prevention walls 42c having a predetermined curvature along the biasing member 40 wound in a state where the biasing force is stored. The main body portion 42 a and the base portion 42 b are provided between the outer surface 32 c and the biasing member 40. The contact prevention wall 42 c is provided between the members in the urging member 40. Specifically, the contact prevention wall 42c is located within a range where the urging members 40 abut against each other by the urging force when the urging force of the urging member 40 itself is stored. It arrange | positions in the state which pinched the plate-shaped site | part, and produces | generates the predetermined | prescribed space | gap with respect to the urging | biasing member 40 in radial direction. Here, the friction reducing means 42 is a member having a material whose friction coefficient is smaller than that of the surface of the urging member 40, and portions (here, plate-like members) that contribute to urging in the urging member 40. Reduces friction caused by contact.

図4は、摩擦軽減手段42を設けることによる進角側応答速度および遅角側応答速度の変化を示す図である。図4において、縦軸は応答速度(deg/sec)を示し、横軸はエンジン回転数(rpm)を示す。また、四角形のプロットは進角側応答速度を示し、丸いプロットは遅角側応答速度を示す。そして、各プロットにおいて、白抜きのプロットは摩擦軽減手段42が設置された場合を示し、黒塗りのプロットは摩擦軽減手段42が未設置の場合を示す。   FIG. 4 is a diagram showing changes in the advance side response speed and the retard side response speed due to the provision of the friction reducing means 42. In FIG. 4, the vertical axis indicates the response speed (deg / sec), and the horizontal axis indicates the engine speed (rpm). Further, the square plot shows the advance side response speed, and the round plot shows the retard side response speed. In each plot, a white plot indicates a case where the friction reducing means 42 is installed, and a black plot indicates a case where the friction reducing means 42 is not installed.

図4に矢印で示すように、摩擦軽減手段42によって、付勢部材40により作用される回転方向への付勢力を低減する摩擦が抑制されるため、進角側応答速度は、摩擦軽減手段42が未設置の場合よりも高くなっている。一方、摩擦軽減手段42によって、付勢部材40により作用される回転方向への付勢力が増加するため、遅角側応答速度は、摩擦軽減手段42が未設置の場合よりも低くなる。図4を参照して理解できるように、付勢部材40のみ(摩擦軽減手段42が未設置)の場合(図中黒塗りのプロット)では、進角側応答速度と遅角側応答速度との差が大きくなり、より高い弾性係数のバネを用いて、進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑える必要があった。しかし、摩擦軽減手段42を設置することで同一の付勢部材40を用いた場合でも、図中白抜きのプロットで示すように、進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えることができる。つまり、摩擦軽減手段42は、付勢部材40が本来望まれている付勢力をロータ34に作用させることができる。   As indicated by arrows in FIG. 4, the friction reducing means 42 suppresses the friction that reduces the urging force in the rotational direction applied by the urging member 40, so that the advance side response speed is the friction reducing means 42. Is higher than when not installed. On the other hand, since the biasing force in the rotational direction applied by the biasing member 40 is increased by the friction reducing means 42, the retard side response speed is lower than when the friction reducing means 42 is not installed. As can be understood with reference to FIG. 4, in the case of only the urging member 40 (the friction reducing means 42 is not installed) (black plot in the figure), the advance side response speed and the retard side response speed are The difference became large, and it was necessary to suppress the difference between the advance side response speed and the retard side response speed by using a spring having a higher elastic modulus. However, even when the same biasing member 40 is used by installing the friction reducing means 42, the difference between the advance side response speed and the retard side response speed is suppressed as shown by the white plot in the figure. be able to. In other words, the friction reducing means 42 can cause the urging force originally desired by the urging member 40 to act on the rotor 34.

このように、本実施形態の可変バルブタイミング装置26は、摩擦軽減手段42を設けることで、付勢部材40の付勢力が低減させられることを防止し、不要に弾性係数の高いバネを採用しなくても進角側応答速度と遅角側応答速度との差を抑えることができる。   As described above, the variable valve timing device 26 of the present embodiment prevents the urging force of the urging member 40 from being reduced by providing the friction reducing means 42, and employs a spring having an unnecessarily high elastic coefficient. Even if not, the difference between the advance side response speed and the retard side response speed can be suppressed.

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications within the scope described in the claims. Needless to say, the modified examples also belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態において、摩擦軽減手段42は、付勢部材40の表面よりも摩擦係数が小さい材質を有する部材であるとした。しかしながらこれに限るものでなく、摩擦軽減手段42に立設された接触防止壁42cの少なくとも付勢部材40の表面に対向する位置において、付勢部材40の表面よりも摩擦係数が小さい材質を有していればよい。   For example, in the above-described embodiment, the friction reducing means 42 is a member having a material having a smaller friction coefficient than the surface of the biasing member 40. However, the present invention is not limited to this, and a material having a friction coefficient smaller than that of the surface of the urging member 40 is present at least at a position facing the surface of the urging member 40 of the contact prevention wall 42c erected on the friction reducing means 42. If you do.

また、上述した実施形態において、摩擦軽減手段42として摩擦軽減部材を挙げて説明したが、かかる場合に限らず、付勢部材40である渦巻バネの対向する表面同士が研磨されたものでもよい。   In the above-described embodiment, the friction reducing member 42 is described as an example of the friction reducing unit 42. However, the invention is not limited thereto, and the opposing surfaces of the spiral spring that is the urging member 40 may be polished.

また、上述した実施形態において、可変バルブタイミング機構30が油圧によって駆動する例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、例えば、ソレノイドなどの電磁力によって駆動してもよい。   In the above-described embodiment, the variable valve timing mechanism 30 is driven by an oil pressure. However, the present invention is not limited to this. For example, the variable valve timing mechanism 30 may be driven by an electromagnetic force such as a solenoid.

また、上気した実施形態において、動力伝達部材はタイミングチェーン20としたが、これに限るものではなく、例えば、タイミングベルトなどの、動力を伝達する様々な部材を適用できる。   In the embodiment described above, the power transmission member is the timing chain 20, but the present invention is not limited to this, and various members that transmit power, such as a timing belt, can be applied.

本発明は、エンジンに設けられた可変バルブタイミング装置に利用できる。   The present invention can be used for a variable valve timing device provided in an engine.

12 クランクシャフト
16 カムシャフト
20 タイミングチェーン(動力伝達部材)
26 可変バルブタイミング装置
30 可変バルブタイミング機構
32 ハウジング(第1回転部)
34 ロータ(第2回転部)
40 付勢部材
42 摩擦軽減手段
12 Crankshaft 16 Camshaft 20 Timing chain (power transmission member)
26 Variable valve timing device 30 Variable valve timing mechanism 32 Housing (first rotating part)
34 Rotor (second rotating part)
40 Biasing member 42 Friction reducing means

Claims (5)

クランクシャフトから動力伝達部材を介して回転動力が伝達される第1回転部と、該第1回転部と回転軸を等しくし、カムシャフトに連結された第2回転部とを有し、該第1回転部と該第2回転部との位相差を調整する可変バルブタイミング機構と、
前記第1回転部に対し、前記第2回転部を前記カムシャフトの回転方向に付勢させる付勢部材と、
前記付勢部材において付勢に寄与している部位同士の接触による摩擦を軽減する摩擦軽減手段と、
を備えることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
A first rotating part to which rotational power is transmitted from the crankshaft through a power transmission member; a second rotating part having the same rotating axis as the first rotating part and connected to the camshaft; A variable valve timing mechanism that adjusts a phase difference between the first rotating unit and the second rotating unit;
An urging member for urging the second rotating portion in the rotation direction of the camshaft with respect to the first rotating portion;
Friction reducing means for reducing friction due to contact between parts contributing to urging in the urging member;
A variable valve timing device comprising:
前記付勢部材は、板状の部材を渦巻き状に巻き込んだ渦巻バネであることを特徴とする請求項1に記載の可変バルブタイミング装置。   The variable valve timing device according to claim 1, wherein the biasing member is a spiral spring in which a plate-like member is spirally wound. 前記摩擦軽減手段は、前記渦巻バネの板状部材間に位置する、該渦巻バネの表面よりも摩擦係数が小さい材質を該渦巻バネの表面に対向する位置に有する摩擦軽減部材であることを特徴とする請求項2に記載の可変バルブタイミング装置。   The friction reducing means is a friction reducing member located between plate members of the spiral spring and having a material having a smaller coefficient of friction than the surface of the spiral spring at a position facing the surface of the spiral spring. The variable valve timing device according to claim 2. 前記摩擦軽減手段は、前記渦巻バネの対向する表面同士が研磨されたものであることを特徴とする請求項2に記載の可変バルブタイミング装置。   The variable valve timing device according to claim 2, wherein the friction reducing means is formed by polishing opposing surfaces of the spiral spring. 前記摩擦軽減手段は、前記渦巻バネが付勢力を蓄勢した状態で配設された際に、該渦巻バネ自体の付勢力によって該渦巻バネ同士が当接する範囲に位置していることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の可変バルブタイミング装置。   The friction reducing means is located in a range where the spiral springs are in contact with each other by the biasing force of the spiral spring itself when the spiral spring is disposed in a state where the biasing force is stored. The variable valve timing device according to any one of claims 2 to 4.
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