JP3637527B2

JP3637527B2 - Valve timing changing device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3637527B2
Application number: JP7801899A
Authority: JP
Inventors: 昭鳥居
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: JP2000274216A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング変更装置は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようにしてある。
【０００３】
例えば特開平１−９２５０４号公報には、内燃機関のクランクシャフトによって回転される回転体と共に回転するハウジングと、このハウジング内に収容されて、カムシャフトと共に回転するロータと、このロータに放射方向に突出して設けられ、ハウジング内に複数の作動油室を形成する複数のベーンとを備え、前記作動油室に作動油を吸排してハウジングとロータとを相対回動させるようにしたバルブタイミング変更装置が示されている。
【０００４】
また、前記バルブタイミング変更装置には、ハウジングとロータとの相対回動を規制する回動規制手段が設けられており、この回動規制手段は、ハウジングにノックピンを摺動自在に設け、このノックピンをばね部材のばね力によって向心方向に付勢してロータに設けた穴内に挿入することにより、ハウジングとロータとを連繋してバルブタイミングの変更を規制する一方、ノックピンを作動油の圧力によって穴内から押し出すことにより、ハウジングとロータとの連繋を解き、バルブタイミングの変更の規制を解除するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例にあっては、回動規制手段のノックピンがハウジングに半径方向内方に向かって突出して形成した突起の先端に設けられており、このノックピンがばね部材のばね力により向心方向に付勢されてロータの胴部外周に設けた穴内に挿入されるようになっている。
【０００６】
このため、前記ノックピンは、ロータに設けた穴に挿入される前の状態において、その先端がロータの胴部外周に接し、このロータの胴部外周を傷つける虞がある。
【０００７】
前記ロータの胴部外周は、ハウジングの内周側に形成した突起との間で作動油室の封止を司るべき封止面であるところ、この封止面であるロータの外周が傷つけられると作動油室の封止が損なわれ、バルブタイミングの変更が円滑でなくなる虞がある。
【０００８】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、作動油室の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更可能であって、回転体とカムシャフトとの相対回動を規制する回動規制手段を備えた内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
前記回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材を設けて、
このハウジング部材に、半径方向内方に向かって突出する突起及びこの突起とハウジング内周との間に段部を形成する一方、
前記ハウジング部材内に収容されて、回転体とカムシャフトとの何れか他方と共に回転するベーン部材を設けて、
このベーン部材に、放射方向に突出してハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を形成するベーン及びこのベーンとベーン部材の胴部外周との間に段部を形成すると共に、
前記回動規制手段を、ハウジング部材に設けた段部またはベーン部材に設けた段部の何れか一方に形成された係合穴と、ハウジング部材に設けた段部またはベーン部材に設けた段部の何れか他方に半径方向に出没自在に設けられてその先端が係合穴に係合可能な係合部材と、から形成し、
前記係合部材が、係合穴に係合することによってハウジング部材とベーン部材との相対回動を規制し、係合穴との係合を解除することによって両者の相対回動を許容するようにした構成にしてある。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合穴がハウジング部材の段部に形成され、係合部材がベーン部材の段部に放射方向に突出可能に設けられている構成にしてある。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記回動規制手段の係合穴が、ハウジング部材の段部に、作動油室の１つに臨んで開口するように形成され、この作動油室内の作動油が導かれると共に、
前記係合部材が、ベーン部材の段部に放射方向に出没自在に設けられ、その先端が作動油室を横切って突出して係合穴に係合可能とされ、
前記係合穴が臨む作動油室に作動油を供給することにより、この作動油によって係合部材を向心方向に付勢して係合穴との係合を解除するように構成してある。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合穴が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部に埋設された係合穴部材によって形成されている構成にしてある。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、前記係合穴部材が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部よりも硬さが硬い材料から形成されている構成にしてある。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合部材が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部に形成したシリンダ穴内に収容されてなり、このシリンダ穴がベーン部材の段部またはハウジング部材の段部に埋設したシリンダ穴部材によって形成されている構成にしてある。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明の構成において、前記シリンダ穴部材が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部よりも硬さが硬い材料から形成されている構成にしてある。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合穴が形成された段部には、作動油室側に向かって傾斜する傾斜面が形成されている構成にしてある。
【００１７】
また、請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記係合部材には、この係合部材を係合穴への係合方向に付勢するばね部材が付属している構成にしてある。
【００１８】
斯かる構成においては、前記回転体が内燃機関の回転に同期して回転され、バルブタイミング変更装置を介してカムシャフトが回転される。これによって、前記カムシャフトが吸気弁または排気弁を駆動する。
【００１９】
また、前記回転体に対するカムシャフトの相対回動は、回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材内の作動油室に作動油を吸排して、ハウジング部材とベーン部材とを相対回動することによって行われる。この場合に、前記作動油室への作動油の吸排は、油圧制御装置によって制御可能である。
【００２０】
前記回転体に対してカムシャフトが相対回動されることによって、内燃機関の回転に対するカムシャフトの回転位相が変更され、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００２１】
ここで、内燃機関の始動直後で、前記作動油室に作動油が供給されない状態では、回動規制手段の係合部材は遠心力やばね力等によって係合方向に突出し、その先端が係合穴に係合している。このため、前記回転体とカムシャフトは係合部材によって所定の係合状態が維持され、一体に回転することになる。この状態は、前記回動規制手段によって回転体とカムシャフトとの相対回動が規制され、バルブタイミングの変更が規制された状態である。
【００２２】
次に、前記回動規制手段の係合部材を係合方向とは逆の係合解除方向に移動させることにより、係合部材の先端が係合穴から離脱し、係合部材と係合穴との係合が解除される。
【００２３】
前記回動規制手段の係合解除は、請求項３記載の発明によれば、次のように行われる。即ち、前記係合穴が臨む作動油室に作動油が供給されることによって、この作動油が係合穴内にも供給される。このため、前記係合部材には、作動油室及び係合穴内の作動油圧が作用し、この係合部材は遠心力やばね力に抗して向心方向に付勢され、係合穴内から押し出されることになる。これによって、前記係合部材の先端が係合穴から離脱し、係合が解除されることになる。
【００２４】
これによって、前記ハウジング部材とベーン部材とは係合部材による拘束が解除されから、作動油室に供給される作動油圧によってハウジング部材とベーン部材とが相対回動し、内燃機関に回転に対するカムシャフトの回転位相が変更されることにより、このカムシャフトによって駆動される吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００２５】
ここに、前記回動規制手段は、ハウジング部材に設けた段部またはベーン部材に設けた段部の何れか一方に形成された係合穴に、ハウジング部材に設けた段部またはベーン部材に設けた段部の何れか他方に半径方向に出没自在に設けられた係合部材の先端を係合可能としてある。
【００２６】
これによって、前記回動規制手段の係合部材は、ハウジング部材の段部またはベーン部材の段部に形成した係合穴に係合する前の状態において、その先端は係合穴が形成された段部に接することはあっても、作動油室の封止面であるところのハウジング部材の内周やベーン部材の胴部外周に接することはない。
【００２７】
このため、前記ハウジング部材の内周やベーン部材の胴部外周が傷つけられることがないから、作動油室の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更が円滑に行われることになる。
【００２８】
したがって、作動油室の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記回動規制手段の係合穴がハウジング部材の段部に形成され、係合部材がベーン部材の段部に放射方向に突出可能に設けられているから、ハウジング部材及びベーン部材が回転するとき、係合部材に作用する遠心力は係合部材の先端を係合穴に係合させる方向に作用することになる。このため、前記係合部材に遠心力が作用した場合に、係合部材は係合穴から抜け出すことはなく、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がない。
【００３０】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記係合部材が、ベーン部材の段部に放射方向に出没自在に設けられ、その先端が作動油室を横切って突出して、ハウジング部材に設けられて作動油室の作動油が導かれる係合穴に係合可能とされているから、作動油室の作動油圧を係合部材に直接作用させることができ、係合部材の迅速な作動が可能となる。
【００３１】
また、請求項４記載の発明にあっては、前記係合穴が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部に埋設された係合穴部材によって形成されているから、係合穴部材を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、係合穴の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００３２】
また、請求項５記載の発明にあっては、前記係合穴部材がベーン部材の段部またはハウジング部材の段部よりも硬さが硬い材料から形成されているから、係合穴の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００３３】
また、請求項６記載の発明にあっては、前記シリンダ穴がベーン部材の段部またはハウジング部材の段部に埋設したシリンダ穴部材によって形成されているから、シリンダ穴部材を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、シリンダ穴の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００３４】
また、請求項７記載の発明にあっては、前記シリンダ穴部材が、ベーン部材の段部またはハウジング部材の段部よりも硬さが硬い材料から形成されているから、シリンダ穴の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００３５】
また、請求項８記載の発明にあっては、前記係合穴が形成された段部には、作動油室側に向かって傾斜する傾斜面が形成されているから、傾斜面が係合部材の先端を案内して、係合部材の先端が係合穴へ容易に係合される。
【００３６】
また、請求項９記載の発明にあっては、前記係合部材にはこの係合部材を係合方向に付勢するばね部材が付属しているから、内燃機関の回転が極低速時や停止時であって、係合部材に作用する遠心力等が極小さいか零である場合にも、この係合部材を係合穴に確実に係合させることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００３８】
図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の要部を断面して示す説明図、図２は図１のＡ−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図である。
【００３９】
図において、１はカムシャフトで、このカムシャフト１は内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトで、この実施の形態においては吸気弁を駆動するカムシャフトである。
【００４０】
前記カムシャフト１は図外のシリンダヘッドに固定した軸受けによって回転自在に支持されている。また、前記図外の軸受けよりも図２において右側のカムシャフト１の基幹部（図示せず）には、カムが形成されており、このカムによって吸気弁が開閉駆動されるようになっている。
【００４１】
２は内燃機関のフロントカバー（図示せず）側から延びるスパイダで、このスパイダ２の端部には、軸方向の通路３，４と、端面に近い側に位置する周溝５，６がそれぞれ形成してある。前記通路３は端面に開口しているけれども、この開口端を栓部材で閉塞することは任意に可能である。
【００４２】
前記通路３，４のうち、通路３は一端側が半径方向通路７を介して周溝５に連通している。また、前記通路４は一端側が半径方向通路８を介して周溝６に連通している。
【００４３】
１７は内燃機関に同期して回転される回転体で、この回転体１７はこの実施の形態において、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）によって回転駆動されるスプロケットである。前記スプロケット１７は、この実施の形態においてハウジング部材１８と共に回転可能となっており、また、カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００４４】
即ち、前記スプロケット１７は、環状のハウジング本体１９とこのハウジング本体１９の両側に対峙配設された板部材２０，２１とからなるハウジング部材１８に対して、図外の連結ボルトによって連結されている。なお、２２ａ，２２ｂは、前記スプロケット１７、ハウジング本体１９及び板部材２０，２１の位置決めをする位置決めピンである。
【００４５】
また、前記スプロケット１７は、カムシャフト１に固定される軸受け部材２５の外周に軸受けされており、これによって、カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００４６】
前記スプロケット１７の外周側には外歯２６が形成されており、この外歯２６には図外のクランクシャフトによって駆動されるタイミングチェーン２７が巻着される。
【００４７】
前記ハウジング部材１８内は全体として中空状になっており、環状のハウジング本体１９の半径方向内方に向かって突出する複数（この実施の形態においては４個）の突起２８を形成することによって、半径方向外方寄りに、中央部分で連結された４個の部屋２９が形成してある（図１参照）。
【００４８】
３０は前記ハウジング部材１８内に収容されたベーン部材で、このベーン部材３０とハウジング部材１８とを主要素として、後に詳述する相対回動手段３１が構成されている。
【００４９】
前記ベーン部材３０は、その胴部３２から放射方向に突出する複数（この実施の形態においては４個）のベーン３３を有しており、このベーン３３を部屋２９内に配置した状態でハウジング部材１８内に収容されている。
【００５０】
前記ベーン部材３０のベーン３３が部屋２９内に配置されることによって、この部屋２９内にベーン３３の円周方向両側に対峙して一対の作動油室３４，３５が区画形成される。前記一対の作動油室３４，３５は、この実施の形態において４組形成されている。
【００５１】
前記作動油室３４，３５間相互の封止は、ハウジング本体１９の内周側に形成した突起２８の先端に設けたシール部材３６をばね部材（図示せず）で押圧してベーン部材３０の胴部３２外周に摺接させると共に、ベーン３３の先端に設けたシール部材３８をばね部材３９で押圧してハウジング本体１９の内周に摺接させることによって成就するようにしてある。
【００５２】
また、前記ベーン部材３０には、スパイダ２に形成した周溝６と作動油室３４とを連通する半径方向通路４０が形成してあると共に、同じく周溝５と作動油室３５とを連通する半径方向通路４１が形成してある。
【００５３】
前記半径方向通路４０，４１がそれぞれ連通する周溝６，５は、スパイダ２に形成した通路４，３にそれぞれ連通しているから、作動油室３４，３５はスパイダ２に形成した通路４，３にそれぞれ連通することになる。このため、前記通路４，３を介して作動油室３４，３５に作動油を選択的に吸排することによって、ハウジング部材１８とベーン部材３０とが相対回動することができるようになっている。
【００５４】
ここに、前記スプロケット１７はハウジング部材１８に連結されて、カムシャフト１に対して相対回動可能となっており、これによって、相対回動手段３１はスプロケット１７をカムシャフト１に対して所定角度範囲内で相対回動可能となっている。したがって、前記ベーン部材３０とハウジング部材１８とを主要素として、スプロケット１７をカムシャフト１に対して相対回動させる相対回動手段３１が構成されていることになる。
【００５５】
４４は前記ハウジング部材１８とベーン部材３０との間に設けられ、ハウジング部材１８とベーン部材３０との相対回動を規制する回動規制手段である。前記回動規制手段４４は、この実施の形態において、ベーン部材３０に形成したシリンダ穴４５内に収容することによって、ベーン部材３０に放射方向に突出可能に設けられた係合部材４７の先端を、ハウジング部材１８に形成した係合穴４８に係合可能とした構成にしてある。
【００５６】
前記シリンダ穴４５は、ベーン部材３０に、詳しくはベーン部材３０の胴部３２外周とベーン３３との間に形成した段部４９に、作動油室３４の１つに臨んで放射方向に開放して形成してある。また、前記シリンダ穴４５は、この実施の形態においては、ベーン部材３０よりも硬さの硬い材料からなる筒状のシリンダ穴部材５０をベーン部材３０の段部４９に埋設することによって形成してある。このため、前記シリンダ穴４５は、シリンダ穴部材５０を埋設した部分が縮径され、底部側が拡径された段付き形状を呈している。
【００５７】
また、前記シリンダ穴４５の内部は、その底部側で、ベーン３３に形成した段付き穴状の通路５１を介して大気開放されている。
【００５８】
前記係合部材４７は、段付き状に形成され、先端側がテーパ状に形成されており、大径胴部がシリンダ穴４５の拡径された底部側に位置し、小径胴部がシリンダ穴部材５０の内面によって支持された状態でシリンダ穴４５内に収容され、テーパ状の先端側がシリンダ穴４５内から突出可能である。前記係合部材４７の先端がシリンダ穴４５から突出するとき、係合部材４７の大径胴部がシリンダ穴４５の拡径された底部側に位置していることによって、係合部材４７の段付き部はシリンダ穴４５のシリンダ穴部材５０に当接して、係合部材４７がシリンダ穴４５内から抜脱することを防止することが可能である。
【００５９】
前記係合部材４７は、作動油室３４の１つに臨むシリンダ穴４５内に収容されているから、この係合部材４７の先端は作動室３４の１つを横切って放射方向に突出し、係合穴４８に係合することになる。
【００６０】
また、前記係合部材４７には、その先端に窪み５２が形成されていると共に、大径胴部側の端面に開放する盲穴５３が形成してある。これによって、前記係合部材４７は軽量化が図られている。
【００６１】
前記係合穴４８は、ハウジング部材１８に、詳しくはハウジング本体１９の内周と突起２８との間に形成した段部５４に、作動油室３４の１つに臨んで開口するように形成してある。また、前記係合穴４８は、この実施の形態においては、ハウジング本体１９よりも硬さの硬い材料からなり、係合穴４８が形成された係合穴部材５５をハウジング本体１９の段部５４に埋設することによって形成してある。
【００６２】
前記係合穴４８の形状は、開口端側が大径のカップ状に形成されており、この係合穴４８の底部には、係合部材４７が係合した状態において油室５６が形成されている。また、前記係合穴４８内及び油室５６内は、係合穴４８の内面に形成した油溝５７及び、ベーン部材３０の段部４９とハウジング部材１８の段部５４との間の円弧状隙間５８を介して、作動油室３４に連通している。
【００６３】
なお、前記油溝５７は、係合部材４７が係合した状態で形成されることで足りるから、係合部材４７のテーパ状の先端が係合穴４８内へ侵入する深さを調節することによって、係合穴４８の内面と係合部材４７の外面との間で形成することが可能である。
【００６４】
また、前記係合穴４８が形成された段部５４、即ちこの実施の形態においてはハウジング部材１８に形成した段部５４には、作動油室３４側に向かって傾斜する傾斜面５９が形成してある。
【００６５】
６６は油圧給排手段である。前記油圧給排手段６６は、通路３，４にそれぞれ連通する給排通路６７，６８と、これら給排通路６７，６８をオイルポンプ６９からの供給通路７０と貯油タンク７１に連通する排出通路７２とに選択的に切換えて連通させるか、または遮断する切換え弁７３と、この切換え弁７３を制御する制御装置７４とを主要素として構成してある。前記切換え弁７３はこの実施の形態において４ポート弁が採用されており、この切換え弁７３を制御する制御装置７４には、内燃機関の運転状態を示す各種信号が入力される。
【００６６】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、前記オイルポンプ６９から作動油が十分に供給されないとき、或いは制御装置７４に最遅角状態を保つ信号が入力されている場合には、相対回動手段３１のベーン部材３０はハウジング部材１８に対して最遅角位置にあって（図１参照）、回動規制手段４４の係合部材４７の先端は係合穴４８に係合し、ハウジング部材１８とベーン部材３０とを連繋している。このため、図外のクランクシャフトからタイミングチェーン２７を介してスプロケット１７に与えられる回転駆動力は、ハウジング部材１８及びベーン部材３０を介してカムシャフト１に伝達される。なお、この場合に、前記ベーン部材３０の段部４９は、ハウジング部材１８内に部屋２９を形成する突起２８の側面に当接可能であるが、好ましくは、ベーン３３は突起２８に接していない。
【００６７】
前記カムシャフト１が回転することによって、内燃機関の吸気弁が駆動され、開閉制御されることになる。
【００６８】
また、前記ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段４４の係合部材４７は遠心力によって押圧されて、その先端が係合穴４８に係合しており、ハウジング部材１８とベーン部材３０との間の相対回動が規制されている。このため、前記カムシャフト１が図外の吸気弁を駆動する際に、このカムシャフト１に正または負の反転トルクが作用してもベーン部材３０はハウジング部材１８に対して相対回動することがないから、ベーン部材３０の段部４９やベーン３３が突起２８の側面に衝接して打音等を生じることが有利に防止される。
【００６９】
次に、進角制御される場合は、前記油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６８にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６７が排出通路７２に接続されることによって、オイルポンプ６９からの作動油が給排通路６８から、通路４、半径方向通路８、周溝６、半径方向通路４０を介して作動油室３４内に導かれる。また、前記作動油室３４内に導かれた作動油は、円弧状隙間５８及び油溝５７を介して、係合部材４７の先端が係合する係合穴４８内（及び係合穴４の底部に設けられた油室５６内）に導かれる。
【００７０】
同時に、前記作動油室３５内が、半径方向通路４１、周溝５、半径方向通路７、通路３、給排通路６７を介して排出通路７２に連通することになる。
【００７１】
前記作動油室３４内及び回動規制手段４４の係合穴４８（油室５６）内に作動油が導かれることにより、係合部材４７には作動油室３４及び係合穴４８の作動油圧力が作用し、この係合部材４７は遠心力に抗して向心方向に付勢され、シリンダ穴４５内に押し戻される。このため、前記係合部材４７の先端が係合穴４８内から離脱して係合が解除され、これによって、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは係合部材４７による拘束が解除される。
【００７２】
前記作動油室３４内に作動油が供給される一方、作動油室３５内が排出通路７２に連することによって、作動油室３４内の油圧力がベーン３３の側面に作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して図１の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット１７とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は進角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが早められる。
【００７３】
前記カムシャフト１が進角制御され、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最進角位置にある場合に、係合部材４７は作動油室３４内の油圧によってシリンダ穴４５内に押し戻された状態が継続され、この係合部材４７の先端はハウジング１８の内周に接することはない。
【００７４】
次に、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６８が排出通路７２に接続されると、オイルポンプ６９からの作動油が作動油室３５に導かれる。また、前記作動油室３４内の作動油は、吸排通路６８及び排出通路７２を通じて貯油タンク７１に排出される。
【００７５】
前記作動油室３４内の作動油が排出されることによって、係合部材４７はこの係合部材４７に作用する遠心力によって放射方向に突出するけれども、この係合部材４７の先端はハウジング１８の内周に接することはない。また、前記係合部材４７がハウジング本体１９の段部５４よりも作動油室３４側にある場合には係合穴４８に係合することがないから、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４による拘束が解除された状態が継続される。
【００７６】
前記作動油室３５内に作動油が供給される一方、作動油室３４内が排出通路７２に連通することによって、作動油室３５内の油圧力がベーン３３の側面に作用し、ベーン部材３０をハウジング部材１８に対して図１において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット１７とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は遅角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが遅らされることになる。
【００７７】
前記カムシャフト１が遅角制御され、ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して最遅角位置となる場合に、作動油室３４内に突出していた係合部材４７の先端は、ハウジング１８の段部５４に形成した傾斜面５９に案内されつつ移動して、係合穴４８内に再び係合される。
【００７８】
また、前記ベーン部材３０がハウジング部材１８に対して進角方向或いは遅角方向に回動している状態で、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７，６８と供給通路７０または排出通路７２との連通が遮断されると、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、相対回動の中間的な位置に保持される。これによって、前記第１スプロケット１７とカムシャフト１とは相対回動の中間的な位置に保持されることになり、カムシャフト１は、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁を所望のタイミングで制御することになる。
【００７９】
この場合には、前記作動油室３４内は、所定の圧力状態が維持されていると共に、密閉された状態となっているから、係合部材４７には遠心力が作用するけれども、この係合部材４７は放射方向に突出することはなく、係合穴４８に係合することがないから、ハウジング部材１８とベーン部材３０とは、回動規制手段４４による拘束が解除された状態が継続される。
【００８０】
ここに、前記回動規制手段４４は、この実施の形態において、ハウジング部材１８の段部５４に形成した係合穴４８に、ベーン部材３０の段部４９に放射方向に突出可能に設けた係合部材４７の先端を係合可能としてある。
【００８１】
これによって、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ハウジング部材１８の段部５４に形成した係合穴４８に係合する前の状態において、その先端は係合穴４８が形成された段部５４に接することはあっても、作動油室３４，３５の封止面であるところのハウジング部材１８の内周やベーン部材３０の胴部３２外周に接することはない。
【００８２】
このため、前記ハウジング部材１８の内周やベーン部材３０の胴部３２外周が傷つけられることがないから、作動油室３４，３５の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更が円滑に行われることになる。
【００８３】
したがって、前記作動油室３４，３５の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【００８４】
また、前記回動規制手段４４の係合穴４８がハウジング部材１８の段部５４に形成され、係合部材４７がベーン部材３０の段部４９に放射方向に突出可能に設けられているから、ハウジング部材１８及びベーン部材３０が回転するとき、係合部材４７に作用する遠心力は係合部材４７の先端を係合穴４８に係合させる方向に作用することになる。このため、前記係合部材４７に遠心力が作用した場合に、係合部材４７は係合穴４８から抜け出すことはなく、バルブタイミングの変更の規制が意に反して解除される虞がない。
【００８５】
また、前記係合部材４７は、ベーン部材３０の段部４９に放射方向に突出可能に設けられ、その先端が作動油室３４を横切って突出して、ハウジング部材１８の段部５４に設けられて作動油が導かれる係合穴４８に係合可能とされているから、作動油室３４の作動油圧を係合部材４７に直接作用させることができ、係合部材４７の迅速な作動が可能となる。
【００８６】
また、前記係合穴４８が、ハウジング部材１８の段部５４に埋設された係合穴部材５５によって形成されているから、係合穴部材５５を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、係合穴４８の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００８７】
また、前記係合穴部材５５がハウジング部材１８よりも硬さが硬い材料から形成されているから、係合穴４８の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００８８】
また、前記シリンダ穴４５がベーン部材３０の段部４９に埋設したシリンダ穴部材５０によって形成されているから、シリンダ穴部材５０を任意の材料から所定の形状に容易に形成することができ、シリンダ穴４５の設計及び製造の自由度を高めることができる。
【００８９】
また、前記シリンダ穴部材５０が、ベーン部材３０よりも硬さが硬い材料から形成されているから、シリンダ穴４５の摩耗を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００９０】
また、前記係合穴４８が形成された段部５４には、作動油室３４側に向かって傾斜する傾斜面５９が形成されているから、傾斜面５９が係合部材４７の先端を案内して、係合部材４７の先端が係合穴４８へ容易に係合される。
【００９１】
図３は本発明の別の実施の形態を示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と変わるところは、回動規制手段４４の係合部材４７に、この係合部材４７を半径方向に付勢するばね部材４６を付属させた点である。
【００９２】
即ち、図３に示す実施の形態の回動規制手段４４は、ベーン部材３０に形成したシリンダ穴４５内に収容することによって、ベーン部材３０の段部４９に放射方向に突出可能に設けられた係合部材４７の先端を、ハウジング部材１８の段部５４に形成した係合穴４８に係合可能な構成とすると共に、シリンダ穴４５内に、係合部材４７と共にこの係合部材４７を放射方向に付勢するばね部材４６を収容した構成にしてある。
【００９３】
前記ばね部材４６は、シリンダ穴４５の底部に接し、他端が係合部材４７に形成した盲穴５３の底部に接して、係合部材４７を常時放射方向に付勢している。なお、前記ばね部材４６は、この実施に形態においてコイルばねが採用されているけれども、これに限らず、各種ばね部材が採用可能である。
【００９４】
なお、その他の構成は前記実施の形態と同様であるから、同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００９５】
斯かる構成にあっては、前記回動規制手段４４の係合部材４７は、ばね部材４６のばね力によって常時放射方向に付勢される。つまり、前記係合部材４７には遠心力に加えて、ばね部材４６のばね力が作用することになる。
【００９６】
したがって、斯かる構成にあっては、前記実施の形態と同様の作用・効果が得られるのに加え、係合部材４７にはこの係合部材４７を放射方向に付勢するばね部材４６が付属しているから、内燃機関の回転が極低速時や停止時であって、係合部材４７に作用する遠心力が極めて小さいか零である場合にも、この係合部材４７を係合穴４８に確実に係合させることができる。
【００９７】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記回動規制手段４４を、ハウジング１８の段部５４に形成した係合穴４８に、ベーン部材３０の段部４９に放射方向に出没自在に設けた係合部材４７の先端を係合可能とした構成について述べたが、ベーン部材３０の段部４９に係合穴４８を形成し、ハウジング部材１８の段部５４に係合部材４７を設ける構成としてもよい。
【００９８】
また、前記カムシャフト１を進角制御する実施の形態について述べたが、遅角制御するバルブタイミング変更装置に採用することも可能である。
【００９９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、作動油室の封止が損なわれることがなく、バルブタイミングの変更を確実に行うことが可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング装置の要部を断面して示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ｏ−Ａ線断面図を含む説明図である。
【図３】本発明の別の実施の形態を示す図１と同様な図面である。
【符号の説明】
１カムシャフト
１７スプロケット（回転体）
１８ハウジング部材
２８突起
３０ベーン部材
３１相対回動手段
３３ベーン
４４回動規制手段
４７係合部材
４８係合穴
４９段部
５４段部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing changing device for changing the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve during operation of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
This type of valve timing changing device is provided between a rotating body that is rotationally driven by a crankshaft of an internal combustion engine and a camshaft that drives an intake valve or an exhaust valve, and rotates the camshaft relative to the rotating body. The opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is changed by moving.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-92504 discloses a housing that rotates with a rotating body that is rotated by a crankshaft of an internal combustion engine, a rotor that is housed in the housing and rotates with a camshaft, and a radial direction to the rotor. A valve timing changing device provided with a plurality of vanes that are provided to project and form a plurality of hydraulic oil chambers in the housing, and that allows the hydraulic oil to be sucked into and discharged from the hydraulic oil chambers to rotate the housing and the rotor relative to each other. It is shown.
[0004]
The valve timing changing device is provided with a rotation restricting means for restricting relative rotation between the housing and the rotor. The rotation restricting means is provided with a knock pin slidably provided on the housing. The spring is biased in the centripetal direction by the spring force of the spring member and inserted into the hole provided in the rotor, thereby connecting the housing and the rotor to restrict the change of valve timing, while the knock pin is controlled by the pressure of the hydraulic oil By pushing out from the hole, the connection between the housing and the rotor is released, and the restriction on the change of the valve timing is released.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example, the knock pin of the rotation restricting means is provided at the tip of the projection formed to protrude radially inward in the housing, and this knock pin is formed in the centripetal direction by the spring force of the spring member. It is urged to be inserted into a hole provided on the outer periphery of the body of the rotor.
[0006]
For this reason, in the state before being inserted in the hole provided in the rotor, the said knock pin may contact | connect the outer periphery of the trunk | drum of a rotor, and there exists a possibility of damaging the outer periphery of this trunk | drum.
[0007]
When the outer periphery of the rotor as the sealing surface is damaged, the outer periphery of the body portion of the rotor is a sealing surface that should control sealing of the hydraulic oil chamber with the protrusion formed on the inner peripheral side of the housing. There is a possibility that the sealing of the hydraulic oil chamber is damaged, and the change of the valve timing is not smooth.
[0008]
The present invention has been devised in view of the above-described conventional situation, and provides a valve timing changing device for an internal combustion engine that can reliably change the valve timing without impairing the sealing of the hydraulic oil chamber. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, an invention according to claim 1 is provided between a rotating body that is rotated in synchronization with the rotation of the internal combustion engine and a camshaft that drives an intake valve or an exhaust valve, and the camshaft is provided to the rotating body. In the valve timing changing device for an internal combustion engine, which is capable of changing the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve by being relatively rotated, and provided with a rotation restricting means for restricting the relative rotation between the rotating body and the camshaft.
Providing a housing member that rotates together with either the rotating body or the camshaft;
On the housing member, while forming a projection protruding radially inward and a step between the projection and the inner periphery of the housing,
A vane member that is housed in the housing member and rotates together with either the rotating body or the camshaft;
In the vane member, a vane that protrudes in the radial direction and forms a plurality of hydraulic oil chambers in the circumferential direction in the housing member and a stepped portion between the vane and the outer periphery of the body portion of the vane member,
An engagement hole formed in one of the step provided on the housing member or the step provided on the vane member, and the step provided on the housing member or on the vane member. An engagement member that can be freely projected and retracted in the radial direction on either of the two, and whose tip can be engaged with the engagement hole,
The engagement member regulates the relative rotation between the housing member and the vane member by engaging with the engagement hole, and allows the relative rotation of both by releasing the engagement with the engagement hole. The configuration is as follows.
[0010]
According to a second aspect of the invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the engagement hole of the rotation restricting means is formed in the step portion of the housing member, and the engagement member radiates to the step portion of the vane member. It is set as the structure provided so that protrusion is possible.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the engagement hole of the rotation restricting means opens to the step of the housing member so as to face one of the hydraulic oil chambers. And the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber is guided,
The engagement member is provided in a stepped portion of the vane member so as to be able to protrude and retract in a radial direction, and a tip of the engagement member protrudes across the hydraulic oil chamber so as to be engageable with the engagement hole.
By supplying the hydraulic oil to the hydraulic oil chamber where the engagement hole faces, the engagement member is biased in the centripetal direction by this hydraulic oil to release the engagement with the engagement hole. .
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the engagement hole is formed by an engagement hole member embedded in a step portion of the vane member or a step portion of the housing member. It is configured.
[0013]
According to a fifth aspect of the invention, in the configuration of the fourth aspect of the invention, the engagement hole member is formed of a material that is harder than the step portion of the vane member or the step portion of the housing member. It is configured.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the engaging member is accommodated in a cylinder hole formed in a stepped portion of the vane member or a stepped portion of the housing member. The hole is formed by a cylinder hole member embedded in the step portion of the vane member or the step portion of the housing member.
[0015]
According to a seventh aspect of the invention, in the configuration of the sixth aspect of the invention, the cylinder hole member is formed of a material that is harder than the stepped portion of the vane member or the stepped portion of the housing member. It is.
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, an inclined surface that is inclined toward the hydraulic oil chamber is formed in the step portion in which the engagement hole is formed. It is.
[0017]
According to a ninth aspect of the invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the engaging member is attached with a spring member that urges the engaging member in the engaging direction with respect to the engaging hole. The configuration is
[0018]
In such a configuration, the rotating body is rotated in synchronization with the rotation of the internal combustion engine, and the camshaft is rotated via the valve timing changing device. Thereby, the camshaft drives the intake valve or the exhaust valve.
[0019]
In addition, relative rotation of the camshaft with respect to the rotating body causes the hydraulic oil to be sucked into and discharged from the hydraulic oil chamber in the housing member that rotates together with either the rotating body or the camshaft, so that the housing member and the vane member are relatively moved. This is done by turning. In this case, the intake and discharge of the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chamber can be controlled by a hydraulic control device.
[0020]
By rotating the camshaft relative to the rotating body, the rotation phase of the camshaft with respect to the rotation of the internal combustion engine is changed, and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is changed.
[0021]
Here, immediately after the start of the internal combustion engine, when the hydraulic oil is not supplied to the hydraulic oil chamber, the engaging member of the rotation restricting means protrudes in the engaging direction due to centrifugal force, spring force, etc., and its tip is engaged. Engage with the hole. For this reason, the rotary body and the camshaft are maintained in a predetermined engagement state by the engagement member, and rotate integrally. This state is a state in which the relative rotation between the rotating body and the camshaft is restricted by the rotation restricting means, and the change of the valve timing is restricted.
[0022]
Next, by moving the engaging member of the rotation restricting means in the disengaging direction opposite to the engaging direction, the tip of the engaging member is detached from the engaging hole, and the engaging member and the engaging hole Is disengaged.
[0023]
According to the invention of claim 3, the disengagement of the rotation restricting means is performed as follows. That is, when the hydraulic oil is supplied to the hydraulic oil chamber where the engagement hole faces, the hydraulic oil is also supplied into the engagement hole. For this reason, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber and the engagement hole acts on the engagement member, and the engagement member is urged in the centripetal direction against the centrifugal force and the spring force, and from the engagement hole. It will be pushed out. As a result, the tip of the engagement member is released from the engagement hole, and the engagement is released.
[0024]
As a result, the housing member and the vane member are released from the restraint by the engaging member, and the housing member and the vane member are rotated relative to each other by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic oil chamber, so that the internal combustion engine is rotated against the camshaft. Is changed, the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve driven by the camshaft is changed.
[0025]
Here, the rotation restricting means is provided in the stepped portion provided in the housing member or the vane member in the engagement hole formed in one of the stepped portion provided in the housing member or the stepped portion provided in the vane member. The tip of an engaging member provided so as to be able to protrude and retract in the radial direction on either one of the stepped portions is engageable.
[0026]
As a result, the engagement member of the rotation restricting means has an engagement hole formed at the tip of the engagement member before engaging with the engagement hole formed in the step portion of the housing member or the step portion of the vane member. Even if it contacts the stepped portion, it does not contact the inner periphery of the housing member or the outer periphery of the body portion of the vane member, which is the sealing surface of the hydraulic oil chamber.
[0027]
For this reason, since the inner periphery of the housing member and the outer periphery of the body portion of the vane member are not damaged, the sealing of the hydraulic oil chamber is not impaired, and the valve timing can be changed smoothly.
[0028]
Therefore, a valve timing changing device for an internal combustion engine that can reliably change the valve timing without losing the sealing of the hydraulic oil chamber is obtained.
[0029]
In the invention according to claim 2, the engaging hole of the rotation restricting means is formed in the step portion of the housing member, and the engaging member is provided in the step portion of the vane member so as to protrude radially. Therefore, when the housing member and the vane member rotate, the centrifugal force acting on the engaging member acts in a direction in which the tip of the engaging member is engaged with the engaging hole. For this reason, when a centrifugal force acts on the engaging member, the engaging member does not come out of the engaging hole, and there is no possibility that the restriction on the change of the valve timing is unintentionally released.
[0030]
According to a third aspect of the present invention, the engaging member is provided in a stepped portion of the vane member so as to be able to protrude and retract in a radial direction, and a tip of the engaging member protrudes across the hydraulic oil chamber and is provided in the housing member. Therefore, the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber can be directly applied to the engagement member, so that the engagement member can be quickly operated. It becomes possible.
[0031]
In the invention according to claim 4, since the engagement hole is formed by the engagement hole member embedded in the step portion of the vane member or the step portion of the housing member, the engagement hole member is It can be easily formed into a predetermined shape from an arbitrary material, and the degree of freedom in designing and manufacturing the engagement hole can be increased.
[0032]
In the invention according to claim 5, since the engagement hole member is formed of a material whose hardness is harder than the step portion of the vane member or the step portion of the housing member, the wear of the engagement hole is reduced. It can suppress and can improve durability.
[0033]
In the invention described in claim 6, since the cylinder hole is formed by a cylinder hole member embedded in the step portion of the vane member or the step portion of the housing member, the cylinder hole member is made of an arbitrary material. The shape of the cylinder hole can be easily formed, and the degree of freedom in designing and manufacturing the cylinder hole can be increased.
[0034]
In the invention according to claim 7, since the cylinder hole member is formed of a material whose hardness is harder than the step portion of the vane member or the step portion of the housing member, the wear of the cylinder hole is suppressed. Thus, durability can be improved.
[0035]
In the invention according to claim 8, since the inclined surface inclined toward the hydraulic oil chamber side is formed in the step portion in which the engagement hole is formed, the inclined surface is the engagement member. The leading end of the engaging member is easily engaged with the engaging hole.
[0036]
In the invention according to claim 9, since the engagement member is provided with a spring member for urging the engagement member in the engagement direction, the rotation of the internal combustion engine is stopped at an extremely low speed or stopped. Even when the centrifugal force acting on the engaging member is extremely small or zero, the engaging member can be reliably engaged with the engaging hole.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of a main part of a valve timing changing device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view including a cross-sectional view taken along the line A-O-A of FIG.
[0039]
In the figure, reference numeral 1 denotes a camshaft, and this camshaft 1 is a camshaft that drives an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, and in this embodiment is a camshaft that drives an intake valve.
[0040]
The camshaft 1 is rotatably supported by a bearing fixed to a cylinder head (not shown). Further, a cam is formed on the trunk (not shown) of the right camshaft 1 in FIG. 2 with respect to the non-illustrated bearing, and the intake valve is driven to open and close by this cam. .
[0041]
Reference numeral 2 denotes a spider extending from the front cover (not shown) side of the internal combustion engine. At the end of the spider 2, axial passages 3 and 4 and circumferential grooves 5 and 6 positioned on the side close to the end face are respectively provided. It is formed. Although the passage 3 is open at the end face, it is optionally possible to close the open end with a plug member.
[0042]
Of the passages 3 and 4, one end of the passage 3 communicates with the circumferential groove 5 via the radial passage 7. Further, the one end side of the passage 4 communicates with the circumferential groove 6 through the radial passage 8.
[0043]
Reference numeral 17 denotes a rotating body that rotates in synchronization with the internal combustion engine. In this embodiment, the rotating body 17 is a sprocket that is rotationally driven by a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine. In this embodiment, the sprocket 17 can rotate together with the housing member 18 and can rotate relative to the camshaft 1 by a predetermined angle.
[0044]
That is, the sprocket 17 is connected to a housing member 18 comprising an annular housing main body 19 and plate members 20 and 21 disposed on opposite sides of the housing main body 19 by connecting bolts (not shown). . Reference numerals 22a and 22b denote positioning pins for positioning the sprocket 17, the housing body 19 and the plate members 20 and 21, respectively.
[0045]
Further, the sprocket 17 is supported on the outer periphery of a bearing member 25 fixed to the camshaft 1, and thereby can be rotated relative to the camshaft 1 by a predetermined angle.
[0046]
External teeth 26 are formed on the outer peripheral side of the sprocket 17, and a timing chain 27 driven by a crankshaft (not shown) is wound around the external teeth 26.
[0047]
The inside of the housing member 18 is hollow as a whole, and by forming a plurality (four in this embodiment) of protrusions 28 projecting radially inward of the annular housing body 19, Four chambers 29 connected at the central portion are formed on the outer side in the radial direction (see FIG. 1).
[0048]
Reference numeral 30 denotes a vane member accommodated in the housing member 18, and the relative rotation means 31, which will be described in detail later, is configured with the vane member 30 and the housing member 18 as main elements.
[0049]
The vane member 30 has a plurality (four in this embodiment) of vanes 33 projecting in the radial direction from the trunk portion 32, and the housing member in a state in which the vanes 33 are disposed in the chamber 29. 18.
[0050]
By arranging the vane 33 of the vane member 30 in the chamber 29, a pair of hydraulic oil chambers 34 and 35 are defined in the chamber 29 so as to face both sides of the vane 33 in the circumferential direction. The pair of hydraulic oil chambers 34 and 35 is formed in four sets in this embodiment.
[0051]
Sealing between the hydraulic oil chambers 34 and 35 is performed by pressing the seal member 36 provided at the tip of the projection 28 formed on the inner peripheral side of the housing body 19 with a spring member (not shown). This is accomplished by being brought into sliding contact with the outer periphery of the body portion 32 and pressing the seal member 38 provided at the tip of the vane 33 with the spring member 39 to be brought into sliding contact with the inner periphery of the housing body 19.
[0052]
The vane member 30 is formed with a radial passage 40 that communicates the circumferential groove 6 formed in the spider 2 and the hydraulic oil chamber 34, and also communicates the circumferential groove 5 and the hydraulic oil chamber 35. A radial passage 41 is formed.
[0053]
Since the circumferential grooves 6 and 5 communicating with the radial passages 40 and 41 respectively communicate with the passages 4 and 3 formed in the spider 2, the hydraulic oil chambers 34 and 35 are formed in the passage 4 formed in the spider 2. 3 to communicate with each other. For this reason, the housing member 18 and the vane member 30 can rotate relative to each other by selectively sucking and discharging the working oil into and from the working oil chambers 34 and 35 through the passages 4 and 3. .
[0054]
Here, the sprocket 17 is connected to the housing member 18 so as to be rotatable relative to the camshaft 1, whereby the relative rotating means 31 causes the sprocket 17 to move at a predetermined angle relative to the camshaft 1. Relative rotation is possible within the range. Accordingly, the relative rotation means 31 for rotating the sprocket 17 relative to the camshaft 1 is configured with the vane member 30 and the housing member 18 as main elements.
[0055]
Reference numeral 44 denotes a rotation restricting means which is provided between the housing member 18 and the vane member 30 and restricts relative rotation between the housing member 18 and the vane member 30. In this embodiment, the rotation restricting means 44 is accommodated in a cylinder hole 45 formed in the vane member 30 so that the tip of an engagement member 47 provided in the vane member 30 so as to protrude radially is provided. The engagement hole 48 formed in the housing member 18 can be engaged.
[0056]
The cylinder hole 45 opens to the vane member 30, more specifically, a stepped portion 49 formed between the outer periphery of the body portion 32 of the vane member 30 and the vane 33, facing one of the hydraulic oil chambers 34 and opening in the radial direction. Formed. Further, in this embodiment, the cylinder hole 45 is formed by embedding a cylindrical cylinder hole member 50 made of a material harder than the vane member 30 in the step portion 49 of the vane member 30. is there. For this reason, the cylinder hole 45 has a stepped shape in which the diameter of the portion in which the cylinder hole member 50 is embedded is reduced and the diameter of the bottom side is increased.
[0057]
The inside of the cylinder hole 45 is open to the atmosphere via a stepped hole-shaped passage 51 formed in the vane 33 on the bottom side.
[0058]
The engagement member 47 is formed in a stepped shape, the tip end side is formed in a taper shape, the large-diameter barrel is located on the bottom side where the diameter of the cylinder hole 45 is increased, and the small-diameter barrel is a cylinder hole member. It is accommodated in the cylinder hole 45 in a state supported by the inner surface of the cylinder 50, and the tapered tip end side can protrude from the cylinder hole 45. When the front end of the engaging member 47 protrudes from the cylinder hole 45, the large diameter body portion of the engaging member 47 is positioned on the bottom side where the diameter of the cylinder hole 45 is increased, so that the step of the engaging member 47 is performed. The attached portion abuts on the cylinder hole member 50 of the cylinder hole 45 and can prevent the engaging member 47 from being pulled out of the cylinder hole 45.
[0059]
Since the engaging member 47 is accommodated in the cylinder hole 45 facing one of the hydraulic oil chambers 34, the distal end of the engaging member 47 protrudes in a radial direction across one of the working chambers 34. The joint hole 48 is engaged.
[0060]
The engaging member 47 has a recess 52 formed at the tip thereof, and a blind hole 53 that opens to the end surface on the large diameter body side. Thereby, the engaging member 47 is reduced in weight.
[0061]
The engagement hole 48 is formed in the housing member 18, specifically, in a step portion 54 formed between the inner periphery of the housing main body 19 and the projection 28 so as to open to face one of the hydraulic oil chambers 34. It is. Further, in this embodiment, the engagement hole 48 is made of a material harder than the housing body 19, and the engagement hole member 55 formed with the engagement hole 48 is replaced with the step 54 of the housing body 19. It is formed by embedding in.
[0062]
The shape of the engagement hole 48 is a cup shape having a large diameter on the opening end side, and an oil chamber 56 is formed at the bottom of the engagement hole 48 in a state where the engagement member 47 is engaged. Yes. The engagement hole 48 and the oil chamber 56 have an oil groove 57 formed on the inner surface of the engagement hole 48 and an arc shape between the step portion 49 of the vane member 30 and the step portion 54 of the housing member 18. The hydraulic fluid chamber 34 communicates with the gap 58.
[0063]
It is sufficient that the oil groove 57 is formed in a state where the engaging member 47 is engaged. Therefore, the depth at which the tapered tip of the engaging member 47 enters the engaging hole 48 is adjusted. Thus, it is possible to form between the inner surface of the engagement hole 48 and the outer surface of the engagement member 47.
[0064]
Further, an inclined surface 59 that is inclined toward the hydraulic oil chamber 34 is formed in the step portion 54 in which the engagement hole 48 is formed, that is, the step portion 54 formed in the housing member 18 in this embodiment. It is.
[0065]
66 is a hydraulic supply / discharge means. The hydraulic supply / discharge means 66 includes supply / discharge passages 67, 68 communicating with the passages 3, 4, and a discharge passage 72 communicating these supply / discharge passages 67, 68 with the supply passage 70 from the oil pump 69 and the oil storage tank 71. A switching valve 73 for selectively switching to and disconnecting from each other and a control device 74 for controlling the switching valve 73 are configured as main elements. The switching valve 73 is a four-port valve in this embodiment, and various signals indicating the operating state of the internal combustion engine are input to the control device 74 that controls the switching valve 73.
[0066]
In such a configuration, when the internal combustion engine is started, when the hydraulic oil is not sufficiently supplied from the oil pump 69, or when a signal for maintaining the most retarded state is input to the control device 74, the relative rotation is performed. The vane member 30 of the means 31 is at the most retarded position with respect to the housing member 18 (see FIG. 1), and the distal end of the engaging member 47 of the rotation restricting means 44 engages with the engaging hole 48, and the housing member 18 and the vane member 30 are connected. Therefore, the rotational driving force applied to the sprocket 17 from the crankshaft (not shown) via the timing chain 27 is transmitted to the camshaft 1 via the housing member 18 and the vane member 30. In this case, the stepped portion 49 of the vane member 30 can be in contact with the side surface of the projection 28 forming the chamber 29 in the housing member 18, but preferably the vane 33 is not in contact with the projection 28. .
[0067]
As the camshaft 1 rotates, the intake valve of the internal combustion engine is driven and open / close controlled.
[0068]
When the vane member 30 is at the most retarded position with respect to the housing member 18, the engagement member 47 of the rotation restricting means 44 is pressed by the centrifugal force, and the tip thereof engages with the engagement hole 48. The relative rotation between the housing member 18 and the vane member 30 is restricted. Therefore, when the camshaft 1 drives an intake valve (not shown), the vane member 30 rotates relative to the housing member 18 even if a positive or negative reversal torque acts on the camshaft 1. Therefore, it is advantageously prevented that the stepped portion 49 or the vane 33 of the vane member 30 abuts against the side surface of the protrusion 28 to generate a hitting sound or the like.
[0069]
Next, when the advance angle control is performed, the switching valve 73 of the hydraulic supply / exhaust means 66 is controlled to be switched by the control device 74, the supply passage 70 from the oil pump 69 is connected to the supply / discharge passage 68, By connecting the discharge passage 67 to the discharge passage 72, the hydraulic oil from the oil pump 69 is supplied from the supply / discharge passage 68 through the passage 4, the radial passage 8, the circumferential groove 6, and the radial passage 40. 34 is led. Further, the hydraulic oil introduced into the hydraulic oil chamber 34 passes through the arc-shaped gap 58 and the oil groove 57 in the engagement hole 48 (and the engagement hole 4 of the engagement hole 4). The oil is introduced into an oil chamber 56 provided at the bottom.
[0070]
At the same time, the inside of the hydraulic oil chamber 35 communicates with the discharge passage 72 through the radial passage 41, the circumferential groove 5, the radial passage 7, the passage 3, and the supply / discharge passage 67.
[0071]
When the hydraulic oil is introduced into the hydraulic oil chamber 34 and into the engagement hole 48 (oil chamber 56) of the rotation restricting means 44, the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 34 and the engagement hole 48 is supplied to the engagement member 47. Pressure is applied, and the engaging member 47 is urged in the centripetal direction against the centrifugal force and pushed back into the cylinder hole 45. For this reason, the front end of the engagement member 47 is released from the engagement hole 48 and the engagement is released, whereby the housing member 18 and the vane member 30 are released from the restraint by the engagement member 47.
[0072]
While the hydraulic oil is supplied into the hydraulic oil chamber 34, the hydraulic oil chamber 35 is connected to the discharge passage 72, whereby the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 34 acts on the side surface of the vane 33, and the vane member 30. Is rotated in the direction of the arrow in FIG. As a result, the sprocket 17 and the camshaft 1 rotate relative to each other, the rotational phase of the camshaft 1 with respect to the crankshaft is changed, and the camshaft 1 is controlled to advance and driven by the camshaft 1. The opening and closing timing of the intake valve is advanced.
[0073]
When the camshaft 1 is advanced and the vane member 30 is at the most advanced position relative to the housing member 18, the engaging member 47 is pushed back into the cylinder hole 45 by the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 34. The state continues, and the tip of the engagement member 47 does not contact the inner periphery of the housing 18.
[0074]
Next, the switching valve 73 of the hydraulic supply / discharge means 66 is controlled to be switched by the control device 74, the supply passage 70 from the oil pump 69 is connected to the supply / discharge passage 67, and the supply / discharge passage 68 is connected to the discharge passage 72. Then, the hydraulic oil from the oil pump 69 is guided to the hydraulic oil chamber 35. The hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 34 is discharged to the oil storage tank 71 through the intake / exhaust passage 68 and the discharge passage 72.
[0075]
As the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 34 is discharged, the engaging member 47 protrudes in the radial direction by the centrifugal force acting on the engaging member 47, but the tip of the engaging member 47 is at the end of the housing 18. There is no contact with the inner circumference. Further, when the engaging member 47 is closer to the hydraulic oil chamber 34 than the stepped portion 54 of the housing main body 19, the engaging member 47 does not engage with the engaging hole 48. The state where the restriction by the rotation restricting means 44 is released is continued.
[0076]
While the hydraulic oil is supplied into the hydraulic oil chamber 35 and the hydraulic oil chamber 34 communicates with the discharge passage 72, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 35 acts on the side surface of the vane 33, and the vane member 30. Is rotated counterclockwise, that is, retarded in FIG. As a result, the sprocket 17 and the camshaft 1 rotate relative to each other, the rotational phase of the camshaft 1 relative to the crankshaft is changed, and the camshaft 1 is retarded and driven by the camshaft 1. The timing of opening and closing the intake valve is delayed.
[0077]
When the camshaft 1 is controlled to be retarded and the vane member 30 is at the most retarded position with respect to the housing member 18, the front end of the engaging member 47 protruding into the hydraulic oil chamber 34 is the step of the housing 18. It moves while being guided by the inclined surface 59 formed in the portion 54, and is engaged again in the engagement hole 48.
[0078]
Further, the switching valve 73 of the hydraulic supply / discharge means 66 is controlled to be switched by the control device 74 in a state where the vane member 30 is rotated in the advance direction or the retard direction with respect to the housing member 18, so that the supply / discharge passage is provided. When the communication between the supply passages 67 and 68 and the supply passage 70 or the discharge passage 72 is blocked, the housing member 18 and the vane member 30 are held at an intermediate position of relative rotation. As a result, the first sprocket 17 and the camshaft 1 are held at an intermediate position of relative rotation, and the camshaft 1 moves the intake valve driven by the camshaft 1 at a desired timing. To control.
[0079]
In this case, the inside of the hydraulic oil chamber 34 is maintained in a predetermined pressure state and is in a sealed state, so that centrifugal force acts on the engagement member 47. Since the member 47 does not protrude in the radial direction and does not engage with the engagement hole 48, the housing member 18 and the vane member 30 continue to be released from the restraint by the rotation restricting means 44. The
[0080]
Here, in this embodiment, the rotation restricting means 44 is provided in the engagement hole 48 formed in the step portion 54 of the housing member 18 so as to protrude in the radial direction at the step portion 49 of the vane member 30. The tip of the joint member 47 can be engaged.
[0081]
As a result, the engagement member 47 of the rotation restricting means 44 is formed with an engagement hole 48 at its tip before engaging with the engagement hole 48 formed in the step portion 54 of the housing member 18. Even if it contacts the stepped portion 54, it does not contact the inner periphery of the housing member 18 or the outer periphery of the trunk portion 32 of the vane member 30, which is the sealing surface of the hydraulic oil chambers 34 and 35.
[0082]
For this reason, since the inner periphery of the housing member 18 and the outer periphery of the body portion 32 of the vane member 30 are not damaged, the sealing of the hydraulic oil chambers 34 and 35 is not impaired, and the valve timing can be changed smoothly. Will be done.
[0083]
Therefore, a valve timing changing device for an internal combustion engine that can reliably change the valve timing without losing the sealing of the hydraulic oil chambers 34 and 35 is obtained.
[0084]
Further, the engagement hole 48 of the rotation restricting means 44 is formed in the step portion 54 of the housing member 18, and the engagement member 47 is provided in the step portion 49 of the vane member 30 so as to protrude radially. When the housing member 18 and the vane member 30 rotate, the centrifugal force acting on the engagement member 47 acts in a direction in which the tip of the engagement member 47 is engaged with the engagement hole 48. For this reason, when a centrifugal force acts on the engaging member 47, the engaging member 47 does not come out of the engaging hole 48, and there is no possibility that the restriction on the change of the valve timing is unintentionally released.
[0085]
Further, the engaging member 47 is provided on the stepped portion 49 of the vane member 30 so as to project radially, and the tip of the engaging member 47 projects across the hydraulic oil chamber 34 and is provided on the stepped portion 54 of the housing member 18. Since the hydraulic oil can be engaged with the engagement hole 48 through which the hydraulic oil is guided, the hydraulic pressure of the hydraulic oil chamber 34 can be directly applied to the engagement member 47, and the engagement member 47 can be quickly operated. Become.
[0086]
Further, since the engagement hole 48 is formed by the engagement hole member 55 embedded in the stepped portion 54 of the housing member 18, the engagement hole member 55 is easily formed into a predetermined shape from any material. The degree of freedom in designing and manufacturing the engagement hole 48 can be increased.
[0087]
Further, since the engagement hole member 55 is formed of a material whose hardness is harder than that of the housing member 18, wear of the engagement hole 48 can be suppressed and durability can be improved.
[0088]
Further, since the cylinder hole 45 is formed by the cylinder hole member 50 embedded in the stepped portion 49 of the vane member 30, the cylinder hole member 50 can be easily formed from an arbitrary material into a predetermined shape. The degree of freedom in designing and manufacturing the hole 45 can be increased.
[0089]
In addition, since the cylinder hole member 50 is formed of a material that is harder than the vane member 30, wear of the cylinder hole 45 can be suppressed and durability can be improved.
[0090]
Further, since the stepped portion 54 in which the engagement hole 48 is formed has an inclined surface 59 inclined toward the hydraulic oil chamber 34 side, the inclined surface 59 guides the tip of the engagement member 47. Thus, the tip of the engagement member 47 is easily engaged with the engagement hole 48.
[0091]
FIG. 3 is a drawing showing another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the above embodiment in that the engagement member 47 is disposed on the engagement member 47 of the rotation restricting means 44 in the radial direction. This is the point that the spring member 46 for biasing is attached.
[0092]
That is, the rotation restricting means 44 of the embodiment shown in FIG. 3 is provided in the stepped portion 49 of the vane member 30 so as to protrude in the radial direction by being accommodated in the cylinder hole 45 formed in the vane member 30. The distal end of the engagement member 47 is configured to be engageable with an engagement hole 48 formed in the step portion 54 of the housing member 18, and the engagement member 47 is radiated into the cylinder hole 45 together with the engagement member 47. The spring member 46 that biases in the direction is accommodated.
[0093]
The spring member 46 is in contact with the bottom portion of the cylinder hole 45 and the other end is in contact with the bottom portion of the blind hole 53 formed in the engagement member 47 so as to constantly urge the engagement member 47 in the radial direction. In addition, although the coil spring is employ | adopted in this embodiment as the said spring member 46, not only this but various spring members are employable.
[0094]
Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
[0095]
In such a configuration, the engaging member 47 of the rotation restricting means 44 is always urged in the radial direction by the spring force of the spring member 46. In other words, the spring force of the spring member 46 acts on the engagement member 47 in addition to the centrifugal force.
[0096]
Therefore, in such a configuration, in addition to the same operation and effect as the above-described embodiment, the engagement member 47 is attached with a spring member 46 that urges the engagement member 47 in the radial direction. Therefore, even when the rotation of the internal combustion engine is at an extremely low speed or when the engine is stopped and the centrifugal force acting on the engagement member 47 is extremely small or zero, the engagement member 47 is inserted into the engagement hole 48. Can be reliably engaged.
[0097]
Although the embodiment has been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and can be changed without departing from the gist of the invention. For example, the rotation restricting means 44 is engaged with the engaging hole 48 formed in the stepped portion 54 of the housing 18 and the tip of the engaging member 47 provided in the stepped portion 49 of the vane member 30 so as to be able to protrude and retract in the radial direction. Although the possible configuration has been described, an engagement hole 48 may be formed in the step portion 49 of the vane member 30 and an engagement member 47 may be provided in the step portion 54 of the housing member 18.
[0098]
Moreover, although the embodiment for controlling the advance angle of the camshaft 1 has been described, it can also be adopted in a valve timing changing device for controlling the retard angle.
[0099]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain a valve timing changing device for an internal combustion engine that can reliably change the valve timing without impairing the sealing of the hydraulic oil chamber. .
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of a main part of a valve timing device for an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory view including a cross-sectional view taken along the line A-O-A in FIG. 1;
FIG. 3 is a view similar to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Camshaft
17 Sprocket (Rotating body)
18 Housing member
28 protrusions
30 Vane member
31 Relative rotation means
33 Vane
44 Rotation restricting means
47 Engagement member
48 engagement hole
49 steps
54 steps

Claims

An intake valve or an exhaust valve is provided between a rotating body that rotates in synchronization with the rotation of the internal combustion engine and a camshaft that drives an intake valve or an exhaust valve, and the camshaft is rotated relative to the rotating body. In the valve timing changing device for an internal combustion engine provided with a rotation restricting means for restricting relative rotation between the rotating body and the camshaft, the opening / closing timing of the engine can be changed.
Providing a housing member that rotates together with either the rotating body or the camshaft;
On the housing member, while forming a projection protruding radially inward and a step between the projection and the inner periphery of the housing,
A vane member that is housed in the housing member and rotates together with either the rotating body or the camshaft;
In the vane member, a vane that protrudes in the radial direction and forms a plurality of hydraulic oil chambers in the circumferential direction in the housing member and a stepped portion between the vane and the outer periphery of the body portion of the vane member,
An engagement hole formed in one of the step provided on the housing member or the step provided on the vane member, and the step provided on the housing member or on the vane member. An engagement member that can be freely projected and retracted in the radial direction on either of the two, and whose tip can be engaged with the engagement hole,
The engagement member regulates the relative rotation between the housing member and the vane member by engaging with the engagement hole, and allows the relative rotation of both by releasing the engagement with the engagement hole. A valve timing changing device for an internal combustion engine, characterized in that

The engagement hole of the rotation restricting means is formed in a step portion of the housing member, and the engagement member is provided in the step portion of the vane member so as to protrude radially. A valve timing changing device for an internal combustion engine.

The engagement hole of the rotation restricting means is formed in the step portion of the housing member so as to open facing one of the hydraulic oil chambers, and the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber is guided,
The engaging member is provided on the step portion of the vane member so as to be able to protrude in a radial direction, and the tip thereof protrudes across the hydraulic oil chamber so as to be engageable with the engaging hole.
By supplying the hydraulic oil to the hydraulic oil chamber that the engagement hole faces, the engagement member is biased in the centripetal direction by the hydraulic oil to release the engagement with the engagement hole. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1.

2. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the engagement hole is formed by an engagement hole member embedded in a step portion of the vane member or a step portion of the housing member.

5. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the engagement hole member is made of a material harder than the step portion of the vane member or the step portion of the housing member.

The engaging member is accommodated in a cylinder hole formed in a step of the vane member or a step of the housing member, and the cylinder hole is embedded by a cylinder hole member embedded in the step of the vane member or the step of the housing member. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve timing changing device is formed.

The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the cylinder hole member is made of a material harder than the step portion of the vane member or the step portion of the housing member.

2. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an inclined surface that is inclined toward the hydraulic oil chamber is formed in the step portion in which the engagement hole is formed.

2. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a spring member for urging the engaging member in an engaging direction with respect to the engaging hole is attached to the engaging member.