JP3873525B2

JP3873525B2 - Valve timing adjustment device

Info

Publication number: JP3873525B2
Application number: JP15248099A
Authority: JP
Inventors: 正泰牛田; 基裕岡田; 美智雄安達
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000345815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を運転条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットを介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方のバルブタイミングを油圧制御するベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている。このような作動流体を用いたベーン式のバルブタイミング装置では、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を駆動することにより正・負に変動する負荷トルクをカムシャフトが受けるので、例えばエンジン始動開始時のクランキング時のように作動流体が充分に供給されていない状態において、ベーン部材を収容するハウジング部材に対しベーン部材が揺動しハウジング部材とベーン部材との衝突により打音が発生するという問題がある。負荷トルクの正方向はクランクシャフトに対しカムシャフトの遅角方向を示し、負荷トルクの負方向はクランクシャフトに対しカムシャフトの進角方向を示している。
【０００３】
そこで、特開平９−６０５０８号公報に開示されるバルブタイミング調整装置のように、油圧室に作動流体が充分に供給されていない状態において、例えばベーン部材に収容したストッパピストンをハウジング部材に嵌合させることによりハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止し、打音の発生を防止するものが知られている。作動流体が充分に供給されると流体圧力によりストッパピストンがハウジング部材から抜けるので、ハウジング部材に対しベーン部材を相対回動制御できる。ハウジング部材にストッパピストンを嵌合させる位置は、ハウジング部材に対しベーン部材が最遅角か最進角にあるときである。つまり、クランクシャフトに対しカムシャフトが最遅角か最進角にあるときである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最遅角でストッパピストンがハウジング部材に嵌合した状態でエンジンを始動する場合、エンジン始動開始時において遅角油圧室に作動流体が供給される前に進角油圧室に作動流体を供給し、進角油圧室の流体圧力によりハウジング部材からストッパピストンを抜きハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させると、遅角油圧室に作動流体が供給されていなので、負荷トルクの変動によりハウジング部材に対しベーン部材が揺動しながら進角側に回転し、打音が発生する。
【０００５】
この打音の発生を防止するため、エンジン始動開始時まず遅角油圧室に作動流体が供給される。遅角油圧室に充分に作動流体が充填された後、進角油圧室に作動流体を供給することにより進角油圧室の流体圧力によりハウジング部材からストッパピストンを抜き、ハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させる。遅角油圧室および進角油圧室に作動流体が充填された状態でハウジング部材に対しベーン部材を進角方向に回転させ位相制御を行うので、負荷トルクの変動によりハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを防止している。
【０００６】
しかしながら、エンジン始動開始後、遅角油圧室に作動流体が充分に供給されるまでの間ベーン部材を進角方向に回転させることを禁止する進角禁止制御が必要である。特に低温時においては作動流体の粘度が高いので、遅角油圧室に充分に作動流体が供給されるまでに要する時間が長くなり、進角禁止時間が長くなるという問題がある。
本発明の目的は、エンジン始動開始後速やかに位相制御を実行し、打音の発生を防止することができるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、流体供給手段は、遅角室と進角室とを連通可能な連通路を有し、当接部と被当接部とが拘束状態にあるとき連通路を開放し、当接部と被当接部とが拘束解除状態にあるとき連通路を閉塞する。したがって、当接部と被当接部とがハウジング部材とベーン部材とを拘束している相対回動位置に関わらず、エンジン始動開始後作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束が解除されても、遅角室および進角室の両室に充填された作動流体がハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止する。
さらに、連通路を介し遅角室および進角室にほぼ同時に作動流体を供給するので、エンジン始動開始時における打音の発生を防止するとともに、速やかにハウジング部材に対するベーン部材の位相制御を実行することができる。
【０００８】
さらに、本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置によると、連通路を介し遅角室または進角室の一方から他方に作動流体が供給され、遅角室または進角室の他方に供給された作動流体の圧力により当接部と被当接部との拘束状態が解除される。遅角室および進角室の両室に作動流体が充填されてから当接部と被当接部との拘束状態が解除されるので、作動流体の圧力が充分に上昇していない状態で当接部と被当接部との拘束状態が解除されても、両室に充填された作動流体によりハウジング部材に対するベーン部材の揺動を防止する。さらに、連通路を介し遅角室および進角室にほぼ同時に作動流体を供給するので、エンジン始動開始時における打音の発生を防止するとともに、速やかにハウジング部材に対するベーン部材の位相制御を実行することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の変位に伴い連通路が開放または閉塞される。他に連通路の開閉手段を設ける必要がないので、部品点数を低減し、バルブタイミング装置の構成を簡単化できる。
本発明の請求項３記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部と被当接部との拘束状態において遅角室と進角室とを連通し両室に作動流体を供給する連通路の作動流体圧力は被当接部に前記当接部を付勢する方向に働く。当接部と被当接部との拘束状態を解除する方向に働く作動流体圧力が充分に上昇する前に当接部と被当接部との拘束状態が解除されることを防止するので、作動流体圧力が充分に上昇するまでハウジング部材とベーン部材とは拘束される。当接部と被当接部との拘束状態が解除されるとき、遅角室および進角室に供給された作動流体の圧力は充分に上昇しているので、ハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを防止し、打音の発生を確実に防止する。
【００１０】
本発明の請求項４記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部および被当接部の少なくともいずれか一方の当接側端部はテーパ状に形成されている。したがって、当接部が被当接部に滑らかに当接する。
本発明の請求項５記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の被当接部との当接側端面は広角のテーパ面を有する。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が相対回動中に作動流体圧力の低下により当接部が被当接部との拘束方向に移動し当接部が被当接部と接触しても、広角のテーパ面が接触衝撃を低減する。
【００１１】
本発明の請求項６記載のバルブタイミング調整装置によると、遅角室または進角室の一方に作動流体を供給し、遅角室または進角室の他方からの作動流体の排出を防止する切換手段を備えている。したがって、当接部と被当接部との拘束状態が解除された状態で遅角室および進角室の作動流体圧力を保持し、ハウジング部材に対しベーン部材が揺動することを確実に防止する。
【００１２】
本発明の請求項７記載のバルブタイミング調整装置によると、作動流体供給路および作動流体排出路と遅角室および進角室との連通を切り換える切換弁が請求項７記載の切換手段を有するので、部材を増加することなく切換手段を構成できる。したがって、切換手段および切換弁の制御を同一の制御系により行える。さらに、流体通路の構成を簡略化できる。
【００１３】
本発明の請求項８記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部との当接方向に当接部が移動する速度を低減するダンパ手段を備えている。例えば当接部と被当接部との拘束位置が最遅角位置と最進角位置との中間に設定された場合、ハウジング部材に対しベーン部材が相対回動し、当接部が被当接部に当接可能な中間位置をベーン部材が通過するとき、被当接部と当接部との拘束を解除する方向に働く作動流体圧力が低下しても当接部が被当接部側に移動する速度を低減するので、当接部が被当接部に当接する前にベーン部材が中間位置を通過する。したがって、ハウジング部材に対しベーン部材が滑らかに相対回動する。
【００１４】
本発明の請求項９記載のバルブタイミング調整装置によると、拘束解除状態から拘束状態に移行するときにダンパ室が開放される。したがって、当接部が被当接部と速やかに当接する。
本発明の請求項１０記載のバルブタイミング調整装置によると、当接部の被当接部との反当接側空間は、拘束位置近傍において大気開放される。したがって、当接部と被当接部との拘束状態を解除する作動流体が供給されると当接部が被当接部との拘束解除方向に速やかに変位し、拘束状態が速やかに解除される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用バルブタイミング調整装置を図２に示す。第１実施例のバルブタイミング調整装置１は油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００１６】
図２に示すハウジング部材の一方の側壁であるタイミングギア１０は、図示しないギア列により図示しないエンジンの駆動軸としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。従動軸としてのカムシャフト２は、タイミングギア１０から駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト２は、タイミングギア１０に対し所定の位相差をおいて回動可能である。タイミングギア１０およびカムシャフト２は図１に示す矢印Ｘ方向からみて時計方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。
【００１７】
タイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間には、薄板状に形成された中間プレート１７が介在している。中間プレート１７はタイミングギア１０とシューハウジング１２およびベーンロータ１５との間からの油漏れを防止している。タイミングギア１０、シューハウジング１２および中間プレート１７は駆動側回転体としてハウジング部材を構成し、ボルト２０により同軸上に固定されている。
【００１８】
シューハウジング１２は周壁１３とハウジング部材の他方の側壁であるフロントプレート１４とからなり一体に形成されている。図４に示すように、シューハウジング１２は周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの周方向の三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを収容する扇状の収容室５０が形成されており、シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内周面は断面円弧状に形成されている。
【００１９】
ベーン部材としてのベーンロータ１５は周方向にほぼ等間隔にベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有し、ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収容室５０を遅角油圧室と進角油圧室とに二分している。図４に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の遅角方向、進角方向を表している。図２に示すように、ベーンロータ１５およびブッシュ２２は、ボルト２１によりカムシャフト２に一体に固定されており、従動側回転体を構成している。カムシャフト２に対するベーンロータ１５の回転方向の位置決めは、ピン２３により行われている
【００２０】
カムシャフト２およびブッシュ２２はそれぞれタイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａに相対回動可能に嵌合している。したがって、カムシャフト２およびベーンロータ１５はタイミングギア１０およびシューハウジング１２に対し同軸に相対回動可能である。タイミングギア１０の内周壁１０ａおよびフロントプレート１４の内周壁１４ａは従動側回転体の軸受け部を構成している。
【００２１】
図３に示すように、進角手段としてのスプリング２４はタイミングギア１０に形成された円筒状の凹部１１内に収容されている。スプリング２４の一端２４ａは凹部１１の係止部１１ａに係止され、他端２４ｂは中間プレート１７に形成されている長穴１７ａ内を通りベーンロータ１５の凹部１６に圧入されているスプリング止め２５に係止されている。図４に示すように、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときにスプリング２４の他端２４ｂを回動可能にするため長穴１７ａは周方向に延びる円弧状に形成されている。長穴１７ａの周方向長さは、ベーン１５ｂの周方向長さより短い。これは、ベーンロータ１５が相対回動しても、遅角油圧室５２と進角油圧室５５とが長穴１７ａが形成する空間により連通することを防止するためである。また、スプリング２４を収容する凹部１１が形成する空間はスプリング２４の挿入側以外を密封されているので、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の回動に伴い遅角油圧室５２および進角油圧室５５から凹部１１内に作動油が流入し凹部１１内を充填すれば、それ以上作動油は凹部１１内に流入しない。
【００２２】
カムシャフト２が吸気弁を駆動するときに受ける負荷トルクは図５に示すように正・負に変動している。ここで、負荷トルクの正方向はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５の遅角方向を表し、負荷トルクの負方向はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５の進角方向を表している。負荷トルクの平均は正方向、つまり遅角方向に働く。スプリング２４の付勢力はシューハウジング１２に対しベーンロータ１５を進角側に回転させるトルクとして働く。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角方向のトルクはベーンロータ１５がシューハウジング１２に対し最遅角位置にあるとき最大であり、進角方向に向かうにしたがい小さくなる。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動位置に関わらずカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きく、遅角方向に働く正の負荷トルクの最大値よりも小さくなるように設定されている。
【００２３】
シール部材２６は、図４に示すようにベーンロータ１５の外周壁に嵌合している。ベーンロータ１５の外周壁と周壁１３の内周壁との間には微小クリアランスが設けられており、このクリアランスを介して油圧室間に作動油が漏れることをシール部材２６により防止している。シール部材２６はそれぞれ図２に示す板ばね２７の付勢力により周壁１３に向けて押されている。
【００２４】
図２に示すように、ガイドリング３０は収容孔３８を形成するベーン１５ａの内壁に圧入保持され、このガイドリング３０に円筒状に形成された当接部としてのストッパピストン３１がカムシャフト２の回転軸方向に摺動可能に収容されている。被当接部としての嵌合リング３６はフロントプレート１４に形成された凹部１４ｂに圧入保持されている。ストッパピストン３１は嵌合リング３６に当接し嵌合可能である。ストッパピストン３１および嵌合リング３６の当接側はテーパ状に形成されているので、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に滑らかに嵌合する。当接付勢手段としてのスプリング３７は嵌合リング３６側にストッパピストン３１を付勢している。ガイドリング３０およびストッパピストン３１は流体供給手段を構成している。ストッパピストン３１、嵌合リング３６およびスプリング３７は拘束手段を構成している。
【００２５】
図１の（Ａ）に示すように、ストッパピストン３１は、有底の円筒状に形成されており、フロントプレート１４側から、先端部３２、大径摺動部３３、小径摺動部３４を有する。先端部３２の端面の外周側に広角かつ環状のテーパ面３２ａが形成されている。さらに、図１の（Ａ）に示す状態において、油路４４から油圧室４０に作動油が流入できるように先端部３２に溝３２ｂが形成されている。油圧室４０に供給される作動油の圧力は、嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出す方向に働く。各摺動部はガイドリング３０の内周壁と摺動する。ストッパピストン３１の先端部３２は、図４に示すようにシューハウジング１２に対し最遅角位置と最進角位置のほぼ中間にベーンロータ１５が位置するとき嵌合リング３６に嵌合可能である。ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合した状態においてシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束されている。
【００２６】
ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することによりシューハウジング１２とベーンロータ１５との相対回動が拘束される中間位置は、エンジンを確実に始動可能にするように吸気弁のバルブタイミング、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差を最適に設定する位置である。
【００２７】
嵌合リング３６の内周面３６ａはテーパ状に形成されており、内周面３６ａのストッパピストン３１との当接側はストッパピストン３１に向けさらに拡径するように傾斜している。
シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が中間位置から遅角側または進角側に回転するとストッパピストン３１と嵌合リング３６との周方向位置がずれることにより、ストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合不能になる。
【００２８】
ガイドリング３０にはガイドリング３０を貫通する貫通孔３０ａが形成されている。油路４１は遅角油圧室５１と貫通孔３０ａとを連通し、油路４２は進角油圧室５４と貫通孔３０ａとを連通している。ガイドリング３０の内周壁とストッパピストン３１の小径摺動部３４の外周壁との間に環状の油路４３が形成されている。貫通孔３０ａ、および油路４１、４２、４３は、遅角油圧室５１と進角油圧室５４とを連通する連通路を構成している。
【００２９】
図２に示すように、タイミングギア１０に形成された連通路１０ｂと、中間プレート１７に形成された連通路１７ｂと、ベーン１５ａに形成された連通路４５と収容孔３８とは、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が図４に示す中間位置、つまり拘束位置の近傍にあるとき互いに連通する。連通路１０ｂは大気開放されているので、図４に示す位置にあるとき、収容孔３８は大気開放される。したがって、嵌合リング３６からストッパピストン３１が抜け出る動きが妨げられない。図４に示す中間位置からベーンロータ１５が遅角側または進角側に回転すると、連通路４５と連通路１７ｂとの周方向位置がずれるので収容孔３８と連通路１０ｂとの連通が遮断される。
【００３０】
図４に示すように、シュー１２ａとベーン１５ａとの間に遅角油圧室５１が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｂとの間に遅角油圧室５２が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｃとの間に遅角油圧室５３が形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１５ａとの間に進角油圧室５４が形成され、シュー１２ａとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｃの間に進角油圧室５６が形成されている。
【００３１】
遅角油圧室５１、５２、５３はそれぞれ油路６３、６４、６５と連通し、進角油圧室５４、５５、５６はそれぞれ油路７３、７４、７５と連通している。ベーンロータ１５のボス部１５ｄおよびカムシャフト２には、軸方向に油路６０、６１、７０、７１が形成されている。さらに、ベーンロータ１５のボス部１５ｄには、カムシャフト２との当接部において油路６１と連通している油路６２が設けられており、ブッシュ２２との当接部において油路７０と連通している油路７２が設けられている。油路６２および７２はそれぞれＣ字状に形成されている。
【００３２】
油路６０、６１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９０（図２参照）と連通しており、油路７０、７１はカムシャフト２の外周壁に形成された溝通路９１（図２参照）と連通している。図１に示すように、溝通路９０、９１はそれぞれ油路９２、９３を介し切換弁８２と接続している。作動流体供給路としての油供給路９４は油ポンプ８０と接続しており、作動流体排出路としての油排出路９５はドレイン８１に向け開放されている。油ポンプ８０はドレイン８１から汲み上げた作動油を切換弁８２を介し各油圧室に供給する。切換弁８２は周知の４ポート案内弁である。
【００３３】
切換弁８２の弁部材８３は、スプリング８４により一方向に付勢されており、ソレノイド８５への通電を制御することにより往復移動する。ソレノイド８５への通電は、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）により制御される。弁部材８３が往復移動することにより、油路９２、９３と作動流体供給路としての油供給路９４、作動流体排出路としての油排出路９５との連通の組み合わせ、および遮断が切り換わる。
以上の油路構成により、油ポンプ８０から遅角油圧室５１、５２、５３あるいは進角油圧室５４、５５、５６、ならびに油圧室４０に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室からドレイン８１へ作動油を排出可能になる。
【００３４】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を説明する。
エンジン始動前、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していると、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相差、つまりクランクシャフトに対するカムシャフト２の位相差がエンジンを始動するために最も好適な位相に保持されているので、エンジンは確実に短時間で始動する。
【００３５】
また、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも遅角側にある状態でエンジンの始動を開始すると、スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクにより、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５は進角側の中間位置に向け相対回転する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４０に作動油は導入されていないので、ベーンロータ１５が中間位置に達するとストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００３６】
エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しておらず、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置よりも進角側にある状態でエンジンの始動を開始する場合を考える。スプリング２４がベーンロータ１５およびカムシャフト２に加える進角トルクは負荷トルクの遅角方向に働く最大トルクより小さいので、負荷トルクの変動に伴いシューハウジング１２に対しベーンロータ１５は遅角側に揺動する。エンジン始動開始時のクランキング時において油圧室４０に作動油は導入されていないので、遅角側へ揺動するときベーンロータ１５が中間位置に達すると、ストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力により嵌合リング３６に嵌合する。
【００３７】
このように、エンジン始動前にストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合していなくてもエンジンの始動を開始すると速やかにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、クランクシャフトに対しカムシャフト２が中間位置に保持されるので、エンジンが確実に短時間で始動する。
【００３８】
エンジン始動開始時、図４に示すように図示しないＥＣＵからの制御信号により切換弁８２の弁部８３ａが選択されるので、油ポンプ８０から油供給路９４、油路９２、９０、油路６０および６１、油路６３、６４、６５を介し遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が導入される。遅角油圧室５１に供給された作動油は、油路４１、貫通孔３０ａ、油路４３、貫通孔３０ａ、油路４２、進角油圧室５４、油路４４を通り油圧室４０に供給される。油路４３に供給された作動油の油圧はストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合する方向に働く。遅角油圧室５１、進角油圧室５４および油圧室４０の油圧が充分に上昇する前にストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すことを防止し、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が揺動することを防止している。
【００３９】
エンジン始動開始後、各遅角油圧室と、遅角油圧室５１から連通路を介し進角油圧室５４とに作動油が充填され油圧室４０の油圧が所定圧に上昇してからストッパピストン３１は嵌合リング３６から抜け出し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動、つまり位相制御が可能になる。遅角油圧室５１および進角油圧室５４の油圧が充分に上昇していなくても、ベーン１５ａが遅角油圧室５１および進角油圧室５４の作動油に押さえられているので、ベーンロータ１５の揺動が防止される。さらに、遅角油圧室５１および進角油圧室５４にほぼ同時に作動油を供給できるので、ベーンロータ１５がシューハウジング１２を叩き打音を発生することを防止するとともに、速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行うことができる。
【００４０】
エンジン始動後作動油の油圧が充分に上昇すると、ＥＣＵからの指示により、弁部材８３の弁部８３ａ、８３ｂ、８３ｃのいずれかが選択される。これにより、各油圧室への作動油の供給および各油圧室からの作動油の排出を制御し、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動を制御できる。
【００４１】
ストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すと、図１の（Ｂ）に示すように、ストッパピストン３１により環状の油路４３が閉塞されるので、遅角油圧室５１と進角油圧室５４との連通は遮断される。油路４３は密封され、ダンパ手段であるダンパ室として作用する。油路４３は密封されているので、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に向け移動しようとしても、油路４３の働きにより移動速度が低下する。したがって、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動しストッパピストン３１が嵌合リング３６上を通過するときに油圧が低下しストッパピストン３１が嵌合リング３６に向け移動しようとしても、嵌合リング３６に嵌合する前にストッパピストン３１は嵌合リング３６上を通過し、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合することを防止する。
【００４２】
また、先端部３２の端面にテーパ面３２ａが形成されているので、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が相対回動するときに図１の（Ｃ）に示すように先端部３２が嵌合リング３６に接触しても、テーパ面３２ａが嵌合リング３６に接触することにより接触の衝撃を低減する。
【００４３】
イグニションキーをオフすること等によりエンジンが停止するまでの間、遅角油圧室５１、５２、５３、または進角油圧室５４、５５、５６に供給される作動油の圧力が低下する。カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均は遅角方向に働き、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクはカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きいので、エンジンが停止するまでの間シューハウジング１２に対しカムシャフト２は進角方向に回転する。
【００４４】
ベーンロータ１５が中間位置より遅角側にある状態でエンジンが停止しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角側に位置する中間位置に向け回転し、中間位置に達するとストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合しシューハウジング１２とベーンロータ１５とは拘束状態になる。
【００４５】
また、ベーンロータ１５が中間位置より進角側にある状態でエンジンが停止しようとすると、スプリング２４の付勢力によりベーンロータ１５は進角方向に回転する。しかし、カムシャフト２が遅角方向に受ける最大負荷トルクはスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクよりも大きいので、エンジンが停止するまでの間、負荷トルクの変動に伴う揺動によりベーンロータ１５は遅角側にも回転する。ベーンロータ１５が遅角側に回転するとき、ストッパピストン３１が中間位置に達すると、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合し、シューハウジング１２とベーンロータ１５は拘束状態になる。
【００４６】
エンジンが停止するとき、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５がどの位置にあろうと中間位置においてストッパピストン３１は嵌合リング３６に嵌合する。したがって、停止したエンジンを始動するとき、エンジンを確実に短時間で始動することができる。
【００４７】
第１実施例では吸気弁を駆動するバルブタイミング調整装置について説明したが、第１実施例のバルブタイミング調整装置により排気弁だけ、あるいは吸気弁および排気弁の両方を駆動することも可能である。
第１実施例では、ストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合可能な中間位置において、スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは、カムシャフト２が受ける負荷トルクの平均よりも大きい。これに対し、中間位置においてスプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクをカムシャフト２が受ける負荷トルクの平均とほぼ同じにしてもよい。スプリング２４がベーンロータ１５に加える進角トルクは遅角側から進角側に向かうにしたがい低下するので、エンジンが停止するときシューハウジング１２に対しベーンロータ１５がどの位置にあっても、ベーンロータ１５は中間位置に向かう。したがって、ストッパピストン３１は確実に嵌合リング３６に嵌合する。
【００４８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
流体供給手段としての切換弁１００は、第１実施例に示した切換弁８２の弁部材８３に切換手段としての弁部１０１ａを一体に形成した弁部材１０１を有する。
【００４９】
エンジン始動開始時、図６に示すように、ＥＣＵからの制御信号により弁部材１０１の弁部１０１ａが選択されるので、油ポンプ８０から油路９２を通り遅角油圧室５１、５２、５３に作動油が供給される。そして第１実施例と同様に、遅角油圧室５１に供給された作動油は、連通路を通り進角油圧室５４から油圧室４０に供給される。切換弁１００の弁部１０１ａが選択されているので、進角油圧室５４に供給された作動油はドレイン８１に排出されない。したがって、エンジン始動開始後、油圧室４０の油圧が速やかに上昇しストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出るので、エンジン始動後速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の相対回動制御に移行できる。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例に対し、遅角油圧室５１から進角油圧室５４に作動油を供給する環状の油路４３をもたないバルブタイミング調整装置では、エンジン始動開始時において、遅角油圧室５１に作動油が供給されていない状態で進角油圧室５４に作動油を供給し油圧室４０の油圧によりストッパピストン３１が嵌合リング３６から抜け出すと、スプリング２４の付勢力によりシューハウジング１２に対しベーンロータ１５が進角方向に揺動しながら回転し打音が発生する。この打音の発生を防止するため、まず遅角油圧室５１に作動油を供給し、遅角油圧室５１に作動油が充分に充填されてから油路を切換えて進角油圧室５４に作動油を供給し、進角油圧室５４の油圧により嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くことにより、シューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行う必要がある。
【００５１】
一方本実施例では、遅角油圧室５１および進角油圧室５４にほぼ同時に作動油を供給し、遅角油圧室５１から油路４３を介し進角油圧室５４に供給された作動油の圧力により嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くので、嵌合リング３６からストッパピストン３１を抜くために油路を切り換える必要がない。したがって、連通路としての油路４３をもたない構成に比べ、エンジン始動開始時において、打音の発生を防止するとともに、速やかにシューハウジング１２に対するベーンロータ１５の位相制御を行うことができる。
【００５２】
また上記複数の実施例では、、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が最遅角位置と最進角位置との間の中間位置にあるときストッパピストンがガイドリングに嵌合可能な構成について説明したが、シューハウジング１２に対しベーンロータ１５が最遅角位置または最進角位置にあるときにストッパピストン３１が嵌合リング３６に嵌合する構成にしてもよい。
【００５３】
上記複数の実施例では、ストッパピストンが軸方向に移動してガイドリングに嵌合したが、ストッパピストンが径方向に移動しガイドリングに嵌合する構成にすることも可能である。
また上記複数の実施例では、タイミングギアによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリまたはチェーンスプロケット等を用いる構成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す図４のＩ−Ｏ−Ｉ線断面図であり、（Ａ）は拘束状態を示し、（Ｂ）および（Ｃ）は拘束解除状態を示している。
【図２】図４のII−Ｏ−II線断面図である。
【図３】図４のII−Ｏ−III 線断面図である。
【図４】第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す横断面図である。
【図５】（Ａ）はカムシャフトとタイミングギアとの回転方向を示す模式図であり、（Ｂ）はカムシャフトが受ける負荷トルクを示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例によるバルブタイミング調整装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１バルブタイミング調整装置
２カムシャフト（従動軸）
１０タイミングギア（ハウジング部材）
１２シューハウジング（ハウジング部材）
１２ａ、１２、１２ｃシュー
１３周壁（ハウジング部材）
１４フロントプレート（ハウジング部材）
１５ベーンロータ（ベーン部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃベーン（ベーン部材）
１７中間プレート（ハウジング部材）
２４スプリング
３０ガイドリング（流体供給手段）
３０ａ貫通孔（連通路）
３１ストッパピストン（当接部、流体供給手段）
３６嵌合リング（被当接部）
３７スプリング（当接付勢手段）
４１、４２油路（連通路）
４３油路（連通路、ダンパ室、ダンパ手段）
５０収容室
５１、５２、５３遅角油圧室
５４、５５、５６遅角油圧室
８２、１００切換弁
９４油供給路（作動流体供給路）
９５油排出路（作動流体排出路）
１０１ａ弁部（切換部、切換手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention changes the opening / closing timing (hereinafter, “opening / closing timing”) of at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine (hereinafter, “internal combustion engine” is referred to as an engine) according to operating conditions. The present invention relates to a valve timing adjusting device for the purpose.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a camshaft is driven via a timing pulley or chain sprocket that rotates synchronously with the crankshaft of the engine, and at least one of an intake valve and an exhaust valve is caused by a phase difference caused by relative rotation of the timing pulley or chain sprocket and the camshaft. A vane type valve timing adjusting device that hydraulically controls one valve timing is known. In the vane type valve timing device using such a working fluid, the camshaft receives a load torque that fluctuates positively or negatively by driving at least one of the intake valve and the exhaust valve. When the working fluid is not sufficiently supplied as in cranking, the vane member swings with respect to the housing member that houses the vane member, and a hitting sound is generated due to the collision between the housing member and the vane member. There's a problem. The positive direction of the load torque indicates the retard direction of the camshaft with respect to the crankshaft, and the negative direction of the load torque indicates the advance direction of the camshaft with respect to the crankshaft.
[0003]
Therefore, as in the valve timing adjusting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-60508, when the working fluid is not sufficiently supplied to the hydraulic chamber, for example, a stopper piston accommodated in the vane member is fitted to the housing member. As a result, it is known that the vane member is prevented from swinging with respect to the housing member to prevent the occurrence of a hitting sound. When the working fluid is sufficiently supplied, the stopper piston is removed from the housing member by the fluid pressure, so that the vane member can be controlled to rotate relative to the housing member. The position where the stopper piston is fitted to the housing member is when the vane member is at the most retarded angle or the most advanced angle with respect to the housing member. That is, the camshaft is at the most retarded angle or the most advanced angle with respect to the crankshaft.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When starting the engine with the stopper piston fitted to the housing member at the most retarded angle, supply the working fluid to the advance hydraulic chamber before the working fluid is supplied to the retard hydraulic chamber at the start of the engine, When the stopper piston is removed from the housing member by the fluid pressure in the advance hydraulic chamber and the vane member is rotated in the advance direction relative to the housing member, the working fluid is supplied to the retard hydraulic chamber, so the housing member On the other hand, the vane member rotates to the advance side while swinging, and a hitting sound is generated.
[0005]
In order to prevent the occurrence of this hitting sound, the working fluid is first supplied to the retarded hydraulic chamber when starting the engine. After the retard hydraulic chamber is sufficiently filled with the working fluid, the stopper piston is pulled out of the housing member by the fluid pressure in the advance hydraulic chamber by supplying the working fluid to the advance hydraulic chamber, and the vane member is removed from the housing member. Rotate in the advance direction. The phase control is performed by rotating the vane member in the advance direction with respect to the housing member in a state in which the retarding hydraulic chamber and the advance hydraulic chamber are filled with the working fluid, so that the vane member swings with respect to the housing member due to load torque fluctuation. It is prevented from moving.
[0006]
However, it is necessary to perform the advance angle prohibition control that prohibits the vane member from rotating in the advance direction until the working fluid is sufficiently supplied to the retard angle hydraulic chamber after the engine start is started. In particular, since the viscosity of the working fluid is high at a low temperature, there is a problem that the time required until the working fluid is sufficiently supplied to the retarded hydraulic chamber becomes long and the advance angle prohibiting time becomes long.
An object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that can execute phase control promptly after the start of engine start and prevent the occurrence of sound.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the valve timing adjusting apparatus of the first aspect of the present invention, the fluid supply means has a communication path capable of communicating the retard chamber and the advance chamber, and the contact portion and the contacted portion are in a restrained state. The communication passage is opened when the contact portion and the contacted portion are in a restrained release state, and the communication passage is closed. Therefore, regardless of the relative rotational position where the contact portion and the contacted portion restrain the housing member and the vane member, the contact is made in a state where the pressure of the working fluid is not sufficiently increased after the engine start is started. Even if the restraint between the portion and the contacted portion is released, the working fluid filled in both the retard chamber and the advance chamber prevents the vane member from swinging with respect to the housing member.
Further, since the working fluid is supplied almost simultaneously to the retard chamber and the advance chamber via the communication passage, the occurrence of a hitting sound at the start of engine start is prevented, and the phase control of the vane member with respect to the housing member is quickly executed. be able to.
[0008]
further, Claims of the invention 1 According to the described valve timing adjusting device, the working fluid is supplied from one of the retarding chamber or the advance chamber to the other through the communication passage, and is applied by the pressure of the working fluid supplied to the other of the retarding chamber or the advance chamber. The restraint state between the contact portion and the contacted portion is released. Since the working fluid is filled in both the retarding chamber and the advance chamber, the restraint state between the abutting portion and the abutted portion is released, so that the working fluid pressure is not sufficiently increased. Even when the restrained state between the contact portion and the contacted portion is released, the vane member is prevented from swinging with respect to the housing member by the working fluid filled in both chambers. Further, since the working fluid is supplied almost simultaneously to the retard chamber and the advance chamber via the communication passage, the occurrence of a hitting sound at the start of engine start is prevented, and the phase control of the vane member with respect to the housing member is quickly executed. be able to.
[0009]
Claims of the invention 2 According to the valve timing adjusting device described, the communication path is opened or closed in accordance with the displacement of the contact portion. Since there is no need to provide any other open / close means for the communication path, the number of parts can be reduced and the configuration of the valve timing device can be simplified.
Claims of the invention 3 According to the described valve timing adjusting device, the working fluid pressure in the communication passage that communicates the retard chamber and the advance chamber and supplies the working fluid to both chambers in the constrained state of the abutting portion and the abutted portion It works in the direction of urging the contact portion against the contact portion. Since the working fluid pressure that works in the direction of releasing the restraint state between the contact portion and the contacted portion is sufficiently increased, the restraint state between the contact portion and the contacted portion is prevented from being released. The housing member and the vane member are restrained until the working fluid pressure is sufficiently increased. When the restrained state between the contact portion and the contacted portion is released, the pressure of the working fluid supplied to the retard chamber and the advance chamber is sufficiently increased, so that the vane member swings relative to the housing member. To prevent the occurrence of hitting sound.
[0010]
Claims of the invention 4 According to the described valve timing adjusting device, at least one of the contact part and the contacted part is formed in a tapered shape. Therefore, the contact portion smoothly contacts the contacted portion.
Claims of the invention 5 According to the valve timing adjusting device described above, the contact-side end surface of the contact portion with the contacted portion has a wide-angle tapered surface. Therefore, even when the vane member rotates relative to the housing member, even if the contact portion moves in the restraining direction with the contacted portion due to a decrease in the working fluid pressure, the wide angle The taper surface reduces contact impact.
[0011]
Claims of the invention 6 According to the valve timing adjusting device described above, the switching device is provided that supplies the working fluid to one of the retard chamber or the advance chamber and prevents the discharge of the working fluid from the other of the retard chamber or the advance chamber. Therefore, the working fluid pressure in the retard chamber and the advance chamber is maintained in a state where the restrained state between the contact portion and the contacted portion is released, and the vane member is reliably prevented from swinging with respect to the housing member. To do.
[0012]
Claims of the invention 7 According to the valve timing adjusting device described above, the switching valve that switches the communication between the working fluid supply path and the working fluid discharge path and the retard chamber and the advance chamber has the switching means according to claim 7, so that the number of members is increased. Therefore, the switching means can be configured. Therefore, the switching means and the switching valve can be controlled by the same control system. Furthermore, the configuration of the fluid passage can be simplified.
[0013]
Claims of the invention 8 According to the described valve timing adjusting device, the damper means for reducing the speed at which the contact portion moves in the contact direction with the contact portion is provided. For example, when the restraining position between the abutting portion and the abutted portion is set in the middle between the most retarded angle position and the most advanced angle position, the vane member rotates relative to the housing member, and the abutting portion is in contact with the abutting portion. When the vane member passes through an intermediate position where it can come into contact with the contact portion, even if the working fluid pressure acting in the direction of releasing the restraint between the contacted portion and the contact portion decreases, the contact portion becomes the contacted portion. Since the moving speed to the side is reduced, the vane member passes through the intermediate position before the contact portion comes into contact with the contacted portion. Therefore, the vane member smoothly rotates relative to the housing member.
[0014]
Claims of the invention 9 According to the described valve timing adjusting device, the damper chamber is opened when the constraint release state is shifted to the constraint state. Therefore, the contact portion quickly contacts the contacted portion.
Claims of the invention 10 According to the valve timing adjusting device described, the space on the side opposite to the contact portion of the contact portion that is in contact with the contacted portion is released to the atmosphere in the vicinity of the restraint position. Therefore, when the working fluid that releases the restrained state between the contact portion and the contacted portion is supplied, the contact portion is quickly displaced in the restraint releasing direction with respect to the contacted portion, and the restrained state is quickly released. The
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 2 shows an engine valve timing adjusting apparatus according to a first embodiment of the present invention. The valve timing adjusting device 1 of the first embodiment is a hydraulic control type, and controls the valve timing of the intake valve.
[0016]
A timing gear 10 which is one side wall of the housing member shown in FIG. 2 is coupled to a crankshaft as a driving shaft of an engine (not shown) by a gear train (not shown) and is transmitted with driving force, and rotates in synchronization with the crankshaft. . The camshaft 2 as a driven shaft receives driving force from the timing gear 10 and opens and closes an intake valve (not shown). The camshaft 2 is rotatable with a predetermined phase difference with respect to the timing gear 10. The timing gear 10 and the camshaft 2 rotate clockwise as viewed from the direction of the arrow X shown in FIG. Hereinafter, this rotational direction is referred to as an advance direction.
[0017]
An intermediate plate 17 formed in a thin plate shape is interposed between the timing gear 10 and the shoe housing 12 and the vane rotor 15. The intermediate plate 17 prevents oil leakage from between the timing gear 10 and the shoe housing 12 and the vane rotor 15. The timing gear 10, the shoe housing 12 and the intermediate plate 17 constitute a housing member as a driving side rotating body, and are fixed coaxially by bolts 20.
[0018]
The shoe housing 12 includes a peripheral wall 13 and a front plate 14 that is the other side wall of the housing member, and is integrally formed. As shown in FIG. 4, the shoe housing 12 has shoes 12a, 12b, 12c formed in a trapezoidal shape at substantially equal intervals in the circumferential direction. Fan-shaped accommodation chambers 50 for accommodating vanes 15a, 15b, and 15c as vane members are formed in three gaps in the circumferential direction of the shoes 12a, 12b, and 12c, respectively, and the inner periphery of the shoes 12a, 12b, and 12c is formed. The surface is formed in a circular arc shape in cross section.
[0019]
The vane rotor 15 as the vane member has vanes 15a, 15b, and 15c at substantially equal intervals in the circumferential direction, and the vanes 15a, 15b, and 15c are rotatably accommodated in the respective accommodation chambers 50. Each vane divides each storage chamber 50 into a retarded hydraulic chamber and an advanced hydraulic chamber. The arrows representing the retard direction and the advance direction shown in FIG. 4 represent the retard direction and the advance direction of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12. As shown in FIG. 2, the vane rotor 15 and the bush 22 are integrally fixed to the camshaft 2 by bolts 21 and constitute a driven side rotating body. Positioning of the vane rotor 15 in the rotational direction with respect to the camshaft 2 is performed by a pin 23.
[0020]
The camshaft 2 and the bush 22 are fitted to the inner peripheral wall 10a of the timing gear 10 and the inner peripheral wall 14a of the front plate 14 so as to be relatively rotatable. Therefore, the camshaft 2 and the vane rotor 15 can rotate relative to the timing gear 10 and the shoe housing 12 coaxially. The inner peripheral wall 10a of the timing gear 10 and the inner peripheral wall 14a of the front plate 14 constitute a bearing portion of the driven side rotating body.
[0021]
As shown in FIG. 3, the spring 24 as the advance means is accommodated in a cylindrical recess 11 formed in the timing gear 10. One end 24 a of the spring 24 is locked to the locking portion 11 a of the recess 11, and the other end 24 b passes through the elongated hole 17 a formed in the intermediate plate 17 and is pressed to the spring stop 25 press-fitted into the recess 16 of the vane rotor 15. It is locked. As shown in FIG. 4, the elongated hole 17 a is formed in an arc shape extending in the circumferential direction so that the other end 24 b of the spring 24 can be rotated when the vane rotor 15 rotates relative to the shoe housing 12. The circumferential length of the long hole 17a is shorter than the circumferential length of the vane 15b. This is to prevent the retarded hydraulic chamber 52 and the advanced hydraulic chamber 55 from communicating with each other through the space formed by the elongated hole 17a even if the vane rotor 15 is relatively rotated. Further, since the space formed by the recess 11 for accommodating the spring 24 is sealed except for the insertion side of the spring 24, the space from the retard hydraulic chamber 52 and the advance hydraulic chamber 55 as the vane rotor 15 rotates with respect to the shoe housing 12. If the hydraulic oil flows into the recess 11 and fills the recess 11, the hydraulic oil does not flow into the recess 11 any more.
[0022]
The load torque received when the camshaft 2 drives the intake valve fluctuates positively and negatively as shown in FIG. Here, the positive direction of the load torque represents the retard direction of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12, and the negative direction of the load torque represents the advance direction of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12. The average load torque works in the positive direction, that is, in the retard direction. The urging force of the spring 24 acts as a torque for rotating the vane rotor 15 toward the advance side with respect to the shoe housing 12. The advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 is maximum when the vane rotor 15 is at the most retarded position with respect to the shoe housing 12, and becomes smaller as it advances in the advance direction. The advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 is larger than the average of the load torque received by the camshaft 2 regardless of the relative rotational position of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12, and the maximum positive load torque acting in the retard direction. It is set to be smaller than the value.
[0023]
The seal member 26 is fitted to the outer peripheral wall of the vane rotor 15 as shown in FIG. A minute clearance is provided between the outer peripheral wall of the vane rotor 15 and the inner peripheral wall of the peripheral wall 13, and the seal member 26 prevents the hydraulic oil from leaking between the hydraulic chambers through this clearance. Each of the seal members 26 is pushed toward the peripheral wall 13 by the urging force of the leaf spring 27 shown in FIG.
[0024]
As shown in FIG. 2, the guide ring 30 is press-fitted and held on the inner wall of the vane 15 a forming the accommodation hole 38, and a stopper piston 31 as a contact portion formed in a cylindrical shape on the guide ring 30 is provided on the camshaft 2. It is slidably accommodated in the direction of the rotation axis. The fitting ring 36 as a contacted portion is press-fitted and held in a recess 14 b formed in the front plate 14. The stopper piston 31 abuts on the fitting ring 36 and can be fitted. Since the contact side of the stopper piston 31 and the fitting ring 36 is formed in a taper shape, the stopper piston 31 fits smoothly into the fitting ring 36. A spring 37 as a contact urging means urges the stopper piston 31 toward the fitting ring 36. The guide ring 30 and the stopper piston 31 constitute fluid supply means. The stopper piston 31, the fitting ring 36 and the spring 37 constitute a restraining means.
[0025]
As shown in FIG. 1A, the stopper piston 31 is formed in a bottomed cylindrical shape, and includes a front end portion 32, a large-diameter sliding portion 33, and a small-diameter sliding portion 34 from the front plate 14 side. Have. A wide-angle and annular tapered surface 32 a is formed on the outer peripheral side of the end surface of the distal end portion 32. Further, in the state shown in FIG. 1A, a groove 32b is formed in the distal end portion 32 so that the hydraulic oil can flow from the oil passage 44 into the hydraulic chamber 40. The pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 40 acts in the direction in which the stopper piston 31 is removed from the fitting ring 36. Each sliding part slides with the inner peripheral wall of the guide ring 30. The tip 32 of the stopper piston 31 can be fitted to the fitting ring 36 when the vane rotor 15 is positioned approximately halfway between the most retarded angle position and the most advanced angle position with respect to the shoe housing 12, as shown in FIG. In a state where the stopper piston 31 is fitted to the fitting ring 36, the relative rotation of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 is restricted.
[0026]
The intermediate position where the relative rotation between the shoe housing 12 and the vane rotor 15 is restrained by fitting the stopper piston 31 to the fitting ring 36 is the valve timing of the intake valve, that is, the intake valve so that the engine can be started reliably. This is the position at which the phase difference of the camshaft 2 with respect to the crankshaft is optimally set.
[0027]
The inner peripheral surface 36 a of the fitting ring 36 is formed in a tapered shape, and the contact side of the inner peripheral surface 36 a with the stopper piston 31 is inclined so as to further expand the diameter toward the stopper piston 31.
When the vane rotor 15 rotates from the intermediate position to the retard side or the advance side with respect to the shoe housing 12, the circumferential position between the stopper piston 31 and the fitting ring 36 is shifted, so that the stopper piston 31 is fitted to the fitting ring 36. It becomes impossible.
[0028]
The guide ring 30 is formed with a through hole 30 a that penetrates the guide ring 30. The oil passage 41 communicates the retard hydraulic chamber 51 and the through hole 30a, and the oil passage 42 communicates the advance hydraulic chamber 54 and the through hole 30a. An annular oil passage 43 is formed between the inner peripheral wall of the guide ring 30 and the outer peripheral wall of the small diameter sliding portion 34 of the stopper piston 31. The through hole 30 a and the oil passages 41, 42, 43 constitute a communication path that connects the retard hydraulic chamber 51 and the advance hydraulic chamber 54.
[0029]
As shown in FIG. 2, the communication passage 10 b formed in the timing gear 10, the communication passage 17 b formed in the intermediate plate 17, the communication passage 45 formed in the vane 15 a, and the accommodation hole 38 are connected to the shoe housing 12. On the other hand, when the vane rotor 15 is in the intermediate position shown in FIG. Since the communication path 10b is open to the atmosphere, the accommodation hole 38 is open to the atmosphere when in the position shown in FIG. Therefore, the movement of the stopper piston 31 coming out of the fitting ring 36 is not hindered. When the vane rotor 15 rotates from the intermediate position shown in FIG. 4 to the retard side or the advance side, the circumferential positions of the communication passage 45 and the communication passage 17b are shifted, so that the communication between the receiving hole 38 and the communication passage 10b is blocked. .
[0030]
As shown in FIG. 4, a retarded hydraulic chamber 51 is formed between the shoe 12a and the vane 15a, and a retarded hydraulic chamber 52 is formed between the shoe 12b and the vane 15b. A retard hydraulic chamber 53 is formed between them. An advance hydraulic chamber 54 is formed between the shoe 12c and the vane 15a, an advance hydraulic chamber 55 is formed between the shoe 12a and the vane 15b, and an advance hydraulic chamber is formed between the shoe 12b and the vane 15c. 56 is formed.
[0031]
The retard hydraulic chambers 51, 52, 53 communicate with the oil passages 63, 64, 65, respectively, and the advance hydraulic chambers 54, 55, 56 communicate with the oil passages 73, 74, 75, respectively. Oil passages 60, 61, 70, 71 are formed in the boss portion 15 d of the vane rotor 15 and the camshaft 2 in the axial direction. Further, the boss portion 15 d of the vane rotor 15 is provided with an oil passage 62 that communicates with the oil passage 61 at the contact portion with the camshaft 2, and communicates with the oil passage 70 at the contact portion with the bush 22. An oil passage 72 is provided. The oil passages 62 and 72 are each formed in a C shape.
[0032]
The oil passages 60 and 61 communicate with a groove passage 90 (see FIG. 2) formed on the outer peripheral wall of the camshaft 2, and the oil passages 70 and 71 are groove passages 91 ( (See FIG. 2). As shown in FIG. 1, the groove passages 90 and 91 are connected to the switching valve 82 via oil passages 92 and 93, respectively. An oil supply path 94 as a working fluid supply path is connected to the oil pump 80, and an oil discharge path 95 as a working fluid discharge path is open toward the drain 81. The oil pump 80 supplies hydraulic oil pumped up from the drain 81 to each hydraulic chamber via the switching valve 82. The switching valve 82 is a well-known 4-port guide valve.
[0033]
The valve member 83 of the switching valve 82 is urged in one direction by a spring 84 and reciprocates by controlling energization to the solenoid 85. Energization of the solenoid 85 is controlled by an engine control unit (ECU) (not shown). As the valve member 83 reciprocates, the combination of the communication between the oil passages 92 and 93, the oil supply passage 94 as the working fluid supply passage, and the oil discharge passage 95 as the working fluid discharge passage, and the cutoff are switched.
With the above oil path configuration, hydraulic oil can be supplied from the oil pump 80 to the retarded hydraulic chambers 51, 52, 53 or the advanced hydraulic chambers 54, 55, 56, and the hydraulic chamber 40, and drained from each hydraulic chamber. The hydraulic oil can be discharged to 81.
[0034]
Next, the operation of the valve timing adjusting device 1 will be described.
If the stopper piston 31 is fitted in the fitting ring 36 before the engine is started, the phase difference of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12, that is, the phase difference of the camshaft 2 with respect to the crankshaft is most suitable for starting the engine. The engine is reliably started in a short time because it is held in phase.
[0035]
Further, when the engine is started in a state where the stopper piston 31 is not fitted in the fitting ring 36 before the engine is started and the camshaft 2 is on the retard side with respect to the crankshaft, the spring 24 is started. Due to the advance torque applied to the vane rotor 15 and the camshaft 2, the vane rotor 15 rotates relative to the shoe housing 12 toward the intermediate position on the advance side. Since hydraulic oil is not introduced into the hydraulic chamber 40 during cranking at the start of engine start, the stopper piston 31 is fitted into the fitting ring 36 by the biasing force of the spring 37 when the vane rotor 15 reaches the intermediate position.
[0036]
Consider a case where the start of the engine is started in a state in which the stopper piston 31 is not fitted in the fitting ring 36 before the engine is started and the camshaft 2 is on the advance side with respect to the crankshaft. Since the advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 and the camshaft 2 is smaller than the maximum torque acting in the retard direction of the load torque, the vane rotor 15 swings toward the retard side with respect to the shoe housing 12 as the load torque varies. . Since hydraulic oil is not introduced into the hydraulic chamber 40 at the time of cranking at the start of engine start, when the vane rotor 15 reaches the intermediate position when swinging to the retard side, the stopper piston 31 is fitted by the urging force of the spring 37. Fits into the mating ring 36.
[0037]
In this way, even if the stopper piston 31 is not fitted into the fitting ring 36 before the engine is started, the stopper piston 31 is quickly fitted into the fitting ring 36 when the engine starts, and cams against the crankshaft. Since the shaft 2 is held at the intermediate position, the engine is reliably started in a short time.
[0038]
When starting the engine, as shown in FIG. 4, the valve portion 83a of the switching valve 82 is selected by a control signal from an ECU (not shown), so the oil supply path 94, the oil paths 92 and 90, and the oil path 60 from the oil pump 80 are selected. And 61, hydraulic oil is introduced into the retarded hydraulic chambers 51, 52, 53 via the oil passages 63, 64, 65. The hydraulic oil supplied to the retard hydraulic chamber 51 is supplied to the hydraulic chamber 40 through the oil passage 41, the through hole 30 a, the oil passage 43, the through hole 30 a, the oil passage 42, the advance hydraulic chamber 54, and the oil passage 44. The The hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the oil passage 43 acts in the direction in which the stopper piston 31 is fitted into the fitting ring 36. The stopper piston 31 is prevented from coming out of the fitting ring 36 before the hydraulic pressure in the retard hydraulic chamber 51, the advance hydraulic chamber 54, and the hydraulic chamber 40 is sufficiently increased, and the vane rotor 15 swings with respect to the shoe housing 12. To prevent that.
[0039]
After the start of the engine, each of the retarded hydraulic chambers and the advanced hydraulic chamber 54 are filled from the retarded hydraulic chamber 51 via the communication path and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 40 rises to a predetermined pressure, and then the stopper piston 31 Is removed from the fitting ring 36, and the relative rotation of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12, that is, phase control becomes possible. Even if the hydraulic pressure in the retard hydraulic chamber 51 and the advance hydraulic chamber 54 is not sufficiently increased, the vane 15a is held by the hydraulic oil in the retard hydraulic chamber 51 and the advance hydraulic chamber 54. Oscillation is prevented. Further, since the hydraulic oil can be supplied to the retard hydraulic chamber 51 and the advance hydraulic chamber 54 almost simultaneously, the vane rotor 15 is prevented from hitting the shoe housing 12 and generating a striking sound, and the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 can be quickly generated. Phase control can be performed.
[0040]
When the hydraulic pressure of the hydraulic oil is sufficiently increased after the engine is started, one of the valve portions 83a, 83b, and 83c of the valve member 83 is selected according to an instruction from the ECU. Thereby, the supply of hydraulic oil to each hydraulic chamber and the discharge of hydraulic oil from each hydraulic chamber can be controlled, and the relative rotation of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 can be controlled.
[0041]
When the stopper piston 31 comes out of the fitting ring 36, as shown in FIG. 1B, the annular oil passage 43 is closed by the stopper piston 31, so that the retard hydraulic chamber 51, the advance hydraulic chamber 54, Communication is blocked. The oil passage 43 is sealed and acts as a damper chamber which is a damper means. Since the oil passage 43 is sealed, even if the stopper piston 31 tries to move toward the fitting ring 36, the movement speed is lowered by the action of the oil passage 43. Therefore, even when the vane rotor 15 rotates relative to the shoe housing 12 and the stopper piston 31 passes over the fitting ring 36, the hydraulic pressure decreases and the stopper piston 31 moves toward the fitting ring 36. The stopper piston 31 passes over the fitting ring 36 before fitting into the fitting ring 36, thereby preventing the stopper piston 31 from fitting into the fitting ring 36.
[0042]
Further, since the tapered surface 32 a is formed on the end surface of the tip portion 32, the tip portion 32 is fitted to the fitting ring 36 as shown in FIG. 1C when the vane rotor 15 rotates relative to the shoe housing 12. Even if it contacts, the taper surface 32a contacts the fitting ring 36, and the impact of contact is reduced.
[0043]
Until the engine is stopped by turning off the ignition key or the like, the pressure of the hydraulic oil supplied to the retarded hydraulic chambers 51, 52, 53 or the advanced hydraulic chambers 54, 55, 56 decreases. The average load torque received by the camshaft 2 works in the retarding direction, and the advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 is larger than the average load torque received by the camshaft 2, so that the shoe housing until the engine stops. 12, the camshaft 2 rotates in the advance direction.
[0044]
If the engine tries to stop in a state where the vane rotor 15 is on the retard side with respect to the intermediate position, the vane rotor 15 rotates toward the intermediate position located on the advance side by the urging force of the spring 24, and when reaching the intermediate position, the stopper piston 31. Is fitted into the fitting ring 36 and the shoe housing 12 and the vane rotor 15 are in a restrained state.
[0045]
When the engine is about to stop while the vane rotor 15 is on the advance side from the intermediate position, the vane rotor 15 rotates in the advance direction by the urging force of the spring 24. However, since the maximum load torque that the camshaft 2 receives in the retarding direction is larger than the advance torque that the spring 24 applies to the vane rotor 15, the vane rotor 15 is swung by fluctuation accompanying the fluctuation of the load torque until the engine stops. It also rotates to the retard side. When the vane rotor 15 rotates to the retard side, when the stopper piston 31 reaches the intermediate position, the stopper piston 31 is fitted into the fitting ring 36, and the shoe housing 12 and the vane rotor 15 are in a restrained state.
[0046]
When the engine is stopped, the stopper piston 31 is fitted into the fitting ring 36 at an intermediate position regardless of the position of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12. Therefore, when starting the stopped engine, the engine can be reliably started in a short time.
[0047]
In the first embodiment, the valve timing adjusting device for driving the intake valve has been described, but it is also possible to drive only the exhaust valve or both the intake valve and the exhaust valve by the valve timing adjusting device of the first embodiment.
In the first embodiment, the advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 at an intermediate position where the stopper piston 31 can be fitted to the fitting ring 36 is larger than the average load torque received by the camshaft 2. On the other hand, the advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 at the intermediate position may be substantially the same as the average load torque received by the camshaft 2. Since the advance torque applied by the spring 24 to the vane rotor 15 decreases from the retard side toward the advance side, the vane rotor 15 remains in the middle regardless of the position of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 when the engine stops. Head to the position. Therefore, the stopper piston 31 is securely fitted to the fitting ring 36.
[0048]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The switching valve 100 as the fluid supply means has a valve member 101 in which a valve portion 101a as a switching means is formed integrally with the valve member 83 of the switching valve 82 shown in the first embodiment.
[0049]
When starting the engine, as shown in FIG. 6, the valve portion 101a of the valve member 101 is selected by a control signal from the ECU, so that the oil pump 80 passes through the oil passage 92 and enters the retarded hydraulic chambers 51, 52, 53. Hydraulic oil is supplied. As in the first embodiment, the hydraulic oil supplied to the retarded hydraulic chamber 51 is supplied from the advanced hydraulic chamber 54 to the hydraulic chamber 40 through the communication path. Since the valve portion 101 a of the switching valve 100 is selected, the hydraulic oil supplied to the advance hydraulic chamber 54 is not discharged to the drain 81. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 40 quickly rises after the start of the engine and the stopper piston 31 comes out of the fitting ring 36, so that the control can be shifted to the relative rotation control of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 immediately after the engine is started.
[0050]
In contrast to the above-described embodiments showing the embodiment of the present invention described above, in the valve timing adjusting device having no annular oil passage 43 for supplying hydraulic oil from the retarded hydraulic chamber 51 to the advanced hydraulic chamber 54, When the engine is started, when the hydraulic oil is supplied to the advance hydraulic chamber 54 in a state where the hydraulic oil is not supplied to the retard hydraulic chamber 51 and the stopper piston 31 comes out of the fitting ring 36 by the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 40. The vane rotor 15 rotates while swinging in the advance direction with respect to the shoe housing 12 by the urging force of the spring 24 to generate a hitting sound. In order to prevent the occurrence of this hitting sound, first, hydraulic oil is supplied to the retard hydraulic chamber 51, and after the hydraulic oil is sufficiently filled in the retard hydraulic chamber 51, the oil passage is switched to operate the advance hydraulic chamber 54. It is necessary to control the phase of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 by supplying oil and extracting the stopper piston 31 from the fitting ring 36 by the hydraulic pressure of the advance hydraulic chamber 54.
[0051]
On the other hand, in this embodiment, the hydraulic oil is supplied to the retard hydraulic chamber 51 and the advance hydraulic chamber 54 almost simultaneously, and the pressure of the hydraulic oil supplied from the retard hydraulic chamber 51 to the advance hydraulic chamber 54 via the oil passage 43. Thus, the stopper piston 31 is removed from the fitting ring 36, so that it is not necessary to switch the oil passage in order to remove the stopper piston 31 from the fitting ring 36. Therefore, compared to a configuration that does not have the oil passage 43 as the communication passage, it is possible to prevent the occurrence of a hitting sound and quickly control the phase of the vane rotor 15 with respect to the shoe housing 12 when starting the engine.
[0052]
In the above embodiments, the configuration in which the stopper piston can be fitted to the guide ring when the vane rotor 15 is in the intermediate position between the most retarded angle position and the most advanced angle position with respect to the shoe housing 12 has been described. The stopper piston 31 may be fitted to the fitting ring 36 when the vane rotor 15 is at the most retarded position or the most advanced position with respect to the shoe housing 12.
[0053]
In the above embodiments, the stopper piston moves in the axial direction and is fitted to the guide ring. However, the stopper piston may be moved in the radial direction and fitted to the guide ring.
Further, in the above embodiments, the configuration in which the rotational driving force of the crankshaft is transmitted to the camshaft by the timing gear is adopted, but a configuration using a timing pulley, a chain sprocket or the like is also possible. It is also possible to receive the driving force of the crankshaft as the drive shaft by the vane member and rotate the camshaft as the driven shaft and the housing member integrally.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view taken along the line I-O-I of FIG. 4 showing a valve timing adjusting apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which (A) shows a restrained state, and (B) and (C) are restrained. Indicates the release state.
2 is a cross-sectional view taken along line II-O-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line II-O-III in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the valve timing adjusting apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5A is a schematic diagram showing a rotation direction of a camshaft and a timing gear, and FIG. 5B is a characteristic diagram showing a load torque received by the camshaft.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a valve timing adjusting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Valve timing adjustment device
2 Camshaft (driven shaft)
10 Timing gear (housing member)
12 Shoe housing (housing member)
12a, 12, 12c shoe
13 Perimeter wall (housing member)
14 Front plate (housing member)
15 Vane rotor (Vane member)
15a, 15b, 15c Vane (Vane member)
17 Intermediate plate (housing member)
24 Spring
30 Guide ring (fluid supply means)
30a Through hole (communication path)
31 Stopper piston (contact part, fluid supply means)
36 Fitting ring (contacted part)
37 Spring (contact urging means)
41, 42 Oil passage (communication passage)
43 Oil passage (communication path, damper chamber, damper means)
50 containment room
51, 52, 53 Retarded hydraulic chamber
54, 55, 56 Retarded hydraulic chamber
82, 100 selector valve
94 Oil supply path (working fluid supply path)
95 Oil discharge path (working fluid discharge path)
101a Valve part (switching part, switching means)

Claims

Provided in a driving force transmission system for transmitting a driving force from a drive shaft of an internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve, and opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve A valve timing adjusting device for adjusting timing,
A housing member that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
The housing rotates with the other of the drive shaft and the driven shaft, and is accommodated in a storage chamber formed in the housing member, and the storage chamber is divided into a retardation chamber and an advance chamber, and the housing is limited to a predetermined angle range. A vane member that is driven to rotate relative to the member by a working fluid pressure;
The housing member and the vane member are provided respectively, and the vane member abuts against the housing member when the vane member is in a predetermined relative rotation position between the circumferential ends of the housing chamber. The abutting portion and the abutted portion that restrain the relative rotation of the vane member are configured to be displaceable by operating fluid pressure so that the restrained state can be released. Restraining means having contact urging means for urging the contact portion in the contact direction of
A communication passage capable of communicating the retard chamber and the advance chamber, and when the contact portion and the contacted portion are in a restrained state, the communication passage is opened and the communication passage is opened via the communication passage; By supplying the working fluid from one of the retarding chamber or the advance chamber to the other, the restrained state of the contact portion and the contacted portion by the other working fluid of the retard chamber or the advance chamber And a fluid supply means for closing the communication passage when the contact portion and the contacted portion are in a restrained release state,
A valve timing adjusting device comprising:

The valve timing adjusting device according to claim 1, wherein the contact portion closes the communication path in a state in which the contact portion and the contacted portion are released from restraint.

The working fluid pressure in the communication path acts in a direction in which the contact portion is urged against the contacted portion when the contact portion and the contacted portion are in a restrained state. Item 3. The valve timing adjusting device according to Item 2.

4. The valve timing adjusting device according to claim 1, wherein at least one contact side end of the contact portion and the contacted portion is formed in a tapered shape. 5. .

The valve timing adjustment device according to claim 4, wherein a contact side end surface of the contact portion with the contacted portion has a wide-angle tapered surface.

2. A switching means for supplying a working fluid to one of the retard chamber or the advance chamber and preventing discharge of the working fluid from the other of the retard chamber or the advance chamber. The valve timing adjusting device according to any one of claims 1 to 5.

7. The valve timing according to claim 6, further comprising a switching valve for switching communication between the working fluid supply path and the working fluid discharge path and the retard chamber and the advance chamber, and the switching valve includes the switching means. Adjustment device.

The valve timing adjusting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising damper means for reducing a moving speed of the contact portion in a contact direction with the contacted portion.

The damper means is a damper chamber formed on an outer periphery of the contact portion in a restrained release state, and the damper chamber is moved when the contact portion and the contacted portion shift from the restraint release state to the restraint state. 9. The valve timing adjusting device according to claim 8, wherein the valve timing adjusting device is opened.

The valve timing adjusting device according to any one of claims 1 to 9, wherein a space of the contact portion opposite to the contacted portion is opened to the atmosphere in the vicinity of the restraint position.