JP4218199B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
- F01L2001/34479—Sealing of phaser devices
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのいずれか一方もしくは両方の開閉タイミングを変化させる油圧式バルブタイミング調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の吸気バルブもしくは排気バルブのバルブ開閉タイミングを調節するためのベーン式バルブタイミング調整装置として、特開平10−141024号公報にて開示されたものが知られている。これらのバルブタイミング調整装置は、エンジンのクランクシャフトとチェーン等で連結駆動されるハウジングと、カムシャフトに挿着固定されハウジング内で所定角度範囲で相対回動可能に収容されるロータによって構成され、ハウジングのシューとロータのベーンとの間で構成される進角油圧室と遅角油圧室の油圧力の差をもって、ハウジングに対するロータの回転角が制御されている。
【0003】
特開平10−141024号公報に開示されるバルブタイミング調整装置において、進角油圧室と遅角油圧室の油の漏洩を防ぐため、シール部材と、それを径方向内向きまたは外向きに付勢する板バネ状の第1の付勢部材とを、ハウジングのシュー先端とロータのベーン先端にそれぞれ設けられたスリット内に配設している。
【0004】
図15は、このような従来のバルブタイミング調整装置に用いられるシール部材とスリットの構造例を示す斜視図である。また図16はその要部拡大図、図17はそのシール部材の斜視図である。
従来のバルブタイミング調整装置でのシール部材101は、樹脂製の一部材にて構成されており、第1の付勢部材(図示せず)と油圧力によってカムシャフトの回転軸心と垂直な径方向(以下、径方向と言う)にシール部材101が押し当てられるため、この部分の油の漏洩はほとんどなくなる。しかし、カムシャフトの回転軸心と平行な軸心方向(以下、軸心方向と言う)については、シール部材101がハウジング103内で突張らないよう熱膨張による伸びを考慮したうえで、シール部材101の全長Lをハウジング103の軸心方向の長さ(厚み)Tより短く設計する必要があり、図16に示すように、ハウジング103とシール部材101との間に軸心方向のクリアランスXが必ず存在する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のバルブタイミング調整装置においては、この軸心方向のクリアランスXの大きさは、ハウジング103の加工精度のばらつきや、内燃機関運転中の温度変化による寸法変化等により常に変動しており、またこのクリアランスXをなくす方向に対しては付勢力が働かないため、このクリアランスXからの油の漏洩が常に発生し、バルブタイミング調整装置の性能低下をもたらすという問題があった。
【0006】
また、シール部材101の材料である樹脂は、金属または軽金属で構成されるハウジング103に較べ一般に熱膨張係数が大きいため、バルブタイミング調整装置運転中の温度変化によって、軸心方向のクリアランスXが変化する。例えば高油温時には、部品の寸法精度のばらつきおよび熱膨張によってシール部材101の全長Lがハウジング103の軸心方向の長さTより長くなり、シール部材101がハウジング103内で突っ張る状態が発生する場合がある。その状態でロータがハウジング103内を回動すると、シール部材101の軸心方向端面摺動部が極端に磨耗することになり、低温に変化した時のクリアランスXがさらに拡大するため、バルブタイミング調整装置内の油の漏洩がさらに大きくなるという問題があった。
【0007】
また、これを防止するために、シール部材101の樹脂材料に無機質充填材等を配合して、シール部材101の熱膨張係数をハウジング103の材料の熱膨張係数に近づける方法が提案されている。しかし、この方法だけでは、温度変化によるクリアランスXの変動を完全になくすことは不可能であり、また加工精度のばらつきによって発生するクリアランスXについては対応できないという問題があった。
【0008】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、部品の加工精度のばらつきや温度変化による寸法変化が生じても、シールとハウジングとの軸心方向のクリアランスを能動的になくして内部の油の漏洩を抑制し、制御性能の安定したバルブタイミング調整装置を得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトとチェーン等で連結されクランクシャフトと同期回転し径方向内側に突起した複数のシューを有しそのシュー間で油圧室を構成するハウジングと、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉を行うためのカムシャフトに挿着固定され油圧室を進角油圧室と遅角油圧室に2分する径方向外側に突起した複数のベーンを有しハウジング内で所定角度範囲内で相対回動可能なロータと、シューまたはベーンの先端に収納され両油圧室間の油漏洩を防ぐためのシール部材と、シール部材を径方向内向きまたは外向きに付勢する第1の付勢部材とを備えたバルブタイミング調整装置において、シール部材は、カムシャフトの回転軸心と平行な軸心方向に分割され、かつ分割されたシール部材が軸心方向に相対移動可能な分割構造を備え、かつ分割されたシール部材を軸心方向に付勢する第2の付勢部材を備えるようにしたものである。
【0010】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、シール部材は、樹脂を主体とする材質からなるようにしたものである。
【0011】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、分割されたシール部材は、互いを係止する第1の係止手段を備えるようにしたものである。
【0012】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、第1の係止手段は、シール部材より軟質な弾性部材からなる部分を有するようにしたものである。
【0013】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、弾性部材は、ゴムまたはエラストマーを主体とする材質からなるようにしたものである。
【0014】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、弾性部材は、シール部材との2色成形により形成されるようにしたものである。
【0015】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、分割構造は、シール部材の中心から軸心方向に偏心した位置で分割されるようにしたものである。
【0016】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、第1の付勢部材と第2の付勢部材は、1部品で構成されるようにしたものである。
【0017】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、分割されたシール部材は、1部品で構成された付勢部材を係止する第2の係止手段を備えるようにしたものである。
【0018】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置においては、第2の付勢部材は、ゴムまたはエラストマーを主体とする弾性部材からなり、分割されたシール部材の分離面を一体的に結合するようにしたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1を示すバルブタイミング調整装置の軸心方向断面図(図2のB−B断面)である。また図2は、その径方向断面図(図1のA−A断面)である。
まず、バルブタイミング調整装置の全体の構成と役割について説明する。
バルブタイミング調整装置は、主としてハウジング10とロータ20とシール部材30から構成されている。
【0020】
ハウジング10は、スプロケット11とケース12とカバー13とがボルト等の複数の第1の締結部材14で締結されて一体的に構成されている。スプロケット11は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフト(図示せず)とチェーンやベルト(図示せず)等で連結され、クランクシャフトと同期回転する。ケース12は、径方向内側に突起した複数のシュー15を備え、そのシュー15の間に複数の油圧室16を形成している。カバー13は、油圧室16を密閉している。
【0021】
ロータ20は、カムシャフト21にボルト等の第2の締結部材22で締結され、油圧室16を進角油圧室17と遅角油圧室18に2分する径方向外側に突起した複数のベーン23を備え、ハウジング10内で所定角度範囲内で相対回動可能となっている。また、第1の油路24により、進角油圧室17への油圧を給排し、第2の油路25により、遅角油圧室18への油圧を給排している。この進角油圧室17と遅角油圧室18の油圧力の差をもって、ハウジング10に対するロータ20の回転角が制御されている。
【0022】
シール部材30は、シュー15およびベーン23の先端部に軸心方向に配設されたスリット31内に収納されており、板バネ等の弾性体から成る第1の付勢部材32により径方向内向きまたは外向きに付勢されて、進角油圧室17と遅角油圧室18との間の油漏洩を防止している。
【0023】
図3は、本発明の実施の形態1を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30の一例としての30aの斜視図である。また図4は、その軸心方向分解図である。
この実施の形態1におけるシール部材30aは、分割構造を備え、第1のシール33aと第2のシール34aと第2の付勢部材35aとを軸心方向に組み合わすことで構成される。第1のシール33aは、軸心方向に開口部を有する凹形スリット36aを有する。第2のシール34aは、第1のシール33aの凹形スリット36aに勘合可能な凸形リブ37aと、それに面垂直に構成される第2の台座38aと、軸心方向の円筒形底付き穴39aを有する。第2の付勢部材35aは、コイルバネ等の弾性体から成り、第2のシール34aに配設された円筒形底付き穴39aに収納され、第1のシール33aと第2のシール34aを軸心方向に付勢する。
第1のシール33aおよび第2のシール34aは、成形可能な樹脂を主体とする材質とすることで、このような複雑な分割構造を可能にしており、また大量生産により部品コストを削減することができる。
【0024】
実施の形態1のシール部材30aによれば、第1のシール33aの凹形スリット36aと第2のシール34aの凸形リブ37aが互いに交叉した状態で勘合することで、バルブタイミング調整装置の径方向に対するシール面に直接的に連通した部分がなくなる。また、第1のシール33aの凹形スリット36aと第2のシール34aの第2の台座38aにより、シュー15およびベーン23のスリット31側壁に対するシール面に直接的に連通した部分がなくなる。これにより、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0025】
また、実施の形態1のシール部材30aによれば、第1のシール33aと第2のシール34aは互いに軸心方向に摺動可能であり、第2の付勢部材35aにより軸心方向外側に付勢されている。このため、部品の加工精度のばらつきや温度変化により、ハウジング10の軸心方向の寸法に変化が生じた場合でも、シール部材30aとハウジング10との軸心方向のクリアランスを能動的になくすことができる。これにより、バルブタイミング調整装置内の油の漏洩がなくなり、バルブタイミング調整装置の制御を安定させることができる。
【0026】
さらに、実施の形態1のシール部材30aによれば、第1のシール33aおよび第2のシール34aの軸心方向両端の摺動面の面圧は、第2の付勢部材35aの弾性定数のみで決定されるので、温度変化による面圧の変動がほとんどなく、摺動面の摩耗を低減できる。
【0027】
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30bの斜視図である。また図6は、その軸心方向分解図である。
この実施の形態2におけるシール部材30bは、第1のシール33bと第2のシール34bと第2の付勢部材35b(図示せず)とを軸心方向に組み合わすことで構成される。第1のシール33bは、軸心方向に開口部を有する凹形スリット36bと、第1の係止手段として、軸心方向離別防止用に設けた第1の爪40bと、径方向シール面と平行な片持梁構造を有し径方向離別防止用に設けた第1の台座41bとを有する。第2のシール34bは、凹形スリット36bに勘合可能な凸形リブ37bと、第1の係止手段として、凸形リブ37bの先端に設けられ第1の爪40bに勘合する第2の爪42bと、凸形リブ37bに面垂直に構成される第2の台座38bとを有する。第2の付勢部材35bは図示されていないが、実施の形態1の図4で示した第2の付勢部材35aと同様であり、コイルバネ等の弾性体から成り、第2のシール34bに配設された円筒形底付き穴39b(図示せず)に収納され、第1のシール33bと第2のシール34bを軸心方向に付勢する。
【0028】
次に、このシール部材30bの組み合わせ時の動作について説明する。
第1のシール33bと第2のシール34bは、一体化する際に、凸形リブ37b先端の第2の爪42bにより凹形スリット36bの間隔を広げながら軸心方向に組み合わせる。組み合わせた後は、弾性により凹形スリット36bの間隔が狭まり第1の爪40bに第2の爪42bが勘合する。また組み合わせた後は、第2の台座38bが凹形スリット36bと第1の台座41bにより挟まれる。
【0029】
このように、実施の形態2のシール部材30bによれば、第1のシール33bと第2のシール34bは、一度組み付けたら互いに離別できない構造となっているため、あらかじめ一体に組み付けることができ、バルブタイミング調整装置へシール部材30bを組み付ける際の組み付け性を向上することができる。
【0030】
また、実施の形態2のシール部材30bによれば、第1のシール33bの凹形スリット36bと第2のシール34bの凸形リブが互いに交叉勘合することでバルブタイミング調整装置の径方向に対するシール面に直接的に連通した部分がなくなる。また、第1のシール33bの凹形スリット36bおよび第1の台座41bと、第2のシール34bの第2の台座38bにより、シュー15およびベーン23のスリット31側壁に対するシール面に直接的に連通した部分がなくなる。これにより、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0031】
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30cの斜視図である。また図8はその軸心方向分解図、図9はその正面図である。
この実施の形態3におけるシール部材30cは、第1のシール33cと第2のシール34cと第3の付勢部材43cとを軸心方向に組み合わすことで構成される。第1のシール33cは、軸心方向に開口部を有する凹形スリット36cと、第1の係止手段として、軸心方向離別防止用に設けた第1の爪40cと、径方向シール面と平行な片持梁構造を有し径方向離別防止用に設けた第1の台座41cとを有し、また第2の係止手段としての第1のスカート44cを有する。第2のシール34cは、凹形スリット36cに勘合可能な凸形リブ37cと、第1の係止手段として、凸形リブ37cの先端に設けられ第1の爪40cに勘合する第2の爪42cと、凸形リブ37cに面垂直に構成される第2の台座38cとを有し、また第2の係止手段としての第2のスカート45cを有する。第3の付勢部材43cは、両シールと軸心方向付勢側に当接するツバ部46cと、両シールと径方向付勢側に当接する平面部47cと、2つの曲面48cと、その交叉部分にできた凹部49cとを有する。
【0032】
この実施の形態3のシール部材30cにおいては、図9に示すとおり、第3の付勢部材43cの紙面に垂直方向への抜け止めとして、両シール33c、34cの第3の付勢部材43c当接側にそれぞれ第1のスカート44c、第2のスカート45cを設けており、これが第2の係止手段として機能している。
【0033】
このように、実施の形態3のシール部材30cによれば、第3の付勢部材43cは、第2の係止手段である両スカート44c、45c内で軸心方向に両シール33c、34cを付勢したまま組み付けられ、両シール33c、34cが第1の係止手段により離別防止構造となっているため、両シール33c、34cと第3の付勢部材43cも互いに離別防止構造となる。これにより、シール部材30c単独の組立工程にてあらかじめ両シール33c、34cと第3の付勢部材43cとを組み付けることができるため、バルブタイミング調整装置へのシール部材30cの組み付け性を向上することができる。
【0034】
また、実施の形態3のシール部材30cによれば、第3の付勢部材43cは、軸心方向付勢のたわみと径方向付勢のたわみの両方を、2つの曲面48cおよび凹部49cで受けることができる。これにより、実施の形態1における第1の付勢部材32および第2の付勢部材35a、すなわち径方向および軸心方向の両方の付勢部材を、第3の付勢部材43cとして1部品にまとめることができ、部品点数および部品コストの削減が可能になる。
【0035】
また、実施の形態3のシール部材30cによれば、各シール面に直接的に連通した部分がなくなり、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0036】
実施の形態4.
図10は、本発明の実施の形態4を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30dの斜視図である。また図11は、その軸心方向分解図である。
この実施の形態4におけるシール部材30dは、第1のシール33dと第2のシール34dと第2の付勢部材35d(図示せず)とを軸心方向に組み合わすことで構成される。第1のシール33dは、軸心方向に開口部を有する凹形スリット36dと、第1の係止手段として、軸心方向離別防止用に設けた第1の爪40dと、径方向シール面と平行な片持梁構造を有し径方向離別防止用に設けた第1の台座41dとを、軸心方向端面側に有する。第2のシール34dは、凹形スリット36dに勘合可能な凸形リブ37dと、第1の係止手段として、凸形リブ37dの先端に設けられ第1の爪40dに勘合する第2の爪42dと、凸形リブ37dに面垂直に構成される第2の台座38dとを、第1のシール33dの軸心方向端面側に有する。第2の付勢部材35dは図示されていないが、実施の形態1の図4で示した第2の付勢部材35aと同様であり、コイルバネ等の弾性体から成り、第2のシール34dに配設された円筒形底付き穴39d(図示せず)に収納され、第1のシール33dと第2のシール34dを軸心方向に付勢する。
【0037】
この実施の形態4におけるシール部材30dでは、軸心方向の分割位置を、実施の形態2で示したようなシール部材全長のほぼ中心ではなく、軸心方向端面側に片寄って配置した構造となっている。
【0038】
このような実施の形態4のシール部材30dによれば、第1のシール33d単独にて、第1の付勢部材32d(図示せず)の収納構造を形成することができる等、シール部材30dの中心に分割位置を配置した場合に比べて、設計の自由度が向上する。
【0039】
また、実施の形態4のシール部材30dによれば、第1のシール33dと第2のシール34dの大きさが異なるので、両部品の判別が容易であり、組立時の両部品の混入による誤組み付けの発生を防止することができ、自動化設備における組み付け性を向上することができる。
【0040】
また、実施の形態4のシール部材30dによれば、各シール面に直接的に連通した部分がなくなり、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0041】
実施の形態5.
図12は、本発明の実施の形態5を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30eの斜視図である。また図13は、その軸心方向分解図である。
この実施の形態5におけるシール部材30eは、第1のシール33eと第2のシール34eと第2の付勢部材35e(図示せず)とを軸心方向に組み合わすことで構成される。第1のシール33eは、軸心方向に開口部を有する凹形スリット36eと、第1の係止手段として、軸心方向離別防止用に設けた第1の爪40eと、径方向シール面と平行な片持梁構造を有し径方向離別防止用に設けた第1の台座41eとを有する。また、第1の爪40eは、シール部材より軟質な別部材、例えばエラストマー( elastomer 、常温付近で弾性の顕著な高分子物質)等の2色成形可能な樹脂で構成される。第2のシール34eは、凹形スリット36eに勘合可能な凸形リブ37eと、第1の係止手段として、凸形リブ37eの先端に設けられ第1の爪40eに勘合する第2の爪42eと、凸形リブ37eに面垂直に構成される第2の台座38eとを有する。第2の付勢部材35eは図示されていないが、実施の形態1の図4で示した第2の付勢部材35aと同様であり、コイルバネ等の弾性体から成り、第2のシール34eに配設された円筒形底付き穴39e(図示せず)に収納され、第1のシール33eと第2のシール34eを軸心方向に付勢する。
【0042】
次に、このシール部材30eの組み合わせ時の動作について説明する。
第1のシール33eと第2のシール34eは、一体化する際に、凸形リブ37e先端の第2の爪42eによって凹形スリット36eの間隔を広げながら軸心方向に組み合わせる。組み合わせた後は、弾性により凹形スリット36eの間隔が狭まり第1の爪40eに第2の爪42eが勘合する。
【0043】
実施の形態5のシール部材30eによれば、この凹形スリット36eの第1の爪40eの部分を軟質な別材料で構成することで、両シール33e、34eの組み付けが容易となる。また、軟質材料をゴムまたはエラストマー等の弾性部材で構成することで、この部分のシール性を向上することができる。
【0044】
また、実施の形態5のシール部材30eによれば、第1の爪40eをゴムまたはエラストマー等の弾性部材の2色成形により形成することで、第1のシール33eへ第1の爪40eを別工程で組み付ける必要がなくなり、シール部材30eの大量生産への対応が可能となり、部品コストを削減することができる
【0045】
また、実施の形態5のシール部材30eによれば、各シール面に直接的に連通した部分がなくなり、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0046】
実施の形態6.
図14は、本発明の実施の形態6を示すバルブタイミング調整装置に用いるシール部材30fの斜視図である。
この実施の形態6におけるシール部材30fは、第1のシール33fと、第2のシール34fと、その接合面に配置されゴムまたはエラストマー等の弾性を有する樹脂にて構成された弾性部材50fとによって構成される。
【0047】
実施の形態6のシール部材30fによれば、第1のシール33fと第2のシール34fとの接合面に弾性を有する弾性部材50fを配置したことにより、シール部材30fの軸心方向に突張り力が発生した場合でも、この突張り力をこの弾性部材50fにより吸収することができる。
【0048】
また、実施の形態6のシール部材30fによれば、部品の加工精度のばらつき部品の加工精度のばらつきや温度変化により、ハウジング10の軸心方向の寸法に変化が生じた場合でも、弾性部材50fによる軸心方向の付勢力により、シール部材30fとハウジング10との軸心方向のクリアランスを能動的になくすことができる。これにより、バルブタイミング調整装置内の油の漏洩がなくなり、バルブタイミング調整装置の制御を安定させることができる。
【0049】
また、実施の形態6のシール部材30fによれば、分割されたシール部材30fを弾性部材50fを介して一体化することでバルブタイミング調整装置への組み付け性を向上することができる。
【0050】
また、実施の形態6のシール部材30fによれば、各シール面に直接的に連通した部分がなくなり、進角油圧室17と遅角油圧室18の間の油の漏洩を抑制することができる。
【0051】
【発明の効果】
このように本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果がある。
【0052】
この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトとチェーン等で連結されクランクシャフトと同期回転し径方向内側に突起した複数のシューを有しそのシュー間で油圧室を構成するハウジングと、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉を行うためのカムシャフトに挿着固定され油圧室を進角油圧室と遅角油圧室に2分する径方向外側に突起した複数のベーンを有しハウジング内で所定角度範囲内で相対回動可能なロータと、シューまたはベーンの先端に収納され両油圧室間の油漏洩を防ぐためのシール部材と、シール部材を径方向内向きまたは外向きに付勢する第1の付勢部材とを備えたバルブタイミング調整装置において、シール部材は、カムシャフトの回転軸心と平行な軸心方向に分割され、かつ分割されたシール部材が軸心方向に相対移動可能な分割構造を備え、かつ分割されたシール部材を軸心方向に付勢する第2の付勢部材を備えるようにしたので、部品の加工精度のばらつきや温度変化による寸法変化が生じても、シール部材とハウジングとの軸心方向のクリアランスを能動的になくして内部の油の漏洩を抑制することができ、制御性能の安定したバルブタイミング調整装置が得られるという効果がある。また、シール部材の寸法変化による軸心方向の突張り力を第2の付勢部材により吸収してシール部材両端の摺動面の面圧の増加を抑制し、摺動摩耗を軽減することができるという効果がある。
【0053】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、シール部材は、樹脂を主体とする材質からなるようにしたので、シール部材の分割構造における形状設計の自由度が向上するとともに、大量生産への対応が可能となり、部品コストを削減することができるという効果がある。
【0054】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、分割されたシール部材は、互いを係止する第1の係止手段を備えるようにしたので、分割されたシール部材をあらかじめ一体に組み付けることができ、バルブタイミング調整装置へシール部材を組み付ける際の組み付け性を向上することができるという効果がある。
【0055】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、第1の係止手段は、シール部材より軟質な弾性部材からなる部分を有するようにしたので、分割されたシール部材を互いに組み合わせる際の組み付け性を向上することができるという効果がある。
【0056】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、弾性部材は、ゴムまたはエラストマーを主体とする材質からなるようにしたので、組み合わせ部のシール性を向上することができるという効果がある。
【0057】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、弾性部材は、シール部材との2色成形により形成されるようにしたので、シール部材の大量生産への対応が可能となり、部品コストを削減することができるという効果がある。
【0058】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、分割構造は、シール部材の中心から軸心方向に偏心した位置で分割されるようにしたので、片方のシール部材単独にて、第1の付勢部材の収納構造を形成できる等、シール部材の形状設計の自由度が向上するという効果がある。また、分割されたシール部材の大きさが異なるため、両部品の判別が容易となり、組立時の両部品の混入による誤組み付けの発生を防止することができ、自動化設備における組み付け性を向上することができるという効果がある。
【0059】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、第1の付勢部材と第2の付勢部材は、1部品で構成されるようにしたので、部品点数および部品コストを削減することができるという効果がある。
【0060】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、分割されたシール部材は、1部品で構成された付勢部材を係止する第2の係止手段を備えるようにしたので、別工程にてシール部材と付勢部材を組み付けることができ、バルブタイミング調整装置への組み付け性を向上することができるという効果がある。
【0061】
また、この発明に係るバルブタイミング調整装置によれば、第2の付勢部材は、ゴムまたはエラストマーを主体とする弾性部材からなり、分割されたシール部材の分離面を一体的に結合するようにしたので、シール部材のバルブタイミング調整装置への組み付け性を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1を示すバルブタイミング調整装置の軸心方向断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1を示すバルブタイミング調整装置の径方向断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1を示すシール部材の斜視図である。
【図4】 本発明の実施の形態1を示すシール部材の軸心方向分解図である。
【図5】 本発明の実施の形態2を示すシール部材の斜視図である。
【図6】 本発明の実施の形態2を示すシール部材の軸心方向分解図である。
【図7】 本発明の実施の形態3を示すシール部材の斜視図である。
【図8】 本発明の実施の形態3を示すシール部材の軸心方向分解図である。
【図9】 本発明の実施の形態3を示すシール部材の正面図である。
【図10】 本発明の実施の形態4を示すシール部材の斜視図である。
【図11】 本発明の実施の形態4を示すシール部材の軸心方向分解図である。
【図12】 本発明の実施の形態5を示すシール部材の斜視図である。
【図13】 本発明の実施の形態5を示すシール部材の軸心方向分解図である。
【図14】 本発明の実施の形態6を示すシール部材の斜視図である。
【図15】 従来のバルブタイミング調整装置に用いられるシール部材とスリットの構造例を示す斜視図である。
【図16】 従来のバルブタイミング調整装置に用いられるシール部材とスリットの構造例を示す要部拡大図である。
【図17】 従来のバルブタイミング調整装置に用いられるシール部材の斜視図である。
【符号の説明】
10 ハウジング、11 スプロケット、12 ケース、13 カバー、14 第1の締結部材、15 シュー、16 油圧室、17 進角油圧室、18 遅角油圧室、20 ロータ、21 カムシャフト、22 第2の締結部材、23 ベーン、24 第1の油路、25 第2の油路、30 シール部材、31 スリット、32 第1の付勢部材、33 第1のシール、34 第2のシール、35 第2の付勢部材、36 凹形スリット、37 凸形リブ、38 第2の台座、39 円筒形底付き穴、40 第1の爪、41 第1の台座、42 第2の爪、43 第3の付勢部材、44 第1のスカート、45 第2のスカート、46 ツバ部、47 平面部、48 曲面、49 凹部、50 弾性部材、101 シール部材、102 スリット、103 ハウジング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic valve timing adjusting device that changes the opening / closing timing of one or both of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As a vane type valve timing adjusting device for adjusting the valve opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-141024 is known. These valve timing adjusting devices are composed of a housing that is coupled and driven by a crankshaft and a chain of the engine, and a rotor that is inserted and fixed to the camshaft and accommodated so as to be relatively rotatable in a predetermined angle range within the housing. The rotation angle of the rotor relative to the housing is controlled by the difference in hydraulic pressure between the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber configured between the shoe of the housing and the vane of the rotor.
[0003]
In the valve timing adjusting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-141024, in order to prevent leakage of oil in the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber, the seal member is biased radially inward or outward. The leaf spring-like first biasing member is disposed in slits provided at the shoe tip of the housing and the vane tip of the rotor, respectively.
[0004]
FIG. 15 is a perspective view showing a structure example of a seal member and a slit used in such a conventional valve timing adjusting device. FIG. 16 is an enlarged view of the main part, and FIG. 17 is a perspective view of the seal member.
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional valve timing adjusting device, the size of the clearance X in the axial direction always fluctuates due to variations in processing accuracy of the
[0006]
Further, since the resin that is the material of the
[0007]
In order to prevent this, a method has been proposed in which an inorganic filler or the like is blended in the resin material of the
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if the machining accuracy of parts or dimensional changes due to temperature changes occur, the clearance in the axial direction between the seal and the housing is actively increased. The purpose is to obtain a valve timing adjusting device that eliminates internal oil leakage and has stable control performance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, a crankshaft, which is an output shaft of an internal combustion engine, is connected by a chain or the like, and has a plurality of shoes that rotate synchronously with the crankshaft and project radially inward, and between the shoes, a hydraulic chamber And a plurality of housings that are inserted and fixed to camshafts for opening and closing an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine and projecting outward in the radial direction to divide the hydraulic chamber into an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber A rotor that can rotate relative to each other within a predetermined angle range within the housing, a seal member that is housed at the tip of the shoe or vane to prevent oil leakage between the hydraulic chambers, and the seal member is disposed in the radial direction. And a first biasing member that biases outward or outward, wherein the seal member has an axial direction parallel to the rotational axis of the camshaft. The divided seal member is provided with a split structure in which the split seal member is relatively movable in the axial direction, and a second biasing member that biases the split seal member in the axial direction. is there.
[0010]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the seal member is made of a material mainly composed of resin.
[0011]
In the valve timing adjusting device according to the present invention, the divided seal members are provided with first locking means for locking each other.
[0012]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the first locking means has a portion made of an elastic member softer than the seal member.
[0013]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the elastic member is made of a material mainly composed of rubber or elastomer.
[0014]
In the valve timing adjusting device according to the present invention, the elastic member is formed by two-color molding with a seal member.
[0015]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the divided structure is divided at a position eccentric from the center of the seal member in the axial direction.
[0016]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the first urging member and the second urging member are configured by one component.
[0017]
Further, in the valve timing adjusting device according to the present invention, the divided seal member is provided with a second locking means for locking the urging member constituted by one part.
[0018]
In the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the second urging member is made of an elastic member mainly composed of rubber or elastomer, and integrally couples the separation surfaces of the divided seal members. Is.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of the valve timing adjusting device (Embodiment BB in FIG. 2) showing
First, the overall configuration and role of the valve timing adjusting device will be described.
The valve timing adjusting device mainly includes a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
FIG. 3 is a perspective view of 30a as an example of the
The seal member 30a according to the first embodiment has a split structure, and is configured by combining the
The
[0024]
According to the seal member 30a of the first embodiment, the
[0025]
Further, according to the seal member 30a of the first embodiment, the
[0026]
Furthermore, according to the seal member 30a of the first embodiment, the surface pressure of the sliding surfaces at both axial ends of the
[0027]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a seal member 30b used in the valve timing adjusting device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 6 is an exploded view in the axial direction.
The seal member 30b in the second embodiment is configured by combining a
[0028]
Next, an operation when the seal member 30b is combined will be described.
When the
[0029]
Thus, according to the seal member 30b of the second embodiment, the
[0030]
Further, according to the seal member 30b of the second embodiment, the
[0031]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a perspective view of a seal member 30c used in the valve timing adjusting device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8 is an exploded view in the axial direction, and FIG. 9 is a front view thereof.
The seal member 30c in the third embodiment is configured by combining the
[0032]
In the seal member 30c according to the third embodiment, as shown in FIG. 9, the third urging
[0033]
Thus, according to the seal member 30c of the third embodiment, the third urging
[0034]
Further, according to the seal member 30c of the third embodiment, the
[0035]
Further, according to the seal member 30c of the third embodiment, there is no portion directly communicating with each seal surface, and oil leakage between the advance
[0036]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a seal member 30d used in the valve timing adjusting device according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 11 is an exploded view in the axial direction.
The seal member 30d in the fourth embodiment is configured by combining a
[0037]
The seal member 30d according to the fourth embodiment has a structure in which the axially divided positions are arranged so as to be offset toward the axial end face side rather than substantially the center of the entire length of the seal member as shown in the second embodiment. ing.
[0038]
According to the seal member 30d of the fourth embodiment as described above, the
[0039]
Further, according to the seal member 30d of the fourth embodiment, since the sizes of the
[0040]
Further, according to the seal member 30d of the fourth embodiment, there is no portion directly communicating with each seal surface, and oil leakage between the advance
[0041]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a perspective view of a seal member 30e used in the valve timing adjusting device according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 13 is an exploded view in the axial direction.
The seal member 30e in the fifth embodiment is configured by combining a
[0042]
Next, an operation when the seal member 30e is combined will be described.
When integrating the
[0043]
According to the seal member 30e of the fifth embodiment, the
[0044]
Further, according to the seal member 30e of the fifth embodiment, the
[0045]
Further, according to the seal member 30e of the fifth embodiment, there is no portion directly communicating with each seal surface, and oil leakage between the advance
[0046]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 14 is a perspective view of a seal member 30f used in the valve timing adjusting device according to Embodiment 6 of the present invention.
The seal member 30f according to the sixth embodiment includes a
[0047]
According to the seal member 30f of the sixth embodiment, the
[0048]
Further, according to the seal member 30f of the sixth embodiment, even when the dimension of the
[0049]
Further, according to the seal member 30f of the sixth embodiment, it is possible to improve the assembling property to the valve timing adjusting device by integrating the divided seal member 30f via the
[0050]
Further, according to the seal member 30f of the sixth embodiment, there is no portion directly communicating with each seal surface, and oil leakage between the advance
[0051]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects are obtained.
[0052]
According to the valve timing adjusting device of the present invention, a crankshaft, which is an output shaft of an internal combustion engine, is connected with a chain or the like, and has a plurality of shoes that rotate synchronously with the crankshaft and project radially inward. The housing constituting the chamber and the camshaft for opening and closing the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine are inserted and fixed, and the hydraulic chamber protrudes radially outward to divide into the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber A rotor having a plurality of vanes and capable of relative rotation within a predetermined angle range within the housing, a seal member that is housed at the tip of the shoe or vane to prevent oil leakage between the hydraulic chambers, and the seal member in the radial direction And a first biasing member that biases inward or outward, wherein the seal member is arranged in a direction parallel to the rotational axis of the camshaft. Since the split and divided seal member has a split structure that is relatively movable in the axial direction, and has a second biasing member that biases the split seal member in the axial direction. Stable control performance can be achieved by eliminating the axial clearance between the seal member and the housing in an active manner, even if there are variations in the machining accuracy of parts or dimensional changes due to temperature changes. There is an effect that the valve timing adjusting device can be obtained. Also, the axial force due to the dimensional change of the seal member can be absorbed by the second urging member to suppress an increase in the surface pressure of the sliding surfaces at both ends of the seal member and reduce the sliding wear. There is an effect that can be done.
[0053]
Further, according to the valve timing adjusting device according to the present invention, the seal member is made of a material mainly made of resin, so that the degree of freedom of shape design in the divided structure of the seal member is improved and mass production is performed. It is possible to reduce the cost of parts.
[0054]
Further, according to the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the divided seal members are provided with the first locking means for locking each other, so that the divided seal members are assembled together in advance. As a result, it is possible to improve the assembling property when assembling the seal member to the valve timing adjusting device.
[0055]
According to the valve timing adjusting apparatus of the present invention, since the first locking means has a portion made of an elastic member that is softer than the seal member, the assembly is performed when the divided seal members are combined with each other. This has the effect of improving the performance.
[0056]
Further, according to the valve timing adjusting device of the present invention, the elastic member is made of a material mainly composed of rubber or elastomer, so that there is an effect that the sealing performance of the combined portion can be improved.
[0057]
In addition, according to the valve timing adjusting device according to the present invention, the elastic member is formed by two-color molding with the seal member, so that it is possible to cope with mass production of the seal member and reduce the component cost. There is an effect that can be done.
[0058]
Further, according to the valve timing adjusting device according to the present invention, the split structure is split at a position that is eccentric in the axial direction from the center of the seal member. There is an effect that the degree of freedom in designing the shape of the seal member is improved, such as the formation of a housing structure for the urging member. In addition, since the size of the divided seal members is different, it is easy to distinguish between both parts, and it is possible to prevent erroneous assembly due to mixing of both parts at the time of assembly, and to improve the ease of assembly in automated equipment. There is an effect that can be.
[0059]
Further, according to the valve timing adjusting apparatus according to the present invention, the first urging member and the second urging member are configured by one component, so that the number of components and the component cost can be reduced. There is an effect that can be done.
[0060]
Further, according to the valve timing adjusting device of the present invention, the divided seal member is provided with the second locking means for locking the urging member constituted by one component, so that the separate sealing member is provided in a separate process. Thus, the seal member and the urging member can be assembled, and the assembling property to the valve timing adjusting device can be improved.
[0061]
According to the valve timing adjusting apparatus of the present invention, the second urging member is made of an elastic member mainly composed of rubber or elastomer, and integrally couples the separation surfaces of the divided seal members. Therefore, there is an effect that the assembling property of the seal member to the valve timing adjusting device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of a valve timing adjusting apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a radial cross-sectional view of the valve timing adjusting
FIG. 3 is a perspective view of a seal
FIG. 4 is an exploded view in the axial direction of a seal
FIG. 5 is a perspective view of a seal member showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded view in the axial direction of a seal member showing Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a seal member showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded view in the axial direction of a seal member showing Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a front view of a seal member showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of a seal member showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exploded view in the axial direction of a seal member showing Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view of a seal member showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an exploded view in the axial direction of a seal member showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of a seal member showing Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 15 is a perspective view showing a structural example of a seal member and a slit used in a conventional valve timing adjusting device.
FIG. 16 is an enlarged view of a main part showing a structural example of a seal member and a slit used in a conventional valve timing adjusting device.
FIG. 17 is a perspective view of a seal member used in a conventional valve timing adjusting device.
[Explanation of symbols]
10 housing, 11 sprocket, 12 case, 13 cover, 14 first fastening member, 15 shoe, 16 hydraulic chamber, 17 advance hydraulic chamber, 18 retard hydraulic chamber, 20 rotor, 21 camshaft, 22 second fastening Member, 23 vane, 24 first oil passage, 25 second oil passage, 30 seal member, 31 slit, 32 first biasing member, 33 first seal, 34 second seal, 35 second Biasing member, 36 concave slit, 37 convex rib, 38 second pedestal, 39 cylindrical bottom hole, 40 first claw, 41 first pedestal, 42 second claw, 43 third attachment Urging member, 44 first skirt, 45 second skirt, 46 brim portion, 47 flat surface portion, 48 curved surface, 49 concave portion, 50 elastic member, 101 sealing member, 102 slit, 103 housing
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