JP4238486B2

JP4238486B2 - Valve timing adjustment device

Info

Publication number: JP4238486B2
Application number: JP2001095932A
Authority: JP
Inventors: 憲堀
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002295208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、エンジン）のバルブ（吸気弁あるいは排気弁）の開閉弁時期を調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルブタイミング調整装置として、エンジンのクランクシャフト（駆動軸に相当する）とともに回転するシューハウジングと、カムシャフト（従動軸に相当する）とともに回転するベーンロータとを備え、シューハウジングに対してベーンロータを相対回転させるものが知られている。ベーンロータは、シューハウジング内に形成された凹部を進角室と遅角室に区画するベーンを備えるものであり、進角室および遅角室の油圧差によってベーンロータがシューハウジングに対して相対回転し、カムシャフトが進角側あるいは遅角側に変化するものである。
【０００３】
エンジンの運転中はシューハウジング→ベーンロータ→カムシャフトの順でトルクが伝えられてカムシャフトが進角側へ駆動される。つまり、ベーンロータには進角方向へ負荷がかかっている。このため、ベーンロータを進角側あるいは遅角側へ相対回転させる際、遅角側に相対回転させる場合に比べ、進角側へ相対回転させる場合の方が応答性が低下してしまう。
また、バルブタイミング調整装置を排気側のカムシャフトに設けた場合、エンジンの始動時に排気側のカムシャフトが吸気側のカムシャフトとともに遅角位置にあると、吸気弁と排気弁とが同時に開くオーバーラップ期間が必要以上に大きくなり、始動不良の原因になってしまう。
【０００４】
このような問題点を解決する技術として、特開平１１−２９４１２１号公報に開示された技術が知られている。この公報には、シューハウジングと一体に回転するタイムプーリとベーンロータのそれぞれにねじりコイルバネの端部を係合させて、シューハウジングに対してベーンロータを常に進角方向へ付勢する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示されたバルブタイミング調整装置では、ねじりコイルバネの両端が軸方向に向けられており、その一端はベーンロータに形成された軸方向穴に挿入して固定されていた。
ねじりコイルバネの巻線を屈曲させる場合、屈曲部での強度を確保するために所定以上の曲げＲが必要になるが、軸方向に屈曲した場合では、このＲ部と軸方向に伸びる端部（係合部）によってねじりコイルバネの軸方向の全長が長くなり、結果的にバルブタイミング調整装置の軸方向寸法も長くなってしまう。
【０００６】
また、従来では、ベーンロータに形成した軸方向穴にねじりコイルバネの端部を挿入していたため、ねじりコイルバネとベーンロータが直接摺動する。このため、ロータの材質を耐摩耗性を考慮した硬度の高い材質を用いる必要があった。しかし、硬度の高い材質でベーンロータを作成すると、各部の加工費が高くなり、バルブタイミング調整装置のコストが上昇する不具合があった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の第１の目的は、ねじりコイルバネの軸方向の全長を短くすることでバルブタイミング調整装置の軸方向寸法を短くするとともに、硬度の低い材質によってベーンロータを作成してベーンロータの加工費を抑えてバルブタイミング調整装置のコストを抑えるものであり、本発明の第２の目的は、ベーンロータに形成される位置決め穴を利用してねじりコイルバネをベーンロータに係合させることで、ねじりコイルバネをベーンロータに係合させるための加工費を抑えてバルブタイミング調整装置のコストを抑えるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１を採用するバルブタイミング調整装置では、ベーンロータと係合するねじりコイルバネの端部が軸方向に対して垂直方向に向けて設けられており、ベーンロータにはねじりコイルバネの端部が係合するフック溝が軸方向に対して垂直方向に設けられている。
このため、ねじりコイルバネの軸方向の全長が短くなる。また、ねじりコイルバネを係合するためのフック溝がベーンロータの軸方向に対して垂直方向に形成されるため、ねじりコイルバネ係合用の穴をベーンロータの軸方向に形成しなくても済み、ベーンロータを軸方向に薄くすることが可能になる。
このように、ねじりコイルバネの軸方向を短縮できるとともに、ベーンロータの軸方向の薄肉化が可能になるため、バルブタイミング調整装置の軸方向寸法を短くすることができる。
【０００９】
さらに、フック溝をベーンの内側内部まで延設するとともに、そのフック溝の内部に耐摩耗部材が装着されて、ねじりコイルバネの端部とフック溝との間に耐摩耗部材が介在されるため、ベーンロータがアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質であっても、ねじりコイルバネの接触によってベーンロータが摩耗する不具合が発生しない。
このようにベーンロータの材質をアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質にできるため、ベーンロータの加工性が向上する。このため、ベーンロータの加工費を抑えることができ、結果的にバルブタイミング調整装置のコストを抑えることができる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用するバルブタイミング調整装置では、ベーンロータと係合するねじりコイルバネの端部が軸方向に向けて設けられるものであるが、ベーンロータに形成される位置決め穴にねじりコイルバネの端部を挿入して、ねじりコイルバネをベーンロータに係合するものである。このため、あえてバネ係合用の専用穴をベーンロータに形成する必要がなく、ベーンロータの加工費を抑えることができ、結果的にバルブタイミング調整装置のコストを抑えることができる。
【００１１】
なお、ベーンロータの材質の硬度が高い場合は、位置決め穴に直接ねじりコイルバネの端部を挿入しても良いが、ベーンロータの材質の硬度が低い場合は、上記請求項２の手段で示したように、位置決め穴の内部に耐摩耗部材を装着し、ねじりコイルバネとベーンロータとの間に耐摩耗部材を介在させても良い。このような場合は、ベーンロータがアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質であっても、ねじりコイルバネの接触によってベーンロータが摩耗する不具合が発生しない。
そして、ベーンロータの材質をアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質にすることにより、ベーンロータの加工性が向上するため、ベーンロータの加工費を抑えることができ、結果的にバルブタイミング調整装置のコストを抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、２つの実施例と変形例を用いて説明する。
〔第１実施例〕
第１実施例を図１、図２を参照して説明する。なお、図１（ａ）はバルブタイミング調整装置の軸方向に沿う断面図、図１（ｂ）はシューハウジングの内部を示す図である。なお、本実施例で示すバルブタイミング調整装置は、吸気バルブと排気バルブが独立したカムシャフトによって駆動されるＤＯＨＣエンジンの排気側のカムシャフトに取り付けられるものであり、排気バルブの開閉タイミングを連続的あるいは段階的に可変可能なものである。また、この実施例では、図１（ａ）の左側をフロント側、右側をリヤ側として説明する。
【００１３】
バルブタイミング調整装置は、クランクシャフトよりタイミングチェーン（またはタイミングベルト等）を介して駆動される駆動部材Ａと、この駆動部材Ａによって駆動されて、その駆動トルクをカムシャフトＣに伝達する従動部材Ｂとに大別されるものであり、後述する構成によって駆動部材Ａに対して従動部材Ｂが相対的に回転して、カムシャフトＣを進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。
【００１４】
駆動部材Ａは、フロント側よりフロントプレート１、シューハウジング２、スプロケットホイール３から構成されるものであり、クランクシャフトと同期して回転する。これらフロントプレート１、シューハウジング２、スプロケットホイール３は複数のボルト４によって強固に締結されている。なお、駆動部材Ａは、タイミングチェーンによって、図１（ｂ）において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。そして、シューハウジング２の内部には、図１（ｂ）に示すように、略扇状の凹部５が複数（この実施例では４つ）形成されている。
【００１５】
一方、従動部材Ｂは、カムシャフトＣに対してボルト６によって強固に締結されるベーンロータ７を備える。このベーンロータ７は、シューハウジング２の凹部５内を進角室５ａと遅角室５ｂに区画するベーン８を備えるものであり、ベーンロータ７はシューハウジング２に対して所定角度内で回動可能に設けられている。進角室５ａおよび遅角室５ｂは、フロントプレート１、シューハウジング２、スプロケットホイール３およびベーンロータ７に囲まれる油圧室であり、ベーン８の先端溝に配置したシール部材９等によって各室内の液密性が保たれている。
なお、進角室５ａは油圧によってベーン８を進角側へ駆動するための油圧室であってベーン８の反回転方向側の凹部５内に形成されるものであり、逆に、遅角室５ｂは油圧によってベーン８を遅角側へ駆動するための油圧室であってベーン８の回転方向側の凹部５内に形成されるものである。
【００１６】
バルブタイミング調整装置は、進角室５ａおよび遅角室５ｂに流体（オイル）を給排して、進角室５ａと遅角室５ｂに油圧差を発生させる油圧差発生手段（図示しない）が設けられている。この油圧差発生手段は、進角室５ａと遅角室５ｂに油圧差を発生させることによって、ベーンロータ７をシューハウジング２に対して相対回転させるための手段である。
この手段の一例を示すと、油圧差発生手段は、クランクシャフトによって駆動されるオイルポンプ、このオイルポンプによって圧送されるオイルを進角室５ａまたは遅角室５ｂに切り替えて供給する１つまたは複数の切替弁、この切替弁を切替駆動する電磁アクチュエータ、この電磁アクチュエータを制御するコントローラ等から構成される。なお、コントローラは、各種センサによって検出されるクランク角、エンジン回転速度、アクセル開度等のエンジンの運転状態に応じて電磁アクチュエータを制御して、エンジンの運転状態に応じた作動油圧を進角室５ａと遅角室５ｂに発生させるものである。
【００１７】
一方、ベーン８の１つには、エンジンの始動時にベーンロータ７の回動位置を所定の進角位置（例えば、最進角位置）に固定しておくためのストッパピン１１が装着されている。このストッパピン１１は、ベーン８に貫通形成された挿通穴１２内に挿入されるものであり、圧縮コイルバネ１３によってリヤ側に向かう付勢力が加えられている。そして、スプロケットホイール３に設けられたストッパ穴１４にストッパピン１１の頭部（リヤ側端部）が嵌合した状態で、シューハウジング２に対してベーンロータ７がロックされる。
【００１８】
ストッパピン１１の中間部には、油圧によってストッパピン１１をフロント側（嵌合が外れる方向）へ移動させるための段差部１１ａが形成されており、その段差部１１ａは進角室５ａと連通している。進角室５ａに所定圧以上の作動油が供給されると、その作動油圧により圧縮コイルバネ１３の付勢力に抗してストッパピン１１はストッパ穴１４から抜け出す。また、ストッパピン１１の後端面は、遅角室５ｂと連通しており、遅角室５ｂに所定圧以上の作動油が供給されると、その作動油圧により圧縮コイルバネ１３の付勢力に抗してストッパピン１１はストッパ穴１４から抜け出す。
【００１９】
バルブタイミング調整装置は、駆動部材Ａに対して従動部材Ｂを進角側へ付勢するねじりコイルバネ（以下、アシストスプリング）１５が設けられている。このアシストスプリング１５は、一端がシューハウジング２あるいはこのシューハウジング２と一体に回転する部材に係合し、他端がベーンロータ７に係合するものであり、この実施例ではアシストスプリング１５の一端は、フロントプレート１に形成された挿入穴１ａの内部に挿入されて係合するものである。
【００２０】
一方、アシストスプリング１５のコイル部の周囲には、筒状のコイルカバー１６が配置されている。このコイルカバー１６は、アシストスプリング１５のコイル部がフロントプレート１およびベーンロータ７と干渉するのを避けるものであり、比較的硬度の低い材質（例えば、アルミニウムや軟鉄等）からなるフロントプレート１やベーンロータ７が、硬いアシストスプリング１５と接触して磨耗するのを防ぐように、コイルカバー１６は比較的硬度の高い材質（例えば、鉄、ステンレス等）によって形成されている。
【００２１】
ベーンロータ７側のアシストスプリング１５の端部１７とベーンロータ７との係合について説明する。この端部１７は、図１（ｂ）に示されるように、軸方向に対して垂直方向に形成されるものであり、この実施例では端部１７はコイル径の外側に向けて形成されている。
一方、ベーンロータ７には、図１（ｂ）に示されるように、アシストスプリング１５の端部１７を係合するためのフック溝１８が設けられている。このフック溝１８も軸方向に対して垂直方向に形成されるものである。
【００２２】
ここで、上述したように、ベーンロータ７は、アルミニウムや軟鉄等の比較的硬度の低い材質によって設けられているため、フック溝１８の内部には、硬いアシストスプリング１５の端部１７と接触してシューハウジング２が磨耗するのを防ぐための耐摩耗部材１９が装着されている。この耐摩耗部材１９は、耐摩耗性に優れた材質（例えば、ステンレス、普通鉄等）によって設けられるものである。この実施例の耐摩耗部材１９は、図２（ａ）（ｂ）に示す形状を呈するものであり、フック溝１８の内部に配置された状態で、硬いアシストスプリング１５の端部１７を３方から囲む略断面コ字形に設けられたものである。
なお、この実施例では、耐摩耗部材１９を略断面コ字形に設けた例を示したが、耐摩耗部材１９はフック溝１８内においてアシストスプリング１５の端部１７とシューハウジング２との干渉を防ぐものであれば良く、矩形筒状、円筒状など、他の形状であっても良い。
【００２３】
上記で示すように、第１実施例に示すバルブタイミング調整装置では、アシストスプリング１５の端部１７が軸方向に対して垂直方向に設けられている。このため、アシストスプリング１５の軸方向の全長が短くなる。
また、アシストスプリング１５を係合するためのフック溝１８がベーンロータ７の軸方向に対して垂直方向に形成されるため、アシストスプリング１５を係合するための穴を従来のように軸方向へ向けて形成しなくても済み、ベーンロータ７の軸方向の厚みを薄くすることができる。
このように、アシストスプリング１５の軸方向を短縮できるとともに、ベーンロータ７の軸方向の薄肉化が可能になるため、バルブタイミング調整装置の軸方向寸法を短くすることができる。
【００２４】
また、この実施例では、ベーンロータ７がアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質で形成されるが、フック溝の内部に耐摩耗部材１９が装着され、アシストスプリング１５の端部１７とフック溝１８との間に耐摩耗部材１９が介在されることになるため、アシストスプリング１５の端部１７の接触によってベーンロータ７が摩耗する不具合が発生しない。
このようにベーンロータ７の材質をアルミニウムや軟鉄等の硬度の低い材質にできるため、ベーンロータ７の加工性が向上する。このため、ベーンロータ７の加工費を抑えることができ、結果的にバルブタイミング調整装置のコストを抑えることができる。
【００２５】
〔第２実施例〕
第２実施例を図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）はバルブタイミング調整装置の軸方向に沿う断面図であり、図３（ｂ）はフロントプレートを外した状態でのバルブタイミング調整装置の正面図である。
第１実施例では説明を省略したが、ベーンロータ７には、カムシャフトＣに対してベーンロータ７の位置決めを行うための位置決め穴２０が形成されている。この位置決め穴２０は、ベーンロータ７の軸方向に貫通して設けられるものであり、カムシャフトＣの端面に圧入固定された位置決めピン２１を位置決め穴２０の内部に挿入することにより、カムシャフトＣに対してベーンロータ７が位置決めされる。
【００２６】
この第２実施例では、ベーンロータ７と係合する側のアシストスプリング１５の端部１７が軸方向に向けて設けられるものであり、その端部１７が位置決め穴２０の内部に係合することで、ベーンロータ７とアシストスプリング１５が係合する。
また、この第２実施例のベーンロータ７は、第１実施例とは異なり、硬度の高い材質（例えば普通鉄）によって形成されるものである。このため、ベーンロータ７に形成された位置決め穴２０にアシストスプリング１５の端部１７を直接挿入しても、アシストスプリング１５の端部１７の接触によってベーンロータ７が摩耗する不具合は発生しない。
【００２７】
この第２実施例のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータ７と係合するアシストスプリング１５の端部１７が軸方向に向けて設けられるものであるが、ベーンロータ７の位置決め穴２０に端部１７を挿入して、アシストスプリング１５をベーンロータ７に係合するものである。このため、あえてバネ係合用の専用穴をベーンロータ７に形成する必要がないため、ベーンロータ７の加工費を抑えることができ、結果的にバルブタイミング調整装置のコストを抑えることができる。
【００２８】
〔変形例〕
上記の実施例では、シューハウジング２内に４つの凹部５を形成し、ベーンロータ７の外周部に４つのベーン８を設けた例を示したが、凹部５の数やベーン８の数は構成上１つあるいはそれ以上であればいくつでも構わないものであり、凹部５の数およびベーン８の数を他の数にしても良い。つまり、例えば、シューハウジング２に３つの凹部５を形成してベーンロータ７の外周部に３つのベーン８を設けても良いし、シューハウジング２に２つの凹部５を形成してベーンロータ７の外周部に２つのベーン８を設けても良い。
【００２９】
上記の実施例では、排気側のカムシャフトＣに取り付けられるバルブタイミング調整装置に本発明を適用した例を示したが、吸気側のカムシャフトＣに取り付けられるバルブタイミング調整装置に本発明を適用しても良い。
上記の第１実施例では、ベーンロータ７がカムシャフトＣの端面に固定される例を示したが、ベーンロータ７の中心部にカムシャフトＣが挿通されるタイプのバルブタイミング調整装置に請求項１にかかる発明を適用しても良い。
【００３０】
上記の実施例では、ストッパピン１１が軸方向へ移動してストッパ穴１４に嵌合する例を示したが、ストッパピン１１を径方向へ移動させてストッパ穴１４に嵌合するように設けても良い。この場合は、シューハウジング２の内周壁にストッパ穴１４が形成されることになる。また、ストッパピン１１をシューハウジング２内に収容し、ベーンロータ７側にストッパ穴１４を形成しても良い。
【００３１】
上記の実施例では、シューハウジング２がクランクシャフト（駆動軸）とともに回転し、ベーンロータ７がカムシャフトＣ（従動軸）とともに回転する例を示したが、ベーンロータ７がクランクシャフト（駆動軸）とともに回転し、シューハウジング２がカムシャフトＣ（従動軸）とともに回転するように構成しても良い。
上記の実施例では、アシストスプリング１５をベーンロータ７のフロント側（反カムシャフトＣ側）に配置した例を示したが、アシストスプリング１５をベーンロータ７のリヤ側（カムシャフトＣ側）に配置して、本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブタイミング調整装置の軸方向に沿う断面図、およびシューハウジングの内部を示す図である（第１実施例）。
【図２】耐摩耗部材の側面および正面図である（第１実施例）。
【図３】バルブタイミング調整装置の軸方向に沿う断面図、およびシューハウジングの内部を示す図である（第２実施例）。
【符号の説明】
２シューハウジング
５凹部
５ａ進角室
５ｂ遅角室
７ベーンロータ
８ベーン
１５アシストスプリング（ねじりコイルバネ）
１７端部
１８フック溝
１９耐摩耗部材
２０位置決め穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing valve timing of a valve (an intake valve or an exhaust valve) of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).
[0002]
[Prior art]
The valve timing adjustment device includes a shoe housing that rotates with the engine crankshaft (corresponding to the drive shaft) and a vane rotor that rotates with the camshaft (corresponding to the driven shaft), and the vane rotor rotates relative to the shoe housing. What is to be known is known. The vane rotor includes a vane that divides a recess formed in the shoe housing into an advance chamber and a retard chamber, and the vane rotor rotates relative to the shoe housing due to a hydraulic pressure difference between the advance chamber and the retard chamber. The camshaft changes to the advance side or the retard side.
[0003]
During operation of the engine, torque is transmitted in the order of shoe housing → vane rotor → camshaft, and the camshaft is driven to the advance side. That is, a load is applied to the vane rotor in the advance direction. For this reason, when the vane rotor is rotated relative to the advance side or the retard side, the responsiveness is lowered when the vane rotor is rotated relative to the advance side compared to the relative rotation toward the retard side.
In addition, when the valve timing adjustment device is provided on the exhaust camshaft, if the exhaust camshaft is at a retarded position together with the intake camshaft when the engine is started, the intake valve and the exhaust valve are opened simultaneously. The lap period becomes longer than necessary, causing start-up failure.
[0004]
As a technique for solving such a problem, a technique disclosed in JP-A-11-294121 is known. This publication discloses a technique in which the end portion of a torsion coil spring is engaged with each of a time pulley and a vane rotor that rotate integrally with the shoe housing, and the vane rotor is always urged in an advance direction with respect to the shoe housing. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the valve timing adjusting device disclosed in the above publication, both ends of the torsion coil spring are directed in the axial direction, and one end thereof is inserted into an axial hole formed in the vane rotor and fixed.
When the winding of the torsion coil spring is bent, a bend R of a predetermined value or more is necessary to ensure the strength at the bent portion. When bent in the axial direction, this R portion and an end portion extending in the axial direction ( The total length of the torsion coil spring in the axial direction is increased by the engaging portion), and as a result, the axial dimension of the valve timing adjusting device is also increased.
[0006]
Further, conventionally, since the end of the torsion coil spring is inserted into the axial hole formed in the vane rotor, the torsion coil spring and the vane rotor slide directly. For this reason, it is necessary to use a material having high hardness in consideration of wear resistance as the material of the rotor. However, when the vane rotor is made of a material having high hardness, there is a problem that the processing cost of each part increases and the cost of the valve timing adjusting device increases.
[0007]
OBJECT OF THE INVENTION
A first object of the present invention is to shorten the axial dimension of the valve timing control apparatus by shortening the entire axial length of the torsion coil spring, reducing the processing cost of the vane rotor to create a vane rotor by a low material hardness Therefore, the second object of the present invention is to engage the torsion coil spring with the vane rotor by using the positioning hole formed in the vane rotor to engage the torsion coil spring with the vane rotor. The cost of the valve timing adjusting device can be reduced by reducing the processing cost for combining them.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
[Means of Claim 1]
In the valve timing adjusting apparatus adopting claim 1, the end of the torsion coil spring that engages with the vane rotor is provided in a direction perpendicular to the axial direction, and the end of the torsion coil spring engages with the vane rotor. A hook groove is provided in a direction perpendicular to the axial direction.
For this reason, the total axial length of the torsion coil spring is shortened. In addition, since the hook groove for engaging the torsion coil spring is formed in a direction perpendicular to the axial direction of the vane rotor, it is not necessary to form the hole for engaging the torsion coil spring in the axial direction of the vane rotor. It becomes possible to make it thinner in the direction.
As described above, the axial direction of the torsion coil spring can be shortened and the axial direction of the vane rotor can be reduced. Therefore, the axial dimension of the valve timing adjusting device can be shortened.
[0009]
Further, because while extending hook groove to the inner interior of the vane, which is mounted wear member to the inside of the hook groove, the wear member between the end portion and the hook groove of the torsion coil spring is Ru interposed Even if the vane rotor is made of a low-hardness material such as aluminum or soft iron, there is no problem that the vane rotor is worn by contact with the torsion coil spring.
Thus, since the material of the vane rotor can be a low hardness material such as aluminum or soft iron, the workability of the vane rotor is improved. For this reason, the processing cost of the vane rotor can be suppressed, and as a result, the cost of the valve timing adjusting device can be suppressed.
[0010]
[Means of claim 2 ]
In the valve timing adjusting device employing the means of claim 2 , the end of the torsion coil spring that engages with the vane rotor is provided in the axial direction, but the end of the torsion coil spring is formed in the positioning hole formed in the vane rotor. And the torsion coil spring is engaged with the vane rotor. For this reason, it is not necessary to form a dedicated hole for spring engagement in the vane rotor, the processing cost of the vane rotor can be reduced, and as a result, the cost of the valve timing adjusting device can be reduced.
[0011]
If the hardness of the material of the vane rotor is high, the end of the torsion coil spring may be inserted directly into the positioning hole. However, if the hardness of the material of the vane rotor is low, as shown in the means of claim 2 above A wear-resistant member may be mounted inside the positioning hole, and the wear-resistant member may be interposed between the torsion coil spring and the vane rotor. In such a case, even if the vane rotor is made of a material having low hardness such as aluminum or soft iron, the problem that the vane rotor is worn by contact with the torsion coil spring does not occur.
By making the vane rotor material low in hardness such as aluminum or soft iron, the workability of the vane rotor is improved, so the processing cost of the vane rotor can be reduced, and consequently the cost of the valve timing adjusting device is reduced. be able to.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention will be described using two examples and modifications.
[First embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A is a cross-sectional view taken along the axial direction of the valve timing adjusting device, and FIG. 1B is a view showing the inside of the shoe housing. The valve timing adjusting device shown in this embodiment is attached to the camshaft on the exhaust side of the DOHC engine in which the intake valve and the exhaust valve are driven by independent camshafts, and the exhaust valve is opened and closed continuously. Alternatively, it can be varied step by step. In this embodiment, the left side of FIG. 1A will be described as the front side, and the right side will be described as the rear side.
[0013]
The valve timing adjusting device includes a driving member A driven from a crankshaft via a timing chain (or a timing belt), and a driven member B that is driven by the driving member A and transmits the driving torque to the camshaft C. The driven member B rotates relative to the drive member A according to the configuration described later, and the camshaft C is changed to the advance side or the retard side.
[0014]
The drive member A includes a front plate 1, a shoe housing 2, and a sprocket wheel 3 from the front side, and rotates in synchronization with the crankshaft. The front plate 1, the shoe housing 2, and the sprocket wheel 3 are firmly fastened by a plurality of bolts 4. The drive member A is rotated clockwise in FIG. 1B by the timing chain, and this rotation direction is the advance direction. In the shoe housing 2, a plurality of substantially fan-shaped recesses 5 (four in this embodiment) are formed as shown in FIG.
[0015]
On the other hand, the driven member B includes a vane rotor 7 that is firmly fastened to the camshaft C by bolts 6. The vane rotor 7 includes a vane 8 that divides the recess 5 of the shoe housing 2 into an advance chamber 5a and a retard chamber 5b, and the vane rotor 7 is rotatable with respect to the shoe housing 2 within a predetermined angle. Is provided. The advance chamber 5 a and the retard chamber 5 b are hydraulic chambers surrounded by the front plate 1, the shoe housing 2, the sprocket wheel 3 and the vane rotor 7, and the liquid in each chamber is sealed by a seal member 9 disposed in the tip groove of the vane 8. Denseness is maintained.
The advance chamber 5a is a hydraulic chamber for driving the vane 8 to the advance side by hydraulic pressure, and is formed in the recess 5 on the side opposite to the rotation direction of the vane 8, and conversely, the retard chamber. Reference numeral 5b denotes a hydraulic chamber for driving the vane 8 to the retard side by hydraulic pressure, and is formed in the recess 5 on the rotation direction side of the vane 8.
[0016]
The valve timing adjusting device includes a hydraulic pressure difference generating means (not shown) that supplies and discharges fluid (oil) to and from the advance chamber 5a and the retard chamber 5b to generate a hydraulic pressure difference between the advance chamber 5a and the retard chamber 5b. Is provided. This hydraulic pressure difference generating means is a means for rotating the vane rotor 7 relative to the shoe housing 2 by generating a hydraulic pressure difference between the advance chamber 5a and the retard chamber 5b.
As an example of this means, the hydraulic pressure difference generating means includes one or a plurality of oil pumps driven by a crankshaft and oil supplied by the oil pump by switching to the advance chamber 5a or the retard chamber 5b. Switching valve, an electromagnetic actuator for switching the switching valve, a controller for controlling the electromagnetic actuator, and the like. The controller controls the electromagnetic actuator according to the engine operating state such as the crank angle detected by various sensors, the engine rotation speed, the accelerator opening, etc., and the hydraulic pressure corresponding to the engine operating state is set to the advance chamber. It is generated in 5a and retarded angle chamber 5b.
[0017]
On the other hand, one of the vanes 8 is provided with a stopper pin 11 for fixing the rotation position of the vane rotor 7 to a predetermined advance position (for example, the most advanced position) when the engine is started. The stopper pin 11 is inserted into an insertion hole 12 formed through the vane 8, and a biasing force toward the rear side is applied by a compression coil spring 13. Then, the vane rotor 7 is locked to the shoe housing 2 in a state where the head (rear side end) of the stopper pin 11 is fitted in the stopper hole 14 provided in the sprocket wheel 3.
[0018]
A step portion 11a for moving the stopper pin 11 to the front side (in the direction of disengagement) by hydraulic pressure is formed at an intermediate portion of the stopper pin 11, and the step portion 11a communicates with the advance chamber 5a. ing. When hydraulic oil of a predetermined pressure or higher is supplied to the advance chamber 5a, the stopper pin 11 comes out of the stopper hole 14 against the urging force of the compression coil spring 13 by the hydraulic pressure. Further, the rear end surface of the stopper pin 11 communicates with the retard chamber 5b, and when hydraulic oil of a predetermined pressure or higher is supplied to the retard chamber 5b, the hydraulic pressure against the biasing force of the compression coil spring 13 is provided. Thus, the stopper pin 11 comes out of the stopper hole 14.
[0019]
The valve timing adjusting device is provided with a torsion coil spring (hereinafter referred to as an assist spring) 15 that biases the driven member B toward the advance side with respect to the drive member A. The assist spring 15 has one end engaged with the shoe housing 2 or a member that rotates integrally with the shoe housing 2, and the other end engaged with the vane rotor 7. In this embodiment, one end of the assist spring 15 is These are inserted into and engaged with insertion holes 1a formed in the front plate 1.
[0020]
On the other hand, a cylindrical coil cover 16 is disposed around the coil portion of the assist spring 15. The coil cover 16 prevents the coil portion of the assist spring 15 from interfering with the front plate 1 and the vane rotor 7, and the front plate 1 and the vane rotor made of a relatively low hardness material (for example, aluminum, soft iron, etc.). The coil cover 16 is made of a material having a relatively high hardness (for example, iron, stainless steel, etc.) so as to prevent 7 from coming into contact with the hard assist spring 15 and being worn.
[0021]
The engagement between the end 17 of the assist spring 15 on the vane rotor 7 side and the vane rotor 7 will be described. As shown in FIG. 1B, the end 17 is formed in a direction perpendicular to the axial direction. In this embodiment, the end 17 is formed toward the outside of the coil diameter. Yes.
On the other hand, the vane rotor 7 is provided with a hook groove 18 for engaging the end 17 of the assist spring 15 as shown in FIG. The hook groove 18 is also formed in a direction perpendicular to the axial direction.
[0022]
Here, as described above, since the vane rotor 7 is provided by a material having a relatively low hardness such as aluminum or soft iron, the hook groove 18 is in contact with the end 17 of the hard assist spring 15. A wear resistant member 19 is attached to prevent the shoe housing 2 from being worn. The wear-resistant member 19 is provided by a material having excellent wear resistance (for example, stainless steel, ordinary iron, etc.). The wear-resistant member 19 of this embodiment has the shape shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), and the end 17 of the hard assist spring 15 is arranged in three directions while being disposed inside the hook groove 18. Is provided in a substantially U-shaped cross section.
In this embodiment, the wear-resistant member 19 is provided with a substantially U-shaped cross section. However, the wear-resistant member 19 causes interference between the end 17 of the assist spring 15 and the shoe housing 2 in the hook groove 18. Any other shape such as a rectangular tube or a cylinder may be used.
[0023]
As described above, in the valve timing adjusting device according to the first embodiment, the end 17 of the assist spring 15 is provided in a direction perpendicular to the axial direction. For this reason, the total axial length of the assist spring 15 is shortened.
Further, since the hook groove 18 for engaging the assist spring 15 is formed in a direction perpendicular to the axial direction of the vane rotor 7, the hole for engaging the assist spring 15 is directed in the axial direction as in the prior art. The vane rotor 7 can be made thinner in the axial direction.
As described above, the axial direction of the assist spring 15 can be shortened and the axial thickness of the vane rotor 7 can be reduced, so that the axial dimension of the valve timing adjusting device can be shortened.
[0024]
In this embodiment, the vane rotor 7 is formed of a low hardness material such as aluminum or soft iron, but the wear resistant member 19 is mounted inside the hook groove, and the end 17 of the assist spring 15 and the hook groove 18 Since the wear-resistant member 19 is interposed therebetween, the problem that the vane rotor 7 is worn due to the contact of the end 17 of the assist spring 15 does not occur.
Thus, since the material of the vane rotor 7 can be made of a low hardness material such as aluminum or soft iron, the workability of the vane rotor 7 is improved. For this reason, the processing cost of the vane rotor 7 can be suppressed, and as a result, the cost of the valve timing adjusting device can be suppressed.
[0025]
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. 3A is a cross-sectional view along the axial direction of the valve timing adjusting device, and FIG. 3B is a front view of the valve timing adjusting device with the front plate removed.
Although not described in the first embodiment, the vane rotor 7 is formed with a positioning hole 20 for positioning the vane rotor 7 with respect to the camshaft C. The positioning hole 20 is provided so as to penetrate the vane rotor 7 in the axial direction. By inserting a positioning pin 21 press-fitted into the end face of the camshaft C into the positioning hole 20, On the other hand, the vane rotor 7 is positioned.
[0026]
In the second embodiment, the end portion 17 of the assist spring 15 on the side that engages with the vane rotor 7 is provided in the axial direction, and the end portion 17 is engaged with the inside of the positioning hole 20. The vane rotor 7 and the assist spring 15 are engaged.
Further, unlike the first embodiment, the vane rotor 7 of the second embodiment is formed of a material having high hardness (for example, ordinary iron). For this reason, even if the end portion 17 of the assist spring 15 is directly inserted into the positioning hole 20 formed in the vane rotor 7, the problem that the vane rotor 7 is worn due to the contact of the end portion 17 of the assist spring 15 does not occur.
[0027]
In the valve timing adjusting device of the second embodiment, the end portion 17 of the assist spring 15 that engages with the vane rotor 7 is provided in the axial direction, but the end portion 17 is inserted into the positioning hole 20 of the vane rotor 7. Then, the assist spring 15 is engaged with the vane rotor 7. For this reason, since it is not necessary to form a dedicated hole for spring engagement in the vane rotor 7, the processing cost of the vane rotor 7 can be suppressed, and as a result, the cost of the valve timing adjusting device can be suppressed.
[0028]
[Modification]
In the above embodiment, an example in which four recesses 5 are formed in the shoe housing 2 and four vanes 8 are provided on the outer peripheral portion of the vane rotor 7 is shown. However, the number of recesses 5 and the number of vanes 8 are structurally different. Any number of recesses 5 and vanes 8 may be used as long as it is one or more. That is, for example, three recesses 5 may be formed in the shoe housing 2 and three vanes 8 may be provided on the outer periphery of the vane rotor 7, or two recesses 5 may be formed in the shoe housing 2 and the outer periphery of the vane rotor 7. Two vanes 8 may be provided.
[0029]
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the valve timing adjusting device attached to the exhaust-side camshaft C is shown. However, the present invention is applied to the valve timing adjusting device attached to the intake-side camshaft C. May be.
In the first embodiment, the example in which the vane rotor 7 is fixed to the end face of the camshaft C has been shown. However, the valve timing adjusting device of the type in which the camshaft C is inserted into the center of the vane rotor 7 is described in claim 1 Such an invention may be applied.
[0030]
In the above embodiment, the stopper pin 11 is moved in the axial direction and fitted into the stopper hole 14. However, the stopper pin 11 is moved in the radial direction so as to be fitted in the stopper hole 14. Also good. In this case, the stopper hole 14 is formed in the inner peripheral wall of the shoe housing 2. Alternatively, the stopper pin 11 may be accommodated in the shoe housing 2 and the stopper hole 14 may be formed on the vane rotor 7 side.
[0031]
In the above embodiment, the shoe housing 2 rotates with the crankshaft (drive shaft) and the vane rotor 7 rotates with the camshaft C (driven shaft). However, the vane rotor 7 rotates with the crankshaft (drive shaft). The shoe housing 2 may be configured to rotate together with the camshaft C (driven shaft).
In the above embodiment, the assist spring 15 is disposed on the front side (the opposite camshaft C side) of the vane rotor 7. However, the assist spring 15 is disposed on the rear side (camshaft C side) of the vane rotor 7. The present invention may be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view along an axial direction of a valve timing adjusting device and a view showing the inside of a shoe housing (first embodiment).
FIG. 2 is a side view and a front view of a wear-resistant member (first embodiment).
FIG. 3 is a cross-sectional view along the axial direction of the valve timing adjusting device and a view showing the inside of a shoe housing (second embodiment).
[Explanation of symbols]
2 Shoe housing 5 Recess 5a Advance angle chamber 5b Delay angle chamber 7 Vane rotor 8 Vane 15 Assist spring (torsion coil spring)
17 End 18 Hook groove 19 Wear-resistant member 20 Positioning hole

Claims

A valve timing adjusting device provided in a driving force transmission system that transmits a driving force from a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes a valve, and causes a phase difference in the rotation of the driven shaft with respect to the rotation of the driving shaft Because
This valve timing adjustment device
A shoe housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A vane rotor including a vane that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and divides a recess formed in the shoe housing into an advance chamber and a retard chamber;
One end is engaged with the shoe housing or a member rotating integrally with the shoe housing, and the other end is engaged with the vane rotor, and the vane rotor is biased toward the advance side or the retard side with respect to the shoe housing. And a torsion coil spring
An end of the torsion coil spring that engages with the vane rotor is provided in a direction perpendicular to the axial direction,
The vane rotor is provided with a hook groove that engages with an end of the torsion coil spring in a direction perpendicular to the axial direction ,
The hook groove is provided to extend to the inside of the vane,
A wear-resistant member made of a material having excellent wear resistance is mounted inside the hook groove, and the wear-resistant member is interposed between an end of the torsion coil spring and the hook groove. The valve timing adjustment device.

It provided from the drive shaft of the internal combustion engine to the drive force transmission system that transmits a driving force to the driven shaft for opening and closing the valve, the valve timing control that causes the phase difference to the rotation of the driven shaft with respect to rotation of the drive shaft A device,
This valve timing adjustment device
A shoe housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A recess formed in the shoe housing that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and has an axially penetrating positioning hole for positioning with respect to the other of the drive shaft or the driven shaft. A vane rotor including a vane that divides the chamber into an advance chamber and a retard chamber;
One end is engaged with the shoe housing or a member rotating integrally with the shoe housing, and the other end is engaged with the vane rotor, and the vane rotor is biased toward the advance side or the retard side with respect to the shoe housing. And a torsion coil spring
An end portion of the torsion coil spring that engages with the vane rotor is provided in an axial direction and engages with the inside of the positioning hole.