JP4400546B2 - Variable valve timing device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置に関する。 The present invention relates to a variable valve timing device that varies the valve timing of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
特許文献1には、内燃機関の吸・排気弁(吸気弁や排気弁)のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置の一例が開示されている。この装置は、内燃機関の吸・排気弁を駆動するカムシャフトとクランクシャフトの一方と連動して回転するアウタロータと、このアウタロータの内側に同心状に配置され、上記カムシャフトとクランクシャフトの他方と連動して回転するインナロータと、を最遅角位置から最進角位置までの可動範囲内で相対的に回動させることにより、吸・排気弁のバルブタイミングを変更するものである。
また、この装置には、アウタロータの内周部に凹設されたキー溝と、インナロータの外周部に径方向に移動可能に設けられたロックキーと、を有し、このロックキーがキー溝に嵌合することにより、アウタロータとインナロータとを、機関始動に適した所定の中間ロック位置に係止する中間ロック機構が設けられている。そして、機関停止時に両ロータが中間ロック位置に拘束されていない状態であっても、機関始動時のクランキング中にロックキーがキー溝に嵌合して、ロータを機関始動に適した中間ロック位置に保持するように、ロータの外周部には、キー溝から進角側にずれた位置に、キー溝の底部よりも高い階段状の段部が形成されているとともに、段部の両側の境界部分にはテーパが形成されている。
しかしながら、上述したような従来のロック機構では、中間ロック位置から外れた位置から中間ロック位置までをカムシャフトに作用するカムトルクを利用して復帰させるようになっているが、冷間始動時のように、オイルの粘性が高くフリクションが大きいような場合には、カムトルクによる高いアシスト力が必要となり、中間ロック位置まで迅速に復帰させることができないおそれがある。具体的には、機関始動時等にカムシャフトに作用するカムトルクは、極短期間に入力方向が頻繁に反転する交番トルクである。従って、上述した従来例のように、中間ロック位置への移動をアシストするためにキー溝の近傍に段部を設けている場合、中間ロック位置へ向かう正方向のカムトルクが作用しても、段部を乗り越えない限りそのアシスト力が無駄となってしまう。例えば正方向のカムトルクによって段部を乗り越えることができないと、続く負方向のカムトルクによって再び中間ロック位置から遠ざかることがあり、これが繰り返されることによって、特に冷間始動時のように両ロータが相対的に移動し難い状況では、中間ロック位置へ素早く移動させることができないおそれがあり、更なる改良が望まれていた。 However, in the conventional lock mechanism as described above, from the position deviated from the intermediate lock position to the intermediate lock position is restored using the cam torque acting on the camshaft. In addition, when the viscosity of the oil is high and the friction is large, a high assist force by the cam torque is required, and there is a possibility that it cannot be quickly returned to the intermediate lock position. Specifically, the cam torque that acts on the camshaft when the engine is started is an alternating torque whose input direction is frequently reversed in a very short time. Therefore, as in the conventional example described above, when a step is provided in the vicinity of the keyway to assist the movement to the intermediate lock position, even if a positive cam torque acting toward the intermediate lock position acts, As long as you do not get over the part, the assist power will be wasted. For example, if the positive cam torque cannot get over the step, the negative cam torque may move away from the intermediate lock position again, and this is repeated, so that both rotors are relatively moved, especially during cold start. In a situation where it is difficult to move to the intermediate position, there is a possibility that it cannot be quickly moved to the intermediate lock position, and further improvement has been desired.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明に係る内燃機関の可変バルブタイミング装置は、内燃機関の吸・排気弁を駆動するカムシャフトとクランクシャフトの一方と連動して回転するアウタロータと、このアウタロータの内側に同心状に配置され、上記カムシャフトとクランクシャフトの他方と連動して回転するインナロータと、を最遅角位置から最進角位置までの可動範囲内で相対的に回動させることにより、吸・排気弁のバルブタイミングを可変とするものである。
上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の一方に凹設されたキー溝と、上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の他方に径方向に移動可能に設けられたロックキーと、を有し、このロックキーがキー溝に嵌合することにより、上記アウタロータとインナロータとを、最遅角位置及び最進角位置を除く所定の中間ロック位置に係止する中間ロック機構を有する。
そして、上記中間ロック位置に向けて上記両ロータを相対的に回動させるとき、その回動方向への回動をアシストするアシスト力が発生するよう、上記ロックキーの先端面に、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部を設けるとともに、このロックキーの先端面が摺接するキー溝の底面に、周方向に沿って漸次傾斜する溝側テーパ部を設けている。
The present invention has been made in view of such problems.
That is, the variable valve timing apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is disposed concentrically on the inner side of the outer rotor that rotates in conjunction with one of a camshaft and a crankshaft that drive intake and exhaust valves of the internal combustion engine. By rotating the camshaft and the inner rotor that rotates in conjunction with the other of the crankshaft within a movable range from the most retarded position to the most advanced position, the valve timing of the intake and exhaust valves Is variable.
A key groove recessed in one of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, and a lock key provided in a radially movable manner on the other of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor. And having an intermediate lock mechanism that engages the outer rotor and the inner rotor at a predetermined intermediate lock position excluding the most retarded angle position and the most advanced angle position by fitting the lock key into the key groove.
Then, when the two rotors are relatively rotated toward the intermediate lock position, the front end surface of the lock key is circumferentially arranged so that an assist force for assisting the rotation in the rotation direction is generated. A key-side taper portion that is gradually inclined along the groove is provided, and a groove-side taper portion that is gradually inclined along the circumferential direction is provided on the bottom surface of the key groove with which the front end surface of the lock key is slidably contacted.
本発明によれば、互いに摺接するロックキーの先端面とキー溝の底面の双方に、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部と溝側テーパ部とが設けられているので、冷間始動時のように両ロータが相対的に移動し難い状況でも、中間ロック位置への移動を良好にアシストすることができ、安定した機関始動性を確保することができる。 According to the present invention, the key side taper portion and the groove side taper portion that are gradually inclined along the circumferential direction are provided on both the front end surface of the lock key and the bottom surface of the key groove that are in sliding contact with each other. Even in a situation where the two rotors are relatively difficult to move as at the time of starting, the movement to the intermediate lock position can be favorably assisted, and stable engine startability can be ensured.
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る内燃機関の可変バルブタイミング装置の一例を示す断面対応図である。この可変バルブタイミング装置は、例えば車両に搭載される内燃機関(エンジン)の吸気側に適用される。なお、この装置の基本的な構成及び作用については特開2003−247403号公報にも開示されているように公知であるために、ここでは簡単な説明に留める。なお、図1では図2〜7を参照して説明する本発明に係る特徴的な構成要件であるテーパ部やアシスト機構については図示していない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a variable valve timing device for an internal combustion engine according to the present invention. This variable valve timing device is applied to the intake side of an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle, for example. Since the basic configuration and operation of this apparatus are known as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-247403, only a brief description will be given here. Note that FIG. 1 does not show the tapered portion and the assist mechanism, which are characteristic constituent features according to the present invention described with reference to FIGS.
この可変バルブタイミング装置は、内燃機関の吸・排気弁を開閉駆動するとともに、その開閉時期つまりバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御するものであって、図1に示すように、インナロータ1と、インナロータ1に相対回転可能に嵌合するアウタロータ2と、を備えている。インナロータ1は、内燃機関のシリンダブロックに回転可能に支持されたカムシャフトの先端部に固定され、カムシャフト3と連動して一体的に回転する。インナロータ1とともにカムシャフトが回転すると、カムシャフトに設けられたカムにより内燃機関の吸・排気弁が開閉駆動される。
This variable valve timing device drives the intake and exhaust valves of an internal combustion engine to open and close, and variably controls the opening and closing timing, that is, the valve timing according to the engine operating state. As shown in FIG. And an
アウタロータ2は、インナロータ1を包囲するようにインナロータ1の外周側に同軸上に配置され、その外周にタイミングスプロケット2Aが設けられている。このタイミングスプロケット2Aと内燃機関のクランクシャフトのギヤとにタイミングチェーン又はタイミングベルト等の伝達部材が巻き掛けられ、この伝達部材を経て、アウタロータ2がクランクシャフトに連動して回転する。
The
両ロータ1,2は基本的には一体的に回転するが、機関運転状態に応じて両ロータ1,2を相対的に回動させることにより、吸・排気弁のバルブタイミングを可変制御することができる。詳しくは、アウタロータ2の内周部には、径内方向に突出するシューとして機能する厚肉の突部4が複数個(この例では4個)設けられており、隣接する突部4間に、相対回転方向(矢印S1、S2方向)に沿って並設された複数個の流体圧室40が凹設されている。一方、インナロータ1の外周部には、各流体圧室40に対面するようにベーン溝41が所定の間隔を隔てて放射状に複数個形成されている。各ベーン溝41には、仕切部材として機能するベーン5が径方向(放射方向)に沿ってそれぞれ摺動可能に挿入されている。このベーン5によって、各流体圧室40が遅角室42と進角室43とに液密に画成されている。
Both
流体圧制御手段としての油圧制御部7は、遅角室42、進角室43及びロック解除用油圧室66への油圧を切り換える油圧制御弁7Aを備えている。この油圧制御弁7Aには、クランクシャフトにより回転駆動される油圧ポンプ7B及びドレン側のオイルパン7Cが接続されている。機関運転状態に応じて機関制御部9から油圧制御弁7Aへ指令信号を出力して、この油圧制御弁7Aにより遅角室42と進角室43の油圧をそれぞれ切換制御することにより、ベーン5が流体圧室40内を、機械的に係止される最遅角位相(位置)から最進角位相(位置)の可動範囲内で移動する。最遅角位相は、例えばベーン5が突部4の一方の端面44rやストッパに突き当たる位置であり、遅角室42の容積が最も増加する位相である。最進角位相は、例えばベーン5が突部4の他方の端面44sやストッパに突き当たる位置であり、進角室43の容積が最も増加する位相である。
The hydraulic
最遅角位置は、例えば比較的高回転・高負荷側で要求されるバルブタイミングであり、高回転時の空気の応答遅れ等を勘案して設定される。一方、機関始動時には、内燃機関の資質によっては上記の最遅角位置では実圧縮比の低下により良好な始動性を得られないことがあり、このような場合、機関始動時の相対回転位相位置が最遅角位置よりも進角した中間ロック位置に設定される。つまり、中間ロック位置は、アウタロータ2およびインナロータ1の相対回転位置の可動範囲の中で、機械的に係止される両端位置である最遅角位置と最進角位置を除く中間的な位置であって、かつ、機能的には、内燃機関の円滑な始動性が得られるように設定された機関始動用の位置である。
The most retarded angle position is, for example, a valve timing required on a relatively high rotation / high load side, and is set in consideration of a response delay of air at the time of high rotation. On the other hand, when starting the engine, depending on the qualities of the internal combustion engine, it may not be possible to obtain good startability due to a decrease in the actual compression ratio at the most retarded position.In such a case, the relative rotational phase position at the start of the engine Is set to an intermediate lock position that is advanced from the most retarded position. That is, the intermediate lock position is an intermediate position excluding the most retarded angle position and the most advanced angle position, which are mechanically locked both end positions, within the movable range of the relative rotational position of the
そこで、アウタロータ2及びインナロータ1の相対回転位相を、上記の中間ロック位置にメカニカルに保持するロック機構が設けられている。このロック機構は、インナロータ1の外周部に凹設され、上記のロック解除用油圧室としても機能するたキー溝66と、インナロータ1の突部4に径方向に移動可能に支持され、インナロータ1の内周部より径方向内側へ突出する先端部が突出姿勢で上記キー溝66に係合・嵌合するロックキー6と、を有している。なお、この実施例では上記のキー溝66がロック解除用油圧室を兼用しているが、これに限られるものではなく、両者を別個に形成しても良い。上記のロックキー6として、各突部4には一対のロックキー6A,6B、詳しくは、インナロータ1が遅角方向へ移動することを阻止する遅角側ロックキー6Aと、インナロータ1が進角方向へ移動することを阻止する進角側ロックキー6Bと、がそれぞれ設けられている。また、各ロックキー6の背面側には、このロックキー6をロック方向である径内方向へ付勢するバネ61が配設されている。なお、簡素化のために図2〜5ではバネ61を図示省略している。ロック解除用油圧室66内の油圧が低く、かつ、アウタロータ2およびインナロータ1の相対回転位相が所定の中間ロック位置になると、バネ61の付勢力によりロックキー6がロック方向である径内方向へ自動的に移動し、ロック用油圧室側のキー溝66にロックキー6の先端部が係止することにより、アウタロータ2およびインナロータ1の相対回転位相がロックされ、アウタロータ2およびインナロータ1は中間ロック位置を保った状態で一体的に回転する。
Therefore, a lock mechanism is provided that mechanically holds the relative rotational phase of the
内燃機関の駆動条件に応じてアウタロータ2およびインナロータ1の相対回転位相を変化させる場合には、遅角用のロックキー6Aおよび進角用のロックキー6Bによるロックを解除する。この場合にはロック解除用油圧室66に所定の油圧を供給し、この油圧によりロックキー6の先端部の加圧面を加圧し、ロックキー6を径外方向に移動させてロック解除する。このようにロックキー6がロック解除されているとき、アウタロータ2およびインナロータ1の相対回転は可能となり、内燃機関の駆動条件に応じて、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト3の回転位相、つまりアウタロータ2に対するインナロータ1の回転位相位置を、遅角方向(矢印S1方向)または進角方向(矢印S2方向)に調整して、吸・排気弁のバルブタイミングを調整することができる。
When the relative rotational phase of the
そして、図2及び図3に示すように、各ロックキー6A,6Bの先端面には、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部70A,70Bが全面にわたって設けられ、かつ、これらロックキー6A,6Bの先端面が摺接するキー溝66の底面に、周方向に沿って漸次傾斜する溝側テーパ部71が設けられている。図2及び図3に示す第1実施例では、互いに近接して配置された一対のロックキー6A,6Bのキー側テーパ部70A,70Bの傾斜方向が互いに異なるものとなっている。詳しくは、進角側ロックキー6Aのキー側テーパ部70Aが、遅角方向S1へ向かって突出方向(図2,3の上方向)へ傾斜する傾斜面をなし、遅角側ロックキー6Bのキー側テーパ部70Bが、進角方向S2へ向かって突出方向へ傾斜する傾斜面となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, key-side taper portions 70 </ b> A and 70 </ b> B that are gradually inclined along the circumferential direction are provided over the entire front surface of the lock keys 6 </ b> A and 6 </ b> B. A groove-side taper portion 71 that is gradually inclined along the circumferential direction is provided on the bottom surface of the
また、溝側テーパ部71は、中間ロック位置を頂点として凸に傾斜する一対の傾斜面(71A,71B)を備えた断面略V字状をなし、つまり頂部を起点として互いに反転する一対の傾斜面(71A,71B)を有している。進角側寄りの溝側テーパ部71Aは、中間ロック位置で対向する進角側ロックキー6Aのキー側テーパ部70Aと同方向に傾斜しており、遅角側寄りの溝側テーパ部71Bは、中間ロック位置で対向するロックキー6Bのキー側テーパ部70Bと同方向に傾斜している。
Further, the groove-side taper portion 71 has a substantially V-shaped cross section with a pair of inclined surfaces (71A, 71B) inclined convexly with the intermediate lock position as a vertex, that is, a pair of inclinations that are reversed from each other starting from the top portion. It has surfaces (71A, 71B). The groove
つまり、この第1実施例では、近接して設けられる一対のロックキー6A,6Bのキー側テーパ部70A,70Bが、互いに接近する方向に向かうに従って突出する方向へ傾斜しており、溝側テーパ部71A,71Bが、一対のキー側テーパ部70A,70Bがそれぞれ摺接する2つの傾斜面を有する断面略V字状に凹んだ形状をなしている。
In other words, in the first embodiment, the key-
図3はインナロータ1が図2に示す中間ロック位置よりも遅角側S1へオフセットしている状態を示している。例えば機関始動時に図3に示すようにインナロータ1が中間ロック位置よりも遅角側へずれている場合、一方のキー側テーパ部70Aと、これと同方向に傾斜する溝側テーパ部71Aとが摺接し、両者の傾斜によって、進角方向F2への荷重、つまり中間ロック位置の方向へ向かう方向のアシスト力F2が作用することとなる。図示していないが、中間ロック位置よりも進角側へずれている場合には、他方のキー側テーパ部70Bと、これと同方向に傾斜する他方の溝側テーパ部71Bとの傾斜により、中間ロック位置へ向かう方向のアシスト力が作用することとなる。従って、中間ロック位置への復帰が容易なものとなる。
FIG. 3 shows a state where the
このように第1実施例では、一対のテーパ部の傾斜方向、つまりアシストされる方向を互いに逆方向としているので、中間ロック位置に対して遅角側及び進角側のいずれにずれている場合であっても、中間ロック位置へのアシスト力が作用することとなる。但し、回避したい位置が中間ロック位置に対して遅角側又は進角側のいずれか一方に特定されており、アシストしたい方向が一方に特定されている場合には、後述する第2実施例のように、複数のテーパ部の傾斜方向を同方向に設定すればよい。 As described above, in the first embodiment, the inclination directions of the pair of taper portions, that is, the assisting directions are opposite to each other, so that the intermediate lock position is shifted to either the retard side or the advance side. Even so, the assist force to the intermediate lock position will act. However, when the position to be avoided is specified as one of the retard side and the advance side with respect to the intermediate lock position and the direction to be assisted is specified as one, the second embodiment described later is used. Thus, what is necessary is just to set the inclination direction of a some taper part to the same direction.
図4及び図5に示す第2実施例では、進角側ロックキー6A及び遅角側ロックキー6Bが第1実施例に比して比較的離間して配置されており、両者ともに、その先端面が遅角側S1へ向かって突出方向(図4,5の上方向)へ全面にわたって傾斜するキー側テーパ部72A,72Bとなっている。インナロータ1には、各ロックキー6A,6Bに対応して同一形状のキー溝66A,66Bがそれぞれ形成されている。各キー溝66A,66Bの底面には、キー側テーパ部72A,72Bと同様に遅角側S1へ向かってインナロータ1の内側へ近づくように傾斜する溝側テーパ部73A,73Bが形成されている。また、各キー溝66A,66Bには、中間ロック位置に相当する部位に、ロックキー6A,6Bの側面に当接可能に対向するストッパ部74A,74Bが設けられており、各ストッパ部74A,74Bの頂部と上記のキー側テーパ部72A,72Bの頂部とが略平坦な頂面75A,75Bにより接続されている。
In the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the advance-angle
図5は、インナロータ1が図4に示す中間ロック位置よりも遅角側S1に変位した状態を示している。この図5に示すように、何らかの理由で中間ロック位置よりも遅角側S1に変位して内燃機関が停止している状態からの機関始動時には、各ロックキーのキー側テーパ部72A,72Bと、これと同方向に傾斜する溝側テーパ部73A,73Bとが摺接し、両者の傾斜によって、進角方向F2への荷重、つまり中間ロック位置の方向へ向かうアシスト力F2が作用することとなる。従って、中間ロック位置への復帰が容易なものとなる。
FIG. 5 shows a state in which the
機関始動時等にカムシャフト側から作用するトルクは、極短期間に入力方向が頻繁に反転する交番トルクである。従って、上述した従来例のように、中間ロック位置への移動をアシストとするためにキー溝の近傍に段部を設けている場合、中間ロック位置へ向かう正方向のカムトルクが作用しても、段部を乗り越えない限りそのアシスト力が無駄となってしまう。例えば正方向のカムトルクによって段部を乗り越えることができなければ、続く負方向のカムトルクによって中間ロック位置から遠ざかり、これが繰り返されることによって、特に冷間始動時のように両ロータが相対的に移動し難い状況では、中間ロック位置へ素早く移動させることができない。 The torque acting from the camshaft side when the engine is started is an alternating torque whose input direction is frequently reversed in a very short time. Therefore, as in the conventional example described above, when a step is provided in the vicinity of the keyway in order to assist the movement to the intermediate lock position, even if the cam torque in the positive direction toward the intermediate lock position acts, The assist power is wasted unless the step is overcome. For example, if it is not possible to get over the step by the positive cam torque, the rotor is moved away from the intermediate lock position by the subsequent negative cam torque, and the two rotors move relative to each other, particularly during cold start. In difficult situations, it cannot be quickly moved to the intermediate lock position.
これに対し、上記の第1,第2実施例では、互いに摺接するキー側テーパ部と溝側テーパ部の双方が周方向に沿って漸次傾斜していることから、中間ロック位置へ向かう正方向のカムトルクが作用した場合には上記の傾斜により中間ロック位置へ向けての移動が常にアシストされる一方、中間ロック位置から離れる負方向のカムトルクが作用した場合には、上記の傾斜により中間ロック位置から離れる方向への移動が常に抑制され、かつ、このような傾斜が連続的に形成されていることから、徐々にではあっても確実かつ無駄なく中間ロック位置へ向かうこととなる。従って、交番トルクであるカムトルクを無駄なく有効に利用して、中間ロック位置への移動をアシストすることができ、冷間始動時のように両ロータが相対的に移動し難い状況であっても、中間ロック位置へ迅速に移動させて、安定した機関始動性を確保することができる。 In contrast, in the first and second embodiments described above, both the key side taper portion and the groove side taper portion that are in sliding contact with each other are gradually inclined along the circumferential direction, so that the positive direction toward the intermediate lock position is achieved. When the cam torque is applied, movement toward the intermediate lock position is always assisted by the inclination described above. On the other hand, when the cam torque in the negative direction away from the intermediate lock position is applied, the inclination is determined by the inclination described above. Since the movement in the direction away from the head is always restrained and such an inclination is continuously formed, even if it is gradually, the head moves toward the intermediate lock position reliably and without waste. Therefore, it is possible to assist the movement to the intermediate lock position by effectively using the cam torque, which is an alternating torque, even in a situation where both rotors are relatively difficult to move as in cold start. Therefore, the engine can be quickly moved to the intermediate lock position to ensure stable engine startability.
最遅角位置で内燃機関が停止しており、かつ、内部のオイルが充満しているような状態では、オイルの粘性により機関始動時に中間ロック位置へ変換させることが更に困難で、特に、冷間時にはオイルの粘性が極端に大きくなる。そこで、このような状況でも良好に中間ロック位置へ復帰するように、最遅角位置の近傍に、インナロータ1とアウタロータ2を最遅角位置から中間ロック位置へ向かう周方向に強制的かつ機械的に付勢するアシスト手段を設けている。
When the internal combustion engine is stopped at the most retarded position and the internal oil is full, it is more difficult to convert to the intermediate lock position when starting the engine due to the viscosity of the oil. In the meantime, the viscosity of the oil becomes extremely large. Therefore, in order to satisfactorily return to the intermediate lock position even in such a situation, the
このアシスト手段として、仮に温度によるバネ定数の変化が小さい金属製のトーションスプリングのみを用いたとすると、冷間始動時のようなアシストを必要とする運転条件では良好なアシスト力が得られる一方、通常の温間運転状態で、最遅角位置へ切り換える際に、中間ロック位置への不要なアシスト力が過度に付与されてしまい、応答性・制御性の低下を招くおそれがある。 If only a metal torsion spring having a small change in spring constant due to temperature is used as this assist means, a good assist force can be obtained under operating conditions that require assist, such as during cold start. When switching to the most retarded position in the warm operation state, an unnecessary assist force to the intermediate lock position is excessively applied, which may cause a decrease in responsiveness and controllability.
そこで、例えば図6に示す第3実施例では、アシスト手段として、温度によりバネ定数が変化するゴムを利用したアークスプリングが用いられている。詳しくは、アウタロータ2の流体圧室40における遅角側の端面44rの近傍に、ベーン5を中間ロック位置へ向かう方向(図6の左方向)へ付勢するアシスト機構80が設けられている。このアシスト機構80は、温度によるバネ定数の変化が金属材料に比して著しく大きいゴム製の円筒状の圧縮ゴムスプリング81と、補助アークスプリング82と、を有し、この補助アークスプリング82の先端に、ベーン5の側面及び圧縮ゴムスプリング81の先端面に当接可能な板状のストッパ部83が設けられている。
Therefore, for example, in the third embodiment shown in FIG. 6, an arc spring using rubber whose spring constant changes with temperature is used as the assist means. Specifically, an
このように温度によるバネ定数の変化が大きいゴム等の材質を採用することにより、低温時にはバネ荷重が十分に大きくなり、中間ロック位置へ向かう進角側へのアシスト力が大となるために、機関始動時における最遅角位置から中間ロック位置へ向かう方向のアシスト力が十分に確保され、かつ、温間時にはバネ荷重が低下するので、最遅角位置近傍での不要なアシスト力が低減・解消され、良好な応答性・制御性を確保することができる。 By adopting a material such as rubber that has a large change in spring constant due to temperature in this way, the spring load becomes sufficiently large at low temperatures, and the assist force toward the advance side toward the intermediate lock position becomes large. Sufficient assist force in the direction from the most retarded position to the intermediate lock position at the time of engine start is ensured, and the spring load is reduced during warm conditions, reducing unnecessary assist force in the vicinity of the most retarded position. It is eliminated and good responsiveness and controllability can be secured.
圧縮ゴムスプリングの形状は、図6及び図7(A)に示すような円筒状のものに限られず、例えば図7(B)に示すように略円錐形状をなすテーパ付圧縮ゴムスプリング81Bであっても良く、あるいは板バネ形状であっても良い。 The shape of the compression rubber spring is not limited to the cylindrical shape as shown in FIGS. 6 and 7A. For example, the compression rubber spring is a tapered compression rubber spring 81B having a substantially conical shape as shown in FIG. 7B. Alternatively, it may be a leaf spring shape.
1…インナロータ
2…アウタロータ
4…突部
5…ベーン
6…ロックキー
7…油圧切換弁(油圧制御手段)
40…流体圧室
42…遅角室
43…進角室
66…キー溝
70A,70B,72A,72B…キー側テーパ部
71A,71B,73A,73B…溝側テーパ部
80…アシスト機構(アシスト手段)
81,81B…圧縮ゴムスプリング
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
81, 81B ... Compression rubber spring
Claims (3)
上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の一方に凹設されたキー溝と、上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の他方に径方向に移動可能に設けられたロックキーと、を有し、このロックキーがキー溝に嵌合することにより、上記アウタロータとインナロータとを、最遅角位置及び最進角位置を除く所定の中間ロック位置に係止する中間ロック機構を有し、
上記中間ロック位置に向けて上記両ロータを相対的に回動させるとき、その回動方向への回動をアシストするアシスト力が発生するよう、上記ロックキーの先端面に、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部を設けるとともに、このロックキーの先端面が摺接するキー溝の底面に、周方向に沿って漸次傾斜する溝側テーパ部を設けたことを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング装置。 An outer rotor that rotates in conjunction with one of the camshaft and crankshaft that drives the intake and exhaust valves of the internal combustion engine, and is arranged concentrically inside the outer rotor, and rotates in conjunction with the other of the camshaft and crankshaft. In the variable valve timing device of the internal combustion engine that makes the valve timing of the intake and exhaust valves variable by relatively rotating within the movable range from the most retarded angle position to the most advanced angle position,
A key groove recessed in one of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, and a lock key provided in the other of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor so as to be movable in the radial direction. And having an intermediate lock mechanism for engaging the outer rotor and the inner rotor at a predetermined intermediate lock position excluding the most retarded angle position and the most advanced angle position by fitting the lock key into the key groove,
When the two rotors are relatively rotated toward the intermediate lock position, the tip surface of the lock key is provided along the circumferential direction so that an assisting force assisting the rotation in the rotation direction is generated. A variable internal combustion engine characterized in that a key-side taper portion that gradually inclines is provided, and a groove-side taper portion that gradually inclines along the circumferential direction is provided on the bottom surface of the key groove to which the front end surface of the lock key slides. Valve timing device.
上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の一方に凹設されたキー溝と、上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の他方に径方向に移動可能に設けられたロックキーと、を有し、このロックキーがキー溝に嵌合することにより、上記アウタロータとインナロータとを、最遅角位置及び最進角位置を除く所定の中間ロック位置に係止する中間ロック機構を有し、
上記ロックキーの先端面に、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部を設けるとともに、このロックキーの先端面が摺接するキー溝の底面に、周方向に沿って漸次傾斜する溝側テーパ部を設け、
一対のロックキーが近接して設けられ、これら一対のロックキーのキー側テーパ部が、互いに接近する方向に向かうに従って突出する方向へ傾斜しており、
上記溝側テーパ部が、上記一対のキー側テーパ部がそれぞれ摺接する2つの傾斜面を有する断面略V字状に凹んだ形状をなしていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング装置。 An outer rotor that rotates in conjunction with one of the camshaft and crankshaft that drives the intake and exhaust valves of the internal combustion engine, and is arranged concentrically inside the outer rotor, and rotates in conjunction with the other of the camshaft and crankshaft. In the variable valve timing device of the internal combustion engine that makes the valve timing of the intake and exhaust valves variable by relatively rotating within the movable range from the most retarded angle position to the most advanced angle position,
A key groove recessed in one of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, and a lock key provided in the other of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor so as to be movable in the radial direction. And having an intermediate lock mechanism for engaging the outer rotor and the inner rotor at a predetermined intermediate lock position excluding the most retarded angle position and the most advanced angle position by fitting the lock key into the key groove,
A key-side taper portion that gradually slopes along the circumferential direction is provided on the tip surface of the lock key, and a groove-side taper that gradually slopes along the circumferential direction on the bottom surface of the key groove with which the tip surface of the lock key slides. Set up a section,
A pair of lock keys are provided close to each other, and the key side taper portions of the pair of lock keys are inclined in a direction to protrude toward the directions approaching each other,
The groove side tapered portion, the variable valve timing of the internal combustion engine characterized in that it forms a recessed shape substantially V-shaped cross section having two inclined surfaces the pair of key-side taper portion is sliding respectively apparatus.
上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の一方に凹設されたキー溝と、上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の他方に径方向に移動可能に設けられたロックキーと、を有し、このロックキーがキー溝に嵌合することにより、上記アウタロータとインナロータとを、最遅角位置及び最進角位置を除く所定の中間ロック位置に係止する中間ロック機構を有し、
上記ロックキーの先端面に、周方向に沿って漸次傾斜するキー側テーパ部を設けるとともに、このロックキーの先端面が摺接するキー溝の底面に、周方向に沿って漸次傾斜する溝側テーパ部を設け、
上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の一方に凹設された流体圧室と、上記アウタロータの内周部とインナロータの外周部の他方より径方向に突出し、上記流体圧室を遅角室と進角室とに区画するベーンと、上記遅角室と進角室の流体圧を制御する流体圧制御手段と、を有し、
かつ、上記アウタロータとインナロータを最遅角位置から中間ロック位置へ向かう周方向に付勢するアシスト手段を有し、
上記アシスト手段は、温度に応じてバネ定数が変化する圧縮ゴムスプリングを含んでいることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング装置。
An outer rotor that rotates in conjunction with one of the camshaft and crankshaft that drives the intake and exhaust valves of the internal combustion engine, and is disposed concentrically inside the outer rotor, and rotates in conjunction with the other of the camshaft and crankshaft. In the variable valve timing device of the internal combustion engine that makes the valve timing of the intake and exhaust valves variable by relatively rotating within the movable range from the most retarded angle position to the most advanced angle position,
A key groove recessed in one of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, and a lock key provided in a radially movable manner on the other of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor. And having an intermediate lock mechanism for engaging the outer rotor and the inner rotor at a predetermined intermediate lock position excluding the most retarded angle position and the most advanced angle position by fitting the lock key into the key groove,
A key-side taper portion that gradually slopes along the circumferential direction is provided on the tip surface of the lock key, and a groove-side taper that gradually slopes along the circumferential direction on the bottom surface of the key groove with which the tip surface of the lock key slides. Set up a section,
A fluid pressure chamber recessed in one of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, and a radial chamber projecting radially from the other of the inner peripheral portion of the outer rotor and the outer peripheral portion of the inner rotor, the fluid pressure chamber being a retarded chamber And a vane partitioning into an advance chamber, and a fluid pressure control means for controlling the fluid pressure in the retard chamber and the advance chamber,
And assist means for biasing the outer rotor and the inner rotor in a circumferential direction from the most retarded position to the intermediate lock position,
The assist means includes a variable valve timing device of the internal combustion engine you characterized in that it comprises a compression rubber spring spring constant changes according to temperature.
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