JPWO2011036720A1 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Abstract
進角油圧室のシューとベーンとの周方向壁面に対向して設けられた凹部と、凹部に軸線方向から挿入配設される保持部材と、シュー側の前記保持部材とベーン側の前記保持部材との間に配設され前記ロータを進角方向に付勢するアシストスプリングとを備え、前記ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、前記保持部材と前記凹部の隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したもので、油温上昇時の熱膨張や、保持部材とアシストスプリング組み付け時の保持部材傾き、ロータ作動や振動による傾きなどにより、保持部材が両端のカバー間で突っ張った状態となり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバー摺動面が摩耗することによる漏れ増加などの不具合を防止することができる。A recess provided opposite to the circumferential wall surface of the shoe and vane of the advance hydraulic chamber, a holding member inserted into the recess from the axial direction, the holding member on the shoe side, and the holding member on the vane side An assist spring that urges the rotor in an advance angle direction, and a clearance formed by the axial length of the holding member provided on the vane side and the axial length of the case, It is set to be equal to or greater than the sum of the axial length increase taking into account the inclination of the holding member resulting from the gap between the holding member and the recess and the increase due to thermal expansion. The holding member is tilted between the covers at both ends due to the inclination of the holding member and the assist spring when the holding member and the assist spring are assembled, the inclination of the rotor operation and vibration, etc. There it is possible to prevent problems such as leakage increases due to wear.
Description
この発明は内燃機関の運転状況に応じて排気バルブの開閉タイミングを自動的に変化させるバルブタイミング調整装置に関するものである。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that automatically changes the opening / closing timing of an exhaust valve in accordance with the operating condition of an internal combustion engine.
この種のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の排気バルブを開閉駆動するカムシャフトと、このカムシャフトの上に回転自在に設けられて内燃機関の出力で回転駆動されるケースと、このケース内部に相対的回転可能に収納されてカムシャフトに連結されたロータと、機械的付勢力で作動してケースとロータとの相対回転を拘束し、機械的付勢力に抗する方向の内部油圧室内からの流体制御圧力で作動して拘束を解除するロック手段とを有する構成である。 This type of valve timing adjusting device includes a camshaft that opens and closes an exhaust valve of an internal combustion engine, a case that is rotatably provided on the camshaft and is rotationally driven by the output of the internal combustion engine, The rotor, which is housed in a relatively rotatable manner and connected to the camshaft, operates from a mechanical biasing force to restrain the relative rotation between the case and the rotor, and from the internal hydraulic chamber in a direction against the mechanical biasing force. And a lock means for releasing the restraint by operating with the fluid control pressure.
このような構成のバルブタイミング調整装置を排気側への適用を目的として、内部油圧室内にロータを進角方向に付勢する手段としてアシストスプリングを配置したものが提案されている。そして、そのアシストスプリングを保持する構成として、例えば、特許文献1には、樹脂製の保持部材をロータおよびケースに設けた凹部に挿入する構成が開示されている。
For the purpose of applying the valve timing adjusting device having such a configuration to the exhaust side, there has been proposed one in which an assist spring is arranged as means for urging the rotor in the advance angle direction in the internal hydraulic chamber. As a configuration for holding the assist spring, for example,
上記のように特許文献1には、アシストスプリングの両端を保持する一対の保持部材を設定することは記載されているが、軸方向長さやアシストスプリング挿入穴入り口形状の詳細な点については述べられておらず、実際の使用に当たっては、保持部材が凹部との隙間の範囲で傾いたり熱膨張等により両端のカバーとハウジング間で突っ張った状態となり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバーおよびハウジングとの摺動面が磨耗することによる漏れ増加等の不具合が懸念されるという課題があった。
As described above,
この発明は油圧室内に設置されるアシストスプリングを保持する保持部材に起因する、上記のような課題を解消するためになされたもので、作動速度低下や耐久性の低下などを解決したバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems caused by a holding member that holds an assist spring installed in a hydraulic chamber, and is a valve timing adjustment that solves a decrease in operating speed and a decrease in durability. An object is to provide an apparatus.
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、ケースの内周面に形成された複数のシューと、ケース内に相対回転可能に収納されたロータの外周面に各シューの周方向両側壁面との間で遅角油圧室と進角油圧室を形成する複数のベーンと、進角油圧室のシューとベーンとの周方向壁面に対向して設けられた凹部と、凹部に軸線方向から挿入配設される保持部材と、シュー側の保持部材と前記ベーン側の保持部材との間に配設されロータを進角方向に付勢するアシストスプリングとを備え、ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したものである。 The valve timing adjusting device according to the present invention includes a plurality of shoes formed on the inner peripheral surface of the case, and an outer peripheral surface of a rotor housed in the case so as to be relatively rotatable, between both side walls in the circumferential direction of each shoe. A plurality of vanes forming the retard hydraulic chamber and the advance hydraulic chamber, a recess provided facing the circumferential wall surface of the shoe and the vane of the advance hydraulic chamber, and an axially inserted into the recess. A holding member; and an assist spring disposed between the shoe-side holding member and the vane-side holding member and biasing the rotor in the advance direction, and the axial length of the holding member provided on the vane side And the clearance formed from the axial length of the case to be equal to or greater than the sum of the axial length increase taking into account the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess and the increase due to thermal expansion. It is set.
この発明によれば、アシストスプリング組み付け性の向上のために、ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したので、保持部材はベーンやシューの凹部との間に設けた隙間の範囲内で傾いたり、油温上昇時の熱膨張(ロータ、ケースは鉄系材料であり、樹脂製保持部材より線膨張係数は小さい)や、保持部材とアシストスプリング組み付け時の保持部材の傾き、ロータ作動や振動による傾きが生じても、両端のカバーおよびハウジングとの間で突っ張った状態となったり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバー摺動面が摩耗することによる漏れ増加などの不具合を確実に防止することができる。 According to the present invention, in order to improve the assembly of the assist spring, the clearance formed from the axial length of the holding member provided on the vane side and the axial length of the case is reduced from the gap between the holding member and the recess. The holding member is set to be equal to or greater than the sum of the axial length increase considering the tilt of the holding member and the increase due to thermal expansion, so the holding member is within the range of the gap provided between the vane and the recess of the shoe. Or thermal expansion when the oil temperature rises (the rotor and the case are ferrous materials and have a smaller linear expansion coefficient than the resin holding member), the inclination of the holding member when the holding member and the assist spring are assembled, and the rotor operation Leakage due to tension between the cover and the housing at both ends, or a decrease in the rotor operating speed due to friction or wear on the sliding surface of the cover Problems such as pressure can be reliably prevented.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図2の2−2線に沿う径方向の断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図1の1−1線に沿う軸方向の断面図である。Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a sectional view of a valve timing adjusting device according to
図において、ケース1は、図示しないクランクからの駆動力を伝達するスプロケット部2を外周に形成し、内周部には油圧室を形成するシュー3a〜3dを有している。ロータ4は、ケース1のシュー3a〜3dで形成された4つの油圧室を進角側油圧室5a〜5dと遅角側油圧室6a〜6dに区画すると共に油圧の受圧部でもあるベーン7a〜7dがほぼ90°間隔で外側に配置されている。このロータ4は、ボス部9が所定のクリアランスを有してケース1の内側摺動部8と摺接しており、オイルシールと軸受け機能を有している。
In the figure, the
また、ベーン7a〜7dの先端部には、凹部が形成されており各油圧室間のオイル流れを規制するシール部材10が配置されている。また、ロータ4はボス部9の内側で図示しないカムシャフトに挿入され、図示しないボルトで締結固定されている。ケース1とロータ4は、図2に示すように、その両端面をカバー11とハウジング12で封止されており、それらは4つのボルト13で締結されている。
Moreover, the recessed part is formed in the front-end | tip part of
以下、ロータ4に形成された油通路について説明する。ロータ4のボス部9には、カムシャフトに形成された図示しない油通路と連通し、径方向に貫通形成された進角側通路17a〜17dおよび遅角側通路18a〜18dがあり、それぞれ進角側油圧室5a〜5dおよび遅角側油圧室6a〜6dに連通して作動油を油圧室に供給する構成となっている。
Hereinafter, the oil passage formed in the
ケース1のシュー3bには、径方向に貫通した穴21が形成されており、ロータ4のボス部9に形成された嵌合穴22に嵌合することでロータ4を始動時基準位置である最進角位置で規制するロックピン23が軸方向に移動可能に収容されている。ロックピン23はスプリング24で嵌合する方向へ付勢され、スプリング24はストッパ25により保持されている。また、ロックピン23は、嵌合穴22の底部に開口した遅角側油通路26により遅角側油圧が印加され、先端部にて受圧することでスプリング24に抗して径外方向へ後退し、ロータ4の規制を解除することができる。
The shoe 3b of the
次にロータ4を進角方向に付勢するアシストスプリング27について説明する。ロータ4のベーン7a(〜7d)とケース1のシュー3a(〜3d)には、それぞれ軸方向に貫通した凹部28、29が形成されており、この凹部28、29にはそれぞれ樹脂製の保持部材30、31が挿入されている。アシストスプリング27は、保持部材30、31の側面に形成されたアシストスプリング挿入穴32、33に挿入されている。
Next, the
このようにしてアシストスプリング27は進角側油圧室内に配置されている。図示例では各油圧室に2本ずつ計8本配置されている。アシストスプリング27のセット長が最も長くなる最進角位置では、1対の保持部材とアシストスプリング27の組立て体を機械で挿入しやすい様に組立て性を考慮し、かつセット長に対して保持部材による支持長さが短くアシストスプリング27が径方向にずれて変形することを防止する目的で、真直ぐになるような配置としている。即ち、図1において、保持部材30の底面:Pと保持部材31の底面:Qが互いに平行になるように配置している。
In this manner, the
アシストスプリング27のセット長が最も短くなる最遅角位置では、アシストスプリング27は装置内側に対して反るような円弧状になるように配置している。さらに回転動作をするロータ側のベーン7a(〜7d)に設けられた凹部28の開口縁部に抜け止め防止部として開口を狭めるテーパ35を形成し、保持部材30の両側面には図4に示すようにテーパ部35と当接するテーパ34が形成されている。こうすることでロータ動作時にも誤って凹部28から保持部材30が抜けることを防止できる。
At the most retarded angle position where the set length of the
保持部材30、31の設置目的は、複数のアシストスプリング27を油圧室内という異形空間に設置する上で、その組立て性を容易にすることにある。従って、保持部材30、31と凹部28、29の間には保持部材を挿入しやすいように所定の隙間を設定している。この隙間によって、保持部材30、31は凹部28、29の中でがたつきを持った構成となっており、保持部材30、31は隙間の分だけ縦・横方向に傾きを生じる。
The purpose of installing the
ここで、保持部材30、31は樹脂で成形されており、その線膨張係数は、保持部材が挿入される空間を形成するケース1(この実施の形態1では鉄系の焼結金属製)よりも大きいため、熱膨張時にケース1内で突っ張らないように保持部材30、31の装置軸方向寸法は、線膨張係数の差の分:ΔTだけ、ケース1より小さく設定している。
Here, the
しかし、上述の保持部材30の傾きが生じると、図3に示すように、保持部材30、31の装置軸方向寸法は鉛直の場合に比べて見た目上大きくなってしまい、この寸法拡大によって保持部材30、31がケース1内で突っ張ってしまう。この状態がロータ側で発生すると、摩擦力上昇により作動速度低下やカバー11、ハウジング12の摩耗の原因となる。
However, when the inclination of the
つまり、アシストスプリング27の座面摩耗抑制のため、保持部材30に例えばガラスなどを添加材として使用した場合、相手材の摩耗は顕著になる。ここで、実施の形態1では、この保持部材30の傾きによる装置軸方向の寸法増加分:ΔCをも考慮して、保持部材30、31とカバー11,ハウジング12との間のクリアランスを、(ΔT+ΔC)以上に設定している。なお、保持部材30の熱膨張分ΔTは最大40μm、傾き分ΔCは最大90μmである。このようにすることにより、保持部材30,31が、がたつきによってもケース1内で突っ張ることなく、安定した装置作動性と耐久性を得ることができる。
That is, in order to suppress the seat surface wear of the
また、保持部材30、31のアシストスプリング挿入穴32、33入り口には、図4に示すように、その幅:Lhが最進角位置におけるアシストスプリング27の線間距離:Lsよりも大きく(Lh>Ls)なるようなテーパ部36が形成されている。このように設定することで、ロータ4が最進角位置から遅角方向に動作するにつれ、アシストスプリング27が徐々に円弧状に変形しながら圧縮していくが(アシストスプリング線間距離が小さくなる)、アシストスプリング素線が保持部材30の入り口部エッジに引っ掛かることなく、安定してアシストスプリング27を保持することができる。
Further, as shown in FIG. 4, at the entrances of the assist spring insertion holes 32, 33 of the holding
次に装置の動作について説明する。まず、エンジン始動時やアイドリング時などバルブタイミング調整装置が基準位置である最進角位置に制御されるとき、図示しないオイルコントロールバルブには通電されておらず、図示しないエンジン内進角側通路を通じて進角側油圧室5に油圧が供給され、ロータ4は最進角位置に固定されている。この時、保持部材30、31の底面P,Qは平行となっており、図1に示すようにアシストスプリング27は真直ぐになっている。また、ロックピン23は嵌合穴22と嵌合している。
Next, the operation of the apparatus will be described. First, when the valve timing adjusting device is controlled to the most advanced angle position, which is the reference position, such as when the engine is started or idling, the oil control valve (not shown) is not energized and passes through an engine advance angle side passage (not shown). Hydraulic pressure is supplied to the advance side hydraulic chamber 5, and the
次いで、回転数の上昇などによりバルブタイミング調整装置に対して遅角作動の指令が出されると、オイルコントロールバルブに所定の電流が印加され、遅角側の出力ポートが開き、図示しないエンジン内遅角側通路を通じて、まずバルブタイミング調整装置の遅角側油通路26にオイルが供給され、ロックピン23の先端部で受圧することで、ロックピン23はスプリング24の付勢力に抗して径外方向へ移動し、嵌合穴22から抜け出て、ロータ4の規制を解除する。
Next, when a command for retarding operation is issued to the valve timing adjusting device due to an increase in the rotational speed or the like, a predetermined current is applied to the oil control valve, an output port on the retarding side is opened, and an engine delay (not shown) is performed. First, oil is supplied to the retarded-
ここで、ロックピン23が嵌合している状態では、遅角側通路18a〜18dはケース1のシュー部で閉塞されており、遅角側油圧室6に油圧は供給されない。ロックピン23が解除されると、カム交番トルクによりロータ4が振れることで、閉塞されていた遅角側通路が開いて遅角側油圧室へオイルが供給される。
Here, in a state where the
遅角側油圧室へオイルが供給されると、ロータ4に遅角方向の回転トルクが発生し、遅角方向のカムトルクと合わせて、進角方向のアシストスプリングトルクに抗して作動を始める。この時、保持部材30、31はエンジンの振動などにより凹部28、29の隙間の範囲内で傾きを生じ、さらにエンジン回転に伴いバルブタイミング調整装置の作動流体であるエンジンオイルがおよそ100℃前後に熱せられることで保持部材30、31が熱膨張した場合でも、保持部材30、31がケース1内で突っ張ることなく、ロータ4が正常に作動可能である。
When oil is supplied to the retard side hydraulic chamber, a retard torque in the retard direction is generated in the
以上のように、この実施の形態1によれば、保持部材設置の目的はアシストスプリング組み付け性の向上にあるため、保持部材とベーンやシューの凹部との間には所定の隙間を設置しており、保持部材はその隙間の範囲内で傾く構造となっている。しかしこのようにすることで、油温上昇時の熱膨張(ロータ、ケースは鉄系材料であり、樹脂製保持部材より線膨張係数は小さい)や、保持部材とアシストスプリング組み付け時の保持部材の傾き、ロータ作動や振動による傾きなどにより、保持部材が両端のカバーとハウジング間で突っ張った状態となり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバー摺動面が摩耗することによる漏れ増加などの不具合を生じることになるが、ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したので、上記の不具合を確実に防止することができる。 As described above, according to the first embodiment, since the purpose of installing the holding member is to improve the assembly of the assist spring, a predetermined gap is provided between the holding member and the recess of the vane or shoe. The holding member is tilted within the gap. However, by doing so, the thermal expansion when the oil temperature rises (the rotor and the case are iron-based materials, and the linear expansion coefficient is smaller than that of the resin holding member), and the holding member and the assist spring are assembled when the assist spring is assembled. The holding member is stretched between the cover and the housing at both ends due to tilt, rotor operation, vibration, etc., causing problems such as a decrease in rotor operating speed due to friction and increased leakage due to wear of the cover sliding surface However, the clearance formed by the axial length of the holding member provided on the vane side and the axial length of the case is determined in consideration of the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess. Since it is set to be equal to or greater than the sum of the increase in length and the increase due to thermal expansion, the above-described problems can be reliably prevented.
また、ロータ側に設置の保持部材の抜け止め防止手段を設け、これにより保持部材の傾きを防止する構成としたので、例えば高油圧時にロータが速く進角動作する際、保持部材が追従しないことにより脱落してしまうという不具合を防止することができる。 In addition, since the holding member installed on the rotor side is provided with a means for preventing the holding member from being detached, thereby preventing the holding member from tilting, for example, the holding member does not follow when the rotor advances rapidly at high hydraulic pressure. It is possible to prevent the problem of dropping out.
また、保持部材のアシストスプリング挿入穴入り口に設けたテーパの幅を、最進角位置セット時のアシストスプリング線間距離よりも大きくなるように設定したので、保持部材の傾きや、ロータ動作に伴いアシストスプリングが収縮することに起因して、アシストスプリング素線が保持部材の入り口部を横切る際にも、アシストスプリング素線が保持部材入り口部のエッジに引っ掛かることなく、正規のアシストスプリング荷重を発生することが可能となり、保持部材傾きも抑制できる。しかも、アシストスプリング素線の外側が入り口と擦れることによる摩耗を抑制することができる。 In addition, since the width of the taper provided at the entrance of the assist spring insertion hole of the holding member is set to be larger than the distance between the assist spring lines when setting the most advanced angle position, the inclination of the holding member and the rotor operation Due to the contraction of the assist spring, even when the assist spring strand crosses the entrance portion of the holding member, the assist spring strand does not get caught on the edge of the entrance portion of the holding member and generates a normal assist spring load. It is possible to suppress the tilting of the holding member. In addition, it is possible to suppress wear caused by rubbing the outer side of the assist spring strand with the entrance.
また、アシストスプリングセット長が最大となる最進角位置でアシストスプリングが真直ぐになるように配置する構成としたので、安定してアシストスプリングと保持部材をセットすることができ、組立て時の保持部材のがたつき(傾き)を最小限に抑制することができる。また、アシストスプリングセット長が最大となる最も不安定で変形しやすい状態で真直ぐになるように設定しているため、アシストスプリングがU字状に変形することを防止することができる。 In addition, since the assist spring is arranged so that the assist spring is straight at the most advanced angle position where the assist spring set length is maximum, the assist spring and the holding member can be stably set, and the holding member at the time of assembly can be set. The rattling (tilt) can be minimized. Further, since the assist spring set length is set to be straight in the most unstable and easily deformable state, the assist spring can be prevented from being deformed into a U shape.
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、内燃機関の排気側カムシャフトに取り付けられ、排気バルブの開閉タイミングを制御するのに適用して有効である。 The valve timing adjusting apparatus according to the present invention is attached to an exhaust side camshaft of an internal combustion engine and is effective when applied to control the opening / closing timing of the exhaust valve.
この発明は内燃機関の運転状況に応じて排気バルブの開閉タイミングを自動的に変化させるバルブタイミング調整装置に関するものである。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that automatically changes the opening / closing timing of an exhaust valve in accordance with the operating condition of an internal combustion engine.
この種のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の排気バルブを開閉駆動するカムシャフトと、このカムシャフトの上に回転自在に設けられて内燃機関の出力で回転駆動されるケースと、このケース内部に相対的回転可能に収納されてカムシャフトに連結されたロータと、機械的付勢力で作動してケースとロータとの相対回転を拘束し、機械的付勢力に抗する方向の内部油圧室内からの流体制御圧力で作動して拘束を解除するロック手段とを有する構成である。 This type of valve timing adjusting device includes a camshaft that opens and closes an exhaust valve of an internal combustion engine, a case that is rotatably provided on the camshaft and is rotationally driven by the output of the internal combustion engine, The rotor, which is housed in a relatively rotatable manner and connected to the camshaft, operates from a mechanical biasing force to restrain the relative rotation between the case and the rotor, and from the internal hydraulic chamber in a direction against the mechanical biasing force. And a lock means for releasing the restraint by operating with the fluid control pressure.
このような構成のバルブタイミング調整装置を排気側への適用を目的として、内部油圧室内にロータを進角方向に付勢する手段としてアシストスプリングを配置したものが提案されている。そして、そのアシストスプリングを保持する構成として、例えば、特許文献1には、樹脂製の保持部材をロータおよびケースに設けた凹部に挿入する構成が開示されている。
For the purpose of applying the valve timing adjusting device having such a configuration to the exhaust side, there has been proposed one in which an assist spring is arranged as means for urging the rotor in the advance angle direction in the internal hydraulic chamber. As a configuration for holding the assist spring, for example,
上記のように特許文献1には、アシストスプリングの両端を保持する一対の保持部材を設定することは記載されているが、軸方向長さやアシストスプリング挿入穴入り口形状の詳細な点については述べられておらず、実際の使用に当たっては、保持部材が凹部との隙間の範囲で傾いたり熱膨張等により両端のカバーとハウジング間で突っ張った状態となり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバーおよびハウジングとの摺動面が磨耗することによる漏れ増加等の不具合が懸念されるという課題があった。
As described above,
この発明は油圧室内に設置されるアシストスプリングを保持する保持部材に起因する、上記のような課題を解消するためになされたもので、作動速度低下や耐久性の低下などを解決したバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems caused by a holding member that holds an assist spring installed in a hydraulic chamber, and is a valve timing adjustment that solves a decrease in operating speed and a decrease in durability. An object is to provide an apparatus.
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、ケースの内周面に形成された複数のシューと、ケース内に相対回転可能に収納されたロータの外周面に各シューの周方向両側壁面との間で遅角油圧室と進角油圧室を形成する複数のベーンと、進角油圧室のシューとベーンとの周方向壁面に対向して設けられた凹部と、凹部に軸線方向から挿入配設される保持部材と、シュー側の保持部材と前記ベーン側の保持部材との間に配設されロータを進角方向に付勢するアシストスプリングとを備え、ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースのロータの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したものである。 The valve timing adjusting device according to the present invention includes a plurality of shoes formed on the inner peripheral surface of the case, and an outer peripheral surface of a rotor housed in the case so as to be relatively rotatable, between both side walls in the circumferential direction of each shoe. A plurality of vanes forming the retard hydraulic chamber and the advance hydraulic chamber, a recess provided facing the circumferential wall surface of the shoe and the vane of the advance hydraulic chamber, and an axially inserted into the recess. A holding member; and an assist spring disposed between the shoe-side holding member and the vane-side holding member and biasing the rotor in the advance direction, and the axial length of the holding member provided on the vane side And the clearance formed from the axial length of the rotor of the case is equal to or greater than the sum of the axial length increase taking into account the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess and the increase due to thermal expansion. Is set to .
この発明によれば、アシストスプリング組み付け性の向上のために、ベーン側に設けられた保持部材のロータの軸方向長さとケースのロータの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮したロータの軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したので、保持部材はベーンやシューの凹部との間に設けた隙間の範囲内で傾いたり、油温上昇時の熱膨張(ロータ、ケースは鉄系材料であり、樹脂製保持部材より線膨張係数は小さい)や、保持部材とアシストスプリング組み付け時の保持部材の傾き、ロータ作動や振動による傾きが生じても、両端のカバーおよびハウジングとの間で突っ張った状態となったり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバー摺動面が摩耗することによる漏れ増加などの不具合を確実に防止することができる。 According to the present invention, in order to improve the assembly of the assist spring, the clearance formed by the axial length of the rotor of the holding member provided on the vane side and the axial length of the rotor of the case is set to the holding member and the recess. Is set to be equal to or greater than the sum of the increase in the axial length of the rotor and the increase due to thermal expansion in consideration of the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess of the vane or shoe. Inclination within the gap provided, or thermal expansion when the oil temperature rises (rotor and case are ferrous materials, linear expansion coefficient is smaller than the resin holding member), and holding when the holding member and assist spring are assembled Even if tilting of the member, rotor operation or vibration occurs, it may be stretched between the cover and housing at both ends, the rotor operating speed may be reduced due to friction, and the cover sliding surface Problems such as leakage increases due to wear can be reliably prevented.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図2の2−2線に沿う径方向の断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図1の1−1線に沿う軸方向の断面図である。
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a sectional view of a valve timing adjusting device according to
図において、ケース1は、図示しないクランクからの駆動力を伝達するスプロケット部2を外周に形成し、内周部には油圧室を形成するシュー3a〜3dを有している。ロータ4は、ケース1のシュー3a〜3dで形成された4つの油圧室を進角側油圧室5a〜5dと遅角側油圧室6a〜6dに区画すると共に油圧の受圧部でもあるベーン7a〜7dがほぼ90°間隔で外側に配置されている。このロータ4は、ボス部9が所定のクリアランスを有してケース1の内側摺動部8と摺接しており、オイルシールと軸受け機能を有している。
In the figure, the
また、ベーン7a〜7dの先端部には、凹部が形成されており各油圧室間のオイル流れを規制するシール部材10が配置されている。また、ロータ4はボス部9の内側で図示しないカムシャフトに挿入され、図示しないボルトで締結固定されている。ケース1とロータ4は、図2に示すように、その両端面をカバー11とハウジング12で封止されており、それらは4つのボルト13で締結されている。
Moreover, the recessed part is formed in the front-end | tip part of
以下、ロータ4に形成された油通路について説明する。ロータ4のボス部9には、カムシャフトに形成された図示しない油通路と連通し、径方向に貫通形成された進角側通路17a〜17dおよび遅角側通路18a〜18dがあり、それぞれ進角側油圧室5a〜5dおよび遅角側油圧室6a〜6dに連通して作動油を油圧室に供給する構成となっている。
Hereinafter, the oil passage formed in the
ケース1のシュー3bには、径方向に貫通した穴21が形成されており、ロータ4のボス部9に形成された嵌合穴22に嵌合することでロータ4を始動時基準位置である最進角位置で規制するロックピン23が軸方向に移動可能に収容されている。ロックピン23はスプリング24で嵌合する方向へ付勢され、スプリング24はストッパ25により保持されている。また、ロックピン23は、嵌合穴22の底部に開口した遅角側油通路26により遅角側油圧が印加され、先端部にて受圧することでスプリング24に抗して径外方向へ後退し、ロータ4の規制を解除することができる。
The shoe 3b of the
次にロータ4を進角方向に付勢するアシストスプリング27について説明する。ロータ4のベーン7a(〜7d)とケース1のシュー3a(〜3d)には、それぞれ軸方向に貫通した凹部28、29が形成されており、この凹部28、29にはそれぞれ樹脂製の保持部材30、31が挿入されている。アシストスプリング27は、保持部材30、31の側面に形成されたアシストスプリング挿入穴32、33に挿入されている。
Next, the
このようにしてアシストスプリング27は進角側油圧室内に配置されている。図示例では各油圧室に2本ずつ計8本配置されている。アシストスプリング27のセット長が最も長くなる最進角位置では、1対の保持部材とアシストスプリング27の組立て体を機械で挿入しやすい様に組立て性を考慮し、かつセット長に対して保持部材による支持長さが短くアシストスプリング27が径方向にずれて変形することを防止する目的で、真直ぐになるような配置としている。即ち、図1において、保持部材30の底面:Pと保持部材31の底面:Qが互いに平行になるように配置している。
In this manner, the
アシストスプリング27のセット長が最も短くなる最遅角位置では、アシストスプリング27は装置内側に対して反るような円弧状になるように配置している。さらに回転動作をするロータ側のベーン7a(〜7d)に設けられた凹部28の開口縁部に抜け止め防止部として開口を狭めるテーパ35を形成し、保持部材30の両側面には図4に示すようにテーパ部35と当接するテーパ34が形成されている。こうすることでロータ動作時にも誤って凹部28から保持部材30が抜けることを防止できる。
At the most retarded angle position where the set length of the
保持部材30、31の設置目的は、複数のアシストスプリング27を油圧室内という異形空間に設置する上で、その組立て性を容易にすることにある。従って、保持部材30、31と凹部28、29の間には保持部材を挿入しやすいように所定の隙間を設定している。この隙間によって、保持部材30、31は凹部28、29の中でがたつきを持った構成となっており、保持部材30、31は隙間の分だけ縦・横方向に傾きを生じる。
The purpose of installing the holding
ここで、保持部材30、31は樹脂で成形されており、その線膨張係数は、保持部材が挿入される空間を形成するケース1(この実施の形態1では鉄系の焼結金属製)よりも大きいため、熱膨張時にケース1内で突っ張らないように保持部材30、31の装置軸方向寸法は、線膨張係数の差の分:ΔTだけ、ケース1より小さく設定している。
Here, the holding
しかし、上述の保持部材30の傾きが生じると、図3に示すように、保持部材30、31の装置軸方向寸法は鉛直の場合に比べて見た目上大きくなってしまい、この寸法拡大によって保持部材30、31がケース1内で突っ張ってしまう。この状態がロータ側で発生すると、摩擦力上昇により作動速度低下やカバー11、ハウジング12の摩耗の原因となる。
However, when the inclination of the holding
つまり、アシストスプリング27の座面摩耗抑制のため、保持部材30に例えばガラスなどを添加材として使用した場合、相手材の摩耗は顕著になる。ここで、実施の形態1では、この保持部材30の傾きによる装置軸方向の寸法増加分:ΔCをも考慮して、保持部材30、31とカバー11,ハウジング12との間のクリアランスを、(ΔT+ΔC)以上に設定している。なお、保持部材30の熱膨張分ΔTは最大40μm、傾き分ΔCは最大90μmである。このようにすることにより、保持部材30,31が、がたつきによってもケース1内で突っ張ることなく、安定した装置作動性と耐久性を得ることができる。
That is, in order to suppress the seat surface wear of the
また、保持部材30、31のアシストスプリング挿入穴32、33入り口には、図4に示すように、その幅:Lhが最進角位置におけるアシストスプリング27の線間距離:Lsよりも大きく(Lh>Ls)なるようなテーパ部36が形成されている。このように設定することで、ロータ4が最進角位置から遅角方向に動作するにつれ、アシストスプリング27が徐々に円弧状に変形しながら圧縮していくが(アシストスプリング線間距離が小さくなる)、アシストスプリング素線が保持部材30の入り口部エッジに引っ掛かることなく、安定してアシストスプリング27を保持することができる。
Further, as shown in FIG. 4, at the entrances of the assist spring insertion holes 32, 33 of the holding
次に装置の動作について説明する。まず、エンジン始動時やアイドリング時などバルブタイミング調整装置が基準位置である最進角位置に制御されるとき、図示しないオイルコントロールバルブには通電されておらず、図示しないエンジン内進角側通路を通じて進角側油圧室5に油圧が供給され、ロータ4は最進角位置に固定されている。この時、保持部材30、31の底面P,Qは平行となっており、図1に示すようにアシストスプリング27は真直ぐになっている。また、ロックピン23は嵌合穴22と嵌合している。
Next, the operation of the apparatus will be described. First, when the valve timing adjusting device is controlled to the most advanced angle position, which is the reference position, such as when the engine is started or idling, the oil control valve (not shown) is not energized and passes through an engine advance angle side passage (not shown). Hydraulic pressure is supplied to the advance side hydraulic chamber 5, and the
次いで、回転数の上昇などによりバルブタイミング調整装置に対して遅角作動の指令が出されると、オイルコントロールバルブに所定の電流が印加され、遅角側の出力ポートが開き、図示しないエンジン内遅角側通路を通じて、まずバルブタイミング調整装置の遅角側油通路26にオイルが供給され、ロックピン23の先端部で受圧することで、ロックピン23はスプリング24の付勢力に抗して径外方向へ移動し、嵌合穴22から抜け出て、ロータ4の規制を解除する。
Next, when a command for retarding operation is issued to the valve timing adjusting device due to an increase in the rotational speed or the like, a predetermined current is applied to the oil control valve, an output port on the retarding side is opened, and an engine delay (not shown) is performed. First, oil is supplied to the retarded-
ここで、ロックピン23が嵌合している状態では、遅角側通路18a〜18dはケース1のシュー部で閉塞されており、遅角側油圧室6に油圧は供給されない。ロックピン23が解除されると、カム交番トルクによりロータ4が振れることで、閉塞されていた遅角側通路が開いて遅角側油圧室へオイルが供給される。
Here, in a state where the
遅角側油圧室へオイルが供給されると、ロータ4に遅角方向の回転トルクが発生し、遅角方向のカムトルクと合わせて、進角方向のアシストスプリングトルクに抗して作動を始める。この時、保持部材30、31はエンジンの振動などにより凹部28、29の隙間の範囲内で傾きを生じ、さらにエンジン回転に伴いバルブタイミング調整装置の作動流体であるエンジンオイルがおよそ100℃前後に熱せられることで保持部材30、31が熱膨張した場合でも、保持部材30、31がケース1内で突っ張ることなく、ロータ4が正常に作動可能である。
When oil is supplied to the retard side hydraulic chamber, a retard torque in the retard direction is generated in the
以上のように、この実施の形態1によれば、保持部材設置の目的はアシストスプリング組み付け性の向上にあるため、保持部材とベーンやシューの凹部との間には所定の隙間を設置しており、保持部材はその隙間の範囲内で傾く構造となっている。しかしこのようにすることで、油温上昇時の熱膨張(ロータ、ケースは鉄系材料であり、樹脂製保持部材より線膨張係数は小さい)や、保持部材とアシストスプリング組み付け時の保持部材の傾き、ロータ作動や振動による傾きなどにより、保持部材が両端のカバーとハウジング間で突っ張った状態となり、摩擦によるロータ作動速度の低下やカバー摺動面が摩耗することによる漏れ増加などの不具合を生じることになるが、ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、保持部材と凹部との隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したので、上記の不具合を確実に防止することができる。 As described above, according to the first embodiment, since the purpose of installing the holding member is to improve the assembly of the assist spring, a predetermined gap is provided between the holding member and the recess of the vane or shoe. The holding member is tilted within the gap. However, by doing so, the thermal expansion when the oil temperature rises (the rotor and the case are iron-based materials, and the linear expansion coefficient is smaller than that of the resin holding member), and the holding member and the assist spring are assembled when the assist spring is assembled. The holding member is stretched between the cover and the housing at both ends due to tilt, rotor operation, vibration, etc., causing problems such as a decrease in rotor operating speed due to friction and increased leakage due to wear of the cover sliding surface However, the clearance formed by the axial length of the holding member provided on the vane side and the axial length of the case is determined in consideration of the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess. Since it is set to be equal to or greater than the sum of the increase in length and the increase due to thermal expansion, the above-described problems can be reliably prevented.
また、ロータ側に設置の保持部材の抜け止め防止手段を設け、これにより保持部材の傾きを防止する構成としたので、例えば高油圧時にロータが速く進角動作する際、保持部材が追従しないことにより脱落してしまうという不具合を防止することができる。 In addition, since the holding member installed on the rotor side is provided with a means for preventing the holding member from being detached, thereby preventing the holding member from tilting, for example, the holding member does not follow when the rotor advances rapidly at high hydraulic pressure. It is possible to prevent the problem of dropping out.
また、保持部材のアシストスプリング挿入穴入り口に設けたテーパの幅を、最進角位置セット時のアシストスプリング線間距離よりも大きくなるように設定したので、保持部材の傾きや、ロータ動作に伴いアシストスプリングが収縮することに起因して、アシストスプリング素線が保持部材の入り口部を横切る際にも、アシストスプリング素線が保持部材入り口部のエッジに引っ掛かることなく、正規のアシストスプリング荷重を発生することが可能となり、保持部材傾きも抑制できる。しかも、アシストスプリング素線の外側が入り口と擦れることによる摩耗を抑制することができる。 In addition, since the width of the taper provided at the entrance of the assist spring insertion hole of the holding member is set to be larger than the distance between the assist spring lines when setting the most advanced angle position, the inclination of the holding member and the rotor operation Due to the contraction of the assist spring, even when the assist spring strand crosses the entrance portion of the holding member, the assist spring strand does not get caught on the edge of the entrance portion of the holding member and generates a normal assist spring load. It is possible to suppress the tilting of the holding member. In addition, it is possible to suppress wear caused by rubbing the outer side of the assist spring strand with the entrance.
また、アシストスプリングセット長が最大となる最進角位置でアシストスプリングが真直ぐになるように配置する構成としたので、安定してアシストスプリングと保持部材をセットすることができ、組立て時の保持部材のがたつき(傾き)を最小限に抑制することができる。また、アシストスプリングセット長が最大となる最も不安定で変形しやすい状態で真直ぐになるように設定しているため、アシストスプリングがU字状に変形することを防止することができる。 In addition, since the assist spring is arranged so that the assist spring is straight at the most advanced angle position where the assist spring set length is maximum, the assist spring and the holding member can be stably set, and the holding member at the time of assembly can be set. The rattling (tilt) can be minimized. Further, since the assist spring set length is set to be straight in the most unstable and easily deformable state, the assist spring can be prevented from being deformed into a U shape.
Claims (4)
前記進角油圧室の前記シューと前記ベーンとの周方向壁面に対向して設けられた凹部と、
前記凹部に軸線方向から挿入配設される保持部材と、
前記シュー側の前記保持部材と前記ベーン側の保持部材との間に配設され前記ロータを進角方向に付勢するアシストスプリングとを備え、
前記ベーン側に設けられた保持部材の軸方向長さとケースの軸方向長さから形成されるクリアランスを、前記保持部材と前記凹部の隙間から生じる該保持部材の傾きを考慮した軸方向長さ増加分と熱膨張による増加分の和以上になるように設定したことを特徴とするバルブタイミング調整装置。A camshaft for opening and closing a valve of the internal combustion engine, a case having a plurality of shoes on an inner peripheral surface thereof rotatably provided on the camshaft, and driven to rotate by the output of the internal combustion engine; A rotor having a plurality of vanes forming a retard hydraulic chamber and an advanced hydraulic chamber on both outer circumferential wall surfaces, housed in the case so as to be relatively rotatable and coupled to the camshaft In the valve timing adjustment device provided with
A recess provided to face the circumferential wall surface of the shoe and the vane of the advance hydraulic chamber;
A holding member inserted and disposed in the recess from the axial direction;
An assist spring disposed between the shoe-side holding member and the vane-side holding member and biasing the rotor in an advance direction;
The clearance formed by the axial length of the holding member provided on the vane side and the axial length of the case is increased in consideration of the inclination of the holding member caused by the gap between the holding member and the recess. The valve timing adjusting device is set to be equal to or greater than the sum of the minute and the increase due to thermal expansion.
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