WO2016047296A1 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016047296A1
WO2016047296A1 PCT/JP2015/072626 JP2015072626W WO2016047296A1 WO 2016047296 A1 WO2016047296 A1 WO 2016047296A1 JP 2015072626 W JP2015072626 W JP 2015072626W WO 2016047296 A1 WO2016047296 A1 WO 2016047296A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication
lock
housing
pin
valve timing
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/072626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　健治
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to JP2016550024A priority Critical patent/JP6254711B2/ja
Priority to DE112015004299.7T priority patent/DE112015004299T5/de
Priority to US15/509,122 priority patent/US10329968B2/en
Priority to CN201580050066.4A priority patent/CN106715844B/zh
Publication of WO2016047296A1 publication Critical patent/WO2016047296A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34463—Locking position intermediate between most retarded and most advanced positions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34466—Locking means between driving and driven members with multiple locking devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479—Sealing of phaser devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483—Phaser return springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02—Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains

Definitions

  • the present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that controls the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine in accordance with an operating state.
  • valve timing control device the lock pin is engaged when the engine is stopped, and the relative rotation phase of the vane rotor with respect to the housing (timing sprocket) is locked so as to have a predetermined relationship, thereby improving startability. ing.
  • a communication control mechanism is provided in the vane rotor so that the retard side communication path and the advance side communication path can communicate with each other via an annular groove provided on the outer periphery of the communication pin.
  • the alternating torque transmitted from the camshaft by communicating the hydraulic chambers on both sides of the vane in the circumferential direction (retarding side hydraulic chamber and advance side hydraulic chamber), such as when the relative rotation phase is stalled in the most retarded state. It is possible to increase the flutter of the vane rotor due to the above and move the vane rotor to the predetermined relative rotational phase more quickly.
  • the lock pin and the communication pin are both released by pushing each pin against the biasing force of the spring based on the hydraulic pressure applied to the tip side of each pin. It is said.
  • the present invention has been devised in view of the actual situation of the conventional valve timing control device, and provides a valve timing control device for an internal combustion engine that can ensure good control responsiveness after engine restart. It is aimed.
  • the present invention rotates based on a rotational driving force transmitted from a crankshaft, and has a housing having a plurality of shoes projecting on the inner peripheral side and defining an operating chamber therein, and is rotatable relative to the housing A plurality of vanes which are fixed to the camshaft via a rotor and projecting radially along the outer periphery of the rotor, and each working chamber is delayed with each vane from each shoe.
  • a vane rotor that is divided into an angular working chamber and an advanced working chamber; a lock mechanism that is provided between the vane rotor and the housing and restricts relative rotation of the vane rotor with respect to the housing according to an engine operating state; At least one of the vanes is provided with a communication hole that communicates the retardation working chamber and the advance working chamber, and the communication state of the communication hole is switchable.
  • a communication control mechanism a, in the communication control mechanism is characterized in that the relatively fast the communication hole than deregulation of the locking mechanism in communication regulations.
  • the present invention it is possible to apply the appropriate control oil pressure for the valve timing control after the engine restart by configuring the communication hole to be able to be controlled earlier than the unlocking of the lock mechanism. Good control responsiveness can be ensured.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a valve timing control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a valve timing control device for an internal combustion engine shown in FIG. 1 and a main diagram showing a hydraulic circuit according to the longitudinal cross-sectional view.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 3.
  • the vane rotor is shown in the most retarded state, in which (a) is a view corresponding to FIG. 3, (b) is a view corresponding to FIG. 4, and (c) is a view corresponding to FIG.
  • the vane rotor is shown in a locked state, in which (a) is a view corresponding to FIG. 3, (b) is a view corresponding to FIG. 4, and (c) is a view corresponding to FIG.
  • the most advanced angle state of the vane rotor is shown, (a) is a diagram corresponding to FIG. 3, (b) is a diagram corresponding to FIG. 4, and (c) is a diagram corresponding to FIG.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, wherein (a) is a view corresponding to FIG. 4 showing a longitudinal section of the lock mechanism, and (b) is a view corresponding to FIG. 5 showing a longitudinal section of the communication control mechanism.
  • valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the apparatus is applied to an intake side valve operating apparatus.
  • FIGS. 1 to 8 show a first embodiment of a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention.
  • this valve timing control device is driven to rotate by the rotational force of a crankshaft (not shown).
  • Sprocket 1, camshaft 2 provided so as to be rotatable relative to the sprocket 1, a phase provided between the sprocket 1 and the camshaft 2, and a phase for converting the relative rotational phase of the both 1, 2.
  • a pair of communication control mechanisms 5 for switching control of communication or blocking (communication restriction) with the advance chambers Ad1 to Ad4, the phase change mechanism 3, the lock mechanism 4 and the communication control mechanism 5 Re includes a hydraulic supply and discharge mechanism 6 for actuating the respective mechanisms 3-5 independently, a by supplying and discharging oil pressure.
  • the phase changing mechanism 3 is provided integrally with the sprocket 1 and has a plurality of (four in this embodiment) shoes on the inner peripheral side.
  • a vane rotor 20 accommodated and disposed on the inner peripheral side of the housing 10 so as to be relatively rotatable, and fixed to one end of the camshaft 2 so as to be integrally rotatable, the vane rotor 20 and the housing
  • the first to fourth retarding chambers Re1 to Re4 and the first to fourth retarding working chambers which are separated by the ten shoes 11 to 14 and serve to change the phase of the vane rotor 20, are retarding working chambers.
  • Advance hydraulic chambers Ad1 to Ad4 and hydraulic pressure is selectively supplied from the hydraulic supply / discharge mechanism 6 to the first to fourth retard chambers Re1 to Re4 and the first to fourth advance chambers Ad1 to Ad4.
  • the vane rotor 20 The relative rotational phase is controlled.
  • the housing 10 is provided so as to close a housing main body 15 formed in a substantially cylindrical shape, a front plate 16 provided to close a front end opening of the housing main body 15, and a rear end opening of the housing main body 15.
  • the housing body 15 and the front plate 16 are fastened together in the axial direction by a plurality of bolts 7 screwed to the rear plate 17.
  • the housing body 15 is regulated in a substantially cylindrical shape by a sintered material, the shoes 11 to 14 are projected on the inner peripheral side, and the sprocket 1 is integrally formed on the outer peripheral side.
  • Each of the shoes 11 to 14 is formed with a bolt insertion hole 15a through which the bolt 7 is inserted.
  • the front plate 16 is formed of a metal material in a relatively thin disk shape, and a substantially circular bolt receiving hole 16a for receiving the head of the cam bolt 8 is formed through the center of the front plate 16 and the bolt receiving portion is formed.
  • Four bolt insertion holes 16b through which the bolts 7 are inserted are formed through the outer peripheral area of the hole 16a.
  • the rear plate 17 is formed in a disk shape from a metal material, and a shaft insertion hole 17a through which the camshaft 2 is inserted is formed at a central position of the rear plate 17, and each of the rear plates 17 is formed in the outer peripheral area of the shaft insertion hole 17a.
  • Four female screw holes 17b into which the bolts 7 are screwed are formed.
  • the vane rotor 20 includes a rotor main body 25 fastened to the camshaft 2 by the cam bolt 8 and a substantially equal interval (90 in the circumferential direction in a manner corresponding to the first to fourth shoes 11 to 14 on the outer peripheral side of the rotor main body 25.
  • First to fourth vanes 21 to 24, which are a plurality of (four in this embodiment) vanes projecting radially at a position of (° interval), are integrally formed of a metal material.
  • a seal member S1 is fitted along the thickness width direction at the tips of the shoes 11 to 14 facing the rotor body 25, and the seal members S1 are connected to the rotor body 25 (each of the vane rotor 20).
  • the seal members S1 are connected to the rotor body 25 (each of the vane rotor 20).
  • the spaces between the vanes 21 to 24 are separated as the pairs of hydraulic chambers Re1 to Re4 and Ad1 to Ad4.
  • sealing members S2 are fitted along the thickness width direction at the tips of the vanes 21 to 24 facing the housing main body 15, and these sealing members S2 are located inside the housing main body 15.
  • the spaces between the vanes 21 to 24 are separated as the pairs of hydraulic chambers Re1 to Re4 and Ad1 to Ad4.
  • the rotor body 25 is formed in a deformed cylindrical shape, and a bolt insertion hole 25a through which the shaft portion of the cam bolt 8 is inserted is formed along the axial direction at a substantially central position, and the front end of the bolt insertion hole 25a is formed.
  • a bolt seating portion 25b on which the head of the cam bolt 8 is seated is provided on the projecting portion.
  • the rotor body 25 is formed in a small diameter between the first and fourth vanes 21 and 24 and between the second and third vanes 22 and 23 facing each other with an axial center interposed therebetween. In addition, it is formed as a pair of small diameter portions 26a. Similarly, the first and second vanes 21 and 22 and the third and fourth vanes 23 and 24 that face each other with the shaft center therebetween are formed to have a relatively large diameter. It is formed as a pair of large diameter portions 26b.
  • the pressure receiving areas of the side surfaces 21a to 24a adjacent to the small diameter portions 26a are larger than the pressure receiving areas of the side surfaces 21b to 24b adjacent to the large diameter portions 26b. It is configured as follows. In other words, in the first and third vanes 21 and 23 where the communication control mechanism 5 is not provided, the total area of the side surfaces 21a and 23a on the side of the advance chambers Ad1 and Ad3 is the side of the retard chambers Re1 and Re3.
  • the second and fourth vanes 22 and 24 provided with the communication control mechanism 5 are configured so as to be larger than the total area of the side surfaces 21b and 23b of the side surfaces 21b and 23b.
  • the total area of 24b is configured to be smaller than the total area of side surfaces 22a and 24a on the side of each retarded angle chamber Re2 and Re4.
  • the side surfaces 21a to 24a adjacent to the respective small diameter portions 26a and the side surfaces 21b to 24b adjacent to the respective large diameter portions 26b are disposed so as to face each other.
  • the pressure receiving area difference is offset, and the overall hydraulic pressure acting on the vane rotor 20 is substantially balanced without being biased toward one direction.
  • the retard side that communicates each of the retard side oil passages 51 (described later) formed in the camshaft 2 and the retard chambers Re1 to Re4.
  • the communication holes 25c are formed so as to penetrate along the radial direction, and the hydraulic oil guided through the inside of the camshaft 2 from the hydraulic supply / discharge mechanism 6 through the retard side communication holes 25c is provided in the retard chambers Re1 to Re. Introduced to Re4.
  • the lock mechanism 4 is located at a substantially intermediate position between the large-diameter portions 26b, and the relative rotation phase of the vane rotor 20 with respect to the housing 10 is set to the most retarded angle position and the most advanced angle position. (Intermediate position) so that it can be held. That is, the lock mechanism 4 is slidably accommodated in the pin accommodation holes 31 that are lock accommodation holes formed through the large diameter portions 26b along the axial direction, and is pierced in the rear plate 17.
  • a locking pin 32 as a substantially cylindrical locking member that restricts relative movement between the housing 10 and the vane rotor 20 by engaging with the engaging hole 18 or the like, and each of the locking pins 32 and the front plate 16.
  • a coil spring 33 as a lock urging member that is interposed therebetween and urges each lock pin 32 toward the rear plate 17 side.
  • the lock pin 32 is formed in a step-reduced diameter shape toward the distal end side, and a coil is placed in a spring accommodating portion 32d that is recessed in the inner periphery of the rear end side of the large diameter portion 32a.
  • a spring 33 is mounted.
  • a pressure receiving chamber 35 is defined between the peripheral area of each small diameter portion 32b and the pin receiving hole 31, and each pressure receiving chamber 35 is separated from each large diameter portion 26b. It is configured to be able to communicate with the lock mechanism passage 53 through a communication groove 36 formed in the side surface on the rear plate 17 side. Then, hydraulic pressure as release pressure introduced from the lock mechanism passage 53 acts on each step portion 32c, so that the lock pin 32 resists the urging force of the coil spring 33 from the engagement hole 18 or the like. It is possible to leave.
  • the communication control mechanism 5 is formed so as to penetrate in the width direction of the second and fourth vanes 22, 24, and adjacent to each other with the vanes 22, 24 interposed therebetween.
  • the second retard chamber Re2 and the second advance chamber Ad2 and the fourth retard chamber Re4 and the fourth advance chamber Ad4 communicate with each other through the communication hole 40, and substantially in the middle of each communication hole 40 along the axial direction.
  • the communication pins 42 are connected to the rear plate 17.
  • the coil spring 43 is mainly composed of a pin urging member that urges toward the side.
  • the communication hole 40 is provided in the vanes 22 and 24 so as to communicate the vicinity of the root portion on the small diameter portion 26 a side and the vicinity of the root portion on the large diameter portion 26 b side. . That is, the communication hole 40 is configured to be inclined with respect to the width direction (circumferential direction) of each of the vanes 22 and 24, and the other end side with respect to the large-diameter portion 26b side which is one end side.
  • the small-diameter portion 26a side is formed so as to be radially inward.
  • the communication pin 42 is formed in a step-reduced diameter shape toward the distal end side, and a coil is provided in a spring accommodating portion 42d that is recessed in the inner periphery of the rear end side of the large diameter portion 42a.
  • a spring 43 is mounted.
  • an annular groove 44 that is continuous in the circumferential direction is formed in the middle portion in the axial direction of the large diameter portion 42a.
  • the annular groove 44 is set to have substantially the same groove width as the inner diameter of the communication hole 40, and is superposed with the communication hole 40 in a state where the communication pin 42 is most advanced.
  • the amount of polymerization is reduced, and the communication hole 40 is blocked by the large-diameter portion 42a of the communication pin 42 by retreating more than a certain amount (see FIGS. 6 and 8).
  • the second retard chamber Re2, the second advance chamber Ad2, the fourth retard chamber Re4 Each communication switching control of the fourth advance chamber Ad4 is possible.
  • pressure receiving chambers 45 are defined between the pin receiving holes 41 and the pin receiving holes 41 around the small diameter portions 42 b based on the step portions 42 c of the communication pins 42. 45 is configured to be able to communicate with the communication mechanism passage 54 through a communication groove 46 formed in the side surface on the rear plate 17 side of each large diameter portion 26b.
  • the hydraulic pressure as the release pressure introduced from the communication mechanism passage 54 acts on the step portion 42 c of the communication pin 42 so that the communication pin 42 can be retracted against the urging force of the coil spring 43. It has become.
  • the communication pin 42 is configured to be retractable earlier than the lock pin 32.
  • the spring constants and set loads (the depths of the spring accommodating portions 32d and 42d of the pins 32 and 42) of the coil springs 33 and 43 are set to be the same, and the communication pins
  • the pressure receiving area St of the step part 42 c of 42 is set larger than the pressure receiving area Sr of the step part 32 c of the lock pin 32.
  • the hydraulic supply / discharge mechanism 6 is provided inside an oil pump 50 that is a hydraulic pressure source and the camshaft 2.
  • the hydraulic oil discharged from the oil pump 50 is supplied to the first to fourth delays.
  • the corner chambers Re1 to Re4 and the first to fourth advance chambers Ad1 to Ad4 are selectively supplied to and discharged from the first to fourth retard chambers Re1 to Re4 via the retard communication holes 25c.
  • a retard angle side oil passage 51 that supplies and discharges the control hydraulic pressure
  • an advance angle side oil passage 52 that supplies and discharges the control hydraulic pressure to and from the first to fourth advance chambers Ad1 to Ad4 via the advance side communication hole 25d
  • a lock mechanism passage 53 that supplies and discharges hydraulic pressure through the communication groove 36 in the pin accommodation hole 31 of the lock mechanism 4 and a communication that supplies and discharges hydraulic pressure through the communication groove 46 in the pin accommodation hole 41 of the communication control mechanism 5.
  • the solenoid valve 55 switches the connection between the oil passages 51 and 52 and the mechanism passages 53 and 54 and the oil pump 50 or the drain passage 57 by a control current from an electronic control unit (ECU) (not shown). Control.
  • ECU electronice control unit
  • FIGS. 6 shows the most retarded state of the vane rotor 20
  • FIG. 7 shows the locked state of the vane rotor 20
  • FIG. 8 shows the most advanced state of the vane rotor 20, respectively.
  • the engine is stopped without the ignition switch being turned off, such as an unexpected engine stall, and the relative rotational phase of the vane rotor 20 is deviated from the predetermined intermediate position corresponding to the lock position (see FIG. 7) toward the retarded side.
  • the hydraulic oil is not supplied into the pin accommodating hole 41 of the communication control mechanism 5 due to the stop of the oil pump 50, and all the communication pins 42 are advanced and pass through the annular groove 44.
  • the communication hole 40 communicates.
  • the second retard chamber Re2 and the second advance chamber Ad2 and the fourth retard chamber Re4 and the fourth advance angle which are separated by the second and fourth vanes 22 and 24 through the communication holes 40, respectively.
  • the chambers Ad4 communicate with each other.
  • the hydraulic pressure acts only on the first and third vanes 21 and 23.
  • the pressure receiving areas of the side surfaces 21a and 23a on the side of the advance chambers Ad1 and Ad3 are set to be relatively large.
  • the vane rotor 20 rotates toward the advance side based on the hydraulic pressure that is biased toward the advance side.
  • the lock pin 32 engages with the engagement hole 18 and the like, and the relative rotation of the vane rotor 20 is restricted by the lock mechanism 4.
  • the oil pump 50 is driven in accordance with the ON operation of the ignition switch, and the first to fourth retarded chambers Re1 to Re4 and the first to fourth advanced chambers Ad1 to Ad4 and the lock are performed.
  • Oil pressure acts on the pressure receiving chambers 35 and 45 (the step portions 32c and 42c of the lock pin 32 and the communication pin 42) of the mechanism 4 and the communication control mechanism 5, respectively.
  • the communication pin 42 first moves backward to communicate with the annular groove 44.
  • the hole 40 is not in communication, and the communication hole 40 is blocked by the large diameter portion 42 a of the communication pin 42.
  • the communication hole 40 is blocked by the communication control mechanism 5 before the restriction is released by the lock mechanism 4 after the engine is restarted. Therefore, when the engine is restarted, the unbalanced pressure receiving configuration based on the pressure receiving area difference between the first and third vanes 21 and 23 ensures the quick movement of the vane rotor 20 to the intermediate position, and after the engine restarts.
  • the hydraulic pressure supplied to all the retard chambers Re1 to Re4 or the advance chambers Ad1 to Ad4 not only the partial vanes (first and third vanes 21 and 23) but also all the vanes 21 to 24 are used. Therefore, it is possible to apply an appropriate control oil pressure. Thereby, the favorable control responsiveness of the vane rotor 20 is securable.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of the valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in which the configuration of the communication control mechanism 5 according to the first embodiment is changed. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and detailed descriptions are omitted.
  • the communication control is performed by setting the axial dimension Lt of the spring accommodating part 42d in the communication control mechanism 5 to be larger than the axial dimension Lr of the spring accommodating part 32d in the lock mechanism 4.
  • the set load of the coil spring 43 of the mechanism 5 is configured to be smaller than the set load of the coil spring 33 of the lock mechanism 4, whereby the communication pin 42 is retracted relatively quickly with respect to the lock pin 32. .
  • the communication hole 40 can be blocked by the communication control mechanism 5 prior to unlocking the lock mechanism 4, and the same effects as those of the first embodiment can be achieved.
  • the configuration in which the set load of the coil spring 43 of the communication control mechanism 5 is set small with respect to the coil spring 33 of the lock mechanism 4 is adopted.
  • the spring constant of the coil spring 43 of the communication control mechanism 5 is set smaller than the spring constant of the coil spring 33 of the lock mechanism 4, the communication pin 42 is retracted relatively quickly with respect to the lock pin 32. It is also possible.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
  • the specific configuration of the valve timing control device that is not directly related to the features of the present invention, such as the configuration of the lock mechanism 4 or the hydraulic supply / discharge mechanism 6. It can be freely changed according to the specifications, costs, etc. of the internal combustion engine to be applied.
  • a lock pin 32 inserted through a pin receiving hole 31 formed through a predetermined vane is recessed in the inner surface of the rear plate 17.
  • a plate-like lock member slidably accommodated in an accommodation groove formed in a notch in the housing as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-116410 or the like is used as the rotor of the vane rotor. It is also possible to employ a configuration in which the engagement groove is formed in the outer periphery.
  • the communication control mechanism 5 is not limited to the configuration exemplified in each of the above embodiments, such as the pressure receiving area difference of each pin 32, 42 and the set load difference of each coil spring 33, 43, It suffices if the hydraulic pressure required for blocking the communication hole 40 is relatively smaller than the hydraulic pressure required for releasing the regulation of the lock mechanism 4, and the specific configuration can be freely set according to the specifications of the apparatus. Can be changed.
  • the communication control mechanism 5 is not necessarily provided in plural as exemplified in the first embodiment, and is provided in at least one vane to start the engine according to the quantity of the vanes. If the above unbalance is configured, the same operational effects as in the first embodiment can be obtained.
  • valve timing control device for an internal combustion engine In the valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the lock member and the communication pin are accommodated in a large diameter portion formed between predetermined vanes among the plurality of vanes.
  • valve timing control device for an internal combustion engine In the valve timing control device for an internal combustion engine according to (a), The valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the lock member and the communication pin are accommodated and disposed adjacent to the large diameter portion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

　機関再始動後にロック機構４による規制解除に先んじて連通制御機構５による連通孔４０の遮断を行うように構成したことで、当該機関再始動後には、全ての遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４又は進角室Ａｄ１～Ａｄ４に供給される油圧に基づき、全てのベーン２１～２４に対して適切な制御油圧の付与が可能となり、ベーンロータ２０の良好な制御応答性を確保し得る。

Description

内燃機関のバルブタイミング制御装置
　本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を運転状態に応じて制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
　従来のバルブタイミング制御装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
　すなわち、このバルブタイミング制御装置では、機関停止時にロックピンを係合させて、ハウジング（タイミングスプロケット）に対するベーンロータの相対回転位相が所定の関係となるようにロックすることにより、始動性の向上を図っている。
　さらに、前記ベーンロータの内部には、連通ピンの外周部に設けた環状溝を介して遅角側連通路と進角側連通路とを連通可能とする連通制御機構を設けることで、例えばベーンロータの相対回転位相が最遅角状態でエンストした場合など、ベーンの周方向両側の油圧室同士（遅角側油圧室と進角側油圧室）を連通させることで、カムシャフトから伝達される交番トルクによるベーンロータのばたつきを大きくして、該ベーンロータを前記所定の相対回転位相へとより早く移動させることが可能となっている。
特開２０１３－１８５４４２号公報
　ところで、前記従来のバルブタイミング制御装置では、ロックピン及び連通ピンの解除を、いずれも各ピンの先端側に作用させた油圧に基づきスプリングの付勢力に抗して各ピンを押し退けることにより行うこととしている。
　かかる構成の場合、連通制御機構によって油圧室同士の連通を遮断する前にロックピンによるロックが解除されてしまうと、ベーンロータに対する十分な制御油圧が得られず、再始動後の制御応答性が低下してしまうおそれがあった。
　本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の実情に鑑みて案出されたものであり、機関再始動後の良好な制御応答性を確保し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
　本発明は、クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、前記ベーンロータと前記ハウジングの間に設けられ、機関運転状態に応じて前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室とを連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切換可能に構成してなる連通制御機構と、を備え、前記連通制御機構において、前記ロック機構の規制解除よりも相対的に早く前記連通孔を連通規制することを特徴としている。
　本発明によれば、ロック機構の規制解除よりも早く連通孔の連通規制を可能に構成したことで、機関再始動後のバルブタイミング制御にあたり、適切な制御油圧を付与することが可能となる結果、良好な制御応答性を確保することができる。
本発明の第１実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の分解斜視図である。 図１に示す内燃機関のバルブタイミング制御装置の縦断面図、及びこれに係る油圧回路を示した要図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。 図３のＢ－Ｂ線断面図である。 図３のＣ－Ｃ線断面図である。 ベーンロータの最遅角状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。 ベーンロータのロック状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。 ベーンロータの最進角状態を現したもので、（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図４相当図、（ｃ）は図５相当図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はロック機構の縦断面を表した図４相当図、（ｂ）は連通制御機構の縦断面を表した図５相当図である。
　以下に、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の各実施形態では、当該装置を吸気側の動弁装置に適用したものを示している。
　〔第１実施形態〕
　図１～図８は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示し、このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように、図示外のクランクシャフトの回転力をもって回転駆動されるスプロケット１と、該スプロケット１に対して相対回転可能に設けられるカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に設けられ、該両者１，２の相対回転位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を所定の中間位置でロックすることで前記両者１，２の相対回転を規制する１対のロック機構４と、後述する所定の遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４と進角室Ａｄ１～Ａｄ４との連通又は遮断（連通規制）を切換制御する１対の連通制御機構５と、前記位相変更機構３、前記ロック機構４及び前記連通制御機構５にそれぞれ油圧を給排することによって該各機構３～５を別個独立に作動させる油圧給排機構６と、を備えている。
　なお、上記の「連通規制」とは、完全に非連通とするのみならず、若干連通する状態も含む意である。
　前記位相変更機構３は、図１～図３に示すように、スプロケット１と一体的に設けられ、内周側に複数（本実施形態では４つ）のシューである第１～第４シュー１１～１４が突設されたハウジング１０と、該ハウジング１０の内周側に相対回転可能に収容配置され、カムシャフト２の一端部に一体回転可能に固定されたベーンロータ２０と、該ベーンロータ２０とハウジング１０の前記各シュー１１～１４とによって隔成され、ベーンロータ２０の位相変更に供する遅角作動室である第１～第４遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４及び進角作動室である第１～第４進角室Ａｄ１～Ａｄ４と、を備え、油圧給排機構６から第１～第４遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４と第１～第４進角室Ａｄ１～Ａｄ４とに選択的に油圧が供給されることによって、ベーンロータ２０の相対回転位相が制御される。
　前記ハウジング１０は、ほぼ円筒状に形成されたハウジング本体１５と、該ハウジング本体１５の前端開口を閉塞するように設けられるフロントプレート１６と、前記ハウジング本体１５の後端開口を閉塞するように設けられるリヤプレート１７と、から構成され、ハウジング本体１５とフロントプレート１６とがリヤプレート１７に螺着される複数のボルト７によって軸方向から共締め固定されている。
　前記ハウジング本体１５は、焼結材料によってほぼ円筒状に規制され、内周側に前記各シュー１１～１４が突設されると共に、外周側にスプロケット１が一体に形成されている。そして、前記各シュー１１～１４には、それぞれ前記各ボルト７が挿通するボルト挿通孔１５ａが貫通形成されている。
　前記フロントプレート１６は、金属材料によって比較的薄肉の円板状に形成され、その中央位置に、カムボルト８の頭部を受容するほぼ円形のボルト受容孔１６ａが貫通形成されると共に、該ボルト受容孔１６ａの外周域に、前記各ボルト７が挿通する４つのボルト挿通孔１６ｂが貫通形成されている。
　前記リヤプレート１７は、金属材料により円板状に形成され、その中央位置に、カムシャフト２が挿通するシャフト挿通孔１７ａが貫通形成されると共に、該シャフト挿通孔１７ａの外周域に、前記各ボルト７が螺着する４つの雌ねじ孔１７ｂが形成されている。
　前記ベーンロータ２０は、カムボルト８によりカムシャフト２に締結されるロータ本体２５と、該ロータ本体２５の外周側に前記第１～第４シュー１１～１４と対応するかたちで周方向ほぼ等間隔（９０°間隔）の位置に放射状に突設された複数（本実施形態では４つ）のベーンである第１～第４ベーン２１～２４と、が金属材料によって一体に形成されている。
　なお、前記ロータ本体２５と対向する各シュー１１～１４の先端には、厚さ幅方向に沿ってシール部材Ｓ１が嵌着されていて、これら各シール部材Ｓ１がベーンロータ２０のロータ本体２５（各小径部２６ａ及び各大径部２６ｂ）の外周面に摺接することで、各ベーン２１～２４間の空間が、前記各対の油圧室Ｒｅ１～Ｒｅ４，Ａｄ１～Ａｄ４として隔成されるようになっている。また、同様に、前記ハウジング本体１５と対向する各ベーン２１～２４の先端には、厚さ幅方向に沿ってシール部材Ｓ２が嵌着されていて、これら各シール部材Ｓ２がハウジング本体１５の内周面に摺接することで、各ベーン２１～２４間の空間が、前記各対の油圧室Ｒｅ１～Ｒｅ４，Ａｄ１～Ａｄ４として隔成されるようになっている。
　前記ロータ本体２５は、異形円筒状に形成され、そのほぼ中央位置に、カムボルト８の軸部が挿通するボルト挿通孔２５ａが軸方向に沿って貫通形成されると共に、該ボルト挿通孔２５ａの前端部に、カムボルト８の頭部が着座するボルト着座部２５ｂが凸設されている。
　そして、このロータ本体２５は、軸心を挟んで対向する、第１、第４ベーン２１，２４間と第２、第３ベーン２２，２３間とが、比較的薄肉となる小径状に形成された１対の小径部２６ａとして形成されている。また、同様に、軸心を挟んで対向する、第１、第２ベーン２１，２２間と第３、第４ベーン２３，２４間とが、比較的厚肉となる大径状に形成された１対の大径部２６ｂとして形成されている。
　かかる構成から、前記各ベーン２１～２４については、前記各小径部２６ａに隣接する側面２１ａ～２４ａの受圧面積が、前記各大径部２６ｂに隣接する側面２１ｂ～２４ｂの受圧面積よりも大きくなるように構成されている。換言すれば、連通制御機構５が設けられていない第１、第３ベーン２１，２３は、各進角室Ａｄ１，Ａｄ３側の側面２１ａ，２３ａの面積の合計が各遅角室Ｒｅ１，Ｒｅ３側の側面２１ｂ，２３ｂの面積の合計よりも大きくなるように構成されると共に、連通制御機構５が設けられる第２、第４ベーン２２，２４は、各進角室Ａｄ２，Ａｄ４側の側面２２ｂ，２４ｂの面積の合計が各遅角室Ｒｅ２，Ｒｅ４側の側面２２ａ，２４ａの面積の合計よりも小さくなるように構成されている。
　なお、かかる異形構成に際して、前記各小径部２６ａに隣接する側面２１ａ～２４ａ同士と前記各大径部２６ｂに隣接する側面２１ｂ～２４ｂ同士とは、相互に対向するかたちで配置されていることにより上記受圧面積差は相殺され、ベーンロータ２０に作用する油圧全体としては、一方向側に偏ることなくほぼ均衡するような構成となっている。
　また、前記ロータ本体２５の遅角側（回転方向反対側）には、それぞれカムシャフト２に形成される後述する遅角側油通路５１と各遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４とを連通する遅角側連通孔２５ｃが、それぞれ径方向に沿って貫通形成されていて、該各遅角側連通孔２５ｃをもって、油圧給排機構６よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が各遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４へと導入されるようになっている。
　他方、前記ロータ本体２５の進角側（回転方向側）には、それぞれカムシャフト２に形成される後述する進角側油通路５２と各進角室Ａｄ１～Ａｄ４とを連通する複数の進角側連通孔２５ｄが貫通形成されていて、該各進角側連通孔２５ｄをもって、油圧給排手段６よりカムシャフト２の内部を通じて導かれる作動油が各進角室Ａｄ１～Ａｄ４へと導入されるようになっている。
　前記ロック機構４は、図１～図４に示すように、前記各大径部２６ｂのほぼ中間位置であって、ハウジング１０に対するベーンロータ２０の相対回転位相を最遅角位置と最進角位置との間（中間位置）に保持可能に設けられている。すなわち、このロック機構４は、各大径部２６ｂにて軸方向に沿って貫通形成されたロック収容孔であるピン収容孔３１内にそれぞれ摺動自在に収容され、リヤプレート１７に穿設される係合穴１８等と係合することによりハウジング１０とベーンロータ２０の相対移動を規制するほぼ円筒状に形成されたロック部材としてのロックピン３２と、該各ロックピン３２とフロントプレート１６との間に介装され、各ロックピン３２をリヤプレート１７側へ付勢するロック付勢部材としてのコイルスプリング３３と、から主として構成されている。
　前記ロックピン３２は、図４に示すように、先端側に向かって段差縮径状に形成され、その大径部３２ａの後端側内周に凹設されるばね収容部３２ｄ内に、コイルスプリング３３が弾装されている。他方、ロックピン３２の段部３２ｃに基づいて、各小径部３２ｂの周域は、ピン収容孔３１との間に受圧室３５が隔成され、該各受圧室３５は、各大径部２６ｂのリヤプレート１７側の側面に切欠形成された連通溝３６を通じてロック機構通路５３と連通可能に構成されている。そして、該ロック機構通路５３から導入される解除圧としての油圧が各段部３２ｃへと作用することで、該ロックピン３２がコイルスプリング３３の付勢力に抗して前記係合穴１８等から離脱可能となっている。
　前記連通制御機構５は、図１～図３、図５に示すように、第２、第４ベーン２２，２４の幅方向にそれぞれ貫通形成され、該各ベーン２２，２４を挟んで隣り合う第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２及び第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４をそれぞれ連通する連通孔４０と、該各連通孔４０のほぼ中間位置に軸方向に沿って貫通形成されたピン収容孔４１にそれぞれ摺動自在に設けられる弁体としての連通ピン４２と、該各連通ピン４２とフロントプレート１６との間に介装され、各連通ピン４２をリヤプレート１７側へ付勢するピン付勢部材としてのコイルスプリング４３と、から主として構成されている。
　前記連通孔４０は、図３に示すように、前記各ベーン２２，２４において、それぞれ小径部２６ａ側の根本部近傍と大径部２６ｂ側の根本部近傍とを連通するように設けられている。すなわち、この連通孔４０は、前記各ベーン２２，２４の幅方向（周方向）に対して斜行状に構成されたものであって、一端側である大径部２６ｂ側に対して他端側である小径部２６ａ側が径方向内側となるように形成されている。
　前記連通ピン４２は、図５に示すように、先端側に向かって段差縮径状に形成され、その大径部４２ａの後端側内周に凹設されるばね収容部４２ｄ内に、コイルスプリング４３が弾装されている。また、前記大径部４２ａの軸方向の中間部には、周方向に連続する環状溝４４が切欠形成されている。この環状溝４４は、連通孔４０の内径とほぼ同じ溝幅に設定されていて、連通ピン４２が最も進出した状態において連通孔４０とほぼ過不足なく重合し、連通ピン４２の後退に伴い前記重合量が減少して、一定以上後退することで連通ピン４２の大径部４２ａによって連通孔４０の連通が遮断される構成となっている（図６、図８参照）。このようにして、環状溝４４と連通孔４０との重合量である連通孔４０の通路断面積に基づいて、第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４のそれぞれの連通切換制御が可能となっている。
　また、前記ピン収容孔４１には、連通ピン４２の段部４２ｃに基づいて、各小径部４２ｂの周域に、ピン収容孔４１との間に受圧室４５が隔成され、該各受圧室４５は、各大径部２６ｂのリヤプレート１７側の側面に切欠形成された連通溝４６を通じて連通機構通路５４と連通可能に構成されている。そして、該連通機構通路５４から導入される解除圧としての油圧がそれぞれ連通ピン４２の段部４２ｃへと作用することで、該連通ピン４２がコイルスプリング４３の付勢力に抗して後退可能となっている。
　この際、前記連通ピン４２については、前記ロックピン３２よりも早く後退可能な構成となっている。具体的には、本実施形態では、前記両コイルスプリング３３，４３のばね定数並びにセット荷重（各ピン３２，４２のばね収容部３２ｄ，４２ｄの深さ）は同一に設定されていて、連通ピン４２の段部４２ｃの受圧面積Ｓｔが、ロックピン３２の段部３２ｃの受圧面積Ｓｒよりも大きく設定されている。
　前記油圧給排機構６は、図２に示すように、油圧源であるオイルポンプ５０と、カムシャフト２の内部に設けられ、前記オイルポンプ５０から吐出された作動油を第１～第４遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４と第１～第４進角室Ａｄ１～Ａｄ４とに選択的に給排するものであって、遅角側連通孔２５ｃを介して第１～第４遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４に制御油圧を給排する遅角側油通路５１、並びに進角側連通孔２５ｄを介して第１～第４進角室Ａｄ１～Ａｄ４に制御油圧を給排する進角側油通路５２と、ロック機構４のピン収容孔３１内に連通溝３６を介して油圧を給排するロック機構通路５３と、連通制御機構５のピン収容孔４１内に連通溝４６を介して油圧を給排する連通機構通路５４と、周知の電磁弁５５を介して前記各油通路５１，５２の一方側や前記各機構通路５３，５４にオイルポンプ５０の油圧を供給する供給通路５６と、前記電磁弁５５を介してオイルポンプ５０に接続されない前記各油通路５１，５２の他方側や前記各機構通路５３，５４の油圧を排出するドレン通路５７と、から主として構成されている。なお、前記電磁弁５５は、図示外の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御電流によって前記各油通路５１，５２及び前記各機構通路５３，５４とオイルポンプ５０又はドレン通路５７との接続を切換制御する。
　以下、本実施形態に係る前記バルブタイミング制御装置の特徴的な作用効果について、図６～図８に基づいて説明する。なお、図６はベーンロータ２０の最遅角状態、図７はベーンロータ２０のロック状態、図８はベーンロータ２０の最進角状態、をそれぞれ示している。
　例えば不意のエンストなど、イグニッションスイッチのオフ操作によらずに機関停止して、ベーンロータ２０の相対回転位相が前記ロック位置に相当する所定の中間位置（図７参照）よりも遅角側に偏倚した状態となっている場合、オイルポンプ５０の停止により、連通制御機構５のピン収容孔４１内には作動油が供給されず、連通ピン４２はいずれも進出した状態となって、環状溝４４を通じて連通孔４０が連通する。これにより、該各連通孔４０を介して第２、第４ベーン２２，２４によって隔成される第２遅角室Ｒｅ２と第２進角室Ａｄ２、第４遅角室Ｒｅ４と第４進角室Ａｄ４がそれぞれ相互に連通し、その結果、ベーンロータ２０については、第１、第３ベーン２１，２３のみに作動油圧が作用することとなる。
　ここで、この作動油圧が発生する第１、第３ベーン２１，２３については、いずれも各進角室Ａｄ１，Ａｄ３側の側面２１ａ，２３ａの受圧面積が相対的に大きく設定されていることから、かかる進角側に付勢する作動油圧に基づきベーンロータ２０は進角側へと回転する。そして、前記所定の中間位置に到達したところでロックピン３２が係合孔１８等に係合して、ロック機構４によりベーンロータ２０の相対回転が規制されることとなる。
　続いて、機関の再始動時には、イグニッションスイッチのオン操作に伴い、オイルポンプ５０が駆動されて、第１～第４遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４及び第１～第４進角室Ａｄ１～Ａｄ４やロック機構４及び連通制御機構５の各受圧室３５，４５（ロックピン３２及び連通ピン４２の各段部３２ｃ，４２ｃ）にそれぞれ油圧が作用する。そして、例えば機関回転数が所定値以上に達するなど機関が所定の運転状態となると、前記各ピン３２，４２の受圧面積差に基づき、まず連通ピン４２が後退移動することによって環状溝４４と連通孔４０とが非連通となって、該連通ピン４２の大径部４２ａにより連通孔４０が遮断される。
　その後、この連通ピン４２による連通孔４０の遮断に遅れるかたちでロックピン３２が後退移動することにより、ロックピン３２が係合孔１８等から離脱してベーンロータ２０の回転規制が解除される。すなわち、かかるロック解除時点では既に連通孔４０が遮断され、ベーンロータ２０は、全遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４又は全進角室Ａｄ１～Ａｄ４に供給される油圧に基づいて、機関の運転状態に応じた所定の相対回転位相に制御されることとなる。
　このように、本実施形態に係るバルブタイミング制御装置によれば、機関の再始動後に前記ロック機構４による規制解除に先んじて前記連通制御機構５による連通孔４０の遮断を行うように構成したことから、機関再始動時には前記第１、第３ベーン２１，２３の受圧面積差に基づくアンバランスな受圧構成によってベーンロータ２０の前記中間位置への速やかな移動を確保しつつ、機関の再始動後は、全ての遅角室Ｒｅ１～Ｒｅ４又は進角室Ａｄ１～Ａｄ４に供給される油圧に基づき、前記一部のベーン（第１、第３ベーン２１，２３）のみならず、全てのベーン２１～２４に対して適切な制御油圧を付与することが可能となる。これにより、ベーンロータ２０の良好な制御応答性を確保することができる。
　〔第２実施形態〕
　図９は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の第２実施形態を示し、前記第１実施形態に係る連通制御機構５の構成を変更したものである。なお、他の構成については、前記第１実施形態と同様であることから、同一の符号を付すことにより、具体的な説明については省略する。
　すなわち、本実施形態においては、前記連通制御機構５におけるばね収容部４２ｄの軸方向寸法Ｌｔが、前記ロック機構４におけるばね収容部３２ｄの軸方向寸法Ｌｒよりも大きく設定されることによって、連通制御機構５のコイルスプリング４３のセット荷重がロック機構４のコイルスプリング３３のセット荷重よりも小さくなるように構成され、これによって、ロックピン３２に対し連通ピン４２を相対的に早く後退させることとしている。
　かかる構成によっても、ロック機構４のロック解除に先んじて連通制御機構５による連通孔４０の遮断を行うことができ、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。
　なお、上述した第２実施形態では、ロック機構４のコイルスプリング３３に対して連通制御機構５のコイルスプリング４３のセット荷重を小さく設定する構成を採用したが、かかる構成以外にも、その他の手段として、例えば連通制御機構５のコイルスプリング４３のばね定数自体をロック機構４のコイルスプリング３３のばね定数よりも小さく設定することによって、ロックピン３２に対して連通ピン４２を相対的に早く後退させることも可能である。
　本発明は前述した実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばロック機構４や油圧給排機構６の構成など、本発明の特徴とは直接関係しないバルブタイミング制御装置の具体的構成については、適用対象となる内燃機関の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。
　特に、前記ロック機構４については、前記各実施形態にて開示したような、所定のベーンに貫通形成したピン収容孔３１に挿通したロックピン３２をリヤプレート１７の内側面に凹設した係合孔１８に係合させるもののほか、例えば特開２００４－１１６４１０号公報等に開示されているような、ハウジングに切欠形成した収容溝に摺動自在に収容された板状のロック部材をベーンロータのロータ外周に切欠形成した係合溝に係合させる構成とすることも可能である。
　また、本発明に係る連通制御機構５についても、各ピン３２，４２の受圧面積差や各コイルスプリング３３，４３のセット荷重差など、前記各実施形態等で例示した構成には限定されず、連通孔４０の遮断に要する油圧がロック機構４の規制解除に要する油圧よりも相対的に小さくなるように構成されていればよく、具体的な構成については、装置の仕様等に応じて自由に変更することができる。
　さらに、前記連通制御機構５については、前記第１実施形態で例示したように必ずしも複数設けられている必要はなく、少なくとも１つのベーンに設けられることによって該ベーンの数量に応じた前記機関始動時のアンバランスが構成されていれば、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
　以下、前記各実施形態等から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。
　（ａ）請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
　前記ロック部材と前記連通ピンとは、前記複数のベーンのうち所定のベーン間に形成された大径部に収容配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
　（ｂ）前記（ａ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
　前記ロック部材と前記連通ピンとは、前記大径部に隣接して収容配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

Claims (15)

  1. 　クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、
    　前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、
    　前記ベーンロータと前記ハウジングの間に設けられ、機関運転状態に応じて前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、
    　前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室とを連通する連通孔が設けられ、該連通孔の連通状態を切換可能な連通制御機構と、
    　を備え、
    　前記連通制御機構は、機関始動後に前記ロック機構のロック状態から規制を解除するよりも相対的に早く前記連通孔を連通状態から連通規制状態することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  2. 　前記ロック機構と前記連通制御機構とは、同一の供給源から供給される油圧によって作動することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  3. 　前記ロック機構は、
    　前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方に設けられたロック収容孔と、
    　前記ロック収容孔内に摺動自在に収容されたロック部材と、
    　前記ハウジング又は前記ベーンロータの他方に設けられ、前記ロック部材の先端側が係合可能に形成された係合部と、
    　前記ロック部材を前記係合部側へと付勢するロック付勢部材と、
    　から構成されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  4. 　前記連通制御機構は、
    　前記ベーンロータに設けられ、前記連通孔に対して開口形成されたピン収容孔と、
    　前記ピン収容孔内に摺動自在に収容され、その軸方向位置によって前記連通孔の連通又は遮断を切り替える連通ピンと、
    　前記連通ピンを一方向へと付勢するピン付勢部材と、
    　から構成されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  5. 　前記ロック機構と前記連通制御機構とに同一の油圧が作用した場合において、
    　前記ロック部材が前記係合部から離脱するより前に前記連通ピンが前記連通孔を遮断するように、前記ロック部材及び連通ピンの各受圧面積が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  6. 　前記連通ピンの受圧面積が、前記ロック部材の受圧面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  7. 　前記ピン付勢部材の付勢力が、前記ロック付勢部材の付勢力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  8. 　前記ロック部材と前記連通ピンとは、前記複数のベーンのうち所定のベーン間に形成された大径部に収容配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  9. 　前記連通ピンは、前記複数のベーンのうち所定のベーンに収容配置されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  10. 　前記ロック部材は、ほぼ円柱状に形成され、
    　前記ロック収容孔は、前記ロック部材を摺動自在に収容する貫通孔状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  11. 　前記ロック部材は、ほぼ板状に形成され、
    　前記ロック収容孔は、前記ロック部材を摺動自在に収容する溝状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  12. 　クランクシャフトから伝達される回転駆動力に基づいて回転し、内周側に突設された複数のシューをもって内部に作動室を隔成するハウジングと、
    　前記ハウジングに対して相対回転可能なロータを介してカムシャフトに固定され、前記ロータの外周側に径方向に沿って突設された複数のベーンを有し、該各ベーンをもって前記各シューとの間において前記各作動室を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーンロータと、
    　前記ベーンロータと前記ハウジングの間に設けられ、供給される油圧により前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転を規制するロック機構と、
    　前記各ベーンのうち少なくとも一つに、前記遅角作動室と前記進角作動室とを連通する連通孔が設けられ、供給される油圧により前記連通孔の連通状態を切換可能に構成してなる連通制御機構と、
    　を備え、
    　前記連通制御機構において、前記連通孔の連通を規制するのに要する油圧を、前記ロック機構の規制解除に要する油圧よりも相対的に小さく設定したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  13. 　前記ロック機構と前記連通制御機構とは、同一の供給源から供給される油圧によって作動することを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  14. 　前記ロック機構は、
    　前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方に設けられたロック収容孔と、
    　前記ロック収容孔内に摺動自在に収容されたロック部材と、
    　前記ハウジング又は前記ベーンロータの他方に設けられ、前記ロック部材の先端側が係合可能に形成された係合部と、
    　前記ロック部材を前記係合部側へと付勢するロック付勢部材と、
    　から構成されることを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  15. 　前記連通制御機構は、
    　前記ベーンロータに設けられ、前記連通孔に対して開口形成されたピン収容孔と、
    　前記ピン収容孔内に摺動自在に収容され、その軸方向位置によって前記連通孔の連通又は遮断を切り替える連通ピンと、
    　前記連通ピンを一方向へと付勢するピン付勢部材と、
    　から構成されることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
PCT/JP2015/072626 2014-09-22 2015-08-10 内燃機関のバルブタイミング制御装置 WO2016047296A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016550024A JP6254711B2 (ja) 2014-09-22 2015-08-10 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE112015004299.7T DE112015004299T5 (de) 2014-09-22 2015-08-10 Ventilzeitpunkt-steuervorrichtung für eine brennkraftmaschine
US15/509,122 US10329968B2 (en) 2014-09-22 2015-08-10 Valve timing control device for internal combustion engine
CN201580050066.4A CN106715844B (zh) 2014-09-22 2015-08-10 内燃机的阀正时控制装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014192079 2014-09-22
JP2014-192079 2014-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016047296A1 true WO2016047296A1 (ja) 2016-03-31

Family

ID=55580828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/072626 WO2016047296A1 (ja) 2014-09-22 2015-08-10 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10329968B2 (ja)
JP (1) JP6254711B2 (ja)
CN (1) CN106715844B (ja)
DE (1) DE112015004299T5 (ja)
WO (1) WO2016047296A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382147B1 (ko) * 2016-08-24 2022-04-05 보르그워너 인코퍼레이티드 가변 캠 타이밍 디바이스를 로킹하기 위한 메커니즘
CN109989796A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 舍弗勒技术股份两合公司 叶片式凸轮相位器
DE112020007519T5 (de) * 2020-08-20 2023-06-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenphasenversteller

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010285918A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2011231644A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2013104384A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6460496B2 (en) * 2000-12-25 2002-10-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Valve timing control device
JP2004116410A (ja) 2002-09-26 2004-04-15 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US7918198B2 (en) * 2008-05-20 2011-04-05 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve timing control device
JP4985729B2 (ja) * 2008-09-11 2012-07-25 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP5483119B2 (ja) * 2011-07-07 2014-05-07 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置及び弁開閉時期制御機構
JP5916441B2 (ja) 2012-03-06 2016-05-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010285918A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2011231644A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP2013104384A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10329968B2 (en) 2019-06-25
CN106715844A (zh) 2017-05-24
US20170292415A1 (en) 2017-10-12
DE112015004299T5 (de) 2017-06-22
JPWO2016047296A1 (ja) 2017-04-27
JP6254711B2 (ja) 2017-12-27
CN106715844B (zh) 2019-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3918971B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP5360511B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
KR101600664B1 (ko) 내연 기관을 위한 중심설정 슬롯
JP4016020B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
WO2013031338A1 (ja) ソレノイドバルブ及び弁開閉時期制御装置
JP6254711B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP5692459B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
WO2013129110A1 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP5979093B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
EP1500796A2 (en) Camshaft phasing device
JP6258828B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
WO2015019735A1 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP5793116B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP2017031908A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP6312568B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2009257256A (ja) バルブタイミング調整装置
JP4200920B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
EP2778356B1 (en) Valve timing control apparatus
JP6206245B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP5370419B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP6533322B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
WO2017208548A1 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP5793115B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP2015158191A5 (ja)
JP6797342B2 (ja) バルブタイミング調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15845331

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016550024

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15509122

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015004299

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15845331

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1