JP2003293710A - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents
Valve timing control device for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、内燃機関
の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転
状態に応じて可変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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention of the present application relates to a valve timing control device for an internal combustion engine, which variably controls the opening / closing timing of an intake-side or exhaust-side engine valve of the internal combustion engine according to operating conditions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のバルブタイミング制御装置とし
て、特開２００１-４１０１３号公報に記載されるよう
なものが案出されている。2. Description of the Related Art As a valve timing control device of this type, a device described in JP 2001-41013 A has been devised.
【０００３】このバルブタイミング制御装置は、クラン
クシャフトによって回転駆動されるハウジング（駆動回
転体）と、カムシャフトに一体結合された従動軸部材
（従動回転体）が組付角操作機構を介して連結され、こ
の組付角操作機構が操作力付与手段によって回動操作さ
れることにより、クランクシャフトとカムシャフトの回
転位相を変更するようになっている。In this valve timing control device, a housing (driving rotor) that is driven to rotate by a crankshaft and a driven shaft member (driven rotor) integrally connected to a camshaft are connected through an assembly angle operating mechanism. Then, the assembly angle operation mechanism is rotated by the operation force imparting means to change the rotational phases of the crankshaft and the camshaft.
【０００４】前記組付角操作機構は、ハウジングに形成
された径方向ガイドと、この径方向ガイドに摺動自在に
係合された可動操作部材と、従動軸部材に結合されたレ
バーと、このレバーと前記可動操作部材を揺動可能に連
結するリンクと、ハウジングと従動軸部材に対して相対
回動可能に設けられ、前記可動操作部材が摺動自在に案
内係合される渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、を
備えた構成とされている。この組付角操作機構は、中間
回転体が前記操作力付与手段によって回動操作される
と、渦巻き状ガイドに係合されている可動操作部材が径
方向ガイドに沿って径方向に変位し、それによってリン
クとレバーが可動操作部材の変位に応じてハウジングと
従動軸部材の組付角を変更する。The assembly angle operation mechanism includes a radial guide formed on the housing, a movable operation member slidably engaged with the radial guide, a lever connected to the driven shaft member, and A link for swingably connecting the lever and the movable operation member, and a spiral guide provided so as to be rotatable relative to the housing and the driven shaft member and in which the movable operation member is slidably guided and engaged. And an intermediate rotating body having the same. In this assembly angle operation mechanism, when the intermediate rotating body is rotated by the operation force imparting means, the movable operation member engaged with the spiral guide is displaced in the radial direction along the radial guide, Thereby, the link and the lever change the assembling angle of the housing and the driven shaft member according to the displacement of the movable operation member.
【０００５】尚、この公報に記載のものの場合、操作力
付与手段は中間回転体を進み側に回転付勢するゼンマイ
ばねと同回転体を遅れ側に回転付勢する電磁ブレーキと
によって構成されている。In the case of the one disclosed in this publication, the operating force applying means is composed of a mainspring spring for urging the intermediate rotating body to rotate forward and an electromagnetic brake for urging the rotating body to rotate backward. There is.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来バル
ブタイミング制御装置においては、可動操作部材の径方
向変位をリンクの作用によってハウジングと従動軸部材
の相対回動に変換する構成となっているため、従動軸部
材に結合したレバーの他にリンクや枢支連結のためのピ
ンを設けなければならず、部品点数が多くなることが問
題となっている。However, in this conventional valve timing control device, the radial displacement of the movable operating member is converted into the relative rotation of the housing and the driven shaft member by the action of the link. In addition to the lever connected to the driven shaft member, a link and a pin for pivotal connection must be provided, which causes a problem of increasing the number of parts.
【０００７】特に、組付角操作機構に可動操作部材やリ
ンクを複数並設する場合には、複数の可動案内部材を中
間回転体の一条の渦巻き状ガイドに同時に係合させるべ
く各リンクの長さを変えなければならず、そのことが製
造コストの高騰を招く大きな原因となる。In particular, when a plurality of movable operation members and links are arranged in parallel in the assembly angle operation mechanism, the length of each link is set so that the plurality of movable guide members are simultaneously engaged with the single spiral guide of the intermediate rotor. Must be changed, which is a major cause of high manufacturing costs.
【０００８】そこでこの出願の発明は、組付角操作機構
を部品点数の少ない簡素な構成とすることによって製造
コストの低減を図ることのできる内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置を提供しようとするものである。Therefore, the invention of this application intends to provide a valve timing control device for an internal combustion engine which can reduce the manufacturing cost by making the assembling angle operation mechanism a simple structure with a small number of parts. is there.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、この出願の発明は、組付角操作機構
を、駆動回転体と従動回転体の一方に設けられた径方向
ガイドと、渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、径方
向ガイド及び渦巻き状ガイドに対向するように駆動回転
体と従動回転体の他方に一体回転可能に設けられ、回転
軸線を中心とする円に対して径方向に傾斜するガイド孔
を有する変換ガイドと、この変換ガイドのガイド孔に案
内係合された状態で径方向ガイドと渦巻き状ガイドに変
位可能に係合する可動子と、を備えた構成とした。As means for solving the above-mentioned problems, the invention of this application provides an assembly angle operating mechanism, which is a radial guide provided on one of a driving rotary body and a driven rotary body. , An intermediate rotating body having a spiral guide, and the other of the drive rotating body and the driven rotating body so as to face the radial guide and the spiral guide so as to be integrally rotatable, with respect to a circle centered on the rotation axis. A configuration including a conversion guide having a guide hole that is inclined in the radial direction, and a mover that is displaceably engaged with the radial guide and the spiral guide while being guided and engaged with the guide hole of the conversion guide. did.
【００１０】この発明の場合、中間回転体が操作力付与
手段によって回動操作されると、中間回転体の渦巻き状
ガイドの回転に伴なって可動子が同ガイドと径方向ガイ
ドに案内されて径方向に変位する。これにより、可動子
が変換ガイドのガイド孔内を変位しつつ同変換ガイドを
回転させるため、このとき駆動回転体と従動回転体は可
動子の径方向の変位に応じた組付角に変更される。この
発明によれば、変換ガイドに任意の傾斜を持つガイド孔
を形成して、そのガイド孔に案内係合された可動子を径
方向ガイドと渦巻き状ガイドに変位可能に係合させるだ
けで、リンクを用いたのと同様に中間回転体の回動を駆
動回転体と従動回転体の相対回動に変換することができ
るため、部品点数の削減による製造コストの低減を図る
ことができる。In the case of the present invention, when the intermediate rotating body is rotated by the operating force imparting means, the movable element is guided by the guide and the radial guide along with the rotation of the spiral guide of the intermediate rotating body. Displaces in the radial direction. As a result, the mover rotates the conversion guide while displacing in the guide hole of the conversion guide. At this time, the drive rotor and the driven rotor are changed to the assembly angle corresponding to the radial displacement of the mover. It According to this invention, a guide hole having an arbitrary inclination is formed in the conversion guide, and the mover guided and engaged in the guide hole is displaceably engaged with the radial guide and the spiral guide, Since the rotation of the intermediate rotating body can be converted into the relative rotation of the driving rotating body and the driven rotating body similarly to the case of using the link, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts.
【００１１】また、径方向ガイドとガイド孔は夫々円周
方向に複数設け、これらの各径方向ガイドとガイド孔の
対に夫々可動子を係合させることが望ましい。この場
合、部品点数の大幅な増加を来すことなく、各可動子と
相手摺動部材の間の面圧を下げることが可能となる。Further, it is desirable that a plurality of radial guides and guide holes are provided in the circumferential direction, respectively, and that the pair of radial guides and guide holes are respectively engaged with the mover. In this case, the surface pressure between each mover and the mating sliding member can be lowered without significantly increasing the number of parts.
【００１２】さらに、ガイド孔は渦巻きの弧形状に形成
することが望ましい。この場合、中間回転体の回動操作
に対する駆動回転体と従動回転体の組付角の変化量を略
比例的にすることができるため、操作力付与手段の制御
が容易になる。Further, it is desirable that the guide hole is formed in a spiral arc shape. In this case, since the amount of change in the assembling angle of the driving rotary body and the driven rotary body with respect to the rotating operation of the intermediate rotary body can be made approximately proportional, the control of the operating force imparting means becomes easy.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次に、この出願の発明の一実施形
態を図１〜図７に基づいて説明する。尚、この実施形態
は、この出願の発明にかかるバルブタイミング制御装置
を内燃機関の吸気側の動力伝達系に適用したものである
が、内燃機関の排気側の動力伝達系に同様に適用するこ
とも可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the invention of this application will be described with reference to FIGS. It should be noted that this embodiment applies the valve timing control device according to the invention of this application to the power transmission system on the intake side of an internal combustion engine, but it should be similarly applied to the power transmission system on the exhaust side of the internal combustion engine. Is also possible.
【００１４】このバルブタイミング制御装置は、図１に
示すように内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に回
転自在に支持されたカムシャフト１と、このカムシャフ
ト１の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み
付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャ
フト（図示せず）に連繋されるタイミングスプロケット
２を外周に有する駆動プレート３（駆動回転体）と、こ
の駆動プレート３とカムシャフト１の前方側（図１中左
側）に配置されて両者３，１を適宜回動操作する組付角
操作機構４と、この組付角操作機構４の後述する中間回
転体５に回動操作力を付与する操作力付与手段６と、駆
動プレート３に一体に取付けられ操作力付与手段６の周
域を囲繞する円筒状のハウジング７と、内燃機関の図外
のシリンダヘッドとロッカカバーの前面に跨って取り付
けられて、操作力付与手段６とハウジング７の前面を覆
う非回転部材であるＶＴＣカバー８と、を備えている。As shown in FIG. 1, the valve timing control device includes a cam shaft 1 rotatably supported by a cylinder head (not shown) of an internal combustion engine, and a front end portion of the cam shaft 1 as required. A drive plate 3 (drive rotating body) having a timing sprocket 2 on the outer periphery, which is assembled so as to be relatively rotatable and is connected to a crankshaft (not shown) via a chain (not shown), and the drive plate 3 And an assembling angle operating mechanism 4 arranged on the front side (left side in FIG. 1) of the camshaft 1 to appropriately rotate the both 3, 1 and an intermediate rotating body 5 of the assembling angle operating mechanism 4 which will be described later. An operating force applying means 6 for applying a rotational operating force, a cylindrical housing 7 integrally attached to the drive plate 3 and surrounding a peripheral area of the operating force applying means 6, and a cylinder head (not shown) of the internal combustion engine. It mounted across the front of the rocker cover, and a VTC cover 8 which is a non-rotating member for covering the front surface of the operation force imparting unit 6 and the housing 7.
【００１５】駆動プレート３は、挿通孔を備えた円板状
に形成され、カムシャフト１の前端部に一体に結合され
た従動軸部材９（従動回転体）が挿通孔部分に回転可能
に組み付けられている。そして、駆動プレート３の前面
（カムシャフト１と逆側の面）には、図２に示すよう
に、３つの径方向溝１０（径方向ガイド）が同プレート
３の半径方向に沿うように形成されている。The drive plate 3 is formed in a disk shape having an insertion hole, and a driven shaft member 9 (driven rotor) integrally connected to the front end portion of the cam shaft 1 is rotatably assembled in the insertion hole portion. Has been. Then, as shown in FIG. 2, three radial grooves 10 (radial guides) are formed on the front surface (the surface opposite to the camshaft 1) of the drive plate 3 along the radial direction of the plate 3. Has been done.
【００１６】また、従動軸部材９の外周には円板状の変
換ガイド１１が結合され、その変換ガイド１１の外周縁
部の裏面が駆動プレート３の前面に所定隙間をもって対
峙している。変換ガイド１１には、図４に示すような長
孔状の３つのガイド孔１２が円周方向に離間して形成さ
れている。これらのガイド孔１２は回転軸線ｏを中心と
する任意の円ｐに対して径方向に傾斜するように渦巻き
の弧形状に形成されている。A disc-shaped conversion guide 11 is coupled to the outer periphery of the driven shaft member 9, and the rear surface of the outer peripheral edge of the conversion guide 11 faces the front surface of the drive plate 3 with a predetermined gap. In the conversion guide 11, three elongated guide holes 12 as shown in FIG. 4 are formed so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction. These guide holes 12 are formed in a spiral arc shape so as to be inclined in the radial direction with respect to an arbitrary circle p centered on the rotation axis o.
【００１７】また、従動軸部材９の変換ガイド１１より
も前方側位置には中間回転体５が軸受１４を介して回転
可能に支持されている。この中間回転体５の後部面には
断面半円状の渦巻き溝１５（渦巻き状ガイド）が形成さ
れ、その後部面が変換ガイド１１の前面に所定隙間をも
って対峙している。そして、変換ガイド１１の各ガイド
孔１２には可動子としての球１６が転動自在に収容さ
れ、その各球１６が径方向溝１０と渦巻き溝１５に跨っ
て夫々に転動可能に係合されている。An intermediate rotor 5 is rotatably supported via a bearing 14 at a position in front of the conversion guide 11 of the driven shaft member 9. A spiral groove 15 (spiral guide) having a semicircular cross section is formed on the rear surface of the intermediate rotating body 5, and the rear surface faces the front surface of the conversion guide 11 with a predetermined gap. A sphere 16 as a mover is rotatably accommodated in each guide hole 12 of the conversion guide 11, and each sphere 16 is rotatably engaged across the radial groove 10 and the spiral groove 15 respectively. Has been done.
【００１８】変換ガイド１１は各ガイド孔１２内に収容
された球１６を介して駆動プレート３の径方向溝１０に
係合されているため、各球１６が外力を受けて径方向溝
１０に沿って変位すると、駆動プレート３と従動軸部材
９はガイド孔１２によるカム作用でもって球１６の変位
に応じた方向及び角度だけ相対回動する。尚、変換ガイ
ド１１の３つのガイド孔１２は、渦巻き溝１５上の離間
した３点に係合する球１６を夫々案内支持するため、中
間回転体５の回動操作時に、３点の球１６が同期作動し
得るように各ガイド孔１２の傾斜（形状）は夫々異なら
せて造形されている。Since the conversion guide 11 is engaged with the radial groove 10 of the drive plate 3 through the ball 16 housed in each guide hole 12, each ball 16 receives an external force and is thus moved into the radial groove 10. When displaced along the direction, the drive plate 3 and the driven shaft member 9 are relatively rotated by the cam action of the guide hole 12 by a direction and an angle corresponding to the displacement of the ball 16. The three guide holes 12 of the conversion guide 11 guide and support the balls 16 engaging with the three spaced points on the spiral groove 15, respectively. The guide holes 12 are formed with different inclinations (shapes) so that they can be operated in synchronization.
【００１９】また、前記渦巻き溝１５の渦巻きは、図３
及び図５〜図７に示すように機関回転方向Ｒに沿って次
第に縮径するように形成されている。したがって、可動
子である球１６が、ガイド孔１２と、径方向溝１０及び
渦巻き溝１５に跨って係合した状態で中間回転体５が駆
動プレート３に対して遅れ方向（減速方向）に相対回転
すると、このとき球１６は渦巻き溝１５の渦巻き形状に
ガイドされて半径方向内側に変位し、逆に、中間回転体
５が進み方向（増速方向）に相対回転すると、球１６は
渦巻き形状にガイドされて径方向外側に変位する。尚、
渦巻き溝１５は上記のように機関回転方向Ｒに沿って縮
径するように形成されているが、その溝１５の径方向内
側の端部だけは若干径方向外側に切れ上がって造形さ
れ、球１６の転動に対して制動力が作用するようになっ
ている。The spiral of the spiral groove 15 is shown in FIG.
Further, as shown in FIGS. 5 to 7, the diameter is gradually reduced along the engine rotation direction R. Therefore, in a state where the sphere 16 that is the mover is engaged with the guide hole 12 across the radial groove 10 and the spiral groove 15, the intermediate rotating body 5 faces the drive plate 3 in the delay direction (deceleration direction). When rotating, at this time, the sphere 16 is guided in the spiral shape of the spiral groove 15 and displaced inward in the radial direction. Conversely, when the intermediate rotating body 5 relatively rotates in the advancing direction (acceleration direction), the sphere 16 has a spiral shape. It is guided by and is displaced outward in the radial direction. still,
The spiral groove 15 is formed so as to reduce its diameter along the engine rotation direction R as described above, but only the radially inner end of the groove 15 is slightly rounded up radially outward to form a sphere. The braking force acts on the 16 rolling motions.
【００２０】この実施形態の場合、組付角操作機構４は
以上説明した駆動プレート３の径方向溝１０、ガイド孔
１２を有する変換ガイド１１、渦巻き溝１５を有する中
間回転体５、前記ガイド孔１２内に収容された状態で径
方向溝１０と渦巻き溝１５に係合する球１６等によって
構成されている。In this embodiment, the assembly angle operating mechanism 4 includes the radial groove 10 of the drive plate 3 described above, the conversion guide 11 having the guide hole 12, the intermediate rotating body 5 having the spiral groove 15, and the guide hole. It is constituted by a sphere 16 and the like which are engaged with the radial groove 10 and the spiral groove 15 in a state of being accommodated in 12.
【００２１】一方、操作力付与手段６は、駆動プレート
３に一体化されたハウジング７の内周面に結合された円
筒状の永久磁石ブロック１７と、中間回転体５の外周部
に一体回転可能に結合された同じく円筒状のヨークブロ
ック１９と、ＶＴＣカバー８内にゴム弾性体２０を介し
て固定設置された電磁コイルブロック２１と、を備えて
成り、この電磁コイルブロック２１の備える一対の電磁
コイル２２ａ，２２ｂは、励磁回路やパルス分配回路等
を含む駆動回路（図示せず）に接続され、この駆動回路
がコントローラ（図示せず）によって制御されるように
なっている。尚、コントローラは、クランク角、カム
角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号を受け、
随時機関の運転状態に応じた制御信号を駆動回路に出力
する。On the other hand, the operating force applying means 6 is rotatable integrally with the cylindrical permanent magnet block 17 connected to the inner peripheral surface of the housing 7 integrated with the drive plate 3 and the outer peripheral portion of the intermediate rotating body 5. A cylindrical yoke block 19 which is also connected to the VTC cover 8 and an electromagnetic coil block 21 which is fixedly installed in the VTC cover 8 via a rubber elastic body 20. The coils 22a and 22b are connected to a drive circuit (not shown) including an excitation circuit, a pulse distribution circuit, etc., and the drive circuit is controlled by a controller (not shown). The controller receives various input signals such as crank angle, cam angle, engine speed, engine load,
A control signal according to the operating state of the engine is output to the drive circuit as needed.
【００２２】永久磁石ブロック１７は、軸方向に延出す
る磁極が、異磁極が円周方向に沿って交互になるように
複数着磁された構成とされている。The permanent magnet block 17 has a structure in which a plurality of magnetic poles extending in the axial direction are magnetized so that different magnetic poles alternate in the circumferential direction.
【００２３】また、ヨークブロック１９は、透磁率の高
い金属から成る円環状の第１，第２，第３ヨーク２３
ａ，２３ｂ，２３ｃを有し、この各ヨーク２３ａ，２３
ｂ，２３ｃには軸方向に延出する複数の極歯（符号省
略）が形成されている。ヨーク２３ａ，２３ｂ間、及
び、２３ｂ，２３ｃ間には絶縁性の樹脂材料が充填さ
れ、その樹脂材料を介してヨークブロック１９の全体が
円筒形状に造形されている。そして、各ヨーク２３ａ，
２３ｂ，２３ｃの極歯は前記永久磁石ブロック１７の磁
極面に所定のエアギャップを介して対峙している。Further, the yoke block 19 is made of a metal having a high magnetic permeability and has an annular shape of first, second and third yokes 23.
a, 23b, 23c, and each of the yokes 23a, 23a
A plurality of pole teeth (reference numeral omitted) extending in the axial direction are formed on b and 23c. An insulating resin material is filled between the yokes 23a and 23b and between the yokes 23b and 23c, and the entire yoke block 19 is formed into a cylindrical shape through the resin material. Then, each yoke 23a,
The pole teeth 23b and 23c face the magnetic pole surface of the permanent magnet block 17 through a predetermined air gap.
【００２４】電磁コイルブロック２１は、厚肉円筒状の
コイルヨーク２４の端面がＶＴＣカバー８の内面に固定
設置される一方で、同コイルヨーク２４の内周面が軸受
２５を介して従動軸部材９に相対回転可能に支持されて
いる。そして、コイルヨーク２４の外周面には軸方向に
離間して一対の電磁コイル２２ａ，２２ｂが配置され、
その電磁コイル２２ａ，２２ｂの発生磁界によるヨーク
ブロック１９上の磁気入出部２６ａ，２６ｂ，２６ｃが
前記各ヨーク２３ａ，２３ｂ，２３ｃの円筒状の基部に
エアギャップを介して対峙するようになっている。In the electromagnetic coil block 21, the end surface of the thick-walled cylindrical coil yoke 24 is fixedly installed on the inner surface of the VTC cover 8, while the inner peripheral surface of the coil yoke 24 is driven via the bearing 25. It is supported by 9 so that relative rotation is possible. A pair of electromagnetic coils 22a and 22b are arranged on the outer peripheral surface of the coil yoke 24 so as to be axially separated from each other.
The magnetic entry / exit portions 26a, 26b, 26c on the yoke block 19 due to the magnetic fields generated by the electromagnetic coils 22a, 22b face the cylindrical base portions of the yokes 23a, 23b, 23c via an air gap. .
【００２５】この操作力付与手段６は、電磁コイルブロ
ック２１の各電磁コイル２２ａ，２２ｂの励磁を所定パ
ターンで切換えることにより、ヨークブロック１９の各
極歯に生じる磁極を連続的に変化させ、それによってヨ
ークブロック１９と永久磁石ブロック１７を所定方向に
相対回動させることができる。そして、このときヨーク
ブロック１９は中間回転体５に一体回転可能に結合さ
れ、永久磁石ブロック１７はハウジング７を介して駆動
プレート３と一体化されているため、中間回転体５は電
磁コイル２２ａ，２２ｂの通電制御により駆動プレート
３に対して任意に相対回動させることができる。The operating force applying means 6 continuously changes the magnetic poles generated in the pole teeth of the yoke block 19 by switching the excitation of the electromagnetic coils 22a and 22b of the electromagnetic coil block 21 in a predetermined pattern. Thus, the yoke block 19 and the permanent magnet block 17 can be relatively rotated in a predetermined direction. At this time, the yoke block 19 is integrally rotatably coupled to the intermediate rotating body 5, and the permanent magnet block 17 is integrated with the drive plate 3 via the housing 7, so that the intermediate rotating body 5 has the electromagnetic coils 22a, It can be arbitrarily rotated relative to the drive plate 3 by controlling the energization of 22b.
【００２６】このバルブタイミング制御装置は以上のよ
うな構成であるため、内燃機関の始動時やアイドル運転
時には、図５に示すように、駆動プレート３と従動軸部
材９の組付角を予め最遅角側に維持しておくことによ
り、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機
関弁の開閉タイミング）を最遅角側にし、機関回転の安
定化と燃費の向上を図ることができる。Since this valve timing control device has the above-described structure, when the internal combustion engine is started or idled, as shown in FIG. 5, the assembly angle between the drive plate 3 and the driven shaft member 9 is set to the maximum. By keeping it on the retard side, the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 1 (the opening / closing timing of the engine valve) is set on the most retard side, so that the engine rotation can be stabilized and the fuel consumption can be improved.
【００２７】そして、この状態から機関の運転が通常運
転に移行し、前記回転位相を最進角側に変更すべく指令
が図外のコントローラから電磁コイル２２ａ，２２ｂの
駆動回路に発されると、電磁コイル２２ａ，２２ｂはそ
の指令に従って発生磁界を所定パターンで変化させ、ヨ
ークブロック１９を中間回転体５と共に遅れ側に最大に
相対回動させる。これにより、図６，図７に順次示すよ
うに、球１６が渦巻き溝１５内を転動しつつ径方向溝１
０に沿って内側に最大に変位し、このとき球１６が変換
ガイド１１のガイド孔１２内を移動することによって変
換ガイド１１にカム作用が働き、それによって駆動プレ
ート３と従動軸部材９の組付角が最進角側に変更され
る。この結果、クランクシャフトとカムシャフト１の回
転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出
力化が図られることとなる。When the operation of the engine shifts to the normal operation from this state and a command to change the rotational phase to the most advanced side is issued from the controller (not shown) to the drive circuits of the electromagnetic coils 22a and 22b. The electromagnetic coils 22a and 22b change the generated magnetic field in a predetermined pattern in accordance with the instruction, and relatively rotate the yoke block 19 together with the intermediate rotor 5 to the delay side. As a result, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the sphere 16 rolls in the spiral groove 15 while rolling in the radial groove 1.
0, the maximum displacement is made inward, and at this time, the sphere 16 moves in the guide hole 12 of the conversion guide 11 so that a cam action is exerted on the conversion guide 11, whereby the drive plate 3 and the driven shaft member 9 The angle is changed to the most advanced side. As a result, the rotation phases of the crankshaft and the camshaft 1 are changed to the most advanced side, and thereby the output of the engine is increased.
【００２８】また、この状態から前記回転位相を最遅角
側に変更すべく指令がコントローラから発されると、電
磁コイル２２ａ，２２ｂが発生磁界を逆パターンで変化
させることによって中間回転体５を進み側に最大に相対
回動させる。これにより、球１６が渦巻き溝１５内を逆
に転動して径方向外側に最大に変位し、このとき球１６
とガイド孔１２によるカム作用が変換ガイド１１に働く
ことによって駆動プレート３と従動軸部材９の組付角が
最遅角側に変更される。この結果、クランクシャフトと
カムシャフト１の回転位相は最遅角側に変更されること
となる。When a command is issued from the controller to change the rotation phase to the most retarded angle side from this state, the electromagnetic coils 22a and 22b change the generated magnetic field in the reverse pattern so that the intermediate rotor 5 is moved. Rotate relative to the leading side to the maximum. As a result, the sphere 16 rolls in the spiral groove 15 in the opposite direction and is displaced radially outward to the maximum extent.
By the cam action of the guide hole 12 acting on the conversion guide 11, the assembly angle of the drive plate 3 and the driven shaft member 9 is changed to the most retarded angle side. As a result, the rotation phases of the crankshaft and the camshaft 1 are changed to the most retarded angle side.
【００２９】尚、クランクシャフトとカムシャフト１の
回転位相の変更は上記の最遅角位置と最進角位置に限ら
ず、コントローラによる制御によって任意の位置に変更
することができる。The rotation phases of the crankshaft and the camshaft 1 are not limited to the maximum retard position and the maximum advance position, but can be changed to any positions by the control of the controller.
【００３０】このバルブタイミング制御装置は以上のよ
うに作動するが、この装置の組付角操作機構４は、従動
軸部材９に円板状の変換ガイド１１を結合し、その変換
ガイド１１に径方向に傾斜した長孔状のガイド孔１２を
形成して、渦巻き溝１５と径方向溝１０に係合する球１
６をそのガイド孔１２に収容した構造としたため、リン
ク機構を用いた従来のものに対し、同様の機能を部品点
数の少ない簡素な構造によって実現することができる。
即ち、リンク機構を用いた従来のものは、従動回転体側
に突設したレバーにリンクの基部をピンによって枢支連
結し、さらにそのリンクの先端に可動操作部材をピンに
よって枢支連結していたが、この装置の組付角操作機構
４はリンク等を必要とせず、変換ガイド１１のガイド孔
１２に球１６を収容するだけで良いため、リンクや枢支
ピンを必要としない分部品点数を削減することができ
る。This valve timing control device operates as described above, but the assembling angle operation mechanism 4 of this device connects the driven shaft member 9 with the disk-shaped conversion guide 11 and the diameter of the conversion guide 11. Sphere 1 engaging with spiral groove 15 and radial groove 10 by forming elongated guide hole 12 inclined in the direction
Since 6 is housed in the guide hole 12, the same function as that of the conventional one using the link mechanism can be realized by a simple structure with a small number of parts.
That is, in the conventional one using the link mechanism, the base of the link is pivotally connected to the lever projecting on the driven rotor side by the pin, and the movable operation member is pivotally connected to the tip of the link by the pin. However, since the assembly angle operation mechanism 4 of this device does not need a link or the like and only needs to accommodate the sphere 16 in the guide hole 12 of the conversion guide 11, the number of parts can be reduced because a link or a pivot pin is not required. Can be reduced.
【００３１】とりわけ、この実施形態のように駆動プレ
ート３の径方向溝１０と変換ガイド１１のガイド孔１２
を円周方向に複数配置し、これらの溝１０と孔１２の対
に夫々球１６を係合させる場合には、複数のリンクを用
いた従来のものに比較して部品点数の削減が顕著とな
る。そして、このように径方向溝１０とガイド孔１２を
円周方向に複数設けるようにした場合には、可動子であ
る球１６と相手係合部材（変換ガイド１１、駆動プレー
ト３、中間回転体５）の間の面圧を下げることができ、
耐久性を高めるうえでより有利となる。In particular, as in this embodiment, the radial groove 10 of the drive plate 3 and the guide hole 12 of the conversion guide 11 are provided.
When plural balls are arranged in the circumferential direction and the balls 16 are respectively engaged with the pairs of the groove 10 and the hole 12, the number of parts is remarkably reduced as compared with the conventional one using a plurality of links. Become. When a plurality of radial grooves 10 and guide holes 12 are provided in the circumferential direction in this manner, the sphere 16 that is the mover and the mating engaging member (the conversion guide 11, the drive plate 3, the intermediate rotating body). The surface pressure during 5) can be lowered,
It is more advantageous in improving durability.
【００３２】さらに、この実施形態においては、変換ガ
イド１１のガイド孔１２を渦巻き溝１５と同様の渦巻き
の弧形状に形成したため、中間回転体５の回動操作に対
する駆動プレート３と従動軸部材９の組付角の変化量を
略比例的にすることができる。したがって、操作力付与
手段６によって駆動プレート３と従動軸部材９の組付角
を変更するにあたり、操作力付与手段６の制御が容易に
なるという利点がある。Further, in this embodiment, since the guide hole 12 of the conversion guide 11 is formed in a spiral arc shape similar to the spiral groove 15, the drive plate 3 and the driven shaft member 9 for the rotating operation of the intermediate rotating body 5 are formed. The amount of change in the assembly angle of can be made approximately proportional. Therefore, when the assembly angle of the drive plate 3 and the driven shaft member 9 is changed by the operation force application means 6, there is an advantage that the operation force application means 6 can be easily controlled.
【００３３】尚、この出願の発明の実施形態は以上で説
明したものに限るものでなく、例えば、組付角操作機構
４の可動子は、図８に示すように、球１６に代えて両端
部が球面となったピン３０を用いるようにしても良い。
この場合、変換ガイド１１のガイド孔１２に対してはピ
ン３０の円筒面で接触することとなるため、可動子とガ
イド孔１２の間の面圧をより下げることができる。ま
た、このときピン３０を、図９に示すように軸方向にニ
分割した構造として、両ピン部品３１ａ，３１ｂ間に両
者を相反方向に付勢する付勢手段であるばね３２を介装
するようにしても良い。この場合、各ピン部品３１ａ，
３１ｂの先端部がばね３２の力によって径方向溝１０と
渦巻き溝１５の底部に押し付けられることとなるため、
これらの係合部でのガタつきを確実に防止することがで
きる。The embodiment of the invention of this application is not limited to the one described above. For example, as shown in FIG. The pin 30 having a spherical surface may be used.
In this case, since the cylindrical surface of the pin 30 comes into contact with the guide hole 12 of the conversion guide 11, the surface pressure between the mover and the guide hole 12 can be further reduced. At this time, the pin 30 is divided into two parts in the axial direction as shown in FIG. 9, and a spring 32 as an urging means for urging the pin parts 31a and 31b in opposite directions is interposed between the pin parts 31a and 31b. You may do it. In this case, each pin part 31a,
Since the tip of 31b is pressed against the bottom of the radial groove 10 and the spiral groove 15 by the force of the spring 32,
It is possible to reliably prevent rattling at these engaging portions.
【００３４】また、可動子は図１０に示すような構造を
採用することも可能である。この可動子は、ガイド孔１
２に挿入係合されその底部側が径方向溝１０内に案内係
合される有底円筒状のハウジング３５と、渦巻き溝１５
に転動自在に係合される球３６と、ハウジング３５内に
摺動自在に収容され球３６の背部を支持するリテーナ３
７と、ハウジング３５内に収容されてリテーナ３７を渦
巻き溝１５方向に付勢する付勢手段としてのばね３８
と、を備えた構成とされている。この可動子の場合、渦
巻き溝１５に対しては転動可能な球３６によって係合
し、また、ガイド孔１２と径方向溝１０に対しては接触
面積の広いハウジング３５部分で係合するため、ガイド
孔１２に係合するハウジング３５を安定姿勢に維持した
まま、渦巻き溝１５による円滑なガイド作動を得ること
ができる。さらに、この可動子の場合も、球３６とハウ
ジング３５がばね３８によって相反方向に付勢されてい
るため、径方向溝１０と渦巻き溝１５に対する可動子の
ガタつきを確実に防止することができる。The mover may have a structure as shown in FIG. This mover has a guide hole 1
A cylindrical housing 35 having a bottom and a bottom side of which is guided and engaged in the radial groove 10, and a spiral groove 15.
A ball 36 that is rotatably engaged with the retainer 3 and a retainer 3 that is slidably accommodated in the housing 35 and supports the back of the ball 36.
7, and a spring 38 as a biasing means that is housed in the housing 35 and biases the retainer 37 toward the spiral groove 15 direction.
And is configured to include. In the case of this mover, the spiral groove 15 is engaged by the rollable ball 36, and the guide hole 12 and the radial groove 10 are engaged by the housing 35 portion having a large contact area. The smooth guide operation by the spiral groove 15 can be obtained while maintaining the stable posture of the housing 35 that engages with the guide hole 12. Further, also in the case of this mover, since the ball 36 and the housing 35 are biased in opposite directions by the spring 38, it is possible to reliably prevent the mover from rattling with respect to the radial groove 10 and the spiral groove 15. .
【００３５】さらに、この実施形態の可動子にあって
は、リテーナ３７にハウジングの底面に対峙する突部３
９が設けられ、この突部３９によってリテーナ３７と球
３６の後退ストロークを規制するようになっている。し
たがって、この可動子にあってはリテーナ３７の突部３
９によるストッパ機能によって、球３６が渦巻き溝１５
から外れる不具合を未然に防止することができる。Further, in the mover of this embodiment, the protrusion 3 that faces the retainer 37 on the bottom surface of the housing.
9 is provided, and the protrusion 39 controls the backward stroke of the retainer 37 and the ball 36. Therefore, in this mover, the protrusion 3 of the retainer 37 is
By the stopper function of 9, the sphere 36 makes the spiral groove 15
It is possible to prevent the trouble of coming off from.
【００３６】尚、この実施形態においては、ハウジング
３５を有底円筒状に一体に形成したが、図１１に示すよ
うにハウジング３５を円筒状の本体部品４０ａと円板状
の蓋部品４０ｂによって構成するようにしても良い。こ
の場合、可動子は図１０に示す実施形態のものとほぼ同
様に機能するが、ハウジング３５の製造が容易になると
いうさらなる利点がある。In this embodiment, the housing 35 is integrally formed in a cylindrical shape with a bottom. However, as shown in FIG. 11, the housing 35 is composed of a cylindrical body part 40a and a disk-shaped lid part 40b. It may be done. In this case, the mover functions much like that of the embodiment shown in FIG. 10, but with the additional advantage of facilitating the manufacture of the housing 35.
【００３７】次に、上記の各実施形態から考えられる、
より好ましい形態について以下に記載する。Next, conceivable from the above embodiments,
A more preferable form will be described below.
【００３８】（イ）前記可動子を転動自在な部材によっ
て構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。(A) The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the mover is constituted by a freely rotatable member.
【００３９】この場合、可動子の変位時における相手部
材との抵抗を大幅に低減することができる。In this case, the resistance between the movable member and the mating member during displacement can be greatly reduced.
【００４０】（ロ）可動子を球によって構成したことを
特徴とする前記イに記載の内燃機関のバルブタイミング
制御装置。(B) The valve timing control device for an internal combustion engine according to the above item (a), wherein the mover is formed of a ball.
【００４１】この場合、可動部材である球はいずれの方
向にも自由に転動することができるため、可動子の変位
に伴なう抵抗をより効率良く低減することができる。In this case, since the sphere which is the movable member can freely roll in any direction, the resistance associated with the displacement of the mover can be reduced more efficiently.
【００４２】（ハ）可動子をピンによって構成したこと
を特徴とする前記イに記載の内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置。(C) The valve timing control device for an internal combustion engine according to the above item (a), wherein the mover is composed of pins.
【００４３】この場合、ガイド孔に対しピンの円筒面で
接触することとなるため、可動子とガイド孔の間の面圧
を下げることが可能となる。In this case, since the cylindrical surface of the pin comes into contact with the guide hole, it is possible to reduce the surface pressure between the mover and the guide hole.
【００４４】（ニ）可動子を、ガイド孔内に転動可能に
配置される円筒壁を有するハウジングと、このハウジン
グに支持され渦巻き状ガイドまたは径方向ガイドに転動
可能に係合する少なくとも一つの球と、この球を付勢す
る付勢手段と、を備えた構成としたことを特徴とする前
記イに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。(D) A housing having a cylindrical wall rotatably arranged in the guide hole, and at least one of the movable elements supported by the housing and rotatably engaged with a spiral guide or a radial guide. A valve timing control device for an internal combustion engine according to the above item (1), characterized in that the valve timing control device comprises one ball and a biasing means for biasing the ball.
【００４５】この場合、球が付勢手段に付勢されて渦巻
き状ガイドと径方向ガイドの少なくとも一方に押し付け
られるため、渦巻き状ガイドと径方向ガイドに対する可
動部材のガタつきを確実に防止することができる。ま
た、ガイド孔に対してはハウジングの円筒面で接触する
ため、可動子の姿勢を常時安定させることができる。In this case, the sphere is urged by the urging means and pressed against at least one of the spiral guide and the radial guide, so that it is possible to reliably prevent the movable member from rattling with respect to the spiral guide and the radial guide. You can Further, since the guide hole is in contact with the cylindrical surface of the housing, the posture of the mover can be always stabilized.
【図１】この出願の発明の一実施形態を示す縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the invention of this application.
【図２】同実施形態を示す図１のＡ矢視方向から見た正
面図。FIG. 2 is a front view showing the same embodiment as seen from the direction of arrow A in FIG.
【図３】同実施形態を示す図１のＢ矢視方向から見た正
面図。FIG. 3 is a front view showing the same embodiment as seen from the direction of arrow B in FIG. 1.
【図４】同実施形態を示す図１のＣ矢視方向から見た正
面図。FIG. 4 is a front view showing the same embodiment as seen from the direction of arrow C in FIG. 1.
【図５】同実施形態を示すもので、径方向溝と渦巻溝を
併せて描いた図１のＣ矢視方向から見た正面図。FIG. 5 shows the same embodiment, and is a front view of a radial groove and a spiral groove, which are drawn together and viewed from the direction of arrow C in FIG. 1.
【図６】同実施形態の作動状態を示す図５に対応の正面
図。FIG. 6 is a front view corresponding to FIG. 5 showing an operating state of the same embodiment.
【図７】同実施形態の作動状態を示す図５に対応の正面
図。FIG. 7 is a front view corresponding to FIG. 5, showing an operating state of the same embodiment.
【図８】この出願の発明の他の実施形態を示す図１のＤ
部に対応の断面図。FIG. 8 D of FIG. 1 showing another embodiment of the invention of this application
Sectional drawing corresponding to a part.
【図９】この出願の発明のさらに他の実施形態を示す図
１のＤ部に対応の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to part D of FIG. 1 showing still another embodiment of the invention of this application.
【図１０】この出願の発明の別の実施形態を示す図１の
Ｄ部に対応の断面図。FIG. 10 is a sectional view corresponding to part D of FIG. 1 showing another embodiment of the invention of this application.
【図１１】この出願の発明のさらに別の実施形態を示す
図１のＤ部に対応の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to part D of FIG. 1 showing still another embodiment of the invention of this application.
１…カムシャフト ３…駆動プレート（駆動回転体） ４…組付角操作機構 ５…中間回転体 ６…操作力付与手段 ９…従動軸部材（従動回転体） １０…径方向溝（径方向ガイド） １１…変換ガイド １２…ガイド孔 １５…渦巻き溝（渦巻き状ガイド） １６…球（可動子） 1 ... Camshaft 3 ... Drive plate (drive rotor) 4 ... Assembly angle operation mechanism 5 ... Intermediate rotor 6 ... Means for imparting operating force 9: Driven shaft member (driven rotor) 10 ... Radial groove (radial guide) 11 ... Conversion guide 12 ... Guide hole 15 ... Spiral groove (spiral guide) 16 ... Sphere (movable element)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G018 AB02 BA09 BA10 BA32 CA12 DA18 DA20 DA34 DA70 DA71 FA01 FA07 GA02 GA14 GA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3G018 AB02 BA09 BA10 BA32 CA12 DA18 DA20 DA34 DA70 DA71 FA01 FA07 GA02 GA14 GA17
Claims (3)
転駆動する駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャ
フトに結合された別体部材から成る従動回転体と、前記
駆動回転体と従動回転体に対して相対回動可能な中間回
転体を有し、その中間回転体が駆動回転体と従動回転体
に対する相対的な回動操作力を受けることによって駆
動、従動両回転体の組付角を変更する組付角操作機構
と、前記中間回転体に回動操作力を付与する操作力付与
手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置
において、 前記組付角操作機構を、 駆動回転体と従動回転体の一方に設けられた径方向ガイ
ドと、渦巻き状ガイドを有する前記中間回転体と、前記
径方向ガイド及び渦巻き状ガイドに対向するように駆動
回転体と従動回転体の他方に一体回転可能に設けられ、
回転軸線を中心とする円に対して径方向に傾斜するガイ
ド孔を有する変換ガイドと、この変換ガイドのガイド孔
に案内係合された状態で前記径方向ガイドと渦巻き状ガ
イドに変位可能に係合する可動子と、を備えた構成とし
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。1. A drive rotating body which is rotationally driven by a crankshaft of an internal combustion engine, a driven rotating body formed of a camshaft or a separate member connected to the shaft, and the drive rotating body and the driven rotating body relative to each other. An assembly having a rotatable intermediate rotating body, and the intermediate rotating body receiving a relative rotational operation force with respect to the drive rotating body and the driven rotating body to change the assembly angle of both the driven and driven rotating bodies. In a valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: an angle operation mechanism and an operation force applying means for applying a rotational operation force to the intermediate rotating body, wherein the assembly angle operation mechanism includes a drive rotating body and a driven rotating body. The radial guide provided on one side, the intermediate rotating body having the spiral guide, and the other of the drive rotating body and the driven rotating body so as to face the radial guide and the spiral guide can be integrally rotated. Provided,
A conversion guide having a guide hole that is inclined in a radial direction with respect to a circle centered on the rotation axis, and displaceably engaged with the radial guide and the spiral guide while being guided and engaged with the guide hole of the conversion guide. A valve timing control device for an internal combustion engine, characterized in that the valve timing control device is configured to include a movable element to be matched.
方向に複数設け、これらの各径方向ガイドとガイド孔の
対に夫々可動子を係合させた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。2. A plurality of the radial guides and the guide holes are provided in the circumferential direction, and a pair of the radial guides and the guide holes is respectively engaged with a mover.
A valve timing control device for an internal combustion engine as set forth in.
たことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関
のバルブタイミング制御装置。3. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the guide hole is formed in a spiral arc shape.
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