JP2004100572A

JP2004100572A - Valve timing control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004100572A
Application number: JP2002263495A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Mochizuki; 望月　輝彦; Tomoya Tsukada; 塚田　智哉; Masaharu Saito; 斉藤　正晴
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP4138414B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems of easily causing interference with the other member and a change in a spring characteristic because a fall cannot be prevented when conventionally applying energizing force to a torsion spring. SOLUTION: This device converts and controls a rotational phase of a camshaft 3 and a timing sprocket 1 by selectively supplying and discharging hydraulic pressure to an ignition timing advance side hydraulic chamber and an ignition timing delay side hydraulic chamber defined between a vane member 5 and a housing 2, and has the torsion spring 7 for energizing so that the rotational phase of the housing and the camshaft becomes one side. Disk-like regulating parts 17 and 31 for regulating the shaft directional movement of the torsion spring are arranged in respective outer peripheral parts of a front plate 11 of the housing and a vane member side support member 6. Projection parts 18 and 33 for supporting the inner peripheral side of the torsion spring are respectively oppositely projected in the shaft direction on the inner peripheral side of the respective regulating parts. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉時期（バルブタイミング）を運転状態に応じて可変にするバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの相対回動による位相差により吸気弁や排気弁のバルブタイミングを制御するベーンタイプのバルブタイミング制御装置が種々提供されており、その１つとして特開２０００−１６１０２７号公報に記載されているものが知られている。
【０００３】
概略を説明すると、このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトによってチェーンスプロケットを介して回転力が伝達される筒状のハウジングと、該ハウジング内に回転摺動自在に設けられて、排気弁を開閉作動させるカムシャフトの端部にカムボルトによって軸方向から固定されたベーン部材と、前記ハウジングとベーン部材との間に形成された進角側油圧室及び遅角側油圧室と、該各油圧室に油圧を選択的に給排してベーン部材をハウジングに対して進角側あるいは遅角側に回転制御する油圧回路とを備え、前記ハウジングの外側には、３重巻きの円環状のトーションスプリングが巻回されている。
【０００４】
このトーションスプリングは、一端部がハウジングの周壁に設けられた固定部に係止固定され、他端部がベーン部材に固定ボルトによって軸方向から固定されたブッシュの突出部の固定孔に係止固定されている。
【０００５】
そして、機関停止時に、ベーン部材が基本位置、つまり排気側であれば最大進角側の位置から外れて停止した場合には、前記トーションスプリングの付勢力によってベーン部材をハウジングに対して最大進角側（基本位置）に回転させるようになっている。これによって、内燃機関のシリンダ内に残留ガスが増大して機関の再始動時に失火したり、機関が停止するのを防止することができる。
【０００６】
【特許文献】特開２０００−１６１０２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、ハウジングが周壁とフロント部とから構成され、このフロント部とチェーンスプロケットがボルトによって軸方向から結合されている。
【０００８】
このため、前記トーションスプリングは、前記ボルトと干渉しないように該ボルトの螺着位置よりも内周側あるいは外周側に配置されることになるが、内周側に配置すると、必然的にトーションスプリングの外径を小さく設定することになるため、最も付勢力が作用した状態、つまりコイル径が最小に縮径した場合には、該トーションスプリングに塑性変形が発生してばね力が変化してしまうおそれがある。
【０００９】
したがって、トーションスプリングをボルトの外周側に配置してコイル径を大きくすることが望ましいことから、前記従来例ではボルトの外周側であるハウジングの外周側にトーションスプリングを配置してコイル径を大きく設定している。
【００１０】
ところが、このようにトーションスプリングを大径に形成してハウジングの外周側に配置した場合には、トーションスプリングに付勢力が作用すると今度は該トーションスプリングが軸方向へ倒れ易くなる。この結果、トーションスプリングが例えばチェーンスプロケットや、このチェーンスプロケットに巻回されたチェーンに干渉してしまう可能性があり、これによってばね特性が変化してしまうおそれがある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、とりわけ、トーションスプリングと回転体との間に、前記トーションスプリングの軸方向の移動を規制する規制部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
したがって、この発明によれば、トーションスプリングのコイル径を大きくしてハウジングの外周側に配置したことにより、最も付勢力が作用した場合でもトーションスプリングの塑性変形の発生が防止できる。
【００１３】
しかも、かかる付勢力が発生した際にトーションスプリングが軸方向へ倒れた場合には、規制部によって大きな倒れを確実に防止することができ、したがって、回転体などへの干渉が確実に防止できる。この結果、トーションスプリングのばね特性の変化を防止できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記規制部の内周側に、前記トーションスプリングの内周側を支持する突起部を軸方向へ突設したことを特徴としている。
【００１５】
したがって、この発明によれば、トーションスプリングに付勢力が掛かって変形して回転体と反対側の軸方向へ倒れが生じると、突起部の外周面にトーションスプリングの内周側が当接して、その大きな倒れを防止することができる。このため、トーションスプリングの大きな倒れによる他部材との干渉を防止できると共に、トーションスプリングのばね特性の変化を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関のバルブタイミング制御装置を排気弁側に適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態を示し、機関のクランクシャフト（図示せず）によりタイミングチェーンを介して回転力が伝達される回転体たるタイミングスプロケット１と、内部に作動空間を有するハウジング２と、該ハウジング２内に挿通され、外周に図外の排気弁を開作動させる複数のカムを有するカムシャフト３と、該カムシャフト３の一端部３ａに軸方向からカムボルト４によって固定されて、前記ハウジング２の作動空間内に回動自在に収容されたベーン部材５と、前記ハウジング２の前端側に設けられて、前記ベーン部材５に固定される支持部材６と、前記ハウジング２の前端部と支持部材６の外側に巻回されて、前記クランクシャフトに対してカムシャフト３が進角する方向へ前記ベーン部材５を付勢する付勢手段であるトーションスプリング７とを備えている。
【００１８】
前記タイミングスプロケット１は、図１〜図５に示すように、円環状の本体の外周に前記タイミングチェーンが巻装される回転伝達部である複数の歯部１ａが形成されており、この各歯部１ａはハウジング２の外径よりも大きく形成されている。
【００１９】
前記ハウジング２は、図１〜図５に示すように、外周に前記タイミングスプロケット１に一体に形成されたほぼ筒状の周壁９及び該周壁９の後端側開口を閉塞する円盤状のリアープレート１０とからなるハウジング本体８と、周壁９の前端側開口を封止する封止部材としてのフロントプレート１１とから構成されており、前記ハウジング本体８とフロントプレート１１とは、４つのボルト１２によって軸方向から一体的に結合されている。
【００２０】
前記周壁９は、内周面の円周方向のほぼ９０°位置に内方へ膨出したほぼ扇状の隔壁部１３が４つ形成されており、該各隔壁部１３の円周方向の中央位置に前記各ボルト１２が挿通するボルト挿通孔１４がそれぞれ貫通形成されている。また、各隔壁部１３の上端部には前記ベーン部材５のロータ１９の外周面に摺接してシールするシール部材１５が嵌着保持されている。
【００２１】
前記リアープレート１０は、外径が周壁９の外径とほぼ同一に設定され、中央部に前記カムボルト４が挿通されるボルト孔１０ａが貫通形成されていると共に、外周側の円周方向のほぼ９０°位置に前記各ボルト１２の先端部が螺着する４つの雌ねじ孔１０ｂが形成されている。また、外周側には、後述するロック機構のロックピンが出没するスリーブ１６を保持する保持孔１０ｃが貫通形成されている。なお、このリアープレート１０は、図２に示すように、ロケートピン５０とロケート穴５１によって周壁９に対する円周方向及び径方向の位置決めがなされている。
【００２２】
前記フロントプレート１１は、図２及び図６〜図７にも示すように、ほぼ円盤状に形成され、中央に前記支持部材６の後述する筒状部３０が挿入される大径孔１１ａが貫通形成されていると共に、外周部に前記トーションスプリング７の軸方向の倒れを規制する規制部１７が一体に形成されている。
【００２３】
すなわち、この規制部１７は、フロントプレート１１の本体の径方向に延出した薄肉の円環フランジ状に形成されていると共に、外径Ｄが前記タイミングスプロケット１の各歯部１ａの外径よりも大きく設定されている。
【００２４】
また、フロントプレート１１の外周側の円周方向のほぼ９０°位置に、前記ボルト１２が挿通される４つの挿通孔１１ｂが貫通形成されている。さらに、支持部材６側の外端面の円周方向には、トーションスプリング７の内周縁側を支持する３つの突起部１８が軸方向に一体に突設されている。
【００２５】
この各突起部１８は、フロントプレート１１の外周部の円周方向に沿って円弧状に形成されていると共に、所定の隙間をもって円周方向へ間欠的に配置されており、その外径ｄはトーションスプリング７の内径ｄ’よりも小さく設定されている。
【００２６】
また、該隣接する突起部１８間には、トーションスプリング７の一端部７ａを係止固定する係止部４８が設けられている。この係止部４８は、図２及び図６に示すように、円周方向に離間して配置された２つの係止突部４８ａ、４８ｂと、該係止突部４８ａ、４８ｂの間に形成された係止溝４８ｃとから構成されている。
【００２７】
前記各係止突部４８ａ、４８ｂは、フロントプレート１１の径方向に沿ってブロック状に形成され、外径が前記円弧状の各突起部１８の外径とほぼ同一に設定されていると共に、その高さも各突起部１８とほぼ同一に設定されて、各突起部１８と共にトーションスプリング７の内周縁を支持するようになっている。
【００２８】
一方、前記係止溝４８ｃは、トーションスプリング７の後述する一端部７ａの湾曲形状に沿った湾曲形状に形成されている。すなわち、この係止溝４８ｃは、その幅がトーションスプリング７の一端部７ａの外径より僅かに大きく設定されていると共に、フロントプレート１１の径方向の外端側から内端側に沿って比較的大きな曲率半径で湾曲状に折曲形成されており、長手方向の中心軸線Ｑ１がフロントプレート１１の中心に指向している。
【００２９】
前記ベーン部材５は、図１、図２及び図５に示すように、前記カムシャフト３の一端部３ａに軸方向から前記カムボルト４によって直接ボルト締めされたほぼ円筒状のロータ１９と、該ロータ１９の外周面に放射状に突設された４つのベーン２０とから構成されている。
【００３０】
前記ロータ１９は、後端中央位置に有する円筒部１９ａ内にカムシャフト３の一端部３ａが嵌合されていると共に、軸方向の内部にカムボルト４が挿通するボルト挿通孔１９ｂが貫通形成されている。また、前端中央位置には、後述の筒状部３０が嵌合する円環状の凹溝１９ｃが形成されている。
【００３１】
一方、前記４つのベーン２０は、前記ハウジング２の各隔壁部１３との間に、それぞれ２つの進角側油圧室２１と遅角側油圧室２２とを画成している。また、前記各ベーン２０は、径方向の先端部２０ａに形成されたシール溝内に前記周壁９の内周面に摺接して前記各油圧室２１，２２間をシールするシール部材２３がそれぞれ装着されていると共に、１つの大径なベーン２０ａの内部軸方向に、後述するロック機構２４の一部が設けられている。
【００３２】
前記ロック機構２４は、図１及び図２に示すように、前記１つのベーン２０ａに形成された摺動用孔２５と、該摺動用孔２５に対応した前記リアープレート１０の支持穴１０ｃに保持された有底碗状のスリーブ２６と、前記摺動用孔２５の内部に摺動自在に保持されて、先端部２７ａが前記スリーブ２６内のロック穴２６ａに係脱自在に設けられたロックピン２７と、該ロックピン２７の内部に挿通された軸状のリテーナ２８と、該リテーナ２８の後端フランジと前記ロックピン２７の内底面との間に弾装されて、該ロックピン２７をロック穴２６ａ方向へ付勢するコイルスプリング２９とから主として構成されている。また、前記ロックピン２７は、スリーブ２６のロック穴２６ａの底部側に形成された受圧室に後述する第１油圧通路４２の一つの第１油孔４２ｃを介して機関始動後に供給される油圧によって摺動用孔２５内に後退動するようになっており、ロック穴２６ａには、ベーン部材５の最進角側への回転位置で係入ロックするように設定されている。
【００３３】
前記支持部材６は、図１及び図９〜図１１にも示すように、前記フロントプレート１１とほぼ同径のほぼ円盤状に形成されて、該フロントプレート１１に対向して同軸上に配置され、中央に前記大径孔１１ａに嵌入する有底円筒状の筒状部３０が軸方向へ一体に突設されていると共に、外周部に前記トーションスプリング７の軸方向の倒れを規制する規制部３１が一体に形成されている。
【００３４】
すなわち、この規制部３１は、支持部材６の本体の径方向に延出した薄肉の円環フランジ状に形成されていると共に、外径Ｄ１が前記フロントプレート１１の外径Ｄとほぼ同一に設定されている。
【００３５】
また、該規制部３１の基部付近には、前記各ボルト１２と該ボルト１２を回転させるドライバーなどの工具も挿通可能な比較的大径なボルト挿通孔である４つの作業用孔３２が貫通形成されている。
【００３６】
さらに、支持部材６のフロントプレート１１側の内端面円周方向には、前記トーションスプリング７の内周縁側を支持する３つの突起部３３が軸方向に一体に突設されている。この各突起部３３は、支持部材６の外周部の円周方向に沿って円弧状に形成されていると共に、所定の隙間をもって円周方向へ間欠的に配置されており、その外径ｄ１はトーションスプリング７の内径ｄ’よりも小さく設定されている。
また、前記隣接する作業用孔３２間には、トーションスプリング７の他端部７ｂを係止固定する係止部４９が設けられている。
【００３７】
この係止部４９は、図９にも示すように、円周方向に離間して配置された２つの係止突部４９ａ、４９ｂと、該係止突部４９ａ、４９ｂの間に形成された係止溝４９ｃとから構成されている。
【００３８】
前記各係止突部４９ａ、４９ｂは、フロントプレート１１の径方向に沿ってブロック状に形成され、各外端面が前記円弧状の各突起部３３の外周面とほぼ同一の円弧線上に設定されていると共に、その高さも各突起部３３とほぼ同一に設定されて、各突起部３３と共にトーションスプリング７の内周縁側を支持するようになっている。
【００３９】
一方、前記係止溝４９ｃは、トーションスプリング７の後述する他端部７ｂの湾曲形状に沿った湾曲形状に形成されている。すなわち、この係止溝４９ｃは、その幅がトーションスプリング７の他端部７ｂの外径よりも僅かに大きく設定されていると共に、前記フロントプレート１１側の係止溝４８ｃと対称形状に形成されて、フロントプレート１１の径方向の外端側から内端側に沿って比較的大きな曲率半径で湾曲状に折曲形成されており、長手方向の中心軸線Ｑ２が支持部材６の中心に指向している。また、この係止溝４９ｃは、トーションスプリング７に付勢力が作用しない状態では、前記フロントプレートの前記係止溝４８ｃに対向配置されている。
【００４０】
また、前記筒状部３０は、図１及び図２に示すように、その外径が前記大径孔１１ａの内径よりも若干小さく設定されていると共に、底部の中央には前記カムボルト４が挿通するボルト孔３０ａが貫通形成されている。また、底部側の先端部３０ｂの外周面には、円環状の嵌着溝３４が形成され、この嵌着溝３４には、先端部３０ｂが大径孔１１ａからハウジング２内に臨んだ状態において係止リング３５が嵌着されて、筒状部３０の抜け出しが規制されるようになっており、これによって支持部材６とフロントプレート１１及びトーションスプリング７を互いに仮止め状態に結合してユニット体を構成するようになっている。
【００４１】
前記トーションスプリング７は、図１及び図２に示すように、３重に巻回された本体がフロントプレート１１や支持部材６の各突起部１８，３３などの外径よりも大きく形成されていると共に、横断面形状が円形状に形成されている。また、前記両端部７ａ、７ｂは、互いに内方へ比較的大きな曲率半径で湾曲状に形成されて、各先端部が本体の中心を指向していると共に、回転方向の付勢力が掛からない状態では、図１７に示すように、前記両係止溝４８ｃ、４９ｃに対応して互いに円周方向の同一位置に配置されている。
【００４２】
さらに、前記支持部材６の筒状部３０と前記ベーン部材５のロータ１９との間には、支持部材６の円周方向の所定位置でロータ１９と結合させる位置決め手段３６が設けられている。
【００４３】
この位置決め手段３６は、図１、図１２及び図１３にも示すように、ロータ１９の前端部の周方向の所定位置に軸方向に穿設されたピン保持孔３７と、該ピン保持孔３７の内部に摺動自在に保持された位置決め部材である位置決めピン３８と、前記筒状部３０の先端部３０ｂの底壁外面の円周方向の所定位置に軸方向に穿設された位置決め穴３９と、前記位置決めピン３８を位置決め穴３９方向へ押出付勢するばね部材であるコイルスプリング４０とから構成されている。
【００４４】
前記ピン保持孔３７と位置決め穴３９とは、径方向の同一位置に形成されているが、円周方向の位置は後述するように支持部材６を回転させて前記トーションスプリング７に所定の捩り付勢力を付与した時点で合致するようになっている。
【００４５】
また、前記各進角側油圧室２１と遅角側油圧室２２には、液圧回路である油圧回路４１から油圧が選択的に給排されるようになっている。この油圧回路４１は、図１に示すように、進角側油圧室２１に対して油圧を給排する第１油圧通路４２と、遅角側油圧室２２に対して油圧を給排する第２油圧通路４３との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路４２，４３には、供給通路４７ａとドレン通路４４とが夫々通路切替用の電磁切替弁４５を介して接続されている。前記供給通路４７ａには、オイルパン４６内の油を圧送するオイルポンプ４７が設けられていると共に、供給通路４７ａの上流端とドレン通路４４の下流端がオイルパン４６に連通している。
【００４６】
前記第１油圧通路４２は、図１に示すように、シリンダヘッド内からカム軸受の内周のグルーブ溝４２ａと、カムシャフト３の内部一側部に形成された軸方向孔４２ｂ及び径方向孔とを有し、またロータ１９の内部に放射状に形成されて、進角側油圧室２１と前記径方向孔とを連通する４つの第１油孔４２ｃを有している。
【００４７】
一方、第２油圧通路４３は、同じくシリンダヘッド内からカム軸受の内周のグルーブ溝４３ａを通って、カムシャフト３の内部側部の軸方向孔４３ｂ及び径方向孔とを有し、ロータ１９の内部に放射状に形成されて、前記各遅角側油圧室２２と径方向孔と連通する４つの第２油孔４３ｃとを有している。
【００４８】
前記電磁切替弁４５は、４ポート２位置型であって、内部の弁体が各油圧通路４２，４３と供給通路４７ａ及びドレン通路４４とを相対的に切り替え制御するようになっていると共に、マイクロコンピュータを内蔵した図外のコントローラ（ＥＣＵ）からの制御信号によって切り替え作動されるようになっている。コントローラは、図外の機関回転数を検出するクランク角センサからの機関回転数信号や吸入空気量を検出するエアフローメータからの負荷信号及び水温センサからの機関水温信号によって現在の運転状態を検出すると共に、クランク角及びカム角センサからの信号によってタイミングスプロケット１とカムシャフト３との相対回動位置を検出している。
【００４９】
以下、本装置の作動について簡単に説明すれば、機関の始動及び始動後の所定の低回転低負荷域では、コントローラから制御信号が出力された電磁切替弁４５が供給通路４７ａと第１油圧通路４２を連通させると共に、ドレン通路４４と第２油圧通路４３とを連通させる。このため、図５に示すように、遅角側油圧室２２には、油圧が供給されず低圧状態を維持している一方、進角側油圧室２１には、オイルポンプ４７から圧送された油圧が第１油圧通路４２から第２油孔４２ｃを通って供給されるが、今だ十分に油圧が上昇していないため、ロックピン２７はコイルスプリング２９のばね力でロック穴２６ａ内に係入された状態を維持し、ベーン部材５は、図５に示す位置に保持されて、タイミングスプロケット１とカムシャフト３の所定の進角側の回動位置での確実な結合状態が維持される。
【００５０】
このため、排気弁のバルブタイミングを始動性に好適な所定の進角制御が維持されることにより機関のクランキングが速やかに立上って始動性が良好になると共に、カムシャフト３に作用する正負のトルク変動によるベーン部材５のばたつきの発生を抑制できる。
【００５１】
その後、機関が高回転域に移行すると、コントローラからの制御信号によって電磁切替弁４５が作動して、供給通路４７ａと第２油圧通路４３を連通させる一方、ドレン通路４４と第１油圧通路４２を連通させる。したがって、進角側油圧室２１内の油圧が第１油圧通路４２を通ってドレン通路４４からオイルパン４６内に戻されて進角側油圧室２１内が低圧になる。一方、遅角側油圧室２２内に油圧が第２油孔４３ｃを経由して供給されて高圧になると共に、この油圧が受圧室からロックピン２７の先端部２７ａに作用してコイルスプリング２９のばね力に抗して後退動させるため、該先端部２７ａがロック穴２６ａから抜け出す。このため、ベーン部材５は、進角側油圧室２１方向、つまり遅角側方向へのみの相対回動が許容されて、遅角側油圧室２２内の油圧の上昇に伴い、隔壁部１３の進角側油圧室２１側の他側面に当接するまで最大に回動して最遅角側位置に保持される。
【００５２】
したがって、タイミングギア１とカムシャフト３とは、最遅角側へ相対回動制御されて排気弁の開閉時期を最遅角側へ制御する。これによって、バルブオーバーラップが大きくなって出力の向上が図れる。
【００５３】
また、各油圧室２１，２２には、機関の運転状態に応じて油圧を適宜給排することによりカムシャフト３を所望の中間位置に連続的に保持することも可能である。
【００５４】
次に、本装置の前記各構成部品の組立工程を図１４〜図１６に基づいて説明する。すなわち、まず、図１４Ａ、Ｂに示すように、支持部材６とフロントプレート１１との間にトーションスプリング７を配置して、同一位置にある各端部７ａ、７ｂをそれぞれの係止溝４８ｃ、４９ｃに、径方向からではなく図６及び図９の正面手前から前方、つまり平面方向に押し込んで係入させて固定する。また、支持部材６の筒状部３０をフロントプレート１１の大径孔１１ａ内に軸方向から嵌入し、この状態で筒状部３０の先端部３０ａの嵌着溝３４に係止リング３５を嵌着させる。これによって、係止リング３５の外周部が大径孔１１ａの孔縁に当たって抜け止めされることから、支持部材６とフロントプレート１１及びトーションスプリング７が仮止め状態に結合されてユニット体として構成される（第１工程）。
【００５５】
次に、図１５Ａ、Ｂに示すように、予めハウジング本体８の内部に、ベーン２０ａにロック機構２６のロックピン２７等が収容配置されたベーン部材５を収容しておき、このハウジング本体８の周壁９の前端部にフロントプレート１１を当接配置する、つまり前記ユニット体の筒状部３０をロータ１９の凹溝１９ｃ内に嵌合する。次に、支持部材６の各作業用孔３２から各ボルト１２を内部に挿通しつつ各ボルト挿通孔１１ｂ、１４にも挿通して各ボルト１２の先端部をリアープレート１０の雌ねじ孔１０ｂに螺合させ、所定のドライバー工具によって各ボルト１２を締めつける。これによって、図３及び図４に示すように、前記ユニット体がハウジング本体８に取り付けられて、さらにハウジング１を含むユニット体とすることができる。この時点での位置決め手段３６の位置決めピン３８と位置決め穴３９は、図１２に示すように合致せずに円周方向にずれた位置にある（第２工程）。なお、この組付完了時には、前記筒状部３０の先端部３０ｂとフロントプレート１１の大径孔１１ａの孔縁とは非接触状態になっている。
【００５６】
その後、支持部材６を、図１６に示すように、トーションスプリング７の付勢力（初期荷重の発生）に抗して図中反時計方向（矢印方向）へ回転させ、所定の回転位置に達してピン保持孔３７と位置決め穴３９が合致すると、図１、図４及び図１３に示すように、位置決めピン３８がコイルスプリング４０のばね力によって前方へ突出して位置決め穴３９内に係入する。つまり、支持部材６を回転させてフロントプレート１１に回転方向の所定位置で位置決めされることにより、トーションスプリング７に、図６、図９に示すように所定の捩り付勢力を付与することになる（第３工程）。
【００５７】
次に、かかるトーションスプリング７に付勢力が設定された状態で、カムボルト４を筒状部３０やロータ１９のボルト挿通孔３０ａ、１９ｂを挿通させて先端部をカムシャフト３のボルト孔３ｂに螺合しつつ所定トルクで締めつければ、図１に示すように、該カムシャフト３にハウジング１を含む前記ユニット体を取り付けることができる（第４工程）。
【００５８】
以上のように、この実施形態によれば、トーションスプリング７のコイル径を大きくしてハウジング２の外周側に配置したことにより、最も付勢力が作用した場合でもトーションスプリング７の塑性変形の発生が防止できる。
【００５９】
しかも、かかる付勢力が発生した際においてトーションスプリング７が軸方向へ倒れた場合には、フロントプレート１１側の規制部１７によって大きな倒れを確実に防止することができる。このため、トーションスプリング７の不用意な脱落やタイミングスプロケット１や歯部１ａに巻装されたタイミングチェーンなどへの干渉が確実に防止できる。この結果、トーションスプリング７のばね特性の変化を防止できる。
【００６０】
また、フロントプレート１１に複数の突起部１８を設けたため、トーションスプリング７に付勢力が掛かって変形してタイミングスプロケット１と反対側の支持部材６方向へ倒れが生じると、突起部１８の外周面にトーションスプリング７の内周側が当接して、その大きな倒れを防止することができる。このため、トーションスプリング７の大きな倒れによる該トーションスプリング７のばね特性の変化を抑制することができると共に、脱落を防止できる。
【００６１】
特に、この実施形態では、支持部材６にも同じく規制部３１と突起部３３を設けたため、例えば付勢力が掛かってトーションスプリング７が支持部材７側へ倒れても、前記規制部３１と突起部３３に当接してそれ以上の大きな倒れが規制される。したがって、トーションスプリング７のばね力特性の変化の発生を防止することができると共に、脱落防止効果を一層発揮できる。
【００６２】
さらに、トーションスプリング７の組み付け時において、トーションスプリング７の両端部７ａ、７ｂと各係止溝４８ｃ、４９ｃが円周方向においてほぼ同一位置に設定して、トーションスプリング７に付勢力が掛かっていない状態で両端部７ａ、７ｂを各係止溝４８ｃ、４９ｃにそれぞれ係止固定させて組み付けることができることから、かかる組付作業性が良好になる。
【００６３】
しかも、トーションスプリング７の両端部７ａ、７ｂを各係止溝４８ｃ、４９ｃに係止固定した位置を基準位置として付勢力を付与するようになっているので、該付勢力の調整が容易になる。
【００６４】
また、支持部材６とフロントプレート１１とを組み付ける際には、筒状部３０をフロントプレート１１の大径孔１１ａからハウジング本体８内へ臨ませた状態で、前記筒状部３０の嵌着溝３４に係止リング３５を嵌着することによって、これら支持部材６とフロントプレート１１及びトーションスプリング７とを予めユニット化したことから、ベーン部材５をカムシャフト３に固定する前に、支持部材６がフロントプレート１１から脱落することなく互いに連係されていると共に、トーションスプリング７も該両者６，１１の間からの脱落を防止することができる。したがって、トーションスプリング７などの組み付け作業性がさらに良好になる。
【００６５】
さらに、前述のように、前記ユニット体をハウジング本体８に各ボルト１２によって組み付けた後に、支持部材６をトーションスプリング７の付勢力に抗して回転させて位置決め手段３６によって円周方向の位置決めがなされることによって、事後的にトーションスプリング７に所定の付勢力を付与設定することになることから、従来のように、付勢力を掛けながら組み付ける必要が全くなくなるので、該トーションスプリング７の組付作業や各構成部品の組付作業も極めて容易になり、それぞれの作業能率の向上が図れる。
【００６６】
また、位置決め手段３６のばね部材をコイルスプリング４０によって構成したことから、位置決めピン３８のストローク量を十分に確保することができ、位置決め穴３９からの不用意な抜け出しを防止できる。
【００６７】
本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、排気弁側ばかりか吸気弁側に適用することも可能である。また、各規制部１７，３１や突起部１７、１８を、フロントプレート１１側にのみ設けることも可能であり、この場合、突起部１７は支持部材６の内周面付近まで延設すれば、倒れ防止効果を十分に得ることができる。さらに、位相変換機構は、油圧で作動するものに限らず、電動モータや電磁制動力などによって作動するものであってもよい。
【００６８】
前記実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
（イ）　前記ハウジングを、回転体に固定されたハウジング本体と該ハウジング本体の端部開口を封止するフロントプレートとから構成すると共に、該フロントプレートに前記規制部を一体に設け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。
【００６９】
この発明によれば、トーションスプリングの回転体方向への倒れを効果的に防止できると共に、規制部をフロントプレートと一体に形成したことから部品点数の増加を防止できる。この結果、製造作業能率と組立作業能率の向上が図れる。
（ロ）　前記位相変更機構は、
前記回転体に固定されて、前後の開口端が閉塞されたハウジングと、
前記カムシャフトに固定されて、前記ハウジング内を所定範囲で正逆回動可能に設けられたベーン部材と、
該ベーン部材とハウジングとの間に画成された進角側油圧室と遅角側油圧室とに選択的に油圧を給排する液圧回路とを備え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。
（ハ）　前記規制部を薄肉円盤状に形成し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。
【００７０】
規制部による装置の大きな重量増加を抑制することができる。
（ニ）　前記規制部の外径を、前記回転体の回転伝達部の外径よりも大きく設定し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。
【００７１】
したがって、トーションスプリングの回転体方向への倒れを防止できると共に、回転伝達部などとの干渉を確実に防止できる。
（ホ）　前記カムシャフトを排気弁を開閉作動させる排気側カムシャフトとし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。
（ヘ）　機関停止時において前記トーションスプリングの付勢力による前記ハウジングとベーン部材との回転位相を、最進角側と最遅角側の間の中間位相となるように設定し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。
【００７２】
機関停止後は、トーションスプリングによって常に最進角あるいは最遅角側ではなく中間位相としたことから良好な機関の始動性を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のバルブタイミング制御装置に要部縦断面図である。
【図２】同バルブタイミング制御装置の分解斜視図である。
【図３】同バルブタイミング制御装置のユニット体を示す斜視図である。
【図４】同バルブタイミング制御装置のユニット体を示す縦断面図である。
【図５】図４のＢ矢視図である。
【図６】本実施形態に供されるフロントプレートの正面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】同フロントプレートの背面図である。
【図９】本実施形態に供される支持部材の正面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】同支持部材の背面図である。
【図１２】本実施形態に供される位置決め手段の要部拡大断面図である。
【図１３】同位置決め手段の作用説明図である。
【図１４】
Ａはバルブタイミング制御装置の組立時における第１工程を示す支持部材側からみた説明図、Ｂは同第１工程を示す側部からみた説明図である。
【図１５】Ａは組立時における第２工程を示す支持部材側からみた説明図、Ｂは同第２工程を示す側部からみた説明図である。
【図１６】組立時における第３工程を示す支持部材側からみた説明図である。
【符号の説明】
１…タイミングスプロケット（回転体）
１ａ…歯部
２…ハウジング
３…カムシャフト
５…ベーン部材
６…支持部材
７…トーションスプリング
８…ハウジング本体
１０…リアープレート
１１…フロントプレート
１７・３１…規制部
１８・３３…突起部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing control device that makes opening and closing timing (valve timing) of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine variable according to an operation state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various vane-type valve timing control devices for controlling the valve timing of an intake valve or an exhaust valve based on a phase difference caused by a relative rotation between a crankshaft and a camshaft of an internal combustion engine have been provided. What is described in 2000-161027 is known.
[0003]
Briefly described, this valve timing control device is provided with a cylindrical housing in which rotational force is transmitted by a crankshaft of an engine via a chain sprocket, and a rotationally slidable housing provided in the housing. A vane member axially fixed to an end of a camshaft to be opened and closed by a cam bolt, an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber formed between the housing and the vane member; A hydraulic circuit for selectively supplying and discharging hydraulic pressure to control the rotation of the vane member to the advancing side or the retarding side with respect to the housing, and a triple-turned torsion spring is provided outside the housing. Is wound.
[0004]
One end of this torsion spring is locked and fixed to a fixing portion provided on the peripheral wall of the housing, and the other end is fixed to a fixing hole of a projecting portion of the bush fixed to the vane member by a fixing bolt from the axial direction. Have been.
[0005]
When the engine stops, the vane member deviates from the basic advance position if it is on the exhaust side and stops when the vane member deviates from the position on the maximum advance side. It is designed to rotate to the side (basic position). As a result, it is possible to prevent the residual gas from increasing in the cylinder of the internal combustion engine, thereby preventing a misfire or a stop of the engine when the engine is restarted.
[0006]
[Patent Document] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-161027
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional valve timing control device, the housing is composed of a peripheral wall and a front part, and the front part and the chain sprocket are connected in the axial direction by bolts.
[0008]
For this reason, the torsion spring is disposed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the screwed position of the bolt so as not to interfere with the bolt. Since the outer diameter of the torsion spring is set to be small, when the biasing force acts most, that is, when the coil diameter is reduced to the minimum, the plastic deformation occurs in the torsion spring and the spring force changes. There is a risk.
[0009]
Therefore, since it is desirable to arrange the torsion spring on the outer peripheral side of the bolt to increase the coil diameter, in the conventional example, the torsion spring is arranged on the outer peripheral side of the housing, which is the outer peripheral side of the bolt, and the coil diameter is set large. are doing.
[0010]
However, in the case where the torsion spring is formed to have a large diameter and is arranged on the outer peripheral side of the housing, when the biasing force acts on the torsion spring, the torsion spring tends to fall down in the axial direction. As a result, the torsion spring may interfere with, for example, a chain sprocket or a chain wound around the chain sprocket, which may change the spring characteristics.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional valve timing control device, and the invention according to claim 1 has, inter alia, a shaft between the torsion spring and the rotating body. It is characterized in that a regulating portion for regulating the movement in the direction is provided.
[0012]
Therefore, according to the present invention, since the coil diameter of the torsion spring is increased and the coil is arranged on the outer peripheral side of the housing, the plastic deformation of the torsion spring can be prevented even when the biasing force is applied most.
[0013]
In addition, when the torsion spring falls down in the axial direction when such a biasing force is generated, a large fall can be reliably prevented by the restricting portion, so that interference with the rotating body or the like can be reliably prevented. As a result, a change in the spring characteristics of the torsion spring can be prevented.
[0014]
The invention according to claim 2 is characterized in that a projection for supporting the inner peripheral side of the torsion spring is provided on the inner peripheral side of the regulating portion so as to protrude in the axial direction.
[0015]
Therefore, according to the present invention, when the torsion spring is biased and deformed and falls down in the axial direction opposite to the rotating body, the inner peripheral side of the torsion spring comes into contact with the outer peripheral surface of the projection, and the A large fall can be prevented. For this reason, it is possible to prevent interference between the torsion spring and other members due to the large fall of the torsion spring, and to suppress a change in spring characteristics of the torsion spring.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an exhaust valve side will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a timing sprocket 1 as a rotating body to which a rotational force is transmitted via a timing chain by a crankshaft (not shown) of an engine, a housing 2 having an operating space therein, and A camshaft 3 which is inserted into the housing 2 and has a plurality of cams on its outer periphery for opening an exhaust valve (not shown), and is fixed to one end 3a of the camshaft 3 by a cam bolt 4 from the axial direction. A vane member 5 rotatably accommodated in the working space of the housing 2, a support member 6 provided on the front end side of the housing 2 and fixed to the vane member 5, and a front end portion of the housing 2. A torsion is a biasing means that is wound around the outside of the support member 6 and biases the vane member 5 in a direction in which the camshaft 3 advances with respect to the crankshaft. And a down spring 7.
[0018]
As shown in FIGS. 1 to 5, the timing sprocket 1 has a plurality of teeth 1a, which are rotation transmitting portions around which the timing chain is wound, formed on the outer periphery of an annular main body. The portion 1a is formed larger than the outer diameter of the housing 2.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 5, the housing 2 has a substantially cylindrical peripheral wall 9 integrally formed on the outer periphery of the timing sprocket 1 and a disk-shaped rear plate for closing a rear end opening of the peripheral wall 9. 10, and a front plate 11 as a sealing member for sealing the front end opening of the peripheral wall 9. The housing main body 8 and the front plate 11 are connected by four bolts 12. They are integrally connected from the axial direction.
[0020]
The peripheral wall 9 is formed with four substantially fan-shaped partition portions 13 bulging inward at a position of about 90 ° in the circumferential direction of the inner peripheral surface, and a central position of each partition portion 13 in the circumferential direction. A bolt insertion hole 14 through which each of the bolts 12 is inserted is formed. A seal member 15 that slides on and seals the outer peripheral surface of the rotor 19 of the vane member 5 is fitted and held at the upper end of each partition 13.
[0021]
The outer diameter of the rear plate 10 is set to be substantially the same as the outer diameter of the peripheral wall 9, a bolt hole 10 a through which the cam bolt 4 is inserted is formed through the center portion, and the rear plate 10 has a substantially circumferential outer circumferential side. Four female screw holes 10b are formed at 90 ° positions to which the tips of the bolts 12 are screwed. Further, a holding hole 10c for holding a sleeve 16 in which a lock pin of a lock mechanism described later protrudes and protrudes is formed on the outer peripheral side. The rear plate 10 is positioned in the circumferential direction and the radial direction with respect to the peripheral wall 9 by the locate pin 50 and the locate hole 51 as shown in FIG.
[0022]
As shown in FIGS. 2 and 6 to 7, the front plate 11 is formed in a substantially disk shape, and a large-diameter hole 11a into which a cylindrical portion 30 of the support member 6 described later is inserted is formed at the center. A restricting portion 17 for restricting the torsion spring 7 from falling in the axial direction is formed integrally with the outer peripheral portion.
[0023]
That is, the restricting portion 17 is formed in the shape of a thin annular flange extending in the radial direction of the main body of the front plate 11, and the outer diameter D is larger than the outer diameter of each tooth portion 1a of the timing sprocket 1. Is also set large.
[0024]
Further, four insertion holes 11b through which the bolts 12 are inserted are formed at substantially 90 ° positions in the circumferential direction on the outer peripheral side of the front plate 11. Further, in the circumferential direction of the outer end face on the support member 6 side, three protrusions 18 for supporting the inner peripheral edge side of the torsion spring 7 are integrally provided in the axial direction.
[0025]
Each of the protrusions 18 is formed in an arc shape along the circumferential direction of the outer peripheral portion of the front plate 11, and is intermittently arranged in the circumferential direction with a predetermined gap. It is set smaller than the inner diameter d ′ of the torsion spring 7.
[0026]
Further, a locking portion 48 for locking and fixing one end 7a of the torsion spring 7 is provided between the adjacent projections 18. As shown in FIGS. 2 and 6, the locking portion 48 is formed between two locking protrusions 48a and 48b which are spaced apart in the circumferential direction, and is formed between the locking protrusions 48a and 48b. Locking groove 48c.
[0027]
Each of the locking projections 48a and 48b is formed in a block shape along the radial direction of the front plate 11, and the outer diameter is set substantially equal to the outer diameter of each of the arc-shaped projections 18. The height of the torsion spring 7 is set to be substantially the same as that of each of the projections 18 so as to support the inner peripheral edge of the torsion spring 7 together with each of the projections 18.
[0028]
On the other hand, the locking groove 48c is formed in a curved shape along a curved shape of one end 7a of the torsion spring 7 described later. That is, the width of the locking groove 48c is set to be slightly larger than the outer diameter of the one end 7a of the torsion spring 7, and the width of the locking groove 48c is determined from the outer end side to the inner end side in the radial direction of the front plate 11. It is bent in a curved shape with a large radius of curvature, and the central axis Q 1 in the longitudinal direction is directed to the center of the front plate 11.
[0029]
As shown in FIGS. 1, 2 and 5, the vane member 5 has a substantially cylindrical rotor 19 directly bolted to the one end 3a of the camshaft 3 from the axial direction by the cam bolt 4. 19 and four vanes 20 radially protruding from the outer peripheral surface.
[0030]
In the rotor 19, one end 3a of the camshaft 3 is fitted into a cylindrical portion 19a at the center of the rear end, and a bolt insertion hole 19b through which the cam bolt 4 is inserted is formed in the axial direction inside. I have. Further, an annular concave groove 19c into which a tubular portion 30 described later is fitted is formed at the center of the front end.
[0031]
On the other hand, the four vanes 20 define two advance-side hydraulic chambers 21 and two retard-side hydraulic chambers 22, respectively, between the partition walls 13 of the housing 2. Each of the vanes 20 is provided with a seal member 23 for slidingly contacting the inner peripheral surface of the peripheral wall 9 to seal between the hydraulic chambers 21 and 22 in a seal groove formed at a distal end portion 20a in a radial direction. In addition, a part of a lock mechanism 24, which will be described later, is provided in the axial direction of one large-diameter vane 20a.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, the lock mechanism 24 is held by a slide hole 25 formed in the one vane 20 a and a support hole 10 c of the rear plate 10 corresponding to the slide hole 25. A sleeve 26 having a bottomed bowl shape and a lock pin 27 which is slidably held inside the sliding hole 25 and has a distal end 27a provided to be detachable from a lock hole 26a in the sleeve 26. A shaft-shaped retainer 28 inserted into the lock pin 27 is elastically mounted between the rear end flange of the retainer 28 and the inner bottom surface of the lock pin 27, and the lock pin 27 is inserted into the lock hole 26a. And a coil spring 29 that urges in the direction. Further, the lock pin 27 is supplied to the pressure receiving chamber formed at the bottom side of the lock hole 26a of the sleeve 26 by a hydraulic pressure supplied after the engine is started via one first oil hole 42c of a first hydraulic passage 42 described later. The vane member 5 is configured to be retracted into the sliding hole 25 and locked in the lock hole 26a at a rotational position of the vane member 5 toward the most advanced angle side.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 9 to 11, the support member 6 is formed in a substantially disk shape having substantially the same diameter as the front plate 11, and is disposed coaxially with the front plate 11. At the center, a cylindrical portion 30 having a bottomed cylindrical shape that fits into the large-diameter hole 11a is integrally provided so as to protrude in the axial direction, and a restricting portion that restricts the torsion spring 7 from falling in the axial direction at the outer peripheral portion. 31 are integrally formed.
[0034]
That is, the restricting portion 31 is formed in a thin annular flange shape extending in the radial direction of the main body of the support member 6, and the outer diameter D 1 is set to be substantially the same as the outer diameter D of the front plate 11. Have been.
[0035]
In the vicinity of the base of the restricting portion 31, four working holes 32, which are relatively large-diameter bolt insertion holes through which the bolts 12 and a tool such as a screwdriver for rotating the bolts 12, can be inserted. Have been.
[0036]
Further, in the circumferential direction of the inner end face of the support member 6 on the front plate 11 side, three projections 33 for supporting the inner peripheral edge side of the torsion spring 7 are integrally provided in the axial direction. Each of the protrusions 33 is formed in an arc shape along the circumferential direction of the outer peripheral portion of the support member 6, and is intermittently arranged in the circumferential direction with a predetermined gap. It is set smaller than the inner diameter d ′ of the torsion spring 7.
Further, a locking portion 49 for locking and fixing the other end 7b of the torsion spring 7 is provided between the adjacent working holes 32.
[0037]
As shown in FIG. 9, the locking portion 49 is formed between two locking protrusions 49 a and 49 b arranged in the circumferential direction and separated between the locking protrusions 49 a and 49 b. And a locking groove 49c.
[0038]
Each of the locking projections 49a and 49b is formed in a block shape along the radial direction of the front plate 11, and each outer end surface is set on the same arc line as the outer peripheral surface of each of the arc-shaped projections 33. The height of the torsion spring 7 is set to be substantially the same as that of each of the projections 33 so as to support the inner peripheral side of the torsion spring 7 together with each of the projections 33.
[0039]
On the other hand, the locking groove 49c is formed in a curved shape along the curved shape of the other end 7b of the torsion spring 7 described later. That is, the width of the locking groove 49c is set slightly larger than the outer diameter of the other end 7b of the torsion spring 7, and the locking groove 49c is formed symmetrically with the locking groove 48c on the front plate 11 side. The front plate 11 is bent and formed with a relatively large radius of curvature from the radially outer end side to the inner end side of the front plate 11, and the longitudinal center axis Q 2 is directed toward the center of the support member 6. ing. The locking groove 49c is arranged to face the locking groove 48c of the front plate when no urging force acts on the torsion spring 7.
[0040]
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer diameter of the cylindrical portion 30 is set slightly smaller than the inner diameter of the large-diameter hole 11a, and the cam bolt 4 is inserted through the center of the bottom. A bolt hole 30a is formed to penetrate. An annular fitting groove 34 is formed on the outer peripheral surface of the tip portion 30b on the bottom side. The fitting groove 34 has a tip portion 30b facing the inside of the housing 2 from the large-diameter hole 11a. The locking ring 35 is fitted to restrict the removal of the tubular portion 30, whereby the support member 6, the front plate 11 and the torsion spring 7 are connected to each other in a temporarily fixed state to form a unit body. Is configured.
[0041]
As shown in FIGS. 1 and 2, the torsion spring 7 has a triple wound main body formed to be larger than the outer diameter of the front plate 11 and the projections 18 and 33 of the support member 6. At the same time, the cross section is formed in a circular shape. The both end portions 7a and 7b are formed in a curved shape with a relatively large radius of curvature inward from each other, and each end portion is directed toward the center of the main body, and the urging force in the rotational direction is not applied. In FIG. 17, as shown in FIG. 17, they are arranged at the same circumferential position with respect to the locking grooves 48c and 49c.
[0042]
Further, between the cylindrical portion 30 of the support member 6 and the rotor 19 of the vane member 5, there is provided a positioning means 36 for coupling with the rotor 19 at a predetermined position in the circumferential direction of the support member 6.
[0043]
As shown in FIGS. 1, 12, and 13, the positioning means 36 includes a pin holding hole 37 formed in a predetermined position in the circumferential direction of the front end of the rotor 19, and a pin holding hole 37. A positioning pin 38, which is a positioning member slidably held in the inside, and a positioning hole 39 formed in an axial direction at a predetermined circumferential position on the outer surface of the bottom wall of the distal end portion 30b of the tubular portion 30. And a coil spring 40, which is a spring member for urging the positioning pin 38 toward the positioning hole 39.
[0044]
The pin holding hole 37 and the positioning hole 39 are formed at the same position in the radial direction. However, the position in the circumferential direction is determined by rotating the support member 6 and applying a predetermined twist to the torsion spring 7 as described later. It matches when the power is applied.
[0045]
The hydraulic pressure is selectively supplied to and discharged from the hydraulic circuit 41, which is a hydraulic circuit, to each of the advance hydraulic chamber 21 and the retard hydraulic chamber 22. As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit 41 includes a first hydraulic passage 42 for supplying and discharging hydraulic pressure to and from the advance hydraulic chamber 21 and a second hydraulic passage 42 for supplying and discharging hydraulic pressure to the retard hydraulic chamber 22. There are two hydraulic passages, a hydraulic passage 43, and a supply passage 47 a and a drain passage 44 are connected to the two hydraulic passages 42, 43 via respective electromagnetic switching valves 45 for switching the passages. An oil pump 47 for feeding oil in the oil pan 46 is provided in the supply passage 47a, and an upstream end of the supply passage 47a and a downstream end of the drain passage 44 communicate with the oil pan 46.
[0046]
As shown in FIG. 1, the first hydraulic passage 42 includes a groove 42 a formed in the cylinder head from the inside of the cylinder head and an axial hole 42 b and a radial hole formed in one side of the camshaft 3. , And four first oil holes 42c radially formed inside the rotor 19 and communicating the advance side hydraulic chamber 21 and the radial holes.
[0047]
On the other hand, the second hydraulic passage 43 also has an axial hole 43 b and a radial hole on the inner side of the camshaft 3 through the groove 43 a on the inner periphery of the cam bearing from inside the cylinder head. And has four retard oil pressure chambers 22 and four second oil holes 43c communicating with the radial holes.
[0048]
The electromagnetic switching valve 45 is a four-port two-position type, and an internal valve body controls relative switching between the hydraulic passages 42 and 43, the supply passage 47a, and the drain passage 44, and The switching operation is performed by a control signal from a controller (ECU) (not shown) containing a microcomputer. The controller detects a current operating state based on an engine speed signal from a crank angle sensor for detecting an engine speed, a load signal from an air flow meter for detecting an intake air amount, and an engine water temperature signal from a water temperature sensor. At the same time, a relative rotation position between the timing sprocket 1 and the camshaft 3 is detected based on signals from the crank angle and cam angle sensors.
[0049]
The operation of the present apparatus will be briefly described below. In the start of the engine and in a predetermined low-speed low-load region after the start, the electromagnetic switching valve 45 to which the control signal is output from the controller is connected to the supply passage 47a and the first hydraulic passage. 42, and the drain passage 44 and the second hydraulic passage 43. Therefore, as shown in FIG. 5, the hydraulic pressure is not supplied to the retard hydraulic pressure chamber 22 and the low pressure state is maintained, while the hydraulic pressure supplied from the oil pump 47 is supplied to the advance hydraulic pressure chamber 21. Is supplied from the first hydraulic passage 42 through the second oil hole 42c, but the hydraulic pressure has not yet sufficiently increased, so that the lock pin 27 engages in the lock hole 26a by the spring force of the coil spring 29. In this state, the vane member 5 is held at the position shown in FIG. 5, and the reliable connection between the timing sprocket 1 and the camshaft 3 at the predetermined advanced rotation position is maintained.
[0050]
For this reason, the valve timing of the exhaust valve is maintained at a predetermined advance angle control suitable for the startability, whereby the cranking of the engine quickly rises to improve the startability, and acts on the camshaft 3. The occurrence of fluttering of the vane member 5 due to positive and negative torque fluctuations can be suppressed.
[0051]
Thereafter, when the engine shifts to a high rotation range, the electromagnetic switching valve 45 is operated by a control signal from the controller to connect the supply passage 47a and the second hydraulic passage 43, and to connect the drain passage 44 and the first hydraulic passage 42 to each other. Communicate. Therefore, the hydraulic pressure in the advance hydraulic chamber 21 passes through the first hydraulic passage 42 and is returned from the drain passage 44 into the oil pan 46, and the pressure in the advance hydraulic chamber 21 becomes low. On the other hand, the hydraulic pressure is supplied to the retard side hydraulic chamber 22 via the second oil hole 43 c and becomes high pressure, and this hydraulic pressure acts on the tip 27 a of the lock pin 27 from the pressure receiving chamber and the coil spring 29 The tip portion 27a comes out of the lock hole 26a in order to retreat against the spring force. For this reason, the vane member 5 is allowed to rotate relatively only in the advance-side hydraulic chamber 21, that is, only in the retard-side direction. It is rotated to the maximum and held at the most retarded position until it contacts the other side surface of the advanced hydraulic chamber 21.
[0052]
Accordingly, the timing gear 1 and the camshaft 3 are controlled to rotate relatively to the most retarded side to control the opening / closing timing of the exhaust valve to the most retarded side. As a result, the valve overlap increases and the output can be improved.
[0053]
In addition, the camshaft 3 can be continuously held at a desired intermediate position by appropriately supplying and discharging hydraulic pressure to and from the hydraulic chambers 21 and 22 according to the operating state of the engine.
[0054]
Next, a process of assembling the components of the apparatus will be described with reference to FIGS. That is, first, as shown in FIGS. 14A and 14B, the torsion spring 7 is disposed between the support member 6 and the front plate 11, and the ends 7a and 7b at the same position are respectively engaged with the respective locking grooves 48c. 6 and 9, not from the radial direction but from the front side of FIG. 6 and FIG. Further, the cylindrical portion 30 of the support member 6 is axially fitted into the large-diameter hole 11a of the front plate 11, and in this state, the locking ring 35 is fitted into the fitting groove 34 of the distal end 30a of the cylindrical portion 30. To wear. As a result, the outer peripheral portion of the locking ring 35 comes into contact with the hole edge of the large-diameter hole 11a and is prevented from falling off, so that the support member 6, the front plate 11, and the torsion spring 7 are joined in a temporarily fixed state to form a unit body. (First step).
[0055]
Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the vane member 5 in which the lock pin 27 of the lock mechanism 26 is accommodated in the vane 20a is housed in the housing body 8 in advance. The front plate 11 is placed in contact with the front end of the peripheral wall 9, that is, the cylindrical portion 30 of the unit body is fitted into the concave groove 19 c of the rotor 19. Next, the respective bolts 12 are inserted through the respective working holes 32 of the support member 6 into the respective bolt insertion holes 11 b and 14 while the tips of the respective bolts 12 are screwed into the female screw holes 10 b of the rear plate 10. And tighten each bolt 12 with a predetermined screwdriver tool. Thereby, as shown in FIGS. 3 and 4, the unit body is attached to the housing body 8, and a unit body further including the housing 1 can be obtained. At this time, the positioning pins 38 and the positioning holes 39 of the positioning means 36 are not aligned as shown in FIG. 12 and are located at positions shifted in the circumferential direction (second step). When this assembly is completed, the distal end portion 30b of the tubular portion 30 and the hole edge of the large-diameter hole 11a of the front plate 11 are in a non-contact state.
[0056]
Thereafter, as shown in FIG. 16, the support member 6 is rotated counterclockwise (in the direction of the arrow) in the figure against the urging force (generation of the initial load) of the torsion spring 7 to reach a predetermined rotational position. When the pin holding hole 37 and the positioning hole 39 match, the positioning pin 38 projects forward by the spring force of the coil spring 40 and engages with the positioning hole 39 as shown in FIGS. That is, by rotating the support member 6 and positioning the front plate 11 at a predetermined position in the rotation direction, a predetermined torsional biasing force is applied to the torsion spring 7 as shown in FIGS. 6 and 9. (3rd process).
[0057]
Next, with the biasing force set to the torsion spring 7, the cam bolt 4 is inserted through the cylindrical portion 30 and the bolt insertion holes 30a, 19b of the rotor 19, and the tip is screwed into the bolt hole 3b of the camshaft 3. If the unit body including the housing 1 can be attached to the camshaft 3 as shown in FIG. 1 by tightening with a predetermined torque while fitting (fourth step).
[0058]
As described above, according to this embodiment, since the coil diameter of the torsion spring 7 is increased and disposed on the outer peripheral side of the housing 2, plastic deformation of the torsion spring 7 occurs even when the biasing force is applied most. Can be prevented.
[0059]
In addition, when the torsion spring 7 falls down in the axial direction when such a biasing force is generated, a large fall can be reliably prevented by the regulating portion 17 on the front plate 11 side. For this reason, it is possible to reliably prevent the torsion spring 7 from accidentally falling off and from interfering with the timing sprocket 1 and the timing chain wound around the tooth portion 1a. As a result, a change in the spring characteristics of the torsion spring 7 can be prevented.
[0060]
Further, since a plurality of projections 18 are provided on the front plate 11, when the torsion spring 7 is deformed due to a biasing force and falls down in the direction of the support member 6 on the opposite side to the timing sprocket 1, the outer peripheral surface of the projection 18 is formed. The inner peripheral side of the torsion spring 7 is brought into contact with the torsion spring 7 to prevent its large fall. Therefore, a change in the spring characteristics of the torsion spring 7 due to a large fall of the torsion spring 7 can be suppressed, and the torsion spring 7 can be prevented from falling off.
[0061]
In particular, in this embodiment, since the restricting portion 31 and the protruding portion 33 are also provided on the supporting member 6, even if the torsion spring 7 falls down to the supporting member 7 due to, for example, an urging force, the restricting portion 31 and the protruding portion 33 are provided. Further contact with the horn 33 restricts a further large fall. Therefore, a change in the spring force characteristic of the torsion spring 7 can be prevented, and the effect of preventing the torsion spring 7 from falling off can be further exhibited.
[0062]
Further, at the time of assembling the torsion spring 7, the both ends 7a, 7b of the torsion spring 7 and the respective locking grooves 48c, 49c are set at substantially the same position in the circumferential direction, and no urging force is applied to the torsion spring 7. In this state, since both ends 7a and 7b can be engaged and fixed to the engaging grooves 48c and 49c, respectively, the assembling workability is improved.
[0063]
In addition, since the biasing force is applied with the positions where both end portions 7a, 7b of the torsion spring 7 are locked and fixed in the locking grooves 48c, 49c as reference positions, the adjustment of the biasing force becomes easy. .
[0064]
When assembling the support member 6 and the front plate 11, the fitting groove of the tubular portion 30 is formed with the tubular portion 30 facing the inside of the housing body 8 from the large-diameter hole 11 a of the front plate 11. Since the support member 6, the front plate 11 and the torsion spring 7 are unitized in advance by fitting the locking ring 35 to the support ring 34, the support member 6 is fixed before the vane member 5 is fixed to the camshaft 3. Are linked to each other without falling off from the front plate 11, and the torsion spring 7 can also be prevented from falling off between the two. Therefore, workability in assembling the torsion spring 7 and the like is further improved.
[0065]
Further, as described above, after assembling the unit body to the housing body 8 with the bolts 12, the support member 6 is rotated against the biasing force of the torsion spring 7, and positioning in the circumferential direction is performed by the positioning means 36. By doing so, a predetermined urging force is applied to the torsion spring 7 afterward, so that there is no need to mount the torsion spring 7 while applying the urging force as in the related art. The work and the work of assembling each component are also extremely easy, and the work efficiency of each can be improved.
[0066]
Further, since the spring member of the positioning means 36 is constituted by the coil spring 40, a sufficient stroke amount of the positioning pin 38 can be secured, and it is possible to prevent inadvertent escape from the positioning hole 39.
[0067]
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be applied not only to the exhaust valve side but also to the intake valve side. Further, it is also possible to provide each of the restricting portions 17, 31 and the protruding portions 17, 18 only on the front plate 11 side. In this case, if the protruding portion 17 is extended to near the inner peripheral surface of the support member 6, A sufficient fall prevention effect can be obtained. Further, the phase conversion mechanism is not limited to one that operates by hydraulic pressure, and may be one that operates by an electric motor, an electromagnetic braking force, or the like.
[0068]
The technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment will be described below.
(A) The housing is composed of a housing main body fixed to a rotating body and a front plate for sealing an end opening of the housing main body, and the regulating portion is integrally provided on the front plate. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
[0069]
According to the present invention, it is possible to effectively prevent the torsion spring from falling in the direction of the rotating body, and it is possible to prevent an increase in the number of parts because the restricting portion is formed integrally with the front plate. As a result, the efficiency of the manufacturing operation and the efficiency of the assembling operation can be improved.
(B) The phase change mechanism is
A housing fixed to the rotating body and having front and rear open ends closed;
A vane member fixed to the camshaft and provided in the housing so as to be capable of rotating forward and backward within a predetermined range,
The hydraulic circuit according to claim 1, further comprising: a hydraulic circuit that selectively supplies and discharges hydraulic pressure to an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber defined between the vane member and the housing. A valve timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
(3) The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the restricting portion is formed in a thin disk shape.
[0070]
A large increase in the weight of the device due to the restricting portion can be suppressed.
(D) The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an outer diameter of the regulating portion is set to be larger than an outer diameter of a rotation transmitting portion of the rotating body.
[0071]
Therefore, it is possible to prevent the torsion spring from falling in the direction of the rotating body, and it is possible to reliably prevent interference with the rotation transmitting unit and the like.
(E) The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the camshaft is an exhaust-side camshaft that opens and closes an exhaust valve.
(F) When the engine is stopped, the rotational phase of the housing and the vane member by the urging force of the torsion spring is set to be an intermediate phase between the most advanced side and the most retarded side. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1.
[0072]
After the engine is stopped, the torsion spring always sets the intermediate phase instead of the most advanced or most retarded side, so that it is possible to ensure good startability of the engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a valve timing control device according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the valve timing control device.
FIG. 3 is a perspective view showing a unit body of the valve timing control device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a unit body of the valve timing control device.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 4;
FIG. 6 is a front view of a front plate provided in the embodiment.
FIG. 7 is a sectional view taken along line CC of FIG. 6;
FIG. 8 is a rear view of the front plate.
FIG. 9 is a front view of a support member provided in the present embodiment.
FIG. 10 is a sectional view taken along line DD of FIG. 9;
FIG. 11 is a rear view of the support member.
FIG. 12 is an enlarged sectional view of a main part of a positioning means provided in the present embodiment.
FIG. 13 is an operation explanatory view of the positioning means.
FIG. 14
FIG. 3A is an explanatory diagram viewed from a support member side showing a first step in assembling the valve timing control device, and FIG. 4B is an explanatory view seen from a side part showing the first step.
FIG. 15A is an explanatory diagram of the second step in assembling, as viewed from the support member side, and FIG. 15B is an explanatory diagram of the second step as viewed from the side.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a third step in assembling, as viewed from the support member side.
[Explanation of symbols]
1. Timing sprocket (rotating body)
1a: Tooth portion 2 ... Housing 3 ... Cam shaft 5 ... Vane member 6 ... Support member 7 ... Torsion spring 8 ... Housing body 10 ... Rear plate 11 ... Front plate 17/31 ... Regulators 18/33 ... Protrusion

Claims

外周にクランクシャフトの回転力を受ける回転伝達部を有する回転体と、
該回転体と相対回転可能なカムシャフトと、
前記回転体の回転伝達部が外周側に配置されるように、該回転体にボルトによって固定されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて、機関運転状態に応じて前記回転体とカムシャフトとの回転位相を変更する位相変更機構と、
前記ハウジングの外周側に配置され、一端部が前記回転体側に係止固定されると共に、他端部が前記カムシャフト側に係止固定されて、前記回転体とカムシャフトとの回転位相を一方側となるように付勢するトーションスプリング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、
前記トーションスプリングと回転体との間に、前記トーションスプリングの軸方向の移動を規制する規制部を設け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。A rotating body having a rotation transmitting portion that receives the rotating force of the crankshaft on the outer periphery,
A cam shaft rotatable relative to the rotating body,
A housing fixed to the rotating body by bolts so that a rotation transmitting portion of the rotating body is arranged on an outer peripheral side;
A phase change mechanism that is disposed in the housing and that changes a rotation phase of the rotating body and the camshaft according to an engine operation state.
It is arranged on the outer peripheral side of the housing, one end is locked and fixed to the rotating body side, and the other end is locked and fixed to the camshaft side, so that the rotation phase of the rotating body and the camshaft is one. A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising a torsion spring biasing to the side.
A valve timing control device for an internal combustion engine, further comprising a restricting portion that restricts axial movement of the torsion spring between the torsion spring and the rotating body.

前記規制部の内周側に、前記トーションスプリングの内周側を支持する突起部を軸方向へ突設し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。The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a protruding portion that supports an inner peripheral side of the torsion spring protrudes in an axial direction on an inner peripheral side of the restricting portion.