JP2006312888A - Phase variable device, and camshaft phase variable device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃費、排気、出力性能などの諸特性を決定する吸排気バルブの開閉タイミングの特性をエンジン運転状態に応じて調整するためのアクチュエータである可変バルブタイミング機構（Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下、ＶＴＣと称する）に係わり、特に、ＶＴＣにおいて最適制御位置を実現する広い制御範囲を備えた位相可変装置に関する。 The present invention relates to a variable valve timing mechanism (Valve Controller), which is an actuator for adjusting the characteristics of intake and exhaust valve opening and closing timings that determine various characteristics such as fuel consumption, exhaust, and output performance of an engine in accordance with engine operating conditions. In particular, the present invention relates to a phase variable device having a wide control range for realizing an optimum control position in VTC.
まず、自動車用エンジンに用いられる可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の概要について、図１５を参照しながら簡単に説明する。４ストロークエンジンではクランクシャフトの回転によりタイミングベルト等を介して吸・排気用のカムシャフト先端のスプロケットが回転駆動される。その際に、カムシャフトは歯数比により２分の１に減速される。ここで、ＶＴＣはスプロケットとカムシャフトの間に組み込まれて両者の間の相対回転位置を変化させるものであり、ＶＴＣは、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変えて吸排気バルブの開閉タイミングを可変にする機能を備えている。 First, an outline of a variable valve timing mechanism (VTC) used in an automobile engine will be briefly described with reference to FIG. In a four-stroke engine, the sprocket at the tip of the intake / exhaust camshaft is driven to rotate by a rotation of the crankshaft through a timing belt or the like. At that time, the camshaft is decelerated to a half according to the gear ratio. Here, the VTC is incorporated between the sprocket and the camshaft to change the relative rotational position between them, and the VTC changes the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft to change the opening / closing timing of the intake and exhaust valves. It has a function to make it variable.
上述したＶＴＣが奏する機能乃至効果について図１６を参照しながら説明する。図１６には、吸気側ＶＴＣを用いて各運転状態に応じて吸気弁開閉位相を変化させることで得られる効果を示す。 The functions and effects of the VTC described above will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows the effect obtained by changing the intake valve opening / closing phase according to each operation state using the intake side VTC.
図１６に示すａ．はエンジン始動直後のアイドリング状態において最適な吸気弁開閉位相を示している。図１６の最上段のベースポジションに対して吸入バルブタイミングを進角側に変換（シフト）することで吸気弁を早く開き、残留した未燃焼のＨＣ（ハイドロカーボン）ガスを取り込んで再燃焼させることと、排気行程と吸入行程とのオーバーラップ期間を長くして新たに供給した燃料の気化を促進させることで、排気ガス中のＨＣ量を低減することができる。 A. Indicates the optimum intake valve opening / closing phase in the idling state immediately after the engine is started. By changing (shifting) the intake valve timing to the advance side with respect to the uppermost base position in FIG. 16, the intake valve is opened quickly, and the remaining unburned HC (hydrocarbon) gas is taken in and recombusted. In addition, the amount of HC in the exhaust gas can be reduced by increasing the overlap period between the exhaust stroke and the intake stroke to promote the vaporization of the newly supplied fuel.
図１６に示すｂ．は暖気終了後のアイドリング状態において最適な吸気弁開閉位相を示している。この場合には、ベースポジションに対して吸入バルブタイミングを遅角側に変換することで吸気弁の閉止タイミングを遅らせて吸入空気量を低減できるので、スロットルバルブを絞ることで発生するポンプ損失の発生を抑制し、燃料の消費量を低減することができる。 B. Indicates the optimum intake valve opening / closing phase in the idling state after the warm-up. In this case, by converting the intake valve timing to the retard side with respect to the base position, the intake valve amount can be reduced by delaying the intake valve closing timing. Can be suppressed, and fuel consumption can be reduced.
図１６に示すｃ．は高負荷時においてエンジントルクを増大させるために最適な吸気弁開閉位相を示している。エンジントルク増大に関しては、低速運転時と高速運転時とでＶＴＣの使い方が異なる。低速運転時には気筒内の幾何学的な容積が最大となるピストン下死点位置の近傍で吸気バルブを閉じた時に吸入空気量が最大になるのでベースポジションに対して進角側に位相変換している。また、高速運転時には慣性過給効果を活用して吸入空気の充填量を増大させるため、ベースポジションに対して遅角側に位相変換して吸入バルブの閉止タイミングを遅らせている。エンジン回転速度によって使い方は異なるが、ＶＴＣによっていずれの回転速度でも吸入空気質量を増大させることができ、より多くの燃料の燃焼を可能としてエンジントルクを増大させることができる。 C. Shown in FIG. Indicates the optimum intake valve opening / closing phase for increasing the engine torque at high load. Regarding engine torque increase, the usage of VTC differs between low speed operation and high speed operation. During low-speed operation, the intake air volume becomes maximum when the intake valve is closed near the piston bottom dead center position where the geometric volume in the cylinder is maximum. Yes. Further, in order to increase the intake air charging amount by utilizing the inertia supercharging effect during high-speed operation, the intake valve closing timing is delayed by phase conversion to the retard side with respect to the base position. Although the usage differs depending on the engine speed, the intake air mass can be increased at any rotational speed by VTC, and the engine torque can be increased by allowing more fuel to be burned.
可変バルブタイミング機能（ＶＴＣ）の各運転状態において、ｂ．のアイドル時とｃ．の高速運転時は、最上段のベースポジションに対して吸入バルブタイミングを遅角側に変換することによって図１６に示す効果を得ている。ベースポジションはＶＴＣの装着されていないエンジンの固定バルブタイミングとも言い換えることができるが、その場合にはエンジン始動可能なバルブタイミングでもある。したがって、始動時のロック位置を制御範囲の最遅角位置としている従来技術の吸気ＶＴＣでは、このベースポジションが最遅角位置近傍となり、これより更に遅角側に位相変換することができない。 In each operation state of the variable valve timing function (VTC), b. When idle and c. During the high-speed operation, the effect shown in FIG. 16 is obtained by converting the intake valve timing to the retard side with respect to the uppermost base position. The base position can be rephrased as a fixed valve timing of an engine not equipped with a VTC. In this case, the base position is also a valve timing at which the engine can be started. Therefore, in the conventional intake VTC in which the lock position at the start is the most retarded position in the control range, the base position is in the vicinity of the most retarded position, and the phase cannot be further changed to the retarded side.
さらに、元来、エンジンの始動時にＶＴＣをその位置を問わずロックしておくこと自体は、エンジン始動による所定の油圧確保まではＶＴＣが不安定状態であって振動や衝突による打音が生じ得るので、そのロックの必要性は従来から求められている。 Furthermore, originally locking the VTC regardless of its position when starting the engine itself means that the VTC is in an unstable state until a predetermined hydraulic pressure is ensured by starting the engine, and a noise caused by vibration or collision may occur. Therefore, the necessity of the lock has been conventionally demanded.
そこで、従来技術として、ＶＴＣにおいてエンジン始動のロック位置を中間位置にする中間位置ロック機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。これによると、ベーン式油圧における中間位置ロックに際して、進角側から最遅角位置に自動復帰する途中にエンジンの停止時と始動時だけストッパ部を形成し、そこに一時保持した状態でロックピンなどのロック機構を作動させる考え方である。また、引用文献２には、進角側または遅角側の両方向から等しく中間ロック位置へ自動復帰させる中間位置ロック機構が提案されている。
しかしながら、上記特許文献１，２を含めた従来技術において、油圧ＶＴＣで中間位置ロック機構を実現するためにブレークスルーしなければならない技術課題として、（１）ロック位置までの駆動力に関する課題、（２）変動トルクの存在に関する課題、が挙げられる。
However, in the prior art including the above-mentioned
（１）ロック位置までの駆動力について説明すると、エンジン始動時にロック位置でロックされている必要があり、前回のエンジン停止時から停止中およびクランキング中の期間に、前回エンジンが停止したときのＶＴＣ位相からロック位置まで位相が変換（シフト）されていなければならない。上記の期間はＶＴＣの本来の駆動力（油圧駆動では油圧、電磁駆動では電磁力）が得られないので、バネ力や摩擦抵抗などにより自力でロック位置に向かう駆動力を確保しなければならない。 (1) Explaining the driving force up to the lock position, it is necessary that the engine is locked at the lock position when the engine is started. When the engine is stopped during the stop and cranking period since the previous engine stop, The phase must be converted (shifted) from the VTC phase to the lock position. Since the VTC's original driving force (hydraulic pressure in hydraulic drive and electromagnetic force in electromagnetic drive) cannot be obtained during the above period, it is necessary to secure the driving force toward the lock position by spring force or frictional resistance.
さらに、中間位置ロックの場合には、前回のエンジン停止時のＶＴＣ位相によっては自力でロック位置への復帰する際の位相変換方向が遅角方向だけでなく進角方向の場合も有りうる。カムシャフトにはバルブスプリングからの反力で変動トルクが作用しているが、その平均値はその軸受けやカム面における摩擦抵抗により常に遅角方向の値を持っている。ロック位置への復帰方向が遅角方向への一方向であればこの摩擦抵抗トルクに期待ができるが、遅角方向に加えて進角方向の場合の駆動力としては十分でない。両方向に位相変換するための駆動力を確保することが新たに必要とされる。 Further, in the case of the intermediate position lock, depending on the VTC phase at the previous engine stop, the phase conversion direction when returning to the lock position by itself may be not only the retard direction but also the advance direction. Fluctuating torque acts on the camshaft due to the reaction force from the valve spring, but the average value always has a value in the retarded direction due to the frictional resistance on the bearing and cam surface. This frictional resistance torque can be expected if the return direction to the lock position is one direction in the retard direction, but the driving force in the advance direction in addition to the retard direction is not sufficient. It is newly required to secure a driving force for phase conversion in both directions.
（２）変動トルクの存在について説明すると、中間位置ロックのためには自力でロック位置に復帰するため、遅角方向に加えて進角方向への駆動力も必要である。単に両方向の自力駆動力を発生するだけで良ければ、力の方向の異なる２つのバネを組み合わせれば良いが、カムシャフトにバルブスプリングからの反力による変動トルクが作用していることが課題を複雑にしている。自力で復帰する位置は２つのバネ力（正確にはそのバネ力が発生するトルク）以外にカムシャフトに作用する変動トルクも含めたトータルモーメントの釣合いで決まるので、釣合い位置は必ず変動することとなる。 (2) Explaining the existence of fluctuating torque, since the intermediate position is locked by itself to return to the locked position, a driving force in the advance direction is required in addition to the retard direction. If it is only necessary to generate self-driving force in both directions, it is sufficient to combine two springs with different force directions, but the problem is that variable torque due to reaction force from the valve spring acts on the camshaft. It is complicated. The position to return by itself is determined by the balance of the total moment including the variable torque acting on the camshaft, in addition to the two spring forces (more precisely, the torque generated by the spring force). Become.
また、このカムシャフトに作用するトルク変動は、ＶＴＣ位相をロックする手段としてロックピンを組み込む方式とした場合に、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を小さくし過ぎると両者が嵌合し難くなりなり、さらに、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を大きくし過ぎるとガタにより打音、損傷等が発生しやすくなるという課題を生じる。 In addition, torque fluctuations acting on the camshaft can be difficult to fit when the lock pin and hole are fitted too small when the lock pin is incorporated as a means for locking the VTC phase. Furthermore, if the fitting clearance between the lock pin and the hole is too large, there is a problem that hitting, damage, etc. are likely to occur due to rattling.
ロックピンおよび嵌合穴をテーパ状に形成すると、上述の嵌合し難いという課題は一見解決できそうであるが、部品寸法と組み立てにおける誤差からピン軸と穴軸とは所詮完全には一致させ得ない（特に、径方向のずれはゼロにできない）ので打音の課題は残ることとなる。また、テーパ状とすることでロックピンを解除する方向の分力が発生し、ロック機能の信頼性を損なうという新たな課題も懸念される。 If the lock pin and the fitting hole are formed in a tapered shape, it seems that the above-mentioned problem of difficulty in fitting can be solved at first glance. However, the pin axis and the hole axis should be perfectly matched from each other due to component dimensions and assembly errors. Since it cannot be obtained (especially, the radial displacement cannot be made zero), the problem of the hitting sound remains. In addition, there is a concern that the taper shape generates a component force in the direction of releasing the lock pin and impairs the reliability of the lock function.
以上説明したように、上記特許文献１，２を含めた従来技術においては、遅角方向と進角方向の両方向に位相変換（位相シフト）するための駆動力を確保するという課題と、バルブスプリングからの反力によるカムシャフトに作用する変動トルクによる揺動やロックピンによるがたつきを防止するという課題に対する配慮が為されていない。
As described above, in the prior art including the above-mentioned
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
第１回転部材と、前記第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材とを有し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相村的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に、両回転部材の相対的な回転を一方向にのみ許容する第１の状態と、前記一方向の逆である逆方向にのみ許容する第２の状態と、前記一方向と前記逆方向の両方向とも許容しない第３の状態とを選択できる動力伝達機構を設け、
前記第１の状態と前記第２の状態と前記第３の状態を、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転方向の位置関係により切り替える構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
A phase that includes a first rotating member and a second rotating member that is rotationally driven via the first rotating member, and is a phase in a rotational direction similar to the first rotating member and the second rotating member. In the phase variable device that controls the angle,
Between the first rotating member and the second rotating member, a first state in which relative rotation of both rotating members is allowed only in one direction, and a first state allowing only in the opposite direction opposite to the one direction. Provided with a power transmission mechanism capable of selecting a state of 2 and a third state in which neither the one direction nor the opposite direction is allowed;
The first state, the second state, and the third state are switched according to the relative rotational direction positional relationship between the first rotating member and the second rotating member.
また、エンジンのクランク軸により回転する第１回転部材と、前記第１回転部材を通して回転駆動され前記エンジンのカムシャフトに連結する第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相村的な回転方向位置である位相角を制御する可変バルブタイミング機構と、を備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記可変バルブタイミング機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方の内周円筒面と他方の外周平面部とで形成する空間内に配されたくさび結合部材と、前記くさび結合部によるくさび結合を解除する解除機構と、を有し、
前記可変バルブタイミング機構は、前記位相角が進角した進角状態と、前記位相角が遅角した遅角状態と、中間位置のロック状態とを取り得、
セルモータの回転による前記カムシャフトに発生する変動トルクに基づいて、前記第２回転部材と前記解除機構と前記くさび結合部材の連係動作により、前記可変バルブタイミング機構は前記進角状態または前記遅角状態から前記中間位置のロック状態に自動復帰する構成とする。
A first rotating member that is rotated by a crankshaft of the engine; a second rotating member that is rotationally driven through the first rotating member and is coupled to a camshaft of the engine; the first rotating member and the second rotating member; A variable valve timing mechanism that controls a phase angle that is a position in the rotational direction of Aimura, and a camshaft phase variable device for an internal combustion engine,
The variable valve timing mechanism includes a wedge coupling member disposed in a space formed by one inner circumferential cylindrical surface and the other outer circumferential plane portion of the first rotating member and the second rotating member, and the wedge coupling portion. A release mechanism for releasing the wedge coupling by,
The variable valve timing mechanism can take an advanced state where the phase angle is advanced, a retarded state where the phase angle is retarded, and a locked state at an intermediate position,
Based on the fluctuation torque generated in the camshaft by the rotation of the cell motor, the variable valve timing mechanism is in the advanced state or the retarded state by the linkage operation of the second rotating member, the release mechanism, and the wedge coupling member. To automatically return to the locked state at the intermediate position.
本発明によると、進角側への位相変換の効果を確保しつつ遅角側位相変換の効果も併せて確保するために、エンジン始動時のロック位置を制御範囲の中間位置にすることによって、アイドリング時の燃費向上と高速運転時のトルク増大をも可能にすることができる。 According to the present invention, in order to ensure the effect of the retard side phase conversion while ensuring the effect of the phase conversion to the advance side, the lock position at the start of the engine is set to an intermediate position of the control range, It is also possible to improve fuel efficiency during idling and increase torque during high-speed driving.
本発明の実施形態に係る位相可変装置について、図１〜図１４を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る位相可変装置に適用される方向選択型クラッチ機構において利用される非可逆性動力伝達機構を示す図である。図２は本発明の実施形態に係る位相可変装置に適用される方向選択型クラッチ機構による遅角駆動動作を説明する図である。図３は本発明の実施形態に係る位相可変装置に適用される方向選択型クラッチ機構による進角駆動動作を説明する図である。図４は本実施形態に関する方向選択型クラッチ機構を組み込んだ中間位置ロック機構の油圧ＶＴＣ（ベーン部の断面）を示す図である。図５は本実施形態に関する方向選択型クラッチ機構を組み込んだ中間位置ロック機構の油圧ＶＴＣ（中間位置ロック機構部の断面）を示す図である。 A phase variable device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an irreversible power transmission mechanism used in a direction selection type clutch mechanism applied to a phase varying device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a retarded angle driving operation by the direction selection type clutch mechanism applied to the phase varying device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view for explaining the advance drive operation by the direction selection type clutch mechanism applied to the phase varying device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a hydraulic pressure VTC (cross section of the vane portion) of the intermediate position lock mechanism incorporating the direction selection type clutch mechanism according to the present embodiment. FIG. 5 is a view showing a hydraulic pressure VTC (cross section of the intermediate position lock mechanism) of the intermediate position lock mechanism incorporating the direction selection type clutch mechanism according to the present embodiment.
また、図６は本実施形態に関する中間位置ロック機構の拡大図でありロック位置を示す図である。図７は本実施形態に関する中間位置ロック機構において進角側からロック位置への自動復帰を示す図である。図８は本実施形態に関する中間位置ロック機構において遅角側からロック位置への自動復帰を示す図である。図９は本実施形態に関する中間位置ロック機構の他の構成例を示す図である。図１０は本実施形態に関する中間位置ロック機構の他の構成例（図９に示す例）におけるロック位置への自動復帰を示す図である。 FIG. 6 is an enlarged view of the intermediate position locking mechanism relating to the present embodiment, and is a view showing the locked position. FIG. 7 is a diagram illustrating automatic return from the advance side to the lock position in the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating automatic return from the retarded angle side to the locked position in the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram showing automatic return to the lock position in another configuration example (example shown in FIG. 9) of the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment.
また、図１１は本実施形態に関する中間位置ロック機構のロック状態における油圧ＶＴＣを示す図である。図１２は本実施形態に関する中間位置ロック機構のロック解除状態における油圧ＶＴＣを示す図である。図１３は本実施形態に関する中間位置ロック機構のロック状態における油圧ＶＴＣの他の構成例を示す図である。図１４は本実施形態に関する中間位置ロック機構における油圧ＶＴＣの他の構成例でのロック解除状態を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing the hydraulic pressure VTC in the locked state of the intermediate position locking mechanism according to the present embodiment. FIG. 12 is a diagram showing the hydraulic pressure VTC in the unlocked state of the intermediate position locking mechanism according to the present embodiment. FIG. 13 is a diagram showing another configuration example of the hydraulic pressure VTC in the locked state of the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment. FIG. 14 is a diagram showing an unlocked state in another configuration example of the hydraulic pressure VTC in the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment.
図面において、１は入力軸（別部材）、２はボディ（固定部材）、３は出力軸、４は軸受メタル、５は保持器、６はコロ、７はバネ（与圧バネ）、８はスプロケットに固定された部材（以下、スプロケット固定部材８と記す）、９はカムシャフトに固定された部材（以下、カムシャフト固定部材と記す）、１０はスプロケット、１１はカムシャフト、１２はベーン、１３はボディ、１４はＦ（フロント）プレート、１５は進角油圧室、１６は遅角油圧室、１７はＦプレートカット部、１８は油圧導入孔、１９は解除ピストン、２０はロックバネ、２５はレバー部、２６は支点ピン部、２７はレバー端部、２８は保持ピン部、２９は保持ピンローラ、をそれぞれ表す。 In the drawings, 1 is an input shaft (separate member), 2 is a body (fixing member), 3 is an output shaft, 4 is a bearing metal, 5 is a cage, 6 is a roller, 7 is a spring (pressure spring), 8 is A member fixed to the sprocket (hereinafter referred to as a sprocket fixing member 8), 9 a member fixed to the camshaft (hereinafter referred to as a camshaft fixing member), 10 a sprocket, 11 a camshaft, 12 a vane, Reference numeral 13 denotes a body, 14 denotes an F (front) plate, 15 denotes an advance hydraulic chamber, 16 denotes a retard hydraulic chamber, 17 denotes an F plate cut portion, 18 denotes a hydraulic introduction hole, 19 denotes a release piston, 20 denotes a lock spring, and 25 denotes The lever portion, 26 is a fulcrum pin portion, 27 is a lever end portion, 28 is a holding pin portion, and 29 is a holding pin roller.
まず、本発明の実施形態に係る位相可変装置に適用される方向選択型クラッチ機構において利用される非可逆性動力伝達機構について、その概要を図１を参照しながら以下説明する。本実施形態における方向選択型クラッチ機構は、その機械要素として図１に示す市販の非可逆性動力伝達機構（商品名：トルクダイオード）と同様な構成であり、その機能は、順方向の動力伝達は許容するが逆方向の動力伝達は遮断する、というものである。すなわち、入力軸に動力（トルク）を加えれば出力軸を駆動することができるが、逆に出力軸を介して入力軸を回転駆動することはできない。 First, an outline of an irreversible power transmission mechanism used in a direction selection type clutch mechanism applied to a phase varying device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The direction selection type clutch mechanism in the present embodiment has the same configuration as the commercially available non-reversible power transmission mechanism (trade name: torque diode) shown in FIG. 1 as its mechanical element, and its function is forward power transmission. Is allowed, but power transmission in the reverse direction is cut off. That is, if power (torque) is applied to the input shaft, the output shaft can be driven, but conversely, the input shaft cannot be rotationally driven via the output shaft.
また、非可逆性動力伝達機構にはロック型と空転型の２種類があり、ロック型は出力軸を回転駆動しようとしたときに出力軸をボディ（固定部材）に対してロックすることで逆方向への動力伝達を遮断するものであり、空転型は出力軸を空転させることで逆方向に動力伝達を遮断するものである。因みに、本発明の実施形態におけるＶＴＣの中間位置ロック機構に用いる非可逆性動力伝達機構はロック型であり、図１に示す構造もロック型を示している。 In addition, there are two types of irreversible power transmission mechanisms, a lock type and an idling type. The lock type is reversed by locking the output shaft with respect to the body (fixed member) when attempting to rotate the output shaft. The power transmission in the direction is cut off, and the idling type cuts off the power transmission in the reverse direction by idling the output shaft. Incidentally, the irreversible power transmission mechanism used for the VTC intermediate position locking mechanism in the embodiment of the present invention is a lock type, and the structure shown in FIG. 1 is also a lock type.
図１における構成部品は、２面幅部を有する入力軸（別部材）１、外周部の複数の平面部と入力軸１の２面幅部が嵌入される平行２平面部（穴）を有する出力軸３、同じく入力軸の２面幅部が嵌入される平行２平面部（穴）と外周部に複数の軸方向突出部を有する保持器５、内周円筒面部を持つ固定部材であるボディ２、およびコロ６とバネ７である。
1 includes an input shaft (separate member) 1 having a two-surface width portion, a plurality of flat portions on the outer peripheral portion, and a parallel two-plane portion (hole) into which the two-surface width portions of the
コロ６とバネ７は、半径方向にはボディ２の円筒面と出力軸３の平面の間にあり円周方向には保持器５の軸方行突出部間にある空間に組み込まれている。バネ７は一対のコロを互いに離間する方向に押しており各コロを楔部材としてボディ２の内周円筒面と出力軸３の外周平面の間に押し込む機能を果たしている。この結果として、各対のコロが両方向に楔として係合されていれば、出力軸３は固定部材であるボディ２に対してどちらの方向へも回転できないようにロックされた状態となる。
The
構造に関して重要な点は、出力軸３の平行２平面間の距離が保持器５のそれに対して若干大きく設定されている点と、保持器５の外周部の軸方行突出部は楔係合状態にある各コロ６の間に微小な隙間で配置されている点である。それらの理由については、次に記述する動作原理で説明する。
The important points regarding the structure are that the distance between the two parallel planes of the
非可逆性動力伝達機構の動作原理について説明する。順方向の動力伝達、すなわち入力軸から出力軸への動力が可能となる過程を順に説明する。まず、入力軸１の２面幅部が回転すると、平行２平面間の距離の差によって必ず保持器５にトルクがまず伝達され（図１の（１）に示す関連構造によって）、出力軸３に対して保持器５が若干回転した後に出力軸を同方向へ回転させようとするトルクの伝達が開始される（図１の（２）に示す隙間を参照）。出力軸３に対して保持器５が回転するということは、出力軸３の外周平面部に楔係合されているコロ６に対して保持器５が相対回転することであり、微小な隙間に設定されていた両者（コロ６と保持器５）が接触し、保持器５に押されて一方のコロ６の楔係合が解除される。
The operation principle of the irreversible power transmission mechanism will be described. The process of forward power transmission, that is, the process of enabling power from the input shaft to the output shaft will be described in order. First, when the two-surface width portion of the
次に、保持器５の相対回転で解除される一方の楔係合は、固定部材であるボディ２に対して出力軸３が保持器５と同じ方向に相対回転するのを阻止している楔係合であり、これが解除された結果、出力軸３の前記同じ方向の回転が可能になる。これによって、ボディ２に対して回転可能になった方向に入力軸１から駆動トルクが伝達されるので、出力軸３が回転して順方向の動力伝達が成される。
Next, one wedge engagement released by the relative rotation of the cage 5 is a wedge that prevents the
具体的に云うと、図１の状態で、入力軸１を時計方向に駆動すると、図１の（１）の関連構造で保持器５が時計方向に回転し、次いで、例えば、図１の（２）の真上の一対のコロの場合はその左側のコロが保持器５で押されて当該コロによるくさび係合を解除する。くさび係合の解除された当該コロは出力軸３が時計方向に回転するのを阻止していたコロであったので、この阻止解除によって、図１の（２）の図示構造で入力軸１の駆動により出力軸３は時計方向に回転することとなる。この場合のポイントは、入力軸１によって楔係合を解除するための保持器５を動かすことができるので動力の伝達が可能になる、ということである。
More specifically, when the
ここで、逆方向に動力を伝達しようとして、出力軸３にトルクを与えても保持器５を動かして楔係合を解除することができないので、出力軸３はボディ２にロックされた状態を抜け出せず、逆方向の動力伝達はできないこととなる。
Here, even if torque is applied to the
次に、本発明の実施形態に係る位相可変装置に適用される方向選択型クラッチ機構による駆動力発生について説明する。本実施形態に係る位相可変装置におけるＶＴＣでは、被駆動部材であるカムシャフトに正負の領域にわたって変動するトルク（バルブスプリングからの反力による周期的な正負の変動トルク）が作用している。この変動トルクが中間位置ロック機構実現のための技術課題を複雑にしていることは発明の解決課題欄で記述したとおりであるが、本発明においては、逆にこの変動トルクを活用してＶＴＣの駆動力を発生させるように発想し、且つ具体的に実現したことが特徴の１つである。 Next, driving force generation by the direction selection type clutch mechanism applied to the phase variable device according to the embodiment of the present invention will be described. In the VTC in the phase varying device according to the present embodiment, a torque that fluctuates over a positive / negative region (periodic positive / negative fluctuation torque due to a reaction force from a valve spring) acts on a camshaft that is a driven member. The fact that this fluctuating torque complicates the technical problem for realizing the intermediate position locking mechanism is as described in the solution section of the invention. However, in the present invention, this fluctuating torque is used to reverse the VTC. One of the features is that it was conceived and specifically realized to generate a driving force.
すなわち、市販の非可逆性動力伝達機構の構造を方向選択型クラッチ機構として活用し、変動トルクから一方向の駆動トルクとして取り出すという発想である。方向選択型クラッチ機構として機能させるためには、保持器５を外周平面部の形成された部材（出力軸３であるカムシャフトに固定された部材９：以下、カムシャフト固定部材９と記し、図面にも同様にカムシャフト固定部材９と記す）に対して円周方向に相対回転させる手段が必要であるが、その手段に工夫を加えることで中間ロック機構が実現可能となる。その詳細は後述するが、以下の説明は、保持器５を相対回転させることで駆動力が発生する原理をまず述べる。
That is, the idea is that a commercially available irreversible power transmission mechanism structure is utilized as a direction-selective clutch mechanism and is extracted as a driving torque in one direction from the fluctuation torque. In order to function as a direction-selection type clutch mechanism, the cage 5 is a member (a member 9 fixed to a camshaft which is an
図２を参照しながら、本実施形態における方向選択型クラッチ機構による遅角方向駆動力の発生について説明する。図２には、公知の非可逆性動力伝達機構を、本実施形態における方向選択型クラッチ機構として機能させて、ＶＴＣを遅角方向に位相変換（位相シフト）する過程を示す。図２の（１）、（２）、（３）に示す各断面において、ＶＴＣは全体が時計方向に回転駆動されているものとするが、各部の相対的な動きを明確にするためスプロケットの回転を止めた状態で示している。 The generation of the retard direction driving force by the direction selection type clutch mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a process in which a known irreversible power transmission mechanism functions as a direction-selective clutch mechanism in the present embodiment to perform phase conversion (phase shift) of the VTC in the retarding direction. In each of the cross sections shown in (1), (2), and (3) of FIG. 2, it is assumed that the entire VTC is rotationally driven clockwise, but in order to clarify the relative movement of each part, Shown with rotation stopped.
図２の（１）において、カムシャフト固定部材９に対して保持器５は相対回転されておらず、バネ７によってコロ６が両方向に楔係合し、スプロケット固定部材８とカムシャフト固定部材９はロック状態にある。保持器５を相対回転させなければＶＴＣとして位相変換は起こらない。また、このロック状態は楔係合によるものであり、部品間のガタは存在しない。
2 (1), the cage 5 is not rotated relative to the camshaft fixing member 9, and the
図２の（２）において、カムシャフト固定部材９に対して保持器５を反時計方向（ＶＴＣ回転方向と逆方向）に相対回転した状態で時計方向（進角方向）の変動トルクが作用している瞬間を示す。保持器５により一方の楔係合（図示例で一対の楔係合部における右側のコロ）が解除されているが、解除されていない方向の楔係合がカムシャフト固定部材９の時計方向（進角方向）の動きを阻止するので、この瞬間もＶＴＣとして位相変換は起こらない。 In FIG. 2 (2), a variable torque in the clockwise direction (advanced direction) is applied to the camshaft fixing member 9 in a state where the cage 5 is relatively rotated counterclockwise (the direction opposite to the VTC rotation direction). Show the moment you are. One wedge engagement (the roller on the right side of the pair of wedge engaging portions in the illustrated example) is released by the cage 5, but the wedge engagement in the direction not released is the clockwise direction of the camshaft fixing member 9 ( Since the movement in the advance direction) is blocked, no phase conversion occurs as VTC at this moment.
図２の（３）において、保持器５が図２の（２）と同方向に相対回転した状態であるが、この場合は反時計方向（遅角方向）の変動トルクが作用している瞬間を示している。カムシャフト固定部材９の反時計方向（遅角方向）の動きを阻止していた楔係合が保持器によって解除されているので、この瞬間に反時計方向となる変動トルクによってＶＴＣとしては遅角方向に位相変換を行なう。 In (3) of FIG. 2, the cage 5 is in a state of relative rotation in the same direction as in (2) of FIG. 2, but in this case, the moment when the fluctuation torque in the counterclockwise direction (retarding direction) is acting. Is shown. The wedge engagement that has prevented the camshaft fixing member 9 from moving in the counterclockwise direction (retarded direction) is released by the cage, so that the VTC is retarded by the fluctuation torque that is counterclockwise at this moment. Perform phase conversion in the direction.
このように、保持器５をカムシャフト固定部材９に対して反時計方向（ＶＴＣ回転方向と逆方向）に相対回転させた状態を維持すると、変動トルクの回転方向にしたがって図２の（２）と（３）の状態を交互に繰り替えすが、カムシャフト固定部材９は変動トルクが遅角方向となった（３）の瞬間のみ動けるので、結局、ＶＴＣとしては遅角方向の位相変換のみを間欠的（変動トルクが正負に周期的に変わるので）に継続する。 As described above, when the cage 5 is rotated relative to the camshaft fixing member 9 in the counterclockwise direction (the direction opposite to the VTC rotation direction), the state shown in FIG. And the state of (3) are alternately repeated, but the camshaft fixing member 9 can move only at the moment of (3) when the fluctuating torque is in the retarded direction, so as a result VTC only performs phase conversion in the retarded direction. Continue intermittently (because the fluctuating torque changes periodically between positive and negative).
次に、図３を参照しながら、本実施形態における方向選択型クラッチ機構による進角方向駆動力の発生について説明する。図３には、公知の非可逆性動力伝達機構を、本実施形態における方向選択型クラッチ機構として機能させて、ＶＴＣを進角方向に位相変換（位相シフト）する過程を示す。図３の（１）、（２）、（３）に示す各断面においても、ＶＴＣは全体が時計方向に回転駆動されているものとするが、各部の相対的な動きを明確にするためスプロケットの回転を止めた状態で示している。 Next, generation of the advance direction driving force by the direction selection type clutch mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a process in which a known irreversible power transmission mechanism functions as a direction-selective clutch mechanism in the present embodiment to phase-shift (phase shift) the VTC in the advance direction. In each of the cross sections shown in (1), (2), and (3) of FIG. 3, it is assumed that the entire VTC is rotationally driven in the clockwise direction, but in order to clarify the relative movement of each part, the sprocket It shows in a state where the rotation of is stopped.
図３の（１）において、カムシャフト固定部材９に対して保持器５は相対回転されておらず、バネ７によってコロ６が両方向に楔係合し、スプロケットに固定された部材８（以下、スプロケット固定部材８と記し、図面にも同様にスプロケット固定部材８と記す）とカムシャフト固定部材９はロック状態にある。保持器５を相対回転させなければＶＴＣとして位相変換は起こらない。また、このロック状態は楔係合によるものであり、部品間のガタは存在しない。
In (1) of FIG. 3, the cage 5 is not rotated relative to the camshaft fixing member 9, and the
図３の（２）において、カムシャフト固定部材９に対して保持器５を時計方向（ＶＴＣ回転方向）に相対回転した状態で反時計方向（遅角方向）の変動トルクが作用している瞬間を示す。保持器５により一方の楔係合が解除されているが、解除されていない方向の楔係合がカムシャフト固定部材９の反時計方向（遅角方向）の動きを阻止するので、この瞬間もＶＴＣとして位相変換は起こらない。 In (2) of FIG. 3, the moment when the fluctuation torque in the counterclockwise direction (retarding direction) is acting in a state where the cage 5 is rotated relative to the camshaft fixing member 9 in the clockwise direction (VTC rotation direction). Indicates. One wedge engagement is released by the cage 5, but the wedge engagement in the direction not released prevents the camshaft fixing member 9 from moving in the counterclockwise direction (retarded direction). Phase conversion does not occur as VTC.
図３の（３）において、保持器５が図３の（２）と同方向に相対回転した状態であるが、この場合は時計方向（進角方向）の変動トルクが作用している瞬間を示している。カムシャフト固定部材９の時計方向（進角方向）の動きを阻止していた楔係合（左側のコロ）が保持器５によって解除されているので、この瞬間に時計方向となる変動トルクによってＶＴＣとしては進角方向に位相変換を行なう。 In (3) of FIG. 3, the cage 5 is in a state of relative rotation in the same direction as in (2) of FIG. 3, but in this case, the moment when the fluctuation torque in the clockwise direction (advance direction) is acting. Show. Since the wedge engagement (left roller) that has prevented the camshaft fixing member 9 from moving in the clockwise direction (advancing angle direction) is released by the cage 5, VTC is caused by the fluctuation torque that becomes clockwise at this moment. The phase conversion is performed in the advance direction.
このように、保持器５をカムシャフト固定部材９に対して時計方向（ＶＴＣ回転方向）に相対回転させた状態を維持すると、図３の（２）と（３）の状態を交互に繰り替えすが、カムシャフト固定部材９は変動トルクが進角方向となった（３）の瞬間のみ動けるので、結局、本実施形態におけるＶＴＣとしては進角方向の位相変換のみが間欠的に継続する。 As described above, when the cage 5 is maintained in the state of being rotated relative to the camshaft fixing member 9 in the clockwise direction (VTC rotation direction), the states (2) and (3) in FIG. 3 are alternately repeated. However, since the camshaft fixing member 9 can move only at the moment of (3) when the fluctuation torque becomes the advance direction, only the phase conversion in the advance direction continues intermittently as the VTC in this embodiment.
以上説明したように、本実施形態における方向選択型クラッチ機構の動作によって遅角駆動および進角駆動を発生させることができる。具体的に云えば、図２と図３に示すように、保持器５の動きにより遅角方向と進角方向の位相変換（位相シフト）を選択できるので、このような方向選択型クラッチ機構を本実施形態に関するＶＴＣの駆動力発生機構として活用でき得る。上述したこのような駆動力発生機構は従来技術のものとは異なる思想に依るものであって、次のような従来技術には無い特有の効果を奏し得る。 As described above, the retard angle drive and the advance angle drive can be generated by the operation of the direction selection type clutch mechanism in the present embodiment. More specifically, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the phase change (phase shift) between the retard angle direction and the advance angle direction can be selected by the movement of the cage 5. It can be utilized as a drive force generation mechanism of the VTC related to this embodiment. Such a driving force generating mechanism as described above is based on a concept different from that of the prior art, and can provide the following unique effects not found in the prior art.
すなわち、保持器５を動かすのは、カムシャフト固定部材９の変動トルクを駆動力として活用するための契機あるいは駆動方向の指示が目的であり、このことがＶＴＣを駆動する動力を消費する訳ではない。また、エンジン始動時にＶＴＣの駆動力を発生しているのは、結局、変動トルクを発生するカムシャフトを回転駆動しているセルモータであり、ＶＴＣを直接駆動のための新たな駆動源を必要としない。また、エンジン始動時にＶＴＣを中間位置にロックすることを目的として、エンジン停止時あるいはエンジン始動時のクランキング中にロック位置まで位相変換するための駆動力を発生するのに活用でき得る。 In other words, the cage 5 is moved for the purpose of using the fluctuation torque of the camshaft fixing member 9 as a driving force or the direction of the driving direction, and this does not consume the power for driving the VTC. Absent. In addition, it is the cell motor that rotationally drives the camshaft that generates the variable torque, which ultimately generates the VTC driving force when the engine is started, and requires a new driving source for directly driving the VTC. do not do. Further, it can be used to generate a driving force for phase conversion to the lock position when the engine is stopped or during cranking when the engine is started for the purpose of locking the VTC to an intermediate position when the engine is started.
なお、本実施形態においては、公知の非可逆性動力伝達機構を本実施形態に関する方向選択型クラッチ機構として機能させているのである。通常では、クラッチ（楔結合）がつながっている間に被駆動部材が駆動されるが、この非可逆性動力伝達機構においては楔係合と変動トルクの方向によりクラッチ（楔係合）が機能している間には被駆動部材（カムシャフト）が駆動されず、クラッチが機能していない間に被駆動部材が駆動される。この違いは、変動トルクの発生している部材（カムシャフト）をその変動トルクを利用して駆動（位相変換）しようとしていることによるものである。 In the present embodiment, a known irreversible power transmission mechanism is made to function as a direction selection type clutch mechanism related to the present embodiment. Normally, the driven member is driven while the clutch (wedge coupling) is connected. In this irreversible power transmission mechanism, the clutch (wedge engagement) functions depending on the direction of wedge engagement and variable torque. During this time, the driven member (cam shaft) is not driven, and the driven member is driven while the clutch is not functioning. This difference is due to an attempt to drive (phase conversion) a member (camshaft) in which fluctuating torque is generated using the fluctuating torque.
次に、本実施形態における方向選択型クラッチ機構においては、駆動方向を選択するために保持器をどういう手段で動かすか、さらに、何に基づきどういう手順で動かすか、ということが重要となってくる。 Next, in the direction selection type clutch mechanism according to the present embodiment, it is important to use what means to move the cage in order to select the driving direction, and what to move based on what procedure. .
そこで、図４には、本実施形態に関する中間位置ロック機構を組み込んだベーン式油圧ＶＴＣの構成例を示す。図４の（１）は、図４の（２）の断面記号部における横断面図である。図４において、３枚のベーンの左右にそれぞれ設けた進角油圧室１５あるいは遅角油圧室１６にエンジンによって駆動されるポンプからの油圧を導入することによって、通常のエンジン運転時にＶＴＣ位相変換を行なうことを示している。各油圧室への油圧導入経路については本発明の主題でないので説明を省略する。 FIG. 4 shows an example of the configuration of a vane type hydraulic VTC incorporating an intermediate position locking mechanism according to this embodiment. (1) of FIG. 4 is a cross-sectional view of the cross-section symbol portion of (2) of FIG. In FIG. 4, VTC phase conversion is performed during normal engine operation by introducing hydraulic pressure from a pump driven by the engine into the advance hydraulic chamber 15 or the retard hydraulic chamber 16 provided on the left and right of the three vanes, respectively. Indicates what to do. Since the hydraulic pressure introduction path to each hydraulic chamber is not the subject of the present invention, the description thereof will be omitted.
図４の（２）に示したベーン部側断面図の軸方行先端部（左方向部）には、スプロケット１０と一体化したＦ（フロント）プレート１４とカムシャフト１１とを一体化したベーン１２のそれぞれから突出部が形成されており、それらの間に中間位置ロック機構が組み込まれている。この中間位置ロック機構について、その部分の横断面が示された図５を参照しながら以下説明する。 A vane in which an F (front) plate 14 integrated with the sprocket 10 and the camshaft 11 are integrated with each other at the axially leading end portion (leftward portion) of the vane side sectional view shown in FIG. Projections are formed from each of 12 and an intermediate position locking mechanism is incorporated between them. The intermediate position locking mechanism will be described below with reference to FIG. 5 showing a cross section of that portion.
図５の（１）は、図５の（２）の中間位置ロック機構部における断面記号部に沿った横断面図を示している。Ｆプレート１４の突出部に形成された内周円筒面とベーン１２の突出部に形成された３箇所の外周平面部との間の空間にコロ６と予圧バネ７で構成される３対の楔係合部が組み込まれて中間位置ロック機構を構成している。ベーン１２の内周部には解除ピストン１９がロックバネ２０とともに組み込まれている。解除ピストン１９は、油圧が供給されベーンＶＴＣとして本来の位相変換制御を開始する際に始動時の中間位置ロックを解除するという重要な機能を備えているが、その説明は後述する。
(1) of FIG. 5 shows a cross-sectional view along a cross-sectional symbol portion in the intermediate position lock mechanism portion of (2) of FIG. Three pairs of wedges composed of a
図６はコロと予圧バネからなる楔係合部の拡大図であり、楔係合部の構成と動作について更に詳細に説明する。図６においては、予圧バネ７によって両方向に押し出された一対のコロ６はいずれも楔係合状態にあり、スプロケット１０とカムシャフト１１とはロックされた状態にある。
FIG. 6 is an enlarged view of a wedge engaging portion composed of a roller and a preload spring, and the configuration and operation of the wedge engaging portion will be described in more detail. In FIG. 6, the pair of
これまでの説明において、保持器５が楔係合を解除する機能を果たすものとして説明してきたが、この保持器に代わるものとして、本実施形態ではコロ６と略平行に配置されたレバー部組２５の保持ピン部２８が用いられる（なお、部組というのは部分組み立て品の略称）。保持ピン部２８は支点ピン部２６、レバー端部２７とともにレバー部組２５として一体化されている。支点ピン部２６がベーン１２の突出部の定点に支点として拘束されており、保持ピン部２８はこの定点を中心に公転する。保持ピン部２８にはワッシャ状の保持ピンローラ２９が回転可能に挿入されている。保持ピン部２８はコロ６と接離関係であり、保持ピンローラ２９はＦプレート１４と接離関係となっている。
In the above description, the cage 5 has been described as fulfilling the function of releasing the wedge engagement. However, as an alternative to this cage, in this embodiment, the lever portion set disposed substantially parallel to the
図６におけるＦプレート１４とベーン１２の相対回転位置は次に説明する理由で特定の位置関係にあり、それによってコロ６が両方向で楔係合状態にある。すなわち、Ｆプレート１４の突出部には図５の（１）に示したように、３対の楔係合部に対応させて円周方向に３箇所のカット部が形成されており、そのＦプレートカット部１７の軸方向位置の範囲に保持ピンローラ２９が配置されている。すなわち、保持ピンローラ２９が支点ピン部２６を中心に公転する際には、図６の縦の中心線から左右に遠ざかる方向の動きをＦプレート１４の内周円筒面部またはＦプレートカット部１７により制限される。
The relative rotational positions of the F plate 14 and the vane 12 in FIG. 6 are in a specific positional relationship for the reason described below, so that the
Ｆプレート１４とベーン１２とが図６の位置関係にあるとき、すなわち中間位置ロックの位相にあるときは、ベーン１２の平面部の方向とＦプレートカット部１７の方向とが一致し、両方の保持ピンローラ２９が同時にＦプレート１４の内周円筒面部から外れてＦプレートカット部１７により拘束される。次に示す図７と図８における図示構造と比較すると解り易いが、保持ピンローラ２９はＦプレートカット部１７で拘束された方がＦプレート１４の内周円筒面部で拘束されるよりも中心線から遠ざかることができる。したがって、保持ピンローラ２９の嵌入された保持ピン部２８がコロ６から遠ざかることができ、一対のコロ６はいずれも保持ピン部２８からフリーとなってそれぞれ予圧バネ７により楔係合状態まで左右に離間している。つまり中間位置ロック状態となっている。
When the F plate 14 and the vane 12 are in the positional relationship of FIG. 6, that is, in the phase of the intermediate position lock, the direction of the plane portion of the vane 12 and the direction of the F plate cut portion 17 coincide with each other. The holding pin roller 29 is simultaneously removed from the inner peripheral cylindrical surface portion of the F plate 14 and is restrained by the F plate cut portion 17. Although it is easier to understand when compared with the illustrated structures in FIGS. 7 and 8 shown below, the holding pin roller 29 is restrained by the F plate cut portion 17 from the center line rather than being restrained by the inner peripheral cylindrical surface portion of the F plate 14. I can go away. Accordingly, the holding pin portion 28 in which the holding pin roller 29 is fitted can be moved away from the
また、このロック状態は楔係合によって各部品が密着した状態であるためにガタが無いので、Ｆプレート１４とベーン１２の間に変動トルクが作用してもガタ付きによる異音発生や部品の破損などの不具合が起きにくいこととなる。 In addition, since each component is brought into close contact with the wedge in this locked state, there is no backlash. Therefore, even if fluctuating torque is applied between the F plate 14 and the vane 12, abnormal noise is generated due to backlash and the component Problems such as breakage will not occur easily.
次に、図７と図８を参照しながら、本実施形態におけるＶＴＣが任意の位置から中間の位置ロック状態へ自動復帰する動作原理を説明する。なお、ここで言う自動復帰とは外部からの制御や駆動力の供給なしでＶＴＣが独力で所定の位置に復帰するという意味である。 Next, with reference to FIGS. 7 and 8, the operation principle of automatically returning the VTC in this embodiment from an arbitrary position to an intermediate position locked state will be described. The term “automatic return” as used herein means that the VTC returns to a predetermined position on its own without any external control or driving force supply.
図７は、図６の中間ロック位置に比較して、ＶＴＣの位相がより進角した状態を示している。このとき、図７の左側において保持ピンローラ２９はＦプレートカット部１７内にあり左側のコロ６による楔係合は維持されているのに対して、右側においては保持ピンローラ２９がＦプレート１４の内周円筒面部で拘束される状態にあり右側のコロ６の楔係合は解除されている。その際、Ｆプレート１４の内周円筒面部で拘束された保持ピンローラ２９が保持ピン部２８を介してコロ６（図７の図示例では右側のコロ）を楔係合位置から予圧バネ７の力に抗して押し出している。
FIG. 7 shows a state where the phase of the VTC is more advanced than the intermediate lock position of FIG. At this time, the holding pin roller 29 is in the F plate cut portion 17 on the left side of FIG. 7 and the wedge engagement by the
図７において維持されている楔係合はＶＴＣとしての進角方向の位相変換（位相シフト）を阻止するものであり、解除された楔係合は遅角方向の位相変換を許容しようとするものである。この状態で例えばエンジン始動時のクランキング時にカムシャフト１１からの変動トルクが作用すると、前述した方向選択型クラッチ機構の駆動力発生原理により遅角方向の駆動力が発生する。つまり、中間ロック位置から進角側にずれた状態にあれば（図７の図示のように）、遅角方向に駆動されて中間ロック位置に向かうことになる。 The wedge engagement maintained in FIG. 7 prevents the advance angle phase conversion (phase shift) as VTC, and the released wedge engagement attempts to allow the retard angle phase conversion. It is. In this state, for example, when fluctuating torque is applied from the camshaft 11 during cranking when the engine is started, a driving force in the retarded direction is generated according to the driving force generation principle of the direction selection type clutch mechanism described above. In other words, if it is in a state shifted from the intermediate lock position to the advance side (as shown in FIG. 7), it is driven in the retard direction and heads toward the intermediate lock position.
図８は、図６の中間ロック位置に比較して、ＶＴＣの位相がより遅角した状態を示している。このときには、図８の右側の保持ピンローラ２９がＦプレートカット部１７内にありその方向のコロによる楔係合が維持されているのに対して、左側においては保持ピンローラ２９がＦプレート１４の内周円筒面部で拘束される状態となり、左側のコロ６の楔係合が解除されている。図８において維持されている楔係合（図８の図示例で右側）はＶＴＣとしての遅角方向の位相変換を阻止するものであり、解除された楔係合は進角方向の位相変換を許容しようとするものである。したがって、この状態では進角方向の駆動力が発生し、中間ロック位置から遅角側にずれた状態にあれば（図８の図示のように）、進角方向に駆動されて中間ロック位置に向かうことになる。
FIG. 8 shows a state where the phase of the VTC is more retarded than the intermediate lock position of FIG. At this time, the holding pin roller 29 on the right side in FIG. 8 is in the F plate cut portion 17 and the wedge engagement by the roller in that direction is maintained, whereas the holding pin roller 29 on the left side is in the F plate 14. It is in a state of being restrained by the peripheral cylindrical surface portion, and the wedge engagement of the
結局、外部から油圧を供給してベーン方式の油圧ＶＴＣとして位相制御を行なわないエンジン始動時などに中間ロック位置以外の位相にあると、どちらにずれていても（進角側でも遅角側でも）、必ず中間ロック位置に向かう駆動力が発生し、最終的に図６の中間位置ロック状態に自動的にすることができる。 In the end, the oil pressure is supplied from the outside and the phase control is not performed as the vane-type oil pressure VTC. ), A driving force is always generated toward the intermediate lock position, and finally, the intermediate position lock state of FIG. 6 can be automatically set.
次に、本発明の実施形態における中間位置ロック機構の他の構成例（図５及び図６に示す構成例と異なる例）について図９を参照しながら以下説明する。Ｆプレート１４の内周円筒面と、ベーン１２と固定関係にあるカム３０の外周平面部との間に、ローラ６とバネ７からなる複数対の楔係合部が組み込まれて中間位置ロック機構を構成している。ローラ６を動かす保持器５は、略Ｔ字型形状（カム３０の軸心を中心とする円弧形状と保持器の位置から外側半径方向に延びた半径方向形状とからなるもの）をもつ復帰レバー３１によって回動される構造となっており、復帰レバー３１が保持器５を回動して楔係合を解除する解除機構を構成している。
Next, another configuration example of the intermediate position locking mechanism in the embodiment of the present invention (an example different from the configuration examples shown in FIGS. 5 and 6) will be described below with reference to FIG. A plurality of pairs of wedge engaging portions including a
復帰レバー３１は、保持器５に植立した保持器ピン３２と、カム３０に植立したカムピン３３と、Ｆプレート１４に植立した２本のＦプレートピン３４（Ｆプレート１４上で互いに同一半径上にある）とが、復帰レバー３１に設けたそれぞれの孔部で係合されていて、Ｆプレート１４とカム３０との相対回転によって保持器ピン３２を介して保持器５を動かし、一対の楔係合部の内の一方の楔係合を解除するようになっている。Ｆプレートピン３４に係合する復帰レバー３１の孔部は相対的にＦプレートピン３４が可動できる範囲の長さの長孔となっている。具体的には、Ｆプレートピン３４と復帰レバー３１の孔部との関係は図９の（２）上段図に示すように、孔部に段差部を設けた構造となっていて、中間位置のロック位置では、Ｆプレートピン３４は段差部の傾斜部分に位置している。 The return lever 31 includes a cage pin 32 planted on the cage 5, a cam pin 33 planted on the cam 30, and two F plate pins 34 planted on the F plate 14 (the same on the F plate 14. Are engaged in respective holes provided in the return lever 31, and the cage 5 is moved via the cage pin 32 by the relative rotation of the F plate 14 and the cam 30. One of the wedge engaging portions is released. The hole portion of the return lever 31 that engages with the F plate pin 34 is a long hole having a length that allows the F plate pin 34 to move relatively. Specifically, the relationship between the F plate pin 34 and the hole portion of the return lever 31 is a structure in which a step portion is provided in the hole portion as shown in (2) upper view of FIG. In the locked position, the F plate pin 34 is located at an inclined portion of the stepped portion.
図１０には、位相ロック状態（図１０の（２））と、ロック位置への自動復帰状態を示し、図１０の（１）は進角方向への位相復帰を示し、図８に対応する関係を表す。図１０の（２）は、ロック位置を示し、図６に対応する関係を表す。図１０の（３）は、遅角方向への位相復帰を示し、図７に対応する関係を表す。Ｆプレート１４とカム３０の相対的な回転について、図１０では、カム３０及びカムピン３３が不動であり、Ｆプレート１４及びＦプレートピン３４が回転するとして位相変化を表している。 FIG. 10 shows the phase lock state ((2) in FIG. 10) and the automatic return state to the lock position. FIG. 10 (1) shows the phase return in the advance direction, corresponding to FIG. Represents a relationship. (2) of FIG. 10 shows the lock position and represents the relationship corresponding to FIG. (3) in FIG. 10 shows the phase return in the retard direction, and represents the relationship corresponding to FIG. Regarding the relative rotation of the F plate 14 and the cam 30, in FIG. 10, the cam 30 and the cam pin 33 do not move, and the phase change is expressed as the F plate 14 and the F plate pin 34 rotate.
図１０の（２）では、保持器ピン３２が中立位置であり、保持器５も中立位置に配されて楔係合状態となっている（図９の（１）参照）。図１０の（１）は、位相ロック状態の図１０の（２）に比べて、ＶＴＣの位相がより遅角した状態を示す。この遅角状態において、図１０に示す例えば上側の復帰レバー３１は、右側のＦプレートピン３４が円弧方向の長孔の中でやや内周側に配置された円弧方向長孔部分に係合され、左側のＦプレートピン３４が円弧方向の長孔の中でやや外周側に配置された円弧方向長孔部分に係合されている。段差部を境として円弧方向長孔を内周側と外周側に分けて配置したのは、同一半径上に設けた左右のＦプレートピン３４が相対回転すると（Ｆプレート１４が回転することに伴って）、復帰レバー３１をカムピン３３を中心にして回動するためである。 In (2) of FIG. 10, the retainer pin 32 is in the neutral position, and the retainer 5 is also disposed in the neutral position and is in a wedge engagement state (see (1) in FIG. 9). (1) in FIG. 10 shows a state in which the phase of the VTC is more retarded than in (2) in FIG. 10 in the phase locked state. In this retarded state, for example, the upper return lever 31 shown in FIG. 10 is engaged with the arcuate elongated hole portion in which the right F plate pin 34 is disposed slightly inside the elongated hole in the arcuate direction. The left F plate pin 34 is engaged with the arc-shaped elongated hole portion disposed slightly on the outer peripheral side in the arc-shaped elongated hole. The arc-shaped elongated holes are arranged separately on the inner peripheral side and the outer peripheral side with the stepped portion as a boundary when the left and right F plate pins 34 provided on the same radius relatively rotate (with the F plate 14 rotating). This is because the return lever 31 is rotated around the cam pin 33.
図１０の（１）で遅角位相のときにさらに遅角側に位相シフトしないのは、図８に説明したとおりであり、図９の（１）における保持器５とローラの楔結合からも明らかである。ここでエンジン始動時のクランキング時にＶＴＣが図１０の（１）の様に遅角位相にある場合、すなわち、相対的な回転としてスプロケットおよびＦプレートピン３４が時計方向に変位している場合、このＦプレートピン３４と復帰レバー３１における配置半径の異なる長孔との関連構造で、図１０の（１）においては例えば上側の復帰レバー３１の右側で反時計方向、左側でも反時計方向に回動する力が働き。カムピン３３を中心にして、保持ピン３２が右側方向（図中に矢印で示す方向）に動くように、復帰レバー３１が回動する。これによってカムシャフトからの変動トルクが作用すると進角方向に位相復帰する。 10 (1), the phase is not further shifted to the retarded angle side when the retarded phase is reached, as described in FIG. 8, and also from the wedge connection between the cage 5 and the roller in FIG. 9 (1). it is obvious. Here, when the VTC is in the retarded phase as shown in (1) of FIG. 10 during cranking at the time of engine start, that is, when the sprocket and the F plate pin 34 are displaced in the clockwise direction as relative rotation, In FIG. 10 (1), for example, the F plate pin 34 and the return hole 31 are arranged in a counterclockwise direction on the right side of the upper return lever 31 and in the counterclockwise direction on the left side. The power to move works. The return lever 31 rotates so that the holding pin 32 moves in the right direction (the direction indicated by the arrow in the figure) around the cam pin 33. As a result, when a variable torque from the camshaft is applied, the phase is returned in the advance direction.
図１０の（３）は、位相ロック状態の図１０の（２）に比べて、ＶＴＣの位相がより進角した状態を示す。この進角状態において、復帰レバー３１の長孔とＦプレートピン３４の位置関係は図示のようになっている。ここで、図１０の（１）と同様に、エンジン始動時のクランキング時にＶＴＣが図１０の（２）の様に進角位相にある場合、すなわち、相対的な回転としてスプロケットおよびＦプレートピン３４が反時計方向に変位している場合、図１０（１）と同様の原理で、今度は保持ピン３２が左側に回動し、保持器５を回動させてＶＴＣを遅角方向に位相復帰させることとなる。 (3) in FIG. 10 shows a state in which the phase of the VTC is more advanced than in (2) in FIG. 10 in the phase locked state. In this advanced state, the positional relationship between the elongated hole of the return lever 31 and the F plate pin 34 is as shown in the figure. Here, as in (1) of FIG. 10, when the VTC is in an advanced phase as shown in (2) of FIG. 10 during cranking at the time of engine start, that is, as a relative rotation, the sprocket and the F plate pin When 34 is displaced in the counterclockwise direction, the holding pin 32 is rotated to the left side by the same principle as in FIG. 10A, and the cage 5 is rotated to phase the VTC in the retarded direction. It will be restored.
このように、図９と図１０に示す構成例では、本願の特許請求の範囲で云う、複数平面部を有する他方の回転部材がカムに対応し、くさび係合の解除機構が復帰レバー、各ピン、保持器に対応し、一方の回転部材がＦプレートに対応し、解除機構の一部が復帰レバーの段差部をもつ長孔に対応し、ガイド部がＦプレートピンにそれぞれ対応する。 As described above, in the configuration examples shown in FIGS. 9 and 10, the other rotating member having a plurality of planar portions corresponds to the cam, and the wedge engagement release mechanism is the return lever, Corresponding to the pin and the cage, one rotating member corresponds to the F plate, a part of the release mechanism corresponds to the long hole having the step portion of the return lever, and the guide portion corresponds to the F plate pin.
次に、本発明の実施形態における中間位置ロック機構の機能解除について、図１１と図１２を参照しながら以下説明する。これまで説明した中間位置ロック機能はエンジンの始動時のみ必要であって、エンジンが稼働して油圧が供給され始めた後に本来のベーン方式の油圧ＶＴＣとして位相制御を開始する際には、中間位置ロック機能そのものを解除する必要がある。以下は、中間位置ロック機能の解除を説明する。 Next, the function release of the intermediate position locking mechanism in the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The intermediate position lock function described so far is necessary only at the time of starting the engine. When phase control is started as the original vane type hydraulic pressure VTC after the engine is started and the hydraulic pressure is supplied, the intermediate position lock function is required. It is necessary to release the lock function itself. Hereinafter, the release of the intermediate position lock function will be described.
まず、中間位置ロック機能状態の設定について述べる。結局、ロック機能状態の解除のためには、図５にも図示した解除ピストン１９を機能させることになるが、図１１は中間位置ロック機構を機能させている状態を改めて示している。図１１においては、解除ピストン１９とベーン１２との間の空間には油圧導入孔１８から油圧が導入されておらず（エンジンが稼働していないので）、ロックバネ２０により解除ピストン１９が最もＶＴＣ内部（図１１の（２）側断面図の右方向）に押し込められた状態にある。
First, the setting of the intermediate position lock function state will be described. Eventually, in order to release the lock function state, the
また、解除ピストン１９は概略二重円筒形状をしているが、先端部（図１１の（２）の左方向）の外周面はテーパ状となっている。解除ピストン１９のこれらの構造のため、保持ピンローラ２９の配置された軸方向位置における解除ピストン１９の断面形状は図１１の（１）に示されているとおり、外周部の径が小さくなり薄肉である（後述する図１２と比較して）。仮に、解除ピストン１９の外周部がレバー端部２７と接触してこのレバー端部２７を半径方向外側に変位させると各レバー部２５全体は保持ピン部２８で各楔係合を解除する方向に回転する。しかし、図１１の状態では解除ピストン１９の外周部がレバー端部７とかろうじて接触している程度であり、両方向の楔係合は保持ピンローラ２９の動きで支配されるので中間位置ロック機能は機能した状態にある。
Further, the
次に、ロック機能状態の解除について述べる。図１２は中間位置ロック機構の機能解除した状態を示している。図１２においては、解除ピストン１９とベーン１２との間の空間に油圧導入孔１８から油圧が導入され、ロックバネ２０の力に抗して解除ピストン１９が最もＶＴＣから外部（図１２の（２）の左方向）に押し出された状態にある。このため、保持ピンローラ２９の配置された軸方向位置における解除ピストン１９の断面形状は、図１２の（１）に示されている通り外周部の径が大きくなり厚肉である。この解除ピストン１９の外周部がレバー端部２７と接触してこのレバー端部２７を半径方向外側に変位させており、全てのレバー部２５が回転して保持ピン部２８で全ての楔係合を解除している。
Next, release of the lock function state will be described. FIG. 12 shows a state in which the function of the intermediate position lock mechanism is released. In FIG. 12, the oil pressure is introduced from the oil pressure introduction hole 18 into the space between the
解除ピストン１９の外周部形状が円周方向に変化しないので、この両方向の楔係合が解除された状態は図１２の中間ロック位置だけでなく図７や図８のように中間ロック位置以外の状態でも全く同じである。エンジンにより駆動される給油ポンプからベーン方式油圧ＶＴＣとして機能させるのに十分な油圧が供給されるようになれば、その油圧で解除ピストン１９を動かして図１２のように中間位置ロック機構の機能を解除できるので、ＶＴＣとしての通常の位相変換制御を妨げることは無いはずである。
Since the outer peripheral shape of the
次に、本発明の実施形態に係る中間位置ロック機構の機能解除について、上述した図１１及び図１２とは異なる他の構成例を図１３及び図１４を参照しながら以下説明する。図１３は本実施形態に係る中間位置ロック機構における他の構成でのロック機構機能状態を示す図であり、図１４はロック機構解除状態を示す図である。 Next, the function release of the intermediate position locking mechanism according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 13 and FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a lock mechanism function state in another configuration in the intermediate position lock mechanism according to the present embodiment, and FIG. 14 is a diagram illustrating a lock mechanism release state.
図１３において、解除ピストン１９とベーン１２との間の空間には油圧導入孔１８から油圧が導入されておらず（エンジンが稼働していないので）、ロックバネ２０により解除ピストン１９が最もＶＴＣ内部（図１３の（２）側断面図の右方向）に押し込められた状態にある。
In FIG. 13, no hydraulic pressure is introduced from the hydraulic pressure introduction hole 18 into the space between the
また、解除ピストン１９（解除ピストン１９はカム３０に対して軸方向に移動するが相対回転はしないように拘束されているものである）には、ローラ６とバネ７からなる楔係合部の楔結合を解除する解除レバー４０を、図１３の（１）の上段図で左右方向に動かす嵌合溝部４４が設けられ、図１３の機能状態では保持器５を挟んで隣接する解除レバー４０の他端４３同士が広く形成され、図１４の解除状態（解除ピストンが油圧で左方向に移動した図１４の（２））では狭く形成されている。すなわち解除ピストン１９が右側にあるか（機能状態）、左側のにあるか（解除状態）によって、相対図１３（２）あるいは図１４（２）の断面記号で示された断面における嵌合溝部４４同士の間隔が広くなったり、狭くなったりするように嵌合溝部４４に傾斜がつけられている（図１３の（１）の図示例で、解除ピストン１９は紙面に垂直方向に上下動し、最下動したときに解除レバー４０の他端４３同士が広く形成されるように嵌合溝部４４が構成されている）。
Further, the release piston 19 (the
解除レバー４０の具体的構造は、ローラ７に接離する一端部４１と、前記嵌合溝部４４に嵌合している他端部４３と、一端部４１と他端部４３との略中間にある中間部４２と、からなり（図１３の上段図参照）、解除ピストン１９の移動で他端部４３が駆動され、中間部４２が回動支点となって、一端部４１がローラ６と図１３及び図１４の上段図のように接離する。すなわち、図１３の機能状態では、解除レバー４０の一端部４１はローラ６から離れる位置関係となり、一対の楔結合部の両ローラが保持器５の動きによって楔係合とその解除が支配されるので中間位置ロック機構は機能した状態となる。一方、図１４の解除状態では、解除レバー４０の一端部４１はローラ６を押し付ける位置関係となり、一対の楔結合部の両ローラが楔結合の解除状態となる。
The specific structure of the
以上説明したように、本実施形態における中間位置ロック機構は、次のような機能ないし作用を具備しているものである。すなわち、遅角方向のみでなく進角方向も含んだ両方向への位相変換駆動力を有すること、特に、本来の位相変換制御状態でない期間、例えば、エンジン始動時にこのような駆動力を確保できること、中間位置にロックした状態で各構成要素間のガタを極力小さくできること、中間ロック位置をＶＴＣ自身が記憶していること（部品形状でロック位置を指定できる）、現在の位相角と中間ロック位置から駆動力の方向が自動的に選定されること、通常の位相角制御時（エンジンの稼働時）にはロック機構の機能自体を解除できること、等である。 As described above, the intermediate position locking mechanism in the present embodiment has the following functions or actions. That is, having a phase conversion driving force in both directions including not only the retarding direction but also the advance angle direction, in particular, such a driving force can be ensured at a time when the engine is not started, for example, when starting the engine, The backlash between each component can be minimized as long as it is locked at the intermediate position, the intermediate lock position is stored by the VTC itself (the lock position can be specified by the part shape), and the current phase angle and intermediate lock position The direction of the driving force is automatically selected, and the function of the lock mechanism itself can be canceled during normal phase angle control (when the engine is running).
１ 入力軸（別部材）
２ ボディ（固定部材）
３ 出力軸
４ 軸受メタル
５ 保持器
６ コロ
７ バネ（与圧バネ）
８ スプロケットに固定された部材
９ カムシャフトに固定された部材
１０ スプロケット
１１ カムシャフト
１２ ベーン
１３ ボディ
１４ Ｆ（フロント）プレート
１５ 進角油圧室
１６ 遅角油圧室
１７ Ｆプレートカット部
１８ 油圧導入孔
１９ 解除ピストン
２０ ロックバネ
２５ レバー部
２６ 支点ピン部
２７ レバー端部
２８ 保持ピン部
２９ 保持ピンローラ
３０ カム
３１ 復帰レバー
３２ 保持器ピン
３３ カムピン
３４ Ｆプレートピン
４０ 解除レバー
４４ 解除ピストンの嵌合溝部
1 Input shaft (separate member)
2 Body (fixing member)
3
8 Member fixed to sprocket 9 Member fixed to camshaft 10 Sprocket 11 Camshaft 12 Vane 13 Body 14 F (front) plate 15 Advance hydraulic chamber 16 Delay hydraulic chamber 17 F plate cut portion 18
Claims (10)
前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に、両回転部材の相対的な回転を一方向にのみ許容する第１の状態と、前記一方向の逆である逆方向にのみ許容する第２の状態と、前記一方向と前記逆方向の両方向とも許容しない第３の状態とを選択できる動力伝達機構を設け、
前記第１の状態と前記第２の状態と前記第３の状態を、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転方向の位置関係により切り替える
ことを特徴とする位相可変装置。 A phase that includes a first rotating member and a second rotating member that is rotationally driven via the first rotating member, and is a phase in a rotational direction similar to the first rotating member and the second rotating member. In the phase variable device that controls the angle,
Between the first rotating member and the second rotating member, a first state in which relative rotation of both rotating members is allowed only in one direction, and a first state allowing only in the opposite direction opposite to the one direction. Provided with a power transmission mechanism capable of selecting a state of 2 and a third state in which neither the one direction nor the opposite direction is allowed;
A phase variable device that switches between the first state, the second state, and the third state according to a positional relationship in a relative rotational direction between the first rotating member and the second rotating member. .
前記動力伝達機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材のいずれか一方の回転部材に形成された円筒面を有し、他方の回転部材の前記円筒面に対向する部位に複数の平面部を持つ閉曲面を有し、
さらに、前記円筒面と前記平面部の間の一つの空間内に一対のくさび部材を有し、前記一対のくさび部材の一方を第１の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部との間でくさび係合させ、他方のくさび部材を逆方向である第２の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部との間でくさび係合させるための弾性部材を有し、
前記第１の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第１の状態を形成し、前記第２の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第２の状態を形成し、前記一対のくさび部材の双方のくさび係合を解除しないことで前記第３の状態を形成する
ことを特徴とする位相可変装置。 In claim 1,
The power transmission mechanism has a cylindrical surface formed on one of the first rotating member and the second rotating member, and a plurality of flat surfaces at a portion facing the cylindrical surface of the other rotating member. Has a closed surface with a part,
Furthermore, it has a pair of wedge members in one space between the cylindrical surface and the plane portion, and pushes one of the pair of wedge members in the first circumferential direction to connect the cylindrical surface and the plane portion. An elastic member for wedge engagement between the cylindrical surface and the flat portion by pushing the other wedge member in a second circumferential direction which is the opposite direction,
Only the wedge engagement of the wedge member pushed in the second circumferential direction is formed by releasing only the wedge engagement of the wedge member pushed in the first circumferential direction to form the first state. The second state is formed by releasing the first state, and the third state is formed by not releasing the wedge engagement of both the pair of wedge members.
前記動力伝達機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の内の一方の回転部材に円筒面を形成し、他方の回転部材に前記円筒面に対向して複数の平面部を持つ閉曲面を形成し、
前記閉曲面を有する他方の回転部材に拘束されて円周方向に移動するくさび係合の解除機構を設け、前記一方の回転部材に前記解除機構の一部を案内するガイド部を設け、
前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対的な回転に連動する前記解除機構の動きにより前記第１の状態と前記第２の状態と前記第３の状態を切り替える
ことを特徴とする位相可変装置。 In claim 1 or 2,
The power transmission mechanism includes a first rotating member and a second rotating member, each of which is formed with a cylindrical surface, and the other rotating member is opposed to the cylindrical surface and has a plurality of planar portions. Forming a curved surface,
A wedge engaging release mechanism that is restrained by the other rotating member having the closed curved surface and moves in the circumferential direction, and a guide portion that guides a part of the releasing mechanism to the one rotating member;
The phase is characterized in that the first state, the second state, and the third state are switched by the movement of the release mechanism interlocking with the relative rotation of the first rotating member and the second rotating member. Variable device.
前記動力伝達機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の内の一方の回転部材に円筒面を形成し、他方の回転部材に前記円筒面に対向して複数の平面部を持つ閉曲面を形成し、
前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に作用する一方向と逆方向の変動トルクに基づいて、前記第１の状態または前記第２の状態から前記第３の状態に自動復帰する
ことを特徴とする位相可変装置。 In claim 1, 2 or 3,
The power transmission mechanism includes a first rotating member and a second rotating member, each of which is formed with a cylindrical surface, and the other rotating member is opposed to the cylindrical surface and has a plurality of planar portions. Forming a curved surface,
Automatically returning from the first state or the second state to the third state based on a fluctuating torque in a direction opposite to the one direction acting between the first rotating member and the second rotating member. A phase variable device characterized by the above.
前記動力伝達機構が前記第３の状態にあるときの前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転位置に対して、一方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第１の状態になり、逆方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第２の状態となり、
前記第１の状態と前記第２の状態はいずれも前記第３の状態にあるときの前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転位置に向かう方向の回転を許容するものである
ことを特徴とする位相可変装置。 In any one of claims 1 to 4,
When the power transmission mechanism is relatively rotated in one direction with respect to the relative rotational position of the first rotation member and the second rotation member when the power transmission mechanism is in the third state, the power transmission mechanism is And when the relative rotation in the opposite direction, the power transmission mechanism is in the second state,
The first state and the second state permit rotation in the direction toward the relative rotational position of the first rotating member and the second rotating member when both are in the third state. A phase variable device characterized by that.
前記動力伝達機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対的な両方向への回転を許容する第４の状態をも選択でき、
外部指令に基づいて前記第１回転部材と前記第２回転部材の相村的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変機構を設ける
ことを特徴とする位相可変装置。 In any one of claims 1 to 5,
The power transmission mechanism can also select a fourth state that allows relative rotation of the first rotating member and the second rotating member in both directions,
A phase variable device comprising a phase variable mechanism that controls a phase angle that is a position in the rotational direction of the first rotary member and the second rotary member based on an external command.
前記位相可変機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対的な回転に連動して容積の増減する作動室の対を有し、
前記対の一方を選択して流体を供給することにより位相を両方向に可変する
ことを特徴とする位相可変装置。、 In claim 6,
The phase variable mechanism has a pair of working chambers whose volume increases and decreases in conjunction with relative rotation of the first rotating member and the second rotating member,
A phase varying device characterized in that the phase is varied in both directions by selecting one of the pair and supplying a fluid. ,
前記第１回転部材はエンジンのクランク軸によって回転駆動され、前記第２回転部材は前記エンジンのカムシャフトに一体に連結された構成である
ことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。 In any one of claims 1 to 7,
The cam shaft phase varying device for an internal combustion engine, wherein the first rotating member is rotationally driven by a crankshaft of an engine, and the second rotating member is integrally connected to a camshaft of the engine.
前記可変バルブタイミング機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方の内周円筒面と他方の外周平面部とで形成する空間内に配されたくさび結合部材と、前記くさび結合部によるくさび結合を解除する解除機構と、を有し、
前記可変バルブタイミング機構は、エンジン停止時において、所定の中間位置（位相）に対して進角した進角状態と、前記所定の中間位置（位相）に対して遅角した遅角状態と、前記所定の中間位置（位相）でのロック状態とを取り得、
セルモータの回転による前記カムシャフトに発生する変動トルクに基づいて、前記第２回転部材と前記解除機構と前記くさび結合部材の連係動作により、前記可変バルブタイミング機構は前記進角状態または前記遅角状態から前記中間位置のロック状態に自動復帰する
ことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。 A phase of a first rotating member that is rotated by a crankshaft of an engine, a second rotating member that is driven to rotate through the first rotating member and is connected to a camshaft of the engine, and the first rotating member and the second rotating member. In a camshaft phase varying device for an internal combustion engine comprising a variable valve timing mechanism that controls a phase angle that is a village rotational direction position,
The variable valve timing mechanism includes a wedge coupling member disposed in a space formed by one inner circumferential cylindrical surface and the other outer circumferential plane portion of the first rotating member and the second rotating member, and the wedge coupling portion. A release mechanism for releasing the wedge coupling by,
The variable valve timing mechanism includes an advance state that is advanced with respect to a predetermined intermediate position (phase) and a retard state that is retarded with respect to the predetermined intermediate position (phase) when the engine is stopped. It can take a locked state at a predetermined intermediate position (phase),
Based on the fluctuation torque generated in the camshaft by the rotation of the cell motor, the variable valve timing mechanism is in the advanced state or the retarded state by the linkage operation of the second rotating member, the release mechanism, and the wedge coupling member. The camshaft phase varying device for an internal combustion engine, wherein the camshaft phase returning device automatically returns to the locked state at the intermediate position.
前記エンジンの始動開始に伴う油圧発生によって、前記解除機構を作動させて前記くさび結合部材によるくさび結合を解除し、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との位相角を所定の制御に基づいて任意に可変する
ことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。 In claim 9,
By the generation of hydraulic pressure accompanying the start of the engine, the release mechanism is operated to release the wedge coupling by the wedge coupling member,
A camshaft phase varying device for an internal combustion engine, wherein the phase angle between the first rotating member and the second rotating member is arbitrarily varied based on a predetermined control.
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