JP2015124754A - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an engine.
従来から吸気もしくは排気バルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング調整装置が考案され、多くはベーン式の油圧アクチュエータが採用されている。バルブタイミング調整装置は、クランクシャフトと同期回転するケースと、カムシャフトと同期回転するロータとを備え、ロータを始動時基準位置に係止しておくための規制部材(ロックピン)を有している。また、規制部材は、付勢部材によりロータを規制する方向に付勢され、付勢部材はストッパにより保持されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a variable valve timing adjusting device for controlling the opening / closing timing of an intake or exhaust valve has been devised, and a vane type hydraulic actuator is often employed. The valve timing adjusting device includes a case that rotates synchronously with the crankshaft and a rotor that rotates synchronously with the camshaft, and includes a regulating member (lock pin) for locking the rotor to a reference position at the time of starting. Yes. The restricting member is urged in a direction to restrict the rotor by the urging member, and the urging member is held by a stopper (see, for example, Patent Document 1).
ここで、付勢部材は1つのばね定数をもつスプリングのため、規制部材がロータを規制している位置からこの規制を解除してストッパに当接する位置までの荷重変化は一定であり、規制部材がストッパに当接する際の荷重は通常小さい値に設定されていた。
一方、規制部材は作動油が供給される油圧室の内圧を受けて解除力を得ており、カムシャフトの交番トルクを受けてロータが振れることにより内圧が脈動して規制部材がストッパに大きな力で当接することがあった。上述のような荷重設定を持つ付勢部材の場合、規制部材がストッパに当接するときの衝撃力が大きく、打音あるいはストッパの摩擦・破損が生じるという課題があった。
Here, since the urging member is a spring having one spring constant, the load change from the position where the restriction member restricts the rotor to the position where the restriction is released and abuts against the stopper is constant. The load at the time of contact with the stopper was normally set to a small value.
On the other hand, the restricting member receives the internal pressure of the hydraulic chamber to which hydraulic oil is supplied and obtains a release force, and the internal pressure pulsates due to the swing of the rotor due to the alternating torque of the camshaft, and the restricting member exerts a large force on the stopper. There was a case where it contacted. In the case of the urging member having the load setting as described above, there is a problem that the impact force when the regulating member comes into contact with the stopper is large, and hitting sound or friction / breakage of the stopper occurs.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な方法で規制部材がストッパに当接するときの衝撃力を緩和することができるバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a valve timing adjusting device that can alleviate an impact force when a regulating member comes into contact with a stopper by a simple method. And
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるケースと、吸気バルブまたは排気バルブを開閉するカムシャフトに固定され、ケースとの間に形成された進角側油圧室および遅角側油圧室の油圧によりケースに対して相対回転駆動されるロータと、付勢部材と、付勢部材の荷重により規制方向に付勢されてロータとケースの相対回転を規制し、油圧により付勢に抗して規制方向とは逆の方向に移動し当該規制を解除する規制部材と、油圧により移動した規制部材が当接するストッパとを備え、規制部材がストッパに当接するときの付勢部材の荷重が、それ以外のときの荷重より高く設定されているものである。 A valve timing adjusting device according to the present invention is fixed to a case that is driven to rotate by a crankshaft of an internal combustion engine and a camshaft that opens and closes an intake valve or an exhaust valve, and is formed between an advance side hydraulic chamber formed between the case and the case. And a rotor driven to rotate relative to the case by the hydraulic pressure of the retard side hydraulic chamber, an urging member, and urged in a regulating direction by a load of the urging member to regulate the relative rotation of the rotor and the case. The control member includes a restricting member that moves in a direction opposite to the restricting direction against the bias and releases the restriction, and a stopper that abuts the restricting member that is moved by the hydraulic pressure. The load of the biasing member is set higher than the load at other times.
この発明によれば、規制部材がストッパに当接するときの付勢部材の荷重を、それ以外のときの荷重より高く設定したので、簡易な方法で規制部材がストッパに当接するときの衝撃力を緩和することができる。 According to this invention, since the load of the urging member when the restricting member comes into contact with the stopper is set higher than the load at other times, the impact force when the restricting member comes into contact with the stopper can be reduced by a simple method. Can be relaxed.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置101の構成を示す部分断面図であり、プレート13を取り外した状態である。図2は、バルブタイミング調整装置101を図1のAA線に沿って切断した断面図である。実施の形態1では例として、エンジンの吸気バルブの開閉タイミングを調整する吸気側バルブタイミング調整システムを構成する。このバルブタイミング調整装置101は、主に、ケース1、ロータ3、カバー12、およびプレート13から構成されており、図示しないエンジンの吸気側カムシャフトにボルト102にて締結されている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the valve
ケース1は、図示しないエンジンのクランクシャフトからの駆動力を図示しない吸気側カムシャフトに伝達するためのチェーンスプロケット部2を一体的に有する。このチェーンスプロケット部2を介してエンジンの回転駆動力をバルブタイミング調整装置101とボルト102にて締結された吸気側カムシャフトに伝達することで、クランクシャフトとカムシャフトが同期して回転可能となっている。
The
また、ケース1は、内周に突出し複数の油圧室を形成するための複数のシュー1a〜1dを有する。ロータ3は、吸気側カムシャフトの一端部にボルト102にて締結され、ボス部3aの外周に突出しケース1により形成された複数の油圧室をそれぞれ遅角側油圧室20と進角側油圧室21に区画する複数のベーン3b〜3eを有する。ケース1とロータ3は何れも、摺動機能を有する部位のみ機械加工が施された、鉄系の焼結材料で形成されている。
Further, the
ロータ3のベーン3b〜3eの先端部には、凹形状が形成されており、それぞれの凹形状に、油圧室間のオイル漏れを防止するシール部材4がスプリング5によって付勢された状態で装着されている。
Concave shapes are formed at the tip portions of the
また、ケース1のシュー1bには、径方向に貫通する2段の穴10が形成されており、プランジャ(規制部材)6と、プランジャ6を内方へ付勢するコイルスプリング(付勢部材)7と、コイルスプリング7を保持するストッパ8と、ストッパ8を固定するシャフト9とがそれぞれ挿入されている。プランジャ6は、径方向に摺動可能で、コイルスプリング7の付勢力で内方(図2に矢印で示す規制方向B)に突出し、ロータ3のボス部3aの外周面に形成された嵌合穴3fと所定位置で嵌合可能になっている。プランジャ6がロータ3の嵌合穴3fと嵌合することで、始動時など油圧供給のない状態で、ロータ3のばたつきを抑制するために、機械的にロータ3を規制することができる。
Further, the
カバー12およびプレート13は、ケース1とロータ3を間に挟んだ状態で複数のボルト14により締結固定されており、遅角側油圧室20および進角側油圧室21のオイルを封止している。
The
ロータ3のボス部3aには、複数の穴が形成されており、遅角側油圧室20へオイルを供給/排出するための遅角側油路22と、進角側油圧室21へオイルを供給/排出するための進角側油路23,24として使用される。なお、図示例では進角側油路23,24が合計4本あるが、そのうちの進角側油路24は、進角側油路として機能するだけでなく、プランジャ6と嵌合穴3fの嵌合を解除するための油圧を供給する解除油路としても機能する。
A plurality of holes are formed in the
ここで、プランジャ6の規制/解除の動作を説明する。
図3は、プランジャ6を規制方向Bに付勢するコイルスプリング7の一例である。図4は、コイルスプリング7の荷重特性を模式的に示したグラフであり、縦軸が荷重、横軸がストロークである。
Here, the operation of regulating / releasing the
FIG. 3 is an example of a
このコイルスプリング7は、線径およびコイル径が同一で、巻き数(線間ピッチ)が異なる2つの区間α,βを有する。
区間αの線間ピッチが小さく、区間βの線間ピッチが大きく設定されている。このコイルスプリング7を圧縮していった際には、最初に主として区間αがたわみ始め、先ずばね定数が小さい領域をたどる(図4のS0〜S2)。この領域では荷重が小さい。さらに圧縮して区間αが全密着すると、次いで区間βがたわみ、ばね定数が大きい領域となる(図4のS2〜S3)。この領域では荷重が大きい。このように線間ピッチが異なることで、異なるばね定数をもつ荷重特性を得ることができる。
このコイルスプリング7をケース1の穴10に設置する際、区間α,βのどちらをストッパ8に向けてもよい。
The
The line pitch in the section α is set small, and the line pitch in the section β is set large. When the
When the
これをバルブタイミング調整装置101の動きと合せて考えると、以下の様になる。
図1に示すように、ケース1とロータ3の相対回転位置が基準位置である最遅角位置になった状態でプランジャ6が嵌合穴3fに嵌合してロータ3を規制しているときに、バルブタイミング調整装置101に進角動作の指令が入ると、進角側油路23,24にオイルが供給される。このとき、3本の進角側油路23の開口がシュー1a,1c,1dに対面し、進角側油路23から進角側油圧室21へのオイル供給部分に絞り部25が形成されるため、オイルはまず進角側油路(解除油路)24に優先的に導かれる。そして、進角側油路24の油圧が所定圧に達するとプランジャ6はコイルスプリング7の荷重に抗して規制解除方向(図2の規制方向Bとは逆の方向)に移動し始める。
Considering this together with the movement of the valve timing adjusting
As shown in FIG. 1, when the
ここで、コイルスプリング7は上述の通り、最初はばね定数小の区間αが有効に作用するため、小さい荷重(油圧)でプランジャ6が始動し、ばね定数小の荷重変化に伴って規制解除方向に移動していき、所定の動作ストローク(図4のS1)で嵌合穴3fから抜け出る。
プランジャ6は、嵌合穴3fから抜け出た後も規制解除方向に移動し続け、所定の動作ストローク(図4のS2)でコイルスプリング7が全密着し、この時点でばね定数小の区間αが終了する。
次いでばね定数大の区間βが有効に作用し始め、コイルスプリング7の大きい荷重を受けながらプランジャ6が規制解除方向へ移動していき、ストッパ8に当接して移動を制限されることで動作が完了する(図4のS3)。
Here, as described above, since the
The
Next, the section β having a large spring constant starts to act effectively, and the
このように、コイルスプリング7を、規制解除方向において最初が小さく次いで大きくなるような2つのばね定数を持つように設定し、プランジャ6が嵌合穴3fから抜け出た後にばね定数が大きい領域に切り替わるように設定したので、プランジャ6はまず低油圧で速やかに嵌合穴3fから抜け出ることができ、ロータ3が進角側に動作する際に阻害することがない。また、プランジャ6がストッパ8に当接するときには、コイルスプリング7の荷重が大きくなっており、当接時の衝撃をコイルスプリング7の荷重により緩和することができるので、当接に伴う打音および当接部分の磨耗を抑制することができる。
In this way, the
以上より、実施の形態1によれば、バルブタイミング調整装置101は、内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるケース1と、吸気バルブを開閉するカムシャフトに固定されてケース1との間に形成された遅角側油圧室20および進角側油圧室21の油圧によりケース1に対して相対回転駆動されるロータ3と、付勢部材であるコイルスプリング7と、コイルスプリング7の荷重により規制方向Bに付勢されてロータ3とケース1の相対回転を規制し、解除油路を兼ねた進角側油路24の油圧により付勢に抗して規制方向Bとは逆の規制解除方向に移動し当該規制を解除する規制部材であるプランジャ6と、油圧により規制解除方向に移動したプランジャ6が当接するストッパ8とを備え、プランジャ6がストッパ8に当接するとき(図4のS3)のコイルスプリング7の荷重を、それ以外のときの荷重より高く設定した。これにより、簡易な方法でプランジャ6がストッパ8に当接するときの衝撃力を緩和することができる。
As described above, according to the first embodiment, the valve
また、実施の形態1によれば、1つのコイルスプリング7を付勢部材として使用し、プランジャ6がロータ3とケース1の相対回転を規制する位置から当該規制を解除する位置までの間にあるとき(図4のS0〜S1)は相対的に小さいばね定数、当該規制の解除後、ストッパ8に当接するまでの間にあるとき(図4のS2〜S3)は相対的に大きいばね定数に設定した。このように、規制を解除する位置(図4のS1)では、コイルスプリング7のばね定数が小さく荷重が小さいため、プランジャ6が嵌合穴3fから速やかに抜け出ることができ、ロータ3の動作を阻害しない。
Further, according to the first embodiment, one
なお、コイルスプリング7のばね定数を大小2段階に変えるのではなく、多段階または連続的に変えてもよい。その場合でも、規制を解除する位置(図4のS1)のばね定数より、プランジャ6がストッパ8に当接する位置(図4のS3)のばね定数が相対的に高くなるように設定しておく。
The spring constant of the
また、実施の形態1によれば、付勢部材として、巻き数の異なる2区間α、βを有する1つのコイルスプリング7を使用するようにした。このため、スプリングコイリング時の線材の送りを変更するという一般的な工法で区間α,βを形成でき、コストアップ無しにコイルスプリング7を製作できる。
Further, according to the first embodiment, one
なお、コイルスプリング7の巻き数を変えてばね定数を変えるのではなく、コイルスプリング7の外径を変えてばね定数を変えてもよいし、コイルスプリング7の線材の太さを変えてばね定数を変えてもよい。
あるいは、ばね定数と背の高さが異なる複数のコイルスプリングを入れ子状態で穴10に設置して、1つの付勢部材を構成してもよい。
Instead of changing the spring constant by changing the number of turns of the
Alternatively, a plurality of coil springs having different spring constants and heights may be installed in the
また、実施の形態1では、ケース1に穴10を設けてプランジャ6を径方向に摺動可能に収容したが、プランジャ6はケース1またはロータ3のどこかに収容されていればよく、また、摺動の方向が軸方向であってもよい。
In the first embodiment, the
また、実施の形態1では、バルブタイミング調整装置101を吸気側カムシャフトに組み付けたが、排気側カムシャフトに組み付けてもよい。
In
上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In addition to the above, within the scope of the present invention, any component of the embodiment can be modified or any component of the embodiment can be omitted.
1 ケース、1a〜1d シュー、2 チェーンスプロケット部、3 ロータ、3a ボス部、3b〜3e ベーン、3f 嵌合穴、4 シール部材、5 スプリング、6 プランジャ(規制部材)、7 コイルスプリング(付勢部材)、8 ストッパ、9 シャフト、10 穴、12 カバー、13 プレート、14 ボルト、20 遅角側油圧室、21 進角側油圧室、22 遅角側油路、23 進角側油路、24 進角側油路(解除油路)、25 絞り部、101 バルブタイミング調整装置、102 ボルト。 1 case, 1a to 1d shoe, 2 chain sprocket part, 3 rotor, 3a boss part, 3b to 3e vane, 3f fitting hole, 4 seal member, 5 spring, 6 plunger (regulating member), 7 coil spring (biasing) Member), 8 stopper, 9 shaft, 10 holes, 12 cover, 13 plate, 14 bolt, 20 retard side hydraulic chamber, 21 advance side hydraulic chamber, 22 retard side oil passage, 23 advance side oil passage, 24 Advance side oil passage (release oil passage), 25 throttle part, 101 valve timing adjusting device, 102 bolt.
Claims (3)
前記内燃機関のクランクシャフトにより回転駆動されるケースと、
前記吸気バルブまたは前記排気バルブを開閉するカムシャフトに固定され、前記ケースとの間に形成された進角側油圧室および遅角側油圧室の油圧により前記ケースに対して相対回転駆動されるロータと、
付勢部材と、
前記付勢部材の荷重により規制方向に付勢されて前記ロータと前記ケースの相対回転を規制し、油圧により前記付勢に抗して前記規制方向とは逆の方向に移動し当該規制を解除する規制部材と、
前記油圧により移動した前記規制部材が当接するストッパとを備え、
前記規制部材が前記ストッパに当接するときの前記付勢部材の荷重が、それ以外のときの荷重より高く設定されていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device mounted on an internal combustion engine and capable of changing the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve,
A case driven to rotate by a crankshaft of the internal combustion engine;
A rotor that is fixed to a camshaft that opens and closes the intake valve or the exhaust valve, and is driven to rotate relative to the case by the hydraulic pressure of the advance side hydraulic chamber and the retard side hydraulic chamber formed between the case and the case. When,
A biasing member;
It is urged in the regulation direction by the load of the urging member to regulate the relative rotation of the rotor and the case, and moves in the direction opposite to the regulation direction against the bias by hydraulic pressure to release the regulation A regulating member,
A stopper with which the regulating member moved by the hydraulic pressure comes into contact;
The valve timing adjusting device according to claim 1, wherein a load of the urging member when the restricting member comes into contact with the stopper is set higher than a load at other times.
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DE102015217261B3 (en) * | 2015-09-10 | 2016-12-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Camshaft adjuster with a spring |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010216409A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Denso Corp | Valve timing adjusting device |
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2013
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