JP3798945B2 - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉時期を運転状況に応じて可変にする内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブタイミング制御装置としては、例えば特開平１０−１５３１０４号公報に記載されているものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、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回転駆動するタイミングプーリ（駆動回転体）が、カムシャフトに一体に結合された軸部材（従動回転体）の外周側に同軸に配置され、タイミングプーリと軸部材が組付角調整機構を介して互いに連結されている。組付角調整機構は、タイミングプーリに相対回転を規制した状態で軸方向変位可能に取付けられたピストン部材（可動操作部材）と、このピストン部材の内周面と軸部材の外周面に形成されて互いに噛合するヘリカルギヤとによって主として構成されており、ピストン部材を、電磁石と復帰用スプリングを備えた制御機構によって軸方向に適宜進退操作することにより、タイミングプーリと軸部材の組付角度をヘリカルギヤを通して調整する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のバルブタイミング制御装置においては、組付角調整機構のピストン部材（可動操作部材）がカムシャフトの軸方向に沿って進退操作される構造となっているため、カムシャフトの端部における組付角調整機構の軸方向占有スペースが大きくなり、機関の軸長が長くなって車両搭載性が悪化するという不具合がある。特に、電磁石によってピストン部材の進退操作位置を変更するためにはピストン部材の進退位置のさらに軸方向外側に電磁石を配置しなければならないため、軸方向の機関設置スペースの小さい車両においては、車両への機関搭載が不可能であった。
【０００５】
そこで本発明は、組付角調整機構の軸方向の占有スペースを小さくして、車両搭載性を向上させることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、該駆動回転体に対して同軸上に相対回転自在に設けられた従動回転体と、機関運転状態に応じて作動して前記両回転体の相対回転位相を可変制御する組付角調整機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記組付角調整機構は、前記駆動回転体と従動回転体の径方向に可動する複数の可動操作部材と、前記駆動回転体あるいは従動回転体のいずれか一方に設けられて、前記各可動操作部材を径方向へ案内する径方向案内部と、前記各可動操作部材がそれぞれ係入する複数のガイド溝を有するガイドプレートとを有し、このガイドプレートを前記駆動回転体及び従動回転体に対して回動させることによって前記複数のガイド溝内で前記各可動操作部材を、前記径方向案内部を介して径方向に移動させて、前記両回転体の相対回転位相を可変制御することを特徴としている。
【０００７】
したがって、この可動操作部材が駆動回転体及び従動回転体の径方向に沿って移動するようにしたため、可動操作部材の軸方向の占有スペースを小さくすることができる。
【０００８】
しかも、可動操作部材の径方向の移動を、ガイドプレートの複数の渦巻き状ガイド溝を介して行なうようにしたため、駆動回転体と従動回転体との少ない相対回転に対して大きな相対回転位相変化を得ることが可能になる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記可動操作部材を、前記各渦巻き状ガイド溝に対してそれぞれ一つずつ設けたことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、各可動操作部材を、例えば形状がほぼ同一の複数の渦巻き状ガイド溝に対してそれぞれ設けることにより、該各可動操作部材のリンクなどの各構成部品を共用化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記一の渦巻き状ガイド溝の内側に、他の渦巻き状ガイド溝の長手方向の一端部または他端部を配設したことを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、各渦巻き状ガイド溝を互いにオーバーラップさせることにより、各渦巻き状ガイド溝の長さを比較的長くすることができるため、相対回転位相をなだらかに変化するように制御できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記複数の渦巻き状ガイド溝の曲率を任意に設定したことを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記各渦巻き状ガイド溝の曲率を、長手方向の所定位置で部分的に変化させたことを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記渦巻き状ガイド溝の長手方向の両端部を、前記可動操作部材の径方向最大移動位置を規制するストッパーとして構成したことを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記渦巻き状ガイド溝の両端部の底面を、なだらかな立上りテーパー状に形成したことを特徴としている。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記ガイドプレートと前記駆動回転体または従動回転体とをばね部材を介して連結し、このばね部材によってガイドプレートを一方の回転方向に付勢すると共に、電磁石を前記ガイドプレートの外周側端面に対峙させ、この電磁石の磁力によって前記ガイドプレートに回転抵抗を付与することにより、該ガイドプレートを前記ばね部材のばね力に抗して他方の回転方向に付勢することを特徴としている。
請求項９に記載の発明は、機関運転状態に応じてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内側方向もしくは外側方向へ移動するように案内された複数の可動操作部材と、該各可動操作部材がそれぞれ係入する複数かつ同一形状のガイド溝を有するガイドプレートとを備え、前記可動操作部材の内側方向もしくは外側方向の移動によって前記クランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を可変制御する組付角操作機構を設け、
前記ガイドプレートに回転力を加えることによって、前記複数のガイド溝内で前記各可動操作部材を内側方向もしくは外側方向に移動させてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御することを特徴としている。
請求項１０に記載の発明は、機関運転状態に応じてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
内側方向もしくは外側方向へ移動するように案内された複数の可動操作部材と、該各可動操作部材がそれぞれ係入する複数かつ同一長さのガイド溝を有するガイドプレートとを有し、前記可動操作部材の内側方向もしくは外側方向の移動によって前記クランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を可変制御する組付角操作機構を設け、
コントローラからの制御信号によって通電制御することにより、前記ガイドプレートに回動力を加えることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を吸気弁側に適用した一実施形態を示している。なお、本発明は、吸気弁側に限らず、排気弁側に同様に適用することも可能である。
【００１９】
このバルブタイミング制御装置は、機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されると共に外周に吸気弁を開作動させるカム（図示せず）を有するカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端部に固定された段差径状の筒状リテーナ２に回転自在に取付けられて、機関のクランクシャフト（図示せず）によって回転駆動されるタイミングスプロケット３と、前記リテーナ２とタイミングスプロケット３との各前端部間に配置されて、カムシャフト１とタイミングスプロケット３との組付角度を可変調整する組付角調整機構４と、シリンダヘッド５と図外のロッカカバーの前端面に跨って取付けられて組付角調整機構４の周域を囲繞するＶＴＣカバー６と、機関の運転状態に応じて組付角調整機構４を制御するコントローラ７とを備えている。なお、この実施形態においては、駆動回転体はタイミングスプロケット３によって構成され、従動回転体はカムシャフト１とリテーナ２によって構成されている。
【００２０】
前記タイミングスプロケット３は、図１に示すように、中央に前記リテーナ２が挿通する円板状の基部３ａと、該基部３ａの外周部と該基部３ａの側部から軸方向に突出した突出部８に設けられた各歯部９ａ，９ｂとを有し、この各歯部９ａ，９ｂに一端側が図外のクランクシャフトの駆動スプロケットと排気側カムシャフトの従動スプロケットにそれぞれ巻回された駆動、従動チューンの他端側が巻回されるようになっている。また、基部３ａの前端部に円板状の突出壁１０が一体に形成されており、この突出壁１０は、図１〜図３に示すように、その端面に径方向案内部である３条の摺動用溝１１ａ，１１ｂ、１１ｃが半径方向に沿って形成されている。この摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、横断面ほぼ円弧状に形成されていると共に、互いに円周方向の約１２０度位置に放射状に配置されて、その各端部は突出壁１０の外周縁まで延出しており、この各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって可動操作部材１４を径方向へ案内するようになっている。
【００２１】
組付角調整機構４は、図１及び図２に示すように、前記摺動用溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、リテーナ２の端部に軸方向から結合され、外周に前記各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応して放射方向に延出する３つのアーム部１３，１３，１３を有するレバー部材１２と、前記各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに摺動自在に係合された３つの可動操作部材１４，１４，１４と、一端部が該各可動操作部材１４の基端部に一体に結合され、他端部が前記各アーム部１３の先端部に連結された直線状のリンクアーム１５，１５，１５と、前記各可動操作部材１４をコントローラ７からの制御信号に基づいて進退作動させる作動機構１６と、によって主として構成されている。
【００２２】
レバー部材１２は、円筒状の基端部１２ａから前記各アーム部１３が円周方向約１２０度の角度位置に突設されていると共に、前記基部１２ａの一端部を前記リテーナ２の先端部に嵌合した状態で、固定ボルト１７によってカムシャフト１に軸方向から共締め固定されている。また、このレバー部材１２は、各アーム部１３のほぼ中央にスリット１３ａがそれぞれ形成され、この各スリット１３ａ内に前記各リンクアーム１６の他端部が挿通しつつ各ピン１８、１８、１８を介して回動自在に連結されている。尚、レバー部材１２とカムシャフト１には、位置決めピン１９が嵌合され、このピン１９によって両者の正確な位置決めがなされている。
【００２３】
また、各可動操作部材１４は、図１〜図３に示すように、円筒部１４ａの中空内部に互いに背中合わせのほぼ円環状の摺動部１４ｂ，１４ｃが摺動自在に収納されていると共に、該両摺動部１４ｂ，１４ｃの各外面に形成された球状凹部内に前記各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、後述するガイドプレート２３の渦巻き状ガイド溝３０、３０、３０とに係合して転動する突部である第１ガイドボール２０と第２ガイドボール２１がそれぞれ転動自在に保持されている。また、前記両摺動部１４ｂ，１４ｃは、該両者間に介装された各コイルスプリング２２のばね力で各ガイドボール２０、２１を各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃと各渦巻き状ガイド溝３０方向に付勢されている。
【００２４】
したがって、各可動操作部材１４が各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに沿って径方向に変位すると、各リンクアーム１５の作用によって、タイミングスプロケット３とカムシャフト１が各可動操作部材１４の変位に応じた角度だけ相対回動する。
【００２５】
一方、作動機構１６は、図１及び図４に示すように、各可動操作部材１４を挟んで前記タイミングスプロケット３の突出壁１０に対向配置され、自身の回転によって各可動操作部材１４を径方向に変位させるほぼ円板状のガイドプレート２３と、該ガイドプレート２３の前端部にボルト２４によって固定された金属製の円環壁２５と、該円環壁２５とガイドプレート２３との間の環状隙間Ｃ内に径方向に伸縮自在に配置された渦巻きばね２６と、円環壁２５に磁力を作用させることによってガイドプレート２３を他方の回転方向（タイミングスプロケット３の回転方向と逆方向）に付勢する電磁石２８とを備えている。
【００２６】
前記ガイドプレート２３は、図１及び図４に示すように、前記レバー部１２の円筒状基部１２ａの前方へ一体に延出した筒状支持部１２ｂが中央の挿通孔２３ａを所定クリアランスをもって挿通していると共に、他端面に突設された円筒部２３ｂと筒状支持部１２ｂの外周に設けられたボールベアリング２９によって回転可能に支持されると共に、その一端面に３本の前記渦巻き状ガイド溝３０，３０、３０が形成されている。また、ガイドプレート２３は、筒状支持部１２ｂの先端部外周に螺着されたリング部材３１がボールベアリング２９のインナーレースを軸方向に押圧することによって軸方向に位置決めされている。
【００２７】
前記各渦巻き状ガイド溝３０は、それぞれがガイドプレート２３円周方向の約１２０度の位置に設けられた各外端部３０ａから中心方向に向かって同一方向の螺旋状に形成されて、中心側の各内端部３０ｂがガイドプレート２３中央の挿通孔２３ａ付近に配置されていると共に、それぞれが同一長さに設定されている。また、この各渦巻き状ガイド溝３０は、互いに内外周に近接して配置されていると共に、隣接するもの同士はぞれぞれの各内外端部３０ａ，３０ｂの間にそれぞれの内外端部３０ａ，３０ｂが位置するように配設されている。また、各渦巻き状ガイド溝３０は、その曲率が任意に設定されて、この実施形態ではそれぞれの外端部３０ａから内端部３０ｂまで均一な曲率に設定されている。さらに、前記各内外端部３０ａ，３０ｂは、図５に示すように、その底面３０ｃ．３０ｄが中央側の底面から各端縁側にいくにしたがって漸次高くなるようにテーパー状に形成され、これによって、ストッパー機能を発揮させるようになっている。
【００２８】
したがって、各可動操作部材１４の第１ガイドボール２０が渦巻き状ガイド溝３０に係入した状態でガイドプレート２３がタイミングスプロケット３と逆方向に回動すると、各可動操作部材１４がこのときガイドプレート２３の各渦巻き状ガイド溝３０の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動するように構成されている。
【００２９】
前記渦巻きばね２６は、図１に示すように、一端部２６ａが前記ガイドプレート２３の円筒部２３ｂの一部に止着されている一方、他端部２６ｂはタイミングスプロケット３の外周側から軸方向にボルト３１固定された係止部材３２にボルト３３によって止着されている。
【００３０】
前記電磁石２８は、円環壁２５の外側端面に対して軸方向から近接して対峙するようにＶＴＣカバー６に取付けられていると共に、前記コントローラ７からの制御信号によって通電あるいは非通電されて消励磁するようになっている。このコントローラ７は、クランク角センサによる機関回転数やエアーフローメータなどによる機関負荷及び水温センサやスロットルバルブ開度センサなどの各種のセンサ類からの情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出するようになっている。
【００３１】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関始動時及びアイドル運転時には、コントローラ７からの制御信号によって電磁石２８の通電がオフにされ、その結果、ガイドプレート２３が渦巻きばね２６のばね力のみによってタイミングスプロケット３の回転と同方向に付勢される。これにより、ガイドプレート２３は、各渦巻き状ガイド溝３０の各外端部３０ａに前記可動操作部材１４の各ガイドボール２０が圧接してそれ以上の回動が規制されて初期位置に維持される。したがって、各可動操作部材１４は、図１及び図２に示すように径方向外側に最大に変位した状態となり、この各可動操作部材１４にリンクアーム１５とレバー部材１２を介して連結されたカムシャフト１はタイミングスプロケット３に対して最遅角側の組付角度に維持されている。
【００３２】
したがって、このときにはクランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最遅角側に制御され、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
【００３３】
また、機関が通常運転に移行すると、コントローラ７からの制御信号によって電磁石２８の通電がオンにされ、ガイドプレート２３に回転抵抗を付与するような磁力が電磁石２８から発生させる。これにより、渦巻きばね２６を介してタイミングスプロケット３と追従回転するガイドプレート２３の回転が妨げられ、このガイドプレート２３は、渦巻きばね２６のばね力に抗してタイミングスプロケット３の回転と逆回転方向の付勢力を受け、各渦巻き状ガイド溝３０の各内端部３０ｂに各可動操作部材１４のガイドボール２０が圧接して規制されるまでタイミングスプロケット３に対して相対回転する。
【００３４】
このとき、各可動操作部材１４は、前記各第１ガイドボール２０が各渦巻き状ガイド溝３０の溝面に沿って転動し、反対側の各第２ガイドボール２１が両摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに沿って真直ぐに径方向内側方向に移動する。そして、各可動操作部材１４の径方向内側方向の移動に伴ってリンクアーム１５の基端側の連結点（各ピン１８）が径方向内側に移動すると、リンクアーム１５の先端側もそれに追従して移動しようとするが、このときリンクアーム１５の基端側はピン１８によってレバー部材１２の各アーム部１３に連結されているため、レバー部材１２を回転させながら円弧状に移動する。この結果、タイミングスプロケット３とカムシャフト１の組付角は最進角状態に調整変更される。
【００３５】
したがって、このときにクランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最進角側に制御され、機関の高出力化が図れる。
【００３６】
尚、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相の制御は遅角側と進角側の２位置の切換えに限らず、電磁石２８の発生磁力を適宜調整することで任意の回転位相に連続的に制御することも可能である。
【００３７】
また、前述のように、可動操作部材１４を各摺動用溝１１ａ，１１ｂ，１１ｃに沿わせてタイミングスプロケット３の径方向に変位させると共に、可動操作部材１４のこの径方向の変位をリンクアーム１５とレバー部材１２を用いたリンク機構を介してタイミングスプロケット３とカムシャフト１の相対回動に変換するようにしているため、軸方向に大きくスペースを占有しないコンパクトな構造によって確実な位相制御を行うことができる。
【００３８】
そして、各可動操作部材１４の径方向の操作についても、ガイドプレート２３の各渦巻き状ガイド溝３０と可動操作部材１４の第１ガイドボール２０を係合させることによって行っているため、これらの操作機構が軸方向の占有スペースを大きく増大させることがない。
【００３９】
また、この装置の場合、タイミングスプロケット３とガイドプレート２３を連結するばね部材として渦巻きばね２６を採用すると共に、その渦巻きばね２６をガイドプレート２３と円環壁２５との間に配置するようにしたため、ばね部材が装置の軸長を増大させることもない。
【００４０】
したがって、これらのことから電磁石２８も含めた装置全体の軸長は従来のものに比較して大幅に短縮され、車両に対する機関の搭載性が確実に向上する。
【００４１】
しかも、この装置においては、ガイドプレート２３の渦巻き状ガイド溝３０と可動操作部材１４の第１ガイドボール２０を係合させることで、ガイドプレート２３の回転を可動操作部材１４の径方向の運動に変換しているため、渦巻き状ガイド溝３０の外端部３０ａから内端部３０ｂまでの円弧部の曲率を大きく設定するようにすれば、タイミングスプロケット３とカムシャフト１との少ない相対回転量に対して相対回転変化を大きくすることができる。この結果、装置の外径を十分小さくすることが可能になり、前記軸方向のコンパクト化と相俟って装置全体の小型化が図れる。
【００４２】
また、前述のように、渦巻き状ガイド溝３０の外端部３０ａから内端部３０ｂまでの円弧部の曲率を大きく設定するようにすれば、可動操作部材１４側からの荷重入力によってガイドプレート２３が回転する不具合を回避することができる。すなわち、例えば、機関作動中に吸気弁のバルブスプリングのばね力に起因してカムシャフト１に入力される変動トルクによってガイドプレート２３が回転変動する不具合が起こらなくなり、バルブタイミングの制御も速やかに完了する。
【００４３】
また、前記各渦巻き状ガイド溝３０の形状を同一に設定し、かつ各渦巻き状ガイド溝３０に対してそれぞれ１つの可動操作部材１４を設けたため、この可動操作部材１４の形状や大きさ並びにリンクアーム１５の長さなどをすべて同一にすることができる。このため、各構成部品を共用化することができ、これによって製造コストの低廉化が図れる。
【００４４】
さらに、前記渦巻き状ガイド溝３０の円弧部の曲率を任意に設定することができることから、例えば、該曲率を吸気弁のバルブリフト条件に合わせれば、タイミングスプロケット３とカムシャフト１との相対回転速度に拘わらず相対回動位相変換の速度を高めることが可能になる。この結果、機関性能の向上が図れる。
また、前記渦巻き状ガイド溝３０の各内外端部３０ａ，３０ｂを、ガイドプレート２３の最大回動を規制するストッパーとして機能させるようにしたため、別個にストッパー機構を設ける必要がなくなる。これによって、部品点数の増加が抑制されて、製造作業能率の向上とコスト高騰を抑制できる。
【００４５】
また、前記渦巻き状ガイド溝３０の各内外端部３０ａ，３０ｂを、ガイドプレート２３の最大回動を規制するストッパーとして機能させるようにしたため、別個にストッパー機構を設ける必要がなくなる。これによって、部品点数の増加が抑制されて、製造作業能率の向上とコスト高騰を抑制できる。
【００４６】
しかも、前記各内外端部３０ａ，３０ｂの底面３０ｃ，３０ｄをテーパー状に形成したため、ガイドプレート２３の回動終端域における第１ガイドボール２０との摩擦抵抗によるダンパー効果が発揮されて急激な回動停止作用が回避され、滑らかな停止作用が得られる。また、各内外端部３０ａ，３０ｂのすべてがテーパー状に形成されていることから、各第１ガイドボール２０から受ける停止時の荷重が分散されて、この点からも滑らかな停止作用をさらに促進できる。
【００４７】
また、この各内外端部３０ａ，３０ｂの曲率を、例えばガイドプレート２３の外周縁とほぼ等しい曲率に設定する、つまり部分的に曲率を小さく設定すれば、安定したストッパ機能を発揮させることができる。
【００４８】
さらに、この装置は、タイミングスプロケット３に対するガイドプレート２３の回動を渦巻きばね２６のばね力と電磁石２８の磁力によって制御するようにしているため、オイルポンプの油圧を用いて制御を行う場合に比較して機関運転速度の影響を受けなくて済む。したがって、機関の運転状態に関係なく、バルブタイミング制御を迅速に完了することができる。また、渦巻きばね２６のばね力がバルブタイミングを遅角側に制御する方向に設定されているため、万一、電磁石２８が故障することがあっても機関の始動は保証される。
【００４９】
また、可動操作部材１４を設ける数は２つ以上であれば任意であるが、この実施形態のように複数設けるようにすれば、一つの可動操作部材１４にかかる応力が小さくなり、装置の耐久性が向上する。
【００５０】
また、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、例えば渦巻き状ガイド溝３０をさらに増加することも可能であり、またその曲率を途中で変化させることも可能である。このように、曲率を途中で変化させることによって、この変化位置で可動操作部材１４の作動を安定に保持できるため、例えば機関中回転中負荷などの定常運転領域に合わせて曲率を変化させれば、この時点におけるバルブタイミングの安定した制御が可能になる。
【００５１】
さらに、ガイドプレート２３の回動付勢手段としては、前記渦巻きばね２６に代えて例えばさらに別の電磁石によって構成することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明は、組付角調整機構の可動操作部材を、その可動方向が駆動回転体及び従動回転体の径方向に沿うように設置したため、組付角調整機構の機関軸方向の占有スペースが小さくなり、その結果、車両搭載性が向上する。
【００５３】
しかも、可動操作部材の径方向の移動を、ガイドプレートの複数の渦巻き状ガイド溝を介して行なうようにしたため、この渦巻き状ガイド溝の曲率を大きくすることで、駆動回転体と従動回転体との少ない相対回転に対して大きな相対回転位相変化を得ることが可能になる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、各可動操作部材を、例えば形状がほぼ同一の複数の渦巻き状ガイド溝に対してそれぞれ設けることにより、該各可動操作部材のリンクなどの各構成部品を共用化することができる。この結果、製造コストの削減が図れる。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、各渦巻き状ガイド溝を互いにオーバーラップさせることにより、各渦巻き状ガイド溝の長さを比較的長くすることができるため、相対回転位相をなだらかに変化するように制御することができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、前記複数の渦巻き状ガイド溝の曲率を任意に設定するによって、バルブタイミングを機関の仕様や特性、あるいは運転状態などに応じて自由に設定することか可能になる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、曲率が部分的に変化した個所で、可動操作部材１４を安定に停止させることができることから、所望の運転領域で安定したバルブタイミング制御が得られる。
【００５８】
請求項６に記載の発明によれば、渦巻き状ガイド溝の両端部をストッパーとして構成したため、別個にストッパー機構を設ける必要がなくなり、部品点数の増加が防止されて、製造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。
【００５９】
請求項７に記載の発明によれば、ガイドプレートの回動終端域における可動操作部材との摩擦抵抗によるダンパー効果が発揮されて急激な回動停止作用が回避され、滑らかな停止作用が得られる。
【００６０】
また、各内外端部のすべてをテーパー状に形成した場合は、各可動操作部材から受ける停止時の荷重が分散されて、この点からも滑らかな停止作用をさらに促進できる。
【００６１】
請求項８に記載の発明によれば、ばね部材と電磁石を用いた簡単な構造によって回転状態にあるガイドプレートを確実に回動制御することができるため、機関の動力によって回転する油圧ポンプなどを用いる場合と異なり、機関運転速度などに関係なく、クランクシャフトとカムシャフトの回転位相を常時速やかに変更することができる。
【００６２】
また、電磁石がカムシャフトの軸方向の延長線上に配置されても、可動操作部材の可動方向が径方向であるから、全体の軸方向の長さがさして増大することがないため、軸長を確保することが困難な車両への搭載が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図４】図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図５】図４のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１…カムシャフト（従動回転体）
３…タイミングスプロケット（駆動回転体）
４…組付角調整機構
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…摺動用溝（径方向案内部）
１４…可動操作部材
１５…リンクアーム（リンク）
２０、２１…ガイドボール
２３…ガイドプレート
２６…渦巻きばね（ばね部材）
２８…電磁石
３０…渦巻き状ガイド溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that makes the opening / closing timing of an intake-side or exhaust-side engine valve of the internal combustion engine variable in accordance with operating conditions.
[0002]
[Prior art]
As a conventional valve timing control device, for example, a device described in JP-A-10-153104 is known.
[0003]
In brief, this valve timing control device is configured such that a timing pulley (driving rotator) that is rotationally driven by a crankshaft of an engine is coaxial with an outer peripheral side of a shaft member (driven rotator) integrally coupled to a camshaft. The timing pulley and the shaft member are connected to each other via an assembly angle adjusting mechanism. The assembly angle adjusting mechanism is formed on a piston member (movable operation member) that is attached to the timing pulley so as to be capable of axial displacement in a state where relative rotation is restricted, and an inner peripheral surface of the piston member and an outer peripheral surface of the shaft member. The piston gear is mainly moved forward and backward in the axial direction by a control mechanism having an electromagnet and a return spring so that the assembly angle of the timing pulley and the shaft member can be adjusted through the helical gear. adjust.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional valve timing control device, the piston member (movable operation member) of the assembly angle adjusting mechanism is configured to advance and retract along the axial direction of the camshaft. There is a problem that the space occupied in the axial direction of the assembly angle adjusting mechanism in (2) becomes large, the axial length of the engine becomes long, and the vehicle mountability deteriorates. In particular, in order to change the forward / backward operation position of the piston member by the electromagnet, the electromagnet must be disposed further outside in the axial direction than the forward / backward position of the piston member. It was impossible to install the engine.
[0005]
Therefore, the present invention is intended to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that can reduce the space occupied in the axial direction of the assembly angle adjusting mechanism and improve the vehicle mountability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is provided with a drive rotator that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, and a coaxial and relative rotation with respect to the drive rotator. A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: a driven rotator; and an assembly angle adjusting mechanism that operates according to an engine operating state and variably controls a relative rotation phase of the two rotators. The angle adjusting mechanism is provided on either one of the plurality of movable operation members movable in the radial direction of the drive rotator and the driven rotator, and the drive rotator or the driven rotator, and each of the movable operation members has a diameter. a radial guide portion for guiding the direction, the and a guide plate having a plurality of guide grooves each movable operating member enters or engagement, respectively, times the guide plate relative to the drive rotor and the driven rotor Movement Wherein a plurality of guide grooves each movable operating member, is moved in the radial direction through the radial guide section, it is characterized by variably controlling the relative rotational phase of both rotational body by allowing.
[0007]
Therefore, since this movable operation member is moved along the radial direction of the drive rotator and the driven rotator, the space occupied in the axial direction of the movable operation member can be reduced.
[0008]
In addition, since the movable operation member is moved in the radial direction through the plurality of spiral guide grooves of the guide plate, a large relative rotational phase change is caused with respect to a small relative rotation between the driving rotating body and the driven rotating body. It becomes possible to obtain.
[0009]
The invention described in claim 2 is characterized in that one movable operation member is provided for each spiral guide groove.
[0010]
According to this invention, each movable operation member is provided for each of a plurality of spiral guide grooves having substantially the same shape, for example, so that each component such as a link of each movable operation member can be shared. it can.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that one end portion or the other end portion in the longitudinal direction of another spiral guide groove is disposed inside the one spiral guide groove.
[0012]
According to this invention, since the length of each spiral guide groove can be made relatively long by making the spiral guide grooves overlap each other, the relative rotational phase can be controlled to change gently.
[0013]
The invention described in claim 4 is characterized in that the curvature of the plurality of spiral guide grooves is arbitrarily set.
[0014]
The invention described in claim 5 is characterized in that the curvature of each spiral guide groove is partially changed at a predetermined position in the longitudinal direction.
[0015]
The invention described in claim 6 is characterized in that both ends in the longitudinal direction of the spiral guide groove are configured as stoppers for restricting the maximum radial movement position of the movable operation member.
[0016]
The invention according to claim 7 is characterized in that the bottom surfaces of both end portions of the spiral guide groove are formed in a gentle rising taper shape.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, the guide plate and the driving rotating body or the driven rotating body are connected via a spring member, and the spring plate biases the guide plate in one rotational direction, and the electromagnet The guide plate is urged in the other rotational direction against the spring force of the spring member by confronting the outer peripheral side end surface of the guide plate and applying a rotational resistance to the guide plate by the magnetic force of the electromagnet. It is characterized by that.
The invention according to claim 9 is a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft according to the engine operating state,
A plurality of movable operation members guided to move inwardly or outwardly, and a guide plate having a plurality of identically shaped guide grooves into which the respective movable operation members are respectively engaged, An assembly angle operation mechanism is provided that variably controls the relative rotation phase between the crankshaft and the camshaft by movement in the inner or outer direction,
By applying a rotational force to the guide plate, the movable operation members are moved inward or outward in the plurality of guide grooves to variably control the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft. Yes.
The invention according to claim 10 is a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft according to the engine operating state,
A plurality of movable operation members guided so as to move inwardly or outwardly, and a guide plate having a plurality of and the same length guide grooves into which the respective movable operation members are respectively engaged; An assembly angle operation mechanism for variably controlling the relative rotation phase between the crankshaft and the camshaft by moving the member in the inner direction or the outer direction;
It is characterized in that turning power is applied to the guide plate by controlling energization by a control signal from a controller.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment in which a valve timing control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an intake valve side. Note that the present invention is not limited to the intake valve side, and can be similarly applied to the exhaust valve side.
[0019]
This valve timing control device is fixed to a camshaft 1 having a cam (not shown) that is rotatably supported by a cylinder head of an engine and opens an intake valve on the outer periphery, and a front end portion of the camshaft 1. A timing sprocket 3 that is rotatably attached to a cylindrical retainer 2 having a stepped diameter and is driven to rotate by an engine crankshaft (not shown), and between the front end portions of the retainer 2 and the timing sprocket 3. The assembly angle adjustment mechanism 4 that is arranged and variably adjusts the assembly angle between the camshaft 1 and the timing sprocket 3 is mounted across the cylinder head 5 and the front end face of the rocker cover (not shown) to adjust the assembly angle. A VTC cover 6 that surrounds the periphery of the mechanism 4 and a controller 7 that controls the assembly angle adjusting mechanism 4 according to the operating state of the engine are provided. In this embodiment, the driving rotator is constituted by the timing sprocket 3, and the driven rotator is constituted by the camshaft 1 and the retainer 2.
[0020]
As shown in FIG. 1, the timing sprocket 3 includes a disc-shaped base 3a through which the retainer 2 is inserted in the center, an outer peripheral portion of the base 3a, and a protruding portion protruding in the axial direction from the side of the base 3a. Each toothed portion 9a, 9b provided on 8, and one end of each toothed portion 9a, 9b wound around a driving sprocket of the crankshaft and a driven sprocket of the exhaust camshaft, not shown, The other end side of the driven tune is wound. Moreover, the disk-shaped protrusion wall 10 is integrally formed in the front-end part of the base part 3a, and as shown in FIGS. 1-3, this protrusion wall 10 is 3 strips which are radial direction guide parts in the end surface. The sliding grooves 11a, 11b, and 11c are formed along the radial direction. The sliding grooves 11a, 11b, and 11c are formed in a substantially arc shape in cross section, and are arranged radially at positions of about 120 degrees in the circumferential direction, and each end thereof is an outer peripheral edge of the protruding wall 10 The movable operation member 14 is guided in the radial direction by the sliding grooves 11a, 11b, and 11c.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the assembly angle adjusting mechanism 4 is coupled to the sliding grooves 11a, 11b, 11c and the end of the retainer 2 from the axial direction, and the sliding grooves 11a, 11a, A lever member 12 having three arm portions 13, 13, 13 extending in a radial direction corresponding to 11b, 11c, and three slidably engaged with the respective sliding grooves 11a, 11b, 11c. The movable operation members 14, 14, 14 and linear link arms in which one end portion is integrally coupled to the base end portion of each movable operation member 14 and the other end portion is coupled to the distal end portion of each arm portion 13. and 15, 15, 15, the the actuating mechanism 16 for advancing and retracting operation based on a control signal from each of the movable operating member 14 of the controller 7 is constituted primarily by.
[0022]
The lever member 12 has each arm portion 13 projecting from the cylindrical base end portion 12 a at an angular position of about 120 degrees in the circumferential direction, and one end portion of the base portion 12 a at the tip end portion of the retainer 2. In the fitted state, it is fastened and fixed to the camshaft 1 from the axial direction by a fixing bolt 17. In addition, the lever member 12 has a slit 13a formed at substantially the center of each arm portion 13. The other end of each link arm 16 is inserted into each slit 13a, and the pins 18, 18, 18 are inserted. It is connected via a pivot. A positioning pin 19 is fitted to the lever member 12 and the camshaft 1, and the pin 19 is used for accurate positioning of both.
[0023]
In addition, as shown in FIG. 1 to FIG. 3, each movable operation member 14 is slidably accommodated with substantially annular sliding portions 14 b and 14 c that are back to back in the hollow inside of the cylindrical portion 14 a. The sliding grooves 11a, 11b, 11c are engaged with spiral guide grooves 30, 30, 30 of a guide plate 23 described later in spherical recesses formed on the outer surfaces of the sliding parts 14b, 14c. Thus, the first guide ball 20 and the second guide ball 21 that are rolling protrusions are held so as to be freely rollable. Further, the sliding portions 14b and 14c are made to move the guide balls 20 and 21 to the sliding grooves 11a, 11b and 11c and the spiral guide grooves by the spring force of the coil springs 22 interposed therebetween. It is biased in 30 directions.
[0024]
Accordingly, when each movable operation member 14 is radially displaced along each sliding groove 11 a, 11 b, 11 c, the timing sprocket 3 and the camshaft 1 are displaced by the movement of each movable operation member 14 by the action of each link arm 15. Relative rotation by the corresponding angle
[0025]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, the actuation mechanism 16 is disposed to face the protruding wall 10 of the timing sprocket 3 with the movable operation members 14 interposed therebetween, and each movable operation member 14 is moved in the radial direction by its own rotation. A substantially disc-shaped guide plate 23 to be displaced to the front, a metal annular wall 25 fixed to the front end of the guide plate 23 by a bolt 24, and an annular shape between the annular wall 25 and the guide plate 23 The guide plate 23 is attached to the other rotational direction (the direction opposite to the rotational direction of the timing sprocket 3) by applying a magnetic force to the spiral wall 26 that is radially expandable and contractable in the gap C and the annular wall 25. And an electromagnet 28 for energizing.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 4, the guide plate 23 has a cylindrical support portion 12b integrally extending forward of the cylindrical base portion 12a of the lever portion 12 and is inserted through the central insertion hole 23a with a predetermined clearance. In addition, the cylindrical portion 23b projecting from the other end surface and a ball bearing 29 provided on the outer periphery of the cylindrical support portion 12b are rotatably supported, and the three spiral guide grooves are formed on one end surface thereof. 30, 30, and 30 are formed. Further, the guide plate 23 is positioned in the axial direction by the ring member 31 screwed to the outer periphery of the distal end portion of the cylindrical support portion 12b pressing the inner race of the ball bearing 29 in the axial direction.
[0027]
Each spiral guide groove 30 is formed in a spiral shape in the same direction from the outer end portion 30a provided at a position of about 120 degrees in the circumferential direction of the guide plate 23 toward the center direction. Are arranged in the vicinity of the insertion hole 23a at the center of the guide plate 23, and are set to the same length. The spiral guide grooves 30 are arranged close to the inner and outer peripheries, and adjacent ones of the spiral guide grooves 30 are located between the inner and outer end portions 30a and 30b. , 30b are located. Further, the curvature of each spiral guide groove 30 is arbitrarily set, and in this embodiment, a uniform curvature is set from the outer end 30a to the inner end 30b. Further, each of the inner and outer end portions 30a, 30b has a bottom surface 30c. 30d is formed in a taper shape so as to gradually increase from the bottom surface on the center side toward each edge side, thereby exhibiting a stopper function.
[0028]
Accordingly, when the guide plate 23 rotates in the opposite direction to the timing sprocket 3 with the first guide ball 20 of each movable operation member 14 engaged with the spiral guide groove 30, each movable operation member 14 is then guided to the guide plate. Each of the spiral guide grooves 30 is configured to move radially inward along the spiral shape of each of the spiral guide grooves 30.
[0029]
As shown in FIG. 1, the spiral spring 26 has one end portion 26 a fixed to a part of the cylindrical portion 23 b of the guide plate 23, while the other end portion 26 b is axially extended from the outer peripheral side of the timing sprocket 3. The bolt 31 is fixed to the locking member 32 fixed to the bolt 31.
[0030]
The electromagnet 28 is attached to the VTC cover 6 so as to face the outer end face of the annular wall 25 in the axial direction and is turned on by being turned on or off by a control signal from the controller 7. Excited. The controller 7 detects the current engine operating state based on the engine speed by a crank angle sensor, the engine load by an air flow meter, and information signals from various sensors such as a water temperature sensor and a throttle valve opening sensor. It is like that.
[0031]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, at the time of engine start and idling operation, the energization of the electromagnet 28 is turned off by a control signal from the controller 7, and as a result, the guide plate 23 is a spring of the spiral spring 26. It is urged in the same direction as the rotation of the timing sprocket 3 only by the force. As a result, the guide plate 23 is maintained at the initial position by the guide balls 20 of the movable operation member 14 being in pressure contact with the outer end portions 30a of the spiral guide grooves 30 and further rotation is restricted. . Accordingly, each movable operation member 14 is displaced to the maximum in the radial direction as shown in FIGS. 1 and 2, and the cam connected to each movable operation member 14 via the link arm 15 and the lever member 12. The shaft 1 is maintained at the most retarded angle with respect to the timing sprocket 3.
[0032]
Therefore, at this time, the rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 is controlled to the most retarded angle side, so that engine rotation can be stabilized and fuel consumption can be improved.
[0033]
When the engine shifts to normal operation, the electromagnet 28 is turned on by a control signal from the controller 7, and a magnetic force is applied from the electromagnet 28 so as to impart rotational resistance to the guide plate 23. Accordingly, the rotation of the guide plate 23 that follows and rotates with the timing sprocket 3 via the spiral spring 26 is prevented, and the guide plate 23 resists the spring force of the spiral spring 26 and rotates in the direction opposite to the rotation of the timing sprocket 3. The guide balls 20 of the movable operation members 14 are pressed against the inner end portions 30b of the spiral guide grooves 30 and controlled relative to the timing sprocket 3 under the urging force.
[0034]
At this time, in each movable operation member 14, each said first guide ball 20 rolls along the groove surface of each spiral guide groove 30, and each second guide ball 21 on the opposite side has both sliding grooves 11a, It moves straight inward in the radial direction along 11b and 11c. Then, when the connecting point (each pin 18) on the proximal end side of the link arm 15 moves radially inward along with the movement of each movable operation member 14 in the radially inner direction, the distal end side of the link arm 15 follows it. At this time, since the base end side of the link arm 15 is connected to each arm portion 13 of the lever member 12 by the pin 18, the link arm 15 moves in an arc shape while rotating the lever member 12. As a result, the assembly angle between the timing sprocket 3 and the camshaft 1 is adjusted and changed to the most advanced state.
[0035]
Therefore, at this time, the rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 is controlled to the most advanced angle side, and the engine output can be increased.
[0036]
The control of the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 1 is not limited to switching between the two positions of the retard side and the advance side, but is continuously controlled to an arbitrary rotation phase by appropriately adjusting the magnetic force generated by the electromagnet 28. It is also possible to do.
[0037]
Further, as described above, the movable operation member 14 is displaced in the radial direction of the timing sprocket 3 along the sliding grooves 11a, 11b, and 11c, and the radial displacement of the movable operation member 14 is linked to the link arm 15 as well. Since the timing sprocket 3 and the camshaft 1 are converted to relative rotation via a link mechanism using the lever member 12, reliable phase control is performed with a compact structure that does not occupy a large space in the axial direction. be able to.
[0038]
The radial operation of each movable operation member 14 is also performed by engaging each spiral guide groove 30 of the guide plate 23 with the first guide ball 20 of the movable operation member 14. The mechanism does not greatly increase the space occupied in the axial direction.
[0039]
In the case of this device, the spiral spring 26 is employed as a spring member for connecting the timing sprocket 3 and the guide plate 23, and the spiral spring 26 is disposed between the guide plate 23 and the annular wall 25. The spring member does not increase the axial length of the device.
[0040]
Therefore, the axial length of the entire apparatus including the electromagnet 28 is greatly reduced as compared with the conventional one, and the mountability of the engine to the vehicle is surely improved.
[0041]
In addition, in this apparatus, the spiral guide groove 30 of the guide plate 23 and the first guide ball 20 of the movable operation member 14 are engaged with each other so that the rotation of the guide plate 23 is changed to the radial movement of the movable operation member 14. Therefore, if the curvature of the arc portion from the outer end portion 30a to the inner end portion 30b of the spiral guide groove 30 is set large , the relative rotation amount between the timing sprocket 3 and the camshaft 1 can be reduced. On the other hand, the relative rotational change can be increased. As a result, the outer diameter of the device can be made sufficiently small, and the overall size of the device can be reduced in combination with the reduction in the axial direction.
[0042]
Further, as described above, if the curvature of the arc portion from the outer end portion 30a to the inner end portion 30b of the spiral guide groove 30 is set to be large , the guide plate 23 is input by the load input from the movable operation member 14 side. The problem of rotating can be avoided. That is, for example, the trouble that the guide plate 23 rotates due to the fluctuation torque input to the camshaft 1 due to the spring force of the valve spring of the intake valve during engine operation does not occur, and the control of the valve timing is completed quickly. To do.
[0043]
Further, since the shape of each spiral guide groove 30 is set to be the same and one movable operation member 14 is provided for each spiral guide groove 30, the shape and size of the movable operation member 14 and the link are provided. The lengths of the arms 15 can all be the same. For this reason, each component can be shared, and thereby the manufacturing cost can be reduced.
[0044]
Furthermore, relative to the ability to arbitrarily set Teisu your favorite songs ratio of the arc portion of the spiral guide groove 30, for example, Together curvature to the valve lift condition of the intake valve, and timing sprocket 3 and the cam shaft 1 It becomes possible to increase the speed of the relative rotation phase conversion regardless of the rotation speed. As a result, the engine performance can be improved.
Further, since the inner and outer end portions 30a and 30b of the spiral guide groove 30 function as stoppers that restrict the maximum rotation of the guide plate 23, it is not necessary to provide a separate stopper mechanism. As a result, an increase in the number of parts is suppressed, and an improvement in manufacturing work efficiency and an increase in cost can be suppressed.
[0045]
Further, since the inner and outer end portions 30a and 30b of the spiral guide groove 30 function as stoppers that restrict the maximum rotation of the guide plate 23, it is not necessary to provide a separate stopper mechanism. As a result, an increase in the number of parts is suppressed, and an improvement in manufacturing work efficiency and an increase in cost can be suppressed.
[0046]
In addition, since the bottom surfaces 30c and 30d of the inner and outer end portions 30a and 30b are formed in a taper shape, a damper effect due to frictional resistance with the first guide ball 20 in the rotation end region of the guide plate 23 is exhibited and abrupt. A rotation stopping action is avoided, and a smooth stopping action is obtained. Further, since all of the inner and outer end portions 30a, 30b are formed in a tapered shape, the load at the time of stopping received from each first guide ball 20 is dispersed, and from this point, a smooth stopping action is further promoted. it can.
[0047]
In addition, if the curvature of each of the inner and outer end portions 30a and 30b is set to a curvature substantially equal to the outer peripheral edge of the guide plate 23, that is, if the curvature is partially set to be small, a stable stopper function can be exhibited. .
[0048]
Furthermore, since this apparatus controls the rotation of the guide plate 23 relative to the timing sprocket 3 by the spring force of the spiral spring 26 and the magnetic force of the electromagnet 28, it is compared with the case where control is performed using the oil pressure of the oil pump. Thus, it is not necessary to be affected by the engine operating speed. Therefore, the valve timing control can be completed quickly regardless of the operating state of the engine. In addition, since the spring force of the spiral spring 26 is set in a direction to control the valve timing to the retard side, the engine start is guaranteed even if the electromagnet 28 breaks down.
[0049]
Further, the number of movable operation members 14 provided is arbitrary as long as it is two or more. However, if a plurality of movable operation members 14 are provided as in this embodiment, the stress applied to one movable operation member 14 is reduced, and the durability of the apparatus is increased. Improves.
[0050]
Further, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, the spiral guide groove 30 can be further increased, and its curvature can be changed in the middle. In this way, by changing the curvature in the middle, the operation of the movable operation member 14 can be stably maintained at this change position. For example, if the curvature is changed in accordance with a steady operation region such as a load during engine rotation. Thus, stable control of the valve timing at this point becomes possible.
[0051]
Further, the rotation urging means of the guide plate 23 can be constituted by, for example, another electromagnet instead of the spiral spring 26.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the movable operation member of the assembly angle adjusting mechanism is installed so that the movable direction thereof is along the radial direction of the drive rotating body and the driven rotating body, the assembly angle adjusting mechanism is provided. The space occupied in the direction of the engine axis is reduced, and as a result, the vehicle mountability is improved.
[0053]
In addition, since the movable operation member is moved in the radial direction through the plurality of spiral guide grooves of the guide plate, the curvature of the spiral guide groove is increased , so that the drive rotor and the driven rotor are A large relative rotational phase change can be obtained with respect to a small relative rotation.
[0054]
According to the second aspect of the present invention, by providing each movable operation member with respect to a plurality of spiral guide grooves having substantially the same shape, for example, each component such as a link of each movable operation member is provided. Can be shared. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
[0055]
According to the third aspect of the present invention, the lengths of the spiral guide grooves can be made relatively long by overlapping the spiral guide grooves with each other, so that the relative rotational phase changes gently. Can be controlled.
[0056]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to freely set the valve timing according to engine specifications, characteristics, operating conditions, etc. by arbitrarily setting the curvature of the plurality of spiral guide grooves. become.
[0057]
According to the fifth aspect of the present invention, since the movable operation member 14 can be stably stopped at a portion where the curvature is partially changed, stable valve timing control can be obtained in a desired operation region.
[0058]
According to the invention described in claim 6, since both ends of the spiral guide groove are configured as stoppers, there is no need to separately provide a stopper mechanism, an increase in the number of parts is prevented, and the manufacturing work efficiency is improved and the cost is increased. Can be made cheaper.
[0059]
According to the seventh aspect of the present invention, the damper effect due to the frictional resistance with the movable operation member in the rotation end region of the guide plate is exhibited, and the sudden rotation stop action is avoided, and a smooth stop action is obtained. .
[0060]
Further, when all of the inner and outer end portions are formed in a tapered shape, the load at the time of stopping received from each movable operation member is dispersed, and a smooth stopping action can be further promoted from this point.
[0061]
According to the eighth aspect of the present invention, the rotation of the guide plate in a rotating state can be reliably controlled by a simple structure using a spring member and an electromagnet. Unlike the case where it is used, the rotational phases of the crankshaft and the camshaft can always be changed quickly regardless of the engine operating speed or the like.
[0062]
Even if the electromagnet is arranged on the extension line in the axial direction of the camshaft, the movable direction of the movable operation member is the radial direction, so the overall axial length is not increased. It can be mounted on a vehicle that is difficult to secure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 showing the embodiment. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Camshaft (driven rotor)
3. Timing sprocket (drive rotor)
4 ... Assembly angle adjusting mechanisms 11a, 11b, 11c ... Sliding grooves (radial direction guide portions)
14 ... Moveable operation member 15 ... Link arm (link)
20, 21 ... Guide ball 23 ... Guide plate 26 ... Spiral spring (spring member)
28 ... Electromagnet 30 ... Spiral guide groove

Claims (10)

機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
該駆動回転体に対して同軸上に相対回転自在に設けられた従動回転体と、
機関運転状態に応じて作動して前記両回転体の相対回転位相を可変制御する組付角調整機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記組付角調整機構は、
前記駆動回転体と従動回転体の径方向に可動する複数の可動操作部材と、
前記駆動回転体あるいは従動回転体のいずれか一方に設けられて、前記各可動操作部材を径方向へ案内する径方向案内部と、
前記各可動操作部材がそれぞれ係入する複数のガイド溝を有するガイドプレートとを有し、
このガイドプレートを前記駆動回転体及び従動回転体に対して回動させることによって前記複数のガイド溝内で前記各可動操作部材を、前記径方向案内部を介して前記径方向に移動させて、前記両回転体の相対回転位相を可変制御することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。A drive rotor that is driven to rotate by the crankshaft of the engine;
A driven rotating body provided coaxially with the driving rotating body so as to be relatively rotatable,
A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising an assembly angle adjustment mechanism that operates according to an engine operating state and variably controls the relative rotation phase of the two rotating bodies,
The assembly angle adjustment mechanism is
A plurality of movable operation members movable in the radial direction of the drive rotating body and the driven rotating body;
A radial guide portion that is provided on either the drive rotary body or the driven rotary body and guides each movable operation member in the radial direction ;
And a guide plate having a plurality of guide grooves each movable operating member enters or engagement, respectively,
Each of said movable operating member by the plurality of guide grooves by rotating the guide plate relative to the drive rotor and the driven rotating body, is moved in the radial direction via the radial guide section, A valve timing control device for an internal combustion engine, which variably controls a relative rotational phase of both the rotating bodies . 前記可動操作部材を、前記各ガイド溝に対してそれぞれ一つずつ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。  2. The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein one movable operation member is provided for each guide groove. 前記一のガイド溝の内側に、他のガイド溝の長手方向の一端部または他端部を配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。  The valve timing control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein one end portion or the other end portion in the longitudinal direction of another guide groove is disposed inside the one guide groove. 前記複数のガイド溝の曲率を任意に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。  The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein curvatures of the plurality of guide grooves are arbitrarily set. 前記各ガイド溝の曲率を、長手方向の所定位置で部分的に変化させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。  The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the curvature of each guide groove is partially changed at a predetermined position in the longitudinal direction. 前記ガイド溝の長手方向の両端部を、前記可動操作部材の径方向最大移動位置を規制するストッパーとして構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。  6. The valve timing control for an internal combustion engine according to claim 1, wherein both ends of the guide groove in the longitudinal direction are configured as stoppers for restricting a maximum radial movement position of the movable operation member. apparatus. 前記ガイド溝の両端部の底面を、なだらかな立上りテーパー状に形成したことを特徴とする請求項６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 6, wherein the bottom surfaces of both end portions of the guide groove are formed in a gently rising taper shape. 前記ガイドプレートと前記駆動回転体または従動回転体とをばね部材を介して連結し、このばね部材によってガイドプレートを一方の回転方向に付勢すると共に、電磁石を前記ガイドプレートの外周側端面に対峙させ、この電磁石の磁力によって前記ガイドプレートに回転抵抗を付与することにより、該ガイドプレートを前記ばね部材のばね力に抗して他方の回転方向に付勢することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。  The guide plate and the driving rotating body or the driven rotating body are connected via a spring member. The spring member biases the guide plate in one rotational direction, and the electromagnet is opposed to the outer peripheral side end surface of the guide plate. And applying a rotational resistance to the guide plate by the magnetic force of the electromagnet, thereby urging the guide plate in the other rotational direction against the spring force of the spring member. A valve timing control device for an internal combustion engine as described. 機関運転状態に応じてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、A valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls a relative rotational phase of a crankshaft and a camshaft according to an engine operating state,
内側方向もしくは外側方向へ移動するように案内された複数の可動操作部材と、該各可動操作部材がそれぞれ係入する複数かつ同一形状のガイド溝を有するガイドプレートとを備え、前記可動操作部材の内側方向もしくは外側方向の移動によって前記クランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を可変制御する組付角操作機構を設け、A plurality of movable operation members guided to move inwardly or outwardly, and a guide plate having a plurality of identically shaped guide grooves into which the respective movable operation members are respectively engaged, An assembly angle operation mechanism is provided that variably controls the relative rotation phase between the crankshaft and the camshaft by movement in the inner or outer direction,
前記ガイドプレートに回転力を加えることによって、前記複数のガイド溝内で前記各可動操作部材を内側方向もしくは外側方向に移動させてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。By applying a rotational force to the guide plate, the movable operation members are moved inward or outward in the plurality of guide grooves to variably control the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft. A valve timing control device for an internal combustion engine. 機関運転状態に応じてクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相を可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、A valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls a relative rotational phase of a crankshaft and a camshaft according to an engine operating state,
内側方向もしくは外側方向へ移動するように案内された複数の可動操作部材と、該各可動操作部材がそれぞれ係入する複数かつ同一長さのガイド溝を有するガイドプレートとを有し、前記可動操作部材の内側方向もしくは外側方向の移動によって前記クランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を可変制御する組付角操作機構を設け、A plurality of movable operation members guided so as to move inwardly or outwardly, and a guide plate having a plurality of and the same length guide grooves into which the respective movable operation members are respectively engaged; An assembly angle operation mechanism for variably controlling the relative rotational phase between the crankshaft and the camshaft by moving the member in the inner direction or the outer direction;
コントローラからの制御信号によって通電制御することにより、前記ガイドプレートに回動力を加えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein turning power is applied to the guide plate by energization control by a control signal from a controller.

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