JP3812697B2

JP3812697B2 - Valve timing control device

Info

Publication number: JP3812697B2
Application number: JP32660397A
Authority: JP
Inventors: 吉英記仲; 良直樹吉; 美拓哉新; 川秀文粉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11159309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の１つとして、例えば特開平１−９２５０４号公報に開示されるものがある。この装置は、図６及び図７に示すように、内燃機関のシリンダヘッド２１４に回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸（カムシャフト２０４とこれにスペーサ２２１を介してボルト２２０により一体的に設けた内部ロータ２０３からなる）に所定範囲で相対回転可能に外装され、その外周部にクランクプーリからの回転動力がタイミングベルトを介して伝達されるタイミングプーリ２０１（回転伝達部材）と、内部ロータ２０３に取り付けられた６個のベーン２０２と、内部ロータ２０３とタイミングプーリ２０１と該タイミングプーリ２０１に一体的に設けられるフロントプレート２０５との間に形成されベーン２０２によって進角用室２０９と遅角用室２０９ａとに二分される６個の流体圧室と、進角用室２０９及び遅角用室２０９ａに流体を選択的に給排し、内部ロータ２０３及びカムシャフト２０４から成る回転軸とタイミングプーリ２０１等から成る回転伝達部材とを相対回転させる切換弁２１５からなる流体給排手段とを備えている。切換弁２１５は、ソレノイド２１３へ通電することにより弁スプール２１８をスプリング２１６に抗して図示右方向へ摺動させるもので、該切換弁２１５により流体ポンプから供給される作動流体が流路２１２から遅角用室２０９ａ又は進角用室２０９に選択的に夫々流路２１１及び一方向弁２０７ａ又は流路２１０及び一方向弁２０７を介して供給される。これにより、進角用室２０９及び遅角用室２０９ａの流体圧が適宜調整され、弁開閉時期を決定する内部ロータ２０３及びカムシャフト２０４から成る回転軸とタイミングプーリ２０１等から成る回転伝達部材の相対回転量（相対位相量）が調整制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に開示される弁開閉時期制御装置においては、タイミングプーリ２０１に径方向内方に突出し、その内周面が内部ロータ２０３の外周面に摺接すると共にその回転方向側端面２０８にて流体圧室を回転方向に区画する６つの突部２０１ｂが形成されていて、これら各突部の回転方向端面に各ベーンが当接することにより、内部ロータ２０３及びカムシャフト２０４から成る回転軸とタイミングプーリ２０１等から成る回転伝達部材の相対回転量（θ）が制限される。このため、各流体圧室に収容される各ベーンの相対位置が全て同等となるように精度良く内部ロータ、ベーン及びタイミングプーリを製造する必要があり、非常に製造コストが嵩むという問題があった。
【０００４】
それゆえ、本発明は当該弁開閉時期制御装置において、製造コストを低減させることを、その課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、該回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に取り付けられた複数のベーンと、前記回転伝達部材及び前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される複数の流体圧室と、前記進角用室及び前記遅角用室に流体を選択的に給排し、前記回転軸と前記回転伝達部材とを相対回転させる流体給排手段とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置において、前記回転軸と前記回転伝達部材との相対回転量が、前記複数のベーンのうちの一つが前記複数の流体圧室の内の１つを形成する一対の前記突部の互いに対向する回転方向端面のうち径方向内側の端部に、当接することにより制限されるようにしたことである。
【０００６】
上記した手段において、前記回転軸と前記回転伝達部材との相対回転量を制限する前記ベーンは、前記回転軸に取り付けられる基部側にて前記一対の突部の回転方向端面のうち径方向内側の端部に当接することが望ましい。また、前記ベーンが当接する前記一対の突部の回転方向端面の内周面に前記ベーンの当接時に前記流体給排手段に連通される溝を設けても良い。
【０００７】
上記した手段によれば、回転軸と回転伝達部材との相対回転量が１つのベーンが該ベーンを収容する流体圧室を区画する一対の突部の回転方向端面に当接することにより制限されるので、各流体圧室内での各ベーンの相対位置を全て同等とする必要はなく、当該弁開閉時期制御装置の製造コストが著しく低減される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の実施形態を図面に基づき、説明する。
【０００９】
図１及び図２に示した弁開閉時期制御装置の実施形態は、当該内燃機関のシリンダヘッド１１０に回転自在に支持されたカムシャフト１０とこれの先端部に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転軸と、カムシャフト１０及び内部ロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、キャップ４１、リアプレート５０及びタイミングプーリ６０等から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に組付けた６枚のベーン７０と、外部ロータ３０に組付けたロック機構８０等によって構成されている。なお、タイミングプーリ６０には、周知のように、クランクプーリから樹脂又はゴム製のタイミングベルト（共に図示省略）を介して図３の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【００１０】
カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する周知のカムを有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１２と遅角通路１１が設けられている。進角通路１２は、カムシャフト１０に設けた環状の通路１５と接続通路Ｐ２を通して切換弁１００の接続ポート１０２に接続されている。また、遅角通路１１は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路１３及び環状の通路１４と接続通路Ｐ１を通して切換弁１００の接続ポート１０１に接続されている。
【００１１】
切換弁１００は、ソレノイド１０３へ通電することによりスプール１０４をスプリング１０５に抗して図１の右方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ（図示省略）に接続された供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通すると共に、接続ポート１０２が排出ポート１０７に連通するように、また通電時には供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通すると共に、接続ポート１０１が排出ポート１０８に連通するように構成されている。このため、ソレノイド１０３の非通電時には遅角通路１１に作動油である内燃機関の潤滑油が供給され、通電時には進角通路１２に作動油が供給される。
【００１２】
内部ロータ２０は、中空状のボルト１６によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、６枚のベーン７０を夫々径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると共に、各ベーン７０によって区画された進角用油室Ｒ１に進角通路１２から作動油を給排する通路（進角通路１２に連通する環状溝とこの環状溝から径方向外方に延びる６個の連通孔（溝）からなる）２３と、各ベーン７０によって区画された遅角用油室Ｒ２に遅角通路１１から作動油を給排する通路（溝）２２を有している。これら通路２２及び２３は、夫々内部ロータ２０の一側面及び他側面に開口しており、該開口は後述するフロントプレート４０及びリアプレート５０により閉塞されている。尚、各ベーン７０は、ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング７１（図１参照）によって径方向外方に付勢されている。尚、図２中、８０は最遅角状態において内部ロータ２０と外部ロータ３０の位相を機械的に保持するロック機構であり、本実施形態では進角油圧により位相保持が解除されるように構成されている。
【００１３】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート４０とリアプレート５０がシール部材Ｓ１及びＳ２を介して接合され、タイミングプーリ６０と共に６本のボルトＢ１によって一体的に連結されている。フロントプレート４０にはキャップ４１が液密的に組付けられていて、これによってカムシャフト１０の遅角通路１１と内部ロータの通路２２を接続する通路４２が形成されている。また、外部ロータ３０には、各ベーン７０を収容し各ベーン７０によって進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに夫々２分される６個の流体圧室Ｒ０及びＲ０１を内部ロータ２０とによって形成する６個の凹所３２が形成されていると共に、隣合う凹所３２間に径方向内方に突出して、その内周面にて内部ロータ２０の外周面に摺接すると共にその周方向（回転方向）端面にて凹所３２を周方向に区画する６つの突部３１が形成されている。
【００１４】
本実施形態においては、図２に示すように、６個の流体圧室Ｒ０及びＲ０１の内の１つの流体圧室Ｒ０１の周方向幅が他の流体圧室Ｒ０の周方向幅よりも小さくされていると共に、該流体圧室Ｒ０１を周方向に区画する一対の突部３１の互いに対向する周方向端面には図３に示すようにその径方向内方部分に周方向に突出したストッパ部３１ａ、３１ｂが形成されている。これにより、流体圧室Ｒ０１内に収容されるベーン７０の径方向内方の基部がストッパ部３１ａ、３１ｂに当接することにより、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相（相対回転量）が制限されるようになっていて、この位相が制限された状態において、他の流体圧室Ｒ０に収容されるベーン７０と突部３１の周方向端面との間には隙間７１が形成されるようになっている。
【００１５】
また、図２に示すように、本実施形態では、外部ロータ３０の外周面上に等間隔に径方向外方に突出する突部３３が形成されており、該各突部３３及び該各突部３３に対応してフロントプレート４０及びリアプレート５０に設けられる各突部に夫々同軸上に形成される各貫通孔にボルトＢ１が夫々嵌合されてタイミングプーリ６０に螺合され、ボルトＢ１の頭部とタイミングプーリ６０間にフロントプレート４０、外部ロータ３０及びリアプレート５０が挟持される。これにより、隣合う突部３３間に径方向においてタイミングプーリ６０の内周と外部ロータ３０の外周との間に空洞部Ｓが夫々形成されている。
【００１６】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、切換弁１００により進角用油室Ｒ１及び遅角用油室Ｒ２への作動油の給排を適宜制御することにより、図２に示した状態、即ち最進角状態（流体圧室Ｒ０１内に収容されるベーン７０がストッパ部３１ａに当接し、流体圧室Ｒ０内に収容される各ベーン７０と各突部３１の遅角用室Ｒ２側周方向端面との間に隙間７１が形成されている状態）から最遅角状態（流体圧室Ｒ０１内に収容されるベーン７０がストッパ部３１ｂに当接し、流体圧室Ｒ０内に収容される各ベーン７０と各突部３１の進角用室Ｒ１側周方向端面との間に隙間７１が形成されている状態）まで内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対回転量（位相）が制御される。
【００１７】
このように本実施形態では、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相（回転軸と回転伝達部材との相対回転量）が１つの流体圧室Ｒ０１内に収容されるベーン７０がストッパ部３１ａ、３１ｂに当接することにより制限されるので、各流体圧室内での各ベーンの相対位置を全て同等とする必要はなく、当該弁開閉時期制御装置の製造コストが著しく低減される。尚、位相が制限された状態、即ち最進角状態或いは最遅角状態においては、流体圧室Ｒ０１の遅角用室Ｒ２と通路２２との連通或いは流体圧室Ｒ０１の進角用室Ｒ１と通路２３との連通は遮断されるものの、他の流体圧室Ｒ０の遅角用室Ｒ２と通路２２との間或いは他の流体圧室Ｒ０と進角用室Ｒ１と通路２３との間の連通は隙間７１により良好に保たれるので、位相制御の応答性が損なわれることはない。
【００１８】
また、上記した最進角状態或いは最遅角状態では、１個のベーン７０でカムシャフト１０の変動トルク及び当該弁開閉時期制御装置の駆動トルクを受けることになるが、本実施形態においては、図３及び図４に示すようにストッパ３１ａ、３１ｂが突部３１の径方向内方部に形成されていて、これらトルクが内部ロータ２０のベーン溝２１に取り付けられるベーン７０の基部から径方向外方に延在するトルク受け部７０ａに作用するようになっているため、ベーン７０には図３に示すような剪断荷重が作用する。このため、各突部の周方向端面の径方向外方部にて各ベーンが当接し、上記変動トルク及び駆動トルクにより各ベーンの基部にモーメント荷重が作用する上記した公報の従来の弁開閉時期制御装置において、１個のベーンにて位相を制限するようにした場合に比し、ベーンの強度を著しく向上することができ、当該弁開閉時期制御装置の信頼性を損なうことなく、その製造コストを低減することができる。尚、発明者の実験では、ベーンの破壊トルクが２倍以上（１７８Ｎ・ｍ→３７４Ｎ・ｍ）に向上されたことが確認されている。
【００１９】
図５及び図６は、上記した一実施形態の変形例を示す。この変形例においては、ストッパ部３１ａの内周面のフロントプレート４０側に、ベーン７０がストッパ部３１ａに当接した状態で通路２２とベーン７０のトルク受け部７０ａとを連通する連通溝３１ｃが形成されていると共に、ストッパ部３１ｂの内周面のリアプレート５０側に、ベーン７０がストッパ部３１ｂに当接した状態で通路２３とベーン７０のトルク受け部７０ａとを連通する連通溝３１ｄが形成されている。これにより、この変形例によれば、最進角状態或いは最遅角状態からの位相制御時の初期において、流体圧室Ｒ０１の遅角用室Ｒ２と通路２２が連通溝３１ｃを介して直ちに連通される或いは流体圧室Ｒ０１の進角用室Ｒ１と通路２３が連通溝３１ｄを介して直ちに連通されるので、最進角状態或いは最遅角状態からの位相制御時に全ての流体圧室Ｒ０、Ｒ０１にてベーン７０の有効受圧面積を利用した位相制御が可能となり、応答性がより良好に維持される。
【００２０】
上記実施形態においては、吸気用のカムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。また、上記実施形態では、６枚のベーン、流体圧室及び突部等を備えた弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、これらの個数は適宜変更して実施し得るものである。また、上記実施形態では、クランク軸からの回転動力がカムシャフトにタイミングベルトを介して伝達されるようにしたが、本発明はクランク軸からの回転動力がカムシャフトにタイミングチェーンやギヤを介して伝達されるものにも同様に実施し得るものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１の発明によれば、回転軸と回転伝達部材との相対回転量が１つのベーンが該ベーンを収容する流体圧室を区画する一対の突部の回転方向端面に当接することにより制限されるので、各流体圧室内での各ベーンの相対位置を全て同等とする必要はなく、当該弁開閉時期制御装置の製造コストを著しく低減することができる。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、回転軸の変動トルク及び当該弁開閉時期制御装置の駆動トルクが、前記回転軸と前記回転伝達部材との相対回転量を制限する前記ベーンの基部に剪断荷重として作用する。このため、回転軸の変動トルク及び当該弁開閉時期制御装置の駆動トルクが、ベーンの基部にモーメント荷重として作用する従来装置に比し、ベーンの強度を著しく向上することができるので、当該弁開閉時期制御装置の信頼性を損なうことなく、その製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、請求項３の発明によれば、最進角状態或いは最遅角状態において、その周方向端を区画する突部の回転方向端面にベーンが当接する流体圧室の遅角用室と流体給排手段との連通或いは流体圧室の進角用室と流体給排手段との連通は遮断されるものの、他の流体圧室の遅角用室と流体給排手段との間或いは他の流体圧室の進角用室と流体給排手段との間の連通はベーンと突部の回転方向端面との間に形成される隙間により確保されている最進角状態或いは最遅角状態からの位相制御時の初期において、その周方向端にベーンが当接する流体圧室の遅角用室と流体給排手段との連通或いは流体圧室の進角用室と流体給排手段との連通が溝を介して直ちに得られるので、最進角状態或いは最遅角状態からの位相制御時に全ての流体圧室にてベーンの有効受圧面積を利用した位相制御が可能となり、応答性をより良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２における流体圧室Ｒ０１内のベーン７０近傍の一部拡大図である。
【図４】図３におけるベーン７０の側面図である。
【図５】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態の変形例における流体圧室Ｒ０１内のベーン近傍の一部拡大図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】従来の弁開閉時期制御装置の縦断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０カムシャフト（回転軸）
１１遅角通路（流体給排手段）
１２進角通路（流体給排手段）
２０内部ロータ（回転軸）
２２通路（流体給排手段）
２３通路（流体給排手段）
３０外部ロータ（回転伝達部材）
３１突部
３１ａ、３１ｂストッパ部（回転方向端面）
４０フロントプレート
５０リアプレート
６０タイミングプーリ
７０ベーン
７０ａトルク受け部
７１隙間
１００切換弁（流体給排手段）
１１０シリンダヘッド
Ｒ０、Ｒ０１流体圧室
Ｒ１進角用油室
Ｒ２遅角用油室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in a valve operating apparatus for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
One such valve opening / closing timing control device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-92504. As shown in FIGS. 6 and 7, this device is integrated with a rotating shaft for opening and closing a valve (a camshaft 204 and a spacer 221 and a bolt 220) rotatably assembled to a cylinder head 214 of an internal combustion engine. A timing pulley 201 (rotation transmission member) that is externally rotatably mounted within a predetermined range and to which the rotational power from the crank pulley is transmitted via a timing belt. The six vanes 202 attached to the rotor 203, the inner rotor 203, the timing pulley 201, and the front plate 205 provided integrally with the timing pulley 201 are formed by the vane 202 so that the advance angle chamber 209 and the retarding chamber 209 are retarded. Six fluid pressure chambers that are divided into the corner chamber 209a, the advance chamber 209, and the retard chamber 209a Fluid selectively discharge supercharges, and a fluid supply and discharge means consisting of the inner rotor 203 and the switching valve 215 to rotate relative to the rotation transmitting member comprising a rotating shaft and the timing pulley 201, etc. made of the camshaft 204. The switching valve 215 slides the valve spool 218 in the right direction in the figure against the spring 216 by energizing the solenoid 213, and the working fluid supplied from the fluid pump by the switching valve 215 flows from the flow path 212. It is selectively supplied to the retarding angle chamber 209a or the advance angle chamber 209 via the flow path 211 and the one-way valve 207a or the flow path 210 and the one-way valve 207, respectively. As a result, the fluid pressure in the advance chamber 209 and the retard chamber 209a is appropriately adjusted, and the rotation transmission member composed of the rotation shaft composed of the internal rotor 203 and the camshaft 204, the timing pulley 201, etc. for determining the valve opening / closing timing. The relative rotation amount (relative phase amount) is adjusted and controlled.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the valve opening / closing timing control device disclosed in the above publication, the timing pulley 201 protrudes radially inward, the inner peripheral surface thereof is in sliding contact with the outer peripheral surface of the internal rotor 203, and fluid is generated at the rotational direction side end surface 208. Six protrusions 201b that partition the pressure chamber in the rotation direction are formed, and each vane comes into contact with the rotation direction end face of each of the protrusions, so that the rotation shaft and timing pulley composed of the internal rotor 203 and the camshaft 204 are formed. The relative rotation amount (θ) of the rotation transmitting member made of 201 or the like is limited. For this reason, it is necessary to manufacture the internal rotor, the vane, and the timing pulley with high accuracy so that the relative positions of the vanes accommodated in the fluid pressure chambers are all equal, and there is a problem that the manufacturing cost is very high. .
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the manufacturing cost in the valve timing control apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The technical means of the present invention taken in order to solve the above problems includes a rotary shaft for opening and closing a valve that is rotatably assembled to a cylinder head of an internal combustion engine, and a rotary shaft that is rotatably mounted on the rotary shaft within a predetermined range. A rotation transmission member for transmitting rotational power from the crankshaft, a plurality of vanes attached to the rotation shaft, the rotation transmission member, and a protrusion provided on the rotation transmission member between the rotation shaft and the rotation shaft. A plurality of fluid pressure chambers formed and divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane, and fluid is selectively supplied to and discharged from the advance chamber and the retard chamber, and the rotating shaft And a fluid supply / discharge means for relatively rotating the rotation transmission member, and a valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine. relative rotation between the rotation transmitting member, wherein The radially inner end portion of one of the rotational direction end surfaces facing each other of the pair of the protrusions that form one of one said plurality of fluid pressure chamber of the number of vanes is limited by abutment This is what I did.
[0006]
In the above-described means, the vane for limiting a relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmission member is radially inward of the rotation direction end surfaces of the pair of protrusions on the base side attached to the rotation shaft . It is desirable to contact the end . Moreover, you may provide the groove | channel connected to the said fluid supply / discharge means at the time of the contact | abutting of the said vane in the internal peripheral surface of the rotation direction end surface of the said pair of protrusion which the said vane contacts.
[0007]
According to the above-described means, the relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmitting member is limited by one vane coming into contact with the rotation direction end surfaces of the pair of protrusions that define the fluid pressure chamber that accommodates the vane. Therefore, it is not necessary to make all the relative positions of the vanes in the fluid pressure chambers equal, and the manufacturing cost of the valve timing control device is significantly reduced.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
The valve opening / closing timing control apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes a camshaft 10 that is rotatably supported by a cylinder head 110 of the internal combustion engine and an internal rotor 20 that is integrally assembled at the tip of the camshaft 10. And a rotary shaft for opening and closing the valve, and an external rotor 30, a front plate 40, a cap 41, a rear plate 50, a timing pulley 60, and the like externally mounted on the camshaft 10 and the internal rotor 20 so as to be relatively rotatable within a predetermined range. The rotation transmitting member, six vanes 70 assembled to the inner rotor 20, and a lock mechanism 80 assembled to the outer rotor 30 are configured. As is well known, the timing pulley 60 is configured to transmit rotational power in the clockwise direction of FIG. 3 from a crank pulley via a resin or rubber timing belt (both not shown).
[0010]
The camshaft 10 has a known cam for opening and closing the intake valve, and an advance angle passage 12 and a retard angle passage 11 extending in the axial direction of the camshaft 10 are provided therein. The advance passage 12 is connected to the connection port 102 of the switching valve 100 through an annular passage 15 provided in the camshaft 10 and a connection passage P2. The retard passage 11 is connected to the connection port 101 of the switching valve 100 through the radial passage 13 and the annular passage 14 provided in the camshaft 10 and the connection passage P1.
[0011]
The switching valve 100 is capable of moving the spool 104 to the right in FIG. 1 against the spring 105 by energizing the solenoid 103. When not energized, the switching valve 100 is connected to an oil pump (not shown) driven by the internal combustion engine. The connected supply port 106 communicates with the connection port 101, the connection port 102 communicates with the discharge port 107, and when energized, the supply port 106 communicates with the connection port 102, and the connection port 101 communicates with the discharge port 108. It is comprised so that it may communicate with. For this reason, when the solenoid 103 is not energized, the retarding passage 11 is supplied with the lubricating oil of the internal combustion engine as the operating oil, and when energized, the operating oil is supplied to the advance passage 12.
[0012]
The inner rotor 20 is integrally fixed to the camshaft 10 by hollow bolts 16 and has vane grooves 21 for movably mounting six vanes 70 in the radial direction. A passage for supplying and discharging hydraulic oil from the advance passage 12 to the partitioned advance chamber R1 (an annular groove communicating with the advance passage 12 and six communication holes (grooves) extending radially outward from the annular groove. 23) and a passage (groove) 22 for supplying and discharging hydraulic oil from the retard passage 11 to the retard oil chamber R2 defined by each vane 70. These passages 22 and 23 are opened on one side surface and the other side surface of the internal rotor 20, respectively, and the openings are closed by a front plate 40 and a rear plate 50 described later. Each vane 70 is urged radially outward by a vane spring 71 (see FIG. 1) accommodated in the bottom of the vane groove 21. In FIG. 2, reference numeral 80 denotes a lock mechanism that mechanically holds the phases of the internal rotor 20 and the external rotor 30 in the most retarded angle state. In this embodiment, the phase hold is released by the advance hydraulic pressure. Has been.
[0013]
The outer rotor 30 is assembled to the outer periphery of the inner rotor 20 so as to be relatively rotatable within a predetermined range. A front plate 40 and a rear plate 50 are joined to both sides of the outer rotor 30 via seal members S1 and S2, and a timing pulley 60 is provided. In addition, they are integrally connected by six bolts B1. A cap 41 is assembled in a fluid-tight manner on the front plate 40, thereby forming a passage 42 that connects the retard passage 11 of the camshaft 10 and the passage 22 of the internal rotor. The outer rotor 30 includes six fluid pressure chambers R0 and R01, which contain the vanes 70 and are divided into the advance chamber R1 and the retard chamber R2 by the vanes 70, respectively. 6 recesses 32 are formed, projecting radially inward between the adjacent recesses 32, and in sliding contact with the outer peripheral surface of the internal rotor 20 at the inner peripheral surface thereof (Rotational direction) Six protrusions 31 are formed at the end face to partition the recess 32 in the circumferential direction.
[0014]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the circumferential width of one fluid pressure chamber R01 of the six fluid pressure chambers R0 and R01 is made smaller than the circumferential width of the other fluid pressure chambers R0. In addition, a pair of projecting portions 31 that divide the fluid pressure chamber R01 in the circumferential direction are opposed to each other in the circumferential direction end surface, as shown in FIG. , 31b are formed. Thereby, the base (diameter of relative rotation) adjusted by the valve opening / closing timing control device is brought into contact with the stopper portions 31a and 31b by the radially inner base portion of the vane 70 accommodated in the fluid pressure chamber R01. In this state where the phase is limited, a gap 71 is formed between the vane 70 accommodated in the other fluid pressure chamber R0 and the circumferential end surface of the protrusion 31. It has become.
[0015]
Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, protrusions 33 that protrude radially outward at equal intervals are formed on the outer peripheral surface of the outer rotor 30, and each protrusion 33 and each protrusion The bolts B1 are respectively fitted in the respective through holes formed coaxially with the protrusions provided on the front plate 40 and the rear plate 50 corresponding to the portion 33, and are screwed into the timing pulley 60. The front plate 40, the external rotor 30, and the rear plate 50 are sandwiched between the head and the timing pulley 60. Thereby, the cavity S is formed between the inner periphery of the timing pulley 60 and the outer periphery of the external rotor 30 in the radial direction between the adjacent protrusions 33.
[0016]
In the valve timing control apparatus of the present embodiment configured as described above, the switching valve 100 appropriately controls the supply and discharge of hydraulic oil to and from the advance oil chamber R1 and the retard oil chamber R2. 2, that is, the most advanced angle state (the vane 70 accommodated in the fluid pressure chamber R01 is in contact with the stopper portion 31a, and the vanes 70 accommodated in the fluid pressure chamber R0 and the respective projections 31 are delayed. The vane 70 accommodated in the fluid pressure chamber R01 comes into contact with the stopper portion 31b from the state where the gap 71 is formed between the corner chamber R2 side end surface in the circumferential direction and the fluid pressure chamber R0. Relative rotation amount between the inner rotor 20 and the outer rotor 30 (a state in which a gap 71 is formed between each vane 70 accommodated in the inner surface and an end surface in the circumferential direction R1 side of each protrusion 31). Phase) is controlled.
[0017]
As described above, in this embodiment, the vane 70 in which the phase adjusted by the valve opening / closing timing control device (the relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmission member) is accommodated in one fluid pressure chamber R01 is the stopper portion 31a. Therefore, the relative positions of the vanes in each fluid pressure chamber need not be all equal, and the manufacturing cost of the valve opening / closing timing control device can be significantly reduced. In the state where the phase is limited, that is, in the most advanced angle state or the most retarded angle state, the retard chamber R2 of the fluid pressure chamber R01 and the passage 22 communicate with each other or the advance chamber R1 of the fluid pressure chamber R01. Although communication with the passage 23 is blocked, communication between the retard chamber R2 and the passage 22 of the other fluid pressure chamber R0 or communication between the other fluid pressure chamber R0, the advance chamber R1 and the passage 23 is performed. Is maintained well by the gap 71, and the responsiveness of the phase control is not impaired.
[0018]
Further, in the above-mentioned most advanced angle state or most retarded angle state, one vane 70 receives the fluctuation torque of the camshaft 10 and the driving torque of the valve opening / closing timing control device. As shown in FIGS. 3 and 4, stoppers 31 a and 31 b are formed in the radially inner portion of the protrusion 31, and these torques are radially outward from the base of the vane 70 attached to the vane groove 21 of the inner rotor 20. 3, a shear load as shown in FIG. 3 acts on the vane 70. For this reason, the conventional valve opening / closing timing of the above-mentioned publication in which each vane comes into contact with the radially outer portion of the circumferential end surface of each protrusion and the moment load acts on the base of each vane due to the above-described fluctuation torque and driving torque. Compared to the case where the phase is limited by one vane in the control device, the strength of the vane can be remarkably improved, and the manufacturing cost thereof is reduced without deteriorating the reliability of the valve timing control device. Can be reduced. In addition, in the experiment of the inventors, it has been confirmed that the vane breaking torque has been improved more than twice (178 N · m → 374 N · m).
[0019]
5 and 6 show a modification of the above-described embodiment. In this modification, a communication groove 31c that communicates the passage 22 and the torque receiving portion 70a of the vane 70 with the vane 70 in contact with the stopper portion 31a is formed on the inner surface of the stopper portion 31a on the front plate 40 side. A communication groove 31d that connects the passage 23 and the torque receiving portion 70a of the vane 70 with the vane 70 in contact with the stopper portion 31b is formed on the inner surface of the stopper portion 31b on the rear plate 50 side. Is formed. Thereby, according to this modification, in the initial stage of phase control from the most advanced angle state or the most retarded angle state, the retard angle chamber R2 of the fluid pressure chamber R01 and the passage 22 are immediately communicated via the communication groove 31c. Alternatively, since the advance chamber R1 of the fluid pressure chamber R01 and the passage 23 are immediately communicated with each other via the communication groove 31d, all the fluid pressure chambers R0, R0, R01 enables phase control using the effective pressure receiving area of the vane 70, and the responsiveness is maintained better.
[0020]
In the above embodiment, the present invention is applied to the valve opening / closing timing control device assembled to the intake camshaft 10, but the present invention is also applied to the valve opening / closing timing control device assembled to the exhaust camshaft. It can be implemented. In the above embodiment, the present invention is applied to the valve timing control apparatus including six vanes, fluid pressure chambers, protrusions, and the like, but the number of these can be changed as appropriate. In the above embodiment, the rotational power from the crankshaft is transmitted to the camshaft via the timing belt. However, in the present invention, the rotational power from the crankshaft is transmitted to the camshaft via the timing chain or gear. The same can be applied to what is communicated.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmitting member is such that one vane hits the rotation direction end faces of the pair of protrusions that define the fluid pressure chamber that accommodates the vane. Therefore, the relative positions of the vanes in the fluid pressure chambers do not have to be all equal, and the manufacturing cost of the valve opening / closing timing control device can be significantly reduced.
[0022]
According to the invention of claim 2, the fluctuation torque of the rotating shaft and the driving torque of the valve opening / closing timing control device are sheared on the base of the vane that limits the relative rotation amount of the rotating shaft and the rotation transmitting member. Acts as a load. Therefore, the fluctuation torque of the rotating shaft and the driving torque of the valve opening / closing timing control device can remarkably improve the strength of the vane as compared with the conventional device that acts as a moment load on the base of the vane. The manufacturing cost can be reduced without impairing the reliability of the timing control device.
[0023]
According to the invention of claim 3, in the most advanced angle state or the most retarded angle state, the retard chamber and the fluid of the fluid pressure chamber in which the vane abuts on the rotation direction end surface of the protrusion that divides the circumferential end. Although the communication with the supply / discharge means or the communication between the advance chamber of the fluid pressure chamber and the fluid supply / discharge means is blocked, it is between the retard chamber of the other fluid pressure chamber and the fluid supply / discharge means or other The communication between the advance chamber and the fluid supply / discharge means of the fluid pressure chamber starts from the most advanced state or the most retarded state secured by a gap formed between the vane and the end surface in the rotation direction of the protrusion. In the initial stage of the phase control, the retarding chamber of the fluid pressure chamber with which the vane abuts on the circumferential end thereof communicates with the fluid supply / discharge means or the advance chamber of the fluid pressure chamber communicates with the fluid supply / discharge means. Can be obtained immediately through the groove, so that it can Enables phase control using the effective pressure receiving area of the emission can be maintained responsiveness better.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a partially enlarged view of the vicinity of a vane 70 in a fluid pressure chamber R01 in FIG.
4 is a side view of the vane 70 in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view of the vicinity of a vane in a fluid pressure chamber R01 in a modification of the embodiment of the valve timing control apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional valve timing control apparatus.
8 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Camshaft (Rotating shaft)
11 Delay passage (fluid supply / discharge means)
12 Leading angle passage (fluid supply / discharge means)
20 Internal rotor (rotating shaft)
22 passage (fluid supply / discharge means)
23 passage (fluid supply / discharge means)
30 External rotor (rotation transmission member)
31 Projection 31a, 31b Stopper (end surface in the rotation direction)
40 Front plate 50 Rear plate 60 Timing pulley 70 Vane 70a Torque receiving portion 71 Clearance 100 Switching valve (fluid supply / discharge means)
110 Cylinder heads R0, R01 Fluid pressure chamber R1 Advance oil chamber R2 Delay oil chamber

Claims

内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、該回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に取り付けられた複数のベーンと、前記回転伝達部材及び前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される複数の流体圧室と、前記進角用室及び前記遅角用室に流体を選択的に給排し、前記回転軸と前記回転伝達部材とを相対回転させる流体給排手段とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置において、前記回転軸と前記回転伝達部材との相対回転量が、前記複数のベーンのうちの一つが、前記複数の流体圧室の内の１つを形成する一対の前記突部の互いに対向する回転方向端面のうち径方向内側の端部に当接することにより制限されるようにしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。A rotary shaft for opening and closing a valve that is rotatably assembled to a cylinder head of an internal combustion engine, a rotation transmission member that is externally mounted on the rotary shaft so as to be relatively rotatable within a predetermined range, and that transmits rotational power from a crankshaft; A plurality of vanes attached to the shaft, the rotation transmission member, a protrusion provided on the rotation transmission member, and the rotation shaft, and divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane. A plurality of fluid pressure chambers, and fluid supply / discharge means for selectively supplying and discharging fluid to and from the advance angle chamber and the retard angle chamber and relatively rotating the rotation shaft and the rotation transmission member. In the valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine, the relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmission member is the one of the plurality of vanes. one is, of the plurality of fluid chambers Valve timing control apparatus being characterized in that so as to be restricted by abutment on a radially inner end portion of one of the rotational direction end surfaces facing each other of the pair of the projections forming the One.

前記回転軸と前記回転伝達部材との相対回転量を制限する前記ベーンは、前記回転軸に取り付けられる基部側にて前記一対の突部の回転方向端面のうち径方向内側の端部に当接することを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。The vane that restricts a relative rotation amount between the rotation shaft and the rotation transmission member contacts a radially inner end portion of the rotation direction end surfaces of the pair of protrusions on a base side attached to the rotation shaft. The valve opening / closing timing control device according to claim 1.

前記ベーンが当接する前記一対の突部の回転方向端面の内周面に前記ベーンの当接時に前記進角室あるいは前記遅角室と前記流体給排手段とを連通する溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。Said vane has a groove communicating with the advance chamber or the retard chamber and said fluid supply-discharge means upon contact of the vanes with the inner peripheral surface of the rotating end face of said pair of projections abutting The valve opening / closing timing control device according to claim 2,