JP3945952B2 - Valve timing changing device for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve timing changing device for an internal combustion engine capable of minimizing partial wear from occurring in a seal body. SOLUTION: A vane member 15 is housed inside a housing member 4 rotating with a sprocket 3. A plurality of vanes 18 protruding in radial directions are provided on the vane member 15, and a plurality of hydraulic oil chambers 19 and 20 are formed inside the housing member 4. A seal member 21 sealing space between the plurality of hydraulic oil chambers 19 and 20 is provided on a tip of the vane 18. The seal member 21 is formed by a substantially prismatic seal body 22 provided with a back face 22B and a seal face 22A contacting the housing member 4, and a spring member 23 energizing the seal body 22 toward the housing member 4 side from both longitudinal end sides of the back face 22B of this seal body 22. In a free state of the seal body 22, it is bent in a longitudinal direction so that the seal face 22A as a whole forms a protruding shape.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング変更装置は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、回転体に対してカムシャフトを相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようにしてある。
【０００３】
例えば、特開平１０−３３１６１３号公報には、内燃機関のクランクシャフトによって回転される回転体と共に回転するハウジングと、このハウジング内に収容されて、カムシャフトと共に回転するロータと、このロータに放射方向に突出して設けられ、ハウジング内に複数の作動油室を形成する複数のベーンと、作動油室に作動油を供給及び排出する油圧吸排手段とを備え、作動油室に作動油を供給及び排出してハウジングとロータとを相対回動させるようにしたバルブタイミング変更装置が示されている。
【０００４】
また、前記ベーンの先端に、複数の作動油室を区画するシール部材が設けられており、このシール部材は、図６に示すように、シール面ａ及びこのシール面ａに対する背面ｂを備えた略角柱状に形成されてそのシール面ａがハウジングｃに接するシール体ｄと、このシール体ｄの背面ｂの長手方向両端側においてシール体ｄをハウジングｃ側に付勢するばね部材ｅを備えた構成としてある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記シール体ｄは、このシール体ｄの自由状態において、シール面ａが長手方向に平面状に形成してある（図６（ｂ）参照）。
【０００６】
このため、前記ばね部材ｅが、シール体ｄの背面ｂの長手方向両端側においてシール体ｄをハウジングｃに付勢した場合には、図６（ａ）に示すように、シール体ｄの長手方向両端側のシール面ａがハウジングｃに強く接して、このハウジングｃに強く接するシールａ面が、偏摩耗する虞がある。
【０００７】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、作動油室を区画するシール部材のシール体に偏摩耗が生じること可及的に防止することが可能なバルブタイミング変更装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、前記回転体に対して前記カムシャフトを相対回動させて前記吸気弁または前記排気弁の開閉タイミングを変更可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置であって、前記回転体と前記カムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材と、前記ハウジング部材内に相対回動自在に収容されて、前記回転体と前記カムシャフトとの何れか他方と共に回転するベーン部材と、前記ベーン部材の放射方向に突出して設けられ、前記ハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を区画形成するベーンと、前記ベーンの先端または前記ハウジング部材の一方に設けられて、前記複数の作動油室間を封止するシール部材と、を有し、前記シール部材が、前記ハウジング部材または前記ベーンに接するシール面及び前記シール面に対する背面を備えた略角柱状のシール体と、前記シール体の背面の長手方向両端側で前記シール体を前記ベーンまたは前記ハウジング部材側に付勢するばね部材とを備え、前記シール体の自由状態において、前記シール体のシール面が全体として凸形状となるように、長手方向に湾曲している構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記シール体の背面の長手方向両端側に、ばね部材の長手方向移動を防止するストッパが形成されている構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記ばね部材がシール体と一体に形成されている構成にしてある。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記シール体が製造型によって形成されている構成にしてある。
【００１２】
斯かる構成においては、前記回転体が内燃機関の回転に同期して回転され、バルブタイミング変更装置を介してカムシャフトが回転される。これによって、前記カムシャフトが吸気弁または排気弁を駆動する。
【００１３】
また、前記回転体に対するカムシャフトの相対回動は、回転体とカムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材内の作動油室に作動油を供給及び排出して、ハウジング部材とベーン部材とが相対回動することによって行われる。この場合に、前記作動油室への作動油の供給及び排出は油圧吸排手段によって行われる。
【００１４】
前記回転体に対してカムシャフトが相対回動されることによって、内燃機関の回転に対するカムシャフトの回転位相が変更され、吸気弁または排気弁の開閉タイミングが変更される。
【００１５】
ここで、本発明にあっては、前記シール体の自由状態において、シール体のシール面が全体として凸形状となるように長手方向に湾曲している。このため、前記シール体の背面の長手方向両端側においてばね部材がシール部材をベーンまたはハウジング部材側に付勢したとき、シール体のシール面は、長手方向の略中央部分に位置する凸形状の先端がベーンまたはハウジング部材に接すると共に、長手方の両端側もベーンまたはハウジング部材に接することになる。
【００１６】
このため、前記シール体のシール面は、その略全面がベーンまたはハウジング部材に接することになり、接触面圧が略均一化され、偏摩耗することが有利に防止される。
【００１７】
したがって、作動油室を区画するシール部材のシール体に偏摩耗が生じること可及的に防止することが可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明によれば、前記シール体の背面の長手方向両端側に、ばね部材の長手方向移動を防止するストッパが形成されているから、ばね部材がシール体の長手方向に移動してシール面の面圧が変化することがなく、シール面の面圧を略均一に保つことができる。
【００１９】
また、請求項３記載の発明によれば、前記ばね部材がシール体と一体に形成されているから、部品点数が削減され、組付けが容易となると共に、ばね部材がシール体に対してずれることがないから、シール面の面圧が変化することがなく、シール面の面圧を略均一に保つことができる。
【００２０】
また、請求項４記載の発明によれば、前記シール体が製造型によって形成されているから、シール面の湾曲した凸形状を製造型によって容易に形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の要部を断面して示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材及びボルトを取外して示す図面、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図１に示すシール部材のシール体を示す斜視図、図５は図１に示すシール部材を、取付け状態の断面図（ａ）、シール体の自由状態の断面図（ｂ）で示す図面である。
【００２３】
図において、付番１で示されるカムシャフトは内燃機関の吸気弁または排気弁を駆動可能であって、この実施の形態においては吸気弁を駆動するカムシャフトである。
【００２４】
前記カムシャフト１は図外のシリンダヘッドに固定した軸受け２によって回転自在に支持されている。また、前記軸受け２よりも図１において右側のカムシャフト１の基幹部（図示せず）には、カムが形成されており、このカムによって吸気弁が開閉駆動されるようになっている。
【００２５】
前記カムシャフト１は内燃機関に同期して回転される回転体３によって回転駆動されるようになっており、この回転体３はこの実施の形態において、内燃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スプロケットである。前記スプロケット３は、ハウジング部材４と共に回転可能となっており、また、カムシャフト１に対して所定角度相対回動可能となっている。
【００２６】
即ち、前記スプロケット３は、環状のハウジング本体５とこのハウジング本体５の両端側を封止する板部材６，７とから構成されるハウジング部材４の、板部材７の外周側に一体に形成してある。なお、前記ハウジング本体５と板部材６，７は連結ボルト８によって一体的に連結してある。
【００２７】
前記スプロケット３の外周側には外歯９が形成してあり、この外歯９には図外のクランクシャフトによって駆動されるタイミングチェーン１０が巻着されるようになっている。
【００２８】
前記ハウジング部材４内は全体として中空状になっており、環状のハウジング本体５の半径方向内方に向かって突出する複数（この実施の形態においては４個）の突起１２を形成することによって、半径方向外方寄りに、中央部分で連結された４個の部屋１３が形成してある（図２参照）。
【００２９】
前記ハウジング部材４内にはベーン部材１５が所定角度相対回動自在に収容してあり、このベーン部材１５とハウジング部材４とを主要素として、後に詳述する相対回動手段１６が構成されている。
【００３０】
前記ベーン部材１５は、その胴部１７から放射方向に突出する複数（この実施の形態においては４個）のベーン１８を有しており、このベーン１８を部屋１３内に配置した状態でハウジング部材４内に収容してある。
【００３１】
前記ベーン部材１５のベーン１８が部屋１３内に配置されることによって、この部屋１３内にベーン１８の円周方向両側に対峙して一対の作動油室１９，２０が区画形成してある。また、前記一対の作動油室１９，２０は、この実施の形態において４組形成してある。
【００３２】
前記作動油室１９，２０間はシール部材２１によって封止してあり、このシール部材２１はこの実施の形態においてベーン１８の先端に設けられていると共に、ハウジング本体５の内周側に形成した突起１２の先端に設けられている。
【００３３】
前記シール部材２１は、シール面２２Ａ及びこのシール面２２Ａに対する背面２２Ｂを備えた略角柱状のシール体２２と、このシール体２２の背面２２Ｂの長手方向両端側においてシール体２２をシール面２２Ａ側に付勢するばね部材２３とを備えている。
【００３４】
前記シール体２２は金属材料や合成樹脂材料等の弾性材料から製造型によって形成されており、そのシール面２２Ａは全体として凸形状となるように、長手方向に比較的大きな曲率をもって湾曲していると共に、長手方向と直角な方向にも比較的小さな曲率をもって湾曲している（図３参照）。また、前記シール体２２の背面２２Ｂの長手方向両端側にはばね部材２３の長手方向移動を防止するストッパ２４が形成してある。前記ばね部材２３は同じく金属材料や合成樹脂材料等の弾性材料から板状に形成され、シール体２２の背面２２Ｂ側に配置した状態において、両端が背面２２Ｂの長手方向両端側に位置しており、全体として湾曲している。前記シール体２２及びばね部材２３が同一の材料から形成される場合に、これらシール体２２とばね部材２３とを一体に形成することが可能である。
【００３５】
これによって、前記ベーン１８の先端に設けたシール部材２１のシール体２２のシール面２２Ａがハウジング本体５の内周に摺接すると共に、ハウジング本体５の内周側に形成した突起１２の先端に設けられたシール部材２１のシール体２２のシール面２２Ａがベーン部材１５の胴部１７外周に摺接することにより、作動油室１９，２０間の封止が成就されるようになっている。尚、前記シール部材２１は、ベーン１８の先端が接するハウジング本体５の内周及び突起１２の先端が接するベーン部材１５の胴部１７外周に設けることも可能である。
【００３６】
前記ベーン部材１５には、作動油室１９に連通する半径方向の油室側通路２５及び作動油室２０に連通する半径方向の油室側通路２６が形成してあると共に、これら油室側通路２５，２６が開口する一端開放の穴２７が軸方向に形成してある。前記油室側通路２５，２６は穴２７の軸方向に相互に離れた位置に開口している。また、前記穴２７の開口端側に配置される板部材６の内周はベーン部材１５と共に穴２７を形成しており、この板部材６の内周には、穴２７の開口端に位置して、外方に向かって拡径するテーパ部２７ａが形成してある。
【００３７】
前記ベーン部材１５の端部には、カムシャフト１に近い側において、胴部１７を軸方向に延長して軸受け部２８が形成してある。前記軸受け部２８はその外周でハウジング部材４（の板部材７）を回動可能に軸受けしている。前記軸受け部２８は、この実施の形態においてはハウジング部材４の端面、即ち板部材７の端面から僅かに突出しているけれども、ハウジング部材４の端面と略同一面まで延びていることで足りる。
【００３８】
これによって、前記油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することにより、ハウジング部材４とベーン部材１５とが相対回動することができるようになっている。
【００３９】
また、前記ベーン部材１５は軸受け部２８を介してカムシャフト１に連結してある。即ち、前記ベーン部材１５は、穴２７内に収容されて軸受け部２８を軸方向に貫通するボルト２９によってカムシャフト１に連結してあり、このボルト２９の頭部３０は穴２７の底部に配置されるようになっている。このとき、前記カムシャフト１とベーン部材１５とは、ベーン部材１５の軸部２８に形成した位置決め穴２８ａに、カムシャフト１に形成した位置決め突起１ａを嵌合させることで同心に整合配置される。
【００４０】
更に、前記ベーン部材１５の軸受け部２８とカムシャフト１との間には、両者の相対回転を防止する連繋ピン３１が設けてある。詳しくは、前記カムシャフト１に形成した半径方向のフランジ３２に連繋ピン３１が軸方向に植設される一方、軸受け部２８の端面に半径方向の溝３３が形成され、この溝内３３に連繋ピン３１の先端が挿入してある。尚、前記軸受け部２８の端面に連携ピンを植設し、カムシャフト１に溝を設ける構成とすることも可能である。
【００４１】
ここに、前記スプロケット３はハウジング部材４に連結されている一方、カムシャフト１に連結されたベーン部材１５はハウジング部材４に対して相対回動可能となっているから、油室側通路２５，２６を介して作動油室１９，２０に作動油を選択的に供給及び排出することによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とが所定角度範囲内で相対回動できることになる。したがって、前記ハウジング部材４とベーン部材１５とを主要素として、スプロケット３をカムシャフト１に対して相対回動させる相対回動手段１６が構成されていることになる。
【００４２】
前記ハウジング部材４とベーン部材１５との間には、このハウジング部材４とベーン部材１５との相対回動を規制する回動規制手段３４が設けてある。前記回動規制手段３４は、この実施の形態において、ベーン部材１５に形成したシリンダ孔３５内に、ばね部材３６と共に収容することによってベーン部材１５の軸方向に突出可能に設けられた係合部材３７の先端を、ハウジング部材４（の板部材６）に設けた係合穴３８に係合可能とした構成にしてある。
【００４３】
前記シリンダ孔３５は、ベーン部材１５に、詳しくはベーン部材１５の円周方向幅を大きくしたベーン１８の１つに、軸方向に貫通して形成してある。前記シリンダ孔３５は、この実施の形態においては、ベーン部材１５よりも高硬度材料からなるシリンダ孔部材３５Ａをシリンダ孔３５内に埋設することによって形成してある。前記シリンダ孔３５の開口端にはばね部材３６のためのばね受け３９が圧入固定してあり、このばね受け３９は、好ましくはベーン１８と同等もしくは低強度材料から形成してある。又、前記ばね受け３９の外周側の所定位置には空気抜きのための切欠き溝４０が設けてあり、この切欠き溝４０は、ベーン部材１５の軸受け部２８とハウジング部材４（の板部材７）との間、この実施の形態においては軸受け部２８の外周に形成した軸方向の溝４１に連通している。これによって、前記係合部材３７の後端側に位置するシリンダ孔３５の内部は、その開口端側で、切欠き溝４０及び溝４１を介して大気開放されていることになる。
【００４４】
前記係合部材３７は、先端側がテーパ状に形成してあり、このテーパ状の先端側がシリンダ孔３５内から突出可能である。また、前記係合部材３７には、その先端に窪み４２が形成してあると共に、後端側の端面に開放する盲穴４３が形成してあり、これによって、軽量化が図られている。
【００４５】
前記係合穴３８は、この実施の形態においては、ハウジング部材４（の板部材６）よりも硬さの硬い材料からなり、係合穴３８が形成された係合穴部材４４をハウジング部材４（の板部材６）に埋設することによって形成してある。
【００４６】
前記係合穴３８の形状は、開口端側が大径のカップ状に形成されており、この係合穴３８の底部には、係合部材３７が係合した状態において油室４５が形成してある。また、前記係合穴３８内及び油室４５内は、係合穴部材４４に形成した油孔４６及び板部材６に形成した油溝４７を介して、作動油室１９に連通している。
【００４７】
前記ベーン部材１５に形成した一端開放の穴２７内には軸部材４９が挿入してあり、この軸部材４９はバルブタイミング変更装置を覆うカバー部材５０に一体的に形成してある。
【００４８】
前記軸部材４９には、ベーン部材１５に形成した油室側通路２５，２６にそれぞれ連通すると共に、後述する油圧吸排手段に連通する油圧側通路５１，５２がそれぞれ形成してある。
【００４９】
前記油圧側通路５１は、軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側の開口端を栓部材５３によって封止されており、この油圧側通路５１から分岐する半径方向通路５４及びこの半径方向通路５４が連通する周溝５５を介して油室側通路２５に連通している。また、前記油圧側通路５２は軸部材４９の軸方向に形成されて穴２７の底部側に向かって開口しており、穴２７の底部側を介して油室側通路２６に連通している。
【００５０】
前記ベーン部材１５に形成した穴２７とこの穴２７内に挿入される軸部材４９との間には、穴２７内の液密封止を司るシール部材５８，５９が設けられている。前記シール部材５８は軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の開口端側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６０内に収容され、穴２７の内周に接している。前記シール部材５９は、軸部材４９に形成した周溝５５を越えて穴２７の底部側に設けられており、軸部材４９の外周に形成したシール溝６１内に収容され、穴２７の内周に接している。また、前記シール部材５９はこの実施の形態において軸方向に２個設けられている。
【００５１】
これによって、前記穴２７の内部は、油室側通路２５が開口する部分と油室側通路２６が開口する部分とに区画されることになる。
【００５２】
また、この場合に、前記シール部材５８，５９が接するベーン部材１５（の穴２７の内周）は、鉄系金属等の高硬度材料から形成してある。
【００５３】
前記油圧側通路５１，５２には、油圧吸排手段６６から作動油が導かれるようになっている。即ち、前記油圧給排手段６６は、油圧側通路５１，５２にそれぞれ連通する給排通路６７，６８と、これら給排通路６７，６８をオイルポンプ６９からの供給通路７０と貯油タンク７１に連通する排出通路７２とに選択的に切換えて連通させるか、または遮断する切換え弁７３と、この切換え弁７３を制御する制御装置７４とを主要素として構成してある。
【００５４】
前記吸排通路６７，６８はこの実施の形態においてカバー部材５０に形成してあり、軸部材４９に形成した油圧側通路５１，５２に対して略直角に接続してある。
【００５５】
また、前記切換え弁７３は、この実施の形態において４ポート弁が採用されている。尚、前記切換え弁７３を制御する制御装置７４には、内燃機関の運転状態を示す各種信号が入力される。
【００５６】
斯かる構成において、内燃機関の始動時で、前記オイルポンプ６９から作動油が十分に供給されないとき、或いは制御装置７４に最遅角状態を保つ信号が入力されている場合には、相対回動手段１６のベーン部材１５はハウジング部材４に対して最遅角位置にあって（図２参照）、回動規制手段３４の係合部材３７の先端は係合穴３８に係合し、ハウジング部材４とベーン部材１５とを連繋している。このため、図外のクランクシャフトからタイミングチェーン１０を介してスプロケット３に与えられる回転駆動力は、ハウジング部材４及びベーン部材１５を介してカムシャフト１に伝達される。尚、この場合に、前記ベーン部材１５のベーン１８は、ハウジング部材４内に部屋１３を形成する突起１２の側面に当接していない。
【００５７】
前記カムシャフト１が回転することによって、内燃機関の吸気弁が駆動され、開閉制御されることになる。
【００５８】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して最遅角位置にあるとき、回動規制手段３４の係合部材３７はばね部材３６によって押圧されて、その先端が係合穴３８に係合しており、ハウジング部材４とベーン部材１５との間の相対回動が規制されている。このため、前記カムシャフト１が図外の吸気弁を駆動する際に、このカムシャフト１に正または負の反転トルクが作用してもベーン部材１５はハウジング部材４に対して相対回動することがないから、ベーン部材１５のベーン１８が突起１２の側面に衝接して打音等を生じることが有利に防止される。
【００５９】
次に、進角制御される場合は、前記油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６８が排出通路７２に接続されることによって、オイルポンプ６９からの作動油が給排通路６７から、油圧側通路５１、半径方向通路５４、周溝５５及び油室側通路２５を介して作動油室１９内に導かれる。また、前記作動油室１９内に導かれた作動油は、板部材６に形成した油溝４７及び係合穴部材４４に形成した油孔４６を介して、係合部材３７の先端が係合する係合穴３８内及び係合穴３８の底部に形成された油室４５内に導かれる。
【００６０】
同時に、前記作動油室２０内が、油室側通路２６、穴２７の底部側、油圧側通路５２及び給排通路６８を介して排出通路７２に連通することになる。
【００６１】
前記作動油室１９内及び回動規制手段３４の係合穴３８（及び油室４５）内に作動油が導かれることにより、係合部材３７には作動油室１９及び係合穴３８（及び油室４５）の作動油圧力が作用し、この係合部材３７はばね部材３６のばね力に抗してばね受け３９側に付勢され、シリンダ孔３５内に押し戻される。このため、前記係合部材３７の先端が係合穴３８内から離脱して係合が解除され、これによって、ハウジング部材４とベーン部材１５とは係合部材３７による拘束が解除される。
【００６２】
前記作動油室１９内に作動油が供給される一方、作動油室２０内が排出通路７２に連通することによって、作動油室１９内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２の矢印方向、即ち進角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は進角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが早められる。
【００６３】
前記カムシャフト１が進角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最進角位置にある場合に、係合部材３７は作動油室１９内の油圧によってシリンダ孔３５内に押し戻された状態が継続され、この係合部材３７の先端は板部材６の側面に接することはない。
【００６４】
次に、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６８にオイルポンプ６９からの供給通路７０が接続されると共に、給排通路６７が排出通路７２に接続されると、オイルポンプ６９からの作動油が油圧側通路５２、穴２７の底部側及び油室側通路２６を介して作動油室２０に導かれる。また、前記作動油室１９内の作動油は、油室側通路２５、周溝５５、半径方向通路５４、油圧側通路５１、吸排通路６７及び排出通路７２を通じて貯油タンク７１に排出される。
【００６５】
前記作動油室１９内の作動油が排出されることによって、係合部材３７はこの係合部材３７に作用するばね部材３６のばね力によって付勢されるけれども、この係合部材３７の先端が係合穴３８に係合しない状態においては、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００６６】
前記作動油室２０内に作動油が供給される一方、作動油室１９内が排出通路７２に連通することによって、作動油室２０内の油圧力がベーン１８の側面に作用し、ベーン部材１５をハウジング部材４に対して図２において反時計方向、即ち遅角方向に回動させる。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とが相対回動することになり、カムシャフト１のクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、カムシャフト１は再び遅角制御され、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁の開閉のタイミングが遅らされることになる。
【００６７】
前記カムシャフト１が遅角制御され、ベーン部材１５がハウジング部材４に対して相対回動して最遅角位置となる場合に、係合部材３７の先端はばね部材３６のばね力によって係合穴３８内に再び係合される。
【００６８】
また、前記ベーン部材１５がハウジング部材４に対して進角方向或いは遅角方向に回動している状態で、油圧給排手段６６の切換え弁７３が制御装置７４によって切換え制御され、給排通路６７，６８と供給通路７０または排出通路７２との連通が遮断されると、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、相対回動の中間的な位置に保持される。これによって、前記スプロケット３とカムシャフト１とは相対回動の中間的な位置に保持されることになり、カムシャフト１は、このカムシャフト１によって駆動される吸気弁を所望のタイミングで制御することになる。
【００６９】
この場合には、前記作動油室１９内は、所定の圧力状態が維持されていると共に、密閉された状態となっているから、係合部材３７にはばね部材３６のばね力が作用するけれども、この係合部材３７は係合穴３８に係合することがないから、ハウジング部材４とベーン部材１５とは、回動規制手段３４による拘束が解除された状態が継続される。
【００７０】
ここで、本発明にあっては、前記シール体２２の自由状態において、シール体２２のシール面２２Ａが全体として凸形状となるように長手方向に湾曲している。このため、前記シール体２２の背面２２Ｂの長手方向両端側においてばね部材２３がシール部材２２をベーン１８（ベーン部材１５）またはハウジング部材４側に付勢したとき、シール体２２のシール面２２Ａは、長手方向の略中央部分に位置する凸形状の先端がベーン１８（ベーン部材１５）またはハウジング部材４に接すると共に、長手方の両端側もベーン１８（ベーン部材１５）またはハウジング部材４に接することになる。
【００７１】
このため、前記シール体２２のシール面２２Ａは、その略全面がベーン１８（ベーン部材１５）またはハウジング部材４に接することになり、接触面圧が略均一化され、偏摩耗することが有利に防止される。
【００７２】
したがって、作動油室１９，２０を区画するシール部材２１のシール体２２に偏摩耗が生じること可及的に防止することが可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【００７３】
また、前記シール体２２の背面２２Ｂの長手方向両端側に、ばね部材２３の長手方向移動を防止するストッパ２４が形成されているから、ばね部材２３がシール体２２の長手方向に移動してシール面２２Ａの面圧が変化することがなく、シール面２２Ａの面圧を略均一に保つことができる。
【００７４】
また、前記ばね部材２３をシール体と一体に形成することによって、部品点数が削減され、組付けが容易となると共に、ばね部材２３がシール体２２に対してずれることがないから、シール面２２Ａの面圧が変化することがなく、シール面２２Ａの面圧を略均一に保つことができる。
【００７５】
また、前記シール体２２を製造型によって形成することによって、シール面２２Ａの湾曲した凸形状を製造型によって容易に形成することができる。
【００７６】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記カムシャフト１を進角制御する実施の形態について述べたが、遅角制御するバルブタイミング変更装置に採用することも可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、作動油室を区画するシール部材のシール体に偏摩耗が生じること可及的に防止することが可能なバルブタイミング変更装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関のバルブタイミング装置の要部を断面して示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図で、軸部材及びボルトを取外して示す図面である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示すシール部材のシール体を示す斜視図である。
【図５】図１に示すシール部材を、取付け状態の断面図（ａ）、シール体の自由状態の断面図（ｂ）で示す図面である。
【図６】従来例を示す、図５と同様な図面である。
【符号の説明】
１ カムシャフト
３ スプロケット（回転体）
４ ハウジング部材
１５ ベーン部材
１８ ベーン
１９ 作動油室
２０ 作動油室
２１ シール部材
２２ シール体
２２Ａ シール面
２２Ｂ 背面
２３ ばね部材
６６ 油圧吸排手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing changing device for changing the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve during operation of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
This type of valve timing changing device is provided between a rotating body that is rotationally driven by a crankshaft of an internal combustion engine and a camshaft that drives an intake valve or an exhaust valve, and rotates the camshaft relative to the rotating body. The opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is changed by moving.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-331613 discloses a housing that rotates with a rotating body that is rotated by a crankshaft of an internal combustion engine, a rotor that is housed in the housing and rotates with a camshaft, and a radial direction to the rotor. Provided with a plurality of vanes that form a plurality of hydraulic oil chambers in the housing, and hydraulic intake / exhaust means for supplying and discharging the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chamber, and supplying and discharging the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chamber Thus, there is shown a valve timing changing device that relatively rotates the housing and the rotor.
[0004]
Further, a seal member that divides a plurality of hydraulic oil chambers is provided at the tip of the vane. The seal member includes a seal surface a and a back surface b with respect to the seal surface a as shown in FIG. A sealing body d formed in a substantially prismatic shape and having a sealing surface a in contact with the housing c, and a spring member e that urges the sealing body d toward the housing c at both longitudinal ends of the back surface b of the sealing body d. As a configuration.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the sealing body d, the sealing surface a is formed in a planar shape in the longitudinal direction in the free state of the sealing body d (see FIG. 6B).
[0006]
For this reason, when the spring member e urges the seal body d toward the housing c at both longitudinal ends of the back surface b of the seal body d, as shown in FIG. The seal surfaces a at both ends in the direction are in strong contact with the housing c, and the surfaces of the seal a that are in strong contact with the housing c may be unevenly worn.
[0007]
The present invention has been devised in view of the above-described conventional situation, and provides a valve timing changing device capable of preventing uneven wear as much as possible in a seal body of a seal member that defines a hydraulic oil chamber. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, a first aspect of the present invention, provided between the cam shaft for driving a rotating body which is rotated in synchronism with the rotation of the internal combustion engine, the intake valve or the exhaust valve, the cam with respect to the rotating body a valve timing apparatus for changing an internal combustion engine capable closing timing of the intake valve or the exhaust valve by relatively rotating the shaft, and a housing member rotating either with one of said rotary member and said camshaft the housed relatively rotatably to the housing member, the rotor and a vane member which rotates together with the other one of said cam shaft, protrudes in a radial direction of said vane member, said housing member to a vane defining a plurality of hydraulic oil chamber in the circumferential direction, provided on one of the tip or the housing member of the vane, between the plurality of working oil chamber Has a seal member for sealing the front Symbol seal member, substantially prismatic sealing body provided with a back against the sealing surface and the sealing surface in contact with said housing member or the vanes, the back surface of the sealing body and a spring member in the longitudinal direction both ends biasing the seal member in said vane or said housing member, in a free state of the sealing member, as the sealing surface of the seal body is a convex shape as a whole, The structure is curved in the longitudinal direction.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, a stopper for preventing the longitudinal movement of the spring member is formed at both longitudinal ends of the back surface of the seal body. is there.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the spring member is formed integrally with the seal body .
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the seal body is formed by a manufacturing die.
[0012]
In such a configuration, the rotating body is rotated in synchronization with the rotation of the internal combustion engine, and the camshaft is rotated via the valve timing changing device. Thereby, the camshaft drives the intake valve or the exhaust valve.
[0013]
The relative rotation of the camshaft with respect to the rotating body is such that hydraulic oil is supplied to and discharged from the hydraulic oil chamber in the housing member that rotates together with either the rotating body or the camshaft. Is performed by relative rotation. In this case, supply and discharge of the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chamber are performed by a hydraulic intake / exhaust means.
[0014]
By rotating the camshaft relative to the rotating body, the rotation phase of the camshaft with respect to the rotation of the internal combustion engine is changed, and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is changed.
[0015]
Here, in the present invention, in the free state of the seal body, the seal surface of the seal body is curved in the longitudinal direction so as to have a convex shape as a whole. For this reason, when the spring member urges the sealing member toward the vane or the housing member at both ends in the longitudinal direction of the back surface of the sealing body, the sealing surface of the sealing body has a convex shape located at a substantially central portion in the longitudinal direction. The tip is in contact with the vane or the housing member, and both longitudinal ends are also in contact with the vane or the housing member.
[0016]
For this reason, the sealing surface of the sealing body is almost entirely in contact with the vane or the housing member, so that the contact surface pressure is made substantially uniform and uneven wear is advantageously prevented.
[0017]
Therefore, it is possible to obtain a valve timing changing device that can prevent uneven wear as much as possible from occurring in the seal body of the seal member that defines the hydraulic oil chamber.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, since the stopper for preventing the longitudinal movement of the spring member is formed on both longitudinal ends of the back surface of the seal body, the spring member is disposed in the longitudinal direction of the seal body. The surface pressure of the seal surface does not change due to movement, and the surface pressure of the seal surface can be kept substantially uniform.
[0019]
According to the invention described in claim 3, since the spring member is formed integrally with the seal body, the number of parts is reduced, the assembly is facilitated, and the spring member is displaced from the seal body. Therefore, the surface pressure of the seal surface does not change, and the surface pressure of the seal surface can be kept substantially uniform.
[0020]
According to the invention of claim 4, since the sealing body is formed by the manufacturing mold, the curved convex shape of the sealing surface can be easily formed by the manufacturing mold.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
[0022]
FIG. 1 is an explanatory view showing a section of a valve timing changing device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view showing a sealing body of the sealing member shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view of the sealing member shown in FIG. It is drawing which is shown by sectional drawing (b) of the free state of a) a sealing body.
[0023]
In the figure, a camshaft indicated by reference numeral 1 can drive an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine. In this embodiment, the camshaft drives the intake valve.
[0024]
The camshaft 1 is rotatably supported by a bearing 2 fixed to a cylinder head (not shown). A cam (not shown) is formed on the trunk portion (not shown) of the right camshaft 1 in FIG. 1 with respect to the bearing 2, and the intake valve is driven to open and close by this cam.
[0025]
The camshaft 1 is driven to rotate by a rotating body 3 that is rotated in synchronization with the internal combustion engine. In this embodiment, the rotating body 3 is driven by a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine. A sprocket that is driven to rotate. The sprocket 3 can rotate together with the housing member 4 and can rotate relative to the camshaft 1 by a predetermined angle.
[0026]
That is, the sprocket 3 is integrally formed on the outer peripheral side of the plate member 7 of the housing member 4 composed of the annular housing body 5 and the plate members 6 and 7 sealing both ends of the housing body 5. It is. The housing body 5 and the plate members 6 and 7 are integrally connected by connecting bolts 8.
[0027]
External teeth 9 are formed on the outer peripheral side of the sprocket 3, and a timing chain 10 driven by a crankshaft (not shown) is wound around the external teeth 9.
[0028]
The inside of the housing member 4 is hollow as a whole, and by forming a plurality (four in this embodiment) of protrusions 12 projecting radially inward of the annular housing body 5, Four chambers 13 connected at the central portion are formed on the outer side in the radial direction (see FIG. 2).
[0029]
A vane member 15 is accommodated in the housing member 4 so as to be relatively rotatable at a predetermined angle. A relative rotating means 16 which will be described in detail later is configured with the vane member 15 and the housing member 4 as main elements. Yes.
[0030]
The vane member 15 has a plurality (four in this embodiment) of vanes 18 projecting in a radial direction from the trunk portion 17, and the housing member is arranged in a state where the vanes 18 are disposed in the chamber 13. 4 is accommodated.
[0031]
By arranging the vane 18 of the vane member 15 in the chamber 13, a pair of hydraulic oil chambers 19, 20 are formed in the chamber 13 so as to face both sides of the vane 18 in the circumferential direction. In addition, four pairs of the hydraulic oil chambers 19 and 20 are formed in this embodiment.
[0032]
The hydraulic oil chambers 19 and 20 are sealed with a seal member 21, which is provided at the tip of the vane 18 in this embodiment and is formed on the inner peripheral side of the housing body 5. It is provided at the tip of the protrusion 12.
[0033]
The seal member 21 includes a substantially prismatic seal body 22 having a seal surface 22A and a back surface 22B with respect to the seal surface 22A, and the seal body 22 on the seal surface 22A side at both longitudinal ends of the back surface 22B of the seal body 22 And a spring member 23 for urging the spring.
[0034]
The sealing body 22 is formed of a manufacturing material from an elastic material such as a metal material or a synthetic resin material, and the sealing surface 22A is curved with a relatively large curvature in the longitudinal direction so as to have a convex shape as a whole. At the same time, it is curved with a relatively small curvature in a direction perpendicular to the longitudinal direction (see FIG. 3). Further, stoppers 24 for preventing the spring member 23 from moving in the longitudinal direction are formed on both ends in the longitudinal direction of the back surface 22B of the seal body 22. The spring member 23 is also formed in a plate shape from an elastic material such as a metal material or a synthetic resin material, and both ends thereof are positioned on both ends in the longitudinal direction of the back surface 22B in a state where the spring member 23 is disposed on the back surface 22B side of the seal body 22. Is curved as a whole. When the seal body 22 and the spring member 23 are formed of the same material, the seal body 22 and the spring member 23 can be formed integrally.
[0035]
As a result, the seal surface 22A of the seal body 22 of the seal member 21 provided at the tip of the vane 18 is in sliding contact with the inner periphery of the housing body 5, and is provided at the tip of the projection 12 formed on the inner periphery side of the housing body 5. The sealing surface 22A of the sealing body 22 of the sealing member 21 is in sliding contact with the outer periphery of the body portion 17 of the vane member 15, whereby the sealing between the hydraulic oil chambers 19 and 20 is achieved. The seal member 21 can also be provided on the inner periphery of the housing body 5 where the tip of the vane 18 contacts and the outer periphery of the body portion 17 of the vane member 15 where the tip of the protrusion 12 contacts.
[0036]
The vane member 15 is formed with a radial oil chamber side passage 25 communicating with the hydraulic oil chamber 19 and a radial oil chamber side passage 26 communicating with the hydraulic oil chamber 20, and these oil chamber side passages. A hole 27 having one end opened to open 25 and 26 is formed in the axial direction. The oil chamber side passages 25 and 26 are opened at positions separated from each other in the axial direction of the hole 27. The inner periphery of the plate member 6 disposed on the opening end side of the hole 27 forms a hole 27 together with the vane member 15, and the inner periphery of the plate member 6 is positioned at the opening end of the hole 27. Thus, a taper portion 27a having a diameter increasing outward is formed.
[0037]
A bearing portion 28 is formed at the end of the vane member 15 by extending the body portion 17 in the axial direction on the side close to the camshaft 1. The bearing portion 28 rotatably supports the housing member 4 (the plate member 7) on the outer periphery thereof. In this embodiment, the bearing portion 28 slightly protrudes from the end surface of the housing member 4, that is, the end surface of the plate member 7, but it is sufficient that the bearing portion 28 extends to substantially the same surface as the end surface of the housing member 4.
[0038]
Thereby, the housing member 4 and the vane member 15 can be relatively rotated by selectively supplying and discharging the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chambers 19 and 20 via the oil chamber side passages 25 and 26. It is like that.
[0039]
The vane member 15 is connected to the camshaft 1 via a bearing portion 28. That is, the vane member 15 is connected to the camshaft 1 by a bolt 29 that is accommodated in the hole 27 and penetrates the bearing portion 28 in the axial direction, and the head 30 of the bolt 29 is disposed at the bottom of the hole 27. It has come to be. At this time, the camshaft 1 and the vane member 15 are aligned and arranged concentrically by fitting a positioning protrusion 1a formed on the camshaft 1 into a positioning hole 28a formed on the shaft portion 28 of the vane member 15. .
[0040]
Further, a connecting pin 31 is provided between the bearing portion 28 of the vane member 15 and the camshaft 1 to prevent relative rotation of the two. Specifically, a pin 31 connected to a radial flange 32 formed on the camshaft 1 is implanted in the axial direction, and a radial groove 33 is formed on the end surface of the bearing portion 28, and is connected to the inside 33 of the groove. The tip of the pin 31 is inserted. In addition, it is also possible to have a configuration in which a linkage pin is implanted in the end face of the bearing portion 28 and a groove is provided in the camshaft 1.
[0041]
Here, since the sprocket 3 is connected to the housing member 4, the vane member 15 connected to the camshaft 1 is rotatable relative to the housing member 4. By selectively supplying and discharging the hydraulic oil to and from the hydraulic oil chambers 19 and 20 via 26, the housing member 4 and the vane member 15 can be relatively rotated within a predetermined angle range. Accordingly, relative rotation means 16 for rotating the sprocket 3 relative to the camshaft 1 is configured with the housing member 4 and the vane member 15 as main elements.
[0042]
Between the housing member 4 and the vane member 15, a rotation restricting means 34 for restricting relative rotation between the housing member 4 and the vane member 15 is provided. In this embodiment, the rotation restricting means 34 is an engagement member provided so as to protrude in the axial direction of the vane member 15 by being housed together with a spring member 36 in a cylinder hole 35 formed in the vane member 15. The tip of 37 is configured to be engageable with an engagement hole 38 provided in the housing member 4 (the plate member 6).
[0043]
The cylinder hole 35 is formed through the vane member 15, specifically, one of the vanes 18 having a larger circumferential width of the vane member 15 in the axial direction. In this embodiment, the cylinder hole 35 is formed by embedding a cylinder hole member 35 </ b> A made of a material harder than the vane member 15 in the cylinder hole 35. A spring receiver 39 for the spring member 36 is press-fitted and fixed to the open end of the cylinder hole 35. The spring receiver 39 is preferably made of a material equivalent to or low in strength from the vane 18. In addition, a notch groove 40 for venting air is provided at a predetermined position on the outer peripheral side of the spring receiver 39, and the notch groove 40 is formed between the bearing portion 28 of the vane member 15 and the housing member 4 (the plate member 7). In this embodiment, it communicates with an axial groove 41 formed on the outer periphery of the bearing portion 28. As a result, the inside of the cylinder hole 35 located on the rear end side of the engagement member 37 is opened to the atmosphere via the notch groove 40 and the groove 41 on the opening end side.
[0044]
The engaging member 37 is tapered at the distal end side, and the tapered distal end side can project from the cylinder hole 35. Further, the engaging member 37 has a recess 42 formed at the tip thereof, and a blind hole 43 opened at the end surface on the rear end side, thereby reducing the weight.
[0045]
In this embodiment, the engaging hole 38 is made of a material harder than the housing member 4 (the plate member 6), and the engaging hole member 44 in which the engaging hole 38 is formed is replaced with the housing member 4. It is formed by being embedded in (the plate member 6).
[0046]
The shape of the engagement hole 38 is formed in a cup shape having a large diameter on the opening end side, and an oil chamber 45 is formed at the bottom of the engagement hole 38 in a state where the engagement member 37 is engaged. is there. The engagement hole 38 and the oil chamber 45 communicate with the hydraulic oil chamber 19 through an oil hole 46 formed in the engagement hole member 44 and an oil groove 47 formed in the plate member 6.
[0047]
A shaft member 49 is inserted into a hole 27 open at one end formed in the vane member 15, and the shaft member 49 is formed integrally with a cover member 50 that covers the valve timing changing device.
[0048]
The shaft member 49 is formed with hydraulic side passages 51 and 52 communicating with oil chamber side passages 25 and 26 formed in the vane member 15 and communicating with a hydraulic intake / exhaust means, which will be described later.
[0049]
The hydraulic side passage 51 is formed in the axial direction of the shaft member 49, and the opening end on the bottom side of the hole 27 is sealed by a plug member 53, and the radial passage 54 branched from the hydraulic side passage 51 and this It communicates with the oil chamber side passage 25 through a circumferential groove 55 that communicates with the radial passage 54. The hydraulic side passage 52 is formed in the axial direction of the shaft member 49 and opens toward the bottom side of the hole 27, and communicates with the oil chamber side passage 26 via the bottom side of the hole 27.
[0050]
Between the hole 27 formed in the vane member 15 and the shaft member 49 inserted into the hole 27, seal members 58 and 59 for controlling liquid-tight sealing in the hole 27 are provided. The seal member 58 is provided on the opening end side of the hole 27 beyond the circumferential groove 55 formed in the shaft member 49, and is accommodated in a seal groove 60 formed on the outer periphery of the shaft member 49, and the inner periphery of the hole 27 Is in contact with The seal member 59 is provided on the bottom side of the hole 27 beyond the circumferential groove 55 formed in the shaft member 49, and is accommodated in a seal groove 61 formed on the outer periphery of the shaft member 49, and the inner circumference of the hole 27 is Is in contact with Further, two seal members 59 are provided in the axial direction in this embodiment.
[0051]
As a result, the inside of the hole 27 is partitioned into a portion where the oil chamber side passage 25 opens and a portion where the oil chamber side passage 26 opens.
[0052]
In this case, the vane member 15 (the inner periphery of the hole 27) with which the seal members 58 and 59 are in contact is formed of a high hardness material such as an iron-based metal.
[0053]
Hydraulic fluid is guided from the hydraulic intake / exhaust means 66 to the hydraulic side passages 51 and 52. That is, the hydraulic supply / discharge means 66 communicates with the supply / discharge passages 67 and 68 communicating with the hydraulic passages 51 and 52, respectively, and the supply / discharge passages 67 and 68 communicate with the supply passage 70 from the oil pump 69 and the oil storage tank 71. A switching valve 73 that selectively switches to or shuts off the discharge passage 72 and a control device 74 that controls the switching valve 73 are configured as main elements.
[0054]
The intake / exhaust passages 67 and 68 are formed in the cover member 50 in this embodiment, and are connected to the hydraulic side passages 51 and 52 formed in the shaft member 49 at a substantially right angle.
[0055]
The switching valve 73 is a four-port valve in this embodiment. Various signals indicating the operating state of the internal combustion engine are input to the control device 74 that controls the switching valve 73.
[0056]
In such a configuration, when the internal combustion engine is started, when the hydraulic oil is not sufficiently supplied from the oil pump 69, or when a signal for maintaining the most retarded angle state is input to the control device 74, the relative rotation is performed. The vane member 15 of the means 16 is at the most retarded position with respect to the housing member 4 (see FIG. 2), and the distal end of the engaging member 37 of the rotation restricting means 34 engages with the engaging hole 38, and the housing member 4 and the vane member 15 are connected. For this reason, the rotational driving force applied to the sprocket 3 from the crankshaft (not shown) via the timing chain 10 is transmitted to the camshaft 1 via the housing member 4 and the vane member 15. In this case, the vane 18 of the vane member 15 is not in contact with the side surface of the protrusion 12 that forms the chamber 13 in the housing member 4.
[0057]
As the camshaft 1 rotates, the intake valve of the internal combustion engine is driven and open / close controlled.
[0058]
When the vane member 15 is at the most retarded position with respect to the housing member 4, the engaging member 37 of the rotation restricting means 34 is pressed by the spring member 36, and the tip thereof engages with the engaging hole 38. The relative rotation between the housing member 4 and the vane member 15 is restricted. Therefore, when the camshaft 1 drives an intake valve (not shown), the vane member 15 rotates relative to the housing member 4 even if a positive or negative reversal torque acts on the camshaft 1. Therefore, it is advantageously prevented that the vane 18 of the vane member 15 abuts against the side surface of the protrusion 12 to generate a hitting sound or the like.
[0059]
Next, when the advance angle control is performed, the switching valve 73 of the hydraulic supply / discharge means 66 is switched and controlled by the control device 74, and the supply passage 70 from the oil pump 69 is connected to the supply / discharge passage 67 and the supply / discharge passage 67 is connected. By connecting the discharge passage 68 to the discharge passage 72, hydraulic oil from the oil pump 69 passes from the supply / discharge passage 67 through the hydraulic side passage 51, the radial passage 54, the circumferential groove 55, and the oil chamber side passage 25. It is guided into the hydraulic oil chamber 19. Further, the hydraulic oil introduced into the hydraulic oil chamber 19 is engaged with the tip of the engagement member 37 through the oil groove 47 formed in the plate member 6 and the oil hole 46 formed in the engagement hole member 44. Into the oil chamber 45 formed in the engaging hole 38 and the bottom of the engaging hole 38.
[0060]
At the same time, the inside of the hydraulic oil chamber 20 communicates with the discharge passage 72 through the oil chamber side passage 26, the bottom side of the hole 27, the hydraulic side passage 52 and the supply / discharge passage 68.
[0061]
When the hydraulic oil is introduced into the hydraulic oil chamber 19 and the engagement hole 38 (and the oil chamber 45) of the rotation restricting means 34, the hydraulic oil chamber 19 and the engagement hole 38 (and The hydraulic oil pressure in the oil chamber 45) acts, and the engaging member 37 is biased toward the spring receiver 39 against the spring force of the spring member 36 and is pushed back into the cylinder hole 35. For this reason, the front end of the engagement member 37 is released from the engagement hole 38 and the engagement is released, whereby the housing member 4 and the vane member 15 are released from the restraint by the engagement member 37.
[0062]
While the hydraulic oil is supplied into the hydraulic oil chamber 19 and the hydraulic oil chamber 20 communicates with the discharge passage 72, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 19 acts on the side surface of the vane 18, and the vane member 15. Is rotated with respect to the housing member 4 in the direction of the arrow in FIG. As a result, the sprocket 3 and the camshaft 1 rotate relative to each other, the rotational phase of the camshaft 1 with respect to the crankshaft is changed, and the camshaft 1 is controlled to advance and driven by the camshaft 1. The opening and closing timing of the intake valve is advanced.
[0063]
When the camshaft 1 is controlled to advance, and the vane member 15 rotates relative to the housing member 4 and is at the most advanced position, the engagement member 37 is cylinder bore 35 by the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 19. The state of being pushed back in continues, and the tip of the engaging member 37 does not contact the side surface of the plate member 6.
[0064]
Next, the switching valve 73 of the hydraulic supply / discharge means 66 is controlled to be switched by the control device 74, the supply passage 70 from the oil pump 69 is connected to the supply / discharge passage 68, and the supply / discharge passage 67 is connected to the discharge passage 72. Then, the hydraulic oil from the oil pump 69 is guided to the hydraulic oil chamber 20 via the hydraulic pressure side passage 52, the bottom side of the hole 27, and the oil chamber side passage 26. Further, the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 19 is discharged to the oil storage tank 71 through the oil chamber side passage 25, the circumferential groove 55, the radial passage 54, the hydraulic side passage 51, the intake / exhaust passage 67 and the discharge passage 72.
[0065]
When the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 19 is discharged, the engaging member 37 is urged by the spring force of the spring member 36 acting on the engaging member 37, but the tip of the engaging member 37 is In a state where the engagement hole 38 is not engaged, the housing member 4 and the vane member 15 are continuously released from the restraint by the rotation restricting means 34.
[0066]
While hydraulic fluid is supplied into the hydraulic fluid chamber 20, the hydraulic fluid chamber 19 communicates with the discharge passage 72, whereby the hydraulic pressure in the hydraulic fluid chamber 20 acts on the side surface of the vane 18, and the vane member 15. 2 is rotated counterclockwise in FIG. As a result, the sprocket 3 and the camshaft 1 rotate relative to each other, the rotational phase of the camshaft 1 relative to the crankshaft is changed, and the camshaft 1 is retarded again and driven by the camshaft 1. The timing of opening and closing the intake valve is delayed.
[0067]
When the camshaft 1 is retarded and the vane member 15 rotates relative to the housing member 4 to the most retarded position, the tip of the engaging member 37 is engaged by the spring force of the spring member 36. Re-engaged in the hole 38.
[0068]
Further, the switching valve 73 of the hydraulic supply / discharge means 66 is controlled to be switched by the control device 74 in a state where the vane member 15 is rotated in the advance direction or the retard direction with respect to the housing member 4, and the supply / discharge passage When the communication between the supply passages 67 and 68 and the supply passage 70 or the discharge passage 72 is blocked, the housing member 4 and the vane member 15 are held at an intermediate position of relative rotation. As a result, the sprocket 3 and the camshaft 1 are held at an intermediate position of relative rotation, and the camshaft 1 controls the intake valve driven by the camshaft 1 at a desired timing. It will be.
[0069]
In this case, the inside of the hydraulic oil chamber 19 is maintained in a predetermined pressure state and is in a sealed state, so that the spring force of the spring member 36 acts on the engaging member 37. Since the engaging member 37 does not engage with the engaging hole 38, the housing member 4 and the vane member 15 are continuously released from the restraint by the rotation restricting means 34.
[0070]
Here, in the present invention, in the free state of the seal body 22, the seal surface 22A of the seal body 22 is curved in the longitudinal direction so as to have a convex shape as a whole. For this reason, when the spring member 23 urges the seal member 22 toward the vane 18 (vane member 15) or the housing member 4 at both longitudinal ends of the back surface 22B of the seal body 22, the seal surface 22A of the seal body 22 is The convex tip located at the substantially central portion in the longitudinal direction is in contact with the vane 18 (vane member 15) or the housing member 4, and both longitudinal ends are also in contact with the vane 18 (vane member 15) or the housing member 4. become.
[0071]
For this reason, the seal surface 22A of the seal body 22 is substantially in contact with the vane 18 (vane member 15) or the housing member 4, so that the contact surface pressure is substantially uniform and uneven wear is advantageous. Is prevented.
[0072]
Therefore, a valve timing changing device capable of preventing as much as possible uneven wear on the seal body 22 of the seal member 21 that partitions the hydraulic oil chambers 19 and 20 is obtained.
[0073]
Further, stoppers 24 for preventing the movement of the spring member 23 in the longitudinal direction are formed on both ends in the longitudinal direction of the back surface 22B of the seal body 22. Therefore, the spring member 23 moves in the longitudinal direction of the seal body 22 and seals. The surface pressure of the surface 22A does not change, and the surface pressure of the seal surface 22A can be kept substantially uniform.
[0074]
Further, by forming the spring member 23 integrally with the seal body, the number of parts is reduced, the assembly is facilitated, and the spring member 23 is not displaced with respect to the seal body 22. The surface pressure of the sealing surface 22A can be kept substantially uniform without changing the surface pressure.
[0075]
Further, by forming the seal body 22 with a manufacturing die, the curved convex shape of the seal surface 22A can be easily formed with the manufacturing die.
[0076]
Although the embodiment has been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and can be changed without departing from the gist of the invention. For example, although the embodiment for controlling the advance angle of the camshaft 1 has been described, it can also be adopted in a valve timing changing device that controls the retard angle.
[0077]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain a valve timing changing device capable of preventing as much as possible the occurrence of uneven wear on the seal body of the seal member that defines the hydraulic oil chamber.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of a main part of a valve timing device for an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, showing a shaft member and a bolt removed.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
4 is a perspective view showing a seal body of the seal member shown in FIG. 1. FIG.
5 is a drawing showing the sealing member shown in FIG. 1 in a sectional view (a) in an attached state and a sectional view (b) in a free state of a sealing body.
6 is a view similar to FIG. 5, showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Camshaft 3 Sprocket (Rotating body)
4 Housing member 15 Vane member 18 Vane 19 Hydraulic oil chamber 20 Hydraulic oil chamber 21 Seal member 22 Seal body 22A Seal surface 22B Back surface 23 Spring member 66 Hydraulic suction / discharge means

Claims (4)

内燃機関の回転に同期して回転される回転体と、吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトとの間に設けられ、前記回転体に対して前記カムシャフトを相対回動させて前記吸気弁または前記排気弁の開閉タイミングを変更可能な内燃機関のバルブタイミング変更装置であって、
前記回転体と前記カムシャフトとの何れか一方と共に回転するハウジング部材と、
前記ハウジング部材内に相対回動自在に収容されて、前記回転体と前記カムシャフトとの何れか他方と共に回転するベーン部材と、
前記ベーン部材の放射方向に突出して設けられ、前記ハウジング部材内に円周方向に複数の作動油室を区画形成するベーンと、
前記ベーンの先端または前記ハウジング部材の一方に設けられて、前記複数の作動油室間を封止するシール部材と、を有し、
前記シール部材が、前記ハウジング部材または前記ベーンに接するシール面及び前記シール面に対する背面を備えた略角柱状のシール体と、前記シール体の背面の長手方向両端側で前記シール体を前記ベーンまたは前記ハウジング部材側に付勢するばね部材とを備え、
前記シール体の自由状態において、前記シール体のシール面が全体として凸形状となるように、長手方向に湾曲していることを特徴とする、内燃機関のバルブタイミング変更装置。A rotating body which is rotated in synchronism with the rotation of the internal combustion engine, provided between the cam shaft for driving the intake valve or the exhaust valve, the intake valve by relatively rotating the camshaft relative to the rotating body or a variable valve timing apparatus changing an internal combustion engine capable opening and closing timing of the exhaust valve,
A housing member rotating either with one of said rotary member and said camshaft,
Wherein it is housed rotatable relative to the housing member, a vane member which rotates together with the other one of said rotary member and said camshaft,
Wherein protrudes in the radial direction of the vane member, a vane defining a plurality of hydraulic oil chamber in the circumferential direction in said housing member,
Provided on one of the tip or the housing member of said vane, anda sealing member for sealing between said plurality of working oil chamber,
Before Symbol seal member, said housing member or a substantially prismatic sealing body provided with a back against the sealing surface and the sealing surface in contact with the vane, the back of the longitudinal ends the said seal body vane of said seal member Or a spring member biased toward the housing member,
In a free state of the sealing member such that said sealing surface of the seal body is a convex shape as a whole, characterized in that it longitudinally curved, valve timing apparatus for an internal combustion engine. 前記シール体の背面の長手方向両端側に、ばね部材の長手方向移動を防止するストッパが形成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。  The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein stoppers for preventing the spring member from moving in the longitudinal direction are formed on both ends in the longitudinal direction of the back surface of the seal body. 前記ばね部材がシール体と一体に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。2. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the spring member is formed integrally with a seal body . 前記シール体が製造型によって形成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。  2. The valve timing changing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the seal body is formed by a manufacturing mold.

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