JP5771502B2 - Valve timing change device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期(バルブタイミング)を運転状況に応じて変更するバルブタイミング変更装置に関する。 The present invention relates to a valve timing changing device that changes an opening / closing timing (valve timing) of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine in accordance with an operation state.
従来のバルブタイミング変更装置としては、クランクシャフトと同期して回転するハウジンングロータ(ハウジング)、カムシャフトと同期して回転すると共にハウジングロータ内に収容されてその収容室を遅角室と進角室とに二分しハウジングロータに対して所定の作動角(最進角位置と最遅角位置との間の角度範囲)を相対的に回転し得るベーンロータ、エンジンの停止時及び始動時にベーンロータをハウジングロータに対して最遅角位置と最進角位置との間の中間位置にロックすると共に油圧によりそのロックが解除されるロック機構(ロックピン及びスプリング等)、進角室及び遅角室に対する作動油の供給及び排出を制御する油圧制御弁又はロック機構への作動油の供給及び排出を制御する油圧制御弁等を備え、油圧制御弁を適宜駆動制御して、エンジン始動時に中間位置にロックして始動性を確保するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この装置においては、ロック機構のロックピンがカムシャフトの回転軸と平行な方向において往復動するものであるため、ロックピンに対してロック動作又はロックの解除動作に影響するような遠心力は作用しないものの、ロック機構(ロックピン)をベーンロータのベーン部に収容するため、ベーン部を大きく形成しなければならず、それ故に、作動角を限られた範囲にしか設定できないという問題がある。
As a conventional valve timing changing device, a housing rotor (housing) that rotates in synchronization with a crankshaft, a rotation rotor that synchronizes with a camshaft, and that is housed in a housing rotor, the housing chamber is made into a retard chamber and an advance angle. The vane rotor which can be divided into two chambers and can rotate relative to the housing rotor at a predetermined operating angle (angle range between the most advanced angle position and the most retarded angle position), and the vane rotor is housed when the engine is stopped and started Lock mechanism (lock pin, spring, etc.) that locks the rotor at an intermediate position between the most retarded angle position and the most advanced angle position and that is unlocked by hydraulic pressure, operation for the advance angle chamber and the retard angle chamber Provided with a hydraulic control valve that controls the supply and discharge of oil or a hydraulic control valve that controls the supply and discharge of hydraulic oil to the lock mechanism, etc. And turning control, that locks the intermediate position so as to ensure the startability is known at the time of engine start (for example, see Patent Document 1).
In this device, since the lock pin of the lock mechanism reciprocates in a direction parallel to the rotation axis of the camshaft, centrifugal force that affects the lock operation or the unlocking operation acts on the lock pin. However, since the lock mechanism (lock pin) is accommodated in the vane portion of the vane rotor, the vane portion must be formed large, and there is a problem that the operating angle can be set only within a limited range.
また、他のバルブタイミング変更装置としては、上記同様に、ハウジングロータ(ハウジング部材)、ベーンロータ(ロータ部材)、ベーンロータをハウジングロータに対してロックするロック機構、ロック機構への作動油を給排する油圧回路等を備え、ロック機構として、ハウジングロータ内に配置されてカムシャフトの回転軸に垂直な平面内で径方向に出没してベーンロータの受容部に嵌合し得るロック部材、ロック部材をロック方向に付勢するバネを採用し、又、ロック機構のロック部材に発生する遠心力と対向する方向にカウンタ力を発生して遠心力をキャンセルするべく、ハウジングロータに収容されて径方向に移動可能なカウンタ部材、ハウジングロータに収容されて揺動自在に支持されかつ一端がロック部材に当接し他端がカウンタ部材に当接するシャフト部材を採用したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
この装置においては、ロック部材に発生する遠心力をキャンセルすることはできるものの、専用のキャンセル機構を必要とするため、構造が複雑になり、又、キャンセル機構を配置する空間を必要とするため、装置の大型化を招くという問題がある。
In addition, as another valve timing changing device, similarly to the above, a housing rotor (housing member), a vane rotor (rotor member), a lock mechanism that locks the vane rotor with respect to the housing rotor, and hydraulic oil to and from the lock mechanism are supplied and discharged. Locking member that has a hydraulic circuit, etc., and locks as a locking mechanism that can be fitted in the receiving portion of the vane rotor by projecting in the radial direction in a plane perpendicular to the rotation axis of the camshaft. In order to cancel the centrifugal force by generating a counter force in a direction opposite to the centrifugal force generated in the lock member of the lock mechanism, the spring is energized in the direction and moved in the radial direction. A counter member, which is housed in a housing rotor and supported so as to be swingable. Which was adopted abutting shaft member are known printer member (e.g., see Patent Document 2).
In this device, although the centrifugal force generated in the lock member can be canceled, a dedicated cancel mechanism is required, so the structure is complicated, and a space for disposing the cancel mechanism is required. There is a problem that the size of the apparatus is increased.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を図りつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保できる、バルブタイミング変更装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to achieve the most retarded position and the most advanced angle while simplifying the structure, reducing the size of the apparatus, and reducing the cost. The operating angle between the position and the position can be set larger than before, the effect of centrifugal force in the locking mechanism is prevented, and the locking and unlocking operations by the locking mechanism are ensured. It is an object of the present invention to provide a valve timing changing device that can prevent a hitting sound, wear, and the like and can ensure a stable startability of an engine.
本発明のバルブタイミング変更装置は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、進角室に連通して作動油を通す進角通路と、遅角室に連通して作動油を通す遅角通路と、ベーンロータをハウジングロータに対して所定角度範囲内の所定位置にロックすると共に作動油の油圧によりロックが解除されるロック機構を備え、カムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置であって、上記ロック機構は、回転軸線に垂直な垂直面内で所定の揺動中心回りに揺動するべくハウジングロータに支持されたロックバーと、ロックバーをベーンロータのロック位置に向けて付勢する付勢バネを含み、ロックバーは、その重心が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている、構成となっている。
この構成によれば、ベーンロータ(カムシャフト)をハウジングロータに対して所定角度範囲内の所定位置にロックするロック機構が、カムシャフトの回転軸線に垂直な垂直面内で揺動するロックバー及びその付勢バネを含むため、従来のようにロックピンを収納した肉厚のベーンを、収容室内において始動時に中間位置に保持するようにすると、その始動時位置から進角方向へ位相調整のための制御角度を確保できなくなるが、本発明ではベーンに余分な厚さを必要としないため、最進角位置〜最遅角位置の間の位相調整角度を広く設定することができ、それ故に、必要に応じて幅広い位相制御を行うことができる。
特に、ロックバーは、その重心が揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられているため、回転により生じた遠心力はロック状態を維持するように作用し、一方、作動油の油圧を作用させることで、ロックバーによるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
The valve timing changing device of the present invention includes a housing rotor that rotates on the rotation axis of the camshaft in conjunction with the rotation of the crankshaft, and a housing that accommodates the housing rotor so as to be relatively rotatable in a predetermined angle range. The chamber is divided into an advance chamber and a retard chamber, and a vane rotor that rotates integrally with the camshaft, an advance passage that communicates with the advance chamber and allows hydraulic oil to pass therethrough, and communicates hydraulic fluid with the retard chamber. An intake valve or exhaust that is opened and closed by a camshaft, and includes a retarding passage through which the vane rotor is locked at a predetermined position within a predetermined angle range with respect to the housing rotor and unlocked by hydraulic oil pressure. A bubble timing changing device for changing the opening / closing timing of a valve, wherein the lock mechanism swings in a predetermined plane in a vertical plane perpendicular to a rotation axis. A lock bar supported by the housing rotor to swing around the center, and a biasing spring that biases the lock bar toward the lock position of the vane rotor. The lock bar has a center of gravity in the entire swing range. The configuration is such that the centrifugal force is generated in the direction in which the locked state is maintained.
According to this configuration, the lock mechanism that locks the vane rotor (camshaft) at a predetermined position within a predetermined angle range with respect to the housing rotor includes the lock bar that swings in a vertical plane perpendicular to the rotation axis of the camshaft and the lock bar. Because it includes an urging spring, if a thick vane containing a lock pin is held in an intermediate position at the time of start in the storage chamber as in the prior art, phase adjustment from the start position to the advance angle direction is possible. Although the control angle cannot be secured, the present invention does not require an extra thickness for the vane, so the phase adjustment angle between the most advanced angle position and the most retarded angle position can be set widely, and is therefore necessary. A wide range of phase control can be performed according to the above.
In particular, the lock bar is positioned so that the center of gravity of the lock bar generates a centrifugal force in the direction in which the lock state is maintained in the entire swing range, so that the centrifugal force generated by the rotation acts to maintain the lock state. On the other hand, by applying the hydraulic pressure of the hydraulic oil, the locked state by the lock bar is released, and the expected function can be surely performed by the lock mechanism.
上記構成において、ロックバーは、その重心が、回転軸線を通る径方向において揺動中心よりも内側でかつ回転軸線と揺動中心を結ぶ直線上からロックする回転方向に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーの重心が上記のような範囲に位置付けられることにより、ロックバーには、遠心力による回転トルクが作用せず又は作用してもロックする方向に回転させるトルクが作用するため、ロックバーをそのロック位置に確実に維持することができる。
In the above-described configuration, the lock bar has a center region whose center of gravity is displaced from the center of the swing in the radial direction passing through the rotation axis and is deviated by a predetermined amount from the straight line connecting the rotation axis and the swing center. The structure currently formed so that it may be located in can be employ | adopted.
According to this configuration, the center of gravity of the lock bar is positioned in the above-described range, so that the rotation torque due to the centrifugal force does not act on the lock bar or the torque that rotates in the locking direction even if it acts. Therefore, the lock bar can be reliably maintained at the locked position.
上記構成において、ハウジングロータは、収容室から隔てられてロック機構を配置する隔離室を画定する隔離壁を有するハウジング部材と、隔離壁と協働して隔離室を画定するべくハウジング部材に対して着脱自在に形成されたカバー部材を含み、ロック機構は、隔離壁に設けられた貫通孔を通してベーンロータと一体的に回転するように連結されたロックカムを含み、ロックバーは、ロックカムに係合してベーンロータをロックし、ロックカムから離脱してベーンロータのロックを解除するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロック機構を配置する隔離室が、ハウジング部材の隔離壁とハウジング部材に対して着脱自在なカバー部材により画定されるため、ハウジング部材の収容室内にベーンロータを組み込んだ状態で、ロック機構の組み付け作業又は取り外し作業を容易に行うことができ、又、エンジン始動時(クランキング時)には、ロックバーがロックカムをロックすることで、ベーンロータをハウジングロータに対して所定位置(中間位置)にロックし、エンジン始動後には、作動油圧によりロックバーによるロックを解除することができる。
すなわち、ロック機構によりベーンロータを所定位置(中間位置)に確実に維持することで、エンジンをより確実に始動させることができ、又、ロック機構がベーンロータを直接ロックしないため、ベーンロータのベーン部を薄くでき、設計の自由度、レイアウトの自由度が増加する。
In the above configuration, the housing rotor is separated from the receiving chamber and has a separating wall that defines a separating chamber in which the locking mechanism is disposed, and the housing rotor cooperates with the separating wall to define the separating chamber. The lock mechanism includes a lock cam coupled to rotate integrally with the vane rotor through a through hole provided in the isolation wall, and the lock bar is engaged with the lock cam. A configuration in which the vane rotor is locked and is released from the lock cam to unlock the vane rotor can be adopted.
According to this configuration, since the isolation chamber in which the lock mechanism is disposed is defined by the isolation wall of the housing member and the cover member that is detachable with respect to the housing member, the vane rotor is incorporated in the housing chamber of the housing member, The lock mechanism can be easily assembled or removed, and when the engine is started (cranking), the lock bar locks the lock cam so that the vane rotor is positioned at a predetermined position relative to the housing rotor (intermediate). After the engine is started, the lock by the lock bar can be released by the hydraulic pressure.
That is, by reliably maintaining the vane rotor at a predetermined position (intermediate position) by the lock mechanism, the engine can be started more reliably, and since the lock mechanism does not directly lock the vane rotor, the vane portion of the vane rotor is thinned. This increases the degree of freedom in design and layout.
上記構成において、ロックバーは、略L字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジングロータに設けられた支軸を通す被支持部と、被支持部から一方向に伸長してロックカムに係合し得る係合側腕部と、被支持部から他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部を有し、ロックバーの重心は、被支持部の近傍に位置付けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーは、その被支持部が支軸により揺動自在に支持され、その係合側腕部がロックカムに係合してベーンロータをロックし、一方、受圧側腕部に作動油の油圧が作用して係合側腕部がロックカムから離脱することによりベーンロータのロックが解除される。
ここでは、被支持部の近傍すなわち支軸の近傍にロックバーの重心が位置付けられているため、揺動中心(支軸の中心)から重心までの距離を小さく設定でき、遠心力により回転トルクを小さくすることができ、それ故に、ロックバーの動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
In the above-described configuration, the lock bar is formed in a substantially L-shaped flat plate shape, and a supported portion that passes the support shaft provided in the housing rotor in the bent region, and extends in one direction from the supported portion, and the lock cam An engagement-side arm that can be engaged with the support, and a pressure-receiving-side arm that extends in the other direction from the supported part and receives the pressure of the hydraulic oil, and the center of gravity of the lock bar is positioned in the vicinity of the supported part. The configuration can be adopted.
According to this configuration, the supported portion of the lock bar is swingably supported by the support shaft, and the engagement side arm portion engages with the lock cam to lock the vane rotor, while the pressure receiving side arm portion The lock of the vane rotor is released when the hydraulic pressure of the hydraulic oil acts and the engagement side arm portion is detached from the lock cam.
Here, since the center of gravity of the lock bar is positioned near the supported part, that is, near the support shaft, the distance from the swing center (center of the support shaft) to the center of gravity can be set small, and the rotational torque can be increased by centrifugal force. Therefore, the influence of centrifugal force on the operation of the lock bar can be minimized.
上記構成において、ロックバーは、ベーンロータが進角側に回転するのを規制する進角ロックバーと、ベーンロータが遅角側に回転するのを規制する遅角ロックバーを含み、付勢バネは、進角ロックバーをロックカムに係合してロックするように付勢する進角規制バネと、遅角ロックバーをロックカムに係合してロックするように付勢する遅角規制バネを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、作動油の油圧が作用しない状態で、進角ロックバーは進角規制バネにより付勢されてロックカム(すなわちベーンロータ)が所定位置(中間位置)から進角側にずれるのを規制し、遅角ロックバーは遅角規制バネにより付勢されてロックカム(すなわちベーンロータ)が所定位置(中間位置)から遅角側にずれるのを規制するため、ベーンロータを所定位置(中間位置)に確実に位置決めすることができ、又、エンジン停止時に所定位置(中間位置)からずれていても、クランキング時の変動トルクと進角規制バネ及び遅角規制バネの付勢力により、ベーンロータを所定位置(中間位置)に復帰させることができる。
In the above configuration, the lock bar includes an advance lock bar that restricts the vane rotor from rotating to the advance side, and a retard lock bar that restricts the vane rotor from rotating to the retard side. A configuration including an advance angle regulating spring that urges the advance angle lock bar to engage and lock the lock cam, and a retard angle restriction spring that urges the angle lock bar to engage and lock the lock cam. Can be adopted.
According to this configuration, the advance angle lock bar is urged by the advance angle regulating spring and the lock cam (that is, the vane rotor) is shifted from the predetermined position (intermediate position) to the advance angle side in a state where the hydraulic oil pressure does not act. The retarding lock bar is urged by a retarding regulation spring to restrict the lock cam (that is, the vane rotor) from shifting from the predetermined position (intermediate position) to the retarding side, so that the vane rotor is moved to the predetermined position (intermediate position). The vane rotor can be positioned reliably, and even if it deviates from the predetermined position (intermediate position) when the engine is stopped, the vane rotor is moved to the predetermined position by the fluctuation torque during cranking and the biasing force of the advance angle regulating spring and the retard angle regulating spring. It can be returned to (intermediate position).
上記構成において、進角通路は、進角ロックバー及び遅角ロックバーのロックを解除するべく作動油の油圧を導くように形成され、遅角通路は、進角通路を通して導かれた作動油の油圧によりロックが解除された後に遅角ロックバーのみのロックの解除を維持するべく作動油の油圧を導くように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、仮に遅角通路を通して作動油の油圧が導かれても、進角通路を通して作動油の油圧が導かれない限り遅角ロックバーのロックは解除されないため、エンジンの始動時においてこの装置が制御可能な状態になるまでハウジングロータに対するベーンロータの位相を所定位置(中間位置)に保持することができ、それ故にエンジンの安定した始動性を確保することができる。
In the above configuration, the advance passage is formed so as to guide the hydraulic pressure of the hydraulic oil so as to release the lock of the advance lock bar and the retard lock bar, and the retard passage is formed of the hydraulic oil guided through the advance passage. It is possible to adopt a configuration in which the hydraulic pressure of the hydraulic oil is guided so as to maintain the unlocking of only the retard lock bar after the lock is released by the hydraulic pressure.
According to this configuration, even if the hydraulic oil pressure is led through the retard passage, the retard lock bar is not unlocked unless the hydraulic oil pressure is led through the advance passage. The phase of the vane rotor with respect to the housing rotor can be held at a predetermined position (intermediate position) until this device is in a controllable state, and thus stable startability of the engine can be ensured.
上記構成において、遅角通路は、回転軸線の方向において開口する開口部を画定し、遅角ロックバーの受圧側腕部は、回転軸線の方向において対面する主面により、遅角通路の開口部を開閉するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックバーの揺動動作のみにより、遅角通路の開閉を行うことができるため、部品点数を少なくして、構造の簡素化等を達成することができる。
In the above configuration, the retard passage defines an opening that opens in the direction of the rotation axis, and the pressure-receiving side arm of the retard lock bar has an opening portion of the retard passage by a main surface that faces in the direction of the rotation axis. The structure which is formed so as to open and close can be adopted.
According to this configuration, the retard passage can be opened and closed only by the rocking motion of the lock bar, so that the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保することができる。 According to the valve timing changing device configured as described above, the operating angle between the most retarded angle position and the most advanced angle position is compared with the conventional one while achieving simplification of the structure, downsizing of the device, cost reduction, and the like. The locking mechanism can prevent the influence of centrifugal force and guarantee the locking and unlocking operations of the locking mechanism. Stable startability can be ensured.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
このバルブタイミング変更装置は、図1ないし図3に示すように、カムシャフト10に着脱自在に固定され得るベーンロータ20、カムシャフト10の回転軸線S1上で回転すると共にベーンロータ20を相対的に回転可能に収容しかつベーンロータ20と協働して進角室30a及び遅角室30bを画定するハウジングロータ30、ベーンロータ20をハウジングロータ30に対して所定位置(中間位置)にロックするべくハウジングロータ30の隔離室に配置されるロック機構40(ロックカム41、進角ロックバー42、進角規制バネ43、遅角ロックバー44、遅角規制バネ45)、ベーンロータ20をカムシャフト10に締結するセンタボルト50、ロック機構40に含まれるロックカム41を所定位置(中間位置)に戻すようにアシストするアシスト機構60、作動油(潤滑油)の流れを制御する油圧制御系OCS等を備えている。
尚、カムシャフト10は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブをカム作用により開閉駆動するものであり、ハウジングロータ30は、チェーン等を介してクランクシャフトの回転に連動し、クランクシャフトの回転駆動力を、ベーンロータ20を介してカムシャフト10に伝達するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the valve timing changing device rotates on the rotation axis S1 of the
The
カムシャフト10は、図1ないし図3に示すように、エンジンのシリンダヘッド(不図示)に形成された軸受B(図2参照)により回転軸線S1回りに回転可能に(図1において矢印CR方向に回転するように)支持され、軸受Bにより支持されるジャーナル部11、ハウジングロータ30を回動自在に支持する円筒部12、進角室30a及び進角ロックバー42に対する作動油の供給及び排出を行う進角通路13、遅角室30b及び遅角ロックバー44に対する作動油の供給及び排出を行う遅角通路14、センタボルト50を締結する雌ネジ部15等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ベーンロータ20は、図1ないし図5に示すように、4つのベーン部21、4つのベーン部21を等間隔で一体的に保持するハブ部22、ハブ部22に形成されセンタボルト50が通される貫通孔23、進角室30aに対する作動油の供給及び排出のために進角通路13から分岐して形成された進角室通路24、遅角室30bに対する作動油の供給及び排出のために遅角通路14から分岐して形成された遅角室通路25、ベーン部21の先端に形成された溝部に嵌め込まれたシール部材26等を備え、ロックカム41と一緒にセンタボルト50を用いてカムシャフト10に締結され、カムシャフト10と一体的に回転するようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ハウジングロータ30は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフト10の回転軸線S1上で回転可能に支持され、図1ないし図3に示すように、ハウジング部材31、ハウジング部材31の背面側に結合されるスプロケット部材32、ハウジング部材31の前面側に結合されるカバー部材33により構成されており、ベーンロータ20を所定角度範囲(最進角位置と最遅角位置の間の角度範囲)において相対的に回転可能に収容する(収容室を画定する)と共にロック機構40を収容し(隔離室を画定し)、収容されたベーンロータ20(のベーン部21)により進角室30a及び遅角室30bに二分されるように形成されている。
The
ハウジング部材31は、図1ないし図5、図13に示すように、円筒壁31a、隔離壁31b、隔離壁31bの中央に設けられた貫通孔31c、隔離壁31bの背面側において中心に向かって突出する4つの軸受部31d、各々の軸受部31dの間及び中央部に画定されてベーンロータ20を収容する凹部31e、隔離壁31bの前面側に形成されてロック機構を収容する凹部31f、進角ロックバー42及び遅角ロックバー44に対する作動油の供給及び排出のために進角通路13から分岐して形成された両ロックバー用通路31g、遅角ロックバー44に対する作動油の供給及び排出のために遅角通路14から分岐して形成された遅角ロックバー用通路31h、開口部31h´、支軸31i,31j、受け部31k,31k´、ストッパ壁31o,31p、アシスト機構60を収容する凹部31q等を備えている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 5 and FIG. 13, the
両ロックバー用通路31gは、図6ないし図8に示すように、凹部31fに開口すると共に進角ロックバー42及び遅角ロックバー44(の受圧側腕部)の側面に油圧を導くと共にそれぞれのロック状態を解除する方向に油圧が作用するように形成されている。
遅角ロックバー用通路31hは、図6ないし図8に示すように、凹部31fに開口すると共に遅角ロックバー44の主面(回転軸線S1方向に向かう平面)に油圧を導いて、両ロックバー用通路31gから導かれた油圧により所定角度だけロック状態を解除する向きに遅角ロックバー44が回転(移動)したとき、遅角ロックバー44の主面による閉塞状態から開放されて、油圧を遅角ロックバー44(の受圧側腕部)の側面に導くと共にそのロック状態を解除する方向に油圧が作用するように(すなわち、凹部31fの表面を削って形成された凹状の長溝状の開口部31h´に繋がるように)形成されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, both the
As shown in FIGS. 6 to 8, the retard
スプロケット部材32は、図1ないし図3に示すように、クランクシャフトの回転駆動力を伝達するチェーンが巻回されるスプロケット32a、カムシャフト10の円筒部12に回動自在に嵌合される内周面32b、ベーンロータ20の背面が摺動自在に接触する前面32c、進角ロックバー42及び遅角ロックバー44に対する作動油の供給及び排出のために進角通路13から分岐して形成された両ロックバー用通路32d、遅角ロックバー44に対する作動油の供給及び排出のために遅角通路14から分岐して形成された遅角ロックバー用通路32e等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
両ロックバー用通路32dは、図13ないし図15に示すように、周方向に伸長する円弧状の通路及び径方向に伸長する通路により画定されており、ベーンロータ20が最進角位置と最遅角位置との間を相対的に回転する間中、進角通路13と両ロックバー用通路31gとを連通させるように形成されている。
遅角ロックバー用通路32eは、図13ないし図15に示すように、周方向に伸長する円弧状の通路及び径方向に伸長する通路により画定されており、ベーンロータ20が最進角位置と最遅角位置との間を相対的に回転する間中、遅角通路14と遅角ロックバー用通路31hとを連通させるように形成されている。
As shown in FIGS. 13 to 15, both the
As shown in FIGS. 13 to 15, the retard
上記のように、進角通路13が両ロックバー用通路31g,32dと進角室通路24とに分岐して形成され、かつ、遅角通路14が遅角ロックバー用通路31h,32eと遅角室通路25とに分岐して形成されているため、ロック解除時の応答性が良く、進角室30a及び遅角室30b内の作動油の影響を受けることなくロック機構40を円滑に作動させることができる。また、両ロックバー用通路31g,32d及び遅角ロックバー用通路31h,32eは、ハウジング部材31及びスプロケット部材32により画定されているため、カムシャフト10、スプロケット部材32、及びハウジング部材31に対して、それぞれ簡単な穴開け加工や溝加工等を施すことにより、両ロックバー用通路31g,32e及び遅角ロックバー用通路31h,32eを容易に形成することができる。
As described above, the
カバー部材33は、図1ないし図3に示すように、センタボルト50を通す円孔33a等を有し、ハウジング部材31に対して着脱自在に形成されている。
そして、ハウジング部材31、スプロケット部材32、及びカバー部材33は、ボルト等を用いて締結されるようになっている。
また、カバー部材33がハウジング部材31に結合されることにより、ロック機構40を配置する隔離室が画定されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
Further, the
ロック機構40は、図1、図6ないし図8に示すように、ロックカム41、進角ロックバー42、進角規制バネ43、遅角ロックバー44、遅角規制バネ45により構成されており、ベーンロータ20を、ハウジングロータ30に対して相対的に回動可能な所定角度範囲内(最進角位置と最遅角位置との間)の所定位置(中間位置)にロックするように形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 6 to 8, the
ロックカム41は、センタボルト50によりベーンロータ20と一緒にカムシャフト10に締結されて上記所定角度範囲を回動すると共に進角ロックバー42及び遅角ロックバー44が離脱可能に係合し得るように形成されている。
The
進角ロックバー42は、図9(a),(b)に示すように、略L字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジング部材31に設けられて揺動中心としての揺動軸線S2を画定する支軸31iを通す被支持部42a、被支持部42aから一方向に伸長してロックカム41に係合し得る係合側腕部42b、被支持部42aから他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部42cを備えている。
そして、進角ロックバー42は、支軸31iにより回転軸線S1に垂直な垂直面内において揺動自在に支持されると共に進角規制バネ43の一端部が係合側腕部42bに当接されてストッパ壁31oに当接するように反時計回りに回転付勢され、ストッパ壁31oに当接して反時計回りの回転が規制された状態で、ロックカム41に当接してロックカム41(すなわちベーンロータ20)が休止位置から進角側に回転するのを規制し、一方、両ロックバー用通路31g(32d)を通して供給された作動油の油圧が、図11(a),(b)に示すように受圧側腕部42cの側面42c´に作用することにより、時計回りに回転させられてロックを解除するようになっている。
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the
The advance
ここで、進角ロックバー42は、図9(a),(b)に示すように、その重心G1が、被支持部42aの近傍に位置付けられ、すなわち、回転軸線S1を通る径方向において揺動軸線S2よりも内側でかつ回転軸線S1と揺動軸線S2を結ぶ直線L1上からロックする回転方向(図9(a),(b)において反時計回り)に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている。
すなわち、その重心G1が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている。
ここで、作動油の油圧による時計回りの回転トルクをT1、進角規制バネ43の付勢力による反時計回りの回転トルクをT2、遠心力による反時計回りの回転トルクをT3とすると、T1>T2+T3となるように設定されている。
特に、被支持部42aの近傍すなわち支軸31i(揺動軸線S2)の近傍に進角ロックバー42の重心G1が位置付けられているため、揺動軸線S2(支軸31iの中心)から重心G1までの距離を小さく設定でき、遠心力による回転トルクT3を小さくすることができ、それ故に、進角ロックバー42の動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
したがって、ハウジングロータ30の回転により生じた遠心力は、進角ロックバー42によるロック状態を維持するように作用してロック状態が勝手に解除されるのを防止でき、一方、両ロックバー用通路31g(32d)を通して供給された作動油の油圧を作用させることで、進角ロックバー42によるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
Here, as shown in FIGS. 9A and 9B, the advance
That is, the center of gravity G1 is positioned so as to generate a centrifugal force in a direction in which the locked state is maintained over the entire swing range.
Here, assuming that the clockwise rotational torque due to the hydraulic pressure of the hydraulic oil is T1, the counterclockwise rotational torque due to the biasing force of the advance
In particular, since the center of gravity G1 of the
Therefore, the centrifugal force generated by the rotation of the
進角規制バネ43は、図6ないし図8に示すように、その一端がハウジング部材31の受け部31kに当接し、その他端が進角ロックバー42の係合側腕部42bの一部に当接して圧縮した状態に保持され、進角ロックバー42をロックカム41に係合してロックするように反時計回りに回転付勢している。
ここで、進角規制バネ43の付勢力は、作動油の油圧が作用して進角ロックバー42のロック状態を解除するときには、円滑な解除動作が行われるように設定されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the advance
Here, the biasing force of the advance
遅角ロックバー44は、図10(a),(b)に示すように、略L字をなす平板状に形成されて、その屈曲領域においてハウジング部材31に設けられて揺動中心としての揺動軸線S3を画定する支軸31jを通す被支持部44a、被支持部44aから一方向に伸長してロックカム41に係合し得る係合側腕部44b、被支持部44aから他方向に伸長して作動油の圧力を受ける受圧側腕部44cを備えている。
そして、遅角ロックバー44は、支軸31jにより回転軸線S1に垂直な垂直面内において揺動自在に支持されると共に遅角規制バネ45の一端部が係合側腕部44bに当接されてストッパ壁31pに当接するように時計回りに回転付勢され、ストッパ壁31pに当接して時計回りの回転が規制された状態で、ロックカム41に当接してロックカム41(すなわちベーンロータ20)が休止位置から遅角側に回転するのを規制し、一方、両ロックバー用通路31g(32d)を通して供給された作動油の油圧が、図12(a)に示すように受圧側腕部44cの側面44c´に作用することにより、反時計回りに回転させられてロックを解除し、図10(b)に示すように所定角度回転したとき遅角ロックバー用通路31h(開口部31h´)が開放されることで、両ロックバー用通路31g(32d)から供給される作動油の油圧が作用しなくなっても、遅角ロックバー用通路31h(開口部31h´),32eを通して供給された作動油の油圧が、図8、図12(b)に示すように受圧側腕部44cの側面44c´´に作用するだけで、ロックを解除した状態を維持するようになっている。
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the
The
ここで、遅角ロックバー44は、図10(a),(b)に示すように、その重心G2が、被支持部44aの近傍に位置付けられ、すなわち、回転軸線S1を通る径方向において揺動軸線S3よりも内側でかつ回転軸線S1と揺動軸線S3を結ぶ直線L2上からロックする回転方向(図10(a),(b)において時計回り)に所定量偏倚した領域の範囲内に位置するように形成されている。
すなわち、その重心G2が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている。
ここで、作動油の油圧による反時計回りの回転トルクをT1´、遅角規制バネ45の付勢力による時計回りの回転トルクをT2´、遠心力による時計回りの回転トルクをT3´とすると、T1´>T2´+T3´となるように設定されている。
特に、被支持部44aの近傍すなわち支軸31j(揺動軸線S3)の近傍に遅角ロックバー44の重心G2が位置付けられているため、揺動軸線S3(支軸31jの中心)から重心G2までの距離を小さく設定でき、遠心力による回転トルクT3´を小さくすることができ、それ故に、遅角ロックバー44の動作に対する遠心力の影響を極力小さくすることができる。
したがって、ハウジングロータ30の回転により生じた遠心力は、遅角ロックバー44によるロック状態を維持するように作用してロック状態が勝手に解除されるのを防止でき、一方、両ロックバー用通路31g(32d)を通して供給された作動油の油圧及び遅角ロックバー用通路31h(開口部31h´)を通して供給された作動油の油圧を作用させることで、遅角ロックバー44によるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
さらに、遅角ロックバー44の受圧側腕部44bは、回転軸線S1の方向において対面する主面により、遅角ロックバー用通路31hの開口部31h´を開閉するように形成されているため、遅角ロックバー44の揺動動作のみにより、遅角ロックバー用通路31h(遅角通路)の開閉を行うことができるため、部品点数を少なくして、構造の簡素化等を達成することができる。
Here, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
That is, the center of gravity G2 is positioned so as to generate a centrifugal force in a direction in which the locked state is maintained in the entire swing range.
Here, assuming that the counterclockwise rotational torque due to the hydraulic pressure of the hydraulic oil is T1 ′, the clockwise rotational torque due to the urging force of the
In particular, since the center of gravity G2 of the
Therefore, the centrifugal force generated by the rotation of the
Further, the pressure receiving
遅角規制バネ45は、図6ないし図8に示すように、その一端がハウジング部材31の受け部31k´に当接し、その他端が遅角ロックバー44の係合側腕部44bの一部に当接して圧縮した状態に保持され、遅角ロックバー44をロックカム41に係合してロックするように時計回りに回転付勢している。
ここで、遅角規制バネ45の付勢力は、作動油の油圧が作用して遅角ロックバー44のロック状態を解除するときには、円滑な解除動作が行われるように設定されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the retard
Here, the urging force of the
上記構成をなすロック機構40によれば、ロックカム41及びベーンロータ20は、図6及び図13に示す状態で進角ロックバー42及び遅角ロックバー44によりロックされて所定位置(中間位置)に位置決めされ、図7及び図14に示す状態で進角ロックバー42及び遅角ロックバー44によるロックが共に解除されると共に時計回りに回転して一つのベーン部21が一つの軸受部31dに当接することで最進角位置に位置決めされ、図8及び図15に示す状態で遅角ロックバー44によるロックのみが解除されると共に反時計回りに回転して一つのベーン部21が一つの軸受部31dに当接することで最遅角位置に位置決めされるようになっている。
According to the
センタボルト50は、図1ないし図3に示すように、中実の円柱状をなし、その先端側において雄ネジ部51を備えている。
そして、センタボルト50は、ベーンロータ20の貫通孔23に対して所定の環状隙間を画定するように通されると共に、その雄ネジ部51がカムシャフト10の雌ネジ部15に螺合されることで、ロックカム41及びベーンロータ20をカムシャフト10に一体的に締結するようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
アシスト機構60は、図6ないし図8に示すように、ハウジング部材31の凹部31qに配置されたプッシュ部材61及び付勢バネ62等を備え、ロックカム41(ベーンロータ20及びカムシャフト10)を最遅角位置側から中間位置に移動させるべく補助力を及ぼすように形成されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
油圧制御系OCSは、図2及び図3に示すように、シリンダヘッドCH等に嵌合して固定される油圧制御弁100、作動油を油圧制御弁100に向けて供給するポンプ70、ポンプから吐出される作動油を通す供給通路71、油圧制御弁100から排出される作動油を通すドレン通路72、油圧制御弁100と進角通路13とを接続して作動油を通す進角通路73、油圧制御弁100と遅角通路14とを接続して作動油を通す遅角通路74、油圧制御弁100の駆動を制御する制御手段(不図示)等により構成されている。
2 and 3, the hydraulic control system OCS includes a
次に、上記バルブタイミング変更装置の動作について、図2及び図3、図6ないし図8、図13ないし図15を参照しつつ説明する。
エンジンが運転者の意思により停止される場合、イグニッションスイッチが切られた後の所定時間に亘り、油圧制御弁100は、進角室30a及び遅角室30bの作動油を共に排出するべく駆動制御されるドレンモードが選択され、進角室30aの作動油は、進角通路73→ドレン通路72を経て排出され、遅角室30bの作動油は、遅角通路74→ドレン通路72を経て排出される。
Next, the operation of the valve timing changing device will be described with reference to FIGS. 2 and 3, FIGS. 6 to 8, and FIGS. 13 to 15.
When the engine is stopped by the driver's intention, the
そして、図6に示すように、両ロックバー用通路31g,32d及び遅角ロックバー用通路31h,32eから作動油が排出されて油圧が作用しなくなるため、アシスト機構60(の付勢バネ62)の付勢力及び進角規制バネ43及び遅角規制バネ45の付勢力により、ロックカム41が所定位置としての中間位置に位置決めされて進角ロックバー42及び遅角ロックバー44によりロックされ、又、ベーンロータ20が、図13に示すように、最進角位置と最遅角位置の間の中間位置に位置決めされる。この中間位置は、エンジンの始動が開始(クランキング)されると、円滑な始動が行なえるバルブタイミングに設定されている。尚、運転者の意思に反してエンスト等によりエンジンが停止した場合は、そのことを制御手段が判断して、イグニッションスイッチが切られた場合と同様に所定時間に亘り、上記同様のドレンモードが選択される。
そして、所定時間に亘る通電が終了すると、油圧制御弁100は、進角室30aの作動油を排出しかつ遅角室30bに作動油を供給可能な遅角モードに移行した状態にて維持される。
As shown in FIG. 6, since the hydraulic oil is discharged from both the
When the energization for a predetermined time is finished, the
このように、エンジンを停止するべくイグニッションスイッチが切られ後又はエンストによりエンジンが停止した後の所定時間に亘り、ドレンモードにするように油圧制御弁100を駆動することにより、ハウジングロータ30に対するベーンロータ20の位置を予め設定されたエンジン始動に最適な所定の中間位置に確実に位置付け、次のエンジン始動を円滑に行わせることができる。
Thus, the vane rotor with respect to the
エンジンの始動時には、既に、ベーンロータ20(ロックカム41)が中間位置にロックされた状態にあり、又、油圧制御弁100は遅角モードが選択されている。尚、ベーンロータ20(ロックカム41)が中間位置からずれてロックされていない場合は、遅角ロックバー44及び進角ロックバー42が遅角規制バネ45及び進角規制バネ43によりそれぞれロック側に向けて常時回転付勢されており、又、クランキングにより生じる変動トルクにより、自動的に中間位置に移動してロックされる。
At the time of starting the engine, the vane rotor 20 (lock cam 41) is already locked at the intermediate position, and the
したがって、エンジンが始動のためにクランキングされると、進角室30aの作動油は、進角通路73→ドレン通路72を経て排出される状態のまま、ポンプ70→供給通路71→遅角通路74を経て、遅角室30bに作動油が供給される。
尚、両ロックバー用通路31gの作動油は、進角通路73→ドレン通路72を経て排出される状態にあり、遅角ロックバー用通路31h(開口部31h´)は、図6に示すように、遅角ロックバー44の主面により閉塞されているため、作動油の油圧は遅角ロックバー44のロックを解除する方向に作用せず、進角ロックバー42及び遅角ロックバー44は共にロックカム41(ベーンロータ20)を中間位置にロックした状態にある。
Therefore, when the engine is cranked for starting, the hydraulic oil in the
The hydraulic oil in both lock
すなわち、ロック機構40によるロックが維持された状態で、油圧制御弁100は、遅角モードが選択されているため、その駆動源が断線等により作動しない場合であっても、エンジン始動により作動油が供給されることで、ハウジングロータ30、ベーンロータ20等を含む機構における摺動部、ロック機構40、その他の機構等の異常摩耗、部品の破損等を防止でき、又、ベーンロータ20は中間位置において遅角側へ作動油の油圧により回転付勢されるためそのバタツキ等を防止できる。また、ベーンロータ20(カムシャフト10)が中間位置に位置決めされているため、円滑にエンジンを始動させることができる。
In other words, since the
エンジンが始動すると、油圧制御弁100が適宜切り替えられて、ベーンロータ20(カムシャフト10)が中間位置から進角側へ(進角モード)又は遅角側へ(遅角モード)、さらには所定の角度位置に保持される(保持モード)ように位相制御が行われる。
例えば、進角側へ位相を変更する場合は、油圧制御弁100が切り替えられて、遅角室30bの作動油を排出しかつ進角室30aに作動油を供給する進角モードが選択される。
この進角モードでは、ポンプ70→供給通路71→進角通路73を経て、進角室30aに作動油が供給されると共に、図7に示すように、両ロックバー用通路31g,32dを通して進角ロックバー42及び遅角ロックバー44に作動油の油圧が供給されてロックが解除され、さらに、遅角ロックバー44が所定角度だけ回転した時点で遅角ロックバー用通路31hが開放されその油圧が遅角ロックバー44をロック解除の状態に維持する。一方、遅角通路74→ドレン通路72を経て、遅角室30bから作動油が排出される。これにより、図14に示すように、ベーンロータ20を進角側へ移動させて位相を変更することができる。
When the engine starts, the
For example, when the phase is changed to the advance side, the
In this advance angle mode, hydraulic oil is supplied to the
また、ベーンロータ20を所定の最進角位置と最遅角位置との間の所定の位相角度に保持する場合には、油圧制御弁100が切り替えられて、進角室30a及び遅角室30bに作動油を供給する保持モード(ポンプモード)が選択される。
この保持モードでは、ポンプ70→供給通路71→進角通路73を経て進角室30aに作動油が供給され、ポンプ70→供給通路71→遅角通路74を経て遅角室30bに作動油が供給され、又、両ロックバー用通路31g,32dを通して進角ロックバー42及び遅角ロックバー44に作動油の油圧が供給されてロックが解除され、さらに、遅角ロックバー44が所定角度だけ回転した時点で遅角ロックバー用通路31hが開放されその油圧が遅角ロックバー44をロック解除の状態に維持する。すなわち、進角室30a及び遅角室30bに作用する油圧により、ベーンロータ20を所定の中間位相に保持することができる。
Further, when the
In this holding mode, the hydraulic oil is supplied to the
一方、遅角側へ位相を変更する場合は、油圧制御弁100が始動時の中間位置から進角モード又は保持モード(ポンプモード)に一旦切り替えられた後に、遅角室30bに作動油を供給しかつ進角室30aの作動油を排出する遅角モードが選択される。
この遅角モードでは、一旦切り替えられた進角モード又は保持モード(ポンプモード)において作用した油圧により、図8に示すように、遅角ロックバー44によるロックが解除されて維持された状態にあり、この状態で、進角室30aの作動油は、進角通路73→ドレン通路72を経て排出され、ポンプ70→供給通路71→遅角通路74を経て、遅角室30bに作動油が供給される。これにより、図15に示すように、ベーンロータ20を遅角側へ移動させて位相を変更することができる。
On the other hand, when the phase is changed to the retarded angle side, the
In this retard angle mode, as shown in FIG. 8, the lock by the
上記のように、進角通路13(両ロックバー用通路31g,32d)を通して作動油の油圧が導かれない限り遅角ロックバー44のロックは解除されないため、エンジンの始動時において完爆するまでハウジングロータ30に対するベーンロータ20の位相を中間位置に保持することができ、それ故にエンジンの安定した始動性を確保することができる。
また、エンジンの始動時にロック機構40によるロックが維持された状態で遅角モードが選択されるため、エンジンの始動時におけるクランキングにより作動油が供給されることで、ハウジングロータ30、ベーンロータ20等における摺動部、ロック機構40、その他の機構等の異常摩耗、部品の破損等を防止することができ、又、ベーンロータ20を遅角側に回転付勢できるため、そのバタツキ及び打音等の発生を防止することができる。
さらに、進角ロックバー42及び遅角ロックバー44は、その重心G1,G2が揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられているため、回転により生じた遠心力はロック状態を維持するように作用して、遠心力により勝手にロック状態が解除されるのを防止でき、一方、作動油の油圧を作用させることで、ロックバーによるロック状態が解除され、ロック機構に所期の機能を確実に行わせることができる。
As described above, since the lock of the
Further, since the retard mode is selected while the
Further, since the
上記実施形態においては、クランクシャフトの回転力を伝達するスプロケット32aを備えたハウジングロータ30を示したが、これに限定されるものではなく、クランクシャフトの回転駆動力を伝達する手段がその他の構造をなすもの(例えば、歯付きタイミングベルト等)であれば、その構造に合ったもの(歯付きプーリ等)を備えたハウジングロータを採用することができる。
上記実施形態においては、ロック機構として、ロックカム41、進角ロックバー42、進角規制バネ43、遅角ロックバー44、遅角規制バネ45を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、回転軸線S1に垂直な垂直面内で揺動して所定位置(中間位置)にロックし得るロックバーを備えたものであればその他のロック機構を採用してもよい。
上記実施形態においては、進角ロックバー42及び遅角ロックバー44を揺動自在に支持するべくハウジング部材31から突出した支軸31i,31jを採用したが、これに限定されるものではなく、ハウジング部材に軸受穴を設け、進角ロックバー及び遅角ロックバーに対して軸受穴に嵌合される支軸を設けた構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、保持モードにおいて、進角室30a及び遅角室30bに作動油が供給されるポンプモードが採用された場合を示したが、これに限定されるものではなく、進角室30a及び遅角室30bに対する作動油の流れを遮断するクローズモードが採用されてもよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the case where the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the case where the pump mode in which hydraulic oil is supplied to the
以上述べたように、本発明のバルブタイミング変更装置は、構造の簡素化、装置の小型化、低コスト化等を達成しつつ、最遅角位置と最進角位置との間の作動角を従来に比べて大きく設定することができ、ロック機構における遠心力の影響を防止してロック機構によるロック及びロック解除の動作を保証し、ベーンロータのバタツキ、ロック機構における打音や摩耗等を防止でき、エンジンの安定した始動性を確保できるため、自動車等に搭載された内燃式のエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等に搭載された小型のエンジン等においても有用である。 As described above, the valve timing changing device of the present invention achieves the operating angle between the most retarded angle position and the most advanced angle position while achieving simplification of the structure, miniaturization of the apparatus, cost reduction, and the like. It can be set larger than the conventional one, prevents the influence of centrifugal force in the lock mechanism, guarantees locking and unlocking operation by the lock mechanism, and prevents fluttering of the vane rotor, hammering sound and wear in the lock mechanism, etc. Since stable startability of the engine can be ensured, it can be applied to an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and is also useful for a small engine mounted on a motorcycle or the like.
S1 回転軸線
10 カムシャフト
11 ジャーナル部
12 円筒部
13 進角通路
14 遅角通路
15 雌ネジ部
20 ベーンロータ
21 ベーン部
22 ハブ部
23 貫通孔
24 進角室通路(進角通路)
25 遅角室通路(遅角通路)
26 シール部材
30 ハウジングロータ
30a 進角室
30b 遅角室
31 ハウジング部材(ハウジングロータ)
31a 円筒壁
31b 隔離壁
31c 貫通孔
31d 軸受部
31e,31f,31q 凹部
31g 両ロックバー用通路(進角通路)
31h 遅角ロックバー用通路(遅角通路)
31h´ 開口部
31i,31j 支軸
31k,31k´ 受け部
31o,31p ストッパ壁
32 スプロケット部材(ハウジングロータ)
32a スプロケット
32b 内周面
32c 前面
32d 両ロックバー用通路(進角通路)
32e 遅角ロックバー用通路(遅角通路)
33 カバー部材(ハウジングロータ)
40 ロック機構
41 ロックカム
42 進角ロックバー
S2 揺動軸線(揺動中心)
L1 直線
G1 重心
42a 被支持部
42b 係合側腕部
42c 受圧側腕部
42c´ 側面
43 進角規制バネ
44 遅角ロックバー
S3 揺動軸線(揺動中心)
L2 直線
G2 重心
44a 被支持部
44b 係合側腕部
44c 受圧側腕部
44c´,44c´´ 側面
45 遅角規制バネ
50 センタボルト
51 雄ネジ部
60 アシスト機構
61 プッシュ部材
62 付勢バネ
70 ポンプ
71 供給通路
72 ドレン通路
73 進角通路
74 遅角通路
100 油圧制御弁
S1
25 Retarded room passage (retarded passage)
26
31h Retarded lock bar passage (retarded passage)
31h '
32e Passage for retarding lock bar (retarding passage)
33 Cover member (housing rotor)
40
L1 straight line G1 center of
L2 straight line G2 center of
Claims (7)
前記ロック機構は、前記回転軸線に垂直な垂直面内で所定の揺動中心回りに揺動するべく前記ハウジングロータに支持されたロックバーと、前記ロックバーを前記ベーンロータのロック位置に向けて付勢する付勢バネを含み、
前記ロックバーは、その重心が、揺動範囲の全域においてロック状態を維持する向きに遠心力を生じさせるように位置付けられている、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。 A housing rotor that rotates on the rotation axis of the camshaft in conjunction with the rotation of the crankshaft, and a housing chamber that accommodates the housing rotor so as to be relatively rotatable in a predetermined angular range, and the housing chamber is made to advance and retard. A vane rotor that bisects into a corner chamber and rotates integrally with the camshaft; an advance passage that communicates with the advance chamber and passes hydraulic fluid; and a retard passage that communicates with the retard chamber and passes hydraulic fluid A lock mechanism that locks the vane rotor at a predetermined position within the predetermined angle range with respect to the housing rotor and that is unlocked by hydraulic pressure of hydraulic oil, and is configured to be an intake valve or an exhaust valve that is opened and closed by a camshaft. A bubble timing changing device for changing the opening and closing timing,
The lock mechanism includes a lock bar supported by the housing rotor so as to swing around a predetermined swing center in a vertical plane perpendicular to the rotation axis, and the lock bar facing the lock position of the vane rotor. Including a biasing spring
The lock bar is positioned so that its center of gravity generates a centrifugal force in a direction in which the lock state is maintained in the entire swing range.
A valve timing changing device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のバルブタイミング変更装置。 The lock bar has an area whose center of gravity is deviated by a predetermined amount in a rotation direction that locks from a straight line that connects the rotation axis and the rocking center inside the rocking center in a radial direction passing through the rotation axis. Formed to be within range,
The valve timing changing device according to claim 1.
前記ロック機構は、前記隔離壁に設けられた貫通孔を通して前記ベーンロータと一体的に回転するように連結されたロックカムを含み、
前記ロックバーは、前記ロックカムに係合して前記ベーンロータをロックし、前記ロックカムから離脱して前記ベーンロータのロックを解除するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブタイミング変更装置。 The housing rotor includes a housing member having an isolation wall that is separated from the receiving chamber and defines an isolation chamber in which the locking mechanism is disposed, and the housing member cooperates with the isolation wall to define the isolation chamber. Including a cover member detachably formed with respect to the
The lock mechanism includes a lock cam coupled to rotate integrally with the vane rotor through a through hole provided in the isolation wall;
The lock bar is formed to engage the lock cam to lock the vane rotor, and to disengage from the lock cam to unlock the vane rotor.
The valve timing changing device according to claim 1 or 2, wherein
前記ロックバーの重心は、前記被支持部の近傍に位置付けられている、
ことを特徴とする請求項3に記載のバルブタイミング変更装置。 The lock bar is formed in a substantially L-shaped flat plate shape, a supported portion that passes a support shaft provided in the housing rotor in a bent region thereof, and extends in one direction from the supported portion, and the lock cam An engagement side arm that can be engaged with, and a pressure receiving side arm that extends in the other direction from the supported portion and receives the pressure of hydraulic oil,
The center of gravity of the lock bar is positioned in the vicinity of the supported portion,
The valve timing changing device according to claim 3, wherein:
前記付勢バネは、前記進角ロックバーを前記ロックカムに係合してロックするように付勢する進角規制バネと、前記遅角ロックバーを前記ロックカムに係合してロックするように付勢する遅角規制バネを含む、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のバルブタイミング変更装置。 The lock bar includes an advance angle lock bar that restricts the vane rotor from rotating toward the advance angle side, and a retard angle lock bar that restricts the vane rotor from rotating toward the retard angle side,
The urging spring includes an advance angle regulating spring that urges the advance angle lock bar to engage and lock the lock cam, and an engagement angle spring that engages and locks the retard angle lock bar to the lock cam. Including a retarding angle regulating spring
The valve timing changing device according to claim 3 or 4, wherein
前記遅角通路は、前記進角通路を通して導かれた作動油の油圧によりロックが解除された後に前記遅角ロックバーのみのロックの解除を維持するべく作動油の油圧を導くように形成されている、
ことを特徴とする請求項5に記載のバルブタイミング変更装置。 The advance passage is formed to guide hydraulic pressure of hydraulic oil to unlock the advance lock bar and the retard lock bar;
The retard passage is configured to guide the hydraulic pressure of the hydraulic oil so that the lock of only the retard lock bar is maintained after the lock is released by the hydraulic pressure of the hydraulic oil guided through the advance passage. Yes,
The valve timing changing device according to claim 5, wherein
前記遅角ロックバーの受圧側腕部は、前記回転軸線の方向において対面する主面により、前記遅角通路の開口部を開閉するように形成されている、
ことを特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング変更装置。
The retard passage defines an opening that opens in the direction of the axis of rotation;
The pressure receiving side arm portion of the retard lock bar is formed to open and close the opening portion of the retard passage by a main surface facing in the direction of the rotation axis.
The valve timing changing device according to claim 6.
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