WO2018101155A1 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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- WO2018101155A1 WO2018101155A1 PCT/JP2017/042126 JP2017042126W WO2018101155A1 WO 2018101155 A1 WO2018101155 A1 WO 2018101155A1 JP 2017042126 W JP2017042126 W JP 2017042126W WO 2018101155 A1 WO2018101155 A1 WO 2018101155A1
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/356—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
Definitions
- the present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine.
- Patent Document 1 is known as a valve timing control device for an internal combustion engine.
- the valve timing control device described in this publication has a communication groove that is formed in a notch on the end face of the wide vane facing the front plate and communicates the receiving hole of the lock member and the seat portion of the spring that urges the lock member.
- the opening part of a communicating groove is obstruct
- a back pressure relief passage is provided for discharging the leaked hydraulic oil.
- An object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that can secure a withdrawal response of a lock member while suppressing a decrease in hydraulic pressure in a working chamber.
- the cross-sectional area of the opening that opens to the back pressure chamber is smaller than the cross-sectional area of the communication groove on the side.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of a valve timing control device (VTC) of Example 1.
- FIG. 1 is a system configuration diagram of a valve timing control device of Embodiment 1.
- FIG. It is the front view which looked at the valve timing control apparatus of Example 1 from the axial direction. It is a figure showing the most retarded state which removed the front plate of the valve timing control apparatus of Example 1.
- FIG. It is a figure showing the most advanced angle state which removed the front plate of the valve timing control apparatus of Example 1.
- FIG. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of a sliding hole of the vane rotor according to the first embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a cylinder hole of the vane rotor according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a TT cross section and an SS cross section of Example 1.
- FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view illustrating a locked state of the lock mechanism according to the first embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view illustrating a released state of the lock mechanism according to the first embodiment. It is a partial expanded sectional view of the pin with an umbrella of Example 1.
- FIG. 6 is an enlarged view showing the vicinity of a lock mechanism according to a second embodiment. It is a partial expanded sectional view of the pin with an umbrella of Example 3.
- Example 1 1 is an exploded perspective view of a valve timing control device (VTC) according to the first embodiment
- FIG. 2 is a system configuration diagram of the valve timing control device according to the first embodiment
- FIG. 3 is a diagram illustrating the valve timing control device according to the first embodiment from the axial direction.
- FIG. 4 is a front view of the valve timing control device according to the first embodiment with the front plate removed
- FIG. 5 shows the most advanced angle with the front plate removed of the valve timing control device of the first embodiment. It is a figure showing a state.
- the valve timing control apparatus on the exhaust side includes a pulley 1 that is a driving rotating body that is rotationally driven via a timing belt by a crankshaft (not shown), and a camshaft 2 that is provided so as to be relatively rotatable with respect to the pulley 1. And a phase changing mechanism 3 disposed between the pulley 1 and the camshaft 2 for converting the relative rotational phases of the two and 1 and a hydraulic circuit 4 for operating the phase changing mechanism 3.
- the pulley 1 is formed in a bottomed cylindrical shape with an iron-based metal, and has a gear portion 1a around which a timing belt is wound, and is rotatably supported on the outer periphery of the camshaft 2 in the center.
- the support hole 1b is formed through.
- four female screw holes into which four bolts 12 to be described later are screwed are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the pulley 1.
- the pulley 1 is configured as a rear cover 1c that closes a rear end opening of a housing 5 described later.
- the camshaft 2 is rotatably supported by a cylinder head (not shown) via a cam bearing, and a plurality of egg-shaped drive cams that open and close the exhaust valve are integrally fixed at predetermined positions in the axial direction on the outer peripheral surface.
- a bolt insertion hole 2b through which a shaft portion 6a of a cam bolt 6 that fixes a vane rotor 7 described later from the axial direction is inserted is formed in the inner axial direction on the one end portion 2a side.
- a female screw (not shown) to which a male screw formed at the tip of the cam bolt 6 is screwed is formed at the tip of the bolt insertion hole 2b.
- the phase changing mechanism 3 includes a housing 5 having a working chamber therein, a vane rotor 7 fixed to one end of the camshaft 2 by a cam bolt 6 and accommodated in the housing 5 so as to be relatively rotatable, and a housing of the housing 5 described later.
- the working chamber is divided by four first to fourth shoes 8a to 8d integrally provided on the inner peripheral surface of the main body 5a and the vane rotor 7, and each of the retarding hydraulic chamber 9 and the advance working is four retarding working chambers.
- an advance hydraulic chamber 10 which is a chamber.
- the housing 5 includes a housing body 5a formed of a sintered metal in a cylindrical shape, a front plate 11 that closes the front end opening of the housing body 5a, and a pulley 1 as a rear cover 1c that closes the rear end opening. ing.
- the housing body 5a, the front plate 11, and the pulley 1 are fastened together by four bolts 12 that pass through the bolt insertion holes 8e of the shoes 8a to 8d.
- the front plate 11 is formed in a disk shape from carbon steel, and a through hole 11a through which a cylindrical cylindrical portion 16 to be described later is inserted is formed at the center position thereof. As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the front plate 11 has four bolt insertion holes 11 b through which bolts 12 are inserted at circumferentially equidistant positions on the outer peripheral portion. The bolt 12 is inserted along the axial direction from the 11c side.
- the front plate 11 has an outer end surface 11c formed in a flat shape, and an inner edge of a spiral spring 33 described later contacts. That is, the outer end surface 11 c functions as a seating surface of the spiral spring 33.
- each counterbore portion 11d into which the base portions of the shaft portions of the respective bolts 12 are fitted are provided at the hole edges on the outer end surface 11c side of the respective bolt insertion holes 11b. Therefore, the head 12a of each bolt 12 screwed into the bolt insertion hole 11b does not hinder the contact of the spiral spring 33 with the outer end surface 11c.
- each counterbore portion 11d is formed in an arc shape having a larger diameter than the head portion 12a of each bolt 12 around each bolt insertion hole 11b, and from here to the radial direction of the front plate 11 Along the outer peripheral edge, a long groove is formed.
- FIG. 11 is a partially enlarged sectional view of the pin with an umbrella according to the first embodiment.
- the pin 13 with an umbrella includes a pin body 13b formed in a cylindrical shape, and a disk-shaped umbrella portion 13a provided on an end surface opposite to the press-fitting side of the pin body 13b.
- a pin through-hole 110 is formed in the front plate 11, and a pin 13 with an umbrella is press-fitted from the outer end surface 11c side.
- the press-fitting side end surface 13c of the pin with umbrella 13 is press-fitted to a position that is substantially flush with the inner end surface 11f facing the outer end surface 11c of the front plate 11, and thereafter, the press-fitting side end surface 13c and the inner end surface 11f are ground by grinding.
- the surface position is smoothed.
- the position where the pin through hole 110 is formed on the inner end face 11 f includes a scene where the vane 15 c straddles the pin through hole 110 due to the relative rotation of the vane rotor 7.
- the press-fitting side end surface 13c is recessed from the inner end surface 11f toward the outer end surface 11c, the hydraulic oil leaks between the advance hydraulic chamber 10 and the retard hydraulic chamber 9 separated by the vane 15c. There is a risk. Therefore, the sealing performance is ensured by making the surface positions of the inner end surface 11f and the press-fitting side end surface 13c substantially coincide.
- the pin through-hole 110 is not a half-hole but a through-hole is to effectively wash away cuttings, dust, and the like during cleaning during manufacture. Moreover, if it is made a half hole, a space is created between the press-fitting side end surface 13c of the pin 13 and the bottom surface of the half hole, and there is a possibility that the air in the space expands due to the temperature and the pin 13 comes out. is there. On the other hand, such a problem can be avoided by using a through hole.
- a second locking end portion 33c of a spiral spring 33 described later is wound and locked.
- the umbrella part 13a has a diameter that can cover substantially the entire axial end face of the second locking end part 33c wound around the pin body 13b. The umbrella portion 13 a restricts the second locking end portion 33 c of the spiral spring 33 from dropping from the outer end surface 11 c of the front plate 11.
- the vane rotor 7 is integrally formed of, for example, a sintered metal material, and is a rotor 14 fixed to the camshaft 2 by a cam bolt 6 inserted into a bolt insertion hole 7a formed in the center in the axial direction, and an outer peripheral surface of the rotor 14 And four first to fourth vanes 15a to 15d projecting radially at substantially 90 ° equidistant positions in the circumferential direction.
- the rotor 14 is formed in a substantially cylindrical shape, and a cylindrical cylindrical portion 16 that is an extending portion having the same axis as the rotor 14 is integrally formed at the center position on the front end surface 14a side on the front plate 11 side. ing.
- the cylindrical cylindrical portion 16 is formed in a substantially cylindrical shape, and protrudes integrally from the front end surface 14a of the rotor 14 to the front.
- the outer diameter of the cylindrical cylindrical portion 16 is set to be slightly smaller than the inner diameter of the through hole 11 a of the front plate 11.
- the cylindrical cylindrical portion 16 is set to have a predetermined length that is longer in the axial direction than the sum of the plate thickness of the front plate 11 and the axial spring width W1 of a spiral spring 33 described later. Thereby, when the apparatus is assembled, the distal end portion 16a side of the cylindrical cylindrical portion 16 protrudes to the outside of the housing 5 through the through hole 11a.
- the inner diameter of the cylindrical cylindrical portion 16 is formed to be larger than the outer diameter of the head 6 b of the cam bolt 6, and when the apparatus is assembled, the head 6 b of the cam bolt 6 is in contact with the cylindrical cylindrical portion 16. Housed inside. Further, the end surface on the tip end portion 16a side of the cylindrical cylindrical portion 16 has a locking groove 17 in which a first locking end portion 33b of a spiral spring 33 described later is locked.
- the locking groove 17 is a predetermined position in the circumferential direction of the cylindrical cylindrical portion 16, and extends substantially from the center position of the outer peripheral surface to the tip end edge.
- a notch is formed toward the center, and of the opposing surfaces 17a and 17b constituting the locking groove 17, the opposing surface 17a on the side where the first locking end portion 33b is locked is formed in an arcuate surface.
- a circular fitting groove 14c into which the one end 2a of the camshaft 2 is fitted is formed on the rear end surface 14b of the pulley 1 side.
- the rear end surface 14b is in sliding contact with the opposed inner end surface of the pulley 1 with a minute side clearance, while the front end surface 14a is in sliding contact with the opposed inner end surface of the front plate 11 with a minute side clearance.
- a sealing function is exhibited between the inner end surface of the pulley 1 and the inner end surface of the front plate 11.
- each of the first to fourth vanes 15a to 15d is disposed between the shoes 8a to 8d, and has a seal groove formed on each arcuate outer peripheral surface.
- a seal member 18a that slides and seals on the inner peripheral surface of the housing body 5a is fitted.
- a seal member 18b that slides and seals on the outer peripheral surface of the rotor 14 is fitted into the seal groove formed on the inner peripheral surface of the tip of each shoe 8a to 8d.
- Each side surface in the width direction (rotor axis direction) of each vane 15a to 15d is in sliding contact with the inner end surface of the pulley 1 and the inner end surface of the front plate 11 with a minute side clearance.
- Each of the vanes 15a to 15d is formed such that the first vane 15a has a fan-shaped maximum width when viewed from the side and is heaviest, and the second to fourth vanes 15b to 15d other than the first vane 15a are formed. Are set to substantially the same width smaller than the first vane 15a.
- the first vane 15 a and the first and second shoes 8 a and 8 b function as a stopper that regulates the most retarded angle position and the most advanced angle position of the vane rotor 7.
- the other second to fourth vanes 15b to 15d are in a separated state without coming into contact with the opposing side surfaces of the shoes 8c and 8d whose both side surfaces oppose each other in the circumferential direction. Accordingly, the contact accuracy between the first vane 15a and the first and second shoes 8a, 8b is improved, and the supply speed of the hydraulic pressure to the respective retard and advance hydraulic chambers 9 and 10 is increased.
- the rotational responsiveness in the forward and reverse directions is increased.
- Each retarded hydraulic chamber 9 and each advanced hydraulic chamber 10 communicate with the hydraulic circuit 4 through a first communication hole 9a and a second communication hole 10a formed in the rotor 14 along the radial direction.
- a spiral spring 33 that urges the vane rotor 7 in the advance direction with respect to the housing 5 is attached to the outer end surface 11 c of the front plate 11.
- the spiral spring 33 is a so-called plate-shaped spring, and is formed by winding flat rectangular wires having a substantially rectangular longitudinal section on substantially the same plane so that the surfaces in the longitudinal direction face each other.
- the spiral spring 33 has a spiral spring main body 33a having a shape that gradually increases in diameter from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and an innermost peripheral portion 33d of the spiral spring main body 33a bent inward in the radial direction.
- the first locking end portion 33b and the second locking end portion 33c in which the outermost peripheral portion 33f of the spiral spring body 33a is bent radially outward in a semicircular hook shape.
- the first locking end portion 33b is engaged with the locking groove 17 of the cylindrical cylindrical portion 16 and is locked and fixed to the arcuate opposing surface 17a, while the second locking end portion 33c is
- the vane rotor 7 is constantly urged in the rotation direction on the advance side by the spring force of the spiral spring 33, which is locked and fixed to the outer peripheral surface of the pin 13 with an umbrella provided on the outer end surface 11 c of the plate 11.
- the spiral spring 33 is deformed in the diameter reducing direction when the vane rotor 7 rotates relative to the housing 5 toward the retard side.
- the outer end surface 11c of the front plate 11 is provided with a support pin 34 for assisting the biasing operation of the spiral spring 33 by increasing the torque generated in the spiral spring 33.
- the support pin 34 is formed in a substantially cylindrical shape, and is press-fitted and fixed at a position spaced apart from the pin 13 with the umbrella by a predetermined angle.
- the outermost peripheral part 33f of the spiral spring 33 is contact
- An annular groove 35 which is a recess that accommodates the innermost peripheral portion 33 d of the spiral spring 33, is provided on the outer peripheral surface of the distal end portion 16 a of the cylindrical cylindrical portion 16.
- the hydraulic circuit 4 selectively supplies or discharges hydraulic oil to and from the retard and advance hydraulic chambers 9 and 10. As shown in FIG. 2, the hydraulic circuit 4 is connected to each retarded hydraulic chamber 9 with respect to each retarded hydraulic chamber 9 and each retarded hydraulic chamber 10. An advance oil passage 20 that supplies and discharges hydraulic pressure through the second communication hole 10a, an oil pump 21 that supplies hydraulic oil to the passages 19 and 20, and a retard oil passage 19 according to the operating state of the engine. And an electromagnetic switching valve 22 for switching the flow path of the advance oil passage 20.
- the oil pump 21 is a general one such as a trochoid pump that is rotationally driven by an engine crankshaft.
- the retard oil passage 19 and the advance oil passage 20 are each connected to a passage port of the electromagnetic switching valve 22 at one end.
- the other end portions of the retard oil passage 19 and the advance oil passage 20 are formed inside the camshaft 2 via cylinder heads and cylinder blocks (not shown), and are parallel retards along the axial direction.
- the passage portion 19a and the advance passage portion 20a are connected.
- the retard passage 19a communicates with each retard hydraulic chamber 9 via the first communication hole 9a.
- the advance passage portion 20a communicates with each advance hydraulic chamber 10 via the second communication hole 10a.
- the electromagnetic switching valve 22 is a two-position three-port valve, and an unillustrated spool valve body that is slidable in the axial direction in the valve body by an electronic controller not shown.
- the discharge passage 21a of the oil pump 21 and the one of the oil passages 19 and 20 are communicated, and at the same time, the other oil passage 19 and 20 and the drain passage 23 are communicated.
- the suction passage 21 b and the drain passage 23 of the oil pump 21 communicate with the oil pan 24.
- the electronic controller includes information from various sensors such as a crank angle sensor, an air flow meter, an engine water temperature sensor, a throttle valve opening sensor, and a cam angle sensor that detects the current rotational phase of the camshaft 2 by an internal computer.
- a signal is input to detect the current operating state of the engine, and a control pulse current is output to the electromagnetic coil of the electromagnetic switching valve 22 to control the movement position of each spool valve body, thereby switching the passages.
- FIG. 9 is an enlarged partial sectional view showing a locked state of the locking mechanism of the first embodiment
- FIG. 10 is an enlarged partial sectional view showing a released state of the locking mechanism of the first embodiment.
- the lock mechanism 27 is slidably received in a cylinder hole 28 formed in the first vane 15a so as to penetrate in the axial direction, and is provided with a lock pin 29 provided to be movable forward and backward with respect to the rear cover 1c,
- the lock recess 30 is formed at a predetermined position substantially in the center in the radial direction and engages with the tip 29a of the lock pin 29 to lock the vane rotor 7.
- the cylinder hole 28 has a large-diameter first cylinder hole 28a that opens to the front end face 14a, and a small-diameter second cylinder hole 28b that opens to the lock recess 30 side.
- the lock pin 29 has a larger diameter than the distal end portion 29a, a large diameter portion 29b that slides in the first cylinder hole 28a, and a pressure receiving portion 29c that is a step between the distal end portion 29a and the large diameter portion 29b.
- the lock recess 30 is a bottomed cylindrical recess formed in the rear cover 1c, and an annular ring member 30a formed of a sintered material is press-fitted and fixed in the recess.
- the distal end portion 29a can be inserted into the ring member 30a.
- the radial gap between the first cylinder hole 28a and the large diameter part 29b is formed to be smaller than the radial gap between the second cylinder hole 28b and the tip part 29a.
- the entire lock pin 29 including the front end portion 29a is formed in a substantially columnar shape, and is shaped to be easily engaged in the ring member 30a from the axial direction, and is formed from the rear end side in the internal axial direction.
- a coil spring 31 is provided that is elastically mounted between the bottom surface of the recessed groove and the inner surface of the front plate 11 and biases the lock pin 29 in the advancing direction (engagement direction).
- the ring member 30a is formed larger than the outer diameter of the distal end portion 29a of the lock pin 29, and is formed at a position biased toward the advance hydraulic chamber 10 side in the circumferential direction. Therefore, when the lock pin 29 is engaged, the relative conversion angle between the housing 5 and the vane rotor 7 is set to the most advanced angle side position.
- a semi-arc-shaped pressure receiving chamber 32 is formed at a position smaller than the outer diameter of the lock pin 29 and one step below the lock recess 30 at the side (bottom) of the lock recess 30.
- the first cylinder hole 28a is connected to a retarded side oil passage 9b that is formed through the first vane 15a and communicates with the retarded hydraulic chamber 9 and is also connected to the advanced hydraulic chamber 10. Is connected. Therefore, when hydraulic fluid is supplied to the retard hydraulic chamber 9 or the advance hydraulic chamber 10, the hydraulic fluid passes through the retard hydraulic passage 9b or the advance hydraulic passage 10b into the first cylinder hole 28a. be introduced. When the hydraulic pressure of the hydraulic oil acts on the pressure receiving portion 29c, as shown in FIG. 10, the lock pin 29 is retracted to the release side, and the engagement of the lock pin 29 is released.
- FIG. 6 is an enlarged perspective view of the vicinity of the sliding hole of the vane rotor of the first embodiment
- FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the cylinder hole of the vane rotor of the first embodiment.
- a back pressure chamber is formed between the large diameter portion 29 b of the lock pin 29 of the cylinder hole and the front plate 11. This back pressure chamber is connected to a communication groove 140 formed in the vane rotor 7.
- the communication groove 140 is formed from the opening on the front end surface 14a side of the first cylinder hole 28a to the root portion 16b of the cylindrical cylindrical portion 16, and is closed by the front plate 11 to form an oil passage.
- the communication groove 140 extends to the axial center side from the through hole 11a of the front plate 11, the end portion of the oil passage formed between the front plate 11 and the front plate 11 is connected to the atmospheric release portion. That is, by releasing the back pressure chamber to the atmosphere, when the lock pin 29 is operated, the operating oil or air leaked into the back pressure chamber is discharged, so that the lock pin 29 is operated smoothly.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a TT cross section and an SS cross section of Example 1.
- the communication groove 140 is formed so as to have a stepped bottom portion, and includes a first communication groove 141 extending toward the root portion 16b and a second communication groove 142 opening toward the first cylinder hole 28a.
- the groove depth of the first communication groove 141 is deeper than the groove depth of the second communication groove 142.
- the cross-sectional area of the first communication groove 141 is larger than the cross-sectional area of the second communication groove 142.
- the second communication groove 142 has a seal wall 142a on the first cylinder hole 28a side that coincides with the inner wall of the first cylinder hole 28a.
- the sealing surface between the lock pin hydraulic chamber 29f and the opening of the second communication groove 142 is short, hydraulic oil leaks from the lock pin hydraulic chamber 29f to the communication groove 140, resulting in deterioration of fuel consumption. . Therefore, by forming the seal wall 142a, the area of the seal surface is increased and the sealing performance is improved. Moreover, since the cross-sectional area of the opening of the second communication groove 142 to the first cylinder hole 28a is formed narrow, leakage of hydraulic oil can be further suppressed.
- the large-diameter portion 29b is a part of the lock pin 29 that operates, and if the weight is increased, the operation responsiveness of the lock pin 29 may be deteriorated.
- the operating direction length of the large diameter portion 29b increases, the operating direction length of the first cylinder hole 28a increases, and the operating direction length of the second cylinder hole 28b relatively decreases.
- the lock pin 29 is inserted into the lock recess 30 and receives a force in the tilt direction, the lock pin 29 is held in the tilt direction by contact between the tip portion 29a and the second cylinder hole 28b.
- the holding stability of the lock pin 29 may be lowered. From the above, it is more advantageous to form the seal wall 142a as in the first embodiment than to increase the operating direction length of the large diameter portion 29b. Further, when the cross-sectional area of the second communication groove 142 is reduced, discharge of hydraulic oil or the like from the back pressure chamber becomes a problem when the lock pin 29 shifts from the engaged state to the released state. In the first embodiment, since the cross-sectional area of the first communication groove 141 is made larger than that of the second communication groove 142, hydraulic oil or the like from the back pressure chamber can be discharged smoothly.
- the second communication groove 142 has a large flow resistance, Since the cross-sectional area of the communication path 141 is large, the flow path resistance is reduced, and the flow path resistance is reduced as compared with the case where the cross-sectional areas of the first communication groove 141 and the second communication groove 142 are reduced as a whole.
- a rotational force is transmitted from the crankshaft and a plurality of shoes are protruded on the inner peripheral side to form a plurality of working chambers, a rotor 14 fixed to the camshaft 2, and a vane rotor 7, a vane rotor 7 having a plurality of vanes 15a to 15d that divide a plurality of working chambers into an advance working chamber and a retard working chamber, and a vane 15c (at least one of the plurality of vanes).
- a lock pin 29 (lock member) slidably provided in the cylinder hole 28, and the lock pin 29 is protruded from the vane rotor 7 to the housing 5 side.
- Coil spring 31 biases in the direction, and provided on the front plate 11, and the lock pin 29 protrudes and is inserted into the housing.
- a lock recess 30 for restricting relative rotation with the rotor 7, and by applying hydraulic pressure to the lock pin 29, the lock pin 29 is retracted from the lock recess 30 against the urging force of the coil spring 31.
- a communication groove 140 that is provided in the vane rotor 7 and that communicates the back pressure chamber in which the coil spring 31 is disposed and the outside of the housing.
- the communication groove 140 is connected to the outside communication.
- the cross-sectional area of the opening of the second communication groove 142 that opens into the back pressure chamber is smaller than the cross-sectional area of the first communication groove 141 that is a groove.
- the communication groove 140 provided on one end side in the rotational axis direction of the vane rotor 7 communicates the back pressure chamber in which the coil spring 31 is disposed and the air release portion, and the air release portion is larger than the cross-sectional area on the back pressure chamber side. Large cross-sectional area. Therefore, the sealing performance of the lock pin 29 can be improved and a drop in the withdrawal response of the lock pin 29 can be suppressed.
- the communication groove 140 has a stepped bottom at the bottom of the communication groove in the rotation axis direction of the vane rotor. Therefore, the axial seal length can be increased and leakage from the lock pin 29 side can be suppressed.
- the rotor 14 has a cylindrical cylindrical portion 16 (cylindrical portion) that protrudes outward from the front plate 11 in the rotational axis direction of the vane rotor 7, and the communication groove 140 is a root portion 16 b that is the outer periphery of the cylindrical cylindrical portion 16. It extends to. Therefore, it can manufacture easily, ensuring the discharge
- the umbrella pin 13 is press-fitted and fixed to a pin through hole 110 (through hole) formed in the direction of the rotation axis of the vane rotor 7 at a portion of the front plate 11 forming the working chamber. 13 end surfaces on the working chamber side are formed in a flat shape by grinding.
- the press-fit side end surface 13c which is the tip of the pin 13 with the umbrella, is flattened by grinding, so that the press-fit side end surface 13c of the pin 13 with the umbrella can be brought close to the working chamber. Therefore, when the vane 15c passes through the press-fitting side end surface 13c of the pin 13 with an umbrella, the step difference between the inner end surface 11f and the press-fitting side end surface 13c is suppressed, so that the hydraulic oil is prevented from leaking across the vane 15c. it can.
- the lock pin 29 has a large-diameter portion 29b provided on the back pressure chamber side and a tip portion 29a (small-diameter portion) provided on the lock recess 30 side with respect to the large-diameter portion 29b.
- the opening of the groove 140 to the back pressure chamber is also blocked by the large diameter portion 29 b when the lock pin 29 is retracted to the maximum against the biasing force of the coil spring 31. Therefore, leakage of hydraulic oil can be suppressed.
- the hydraulic pressure of the advance working chamber or the retard working chamber acts on the pressure receiving portion 29c of the large diameter portion 29b. Therefore, when the valve timing control device is in operation, leakage of hydraulic oil can be suppressed while the lock pin 29 is released.
- FIG. 12 is an enlarged view showing the vicinity of the lock mechanism of the second embodiment.
- the bottom of the communication groove 140 has a stepped shape, and the seal surface is secured by forming the seal wall 142a.
- the entire groove depth of the communication groove 140 was shallowly formed like the second communication groove 142 of Example 1, and the seal wall 142a was formed.
- a third communication groove 143 that connects the communication groove 140 to the first cylinder hole 28a, a fourth communication groove 144 that has a circumferential width wider than the third communication groove 143 toward the axial center, It is formed from.
- the width of the communication groove 140 in the circumferential direction of the vane rotor 7 becomes narrower from the root portion 16b side that is an opening to the outside of the housing toward the opening to the back pressure chamber formed in the first cylinder hole 28a. It is formed as follows. Therefore, since the circumferential seal width can be increased, leakage from the lock pin 29 side to the atmosphere release side can be suppressed.
- FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of the pin with an umbrella according to the third embodiment.
- the pin through-hole 110 was formed, the umbrella pin 13 was press-fitted and fixed, and the press-fitting side end surface 13c and the inner end surface 11f were smoothed by grinding.
- the large-diameter pin press-fitting hole 111 that is bottomed from the outer end surface 11c side, and the small-diameter through-hole 112 that communicates the bottom of the pin press-fitting hole 111 and the inner end surface 11f. , Formed.
- the through-hole 112 having a smaller diameter than the pin press-fitting hole 111 is formed.
- the diameter of the through hole 112 is made smaller than the circumferential width of the vane 15c. Therefore, it is possible to ensure the cleanability at the time of manufacture and to prevent the umbrella pin 13 from coming off due to the temperature change. Further, compared with the case of the bottomed recess, it is not necessary to worry about the thickness of the bottom portion, and a sufficient press-fitting allowance can be secured. Further, even when the vane 15c straddles the through hole 112 due to the relative rotation of the vane rotor 7, the diameter of the through hole 112 is smaller than the circumferential width of the vane 15c in the portion moving across the through hole 112. The hydraulic oil does not leak across 15c.
- Example 3 the following effects can be obtained.
- the pin 13 with an umbrella is press-fitted and fixed to a pin press-fitting hole 111 (through hole) formed in the direction of the rotation axis of the vane rotor 7 at a portion forming the working chamber of the front plate 11.
- the inner diameter of 111 has a through hole 112 that is a small diameter portion on the working chamber side that is smaller than the opposite side. Therefore, even when the vane passes through the tip side of the pin 13 with the umbrella, since the diameter of the through hole 112 is small, it is possible to prevent the hydraulic oil from leaking across the vane 15c.
- the inner diameter of the through hole 112 is smaller than the circumferential width of the portion of the vane 15c that moves across the through hole. Therefore, it can suppress that hydraulic fluid leaks over the vane 15c.
- a valve timing control device for an internal combustion engine is disposed on the outer peripheral side of a rotor, a housing having a plurality of working chambers on the inner peripheral side, a rotor fixed to the camshaft, to which the rotational force from the crankshaft is transmitted.
- a plurality of vanes that divide the plurality of working chambers into an advance working chamber and a retard working chamber; a vane rotor having at least one of the plurality of vanes; A lock member slidably disposed in the cylinder hole, a biasing member for biasing the lock member in a direction of projecting from the vane rotor to the housing side, and provided in the housing, wherein the lock member is inserted.
- a lock recess that restricts relative rotation between the housing and the vane rotor, and hydraulic pressure acts on the lock member.
- a communication mechanism that communicates the lock mechanism in which the lock member is retracted from the lock recess against the urging force of the urging member, the back pressure chamber in which the urging member of the cylinder hole is disposed, and the outside of the housing. It is a groove
- the communication groove has a stepped shape at the bottom of the communication groove in the rotation axis direction of the vane rotor.
- the communication groove has a width in the circumferential direction of the vane rotor that is narrowed from an opening side to the outside of the housing toward an opening portion to the back pressure chamber.
- the rotor has a cylindrical portion that protrudes outward from the housing in the rotational axis direction of the vane rotor, and the communication groove extends to the outer periphery of the cylindrical portion.
- one end is locked to the vane rotor and the other end is locked to a locking pin fixed to the housing between the vane rotor and the housing.
- a spring is provided for applying a biasing force to the housing in a direction in which the vane rotor is rotated relative to the housing.
- the locking pin is press-fitted and fixed in a through hole formed in a rotation axis direction of the vane rotor in a portion of the housing forming the working chamber.
- the end surface on the working chamber side of the locking pin is formed in a flat shape by grinding.
- the locking pin is press-fitted and fixed to a through hole formed in a rotation axis direction of the vane rotor in a portion forming the working chamber of the housing.
- the inner diameter of the through hole has a small diameter portion on the working chamber side that is smaller than the opposite side.
- an inner diameter of the small diameter portion of the through hole is smaller than a circumferential width of a portion of the vane that is converted across the through hole.
- the valve timing control device for an internal combustion engine transmits a rotational force from the crankshaft and has a housing having a plurality of working chambers on the inner peripheral side, a rotor fixed to the camshaft, A vane rotor provided outside the rotor in the radial direction and dividing the plurality of working chambers into an advance working chamber and a retard working chamber; and a rotational axis direction of at least one of the plurality of vanes A cylinder hole penetrating through the cylinder hole, a lock member slidably disposed in the cylinder hole, a biasing member biasing the lock member in a direction of projecting from the vane rotor toward the housing, and the housing A locking recess into which the locking member is inserted, and hydraulic pressure acts on the locking member in a direction opposite to the urging force of the urging member.
- a lock mechanism in which the lock member moves against the urging force of the urging member, an air release portion provided in the housing and communicating with the outside of the housing, and the urging member of the cylinder hole are disposed.
- the communication groove has a stepped shape from the atmosphere opening part side toward the opening part to the back pressure chamber.
- the lock member includes a large-diameter portion provided on the back pressure chamber side, and a small-diameter portion provided on the lock recess side from the large-diameter portion, The opening portion of the communication groove to the back pressure chamber is closed by the large diameter portion even when the lock member is retracted to the maximum against the urging force of the urging member.
- the hydraulic pressure of the advance working chamber or the retard working chamber acts on the large diameter portion of the lock member.
- this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
- the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
- a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
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Abstract
内燃機関のバルブタイミング制御装置では、ロック機構を備えたベーンロータに設けられ、ロック部材を付勢する付勢部材が配置される背圧室とハウジングの外部とを連通する連通溝を、ハウジングの外部側の連通溝の断面積よりも背圧室に開口する開口部の断面積を小さくなるように形成した。
Description
本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
内燃機関のバルブタイミング制御装置として、特許文献1が知られている。この公報に記載のバルブタイミング制御装置は、幅広のベーンのフロントプレートとの対向端面に切欠形成され、ロック部材の収容孔とロック部材を付勢するばねの着座部とを連通する連通溝を有する。そして、連通溝の開口部がフロントプレートにより閉塞されることで、ロック部材の大径部外周面とロック部材収容孔の大径部内周面との間の僅かな隙間より背圧室側へと漏出した作動油の排出等に供する背圧逃がし通路として構成されている。
しかしながら、特許文献1に記載のロック部材の大径部外周面とロック部材収容孔の大径部内周面との間の隙間より背圧室側へと漏出した作動油によって、作動室の油圧が低下するおそれがあった。また、作動油の漏出を抑制するために背圧逃がし通路の通路断面積を小さくすると、ロック部材が退出する際に作動油が抵抗となり、ロック部材の退出応答性が低下する懸念があった。
本発明の目的は、作動室の油圧低下を抑制しつつ、ロック部材の退出応答性を確保可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
本発明の目的は、作動室の油圧低下を抑制しつつ、ロック部材の退出応答性を確保可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
本発明の好ましい態様によれば、ロック機構を備えたベーンロータに設けられ、ロック部材を付勢する付勢部材が配置される背圧室とハウジングの外部とを連通する連通溝を、ハウジングの外部側の連通溝の断面積よりも背圧室に開口する開口部の断面積が小さくなっている。
よって、本発明の好ましい態様によれば、背圧室からの作動油の漏出を抑制しつつ、ロック部材の退出応答性を確保できる。
[実施例1]
図1は実施例1のバルブタイミング制御装置(VTC)の分解斜視図、図2は実施例1のバルブタイミング制御装置のシステム構成図、図3は実施例1のバルブタイミング制御装置を軸方向から見た正面図、図4は実施例1のバルブタイミング制御装置のフロントプレートを取り外した最遅角状態を表す図、図5は実施例1のバルブタイミング制御装置のフロントプレートを取り外した最進角状態を表す図である。
排気側のバルブタイミング制御装置は、図外のクランクシャフトによりタイミングベルトを介して回転駆動される駆動回転体であるプーリ1と、該プーリ1に対して相対回転可能に設けられたカムシャフト2と、前記プーリ1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者1、2の相対回転位相を変換する位相変更機構3と、位相変更機構3を作動させる油圧回路4と、を有する。
図1は実施例1のバルブタイミング制御装置(VTC)の分解斜視図、図2は実施例1のバルブタイミング制御装置のシステム構成図、図3は実施例1のバルブタイミング制御装置を軸方向から見た正面図、図4は実施例1のバルブタイミング制御装置のフロントプレートを取り外した最遅角状態を表す図、図5は実施例1のバルブタイミング制御装置のフロントプレートを取り外した最進角状態を表す図である。
排気側のバルブタイミング制御装置は、図外のクランクシャフトによりタイミングベルトを介して回転駆動される駆動回転体であるプーリ1と、該プーリ1に対して相対回転可能に設けられたカムシャフト2と、前記プーリ1とカムシャフト2との間に配置されて、該両者1、2の相対回転位相を変換する位相変更機構3と、位相変更機構3を作動させる油圧回路4と、を有する。
プーリ1は、鉄系金属によって有底円筒状に形成されて、外周にタイミングベルトが巻回される歯車部1aを有していると共に、中央には、カムシャフト2の外周に回転自在に支持される支持孔1bが貫通形成されている。また、プーリ1の外周部の周方向のほぼ等間隔位置には、後述する4本のボルト12が螺着される4つの雌ねじ孔がそれぞれ形成されている。このプーリ1は、後述するハウジング5の後端開口を閉鎖するリアカバー1cとして構成されている。
カムシャフト2は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には排気弁を開閉作動させる卵形の複数の駆動カムが軸方向の所定位置に一体に固定されていると共に、一端部2a側の内部軸心方向には、後述するベーンロータ7を軸方向から固定するカムボルト6の軸部6aが挿通するボルト挿通孔2bが形成されている。なお、このボルト挿通孔2bの先端部には、カムボルト6の先端に形成された雄ねじが螺着する図外の雌ねじが形成されている。
位相変更機構3は、内部に作動室を有するハウジング5と、カムシャフト2の一端部にカムボルト6によって固定され、ハウジング5内に相対回転自在に収容されたベーンロータ7と、ハウジング5の後述するハウジング本体5aの内周面に一体に有する4つの第1~第4シュー8a~8dと、ベーンロータ7によって作動室が分けられ、それぞれ4つの遅角作動室である遅角油圧室9及び進角作動室である進角油圧室10と、を有する。ハウジング5は、焼結金属によって円筒状に形成されたハウジング本体5aと、ハウジング本体5aの前端開口を閉塞するフロントプレート11と、後端開口を閉塞するリアカバー1cとしてのプーリ1と、から構成されている。ハウジング本体5aとフロントプレート11及びプーリ1とは、各シュー8a~8dの各ボルト挿通孔8eを貫通する4本のボルト12によって共締め固定されている。
フロントプレート11は、炭素鋼によって円盤状に形成されると共に、その中央位置には、後述する筒状円筒部16が挿通する貫通孔11aが貫通形成されている。フロントプレート11は、図1及び図3に示すように、外周部の円周方向等間隔位置に、ボルト12が挿通する4つのボルト挿通孔11bが貫通形成されており、フロントプレート11の外端面11c側から軸方向に沿って前記ボルト12が挿通される。フロントプレート11は、その外端面11cが平坦状に形成され、後述する渦巻ばね33の内側縁が当接する。つまり、外端面11cは、渦巻ばね33の座面として機能する。これに伴い、各ボルト挿通孔11bの外端面11c側の孔縁には、前記各ボルト12の軸部の付け根部が嵌合するザグリ部11dがそれぞれ設けられている。よって、ボルト挿通孔11bに螺着する各ボルト12の頭部12aが、外端面11cに対する渦巻ばね33の当接を妨げない。この各ザグリ部11dは、図3に示すように、各ボルト挿通孔11bを中心として各ボルト12の頭部12aよりも大径な円弧状に形成されると共に、ここからフロントプレート11径方向に沿って外周縁まで長溝状に形成されている。
図1及び図3に示すように、フロントプレート11の外端面11cの外周側には、傘付ピン13が軸方向から圧入固定されている。図11は実施例1の傘付ピンの部分拡大断面図である。傘付ピン13は、円筒状に形成されたピン本体13bと、該ピン本体13bの圧入側と反対側の端面に設けられた円板状の傘部13aと、から構成される。フロントプレート11には、ピン用貫通孔110が形成され、外端面11c側から傘付ピン13が圧入される。傘付ピン13の圧入側端面13cは、フロントプレート11の外端面11cと対向する内端面11fと略同一面となる位置まで圧入され、その後、研削加工により圧入側端面13cと内端面11fとの面位置が平滑化される。
すなわち、内端面11fのピン用貫通孔110が形成される位置は、ベーンロータ7の相対的な回動によりベーン15cがピン用貫通孔110を跨ぐ場面がある。このとき、仮に圧入側端面13cが内端面11fより外端面11c側に凹んだ位置となると、ベーン15cで隔成された進角油圧室10と遅角油圧室9との間で作動油がリークするおそれがある。そこで、内端面11fと圧入側端面13cとの面位置を略一致させることで、シール性を確保する。尚、ピン用貫通孔110を半穴ではなく、貫通孔とするのは、製造時の洗浄時に切り子やゴミ等を効果的に洗い流すためである。また、半穴にするとピン13の圧入側端面13cと半穴の底面との間に空間ができて、温度によってその空間内の空気が膨張し、ピン13が抜けてしまうという不具合が生じるおそれがある。これに対し、貫通孔にすることで、このような不具合を回避することができる。ピン本体13bの周囲には、後述する渦巻ばね33の第2係止端部33cが巻回されて係止される。傘部13aは、ピン本体13bに巻回された第2係止端部33cの軸方向端面のほぼ全体を覆うことが可能な径を有する。傘部13aは、渦巻ばね33の第2係止端部33cがフロントプレート11の外端面11cから脱落するのを規制する。
ベーンロータ7は、例えば焼結金属材によって一体に形成され、軸方向中央に形成されたボルト挿通孔7aに挿通されるカムボルト6によってカムシャフト2に固定されたロータ14と、該ロータ14の外周面に円周方向のほぼ90°等間隔位置に放射状に突設された4枚の第1~第4ベーン15a~15dと、から構成されている。ロータ14は、ほぼ円筒状に形成されると共に、フロントプレート11側の前端面14a側の中央位置には、ロータ14と軸心を同じくする延出部である筒状円筒部16が一体形成されている。
筒状円筒部16は、ほぼ円筒状に形成され、ロータ14の前端面14aから前方へ一体に突設されている。筒状円筒部16の外径は、フロントプレート11の貫通孔11aの内径よりも僅かに小径に設定されている。また、筒状円筒部16は、軸方向の長さが、フロントプレート11の板厚及び後述する渦巻ばね33の軸方向のばね巾W1の和よりも長い所定の大きさに設定されている。これにより、装置を組み付けた際に、筒状円筒部16の先端部16a側が貫通孔11aを介してハウジング5の外部へ突出する。また、筒状円筒部16の内径は、カムボルト6の頭部6bの外径よりも大径に形成されており、装置を組み付けた際に、カムボルト6の頭部6bが筒状円筒部16の内部へ収容配置される。また、筒状円筒部16の先端部16a側の端面には、後述する渦巻ばね33の第1係止端部33bが係止される係止溝17を有する。
係止溝17は、図1及び図3に示すように、筒状円筒部16の周方向の所定位置でかつ、外周面のほぼ中央位置から先端縁に亘って、筒状円筒部16の軸心方向に向かって切欠形成されると共に、係止溝17を構成する対向面17a,17bのうち、第1係止端部33bが係止する側の対向面17aが円弧面に形成されている。また、プーリ1側の後端面14bには、カムシャフト2の一端部2aが嵌合する円形状の嵌合溝14cが形成されている。
ロータ14は、後端面14bがプーリ1の対向する内端面に微小なサイドクリアランスをもって摺接する一方、前端面14aがフロントプレート11の対向する内端面に微小なサイドクリアランスをもって摺接する。これにより、プーリ1の内端面とフロントプレート11の内端面との間でシール機能を発揮する。
第1~第4ベーン15a~15dは、図4及び図5に示すように、それぞれが各シュー8a~8dの間に配置されていると共に、それぞれの円弧状外周面に形成されたシール溝内に、ハウジング本体5aの内周面に摺動しつつシールするシール部材18aが嵌着されている。一方、各シュー8a~8dの先端内周面に形成されたシール溝には、ロータ14の外周面に摺動しつつシールするシール部材18bが嵌着されている。なお、この各ベーン15a~15dでの幅方向(ロータ軸方向)の各両側面は、プーリ1の内端面とフロントプレート11の内端面に対してそれぞれ微小なサイドクリアランスをもって摺接しており、同様に、プーリ1の内端面とフロントプレート11の内端面との間でシール機能を発揮する。各ベーン15a~15dは、第1ベーン15aが側面からみて扇状の最大巾に設定されて、最も重量が重く形成され、該第1ベーン15a以外の3枚の第2~第4ベーン15b~15dの巾が第1ベーン15aよりも小さいほぼ同一の巾に設定されている。
ベーンロータ7は、最遅角側へ相対回転すると、図4に示すように、第1ベーン15aの一側面が周方向から対向する前記第1シュー8aの対向一側面に当接して最大遅角側の回転位置が規制される。その一方で、図5に示すように、最進角側へ相対回転すると、第1ベーン15aの他側面が周方向から対向する第2シュー8bの対向一側面に当接して最大進角側の回転位置が規制される。これら第1ベーン15aと第1、第2シュー8a、8bがベーンロータ7の最遅角位置と最進角位置を規制するストッパとして機能する。このとき、他の第2~第4ベーン15b~15dは、両側面が円周方向から対向する各シュー8c、8dの対向側面に当接せずに離間状態にある。したがって、第1ベーン15aと第1、第2シュー8a、8bとの当接精度が向上すると共に、各遅角、進角油圧室9,10への油圧の供給速度が速まり、ベーンロータ7の正逆方向の回転応答性が高くなる。各遅角油圧室9と各進角油圧室10は、ロータ14の内部に径方向に沿って形成された第1連通孔9a及び第2連通孔10aを介して油圧回路4と連通する。
フロントプレート11の外端面11cには、図3に示すように、ベーンロータ7をハウジング5に対して進角方向へ付勢する渦巻ばね33が装着されている。渦巻ばね33は、いわゆる板状のゼンマイばねであって、縦断面ほぼ長方形状の扁平な角線を、長手方向の面が対向するようにほぼ同一平面上にて巻回させて形成されている。渦巻ばね33は、内周側から外周側にかけて徐々に拡径する形状を有する渦巻ばね本体33aと、該渦巻ばね本体33aの最内周部33dを径方向内側に湾曲状に折曲させた第1係止端部33bと、渦巻ばね本体33aの最外周部33fを径方向外側に半円フック状に湾曲させた第2係止端部33cと、から構成されている。第1係止端部33bは、筒状円筒部16の係止溝17に係入しつつ、円弧状の対向面17aに係止固定されている一方、第2係止端部33cは、フロントプレート11の外端面11cに設けられた傘付ピン13の外周面に係止固定されており、この渦巻ばね33のばね力によって、ベーンロータ7を進角側の回転方向へ常時付勢する。渦巻ばね33は、ベーンロータ7がハウジング5に対して遅角側へ相対回転した場合に縮径方向へ変形する。
フロントプレート11の外端面11cには、渦巻ばね33に生じるトルクを増大させることで、該渦巻ばね33の付勢動作を補助するサポートピン34が設けられている。サポートピン34は、図3に示すように、ほぼ円筒状に形成され、傘付ピン13から所定角度を隔てた位置に圧入固定されている。また、その外周面には、渦巻ばね33の最外周部33fが当接されている。これにより、渦巻ばね33が縮径方向へ変形した際に、渦巻ばね33のサポートピン34との当接位置から第2係止端部33cの間に生じるトルクを増大させる。そして、筒状円筒部16の先端部16aの外周面には、渦巻ばね33の最内周部33dを内部に収容する凹部である環状溝35が設けられている。
油圧回路4は、各遅角、進角油圧室9,10に対して作動油を選択的に供給あるいは排出する。図2に示すように、油圧回路4は、各遅角油圧室9に対して第1連通孔9aを介して油圧を給排する遅角油通路19と、各進角油圧室10に対して前記第2連通孔10aを介して油圧を給排する進角油通路20と、該各通路19,20に作動油を供給するオイルポンプ21と、機関の作動状態に応じて遅角油通路19と進角油通路20の流路を切り換える電磁切換弁22と、を有する。オイルポンプ21は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものである。
遅角油通路19と進角油通路20とは、それぞれの一端部が電磁切換弁22の通路ポートに接続されている。また、遅角油通路19及び進角油通路20の各他端部側は、図外のシリンダヘッドやシリンダブロックを介してカムシャフト2の内部に形成され、軸方向に沿って平行な遅角通路部19aと進角通路部20aと接続される。遅角通路部19aは、第1連通孔9aを介して各遅角油圧室9に連通する。一方、進角通路部20aは、第2連通孔10aを介して各進角油圧室10に連通する。
電磁切換弁22は、図2に示すように、2位置3ポート弁であって、図外の電子コントローラによって、バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられた図外のスプール弁体を前後方向に移動させて、オイルポンプ21の吐出通路21aと前記いずれかの油通路19,20と連通させると同時に、該他方の油通路19,20とドレン通路23とを連通させる。オイルポンプ21の吸入通路21bとドレン通路23とは、オイルパン24内に連通している。電子コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサやエアフローメータ、機関水温センサ、スロットルバルブ開度センサ及びカムシャフト2の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、電磁切換弁22の電磁コイルに制御パルス電流を出力してそれぞれのスプール弁体の移動位置を制御し、これによって、各通路を切り換え制御する。
第1ベーン15aとプーリ1のリアカバー1cとの間には、ハウジング5に対してベーンロータ7を最進角位置に拘束するロック機構27が設けられている。図9は、実施例1のロック機構のロック状態を表す拡大部分断面図、図10は、実施例1のロック機構の解除状態を表す拡大部分断面図である。ロック機構27は、第1ベーン15aの内部に軸方向に貫通形成されたシリンダ孔28に摺動自在に収容され、リアカバー1c側に対して進退自在に設けられたロックピン29と、リアカバー1cの径方向のほぼ中央所定位置に形成され、ロックピン29の先端部29aが係合してベーンロータ7をロックするロック凹部30と、から構成されている。
シリンダ孔28は、前端面14aに開口する大径の第1シリンダ孔28aと、ロック凹部30側に開口する小径の第2シリンダ孔28bとを有する。ロックピン29は、先端部29aより大径であって、第1シリンダ孔28a内を摺動する大径部29bと、先端部29aと大径部29bとの段差である受圧部29cと、を有する。ロック凹部30はリアカバー1cに形成された有底円筒状の凹部であり、この凹部内に焼結材料により形成された環状のリング部材30aが圧入固定されている。先端部29aは、リング部材30a内に挿入可能とされている。第1シリンダ孔28aと大径部29bとの間の径方向隙間は、第2シリンダ孔28bと先端部29aとの間の径方向隙間よりも小さくなるように形成される。これにより、第1シリンダ孔28aの中心と第2シリンダ孔28bの中心が、製造誤差により僅かにずれたとしても、ロックピン29の作動を阻害しない。
ロックピン29は、先端部29aを含めた全体がほぼ円柱状に形成されて、リング部材30a内に軸方向から係合し易い形状になっていると共に、後端側から内部軸方向に形成された凹溝底面とフロントプレート11の内面との間に弾装されて、ロックピン29を進出方向(係合する方向)へ付勢するコイルスプリング31が設けられている。リング部材30aは、ロックピン29の先端部29a外径よりも大きく形成され、円周方向の進角油圧室10側に偏倚した位置に形成されている。よって、ロックピン29が係合した場合には、ハウジング5とベーンロータ7の相対変換角度が最進角側の位置となるように設定されている。また、ロック凹部30の側部(底部)には、ロックピン29の外径よりも小径でロック凹部30よりも一段下がった位置に半円弧状の受圧室32が形成されている。
第1シリンダ孔28aには、第1ベーン15aに貫通形成され遅角油圧室9と連通する遅角側油路9bが接続されるとともに、進角油圧室10と連通する進角側油路10bが接続されている。よって、遅角油圧室9もしくは進角油圧室10に作動油が供給されると、この作動油は、遅角側油路9bもしくは進角側油路10bを通って第1シリンダ孔28a内に導入される。そして、受圧部29cに作動油の油圧が作用すると、図10に示すように、ロックピン29を解除側に後退させ、ロックピン29の係合を解除する。
図6は実施例1のベーンロータの摺動用孔付近の拡大斜視図、図7は実施例1のベーンロータのシリンダ孔付近の拡大図である。シリンダ孔のロックピン29の大径部29bとフロントプレート11との間には、背圧室が形成される。この背圧室は、ベーンロータ7に形成された連通溝140と接続されている。この連通溝140は、第1シリンダ孔28aの前端面14a側開口から筒状円筒部16の根元部16bまで形成され、フロントプレート11に閉塞されることで、油路を形成する。この連通溝140は、フロントプレート11の貫通孔11aよりも軸心側まで延伸されているため、フロントプレート11との間で形成された油路の端部は、大気解放部に接続される。すなわち、背圧室を大気解放とすることで、ロックピン29が作動する際、背圧室内に漏出した作動油や空気を排出することで、ロックピン29をスムーズに作動させる。
図8は、実施例1のT-T断面及びS-S断面を表す断面図である。連通溝140は、底部が段差状となるように形成され、根元部16b側に延びる第1連通溝141と、第1シリンダ孔28a側に開口する第2連通溝142とから構成されている。第1連通溝141の溝深さは、第2連通溝142の溝深さよりも深い。言い換えると、第1連通溝141の断面積は、第2連通溝142の断面積よりも大きい。また、S-S断面に示すように、第2連通溝142の第1シリンダ孔28a側は、第1シリンダ孔28aの内壁と一致するシール壁142aを有する。
ここで、シール壁142aを形成した理由について説明する。図10に示すように、ロックピン29が作動油によって後退すると、背圧室内の作動油等は、連通溝140から排出され、ロックピン29が最大にストロークした場合であっても、大径部29bの外周面によって連通溝140が閉塞される。このとき、大径部29bと第1シリンダ孔28aとの間のロックピン油圧室29fには、遅角油圧室9もしくは進角油圧室10から供給された作動油が常時供給される。このとき、ロックピン油圧室29fと第2連通溝142の開口までの間のシール面が短いと、ロックピン油圧室29fから連通溝140への作動油の漏出が多くなり、燃費の悪化を招く。そこで、シール壁142aを形成することで、シール面の面積を増大させ、シール性を向上する。また、第2連通溝142の第1シリンダ孔28aへの開口の断面積が狭く形成されるため、より作動油の漏出を抑制できる。
尚、シール面を確保する観点から、大径部29bの作動方向長さを増大することも考えられる。しかしながら、大径部29bは作動するロックピン29の一部であり、重量の増大を招くと、ロックピン29の作動応答性が悪化するおそれがある。また、大径部29bの作動方向長さが増大すると、第1シリンダ孔28aの作動方向長さが増大し、相対的に第2シリンダ孔28bの作動方向長さが短くなる。ここで、ロックピン29がロック凹部30に挿入されている状態で倒れ方向への力を受ける際、ロックピン29の倒れ方向に対する保持は、先端部29aと第2シリンダ孔28bとの接触により担保されるため、第2シリンダ孔28bの作動方向長さが短くなると、ロックピン29の保持安定性が低下するおそれがある。以上から、実施例1のように、シール壁142aを形成するほうが、大径部29bの作動方向長さを増大する場合よりも有利である。また、第2連通溝142の断面積を小さくすると、ロックピン29が係合状態から解除状態に移行する際に、背圧室からの作動油等の排出性が問題となる。実施例1では、第1連通溝141の断面積を第2連通溝142より大きくしたため、背圧室からの作動油等をスムーズに排出することができる。このように、第1連通溝141の溝の断面積を第2連通溝142の溝の断面積に対して大きくしたことによって、第2連通溝142では流路抵抗が大きいが、その後の第1連通路141は溝の断面積が大きいので流路抵抗が減り、第1連通溝141と第2連通溝142の断面積を全体的に小さくする場合と比較して流路抵抗が小さくなる。
[実施例1の効果]
以下、実施例1の車両制御装置が奏する効果を列挙する。
(1)クランクシャフトから回転力が伝達されると共に、内周側に複数のシューが突出することによって複数の作動室が形成されるハウジング5と、カムシャフト2に固定されるロータ14と、ベーンロータ7の外周側に設けられ、複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに隔成する複数のベーン15a~15dと、を有するベーンロータ7と、ベーン15c(複数のベーンの少なくとも1つ)に回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔28と、シリンダ孔28内に摺動自在に設けられたロックピン29(ロック部材)と、ロックピン29をベーンロータ7からハウジング5側へ突出させる方向へ付勢するコイルスプリング31(付勢部材)と、フロントプレート11に設けられ、ロックピン29が突出して挿入されることでハウジングとベーンロータ7との相対回転を規制するロック凹部30と、を有し、ロックピン29へと油圧を作用させることによってコイルスプリング31の付勢力に抗してロックピン29がロック凹部30から退出するように構成されたロック機構27と、ベーンロータ7に設けられ、コイルスプリング31が配置される背圧室とハウジングの外部とを連通する連通溝140と、を備え、連通溝140は、外部側の連通溝である第1連通溝141の断面積よりも背圧室に開口する第2連通溝142の開口部の断面積が小さい。言い換えると、ベーンロータ7の回転軸方向一端側に設けられた連通溝140は、コイルスプリング31が配置される背圧室と大気開放部を連通し、背圧室側の断面積よりも大気開放部側の断面積が大きい。
よって、ロックピン29のシール性を向上するとともに、ロックピン29の退出応答性の低下を抑制できる。
以下、実施例1の車両制御装置が奏する効果を列挙する。
(1)クランクシャフトから回転力が伝達されると共に、内周側に複数のシューが突出することによって複数の作動室が形成されるハウジング5と、カムシャフト2に固定されるロータ14と、ベーンロータ7の外周側に設けられ、複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに隔成する複数のベーン15a~15dと、を有するベーンロータ7と、ベーン15c(複数のベーンの少なくとも1つ)に回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔28と、シリンダ孔28内に摺動自在に設けられたロックピン29(ロック部材)と、ロックピン29をベーンロータ7からハウジング5側へ突出させる方向へ付勢するコイルスプリング31(付勢部材)と、フロントプレート11に設けられ、ロックピン29が突出して挿入されることでハウジングとベーンロータ7との相対回転を規制するロック凹部30と、を有し、ロックピン29へと油圧を作用させることによってコイルスプリング31の付勢力に抗してロックピン29がロック凹部30から退出するように構成されたロック機構27と、ベーンロータ7に設けられ、コイルスプリング31が配置される背圧室とハウジングの外部とを連通する連通溝140と、を備え、連通溝140は、外部側の連通溝である第1連通溝141の断面積よりも背圧室に開口する第2連通溝142の開口部の断面積が小さい。言い換えると、ベーンロータ7の回転軸方向一端側に設けられた連通溝140は、コイルスプリング31が配置される背圧室と大気開放部を連通し、背圧室側の断面積よりも大気開放部側の断面積が大きい。
よって、ロックピン29のシール性を向上するとともに、ロックピン29の退出応答性の低下を抑制できる。
(2)連通溝140は、前記ベーンロータの回転軸方向において前記連通溝の底部が段差状である。よって、軸方向シール長さを長くでき、ロックピン29側からの漏出を抑制できる。
(3)ロータ14はベーンロータ7の回転軸方向においてフロントプレート11より外側に突出した筒状円筒部16(円筒部)を有し、連通溝140は筒状円筒部16の外周である根元部16bまで延びている。よって、背圧室の作動油等の排出性を確保しつつ、容易に製造できる。
(4)ベーンロータ7とフロントプレート11との間に、一端がベーンロータ7の筒状円筒部16に係止されると共に他端がフロントプレート11に固定された傘付ピン13(係止ピン)に係止され、フロントプレート11に対してベーンロータ7を相対回転させる方向へ付勢力を作用させる渦巻ばね33(バネ)が設けられている。よって、ベーンロータ7の作動応答性を確保できる。
(5)傘付ピン13は、フロントプレート11の作動室を形成する部分にベーンロータ7の回転軸方向に形成されたピン用貫通孔110(貫通孔)に圧入固定されていると共に、傘付ピン13の作動室側の端面が研削により平面状に形成されている。すなわち、傘付ピン13の先端である圧入側端面13cを研削により平面状とすることで、傘付ピン13の圧入側端面13cを作動室に近づけることができる。よって、傘付ピン13の圧入側端面13cをベーン15cが通り過ぎる際に、内端面11fと圧入側端面13cとの段差が抑制されているため、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
(6)ロックピン29は、背圧室側に設けられた大径部29bと、大径部29bよりもロック凹部30側に設けられた先端部29a(小径部)と、を有し、連通溝140の背圧室への開口部は、ロックピン29がコイルスプリング31の付勢力に抗して最大に退出した際にも大径部29bによって閉塞される。よって、作動油の漏出を抑制できる。
(7)大径部29bの受圧部29cには、進角作動室もしくは遅角作動室の油圧が作用する。よって、バルブタイミング制御装置が作動中は、ロックピン29を解除状態としつつ、作動油の漏出を抑制できる。
(3)ロータ14はベーンロータ7の回転軸方向においてフロントプレート11より外側に突出した筒状円筒部16(円筒部)を有し、連通溝140は筒状円筒部16の外周である根元部16bまで延びている。よって、背圧室の作動油等の排出性を確保しつつ、容易に製造できる。
(4)ベーンロータ7とフロントプレート11との間に、一端がベーンロータ7の筒状円筒部16に係止されると共に他端がフロントプレート11に固定された傘付ピン13(係止ピン)に係止され、フロントプレート11に対してベーンロータ7を相対回転させる方向へ付勢力を作用させる渦巻ばね33(バネ)が設けられている。よって、ベーンロータ7の作動応答性を確保できる。
(5)傘付ピン13は、フロントプレート11の作動室を形成する部分にベーンロータ7の回転軸方向に形成されたピン用貫通孔110(貫通孔)に圧入固定されていると共に、傘付ピン13の作動室側の端面が研削により平面状に形成されている。すなわち、傘付ピン13の先端である圧入側端面13cを研削により平面状とすることで、傘付ピン13の圧入側端面13cを作動室に近づけることができる。よって、傘付ピン13の圧入側端面13cをベーン15cが通り過ぎる際に、内端面11fと圧入側端面13cとの段差が抑制されているため、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
(6)ロックピン29は、背圧室側に設けられた大径部29bと、大径部29bよりもロック凹部30側に設けられた先端部29a(小径部)と、を有し、連通溝140の背圧室への開口部は、ロックピン29がコイルスプリング31の付勢力に抗して最大に退出した際にも大径部29bによって閉塞される。よって、作動油の漏出を抑制できる。
(7)大径部29bの受圧部29cには、進角作動室もしくは遅角作動室の油圧が作用する。よって、バルブタイミング制御装置が作動中は、ロックピン29を解除状態としつつ、作動油の漏出を抑制できる。
〔実施例2〕
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図12は、実施例2のロック機構付近を表す拡大図である。実施例1では、連通溝140の底部を段差状とし、シール壁142aを形成することでシール面を確保することとした。これに対し、実施例2では、連通溝140の全体の溝深さを、実施例1の第2連通溝142のように浅めに形成し、シール壁142aを形成した。加えて、連通溝140を、第1シリンダ孔28aと接続する第3連通溝143と、軸心に向かうに連れて第3連通溝143よりも周方向幅が広くなる第4連通溝144と、から形成したものである。これにより、作動油の漏出を抑制しつつ、大気解放部側に向かって断面積が広くなる油路を形成することができ、ロックピン29の退出応答性の低下を抑制するものである。
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図12は、実施例2のロック機構付近を表す拡大図である。実施例1では、連通溝140の底部を段差状とし、シール壁142aを形成することでシール面を確保することとした。これに対し、実施例2では、連通溝140の全体の溝深さを、実施例1の第2連通溝142のように浅めに形成し、シール壁142aを形成した。加えて、連通溝140を、第1シリンダ孔28aと接続する第3連通溝143と、軸心に向かうに連れて第3連通溝143よりも周方向幅が広くなる第4連通溝144と、から形成したものである。これにより、作動油の漏出を抑制しつつ、大気解放部側に向かって断面積が広くなる油路を形成することができ、ロックピン29の退出応答性の低下を抑制するものである。
実施例2にあっては、下記の作用効果が得られる。
(8)連通溝140は、ベーンロータ7の周方向における幅がハウジングの外部への開口となる根元部16b側から第1シリンダ孔28aに形成される背圧室への開口部に向かって狭くなるように形成されている。よって、周方向のシール幅を広くできるので、ロックピン29側から大気解放側への漏出を抑制できる。
(8)連通溝140は、ベーンロータ7の周方向における幅がハウジングの外部への開口となる根元部16b側から第1シリンダ孔28aに形成される背圧室への開口部に向かって狭くなるように形成されている。よって、周方向のシール幅を広くできるので、ロックピン29側から大気解放側への漏出を抑制できる。
〔実施例3〕
次に、実施例3について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図13は、実施例3の傘付ピンの部分拡大断面図である。実施例1では、ピン用貫通孔110を形成し、傘付ピン13を圧入固定し、圧入側端面13cと内端面11fとを研削加工により平滑化した。これに対し、実施例3では、外端面11c側から有底加工された大径のピン圧入用孔111と、ピン圧入用孔111の底部と内端面11fとを連通する小径の貫通孔112と、を形成した。すなわち、実施例1のように研削加工を行うと、加工工数及びコストが増大するおそれがある。また、ピン圧入用孔111を有底凹部として閉塞することも考えられるが、製造時の洗浄性が悪化する。有底凹部内に作動油や空気等が封入されると、温度変化によって体積変化が生じ、傘付ピン13を押し出すおそれがある。加えて、ピン圧入用孔111をドリル穿設する際、ドリルの先端が摩耗してくると、ピン圧入用孔111に必要な径を確保した凹部の深さが浅くなる場合がある。そうすると、傘付ピン13を圧入した際、圧入代(圧入された軸方向長さ)を確保することが難しく、傘付ピン13の倒れ方向の強度を十分に確保することが困難となる。
次に、実施例3について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図13は、実施例3の傘付ピンの部分拡大断面図である。実施例1では、ピン用貫通孔110を形成し、傘付ピン13を圧入固定し、圧入側端面13cと内端面11fとを研削加工により平滑化した。これに対し、実施例3では、外端面11c側から有底加工された大径のピン圧入用孔111と、ピン圧入用孔111の底部と内端面11fとを連通する小径の貫通孔112と、を形成した。すなわち、実施例1のように研削加工を行うと、加工工数及びコストが増大するおそれがある。また、ピン圧入用孔111を有底凹部として閉塞することも考えられるが、製造時の洗浄性が悪化する。有底凹部内に作動油や空気等が封入されると、温度変化によって体積変化が生じ、傘付ピン13を押し出すおそれがある。加えて、ピン圧入用孔111をドリル穿設する際、ドリルの先端が摩耗してくると、ピン圧入用孔111に必要な径を確保した凹部の深さが浅くなる場合がある。そうすると、傘付ピン13を圧入した際、圧入代(圧入された軸方向長さ)を確保することが難しく、傘付ピン13の倒れ方向の強度を十分に確保することが困難となる。
そこで、ピン圧入用孔111よりも小径の貫通孔112を形成することとした。このとき、貫通孔112の直径は、ベーン15cの周方向幅よりも小さくする。よって、製造時の洗浄性を確保し、温度変化に伴う傘付ピン13の抜けを防止できる。また、有底凹部とする場合に比べて、底部の板厚を気にする必要がなく、十分な圧入代を確保できる。また、ベーンロータ7の相対的な回動によりベーン15cが貫通孔112を跨ぐ場面でも、貫通孔112の径が貫通孔112を跨いで移動する部分におけるベーン15cの周方向幅よりも小さいため、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することがない。
実施例3にあっては、下記の作用効果が得られる。
(9)傘付ピン13は、フロントプレート11の作動室を形成する部分にベーンロータ7の回転軸方向に形成されたピン圧入用孔111(貫通孔)に圧入固定されており、ピン圧入用孔111の内径は、作動室側がその反対側に対して小さい小径部である貫通孔112を有する。よって、傘付ピン13の先端側をベーンが通り過ぎる際にも、貫通孔112の径が小さいため、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
(10)貫通孔112の内径は、ベーン15cのうちの前記貫通穴を跨いで移動する部分の周方向幅よりも小さい。よって、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
(9)傘付ピン13は、フロントプレート11の作動室を形成する部分にベーンロータ7の回転軸方向に形成されたピン圧入用孔111(貫通孔)に圧入固定されており、ピン圧入用孔111の内径は、作動室側がその反対側に対して小さい小径部である貫通孔112を有する。よって、傘付ピン13の先端側をベーンが通り過ぎる際にも、貫通孔112の径が小さいため、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
(10)貫通孔112の内径は、ベーン15cのうちの前記貫通穴を跨いで移動する部分の周方向幅よりも小さい。よって、ベーン15cを跨いで作動油が漏出することを抑制できる。
[他の実施例]
以上、本発明を実現するための形態を、実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、実施例では、渦巻ばねを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した例を示したが、渦巻ばねを備えていない構成に適用してもよい。また、実施例では、排気側のバルブタイミング制御装置を示したが、吸気側のバルブタイミング制御装置にも適用できる。また、実施例ではプーリを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した例を示したが、スプロケットであってもよい。
以上、本発明を実現するための形態を、実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、実施例では、渦巻ばねを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した例を示したが、渦巻ばねを備えていない構成に適用してもよい。また、実施例では、排気側のバルブタイミング制御装置を示したが、吸気側のバルブタイミング制御装置にも適用できる。また、実施例ではプーリを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した例を示したが、スプロケットであってもよい。
以上説明した実施形態から把握しうる技術思想について、以下に記載する。
内燃機関のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内周側に複数の作動室を有するハウジングと、カムシャフトに固定されるロータと、該ロータの外周側に配置され、前記複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに分ける複数のベーンと、を有するベーンロータと、前記複数のベーンの少なくとも1つに回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に摺動可能に配置されたロック部材と、前記ロック部材を前記ベーンロータから前記ハウジング側へ突出させる方向へ付勢する付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が挿入されることで前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回転が規制されるロック凹部と、を有し、前記ロック部材へ油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材が前記ロック凹部から退出するロック機構と、前記シリンダ孔の前記付勢部材が配置される背圧室と前記ハウジングの外部とを連通する連通溝であって、前記外部側の断面積よりも前記背圧室に開口する開口部の断面積が小さい連通溝を有する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記連通溝は、前記ベーンロータの回転軸方向において前記連通溝の底部が段差状である。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記連通溝は、前記ベーンロータの周方向における幅が前記ハウジングの外部への開口側から前記背圧室への開口部に向かって狭くなっている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロータは前記ベーンロータの回転軸方向において前記ハウジングより外側に突出した円筒部を有し、前記連通溝は前記円筒部の外周まで延びている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ベーンロータと前記ハウジングとの間に、一端が前記ベーンロータに係止されると共に他端が前記ハウジングに固定された係止ピンに係止され、前記ハウジングに対して前記ベーンロータを相対回転させる方向へ付勢力を作用させるバネが設けられている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されていると共に、前記係止ピンの前記作動室側の端面が研削により平面状に形成されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されており、前記貫通穴の内径は、前記作動室側がその反対側に対して小さい小径部を有する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記貫通穴の小径部の内径は、前記ベーンのうちの前記貫通穴を跨いで変換する部分の周方向幅よりも小さい。
内燃機関のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからの回転力が伝達され、内周側に複数の作動室を有するハウジングと、カムシャフトに固定されるロータと、該ロータの外周側に配置され、前記複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに分ける複数のベーンと、を有するベーンロータと、前記複数のベーンの少なくとも1つに回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に摺動可能に配置されたロック部材と、前記ロック部材を前記ベーンロータから前記ハウジング側へ突出させる方向へ付勢する付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が挿入されることで前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回転が規制されるロック凹部と、を有し、前記ロック部材へ油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材が前記ロック凹部から退出するロック機構と、前記シリンダ孔の前記付勢部材が配置される背圧室と前記ハウジングの外部とを連通する連通溝であって、前記外部側の断面積よりも前記背圧室に開口する開口部の断面積が小さい連通溝を有する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記連通溝は、前記ベーンロータの回転軸方向において前記連通溝の底部が段差状である。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記連通溝は、前記ベーンロータの周方向における幅が前記ハウジングの外部への開口側から前記背圧室への開口部に向かって狭くなっている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロータは前記ベーンロータの回転軸方向において前記ハウジングより外側に突出した円筒部を有し、前記連通溝は前記円筒部の外周まで延びている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ベーンロータと前記ハウジングとの間に、一端が前記ベーンロータに係止されると共に他端が前記ハウジングに固定された係止ピンに係止され、前記ハウジングに対して前記ベーンロータを相対回転させる方向へ付勢力を作用させるバネが設けられている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されていると共に、前記係止ピンの前記作動室側の端面が研削により平面状に形成されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されており、前記貫通穴の内径は、前記作動室側がその反対側に対して小さい小径部を有する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記貫通穴の小径部の内径は、前記ベーンのうちの前記貫通穴を跨いで変換する部分の周方向幅よりも小さい。
また、他の観点から、内燃機関のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからの回転力が伝達されると共に、内周側に複数の作動室を有するハウジングと、カムシャフトに固定されるロータと、該ロータの径方向外側に設けられ、前記複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに分ける複数のベーンと、を有するベーンロータと、前記複数のベーンの少なくとも一つに回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に摺動可能に配置されたロック部材と、前記ロック部材を前記ベーンロータから前記ハウジング側へ突出させる方向へ付勢する付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が挿入されるロック凹部と、を有し、前記ロック部材に前記付勢部材の付勢力と反対方向へ油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材が移動するロック機構と、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジングの外部と連通する大気開放部と、前記シリンダ孔の前記付勢部材が配置される背圧室と前記大気開放部を連通し、前記背圧室側の断面積よりも前記大気開放部側の断面積が大きい連通溝と、を有する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記連通溝は、前記大気開放部側から前記背圧室への開口部に向かって段差状である。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロック部材は、前記背圧室側に設けられた大径部と、前記大径部よりも前記ロック凹部側に設けられた小径部と、を有し、前記連通溝の前記背圧室への開口部は、前記ロック部材が前記付勢部材の付勢力に抗して最大に退出した際にも前記大径部によって閉塞される。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロック部材の大径部には、前記進角作動室もしくは遅角作動室の油圧が作用する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記連通溝は、前記大気開放部側から前記背圧室への開口部に向かって段差状である。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロック部材は、前記背圧室側に設けられた大径部と、前記大径部よりも前記ロック凹部側に設けられた小径部と、を有し、前記連通溝の前記背圧室への開口部は、前記ロック部材が前記付勢部材の付勢力に抗して最大に退出した際にも前記大径部によって閉塞される。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ロック部材の大径部には、前記進角作動室もしくは遅角作動室の油圧が作用する。
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本願は、2016年11月30日付出願の日本国特許出願第2016-232071号に基づく優先権を主張する。2016年11月30日付出願の日本国特許出願第2016-232071号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1 プーリ1c リアカバー2 カムシャフト2a 一端部2b ボルト挿通孔3 位相変更機構4 油圧回路5 ハウジング7 ベーンロータ8a-8d シュー9 遅角油圧室9a 第1連通孔9b 遅角側油路10 進角油圧室10a 第2連通孔10b 進角側油路11 フロントプレート11a 貫通孔11c 外端面11f 内端面12 ボルト12a 頭部13 傘付ピン13a 傘部13b ピン本体13c 圧入側端面14 ロータ14a 前端面14b 後端面15a-15d ベーン16 筒状円筒部16a 先端部16b 根元部17 係止溝21 オイルポンプ22 電磁切換弁23 ドレン通路24 オイルパン27 ロック機構28 シリンダ孔28a 第1シリンダ孔28b 第2シリンダ孔29 ロックピン29a 先端部29b 大径部29c 受圧部29f ロックピン油圧室30 ロック凹部30a リング部材31 コイルスプリング32 受圧室110 ピン用貫通孔111 ピン圧入用孔112 貫通孔140 連通溝141 第1連通溝142 第2連通溝142a シール壁143 第3連通溝144 第4連通溝
Claims (12)
- 内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、該バルブタイミング制御装置は、
クランクシャフトからの回転力が伝達され、内周側に複数の作動室を有するハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、該ロータの外周側に配置され、前記複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに分ける複数のベーンと、を有するベーンロータと、
ロック機構であって、該ロック機構は、前記複数のベーンの少なくとも1つに回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に摺動可能に配置されたロック部材と、前記ロック部材を前記ベーンロータから前記ハウジング側へ突出させる方向へ付勢する付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が挿入されることで前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回転が規制されるロック凹部と、を有し、前記ロック部材へ油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材が前記ロック凹部から退出する前記ロック機構と、
前記シリンダ孔の前記付勢部材が配置される背圧室と前記ハウジングの外部とを連通する連通溝であって、前記外部側の断面積よりも前記背圧室に開口する開口部の断面積が小さい前記連通溝と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記連通溝は、前記ベーンロータの回転軸方向において前記連通溝の底部が段差状であることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記連通溝は、前記ベーンロータの周方向における幅が前記ハウジングの外部への開口側から前記背圧室への開口部に向かって狭くなるように形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロータは、前記ベーンロータの回転軸方向において前記ハウジングより外側に突出した円筒部を有し、
前記連通溝は、前記円筒部の外周まで延びていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ベーンロータと前記ハウジングとの間に、一端が前記ベーンロータに係止されると共に他端が前記ハウジングに固定された係止ピンに係止され、前記ハウジングに対して前記ベーンロータを相対回転させる方向へ付勢力を作用させるバネが設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されており、
前記係止ピンの前記作動室側の端面が、研削により平面状に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記係止ピンは、前記ハウジングの前記作動室を形成する部分に前記ベーンロータの回転軸方向に形成された貫通孔に圧入固定されており、
前記貫通穴の内径は、前記作動室側がその反対側に対して小さい小径部を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項7に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記貫通穴の小径部の内径は、前記ベーンのうちの前記貫通穴を跨いで変換する部分の周方向幅よりも小さいことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、該バルブタイミング制御装置は、
クランクシャフトからの回転力が伝達されると共に、内周側に複数の作動室を有するハウジングと、
カムシャフトに固定されるロータと、該ロータの径方向外側に設けられ、前記複数の作動室を進角作動室と遅角作動室とに分ける複数のベーンと、を有するベーンロータと、
ロック機構であって、該ロック機構は、前記複数のベーンの少なくとも1つに回転軸方向へ貫通形成されたシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に摺動可能に配置されたロック部材と、前記ロック部材を前記ベーンロータから前記ハウジング側へ突出させる方向へ付勢する付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ロック部材が挿入されるロック凹部と、を有し、前記ロック部材に前記付勢部材の付勢力と反対方向へ油圧が作用することによって前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材が移動する前記ロック機構と、
前記ハウジングに設けられ、前記ハウジングの外部と連通する大気開放部と、
前記シリンダ孔の前記付勢部材が配置される背圧室と前記大気開放部を連通し、前記背圧室側の断面積よりも前記大気開放部側の断面積が大きい連通溝と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項9に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記連通溝は、前記大気開放部側から前記背圧室への開口部に向かって段差状であることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項9に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック部材は、前記背圧室側に設けられた大径部と、前記大径部よりも前記ロック凹部側に設けられた小径部と、を有し、
前記連通溝の前記背圧室への開口部は、前記ロック部材が前記付勢部材の付勢力に抗して最大に退出した際にも前記大径部によって閉塞されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック部材の大径部には、前記進角作動室もしくは遅角作動室の油圧が作用することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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JP2016232071A JP2018087554A (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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WO2021125072A1 (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 日立Astemo株式会社 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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-
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- 2016-11-30 JP JP2016232071A patent/JP2018087554A/ja active Pending
-
2017
- 2017-11-24 WO PCT/JP2017/042126 patent/WO2018101155A1/ja active Application Filing
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