+

WO2018123683A1 - バルブタイミング変更装置 - Google Patents

バルブタイミング変更装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018123683A1
WO2018123683A1 PCT/JP2017/045292 JP2017045292W WO2018123683A1 WO 2018123683 A1 WO2018123683 A1 WO 2018123683A1 JP 2017045292 W JP2017045292 W JP 2017045292W WO 2018123683 A1 WO2018123683 A1 WO 2018123683A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve timing
housing
rotor
changing device
inner guide
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/045292
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
力 村坂
Original Assignee
株式会社ミクニ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ミクニ filed Critical 株式会社ミクニ
Priority to DE112017006653.0T priority Critical patent/DE112017006653T5/de
Priority to US16/472,903 priority patent/US20200095947A1/en
Priority to CN201780080858.5A priority patent/CN110114558A/zh
Publication of WO2018123683A1 publication Critical patent/WO2018123683A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0476Camshaft bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-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
    • F01L1/344Valve-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
    • F01L1/3442Valve-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 using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34469Lock movement parallel to camshaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-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
    • F01L1/344Valve-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
    • F01L1/3442Valve-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 using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a valve timing changing device that changes the opening / closing timing (valve timing) of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine in accordance with an operation state.
  • Conventional valve timing changing devices include a shoe housing that rotates in synchronization with a crankshaft, a vane rotor that rotates integrally with a camshaft and can rotate relative to the shoe housing within a predetermined angle range, and a shoe housing.
  • a torsion coil spring that urges the vane rotor to rotate in one direction
  • a cylindrical coil cover disposed around the torsion coil spring
  • the torsion coil spring includes a coil portion, a first arm extending from one end side of the coil portion and hooked to the vane rotor, and a second arm extending from the other end side of the coil portion and hooked to the shoe housing. It has. And a coil cover is arrange
  • the torsion coil spring when the torsion coil spring is twisted in the specification of the low torque and the low spring constant, the coil portion may fall inward and a desired torque may not be obtained. .
  • the torsion coil spring when the torsion coil spring is twisted, the part where the coil part collapses comes into contact with the bolt for fastening the vane rotor or its seating surface, etc., loosening of the bolt, breakage due to contact of the coil part, There is a risk of causing abnormal torque due to contact.
  • a torsion coil spring having a high torque and a high spring constant is employed so that the coil portion does not fall, the degree of freedom in setting the torque is low.
  • This invention is providing the valve timing change apparatus which can eliminate the problem of the said prior art and can ensure the expected function by a torsion coil spring.
  • the valve timing changing device of the present invention is a bubble timing changing device that changes the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve driven by a camshaft, and is connected to rotate integrally on the same axis as the camshaft.
  • the vane rotor has a first inner guide portion inserted inward from one end side of the coil portion, and the housing rotor has a second inner guide portion inserted inward from the other end side of the coil portion. It has become.
  • the first inner guide portion and the second inner guide portion may be formed so as to include a cylindrical outer peripheral surface.
  • the housing rotor has an opening through which a bolt for fastening the vane rotor to the camshaft is passed, and has a second inner guide portion around the opening, and the vane rotor has a through-hole through which the bolt passes. And having a first inner guide portion around the through hole may be employed.
  • the vane rotor has a first annular recess that receives one end side of the coil portion around the first inner guide portion, and the housing rotor is coiled around the second inner guide portion.
  • the second annular recess or the first annular recess is configured such that the seat surface that receives the coil portion is positioned on a spiral inclined surface having a predetermined angle. May be.
  • the torsion coil spring includes a first arm extending radially inward from the coil portion and a second arm extending radially outward from the coil portion
  • the vane rotor is a housing rotor A structure having a first latching recess for latching the first arm in a region visible through the opening, and the housing rotor having a second latching recess for latching the second arm around the opening May be adopted.
  • the torsion coil spring is set so as to be closest to the first inner guide portion and the second inner guide portion in a state where the coil diameter of the coil portion is reduced by being twisted by a predetermined amount.
  • a configuration may be adopted.
  • the second inner guide portion and the first inner guide portion may be formed so as to be in close contact with each other in the direction of the axis.
  • the housing includes a bottomed front housing having an opening, and a rear housing coupled to the front housing in the direction of the axis, and the torsion coil spring includes the front housing and the vane rotor.
  • valve timing changing device having the above-described configuration, it is possible to obtain a valve timing changing device that can prevent the torsion coil spring from falling and the like and guarantee the desired function.
  • FIG. 1 It is an external appearance perspective view which shows the valve timing change apparatus of this invention. It is a disassembled perspective view which shows the valve timing change apparatus shown in FIG. It is sectional drawing which shows the state which attached the valve timing change apparatus shown in FIG. 1 to the cam shaft of the engine. It is sectional drawing which shows the state which attached the valve timing change apparatus shown in FIG. 1 to the cam shaft of the engine. It is the rear view which looked at the front housing of the housing rotor which makes a part of valve timing change apparatus shown in FIG. 1 from back. It is a rear view which shows the seat surface in the 2nd annular recessed part of the front housing shown in FIG. It is a figure which shows the inclination of the seat surface in the 2nd annular recessed part of the front side housing shown in FIG.
  • the valve timing changing device M accommodates the vane rotor 10 and the vane rotor 10 that are coupled so as to rotate on the same axis S as the camshaft CS, and relatively rotates a predetermined angle range on the axis S.
  • a possible housing rotor 20, a torsion coil spring 30 that urges the vane rotor 10 to rotate in one direction with respect to the housing rotor 10, and a lock mechanism 40 that locks the vane rotor 10 with respect to the housing rotor 20 are provided.
  • the lock mechanism 40 includes a lock pin 41, a coil spring 42, and a cylindrical holder 43.
  • the housing rotor 20 is interlocked with the rotation of the crankshaft via a chain or the like, and transmits the rotational driving force of the crankshaft to the camshaft CS via the vane rotor 10.
  • the camshaft CS is supported rotatably around the axis S by a bearing formed on the cylinder head of the engine, that is, is supported so as to rotate in the direction of the arrow CR, and opens and closes the intake valve or exhaust valve of the engine by a cam action.
  • the camshaft CS includes a journal portion CS1 supported by a bearing, a cylindrical portion CS2 that rotatably supports the housing rotor 20, an advance passage CS3 that supplies and discharges hydraulic oil, and supplies and discharges hydraulic fluid.
  • a retardation passage CS4 to be performed and a female thread portion CS5 for fastening the bolt B are provided.
  • the valve timing changing device M is connected to a hydraulic control system OCS that controls the flow of hydraulic oil (lubricating oil) in the engine by the vane rotor 10 being fastened to the camshaft CS using the bolt B. It is designed to change the valve timing.
  • OCS hydraulic control system
  • the vane rotor 10 includes a front surface 10a and a rear surface 10b facing in the direction of the axis S, three vane portions 11, a cylindrical hub portion 12, a through hole 13, and a seating surface of a bolt B formed on an annular convex portion defining the through hole 13. 13a, first inner guide portion 14, first annular recess 15, first latching recess 16, fitting hole 17 for fitting the lock mechanism 40, pressure adjusting hole 17a and passage 17b, retarding passage 18, camshaft CS are provided with a fitting recess 19, a sealing member fitted at the tip of the vane 11, and a positioning hole for fitting a positioning pin of the camshaft CS.
  • the three vane portions 11 are arranged at substantially equal intervals with respect to the hub portion 12.
  • the through-hole 13 is formed in a cylindrical shape penetrating from the front surface 10a to the rear surface 10b on the axis S so that the bolt B can be intimately passed therethrough.
  • the first inner guide portion 14 is formed on the front surface 10 a as an annular convex portion that defines the through hole 13, that is, as a cylindrical outer peripheral surface having a predetermined outer diameter around the through hole 13.
  • the first inner guide portion 14 enters the inside of the one end side 31 a of the coil portion 31 of the torsion coil spring 30. That is, since the 1st inner side guide part 14 is formed in the shape containing a cylindrical outer peripheral surface, the inner peripheral surface of the coil part 31 which makes
  • the first annular recess 15 is formed around the first inner guide portion 14 so as to receive one end side 31 a of the coil portion 31 of the torsion coil spring 30. That is, by fitting one end side 31a of the coil portion 31 into the first annular recess 15, in cooperation with the first inner guide portion 14, the displacement of the coil portion 31 can be reliably prevented, and the axis S The device can be thinned in the direction.
  • the first latching recess 16 latches the first arm 32 of the torsion coil spring 30 in a region that is radially inward of the first inner guide part 14 and visible from the outside through the opening 22c of the housing rotor 20.
  • the fitting hole 17 is formed so as to fit the cylindrical holder 43 of the lock mechanism 40.
  • the pressure adjustment hole 17a is formed so as to open toward the front surface 10a, and is connected to a long groove 17a1 communicating with the outside.
  • the passage 17b opens to the side surface of one vane portion 11 and is formed so as to communicate with the retarded angle chamber 20b.
  • the retard passage 18 is formed so as to communicate with the retard passage CS4 for supplying and discharging hydraulic oil to and from the retard chamber 20b.
  • the fitting recess 19 is formed on the rear surface 10b side of the vane rotor 10 so as to form a cylindrical recess, and the front end portion of the camshaft CS is fitted therein.
  • the vane rotor 10 is housed in the housing chamber of the housing rotor 20 so as to be relatively rotatable in a predetermined angle range ⁇ (see FIG. 9), and the housing chamber is divided into an advance chamber 20a and a retard chamber 20b, and a bolt B is connected to the camshaft CS so as to rotate integrally with the camshaft CS.
  • the housing rotor 20 has a two-part structure composed of a substantially disc-shaped rear housing 21 and a bottomed cylindrical front housing 22 coupled to the front side of the rear housing 21.
  • the housing rotor 20 accommodates the vane rotor 10 so as to be relatively rotatable in a predetermined angle range ⁇ , that is, in an angle range between the most advanced angle position ⁇ a and the most retarded angle position ⁇ r. 11, the accommodation chamber is divided into an advance chamber 20 a and a retard chamber 20 b.
  • the rear housing 21 includes a sprocket 21a, an inner peripheral surface 21b, a front surface (inner wall surface) 21c, an advance passage 21d, a fitting hole 21e, a passage 21f, and three screw holes 21g into which bolts b are screwed.
  • the sprocket 21a is wound with a chain that transmits the rotational driving force of the crankshaft.
  • the inner peripheral surface 21b is formed to be rotatably fitted to the cylindrical portion CS2 of the camshaft CS.
  • the front surface 21c is formed so that the rear surface 10b of the vane rotor 10 is slidably contacted.
  • the advance passage 21d is formed in a groove shape on the front surface 21c and communicates with the advance passage CS3 of the camshaft CS in order to supply and discharge hydraulic oil to and from the advance chamber 20a.
  • the fitting hole 21e is formed so that the lock pin 41 included in the lock mechanism 40 is fitted on the front surface 21c.
  • the passage 21f is formed in a groove shape on the front surface 21c and in communication with the advance passage 21d so as to supply and discharge hydraulic oil to and from the fitting hole 21e.
  • the front housing 22 is formed in a bottomed cylindrical shape having a cylindrical wall 22a and a front wall 22b, and includes an opening 22c, three through holes 22d through which bolts b pass, three shoe parts 22e, a second inner guide part 22f, a second inner guide part 22f, and a second inner guide part 22f.
  • Two annular recesses 22g, a second latching recess 22h, and an annular coupling portion 22i are provided.
  • the opening 22c is formed in a shape including a circle having a center on the axis S so that the bolt B can pass therethrough.
  • the three shoe portions 22e are formed on the inner wall surface side of the front wall 22b so as to protrude from the cylindrical wall 22a toward the center (axis S) and be arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the second inner guide portion 22f is formed to include a cylindrical outer peripheral surface having a predetermined outer diameter on the inner wall surface side of the front wall 22b and around the opening portion 22c.
  • the second inner guide portion 22 f enters the inside of the other end side 31 b of the coil portion 31 of the torsion coil spring 30. That is, since the second inner guide portion 22f is formed in a shape including a cylindrical outer peripheral surface, the inner peripheral surface of the cylindrical coil portion 31 can be uniformly guided. Therefore, the bias of the coil part 31 can be prevented and the coil part 31 can be positioned at a predetermined position.
  • the second annular recess 22g is formed to receive the other end 31b of the coil portion 31 of the torsion coil spring 30 around the second inner guide portion 22f. That is, by fitting the other end 31b of the coil portion 31 into the second annular recess 22g, it is possible to reliably prevent the displacement of the coil portion 31 in cooperation with the second inner guide portion 22f, and the axis S
  • the device can be thinned in the direction of.
  • the second annular recess 22g has a seat surface 22g1 that receives the other end 31b of the coil portion 31.
  • the seating surface 22g1 is formed by three regions A, B, and C arranged at equal intervals around the axis S.
  • the three regions A, B, and C have heights H2, H3, H4, H5, H6, and H7 (H2 ⁇ H3 ⁇ H4 ⁇ H5 ⁇ H6) protruding from the reference plane P in the axis S direction.
  • ⁇ H7) is formed on a straight line having a predetermined inclination angle. That is, the seat surface 22g1 is formed so as to be positioned on a spiral inclined surface having a predetermined angle. According to this, since the end surface of the coil part 31 is uniformly seated and supported on the inclined seating surface 22g1, it is possible to prevent the coiling part 31 from falling over due to the seating surface 22g.
  • the second latching recess 22i is formed in the shape of a groove in the radial direction perpendicular to the axis S so as to latch the second arm 33 of the torsion coil spring 30 around the opening 22c.
  • the torsion coil spring 30 when the torsion coil spring 30 is assembled, for example, the torsion coil spring 30 is disposed inside the housing rotor 20, the second arm 33 is extended from the inside to the outside, and is latched on the second latching recess 22i.
  • the vane rotor 10 can be incorporated in the housing rotor 20 so as to sandwich the torsion coil spring 30. Then, as described above, by using a predetermined jig or the like inserted through the opening 22c, the first arm 32 is hooked on the first hooking recess 16 while visually recognizing through the opening 22c. 30 assembly can be completed.
  • the torsion coil spring 30 includes a coil portion 31, a first arm 32 extending radially inward from the coil portion 31 on one end side 31a of the coil portion 31, and a radially outer side from the coil portion 31 on the other end side 31b of the coil portion 31.
  • the second arm 33 extends in the direction.
  • the coil part 31 is formed in a spiral winding having a cylindrical shape with a predetermined diameter by spring steel.
  • One end 31a of the coil part 31 is fitted into the first annular recess 15 of the vane rotor 10, and the first inner guide part 14 is inserted and guided therein.
  • the other end side 31b of the coil portion 31 is fitted into the second annular recess 22g of the front housing 22, and the second inner guide portion 22f is inserted therein to be guided.
  • the first arm 32 is disposed in a region that can be seen from the outside through the opening 22 c of the housing rotor 20, and is latched on the first latching recess 16 of the vane rotor 10.
  • the second arm 33 is a region that can be visually recognized from the outside of the housing rotor 20, and is latched by the second latching recess 22 h of the front housing 22.
  • the torsion coil spring 30 is disposed between the front housing 22 and the vane rotor 10, the coil portion 31 is fitted into the first annular recess 16 and the second annular recess 22g, and the inner peripheral surface of the coil portion 31 is the axis S. Guided from both sides in the direction by the first inner guide portion 14 and the second inner guide portion 22f, the first arm 32 is hooked on the first hook recess 16 and the second arm 33 is hooked on the second hook recess 22h. Stopped.
  • the torsion coil spring 30 urges the vane rotor 10 to advance in the advance direction relative to the housing rotor 20, that is, in the arrow CR direction in FIGS. 2 to 4.
  • the coil portion 31 of the torsion coil spring 30 is guided by the first inner guide portion 14 of the vane rotor 10 inserted inward from the one end side 31a, and the first portion of the housing rotor 20 inserted inward from the other end side 31b. 2 Since it is guided by the inner guide portion 22f, it is possible to prevent the coil portion 31 from falling and to generate a stable desired torque. Therefore, it is not necessary to employ a torsion coil spring having a high torque and a high spring constant so as to suppress the collapse of the coil portion 31, and the degree of freedom of the torque setting value by the torsion coil spring can be increased. Further, conventional parts such as a coil cover are not required, and the structure can be simplified, the number of parts can be reduced, the apparatus can be reduced in size, and the cost can be reduced.
  • the torsion coil spring 30 is arranged around the bolt B, but is guided by the first inner guide portion 14 formed around the through hole 13 and the second inner guide portion 22f formed around the opening 22c. Therefore, the coil part 31 can be prevented from entering the arrangement region of the bolt B. Therefore, it is possible to prevent loosening of the bolt B due to mutual interference, breakage of the torsion coil spring 30 due to interference with the bolt B, and the like, thereby ensuring the intended function.
  • the torsion coil spring 30 positions the vane rotor 10 at the most retarded angle position ⁇ r with respect to the housing rotor 20 while being twisted by a predetermined amount and the coil diameter of the coil portion 31 is reduced.
  • the vane rotor 10 is positioned at the most advanced angle position ⁇ a with respect to the housing rotor 20 in a state where the twist is released and the coil diameter is expanded.
  • the torsion coil spring 30 is closest to the first inner guide portion 14 and the second inner guide portion 22f as shown in FIG. 7 in a state where the coil diameter of the coil portion 31 is reduced by being twisted by a predetermined amount. Is set to Therefore, since the inner side of the coil portion 31 is guided closer to the first inner guide portion 14 and the second inner guide portion 22f in a tensioned reduced diameter state in which the torsion coil spring 30 is twisted and easily falls, etc., The coil part 31 can be reliably prevented from falling.
  • the lock mechanism 40 includes a lock pin 41, a coil spring 42, and a cylindrical holder 53.
  • the lock pin 41 is reciprocally movable in the direction of the axis S, and is formed so as to protrude from the rear surface 10 b of the vane rotor 10 and fit into the fitting hole 21 e of the rear housing 21.
  • the coil spring 42 is disposed so as to exert an urging force in a direction in which the lock pin 51 protrudes from the rear surface 10 b of the vane rotor 10.
  • the cylindrical holder 43 is formed so as to be fitted into the fitting hole 17 of the vane rotor 10 so as to hold the lock pin 41 urged by the coil spring 42 so as to freely reciprocate.
  • the lock pin 51 is urged by the coil spring 52 and fitted into the fitting hole 21e of the housing rotor 20 in a state where the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied through the passages 21f and 21d and pressing the lock pin 51 is lowered. As a result, the vane rotor 10 is locked to the most retarded angle position ⁇ r within the predetermined angle range ⁇ with respect to the housing rotor 20. On the other hand, when the hydraulic pressure applied to the lock pin 51 rises due to the hydraulic oil guided through the oil passages 21f and 21d, the lock pin 51 enters the rear surface 10b of the vane rotor 10 to release the lock.
  • the hydraulic control system OCS includes a hydraulic control valve 100 that controls the flow of hydraulic oil discharged from the pump, an advance side passage 101 that connects the hydraulic control valve 100 and the advance passage CS3, an oil pressure control valve 100, and a retard passage.
  • the retard side passage 102 communicates with the CS 4 and control means (not shown) for controlling the drive of the hydraulic control valve 100.
  • the front housing 22, the rear housing 21, the vane rotor 10 incorporating the lock mechanism 40, the torsion coil spring 30, three bolts b, and a predetermined jig are prepared in advance.
  • the second arm 33 of the torsion coil spring 30 is latched with respect to the second latching recess 22h formed around the opening 22c of the front housing member 22, and the coil portion 31 is placed on the second annular recess 22g.
  • the end side 31b is fitted, and the second inner guide portion 22f is inserted inward from the other end side 31b.
  • the first inner guide portion 14 is inserted inward from the one end side 31 a while fitting the one end side 31 a of the coil portion 31 of the torsion coil spring 30 into the first annular recess 16, and the vane rotor 10 is sandwiched between the torsion coil springs 30. Fit into the front housing 22.
  • the first arm 32 is latched to the first latching recess 16 using a predetermined jig while visually recognizing from the front side of the front housing 22 through the opening 22c.
  • the front housing 22 incorporating the torsion coil spring 30 and the vane rotor 10 is joined to the rear housing 21 so as to face each other, and both are fastened and fixed using bolts b. Thereby, as shown in FIG. 1, the valve timing changing apparatus M is completed.
  • the rear housing 21 of the housing rotor 20 is rotatably fitted to the camshaft CS of the engine and the fitting recess 19 of the vane rotor 10 is joined to the front end of the camshaft CS.
  • the bolt B is passed through the opening 22c of the front housing 22 and the through hole 13 of the vane rotor 10, and is screwed into the female screw portion CS5 of the camshaft CS so that the vane rotor 10 rotates integrally with the camshaft CS.
  • the valve timing changing device M can be assembled to the camshaft CS of a predetermined engine.
  • the lock pin 41 is pressed by the hydraulic pressure to be released from the fitting hole 21e and the locked state is released. Is done.
  • the hydraulic control valve 100 is switched as appropriate so that the phase control is performed so that the vane rotor 10 (camshaft CS) is held on the advance side, the retard side, or at a predetermined angular position. Done.
  • the hydraulic oil in the retard chamber 20b is discharged through the retard passage CS4 and the retard passage 102, and also through the advance passage CS3 and the advance passage 101.
  • the hydraulic oil is supplied into the advance chamber 20a.
  • the vane rotor 10 rotates clockwise (advanced side) with respect to the housing rotor 20 by the hydraulic pressure of the hydraulic oil together with the urging force of the torsion coil spring 30 as shown in FIGS.
  • the hydraulic oil in the advance chamber 20a is discharged through the advance passage CS3 and the advance side passage 101, and through the retard passage CS4 and the retard side passage 102.
  • hydraulic oil is supplied into the retarding chamber 20b.
  • the vane rotor 10 rotates counterclockwise (to the retard side) with respect to the housing rotor 20 by the hydraulic pressure of the hydraulic oil while resisting the biasing force of the torsion coil spring 30 as shown in FIG.
  • the hydraulic control valve 100 is switched, and the advanced angle chamber 20a and the retarded angle chamber 20b.
  • the oil is supplied to the vane rotor 10, and the vane rotor 10 is held at a predetermined intermediate position by the hydraulic pressure of the hydraulic oil acting on the advance chamber 20a and the retard chamber 20b.
  • the coil portion 31 of the torsion coil spring 30 is guided by the first inner guide portion 14 of the vane rotor 10 inserted inward from the one end side 31a, and from the other end side 31b. Since it is guided by the second inner guide portion 22f of the housing rotor 20 inserted inside, the coil portion 31 can be prevented from falling down and a stable desired torque can be generated. Therefore, it is not necessary to employ a torsion coil spring having a high torque and a high spring constant so as to suppress the collapse of the coil portion 31, and the degree of freedom of the torque setting value by the torsion coil spring can be increased.
  • the housing rotor 20 employs a two-part structure including a bottomed cylindrical front housing 22 and a rear housing 21, and the torsion coil spring 30 is disposed between the front housing 22 and the vane rotor 10.
  • the configuration is adopted. Accordingly, the torsion coil spring 30 and the vane rotor 10 are fitted into the front housing 22 and then the front housing 22 is coupled to the rear housing 21, whereby the torsion coil spring 30 and the vane rotor 10 are placed in the housing rotor 20 as shown in FIG. 1.
  • the valve timing changing device M as the accommodated module product can be easily obtained.
  • FIG. 11 shows another embodiment of the valve timing changing device according to the present invention, which is the same as the above-described embodiment except that the second inner guide portion 22f is changed. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the second inner guide portion 22f1 extends in the direction of the axis S, and is formed to be in close contact with the first inner guide portion 14 in the direction of the axis S.
  • the second inner guide portion 22f1 and the first inner guide portion 14 are in close contact with each other, there is no gap for the coil portion 31 to fall inward, and it is possible to reliably prevent the coil portion 31 from falling into the region through which the bolt B or the like is passed.
  • the present invention (the first inner guide portion 14 and the second inner guide portion 22f) is configured using a hydraulic control system OCS as shown in FIGS. 3 and 4 as a system for controlling the flow of hydraulic oil. 22f1) is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be employed in a configuration that employs a hydraulic control valve built in a bolt that fastens the vane rotor 10 to the camshaft CS and a hydraulic oil passage associated therewith as the hydraulic control system.
  • the present invention is adopted in the configuration in which the torsion coil spring 30 is set so as to rotate and bias the vane rotor 10 in the advance direction with respect to the housing rotor 20 has been described.
  • the present invention may be employed in a configuration that is set so as to urge the rotation in the retard direction.
  • the present invention is adopted in the configuration in which the lock mechanism 40 locks the vane rotor 10 to the most retarded angle position ⁇ r with respect to the housing rotor 20 has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention may be employed in a configuration that locks to the most advanced angle position ⁇ a or a configuration that locks to the intermediate position of the predetermined angle range ⁇ .
  • the present invention is not limited to this.
  • the seat surface of the first annular recess 15 of the vane rotor 10 may be formed so as to be located on a spiral inclined surface having a predetermined angle.
  • the housing rotor 20 having a two-part structure composed of the rear housing 21 and the front housing 22 is shown as the housing rotor, but the housing rotor is not limited to this.
  • the present invention may be employed in a configuration including a three-part structure composed of a flat front housing, a cylindrical outer housing, a flat rear housing, or a housing rotor having another form.
  • the housing rotor 20 including the sprocket 21a as the driven portion that transmits the rotational force of the crankshaft is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the means for transmitting the rotational driving force of the crankshaft has another structure, such as a toothed timing belt, a housing rotor equipped with a toothed pulley suitable for the structure may be employed. it can.
  • the lock mechanism includes the lock pin 41, the coil spring 42, and the cylindrical holder 43, and the lock mechanism is locked at the most retarded position, but is not limited thereto.
  • other locking mechanisms may be employed as long as the vane rotor 10 can be locked with respect to the housing rotor 20, and the locking position is not limited to the most retarded angle position, but may be the most advanced angle position or Other positions may be used as necessary.
  • valve timing changing device can be applied to an internal combustion engine mounted in an automobile or the like because it can prevent the torsion coil spring from falling and the like and guarantee the expected function. This is also useful for small engines mounted on motorcycles and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

本発明のバルブタイミング変更装置は、カムシャフトと同一の軸線(S)上で一体的に回転するように連結されるベーンロータ(10)、ベーンロータを収容すると共に軸線上で所定角度範囲を相対的に回転可能なハウジングロータ(20)、ハウジングロータに対してベーンロータを一方向に回転付勢するべくコイル部(31)を有する捩りコイルバネ(30)を備え、ベーンロータ(10)は、コイル部の一端側(31a)から内側に挿入される第1内側ガイド部(14)を有し、ハウジングロータ(20)は、コイル部(31)の他端側(31b)から内側に挿入される第2内側ガイド部(22f)を有する。これによれば、捩りコイルバネの倒れを防止でき、捩りコイルバネによるトルク設定の自由度を高めることができ、所期の機能を保証し得る。

Description

バルブタイミング変更装置
 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。
 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シューハウジング、カムシャフトと一体的に回転すると共にシューハウジングに対して所定の角度範囲を相対的に回転し得るベーンロータ、シューハウジングに対してベーンロータを一方向に回転付勢する捩りコイルバネ、捩りコイルバネの周囲に配置された円筒状のコイルカバー等を備えたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
 この装置において、捩りコイルバネは、コイル部、コイル部の一端側から延出してベーンロータに掛止される第1アーム、コイル部の他端側から延出してシューハウジングに掛止される第2アームを備えている。
 そして、コイル部の周りにコイルカバーが配置されて、コイル部がシューハウジング及びベーンロータと干渉するのを防止するようになっている。
 しかしながら、上記のような捩りコイルバネの配置構成では、低トルク、低バネ定数の仕様において、捩りコイルバネが捩られた際に、コイル部が内側に倒れて、所望のトルクが得られない虞がある。
 また、捩りコイルバネを捩った際に、コイル部の倒れを生じた部分が、ベーンロータを締結するボルト又はその座面等に接触して、ボルトの緩み、コイル部の接触による折損、コイル部の接触による異常なトルクの発生等を招く虞がある。
 一方、コイル部の倒れが生じないように、高トルク及び高バネ定数の捩りコイルバネを採用すると、トルクを設定する際の自由度が低くなる。
特開2002-295208号公報
 本発明は、上記従来技術の問題点を解消して、捩りコイルバネによる所期の機能を保証し得るバルブタイミング変更装置を提供することにある。
 本発明のバルブタイミング変更装置は、カムシャフトにより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、カムシャフトと同一の軸線上で一体的に回転するように連結されるベーンロータと、ベーンロータを収容すると共に上記軸線上で所定角度範囲を相対的に回転可能なハウジングロータと、ハウジングロータに対してベーンロータを一方向に回転付勢するべくコイル部を有する捩りコイルバネを備え、ベーンロータは、コイル部の一端側から内側に挿入される第1内側ガイド部を有し、ハウジングロータは、コイル部の他端側から内側に挿入される第2内側ガイド部を有する、構成となっている。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、第1内側ガイド部及び第2内側ガイド部は、円筒状の外周面を含むように形成されている、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、ハウジングロータは、ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを通す開口部を有すると共に開口部の周りにおいて第2内側ガイド部を有し、ベーンロータは、ボルトを通す貫通孔を有すると共に貫通孔の周りにおいて第1内側ガイド部を有する、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、ベーンロータは、第1内側ガイド部の周りにおいて、コイル部の一端側を受け入れる第1環状凹部を有し、ハウジングロータは、第2内側ガイド部の周りにおいて、コイル部の他端側を受け入れる第2環状凹部を有する、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、第2環状凹部又は第1環状凹部は、コイル部を受ける座面が所定角度をなす螺旋状の傾斜面上に位置するように形成されている、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、捩りコイルバネは、コイル部から径方向の内側に伸長する第1アームと、コイル部から径方向の外側に伸長する第2アームを含み、ベーンロータは、ハウジングロータの開口部を通して視認できる領域において、第1アームを掛止する第1掛止凹部を有し、ハウジングロータは、開口部の周りにおいて、第2アームを掛止する第2掛止凹部を有する、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、捩りコイルバネは、所定量捩られてコイル部のコイル径が縮径した状態で、第1内側ガイド部及び第2内側ガイド部に最も接近するように設定されている、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、第2内側ガイド部及び第1内側ガイド部は、上記軸線の方向において互いに密接するように形成されている、構成を採用してもよい。
 上記構成のバルブタイミング変更装置において、ハウジングは、開口部を有する有底状の前側ハウジングと、上記軸線の方向において前側ハウジングに結合される後側ハウジングを含み、捩りコイルバネは、前側ハウジングとベーンロータとの間に配置されている、構成を採用してもよい。
 上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、捩りコイルバネの倒れ等を防止して、所期の機能を保証し得るバルブタイミング変更装置を得ることができる。
本発明のバルブタイミング変更装置を示す外観斜視図である。 図1に示すバルブタイミング変更装置を示す分解斜視図である。 図1に示すバルブタイミング変更装置をエンジンのカムシャフトに取り付けた状態を示す断面図である。 図1に示すバルブタイミング変更装置をエンジンのカムシャフトに取り付けた状態を示す断面図である。 図1に示すバルブタイミング変更装置の一部をなすハウジングロータの前側ハウジングを背後から視た背面図である。 図5に示す前側ハウジングの第2環状凹部における座面を示す背面図である。 図5に示す前側ハウジングの第2環状凹部における座面の傾斜を示す図である。 本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが最遅角位置にある状態での捩りコイルバネの状態を示す正面図である。 本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが最遅角位置にある状態での捩りコイルバネの状態を示す断面図である。 本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが最進角位置にある状態での捩りコイルバネの状態を示す正面図である。 本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが最進角位置にある状態での捩りコイルバネの状態を示す断面図である。 本発明のバルブタイミング変更装置の他の実施形態を示す断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について、添付図面の図1ないし図10を参照しつつ説明する。
 この実施形態に係るバルブタイミング変更装置Mは、カムシャフトCSと同一の軸線S上で回転するように連結されるベーンロータ10、ベーンロータ10を収容すると共に軸線S上で所定角度範囲を相対的に回転可能なハウジングロータ20、ハウジングロータ10に対してベーンロータ10を一方向に回転付勢する捩りコイルバネ30、ベーンロータ10をハウジングロータ20に対してロックするロック機構40を備えている。
 尚、ロック機構40は、ロックピン41、コイルスプリング42、円筒ホルダ43により構成されている。
 ここで、ハウジングロータ20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、ベーンロータ10を介してクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトCSに伝達するものである。
 カムシャフトCSは、エンジンのシリンダヘッドに形成された軸受により軸線S回りにおいて回転可能に支持され、すなわち、矢印CR方向に回転するように支持され、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る。
 また、カムシャフトCSは、軸受により支持されるジャーナル部CS1、ハウジングロータ20を回動自在に支持する円筒部CS2、作動油の供給及び排出を行う進角通路CS3、作動油の供給及び排出を行う遅角通路CS4、ボルトBを締結する雌ネジ部CS5を備えている。
 そして、バルブタイミング変更装置Mは、ベーンロータ10がボルトBを用いてカムシャフトCSに締結され、又、作動油(潤滑油)の流れを制御する油圧制御系OCSに接続されることにより、エンジンにおいてバルブタイミングを変更する機能を果たすようになっている。
 ベーンロータ10は、軸線S方向に向かう前面10a及び後面10b、3つのベーン部11、円柱状のハブ部12、貫通孔13、貫通孔13を画定する環状凸部に形成されたボルトBの座面13a、第1内側ガイド部14、第1環状凹部15、第1掛止凹部16、ロック機構40を嵌合する嵌合孔17,圧力調整孔17a及び通路17b、遅角通路18、カムシャフトCSを嵌合する嵌合凹部19、ベーン部11の先端に嵌め込まれたシール部材、カムシャフトCSの位置決めピンを嵌合する位置決め穴を備えている。
 3つのベーン部11は、ハブ部12に対して略等間隔で配置されている。
 貫通孔13は、ボルトBを密接して通すべく、軸線S上において前面10aから後面10bに貫通する円筒状に形成されている。
 第1内側ガイド部14は、前面10aにおいて、貫通孔13を画定する環状凸部、すなわち、貫通孔13の周りにおいて所定の外径をなす円筒状の外周面として形成されている。
 そして、第1内側ガイド部14は、捩りコイルバネ30のコイル部31の一端側31aの内側に入り込むようになっている。
 すなわち、第1内側ガイド部14が円筒状の外周面を含む形状に形成されるため、円筒形をなすコイル部31の内周面を均一にガイドすることができる。したがって、コイル部31の偏りを防止でき、コイル部31を所定位置に位置付けることができる。
 第1環状凹部15は、第1内側ガイド部14の周りにおいて、捩りコイルバネ30のコイル部31の一端側31aを受け入れるように形成されている。
 すなわち、第1環状凹部15にコイル部31の一端側31aが嵌め込まれることにより、第1内側ガイド部14と協働して、コイル部31の位置ずれを確実に防止でき、又、軸線Sの方向において装置を薄型化できる。
 第1掛止凹部16は、第1内側ガイド部14よりも径方向の内側でかつハウジングロータ20の開口部22cを通して外部から視認できる領域において、捩りコイルバネ30の第1アーム32を掛止するように軸線Sに垂直な径方向の内側に向かう溝状に肉抜きして形成されている。
 これによれば、捩りコイルバネ30を組み付ける際に、例えば、ハウジングロータ20の開口部22cを通して挿入される所定の治具等を用いて、開口部22cを通して視認しつつ第1アーム32を第1掛止凹部16に掛止することができる。すなわち、捩りコイルバネ30を、ハウジングロータ20の内部に収容しつつ容易に組み付けることができる。
 嵌合孔17は、ロック機構40の円筒ホルダ43を嵌め込むように形成されている。
 圧力調整孔17aは、前面10aに向けて開口するように形成され、外部に連通する長溝17a1に接続されている。
 通路17bは、一つのベーン部11の側面に開口し、遅角室20bに連通するように形成されている。
 遅角通路18は、遅角室20bに対する作動油の供給及び排出のために遅角通路CS4に連通するように形成されている。
 嵌合凹部19は、ベーンロータ10の後面10b側において、円筒状の凹部をなすように形成され、カムシャフトCSの前端部が嵌合されるようになっている。
 そして、ベーンロータ10は、ハウジングロータ20の収容室に所定角度範囲Δθ(図9参照)において相対的に回転可能に収容され、収容室を進角室20a及び遅角室20bに二分すると共に、ボルトBによりカムシャフトCSに連結されてカムシャフトCSと一体的に回転するようになっている。
 ハウジングロータ20は、略円盤状の後側ハウジング21、後側ハウジング21の前面側に結合される有底円筒状の前側ハウジング22とからなる二分割構造をなすものである。
 そして、ハウジングロータ20は、ベーンロータ10を、所定角度範囲Δθにおいて、すなわち、最進角位置θaと最遅角位置θrの間の角度範囲において相対的に回転可能に収容し、ベーンロータ10のベーン部11により、収容室が進角室20a及び遅角室20bに二分されるように形成されている。
 後側ハウジング21は、スプロケット21a、内周面21b、前面(内壁面)21c、進角通路21d、嵌合穴21e、通路21f、ボルトbを捩じ込む3つのネジ穴21gを備えている。
 スプロケット21aは、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ようになっている。
 内周面21bは、カムシャフトCSの円筒部CS2に回動自在に嵌合されるように形成されている。
 前面21cは、ベーンロータ10の後面10bが摺動自在に接触するように形成されている。
 進角通路21dは、進角室20aに対する作動油の供給及び排出を行うべく、前面21cにおいて溝状にかつカムシャフトCSの進角通路CS3に連通するように形成されている。
 嵌合穴21eは、前面21cにおいて、ロック機構40に含まれるロックピン41を嵌合させるように形成されている。
 通路21fは、嵌合穴21eに対する作動油の供給及び排出を行うべく、前面21cにおいて溝状にかつ進角通路21dに連通するように形成されている。
 前側ハウジング22は、円筒壁22a及び前壁22bを有する有底円筒状に形成され、開口部22c、ボルトbを通す3つの貫通孔22d、3つのシュー部22e、第2内側ガイド部22f、第2環状凹部22g、第2掛止凹部22h、環状結合部22iを備えている。
 開口部22cは、ボルトBを通すべく軸線S上に中心をもつ円形を含む形状に形成されている。
 3つのシュー部22eは、前壁22bの内壁面側において、円筒壁22aから中心(軸線S)に向かって突出すると共に周方向において等間隔に配置して形成されている。
 第2内側ガイド部22fは、前壁22bの内壁面側でかつ開口部22cの周りにおいて所定の外径をなす円筒状の外周面を含むように形成されている。
 そして、第2内側ガイド部22fは、捩りコイルバネ30のコイル部31の他端側31bの内側に入り込むようになっている。
 すなわち、第2内側ガイド部22fが円筒状の外周面を含む形状に形成されるため、円筒形をなすコイル部31の内周面を均一にガイドすることができる。したがって、コイル部31の偏りを防止でき、コイル部31を所定位置に位置付けることができる。
 第2環状凹部22gは、第2内側ガイド部22fの周りにおいて、捩りコイルバネ30のコイル部31の他端側31bを受け入れるように形成されている。
 すなわち、第2環状凹部22gにコイル部31の他端側31bが嵌め込まれることにより、第2内側ガイド部22fと協働して、コイル部31の位置ずれを確実に防止でき、又、軸線Sの方向において装置を薄型化できる。
 また、第2環状凹部22gは、コイル部31の他端側31bを受ける座面22g1を有する。
 座面22g1は、図5及び図6Aに示すように、軸線Sの周りにおいて等間隔で配置された3つの領域A,B,Cにより形成されている。
 3つの領域A,B,Cは、図6Bに示すように、基準面Pから軸線S方向に突出する高さH2,H3,H4,H5,H6,H7(H2<H3<H4<H5<H6<H7)が所定の傾斜角度をなす直線上に位置するように形成されている。
 すなわち、座面22g1は、所定角度をなす螺旋状の傾斜面上に位置するように形成されている。
 これによれば、コイル部31の端面が、傾斜面をなす座面22g1に均一に着座して支持されるため、座面22gによるコイル部31の倒れを防止できる。
 第2掛止凹部22iは、開口部22cの周りにおいて、捩りコイルバネ30の第2アーム33を掛止するように軸線Sに垂直な径方向に向かう溝状に肉抜きして形成されている。
 これによれば、捩りコイルバネ30を組み付ける際に、例えば、ハウジングロータ20の内側に捩りコイルバネ30を配置し、第2アーム33を内側から外側に出して第2掛止凹部22iに掛止し、捩りコイルバネ30を挟み込むようにベーンロータ10をハウジングロータ20に組み込むことができる。
 そして、前述のように、開口部22cを通して挿入される所定の治具等を用いて、開口部22cを通して視認しつつ第1アーム32を第1掛止凹部16に掛止することにより、捩りコイルバネ30の組付けを完了することができる。
 捩りコイルバネ30は、コイル部31、コイル部31の一端側31aにおいてコイル部31から径方向の内側に伸長する第1アーム32、コイル部31の他端側31bにおいてコイル部31から径方向の外側に伸長する第2アーム33を有する。
 コイル部31は、バネ鋼により所定径の円筒状をなす螺旋巻に形成されている。
 コイル部31の一端側31aは、ベーンロータ10の第1環状凹部15に嵌め込まれると共にその内側に第1内側ガイド部14が挿入されてガイドされるようになっている。
 コイル部31の他端側31bは、前側ハウジング22の第2環状凹部22gに嵌め込まれると共にその内側に第2内側ガイド部22fが挿入されてガイドされるようになっている。
 第1アーム32は、ハウジングロータ20の開口部22cを通して外部から視認できる領域に配置され、ベーンロータ10の第1掛止凹部16に掛止されるようになっている。
 第2アーム33は、ハウジングロータ20の外部から視認できる領域で、前側ハウジング22の第2掛止凹部22hに掛止されるようになっている。
 すなわち、捩りコイルバネ30は、前側ハウジング22とベーンロータ10の間に配置されて、コイル部31が第1環状凹部16及び第2環状凹部22gに嵌め込まれると共に、コイル部31の内周面が軸線S方向の両側から第1内側ガイド部14及び第2内側ガイド部22fによりガイドされ、第1アーム32が第1掛止凹部16に掛止され、第2アーム33が第2掛止凹部22hに掛止される。
 そして、捩りコイルバネ30は、ハウジングロータ20に対してベーンロータ10を進角方向に、すなわち、図2ないし図4において矢印CR方向に回転付勢するようなっている。
 このように、捩りコイルバネ30のコイル部31が、一端側31aから内側に挿入されるベーンロータ10の第1内側ガイド部14によりガイドされ、他端側31bから内側に挿入されるハウジングロータ20の第2内側ガイド部22fによりガイドされるため、コイル部31の倒れを防止でき、安定した所望のトルクを発生させることができる。
 したがって、コイル部31の倒れを抑制するべく高トルク及び高バネ定数の捩りコイルバネを採用する必要がなく、捩りコイルバネによるトルク設定値の自由度を高めることができる。
 また、従来のようなコイルカバー等の部品が不要になり、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化、低コスト化等を達成することができる。
 特に、捩りコイルバネ30は、ボルトBの周りに配置されつつも、貫通孔13の周りに形成された第1内側ガイド部14と開口部22cの周りに形成された第2内側ガイド部22fによりガイドされるため、コイル部31がボルトBの配置領域に入り込むのを防止できる。それ故に、相互の干渉によるボルトBの緩み、ボルトBとの干渉による捩りコイルバネ30の破損等を防止でき、所期の機能を保証することができる。
 さらに、捩りコイルバネ30は、図7及び図8に示すように、所定量捩られてコイル部31のコイル径が縮径した状態でハウジングロータ20に対してベーンロータ10を最遅角位置θrに位置付け、一方、図9及び図10に示すように、捩りが開放されてコイル径が拡径した状態でハウジングロータ20に対してベーンロータ10を最進角位置θaに位置付けるようになっている。
 すなわち、捩りコイルバネ30は、所定量捩られてコイル部31のコイル径が縮径した状態で、図7に示すように、第1内側ガイド部14及び第2内側ガイド部22fに最も接近するように設定されている。したがって、捩りコイルバネ30が捩られて倒れ等が生じ易い緊張した縮径の状態において、コイル部31の内側が第1内側ガイド部14及び第2内側ガイド部22fにより接近してガイドされるため、コイル部31の倒れを確実に防止できる。
 ロック機構40は、ロックピン41、コイルスプリング42、円筒ホルダ53により構成されている。
 ロックピン41は、軸線Sの方向に往復動自在でかつベーンロータ10の後面10bから突出して後側ハウジング21の嵌合穴21eに嵌合し得るように形成されている。
 コイルスプリング42は、ベーンロータ10の後面10bからロックピン51を突出させる向きに付勢力を及ぼすように配置されている。
 円筒ホルダ43は、コイルスプリング42により付勢されたロックピン41を往復動自在に保持するべく、ベーンロータ10の嵌合穴17に嵌め込まれように形成されている。
 そして、通路21f,21dを経て供給されロックピン51を押圧する作動油の油圧が低下した状態で、ロックピン51がコイルスプリング52により付勢されてハウジングロータ20の嵌合穴21eに嵌合することにより、ベーンロータ10をハウジングロータ20に対して所定角度範囲Δθ内の最遅角位置θrにロックする。
 一方、油通路21f,21dを経て導かれる作動油により、ロックピン51に加わる油圧が上昇すると、ロックピン51がベーンロータ10の後面10bから没入してロックを解除するようになっている。
 油圧制御系OCSは、ポンプから吐出される作動油の流れを制御する油圧制御弁100、油圧制御弁100と進角通路CS3とを連通する進角側通路101、油圧制御弁100と遅角通路CS4とを連通する遅角側通路102、油圧制御弁100の駆動を制御する制御手段(不図示)により構成されている。
 次に、上記バルブタイミング変更装置の組付け方法について説明する。
 予め、前側ハウジング22、後側ハウジング21、ロック機構40が組み込まれたベーンロータ10、捩りコイルバネ30、3つのボルトb、所定の冶具を用意する。
 先ず、前側ハウジング部材22の開口部22cの周りに形成された第2掛止凹部22hに対して、捩りコイルバネ30の第2アーム33を掛止させ、第2環状凹部22gにコイル部31の他端側31bを嵌め込むと共に他端側31bから内側に第2内側ガイド部22fを挿入する。
 続いて、捩りコイルバネ30のコイル部31の一端側31aを第1環状凹部16に嵌め込みつつ一端側31aから内側に第1内側ガイド部14を挿入し、捩りコイルバネ30を挟み込むようにしてベーンロータ10を前側ハウジング22に嵌め込む。
 続いて、前側ハウジング22の前側から開口部22cを通して視認しつつ、所定の冶具を用いて第1アーム32を第1掛止凹部16に掛止する。
 その後、捩りコイルバネ30及びベーンロータ10を組み込んだ前側ハウジング22を、後側ハウジング21に対向させて接合し、ボルトbを用いて両者を締結固定する。
 これにより、図1に示すように、バルブタイミング変更装置Mが完了する。
 その後、適宜、エンジンのカムシャフトCSに対して、ハウジングロータ20の後側ハウジング21を回動自在に嵌め込むと共にベーンロータ10の嵌合凹部19をカムシャフトCSの前端部に接合させる。
 そして、ボルトBを、前側ハウジング22の開口部22c及びベーンロータ10の貫通孔13に通して、カムシャフトCSの雌ネジ部CS5に捩じ込み、ベーンロータ10がカムシャフトCSと一体的に回転するように固定する。
 これにより、バルブタイミング変更装置Mを、所定のエンジンのカムシャフトCSに組付けることができる。
 次に、バルブタイミング変更装置の動作について、図7ないし図10を参照しつつ説明する。
 エンジンが停止した状態においては、図7及び図8に示すように、進角室20a及び遅角室20b内の作動油が排出されて、ベーンロータ10は捩りコイルバネ30の付勢力に抗して最遅角位置θrに位置付けられる。
 また、ロック機構40のロックピン41が嵌合穴21eに嵌合して、ベーンロータ10がハウジングロータ20に対してロックされた状態にある。
 これにより、エンジン始動時には、ベーンロータ10のバタツキ等を防止しつつ、円滑にエンジンを始動させることができる。
 続いて、エンジンの始動により、通路21d,21fを通して、作動油がロックピン41の受圧部に供給されると、ロックピン41がその油圧により押圧されて嵌合穴21eから外れてロック状態が解除される。
 そして、エンジンの始動後は、油圧制御弁100が適宜切り替えられて、ベーンロータ10(カムシャフトCS)が進角側へ又は遅角側へ、あるいは所定の角度位置に保持されるように位相制御が行われる。
 例えば、進角モードの場合は、遅角通路CS4及び遅角側通路102を介して、遅角室20b内の作動油が排出されると共に、進角通路CS3及び進角側通路101を介して、進角室20a内に作動油が供給される。
 これにより、ベーンロータ10は、捩りコイルバネ30の付勢力と共に作動油の油圧により、図9及び図10に示すように、ハウジングロータ20に対して時計回りに(進角側に)回転する。
 一方、遅角モードの場合には、進角通路CS3及び進角側通路101を介して、進角室20a内の作動油が排出されると共に、遅角通路CS4及び遅角側通路102を介して、遅角室20b内に作動油が供給される。
 これにより、ベーンロータ10は、捩りコイルバネ30の付勢力に抗しつつ作動油の油圧により、図7に示すように、ハウジングロータ20に対して反時計回りに(遅角側に)回転する。
 また、ベーンロータ10を最進角位置θaと最遅角位置θrとの間の中間位置に保持する保持モードの場合には、油圧制御弁100が切り替えられて、進角室20a及び遅角室20bに作動油が供給され、進角室20a及び遅角室20bに作用する作動油の油圧により、ベーンロータ10は所定の中間位置に保持される。
 上記実施形態に係るバルブタイミング変更装置によれば、捩りコイルバネ30のコイル部31が、その一端側31aから内側に挿入されるベーンロータ10の第1内側ガイド部14によりガイドされ、その他端側31bから内側に挿入されるハウジングロータ20の第2内側ガイド部22fによりガイドされるため、コイル部31の倒れを防止でき、安定した所望のトルクを発生させることができる。
 したがって、コイル部31の倒れを抑制するべく高トルク及び高バネ定数の捩りコイルバネを採用する必要がなく、捩りコイルバネによるトルク設定値の自由度を高めることができる。
 また、上記実施形態においては、ハウジングロータ20として、有底円筒状の前側ハウジング22及び後側ハウジング21からなる二分割構造を採用し、前側ハウジング22とベーンロータ10の間に捩りコイルバネ30を配置する構成を採用している。
 したがって、前側ハウジング22に捩りコイルバネ30及びベーンロータ10を嵌め込み、その後、後側ハウジング21に前側ハウジング22を結合することで、図1に示すように、ハウジングロータ20内に捩りコイルバネ30及びベーンロータ10を収容したモジュール品としてのバルブタイミング変更装置Mを容易に得ることができる。
 図11は、本発明に係るバルブタイミング変更装置の他の実施形態を示すものであり、第2内側ガイド部22fを変更した以外は前述の実施形態と同一である。したがって、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
 この実施形態に係るバルブタイミング変更装置M1においては、第2内側ガイド部22f1が軸線S方向に伸長し、第1内側ガイド部14と軸線Sの方向において互いに密接するように形成されている。
 これによれば、第2内側ガイド部22f1と第1内側ガイド部14が互いに密接するため、コイル部31が内側に倒れる隙間がなく、ボルトB等を通す領域に倒れ込むのを確実に防止できる。
 上記実施形態においては、作動油の流れを制御するシステムとして、図3及び図4に示すような油圧制御系OCSを用いる構成において、本発明(第1内側ガイド部14及び第2内側ガイド部22f、22f1)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い。例えば、油圧制御系として、ベーンロータ10をカムシャフトCSに締結するボルトに内蔵された油圧制御弁及びそれに伴う作動油の通路等を採用する構成において、本発明を採用してもよい。
 上記実施形態においては、捩りコイルバネ30が、ハウジングロータ20に対してベーンロータ10を進角方向に回転付勢するように設定された構成において、本発明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、逆に遅角方向に回転付勢するように設定された構成において、本発明を採用してもよい。
 上記実施形態においては、ロック機構40が、ベーンロータ10をハウジングロータ20に対して最遅角位置θrにロックする構成において、本発明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、最進角位置θaにロックする構成あるいは所定角度範囲Δθの中間位置にロックする構成において、本発明を採用してもよい。
 上記実施形態においては、ハウジング20の第2環状凹部22gにおいて、座面22g1が所定角度をなす螺旋状の傾斜面上に位置するように形成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、ベーンロータ10の第1環状凹部15において、その座面が、同様に、所定角度をなす螺旋状の傾斜面上に位置するように形成されてもよい。
 上記実施形態においては、ハウジングロータとして、後側ハウジング21及び前側ハウジング22からなる二分割構造をなすハウジングロータ20を示したが、これに限定されるものではない。例えば、平板状の前側ハウジング、円筒状の外周ハウジング、平板状の後側ハウジングからなる三分割構造、あるいはその他の形態をなすハウジングロータを備えた構成において、本発明を採用してもよい。
 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被駆動部としてスプロケット21aを備えたハウジングロータ20を示したが、これに限定されるものではない。例えば、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、ロックピン41、コイルスプリング42、円筒ホルダ43を含むと共に最遅角位置にロックする構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ベーンロータ10をハウジングロータ20に対してロックし得る構成であれば、その他のロック機構を採用してもよく、又、ロック位置としては、最遅角位置に限らず、最進角位置あるいは必要に応じてその他の位置であってもよい。
 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、捩りコイルバネの倒れ等を防止して所期の機能を保証し得るため、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。
CS カムシャフト
S1 軸線
M,M1 バルブタイミング変更装置
10 ベーンロータ
13 貫通孔
13a 座面
14 第1内側ガイド部
15 第1環状凹部
16 第2掛止凹部
20 ハウジングロータ
21 後側ハウジング
22 前側ハウジング
22c 開口部
22d 貫通孔
22f,22f1 第2内側ガイド部
22g 第2環状凹部
22g1 座面
22h 第2掛止凹部
30 捩りコイルバネ
31 コイル部
31a コイル部の一端側
31b コイル部の他端側
32 第1アーム
33 第2アーム
B ボルト
 

Claims (9)

  1.  カムシャフトにより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、
     カムシャフトと同一の軸線上で一体的に回転するように連結されるベーンロータと、
     前記ベーンロータを収容すると共に前記軸線上で所定角度範囲を相対的に回転可能なハウジングロータと、
     前記ハウジングロータに対して前記ベーンロータを一方向に回転付勢するべくコイル部を有する捩りコイルバネを備え、
     前記ベーンロータは、前記コイル部の一端側から内側に挿入される第1内側ガイド部を有し、
     前記ハウジングロータは、前記コイル部の他端側から内側に挿入される第2内側ガイド部を有する、
    バルブタイミング変更装置。
  2.  前記第1内側ガイド部及び第2内側ガイド部は、円筒状の外周面を含むように形成されている、
    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。
  3.  前記ハウジングロータは、前記ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを通す開口部を有すると共に、前記開口部の周りにおいて前記第2内側ガイド部を有し、
     前記ベーンロータは、前記ボルトを通す貫通孔を有すると共に、前記貫通孔の周りにおいて前記第1内側ガイド部を有する、
    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。
  4.  前記ベーンロータは、前記第1内側ガイド部の周りにおいて、前記コイル部の一端側を受け入れる第1環状凹部を有し、
     前記ハウジングロータは、前記第2内側ガイド部の周りにおいて、前記コイル部の他端側を受け入れる第2環状凹部を有する、
    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。
  5.  前記第2環状凹部又は第1環状凹部は、前記コイル部を受ける座面が所定角度をなす螺旋状の傾斜面上に位置するように形成されている、
    ことを特徴とする請求項4に記載のバルブタイミング変更装置。
  6.  前記捩りコイルバネは、前記コイル部から径方向の内側に伸長する第1アームと、前記コイル部から径方向の外側に伸長する第2アームを含み、
     前記ベーンロータは、前記ハウジングロータの開口部を通して視認できる領域において、前記第1アームを掛止する第1掛止凹部を有し、
     前記ハウジングロータは、前記開口部の周りにおいて、前記第2アームを掛止する第2掛止凹部を有する、
    ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
  7.  前記捩りコイルバネは、所定量捩られて前記コイル部のコイル径が縮径した状態で、前記第1内側ガイド部及び第2内側ガイド部に最も接近するように設定されている、
    ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
  8.  前記第2内側ガイド部及び第1内側ガイド部は、前記軸線の方向において、互いに密接するように形成されている、
    ことを特徴とする請求項1ないし7いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
  9.  前記ハウジングは、前記開口部を有する有底状の前側ハウジングと、前記軸線の方向において前記前側ハウジングに結合される後側ハウジングを含み、
     前記捩りコイルバネは、前記前側ハウジングと前記ベーンロータとの間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1ないし8いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
     
PCT/JP2017/045292 2016-12-28 2017-12-18 バルブタイミング変更装置 WO2018123683A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112017006653.0T DE112017006653T5 (de) 2016-12-28 2017-12-18 Ventilzeitsteuerungsänderungsvorrichtung
US16/472,903 US20200095947A1 (en) 2016-12-28 2017-12-18 Valve timing changing device
CN201780080858.5A CN110114558A (zh) 2016-12-28 2017-12-18 阀门正时变更装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-256885 2016-12-28
JP2016256885A JP2018109373A (ja) 2016-12-28 2016-12-28 バルブタイミング変更装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018123683A1 true WO2018123683A1 (ja) 2018-07-05

Family

ID=62707225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/045292 WO2018123683A1 (ja) 2016-12-28 2017-12-18 バルブタイミング変更装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200095947A1 (ja)
JP (1) JP2018109373A (ja)
CN (1) CN110114558A (ja)
DE (1) DE112017006653T5 (ja)
WO (1) WO2018123683A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020049653A1 (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 三菱電機株式会社 バルブタイミング調整装置
JP2023116888A (ja) * 2022-02-10 2023-08-23 スズキ株式会社 可変バルブタイミングシステム
JP2024170083A (ja) * 2023-05-26 2024-12-06 株式会社ミクニ バルブタイミング変更装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11132014A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2003247404A (ja) * 2002-02-21 2003-09-05 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2003254015A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2004108362A (ja) * 2002-08-28 2004-04-08 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2009281190A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4238486B2 (ja) 2001-03-29 2009-03-18 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP4465899B2 (ja) * 2001-02-22 2010-05-26 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE10339669B4 (de) * 2002-08-28 2016-01-28 Aisin Seiki K.K. Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung
JP4103580B2 (ja) * 2002-12-24 2008-06-18 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP4214972B2 (ja) * 2003-08-28 2009-01-28 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP2006170026A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関の弁開閉時期制御装置
US7721692B2 (en) * 2007-09-06 2010-05-25 Delphi Technologies, Inc. Cam phaser having pre-loaded spring for biasing the rotor through only a portion of its range of authority
US7958857B2 (en) * 2008-09-17 2011-06-14 Delphi Technologies, Inc. Cam phaser helical bias spring having a square end for retention
US20120298058A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-29 Delphi Technologies, Inc. System for attaching a camshaft phaser to a camshaft
EP2761144B1 (en) * 2011-09-26 2016-08-10 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve timing controller
CN103452614B (zh) * 2012-05-30 2016-01-06 爱信精机株式会社 气门开闭时间控制装置及内燃机控制系统
CN103590869A (zh) * 2012-08-14 2014-02-19 日立汽车系统株式会社 内燃机的气门正时控制装置
JP6063267B2 (ja) * 2013-01-18 2017-01-18 株式会社ミクニ バルブタイミング変更装置及びその組付け方法
JP6084847B2 (ja) * 2013-01-21 2017-02-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びその組立方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11132014A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2003247404A (ja) * 2002-02-21 2003-09-05 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2003254015A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2004108362A (ja) * 2002-08-28 2004-04-08 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP2009281190A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20200095947A1 (en) 2020-03-26
DE112017006653T5 (de) 2019-10-24
CN110114558A (zh) 2019-08-09
JP2018109373A (ja) 2018-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2947286B1 (en) Variable valve timing device and method of assembling same
CN103225522B (zh) 阀定时控制器及其组装方法
JP4423799B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP6217438B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
WO2018123683A1 (ja) バルブタイミング変更装置
WO2006095532A1 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP2018168776A (ja) 弁開閉時期制御装置
WO2017115738A1 (ja) バルブタイミング変更装置
WO2021106890A1 (ja) バルブタイミング調整装置
JPH1162521A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP6672749B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
US7013856B2 (en) Valve timing control device
JP2019190279A (ja) バルブタイミング変更装置
JP5447436B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP7657650B2 (ja) バルブタイミング変更装置
KR102096714B1 (ko) 내연기관의 밸브타이밍 조정장치
WO2017115739A1 (ja) バルブタイミング変更装置
JP7555866B2 (ja) バルブタイミング変更装置
JPH11229830A (ja) バルブタイミング調整装置
WO2022195714A1 (ja) バルブタイミング調整装置及びバルブタイミング調整装置の製造方法
CN113439153B (zh) 气门正时调整装置
JP2003254015A (ja) 弁開閉時期制御装置
US20240392706A1 (en) Valve timing changing device
JP5022327B2 (ja) 内燃機関の可変バルブタイミング機構
JP5771502B2 (ja) バルブタイミング変更装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17885776

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17885776

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载