JP3744666B2

JP3744666B2 - Valve timing control device

Info

Publication number: JP3744666B2
Application number: JP35586897A
Authority: JP
Inventors: 良直樹吉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10339116A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の１つとして、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸（カムシャフトとこれに一体的に設けた内部ロータからなる）に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に取り付けられたベーンと、前記回転軸と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記回転伝達部材に形成され内部に前記回転軸に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、前記回転軸に形成され前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、この受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えたものがあり、例えば特開平１−９２５０４号公報や実開平２−５０１０５号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、第３流体通路を通して受容孔に供給される流体によってロックピンがばね付勢力に抗して移動する構成となっているため、受容孔に供給される流体の一部が、退避孔とロックピンの隙間を通して、ロックピンをばね付勢するスプリングを収容している背圧室に漏れる場合を想定して、背圧室から流体を排出すべく背圧室を大気開放としてある。
【０００４】
ところで、当該装置において使用する流体が作動油であり、またクランクプーリからの回転動力がタイミングチェーンを介して回転伝達部材に伝達される場合には、背圧室から排出される作動油をタイミングチェーンの潤滑油として用いることが可能であるが、樹脂やゴム製のタイミングベルトを介して回転動力が伝達される場合には、作動油がタイミングベルトと回転伝達部材の係合をスリップさせたり、タイミングベルトを劣化させたりする。
【０００５】
かかる問題は、退避孔の外端を閉塞部材により液密的に閉塞することで回避することができるものの、閉塞部材はロックピンを付勢するスプリングの一端を係止することから、閉塞部材の退避孔外方への移動を規制する必要がある。この閉塞部材の移動を規制するためには、例えば、退避孔内に閉塞部材を圧入嵌合したり、退避孔内周面に環状溝を形成し、該環状溝にスナップリング等を嵌着させて該スナップリングに閉塞部材を係止するように構成する方法があるが、これら方法によると当該弁開閉時期制御装置の組付性が悪化すると共に、後者の方法によると部品点数の増加及び溝加工により当該弁開閉時期制御装置の製造コストが増大するばかりでなく、溝加工により回転伝達部材の余肉部の寸法が制約されて回転伝達部材の軸方向寸法が制約され当該弁開閉時期制御装置の軸方向寸法の短縮化（小型化）が困難となる。
【０００６】
それゆえ、本発明は、当該弁開閉時期制御装置において、組付性の悪化、製造コストの増大を招くことなく、退避孔へ漏れた作動油がタイミングベルトに付着するのを防止することを、その課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用の回転軸と、該回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクプーリからの回転動力がタイミングベルトを介して伝達されるタイミングプーリを一体的に有する回転伝達部材と、前記回転軸に取り付けられたベーンと、前記回転軸と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排する第１流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、前記回転伝達部材に形成され内部に前記回転軸に向けてばね付勢されたロックピンを収容する退避孔と、前記回転軸に形成され前記回転軸と前記回転伝達部材の相対位相が所定の位相で前記退避孔と同期したとき前記ロックピンの頭部が嵌入される受容孔と、該受容孔に流体を給排する第３流体通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置において、前記退避孔の外端に閉塞部材を液密的に嵌合すると共に、該閉塞部材の前記退避孔外方への移動を前記タイミングプーリの筒部内周面にて規制するようにしたことである。
【０００８】
上記した本発明による弁開閉時期制御装置によれば、閉塞部材を退避孔外端に液密的に嵌合し、回転伝達部材にタイミングプーリを一体的に取り付けることにより、該タイミングプーリの筒部内周面にて閉塞部材の退避孔外方への移動が規制されるので、組付性の悪化、製造コストの増大を招くことなく、退避孔へ漏れた作動油がタイミングベルトに付着するのを防止することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１０】
図１〜図３に示した弁開閉時期制御装置は、当該内燃機関のシリンダヘッド１１０に回転自在に支持されたカムシャフト１０とこれの先端部に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転軸と、この回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、キャップ４１、リアプレート５０及びタイミングプーリ６０等から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に組付けた４枚のベーン７０と、外部ロータ３０に組付けたロックピン８０等によって構成されている。なお、タイミングプーリ６０には、周知のように、図示省略したクランクプーリから樹脂又はゴム製のタイミングベルト（共に図示省略）を介して図２の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【００１１】
カムシャフト１０は、吸気弁又は排気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路１３と環状の通路１４と接続通路Ｐ１を介して切換弁１００の接続ポート１０１に接続されている。また、遅角通路１２は、カムシャフト１０に設けた環状の通路１５と接続通路Ｐ２を介して切換弁１００の接続ポート１０２に接続されている。
【００１２】
切換弁１００は、ソレノイド１０３へ通電することによってスプール１０４をスプリング１０５に抗して図１の右方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ（図示省略）に接続された供給ポート１０６が接続ポート１０１に連通すると共に、接続ポート１０２が排出ポート１０７に連通するように、また通電時には供給ポート１０６が接続ポート１０２に連通すると共に、接続ポート１０１が排出ポート１０８に連通するように構成されている。このため、ソレノイド１０３の非通電時には進角通路１１に作動油が供給され、通電時には遅角通路１２に作動油が供給される。
【００１３】
内部ロータ２０は、中空状のボルト１９によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、４枚の各ベーン７０を夫々径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると共に、図２に示した状態、すなわちカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定の位相（最遅角位置）で同期したときロックピン８０の頭部が所定量嵌入される受容孔２２と、この受容孔２２に進角通路１１から作動油を給排する通路２３と、各ベーン７０によって区画された進角用室Ｒ１（図２の右下のものは除く）に進角通路１１から作動油を給排する通路２４と、各ベーン７０によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１２から作動油を給排する通路２５を有している。図２の右下の進角用室Ｒ１には、外部ロータ３０に形成した通路３１を通して受容孔２２から作動油が給排されるように構成されている。受容孔２２は、外端部が大径の段付孔であって、大径部にロックピン８０の頭部８１が嵌入されて頭部８１の頂面が段部に当接するようになっており、大径部の外端には面取が施されている。なお、各ベーン７０は、ベーン溝２１の底部に収容したスプリング７１（図１参照）によって径方向外方に付勢されている。
【００１４】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート４０とリアプレート５０がシール部材Ｓ１、Ｓ２を介して接合され、タイミングプーリ６０とともにボルトＢ１によって一体的に連結されている。フロントプレート４０にはキャップ４１が液密的に組付けられていて、これによってカムシャフト１０の進角通路１１と内部ロータ２０の通路２３、２４を接続する通路４２が形成されている。また、外部ロータ３０には、各ベーン７０を収容し各ベーン７０によって進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分される流体圧室Ｒ０を内部ロータ２０とによって形成する凹所３２が形成されるとともに、ロックピン８０とこれを内部ロータ２０に向けて付勢するスプリング９１を収容する退避孔３３が外部ロータ３０の径方向に形成されている。
【００１５】
退避孔３３は、外端がプラグ９２とシール部材９３によって液密的に閉塞されていて、ロックピン８０の背部に背圧室Ｒ３が形成されており、この背圧室Ｒ３は、図２及び図３に示したように、外部ロータ３０に形成されて背圧室Ｒ３に連通する連通孔３４と、リアプレート５０に形成されて径方向外方端にて連通孔３４に連通する連通溝（連通孔として実施することも可能）５１と、リアプレート５０のボス部５２（内周にてカムシャフト１０に回転自在に組付けられ、外周にてシリンダヘッド１１０に組付けたオイルシール１１１と係合している部分）の内周に軸方向に沿って形成されて連通溝５１の径方向内方端に連通する連通溝（連通孔として実施することも可能）５３と、シリンダヘッド１１０のカムシャフト支持部１１２に形成された連通孔１１３を通して、シリンダヘッド１１０内に連通している。なお、連通孔３４の退避孔側開口は、通路２３を通して受容孔２２に供給される作動油によってロックピン８０がスプリング８１のばね付勢力に抗して移動したときにもロックピン８０のスカート部８２によって塞がれないように配設されている。また、プラグ９２は、外部ロータ３０の外周面を覆うタイミングプーリ６０の筒部６０ａの内周面に当接することにより抜け止めされている（退避孔外方への移動を規制されている）。
【００１６】
ロックピン８０は、曲面（球面）形状の頭部８１を有するとともに、スカート部８２を有していて、スカート部８２にて退避孔３３に所定のリーク隙間で外部ロータ３０の径方向にて移動可能に嵌合されており、プラグ９２に一端を係止されるスプリング９１によって内部ロータ２０に向けて付勢されている。このため、ロックピン８０のスカート部８２と退避孔３３間のリーク隙間を通して作動油が流通可能である。
【００１７】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、図２及び図３に示した状態、すなわち当該内燃機関が停止してオイルポンプが停止するとともに切換弁１００が図１に示した状態にあり、またロックピン８０の頭部８１が受容孔２２に所定量嵌入して、最遅角位置にて内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対回転を規制しているロック状態にて、当該内燃機関が始動してオイルポンプが駆動されても、当該内燃機関の始動と略同時に切換弁１００のソレノイド１０３が通電されておれば、切換弁１００からカムシャフト１０の進角通路１１には作動油が供給されず、弁開閉時期制御装置は図２及び図３に示したロック状態に維持される。なお、当該内燃機関の停止時に、退避孔３３と受容孔２２との位置が一致していないことにより、ロックピン８０が受容孔２２に嵌入できない場合であっても、内燃機関の始動時に進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２の作動油圧力が低いことにより、外部ロータ３０及びタイミングプーリ６０等が図２の時計方向に回転されて内部ロータ２０及びベーン７０等が遅角側に相対回転し、最遅角位置となると同時にロックピン８０がスプリング９１によって押動されて受容孔２２に嵌入される。
【００１８】
また、当該内燃機関が駆動しオイルポンプが駆動されている状態にて、切換弁１００のソレノイド１０３が通電状態から非通電状態に切り換えられると、切換弁１００からカムシャフト１０の進角通路１１に作動油が供給されて、同作動油が通路４２と各通路２４を通して各進角用室Ｒ１に供給されるとともに、通路４２から通路２３を通して受容孔２２に供給され、また各遅角用室Ｒ２から各通路２５と遅角通路１２と切換弁１００等を通して作動油が排出される。
【００１９】
ところで、受容孔２２に供給される作動油はロックピン８０をスプリング９１に抗して押動するため、ロックピン８０が受容孔２２から順次抜け出るとともにカムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン７０等回転軸側部材が外部ロータ３０及びタイミングプーリ６０等回転伝達部材に対して図４及び図５に示したように相対回転する。また、受容孔２２に供給される作動油は、外部ロータ３０に形成した通路３１を通して図４の右下の進角用室Ｒ１に供給される。
【００２０】
図４及び図５に示した状態、すなわちロックピン８０の曲面形状に形成されている頭部８１が受容孔２２に部分的に嵌入している状態では、カムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン７０等回転軸側部材が外部ロータ３０及びタイミングプーリ６０等回転伝達部材に対して相対回転を許容されるため、ロックピン８０の頭部８１全体が受容孔２２から抜け出す前に回転軸側部材と回転伝達部材の相対回転が開始する。したがって、受容孔２２に作動油が流入し始めてから回転軸側部材と回転伝達部材が相対回転し始めるまでの時間を短くすることができて、当該装置の作動応答性（レスポンス）を向上させることができる。
【００２１】
また、図４及び図５に示したようにロックピン８０の頭部８１が受容孔２２に部分的に嵌入している状態では、受容孔２２に供給される作動油のみならず、回転軸側部材と回転伝達部材の相対回転によりロックピン８０が受ける作用力の分力によってもロックピンは抜け方向に押動されて受容孔２２から素早く抜け出る。したがって、これによっても当該装置の作動応答性を向上させることができて、図２及び図３に示した状態（最遅角位置）から図４及び図５に示した状態を経て図６及び図７に示した状態（最進角位置）に応答性よく変化させることができる。
【００２２】
また、図６及び図７に示した状態で切換弁１００のソレノイド１０３が非通電状態から通電状態に切り換えられると、切換弁１００からカムシャフト１０の遅角通路１２に作動油が供給されて、同作動油が各通路２５を通して各遅角用室Ｒ２に供給されるとともに、各進角用室Ｒ１から各通路２４または通路３１、受容孔２２及び通路２３と進角通路１１と切換弁１００等を通して作動油が排出される。このため、カムシャフト１０、内部ロータ２０及びベーン７０等回転軸側部材が外部ロータ３０及びタイミングプーリ６０等回転伝達部材に対して相対回転し、図６及び図７に示した状態から図２及び図３に示した状態となる。
【００２３】
ところで、本実施形態においては、退避孔３３の外端がプラグ９２とシール部材９３によって液密的に閉塞されており、退避孔３３とロックピン８０の隙間を通して背圧室Ｒ３に漏れた作動油を連通路（外部ロータ３０に形成した連通孔３４と、リアプレート５０に形成した連通溝５１、５３と、シリンダヘッド１１０のカムシャフト支持部１１２に形成した連通孔１１３）を通してシリンダヘッド１１０内へ排出させることができるため、作動油の漏洩付着によるタイミングプーリ６０とタイミングベルトの係合不良及び同ベルトの早期劣化を抑制することができる。また、上記した連通路は、背圧室Ｒ３とシリンダヘッド１１０内を最短で連通させるものであるため、通路抵抗が小さくて背圧室Ｒ３内に漏れた作動油をシリンダヘッド１１０内に素早く的確に排出することができ、ロックピン８０によるロック解除を的確に行わせることができる。
【００２４】
また、背圧室Ｒ３内には加圧状態の作動油が供給されないため、ロックピン８０の誤作動及びロックピン８０の微振動の発生がなく、ロックピン８０を付勢するスプリング９１のばね力変更によりロックピン８０によるロックタイミングのチューニングが可能となる。また、本実施形態においては、リアプレート５０のボス部５２内周に形成した連通溝５３を通して作動油を排出するようにしているため、この作動油によってカムシャフト１０の外周とリアプレート５０のボス部５２内周間を的確に潤滑することができる。なお、連通溝５３に相当する連通溝をカムシャフト１０の外周に形成して実施しても、またはカムシャフト１０の外周とボス部５２の内周間のクリアランスを大きくして実施しても、上記実施形態と同様の作用効果が期待できる。
【００２５】
また、本実施形態においては、その外周に形成される環状溝にシール部材９３を嵌着されるプラグ９２が、退避孔３３の外端部に嵌合されることにより、該退避孔３３の外端が液密的に閉塞されると共に、ロックピン８０を付勢するスプリング９１の一端がプラグ９２に係止されており、同プラグ９２は、外部ロータ３０の外周面を覆うタイミングプーリ６０の筒部６０ａの内周面に当接することにより抜け止めされている（退避孔外方への移動を規制されている）。このため、プラグの抜け止めのために、例えば、退避孔内にプラグを圧入嵌合したり、退避孔内周面に環状溝を形成し、該環状溝にスナップリングやＣリング等を嵌着させて該スナップリング等にプラグを係止するように構成した場合には、当該弁開閉時期制御装置の組付性の悪化や、部品点数の増加及び溝加工による当該装置の製造コストの増大を伴うのに比し、これら問題を招くことなく、簡単にプラグ９２の抜け止めを図ることができる。また、退避孔内周面に環状溝を形成する場合には、溝加工により退避孔３３回りの外部ロータ３０の余肉部の軸方向寸法が制約されて外部ロータ３０の軸方向寸法が制約され当該弁開閉時期制御装置の軸方向寸法の短縮化（小型化）が困難となるのに対し、本実施形態によれば外部ロータ３０の退避孔３３回りの余肉部の軸方向寸法が制約を受けることはないので、該余肉部の軸方向寸法を小さくすることにより、当該装置を軸方向に小型化することが可能となる。
【００２６】
上記実施形態においては、進角用室Ｒ１が最小容積となる状態（図２の最遅角状態）にて外部ロータ３０に組付けたロックピン８０の頭部８１が内部ロータ２０の受容孔２２に嵌入されるように構成したが、遅角用室Ｒ２が最小容積となる状態（図６の最進角状態）にて外部ロータ３０に組付けたロックピン８０の頭部９１が内部ロータ２０の受容孔２２に嵌入されるように構成して実施することも可能である。
【００２７】
更に、上記実施形態において、受容孔２２に作動油を給排する通路２３を進角用室Ｒ１へ通じる通路２４に連通させているが、通路２３を遅角用室Ｒ２へ通じる通路２５に連通させて実施することも可能である。この場合には、背圧室Ｒ３をシリンダヘッド１１０内に連通させる上記した連通路に絞りを設けて、ロックピン８０のロック側への戻り時間を遅らせることにより、ロックピン８０が受容孔２２に嵌入する前に位相を変換させるというタイムラグを設けることができて、内燃機関運転中はロックピン８０を受容孔２２に嵌入させないようにすることが可能となる。すなわち、ロックピン８０は、内燃機関の始動時に切換弁１００から十分な油圧が供給されないときに、タイミングプーリ６０の回転に伴ってベーン７０が最遅角位置となった時、或いはベーン７０が最遅角位置にあって内燃機関が停止した時等に、スプリング９１の付勢力によって押動されて受容孔２２に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ３０との相対回転を規制するので、内燃機関の通常運転中の切換応答性を向上することができるとともに、内燃機関停止後に内部の作動油が漏れ出る等により流体圧室Ｒ０に圧油が十分に満たされないときにベーン７０が流体圧室Ｒ０の端壁に当接して発生する打音を防止できる。また、上記実施形態においては、進角通路１１が切換弁１００の接続ポート１０１に接続され、遅角通路１２が切換弁１００の接続ポート１０２に接続されているが、切換弁１００のソレノイド１０３の非通電時に遅角通路１２に図示しないオイルポンプからの作動油が供給され、通電時に進角通路１１に同作動油が供給されるように、進角通路１１を切換弁１００の接続ポート１０２に接続し、遅角通路１２を切換弁１００の接続ポート１０１に接続して実施することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、閉塞部材を退避孔外端に液密的に嵌合し、回転伝達部材にタイミングプーリを一体的に取り付けることにより、該タイミングプーリの筒部内周面にて閉塞部材の退避孔外方への移動が規制されるので、退避孔内周面に係止部材等の別部材を設けることによる組付性の悪化、製造コストの増大を招くことなく、退避孔へ漏れた作動油がタイミングベルトに付着するのを防止することができる。
【００２９】
また、係止部材等の別部材を退避孔内周面に取り付けるための退避孔内周面の溝加工が不要であるため、該溝加工により回転伝達部材の余肉部の寸法が制約されて回転伝達部材の軸方向寸法が制約されることがなく、回転伝達部材の軸方向寸法を短縮して当該弁開閉時期制御装置の軸方向寸法の短縮化（小型化）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１に示した内部ロータ、外部ロータ、ベーン、ロックピン、タイミングプーリ等の関係を示す部分破断正面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図２の状態から内部ロータ及びベーンが外部ロータ等に対して僅かに時計方向に相対回転した状態の図である。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図である。
【図６】図４の状態から内部ロータ及びベーンが外部ロータ等に対して所定量時計方向に相対回転した状態の図である。
【図７】図７の７−７線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０カムシャフト（回転軸）
１１進角通路（第１流体通路）
１２遅角通路（第２流体通路）
２０内部ロータ（回転軸）
２２受容孔
２３通路（第３流体通路）
２４通路（第１流体通路）
２５通路（第２流体通路）
３０外部ロータ（回転伝達部材）
３３退避孔
４０フロントプレート（回転伝達部材）
５０リアプレート（回転伝達部材）
６０タイミングプーリ
６０ａ筒部
７０ベーン
８０ロックピン
９１スプリング
９２プラグ（閉塞部材）
９３シール部材
Ｒ０流体圧室
Ｒ１進角用室
Ｒ２遅角用室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in a valve operating apparatus for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As one of the valve opening / closing timing control devices of this type, a predetermined range is provided on a rotary shaft for valve opening / closing (consisting of a camshaft and an internal rotor provided integrally therewith) that is rotatably assembled to a cylinder head of an internal combustion engine. And a rotation transmission member that is externally mounted to transmit the rotational power from the crankshaft, a vane attached to the rotation shaft, and formed between the rotation shaft and the rotation transmission member and advanced by the vane. A fluid pressure chamber divided into a corner chamber and a retard chamber, a first fluid passage for supplying and discharging fluid to the advance chamber, and a second fluid passage for supplying and discharging fluid to the retard chamber A retraction hole for accommodating a lock pin formed in the rotation transmission member and spring-biased toward the rotation shaft, and a relative phase between the rotation shaft and the rotation transmission member formed in the rotation shaft is predetermined. When synchronized with the escape hole at the phase of There are provided a receiving hole into which the head of the lock pin is inserted, and a third fluid passage for supplying and discharging fluid to the receiving hole. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-92504 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-50105. It is disclosed in the publication.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the valve opening / closing timing control devices disclosed in the above publications, the lock pin is moved against the spring biasing force by the fluid supplied to the receiving hole through the third fluid passage. Assuming that a part of the fluid supplied to the hole leaks through the gap between the retraction hole and the lock pin and into the back pressure chamber containing the spring that biases the lock pin, the fluid flows from the back pressure chamber. The back pressure chamber is open to the atmosphere to be discharged.
[0004]
By the way, when the fluid used in the apparatus is hydraulic fluid, and the rotational power from the crank pulley is transmitted to the rotation transmission member via the timing chain, the hydraulic fluid discharged from the back pressure chamber is removed from the timing chain. However, when the rotational power is transmitted via a resin or rubber timing belt, the hydraulic oil slips the engagement between the timing belt and the rotation transmission member, or the timing Deteriorating the belt.
[0005]
Although this problem can be avoided by liquid-tightly closing the outer end of the retraction hole with the closing member, the closing member locks one end of the spring that biases the lock pin. It is necessary to regulate the outward movement of the retraction hole. In order to restrict the movement of the closing member, for example, the closing member is press-fitted into the retracting hole, or an annular groove is formed on the inner peripheral surface of the retracting hole, and a snap ring or the like is fitted into the annular groove. However, according to these methods, the assembling property of the valve opening / closing timing control device is deteriorated, and according to the latter method, the number of parts and the groove are increased. The processing increases not only the manufacturing cost of the valve opening / closing timing control device, but also the groove opening restricts the size of the surplus portion of the rotation transmitting member and restricts the axial dimension of the rotation transmitting member. It is difficult to shorten (downsize) the axial dimension of the.
[0006]
Therefore, in the valve opening / closing timing control device according to the present invention, it is possible to prevent the hydraulic oil leaking into the retraction hole from adhering to the timing belt without deteriorating the assembling property and increasing the manufacturing cost. Let that be the issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The technical means of the present invention taken in order to solve the above problems includes a rotary shaft for opening and closing a valve that is rotatably assembled to a cylinder head of an internal combustion engine, and a rotary shaft that is rotatably mounted on the rotary shaft within a predetermined range. Formed between a rotation transmission member integrally having a timing pulley to which rotational power from a crank pulley is transmitted via a timing belt, a vane attached to the rotation shaft, and the rotation shaft and the rotation transmission member A fluid pressure chamber divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane, a first fluid passage for supplying and discharging fluid to the advance chamber, and supplying and discharging fluid to the retard chamber. A second fluid passage, a retraction hole that is formed in the rotation transmission member and accommodates a lock pin that is spring-biased toward the rotation shaft, and is formed in the rotation shaft and the rotation shaft and the rotation transmission member The relative phase of A receiving hole into which the head of the lock pin is inserted when synchronized with the retraction hole, and a third fluid passage for supplying and discharging fluid to the receiving hole, and opening and closing an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine In the valve opening / closing timing control device used for controlling the timing, a closing member is liquid-tightly fitted to the outer end of the retraction hole, and the movement of the closing member to the outside of the retraction hole is the timing. That is, the restriction is made on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the pulley.
[0008]
According to the valve opening / closing timing control device according to the present invention described above, the closing member is liquid-tightly fitted to the outer end of the retraction hole, and the timing pulley is integrally attached to the rotation transmission member, thereby the inside of the cylinder portion of the timing pulley. Since the movement of the closing member to the outside of the retraction hole is restricted on the peripheral surface, the hydraulic oil leaking to the retraction hole is prevented from adhering to the timing belt without deteriorating the assembling property and increasing the manufacturing cost. It becomes possible to prevent.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
The valve opening / closing timing control apparatus shown in FIGS. 1 to 3 includes a camshaft 10 rotatably supported by a cylinder head 110 of the internal combustion engine, and an internal rotor 20 assembled integrally with a tip portion thereof. A rotation shaft for opening and closing a valve, a rotation transmission member including an external rotor 30, a front plate 40, a cap 41, a rear plate 50, a timing pulley 60, and the like, which are externally mounted on the rotation shaft so as to be relatively rotatable within a predetermined range, and an internal rotor 20 includes four vanes 70 assembled to the outer rotor 30 and a lock pin 80 assembled to the external rotor 30. As is well known, the timing pulley 60 is configured such that rotational power is transmitted in a clockwise direction in FIG. 2 from a crank pulley (not shown) via a resin or rubber timing belt (both not shown). ing.
[0011]
The camshaft 10 has a known cam (not shown) that opens and closes an intake valve or an exhaust valve (not shown), and an advance angle passage 11 and a retard angle passage 12 that extend in the axial direction of the camshaft 10 inside. Is provided. The advance passage 11 is connected to the connection port 101 of the switching valve 100 via a radial passage 13 provided in the camshaft 10, an annular passage 14, and a connection passage P1. The retard passage 12 is connected to the connection port 102 of the switching valve 100 through an annular passage 15 provided in the camshaft 10 and a connection passage P2.
[0012]
The switching valve 100 can move the spool 104 in the right direction in FIG. 1 against the spring 105 by energizing the solenoid 103, and when not energized, the switching valve 100 is connected to an oil pump (not shown) driven by the internal combustion engine. The connected supply port 106 communicates with the connection port 101, the connection port 102 communicates with the discharge port 107, and when energized, the supply port 106 communicates with the connection port 102, and the connection port 101 communicates with the discharge port 108. It is comprised so that it may communicate with. For this reason, the hydraulic oil is supplied to the advance passage 11 when the solenoid 103 is not energized, and the hydraulic oil is supplied to the retard passage 12 when the solenoid 103 is energized.
[0013]
The internal rotor 20 is integrally fixed to the camshaft 10 by a hollow bolt 19 and has vane grooves 21 for attaching the four vanes 70 so as to be movable in the radial direction. A receiving hole 22 in which a predetermined amount of the head of the lock pin 80 is inserted when the relative phase of the camshaft 10 and the internal rotor 20 and the external rotor 30 is synchronized at a predetermined phase (most retarded angle position); A passage 23 for supplying and discharging hydraulic oil from the advance passage 11 to the receiving hole 22 and an advance chamber R1 defined by each vane 70 (except the lower right in FIG. 2) are operated from the advance passage 11. A passage 24 for supplying and discharging oil and a passage 25 for supplying and discharging hydraulic oil from the retard passage 12 to the retard chamber R <b> 2 defined by each vane 70 are provided. 2 is configured such that hydraulic oil is supplied and discharged from the receiving hole 22 through a passage 31 formed in the external rotor 30. The receiving hole 22 is a stepped hole having a large outer end portion, and the head 81 of the lock pin 80 is fitted into the large diameter portion so that the top surface of the head 81 contacts the stepped portion. In addition, the outer end of the large diameter portion is chamfered. Each vane 70 is urged radially outward by a spring 71 (see FIG. 1) housed in the bottom of the vane groove 21.
[0014]
The outer rotor 30 is assembled to the outer periphery of the inner rotor 20 so as to be relatively rotatable within a predetermined range. A front plate 40 and a rear plate 50 are joined to both sides of the outer rotor 30 via seal members S1 and S2, and a timing pulley 60 is provided. In addition, they are integrally connected by a bolt B1. A cap 41 is assembled in a fluid-tight manner on the front plate 40, thereby forming a passage 42 connecting the advance passage 11 of the camshaft 10 and the passages 23 and 24 of the internal rotor 20. Further, the outer rotor 30 has a recess 32 that accommodates each vane 70 and forms the fluid pressure chamber R0 by the inner rotor 20 into the advance chamber R1 and the retard chamber R2 by each vane 70. In addition, a retraction hole 33 is formed in the radial direction of the outer rotor 30 to accommodate the lock pin 80 and the spring 91 that biases the lock pin 80 toward the inner rotor 20.
[0015]
The retreat hole 33 is liquid-tightly closed at its outer end by a plug 92 and a seal member 93, and a back pressure chamber R3 is formed at the back of the lock pin 80. This back pressure chamber R3 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, a communication hole 34 formed in the external rotor 30 and communicating with the back pressure chamber R3, and a communication groove formed in the rear plate 50 and communicating with the communication hole 34 at the radially outer end ( (It can also be implemented as a communication hole) 51 and a boss portion 52 (rearly assembled to the camshaft 10 on the inner periphery, and an oil seal 111 assembled to the cylinder head 110 on the outer periphery) A communication groove 53 (which can be implemented as a communication hole) that is formed along the axial direction on the inner periphery of the communication groove 51 and communicates with the radially inner end of the communication groove 51, and the cam of the cylinder head 110. Formed on shaft support 112 Through the communicating hole 113 communicates with the cylinder head 110. The retraction hole side opening of the communication hole 34 is a skirt portion of the lock pin 80 even when the lock pin 80 is moved against the spring biasing force of the spring 81 by the hydraulic oil supplied to the receiving hole 22 through the passage 23. It is arranged so that it is not blocked by 82. Further, the plug 92 is prevented from coming off by coming into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 60a of the timing pulley 60 that covers the outer peripheral surface of the external rotor 30 (movement to the outside of the retraction hole is restricted).
[0016]
The lock pin 80 has a curved (spherical) head 81 and a skirt 82, and the skirt 82 moves in the radial direction of the external rotor 30 to the retraction hole 33 through a predetermined leak gap. It is fitted so that it can be urged toward the inner rotor 20 by a spring 91 that is locked to the plug 92 at one end. For this reason, hydraulic fluid can flow through the leak gap between the skirt portion 82 of the lock pin 80 and the retraction hole 33.
[0017]
In the valve timing control apparatus of the present embodiment configured as described above, the state shown in FIGS. 2 and 3, that is, the internal combustion engine is stopped and the oil pump is stopped, and the switching valve 100 is shown in FIG. In a locked state in which the head 81 of the lock pin 80 is inserted into the receiving hole 22 by a predetermined amount and the relative rotation of the internal rotor 20 and the external rotor 30 is restricted at the most retarded position, Even if the internal combustion engine is started and the oil pump is driven, if the solenoid 103 of the switching valve 100 is energized substantially simultaneously with the startup of the internal combustion engine, the switching valve 100 and the advance passage 11 of the camshaft 10 are energized. The hydraulic oil is not supplied, and the valve timing control device is maintained in the locked state shown in FIGS. When the internal combustion engine is stopped, the position of the retracting hole 33 and the receiving hole 22 do not coincide with each other, so that even when the lock pin 80 cannot be fitted into the receiving hole 22, the advance angle is increased when the internal combustion engine is started. Since the hydraulic oil pressure in the chamber R1 and the retard chamber R2 is low, the external rotor 30 and the timing pulley 60 are rotated clockwise in FIG. 2, and the internal rotor 20 and the vane 70 are relatively rotated toward the retard side. At the same time as the most retarded position, the lock pin 80 is pushed by the spring 91 and inserted into the receiving hole 22.
[0018]
Further, when the solenoid 103 of the switching valve 100 is switched from the energized state to the non-energized state while the internal combustion engine is driven and the oil pump is driven, the switching valve 100 moves to the advance passage 11 of the camshaft 10. The hydraulic oil is supplied, and the hydraulic oil is supplied to each advance chamber R1 through the passage 42 and each passage 24, and is supplied from the passage 42 to the receiving hole 22 through the passage 23, and each retard chamber R2 is supplied. The hydraulic fluid is discharged from each passage 25, the retard passage 12, the switching valve 100 and the like.
[0019]
By the way, since the hydraulic oil supplied to the receiving hole 22 pushes the lock pin 80 against the spring 91, the lock pin 80 sequentially comes out of the receiving hole 22, and the camshaft 10, the internal rotor 20, and the vane 70 are rotated. The shaft side member rotates relative to the rotation transmission member such as the external rotor 30 and the timing pulley 60 as shown in FIGS. Further, the hydraulic oil supplied to the receiving hole 22 is supplied to the advance angle chamber R1 in the lower right of FIG. 4 through a passage 31 formed in the external rotor 30.
[0020]
In the state shown in FIGS. 4 and 5, that is, the head 81 formed in the curved shape of the lock pin 80 is partially fitted in the receiving hole 22, the camshaft 10, the internal rotor 20, and the vane 70. Since the equal rotation shaft side member is allowed to rotate relative to the rotation transmission member such as the external rotor 30 and the timing pulley 60, the entire head 81 of the lock pin 80 rotates with the rotation shaft side member before coming out of the receiving hole 22. The relative rotation of the transmission member starts. Therefore, it is possible to shorten the time from when the hydraulic oil starts to flow into the receiving hole 22 until the rotation shaft side member and the rotation transmission member start to rotate relative to each other, thereby improving the operation responsiveness (response) of the device. Can do.
[0021]
4 and 5, when the head 81 of the lock pin 80 is partially fitted in the receiving hole 22, not only the hydraulic oil supplied to the receiving hole 22 but also the rotating shaft side The lock pin is also pushed in the removal direction by the component force of the acting force received by the lock pin 80 due to the relative rotation of the member and the rotation transmitting member, and quickly comes out of the receiving hole 22. Therefore, the operation response of the apparatus can be improved by this as well, and the state shown in FIGS. 2 and 3 (the most retarded angle position) is changed from the state shown in FIGS. 4 and 5 to FIGS. 7 can be changed with high responsiveness to the state shown in FIG.
[0022]
6 and FIG. 7, when the solenoid 103 of the switching valve 100 is switched from the non-energized state to the energized state, hydraulic oil is supplied from the switching valve 100 to the retarding passage 12 of the camshaft 10, The hydraulic fluid is supplied to each retardation chamber R2 through each passage 25, and from each advance chamber R1, each passage 24 or passage 31, receiving hole 22, passage 23, advance passage 11, switching valve 100, and the like. The hydraulic oil is discharged through. Therefore, the rotating shaft side member such as the camshaft 10, the inner rotor 20 and the vane 70 rotates relative to the rotation transmitting member such as the outer rotor 30 and the timing pulley 60, and the state shown in FIGS. The state shown in FIG. 3 is obtained.
[0023]
By the way, in this embodiment, the outer end of the retraction hole 33 is liquid-tightly closed by the plug 92 and the seal member 93, and the hydraulic oil leaked into the back pressure chamber R 3 through the clearance between the retraction hole 33 and the lock pin 80. Through the communication path (the communication hole 34 formed in the outer rotor 30, the communication grooves 51 and 53 formed in the rear plate 50, and the communication hole 113 formed in the camshaft support 112 of the cylinder head 110) into the cylinder head 110. Since it can be discharged, it is possible to suppress poor engagement between the timing pulley 60 and the timing belt and early deterioration of the belt due to leakage of hydraulic fluid. In addition, since the communication path described above communicates the back pressure chamber R3 and the inside of the cylinder head 110 in the shortest time, the hydraulic oil leaking into the back pressure chamber R3 due to a small passage resistance can be quickly and accurately stored in the cylinder head 110. And the lock release by the lock pin 80 can be accurately performed.
[0024]
Further, since the pressurized hydraulic fluid is not supplied into the back pressure chamber R3, there is no malfunction of the lock pin 80 and the occurrence of slight vibration of the lock pin 80, and the spring force of the spring 91 that biases the lock pin 80. The lock timing can be tuned by the lock pin 80 by the change. In the present embodiment, since the hydraulic oil is discharged through the communication groove 53 formed in the inner periphery of the boss portion 52 of the rear plate 50, the hydraulic oil and the boss of the rear plate 50 are used by this hydraulic oil. It is possible to accurately lubricate the inner periphery of the portion 52. Even if the communication groove corresponding to the communication groove 53 is formed on the outer periphery of the camshaft 10, or the clearance between the outer periphery of the camshaft 10 and the inner periphery of the boss portion 52 is increased, The same effect as the above embodiment can be expected.
[0025]
Further, in the present embodiment, the plug 92 in which the seal member 93 is fitted in the annular groove formed on the outer periphery thereof is fitted to the outer end portion of the withdrawal hole 33, so that the outside of the withdrawal hole 33 is The end is liquid-tightly closed, and one end of a spring 91 that urges the lock pin 80 is engaged with a plug 92. The plug 92 is a cylinder of the timing pulley 60 that covers the outer peripheral surface of the external rotor 30. It is prevented from coming off by coming into contact with the inner peripheral surface of the portion 60a (movement to the outside of the retraction hole is restricted). Therefore, in order to prevent the plug from coming off, for example, the plug is press-fitted into the retraction hole, or an annular groove is formed in the inner peripheral surface of the retraction hole, and a snap ring or C ring is fitted into the annular groove. When the plug is locked to the snap ring or the like, the assembly of the valve opening / closing timing control device is deteriorated, the number of parts is increased, and the manufacturing cost of the device is increased by grooving. Compared with this, the plug 92 can be easily prevented from coming off without causing these problems. Further, when the annular groove is formed on the inner peripheral surface of the retraction hole, the axial dimension of the surplus portion of the outer rotor 30 around the retraction hole 33 is restricted by the groove processing, and the axial dimension of the outer rotor 30 is restricted. While it is difficult to reduce (downsize) the axial dimension of the valve timing control device, according to the present embodiment, the axial dimension of the surplus portion around the retraction hole 33 of the external rotor 30 is limited. Since this is not received, it is possible to reduce the size of the device in the axial direction by reducing the axial dimension of the surplus portion.
[0026]
In the above embodiment, the head 81 of the lock pin 80 assembled to the outer rotor 30 in the state where the advance chamber R1 has the minimum volume (the most retarded state in FIG. 2) is the receiving hole 22 of the inner rotor 20. However, the head 91 of the lock pin 80 assembled to the external rotor 30 in a state where the retarding chamber R2 has the minimum volume (the most advanced angle state in FIG. 6) is the inner rotor 20. It is also possible to implement by being configured to be fitted into the receiving hole 22.
[0027]
Further, in the above embodiment, the passage 23 for supplying and discharging the hydraulic oil to and from the receiving hole 22 is connected to the passage 24 leading to the advance chamber R1, but the passage 23 is connected to the passage 25 leading to the retard chamber R2. It is also possible to implement it. In this case, a throttle is provided in the above-described communication path that allows the back pressure chamber R3 to communicate with the cylinder head 110, and the lock pin 80 is moved into the receiving hole 22 by delaying the return time of the lock pin 80 to the lock side. A time lag of changing the phase before insertion can be provided, so that the lock pin 80 can be prevented from being inserted into the receiving hole 22 during operation of the internal combustion engine. In other words, the lock pin 80 is used when the vane 70 reaches the most retarded position in accordance with the rotation of the timing pulley 60 or when the vane 70 is at the maximum position when sufficient hydraulic pressure is not supplied from the switching valve 100 when the internal combustion engine is started. When the internal combustion engine is stopped at the retarded position, it is pushed by the urging force of the spring 91 and is inserted into the receiving hole 22 to restrict the relative rotation between the internal rotor 20 and the external rotor 30. The switching responsiveness during the normal operation of the engine can be improved, and the vane 70 is filled with the fluid pressure chamber R0 when the fluid pressure chamber R0 is not sufficiently filled with the hydraulic fluid due to leakage of the internal hydraulic oil after the internal combustion engine is stopped. It is possible to prevent the hitting sound generated by abutting against the end wall. In the above embodiment, the advance passage 11 is connected to the connection port 101 of the switching valve 100 and the retard passage 12 is connected to the connection port 102 of the switching valve 100. The advance passage 11 is connected to the connection port 102 of the switching valve 100 so that hydraulic oil from an oil pump (not shown) is supplied to the retard passage 12 when not energized and the hydraulic oil is supplied to the advance passage 11 when energized. It is also possible to connect and connect the retard passage 12 to the connection port 101 of the switching valve 100.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the closing member is liquid-tightly fitted to the outer end of the retraction hole, and the timing pulley is integrally attached to the rotation transmission member, so that the cylindrical portion inner peripheral surface of the timing pulley Since the movement of the closing member to the outside of the retraction hole is restricted, the retraction hole is provided without causing deterioration in assembling and an increase in manufacturing cost by providing another member such as a locking member on the inner peripheral surface of the retraction hole. It is possible to prevent the hydraulic oil leaking from adhering to the timing belt.
[0029]
Further, since the groove processing of the inner peripheral surface of the retracting hole for attaching another member such as a locking member to the inner peripheral surface of the retracting hole is unnecessary, the dimension of the surplus portion of the rotation transmitting member is restricted by the groove processing. The axial dimension of the rotation transmitting member is not restricted, and the axial dimension of the rotation transmitting member can be shortened to shorten (downsize) the axial dimension of the valve opening / closing timing control device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway front view showing the relationship among an internal rotor, an external rotor, a vane, a lock pin, a timing pulley, and the like shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
4 is a view showing a state in which the inner rotor and the vane are slightly rotated clockwise with respect to the outer rotor and the like from the state of FIG. 2;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
6 is a view showing a state in which the inner rotor and the vane are rotated relative to the outer rotor and the like by a predetermined amount in the clockwise direction from the state of FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG.
[Explanation of symbols]
10 Camshaft (Rotating shaft)
11 Advance passage (first fluid passage)
12 Delay passage (second fluid passage)
20 Internal rotor (rotating shaft)
22 receiving hole 23 passage (third fluid passage)
24 passage (first fluid passage)
25 passage (second fluid passage)
30 External rotor (rotation transmission member)
33 Retraction hole 40 Front plate (rotation transmission member)
50 Rear plate (Rotation transmission member)
60 Timing pulley 60a Tube portion 70 Vane 80 Lock pin 91 Spring 92 Plug (closing member)
93 Seal member R0 Fluid pressure chamber R1 Advance angle chamber R2 Delay angle chamber

Claims

A rotary shaft for opening and closing a valve that is rotatably assembled to a cylinder head of an internal combustion engine, and a timing pulley that is externally mounted on the rotary shaft so as to be relatively rotatable within a predetermined range and to which rotational power from a crank pulley is transmitted via a timing belt And a rotation transmission member integrally formed, a vane attached to the rotation shaft, and formed between the rotation shaft and the rotation transmission member, and divided into an advance angle chamber and a retard angle chamber by the vane. A fluid pressure chamber, a first fluid passage for supplying and discharging fluid to the advance chamber, a second fluid passage for supplying and discharging fluid to the retard chamber, and the rotation transmitting member formed in the inside. A retraction hole for accommodating a lock pin spring-biased toward the rotation shaft, and the lock when the relative phase of the rotation shaft and the rotation transmitting member formed on the rotation shaft is synchronized with the retraction hole at a predetermined phase. Pin head fits A valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, comprising a receiving hole that is formed and a third fluid passage that supplies and discharges fluid to and from the receiving hole. A closing member is liquid-tightly fitted to the outer end of the retracting hole, and movement of the closing member to the outside of the retracting hole is restricted on the inner peripheral surface of the timing pulley. A valve opening / closing timing control device.