JPH11241607A - Variable valve mechanism - Google Patents
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- JPH11241607A JPH11241607A JP4552498A JP4552498A JPH11241607A JP H11241607 A JPH11241607 A JP H11241607A JP 4552498 A JP4552498 A JP 4552498A JP 4552498 A JP4552498 A JP 4552498A JP H11241607 A JPH11241607 A JP H11241607A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベーンハウジングに対して相対回転可能なベ
ーンロータを遅角位置にロックするロック機構を有した
カム位相可変装置において、ロック解除油圧供給経路の
大部分を一系統にまとめて装置のコンパクト化を図る。
【解決手段】 遅角側油室への圧油供給時、バルブピス
トン(90)がバルブピストン孔(44b)内でハウジ
ング端壁(34)側へ移動して遅角側油室とバルブピス
トン孔とが連通する。進角側油室への圧油供給時にはバ
ルブピストンが反対方向へ移動して進角側油室がバルブ
ピストン孔に連通する。いずれの場合にも、バルブピス
トン孔ならびにベーン(44)及びロックピン(70)
に形成した油路(44e、72、73)を介して圧油が
ロック穴(22b)に流入してロックピンをスプリング
(80)のバネ力に抗してロック穴から離脱させる。
(57) [Problem] To provide a cam phase variable device having a lock mechanism for locking a vane rotor rotatable relative to a vane housing at a retard position, and to integrate most of the unlocking hydraulic supply path into one system. To make the equipment more compact. When pressure oil is supplied to a retard side oil chamber, a valve piston (90) moves toward a housing end wall (34) in a valve piston hole (44b), and a retard side oil chamber and a valve piston hole. Communicates with When supplying the pressurized oil to the advance side oil chamber, the valve piston moves in the opposite direction, and the advance side oil chamber communicates with the valve piston hole. In each case, the valve piston bore and vane (44) and lock pin (70)
Pressure oil flows into the lock hole (22b) through the oil passages (44e, 72, 73) formed in the lock hole, and separates the lock pin from the lock hole against the spring force of the spring (80).
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のクラン
ク軸と同期回転可能な回転伝達部材に対するカムシャフ
トの回転位相を油圧により可変調整する可変動弁機構に
関し、特に、スプリングのバネ力によりベーン部材をロ
ックすると共に、遅角側または進角側油室への圧油供給
に応じてロックを解除するベーン式カム位相可変装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve mechanism for variably adjusting the rotational phase of a camshaft relative to a rotation transmitting member rotatable synchronously with a crankshaft of an internal combustion engine by hydraulic pressure, and more particularly to a vane using a spring force of a spring. The present invention relates to a vane type variable cam phase device that locks a member and releases the lock in response to supply of pressure oil to a retard side or advance side oil chamber.
【0002】[0002]
【関連する背景技術】油圧ベーン式カム位相可変装置
は、クランク軸と同期回転する回転伝達部材と一体回転
可能な収容部材と、この収容部材内に収容されたベーン
を有しカムシャフトと一体回転可能なベーン部材とを含
み、ベーンと収容部材との間に形成された油室に対して
圧油を給排することによりカム位相を変化させて吸気弁
と排気弁とのバルブオーバラップ期間を可変調整するも
ので、エンジン始動性やエンジン出力の向上に寄与す
る。油圧ベーン式カム位相可変装置には、比較的廉価に
製造可能であるという利点がある一方で、エンジン始動
時にカム位相が変動するという欠点がある。2. Related Background Art A hydraulic vane type cam phase changing device has a housing member rotatable integrally with a rotation transmitting member that rotates synchronously with a crankshaft, and a vane housed in the housing member. A possible vane member, and a cam phase is changed by supplying and discharging pressure oil to and from an oil chamber formed between the vane and the housing member, thereby changing a valve overlap period between the intake valve and the exhaust valve. It is variably adjusted and contributes to the improvement of engine startability and engine output. The hydraulic vane type cam phase variable device has an advantage that it can be manufactured relatively inexpensively, but has a disadvantage that the cam phase fluctuates when the engine is started.
【0003】すなわち、エンジンの運転停止に伴ってカ
ム位相可変装置の油室への圧油供給が停止すると、エン
ジン上部に位置する油室内の圧油がシリンダヘッド内へ
抜け、圧油を介するベーンと収容部材との結合が解除さ
れ、ベーンは収容部材内で自由に回転可能になる。この
様な状態でのエンジン始動中、吸気弁または排気弁の開
弁から最大リフトまでの期間ではカム回転を抑制する負
の駆動トルクがカムを介してカムシャフトに加わり、最
大リフトから閉弁までの期間ではカム回転を促進する正
の駆動トルクがカムシャフトに加わる。この結果、圧油
による拘束のないベーンが収容部材内で移動してカム位
相が変動し、失火が発生し易くなる。That is, when the supply of pressurized oil to the oil chamber of the variable cam phase device is stopped due to the stoppage of the operation of the engine, the pressurized oil in the oil chamber located at the upper part of the engine escapes into the cylinder head, and the vane through the pressurized oil The connection between the and the receiving member is released, and the vane can freely rotate in the receiving member. During engine start in such a state, during the period from opening of the intake valve or exhaust valve to the maximum lift, a negative driving torque that suppresses cam rotation is applied to the camshaft via the cam, and from the maximum lift to the valve closing. During this period, a positive drive torque that promotes cam rotation is applied to the camshaft. As a result, the vane that is not restricted by the pressure oil moves in the housing member, the cam phase fluctuates, and misfiring easily occurs.
【0004】上記の駆動トルクによるカム位相ずれを防
止するため、特開平9−60508号公報に記載のバル
ブタイミング調整装置は、ベーンロータ9(この参照符
号は公報に記載のものである)を最遅角位置にロックす
るロック機構を有している。ベーンロータ9のベーン9
a、9bは、チェーンスプロケット1及びフロントプレ
ート4と共にハウジング部材を構成するシューハウジン
グ3のシュー3a、3bにより形成された扇状空間部に
収容されている。In order to prevent the cam phase shift due to the driving torque described above, the valve timing adjusting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-60508 has the vane rotor 9 (the reference numeral is the one described in the official gazette) being the latest. It has a lock mechanism that locks at a corner position. Vane 9 of vane rotor 9
Reference numerals a and 9b are accommodated in a fan-shaped space formed by the shoes 3a and 3b of the shoe housing 3 constituting a housing member together with the chain sprocket 1 and the front plate 4.
【0005】上記のロック機構は、ベーン9a、9bに
形成した収容孔8に収容される大径部とフロントプレー
ト4に形成したストッパ穴20に嵌合する小径部とから
なるストッパピストン7と、収容孔内に配されピストン
7をフロントプレート側へ付勢するスプリング18と、
収容孔内でピストン小径部とベーン内壁との間に介在す
るガイドリング19とを有している。ガイドリングとピ
ストン大径部との間においてベーンロータには遅角油圧
室に連通する油圧室23が形成され、ストッパ穴とピス
トン小径部との間においてフロントプレートには進角油
圧室に連通する油圧室24が形成されている。そして、
油圧室23、24への圧油供給がなくかつベーンが最遅
角位置にあるときにスプリング18の付勢力によりピス
トン7がストッパ穴20に嵌合する一方、いずれかの油
圧室に圧油が供給されたときにピストンがストッパ穴か
ら離脱してロックが解除される。The lock mechanism includes a stopper piston 7 having a large-diameter portion accommodated in an accommodation hole 8 formed in the vanes 9a and 9b and a small-diameter portion fitted in a stopper hole 20 formed in the front plate 4; A spring 18 disposed in the receiving hole to bias the piston 7 toward the front plate;
A guide ring 19 is provided between the small diameter portion of the piston and the inner wall of the vane in the accommodation hole. A hydraulic chamber 23 communicating with the retard hydraulic chamber is formed in the vane rotor between the guide ring and the large-diameter portion of the piston, and a hydraulic pressure communicating with the advanced hydraulic chamber is formed in the front plate between the stopper hole and the small-diameter portion of the piston. A chamber 24 is formed. And
When pressure oil is not supplied to the hydraulic chambers 23 and 24 and the vane is at the most retarded position, the piston 7 is fitted into the stopper hole 20 by the urging force of the spring 18, while hydraulic oil is supplied to either of the hydraulic chambers. When supplied, the piston comes off the stopper hole and the lock is released.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のバルブタイミン
グ調整装置は、カムシャフトに加わる駆動トルクによる
位相ずれを防止可能であるが、ロック用のスプリングに
加えて、ロック解除用の2つの油圧室、両油圧室への2
系統の圧油供給系および両油圧室を区分するガイドリン
グを設ける必要があり、装置が大型になる。The above-described valve timing adjusting device can prevent the phase shift due to the driving torque applied to the camshaft. However, in addition to the locking spring, there are two hydraulic chambers for unlocking, 2 to both hydraulic chambers
It is necessary to provide a guide ring for separating the pressure oil supply system of the system and the two hydraulic chambers, and the device becomes large.
【0007】本発明の目的は、エンジン停止中のカム位
相ずれを防止するロック機構をコンパクトに構成して小
型軽量化を図った可変動弁機構を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a variable valve mechanism in which a lock mechanism for preventing a cam phase shift while the engine is stopped is made compact to reduce the size and weight.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の可変動弁機構
は、内燃機関のクランク軸と同期回転する回転伝達部材
と一体回転可能な収容部材と、カムシャフトと一体回転
可能でかつ収容部材に対して相対回転可能なベーン部材
と、ベーン部材内に配された可動体を付勢手段により付
勢して収容部材のロック穴へ可動体を嵌入させるロック
機構とを備え、遅角側油室への油圧供給時と進角側油室
への油圧供給時に油圧をロック穴へ導いて可動体をロッ
ク穴から離脱させることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A variable valve mechanism according to the present invention comprises a housing member rotatable integrally with a rotation transmitting member that rotates synchronously with a crankshaft of an internal combustion engine, and a housing member rotatable integrally with a camshaft. A vane member rotatable with respect to the vane member, and a lock mechanism for urging the movable body disposed in the vane member by urging means to fit the movable body into a lock hole of the housing member, and the retard-side oil chamber The hydraulic pressure is guided to the lock hole at the time of supplying the hydraulic pressure to the lock chamber and the hydraulic pressure to the advance side oil chamber, and the movable body is detached from the lock hole.
【0009】上記構成の可変動弁機構では、ベーン部材
が相対回転して可動体がロック穴に整合すると、遅角側
または進角側油室への油圧供給がなければ、付勢手段の
付勢力により可動体がロック穴に嵌入してベーン部材が
ロックされる。一方、遅角側または進角側油室への油圧
供給が行われると、いずれの場合にも油圧がロック穴へ
導入されて可動体が反ロック穴側へ付勢され、可動体が
ロック穴から離脱してロックが解除される。この様に、
本発明の可変動弁機構では、遅角側油室からの油圧と進
角側油室からの油圧をロック穴という同一部位にロック
解除油圧として作用させる。このため、ロック解除油圧
供給経路の大部分が一系統にまとめられてロック機構が
コンパクトになり、可変動弁機構の小型軽量化が図られ
る。そして、内燃機関の運転停止中に遅角側油室および
進角側油室からの油抜けが生じたとしても、付勢手段の
付勢力によりロック状態が維持されるのでカム位相ずれ
を来すことはなく、次回の内燃機関の始動時の失火発生
が防止される。In the variable valve mechanism having the above structure, when the vane member relatively rotates and the movable body is aligned with the lock hole, if there is no hydraulic pressure supply to the retard side or advance side oil chamber, the urging means is provided. The movable body is fitted into the lock hole by the force and the vane member is locked. On the other hand, when hydraulic pressure is supplied to the retard side or the advance side oil chamber, in either case, hydraulic pressure is introduced into the lock hole and the movable body is urged to the opposite lock hole side, and the movable body is locked in the lock hole. To release the lock. Like this
In the variable valve mechanism according to the present invention, the hydraulic pressure from the retard-side oil chamber and the hydraulic pressure from the advance-side oil chamber are caused to act as lock release hydraulic pressures on the same portion called a lock hole. For this reason, most of the lock release hydraulic supply path is integrated into one system, the lock mechanism is compact, and the variable valve mechanism is reduced in size and weight. Even if oil escapes from the retard-side oil chamber and the advance-side oil chamber during operation stop of the internal combustion engine, a cam phase shift occurs because the lock state is maintained by the urging force of the urging means. Therefore, the occurrence of misfire at the next start of the internal combustion engine is prevented.
【0010】本発明において、好ましくは、可動体は、
ベーン部に形成したロックピン孔に摺動自在に配された
円筒状のロックピンからなる。この好適態様によれば、
ロックピン孔及びロック穴をロックピンに適合する円筒
状に形成すれば良く、ロックピン、ロックピン孔及びロ
ック穴の形状が単純になって簡単かつ正確に加工できる
ことになる。また、ロックピンとロックピン孔との摺動
面間からの油漏れが少なくなり、ロックピン孔内でのロ
ックピンの摺動運動すなわちロック動作及びロック解除
動作が迅速に行われる。また、ロックピンの配設ならび
にロックピン孔及びロック穴の形成に伴うベーン部材や
収容部材の回転バランスの悪化が防止または抑制され
る。In the present invention, preferably, the movable body is
The lock pin comprises a cylindrical lock pin slidably disposed in a lock pin hole formed in the vane portion. According to this preferred embodiment,
The lock pin hole and the lock hole may be formed in a cylindrical shape that fits the lock pin, and the shape of the lock pin, the lock pin hole and the lock hole becomes simple, and the processing can be performed easily and accurately. Further, oil leakage from the sliding surface between the lock pin and the lock pin hole is reduced, and the sliding motion of the lock pin in the lock pin hole, that is, the locking operation and the unlocking operation are performed quickly. Further, the deterioration of the rotational balance of the vane member and the housing member due to the arrangement of the lock pin and the formation of the lock pin hole and the lock hole is prevented or suppressed.
【0011】本発明において、好ましくは、進角側油室
への油圧供給と遅角側油室への油圧供給に応じて進角側
または遅角側油室からの油圧をロック穴へ選択的に導入
する切替バルブが設けられる。この好適態様によれば、
ロック穴への油圧導入すなわちロック解除を的確に行え
る。より好ましくは、切替バルブは、ベーン部に形成し
たバルブピストン孔に収容されたバルブピストンを有す
る。バルブピストン孔は、ベーン部および可動体のそれ
ぞれに形成したロック解除油圧供給用の油路を介してロ
ック穴に連通すると共に進角側油室および遅角側油室に
連通可能にされている。進角側油室への油圧供給時、バ
ルブピストンは、進角側油室とバルブピストン孔とを連
通させると共に遅角側油室とバルブピストン孔との連通
を遮断する。遅角側油室への油圧供給時、バルブピスト
ンは、遅角側油室とバルブピストン孔とを連通させると
共に進角側油室とバルブピストン孔との連通を遮断す
る。In the present invention, preferably, the hydraulic pressure from the advance side or the retard side oil chamber is selectively supplied to the lock hole in accordance with the supply of the hydraulic pressure to the advance side oil chamber and the supply of the hydraulic pressure to the retard side oil chamber. There is provided a switching valve to be introduced into the air conditioner. According to this preferred embodiment,
The hydraulic pressure can be introduced into the lock hole, that is, the lock can be released accurately. More preferably, the switching valve has a valve piston housed in a valve piston hole formed in the vane portion. The valve piston hole communicates with the lock hole via an oil passage for unlocking hydraulic pressure formed in each of the vane portion and the movable body, and can communicate with the advance-side oil chamber and the retard-side oil chamber. . When hydraulic pressure is supplied to the advance-side oil chamber, the valve piston connects the advance-side oil chamber and the valve piston hole, and cuts off the communication between the retard-side oil chamber and the valve piston hole. When hydraulic pressure is supplied to the retard-side oil chamber, the valve piston connects the retard-side oil chamber to the valve piston hole and cuts off the communication between the advance-side oil chamber and the valve piston hole.
【0012】この好適態様によれば、切替バルブをベー
ン部に設けることができる。また、バルブピストン孔か
らロック穴までのロック解除油圧供給経路が、進角側油
室からロック穴への油圧供給と遅角側油室からロック穴
への油圧供給とに共用され、ロック解除油圧供給経路の
大部分が一系統にまとめられる。より好ましくは、バル
ブピストンは円筒状のピンからなる。この好適態様によ
れば、バルブピストン及びバルブピストン孔の加工を簡
単かつ正確に行える。また、バルブピストンとバルブピ
ストン孔との摺動面間からの油漏れが少なくなり、バル
ブピストン孔内でのバルブピストンの摺動運動すなわち
油圧選択動作が迅速に行われる。また、バルブピストン
の配設およびバルブピストン孔の形成に伴うベーン部材
の回転バランスの悪化が防止または抑制される。According to this preferred aspect, the switching valve can be provided in the vane portion. The unlocking hydraulic supply path from the valve piston hole to the lock hole is shared by the hydraulic supply from the advance oil chamber to the lock hole and the hydraulic supply from the retard oil chamber to the lock hole. Most of the supply routes are combined into one system. More preferably, the valve piston comprises a cylindrical pin. According to this preferred embodiment, machining of the valve piston and the valve piston hole can be performed simply and accurately. Further, oil leakage from between the sliding surfaces between the valve piston and the valve piston hole is reduced, and the sliding movement of the valve piston in the valve piston hole, that is, the hydraulic pressure selecting operation is performed quickly. Further, the deterioration of the rotational balance of the vane member due to the arrangement of the valve piston and the formation of the valve piston hole is prevented or suppressed.
【0013】より好ましくは、バルブピストン孔はカム
シャフト軸線方向にベーン部を貫通して形成される。こ
の好適態様によれば、カムシャフト軸線まわりの可変動
弁機構の回転による遠心力はバルブピストン孔軸線に直
交する方向に作用するので、油圧選択のためのバルブピ
ストンの摺動運動はこの遠心力の影響を受けずに的確に
行われる。また、バルブピストンはその移動限度位置に
おいて収容部材に当接し、バルブピストン用の抜け止め
は不要である。[0013] More preferably, the valve piston hole is formed through the vane portion in the axial direction of the camshaft. According to this preferred aspect, the centrifugal force due to the rotation of the variable valve mechanism about the camshaft axis acts in a direction orthogonal to the axis of the valve piston hole. It is performed accurately without being affected by. In addition, the valve piston abuts on the housing member at the movement limit position, and it is not necessary to prevent the valve piston from coming off.
【0014】好ましくは、ベーン部の先端面と収容部材
と対向面との間にベーンシールが配され、ベーン部の先
端面とバルブピストン孔とに開口するシール油圧供給用
の油路がベーン部に形成される。この好適態様によれ
ば、進角側または遅角側油室への油圧供給時に進角側ま
たは遅角側油室からの油圧がシール油圧供給用の油路を
介してベーンシールに作用してシール性が向上する。[0014] Preferably, a vane seal is provided between the front end surface of the vane portion, the housing member, and the opposing surface, and an oil passage for supplying a seal hydraulic pressure that opens to the front end surface of the vane portion and the valve piston hole is provided in the vane portion. It is formed. According to this preferred aspect, when the hydraulic pressure is supplied to the advance side or the retard side oil chamber, the hydraulic pressure from the advance side or the retard side oil chamber acts on the vane seal via the oil passage for supplying the seal hydraulic pressure, and the sealing is performed. The performance is improved.
【0015】より好ましくは、シール油圧供給用の油路
は、ベーン部に形成したロック解除油圧供給用の油路と
整合して形成される。この好適態様によれば、双方の油
路を一度に加工可能で、加工コストが低減可能になる。[0015] More preferably, the oil passage for supplying the seal hydraulic pressure is formed in alignment with the oil passage for supplying the unlock hydraulic pressure formed in the vane portion. According to this preferred aspect, both oil paths can be processed at once, and the processing cost can be reduced.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
可変動弁機構としてのベーン式カム位相可変装置を説明
する。本実施形態のカム位相可変装置は、DOHCエン
ジンの吸気側カムシャフトに付設されて排気弁に対する
吸気弁のオーバラップ量を可変制御するもので、以下の
説明では吸気弁側の構成を主に説明する。但し、本装置
は、エンジンの排気側または吸排気側の双方に配設可能
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vane type cam phase changing device as a variable valve mechanism according to an embodiment of the present invention will be described. The cam phase variable device of the present embodiment is attached to the intake camshaft of the DOHC engine and variably controls the amount of overlap of the intake valve with the exhaust valve. In the following description, the configuration on the intake valve side will be mainly described. I do. However, this device can be arranged on both the exhaust side and the intake / exhaust side of the engine.
【0017】図1において、DOHCエンジンのシリン
ダヘッドとロッカーカバー2(二点鎖線で模式的に示
す)との接合部位には、吸気側のカムシャフト10を回
転自在に支持するカムジャーナル15が設けられてい
る。ロッカーカバー2はシリンダヘッドカバーの一部を
構成する。カムシャフト10には、ロッカアームを介し
て吸気弁に当接するカム4が形成され、カムシャフト1
0の回転につれて吸気弁が開閉するようになっている。In FIG. 1, a cam journal 15 for rotatably supporting a camshaft 10 on an intake side is provided at a joint portion between a cylinder head of a DOHC engine and a rocker cover 2 (schematically indicated by a two-dot chain line). Have been. The rocker cover 2 forms a part of the cylinder head cover. The cam 4 is formed on the camshaft 10 so as to contact the intake valve via the rocker arm.
The intake valve opens and closes with the rotation of zero.
【0018】エンジンのクランク軸(図示略)は、ベル
トやチェーンなどの回転力伝達要素を介して吸気側のカ
ムプーリやカムスプロケット(回転伝達部材20)に連
結されている。本実施形態の回転力伝達要素は、軽量化
及びコスト低減を図るため例えば合成樹脂製の歯付きベ
ルト6(図2)により構成され、回転伝達部材20はカ
ムプーリで構成されている。カムプーリ20は、円板状
の主体部22と、歯付きベルト6と噛み合う歯付きフラ
ンジ24と、カムシャフト10の端部に外嵌されたボス
部26とを有している。すなわち、カムプーリ20は、
カムシャフト10と同軸に配されると共にカムシャフト
10により回転可能に支持され、歯付きベルト6を介し
て伝達されるクランク軸の回転力を受けて回転するよう
になっている。The crankshaft (not shown) of the engine is connected to a cam pulley and a cam sprocket (rotation transmitting member 20) on the intake side via a torque transmitting element such as a belt or a chain. The torque transmitting element of the present embodiment is constituted by, for example, a toothed belt 6 (FIG. 2) made of a synthetic resin in order to reduce the weight and cost, and the rotation transmitting member 20 is constituted by a cam pulley. The cam pulley 20 has a disk-shaped main part 22, a toothed flange 24 that meshes with the toothed belt 6, and a boss part 26 that is fitted to the end of the camshaft 10. That is, the cam pulley 20
It is arranged coaxially with the camshaft 10, is rotatably supported by the camshaft 10, and rotates by receiving the torque of the crankshaft transmitted via the toothed belt 6.
【0019】本実施形態のカム位相可変装置は、後で詳
述するように装置各部の回転慣性、重量及び外形寸法の
低減ならびに装置の回転バランスの向上をも企図してい
る。これに関連して、カムプーリ主体部22の外周側に
は、カムプーリ20の回転慣性及び重量の低減のため、
例えば4つの溝孔22a(図2)が形成されている。図
2中、参照符号20aは、クランク軸に対するカムシャ
フト10の回転位相の位置決めに供されるマークを示
す。The cam phase changing device of the present embodiment also intends to reduce the rotational inertia, weight and external dimensions of each part of the device and to improve the rotational balance of the device, as will be described in detail later. In connection with this, on the outer peripheral side of the cam pulley main body 22, to reduce the rotational inertia and weight of the cam pulley 20,
For example, four slots 22a (FIG. 2) are formed. In FIG. 2, reference numeral 20a indicates a mark used for positioning the rotational phase of the camshaft 10 with respect to the crankshaft.
【0020】カムプーリ20のボス部26及びカムジャ
ーナル15の対向周面間には、エンジン外部への油漏れ
を防止するリング状のオイルシール17が配されてい
る。カムシャフト10回りの潤滑などに用いられた油
は、カムシャフト10、カムジャーナル15及びオイル
シール17により画成された環状空間10d(図3)と
カムジャーナル15に形成された油路15cとを介し
て、エンジン内部に戻される。A ring-shaped oil seal 17 for preventing oil leakage to the outside of the engine is disposed between the boss portion 26 of the cam pulley 20 and the opposing peripheral surface of the cam journal 15. The oil used for lubrication around the camshaft 10 passes through the annular space 10d (FIG. 3) defined by the camshaft 10, the cam journal 15, and the oil seal 17 and the oil passage 15c formed in the cam journal 15. Through the engine.
【0021】カム位相可変装置は、例えば4本のボルト
23(図3)によりカムプーリ主体部22の外方端面に
固定されカムプーリ20と一体回転可能なベーンハウジ
ング(収容部材)30と、ボルト14によりカムシャフ
ト10の端面に固定されカムシャフト10と一体に回転
可能なベーンロータ(ベーン部材)40とを有し、各要
素30、40はカムシャフト10及びカムプーリ20と
同軸に配されている。ベーンハウジング30およびベー
ンロータ40は、例えばアルミニウムなどを基材とする
軽合金からなる素材を押し出し成形したもので、重量及
び回転慣性の低減が図られている。この様に回転慣性が
小さいカム位相可変装置にあっては、クランク軸とカム
プーリ20とを連結する回転力伝達要素に加わる負荷が
小さくなり、従って、この回転力伝達要素を上記の歯付
きベルト6で構成可能になる。なお、以下において、カ
ム位相可変装置での要素配列や回転バランス等に関連し
て、要素10,20,30及び40を一括してカム駆動
系と称することがある。The cam phase changing device comprises a vane housing (accommodating member) 30 which is fixed to the outer end face of the cam pulley main body 22 by, for example, four bolts 23 (FIG. 3) and can rotate integrally with the cam pulley 20, and a bolt 14. A vane rotor (vane member) 40 fixed to the end face of the camshaft 10 and rotatable integrally with the camshaft 10 is provided. Each of the elements 30 and 40 is arranged coaxially with the camshaft 10 and the cam pulley 20. The vane housing 30 and the vane rotor 40 are formed by extruding a material made of a light alloy, for example, based on aluminum or the like, to reduce the weight and the rotational inertia. In such a cam phase variable device having a small rotational inertia, the load applied to the rotational force transmitting element connecting the crankshaft and the cam pulley 20 becomes small. Configurable. In the following, the elements 10, 20, 30, and 40 may be collectively referred to as a cam drive system in relation to the element arrangement, rotation balance, and the like in the variable cam phase device.
【0022】ベーンロータ40は、これを収容するベー
ンハウジング30との間に供給される圧油を介してベー
ンハウジング30と駆動的に連結された状態でハウジン
グ30と一体に回転するようにされている。クランク軸
の回転力は、カムプーリ20、ベーンハウジング30お
よびベーンロータ40を介してカムシャフト10へ伝達
される。The vane rotor 40 rotates integrally with the vane housing 30 while being drivingly connected to the vane housing 30 via pressure oil supplied between the vane rotor 30 and the vane housing 30. . The rotational force of the crankshaft is transmitted to the camshaft 10 via the cam pulley 20, the vane housing 30, and the vane rotor 40.
【0023】カムプーリ20は、カムシャフト10に嵌
合する上記のボス部26を有し、カムシャフト10に対
して相対回転可能になっている。また、ベーンロータ4
0は、ハウジング30内で該ハウジングに対して例えば
約40度の所定角度範囲内で回動可能になっている。そ
して、ベーンロータ40がハウジング30内で回動する
と、カムプーリ20に対するカムシャフト10の回転位
相が変化して、吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップ
量が変化することになる。本実施形態では、ベーンロー
タ40が図6に示す最遅角側の回動位置をとったときに
バルブオーバラップ量を略ゼロにしてエンジンの始動性
向上を図る一方、エンジン回転の上昇につれてバルブオ
ーバラップ量を増大させて吸気効率向上を図るようにし
ている。The cam pulley 20 has the boss portion 26 fitted to the camshaft 10 and is rotatable relative to the camshaft 10. In addition, the vane rotor 4
0 is rotatable within the housing 30 within a predetermined angle range of, for example, about 40 degrees with respect to the housing. When the vane rotor 40 rotates inside the housing 30, the rotation phase of the camshaft 10 with respect to the cam pulley 20 changes, and the valve overlap amount between the intake valve and the exhaust valve changes. In this embodiment, when the vane rotor 40 assumes the most retarded rotation position shown in FIG. 6, the valve overlap amount is reduced to substantially zero to improve the startability of the engine. The intake efficiency is improved by increasing the lap amount.
【0024】詳しくは、ベーンロータ40は、円筒状の
主体部42と、ロータ主体部42の周面に互いに直径方
向に対向して設けた2つのベーン44とを有している
(図2)。ロータ主体部42のカムシャフト側の端面に
はピン穴42b(図3)が形成され、このピン穴42b
に整合してカムシャフト10の対向端面にピン孔が形成
されている。そして、両ピン穴に配されるピン8(図
3)により、カムシャフト10に対するベーンロータ4
0の取付位置を位置決めするようにしている。More specifically, the vane rotor 40 has a cylindrical main portion 42 and two vanes 44 provided on the peripheral surface of the rotor main portion 42 so as to be diametrically opposed to each other (FIG. 2). A pin hole 42b (FIG. 3) is formed in the end face of the rotor main body portion 42 on the camshaft side.
A pin hole is formed in the opposite end face of the camshaft 10 in alignment with the above. Then, the vane rotor 4 with respect to the cam shaft 10 is
No. 0 is positioned.
【0025】ベーン44は、ベーンロータ主体部42か
ら半径方向外方へ延びている。各ベーン44は、縦断面
でみて先細形状(本実施形態では略台形状)に形成さ
れ、これにより、半径方向外方部位でのベーン44の重
量が低減され、従って、ベーン44の回転慣性が大幅に
低減される。また、各ベーン44は、ベーンロータ回転
中心を通るベーン長手方向軸線に関して対称な断面形状
を有している。この様な先細形状のベーン44を設けた
ベーンロータ40は、回転慣性が小さく、しかも、ベー
ンロータ回転中心ひいてはカム駆動系10、20、30
及び40の回転軸線まわりの回転バランスに富み、回転
振動が抑制される。The vane 44 extends radially outward from the vane rotor main body 42. Each of the vanes 44 is formed in a tapered shape (substantially trapezoidal shape in the present embodiment) when viewed in a longitudinal section, whereby the weight of the vane 44 at the radially outer portion is reduced, and therefore, the rotational inertia of the vane 44 is reduced. It is greatly reduced. Further, each vane 44 has a symmetrical cross-sectional shape with respect to the longitudinal axis of the vane passing through the center of rotation of the vane rotor. The vane rotor 40 provided with such a tapered vane 44 has a small rotational inertia, and furthermore, the vane rotor rotation center and, consequently, the cam drive systems 10, 20, 30.
And 40 are rich in rotational balance around the rotational axis, and rotational vibration is suppressed.
【0026】ベーンハウジング30は、ハウジング本体
32とハウジング端壁34とを有している。ハウジング
本体32はベーン数と同数(例えば2つ)の周壁部32
aを有し、各ハウジング周壁部32aの両縁から一対の
隔壁32b、32cが互いに平行にベーンロータ半径方
向内方へ延びている。また、各ベーンの隔壁32bの内
面は他方のベーンの隔壁32cの内面と面一をなし、両
隔壁は隔壁結合部32dを介して互いに結合されてい
る。隔壁結合部32dの内周面は縦断面円弧状に形成さ
れてベーンロータ主体部42の外周面に摺接しており、
ベーンロータ40を回転自在に支持している。隔壁結合
部32dには、ボルト23が挿通するボルト孔23aが
形成されている。The vane housing 30 has a housing body 32 and a housing end wall 34. The housing body 32 has the same number (for example, two) of peripheral walls 32 as the number of vanes.
a, a pair of partition walls 32b, 32c extend inward in the vane rotor radial direction from both edges of each housing peripheral wall portion 32a in parallel with each other. Further, the inner surface of the partition wall 32b of each vane is flush with the inner surface of the partition wall 32c of the other vane, and both partition walls are connected to each other through a partition connecting portion 32d. The inner peripheral surface of the partition coupling portion 32d is formed in an arc shape in a vertical section and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the vane rotor main portion 42,
The vane rotor 40 is rotatably supported. A bolt hole 23a through which the bolt 23 is inserted is formed in the partition wall coupling portion 32d.
【0027】上述のようにベーン44が先細形状である
ので、カム位相可変範囲を所要のものにしつつ、ハウジ
ング周壁部32aの周方向長さを短くすることができ
る。このため、ハウジング30の回転慣性を低減するべ
く、隔壁結合部32d回りでハウジング30の半径方向
外方部分を除肉可能になる。ベーンハウジング30の各
対の隔壁32b、32cは、ハウジング周壁部32a、
ハウジング端壁34及びカムプーリ主体部22と協働し
てベーン44を収容するベーン収容室を画成している。
換言すれば、本実施形態のカムプーリ主体部22は、ハ
ウジング要素32及び34と共に収容部材を構成してい
る。ベーン44の先端周面とハウジング周壁部32aの
内周面との間にはベーンシール49が配され、このシー
ル49とベーン44とにより、ベーン収容室は進角側油
室47と遅角側油室48との2つに区分されている(図
2)。即ち、ベーンハウジング30とベーンロータ40
との間には各ベーン44を挟んで2対の油室47,48
が画成されている。そして、両油室47、48の所要の
一方に圧油を供給することにより、ハウジング30内で
ベーンロータ40を回動させるようにしている。Since the vane 44 has a tapered shape as described above, the circumferential length of the housing peripheral wall portion 32a can be shortened while the cam phase variable range is required. For this reason, in order to reduce the rotational inertia of the housing 30, the radially outer portion of the housing 30 can be thinned around the partition connecting portion 32d. Each pair of partition walls 32b, 32c of the vane housing 30 includes a housing peripheral wall portion 32a,
A vane accommodating chamber for accommodating the vane 44 is defined in cooperation with the housing end wall 34 and the cam pulley main body 22.
In other words, the cam pulley main body 22 of the present embodiment constitutes a housing member together with the housing elements 32 and 34. A vane seal 49 is disposed between the distal end peripheral surface of the vane 44 and the inner peripheral surface of the housing peripheral wall portion 32a, and the vane housing chamber is formed by the seal 49 and the vane 44 so that the advance oil chamber 47 and the retard oil And a chamber 48 (FIG. 2). That is, the vane housing 30 and the vane rotor 40
Between each pair of oil chambers 47, 48 with each vane 44 interposed therebetween.
Is defined. By supplying pressure oil to one of the oil chambers 47 and 48, the vane rotor 40 is rotated in the housing 30.
【0028】本実施形態によるベーンハウジング30及
びベーンロータ40は、上記のように押し出し成形によ
り得られるもので、両要素30、40の対向面などは必
要に応じてブローチ盤などを用いて切削加工される。上
記のように各ベーンの隔壁32b、32cを互いに平行
に設けると共に両隔壁の内面がベーンロータ直径方向に
対向する他方のベーンの隔壁32c、32bの内面と面
一をなすように設けることにより、ブローチ加工が容易
になると共に加工精度が向上し、また、加工面の検査が
容易になる。The vane housing 30 and the vane rotor 40 according to the present embodiment are obtained by extrusion molding as described above, and the opposing surfaces of the two elements 30, 40 are cut using a broaching machine as necessary. You. By providing the partition walls 32b and 32c of each vane in parallel with each other as described above and by providing the inner surfaces of both partition walls so as to be flush with the inner surfaces of the partition walls 32c and 32b of the other vane which are opposed in the vane rotor diameter direction. Processing is facilitated, processing accuracy is improved, and inspection of the processed surface is facilitated.
【0029】次に、油室47、48に対する圧油の給排
について説明する。図1に示すように、カムジャーナル
15には、カムシャフト10の長手方向軸線に略直交し
てそれぞれ延びる第1及び第2油路15a、15bが形
成されている。油路15a、15bの外方端は、オイル
コントロールバルブ(OCV)50の第1及び第2出口
ポート51、52にそれぞれ連通している。OCV50
の第1入口ポート53は、油タンク60から汲み上げた
油を加圧する油ポンプ62の吐出側に連通する油供給パ
イプ63に接続され、第2入口ポート54はリターンパ
イプ64に接続されている。後述のように第1油路15
aは遅角側油室47に連通しており、OCV50が図1
に示す切換位置(遅角位置)50aをとって第1入口ポ
ート53と第1出口ポート51とが連通すると共に第2
入口ポート54と第2出口ポート52とが連通したと
き、油ポンプ62からの圧油が遅角側油室48に供給さ
れるようになっている。一方、OCV50が別の切換位
置(進角位置)50bをとって第1入口ポート53と第
2出口ポート52とが連通すると共に第2入口ポート5
4と第1出口ポート51とが連通したとき、進角側油室
47への圧油供給が行われる。そして、OCV50を例
えば電子制御ユニット(図示略)によりエンジン回転数
に応じてデューティ制御して油室47,48に対する圧
油の給排を制御し、カムシャフト10に対するカムプー
リ20の回転位相を可変制御するようにしている。ま
た、OCV50が中立位置50cをとって入口ポート5
3、54と出口ポート51、52との連通が遮断される
と、回転位相が維持されることになる。即ち、OCV
は、油ポンプ62等と共にベーンロータ40を必要に応
じて油圧により遅角側または進角側へ回転させる油圧供
給手段を構成している。Next, supply and discharge of pressure oil to and from the oil chambers 47 and 48 will be described. As shown in FIG. 1, the cam journal 15 is formed with first and second oil passages 15 a and 15 b extending substantially perpendicular to the longitudinal axis of the cam shaft 10. Outer ends of the oil passages 15a and 15b communicate with first and second outlet ports 51 and 52 of an oil control valve (OCV) 50, respectively. OCV50
The first inlet port 53 is connected to an oil supply pipe 63 communicating with the discharge side of an oil pump 62 that pressurizes oil pumped from an oil tank 60, and the second inlet port 54 is connected to a return pipe 64. As described later, the first oil passage 15
a is in communication with the retard side oil chamber 47, and the OCV 50 is
The first inlet port 53 and the first outlet port 51 communicate with each other at a switching position (retard position) 50a shown in FIG.
When the inlet port 54 and the second outlet port 52 communicate with each other, the pressure oil from the oil pump 62 is supplied to the retard side oil chamber 48. On the other hand, the OCV 50 takes another switching position (advance angle position) 50b, and the first inlet port 53 and the second outlet port 52 communicate with each other.
When the first outlet port 51 and the fourth outlet port 51 communicate with each other, pressure oil is supplied to the advance-side oil chamber 47. The OCV 50 is duty-controlled by, for example, an electronic control unit (not shown) in accordance with the engine speed to control the supply and discharge of pressure oil to and from the oil chambers 47 and 48, and to variably control the rotational phase of the cam pulley 20 with respect to the camshaft 10. I am trying to do it. Also, the OCV 50 takes the neutral position 50c, and the inlet port 5
When the communication between the ports 3 and 54 and the outlet ports 51 and 52 is interrupted, the rotational phase is maintained. That is, OCV
Constitutes a hydraulic supply means for rotating the vane rotor 40 to the retard side or the advance side by hydraulic pressure as needed together with the oil pump 62 and the like.
【0030】カムジャーナル15に形成され圧油給排経
路の一部を構成する第1及び第2油路15a、15bの
内方端は、カムシャフト10の周面に形成された第1及
び第2環状溝11a、11bにそれぞれ開口している。
カムシャフト10には、第1環状溝11aからカムシャ
フト軸線の手前までそれぞれ延びる第1半径方向孔12
aと、第2環状溝11bからカムシャフト軸線まで延び
る第2半径方向孔12bとがカムシャフト半径方向に形
成されている。第1半径方向孔12aはベーン数と同数
設けられている。カムシャフト10が如何なる回転位置
をとったときにも、孔12aは第1環状溝11aに連通
し、孔12bは第2環状溝11bに連通している。ま
た、カムシャフト10には、孔12a、12bの内方端
からカムシャフト端面までそれぞれ延びる第1及び第2
長手方向孔13a、13bがカムシャフト軸線方向に形
成されている。第2長手方向孔13bはカムシャフト軸
線上に一つ設けられ、第1長手方向孔13aはカムシャ
フト軸線から偏倚した半径方向位置においてベーン数と
同数設けられている。The inner ends of the first and second oil passages 15a, 15b formed in the cam journal 15 and constituting a part of the pressure oil supply / discharge passage are formed by the first and second oil passages formed on the peripheral surface of the cam shaft 10. The two annular grooves 11a and 11b are open.
The camshaft 10 has first radial holes 12 extending from the first annular groove 11a to a position short of the camshaft axis.
a, and a second radial hole 12b extending from the second annular groove 11b to the camshaft axis is formed in the camshaft radial direction. The number of the first radial holes 12a is equal to the number of the vanes. Regardless of the rotational position of the camshaft 10, the hole 12a communicates with the first annular groove 11a, and the hole 12b communicates with the second annular groove 11b. In the camshaft 10, first and second extending from inner ends of the holes 12a and 12b to the camshaft end surface, respectively.
The longitudinal holes 13a, 13b are formed in the camshaft axial direction. One second longitudinal hole 13b is provided on the camshaft axis, and the same number of the first longitudinal holes 13a as the number of vanes is provided at a radial position offset from the camshaft axis.
【0031】第2長手方向孔13bは段付き孔であっ
て、第2半径方向孔12bに連通する小径部と、六角穴
付きの中空ボルト14が螺着される大径部とを有してい
る。中空ボルト14は、ベーンロータ主体部42にこれ
と同軸に形成された段付き貫通孔42a内に配され、中
空ボルト14の頭部は、段付き貫通孔42aの大径部に
収容されている。中空ボルト14の中空部14aは、ベ
ーンロータ主体部42の内周面(段付き貫通孔42a形
成面)と、ハウジング端壁34の中央部のネジ孔35に
螺着された六角穴付きボルト36の内方端面と、中空ボ
ルト14の頭部外面とにより画成される断面U字状の油
路41に連通している(図1)。The second longitudinal hole 13b is a stepped hole, and has a small diameter portion communicating with the second radial hole 12b and a large diameter portion into which the hollow bolt 14 having a hexagonal hole is screwed. I have. The hollow bolt 14 is disposed in a stepped through hole 42a formed coaxially with the vane rotor main body 42, and the head of the hollow bolt 14 is accommodated in a large diameter portion of the stepped through hole 42a. The hollow portion 14a of the hollow bolt 14 is formed by the inner peripheral surface of the vane rotor main portion 42 (the surface on which the stepped through-hole 42a is formed) and the hexagon socket head bolt 36 screwed into the screw hole 35 at the center of the housing end wall 34. It communicates with an oil passage 41 having a U-shaped cross section defined by the inner end surface and the outer surface of the head of the hollow bolt 14 (FIG. 1).
【0032】油室47,48への圧油給排経路に関連し
て、ベーンロータ40において、ロータ主体部42に
は、カムシャフト10の2つの第1長手方向孔13aに
整合して2つの短い第1長手方向孔45aがベーンロー
タ軸線方向に形成され、また、それぞれの孔45aから
ベーンロータ半径方向外方に延びる2つの第1半径方向
孔46aが形成されている。孔46aの外方端は、ベー
ン44の根元付近でロータ主体部42の外周面に開口し
て遅角側油室48に連通している(図2)。また、第1
半径方向孔46aに関して反カムシャフト側に偏倚した
ベーンロータ厚さ方向位置において、ベーンロータ主体
部42には第2半径方向孔46bがベーンロータ半径方
向に形成されている(図1)。孔46bは、その内方端
がロータ主体部42の段付き貫通孔42aの大径部に開
口し、その外方端がベーン44の根元付近においてロー
タ主体部42の外周面に開口して進角側油室47に連通
している(図2)。In connection with the pressure oil supply / discharge path to the oil chambers 47 and 48, in the vane rotor 40, the rotor main body 42 has two short holes aligned with the two first longitudinal holes 13 a of the camshaft 10. First longitudinal holes 45a are formed in the axial direction of the vane rotor, and two first radial holes 46a extending radially outward from the respective holes 45a in the vane rotor are formed. The outer end of the hole 46a is open to the outer peripheral surface of the rotor main part 42 near the root of the vane 44 and communicates with the retard side oil chamber 48 (FIG. 2). Also, the first
A second radial hole 46b is formed in the vane rotor main body portion 42 in the vane rotor radial direction at a vane rotor thickness direction position deviated toward the camshaft side with respect to the radial hole 46a (FIG. 1). The hole 46b has an inner end opening at a large diameter portion of the stepped through hole 42a of the rotor main portion 42, and an outer end opening at an outer peripheral surface of the rotor main portion 42 near the root of the vane 44 to advance. It communicates with the corner-side oil chamber 47 (FIG. 2).
【0033】上記の環状溝、半径方向孔および長手方向
孔は、油路15aまたは15bと油室48または47と
を連通させる油路を構成している。図2から明らかなよ
うに、2つの半径方向孔46aはベーンロータ回転中心
を通る一つの直線上に設けられている。このため、一回
の孔加工で2つの孔46aを同時に形成して加工コスト
を低減できる。また、ベーンロータ40に孔46aを形
成しても、ベーンロータ回転中心に対するベーンロータ
40の回転バランス(カム駆動系の回転バランス)が損
なわれることがない。孔46bについても同様である。The above-mentioned annular groove, radial hole and longitudinal hole constitute an oil passage connecting the oil passage 15a or 15b with the oil chamber 48 or 47. As is apparent from FIG. 2, the two radial holes 46a are provided on one straight line passing through the center of rotation of the vane rotor. For this reason, two holes 46a are simultaneously formed by one hole processing, and the processing cost can be reduced. Further, even if the hole 46a is formed in the vane rotor 40, the rotational balance of the vane rotor 40 with respect to the rotational center of the vane rotor (the rotational balance of the cam drive system) is not impaired. The same applies to the hole 46b.
【0034】カム位相可変装置は、吸気弁と排気弁との
オーバラップ量を最小値(たとえばゼロ)にするべくベ
ーン44を最遅角側回転位置にロックするためのロック
機構を有している。図2ないし図4に示すように、本実
施形態のロック機構は、ベーン数と同数(例えば2つ)
のロックピン(可動体)70およびスプリング(付勢手
段)80を有している。各ロックピン70は、ベーン厚
さ方向に各ベーン44を貫通して形成されたロックピン
孔44a内に移動自在に配されている。ロックピン70
のハウジング端壁側半部には、スプリング80を収容す
るスプリング室(収容室)71がロックピン長手方向に
形成されている。ロックピン70は、スプリング80に
より、カムプーリ主体部22に形成されたロック穴22
b側(ロック方向)へ常時付勢されており、ベーンロー
タ40が最遅角側回転位置まで移動したとき、ロック穴
への油圧供給がなければ、ロックピン先端部70aがロ
ック穴22bに嵌入して、ベーンロータ40を最遅角位
置にロックするようになっている(図4及び図6)。こ
のロック状態では、ベーンハウジング30からベーンロ
ータ40に加えられる回転トルクは2つのロックピン7
0で分担される。このときにロックピン70に加わる剪
断力に耐えるように、ロックピン70は例えば鉄系材料
で構成されている。The variable cam phase device has a lock mechanism for locking the vane 44 at the most retarded rotation position so as to minimize the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve (eg, zero). . As shown in FIGS. 2 to 4, the lock mechanism of the present embodiment has the same number (for example, two) as the number of vanes.
, A lock pin (movable body) 70 and a spring (biasing means) 80. Each lock pin 70 is movably arranged in a lock pin hole 44a formed through each vane 44 in the vane thickness direction. Lock pin 70
A spring chamber (accommodating chamber) 71 for accommodating a spring 80 is formed in the lock pin longitudinal direction at the housing end wall side half of the housing. The lock pin 70 is formed by a spring 80 with a lock hole 22 formed in the cam pulley main body 22.
When the vane rotor 40 moves to the most retarded rotation position and the hydraulic pressure is not supplied to the lock hole, the lock pin tip portion 70a fits into the lock hole 22b. Thus, the vane rotor 40 is locked at the most retarded position (FIGS. 4 and 6). In this locked state, the rotational torque applied from the vane housing 30 to the vane rotor 40 is reduced by two lock pins 7.
0 is shared. At this time, the lock pin 70 is made of, for example, an iron-based material so as to withstand the shearing force applied to the lock pin 70.
【0035】ロックピン70は、進角側及び遅角側油室
47、48のいずれか一方への圧油供給に応じてハウジ
ング端壁34側へ移動して、ロックを解除するようにな
っている。本実施形態では、進角側油室47への圧油供
給および遅角側油室48への圧油供給に応動する切替バ
ルブにより、進角側油室47と遅角側油室48との連通
を遮断しつつ、進角側油室47または遅角側油室48か
らの圧油をロック穴22b内へロック解除用油圧として
選択的に導入するようにしている。この様に、油室4
7、48からのロック解除用油圧をロック機構の同一部
位(ロック穴)に導入する構成によれば、ロック解除用
油圧経路の大部分を一系統に集約でき、ロック機構をコ
ンパクトにでき、設計自由度が向上し、また、加工が簡
便になり、ロック機構の配設に伴うベーンロータ40の
回転アンバランスを防止または低減できる。The lock pin 70 moves to the housing end wall 34 side in accordance with the supply of the pressurized oil to one of the advance side and the retard side oil chambers 47 and 48, and releases the lock. I have. In the present embodiment, the switching valve responsive to the supply of the pressure oil to the advance-side oil chamber 47 and the supply of the pressure oil to the retard-side oil chamber 48 allows the advance-side oil chamber 47 and the retard-side oil chamber 48 to communicate with each other. The pressure oil from the advance-side oil chamber 47 or the retard-side oil chamber 48 is selectively introduced into the lock hole 22b as the unlock hydraulic pressure while the communication is cut off. Thus, oil chamber 4
According to the configuration in which the unlocking hydraulic pressure from the locks 7 and 48 is introduced into the same portion (lock hole) of the lock mechanism, most of the unlock hydraulic path can be integrated into one system, and the lock mechanism can be made compact and designed. The degree of freedom is improved, processing is simplified, and rotation imbalance of the vane rotor 40 due to the arrangement of the lock mechanism can be prevented or reduced.
【0036】図4に示すように、切替バルブはストレー
トピンからなるバルブピストン(弁体)90を有し、バ
ルブピストン90は、ロックピン孔44aよりも半径方
向外方位置においてベーン厚さ方向(カムシャフト軸線
方向)にベーン44を貫通して延びるバルブピストン孔
44b内に移動自在に配されている。バルブピストン9
0を直円筒状のストレートピンで構成すると、バルブピ
ストン孔44bを直円筒状の孔に形成すれば良く、従っ
て、ピストン90及びピストン孔44bの加工が容易に
なると共に切替バルブの配設に伴うベーンロータ40の
回転アンバランスを防止または低減でき、また、要素9
0、44b間からの圧油漏れが少なくなるので、ピスト
ン90の圧油選択動作(ピストン孔内でのピストン移
動)が迅速に行われる。バルブピストン90をベーン4
4内部に配置した構成では、ピストン孔44bをベーン
44を貫通して設けることができ、有底のピストン孔を
ハウジング30側に設ける場合に比べてピストン孔44
bの加工が容易になる。そして、ピストン90をカムシ
ャフト軸線方向に配置すると、ベーンロータ40の回転
に伴ってピストン90に加わる遠心力はベーンロータ周
方向すなわちピストン直径方向に作用するので、ピスト
ンはベーンにより支持され、この遠心力に起因してピス
トン孔44b内で移動することがない。すなわち、圧油
選択のためのピストン90のピストン孔内での移動は遠
心力の影響を受けずに的確かつ円滑に行われる。また、
ピストン90はその移動限界位置ではハウジング端壁3
4またはプーリ主体部22に当接するので、ピストンの
抜け止めを設ける必要もない。As shown in FIG. 4, the switching valve has a valve piston (valve element) 90 composed of a straight pin, and the valve piston 90 is positioned radially outward of the lock pin hole 44a in the vane thickness direction ( It is movably disposed in a valve piston hole 44b extending through the vane 44 in the camshaft axial direction). Valve piston 9
If 0 is constituted by a straight cylindrical straight pin, the valve piston hole 44b may be formed as a straight cylindrical hole. Therefore, the processing of the piston 90 and the piston hole 44b is facilitated and the switching valve is disposed. The rotation imbalance of the vane rotor 40 can be prevented or reduced, and
Since the pressure oil leak from between 0 and 44b is reduced, the pressure oil selection operation of the piston 90 (piston movement in the piston hole) is performed quickly. Vane 4 with valve piston 90
4, the piston hole 44 b can be provided through the vane 44, and the piston hole 44 b can be provided in comparison with the case where the bottomed piston hole is provided on the housing 30 side.
Processing of b becomes easy. When the piston 90 is arranged in the axial direction of the camshaft, the centrifugal force applied to the piston 90 with the rotation of the vane rotor 40 acts in the circumferential direction of the vane rotor, that is, in the diameter direction of the piston. Due to this, it does not move in the piston hole 44b. That is, the movement of the piston 90 in the piston hole for selecting the pressure oil is performed accurately and smoothly without being affected by the centrifugal force. Also,
The piston 90 is at its limit of travel in the housing end wall 3.
4 or the pulley main portion 22, there is no need to provide a stopper for the piston.
【0037】図5に示すように、各ベーン44のハウジ
ング端壁34側の端面及びカムプーリ主体部22側の端
面には、ロック解除油圧供給用の油通路44c、44d
がそれぞれ形成されている。油通路44cの両端は進角
側油室47及びバルブピストン孔44bに開口し、油通
路44dの両端は遅角側油室48及びバルブピストン孔
44bに開口している。このバルブピストン孔44b
は、ロック穴22bに連通している。すなわち、ロック
解除油圧供給用の油通路44eがベーン44に形成さ
れ、油通路72及び73がロックピン70に形成されて
いる。油通路44eはベーン長手方向軸線に沿って延
び、その両端はバルブピストン孔44bおよびロックピ
ン孔44aにそれぞれ開口している。油通路72はロッ
クピン直径方向に形成され、その両端はロックピン70
の外周面にそれぞれ開口している。油通路72の開口端
は拡径されており、ロックピン70が図3に示すロック
解除位置にあるか或いは図4に示すロック位置にあるか
にかかわらず、油通路44eと油通路72とが連通する
ようになっている。油通路73はロックピン長手方向軸
線に沿って延び、その両端は油通路72およびロック穴
22bにそれぞれ開口している。As shown in FIG. 5, the end faces of the vane 44 on the housing end wall 34 side and the end face on the cam pulley main body 22 side have oil passages 44c and 44d for supplying unlocking hydraulic pressure.
Are formed respectively. Both ends of the oil passage 44c open to the advance-side oil chamber 47 and the valve piston hole 44b, and both ends of the oil passage 44d open to the retard-side oil chamber 48 and the valve piston hole 44b. This valve piston hole 44b
Communicates with the lock hole 22b. That is, the oil passage 44 e for supplying the unlock hydraulic pressure is formed in the vane 44, and the oil passages 72 and 73 are formed in the lock pin 70. The oil passage 44e extends along the longitudinal axis of the vane, and both ends thereof open to the valve piston hole 44b and the lock pin hole 44a, respectively. The oil passage 72 is formed in the diameter direction of the lock pin, and both ends thereof are
Are respectively opened on the outer peripheral surface of. The open end of the oil passage 72 is enlarged in diameter, and the oil passage 44e and the oil passage 72 are connected regardless of whether the lock pin 70 is in the unlocked position shown in FIG. 3 or the locked position shown in FIG. It is designed to communicate. The oil passage 73 extends along the lock pin longitudinal axis, and both ends thereof are open to the oil passage 72 and the lock hole 22b, respectively.
【0038】ロック解除時の背圧除去のため、各ベーン
44のハウジング端壁側にはスプリング室71に連通す
る溝44iが形成され、また、この溝44iに連通する
呼吸孔44jがベーン44に形成されている(図4)。
呼吸孔44jはベーン厚さ方向に延びて、カムシャフト
10の先端面周縁に環状に形成された面取り部分10a
に開口している。この面取り部分10aは、カムシャフ
ト10の先端部にカムシャフト軸線方向に形成された呼
吸穴10bとこの呼吸穴10bからカムシャフト外周面
に向けて半径方向外方へ延びる呼吸穴10c(図3)と
を介して、環状空間10dに連通している。上記要素4
4i、44j、10a、10b及び10cは、スプリン
グ室71を環状空間10dに連通させる連通路を構成し
ている。上述のように、環状空間10dは、カムジャー
ナル15の油路15cを介してエンジン内部に連通して
いる。In order to remove the back pressure at the time of unlocking, a groove 44i communicating with the spring chamber 71 is formed on the housing end wall side of each vane 44, and a breathing hole 44j communicating with the groove 44i is formed in the vane 44. (FIG. 4).
The breathing hole 44j extends in the vane thickness direction, and has a chamfered portion 10a formed annularly around the distal end surface of the camshaft 10.
It is open to. The chamfered portion 10a has a breathing hole 10b formed at the tip of the camshaft 10 in the axial direction of the camshaft, and a breathing hole 10c extending radially outward from the breathing hole 10b toward the outer peripheral surface of the camshaft (FIG. 3). Through the ring space 10d. Element 4 above
4i, 44j, 10a, 10b, and 10c form a communication path that connects the spring chamber 71 to the annular space 10d. As described above, the annular space 10d communicates with the inside of the engine via the oil passage 15c of the cam journal 15.
【0039】上記構成において、油通路44cを介して
進角側油室47からバルブピストン孔44bに圧油が供
給されると、バルブピストン90がカムプーリ主体部2
2側へ移動し(図5)、油通路44dと油通路44eと
の連通がピストン90により遮断されると共に油通路4
4cと油通路44eとがピストン孔44bを介して連通
し、油室47からの圧油は、ベーン44の油通路44e
とロックピン70の油通路72、73とを介してロック
穴22b内に流入する。また、油通路44dを介して遅
角側油室48からバルブ44bに圧油が供給されると、
バルブピストン90がハウジング端壁34側へ移動し、
圧油が油通路44e、72及び73を介してロック穴2
2b内に流入する。油室47または48からロック穴へ
供給された圧油は、ロックピン70をスプリング80の
バネ力に抗してハウジング端壁側へ付勢する。このと
き、スプリング室71内の油は、ベーン44の溝44i
及び呼吸孔44jとカムシャフト10の面取り部分10
a、呼吸穴10b、10cとを介して環状空間10dへ
排出され、更に、カムジャーナル15の油路15cを介
してエンジン内部へ戻される。この結果、ロックピン7
0は、スプリング室71内の油による背圧を受けずにロ
ック穴22bから離脱し、ロック解除が円滑に行われ
る。また、スプリング室71内の油がシリンダヘッドカ
バー内の環状空間10dに排出されるので、油分による
歯付きベルト6の劣化は生じない。In the above configuration, when pressure oil is supplied from the advance oil chamber 47 to the valve piston hole 44b via the oil passage 44c, the valve piston 90 is moved to the cam pulley main body 2
2 (FIG. 5), the communication between the oil passage 44d and the oil passage 44e is interrupted by the piston 90 and the oil passage 4
4c communicates with the oil passage 44e through the piston hole 44b, and the pressure oil from the oil chamber 47 is supplied to the oil passage 44e of the vane 44.
And into the lock hole 22b through the oil passages 72 and 73 of the lock pin 70. When pressure oil is supplied from the retard side oil chamber 48 to the valve 44b via the oil passage 44d,
The valve piston 90 moves to the housing end wall 34 side,
The pressurized oil flows through the lock holes 2 through the oil passages 44e, 72 and 73.
2b. The pressure oil supplied from the oil chamber 47 or 48 to the lock hole urges the lock pin 70 toward the housing end wall side against the spring force of the spring 80. At this time, the oil in the spring chamber 71 is
And the breathing hole 44j and the chamfered portion 10 of the camshaft 10
a, it is discharged into the annular space 10d through the breathing holes 10b, 10c, and further returned into the engine through the oil passage 15c of the cam journal 15. As a result, the lock pin 7
0 is released from the lock hole 22b without receiving the back pressure due to the oil in the spring chamber 71, and the lock is smoothly released. Further, the oil in the spring chamber 71 is discharged to the annular space 10d in the cylinder head cover, so that the toothed belt 6 does not deteriorate due to the oil.
【0040】図4中、参照符号44hは、ロック解除油
圧供給用の油通路44eを加工するときの加工孔を表
す。すなわち、孔44h及び油通路44eを一回のドリ
ル加工でベーン44の頂面側から形成可能である。加工
孔44hの両端はベーン44の頂面およびピストン孔4
4bに開口しており、進角側または遅角側油室47、4
8からピストン孔44bに供給された圧油は加工孔44
hを介してベーンシール49の直下に作用し、ベーンシ
ール49のシール性を向上させる。In FIG. 4, reference numeral 44h denotes a machining hole for machining the oil passage 44e for supplying the unlock hydraulic pressure. That is, the hole 44h and the oil passage 44e can be formed from the top surface side of the vane 44 by one drilling. Both ends of the processing hole 44h are located on the top surface of the vane 44 and the piston hole 4
4b, the advance side or the retard side oil chambers 47, 4
8 is supplied to the piston hole 44b from the machining hole 44.
Acting directly below the vane seal 49 via h, the sealing performance of the vane seal 49 is improved.
【0041】上記の2つのロックピン孔44aはベーン
ロータ回転中心に関して互いに対称に配され、ロックピ
ン孔44aに収容されるロックピン70同士もベーンロ
ータ回転中心に関して対称に配されている。上記のロッ
ク穴22b、油通路44c及び44dもベーンロータ回
転中心に関して対称に配されている。この様に、ロック
機構の各種要素を好ましくは油路を含めてロータベーン
回転中心に関して対称に設けることにより、ロック機構
の配設に伴うベーンロータ40の回転バランス悪化を回
避することができる。The two lock pin holes 44a are arranged symmetrically with respect to the center of rotation of the vane rotor, and the lock pins 70 accommodated in the lock pin holes 44a are also arranged symmetrically with respect to the center of rotation of the vane rotor. The lock hole 22b and the oil passages 44c and 44d are also arranged symmetrically with respect to the center of rotation of the vane rotor. In this way, by arranging various elements of the lock mechanism symmetrically with respect to the rotation center of the rotor vane, preferably including the oil passage, it is possible to avoid deterioration of the rotational balance of the vane rotor 40 due to the arrangement of the lock mechanism.
【0042】以下、上記構成のカム位相可変装置の作用
を説明する。エンジン運転中、エンジン回転数が略一定
であって現在のカム位相(吸排気弁のオーバラップ量)
が適正であれば、オイルコントロールバルブ50は、そ
の入口ポート53、54と出口ポート51、52との連
通が遮断される中立位置50cに保持される。この場
合、進角側及び遅角側油室47、48に対する圧油の給
排がなされず、カム位相可変装置のベーン44は油室4
7、48に満たされた油により移動不能に拘束される。
この結果、ベーンハウジング30とベーンロータ40と
の相対回転位置が固定されてカム位相が維持された状態
で、クランク軸の回転に同期してカムプーリ20、ベー
ンハウジング30、ベーンロータ40及びカムシャフト
10が回転し、カムシャフト10のカム4により吸気弁
が開閉される。上述のように、ベーンハウジング30お
よびベーンロータ40の各部は、ベーンロータ回転中心
に関する回転バランスを考慮して構成されており、従っ
て、要素30及び40の回転に伴う回転振動は充分に抑
制される。The operation of the variable cam phase device having the above configuration will be described below. During engine operation, the engine rotation speed is almost constant and the current cam phase (overlap amount of intake and exhaust valves)
Is appropriate, the oil control valve 50 is held at the neutral position 50c where the communication between the inlet ports 53 and 54 and the outlet ports 51 and 52 is cut off. In this case, the supply and discharge of the pressure oil to the advance side and the retard side oil chambers 47 and 48 are not performed, and the vane 44 of the cam phase variable device
It is immovably restrained by the oil filled in 7,48.
As a result, the cam pulley 20, the vane housing 30, the vane rotor 40, and the camshaft 10 rotate in synchronization with the rotation of the crankshaft while the relative rotational position between the vane housing 30 and the vane rotor 40 is fixed and the cam phase is maintained. Then, the intake valve is opened and closed by the cam 4 of the camshaft 10. As described above, each part of the vane housing 30 and the vane rotor 40 is configured in consideration of the rotational balance with respect to the vane rotor rotation center, and therefore, the rotational vibration caused by the rotation of the elements 30 and 40 is sufficiently suppressed.
【0043】その後、エンジン回転が上昇すると、オイ
ルコントロールバルブ50は、第1入口ポート53と第
2出口ポート52とが連通すると共に第2入口ポート5
4と第1出口ポート51とが連通する進角位置50bに
切り換えられる。この結果、油ポンプ62からの圧油
は、カムジャーナル15の第2油路15bとカムシャフ
ト10の第2環状溝11b、第2半径方向孔12b及び
第2長手方向孔13bとを介して中空ボルト14の中空
部14aへ流入し、更に、油路41とベーンロータ主体
部42の第2半径方向孔46bとを介して進角側油室4
7に供給される。油室47への圧油供給により、ベーン
44に進角方向(ハウジング隔壁32c側)への付勢力
が作用し、ベーン44は遅角側油室48内の油を排出し
つつベーンハウジング30のベーン収容室内で進角方向
へ移動する。この結果、ベーンロータ40はベーンハウ
ジング30と共に回転しつつ、ハウジング30に対して
進角方向へ相対回転し、カム位相が進角される。Thereafter, when the engine speed rises, the oil control valve 50 connects the first inlet port 53 and the second outlet port 52 with each other and the second inlet port 5
4 is switched to the advanced position 50b where the first outlet port 51 communicates. As a result, the pressure oil from the oil pump 62 is hollow through the second oil passage 15b of the cam journal 15 and the second annular groove 11b, the second radial hole 12b, and the second longitudinal hole 13b of the camshaft 10. The fluid flows into the hollow portion 14a of the bolt 14, and further through the oil passage 41 and the second radial hole 46b of the vane rotor main body 42, the advance side oil chamber 4
7 is supplied. By supplying the pressurized oil to the oil chamber 47, an urging force acts on the vane 44 in the advancing direction (the side of the housing partition 32 c), and the vane 44 discharges the oil in the retarding-side oil chamber 48 while the vane 44 It moves in the advance direction in the vane accommodation room. As a result, the vane rotor 40 rotates relative to the housing 30 in the advance angle direction while rotating together with the vane housing 30, and the cam phase is advanced.
【0044】進角方向へのベーン44の移動中、遅角側
油室48内の油は、ベーンロータ主体部42の第1半径
方向孔46a及び第1長手方向孔45aを介してカムシ
ャフト10の第1長手方向孔13aに流入し、次いで、
カムシャフト10の第1半径方向孔12aおよび第1環
状溝11aとカムジャーナル15の第1油路15aとオ
イルコントロールバルブ50を介してシリンダヘッド内
へ排出され、油タンク60へ戻る。During the movement of the vane 44 in the advance direction, the oil in the retard side oil chamber 48 is supplied to the camshaft 10 via the first radial hole 46a and the first longitudinal hole 45a of the vane rotor main body 42. Flows into the first longitudinal hole 13a and then
The oil is discharged into the cylinder head through the first radial hole 12a and the first annular groove 11a of the camshaft 10, the first oil passage 15a of the cam journal 15, and the oil control valve 50, and returns to the oil tank 60.
【0045】また、上記のように進角側油室47へ圧油
が供給されると、既に述べたように、油室47内の圧油
は、油通路44c、44e、72及び73を介してロッ
ク穴22b内に流入して、ロックピン70をロック解除
方向へ付勢する。このとき、ロックピン70は既にロッ
ク解除状態にあるので、このロック解除状態が維持され
る(図2および図3)。When the pressure oil is supplied to the advance-side oil chamber 47 as described above, the pressure oil in the oil chamber 47 passes through the oil passages 44c, 44e, 72 and 73, as described above. And flows into the lock hole 22b to urge the lock pin 70 in the lock release direction. At this time, since the lock pin 70 is already in the unlocked state, this unlocked state is maintained (FIGS. 2 and 3).
【0046】その後、エンジン回転が低下すると、オイ
ルコントロールバルブ50は、第1入口ポート53と第
1出口ポート51とが連通すると共に第2入口ポート5
4と第2出口ポート52とが連通する図1に示す遅角位
置50aに切り換えられる。この結果、油ポンプ62か
らの圧油は、オイルコントロールバルブ50が進角位置
にある場合の油排出経路に対応する経路を逆方向に辿っ
て遅角側油室48に供給される。油室48への圧油供給
により、ベーン44に遅角方向(ハウジング隔壁32b
側)への付勢力が作用し、ベーン44は進角側油室47
内の油を排出しつつベーンハウジング30のベーン収容
室内で遅角方向へ移動する。この結果、ベーンロータ4
0はベーンハウジング30と共に回転しつつ、ハウジン
グ30に対して遅角方向へ相対回転し、カム位相が遅角
される。進角側油室47からの油排出は、オイルコント
ロールバルブ50が進角位置にある場合の圧油供給経路
に対応する経路を逆方向に辿って行われ、圧油が油タン
ク60へ戻る。Thereafter, when the engine speed decreases, the oil control valve 50 connects the first inlet port 53 and the first outlet port 51 to each other and the second inlet port 5
4 is switched to the retard position 50a shown in FIG. 1 where the second outlet port 52 and the second outlet port 52 communicate with each other. As a result, the pressure oil from the oil pump 62 is supplied to the retard-side oil chamber 48 by following the path corresponding to the oil discharge path when the oil control valve 50 is in the advanced position in the reverse direction. By supplying the pressure oil to the oil chamber 48, the vane 44 is retarded in the retard direction (the housing partition 32b).
Side), the vane 44 is advanced to the advance side oil chamber 47.
It moves in the retard direction in the vane housing chamber of the vane housing 30 while discharging the oil inside. As a result, the vane rotor 4
0 rotates with the vane housing 30 in the retard direction with respect to the housing 30, and the cam phase is retarded. Oil is discharged from the advance side oil chamber 47 by following a path corresponding to the pressure oil supply path when the oil control valve 50 is at the advance position in the reverse direction, and the pressure oil returns to the oil tank 60.
【0047】また、遅角側油室48への圧油供給時、既
に述べたように、油室48内の圧油は、油通路44d、
44e、72及び73を介してロック穴22b内に流入
して、ロックピン70をロック解除方向へ付勢し、これ
によりロック解除状態にされる(図2および図3)。エ
ンジンを運転停止させる直前では、エンジンはアイドル
運転されている。このアイドル運転中、ベーン収容室内
でベーン44が最遅角位置まで回動するように、図1に
示す遅角位置にあるオイルコントロールバルブ50を介
して油ポンプ62から遅角側油室48へ圧油が供給され
る。この結果、ベーンロータ40が最遅角位置に保持さ
れる。このときロックピン70はロック穴22bに略整
合するが、油室48からロック穴22bへの圧油供給に
よりロック解除状態が維持される。When the pressure oil is supplied to the retard-side oil chamber 48, as described above, the pressure oil in the oil chamber 48 is supplied to the oil passage 44d,
It flows into the lock hole 22b through 44e, 72, and 73, and urges the lock pin 70 in the unlocking direction, whereby the unlocked state is obtained (FIGS. 2 and 3). Immediately before stopping the operation of the engine, the engine is idling. During this idling operation, the oil pump 62 moves from the oil pump 62 to the retarded oil chamber 48 via the oil control valve 50 at the retarded position shown in FIG. 1 so that the vane 44 rotates to the most retarded position in the vane storage chamber. Pressure oil is supplied. As a result, the vane rotor 40 is held at the most retarded position. At this time, the lock pin 70 is substantially aligned with the lock hole 22b, but the unlocked state is maintained by the supply of the pressure oil from the oil chamber 48 to the lock hole 22b.
【0048】エンジンが運転停止状態にある間、ロック
ピン70はスプリング80のバネ力を受けてロック穴2
2bに嵌入し(図6)、ベーン44は最遅角位置にロッ
クされる。このエンジン停止中、カムジャーナル15よ
りも上方位置にある進角側および遅角側油室47、48
内の油はシリンダヘッド内に抜けるが、ベーン44のロ
ック状態はスプリング80のバネ力により維持される。
従って、次のエンジン始動時、ベーン44はエンジン始
動に適した最遅角位置にロックされており、エンジンは
失火発生を伴うことなく円滑に始動する。While the engine is stopped, the lock pin 70 receives the spring force of the spring 80 to lock the lock hole 2.
2b (FIG. 6), and the vane 44 is locked at the most retarded position. While the engine is stopped, the advance-side and retard-side oil chambers 47 and 48 located above the cam journal 15.
The oil inside the cylinder escapes into the cylinder head, but the locked state of the vane 44 is maintained by the spring force of the spring 80.
Therefore, at the time of the next engine start, the vane 44 is locked at the most retarded position suitable for starting the engine, and the engine starts smoothly without occurrence of misfire.
【0049】本発明の可変動弁機構は上記実施形態のも
のに限定されず、種々に変形可能である。例えば、上記
実施形態では2枚ベーンのカム位相可変装置を説明した
が、ベーン数は2つに限定されない。4枚ベーンの装置
を図7に例示する。この装置はベーン44が4つである
点を除き上記実施形態のものと略同一構成であり、実施
形態のものに対応する要素を図7に同一符号で示し、説
明を省略する。エンジンに通常装備される油ポンプを圧
油供給源として利用した場合、油圧増大によるベーンロ
ータ回転力の増大には制約があるが、ベーン数を増加さ
せると、ベーン全体の合計受圧面が広くなり、圧油の給
排に伴って発生するベーンロータ回転力を大きなものに
できる。図7の変形例では直径方向に対向する2つのベ
ーンのみにロック機構を設けたが、全てのベーンにロッ
ク機構を設けても良い。The variable valve mechanism according to the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the cam phase variable device having two vanes has been described, but the number of vanes is not limited to two. FIG. 7 illustrates a four-vane apparatus. This apparatus has substantially the same configuration as that of the above-described embodiment except that the number of vanes 44 is four. Elements corresponding to those of the above-described embodiment are indicated by the same reference numerals in FIG. When an oil pump normally used in an engine is used as a pressure oil supply source, there is a restriction on the increase in the rotational force of the vane rotor due to an increase in the oil pressure, but when the number of vanes is increased, the total pressure receiving surface of the entire vane is increased, The vane rotor rotational force generated with the supply and discharge of the pressure oil can be increased. In the modified example of FIG. 7, the lock mechanism is provided only on the two vanes diametrically opposed, but the lock mechanism may be provided on all vanes.
【0050】上記の実施形態および変形例では、ベーン
44を径方向外方側ほどベーン幅方向寸法が連続的に小
さくなるような断面台形状に形成して先細にしたが、こ
れに限定されない。例えば、ベーンを、矩形状や台形状
などの任意形状断面を有した幅広の基端側半部と任意形
状断面の幅狭の先端側半部とで構成可能である。また、
ベーンを先細にすることも必須ではない。In the above-described embodiment and modified examples, the vane 44 is formed in a trapezoidal cross-section such that the dimension in the vane width direction becomes continuously smaller toward the radially outward side, but is not limited thereto. For example, the vane can be composed of a wide proximal half having an arbitrary cross section such as a rectangular shape or a trapezoidal shape, and a narrow distal half having an arbitrary cross section. Also,
Tapering the vanes is not required.
【0051】上記実施形態では、付勢手段収容室(スプ
リング室71)と環状空間10dとを連通させる連通路
を、要素44i、44j、10a、10b及び10cに
より構成したが、連通路の構成はこれに限定されず、ま
た、連通路を設けることも必須ではない。上記実施形態
のロック機構では、ロック穴22bをベーン44の最遅
角側回動位置に合致するような位置に設けたが、ベーン
44の最遅角側回動位置よりも僅かに進角側へ偏倚した
位置にロック穴22bに形成すると共にロックピン先端
部70aの周面及びロック穴22bの周面にテーパを付
けても良い。この場合、ロック状態においてベーン44
とベーンハウジング隔壁32bとの間にクリアランスが
付与され、ロック機構のロック解除作動特性が向上し、
エンジン始動時の打音の発生が防止される。In the above-described embodiment, the communication passage for communicating the urging means accommodating chamber (spring chamber 71) with the annular space 10d is constituted by the elements 44i, 44j, 10a, 10b and 10c. The invention is not limited to this, and it is not essential to provide a communication path. In the lock mechanism of the above embodiment, the lock hole 22b is provided at a position corresponding to the most retarded rotation position of the vane 44, but slightly more advanced than the most retarded rotation position of the vane 44. The lock hole 22b may be formed at a position deviated to the right, and the peripheral surface of the lock pin tip portion 70a and the peripheral surface of the lock hole 22b may be tapered. In this case, the vane 44 is locked in the locked state.
And a clearance is provided between the vane housing partition wall 32b and the lock release operation characteristics of the lock mechanism are improved.
The occurrence of a tapping sound when the engine is started is prevented.
【0052】なお、ロック機構はハウジング側に設けて
も良いが、ベーン部材に設けた方がカム位相可変装置の
カム軸方向の長さがコンパクトに構成でき好ましい。Although the lock mechanism may be provided on the housing side, it is preferable to provide the lock mechanism on the vane member because the length of the cam phase variable device in the cam axis direction can be made compact.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明の可変動弁機構は、クランク軸と
同期回転する回転伝達部材と一体回転可能な収容部材
と、カムシャフトと一体回転可能でかつ収容部材に対し
て相対回転可能なベーン部材と、ベーン部材内に配され
た可動体を付勢手段により付勢して収容部材のロック穴
へ嵌入させるロック機構とを備えるので、内燃機関の運
転停止中に油室からの油抜けが生じたとしても、付勢手
段の付勢力によりロック状態を維持でき、次回の内燃機
関の始動時の失火発生を防止できる。また、本発明で
は、遅角側油室への油圧供給時と進角側油室への油圧供
給時に油圧をロック穴へ導いて可動体をロック穴から離
脱させるので、遅角側油室からの油圧と進角側油室から
の油圧をロック穴という同一部位にロック解除油圧とし
て作用させることができ、ロック解除油圧供給経路の大
部分が一系統にまとめられてロック機構をコンパクトに
構成でき、可変動弁機構の小型軽量化を図れる。油圧を
同一部位に導く構成においてベーン部材内にロックピン
を設けることにより、ベーン部材のカム軸方向の長さが
短くでき、カム位相可変装置全体がコンパクトに構成で
きる。このため、搭載性に優れるだけでなく重量及び回
転慣性の低減が図られるため、内燃機関の回転応答性を
阻害せず、ベルトやチェーンなどのカム駆動力伝達要素
への負担が小さく耐久性の悪化を引き起こさない。The variable valve mechanism according to the present invention comprises a housing member rotatable integrally with a rotation transmitting member synchronously rotating with a crankshaft, a vane rotatable integrally with the camshaft and rotatable relative to the housing member. Since the member and the lock mechanism for urging the movable body disposed in the vane member by the urging means and fitting the movable body in the lock hole of the housing member are provided, oil leakage from the oil chamber during operation stop of the internal combustion engine is provided. Even if it occurs, the locked state can be maintained by the urging force of the urging means, and the occurrence of misfire at the next start of the internal combustion engine can be prevented. Further, in the present invention, when the hydraulic pressure is supplied to the retard-side oil chamber and when the hydraulic pressure is supplied to the advance-side oil chamber, the hydraulic pressure is guided to the lock hole to disengage the movable body from the lock hole. Hydraulic pressure and the hydraulic pressure from the advance-side oil chamber can act as the unlocking hydraulic pressure in the same part called the lock hole, and most of the unlocking hydraulic supply path can be integrated into one system, making the lock mechanism compact. In addition, the size and weight of the variable valve mechanism can be reduced. By providing the lock pin in the vane member in a configuration in which the hydraulic pressure is guided to the same portion, the length of the vane member in the cam axis direction can be shortened, and the entire cam phase variable device can be configured compact. As a result, not only is the mountability excellent, but also the weight and rotational inertia are reduced, so that the rotational responsiveness of the internal combustion engine is not hindered, and the load on the cam driving force transmission elements such as belts and chains is small and the durability is low. Does not cause deterioration.
【図1】本発明の一実施形態によるカム位相可変装置を
図2のI−I線に沿って示す長手方向断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a cam phase changing device according to an embodiment of the present invention, taken along line II of FIG. 2;
【図2】カム位相可変装置を図3のII−II線に沿っ
て示す横断面図である。2 is a cross-sectional view of the variable cam phase device taken along the line II-II of FIG. 3;
【図3】ロック解除状態のカム位相可変装置を図2のI
II−III線に沿って示す断面図である。FIG. 3 shows the cam phase changing device in the unlocked state as indicated by I in FIG. 2;
It is sectional drawing shown along the II-III line.
【図4】カム位相可変装置の部分拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the variable cam phase device.
【図5】図2のV−V線に沿う断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 2;
【図6】カム位相可変装置をロック状態で示す横断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the cam phase variable device in a locked state.
【図7】本発明の変形例による4枚ベーン式カム位相可
変装置を示す横断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a four-vane cam phase changing device according to a modification of the present invention.
4 カム 10 カムシャフト 20 カムプーリ 22b ロック穴 30 ベーンハウジング 40 ベーンロータ 44 ベーン 44a ロックピン孔 44b バルブピストン孔 44c、44d、44e、72、73 油通路 44h 加工孔 47 進角側油室 48 遅角側油室 49 シール 50 オイルコントロールバルブ 62 油ポンプ 70 ロックピン 71 スプリング室 80 スプリング 90 バルブピストン Reference Signs List 4 cam 10 camshaft 20 cam pulley 22b lock hole 30 vane housing 40 vane rotor 44 vane 44a lock pin hole 44b valve piston hole 44c, 44d, 44e, 72, 73 oil passage 44h working hole 47 advance oil chamber 48 retard oil Chamber 49 Seal 50 Oil control valve 62 Oil pump 70 Lock pin 71 Spring chamber 80 Spring 90 Valve piston
Claims (1)
される回転伝達部材と一体回転可能な収容部材と、 上記収容部材内に配され上記収容部材との間に遅角側油
室及び進角側油室を画成するベーン部を有し、上記内燃
機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム部が形成され
たカムシャフトと一体回転可能でかつ上記収容部材に対
して相対回転可能なベーン部材と、 上記遅角側油室または上記進角側油室に油圧を選択的に
供給する油圧供給手段と、 上記ベーン部材の相対回転により上記ベーン部材内に配
された可動体が上記収容部材のロック穴に整合したと
き、上記可動体内に配された付勢手段の付勢力により上
記可動体を上記ロック穴へ嵌入させ、また、上記遅角側
油室への油圧供給時と上記進角側油室への油圧供給時に
上記油圧を上記ロック穴へ導いて上記可動体を上記ロッ
ク穴から離脱させるロック機構とを備えることを特徴と
する可変動弁機構。1. A retarding-side oil chamber and an advancement member are provided between a housing member rotatable integrally with a rotation transmitting member to which a rotational force is transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine, and a housing member disposed in the housing member. A camshaft having a vane portion defining a corner-side oil chamber and having a cam portion for opening and closing an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine is integrally rotatable and relatively rotatable with respect to the housing member. A vane member, a hydraulic pressure supply means for selectively supplying hydraulic pressure to the retard side oil chamber or the advance side oil chamber, and a movable body disposed in the vane member by relative rotation of the vane member. When aligned with the lock hole of the member, the movable body is fitted into the lock hole by the urging force of the urging means disposed in the movable body, and when the hydraulic pressure is supplied to the retard side oil chamber and the advance is made. When supplying hydraulic pressure to the corner side oil chamber, A lock mechanism that guides the movable body to the lock hole and separates the movable body from the lock hole.
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