JP4069340B2

JP4069340B2 - Vane-type cam phase variable device

Info

Publication number: JP4069340B2
Application number: JP29728998A
Authority: JP
Inventors: 秀樹宮本; 真一村田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-10-19
Also published as: JP2000120414A

Description

【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動力伝達部材に対するカム軸の回転位相を可変調整するカム位相可変装置に関し、特に、位相調整に油圧を利用する油圧式カム位相可変装置に関する。
【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動力伝達部材と一体回転可能な収容部材と、収容部材内に収容されたベーンを有しカム軸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遅角油室および進角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、カム位相をエンジン運転状態に適合させることによりエンジン始動性やエンジン性能の向上に寄与する。
【０００３】
油圧ベーン式カム位相可変装置では、カム位相を連続可変とするべく、進角油室への圧油供給のための進角圧油通路と遅角油室に係る遅角圧油通路とを別個独立に設けている。例えば、圧油通路の各々は、カム軸の外周面或いはカム軸を支持する軸受けの内周面に全周にわたって形成された環状の油溝と、この環状油溝と各油室との間に介在する圧油通路部とを有し、圧油供給源から環状油溝に供給された圧油を圧油通路部を介して油室へ供給するようになっている。
【０００４】
この様に、カム軸または軸受けに環状油溝を設けると、カム軸と軸受けとのクリアランスにおける油圧や油膜形成力が油溝形成部位において低下し、潤滑状態が悪化する。すなわち、クリアランス全体にわたって所望厚の油膜が形成される流体潤滑状態を得ることができず、油膜厚が部分的に所要厚よりも小さくなる混合潤滑状態となる。軸受けに油溝を形成した場合、図７に実線で示すように、カム軸と軸受けとのクリアランスにおいて油膜形成のための油圧が油溝形成部位で分断され、油溝を形成しない場合（二点鎖線で示す）よりも油圧が大幅に低下する。また、図８に示すように、油溝を形成した場合の最小油膜厚（実線）は、油溝を形成しない場合（二点鎖線）よりも大幅に低下する。
【０００５】
歯付きカムプーリなどの動力伝達部材をタイミングベルトなどの動力伝達要素を介してエンジンのクランク軸に連結してなるカム位相可変装置では、クランク軸から動力伝達部材への動力伝達に起因する荷重（ベルト荷重）がカム軸に加わる。このため、カム軸を支持する軸受けの、カム軸に関して動力伝達部材と動力伝達要素との連結部位（噛合部位）と反対側の周方向領域には、ベルト荷重が加わる。結果として、この荷重作用側の周方向領域での潤滑状態が大幅に悪化して摩擦力が増大し、燃費の悪化や焼き付けが生じることがある。
【０００６】
そこで、一般に、軸受けの長さを大幅に増大させて所望の潤滑状態を得ているが、エンジンの長さが増大してコンパクト化の要請を満たせなくなる。また、カム軸と軸受けとのクリアランスを増大させて油排出を促すことにより焼き付き防止を図る場合には、潤滑に必要な油量が増大し、油ポンプ容量の増大が必要になって燃費が悪化する。また、動力伝達に起因する荷重による潤滑状態への影響を緩和するためにバルブリフトを制限すると、エンジン性能が低下してしまう。そして、ベルト荷重を低減するべく動力伝達部材と動力伝達要素との連結長さを短くすると、連結具合が悪化して片当たり現象が生じることがあり、この場合、動力伝達部材や動力伝達要素が早期に摩耗して耐久性低下の要因になる。
【０００７】
油圧式カム位相可変装置には、上記のベーン式のもの以外に、動力伝達部材とカム軸との間にヘリカルギア構造のカム位相可変機構を備えたものがある。例えば、特開平１０−１８８１６号公報には、プーリに止着された大径筒とカムシャフトに止着された小径筒とにヘリカルスプライン結合されたピストンにより大径筒の内部を区画して得た２つの油室の間に圧力差を付与してピストンをスライドさせてバルブタイミングを可変制御する装置が記載されている。このバルブタイミング調整装置では、上記のように進角用および遅角用の環状溝を設けた場合に環状溝の間において生じるカムシャフト周面に沿う油洩れに起因するバルブタイミング制御性の低下を防止するべく、軸受けの一半部を構成するシリンダヘッド側の軸受け部に半周溝を設けると共に軸受けの他半部を成すカムキャップ側の軸受け部に半周溝を設けている。
【０００８】
この様に、上記公報に記載の装置では、環状油溝に代えて半周溝を形成することにより油溝間での油洩れによるカム位相制御性の低下は防止されるが、荷重支持側の軸受け周方向領域に対応する軸受け半部に一方の半周溝が形成されており、この領域では、半周溝の形成に伴って潤滑状態が大幅に悪化し、従って、燃費が悪化したり、カム軸と軸受けとが焼き付くおそれがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軸受け長さの増大を抑制しつつカム軸と軸受けとの間の潤滑状態を良好なものにするベーン式カム位相可変装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のベーン式カム位相可変装置は、内燃機関のクランク軸に動力伝達要素を介して連結された動力伝達部材とカム軸との間に介在する複数のベーン油室を持つカム位相可変機構を有するベーン式カム位相可変装置において、圧油供給源からの圧油を進角油室および遅角油室にそれぞれ供給する進角圧油通路および遅角圧油通路の一部を構成する円弧溝の各々を、クランク軸から動力伝達部材への動力伝達に起因する最大荷重作用側の所定軸受け周方向領域を除く特定の軸受け周方向領域において軸受けの内周面に周方向に形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、動力伝達要素を介してクランク軸から動力伝達部材への動力伝達が行われ、また、カム位相可変機構の進角油室または遅角油室へ圧油が適宜に供給されてカム位相可変機構によりカム位相が所望のものに制御される。機関運転中、カム軸に関して動力伝達部材と動力伝達要素との連結部位と反対側の軸受け周方向領域において、クランク軸から動力伝達部材への動力伝達に起因する荷重がカム軸と軸受けとに作用し、この荷重作用側の領域に油溝が形成されている場合には潤滑状態がかなり悪化するが、本発明の装置では、潤滑状態の悪化が抑制される。
【００１２】
すなわち、圧油通路の一部を環状溝で構成し或いは荷重支持側の領域に半周溝を形成した装置の場合と異なり、本発明の装置では、圧油通路の一部を構成する円弧溝が軸受け内周面の特定の周方向領域のみに形成されており、荷重支持側の周方向領域への溝形成に起因する潤滑状態の悪化は生じない。
この様に、本発明ではカム軸と軸受けとの間の潤滑状態が良好なものになるので、カム軸の回転に対する摩擦が低減し、燃費向上および焼き付け防止が図られる。また、潤滑状態を改善するべく軸受けを長くする必要性が少なくなり、内燃機関をコンパクトに構成できる。また、カム軸と軸受けとの焼き付けが生じにくいので、両者間のクリアランスを狭くして油洩れ量を低減でき、圧油供給源の容量を増大させることなく、すなわち、燃費低下を招くことなく、良好な潤滑状態を維持できる。更に、動力伝達に起因する荷重による潤滑状態への影響が少ないので、バルブリフトに係る制約が緩和されると共に、動力伝達部材と動力伝達要素との連結長さを長くできる。このため、バルブリフトの制限に伴う機関性能の低下が回避され、また、カム位相制御の信頼性や装置の耐久性が向上する。
【００１３】
本発明では、更に、円弧溝と複数の進角油室及び遅角油室のそれぞれとがカム軸に形成された油孔を通じて常に連通する構造であることを特徴とする。好ましくは、進角圧油通路および遅角圧油通路の各々は、特定の軸受け周方向領域において軸受け内周面にその半周にわたって形成された半周溝と、上記カム軸の軸線を通る仮想平面に関して互いに対称にかつ上記カム軸に半径方向に貫通して形成され上記半周溝にそれぞれ連通する一対の油孔とを有する。
【００１４】
この好適態様によれば、カム軸の回転位置にかかわらず、一対の油孔の少なくともいずれか一方を介して各圧油通路の半周溝とこれよりも下流側の圧油通路部とを常に連通させることができ、カム位相制御用の圧油供給を適正に行える。また、これと同様の連通機能を一つの油孔により達成するようにした構成に比べて、半周溝に対する各油孔の開口面積を低減でき、従って、油孔開口部位におけるカム軸と軸受けとの間での油膜形成力の低下を抑制できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、軸受けは、内燃機関のシリンダヘッド側に設けられた第１軸受け半部と、シリンダヘッドに装着されるロッカカバー側に設けられ特定の軸受け周方向領域に対応する第２軸受け半部とからなり、進角圧油通路及び遅角油圧通路の各々の円弧溝（半周溝）は第２軸受け半部に形成される。また、上記進角油室または上記遅角油室のいずれかを上記圧油供給源に選択的に連通させる切換弁が、第２軸受け半部側に配置される。
【００１６】
この好適態様によれば、円弧溝をロッカカバー側の軸受け半部に形成すれば良いので、円弧溝（半周溝）をシリンダヘッド側の軸受け部に形成し或いはカムキャップ側（ロッカカバー側）およびシリンダヘッド側の双方の軸受け半部にわたって形成する場合に比べて、円弧溝の加工が容易になる。また、切換弁から半周溝に至る圧油通路部分の長さが短くなるので圧油通路の構成が簡易になり、また、切換弁から各油室に至る圧油通路部分の長さが短くなるので、切換弁の動作に対する各油室への圧油供給の応答性が向上し、カム位相制御を適正に行える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による油圧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、例えば、ＤＯＨＣエンジンの吸気側および排気側のそれぞれのカム軸に付設されて吸気弁および排気弁の開閉タイミングをシフトするもので、以下の説明では吸気弁側の構成を主に説明する。
【００１８】
図１において、エンジンのシリンダヘッドとロッカーカバーとの接合部位には、吸気側のカム軸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。カム軸１０には、ロッカアームを介して吸気弁に当接するカム４が形成されている。カムジャーナル１５は、ロッカカバー側のカムジャーナル半部１５ａとシリンダヘッド側のカムジャーナル半部１５ｂとから構成されている。
【００１９】
エンジンのクランク軸は、動力伝達要素（例えば図３の歯付きベルト９０）を介して、カム位相可変装置の動力伝達部材（例えばカムプーリ２０）に連結されている。カムプーリ２０は、主体部２２と、歯付きベルト９０と噛み合う歯付きフランジ２４と、カム軸１０の先端部に外嵌されたボス部２６とを有している。符号１７は、ボス部２６とカムジャーナル１５との間に配されたオイルシールを示す。
【００２０】
図１及び図２に示すように、カム位相可変装置は、ボルト２３によりカムプーリ主体部２２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３０と、ボルト１４によりカム軸１０の端面に固定されカム軸と一体に回転可能なベーンロータ（ベーン部材）４０とを有している。ハウジング３０及びロータ４０は、互いに相対回転可能であり、プーリ２０に対するカム軸１０の回転位相を可変調整するカム位相可変機構を構成している。
【００２１】
ベーンロータ４０は、円筒状の主体部４２と、例えば２つのベーン４４とを有している。参照符号８は、カム軸１０に対するベーンロータ４０の位置決めに用いるピンを表し、図２の符号４２ｂはピン８が嵌入するピン孔を示す。
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はベーン数と同数の周壁部３２ａと、ベーンロータ４０を回転自在に支持する側壁３２ｂとを有している。符号２３ａは、ボルト２３に係るボルト孔を示す。
【００２２】
ベーンハウジング３０の側壁３２ｂは、ハウジング端壁３４及びカムプーリ主体部２２と協働してベーン収容室を画成している。このベーン収容室は、ベーン４４とハウジング周壁部３２ａとの間に配されたシール４９とベーン４４とにより、進角油室４７と遅角油室４８との２つに区分されている。
カム位相可変装置は、圧油供給源から供給された圧油を進角油室４７または遅角油室４８のいずれかに選択的に供給するための切換弁として機能するオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）５０を有している。圧油供給源は、例えば、エンジンにより駆動される油ポンプ（図示略）からなる。
【００２３】
ＯＣＶ５０は、好ましくはカムジャーナル１５の略直上に配され、ボルト１１１、１１２によりカムジャーナル１５に固定される。ＯＣＶ５０は、図示を省略するが、スリーブとスリーブ内で移動自在に配されたスプールとを有するスプール弁からなる。スプールは、リターンスプリングのばね力により例えば進角位置側へ常時付勢され、また、ＯＣＶ５０の電磁ソレノイドに駆動電力が供給されたときにソレノイドの磁気吸引力によって遅角位置側へ付勢される。すなわち、スプールは、ばね力と磁気吸引力とが平衡する位置に保持されるもので、本実施形態では、ＯＣＶ５０のソレノイドへの通電が遮断されたときに（デューティ比０％）進角位置をとり、デューティ比１００％での通電時に遅角位置をとり、例えばデューティ比５０％での通電時に中立位置をとるようになっている。
【００２４】
図示を省略するが、ＯＣＶ５０のスリーブ周壁の一側には、圧油入口ポートと、スリーブ長手方向において圧油入口ポートの両側に配された第１及び第２ドレインポートとが形成され、スリーブ周壁の他側には第１及び第２圧油出口ポートがそれぞれ形成されている。圧油入口ポートはオイルパイプ１０１などを介して油ポンプに接続され、また、第１及び第２圧油出口ポートは後述の進角圧油通路及び遅角圧油通路を介して進角油室４７及び遅角油室４８にそれぞれ接続されている。
【００２５】
ＯＣＶ５０のスプールが中立位置にあると、スプールにより２つの圧油出口ポートが閉じられて油ポンプと油室４７、４８との連通が遮断される。スプールが進角位置にあると、スプール外周面の環状溝（図示略）を介して圧油入口ポートと第１圧油出口ポートとが連通し、油ポンプからの圧油がＯＣＶ５０及び進角圧油通路を介して進角油室４７に供給され、スプールが遅角位置にあると圧油入口ポートと第２圧油出口ポートとがスプールの溝を介して連通して遅角油室４８への圧油供給が行われるようになっている。
【００２６】
ＯＣＶ５０のスリーブの第１圧油出口ポートと進角油室４７とを接続する進角圧油通路は、ＯＣＶ５０の基部に形成され第１圧油出口ポートに連通する第１進角油路（図示略）と、カムジャーナル半部１５ａに形成され第１進角油路に連通する第２進角油路１２１とを有し、第２進角油路１２１の下流端は、カムジャーナル半部１５ａの半円筒状の内周面に周方向に形成された半周溝（より一般には円弧溝）からなる第３進角油路１２２に連通している。
【００２７】
この様に、半周溝１２２の形成部位をロッカカバー側のカムジャーナル半部１５ａに限定することにより、油溝形成に起因する潤滑状態の悪化が以下の理由で抑制される。
エンジン運転中、クランク軸の回転が、歯付きベルト９０を介して吸気弁に関連するカムプーリ２０と排気弁に関連する図示しないカムプーリとに伝達され、この動力伝達に起因して、図３に白抜き矢印Ｆで示す最大荷重が、カム軸１０を介して、カムジャーナル１５の、カム軸１０に関してカムプーリ２０と歯付きベルト９０との噛み合い部位と反対側の周方向領域に作用する。そして、カム軸１０の外周面またはカムジャーナル１５の内周面、特に、最大荷重作用側の所定周方向領域に、周方向油溝を形成すると、溝形成部位及びその回りで油膜形成力が著しく低下する。
【００２８】
この点を考慮して、本実施形態では、上述のように、第３進角油路１２２をなす半周溝を、最大荷重支持側の所定周方向領域（カムジャーナル半部１５ｂ）と反対側の特定の周方向領域、すなわち、カムキャップ側のカムジャーナル半部１５ａに形成し、これにより油膜形成力の著しい低下を回避し、所要の潤滑状態を維持するようにしている。
【００２９】
進角圧油通路の説明に戻ると、半周溝（第３進角通路）１２２に整合する軸方向位置においてカム軸１０には、一対の油孔１２３ａ、１２３ｂが半径方向に貫通して形成されている（図１および図５）。油孔１２３ａ、１２３ｂは、カム軸１０の軸線を通る仮想平面（図示略）に関して互いに対称に設けられており、カム軸の回転位置にかかわらず、一対の油孔の少なくともいずれか一方を介して半周溝１２２と常に連通する第４進角通路１２３を構成している。また、一対の油孔と同様の連通機能を一つの油孔により達成するようにした構成に比べて、半周溝１２２に対する各油孔の開口面積を低減させて、油孔開口部位におけるカム軸１０とカムジャーナル１５との間での油膜形成力の低下を抑制するようにしている。
【００３０】
図１および図６に示すように、カム軸１０の先端部にはその軸線に沿って雌ねじ付きの軸孔（第５進角通路）１２４が形成され、軸孔１２４は、カム軸の先端面に開口すると共に内方端が一対の油孔１２３ａ、１２３ｂに連通している。軸孔１２４には、ベーンロータ固定用のボルト１４が螺着され、このボルト１４の中空部は、一方では軸孔１２４に連通し、他方ではカム軸の先端面に開口して第６進角通路１２５に連通している。第６進角通路１２５は、ボルト３５によりハウジング端壁３４に固定されたキャッププレート３４と、ボルト１４と、ベーンロータ主体部４２とにより画成されている。
【００３１】
更に、進角圧油通路は、ベーンロータ主体部４２に半径方向に形成された油孔（第７進角通路）１２６（図２）を有し、油孔１２６の内方端は第６進角通路１２５に連通し、外方端はベーンロータ主体部４２の外周面に開口して進角油室４７に連通している。
ＯＣＶ５０の第２圧油出口ポートと遅角油室４８とを接続する遅角圧油通路は、ＯＣＶ５０の基部に形成されＯＣＶの第２圧油出口ポートに連通する第１遅角油路（図示略）と、カムジャーナル半部１５ａに形成され第１遅角油路に連通する第２遅角油路１３１とを有している。第２遅角油路１３１の下流端は、カムジャーナル半部１５ａの内周面に形成された半周溝からなる第３遅角油路１３２に連通している。
【００３２】
第２遅角通路１３１は、カム軸の軸方向にみて第２進角油路１２１に関してカム位相可変機構と反対側へ離隔した軸方向位置に形成されている。半周溝１３２の形成領域を荷重非支持側のカムジャーナル半部１５ａに限定して油膜形成力の低下を回避しているので、遅角通路１３１、１３２と進角通路１２１、１２２との離隔距離ひいてはカムジャーナル１５の軸方向長さを短くした場合にも、良好な潤滑状態を得ることができる。
【００３３】
遅角圧油通路は、半周溝（第３遅角通路）１３２に整合する軸方向位置においてカム軸１０に形成された一対の油孔１３３ａ、１３３ｂを有している。図４に示すように、油孔１３３ａ、１３３ｂは、カム軸１０の軸線を通る仮想平面（図示略）に関して互いに対称に設けられており、カム軸の回転位置にかかわらず、半周溝１３２と常に連通する第４遅角通路１３３を構成している。
【００３４】
そして、カム軸１０の先端部には、カム軸の軸線から偏倚した半径方向位置にカム軸軸線と平行に一対の軸孔（第５遅角通路）１３４が形成され、軸孔１３４は、下流端がカム軸の先端面に開口すると共に上流端が油孔１３３ａ、１３３ｂに連通している。
更に、遅角圧油通路は、ベーンロータ主体部４２に半径方向に形成された油孔（第６遅角通路）１３５（図２）を有し、油孔１３５の内方端は第５遅角通路１３５に連通し、外方端はベーンロータ主体部４２の外周面に開口して遅角油室４８に連通している。
【００３５】
カム位相可変装置は、ベーン厚さ方向に形成された孔に移動自在に配されたロックピン７０を有するロック機構を備えている。ロック機構は、ベーン４４が最遅角回転位置付近まで移動した状態で、カムプーリ主体部２２に形成され遅角油室４８に連通する油路２２ａとベーン４４に形成された油路４４ｄとを介して、遅角油圧４８からの油圧がロックピン７０の基端部に印加されたとき、ロックピン先端部がハウジング端壁３４に形成されたロック穴に嵌入し、これによりベーン４４を最遅角位置にロックするようになっている。また、ロック機構は、ベーン４４に形成された油通路４４ｃを介して第６進角通路１２５からロックピン先端部に圧油が供給されたときにロックピン７０がロック穴から離脱して、ロックを解除するようにされている。
【００３６】
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、図示しないコントローラの制御下で、エンジンの回転数および負荷に応じてＯＣＶ５０の電磁ソレノイドへの通電時間が図示しないマップに基づいてデューティ制御され、これによりカム位相がエンジン運転域に適合するものになるように制御される。
【００３７】
すなわち、ＯＣＶ５０の電磁ソレノイドへの通電停止中、ＯＣＶ５０は進角換位置に切り替わり、油ポンプからの圧油は、上述の進角圧油通路を介して進角油室４７に供給され、カム位相が進角される。一方、電磁ソレノイドへの通電中、ＯＣＶ５０は遅角位置に切り替わり、油ポンプから遅角油室４８に圧油が供給され、カム位相が遅角される。また、ＯＣＶが中立位置にあればカム位相が保持される。
【００３８】
本実施形態では、進角圧油通路及び遅角圧油通路のそれぞれの一部をなす半周溝１２２、１３２をカムジャーナル半部１５ａに形成して、ベルト荷重Ｆ（図９）を支持する側のカムジャーナル半部１５ｂにおける潤滑状態の悪化を回避したので、カム軸１０とカムジャーナル１５との間の潤滑状態は良好になり、エンジン運転が低燃費で円滑に行われ、カム軸とカムジャーナルとの焼き付きが回避される。
【００３９】
そして、エンジン運転停止直前において例えばアイドル運転が行われると、ＯＣＶ５０への通電がデューティ比１００％で行われてカム位相が最遅角位置にされ、ロック機構によりベーン４４が最遅角位置にロックされる。
エンジンが運転停止状態にある間、ベーン４４のロック状態は解除されず、次のエンジン始動時、カム位相はエンジン始動に適した最遅角位置にあり、エンジンは失火発生を伴うことなく円滑に始動する。その後、進角油室へ圧油が供給されるとロック機構がロック解除動作し、ロック解除状態で、上記のカム位相制御が実施される。
【００４０】
本発明の装置は、上記の実施形態に限定されず、種々に変形可能である。
例えば、上記実施形態では、ロックピンの基端部または先端部に油圧を選択的に印加されたときにロック動作またはロック解除動作するロック機構を一つのベーンに設けた２枚ベーン式のカム位相可変装置について説明したが、ベーン数やロック機構の種類などはこれに限定されない。更に、スプール弁からなる切換弁を用いることも必須ではない。要するに、本発明は、油圧式のカム位相可変機構を備えた種々のベーン式カム位相可変装置に適用可能である。
【００４１】
更に、上記実施形態では、進角圧油通路および遅角圧油通路のそれぞれの一部を構成する円弧溝としての半周溝を、半円筒状のロッカカバー側ジャーナル半部に形成したが、円弧溝を丁度半円にすることは必須ではない。また、エンジン仕様によっては荷重非支持側の周方向領域がロッカカバー側ジャーナル半部に合致しないことがあり、この場合、ロッカカバー側ジャーナル半部からシリンダヘッド側ジャーナル半部にかけて円弧溝が形成されることになる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、カム軸と軸受けとの間の潤滑状態を良好なものにして燃費向上および焼き付け防止を図ることができる。また、軸受けを長くする必要がないので内燃機関をコンパクトに構成できる。また、カム軸と軸受けとの間のクリアランスを狭くして油洩れ量を低減できるので、圧油供給源の容量を増大させることなしに、従って、低燃費で、良好な潤滑状態を維持できる。更に、動力伝達に起因する荷重による潤滑状態への影響が少ないので、バルブリフトの設計自由度が高く、従って機関性能を向上でき、また、動力伝達部材と動力伝達要素との連結長さを長くすることによりカム位相制御の信頼性向上ならびに装置の耐久性向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるカム位相可変装置を図３のＩ−Ｉ線に沿って示す断面図である。
【図２】カム位相可変装置のカム位相可変機構を、ハウジング端壁を取り外した状態で示す正面図である。
【図３】カム位相可変機構を、カムプーリに歯付きベルトを装着した状態で示す正面図である。
【図４】図６のＩＶ−ＩＶ線に沿うカム軸の先端部の断面図である。
【図５】図６のＶ−Ｖ線に沿うカム軸の先端部の断面図である。
【図６】カム軸の先端部を異なる２つの長手方向断面で示す図である。
【図７】軸受けに円周溝を形成した場合における軸受け長さ方向各部での油圧を、円周溝を形成しない場合のものと比較して示す図である。
【図８】軸受けに円周溝を形成した場合における油温と最小油膜厚との関係を、円周溝を形成しない場合のものと比較して示す図である。
【符号の説明】
１０カム軸
２０カムプーリ
３０ベーンハウジング
４０ベーンロータ
４４ベーン
４７進角油室
４８遅角油室
５０オイルコントロールバルブ
１２２、１３２半周溝
１２３、１３３油孔
１２４、１３４軸孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cam phase variable device that variably adjusts the rotational phase of a cam shaft relative to a power transmission member that can rotate synchronously with a crankshaft of an internal combustion engine, and more particularly to a hydraulic cam phase variable device that uses hydraulic pressure for phase adjustment.
[0002]
[Related background]
The hydraulic vane cam phase varying device includes a power transmission member that rotates in synchronization with a crankshaft, a housing member that can rotate integrally, and a vane member that has a vane housed in the housing member and can rotate integrally with the camshaft. The valve overlap period between the intake valve and the exhaust valve is changed by supplying and discharging pressure oil to and from the retard oil chamber and the advance oil chamber formed between the vane and the housing member. This variable adjustment adjusts the cam phase to the engine operating condition and contributes to improvement of engine startability and engine performance.
[0003]
In the hydraulic vane cam phase varying device, the advance pressure oil passage for supplying pressure oil to the advance oil chamber and the retard pressure oil passage for the retard oil chamber are separately provided so that the cam phase is continuously variable. It is provided independently. For example, each of the pressure oil passages includes an annular oil groove formed on the outer peripheral surface of the cam shaft or the inner peripheral surface of the bearing that supports the cam shaft, and between the annular oil groove and each oil chamber. The pressure oil passage section is interposed, and the pressure oil supplied from the pressure oil supply source to the annular oil groove is supplied to the oil chamber through the pressure oil passage section.
[0004]
As described above, when the annular oil groove is provided in the cam shaft or the bearing, the oil pressure and the oil film forming force in the clearance between the cam shaft and the bearing are lowered at the oil groove forming portion, and the lubrication state is deteriorated. That is, a fluid lubrication state in which an oil film having a desired thickness is formed over the entire clearance cannot be obtained, and a mixed lubrication state in which the oil film thickness is partially smaller than the required thickness is obtained. When an oil groove is formed in the bearing, as shown by a solid line in FIG. 7, the oil pressure for oil film formation is divided at the oil groove forming portion in the clearance between the cam shaft and the bearing, and no oil groove is formed (two points The hydraulic pressure is significantly lower than that indicated by the chain line. Moreover, as shown in FIG. 8, the minimum oil film thickness (solid line) when the oil groove is formed is significantly lower than when the oil groove is not formed (two-dot chain line).
[0005]
In a cam phase variable device in which a power transmission member such as a toothed cam pulley is connected to a crankshaft of an engine via a power transmission element such as a timing belt, a load (belt resulting from power transmission from the crankshaft to the power transmission member) Load) is applied to the camshaft. For this reason, a belt load is applied to the circumferential region of the bearing that supports the cam shaft on the side opposite to the connection portion (meshing portion) between the power transmission member and the power transmission element with respect to the cam shaft. As a result, the lubrication state in the circumferential region on the load acting side may be greatly deteriorated to increase the frictional force, resulting in deterioration of fuel consumption and seizure.
[0006]
Therefore, in general, a desired lubrication state is obtained by significantly increasing the length of the bearing, but the length of the engine increases and the demand for compactness cannot be satisfied. In addition, when trying to prevent seizure by increasing the clearance between the camshaft and the bearing to promote oil discharge, the amount of oil required for lubrication increases and the oil pump capacity needs to be increased, resulting in a deterioration in fuel consumption. To do. Further, if the valve lift is limited in order to mitigate the influence on the lubrication state due to the load resulting from the power transmission, the engine performance is deteriorated. If the connection length between the power transmission member and the power transmission element is shortened in order to reduce the belt load, the connection condition may deteriorate and a one-side contact phenomenon may occur. In this case, the power transmission member or the power transmission element Wearing at an early stage causes deterioration of durability.
[0007]
In addition to the vane type, the hydraulic cam phase variable device includes a cam phase variable mechanism having a helical gear structure between the power transmission member and the cam shaft. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-18816 discloses that the inside of a large diameter cylinder is partitioned by a piston that is helically splined to a large diameter cylinder fixed to a pulley and a small diameter cylinder fixed to a camshaft. In addition, there is described a device that variably controls valve timing by applying a pressure difference between two oil chambers and sliding a piston. In this valve timing adjusting device, when the advance angle and retard angle annular grooves are provided as described above, the valve timing controllability caused by oil leakage along the camshaft peripheral surface generated between the annular grooves is reduced. In order to prevent this, a semicircular groove is provided in the bearing portion on the cylinder head side that constitutes one half of the bearing, and a semicircular groove is provided in the bearing portion on the cam cap side that forms the other half of the bearing.
[0008]
As described above, in the apparatus described in the above publication, a half-circumferential groove is formed instead of the annular oil groove to prevent the cam phase control from being deteriorated due to oil leakage between the oil grooves. One half circumferential groove is formed in the bearing half corresponding to the circumferential region. In this region, the lubrication state is greatly deteriorated along with the formation of the half circumferential groove, and therefore the fuel consumption is deteriorated and the camshaft is There is a risk of seizure of the bearing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to improve the lubrication state between the cam shaft and the bearing while suppressing an increase in the bearing length. Vane type It is to provide a cam phase varying device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention Vane type The cam phase varying device is interposed between a power transmission member connected to a crankshaft of an internal combustion engine via a power transmission element and the camshaft. Has multiple vane chambers Has cam phase variable mechanism Vane type In the cam phase varying device, each of the arc grooves constituting part of the advance pressure oil passage and the retard pressure oil passage for supplying the pressure oil from the pressure oil supply source to the advance oil chamber and the retard oil chamber, respectively. Further, the bearing is characterized in that it is formed in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the bearing in a specific bearing circumferential direction region excluding a predetermined bearing circumferential direction region on the maximum load acting side caused by power transmission from the crankshaft to the power transmission member.
[0011]
According to the present invention, power is transmitted from the crankshaft to the power transmission member via the power transmission element, and pressure oil is appropriately supplied to the advance oil chamber or the retard oil chamber of the cam phase variable mechanism. The cam phase is controlled to a desired value by the cam phase variable mechanism. During engine operation, a load caused by power transmission from the crankshaft to the power transmission member acts on the camshaft and the bearing in the circumferential direction region of the bearing opposite to the connection portion between the power transmission member and the power transmission element with respect to the camshaft. However, when the oil groove is formed in the region on the load acting side, the lubrication state is considerably deteriorated, but in the apparatus of the present invention, the deterioration of the lubrication state is suppressed.
[0012]
That is, unlike the case of a device in which a part of the pressure oil passage is configured by an annular groove or a half-circumferential groove is formed in the region on the load support side, the device of the present invention has an arc groove that forms a part of the pressure oil passage. It is formed only in a specific circumferential region on the inner peripheral surface of the bearing, and the lubrication state does not deteriorate due to the formation of grooves in the circumferential region on the load support side.
Thus, in the present invention, since the lubrication state between the cam shaft and the bearing is improved, the friction with respect to the rotation of the cam shaft is reduced, and the fuel consumption is improved and the seizure is prevented. In addition, the need to lengthen the bearing to improve the lubrication state is reduced, and the internal combustion engine can be configured compactly. In addition, since the camshaft and the bearing are unlikely to be seized, the clearance between the two can be reduced to reduce the amount of oil leakage, without increasing the capacity of the pressure oil supply source, that is, without causing a reduction in fuel consumption. Good lubrication can be maintained. Further, since the influence on the lubrication state due to the load resulting from the power transmission is small, restrictions on the valve lift can be eased and the connection length between the power transmission member and the power transmission element can be increased. For this reason, a decrease in engine performance due to the restriction of the valve lift is avoided, and the reliability of the cam phase control and the durability of the apparatus are improved.
[0013]
The present invention Further, the present invention is characterized in that the arc groove and each of the plurality of advance angle oil chambers and retard angle oil chambers are always in communication with each other through an oil hole formed in the cam shaft. Preferably, each of the advance pressure oil passage and the retard pressure oil passage has a half circumferential groove formed on the inner circumferential surface of the bearing over a half circumference in a specific bearing circumferential direction region, and a virtual plane passing through the axis of the cam shaft. A pair of oil holes formed symmetrically with each other and penetrating in the radial direction in the camshaft are respectively communicated with the semicircular grooves.
[0014]
According to this preferred embodiment, regardless of the rotational position of the camshaft, the half circumferential groove of each pressure oil passage and the pressure oil passage portion on the downstream side are always communicated via at least one of the pair of oil holes. The pressure oil for cam phase control can be properly supplied. In addition, compared with a configuration in which the same communication function is achieved with a single oil hole, the opening area of each oil hole with respect to the semicircular groove can be reduced, and accordingly, the cam shaft and the bearing at the oil hole opening portion can be reduced. It is possible to suppress a decrease in oil film forming power between the two.
[0015]
In the present invention, preferably, the bearing is a first bearing half provided on the cylinder head side of the internal combustion engine, and a second corresponding to a specific bearing circumferential direction area provided on the rocker cover side attached to the cylinder head. Each of the arcuate grooves (half circumferential grooves) of the advance pressure hydraulic passage and the retard hydraulic passage is formed in the second bearing half. A switching valve for selectively communicating either the advance oil chamber or the retard oil chamber with the pressure oil supply source is disposed on the second bearing half side.
[0016]
According to this preferred embodiment, the arc groove may be formed in the bearing half portion on the rocker cover side, so that the arc groove (half circumferential groove) is formed in the bearing portion on the cylinder head side or on the cam cap side (rocker cover side) and Compared with the case of forming over both bearing halves on the cylinder head side, machining of the arc groove is facilitated. In addition, since the length of the pressure oil passage portion from the switching valve to the half-circumferential groove is shortened, the configuration of the pressure oil passage is simplified, and the length of the pressure oil passage portion from the switching valve to each oil chamber is shortened. Therefore, the responsiveness of the pressure oil supply to each oil chamber with respect to the operation of the switching valve is improved, and the cam phase control can be appropriately performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hydraulic vane cam phase varying device according to an embodiment of the present invention will be described.
The cam phase varying device according to the present embodiment is attached to each camshaft on the intake side and the exhaust side of the DOHC engine, for example, and shifts the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve. The configuration will be mainly described.
[0018]
In FIG. 1, a cam journal 15 that rotatably supports an intake-side camshaft 10 is provided at a joint portion between an engine cylinder head and a rocker cover. The cam shaft 10 is formed with a cam 4 that contacts the intake valve via a rocker arm. The cam journal 15 includes a cam journal half 15a on the rocker cover side and a cam journal half 15b on the cylinder head side.
[0019]
The crankshaft of the engine is connected to a power transmission member (for example, a cam pulley 20) of a cam phase varying device via a power transmission element (for example, a toothed belt 90 in FIG. 3). The cam pulley 20 includes a main body portion 22, a toothed flange 24 that meshes with the toothed belt 90, and a boss portion 26 that is externally fitted to the distal end portion of the cam shaft 10. Reference numeral 17 denotes an oil seal disposed between the boss portion 26 and the cam journal 15.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the cam phase varying device includes a vane housing 30 fixed to a cam pulley main body 22 by a bolt 23 and rotatable integrally with the cam pulley 20, and a cam fixed to an end surface of the cam shaft 10 by a bolt 14. A vane rotor (vane member) 40 that can rotate integrally with the shaft is provided. The housing 30 and the rotor 40 are rotatable relative to each other, and constitute a cam phase variable mechanism that variably adjusts the rotational phase of the cam shaft 10 with respect to the pulley 20.
[0021]
The vane rotor 40 includes a cylindrical main body 42 and, for example, two vanes 44. Reference numeral 8 represents a pin used for positioning the vane rotor 40 with respect to the camshaft 10, and reference numeral 42 b in FIG. 2 represents a pin hole into which the pin 8 is fitted.
The vane housing 30 includes a housing body 32 and a housing end wall 34. The housing main body 32 has the same number of peripheral wall portions 32a as the number of vanes, and side walls 32b that rotatably support the vane rotor 40. Reference numeral 23 a indicates a bolt hole related to the bolt 23.
[0022]
The side wall 32 b of the vane housing 30 defines a vane accommodation chamber in cooperation with the housing end wall 34 and the cam pulley main body 22. The vane storage chamber is divided into an advance oil chamber 47 and a retard oil chamber 48 by a seal 49 and a vane 44 disposed between the vane 44 and the housing peripheral wall portion 32a.
The cam phase varying device is an oil control valve (OCV) that functions as a switching valve for selectively supplying pressure oil supplied from a pressure oil supply source to either the advance oil chamber 47 or the retard oil chamber 48. 50. The pressure oil supply source includes, for example, an oil pump (not shown) driven by an engine.
[0023]
The OCV 50 is preferably disposed substantially immediately above the cam journal 15 and is fixed to the cam journal 15 by bolts 111 and 112. Although not shown, the OCV 50 includes a spool valve having a sleeve and a spool that is movably disposed within the sleeve. The spool is constantly urged toward the advance position, for example, by the spring force of the return spring, and is urged toward the retard position by the magnetic attraction force of the solenoid when drive power is supplied to the electromagnetic solenoid of the OCV 50. . That is, the spool is held at a position where the spring force and the magnetic attraction force are balanced. In this embodiment, when the energization to the solenoid of the OCV 50 is interrupted (duty ratio 0%), the advance position is set. Thus, the retarded position is taken when energization is performed at a duty ratio of 100%, and the neutral position is taken when energization is performed at a duty ratio of 50%.
[0024]
Although not shown, a pressure oil inlet port and first and second drain ports arranged on both sides of the pressure oil inlet port in the longitudinal direction of the sleeve are formed on one side of the sleeve peripheral wall of the OCV 50. On the other side, first and second pressure oil outlet ports are respectively formed. The pressure oil inlet port is connected to an oil pump via an oil pipe 101 and the like, and the first and second pressure oil outlet ports are advanced oil chambers through an advance pressure oil passage and a retard pressure oil passage which will be described later. 47 and retard oil chamber 48, respectively.
[0025]
When the spool of the OCV 50 is in the neutral position, the two pressure oil outlet ports are closed by the spool, and the communication between the oil pump and the oil chambers 47 and 48 is blocked. When the spool is in the advance position, the pressure oil inlet port and the first pressure oil outlet port communicate with each other via an annular groove (not shown) on the outer peripheral surface of the spool, and the pressure oil from the oil pump is used as the OCV 50 and the advance pressure. When the spool is in the retard position, the pressure oil inlet port and the second pressure oil outlet port communicate with each other via the spool groove to the retard oil chamber 48. The pressure oil is supplied.
[0026]
An advance pressure oil passage connecting the first pressure oil outlet port of the sleeve of the OCV 50 and the advance oil chamber 47 is formed at the base of the OCV 50 and communicates with the first pressure oil outlet port (illustrated). And a second advance oil passage 121 formed in the cam journal half 15a and communicating with the first advance oil passage 121. The downstream end of the second advance oil passage 121 has a cam journal half 15a. The semi-cylindrical inner peripheral surface communicates with a third advance oil passage 122 formed of a semicircular groove (more generally an arc groove) formed in the circumferential direction.
[0027]
Thus, by limiting the formation site of the semicircular groove 122 to the cam journal half 15a on the rocker cover side, the deterioration of the lubrication state due to the oil groove formation is suppressed for the following reason.
During engine operation, the rotation of the crankshaft is transmitted to the cam pulley 20 associated with the intake valve and the cam pulley (not shown) associated with the exhaust valve via the toothed belt 90. The maximum load indicated by the extraction arrow F acts on the circumferential direction region of the cam journal 15 on the opposite side of the cam shaft 20 with respect to the cam shaft 20 and the toothed belt 90 with respect to the cam shaft 10 via the cam shaft 10. When a circumferential oil groove is formed in the outer peripheral surface of the cam shaft 10 or the inner peripheral surface of the cam journal 15, particularly in a predetermined circumferential direction region on the maximum load acting side, the oil film forming force is remarkably increased at and around the groove forming portion. descend.
[0028]
In consideration of this point, in the present embodiment, as described above, the half circumferential groove forming the third advance oil passage 122 is formed on the side opposite to the predetermined circumferential direction region (cam journal half portion 15b) on the maximum load support side. It is formed in a specific circumferential region, that is, in the cam journal half 15a on the cam cap side, thereby avoiding a significant decrease in oil film forming force and maintaining a required lubrication state.
[0029]
Returning to the description of the advance pressure oil passage, a pair of oil holes 123a and 123b are formed in the camshaft 10 so as to penetrate in the radial direction at an axial position aligned with the half circumferential groove (third advance passage) 122. (FIGS. 1 and 5). The oil holes 123a and 123b are provided symmetrically with each other with respect to a virtual plane (not shown) passing through the axis of the camshaft 10, and through at least one of the pair of oil holes regardless of the rotational position of the camshaft. A fourth advance passage 123 that always communicates with the half groove 122 is formed. In addition, compared with a configuration in which the communication function similar to that of the pair of oil holes is achieved by one oil hole, the opening area of each oil hole with respect to the half circumferential groove 122 is reduced, and the camshaft 10 at the oil hole opening portion is reduced. And a reduction in oil film forming force between the cam journal 15 and the cam journal 15 are suppressed.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 6, a shaft hole (fifth advance passage) 124 with a female thread is formed along the axis of the tip of the cam shaft 10, and the shaft hole 124 is a tip surface of the cam shaft. And the inner ends communicate with the pair of oil holes 123a and 123b. A bolt 14 for fixing the vane rotor is screwed into the shaft hole 124, and the hollow portion of the bolt 14 communicates with the shaft hole 124 on the one hand and opens on the tip surface of the camshaft on the other hand to form a sixth advance passage. 125 is communicated. The sixth advance passage 125 is defined by the cap plate 34 fixed to the housing end wall 34 by the bolt 35, the bolt 14, and the vane rotor main body 42.
[0031]
Further, the advance pressure oil passage has an oil hole (seventh advance passage) 126 (FIG. 2) formed in the vane rotor main body 42 in the radial direction, and the inner end of the oil hole 126 has a sixth advance angle. The outer end communicates with the passage 125, opens to the outer peripheral surface of the vane rotor main body 42, and communicates with the advance oil chamber 47.
A retard pressure oil passage that connects the second pressure oil outlet port of the OCV 50 and the retard oil chamber 48 is formed at a base portion of the OCV 50 and is connected to the second pressure oil outlet port of the OCV (illustrated). And a second retarded oil passage 131 that is formed in the cam journal half 15a and communicates with the first retarded oil passage. The downstream end of the second retarded oil passage 131 communicates with a third retarded oil passage 132 formed by a half circumferential groove formed on the inner peripheral surface of the cam journal half 15a.
[0032]
The second retard passage 131 is formed at an axial position that is spaced away from the cam phase variable mechanism with respect to the second advance oil passage 121 when viewed in the axial direction of the cam shaft. Since the formation region of the half circumferential groove 132 is limited to the cam journal half portion 15a on the non-load-supporting side to avoid a decrease in oil film forming force, the separation distance between the retard passages 131 and 132 and the advance passages 121 and 122 As a result, even when the axial length of the cam journal 15 is shortened, a good lubricating state can be obtained.
[0033]
The retard pressure oil passage has a pair of oil holes 133 a and 133 b formed in the cam shaft 10 at an axial position aligned with the half-circumferential groove (third retard passage) 132. As shown in FIG. 4, the oil holes 133a and 133b are provided symmetrically with each other with respect to a virtual plane (not shown) passing through the axis of the camshaft 10, and the oil holes 133a and 133b are always connected to the half circumferential groove 132 regardless of the rotational position of the camshaft. A fourth retarding passage 133 is formed which communicates.
[0034]
A pair of shaft holes (fifth retarded passages) 134 are formed at the distal end portion of the cam shaft 10 in parallel with the cam shaft axis at radial positions deviated from the axis of the cam shaft. The end opens to the tip surface of the camshaft, and the upstream end communicates with the oil holes 133a and 133b.
Further, the retard pressure oil passage has an oil hole (sixth retard passage) 135 (FIG. 2) formed in the vane rotor main body 42 in the radial direction, and the inner end of the oil hole 135 is the fifth retard angle. The outer end communicates with the passage 135 and opens to the outer peripheral surface of the vane rotor main body 42 to communicate with the retarded oil chamber 48.
[0035]
The cam phase varying device includes a lock mechanism having a lock pin 70 movably disposed in a hole formed in the vane thickness direction. In the state where the vane 44 has moved to the vicinity of the most retarded angle rotation position, the lock mechanism is connected via an oil passage 22a formed in the cam pulley main body 22 and communicating with the retard oil chamber 48 and an oil passage 44d formed in the vane 44. When the hydraulic pressure from the retarded hydraulic pressure 48 is applied to the proximal end portion of the lock pin 70, the lock pin distal end portion is fitted into the lock hole formed in the housing end wall 34, thereby causing the vane 44 to be the most retarded angle. It is designed to lock in position. In addition, the lock mechanism is configured such that when the pressure oil is supplied from the sixth advance passage 125 to the tip of the lock pin via the oil passage 44c formed in the vane 44, the lock pin 70 is detached from the lock hole and locked. Has been released.
[0036]
The operation of the cam phase varying device having the above configuration will be described below.
During engine operation, under the control of a controller (not shown), the duty time of the OCV50 electromagnetic solenoid is controlled based on a map (not shown) according to the engine speed and load, so that the cam phase is adapted to the engine operating range. To be controlled.
[0037]
That is, while energization of the electromagnetic solenoid of the OCV 50 is stopped, the OCV 50 is switched to the advance angle changing position, and the pressure oil from the oil pump is supplied to the advance oil chamber 47 via the above-described advance pressure oil passage, and the cam phase Is advanced. On the other hand, during energization of the electromagnetic solenoid, the OCV 50 is switched to the retard position, pressure oil is supplied from the oil pump to the retard oil chamber 48, and the cam phase is retarded. If the OCV is in the neutral position, the cam phase is maintained.
[0038]
In the present embodiment, the half circumferential grooves 122 and 132 forming part of each of the advance pressure oil passage and the retard pressure oil passage are formed in the cam journal half portion 15a to support the belt load F (FIG. 9). Since the deterioration of the lubrication state in the cam journal half portion 15b of the camshaft is avoided, the lubrication state between the camshaft 10 and the cam journal 15 is improved, and the engine operation is smoothly performed with low fuel consumption. Burn-in is avoided.
[0039]
When, for example, idle operation is performed immediately before the engine operation is stopped, the OCV 50 is energized at a duty ratio of 100%, the cam phase is set to the most retarded position, and the vane 44 is locked to the most retarded position by the lock mechanism. Is done.
While the engine is in the shutdown state, the vane 44 is not unlocked, and at the next engine start, the cam phase is at the most retarded position suitable for engine start, and the engine smoothly runs without causing misfire. Start. Thereafter, when pressure oil is supplied to the advance oil chamber, the lock mechanism performs the unlocking operation, and the cam phase control is performed in the unlocked state.
[0040]
The apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified.
For example, in the above-described embodiment, a two-vane cam phase in which a lock mechanism that locks or unlocks when a hydraulic pressure is selectively applied to the proximal end or the distal end of the lock pin is provided in one vane. The variable device was explained, but the number of vanes and the type of locking mechanism are not limited to this. . Further In addition, it is not essential to use a switching valve composed of a spool valve. In short, the present invention provides a variety of hydraulic cam phase variable mechanisms. Vane type It can be applied to a cam phase variable device.
[0041]
Furthermore, in the above embodiment, the semicircular groove as the arc groove constituting each of the advance pressure oil passage and the retard pressure oil passage is formed in the half cylindrical rocker cover side journal half portion. It is not essential to make the groove exactly a semicircle. Also, depending on the engine specifications, the circumferential region on the load non-support side may not match the rocker cover side journal half, and in this case, an arc groove is formed from the rocker cover side journal half to the cylinder head side journal half. Will be.
[0042]
【The invention's effect】
The present invention can improve the fuel consumption and prevent seizure by improving the lubrication state between the cam shaft and the bearing. Moreover, since it is not necessary to lengthen the bearing, the internal combustion engine can be configured compactly. In addition, since the amount of oil leakage can be reduced by narrowing the clearance between the camshaft and the bearing, it is possible to maintain a good lubrication state without increasing the capacity of the pressure oil supply source and hence with low fuel consumption. Furthermore, since there is little influence on the lubrication state due to the load caused by power transmission, the degree of freedom in designing the valve lift is high, and therefore the engine performance can be improved, and the connection length between the power transmission member and the power transmission element is increased. By doing so, it is possible to improve the reliability of the cam phase control and the durability of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a cam phase varying device according to an embodiment of the present invention along the line II in FIG.
FIG. 2 is a front view showing a cam phase varying mechanism of the cam phase varying device with a housing end wall removed.
FIG. 3 is a front view showing the cam phase variable mechanism in a state where a toothed belt is attached to the cam pulley.
4 is a cross-sectional view of the distal end portion of the cam shaft taken along the line IV-IV in FIG. 6;
5 is a cross-sectional view of the distal end portion of the cam shaft taken along the line VV in FIG. 6. FIG.
FIG. 6 is a view showing the tip of the cam shaft in two different longitudinal cross sections.
FIG. 7 is a diagram showing the hydraulic pressure at each part in the bearing length direction when a circumferential groove is formed in the bearing, as compared with a case where no circumferential groove is formed.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the oil temperature and the minimum oil film thickness when a circumferential groove is formed in the bearing, as compared with the case where no circumferential groove is formed.
[Explanation of symbols]
10 Camshaft
20 Cam pulley
30 vane housing
40 Vane Rotor
44 Vane
47 Advance oil chamber
48 retarded oil chamber
50 Oil control valve
122, 132 half circumference groove
123, 133 Oil hole
124, 134 shaft hole

Claims

A power transmission member connected to a crankshaft of an internal combustion engine via a power transmission element and rotating in synchronization with the crankshaft, and a plurality of vane oils interposed between the camshaft supported by the bearing and the power transmission member A cam phase variable mechanism having a chamber, and an advance oil chamber or a retard oil chamber of the cam phase variable mechanism through which the pressure oil from a pressure oil supply source passes through an advance pressure oil passage or a retard pressure oil passage. In the vane cam phase varying device that changes the rotational phase of the cam shaft relative to the power transmission member
Each of the advance pressure oil passage and the retard pressure oil passage is a specific bearing circumferential area excluding a predetermined bearing circumferential area on the maximum load acting side caused by power transmission from the crankshaft to the power transmission member In the inner peripheral surface of the bearing in the circumferential direction, and the arc groove and each of the plurality of advance oil chambers and retard oil chambers through oil holes formed in the cam shaft A vane type cam phase varying device characterized by having a structure that always communicates .