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JP3969136B2 - Variable valve timing device - Google Patents

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JP3969136B2
JP3969136B2 JP2002078486A JP2002078486A JP3969136B2 JP 3969136 B2 JP3969136 B2 JP 3969136B2 JP 2002078486 A JP2002078486 A JP 2002078486A JP 2002078486 A JP2002078486 A JP 2002078486A JP 3969136 B2 JP3969136 B2 JP 3969136B2
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JP
Japan
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electromagnetic clutch
permanent magnet
valve timing
variable valve
drum
Prior art date
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JP2002078486A
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Japanese (ja)
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Inventor
敬浩 三浦
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸・排気バルブのバルブタイミングを、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させることで可変とする可変バルブタイミング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電磁クラッチ(電磁ブレーキ)の摩擦制動によってクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成の可変バルブタイミング装置が知られている(特開2001−164951号公報及び特開平10−153104号公報参照)。
【0003】
上記可変バルブタイミング装置は、クランク軸の回転をカム軸に伝えるためのスプロケットとカム軸単体との間に位相を与えられることができる分割構造を有し、位相を与える方法として、電磁クラッチの摩擦制動をドラムに作用させて、ドラムの回転を遅らせ、該回転遅れをスプラインの噛み合い部分の軸方向への変位に変換し、以って、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の可変バルブタイミング装置の電磁クラッチは、通電を遮断して電磁力がなくなったときに、摩擦材がドラムから離れる方向に力が働かないため、通電を遮断しても摩擦抵抗が減少するのに時間がかかり、摩擦制動によりドラムの回転を遅延させている状態から初期位置に復帰するのに余分な時間を要するという問題があった。
【0005】
また、前述のように、摩擦材がドラムから離れる方向に力が働かないため、機関の始動前に摩擦材がドラムに接触している場合があり、この場合、電磁クラッチに電流が与えられなくても機関始動に伴って摩擦材の引き摺りが発生し、一時的にドラムの回転遅延(バルブタイミングの変化)が発生してしまうという問題があった。
【0006】
更に、摩擦材がドラムから離れる方向に力が働かないことから、電磁クラッチのOFF時に摩擦材とドラムとが摺動し、摩擦材の劣化を進行させてしまう可能性があるという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電磁クラッチのOFF時に摩擦材がドラムから積極的に解放されるようにすることで、回転遅延させている状態から復帰させるときの応答性を向上させ、機関始動時におけるドラムの引き摺りを回避し、更に、摩擦材の劣化寿命を向上させることができる可変バルブタイミング装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項1記載の発明では、少なくとも電磁クラッチの通電遮断状態で、電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生する永久磁石を設けると共に、前記永久磁石がばねを形成する構成とした。上記構成によると、永久磁石の磁力が、通電遮断されている電磁クラッチに作用すると、摩擦材がドラムから引き離されると共に、前記永久磁石がばねを形成することで、電磁クラッチが永久磁石に当たったときに緩衝作用を行う。
【0010】
請求項記載の発明では、前記永久磁石を、前記カバー部材に対して前記電磁クラッチを回り止めするピンの周囲に巻回されたコイルばねとする構成とした。上記構成によると、電磁クラッチは、カバー部材に対してピンの係合によって回り止めされる構成で、かつ、前記ピンの周囲に巻回されるコイルばねが永久磁石で形成され、電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生し、かつ、電磁クラッチが背面側に向けて移動するときに、コイルばねが緩衝材として機能する。
【0011】
請求項記載の発明では、前記永久磁石が、電磁クラッチの通電状態で、該電磁クラッチを締結方向に付勢する極性を有する構成とした。また、請求項4記載の発明は、電磁クラッチの通電遮断状態で、電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生する永久磁石を設けると共に、前記永久磁石が、前記電磁クラッチの通電状態で、該電磁クラッチを締結方向に付勢する極性を有する構成とした。上記構成によると、永久磁石の磁力が、電磁クラッチの通電遮断状態では、電磁クラッチを解放する方向に働き、電磁クラッチの通電状態では、永久磁石の磁極の向きが電磁クラッチの電磁石の極性と逆の向きであることで、逆に、電磁クラッチを締結させる方向に働く。請求項5記載の発明では、請求項4記載の前記永久磁石を、前記電磁クラッチの背面側を覆うカバー部材に取り付けられるプレート形状とする構成とした。上記構成によると、カバー部材に取り付けられたプレート形状の永久磁石が、通電遮断されている電磁クラッチをその磁力によってカバー部材側に引き付ける。
【0012】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によると、電磁クラッチを背面側に向けて引き付けてドラムから引き離す磁力が、少なくとも電磁クラッチの通電遮断状態で働くから、ドラムの回転を遅延させている状態から通電遮断によってバルブタイミングを復帰させるときの応答性が改善され、また、機関始動を摩擦材とドラムとが離れた状態で行わせることができることで、始動時におけるバルブタイミングの一時的なずれの発生を回避でき、更に、電磁クラッチの通電遮断状態で摩擦材がドラムと接触することがないので、摩擦材の劣化寿命を向上させることができるという効果があると共に、前記磁力を発生させる永久磁石をばね形状とすることで、電磁クラッチの解放動作の緩衝材としても機能し、衝突音の発生などを防止できるという効果がある。
【0014】
請求項2記載の発明によると、電磁クラッチの回り止めピンの部分に永久磁石で形成されるコイルばねを設けることで、電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生し、かつ、前記引き付け動作の緩衝作用をするクラッチ解放部材を簡便に設置できるという効果がある。
【0015】
請求項3,4記載の発明によると、永久磁石の磁力が、電磁クラッチの締結の妨げになることがなく、然も、通電遮断状態での電磁クラッチの積極的な解放を図ることができるという効果がある。請求項5記載の発明によると、磁力を発生させる永久磁石をプレート形状としてカバー部材に取り付けることで、クラッチ解放部材によってカム軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制できるという効果がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、実施の形態における電磁クラッチ(電磁ブレーキ)を用いる可変バルブタイミング装置のシステム構成を示す。
尚、本実施形態では、吸気弁のバルブタイミングを可変制御するものについて説明するが、排気弁のバルブタイミングを可変制御するものであっても良い。
【0017】
図において、シリンダヘッド1に対して回転可能に支持される吸気側カム軸2の端部延長線上には、筒状のスプラインシャフト3が、係合ピン4により回り止め係合された上でボルト5により連結固定されている。
前記スプラインシャフト3の軸周には回転可能にプライマリーカムスプロケット6a及びセカンダリーカムスプロケット6bが支承される。
【0018】
該スプロケット6a,6bはカム軸2に対して相対回転可能に支承され、内燃機関のクランク軸の回転がタイミングチェーン(プライマリー)を介してプライマリーカムスプロケット6aに伝達され、更に、セカンダリーカムスプロケット6bの回転がタイミングチェーン(セカンダリー)を介して排気側カム軸のカムスプロケットに伝達される構成となっている。
【0019】
前記スプロケット6a,6bの回転が、以下に説明する伝達機構を介して前記スプラインシャフト3に伝えられる。
カム軸2と同軸に、フランジ7aを有する筒状のドラム7が設けられ、このドラム7とスプロケット6aとの間には、ドラム7の回転位相を遅らせる方向に付勢するねじりコイルばね8が介装されている。
【0020】
スプロケット6aにはスプリングケース9が固定され、ねじりコイルばね8の一端部(図示右端部)は、このスプリングケース9に固定され、ねじりコイルばね8の他端部は、ドラム7のフランジ7aに固定されており、スプロケット6aに対して回転位相が遅れる方向にドラム7が付勢される。
また、スプラインシャフト3の外周面に形成されたギア3aと、筒状の中間ギヤ10の内周に形成されたギア10aとが、はすばギヤによるヘリカル機構により噛み合っている。
【0021】
一方、中間ギヤ10の図示左端部外周面には雄ネジ10b、ドラム7の内周面には雌ネジ7cが、それぞれ3条程度ずつ形成されていて、この両者はねじ作用により噛み合っている。
また、中間ギヤ10の図示右端部外周面に形成されたギア10cと、スプリングケース9の内周面に形成されたギヤ9bとが、はすばギヤによるヘリカル機構により噛み合っている。
【0022】
ドラム軸受部材11は、スプラインシャフト3の外周面とドラム7の内周面との間に介装され、この両者の相対回転を軸受する。
なお、ドラム軸受部材11外周部は、ドラム7に嵌合された環状の爪部材12と、スプラインシャフト3の端部外周面にネジ止めされたナット13とに係合して、軸方向の動きが規制されている。
【0023】
また、ドラム7の外側(図示左側)に、環状の電磁クラッチ(電磁ブレーキ)14が対向配置される。
前記電磁クラッチ14の背面側の2箇所には、図2に示すように、カム軸2の軸に平行な方向を軸方向として回り止めピン15が突出形成され、該回り止めピン15は、電磁クラッチ14の背面側を覆うカバー部材16の内面側に凹陥形成された円筒状の穴16a(図3参照)に挿嵌され、前記電磁クラッチ14が回り止めされる。
【0024】
そして、前記電磁クラッチ14は、摩擦材14aがフランジ7aに当接する位置と、背面側14bがカバー部材16の内面側に当接する位置との間で、穴16aに対する回り止めピン15の挿嵌状態を保ったまま、カム軸2の軸方向に沿って平行移動できるようになっている。
そして、前記電磁クラッチ14に通電すると、発生する電磁力によって電磁クラッチ14がドラム7に対して吸着し、回り止めされる摩擦材14aに対してドラム7のフランジ7aが摺接して、ドラム7に摩擦制動力が働くようになっている。
【0025】
また、本願に特徴的な構成として前記カバー部材16の内面側に、図4に示すように、前記電磁クラッチ14と略同じ内外径に形成される環状プレート状の永久磁石20(クラッチ解放部材)を、前記電磁クラッチ14の背面に対向させて取り付けてある。
前記永久磁石20は、図1で左右方向に磁極を有し、かつ、該磁極は、電磁クラッチ14に通電したときに電磁石に発生する磁極とは逆向きになるようにしてある。
【0026】
尚、図4において、2つの貫通穴20aは、前記回り止めピン15を挿通させるためのものであり、例えば、図5に示すように、回り止めピン15の部分で2つに分割される2つの円弧状の永久磁石20a,20bを組み合わせて用いるようにしても良い。
かかる可変バルブタイミング装置の基本的な動作を説明する。
【0027】
前記電磁クラッチ14への通電は、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット19によって制御される。
前記電磁クラッチ14が通電されていないとき(制御電流=0)は、前記ねじりコイルばね8の付勢力によってドラム7が、回転位相の最も遅れた位置に保持され、このとき、カム軸2もクランク軸に対して最も回転位相が遅角した位置に保持されるようになっている。
【0028】
上記の最遅角位置を基準としてカム軸2の回転位相を進角させ、吸気バルブのバルブタイミングを目標角度だけ進角させるときは、電磁クラッチ14に通電し、摩擦材14aをドラム7のフランジ7aに吸着させて摩擦制動を作用させる。これにより、ドラム7は、クランク軸に同期するスプロケット6の回転に対して遅れを生じ、その結果、ドラム7に対して雄ねじ10bと雌ねじ7cとで噛み合っている中間ギヤ10は、カム軸2の軸方向(例えば図1の右方向)に移動する。
【0029】
中間ギヤ10の内外周面のヘリカル機構により、中間ギヤ10が前記軸方向に移動すると、カム軸2がカムスプロケット6aに対してカム位相の進角方向に相対回転し、その結果、クランク軸に対してカム軸1の回転位相が進角方向に変化する(吸気バルブのバルブタイミングが進角側に変化する)。
そして、電磁クラッチ14への電流値を増大させ、ねじりコイルばね8の付勢力に対する制動力(滑り摩擦)を増大させるほど、カム軸2の回転位相がより進角側に変更されることになる。
【0030】
上記のように、電磁クラッチ14による制動力に応じて決まるドラム7の回転遅れ量によって、カム軸2の回転位相がスプロケット6(クランク軸)に対して進角変化するものであり、前記電磁クラッチ14による制動力は、電磁クラッチ14に供給される制御電流を例えばデューティ制御することで制御され、これにより、カム軸2の回転位相を連続的に変化させることができる。
【0031】
上記電磁クラッチ14の通電制御において、前記永久磁石20は、以下のように作用する。
前記電磁クラッチ14への通電を遮断すると、電磁クラッチ14を構成する磁性体(鉄心など)が、永久磁石20の磁力によって永久磁石20側に引き付けられることで、電磁クラッチ14が背面側に移動し、電磁クラッチ14の摩擦材14aとドラム7とが引き離される。
【0032】
従って、機関の停止時には、電磁クラッチ14の摩擦材14aとドラム7とが離れた状態に保持され、始動時にドラム7の引き摺りが発生して、カム軸2の回転位相が一時的に進角されてしまうことがない。
また、機関運転中には、通電遮断状態で電磁クラッチ14の摩擦材14aとドラム7とが離れた状態に保持されることで、摩擦材14aの劣化の進行を抑制でき、更に、通電遮断に対してドラム7がねじりコイルばね8で付勢される側に応答良く戻ることになる。
【0033】
また、前記電磁クラッチ14への通電状態で、電磁クラッチ14の電磁石の磁極と、永久磁石20の磁極の向きが逆で、電磁クラッチ14と永久磁石20との間で反発力が発生し、通電遮断時とは逆に電磁クラッチ14をドラム7側に向けて(締結方向に)付勢することになるから、電磁クラッチ14へ通電させてドラム7に吸着させるときに、永久磁石20の磁力が妨げとなることがなく、電磁クラッチ14の大型化や電力消費量の増大を回避できる。
【0034】
上記実施形態では、プレート形状の永久磁石20によって、電磁クラッチ14を背面側に向けて引き付ける磁力を発生させる構成としたが、永久磁石によって形成されるばねを用いることで、電磁クラッチ14を背面側に向けて引き付ける磁力を発生させると共に、緩衝作用を行わせることができる。
図6は、永久磁石によって形成されるばね(クラッチ解放部材)を用いた第2実施形態を示すものである。
【0035】
この図6は、前記回り止めピン15の部分の拡大図であり、回り止めピン15の周囲に巻回されたコイルばね22は、永久磁石で形成されるものであり、一端がカバー部材16の内面側に固定され、他端は自由端としてある。
上記構成によると、コイルばね22の磁力によって、電磁クラッチ14への通電が遮断された状態で、電磁クラッチ14がコイルばね22の磁力によってコイルばね22側に引き付けられ、電磁クラッチ14がドラム7から引き離されることになると共に、電磁クラッチ14の背面側がコイルばね22の先端に当接したときに、コイルばね22が縮んで緩衝作用を発揮するため、磁力による電磁クラッチ14の引き付け動作で、衝突音が発生することを回避できる。
【0036】
尚、上記ではばね形状をコイルとしたが、板ばね,U字ばね,円錐コイルばねなど、他の形状のばねを永久磁石で形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における可変バルブタイミング装置のシステム構成図。
【図2】実施形態における電磁クラッチの回り止め機構を示す部分拡大図。
【図3】実施形態における可変バルブタイミング装置のカバー部材を示す平面図。
【図4】実施形態におけるクラッチ解放部材としてのプレート状永久磁石を示す図。
【図5】前記プレート状永久磁石の他の形状を示す図。
【図6】クラッチ解放部材として永久磁石で形成されるコイルばねを用いた第2実施形態を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド
2…カム軸
3…スプラインシャフト
6a,6b…カムスプロケット
7…ドラム
8…ねじりコイルばね
9…スプリングケース
10…中間ギヤ
14…電磁クラッチ
16…カバー部材
19…コントロールユニット
20…永久磁石
22…コイルばね
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve timing device that makes the valve timing of intake and exhaust valves of an internal combustion engine variable by changing the rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there are known variable valve timing devices configured to change the rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft by friction braking of an electromagnetic clutch (electromagnetic brake) (Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-164951 and 10-153104). See the official gazette).
[0003]
The variable valve timing device has a split structure in which a phase can be given between the sprocket for transmitting the rotation of the crankshaft to the camshaft and the camshaft alone. The brake is applied to the drum to delay the rotation of the drum, and the rotation delay is converted into the axial displacement of the spline meshing portion, thereby changing the rotational phase of the cam shaft relative to the crankshaft. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the electromagnetic clutch of the conventional variable valve timing device does not work in the direction in which the friction material moves away from the drum when the electromagnetic force is lost when the energization is interrupted, so the frictional resistance is reduced even when the energization is interrupted. This takes time, and there is a problem that it takes extra time to return to the initial position from the state where the rotation of the drum is delayed by friction braking.
[0005]
Further, as described above, since the force does not act in the direction in which the friction material moves away from the drum, the friction material may be in contact with the drum before starting the engine. In this case, no current is applied to the electromagnetic clutch. However, there is a problem that dragging of the friction material occurs as the engine is started, and the rotation delay of the drum (change in valve timing) occurs temporarily.
[0006]
Furthermore, since the friction material does not act in a direction away from the drum, there is a problem that the friction material and the drum may slide when the electromagnetic clutch is turned off, and the deterioration of the friction material may be caused. .
The present invention has been made in view of the above problems, and by making the friction material positively released from the drum when the electromagnetic clutch is OFF, the responsiveness when returning from the state where the rotation is delayed is achieved. It is an object of the present invention to provide a variable valve timing device that can improve, avoid dragging of a drum at the time of engine start, and further improve the deterioration life of a friction material.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the first aspect of the present invention, a permanent magnet that generates a magnetic force that attracts the electromagnetic clutch toward the back side is provided at least in a state where the electromagnetic clutch is de-energized, and the permanent magnet forms a spring . According to the above configuration, when the magnetic force of the permanent magnet acts on the electromagnetic clutch that is de-energized, the friction material is separated from the drum, and the permanent magnet forms a spring so that the electromagnetic clutch hits the permanent magnet. Sometimes buffering.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the permanent magnet is a coil spring wound around a pin that prevents the electromagnetic clutch from rotating with respect to the cover member. According to the above configuration, the electromagnetic clutch is configured to be prevented from rotating by the engagement of the pin with respect to the cover member, and the coil spring wound around the pin is formed of the permanent magnet, and the electromagnetic clutch is disposed on the back surface. When a magnetic force attracting toward the side is generated and the electromagnetic clutch moves toward the back side, the coil spring functions as a cushioning material.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the permanent magnet has a polarity that biases the electromagnetic clutch in the fastening direction when the electromagnetic clutch is energized. According to a fourth aspect of the present invention, the electromagnetic clutch is provided with a permanent magnet that generates a magnetic force that attracts the electromagnetic clutch toward the back side when the electromagnetic clutch is energized, and the permanent magnet is in the energized state of the electromagnetic clutch. The electromagnetic clutch has a polarity for biasing in the fastening direction. According to the above configuration, the magnetic force of the permanent magnet works in the direction to release the electromagnetic clutch when the electromagnetic clutch is de-energized, and the direction of the magnetic pole of the permanent magnet is opposite to the polarity of the electro-magnet of the electromagnetic clutch when the electromagnetic clutch is energized. On the contrary, it works in the direction of fastening the electromagnetic clutch. According to a fifth aspect of the present invention, the permanent magnet according to the fourth aspect has a plate shape that is attached to a cover member that covers the back side of the electromagnetic clutch. According to the said structure, the plate-shaped permanent magnet attached to the cover member attracts the electromagnetic clutch by which electricity supply is interrupted | isolated to the cover member side with the magnetic force.
[0012]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the magnetic force for attracting the electromagnetic clutch toward the back side and pulling it away from the drum works at least when the electromagnetic clutch is de-energized, the valve is de-energized from the state where the rotation of the drum is delayed. Responsiveness when returning the timing is improved, and the engine start can be performed in a state where the friction material and the drum are separated from each other, thereby avoiding the occurrence of a temporary deviation of the valve timing at the start, Furthermore, since the friction material does not come into contact with the drum when the electromagnetic clutch is de-energized, there is an effect that the deterioration life of the friction material can be improved, and the permanent magnet for generating the magnetic force is made into a spring shape. Thus, it also functions as a buffer material for the release operation of the electromagnetic clutch, and has the effect of preventing the occurrence of collision noise.
[0014]
According to the second aspect of the invention, by providing the coil spring formed by permanent magnet portions of the locking pin of the electromagnetic clutch, generates a magnetic force to attract toward the electromagnetic clutch on the rear side, and the attracting operation There is an effect that the clutch release member that performs the buffering function can be easily installed.
[0015]
According to the third and fourth aspects of the invention, the magnetic force of the permanent magnet does not hinder the fastening of the electromagnetic clutch, and it is possible to positively release the electromagnetic clutch in the energization cut-off state. effective. According to the fifth aspect of the present invention, by attaching the permanent magnet that generates magnetic force to the cover member in the shape of a plate, there is an effect that it is possible to suppress the length in the cam shaft direction from being increased by the clutch release member.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration of a variable valve timing device using an electromagnetic clutch (electromagnetic brake) in an embodiment.
In the present embodiment, the variable valve timing of the intake valve is described. However, the variable valve timing of the exhaust valve may be controlled.
[0017]
In the figure, on the end extension line of the intake side camshaft 2 that is rotatably supported with respect to the cylinder head 1, a cylindrical spline shaft 3 is engaged with the engagement pin 4 to prevent rotation. 5 is connected and fixed.
A primary cam sprocket 6a and a secondary cam sprocket 6b are rotatably supported on the shaft periphery of the spline shaft 3.
[0018]
The sprockets 6a and 6b are supported so as to be rotatable relative to the camshaft 2, and the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the primary cam sprocket 6a via a timing chain (primary). The rotation is transmitted to the cam sprocket of the exhaust camshaft via the timing chain (secondary).
[0019]
The rotation of the sprockets 6a and 6b is transmitted to the spline shaft 3 through a transmission mechanism described below.
A cylindrical drum 7 having a flange 7 a is provided coaxially with the camshaft 2, and a torsion coil spring 8 that biases the drum 7 in a direction that delays the rotational phase is interposed between the drum 7 and the sprocket 6 a. It is disguised.
[0020]
A spring case 9 is fixed to the sprocket 6 a, one end portion (right end portion in the drawing) of the torsion coil spring 8 is fixed to the spring case 9, and the other end portion of the torsion coil spring 8 is fixed to the flange 7 a of the drum 7. The drum 7 is biased in a direction in which the rotational phase is delayed with respect to the sprocket 6a.
Further, the gear 3a formed on the outer peripheral surface of the spline shaft 3 and the gear 10a formed on the inner periphery of the cylindrical intermediate gear 10 are meshed by a helical mechanism using a helical gear.
[0021]
On the other hand, a male screw 10b is formed on the outer peripheral surface of the left end portion of the intermediate gear 10 and a female screw 7c is formed on the inner peripheral surface of the drum 7, each of which is engaged by a screw action.
A gear 10c formed on the outer peripheral surface of the right end portion of the intermediate gear 10 and a gear 9b formed on the inner peripheral surface of the spring case 9 are engaged with each other by a helical mechanism using a helical gear.
[0022]
The drum bearing member 11 is interposed between the outer peripheral surface of the spline shaft 3 and the inner peripheral surface of the drum 7 and supports the relative rotation of both.
The outer peripheral portion of the drum bearing member 11 is engaged with an annular claw member 12 fitted to the drum 7 and a nut 13 screwed to the outer peripheral surface of the end portion of the spline shaft 3 to move in the axial direction. Is regulated.
[0023]
Further, an annular electromagnetic clutch (electromagnetic brake) 14 is disposed opposite to the outside (left side in the figure) of the drum 7.
As shown in FIG. 2, the anti-rotation pins 15 protrude from the two positions on the back side of the electromagnetic clutch 14 with the direction parallel to the axis of the cam shaft 2 as the axial direction. The electromagnetic clutch 14 is prevented from rotating by being inserted into a cylindrical hole 16a (see FIG. 3) formed in a concave shape on the inner surface side of the cover member 16 covering the back side of the clutch 14.
[0024]
The electromagnetic clutch 14 is inserted into the hole 16a between the position where the friction material 14a contacts the flange 7a and the position where the back surface 14b contacts the inner surface of the cover member 16. While being maintained, it can be translated along the axial direction of the camshaft 2.
When the electromagnetic clutch 14 is energized, the electromagnetic clutch 14 is attracted to the drum 7 by the generated electromagnetic force, and the flange 7a of the drum 7 is brought into sliding contact with the friction material 14a to be prevented from rotating. Friction braking force works.
[0025]
Further, as a characteristic configuration of the present application, an annular plate-shaped permanent magnet 20 (clutch release member) formed on the inner surface side of the cover member 16 with substantially the same inner and outer diameter as the electromagnetic clutch 14 as shown in FIG. Is mounted to face the back surface of the electromagnetic clutch 14.
The permanent magnet 20 has magnetic poles in the left-right direction in FIG. 1, and the magnetic poles are opposite to the magnetic poles generated in the electromagnet when the electromagnetic clutch 14 is energized.
[0026]
In FIG. 4, two through holes 20 a are for inserting the anti-rotation pin 15. For example, as shown in FIG. 5, the two through holes 20 a are divided into two at the portion of the anti-rotation pin 15. Two arcuate permanent magnets 20a and 20b may be used in combination.
The basic operation of such a variable valve timing device will be described.
[0027]
Energization of the electromagnetic clutch 14 is controlled by a control unit 19 incorporating a microcomputer.
When the electromagnetic clutch 14 is not energized (control current = 0), the drum 7 is held at the position where the rotational phase is most delayed by the biasing force of the torsion coil spring 8, and at this time, the camshaft 2 is also cranked. The rotation phase is held at a position most retarded with respect to the axis.
[0028]
When the rotational phase of the camshaft 2 is advanced with the most retarded angle position as a reference and the valve timing of the intake valve is advanced by a target angle, the electromagnetic clutch 14 is energized and the friction material 14a is moved to the flange of the drum 7. Friction braking is applied by adsorbing to 7a. As a result, the drum 7 is delayed with respect to the rotation of the sprocket 6 synchronized with the crankshaft. As a result, the intermediate gear 10 meshed with the drum 7 by the male screw 10b and the female screw 7c It moves in the axial direction (for example, the right direction in FIG. 1).
[0029]
When the intermediate gear 10 moves in the axial direction by the helical mechanism on the inner and outer peripheral surfaces of the intermediate gear 10, the cam shaft 2 rotates relative to the cam sprocket 6a in the advance direction of the cam phase. In contrast, the rotational phase of the camshaft 1 changes in the advance direction (the valve timing of the intake valve changes toward the advance side).
As the current value to the electromagnetic clutch 14 is increased and the braking force (sliding friction) with respect to the urging force of the torsion coil spring 8 is increased, the rotational phase of the camshaft 2 is changed to the more advanced side. .
[0030]
As described above, the rotational phase of the camshaft 2 is advanced with respect to the sprocket 6 (crankshaft) according to the rotational delay amount of the drum 7 determined according to the braking force of the electromagnetic clutch 14, and the electromagnetic clutch The braking force by 14 is controlled by, for example, duty-controlling the control current supplied to the electromagnetic clutch 14, whereby the rotational phase of the camshaft 2 can be continuously changed.
[0031]
In the energization control of the electromagnetic clutch 14, the permanent magnet 20 acts as follows.
When energization of the electromagnetic clutch 14 is interrupted, a magnetic body (such as an iron core) constituting the electromagnetic clutch 14 is attracted to the permanent magnet 20 side by the magnetic force of the permanent magnet 20, so that the electromagnetic clutch 14 moves to the back side. The friction material 14a of the electromagnetic clutch 14 and the drum 7 are pulled apart.
[0032]
Accordingly, when the engine is stopped, the friction material 14a of the electromagnetic clutch 14 and the drum 7 are held away from each other, and the drum 7 is dragged at the start, and the rotational phase of the camshaft 2 is temporarily advanced. There is no end.
Further, during the engine operation, the friction material 14a of the electromagnetic clutch 14 and the drum 7 are held in a state where the energization is cut off, so that the progress of deterioration of the friction material 14a can be suppressed, and further, the energization is cut off. On the other hand, the drum 7 returns to the side urged by the torsion coil spring 8 with good response.
[0033]
Further, when the electromagnetic clutch 14 is energized, the magnetic poles of the electromagnet of the electromagnetic clutch 14 and the magnetic poles of the permanent magnet 20 are reversed, and a repulsive force is generated between the electromagnetic clutch 14 and the permanent magnet 20. Since the electromagnetic clutch 14 is urged toward the drum 7 (in the fastening direction) contrary to the time of disconnection, when the electromagnetic clutch 14 is energized and attracted to the drum 7, the magnetic force of the permanent magnet 20 is increased. Without obstructing, an increase in the size of the electromagnetic clutch 14 and an increase in power consumption can be avoided.
[0034]
In the above embodiment, the plate-shaped permanent magnet 20 generates a magnetic force that attracts the electromagnetic clutch 14 toward the back side. However, by using a spring formed by the permanent magnet, the electromagnetic clutch 14 is moved to the back side. It is possible to generate a magnetic force attracting toward the surface and to perform a buffering action.
FIG. 6 shows a second embodiment using a spring (clutch release member) formed by a permanent magnet.
[0035]
FIG. 6 is an enlarged view of a portion of the detent pin 15, and the coil spring 22 wound around the detent pin 15 is formed of a permanent magnet and one end of the cover member 16. It is fixed to the inner surface, and the other end is a free end.
According to the above configuration, the electromagnetic clutch 14 is attracted to the coil spring 22 side by the magnetic force of the coil spring 22 while the energization of the electromagnetic clutch 14 is interrupted by the magnetic force of the coil spring 22, and the electromagnetic clutch 14 is removed from the drum 7. When the back side of the electromagnetic clutch 14 comes into contact with the tip of the coil spring 22, the coil spring 22 contracts and exhibits a buffering action. Can be avoided.
[0036]
In the above description, the spring shape is a coil, but other shape springs such as a leaf spring, a U-shaped spring, and a conical coil spring may be formed of a permanent magnet .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a variable valve timing device according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view showing an electromagnetic clutch detent mechanism in the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing a cover member of the variable valve timing device according to the embodiment.
FIG. 4 is a view showing a plate-like permanent magnet as a clutch release member in the embodiment.
FIG. 5 is a view showing another shape of the plate-like permanent magnet.
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing a second embodiment using a coil spring formed of a permanent magnet as a clutch release member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head 2 ... Cam shaft 3 ... Spline shaft 6a, 6b ... Cam sprocket 7 ... Drum 8 ... Torsion coil spring 9 ... Spring case 10 ... Intermediate gear 14 ... Electromagnetic clutch 16 ... Cover member 19 ... Control unit 20 ... Permanent magnet 22 ... Coil spring

Claims (5)

電磁クラッチの摩擦制動によりクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる可変バルブタイミング装置において、
少なくとも前記電磁クラッチの通電遮断状態で、該電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生する永久磁石を設けると共に、前記永久磁石がばねを形成することを特徴とする可変バルブタイミング装置。
In a variable valve timing device that changes a rotational phase of a camshaft relative to a crankshaft by friction braking of an electromagnetic clutch,
A variable valve timing apparatus , wherein a permanent magnet is provided that generates a magnetic force that attracts the electromagnetic clutch toward the back side at least when the electromagnetic clutch is de-energized, and the permanent magnet forms a spring .
前記永久磁石が、前記カバー部材に対して前記電磁クラッチを回り止めするピンの周囲に巻回されたコイルばねであることを特徴とする請求項記載の可変バルブタイミング装置。The permanent magnet is, the variable valve timing apparatus according to claim 1, wherein the relative said cover member is a coil spring wound around the pin to the detent of the electromagnetic clutch. 前記永久磁石が、前記電磁クラッチの通電状態で、該電磁クラッチを締結方向に付勢する極性を有することを特徴とする請求項1又は2記載の可変バルブタイミング装置。The permanent magnet is in the energized state of the electromagnetic clutch, the variable valve timing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having polarity for urging the electromagnetic clutch to the fastening direction. 電磁クラッチの摩擦制動によりクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる可変バルブタイミング装置において、
前記電磁クラッチの通電遮断状態で、該電磁クラッチを背面側に向けて引き付ける磁力を発生する永久磁石を設けると共に、前記永久磁石が、前記電磁クラッチの通電状態で、該電磁クラッチを締結方向に付勢する極性を有することを特徴とする可変バルブタイミング装置。
In a variable valve timing device that changes a rotational phase of a camshaft relative to a crankshaft by friction braking of an electromagnetic clutch,
With energization cut-off state of the electromagnetic clutch, provided with a permanent magnet for generating a magnetic force to attract toward the electromagnetic clutch on the rear side, the permanent magnet is in the energized state of the electromagnetic clutch, the electromagnetic clutch engagement direction A variable valve timing device having a positive polarity .
前記永久磁石を、前記電磁クラッチの背面側を覆うカバー部材に取り付けられるプレート形状としたことを特徴とする請求項記載の可変バルブタイミング装置。5. The variable valve timing device according to claim 4 , wherein the permanent magnet has a plate shape attached to a cover member that covers a back side of the electromagnetic clutch.
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