CN113614337A - 工作油控制阀和阀正时调整装置 - Google Patents

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Abstract

被配置于调整被配置于通过从驱动轴(310)被传递动力的从动轴(320)被开闭驱动的阀(330)的阀正时的阀正时调整装置(100)的旋转轴(AX)的工作油控制阀(10、10a)具备筒状的套筒(20)和在套筒的径向的内侧沿轴向(AD)滑动的阀芯(50、50a),套筒具有被配置于阀芯的径向的外侧的内套筒(40、40a)和被配置于内套筒的径向的外侧、且被施加轴向的轴力而能够被固定于一方的轴的端部的外套筒(30、30a),在未被施加轴力的状态下,外套筒与内套筒之间的径向上的最小间隙(CL1)大于内套筒与阀芯之间的径向上的最小间隙(CL2)。

Description

工作油控制阀和阀正时调整装置
关联申请的相互参照
本申请基于2019年3月25日申请的日本申请号2019-055892号,在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种用于阀正时调整装置的工作油控制阀。
背景技术
以往以来,已知一种能够调整内燃机的进气阀、排气阀的阀正时的油压式的阀正时调整装置。在油压式的阀正时调整装置中,有时通过设置于叶片转子(vane rotor)的中央部的工作油控制阀来实现向在外壳内由叶片转子划分形成的各油压室供给工作油以及从各油压室排出工作油。在专利文献1中公开了以下的工作油控制阀:具有筒状的外套筒和内套筒的双重构造的套筒(sleeve),外套筒被紧固于凸轮轴的端部,通过使阀芯(spool)在内套筒的内侧滑动来切换油路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-115618号公报
发明内容
专利文献1所记载的工作油控制阀由于具有双重构造的套筒,因此除了从内套筒与阀芯之间以外,从外套筒与内套筒之间也有可能漏出工作油。因此,有可能作为工作油控制阀整体而言工作油的泄漏量增加。因此,本申请发明的发明人为了抑制所述泄漏量的增加,而设想出缩小外套筒与内套筒之间的径向上的间隙来进行设计。然而,本申请发明人发现,如果将外套筒紧固于凸轮轴的端部,则有可能由于紧固的轴力而外套筒在径向上缩小,起因于此而阀芯的滑动性恶化。因此,期望一种能够抑制阀芯的滑动性的恶化、并且抑制工作油的泄漏量的增加的技术。
本公开是为了解决上述问题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式实现。
根据本公开的一个方式,提供工作油控制阀。该工作油控制阀在被固定于驱动轴和从所述驱动轴被传递动力而对阀进行开闭驱动的从动轴中的一方的轴的端部、且调整所述阀的阀正时的阀正时调整装置中,被配置于所述阀正时调整装置的旋转轴来使用,对从工作油供给源供给的工作油的流动进行控制,具备:筒状的套筒;以及阀芯,通过被配置成与自身的一端抵接的致动器被驱动,在所述套筒的径向的内侧沿轴向滑动,所述套筒具有:内套筒,被配置于所述阀芯的所述径向的外侧;以及外套筒,形成有沿着所述轴向的轴孔,在所述轴孔的所述轴向上的至少一部分插入有所述内套筒,被施加所述轴向的轴力而能够被固定于所述一方的轴的端部,在未被施加所述轴力的状态下,所述外套筒与所述内套筒之间的所述径向上的最小间隙大于所述内套筒与所述阀芯之间的所述径向上的最小间隙。
根据该方式的工作油控制阀,在未被施加轴力的状态下,外套筒与内套筒之间的径向上的最小间隙大于内套筒与阀芯之间的径向上的最小间隙。一般来说,在通过阀芯的滑动来变更油路的工作油控制阀中,根据阀芯的行程将沿着轴向的不同的部分进行密封。因此,内套筒与阀芯之间的径向上的最小间隙处的沿着轴向的长度被设定为比阀芯的行程短。因而,从内套筒与阀芯之间的径向上的最小间隙容易产生工作油的泄漏。另外,内套筒在轴向上相对于外套筒不进行相对移动。因此,外套筒与内套筒之间的径向上的最小间隙处的沿着轴向的长度被设定为比较长。因而,从外套筒与内套筒之间的径向上的最小间隙不易产生工作油的泄漏。由于这些情况,在确保了即使起因于将工作油控制阀进行固定的轴力而外套筒发生弹性变形从而在径向上缩小也能够抑制阀芯的滑动性的恶化的径向上的间隙的情况下,相比于径向上的间隙的大小关系不同于本申请的结构而言,能够抑制工作油的泄漏量的增加。因而,能够抑制阀芯的滑动性的恶化,并且抑制工作油的泄漏量的增加。
根据本公开的其它方式,提供工作油控制阀。该工作油控制阀在被固定于驱动轴和从所述驱动轴被传递动力而对阀进行开闭驱动的从动轴中的一方的轴的端部、且调整所述阀的阀正时的阀正时调整装置中,被配置于所述阀正时调整装置的旋转轴来使用,对从工作油供给源供给的工作油的流动进行控制,具备:筒状的套筒;以及阀芯,通过被配置成与自身的一端抵接的致动器被驱动,在所述套筒的径向的内侧沿轴向滑动,所述套筒具有:内套筒,被配置于所述阀芯的所述径向的外侧;以及外套筒,形成有沿着所述轴向的轴孔,在所述轴孔的所述轴向上的至少一部分插入有所述内套筒,被施加所述轴向的轴力而能够被固定于所述一方的轴的端部,在满足包括被施加所述轴力在内的预先决定的条件的状态下,所述外套筒与所述内套筒在所述径向上接触。
根据该方式的工作油控制阀,在满足包括被施加轴力在内的预先决定的条件的状态下外套筒与内套筒在径向上接触,因此能够抑制从外套筒与内套筒的径向上的间隙泄漏的工作油的量的增加。另外,通过外套筒与内套筒的径向上的接触,能够抑制内套筒在径向上膨胀,因此能够抑制内套筒与阀芯的径向上的间隙扩大,能够抑制从所述间隙泄漏的工作油的量增加。因而,在确保了能够抑制阀芯的滑动性的恶化的内套筒与阀芯的径向上的最小间隙的结构中也能够抑制工作油的泄漏量的增加,因此能够抑制阀芯的滑动性的恶化,并且抑制工作油的泄漏量的增加。
本公开还能够以各种方式实现。例如,能够以工作油控制阀的制造方法、具备工作油控制阀的阀正时调整装置、所述阀正时调整装置的制造方法等方式实现。
附图说明
关于本公开的上述目的及其它目的、特征、优点通过参照附图并下述的详细的记述变得更明确。该图中,
图1是表示具备第一实施方式的工作油控制阀的阀正时调整装置的概略结构的截面图,
图2是表示沿着图1的II-II线的截面的截面图,
图3是表示工作油控制阀的详细结构的截面图,
图4是将工作油控制阀的详细结构分解来表示的分解立体图,
图5是表示阀芯抵接于止挡件的状态的截面图,
图6是表示阀芯位于滑动范围的大致中央的状态的截面图,
图7是表示其它实施方式3的工作油控制阀的概略结构的截面图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
A-1.装置结构:
图1所示的阀正时调整装置100在未图示的车辆所具备的内燃机300中调整通过从曲轴310被传递动力的凸轮轴320被开闭驱动的阀的阀正时。阀正时调整装置100被设置于从曲轴310到凸轮轴320的动力传递路径。更具体地说,阀正时调整装置100在沿着凸轮轴320的旋转轴AX的方向(以下还称为“轴向AD”)上被固定配置于凸轮轴320的端部321。阀正时调整装置100的旋转轴AX与凸轮轴320的旋转轴AX几乎一致。本实施方式的阀正时调整装置100调整作为阀的进气阀330和排气阀340中的进气阀330的阀正时。
在凸轮轴320的端部321形成有轴孔部322和供给孔部326。轴孔部322沿轴向AD形成。在轴孔部322的内周面形成有用于固定后述的工作油控制阀10的轴固定部323。在轴固定部323形成有阴螺纹部324。阴螺纹部324与形成于工作油控制阀10的固定部32的阳螺纹部33进行螺纹接合。供给孔部326沿径向形成,使凸轮轴320的外周面与轴孔部322连通。对于供给孔部326,从工作油供给源350供给工作油。工作油供给源350具有油泵351和油盘(oil pan)352。油泵351汲取被贮存在油盘352中的工作油。
如图1和图2所示,阀正时调整装置100具备外壳120、叶片转子130以及工作油控制阀10。在图2中,省略了工作油控制阀10的图示。
如图1所示,外壳120具有链轮(sprocket)121和壳体122。链轮121被嵌合于凸轮轴320的端部321,以能够旋转的方式被支承。在链轮121中,在与后述的锁定销150对应的位置形成有嵌入凹部128。在链轮121上,与曲轴310的链轮311一起挂设有环状的正时链360。链轮121通过多个螺栓129来与壳体122被固定。因此,外壳120与曲轴310连动地旋转。壳体122具有有底筒状的外观形状,开口端被链轮121堵塞。如图2所示,壳体122具有朝向径向内侧在周向上相互排列形成的多个间壁部123。在周向上彼此相邻的各间壁部123间分别作为油压室140发挥功能。如图1所示,在壳体122的底部的中央部形成有开口部124。
叶片转子130被收容在外壳120的内部,根据从后述的工作油控制阀10供给的工作油的油压,相对于外壳120向延迟角方向或提前角方向进行相对旋转。因此,叶片转子130作为将从动轴的相对于驱动轴的相位进行变换的相位变换部发挥功能。叶片转子130具有多个叶片131和轮毂135。
如图2所示,多个叶片131分别从位于叶片转子130的中央部的轮毂135朝向径向外侧突出,在周向上相互排列形成。各叶片131分别被收容在各油压室140,将各油压室140在周向上划分为延迟角室141和提前角室142。延迟角室141相对于叶片131位于周向的一方。提前角室142相对于叶片131位于周向的另一方。在多个叶片131中的一个叶片131中沿轴向形成有收容孔部132。收容孔部132经由形成于叶片131的延迟角室侧销控制油路133来与延迟角室141连通,经由提前角室侧销控制油路134来与提前角室142连通。在收容孔部132中配置有能够在轴向AD上往复运动的锁定销150。锁定销150限制叶片转子130相对于外壳120的相对旋转,抑制在油压不充分的状态下外壳120与叶片转子130在周向上碰撞。锁定销150通过弹簧151在轴向AD上向形成于链轮121的嵌入凹部128侧被施力。
轮毂135具有筒状的外观形状,被固定于凸轮轴320的端部321。因而,形成有轮毂135的叶片转子130被固定于凸轮轴320的端部321,与凸轮轴320一体地旋转。在轮毂135的中央部形成有沿轴向AD贯通的贯通孔136。在贯通孔136中配置工作油控制阀10。在轮毂135中,多个延迟角油路137和多个提前角油路138形成为沿径向贯通。各延迟角油路137和各提前角油路138在轴向AD上相互排列形成。各延迟角油路137使后述的工作油控制阀10的延迟角端口27与延迟角室141连通。各提前角油路138使后述的工作油控制阀10的提前角端口28与提前角室142连通。在贯通孔136中,各延迟角油路137与各提前角油路138之间通过后述的工作油控制阀10的外套筒30被密封。
在本实施方式中,叶片转子130由铝合金形成,但是不限于铝合金,也可以由铁、不锈钢等任意的金属材料、树脂材料等形成。
如图1所示,工作油控制阀10被配置于阀正时调整装置100的旋转轴AX来使用,控制从工作油供给源350供给的工作油的流动。工作油控制阀10的动作根据来自控制内燃机300的整体动作的未图示的ECU的指示被控制。工作油控制阀10被在轴向AD上被配置于与凸轮轴320侧相反的一侧的螺线管160驱动。螺线管160具有电磁部162和轴164。螺线管160通过基于上述的ECU的指示的对电磁部162的通电,使轴164在轴向AD上发生位移,由此抵抗弹簧60的施力来将后述的工作油控制阀10的阀芯50向凸轮轴320侧推压。如后述那样,通过推压而阀芯50在轴向AD上滑动,由此能够对连通于延迟角室141的油路和连通于提前角室142的油路进行切换。
如图3和图4所示,工作油控制阀10具备套筒20、阀芯50、弹簧60、固定构件70以及单向阀90。此外,在图3中,示出了沿着旋转轴AX的截面。
套筒20具有外套筒30和内套筒40。外套筒30和内套筒40均具有大致筒状的外观形状。套筒20具有内套筒40被插入到形成于外套筒30的轴孔34的概略结构。
外套筒30构成工作油控制阀10的外廓,被配置于内套筒40的径向外侧。外套筒30具有主体部31、固定部32、突出部35、扩径部36、移动限制部80以及工具卡合部38。在主体部31和固定部32中,形成有沿着轴向AD的轴孔34。轴孔34形成为将外套筒30沿轴向AD贯通。
主体部31具有筒状的外观形状,如图1所示那样被配置于叶片131的贯通孔136。如图4所示,在主体部31形成有多个外延迟角端口21和多个外提前角端口22。多个外延迟角端口21在周向上相互排列形成,分别使主体部31的外周面与轴孔34连通。多个外提前角端口22在轴向AD上分别形成于比外延迟角端口21靠螺线管160侧的位置。多个外提前角端口22在周向上相互排列形成,分别使主体部31的外周面与轴孔34连通。
固定部32具有筒状的外观形状,形成为在轴向AD上与主体部31相连。固定部32形成为与主体部31大致相同的直径,如图1所示那样被插入到凸轮轴320的轴固定部323。在固定部32形成有阳螺纹部33。阳螺纹部33与形成于轴固定部323的阴螺纹部324进行螺纹接合。外套筒30构成为通过阳螺纹部33与阴螺纹部324的紧固而被施加朝向凸轮轴320侧的轴向AD的轴力,从而能够被固定于凸轮轴320的端部321。通过被施加轴力而被固定,能够抑制因通过推压进气阀330所产生的凸轮轴320的偏心力而工作油控制阀10与凸轮轴320的端部321偏离,能够抑制工作油泄漏。
突出部35形成为从主体部31向径向外侧突出。如图1所示,突出部35在与凸轮轴320的端部321之间在轴向AD上夹着叶片转子130。
如图3所示,在主体部31中的螺线管160侧的端部形成有扩径部36。扩径部36形成为与主体部31的其它部分相比内径扩大。在扩径部36中配置后述的内套筒40的凸缘部46。
移动限制部80构成为在外套筒30的内周面由扩径部36形成的径向的高低差。移动限制部80在与固定构件70之间在轴向AD上夹着后述的内套筒40的凸缘部46。由此,移动限制部80限制内套筒40的沿着轴向AD的向远离螺线管160的电磁部162的方向的移动。
工具卡合部38在轴向AD上形成于比突出部35靠螺线管160侧的位置。工具卡合部38构成为能够与未图示的内六角套筒等工具卡合,用于将包括外套筒30的工作油控制阀10紧固固定到凸轮轴320的端部321。
内套筒40具有筒部41、底部42、多个延迟角侧突出壁43、多个提前角侧突出壁44、封闭壁45、凸缘部46以及止挡件49。
筒部41具有大致筒状的外观形状,遍及外套筒30的主体部31和固定部32地位于外套筒30的径向内侧。如图3和图4所示,在筒部41中分别形成有延迟角侧供给端口SP1、提前角侧供给端口SP2以及再循环端口47。延迟角侧供给端口SP1在轴向AD上形成于比延迟角侧突出壁43靠底部42侧的位置,使筒部41的外周面与内周面连通。在本实施方式中,延迟角侧供给端口SP1在周向的半周上排列形成有多个,但是也可以在整周上形成,也可以是单个。提前角侧供给端口SP2在轴向AD上形成于比提前角侧突出壁44靠螺线管160侧的位置,使筒部41的外周面与内周面连通。在本实施方式中,提前角侧供给端口SP2在周向的半周上排列形成有多个,但是也可以在整周上形成,也可以是单个。延迟角侧供给端口SP1及提前角侧供给端口SP2分别与图1所示的凸轮轴320的轴孔部322连通。如图3和图4所示,再循环端口47在轴向AD上形成于延迟角侧突出壁43与提前角侧突出壁44之间,使筒部41的外周面与内周面连通。再循环端口47分别与延迟角侧供给端口SP1及提前角侧供给端口SP2连通。具体地说,再循环端口47通过作为外套筒30的主体部31的内周面与内套筒40的筒部41的外周面之间的空间的、在周向上彼此相邻的延迟角侧突出壁43间和在周向上彼此相邻的提前角侧突出壁44间的空间,来与各供给端口SP1、SP2连通。因此,再循环端口47作为使从延迟角室141和提前角室142排出的工作油返回到供给侧的再循环机构发挥功能。在本实施方式中,再循环端口47在周向上排列形成有多个,但是也可以是单个。此外,稍后叙述包括因阀芯50的滑动引起的油路的切换动作在内的阀正时调整装置100的动作。
如图3所示,底部42形成为与筒部41成一体,堵塞筒部41的轴向AD上的与螺线管160侧相反的一侧(以下,为了便于说明,还称为“凸轮轴320侧”)的端部。弹簧60的一端抵接于底部42。
如图4所示,多个延迟角侧突出壁43以从筒部41向径向外侧突出的的方式在周向上相互排列形成。在周向上彼此相邻的延迟角侧突出壁43间与图1所示的凸轮轴320的轴孔部322连通,流通从工作油供给源350供给的工作油。如图3和图4所示,在各延迟角侧突出壁43中分别形成有内延迟角端口23。各内延迟角端口23分别使延迟角侧突出壁43的外周面与内周面连通。如图3所示,各内延迟角端口23分别与形成于外套筒30的各外延迟角端口21连通。内延迟角端口23的轴线相对于外延迟角端口21的轴线在轴向AD上偏离。
如图4所示,多个提前角侧突出壁44分别在轴向AD上形成于比延迟角侧突出壁43靠螺线管160侧的位置。多个提前角侧突出壁44以从筒部41向径向外侧突出的方式在周向上相互排列形成。在周向上彼此相邻的提前角侧突出壁44间与图1所示的轴孔部322连通,流通从工作油供给源350供给的工作油。如图3和图4所示,在各提前角侧突出壁44中分别形成有内提前角端口24。各内提前角端口24分别使提前角侧突出壁44的外周面与内周面连通。如图3所示,各内提前角端口24分别与形成于外套筒30的各外提前角端口22连通。内提前角端口24的轴线相对于外提前角端口22的轴线在轴向AD上偏离。
封闭壁45在轴向AD上的比提前角侧供给端口SP2靠螺线管160侧的位置形成为遍及筒部41的整周朝向径向外侧突出。封闭壁45通过将外套筒30的主体部31的内周面与内套筒40的筒部41的外周面进行密封,抑制在后述的工作油供给油路25中流通的工作油向螺线管160侧泄漏。封闭壁45的外径形成为与延迟角侧突出壁43及提前角侧突出壁44的外径大致相同。
凸缘部46在内套筒40的螺线管160侧的端部形成为遍及筒部41的整周朝向径向外侧突出。凸缘部46被配置于外套筒30的扩径部36。如图4所示,在凸缘部46形成有多个嵌合部48。多个嵌合部48在凸缘部46的外缘部在周向上相互排列形成。在本实施方式中,各嵌合部48是将凸缘部46的外缘部切成直线状来形成的,但是不限于直线状,也可以形成为曲线状。各嵌合部48分别与后述的固定构件70的各嵌合突起部73嵌合。
图3所示的止挡件49形成于作为内套筒40的轴向AD上的端部的、凸轮轴320侧的端部。止挡件49形成为与筒部41的其它部分相比内径缩小,由此构成为能够供阀芯50的凸轮轴320侧的端部抵接。止挡件49规定阀芯50的向远离螺线管160的电磁部162的方向的滑动界限。
形成于外套筒30的轴孔34与内套筒40之间的空间作为工作油供给油路25发挥功能。工作油供给油路25与图1所示的凸轮轴320的轴孔部322连通,将从工作油供给源350供给的工作油引导到延迟角侧供给端口SP1和提前角侧供给端口SP2。如图3所示,外延迟角端口21和内延迟角端口23构成延迟角端口27,经由图2所示的延迟角油路137来与延迟角室141连通。如图3所示,外提前角端口22和内提前角端口24构成提前角端口28,经由图2所示的提前角油路138来与提前角室142连通。
如图3所示,外套筒30和内套筒40在轴向AD上的至少一部分被密封以抑制工作油的泄漏。更具体地说,通过延迟角侧突出壁43,延迟角侧供给端口SP1及再循环端口47与延迟角端口27之间被密封,通过提前角侧突出壁44,提前角侧供给端口SP2及再循环端口47与提前角端口28之间被密封。另外,通过封闭壁45,工作油供给油路25和工作油控制阀10的外部被密封。即,在轴向AD上从延迟角侧突出壁43到封闭壁45的范围被设定为密封范围SA。在密封范围SA内,外套筒30与内套筒40之间的径向上的间隙最小。另外,在本实施方式中,外套筒30的主体部31的内径构成为在密封范围SA内大致固定。
阀芯50被配置于内套筒40的径向内侧。阀芯50通过被配置成与自身的一端抵接的螺线管160被驱动,在轴向AD上滑动。阀芯50具有阀芯筒部51、阀芯底部52以及弹簧承受部56。另外,在阀芯50中形成有排油油路53的至少一部分、排油流入部54以及排油流出部55。
阀芯筒部51具有大致筒状的外观形状。在阀芯筒部51的外周面,延迟角侧密封部57、提前角侧密封部58以及卡定部59在轴向AD上从凸轮轴320侧起按该顺序排列,分别朝向径向外侧突出且遍及整周地形成。延迟角侧密封部57和提前角侧密封部58分别根据阀芯50的滑动位置,将各端口SP1、SP2、27、28、47间中的一部分进行密封。更具体地说,延迟角侧密封部57在如图3所示那样阀芯50最靠近螺线管160的电磁部162的状态下,切断再循环端口47与延迟角端口27的连通,在如图5所示那样阀芯50最远离电磁部162的状态下,切断延迟角侧供给端口SP1与延迟角端口27的连通。提前角侧密封部58在如图3所示那样阀芯50最靠近电磁部162的状态下,切断提前角侧供给端口SP2与提前角端口28的连通,在如图5所示那样阀芯50最远离电磁部162的状态下,切断再循环端口47与提前角端口28的连通。“切断连通”相当于密封。在要求所述密封性的部分,内套筒40与阀芯50之间的径向上的间隙最小。根据阀芯50的行程将沿着轴向AD的不同的部分进行密封,因此要求所述密封性的部分的沿着轴向AD的密封长度分别比阀芯50的行程短。在此,“阀芯50的行程”是指,阀芯从最靠近螺线管160的电磁部162的位置到最远离螺线管160的电磁部162的位置的移动长度。如图3所示,卡定部59通过与固定构件70抵接来规定阀芯50的向靠近螺线管160的电磁部162的方向的滑动界限。
阀芯底部52形成为与阀芯筒部51成一体,堵塞阀芯筒部51的螺线管160侧的端部。阀芯底部52构成为在轴向AD上能够比套筒20更向螺线管160侧突出。阀芯底部52作为阀芯50的基端部发挥功能。
由阀芯筒部51、阀芯底部52、内套筒40的筒部41以及底部42包围的空间作为排油油路53发挥功能。因此,阀芯50的内部作为排油油路53的至少一部分发挥功能。在排油油路53中流通从延迟角室141和提前角室142排出的工作油。
排油流入部54形成于阀芯筒部51中的在轴向AD上的延迟角侧密封部57与提前角侧密封部58之间。排油流入部54使阀芯筒部51的外周面与内周面连通。排油流入部54将从延迟角室141和提前角室142排出的工作油引导到排油油路53。另外,排油流入部54经由再循环端口47来与各供给端口SP1、SP2连通。
排油流出部55在作为阀芯50的一端的阀芯底部52形成为向径向外侧开口。排油流出部55将排油油路53的工作油排出到工作油控制阀10的外部。如图1所示,从排油流出部55排出的工作油被回收到油盘352。
如图3所示,弹簧承受部56在阀芯筒部51的凸轮轴320侧的端部形成为与阀芯筒部51的其它部分相比内径扩大。弹簧60的另一端抵接于弹簧承受部56。
在本实施方式中,外套筒30和阀芯50分别由铁形成,内套筒40由铝形成。因此,内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30和阀芯50的线膨胀系数。另外,外套筒30和阀芯50比内套筒40硬。关于所述硬度,例如也可以利用洛氏硬度、维氏硬度等使用任意的硬度测定方法测定出的硬度进行定义。
弹簧60由压缩螺旋弹簧构成,被配置成自身的端部分别抵接于内套筒40的底部42和阀芯50的弹簧承受部56。弹簧60沿着轴向AD对阀芯50向螺线管160侧施力。
固定构件70被固定于外套筒30的螺线管160侧的端部。如图4所示,固定构件70具有平板部71和多个嵌合突起部73。
平板部71形成为沿着径向的平板状。不限于径向,平板部71也可以沿着与轴向AD交叉的方向形成。在平板部71的大致中央形成有开口72。如图3所示,在开口72中插入作为阀芯50的一端的阀芯底部52。
如图4所示,多个嵌合突起部73从平板部71朝向轴向AD突起,在周向上相互排列形成。不限于轴向AD,嵌合突起部73也可以形成为向与径向交叉的任意的方向突出。各嵌合突起部73分别与内套筒40的各嵌合部48嵌合。
如图3所示,在阀芯50被插入到内套筒40的内部而以嵌合突起部73与嵌合部48嵌合的方式被组装之后,固定构件70被铆接固定于外套筒30。固定构件70的螺线管160侧的端面的外缘部作为被铆接固定于外套筒30的被铆接部发挥功能。
在嵌合突起部73与嵌合部48嵌合的状态下固定构件70被固定于外套筒30,由此限制内套筒40相对于外套筒30在周向上旋转。另外,通过固定构件70被固定于外套筒30,分别限制内套筒40和阀芯50从外套筒30在轴向AD上向螺线管160侧脱落。
单向阀90抑制工作油的逆流。单向阀90构成为包括2个供给单向阀91和再循环单向阀92。如图4所示,各供给单向阀91和再循环单向阀92是分别将带状的薄板卷成环状来形成的,由此在径向上发生弹性变形。如图3所示,各供给单向阀91在与延迟角侧供给端口SP1及提前角侧供给端口SP2对应的位置处被配置成分别与筒部41的内周面抵接。各供给单向阀91从径向外侧受到工作油的压力,由此带状的薄板的重叠部分变大,在径向上缩小。再循环单向阀92在与再循环端口47对应的位置处被配置成与筒部41的外周面抵接。再循环单向阀92从径向内侧受到工作油的压力,由此带状的薄板的重叠部分变小,在径向上扩大。
本实施方式的工作油控制阀10通过固定部32被拧入轴固定部323,被施加朝向凸轮轴320侧的轴向AD的轴力而被固定于凸轮轴320的端部321。外套筒30由于所述轴力而发生弹性变形,在径向上缩小。因此,需要确保能够抑制阀芯50的滑动性的恶化的径向上的间隙。
在本实施方式中,在外套筒30未被施加轴力的状态、即工作油控制阀10被固定于凸轮轴320之前的状态下,作为外套筒30与内套筒40之间的径向上的间隙的最小值的最小间隙CL1被设计成大于作为内套筒40与阀芯50之间的径向上的间隙的最小值的最小间隙CL2。更具体地说,外套筒30的主体部31的内周面与内套筒40的延迟角侧突出壁43、提前角侧突出壁44及封闭壁45的外周面之间的径向上的最小间隙CL1被设定为大于内套筒40的筒部41的内周面与阀芯50的延迟角侧密封部57、提前角侧密封部58及卡定部59的外周面之间的径向上的最小间隙CL2。以下说明这样的设定的理由。
在本实施方式的工作油控制阀10中,根据阀芯50的行程将沿着轴向AD的不同的部分进行密封。因此,内套筒40与阀芯50之间的径向上的最小间隙CL2处的沿着轴向AD的长度比阀芯50的行程短。因而,从最小间隙CL2容易产生工作油的泄漏。另外,内套筒40在轴向AD上相对于外套筒30不进行相对移动。因此,外套筒30与内套筒40之间的径向上的最小间隙CL1处的沿着轴向AD的长度被设定为比较长。因而,从最小间隙CL1不易产生工作油的泄漏。因此,通过将不易产生工作油的泄漏的最小间隙CL1设定为大于容易产生工作油的泄漏的最小间隙CL2,在确保了能够抑制阀芯50的滑动性的恶化的径向上的间隙的情况下,相比于径向上的间隙的大小关系不同于本实施方式的结构而言,能够抑制工作油的泄漏量的增加。
在本实施方式中,最小间隙CL1与最小间隙CL2的大小关系即使在外套筒30被施加轴力而被固定于凸轮轴320的端部321的状态下也得以维持。
在本实施方式中,曲轴310相当于本公开中的驱动轴的下位概念,凸轮轴320相当于本公开中的从动轴的下位概念,进气阀330相当于本公开中的阀的下位概念。另外,螺线管160相当于本公开中的致动器的下位概念。
A-2.阀正时调整装置的动作:
如图1所示,从工作油供给源350被供给到供给孔部326的工作油经过轴孔部322而向工作油供给油路25流通。在如图3所示的状态那样未对螺线管160进行通电而阀芯50最靠近螺线管160的电磁部162的状态下,延迟角端口27与延迟角侧供给端口SP1连通。由此,工作油供给油路25的工作油被供给到延迟角室141,叶片转子130相对于外壳120向延迟角方向进行相对旋转,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位向延迟角侧变化。另外,在该状态下,提前角端口28不与提前角侧供给端口SP2连通,而与再循环端口47连通。由此,从提前角室142被排出的工作油经由再循环端口47返回到延迟角侧供给端口SP1而再循环。另外,从提前角室142被排出的工作油的一部分经由排油流入部54流入排油油路53,经过排油流出部55而返回到油盘352。
在如图5所示那样对螺线管160进行通电而阀芯50最远离螺线管160的电磁部162的状态、即阀芯50与止挡件49抵接的状态下,提前角端口28与提前角侧供给端口SP2连通。由此,工作油供给油路25的工作油被供给到提前角室142,叶片转子130相对于外壳120向提前角方向进行相对旋转,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位向提前角侧变化。另外,在该状态下,延迟角端口27不与延迟角侧供给端口SP1连通,而与再循环端口47连通。由此,从延迟角室141被排出的工作油经由再循环端口47返回到提前角侧供给端口SP2而再循环。另外,从延迟角室141被排出的工作油的一部分经由排油流入部54流入排油油路53,经过排油流出部55而返回到油盘352。
另外,在如图6所示那样对螺线管160进行通电而阀芯50位于滑动范围的大致中央的状态下,延迟角端口27与延迟角侧供给端口SP1连通,提前角端口28与提前角侧供给端口SP2连通。由此,工作油供给油路25的工作油被供给到延迟角室141和提前角室142这两方,叶片转子130相对于外壳120的相对旋转得以抑制,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位得以保持。
被供给到延迟角室141或提前角室142的工作油经由延迟角室侧销控制油路133或提前角室侧销控制油路134流入收容孔部132。因此,延迟角室141或提前角室142被施加充分的油压,如果由于流入收容孔部132的工作油而锁定销150抵抗弹簧151的施力而从嵌入凹部128脱落,则成为叶片转子130相对于外壳120的相对旋转被容许的状态。
阀正时调整装置100在凸轮轴320的相对旋转相位相对于目标值靠提前角侧的情况下,将对螺线管160的通电量设为比较小,由此使叶片转子130相对于外壳120向延迟角方向进行相对旋转。由此,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位向延迟角侧变化,阀正时延迟。另外,阀正时调整装置100在凸轮轴320的相对旋转相位相对于目标值靠延迟角侧的情况下,将对螺线管160的通电量设为比较大,由此使叶片转子130相对于外壳120向提前角方向进行相对旋转。由此,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位向提前角侧变化,阀正时提前。另外,阀正时调整装置100在凸轮轴320的相对旋转相位与目标值一致的情况下,将对螺线管160的通电量设为中等程度,由此抑制叶片转子130相对于外壳120的相对旋转。由此,凸轮轴320的相对于曲轴310的相对旋转相位得以保持,阀正时得以保持。
根据以上说明的第一实施方式的阀正时调整装置100所具备的工作油控制阀10,在未被施加轴力的状态下,外套筒30与内套筒40之间的径向上的最小间隙CL1大于内套筒40与阀芯50之间的径向上的最小间隙CL2。在此,在本实施方式的工作油控制阀10中,根据阀芯50的行程将沿着轴向AD的不同的部分进行密封。因此,内套筒40与阀芯50之间的径向上的最小间隙CL2处的沿着轴向AD的长度比阀芯50的行程短。因而,从内套筒40与阀芯50之间的径向上的最小间隙CL2容易产生工作油的泄漏。另外,内套筒40在轴向AD上相对于外套筒30不进行相对移动。因此,外套筒30与内套筒40之间的径向上的最小间隙CL1处的沿着轴向AD的长度被设定为比较长。因而,从外套筒30与内套筒40之间的径向上的最小间隙CL1不易产生工作油的泄漏。因此,通过将不易产生工作油的泄漏的最小间隙CL1设定为大于容易产生工作油的泄漏的最小间隙CL2,在确保了即使起因于将工作油控制阀10进行固定的轴力而外套筒30发生弹性变形从而在径向上缩小也能够抑制阀芯50的滑动性的恶化的径向上的间隙的情况下,相比于径向上的间隙的大小关系不同于本实施方式的结构而言,能够抑制工作油的泄漏量的增加。因而,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化,并且抑制工作油的泄漏量的增加。
另外,通过将最小间隙CL1与最小间隙CL2的大小的合计值适当地分配到最小间隙CL1和最小间隙CL2来抑制工作油的泄漏量的增加,因此与在外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1处配置用于抑制工作油的泄漏的密封材料等的结构相比,能够抑制部件件数的增加,能够抑制组装工序的增加。因此,能够抑制工作油控制阀10的制造所需的成本的增大。另外,由于能够省略所述密封材料等,因此能够抑制起因于密封材料等的溢出而阀芯50的滑动性恶化。
另外,内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30的线膨胀系数,因此随着阀正时调整装置100的驱动时的工作油控制阀10的温度上升而能够缩小外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1。因此,能够进一步抑制从最小间隙CL1泄漏的工作油的量增加。
另外,外套筒30比内套筒40硬,因此能够确保外套筒30对凸轮轴320的端部321的固定强度,并且提高内套筒40的加工性。因此,能够提高套筒20的各端口SP1、SP2、27、28、47的加工性,能够抑制为了形成各端口SP1、SP2、27、28、47而制造工序复杂化,能够抑制制造成本的增大。
另外,外套筒30由铁形成,内套筒40由铝形成,因此能够容易地同时实现内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30的线膨胀系数的结构和外套筒30比内套筒40硬的结构。
另外,套筒20具有外套筒30和内套筒40的双重构造,因此能够通过外套筒30与内套筒40的径向上的间隙容易地实现工作油供给油路25。因此,能够抑制为了供给工作油而对阀芯50施加油压,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化。另外,套筒20具有双重构造,因此能够提高各端口SP1、SP2、27、28、47的加工性,能够抑制制造工序复杂化。另外,由于能够提高所述加工性,因此能够提高各端口SP1、SP2、27、28、47的设计的自由度,能够提高工作油控制阀10和阀正时调整装置100的搭载性。
B.第二实施方式:
第二实施方式的工作油控制阀10在最小间隙CL1与最小间隙CL2的尺寸关系上不同于第一实施方式的工作油控制阀。其它的结构与第一实施方式相同,因此对相同的结构附加相同的符号,省略它们的详细的说明。
第二实施方式的工作油控制阀10如果被紧固于凸轮轴320的端部321则由于被施加轴力而外套筒30发生弹性变形从而在径向上缩小,外套筒30与内套筒40在径向上接触。换言之,外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1通过外套筒30的紧固而变为零。因此,能够抑制从外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1泄漏的工作油的增加。
另外,在第二实施方式的工作油控制阀10中,也与第一实施方式的工作油控制阀10同样地,外套筒30和阀芯50分别由铁形成,内套筒40由铝形成。因而,内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30的线膨胀系数,内套筒40与外套筒30相比热膨胀。然而,在通过阀正时调整装置100的驱动而工作油控制阀10的温度上升的情况下,外套筒30与内套筒40已经在径向上接触,因此抑制内套筒40在径向上膨胀。因而,能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升而内套筒40与阀芯50的径向上的最小间隙CL2扩大,能够抑制从最小间隙CL2泄漏的工作油的量增加。另外,阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数同等,因此能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升所产生的最小间隙CL2的大小的变化。因此,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化。此外,“阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数同等”不限于阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数一致的情况,例如,也可以是阀芯50的线膨胀系数在以外套筒30的线膨胀系数为基准的正负约20%以内的范围。另外,阀芯50的线膨胀系数小于内套筒40的线膨胀系数,因此能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升而最小间隙CL2过度缩小,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化。
在本实施方式中,外套筒30被紧固于凸轮轴320的端部321的状态相当于本公开中的、满足包括被施加轴力在内的预先决定的条件的状态的下位概念。
根据以上说明的第二实施方式的工作油控制阀10,在被施加轴力的状态下外套筒30与内套筒40在径向上接触,因此能够抑制从外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1泄漏的工作油的量的增加。另外,通过外套筒30与内套筒40的径向上的接触,能够抑制内套筒40在径向上膨胀,因此能够抑制内套筒40与阀芯50的径向上的最小间隙CL2扩大,能够抑制从最小间隙CL2泄漏的工作油的量增加。因而,在确保了能够抑制阀芯50的滑动性的恶化的内套筒40与阀芯50的径向上的最小间隙CL2的结构中也能够抑制工作油的泄漏量的增加,因此能够抑制阀芯50的滑动性的恶化,并且抑制工作油的泄漏量的增加。
另外,阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数同等,因此能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升所产生的最小间隙CL2的大小的变化,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化。另外,外套筒30和阀芯50由铁形成,内套筒40由铝形成,因此能够容易地同时实现内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30的线膨胀系数、且阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数同等的结构。另外,阀芯50由铁形成,因此能够抑制阀芯50的强度下降。因此,能够省略在阀芯50的阀芯底部52与螺线管160的轴164的接触部为了抑制随着工作油控制阀10的旋转所产生的磨损而配置与阀芯50不同的其它构件。因而,能够抑制工作油控制阀10的部件件数的增加,能够抑制组装工序复杂化,因此能够抑制工作油控制阀10的制造所需的成本。
C.第三实施方式:
第三实施方式的工作油控制阀10在最小间隙CL1与最小间隙CL2的尺寸关系上不同于第二实施方式的工作油控制阀。其它的结构与第二实施方式相同,因此对相同的结构附加相同的符号,省略它们的详细的说明。
第三实施方式的工作油控制阀10随着阀正时调整装置100的驱动时的温度上升而外套筒30与内套筒40在径向上接触。换言之,外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1随着内燃机300的温度上升而变为零。因此,能够抑制从外套筒30与内套筒40的径向上的最小间隙CL1泄漏的工作油的增加。阀正时调整装置100的驱动时的与驱动前的温度差例如可以是100℃以下,也可以是150℃左右,还可以是200℃以上。
另外,在第三实施方式的工作油控制阀10中,也与第二实施方式的工作油控制阀10同样地,外套筒30和阀芯50分别由铁形成,内套筒40由铝形成。因而,内套筒40的线膨胀系数大于外套筒30的线膨胀系数,内套筒40与外套筒30相比热膨胀。然而,在通过阀正时调整装置100的驱动而工作油控制阀10的温度上升的情况下外套筒30与内套筒40在径向上接触,因此抑制内套筒40在径向上膨胀。因而,能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升而内套筒40与阀芯50的径向上的最小间隙CL2扩大,能够抑制从最小间隙CL2泄漏的工作油的量增加。另外,阀芯50的线膨胀系数与外套筒30的线膨胀系数同等,因此能够抑制随着工作油控制阀10的温度上升所产生的最小间隙CL2的大小的变化。因此,能够抑制阀芯50的滑动性的恶化。
在本实施方式中,在阀正时调整装置100的驱动时温度上升的状态相当于本公开中的、满足包括被施加轴力而与被施加轴力之前相比使用阀正时调整装置的环境的环境温度上升在内的预先决定的条件的状态的下位概念。另外,内燃机300的温度相当于使用阀正时调整装置的环境的环境温度的下位概念。
根据以上说明的第三实施方式的工作油控制阀10,起到与第二实施方式的工作油控制阀10同样的效果。除此以外,在工作油控制阀10被施加轴力而与被施加轴力之前相比温度上升的状态下,外套筒30与内套筒40在径向上接触,因此能够抑制外套筒30被过度地施加径向的负荷。
D.其它实施方式:
(1)在上述各实施方式中,外套筒30和阀芯50分别由铁形成,内套筒40由铝形成,但是本公开不限定于此。例如,内套筒40可以由其它任意的金属材料形成,也可以由聚苯硫醚树脂、尼龙、酚醛树脂等树脂材料形成,还可以由与外套筒30、阀芯50相同的材料形成。在内套筒40由树脂形成的方式中,能够容易地实现外套筒30比内套筒40硬的结构。另外,例如,外套筒30和阀芯50也可以分别由不锈钢等任意的金属材料形成,外套筒30和阀芯50还可以由不同的材料形成。另外,例如,内套筒40的线膨胀系数也可以不大于外套筒30的线膨胀系数,外套筒30也可以不比内套筒40硬。另外,阀芯50的线膨胀系数也可以不与外套筒30的线膨胀系数同等。通过这样的结构,也起到与上述各实施方式同样的效果。
(2)在上述第一实施方式中,最小间隙CL1与最小间隙CL2的大小关系即使在外套筒30被施加轴力而被固定于凸轮轴320的端部321的状态下也得以维持,但是也可以不维持。通过这样的结构,也起到与上述第一实施方式同样的效果。
(3)上述各实施方式中的工作油控制阀10的结构始终是一例,能够进行各种变更。例如,也可以如图7所示的其它实施方式3的工作油控制阀10a那样在内套筒40a的凸轮轴320侧的端部401形成开口部402,阀芯50a的顶端部510被插入于所述开口部402。另外,也可以省略内套筒40a的止挡件49,在外套筒30a的与阀芯50的顶端部510相向的位置形成止挡件85。通过这样的结构,也可以在外套筒30a的凸轮轴320侧的端部形成有排油流出部55a,轴孔34a的比止挡件85靠凸轮轴320侧的内部也可以与阀芯50的内部一起作为排油油路53a发挥功能。另外,在所述结构中,也可以在外套筒30a的主体部31a形成从图1所示的工作油供给源350被供给工作油的供给孔328。另外,阀芯50a的阀芯底部52a也可以不比固定构件70更向螺线管160侧突出,也可以省略外套筒30a的扩径部36,也可以形成具有与封闭壁45大致相同的外径的卡定端部46a以代替内套筒40a的凸缘部46。通过这样的结构,也起到与上述各实施方式同样的效果。
另外,例如,也可以省略利用再循环端口47的再循环机构。另外,例如,也可以将阀芯50的内部构成为工作油供给油路25,也可以将外套筒30的轴孔34与内套筒40的外周面之间的空间构成为排油油路53。另外,例如,不限于阳螺纹部33与阴螺纹部324的紧固,也可以通过焊接等任意的固定方法,被施加轴向AD的轴力而被固定于凸轮轴320的端部321。另外,不限于螺线管160,也可以利用电动马达、气缸等任意的致动器进行驱动。通过这样的结构,也起到与上述各实施方式同样的效果。
(4)在上述各实施方式中,阀正时调整装置100调整由凸轮轴320进行开闭驱动的进气阀330的阀正时,但是也可以调整排气阀340的阀正时。另外,也可以被固定于从作为驱动轴的曲轴310经由中间的轴被传递动力的作为从动轴的凸轮轴320的端部321来使用,还可以被固定于双重构造的凸轮轴所具备的驱动轴和从动轴中的一方的端部来使用。
本公开不限于上述的各实施方式,在不脱离其宗旨的范围内能够以各种结构实现。例如,对于与在发明内容的栏中记载的方式中的技术特征对应的各实施方式中的技术特征能够适当进行调换、组合以解决上述的技术问题的一部分或全部、或者达到上述的效果的一部分或全部。另外,如果该技术特征在本说明书中未被作为必要技术特征进行说明,则能够适当删除。

Claims (9)

1.一种工作油控制阀(10、10a),在被固定于驱动轴(310)和从所述驱动轴被传递动力而对阀(330)进行开闭驱动的从动轴(320)中的一方的轴的端部(321)、且调整所述阀的阀正时的阀正时调整装置(100)中,被配置于所述阀正时调整装置的旋转轴(AX)来使用,对从工作油供给源(350)供给的工作油的流动进行控制,所述工作油控制阀的特征在于,具备:
筒状的套筒(20);以及
阀芯(50、50a),通过与自身的一端抵接地配置的致动器(160)被驱动,在所述套筒的径向的内侧沿轴向(AD)滑动,
所述套筒具有:
内套筒(40、40a),被配置于所述阀芯的所述径向的外侧;以及
外套筒(30、30a),形成有沿着所述轴向的轴孔(34、34a),在所述轴孔的所述轴向上的至少一部分插入有所述内套筒,被施加所述轴向的轴力而能够被固定于所述一方的轴的端部,
在未被施加所述轴力的状态下,所述外套筒与所述内套筒之间的所述径向上的最小间隙(CL1)大于所述内套筒与所述阀芯之间的所述径向上的最小间隙(CL2)。
2.根据权利要求1所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述内套筒的线膨胀系数大于所述外套筒的线膨胀系数。
3.根据权利要求1或2所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述外套筒比所述内套筒硬。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述外套筒由铁形成,
所述内套筒由铝或树脂形成。
5.一种工作油控制阀(10、10a),在被固定于驱动轴(310)和从所述驱动轴被传递动力而对阀(330)进行开闭驱动的从动轴(320)中的一方的轴的端部(321)、且调整所述阀的阀正时的阀正时调整装置(100)中,被配置于所述阀正时调整装置的旋转轴(AX)来使用,对从工作油供给源(350)供给的工作油的流动进行控制,所述工作油控制阀的特征在于,具备:
筒状的套筒(20);以及
阀芯(50、50a),通过与自身的一端抵接地配置的致动器(160)被驱动,在所述套筒的径向的内侧沿轴向(AD)滑动,
所述套筒具有:
内套筒(40、40a),被配置于所述阀芯的所述径向的外侧;以及
外套筒(30、30a),形成有沿着所述轴向的轴孔(34、34a),在所述轴孔的所述轴向上的至少一部分插入有所述内套筒,被施加所述轴向的轴力而能够被固定于所述一方的轴的端部,
在满足包括被施加所述轴力在内的预先决定的条件的状态下,所述外套筒与所述内套筒在所述径向上接触。
6.根据权利要求5所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述预先决定的条件包括被施加所述轴力而与被施加所述轴力之前相比使用所述阀正时调整装置的环境的环境温度上升的情况。
7.根据权利要求5或6所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述内套筒的线膨胀系数大于所述外套筒的线膨胀系数,
所述阀芯的线膨胀系数与所述外套筒的线膨胀系数同等。
8.根据权利要求7所述的工作油控制阀,其特征在于,
所述外套筒和所述阀芯由铁形成,
所述内套筒由铝或树脂形成。
9.一种阀正时调整装置,具备根据权利要求1至8中的任一项所述的工作油控制阀。
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