JP2007138741A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】収容室を複数有するハウジングと、ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室及び進角室の流体圧によりハウジングに対して相対回転駆動されるベーンロータと、ハウジング及びベーンロータに嵌合することでベーンロータをハウジングに対してロックし、流体圧を受けてハウジング又はベーンロータの一方から離脱することでベーンロータのロックを解除するロック部材31と、開弁することで流体供給源側から遅角室又は進角室のうち少なくともいずれか一つである特定流体室への流体流れを許容し、閉弁することで特定流体室から流体供給源側への流体流れを規制する逆止弁90であって、ハウジング又はベーンロータの一方からロック部材31が離脱する前に開弁する逆止弁90とを設ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、このような問題を回避するためになされたものであり、その目的は、打音の発生防止と応答性の向上とを両立するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を図2、3に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置10は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、内燃機関の吸気弁(図示しない)のバルブタイミングを調整する。
シール部材25は、シュー131、132、133、134とボス部24との間、並びにベーン211、212、213、214と周壁14との間に配設されている。これにより、シール部材25は遅角油圧室41、42、43、44と進角油圧室51、52、53、54との間で作動油が漏れることを防止している。
このように本実施形態では、遅角油圧室41、42、43、44又は進角油圧室51、52、53、54への作動油の供給、並びに遅角油圧室41、42、43、44又は進角油圧室51、52、53、54からの作動油の排出が切換弁60のスプール位置に応じて切り換わるようになっている。
ストッパピストン31の離脱圧P1は、本実施形態では、駆動油圧室34の油圧による力を受けてストッパピストン31が嵌合リング32から離脱をするときの当該油圧である。したがって、離脱圧P1は、ストッパピストン31が嵌合リング32に嵌合した状態で弾性部材33が発生させる復原力F1と、ストッパピストン31のスプロケット12側の端部39において駆動油圧室34の油圧を受ける面積A1を用いた下記式(1)にて表される。尚、ここで受圧面積A1は、ストッパピストン31の端部39の最大直径d1を用いた下記式(2)にて表される面積である。
P1=F1/A1 ・・・(1)
A1=d12・π/4 ・・・(2)
P2=F2/A2 ・・・(3)
A2=d22・π/4 ・・・(4)
P1≧P2 ・・・(5)
このような設定によれば、ストッパピストン31が嵌合リング32に嵌合し且つ逆止弁90が閉弁した状態から進角通路80の油圧が上昇していくときには、ストッパピストン31が嵌合リング32から離脱する前に逆止弁90が開弁することとなる。
内燃機関の始動時は、遅角油圧室41、42、43、44、進角油圧室51、52、53、54及び駆動油圧室34、35にポンプ1から十分な圧力の作動油が供給されない。そのため、弾性部材33の押圧によりストッパピストン31は嵌合リング32に嵌合したままであり、ハウジング11に対してベーンロータ21は最遅角位置にロックされている。これにより、吸気弁からカムシャフト20を通じてベーンロータ21へ伝わる変動トルクによってハウジング11とベーンロータ21とが相対回転振動して衝突することによる打音の発生が防止される。
ECU7が切換弁60への通電をオンすると、スプール62はスプリング63の復原力に抗して加わる電磁駆動力によって図5に示す第二位置へ移動する。この状態においてポンプ1から吐出された作動油は、供給通路3から外部進角通路6へ供給され、さらに進角通路80を経由して通路81、82、83b、84へ供給される。その結果、第二通路83b及び第四通路86bの油圧が上昇することによって、図6(C)に示すように制御弁100が進角通路86を遮断する。それと共に、第二通路83bの油圧が逆止弁90の開弁圧P2に達すると、逆止弁90が開弁するため、第二通路83bへの供給油が第一通路83aを経由して進角油圧室53へ流入する。また、進角通路81、82、84への供給油は進角油圧室51、52、54へ流入し、さらに進角油圧室51から進角通路85を経由して駆動油圧室34へ流入する。尚、この開弁時点においては、駆動油圧室34の油圧は開弁圧P2と実質的に同一か、それ以下である。さらにこの開弁時点においては、駆動油圧室35の油圧によりストッパピストン31に働く力は、駆動油圧室34の油圧によりストッパピストン31に働く力に比べて無視できる程度に小さい。したがって、ストッパピストン31は嵌合リング32に嵌合したままである。
この後、さらに作動油が供給されて駆動油圧室34の油圧が上昇し、ストッパピストン31の離脱圧P1に達すると、ストッパピストン31が嵌合リング32から離脱し、ハウジング11に対するベーンロータ21のロックが解除される。
一方、遅角油圧室41、42、43、44の作動油は、遅角通路71、72、73、74から通路70、5を経由して排出通路4へ排出される。このように、進角油圧室51、52、53、54へ作動油が供給され、遅角油圧室41、42、43、44から作動油が排出されることにより、ベーンロータ21は四室ある進角油圧室51、52、53、54の油圧による力を受ける。その結果、ベーンロータ21はハウジング11に対して進角方向へ相対回転する。
ECU7が切換弁60への通電をオフすると、スプール62はスプリング63の復原力によって図4に示す第一位置へ移動する。この状態のとき、供給通路3から外部遅角通路5へ作動油が供給され、さらに作動油が遅角通路70、71、72、73、74を経由して遅角油圧室41、42、43、44へ供給される。また、この状態のとき進角油圧室51、52、54の作動油は、進角通路81、82、84から通路80、6を経由して排出通路4へ排出される。それと共に、第二通路83b及び第四通路86bの作動油は通路80、6を経由して排出通路4へ排出される。そのため、逆止弁90では、第二通路83b側の油圧よりも第一通路83a側の油圧が高くなるので、逆止弁90は、図6(A)に示すように弁部材93が弁座96に着座することによって閉弁し、進角通路83を遮断する。一方、このとき制御弁100では、遅角油圧室43に接続する遅角通路76側の油圧が第四通路86b側の油圧よりも高くなるので、制御弁100は、図6(A)に示すように進角通路86を開放する。これにより進角油圧室53の作動油は、通路86、83b、80、6を経由して排出通路4へ排出される。このように、遅角油圧室41、42、43、44へ作動油が供給され、進角油圧室51、52、53、54から作動油が排出されることにより、ベーンロータ21は四室ある遅角油圧室41、42、43、44の油圧による力を受ける。その結果、ベーンロータ21はハウジング11に対して遅角方向へ相対回転する。
上記(II)又は(III)の作動によってベーンロータ21が目標位相に達すると、ECU7が切換弁60へ供給する駆動電流のデューティ比を制御し、スプール62を中間位置に保持する。その結果、切換弁60は、外部遅角通路5及び外部進角通路6と、ポンプ1及び排出通路4との接続を遮断し、遅角油圧室41、42、43、44及び進角油圧室51、52、53、54から排出通路4へ作動油が排出されることを防止する。したがって、ベーンロータ21が目標位相に保持される。
図7に示すように、本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置10は第一実施形態の変形例である。尚、第一実施形態と実質的に同一の構成部位には同一符号を付し、説明を省略する。
第二実施形態では、ストッパピストン31がベーン213に内蔵され、進角通路85及び遅角通路75がそれぞれ進角油圧室53及び遅角油圧室43に連通している。但し、模式的な図7からは明らかでないが、ベーン213においてストッパピストン31及び通路85、75は、弁90、100及び通路83、86、76を避けて設けられている。また、ストッパピストン31の離脱圧P1については、逆止弁90の開弁圧P2との関係において、第一実施形態で説明した式(5)を満たすように設定されている。
P1≦P2 ・・・(6)
このように設定した場合でも、逆止弁90が油流入の許容並びに油流出の規制をする進角油圧室53の油圧によってストッパピストン31が嵌合リング32から離脱することになるため、ストッパピストン31の離脱よりも先に逆止弁90を開弁することができる。
以上、本発明について説明してきたが、本発明は上述の実施形態や変形例に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
Claims (4)
- 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、
前記駆動軸又は前記従動軸の一方と共に回転し、所定の角度範囲で回転方向に形成された収容室を回転方向に複数有するハウジングと、
前記駆動軸又は前記従動軸の他方と共に回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより各収容室を仕切って形成された複数の遅角室及び進角室の作動流体圧により前記ハウジングに対して遅角側又は進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
前記ハウジング及び前記ベーンロータに嵌合することにより前記ベーンロータを前記ハウジングに対してロックし、前記遅角室及び前記進角室のうち少なくともいずれか一つの作動流体圧を受けて前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方から離脱することにより前記ベーンロータのロックを解除するロック部材と、
前記遅角室又は前記進角室のうち少なくともいずれか一つを特定流体室とし、作動流体を供給する流体供給源と前記遅角室又は前記進角室とを接続する遅角通路又は進角通路のうち前記特定流体室と接続する通路を接続通路として、前記接続通路に設置され、開弁することにより前記流体供給源側から前記特定流体室への作動流体の流れを許容し、閉弁することにより前記特定流体室から前記流体供給源側への作動流体の流れを規制する逆止弁であって、前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方から前記ロック部材が離脱する前に開弁する逆止弁と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記逆止弁は、前記遅角室又は前記進角室への作動流体の供給、並びに前記遅角室又は前記進角室からの作動流体の排出を切り換える切換弁よりも前記特定流体室側に設けられることを特徴とする請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記流体供給源から流体が供給される流体供給通路を備え、
前記ロック部材は、前記流体供給通路を通じて受ける作動流体圧が離脱圧以上となるとき前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方から離脱し、
前記逆止弁は、前記流体供給通路を通じて受ける作動流体圧が開弁圧以上となるとき開弁し、
前記開弁圧は前記離脱圧以下に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記ロック部材は、前記特定流体室を通じて作動流体圧を受けることにより前記ハウジング又は前記ベーンロータの一方から離脱することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
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