JP2011157838A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ねじりコイルばねの傾きを抑制し、かつ、ねじりコイルばねの組み付けが容易であるバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】ねじりコイルばね36は、一端37がベーンロータ14とともに回転するように取り付けられ、他端38がハウジング18とともに回転するように取り付けられ、ベーンロータ14をハウジング18に対し相対回転させる付勢トルクを発生する。案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向においてねじりコイルばね36と当接し、ねじりコイルばね36の傾きを規制する。ブッシュ20は、ねじりコイルばね36を挟んで案内壁26の反対側に隙間を形成してねじりコイルばね36を収容する。これにより、ねじりコイルばね36の組み付け性を確保しつつ、ねじりコイルばね36の傾きを抑制することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】ねじりコイルばね36は、一端37がベーンロータ14とともに回転するように取り付けられ、他端38がハウジング18とともに回転するように取り付けられ、ベーンロータ14をハウジング18に対し相対回転させる付勢トルクを発生する。案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向においてねじりコイルばね36と当接し、ねじりコイルばね36の傾きを規制する。ブッシュ20は、ねじりコイルばね36を挟んで案内壁26の反対側に隙間を形成してねじりコイルばね36を収容する。これにより、ねじりコイルばね36の組み付け性を確保しつつ、ねじりコイルばね36の傾きを抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング(以下、「バルブタイミング」という。)を調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。
内燃機関の吸気弁または排気弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置として、相対回転するベーンロータとハウジングとの間に進角油圧室および遅角油圧室を有し、両油圧室に充満する作動油の油圧制御によりベーンロータとハウジングとの間に位相差を形成し、吸気弁または排気弁のバルブタイミングを調整するものが公知である。このバルブタイミング調整装置は、オイルポンプからの作動油を進角油圧室へ供給する状態と遅角油圧室へ供給する状態とを切り換えることで、進角油圧室および遅角油圧室の油圧を制御する。こうした油圧の制御により、ベーンロータとハウジングとを相対回転させ、これらの間に位相差を形成することで、バルブタイミングを調整している。
このようなバルブタイミング調整装置において、ベーンロータをハウジングに対して進角方向または遅角方向に付勢するトルクを発生させるねじりコイルばねを設ける技術が公知である(例えば、特許文献1参照)。
このようなバルブタイミング調整装置において、ベーンロータをハウジングに対して進角方向または遅角方向に付勢するトルクを発生させるねじりコイルばねを設ける技術が公知である(例えば、特許文献1参照)。
ところで、バルブタイミング調整装置へのねじりコイルばねの組み付け性を考慮すると、ねじりコイルばねを収容する収容部材とねじりコイルばねとの間には、ある程度のクリアランスが形成されることが好ましい。しかしながら、ねじりコイルばねと収容部材との間にクリアランスが形成されていると、ねじりコイルばねを固定する部材から外力が作用する方向にねじりコイルばねが傾き、ねじりコイルばねが傾いた状態で収容部材と接触する。これにより、意図したトルクを出力できなかったり、トルクヒステリシスが大きくなることにより進角方向と遅角方向とで作動特性のバラツキが大きくなってしまったりするという問題があった。
一方、ねじりコイルばねと収容部とのクリアランスをなくした場合、ねじりコイルばねの傾きは抑制されるものの、組み付けが困難になるという問題があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじりコイルばねの傾きを抑制し、かつ、ねじりコイルばねの組み付けが容易であるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじりコイルばねの傾きを抑制し、かつ、ねじりコイルばねの組み付けが容易であるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、内燃機関の駆動軸の駆動力により従動軸を回転駆動することによって吸気弁及び排気弁の開閉動作を行うとともに、駆動軸と従動軸との回転位相を変更することによって吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、ハウジングと、ベーンロータと、ねじりコイルばねと、規制部材と、収容部材と、を備える。ハウジングは、駆動軸または従動軸の一方とともに回転する。ベーンロータは、駆動軸または従動軸とともに回転する。ベーンロータは、ハウジング内に形成された収容室に収容されるベーンを有し、ベーンにより収容室が仕切られて形成される圧力室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対して相対回転可能である。ねじりコイルばねは、一端がベーンロータとともに回転するように取り付けられ、他端がハウジングとともに回転するように取り付けられ、ベーンロータをハウジングに対し相対回転させる付勢トルクを発生する。規制部材は、ねじりコイルばねが傾く方向においてねじりコイルばねと当接し、ねじりコイルばねの傾きを規制する。収容部材は、ねじりコイルばねを挟んで規制部材の反対側に隙間を形成してねじりコイルばねを収容する。
本発明では、ねじりコイルばねは、傾きを規制する規制部材と当接しているので、傾きを抑制することができる。これにより、ねじりコイルばねが傾いた状態で収容部材と接触することによって発生する応力に起因するトルクの低減を抑制できる。また、トルクヒステリシスを低減することができ、進角方向と遅角方向とでの作動特性のばらつきを抑えることができる。さらに、ねじりコイルばねを挟んで規制部材の反対側において、ねじりコイルばねと収容部材との間に隙間が形成されているので、ねじりコイルばねを収容部材に容易に組み付けることができる。
具体的には、以下のように構成される。
請求項2に記載の発明では、規制部材は、収容部材の側壁の一部が径方向内側に突出する案内壁である。これにより、案内壁の反対側において、ねじりコイルばねと収容部材との間に隙間を確保したうえで、ねじりコイルばねと案内壁とを容易に当接させることができる。
請求項3に記載の発明では、案内壁の径方向内側の端面は、ねじりコイルばねの外周に沿う円弧状に形成される。これにより、案内壁に沿ってねじりコイルばねを容易に組み付けることができる。
請求項2に記載の発明では、規制部材は、収容部材の側壁の一部が径方向内側に突出する案内壁である。これにより、案内壁の反対側において、ねじりコイルばねと収容部材との間に隙間を確保したうえで、ねじりコイルばねと案内壁とを容易に当接させることができる。
請求項3に記載の発明では、案内壁の径方向内側の端面は、ねじりコイルばねの外周に沿う円弧状に形成される。これにより、案内壁に沿ってねじりコイルばねを容易に組み付けることができる。
また、以下のように構成することもできる。
請求項4に記載の発明では、ねじりコイルばねは、収容部材の内周壁と当接するように偏心して収容される。この場合、収容部材の内周壁が「規制部材」を構成する。このように構成しても、組み付け性を確保しつつ、ねじりコイルばねの傾きを抑制することができる。
請求項4に記載の発明では、ねじりコイルばねは、収容部材の内周壁と当接するように偏心して収容される。この場合、収容部材の内周壁が「規制部材」を構成する。このように構成しても、組み付け性を確保しつつ、ねじりコイルばねの傾きを抑制することができる。
以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を図1〜図6に基づいて説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置1は、車両の内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整するものである。
図1〜図5に示すように、バルブタイミング調整装置1は、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力を排気弁97に伝達する駆動力伝達系に設けられ、従動軸としてのカムシャフト2を備える装置本体10と、装置本体10への作動油供給を制御する制御部40とを備える。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を図1〜図6に基づいて説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置1は、車両の内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整するものである。
図1〜図5に示すように、バルブタイミング調整装置1は、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力を排気弁97に伝達する駆動力伝達系に設けられ、従動軸としてのカムシャフト2を備える装置本体10と、装置本体10への作動油供給を制御する制御部40とを備える。
まず、動力伝達系について図5に基づいて説明する。
動力伝達系は、所謂ローラーロッカー式であり、カムシャフト2から排気弁97に駆動力を伝達するロッカーアーム91、および、カムシャフトと一体となって回転するカム201と転がり接触するローラ92を備える。ローラ92は、カム201と転がり接触する外輪93、ロッカーアーム91に支持される内輪94、および内輪94に対して回転可能に外輪93を支持する転動体95から構成される。ロッカーアーム91の一端はバルブスプリング98を介して排気弁97の上端に当接し、他端は図示しないピボットが配置されるピボット孔96を有している。
動力伝達系は、所謂ローラーロッカー式であり、カムシャフト2から排気弁97に駆動力を伝達するロッカーアーム91、および、カムシャフトと一体となって回転するカム201と転がり接触するローラ92を備える。ローラ92は、カム201と転がり接触する外輪93、ロッカーアーム91に支持される内輪94、および内輪94に対して回転可能に外輪93を支持する転動体95から構成される。ロッカーアーム91の一端はバルブスプリング98を介して排気弁97の上端に当接し、他端は図示しないピボットが配置されるピボット孔96を有している。
次に、装置本体10について図1〜図3に基づいて説明する。なお、図1の装置本体10は、図2におけるI−O−P−Q−I線断面に対応する図面である。
装置本体10は、図示しないエンジンカバーの内部に設けられ、ハウジング18、ベーンロータ14、ねじりコイルばね36、収容部材としてのブッシュ20等を備えている。
装置本体10は、図示しないエンジンカバーの内部に設けられ、ハウジング18、ベーンロータ14、ねじりコイルばね36、収容部材としてのブッシュ20等を備えている。
ハウジング18は、スプロケット11、円筒状のシューハウジング12、および円盤状のフロントプレート13から構成されている。シューハウジング12とフロントプレート13とは一体に形成されている。
図3に示すように、シューハウジング12は、その内周壁のうち回転方向に略等間隔となる位置から径内方向に突出するシュー121、122、123、124を有している。シュー121〜124の突出端面は、図3の紙面垂直方向から見て円弧状であり、ベーンロータ14のボス部141の外周壁面に摺接する。シュー121〜124の凹部には、シール部材15が嵌合している。また、回転方向において隣り合う各シュー121〜124の間には、それぞれ収容室50が形成される。各収容室50は、対応するシュー側面とシューハウジング12の内周壁面とで囲まれており、図2の紙面垂直方向から見て扇状である。
スプロケット11、シューハウジング12、及びフロントプレート13は、フロントプレート13とスプロケット11との間にシューハウジング12を挟むようにして、同軸にボルト固定されている。スプロケット11は、図示しないチェーンによって図示しないクランクシャフトと連結している。これによりハウジング18は、クランクシャフトからスプロケット11へ駆動が伝達されることで、クランクシャフトと連動して回転する。なお、ハウジング18は、図3の時計方向へ回転する。
ベーンロータ14は、ハウジング18に収容される。ベーンロータ14の軸方向の両端面は、スプロケット11の壁面111及びフロントプレート13の壁面113に摺接する。ベーンロータ14は、ボス部141とベーン142、143、144、145とを有する。
図3に示すように、ベーン142〜145は、ボス部141の外周壁のうち回転方向に略等間隔となる位置から突出し、各収容室50内に収容される。ベーン142〜145の突出端部は、図3の紙面垂直方向から見て円弧状に形成され、シューハウジング12の内周壁面に摺接する。ベーン142〜145の突出端面に設けられた凹部には、シール部材16が嵌合している。ベーン142〜145は、対応する収容室50を仕切ることにより、回転方向の両側に進角油圧室51、52、53、54と遅角油圧室55、56、57、58とを形成する。具体的には、シュー121とベーン142との間に進角油圧室51、シュー122とベーン143との間に進角油圧室52、シュー123とベーン144との間に進角油圧室53、シュー124とベーン145との間に進角油圧室54を形成する。また、シュー124とベーン142との間に遅角油圧室55、シュー121とベーン143との間に遅角油圧室56、シュー122とベーン144との間に遅角油圧室57、シュー123とベーン145との間に遅角油圧室58を形成する。ベーンロータ14がハウジング18に対し図3に示す最進角位置にあるとき、各進角油圧室51〜54の容積が最大となり、各遅角油圧室55〜58の容積が最小となる。一方、ベーンロータ14がハウジング18に対し最遅角位置にあるとき、各遅角油圧室55〜58の容積が最大となり、各進角油圧室51〜54の容積が最小となる。
進角油圧室51〜54は、それぞれスプロケット11に形成された進角通路61〜64と連通している。そして、進角通路61〜64はいずれも、カムシャフト2に形成された図示しない進角通路と連通している。一方、遅角油圧室55〜58は、それぞれベーンロータ14に形成された遅角通路65〜68と連通している。そして、遅角通路65〜68はいずれも、カムシャフト2に形成された図示しない遅角通路と連通している。なお、進角油圧室51〜54及び遅角油圧室55〜58が「圧力室」を構成している。
図1に示すように、ベーン142には、ストッパピストン27が往復摺動可能に収容されている。ストッパピストン27は、圧縮コイルばね29の付勢力によりスプロケット11の嵌合リング28に嵌合することで、ベーンロータ14をハウジング18に対して最進角位置に拘束する。一方、ストッパピストン27は、通路291を通じて遅角油圧室55から供給される油圧による力と、通路292を通じて進角油圧室51から供給される油圧による力との少なくとも一方により、圧縮コイルばね29の付勢力に抗して嵌合リング28から離脱位置に変位することで、ベーンロータ14の相対回転を許容する。
ボス部141に嵌合するブッシュ20は、フロントプレート13に対して相対回転可能かつ同軸にフロントプレート13の内周側に挿入されている。ベーンロータ14のボス部141は、ブッシュ20とともにカムシャフト2にボルト固定されている。なお、ベーンロータ14及びカムシャフト2は、図3の時計方向へ回転する。また、ベーンロータ14は、ハウジング18に対してカムシャフト2とともに相対回転可能である。なお、図3に示す矢印Xは、ハウジング18に対するベーンロータ14の進角側への回転方向(以下、「進角方向」という。)を表している。また、図3に示す矢印Yは、ハウジング18に対するベーンロータ14の遅角側への相対回転方向(以下、「遅角方向」という。)を表している。因みに図3は、ハウジング18に対してベーンロータ14が進角方向Xへの相対回転を規制され、遅角方向Yへの相対回転を許容される最進角位置に定位した状態を示している。
ブッシュ20は、有底円筒状に形成され、ベーンロータ14のボス部141に嵌合し、ボルト固定されている。ブッシュ20の底部21には、開口方向に突出する内径ガイド22が一体に形成されている。本実施形態の内径ガイド22は、ブッシュ20と同軸に形成されている。内径ガイド22には、ねじりコイルばね36の径方向内側に形成される一端37を係止するための位置決め溝23が形成されている。また、ブッシュ20の位置決め溝23と反対側の側壁24には、開口側が切り欠かれた切欠部241が形成されている。
ここで、本実施形態の特徴部分を図6に基づいて説明する。なお図6(a)は、図2のブッシュ20及びねじりコイルばね36を拡大した図であり、図6(b)は図6(a)のR−O−R線断面図である。
ブッシュ20の内周壁25には、径方向内側に突出する規制部材としての案内壁26が形成されている。案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向に形成されている。案内壁26は、周方向において半周以下の大きさで、軸方向に亘って形成されている。また案内壁26は、ブッシュ20と一体に形成されている。案内壁26の径方向内側の端面261は、ねじりコイルばね36の外周に沿う円弧状に形成されている。
ブッシュ20の内周壁25には、径方向内側に突出する規制部材としての案内壁26が形成されている。案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向に形成されている。案内壁26は、周方向において半周以下の大きさで、軸方向に亘って形成されている。また案内壁26は、ブッシュ20と一体に形成されている。案内壁26の径方向内側の端面261は、ねじりコイルばね36の外周に沿う円弧状に形成されている。
ねじりコイルばね36は、ブッシュ20に収容される。ねじりコイルばね36がブッシュ20に収容されるとき、ねじりコイルばね36と案内壁26とは、軸方向に亘って当接している。また、ねじりコイルばね36を挟んで案内壁26と反対側において、ねじりコイルばね36とブッシュ20との間には、隙間が形成されている。
ねじりコイルばね36の一端37は、径方向内側に形成され、ブッシュ20に形成された内径ガイド22の位置決め溝23に係止されることによって位置決めされる。また、ねじりコイルばね36の他端38は、径方向外側に形成される。他端38は、ブッシュ20の切欠部241から径方向外側に取り出され、スプリングフック39に係止される。スプリングフック39は、フロントプレート13に固定されている。したがって、ねじりコイルばね36の一端37はベーンロータ14とともに回転し、他端38はハウジング18とともに回転する。また、ねじりコイルばね36は、ハウジング18に対してベーンロータ14を進角方向Xに相対回転させる付勢トルクとしてねじりコイルばね36の復元力が働くように構成されている。
なお、本実施形態では、ねじりコイルばね36の径方向内側に形成された一端37と径方向外側に形成された他端38とが略一直線上に位置しており、ねじりコイルばね36は、図6(a)における紙面下方向に傾く。したがって、案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向である図6(a)の紙面下側においてブッシュ20の内周壁25に形成されている。
次に、制御部40について図1及び図4を用いて説明する。制御部40において、進角通路73及び遅角通路74はそれぞれ、カムシャフト2の進角通路及び遅角通路と連通する。
切換弁41は、進角通路73、遅角通路74、ポンプ通路75、及びドレイン通路76、77と接続されている。ここでポンプ通路75には、オイルポンプ4が設置されており、オイルポンプ4はポンプ通路75の上流側を通じてオイルタンク5から作動流体としての作動油を汲み上げ、ポンプ通路75の下流側を通じて作動油を切換弁41側へと吐出する。なお、本実施形態のオイルポンプ4は、クランクシャフトによって駆動される所謂機械式ポンプである。ドレイン通路76、77は、切換弁41からオイルタンク5側へ作動油を排出可能に設けられている。
切換弁41は、進角通路73、遅角通路74、ポンプ通路75、及びドレイン通路76、77と接続されている。ここでポンプ通路75には、オイルポンプ4が設置されており、オイルポンプ4はポンプ通路75の上流側を通じてオイルタンク5から作動流体としての作動油を汲み上げ、ポンプ通路75の下流側を通じて作動油を切換弁41側へと吐出する。なお、本実施形態のオイルポンプ4は、クランクシャフトによって駆動される所謂機械式ポンプである。ドレイン通路76、77は、切換弁41からオイルタンク5側へ作動油を排出可能に設けられている。
切換弁41は、電子制御装置(以下、「ECU」という)46により通電を制御される。切換弁41は、通電により電磁駆動部42が発生する駆動力と、リターンスプリング43が当該駆動力の反対方向に発生する復元力との釣り合いに応じて、スプール44を軸方向移動させる電磁スプール弁である。上述の通り、切換弁41は、電磁駆動部42に与えられる駆動電流に従ったスプール44の軸方向移動によって、ポンプ通路75及びドレイン通路76、77のうち進角通路73及び遅角通路74にそれぞれ連通する通路を切り換える。
具体的に、電磁駆動部42に与えられる駆動電流が基準値Ibよりも小さい値となるときには、図4(a)に示すように、進角通路73がポンプ通路75と連通し、オイルポンプ4から吐出される作動油がポンプ通路75を通じて進角通路73へ供給される。またこのとき、図4(a)に示すように、遅角通路74がドレイン通路76と連通し、遅角通路74の作動油がドレイン通路76を通じてオイルタンク5へ排出される。
電磁駆動部42に与えられる駆動電流が基準値Ibよりも大きい値となるときには、図4(b)に示すように、遅角通路74がポンプ通路75と連通し、オイルポンプ4から吐出される作動油がポンプ通路75を通じて遅角通路74へ供給される。またこのとき、図4(b)に示すように、進角通路73がドレイン通路77と連通し、進角通路73の作動油がドレイン通路77を通じてオイルタンク5へ排出される。
電磁駆動部42に与えられる駆動電流が基準値Ibとなるときには、図4(c)に示すように、進角通路73及び遅角通路74と、ポンプ通路75及びドレイン通路76、77との間の連通が遮断される。したがって、オイルポンプ4から吐出される作動油は、進角通路73及び遅角通路74のいずれにも供給されず、また進角通路73及び遅角通路74の作動油は、それら通路73、74に滞留することとなる。
ECU46は、具体的にはマイクロコンピュータ等の電気回路で構成されている。ECU46には、切換弁41の他、カム角センサ7やクランク角センサ8等の複数のセンサが電気的に接続されている。ECU46は、クランクシャフトに対するカムシャフト2の機関位相に関して実位相及び目標位相を各センサの出力に基づき算出し、それら位相の算出結果に応じて切換弁41への通電、すなわち切換弁41に与える駆動電流を制御する。
ここで、バルブタイミング調整装置1の作動について説明する。なお、内燃機関の停止状態では、圧縮コイルばね29の付勢力により、最進角位置にてストッパピストン27が嵌合リング28に嵌合しているものとする。
<内燃機関始動時>
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ4が起動するとともに、ECU46が切換弁41への通電をオン制御して遅角通路74を開放する。すると、オイルポンプ4から吐出された作動油が遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。その結果、ストッパピストン27は、通路291を通じて遅角油圧室55からの油圧を受け、この油圧が所定圧まで上昇すると、ストッパピストン27が嵌合リング28から抜け出す。これにより、ベーンロータ14とハウジング18とが相対回転可能な状態となる。
<内燃機関始動時>
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ4が起動するとともに、ECU46が切換弁41への通電をオン制御して遅角通路74を開放する。すると、オイルポンプ4から吐出された作動油が遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。その結果、ストッパピストン27は、通路291を通じて遅角油圧室55からの油圧を受け、この油圧が所定圧まで上昇すると、ストッパピストン27が嵌合リング28から抜け出す。これにより、ベーンロータ14とハウジング18とが相対回転可能な状態となる。
<進角作動時>
この後、ECU46は、切換弁41への通電を制御することにより、進角通路73及び遅角通路74のうちオイルポンプ4と連通する通路を切り換える。その結果、進角通路73がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が進角通路73、進角通路61〜64を経由して進角油圧室51〜54へ流入する。また、このとき、遅角油圧室55〜58の作動油が、遅角通路65〜68、遅角通路74を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、進角油圧室51〜54に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し進角方向Xへ相対回転する。
この後、ECU46は、切換弁41への通電を制御することにより、進角通路73及び遅角通路74のうちオイルポンプ4と連通する通路を切り換える。その結果、進角通路73がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が進角通路73、進角通路61〜64を経由して進角油圧室51〜54へ流入する。また、このとき、遅角油圧室55〜58の作動油が、遅角通路65〜68、遅角通路74を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、進角油圧室51〜54に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し進角方向Xへ相対回転する。
<遅角作動時>
一方、遅角通路74がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が遅角通路74、遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。また、このときには、進角油圧室51〜54の作動油が、進角通路61〜64、進角通路73を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、遅角油圧室55〜58に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し遅角方向Yへ相対回転する。
一方、遅角通路74がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が遅角通路74、遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。また、このときには、進角油圧室51〜54の作動油が、進角通路61〜64、進角通路73を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、遅角油圧室55〜58に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し遅角方向Yへ相対回転する。
このように、本実施形態では、オイルポンプ4から作動油を供給する通路を切り換えることにより、進角油圧室51〜54の油圧、及び遅角油圧室55〜58の油圧が調整され、ハウジング18に対するベーンロータ14の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングが調整される。なお、バルブタイミング調整時において、ECU46は、排気弁97の実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように切換弁41への通電をフィードバック制御することで、正確なバルブタイミング調整を行うことができる。
<内燃機関停止時>
内燃機関が停止すると、オイルポンプ4も停止するため、進角通路73および遅角通路74のいずれへも作動油が供給されなくなる。すると、ねじりコイルばね36の復元力によってベーンロータ14が最進角位置まで相対回転し、ストッパピストン27が嵌合リング28に嵌合する。
内燃機関が停止すると、オイルポンプ4も停止するため、進角通路73および遅角通路74のいずれへも作動油が供給されなくなる。すると、ねじりコイルばね36の復元力によってベーンロータ14が最進角位置まで相対回転し、ストッパピストン27が嵌合リング28に嵌合する。
<異常停止時>
例えばエンスト等によって内燃機関が異常停止したとき、ストッパピストン27が嵌合リング28に嵌合しないまま次の再始動を場合がある。このような場合、次の再始動時のクランキング中において、ねじりコイルばね36のトルクを受けてベーンロータ14を相対回転させることにより始動可能なデフォルト位置まで復帰させる。
例えばエンスト等によって内燃機関が異常停止したとき、ストッパピストン27が嵌合リング28に嵌合しないまま次の再始動を場合がある。このような場合、次の再始動時のクランキング中において、ねじりコイルばね36のトルクを受けてベーンロータ14を相対回転させることにより始動可能なデフォルト位置まで復帰させる。
以上詳述したように、本実施形態によるバルブタイミング調整装置1のねじりコイルばね36は、一端37がベーンロータ14とともに回転するように取り付けられ、他端38がハウジング18とともに回転するように取り付けられ、ベーンロータ14をハウジング18に対して相対回転させる付勢トルクを発生する。ブッシュ20の側壁24の内周壁25に形成された案内壁26は、ねじりコイルばね36が傾く方向において軸方向に亘ってねじりコイルばね36の外周と当接し、ねじりコイルばね36の傾きを規制する。これにより、ねじりコイルばね36が傾いた状態でブッシュ20と接触することにより発生する応力に起因するトルクの低減を抑制することができる。また、トルクヒステリシスを低減することができ、進角方向と遅角方向とでの作動特性のばらつきを抑えることができる。また、ねじりコイルばね36を挟んで案内壁26の反対側において、ねじりコイルばね36と案内壁26との間に隙間が形成されている。これにより、ねじりコイルばね36を容易に組み付けることができる。
本実施形態では、ブッシュ20の側壁24の一部が径方向内側に突出して案内壁26が形成されている。これにより、案内壁26の反対側において、ねじりコイルばね36とブッシュ20との間に隙間を確保したうえで、ねじりコイルばね36と案内壁26とを容易に当接させることができる。また、案内壁26の径方向内側の端面261は、ねじりコイルばね36の外周に沿う円弧状に形成されている。これにより、案内壁26にそってねじりコイルばね36を容易に組み付けることができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図7を用い、構成の異なる部分のみを説明し、第1実施形態と同様の構成部材についての説明は省略する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図7は、第1実施形態の図6と対応する図であり、図7(a)は図1のL方向矢視図であってブッシュおよびねじりコイルばね近傍を示す図であり、図7(b)は図7(a)のS−O−S線断面図である。
本発明の第2実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図7を用い、構成の異なる部分のみを説明し、第1実施形態と同様の構成部材についての説明は省略する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図7は、第1実施形態の図6と対応する図であり、図7(a)は図1のL方向矢視図であってブッシュおよびねじりコイルばね近傍を示す図であり、図7(b)は図7(a)のS−O−S線断面図である。
本実施形態では、ブッシュ520は、有底円筒状に形成され、ベーンロータ14のボス部141に嵌合し、ボルト固定されている。ブッシュ520の底部521には、開口方向に突出する内径ガイド522が一体に形成されている。内径ガイド522には、ねじりコイルばね36の径方向内側に形成される一端37を係止するための位置決め溝523が形成されている。また、ブッシュ20の位置決め溝523と反対側の側壁524には、開口側が切り欠かれた切欠部541が形成されている。ねじりコイルばね36の他端38は、切欠部541から径方向外側に取り出され、スプリングフック39に係止される。
本実施形態の内径ガイド522は、ねじりコイルばね36の外周とブッシュ520の内周壁525とがねじりコイルばね36が傾く方向において軸方向に亘って当接するように、ねじりコイルばね36が傾く側に偏心して形成されている。すなわち、本実施形態では、ねじりコイルばね36と当接するブッシュ520の内周壁525の当接部526が、「規制部材」を構成している。
また、内径ガイド522がブッシュ520に対して偏心して設けられるので、ねじりコイルばね36を挟んで当接部526と反対側において、ねじりコイルばね36とブッシュ520との間には、隙間が形成されている。このように構成しても、組み付け性を確保しつつ、ねじりコイルばね36の傾きを抑制することができる。
(他の実施形態)
上記各実施形態では、ローラーロッカー式の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用しているが、直打式その他の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用してもよい。
上記各実施形態では、内燃機関の排気弁を制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、内燃機関の吸気弁を制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。また、上記各実施形態では、ベーンロータはカムシャフトとともに回転するように構成されていたが、他の実施形態では、ベーンロータはクランクシャフトとともに回転するように構成してもよい。
上記各実施形態では、ローラーロッカー式の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用しているが、直打式その他の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用してもよい。
上記各実施形態では、内燃機関の排気弁を制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、内燃機関の吸気弁を制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。また、上記各実施形態では、ベーンロータはカムシャフトとともに回転するように構成されていたが、他の実施形態では、ベーンロータはクランクシャフトとともに回転するように構成してもよい。
上記実施形態では、ねじりコイルばねの一端が径方向内側に形成され、他端が一端と略同一直線状であって径方向外側に形成されていたが、他の実施形態では一端と他端の形成方向は、これに限らない。なお、ねじりコイルばねの一端と他端の形成位置および係止位置によって、ねじりコイルばねの傾き方向が決定される。したがって、規制部材は、ねじりコイルばねの一端と他端の位置に基づいて決定される傾き方向に形成される。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
1:バルブタイミング調整装置、2:カムシャフト、10:装置本体、11:スプロケット、12:シューハウジング、13:フロントプレート、14:ベーンロータ、18:ハウジング、20:ブッシュ(収容部材)、21:底部、22:内径ガイド、23:位置決め溝、24:側壁、241:切欠部、25:内周壁、26:案内壁(規制部材)、261:端面:27:ストッパピストン、28:嵌合リング、29:圧縮コイルばね、36:ねじりコイルばね、37:一端、38:他端、39:スプリングフック、40:制御部、50:収容室、51〜54:進角油圧室(圧力室)、55〜58:遅角油圧室(圧力室)、97:排気弁、121〜124:シュー、141:ボス部、142〜145:ベーン、520:ブッシュ(収容部材)、521:底部、522:内径ガイド、523:位置決め溝、524:側壁、525:内周壁、526:当接部(規制部材)、541:切欠部
Claims (4)
- 内燃機関の駆動軸の駆動力により従動軸を回転駆動することによって吸気弁及び排気弁の開閉動作を行うとともに、前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を変更することによって前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内に形成された収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより前記収容室が仕切られて形成される圧力室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対し相対回転位相を変更可能なベーンロータと、
一端が前記ベーンロータとともに回転するように取り付けられ、他端が前記ハウジングとともに回転するように取り付けられ、前記ベーンロータを前記ハウジングに対し相対回転位相を発生させる付勢トルクを発生するねじりコイルばねと、
前記ねじりコイルばねが傾く方向において前記ねじりコイルばねと当接し、前記ねじりコイルばねの傾きを規制する規制部材と、
前記ねじりコイルばねを挟んで前記規制部材の反対側に隙間を形成して前記ねじりコイルばねを収容する収容部材と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記規制部材は、前記収容部材の側壁の一部が径方向内側に突出する案内壁であ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。
- 前記案内壁の径方向内側の端面は、前記ねじりコイルばねの外周に沿う円弧状に形成されることを特徴とする請求項2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ねじりコイルばねは、前記収容部材の内周壁と当接するように偏心して収容さ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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2010
- 2010-01-29 JP JP2010018568A patent/JP2011157838A/ja active Pending
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