JP2012021504A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】最下段面と対応する位置において突出している状態の制限ピンが第2段部を越えて中間段面に移動することを抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】この内燃機関の可変動弁装置は、バルブタイミングを変更するとともに、バルブタイミングの変更を制限する制限機構30,50を含むバルブタイミング可変機構10を備える。制限機構30,50は、ベーンロータ15に設けられる制限ピン31,51と、ハウジングロータ11の対向面70,80を中間段面41,61と最下段面42,62とに区画する段部45,65とを含み、段部面45A,65Aと制限ピン31,51との接触により、バルブタイミングVTの遅角を制限する。また、中間段面41,61が傾斜するとともに、中間段面41,61の進角側の端部の制限ピン31,51がベーン対向面15Bから突出することのできる量が遅角側の端部よりも小さい。
【選択図】図2
【解決手段】この内燃機関の可変動弁装置は、バルブタイミングを変更するとともに、バルブタイミングの変更を制限する制限機構30,50を含むバルブタイミング可変機構10を備える。制限機構30,50は、ベーンロータ15に設けられる制限ピン31,51と、ハウジングロータ11の対向面70,80を中間段面41,61と最下段面42,62とに区画する段部45,65とを含み、段部面45A,65Aと制限ピン31,51との接触により、バルブタイミングVTの遅角を制限する。また、中間段面41,61が傾斜するとともに、中間段面41,61の進角側の端部の制限ピン31,51がベーン対向面15Bから突出することのできる量が遅角側の端部よりも小さい。
【選択図】図2
Description
本発明は、バルブタイミングの遅角または進角を制限する制限機構を含むバルブタイミングを変更する可変動弁機構を備える内燃機関の可変動弁装置に関する。
上記可変動弁装置として特許文献1に記載のものが知られている。
この可変動弁機構のハウジングロータ(第1回転体)およびベーンロータ(第2回転体)は、互いに対向する対向面をそれぞれ備える。ハウジングロータの対向面は、最も上段側の最上段面と、この最上段面よりも下段側かつ進角側の中間段面と、この中間段面よりも下段側かつ進角側の最下段面とを含む。制限機構は、ベーンロータにおいてベーンロータの対向面から突出可能に設けられる制限ピンと、ハウジングロータに設けられてハウジングロータの対向面を最上段面および中間段面に区画する第1段部と、中間段面および最下段面に区画する第2段部とを含む。そして、第2段部の中間段面と最下段面とを接続する第2段部面と制限ピンとが接触したとき、バルブタイミングの遅角が制限される。
この可変動弁機構のハウジングロータ(第1回転体)およびベーンロータ(第2回転体)は、互いに対向する対向面をそれぞれ備える。ハウジングロータの対向面は、最も上段側の最上段面と、この最上段面よりも下段側かつ進角側の中間段面と、この中間段面よりも下段側かつ進角側の最下段面とを含む。制限機構は、ベーンロータにおいてベーンロータの対向面から突出可能に設けられる制限ピンと、ハウジングロータに設けられてハウジングロータの対向面を最上段面および中間段面に区画する第1段部と、中間段面および最下段面に区画する第2段部とを含む。そして、第2段部の中間段面と最下段面とを接続する第2段部面と制限ピンとが接触したとき、バルブタイミングの遅角が制限される。
ところで、特許文献1の可変動弁装置を備える内燃機関において、機関始動時にバルブタイミングが中間角に固定されていない場合には、機関始動時のカムシャフトのトルク変動(カムトルク変動)に基づいてバルブタイミングが進角する。制限ピンは、カムトルク変動により第1段部を進角側に超えたとき、中間段面に向けて突出する。また、カムトルク変動により第2段部を進角側に越えたとき、最下段面に向けて突出する。この後に、カムトルクが、バルブタイミングを進角させる方向のトルクから遅角させる方向のトルクに変化したとき、最下段面に突出した制限ピンと第2段部面との接触によりバルブタイミングの遅角が制限される。
しかし、従来の可変動弁装置においては、制限ピンが第2段部を遅角側に越えることについて、何ら対策がなされていないため、制限ピンが第2段部を越えてしまうおそれがある。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、最下段面と対応する位置において突出している状態の制限ピンが第2段部を越えて中間段面に移動することを抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、バルブタイミングを変更する可変動弁機構を備え、この可変動弁機構は、クランクシャフトと同期して回転する第1回転体およびカムシャフトと同期して回転する第2回転体と、バルブタイミングが遅角することを制限する制限機構とを含むものであり、前記第1回転体および前記第2回転体は互いに対向する対向面をそれぞれ備えるものであり、前記制限機構は、前記第1回転体および前記第2回転体の一方の回転体に設けられて同回転体の対向面から他方の回転体の対向面に向けて突出可能な制限ピンと、前記他方の回転体の対向面を最も上段側の最上段面および同最上段面よりも下段側かつ進角側の中間段面に区画する第1段部と、前記他方の回転体の対向面を前記中間段面および同中間段面よりも下段側かつ進角側の最下段面に区画する第2段部とを含み、前記中間段面と前記最下段面とを接続する前記第2段部の面すなわち段部面と前記制限ピンとの接触によりバルブタイミングの遅角を制限するものである内燃機関の可変動弁装置において、前記制限ピンが前記一方の回転体の対向面から突出することのできる量を突出許容量として、前記中間段面の所定部から前記中間段面の進角側の端部までにわたり前記中間段面が傾斜し、前記進角側の端部の前記突出許容量が前記所定部の前記突出許容量よりも小さいことを要旨としている。
(1)請求項1に記載の発明は、バルブタイミングを変更する可変動弁機構を備え、この可変動弁機構は、クランクシャフトと同期して回転する第1回転体およびカムシャフトと同期して回転する第2回転体と、バルブタイミングが遅角することを制限する制限機構とを含むものであり、前記第1回転体および前記第2回転体は互いに対向する対向面をそれぞれ備えるものであり、前記制限機構は、前記第1回転体および前記第2回転体の一方の回転体に設けられて同回転体の対向面から他方の回転体の対向面に向けて突出可能な制限ピンと、前記他方の回転体の対向面を最も上段側の最上段面および同最上段面よりも下段側かつ進角側の中間段面に区画する第1段部と、前記他方の回転体の対向面を前記中間段面および同中間段面よりも下段側かつ進角側の最下段面に区画する第2段部とを含み、前記中間段面と前記最下段面とを接続する前記第2段部の面すなわち段部面と前記制限ピンとの接触によりバルブタイミングの遅角を制限するものである内燃機関の可変動弁装置において、前記制限ピンが前記一方の回転体の対向面から突出することのできる量を突出許容量として、前記中間段面の所定部から前記中間段面の進角側の端部までにわたり前記中間段面が傾斜し、前記進角側の端部の前記突出許容量が前記所定部の前記突出許容量よりも小さいことを要旨としている。
この発明では、中間段面の所定部の突出許容量よりも進角側の端部の突出許容量が小さいため、所定部における突出許容量が同じでありかつ中間段面の進角側の端部と所定部とが同じ突出許容量の構成と比較して、中間段面の進角側の端部の突出許容量と最下段面の遅角側の端部の突出許容量との差が大きくなる。これにより、最下段面と対応する位置において突出している状態の制限ピンが第2段部を越えて中間段面に移動することを抑制することができる。
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記中間段面の前記突出許容量のうち前記進角側の端部の突出許容量が最も小さいことを要旨としている。
この発明では、中間段面の進角側の端部において最も突出許容量が小さいため、中間段面の他の部分において最も突出許容量が小さい構成と比較して、中間段面の進角側の端部の突出許容量と最下段面の遅角側の端部の突出許容量との差を大きくすることができる。
(3)請求項3に記載の発明は、バルブタイミングを変更する可変動弁機構を備え、この可変動弁機構は、クランクシャフトと同期して回転する第1回転体およびカムシャフトと同期して回転する第2回転体と、バルブタイミングが進角することを制限する制限機構とを含むものであり、前記第1回転体および前記第2回転体は互いに対向する対向面をそれぞれ備えるものであり、前記制限機構は、前記第1回転体および前記第2回転体の一方の回転体に設けられて同回転体の対向面から他方の回転体の対向面に向けて突出可能な制限ピンと、前記他方の回転体の対向面を最も上段側の最上段面および同最上段面よりも下段側かつ遅角側の中間段面に区画する第1段部と、前記他方の回転体の対向面を前記中間段面および同中間段面よりも下段側かつ遅角側の最下段面に区画する第2段部とを含み、前記中間段面と前記最下段面とを接続する前記第2段部の面すなわち段部面と前記制限ピンとの接触によりバルブタイミングの進角を制限するものである内燃機関の可変動弁装置において、前記制限ピンが前記一方の回転体の対向面から突出することのできる量を突出許容量として、前記中間段面の所定部から前記中間段面の遅角側の端部までにわたり前記中間段面が傾斜し、前記遅角側の端部の前記突出許容量が前記所定部の前記突出許容量よりも小さいことを要旨としている。
この発明では、中間段面の所定部の突出許容量よりも遅角側の端部の突出許容量が小さいため、所定部における突出許容量が同じでありかつ中間段面の遅角側の端部と所定部とが同じ突出許容量の構成と比較して、中間段面の遅角側の端部の突出許容量と最下段面の進角側の端部の突出許容量との差が大きくなる。これにより、最下段面と対応する位置において突出している状態の制限ピンが第2段部を越えて中間段面に移動することを抑制することができる。
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記中間段面の前記突出許容量のうち前記遅角側の端部の突出許容量が最も小さいことを要旨としている。
この発明では、中間段面の遅角側の端部において最も突出許容量が小さいため、中間段面の他の部分において最も突出許容量が小さい構成と比較して、中間段面の遅角側の端部の突出許容量と最下段面の進角側の端部の突出許容量との差を大きくすることができる。
(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記中間段面の前記遅角側の端部から前記進角側の端部までにわたり前記中間段面が直線的に傾斜していることを要旨としている。
この発明では、中間段面が遅角側の端部から進角側の端部までにわたり直線的に傾斜している。このため、中間段面の傾斜が直線的ではない構成と比較して、中間段面を移動するときの制限ピンの移動が妨げられにくい。
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記中間段面の形状に対応して前記制限ピンの先端面が傾斜していることを要旨としている。
制限ピンの先端面が、例えば突出方向に対して直交する面として形成されている場合、制限ピンが中間段面上を移動しているときに中間段面とピンの先端面の端部との接触により応力集中が生じる。この発明では、制限ピンの先端面が中間段面の形状に対応して傾斜しているため、制限ピンが中間段面上を移動しているときに、上記のように応力集中が生じることを抑制することができる。
(7)請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記制限ピンの前記先端面の形状に対応して前記第1段部から前記最上段面の所定部までにわたり直線的に傾斜していることを要旨としている。
制限ピンの先端面が中間段面の形状に対応して傾斜している構成では、制限ピンが最上段面上を移動しているときに最上段面とピンの先端面の端部との接触により応力集中が生じる。この発明では、制限ピンの先端面の形状と対応して、最上段面が第1段部から所定部までにわたり直線的に傾斜しているため、制限ピンが最上段面上を移動しているときに、上記のように応力集中が生じることを抑制することができる。
(8)請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記制限ピンの前記先端面の形状に対応して前記第2段部から前記最下段面の所定部までにわたり直線的に傾斜していることを要旨としている。
この発明では、制限ピンの先端面の形状と対応して、最下段面が第2段部から所定部までにわたり直線的に傾斜している。このため、最下段面が突出方向に対して直交する面である場合と比較して、段部面を大きくするために必要となる最下段面の突出許容量の増加分を小さくすることができる。
(9)請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記最下段面と前記段部面とにより形成される角の角度が90度またはそれよりも小さいことを要旨としている。
最下段面と第2段部面とにより形成される角の角度が90度よりも大きい構成において、制限ピンの先端部と段部面とが接触したとき、制限ピンが第2段部を越えて中間段面に乗りあがりやすい。この発明では、最下段面と段部面とにより形成される角の角度が90度またはそれよりも小さいため、最下段面と段部面とにより形成される角の角度が90度よりも大きい構成と比較して、制限ピンが段部を越えて中間段面に移動することを抑制することができる。
(10)請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記可変動弁機構は、最進角と最遅角との間の中間角にバルブタイミングを固定する固定機構を含むことを要旨としている。
バルブタイミングを中間角に固定する固定機構を備える可変動弁装置においては、バルブタイミングが中間角に固定されることなく機関停止した場合、機関停止状態においてバルブタイミングが次第に遅角して最遅角に到達する。そして、その後の機関始動時にカムトルク変動によりバルブタイミングが中間角まで進角したとき、固定機構によりバルブタイミングが中間角に固定される。しかし、カムトルク変動によるバルブタイミングの進角量が小さいときには、バルブタイミングが中間角まで進角しない頻度が高くなる。この発明では、固定機構を備える可変動弁装置の中間段面を傾斜させているため、バルブタイミングの遅角がより好適に制限される。これにより、バルブタイミングが中間角に達する頻度を高めることができる。
図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、吸気バルブのバルブタイミングを変更する内燃機関の可変動弁装置として本発明を具体化した一例を示している。
図1に、バルブタイミング可変機構10の径方向に沿う断面構造を示す。
内燃機関の可変動弁装置は、燃焼室を開閉する吸気バルブおよび排気バルブと、これらバルブのそれぞれを押し下げる吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトと(いずれも図示略)、クランクシャフトの回転位相に対する吸気カムシャフトの回転位相(以下、「バルブタイミングVT」)を変更するバルブタイミング可変機構10とを含む。
内燃機関の可変動弁装置は、燃焼室を開閉する吸気バルブおよび排気バルブと、これらバルブのそれぞれを押し下げる吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトと(いずれも図示略)、クランクシャフトの回転位相に対する吸気カムシャフトの回転位相(以下、「バルブタイミングVT」)を変更するバルブタイミング可変機構10とを含む。
内燃機関においては、バルブタイミング可変機構により、最も進角側のバルブタイミング(以下、「最進角VTmax」)から最も遅角側のバルブタイミング(以下、「最遅角VTmin」)までの間でバルブタイミングVTが変更される。
図1に示されるように、バルブタイミング可変機構10は、クランクシャフトに同期して回転するハウジングロータ11と、吸気カムシャフトに同期して回転するベーンロータ15と、バルブタイミングVTを最進角VTmaxと最遅角VTminとの間の中間角(以下、「中間角VTmdl」)に固定する固定機構20とを含む。そして、ハウジングロータ11に対するベーンロータ15の回転位相(以下、「回転位相P」)を変更することによりバルブタイミングVTを変更する。なお、図中の矢印RAは、スプロケット13(クランクシャフト)および吸気カムシャフトの回転方向を示している。
ハウジングロータ11は、その本体となるハウジング本体12と、ハウジング本体12の軸方向の一端側に取り付けられるスプロケット13と、ハウジング本体12の軸方向の他端側に取り付けられるカバー14(図2参照)とを含む。スプロケット13は、タイミングチェーン(図示略)を介してクランクシャフトに連結される。
ハウジング本体12には、ハウジングロータ11の回転軸の径方向に突出する3つの区画壁12Aが設けられている。ハウジング本体12およびスプロケット13およびカバー14は、これらの軸方向に挿入される3つのボルトBにより互いに固定されている。
ベーンロータ15は、吸気カムシャフトの端部に固定されるとともにハウジング本体12内の空間に配置されている。ベーンロータ15には、ハウジング本体12の隣り合う区画壁12Aの間に向けて突出した3つのベーン15Aが設けられている。
隣り合う区画壁12Aの間には、3つの収容室16が形成されている。収容室16は、ハウジング本体12の内周面とベーンロータ15の外周面とスプロケット13とカバー14とに囲まれて形成されるものであり、各ベーン15Aにより、それぞれ進角室17および遅角室18に区画されている(図2参照)。
進角室17は、収容室16内においてベーン15Aよりも吸気カムシャフトの回転方向RAの後方側に位置している。遅角室18は、収容室16内においてベーン15Aよりも吸気カムシャフトの回転方向RAの前方側に位置している。進角室17および遅角室18の容積は、バルブタイミング可変機構10に対する潤滑油の供給状態に応じて変化する。
固定機構20は、バルブタイミングVTの変更を制限する第1制限機構30および第2制限機構50を含む。第1制限機構30および第2制限機構50は、互いに異なるベーン15Aに設けられている。
バルブタイミング可変機構10は次のように動作する。
進角室17への潤滑油の供給および遅角室18からの潤滑油の排出により、ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して進角側すなわち回転方向RAに回転するとき、バルブタイミングVTは進角する。ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して最も進角側に回転したとき、すなわち回転位相Pが回転方向RAの最も前方側の位相(以下、「最進角位相PH」)にあるとき、バルブタイミングVTは最進角VTmaxに設定される。
進角室17への潤滑油の供給および遅角室18からの潤滑油の排出により、ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して進角側すなわち回転方向RAに回転するとき、バルブタイミングVTは進角する。ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して最も進角側に回転したとき、すなわち回転位相Pが回転方向RAの最も前方側の位相(以下、「最進角位相PH」)にあるとき、バルブタイミングVTは最進角VTmaxに設定される。
進角室17からの潤滑油の排出および遅角室18への潤滑油の供給により、ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して遅角側すなわち回転方向RAとは反対側に回転するとき、バルブタイミングVTは遅角する。ベーンロータ15がハウジングロータ11に対して最も遅角側に回転したとき、すなわち回転位相Pが回転方向RAの最も後方側の位相(以下、「最遅角位相PL」)にあるときバルブタイミングVTは最遅角VTminに設定される。
図2および図3を参照して、第1制限機構30および第2制限機構50の構造について説明する。なお、図2および図3は図1のDA−DA線に沿うバルブタイミング可変機構10の断面構造を平面上に展開したものを示している。
図2を参照して、第1制限機構30の構造について説明する。
ハウジングロータ11およびベーンロータ15は、スプロケット13により構成される収容室16の壁面としての第1対向面70と、ベーン15Aのスプロケット13側の壁面としてのベーン対向面15Bとが互いに対向するように組み合わせられている。なお以降では、スプロケット13の任意の位置に対してベーンロータ15側を「上側」とし、これとは反対側を「下側」とする。
ハウジングロータ11およびベーンロータ15は、スプロケット13により構成される収容室16の壁面としての第1対向面70と、ベーン15Aのスプロケット13側の壁面としてのベーン対向面15Bとが互いに対向するように組み合わせられている。なお以降では、スプロケット13の任意の位置に対してベーンロータ15側を「上側」とし、これとは反対側を「下側」とする。
第1対向面70は、ベーン15Aのベーン対向面15Bと接触する第1収容室面71と、第1収容室面71よりも下段側の第1中間段面41と、第1中間段面41よりも下段側の第1最下段面42とにより形成されている。第1収容室面71は、第1中間段面41および第1最下段面42よりも遅角側の遅角側収容室面71Aと、第1中間段面41および第1最下段面42よりも進角側の進角側収容室面71Bとに分けられている。
第1制限機構30は、ベーン対向面15Bから突出可能に設けられる第1制限ピン31と、第1対向面70の中間部分に形成されるとともに第1制限ピン31の軌跡に対応して形成される第1係合溝40と、第1制限ピン31を一方向に押すための第1制限室35と、第1制限ピン31を他方向に押すための第1制限ばね34とを含む。
第1制限ピン31は、ベーン15Aから最大限に突出したときにベーン15A内に位置するピン本体部32と、このときにベーン15Aから突出しているピン先端部33とにより構成されている。ピン先端部33の先端面33Aは、遅角側から進角側に向けて本体部32側に傾斜するように形成されている。すなわち、第1制限ピン31の進角側の端部は遅角側の端部よりも短い。
第1制限室35の油圧が第1制限ばね34の力よりも小さいとき、第1制限ピン31をベーン15Aから突出する方向(以下、「突出方向ZA」)に動作させようとする力が制限ピン31に働く。第1制限室35の油圧が第1制限ばね34の力よりも大きいとき、第1制限ピン31をベーン15Aに収容する方向(以下、「収容方向ZB」)に動作させようとする力が制限ピン31に働く。
第1係合溝40には、遅角側収容室面71Aよりも下段側かつ進角側に設けられる第1中間段面41と、第1中間段面41よりも下段側かつ進角側に設けられる第1最下段面42と、進角側の端部である第1進角段部43と、遅角側の端部である第1遅角段部44と、第1進角段部43と第1遅角段部44との間の段部である第2遅角段部45とが設けられている。
第1進角段部43は、第1収容室面71の進角側収容室面71Bと第1最下段面42とを接続する第1進角段部面43Aを有する。第1遅角段部44は、第1収容室面71の遅角側収容室面71Aと第1中間段面41とを接続する第1遅角段部面44Aを有する。第2遅角段部45は、第1中間段面41と第1最下段面42とを接続する第2遅角段部面45Aを有する。
第1進角段部面43Aは、中間角VTmdlに対応する位相(以下、「中間位相PM」)と対応するところに設けられている。第1遅角段部面44Aは、中間位相PMよりも遅角側にある第1遅角位相PX1と対応するところに設けられている。第2遅角段部面45Aは、中間位相PMと第1遅角位相PX1との間の第2遅角位相PX2と対応するところに設けられている。
第1収容室面71および第1最下段面42は、突出方向ZAに直交する面として形成されている。第1進角段部面43Aおよび第1遅角段部面44Aおよび第2遅角段部面45Aは、突出方向ZAと平行な面として形成されている。ここで、制限ピン51がベーン15Aのベーン対向面15Bから突出することのできる限界量を「突出許容量D」とする。なお、ベーン対向面15Bと接触する収容室面71の突出許容量Dは「0」となる。
第1中間段面41は、遅角側の端部から進角側の端部までにわたり、進角側に向かうにつれて突出方向ZAから収容方向ZBに向けて直線的に傾斜して形成されている。すなわち、第1中間段面41の遅角側から進角側に向かうにつれて突出許容量Dは小さくなる。
第2遅角段部面45Aと第1最下段面42とにより形成される角θ1の角度は90度となる。第1中間段面41と第2遅角段部面45Aとにより形成される角θ2の角度は90度よりも小さい。なお、第1中間段面41の傾斜角度と第1制限ピン31の先端面33Aの傾斜角度とは互いに対応している。
第2制限機構50の構造について説明する。
ハウジングロータ11およびベーンロータ15は、スプロケット13により構成される収容室16の壁面としての第2対向面80と、ベーン15Aのスプロケット13側の壁面としてのベーン対向面15Bとが互いに対向するように組み合わせられている。
ハウジングロータ11およびベーンロータ15は、スプロケット13により構成される収容室16の壁面としての第2対向面80と、ベーン15Aのスプロケット13側の壁面としてのベーン対向面15Bとが互いに対向するように組み合わせられている。
第2対向面80は、ベーン15Aのベーン対向面15Bと接触する第2収容室面81と、第2収容室面81よりも下段側の第2中間段面61と、第2中間段面61よりも下段側の第2最下段面62とにより形成されている。第2収容室面81は、第2中間段面61および第2最下段面62よりも遅角側の遅角側収容室面81Aと、第2中間段面61および第2最下段面62よりも進角側の進角側収容室面81Bとに分けられている。
第2制限機構50は、ベーン対向面15Bから突出可能に設けられる第2制限ピン51と、第2対向面80の中間部分に形成されるとともに第2制限ピン51の軌跡に対応して形成される第2係合溝60と、第2制限ピン51を一方向に押すための第2制限室55と、第2制限ピン51を他方向に押すための第2制限ばね54とを含む。
第2制限ピン51は、ベーン15Aから最大限に突出したときにベーン15A内に位置するピン本体部52と、このときにベーン15Aから突出しているピン先端部53とにより構成されている。ピン先端部53の先端面53Aは、遅角側から進角側に向けて本体部52側に傾斜するように形成されている。すなわち、第2制限ピン51の進角側の端部は遅角側の端部よりも短い。
第2制限室55の油圧が第2制限ばね54の力よりも小さいとき、第2制限ピン51はベーン15Aから突出方向ZAに動作させようとする力が制限ピン51に働く。第2制限室55の油圧が第2制限ばね54の力よりも大きいとき、第2制限ピン51をベーン15Aに収容方向ZBに動作させようとする力が制限ピン51に働く。
第2係合溝60には、遅角側収容室面81Aよりも下段側かつ進角側に設けられる第2中間段面61と、第2中間段面61よりも下段側かつ進角側に設けられる第2最下段面62と、進角側の端部である第2進角段部63と、遅角側の端部である第3遅角段部64と、第2進角段部63と第3遅角段部64との間の段部である第4遅角段部65とが設けられている。
第2進角段部63は、第2収容室面81の進角側収容室面81Bと第2最下段面62とを接続する第2進角段部面63Aを有する。第3遅角段部64は、第2収容室面81の遅角側収容室面81Aと第2中間段面61とを接続する第3遅角段部面64Aを有する。第4遅角段部65は、第2中間段面61と第2最下段面62とを接続する第4遅角段部面65Aを有する。
第2進角段部面63Aは、中間位相PMよりも進角側にある進角位相PYと対応するところに設けられている。第3遅角段部面64Aは、第1遅角位相PX1よりも遅角側の第3遅角位相PX3と対応するところに設けられている。第4遅角段部面65Aは、中間位相PMと対応するところに設けられている。
第2収容室面81および第2最下段面62は、突出方向ZAに直交する面として形成されている。第2進角段部面63Aおよび第3遅角段部面64Aおよび第4遅角段部面65Aは、突出方向ZAと平行な面として形成されている。また、ベーン対向面15Bと接触している収容室面81の突出許容量Dは「0」となる。
第2中間段面61は、遅角側の端部から進角側の端部までにわたり、進角側に向かうにつれて突出方向ZAから収容方向ZBに向けて直線的に傾斜する面として形成されている。すなわち、第2中間段面61の遅角側から進角側に向かうにつれて突出許容量Dは小さくなる。
第4遅角段部面65Aと第2最下段面62とにより形成される角θ3の角度は90度となる。第2中間段面61と第4遅角段部面65Aとから形成される角θ4の角度は90度よりも小さい。なお、第2中間段面61の傾斜角度と第2制限ピン51の先端面53Aの傾斜角度とは互いに対応している。
第1制限機構30の動作について説明する。
第1制限ピン31のピン先端部33がベーンロータ15から突出されている状態において、第1制限室35に潤滑油が供給されたとき、第1制限ピン31がベーンロータ15に収容される。第1制限ピン31のピン先端部33がベーンロータ15に収容されている状態において、第1制限室35から潤滑油が排出されたとき、第1制限ピン31は突出方向ZAに向けて動作する。また、回転位相Pが中間位相PMと第1遅角位相PX1との間にあるときには、ピン先端部33が突出して第1最下段面42に突き当てられる。
第1制限ピン31のピン先端部33がベーンロータ15から突出されている状態において、第1制限室35に潤滑油が供給されたとき、第1制限ピン31がベーンロータ15に収容される。第1制限ピン31のピン先端部33がベーンロータ15に収容されている状態において、第1制限室35から潤滑油が排出されたとき、第1制限ピン31は突出方向ZAに向けて動作する。また、回転位相Pが中間位相PMと第1遅角位相PX1との間にあるときには、ピン先端部33が突出して第1最下段面42に突き当てられる。
第2制限機構50の動作について説明する。
第2制限ピン51のピン先端部53がベーンロータ15から突出している状態において、第2制限室55に潤滑油が供給されたとき、第2制限ピン51はベーンロータ15に収容される。第2制限ピン51のピン先端部53がベーンロータ15に収容されている状態において、第2制限室55から潤滑油が排出されたとき、第2制限ピン51は突出方向ZAに向けて動作する。また、回転位相Pが進角位相PYと第3遅角位相PX3との間にあるときには、ピン先端部53が突出して第2最下段面62に突き当てられる。
第2制限ピン51のピン先端部53がベーンロータ15から突出している状態において、第2制限室55に潤滑油が供給されたとき、第2制限ピン51はベーンロータ15に収容される。第2制限ピン51のピン先端部53がベーンロータ15に収容されている状態において、第2制限室55から潤滑油が排出されたとき、第2制限ピン51は突出方向ZAに向けて動作する。また、回転位相Pが進角位相PYと第3遅角位相PX3との間にあるときには、ピン先端部53が突出して第2最下段面62に突き当てられる。
図3に示されるように、第1制限ピン31および第2制限ピン51が、それぞれ第1最下段面42および第2最下段面62に突き当てられているとき、回転位相Pが中間位相PMに固定される。すなわち、固定機構20は第1制限機構30および第2制限機構50の協働により回転位相Pを中間位相PMに固定する。すなわち、バルブタイミングVTを中間角VTmdlに固定する。
中間角VTmdlとしては、内燃機関の始動に適したバルブタイミングVTが設定されている。すなわち、機関始動時においてバルブタイミングVTを中間角VTmdlに設定した場合と、これよりも遅角側のバルブタイミングVTに設定した場合とを比較したとき、機関始動性は後者よりも前者の方が高い。
機関停止要求が設定されたときには、バルブタイミングVTが中間角VTmdlよりも遅角側にある状態において、各油圧室の潤滑油の給排態様を制御するオイルコントロールバルブの制御により進角室17に潤滑油が供給され、遅角室18から潤滑油が排出され、第1制限室35および第2制限室55から潤滑油が排出される。これにより、各制限ピン31,51に突出方向ZAの力が付与された状態でバルブタイミングVTが進角するため、回転位相Pが中間位相PMに達したときに各制限ピン31,51が各最下段面42,62に突き当てられて、バルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定される。
このように、機関停止要求が設定されてから内燃機関の回転が完全に停止するまでにおいて、バルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定される。一方、このときにバルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定されないときには、機関停止中において進角室17および遅角室18から潤滑油が排出されることにともない、回転位相Pが次第に遅角して最遅角位相PLに維持される。
そして、次のクランキングの開始後において、カムトルク変動によりベーンロータ15がハウジングロータ11に対して進角方向に回転する。このとき、内燃機関が完全に停止している状態において第1制限室35および第2制限室55から潤滑油が排出されているとすると、第1制限ピン31および第2制限ピン51は各制限ばね34,54により突出方向ZAに移動しようとする状態に維持されている。このため、回転位相Pが第2遅角位相PX2、第3遅角位相PX3および第1遅角位相PX1に達するごとに各制限ピン31,51によりバルブタイミングVTの遅角が制限される。そして、中間位相PMに達したとき、バルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定される。
図4を参照して、制限ピン51が第2中間段面61にある状態からバルブタイミングVTが進角するときの第2制限機構50の動作について説明する。なお、以下の内容は第1制限機構30の制限ピン31が第1中間段面41にある状態からバルブタイミングが進角するときについても同様のため、第1制限機構30の動作の説明は省略する。
図4(a)に示されるように、第2制限ピン51が突出して第2中間段面61に突き当てられている状態において、カムトルク変動によりベーンロータ15が進角側に回転したとき、これにともない制限ピン51が第2中間段面61の傾斜により収容方向ZB側に押し上げられながら第2中間段面61上を進角側に移動する。
図4(b)に示されるように、第2制限ピン51の全体が第4遅角段部65を越えたとき、すなわち回転位相Pが中間位相PMに達したとき、第2制限ピン51は第2最下段面62に向けて突出する。
図4(c)に示されるように、第2制限ピン51が第4遅角段部面65Aに接触したとき、制限ピン51の遅角側への移動が制限される。すなわち、バルブタイミングVTの遅角が制限される。
第2制限機構50の突出許容量Dについて説明する。
図4(a)に示されるように、制限ピン51の中心軸(回転位相P)が第3遅角位相PX3にあるときの突出許容量DAは、第2収容室面81と第2中間段面61の段差の大きさに等しい。第3遅角段部面64Aの突出方向ZAの大きさは、突出許容量DAと等しい。このとき、制限ピン51が最大限に突出しているとすると、制限ピン51の先端面53Aから突出許容量DAに対応する位置までの部分と第3遅角段部面64Aとが接触することにより、制限ピン51が第3遅角位相PX3を越えて遅角することが制限される。
図4(a)に示されるように、制限ピン51の中心軸(回転位相P)が第3遅角位相PX3にあるときの突出許容量DAは、第2収容室面81と第2中間段面61の段差の大きさに等しい。第3遅角段部面64Aの突出方向ZAの大きさは、突出許容量DAと等しい。このとき、制限ピン51が最大限に突出しているとすると、制限ピン51の先端面53Aから突出許容量DAに対応する位置までの部分と第3遅角段部面64Aとが接触することにより、制限ピン51が第3遅角位相PX3を越えて遅角することが制限される。
図4(b)に示されるように、制限ピン51の遅角側の端部が第4遅角段部面65Aと一致するとき、制限ピン51の突出許容量DBは第2収容室面81の突出許容量D、すなわち「0」となる。
図4(c)に示されるように、制限ピン51の中心軸が中間位相PMにあるときの突出許容量DCは、第2収容室面81と第2最下段面62との段差の大きさに等しい。第4遅角段部面65Aの突出方向ZAの大きさは、突出許容量DCと等しい。このとき、制限ピン51が最大限に突出しているとすると、制限ピン51の先端面53Aから突出許容量DCに対応する位置までの部分と第4遅角段部面65Aとが接触することにより、制限ピン51が中間位相PMを越えて遅角することが制限される。
図4(c)に二点鎖線で示されるように、第2中間段面61が突出方向ZAに対して平行な面として形成される仮想の可変動弁装置においては、最下段面62の突出許容量DCから中間段面61の遅角側の突出許容量DAを減じた突出許容量DXと第4遅角段部面65Aの突出方向ZAの大きさとが等しい。
一方、バルブタイミング可変機構10を備える可変動弁装置においては、第2中間段面61が傾斜しているため、第4遅角段部面65Aの突出方向の大きさ(突出許容量DC)が突出許容量DXよりも突出許容量DA分だけ大きい。
本実施形態によれば以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、各中間段面41,61が遅角側の端部から各中間段面41,61の進角側の端部までにわたり傾斜するとともに、各中間段面41,61の遅角側の突出許容量Dよりも進角側の端部の突出許容量D(「0」)が小さい。このため、各中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dが突出許容量DAであって、進角側の端部と遅角側の端部とが同じ突出許容量Dの構成と比較して、各中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dと各最下段面42,62の遅角側の端部の突出許容量Dとの差が大きくなる。これにより、各最下段面42,62と対応する位置において突出している状態の各制限ピン31,51が各遅角段部44,64を越えて各中間段面41,61に移動することを抑制することができる。
(1)本実施形態では、各中間段面41,61が遅角側の端部から各中間段面41,61の進角側の端部までにわたり傾斜するとともに、各中間段面41,61の遅角側の突出許容量Dよりも進角側の端部の突出許容量D(「0」)が小さい。このため、各中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dが突出許容量DAであって、進角側の端部と遅角側の端部とが同じ突出許容量Dの構成と比較して、各中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dと各最下段面42,62の遅角側の端部の突出許容量Dとの差が大きくなる。これにより、各最下段面42,62と対応する位置において突出している状態の各制限ピン31,51が各遅角段部44,64を越えて各中間段面41,61に移動することを抑制することができる。
また、第2中間段面が突出方向ZAに対して平行な面として形成される上記仮想の可変動弁装置(図4(c)の二点鎖線参照)においては、制限ピンが中間段面の遅角側の端部にあるとき、突出許容量DAに対応した収容方向ZBの力が制限ピンに作用している。一方、この実施形態の可変動弁装置では、各制限ピン31,51が中間段面41,61の遅角側の端部にあるとき、突出許容量DB(「0」)に対応した収容方向ZBの力が制限ピン31,51に作用している。このように、当該可変動弁装置の各制限ピン31,51には、上記仮想の可変動弁装置の制限ピンよりも突出許容量DA分だけ大きい力が収容方向ZBに作用している。
これにより、当該可変動弁装置においては、各制限ピン31,51が遅角側から進角側に向けて各段部45,65を越えたときの突出速度が上記仮想の可変動弁装置よりも大きくなるため、各段部45,65を越えた直後の各制限ピン31,51の突出量も上記可変動弁装置と比較して大きくなる。すなわち、各制限ピン31,51が各段部45,65を進角側に越えた直後の各段部45,65に対する各制限ピン31,51の引っ掛かり量が大きくなる。
このため、各制限ピン31,51が各段部45,65を進角側に越えた直後にカムトルクがバルブタイミングVTを進角させるトルクから遅角させるトルクに変化したことに起因して、バルブタイミングVTの遅角が制限されない状況が生じる頻度を少なくすることができる。
(2)制限ピンの突出方向と直交する最も下段側の最下段面と、この最下段面よりも上段側の中間段面と、この中間段面よりも上段側の収容室面とが設けられている仮想の可変動弁装置において、収容室面から各最下段面までの突出方向ZAの大きさを変更して各段部の段差を大きくする場合には、ハウジングロータの最下段面を構成する壁部の厚みを大きくする必要がある。また、この仮想の可変動弁装置の収容室面または最下段面を遅角側の端部から進角側の端部にわたり傾斜させて、中間段面の進角側の端部の突出許容量を小さくした場合には、ハウジングロータおよびベーンロータの少なくとも一方の形状や大きさを変更する必要がある。本実施形態では、各収容室面71,81および各中間段面41,61および最下段面42,62のうち、各中間段面41,61のみを傾斜させて各段部45,65の段差を大きくしているため、上述のような問題が生じにくい。
(3)本実施形態では、各中間段面41,61の突出許容量Dのうち、進角側の端部が最も突出許容量Dが小さい。このため、各中間段面41,61の他の部分が最も突出許容量Dが小さい構成と比較して、各中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dと各最下段面42,62の遅角側の端部の突出許容量Dとの差を大きくすることができる。
(4)本実施形態では、各中間段面41,61は、遅角側の端部から進角側の端部までにわたり直線的に傾斜している。このため、各中間段面の傾斜が直線的ではない構成と比較して、各制限ピン31,51が各中間段面41,61上を移動するときの各制限ピン31,51の移動が妨げられにくい。
(5)各制限ピン31,51の各先端面が、例えば突出方向ZAに対して直交する面として形成されている場合、各制限ピン31,51が各中間段面41,61上を移動しているときに各中間段面41,61と制限ピン31,51の各先端面の端部との接触により応力集中が生じる。本実施形態では、各制限ピン31,51の先端面33A,53Aが各中間段面41,61の形状に対応して傾斜している。このため、各制限ピン31,51が各中間段面41,61上を移動しているときに、上記のように応力集中が生じることを抑制することができる。
(6)各最下段面42,62と各遅角段部面44A,64Aとにより形成される各角θ1,θ3の角度が90度よりも大きい構成において、各制限ピン31,51の先端部33,53と遅角段部面44A,64Aとが接触したとき、各制限ピン31,51が遅角段部44,64を越えて各中間段面41,61に乗りあがりやすい。本実施形態では、各最下段面42,62と遅角段部面44A,64Aとにより形成される各角θ1,θ3の角度を90度としている。このため、各最下段面42,62と各遅角段部面45A,65Aとにより形成される各角θ1,θ3の角度が90度よりも大きい構成と比較して、各最下段面42,62と対応するところにある各制限ピン31,51が遅角段部44,64を越えて各中間段面41,61に移動することを抑制することができる。
(7)バルブタイミングVTを中間角VTmdlに固定する固定機構20を備える可変動弁装置においては、バルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定されることなく機関停止した場合、機関停止状態においてバルブタイミングVTが次第に遅角する。そして、その後の機関始動時にカムトルク変動によりバルブタイミングVTが中間角VTmdlまで進角したとき、固定機構20によりバルブタイミングVTが中間角VTmdlに固定される。しかし、カムトルク変動によるバルブタイミングVTの進角量が小さいときには、バルブタイミングVTが中間角VTmdlまで進角しない頻度が高くなる。本実施形態では、固定機構20を備えるバルブタイミング可変機構10の中間段面41,61を傾斜させているため、バルブタイミングVTの遅角がより好適に制限される。これにより、バルブタイミングVTが中間角VTmdlに達する頻度を高めることができる。
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば同実施形態を以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば同実施形態を以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
・上記実施形態では、各最下段面42,62として突出方向ZAと直交する面を形成したが、各最下段面42,62の少なくとも一方を各制限ピン31,51の各先端面33A,53Aの形状と対応して傾斜する面とすることもできる。具体的には、図5に第2制限機構50を例にとって示すように、制限ピン51の先端面53Aの形状に合わせて傾斜した最下段面162を形成する。この最下段面162は、進角側の端部から遅角側の端部までにわたり突出許容量Dが次第に大きくなるように傾斜した面として形成される。また、遅角側の端部の突出許容量DD1が、進角側の端部の突出許容量DD2よりも大きい。この場合、段部面65Aの段差が実施形態よりも大きくされていることにより、最下段面162にある制限ピン51が段部65を越えて遅角する状況がより生じにくくなる。このように最下段面を傾斜させる場合、図5のように最下段面の全体を傾斜させる他、最下段面を遅角側の端部から所定部までにわたり傾斜させ、かつ最下段面を所定部から進角側の端部までにわたり突出方向ZAと平行にすることもできる。
・上記実施形態では、各遅角側収容室面71A,81Aを突出方向ZAと直交する面として形成したが、これに代えて、各遅角側収容室面71A,81Aの少なくとも一方を各制限ピン31,51の各先端面33A,53Aの形状と対応して傾斜する面とすることもできる。具体的には、図6に第2制限機構50を例にとって示すように、制限ピン51の先端面53Aの形状に合わせて傾斜した遅角側収容室面181Aを形成する。この遅角側収容室面181Aは、進角側の端部から遅角側の端部までにわたり突出許容量Dが次第に大きくなるように傾斜した面として形成される。すなわち、遅角側の端部の突出許容量DEは、進角側の端部の突出許容量DB(「0」)よりも大きい。この場合、制限ピン51が第2収容室面81上を移動しているときに、第2収容室面81と制限ピン51の先端面53Aの端部との接触により応力集中が生じることを抑制することができる。
・上記実施形態では、各中間段面41,61を直線的に傾斜させたが、各中間段面41,61の少なくとも一方を湾曲させることもできる。具体的には、図7に第2制限機構50を例にとって示すように、中間段面161の進角側の端部よりも遅角側の頂部で突出許容量Dが最も小さくなる山形の中間段面161を形成することもできる。この場合、中間段面161の進角側の端部の突出許容量DFは、山形の頂部の突出許容量D(「0」)よりも大きい。また、第4遅角段部65の段差は、最下段面62の進角側の端部の突出許容量DCから突出許容量DFを減じた大きさになる。
・上記実施形態では、各中間段面41,61を直線的に傾斜させたが、各中間段面41,61の少なくとも一方の傾斜の角度を各中間段面の中間部分で変更することもできる。具体的には、図8に第2制限機構50を例にとって示すように、遅角側の端部から中間部までにわたり突出許容量Dが小さくなる傾斜面261Aと、中間部から進角側の端部までにかけて突出方向ZAに平行な平行面261Bとにより中間段面261を構成することもできる。このとき、平行面261Bの突出許容量Dは平行面261Bのいずれの位置においても最小の突出許容量Dとなる。さらにまた、この平行面261Bを最下段面62に向けて下り坂となるよう傾斜させ、かつ進角側の端部の突出許容量Dが遅角側の端部の突出許容量Dよりも小さい傾斜面に変更することもできる。
・上記実施形態では、各中間段面41,61を遅角側の端部から進角側の端部までにわたり傾斜させたが、各中間段面41,61の少なくとも一方を所定部から進角側の端部までにわたり傾斜させることもできる。
・上記実施形態では、各角θ1,θ3の角度を90度としたが、各角θ1,θ3の少なくとも一方の角度を90度よりも小さくすることもできる。具体的には、図9に第2制限機構50を例にとって示すように、第4遅角段部面165Aを突出方向ZAに対して傾斜させ、最下段面62と第4遅角段部面165Aとにより形成される角θ3の角度を90度よりも小さくする。
・上記実施形態では、各角θ1,θ3の角度を90度としたが、各角θ1,θ3の少なくとも一方の角度を90度よりも大きくすることもできる。
・上記実施形態では、各中間段面41,61の遅角側の端部の突出許容量DAは各最下段面42,62の突出許容量DCよりも小さくとしたが、各中間段面41,61の少なくとも一方の遅角側の端部の突出許容量Dを各最下段面42,62の突出許容量D以上にすることもできる。
・上記実施形態では、各中間段面41,61の遅角側の端部の突出許容量DAは各最下段面42,62の突出許容量DCよりも小さくとしたが、各中間段面41,61の少なくとも一方の遅角側の端部の突出許容量Dを各最下段面42,62の突出許容量D以上にすることもできる。
・上記実施形態では、中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量DBを収容室面71,81の突出許容量Dと等しくしたが、中間段面41,61の少なくとも一方の進角側の端部の突出許容量Dを収容室面71,81の突出許容量Dよりも小さくすることもできる。
・上記実施形態では、中間段面41,61の進角側の端部の突出許容量Dを収容室面71,81の突出許容量Dと等しくしたが、中間段面41,61の少なくとも一方の進角側の端部の突出許容量Dを収容室面71,81の突出許容量D(「0」)よりも大きく、かつ中間段面41,61の遅角側の端部の突出許容量DAよりも小さくすることもできる。
・上記実施形態では、バルブタイミングVTの遅角を制限する遅角段部45,65の遅角側の中間段面41,61を傾斜させたが、バルブタイミングVTの進角を規制する進角段部43,63の少なくとも一方に中間段面を設けて、この中間段面を傾斜させることもできる。具体的には、図10に第1制限機構30を例にとって示すように、進角側収容室面71Bよりも下段側かつ最下段面42よりも上段側の中間段面146と、中間段面146と最下段面42とを接続する進角段部面147Aを有する進角段部147とを設ける。そして、進角側の端部から遅角側の端部までにわたり突出許容量Dが小さくなるように中間段面146を傾斜させる。また、中間段面146の傾斜の角度に対応させて制限ピン31の先端面133Aを傾斜させる。これにより、中間段面146の遅角側の端部の突出許容量D(「0」)と最下段面62の突出許容量DCとの差が大きくなるため、バルブタイミングVTが進角するとき、進角段部面147Aと制限ピン31との引っ掛かり量が大きくなる。これにより、最下段面42に位置する制限ピン31が進角段部147を越えて進角することが抑制される。
・上記実施形態では、遅角制限および進角制限の両方の機能を備える制限機構30,50を備えるバルブタイミング可変機構10を採用したが、遅角制限および進角制限の一方の機能を備える制限機構を備えるバルブタイミング可変機構に変更することもできる。
・上記実施形態では、第1制限機構30の第1中間段面41および第2制限機構50の第2中間段面61の両方を傾斜させたが、一方の中間段面のみを傾斜させることもできる。この場合、傾斜させていない中間段面に対応する制限ピンについて、その先端を中間段面に平行な面とすることもできる。
・上記実施形態では、第1制限ピン31の先端面33Aまたは第2制限ピン51の先端面53Aの形状を、それぞれ第1制限機構30の第1中間段面41および第2制限機構50の第2中間段面61の形状に合わせて傾斜させたが、一方の制限ピンの先端面のみを中間段面の形状に合わせて傾斜させることもできる。
・上記実施形態では、制限ピン31,51の先端面33A,53Aを中間段面41,61の傾斜の角度に対応して傾斜する形状としたが、先端面の形状はこれに限られない。例えば、先端面を収容室面71,81と対応する形状に変更することもできる。また、先端面の傾斜の角度を中間段面41,61の傾斜の角度とは対応しない別の角度に変更することもできる。
・上記実施形態では、ベーンロータ15に各制限ピン31,51を設けるとともにハウジングロータ11に各係合溝40,60を設けているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、各制限ピン31,51の少なくとも一方をハウジングロータ11に設けるとともに、各係合溝40,60の少なくとも一方をベーンロータ15に設けることもできる。
・上記実施形態では、固定機構20として、各制限室35,55の油圧が各制限ピン31,51を収容方向ZBに移動させるとともに、各制限ばね34,54が各制限ピン31,51を突出方向ZAに移動させる構造のものを採用したが、これを次のように変更することもできる。すなわち、各制限室35,55の油圧が各制限ピン31,51を突出方向ZAに移動させるとともに、各制限ばね34,54が各制限ピン31,51を収容方向ZBに移動させる構造に変更することもできる。なお、この場合には機関始動時にバルブタイミングVTを中間角VTmdlに固定するために、機関停止状態においても各制限室35,55の油圧を保持することのできる構造が固定機構20に採用される。
・上記実施形態では、第1最下段面42および第1中間段面41を含む第1対向面70を第1制限機構30に形成しているが、第1対向面70に対して例えば次の(A)および(B)の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
(A)第1最下段面42に代えて、第1制限ピン31が嵌め込まれる穴を中間位相PMに形成する。この場合には、第1中間段面41が中間位相PMの穴まで延長される。
(B)第1中間段面41を省略する。
(A)第1最下段面42に代えて、第1制限ピン31が嵌め込まれる穴を中間位相PMに形成する。この場合には、第1中間段面41が中間位相PMの穴まで延長される。
(B)第1中間段面41を省略する。
・上記実施形態では、第2最下段面62および第2中間段面61を含む第2対向面80を第2制限機構50に形成しているが、第2対向面80に対して例えば次の(A)および(B)の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
(A)第2最下段面62に代えて、第2制限ピン51が嵌め込まれる穴を中間位相PMに形成する。
(B)第2中間段面61を省略する。
(A)第2最下段面62に代えて、第2制限ピン51が嵌め込まれる穴を中間位相PMに形成する。
(B)第2中間段面61を省略する。
・上記実施形態では、各収容室面71,81および各中間段面41,61および各最下段面42,62の3段階に区画される各対向面70,80を備えるバルブタイミング可変機構10を採用したが、対向面を4段階以上、すなわち最上段面および最下段面とこれらの間の複数の中間段面に区画されるバルブタイミング可変機構に変更することもできる。この場合には、遅角側の段部の突出許容量Dよりも進角側の段部の突出許容量Dが小さくなるように複数の中間段面のうち少なくとも1つの中間段面が傾斜面として形成される。
・上記実施形態では、第1制限機構30と第2制限機構50との協働によりバルブタイミングVTを中間角VTmdlに固定する固定機構20を備えるバルブタイミング可変機構を採用したが、制限機構と固定機構とを各別に備えるバルブタイミング可変機構を採用することもできる。その一例として、第1制限機構30および第2制限機構50の一方の中間位相PMに制限ピンが嵌め込まれる穴を形成したものと、第1制限機構30および第2制限機構50の他方とを備えるものが挙げられる。この場合には、第1制限機構30および第2制限機構50の一方が固定機構として機能し、第1制限機構30および第2制限機構50の他方が制限機構として機能する。
・上記実施形態では、バルブタイミング可変機構10の構造として、各制限ピン31,51がベーンロータ15の軸方向に移動する構造を採用したが、各制限ピン31,51がベーンロータ15の径方向に移動する構造に変更することもできる。すなわち、各制限ピン31,51がベーンロータ15に対して径方向に移動するように各制限ピン31,51をベーン15Aに設け、各制限ピン31,51と対応するハウジングロータ11の部位に各係合溝40,60を設けることもできる。
・上記実施形態では、吸気バルブのバルブタイミングVTを変更するバルブタイミング可変機構10を採用したが、これに代えてまたはこれに加えて、排気バルブのバルブタイミングVTを変更するバルブタイミング可変機構を採用することもできる。
・上記実施形態では、バルブタイミングVTを中間角VTmdlに固定するための固定機構20を備えるバルブタイミング可変機構10を採用したが、これに代えてまたは加えて、バルブタイミングVTを最遅角VTminに固定するための遅角固定機構を備えるバルブタイミング可変機構を採用することもできる。
・上記実施形態では、油圧式のバルブタイミング可変機構を採用したが、これに代えて電動式のバルブタイミング可変機構を採用することもできる。
・本発明の適用対象となる可変動弁装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、バルブタイミングを変更する可変動弁機構と、バルブタイミングの変更を制限するに制限機構とを含む装置であれば、いずれの可変動弁装置に対しても本発明を適用することは可能であり、その場合にも上記実施形態の作用効果に準じた作用効果が得られる。
・本発明の適用対象となる可変動弁装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、バルブタイミングを変更する可変動弁機構と、バルブタイミングの変更を制限するに制限機構とを含む装置であれば、いずれの可変動弁装置に対しても本発明を適用することは可能であり、その場合にも上記実施形態の作用効果に準じた作用効果が得られる。
10…バルブタイミング可変機構(可変動弁機構)、11…ハウジングロータ(第1回転体、他方の回転体)、12…ハウジング本体、12A…区画壁、13…スプロケット、14…カバー、15…ベーンロータ(第2回転体、一方の回転体)、15A…ベーン、15B…ベーン対向面(一方の回転体の対向面)、16…収容室、17…進角室、18…遅角室、20…固定機構、30…第1制限機構、31…第1制限ピン、32…ピン本体部、33…ピン先端部、33A,133A…先端面、34…第1制限ばね、35…第1制限室、40…第1係合溝、41…第1中間段面、42…第1最下段面、43…第1進角段部、43A…第1進角段部面、44…第1遅角段部(第1段部)、44A…第1遅角段部面、45…第2遅角段部(第2段部)、45A…第2遅角段部面(段部面)、146…中間段面、147…進各段部、147A…進角段部面、50…第2制限機構、51…第2制限ピン、52…ピン本体部、53…ピン先端部、53A…先端面、54…第2制限ばね、55…第2制限室、60…第2係合溝、61,161,261…第2中間段面、261A…傾斜面、261B…平行面、62,162…第2最下段面、63…第2進角段部、63A…第2進角段部面、64…第3遅角段部(第1段部)、64A…第3遅角段部面、65…第4遅角段部(第2段部)、65A,165A…第4遅角段部面(段部面)、70…第1対向面(他方の回転体の対向面)、71…第1収容室面(最上段面)、71A…遅角側収容室面、71B…進角側収容室面、80…第2対向面(他方の回転体の対向面)、81…第2収容室面(最上段面)、81A,181A…遅角側収容室面、81B…進角側収容室面。
Claims (10)
- バルブタイミングを変更する可変動弁機構を備え、この可変動弁機構は、クランクシャフトと同期して回転する第1回転体およびカムシャフトと同期して回転する第2回転体と、バルブタイミングが遅角することを制限する制限機構とを含むものであり、前記第1回転体および前記第2回転体は互いに対向する対向面をそれぞれ備えるものであり、前記制限機構は、前記第1回転体および前記第2回転体の一方の回転体に設けられて同回転体の対向面から他方の回転体の対向面に向けて突出可能な制限ピンと、前記他方の回転体の対向面を最も上段側の最上段面および同最上段面よりも下段側かつ進角側の中間段面に区画する第1段部と、前記他方の回転体の対向面を前記中間段面および同中間段面よりも下段側かつ進角側の最下段面に区画する第2段部とを含み、前記中間段面と前記最下段面とを接続する前記第2段部の面すなわち段部面と前記制限ピンとの接触によりバルブタイミングの遅角を制限するものである内燃機関の可変動弁装置において、
前記制限ピンが前記一方の回転体の対向面から突出することのできる量を突出許容量として、前記中間段面の所定部から前記中間段面の進角側の端部までにわたり前記中間段面が傾斜し、前記進角側の端部の前記突出許容量が前記所定部の前記突出許容量よりも小さい
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記中間段面の前記突出許容量のうち前記進角側の端部の突出許容量が最も小さい
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - バルブタイミングを変更する可変動弁機構を備え、この可変動弁機構は、クランクシャフトと同期して回転する第1回転体およびカムシャフトと同期して回転する第2回転体と、バルブタイミングが進角することを制限する制限機構とを含むものであり、前記第1回転体および前記第2回転体は互いに対向する対向面をそれぞれ備えるものであり、前記制限機構は、前記第1回転体および前記第2回転体の一方の回転体に設けられて同回転体の対向面から他方の回転体の対向面に向けて突出可能な制限ピンと、前記他方の回転体の対向面を最も上段側の最上段面および同最上段面よりも下段側かつ遅角側の中間段面に区画する第1段部と、前記他方の回転体の対向面を前記中間段面および同中間段面よりも下段側かつ遅角側の最下段面に区画する第2段部とを含み、前記中間段面と前記最下段面とを接続する前記第2段部の面すなわち段部面と前記制限ピンとの接触によりバルブタイミングの進角を制限するものである内燃機関の可変動弁装置において、
前記制限ピンが前記一方の回転体の対向面から突出することのできる量を突出許容量として、前記中間段面の所定部から前記中間段面の遅角側の端部までにわたり前記中間段面が傾斜し、前記遅角側の端部の前記突出許容量が前記所定部の前記突出許容量よりも小さい
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項3に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記中間段面の前記突出許容量のうち前記遅角側の端部の突出許容量が最も小さい
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記中間段面の前記遅角側の端部から前記進角側の端部までにわたり前記中間段面が直線的に傾斜している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記中間段面の形状に対応して前記制限ピンの先端面が傾斜している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項6に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制限ピンの前記先端面の形状に対応して前記第1段部から前記最上段面の所定部までにわたり直線的に傾斜している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項6または7に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記制限ピンの前記先端面の形状に対応して前記第2段部から前記最下段面の所定部までにわたり直線的に傾斜している
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記最下段面と前記段部面とにより形成される角の角度が90度またはそれよりも小さい
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記可変動弁機構は、最進角と最遅角との間の中間角にバルブタイミングを固定する固定機構を含む
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010161791A JP2012021504A (ja) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010161791A JP2012021504A (ja) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Publications (1)
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JP2012021504A true JP2012021504A (ja) | 2012-02-02 |
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ID=45775953
Family Applications (1)
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JP2010161791A Pending JP2012021504A (ja) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | 内燃機関の可変動弁装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2012021504A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10895180B2 (en) | 2015-02-20 | 2021-01-19 | Eaton Intelligent Power Limited | Valve lift control device |
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2010
- 2010-07-16 JP JP2010161791A patent/JP2012021504A/ja active Pending
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US10895180B2 (en) | 2015-02-20 | 2021-01-19 | Eaton Intelligent Power Limited | Valve lift control device |
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