JP2012255402A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロック作動室54には、進角作動室31aを経て作動油が入出する。解除モードにて進角作動室31aへの作動油の導入により回転位相を変化させるための方向は進角方向Aであり、解除モードにおいてベーンロータ20に作用する回転トルクの合成トルクのうち、カム軸2からベーンロータ20へ伝達される変動トルクを除いた進角方向Aのトルクは進角トルクTc_aであり、解除モードにおいてロックを解除するロック作動室54の圧力はロック閾圧Plであるとき、ロック閾圧Plよりも高い圧力であって、解除モードにおいて進角方向Aの進角トルクTc_aを、反対方向の変動トルクのうちピークトルクTv_r以下とする進角作動室31aの圧力が、解除時正圧Pcとして設定され、逆止弁64が開弁する開弁閾値ΔPthは、解除時正圧Pc及び大気圧の差に設定される。
【選択図】図4
Description
クランク軸と連動して回転するハウジングロータと、カム軸と連動して回転し、ハウジングロータ内において進角作動室及び遅角作動室を回転方向に区画し、進角作動室及び遅角作動室に対する作動液の入出により、ハウジングロータに対する回転位相が進角方向又は遅角方向へ変化するベーンロータと、進角作動室及び遅角作動室のうち一方である中継作動室を経て作動液が入出するロック作動室、並びにロック作動室の圧力に応じて移動するロック部材を、有し、ロックモードにおいて作動液がロック作動室から排出されることにより、ロック部材がハウジングロータ及びベーンロータの双方との嵌合位置に移動して回転位相を所定のロック位相にロックし、ロックモードから切替えられる解除モードにおいて作動液がロック作動室へ導入されることにより、ロック部材がハウジングロータ及びベーンロータの一方からの離脱位置に移動してロック位相へのロックを解除するロック機構部と、解除モードにおいて大気に開放される大気通路、並びに中継作動室及び大気通路間の圧力差が所定の開弁閾値以上に大きくなると開弁する逆止弁を、有し、逆止弁の開弁に応じて中継作動室を大気通路と連通させることにより、中継作動室の圧力を調整する圧力調整部とを、備えるバルブタイミング調整装置であって、
解除モードにおいて中継作動室への作動液の導入により回転位相を変化させるための方向が、解除時変化方向と定義され、解除モードにおいてベーンロータに作用する回転トルクの合成トルクのうち、カム軸からベーンロータへ伝達される変動トルクを除いた解除時変化方向のトルクが、解除時トルクと定義され、解除モードにおいてロックを解除するロック作動室の圧力が、ロック閾圧と定義されるとき、
ロック閾圧よりも高い圧力であって、解除モードにおいて解除時変化方向の解除時トルクを、解除時変化方向とは反対方向の変動トルクのうちのピークトルク以下とする中継作動室の圧力が、解除時正圧として設定され、逆止弁の開弁閾値は、解除時正圧及び大気圧の差に設定される。尚、本明細書において「正圧」とは、大気圧を超える圧力を意味するものとする。
図1は、本発明の第一実施形態による液圧式バルブタイミング調整装置1を車両の内燃機関に適用した例につき、示している。装置1は、内燃機関においてカム軸2を駆動するための機関トルクをクランク軸(図示しない)から伝達する伝達系に、設置される。かかる設置状態において装置1は、機関トルクの伝達によりカム軸2が開閉する「動弁」として吸気弁のバルブタイミングを、「作動液」としての作動油により調整する。
まず、装置1の基本構成を説明する。装置1は、バルブタイミングを決めるロータ10,20間の回転位相を、制御部40による作動油経路の切替えに従って制御する。尚、以下の説明では、ハウジングロータ10に対するベーンロータ20の回転位相を、単に「回転位相」と表記する。
次に、カム軸2からベーンロータ20に伝達する変動トルクにつき、説明する。
次に、回転位相を所定のロック位相にロック並びに当該ロックを解除するための図1,2のロック機構部50につき、説明する。ロック機構部50は、ロック孔51、ロック部材52、ロックスプリング53、ロック作動室54及びロック通路55を備えている。
次に、進角作動室31a,32a,33aの圧力を調整するための図2,7の圧力調整部60につき、説明する。圧力調整部60は、高圧通路61、第一低圧通路62、第二低圧通路63及び逆止弁64を備えている。
次に、装置1の特徴的作動につき、説明する。制御回路46は、回転位相をロックするロックモード、当該ロックを解除する解除モード、並びに回転位相を調整する通常調整モード等を、実行する。
図11〜15に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の液圧式バルブタイミング調整装置2001において圧力調整部2060は、第一実施形態の第二低圧通路63を備える代わりに、大気通路2063を備えている。
図16〜19に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の液圧式バルブタイミング調整装置3001において圧力調整部3060は、第一実施形態の構成要素61,62,63,64を備える代わりに、第一高圧通路3061、低圧通路3062、第二高圧通路3065及び逆止弁3064を備えている。
図20〜22に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例である。第四実施形態の液圧式バルブタイミング調整装置4001において圧力調整部4060は、第三実施形態の低圧通路3062を備える代わりに、大気通路4062を備えている。
図23〜25に示すように、本発明の第五実施形態は第一実施形態の変形例である。第五実施形態の液圧式バルブタイミング調整装置5001では、ロック部材52をハウジングロータ10のロック孔51に嵌合させるロック位相につき、図23の如く最進角位相及び最遅角位相の間となる中間位相に設定されている。それに応じて装置5001は、図24に示すように、付勢部材5071によってベーンロータ20を付勢する付勢構造部5070を、さらに備えている。
図26〜28に示すように、本発明の第六実施形態は第一実施形態の変形例である。第六実施形態の液圧式バルブタイミング調整装置6001は、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整するものであり、各ロータ10,20の回転方向が図26の反時計方向となっている。それに応じて装置6001では、平均トルクTv_aveの偏りに関する点を除いて、「進角」及び「遅角」の関係が第一実施形態の説明のものと反対に設定されている。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
Claims (10)
- 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、作動液により調整する液圧式バルブタイミング調整装置において、
前記クランク軸と連動して回転するハウジングロータと、
前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングロータ内において進角作動室及び遅角作動室を回転方向に区画し、前記進角作動室及び前記遅角作動室に対する作動液の入出により、前記ハウジングロータに対する回転位相が進角方向又は遅角方向へ変化するベーンロータと、
前記進角作動室及び前記遅角作動室のうち一方である中継作動室を経て作動液が入出するロック作動室、並びに前記ロック作動室の圧力に応じて移動するロック部材を、有し、ロックモードにおいて作動液が前記ロック作動室から排出されることにより、前記ロック部材が前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの双方との嵌合位置に移動して前記回転位相を所定のロック位相にロックし、前記ロックモードから切替えられる解除モードにおいて作動液が前記ロック作動室へ導入されることにより、前記ロック部材が前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの一方からの離脱位置に移動して前記ロック位相へのロックを解除するロック機構部と、
前記解除モードにおいて大気に開放される大気通路、並びに前記中継作動室及び前記大気通路間の圧力差が所定の開弁閾値以上に大きくなると開弁する逆止弁を、有し、前記逆止弁の開弁に応じて中継作動室を前記大気通路と連通させることにより、前記中継作動室の圧力を調整する圧力調整部とを、
備えるバルブタイミング調整装置であって、
前記解除モードにおいて前記中継作動室への作動液の導入により前記回転位相を変化させるための方向が、解除時変化方向と定義され、
前記解除モードにおいて前記ベーンロータに作用する回転トルクの合成トルクのうち、前記カム軸から前記ベーンロータへ伝達される変動トルクを除いた前記解除時変化方向のトルクが、解除時トルクと定義され、
前記解除モードにおいて前記ロックを解除する前記ロック作動室の圧力が、前記ロック閾圧と定義されるとき、
前記ロック閾圧よりも高い圧力であって、前記解除モードにおいて前記解除時変化方向の前記解除時トルクを、前記解除時変化方向とは反対方向の前記変動トルクのうちのピークトルク以下とする前記中継作動室の圧力が、解除時正圧として設定され、
前記逆止弁の前記開弁閾値は、前記解除時正圧及び大気圧の差に設定されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記解除時正圧は、前記解除モードにおいて前記解除時変化方向の前記解除時トルクを、前記解除時変化方向とは反対方向の前記ピークトルクよりも小さくする前記中継作動室の圧力に、設定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。
- 前記解除モードにおいて前記逆止弁の開弁時は、前記ロック作動室の圧力が前記ロック閾圧に到達する到達時よりも遅い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。
- 前記進角作動室及び前記遅角作動室のうち前記中継作動室と異なる他方は、大気に開放されるドレン回収部に前記解除モードにおいて作動液を排出する排出作動室であり、
前記大気通路は、前記解除モードにおいて前記排出作動室に連通する通路であ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。 - 前記大気通路は、大気に開放される前記ハウジングロータ外に前記解除モードにおいて作動液を排出する通路であ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。
- 前記大気通路は、前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの一方に開口する通路開口を、有し、前記ロック位相において前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの他方により前記通路開口が開放され、前記ロック位相から外れた前記回転位相において当該他方により前記通路開口が閉塞されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記圧力調整部は、前記中継作動室に連通する中継通路、並びに前記中継通路及び前記大気通路間の圧力差が前記開弁閾値以上に大きくなると開弁する前記逆止弁を、有し、
前記中継通路は、前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの一方に開口して大気に開放される通路開口を、有し、前記ロック位相において前記ハウジングロータ及び前記ベーンロータの他方により前記通路開口が開放され、前記ロック位相から外れた前記回転位相において当該他方により前記通路開口が閉塞されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記解除モードにおいて、前記中継作動室の圧力により発生する回転トルクと前記変動トルクとの合成による前記合成トルクが、前記ベーンロータに作用することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ベーンロータを前記解除時変化方向へ付勢する付勢トルクを発生する付勢部材を、備え、
前記解除時トルクは、前記中継作動室の圧力により発生する回転トルクと前記付勢トルクとの総和であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記ベーンロータを前記解除時変化方向とは反対方向へ付勢する付勢トルクを発生する付勢部材を、備え、
前記解除時トルクは、前記中継作動室の圧力により発生する回転トルクと前記付勢トルクとの偏差であることを特徴とする請求項1〜7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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