JP2013064360A - Hydraulic valve timing adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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、作動液の圧力により調整する液圧式バルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic valve timing adjusting device that adjusts the valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine by the pressure of hydraulic fluid.
従来、クランク軸と連動して回転するハウジング、並びにカム軸と連動して回転するベーンロータを備えた液圧式バルブタイミング調整装置が、知られている。こうした装置の一種として特許文献1には、ベーンロータによりハウジング内に区画した作動室に対する作動液の入出により、ハウジングに対するベーンロータの回転位相(以下、単に「回転位相」ともいう)を調整するものが、開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic valve timing adjusting device including a housing that rotates in conjunction with a crankshaft and a vane rotor that rotates in conjunction with a camshaft is known. As a kind of such device,
さて、特許文献1の開示装置では、スリーブの収容孔内に同軸上に収容されるスプールの移動状態に応じて、作動室に対する作動液の入出を制御するように、制御弁が設けられている。ここで制御弁は、互いに軸方向に連結されるベーンロータとカム軸とに内蔵されている。そのため、回転位相の調整時に作動室からスリーブの排出ポートへ排出される作動液は、スプールを軸方向に貫通するドレン孔から、スリーブのうちカム軸とは反対側にて開放される軸方向端部へと導かれることで、外部に排出されるようになっている。
Now, in the device disclosed in
さて、特許文献1の開示装置においてスリーブの収容孔は、カム軸とは反対側の軸方向端部が開放されて作動液を外部へ排出するドレンポートを形成する一方、カム軸側の軸方向端部が閉塞される有底形状を、呈している。そのため、軸方向に貫通するスプールのドレン孔から、収容孔のうちカム軸側の軸方向端部へ向かう作動液の流れが生じると、当該端部を閉塞するスリーブ底部とスプールとの間では、作動液の圧力が上昇してしまう。この上昇した圧力を受けるスプールは、カム軸とは軸方向反対側へと押圧されることになるので、移動位置のずれが生じて作動室に対する作動液入出の制御精度を悪化させる懸念があった。
In the device disclosed in
ここで特許文献1(例えば同文献の図5)の開示装置の場合、スプール外周面が摺接する収容孔内周面に開口した排出ポートの周方向位置と、ドレン孔内周面に開口した排出孔の周方向位置とは、互いに一致している。これにより回転位相の調整時には、排出孔のうちカム軸とは反対側の軸方向端部が排出ポートと径方向に対向する。その結果、排出ポートから排出孔を通じてドレン孔に流入する際の作動液は、径方向に対してカム軸側へ傾斜する方向の流れになる。故に、ドレン孔への流入作動液が収容孔のうちカム軸側の軸方向端部へ向かって流れて、制御精度の悪化の要因となる圧力上昇をスリーブ底部及びスプールの間で惹起するおそれがあった。 Here, in the case of the disclosed device of Patent Document 1 (for example, FIG. 5 of the same document), the circumferential position of the discharge port opened on the inner peripheral surface of the receiving hole to which the outer peripheral surface of the spool slides, and the discharge opened on the inner peripheral surface of the drain hole The circumferential positions of the holes coincide with each other. Thus, when adjusting the rotational phase, the axial end of the discharge hole opposite to the camshaft faces the discharge port in the radial direction. As a result, the hydraulic fluid flowing into the drain hole from the discharge port through the discharge hole flows in a direction inclined to the cam shaft side with respect to the radial direction. Therefore, there is a possibility that the hydraulic fluid flowing into the drain hole flows toward the axial end on the camshaft side of the accommodation hole, and causes an increase in pressure between the sleeve bottom and the spool, which causes deterioration in control accuracy. there were.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、作動室に対する作動液入出の制御精度を確保する液圧式バルブタイミング調整装置を、提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic valve timing adjusting device that ensures the control accuracy of the hydraulic fluid in and out of the working chamber.
請求項1に記載の発明は、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、作動液の圧力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、クランク軸と連動して回転するハウジングと、軸方向に連結されるカム軸と連動して回転し、ハウジング内に区画した作動室に対する作動液の入出により、ハウジングに対する回転位相が調整されるベーンロータと、ベーンロータ及びカム軸のうち少なくとも一方である連動回転要素に内蔵され、スリーブの収容孔内に同軸上に収容されるスプールの軸方向移動に応じて、作動室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、スリーブは、カム軸とは反対側の軸方向端部が開放されて作動液を外部へ排出するドレンポートを形成する一方、カム軸側の軸方向端部が閉塞される有底形状の収容孔と、収容孔においてスプールが摺接する内周面に開口し、回転位相の調整時に作動室から作動液が排出される排出ポートとを、有し、スプールは、スプールを軸方向に貫通し、回転位相の調整時にドレンポートと連通するドレン孔と、スプールにおいて収容孔の内周面と摺接する外周面に開口し、回転位相の調整時にカム軸とは反対側の軸方向端部が排出ポートと径方向に対向する対向端部となる有底形状の排出凹部と、排出ポートとは周方向にずれて位置し、ドレン孔の内周面及び排出凹部の底面に開口する排出孔とを、有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydraulic valve timing adjusting device that adjusts a valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine in accordance with a hydraulic fluid pressure. A rotating rotor and a camshaft coupled in the axial direction. The vane rotor, which rotates in relation to the housing by adjusting the rotational phase with respect to the housing by the operation fluid entering and exiting the working chamber partitioned in the housing, and the vane rotor and the cam. A control valve that is built into the interlocking rotating element that is at least one of the shafts and that controls the entry and exit of the working fluid into and from the working chamber in accordance with the axial movement of the spool that is coaxially accommodated in the accommodation hole of the sleeve; The sleeve has a drain port that is opened at an axial end opposite to the camshaft and discharges hydraulic fluid to the outside. , A bottomed housing hole whose axial end on the camshaft side is closed, and an opening that opens to the inner peripheral surface where the spool slides in the housing hole, so that the working fluid is discharged from the working chamber when the rotational phase is adjusted A spool, and the spool passes through the spool in the axial direction and opens to a drain hole communicating with the drain port when adjusting the rotation phase, and an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the accommodation hole in the spool. When adjusting the phase, the bottom end-shaped discharge recess, whose axial end opposite to the camshaft is the opposite end facing the discharge port in the radial direction, and the discharge port are offset in the circumferential direction. A discharge hole that opens to the inner peripheral surface of the hole and the bottom surface of the discharge recess.
この発明においてスリーブの収容孔は、カム軸とは反対側の軸方向端部が開放されて作動液を外部へ排出するドレンポートを形成する一方、カム軸側の軸方向端部が閉塞される有底形状を、呈している。そのため、スプールを軸方向に貫通するドレン孔から、収容孔のうちカム軸側の軸方向端部へ向かう作動液の流れが生じると、当該端部を閉塞するスリーブ底部とスプールとの間にて作動液の圧力が上昇し、作動室に対する作動液入出の制御精度を悪化させる事態が懸念される。 In this invention, the sleeve receiving hole is opened at the axial end opposite to the camshaft to form a drain port for discharging hydraulic fluid to the outside, while the axial end on the camshaft side is closed. It has a bottomed shape. For this reason, when a flow of hydraulic fluid flows from the drain hole penetrating the spool in the axial direction toward the axial end of the accommodation hole on the camshaft side, between the sleeve bottom and the spool that closes the end. There is a concern that the pressure of the hydraulic fluid rises and the control accuracy of the hydraulic fluid in and out of the working chamber is deteriorated.
ここで、請求項1に記載の発明の回転位相調整時には、スプール外周面が摺接する収容孔内周面に開口した排出ポートに対して、スプール外周面に有底形状をもって開口した排出凹部では、カム軸とは反対側の軸方向端部である対向端部が径方向に対向する。その結果、排出ポートから対向端部へ流入する際の作動液は、径方向に対してカム軸側へ傾斜する方向の流れとなる。しかし、このとき排出凹部底面とドレン孔内周面とに開口する排出孔は、排出ポートとは周方向にずれて位置するので、対向端部へと傾斜方向に流入した作動液は、当該対向端部を含む排出凹部の底面と衝突して周方向に流動後、排出孔を通じてドレン孔に流入する。これにより、排出孔からドレン孔へ流入する際の作動液は、カム軸側へ向かう流れとなるのを抑制され得る。その結果としてドレン孔への流入作動液は、収容孔のうちカム軸側の軸方向端部に向かっては流れ難くなるので、制御精度の悪化の要因となる圧力上昇がスリーブ底部とスプールとの間にて惹起される事態を、回避できる。したがって、請求項1に記載の発明によれば、制御精度の確保が可能となるである。 Here, when adjusting the rotational phase according to the first aspect of the present invention, with respect to the discharge port opened on the inner peripheral surface of the receiving hole with which the outer peripheral surface of the spool is slidably contacted, Opposing end portions, which are axial end portions opposite to the camshaft, face each other in the radial direction. As a result, the hydraulic fluid flowing from the discharge port to the opposite end portion flows in a direction inclined to the cam shaft side with respect to the radial direction. However, at this time, the discharge hole that opens to the bottom surface of the discharge recess and the inner peripheral surface of the drain hole is positioned so as to be shifted in the circumferential direction from the discharge port. After colliding with the bottom surface of the discharge recess including the end and flowing in the circumferential direction, it flows into the drain hole through the discharge hole. Thereby, it can suppress that the hydraulic fluid at the time of flowing in into a drain hole from a discharge hole turns into the flow which goes to a cam shaft side. As a result, the hydraulic fluid flowing into the drain hole is less likely to flow toward the axial end on the camshaft side of the accommodation hole, so that a pressure increase that causes a deterioration in control accuracy is caused between the sleeve bottom and the spool. It is possible to avoid situations that occur in the meantime. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to ensure control accuracy.
請求項2に記載の発明によると、排出ポートと排出孔とは、周方向に相異なる数ずつ設けられる。これによれば、連動回転要素内での遠心力作用によりスリーブに対してスプールが相対回転したとしても、周方向位置の一致しない排出ポート及び排出孔の組が必ず存在することになる。故に、回転位相調整時に排出ポートから排出凹部へ流入した作動液に対して、排出孔からドレン孔への流入前に周方向への流れを与えて、その流入に際してカム軸側へ向かう作動液流れを抑制できる。したがって、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を高めて、制御精度を確保することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the discharge port and the discharge hole are provided in different numbers in the circumferential direction. According to this, even if the spool rotates relative to the sleeve by the centrifugal force action in the interlocking rotating element, there always exists a set of discharge ports and discharge holes whose positions in the circumferential direction do not coincide with each other. Therefore, the hydraulic fluid flowing from the discharge port to the discharge recess during the rotational phase adjustment is given a flow in the circumferential direction before flowing from the discharge hole to the drain hole. Can be suppressed. Therefore, it is possible to increase the effect of avoiding the pressure rise between the sleeve bottom and the spool, and to ensure control accuracy.
請求項3に記載の発明によると、排出孔は、ドレン孔へ向かうほど、径方向に対してカム軸とは軸方向反対側に傾斜する。これによれば、回転位相調整時に排出凹部を通じて排出ポートから排出孔へ流入した作動液は、当該排出孔の傾斜する方向へ案内されることで、ドレン孔へ向かうほどカム軸とは軸方向反対側へと流動する。その結果として、排出孔からドレン孔へ流入する際の作動液がカム軸側へ向かう流れとなるのを確実に抑制できるので、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を確固たるものとして、制御精度を確保することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the discharge hole is inclined toward the axial direction opposite to the cam shaft with respect to the radial direction as it goes to the drain hole. According to this, the hydraulic fluid that has flowed from the discharge port into the discharge hole through the discharge recess during the rotation phase adjustment is guided in the direction in which the discharge hole is inclined, so that it is opposite to the cam shaft in the axial direction toward the drain hole. Flows to the side. As a result, since it is possible to reliably suppress the hydraulic fluid flowing into the drain hole from the discharge hole to flow toward the camshaft, the effect of avoiding the pressure rise between the sleeve bottom and the spool is firmly established. Control accuracy can be ensured.
請求項4に記載の発明によると、スリーブは、カム軸とは軸方向反対側へ向かって縮径し、回転位相の調整時にドレン孔内へ同軸上に突入して排出孔と径方向に対向するテーパ部を、有する。これによれば、回転位相調整時に排出ポートから排出凹部及び排出孔を経てドレン孔へ流入した作動液は、当該ドレン孔内への同軸突入状態にて排出孔と径方向に対向するテーパ部に衝突する。かかる衝突により作動液は、カム軸とは軸方向反対側へ向かって縮径するテーパ部の外周面に沿って流れ方向を曲げられることで、カム軸側への流れを確実に抑制され得る。したがって、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を確固たるものとして、制御精度を確保することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the sleeve is reduced in diameter toward the opposite side of the cam shaft in the axial direction, and enters the drain hole coaxially when facing the rotational phase and faces the discharge hole in the radial direction. Having a tapered portion. According to this, the hydraulic fluid that has flowed into the drain hole from the discharge port through the discharge recess and the discharge hole at the time of rotational phase adjustment is transferred to the tapered portion that faces the discharge hole in the radial direction in a coaxially rushed state into the drain hole. collide. Due to such a collision, the flow of the hydraulic fluid toward the cam shaft can be reliably suppressed by bending the flow direction along the outer peripheral surface of the tapered portion whose diameter is reduced toward the opposite side of the cam shaft in the axial direction. Therefore, it is possible to secure the control accuracy by ensuring the effect of avoiding the pressure rise between the sleeve bottom and the spool.
請求項5に記載の発明によると、排出孔は、回転位相の調整時に対向端部からカム軸側へ離れる軸方向位置に、設けられる。これによれば、スリーブに対してスプールが相対回転して排出ポートと排出孔との周方向位置の一致が生じても、回転位相調整時に排出ポートから対向端部へ流入した作動液は、当該対向端部からカム軸側へ離れた軸方向位置の排出孔に流入する前に、排出凹部底面と衝突し得る。故に、排出ポートから対向端部への流入作動液が流れ方向を変えずに排出孔へ流入し、それによってカム軸側へ向かう作動液流れがドレン孔内に生じる事態を、抑制できる。したがって、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を高めて、制御精度を確保することが可能となる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によると、回転位相の調整時に排出凹部は、対向端部よりもカム軸側の軸方向位置において収容孔の内周面により覆われる。これによれば、排出ポートから排出凹部への流入作動液は、当該排出凹部のうち底面との衝突箇所よりもカム軸側の軸方向位置にて収容孔内周面に覆われた部分を、排出ポートから周方向へずれた排出孔に到るまで、実質漏れなく流動できる。その結果として、排出孔からドレン孔へ流入する際の作動液には、カム軸側へ向かう流れの抑制作用が確実に与えられ得るので、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を確固たるものとして、制御精度を確保することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the discharge recess is covered with the inner peripheral surface of the accommodation hole at the axial position on the camshaft side with respect to the opposing end when adjusting the rotational phase. According to this, the inflow hydraulic fluid from the discharge port to the discharge recess is a portion of the discharge recess that is covered with the inner peripheral surface of the receiving hole at the axial position on the camshaft side from the collision point with the bottom surface. It can flow without substantial leakage until it reaches a discharge hole displaced in the circumferential direction from the discharge port. As a result, the hydraulic fluid flowing into the drain hole from the discharge hole can be surely imparted with the action of suppressing the flow toward the camshaft side, so that the effect of avoiding the pressure rise between the sleeve bottom and the spool is firmly established. As a result, it is possible to ensure control accuracy.
請求項7に記載の発明によると、排出凹部は、スプールの外周面において周方向全域に開口する。これによれば、スリーブに対してスプールが相対回転したとしても、回転位相調整時には、スプール外周面の周方向全域に開口する排出凹部の対向端部は、いずれかの周方向位置にて排出ポートと対向できる。故に、排出ポートから流入先の排出凹部底面に衝突した作動液は、その衝突箇所から周方向へずれた排出孔に到達するまで流動することで、当該排出孔からドレン孔への流入に際してカム軸側へ向かう流れを抑制され得る。したがって、スリーブ底部及びスプールの間における圧力上昇の回避効果を高めて、制御精度を確保することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the discharge concave portion opens in the entire circumferential direction on the outer peripheral surface of the spool. According to this, even if the spool rotates relative to the sleeve, at the time of rotation phase adjustment, the opposite end of the discharge recess that opens in the entire circumferential direction of the outer peripheral surface of the spool is at the discharge port at any circumferential position. Can be opposed. Therefore, the hydraulic fluid that has collided with the bottom of the discharge recess at the inflow destination from the discharge port flows until reaching the discharge hole that is shifted in the circumferential direction from the collision location. The flow toward the side can be suppressed. Therefore, it is possible to increase the effect of avoiding the pressure rise between the sleeve bottom and the spool, and to ensure control accuracy.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第一実施形態)
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、「作動液」としての作動油の圧力により、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example in which a hydraulic valve
(基本構成)
まず、装置1の基本構成につき、説明する。装置1は、内燃機関においてクランク軸(図示しない)から出力される機関トルクをカム軸2へ伝達する伝達経路に設置の回転機構系10と、当該回転機構系10を駆動するための作動油の入出を制御する制御系40とを、組み合わせてなる。
(Basic configuration)
First, the basic configuration of the
(回転機構系)
まず、回転機構系10の基本構成を説明する。図1,2に示す回転機構系10において、ハウジング11は、有底円筒状を呈するシューケーシング12の軸方向一端部にスプロケットプレート13を締結してなる。シューケーシング12の周壁は、円筒状のハウジング本体120と、仕切部である複数のシュー121,122,123,124とを有している。各シュー121,122,123,124は、ハウジング本体120において回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向内側へ突出している。回転方向において隣り合うシュー121,122,123,124の間には、それぞれ収容室20が形成されている。
(Rotation mechanism system)
First, the basic configuration of the
スプロケットプレート13は、タイミングチェーン(図示しない)を介してクランク軸と連繋する。かかる連繋形態により内燃機関の回転中は、クランク軸からスプロケットプレート13へと機関トルクが伝達されることにより、ハウジング11がクランク軸と連動して一定方向(図2の時計方向)に回転する。
The
ベーンロータ14は、ハウジング11内に同軸上に収容されており、軸方向両端部にてハウジング本体120の底壁とスプロケットプレート13とに摺接する。ベーンロータ14は、円筒状の回転軸140と、複数のベーン141,142,143,144とを有している。回転軸140は、カム軸2に対して同軸上に連結されている。かかる連結形態によりベーンロータ14は、カム軸2と連動してハウジング11と同一方向(図2の時計方向)に回転可能且つハウジング11に対して相対回転可能となっている。ここで本実施形態の回転軸140は、スプロケットプレート13を貫通してカム軸2に隣接するボス140bと、ハウジング本体120の底壁を貫通して外部に開口するブッシュ140cとを、軸本体140aの軸方向両端部に締結してなる。
The
各ベーン141,142,143,144は、回転軸140の軸本体140aにおいて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室20に収容されている。図2に示すように各ベーン141,142,143,144は、それぞれ対応する収容室20を回転方向に分割することにより、作動油が入出する進角作動室21,22,23,24及び遅角作動室25,26,27,28を、ハウジング11内に区画している。具体的には、シュー121及びベーン141の間には進角作動室21が形成され、シュー122及びベーン142の間には進角作動室22が形成され、シュー123及びベーン143の間には進角作動室23が形成され、シュー124及びベーン144の間には進角作動室24が形成されている。一方、シュー122及びベーン141の間には遅角作動室25が形成され、シュー123及びベーン142の間には遅角作動室26が形成され、シュー124及びベーン143の間には遅角作動室27が形成され、シュー121及びベーン144の間には遅角作動室28が形成されている。
Each of the
以上の構成により回転機構系10では、進角作動室21,22,23,24及び遅角作動室25,26,27,28に対する作動油の入出により、ハウジング11に対するベーンロータ14の回転位相が調整される。具体的には、進角作動室21,22,23,24への作動油の導入及び遅角作動室25,26,27,28からの作動油の排出により、ベーンロータ14がハウジング11に対して相対回転する進角方向へ、回転位相が変化する。その結果、バルブタイミングは進角することになる。一方、遅角作動室25,26,27,28への作動油の導入及び進角作動室21,22,23,24からの作動油の排出により、ベーンロータ14がハウジング11に対して相対回転する遅角方向へ、回転位相が変化する。その結果、バルブタイミングは遅角することになる。
With the above-described configuration, in the
(制御系)
次に、制御系40の基本構成を説明する。図1,2に示す制御系40において、進角通路41は、回転軸140のうち軸本体140aを貫通して、進角作動室21,22,23,24と連通している。遅角通路45は、回転軸140のうち軸本体140aを貫通して、遅角作動室25,26,27,28と連通している。
(Control system)
Next, the basic configuration of the
回転軸140のうち軸本体140a及びボス140bを貫通する供給通路50は、図1の如く制御弁60(後に詳述)及びカム軸2の搬送通路3と連通することにより、供給源としてのポンプ4とも当該通路3を介して連通している。かかる連通形態により供給通路50には、ポンプ4によりドレンパン5から吸入されて搬送通路3へと吐出された作動油が、供給されるようになっている。ドレン通路54は、回転機構系10及びカム軸2の外部に設けられている。ここで、かかる外部のドレン回収要素としてドレンパン5と共に大気に開放されるドレン通路54には、作動油の排出が可能となっている。
A
制御弁60は、リニアソレノイド80への通電により発生する駆動力と、コイルスプリング82の弾性変形により当該駆動力とは反対方向に発生する復原力とが釣り合う軸方向位置へ、スプール70をスリーブ66内にて往復駆動するスプール弁である。制御弁60は、複数のポート661,662,663,664を、スリーブ66に有している。ここで、進角ポート661は進角通路41と連通し、遅角ポート662は遅角通路45と連通し、供給ポート663は供給通路50と連通し、ドレンポート664はドレン通路54と連通している。制御弁60は、これらポート661,662,663,664間の接続状態を、スプール70の移動位置に応じて切り替える。
The
制御回路86は、例えばマイクロコンピュータ等を主体に構成される電子回路であり、リニアソレノイド80と内燃機関の各種電装品(図示しない)とに電気接続されている。制御回路86は、リニアソレノイド80への通電を含む内燃機関の回転を、内部メモリに記憶のコンピュータプログラムに従って制御する。
The
以上の構成により制御系40では、制御回路86からリニアソレノイド80への通電状態に応じて、ポート661,662,663,664間の接続状態が切り替えられる。かかる切り替えにより、各作動室21,22,23,24,25,26,27,28に対する作動油の入出が制御されるのである。
With the above configuration, in the
(制御弁)
次に、装置1における制御弁60の詳細構造につき、説明する。尚、以下の説明では、スリーブ66及びスプール70に共通の軸方向、径方向及び周方向を、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」という。
(Control valve)
Next, the detailed structure of the
図1,3に示す制御弁60において金属製のスリーブ66は、互いに連動回転する連動回転要素2,14に同軸上に内蔵されることにより、水平面上の車両内では水平方向(図1,3の左右方向)の延伸状態となる。スリーブ66の軸方向一端部66a側には、雄螺子状の固定部665が設けられ、同スリーブ66の軸方向他端部66b側には、円環鍔状のフランジ部666が設けられている。固定部665が同軸上に螺着されるカム軸2と、フランジ部666との間には、回転軸140の全体が軸方向に挟持されている。かかる挟持形態により、ベーンロータ14とカム軸2とが軸方向に連結されている。
In the
図3に示すようにスリーブ66は、カム軸2側の軸方向端部667aが閉塞され且つカム軸2とは反対側の軸方向端部667bが開放される中心孔667を、有底円筒孔状の収容孔667として形成している。ここで本実施形態の収容孔667は、固定部665において搬送通路3を形成する通路孔665aと同軸上に設けられ、スリーブ66のうち当該通路孔665aをシールするシール部材665bを含んだ底部669(以下、「スリーブ底部669」という)により、軸方向端部667aが閉塞された形となっている。それと共にスリーブ66は、カム軸2側からその反対側へ向かって順に、遅角ポート662、供給ポート663、進角ポート661及びドレンポート664を形成している。ここで遅角ポート662、供給ポート663及び進角ポート661は、スリーブ66を径方向に貫通して収容孔667の内周面668に開口する小径の円筒孔状に、形成されている。一方、ドレンポート664は、スリーブ66においてカム軸2とは軸方向反対側へ向かって開口する収容孔667の軸方向端部667bにより、大径の円筒孔状に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
制御弁60において金属製のスプール70は、スリーブ66の収容孔667内に同軸上に収容されることにより、水平面上の車両内では水平方向(図3の左右方向)の延伸状態となる。円筒状のスプール70において外周面700は、軸方向の複数個所にて収容孔667の内周面668と摺接する。スプール70においてカム軸2側の軸方向端部70aは、収容孔667の軸方向端部667aを閉塞するスリーブ底部669と軸方向に対向して、当該底部669との間にコイルスプリング82を挟持している。また、スプール70においてカム軸2とは反対側の軸方向端部70bは、ドレンポート664内においてリニアソレノイド80の駆動軸81(図1も参照)と軸方向に当接している。これら挟持及び当接形態下、制御回路86からリニアソレノイド80への通電制御に従って駆動軸81の駆動力が発生することで、当該駆動力がコイルスプリング82の復原力と釣り合う位置まで、スプール70が図3,4の如く軸方向移動する。ここで図4に示す移動位置は、回転位相を遅角方向に変化させてバルブタイミングを遅角させる遅角調整位置であり、また図3に示す移動位置は、回転位相を進角方向に変化させてバルブタイミングを進角させる進角調整位置である。
In the
スプール70は、軸方向両端部701a,701bが開放される中心孔701を、有底円筒孔状のドレン孔701として形成している。本実施形態のドレン孔701において、カム軸2側の軸方向端部701aは他の部分よりも大径に形成されて、スリーブ底部669と軸方向に対向している。また、ドレン孔701においてカム軸2とは反対側の軸方向端部701bは、スプール70において駆動軸81と当接する当接部702を除いた開口部分を通じて、ドレンポート664と軸方向に連通している。
The
さらにスプール70は、図3,5,6に示すように、外周面700の周方向全域に開口する排出凹部703を、有底円環溝状に形成している。図5,6に示すように、進角調整位置の排出凹部703においてカム軸2とは反対側の軸方向端部703a(図5では、切り欠き断面部分参照)は、遅角ポート662のカム軸2側の軸方向端部662aに径方向にて対向する対向端部703aとなる。それと共に、進角調整位置の排出凹部703は、軸方向において対向端部703aよりもカム軸2側の残部703bを、収容孔667の内周面668により覆われた状態となる。
Further, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the
またさらにスプール70は、図3,5,6に示すように、排出凹部703の底面704とドレン孔701の内周面705とに開口する排出孔706を、径方向に貫通する円筒孔状に形成している。排出孔706は、図6の進角調整位置では遅角ポート662の端部662aと対向する対向端部703aから、軸方向のカム軸2側へ設定距離だけ離れて位置するように、設けられている。それと共に排出孔706は、図5の如く遅角ポート662とは相異なる数をもって、周方向に等間隔に設けられている。ここで本実施形態では、周方向に等間隔をあけて四つ設けられている遅角ポート662に対し、排出孔706が三つ設けられている。これにより、各排出孔706においてカム軸2とは反対側の軸方向端部706a(図6も参照)は、いずれの遅角ポート662の軸方向端部662aからも周方向にずれて位置可能となっている。
Furthermore, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the
以上の構成下、回転位相を遅角方向へ調整してバルブタイミングを遅角させる図4の遅角調整位置では、遅角通路45を介して遅角作動室25,26,27,28と連通する遅角ポート662は、供給ポート663とも連通する。このとき供給ポート663は、供給通路50を介して搬送通路3と連通しているので、ポンプ4から供給ポート663へ供給された作動油は、遅角ポート662を通じて遅角作動室25,26,27,28に導入される。それと共に遅角調整位置では、進角通路41を介して進角作動室21,22,23,24と連通する進角ポート661は、ドレンポート664と連通する。このときドレンポート664は、その外部要素54,5と連通しているので、進角作動室21,22,23,24から進角ポート661へ排出された作動油は、ドレンポート664及び外部要素54,5に順次排出される。
With the above configuration, at the retard angle adjustment position in FIG. 4 where the valve phase is retarded by adjusting the rotational phase in the retard direction, the
一方、回転位相を進角方向へ調整してバルブタイミングを進角させる図3,6の進角調整位置では、進角通路41を介して進角作動室21,22,23,24と連通する進角ポート661は、供給ポート663とも連通する。このとき供給ポート663は、供給通路50を介して搬送通路3と連通しているので、ポンプ4から供給ポート663へ供給された作動油は、進角ポート661を通じて進角作動室21,22,23,24に導入される。それと共に進角調整位置では、遅角通路45を介して遅角作動室25,26,27,28と連通する遅角ポート662は、排出凹部703及び排出孔706を介してドレン孔701と連通する。このときドレン孔701は、ドレンポート664を介してその外部要素54,5と連通しているので、「排出ポート」としての遅角ポート662へ遅角作動室25,26,27,28から排出された作動油は、ドレンポート664及び外部要素54,5に順次排出される。
On the other hand, in the advance adjustment position of FIGS. 3 and 6 in which the valve phase is advanced by adjusting the rotation phase in the advance direction, the
こうした進角調整位置のスプール70を軸方向に貫通するドレン孔701から、収容孔667のうちカム軸2側の軸方向端部667aへ向かう作動油流れが生じると、当該端部667aを閉塞するスリーブ底部669とスプール70との間では、作動油の圧力が上昇する。この場合、上昇した圧力を受けるスプール70がカム軸2とは軸方向反対側へ押圧されることになるので、当該スプール70の移動位置にずれが生じて、各作動室21,22,23,24,25,26,27,28に対する作動油入出の制御精度を悪化させる懸念がある。
When a hydraulic fluid flow from the
ここで、第一実施形態の進角調整位置では、スプール70の外周面700に有底形状をもって開口した排出凹部703のうちカム軸2とは軸方向反対側の対向端部703aは、収容孔667の内周面668に開口した四つの遅角ポート662と径方向に対向する。その結果、各遅角ポート662から対向端部703aへ流入する際の作動油の流れ方向は、図6の一点鎖線矢印の如く、径方向に対して所定角度θ(例えば69度)をもってカム軸2側へと傾斜する。しかし、このとき排出凹部703の底面704とドレン孔701の内周面705とに開口する三つの排出孔706は、図5の如くいずれの遅角ポート662からも周方向にずれる位置関係を、実現できる。かかる位置関係によると、図6,7の一点鎖線矢印の如く対向端部703aへ傾斜方向に流入した作動油は、当該端部703aを含む排出凹部703の底面704と衝突して周方向に流動した後、各排出孔706を通じてドレン孔701に流入する。その結果、各排出孔706からドレン孔701へ流入する際の作動油は、カム軸2側へ向かう流れとなるのを抑制され得るので、ドレン孔701への流入作動油は、ドレンポート664へとスムーズに排出されることになる。
Here, in the advance angle adjustment position of the first embodiment, of the
また、第一実施形態では、遅角ポート662と排出孔706とが周方向に相異なる数ずつ設けられている。これにより、連動回転要素2,14内での遠心力作用に起因してスリーブ66に対するスプール70の相対回転が周方向に生じたとしても、周方向位置の一致しない遅角ポート662及び排出孔706の組が図8の如く必ず存在することになる。故に、進角調整位置において各遅角ポート662から排出凹部703へ流入した作動油に対して、少なくとも一つの排出孔706からドレン孔701への流入前に周方向への流れを与えて、その流入に際してカム軸2側へ向かう作動油流れを抑制できるのである。
In the first embodiment, the
さらに、第一実施形態の各排出孔706においてカム軸2とは反対側の軸方向端部706aは、進角調整位置のスプール70において排出凹部703の対向端部703aからカム軸2側へ離れることとなる軸方向位置に、設けられている。これにより、要素662,706の周方向位置の一致(図8参照)が生じても、図9の一点鎖線矢印の如く遅角ポート662から対向端部703aへ流入した作動油は、軸方向にてカム軸2側に離れる同一周方向位置の排出孔706へ流入する前に、底面704と衝突し得る。故に、遅角ポート662から対向端部703aへの流入作動油が流れ方向を変えずに排出孔706へ流入し、それによってカム軸2側へ向かう作動油流れがドレン孔701内に生じる事態を、抑制できるのである。
Further, in each
またさらに、第一実施形態の進角調整位置での排出凹部703は、対向端部703aよりもカム軸2側の軸方向位置における残部703bを、収容孔667の内周面668に覆われた状態となる。これにより、各遅角ポート662から排出凹部703への流入作動油は、当該排出凹部703のうち底面704との衝突箇所よりカム軸2側にて収容孔667に覆われた部分703bを、各ポート662から周方向にずれた排出孔706に到るまで、実質漏れなく流動できる。その結果として、各排出孔706からドレン孔701へ流入する際の作動油には、カム軸2側へ向かう流れの抑制作用が確実に与えられ得るのである。
Furthermore, in the
加えて、第一実施形態において排出凹部703は、スプール70の外周面700の周方向全域に開口している。これにより、スリーブ66に対してスプール70が周方向に相対回転したとしても、進角調整位置にて周方向全域に開口する排出凹部703の対向端部703aは、いずれかの周方向位置にて各遅角ポート662と対向できる。故に、各遅角ポート662から流入先の排出凹部703の底面704に衝突した作動油は、その衝突箇所から周方向へずれた排出孔706に到達するまで流動することで、ドレン孔701への流入に際してカム軸2側へ向かう流れを抑制され得る。
In addition, in the first embodiment, the
したがって、以上の如き第一実施形態によれば、ドレン孔701への流入作動油が収容孔667のうちカム軸2側の軸方向端部667aに向かっては流れ難くなるので、制御精度の悪化の要因となる圧力上昇が要素669,70の間にて惹起される事態を、回避できる。したがって、制御精度の確保が可能となるである。
Therefore, according to the first embodiment as described above, since the hydraulic fluid flowing into the
(第二実施形態)
図10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。第二実施形態のスプール2070において周方向に等間隔に三つ設けられる排出孔2706は、ドレン孔701へ向かうほど径方向に対してカム軸2とは軸方向反対側に傾斜する円筒孔状に、貫通形成されている。故に、図10の進角調整位置にて排出凹部703を通じて各遅角ポート662から各排出孔2706へと流入した作動油は、それら各排出孔2706の傾斜する方向へ図11の一点鎖線矢印の如く案内されることにより、ドレン孔701へ向かうほどカム軸2とは軸方向反対側へと流動する。その結果として、各排出孔2706からドレン孔701へ流入する際の作動油がカム軸2側へ向かう流れとなるのを、確実に抑制できる。したがって、スリーブ底部669及びスプール2070の間における圧力上昇の回避効果を確固たるものとして、制御精度を確保することが可能となるのである。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 10, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. In the
(第三実施形態)
図12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。第三実施形態のスリーブ3066では、固定部665の通路孔665aをシールするシール部材3665bが、スリーブ底部669から収容孔667内へ同軸上に突出している。このスリーブ3066のシール部材3665bは、図12の進角調整位置にてスプール70のドレン孔701内に同軸上に突入し、各排出孔706と径方向に対向することになる。ここでシール部材3665bのうち各排出孔706との対向部分3665cは、カム軸2とは軸方向反対側へ向かって漸次縮径する円錐状のテーパ部3665cを、形成している。故に、進角調整位置にて各遅角ポート662から排出凹部703及び各排出孔706を経てドレン孔701へと流入した作動油は、図13の一点鎖線矢印の如く、当該ドレン孔701内にて各排出孔706と対向するテーパ部3665cに衝突する。かかる衝突により作動油は、カム軸2とは軸方向反対側へ向かって縮径するテーパ部3665cの外周面3665dに沿って流れ方向を曲げられることで、カム軸2側への流れを確実に抑制され得る。したがって、スリーブ底部669及びスプール70の間における圧力上昇の回避効果を確固たるものとして、制御精度を確保することが可能となるのである。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 12, the third embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. In the
(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.
具体的には、第一〜第三実施形態における遅角ポート662及び排出孔706,2706の形成数については、それぞれ上述した四つ及び三つ以外の適数に設定可能である。例えば、遅角ポート662及び排出孔706,2706の形成数を、それぞれ一つを含む同数ずつに設定してもよいし、遅角ポート662又は排出孔706,2706の形成数を一つに設定してもよい。また、第一〜第三実施形態において遅角ポート662及び排出孔706,2706を複数設ける場合の周方向間隔は、上述した等間隔以外であってもよい。
Specifically, the numbers of the
さらに、第一〜第三実施形態の「回転位相の調整時」に実現される進角調整位置において、角度θの傾斜方向をもって対向端部703aへと流入した作動油が排出孔706,2706の内面に衝突するように、それら排出孔706,2706を対向端部703aから軸方向のカム軸2側へ離して設けてもよい。あるいは、第一〜第三実施形態の進角調整位置において、排出孔706,2706と対向端部703aとの軸方向位置を径方向にてオーバーラップさせてもよい。またさらに、第一〜第三実施形態の進角調整位置では、図14に変形例(同図は第一実施形態の変形例)を示すように、対向端部703aよりもカム軸2側の軸方向位置においてスプール70,2070が収容孔667との間に径方向隙間667cを形成して、当該隙間667cを通じて排出凹部703を収容孔667のカム軸2側の軸方向端部667aと連通させてもよい。
Furthermore, in the advance angle adjustment position realized at the time of “rotational phase adjustment” in the first to third embodiments, the hydraulic oil that has flowed into the facing
加えて、第一〜第三実施形態の排出凹部703については、スプール70,2070の周方向の一部に設けてもよい。また加えて、第一〜第三実施形態の制御弁60については、連動回転要素2,14の一方のみに内蔵させてもよい。さらに加えて、第二実施形態のシール部材665bについては、第三実施形態のシール部材3665bに変更してもよい。またさらに加えて、第一〜第三実施形態及び以上の変形例については、「進角」及び「遅角」の関係を上述のものと逆にして実施してもよい。
In addition, the
そして、本発明は、第一〜第三実施形態の如く「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に適用可能である。 In addition to the device that adjusts the valve timing of the intake valve as the “valve” as in the first to third embodiments, the present invention includes a device that adjusts the valve timing of the exhaust valve as the “valve”, The present invention is applicable to a device that adjusts the valve timings of both the intake valve and the exhaust valve.
1 液圧式バルブタイミング調整装置、2 カム軸・連動回転要素、3 搬送通路、5 ドレンパン・外部要素、10 回転機構系、11 ハウジング、14 ベーンロータ・連動回転要素、21,22,23,24 進角作動室、25,26,27,28 遅角作動室、40 制御系、54 ドレン通路・外部要素、60 制御弁、66,3066 スリーブ、70,2070 スプール、662 遅角ポート(排出ポート)、662a 軸方向端部、664 ドレンポート、665 固定部、665a 通路孔、665b,3665b シール部材、666 フランジ部、667 中心孔・収容孔、667a,667b 軸方向端部、667c 径方向隙間、668 内周面、669 底部、700 外周面、701 中心孔・ドレン孔、703 排出凹部、703a 軸方向端部・対向端部、703b 残部、704 底面、705 内周面、706,2706 排出孔、3665c 対向部分・テーパ部、3665d 外周面、θ 所定角度
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記クランク軸と連動して回転するハウジングと、
軸方向に連結される前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジング内に区画した作動室に対する作動液の入出により、前記ハウジングに対する回転位相が調整されるベーンロータと、
前記ベーンロータ及び前記カム軸のうち少なくとも一方である連動回転要素に内蔵され、前記スリーブの収容孔内に同軸上に収容されるスプールの軸方向移動に応じて、前記作動室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、
前記スリーブは、
前記カム軸とは反対側の軸方向端部が開放されて作動液を外部へ排出するドレンポートを形成する一方、前記カム軸側の軸方向端部が閉塞される有底形状の前記収容孔と、
前記収容孔において前記スプールが摺接する内周面に開口し、前記回転位相の調整時に前記作動室から作動液が排出される排出ポートとを、有し、
前記スプールは、
前記スプールを軸方向に貫通し、前記回転位相の調整時に前記ドレンポートと連通するドレン孔と、
前記スプールにおいて前記収容孔の前記内周面と摺接する外周面に開口し、前記回転位相の調整時に前記カム軸とは反対側の軸方向端部が前記排出ポートと径方向に対向する対向端部となる有底形状の排出凹部と、
前記排出ポートとは周方向にずれて位置し、前記ドレン孔の内周面及び前記排出凹部の底面に開口する排出孔とを、有することを特徴とする液圧式バルブタイミング調整装置。 In a hydraulic valve timing adjustment device that adjusts the valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine, by the pressure of hydraulic fluid,
A housing that rotates in conjunction with the crankshaft;
A vane rotor that rotates in conjunction with the cam shaft that is connected in the axial direction and that adjusts the rotational phase with respect to the housing by entering and exiting the working fluid into and from the working chamber defined in the housing;
According to the axial movement of the spool which is built in the interlocking rotary element which is at least one of the vane rotor and the cam shaft and is coaxially accommodated in the accommodation hole of the sleeve, the hydraulic fluid enters and exits the working chamber. A control valve for controlling,
The sleeve is
The bottomed receiving hole in which the axial end opposite to the cam shaft is opened to form a drain port for discharging the hydraulic fluid to the outside, while the axial end on the cam shaft is closed. When,
An opening port that opens to an inner peripheral surface in contact with the spool in the accommodation hole, and from which the working fluid is discharged from the working chamber when the rotation phase is adjusted,
The spool is
A drain hole penetrating the spool in the axial direction and communicating with the drain port when adjusting the rotational phase;
The spool opens to an outer peripheral surface that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the accommodation hole, and an axial end opposite to the cam shaft at the time of adjusting the rotation phase is opposed to the discharge port in the radial direction. A bottomed discharge recess that becomes a part,
A hydraulic valve timing adjusting device, characterized in that it has a discharge hole which is located in a circumferential direction with respect to the discharge port and opens to the inner peripheral surface of the drain hole and the bottom surface of the discharge recess.
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