JP2013177872A - 液圧式バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バルブタイミング調整装置1は、内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジング11と、内燃機関のカム軸2と連動して回転し、ハウジング11内に区画した作動室21〜28に対する作動油の入出により、ハウジング11に対する回転位相が調整されるベーンロータ14と、ベーンロータ14及びカム軸2に跨って内蔵され、スリーブ66内におけるスプール67の軸方向移動により作動室21〜28に対する作動油の入出を制御する制御弁60とを備える。ここで特にスリーブ66は、ベーンロータ14に保持され、スプール67を摺動自在に収容する弁部668と、軸力の発生状態でカム軸2に同軸上に螺着される螺子部667と、軸方向において弁部668及び螺子部667の間を接続し、軸力に対する強度が弁部よりも低い接続部669とを有する。
【選択図】図3
Description
図1に示すように、本発明の第一実施形態において車両の内燃機関に適用される液圧式バルブタイミング調整装置1は、「動弁」である吸気弁のバルブタイミングを、「作動液」である作動油の圧力により調整する。具体的に装置1は、内燃機関においてクランク軸(図示しない)からカム軸2へ機関トルクを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を駆動するために作動油の入出を制御する制御系50とを、備えている。
図1,2に示すように、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、ハウジング本体120及びシュー121,122,123,124を有している。複数のシュー121,122,123,124は、円筒状のハウジング本体120において回転方向に所定間隔ずつをあけた箇所から、それぞれ径方向内側に突出している。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。
図1,2に示す制御系50において、進角通路51は回転軸140に形成され、進角作動室21,22,23,24と連通している。遅角通路52は回転軸140に形成され、遅角作動室25,26,27,28と連通している。供給通路53は、回転軸140及び後述の制御弁60に形成され、カム軸2を貫通する搬送通路3を介してポンプ4と常に連通可能となっている。ここでポンプ4は、内燃機関の回転中に機関トルクを受けて駆動されるメカポンプであり、当該回転中は、ドレンパン5から吸入した作動油を継続して通路3,53に供給する。ドレン通路54は回転機構系10の外部に設けられ、作動油をドレンパン5へ排出可能となっている。
次に、装置1における制御弁60の詳細構造を説明する。
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
図5,6に示すように本発明の第二実施形態では、接続部2669において外周面669bから径方向内側に向かって凹む凹部2669cは、周方向に等間隔をあけた複数箇所に、それぞれ円弧溝状に形成されている。このような複数の凹部2669cの形成によっても、接続部2669の横断面積が弁部668及び螺子部667の横断面積よりも小さく設定されて、想定軸力に対する接続部2669の強度が弁部668及び螺子部667の強度よりも確実に小さくなっている。したがって、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが、可能となる。
図7,8に示すように本発明の第三実施形態では、内周孔669aの内周面3669bから径方向外側に向かって凹む凹部3669cが、接続部3669に設けられている。ここで凹部3669cは、接続部669の周方向全域に亘って延伸する円環溝状に形成されているが、第二実施形態に準じた円弧溝状の凹部3669cを複数形成してもよい。このような凹部3669cの形成によっても、接続部3669の横断面積が弁部668及び螺子部667の横断面積よりも小さく設定されて、想定軸力に対する接続部3669の強度が弁部668及び螺子部667の強度よりも確実に小さくなっている。したがって、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが、可能となる。
図9,10に示すように本発明の第四実施形態では、供給通路53の一部53cの形成箇所が弁部668ではなく、接続部4669となっている。即ち、第四実施形態の接続部4669には、凹部669cが設けられる代わりに、供給通路53の一部53cを形成する貫通孔4669cが第一実施形態よりも多い数をもって設けられている。ここで、円筒孔状の各貫通孔4669cは、接続部4669において周方向に等間隔をあけた複数箇所を、それぞれ径方向に貫通している。このような複数の貫通孔4669cの形成によっても、接続部4669の横断面積が弁部668及び螺子部667の横断面積よりも小さく設定されて、想定軸力に対する接続部4669の強度が弁部668及び螺子部667の強度よりも確実に小さくなっている。したがって、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが、可能である。
図11,12に示すように本発明の第五実施形態では、接続部5669に設けられる供給通路53の一部53cが、第三実施形態の凹部3669cと第四実施形態の複数の貫通孔4669cとの共同により形成されている。ここで各貫通孔4669cは、接続部5669の外周面669bと凹部3669cの底面5669cとの間を、それぞれ径方向に貫通している。このような凹部3669c及び複数の貫通孔4669cの組み合わせによっても、接続部5669の横断面積が弁部668及び螺子部667の横断面積よりも小さく設定されて、想定軸力に対する接続部5669の強度が弁部668及び螺子部667の強度よりも確実に小さくなっている。したがって、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが、可能である。
第一〜第五実施形態の変形例として、軸力に対する接続部669,2669,3669,4669,5669の強度を弁部668及び螺子部667よりも低くする代わりに、想定軸力に対する接続部669,2669,3669,4669,5669の剛性を弁部668及び螺子部667よりも低くしてよい。即ち、図3〜図12に示される凹部669c,2669c,3669c及び/又は貫通孔4669cの形成により、接続部669,2669,3669,4669,5669のばね定数を、弁部668及び螺子部667のばね定数よりも低くしてよい。この場合、螺着時の想定軸力については、スリーブ66において接続部669,2669,3669,4669,5669、弁部668及び螺子部667のいずれも塑性変形させない、弾性域の大きさに設定される。こうした変形例によれば、螺着時に弁部668及び螺子部667よりも優先的に接続部669,2669,3669,4669,5669を弾性変形させることができるので、塑性変形を当該弾性変形と読み替えた作用効果を第一実施形態と同様に発揮可能となる。
図13に示すように本発明の第六実施形態では、接続部6669が弁部668及び螺子部667とは異なる材料から形成されている。具体的に接続部6669は、弁部668よりも縦弾性係数(ヤング率)が低い金属材料(例えば銅合金等)から形成され、螺着時の軸力によっては離脱しない強度で弁部668及び螺子部667に接合されている。こうした縦弾性係数が低い金属材料の採用により本実施形態では、接続部6669のばね定数が弁部668及び螺子部667のばね定数よりも低く設定されて、接続部6669の剛性が弁部668及び螺子部667の剛性よりも低くなっている。ここで、螺着時の軸力については、スリーブ66において接続部6669、弁部668及び螺子部667のいずれも塑性変形させない、弾性域の大きさに設定される。故に螺着時には、弁部668及び螺子部667よりも優先的に接続部6669を弾性変形させて、軸力乃至は傾きに起因した弁部668の変形によるスプール67の摺動阻害や、螺子部667の変形による螺着不良を、第一実施形態と同様の原理によって抑制できる。したがって、バルブタイミングの調整精度を高めるという向上効果を、確固たる効果として発揮可能となる。
Claims (10)
- 内燃機関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であって、
前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するハウジング(11)と、
前記内燃機関のカム軸(2)と連動して回転し、前記ハウジング(11)内に区画した作動室(21,22,23,24,25,26,27,28)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(14)と、
前記ベーンロータ及び前記カム軸に跨って内蔵され、スリーブ(66)内におけるスプール(67)の軸方向移動により前記作動室に対する作動液の入出を制御する制御弁(60)とを、備え、
前記スリーブは、
前記ベーンロータに保持され、前記スプールを摺動自在に収容する弁部(668)と、
軸力の発生した状態で前記カム軸に同軸上に螺着される螺子部(667)と、
軸方向において前記弁部及び前記螺子部の間を接続し、前記軸力に対する強度又は剛性が前記弁部よりも低い接続部(669,2669,3669,4669,5669,6669)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。 - 前記弁部は、軸方向において前記接続部とは反対側から前記ベーンロータに当接する当接部(668c)を有し、軸方向における当該当接部と前記カム軸との間に前記ベーンロータを挟持し、
前記接続部は、曲げ剛性が前記弁部よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。 - 前記軸力に対する前記接続部の強度又は剛性は、前記弁部及び前記螺子部よりも低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記軸力に対する強度が前記弁部よりも低い前記接続部(669,2669,3669,4669,5669)は、当該軸力により塑性変形した状態に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液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記軸力に対する剛性が前記弁部よりも低い前記接続部(669,2669,3669,4669,5669,6669)は、当該軸力により弾性変形した状態に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液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記接続部(669,2669,3669,4669,5669)の横断面積は、前記弁部の横断面積よりも小さいことを特徴とする請求項4又は5に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記接続部(669,2669,3669,5669)は、周面(669b,3669b)から径方向に凹む凹部(669c,2669c,3669c)を有することを特徴とする請求項6に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記接続部(4669,5669)は、径方向に貫通する貫通孔(4669c)を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記接続部のばね定数は、前記弁部のばね定数よりも低いことを特徴とする請求項5に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
- 前記接続部(6669)は、前記弁部よりも縦弾性係数が低い材料から形成されることを特徴とする請求項9に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
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