JP2013213464A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御弁60は、スリーブ66内のうち規定半径r内の内側領域にてスプール68の外周面680に開口する排出口705と、大気開放のドレンポート666と、スリーブ66にて径方向内側に突出し、排出口705を挟んでポート666と反対側で外周面680に嵌合する第一環状部91と、スリーブ66にて径方向内側に突出し、排出口705側とポート666側を連通する連通通路922を、スリーブ66内のポート666側では、規定半径r外の外側領域に開口させる第二環状部92と、スリーブ66にて径方向内側に突出し、作動油を貯留する貯留空間95を、スリーブ66内の第二環状部92との間に確保すると共に、空間95を通じて通路922と連通するポート666を、スリーブ66内の通路922側では、内側領域に開口させる第三環状部93とを有する。
【選択図】図6
Description
図1は、本発明の第一実施形態による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を、示している。装置1は、カム軸2が開閉する「動弁」としての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の基本構成につき、説明する。図1,2に示すように装置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に対する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。
まず、回転機構系10の基本構成を説明する。回転機構系10においてハウジング11は、シューケーシング12の軸方向両端部にリアプレート13及びフロントプレート15を締結してなる。シューケーシング12は、ハウジング本体120及び複数のシュー121,122,123を有している。各シュー121,122,123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あけた箇所から、それぞれ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の間には、それぞれ収容室20が形成されている。リアプレート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スプロケット134を、有している。かかるスプロケット134とクランク軸との連繋により内燃機関の回転中は、ハウジング11がクランク軸から機関トルクを伝達されることで、当該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。
次に、制御系40の基本構成を説明する。図1,2に示すように、制御系40において進角主通路41は、回転軸140の内周部に沿って形成されている。複数の進角分岐通路42は回転軸140に貫通形成され、それぞれ対応する進角作動室22,23,24及び共通の進角主通路41と連通している。遅角主通路45は、回転軸140の内周部に開口する溝により形成されている。図2に示すように、複数の遅角分岐通路46は回転軸140に貫通形成され、それぞれ対応する遅角作動室26,27,28及び共通の遅角主通路45と連通している。
次に、装置1においてカム軸2からベーンロータ14に作用する変動トルクの詳細を、説明する。内燃機関の回転中は、カム軸2により開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが、カム軸2を通じて回転機構系10のベーンロータ14に作用する。図3に例示するように変動トルクは、ハウジング11に対する進角方向に作用する負トルクと、ハウジング11に対する遅角方向に作用する正トルクとの間で交番変動する。ここで、特に本実施形態の変動トルクについては、カム軸2及び軸受6間のフリクション等に起因して、正トルクのピークトルクT+が負トルクのピークトルクT−よりも大きくなっており、それらの平均トルクTaveが正トルク側に偏っている。
次に、装置1における制御弁60の構造の詳細を、説明する。尚、以下の説明では、水平面上における車両内の装置1の鉛直方向及び水平方向を単に、「鉛直方向」及び「水平方向」というものとする。
次に、第一実施形態の特徴部分として、図1に示すように制御弁60が備える貯留構造90の詳細を、説明する。尚、以下の説明では、スリーブ66及びスプール68の共通の軸方向及び径方向を単に、「軸方向」及び「径方向」というものとする。
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9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。第二実施形態の貯留構造2090において第三環状部2093の第三中心孔2930は、駆動軸63の外周面630に同軸上に摺動嵌合している。ここで、第三中心孔2930と外周面630との嵌合界面にも、シール部材921が介装されている。これに応じて第三環状部2093には、外部と貯留空間95との間を軸方向に連通する連通孔2931が、内側領域Aiに設けられている。かかる連通孔2931は、本実施形態では、第三環状部2093の周方向に等間隔をあけた複数箇所(図9では二箇所)を軸方向に円筒孔状に貫通することで、それぞれの内側にドレンポート2666を確保している。こうした各連通孔2931によって確保されるドレンポート2666の連通通路922側の開口部2666aは、規定半径rを表す仮想円筒面(図9の二点鎖線)からは径方向内側に離間する箇所にて、内側領域Aiに開口している。
図10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。第三実施形態の貯留構造3090において第二環状部3092の各連通通路3922は、軸方向に実質同一の外径と共に、軸方向に実質同一の内径を有している。かかる内径により各連通通路3922では、ドレンポート666側の開口部3922aも排出口705側の開口部3922bも、規定半径rを表す仮想円筒面(図10の二点鎖線)に沿って外側領域Aoに開口している。ここで第三実施形態では、フランジ部668側の軸方向端部において本体ボディ3660の内周面3660aが規定半径rよりも径方向外側に位置するので、当該本体ボディ3660内と各連通通路3922との連通が可能となっている。
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 (7)
- 内燃機関において前記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、供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランク軸と連動して回転するハウジング(11)と、
前記カム軸(2)と連動して回転し、前記ハウジング内において複数の作動室(22,23,24,26,27,28)を回転方向に区画し、各前記作動室に対する作動液の入出により、位相変化モードにおいて前記ハウジング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(14)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に一体回転可能に内蔵され、スリーブ(66)内に同軸上に収容されるスプール(68)の軸方向移動に応じて、各前記作動室に対する前記作動液の入出を制御する制御弁(60)とを、備え、
前記制御弁は、
前記スリーブに設けられ、作動液を導入する前記作動室としての導入室に前記位相変化モードにおいて接続される導入ポート(661,662)と、
前記スリーブに設けられ、作動液が排出される前記作動室としての排出室に前記位相変化モードにおいて接続される排出ポート(662,661)と、
前記スプールに設けられ、前記排出ポートに前記位相変化モードにおいて接続される排出通路(702)と、
前記スプールに設けられて前記排出通路と連通し、前記スリーブ内のうち規定半径内の内側領域(Ai)において前記スプールの外周面(680)に開口する排出口(705)と、
前記スリーブに設けられて外部の大気に開放されるドレンポート(666,2666)と、
前記スリーブに設けられて径方向内側に環状に突出し、前記排出口を軸方向に挟んで前記ドレンポートとは反対側において前記スプールの外周面に嵌合する第一環状部(91)と、
前記スリーブに設けられて径方向内側に環状に突出し、軸方向の前記排出口側と前記ドレンポート側とを連通する連通通路(922,3922)を、前記スリーブ内の当該ドレンポート側では、前記規定半径外の外側領域(Ao)に開口させる第二環状部(92,3092)と、
前記スリーブに設けられて径方向内側に環状に突出し、前記作動液を貯留する貯留空間(95)を、前記スリーブ内のうち軸方向の前記第二環状部との間に確保すると共に、前記貯留空間を通じて前記連通通路と連通する前記ドレンポートを、前記スリーブ内の当該連通通路側では、前記内側領域に開口させる第三環状部(93,2093)と、を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記スプールは、前記スリーブ内を水平方向に沿って軸方向移動し、
前記位相変化モードにおいて、前記規定半径の特定箇所に前記制御弁の回転により作用する遠心力は、当該特定箇所に作用する重力よりも大きい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。 - 前記遠心力及び前記重力の各々により前記貯留空間に貯留される前記作動液の貯留量の総和は、前記位相変化モードにおいて前記排出室に許容される容積変化量以上に、設定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。
- 前記制御弁は、
前記スリーブに設けられ、前記外側領域において前記連通通路の前記ドレンポート側の開口部よりも径方向外側に凹んで前記貯留空間を形成する凹部(94)を、有す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。 - 前記第三環状部(93)は、前記内側領域の中心部(Ai1)に前記ドレンポート(666)を形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記制御弁は、
前記スプールと同軸上に当接する駆動軸(63)により、当該スプールを軸方向駆動する駆動源(62)を、有し、
前記第二環状部(92,3092)は、前記駆動軸の外周面(630)に嵌合し、
前記第三環状部(93)は、前記駆動軸の外周面との間に前記ドレンポート(666)を確保す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。 - 前記スリーブは、
前記第一環状部を前記導入ポート及び排出ポートと共に形成する本体ボディ(660,3660)と、
前記本体ボディに装着され、前記第二環状部及び前記第三環状部を前記ドレンポートと共に形成するカバーボディ(669)と、を組み合わせて構成されることを特徴とする請求項1〜6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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