JP2015098850A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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【課題】 ベーンロータによる打音の発生を抑制し、また回転位相の制御開始が遅れるのを抑制することができるバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】 ベーンロータ30は、遅角室37から収容穴47の摺動面86まで延びる第1通孔100を有する。アウターピン43は、インナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されている状態から第1凹部27から抜け出すまでの間に第1通孔100と作動室45とを接続する第1接続通路102を有する。遅角室37に作動油が充満しないうちに作動室45への作動油供給が開始してアウターピン43がインナーピン41を第1凹部27から抜こうとする場合、作動室45が第1接続通路102および第1通孔100を介して遅角室37につながると、進角室36および遅角室37に作動油が充満しないうちは作動室45が昇圧せず、アウターピン43がインナーピン41を押圧する力が発生しない。【選択図】図4

Description

本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
従来、内燃機関のクランク軸と一体に回転するハウジングと、カム軸と一体に回転するベーンロータとを備え、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を変化させて吸排気弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置が知られている。回転位相の変化は、ハウジング内部においてベーンロータが回転方向に区画する進角室または遅角室に作動油を供給することによって行われる。
例えば特許文献1には、内燃機関の始動時、ベーンロータの収容穴に設けられた主規制部材をハウジングの凹部に挿入することによって、回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の規制位相に規制するものが開示されている。主規制部材は、副規制部材に押圧されることによって凹部から抜け出すよう構成されている。副規制部材は、収容穴内の作動室に供給された作動油から圧力を受けると主規制部材を押圧する。
特許文献1では、1つの油圧制御弁により進角室と遅角室と作動室とへの作動油の供給および排出を行っている。油圧制御弁のスプールの作動範囲には、進角室および遅角室に作動油を供給しつつ作動室へは作動油を供給しない規制範囲、および、作動室に作動油を供給しつつ進角室または遅角室に作動油を供給する位相制御範囲が設定されている。
特開2011−231644号公報
ところで、バルブタイミング調整装置では、進角室および遅角室に作動油が充満していない状態で主規制部材が凹部から抜け出すと、ベーンロータがカムトルク変動を受けてハウジング内で暴れて打音が発生し、また回転位相の制御開始が遅れるおそれがある。そのため、油圧制御弁のスプールの作動範囲は、内燃機関の始動開始から所定時間が経過するまでは規制範囲に維持される。スプールが規制範囲に維持される間は回転位相を変更することができないので、上記所定時間は、進角室および遅角室に作動油が充満する時間を見越してできるだけ短く設定される。
ところが、特許文献1では、進角室および遅角室に作動油が充満したことを確認したのち油圧制御弁のスプールを位相制御範囲に移動させるわけではない。特に、内燃機関が長期間始動されていなかったような状況など、始動前に各油圧室の作動油が無い状態においては、上記所定時間が足りず、進角室および遅角室に作動油が充満しないまま位相制御が開始され、打音が発生する問題および回転位相の制御開始が遅れる問題が顕著に現れる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベーンロータによる打音の発生を抑制し、また回転位相の制御開始の遅れを抑制することができるバルブタイミング調整装置を提供することである。
本発明によるバルブタイミング調整装置は、内壁に凹部を有しているハウジングと、有底筒状の収容穴を有しているベーンロータと、収容穴内で軸方向へ往復移動可能なインナーピンと、インナーピンを凹部への挿入方向へ付勢している第1付勢部材と、インナーピンの外側で軸方向へ往復移動可能アウターピンと、アウターピンを挿入方向へ付勢している付勢部材とを備えている。
インナーピンは、一部が収容穴外に移動して凹部に挿入されると、回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の所定の規制位相で規制する。
アウターピンは、収容穴の内部空間のうち挿入方向に作動室を区画し、挿入方向とは反対方向である脱出方向へ移動するときインナーピンと係合可能な係合面を有している。またアウターピンは、作動室に作動油が供給されることにより脱出方向へ移動してインナーピンを脱出方向へ押圧可能である。
特に本発明は、ベーンロータが第1通孔を有し、アウターピンが第1接続通路を有していることを特徴としている。第1通孔は、進角室および遅角室の一方から、収容穴の内壁面のうちアウターピンとの摺動面まで延びている。第1接続通路は、アウターピンの軸方向移動に伴ってインナーピンが凹部に最大限挿入されている状態からインナーピンが凹部から抜け出すまでの間に第1通孔と作動室とを接続する。
このように構成することで、進角室および遅角室に作動油が充満しないうちに作動室への作動油の供給が開始して、アウターピンがインナーピンを凹部から抜き出そうとする場合、インナーピンが凹部から抜け出す前に作動室が第1接続通路および第1通孔を介して進角室および遅角室の一方につながる。これにより、作動室から第1接続通路および第1通孔を介して進角室および遅角室に作動油が供給される。このとき、進角室および遅角室に作動油が充満しないうちは作動室が昇圧せず、アウターピンがインナーピンを押圧する力が発生しない。そのため、進角室および遅角室に作動油が確実に充満したのち、インナーピンを凹部から抜き出すことができる。したがって、本発明によれば、ベーンロータによる打音の発生を抑制し、また回転位相の制御開始の遅れを抑制することができる。
本発明の第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の概略構成を説明する断面図である。 図1のII−II線断面図である。 図1の油圧制御弁のスプールの移動位置と、スリーブの各ポート間の流路面積との関係を示す図である。 図1の作動油供給系統の模式図と、規制手段の拡大断面図とを示す図であって、油圧制御弁のスプールが規制範囲に移動しているとともに、規制手段のインナーピンが第1凹部に最大限挿入されている状態を示す図である。 図4において、油圧制御弁のスプールが進角作動範囲に移動しているとともに、規制手段のインナーピンが脱出方向へ最大限移動している状態を示す図である。 図4において、油圧制御弁のスプールが保持作動範囲に移動しているとともに、規制手段のインナーピンが脱出方向へ最大限移動している状態を示す図である。 図4において、油圧制御弁のスプールが遅角作動範囲に移動しているとともに、規制手段のインナーピンが脱出方向へ最大限移動している状態を示す図である。 図1のVIII部分を拡大して示す図である。 図4において、油圧制御弁のスプールが進角作動範囲に移動しているとともに、規制手段のアウターピンの接続通路がベーンロータの通孔に連通している状態を示す図である。 本発明の第2実施形態によるバルブタイミング調整装置の規制手段の拡大断面図と、作動油供給系統の模式図とを示す図であって、油圧制御弁のスプールが進角作動範囲に移動しているとともに、規制手段のアウターピンの接続通路がベーンロータの通孔に連通している状態を示す図である。 図10において、油圧制御弁のスプールが進角作動範囲に移動しているとともに、規制手段のインナーピンが脱出方向へ最大限移動している状態を示す図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を図1に示す。バルブタイミング調整装置10は、内燃機関200のクランク軸201に対しカム軸202を相対回転させることによって、カム軸202が開閉駆動する図示しない吸気弁のバルブタイミングを調整するものであり、クランク軸201からカム軸202までの回転伝達経路に設けられている。クランク軸201は、特許請求の範囲に記載の「駆動軸」であり、カム軸202は、特許請求の範囲に記載の「従動軸」である。
先ず、バルブタイミング調整装置10の概略構成について図1〜図7を参照して説明する。図1、図2に示すように、バルブタイミング調整装置10は、ハウジング20、ベーンロータ30、規制手段40、および油圧制御弁50を備えている。
ハウジング20は、筒部材21、スプロケット23およびフロントプレート25から構成されている。
筒部材21は、筒状部材であり、外郭から径方向内側に突き出す複数の突出部22を形成している。各突出部22は、回転方向で互いに離間するように配置されている。
スプロケット23は、環状部材であり、筒部材21に対し軸方向の一方に設けられている。スプロケット23は、外歯24に掛けられるタイミングチェーン203を介してクランク軸201に連結され、当該クランク軸201と一体に回転する。
フロントプレート25は、環状部材であり、筒部材21に対し軸方向の他方に設けられている。
筒部材21、スプロケット23およびフロントプレート25は、カム軸202と同軸上に配置されており、回転方向の複数箇所をボルト26により一体に固定されている。
ベーンロータ30は、回転軸31および複数のベーン35から構成されている。
回転軸31は、カム軸202と同軸上に配置されており、スリーブボルト51によりカム軸202に固定され、カム軸202と一体に回転する。本実施形態では、回転軸31は、カム軸202から順に並ぶボス32と軸本体33とブッシュ34とから構成されている。
各ベーン35は、軸本体33から径方向外側に放射状に突き出すように形成されている。各ベーン35は、筒部材21の各突出部22間の空間を進角室36と遅角室37とに仕切っている。遅角室37は、ベーン35に対し回転方向に位置し、進角室36は、ベーン35に対し回転方向とは反対側に位置している。進角室36と遅角室37との間の径方向隙間は、筒部材21の突出部22の先端に設けられているシール部材38、および、ベーンロータ30のベーン35の先端に設けられているシール部材39によりシールされている。
ベーンロータ30は、進角室36または遅角室37に供給される作動油の圧力を受けて、ハウジング20に対する回転位相を進角側または遅角側に変化させる。
規制手段40は、インナーピン41、第1スプリング42、アウターピン43、および第2スプリング44などから構成されている。
インナーピン41は、特定のベーン35の端面から軸方向へ延びている有底筒状の収容穴47内で軸方向へ往復移動可能である。フロントプレート25は、回転位相が所定の第1規制位相領域であるとき軸方向において収容穴47と対向する第1凹部27と、回転位相が所定の第2規制位相であるとき軸方向において収容穴47と対向する第2凹部28とを有している。インナーピン41は、一部が収容穴47外に移動してフロントプレート25の第1凹部27に挿入されると、回転位相を第1規制位相領域に規制する。本実施形態では、第1規制位相領域は、内燃機関200の始動性を確保すべく規制する規制領域として、最進角位相と最遅角位相との間の中間位相から最進角位相に至るまでの領域が設定されている。
また、インナーピン41は、一部が収容穴47外に移動してフロントプレート25の第2凹部28に挿入されると、回転位相を第2規制位相に規制する。本実施形態では、第2規制位相は、第1規制位相領域の中でも環境温度にかかわらず最適な始動性を確保可能な回転位相として、最進角位相と最遅角位相との間の中間位相が設定されている。
第1スプリング42は、インナーピン41を第1凹部27への挿入方向へ付勢しており、特許請求の範囲に記載の「第1付勢部材」に相当する。
アウターピン43は、インナーピン41の外側で軸方向へ往復移動可能であり、収容穴47の内部空間のうち挿入方向に作動室45を区画している。アウターピン43は、作動室45に供給される作動油の圧力を受けて、挿入方向とは反対方向である脱出方向へ移動してインナーピン41を脱出方向へ押圧可能である。
第2スプリング44は、アウターピン43を挿入方向へ付勢しており、特許請求の範囲に記載の「第2付勢部材」に相当する。
なお、規制手段40の詳細構成については後に詳述する。
油圧制御弁50は、スリーブボルト51およびスプール68から構成されている。
スリーブボルト51は、ベーンロータ30に対しカム軸202とは反対側からベーンロータ30の回転軸31に挿入されて、カム軸202にねじ込まれている。スリーブボルト51は、頭部52とねじ部53との間において回転軸31の内側に位置するスリーブ54を形成している。スリーブ54は、有底筒状であり、カム軸202とは反対側に開口している。
スリーブ54は、軸方向において開口側すなわち頭部52側から順に並ぶ進角ポート55、主供給ポート56、遅角ポート57、ロックポート58、および副供給ポート59を有している。
主供給ポート56は、主供給通路61を介してオイルポンプ62の吐出口につながっている。主供給通路61は、ベーンロータ30の回転軸31、カム軸202、および例えば図示しないエンジンブロック等に形成されている。進角ポート55は、ベーンロータ30の回転軸31に形成された進角通路63を介して進角室36につながっている。遅角ポート57は、ベーンロータ30の回転軸31に形成された遅角通路64を介して遅角室37につながっている。副供給ポート59は、ベーンロータ30の回転軸31に形成された副供給通路65を介して主供給通路61につながっている。ロックポート58は、ベーンロータ30に形成されたロック通路66を介して作動室45につながっている。
スプール68は、スリーブ54の内側で軸方向へ往復移動可能に設けられ、有底筒状であり、ねじ部53側すなわちスリーブ54の底部側に開口している。スプール68の外壁は、スリーブ54の内壁面と摺動可能な複数のランド69、71、72、73を形成している。また、スプール68の外壁は、進角ポート55と主供給ポート56との間における作動油の流通量を所定の移動位置で絞るために絞り部74を形成している。
スプール68のランド69、72には、径方向へ貫通するドレンポート75、76が形成されている。ドレンポート75、76は、直接的にまたはスプール68の内部通路77を介してベーンロータ30のブッシュ34の開口48に連通している。ベーンロータ30のブッシュ34の開口48は、排出通路67につながっている。
スリーブボルト51の頭部52の内壁には、ストッパプレート78が嵌め付けられている。スプール68は、スリーブ54の底部との間に設けられているスプリング79によってストッパプレート78側に付勢されている。スプール68の軸方向位置は、スプリング79の付勢力と、ストッパプレート78に対しスプール68とは反対側に設けられたリニアソレノイド60による押圧力とのバランスによって決まる。
油圧制御弁50は、図3の規制範囲Rlにスプール68が移動したときには、図4に示すように進角ポート55が主供給ポート56と連通し、また遅角ポート57およびロックポート58がドレンポート76と連通し、また副供給ポート59が閉塞される。このとき、作動室45には作動油が供給されず、インナーピン41は第2凹部28に挿入された状態が維持される。
また、油圧制御弁50は、図3の進角作動範囲Raにスプール68が移動したときには、図5に示すように進角ポート55が主供給ポート56と連通し、またロックポート58が副供給ポート59と連通し、また遅角ポート57がドレンポート76と連通する。このとき、インナーピン41は、後に詳述するような手順を経て第1凹部27および第2凹部28から抜け出し、進角作動を許容する。
また、油圧制御弁50は、図3の保持作動範囲Rhにスプール68が移動したときには、図6に示すように進角ポート55、遅角ポート57および主供給ポート56が閉塞され、またロックポート58が副供給ポート59と連通する。このとき、インナーピン41は、後に詳述するような手順を経て第1凹部27および第2凹部28から抜け出すが、進角室36および遅角室37の作動油の出入りが規制され、回転位相が保持される。
また、油圧制御弁50は、図3の遅角作動範囲Rrにスプール68が移動したときには、図7に示すように遅角ポート57が主供給ポート56と連通し、またロックポート58が副供給ポート59と連通し、また進角ポート55がドレンポート75と連通する。このとき、インナーピン41は、後に詳述するような手順を経て第1凹部27および第2凹部28から抜け出し、遅角作動を許容する。
次に、規制手段40の詳細な構成および作動について図1、図2、図4、図5、図8、図9を参照して説明する。
(構成)
図2に示すように、第1凹部27は、回転方向に延びている有底溝であり、回転方向の両端に一対のストッパ面80、81を有している。第1凹部27には、所定の回転位相にて進角室36と対向することにより当該進角室36から作動油が流入可能となっている。
図4に示すように、第2凹部28は、第1凹部27の底面に開口している。
図4、図8、図9に示すように、収容穴47は、開口側の端部すなわち挿入方向Xの端部に第1嵌合孔部82を有している。本実施形態では、第1嵌合孔部82は、ベーンロータ30に嵌めつけられて固定された円筒状スリーブ83の内周部によって形成されている。
また、収容穴47は、底部側の端部すなわち脱出方向Yの端部に、第1嵌合孔部82と同軸上に位置する第2嵌合孔部84を有している。第2嵌合孔部84の孔径は、第1嵌合孔部82の孔径と同じに設定されている。本実施形態では、第2嵌合孔部84は、ベーンロータ30に嵌めつけられて固定された有底円筒状スリーブ85の内周部および底部によって形成されている。
また、収容穴47は、第1嵌合孔部82に対し脱出方向Yに、アウターピン43と摺動可能な摺動面86を有している。
インナーピン41は、第1嵌合孔部82に嵌合している第1摺動部87と、第2嵌合孔部84に嵌合している第2摺動部88とを有している。第1摺動部87は、第1摺動部87および第2摺動部88がそれぞれ第1嵌合孔部82および第2嵌合孔部84に対して軸方向へ往復摺動することによって、各凹部27、28に挿入または脱出可能となっている。
また、インナーピン41は、第1摺動部87と第2摺動部88との間で外側に突き出す突出部89を形成している。突出部89は、周方向に連続する円環板状に形成されている。
収容穴47の第2嵌合孔部84がインナーピン41の第2摺動部88との間に区画する背圧室90には、インナーピン41の内部通路91を介して第2凹部28から作動油が流入可能である。インナーピン41が挿入方向Xにおいて背圧室90および内部通路77と対向する面積は、インナーピン41が脱出方向Yにおいて第2凹部28と対向する面積と同じに設定されている。これにより、内部通路91および背圧室90の作動油からインナーピン41が挿入方向Xに受ける力と、第2凹部28の作動油からインナーピン41が脱出方向Yに受ける力とは、互いに相殺されるようになっている。
アウターピン43は、収容穴47の摺動面86と摺動可能であり且つインナーピン41の第1摺動部87と摺動可能な第1筒部92と、第1筒部92の外周部から脱出方向Yへ突き出しており、収容穴47の摺動面86と摺動可能な第2筒部93と、第1筒部92の内周部から挿入方向Xへ突き出しており、インナーピン41の第1摺動部87と摺動可能な第3筒部94とを形成している。アウターピン43は、図4に示すように第3筒部94が円筒状スリーブ83に当接する状態から、図8、図9に示すように第1筒部92の係合面95がインナーピン41の突出部89に当接するまで、インナーピン41に対し軸方向へ相対移動可能である。
また、アウターピン43は、収容穴47の内部のうちインナーピン41に対し外側の空間を、挿入方向Xの作動室45と、脱出方向Yの解放室96とに区画している。解放室96は、図1、図8に示すように、ボス32が有する通孔97を経由して外部に連通している。アウターピン43は、作動室45の作動油の圧力が所定圧以上に昇圧すると、当該作動油から受ける力により脱出方向Yへの駆動力を得る。
図4に示すように、ベーンロータ30は、進角室36と解放室96とを接続可能な進角連通路98と、遅角室37と解放室96とを接続可能な遅角連通路99とを有している。また、ベーンロータ30は、遅角連通路99に対し挿入方向Xにおいて遅角室37から収容穴47の摺動面86まで延びている第1通孔100と、進角連通路98に対し挿入方向Xにおいて進角室36から収容穴47の摺動面86まで延びている第2通孔101とを有している。
アウターピン43は、図4に示すように、少なくともインナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されているとき進角連通路98および遅角連通路99を開放し、また図5に示すように、少なくともインナーピン41が第1凹部27とは反対側に最大限移動しているとき進角連通路98および遅角連通路99を閉塞する。本実施形態では、アウターピン43は、脱出方向Yへ移動するとき第1筒部92の係合面95がインナーピン41の突出部89と係合する直前に、進角連通路98および遅角連通路99を閉塞する。
アウターピン43は、当該アウターピン43の軸方向移動に伴って、インナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されている状態から当該インナーピン41が第1凹部27から抜け出すまでの間に第1通孔100および第2通孔101と作動室45とを接続する第1接続通路102および第2接続通路103を有している。本実施形態では、第1接続通路102および第2接続通路103は、アウターピン43が脱出方向Yへ移動するとき当該アウターピン43の第1筒部92の係合面95がインナーピン41の突出部89と係合する直前に、第1通孔100および第2通孔101と作動室45とを接続する。
本実施形態では、第1接続通路102は、収容穴47の摺動面86と摺動するアウターピン43の第1筒部92の外壁に形成されている環状溝104と、当該環状溝104から作動室45まで軸方向へ延びている第1軸方向孔105とから構成されている。第2接続通路103は、環状溝104と、当該環状溝104から作動室45まで軸方向へ延びている第2軸方向孔106とから構成されている。
(作動)
このように構成された規制手段40において、進角室36および遅角室37に作動油が充満しないうちに油圧制御弁50のスプール68が図3の規制範囲Rlから進角作動範囲Raに移動する場合の作動を考える。油圧制御弁50のスプール68が図3の規制範囲Rlから進角作動範囲Raに移動すると、先ず、アウターピン43は、図4の作動室45の作動油の圧力が所定圧以上に昇圧した時点で脱出方向Yへ移動する。
続いて、アウターピン43は、図9に示すように、アウターピン43の第1筒部92の係合面95がインナーピン41の突出部89と係合する直前において、第1接続通路102および第1通孔100を介して作動室45を進角室36に連通させるとともに、第2接続通路103および第2通孔101を介して作動室45を遅角室37に連通させる。これにより、作動室45から接続通路102、103および通孔100、101を介して進角室36および遅角室37に作動油が供給される。このとき、進角室36および遅角室37に作動油が充満しないうちは作動室45が昇圧せず、アウターピン43がインナーピン41を押圧する駆動力が発生しない。そのため、アウターピン43は、脱出方向Yへの移動を一時停止する。
続いて、進角室36および遅角室37に作動油が充満して作動室45が昇圧すると、アウターピン43は、作動室45の作動油から受ける駆動力により脱出方向Yへ押されてインナーピン41と係合し、インナーピン41を脱出方向Yへ押圧する。そして、アウターピン43は、図5に示すようにインナーピン41を第1凹部27および第2凹部28から抜き出して、回転位相の変更制御を許容する。
(効果)
以上説明したように、第1実施形態では、ベーンロータ30が第1通孔100を有し、アウターピン43が第1接続通路102を有している。第1通孔100は、遅角室37から、収容穴47の内壁のうちアウターピン43との摺動面86まで延びている。第1接続通路102は、アウターピン43の軸方向移動に伴って、インナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されている状態からインナーピン41が第1凹部27から抜け出すまでの間に第1通孔100と作動室45とを接続する。
このように構成することで、遅角室37に作動油が充満しないうちに作動室45への作動油の供給が開始して、アウターピン43がインナーピン41を第1凹部27から抜き出そうとする場合、インナーピン41が第1凹部27から抜け出す前に作動室45が第1接続通路102および第1通孔100を介して遅角室37につながる。これにより、作動室45から第1接続通路102および第1通孔100を介して遅角室37に作動油が供給される。このとき、遅角室37に作動油が充満しないうちは作動室45が昇圧せず、アウターピン43がインナーピン41を押圧する力が発生しない。そのため、遅角室37に作動油が確実に充満したのち、インナーピン41を第1凹部27から抜き出すことができる。したがって、本実施形態によれば、ベーンロータ30による打音の発生を抑制し、また回転位相の制御開始が遅れるのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、ベーンロータ30が第2通孔101を有し、アウターピン43が第2接続通路103を有している。第2通孔101は、進角室36から、収容穴47の内壁の摺動面86まで延びている。第2接続通路103は、アウターピン43の軸方向移動に伴って、インナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されている状態からインナーピン41が第1凹部27から抜け出すまでの間に第2通孔101と作動室45とを接続する。
このように構成することで、進角室36に作動油が充満しないうちに作動室45への作動油の供給が開始して、アウターピン43がインナーピン41を第1凹部27から抜き出そうとする場合、インナーピン41が第1凹部27から抜け出す前に作動室45が第2接続通路103および第2通孔101を介して進角室36につながる。これにより、作動室45から第2接続通路103および第2通孔101を介して進角室36に作動油が供給される。このとき、進角室36に作動油が充満しないうちは作動室45が昇圧せず、アウターピン43がインナーピン41を押圧する力が発生しない。そのため、進角室36に作動油が確実に充満したのち、インナーピン41を第1凹部27から抜き出すことができる。したがって、本実施形態によれば、ベーンロータ30による打音の発生を一層抑制し、また回転位相の制御開始が遅れるのを一層抑制することができる。
また、第1実施形態では、第1接続通路102は、収容穴47の摺動面86と摺動するアウターピン43の第1筒部92の外壁に形成されている環状溝104と、当該環状溝104から作動室45まで軸方向へ延びている第1軸方向孔105とから構成されている。第2接続通路103は、環状溝104と、当該環状溝104から作動室45まで軸方向へ延びている第2軸方向孔106とから構成されている。
したがって、筒部材に比較的簡単な加工を施すことによって、第1接続通路102および第2接続通路103を形成することができる。
また、第1実施形態では、第1接続通路102および第2接続通路103は、アウターピン43が脱出方向Yへ移動するとき当該アウターピン43の第1筒部92の係合面95がインナーピン41の突出部89と係合する直前に、第1通孔100および第2通孔101と作動室45とを接続する。
したがって、インナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されている段階で、進角室36および遅角室37に作動油を充満させることができる。そのため、本実施形態によれば、ベーンロータ30による打音の発生を一層抑制し、また回転位相の制御開始が遅れるのを一層抑制することができる。
また、第1実施形態では、アウターピン43は、収容穴47の内部空間のうち脱出方向Yに解放室96を区画している。ベーンロータ30は、進角室36と解放室96とを接続可能な進角連通路98と、遅角室37と解放室96とを接続可能な遅角連通路99とを有している。アウターピン43は、少なくともインナーピン41が第1凹部27に最大限挿入されているとき進角連通路98および遅角連通路99を開放し、少なくともインナーピン41が第1凹部27とは反対側に最大限移動しているとき進角連通路98および遅角連通路99を閉塞する。
したがって、油圧制御弁50のスプール68が規制範囲に位置しているときであって、進角室36に作動油が供給されるときであっても、進角室36から進角連通路98と解放室96と遅角連通路99とを通じて遅角室37に作動油を供給することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるバルブタイミング調整装置について図10、図11を参照して説明する。
バルブタイミング調整装置110では、ベーンロータ111は、第1実施形態における第2通孔101を備えず、第1通孔100だけを有している。また、規制手段112のアウターピン113は、第1実施形態における第2接続通路103を備えず、第1接続通路102だけを有している。
図10に示すように、ベーンロータ111が備える進角連通路114および遅角連通路115は、アウターピン113の第1接続通路102がベーンロータ111の第1通孔100に連通している状態において解放室96と連通する位置に形成されている。また、図11に示すように、進角連通路114および遅角連通路115は、インナーピン41およびアウターピン113が脱出方向Yへ最大限移動した状態においてアウターピン113により閉塞される位置に形成されている。
このように構成された第2実施形態では、図10に示すようにアウターピン113の第1接続通路102がベーンロータ111の第1通孔100に連通したとき、作動室45から第1接続通路102と第1通孔100とを通じて遅角室37に作動油を供給することができ、また遅角室37から遅角連通路115と解放室96と進角連通路114とを通じて進角室36に作動油を供給することができる。そのため、進角室36および遅角室37の両方に作動油が充満しないうちに油圧制御弁50のスプール68が図3の規制範囲Rlから遅角作動範囲Rrに移動する場合、遅角室37だけでなく進角室36にも作動油を充満させることができる。したがって、第2実施形態によれば、ベーンロータ30による打音の発生を抑制し、また回転位相の制御開始が遅れるのを抑制することができる。
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、第1接続通路および第2接続通路は、アウターピンがインナーピンと係合してからインナーピンが第2凹部から抜け出すまでの間に、第1通孔および第2通孔と作動室とを接続するように構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータの収容穴は、軸方向へ延びる穴に限らず、例えば径方向へ延びる穴であってもよい。
本発明の他の実施形態では、進角連通路および遅角連通路が第1実施形態と同様の位置に形成され、また、第2実施形態と同様に第2通孔および第2接続通路を備えないように構成されてもよい。上記「第1実施形態と同様の位置」とは、アウターピンが脱出方向Yへ移動するとき、第1筒部の係合面がインナーピンの突出部と係合する直前にアウターピンによって閉塞される位置である。
本発明の他の実施形態では、収容穴の第1嵌合部および第2嵌合部は、ベーンロータとは別部材である円筒状スリーブおよび有底円筒状スリーブが形成される構成に限らず、ベーンロータによって形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整装置は、内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整するものであってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10、110・・・バルブタイミング調整装置
20・・・ハウジング 27・・・第1凹部
28・・・第2凹部 30・・・ベーンロータ
35・・・ベーン 36・・・進角室
37・・・遅角室 41・・・インナーピン
42・・・第1スプリング(第1付勢部材) 43・・・アウターピン
44・・・第2スプリング(第2付勢部材) 45・・・作動室
47・・・収容穴 86・・・摺動面
95・・・係合面 100・・・第1通孔
102・・・第1接続通路 200・・・カム軸(従動軸)

Claims (5)

  1. 内燃機関(200)の駆動軸(201)から従動軸(202)まで駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸により開閉駆動される吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置(10、110)であって、
    前記駆動軸および前記従動軸の一方と一体に回転可能であり、内壁に凹部(27、28)を有しているハウジング(20)と、
    前記駆動軸および前記従動軸の他方と一体に回転可能であり、前記ハウジングの内部空間を進角室(36)と遅角室(37)とに仕切るベーン(35)を形成し、有底筒状の収容穴(47)を有し、前記進角室または前記遅角室に作動油が供給されることにより前記ハウジングに対する回転位相を進角側または遅角側に変化させるベーンロータ(30)と、
    前記収容穴内で軸方向へ往復移動可能であり、一部が前記収容穴外に移動して前記凹部に挿入されると、前記回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の所定の規制位相で規制するインナーピン(41)と、
    前記インナーピンを前記凹部への挿入方向へ付勢している第1付勢部材(42)と、
    前記インナーピンの外側で軸方向へ往復移動可能であり、前記収容穴の内部空間のうち前記挿入方向に作動室(45)を区画し、前記挿入方向とは反対方向である脱出方向へ移動するとき前記インナーピンと係合可能な係合面(95)を有し、前記作動室に作動油が供給されることにより前記脱出方向へ移動して前記インナーピンを前記脱出方向へ押圧可能なアウターピン(43)と、
    前記アウターピンを前記挿入方向へ付勢している第2付勢部材(44)と、
    を備え、
    前記ベーンロータは、前記進角室および前記遅角室の一方から、前記収容穴の内壁面のうち前記アウターピンとの摺動面(86)まで延びている第1通孔(100)を有し、
    前記アウターピンは、当該アウターピンの軸方向移動に伴って前記インナーピンが前記凹部に最大限挿入されている状態から当該インナーピンが前記凹部から抜け出すまでの間に前記第1通孔と前記作動室とを接続する第1接続通路(102)を有していることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
  2. 前記ベーンロータは、前記進角室および前記遅角室の他方から前記収容穴の前記摺動面まで延びている第2通孔(101)を有し、
    前記アウターピンは、当該アウターピンの軸方向移動に伴って前記インナーピンが前記凹部に最大限挿入されている状態から当該インナーピンが前記凹部から抜け出すまでの間に前記第2通孔と前記作動室とを接続する第2接続通路(103)を有してい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(10)。
  3. 前記第1接続通路は、前記収容穴の前記摺動面と摺動する前記アウターピンの外壁に形成されている環状溝(104)と、当該環状溝から前記作動室まで軸方向へ延びている第1軸方向孔(105)とから構成され、
    前記第2接続通路は、前記環状溝と、当該環状溝から前記作動室まで軸方向へ延びている第2軸方向孔(106)とから構成されてい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。
  4. 前記第1接続通路および前記第2接続通路は、前記インナーピンが前記凹部に最大限挿入されている状態から前記アウターピンの前記係合面が前記インナーピンと係合するまでの間に前記第1通孔および前記第2通孔と前記作動室とを接続することを特徴とする請求項2または3に記載のバルブタイミング調整装置。
  5. 前記アウターピンは、前記収容穴の内部空間のうち前記脱出方向に解放室(96)を区画し、
    前記ベーンロータは、前記進角室と前記解放室とを接続可能な進角連通路(98)と、前記遅角室と前記解放室とを接続可能な遅角連通路(99)とを有し、
    前記アウターピンは、少なくとも前記インナーピンが前記凹部に最大限挿入されているとき前記進角連通路および前記遅角連通路を開放し、少なくとも前記インナーピンおよび前記アウターピンが前記脱出方向へ最大限移動しているとき前記進角連通路および前記遅角連通路を閉塞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。
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DE102016225110B4 (de) 2015-12-23 2024-05-23 Buradawarner Llc Ventilsteuerzeiteinstellvorrichtung für einen verbrennungsmotor

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