JP2016053357A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バルブボディ44は、有底筒状であり、カムシャフト92の外部供給油路94と連通可能な供給ポート47、進角室33に連通する進角ポート45、および、遅角室34に連通する遅角ポート46を有する。遅角ポート46は、進角ポート45よりもバルブボディ44の底部72側に位置する。スプール48は、バルブボディ44とともにドレン空間52を区画しており、ドレン空間52へ遅角室34の作動油を排出するとき遅角ポート46を開く。供給ポート47は、バルブボディ44の筒部71の内壁面73から径方向外側にくぼむ凹所である供給用リセス78を含む。遅角ポート46は、内壁面73から径方向外側にくぼむ凹所である遅角用リセス76を含む。遅角用リセス76の径方向深さH1は供給用リセス78の径方向深さH2よりも浅い。
【選択図】図8
Description
バルブボディは、有底筒状であり、外部の油供給部と連通可能な供給ポート、ハウジング内の第1油圧室に連通している第1ドレンポート、および、ハウジング内の第2油圧室に連通している第2ドレンポートを有している。第2ドレンポートは、第1ドレンポートよりもバルブボディの底部側に位置している。スプールは、バルブボディとともにドレン空間を区画しており、当該ドレン空間を含むドレン油路へ第2油圧室の作動油を排出するとき第2ドレンポートを開く。
[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90のクランクシャフト91に対してカムシャフト92を相対回転させることによって、カムシャフト92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、クランクシャフト91からカムシャフト92までの駆動力伝達経路に設けられている。クランクシャフト91は、特許請求の範囲に記載の「駆動軸」であり、カムシャフト92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の全体構成について図1〜図5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、油路切換弁40および逆止弁60などを備えている。
スプロケット21は、カムシャフト92の軸方向延長上で当該カムシャフト92と同軸上に設けられており、筒部22、外歯部23および複数の突出部24を形成している。外歯部23は、筒部22の外壁に設けられ、タイミングチェーン93を介してクランクシャフト91に連結されている。突出部24は、筒部22から径方向内側に突き出している。
ベーンロータ30は、進角室33および遅角室34の一方に供給される作動油の圧力を受けることによってハウジング20に対して相対回転し、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。
スリーブボルト41は、ベーンロータ30に対してカムシャフト92とは反対側からベーンロータ30に挿入され、カムシャフト92にねじ込まれている。また、スリーブボルト41は、頭部42とねじ部43との間においてベーンロータ30の内側に位置するバルブボディ44を形成している。バルブボディ44は、進角油路35に接続されている進角ポート45、遅角油路36に接続されている遅角ポート46、および、供給油路37に接続されている供給ポート47を有している。
遅角ポート46は、油路切換弁40から遅角室34へ作動油を吐出するときのポートであるとともに、遅角室34から作動油を排出するときのポートでもある。遅角ポート46は、特許請求の範囲に記載の「第2ドレンポート」、「第2吐出ポート」に相当する。
また、回転位相が目標値と一致する場合、図5に示すように油路切換弁40によって進角室33および遅角室34が閉じられる。これにより、回転位相が保持される。
次に、バルブタイミング調整装置10の特徴構成について図1〜図8を参照して説明する。
図1〜図5に示すように、バルブボディ44は、有底筒状であり、筒部71および底部72を有している。筒部71は、ベーンロータ30と同軸上に位置している。スプール48は、筒部71の内壁面73と摺動可能である。底部72は、ねじ部43側に位置している。遅角ポート46は、進角ポート45よりも底部72側に位置している。本実施形態では、底部72側から順に遅角ポート46、供給ポート47および進角ポート45が設けられている。遅角ポート46は、遅角室34から作動油を排出するときドレン空間52に連通する。
スプール48は有底筒状である。スプール48の開口端部は、バルブボディ44の底部72側に位置している。スプール48の底部は、ストッパプレート55側に位置している。
以上説明したように、第1実施形態では、バルブボディ44は、有底筒状であり、カムシャフト92の外部供給油路94と連通可能な供給ポート47、進角室33に連通している進角ポート45、および、遅角室34に連通している遅角ポート46を有している。遅角ポート46は、進角ポート45よりもバルブボディ44の底部72側に位置している。スプール48は、バルブボディ44とともにドレン空間52を区画しており、当該ドレン空間52へ遅角室34の作動油を排出するとき遅角ポート46を開く。
発明者は、供給油圧の上限が800kPaである条件下においては、径方向深さH1が0.35mmである場合、遅角ポート46を通じて作動油が排出されるときに十分な油排出抑制効果を得ることができ、また、遅角ポート46を通じて作動油が供給されるときに十分な流量を得ることができることを実験および数値解析により知見した。
このように遅角用リセスが環状溝である場合、従来(比較形態)のように遅角用リセスの径方向深さが比較的深いと、作動油の排出時に遅角用リセスの全周から作動油が噴き出すように流れてしまう。
このように供給ポートとドレンポートとを共用するように構成された場合であっても、遅角用リセス76の径方向深さH1および進角用リセス204の径方向深さH3を0.35mmに設定することによって、作動油が排出されるときに十分な油排出抑制効果を得つつ、作動油が供給されるときに十分な流量を得ることができる。
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100について図12を参照して説明する。
第2実施形態では、バルブボディ101は、進角室33へ作動油を吐出するときのポートである第1吐出ポート102と、進角室33から作動油を排出するときのポートである第1ドレンポート103と、遅角室34へ作動油を吐出するときのポートである第2吐出ポート104と、遅角室34から作動油を排出するときのポートである第2ドレンポート105とを有している。
第1ドレンポート103は、バルブボディ44の軸心周りの全周にわたって形成されている環状溝である第1ドレン用リセス108と、当該第1ドレン用リセス108から放射状に延びるように形成されている複数の通孔109とを含む。第1ドレン用リセス108は、特許請求の範囲に記載の「他のドレン用リセス」に相当する。
第2ドレンポート105は、バルブボディ44の軸心周りの全周にわたって形成されている環状溝である第2ドレン用リセス112と、当該第2ドレン用リセス112から放射状に延びるように形成されている複数の通孔113とを含む。第2ドレン用リセス112は、特許請求の範囲に記載の「ドレン用リセス」に相当する。
本発明の第3実施形態によるバルブタイミング調整装置120について図13を参照して説明する。
第3実施形態では、バルブボディ121の第2ドレンポート122は第2ドレン用リセス123を含む。第2ドレン用リセス123は、特許請求の範囲に記載の「ドレン用リセス」に相当する。第2ドレン用リセス123は、図13に示すように軸心に直交する断面において、通孔113の縁から周方向へ離れるほど径方向深さが深いディフューザ部124を有している。ディフューザ部124の最も浅い箇所、すなわち通孔113の縁の深さは、例えば0.1〜0.4mmに設定される。
このように構成することで、作動油の排出時に通孔113の縁からディフューザ部124を周方向へ作動油が流れるとき大きな圧力損失が生じる。これにより、作動油の排出時に第2ドレン用リセス123の全周から作動油が流出することが抑制されるため、過多な作動油の排出を抑制することができる。
本発明の他の実施形態では、各ポートに含まれるリセスは、環状溝でなくてもよい。つまり、ポートは、周方向で互いに間隔をあけて配置された複数のリセスを含むよう構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、遅角用リセスの径方向深さ、および、第2ドレン用リセスの径方向深さは、0.35mmでなくてもよい。要するに、遅角用リセスの径方向深さ、および、第2ドレン用リセスの径方向深さは、供給用リセスの径方向深さよりも浅ければよい。
本発明の他の実施形態では、進角用リセスの径方向深さは、供給用リセスの径方向深さと同じに設定され、遅角用リセスの径方向深さより深くなってもよい。
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。
20・・・ハウジング
30・・・ベーンロータ
44、101、121・・・バルブボディ
45、103・・・第1ドレンポート
46、105、122・・・第2ドレンポート
47・・・供給ポート
48・・・スプール
51・・・ドレン油路
52・・・ドレン空間
71・・・筒部
72・・・底部
73・・・内壁面
76、112、123・・・ドレン用リセス
78・・・供給用リセス
H1、H2、H9・・・径方向深さ
Claims (8)
- 内燃機関(90)の駆動軸(91)から従動軸(92)まで駆動力を伝達する駆動力伝達経路に設けられ、前記従動軸により開閉駆動されるバルブ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、100、120)であって、
前記駆動軸および前記従動軸の一方と連動して回転可能なハウジング(20)と、
前記駆動軸および前記従動軸の他方と連動して回転可能であり、前記ハウジングの内部空間を周方向一方側の第1油圧室(33)と周方向他方側の第2油圧室(34)とに仕切るベーン部(32)を形成しているベーンロータ(30)と、
有底筒状であり、前記ベーンロータの中央部で当該ベーンロータと同軸上に設けられており、外部の油供給部(94)と連通可能な供給ポート(47)、前記第1油圧室に連通している第1ドレンポート(45、103)、および、前記第2油圧室に連通している第2ドレンポート(46、105、122)を有しているバルブボディ(44、101、121)と、
前記バルブボディの内側で軸方向へ移動可能であり、前記バルブボディとともにドレン空間(52)を区画しており、前記ドレン空間を含むドレン油路(51)へ前記第2油圧室の作動油を排出するとき、前記第1ドレンポートよりも前記バルブボディの底部(72)側に位置する前記第2ドレンポートを開くスプール(48)と、
を備え、
前記供給ポートは、前記バルブボディの筒部(71)の内壁面(73)から径方向外側にくぼむ凹所である供給用リセス(78)を含み、
前記第2ドレンポートは、前記筒部の前記内壁面から径方向外側にくぼむ凹所であるドレン用リセス(76、112、123)を含み、
前記ドレン用リセスの径方向深さ(H1、H9)は前記供給用リセスの径方向深さ(H2)よりも浅いことを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記スプールを駆動する駆動部(97)をスプール駆動部と呼び、当該スプール駆動部が前記スプールの軸方向位置を保持する力をスプール保持力と呼ぶ場合において、
前記第2油圧室の作動油を排出するときの前記スプール保持力の最小値は8〜10Nであり、
前記油供給部に供給される作動油の圧力が800kPa以下であり、
前記ドレン用リセスの径方向深さは0.35mm以下であ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。 - 前記第2ドレンポートは、前記バルブボディの軸心周りの全周にわたって形成されている環状溝である前記ドレン用リセスと、当該ドレン用リセスから放射状に延びるように形成されている複数の通孔(77、113)とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ドレン用リセス(123)は、前記軸心に直交する断面において、前記通孔の縁から周方向へ離れるほど径方向深さが深いディフューザ部(124)を有していることを特徴とする請求項3に記載のバルブタイミング調整装置(120)。
- 前記第1ドレンポート(45)は、前記バルブボディから前記第1油圧室へ作動油を吐出するときのポートである第1吐出ポートでもあり、
前記第2ドレンポート(46)は、前記バルブボディから前記第2油圧室へ作動油を吐出するときのポートである第2吐出ポートでもあ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。 - 前記バルブボディ(101)は、前記第1ドレンポート(103)および前記第2ドレンポート(105)とは別に、前記第1油圧室へ作動油を吐出するときのポートである第1吐出ポート(102)と、前記第2油圧室へ作動油を吐出するときのポートである第2吐出ポート(104)とを有してい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(100)。
- 前記第2吐出ポートは、前記筒部の前記内壁面から径方向外側にくぼむ凹所である吐出用リセス(110)を含み、
前記ドレン用リセスの径方向深さ(H9)は前記吐出用リセスの径方向深さ(H8)よりも浅いことを特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記第1ドレンポートは、前記筒部の前記内壁面から径方向外側にくぼむ凹所である他のドレン用リセス(108)を含み、
前記ドレン用リセスの径方向深さは前記他のドレン用リセスの径方向深さ(H7)よりも浅い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。
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