JP2018115658A - バルブタイミング調整装置およびチェック弁 - Google Patents
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Abstract
Description
駆動軸および従動軸の一方を第1軸とし、駆動軸および従動軸の他方を第2軸とすると、ハウジングは、第1軸と連動して回転し、第2軸の端部に嵌合し、第2軸により回転可能に支持される。
(第1実施形態)
バルブタイミング調整装置10の構成について図1、2に基づき説明する。
バルブタイミング調整装置10は、ハウジング20とベーンロータ30と油路切換弁11とを備えている。
油路切換弁11は、スリーブ40、スプール50、チェック弁60を有している。
スリーブ40は、インナースリーブ41、アウタースリーブ42、供給ポート43、第1制御ポート44、第2制御ポート45、係止部47を有している。
供給ポート43、第1制御ポート44、第2制御ポート45は、この順で、スリーブ40の一方の端部側から他方の端部側に向かって所定の間隔を空けて並ぶよう形成されている。
係止部47は、スリーブ筒部421の他方の端部側の外壁から径方向外側へ突出するよう環状に形成されている。
カム軸3の軸穴部100の内壁には、スリーブ40のねじ部422にねじ結合可能な軸側ねじ部110が形成されている。
軸穴部100に流入した作動油は、切欠油路431、供給ポート43を経由して内側空間400に流入する。
スプール50は、スプール筒部51、スプール蓋部52、スプール底部53、供給油路54、制御油路としての第1制御油路55および第2制御油路56、リサイクル油路57を有している。
供給油路54、第1制御油路55、リサイクル油路57、第2制御油路56は、この順で、スプール50の一方の端部側から他方の端部側に向かって所定の間隔を空けて並ぶよう形成されている。
スプール50は、スプール蓋部52がスリーブ底部412を向くようにしてスリーブ40の内側、すなわち、内側空間400に設けられる。スプール50は、内側空間400において軸方向へ往復移動可能である。
供給油路54は、スプール50がスリーブ40に対し軸方向のどの位置にあっても、供給ポート43に連通している。
図3に示すように、チェック弁60は、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁62、軸部63を有している。
軸部63は、略円筒状に形成されている(図3(A)、(B)参照)。なお、軸部63は、周方向において板材すなわち軸部対応部603同士は重なっていない。
本実施形態では、スリーブ40は、呼吸穴402をさらに有している。
以上のように構成されたバルブタイミング調整装置10では、遅角室201または進角室202に作動油が供給されると、ピン制御油路303、304に作動油が流入し、ロックピン73が嵌入凹部25から抜け出し、ハウジング20に対するベーンロータ30の相対回転が許容された状態となる。
また、バルブタイミング調整装置10は、カム軸3の回転位相が目標値と一致する場合、油路切換弁11を保持状態とする。これにより、カム軸3の回転位相が保持される。
クランク軸2およびカム軸3の一方を第1軸とし、クランク軸2およびカム軸3の他方を第2軸とすると、ハウジング20は、第1軸と連動して回転し、第2軸の端部に嵌合し、第2軸により回転可能に支持される。
また、(11)本実施形態では、スリーブ40は、ベーンロータ30の中央部に配置されている。つまり、本実施形態では、油路切換弁11を構成するスリーブ40およびスプール50が、ベーンロータ30の中央部に設けられている。これにより、油路切換弁11と遅角室201および進角室202との油路経路を短くし、バルブタイミング調整装置10の応答性の向上を図ることができる。
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を図4に示す。第2実施形態は、スプール50、チェック弁60の構成等が第1実施形態と異なる。
チェック弁60は、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁62、支持部材64を有している。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
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の一部を図7に示す。第3実施形態は、スリーブ40、スプール50、チェック弁60の構成等が第1実施形態と異なる。
スリーブ40は、例えば鉄等の金属により形成されている。スリーブ40は、スリーブ筒部451、スリーブ底部452、ねじ部453を有している。
スリーブ40は、ベーンロータ30のボス31の内側を通り、ねじ部453がカム軸3の軸側ねじ部110に結合するようにしてカム軸3に固定される。
本実施形態では、供給ポート43は、第1制御ポート44と第2制御ポート45との間に形成されている。供給ポート43は、スリーブ40の周方向に複数形成されている。
本実施形態では、スプール50は、リサイクル油路57に代えて、リサイクル油路571、572を有している。
供給ポート43の流路面積の合計は、リサイクル油路571またはリサイクル油路572の流路面積の合計よりも大きく設定されている。
本実施形態では、第1制御油路55、第2制御油路56、供給油路54は、リサイクル油路571とリサイクル油路572との間において一体に形成されている。
チェック弁60は、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁621、622を有している。
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
本発明の第4実施形態によるバルブタイミング調整装置を図8に示す。第4実施形態は、スリーブ40、スプール50、チェック弁60の構成等が第1実施形態と異なる。
スリーブ40は、第3実施形態と同様、スリーブ筒部451、スリーブ底部452、ねじ部453を有している。
供給ポート43は、スリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。供給ポート43は、スプール50の外壁と軸穴部100の内壁との間の筒状の隙間を経由して供給穴部101に連通している。
第1制御ポート44は、供給ポート43に対し係止部47側においてスリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
第2制御ポート45は、第1制御ポート44に対し係止部47側においてスリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
チェック弁60は、供給チェック弁68、リサイクルチェック弁69を有している。
第4実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
本発明の第5実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部を図10に示す。第5実施形態は、スリーブ40、スプール50、チェック弁60の構成等が第3実施形態と異なる。
供給ポート43は、スリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。供給ポート43は、オイルポンプ8に接続される。
第1制御ポート44は、供給ポート43に対し係止部47側においてスリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
第2制御ポート45は、第1制御ポート44に対し係止部47側においてスリーブ筒部451の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
本実施形態では、スリーブ40は、リサイクルポート481、482、ドレンポート46、49をさらに有している。
本実施形態では、第1制御油路55とリサイクル油路571とは、供給油路54に対しスプール底部53側において一体に形成されている。
第2制御油路56とリサイクル油路572とは、第1制御油路55およびリサイクル油路571に対しスプール底部53側において一体に形成されている。
チェック弁60は、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁621、622を有している。
第5実施形態は、上述した点以外の構成は、第3実施形態と同様である。そのため、第3実施形態と同様の構成については、第3実施形態と同様の効果を奏することができる。
以上説明したように、(10)本実施形態では、スリーブ40は、蓄圧空間500と遅角室201または進角室202とを接続可能に形成されたリサイクルポート481、482をさらに有している。
供給チェック弁61は、スプール50の外側に設けられ、閉弁時、供給ポート43を塞ぐ。
リサイクルチェック弁621、622は、スプール50の外側に設けられ、閉弁時、リサイクルポート481、482を塞ぐ。
本実施形態では、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁621、622がいずれもスプール50とスリーブ40との間に設けられている。そのため、油路切換弁11の径方向の体格を小さくすることができる。
本発明の第6実施形態によるバルブタイミング調整装置の油路切換弁を図11に示す。第6実施形態は、スリーブ40、スプール50、チェック弁の構成等が第1実施形態と異なる。
本発明の第7実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部である進角供給チェック弁を図21に示す。第7実施形態は、遅角供給チェック弁81、進角供給チェック弁82の構成が第6実施形態と異なる。
本発明の第8実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部である進角供給チェック弁を図22に示す。第8実施形態は、遅角供給チェック弁81、進角供給チェック弁82の構成が第6実施形態と異なる。
本発明の第9実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部である進角供給チェック弁を図23に示す。第9実施形態は、遅角供給チェック弁81、進角供給チェック弁82の構成が第6実施形態と異なる。
本発明の第10実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部であるチェック弁を図24、25に示す。第10実施形態は、供給チェック弁61、リサイクルチェック弁62の構成が第1実施形態と異なる。なお、リサイクルチェック弁62の構成は供給チェック弁61の構成と同様のため、供給チェック弁61の構成についてのみ説明し、リサイクルチェック弁62の構成についての説明は省略する。
上述の実施形態では、油路切換弁11を構成するスリーブ40およびスプール50が、ベーンロータ30の中央部に配置される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、油路切換弁11は、ベーンロータ30の中央部以外の場所、例えばハウジング20の外部に配置してもよい。
本発明のバルブタイミング調整装置10は、エンジン1の排気弁5のバルブタイミングを調整することとしてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
61 供給チェック弁(チェック弁)、62 リサイクルチェック弁(チェック弁)、81 遅角供給チェック弁(チェック弁)、82 進角供給チェック弁(チェック弁)、850 弁本体、851 内端部、852 外端部、861、862 定曲率部、871、872 小曲率部、41 インナースリーブ(筒部材)、50 スプール(筒部材)、ORs 遅角供給開口部(流入穴)、OAs 進角供給開口部(流入穴)、54 供給油路(流入穴)、57 リサイクル油路(流入穴)
Claims (19)
- 内燃機関(1)の駆動軸(2)から従動軸(3)まで動力を伝達する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(4、5)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)であって、
前記駆動軸および前記従動軸の一方を第1軸とし、前記駆動軸および前記従動軸の他方を第2軸とすると、
前記第1軸と連動して回転し、前記第2軸の端部に嵌合し、前記第2軸により回転可能に支持されるハウジング(20)と、
前記第2軸の端部に固定され、前記ハウジングの内部空間(200)を周方向の一方側の第1油圧室(201)と周方向の他方側の第2油圧室(202)とに仕切るベーン(32)を有し、作動油供給源(8)から前記第1油圧室および前記第2油圧室に供給される作動油の圧力に応じて前記ハウジングに対して相対回転するベーンロータ(30)と、
前記作動油供給源に連通する供給ポート(43)、前記第1油圧室に連通している第1制御ポート(44)、および、前記第2油圧室に連通している第2制御ポート(45)を有する筒状のスリーブ(40)と、
前記スリーブの内側において軸方向へ往復移動可能に設けられ、内側に形成された蓄圧空間(500)、前記蓄圧空間と前記供給ポートとを接続するよう形成された供給油路(54)、前記蓄圧空間と前記第1制御ポートまたは前記第2制御ポートとを接続可能に形成された制御油路(55、56)、および、前記蓄圧空間と前記第1制御ポートまたは前記第2制御ポートとを接続可能に形成されたリサイクル油路(57、571、572)を有する筒状のスプール(50)と、
開弁したとき、前記作動油供給源側から前記供給油路を経由して前記蓄圧空間側へ向かう作動油の流れを許容し、閉弁したとき、前記蓄圧空間側から前記供給油路を経由して前記作動油供給源側へ向かう作動油の流れを規制する供給チェック弁(61、68)と、
開弁したとき、前記第1油圧室または前記第2油圧室側から前記リサイクル油路を経由して前記蓄圧空間側へ向かう作動油の流れを許容し、閉弁したとき、前記蓄圧空間側から前記リサイクル油路を経由して前記第1油圧室または前記第2油圧室側へ向かう作動油の流れを規制するリサイクルチェック弁(62、621、622、69)と、を備え、
前記供給チェック弁の開弁に関する特性は、前記リサイクルチェック弁の開弁に関する特性と異なるバルブタイミング調整装置。 - 前記供給チェック弁の開弁に関する特性は、前記リサイクルチェック弁と比べ、開弁し易い特性に設定されている請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記供給チェック弁の開弁圧は、前記リサイクルチェック弁の開弁圧より低く設定されている請求項1または2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記供給チェック弁は、前記スプールの内側に設けられ、閉弁時、前記供給油路を塞ぎ、
前記リサイクルチェック弁は、前記スプールの内側に設けられ、閉弁時、前記リサイクル油路を塞ぐ請求項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。 - 前記スプールは、前記供給チェック弁を支持する供給側支持部(591)、および、前記リサイクルチェック弁を支持するリサイクル側支持部(592)を有している請求項4に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記供給チェック弁および前記リサイクルチェック弁は、弾性変形可能な板材から形成されており、それぞれ、幅または板厚が異なる請求項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。
- 前記供給チェック弁および前記リサイクルチェック弁は、同一の幅および板厚の弾性変形可能な板材から形成されており、
前記供給油路の流路面積の合計は、前記リサイクル油路の流路面積の合計と異なる請求項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。 - 前記供給油路は、内径が前記リサイクル油路の内径と同じであり、前記スプールに形成される個数が前記リサイクル油路と異なる請求項7に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記供給チェック弁は、前記スプールの外側に設けられ、閉弁時、前記供給ポートを塞ぎ、
前記リサイクルチェック弁は、前記スプールの内側に設けられ、閉弁時、前記リサイクル油路を塞ぐ請求項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。 - 前記スリーブは、前記蓄圧空間と前記第1油圧室または前記第2油圧室とを接続可能に形成されたリサイクルポート(481、482)をさらに有し、
前記供給チェック弁は、前記スプールの外側に設けられ、閉弁時、前記供給ポートを塞ぎ、
前記リサイクルチェック弁は、前記スプールの外側に設けられ、閉弁時、前記リサイクルポートを塞ぐ請求項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。 - 前記スリーブは、前記ベーンロータの中央部に配置されている請求項1〜10のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 外周壁と内周壁とを連通する流入穴(ORs、OAs、54、57)を有する筒状の筒部材(41、50)の内側に設けられ、前記流入穴を経由して前記筒部材の内側へ向かう流体の流れを許容し、前記筒部材の内側から前記流入穴へ向かう流体の流れを規制可能なチェック弁(61、62、81、82)であって、
単一の板材を巻くことにより筒状に形成された弁本体(850)を備え、
前記弁本体は、前記チェック弁が自由状態のとき、周方向の一方の端部である内端部(851)と周方向の他方の端部である外端部(852)との間の特定の部位において曲率が一定の定曲率部(861、862)、および、周方向の前記定曲率部以外の部位において曲率が前記定曲率部の曲率より小さい小曲率部(871、872)を有しているチェック弁。 - 前記小曲率部は、前記内端部に形成されている請求項12に記載のチェック弁。
- 前記小曲率部は、前記内端部と前記外端部との間に形成されている請求項12に記載のチェック弁。
- 前記小曲率部は、前記チェック弁が自由状態のときの曲率が、前記チェック弁が前記筒部材の内側において前記流入穴からの流体の流れにより最も変形したときの前記定曲率部の曲率より大きくなるよう設定されている請求項12〜14のいずれか一項に記載のチェック弁。
- 前記弁本体は、前記チェック弁が前記筒部材の内側に設けられた状態のとき、前記内端部が前記外端部側の部位の内周壁から離間しており、前記チェック弁が前記筒部材の内側において前記流入穴からの流体の流れにより最も変形するときまでの間に、前記内端部が前記外端部側の部位の内周壁に接触する請求項12〜15のいずれか一項に記載のチェック弁。
- 前記弁本体は、前記チェック弁が前記筒部材の内側に設けられた状態のとき、前記内端部が前記外端部側の部位の内周壁に接触している請求項12〜15のいずれか一項に記載のチェック弁。
- 前記チェック弁が自由状態のときの前記小曲率部の半径をr1、前記チェック弁が自由状態のときの前記定曲率部の半径をr2、前記チェック弁が前記筒部材の内側において前記流入穴からの流体の流れにより最も変形したときの前記定曲率部の半径をr3、曲率縮小係数Rを(r2−r1)/(r2−r3)とすると、
前記弁本体は、R>0.29の関係を満たすよう形成されている請求項12〜17のいずれか一項に記載のチェック弁。 - 前記弁本体は、R<0.77の関係を満たすよう形成されている請求項18に記載のチェック弁。
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