JP3949101B2 - 内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の運転中に吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置の制御弁に関する。

従来における内燃機関のバルブタイミング変更装置は、その油圧装置として、油圧源と、この油圧源から供給される作動油によって作動するアクチュエータと、これら油圧源とアクチュエータとの間に配置され、油圧源からアクチュエータへの作動油の供給及びアクチュエータからの作動油の排出を制御する制御弁とを備えている。

また、前記油圧装置は、作動油中に異物が混入して、制御弁等の作動不良が生じることを未然に防止するために、作動油を濾過するフィルタを備えており、このフィルタは、一般に油圧源から制御弁に通じる通路のみに設けられている。
特開平８−１４０１５号公報

しかしながら、前記従来例にあっては、フィルタが油圧源から制御弁に通じる通路のみに設けられているから、油圧源からの作動油を濾過することはできるが、アクチュエータを循環した作動油を濾過することができない。このため、何らかの理由によりアクチュエータの内部で生じた異物が制御弁内に侵入して、この制御弁の作動不良が生じる虞がある。

本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、作動油中の異物により制御弁の作動不良が生じることを有利に防止すると共に、制御弁に対する作動油の脈圧を低減することが可能な制御弁を提供することを目的としている。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、機関の回転に同期して回転するスプロケットと、カムによって吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトと、の間に設けられ、油圧源から内部への作動油の供給あるいは内部から作動油の排出を制御することによって、前記スプロケットに対して前記カムシャフトを相対回動させて前記吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更する内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁であって、前記制御弁は、筒状のバルブボディと、前記バルブボディの内部に摺動自在に収容されたスプール弁とを備え、前記バルブボディは、前記油圧源に一端が接続された供給通路の他端が臨む開口部と、前記バルブタイミング変更装置の内部に一端が接続された各給排通路の他端部が臨む複数の開口部を有し、該各開口部が前記バルブボディの胴部外周に形成された周方向溝に臨んで開口形成され、前記各周方向溝内に、前記バルブタイミング変更装置から前記各給排通路を通って前記バルブボディ内に排出される作動油に対して前記カムシャフトに作用する反転トルクから生じる脈圧を減衰させるフィルタが前記各開口部を覆うように設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明にあっては、前記フィルタは、濾過体と該濾過体の外周に設けられた枠体によって構成されていると共に、前記作動油に抵抗を与えて前記脈圧を減衰させることを特徴としている。

請求項３に記載の発明にあっては、前記濾過体は、前記枠体によって前記各周方向溝部内に取り付けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明にあっては、前記フィルタは、一端側にフック部が形成されている一方、他端側にフック係止部が形成され、該フック係止部に前記フック部を係止することによって前記バルブボディに取り付けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明にあっては、前記制御弁は、前記スプール弁の軸方向に押圧力を付与する電磁ソレノイドと、該電磁ソレノイドの押圧力に対向して前記スプール弁にばね力を付与するばね部材とを備えたことを特徴としている。

請求項６に記載の発明にあっては、前記フィルタは、前記各周方向溝部の全周を覆うように取り付けられていることを特徴としている。

本発明の前記構成において、前記制御弁が制御装置等によって制御されることにより、油圧源からバルブタイミング変更装置の一部であるアクチュエータへの作動油の供給及びアクチュエータからの作動油の排出が制御される。具体的には、例えば、制御弁のスプール弁が駆動されることによって、このスプール弁がバルブボディの開口部を開閉制御して、それぞれの開口部を通過する作動油の流量を制御し、これによってアクチュエータに導かれる作動油が制御されて、該アクチュエータの作動が制御されることになる。

ここで、前記アクチュエータから制御弁を介して排出される作動油は、制御弁の周方向溝内に設けられたフィルタによって濾過される。

これによって、前記アクチュエータの摩耗等により作動油中に混入した異物はフィルタによって取り除かれ、制御弁内に侵入することが防止される。

このため、前記制御弁内には清浄な作動油のみが導かれることになるから、制御弁は円滑に作動することになる。

しかも、前述のように、制御弁の周方向溝内に設けられたフィルタによって、カムシャフトに作用する反転トルクによる回転位相の変化を可及的に減じることができる。

即ち、バルブタイミング変更装置（アクチュエータ）は、カムシャフトに作用する反転トルクによって、その内部で脈圧を生じ、その作動油の脈圧が制御弁に作用して制御弁から漏れる虞がある。この制御弁から作動油の漏れが生じると、カムシャフトの回転位相が意に反して変更されるが、本発明にあっては、作動油の脈圧が制御弁に作用しようとするとき、フィルタが抵抗となって作動油の脈動を減衰させる。このため、前記カムシャフトに作用する反転トルクによる影響を減少させることができるのである。

本発明によれば、作動油中の異物により制御弁の作動不良が生じることを有利に防止することができると共に、作動油の脈圧が制御弁に作用しようとするとき、フィルタが抵抗となって作動油の脈動を減衰させる。このため、前記カムシャフトに作用する反転トルクによる影響を減じることができる。

以下、本発明の参考例や実施の形態を、図面に基づいて詳述する。

図１は本発明の参考例を示す内燃機関のバルブタイミング変更装置の説明図、図２は図１に示す制御弁の断面図である。

図において、１は油圧源、２は油圧源１から供給される作動油によって作動するアクチュエータ、３は前記油圧源１とアクチュエータ２との間に配置された制御弁であって、この制御弁３は、油圧源１からアクチュエータ２への作動油の供給及びアクチュエータ２からの作動油の排出を制御するようになっている。

前記油圧源１は、油圧ポンプを主要素として構成されており、この油圧源１と制御弁３との間は、供給通路４によって連通している。

前記アクチュエータ２は、内燃機関の回転に同期して回転されるスプロケット５と、図外の吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフト６との間に設けられ、作動油によって、スプロケット５に対してカムシャフト６を相対回動させて吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更するようになっている。

即ち、前記スプロケット５は外周に巻着されたタイミングチェーン７を介して、図外のクランクシャフトに連結駆動されており、また、カムシャフト６は、このカムシャフト６に形成した図外のカムによって吸気弁または排気弁を開閉駆動するようになっている。また、前記アクチュエータ２と制御弁３との間は、給排通路８，９によって連通している。

前記制御弁３は、筒状のバルブボディ１０と、このバルブボディ１０の筒状内部に摺動自在に収容されるスプール弁１１とを備えている。

前記バルブボディ１０には、油圧源１に連通する第１開口部１２と、前記アクチュエータ２に連通する第２，第３開口部１３，１４が形成してある。即ち、前記第１開口部１２は、供給通路４を介して油圧源１に連通するようになっており、第２開口部１３は、給排通路８を介してアクチュエータ２に連通し、第３開口部１４は、給排通路９を介してアクチュエータ２に連通するようになっている。また、前記バルブボディ１０には、第４開口部１５が形成してあり、この第４開口部１５は、ドレン通路１６を介して貯油タンク１７に連通するようになっている。前記第１〜第５開口部１２，１３，１４，１５は、バルブボディ１０の胴部外周に形成した第１〜第４周方向溝２２，２３，２４，２５に臨んでそれぞれ開口している。

前記スプール弁１１は、バルブボディ１０内に設けたばね部材２８によって電磁ソレノイド２９側に付勢されており、この電磁ソレノイド２９によって駆動され、バルブボディ１０内を摺動可能である。前記スプール弁１１は、バルブボディ１０内を摺動することによって、バルブボディ１０に形成した第１〜第５開口部１２，１３，１４，１５をその各ランド部３０，３１で開閉可能である。

前記ばね部材２８は、一端側がばね受け３２によって支持されており、このばね受け３２は止め輪３３によって抜脱が防止されている。また、前記電磁ソレノイド２９の接続端には接続端子３４が設けられ、図外の制御装置及び電源に接続されるようになっている。

また、前記油圧源１と制御弁３との間には、第１フィルタ３７が設けられていると共に、アクチュエータ２と制御弁３との間には、第２、第３フィルタ３８，３９が設けられている。詳しくは、前記第１フィルタ３７は、油圧源１と制御弁３との間の供給通路４の途中に設けられており、第２フィルタ３８は、アクチュエータ２と制御弁３との間の給排通路８の途中に設けられており、第３フィルタ３９は、アクチュエータ２と制御弁３との間の吸排通路９の途中にそれぞれ設けられている。

次に、斯かる構成のバルブタイミング変更装置の作用について説明する。
先ず、前記電磁ソレノイド２９に図外の制御装置及び電源から制御電流が供給されない状態（非通電状態）では、スプール弁１１は、ばね部材２８のばね力によって図１において左方向に付勢されて所定位置に停止している（図１参照）。

前記非通電状態では、スプール弁１１のランド部３０がバルブボディ１０の第２開口部１３を第１開口部１２側において所定面積開口すると共に、ランド部３１が第３開口部１４を第４開口部１５側において所定面積開口している。このため、前記油圧源１から供給通路４、第１開口部１２を介してバルブボディ１０の内部に導かれた作動油は、第２開口部１３及び給排通路８を介してアクチュエータ２に導かれる。一方、給排通路９は、第３開口部１４、第４開口部１５及びドレン通路１６を介して貯油タンク１７に連通している。

これによって、前記アクチュエータ２が所定の動作をし、例えば、カムシャフト６がスプロケット５に対して進角方向に制御されることになる。

次に、前記電磁ソレノイド２９に制御電流が供給されると（通電状態）、スプール弁１１が駆動される。

前記電磁ソレノイド２９によってスプール弁１１が駆動され、このスプール弁１１が図１において右方向に移動することによって、スプール弁１１のランド部３０がバルブボディ１０の第２開口部１３を第４開口部１５側において所定面積開口すると共に、ランド部３１が第３開口部１４を第１開口部１２側において所定面積開口することになる。このため、前記油圧源１から供給通路４、開口部１２を介してバルブボディ１０の内部に導かれた作動油は、第３開口部１４及び給排通路９を介してアクチュエータ２に導かれる。一方、給排通路８は、第２開口部１３、第４開口部１５及びドレン通路１６を介して貯油タンク１７に連通する。

これによって、前記アクチュエータ２が所定の動作をし、例えば、カムシャフト６がスプロケット５に対して遅角方向に制御されることになる。

ここで、前記油圧源１から制御弁３を介してアクチュエータ２に導かれる作動油は、油圧源１と制御弁３との間に設けられた第１フィルタ３７で濾過されると共に、アクチュエータ２と制御弁３との間に設けられた第２フィルタ３８または第３フィルタ３９によって、濾過される。また、前記アクチュエータ２から制御弁３を介して排出される作動油は、アクチュエータ２と制御弁３との間に設けられた第２フィルタ３８または第３フィルタ３９によって濾過される。つまり、前記油圧源１から制御弁３に向かう作動油は第１フィルタ３７で濾過され、アクチュエータ２から制御弁３に向かう作動油はフィルタ３８，３９で濾過される。

これによって、前記アクチュエータ２の摩耗等により作動油中に混入した異物は第２フィルタ３８または第３フィルタ３９によって取り除かれ、制御弁３内に侵入することが防止される。

このため、前記制御弁３内には清浄な作動油のみが導かれることになるから、制御弁３は円滑に作動することになる。

したがって、作動油中の異物により制御弁３の作動不良が生じることを有利に防止することが可能な油圧装置が得られる。

また、前記アクチュエータ２がバルブタイミング変更装置の一部であって、このアクチュエータ２と制御弁３との間に第２、第３フィルタ３８，３９が設けてあるから、この第２、第３フィルタ３８，３９によって、作動油を濾過すると共に、カムシャフト６に作用する反転トルクによる回転位相の変化を可及的に減じることができる。

即ち、前記アクチュエータ２は、カムシャフト６に作用する反転トルクによって、その内部で脈圧を生じ、その作動油の脈圧が制御弁３に作用して制御弁から漏れる虞がある。前記制御弁３から作動油の漏れが生じると、カムシャフト６の回転位相が意に反して変更されるが、本実施の形態にあっては、作動油の脈圧が制御弁３に作用しようとするとき、第２、第３フィルタ３８，３９が抵抗となって作動油の脈動を減衰させる。このため、前記カムシャフト６に作用する反転トルクによる影響を減じることができるのである。

図３乃至図６は本発明の実施の形態を示す図面で、この実施の形態が前記参考例と変わるところは、前記アクチュエータ２と制御弁３との間に設ける第２，第３フィルタ３８，３９を、バルブボディ１０の第２、第３開口部１３，１４にそれぞれ設けた点である。以下、この実施に形態について詳述する。

なお、説明に際して、前記参考例と同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。

即ち、前記第２フィルタ３８はバルブボディ１０の第２開口部１３に設けられ、第３フィルタ３９は同じく第３開口部１４に設けられている。

前記第２，第３フィルタ３８，３９のそれぞれは、濾過体４１と、この濾過体４１の外周側に設けられた枠体４２とからなり、自由状態において略Ｃ字状に形成してある。前記濾過体４１は金属線材からメッシュ状に形成され、枠体４２は合成樹脂材料から形成される。

前記第２、第３フィルタ３８，３９のそれぞれには、一端側にフック部４３が形成され、他端側にフック係止部４４が形成してある。また、略Ｃ字状の内周側に突起状を呈するように、軸方向の桟部材４５が複数個形成してあり、この桟部材４５の１つは端部に形成され、フック係止部４４を兼ねている（図５参照）。

前記第２、第３フィルタ３８，３９のそれぞれは、バルブボディ１０に、詳しくはバルブボディ１０の第２、第３周方向溝２３，２４内に取付けられるようになっており、バルブボディ１０に取付けられた状態では、フック係止部４４にフック部４３を係止することによって全体として略環状となっている。前記第２、第３フィルタ３８，３９のそれぞれは、バルブボディ１０の各周方向溝２３，２４内に取付けられることによって、バルブボディ１０の軸方向に正しく位置決めされ、バルブボディ１０の第２、第３開口部１３，１４に対して正しく配置される。

また、前記第２，第３フィルタ３８，３９のそれぞれは、自由状態で略Ｃ字状に形成されているから、フック係止部４４にフック部４３を係止することによって略環状とされた状態では、フック部４３とフック係止部４４には引張力が作用することになり、強固な係止が成就される。

斯かる構成においても、前記制御弁３に向かう作動油は第１、第２、第３フィルタ３７，３８，３９によって、濾過されるため、制御弁３内には清浄な作動油のみが導かれることになるから、制御弁３は円滑に作動することになる。

したがって、作動油中の異物により制御弁３の作動不良が生じることを有利に防止することが可能になる。

加えて、前記第２、第３フィルタ３８，３９がバルブボディ１０の第２、第３開口部１３，１４にそれぞれ設けられているから、第２、第３フィルタ３８，３９のそれぞれを給排通路８，９の途中に設ける場合に比較して、取付けが容易となると共に、アクチュエータ２と制御弁３との間の給排通路８，９の全範囲に亘る作動油が濾過の対象となって濾過される。

また、前記フィルタ３８，３９のそれぞれは、フック係止部４４にフック部４３を係止することによってバルブボディ１０に取付けられるから、容易にバルブボディ１０に取付けることが可能となる。

また、前記第２、第３フィルタ３８，３９のそれぞれは、濾過体４１と、この濾過体４１の外周側に設けられた枠体４２とから形成されているから、取り扱いが容易であると共に、取付けが容易となる。

図７及び図８は本発明の別の実施の形態を示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と異なるところは、前記油圧源１と制御弁３との間に設ける第１フィルタ３７及びアクチュエータ２と制御弁３との間に設ける第２、第３フィルタ３８，３９を、バルブボディ１０の第１〜第３開口部１２，１３，１４にそれぞれ設けた点である。以下、この実施に形態について詳述する。尚、説明に際して、前記実施の形態と同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。

即ち、前記第１フィルタ３７はバルブボディ１０の第１開口部１２に設けられ、第２フィルタ３８は同じく第２開口部１３に設けられ、第３フィルタ３９は同じく第４開口部１４に設けられている。

前記第１フィルタ３７は、前記実施の形態で述べた第２、第３フィルタ３８，３９と同様に構成されている。即ち、前記第１〜第３フィルタ３７，３８，３９は共通部品として使用される。

斯かる構成においても、前記実施の形態と同様の作用、効果が得られる。

以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

本発明の実施の形態を示す油圧装置の説明図である。 図１に示す制御弁の断面図である。 本発明の別の実施の形態を示す油圧装置の説明図である。 図３に示す制御弁の断面図である。 図３に示すフィルタの自由状態を、正面図（ａ）、正面図（ａ）の矢印Ｂ方向の拡大矢視図（ｂ）で示す図面である。 図３に示すフィルタの装着状態を、正面図（ａ）、正面図（ａ）のＢ部拡大図（ｂ）で示す図面である。 本発明の別の実施の形態を示す油圧装置の説明図である。 図７に示す制御弁の断面図である。

符号の説明

１…油圧源
２…アクチュエータ
３…制御弁
１０… バルブボディ
１１…スプール弁
２２，２３，２４，２５…第１〜第４周方向溝
１２，１３，１４…第１〜第３開口部
３７，３８，３９…第１〜第３フィルタ

Claims (6)

1. 機関の回転に同期して回転するスプロケットと、カムによって吸気弁または排気弁を駆動するカムシャフトと、の間に設けられ、油圧源から内部への作動油の供給あるいは内部から作動油の排出を制御することによって、前記スプロケットに対して前記カムシャフトを相対回動させて前記吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更する内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁であって、
   前記制御弁は、筒状のバルブボディと、前記バルブボディの内部に摺動自在に収容されたスプール弁とを備え、
   前記バルブボディは、前記油圧源に一端が接続された供給通路の他端が臨む開口部と、前記バルブタイミング変更装置の内部に一端が接続された各給排通路の他端部が臨む複数の開口部を有し、該各開口部が前記バルブボディの胴部外周に形成された周方向溝部に臨んで開口形成され、
   前記周方向溝部内に、前記バルブタイミング変更装置から前記各給排通路を通って前記バルブボディ内に排出される作動油に対して前記カムシャフトに作用する反転トルクから生じる脈圧を減衰させるフィルタが前記各開口部を覆うように設けられたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。
2. 前記フィルタは、濾過体と該濾過体の外周に設けられた枠体によって構成されていると共に、前記作動油に抵抗を与えて前記脈圧を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。
3. 前記濾過体は、前記枠体によって前記各周方向溝部内に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。
4. 前記フィルタは、一端側にフック部が形成されている一方、他端側にフック係止部が形成され、該フック係止部に前記フック部を係止することによって前記バルブボディに取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。
5. 前記制御弁は、前記スプール弁の軸方向に押圧力を付与する電磁ソレノイドと、該電磁ソレノイドの押圧力に対向して前記スプール弁にばね力を付与するばね部材とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。
6. 前記フィルタは、前記各周方向溝部の全周を覆うように取り付けられてい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内燃機関のバルブタイミング変更装置の制御弁。

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