JP4605473B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
このような弁開閉時期制御装置では、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を設定ロック位相に拘束可能なロック機構を備え、内燃機関の始動時に最適な弁開閉時期が得られる位相を設定ロック位相として、その設定ロック位相に前記相対回転位相を拘束している。
この従来の弁開閉時期制御装置においては、二個のロック部材が設けられ、二個のロック部材が凹部に突入してロック状態となると、一方のロック部材が前記相対回転位相の進角方向への変位を阻止し、他方のロック部材が前記相対回転位相の遅角方向への変位を阻止する。そして、遅角室に供給する流体の一部を凹部に供給することにより、二個のロック部材を凹部から引退させてロック解除状態に切り換える。
例えば内燃機関の始動直後には、炭化水素(COLD HC)の発生を低減するために、設定ロック位相とは異なる位相に前記相対回転位相を拘束することが求められる。また、内燃機関の始動時において最適な弁開閉時期は、一定ではなく、燃焼室の温度等内燃機構の状態によって異なる場合がある。したがって、内燃機関の始動時に最適な弁開閉時期を得るために、設定ロック位相とは異なる位相に前記相対回転位相を拘束することが求められる。
なる位相にも拘束できる弁開閉時期制御装置を提供する点にある。
何れか他方側に供給する流体の一部を供給して、その流体の圧力によって弁体を弁体用凹部から引退させて開状態としたのち、進角室及び遅角室の何れか一方側に流体を供給する。そして、弁体は、開状態になると、弁体保持機構により開状態に維持されるので、その後の弁開閉時期制御装置の動作中は規制通路を開状態に維持することができる。
〔第一実施形態〕
まず、第一実施形態の弁開閉時期制御装置について説明する。図1は、弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。図2〜図6は、図1のII−II断面に相当し、弁開閉時期制御装置の各状態を示す図である。図7は、ロック機構、位相変位規制機構及び保持機構の拡大図である。
この弁開閉時期制御装置1は、エンジンのクランクシャフト(図示省略)に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ2と、外部ロータ2に対して同軸上に配置され、エンジンの弁開閉用のカムシャフト11に同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ3とを備えて構成してある。
外部ロータ2と内部ロータ3との間には、内部ロータ3と外部ロータ2との相対回転位相の変位を設定ロック位相で拘束可能なロック機構5を設けている。図2に示すように、設定ロック位相は最遅角位相に設定している。このロック機構5は、外部ロータ2に設けられた摺動溝52と、この摺動溝52に沿って摺動可能に設けられたロック部材53と、このロック部材53を径方向内側に付勢する付勢ばね54と、内部ロータ3に設けられ、相対回転位相が設定ロック位相の状態でロック部材53が係合可能に形成された係合凹部51とを備えている。ロック部材53は平板形状としており、摺動溝52及び係合凹部51の形状は、このロック部材53の形状に適合する形状に形成している。なお、ロック部材53の形状は、その用途に従って、ピン形状等、他の形状を採用することができる。
外部ロータ2と内部ロータ3との間には、相対回転位相の変位を設定位相変位許容範囲内に規制する規制状態と、その規制を解除する解除状態とに切換自在な位相変位規制機構6を設けている。この位相変位規制機構6は、ロック機構5とは独立して動作可能としている。また、設定位相変位許容範囲は、設定ロック位相(最遅角位相)を含んで設定してあり、設定位相変位許容範囲の一方端を後述する中間規制(中間ロック)位相(図4参照)とし、設定位相変位許容範囲の他方端を設定ロック位相(最遅角位相)としている。
出退部材63が規制凹部61から引退して位相変位規制機構6を解除状態に保持する保持機構8を設けている。この保持機構8は、進角室41に供給する作動油の一部を収納部62に供給する第一通路81と、遅角室42に供給する作動油の一部を収納部62に供給する第二通路82とを備えている。ここで、第一通路81は連通路66であり、第二通路82は規制通路65である。
設定ロック位相(最遅角位相)にてエンジンを始動させた場合のロック機構5及び位相変位規制機構6の動作について、図2〜6に基づいて説明する。エンジンの停止状態では、油圧回路7からの作動油の供給がないため、図2に示すように、ロック機構5は、ロック部材53が係合凹部51内に突入したロック状態にあり、位相変位規制機構6は、出退部材63が規制凹部61内に突入した規制状態にある。
次に、本実施形態に係る油圧回路7の構成について説明する。油圧回路7は、図1に示すように、エンジンにより駆動されて作動油の供給を行う第一ポンプ71と、エンジンとは異なる動力により駆動されて作動油の供給を行う第二ポンプ72と、流体圧室4、ロック機構5及び位相変位規制機構6に対する作動油の供給及び排出を制御する制御弁73とを備えている。この油圧回路7が本発明にかかる「流体給排機構」に相当する。また、この油圧回路7は、第二ポンプ72及び制御弁73の動作制御を行う制御ユニット80を有している。
関係なく制御ユニット80からの動作信号に従って動作可能となっている。この第二ポンプ72は、オイルパン74に貯留された作動油を吸入ポートから吸入し、その作動油を吐出ポートから下流側に吐出する。
次に、図11に示すタイミングチャートに基づいて、相対回転位相を設定ロック位相(最遅角位相)としてエンジンを始動させた場合における弁開閉時期制御装置1の動作例について説明する。まず、通常のエンジン停止状態では、第一ポンプ71及び第二ポンプ72は停止しており、図2に示すように、相対回転位相は設定ロック位相(最遅角位相)であり、ロック機構5はロック部材53が突出したロック状態、位相変位規制機構6は出退部材63が突出した規制状態となっている。このように相対回転位相を設定ロック位相(最遅角位相)に拘束した状態で、クランキングが開始されエンジンを始動する。エンジンの始動が安定すると、制御ユニット80は、制御弁73を進角制御状態として進角室41及びロック機構5の係合凹部51に作動油を供給する。すると、この作動油によりロック機構5はロック部材53が突出したロック状態からロック部材53が引退してロック解除状態(図3参照)となる。このとき、収納部62にも第一通路81を介して作動油が供給される。そして、ロック機構5がロック解除状態となった後、相対回転位相は進角方向に変位する。しかし、位相変位規制機構6は、収納部62に作動油が供給されるだけで規制状態となっているので、相対回転位相の変位が設定位相変位許容範囲内に規制され、図4に示すように、相対回転位相は、設定位相変位許容範囲の一方端の中間規制位相に拘束される。
次に、第二実施形態の弁開閉時期制御装置について説明する。この第二実施形態は、上記第一実施形態における保持機構8についての別実施形態である。以下、保持機構8について説明し、その他の構成については説明を省略する。
次に、第三実施形態の弁開閉時期制御装置について説明する。この第三実施形態は、上記第一実施形態において弁機構9を追加した別実施形態である。以下、弁機構9について説明し、その他の構成については説明を省略する。図13〜図17は、図1のII−II断面に相当し、弁開閉時期制御装置の各状態を示す図である。図18は、弁機構9の拡大図である。
前記遅角通路44及び遅角室42に連通する規制通路65には、進角室41に供給する流体の一部が供給されることにより開状態となり且つ進角室41及び遅角室42の少なくとも一方側に供給する流体の一部が供給されることにより開状態を維持する弁機構9を有してある。そして、規制通路65は、遅角室42に供給する作動油の一部を規制凹部61に供給するように構成してある。この第三実施形態では、遅角室42が本発明の「遅角室及び遅角室の何れか一方側」に相当し、進角室41が本発明の「進角室及び遅角室の何れか他方側」に相当する。
次に、図22に示すタイミングチャートに基づいて、相対回転位相を設定ロック位相(最遅角位相)としてエンジンを始動させた場合における弁開閉時期制御装置1の動作例について説明する。まず、通常のエンジン停止状態では、第一ポンプ71及び第二ポンプ72は停止しており、図13に示すように、相対回転位相は設定ロック位相(最遅角位相)である。このとき、ロック機構5はロック部材53が突出したロック状態であり、位相変位規制機構6は出退部材63が突出した規制状態であり、弁機構9は閉状態となっている。このように相対回転位相を設定ロック位相(最遅角位相)に拘束した状態で、クランキングが開始されエンジンを始動する。エンジンが始動すると、制御ユニット80は、制御弁73を遅角制御状態として油圧回路7から遅角通路44及び規制通路65に作動油を供給する。このとき、弁機構9が閉状態であるので、規制凹部61への作動油の供給を阻止して、位相変位規制機構6を出退部材63が突出した規制状態に維持する。したがって、位相変位規制機構6を規制状態に維持したまま、遅角室42に作動油を充填する。
(1)上記第一〜第三実施形態においては、ロック機構5と位相変位規制機構6とを同一の突部24に隣接して配置する場合について説明したが、これらロック機構5及び位相変位規制機構6は、任意の位置に設けることが可能であり、それぞれ異なる突部24に配置することも可能である。
3 従動側回転部材(内部ロータ)
5 ロック機構
6 位相変位規制機構
7 流体給排機構(油圧回路)
8 保持機構
9 弁機構
11 カムシャフト
22 蓋部材(フロントプレート)
41 進角室
42 遅角室
61 凹部(規制凹部)
63,67 出退部材
67a 被係合部
81 第一通路
82 第二通路
83 係合部材
84a 案内部材(案内面)
91 弁体用凹部
92 弁体
93 弁体保持機構
96 第三通路
97 第四通路
Claims (4)
- 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排機構と、
前記相対回転位相を設定ロック位相で拘束可能なロック機構と、
前記ロック機構とは独立して動作可能であって前記相対回転位相の変位を設定位相変位許容範囲内に規制する規制状態と、その規制を解除する解除状態とに切換自在な位相変位規制機構と、を備え、
前記位相変位規制機構が、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に凹部を備えると共に、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方側に前記凹部に対して突入する前記規制状態と前記凹部から引退する前記解除状態とに出退可能で且つ前記凹部に対して突入する側に付勢された出退部材を備え、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に設けられ、前記出退部材が前記凹部から引退して前記位相変位規制機構を前記解除状態に保持する保持機構をさらに備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記保持機構が、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の回転方向及び径方向に移動自在であって前記出退部材が前記凹部から引退すると前記出退部材に設けられた被係合部に係合する係合部材と、前記径方向外側ほど前記回転方向において前記被係合部に近づく側に前記係合部材を案内する案内部材と、を備えた弁開閉時期制御装置。 - 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排機構と、
前記相対回転位相を設定ロック位相で拘束可能なロック機構と、
前記ロック機構とは独立して動作可能であって前記相対回転位相の変位を設定位相変位許容範囲内に規制する規制状態と、その規制を解除する解除状態とに切換自在な位相変位規制機構と、を備え、
前記位相変位規制機構が、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に凹部を備えると共に、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方側に前記凹部に対して突入する前記規制状態と前記凹部から引退する前記解除状態とに出退可能で且つ前記凹部に対して突入する側に付勢された出退部材を備え、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に設けられ、前記出退部材が前記凹部から引退して前記位相変位規制機構を前記解除状態に保持する保持機構をさらに備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記位相変位規制機構が、前記進角室及び前記遅角室の何れか一方側に供給する流体の一部を前記凹部に供給する規制通路を備え、
前記規制通路には、前記進角室及び前記遅角室の何れか他方側に供給する流体の一部が供給されることにより開状態となり且つ前記進角室及び前記遅角室の少なくとも一方側に供給する流体の一部が供給されることにより前記開状態を維持する弁機構を有してある弁開閉時期制御装置。 - 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成され、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室からの流体の排出を行う流体給排機構と、
前記相対回転位相を設定ロック位相で拘束可能なロック機構と、
前記ロック機構とは独立して動作可能であって前記相対回転位相の変位を設定位相変位許容範囲内に規制する規制状態と、その規制を解除する解除状態とに切換自在な位相変位規制機構と、を備え、
前記位相変位規制機構が、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に凹部を備えると共に、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか他方側に前記凹部に対して突入する前記規制状態と前記凹部から引退する前記解除状態とに出退可能で且つ前記凹部に対して突入する側に付勢された出退部材を備え、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れか一方側に設けられ、前記出退部材が前記凹部から引退して前記位相変位規制機構を前記解除状態に保持する保持機構をさらに備えた弁開閉時期制御装置であって、
前記位相変位規制機構が、前記進角室及び前記遅角室の何れか一方側に供給する流体の一部を前記凹部に供給する規制通路を備え、
前記規制通路には、前記進角室及び前記遅角室の何れか他方側に供給する流体の一部が供給される弁体用凹部と、その弁体用凹部に対して突入する閉状態と前記弁体用凹部から引退する開状態とに出退可能で且つ前記弁体用凹部に対して突入する側に付勢された弁体と、前記進角室及び前記遅角室の少なくとも一方側に供給する流体の一部が供給されることにより前記弁体を前記開状態に維持する弁体保持機構とを備えた弁機構を有してある弁開閉時期制御装置。 - 前記弁体保持機構は、前記弁体において前記弁体用凹部に突入する側の端部に対して前記進角室及び前記遅角室の何れか他方側に供給する流体の一部を供給する第三通路と、前記弁体において出退方向の中間部に形成された段部に対して前記進角室及び前記遅角室の何れか一方側に供給する流体の一部を供給する第四通路とを備えている請求項3に記載の弁開閉時期制御装置。
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