JP4905843B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整する内燃機関(以下、内燃機関を「エンジン」という)のバルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) that adjusts the opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve.
従来より、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフトと、このクランクシャフトの駆動力により回転駆動されて吸気弁および排気弁を開閉する従動軸としてのカムシャフトとの位相を変えることで、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置が公知である。
一般にバルブタイミング調整装置は、クランクシャフトとともに回転するハウジングと、このハウジングに収容され、カムシャフトと共に回転するベーンロータとを備えている。ハウジングは、筒状の周壁から径内側に延びてベーンロータの外壁と摺接するシューを有し、ハウジングの内壁とベーンロータの外壁との間にシューによって仕切られた複数の圧力室を形成している。また、ベーンロータは、複数の圧力室を進角室と遅角室とに仕切る複数のベーンを有している。進角室又は遅角室に供給される油圧が複数のベーンの受圧面に作用することで、ハウジングとベーンロータとが相対回転し、クランクシャフトとカムシャフトとの位相を変えている。
Conventionally, an intake valve and an exhaust gas are changed by changing the phase of a crankshaft as an engine drive shaft and a camshaft as a driven shaft that is rotationally driven by the driving force of the crankshaft to open and close the intake valve and the exhaust valve. A valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of at least one of the valves is known.
Generally, the valve timing adjusting device includes a housing that rotates together with a crankshaft, and a vane rotor that is housed in the housing and rotates together with the camshaft. The housing has a shoe extending radially inward from the cylindrical peripheral wall and slidingly contacting the outer wall of the vane rotor, and a plurality of pressure chambers partitioned by the shoe are formed between the inner wall of the housing and the outer wall of the vane rotor. The vane rotor has a plurality of vanes that divide the plurality of pressure chambers into an advance chamber and a retard chamber. The hydraulic pressure supplied to the advance chamber or the retard chamber acts on the pressure receiving surfaces of the plurality of vanes, so that the housing and the vane rotor rotate relative to each other to change the phases of the crankshaft and the camshaft.
ところで、バルブタイミング調整装置は、エンジンの種々の運転条件に適応し、エンジン性能および排ガス浄化性能を向上するため、位相変換角度の拡大が求められている。また、エンジンへの搭載性を向上するため、体格の小型化が求められている。
バルブタイミング調整装置の位相変換角度を拡大するため、圧力室およびベーンの数を減らし、残りの各圧力室の容積を周方向に大きくすることが考えられている。しかし、ベーンの数を減らすと、ベーンが油圧を受ける総面積が減少するので、ハウジング及びベーンロータに作用するトルクが低下する。このトルクがカムシャフトの反力よりも小さくなると、ハウジングとベーンロータとの相対回転駆動が困難になる。このため、バルブタイミング調整装置が位相制御可能なエンジン回転数が制限されるおそれがある。
一方、ハウジング及びベーンロータに作用するトルクを大きくするため、ベーンの受圧面を大きくすると、バルブタイミング調整装置の体格が大きくなることが懸念される。
By the way, the valve timing adjusting apparatus is required to expand the phase conversion angle in order to adapt to various operating conditions of the engine and improve the engine performance and the exhaust gas purification performance. Moreover, in order to improve the mounting property to an engine, size reduction of the physique is calculated | required.
In order to expand the phase conversion angle of the valve timing adjusting device, it is considered to reduce the number of pressure chambers and vanes and increase the volume of each remaining pressure chamber in the circumferential direction. However, if the number of vanes is reduced, the total area on which the vanes are subjected to hydraulic pressure is reduced, so that the torque acting on the housing and the vane rotor is reduced. If this torque is smaller than the reaction force of the camshaft, it becomes difficult to drive the housing and the vane rotor relative to each other. For this reason, there exists a possibility that the engine speed which can perform phase control of the valve timing adjusting device may be limited.
On the other hand, if the pressure receiving surface of the vane is increased in order to increase the torque acting on the housing and the vane rotor, there is a concern that the physique of the valve timing adjusting device may be increased.
特許文献1では、進角制御の油圧が遅角制御の油圧よりも高く設定されるバルブタイミング調整装置において、最遅角位置において進角室に油圧を供給する進角通路と遅角室に油圧を供給する遅角通路とのなす角θが最進角位置における進角通路と遅角通路とのなす角φよりも大きくなるよう進角通路および遅角通路を形成している。これにより、最遅角位置から進角制御する際の進角室と遅角室との間の油漏れが抑制される。
In
しかしながら、特許文献1では、進角通路がベーンロータの外壁に曲線状に形成され、遅角通路がリヤプレートの内壁に形成されている。このように進角通路を曲線状に形成し、かつ、進角通路と遅角通路とを別部材に形成すると、各通路の構成が複雑となると共に、加工工数が増大するおそれがある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、進角室と遅角室との間の作動流体の漏れを抑制することで、位相変換角度を拡大し、体格を小型化することの可能なバルブタイミング調整装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、進角室及び遅角室に作動流体を供給する供給通路の構成を簡素にし、加工工数を低減するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
However, in
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress the leakage of the working fluid between the advance chamber and the retard chamber, thereby expanding the phase conversion angle and reducing the size of the physique. It is an object of the present invention to provide a valve timing adjusting device that can be realized.
Another object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that simplifies the configuration of a supply passage for supplying a working fluid to an advance chamber and a retard chamber and reduces the number of processing steps.
請求項1に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は、駆動軸又は従動軸の一方とともに回転するハウジングと、ハウジングと略同軸に設けられ、駆動軸又は従動軸の他方とともに回転するベーンロータとを備える。ハウジングは、筒状の周壁、この周壁から径内側へ突出するシュー、周壁の軸方向の一方に設けられるフロントプレート、及び周壁の軸方向の他方に設けられるリヤプレートを有する。ベーンロータは、シューの径内側の摺接面に摺接する略円筒状のボス部、及びこのボス部から径外側に突出し、シューの周方向の両側に形成される圧力室を進角室と遅角室とに仕切るベーンを有し、進角室又は遅角室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対し相対回転する。
ボス部は、ハウジングに対してベーンロータが最遅角位置にあるとき、摺接面の進角室側に開口が位置する進角通路と、ハウジングに対してベーンロータが最進角位置にあるとき、摺接面の遅角室側に開口が位置する遅角通路を有する。シューは、ハウジングに対してベーンロータが最遅角位置にあるとき、進角通路の開口と進角室とを連通する進角溝と、ハウジングに対してベーンロータが最進角位置にあるとき、遅角通路の開口と遅角室とを連通する遅角溝とを有する。これらの進角溝及び遅角溝は、一方の溝が摺接面のリヤプレート側に設けられ、他方の溝が摺接面のフロントプレート側に設けられる。
According to the first aspect of the present invention, a valve timing adjusting device includes a housing that rotates with one of a drive shaft and a driven shaft, and a vane rotor that is provided substantially coaxially with the housing and rotates with the other of the drive shaft and the driven shaft. Prepare. The housing includes a cylindrical peripheral wall, a shoe protruding radially inward from the peripheral wall, a front plate provided on one side in the axial direction of the peripheral wall, and a rear plate provided on the other side in the axial direction of the peripheral wall. The vane rotor has a substantially cylindrical boss that is slidably in contact with the inner slidable contact surface of the shoe, and a pressure chamber that protrudes radially outward from the boss and is formed on both sides of the shoe in the circumferential direction. The vane is partitioned into a chamber and is rotated relative to the housing by the pressure of the working fluid supplied to the advance chamber or the retard chamber.
When the vane rotor is at the most retarded position with respect to the housing, the boss portion has an advance passage where the opening is located on the advance chamber side of the sliding surface, and when the vane rotor is at the most advanced position with respect to the housing, There is a retard passage in which an opening is located on the retard chamber side of the sliding surface. The shoe has an advance groove that communicates the opening of the advance passage and the advance chamber when the vane rotor is at the most retarded position with respect to the housing, and a shoe when the vane rotor is at the most advanced position with respect to the housing. A retard groove that communicates the opening of the angular passage with the retard chamber; Of these advance and retard grooves, one groove is provided on the rear plate side of the sliding contact surface, and the other groove is provided on the front plate side of the sliding contact surface.
進角通路および遅角通路の双方をベーンロータに設け、一部品に供給通路を集約することで、供給通路の構成が簡素になり、加工工数を低減することができる。また、これらの供給通路をリヤプレートに設けることなく、ベーンロータに設けることで、供給通路からベーンロータとリヤプレートとの隙間を経由し、進角室または遅角室へ作動流体が漏れることを抑制することができる。
さらに、請求項1に記載の発明では、進角溝及び遅角溝の一方の溝が摺接面のリヤプレート側に設けられ、他方の溝が摺接面のフロントプレート側に設けられる。このように、進角溝と遅角溝とを摺接面に対角状に設け、進角溝と遅角溝との距離を遠くすることで、摺接面とボス部の外壁とによる作動流体のシール性が向上する。すなわち、シューの周方向の一方の側に形成される進角室と、他方の側に形成される遅角室との間の作動流体の漏れを抑制することができる。
また、進角溝と遅角溝とを摺接面に対角状に設けることにより、進角溝と遅角溝とを周方向に近づけ、シューを周方向に小さく形成することが可能となる。その分、圧力室を周方向に大きく形成することで、バルブタイミング調整装置の位相変換角度を拡大することができる。
また、シューを周方向に小さく形成することが可能となるので、シューを軸方向または径方向に小さく形成することにより、バルブタイミング調整装置の体格を小型化することができる。
さらに、シューを周方向に小さく形成した分、ベーンの数を増やすことで、トルクを高めることができる。
By providing both the advance passage and the retard passage in the vane rotor and consolidating the supply passages into one part, the configuration of the supply passages can be simplified and the number of processing steps can be reduced. Further, by providing these supply passages in the vane rotor without providing them in the rear plate, it is possible to prevent the working fluid from leaking from the supply passage to the advance chamber or the retard chamber through the gap between the vane rotor and the rear plate. be able to.
Furthermore, in the first aspect of the present invention, one of the advance groove and the retard groove is provided on the rear plate side of the sliding contact surface, and the other groove is provided on the front plate side of the sliding contact surface. As described above, the advance groove and the retard groove are diagonally formed on the sliding contact surface, and the distance between the advance groove and the retard groove is increased, so that the operation by the sliding contact surface and the outer wall of the boss portion is performed. Fluid sealing performance is improved. That is, leakage of the working fluid between the advance chamber formed on one side of the shoe in the circumferential direction and the retard chamber formed on the other side can be suppressed.
In addition, by providing the advance groove and the retard groove diagonally on the sliding contact surface, the advance groove and the retard groove can be brought closer to the circumferential direction, and the shoe can be formed smaller in the circumferential direction. . Accordingly, the phase conversion angle of the valve timing adjusting device can be expanded by forming the pressure chamber larger in the circumferential direction.
In addition, since the shoe can be formed small in the circumferential direction, the physique of the valve timing adjusting device can be reduced in size by forming the shoe small in the axial direction or the radial direction.
Further, the torque can be increased by increasing the number of vanes as much as the shoe is formed smaller in the circumferential direction.
請求項2に記載の発明によると、進角溝及び遅角溝は、摺接面を軸方向に延びることなく、周方向に延びる。これにより、例えばフライス加工等により摺接面を周方向に切削し、進角溝及び遅角溝を形成することが可能となるので、進角溝及び遅角溝の加工工数を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, the advance groove and the retard groove extend in the circumferential direction without extending the sliding contact surface in the axial direction. Accordingly, it is possible to cut the sliding contact surface in the circumferential direction by, for example, milling and the like to form the advance groove and the retard groove, thereby reducing the man-hours for the advance groove and the retard groove. it can.
請求項3に記載の発明によると、シューが進角溝と遅角溝とを有することに代えてボス部がその外壁に進角溝と遅角溝とを有する。これらの進角溝及び遅角溝は、一方の溝がボス部の外壁のリヤプレート側に設けられ、他方の溝がボス部の外壁のフロントプレート側に設けられる。このように、各ベーンの間のボス部の外壁に進角溝と遅角溝とを対角状に設けることで、摺接面とボス部の外壁とのシール面積が拡がり、シール性が向上する。これにより、請求項1と同様の作用効果を奏することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によると、進角溝及び遅角溝は、ボス部の外壁を軸方向に延びることなく、周方向に延びる。これにより、例えばフライス加工等によりボス部の外壁を周方向に切削し、進角溝及び遅角溝を形成することが可能となるので、進角溝及び遅角溝の加工工数を低減することができる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(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〜図5に示す。
駆動力伝達系では、図3に示すように、エンジン1の駆動軸としてのクランクシャフト2に固定されるギヤ3と、従動軸としてのカムシャフト4、5に固定されるギヤ6、11とにチェーン7が巻き掛けられ、クランクシャフト2からカムシャフト4、5に駆動力が伝達される。一方のカムシャフト4は吸気弁8を開閉駆動し、他方のカムシャフト5は排気弁9を開閉駆動する。本実施形態のバルブタイミング調整装置10は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、ギヤ113をチェーン7に、ベーンロータをカムシャフト4に接続し、吸気弁8の開閉タイミングを調整する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 5 show a valve timing adjusting device according to a first embodiment of the present invention.
In the driving force transmission system, as shown in FIG. 3, a
図1および図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12、ベーンロータ20等を備えている。
ハウジング12は、筒状の周壁13、この周壁13から径内側へ突出する4個のシュー14〜17、フロントプレート18及びリヤプレート11を有している。周壁13の軸方向の一方にフロントプレート18が設けられ、周壁13の軸方向の他方にリヤプレート11が設けられている。
シュー14〜17は、略台形に形成され、周壁13の周方向に略等間隔に設けられている。周方向に隣接するシュー同士の間隙には圧力室50が4室形成されている。
フロントプレート18は、軸方向にカムシャフト4を通す軸孔181を有している。
リヤプレート11は、径外側にギヤ113を有している。また、リヤプレート11は、軸方向にカムシャフト4を通す軸孔111を有している。フロントプレート18及びリヤプレート11は、カムシャフト4と相対回転可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve
The
The
The
The
ベーンロータ20は、ハウジング12と略同軸に設けられ、ハウジング12の内側に収容されている。ベーンロータ20は、略円筒状のボス部21、及びこのボス部21から径外方向に突出する4個のベーン24〜27を有している。
ボス部21は、軸方向にカムシャフト4を通す軸孔211を有している。ボス部21とカムシャフト4とは圧入、溶接、ボルトなどにより固定されている。これにより、ベーンロータ20は、カムシャフト4とともに回転する。
ベーン24〜27は、各圧力室50を、それぞれ遅角室51〜54と進角室55〜58とに仕切っている。
The
The
The
ボス部21の外径は、シュー14〜17の内径よりも僅かに小さく形成されている。このため、シュー14〜17の径内側の摺接面41〜44と、ボス部21の径外側の外壁とは摺動可能に当接する。シュー14〜17の摺接面41〜44とボス部21の外壁とは、シュー14〜17の周方向の一方の側に形成される遅角室51〜54と、他方の側に形成される進角室55〜58との間の作動油の漏れを抑制している。
The outer diameter of the
ベーン24〜27の外径は、ハウジング12の周壁13の内径よりも僅かに小さく形成されている。シール部材28は、例えば樹脂で形成され、ベーン24〜27の径外方向の外壁に嵌合している。シール部材28は、図示しない板ばねの弾性力により周壁13に押し付けられている。シール部材28は、ベーン24〜27の径方向の外壁と周壁13との間を経由し遅角室51〜54と進角室55〜58との間の作動油の漏れを抑制している。
The outer diameters of the
ベーン27に設けられた孔29には、図示しないストッパピストンが設けられる。ストッパピストンは、リヤプレートに設けられた図示しない嵌合リングに嵌合することで、ハウジング12とベーンロータ20との相対回転を規制する。ストッパピストンの構成については説明を省略する。
A stopper piston (not shown) is provided in the
本実施形態のバルブタイミング調整装置10は図2に示す矢印A方向から見て右回りに回転する。この回転方向を進角方向とする。
図1に示す進角、遅角を表す矢印は、ハウジング12に対するベーンロータ20の進角方向、遅角方向を表している。
ハウジング12とベーンロータ20とは相対回転可能に設けられている。すなわち、各遅角室51〜54に供給される油圧がハウジング12の内壁およびベーンロータ20の外壁に作用すると、ハウジング12に対しベーンロータ20は遅角方向に相対回転する。一方、各進角室55〜58に供給される油圧がハウジング12の内壁およびベーンロータ20の外壁に作用すると、ハウジング12に対しベーンロータ20は進角方向に相対回転する。このような動作によるバルブタイミング調整装置10の位相変換角度θ1を図1に示している。
なお、図1は、ハウジング12に対してベーンロータ20が最進角位置に位相制御されている状態を示している。
The valve
The arrows representing the advance angle and retard angle shown in FIG. 1 represent the advance direction and the retard direction of the
The
FIG. 1 shows a state in which the
続いて、バルブタイミング調整装置10の油圧の供給通路について説明する。
カムシャフト4およびボス部21には、遅角通路31〜34および進角通路35〜38が径方向に延びて形成されている。遅角通路31〜34は、ハウジング12に対してベーンロータ20が最進角位置に位相制御されているとき、摺接面41〜44の遅角室51〜54側に各遅角通路31〜34の開口が位置するように形成されている。一方、進角通路35〜38は、ハウジング12に対してベーンロータ20が最遅角位置に位相制御されているとき、摺接面41〜44の進角室55〜58側に各進角通路35〜38の開口が位置するように形成されている。
Next, the hydraulic pressure supply passage of the valve
The
摺接面41〜44には、遅角溝61〜64および進角溝65〜68が形成されている。遅角溝61〜64は、ハウジング12に対してベーンロータ20が最進角位置に位相制御されているとき、遅角通路31〜34の開口と遅角室51〜54とを連通するように形成されている。一方、進角溝65〜68は、ハウジング12に対してベーンロータ20が最遅角位置に位相制御されているとき、進角通路35〜38の開口と進角室55〜58とを連通するように形成されている。
The slidable contact surfaces 41 to 44 are formed with
遅角溝および進角溝並びにこれらが形成される摺接面について、図4及び図5を参照し、さらに詳しく説明する。図4は、バルブタイミング調整装置10の周壁13とシュー14〜17のみを示すものである。図5は、図4のV方向矢視図である。つまり、図5には、シュー14とその近傍の周壁13が示されている。
なお、図5では、ハウジング12に対してベーンロータ20が最進角位置に位相制御されているときの遅角通路31の開口の位置と、ハウジング12に対してベーンロータ20が最遅角位置に位相制御されているときの進角通路35の開口の位置を破線で示している。
遅角溝61は摺接面41の軸方向の一方に設けられ、進角溝65は摺接面41の軸方向の他方に設けられている。具体的には、遅角溝61はシュー14のフロントプレート18側の壁面181とシュー14の遅角室51側の壁面145とに開口している。一方、進角溝65はシュー14のリヤプレート11側の壁面111とシュー14の進角室55側の壁面146とに開口している。このように、遅角溝61と進角溝65とは、摺接面41に対角状に設けられている。このため、遅角溝61と進角溝65との間の対角の距離L2が遠くなる。また、遅角溝61と進角溝65とを摺接面41に対角状に設けることで、遅角溝61と進角溝65との間の周方向の距離L5、摺接面41の周方向の距離L1を短くすることが可能となる。なお、遅角溝61と進角溝65とは軸方向(図5の矢印Bの方向)から見て重なっていても良い。
遅角溝61とシュー14の進角室55側との距離L3、進角溝65とシュー14の遅角室51側との距離L4、摺接面41の周方向の距離L1、及び遅角溝61と進角溝65との間の対角の距離L2は、摺接面41とボス部21の外壁とによる作動油のシール性を確保することの可能な距離に形成されている。この構成により、シュー14の周方向の一方の側に形成される遅角室51と、他方の側に形成される進角室55との間の作動油の漏れが抑制される。
The retard groove and the advance groove and the sliding contact surface on which these are formed will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 4 shows only the
In FIG. 5, the position of the opening of the
The
The distance L3 between the
次に、バルブタイミング調整装置10の作動を説明する。
<エンジン始動時>
エンジン1が停止している状態ではストッパピストンは嵌合リングに嵌合している。エンジン1を始動した直後の状態では、遅角室51〜54及び進角室55〜58に油圧ポンプ90から十分に作動油が供給されない。このため、ストッパピストンは嵌合リングに嵌合した状態を維持し、クランクシャフト2に対しカムシャフト4は最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が各圧力室50に供給されるまでの間、カムシャフト4が受けるトルク変動によりハウジング12とベーンロータ20とが衝突することによる打音の発生が防止される。
Next, the operation of the valve
<When starting the engine>
When the
<エンジン始動後>
エンジン始動後、油圧ポンプ90から作動油が供給されると、ストッパピストンは、嵌合リングから抜け出し、ベーンロータ20のハウジング12に対する相対回転が許容される。そして、遅角室51〜54及び進角室55〜58の油圧を制御することにより、クランクシャフト2に対するカムシャフト4の位相差が調整可能となる。
<After starting the engine>
When the hydraulic oil is supplied from the
<進角作動時>
バルブタイミング調整装置10を進角制御するとき、電子制御装置(以下、「ECU」という。)91は、切換弁92に供給する駆動電流を制御する。切換弁92は、油圧ポンプ90と進角通路93とを接続し、遅角通路94とオイルパン95とを接続する。油圧ポンプ90から吐出される作動油は、進角通路93、35〜38及び進角溝65〜68を経由し、進角室55〜58に供給される。一方、遅角室51〜54の作動油は、遅角溝61〜64及び遅角通路31〜34、94を経由し、オイルパン95に排出される。進角室55〜58の油圧は、ハウジング12とベーン24〜27に作用し、ベーンロータ20を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ20は、ハウジング12に対し進角方向に回転する。
<Advance angle operation>
When the valve
<遅角作動時>
バルブタイミング調整装置10を遅角制御するとき、ECU91は、切換弁92に供給する駆動電流を制御する。切換弁92は、油圧ポンプ90と遅角通路94とを接続し、進角通路93とオイルパン95とを接続する。油圧ポンプ90から吐出される作動油は、遅角通路94、31〜34及び遅角溝61〜64を経由し、遅角室51〜54に供給される。一方、進角室55〜58の作動油は進角通路35〜38、93及び進角溝65〜68を経由し、オイルパン95に排出される。遅角室51〜54の油圧がハウジング12とベーン24〜27に作用し、ベーンロータ20を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ20は、ハウジング12に対して遅角方向に回転する。
<At retarded angle operation>
When the valve
<中間保持作動時>
ベーンロータ20が目標位相に到達すると、ECU91は切換弁92に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。切換弁92は、油圧ポンプ90と、遅角通路94および進角通路93との接続を遮断し、遅角室51〜54および進角室55〜58からオイルパン95に作動油が排出されることを規制する。このため、ベーンロータ20は目標位相に保持される。
<Intermediate holding operation>
When the
<エンジン停止時作動>
バルブタイミング調整装置10の作動中にエンジン停止が指示されると、ベーンロータ20は、上記遅角作動時と同様の作動によりハウジング12に対して遅角方向に回転し、最遅角位置で回転が停止する。この状態において、ECU91は、油圧ポンプ90の作動を停止するとともに、切換弁92によって遅角通路94とオイルパン95とを接続する。これにより、ストッパピストンは、嵌合リングに嵌合する。
<Operation when the engine is stopped>
When the engine stop is instructed during the operation of the valve
(比較例)
ここで、比較例のバルブタイミング調整装置の周壁とシューの要部拡大図を図12に示す。なお、この比較例および後述する複数の実施形態において、上述した第1実施形態と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。
比較例では、摺接面411の軸方向に遅角溝611及び進角溝651を延ばし、フロントプレート181側からリヤプレート111側に亘り遅角溝611及び進角溝651を形成している。図12では、遅角溝611及び進角溝651の位置を明確にするため、その部分に斜線を記載している。
比較例では、遅角溝611と進角溝651との間の距離L9は、シール性を確保することの可能な距離に形成されている。このため、シュー141の周方向の距離L10は、第1実施形態のシュー14の周方向の距離L1よりも長くなっている。
(Comparative example)
Here, FIG. 12 shows an enlarged view of the main part of the peripheral wall and the shoe of the valve timing adjusting device of the comparative example. Note that, in this comparative example and a plurality of embodiments described later, substantially the same configurations as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the comparative example, the
In the comparative example, the distance L9 between the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、遅角溝61〜64と進角溝65〜68とが摺接面41〜44に対角状に設けられている。このように、遅角溝61〜64と進角溝65〜68との距離L2を遠くに設けることで、摺接面41〜44とボス部21の外壁とによる作動油のシール性を高めることができる。
第1実施形態のバルブタイミング調整装置10は、遅角溝61と進角溝65とを摺接面41に対角状に設けることで、比較例のシール性と略同じ状態で(比較例のL9と第1実施形態のL2,L3、L4が略同じ距離)、遅角溝61と進角溝65との間の周方向の距離L5を短くし、シュー14の周方向の距離L1を小さく形成することが可能となる。その分、圧力室50を周方向に大きく形成し、位相変換角度θ1を大きくすることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the
In the valve
また、例えば第1実施形態の位相変換角度θ1を変えることなく、シュー14の周方向の距離L1を短く形成すると共に、ハウジング12及びベーンロータ20の外径を小さく形成すれば、バルブタイミング調整装置の体格を径方向に小型化することができる。
さらに、例えば第1実施形態の遅角溝61と進角溝65との間の対角の距離L2を、摺接面41とボス部21の外壁とによる作動油のシール性を維持することの可能な範囲で小さく形成すれば、バルブタイミング調整装置の体格を軸方向に小型化することができる。
Further, for example, if the distance L1 in the circumferential direction of the
Further, for example, the diagonal distance L2 between the
また、例えば第1実施形態の位相変換角度θ1を変えること無しに、また、体格を小さくすること無しに、シュー14を周方向に小さく形成した分、ベーンの数を増やすことで、バルブタイミング調整装置は、トルクを高めることができる。
Further, for example, without changing the phase conversion angle θ1 of the first embodiment and without reducing the physique, the valve timing can be adjusted by increasing the number of vanes by forming the
(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のシューとその近傍の周壁のみを図6に示す。第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。
本実施形態では、遅角溝610及び進角溝650が摺接面41を軸方向に延びることなく、周方向に延びている。具体的には、遅角溝610はシュー14のフロントプレート18側の壁面181に開口することなく、シュー14の遅角室51側の壁面145に開口している。一方、進角溝65はシュー14のリヤプレート11側の壁面111に開口することなく、シュー14の遅角室55側の壁面146に開口している。
本実施形態では、遅角溝610及び進角溝650は、例えばフライス加工等により摺接面41を周方向に切削することで形成される。このように遅角溝610及び進角溝650を形成することで、加工工数を低減することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows only the shoe of the valve timing adjusting device according to the second embodiment of the present invention and the peripheral wall in the vicinity thereof. The second embodiment is a modification of the first embodiment.
In this embodiment, the
In the present embodiment, the
(第3実施形態)
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103を図7〜図10に示す。本実施形態では、遅角溝71〜74と進角溝75〜78とがボス部21の外壁に形成されている。
(Third embodiment)
A valve
図9にバルブタイミング調整装置103のベーンロータ20のみを示し、図9に示すX方向の矢視図を図10に示す。図10には、2個のベーン25、26の間のボス部21の外壁とその近傍が示されている。
なお、図10では、ハウジング12に対してベーンロータ20が最進角位置に位相制御されているときのシュー16の摺接面43の両端431、432の位置を破線で示している。
9 shows only the
In FIG. 10, the positions of both ends 431 and 432 of the sliding
遅角溝73はボス部21の外壁の軸方向の一方に設けられ、進角溝77はボス部21の外壁の軸方向の他方に設けられている。具体的には、遅角溝73は、ボス部21のフロントプレート18側の壁面182に開口し、ボス部21と一方のベーン25との境界線250まで延びている。進角溝77はボス部21のリヤプレート11側の壁面112に開口し、ボス部21と他方のベーン26との境界線260まで延びている。このように、遅角溝73と進角溝77とは、ボス部21の外壁に対角状に設けられている。
ここで仮に、ボス部の軸方向に遅角溝及び進角溝を延ばし、フロントプレート側からリヤプレート側に亘り遅角溝及び進角溝を形成した場合、最進角位置に位相制御されているときのシューの摺接面の端部と遅角溝との周方向の距離が近くなる。このため摺接面の面積が小さくなり、シール性が低下する。この場合のシューの摺接面の端部と遅角溝との間の周方向の距離に比べ、第3実施形態によるバルブタイミング調整装置103は、遅角溝73と摺接面43の端部432との対角の距離L7を遠くすることができる。この構成により、摺接面43の面積が大きくなり、一方のベーン25とシュー16との間に形成される遅角室53と、他方のベーン26とシュー16との間に形成される進角室57との間の作動油の漏れを抑制することができる。
The
Here, if the retard groove and the advance groove are extended in the axial direction of the boss part, and the retard groove and the advance groove are formed from the front plate side to the rear plate side, the phase is controlled to the most advanced position. The distance in the circumferential direction between the end of the slidable contact surface of the shoe and the retard groove becomes closer. For this reason, the area of a sliding contact surface becomes small and a sealing performance falls. Compared with the circumferential distance between the end of the sliding surface of the shoe and the retarding groove in this case, the valve
本実施形態では、各ベーン14〜17の間のボス部21の外壁に遅角溝71〜74と進角溝75〜78を対角状に設けることで、摺接面41〜44とボス部21の外壁とによるシール性が向上する。さらに、本実施形態のバルブタイミング調整装置103は、遅角溝73と摺接面41の端部との対角の距離L7を、上述した第1実施形態の遅角溝61と進角溝65との対角の距離L2よりも遠くすることができる。このため、本実施形態のバルブタイミング調整装置103は、第1実施形態よりも摺接面41〜44とボス部21の外壁とのシール性をさらに高め、位相変換角度を拡大し、体格を小型化することができる。
In the present embodiment, the slidable contact surfaces 41 to 44 and the boss portions are provided by diagonally providing the
(第4実施形態)
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のベーンロータのみを図11に示す。第4実施形態は、第3実施形態の変形例である。
本実施形態では、遅角溝730及び進角溝770がボス部21の外壁を軸方向に延びることなく、周方向に延びている。具体的には、遅角溝730はボス部21のフロントプレート18側の壁面182に開口することなく、ボス部21と一方のベーン25との境界線250の近傍まで延びている。一方、進角溝770はボス部21のリヤプレート11側の壁面112に開口することなく、ボス部21と他方のベーン26との境界線260の近傍まで延びている。
本実施形態では、遅角溝730及び進角溝770は、例えばフライス加工等によりボス部21の外壁を周方向に切削することで形成される。このように遅角溝730及び進角溝770を形成することで、加工工数を低減することができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 shows only the vane rotor of the valve timing adjusting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is a modification of the third embodiment.
In this embodiment, the
In the present embodiment, the
(他の実施形態)
上記実施形態では、内燃機関の吸気弁を制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、内燃機関の排気弁を制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。
上記実施形態では、ハウジング12の周壁13及びシュー14〜17と、フロントプレート18と、リヤプレート11とを別体で構成した。これに対し、本発明は、周壁、シュー、フロントプレート及びリヤプレートを一体で構成してもよい。
また、上記実施形態では、ギヤ113をリヤプレート11の径外側に設けた。これに対し、本発明はギヤを周壁またはフロントプレートの径外側に設けてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the valve timing adjusting device that controls the intake valve of the internal combustion engine has been described. On the other hand, you may apply this invention to the valve timing adjustment apparatus which controls the exhaust valve of an internal combustion engine.
In the said embodiment, the surrounding
Further, in the above embodiment, the
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
4:カムシャフト(従動軸)、10、103:バルブタイミング調整装置、11:リヤプレート、12:ハウジング、13:周壁、14〜17:シュー、18:フロントプレート、20:ベーンロータ、21:ボス部、24〜27:ベーン、35〜38進角通路、31〜34:遅角通路、41〜44:摺接面、50:圧力室、51〜54:遅角室、55〜58:進角室、61〜64、71〜74、610、730:遅角溝、65〜68、75〜78、650、770:進角溝
4: camshaft (driven shaft), 10, 103: valve timing adjusting device, 11: rear plate, 12: housing, 13: peripheral wall, 14-17: shoe, 18: front plate, 20: vane rotor, 21:
Claims (4)
筒状の周壁、当該周壁から径内側へ突出するシュー、前記周壁の軸方向の一方に設けられるフロントプレート、及び前記周壁の軸方向の他方に設けられるリヤプレートを有し、前記駆動軸又は前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングと略同軸に設けられ、前記シューの径内側の摺接面に摺接する略円筒状のボス部、及び該ボス部から径外側に突出し、前記シューの周方向の両側に形成される圧力室を進角室と遅角室とに仕切るベーンを有し、前記駆動軸又は前記従動軸の他方とともに回転すると共に、前記進角室又は前記遅角室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対し相対回転するベーンロータと、を備え、
前記ボス部は、前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最遅角位置にあるとき、前記摺接面の前記進角室側に開口が位置する進角通路と、前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最進角位置にあるとき、前記摺接面の前記遅角室側に開口が位置する遅角通路とを有し、
前記シューは、前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最遅角位置にあるとき、前記進角通路の開口と前記進角室とを連通する進角溝と、前記ハウジングに対して前記ベーンロータが最進角位置にあるとき、前記遅角通路の開口と前記遅角室とを連通する遅角溝とを有し、
前記進角溝及び前記遅角溝は、一方の溝が前記摺接面の前記リヤプレート側に設けられ、他方の溝が前記摺接面の前記フロントプレート側に設けられることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 By changing the phase of the drive shaft of the internal combustion engine and the driven shaft that is rotationally driven by the drive force of the drive shaft to open and close the intake valve and the exhaust valve, the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is adjusted. A valve timing adjusting device for adjusting,
A cylindrical peripheral wall, a shoe protruding radially inward from the peripheral wall, a front plate provided on one axial side of the peripheral wall, and a rear plate provided on the other axial side of the peripheral wall, the drive shaft or the A housing that rotates with one of the driven shafts;
A substantially cylindrical boss portion that is provided substantially coaxially with the housing and slidably contacts a slidable contact surface on the radially inner side of the shoe, and a pressure that protrudes radially outward from the boss portion and is formed on both sides in the circumferential direction of the shoe. A vane that partitions the chamber into an advance chamber and a retard chamber, and rotates with the other of the drive shaft or the driven shaft, and the pressure of the working fluid supplied to the advance chamber or the retard chamber A vane rotor that rotates relative to the housing,
When the vane rotor is at the most retarded position with respect to the housing, the boss portion has an advance passage in which an opening is located on the advance chamber side of the sliding contact surface, and the vane rotor is at the most with respect to the housing. A retard passage having an opening on the retard chamber side of the sliding contact surface when in the advance position;
When the vane rotor is at the most retarded position with respect to the housing, the shoe has an advance groove that communicates the opening of the advance passage and the advance chamber, and the vane rotor is most advanced with respect to the housing. A retard groove that communicates the opening of the retard passage and the retard chamber when in an angular position;
The valve is characterized in that one of the advance groove and the retard groove is provided on the rear plate side of the sliding contact surface, and the other groove is provided on the front plate side of the sliding contact surface. Timing adjustment device.
前記進角溝及び前記遅角溝は、一方の溝が前記ボス部の外壁の前記リヤプレート側に設けられ、他方の溝が前記ボス部の外壁の前記フロントプレート側に設けられ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。 Instead of the shoe having the advance groove and the retard groove, the boss part has the advance groove and the retard groove on the outer wall thereof,
One of the advance angle groove and the retard angle groove is provided on the rear plate side of the outer wall of the boss portion, and the other groove is provided on the front plate side of the outer wall of the boss portion. The valve timing adjusting device according to claim 1.
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