JP4985729B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置1を車両の内燃機関2に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置1は、「供給源」としてのポンプ4から供給される「作動液」としての作動油により、カム軸3が開閉する「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。
以下、バルブタイミング調整装置1の基本構成を説明する。バルブタイミング調整装置1は、内燃機関2のクランク軸(図示しない)からカム軸3に機関トルクを伝達する伝達系に設置される駆動部10、並びに当該駆動部10の作動を制御する制御部30を備えている。
図1,2に示すように駆動部10において、ハウジング11は、シュー部材12、スプロケット部材18及びカバー部材13等から構成されている。
図1,2に示すように制御部30において、カム軸3及びその軸受(図示しない)を通して設けられる進角通路72は、回転位相の変化に拘らず進角室52〜54と常時連通する。また、カム軸3及びその軸受を通して設けられる遅角通路74は、回転位相の変化に拘らず遅角室56〜58と常時連通する。
ベーンロータ14にカム軸3が同軸固定されている駆動部10では、内燃機関2の回転中は、カム軸3が開閉駆動する吸気弁からのスプリング反力等に起因する変動トルクがベーンロータ14に作用する。ここで、図3に例示するように変動トルクは、ハウジング11に対する回転位相の進角側にベーンロータ14を付勢する負トルクと、回転位相の遅角側にベーンロータ14を付勢する正トルクとの間において、交番するものである。そして、特に本実施形態の変動トルクは、カム軸3及び軸受間のフリクション等に起因して、正トルクのピークトルクT+が負トルクのピークトルクT−よりも大きくなる傾向を示しており、当該変動トルクの平均トルクTaveによってベーンロータ14が正トルク側、即ち回転位相の遅角側に平均的に偏って付勢されるようになっている。
図1,4に示すように、ハウジング11においてカバー部材13には、金属によって円筒ハット状に形成されたハウジングブッシュ100のフランジ壁101が、同軸固定されている。ハウジングブッシュ100においてフランジ壁101とは反対側の端部には、径方向に貫通するハウジング溝102が設けられている。
図7,8に示すようにハウジング11のカバー部材13は、第一規制凹部131及びロック凹部134を形成している。第一規制凹部131は、カバー部材13の内面132に開口してハウジング11の回転方向に伸びており、閉塞された両端部に一対の規制ストッパ131a,131bが設けられた形となっている。ロック凹部134は、カム軸3に軸平行な有底筒孔状を呈しており、第一規制凹部131の進角側端部において当該規制凹部131の底面に開口している。
図7,18に示すようにハウジング11のカバー部材13は、第二規制凹部231を形成している。第二規制凹部231は、カバー部材13の内面132に開口してハウジング11の回転方向に伸びており、遅角側から進角側に向かって一段階凹むことで浅底部232及び深底部233を有した形となっている。第二規制凹部231の浅底部232及び深底部233においてそれぞれ閉塞された遅角側端部には、規制ストッパ232a,233aが設けられている。
図1に示すように制御部30において、カム軸3及びその軸受を通して設けられる駆動通路300は、回転位相の変化に拘らず通路145,245と常時連通する。また、供給通路76から分岐する分岐通路302は、当該供給通路76を介してポンプ4からの作動油供給を受けるようになっている。さらに、ドレン通路304は、オイルパン5に作動油を排出可能に設けられている。
まず、内燃機関2が正常に停止する場合の通常作動について説明する。
次に、内燃機関2が異常停止する場合のフェイルセーフ作動について説明する。
図22〜25に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態において第一及び第二副規制部材2152,2252が形成する周溝部2157,2257は、カバー部材13側とは反対側には開口しておらず、大径支持部142,242に形成される連通室148,248との間の連通を実質的に遮断されている。また、それぞれ進角室52,53と連通するようにベーンロータ14に貫通形成された第一及び第二進角連通孔147,247は、任意位置の第一及び第二副規制部材2152,2252により、対応する連通室148,248との間の連通を実質的に遮断される。さらに、それぞれ遅角室56,57と連通するようにベーンロータ14に貫通形成された第一及び第二遅角連通孔2147,2247は、任意位置の第一及び第二副規制部材2152,2252により、対応する連通室148,248との間の連通を実質的に遮断される。
図26〜29に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。第三実施形態において常時大気開放且つ連通室148,248に常時連通の大気孔3137,3237は、ロック位相を含む回転位相の全領域でそれぞれ第一及び第二貫通孔149,249と連通するようになっている。
本発明の第四実施形態は、図33〜54を参照して、より好ましい実施形態を示すものである。また図33〜54において、上記の第一実施形態から第三実施形態において説明する構成要素と同一符号を付した構成要素は、同一のものであり、同様の作動及び作用効果を奏する。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
Claims (11)
- 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、当該内燃機関の回転に伴って供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランク軸と連動して回転し、内面よりも凹む凹部を形成するハウジングと、
前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングの内部において進角室及び遅角室を回転方向に区画するベーンを有し、前記作動液が前記進角室又は前記遅角室に導入されることにより前記ハウジングに対する回転位相を進角側又は遅角側に変化させるベーンロータと、
前記ベーンロータにおいて往復移動可能に収容され、前記凹部に突入する突入方向に移動することにより前記回転位相を最進角位相及び最遅角位相の間の規制位相において規制する一方、前記凹部から脱出する脱出方向に移動して前記回転位相の規制を解除する主規制部材と、
前記主規制部材を前記突入方向に付勢し、前記規制位相での当該付勢により前記主規制部材を前記凹部に突入させる一方、前記規制位相と異なる前記回転位相での当該付勢により前記主規制部材を前記内面に当接させる主弾性部材と、
前記ベーンロータにおいて前記主規制部材と同方向に往復移動可能に収容され、前記ベーンロータが形成する作動室に導入される前記作動液から前記脱出方向に圧力を受ける受圧部、及び前記主規制部材に対して前記脱出方向に係合し前記突入方向に離間する係合部を有する副規制部材と、
前記副規制部材を前記突入方向に付勢する副弾性部材と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記ハウジングは、前記主規制部材に対して前記凹部側を大気に開放させる大気孔を形成す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。
- 前記ハウジングは、前記主規制部材に対して前記凹部側とは反対側を大気に開放させる大気孔を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ハウジングは、前記主規制部材に対して前記凹部側を大気に開放させる大気孔、及び前記主規制部材に対して前記凹部側とは反対側を大気に開放させる大気孔を形成し、それら大気孔の間を連通する通孔を前記主規制部材は形成することを特徴とする請求項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。
- 前記副規制部材は、前記主規制部材の外周面に嵌合し、
前記ベーンロータは、前記主規制部材の外周面を支持する支持部を有し、前記副規制部材において当該支持部に対向する前記受圧部との間に前記作動室を形成す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。 - 前記ハウジングは、大気に開放される開放孔を形成し、
前記ベーンロータは、前記進角室及び前記遅角室の一方に連通する連通孔を形成し、
前記副規制部材は、前記開放孔及び前記連通孔の間を遮断する遮断位置よりも前記突入方向に移動することにより、前記開放孔及び前記連通孔の間を連通させ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バルブタイミング調整装置。 - 前記副規制部材の前記突入方向への移動により形成されて前記開放孔から前記連通孔に至る連通経路に、流体の流通面積を絞る絞り部が設けられることと特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ベーンロータは、前記進角室に連通する進角連通孔、及び前記遅角室に連通する遅角連通孔を形成し、
前記副規制部材は、前記進角連通孔及び前記遅角連通孔の間を遮断する遮断位置よりも前記突入方向に移動することにより、前記進角連通孔及び前記遅角連通孔の間を連通させ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バルブタイミング調整装置。 - 前記ハウジングは、大気に開放される開放孔を形成し、
前記副規制部材は、前記遮断位置よりも前記突入方向に移動することにより、前記進角連通孔及び前記遅角連通孔の間を前記開放孔に連通させることを特徴とする請求項8に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記副規制部材の前記突入方向への移動により形成されて前記開放孔から前記進角連通孔及び前記遅角連通孔に至る連通経路に、流体の流通面積を絞る絞り部が設けられることと特徴とする請求項9に記載のバルブタイミング調整装置。
- 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、当該内燃機関の回転に伴って供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランク軸と連動して回転するハウジングと、
前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングの内部において進角室及び遅角室を回転方向に区画するベーンを有し、前記作動液が前記進角室又は前記遅角室に導入されることにより前記ハウジングに対する回転位相を進角側又は遅角側に変化させるベーンロータと、
前記ベーンロータまたは前記ハウジングの一方に往復移動可能に収容され、他方に形成される凹部に突入する突入方向に移動することにより、前記回転位相を最進角位相及び最遅角位相の間の規制位相において規制する一方、前記凹部から脱出する脱出方向に移動して前記回転位相の規制を解除する主規制部材と、
前記主規制部材を前記突入方向に付勢し、前記規制位相での当該付勢により前記主規制部材を前記凹部に突入させる一方、前記規制位相と異なる前記回転位相での当該付勢により前記主規制部材を前記他方の凹部以外の部分に当接させる主弾性部材と、
前記ベーンロータまたは前記ハウジングの一方において前記主規制部材と同方向に往復移動可能に収容され、前記ベーンロータまたは前記ハウジングの一方が形成する作動室に導入される前記作動液から前記脱出方向に圧力を受ける受圧部、及び前記主規制部材に対して前記脱出方向に係合し前記突入方向に離間する係合部を有する副規制部材と、
前記副規制部材を前記突入方向に付勢する副弾性部材と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
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