JP5382427B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
本構成によると、第一通路は、反対側の回転部材に形成され、進角室または遅角室との何れか一方に接続されている。また、第二通路は、収容部に接続された状態で収容部側の回転部材に形成されている。このように、第一通路と第二通路とを異なる側の回転部材に形成してあるため、進角側への制御もしくは遅角側への制御を行うだけで、規制解除通路の連通を遮断することができる。
この弁開閉時期制御装置1は、図1に示すごとく、不図示のエンジン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、カムシャフト101と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ3とを備えている。カムシャフト101は、エンジンの排気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。
内部ロータ3は、カムシャフト101の先端部に一体的に組付けられている。なお、カムシャフト101は、不図示のエンジンのシリンダヘッドに回転自在に組み付けられている。
収容部34は、図7に示すごとく、カムシャフト101の回転軸芯(以下、「回転軸芯」と称する)の方向に沿って内部ロータ3に形成された穴部であって、フロントプレート22の側からリアプレート21の側に亘って内部ロータ3を貫通している。収容部34は、径が異なる円筒状の空間を三段積み重ねた形状であって、後述する規制部材5が摺動可能となるよう、規制部材5の形状より僅かに大きな形状に形成してある。収容部34は、幅狭内周部34a、中間内周部34b、幅広内周部34c、第一段部34d、及び第二段部34eを備えている。
規制部材5は、図7に示すごとく、径が異なる円筒を三段積み重ねた形状であって、その内部には、円筒形状の凹部52hが形成されている。上記三段の円筒は、リアプレート21(図3参照)の側からフロントプレート22の側に向かう程、径が大きい。規制部材5は、幅狭外周部52a、中間外周部52b、幅広外周部52c、第一段部52d、第二段部52e、先端部52f、及び底部52gを備えている。上述したように、規制部材5が収容部34に沿って摺動可能となるよう、収容部34の幅狭内周部34a、中間内周部34b、幅広内周部34c、第一段部34d、及び第二段部34eの形状は、規制部材5の幅狭外周部52a、中間外周部52b、幅広外周部52c、第一段部52d、及び第二段部52eの形状に夫々対応させてある。
規制凹部25は、図3(b)及び図7に示すごとく、リアプレート21の内部ロータ3の側の表面に形成された長穴形状の溝である。規制凹部25は、回転軸芯を中心とした円弧であって、第一端部25a、第二端部25b、底部25c、長手方向に沿った側部とから構成されている。
規制部材5は、図3(a)に示すごとく、収容部34に配設されると共に、凹部52hに備えられたスプリング51によって、先端部52fが規制凹部25に突入するよう常時付勢されている。規制凹部25の深さは、先端部52fが底部25cに当接しない程度に設定してある。先端部52fと底部25cとの隙間29が、本発明の「規制凹部と規制部材との隙間」に相当する。規制部材5の先端部52fが規制凹部25に突入したとき、相対回転位相が規制範囲内に規制され、「規制状態」が作り出される。スプリング51による付勢力に抗して、先端部52fが規制凹部25から引退したとき、規制状態が解除され、「解除状態」となる。
規制解除通路は、第一通路26と第二通路35とを備えている。第一通路26は、図3及び図7に示すごとく、リアプレート21の内部ロータ3の側の表面に形成されている。第一通路26は、規制凹部25と同様に、回転軸芯を中心とした円弧状の長溝である。図示はしないが、外部ロータ2に対する内部ロータ3の相対回転移動に伴い、第一通路26の一方の端部は進角室41と連通可能であり、少なくとも、規制状態のときに進角室41と連通する。第一通路26の他方の端部は、規制凹部25の付近まで延在しているが、規制凹部25とは連通していない。
内部ロータ3には、図5に示すごとく、第一保持通路36と第二保持通路37とが形成してある。第一保持通路36は、進角室41と収容部34の中間内周部34b(図7参照)とを連通している。第二保持通路37は、遅角室42と収容部34の幅広内周部34c(図7参照)とを連通している。第一保持通路36及び第二保持通路37は、上記の連通をしていれば、加工性を勘案してその経路を決定して良い。
弁開閉時期制御装置1は、規制状態のときのみ、隙間29、隙間38、及び隙間39を大気に開放するリーク路を備えている。図3に示すごとく、規制部材5に、第一リーク路53、第二リーク路54、第三リーク路55が形成してある。第一リーク路53は、先端部52fから凹部52hに亘って規制部材5を貫通する孔である。第二リーク路54は、第一段部52dから底部52gに亘って規制部材5を貫通する孔である。第三リーク路55は、第二段部52eから底部52gに亘って規制部材5を貫通する孔である。さらに、フロントプレート22には収容部34を大気に開放する第四リーク路27が形成されている。第四リーク路27は、収容部34側から大気側に亘ってフロントプレート22を貫通する孔である。
弁開閉時期制御装置1は、図2に示すごとく、ロック機構6を備えている。ロック機構6は、相対回転位相を最進角位相に拘束する機構であって、内部ロータ3に形成したロック通路61及びロック溝62、ロック溝62に出退可能なロック部材63、及び、内部ロータ3の外部ロータ2との境界面に、遅角室42とロック通路61とを連通するよう形成した溝である遅角室連通路65から構成してある。ロック部材63は、スプリング64によって、常時ロック溝62に突入するよう付勢されている。ロック部材63がロック溝62に突入すると、相対回転位相は最進角位相に拘束され、ロック部材63がロック溝62から引退すると、前記拘束が解除され、相対回転位相の変位が許容される。ただし、ロック部材63がロック溝62から引退しても、規制部材5が規制凹部25に突入している間は規制状態が維持され、相対回転位相は上述した規制範囲に規制される。
作動流体給排機構7の構成について簡単に説明する。作動流体給排機構7は、図1に示すごとく、エンジンにより駆動されて作動油の供給を行うポンプ71と、進角油路43及び遅角油路44に対する作動油の供給及び排出を制御する流路切換弁72と、作動油を貯留するオイルパン73とを備えている。
相対回転位相が最進角位相である状態で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。
HC)の発生を抑制することができる。
本発明に係る弁開閉時期制御装置を、吸気弁側の弁開閉時期制御装置として自動車用エンジンに適応した実施形態について図8から図15に基づいて説明する。図9(b)図は、図9(a)図のIXb−IXb方向の展開断面図を示す。図10から図14については、図9のIXb−IXbのごとく展開方向を示していないが、各(b)図の展開方向は図9と同様とする。
この弁開閉時期制御装置1は、図8に示すごとく、不図示のエンジン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、カムシャフト101と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ3とを備えている。カムシャフト101は、エンジンの吸気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。
収容部34は、図9、図15に示すごとく、回転軸芯方向に沿って、突出部131に形成された穴部であって、フロントプレート22(図8参照)の側からリアプレート21の側に亘って内部ロータ3を貫通している。収容部34は、径が異なる円筒状の空間を二段積み重ねた形状であって、規制部材5が摺動可能となるよう、規制部材5の形状より僅かに大きな形状に形成してある。収容部34は、幅狭内周部34a、幅広内周部34c、段部134dを備えている。
規制部材5は、図9、図15に示すごとく、径が異なる円筒を二段積み重ねた形状であって、その内部には、円筒形状の凹部52hが形成されている。上記二段の円筒のうち、フロントプレート22の側の円筒の径は、リアプレート21の側の円筒の径よりも大きい。規制部材5は、幅狭外周部52a、幅広外周部52c、段部152d、先端部52f、及び底部52gを備えている。上述したように、規制部材5が収容部34に沿って摺動可能となるよう、収容部34の幅狭内周部34a、幅広内周部34c、及び段部134dの形状は、規制部材5の幅狭外周部52a、幅広外周部52c、及び段部152dの形状に夫々対応させてある。
規制凹部25は、図9、図15に示すごとく、リアプレート21の内部ロータ3の側の表面に形成された長穴形状の溝である。規制凹部25は、回転軸芯を中心とした円弧であって、第一端部25a、第二端部25b、底部25c、長手方向に沿った側部とから構成されている。規制凹部25は、図9、13、14に示すように、相対回転位相の変位と共に、遅角室42に開放される場合がある。これは各部の配置から生じる結果であって、必ずしも規制凹部25が遅角室42に開放される必要なない。
規制状態において、図9に示すごとく、幅狭外周部52aが第二端部25bと当接しているときの位相が、最進角位相と最遅角位相との間の所定位相に相当するよう、規制凹部25を形成してある。以下、所定位相を「中間ロック位相」と称する。中間ロック位相は、エンジンを始動することが可能な位相である。また、図11(a)に示すごとく、幅狭外周部52aが第一端部25aと当接しているときの位相が最進角位相に相当するよう、規制凹部25を形成してある。即ち、規制部材5が規制凹部25に突入したとき、相対回転位相は最進角位相から中間ロック位相までの範囲に規制される。
第一通路26は、図9、図15に示すごとく、リアプレート21の内部ロータ3の側の表面に形成されている。第一通路26は、規制凹部25と同様に、回転軸芯を中心とした円弧状の長溝である。内部ロータ3の相対回転移動に伴い、第一通路26の一方の端部は遅角室42と連通可能であり、少なくとも、規制状態のときに遅角室42と連通する。第一通路26の他方の端部は、規制凹部25とは連通していない。
突出部131には、図9、図15に示すごとく、保持通路36が形成してある。保持通路36は、遅角室42と収容部34の幅広内周部34cとを連通している。
図示はしないが、弁開閉時期制御装置1は、上述の実施形態のごとくリーク路を備えていても良い。
弁開閉時期制御装置1は、図9に示すごとく、相対回転位相を中間ロック位相に拘束するロック機構6を備えている。ロック機構6は、ロック通路61及びロック溝62、及び、ロック溝62に出退可能なロック部材63を備えている。ただし、ロック部材63がロック溝62から引退しても、規制部材5が規制凹部25に突入している間は規制状態が維持され、相対回転位相は上述した規制範囲に規制される。
本実施形態においても、給電が「ON」となったとき、流路切換弁72は図1の左方向へ移動し、遅角制御が可能な作動油経路が形成される。給電が「OFF」となったとき、流路切換弁72は図1の右方向へ移動し、進角制御が可能な作動油経路が形成される。
相対回転位相が中間ロック位相である状態で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。
2 外部ロータ(駆動側回転部材)
3 内部ロータ(従動側回転部材)
4 流体圧室
5 規制部材
6 ロック機構
25 規制凹部
25a 第一端部(反対側の端部)
25b 第二端部(所定位相側端部)
26 第一通路(規制解除通路)
27 第四リーク路(リーク路)
29 隙間(規制凹部と規制部材との隙間)
32 ベーン(仕切部)
34 収容部
35 第二通路(規制解除通路)
36 第一保持通路(保持通路)
37 第二保持通路(保持通路)
38 隙間(第一隙間・第二隙間・収容部及び段部の隙間・収容部と規制部材との隙間)
39 隙間(第三隙間・収容部及び段部の隙間・収容部と規制部材との隙間)
41 進角室
42 遅角室
52d 第一段部(段部)
52e 第二段部(段部)
53 第一リーク路(リーク路)
54 第二リーク路(リーク路)
55 第三リーク路(リーク路)
101 カムシャフト
131 突出部(仕切部)
152d 段部
Claims (12)
- 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で形成された流体圧室と、
前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るよう前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
前記駆動側回転部材または前記従動側回転部材の何れか一方に形成された収容部に配置されると共に、前記収容部とは反対側の回転部材に対して出退可能な規制部材と、
該規制部材が突入可能となるよう前記反対側の回転部材に長穴形状に形成され、前記規制部材が突入したときに、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最進角位相または最遅角位相の何れか一方から前記最進角位相と前記最遅角位相との間の所定位相までの範囲に規制する規制凹部と、
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移動に伴い、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通し、前記規制部材と前記規制凹部とによる規制を解除可能な規制解除通路と、を備え、
少なくとも前記規制部材が前記反対側の回転部材の回転方向における前記規制凹部の両端部のうち何れか一方に当接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断され、前記規制部材が前記規制凹部から前記規制凹部の所定位相側端部を越えて動作するのを規制するよう構成し、
前記規制解除通路が、前記進角室または前記遅角室の何れか一方に接続された状態で前記反対側の回転部材に形成された第一通路と、前記収容部に接続された状態で前記収容部側の回転部材に形成され、前記相対回転移動に伴い前記第一通路と前記収容部とを連通可能な第二通路と、を備えている弁開閉時期制御装置。 - 前記規制部材が前記両端部のうち何れか一方に近接したとき、前記規制解除通路の連通が遮断される請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第二通路とは異なる通路であって、前記進角室または前記遅角室の何れか一方と前記収容部とを連通するよう、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記規制部材を引退した状態に保持する保持通路を備えた請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記規制部材がその引退する方向に段部を介して拡幅するよう形成され、
前記第二通路が前記収容部及び前記段部の隙間と前記第一通路とを連通し、前記保持通路が前記隙間と前記進角室または前記遅角室の何れか一方とを連通するよう構成してある請求項3に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記所定位相側端部とは反対側の端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室とは反対側の室に前記第一通路が接続されるよう構成してある請求項3または4に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記保持通路としての第一保持通路と、
前記第二通路とは異なる通路であって、前記収容部側の回転部材に形成され、前記規制が解除されているときに、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一保持通路が連通する室とは反対側の室と前記収容部とを連通し、前記規制が解除された状態を保持する第二保持通路とを備えた請求項5に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記規制部材がその引退する方向に複数の段部を介して拡幅するよう形成され、
前記第二通路が前記収容部及び前記段部の第一隙間と前記第一通路とを連通し、前記第一保持通路が前記収容部及び前記段部の第二隙間と前記進角室または前記遅角室の一方とを連通し、前記第二保持通路が前記収容部及び前記段部の第三隙間と前記進角室または前記遅角室の他方とを連通し、
少なくとも、前記第二隙間と前記第三隙間とが異なる場所に形成されるよう構成してある請求項6に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記所定位相側端部に前記規制部材が近接したときに、前記第二通路による前記第一通路と前記収容部との連通が遮断され、前記進角室及び前記遅角室のうち、前記相対回転位相を前記最進角位相または前記最遅角位相から前記所定位相の方向へ変位させる室に前記第一通路が接続されるよう構成してある請求項3または4に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一通路が接続される室と、前記進角室と前記遅角室とのうち前記保持通路が連通する室とが同一である請求項8に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記隙間が環状の空間である請求項4から9の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記相対回転位相を前記最進角位相、前記最遅角位相、または前記所定位相の何れかに拘束するロック機構を備えた請求項1から10の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記収容部と前記規制部材との隙間、及び、前記規制凹部と前記規制部材との隙間を、前記相対回転位相が規制されているときのみ大気に開放するリーク路を前記規制部材に備えた請求項1から11の何れかに記載の弁開閉時期制御装置。
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