JP5500393B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献2のバルブタイミング調整装置では、付勢部材の内周端を、素線に過大な応力負荷がかからない径または幅を確保した上でピンに引っ掛ける構成のため、径方向における設置スペースを要することとなる。そのため、バルブタイミング調整装置の体格が増大するおそれがある。また、このバルブタイミング調整装置では、付勢部材の外周端を係合させるためのピンに加え、内周端を係合させるためのピンを必要とするため、部品点数および組み付け工数が増大するおそれがある。
また、請求項1に記載の発明では、上述の通り、前記所定の量(C2のC1に対する偏心量d1、d2)は、素線の巻き方向においてLの近傍に形成される特定箇所の線間隙間がゼロとなる程度の値に設定されている。すなわち、付勢部材は、素線の特定箇所間が軽接触した状態となっている。この構成では、付勢部材の素線(特定箇所)による、内周端の径外方向への移動を規制する効果をより高めることができる。また、共振時の付勢部材の過大振幅を抑えることができるため、付勢部材の耐疲労性を向上することができる。
また、本発明では、付勢部材の内周端を係合させるための係合手段を、ベーンロータのボス部に溝(係合溝)を形成することで実現している。これにより、付勢部材の内周端を係合させるための係合ピン等(部品)を不要にし、構成を簡単にすることができる。その結果、部品点数および組み付け工数を低減することができる。
(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およびその一部を図1〜7に示す。
ハウジング11は、図2に示すように、それぞれ別部材であるリアプレート12、シューハウジング13およびフロントプレート14から構成されている。リアプレート12、シューハウジング13およびフロントプレート14は、例えば鉄等の金属により焼結または鋳造等によって形成されている。ボルト20は、フロントプレート14のボルト穴、シューハウジング13のボルト穴を通り、ボルト穴が形成されたリアプレート12にねじ締め固定されている。これにより、リアプレート12、シューハウジング13およびフロントプレート14は同軸上に固定されている。ここで、シューハウジング13は、特許請求の範囲における「筒部」に対応している。また、リアプレート12およびフロントプレート14のそれぞれは、特許請求の範囲における「板部」に対応している。
図5に示すように、本実施形態では、スプリング26は、ハウジング11のリアプレート12に設けられる前の、内周端261および外周端262が係合溝167および係合ピン24のいずれにも係合していない状態、すなわち自由状態では、素線260の巻き方向に内周端261から外周端262に亘って線間隙間が略等しくなる形状に形成されている。また、内周端261は、中心に向かって曲がるよう形成されている。外周端262は、径外側へ曲がった後、折り返すようにしてフック状に形成されている。
<エンジン始動時>
エンジン6が停止している状態ではストッパピストン30はリング36の穴部37に入り込んでいる(図2参照)。エンジン6を始動した直後の状態では、遅角油圧室51、52、53、54、進角油圧室55、56、57、58、第1圧力室40、第2圧力室41に油圧ポンプ1から十分に作動油が供給されていないので、ストッパピストン30はリング36の穴部37に入り込んだ状態を維持し、クランクシャフト8に対しカムシャフト7は最進角位置に保持されている。これにより、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフト7が受けるトルク変動によりハウジング11とベーンロータ16とが揺動振動して衝突し打音が発生することが防止されている。
エンジン始動後、油圧ポンプ1から作動油が十分に供給されると、第1圧力室40および第2圧力室41に供給される油圧によりストッパピストン30がリング36から抜け出すので、ハウジング11に対しベーンロータ16は相対回転自在となる。そして、各遅角油圧室および各進角油圧室に加わる油圧を制御することにより、クランクシャフト8に対するカムシャフト7の位相差を調整する。
バルブタイミング調整装置10が遅角作動するとき、ECU4は、切換弁3に供給する駆動電流を制御する。切換弁3は、油圧ポンプ1と遅角油路100とを接続し、進角油路110とオイルパン2とを接続する。油圧ポンプ1から吐出される作動油は、遅角油路100を経由し、遅角油圧室51、52、53、54に供給される。遅角油圧室51、52、53、54の油圧がベーン161、162、163、164に作用し、ベーンロータ16を遅角方向に付勢するトルクを発生する。このとき、進角油圧室55、56、57、58の作動油は進角油路110を経由し、オイルパン2に排出される。遅角油圧室51、52、53、54の油圧の発生するトルクが、スプリング26の発生する進角方向のトルクに抗し、ベーンロータ16は、ハウジング11に対し遅角方向に回動する。
バルブタイミング調整装置10が進角作動するとき、ECU4は、切換弁3に供給する駆動電流を制御する。切換弁3は、油圧ポンプ1と進角油路110とを接続し、遅角油路100とオイルパン2とを接続する。油圧ポンプ1から吐出される作動油は、進角油路110を経由し、進角油圧室55、56、57、58に供給される。進角油圧室55、56、57、58の油圧は、ベーン161、162、163、164に作用し、ベーンロータ16を進角方向に付勢するトルクを発生する。このとき、遅角油圧室51、52、53、54の作動油は、遅角油路100を経由し、オイルパン2に排出される。進角油圧室55、56、57、58の油圧の発生するトルクと、スプリング26の付勢力(復元力)がベーンロータ16を進角方向へ回動させるトルクとの合力により、ベーンロータ16は、ハウジング11に対し進角方向に回動する。
ベーンロータ16が目標位相に到達すると、ECU4は切換弁3に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。これにより、切換弁3は、油圧ポンプ1と、遅角油路100および進角油路110との接続を遮断し、遅角油圧室51、52、53、54および進角油圧室55、56、57、58からオイルパン2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16は目標位相に保持される。
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16は、上記進角作動時と同様の作動によりハウジング11に対して進角方向に回転する。ベーンロータ16は、ベーン161がシュー131のストッパ面135に当接するまで進角方向へ回転し、最進角位置で回動が停止する(図1参照)。この状態において、ECU4は、油圧ポンプ1の作動を停止するとともに、切換弁3によって進角油路110とオイルパン2とを接続する。これにより、第2圧力室41の圧力が低下し、ストッパピストン30はスプリング34の付勢力によりリング36側へ移動する。その結果、ストッパピストン30は、リング36の穴部37に入り込む。
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について、図8に基づいて説明する。第2実施形態では、付勢部材の形状、および、付勢部材の外周端を係合させる係合部の位置等が第1実施形態と異なる。
図8に示すように、スプリング26は、O2がO1およびp0からLの方向に遠ざかるようC2がC1に対し所定の量d2偏心する形状となるよう、内周端261および外周端262が係合溝167および係合ピン24に係合している。係合ピン24は、スプリング26の素線260の巻き方向においてLの近傍に位置するよう設けられている。本実施形態では、係合ピン24は、軸Ax2がl1に交わるような位置に設けられている。
上述の実施形態では、付勢部材としてのスプリング26をリアプレート12のシューハウジング13とは反対側に設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、スプリング26をフロントプレート14のシューハウジング13とは反対側に設けることとしてもよい。
また、上述の実施形態では、付勢部材の素線として、角線すなわち断面矩形状の線材を用いる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、付勢部材の素線として、丸線すなわち断面円形状の線材を用いることとしてもよい。
また、上述の実施形態では、付勢部材がベーンロータをハウジングに対し進角方向に付勢する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、付勢部材は、ベーンロータをハウジングに対し遅角方向に付勢することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ベーンロータとハウジングとの相対回転を規制するストッパピストンを備えない構成であってもよい。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
8 ・・・・・クランクシャフト(駆動軸)
7、9 ・・・カムシャフト(従動軸)
71 ・・・・排気弁
91 ・・・・吸気弁
10 ・・・・バルブタイミング調整装置
11 ・・・・ハウジング
12 ・・・・リアプレート(板部)
13 ・・・・シューハウジング(筒部)
14 ・・・・フロントプレート(板部)
16 ・・・・ベーンロータ
160 ・・・ボス部
161、162、163、164 ・・・ベーン
167 ・・・係合溝
24 ・・・・係合ピン(係合部)
50 ・・・・収容室
51、52、53、54 ・・・遅角油圧室(遅角室)
55、56、57、58 ・・・進角油圧室(進角室)
26 ・・・・スプリング(付勢部材)
260 ・・・素線
261 ・・・内周端
262 ・・・外周端
C1、C2 ・・・仮想円
O1、O2 ・・・中心
p0 ・・・・当接点
L ・・・・・仮想直線
Claims (3)
- 内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸により開閉駆動される吸気弁およ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であって、
筒部、当該筒部の両端を塞ぐ板部、および、当該板部に設けられる係合部を有し、前記板部と前記筒部との間において前記筒部の周方向に所定の角度範囲毎に収容室を形成し、前記筒部の軸を回転中心として前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングに収容される略円筒状のボス部、当該ボス部から径外方向に突出することで前記収容室を遅角室および進角室に仕切る複数のベーン、および、前記ボス部の径外方向へ延びるよう前記ボス部に形成される係合溝を有し、前記ボス部の軸を回転中心として前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転し、前記遅角室および前記進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遅角方向または進角方向に相対回転するよう駆動されるベーンロータと、
素線を巻回すことにより略渦巻状に形成され、内周端が前記係合溝に係合し外周端が前記係合部に係合するよう前記板部の前記筒部とは反対側に設けられ、前記ベーンロータを前記ハウジングに対し進角方向または遅角方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記素線の芯を通る仮想円のうち最も内側の仮想円をC1、最も外側の仮想円をC2、C1の中心をO1、C2の中心をO2、前記内周端と前記係合溝との当接点をp0、ならびに、O1およびp0を通る仮想直線をLとすると、
前記付勢部材は、O2がO1およびp0からLの方向に遠ざかるようC2がC1に対し所定の量(d1、d2)偏心することで、前記素線の巻き方向においてLの近傍に形成される特定箇所の線間隙間がゼロとなり、前記素線の前記特定箇所間が軽接触した状態となるよう、前記内周端および前記外周端が前記係合溝および前記係合部に係合していることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記係合部は、前記板部から前記筒部とは反対側へ突出するよう設けられる係合ピンであり、前記素線の巻き方向においてLの近傍に位置するよう設けられてい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。
- 前記付勢部材は、前記板部に設けられる前の、前記内周端および前記外周端が前記係合溝および前記係合部のいずれにも係合していない状態では、前記素線の巻き方向に前記内周端から前記外周端に亘って線間隙間が略等しくなる形状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のバルブタイミング調整装置。
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