JP5660407B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
(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に示す。バルブタイミング調整装置10は、図2に示すエンジン90の吸気バルブ91の開閉タイミングを調整するためのものである。図2に示すように、エンジン90の駆動軸であるクランクシャフト93の回転は、スプロケット11、94、95に巻き掛けられているチェーン96を介してカムシャフト97、98に伝達される。カムシャフト97は吸気バルブ91を開閉駆動する従動軸であり、カムシャフト98は排気バルブ92を開閉駆動する従動軸である。
また、バルブタイミング調整装置10は、スプロケット11に対しカムシャフト97を回転方向とは反対方向へ相対回転させることにより、吸気バルブ91の開閉タイミングを遅くする。このように吸気バルブ91の開閉タイミングが遅くなるようにカムシャフト97を相対回転させることを「遅角させる」という。
カップ20は、カムシャフトと同軸上に設けられる筒部21、筒部21の一端部に位置する底部22、および、筒部21の内部を複数の圧力室に仕切るように当該筒部21から径方向内側に延びている複数の仕切り部23を有している。
また、回転位相が目標値と一致する場合、進角室24および遅角室25が閉じられ、回転位相が保持される。
したがって、ストッパピン42からベーンロータ30に作用する周方向の力が遅角側と進角側とで異なる場合、遅角側の力に応じて爪51を設計することができ、また進角側の力に応じて爪52を設計することができる。
したがって、爪51は、ストッパピン42からベーンロータ30へ作用する遅角側の力を当該力の作用線上で受けることができる。
したがって、爪52は、爪51がたわむことによって移動するストッパピン42に追従しやすくなる。そのため、ストッパピン42が移動する場合であっても、爪52によるストッパピン42の保持状態が維持される。
したがって、積層体を構成する複数の金属版のうち一部の金属板に爪が設けられる形態と比べると、爪51、52がストッパピン42から受ける力の許容値を高く設定することができる。
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を図8に基づき説明する。
第2実施形態では、ベーンロータ60のボス部61の中心部分は、複数の金属板40と複数の金属板62とから構成されている。金属板40は孔および爪51、52を有するのに対し、金属板62は孔50だけと有する。金属板62は、特許請求の範囲に記載の「第2金属板」に相当する。金属板62は、ベーンロータ60のボス部61のうち軸方向の中央部に設けられ、金属板40は、ベーンロータ60のボス部61のうち軸方向の一端部および他端部に設けられている。
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を図9に基づき説明する。
第3実施形態では、ベーンロータ70のボス部71の中心部分は、複数の金属板40と複数の金属板62とから構成されている。金属板40および金属板62は軸方向へ交互に積層されている。
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を図10に基づき説明する。
第4実施形態では、金属板80は、爪51、81、82を有している。金属板80は、特許請求の範囲に記載の「第1金属板」に相当する。
第4実施形態では、爪81は、ストッパピン42からベーンロータ30へ作用する進角側の力を当該力の作用線上で受けることができる。
本発明の第5実施形態によるバルブタイミング調整装置を図11に基づき説明する。
第5実施形態では、金属板90は、孔91および爪51、81を有している。金属板90は、特許請求の範囲に記載の「第1金属板」に相当する。
第5実施形態によれば、第4実施形態と比べて爪82が無いため、金属板90の形状を簡素化することができる。
本発明の第6実施形態によるバルブタイミング調整装置を図12に基づき説明する。
第6実施形態では、金属板100は、孔101および爪51を有している。金属板100は、特許請求の範囲に記載の「第1金属板」に相当する。
第6実施形態によれば、第4実施形態と比べて爪81、82が無いため、金属板100の形状を簡素化することができる。
本発明の第7実施形態によるバルブタイミング調整装置を図13に基づき説明する。
第7実施形態では、金属板110は、爪111、112を有している。金属板110は、特許請求の範囲に記載の「第1金属板」に相当する。
本発明の第8実施形態によるバルブタイミング調整装置を図14に基づき説明する。
第8実施形態では、金属板40の孔50内に弾性部材120が封入されている。
したがって、ストッパピン42からベーンロータ30へ作用する力を弾性部材120で受けることができる。このように弾性部材120を設けることによって、衝撃力の吸収度合いをエンジンの仕様に応じて容易に変更することができる。
本発明の第9実施形態によるバルブタイミング調整装置を図15に基づき説明する。
第9実施形態では、金属板130の各爪51、52は、接続部131によって先端部が互いに接続されている。各接続部131は、ストッパピン42の外周面に沿って円弧状に延びており、爪51、52の先端部と共に、ストッパピン42の外周面に密着する円形の内壁面を形成している。
第9実施形態によれば、組み付け時にストッパピン42の位置決めを容易に行うことができる。
本発明の第10実施形態によるバルブタイミング調整装置を図16に基づき説明する。
第10実施形態では、ストッパピン140は、スプロケット11側の一端部だけがベーンロータ30のボス部31から突き出している。つまり、ストッパピン140は、カップ20の底部22側の他端部がベーンロータ30のボス部31から突き出していない。ストッパピン140の一端部は、スプロケット11が有する第1ストッパ面43および第2ストッパ面45に当接可能である。
本発明の第11実施形態によるバルブタイミング調整装置を図17に基づき説明する。
第11実施形態では、ストッパピン140の一端部、すなわちストッパピン140のうちベーンロータ150外に突き出している部分を突出部分152とすると、ベーンロータ150のボス部151を構成する複数の金属板40、153のうち突出部分152から比較的遠い金属板153は、突出部分152に比較的近い金属板40よりもヤング率が低い材料から構成されている。本実施形態では、例えば金属板40は鋼から構成され、金属板153はアルミニウム合金から構成されている。
これに対し、第11実施形態では、突出部分152から遠い金属板153の材料のヤング率は、突出部分152に近い金属板40の材料のヤング率よりも低い。そのため、各金属板40、153の爪51のたわみ量のばらつきを低減することができる。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータは、樹脂部材を有さず、複数の金属板のみから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、金属板の爪は、5つ以上設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、金属板の爪が複数設けられる場合、各爪はストッパピンの軸心まわりに等角度間隔に配置されていなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンは2本以上設けられてもよい。ストッパピンが複数設けられる場合、各ストッパピンは、周方向に等角度間隔で設けてもよいし、周方向に等角度間隔で設けられなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンは、ベーンロータの軸方向の一端側と他端側とに1本ずつ設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンは、カップの底部側の端部だけがベーンロータのボス部から突き出すように構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパ面は、円弧溝の周方向の端面でなくてもよく、例えば凹部の内壁面または凸部の外壁面であってもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピン、スプロケットおよびカップの一部または全部は、金属以外の材料、例えば樹脂などから構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンと円弧溝の内壁とには、表面処理が施されなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータの軸受手段は、ストッパピンおよび円弧溝以外から構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータのベーン部の数は、4つ以上であってもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整装置は、エンジンの排気バルブの開閉タイミングを調整するためのものであってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
20・・・カップ(ハウジング)
30、60、70、150・・・ベーンロータ
31、61、71、151・・・ボス部
32・・・ベーン部
43、44・・・第1ストッパ面
45、46・・・第2ストッパ面
42、140・・・ストッパピン
40、62、80、90、100、110、130、153・・・金属板
50、91、101・・・孔
51、52、81、82、111、112・・・爪
Claims (10)
- エンジン(90)の駆動軸(93)と従動軸(97)との回転位相を変化させることにより、前記従動軸が駆動するバルブ(91)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(10)であって、
前記駆動軸および前記従動軸の一方と一体に回転可能なハウジング(11、20)と、
前記ハウジング内で前記駆動軸および前記従動軸の他方と一体に回転可能なボス部(31、61、71、151)、および、前記ハウジングと前記ボス部とが区画形成する空間を進角室(24)と遅角室(25)とに仕切るベーン部(32)を有し、前記進角室および前記遅角室の作動油の圧力に応じて前記ハウジングに対し進角側または遅角側に相対回転するベーンロータ(30、60、70、150)と、
前記ベーンロータの前記ボス部から前記ハウジングまで軸方向へ突き出し、前記ハウジングに形成された第1ストッパ面(43、44)に当接することによって前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位置を最進角位置で規制し、前記ハウジングに形成された第2ストッパ面(45、46)に当接することによって前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回転位置を最遅角位置で規制するストッパピン(42、140)と、
を備え、
前記ベーンロータの前記ボス部は、軸方向へ積層された複数の金属板(40、62、80、90、100、110、130、153)を含み、
複数の前記金属板のうち少なくとも一部の金属板(40、80、90、100、110、130、153)は、前記ストッパピンが挿入されている孔(50、91、101)、および、前記孔の内壁から前記ストッパピンに向かって突き出して当該ストッパピンを保持している爪(51、52、81、82、111、112)を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記金属板は、前記孔および前記爪の両方を有する第1金属板(40、80、90、100、110、130、153)と、前記孔だけを有する第2金属板(62)とに分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。
- 前記第2金属板は、前記ベーンロータの前記ボス部のうち軸方向の中央部に設けられ、
前記第1金属板は、前記ベーンロータの前記ボス部のうち軸方向の一端部および他端部に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記第1金属板および前記第2金属板は軸方向へ交互に積層されていることを特徴とする請求項2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記第1金属板は複数の前記爪を有し、
前記ベーンロータの回転軸心(55)と前記ストッパピンの軸心(53)とを通る仮想的な直線を仮想直線(54)とし、
前記仮想直線に対して進角側に位置する前記爪を進角側爪(52、81、112)とし、
前記仮想直線に対して遅角側に位置する前記爪を遅角側爪(51、82、111)とすると、
前記進角側爪と前記遅角側爪とは、前記仮想直線に対して非対称に形成されてい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。 - 前記ベーンロータと同心であり且つ前記ストッパピンの軸心を通る仮想的な円を仮想円(47)とすると、
前記遅角側爪は前記仮想円上に設けられていることを特徴とする請求項5に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記進角側爪は、前記仮想円を挟んだ両側に一つずつ設けられていることを特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ストッパピン(140)のうち前記ベーンロータ外に突き出している部分を突出部分(152)とすると、
複数の前記金属板のうち前記突出部分から比較的遠い金属板(153)は、前記突出部分に比較的近い金属板(40)よりもヤング率が低い材料から構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。 - 前記孔内に封入された弾性部材(120)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記爪は複数設けられ、
各前記爪の先端部は、接続部(131)によって互いに接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
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