JP5811351B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの吸気弁または排気弁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に関する。
従来、エンジンのクランクシャフトとカムシャフトとの回転位相を変化させることで吸気弁または排気弁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。クランクシャフトと一体に回転するハウジング内の進角室または遅角室に作動油を供給することで、カムシャフトと一体に回転するベーンロータを相対回動させ、開閉タイミングを調整する。ここで、進角室及び遅角室に作動油を供給する油路に逆止弁を設けることがある。特許文献1には、逆止弁としてリードバルブを備えるチェックバルブシステムが記載されている。
特開2003−314229号公報
しかしながら、特許文献1に記載のチェックバルブシステムでは、リードバルブの開弁速度を速くするために供給リードバルブに接続する油路の断面積を小さくすると、大流量の作動油を流す場合、大きな圧力損失が発生し、十分なベーンロータの相対回転速度が得られなくなり作動応答性が悪化する。一方、当該油路の断面積を大きくすると、小流量の作動油を流す場合、リードバルブの開弁速度が遅くなり逆止弁として十分に機能しなくなる。これにより、遅角室及び進角室の作動油が相対回動中に逆流し、カム位相制御応答性が低下する。
本発明の目的は、大流量の作動油を流すとき必要な流量が供給可能であるとともに小流量の作動油を流すとき確実に開弁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。
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、エンジンの駆動軸と従動軸との回転位相を変更し、従動軸が開閉駆動する吸気弁または排気弁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は、第1ハウジング、第2ハウジング、ベーンロータ、第1供給油路、第2供給油路、スリーブ、スプール、及び、リードバルブを備える。
第1ハウジングは、従動軸の端部が挿通される貫通孔を有し、駆動軸と一体に回転する。第2ハウジングは、第1ハウジングに一端が塞がれる筒部、及び、筒部の他端を塞ぐ底部を有し、駆動軸及び第1ハウジングと一体に回転する。ベーンロータは、第2ハウジング内部に設けられるボス部、及び、第2ハウジング内部を進角室及び遅角室に仕切るベーン部から一体に形成され、従動軸と一体に回転する。ベーンロータは、進角室及び遅角室の作動油の圧力に応じて第2ハウジングに対し進角側または遅角側に相対回動する。
第1供給油路は、従動軸内部に複数形成され、従動軸のベーンロータ側の第1端面に開口する。第2供給油路は、ベーンロータ内部に複数形成され、ベーンロータの第1ハウジング側の第2端面に開口する。第2供給油路は、複数の第1供給油路のそれぞれに連通可能である。複数の第2供給油路のうち少なくとも1つの第2供給油路の断面積は、少なくとも1つの第2供給油路を除く他の第2供給油路の断面積より小さい。
スリーブは、ベーンロータのボス部の径内方向に設けられる筒状部材からなる。このスリーブは、第2供給油路に連通する供給ポート、進角室に連通する進角ポート、及び、遅角室に連通する遅角ポートを有する。スプールは、スリーブの径内方向でスリーブに対し軸方向に摺動可能に設けられる。スプールは、供給ポートと進角ポートとを接続する進角位置、供給ポートと遅角ポートとを接続する遅角位置、及び、供給ポートと進角ポート及び遅角ポートとの接続を遮断する遮断位置に作動可能である。
リードバルブは、従動軸の第1端面とベーンロータの第2端面との間に挟み込まれる固定部と、第1端面が有する複数の第1供給油路の開口を開閉可能な複数のリード部とからなる。固定部は、第1供給油路と第2供給油路とを接続可能な複数の通孔を有する。複数のリード部は、複数の当該通孔の縁から通孔内に延びるよう形成される。リードバルブは、第1供給油路から第2供給油路への作動油の流通を許容し、第2供給油路から第1供給油路への作動油の流通を禁止する。
請求項1に記載のバルブタイミング調整装置のリードバルブでは、第1供給油路内の圧力が第2供給油路内の圧力より所定の値以上大きい場合、リード部が開弁する。このバルブタイミング調整装置は、第1供給油路と第2供給油路との組み合わせを複数備える。ここで、少なくとも1つの第1供給油路と第2供給油路との組み合わせでの第1供給油路内の圧力と第2供給油路内の圧力との差は、当該少なくとも1つの第1供給油路と第2供給油路との組み合わせを除く他の第1供給油路と第2供給油路との組み合わせでの第1供給油路内の圧力と第2供給油路内の圧力との差より大きくなる。これにより、同じ量の作動油が第1供給油路を流れる場合、少なくとも1つの第1供給油路と第2供給油路との組み合わせに対応するリード部の方が、当該少なくとも1つの第1供給油路と第2供給油路との組み合わせを除く他の第1供給油路と第2供給油路との組み合わせに対応するリード部より開弁しやすい。
請求項1に記載のバルブタイミング調整装置に小流量の作動油が流れるとき、少なくとも1つの第1供給油路と第2供給油路との組み合わせに対応するリード部が先に開弁し、スリーブ内に作動油を確実に供給することができる。また、大流量の作動油が流れるとき、複数の第1供給油路と第2供給油路との組み合わせに対応する複数のリード部が開弁するため、スリーブ内に大量の作動油を供給することができ、吸気弁または排気弁の開閉タイミングを迅速に調整することができる。これにより、請求項1に記載のバルブタイミング調整装置では、大流量の作動油を流すとき必要な流量の作動油をスリーブ内に供給できるとともに、小流量の作動油を流すとき確実にリードバルブを開弁することができる。
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が適用されたバルブタイミング調整システムを示す図である。 図1のバルブタイミング調整システムが適用されたエンジンを示す図である。 図1のIII−P1−P2−III断面図である。 図3のA−P3―P4―P5―P6―P7―P8―P9―P10―P11―B断面図である。 図1の矢印V〜VII部の拡大図であって、油路切換弁のスプールが進角位置に位置する状態を示す断面図である。 図1の矢印V〜VII部の拡大図であって、油路切換弁のスプールが遮断位置に位置する状態を示す拡大断面図である。 図1の矢印V〜VII部の拡大図であって、油路切換弁のスプールが遅角位置に位置する状態を示す拡大断面図である。 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の断面図である。 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の断面図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。
(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41は、図1に示すバルブタイミング調整システム40で使用される。このバルブタイミング調整システム40は、図2に示すエンジン10の吸気弁12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10の「駆動軸」としてのクランクシャフト16のギヤ18の回転は、ギヤ18、20、22に巻き掛けられるチェーン24とギヤ20、22とを介し「従動軸」としてのカムシャフト26、28に伝達される。カムシャフト26は排気弁14を回転駆動し、カムシャフト28は吸気弁12を回転駆動する。
バルブタイミング調整システム40は、クランクシャフト16と一体に回転するギヤ22に対しカムシャフト28を回転方向前方に相対回動させることにより吸気弁12の開閉タイミングを早くする。このように吸気弁12の開閉タイミングが早くなるようにカムシャフト28を相対回動させることを「進角させる」という。
また、バルブタイミング調整システム40は、ギヤ22に対しカムシャフト28を回転方向後方に相対回動させることにより吸気弁12の開閉タイミングを遅くする。このように吸気弁12の開閉タイミングが遅くなるようにカムシャフト28を相対回動させることを「遅角させる」という。
バルブタイミング調整システム40を図1、図3及び図4に基づき説明する。図1は、図3のA−P3―P4―P5―P6―P7―P8―P9―A断面図である。バルブタイミング調整システム40は、バルブタイミング調整装置41、オイルポンプ166、電動シリンダ172及び電子制御装置176等から構成されている。なお、図1中の二点鎖線L1は、オイルパン170及びオイルポンプ166からバルブタイミング調整装置41への作動油の流れを示す。また、二点差線L2、L3は、バルブタイミング調整装置41からオイルパン170への作動油の流れを示す。
バルブタイミング調整装置41は、スプロケット45、シューハウジング58、フロントプレート70、ベーンロータ74及び油路切換弁130等を備えている。スプロケット45は、特許請求の範囲に記載の「第1ハウジング」に相当する。シューハウジング58は、特許請求の範囲に記載の「筒部」に相当する。フロントプレート70は、特許請求の範囲に記載の「底部」に相当する。シューハウジング58及びフロントプレート70は、特許請求の範囲に記載の「第2ハウジング」を構成する。
スプロケット45のギヤ22には、クランクシャフト16の回転がチェーン24を介し伝達される。スプロケット45、シューハウジング58及びフロントプレート70は、互いに一体に結合し、クランクシャフト16と一体に回転する。スプロケット45、シューハウジング58及びフロントプレート70は、ロータ収容空間を区画形成し、ロータ収容空間にベーンロータ74を収容している。
ベーンロータ74は、ロックピン105によりカムシャフト28と一体に結合し、カムシャフト28と一体に回転する。ベーンロータ74は、ロータ収容空間の進角室90、92、94、96または遅角室98、100、102、104に供給される作動油の圧力を受けシューハウジング58に対し進角側または遅角側に相対回動する。
油路切換弁130は、ベーンロータ74内部の供給油路106、107と、進角室90、92、94、96及び遅角室98、100、102、104との接続を切り換える。供給油路106、107は、開口128、129を介してカムシャフト28内部に形成される供給油路30、31と連通する。油路切換弁130は、電動シリンダ172により作動させられる。
開口128、129は、ベーンロータ74の凸部110の先端面112に形成される。開口128の内径R2は、開口129の内径R1より小さくなるように形成されている。すなわち、開口128の断面積は、開口129の断面積より小さい。先端面112は、特許請求の範囲に記載の「第2端面」に相当する。開口128は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第2供給油路」に相当する。開口129は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第2供給油路を除く他の第2供給油路」に相当する。
オイルポンプ166は、オイルパン170から汲み上げた作動油を供給油路30、開口128、供給油路106、及び供給油路31、開口129、供給油路107を経由し、油路切換弁130に供給する。すなわち、第1実施形態のバルブタイミング調整装置では、2系統の油路を介して油路切換弁130に作動油が供給される。供給油路30、31は、特許請求の範囲に記載の「第1供給油路」に相当する。
電動シリンダ172は、例えば電磁式であり、図1に示すようにエンジンカバー32に取り付けられている。電動シリンダ172は、油路切換弁130のスプール156と同軸上に配置され、軸方向に往復移動可能なロッド174と、ロッド174の径外方向に設けられる図示しないソレノイドとを有している。ロッド174は、ソレノイドが通電させられることで発生する磁界に応じ軸方向に移動し、油路切換弁130のスプール156を軸方向に押圧可能である。
電子制御装置176は、シューハウジング58に対するベーンロータ74の回転位相が目標回転位相に一致するように電動シリンダ172を駆動する。具体的には、電子制御装置176は、回転位相が目標回転位相よりも遅角側である場合、進角室90、92、94、96に作動油が供給されるように油路切換弁130のスプール156の軸方向位置を制御する。また、電子制御装置176は、回転位相が目標回転位相よりも進角側である場合、遅角室98、100、102、104に作動油が供給されるようにスプール156の軸方向位置を制御する。また、電子制御装置176は、回転位相が目標回転位相と一致する場合、進角室90、92、94、96及び遅角室98、100、102、104が供給油路106、107と排出油路とから切り離されるようにスプール156の軸方向位置を制御する。
次に、バルブタイミング調整装置41を図1、図3〜図7に基づき更に詳しく説明する。
スプロケット45は、カムシャフト28の一端部の径外壁に嵌合する径内筒部46、径内筒部46から径外方向へ突き出すフランジ部48、及び、フランジ部48の径外部からカムシャフト28の他端部側に延びる径外筒部50から一体に形成されている。径内筒部46はカムシャフト28が挿通する貫通孔52を有している。径外筒部50にはギヤ22が形成されている。
シューハウジング58は、スプロケット45に一端が塞がれる筒部60、及び、筒部60から径内方向に突き出す複数のシュー部62、64、66、68を有している。各シュー部62、64、66、68は筒部60の周方向で互いに離間するように配置されている。
フロントプレート70は、筒部60の他端を塞ぐ環状かつ板状の部材である。スプロケット45、シューハウジング58及びフロントプレート70は、複数のボルト72により互いに一体に結合されている。
ベーンロータ74は、各シュー部62、64、66、68の径内方向に設けられるボス部76、及び、ボス部76から径外方向へ突き出す複数のベーン部78、80、82、84を有している。ベーンロータ74は、スプロケット45、シューハウジング58及びフロントプレート70に対し相対回転可能である。ボス部76は、スリーブボルト132のスリーブ部134が嵌合する第1嵌合孔86を有している。ボス部76のフロントプレート70側にはセンターワッシャ88が嵌合している。ベーンロータ74及びカムシャフト28は、センターワッシャ88及びベーンロータ74を挿通しカムシャフト28にねじ込まれるスリーブボルト132により互いに一体に結合されている。
ベーンロータ74のボス部76とシューハウジング58の筒部60との間には、各シュー部62、64、66、68で仕切られた4つのベーン収容室が形成されている。各ベーン収容室は、各ベーン部78、80、82、84を所定角度範囲内で相対回動可能に収容している。ここで、図3の時計まわり方向が進角方向であり、反時計まわり方向が遅角方向である。各ベーン収容室は、各ベーン部78、80、82、84によって進角室90、92、94、96と遅角室98、100、102、104とに仕切られている。
ベーンロータ74のベーン部78は、回転軸方向に貫通する収容孔108を有している。収容孔108は、フロントプレート70側がスプロケット45側よりも内径が大きくなるよう段付状に形成されている。収容孔108には、ロックピン116が回転軸方向に往復移動可能に収容されている。ロックピン116は、収容孔108の小径部の内壁に摺動可能に設けられ、収容孔108の大径部内で径外方向に突き出す鍔部118を有している。ロックピン116は、フロントプレート70側に配置された第1スプリング120によりスプロケット45側に付勢されている。
ロックピン116は、ベーンロータ74がエンジン始動最適位置に位置するとき、スプロケット45のベーンロータ74側に形成された嵌合凹部54に嵌合可能である。ロックピン116は、嵌合凹部54に嵌合することによって、シューハウジング58に対するベーンロータ74の相対回動をエンジン始動最適位置で規制する。第1実施形態では、エンジン始動最適位置はベーンロータ74の最遅角位置に設定され、嵌合凹部54は、ベーンロータ74が最遅角位置に位置するときのロックピン116に対応するように形成されている。
鍔部118に対するスプロケット45側には第1規制解除室122が形成されている。第1規制解除室122は、図示しない通路を経由し進角室90と連通している。また、ロックピン116に対するスプロケット45側には第2規制解除室126が形成されている。第2規制解除室126は、図示しない通路を経由し遅角室98と連通している。
進角室90を経て第1規制解除室122に供給される作動油の圧力、及び、遅角室98を経て第2規制解除室126に供給される作動油の圧力は、ロックピン116が嵌合凹部54から抜け出すように作用する。ベーンロータ74がロックピン116によりエンジン始動最適位置で保持されるか否かは、第1スプリング120の付勢力と、第1規制解除室122及び第2規制解除室126の作動油の圧力による力とのバランスで決まる。
油路切換弁130は、スリーブボルト132及びスプール156を有している。
スリーブボルト132は、「スリーブ」としてのスリーブ部134、ねじ部136及び頭部138から一体に形成されている。スリーブ部134は、筒状に形成され、センターワッシャ88を挿通し、ベーンロータ74のボス部76の第1嵌合孔86に嵌合している。スリーブ部134は、供給油路106、107に連通する供給ポート140、ベーンロータ74内部の進角油路142を経由し進角室90、92、94、96に連通する進角ポート144、及び、ベーンロータ74内部の遅角油路146を経由し遅角室98、100、102、104に連通する遅角ポート148を有している。
供給ポート140は、例えば周方向の4箇所に形成され、第1嵌合孔86の内壁に形成される第1環状溝150を経由し供給油路106、107に連通している。また進角ポート144は、例えば周方向の4箇所に形成され、第1嵌合孔86の内壁に形成された第2環状溝152を経由し進角油路142に連通している。また遅角ポート148は、例えば周方向の4箇所に形成され、センターワッシャ88の径内方向の環状油路154を経由し遅角油路146に連通している。
ねじ部136は、スリーブ部134からカムシャフト28側に延び、カムシャフト28の一端部の端面34に開口するねじ穴36に螺合している。端面34は、特許請求の範囲に記載の「第1端面」に相当する。頭部138は、スリーブ部134と同軸の筒状に形成され、スリーブ部134に対しねじ部136とは反対側に設けられ、スリーブ部134の外径より大きい外径をもつ。
スプール156は、スリーブ部134及び頭部138の径内方向に位置し、スリーブ部134と同軸の筒状に形成され、スリーブ部134の内壁に軸方向に摺動可能に設けられている。スプール156は、スプロケット45側に配置された第2スプリング157によりフロントプレート70側に付勢されている。スプール156の軸方向位置は、第2スプリング157の付勢力と、電動シリンダ172のロッド174の押圧力とのバランスにより決まる。
図5は、進角位置に位置するスプール156を示す。スプール156は、ねじ部136に当接させられている。進角位置では、スプール156は、供給ポート140と進角ポート144とを接続し、供給ポート140と遅角ポート148との接続を遮断する。このとき、遅角室98、100、102、104の作動油は、遅角油路146、環状油路154、遅角ポート148、及び、スリーブボルト132とスプール156との間の通路160を経由し外部に排出可能である。通路160は排出油路に相当する。
図6は、遮断位置に位置するスプール156を示す。遮断位置では、スプール156は、径外面で進角ポート144及び遅角ポート148を塞ぎ、スリーブ部134の供給ポート140と進角ポート144及び遅角ポート148との接続を遮断する。
図7は、遅角位置に位置するスプール156を示す。スプール156は、頭部138の内壁に嵌め付けられたストッパプレート196に当接させられている。遅角位置では、スプール156は、供給ポート140と遅角ポート148とを接続し、供給ポート140と進角ポート144との接続を遮断する。このとき、進角室90、92、94、96の作動油は、進角油路142、進角ポート144、及び、スプール156が有する通孔162、及び、スプール156の径内方向の通路164を経由し外部に排出可能である。通孔162及び通路164は排出油路に相当する。
リードバルブ178は、先端面112と端面34との間に配置される。リードバルブ178は、供給油路31と開口129及び供給油路107とを連通可能な第1通孔180、供給油路30と開口128及び供給油路106とを連通可能な第2通孔181、及びスリーブ部134が挿通される貫通孔183を有する固定部182と、第1通孔180の縁から第1通孔180内に延びる第1リード部184と、第2通孔181の縁から第2通孔181内に延びる第2リード部185と、からなる。第1通孔180及び第2通孔181は、特許請求の範囲に記載の「通孔」に相当する。第1リード部184及び第2リード部185は、特許請求の範囲に記載の「リード部」に相当する。
リードバルブ178は、供給油路30から開口128への作動油の流通または供給油路31から開口129への作動油の流通を許容する一方、開口128から供給油路30への作動油の流通または開口129から供給油路31への作動油の流通を禁止する逆止弁である。
第1リード部184は、端面34に開口する供給油路31を閉塞可能な第1蓋部186と、第1蓋部186と固定部182とを接続し供給油路31内の作動油の圧力が第1蓋部186に作用すると第1蓋部186が供給油路31の開口から離間するように撓む第1可撓部188とから一体に形成されている。
第2リード部185は、端面34に開口する供給油路30を閉塞可能な第2蓋部187と、第2蓋部187と固定部182とを接続し、供給油路30内の作動油の圧力が第2蓋部187に作用すると第2蓋部187が供給油路30の開口から離間するように撓む第2可撓部189とから一体に形成されている。
次に、バルブタイミング調整装置41の構成部材同士の組付手順、およびバルブタイミング調整装置41のエンジン10への組付手順を説明する。なお、便宜上、バルブタイミング調整装置41の構成部材同士の組付手順は、完成品を示す図1および図4に基づいて説明する。
最初に、ベーンロータ74にロックピン116と第1スプリング120とばね受け部材194とを組み付ける。ばね受け部材194は例えばベーンロータ74に圧入される。
次に、スプロケット45の凹部56内にリードバルブ178を配置する。
次に、スプロケット45の凹部56内にベーンロータ74の凸部110が嵌まるようスプロケット45上にベーンロータ74、シューハウジング58およびフロントプレート70を配置し、ボルト72で締結する。
次に、図4に示すように、センターワッシャ88をベーンロータ74の中央部に嵌め入れ、図示しない規制ピンを例えば圧入する。
次に、スリーブボルト132内に第2スプリング157とスプール156とストッパプレート196とを配置し、頭部138の内壁にスナップリング198を嵌め付け、スプール156等の部材の抜け止めをする。ここまでが、バルブタイミング調整装置41の構成部材同士の組付手順である。
次に、バルブタイミング調整装置41をエンジン10に組み付ける。先ず、スプロケット45の貫通孔52内にカムシャフト28の端部が挿入される。
次に、スリーブボルト132によりバルブタイミング調整装置41をカムシャフト28に固定し、バルブタイミング調整装置41のエンジン10への組み付けが完了する。
次に、バルブタイミング調整装置41の作動を説明する。
シューハウジング58に対するベーンロータ74の回転位相が目標回転位相よりも遅角側である場合、スプール156は図5に示す進角位置に移動する。図1に示すように、オイルポンプ166から供給油路30、31、開口128、129、供給油路106、107及び第1環状溝150を経由して供給ポート140に供給される作動油は、進角ポート144及び進角油路142を経由して進角室90、92、94、96に流入する。一方、遅角室98、100、102、104の作動油は、遅角油路146、遅角ポート148及び通路160を経由し外部に排出される。これにより、ベーンロータ74はシューハウジング58に対し進角側に相対回動する。
シューハウジング58に対するベーンロータ74の回転位相が目標回転位相よりも進角側である場合、スプール156は図7に示す遅角位置に移動する。図1に示すように、オイルポンプ166から供給油路30、31、開口128、129、供給油路106、107及び第1環状溝150を経由して供給ポート140に供給される作動油は、遅角ポート148及び遅角油路146を経由して遅角室98、100、102、104に流入する。一方、進角室90、92、94、96の作動油は、進角油路142、進角ポート144、通孔162及び通路164を経由し外部に排出される。これにより、ベーンロータ74はシューハウジング58に対し遅角側に相対回動する。
シューハウジング58に対するベーンロータ74の回転位相が目標回転位相に一致する場合、スプール156は図6に示す遮断位置に移動する。進角室90、92、94、96が供給ポート140及び通路164から切り離され、遅角室98、100、102、104が供給ポート140及び通路160から切り離される。これにより、進角室90、92、94、96及び遅角室98、100、102、104の作動油の量は変化しないため、ベーンロータ74はシューハウジング58に対し相対位置が変化しない。
油路切換弁130に作動油が供給されるとき、オイルポンプ166の吐出流量が周期的に増減することにより、供給油路30、31が開口128、129を介して供給油路106、107に供給する作動油の流量は増減する。リードバルブ178は、開口128、129から供給油路30、31に作動油が逆流することを防ぐことによって、各室への作動油の供給中に開口128、129に連通する供給油路106、107の作動油の圧力が低下することを抑制する。これにより、各室の作動油の圧力が速やかに上昇する。
リード部では、リード部の開弁方向とは反対側にある供給油路30、31を流れる作動油の圧力が、リード部の開弁方向にある開口128、129を流れる作動油の圧力より所定の値以上大きい場合開弁する。供給油路30、31に小流量の作動油が供給されるとき、開口128の断面積は開口129の断面積に比べて小さいため、同じ量の作動油が開口128、129を流れる場合、開口128を流れる作動油の流速は、開口129を流れる作動油の流速に比べて速くなる。開口128に対応する第2リード部185の前後での作動油の流速の変化が開口129に対応する第1リード部184の前後での作動油の流速の変化より大きくなるため、リード部の前後での差圧は、第1リード部184に比べて第2リード部185の方が大きくなる。これにより、第2リード部185は第1リード部184より早く開弁する。
一方、油路切換弁130に作動油を供給する油路は、供給油路30と開口128と供給油路106、及び、供給油路31と開口129と供給油路107の2系統形成されている。供給油路30、31に大流量の作動油が供給されるとき、第1リード部184及び第2リード部185はそれぞれ開弁し、上述した2系統の油路を介して大量の作動油を油路切換弁130に供給する。
したがって、第1実施形態のバルブタイミング調整装置41では、大流量の作動油が供給されるとき、2系統の油路を介して油路切換弁130に十分な量の作動油を供給できるとともに、小流量の作動油が供給されるとき、リード部の前後の差圧が第1リード部184より大きい第2リード部185が早く開弁することにより確実に油路切換弁130に作動油を供給することができる。
(第2実施形態)
次に、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に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態と異なり、リード部の開弁方向側にある開口の内径が同じである一方、リード部の開弁方向とは反対側にある供給油路の内径が異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2実施形態によるバルブタイミング調整装置42では、第2リード部185に対応する供給油路230の内径R4が、供給油路231の内径R3より大きくなるように形成されている。すなわち、供給油路230の断面積は、供給油路231の断面積に比べて大きい。供給油路230は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第1供給油路」に相当する。供給油路231は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第1供給油路を除く他の第1供給油路」に相当する。
一方、第2リード部185に対応する開口228の内径R6は、開口229の内径R5と同じ大きさになるように形成されている。すなわち、開口228の断面積は、開口229の断面積と同じである。
リード部では、リード部の開弁方向とは反対側にある供給油路230、231を流れる作動油の圧力が、リード部の開弁方向にある開口228、229を流れる作動油の圧力より所定の値以上大きい場合開弁する。同じ量の作動油が供給油路230、231を流れる場合、供給油路230の内径R4は供給油路231の内径R3より大きいため、供給油路230には供給油路231に比べて多くの作動油が流れる。多くの作動油が流れる供給油路230の第2リード部185の前後の圧力差は、第1リード部184の前後の圧力差に比べ大きくなるため、第2リード部185は第1リード部184より先に開弁する。これにより、供給油路230、231に小流量の作動油が供給されるとき、先に開弁する第2リード部185に対応する開口228、供給油路106を通って油路切換弁130に作動油が供給される。したがって、第1実施形態のバルブタイミング調整装置41と同じ効果を奏する。
(第3実施形態)
次に、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に基づいて説明する。第3実施形態は、第1実施形態に対してリード部の開弁方向とは反対側にある供給油路の内径が異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第3実施形態によるバルブタイミング調整装置43では、第2リード部185に対応する供給油路330の内径R8が供給油路331の内径R7より大きくなるように形成されている。すなわち、供給油路330の断面積は、供給油路331の断面積に比べて大きい。供給油路330は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第1供給油路」に相当する。供給油路331は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第1供給油路を除く他の第1供給油路」に相当する。
また、第2リード部185に対応する開口328の内径R10が開口329の内径R9より小さくなるように形成されている。すなわち、開口328の断面積は、開口329の断面積に比べて小さい。開口328は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第2供給油路」に相当する。開口329は、特許請求の範囲に記載の「少なくとも1つの第2供給油路を除く他の第2供給油路」に相当する。
第3実施形態によるバルブタイミング調整装置43では、第2リード部185に対応する供給油路330内の圧力と開口328内の圧力との差は、第1リード部184に対応する供給油路331内の圧力と開口329内の圧力との差より大きくなる。特に第3実施形態のバルブタイミング調整装置では、第1実施形態及び第2実施形態のバルブタイミング調整装置に比べて、第2リード部185の前後の圧力差は、第1リード部184の前後の圧力差に比べて大きくなる。これにより、さらに小流量の作動油が流れるとき、第2リード部185は、第1リード部184より先に開弁する。したがって、第1実施形態のバルブタイミング調整装置41と同じ効果を奏する。
(他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、カムシャフト内部に形成される供給油路、及びベーンロータ内に形成される開口及び供給油路をそれぞれ2つずつとした。しかしながら、供給油路及び開口の数はこれに限定されない。供給油路及び開口の数はそれぞれ2つ以上であってもよい。この場合、リードバルブに形成されるリード部の数は、供給油路及び開口の数に対応した数になる。
(イ)上述の第1実施形態及び第3実施形態では、第2リード部に対応する開口の内径が、第1リード部に対応する開口の内径より小さくなるとした。しかしながら、開口の大きさの関係はこれに限定されない。開口の形状にかかわらず、第2リード部に対応する開口の断面積が、第1リード部に対応する開口の断面積よりも小さければよい。
(ウ)上述の第2実施形態及び第3実施形態では、第2リード部に対応する供給油路の内径が、第1リード部に対応する供給油路の内径より大きくなるとした。しかしながら、供給油路の大きさの関係はこれに限定されない。開口の形状にかかわらず、第2リード部に対応する供給油路の断面積が、第1リード部に対応する供給油路の断面積よりも大きければよい。
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。
30、31、230、231、330、331・・・供給油路(第1供給油路)、
41、42、43 ・・・バルブタイミング調整装置、
45 ・・・スプロケット(第1ハウジング)、
58 ・・・シューハウジング(第2ハウジング)、
70 ・・・フロントプレート(第2ハウジング)、
106、107 ・・・供給油路、
128、129、228、229、328、329・・・開口(第2供給油路)、
178 ・・・リードバルブ、
184 ・・・第1リード部、
185 ・・・第2リード部。

Claims (3)

  1. エンジン(10)の駆動軸(16)と従動軸(26、28)との回転位相を変更し、前記従動軸が開閉駆動する吸気弁(12)または排気弁(14)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(41、42、43)であって、
    前記従動軸が挿通される貫通孔(52)を有し、前記駆動軸と一体に回転する第1ハウジング(45)と、
    前記第1ハウジングに一端が塞がれる筒部(58)、及び、当該筒部の他端を塞ぐ底部(70)を有し、前記駆動軸および前記第1ハウジングと一体に回転する第2ハウジング(58、70)と、
    前記第2ハウジング内部に設けられるボス部(76)、及び、前記第2ハウジング内部を進角室(90、92、94、96)および遅角室(98、100、102、104)に仕切るベーン部(78、80、82、84)から一体に形成され、前記従動軸と一体に回転し、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第2ハウジングに対し進角側または遅角側に相対回動するベーンロータ(74)と、
    前記従動軸内部に形成され、前記従動軸の前記ベーンロータ側の第1端面(34)に開口する複数の第1供給油路(30、31、330、331)と、
    前記ベーンロータ内部に形成され、前記ベーンロータの前記第1ハウジング側の第2端面(112)に開口し、複数の前記第1供給油路のそれぞれに連通可能な複数の第2供給油路(128、129、328、329)と、
    前記ベーンロータの前記ボス部の径内方向に設けられる筒状部材からなり、前記第2供給油路に連通する供給ポート(140)、前記進角室に連通する進角ポート(144)、及び、前記遅角室に連通する遅角ポート(148)を有するスリーブ(134)と、
    前記スリーブの径内方向で当該スリーブに対し軸方向に摺動可能に設けられ、前記供給ポートと前記進角ポートとを接続する進角位置、前記供給ポートと前記遅角ポートとを接続する遅角位置、及び、前記供給ポートと前記進角ポートおよび前記遅角ポートとの接続を遮断する遮断位置に作動可能なスプール(156)と、
    前記従動軸の前記第1端面と前記ベーンロータの前記第2端面との間に挟み込まれ、複数の前記第1供給油路と複数の前記第2供給油路とをそれぞれ接続可能な複数の通孔(180、181)を有する固定部(182)、及び、複数の前記通孔の縁から当該通孔内に延びるように形成され、前記第1端面が有する前記第1供給油路の開口を開閉可能な複数のリード部(184、185)からなり、前記第1供給油路から前記第2供給油路への作動油の流通を許容し、前記第2供給油路から前記第1供給油路への作動油の流通を禁止するリードバルブ(178)と、
    を備え、
    複数の前記第2供給油路のうち少なくとも1つの第2供給油路(128、328)の断面積は、前記少なくとも1つの第2供給油路を除く他の第2供給油路(129、329)の断面積より小さいことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
  2. 複数の前記第1供給油路のうち前記少なくとも1つの第2供給油路を通る作動油が流れる第1供給油路(330)の断面積は、前記他の第2供給油路を通る作動油が流れる第1供給油路(331)の断面積より大きい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。
  3. エンジン(10)の駆動軸(16)と従動軸(26、28)との回転位相を変更し、前記従動軸が開閉駆動する吸気弁(12)または排気弁(14)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(41、42、43)であって、
    前記従動軸が挿通される貫通孔(52)を有し、前記駆動軸と一体に回転する第1ハウジング(45)と、
    前記第1ハウジングに一端が塞がれる筒部(58)、及び、当該筒部の他端を塞ぐ底部(70)を有し、前記駆動軸および前記第1ハウジングと一体に回転する第2ハウジング(58、70)と、
    前記第2ハウジング内部に設けられるボス部(76)、及び、前記第2ハウジング内部を進角室(90、92、94、96)および遅角室(98、100、102、104)に仕切るベーン部(78、80、82、84)から一体に形成され、前記従動軸と一体に回転し、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第2ハウジングに対し進角側または遅角側に相対回動するベーンロータ(74)と、
    前記従動軸内部に形成され、前記従動軸の前記ベーンロータ側の第1端面(34)に開口する複数の第1供給油路(230、231)と、
    前記ベーンロータ内部に形成され、前記ベーンロータの前記第1ハウジング側の第2端面(112)に開口し、複数の前記第1供給油路のそれぞれに連通可能な複数の第2供給油路(228、229)と、
    前記ベーンロータの前記ボス部の径内方向に設けられる筒状部材からなり、前記第2供給油路に連通する供給ポート(140)、前記進角室に連通する進角ポート(144)、及び、前記遅角室に連通する遅角ポート(148)を有するスリーブ(134)と、
    前記スリーブの径内方向で当該スリーブに対し軸方向に摺動可能に設けられ、前記供給ポートと前記進角ポートとを接続する進角位置、前記供給ポートと前記遅角ポートとを接続する遅角位置、及び、前記供給ポートと前記進角ポートおよび前記遅角ポートとの接続を遮断する遮断位置に作動可能なスプール(156)と、
    前記従動軸の前記第1端面と前記ベーンロータの前記第2端面との間に挟み込まれ、複数の前記第1供給油路と複数の前記第2供給油路とをそれぞれ接続可能な複数の通孔(180、181)を有する固定部(182)、及び、複数の前記通孔の縁から当該通孔内に延びるように形成され、前記第1端面が有する前記第1供給油路の開口を開閉可能な複数のリード部(184、185)からなり、前記第1供給油路から前記第2供給油路への作動油の流通を許容し、前記第2供給油路から前記第1供給油路への作動油の流通を禁止するリードバルブ(178)と、
    を備え、
    複数の前記第1供給油路のうち少なくとも1つの第1供給油路(230)の断面積は、前記少なくとも1つの第1供給油路を除く他の第1供給油路(231)の断面積より大きいことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
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