JP5928158B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
また、例えば、吸気弁又は排気弁の開閉時期がエンジンの始動に最適な時期になるように、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の回転位相を、最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックしておくことができる。
このため、流体流路から供給した加圧流体が回転周面と固定周面との摺動面を通して漏れ出すと、弁開閉時期の変更やロック部材の切換作動をタイミング良く行えないおそれがある。
したがって、摺動面を通した流体の漏れ出しが生じないように、回転周面及び固定周面を高い精度で加工する必要があり、製造コストの増大を招き易い。
したがって、回転周面及び固定周面を高い精度で加工することなく、つまり、製造コストの増大を招きにくい構造を採用しながら、回転周面と固定周面との間からの流体の漏れ出しをシールリングで防止することができる。
また、進角流路及び遅角流路に加圧流体を供給していない状態で、ロック流路に加圧流体を供給すると、シールリングがロック用連通部の流体圧で進角用連通部又は遅角用連通部の側に変位しようとする。
さらに、進角流路又は遅角流路と、ロック流路とに加圧流体を共通の流体ポンプで同時に供給したときでも、進角用連通部又は遅角用連通部の流体圧と、ロック用連通部の流体圧とが、流路の圧力損失の違いに起因して微妙に異なる場合があり、シールリングがそれらの圧力差によって進角用連通部又は遅角用連通部の側、或いは、ロック用連通部の側に変位しようとする。
そして、進角流路又は遅角流路への加圧流体の供給及びロック流路への加圧流体の供給は必要に応じて繰り返されるので、シールリングが変形疲労によって最終的に破損するおそれがある。
したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、シールリングを挟んで隣り合う連通部の側への当該シールリングの変位を緩和することができるので、軸芯方向の両側から流体圧が作用するシールリングの変形疲労が生じ難い。
〔第1実施形態〕
〔全体構成〕
弁開閉時期制御装置1は、図1〜図3に示すように、自動車用ガソリンエンジン(内燃機関)EのクランクシャフトE1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3及びフロントプレート4と、外部ロータ3に対して同一の回転軸芯Xの周りで相対回転可能に配置され、エンジンの弁開閉用のカムシャフト8と同期回転する「従動側回転部材」としての内部ロータ5とを備えている。
内部ロータ5には回転軸芯Xと同芯の円筒形状の内周面14aを備えた凹部14を設けてある。内部ロータ5とカムシャフト8は、凹部14の底面に形成した雌ネジ穴12にボルト13をねじ込んで一体に固定してある。カムシャフト8は、エンジンのシリンダヘッド(図示せず)に回転自在に組み付けられている。
外部ロータ3の外周側にはスプロケット部11を同芯状に一体に設けてある。スプロケット部11とクランクシャフトE1に取り付けたギア(図示せず)とに亘って、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材E2を巻き掛けてある。
なお、相対回転位相を変位可能な角度範囲は、流体圧室6の内部でベーン7が変位可能な範囲であって、遅角室6bの容積が最大となる最遅角位相と、進角室6aの容積が最大となる最進角位相との間の角度範囲に相当する。
流体制御弁機構Aは、進角室6a又は遅角室6bに作動油を供給することにより、外部ロータ3に対する内部ロータ5の相対回転位相を制御する位相制御部を構成するものであり、流体制御弁部2によって進角室6a又は遅角室6bに対する作動油の供給動作又は排出動作を制御する。
固定部材23bには、内部ロータ5の回転周面である凹部14の内周面14aに対して静止した状態で同芯状に対向する固定外周面10を形成してある。
固定部材23bは、ハウジング23を介してエンジンEのフロントカバー等に固定してある。
固定部材23bは、進角流路17、遅角流路18及びロック流路95の夫々に作動油を各別に供給する複数の流体流路としての進角側流路42、遅角側流路43及び後述するロック操作用流路99を固定外周面10に開口するように有している。
そして、進角側流路42が進角用外周溝31の溝底面に開口し、遅角側流路43が遅角用外周溝32の溝底面に開口し、ロック操作用流路99がロック操作用外周溝96の溝底面に開口している。
凹部14の内周面14aに開口する進角流路17、遅角流路18及びロック流路95の夫々は、三つのシールリング16a〜16cで区画してある進角用連通部19a、遅角用連通部19c、及び、進角用連通部19aと遅角用連通部19cとの間に配置してあるロック用連通部19bを介して対応する流体流路42,99,43に連通されている。
具体的には、進角流路17は進角用連通部19aを介して進角側流路42に連通され、ロック流路95はロック用連通部19bを介してロック操作用流路99に連通され、遅角流路18は遅角用連通部19cを介して遅角側流路43に連通される。
各端面33は、図5に示すように、リング周方向で間隔を隔ててリング外周側とリング内周側とに形成されたリング径方向に沿う二つの径方向端面33a,33bどうしを、リング厚み方向の中間位置に沿って形成されたリング周方向に沿う周方向端面33cで接続してある、回転軸芯Xに直交する方向視で階段状に形成されている。
尚、リング外周側の径方向端面33bどうしの隙間によって形成される連通路20に加えて、リング内周側の径方向端面33aどうしが周方向で僅かに離間するように装着して、リング内周側の径方向端面33aどうしの隙間によって形成される連通路を設けてあってもよい。
また、ソレノイド21の通電時には、供給用外周溝54が供給側流路47及び遅角側流路43に連通すると共に、排出用外周溝53aが進角側流路42に連通するよう設定してある。
図2,図3に示すように、外部ロータ3と内部ロータ5との間には、外部ロータ3に対する内部ロータ5の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相(図3参照)にロックするロック状態とそのロック状態を解除するロック解除状態とに切換可能なロック部材としての出退部材92a,92b、及び、出退部材92a,92bをロック状態とロック解除状態とに流体圧で切換作動させるロック流路95を有する中間ロック機構9を備えている。
出退部材92a,92bは、ロック用凹部93に突入して相対回転をロックするロック状態とロック用凹部93からロック用収納部91a、91bに引退してロック状態を解除するロック解除状態とに変位可能である。出退部材92a、92bは、ロック用収納部91a、91bに設置したスプリング94a,84bによって、ロック用凹部93に対して突入するよう常時付勢されている。
図1に示すように、進角室6aに作動油を供給して、相対回転位相を進角方向S1へ変位させる場合には、流体制御弁部2のソレノイド21に通電しない非通電状態とする。このとき、圧縮スプリング26の付勢力により、スプール25は、ソレノイド21のロッド22と共に、ソレノイド21の側に移動する。この非通電状態において、ポンプPから供給側流路47に作動油を供給すると、図1,図2に示すように、作動油は、供給側流路47から供給用外周溝54、進角側流路42、進角用連通部19a、進角流路17を介して、各進角室6aへと圧送される。このとき、ベーン7が進角方向S1に相対移動して、各遅角室6bの作動油は排出される。その作動油は、各遅角室6bから各遅角流路18、遅角用連通部19c、遅角側流路43、排出用外周溝53a、貫通孔55a、ドレン流路
(図示せず)を介して、外部へと排出される。
そして、エンジンが起動されると、図外のアキュムレータなどからロック操作用流路99に作動油が供給されて出退部材92a,92bがロック用凹部93からロック用収納部91a、91bに引退し、ロック解除状態に切り替える。
図6は本発明の別実施形態におけるシールリング16a,16bを示す。
各シールリング16a,16bは、周方向の一ヵ所に回転軸芯Xの方向に対して傾斜する方向の切れ目34を有するC字状に形成してある。
そして、ロック用連通部19bの両側を区画する二つの一連に環状のシールリング16a,16bの夫々に設けてある連通路20として、切れ目34から周方向に離間した箇所に、回転軸芯Xの方向の両側に亘って開口する断面矩形の凹溝を外周側に形成してある。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
図7は本発明の別実施形態におけるシールリング16a,16bを示す。
各シールリング16a,16bは、周方向の一ヵ所に回転軸芯Xの方向に対して傾斜する方向の切れ目34を有するC字状に形成してある。
そして、ロック用連通部側の二つの一連に環状のシールリング16a,16bの夫々に設けてある連通路20として、切れ目34から周方向に離間した箇所に、回転軸芯Xの方向の両側に亘って貫通する円形の貫通孔を形成してある。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
1.本発明による弁開閉時期制御装置は、ジグザグに形成された連通路20をシールリング16a,16bに設けてあってもよい。
2.本発明による弁開閉時期制御装置は、シールリング16a,16bを周方向の一ヵ所で互いにラビリンス状に対向する端面33を有するC字状に構成し、それらの端面33どうしのラビリンス状に対向している隙間で連通路20を形成してあってもよい。
3.本発明による弁開閉時期制御装置は、シールリング16a,16bに設けてある連通路20として、回転軸芯Xの方向の両側に亘って開口する凹溝を、シールリング16a,16bの外周側及び内周側の双方に形成してあっても、外周側又は内周側の一方にのみ形成してあってもよい。
4.本発明による弁開閉時期制御装置は、シールリング16a,16bに設けてある連通路20として、回転軸芯Xの方向の両側に亘って開口する複数の凹溝をリング周方向に間隔を隔てて形成してあってもよい。
5.本発明による弁開閉時期制御装置は、シールリング16a,16bに設けてある連通路20として、回転軸芯Xの方向の両側に亘って貫通する複数の貫通孔をリング周方向に間隔を隔てて形成してあってもよい。
6.本発明による弁開閉時期制御装置は、周方向で一連に連続する環状のシールリング16a,16bに、連通路20としての凹溝や貫通孔を形成してあってもよい。
7.本発明による弁開閉時期制御装置は、進角用連通部と遅角用連通部との2つに挟まれるシールリングに、回転位相の制御が可能な加圧流体の温度領域において回転軸芯の方向の両側に亘って常に連通する連通路を設けてあってもよい。
8.本発明による弁開閉時期制御装置は、従動側回転部材が、進角流路、遅角流路及びロック流路をその回転外周面に開口するように有し、従動側回転部材の回転外周面に対して静止した状態で同芯状に対向する固定内周面を形成してある固定部材が、進角流路、遅角流路及びロック流路の夫々に加圧流体を各別に供給する複数の流体流路を固定内周面に開口するように有していてもよい。
5 従動側回転部材
6 流体圧室
6a 進角室
6b 遅角室
7 仕切部
8 カムシャフト
9 中間ロック機構
10 固定周面
14a 回転周面
16a,16b,16c シールリング
17 進角流路
18 遅角流路
19a 進角用連通部
19b ロック用連通部
19c 遅角用連通部
20 連通路
23b 固定部材
33 端面
42,43,99 流体流路
92a,92b ロック部材
95 ロック流路
A 位相制御部
E 内燃機関
E1 クランクシャフト
X 回転軸芯
Claims (4)
- 内燃機関のクランクシャフトと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一の回転軸芯の周りで相対回転可能に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと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の間に形成された流体圧室と、
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で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室及び遅角室と、
前記進角室又は前記遅角室に加圧流体を供給することにより、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の回転位相を制御する位相制御部と、
前記回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック状態とそのロック状態を解除するロック解除状態とに切換可能なロック部材、及び、当該ロック部材を前記ロック状態と前記ロック解除状態とに流体圧で切換作動させるロック流路を有する中間ロック機構と、を備え、
前記従動側回転部材が、前記進角室に連通する進角流路、前記遅角室に連通する遅角流路及び前記ロック流路を有し、
前記従動側回転部材の回転周面に対して静止した状態で同芯状に対向する固定周面を形成してある固定部材が、前記進角流路、前記遅角流路及び前記ロック流路の夫々に加圧流体を各別に供給する複数の流体流路を前記固定周面に開口するように有し、
前記進角流路、前記遅角流路及び前記ロック流路の夫々は、前記回転周面と前記固定周面との間をシールリングで環状に区画して形成してある進角用連通部、遅角用連通部及びロック用連通部を介して対応する流体流路に連通され、
前記シールリングのうちの、前記回転軸芯の方向において前記進角用連通部、前記遅角用連通部及び前記ロック用連通部のうちの2つに挟まれるシールリングには、前記回転位相の制御が可能な前記加圧流体の温度領域において前記回転軸芯の方向の両側に亘って常に連通する連通路を設けてある弁開閉時期制御装置。 - 前記シールリングを周方向の一ヵ所で互いに対向する端面を有するC字状に構成し、
前記連通路は、前記端面どうしの隙間によって形成してある請求項1記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記連通路として、前記回転軸芯の方向の両側に亘って開口する凹溝を前記シールリングの外周側又は内周側に形成してある請求項1記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記連通路として、前記回転軸芯の方向の両側に亘って貫通する貫通孔を前記シールリングに形成してある請求項1記載の弁開閉時期制御装置。
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