JP5990916B2 - Valve timing control device - Google Patents
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- F01L2001/34466—Locking means between driving and driven members with multiple locking devices
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Description
本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、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、これと同軸上に配置され内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材とが、夫々の相対回転位相が変更自在となるように備えられ、相対回転位相の変化を規制するロックピン等の出退部材を有した出退機構を制御する技術の改良に関する。 The present invention relates to a valve opening / closing timing control device, and more specifically, a drive-side rotating member that rotates synchronously with a crankshaft of an internal combustion engine, and a driven member that is arranged coaxially with this and rotates integrally with a valve shaft of an internal combustion engine. The present invention relates to an improvement in technology for controlling a retracting mechanism having a retracting member such as a lock pin that is provided with a side rotating member so that each relative rotating phase can be freely changed and restricts a change in the relative rotating phase.
上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献1には、駆動側回転部材(文献ではハウジング)の内部に従動側回転部材(文献ではベーンロータ)を相対回転自在に嵌め込んだ構成が示されている。この特許文献1では、駆動側回転部材に形成された複数の仕切壁の中間位置に従動側回転部材に形成された複数の羽根部を配置することで羽根部を挟む位置に進角室と遅角室とを形成し、羽根部の1つに出退機構(文献ではロック機構)を備えている。この出退機構は、羽根部に形成されたピン孔に進退自在に収容されたロックピンと、ハウジングのフロントカバーに形成されたロック孔と、ロックピンをロック孔の方向に付勢するスプリングとで構成されている。
As a valve opening / closing timing control device configured as described above,
この特許文献1では、ロックピンの先端部分に進角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路と、ロックピンの内端部に形成された大径部に遅角室からの作動油を供給することによりロックピンのロックを解除する解除油路とが示されている。
In
また、弁開閉時期制御装置として特許文献2には、相対回転位相を中間回転位相に保持する出退機構(文献では保持機構)が備えられている。この出退機構は従動側回転部材(文献ではベーンロータ)の2つベーン各々に設けられたロックピン(第1ロックピンと第2ロックピン)と、駆動側回転部材(文献ではハウジング)に連結するスプロケット本体に形成された係合溝(文献では第1係合溝と第2係合溝)と、ロックピンを係合方向に付勢するスプリング(文献では第1スプリングと第2スプリング)とを備えている。
Further, as a valve opening / closing timing control device,
この特許文献2では、ロックピンを収容する空間に対して、作動油の油圧をロックピンに対して係合方向(ロック方向)に付勢する押込用受圧室と、ロックピンを係合の解除方向(ロック解除方向)に作用させる解除用油圧室とが形成されている。この押込用受圧室と、解除用受圧室と、進角室と、遅角室とに対してオイルポンプからの作動油を制御して供給する第1電磁切換弁と第2電磁切換弁とを備えている。
In
このような構成から、第1電磁切換弁と第2電磁切換弁とを制御することでエンジンの始動時には解除用油圧室に作動油を供給してロック解除を行い、相対回転位相を遅角方向に変化させる。また、エンジンを停止させる際には押込用受圧室に作動油を供給してロック状態にするように制御形態が設定されている。 With such a configuration, by controlling the first electromagnetic switching valve and the second electromagnetic switching valve, when the engine is started, hydraulic oil is supplied to the release hydraulic chamber to release the lock, and the relative rotation phase is retarded. To change. Further, when the engine is stopped, the control mode is set so that hydraulic oil is supplied to the pressure-receiving chamber for pushing and the locked state is obtained.
つまり、弁開閉時期制御装置では、特許文献1や特許文献2にも示されるようにエンジンの始動時には出退機構により駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を、エンジンの始動に適した位相に維持する。
That is, in the valve opening / closing timing control device, as shown in
また、特許文献2に記載される構成では、油圧により出退機構を構成する2つのロックピンを所定の順序で抜き方向に作動させてロック解除を行い、油圧の作用によりロックピンをロック方向に作動させることでロック状態に移行させるものである。
Further, in the configuration described in
例えば、遅角室とロックピンとの間にロック解除用の油路を形成し、遅角室からの作動油の圧力をロックピンに対してロック解除方向に作用させ、嵌合用の凹部から引き抜く構成では次のような不都合を招くこともあった。つまり、遅角室への作動油の供給により遅角室の油圧が上昇してロックピンを凹部から引き抜いた後(ロック解除後)に、相対回転位相が遅角方向に変化し始めた際に遅角室の容積拡大に伴い遅角室の圧力が低下し、ロックピンが再び凹部に嵌合してロック位置に戻ることがあった。特に、凹部が長孔状(回転方向に長い長孔状)に形成される構成では、遅角室の容積拡大に伴う圧力低下により、ロックピンが容易に凹部に嵌り込みロック位置に戻るだけではなく、ロックピンが凹部の開口縁に接触して円滑な相対回転が損なわれることがあった。 For example, an oil passage for unlocking is formed between the retarding chamber and the lock pin, and the hydraulic oil pressure from the retarding chamber is applied to the lock pin in the unlocking direction and pulled out from the recess for fitting. Then, the following inconvenience might be caused. That is, when the hydraulic pressure in the retard chamber increases due to the supply of hydraulic oil to the retard chamber and the lock pin is pulled out of the recess (after unlocking), the relative rotation phase begins to change in the retard direction. As the volume of the retard chamber is increased, the pressure in the retard chamber is reduced, and the lock pin may be fitted into the recess again to return to the lock position. In particular, in a configuration in which the recess is formed in a long hole shape (long hole shape long in the rotation direction), the lock pin easily fits into the recess and returns to the lock position due to the pressure drop accompanying the volume expansion of the retard chamber. In some cases, the lock pin contacts the opening edge of the recess and smooth relative rotation is impaired.
更に、前述したものと同様に遅角室とロックピンとの間にロック解除用の油路を形成した構成において、遅角室への作動油の供給で相対回転位相を変化させる際には、ロックピンをロック解除位置に保持する制御も行われる。このように相対回転位相を変化させる場合において、遅角室の圧力が低下した場合にはロックピンの先端が相対回転する部材に接触して円滑な相対回転が損なわれることもあった。このような不都合は進角室とロックピンとの間にロック解除油路を形成し、進角室からの作動油の油圧でロックピンのロックを解除を行う構成においても同様に発生するものであった。 Furthermore, in the configuration in which an oil passage for unlocking is formed between the retard chamber and the lock pin as described above, when changing the relative rotation phase by supplying hydraulic oil to the retard chamber, Control is also performed to hold the pin in the unlocked position. When the relative rotational phase is changed in this way, when the pressure in the retard chamber decreases, the tip of the lock pin may come into contact with the relative rotating member and the smooth relative rotation may be impaired. Such an inconvenience also occurs in a configuration in which a lock release oil passage is formed between the advance chamber and the lock pin, and the lock pin is unlocked by hydraulic oil pressure from the advance chamber. It was.
また、例えば、遅角室とロックピンとの間にロック油路を形成し、遅角室からの作動油をロックピンに対してロック方向に作用させロック用の凹部に嵌合させる構成では次のような不都合を招くこともあった。つまり、遅角室への作動油の供給により作動油の油圧が上昇してロックピンを凹部に嵌合させた後に、相対回転位相が遅角方向に変化し始めた際に遅角室の容積拡大に伴い遅角室の圧力が低下し、ロックピンが凹部から抜け出し(ロックが解除され)、ロック状態に移行できないことがあった。このような不都合は進角室とロックピンとの間にロック油路を形成し、進角室からの作動油の油圧でロックピンを凹部に嵌合させる構成においても同様に発生するものであった。 Further, for example, in the configuration in which a lock oil passage is formed between the retard chamber and the lock pin, and the hydraulic oil from the retard chamber acts on the lock pin in the lock direction and fits into the lock recess, the following is performed. Such inconvenience may be caused. That is, when the relative rotational phase starts to change in the retarding direction after the hydraulic pressure of the working oil is increased by the supply of the working oil to the retarding chamber and the lock pin is fitted in the recess, the volume of the retarding chamber is increased. With the expansion, the pressure in the retarded angle chamber was lowered, the lock pin was pulled out from the recess (the lock was released), and the lock state could not be transferred. Such an inconvenience also occurs in a configuration in which a lock oil passage is formed between the advance chamber and the lock pin, and the lock pin is fitted into the recess by the hydraulic oil pressure from the advance chamber. .
本発明の目的は、出退機構の出退部材の嵌合凹部からの解除と、出退部材の嵌合凹部への嵌合とを行う弁開閉時期制御装置を簡便に構成する点にある。 The objective of this invention exists in the point which comprises simply the valve opening / closing timing control apparatus which performs cancellation | release from the fitting recessed part of the withdrawing / withdrawing member of a withdrawal mechanism, and fitting to the fitting recessed part of a withdrawing / withdrawing member.
本発明の特徴は、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と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と一体回転する従動側回転部材とを備え、作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室とが形成され、前記相対回転位相が最遅角と最進角との間にある所定の中間位相において前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を延出方向に付勢するスプリングとを備えて、少なくとも前記スプリングの付勢力により前記出退部材が前記嵌合凹部に嵌合することにより前記相対回転位相を前記中間位相に拘束または前記中間位相の範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、前記進角室または前記遅角室に単一の制御弁を介して前記作動油を供給する進角油路または遅角油路と、前記進角室と前記遅角室との一方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部から抜き出す方向に作動油を供給する解除油路と、前記進角室と前記遅角室との他方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部に嵌合させる方向に作動油を供給する作動油路とを備え、前記作動油路が前記制御弁の下流で前記進角油路または前記遅角油路から分岐して前記遅角室および前記進角室を経由しない独立した油路として形成されている点にある。 The present invention is characterized in that a driving side rotating member that rotates in synchronization with a crankshaft of an internal combustion engine, and a driven side rotating member that is arranged coaxially with the driving side rotating member and rotates integrally with a camshaft for opening and closing the valve of the internal combustion engine. A retarding chamber that changes the relative rotational phase of the driving-side rotating member and the driven-side rotating member in the retarding direction by supplying hydraulic oil, and the relative rotational phase in the advanced direction by supplying hydraulic oil. An advancing chamber to be changed, and at a predetermined intermediate phase in which the relative rotational phase is between the most retarded angle and the most advanced angle, one rotating member of the driving side rotating member and the driven side rotating member A retractable member that is supported so as to be freely retractable, a fitting recess that is formed on the other rotating member and engages with the retractable member, and a spring that biases the retractable member in the extending direction , At least by the biasing force of the spring With projecting and retracting mechanism for restricting by said advancing and retracting member is within the range of said the relative rotational phase by fitting the fitting recess intermediate phase constraint or the intermediate phase is formed, the advance chamber or An advance oil passage or a retard oil passage for supplying the operation oil to the retard chamber via a single control valve, and the hydraulic oil to one oil chamber of the advance chamber and the retard chamber. A release oil passage that supplies hydraulic oil in a direction in which the withdrawal / retraction member is extracted from the fitting recess during supply, and the withdrawal / retraction when hydraulic oil is supplied to the other oil chamber of the advance chamber and the retard chamber. the members and a hydraulic oil path for supplying hydraulic oil in the direction of fitting into the fitting recess, before Symbol operating oil passage is branched from the advance angle oil passage or the retard angle oil passage downstream of said control valve Thus, it is formed as an independent oil passage that does not pass through the retard chamber and the advance chamber .
この構成によると、出退部材の嵌合凹部から抜き出す作動を行う際には、一方の油室に供給される作動油が解除油路に供給され、この作動油の油圧により出退部材を嵌合凹部から抜き出す作動が実現する。これとは逆に、出退部材を嵌合凹部に挿入する際には、他方の油室に供給される作動油を作動油路に供給し、この作動油の油圧により出退部材を嵌合凹部の方向に作動させることで出退部材の嵌合凹部への嵌合が実現する。また、作動油路が制御弁の下流で進角油路または遅角油路から分岐して遅角室または進角室を経由しない独立した油路として形成されているので、出退部材の嵌合凹部からの抜き出し又は嵌合凹部への嵌合を迅速に行える。
この構成では遅角室と進角室との一方に作動油が供給される際に、その作動油の一部が解除油路に供給され、遅角室と進角室との他方に作動油が供給される際に、その作動油の一部が作動油路に供給されるので、遅角室と進角室とを選択して作動油を供給するための単一の制御弁を備えるだけで済み、油路構成が単純となる。
従って、出退機構の出退部材の嵌合凹部からの解除と、出退部材の嵌合凹部への嵌合とを行う開閉時期制御装置が簡便に構成された。
According to this configuration, when performing the operation of extracting from the fitting recess of the withdrawal / retraction member, the hydraulic oil supplied to one oil chamber is supplied to the release oil passage, and the withdrawal / retraction member is fitted by the hydraulic pressure of the hydraulic oil. The operation of extracting from the mating recess is realized. On the contrary, when inserting the retracting member into the fitting recess, the operating oil supplied to the other oil chamber is supplied to the operating oil passage, and the retracting member is engaged by the hydraulic pressure of this operating oil. By operating in the direction of the recess, the fitting of the retractable member into the fitting recess is realized. Further, since the work Doyuro is formed as an oil passage independent without going through the retarding chamber or the advance chamber branched from the advance angle oil passage or the retard angle oil passage downstream of the control valve, the advancing and retracting member Extraction from the fitting recess or fitting into the fitting recess can be performed quickly.
In this configuration, when hydraulic oil is supplied to one of the retard chamber and the advance chamber, a part of the hydraulic oil is supplied to the release oil passage, and the hydraulic oil is supplied to the other of the retard chamber and the advance chamber. Since a part of the hydraulic oil is supplied to the hydraulic oil passage when the oil is supplied, only a single control valve for supplying the hydraulic oil by selecting the retard chamber and the advance chamber is provided. The oil path configuration is simple.
Therefore, an opening / closing timing control device that releases the retracting member of the retracting mechanism from the fitting recess and fits the retracting member into the fitting recess is simply configured.
本発明は、前記進角室に作動油を供給する前記進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する前記遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記解除油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されても良い。 The present invention includes: the advance angle oil passage for supplying hydraulic fluid to the advance chamber, and the retard angle oil passage for supplying hydraulic fluid to the retard chamber is formed in a said driven side rotating member, The release oil passage may be formed by branching from the advance oil passage or the retard oil passage in the driven side rotation member.
これによると、進角油路から分岐により形成された油路では進角室の作動油の圧力が上昇する以前に分岐された解除油路に供給される作動油の油圧を上昇させることが可能となり、出退部材の抜き出し方向への作動を迅速に行える。 According to this, in the oil passage formed by branching from the advance oil passage, the hydraulic oil pressure supplied to the release oil passage branched before the hydraulic oil pressure in the advance chamber rises can be increased. Thus, the operation in the direction of extracting the retractable member can be performed quickly.
本発明は、前記進角室に作動油を供給する前記進角油路と、前記遅角室に作動油を供給する前記遅角油路とが、前記従動側回転部材に形成されると共に、前記作動油路が、前記従動側回転部材の内部において前記進角油路又は前記遅角油路から分岐して形成されても良い。 The present invention includes: the advance angle oil passage for supplying hydraulic fluid to the advance chamber, and the retard angle oil passage for supplying hydraulic fluid to the retard chamber is formed in a said driven side rotating member, The hydraulic oil passage may be formed by branching from the advance oil passage or the retard oil passage in the driven side rotation member.
これによると、例えば、進角油路から分岐して作動油路を形成した構成では進角室の作動油の圧力が上昇する以前に分岐された作動油路に供給される作動油の油圧を上昇させることが可能となり、相対回転位相を進角方向に変化させた場合に出退部材の挿入方向への作動を迅速に行える。遅角油路から分岐して作動油路を形成した構成では、前述した構成と同様に、相対回転位相を進角方向に変化させる場合に出退部材の挿入方向への作動を迅速に行える。 According to this, for example, in the configuration in which the hydraulic oil passage is formed by branching from the advance oil passage, the hydraulic oil pressure supplied to the branched hydraulic oil passage before the hydraulic oil pressure in the advance chamber rises is increased. When the relative rotational phase is changed in the advance angle direction, the operation in the insertion direction of the retractable member can be quickly performed. In the configuration in which the hydraulic oil passage is formed by branching from the retarded oil passage, the operation in the inserting / retracting member insertion direction can be performed quickly when the relative rotational phase is changed in the advance direction, as in the above-described configuration.
本発明は、前記出退部材を引退方向に作動油の油圧を作用させる第1受圧面と第2受圧面とが前記出退部材に形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室からの作動油の油圧を前記第1受圧面に作用させる連通解除油路が形成され、前記進角室と前記遅角室との一方の油室に作動油を供給する油路から分岐した作動油の油圧を前記第2受圧面に作用させる前記解除油路が形成されても良い。 According to the present invention, a first pressure receiving surface and a second pressure receiving surface that cause the hydraulic pressure of hydraulic oil to act on the retracting member in the retracting direction are formed on the retracting member, and one of the advance chamber and the retard chamber A communication release oil passage is formed for applying hydraulic pressure of the hydraulic oil from the oil chamber to the first pressure receiving surface, and the hydraulic oil is supplied from one of the advance chamber and the retard chamber to the hydraulic chamber. The release oil passage for allowing the hydraulic pressure of the branched hydraulic oil to act on the second pressure receiving surface may be formed.
これによると、第1受圧面に連通解除油路からの作動油を供給して出退部材に対して引退方向に油圧を作用させ、第2受圧面に独立解除油路からの作動油を供給して出退部材に引退方向に油圧を作用させることが可能となる。そして、第1受圧面に作用する油圧と第2受圧面に作用する油圧とで出退部材を嵌合凹部から抜き出してロック解除を行える。 According to this, the hydraulic oil from the communication release oil passage is supplied to the first pressure receiving surface, the hydraulic pressure is applied to the retracting member in the retracting direction, and the hydraulic oil from the independent release oil passage is supplied to the second pressure receiving surface. Thus, the hydraulic pressure can be applied to the retracting member in the retracting direction. Then, the lock can be released by extracting the retracting member from the fitting recess with the hydraulic pressure acting on the first pressure receiving surface and the hydraulic pressure acting on the second pressure receiving surface.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態の基本構成〕
図1及び図2に示すように、内燃機関としてのエンジン100のクランクシャフト101とタイミングチェーン102を介して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ10を備え、エンジン100の燃焼室の吸気弁又は排気弁を開閉するためのカムシャフト1と同軸で一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ20を備え、外部ロータ10と内部ロータ20との回転位相を制御する油圧制御系を備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。特に、この第1実施形態では、進角室R1に作動油を供給する際に、ロックピン31(出退部材の一例)に対して独立解除油路36(解除油路の一例)からの作動油を直接的(進角室R1を介さず)に供給することによりロックピン31のロック解除を行う構成に特徴を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration of the first embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この弁開閉時期制御装置は、外部ロータ10と内部ロータ20とがカムシャフト1の回転軸芯Xと同軸芯で相対回転自在に配置され、作動油の給排により外部ロータ10と内部ロータ20との相対回転位相を変化させ、カムシャフト1の回転により開閉制御される弁(吸気弁又は排気弁)の開閉時期(タイミング)の変更を実現する。また、この弁開閉時期制御装置では、相対回転位相を最遅角でロックし(拘束し)、油圧によりロック解除が可能な出退機構としてロック機構Lを備えており、これらの構成を以下に説明する。
In this valve opening / closing timing control device, the
〔弁開閉時期制御装置の構成〕
弁開閉時期制御装置は、前述した外部ロータ10と内部ロータ20とを前部位置のフロントプレート2と、これと反対側(エンジン側)のリヤプレート3とで挟み込み、外部ロータ10とフロントプレート2とリヤプレート3とを一体化するように連結ボルト4で連結して構成されている。
[Configuration of valve timing control device]
The valve opening / closing timing control device sandwiches the
リヤプレート3の外周位置にはタイミングチェーン102が巻回するスプロケット3Sが一体的に形成され、フロントプレート2と内部ロータ20との間には、内部ロータ20を進角方向S1に付勢するトーションスプリング5が備えられている。内部ロータ20をカムシャフト1に連結固定する固定ボルト6が、回転軸芯Xと同軸芯で配置され、この固定ボルト6の外周側に後述する進角油路25の一部が形成されている。
A
外部ロータ10は円筒形の外殻部11から内部に向けて複数の突出部12が突設され、内部ロータ20は円柱形の本体部分21から外方に向けて複数の仕切突起22が放射状に突設されている。また、外部ロータ10の複数の突出部12の中間に形成される油室(空間)に仕切突起22を嵌め込むように外部ロータ10と内部ロータ20とが配置されている。
The
このような構成から、複数の突出部12の中間位置に形成される油室(空間)を仕切突起22が仕切る形態となり、外部ロータ10と内部ロータ20とは、油室内で仕切突起22が移動し得る角度だけ相対回転自在となる。外部ロータ10は、前述したタイミングチェーン102により図2にS(回転方向S)で示す方向に回転駆動される。仕切突起22を基準にして一方側には、作動油が供給されることにより相対回転位相が進角方向S1に変化させる進角室R1が形成される。仕切突起22を基準にして他方側には、作動油が供給されることにより相対回転位相が遅角方向S2に変化させる遅角室R2が形成される。また、突出部12の突出端には内部ロータ20の本体部分21の外周に接触する外部シール13が備えられ、仕切突起22の突出端には外部ロータ10の外殻部11の内面に接触する内部シール23が備えられている。
With such a configuration, the
相対回転位相が最遅角と最進角との間の中央近傍を中間位相と称しており、トーションスプリング5は、相対回転位相が最遅角にある状態から相対回転位相を中間位相に達するまで付勢力を作用させるように付勢力が作用する範囲が設定されている。尚、トーションスプリング5の付勢力が作用する範囲は中間位相を超えるものであっても良く、中間位相に達しないものであっても良い。
The middle of the relative rotational phase between the most retarded angle and the most advanced angle is referred to as an intermediate phase, and the
この弁開閉時期制御装置には、進角室R1に連通する進角油路25と、遅角室R2に連通する遅角油路26とが形成されている。進角油路25と遅角油路26とはカムシャフト1の内部に連通しており、このカムシャフト1の外面のジョイントJから電磁弁Vに接続している。エンジン100で駆動される油圧ポンプPからの作動油を電磁弁Vに供給する油路が形成されている。電磁弁Vは、進角油路25と遅角油路26との一方の油路を選択して作動油を供給し、他方の油路の排油を行う。電磁弁Vはエンジン100の回転を制御するエンジンを制御するECUによって制御される。
In this valve opening / closing timing control device, an
〔ロック機構〕
ロック機構Lは、内部ロータ20に形成された複数の仕切突起22の一つに対して、回転軸芯Xと平行姿勢の軸芯に沿って出退自在に備えた出退部材としてのロックピン31と、このロックピン31が嵌合するようにリヤプレート3に形成した嵌合凹部32と、ロックピン31を嵌合方向(延出方向)に付勢するロックスプリング33とを備えて構成されている。
[Lock mechanism]
The lock mechanism L is a lock pin serving as a retractable member that can be retracted and retracted along an axis parallel to the rotational axis X with respect to one of the plurality of
このロック機構Lは、相対回転位相を最遅角にロックする(拘束する)ため嵌合凹部32の位置が設定され、このロック機構Lはエンジン100の停止時に相対回転位相を最遅角にロックする。このように相対回転位相を最遅角にロックした状態でエンジン100を始動する場合には吸排気時の負荷が軽減されるためセルモータに供給される電力も少なくて済む。このような理由から、例えば、アイドルストップ制御のようにエンジン100の停止と起動とを頻繁に行う車両では、エンジン100の停止時に相対回転位相を最遅角に設定する制御が行われる。
Since the lock mechanism L locks (restrains) the relative rotation phase at the most retarded angle, the position of the
また、エンジン100を停止させる際には、弁開閉時期制御装置の相対回転位相を最遅角に設定すると共に、油圧がアシストする状態でロック機構Lのロック操作を行う。次に、エンジン100を始動する場合には、ECUが、クランキングを開始した後に、エンジン始動(点火によりエンジン100が稼動する状態)に円滑に移行するためにロック機構Lのロックを解除して相対回転位相を進角方向S1に移行させる制御が行われる。このような要請から進角方向S1に変化させるために進角室R1に作動油が供給される際には、適切なタイミングでロックピン31を嵌合凹部32から抜き出す作動が行われる。
Further, when the
図3に示すように、ロックピン31は、先端側の嵌合部31Aと、これより大径となるピン本体31Bとを一体形成し、ピン本体31Bにロックスプリング33を収容するスプリング空間31Cが形成されている。これに対応して仕切突起22においてロックピン31を収容するために形成された収容孔部28には、嵌合部31Aが挿通する第1孔部28Aと、ピン本体31Bが挿通する第2孔部28Bとが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
嵌合部31Aの先端部分には第1受圧面T1が形成され、嵌合部31Aとピン本体31Bとの境界部分にリング状の第2受圧面T2が形成され、ロックピン31のロックスプリング33が収容される空間側に付勢受圧面Qが形成されている。
A first pressure receiving surface T1 is formed at the distal end portion of the
嵌合凹部32には、進角室R1からの作動油の油圧を第1受圧面にT1に作用させるための連通解除油路35(解除油路の一例)が接続している。収容孔部28には、第2受圧面T2に作動の圧力を作用させる独立解除油路36(解除油路の一例)が接続している。前述したように進角油路25がカムシャフト1の内部から内部ロータ20に亘って形成されている。この進角油路25の中間部分にロック解除側分岐部Dを形成し、このロック解除側分岐部Dで分岐した作動油が独立解除油路36に供給される。つまり、独立解除油路36は、進角室R1に作動油を供給する進角油路25とは別個に形成された油路として構成されている。
Connected to the
また、前述したように遅角油路26がカムシャフト1の内部から内部ロータ20に亘って形成され、この遅角油路26の中間部分にロック作動側分岐部Eを形成し、このロック作動側分岐部Eで分岐した作動油がロック作動油路37(作動油路の一例)に供給される。このロック作動油路37は遅角室R2には直接的に接続しない独立した油路として形成されている。
Further, as described above, the
エンジン100の始動時のように低速回転状態で油圧ポンプPから供給される作動油の油圧によってもロックピン31を嵌合凹部32から抜き出せるように、第1受圧面T1と第2受圧面T2とを併せた受圧面積の値が設定されている。つまり、エンジン100が増速し油圧ポンプPから供給される作動油の油圧が上昇した状況では第2受圧面T2に作用する作動油の油圧だけでもロックピン31を嵌合凹部32から抜き出せるように第2受圧面T2の受圧面積の値が設定されている。つまり、進角室R1に作動油の油圧が作用すると、第1受圧面T1及び第2受圧面T2に抜き出し方向(引退方向)に油圧が作用するが、第2受圧面T2だけに油圧が作用してもロックピン31が嵌合凹部32から抜け出せるように第2受圧面T2の受圧面積を設定してある。
The first pressure receiving surface T1 and the second pressure receiving surface T2 so that the
このロック機構Lでは、第1孔部28Aと嵌合部31Aとの間で作動油が多少リークしても、第2孔部28Bとピン本体31Bとの間で作動油のリークが抑制される精度を有していれば第1受圧面T1と第2受圧面T2とに作用する油圧によりロックピン31の抜き出し(引退)が可能である。このような理由から、第2孔部28Bとピン本体31Bとの嵌合精度を高く設定し、第1孔部28Aの内径を嵌合部31Aの外径より設定値だけ大きく設定するように低い精度で加工されている。このような構成から、第2孔部28Bの軸芯とピン本体31Bとの軸芯とを高い精度で一致させるために高い精度での加工を行わずに済み、加工を容易にしている。
In the lock mechanism L, even if the hydraulic oil leaks somewhat between the
〔ロック機構の作動形態〕
この第1実施形態の構成から、エンジン100を停止させる際には遅角油路26から遅角室R2に作動油を供給することにより相対回転位相が遅角方向に変化する。このように遅角室R2に供給される作動油はロック作動側分岐部Eからロック作動油路37に供給され、このロック作動油路37から付勢受圧面Qに供給される。このように付勢受圧面Qに作動油の油圧が作用した場合にはロックスプリング33の付勢力をアシストする形態で油圧を作用させることになり、例えば、相対回転位相が変動する状況であっても、相対回転位相が最遅角に達したタイミングでロックピン31の嵌合部31Aを嵌合凹部32に対して迅速に嵌合させる。
[Operating form of locking mechanism]
In the configuration of the first embodiment, when the
エンジン100の始動時にロック機構Lのロック状態を解除して相対回転位相を進角方向S1に変化させる場合には、ECUが電磁弁Vを制御することにより進角油路25から進角室R1に作動油が供給される。進角油路25に供給された作動油はロック解除側分岐部Dから独立解除油路36に送られ、この作動油の油圧が予圧として第2受圧面T2に作用する。前述したように第2受圧面T2に作用する油圧だけでもロックピン31を嵌合凹部32から抜くことができる。しかし、この直後に進角油路25から第1受圧面T1に対して作動油の油圧が作用することで、図3(b)の状態から図3(c)の状態へとより迅速にロックピン31の抜き出しが行われる(ロック機構Lのロックが解除される)。
When the locked state of the lock mechanism L is released and the relative rotation phase is changed to the advance angle direction S1 when the
つまり、独立解除油路36には進角油路25のロック解除側分岐部Dで分岐した作動油が供給されるので、独立解除油路36から第2受圧面T2に供給される作動油の油圧は、進角室R1の圧力の影響を受けることが殆どなく、第2受圧面T2に作用する油圧を短時間のうちに上昇させるのである。
That is, since the hydraulic oil branched by the unlocking side branch portion D of the
また、進角油路25から供給される作動油が進角室R1に充満した後に連通解除油路35に供給される作動油の油圧が上昇する。これにより、既に第2受圧面T2に作用している油圧によりロックピン31を抜き出し方向に作動させ、更に、連通解除油路35から第1受圧面T1に作用する油圧により迅速にロックピン31を嵌合凹部32から抜き出し、ロック機構Lのロックが解除される。
Further, the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the communication
〔第1実施形態の作用・効果〕
相対回転位相を最遅角に設定してロック機構Lをロック状態に設定する場合には、ロック作動油路37からの作動油をロックピン31に作用させることにより、迅速、確実にロック状態に移行できる。また、作動油が進角室R1に充満した直後にロック機構Lのロックが解除されるので、外部ロータ10と内部ロータ20とを相対回転させる力が低い状態でロック機構Lのロック解除が可能となり、例えば、強い剪断力の作用によりロックピン31が抜き出し不能に陥ることがなく、ロック解除を確実に行える。前述した加工精度の設定により、第1孔部28Aと嵌合部31Aとが密嵌合していないので、ロックピン31が嵌合凹部32から抜き出される際には第1孔部28Aと嵌合部31Aとの間の摺動抵抗が小さく、迅速な抜き出しを実現する。
[Operations and effects of the first embodiment]
When the lock mechanism L is set to the locked state by setting the relative rotation phase to the most retarded angle, the operating oil from the lock operating
更に、ロック機構Lのロックが解除される時点で進角室R1には作動油が既に充満しているため、外部ロータ10と内部ロータ20とが相対回転し難い状態にあり、カムシャフト1から作用する外力によって相対回転位相が乱れる不都合を招くこともない。そして、進角室R1に供給される作動油の油圧により相対回転位相が進角方向S1の方向に変化し、この進角方向S1への変化をトーションスプリング5の付勢力がサポートして一層迅速な変化が実現する。
Furthermore, since the advance chamber R1 is already filled with the hydraulic oil when the lock mechanism L is unlocked, the
特に、本発明の弁開閉時期制御装置では、ロックピン31の挿抜を制御するための専用の弁を必要としないので、油路系が単純化し、部品点数の増大も抑制して製造が容易でコストの低減も実現する。
In particular, the valve opening / closing timing control device of the present invention does not require a dedicated valve for controlling the insertion / extraction of the
因みに、この第1実施形態では、相対回転位相を必要とする位相に設定する場合には、ECUが電磁弁Vを制御することにより進角油路25と遅角油路26との一方を選択して作動油を供給する。ロック状態に移行する場合には、遅角油路26にのみ作動油を供給する制御が行われ、相対回転位相が最遅角に達した時点でロックスプリング33の付勢力によりロックピン31の嵌合部31Aが嵌合凹部32に嵌合してロック状態に達する。
Incidentally, in the first embodiment, when the relative rotational phase is set to a required phase, the ECU selects one of the
〔第1実施形態の変形例〕
(a)図5に示すように、前述した第1実施形態と同様に進角油路25の中間部分のロック解除側分岐部Dで分岐した作動油の油圧を独立解除油路36から第2受圧面T2に作用させる油路系を備えると共に、第1実施形態とは異なり、遅角室R2からの作動油を仕切突起22に形成したロック作動油路37から付勢受圧面Qに作用するように構成する。
[Modification of First Embodiment]
(A) As shown in FIG. 5, the hydraulic pressure of the hydraulic fluid branched at the unlocking side branching portion D at the intermediate portion of the
このように構成することにより、ロック機構Lのロック解除を必要とする場合には、独立解除油路36からの作動油により迅速にロック解除を行うことになり、ロック機構Lによるロック状態に移行する場合には、遅角室R2に供給される作動油を付勢受圧面Qに供給し、この付勢受圧面Qに作用する油圧をロックピン31に対してロック作動方向に作用させ、ロックスプリング33の付勢力をアシストする形態で迅速なロック状態への移行が実現する。
With this configuration, when it is necessary to unlock the lock mechanism L, the lock is quickly released by hydraulic oil from the independent
(b)また、第1実施形態の変形例として、前述した変形例のロック作動油路37を形成するものにおいて、独立解除油路36に代えて進角室R1からの作動油の油圧を第2受圧面T2に対して直接的に作用させるロック解除油路を仕切突起22に形成しても良い。
(B) Further, as a modified example of the first embodiment, in the case where the lock
〔第2実施形態〕
この第2実施形態では、弁開閉時期制御装置の基本的な構成は第1実施形態と共通するものであるが、第1実施形態と比較して、外部ロータ10と内部ロータ20との相対回転位相が最遅角と最進角との中間となる中間位相においてロック機構Lによりロックする(拘束する)点が異なり、これに関連して油路構成が異なる。特に、この第2実施形態では、遅角室R2に作動油を供給する際に、第1ロック部材45(出退部材の一例)に対して付勢油路86(作動油路の一例)からの作動油を直接的(遅角室R2を介さず)に供給することにより第1ロック部材45(出退部材の一例)を規制凹部52に突入させ規制状態への移行を行う構成に特徴を有する。
[Second Embodiment]
In this second embodiment, the basic configuration of the valve timing control device is the same as that of the first embodiment, but the relative rotation between the
〔第2実施形態の基本構成〕
図6〜図9に示すように、駆動側回転部材としての外部ロータ10と、この外部ロータ10に対して同軸上に配置され、カムシャフト1と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ20とを備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。
[Basic configuration of the second embodiment]
As shown in FIGS. 6 to 9, the
外部ロータ10は、カムシャフト1が接続される側に取り付けられるリヤプレート3と、カムシャフト1が接続される側とは反対側に取り付けられるフロントプレート2と、リヤプレート3とフロントプレート2とで挟まれる外殻部11とから構成される。外部ロータ10に内装される内部ロータ20は、カムシャフト1の先端部に一体的に組み付けられ、外部ロータ10に対して一定の範囲内で相対回転が可能に構成されている。
The
外部ロータ10の外殻部11には、径内方向に突出する複数の突出部12が回転方向Sに沿って互いに離間する位置に形成され、突出部12と内部ロータ20とにより油室が形成されている。
In the
各油室は、内部ロータ20の一部をなす仕切突起22又は内部ロータ20に取り付けられるベーン24によって、進角室R1と遅角室R2とに二分されている。仕切突起22に形成された第1収容部51と第2収容部61には、それぞれ規制部材として機能する第1ロック部材45と、拘束部材として機能する第2ロック部材46が収容される。この第2実施形態ではロック機構Lが、規制機構50と拘束機構60とで構成されている。これらの構成については後述する。
Each oil chamber is divided into an advance chamber R <b> 1 and a retard chamber R <b> 2 by a
カムシャフト1及びリヤプレート3に形成された進角油路25は、進角室R1に連通している。同様に、カムシャフト1及び内部ロータ20に形成された遅角油路26は、遅角室R2に連通している。
The
外部ロータ10と内部ロータ20とが相対回転可能な一定の範囲は、油室の内部で仕切突起22又はベーン24が変化可能な範囲に対応する。進角室R1の容積が最大となる相対回転位相が最進角であり、遅角室R2の容積が最大となる相対回転位相が最進角である。
A certain range in which the
電磁弁Vは、エンジンを制御するECUによって操作される。電磁弁Vは、進角油路25への作動油の供給を許すと同時に遅角油路26からの作動油の排出を許して相対回転位相を進角方向S1に変化させる進角ポジションVfに設定可能である。これと同様に電磁弁Vは、進角油路25及び遅角油路26への作動油の給排を阻止して位相回転位相を保持する保持ポジションVnと、遅角油路26への作動油の供給を許すと同時に進角油路25からの作動油の排出を許して相対回転位相を遅角方向S2に変化させる遅角ポジションVrとに設定可能に構成されている。この電磁弁Vは、ECUからの制御信号のない状態においては、進角ポジションVfに保持されるように構成されている。また、ECUが電磁弁Vを進角ポジションVfに設定する制御を進角制御と称し、電磁弁Vを遅角ポジションVrに設定する制御を遅角制御と称する。
The solenoid valve V is operated by an ECU that controls the engine. The solenoid valve V allows the hydraulic oil to be supplied to the
〔ロック機構L:規制機構〕
相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相までの範囲(以下、「規制範囲F」と称する)に規制する規制機構50の構成について、図8、図9及び図10〜図24に基づき説明する。
[Lock mechanism L: Restriction mechanism]
The configuration of the
規制機構50は、主に段付き円筒形の第1ロック部材45と、第1ロック部材45を収容する第1収容部51と、第1ロック部材45が突入可能となるようリヤプレート3の表面に形成された長孔形状の規制凹部52(嵌合凹部の一例)とから構成される。
The
第1ロック部材45は、径が異なる円筒を4段積み重ねた形状である。この4段の円筒をリヤプレート3の側から順に、第1段部45a、第2段部45b、第3段部45c及び第4段部45dと称する。第2段部45bは第1段部45aよりも径が小さくなるよう構成され、それよりフロントプレート2の側では、第2段部45b、第3段部45c、第4段部45dと順に径が大きくなるように構成されている。
The
第1段部45aは規制凹部52に突入可能に形成され、第1段部45aが規制凹部52に突入している時は、後述の如く相対回転位相が規制範囲Fの範囲内に規制される。第4段部45dには円筒形の凹部45eが形成され、第1スプリング53(ロックスプリングの一例)が収容される。この凹部45eと、凹部45eの外周位置における第1ロック部材45の端面(図8では上面)で付勢受圧面Qが形成されている。
The
第1収容部51は、カムシャフト1の回転軸芯Xの方向に沿って仕切突起22に形成され、フロントプレート2の側からリヤプレート3の側に亘って内部ロータ20を貫通している。第1収容部51は、例えば、径が異なる円筒状の空間を3段積み重ねた形状であって、第1ロック部材45がその内部で移動可能なように形成してある。第1収容部51の内周面のうち後述する連通油路85と接続する部分には、断面半円状の縦溝部51aが形成される。この縦溝部51aと連通油路85とを介して、後述する第1油室54、第2油室55及び第4油室65は連通するよう構成されている。
The first
規制凹部52は、回転軸芯を中心とした円弧状であって、その径方向における位置は後述のロック凹部62とはわずかに異なるように形成してある。規制凹部52には、進角側の端部である第1端部52aと、遅角側の端部である第2端部52bとが形成されている。第1ロック部材45が第1端部52aと当接状態にある時は、相対回転位相が中間ロック位相となる。第1ロック部材45が第2端部52bと当接状態にある時は、相対回転位相が最遅角位相となる。即ち、規制凹部52は規制範囲Fに対応している。
The restricting
第1ロック部材45は、第1収容部51に収容されるとともに、第1スプリング53によってリヤプレート3の側に常時付勢されている。第1ロック部材45の第1段部45aが規制凹部52に突入すると、相対回転位相が規制範囲Fの範囲内に規制され、「規制状態」が作り出される。第1スプリング53による付勢力に抗して第1段部45aが規制凹部52から退出すると、規制状態が解除され、「規制解除状態」となる。
The
第1ロック部材45を第1収容部51に収容すると、第1ロック部材45と第1収容部51とによって第1油室54及び第2油室55が形成される。第1油室54は第1ロック部材45の第2段部45bの外側に形成され、第1油室54に作動油が供給された場合には、第1ロック部材45の第3段部45cの底面である第1受圧面45fに作動油圧を作用させて第1ロック部材45を規制凹部52から退出させる。第2油室55は第1ロック部材45の第3段部45cの外側に形成され、第2油室55に作動油が供給された場合には、第1ロック部材45の第4段部45dの底面である第2受圧面45gに作動油圧を作用させて第1ロック部材45を規制凹部52から退出させる。尚、第1油室54と第2油室55とは、縦溝部51aを介して連通している。
When the
また、第1ロック部材45を第1収容部51に収容すると、第1ロック部材45とフロントプレート2とによって背面油室56が形成される。この背面油室56は、第1ロック部材45の凹部45eと一体の空間として形成され、後述する付勢油路86から作動油が供給された場合には、第1ロック部材45の付勢受圧面Qに作動油圧が作用することから第1ロック部材45をリヤプレート3の側に付勢する。
When the
〔ロック機構L:拘束機構〕
相対回転位相を中間ロック位相にロック(拘束)する拘束機構60の構成について、図8、図9及び図10〜図24に基づき説明する。拘束機構60は、主に段付き円筒形の第2ロック部材46と、第2ロック部材46を収容する第2収容部61と、第2ロック部材46が突入可能となるようリヤプレート3の表面に形成された円孔形状のロック凹部62とから構成される。
[Lock mechanism L: Restraint mechanism]
A configuration of the restraining
第2ロック部材46は、例えば径が異なる円筒を2段積み重ねた形状である。この2段の円筒をリヤプレート3の側から順に、第1段部46a及び第2段部46bと称する。第1段部46aの径は、第2段部46bの径よりも小さくなるように構成されている。
The
第1段部46aはロック凹部62に突入可能に形成され、第1段部46aがロック凹部62に突入している状態の時は、相対回転位相が中間ロック位相にロックされる。第2段部46bには円筒形の凹部46cが形成され、第2スプリング63が収容される。
The
第2収容部61は、回転軸芯の方向に沿って内部ロータ20に形成され、フロントプレート2の側からリヤプレート3の側に亘って内部ロータ20を貫通している。第2収容部61は、径が異なる円筒状の空間を2段積み重ねた形状であって、第2ロック部材46がその内部で移動可能なように形成してある。
The second
第2ロック部材46は、第2収容部61に収容されるとともに、第2スプリング63によってリヤプレート3の側に常時付勢されている。第2ロック部材46の第1段部46aがロック凹部62に突入すると、相対回転位相が中間ロック位相に保持され、「ロック状態」が作り出される。第2スプリング63による付勢力に抗して、第1段部46aがロック凹部62から退出すると、ロック状態が解除され、「ロック解除状態」となる。
The
第2ロック部材46をロック凹部62に突入させると、第2ロック部材46とロック凹部62とによって第3油室64が形成される。第3油室64は第2ロック部材46のリヤプレート3の側に形成され、第3油室64に作動油が供給された場合には、第1ロック部材45の第1段部46aの底面である第1受圧面46dに作動油圧を作用させて第2ロック部材46をロック凹部62から退出させる。
When the
第2ロック部材46を第2収容部61に収容すると、第2ロック部材46と第2収容部61とによって第4油室65が形成される。第4油室65は第2ロック部材46の第1段部46aの外側に形成され、第4油室65に作動油が供給された場合には、第2ロック部材46の第2段部46bの底面である第2受圧面46eに作動油圧を作用させて第2ロック部材46をロック凹部62から退出させたロック解除状態が保持される。
When the
次に各油路の構成について、図8、図9及び図10〜図24に基づき説明する。 Next, the structure of each oil passage is demonstrated based on FIG.8, FIG.9 and FIG.10-24.
〔規制解除油路〕
規制解除状態を実現するための規制解除油路81(解除油路の一例)は、規制時連通油路82と解除時連通油路83とを備えている。規制時連通油路82は、後述するリヤプレート油路91とU字状油路92とからなり、規制状態を解除するために進角室R1から第1油室54に作動油を供給する油路である。又、解除時連通油路83は、第1ロック部材45が規制凹部52から退出している時に、規制解除状態を保持するために進角室R1から第1油室54に作動油を供給する油路である。
[Deregulated oil passage]
The restriction release oil path 81 (an example of a release oil path) for realizing the restriction release state includes a restriction time
第1油室54は縦溝部51aを介して第2油室55と連通するとともに、縦溝部51a及び後述する連通油路85を介して第4油室65と連通している。従って、規制解除油路81、即ち規制時連通油路82及び解除時連通油路83のうち何れかから第1油室54に供給された作動油は、第2油室55及び第4油室65に供給される。
The
リヤプレート油路91は、リヤプレート3の内部ロータ20の側の表面に形成された円弧溝状の油路であり、進角室R1と連通している。又、U字状油路92は、内部ロータ20のリヤプレート3の側の表面に形成されたU字溝状の油路であり、第1油室54に連通している。リヤプレート油路91は、第1ロック部材45が規制範囲Fの範囲内における所定の遅角側の範囲(以下、「規制解除可能範囲G」と称する)内にある時にのみ、U字状油路92と連通するように構成されている。尚、規制解除可能範囲Gの範囲内に第1ロック部材45があるとは、第1段部45aの全領域が規制解除可能範囲Gの範囲内にあることをいう。
The rear
即ち、規制時連通油路82は、第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gの範囲内にあり、リヤプレート油路91とU字状油路92とが連通状態の時に進角室R1に作動油が供給されると、第1油室54及び第2油室55に作動油を供給し、第1受圧面45f及び第2受圧面45gに作動油圧を作用させて第1ロック部材45による規制状態を解除する。
That is, the restriction
解除時連通油路83は、仕切突起22の内部に形成された管状の油路であり、進角室R1と連通している。第1ロック部材45が規制凹部52に突入して規制状態にある場合には、第1ロック部材45の第3段部45cの側壁によって、解除時連通油路83と第1油室54との連通が遮断される。これに対して、第1ロック部材45が規制凹部52から退出して規制解除状態となっている時には、解除時連通油路83は第1油室54に連通し、進角室R1から供給される作動油により規制解除状態を保持する。
The release-time
進角室R1から第1油室54に作動油が供給される場合、規制時連通油路82と解除時連通油路83とのうち何れから第1油室54に作動油が供給されるかは、基本的には第1ロック部材45の動作に応じて択一的となるように構成されている。しかし、厳密には、規制時連通油路82と解除時連通油路83との切換時においては、規制時連通油路82及び解除時連通油路83の何れからも作動油が第1油室54に供給されるように構成してある。これは、規制時連通油路82と解除時連通油路83との切換時に何れの連通油路も第1油室54と連通しない状況が生じると、第1油室54が一時的に密閉状態となり、第1ロック部材45の動作の円滑性が損なわれてしまうのを防止するためである。
When hydraulic fluid is supplied from the advance chamber R1 to the
〔ドレン油路〕
ドレン油路87は、第1ロック部材45が規制凹部52に突入する時に、第1ロック部材45の移動抵抗となる第1油室54及び第2油室55の内部の作動油を速やかに排出するための油路である。ドレン油路87は、リヤプレート3を回転軸芯の方向に貫通するよう形成されている。
[Drain oil passage]
The
ドレン油路87は、第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gよりも進角側の所定の範囲にある時にのみU字状油路92と連通し、第1油室54及び第2油室55の内部の作動油がU字状油路92及びドレン油路87を介して排出される。第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gの範囲内にある時には、ドレン油路87とU字状油路92とが連通しないように構成してあるため、リヤプレート油路91とU字状油路92とが連通している時に、進角室R1から供給された作動油が、そのままドレン油路87に排出されるのを防止する。
The
〔ロック解除油路〕
ロック解除油路84は、リヤプレート3に形成された溝状の油路であり、第3油室64と連通している。第2ロック部材46がロック凹部62に突入したロック状態では、ロック解除油路84は遅角室R2と連通するよう構成されており、遅角室R2からロック解除油路84を介して第3油室64に供給された作動油が、第2ロック部材46の第1受圧面46dに作動油圧を作用させ、第2ロック部材46をロック凹部62から退出させてロック解除状態とする。
[Unlocked oil passage]
The unlocking
〔連通油路〕
連通油路85は、仕切突起22の内部に形成された管状の油路であり、第1収容部51の縦溝部51aと第4油室65とを連通している。規制解除油路81、即ち規制時連通油路82及び解除時連通油路83のうち何れかから第1油室54に作動油が供給されると、第1油室54内の作動油が縦溝部51aを介して連通油路85に供給され、その結果、第4油室65に作動油が供給されるため、ロック解除状態を保持することができる。
[Communication oil passage]
The
〔付勢油路〕
遅角油路26がカムシャフト1の内部から内部ロータ20に亘って形成され、カムシャフト1の内部の遅角油路26の中間部分にロック作動側分岐部Eを形成し、このロック作動側分岐部Eで分岐した作動油を背面油室56に供給する付勢油路86が形成されている。従って、遅角室R2に作動油が供給される際には、ロック作動側分岐部Eで分岐した作動油が付勢油路86を介して背面油室56に供給され、この作動油圧が付勢受圧面Qに作用し、第1ロック部材45をリヤプレート3の側に付勢するので速やかに規制状態を実現する。一方、進角室R1に作動油が供給されると、背面油室56の作動油は付勢油路86を介して排出されるので、速やかに規制解除状態を実現する。
[Energizing oil passage]
A
〔規制機構及びロック機構の動作〕
相対回転位相は、エンジン100が停止する際には中間ロック位相でロック状態に達するように制御される。エンジン始動時には、中間ロック位相から相対回転位相を規制解除可能範囲Gの範囲内に変化させる遅角制御(遅角方向S2への制御)の後に、進角制御(進角方向S1への制御)を行うことによりロック状態を解除し、規制範囲Fのうち規制解除可能範囲Gに含まれない範囲内で進角制御に切り換えることによりロック状態を実現する。
[Operation of restriction mechanism and lock mechanism]
The relative rotation phase is controlled so that the locked state is reached at the intermediate lock phase when the
〔ロック解除時及び規制解除時の動作〕
ロック状態を解除した後に規制状態を解除する手順、即ち、図10、図11に示す如く規制機構50による規制と拘束機構60による保持とが行われる第3状態から、図22、図23に示す如く拘束機構60によるロック状態が解除された第2状態を経て図16、図17に示す如く拘束機構60によるロック状態が解除され、更に、規制機構50の規制が解除される第1状態に移行する手順について、図10〜図17に基づき説明する。
[Operations when unlocking and when releasing restrictions]
From the third state in which the restriction state is released after the lock state is released, that is, the third state in which the
図10、図11は、エンジン100の始動時及びエンジン100の停止時のロック状態、即ち第3状態における規制機構50及び拘束機構60を示す。エンジン始動時には、電磁弁Vが進角ポジションVfにあるため進角室R1に作動油が供給される。しかし、第1ロック部材45は規制解除可能範囲Gの範囲外にあるため、規制時連通油路82からは第1油室54に作動油が供給されない。又、解除時連通油路83も第1油室54と連通していないため、第1油室54に作動油が供給されない。よって、ロック状態が維持される。
10 and 11 show the
図14、図15は、エンジン始動後、ロック状態を解除するため、即ち第3状態から第2状態へ移行するために遅角制御により電磁弁Vが遅角ポジションVrに切り換えられた際の状態を示す。この際、ロック解除油路84を介して遅角室R2から第3油室64に作動油が供給され、第2ロック部材46の第1受圧面46dに作動油圧が作用し、第2ロック部材46がロック凹部62から退出してロック状態が解除される。ロック状態が解除されると、第1ロック部材45は遅角方向に移動する。
14 and 15 show states when the solenoid valve V is switched to the retard position Vr by retard control in order to release the locked state after the engine is started, that is, to shift from the third state to the second state. Indicates. At this time, the hydraulic oil is supplied from the retard chamber R2 to the
図示しない位相センサが、第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gの範囲内に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ECUは、進角制御により電磁弁Vを進角ポジションVfに切り換え、第2状態から第1状態へ移行が行われる。この移行時の状態を図14、図15に示す。リヤプレート油路91とU字状油路92とが連通しているため、規制時連通油路82から第1油室54に作動油が供給される。すると、第1ロック部材45の第1受圧面45fに作動油圧が作用し、第1ロック部材45は規制凹部52から退出し、規制状態が解除される。
When a phase sensor (not shown) detects that the
この時、第1油室54内の作動油は、縦溝部51aを介して第2油室55にも供給されるので、第1ロック部材45の第2受圧面45gにも作動油圧が作用するとともに、背面油室56からは付勢油路86を介して作動油が排出されるので、第1ロック部材45は規制凹部52から速やかに退出することができる。又、第1油室54内の作動油は、縦溝部51a及び連通油路85を介して第4油室65にも供給されるので、第2ロック部材46の第2受圧面46eにも作動油圧が作用し、ロック解除状態を保持する。
At this time, the hydraulic oil in the
遅角油路26及び付勢油路86の最小管径が、進角油路25の最小管径よりも大きくなるように構成されていると、第2状態から第1状態に移行する時に、背面油室56の内部の作動油が付勢油路86を介して排出されやすくなるので好適である。即ちこのような構成により、背面油室56の内部の作動油による残圧により第1ロック部材45を規制凹部52から退出させ難くなるということがなく、より速やかに規制状態の解除を実現することができる。
When the minimum pipe diameter of the
又、本第2実施形態においては、油圧ポンプPと電磁弁Vとの間に、油圧ポンプPの側への作動油の流れを禁止する逆止弁75を備えている。従って、進角制御時に、カムトルクの影響による進角室R1における作動油圧の変動を抑えることができるので、進角室R1の作動油圧の変動下限値を上昇させることができ、より速やかに規制状態の解除を実現することができる
In the second embodiment, a
図16、図17は、進角制御によって、規制解除状態及びロック解除状態を保持している時の状態、即ち第1状態における規制機構50及び拘束機構60を示す。この時、解除時連通油路83を介して進角室R1の作動油が第1油室54に供給される。第1油室54と第4油室65とは縦溝部51a及び連通油路85により連通するため、進角室R1から第1油室54に供給される作動油は、第4油室65にも供給される。その結果、規制解除状態及びロック解除状態が保持される。
FIGS. 16 and 17 show the
〔通常運転状態における動作〕
次に、規制解除状態及びロック解除状態、即ち第1状態が実現され通常の運転状態となった時の動作について、図18〜図21に基づき説明する。
[Operation during normal operation]
Next, the operation when the restriction release state and the lock release state, that is, the first state is realized and the normal operation state is achieved will be described with reference to FIGS.
通常の運転状態において、進角制御を行った時の状態を図18、図19に示す。進角制御の時には、進角室R1、解除時連通油路83、第1油室54、縦溝部51a、連通油路85及び第4油室65が連通するから、規制解除状態及びロック解除状態が保持された状態で進角作動する。
18 and 19 show the state when the advance angle control is performed in the normal driving state. During advance angle control, the advance angle chamber R1, the release-time
通常の運転状態において、遅角制御を行った時の状態を図20、図21に示す。この時、遅角室R2から第3油室64に作動油が供給されるので、ロック解除状態が保持される。一方、第1油室54には作動油が供給されないので、第1ロック部材45は付勢油路86から供給される作動油及び第1スプリング53によって付勢され、リヤプレート3と当接する。この動作の際、第1油室54、第2油室55及び縦溝部51aの内部の作動油は、解除時連通油路83を介して進角室R1に排出される。
FIGS. 20 and 21 show states when the retard control is performed in the normal operation state. At this time, since the hydraulic oil is supplied from the retard chamber R2 to the
尚、上記のように第1ロック部材45がリヤプレート3と当接するように付勢されても、第1ロック部材45はリヤプレート3の表面上を滑動するので、弁開閉時期制御装置の動作に支障をきたすことはない。又、規制凹部52とロック凹部62は径方向にずらした位置に形成しているため、第1ロック部材45がロック凹部62に突入することはない。
Even if the
〔規制時及びロック時の動作〕
最後に、規制状態とした後にロック状態とする手順、即ち第1状態から第2状態を経て第3状態に移行する手順について、図22〜図25に基づき説明する。
[Operation when regulating and locking]
Finally, a procedure for setting the locked state after setting the restricted state, that is, a procedure for shifting from the first state to the third state through the second state will be described with reference to FIGS.
図示しない位相センサが、規制機構50及び拘束機構60が規制解除状態及びロック解除状態を保持している状態、即ち第1状態の時に、第1ロック部材45が規制範囲Fの範囲内且つ規制解除可能範囲Gの範囲外に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ECUは電磁弁Vを進角ポジションVfに切り換える。
When the phase sensor (not shown) is in a state in which the
図22、図23は、規制状態が実現した状態、即ち第2状態と同様の状態における規制機構50及び拘束機構60を示す。このように第1ロック部材45を規制凹部52に突入させる際には、ロック作動側分岐部Eで分岐した作動油が付勢油路86から背面油室56の付勢受圧面Qに供給され、この作動油圧と第1スプリング53により第1ロック部材45がリヤプレート3の側に付勢される。このような付勢が行われると共に、U字状油路92とドレン油路87とが連通し、第1油室54、第2油室55及び縦溝部51aの内部の作動油がドレン油路87から排出されるので、第1ロック部材45は速やかに規制凹部52に突入する。
22 and 23 show the
規制状態を実現してからも遅角制御を維持すると、第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gの範囲内に移動し、リヤプレート油路91とU字状油路92とが連通するので、次に進角制御に切り換えた時に規制状態が解除されてしまう。このため、規制状態を実現した後は、第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gの範囲内に移動する前に進角制御に切り換える必要がある。
If the retard control is maintained even after the restriction state is realized, the
第1ロック部材45が規制解除可能範囲Gに入る前に進角制御に切り換えると、図24、図25に示すように、第1ロック部材45は規制凹部52から退出せずに進角作動する。その結果、第1ロック部材45が規制凹部52の第1端部52aに当接し、中間ロック位相に保持される。この時、連通油路85への作動油供給が断たれているので、第2ロック部材46は第2スプリング63によって付勢されロック凹部62に突入し、図10、図11に示したロック状態、即ち第3状態が実現される。この時、第3油室64の内部の作動油はロック解除油路84を介して遅角室R2から排出され、第4油室65の内部の作動油は連通油路85、縦溝部51a、第1油室54、U字状油路92及びドレン油路87を介して排出されるので、第2ロック部材46の突入動作を妨げることがない。
If the
このように、本第2実施形態では、第1ロック部材45が規制凹部52から退出した状態から、規制凹部52に突入する場合には、第1スプリング53の付勢力だけではなく、付勢油路86から作用する油圧が第1ロック部材45の付勢受圧面Qに対して突入方向に作用するため、この油圧によりアシストされる状態で規制凹部52に突入することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, when the
特に、付勢油路86がロック作動側分岐部Eからの作動油を、付勢受圧面Qに対して作用させる構成であるため、カムシャフト1から作用する外力により相対回転位相が変動する場合のように遅角室R2の作動油の圧力が変動する場合にも、圧力変動がない作動油の圧力を継続的に付勢受圧面Qに作用させることが可能となり、規制凹部52に対して迅速に突入させる作動を実現している。
In particular, since the urging
本発明は、ロックピンを油圧式に作動させる弁開閉時期制御装置に利用することができる。 The present invention can be used for a valve opening / closing timing control device that hydraulically operates a lock pin.
1 カムシャフト
10 駆動側回転部材(外部ロータ)
20 従動側回転部材(内部ロータ)
31 出退部材(ロックピン)
32 嵌合凹部
33 スプリング(ロックスプリング)
35 解除油路(連通解除油路)
36 解除油路(独立解除油路)
37 作動油路(ロック作動油路)
45 出退部材(第1ロック部材)
46 出退部材(第2ロック部材)
52 嵌合凹部(規制凹部)
53 ロックスプリング(第1スプリング)
81 解除油路(規制解除油路)
86 作動油路(付勢油路)
D 分岐部(ロック解除側分岐部)
R1 進角室
R2 遅角室
T1 第1受圧面
T2 第2受圧面
L ロック機構
1
20 Driven side rotating member (internal rotor)
31 Retracting member (lock pin)
32
35 Release oil passage (communication release oil passage)
36 Release oil passage (Independent release oil passage)
37 Hydraulic oil passage (Lock hydraulic oil passage)
45 Retracting member (first locking member)
46 Retracting member (second locking member)
52 Fitting recess (regulation recess)
53 Lock spring (first spring)
81 Release oil passage (regulation release oil passage)
86 Hydraulic oil passage (energizing oil passage)
D branch part (unlock side branch part)
R1 Advance angle chamber R2 Delay angle chamber T1 First pressure receiving surface T2 Second pressure receiving surface L Lock mechanism
Claims (4)
前記駆動側回転部材と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と一体回転する従動側回転部材とを備え、
作動油の供給により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材と相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と、作動油の供給により前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室とが形成され、
前記相対回転位相が最遅角と最進角との間にある所定の中間位相において前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方の回転部材に出退自在に支持される出退部材と、他方の回転部材に形成され前記出退部材が嵌合する嵌合凹部と、前記出退部材を延出方向に付勢するスプリングとを備えて、少なくとも前記スプリングの付勢力により前記出退部材が前記嵌合凹部に嵌合することにより前記相対回転位相を前記中間位相に拘束または前記中間位相の範囲内にて規制する出退機構が構成されると共に、
前記進角室または前記遅角室に単一の制御弁を介して前記作動油を供給する進角油路または遅角油路と、
前記進角室と前記遅角室との一方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部から抜き出す方向に作動油を供給する解除油路と、前記進角室と前記遅角室との他方の油室への作動油の供給時に前記出退部材を前記嵌合凹部に嵌合させる方向に作動油を供給する作動油路とを備え、前記作動油路が前記制御弁の下流で前記進角油路または前記遅角油路から分岐して前記遅角室および前記進角室を経由しない独立した油路として形成されている弁開閉時期制御装置。 A drive-side rotating member that rotates synchronously with the crankshaft of the internal combustion engine;
A driven-side rotating member that is arranged coaxially with the drive-side rotating member and rotates integrally with a camshaft for opening and closing the valve of the internal combustion engine;
A retarding chamber that changes the relative rotational phase in the retarded direction by supplying hydraulic oil, and an advance angle that changes the relative rotational phase in the advanced direction by supplying hydraulic oil. A chamber is formed,
A retractable member that is removably supported by one rotating member of the driving side rotating member and the driven side rotating member in a predetermined intermediate phase in which the relative rotational phase is between the most retarded angle and the most advanced angle. And a fitting recess formed in the other rotating member and into which the withdrawing / withdrawing member is fitted, and a spring for urging the withdrawing / withdrawing member in the extending direction , at least by the urging force of the spring. As a member is fitted into the fitting recess, a retracting mechanism is configured that restricts the relative rotational phase to the intermediate phase or restricts the relative rotational phase within the range of the intermediate phase ,
An advance oil passage or a retard oil passage for supplying the hydraulic oil to the advance chamber or the retard chamber via a single control valve;
A release oil passage for supplying hydraulic oil in a direction in which the withdrawal member is extracted from the fitting recess when hydraulic oil is supplied to one of the advance chamber and the retard chamber; and the advance chamber and a hydraulic oil path for supplying hydraulic fluid the advancing and retracting member when the supply of hydraulic oil to the other oil chamber of the retarded angle chamber in the direction of fitting into the fitting recessed portion, the previous SL hydraulic fluid passage A valve opening / closing timing control device formed as an independent oil passage that branches off from the advance oil passage or the retard oil passage downstream of the control valve and does not pass through the retard chamber and the advance chamber .
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