JP3760567B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の一つとして、弁開閉用の回転軸の端部に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に設けた径方向のベーン溝に径方向へ移動可能に組付けられたベーンと、前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分される流体圧室と、前記進角用油室に作動油を給排する第1通路と、前記遅角用油室に作動油を給排する第2通路とを備えたものがあり、例えば実開平2−50105号公報に開示されている。
【0003】
上記した公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、回転軸が中間位相(最遅角位置と最進角位置との間)にてリニア制御されている時、ベーンの回転方向にて進角方向への回転力(進角用油室内の進角油圧による押圧力)と遅角方向への回転力(遅角用油室内の遅角油圧による押圧力に回転軸に生じているトルクを加えた力)がバランスしていて、この状態からベーンを進角方向へ回転させるときには進角用油室への油圧供給を増加させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、作動油の油温が低く油圧が高い時に、中間位相から僅かに進角させるために進角油圧を増加した場合、ベーンの先端に作用する油圧によりベーンがベーン溝底部に向けて押されてベーンの先端が摺動可能に当接していた周壁から離れることがある。この状態では、進角用油室から遅角用油室に油圧がリークするため、ベーン及び回転軸は進角側に作動しない。このため、進角油圧を更に増加させることとなるが、リークを越えた進角油圧を供給した時点でベーン及び回転軸が急速に作動して、位相変換のオーバーシュートといった問題が生じることがある。
【0005】
かかる問題は、ベーンを径外方に向けて付勢するベーンスプリングの取付荷重を高めることにより解消し得るものの、このようにした場合には、通常油温(比較的高くて粘性が低い状態)での運転時にベーン先端と周壁間のフリクションが常時増大し、進角及び遅角の位相変換時において変換速度の低下を招くという問題が生じるおそれがある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、弁開閉用の回転軸の前端部に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に設けた径方向のベーン溝に径方向へ移動可能に組付けられたベーンと、前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分される流体圧室と、前記進角用油室に作動油を給排する第1通路と、前記遅角用油室に作動油を給排する第2通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置において、前記ベーンによって前記ベーン溝の底部に形成される背圧室を前記第1通路に連通させたことに特徴がある。
【0007】
【発明の作用・効果】
本発明による弁開閉時期制御装置においては、低油温での運転時と通常油温での運転時に、中間位相でのバランス状態(進角油圧による押圧力が遅角油圧による押圧力とトルクとの和とバランスしている状態)から僅かに進角させるために進角油圧を増加した場合、この進角油圧がベーン溝底部の背圧室にも供給されてベーンを径外方に向けて押動する。このときには、ベーンの先端に作用する油圧(一部に進角油圧が作用し残部に遅角油圧が作用する)によりベーンがベーン溝底部に向けて押圧されるものの、進角油圧が遅角油圧より高く、この高い進角油圧がベーンの基端全体に作用してベーンを径外方に押圧するため、ベーンの先端は摺動可能に当接している周壁に押し付けられて離れることはなく、進角用油室と遅角用油室は的確に遮断された状態に維持される。したがって、この状態では、進角用油室から遅角用油室への油圧リークは的確に抑制され、ベーン及び回転軸は進角用油室に供給される進角油圧の増加に応じて的確に作動し、位相変換が的確に行われる。
【0008】
また、ベーン先端の周壁への押し付け力は、進角油圧の増加に応じて増加するものであり、遅角油圧の増加時には増加しないものであるため、しかも低油温での運転時と通常油温での運転時に変わることなく得られるものであるため、通常油温での運転時にベーン先端と周壁間のフリクションが常時増大することはなく、位相変換時における変換速度の低下を必要最小限に抑えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1及び図2に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、当該内燃機関のシリンダヘッド90に回転自在に支持されたカムシャフト10とこれの前端(図1の右端)に一体的に組付けた内部ロータ20によって構成した弁開閉用の回転軸と、カムシャフト10及び内部ロータ20に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ30、フロントプレート40、リアプレート50及びリアプレート50の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット51によって構成した回転伝達部材と、内部ロータ20に組付けた5枚のベーン60と、外部ロータ30に組付けたロックピン70等によって構成されている。なお、タイミングスプロケット51には、周知のように、図示省略したクランク軸からクランクスプロケットとタイミングチェーンを介して図2の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【0010】
カムシャフト10は、吸気弁を開閉する周知のカム11を有していて、内部にはカムシャフト10の軸方向に延びる進角通路12と遅角通路13が設けられている。進角通路12は、カムシャフト10に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド90に設けた接続通路91を通して切換弁100の接続ポート101に接続されている。また、遅角通路13は、カムシャフト10に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド90に設けた接続通路92を介して切換弁100の接続ポート102に接続されている。
【0011】
切換弁100は、ソレノイド103へ通電することによってスプール104をスプリング105に抗して図1の左方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ(図示省略)に接続された供給ポート106が接続ポート102に連通するとともに、接続ポート101が排出ポート107に連通するように、また通電時には供給ポート106が接続ポート101に連通するとともに、接続ポート102が排出ポート107に連通するように構成されている。このため、ソレノイド103の非通電時には遅角通路13に作動油が供給され、通電時には進角通路12に作動油が供給される。なお、排出ポート107はシリンダヘッド90に設けた排出通路93を通してシリンダヘッド90内に連通している。
【0012】
内部ロータ20は、単一の取付ボルト81によってカムシャフト10に一体的に固着されていて、5枚の各ベーン60をそれぞれ径方向に移動可能に取付けるためのベーン溝21を有するとともに、カムシャフト10及び内部ロータ20と外部ロータ30の相対位相が所定の位相(最遅角位置)で同期したときロックピン80の頭部が所定量嵌入される受容孔22と、この受容孔22に進角通路12から作動油を給排する通路23と、各ベーン60によって区画された進角用油室R1に進角通路12から作動油を給排する通路(進角通路12に連通する環状溝とこの環状溝から径外方に延びる5個の連通孔からなる)24と、各ベーン60によって区画された遅角用油室R2に遅角通路13から作動油を給排する通路25を有している。受容孔22は、内部ロータ20の外周に径方向に形成されている。なお、各ベーン60は、ベーン溝21の底部に収容したベーンスプリング61(図1参照)によって径外方に付勢されている。
【0013】
外部ロータ30は、内部ロータ20の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート40とリアプレート50が接合され、3本の連結ボルト82によって一体的に連結されている。また、外部ロータ30の内周には所定の周方向間隔で5個の突部31が径方向内方に向けてそれぞれ突出形成されていて、これら突部31の内周面が内部ロータ20の外周面に摺接する構成で外部ロータ30が内部ロータ20に回転自在に支承されており、一つの突部31にはロックピン70とスプリング71を収容する退避孔32が外部ロータ30の径方向に形成されている。
【0014】
各ベーン60は、先端の断面形状が円弧形状(図2参照)であり、両プレート40,50間にて内部ロータ20のベーン溝21に径方向へ移動可能に取付けられていて、外部ロータ30の各突部31と内部ロータ20との間に形成される流体圧室Roを進角用油室R1と遅角用油室R2とに二分しており、外部ロータ30に形成した各突部31の回転方向端面に当接することにより、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相(相対回転量)が制限されるようになっている。また、各ベーン60は、ベーン溝21の底部に背圧室R3をそれぞれ形成していて、各背圧室R3は連通孔26(通路24から分岐して設けられている)を通して通路24に連通している。
【0015】
ロックピン70は、退避孔32内に軸方向へ摺動可能に組付けられていて、スプリング71によって内部ロータ20に向けて付勢されている。スプリング71はロックピン70とリテーナ72間に介装されていて、リテーナ72は退避孔32内にてクリップ73により抜け止め固定されている。
【0016】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、低油温での運転時と通常油温での運転時に、図2に示した状態、すなわち中間位相でのバランス状態(各進角用油室R1内の進角油圧による押圧力が各遅角用油室R2内の遅角油圧による押圧力とカムシャフト10に加わるトルクとの和とバランスしている状態)から僅かに進角させるために進角油圧を増加した場合、切換弁100から進角通路12と通路24を通して各進角用油室R2に進角油圧が供給されるとともに、この進角油圧が通路24から連通孔26を通して各ベーン溝21底部の背圧室R3にも供給されて各ベーン60を径外方に向けて押動する。
【0017】
このときには、各ベーン60の先端に作用する油圧(進角用油室R1側の略半分に進角油圧が作用し遅角用油室R2側の略半分に遅角油圧が作用する)により各ベーン60がベーン溝底部に向けて押圧されるものの、進角油圧が遅角油圧より高く、この高い進角油圧が各ベーン60の基端全体に作用して各ベーン60を径外方に押圧するため、各ベーン60の先端は摺動可能に当接している外部ロータ30の周壁に押し付けられて離れることはなく、進角用油室R1と遅角用油室R2は的確に遮断された状態に維持される。したがって、この状態では、進角用油室R1から遅角用油室R2への油圧リークは的確に抑制され、各ベーン60及び回転軸(カムシャフト10と内部ロータ20)は進角用油室R1に供給される進角油圧の増加に応じて的確に作動し、位相変換が的確に行われる。
【0018】
また、各ベーン60先端の外部ロータ30周壁への押し付け力は、進角油圧の増加に応じて増加するものであり、遅角油圧の増加時には増加しないものであるため、しかも低油温での運転時と通常油温での運転時に変わることなく得られるものであるため、通常油温での運転時に各ベーン60先端と外部ロータ30周壁間のフリクションが常時増大することはなく、位相変換時における変換速度の低下を必要最小限に抑えることができる。
【0019】
上記実施形態においては、リアプレート50の外周にタイミングスプロケット51を一体的に設けて、クランク軸からクランクスプロケットとタイミングチェーンを介して回転動力が伝達されるものに本発明を実施したが、本発明は外部ロータ30の外周にタイミングプーリを一体的に設けて(別部材で構成して一体的に固着することも可能)、クランク軸からクランクプーリとタイミングプーリを介して回転動力が伝達されるものにも同様に実施し得るものである。
【0020】
また、上記実施形態においては、進角用室R1が最小容積となる状態(最遅角状態)にて外部ロータ30に組付けたロックピン70の頭部が内部ロータ20の受容孔22に嵌入されるように構成したが、遅角用室R2が最小容積となる状態(最進角状態)にて外部ロータに組付けたロックピンの頭部が内部ロータの受容孔に嵌入されるように構成して実施することも可能である。また、上記実施形態においては、吸気用のカムシャフト10に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図2】 図1の2−2線に沿った断面図である。
【符号の説明】
10…カムシャフト、20…内部ロータ、21…ベーン溝、22…受容孔、23…通路、24…通路(第1通路)、25…通路(第2通路)、26…連通孔、30…外部ロータ、31…突部、32…退避孔、40…フロントプレート、50…リアプレート、51…タイミングスプロケット、60…ベーン、61…ベーンスプリング、70…ロックピン、90…シリンダヘッド、Ro…流体圧室、R1…進角用油室、R2…遅角用油室、R3…背圧室。
Claims (1)
- 弁開閉用の回転軸の前端部に所定範囲で相対回転可能に外装されクランク軸からの回転動力が伝達される回転伝達部材と、前記回転軸に設けた径方向のベーン溝に径方向へ移動可能に組付けられたベーンと、前記回転伝達部材に設けられた突部と前記回転軸との間に形成され前記ベーンによって進角用油室と遅角用油室とに二分される流体圧室と、前記進角用油室に作動油を給排する第1通路と、前記遅角用油室に作動油を給排する第2通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置において、前記ベーンによって前記ベーン溝の底部に形成される背圧室を前記第1通路に連通させたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14830797A JP3760567B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 弁開閉時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14830797A JP3760567B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 弁開閉時期制御装置 |
Publications (2)
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JPH10339114A JPH10339114A (ja) | 1998-12-22 |
JP3760567B2 true JP3760567B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=15449869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14830797A Expired - Lifetime JP3760567B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 弁開閉時期制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3760567B2 (ja) |
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-
1997
- 1997-06-05 JP JP14830797A patent/JP3760567B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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