JP4721070B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の弁開閉時期制御装置では、進角室及び遅角室に供給される作動油はエンジンの駆動力を利用した機械式ポンプで加圧されたものを使用するため、エンジンが作動しなければ上記相対回転位相を調節できない。また、エンジンの始動直後には、機械式ポンプから進角室及び遅角室に十分な油圧を供給できないこともある。よって、特許文献1に記載したタイプの弁開閉時期制御装置を用いて、エンジン始動時に相対回転位相を調節することは実質的に困難である。
或いは、上記機械式ポンプの代わりに、エンジンの駆動力を利用しない電動式ポンプを用いる構成も想定できるが、冷間時における高粘度の作動油を吐出できるほどの高出力の電動式ポンプは、大型且つ高コストになるという問題がある。一方で、低温でも低粘度の作動油を使用することも想定できる。しかし、作動油はエンジン内部の潤滑部位に供給されるエンジンオイルと共通であるため、潤滑部位において高温に曝されることによって性能が劣化する可能性がある。そして、エンジンの性能自体に支障をきたす虞がある。
前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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により形成され、流体が供給され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相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
さらに、前記進角室及び前記遅角室に対して供給される流体の温度を調節する温度調節手段を備える点にある。
従って、装置コストを大幅に上昇させること無く、内燃機関としてのエンジンを始動する際の冷間時などにおいても良好に弁開閉時期を制御可能な弁開閉時期制御装置を提供できる。
前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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により形成され、流体が供給され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相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
前記流体貯留部が流体で充填されているように構成すると共に、さらに、接続路を介して前記流体貯留部と接続され、前記流体貯留部よりも流体の液面が高くなるように配置される補助流体貯留部を備える点にある。
以下に図面を参照して第1実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明する。
図1は、内燃機関としてのエンジンEの概略的な構成図であり、図2は、弁開閉時期制御装置51の側方断面図である。この弁開閉時期制御装置51は、以下に説明する流体給排部Fと弁制御機構部Vとに分けることができる。そして、図3は、弁開閉時期制御装置51の前方断面図であり、図4は、図2のIV−IV断面における弁制御機構部Vの横断面図を用いた弁開閉時期制御装置51の構成図である。以下、図1〜図4を参照して、弁制御機構部V及び流体給排部Fの構成について説明する。
そして、流体としての作動油が供給されることによって遅角室23bの容積が増大すると、外部ロータ21に対する内部ロータ22の相対回転位相がその相対回転の方向のうち遅角方向(図4のS2方向)に変化する。また、流体としての作動油が供給されることによって進角室23aの容積が増大すると、外部ロータ21に対する内部ロータ22の相対回転位相が、その相対回転の方向のうち進角方向(図4のS1方向)に変化する。
上記外部ロータ21は、フロントプレート25及びリアプレート26によって挟持され、リアプレート26の外周にはタイミングスプロケット45が設けられている。フロントプレート25、外部ロータ21及びリアプレート26は、周方向に沿って配置された複数の連結ボルト27によって一体的に固定されている。当該外部ロータ21は、上記内部ロータ22に対して同軸芯上に外装される。
流体給排部Fは、タイミングチェーンケース14と一体に形成され、進角室23a及び遅角室23bへの作動油の供給及び進角室23a及び遅角室23bからの作動油の排出を行う。具体的には、流体給排部Fは、進角室23a及び遅角室23bのみに供給される作動油を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部としてのオイルタンク19と、進角室23a及び遅角室23bへの作動油の供給及び進角室23a及び遅角室23bからオイルタンク19への作動油の排出を行う流体制御弁11と、オイルタンク19に貯留されている作動油を流体制御弁11に向けて吐出する電動式ポンプ10とを有する。更に、本実施形態では、流体給排部Fは、作動油が通流するエンジンEの潤滑系統とは独立して設置されている。従って、作動油がエンジンEの潤滑系統などでの高温に曝されることがない。よって、流体給排部Fで用いられる作動油として、エンジンEの潤滑系統で用いられるエンジンオイルとは別の種類の、低温でも低粘度を維持できる特性を有する作動油を用いることが可能である。
また、作動油は、例えばエンジンEの潤滑系統などの高温下に曝される部位を通流しないため、高温での特性変化を考慮する必要がない。そのため、低温での特性が良好な、より低粘度な作動油を使用できる。つまり、小出力且つ小型の電動式ポンプ10を採用することが可能である。
更に、上記相対回転位相を調節するための作動油は、エンジンE内部の潤滑系統から独立した流路を通流するので、潤滑系統で発生する異物が作動油に混入する虞がない(例えば、ススや金属粉末などが混入する虞がない)。よって、弁制御機構部Vに対して清浄な作動油を供給できる。従って、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置51は、ディーゼルエンジンなど、潤滑系統にススなどが混入する可能性が高いエンジンに対しても用いることができる。そして、弁制御機構部Vにおける故障などの可能性を小さくでき、弁開閉時期制御装置51の信頼性を向上させることができる。
また更に、弁開閉時期制御装置51が備える流体給排部Fにおける作動油の供給系統をエンジンEの潤滑系統とは別系統にできるので、エンジンEの潤滑系統に設けられるオイルポンプの容量を小さくできる。
第2実施形態の弁開閉時期制御装置は、流体としての作動油の温度を調節する温度調節手段が設けられている点で第1実施形態の弁開閉時期制御装置と異なっている。以下に、第2実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第3実施形態の弁開閉時期制御装置は、作動油の流路の構成が第1実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第4実施形態の弁開閉時期制御装置は、オイルタンクに対して作動油を補充可能に構成されている点で上記第1〜第3実施形態と異なっている。以下に第4実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、上記第1〜第3実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第5実施形態の弁開閉時期制御装置は、オイルタンクに対して作動油を補充可能に構成されている点で上記第1〜第3実施形態と異なっている。以下に第5実施形態の弁開閉時期制御装置の構成について説明するが、上記第1〜第3実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態では、第1実施形態の弁開閉時期制御装置において潤滑系統からオイルタンクに対して作動油を補充可能にした例について説明したが、別の構成の弁開閉時期制御装置において潤滑系統からオイルタンクに対して作動油を補充可能にする同様の改変を行っても同様の効果を得ることができる。
<1>
上記実施形態では、流体給排部Fを、一つのカムシャフトに関して設けた場合について説明したが、例えば、吸気弁用のカムシャフト及び排気弁用のカムシャフトといった複数のカムシャフトに関して設けてもよい。図9に示す弁開閉時期制御装置において、流体給排部Fは、上記実施形態において既に説明した流体制御弁11、及び、ここで新たに説明するスプール43とソレノイド機構42とを備えた流体制御弁41と、作動油を貯留する一つのオイルタンク19と、吸引路16から吸引した作動油を吐出路15及び吐出路40を介してこれら二つの流体制御弁11、41のそれぞれに向けて吐出する電動式ポンプ10とを有する。各カムシャフトに関して設けられる弁制御機構部Vの構成は上記実施形態において説明したのと同様であるため、ここでの説明は省略する。また、上記実施形態と同様に、流体制御弁41の進角ポート及び遅角ポートは通路47及び通路48にそれぞれ連通されて、作動油を進角室及び遅角室に供給する。
上記実施形態では、カムシャフト2と内部ロータ22とを連結するボルト4の頭部方向から流体給排部Fを設けた場合を説明したが、流体給排部Fを設ける位置はそれに限定されず適宜変更可能である。
上記実施形態において、図4に例示したような弁制御機構Vの構成は適宜改変可能である。例えば、流体圧室23の数を変更してもよい。また、外部ロータ21に対する内部ロータ22の相対回転位相を規制可能な規制機構などを追加で設けてもよい。
上記実施形態及び上記別実施形態において、様々な構成の弁開閉時期制御装置について説明したが、上記実施形態及び上記別実施形態のそれぞれで説明した装置構成を他の実施形態の弁開閉時期制御装置に設置することもできる。例えば、第2実施形態で説明した温度調節手段の構成、第3実施形態で説明した作動油の流路の構成、第4実施形態で説明した補助オイルタンク、第5実施形態で説明した循環系統から作動油を補充する構成、及び、別実施形態で説明した構成を、他の実施形態で説明した弁開閉時期制御装置に適用してもよい。また、第2実施形態で説明した温度調節手段の構成、及び、第3実施形態で説明した作動油の流路の構成を併せて備える弁開閉時期制御装置を構築するなど、上述した複数の実施形態を組み合わせた構成の弁開閉時期制御装置を構築することもできる。
11 流体制御弁
15 吐出路
19 オイルタンク(流体貯留部)
21 外部ロータ(駆動側回転部材)
22 内部ロータ(従動側回転部材)
23a 進角室
23b 遅角室
27 温度調節手段
30 補助オイルタンク(補助流体貯留部)
31 接続路
32 チェック弁
33 チェック弁
34 分岐路
38 流体補充路
51、52、53、54、55 弁開閉時期制御装置
E エンジン(内燃機関)
F 流体給排部(流体給排手段)
L 潤滑系統
Claims (5)
- 内燃機関のクランクシャフトに対して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軸状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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により形成され、流体が供給され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相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
さらに、前記進角室及び前記遅角室に対して供給される流体の温度を調節する温度調節手段を備える弁開閉時期制御装置。 - 内燃機関のクランクシャフトに対して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軸状に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体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により形成され、流体が供給され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相対回転位相を遅角方向に変化させる遅角室と前記相対回転位相を進角方向に変化させる進角室と、
前記進角室及び前記遅角室のみに供給されるとともに前記進角室及び前記遅角室から排出される流体を貯留する弁開閉時期制御用の流体貯留部、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び前記進角室及び前記遅角室から前記流体貯留部への流体の排出を行う流体制御弁、並びに、前記流体貯留部に貯留されている流体を前記流体制御弁に向けて吐出する電動式ポンプを有する流体給排手段と、
前記電動式ポンプと前記流体制御弁とを接続する吐出路と、
前記吐出路から分岐されて前記流体貯留部に接続される分岐路と、
前記吐出路に設けられて前記流体制御弁の側から前記電動ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、
前記吐出路に設けられた前記チェック弁よりも開弁圧が大きく、かつ、前記分岐路に設けられて前記流体貯留部の側から前記電動式ポンプの側へ流体が逆流するのを防止するチェック弁と、を備え、
前記流体貯留部が流体で充填されているように構成すると共に、さらに、接続路を介して前記流体貯留部と接続され、前記流体貯留部よりも流体の液面が高くなるように配置される補助流体貯留部を備える弁開閉時期制御装置。 - 前記流体給排手段は、流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統とは独立して設置されている請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。
- 流体が通流する前記内燃機関の潤滑系統から前記流体貯留部へ流体を補充可能にする流体補充路を備える請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記接続路における流体の通流抵抗を、前記流体貯留部と前記電動式ポンプとの間の流体の通流抵抗及び前記流体貯留部と前記流体制御弁との間の流体の通流抵抗よりも大きく構成してある請求項2に記載の弁開閉時期制御装置。
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