JP4895234B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
ハウジングは、駆動軸または従動軸の一方とともに回転する。ベーンロータは、駆動軸または従動軸の他方とともに回転し、ハウジング内に形成された収容室に収容されるベーンを有する。また、ベーンロータは、ベーンにより収容室が仕切られて形成される圧力室に供給される作動流体の圧力によりハウジングに対して相対回転可能である。弾性部材は、一端がベーンロータとともに回転するように固定され、他端がハウジングとともに回転するように固定され、ベーンロータをハウジングに対して相対回転させる付勢トルクを発生する。固定部材は、ハウジングの外部に設けられ、弾性部材の他端をハウジングに固定する。被検出部材は、ベーンロータの回転軸方向の固定部材側にてベーンロータに固定され、径外方向に設けられるセンサ部によって回転角度が検出される。
また、固定部材は、被検出部材に形成された周方向に延びる長孔に被検出部材に対して相対回転可能に挿通される。弾性部材は、一端が、被検出部材の軸方向のハウジング側でベーンロータに係止され、他端が、被検出部材の軸方向のハウジングと反対側で固定部材に係止される。
なお、請求項5に記載の発明のように、壁部は、固定部材が被検出部材に対して相対回転する位置に設けられるようにしてもよい。
請求項7に記載の発明では、収容部材は、被検出部材と一体に形成される。これにより、部品点数を低減することができる。
請求項8に記載の発明では、収容部材は、被検出部材と別体に形成される。これにより、それぞれの加工が比較的容易になる。
請求項10に記載の発明では、位置決め部は、収容部材と別体に形成される。例えば、収容部材が被検出部材と一体に形成される構成では、収容部材と被検出部材とが、プレス成形可能な形状になるため、加工コストを低減することができる。
(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を図1〜図5に基づいて説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置1は、車両の内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整するものである。
駆動力伝達系は、所謂ローラーロッカー式であり、カムシャフト2から排気弁97に駆動力を伝達するロッカーアーム91と、カムシャフトと一体となって回転するカム201と転がり接触するローラー92とを備える。ローラー92は、カム201と転がり接触する外輪93、ロッカーアーム91に指示される内輪94、および内輪94に対して回転可能に外輪93を支持する転動体95から構成される。ロッカーアーム91の一端は排気弁97の上端に当接し、他端は図示しないピボットが配置されるピボット孔96を有している。
装置本体10は、エンジンカバー6の内部に設けられ、ハウジング18、ベーンロータ14、弾性部材としてのアシストスプリング36、固定部材としてのスプリングフック39、被検出部材としてのシグナルプレート30等を備えている。
ブッシュ20は、収容部材としてのカップ部21、及びシグナルプレート30から構成されている。カップ部21は、有底円筒状であり、ベーンロータ14のボス部141に嵌合し、ボルト固定されている。カップ部21の底部には、開口方向に突出する位置決め部23が一体に形成されている。位置決め部23には、アシストスプリング36の一端37を係止するための位置決め溝24が形成されている。
また、エンジンカバー6には、シグナルプレート30と対応する位置にセンサ部としてのカム角センサ7が設けられている。カム角センサ7は、シグナルプレート30の大径部32を検出することにより、シグナルプレート30及びベーンロータ14とともに回転するカムシャフト2の回転角度を検出する。
切換弁41は、進角通路73、遅角通路74、ポンプ通路75、及びドレイン通路76、77と接続されている。ここでポンプ通路75には、オイルポンプ4が設置されており、オイルポンプ4はポンプ通路75の上流側を通じてオイルタンク5から作動流体としての作動油を汲み上げ、ポンプ通路75の下流側を通じて作動油を切換弁41側へと吐出する。なお、本実施形態のオイルポンプ4は、クランクシャフトによって駆動される所謂機械式ポンプである。ドレイン通路76、77は、切換弁41からオイルタンク5側へ作動油を排出可能に設けられている。
<内燃機関始動時>
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ4が起動するとともに、ECU46が切換弁41への通電をオン制御して遅角通路74を開放する。すると、オイルポンプ4から吐出された作動油が遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。その結果、ストッパピストン26は、通路291を通じて遅角油圧室55からの油圧を受け、この油圧が所定圧まで上昇すると、ストッパピストン26が嵌合リング27から抜け出す。これにより、ベーンロータ14とハウジング18とが相対回転可能な状態となる。
この後、ECU46は、切換弁41への通電を制御することにより、進角通路73及び遅角通路74のうちオイルポンプ4と連通する通路を切り換える。その結果、進角通路73がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が進角通路73、進角通路61〜64を経由して進角油圧室51〜54へ流入する。また、このときには、遅角油圧室55〜58の作動油が、遅角通路65〜68、遅角通路74を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、進角油圧室51〜54に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し進角方向Xへ相対回転する。
一方、遅角通路74がオイルポンプ4と連通するときには、オイルポンプ4により汲み上げられた作動油が遅角通路74、遅角通路65〜68を経由して遅角油圧室55〜58へ流入する。また、このときには、進角油圧室51〜54の作動油が、進角通路61〜64、進角通路73を経由してオイルタンク5へ排出される。これにより、遅角油圧室55〜58に面するベーン142〜145に作動油の油圧が印加され、ベーンロータ14がハウジング18に対し遅角方向Yへ相対回転する。
内燃機関が停止すると、オイルポンプ4も停止するため、進角通路73および遅角通路74のいずれへも作動油が供給されなくなる。すると、アシストスプリング36の復元力によってベーンロータ14が最進角位置まで相対回転し、ストッパピストン26が嵌合リング27に嵌合する。
さらに、本形態の位置決め部23は、カップ部21と一体に形成されているので、部品点数を低減することができる。
本発明の第2実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図6及び図7を用い、構成の異なる部分のみを説明し、同様の構成部分についての説明は割愛する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図6は第1実施形態の図2と対応する図である。また、図7は、図6のVII−O−Q−R−VII線断面を示す図であり、ここでは装置本体10の部分のみを示した。
ベーンロータ14のボス部141に嵌合するブッシュ220は、フロントプレート13に対して相対回転可能かつ同軸にフロントプレート13の内周側に挿入されている。ベーンロータ14のボス部141は、ブッシュ220とともにカムシャフト2(図1参照)にボルト固定されている。ブッシュ220は、カップ部221、及びシグナルプレート230等から構成されている。
シグナルプレート230は、略円板状にカップ部221の径外方向にカップ部221と一体に形成されている。これにより、シグナルプレート230は、ベーンロータ14及びカムシャフト2とともに回転する。また、シグナルプレート230は、大径部232及び小径部233を有している。本形態では、周方向に延びる長孔234が大径部232に形成されている。
本発明の第3実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図8及び図9を用い、構成の異なる部分のみを説明し、同様の構成部分についての説明は割愛する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図8は第1実施形態の図2と対応する図である。また、図9は、図8のIX−O−Q−R−IX線断面を示す図であり、ここでは装置本体10の部分のみを示した。
ベーンロータ14のボス部141に嵌合するブッシュ320は、フロントプレート13に対して相対回転可能かつ同軸にフロントプレート13の内周側に挿入されている。ベーンロータ14のボス部141は、ブッシュ320とともにカムシャフト2(図1参照)にボルト固定されている。ブッシュ320は、カップ部321、及びシグナルプレート330等から構成されている。
シグナルプレート330は、略円板状にカップ部321の径外方向にカップ部321と一体に形成されている。これにより、シグナルプレート330は、ベーンロータ14及びカムシャフト2とともに回転する。また、シグナルプレート330は、大径部332及び小径部333を有している。本形態では、周方向に延びる長孔334が大径部332に形成されている。さらにまた、シグナルプレート330は、外縁331に略垂直に立設される壁部335を有している。
さらに本形態では、シグナルプレート330は、外縁331に略垂直に立設される壁部335を有している。これにより、壁部335の高さの分、カム角センサ7に対する軸方向における設置位置の自由度が高くなる。
本発明の第4実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図10及び図11を用い、構成の異なる部分のみを説明し、同様の構成部分についての説明は割愛する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図10は第1実施形態の図2と対応する図である。また、図11は、図10のXI−O−Q−R−XI線断面を示す図であり、ここでは装置本体10の部分のみを示した。
ベーンロータ14のボス部141に嵌合するブッシュ420は、フロントプレート13に対して相対回転可能かつ同軸にフロントプレート13の内周側に挿入されている。ベーンロータ14のボス部141は、ブッシュ420とともにカムシャフト2(図1参照)にボルト固定されている。
シグナルプレート430の長孔434には、スプリングフック39が挿通される。スプリングフック39は、ハウジング18のフロントプレート13に固定され、アシストスプリング36の他端38を係止している。これにより、アシストスプリング36の他端38は、スプリングフック39とともに長孔434の周方向長さの範囲でハウジング18とともに回転可能に構成されている。なお、アシストスプリング36及びスプリングフック39は、いずれの回転位置にあっても、シグナルプレート430の外縁431よりも径内方向に位置している。
アシストスプリング36を収容するカップ部421は、シグナルプレート430と一体に形成されている。また、位置決め部423は、カップ部421と別体に形成される。特に、本形態では、カップ部421とシグナルプレート430とは、プレス成形によって形成されているので、加工コストを低減することができる。
さらに本形態では、シグナルプレート430の大径部432の径方向外側には、略垂直に立設される壁部435が形成されている。これにより、壁部435の高さの分、カム角センサ7に対する軸方向における設置位置の自由度が高くなる。
本発明の第5実施形態は、上記第1実施形態とはブッシュの構成が異なる。そこで、図12及び図13を用い、構成の異なる部分のみを説明し、同様の構成部分についての説明は割愛する。また、同様の構成部材は、同様の符号で示す。なお、図12は第1実施形態の図2と対応する図である。また、図13は、図12のXIII−O−Q−R−XIII線断面を示す図であり、ここでは装置本体10の部分のみを示した。
ベーンロータ14のボス部141に嵌合するブッシュ520は、フロントプレート13に対して相対回転可能かつ同軸にフロントプレート13の内周側に挿入されている。ベーンロータ14のボス部141は、ブッシュ520とともにカムシャフト2(図1参照)にボルト固定されている。
シグナルプレート530は、大径部532及び小径部533を有している。大径部532には、周方向に延びる長孔534が形成されている。また、シグナルプレート530の外縁531には、略垂直に立設される壁部535を有している。
本形態では、特に、カップ部521及びシグナルプレート530は、それぞれ別体として焼結体で形成されているので、加工が容易になり、コストを低減することができる。
また、本形態ではシグナルプレート530は、外縁に立設される壁部535を有している。これにより、壁部535の高さの分、カム角センサ7(図1参照)に対する軸方向における設置位置の自由度が高くなる。
上記各実施形態では、ローラーロッカー式の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用しているが、直打式その他の駆動力伝達系にバルブタイミング調整装置を適用してもよい。
上記各実施形態では、内燃機関の排気弁を制御するバルブタイミング調整装置について説明した。これに対し、内燃機関の吸気弁を制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。また、上記各実施形態では、ベーンロータはカムシャフトとともに回転するように構成されていたが、他の実施形態では、ベーンロータはクランクシャフトとともに回転するように構成してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
Claims (10)
- 内燃機関の駆動軸と、当該駆動軸の駆動力により回転駆動されて吸気弁及び排気弁を開閉する従動軸との位相を変化させることによって、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内に形成された収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより前記収容室が仕切られて形成される圧力室に供給される作動流体の圧力により前記ハウジングに対し相対回転可能なベーンロータと、
一端が前記ベーンロータとともに回転するように固定され、他端が前記ハウジングとともに回転するように固定され、前記ベーンロータを前記ハウジングに対して相対回転させる付勢トルクを発生する弾性部材と、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記弾性部材の前記他端を前記ハウジングに固定する固定部材と、
前記ベーンロータの回転軸方向の前記固定部材側にて前記ベーンロータに固定され、径外方向に設けられるセンサ部によって回転角度が検出される被検出部材と、
を備え、
前記固定部材は、前記被検出部材に形成された周方向に延びる長孔に前記被検出部材に対して相対回転可能に挿通され、
前記弾性部材は、前記一端が、前記被検出部材の軸方向の前記ハウジング側で前記ベーンロータに係止され、前記他端が、前記被検出部材の軸方向の前記ハウジングと反対側で前記固定部材に係止され、
前記弾性部材及び前記固定部材は、前記被検出部材の外縁より径内方向に設けられることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記被検出部材は、大径部及び小径部を有し、
前記長孔は、前記被検出部材の前記小径部に形成される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。 - 前記被検出部材は、大径部及び小径部を有し、
前記長孔は、前記被検出部材の前記大径部に形成される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。 - 前記被検出部材は、外縁に立設される壁部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記壁部は、前記固定部材が前記被検出部材に対して相対回転する位置に設けられることを特徴とする請求項4に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ベーンロータに固定され、前記弾性部材の前記一端を位置決め部によって位置決めして収容する収容部材を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記収容部材は、前記被検出部材と一体に形成されることを特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記収容部材は、前記被検出部材と別体に形成されることを特徴とする請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記位置決め部は、前記収容部材と一体に形成されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記位置決め部は、前記収容部材と別体に形成されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
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