JP5152312B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that adjusts the valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine.
従来、クランク軸と連動回転するハウジング並びにカム軸と連動回転するベーンロータを備えたバルブタイミング調整装置が、知られている。こうした装置の一種として特許文献1には、ハウジング内にてベーンロータにより回転方向に区画した進角室又は遅角室へ作動液を導入することで、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を進角側又は遅角側へ変化させるものが、開示されている。この特許文献1の装置では、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて進角室及び遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁が、用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a valve timing adjusting device including a housing that rotates in conjunction with a crankshaft and a vane rotor that rotates in conjunction with a camshaft is known. As one type of such a device,
具体的に特許文献1の装置では、供給源から作動液が供給される供給ポートと、大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、進角室との間で作動液が入出される進角ポートと、遅角室との間で作動液が入出される遅角ポートとが、スリーブに設けられている。そして、回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて、進角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が進角室に導入されつつ、遅角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が遅角室から排出される。一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいて、遅角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が遅角室に導入されつつ、進角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が進角室から排出されるようになっている。
Specifically, in the device of
さて、特許文献1の装置では、ベーンロータの内周側にてカム軸に内蔵される制御弁のスリーブに設けられたドレンポートを、当該カム軸を貫通するドレン通路により、大気開放させている。ここで、進角ポート及び遅角ポートに対してスリーブの軸方向に位置ずれして設けられるドレンポートは、同スリーブの周方向においてドレン通路と位置合わせして設けられている。そのため、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路につき、十分な長さを確保し得ず、圧損が小さくなってしまう。このように排出経路の圧損が小さくなる場合、遅角室又は進角室から作動液が過度に排出されることで、作動液の導入側の進角室又は遅角室には、容積拡大による負圧が発生して空気が吸入されるおそれがある。こうして空気の吸入が生じた場合、当該空気と作動液との混合物の弾性係数が見かけ上、小さくなることに起因してベーンロータの暴れを招来するため、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性を高めることが困難となる。
In the device of
さらに、特許文献1の装置では、ベーンロータ及びカム軸を貫通する進角通路により進角室に連通する進角ポートとして、当該進角通路とはスリーブの周方向に位置ずれして設けられたポートが、存在している。そのため、遅角モードにて進角通路から進角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が増大してバルブタイミングの調整応答性を向上させ得るが、進角モードにて進角ポートから進角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損の増大により当該調整応答性の低下を招いてしまう。
Further, in the device of
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブタイミングの調整応答性を向上させたバルブタイミング調整装置を、提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and an object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device with improved valve timing adjustment responsiveness.
請求項1に記載の発明は、内燃機関のクランク軸と連動回転するハウジングと、内燃機関のカム軸と連動回転し、ハウジング内において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、供給源から供給される作動液が進角室又は遅角室へ導入されることにより、ハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側へ変化するベーンロータと、ベーンロータ及びカム軸からなる連動回転要素に内蔵され、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて進角室及び遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブ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、
供給源から作動液が供給される供給ポートと、大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて供給ポートと接続されることにより作動液を進角室に導入する一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいてドレンポートと接続されることにより作動液を進角室から排出させる進角ポートと、遅角モードにおいて供給ポートと接続されることにより作動液を遅角室に導入する一方、進角モードにおいてドレンポートと接続されることにより作動液を遅角室から排出させる遅角ポートとが、スリーブに設けられ、
ドレンポートと進角ポートと遅角ポートとは、スリーブの軸方向に位置ずれして設けられ、連動回転要素は、内周側のドレンポートに対してスリーブの周方向に位置ずれして設けられ、当該ドレンポートを大気に開放する貫通孔状のドレン通路と、内周側の進角ポートに対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該進角ポートを進角室に連通させる貫通孔状の進角通路と、内周側の遅角ポートに対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該遅角ポートを遅角室に連通させる貫通孔状の遅角通路とを、有することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a housing that rotates in conjunction with a crankshaft of an internal combustion engine, and a camshaft of the internal combustion engine that rotates in conjunction with each other, an advance chamber and a retard chamber are partitioned in the rotation direction within the housing, and a supply source Incorporated into the interlocking rotating element consisting of a vane rotor and a camshaft, in which the rotation phase relative to the housing changes to the advance angle side or the retard angle side when the hydraulic fluid supplied from is introduced into the advance angle chamber or the retard angle chamber And a control valve that controls the entry and exit of the hydraulic fluid to and from the advance chamber and the retard chamber according to the movement position of the spool accommodated in the sleeve, and the cam shaft is opened and closed by torque transmission from the crankshaft. A valve timing adjusting device for adjusting a valve timing of a valve,
The hydraulic fluid is connected to the supply port in which the hydraulic fluid is supplied from the supply source, the drain port that is opened to the atmosphere and discharges the hydraulic fluid, and the supply port in the advance angle mode that changes the rotation phase to the advance angle side. Is connected to the drain port in the retard mode in which the rotation phase is changed to the retard side, and the supply port is discharged in the retard mode. The sleeve is provided with a retarding port that introduces the working fluid into the retarding chamber by being connected to the retarding port, while discharging the working fluid from the retarding chamber by being connected to the drain port in the advance mode.
The drain port, the advance port, and the retard port are provided to be displaced in the axial direction of the sleeve, and the interlocking rotation element is provided to be displaced in the circumferential direction of the sleeve with respect to the drain port on the inner peripheral side. A through hole-like drain passage that opens the drain port to the atmosphere, and is positioned in the circumferential direction of the sleeve with respect to the advance port on the inner peripheral side, and communicates the advance port with the advance chamber. A through-hole-like advance passage, and a through-hole-like retard passage provided in the circumferential direction of the sleeve with respect to the inner-side retard port, and communicating the retard port with the retard chamber It is characterized by having.
こうした請求項1に記載の発明によると、回転位相を進角側へ変化させる進角モードの制御弁では、進角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が進角室に導入されつつ、遅角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が遅角室から排出される。一方、回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードの制御弁では、遅角ポートが供給ポートと接続されることにより作動液が遅角室に導入されつつ、進角ポートがドレンポートと接続されることにより作動液が進角室から排出されることになる。 According to the first aspect of the invention, in the advance mode control valve that changes the rotational phase to the advance side, the working fluid is introduced into the advance chamber by connecting the advance port to the supply port. When the retard port is connected to the drain port, the working fluid is discharged from the retard chamber. On the other hand, in the retard mode control valve that changes the rotation phase to the retard side, the retard port is connected to the supply port by connecting the retard port to the supply port, while the advance port is connected to the drain port. As a result, the hydraulic fluid is discharged from the advance chamber.
このような請求項1に記載の発明において、ベーンロータの内周側にてカム軸に内蔵される制御弁のスリーブに設けられたドレンポートは、それらベーンロータ及びカム軸からなる連動回転要素の貫通孔状のドレン通路により、大気開放される。ここでドレンポートは、進角ポート及び遅角ポートに対してスリーブの軸方向に位置ずれして設けられるだけでなく、外周側のドレン通路に対して同スリーブの周方向に位置ずれして設けられることになる。かかる位置ずれ形態によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路につき、十分な長さを確保して圧損を可及的に増大し得る。したがって、進角モード及び遅角モードでは、作動液の過度な排出に起因して作動液導入側の進角室又は遅角室に吸気が吸入されることによるベーンロータの暴れを抑制して、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。 In the first aspect of the present invention, the drain port provided in the sleeve of the control valve built in the camshaft on the inner peripheral side of the vane rotor is a through hole of the interlocking rotary element comprising the vane rotor and the camshaft. The air is released to the atmosphere by the drainage channel. Here, the drain port is not only provided to be displaced in the axial direction of the sleeve with respect to the advance port and the retard port, but is also provided to be displaced in the circumferential direction of the sleeve with respect to the drain passage on the outer peripheral side. Will be. According to this misalignment mode, the hydraulic fluid discharge path from the retard port or the advance port to the drain passage in the advance angle mode and the retard angle mode has a sufficient length to minimize pressure loss. Can increase. Therefore, in the advance angle mode and the retard angle mode, rotation of the vane rotor is suppressed by suppressing intake of intake air into the advance chamber or retard chamber on the hydraulic fluid introduction side due to excessive discharge of the hydraulic fluid. The adjustment response of the valve timing according to the phase can be improved.
さらに、請求項1に記載の発明において、連動回転要素の貫通孔状の進角通路により進角室と連通する進角ポートは、外周側の当該進角通路に対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられることになる。かかる位置合わせ形態によれば、進角モードにて進角ポートから進角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損を小さくして作動液の素早い導入を実現し得るので、当該進角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。一方、遅角モードにて進角通路から進角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が小さくなるが、進角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることもできるのである。
Furthermore, in the invention according to
またさらに、請求項1に記載の発明において、連動回転要素の貫通孔状の遅角通路により遅角室と連通する遅角ポートは、外周側の当該遅角通路に対してスリーブの周方向に位置合わせして設けられることになる。かかる位置合わせ形態によれば、遅角モードにて遅角ポートから遅角通路に至る作動液の導入経路としては、圧損を小さくして作動液の素早い導入を実現し得るので、当該遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることができる。一方、進角モードにて遅角通路から遅角ポートに至る作動液の排出経路としては、圧損が小さくなるが、遅角ポートからドレン通路に至る作動液の排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該進角モードでのバルブタイミングの調整応答性を向上させることもできるのである。
Still further, in the invention according to
請求項2に記載の発明によると、進角ポートと遅角ポートとは、スリーブの軸方向においてドレンポートの両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられる。かかる構成によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角ポート又は進角ポートから、それらポートとの間の位置ずれ量がスリーブ軸方向に等しいドレンポートを経てドレン通路へと至る排出経路については、長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得る。故に、進角モード及び遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。 According to the second aspect of the present invention, the advance port and the retard port are provided so that they are displaced on both sides of the drain port in the axial direction of the sleeve and the displacement amounts are equal. According to such a configuration, in the advance angle mode and the retard angle mode, the discharge path from the retard angle port or the advance angle port to the drain passage through the drain port where the amount of positional deviation between the ports is equal to the sleeve axial direction. With respect to the difference in length, the difference in pressure loss can be set as small as possible. Therefore, it is possible to ensure both high responsiveness as the valve timing adjustment responsiveness in the advance angle mode and the retard angle mode.
請求項3に記載の発明によると、進角通路と遅角通路とは、ドレン通路側への軸方向投影がスリーブの周方向においてドレン通路の両側にそれぞれ位置ずれし且つ当該位置ずれ量が等しくなるように、設けられる。かかる構成によれば、進角モード及び遅角モードにて遅角通路又は進角通路から、それら通路の軸方向投影に対する位置ずれ量がスリーブ周方向に等しいドレン通路へと至る排出経路については、長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得る。故に、進角モード及び遅角モードでのバルブタイミングの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。 According to the third aspect of the present invention, the advance passage and the retard passage are such that the axial projection on the drain passage side is displaced on both sides of the drain passage in the circumferential direction of the sleeve, and the displacement amount is equal. It is provided to be. According to such a configuration, regarding the discharge path from the retard passage or the advance passage in the advance mode and the retard mode to the drain passage in which the positional deviation amount with respect to the axial projection of the passage is equal to the sleeve circumferential direction, The difference in length and thus the difference in pressure loss can be set as small as possible. Therefore, it is possible to ensure both high responsiveness as the valve timing adjustment responsiveness in the advance angle mode and the retard angle mode.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置1を車両の内燃機関に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置1は、「作動液」として作動油を用いる流体駆動式であり、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which a valve
(基本構成)
以下、バルブタイミング調整装置1の基本構成を説明する。図1,2に示すようにバルブタイミング調整装置1は、内燃機関においてクランク軸(図示しない)から出力される機関トルクをカム軸2へ伝達する伝達系に設置の駆動部10と、当該駆動部10を駆動するための作動油の入出を制御する制御部30とを、組み合わせてなる。
(Basic configuration)
Hereinafter, a basic configuration of the valve
駆動部10は、ハウジング11及びベーンロータ15を備えている。ハウジング11は、シューケーシング12の軸方向両端部にフロントプレート13及びリアプレート14を締結してなる。シューケーシング12は、ケーシング本体12a、シュー12b及びスプロケット部12cを有している。複数のシュー12bは、円筒状のケーシング本体12aにおいて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から、径方向内側へ突出している。回転方向において隣り合うシュー12bの間には、それぞれ収容室20が形成されている。
The
スプロケット部12cは、タイミングチェーン(図示しない)を介してクランク軸と連繋する。かかる連繋により内燃機関の回転中は、クランク軸からスプロケット部12cへと機関トルクが伝達されることで、ハウジング11が当該クランク軸と連動して一定方向(図2の時計方向)に回転する。
The
ベーンロータ15は、ハウジング11内に同軸上に配置されている。ベーンロータ15は、回転軸15a及びベーン15bを有している。円筒状の回転軸15aは、カム軸2に対して同軸上に固定されている。かかる固定によりベーンロータ15は、カム軸2と連動して一定方向(図2の時計方向)に回転可能且つハウジング11に対して相対回転可能となっている。複数のベーン15bは、回転軸15aにおいて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室20に収容されている。各ベーン15bは、それぞれ対応する収容室20を分割することで、複数の進角室22と複数の遅角室23とをハウジング11内にて回転方向に区画している。本実施形態において各ベーン15bは、回転方向後側に隣接するシュー12bとの間に進角室22を形成し、回転方向前側に隣接するシュー12bとの間に遅角室23を形成している。
The
一つのベーン15bには、内燃機関の停止時にリアプレート14のロック孔14aに嵌合することでハウジング11に対するベーンロータ15の回転位相をロックするロック部材16が、保持されている。このロック部材16は、内燃機関の始動時にロック孔14aから離脱することで内燃機関の定常運転時には回転位相の変化を許容する。
One
こうした構成により駆動部10では、内燃機関の定常運転に伴って、各進角室22及び各遅角室23に対する作動油の入出により回転位相が変化し、当該回転位相に応じたバルブタイミングが実現されることになる。具体的には、各進角室22が作動油の導入により容積拡大すると共に、各遅角室23が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相が進角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが進角する。一方、各遅角室23が作動油の導入により容積拡大すると共に、各進角室22が作動油の排出により容積縮小することで、回転位相が遅角側へと変化し、それに応じてバルブタイミングが遅角する。
With such a configuration, in the
以上の駆動部10に対して制御部30は、図1〜4に示すように、供給通路40、ドレン通路41、進角通路42、遅角通路43、制御弁50及び制御回路90を備えている。供給通路40は、「供給源」としてのポンプ4の吐出口と連通することで、ドレンパン5から同ポンプ4の吸入口へと吸入される作動油が吐出供給されるようになっている。ここでポンプ4は、内燃機関のクランク軸の回転により駆動されるメカポンプであり、当該回転中は、ポンプ4から供給通路40へ作動油が継続的に供給されることとなる。複数のドレン通路41は、ドレン回収部としてのドレンパン5と共に大気に開放されて、当該ドレンパン5へ作動油を排出可能となっている。複数の進角通路42は、それぞれ対応する進角室22と連通している。複数の遅角通路43は、それぞれ対応する遅角室23と連通している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
制御弁50は、ソレノイド51への通電により発生する駆動力と、スプリング52の発生する復原力とを利用して、スプール53をスリーブ54内にて往復駆動する電磁駆動式スプール弁である。制御弁50においてスリーブ54には、供給ポート60、ドレンポート61、進角ポート62及び遅角ポート63が設けられている。ここで、供給ポート60は供給通路40と連通し、ドレンポート61はドレン通路41と連通し、進角ポート62は進角通路42と連通し、遅角ポート63は遅角通路43と連通している。制御弁50は、ソレノイド51への通電に応じてスプール53の移動位置(以下、単に「スプール移動位置」という)を変化させることにより、これらポート60,61,62,63間の接続状態を切り替える。
The
制御回路90は、例えばマイクロコンピュータ等を主体に構成される電子回路であり、制御弁50のソレノイド51及び内燃機関の各種電装品(図示しない)と電気接続されている。制御回路90は、内部メモリに記憶のコンピュータプログラムに従って、ソレノイド51への通電を含む内燃機関の回転を制御する。
The
(変動トルク)
次に、ベーンロータ15に作用する変動トルクについて説明する。
(Variable torque)
Next, the fluctuation torque that acts on the
内燃機関の回転中は、カム軸2により開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが、当該カム軸2を通じて駆動部10のベーンロータ15へと作用する。ここで、図5に示すように変動トルクは、ハウジング11に対する進角側に作用する負トルクと、ハウジング11に対する遅角側に作用する正トルクとの間において交番変動するものである。
During the rotation of the internal combustion engine, fluctuating torque generated due to a spring reaction force or the like from an intake valve driven to open and close by the
尚、変動トルクは、例えば正トルクのピークトルクT+が負トルクのピークトルクT−よりも大きくなることにより、平均トルクが正トルク側に偏るものであってもよい。あるいは、変動トルクは、正トルクのピークトルクT+が負トルクのピークトルクT−と実質的に等しくなることにより、平均トルクが実質的に零となるものであってもよい。 The fluctuating torque may be such that, for example, the peak torque T + of the positive torque is larger than the peak torque T− of the negative torque, so that the average torque is biased toward the positive torque. Alternatively, the fluctuating torque may be one in which the average torque becomes substantially zero when the peak torque T + of the positive torque becomes substantially equal to the peak torque T− of the negative torque.
(詳細構成)
次に、バルブタイミング調整装置1の詳細構成について説明する。
(Detailed configuration)
Next, a detailed configuration of the valve
図1,2に示すようにカム軸2は、ベーンロータ15をハウジング11のリアプレート14側からフロントプレート13側へと同軸上に貫通し、当該フロントプレート13よりも突出した突出部2aを内燃機関の軸受6により軸支されている。カム軸2は、突出部2aの端面に開口する軸方向孔2bを、円筒孔状に形成している。この軸方向孔2bに円筒状のスリーブ54が同軸上に挿入されることで、制御弁50の一部がベーンロータ15の内周側にてカム軸2に内蔵されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで本実施形態では、金属製カム軸2のうち突出部2aよりもリアプレート14側の固定部2cが金属製ベーンロータ15の回転軸15aに圧入固定され、金属製スプール53及び金属製スプリング52を収容する金属製スリーブ54が当該軸2の孔2bに螺子固定されている(図6も参照)。こうした固定形態によりスリーブ54は、連動回転要素2,15及び収容要素53,52と一体になって、周方向に回転する。したがって、内燃機関の固定節(例えばチェーンカバー)に装着されるソレノイド51において、円筒状のスプール53を同軸上に往復駆動するための駆動軸51aに対しては、当該スプール53が摺動回転可能となっている。
Here, in the present embodiment, the fixing
制御弁50においてスリーブ54は、ポート60,61,62,63をそれぞれ所定数ずつ、有している。ここで、図6に示すように複数の供給ポート60は、スリーブ54の周方向(以下、単に「スリーブ周方向」という)に所定間隔ずつをあけて配設されている。各供給ポート60は、スリーブ54の外周面54aに開口する円環溝状の供給開口70を介して、カム軸2の突出部2a及び軸受6を貫通する孔状供給通路40(図1も参照)に、連通している。
In the
図2,6に示すように複数のドレンポート61は、供給ポート60の配設箇所からスリーブ54の軸方向(以下、単に「スリーブ軸方向」という)に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。各ドレンポート61は、スリーブ54の外周面54aに開口する円環溝状のドレン開口71を介して、カム軸2の固定部2c及びベーンロータ15の回転軸15aを貫通する孔状ドレン通路41の複数(図1も参照)に、連通している。ここで、本実施形態の各ドレンポート61は、外周側のドレン通路41のいずれに対しても、スリーブ周方向に位置ずれしている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the plurality of
図3,6に示すように複数の進角ポート62は、ドレンポート61の配設箇所から供給ポート60の配設箇所側へスリーブ軸方向に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。各進角ポート62は、スリーブ54の外周面54aに開口する円環溝状の進角開口72を介して、カム軸2の固定部2c及びベーンロータ15の回転軸15aを貫通する孔状進角通路42の複数(図1も参照)に、連通している。ここで、本実施形態の各進角ポート62は、外周側の進角通路42のうち対応するいずれかに対して、スリーブ周方向に位置合わせされている。
As shown in FIGS. 3 and 6, the plurality of
図4,6に示すように複数の遅角ポート63は、ドレンポート61の配設箇所から進角ポート62の配設箇所とは反対側へスリーブ軸方向に位置ずれした箇所に、スリーブ周方向に所定間隔ずつをあけて配設されている。ここで、本実施形態の各遅角ポート63と各進角ポート62とについては、図6に示すように、スリーブ軸方向にてドレンポート61の配設箇所から位置ずれしてなる位置ずれ量ΔRa,ΔAaが実質的に等しく設定されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the plurality of
さらに、図4,6に示すように各遅角ポート63は、スリーブ54の外周面54aに開口する円環溝状の遅角開口73を介して、カム軸2の固定部2c及びベーンロータ15の回転軸15aを貫通する孔状遅角通路43の複数(図1も参照)に、連通している。ここで、本実施形態の各遅角ポート63は、外周側の遅角通路43のうち対応するいずれかに対して、スリーブ周方向に位置合わせされている。また、図9に示すようにスリーブ周方向では、各遅角通路43のドレン通路41側への軸方向投影43aは、各進角通路42のドレン通路41側への軸方向投影42aとの間に、ドレン通路41のうち対応するいずれかを挟む形となっている。即ち、スリーブ周方向において各遅角通路43と各進角通路42とは、対応するドレン通路41から両側に軸方向投影43a,42aがそれぞれ位置ずれしており、特に本実施形態では、当該位置ずれの量ΔRc,ΔAcが実質的に等しく設定されている。
Further, as shown in FIGS. 4 and 6, each
制御弁50において、図6に示すようにスプール53は、外周面53aに開口する円環溝状の連通通路55と、両端部56a,56b及び中間部56cをそれぞれ同外周面53aに開口させてなる略円筒孔状の接続通路56とを、有している。
In the
以上の構成から、図7に示す進角モードAのスプール移動位置では、連通通路55が各ドレンポート61及び各遅角ポート63と接続される。それと共に、進角モードAのスプール移動位置では、接続通路56の一端部56aが各供給ポート60と接続され、同通路56の中間部56cが各進角ポート62と接続し、同通路56の他端部56bがスリーブ54により閉塞される。
With the above configuration, the
一方、図8に示す遅角モードRのスプール移動位置では、連通通路55が各ドレンポート61及び各進角ポート62と接続される。それと共に、遅角モードRのスプール移動位置では、接続通路56の一端部56aが各供給ポート60と接続され、同通路56の中間部56cがスリーブ54により閉塞され、同通路56の他端部56bが各遅角ポート63と接続される。
On the other hand, the
制御弁50において、図1〜4に示すようにスプール53の接続通路56には、逆止弁80が内蔵されている。この逆止弁80は、本実施形態では図6に示すようにスプリングレス型であり、弁座81、ガイド82、ストッパ83及び弁部材84を組み合わせてなる。
In the
弁座81は、接続通路56の壁面56dのうち端部56a側へ向かって縮径するテーパ面から、形成されている。ガイド82は、接続通路56の壁面56dのうち弁座81よりも端部56b側にて中間部56cをなす円筒面から、形成されている。ストッパ83は、接続通路56の壁面56dのうちガイド82よりも端部56b側にて弁座81と対向する段差面から、形成されている。全体として略有底円筒状を呈する金属製の弁部材84は、接続通路56のうちガイド82の内周側となる中間部56cに、弁座81と同軸上に収容されている。弁部材84は、外周面84aをガイド82により案内されることで、弁座81及びストッパ83間を軸方向に往復移動可能となっており、当該往復移動によって底面84bを弁座81に対して離着座させる。
The
以上の構成から、接続通路56において弁座81を挟んで端部56a側が端部56b側よりも高圧となるときには、図7,8の各分図(a)に示すように、弁部材84がストッパ83に係止されるまで接続通路56を端部56b側へ移動して弁座81から底面84bを離座させることで、逆止弁80が開弁する。したがって、図7(a)に示す進角モードAの接続通路56では、逆止弁80の開弁により、各供給ポート60から各進角ポート62側へ向かう作動油の流通が許容される。また、図8(a)に示す遅角モードRの接続通路56では、逆止弁80の開弁により、各供給ポート60から各遅角ポート63側へ向かう作動油の流通が許容される。
From the above configuration, when the
一方、接続通路56において弁座81を挟んで端部56b側が端部56a側よりも高圧となるときには、図7,8の各分図(b)に示すように、弁部材84が接続通路56を端部56a側へ移動して弁座81に底面84bを着座させることで、逆止弁80が閉弁する。したがって、図7(b)に示す進角モードAの接続通路56では、逆止弁80の閉弁により、各進角ポート62から各供給ポート60側へ向かう作動油の流通が規制される。また、図8(b)に示す遅角モードRの接続通路56では、逆止弁80の閉弁により、各遅角ポート63から各供給ポート60側へ向かう作動油の流通が規制される。
On the other hand, when the
(バルブタイミング調整作動)
次に、バルブタイミング調整装置1によるバルブタイミングの調整作動について説明する。
(Valve timing adjustment operation)
Next, the valve timing adjustment operation by the valve
ポンプ4から作動油の供給が継続される内燃機関の定常運転時には、運転状態に適したバルブタイミングを実現するように制御回路90がソレノイド51への通電を制御することで、スプール移動位置が選択される。その結果、各進角室22及び各遅角室23に対する作動油の入出が、選択されたスプール移動位置に応じて制御される。そこで、以下では、定常運転時における各モードA,Rでのバルブタイミング調整作動を、個別に説明する。尚、内燃機関の定常運転の開始時には、各進角室22及び各遅角室23が個々の容積に応じた量の作動油により満たされた状態となっている。
During steady operation of the internal combustion engine in which the supply of hydraulic oil from the
(1) 進角モードA
内燃機関の定常運転時において実回転位相が目標回転位相に対する許容偏差より遅角側にある等の運転条件が成立すると、図7に示す進角モードAのスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、各進角通路42を通じて各進角室22と連通する各進角ポート62は、供給通路40と連通する各供給ポート60に対し、接続通路56を介して接続される。それと共に、各遅角通路43を通じて各遅角室23と連通する各遅角ポート63は、各ドレン通路41との連通により大気開放された各ドレンポート61に対し、連通通路55を介して接続される。
(1) Lead angle mode A
When an operating condition such as the actual rotational phase being on the retard side with respect to the allowable deviation with respect to the target rotational phase during steady operation of the internal combustion engine is satisfied, the spool movement position in the advance mode A shown in FIG. 7 is selected. In this spool movement position, each
こうした接続形態下、各進角室22を容積拡大させる負トルクが作用するときには、それら各進角室22に負圧が発生する。これにより、各進角ポート62を通して各進角室22と繋がる接続通路56では、図7(a)の如く逆止弁80が開弁して、それら各進角ポート62側へと向かう作動油の流通が許容される。その結果、ポンプ4から各供給ポート60に供給される作動油は、接続通路56から各進角ポート62を経て、各進角室22に導入されることとなる。また同時に、各遅角室23の作動油は、各遅角ポート63から連通通路55及び各ドレンポート61を経て、各ドレン通路41に排出されることとなる。これらのことから、バルブタイミングを進角させるように回転位相が進角側へと変化するのである。
Under such a connection configuration, when a negative torque that expands the volume of each
また、変動トルクの向きが反転して、各進角室22を容積縮小させる正トルクが作用するときには、それら各進角室22から作動油が各進角ポート62を通じて接続通路56に押し出される。これにより接続通路56では、図7(b)の如く逆止弁80が閉弁して、各進角ポート62から各供給ポート60側へと向かう作動油の流通が規制される。その結果、各進角室22からの作動油の排出は止められることになるので、各遅角室23を容積拡大させて各ドレン通路41への作動油の排出を阻害するような回転位相の戻りが、正トルクの作用に拘らず抑制されるのである。
Further, when the direction of the variable torque is reversed and a positive torque is applied to reduce the volume of each
(2) 遅角モードR
内燃機関の定常運転時において実回転位相が目標回転位相に対する許容偏差より進角側にある等の運転条件が成立すると、図8に示す遅角モードRのスプール移動位置が選択される。このスプール移動位置では、各遅角通路43を通じて各遅角室23と連通する各遅角ポート63は、供給通路40と連通する各供給ポート60に対し、接続通路56を介して接続される。それと共に、各進角通路42を通じて各進角室22と連通する各進角ポート62は、各ドレン通路41との連通により大気開放された各ドレンポート61に対し、連通通路55を介して接続される。
(2) Delay angle mode R
When the operating condition such that the actual rotational phase is on the advance side of the allowable deviation with respect to the target rotational phase during steady operation of the internal combustion engine is satisfied, the spool movement position in the retard mode R shown in FIG. 8 is selected. In this spool movement position, each
こうした接続形態下、各遅角室23を容積拡大させる正トルクが作用するときには、それら各遅角室23に負圧が発生する。これにより、各遅角ポート63を通して各遅角室23と繋がる接続通路56では、図8(a)の如く逆止弁80が開弁して、それら各遅角ポート63側へと向かう作動油の流通が許容される。その結果、ポンプ4から各供給ポート60に供給される作動油は、接続通路56から各遅角ポート63を経て、各遅角室23に導入されることとなる。また同時に、各進角室22の作動油は、各進角ポート62から連通通路55及び各ドレンポート61を経て、各ドレン通路41に排出されることとなる。これらのことから、バルブタイミングを遅角させるように回転位相が遅角側へと変化するのである。
Under such a connection configuration, when a positive torque for expanding the volume of each
また、変動トルクの向きが反転して、各遅角室23を容積縮小させる負トルクが作用するときには、それら各遅角室23から作動油が各遅角ポート63を通じて接続通路56に押し出される。これにより接続通路56では、図8(b)の如く逆止弁80が閉弁して、各遅角ポート63から各供給ポート60側へと向かう作動油の流通が規制される。その結果、各遅角室23からの作動油の排出は止められることになるので、各進角室22を容積拡大させて各ドレン通路41への作動油の排出を阻害するような回転位相の戻りが、負トルクの作用に拘らず抑制されるのである。
Further, when the direction of the variable torque is reversed and negative torque for reducing the volume of each
(作用効果)
以上説明した装置1において各ドレンポート61は、各進角ポート62及び各遅角ポート63とはスリーブ軸方向に位置ずれしているだけでなく、外周側の各ドレン通路41とは同スリーブ周方向に位置ずれしている。かかる位置ずれ形態によれば、各モードA,Rにて各遅角ポート63又は各進角ポート62から各ドレン通路41に至る作動油の排出経路につき、十分な長さを確保して圧損を可及的に増大し得る。したがって、各モードA,Rでは、作動油の過度な排出に起因して作動油導入側の各進角室22又は各遅角室23に吸気が吸入されることによるベーンロータ15の暴れを抑制して、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性(以下、単に「調整応答性」という)を向上させることができるのである。
(Function and effect)
In the
さらに装置1では、連動回転要素2,15の貫通孔状の各進角通路42により各進角室22と連通する各進角ポート62は、それら外周側の進角通路42に対してスリーブ周方向に位置合わせされている。かかる位置合わせ形態によれば、進角モードAにて各進角ポート62から各進角通路42に至る作動油の導入経路としては、圧損を小さくして作動油の素早い導入を実現し得るので、当該モードAでの調整応答性を向上させることができる。一方、遅角モードRにて各進角通路42から各進角ポート62に至る作動油の排出経路としては、圧損が小さくなるが、各進角ポート62から各ドレン通路41に至る排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該モードRでの調整応答性を向上させることもできる。
Further, in the
またさらに装置1では、連動回転要素2,15の貫通孔状の各遅角通路43により各遅角室23と連通する各遅角ポート63は、それら外周側の遅角通路43に対してスリーブ周方向に位置合わせされている。かかる位置合わせ形態によれば、遅角モードRにて各遅角ポート63から各遅角通路43に至る作動油の導入経路としては、圧損を小さくして作動油の素早い導入を実現し得るので、当該モードRでの調整応答性を向上させることができる。一方、進角モードAにて各遅角通路43から各遅角ポート63に至る作動油の排出経路としては、圧損が小さくなるが、各遅角ポート63から各ドレン通路41に至る排出経路にて上述の如く圧損を増大させ得るので、当該モードAでの調整応答性を向上させることもできる。
Furthermore, in the
加えて、装置1の各モードA,Rでは、各遅角ポート63又は各進角ポート62から、それらポート63,62との間の位置ずれ量ΔRa,ΔAaがスリーブ軸方向に実質的に等しい各ドレンポート61を経て各ドレン通路41に至るように、排出経路を形成している。また、装置1の各モードA,Rでは、各遅角通路43又は各進角通路42から、それらの軸方向投影43a,42aに対する位置ずれ量ΔRc,ΔAcがスリーブ周方向に実質的に等しい各ドレン通路41に至るようにも、排出経路を形成している。このように形成される排出経路については、各モードA,Rでの長さの差、ひいては圧損の差を可及的に小さく設定し得るので、それらモードA,Rでの調整応答性として、共に高い応答性を確保することが可能となるのである。
In addition, in each of the modes A and R of the
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not construed as being limited to the embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the present invention. it can.
具体的に、各ポート60,61,62,63については、本発明に従う構成を有する限りにおいて、それぞれ少なくとも一つ配設されていればよく、それらの配設数を適宜設定することができる。また、遅角ポート63と進角ポート62とについて、それらポート63,62の配設箇所の間となるドレンポート61の配設箇所からスリーブ軸方向に位置ずれさせてなる位置ずれ量ΔRa,ΔAaを、互いに異ならせてもよい。さらに、遅角通路43と進角通路42とについて、それら通路43,42に挟まれるドレン通路41からスリーブ周方向に位置ずれさせてなる位置ずれ量ΔRc,ΔAcを、互いに異ならせてもよい。またさらに、複数のドレン通路41について図10,11に変形例を示すように、カム軸2におけるドレンポート61との連通側と、ベーンロータ15における大気開放側との間に、当該ベーンロータ15の内周面に開口する円環溝41aを共通に設けて、それらドレン通路41の加工性を高めるようにしてもよい。加えて、制御弁50については、スプール53及びスプリング52を収容するスリーブ54の少なくとも一部をベーンロータ15に直接に内蔵させてもよい。そして、本発明は、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外に、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも、適用することができるのである。
Specifically, as long as each
1 バルブタイミング調整装置、2 カム軸・連動回転要素、2a 突出部、2b 軸方向孔、2c 固定部、4 ポンプ(供給源)、5 ドレンパン、6 軸受、10 駆動部、11 ハウジング、12 シューケーシング、12a ケーシング本体、12b シュー、12c スプロケット部、13 フロントプレート、14 リアプレート、14a ロック孔、15 ベーンロータ・連動回転要素、15a 回転軸、15b ベーン、16 ロック部材、20 収容室、22 進角室、23 遅角室、30 制御部、40 供給通路、41 ドレン通路、42 進角通路、42a 軸方向投影、43 遅角通路、43a 軸方向投影、50 制御弁、51 ソレノイド、51a 駆動軸、52 スプリング、53 スプール、53a 外周面、54 スリーブ、54a 外周面、55 連通通路、56 接続通路、56a,56b 端部、56c 中間部、56d 壁面、60 供給ポート、61 ドレンポート、62 進角ポート、63 遅角ポート、70 供給開口、71 ドレン開口、72 進角開口、73 遅角開口、80 逆止弁、81 弁座、82 ガイド、83 ストッパ、84 弁部材、84a 外周面、84b 底面、90 制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内燃機関のカム軸と連動回転し、前記ハウジング内において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、供給源から供給される作動液が前記進角室又は前記遅角室へ導入されることにより、前記ハウジングに対する回転位相が進角側又は遅角側へ変化するベーンロータと、
前記ベーンロータ及び前記カム軸からなる連動回転要素に内蔵され、スリーブ内に収容されるスプールの移動位置に応じて前記進角室及び前記遅角室に対する作動液の入出を制御する制御弁とを、備え、
前記クランク軸からのトルク伝達により前記カム軸が開閉する動弁のバルブ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、
前記供給源から作動液が供給される供給ポートと、
大気に開放されて作動液を排出するドレンポートと、
前記回転位相を進角側へ変化させる進角モードにおいて前記供給ポートと接続されることにより作動液を前記進角室に導入する一方、前記回転位相を遅角側へ変化させる遅角モードにおいて前記ドレンポートと接続されることにより作動液を前記進角室から排出させる進角ポートと、
前記遅角モードにおいて前記供給ポートと接続されることにより作動液を前記遅角室に導入する一方、前記進角モードにおいて前記ドレンポートと接続されることにより作動液を前記遅角室から排出させる遅角ポートとが、前記スリーブに設けられ、
前記ドレンポートと前記進角ポートと前記遅角ポートとは、前記スリーブの軸方向に位置ずれして設けられ、
前記連動回転要素は、
内周側の前記ドレンポートに対して前記スリーブの周方向に位置ずれして設けられ、当該ドレンポートを大気に開放する貫通孔状のドレン通路と、
内周側の前記進角ポートに対して前記スリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該進角ポートを前記進角室に連通させる貫通孔状の進角通路と、
内周側の前記遅角ポートに対して前記スリーブの周方向に位置合わせして設けられ、当該遅角ポートを前記遅角室に連通させる貫通孔状の遅角通路とを、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A housing that rotates in conjunction with the crankshaft of the internal combustion engine;
It rotates in conjunction with the camshaft of the internal combustion engine, divides the advance chamber and retard chamber in the rotation direction in the housing, and hydraulic fluid supplied from a supply source is introduced into the advance chamber or retard chamber. A vane rotor whose rotational phase with respect to the housing changes to an advance side or a retard side;
A control valve built in an interlocking rotary element comprising the vane rotor and the camshaft, and controlling the flow of hydraulic fluid into and out of the advance chamber and the retard chamber according to the movement position of a spool housed in a sleeve; Prepared,
A valve timing adjusting device for adjusting a valve timing of a valve that opens and closes the camshaft by torque transmission from the crankshaft;
A supply port to which hydraulic fluid is supplied from the supply source;
A drain port that is open to the atmosphere and discharges the hydraulic fluid;
In the advance angle mode in which the rotation phase is changed to the advance angle side, the hydraulic fluid is introduced into the advance angle chamber by being connected to the supply port, while in the delay angle mode in which the rotation phase is changed to the retard angle side. An advance port that discharges hydraulic fluid from the advance chamber by being connected to a drain port;
The hydraulic fluid is introduced into the retardation chamber by being connected to the supply port in the retardation mode, while the hydraulic fluid is discharged from the retardation chamber by being connected to the drain port in the advance mode. A retarding port is provided on the sleeve;
The drain port, the advance port and the retard port are provided to be displaced in the axial direction of the sleeve,
The interlocking rotating element is
A through-hole-shaped drain passage provided to be displaced in the circumferential direction of the sleeve with respect to the drain port on the inner peripheral side, and opening the drain port to the atmosphere;
A through hole-like advance passage that is provided in alignment with the advance port on the inner peripheral side in the circumferential direction of the sleeve and communicates the advance port with the advance chamber;
And a through-hole-shaped retard passage that is provided in alignment with the retard port on the inner peripheral side in the circumferential direction of the sleeve and communicates the retard port with the retard chamber. The valve timing adjustment device.
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