JP5990916B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (4)
- 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弁開閉時期制御装置。 - 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いる請求項1記載の弁開閉時期制御装置。
- 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いる請求項1記載の弁開閉時期制御装置。
- 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いる請求項1記載の弁開閉時期制御装置。
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