JP2015158191A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との間の位相に拘束する中間ロック機構を備えた弁開閉時期制御装置に関する。
エンジン始動時に、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を最遅角位相とした場合、吸気弁の閉時期が遅くなるので、燃焼室内の混合気が吸気管内に逆流して燃焼室内の圧縮率が低下し、始動性の悪化を招いてしまう。一方、エンジン始動時に、相対回転位相を最進角位相とした場合、バルブオーバーラップ期間が長くなり、燃焼室内における残留排気ガスが増大して、始動性が悪化する。
このため、従来、エンジンの始動性を高めるべく、相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束する弁開閉時期制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の中間ロック機構は、ロック部材と、ロック部材が係合するロック凹部とを備え、ロック部材は、ロックを解除するための油圧が作用する第1受圧面及び第2受圧面を備えている。また、第1受圧面は遅角室と連通しており、第2受圧面は進角室と連通している。
エンジン停止後、ポンプを停止して、進角室及び遅角室の内部のオイルがオイルパンに排出されると共に、ロック部材に作用していた油圧が減少することでロック状態が実現される。その後、エンジンを始動する際には、進角室へオイルが供給され、第2受圧面に所定の油圧が作用したときロック状態が解除され、進角制御が実行される。次いで、遅角制御を実行するときに遅角室へオイルが供給され、第1受圧面に油圧が作用してアンロック状態が維持された状態で、相対回転位相が遅角側に変更される。
進角室及び遅角室のオイルはエンジン停止時に排出されるので、その後エンジンを始動する際には、進角室及び遅角室にオイルが少ない状態となっている。つまり、特許文献1の弁開閉時期制御装置では、エンジン始動時、進角室にオイルを供給してロック状態が解除された段階には、遅角室に存在するオイル量は少ない。
このため、吸気弁からの反力を受けてカムシャフトが進角・遅角方向に繰り返し回動することとなり、相対回転位相のバタつきが発生して制御が安定しないという問題があった。また、進角室と遅角室とを仕切るために従動側回転体に形成された仕切部が、遅角室の側壁に繰り返し当接して、異音の発生を招くおそれもあった。
この問題を回避するため、ロックを解除する前に、遅角室へオイルを供給することも考えられる。この場合、まず進角室へオイルを充填した後、電磁弁などで流路を切替えて、遅角室へオイルを充填し、ロックを解除するといった制御が実行される。しかし、エンジン始動時はオイルの温度が低いので、電磁弁で流路を切替えて遅角室にオイルを充填するまで時間を要する。
そこで、本発明の目的は、エンジン始動時において、安定した作動を迅速に実現することのできる弁開閉時期制御装置を提供することにある。
本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって径方向外側から径方向内側に突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、前記駆動側回転体に内包され、隣接する前記突出部の間の位置において前記径方向外側に向かって延出して前記駆動側回転体との間に進角室および遅角室を形成する仕切部を有し、弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構と、前記進角室、前記遅角室、または前記中間ロック機構に流体を供給するポンプと、前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、周方向に隣接する前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路とを備える点にある。
本構成によると、中間ロック機構がロック状態にあるときのみ、連通路によって進角室と遅角室とが連通される。つまり、エンジン始動時、例えば進角室に供給される流体は、連通路を介して遅角室に移動し、進角室及び遅角室に流体が充填される。次いで、中間ロック機構に流体が供給されるとロックが解除され、相対回転位相の変化に伴い進角室と遅角室との連通は遮断される。よって、進角室及び遅角室に十分な流体が存在する状態でロックが解除されるので、所望の相対回転位相制御を実現することができると共に、仕切部のバタつき(振動)による異音が発生しない。
しかも、連通路を介して進角室と遅角室との間を流体が移動するので、進角室及び遅角室への流体の充填操作は、進角室及び遅角室のいずれか一方に流体を供給するだけで完結する。このため、エンジン始動時、進角室と遅角室とに個別に流体を充填するべく、電磁弁で流路を切替えるといった制御が不要である。よって、流路の切替えに伴う時間ロスを無くして、進角室及び遅角室に対する流体の供給を迅速に行うことができる。
このように、中間ロック機構がロック状態のとき、進角室と遅角室とを連通させる連通路を備えるといった簡便な構成で、始動時における安定した作動を迅速に実現する弁開閉時期制御装置を提供できた。
他の特徴構成は、前記連通路は、前記従動側回転体のうち、前記突出部の端部と対向する部位の一部を切欠いて形成される点にある。
本構成によると、駆動側回転体の内側に位置する従動側回転体のうち、突出部の端部と対向する部位の一部を切欠いて連通路が形成される。つまり、連通路は、進角室及び遅角室の内周側に配設される。エンジン始動時、まず、進角室に供給される流体には、クランキングによる駆動側回転体及び従動側回転体の回転に伴って遠心力が作用し、進角室の外周側に流体が移動する。次いで、進角室の内部に流体が充填されると、流体は連通路を経由して遅角室へ移動する。この時、突出部を挟んで進角室から遅角室へ流体が移動する方向は、回転加速方向(進角方向)とは反対となるので、移動流体には回転に伴う慣性力が作用する。このため、連通路を移動する流体にはポンプからの吐出圧に加えて慣性力が働き、流体は速やかに移動する。
次いで、連通路を経由して遅角室へ流出する流体にも遠心力が作用し、流体は遅角室の外周側に移動する。つまり、遅角室に流体が充填されるまでは、連通路の流出口に流体が存在していないので、連通路の流体は出口抵抗を受けることがなく円滑に遅角室へと流出する。このように、本構成を採用することで、進角室及び遅角室に、より迅速に流体が充填することができる。
他の特徴構成は、前記連通路は、前記駆動側回転体のうち、前記仕切部の外周端面と対向する部位の一部を切欠いて形成される点にある。
本構成のように、駆動側回転体のうち、仕切部の外周端面と対向する部位の一部を切欠いて形成する連通路は、進角室及び遅角室の外周側に配設される。上述したように、エンジン始動時、進角室に流体を供給すると、駆動側回転体及び従動側回転体の回転による遠心力が作用して、流体が進角室の外周側へと移動する。つまり、進角室の外周側に移動した流体は、連通路を経由して遅角室へ移動するので、進角室及び遅角室内部の流体量をほぼ同時に増加させることができる。このため、仮に、進角室及び遅角室に流体が充填される前に、ロックが解除された場合でも、遅角室のみ流体が少ない状態が解消されているので、仕切部のバタつきを抑制することができる。
他の特徴構成は、前記駆動側回転体は、外周壁部および前記回転軸芯に沿って両端に設けられた前側壁部、後側壁部によって構成され、前記連通路は、前記前側壁部及び前記後側壁部のいずれか一方のうち、前記仕切部が前記回転軸芯方向に投影される位置の一部を切欠いて形成される点にある。
一般的に、駆動側回転体の前側壁部や後側壁部は、円盤状に形成される部材であり、仕切部が回転軸芯方向に投影される位置は、平面で構成される。本構成のように、円盤部材の平面部分を切欠いて連通路を形成すれば、加工が容易である。
他の特徴構成は、前記複数の突出部は、少なくとも一つの前記突出部の周方向の長さが他の前記突出部の周方向の長さよりも小さく構成され、前記連通路は、前記少なくとも一つの突出部と対向する領域に形成される点にある。
他の特徴構成は、前記突出部と前記従動側回転体との間には、前記遅角室および前記連通路に連通する第一流路と、前記進角室および前記連通路に連通する第二流路とが区画形成され、前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、前記流体が、前記第二流路、前記連通路、前記第一流路の順番で流通し、前記第一流路の流路断面積が前記第二流路の流路断面積より大きい点にある。
他の特徴構成は、前記複数の突出部は、少なくとも一つの前記突出部の周方向の長さが他の前記突出部の周方向の長さよりも小さく構成され、前記連通路は、前記少なくとも一つの突出部と対向する領域に形成される点にある。
他の特徴構成は、前記突出部と前記従動側回転体との間には、前記遅角室および前記連通路に連通する第一流路と、前記進角室および前記連通路に連通する第二流路とが区画形成され、前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、前記流体が、前記第二流路、前記連通路、前記第一流路の順番で流通し、前記第一流路の流路断面積が前記第二流路の流路断面積より大きい点にある。
以下に、本発明に係る弁開閉時期制御装置の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
1.第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[基本構成]
図1及び図2には本発明に係る弁開閉時期制御装置Aを示している。この弁開閉時期制御装置Aは、駆動側回転体としての外部ロータ20と、従動側回転体としての内部ロータ30と、外部ロータ20に対する内部ロータ30の相対回転位相(以下、相対回転位相と称する。)を、最遅角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相LSに拘束されるロック状態と、その拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構Lと、を備えている。
図1及び図2には本発明に係る弁開閉時期制御装置Aを示している。この弁開閉時期制御装置Aは、駆動側回転体としての外部ロータ20と、従動側回転体としての内部ロータ30と、外部ロータ20に対する内部ロータ30の相対回転位相(以下、相対回転位相と称する。)を、最遅角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相LSに拘束されるロック状態と、その拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構Lと、を備えている。
外部ロータ20は、円筒状となるロータ本体21(外周壁部の一例)と、回転軸芯Xに沿う方向でロータ本体21の後方に配置される円盤状のリヤプレート22(後側壁部の一例)と、回転軸芯Xに沿う方向でロータ本体21の前方に配置される円盤状のフロントプレート23(前側壁部の一例)と、で構成され、内燃機関としてのエンジンEのクランクシャフト1と動力伝達部材2を介して同期回転する。内部ロータ30は、エンジンEの燃焼室の吸気弁を開閉するカムシャフト3に連結すると共に、外部ロータ20と相対回転自在となるように、外部ロータ20の回転軸芯Xと同軸芯に配置されている。中間ロック位相LSは、図2に示すように、エンジンEが良好な燃費効率で作動するよう、最遅角位相と最進角位相との間の中央付近の中間ロック位相LSに設定されている。なお、中間ロック位相LSは図2に示す位相に限るものではなく、これより進角側、あるいは、遅角側に設定されても良い。
[駆動側回転体及び従動側回転体]
外部ロータ20と内部ロータ30とを前部位置のフロントプレート23と、これと反対側(エンジンE側)のリヤプレート22とで挟み込み、フロントプレート23から外部ロータ20に挿通した締結部材としての連結ボルト24をリヤプレート22に螺合させる形態で連結している。
外部ロータ20と内部ロータ30とを前部位置のフロントプレート23と、これと反対側(エンジンE側)のリヤプレート22とで挟み込み、フロントプレート23から外部ロータ20に挿通した締結部材としての連結ボルト24をリヤプレート22に螺合させる形態で連結している。
リヤプレート22の外周位置にはタイミングチェーンなどの動力伝達部材2が巻回するスプロケット22Sが一体的に形成され、リヤプレート22と内部ロータ30との間には、内部ロータ30を進角方向Saに付勢するトーションスプリング27が備えられている。外部ロータ20は、動力伝達部材2により図2のSで示す方向に回転駆動される。トーションスプリング27は、例えば、相対回転位相が最遅角にある状態でも、少なくとも中間ロック位相LSに達するまで付勢力を作用させることが可能となるように構成されている。
図2に示すように、外部ロータ20は、回転軸芯Xに向かって径方向外側から径方向内側に突出する複数の突出部21Tを有し、複数の突出部21Tの間に4つの油室C(流体圧室の一例)が分散して形成されている。なお、本実施形態においては、油室Cを4箇所としているが、例えば3箇所にするなど、特に限定されない。
内部ロータ30は、回転軸芯Xと同軸芯上でシリンダ内面状となる内周面30Sが形成されると共に、回転軸芯Xを中心とする円筒状の外周面が形成され、この外周面には回転軸芯Xの径方向外側に向かって延出するプレート状に形成された4つのベーン部31(仕切部の一例)が嵌め込まれている。このベーン部31は回転軸芯Xから離間する方向にバネ等で付勢されている。なお、ベーン部31をプレート状に形成して、中間ロック機構Lを突出部21Tに収容しているが、ベーン部31をブロック状に形成して、中間ロック機構Lを回転軸芯Xに沿ってベーン部31に収容しても良い。
このような配置により、複数の油室Cをベーン部31で仕切る形態となり、ベーン部31を基準にして反時計回り方向側に進角室Caが形成され、時計回り方向側に遅角室Cbが形成される。外部ロータ20と内部ロータ30とは、油室C内でベーン部31が移動可能な範囲内で相対回転自在となる。
内部ロータ30のうち回転軸芯Xに沿う方向での一方の端部には鍔状部32が形成され、この鍔状部32の内周位置の孔部に連結ボルト33が挿通し、内部ロータ30がカムシャフト3に連結されている。また、内部ロータ30の内周面30Sに対して流路形成軸部45を挿入しており、この流路形成軸部45に進角流路34・遅角流路35・ロック流路36が形成されている。さらに、流路形成軸部45に接続される位相制御弁41(OCV:オイルコントロールバルブ)及びロック制御弁42(OSV:オイルスイッチングバルブ)が備えられている。流路形成軸部45の外周面には、位相制御弁41のポートと連通する環状の溝部と、ロック制御弁42のポートと連通する環状の溝部とが形成され、これらの溝部を分離するように流路形成軸部45の外周と、内部ロータ30の内周面30Sとの間には複数のリング状のシール46が備えられている。
[中間ロック機構]
図2に示すように、外部ロータ20に周方向の幅が大きい2つの突出部21Tが、回転軸芯Xを挟んで対向して形成されており、これら突出部21Tに2つの中間ロック機構Lを備えている。中間ロック機構Lは、回転軸芯Xに垂直な方向に沿って出退自在である拘束体として、プレート状のロック部材25とロック部材25を係合方向に付勢するロックスプリング26とロック部材25が係合するロック凹部LDとで構成されている。相対回転位相が図2に示す中間ロック位相LSにある場合に、2つのロック部材25がロックスプリング26の付勢力により、対応するロック凹部LDに係入して相対回転位相を中間ロック位相LSに保持する。なお、ロック部材25の形状はプレート状に限るものではなく、例えば、ロッド状であっても良い。また、中間ロック機構Lは2つに限定されず、1つ又は3つ以上設けても良い。
図2に示すように、外部ロータ20に周方向の幅が大きい2つの突出部21Tが、回転軸芯Xを挟んで対向して形成されており、これら突出部21Tに2つの中間ロック機構Lを備えている。中間ロック機構Lは、回転軸芯Xに垂直な方向に沿って出退自在である拘束体として、プレート状のロック部材25とロック部材25を係合方向に付勢するロックスプリング26とロック部材25が係合するロック凹部LDとで構成されている。相対回転位相が図2に示す中間ロック位相LSにある場合に、2つのロック部材25がロックスプリング26の付勢力により、対応するロック凹部LDに係入して相対回転位相を中間ロック位相LSに保持する。なお、ロック部材25の形状はプレート状に限るものではなく、例えば、ロッド状であっても良い。また、中間ロック機構Lは2つに限定されず、1つ又は3つ以上設けても良い。
ロック凹部LDは、周方向で浅い溝と深い溝とが連続して形成されている。図2に示すように、ロック凹部LDにオイル(流体の一例)がない状態における中間ロック位相LS(ロック状態)では、一方のロック部材25がロック凹部LDの深い溝の進角方向Sa端部に当接して内部ロータ30の遅角方向Sbへの変化を規制し、他方のロック部材25がロック凹部LDの深い溝の遅角方向Sb端部に当接して内部ロータ30の進角方向Saへの変化を規制する。
[位相制御]
位相制御弁41は、進角室Ca及び遅角室Cbへのオイルの供給、排出、保持を切り換える。つまり、進角流路34と遅角流路35との一方を選択してオイルを供給し、他方から排出を行うことにより、弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を進角方向Sa又は遅角方向Sbに変位させる作動を実現する。
位相制御弁41は、進角室Ca及び遅角室Cbへのオイルの供給、排出、保持を切り換える。つまり、進角流路34と遅角流路35との一方を選択してオイルを供給し、他方から排出を行うことにより、弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を進角方向Sa又は遅角方向Sbに変位させる作動を実現する。
ロック制御弁42(OSV:オイルスイッチングバルブ)は、弁開閉時期制御装置Aの中間ロック機構Lのロック状態の維持とロック状態の解除とを実現する。つまり、ロック状態を維持する場合には、ロック流路36から排出を行い、ロック状態を解除する場合にはロック流路36にオイルを供給する。
位相制御弁41とロック制御弁42とは電磁弁として構成され、図示しないが、スプールとスプリングと電磁ソレノイドとを備えている。また、本実施形態では、エンジンEによって駆動され、オイルパン6から位相制御弁41及びロック制御弁42にオイルを供給する単一のポンプPを備えている。なお、ポンプPは単一のポンプに限定されず、位相制御弁41とロック制御弁42とに夫々個別に備えていても良い。
位相制御弁41及びロック制御弁42は、ECU(エンジンコントロールユニット)からの制御信号で制御される。ECUは、外部ロータ20と内部ロータ30との相対回転位相を検出する位相センサ(図示せず)、エンジンEの回転速度を検出する速度センサ(図示せず)等からの検出信号に基づき、目標とする相対回転位相を設定し、位相制御弁41及びロック制御弁42に制御信号を出力する。
なお、位相制御弁41とロック制御弁42とを別々に設けず、例えば、進角室Ca及び遅角室Cbへのオイルの供給、排出、保持を切り換えると共に、中間ロック機構Lへのオイルの供給と排出とを切り換える単一のOCVを設けても良い。この場合のオイル制御の一例として、(1)進角室Ca供給・遅角室Cb排出、中間ロック機構L排出(2)進角室Ca供給・遅角室Cb排出、中間ロック機構L供給(3)進角室Ca保持・遅角室Cb保持、中間ロック機構L供給(4)進角室Ca排出・遅角室Cb供給、中間ロック機構L供給(5)進角室Ca排出・遅角室Cb供給、中間ロック機構L排出の順番でスプールが変化する。
エンジンEの停止時には、ポンプPの駆動を停止して、進角室Ca及び遅角室Cbの内部のオイルがオイルパン6に排出される。この時、ロック流路36からオイルを排出して、ロック状態となる。次いで、エンジンEを始動する際、スタータモータ(不図示)を駆動して、クランキングを開始する。つまり、エンジンEの始動時には、ロック状態が維持されることにより、相対回転位相を始動に適した位相に拘束した状態でのクランキングが可能となる。次いで、進角室Caにオイルを供給した後、中間ロック機構Lにオイルを供給してロックを解除し、所望の位相制御が実行される。
ところで、遅角室Cbにオイルが少ない状態でロックが解除されると、吸気弁からの反力を受けてカムシャフト3が進角方向Sa・遅角方向Sbに繰り返し回動し、相対回転位相のバタつきが発生して位相制御が安定しないおそれがある。また、ベーン部31が遅角室Cbの側壁に繰り返し当接して異音の発生を招くおそれがある。
[連通路]
そこで、本実施形態では、中間ロック機構Lがロック状態にあるとき、周方向に隣接する進角室Caと遅角室Cbとを連通する連通路5を備えている。具体的には、図2に示すように、連通路5は、内部ロータ30の外周面のうち、ロック状態のときに突出部21Tと対向する部位の一部を切欠いて形成される。この連通路5は、エンジンEの始動時に、進角室Caから遅角室Cbへオイルを移動させるのに必要な最小限の大きさとし、4つの突出部21Tのうち、比較的幅の小さい1つの突出部21Tと対向する内部ロータ30の外周面の一部を切欠いて形成される。この切欠きは、内部ロータ30の角部や側面に形成される。内部ロータ30の角部に形成すれば、加工が容易である。一方、内部ロータ30の側面に形成すれば、内部ロータ30とリヤプレート22又はフロントプレート23との間の隙間からオイルが漏れ出し難くなるので、進角室Caに供給されたオイルを遅角室Cbへ確実に流動させることができる。
そこで、本実施形態では、中間ロック機構Lがロック状態にあるとき、周方向に隣接する進角室Caと遅角室Cbとを連通する連通路5を備えている。具体的には、図2に示すように、連通路5は、内部ロータ30の外周面のうち、ロック状態のときに突出部21Tと対向する部位の一部を切欠いて形成される。この連通路5は、エンジンEの始動時に、進角室Caから遅角室Cbへオイルを移動させるのに必要な最小限の大きさとし、4つの突出部21Tのうち、比較的幅の小さい1つの突出部21Tと対向する内部ロータ30の外周面の一部を切欠いて形成される。この切欠きは、内部ロータ30の角部や側面に形成される。内部ロータ30の角部に形成すれば、加工が容易である。一方、内部ロータ30の側面に形成すれば、内部ロータ30とリヤプレート22又はフロントプレート23との間の隙間からオイルが漏れ出し難くなるので、進角室Caに供給されたオイルを遅角室Cbへ確実に流動させることができる。
続いて、図3−6を用いて、エンジンEの始動時におけるオイルの流動状態を説明する。エンジンEが始動すると、クランキングによって外部ロータ20は動力伝達部材2を介して図2のS(進角方向Sa)で示す方向に回転駆動される。この時、進角室Caにオイルの供給が開始され、図3に示すように、外部ロータ20の回転による遠心力が作用して、オイルが進角室Caの外周側へ移動する。
次いで、進角室Caへのオイルの充填がなされると、図4に示すように、連通路5を通過したオイルが、進角室Caから遅角室Cbへと移動する。この時、ポンプPの吐出力に加えて外部ロータ20の回転に伴う慣性力が作用し、オイルが遅角室Cbへと移動する。
また、遅角室Cbに流出したオイルは、進角室Ca同様、外部ロータ20の回転による遠心力が作用して、遅角室Cbの外周側へ移動する。その結果、遅角室Cbにオイルが充填されるまでは、連通路5の流出口に流体が存在していないので、連通路5の流体は出口抵抗を受けることがなく円滑に遅角室Cbへと流出する。
また、遅角室Cbに流出したオイルは、進角室Ca同様、外部ロータ20の回転による遠心力が作用して、遅角室Cbの外周側へ移動する。その結果、遅角室Cbにオイルが充填されるまでは、連通路5の流出口に流体が存在していないので、連通路5の流体は出口抵抗を受けることがなく円滑に遅角室Cbへと流出する。
次いで、図5及び図6に示すように、1つの遅角室Cbにオイルが充填されると、夫々の遅角室Cbが連通する流路形成軸部45の外周面に形成された環状の溝部を介して、他の遅角室Cbへと移動を開始する。その際、外部ロータ20の回転による遠心力が作用して、環状の溝部から他の遅角室Cbへの移動は迅速に行われる。次いで、図6に示すように、進角室Ca及び遅角室Cbに流体が充填された状態で、中間ロック機構Lにはオイルが供給され、ロックが解除される。
これらの流体移動機構は、単一のOCVの場合でも有効に機能する。特に、単一OCVは、例えば、エンジンEの始動時、進角室Caのみへオイルを充填してから中間ロック機構Lへオイルを供給してロックを解除する制御となり、ロックが解除される時には遅角室Cbにもオイルが供給されているので、相対回転位相の安定した作動が実現される。一方、位相制御弁41及びロック制御弁42を設けた場合は、進角室Ca及び遅角室Cbにオイルを供給するために、位相制御弁41の切替えを実行する必要がない。このため、位相制御弁41の切替えに伴う時間ロスを無くし、ロック解除のタイミングを早めることができる。
2.第2実施形態
第2実施形態について、第1実施形態と異なる構成のみ図7を用いて説明する。なお、図面の理解を助けるため、第1実施形態と同じ部材について同一の符号を付して説明する。
第2実施形態について、第1実施形態と異なる構成のみ図7を用いて説明する。なお、図面の理解を助けるため、第1実施形態と同じ部材について同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、連通路5は、外部ロータ20のうち、ロック状態のときにベーン部31の外周端面と対向する部位の一部を切欠いて形成される。この切欠きは、外部ロータ20の角部や内面に形成される。この場合、エンジンEの始動時に、外部ロータ20の回転による遠心力が作用して、進角室Caのオイルが外周側へと移動するのと同時に、連通路5を介して遅角室Cbの移動を開始する。つまり、進角室Ca及び遅角室Cbへのオイルの供給が同時に実行される。このため、仮に、進角室Ca及び遅角室Cbにオイルが充填される前にロックが解除された場合であっても、遅角室Cbのみオイルが少ない状態が解消されているので、ベーン部31のバタつきを早期に抑制することができる。
2.第3実施形態
第3実施形態について、第1実施形態と異なる構成のみ図8を用いて説明する。なお、図面の理解を助けるため、第1実施形態と同じ部材について同一の符号を付して説明する。
第3実施形態について、第1実施形態と異なる構成のみ図8を用いて説明する。なお、図面の理解を助けるため、第1実施形態と同じ部材について同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、連通路5は、リヤプレート22及びフロントプレート23のいずれか一方のうち、ロック状態のときにベーン部31が回転軸芯Xの方向に投影される位置の一部を切欠いて形成される。図8には、リヤプレート22の一部を切欠いた図面が示される。図面手前に進角室Caがあり、ベーン部31を挟んで図面奥側に遅角室Cbがある。つまり、中間ロック機構Lがロック状態にあるとき、連通路5は、ベーン部31を挟んで、進角室Caと遅角室Cbとを連通している。
本実施形態におけるリヤプレート22及びフロントプレート23は円盤状の部材であり、ベーン部31が回転軸芯Xの方向に投影される位置は、平面で構成される。このため、円盤部材の平面部分を切欠いて連通路5を形成すれば、切削加工や金型を用いた成形が容易となる。
4.その他の実施形態
(1)上述した実施形態では、連通路5を、1つの突出部21Tに対向する内部ロータ30の一部を切欠いて形成したが、2つ以上の突出部21Tに対向する内部ロータ30の一部を切欠いて形成しても良い。同様に、連通路5は、1つのベーン部31の外周端面と対向する外部ロータ20の一部に限定されず、2つ以上のベーン部31の外周端面と対向する外部ロータ20の一部を切欠いて形成しても良い。また、リヤプレート22及びフロントプレート23のいずれか一方に連通路5を設けることに限定されず、双方に設けても良いし、2つ以上のベーン部31に対応する位置に設けても良い。このように、連通路5を複数設けた場合、進角室Ca及び遅角室Cbに対するオイルの充填を、より迅速に行なうことができる。
(2)上述した実施形態では、進角室Caにオイルの供給を開始したが、遅角室Cbにオイルの供給を開始する構成としても良い。この場合でも、エンジンEの始動時には、連通路5を介して、進角室Ca及び遅角室Cbに対するオイルの充填が迅速に行われる。
(3)上述した実施形態において単一のOCVを設ける場合、単一OCVを内部ロータ30の内側に形成した流路形成軸部45に接続しても良いし、単一OCVを内部ロータ30の内側で且つ回転軸芯Xに沿って配設しても良い。また、上述した実施形態のように、フロントプレート23側からオイルを供給する形態に限定されず、カムシャフト3側に設けた位相制御弁41及びロック制御弁42、又は、内部ロータ30の内側で且つ回転軸芯Xに沿って配設した単一のOCVに、リヤプレート22側からオイルを供給する形態にしても良い。
(4)上述した実施形態では、内部ロータ30にベーン部31を形成すると共に、外部ロータ20に突出部21Tを形成したが、外部ロータ20にベーン部31(突出部の一例)を形成すると共に、内部ロータ30に突出部21T(仕切部の一例)を形成する構成としても良い。この場合、連通路5は、突出部21Tに対向する外部ロータ20の一部を切欠いたり、ベーン部31の外周端面と対向する内部ロータ30の一部を切欠いたりして形成される。
(5)本発明の弁開閉時期制御装置Aは、吸気弁だけでなく排気弁の開閉時期を制御するように構成されるものであっても良い。
(1)上述した実施形態では、連通路5を、1つの突出部21Tに対向する内部ロータ30の一部を切欠いて形成したが、2つ以上の突出部21Tに対向する内部ロータ30の一部を切欠いて形成しても良い。同様に、連通路5は、1つのベーン部31の外周端面と対向する外部ロータ20の一部に限定されず、2つ以上のベーン部31の外周端面と対向する外部ロータ20の一部を切欠いて形成しても良い。また、リヤプレート22及びフロントプレート23のいずれか一方に連通路5を設けることに限定されず、双方に設けても良いし、2つ以上のベーン部31に対応する位置に設けても良い。このように、連通路5を複数設けた場合、進角室Ca及び遅角室Cbに対するオイルの充填を、より迅速に行なうことができる。
(2)上述した実施形態では、進角室Caにオイルの供給を開始したが、遅角室Cbにオイルの供給を開始する構成としても良い。この場合でも、エンジンEの始動時には、連通路5を介して、進角室Ca及び遅角室Cbに対するオイルの充填が迅速に行われる。
(3)上述した実施形態において単一のOCVを設ける場合、単一OCVを内部ロータ30の内側に形成した流路形成軸部45に接続しても良いし、単一OCVを内部ロータ30の内側で且つ回転軸芯Xに沿って配設しても良い。また、上述した実施形態のように、フロントプレート23側からオイルを供給する形態に限定されず、カムシャフト3側に設けた位相制御弁41及びロック制御弁42、又は、内部ロータ30の内側で且つ回転軸芯Xに沿って配設した単一のOCVに、リヤプレート22側からオイルを供給する形態にしても良い。
(4)上述した実施形態では、内部ロータ30にベーン部31を形成すると共に、外部ロータ20に突出部21Tを形成したが、外部ロータ20にベーン部31(突出部の一例)を形成すると共に、内部ロータ30に突出部21T(仕切部の一例)を形成する構成としても良い。この場合、連通路5は、突出部21Tに対向する外部ロータ20の一部を切欠いたり、ベーン部31の外周端面と対向する内部ロータ30の一部を切欠いたりして形成される。
(5)本発明の弁開閉時期制御装置Aは、吸気弁だけでなく排気弁の開閉時期を制御するように構成されるものであっても良い。
本発明は、自動車その他の内燃機関の弁開閉時期制御装置に利用可能である。
1 クランクシャフト
3 カムシャフト
5 連通路
20 外部ロータ(駆動側回転体)
21 ロータ本体(外周壁部)
21T 突出部
22 リヤプレート(後側壁部)
23 フロントプレート(前側壁部)
30 内部ロータ(従動側回転体)
31 ベーン部(仕切部)
C 油室(流体圧室)
Ca 進角室
Cb 遅角室
E エンジン(内燃機関)
L 中間ロック機構
LS 中間ロック位相
P ポンプ
X 回転軸芯
3 カムシャフト
5 連通路
20 外部ロータ(駆動側回転体)
21 ロータ本体(外周壁部)
21T 突出部
22 リヤプレート(後側壁部)
23 フロントプレート(前側壁部)
30 内部ロータ(従動側回転体)
31 ベーン部(仕切部)
C 油室(流体圧室)
Ca 進角室
Cb 遅角室
E エンジン(内燃機関)
L 中間ロック機構
LS 中間ロック位相
P ポンプ
X 回転軸芯
Claims (5)
- 内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって径方向外側から径方向内側に突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に内包され、隣接する前記突出部の間の位置において前記径方向外側に向かって延出して前記駆動側回転体との間に進角室および遅角室を形成する仕切部を有し、弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構と、
前記進角室、前記遅角室、または前記中間ロック機構に流体を供給するポンプと、
前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、周方向に隣接する前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路とを備え、
前記連通路は、前記従動側回転体のうち、前記突出部の端部と対向する部位の一部を切欠いて形成される弁開閉時期制御装置。 - 内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって径方向外側から径方向内側に突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に内包され、隣接する前記突出部の間の位置において前記径方向外側に向かって延出して前記駆動側回転体との間に進角室および遅角室を形成する仕切部を有し、弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構と、
前記進角室、前記遅角室、または前記中間ロック機構に流体を供給するポンプと、
前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、周方向に隣接する前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路とを備え、
前記連通路は、前記駆動側回転体のうち、前記仕切部の外周端面と対向する部位の一部を切欠いて形成される弁開閉時期制御装置。 - 内燃機関のクランクシャフトと同期回転し、回転軸芯に向かって径方向外側から径方向内側に突出する複数の突出部を有する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に内包され、隣接する前記突出部の間の位置において前記径方向外側に向かって延出して前記駆動側回転体との間に進角室および遅角室を形成する仕切部を有し、弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が、最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたアンロック状態とに切替え可能な中間ロック機構と、
前記進角室、前記遅角室、または前記中間ロック機構に流体を供給するポンプと、
前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、周方向に隣接する前記進角室と前記遅角室とを連通する連通路とを備え、
前記駆動側回転体は、外周壁部および前記回転軸芯に沿って両端に設けられた前側壁部、後側壁部によって構成され、
前記連通路は、前記前側壁部及び前記後側壁部のいずれか一方のうち、前記仕切部が前記回転軸芯方向に投影される位置の一部を切欠いて形成される弁開閉時期制御装置。 - 前記複数の突出部は、少なくとも一つの前記突出部の周方向の長さが他の前記突出部の周方向の長さよりも小さく構成され、
前記連通路は、前記少なくとも一つの突出部と対向する領域に形成される請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記突出部と前記従動側回転体との間には、前記遅角室および前記連通路に連通する第一流路と、前記進角室および前記連通路に連通する第二流路とが区画形成され、
前記中間ロック機構が前記ロック状態にあるとき、前記流体が、前記第二流路、前記連通路、前記第一流路の順番で流通し、
前記第一流路の流路断面積が前記第二流路の流路断面積より大きい請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
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