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JP2018178972A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

バルブタイミング調整装置 Download PDF

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JP2018178972A JP2017084456A JP2017084456A JP2018178972A JP 2018178972 A JP2018178972 A JP 2018178972A JP 2017084456 A JP2017084456 A JP 2017084456A JP 2017084456 A JP2017084456 A JP 2017084456A JP 2018178972 A JP2018178972 A JP 2018178972A
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Abstract

【課題】小型の作動油制御部を備えるバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】遅角供給油路RRsは、作動油制御部OCを経由して作動油供給源OSと遅角室201とを接続する。進角供給油路RAsは、作動油制御部OCを経由して作動油供給源OSと進角室202とを接続する。遅角ドレン油路RRd、進角ドレン油路RAdは、遅角室201および進角室202とオイル排出部ODとを接続する。リサイクル油路Rreは、遅角ドレン油路RRd、進角ドレン油路RAdと遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsとを接続する。リサイクルチェック弁81は、リサイクル油路Rreにおいてドレン油路側から遅角供給油路RRs側および進角供給油路RAs側への作動油の流れのみ許容する。リサイクル油路Rreは、作動油制御部OCの内側でドレン油路に接続している。【選択図】図8

Description

本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
内燃機関の駆動軸から従動軸まで動力を伝達する動力伝達経路に設けられ、従動軸により開閉駆動されるバルブ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が知られている。バルブタイミング調整装置は、油圧式の場合、駆動軸および従動軸の一方と連動して回転するハウジングと、駆動軸および従動軸の他方の端部に固定されるベーンロータと、を備え、ハウジング内でベーンロータが区画形成する遅角室および進角室の一方に作動油を供給することによって、ハウジングに対してベーンロータを遅角方向または進角方向へ相対回転させる。遅角室および進角室に供給される作動油は、作動油制御弁により制御される。
特許第5941602号公報
例えば、特許文献1のバルブタイミング調整装置では、作動油制御弁を構成するスリーブに、作動油供給源から供給される作動油が流れる供給開口部、遅角室に連通している遅角開口部、進角室に連通している進角開口部、遅角室から外部に排出される作動油が流れる遅角ドレン開口部、進角室から外部に排出される作動油が流れる進角ドレン開口部、遅角室から作動油制御弁に戻る作動油が流れる遅角リサイクル開口部、進角室から作動油制御弁に戻る作動油が流れる進角リサイクル開口部が形成されている。2つのリサイクル開口部により、遅角室および進角室からの作動油の再利用が可能である。
特許文献1のバルブタイミング調整装置では、リサイクル開口部を通る2つのリサイクル油路は、それぞれ、遅角開口部を通る遅角供給油路、進角開口部を通る進角供給油路に、作動油制御弁の外側で接続している。また、2つのドレン開口部は、2つのリサイクル開口部、遅角開口部、進角開口部とは独立して形成されている。そのため、上述のように作動油制御弁に多数の開口部を形成する必要がある。したがって、作動油制御弁の体格が開口部の並び方向に大きくなるおそれがある。
本発明の目的は、小型の作動油制御部を備えるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
本発明は、内燃機関(1)のバルブ(4、5)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(10)であって、位相変換部(PC)と作動油供給源(OS)と作動油制御部(OC)とオイル排出部(OD)と遅角供給油路(RRs)と進角供給油路(RAs)とドレン油路(RRd、RAd)とリサイクル油路(Rre)とリサイクルチェック弁(81)とを備えている。
位相変換部は、遅角室(201)および進角室(202)を有している。
作動油供給源は、遅角室および進角室に作動油を供給する。
作動油制御部は、作動油供給源から遅角室および進角室に供給される作動油を制御する。
オイル排出部は、遅角室または進角室からの作動油を排出する。
遅角供給油路は、作動油制御部を経由して作動油供給源と遅角室とを接続する。
進角供給油路は、作動油制御部を経由して作動油供給源と進角室とを接続する。
ドレン油路は、遅角室および進角室とオイル排出部とを接続する。
リサイクル油路は、ドレン油路と遅角供給油路および進角供給油路とを接続する。これにより、遅角室および進角室からの作動油の再利用が可能である。
リサイクルチェック弁は、リサイクル油路においてドレン油路側から遅角供給油路側および進角供給油路側への作動油の流れのみ許容する。これにより、各供給油路側からドレン油路側への作動油の流れ、すなわち、逆流を抑制することができる。そのため、バルブタイミング調整装置の応答性を高めることができる。
本発明では、リサイクル油路は、作動油制御部の内側でドレン油路に接続している。そのため、リサイクル油路を作動油制御部の内側に形成することでリサイクル油路のための開口部を削減でき、作動油制御部において、ドレン油路を遅角開口部および進角開口部に形成することでドレン油路のための開口部を削減することができる。これにより、作動油制御部の外壁に形成される、各油路のための開口部を少なくすることができる。したがって、作動油制御部の体格を開口部の並び方向に小さくすることができる。
第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 図1のII−II線断面図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の作動油制御弁を示す断面図。 図3のIV−IV線断面図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置のインナースリーブを示す斜視図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の遅角供給チェック弁を示す斜視図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の作動油制御弁を示す断面図であって、スプールがストローク区間の一方の端部にあるときの図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す模式図であって、スプールがストローク区間の一方の端部にあるときの図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の作動油制御弁を示す断面図であって、スプールがストローク区間の中間位置にあるときの図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す模式図であって、スプールがストローク区間の中間位置にあるときの図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置の作動油制御弁を示す断面図であって、スプールがストローク区間の他方の端部にあるときの図。 第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す模式図であって、スプールがストローク区間の他方の端部にあるときの図。 第2実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す断面図。 第2実施形態によるバルブタイミング調整装置のリード弁を示す平面図。 第3実施形態によるバルブタイミング調整装置の遅角供給チェック弁を示す展開図。 第3実施形態によるバルブタイミング調整装置の遅角供給チェック弁を示す断面図。 第4実施形態によるバルブタイミング調整装置の遅角供給チェック弁を示す展開図。
以下、本発明の複数の実施形態によるバルブタイミング調整装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。
(第1実施形態)
第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を図1、2に示す。バルブタイミング調整装置10は、内燃機関としてのエンジン1のクランク軸2に対するカム軸3の回転位相を変化させることによって、カム軸3が開閉駆動する吸気弁4または排気弁5のうち吸気弁4のバルブタイミングを調整するものである。バルブタイミング調整装置10は、クランク軸2からカム軸3までの動力伝達経路に設けられている。クランク軸2は、「駆動軸」に対応する。カム軸3は、「従動軸」に対応する。吸気弁4、排気弁5は、「バルブ」に対応する。
バルブタイミング調整装置10の構成について図1、2に基づき説明する。
バルブタイミング調整装置10は、位相変換部PC、作動油供給源OS、作動油制御部OC、オイル排出部OD、遅角供給油路RRs、進角供給油路RAs、ドレン油路としての遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAd、リサイクル油路Rre、遅角供給チェック弁71、進角供給チェック弁72、リサイクルチェック弁81等を備えている。
位相変換部PCは、ハウジング20、ベーンロータ30を有している。
ハウジング20は、ギア部21およびケース22を有している。ケース22は、筒部221、板部222、223を有している。筒部221は、筒状に形成されている。板部222は、筒部221の一端を塞ぐよう筒部221と一体に形成されている。板部223は、筒部221の他端を塞ぐよう設けられている。これにより、ハウジング20の内側に空間200が形成されている。板部223は、ボルト12により筒部221に固定されている。ギア部21は、板部223の外縁部に形成されている。
板部223は、カム軸3の端部に嵌合している。カム軸3は、ハウジング20を回転可能に支持している。チェーン6は、ギア部21とクランク軸2とに巻き掛けられている。ギア部21は、クランク軸2と連動して回転する。
ケース22は、筒部221から径方向内側に突き出す複数の隔壁部23を形成している。ケース22の板部222の中央には、ケース22の外側の空間に開口する開口部24が形成されている。開口部24は、ベーンロータ30に対してカム軸3とは反対側に位置する。
ベーンロータ30は、ボス31、および、複数のベーン32を有している。ボス31は、筒状であり、カム軸3の端部に固定されている。ベーン32は、ボス31から径方向外側に向かって各隔壁部23間に突き出している。ハウジング20の内側の空間200は、ベーン32により遅角室201と進角室202とに仕切られている。すなわち、ハウジング20は、ベーンロータ30との間に遅角室201および進角室202を形成している。遅角室201は、ベーン32に対して周方向の一方に位置している。進角室202は、ベーン32に対して周方向の他方に位置している。ベーンロータ30は、遅角室201および進角室202の油圧に応じて、ハウジング20に対して遅角方向または進角方向へ相対回転する。
本実施形態では、作動油制御部OCは、作動油制御弁11である。作動油制御弁11は、スリーブ400、スプール60等を備えている。
本実施形態では、作動油制御弁11は、ハウジング20およびベーンロータ30の中央部に設けられている(図1、2参照)。すなわち、作動油制御弁11は、少なくとも一部がハウジング20の内側に位置するよう設けられている。
スリーブ400は、アウタースリーブ40、インナースリーブ50を有している。
アウタースリーブ40は、例えば鉄を含む比較的硬度が高い材料により略円筒状に形成されている。アウタースリーブ40は、内周壁が略円筒面状に形成されている。
図3に示すように、アウタースリーブ40の一方の端部の外周壁には、ねじ部41が形成されている。アウタースリーブ40の他方の端部側には、外周壁から径方向外側へ環状に延びる係止部49が形成されている。
カム軸3のバルブタイミング調整装置10側の端部には、軸穴部100、供給穴部101が形成されている。軸穴部100は、カム軸3のバルブタイミング調整装置10側の端面の中央からカム軸3の軸方向に延びるようにして形成されている。供給穴部101は、カム軸3の外壁から径方向内側に延びて軸穴部100に連通するよう形成されている。
カム軸3の軸穴部100の内壁には、アウタースリーブ40のねじ部41にねじ結合可能な軸側ねじ部110が形成されている。
アウタースリーブ40は、ベーンロータ30のボス31の内側を通り、ねじ部41がカム軸3の軸側ねじ部110に結合するようにしてカム軸3に固定される。このとき、係止部49は、ベーンロータ30のボス31のカム軸3とは反対側の端面を係止する。これにより、ベーンロータ30は、カム軸3と係止部49とに挟み込まれるようにしてカム軸3に固定される。このように、アウタースリーブ40は、ベーンロータ30の中央部に設けられる。
本実施形態では、作動油供給源OSは、オイルポンプ8である。また、オイル排出部ODは、オイルパン7である。オイルポンプ8は、供給穴部101に接続される。オイルポンプ8は、オイルパン7に貯留されている作動油を汲み上げ、供給穴部101に供給する。これにより、軸穴部100には、作動油が流入する。
インナースリーブ50は、例えばアルミニウムを含む比較的硬度が低い材料により略円筒状に形成されている。つまり、インナースリーブ50は、アウタースリーブ40よりも硬度が低い材料により形成されている。インナースリーブ50は、内周壁および外周壁が略円筒面状に形成されている。インナースリーブ50は、表面にアルマイト等の表面硬化処理が施されており、表面に母材と比較して高硬度の表面層を有する。
図3に示すように、インナースリーブ50は、外周壁がアウタースリーブ40の内周壁に嵌合するようアウタースリーブ40の内側に設けられている。インナースリーブ50は、アウタースリーブ40に対し相対移動不能である。
インナースリーブ50の一端には、スリーブ封止部51が設けられている。スリーブ封止部51は、インナースリーブ50の一端を塞いでいる。
スプール60は、例えば金属により略円筒状に形成されている。
スプール60は、外周壁がインナースリーブ50の内周壁と摺動し、軸方向に往復移動可能なようインナースリーブ50の内側に設けられている。
スプール60の一端には、スプール封止部62が設けられている。スプール封止部62は、スプール60の一端を塞いでいる。
インナースリーブ50の内側におけるスリーブ封止部51とスプール60の他端との間には、容積可変空間Svが形成されている。容積可変空間Svは、スプール60がインナースリーブ50に対し軸方向へ移動するとき、容積が変化する。すなわち、スリーブ封止部51は、スプール60との間に、容積が変化する容積可変空間Svを形成している。
容積可変空間Svには、スプリング63が設けられている。スプリング63は、所謂コイルスプリングであり、一端がスリーブ封止部51に当接し、他端がスプール60の他端に当接している。スプリング63は、スプール60をスリーブ封止部51とは反対側へ付勢している。
アウタースリーブ40の他方の端部の径方向内側には、係止部59が設けられている。係止部59は有底筒状に形成され、外周壁がアウタースリーブ40の内周壁に嵌合するよう設けられている。係止部59の底部の中央には、穴部が形成されており、当該穴部の内側にスプール封止部62が位置している。
係止部59は、底部により、スプール60の一端を係止可能である。係止部59は、スプール60のスリーブ封止部51とは反対側へのスプール60の移動を規制可能である。これにより、スプール60は、インナースリーブ50の内側からの脱落が抑制されている。
スプール60は、係止部59に当接する位置から、スリーブ封止部51に当接する位置まで、軸方向に移動可能である。すなわち、係止部59に当接する位置(図3、7参照)から、スリーブ封止部51に当接する位置(図11参照)までが、スリーブ400に対する移動可能範囲である。以下、このスプール60の移動可能範囲を「ストローク区間」と呼ぶ。
図3に示すように、インナースリーブ50のスリーブ封止部51側の端部は、外径がアウタースリーブ40の内径より小さく形成されている。これにより、インナースリーブ50のスリーブ封止部51側の端部の外周壁とアウタースリーブ40の内周壁との間には、略円筒状の空間である筒状空間St1が形成されている。
また、インナースリーブ50には、環状凹部Htが形成されている。環状凹部Htは、インナースリーブ50の外周壁の係止部49に対応する位置から径方向内側へ環状に凹むよう形成されている。これにより、環状凹部Htとアウタースリーブ40の内周壁との間には、環状の空間である環状空間St2が形成されている。
また、インナースリーブ50には、流路溝部52が形成されている。流路溝部52は、インナースリーブ50の外周壁から径方向内側へ凹み、かつ、インナースリーブ50の軸方向へ延びるようにして形成されている(図3、5参照)。流路溝部52は、軸方向供給油路RsAを形成している。すなわち、軸方向供給油路RsAは、アウタースリーブ40とインナースリーブ50との界面T1においてスリーブ400の軸方向に延びるよう形成されている。軸方向供給油路RsAは、一端が筒状空間St1に接続し、他端が環状空間St2に接続している。
また、インナースリーブ50には、規制溝部511、512が形成されている。規制溝部511は、インナースリーブ50の内周壁の筒状空間St1の端部に対応する位置から径方向外側へ環状に凹むよう形成されている。規制溝部512は、インナースリーブ50の内周壁の環状凹部Htに対応する位置から径方向外側へ環状に凹むよう形成されている。
また、インナースリーブ50には、移動規制部513が形成されている。移動規制部513は、規制溝部511と規制溝部512との間においてインナースリーブ50の外周壁から径方向内側へ環状に凹むよう形成されている。そのため、移動規制部513の周方向の一部は、流路溝部52に接続している。
スリーブ400は、遅角供給開口部ORs、進角供給開口部OAs、遅角開口部OR、進角開口部OA、リサイクル開口部Oreを有している。
遅角供給開口部ORsは、スリーブ400の径方向に延びてインナースリーブ50の規制溝部511と筒状空間St1および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。なお、遅角供給開口部ORsは、インナースリーブ50の周方向に複数形成されている。
進角供給開口部OAsは、スリーブ400の径方向に延びてインナースリーブ50の規制溝部512と環状空間St2および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。なお、進角供給開口部OAsは、インナースリーブ50の周方向に複数形成されている。
遅角開口部ORは、スリーブ400の径方向に延びてインナースリーブ50の内側の空間とアウタースリーブ40の外側の空間とを接続するよう形成されている。なお、遅角開口部ORは、スリーブ400の周方向に複数形成されている。遅角開口部ORは、遅角油路301を経由して遅角室201に連通している。
進角開口部OAは、スリーブ400の径方向に延びてインナースリーブ50の内側の空間とアウタースリーブ40の外側の空間とを接続するよう形成されている。進角開口部OAは、遅角開口部ORに対し係止部49側に形成されている。なお、進角開口部OAは、スリーブ400の周方向に複数形成されている。進角開口部OAは、進角油路302を経由して進角室202に連通している。
リサイクル開口部Oreは、スリーブ400の径方向に延びてインナースリーブ50の内側の空間と移動規制部513および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。リサイクル開口部Oreは、インナースリーブ50の周方向に4つ形成されている(図4参照)。
スプール60は、遅角供給凹部HRs、遅角ドレン凹部HRd、進角ドレン凹部HAd、進角供給凹部HAs、ドレン開口部Od1、Od2を有している。
遅角供給凹部HRs、遅角ドレン凹部HRd、進角ドレン凹部HAd、進角供給凹部HAsは、それぞれ、スプール60の外周壁から径方向内側へ凹むようにして環状に形成されている。遅角供給凹部HRs、遅角ドレン凹部HRd、進角ドレン凹部HAd、進角供給凹部HAsは、この順でスプール60の軸方向に並ぶよう形成されている。また、遅角ドレン凹部HRdと進角ドレン凹部HAdとは、一体に形成されている。遅角ドレン凹部HRdおよび進角ドレン凹部HAdは、インナースリーブ50の内周壁との間に特定空間Ssを形成している。すなわち、スプール60は、スリーブ400との間に特定空間Ssを形成している。
ドレン開口部Od1は、スプール60の内側の空間と遅角ドレン凹部HRdおよび進角ドレン凹部HAd、すなわち、特定空間Ssとを連通するよう形成されている。ドレン開口部Od2は、スプール60のスプール封止部62側の端部において内側の空間と外側の空間とを連通するよう形成されている。ドレン開口部Od1は、スプール60の周方向に等間隔で2つ形成されている(図4参照)。ドレン開口部Od2は、スプール60の周方向に例えば等間隔で4つ形成されている。
遅角供給油路RRsは、作動油制御弁11を経由してオイルポンプ8と遅角室201とを接続している。進角供給油路RAsは、作動油制御弁11を経由してオイルポンプ8と進角室202とを接続している。ドレン油路としての遅角ドレン油路RRdは、遅角室201とオイルパン7とを接続している。ドレン油路としての進角ドレン油路RAdは、進角室202とオイルパン7とを接続している。
遅角供給油路RRsは、供給穴部101、軸穴部100、筒状空間St1、軸方向供給油路RsA、遅角供給開口部ORs、規制溝部511、遅角供給凹部HRs、遅角開口部OR、遅角油路301を経由して、オイルポンプ8と遅角室201とを接続している。
進角供給油路RAsは、供給穴部101、軸穴部100、筒状空間St1、軸方向供給油路RsA、進角供給開口部OAs、規制溝部512、進角供給凹部HAs、進角開口部OA、進角油路302を経由して、オイルポンプ8と進角室202とを接続している。
遅角ドレン油路RRdは、遅角油路301、遅角開口部OR、遅角ドレン凹部HRd、ドレン開口部Od1、Od2を経由して、遅角室201とオイルパン7とを接続している。
進角ドレン油路RAdは、進角油路302、進角開口部OA、進角ドレン凹部HAd、ドレン開口部Od1、Od2を経由して、進角室202とオイルパン7とを接続している。
このように、遅角供給油路RRs、進角供給油路RAs、遅角ドレン油路RRd、進角ドレン油路RAdは、一部が作動油制御弁11の内部に形成されている。
また、軸方向供給油路RsAは、進角供給油路RAsにおいてスリーブ400の軸方向に延びるよう形成されている。すなわち、スリーブ400は、進角供給油路RAsにおいてスリーブ400の軸方向に延びる軸方向供給油路RsAを有している。
リサイクル油路Rreは、ドレン油路としての遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdと遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsとを接続している。
図3、4に示すように、リサイクル油路Rreは、特定空間Ssからリサイクル開口部Ore、移動規制部513を経由して遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAs、すなわち、軸方向供給油路RsAに接続している。
ドレン油路としての遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdは、遅角油路301、遅角開口部OR、進角油路302、進角開口部OA、特定空間Ss、ドレン開口部Od1を経由してスプール60の内側の空間に接続している。
図4に示すように、ドレン開口部Od1は、ドレン油路において特定空間Ssに接続し特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向へ延びるよう形成されている。リサイクル開口部Oreは、リサイクル油路Rreにおいて特定空間Ssに接続し特定空間Ssからドレン開口部Od1とは反対側へ延びるよう形成されている。リサイクル油路Rreは、特定空間Ssにおいて遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdに接続している。
図3、4に示すように、ドレン開口部Od1は、少なくとも一部がスリーブ400またはスプール60の軸方向においてリサイクル開口部Oreと重なるよう形成されている。
また、ドレン開口部Od1は、特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向内側へ延びるようスプール60に形成されている。
また、リサイクル開口部Oreは、特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向外側へ延びるようインナースリーブ50に形成されている。
スプール60が係止部59に当接しているとき(図3、7、8参照)、すなわち、スプール60がストローク区間の一方の端部に位置するとき、スプール60が遅角開口部ORを開いているため、オイルポンプ8は、遅角供給油路RRsの供給穴部101、軸穴部100、筒状空間St1、軸方向供給油路RsA、遅角供給開口部ORs、規制溝部511、遅角供給凹部HRs、遅角開口部OR、遅角油路301を経由して遅角室201に連通する。これにより、オイルポンプ8から遅角供給油路RRsを経由して遅角室201に作動油を供給することができる。
また、このとき、進角室202は、進角ドレン油路RAdの進角油路302、進角開口部OA、進角ドレン凹部HAd、ドレン開口部Od1、Od2を経由してオイルパン7に連通する。これにより、進角室202から進角ドレン油路RAdを経由してオイルパン7に作動油を排出することができる。
スプール60が係止部59とスリーブ封止部51との間に位置しているとき(図9、10参照)、すなわち、スプール60がストローク区間の中間に位置するとき、オイルポンプ8は、進角供給油路RAsの供給穴部101、軸穴部100、筒状空間St1、軸方向供給油路RsA、進角供給開口部OAs、規制溝部512、進角供給凹部HAs、進角開口部OA、進角油路302を経由して進角室202に連通する。なお、このとき、遅角供給油路RRsによりオイルポンプ8と遅角室201とは連通している。これにより、オイルポンプ8から遅角供給油路RRs、進角供給油路RAsを経由して遅角室201、進角室202に作動油を供給することができる。ただし、スプール60により遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdは閉じられている、すなわち、遮断されているため、作動油は、遅角室201および進角室202からオイルパン7に排出されない。
スプール60がスリーブ封止部51に当接しているとき(図11、12参照)、すなわち、スプール60がストローク区間の他方の端部に位置するとき、遅角室201は、遅角ドレン油路RRdの遅角油路301、遅角開口部OR、遅角ドレン凹部HRd、ドレン開口部Od1、Od2を経由してオイルパン7に連通する。なお、このとき、進角供給油路RAsによりオイルポンプ8と進角室202とは連通している。これにより、遅角室201から遅角ドレン油路RRdを経由してオイルパン7に作動油を排出することができるとともに、オイルポンプ8から進角供給油路RAsを経由して進角室202に作動油を供給することができる。
アウタースリーブ40のスリーブ封止部51側の端部の内側、すなわち、遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsの途中には、フィルタ58が設けられている。フィルタ58は、例えば円板状のメッシュである。フィルタ58は、作動油に含まれる異物を捕集可能である。そのため、フィルタ58の下流側、すなわち、オイルポンプ8とは反対側に異物が流れるのを抑制することができる。
遅角供給チェック弁71は、例えば長方形の金属薄板を長手方向が周方向に沿うよう曲げることにより略円筒状に形成されている。図5は、遅角供給チェック弁71の斜視図である。
遅角供給チェック弁71は、重なり部700を有している。
重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の一方の端部に形成されている。重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の他方の端部の径方向外側に重なるようにして形成されている(図5参照)。
遅角供給チェック弁71は、規制溝部511に設けられている。遅角供給チェック弁71は、規制溝部511において径方向に弾性変形可能に設けられている。遅角供給チェック弁71は、遅角供給開口部ORsに対しインナースリーブ50の径方向内側に設けられている。遅角供給チェック弁71は、規制溝部511に設けられ、遅角供給油路RRsに作動油が流れていない状態、すなわち、外力が作用していない状態では、重なり部700が周方向の他方の端部に重なった状態である。
作動油が遅角供給油路RRsにおいて遅角供給開口部ORs側から遅角供給凹部HRs側へ流れるとき、遅角供給チェック弁71は、外周壁が作動油により押され径方向内側へ縮まるよう、すなわち、内径が縮小するようにして変形する。これにより、遅角供給チェック弁71の外周壁が遅角供給開口部ORsから離間し、作動油は、遅角供給チェック弁71を経由して遅角供給凹部HRs側へ流れることができる。このとき、重なり部700は、重なり部700と遅角供給チェック弁71の他方の端部との重なり範囲の長さを拡大しながら一部が重なった状態を維持した状態となる。
遅角供給油路RRsを流れる作動油の流量が所定値以下になると、遅角供給チェック弁71は、径方向外側へ拡がるよう、すなわち、内径が拡大するようにして変形する。さらに、作動油が遅角供給凹部HRs側から遅角供給開口部ORs側へ流れる場合、遅角供給チェック弁71の内周壁が作動油により径方向外側へ押され、遅角供給開口部ORsに当接する。これにより、遅角供給凹部HRs側から遅角供給開口部ORs側への作動油の流れが規制される。
このように、遅角供給チェック弁71は、逆止弁として機能し、遅角供給開口部ORs側から遅角供給凹部HRs側への作動油の流れを許容し、遅角供給凹部HRs側から遅角供給開口部ORs側への作動油の流れを規制可能である。すなわち、遅角供給チェック弁71は、遅角供給油路RRsにおいて作動油制御弁11のスプール60に対しオイルポンプ8側に設けられ、オイルポンプ8側から遅角室201側への作動油の流れのみ許容する。
進角供給チェック弁72は、遅角供給チェック弁71と同様、例えば長方形の金属薄板を長手方向が周方向に沿うよう曲げることにより略円筒状に形成されている。進角供給チェック弁72の構成は、遅角供給チェック弁71と同様のため、詳細な構成の説明を省略する。
進角供給チェック弁72は、規制溝部512に設けられている。進角供給チェック弁72は、規制溝部512において径方向に弾性変形可能に設けられている。進角供給チェック弁72は、進角供給開口部OAsに対しインナースリーブ50の径方向内側に設けられている。進角供給チェック弁72は、規制溝部512に設けられ、進角供給油路RAsに作動油が流れていない状態、すなわち、外力が作用していない状態では、重なり部700が周方向の他方の端部に重なった状態である。
作動油が進角供給油路RAsにおいて進角供給開口部OAs側から進角供給凹部HAs側へ流れるとき、進角供給チェック弁72は、外周壁が作動油により押され径方向内側へ縮まるよう、すなわち、内径が縮小するようにして変形する。これにより、進角供給チェック弁72の外周壁が進角供給開口部OAsから離間し、作動油は、進角供給チェック弁72を経由して進角供給凹部HAs側へ流れることができる。このとき、重なり部700は、重なり部700と進角供給チェック弁72の他方の端部との重なり範囲の長さを拡大しながら一部が重なった状態を維持した状態となる。
進角供給油路RAsを流れる作動油の流量が所定値以下になると、進角供給チェック弁72は、径方向外側へ拡がるよう、すなわち、内径が拡大するようにして変形する。さらに、作動油が進角供給凹部HAs側から進角供給開口部OAs側へ流れる場合、進角供給チェック弁72の内周壁が作動油により径方向外側へ押され、進角供給開口部OAsに当接する。これにより、進角供給凹部HAs側から進角供給開口部OAs側への作動油の流れが規制される。
このように、進角供給チェック弁72は、逆止弁として機能し、進角供給開口部OAs側から進角供給凹部HAs側への作動油の流れを許容し、進角供給凹部HAs側から進角供給開口部OAs側への作動油の流れを規制可能である。すなわち、進角供給チェック弁72は、進角供給油路RAsにおいて作動油制御弁11のスプール60に対しオイルポンプ8側に設けられ、オイルポンプ8側から進角室202側への作動油の流れのみ許容する。
規制溝部511、512は、それぞれ、遅角供給チェック弁71、進角供給チェック弁72の軸方向の移動を規制可能である。
図4に示すように、進角供給開口部OAsは、インナースリーブ50に5つ形成されている。進角供給開口部OAsは、インナースリーブ50の周方向の全範囲のうち概ね半分の範囲に形成されている。すなわち、進角供給開口部OAsは、インナースリーブ50の周方向における特定の部位に偏って形成されている。そのため、作動油が進角供給開口部OAs側から進角供給凹部HAs側へ流れるとき、進角供給チェック弁72は、作動油によって、規制溝部512の進角供給開口部OAsとは反対側に押し付けられる。これにより、進角供給チェック弁72が規制溝部512から脱落するのを抑制することができる。したがって、規制溝部512は、進角供給チェック弁72の軸方向の移動を規制する機能を維持することができる。
遅角供給開口部ORsも、進角供給開口部OAsと同様、インナースリーブ50に5つ形成されている。遅角供給開口部ORsは、インナースリーブ50の周方向の全範囲のうち概ね半分の範囲に形成されている。すなわち、遅角供給開口部ORsは、インナースリーブ50の周方向における特定の部位に偏って形成されている。そのため、作動油が遅角供給開口部ORs側から遅角供給凹部HRs側へ流れるとき、遅角供給チェック弁71は、作動油によって、規制溝部511の遅角供給開口部ORsとは反対側に押し付けられる。これにより、遅角供給チェック弁71が規制溝部511から脱落するのを抑制することができる。したがって、規制溝部511は、遅角供給チェック弁71の軸方向の移動を規制する機能を維持することができる。
リサイクルチェック弁81は、遅角供給チェック弁71と同様、例えば長方形の金属薄板を長手方向が周方向に沿うよう曲げることにより略円筒状に形成されている。リサイクルチェック弁81は、外径が遅角供給チェック弁71の外径より大きく形成されている。リサイクルチェック弁81の構成は、外径の違いを除き遅角供給チェック弁71と同様のため、詳細な構成の説明を省略する。
リサイクルチェック弁81は、移動規制部513、すなわち、リサイクル油路Rre上に設けられている。リサイクルチェック弁81は、移動規制部513において径方向に弾性変形可能に設けられている。リサイクルチェック弁81は、リサイクル開口部Oreに対しインナースリーブ50の径方向外側に設けられている。リサイクルチェック弁81は、移動規制部513に設けられ、リサイクル油路Rreに作動油が流れていない状態、すなわち、外力が作用していない状態では、重なり部700が周方向の他方の端部に重なった状態である。
作動油がリサイクル油路Rreにおいてリサイクル開口部Ore側から軸方向供給油路RsA側へ流れるとき、リサイクルチェック弁81は、内周壁が作動油により押され径方向外側へ拡がるよう、すなわち、内径が拡大するようにして変形する。これにより、リサイクルチェック弁81の内周壁がリサイクル開口部Oreから離間し、作動油は、リサイクルチェック弁81を経由して軸方向供給油路RsA側へ流れることができる。このとき、重なり部700は、重なり部700とリサイクルチェック弁81の他方の端部との重なり範囲の長さを縮小しながら一部が重なった状態を維持した状態となる。
リサイクル油路Rreを流れる作動油の流量が所定値以下になると、リサイクルチェック弁81は、径方向内側へ縮まるよう、すなわち、内径が縮小するようにして変形する。さらに、作動油が軸方向供給油路RsA側からリサイクル開口部Ore側へ流れる場合、リサイクルチェック弁81の外周壁が作動油により径方向内側へ押され、リサイクル開口部Oreに当接する。これにより、軸方向供給油路RsA側からリサイクル開口部Ore側への作動油の流れが規制される。
このように、リサイクルチェック弁81は、逆止弁として機能し、リサイクル開口部Ore側から軸方向供給油路RsA側への作動油の流れを許容し、軸方向供給油路RsA側からリサイクル開口部Ore側への作動油の流れを規制可能である。すなわち、リサイクルチェック弁81は、リサイクル油路Rreにおいてドレン油路側から遅角供給油路RRs側および進角供給油路RAs側への作動油の流れのみ許容する。
移動規制部513は、リサイクルチェック弁81の軸方向の移動を規制可能である。
スプール60のカム軸3とは反対側には、リニアソレノイド9が設けられる。リニアソレノイド9は、スプール封止部62に当接するようにして設けられる。リニアソレノイド9は、通電により、スプール封止部62を介してスプール60をスプリング63の付勢力に抗してカム軸3側へ押圧する。これにより、スプール60は、ストローク区間においてスリーブ400に対する軸方向の位置が変化する。
容積可変空間Svは、遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdに連通している。そのため、容積可変空間Svは、遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdのドレン開口部Od2を経由して大気に開放されている。これにより、容積可変空間Svの圧力を大気圧と同等にすることができる。そのため、スプール60の軸方向の移動を円滑にすることができる。
次に、スリーブ400に対するスプール60の位置による作動油の流れの変化について、図7〜12に基づき説明する。
図7、8に示すように、スプール60が係止部59に当接しているとき、すなわち、スプール60がストローク区間の一方の端部に位置するとき、作動油は、オイルポンプ8から遅角供給油路RRsを経由して遅角室201に供給される。また、このとき、作動油は、進角室202から進角ドレン油路RAdを経由してオイルパン7に排出される。さらに、進角ドレン油路RAdを流れる作動油の一部は、リサイクル油路Rreを経由して軸方向供給油路RsA側、遅角供給油路RRs側へ戻される。これにより、進角室202から排出される作動油を再利用できる。なお、このとき、リサイクルチェック弁81により、リサイクル油路Rreにおける軸方向供給油路RsA側からドレン油路側への逆流が抑制されている。
図9、10に示すように、スプール60が係止部59とスリーブ封止部51との間に位置しているとき、すなわち、スプール60がストローク区間の中間に位置するとき、作動油は、オイルポンプ8から遅角供給油路RRsを経由して遅角室201に供給される。また、このとき、作動油は、オイルポンプ8から進角供給油路RAsを経由して進角室202に供給される。なお、このとき、スプール60により遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdは閉じられているため、ドレン油路に作動油は流れず、作動油はリサイクル油路Rreを経由して軸方向供給油路RsA側へ戻されない。
図11、12に示すように、スプール60がスリーブ封止部51に当接しているとき、すなわち、スプール60がストローク区間の他方の端部に位置するとき、作動油は、オイルポンプ8から進角供給油路RAsを経由して進角室202に供給される。また、このとき、作動油は、遅角室201から遅角ドレン油路RRdを経由してオイルパン7に排出される。さらに、遅角ドレン油路RRdを流れる作動油の一部は、リサイクル油路Rreを経由して軸方向供給油路RsA側、進角供給油路RAs側へ戻される。これにより、遅角室201から排出される作動油を再利用できる。なお、このとき、リサイクルチェック弁81により、リサイクル油路Rreにおける軸方向供給油路RsA側からドレン油路側への逆流が抑制されている。
本実施形態は、ロックピン33をさらに備えている(図1、2参照)。ロックピン33は、有底円筒状に形成され、ベーン32に形成された収容穴部321に軸方向に往復移動可能に収容されている。ロックピン33の内側には、スプリング34が設けられている。スプリング34は、ロックピン33をケース22の板部222側へ付勢している。ケース22の板部222のベーン32側には、嵌入凹部25が形成されている。
ロックピン33は、ハウジング20に対しベーンロータ30が最遅角位置にあるとき、嵌入凹部25に嵌入可能である。ロックピン33が嵌入凹部25に嵌入しているとき、ハウジング20に対するベーンロータ30の相対回転が規制される。一方、ロックピン33が嵌入凹部25に嵌入していないとき、ハウジング20に対するベーンロータ30の相対回転が許容される。
ベーン32のロックピン33と進角室202との間には、進角室202に連通するピン制御油路304が形成されている(図2参照)。進角室202からピン制御油路304に流入する作動油の圧力は、ロックピン33がスプリング34の付勢力に抗して嵌入凹部25から抜け出す方向に働く。
以上のように構成されたバルブタイミング調整装置10では、進角室202に作動油が供給されると、ピン制御油路304に作動油が流入し、ロックピン33が嵌入凹部25から抜け出し、ハウジング20に対するベーンロータ30の相対回転が許容された状態となる。
次に、バルブタイミング調整装置10の作動について説明する。バルブタイミング調整装置10は、リニアソレノイド9の駆動により作動油制御弁11のスプール60を押圧し、作動油制御弁11を、オイルポンプ8と遅角室201とを接続しつつ、進角室202とオイルパン7とを接続する第1作動状態と、オイルポンプ8と進角室202とを接続しつつ、遅角室201とオイルパン7とを接続する第2作動状態と、オイルポンプ8と遅角室201および進角室202とを接続しつつ、遅角室201および進角室202とオイルパン7との間を遮断し位相変換部PCの位相を保持する位相保持状態と、に作動させる。
第1作動状態では、遅角供給油路RRsを経由して遅角室201に作動油が供給されつつ、進角ドレン油路RAdを経由して進角室202から作動油がオイルパン7に戻される。また、リサイクル油路Rreを経由して進角ドレン油路RAdから作動油が遅角供給油路RRsに戻される。
第2作動状態では、進角供給油路RAsを経由して進角室202に作動油が供給されつつ、遅角ドレン油路RRdを経由して遅角室201から作動油がオイルパン7に戻される。また、リサイクル油路Rreを経由して遅角ドレン油路RRdから作動油が進角供給油路RAsに戻される。
位相保持状態では、遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsを経由して遅角室201および進角室202に作動油が供給されつつ、遅角室201および進角室202の作動油の排出が規制される。
バルブタイミング調整装置10は、カム軸3の回転位相が目標値よりも進角側である場合、作動油制御弁11を第1作動状態とする。これにより、ベーンロータ30がハウジング20に対して遅角方向へ相対回転し、カム軸3の回転位相が遅角側へ変化する。
また、バルブタイミング調整装置10は、カム軸3の回転位相が目標値よりも遅角側である場合、作動油制御弁11を第2作動状態とする。これにより、ベーンロータ30がハウジング20に対して進角方向へ相対回転し、カム軸3の回転位相が進角側へ変化する。
また、バルブタイミング調整装置10は、カム軸3の回転位相が目標値と一致する場合、作動油制御弁11を位相保持状態とする。これにより、カム軸3の回転位相が保持される。
本実施形態では、作動油制御弁11が第1作動状態または第2作動状態のとき、リサイクル油路Rreを経由してドレン油路側から遅角供給油路RRs側または進角供給油路RAs側へ作動油が戻される。これにより、進角室202または遅角室201から排出される作動油を再利用することができる。
また、作動油制御弁11が第1作動状態または第2作動状態のとき、リサイクルチェック弁81により、リサイクル油路Rreにおける各供給油路側からドレン油路側への逆流が抑制される。
また、本実施形態では、作動油制御弁11が位相保持状態のとき、すなわち、位相変換部PCの位相を保持しているときであっても遅角室201および進角室202に作動油を供給可能である。すなわち、位相変換部PCの位相保持時、遅角室201および進角室202への作動油の供給状態を保ち、遅角室201および進角室202に空気が吸い込まれることで生じる位相変換部PCの位相暴れを抑制することができる。
以上説明したように、(1)本実施形態は、エンジン1の吸気弁4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10であって、位相変換部PCと作動油供給源OSと作動油制御部OCとオイル排出部ODと遅角供給油路RRsと進角供給油路RAsとドレン油路としての遅角ドレン油路RRdおよび進角ドレン油路RAdとリサイクル油路Rreとリサイクルチェック弁81とを備えている。
位相変換部PCは、遅角室201および進角室202を有している。
作動油供給源OSは、遅角室201および進角室202に作動油を供給する。
作動油制御部OCは、作動油供給源OSから遅角室201および進角室202に供給される作動油を制御する。
オイル排出部ODは、遅角室201または進角室202からの作動油を排出する。
遅角供給油路RRsは、作動油制御部OCを経由して作動油供給源OSと遅角室201とを接続する。
進角供給油路RAsは、作動油制御部OCを経由して作動油供給源OSと進角室202とを接続する。
遅角ドレン油路RRd、進角ドレン油路RAdは、遅角室201および進角室202とオイル排出部ODとを接続する。
リサイクル油路Rreは、遅角ドレン油路RRd、進角ドレン油路RAdと遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsとを接続する。これにより、遅角室201および進角室202からの作動油の再利用が可能である。
リサイクルチェック弁81は、リサイクル油路Rreにおいてドレン油路側から遅角供給油路RRs側および進角供給油路RAs側への作動油の流れのみ許容する。これにより、各供給油路側からドレン油路側への作動油の流れ、すなわち、逆流を抑制することができる。そのため、バルブタイミング調整装置10の応答性を高めることができる。
本実施形態では、リサイクル油路Rreは、作動油制御部OCの内側でドレン油路に接続している。そのため、リサイクル油路Rreを作動油制御部OCの内側に形成することでリサイクル油路Rreのための開口部を削減でき、作動油制御部OCにおいて、ドレン油路を遅角開口部ORおよび進角開口部OAに形成することでドレン油路のための開口部を削減することができる。これにより、作動油制御部OCの外壁に形成される、各油路のための開口部を少なくすることができる。したがって、作動油制御部OCの体格を開口部の並び方向に小さくすることができる。
また、(2)本実施形態では、作動油制御部OCは、筒状のスリーブ400、スリーブ400の内側に設けられスリーブ400との間に特定空間Ssを形成する筒状のスプール60、ドレン油路において特定空間Ssに接続し特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向へ延びるよう形成されたドレン開口部Od1、および、リサイクル油路Rreにおいて特定空間Ssに接続し特定空間Ssからドレン開口部Od1とは反対側へ延びるよう形成されたリサイクル開口部Oreを有している。
リサイクル油路Rreは、特定空間Ssにおいてドレン油路に接続している。
ドレン開口部Od1とリサイクル開口部Oreとを、スリーブ400またはスプール60の径方向において互いに反対向きに形成することにより、作動油制御弁11の内側で互いの干渉を避けつつドレン油路とリサイクル油路Rreとを設けることができる。
また、(3)本実施形態では、ドレン開口部Od1は、少なくとも一部がスリーブ400またはスプール60の軸方向においてリサイクル開口部Oreと重なるよう形成されている。そのため、作動油制御弁11の軸方向の長さを小さくすることができる。
また、(4)本実施形態では、ドレン開口部Od1は、特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向内側へ延びるようスプール60に形成されている。
リサイクル開口部Oreは、特定空間Ssからスリーブ400またはスプール60の径方向外側へ延びるようスリーブ400に形成されている。
これにより、作動油制御弁11の中心部に大気圧と同等の空間を形成し、その外側に作動油供給のための加圧される空間を形成することができる。そのため、作動油制御弁11の内側において圧力の異なる空間を完全な2層に分離することができ、シール部からの作動油の漏れを抑制することができる。
また、(5)本実施形態では、スプール60は、外周壁から径方向内側へ凹み遅角供給油路RRsの一部を形成する遅角供給凹部HRs、外周壁から径方向内側へ凹み遅角室201とオイル排出部ODとを連通する遅角ドレン油路RRdの一部を形成する遅角ドレン凹部HRd、外周壁から径方向内側へ凹み進角室202とオイル排出部ODとを連通する進角ドレン油路RAdの一部を形成する進角ドレン凹部HAd、および、外周壁から径方向内側へ凹み進角供給油路RAsの一部を形成する進角供給凹部HAsを有している。
遅角供給凹部HRs、遅角ドレン凹部HRd、進角ドレン凹部HAd、進角供給凹部HAsは、この順でスプール60の軸方向に並ぶよう形成されている。
遅角ドレン凹部HRdと進角ドレン凹部HAdとは、一体に形成され、特定空間Ssを形成している。
リサイクルチェック弁81は、リサイクル開口部Oreに対応するよう設けられている。
これにより、1つのリサイクルチェック弁81で、遅角側、進角側双方における作動油の再利用を実現することができる。
また、(6)本実施形態では、スリーブ400は、遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsにおいてスリーブ400の軸方向に延びる軸方向供給油路RsAを有している。
スリーブ400の軸方向の端部から作動油を供給する場合、軸方向供給油路RsAにより遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsに作動油を容易に流すことができる。また、軸方向供給油路RsAにより、作動油制御弁11の内側において遅角供給油路RRsと進角供給油路RAsとを連通させることができる。
また、(7)本実施形態では、リサイクル油路Rreは、ドレン油路と軸方向供給油路RsAとを接続している。これにより、リサイクル油路Rreは、ドレン油路と遅角供給油路RRsおよび進角供給油路RAsとを接続している。
また、(8)本実施形態では、スリーブ400は、アウタースリーブ40、および、アウタースリーブ40の内側に設けられたインナースリーブ50を有している。
軸方向供給油路RsAは、アウタースリーブ40とインナースリーブ50との界面T1に形成されている。そのため、軸方向供給油路RsAを、スリーブ400の内部に容易に形成することができる。
また、(9)本実施形態では、アウタースリーブ40の内周壁は、円筒面状に形成されている。インナースリーブ50の外周壁には、軸方向供給油路RsAを形成する流路溝部52が形成されている。本実施形態では、アウタースリーブ40の硬度はインナースリーブ50の硬度より高く設定されている。
また、(11)本実施形態では、アウタースリーブ40は、インナースリーブ50のうち最も硬度が低い部分よりも硬度が高い。そのため、アウタースリーブ40に他部材との締結機能部(ねじ部41)を設けつつ、軸方向供給油路RsA等の油路をインナースリーブ50に容易に形成することができる。
また、(12)本実施形態では、リサイクルチェック弁81は、径方向に弾性変形可能に形成されている。そのため、リサイクルチェック弁81の構成を簡素にするとともに、リサイクルチェック弁81を省スペースに配置でき、作動油の圧損を小さくすることができる。
また、(13)本実施形態では、スリーブ400は、リサイクルチェック弁81の軸方向の移動を規制可能な移動規制部513を有している。そのため、リサイクルチェック弁81がリサイクル開口部Oreからずれてリサイクルチェック弁81の逆止弁としての機能が低下するのを抑制することができる。
また、(14)本実施形態は、スリーブ封止部51を備えている。
スリーブ封止部51は、インナースリーブ50の一端を塞ぎ、スプール60との間に容積が変化する容積可変空間Svを形成する。
容積可変空間Svは、ドレン油路に連通している。そのため、容積可変空間Svを、ドレン油路を経由して大気に開放させることができる。これにより、容積可変空間Svの圧力を大気圧と同等にすることができ、スプール60の軸方向の移動を円滑にすることができる。
また、スプール60の内側の空間を、容積可変空間Svと大気とを連通する経路と、ドレン油路とで共用することにより、作動油制御弁11を小型化することができる。
また、(15)本実施形態は、ハウジング20を備えている。
ハウジング20は、遅角室201および進角室202を形成している。すなわち、ハウジング20は、位相変換部PCの一部である。
作動油制御部OCは、少なくとも一部がハウジング20の内側に位置するよう設けられている。そのため、位相変換部PCと作動油制御部OCとを一体に設けることができ、作動油制御部OCから位相変換部PCまでの作動油の圧損を抑制することができるとともに、バルブタイミング調整装置10をコンパクトに構成することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態によるバルブタイミング調整装置の一部を図13に示す。第2実施形態は、作動油制御弁11の構成等が第1実施形態と異なる。
第2実施形態では、インナースリーブ50は、第1インナースリーブ501、第2インナースリーブ502を有している。
第1インナースリーブ501は、例えば樹脂等、比較的硬度が低い材料により略円筒状に形成されている。つまり、第1インナースリーブ501は、アウタースリーブ40よりも硬度が低い材料により形成されている。
第2インナースリーブ502は、例えば鉄を含む比較的硬度が高い材料により略円筒状に形成されている。つまり、第2インナースリーブ502は、第1インナースリーブ501よりも硬度が高い材料により形成されている。
第1インナースリーブ501は、外周壁がアウタースリーブ40の内周壁に嵌合するようアウタースリーブ40の内側に設けられている。第1インナースリーブ501は、アウタースリーブ40に対し相対移動不能である。
第2インナースリーブ502は、外周壁が第1インナースリーブ501の内周壁に嵌合するよう第1インナースリーブ501の内側に設けられている。第2インナースリーブ502は、第1インナースリーブ501に対し相対移動不能である。
遅角供給開口部ORsは、スリーブ400の径方向に延びて第2インナースリーブ502の内側の空間と第1インナースリーブ501の外側の筒状空間St1および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。なお、第2インナースリーブ502に、規制溝部511は形成されていない。
進角供給開口部OAsは、スリーブ400の径方向に延びて第2インナースリーブ502の内側の空間と第1インナースリーブ501の外側の環状空間St2および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。なお、第2インナースリーブ502に、規制溝部512は形成されていない。
遅角開口部ORは、スリーブ400の径方向に延びて第2インナースリーブ502の内側の空間とアウタースリーブ40の外側の空間とを接続するよう形成されている。
進角開口部OAは、スリーブ400の径方向に延びて第2インナースリーブ502の内側の空間とアウタースリーブ40の外側の空間とを接続するよう形成されている。
リサイクル開口部Oreは、スリーブ400の径方向に延びて第2インナースリーブ502の内側の空間と移動規制部513および軸方向供給油路RsAとを接続するよう形成されている。なお、移動規制部513は、第1インナースリーブ501に形成されている。
第2実施形態は、封止体45、リード弁70を備えている。
封止体45は、板状に形成され、アウタースリーブ40の係止部59とは反対側の端部を塞ぐようアウタースリーブ40の内側に設けられている。封止体45は、流路穴部451を有している。流路穴部451は、封止体45を板厚方向に貫くよう形成されている。流路穴部451には、遅角供給油路RRs、進角供給油路RAsが形成されている。封止体45のインナースリーブ50とは反対側には、フィルタ58が設けられている。
図14に示すように、リード弁70は、例えば金属薄板により円形に形成されている。リード弁70は、開口部702、支持部703、弁部701を有している。
開口部702は、リード弁70を板厚方向に貫くよう形成されている。支持部703は、開口部702の内縁部から開口部702内を延びるよう形成されている。弁部701は、円形に形成され、支持部703の先端部に接続するよう支持部703と一体に形成されている。支持部703は、弁部701を支持している。リード弁70は、弁部701および支持部703が弾性変形可能である。
ここで、弁部701は、遅角供給チェック弁71、進角供給チェック弁72に対応している。すなわち、本実施形態では、遅角供給チェック弁71と進角供給チェック弁72とは、リード弁70において一体に形成されている。
リード弁70は、弁部701が流路穴部451に対応するよう封止体45のインナースリーブ50側の面に設けられている。
遅角供給油路RRs、進角供給油路RAsにおいて作動油が流路穴部451側からインナースリーブ50側へ流れるとき、弁部701は作動油によりインナースリーブ50側へ押される。このとき、支持部703および弁部701が弾性変形し、弁部701が流路穴部451から離間する。これにより、流路穴部451側からインナースリーブ50側への作動油の流れが許容される。
一方、遅角供給油路RRs、進角供給油路RAsにおいて作動油がインナースリーブ50側から流路穴部451側へ流れるとき、弁部701は封止体45に押し付けられ、流路穴部451を閉じる。これにより、インナースリーブ50側から流路穴部451側への作動油の流れが規制される。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
以上説明したように、(10)本実施形態では、インナースリーブ50は、第1インナースリーブ501、および、第1インナースリーブ501の内側に設けられ第1インナースリーブ501よりも硬度が高い第2インナースリーブ502を有している。これにより、第1インナースリーブ501に油路を容易に形成することができるとともに、スプール60と摺動する第2インナースリーブ502の内周壁の耐摩耗性を向上することができる。
また、(11)本実施形態では、アウタースリーブ40は、インナースリーブ50のうち最も硬度が低い部分(第1インナースリーブ501)よりも硬度が高い。そのため、アウタースリーブ40に他部材との締結機能部(ねじ部41)を設けつつ、軸方向供給油路RsA等の油路をインナースリーブ50(第1インナースリーブ501)に容易に形成することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態によるバルブタイミング調整装置について、図15、16に基づき説明する。第3実施形態は、遅角供給チェック弁71、進角供給チェック弁72、リサイクルチェック弁81の形状等が第1実施形態と異なる。
第3実施形態では、遅角供給チェック弁71は、第1実施形態と同様、例えば長方形の金属薄板を長手方向が周方向に沿うよう曲げることにより略円筒状に形成されている。図15は、遅角供給チェック弁71を展開した図である。図16は、遅角供給チェック弁71の軸方向の中間位置における断面図である。
第3実施形態では、遅角供給チェック弁71は、重なり部700、開口部702、支持部703、弁部701を有している。
重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の一方の端部に形成されている。重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の他方の端部の径方向外側に重なるようにして形成されている(図15参照)。
開口部702は、遅角供給チェック弁71の周方向に等間隔で4つ形成されている。
支持部703は、4つの開口部702のそれぞれの内縁部から遅角供給チェック弁71の周方向に延びるよう形成されている。
弁部701は、支持部703の先端部に接続するよう形成されている。ここで、弁部701は、遅角供給チェック弁71の周方向に等間隔で4つ形成されている。
遅角供給チェック弁71は、インナースリーブ50の規制溝部511に設けられている。遅角供給チェック弁71は、規制溝部511の内側において支持部703および弁部701が径方向に弾性変形可能に設けられている。ここで、遅角供給チェック弁71は、4つの弁部701がそれぞれ4つの遅角供給開口部ORsに対応するよう設けられている。すなわち、本実施形態では、遅角供給開口部ORsは、インナースリーブ50の周方向に等間隔で4つ形成されている。
進角供給チェック弁72の構成は、遅角供給チェック弁71と同様のため、構成についての詳細な説明を省略する。
進角供給チェック弁72は、インナースリーブ50の規制溝部512に設けられている。進角供給チェック弁72は、規制溝部512の内側において支持部703および弁部701が径方向に弾性変形可能に設けられている。ここで、進角供給チェック弁72は、4つの弁部701がそれぞれ4つの進角供給開口部OAsに対応するよう設けられている。すなわち、本実施形態では、進角供給開口部OAsは、インナースリーブ50の周方向に等間隔で4つ形成されている。
リサイクルチェック弁81の構成は、外径の違いを除き遅角供給チェック弁71と同様のため、詳細な構成の説明を省略する。
リサイクルチェック弁81は、インナースリーブ50の移動規制部513に設けられている。リサイクルチェック弁81は、移動規制部513の内側において支持部703および弁部701が径方向に弾性変形可能に設けられている。ここで、リサイクルチェック弁81は、4つの弁部701がそれぞれ4つのリサイクル開口部Oreに対応するよう設けられている。すなわち、本実施形態では、リサイクル開口部Oreは、インナースリーブ50の周方向に等間隔で4つ形成されている。
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
(第4実施形態)
第4実施形態によるバルブタイミング調整装置について、図17に基づき説明する。第4実施形態は、遅角供給チェック弁71、進角供給チェック弁72、リサイクルチェック弁81の形状等が第1実施形態と異なる。
第4実施形態では、遅角供給チェック弁71は、第1実施形態と同様、例えば長方形の金属薄板を長手方向が周方向に沿うよう曲げることにより略円筒状に形成されている。図17は、遅角供給チェック弁71を展開した図である。
第4実施形態では、遅角供給チェック弁71は、重なり部700、切欠き部704を有している。
重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の一方の端部に形成されている。重なり部700は、遅角供給チェック弁71の周方向の他方の端部の径方向外側に重なるようにして形成されている。
切欠き部704は、遅角供給チェック弁71の軸方向の両端部を軸方向に切り欠くようにして形成されている。切欠き部704は、遅角供給チェック弁71の周方向に間隔を空けて複数形成されている。
遅角供給チェック弁71は、インナースリーブ50の規制溝部511に設けられている。遅角供給チェック弁71は、規制溝部511の内側において径方向に弾性変形可能に設けられている。
遅角供給チェック弁71が径方向内側または径方向外側に変形するとき、作動油は、切欠き部704を流れることができる。そのため、遅角供給チェック弁71の周りの作動油が遅角供給チェック弁71の径方向の変形を阻害するのを抑制することができる。これにより、遅角供給チェック弁71の開閉弁の作動を円滑にすることができる。
進角供給チェック弁72の構成は、遅角供給チェック弁71と同様のため、構成についての詳細な説明を省略する。
進角供給チェック弁72は、インナースリーブ50の規制溝部512に設けられている。進角供給チェック弁72は、規制溝部512の内側において径方向に弾性変形可能に設けられている。
進角供給チェック弁72が径方向内側または径方向外側に変形するとき、作動油は、切欠き部704を流れることができる。そのため、進角供給チェック弁72の周りの作動油が進角供給チェック弁72の径方向の変形を阻害するのを抑制することができる。これにより、進角供給チェック弁72の開閉弁の作動を円滑にすることができる。
リサイクルチェック弁81の構成は、外径の違いを除き遅角供給チェック弁71と同様のため、詳細な構成の説明を省略する。
リサイクルチェック弁81は、インナースリーブ50の移動規制部513に設けられている。リサイクルチェック弁81は、移動規制部513の内側において径方向に弾性変形可能に設けられている。
リサイクルチェック弁81が径方向内側または径方向外側に変形するとき、作動油は、切欠き部704を流れることができる。そのため、リサイクルチェック弁81の周りの作動油がリサイクルチェック弁81の径方向の変形を阻害するのを抑制することができる。これにより、リサイクルチェック弁81の開閉弁の作動を円滑にすることができる。
第6実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、ドレン開口部Od1は、少なくとも一部がスリーブ400またはスプール60の軸方向においてリサイクル開口部Oreと重なるよう形成されていなくてもよい。
また、上述の実施形態では、流路溝部52(軸方向供給油路RsA)が、インナースリーブ50の外周壁から径方向内側に凹むようアウタースリーブ40とインナースリーブ50との界面T1上に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、流路溝部52は、アウタースリーブ40の内周壁から径方向外側に凹むようアウタースリーブ40とインナースリーブ50との界面T1上に形成されることとしてもよい。
また、上述の第1、2実施形態では、アウタースリーブ40を鉄を含む材料により形成し、インナースリーブ50をアルミニウムを含む材料により形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、インナースリーブ50は、アウタースリーブ40よりも硬度が低い材料であれば、どのような材料により形成されていてもよい。また、アウタースリーブ40は、インナースリーブ50よりも硬度が高い材料であれば、どのような材料により形成されていてもよい。また、インナースリーブ50には、表面硬化処理が施されていなくてもよい。
また、上述の第2実施形態では、アウタースリーブ40を鉄を含む材料により形成し、第1インナースリーブ501を樹脂により形成し、第2インナースリーブ502を鉄を含む材料により形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第1インナースリーブ501は、アウタースリーブ40および第2インナースリーブ502よりも硬度が低い材料であれば、どのような材料により形成されていてもよい。また、アウタースリーブ40は、第1インナースリーブ501よりも硬度が高い材料であれば、どのような材料により形成されていてもよい。また、第2インナースリーブ502は、第1インナースリーブ501よりも硬度が高い材料であれば、どのような材料により形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、作動油制御弁11は、全ての部位がハウジング20の外部に位置するよう設けられていてもよい。この場合、アウタースリーブ40は、ねじ部41を省略することができる。また、この場合、アウタースリーブ40、インナースリーブ50をいずれもアルミニウムを含む材料により形成してもよい。この場合、アウタースリーブ40、インナースリーブ50の強度を確保しつつ、材料コストを低減することができる。
また、本発明の他の実施形態では、チェーン6に代えて、例えばベルト等の伝達部材によりハウジング20とクランク軸2とが連結されていてもよい。
また、上述の実施形態では、ベーンロータ30がカム軸3の端部に固定され、ハウジング20がクランク軸2に連動して回転する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ベーンロータ30がクランク軸2の端部に固定され、ハウジング20がカム軸3に連動して回転することとしてもよい。
本発明のバルブタイミング調整装置10は、エンジン1の排気弁5のバルブタイミングを調整することとしてもよい。
このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
1 エンジン(内燃機関)、4 吸気弁(バルブ)、5 排気弁(バルブ)、10 バルブタイミング調整装置、PC 位相変換部、201 遅角室、202 進角室、OS 作動油供給源、8 オイルポンプ(作動油供給源)、OC 作動油制御部、11 作動油制御弁(作動油制御部)、OD オイル排出部、7 オイルパン(オイル排出部)、RRs 遅角供給油路、RAs 進角供給油路、RRd 遅角ドレン油路(ドレン油路)、RAd 進角ドレン油路(ドレン油路)、Rre リサイクル油路、81 リサイクルチェック弁

Claims (15)

  1. 内燃機関(1)のバルブ(4、5)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(10)であって、
    遅角室(201)および進角室(202)を有する位相変換部(PC)と、
    前記遅角室および前記進角室に作動油を供給する作動油供給源(OS)と、
    前記作動油供給源から前記遅角室および前記進角室に供給される作動油を制御する作動油制御部(OC)と、
    前記遅角室または前記進角室からの作動油を排出するオイル排出部(OD)と、
    前記作動油制御部を経由して前記作動油供給源と前記遅角室とを接続する遅角供給油路(RRs)と、
    前記作動油制御部を経由して前記作動油供給源と前記進角室とを接続する進角供給油路(RAs)と、
    前記遅角室および前記進角室と前記オイル排出部とを接続するドレン油路(RRd、RAd)と、
    前記ドレン油路と前記遅角供給油路および前記進角供給油路とを接続するリサイクル油路(Rre)と、
    前記リサイクル油路において前記ドレン油路側から前記遅角供給油路側および前記進角供給油路側への作動油の流れのみ許容するリサイクルチェック弁(81)と、を備え、
    前記リサイクル油路は、前記作動油制御部の内側で前記ドレン油路に接続しているバルブタイミング調整装置。
  2. 前記作動油制御部は、筒状のスリーブ(400)、前記スリーブの内側に設けられ前記スリーブとの間に特定空間(Ss)を形成する筒状のスプール(60)、前記ドレン油路において前記特定空間に接続し前記特定空間から前記スリーブまたは前記スプールの径方向へ延びるよう形成されたドレン開口部(Od1)、および、前記リサイクル油路において前記特定空間に接続し前記特定空間から前記ドレン開口部とは反対側へ延びるよう形成されたリサイクル開口部(Ore)を有し、
    前記リサイクル油路は、前記特定空間において前記ドレン油路に接続している請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。
  3. 前記ドレン開口部は、少なくとも一部が前記スリーブまたは前記スプールの軸方向において前記リサイクル開口部と重なるよう形成されている請求項2に記載のバルブタイミング調整装置。
  4. 前記ドレン開口部は、前記特定空間から前記スリーブまたは前記スプールの径方向内側へ延びるよう前記スプールに形成され、
    前記リサイクル開口部は、前記特定空間から前記スリーブまたは前記スプールの径方向外側へ延びるよう前記スリーブに形成されている請求項2または3に記載のバルブタイミング調整装置。
  5. 前記スプールは、外周壁から径方向内側へ凹み前記遅角供給油路の一部を形成する遅角供給凹部(HRs)、外周壁から径方向内側へ凹み前記遅角室と前記オイル排出部とを連通する前記ドレン油路の一部を形成する遅角ドレン凹部(HRd)、外周壁から径方向内側へ凹み前記進角室と前記オイル排出部とを連通する前記ドレン油路の一部を形成する進角ドレン凹部(HAd)、および、外周壁から径方向内側へ凹み前記進角供給油路の一部を形成する進角供給凹部(HAs)を有し、
    前記遅角供給凹部、前記遅角ドレン凹部、前記進角ドレン凹部、前記進角供給凹部は、この順で前記スプールの軸方向に並ぶよう形成されており、
    前記遅角ドレン凹部と前記進角ドレン凹部とは、一体に形成され、前記特定空間を形成しており、
    前記リサイクルチェック弁は、前記リサイクル開口部に対応するよう設けられている請求項2〜4のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  6. 前記スリーブは、前記遅角供給油路および前記進角供給油路において前記スリーブの軸方向に延びる軸方向供給油路(RsA)を有している請求項2〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  7. 前記リサイクル油路は、前記ドレン油路と前記軸方向供給油路とを接続している請求項6に記載のバルブタイミング調整装置。
  8. 前記スリーブは、アウタースリーブ(40)、および、前記アウタースリーブの内側に設けられたインナースリーブ(50)を有し、
    前記軸方向供給油路は、前記アウタースリーブと前記インナースリーブとの界面(T1)に形成されている請求項6または7に記載のバルブタイミング調整装置。
  9. 前記アウタースリーブの内周壁または前記インナースリーブの外周壁の一方は、円筒面状に形成されており、
    前記アウタースリーブの内周壁または前記インナースリーブの外周壁の他方には、前記軸方向供給油路を形成する流路溝部(52)が形成されている請求項8に記載のバルブタイミング調整装置。
  10. 前記インナースリーブは、第1インナースリーブ(501)、および、前記第1インナースリーブの内側に設けられ前記第1インナースリーブよりも硬度が高い第2インナースリーブ(502)を有している請求項8または9に記載のバルブタイミング調整装置。
  11. 前記アウタースリーブは、前記インナースリーブのうち最も硬度が低い部分よりも硬度が高い請求項8〜10のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  12. 前記リサイクルチェック弁は、径方向に弾性変形可能に形成されている請求項1〜11のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  13. 前記スリーブは、前記リサイクルチェック弁の軸方向の移動を規制可能な移動規制部(513)を有している請求項12に記載のバルブタイミング調整装置。
  14. 前記スリーブの一端を塞ぎ、前記スプールとの間に容積が変化する容積可変空間(Sv)を形成するスリーブ封止部(51)をさらに備え、
    前記容積可変空間は、前記ドレン油路に連通している請求項1〜13のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  15. 前記遅角室および前記進角室を形成するハウジング(20)をさらに備え、
    前記作動油制御部は、少なくとも一部が前記ハウジングの内側に位置するよう設けられている請求項1〜14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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