| 【発明の名称】 |
内燃機関の可変バルブタイミング装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 真嗣
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| 【要約】 |
【課題】アクチュエータからの戻りオイルに含有される異物がオイルコントロールバルブに侵入するのを防止して、動作の信頼性を向上させた内燃機関の可変バルブタイミング装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１とオイルコントロールバルブ２との間のオイル通路３，４に方向制御弁５を設け、アクチュエータ１からの戻りオイルを方向制御弁５のドレンポート１１から排出させるよう可変バルブタイミング装置を構成した。このように構成することで、アクチュエータ１からの戻りオイルに含まれる異物がオイルコントロールバルブ２に侵入するのを防止でき、可変バルブタイミング装置の信頼性を向上させることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 オイルコントロールバルブにより作動油圧の給排が制御される内燃機関の可変バルブタイミング装置であって、前記オイルコントロールバルブと可変バルブタイミング装置のアクチュエータとの間に、作動油圧が供給されることで前記アクチュエータを進角側に作動させる進角側オイル通路と、作動油圧が供給されることで前記アクチュエータを遅角側に作動させる遅角側オイル通路とからなるオイル通路を配設し、前記オイル通路の少なくとも一方に方向制御弁を設けたことを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング装置。
【請求項２】 前記アクチュエータからの戻りオイルを前記方向制御弁のドレンポートから排出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。
【請求項３】 前記方向制御弁を前記オイル通路のより前記オイルコントロールバルブ側に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の可変バルブタイミング装置に関するもので、特に、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路における作動油の流れを方向制御弁により制御する内燃機関の可変バルブタイミング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、クランクシャフトの回転に対するカムシャフトの回転位相を移行して、吸排気バルブの開閉時期を変化させる可変バルブタイミング装置を備えたエンジンがある。一般に、可変バルブタイミング装置が装備されたエンジンは、図８に示すように、クランクシャフトの回転に対するカムシャフトの回転位相を移行させるアクチュエータ１と、該アクチュエータ１における作動油圧の給排を制御するオイルコントロールバルブ２とが装備されている。そして、アクチュエータ１とオイルコントロールバルブ２とには、図８に示すように、進角側オイル通路３と遅角側オイル通路４とが配設され、可変バルブタイミング装置は、進角側オイル通路３に作動油圧が供給されると、バルブタイミングを進角側に移行させ、また、遅角側オイル通路４に作動油圧が供給されると、バルブタイミングを遅角側に移行させる構造になっている。
【０００３】このようなオイルコントロールバルブ２には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１６（図８参照）の制御信号に基づいて作動するソレノイド１７が設けられており、オイルコントロールバルブ２は、図５ないし図７に示すように、ソレノイド１７（図８参照）によりハウジング２ａに内装されたスプール２ｂをスライド移動させることで、アクチュエータ１における作動油圧の給排を制御している。また、アクチュエータ１は、図２及び図８に示すように、カムシャフトタイミングスプロケット７と一体で回転するハウジング１４と該ハウジング１４に対してカムシャフトタイミングスプロケット７の回転軸周りに所定範囲で回動可能なベーン１５とを具備している。そして、このアクチュエータ１を進角側に作動させるには、オイルコントロールバルブ２のスプール２ｂを図５に示す中間位置の状態から右側に移動させ、図６に示すように、オイルコントロールバルブ２の作動油圧の供給ポート１９と進角側ポート２０とを連通させると共に、ドレンポート２２と遅角側ポート２１とを連通させる。これにより、図８に示すように、アクチュエータ１の進角側油圧室１２に作動油圧が供給されると共に、遅角側油圧室１３に充填されているオイルがオイルコントロールバルブ２に戻されてオイルコントロールバルブ２のドレンポート２２から排出される。そして、アクチュエータ１は、ベーン１５をハウジング１４、すなわちカムシャフトタイミングスプロケット７に対して進角側に回動させることにより、バルブタイミングを進角側に移行させることができる。なお、可変バルブタイミング装置の作動油は、図８に示すように、オイルパン２８に貯留されたオイルをオイルポンプ１８により吸い上げて、オイルフィルタ２９を通過させた後、潤滑油用オイル通路３０を分岐させて設けた作動油用オイル通路３１を経るようにしてオイルコントロールバルブ２に圧送されている。
【０００４】このようなオイルコントロールバルブ２は、スプール２ｂとスプール２ｂを摺動可能に保持するスプール孔２ｃとのクリアランスが微小であり、このスプール２ｂとスプール孔２ｃとの間に異物が噛み込まれると、スプール２ｂを円滑に摺動させることができなくなり、その結果、可変バルブタイミング装置の作動に支障をきたす恐れがあった。特に、アクチュエータ１からの戻りオイルには、部品加工時のバリ等の異物が混入され易く、このような異物はフィルタ等を用いて取り除くしかなかった。
【０００５】しかしながら、オイルフィルタは、定期的に取り外してフィルタを清掃する必要があり、メンテナンスが面倒であり、また、アクチュエータ１とオイルコントロールバルブ２との間のオイル通路にオイルフィルタを設置することで、アクチュエータ１に供給される作動油圧の圧力損失が大きくなるのに加え、アクチュエータから作動油が排出される際の背圧抵抗が増大され、アクチュエータ１の応答性を低下させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路にフィルタを用いることなく、アクチュエータからの戻りオイルに含有される異物がオイルコントロールバルブに侵入するのを防止する内燃機関の可変バルブタイミング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、オイルコントロールバルブにより作動油圧の給排が制御される内燃機関の可変バルブタイミング装置であって、オイルコントロールバルブと可変バルブタイミング装置のアクチュエータとの間に、作動油圧が供給されることでアクチュエータを進角側に作動させる進角側オイル通路と、作動油圧が供給されることでアクチュエータを遅角側に作動させる遅角側オイル通路とからなるオイル通路を配設し、オイル通路の少なくとも一方に方向制御弁を設けたことを特徴とする。
【０００８】このように構成することで、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路におけるオイルの流れを方向制御弁により制御して、アクチュエータからの戻りオイルをオイルコントロールバルブに流入させないようにして、戻りオイルに含まれる異物がオイルコントロールバルブに侵入するのを防止することができる。
【０００９】また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、アクチュエータからの戻りオイルを方向制御弁のドレンポートから排出することを特徴とする。
【００１０】このように構成することで、アクチュエータ内部のオイルが流出する際の背圧抵抗を小さくして、アクチュエータへの作動油圧の給排を速やかに行うことができ、アクチュエータの応答性を向上させることができる。
【００１１】また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、方向制御弁をオイル通路のよりオイルコントロールバルブ側に設けたことを特徴とする。
【００１２】このように構成することで、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間に存在する異物をより確実に排出させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の内燃機関の可変バルブタイミング装置を図１ないし図７に基づいて説明する。まず、本実施の形態の可変バルブタイミング装置の概略について説明する。図２に示すように、クランクスプロケット６とカムシャフトタイミングスプロケット７とにはタイミングチェーン８が巻回されており、カムシャフト９をクランクシャフト１０に同期回転させている。そして、可変バルブタイミング装置は、オイルコントロールバルブ２で作動油圧を制御して、アクチュエータ１を作動させることにより、クランクシャフト１０に対するカムシャフト９の回転位相を変化させて、バルブタイミングを進角側或いは遅角側に移行させる構造になっている。また、本実施の形態の可変バルブタイミング装置には、図１に示すように、可変バルブタイミング装置のアクチュエータ１と、該アクチュエータ１への作動油圧の給排を制御するオイルコントロールバルブ２との間に進角側オイル通路３及び遅角側オイル通路４が配設されており、各々のオイル通路３，４には方向制御弁５が設けられている。そして、本実施の形態の可変バルブタイミング装置は、アクチュエータ１からの戻りオイルを方向制御弁５のドレンポート１１から排出することで、オイル通路３，４中の異物がオイルコントロールバルブ２内部に侵入するのを防止する構造になっている。さらに、本実施の形態の可変バルブタイミング装置は、アクチュエータ１からの戻りオイルを方向制御弁５のドレンポート１１から排出することにより、アクチュエータ１への作動油圧の給排を速やかに行うようにして、アクチュエータ１の応答性を向上させる構造になっている。
【００１４】次に、アクチュエータ１の構造について説明する。アクチュエータ１は、図１及び図２に示すように、カムシャフトタイミングスプロケット７と一体で回転するハウジング１４と、該ハウジング１４に対してカムシャフト９の回転軸回りに回動することで、クランクシャフト１０に対するカムシャフト９の回転位相が移行されるベーン１５とを具備している。そして、バルブタイミングを進角側に移行させる場合には、オイルコントロールバルブ２を切替えて、図１に示すように、アクチュエータ１内部に形成された進角側油圧室１２に作動油圧を供給する。これにより、遅角側油圧室１３に充填されていた作動油が排出され、ベーン１５がハウジング１４に対して図１中の時計回りに相対回転することで、アクチュエータ１は、クランクシャフト１０に対するカムシャフト９の回転位相を進角側に移行させる構造になっている。なお、バルブタイミングを遅角側に移行させる場合には、オイルコントロールバルブ２を切替えて、アクチュエータ１内部に形成された遅角側油圧室１３に作動油圧を供給する。これにより、進角側油圧室１２に充填されていた作動油が排出され、ベーン１５がハウジング１４に対して図１中の反時計回りに相対回転することで、アクチュエータ１は、クランクシャフト１０に対するカムシャフト９の回転位相を遅角側に移行させる構造になっている。
【００１５】次に、アクチュエータ１への作動油圧の給排を制御するオイルコントロールバルブ２の構造について説明する。オイルコントロールバルブ２は、図５ないし図７に示すように、ハウジング２ａと、ハウジング２ａのスプール孔２ｃに摺動可能に内装されるスプール２ｂと、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１６（図１参照）の信号に基づいてスプール２ｂを摺動動作させるソレノイド１７を具備している。ハウジング２ａには、オイルポンプ１８（図１参照）により圧送された作動油が供給される供給ポート１９、進角側オイル通路３が接続される進角側ポート２０、遅角側オイル通路４が接続される遅角側ポート２１及びドレンポート２２が設けられており、各々のポートはスプール孔２ｃで連通されている。そして、ソレノイド１７の中間位置の状態（図５参照）から、スプール２ｂをハウジング２ａに対して図５中の右方向に移動させることにより、図６に示すように、進角側ポート２０と供給ポート１９とが連通されると共に遅角側ポート２１とドレンポート２２とが連通される。また、ソレノイド１７の中間位置の状態（図５参照）から、スプール２ｂをハウジング２ａに対して図５中の左方向に移動させることにより、図７に示すように、遅角側ポート２１と供給ポート１９とが連通されると共に進角側ポート２０とドレンポート２２とが連通される構造になっている。なお、オイルコントロールバルブ２は、図５に示すソレノイド１７の中間位置で、進角側ポート２０及び遅角側ポート２１を遮断させた状態に保持している。
【００１６】次に、方向制御弁５の構造について説明する。本実施の形態の方向制御弁５は、図１並びに図３及び図４に示すように、オイル通路３ａ或いは４ａによりオイルコントロールバルブ２の進角側ポート２０或いは遅角側ポート２１に連通されるオイルコントロールバルブ側ポート２３、オイル通路３ｂ或いは４ｂによりアクチュエータ１の進角側油圧室１２或いは遅角側油圧室１３に連通されるアクチュエータ側ポート２４及びドレンポート１１を具備している。そして、方向制御弁５には、内部にオイルコントロールバルブ側ポート２３と同軸で且つ径の大きいスプール孔２５が形成されており、該スプール孔２５には略砲弾形状のスプール２６が摺動自在に嵌合されている。また、方向制御弁５は、図３に示すように、弾性部材２７によりスプール２６がオイルコントロールバルブ側ポート２３に向けて付勢されており、そのストロークエンドで、スプール２６のドーム状の先端部によりオイルコントロールバルブ側ポート２３が閉塞されると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とが連通される構造になっている。そして、方向制御弁５は、オイルコントロールバルブ側ポート２３に作動油圧が供給されると、該作動油圧によりスプール２６が図３の状態から図３中の左方向に押し込まれ、図４に示すように、オイルコントロールバルブ側ポート２３とアクチュエータ側ポート２４とを連通させると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とを遮断する構造になっている。
【００１７】なお、方向制御弁５は、各々のオイル通路３，４のよりオイルコントロールバルブ２側に設置することが望ましい。
【００１８】このような構成において、本実施の形態の内燃機関の可変バルブタイミング装置の作用を説明する。まず、バルブタイミングが進角側に移行される際には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１６（図１参照）の制御信号によりソレノイド１７が駆動され、オイルコントロールバルブ２のスプール２ｂが図５の中間位置の状態から図５中の右側に移動される。これにより、オイルコントロールバルブ２は、図６に示すように、供給ポート１９と進角側ポート２０とを連通させると共にドレンポート２２と遅角側ポート２１とを連通し、進角側オイル通路３に設けられた方向制御弁５のオイルコントロールバルブ側ポート２３には作動油圧が供給される。そして、進角側オイル通路３の方向制御弁５は、作動油圧がオイルコントロールバルブ側ポート２３に作用されると、該作動油圧によりスプール２６を図３の状態から図３中の左方向に移動させ、オイルコントロールバルブ側ポート２３とアクチュエータ側ポート２４とを連通させると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とを遮断する。
【００１９】一方、遅角側オイル通路４に設けられた方向制御弁５は、オイルコントロールバルブ２がスプール２ｂを図５の中間位置の状態から図５中の右側に移動させると、弾性部材２７の反発力でスプール２６が図４の状態から図４中の右方向に移動され、オイルコントロールバルブ側ポート２３とアクチュエータ側ポート２４とを遮断すると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とを連通させる。したがって、アクチュエータ１に形成された進角側油圧室１２に作動油圧が供給されると共に、遅角側油圧室１３に充填された作動油が遅角側オイル通路４ｂを流下して方向制御弁５のドレンポート１１から排出され、これにより、アクチュエータ１は、ベーン１５をハウジング１４に対して図１中の時計回り方向に相対回転させて、バルブタイミングを進角側に移行させることができる。
【００２０】また、バルブタイミングが遅角側に移行される際には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１６（図１参照）の制御信号によりソレノイド１７が駆動され、オイルコントロールバルブ２のスプール２ｂが図５の中間位置の状態から図５中の左側に移動される。これにより、オイルコントロールバルブ２は、図７に示すように、供給ポート１９と遅角側ポート２１とを連通させると共にドレンポート２２と進角側ポート２０とを連通し、遅角側オイル通路４に設けられた方向制御弁５のオイルコントロールバルブ側ポート２３には作動油圧が供給される。そして、遅角側オイル通路３の方向制御弁５は、作動油圧がオイルコントロールバルブ側ポート２３に作用されると、該作動油圧によりスプール２６を図３の状態から図３中の左方向に移動させ、オイルコントロールバルブ側ポート２３とアクチュエータ側ポート２４とを連通させると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とを遮断する。
【００２１】一方、進角側オイル通路３に設けられた方向制御弁５は、オイルコントロールバルブ２がスプール２ｂを図５の中間位置の状態から図５中の左側に移動させると、弾性部材２７の反発力でスプール２６が図４の状態から図４中の右方向に移動され、オイルコントロールバルブ側ポート２３とアクチュエータ側ポート２４とを遮断すると共にアクチュエータ側ポート２４とドレンポート１１とを連通させる。したがって、アクチュエータ１に形成された遅角側油圧室１３に作動油圧が供給されると共に、進角側油圧室１２に充填された作動油が進角側オイル通路３ｂを流下して進角側オイル通路３に設けられた方向制御弁５のドレンポート１１から排出され、これにより、アクチュエータ１は、ベーン１５をハウジング１４に対して図１中の反時計回り方向に相対回転させて、バルブタイミングを遅角側に移行させることができる。
【００２２】したがって、本実施の形態の内燃機関の可変バルブタイミング装置は、アクチュエータ１とオイルコントロールバルブ２との間のオイル通路３，４に方向制御弁５を設け、アクチュエータ１からの戻りオイルを方向制御弁５のドレンポート１１から排出するよう構成したので、アクチュエータからの戻りオイルに含まれる異物がオイルコントロールバルブに侵入されるのを防止することができ、可変バルブタイミング装置の信頼性を向上させることができる。また、アクチュエータ１からの戻りオイルが方向制御弁５のドレンポート１１から直接排出されることにより、戻りオイルが流出する際の背圧抵抗が小さくなり、油圧室１２或いは１３に充填された作動油が速やかに排出されるので、アクチュエータ１への作動油圧の給排を速やかに行うことができ、アクチュエータ１の応答性を向上させることができる。また、方向制御弁５をアクチュエータ１とオイルコントロールバルブ２との間のオイル通路３，４におけるよりオイルコントロールバルブ側に設けたので、オイル通路３，４の中に存在する異物をより確実に排出させることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路の少なくとも一方に方向制御弁を設けたので、アクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路における作動油の流れを方向制御弁により制御して、アクチュエータからの戻りオイルをオイルコントロールバルブに流入させないようにして、アクチュエータからの戻りオイルに含まれる異物がオイルコントロールバルブに侵入するのを防止して、可変バルブタイミング装置の信頼性を向上させることができる。
【００２４】また、本発明のうち請求項２に記載の発明によれば、アクチュエータからの戻りオイルが方向制御弁のドレンポートから排出されるので、戻りオイルが流出する際の背圧抵抗を小さくして、油圧室に充填された作動油を速やかに排出することができ、その結果、アクチュエータへの作動油圧の給排を速やかに行われ、アクチュエータの応答性を向上させることができる。
【００２５】また、本発明のうち請求項３に記載の発明によれば、方向制御弁をアクチュエータとオイルコントロールバルブとの間のオイル通路におけるよりオイルコントロールバルブ側に設けたので、オイル通路の中に存在する異物をより確実に排出させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２０８２
【氏名又は名称】スズキ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２９日（２０００．２．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８６１８
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１３０８（Ｐ２００１−２４１３０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５３８９３（Ｐ２０００−５３８９３） |
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