1.本发明涉及液压式内燃机的气门正时控制装置。
背景技术:2.作为现有的内燃机的气门正时控制装置,例如有以下专利文献1所记载的叶片式的内燃机的气门正时控制装置。
3.在该气门正时控制装置中,在可相对旋转地配置于外壳的内部的叶片转子的宽的叶片上,沿着旋转轴方向贯通形成有锁定销收纳孔。在该锁定销收纳孔内可滑动地收纳有锁定销。另一方面,在所述外壳的后端侧的壁部内侧面设置有所述锁定销的前端部可插入的锁定孔。在所述宽的叶片的设置于外壳的前端侧的前板侧的端面形成有将锁定销收纳孔的后端侧的开口部和在所述前板的中央具有的贯通孔连通的连通槽。该连通槽排出伴随锁定销的移动的背压、或从锁定销的外周面和锁定销收纳孔的内周面之间泄漏的工作油或空气。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:wo2018/101155号公报
技术实现要素:7.发明所要解决的问题
8.但是,专利文献1所记载的所述连通槽从锁定销收纳孔的后端部的开口缘向径向内侧延伸,成为前端部与前板的贯通孔在轴向上连通的曲柄状。因此,就该连通槽而言,整体的通路长变长而工作油等的流动阻力变大,该工作油的排出性降低而可能滞留在通路内。其结果,锁定销的后退方向的移动速度降低,气门正时的控制精度可能恶化。
9.本发明是鉴于所述以往的技术问题而创建的,其目的在于,通过提高空气或工作油从锁定销收纳孔的排出性来抑制锁定销的移动速度的降低,从而实现气门正时控制精度的提高。
10.用于解决问题的技术方案
11.作为该发明的一种方式,特别是,其特征在于,外壳在与锁定凹部在轴向上相反侧的位置具有向外部开放的开放部,
12.锁定销收纳孔在锁定销的轴向的另一端部侧的端部具有释放背压的开口部,
13.所述开口部中、以叶片转子的旋转轴为中心的半径方向的最内侧的部位与所述开放部在所述叶片转子的旋转轴方向上重叠。
14.发明效果
15.根据本发明,能够提高空气或工作油从锁定销收纳孔的排出性而抑制锁定销的移动速度的降低。
附图说明
16.图1是表示本发明的气门正时控制装置的第一实施方式的整体结构图。
17.图2是本实施方式的气门正时控制装置的各构成部件的分解立体图。
18.图3是表示本实施方式的叶片转子旋转至最提前角相位的位置的状态的图1的a-a线剖视图。
19.图4是表示同一叶片转子保持于中间相位的旋转位置的状态的图1的a-a线剖视图。
20.图5是表示同一叶片转子旋转至最滞后角相位的位置的状态的图1的a-a线剖视图。
21.图6是图4的b-b线剖视图。
22.图7(a)是图6的c向视图,图7(b)是图7(a)的d部放大图。
23.图8是示意性示出图6的e部的放大图。
24.图9是表示叶片转子位于最提前角的相对旋转位置的情况下的锁定机构的剖视图。
25.图10是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧的情况下的锁定机构的剖视图。
26.图11是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧的情况下的锁定机构的剖视图。
27.图12是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧且位于中间锁定位置的情况下的锁定机构的剖视图。
28.图13是表示本发明的第二实施方式的图7(a)的d部放大图。
29.图14是表示本发明的第三实施方式的图7(a)的d部放大图。
具体实施方式
30.以下,基于附图对将本发明的内燃机的气门正时控制装置应用于例如排气阀侧的各实施方式进行说明。
31.〔第一实施方式〕
32.图1是表示本发明的气门正时控制装置的第一实施方式的整体结构图,图2是本实施方式的气门正时控制装置的各构成部件的分解立体图,图3是表示本实施方式的叶片转子旋转至最提前角相位的位置的状态的图1的a-a线剖视图,图4是表示同一叶片转子保持于中间相位的旋转位置的状态的图1的a-a线剖视图,图5是表示同一叶片转子旋转至最滞后角相位的位置的状态的图1的a-a线剖视图。
33.气门正时控制装置具备通过内燃机的曲轴经由正时链条进行旋转驱动的驱动旋转体即链轮1、被设置为可相对于该链轮1相对旋转的排气阀侧的凸轮轴2、配置于链轮1和凸轮轴2之间且转换该两者1、2的相对转动相位的相位变更机构3、以及使该相位变更机构3动作的第一液压回路4。
34.链轮1具有圆环状的链轮主体5、和一体设置于该链轮主体5的外周一端部且卷绕正时链条的齿轮部6。
35.链轮主体5由硬度高的钢材一体形成,作为将后述的外壳的后端开口堵塞的后板而构成。另外,就链轮主体5而言,在中央位置贯通形成有将链轮主体5旋转自如地支承于后述的叶片转子9的外周的支承孔5a。另外,在链轮主体5的外周部的圆周方向规定位置形成
有多个(在本实施方式中为四个)内螺纹孔5b。
36.排气阀侧的凸轮轴2经由凸轮轴承旋转自如地支承于未图示的汽缸盖,在外周面上,在轴向的位置一体固定有使内燃机阀即排气阀进行开动作的多个驱动凸轮。另外,凸轮轴2在旋转轴方向的一端部2a的内部轴心方向上形成有供凸轮螺栓8螺合的内螺纹孔2b。
37.如图1~图3所示,相位变更机构3具备与链轮1一体螺栓结合的外壳7、通过螺合于凸轮轴2的内螺纹孔2b的凸轮螺栓8进行固定且可相对旋转地收纳于外壳7内的从动旋转体即叶片转子9、以及由在后述的外壳主体7a的内周面具有的多个(在本实施方式中为四个)蹄块10a~10d和叶片转子9隔开的动作室即多个(在本实施方式中分别为四个)滞后角液压室11a~11d及提前角液压室12a~12d。
38.外壳7具有由将金属粉末压缩并烧结的烧结金属材料形成为圆筒状的外壳主体7a、将该外壳主体7a的旋转轴方向的前端开口堵塞的板部件即前板13、以及将外壳主体7a的后端开口堵塞的作为后板的所述链轮主体5。
39.外壳主体7a在内周面的圆周方向的大致等间隔位置一体设置有向内方突出的所述四个蹄块10a~10d。该各蹄块10a~10d从正面观察形成为大致梯形状,在外壳7的旋转轴方向上,在各自的内部贯通形成有螺栓插通孔10e。另外,就相邻的两个第一、第二蹄块10a、10b而言,周向宽度形成得比其他第三、第四蹄块10c、10d大。第一蹄块10a在图3中左侧面一体设置有一个与第一叶片16a从右旋转方向抵接的第一凸壁10f。第二蹄块10b在图3中右侧侧面一体设置有与第三叶片16c从左旋转方向抵接的第二凸壁10g。
40.另外,在外壳主体7a的第一蹄块10a的外周面设置有定位用的凹槽7c。在该凹槽7c内,设置于链轮主体5的定位用的销5c从旋转轴方向插入而将外壳主体7a和链轮主体5进行定位。
41.前板13将例如铁系金属板通过冲压成型而形成为圆盘状,在内周部即中央位置形成有贯通孔13a。另外,前板13在外周部的周向等间隔位置贯通形成有多个(在本实施方式中为四个)螺栓插入孔13b。在该各螺栓插入孔13b的前端开口缘分别形成有圆环状的沉孔部13c。
42.另外,在贯通孔13a的内周面设置有作为开放部(凹部)的两个第一、第二开放槽13a、13b。该第一、第二开放槽13a、13b相互对置地配置于贯通孔13a的圆周方向的大致180
°
位置,分别形成为在圆周方向上长的圆弧凹状。即,该各开放槽13a、13b从贯通孔13a的内周面朝向前板13的径向的外方形成为圆弧凹槽状切口。
43.外壳主体7a和前板13及链轮主体5由多个(在本实施方式中为四根)螺栓14通过紧固进行固定。即,各螺栓14插入各螺栓插入孔13b和各螺栓插通孔10e,且螺合于各内螺纹孔5b,将所述三者5、7a、13在旋转轴方向上一体结合。
44.叶片转子9由将金属粉压缩并烧结成型的烧结金属材料一体形成,具有通过凸轮螺栓8固定于凸轮轴2的一端部2a的转子15、和从该转子15的外周面向径向外方呈放射状突设于圆周方向的大致90
°
的等间隔位置的多个(在本实施方式中为四个)第一~第四叶片16a~16d。
45.转子15形成为在旋转轴方向上长的大致圆筒状,在前板13侧的前端部一体设置有阶梯小径的圆筒状的突出部15a。另外,转子15在链轮1侧的后端部一体设置有向凸轮轴2方向延伸的阶梯小径的圆筒状的支承部15b。
46.另外,转子15从前端侧向内部轴方向设置有嵌入凸轮螺栓8和后述的通路构成部37的较大径的嵌合孔15c。在该嵌合孔15c的支承部15b侧的底壁部15d贯通形成有插通凸轮螺栓8的轴部8b的凸轮螺栓插通孔15e。
47.突出部15a以外周面与前板13的贯通孔13a的内周面不接触的状态插入,并且在前端内周面形成有向外侧扩径的锥形面15f。
48.就支承部15b而言,旋转轴方向的前板13侧的外周部位轴承嵌合于链轮主体5的支承孔5a,将链轮1整体可旋转地轴承支承。
49.另外,在支承部15b的凸轮轴2侧的前端部的外周配置有以使叶片转子9向图3所示的位置即提前角侧相对旋转的方式施力的盘簧40。该盘簧40的卷绕方向的内端部40a向内方弯折,从圆周方向卡止于卡止槽15g,所述卡止槽15g为在支承部15b上形成的切口。另外,盘簧40的卷绕方向的外端部向外方弯折,卡止于止动销41,所述止动销41安装于链轮主体5的外侧面。需要注意的是,盘簧40由支承销42支承,所述支承销42的中途部位固定于链轮主体5的外侧面侧的。
50.另外,在底壁部15d的与内底面相反侧的位置设置有凸轮轴2的一端部2a的前端部从旋转轴方向嵌合的嵌合槽15h。
51.就转子15而言,如图3所示,在第一叶片16a和第三叶片16c的圆周方向的侧部、即径向的约180
°
的位置一体设置有两个第一、第二大径部15a、15b。该各大径部15a、15b被配置为以转子15的旋转轴x为中心的点对称,形成为大致对称形状。另外,就各大径部15a、15b而言,包含后述的第一叶片16a在内的圆周方向的长度设定为对置的第一、第四蹄块10a、10d和第二蹄块、第三蹄块10b、10c间的周向长度的约1/2左右。另外,各大径部15a、15b的各径向的宽度长度w设定为各液压室11a~12d的径向的宽度方向长度的大致1/2左右。
52.各叶片16a~16b分别配置于各蹄块10a~10d之间,在第一叶片16a和位于与该第一叶片16a对称位置的第三叶片16c的各侧部一体设置有第一、第二大径部15a、15b。第二叶片16b和第四叶片16d从转子15的外周面向径向外侧突出,形成为与第一、第三叶片16a、16c相同的外径。
53.在各叶片16a~16d和各蹄块10a~10d各自的前端面分别设置有将外壳主体7a的内表面和转子15的基部外周面之间密封的密封部件17a、17b。
54.另外,如果叶片转子9向提前角侧相对旋转,则如图3所示,第一叶片16a的一侧面与对置的第一蹄块10a的第一凸壁10f的对置侧面抵接而限制最大提前角侧的旋转位置。另外,如果叶片转子9向滞后角侧相对旋转,则如图5所示,第三叶片16c的一侧面与对置的第二蹄块10b的第二凸壁10g的对置侧面抵接而限制最大滞后角侧的旋转位置。
55.此时,其他叶片16b、16d与对置的蹄块10b、10c不抵接而处于分离状态。因此,叶片转子9和蹄块10a、10b的抵接精度提高,另外,工作油向各滞后角液压室11a~11d或提前角液压室12a~12d的供给速度变快而叶片转子9的正反向旋转响应性变高。
56.各滞后角液压室11a~11d和各提前角液压室12a~12d分别相对应地经由分别呈大致放射状形成于转子15的内部的四个第一连通孔11e和第二连通孔12e与第一液压回路4连通。
57.第一液压回路4基本上选择性地对各滞后角、提前角液压室11、12供给或排出工作油(液压),如图1所示,具备经由第一连通孔11e对各滞后角液压室11a~11d供排液压的滞
后角油通路18、经由第二连通孔12e对各提前角液压室12a~12d供排液压的提前角油通路19、向该各油通路18、19选择性地供给工作油的液压供给源即油泵20、以及根据内燃机运转状态切换所述滞后角油通路18和提前角油通路19的流路的第一电磁切换阀21。油泵20为由内燃机的曲轴进行旋转驱动的摆线泵等一般的油泵。
58.滞后角油通路18和提前角油通路19各自的一端部与第一电磁切换阀21的通路孔连接。另一方面,另一端侧经由通路构成部37等与各滞后角液压室11a~11d和各提前角液压室12a~12d分别连通。即,各油通路18、19的另一端侧经由沿着轴向平行地形成于在叶片转子9的转子15的嵌合孔15c内插通保持的通路构成部37内的通路部18a、19a和第一、第二连通孔11e、12e,分别与各滞后角液压室11a~11d和各提前角液压室12a~12d连通。
59.另外,第一液压回路4的一部分与供给解除后述的锁定机构的锁定的液压的第二液压回路32相连。
60.就通路构成部37而言,外侧的端部固定于未图示的链罩而作为非旋转部构成。另外,就通路构成部37而言,在内部轴方向上,除各通路部18a、19a外,还形成有解除后述的锁定机构的锁定的第二液压回路32的锁定解除通路部32a。
61.如图1所示,第一电磁切换阀21为三位四通的比例型阀,通过未图示的控制单元(ecu),设置于阀体内的滑阀向轴向移动。该滑阀根据其移动位置使油泵20的排出通路20a和任一油通路18、19连通,同时使该另一油通路18、19和排放通路22连通。另外,在内燃机停止时等,滑阀保持于轴向的中间移动位置并将油通路18、19和排出通路20a、排放通路22的连通全部切断,将工作油密封在各液压室11、12内。
62.油泵20的吸入通路20b和排放通路22在油盘23内连通。另外,在油泵20的排出通路20a的下游侧,连通有向内燃机的滑动部等供给润滑油的主油道m/g。在排出通路20a和m/g之间设置有过滤器50。而且,油泵20中设置有将从排出通路20a排出的过量的工作油排出到油盘23而控制成适当的流量的流量控制阀51。
63.就ecu而言,计算机基于来自未图示的曲柄角传感器(内燃机转速检测)或空气流量计、内燃机水温传感器、内燃机温度传感器、节流阀开度传感器及检测凸轮轴2的当前旋转相位的凸轮角传感器等各种传感器类的信息信号,控制内燃机的运转。另外,ecu通过向第一电磁切换阀21或后述的第二电磁切换阀36的各线圈输出控制脉冲电流来控制各自的滑阀的移动位置,从而对所述各通路进行切换控制。
64.而且,在该实施方式中,设置有相对于外壳7将叶片转子9保持于最提前角侧的旋转位置(图3的位置)和最滞后角侧的旋转位置(图5的位置)之间的中间旋转位置(图4的位置)的锁定机构。
65.图6是图4的b-b线剖视图,图7(a)是图6的c向视图,图7(b)是图7(a)的d部放大图,图8是示意性示出图6的e部的放大图,图9是表示叶片转子位于最提前角的相对旋转位置的情况下的锁定机构的剖视图,图10是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧的情况下的锁定机构的剖视图,图11是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧的情况下的锁定机构的剖视图,图12是表示叶片转子进一步旋转至滞后角侧且位于中间锁定位置的情况下的锁定机构的剖视图。
66.如图6及图9~图12所示,锁定机构由两个机构构成,主要由设置于链轮主体5的内侧面5d的圆周方向的规定位置的锁定凹部即两个第一、第二锁定孔24、25、在叶片转子9的
两个大径部15a、15b各自的内部沿着旋转轴方向贯通形成的第一、第二锁定销收纳孔26、27、可滑动地设置于该第一、第二锁定销收纳孔26、27且可分别在各锁定孔24、25中插入拔出(插拔)的两个锁定部件即第一、第二锁定销28、29、设置于各锁定销收纳孔26、27的轴向的后端部且将各锁定销28、29向各锁定孔24、25方向施力的第一、第二弹簧30、31、以及使各锁定销28、29克服各弹簧30、31的弹力而相对于各锁定孔24、25进行后退移动来解除插入状态的第二液压回路32(参照图1)构成。
67.第一锁定孔24形成为沿链轮主体5的圆周方向延伸的圆弧长孔状,在内侧面5d上形成于叶片转子9的最滞后角侧和最提前角侧的大致中间的相对旋转位置。另外,第一锁定孔24形成为其底面以内侧面5d为最上段并从提前角侧至滞后角侧依次变低的3级阶梯状,其成为引导机构(棘轮机构)。
68.即,形成为以链轮主体5的内侧面5d为最上段且提前角侧的第一底面24a、滞后角侧的第二底面24b依次变低的阶梯状。第一底面24a侧的第一阶梯面24c成为垂直立起的壁面。另外,第二底面24b侧的第二阶梯面24d也成为垂直立起的壁面。
69.因此,就嵌插于所述各底面24a、24b的第一锁定销28而言,如果前端部28a在各底面24a~24b向滞后角侧依次阶梯状下降移动,则通过第一、第二阶梯面24c、24d限制向相反方向的移动即向提前角方向的移动。因此,各底面24a、24b作为单向离合器(棘轮)发挥作用。另外,第一锁定销28在前端部28a的侧缘与第三阶梯面24e抵接的时刻被限制向提前角方向的进一步的移动,所述第三阶梯面24e与第二阶梯面24d在周向上对置。
70.也如图2所示,第二锁定孔25配置于链轮主体5的内侧面5d的与第一锁定孔24在圆周方向的约180
°
位置,形成于叶片转子9的最滞后角侧和最提前角侧的大致中间的相对旋转位置。另外,该第二锁定孔25形成为底面25a的内径即内周面25b的内径比第二锁定销29的前端部29a的外径略大的圆形状。需要注意的是,第二锁定孔25设定为从内侧面5d至底面25a的深度与第一锁定孔24的从内侧面5d至第二底面24b的深度大致相同。
71.第一、第二锁定孔24、25的相对形成位置的关系如图9~图12所示。即,如图9~图11所示,在第一锁定销28的前端部28a从链轮主体5的内侧面5d与第一锁定孔24的第一底面24a和第二底面24b依次阶梯状抵接滑动的状态下,第二锁定销29处于前端部29a的前端面尚未与链轮主体5的内侧面5d抵接的状态。之后,如图12所示,在第一锁定销28的前端部28a在第二底面24b上向滞后角侧略微移动而与第三阶梯面24e抵接的时刻,第二锁定销29的前端部29a进入第二锁定孔25而与底面25a抵接。
72.在该时刻,第一锁定销28的前端部28a的内周缘与第三阶梯面24e在周向上抵接。另一方面,第二锁定销29的前端部29a与第二锁定孔25的内周面25b的内端缘抵接。由此,叶片转子9被第一锁定销28和第二锁定销29限制向提前角方向和滞后角方向的相对旋转,保持于最提前角和最滞后角之间的中间位置。
73.总之,随着叶片转子9从规定的提前角侧位置相对旋转至滞后角侧位置,第一锁定销28从内侧面5d依次阶梯状插入抵接于第一底面24a、第二底面24b,接着,第二锁定销29插入抵接于第二锁定孔25的底面25a。由此,叶片转子9整体通过2级的棘轮作用被限制向滞后角方向的旋转地向滞后角方向相对旋转,最终保持于最滞后角相位和最提前角相位之间的中间相位位置。
74.如图6及图8~图12所示,第一、第二锁定销收纳孔26、27分别形成为从链轮主体5
侧的一端部26a、27a到前板13侧的另一端部26b、27b附近的滑动部的内径均匀且相同。
75.另外,第一、第二锁定销收纳孔26、27在各另一端部26b、27b侧分别设置有开口部26c、27c。如图8所示,该各开口部26c、27c形成为向前板13方向扩径的圆锥槽状(研钵状),在叶片转子9的任一相对旋转位置,成为大致整体被前板13的内侧面堵塞的状态。但是,就该各开口部26c、27c而言,各自的径向的最内侧的部位26d、27d与所述第一、第二开放槽13a、13b在叶片转子9的旋转轴方向上重叠。即,内侧的部位26d、27d与对应的第一、第二开放槽13a、13b在旋转轴方向上连通。
76.因此,各锁定销收纳孔26、27经由各开口部26c、27c及各开放槽13a、13b向外部开放。另外,这些各开放槽13a、13b和各开口部26c、27c作为呼吸孔发挥作用。因此,各锁定销28、29可以在各锁定销收纳孔26、27内顺畅地滑动。需要注意的是,所述内侧的部位26d、27d在叶片转子9的任一相对旋转位置也被维持为与各开放槽13a、13b总是连通的状态。
77.也如图9所示,第一、第二锁定销28、29形成为各前端部28a、29a的外径比后端部侧小一圈。在该各前端部28a、29a的各外周和各锁定销收纳孔26、27之间分别形成有第一、第二受压室33a、33b。
78.各前端部28a、29a形成为各前端面与第一锁定孔24的各底面24a、24b可以以密接状态抵接的平坦面状。
79.第一、第二锁定销28、29在除各前端部28a、29a以外的后端部内,沿着轴心方向形成有收纳第一、第二弹簧30、31的弹簧收纳槽28e、29e。
80.如图1及图6所示,第二液压回路32在转子15的内部设置有将第一、第二受压室33a、33b和锁定解除通路部32a连通的第一、第二解除用油孔34a、34b。该第一、第二解除用油孔34a、34b经由形成于通路构成部37的前端面和转子15的嵌合孔15c之间的油室35与锁定解除通路部32a连通。
81.锁定解除通路部32a经由从油泵20的排出通路20a分支的供给通路35a供给液压,另外,经由从排放通路22分支的排出通路35b排出工作油。另外,在锁定解除通路部32a和供给、排出通路35a、35b之间设置有根据内燃机的状态选择性地切换锁定解除通路部32a和各通路35a、35b的第二控制阀即第二电磁切换阀36。
82.第一受压室33a和第二受压室33b通过分别供给到内部的液压,使第一、第二锁定销28、29克服各弹簧30、31的弹力从第一、第二锁定孔24、25后退而解除各自的插入状态。
83.就通路构成部37而言,形成为圆柱状的前端部插通配置于嵌合孔15c,并且在形成于外周面的轴向的前后位置的圆环状的多个(在本实施方式中为四个)嵌装槽中分别嵌装固定有将各通路部18a、19a和锁定解除通路部32a各自的开口端之间密封的四个环状密封部件39。
84.第二电磁切换阀36为三位四通的比例型阀,通过从ecu输出的控制电流(接通-断开)或内部的气门弹簧的弹力,利用滑阀使锁定解除通路部32a和供给、排出通路35a、35b适当地选择性连通,并且使锁定解除通路部32a和排放通路22连通。
85.以下,基于附图对本实施方式的作用进行说明。
86.〔短时间停止后的动作控制〕
87.首先,在于车辆通常行驶后将点火开关进行切断操作而使内燃机停止的情况下,油泵20的驱动也被停止。因此,工作油向任一液压室11、12的供给停止。此时,从ecu向第一
电磁切换阀21通电,将滑阀保持控制在中立位置,将针对各通路18、19的排出通路20a和排放通路22的连通切断。由此,因为在各液压室11、12内密封工作油,所以能够抑制叶片转子9的偏差。
88.之后,在经过维持热机状态的短时间后,在再启动内燃机的情况下,在该时刻,叶片转子9被保持于图3所示的最提前角侧的旋转相位位置,排气阀在其闭时期位于比活塞下止点更靠最大提前角侧,因此,有效压缩比降低。由此,泵送损失变少,并且振动被抑制而得到良好的启动性。
89.〔通常控制〕
90.在内燃机被启动而进入通常运转的情况下,从ecu向第一电磁切换阀21通电,例如油泵20的排出通路20a和提前角油通路19连通,排放通路22和滞后角油通路18连通。因此,向各提前角液压室12a~12d供给液压,另一方面,从各滞后角液压室11a~11d排出液压。因此,各提前角液压室12a~12d的内压上升而成为高压,并且各滞后角液压室11a~11d内的工作油被排出而成为低压。
91.另外,也向第二电磁切换阀36通电,排放通路22a和供给通路35a连通,排出通路35b关闭。因此,从供给通路35a经由锁定解除通路部32a及各解除用油孔34a、34b向各受压室33a、33b供给解除用液压。由此,各受压室33a、3b成为高压,各锁定销28、29进行后退移动,各前端部28a、29a从各锁定孔24、25拔出。由此,叶片转子9可得到左右自由的相对旋转。
92.因此,如图3所示,叶片转子9伴随各提前角液压室12a~12d的内压的上升而相对于外壳7向提前角侧(图中为右旋转方向)相对旋转,从而第一叶片16a与第一蹄块10a抵接。因此,叶片转子9被保持于最提前角侧,发挥与运转状态相应的内燃机性能、例如燃油经济性提高等的性能。
93.如果内燃机运转状态变化,则从ecu向第一电磁切换阀21通电,排出通路20a和滞后角油通路18连通,排放通路22和提前角油通路19连通。因此,向各滞后角液压室11a~11d供给液压,另一方面,从各提前角液压室12a~12d排出液压。由此,各滞后角液压室11a~11d的内压上升而成为高压,另一方面,各提前角液压室12a~12d内的工作油被排出而成为低压。
94.另外,继续对第二电磁切换阀36的通电,维持排放通路22a和供给通路35a及锁定解除通路部32a连通,锁定解除通路部32a和排出通路35b的连通被切断的状态。
95.由此,如图5所示,叶片转子9伴随各滞后角液压室11a~11d的内压的上升而相对于外壳7向滞后角侧(图中为左旋转方向)相对旋转,从而第三叶片16c与第二蹄块10b抵接。因此,叶片转子9被保持于最滞后角侧,发挥与运转状态相应的内燃机性能、例如输出的提高等功能。
96.另外,在将点火开关进行切断操作而使内燃机停止的情况下,油泵20的驱动停止,并且从ecu向第一电磁切换阀21的通电停止。由此,滑阀通过气门弹簧的弹力沿轴向的一方向移动,使排放通路22和滞后角油通路18连通,并且切断排出通路20a和提前角油通路19的连通。
97.同时,因为向第二电磁切换阀36的通电也被停止而使锁定解除通路部32a和排出通路35b连通,所以各受压室33a、33b内的工作油被排出。由此,如图9~图12所示,各锁定销28、29通过各弹簧30、31的弹力向进出方向施力。
98.而且,因为在该内燃机停止后,停止油泵20的排出液压的供给,所以也未对任一各滞后角液压室11a~11d及各提前角液压室12a~12d内的任一个供给液压,内压未上升。
99.因此,通过作用于凸轮轴2的交变扭矩、特别是负扭矩,叶片转子9略微向滞后角侧旋转。由此,如图9及图10所示,第一锁定销28的前端部28a从链轮主体5的内侧面5d与第一锁定孔24的第一底面24a抵接嵌合。在该时刻,如果正扭矩作用于叶片转子9而向提前角侧旋转,则第一锁定销28的前端部28a与第一底面24a的第一阶梯面24c抵接而被限制向提前角方向的旋转。此时,第二锁定销29的前端部29a在内侧面5d上略微向滞后角侧滑动。
100.之后,叶片转子9根据作用于凸轮轴2的负扭矩而向滞后角侧略微相对旋转。随之,如图11所示,第一锁定销28以前端部28a依次下阶梯的方式从第一底面24a向第二底面24b移动并与其抵接。在该时刻,成为第一锁定销28的前端部28a的外周缘为与第二阶梯面24d抵接的状态。因此,即使正扭矩进行作用而叶片转子9返回提前角侧,其旋转也会被第一锁定销28限制(棘轮功能)。
101.此时,第二锁定销29的前端部29a仍然在内侧面5d上进一步略微向滞后角方向滑动。
102.之后,如果负扭矩进一步作用,则如图12所示,叶片转子9进一步向滞后角侧旋转。于是,就第一锁定销28而言,前端部28a在第二底面24b上向提前角方向滑动而外周缘与第三阶梯面24e抵接。随之,就第二锁定销29而言,前端部29a在内侧面5d滑动的同时进入第二锁定孔25而与底面25a抵接,并且前端部29a的外周缘从圆周方向与内周面25b抵接。由此,成为通过第一锁定销28和第二锁定销29夹持转子15的一部分的状态。
103.因此,如图4所示,叶片转子9通过所述两个锁定机构保持于最滞后角和最提前角之间的中间的相对旋转相位位置。其结果,各排气阀在闭气门时期被控制在比活塞下止点更靠前的滞后角侧。因此,如果在再启动内燃机时将点火开关进行接通操作,则内燃机的压缩比提高而燃烧变得良好,冷机时等的启动性提高。
104.即,因为在再启动时提高内燃机压缩比,所以启动性因冷机启动时的扭矩负荷的降低等而提高,并且能够实现振动的降低或提高废气排放性能。
105.另外,通过锁定机构,叶片转子9在中间相位位置的保持性提高,并且,通过第一锁定孔24的阶梯状的棘轮机构,第一锁定销28必然仅向滞后角方向引导移动,因此,能够保证该引导作用的可靠性和稳定性。
106.另外,在本实施方式中,形成于第一、第二锁定销收纳孔26、27的各另一端部26b、27b的扩径状的开口部26c、27c的一部分与在前板13的贯通孔13a中具有的第一、第二开放槽13a、13b在轴向上直线连通。因此,能够将流入各锁定销收纳孔26、27内的工作油(润滑油)或空气等从各开口部26c、27c穿过各开放槽13a、13b向大气中迅速排出。其结果,得到各锁定销28、29的顺畅的滑动。
107.换言之,在本实施方式中,如所述的现有技术那样,从锁定销收纳孔的后端部至外部的通路长度未变长而非常短,因此,能够降低润滑油或空气的流动阻力,因此,能够将它们迅速向外部排出。
108.另外,因为能够使各锁定销收纳孔26、27的形成位置尽可能接近叶片转子9的旋转轴的中心方向、即叶片转子9(大径部15a、15b)的径向的内侧,所以能够使各开口部26c、27c和固定的各开放槽13a、13b在轴向上连通。
109.即,第一、第二锁定孔24、25不使用套筒等在径向上壁厚的孔构成部件等形成,而是直接形成于链轮主体5的内侧面5d。因此,能够使各锁定孔24、25的其形成位置靠近链轮主体5的旋转中心侧。其结果,各锁定销收纳孔26、27的形成位置也可以靠近各大径部15a、15b的径向内侧。
110.因此,可以使各开口部26c、27c与前板13的内径固定的贯通孔13a的各开放槽13a、13b在轴向上直线连通。因此,可以使各锁定销收纳孔26、27的另一端部26b、27b和外部之间的通路长充分短。由此,能够高效地排出各锁定销收纳孔26、27内的润滑油或空气等。
111.另外,因为各开口部26c、27c在外方以扩径圆锥状形成,所以即使不使各锁定销收纳孔26、27过度靠近叶片转子9的径向内侧,也能够取得大的与各开放槽13a、13b之间的通路面积。由此,能够高效地排出各锁定销收纳孔26、27内的润滑油或空气等。
112.另外,各开口部26c、27c的内周面为扩径圆锥形状,因此,在各锁定销28、29在各锁定销收纳孔26、27内进行后退移动时,因为润滑油或空气等的释放空间变大,所以润滑油等不易滞留在各开口部26c、27c内。特别是,因为各开口部26c、27c内周面形成为扩径圆锥形状、即向外方倾斜的形状,所以润滑油等容易沿着该倾斜面向外部排出。
113.而且,因为各开口部26c、27c为扩径圆锥形状,所以在通过烧结成型而形成叶片转子9的情况下,可得到模具的良好的脱模性,因此,制造作业变得容易。需要注意的是,在通过切削加工而形成各开口部26c、27c的情况下,该切削作业也变得容易。
114.而且,如所述,将各锁定销收纳孔26、27配置于各大径部15a、15b的偏向比以叶片转子9的旋转轴为中心的径向宽度w的中心更靠径向内侧的位置。因此,各滞后角、提前角液压室11a~12d和锁定销收纳孔26、27之间的径向的距离变长而密封宽度变大。其结果,能够抑制工作油从各液压室11a~12d向各锁定销28、29的泄漏。
115.〔第二实施方式〕
116.图13表示本发明的第二实施方式,装置整体的基本结构与第一实施方式相同,但变更了各锁定销收纳孔26、27的各开口部26c、27c的形状。
117.即,在各锁定销收纳孔26、27的另一端部26b、27b具有的各开口部26c、27c不是圆锥形状,而是形成为圆盘状。就该各开口部26c、27c而言,内径r形成得较大,且形成得比锁定销收纳孔26、27的内径大。另外,就该各开口部26c、27c而言,半径方向的最内侧的部位与各开放槽13a、13b在叶片转子9的旋转轴方向上重叠。另外,各开口部26c、27c的包含所述最内侧的部位的外周部的一部分经由贯通孔13a及各开放槽13a、13b与外部在轴向上连通。
118.因此,该实施方式也得到与第一实施方式同样的作用效果。
119.〔第三实施方式〕
120.图14表示第三实施方式,装置整体的基本结构与第一实施方式相同,但与第二实施方式同样变更了各锁定销收纳孔26、27的各开口部26c、27c的形状。
121.即,各开口部26c、27c并未像第一、第二实施方式那样特别形成,而是作为各锁定销收纳孔26、27的另一端部26b、27b的一部分形成。即,开口部26c、27c与沿着轴向径直地形成的各锁定销收纳孔26、27的另一端部27b、27b连续成为一体,因此,形成为与锁定销收纳孔26、27的均一的内径和相同的内径。
122.另外,就该各开口部26c、27c而言,半径方向的最内侧的部位与各开放槽13a、13b在叶片转子9的旋转轴方向上重叠。另外,各开口部26c、27c的包含所述最内侧的部位的外
周部的一部分经由贯通孔13a及各开放槽13a、13b与外部在轴向上连通。
123.因此,该实施方式也得到与第一、第二实施方式同样的作用效果,特别是,与第一、第二实施方式不同,各开口部26c、27c内径与锁定销收纳孔26、27相同,因此,无需特别形成,因此,制造作业容易。
124.本发明的基本技术思想在于:通过使各锁定销收纳孔26、27的形成位置尽可能靠近叶片转子9(大径部15a、15b)的作为旋转轴的中心的半径方向的内侧的位置,使各锁定销收纳孔26、27的另一端部26b、27b侧与外部(大气)在轴向上直接连通。
125.因此,在第一、第二实施方式中,各开口部26c、27c形成为扩径圆锥状或圆盘状,但基本上仅通过第三实施方式的径直的锁定销收纳孔26、27,也可以实现本发明的目的。
126.另外,作为前板13的开放部,在贯通孔13a的内周面形成有第一、第二开放槽13a、13b,其也是为了提高与各锁定销收纳孔26、27(开口部26c、27c)的连通性而形成的。即,也可以废弃第一开放槽13a、13b而将贯通孔13a本身作为开放部。
127.而且,在第一、第二实施方式中,将各开口部26c、27c的形状制成扩径圆锥状或圆盘状,但不限定于这些形状,也可以为其他异形状例如多边形的三角形状或四边形状。
128.而且,开口部26c、27c只要其一部分与前板13的贯通孔13a在轴向上连通即可,因此,例如也可以将开口部26c、27c的贯通孔13a侧的一部分简单形成为倾斜槽状。
129.另外,在所述各实施方式中示出了设置两个锁定机构的结构,但也可以为一个锁定机构、即锁定销收纳孔或锁定销及锁定孔分别适用一个。
130.另外,在各实施方式中,将气门正时控制装置应用于排气阀侧,但不仅仅应用于排气阀侧,也可以应用于进气门侧或者应用于双方。
131.作为基于以上说明的实施方式的内燃机的气门正时控制装置,例如也考虑以下叙述的方式的内燃机的气门正时控制装置。
132.即,作为本发明的优选方式,具备:外壳,其传递来自曲轴的旋转力,且在内部具有多个动作室;叶片转子,其固定于凸轮轴并具有将所述多个动作室分别隔开的多个叶片;锁定销收纳孔,其设置于所述叶片转子;锁定销,其可滑动地配置于所述锁定销收纳孔的内部;锁定凹部,其设置于所述外壳,并可供所述锁定销的轴向的一端部插入,
133.所述外壳在与所述锁定凹部在轴向上相反侧的位置具有向外部开放的开放部,
134.所述锁定销收纳孔在所述锁定销的轴向的另一端部侧的端部具有释放背压的开口部,
135.所述开口部中、以所述叶片转子的旋转轴为中心的半径方向的最内侧的部位与所述开放部在所述叶片转子的旋转轴方向上重叠。
136.根据该发明的方式,释放背压的开口部在锁定收纳孔的轴向上与所述开放部重叠,该重合的部位沿着轴向连通,因此,锁定销收纳孔内的润滑油或空气从开口部穿过开放部而向大气排出。此时,穿过所述开口部的空气等的排出性提高。
137.另外,因为能够使锁定销收纳孔的形成位置尽可能接近叶片转子的旋转轴的中心方向、即叶片转子的径向的内侧,所以能够使开口部和开放部在轴向上连通。
138.更优选的是,所述锁定销收纳孔具有所述开口部、和具有与所述开口部相同的内径且供所述锁定销滑动的滑动部,所述开口部由内径大于所述滑动部的环状槽部形成,所述环状槽部的一部分与所述开放部在所述叶片转子的旋转轴方向上重叠。
139.根据该发明的方式,即使通过环状槽部不过度靠近叶片转子的径向内侧,与开放部的连通的通路面积也变大,因此,能够充分排出润滑油或空气等。
140.另外,在锁定销于锁定销收纳孔内从锁定凹部拔出并后退移动时,润滑油或空气等的释放空间变大,因此,润滑油等不易滞留在开口部内。
141.更优选的是,所述环状槽部形成为圆锥状,在所述叶片转子的旋转轴方向上,所述开放部侧的一端的半径形成得比所述滑动部侧的另一端的半径大。
142.根据该发明的方式,环状槽部因为形成为开放部侧宽的圆锥状(研钵状),所以在通过例如烧结成型而形成叶片转子的情况下能够一起成型,因此,制造作业变得容易。另外,切削加工也容易。
143.更优选的是,所述叶片转子通过烧结成型而形成,所述槽部的内周面形成于未加工的圆锥面。根据该发明的方式,因为环状槽部形成为开放部侧宽的圆锥状(研钵状),所以叶片转子烧结成型时的脱模性良好,因此,成型加工变得容易。
144.更优选的是,所述外壳为筒状,具有至少轴向的一方开口的外壳主体和将所述外壳主体的一开口堵塞的板部件,在贯通所述板部件的内周部形成的贯通孔的内周缘具有所述开放部。
145.更优选的是,所述开放部为在所述板部件的贯通孔的内周缘向径向外方凹陷的凹部。
146.根据该发明的方式,在通过例如冲压成型而形成板部件的情况下,所述凹部也能够一起成型,因此,凹部的成型作业变得容易。
147.更优选的是,所述叶片转子具有固定于所述凸轮轴的转子、以从所述转子的外周向径向外侧延伸的方式设置的大径部、以及以从所述大径部向径向的外方延伸的方式设置的所述叶片,所述锁定销收纳孔设置于所述大径部,所述大径部在所述叶片转子相对于所述外壳相对旋转的范围的全域内与所述开放部在轴向上重叠。
148.根据该发明的方式,即使叶片转子进行相对旋转,开放部也被大径部覆盖,因此,侧隙的密封性能变高而动作室内的工作油不易从开放部向外部泄漏。
149.更优选的是,所述锁定销收纳孔设置于所述大径部的偏向比以所述叶片转子的旋转轴为中心的径向宽度的中心更靠径向内侧的位置。
150.根据该发明的方式,通过将锁定销收纳孔设置于大径部中偏向叶片转子的旋转中心侧的位置,能够将锁定销配置于比以往靠径向内侧。由此,动作室和锁定销收纳孔之间的密封宽度变大,能够抑制工作油从动作室的泄漏。
151.更优选的是,所述锁定凹部直接形成于所述外壳的内表面。
152.根据该发明的方式,因为将锁定凹部不使用套筒等而直接形成于外壳,所以无需考虑套筒等的径向的壁厚宽度。因此,因为能够使锁定凹部的形成位置、换言之锁定销收纳孔的形成位置靠近大径部的径向宽度的叶片转子的旋转轴心,所以能够使开口部的一部分容易与开放部重合。
153.更优选的是,就所述环状槽部而言,轴直角方向的截面形状形成为异形状。
154.更优选的是,所述环状槽部形成为直径比所述锁定销收纳孔的所述滑动部的内径大的带阶梯圆盘状。
155.作为另一优选方式,一种内燃机的气门正时控制装置,其具备:外壳,其传递来自
曲轴的旋转力,且在内部具有多个动作室;叶片转子,其固定于凸轮轴并具有将所述多个动作室分别隔开的多个叶片;锁定销收纳孔,其设置于所述叶片转子;锁定销,其可滑动地配置于所述锁定销收纳孔的内部;锁定凹部,其设置于所述外壳,并可供所述锁定销的轴向的一端部插入;开放部,其设置于所述外壳,并在所述外壳的旋转轴方向上贯通而将所述外壳的内部和外部连通,
156.就所述锁定销收纳孔而言,在所述锁定销的轴向的另一端部侧具有的开口部的一部分在所述外壳和所述叶片转子的相对旋转范围的全域与所述开放部在轴向上重叠。
157.附图标记说明
158.1 链轮
159.2 凸轮轴
160.3 相位变更机构
161.4 第一液压回路
162.5 链轮主体
163.7 外壳
164.9 叶片转子
165.10a~10d 第一~第四蹄块
166.11a~11d 滞后角液压室
167.12a~12d 提前角液压室
168.13 前板(外壳)
169.13a 贯通孔
170.13a
·
13b 第一、第二开放槽(开放部)
171.15 转子
172.15a
·
15b 大径部
173.16a~16d 叶片
174.18 滞后角油通路
175.19 提前角油通路
176.20 油泵
177.20a 排出通路
178.21 第一电磁切换阀
179.22 排放通路
180.24 第一锁定孔
181.24a
·
24b 第一、第二底面
182.25 第二锁定孔
183.26 第一锁定销收纳孔
184.26b 后端部
185.26c 第一开口部(开口部)
186.27 第二锁定销收纳孔
187.27b 后端部
188.27c 第二开口部(开口部)
189.28 第一锁定销
190.28a 前端部
191.29 第二锁定销
192.29a 前端部
193.32 第二液压回路
194.36 第二电磁切换阀
195.37 通路构成部