JP5870838B2 - Spool built-in bolt - Google Patents
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Description
本発明は、スプール内蔵ボルトに関し、特に、円筒状のハウジングと、ハウジング内において軸線方向に移動可能なスプールとを備えるスプール内蔵ボルトに関する。 The present invention relates to a spool built-in bolt, and more particularly to a spool built-in bolt including a cylindrical housing and a spool movable in the axial direction in the housing.
従来、自動車等の車両に搭載される内燃機関には、燃費改善や出力向上等を意図して、吸気バルブや排気バルブなどのバルブタイミングを可変するバルブタイミング可変機構が設けられている。このような内燃機関では、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排を通じてカムシャフトの端部に固定されたバルブタイミング可変機構の可動部材を動作させることによって、カムシャフトのクランクシャフトに対する相対回転位相を変更するように構成されている。このようにクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより、内燃機関においてバルブタイミングが可変される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile is provided with a valve timing variable mechanism that varies valve timing such as an intake valve and an exhaust valve in order to improve fuel consumption and output. In such an internal combustion engine, the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft is changed by operating a movable member of the variable valve timing mechanism that is fixed to the end of the camshaft through supply and discharge of oil to and from the variable valve timing mechanism. Is configured to do. Thus, by changing the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft, the valve timing is varied in the internal combustion engine.
バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排は、バルブタイミング可変機構とオイルポンプとを繋ぐ油圧回路に設けられたオイルコントロールバルブ(OCV)の駆動を通じて制御される。このオイルコントロールバルブは、油圧回路におけるオイルポンプおよび排出通路と、バルブタイミング可変機構との間におけるオイルの給排の経路を切り換えるための棒状のスプールとを備えている。 Oil supply / discharge of the variable valve timing mechanism is controlled through driving of an oil control valve (OCV) provided in a hydraulic circuit connecting the variable valve timing mechanism and the oil pump. This oil control valve includes an oil pump and a discharge passage in a hydraulic circuit, and a rod-shaped spool for switching the oil supply / discharge route between the variable valve timing mechanism.
そして、オイルコントロールバルブのスプールを軸線方向に対して任意の位置に移動させることにより、スプールによってオイルコントロールバルブに形成された各種ポートのオイルポンプおよび排出通路に対する接続状態が切り換えられるとともに、各種ポートの開度調整が行われる。これにより、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排の経路が切り換えられるとともに、バルブタイミング可変機構へのオイルの供給量およびバルブタイミング可変機構からのオイルの排出量が調整される。そして、オイルの給排の経路の切り換えや、オイルの供給量および排出量の調整を通じて、バルブタイミング可変機構の可動部材が動作してクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が変更される。 Then, by moving the spool of the oil control valve to an arbitrary position with respect to the axial direction, the connection state of the various ports formed in the oil control valve by the spool to the oil pump and the discharge passage is switched. Opening adjustment is performed. As a result, the oil supply / discharge path to the variable valve timing mechanism is switched, and the amount of oil supplied to the variable valve timing mechanism and the amount of oil discharged from the variable valve timing mechanism are adjusted. Then, the movable member of the variable valve timing mechanism is operated to change the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft through switching of the oil supply / discharge path and adjustment of the oil supply and discharge amounts.
ところで、バルブタイミング可変機構においては、バルブタイミング可変機構を作動させる際の応答性を向上させることや、バルブタイミング可変機構とオイルコントロールバルブとの間におけるオイルの給排の経路上でのオイル漏れを抑制することが要求されている。こうした要求に応えるためには、油圧回路におけるオイルコントロールバルブとバルブタイミング可変機構との間の部分におけるオイルの給排の経路の長さを短くすることが望ましい。そして、上記経路を短くするための具体的な手法としては、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定するためのボルトに対して、オイルコントロールバルブの機能を付加する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in the variable valve timing mechanism, responsiveness when operating the variable valve timing mechanism is improved, and oil leakage on the oil supply / discharge route between the variable valve timing mechanism and the oil control valve is prevented. There is a demand for suppression. In order to meet these requirements, it is desirable to shorten the length of the oil supply / discharge path in the portion between the oil control valve and the variable valve timing mechanism in the hydraulic circuit. As a specific method for shortening the path, a configuration in which the function of the oil control valve is added to a bolt for fixing the movable member of the variable valve timing mechanism to the camshaft has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
上記特許文献1に開示されたボルト(スプール内蔵ボルト)は、カムシャフトの端部にねじ締結されることにより、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定する円筒状のハウジングを備えている。このハウジング内には、スプールが軸線方向に対して往復移動可能に収容されている。スプール内蔵ボルトのハウジングには、バルブタイミング可変機構に対してオイルの給排を行うための各種ポートが形成されている。そして、ハウジング内のスプールを軸線方向における任意の位置に移動させることにより、スプールによってハウジングに形成された各種ポートのオイルポンプおよび排出通路に対する接続状態が切り換えられるとともに、各種ポートの開度調整が行われる。これにより、バルブタイミング可変機構における可動部材を動作させるためのバルブタイミング可変機構に対するオイルの給排の経路の切り換えや、オイルの供給量および排出量の調整が行われる。
The bolt (spool built-in bolt) disclosed in
ところで、スプール内蔵ボルトのハウジングをカムシャフトの端部にねじ締結してバルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定する際には、可動部材の製造誤差や組付誤差や、ハウジングやカムシャフトの製造誤差などに起因してハウジングのフランジ部がカムシャフトに対して傾斜した状態で取り付けられる場合がある。この場合、ハウジングがカムシャフトの軸線方向に対して湾曲するように変形するおそれがある。また、ハウジングの変形に伴ってスプールが軸線方向について湾曲する場合には、スプールの軸線方向の移動に関する動作不良が生じるおそれがある。 By the way, when the housing of the spool built-in bolt is screwed to the end of the camshaft and the movable member of the variable valve timing mechanism is fixed to the camshaft, the manufacturing error or assembly error of the movable member, the housing or the camshaft In some cases, the flange portion of the housing is attached in an inclined state with respect to the camshaft due to manufacturing errors. In this case, there exists a possibility that a housing may deform | transform so that it may curve with respect to the axial direction of a camshaft. In addition, when the spool is bent in the axial direction as the housing is deformed, there is a possibility that an operation failure related to the movement of the spool in the axial direction may occur.
そこで、上記のような動作不良が生じるのを抑制するためにさまざまな対策が講じられている。上記特許文献1には、ハウジングのフランジ部がハウジングの軸方向に対してスプール摺動部と重なる位置に配置されている構成が開示されている。また、ハウジングのフランジ部と可動部材側に配置されたフロントブッシュとの間には、変形可能なワッシャが設けられている。そして、スプール内蔵ボルトのハウジングをカムシャフトの端部にねじ締結する際に、ワッシャがフランジ部に押されて変形することにより、ハウジングの軸線方向についての湾曲が防止されている。これにより、ハウジングの軸線方向についての湾曲が防止されるので、スプールの軸線方向についての湾曲が防止される。その結果、湾曲に起因するスプールの軸線方向への移動に関する動作不良が生じるのが抑制される。
Therefore, various measures are taken to suppress the occurrence of the above-described malfunction.
また、上記特許文献1では、スプール内蔵ボルト(ハウジング)のフランジ部におけるスプール摺動部と繋がる部分に、その繋がる部分を除肉することにより形成される除肉部が設けられている。このようにフランジ部に除肉部を設けることにより、ハウジングにおいて除肉部で他の部位よりも屈曲が生じやすくなる。これにより、フランジ部がカムシャフトの軸線に対して傾斜した状態となるように、スプール内蔵ボルト(ハウジング)が軸線方向に対して湾曲する場合に、除肉部においてフランジ部がスプール摺動部に対して屈曲するようになる。このフランジ部の屈曲によってスプール摺動部における軸線方向についての湾曲が防止されることとなる。このように、スプール摺動部における軸線方向についての湾曲が防止されるので、スプールの軸線方向についての湾曲も防止される。その結果、湾曲に起因するスプールの軸線方向への移動に関する動作不良が生じるのが抑制される。
Moreover, in the said
しかしながら、上記特許文献1に開示された構成では、ハウジングのフランジ部と可動部材側に配置されたフロントブッシュとの間に変形可能なワッシャを設ける必要があるため、部品点数が増加するという不都合がある。
However, in the configuration disclosed in
また、上記特許文献1に開示された構成では、スプール内蔵ボルト(ハウジング)のフランジ部におけるスプール摺動部と繋がる部分に除肉部を設けることにより、スプール摺動部における軸線方向についての湾曲を防止している一方、除肉可能な範囲には限界があるため、スプール摺動部における軸線方向についての湾曲を十分に防止することができないという懸念がある。
Further, in the configuration disclosed in the above-mentioned
また、上記特許文献1に開示された構成では、ハウジングのフランジ部がハウジングの軸方向に対してスプール摺動部と重なる位置に配置されているため、ハウジングに軸力を付与してフランジ部を取付面に締結する際に、フランジ部に取付面から反力が作用した場合には、フランジ部(スプール摺動部)にスプール側に作用する力が加えられるとともに、スプール摺動部がハウジングの軸方向に伸長されるように変形する。これにより、スプール摺動部が内側(ハウジングの軸線に近づく方向)に収縮するように変形するため、収縮したスプール摺動部とスプールとの間において、スプールの軸線方向への移動に関する動作不良が生じる場合があると考えられる。
Further, in the configuration disclosed in
これらの観点から、部品点数が増加するのを抑制しながら、スプール摺動部における湾曲(ゆがみ)を抑制することが望まれている。 From these viewpoints, it is desired to suppress bending (distortion) in the spool sliding portion while suppressing an increase in the number of parts.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、部品点数が増加するのを抑制しながら、スプール摺動部における湾曲を抑制することが可能なスプール内蔵ボルトを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the bending of the spool sliding portion while suppressing an increase in the number of parts. It is to provide a spool built-in bolt.
上述の課題を解決するための手段として、本発明によるスプール内蔵ボルトは、以下のように構成されている。 As means for solving the above-described problems, the spool built-in bolt according to the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明によるスプール内蔵ボルトは、円筒状のハウジングと、前記ハウジング内において軸線方向に移動可能なスプールとを備える構成を前提とするものである。また、本発明によるスプール内蔵ボルトでは、前記ハウジングは、前記スプールを軸線方向について往復移動可能に収容するスプール摺動部と、前記スプール摺動部よりも前記ハウジングの一方端側に形成されたボルト部と、前記スプール摺動部よりも前記ハウジングの他方端側に形成されたフランジ部とを有し、前記フランジ部は、前記スプール摺動部に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置され、前記フランジ部の内周面と、前記スプールの外周面との間には、隙間が設けられていることを特徴とするものである。 That is, the spool built-in bolt according to the present invention is premised on a configuration including a cylindrical housing and a spool movable in the axial direction in the housing. Further, in the spool built-in bolt according to the present invention, the housing includes a spool sliding portion that accommodates the spool so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and a bolt formed on one end side of the housing with respect to the spool sliding portion. And a flange portion formed on the other end side of the housing with respect to the spool sliding portion, and the flange portion is separated from the spool sliding portion on the other end side of the housing. It is arrange | positioned and the clearance gap is provided between the internal peripheral surface of the said flange part, and the outer peripheral surface of the said spool, It is characterized by the above-mentioned.
かかる構成を備えるスプール内蔵ボルトによれば、ハウジングに軸力を付与してフランジ部を取付面に締結する際に、フランジ部に取付面から反力が作用した場合に、フランジ部がフランジ部の内周面とスプールの外周面との間に設けられた隙間の部分(ハウジングの軸線に近づく方向)に変形する(撓む)とともに、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍が外側(ハウジングの軸線から離れる方向)に拡大されるように変形する。これにより、フランジ部がハウジングの軸方向に対してスプール摺動部と重なる位置に配置されている場合と異なり、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍が外側に拡大されるように変形する分、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍が内側に収縮するのを吸収(キャンセル)することができる。その結果、スプール摺動部における湾曲(ゆがみ)を抑制することができる。また、スプール摺動部の湾曲(ゆがみ)を抑制するための部材を別途設けなくてよいので、部品点数が増加するのを抑制することができる。 According to the bolt with a built-in spool having such a configuration, when a reaction force is applied to the flange portion when the flange portion is fastened to the mounting surface by applying an axial force to the housing, the flange portion is It is deformed (bends) into a gap (a direction approaching the axis of the housing) provided between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the spool, and the vicinity of the end on the flange side of the spool sliding portion is outside ( It is deformed so as to be enlarged in a direction away from the axis of the housing. As a result, unlike the case where the flange portion is arranged at a position overlapping the spool sliding portion with respect to the axial direction of the housing, the flange portion side end portion of the spool sliding portion is deformed so as to expand outward. Accordingly, it is possible to absorb (cancel) that the vicinity of the end of the spool sliding portion on the flange side contracts inward. As a result, bending (distortion) in the spool sliding portion can be suppressed. Further, since it is not necessary to separately provide a member for suppressing the bending (distortion) of the spool sliding portion, it is possible to suppress an increase in the number of parts.
本発明の具体的な構成として、以下の複数のものが挙げられる。 As specific configurations of the present invention, the following plural ones are listed.
本発明によるスプール内蔵ボルトにおいて、好ましくは、前記フランジ部は、前記スプール摺動部と前記スプールとが対向している部分に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置されていることを特徴とする。このように構成すれば、ハウジングに軸力を付与してフランジ部を取付面に締結する際に、フランジ部に取付面から反力が作用した場合に、スプール摺動部とスプールとが対向している部分よりもハウジングの他方端側の領域に容易にフランジ部を撓ませることができる。これにより、容易にスプール摺動部のフランジ部側の端部近傍を外側に拡大するように変形させることができる。 In the spool built-in bolt according to the present invention, preferably, the flange portion is disposed to be spaced apart from the other end side of the housing with respect to a portion where the spool sliding portion and the spool are opposed to each other. Features. With this configuration, when the axial force is applied to the housing and the flange portion is fastened to the mounting surface, when the reaction force acts on the flange portion from the mounting surface, the spool sliding portion and the spool face each other. The flange portion can be easily bent to the region on the other end side of the housing with respect to the portion being provided. Thereby, it can deform | transform so that the edge part vicinity of the flange part side of a spool sliding part may be expanded outside.
また、本発明によるスプール内蔵ボルトにおいて、好ましくは、前記フランジ部が取り付けられる取付部材の取付面は、前記スプール摺動部に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置されていることを特徴とする。このように構成すれば、フランジ部が取り付けられる取付部材の取付面を支点として、フランジ部をハウジングの内側(軸線に近づく方向)に撓ませることができるとともに、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍を外側(軸線から離れる方向)に拡大するように変形させることができる。 Further, in the spool built-in bolt according to the present invention, preferably, the mounting surface of the mounting member to which the flange portion is mounted is disposed so as to be separated from the spool sliding portion on the other end side of the housing. Features. If comprised in this way, while being able to bend a flange part inside a housing (direction which approaches an axis line) by using the attachment surface of the attachment member to which a flange part is attached as a fulcrum, on the flange part side of a spool sliding part The vicinity of the end can be deformed so as to expand outward (in a direction away from the axis).
この場合、好ましくは、前記取付部材の取付面が前記ハウジングの軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合に、前記フランジ部が前記取付部材に取り付けられる際には、前記フランジ部と前記取付部材の取付面との接触部分を支点として、前記フランジ部が撓むとともに、前記スプール摺動部の前記ハウジングの他方端側の端部近傍が外側に拡大するように変形することを特徴とする。このように構成すれば、取付部材の取付面がハウジングの軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合において、フランジ部が取り付けられる取付部材の取付面を支点として、フランジ部に内側に撓ませる反力(モーメント)が加えられるとともに、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍に外側に拡大させる力(モーメント)が加えられる。これにより、フランジ部をハウジングの内側(軸線に近づく方向)に撓ませることができるとともに、スプール摺動部のフランジ部側の端部近傍を外側(軸線から離れる方向)に拡大するように変形させることができる。これにより、取付部材の取付面がハウジングの軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合において、スプールの動作不良(スプールロック)が発生するのを回避することができる。 In this case, preferably, when the flange portion is attached to the attachment member when the attachment surface of the attachment member is inclined with respect to a direction substantially orthogonal to the axial direction of the housing, the flange portion The flange portion is bent with a contact portion between the mounting portion and the mounting surface of the mounting member as a fulcrum, and the spool sliding portion is deformed so that the vicinity of the end portion on the other end side of the housing expands outward. And If comprised in this way, when the attachment surface of an attachment member inclines with respect to the direction substantially orthogonal to the axial direction of a housing, it uses an attachment surface of the attachment member to which a flange part is attached as a fulcrum, inside a flange part A reaction force (moment) is applied to bend toward the flange portion, and a force (moment) is applied to the outside in the vicinity of the end of the spool sliding portion on the flange portion side. As a result, the flange portion can be bent toward the inside of the housing (in the direction approaching the axis), and the vicinity of the end of the spool sliding portion on the flange side can be deformed to expand outward (in the direction away from the axis). be able to. Thereby, when the mounting surface of the mounting member is inclined with respect to a direction substantially orthogonal to the axial direction of the housing, it is possible to avoid occurrence of a malfunction of the spool (spool lock).
また、本発明によるスプール内蔵ボルトにおいて、好ましくは、前記スプール内蔵ボルトは、オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用され、前記スプールは、前記バルブタイミング可変機構に対する前記オイルの給排を行うために前記ハウジング内において軸線方向に移動可能であり、前記ボルト部は、前記カムシャフトに取り付けられ、前記フランジ部は、前記ボルト部が前記カムシャフトに取り付けられる際に、前記カムシャフトとの間に前記可動部材を挟み込むことにより固定することを特徴とする。このように構成すれば、スプール摺動部における湾曲(ゆがみ)を抑制することが可能なスプール内蔵ボルトを備えるバルブタイミング可変機構を構成することができるので、バルブタイミング可変機構の信頼性をより向上させることができる。 Further, in the spool built-in bolt according to the present invention, preferably, the spool built-in bolt is provided with a variable valve timing mechanism that varies the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by operating the movable member by supplying and discharging oil. Applied to an internal combustion engine, the spool is movable in an axial direction in the housing to supply and discharge the oil to and from the valve timing variable mechanism, and the bolt portion is attached to the camshaft, The flange portion is fixed by sandwiching the movable member between the bolt portion and the cam shaft when the bolt portion is attached to the cam shaft. If comprised in this way, since the variable valve timing mechanism provided with the spool built-in bolt which can suppress the curvature (distortion) in a spool sliding part can be comprised, the reliability of the variable valve timing mechanism is further improved. Can be made.
本発明によれば、部品点数が増加するのを抑制しながら、スプール摺動部における湾曲(ゆがみ)を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress bending (distortion) in the spool sliding portion while suppressing an increase in the number of parts.
以下、本発明による一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、図1〜図5を参照して、本発明によるスプール内蔵ボルトを内燃機関のバルブタイミング可変機構に適用した実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a spool built-in bolt according to the present invention is applied to a variable valve timing mechanism of an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、バルブタイミング可変機構1は、内燃機関のカムシャフト2(例えば、吸気カムシャフト)に対してボルトなどの締結部材により固定された可動部材3と、カムシャフト2と同一軸線上に可動部材3を囲むように設けられた内燃機関のクランクシャフトの回転が伝達されるケース4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the variable
このケース4の内周面には、カムシャフト2の軸線に向かって突出する突部5が周方向について所定の間隔を隔てて複数形成されている。また、可動部材3の外周面の各突部5の間には、それぞれ、カムシャフト2の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン6が形成されている。これにより、ケース4内における各突部5の間に位置する部分が、ベーン6により進角側油圧室7と遅角側油圧室8とに区画されている。
A plurality of
進角側油圧室7にオイルを供給するとともに、遅角側油圧室8からオイルが排出される場合には、可動部材3がケース4に対し図中の右回転方向(時計回り方向)に相対回転することにより、カムシャフト2のクランクシャフトに対する相対回転位相が進角側に変化する。これにより、内燃機関の機関バルブ(この例では吸気バルブ)のバルブタイミングが進角側に変化する。
When oil is supplied to the advance side
遅角側油圧室8にオイルを供給するとともに、進角側油圧室7からオイルが排出される場合には、可動部材3がケース4に対し図中左回転方向(反時計回り方向)に相対回転することにより、カムシャフト2のクランクシャフトに対する相対回転位相が遅角側に変化する。これにより、内燃機関の機関バルブのバルブタイミングが遅角側に変化する。
When oil is supplied to the retarded
バルブタイミング可変機構1の進角側油圧室7および遅角側油圧室8に対するオイルの給排に関しては、バルブタイミング可変機構1とオイルポンプ9とを繋ぐ油圧回路にオイルコントロールバルブを設けることにより、オイルコントロールバルブの駆動を通じて制御される。バルブタイミング可変機構1を作動させる際の応答性向上や、バルブタイミング可変機構1とオイルコントロールバルブとの間のオイル経路上でのオイル漏れを抑制することを意図して、可動部材3をカムシャフト2に固定するためのボルトとして、固定の機能だけではなくオイルコントロールバルブの機能も有するスプール内蔵ボルト10が用いられる。
With respect to oil supply / discharge of the advance side
スプール内蔵ボルト10は、オイルポンプ9に対して供給通路11を介して接続されている。また、スプール内蔵ボルト10は、オイルポンプ9により汲み上げられるオイルを貯留するためのオイルパン12に対して排出通路13を介して接続されている。また、スプール内蔵ボルト10は、バルブタイミング可変機構1の進角側油圧室7に対して進角側油路14を介して接続されているとともに、バルブタイミング可変機構1の遅角側油圧室8に対して遅角側油路15を介して接続されている。
The spool built-in
スプール内蔵ボルト10は、可動部材3をカムシャフト2に固定するためにカムシャフト2の端部にねじ締結される円筒状のハウジング16と、バルブタイミング可変機構1の進角側油圧室7および遅角側油圧室8に対するオイルの給排を行うべくハウジング16内を軸線方向に移動可能な棒状のスプール17とを備えている。
The spool built-in
ハウジング16は、進角側油路14に繋がる第1ポート18と、遅角側油路15に繋がる第2ポート19とを備えている。スプール17は、スプール17の軸線方向についての位置調整を通じて、第1ポート18および第2ポート19と、供給通路11および排出通路13との接続状態を切り換えるとともに、それら第1ポート18および第2ポート19の開度調整を行うものである。
The
スプール17は、ハウジング16内に設けられるとともにスプール17を軸線方向(矢印X2方向)に付勢することの可能なコイルスプリング(図示せず)と、コイルスプリングの付勢力に抗してスプール17を軸線方向(矢印X1方向)に押圧するアクチュエータ20とにより、軸線方向(X方向)について移動可能に構成されている。すなわち、アクチュエータ20のスプール17に対する押圧力を調整することにより、スプール17に対する押圧力とコイルスプリングの付勢力とが釣り合うようスプール17が軸線方向に移動する。これにより、スプール17の軸線方向についての位置が調整される。そして、スプール17を軸線方向における任意の位置に移動させることにより、スプール17によってハウジング16に形成された第1ポート18および第2ポート19の供給通路11および排出通路13に対する接続状態が切り換えられるとともに、それら第1ポート18および第2ポート19の開度調整が行われる。
The
具体的には、アクチュエータ20の押圧力を大きくしてスプール17を矢印X1方向側に変位させた場合には、第1ポート18が供給通路11に接続されるとともに、第2ポート19が排出通路13に接続される。これにより、バルブタイミング可変機構1において、進角側油圧室7にオイルが供給されるとともに遅角側油圧室8からオイルが排出される。その結果、バルブタイミング可変機構1の可動部材3がケース4に対し図中右回転方向に相対回転することにより、内燃機関のバルブタイミングが進角側に変化する。このとき、スプール17の軸線方向についての位置を微調整することにより、第1ポート18および第2ポート19の開度が調整される。これにより、進角側油圧室7へのオイル供給量および遅角側油圧室8からのオイル排出量が微調整される。このようなオイル供給量およびオイル排出量の微調整を行うことにより、内燃機関のバルブタイミングが進角側の任意のタイミングとなるように、可動部材3のケース4に対する相対回転位置を定めることが可能となる。
Specifically, when the pressing force of the
一方、アクチュエータ20の押圧力を小さくしてスプール17を矢印X2方向側に変位させた場合には、第1ポート18が排出通路13に接続されるとともに、第2ポート19が供給通路11に接続される。これにより、バルブタイミング可変機構1に遅角側油圧室8にオイルが供給されるとともに、進角側油圧室7からオイルが排出される。その結果、バルブタイミング可変機構1の可動部材3がケース4に対し図中左回転方向に相対回転することにより、内燃機関のバルブタイミングが遅角側に変化する。このとき、スプール17の軸線方向についての位置を微調整することにより、第1ポート18および第2ポート19の開度が調整される。これにより、遅角側油圧室8へのオイル供給量および進角側油圧室7からのオイル排出量が微調整される。このようなオイル供給量およびオイル排出量の微調整を行うことにより、内燃機関のバルブタイミングが遅角側の任意のタイミングとなるように、可動部材3のケース4に対する相対回転位置を定めることが可能となる。
On the other hand, when the pressure of the
次に、図1および図2を参照して、スプール内蔵ボルト10を用いた可動部材3のカムシャフト2への固定について説明する。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, fixation of the movable member 3 to the
図2に示すように、スプール内蔵ボルト10のハウジング16は、バルブタイミング可変機構1の可動部材3を貫通するとともに、スプール17を軸線方向について往復移動することが可能に収容されたスプール摺動部16bを備えている。このスプール摺動部16bは、具体的には、図1に示すように、ハウジング16のうちの範囲Aの部分である。
As shown in FIG. 2, the
また、図2に示すように、ハウジング16において、スプール摺動部16bよりもハウジング16の一方端側(矢印X1方向側)には、カムシャフト2の端部にねじ締結されるボルト部16aが形成されている。また、ハウジング16において、スプール摺動部16bよりもハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)には、フランジ部16cが形成されている。このフランジ部16cは、ボルト部16aがカムシャフト2の端部にねじ締結される際に、カムシャフト2の端面との間に可動部材3を挟み込んで固定するために設けられている。また、フランジ部16cは、ハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)に内周面16dを有している。
As shown in FIG. 2, in the
スプール内蔵ボルト10のボルト部16aがカムシャフト2の端部にねじ締結された状態では、カムシャフト2の端面とスプール内蔵ボルト10のフランジ部16cとの間には、可動部材3の他にフロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32が設けられている。これらフロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32のうち、フロントブッシュ30は、可動部材3とフランジ部16cとの間に設けられているとともに、リヤブッシュ31および支持体32は、可動部材3とカムシャフト2の端面との間に設けられている。なお、フロントブッシュ30は、本発明の「取付部材」の一例である。
In a state where the
ここで、本実施形態では、フランジ部16cは、スプール摺動部16bの外側(矢印X2方向側)に位置するように配置されている。すなわち、フランジ部16cが取り付けられるフロントブッシュ30の表面30bは、スプール摺動部16bよりもハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)に位置するように配置されている。言い換えると、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとの接触面は、ハウジング16の軸線方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)から見て、スプール摺動部16bと重ならない位置に配置されている。また、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとの接触面は、スプール摺動部16bのハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)の部分161bと間隔L1を隔てて配置されている。また、フランジ部16cにおける内周面16dは、スプール17の外周面17aと間隔L2を隔てて配置されている。なお、表面30bは、本発明の「取付面」の一例である。
Here, in this embodiment, the
また、可動部材3、フロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32には、それぞれ、孔3a、孔30a、孔31a、孔32aが形成されている。スプール内蔵ボルト10のスプール摺動部16bは、孔3a、孔30a、孔31a、および、孔32aを貫通するように配置されている。上記可動部材3、フロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32は、スプール内蔵ボルト10のボルト部16aがカムシャフト2の端部にねじ締結された場合に、カムシャフト2の端面とスプール内蔵ボルト10のフランジ部16cとの間に挟み込まれる。上記の構成により、可動部材3、フロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32は、カムシャフト2に対して一体的に回転可能に固定されるとともに、カムシャフト2の軸線方向について固定される。
Further, the movable member 3, the
支持体32は、内燃機関のクランクシャフトからの回転伝達を受けるスプロケット33をカムシャフト2に対して相対的に回転することが可能に支持している。また、スプロケット33には、バルブタイミング可変機構1のケース4が固定されている。そして、内燃機関のクランクシャフトの回転がスプロケット33に伝達された場合には、スプロケット33およびケース4は、カムシャフト2の軸線を中心にして回転する。こうしたスプロケット33およびケース4の回転は、ケース4内のオイルを介して可動部材3に伝達された後に、カムシャフト2に伝達されるようになる。したがって、バルブタイミング可変機構1の可動部材3をケース4に対して相対回転させることにより、クランクシャフトに対するカムシャフト2の相対回転位相が変化するので、その変化に対応して内燃機関のバルブタイミングが変化する。
The
ところで、スプール内蔵ボルト10(正確にはハウジング16のボルト部16a)をカムシャフト2の端部にねじ締結してバルブタイミング可変機構1の可動部材3をカムシャフト2に固定する際には、次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、可動部材3、フロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32の製造誤差や組付誤差、並びに、ハウジング16やカムシャフト2の製造誤差などに起因して、ハウジング16(フランジ部16c)の締結座面(フロントブッシュ30の矢印X2方向側の表面30b)がハウジング16の軸線方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)対して傾斜することにより、ハウジング16がカムシャフト2の軸線方向について湾曲する(撓む)ように変形するおそれがある。なお、本実施形態では、図2に示すように、ハウジング16(フランジ部16c)の締結座面(フロントブッシュ30の矢印X2方向側の表面30b)は、ハウジング16の軸線方向に略直交する方向に対して角度α分傾斜している。
By the way, when fixing the movable member 3 of the variable
さらに、ハウジング16の変形に伴ってスプール17が軸線方向について湾曲した場合には、スプール17の軸線方向への移動に関して動作不良(いわゆる、スプールロック)が生じるおそれがある。このような問題に対処するため、本実施形態によるスプール内蔵ボルト10では、フランジ部16cは、スプール摺動部16bの外側(矢印X2方向側)に位置するように配置されている。これにより、ハウジング16が変形した場合に、スプール17が軸線方向に対して湾曲せずにスプール17の軸線方向への移動に関して動作不良が生じないようにすることが可能である。この点について、以下に詳細に説明する。
Further, when the
まず、図3を参照して、ハウジング16のフランジ部16cが取り付けられる面(フロントブッシュ30の表面30b)が傾斜していない場合に、スプール内蔵ボルト10(ハウジング16)に軸力を付与した場合について説明する。
First, referring to FIG. 3, when an axial force is applied to the spool built-in bolt 10 (housing 16) when the surface to which the
図3では、ハウジング16のフランジ部16cが取り付けられる面であるフロントブッシュ30の表面30bは、傾斜していない状態である。この状態において、ハウジング16に矢印X1方向側への軸力を付与することにより、ハウジング16のボルト部16aがカムシャフト2の端部にねじ締結されるとともに、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが接触する。そして、ハウジング16にさらに軸力が付与されることにより、ハウジング16のボルト部16a近傍の部分は、ハウジング16の軸線に近づく方向に収縮する。その一方で、フランジ部16cには、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが接触する面を支点として、フロントブッシュ30から矢印X2方向側への反力(モーメント)が加えられる。
In FIG. 3, the
具体的には、フランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)には、フロントブッシュ30からハウジング16の軸線に近づく方向に反時計回り方向に変形する(撓む)ような反力(モーメント)が加えられる。そして、フランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)は、フランジ部16cの内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に設けられた間隔L2の部分(ハウジング16の軸線に近づく方向)に変形する(撓む)。
Specifically, a reaction force that deforms (bends) in the counterclockwise direction from the
また、フランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)には、フロントブッシュ30からハウジング16の軸線に近づく方向に時計回り方向に変形する(撓む)ような反力(モーメント)が加えられる。そして、フランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)は、フランジ部16cの内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に設けられた間隔L2の部分(ハウジング16の軸線に近づく方向)に変形する(撓む)。
Further, a reaction force (moment) that deforms (bends) in the clockwise direction from the
このとき、フランジ部16cにフロントブッシュ30から反力が加えられる際に、ハウジング16のスプール摺動部16b(入口部16e近傍)には、その内径および外径がハウジング16の軸線から離れる方向(外側)に拡大されるような力が加えられる。すなわち、スプール摺動部16bの入口部16eには、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが接触する面を支点として、外側に拡大されるような力(モーメント)が加えられる。
At this time, when a reaction force is applied to the
これにより、ハウジング16に軸力が付与された際に、スプール摺動部16bの入口部16eがハウジング16の軸線から離れる方向(外側)に拡大することとなる。その結果、スプール摺動部16bの入口部16e近傍において、スプール17が軸線方向への移動に関して動作不良(スプールロック)が生じるのを抑制することが可能となる。
Thereby, when an axial force is applied to the
ここで、一般的にハウジング16に軸力が付与された場合には、フランジ部16cがフロントブッシュ30の表面30bに接触することにより、フランジ部16cやスプール摺動部16bの入口部16e近傍には、矢印X1方向に伸長されるような力が加えられる。これにより、フランジ部16cやスプール摺動部16bの入口部16e近傍の内径および外径は、内側(ハウジング16の軸線に近づく方向)に収縮するように変形する。その結果、スプール摺動部16bの入口部16e近傍とスプール17とが接触することにより、スプール17の動作不良が生じることとなる。この点に関して、本実施形態では、スプール摺動部16bの入口部16eが拡大することによって、スプール摺動部16bの入口部16e近傍に生じる収縮分を吸収(キャンセル)することが可能となるので、スプール17が軸線方向への移動に関して動作不良(スプールロック)が生じるのを抑制することが可能となる。
Here, in general, when an axial force is applied to the
次に、図2を参照して、ハウジング16のフランジ部16cが取り付けられる面(フロントブッシュ30の表面30b)が傾斜している場合に、スプール内蔵ボルト10(ハウジング16)に軸力を付与した場合について説明する。
Next, referring to FIG. 2, when the surface (
図2では、ハウジング16のフランジ部16cが取り付けられる面であるフロントブッシュ30の表面30bは、傾斜している状態である。すなわち、可動部材3、フロントブッシュ30、リヤブッシュ31、および、支持体32の製造誤差や組付誤差、並びに、ハウジング16やカムシャフト2の製造誤差などに起因して、ハウジング16のフランジ部16cが取り付けられる面が傾斜している状態である。
In FIG. 2, the
この状態において、スプール内蔵ボルト10のハウジング16に軸力を付与することにより、ハウジング16のボルト部16aがカムシャフト2の端部にねじ締結される。このとき、最初にフランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)がフロントブッシュ30の表面30bの上側の部分と面接触し、さらに、ハウジング16に軸力が付与されることにより、次にフランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)は、矢印Y2方向側に変形しながら(撓みながら)フロントブッシュ30の表面30bの下側の部分と面接触する。すなわち、フランジ部16cは、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが最初に接触する面(矢印Y1方向側の面)を支点として、反時計回り方向に全体的に変形する(撓む)。
In this state, by applying an axial force to the
このとき、ハウジング16のボルト部16aのうち、特に矢印Y2方向側の部分の外径および内径は、ハウジング16の軸線に近づく方向に収縮する。また、フランジ部16cには、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが接触する面を支点として、フロントブッシュ30から矢印X2方向側への反力が加えられる。
At this time, the outer diameter and the inner diameter of the
具体的には、フランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)には、ハウジング16の軸線に近づく方向にフロントブッシュ30から反時計回り方向に変形させる(撓ませる)ような反力(モーメント)が加えられる。そして、フランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)は、フランジ部16cの内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に設けられた間隔L2の部分(ハウジング16の軸線に近づく方向)に変形する(撓む)。
Specifically, a reaction force that deforms (bends) the
また、フランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)には、ハウジング16の軸線に近づく方向にフロントブッシュ30から時計回り方向に変形させる(撓ませる)ような反力(モーメント)が加えられる。そして、フランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)は、フランジ部16cの内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に設けられた間隔L2の部分(ハウジング16の軸線に近づく方向)に変形する(撓む)。
Further, a reaction force (moment) that deforms (bends) the
また、フランジ部16cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)に加えられる反力は、フランジ部16cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)に加えられる反力よりも比較的小さい。
The reaction force applied to the portion on the arrow Y2 direction side (lower portion) of the
このとき、フランジ部16cにフロントブッシュ30から反力が加えられる際に、ハウジング16のスプール摺動部16b(入口部16e近傍)には、その内径および外径がハウジング16の軸線から離れる方向(外側)に拡大されるような力が加えられる。すなわち、スプール摺動部16bの入口部16eには、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとが接触する面を支点として、外側に拡大されるような力(モーメント)が加えられる。
At this time, when a reaction force is applied to the
これにより、ハウジング16に軸力が付与された際に、スプール摺動部16bの入口部16eがハウジング16の軸線から離れる方向(外側)に拡大することとなる。その結果、スプール摺動部16bの入口部16e近傍に生じる収縮分を吸収(キャンセル)することが可能となるので、スプール17が軸線方向への移動に関して動作不良(スプールロック)が生じるのを抑制することが可能となる。
Thereby, when an axial force is applied to the
次に、上記のようにハウジング16のフランジ部16cがスプール摺動部16bの外側(矢印X2方向側)に位置するように配置することによって、フロントブッシュ30の表面30bが傾斜している場合において、スプールロックが生じるのを抑制することが可能であるという点を比較例を示して以下に説明する。
Next, when the
図4に示すように、比較例によるバルブタイミング可変機構1aのスプール内蔵ボルト110では、本実施形態とは異なり、フランジ部116cは、スプール摺動部116bの内側(矢印X1方向側)に位置するように配置されている。すなわち、フランジ部116cとフロントブッシュ130の表面130bとの接触面は、スプール摺動部116bの矢印X2方向側の端部116dよりもハウジング116の一方端側(矢印X1方向側)に位置するように配置されている。なお、フロントブッシュ130は、本発明の「取付部材」の一例であり、表面130bは、本発明の「取付面」の一例である。
As shown in FIG. 4, in the spool built-in
この状態において、スプール内蔵ボルト110のハウジング116に軸力が付与される場合には、ハウジング116のボルト部116aがカムシャフト2の端部にねじ締結されるとともに、フランジ部116cとフロントブッシュ130の表面130bとが接触する。そして、フランジ部116cには、フランジ部116cとフロントブッシュ130の表面130bとが接触する面を支点として、フロントブッシュ130から反力が加えられる。
In this state, when an axial force is applied to the
具体的には、フランジ部116cの矢印Y1方向側の部分(上側の部分)には、ハウジング116の軸線に近づく方向にフロントブッシュ130から反時計回り方向に変形させる(撓ませる)ような反力(モーメント)が加えられる。また、フランジ部116cの矢印Y2方向側の部分(下側の部分)には、ハウジング116の軸線に近づく方向にフロントブッシュ130から時計回り方向に変形させる(撓ませる)ような反力(モーメント)が加えられる。
More specifically, a reaction force that deforms (bends) the front portion of the
ここで、比較例では、本実施形態とは異なり、フランジ部116cにフロントブッシュ130から反力が加えられる際に、スプール117とスプール摺動部116bの端部116dとが接触している入口部116e近傍には、矢印Y2方向側に曲げられるような力が加えられる。その結果、スプール摺動部116bとスプール117との接触抵抗が大きくなるため、比較例では、スプール117に軸線方向への移動に関して動作不良が生じることとなる。
Here, in the comparative example, unlike the present embodiment, when a reaction force is applied to the
本実施形態(図2参照)では、フランジ部116cがスプール摺動部116bの内側(矢印X1方向側)に配置される上記比較例に示す構成とは異なり、フランジ部16cをスプール摺動部16bの外側(矢印X2方向側)に配置することによって、ハウジング16(特にフランジ部16c)を変形させるような力の加わる支点がスプール摺動部16bの外側(矢印X2方向側)に配置されるので、ハウジング16が変形した場合に、スプール摺動部16bの入口部16eを拡大させることが可能となる。これにより、スプール17が軸線方向に対して湾曲しないので、スプール17とスプール摺動部16bとの間において、スプール17の軸線方向への移動に関して動作不良が生じないようにすることが可能となる。
In the present embodiment (see FIG. 2), unlike the configuration shown in the comparative example in which the
次に、図2および図5を参照して、上記したハウジング16が変形した場合に、スプール17が軸線方向に対して湾曲せずにスプール17の軸線方向への移動に関して動作不良が生じないようにすることが可能である点についての計算結果を説明する。
Next, referring to FIG. 2 and FIG. 5, when the
図5に示す計算結果は、図2に示す本実施形態によるハウジング16を表面が傾斜しているフロントブッシュ30の表面30bに取り付けた構成に対応する計算結果である。この計算結果では、ハウジング16の軸線から上側の稜線までの内径の大きさ(上稜線形状)およびハウジング16の軸線から下側の稜線までの内径の大きさ(下稜線形状)を示している。
The calculation result shown in FIG. 5 is a calculation result corresponding to the configuration in which the
また、図5では、縦軸の左側にスプール内蔵ボルト10(ハウジング16)の上稜線(内周面の上側の形状)の内径(半径)rを基準とした場合の歪量(%)を示しており、変形前(0(%))の内径の大きさを白菱形で示しており、変形後の内径の大きさを黒菱形で示している。また、縦軸の右側にスプール内蔵ボルト10(ハウジング16)の下稜線形状(内周面の下側の形状)の内径(半径)rを基準とした場合の歪量(%)を示しており、変形前(0(%))の内径の大きさを白四角で示しており、変形後の内径の大きさを黒四角で示している。また、横軸にハウジング16のフランジ部16c側の端面を基準とした場合のハウジング16の矢印X1方向の軸方向位置xを示している。また、各点(白菱形、黒菱形、白四角、黒四角)の各々を接続した接続線は、ハウジング16の内径(内面)の形状を表している。
In FIG. 5, the left side of the vertical axis shows the amount of strain (%) based on the inner diameter (radius) r of the upper ridge line (the upper shape of the inner peripheral surface) of the spool built-in bolt 10 (housing 16). The inner diameter before deformation (0 (%)) is indicated by a white rhombus, and the inner diameter after deformation is indicated by a black rhombus. The right side of the vertical axis shows the amount of strain (%) based on the inner diameter (radius) r of the lower ridge line shape (the lower shape of the inner peripheral surface) of the spool built-in bolt 10 (housing 16). The inner diameter before deformation (0 (%)) is indicated by a white square, and the inner diameter after deformation is indicated by a black square. Further, the axial position x in the arrow X1 direction of the
図5に示すように、変形前では、ハウジング16の上稜線形状(白菱形)の内径は、軸方向位置にかかわらずr一定である。また、ハウジング16の下稜線形状(白四角)の内径は、軸方向位置にかかわらずr一定である。すなわち、変形前においては、ハウジング16の内径の大きさは変形しておらず、軸線方向に対して真っ直ぐに延びていることが分かる。また、ハウジング16の内径(直径)は、2rである。また、変形前では、ハウジング16の上稜線形状を示す白菱形の接続線と、ハウジング16の下稜線形状を示す白四角の接続線との間にスプール17が位置している(図5の破線で囲まれた四角部分)ので、スプール17は、ハウジング16内を軸線方向に摺動することが可能であることが分かる。
As shown in FIG. 5, before the deformation, the inner diameter of the upper ridge line shape (white rhombus) of the
次に、変形後におけるハウジング16の上稜線形状について説明する。変形後では、軸方向位置がa部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)よりも上側(外側)に大きくなることが分かった。すなわち、ハウジング16の入口部16e(図2参照)近傍の内径(上側)が拡大することが分かった。また、軸方向位置がa部の範囲において、軸方向位置が大きくなるのに伴って上稜線形状が大きくなっていることから、図2に示すハウジング16の入口部16e近傍は、軸線方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)から矢印X2方向側に傾いた方向に向かって拡大していることが分かった。
Next, the shape of the upper ridge line of the
また、軸方向位置がb部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)と略同じ大きさであることが分かった。すなわち、この範囲では、ハウジング16の変形の前後において、ハウジング16の入口部16e近傍の内径(上側)の大きさは、ほとんど変化していないことが分かった。
Further, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
また、軸方向位置がc部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)よりも上側に大きくなることが分かった。すなわち、ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(上側)が拡大することが分かった。
In addition, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
また、軸方向位置がd部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)よりも上側に大きくなる(拡大する)ことが分かった。また、ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)は、軸方向位置がc部の範囲における拡大量(変形量)に比べて大きいことが分かった。
Further, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
また、軸方向位置がe部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)よりも上側に大きくなることが分かった。また、ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)は、軸方向位置がd部の範囲における拡大量(変形量)に比べて大きいことが分かった。また、変形後では、スプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)は、ハウジング16の軸方向位置全体の範囲のうちe部の範囲において、最も大きいことが分かった。
Further, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
また、軸方向位置がf部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)よりも上側に大きくなることが分かった。この範囲では、ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)は、軸方向位置がe部の範囲におけるハウジング16の拡大量(変形量)に比べて小さいことが分かった。また、この範囲におけるスプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)は、軸方向位置がc部の範囲におけるスプール摺動部16bの内径(上側)の拡大量(変形量)と略同じであることが分かった。
In addition, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
また、軸方向位置がg部の範囲において、ハウジング16の上稜線形状(黒菱形)は、変形前(白菱形)と略同じ大きさであることが分かった。すなわち、この範囲では、ハウジング16の変形の前後において、ハウジング16のボルト部16a近傍の内径(上側)の大きさは、ほとんど変化していないことが分かった。
Further, it was found that the upper ridge line shape (black rhombus) of the
次に、変形後におけるハウジング16の下稜線形状について説明する。変形後では、軸方向位置がa部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも下側(外側)に大きくなることが分かった。すなわち、ハウジング16の入口部16e(図2参照)近傍の内径(下側)が拡大することが分かった。
Next, the shape of the lower ridge line of the
また、軸方向位置がb部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側(内側)に小さくなることが分かった。ここで、軸方向位置がa部の範囲では、変形前後においてハウジング16の下稜線形状が拡大している一方で、軸方向位置がb部の範囲では、変形前後においてハウジング16の下稜線形状が収縮していることから、図2に示すハウジング16の入口部16e近傍は、軸線方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)から矢印X1方向側に傾いた方向に拡大していることが分かった。
Further, it was found that the lower ridge line shape (black square) of the
また、軸方向位置がc部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側にさらに小さくなることが分かった。すなわち、ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(下側)の収縮量(変形量)は、軸方向位置がb部の範囲における収縮量(変形量)に比べて大きいことが分かった。
Further, it was found that the lower ridge line shape (black square) of the
また、軸方向位置がd部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側に小さくなることが分かった。ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(下側)の収縮量(変形量)は、軸方向位置がc部の範囲における収縮量(変形量)に比べて大きいことが分かった。
Further, it was found that the lower ridge line shape (black square) of the
また、軸方向位置がe部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側に小さくなることが分かった。ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(下側)の収縮量(変形量)は、軸方向位置がd部の範囲における収縮量(変形量)に比べて小さいことが分かった。
Further, it was found that the lower ridge line shape (black square) of the
また、軸方向位置がf部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側に小さくなることが分かった。この範囲では、軸方向位置がe部の範囲におけるハウジング16の収縮量(変形量)と比べて大きいことが分かった。また、変形後では、スプール摺動部16bの内径(下側)の収縮量(変形量)は、ハウジング16の軸方向位置全体の範囲のうちf部の範囲において、最も大きいことが分かった。
Further, it was found that the lower ridge line shape (black square) of the
また、軸方向位置がg部の範囲において、ハウジング16の下稜線形状(黒四角)は、変形前(白四角)よりも上側に小さくなることが分かった。ハウジング16のスプール摺動部16bの内径(下側)の収縮量(変形量)は、軸方向位置がf部の範囲における収縮量(変形量)に比べて小さいことが分かった。
Further, it has been found that the lower ridge line shape (black square) of the
上記の計算結果から、ハウジング16の変形後では、変形前と同様にハウジング16の上稜線形状を示す黒菱形の接続線と、ハウジング16の下稜線形状を示す黒四角の接続線との間にスプール17が位置している(破線で囲まれた四角部分)ので、スプール17は、ハウジング16内を軸線方向に摺動することが可能であることが分かった。特に、変形後では、ハウジング16の入口部16e近傍が拡大することにより、入口部16e近傍において、スプール17がスプール摺動部16bに接触する(スプールロックする)のを抑制することが可能であることが分かった。
From the above calculation results, after deformation of the
また、ハウジング16が変形した際に、入口部16e近傍が拡大しない場合を想定すると、図5に示す破線のように、ハウジング16の下稜線形状は、軸方向位置全体にわたって上側に凸形状を有するように収縮(変形)することが分かる。そして、ハウジング16の下稜線形状(破線)は、スプール17が摺動する範囲(破線で囲まれた四角部分)と接触しないことが分かった。すなわち、ハウジング16の入口部16e近傍の下側においては、スプールロックは生じないことが分かった。
Further, assuming that the vicinity of the
その一方で、ハウジング16の上稜線形状(破線)は、軸方向位置全体にわたって上側に凸形状を有するように拡大(変形)することが分かる。そして、軸方向位置がh部の範囲において、スプール17が摺動する範囲(破線で囲まれた四角部分)と接触することが分かった。すなわち、入口部16e近傍が拡大しない場合を想定すると、ハウジング16の入口部16e近傍の内面(上側)において、スプールロックが生じることが分かった。
On the other hand, it can be seen that the shape of the upper ridge line (broken line) of the
以上説明したように、本実施形態によるスプール内蔵ボルト10によれば、以下に列記するような効果が得られる。
As described above, according to the spool built-in
本実施形態では、上記のように、フランジ部16cをスプール摺動部16bに対してハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)に間隔L1を隔てて配置し、フランジ部16c近傍の内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に、間隔L2を設ける。これにより、ハウジング16に軸力を付与してフランジ部16cをフロントブッシュ30の表面30bに締結する際に、フランジ部16cにフロントブッシュ30の表面30bから反力が作用した場合に、フランジ部16cがフランジ部16cの内周面16dとスプール17の外周面17aとの間に設けられた間隔L2の部分(ハウジング16の軸線に近づく方向)に変形する(撓む)とともに、スプール摺動部16bの入口部16e近傍が外側(ハウジング16の軸線から離れる方向)に拡大されるように変形する。これにより、フランジ部16cがハウジング16の軸線方向(X方向)に対してスプール摺動部16bと重なる位置に配置されている場合と異なり、スプール摺動部16bの入口部16e近傍が外側に拡大されるように変形する分、スプール摺動部16bの入口部16e近傍が内側に収縮するのを吸収(キャンセル)することができる。その結果、スプール摺動部16bの入口部16e近傍における湾曲(ゆがみ)を抑制することができる。また、スプール摺動部16bのゆがみを抑制するための部材を別途設けなくてよいので、部品点数が増加するのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、フランジ部16cをスプール摺動部16bとスプール17とが対向している部分に対してハウジング16の他方端側(矢印X2方向側)に間隔L1を隔てて配置する。これにより、ハウジング16に軸力を付与してフランジ部16cをフロントブッシュ30の表面30bに締結する際に、フランジ部16cにフロントブッシュ30の表面30bから反力が作用した場合に、スプール摺動部16bとスプール17とが対向している部分よりもスプール摺動部16bの矢印X2方向側の領域に容易にフランジ部16cを撓ませることができる。その結果、容易にスプール摺動部16bの入口部16e近傍を外側に拡大するように変形させることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、フランジ部16cが取り付けられるフロントブッシュ30の表面30bを、スプール摺動部16bに対して矢印X2方向側に間隔L1を隔てて配置する。これにより、フランジ部16cが取り付けられるフロントブッシュ30の表面30bを支点として、フランジ部16cをハウジング16の内側(軸線に近づく方向)に撓ませることができるとともに、スプール摺動部16bの入口部16e近傍を外側(軸線から離れる方向)に拡大するように変形させることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、フロントブッシュ30の表面30bがハウジング16の軸線方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)に対して角度α傾斜している場合に、フランジ部16cがフロントブッシュ30の表面30bに取り付けられる際に、フランジ部16cとフロントブッシュ30の表面30bとの接触部分を支点として、フランジ部16cが矢印Y2方向側に撓むとともに、スプール摺動部16bの入口部16eを外側(軸線から離れる方向)に拡大するように変形させる。これにより、フロントブッシュ30の表面30bがハウジング16の軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合において、フランジ部16cが取り付けられるフロントブッシュ30の表面30bを支点として、フランジ部16cに内側に撓ませる反力(モーメント)が加えられるとともに、スプール摺動部16bの入口部16e近傍に外側に拡大させる力(モーメント)が加えられる。これにより、フランジ部16cをハウジング16の内側(軸線に近づく方向)に撓ませることができるとともに、スプール摺動部16bの入口部16e近傍を外側(軸線から離れる方向)に拡大するように変形させることができる。その結果、フロントブッシュ30の表面30bがハウジング16の軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合において、スプール17の動作不良(スプールロック)が発生するのを回避することができる。また、従来では、スプールロックの発生を回避するためにハウジング16の変形分(フランジ部16cの撓み分およびボルト部16aの収縮分)を、ハウジング16とスプール17との間にスプール17を摺動させるためのクリアランスを設ける必要があったが、ハウジング16の「フランジ部16cの撓み分」を低減することができるので、フランジ部16cの撓み分を考慮しなくてよくなる。その結果、ハウジング16の内径および外径やハウジングの外周に設けられるスプロケット33の内径などの公差緩和をすることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, when the
また、本実施形態では、上記のように、スプール内蔵ボルト10をオイルの給排により可動部材3を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフト2の相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構1を備えた内燃機関に適用する。これにより、スプール摺動部16bにおける湾曲(ゆがみ)を抑制することが可能なスプール内蔵ボルト10を備えるバルブタイミング可変機構1を構成することができるので、バルブタイミング可変機構1の信頼性をより向上させることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the variable
−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
-Other embodiments-
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、本発明のスプール内蔵ボルトをバルブタイミング可変機構に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スプール内蔵ボルトを適用可能であれば、バルブタイミング可変機構以外の機構でも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the spool built-in bolt of the present invention is applied to the valve timing variable mechanism is shown, but the present invention is not limited to this. For example, as long as a spool built-in bolt is applicable, a mechanism other than the variable valve timing mechanism can be applied.
また、上記実施形態では、本発明のスプール内蔵ボルトのハウジングのフランジ部をフロントブッシュの表面に取り付ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スプール内蔵ボルトのハウジングのフランジ部を取り付ける(締結する)ことが可能であれば、フロントブッシュ以外にワッシャなどの取付部材の表面に取り付けてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which attaches the flange part of the housing of the spool built-in bolt of this invention to the surface of a front bush was shown, this invention is not limited to this. For example, if the flange portion of the housing of the spool built-in bolt can be attached (fastened), it may be attached to the surface of an attachment member such as a washer other than the front bush.
本発明は、スプール内蔵ボルトに利用可能であり、さらに詳しくは、円筒状のハウジングと、ハウジング内において軸線方向に移動可能なスプールとを備えるスプール内蔵ボルトに利用することができる。 The present invention can be used for a spool built-in bolt, and more specifically, can be used for a spool built-in bolt including a cylindrical housing and a spool movable in the axial direction in the housing.
1、1a バルブタイミング可変機構
2 カムシャフト
3 可動部材
10、110 スプール内蔵ボルト
16、116 ハウジング
16a、116a ボルト部
16b、116b スプール摺動部
16c、116c フランジ部
16d 内周面
16e、116e 入口部
17、117 スプール
17a 外周面
30、130 フロントブッシュ(取付部材)
30b、130b 表面(取付面)
116d 端部
1, 1a Valve timing
30b, 130b Surface (mounting surface)
116d end
Claims (5)
前記ハウジングは、前記スプールを軸線方向について往復移動可能に収容するスプール摺動部と、前記スプール摺動部よりも前記ハウジングの一方端側に形成されたボルト部と、前記スプール摺動部よりも前記ハウジングの他方端側に形成されたフランジ部とを有し、
前記フランジ部は、前記スプール摺動部に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置され、
前記フランジ部の内周面と、前記スプールの外周面との間には、隙間が設けられていることを特徴とするスプール内蔵ボルト。 In a spool built-in bolt comprising a cylindrical housing and a spool movable in the axial direction in the housing,
The housing includes a spool sliding portion that accommodates the spool so as to be capable of reciprocating in the axial direction, a bolt portion formed on one end side of the housing with respect to the spool sliding portion, and a spool sliding portion. A flange portion formed on the other end side of the housing,
The flange portion is spaced from the spool sliding portion on the other end side of the housing,
A spool built-in bolt, wherein a gap is provided between an inner peripheral surface of the flange portion and an outer peripheral surface of the spool.
前記フランジ部は、前記スプール摺動部と前記スプールとが対向している部分に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置されていることを特徴とするスプール内蔵ボルト。 The spool built-in bolt according to claim 1,
The bolt with a built-in spool, wherein the flange portion is disposed on the other end side of the housing with respect to a portion where the spool sliding portion and the spool are opposed to each other.
前記フランジ部が取り付けられる取付部材の取付面は、前記スプール摺動部に対して前記ハウジングの他方端側に離間して配置されていることを特徴とするスプール内蔵ボルト。 The spool built-in bolt according to claim 1 or 2,
The spool built-in bolt, wherein an attachment surface of an attachment member to which the flange portion is attached is arranged to be spaced apart from the spool sliding portion on the other end side of the housing.
前記取付部材の取付面が前記ハウジングの軸線方向に略直交する方向に対して傾斜している場合に、前記フランジ部が前記取付部材に取り付けられる際には、前記フランジ部と前記取付部材の取付面との接触部分を支点として、前記フランジ部が撓むとともに、前記スプール摺動部の前記ハウジングの他方端側の端部近傍が外側に拡大するように変形することを特徴とするスプール内蔵ボルト。 The spool built-in bolt according to claim 3,
When the mounting surface of the mounting member is inclined with respect to a direction substantially orthogonal to the axial direction of the housing, the flange portion and the mounting member are attached when the flange portion is mounted on the mounting member. A spool built-in bolt, wherein the flange portion is bent with a contact portion with a surface as a fulcrum, and the spool sliding portion is deformed so that the vicinity of the end portion on the other end side of the housing expands outward.
前記スプール内蔵ボルトは、オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用され、
前記スプールは、前記バルブタイミング可変機構に対する前記オイルの給排を行うために前記ハウジング内において軸線方向に移動可能であり、
前記ボルト部は、前記カムシャフトに取り付けられ、
前記フランジ部は、前記ボルト部が前記カムシャフトに取り付けられる際に、前記カムシャフトとの間に前記可動部材を挟み込むことにより固定することを特徴とするスプール内蔵ボルト。 In the spool built-in bolt according to any one of claims 1 to 4,
The spool built-in bolt is applied to an internal combustion engine including a valve timing variable mechanism that operates a movable member by supplying and discharging oil to vary a relative rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft.
The spool is movable in the axial direction in the housing to supply and discharge the oil to and from the valve timing variable mechanism.
The bolt part is attached to the camshaft,
The spool built-in bolt, wherein the flange portion is fixed by sandwiching the movable member between the flange portion and the cam shaft when the bolt portion is attached to the cam shaft.
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