(57)【要約】【課題】新たな部品およびこの部品の組付け工程の追加による製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、第１回転体と第２回転体との相対回動の規制およびその解除の動作信頼性に優れたバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】係合孔４４を含む被処理領域Ｓ１には表面硬度の向上を目的とした高周波焼入れによる部分焼入れ処理等の表面処理が施されている。高周波焼入れによる部分焼入れ処理は、ロックピン４１の出し入れによる係合孔４４の変形や係合孔４４の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を被処理領域Ｓ１に付与する。【選択図】        図１
2004263643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと同期回転する第１回転体と、吸気または排気カムシャフトの端面に固定されかつ前記第１回転体内に所定角度だけ相対回動可能に配設された第２回転体と、該第２回転体および前記第１回転体のうちいずれか一方に配設されかつ前記第１回転体と前記第２回転体との相対位置が所定位置になったときに前記両回転体の相対回動を規制する回動規制部材と、前記第１回転体および前記第２回転体のうちいずれか他方に形成されかつ前記両回転体の相対回動規制時に前記回動規制部材の係合を受け入れる係合孔とを備え、該係合孔の内表面および該係合孔の開口周辺に表面処理が施されたことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
表面処理は酸化皮膜形成処理であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
表面処理は焼入れ処理であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
焼入れ処理される係合孔は研削加工可能な平面に開口するように形成されていることを特徴とする請求項３記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
焼入れ処理は高周波焼入れによる部分焼入れ処理であることを特徴とする請求項３または請求項４記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
第１回転体の一面と該一面にクリアランスを介して対向する第２回転体の一面のうち、いずれか一方に形成された係合孔に表面処理が施されたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン等の内燃機関（以下、エンジンという）の吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブタイミング調整装置は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトとチェーン等の動力伝達部材で連結されて上記クランクシャフトと同期回転する第１回転体と、吸気側または排気側カムシャフトの端面に一体に固定されかつ第１回転体内に所定角度だけ相対回動可能に配設された第２回転体とから概略構成されている。
【０００３】
第１回転体は、クランクシャフトの回転駆動力を受けてクランクシャフトと一体に回転しかつ吸気側または排気側カムシャフトの端面近傍の外周面に摺接する軸受部とを有するスプロケットと、このスプロケットに隣接しかつ内部に複数の油圧室を有するケースと、このケースの油圧室を塞ぐカバーとを複数の第１締結部材で一体化してなるものである。なお、ケースの複数の油圧室は、ケースの内側に半径方向内方に突出する複数のシューにより形成されている。
【０００４】
第２回転体は、吸気または排気カムシャフトの端面に固定されたボス部と、このボス部の外側から半径方向外方に突出して上記油圧室を、第２回転体を進角側へ回動させる油圧を受ける進角側油圧室と第２回転体を遅角側へ回動させる油圧を受ける遅角側油圧室とに区画する複数のベーンとから概略構成されている。進角側油圧室には吸気または排気カムシャフト内に形成された第１油路が連結されており、遅角側油圧室には吸気または排気カムシャフト内に形成された第２油路が連結されている。これら第１油路および第２油路にはオイルパンからオイルポンプにより汲み上げられたオイルがオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）を経由して供給されると共に、エンジン停止時等においては上記進角側油圧室および遅角側油圧室内のオイルが第１油路および第２油路、ＯＣＶを経由してオイルパンに戻されるように構成されている。
【０００５】
ところで、エンジン始動時等のように油圧力がないときには、吸気または排気バルブの開閉駆動に要するカムシャフトの交番負荷（反力）により、第１回転体のシューと第２回転体のベーンとが当接および分離を繰り返すため、打音が発生する。これを解消するために、従来のバルブタイミング調整装置では、第１回転体および第２回転体のうちいずれか一方にロックピンを配設し、他方にロックピンの係合を受け入れる係合孔を設けている。このロックピンは、油圧力の低下に伴い、その低下油圧力に抗する付勢部材により係合孔内に前進して係合すると共に、油圧力が付勢部材の付勢力に抗する所定値まで上昇すると、係合孔内から後退して係合解除されるように構成されている。このようなロックピンが係合孔に係合することで、第１回転体と第２回転体の相対位置を固定することで、エンジン始動時等のように油圧力がないときにおいて打音の発生を抑制することが可能となる。なお、係合孔の形成位置としては、クランクシャフトの回転方向において第１回転体に対する第２回転体の相対位置が最も進んだ位置（以下、最進角位置という）、第１回転体に対する第２回転体の相対位置が最も遅れた位置（以下、最遅角位置という）、あるいは最進角位置と最遅角位置との間の位置（以下、中間位置という）がある。
【０００６】
次に動作について説明する。
まず、エンジン停止時あるいはエンジン始動直後においては、バルブタイミング調整装置の進角側油圧室および遅角側油圧室内のオイルが第１油路、第２油路およびＯＣＶ等を経由してオイルパンへ戻されることでバルブタイミング調整装置内の油圧が低下するため、ロックピンが係合孔に係合して第１回転体と第２回転体との相対回動が規制されている（回動規制状態。ロック状態ともいう）。
【０００７】
次にエンジン始動によりオイルポンプが運転されると、オイルがオイルパンからＯＣＶを経由してバルブタイミング調整装置の進角側油圧室あるいは遅角側油圧室に供給される。ロックピンに進角側油圧あるいは遅角側油圧が印加されると、ロックピンが付勢部材の付勢力に抗して押し戻されて係合孔から抜け出るため、第１回転体と第２回転体は進角側油圧あるいは遅角側油圧により所定角度だけ相対回動可能となる（回動規制解除状態。ロック解除状態ともいう）。
【０００８】
ところで、ロックピンの外周面と係合孔の内周面との間には係合を円滑にするための微小クリアランスが設定されている。このため、カムシャフトの交番負荷（反力）によりロックピンの外周面が係合孔の内周面に繰り返し当接することになり、係合孔の機械強度が不足している場合には係合孔の内径が拡大することがある。この場合、初期設定された微小クリアランスが大きくなるため、微小クリアランス内での振動振幅が大きくなり、打音の発生を招くおそれがある。また、ロックピンが係合孔から抜け出てロック解除されるときには、ロックピンの先端角部と係合孔の開口角部とが擦れ合うため、この係合孔の開口角部が摩耗することがある。この場合、摩耗が進んで係合孔が実質的に拡大すると、不用意にロックピンが係合孔内に係合して第１回転体と第２回転体の回動規制状態を招来するおそれがある。
【０００９】
これに対し、特許文献１および特許文献２は、係合孔内に高硬度の別部品を圧入して係合孔の機械強度の向上を図る解決策を提案している。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−３４５８１５公報（図３）
【特許文献２】
特開２００２−５４４０７公報（図４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバルブタイミング調整装置は上述のような構成を有しているので、係合孔内に圧入される新たな別部品を準備する必要があると共に別部品を圧入する新たな組付け工程を増やす必要があり、いずれも製造コストの上昇を招くと共に、組付け精度が低下するという課題があった。
【００１２】
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、新たな部品およびこの部品の組付け工程の追加による製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、第１回転体と第２回転体との相対回動の規制およびその解除の動作信頼性に優れたバルブタイミング調整装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する第１回転体と、吸気または排気カムシャフトの端面に固定されかつ前記第１回転体内に所定角度だけ相対回動可能に配設された第２回転体と、該第２回転体および前記第１回転体のうちいずれか一方に配設されかつ前記第１回転体と前記第２回転体との相対位置が所定位置になったときに前記両回転体の相対回動を規制する回動規制部材と、前記第１回転体および前記第２回転体のうちいずれか他方に形成されかつ前記両回転体の相対回動規制時に前記回動規制部材の係合を受け入れる係合孔とを備え、該係合孔の内表面および該係合孔の開口周辺に表面処理に施すように構成したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるバルブタイミング調整装置の内部構成を示す軸方向断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における径方向断面図であり、図３は図１に示したバルブタイミング調整装置におけるスプロケットの軸方向断面図である。
【００１５】
バルブタイミング調整装置１は、エンジン（図示せず）のクランクシャフト（図示せず）に対してチェーン等の動力伝達部材（図示せず）で連結されて上記クランクシャフトと同期回転する第１回転体１０と、吸気側または排気側カムシャフト（以下、カムシャフトという）２０の一端面にボルト２１で一体に固定されかつ第１回転体１０内に所定角度だけ相対回動可能に配設された第２回転体３０とから概略構成されている。なお、このバルブタイミング調整装置１は、後述するように、第１回転体１０と第２回転体３０との相対回動を規制する回動規制部材を第２回転体３０側にバルブタイミング調整装置１の軸方向に摺動可能に配設し、かつ回動規制部材の係合を許す係合孔を第１回転体１０側に設けた、いわゆる軸方向ロックの構成を有しており、また図２に示すように、クランクシャフト（図示せず）の回転方向Ａにおいて第１回転体１０に対する第２回転体３０の相対位置が最も遅れた最遅角位置で第１回転体１０に対して第２回転体３０を回動規制する、いわゆる最遅角位置ロックタイプである。
【００１６】
第１回転体１０は、クランクシャフト（図示せず）の回転駆動力を受けてクランクシャフト（図示せず）と一体に回転しかつ内側にカムシャフト２０の端面２０ａ近傍の外周面２０ｂに摺接する軸受部１１ａを有するスプロケット１１と、このスプロケット１１に隣接して配設され、内側に半径方向内方へ突出して複数の空間を形成するための複数（この実施の形態１では４つ）のシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄを有するケース１２と、このケース１２の空間を塞ぐカバー１３とから概略構成されており、ボルト１４で一体に締結固定されている。
【００１７】
第２回転体３０は、図２に示すように、カムシャフト２０の端面２０ａにボルト２１で一体に締結固定されたボス部３１とこのボス部３１から半径方向外方へ突出する複数（この実施の形態１では４つ）のベーン３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄを有するロータ（以下、第２回転体３０をロータ３０という）である。ボス部３１の中央部には、ボルト２１の挿通を受け入れる貫通孔３２ａを有する薄肉部３２が設けられており、この薄肉部３２のスプロケット１１側にはカムシャフト２０の端面２０ａおよびその外周面２０ｂに当接する円筒状の凹部３３が設けられており、薄肉部３２のケース１２側にはボルト２１の頭部２１ａを収容する円筒状の凹部３４が設けられている。
【００１８】
ロータ３０のベーン３０ａはケース１２のシュー１２ｄとシュー１２ａとの間に形成された空間を進角側油圧室３５ａと遅角側油圧室３６ａとに区画し、ベーン３０ｂはシュー１２ａとシュー１２ｂとの間に形成された空間を進角側油圧室３５ｂと遅角側油圧室３６ｂとに区画し、ベーン３０ｃはシュー１２ｂとシュー１２ｃとの間に形成された空間を進角側油圧室３５ｃと遅角側油圧室３６ｃとに区画し、ベーン３０ｄはシュー１２ｃとシュー１２ｄとの間に形成された空間を進角側油圧室３５ｄと遅角側油圧室３６ｄとに区画している。
【００１９】
この実施の形態１におけるケース１２のシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄの各先端部には、図２に示すように、進角側油圧室３５ａと遅角側油圧室３６ｂとの間、進角側油圧室３５ｂと遅角側油圧室３６ｃとの間、進角側油圧室３５ｃと遅角側油圧室３６ｄとの間、進角側油圧室３５ｄと遅角側油圧室３６ａとの間の作動油の流動を防止しかつ各室内の圧力を保持するシール手段３７ａ、３７ｂ、３７ｃおよび３７ｄが配設されている。また、ロータ３０のベーン３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄの各先端部には、進角側油圧室３５ａと遅角側油圧室３６ａとの間、進角側油圧室３５ｂと遅角側油圧室３６ｂとの間、進角側油圧室３５ｃと遅角側油圧室３６ｃとの間、および進角側油圧室３５ｄと遅角側油圧室３６ｄとの間の作動油の流動を防止しかつ各室内の圧力を保持するシール手段３７ｅ、３７ｆ、３７ｇおよび３７ｈが配設されている。例えば、シール手段３７ｃは、図１に示すように、可撓性を有する樹脂製のシール部材３８とこのシール部材３８をロータ３０のボス部３１の外周面３１ａに押圧する板ばね３９とから概略構成されており、他のシール手段も同様の構成である。
【００２０】
ロータ３０のベーン３０ａには、図１および図２に示すように、カムシャフト２０の軸方向に延在するロックピン収納孔４０が形成されている。ロックピン収納孔４０内にはエンジン停止時または始動時においてケース１２とロータ３０との相対回動を規制すると共にエンジンの運転時において当該相対回動を許容するロックピン（回動規制部材）４１がロックピン収納孔４０の軸方向に沿って摺動可能に格納されている。ロックピン４１は、いわゆるストレートピンであり、略円柱状のピン本体４１ａとこのピン本体４１ａの底部にピン本体４１ａの軸方向に沿って形成された有底孔４１ｂとから概略構成されている。なお、ロックピン４１のピン本体４１ａの先端面は平坦面ではなく、その中央部分がその周縁部分に比べて矢印Ｚ１方向に若干隆起した曲面となっている。
【００２１】
ロックピン収納孔４０の底部とこれに対向するロックピン４１の有底孔４１ｂとの間には、ロックピン４１を矢印Ｚ１方向に前進するように常に付勢するコイルスプリング４２が配設されている。なお、ロックピン収納孔４０の底部には、カバー１３のロータ３０側端面を介してロックピン収納孔４０とボス部３１の凹部３４とを連通してロックピン４１の矢印Ｚ２方向の後退時にロックピン収納孔４０内に生じる背圧を大気に排出するための背圧ドレン路４３が形成されている。
【００２２】
一方、第１回転体１０の一部を構成するスプロケット１１のロータ３０側端面１１ｂは、図３に示すように、ロータ３０のスプロケット１１側端面３０ｅと面接触して上記各油圧室のオイル漏れを抑制しつつロータ３０の円滑な摺動を確保するために平坦面に形成されている。スプロケット１１の端面１１ｂには、図１および図３に示すように、コイルスプリング４２の付勢力により矢印Ｚ１方向に前進したロックピン４１の係合を受け入れる有底円筒状の係合孔４４が設けられている。係合孔４４の内周面とロックピン４１のピン本体４１ａの外周面とのクリアランスは、例えばバルブタイミング調整装置の中心から係合孔の中心までの距離が約２０ｍｍから約２２ｍｍの範囲にある場合には、例えばｔａｎ０．３°乃至ｔａｎ０．６°の範囲に収まるように設定されている。
【００２３】
係合孔４４内には、ロックピン４１のピン本体４１ａが係合している際にピン本体４１ａの先端面（曲面）と係合孔４４の底部との間に形成されかつ後述のロック解除時にロック解除油圧の供給を受けるロック解除油圧室４４ａが設けられている。
【００２４】
係合孔４４と遅角側油圧室３６ａとの間には、後述のロック解除時にスプロケット１１の端面１１ｂを通って係合孔４４内に係合しているロックピン４１のピン本体４１ａの先端面に作用するロック解除油圧を供給するロック解除油路４５が設けられている。
【００２５】
係合孔４４の内表面、その開口近傍の端面１１ｂおよびロック解除油路４５の係合孔４４近傍部分（以下、被処理領域Ｓ１という）には表面硬度の向上を目的とした表面処理が施されている。表面処理としては、高周波焼入れによる部分焼入れ処理を好適に挙げることができる。この実施の形態１において用いられる高周波焼入れによる部分焼入れ処理は、上記被処理領域Ｓ１に限定し、その部分に対して電磁誘導熱を付与して所定の焼入れ温度に加熱することにより比較的短時間に実施可能であり、係合孔４４等の断面円形孔に対して比較的均等な焼入れ処理が可能である。焼入れ温度は、スプロケット１１を構成する材料、係合孔４４の寸法、必要な機械的強度、焼き入れ温度と焼き歪みとの関係、処理時間等の種々のファクタを総合的に勘案して決められる。
【００２６】
ここで、この発明では、例えばスプロケット１１のような部品全体に対して一般的に行われる全体焼入れ処理を採用せず、部分焼入れ処理を採用する理由を説明する。すなわち、荒加工が施されたスプロケット１１に対して全体焼入れ処理を施すことでスプロケット１１の歯部分や係合孔４４の機械強度を確保することが可能であるが、スプロケット１１の全体に焼き歪みが発生してしまうことになる。ところが、スプロケット１１の端面１１ｂに対しては、上述したように、オイル漏れを抑制する機能とロータ３０の円滑な摺動を確保する機能を発揮するに十分な平面度が要求されている。このため、スプロケット１１全体に対して歪み除去を目的とした仕上げ加工（後加工）を新たに実施しなければならず、従来のバルブタイミング調整装置と同様に、製造コストを大幅に押し上げてしまう不都合が生じる。部分焼入れ処理であれば、上記被処理領域Ｓ１のみの表面硬度を向上させることができると共に、焼き歪みを最小限に抑制でき、被処理領域Ｓ１のうちスプロケット１１の端面１１ｂ側に生じた焼き歪みに対しては端面１１ｂが平坦面であることから平面研磨による研削加工（部分的な仕上げ加工）で済むことから、製造コストの大幅な上昇を招来しないという利点がある。
【００２７】
なお、カムシャフト２０の内部には、進角側油圧室３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄに連通して油圧の給排を行う第１油路４６と、遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄに連通して油圧の給排を行う第２油路４７とが配設されている。これら第１油路４６および第２油路４７にはオイルパン（図示せず）からオイルポンプ（図示せず）により汲み上げられたオイルがＯＣＶ（図示せず）を経由して供給されると共に、エンジン停止時等においては上記進角側油圧室および遅角側油圧室内のオイルが第１油路４６および第２油路４７、ＯＣＶ（図示せず）を経由してオイルパン（図示せず）に戻されるように構成されている。
【００２８】
次に動作について説明する。
まず、エンジンの停止時においては、オイルポンプ（図示せず）が駆動していないため、バルブタイミング調整装置１、第１油路４６や第２油路４７内のオイルはオイルパン（図示せず）に下りている。このとき、バルブタイミング調整装置１内の係合孔４４内にはロック解除油路４５を通じて遅角側油圧室３６ａから油圧が供給されないため、ロックピン４１のピン本体４１の先端面には油圧が作用しない。このため、図１に示すように、ロックピン４１はコイルスプリング４２の付勢力により矢印Ｚ１方向に前進して係合孔４４内に係合している。これにより、スプロケット１１を含む第１回転体１０と第２回転体としてのロータ３０との相対回動が最遅角位置に規制される（ロック状態）。
【００２９】
次にエンジンが始動されてオイルポンプ（図示せず）が駆動され始めると、ＯＣＶ（図示せず）および第２油路４７を経由して遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄに油圧が供給される。各遅角側油圧室内に十分に油圧が供給された状態になると、この遅角側油圧により特にロータ３０のベーン３０ａがケース１２のシュー１２ａに押し付けられて最遅角位置が維持されるようになる。この状態で、遅角側油圧室３６ａからロック解除油路４５を通じて遅角側油圧がロックピン４１のピン本体４１ａの先端面に作用する。ここで、遅角側油圧がコイルスプリング４２の付勢力より大きいロック解除油圧まで上昇すると、ロックピン４１はロック解除油圧により矢印Ｚ２方向に後退して係合孔４４から抜け出る（係合解除）。ここで、ロックピン４１の後退時においては、ロックピン収納孔４０内に生じる背圧が背圧ドレン路４３から大気に排出されるため、ロックピン４１は背圧の影響を受けることなく、ロック解除油圧により円滑に後退することが可能である。上記係合解除により、スプロケット１１を含む第１回転体１０と第２回転体としてのロータ３０との相対回動が許される（ロック解除状態）。
【００３０】
次にエンジン運転中においては、種々の運転状況に瞬時に対応するために、ＯＣＶ（図示せず）および第１油路４６を経由して進角側油圧室３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄにも遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄと相応の油圧を供給することで、ロータ３０を第１回転体１０に対して中間位置に保持する（中間保持制御）。これにより、運転状況に応じてクランクシャフト（図示せず）に対するカムシャフト２０の相対位置（位相）を中間位置から進角側へ、あるいは遅角側へ適宜変更することができる。
【００３１】
次にエンジンを停止させる場合には、制御指令によりＯＣＶ（図示せず）で遅角油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄに油圧を供給し、進角側油圧室３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄ内のオイルをオイルパン（図示せず）に排出する。これにより、第１回転体１０に対して最遅角位置に回動し、ロックピン４１が係合孔４４に対向する。この状態でエンジンの回転が完全に停止し、オイルポンプの回転も停止するため、遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄに残留したオイルもオイルパンに排出される。遅角側油圧室３６ａの遅角側油圧がロック解除油圧より小さくなると、ロックピン４１はコイルスプリング４２の付勢力により矢印Ｚ１方向に前進して係合孔４４に係合し、第１回転体１０とロータ３０との相対回動を規制する（ロック状態）。
【００３２】
このようなロック状態およびロック解除状態を繰り返しても、係合孔４４を含む被処理領域Ｓ１に例えば高周波焼入れによる部分焼入れ処理等の表面処理が施されているので、ロックピン４１の出し入れによる係合孔４４の変形や係合孔４４の開口角部の摩耗を確実に防止することができる。また、被処理領域Ｓ１のうち、第１回転体１０の一部を構成するスプロケット１１の端面１１ｂの一部に焼き歪みが生じても平面研磨による研削加工により除去されて必要な平面度が確保されている。このため、上記端面１１ｂは、エンジン運転中においてロータ３０との間でのオイル漏れを抑制すると共にロータ３０の円滑な摺動を確保することが可能である。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、係合孔４４を含む被処理領域Ｓ１に焼入れ処理を施すように構成したので、従来のバルブタイミング調整装置のように部品点数や部品圧入による工数が増加に伴う製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、ロックピン４１の出し入れによる係合孔４４の変形や係合孔４４の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を被処理領域Ｓ１に付与することができ、これにより第１回転体１０とロータ３０との相対回動の規制およびその解除の動作信頼性を高めることができるという効果がある。
【００３４】
この実施の形態１によれば、係合孔４４を含む被処理領域Ｓ１に対して高周波焼入れによる部分焼入れ処理を施すように構成したので、従来のバルブタイミング調整装置に比べて製造時間の短縮を図ることができると共に、係合孔４４等の断面円形孔に対して比較的均等な焼入れを行うことができるという効果がある。
【００３５】
この実施の形態１によれば、係合孔４４を研削加工可能な平面であるスプロケット１１の端面１１ｂに開口するように構成したので、高周波焼入れによる部分焼入れ処理により当該端面１１ｂに焼き歪みが生じても平面研磨による研削加工により除去されて必要な平面度を確保することができるという効果がある。
【００３６】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるバルブタイミング調整装置の内部構成を示す径方向断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線における軸方向断面図であり、図６は図４に示した係合孔とこの係合孔に係合する回動規制部材を拡大して示す径方向断面図であり、図７は図４に示した係合孔とこの係合孔から係合解除された回動規制部材を拡大して示す径方向断面図である。なお、この実施の形態２の構成要素のうち、実施の形態１の構成要素と共通する部分については同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【００３７】
この実施の形態２の特徴は、実施の形態１と同様に最遅角位置ロックタイプであるが、第１回転体と第２回転体との相対回動を規制する回動規制部材を第１回転体側にバルブタイミング調整装置の径方向に摺動可能に配設し、かつ回動規制部材の係合を許す係合孔を第２回転体側に設けた、いわゆる径方向ロックの構成を有するバルブタイミング調整装置にこの発明を適用する点にある。
【００３８】
ケース１２のシュー１２ａには、このシュー１２ａをケース１２の径方向に貫通するロックピン収納孔５０が形成されている。ロックピン収納孔５０は、ケース１２の外側に位置する大径部５０ａと、ケース１２の内側に位置する小径部５０ｂと、この小径部５０ｂと上記大径部５０ａとを連絡する円環部５０ｃとから概略構成されている。ロックピン収納孔５０内にはロックピン（回動規制部材）５１がロックピン収納孔５０の軸方向に沿って摺動可能に配設されている。ロックピン５１は、ケース１２の内側に位置しかつロックピン収納孔５０の小径部５０ｂ内を摺動する小径部５１ａと、ケース１２の外側に位置しかつロックピン収納孔５０の大径部５０ａ内を摺動する大径部５１ｂと、この大径部５１ｂと上記小径部５１ａとを連絡する円環部５１ｃと、上記大径部５１ｂの底部に形成された有底孔５１ｄとから概略構成されている。ロックピン収納孔５０の円環部５０ｃとロックピン５１の円環部５１ｃとの間には、ロック解除油圧の供給を受けるロック解除油圧室５２が形成されている。
【００３９】
ロックピン収納孔５０の内部のうち、ケース１２の外周面近傍側には有底孔５３ａを有するブッシュ５３が圧入されており、このブッシュ５３はロックピン収納孔５０の軸方向に直交する方向に沿って挿入されたシャフト５４によって位置決め固定されている。ブッシュ５３の有底孔５３ａとこれに対向するロックピン５１の有底孔５１ｄとの間には、ロックピン５１を矢印Ｚ３方向に常に付勢するコイルスプリング５５が配設されている。なお、ブッシュ５３の有底孔５３ａの底部には、ロックピン５１の矢印Ｚ２方向の後退時にロックピン収納孔５０内に生じる背圧を大気に排出するための背圧ドレン路５６が形成されている。
【００４０】
また、ケース１２のシュー１２ａには、第１回転体１０とロータ３０との相対回動規制時において係合孔４４に係合したロックピン５１とブッシュ５３との間に形成される背圧室５７と遅角側油圧室３６ｂとを連絡する蓄圧油路５８が形成されている。さらに、ケース１２のシュー１２ａには、ロック解除油圧室５２と進角側油圧室３５ａとを連絡するロック解除油路５９が形成されている。
【００４１】
一方、ロータ３０のボス部３１の外周面３１ａには、ロータ３０が第１回転体１０に対して最遅角位置となる位置に、上記ロックピン５１の小径部５１ａの係合を受け入れる係合孔４４が形成されている。この係合孔４４の内表面およびその開口近傍の外周面３１ａ（以下、被処理領域Ｓ２という）には、実施の形態１と同様に表面硬度の向上を目的とした高周波焼入れによる部分焼入れ処理（表面処理）が施されている。
【００４２】
ロータ３０のボス部３１の外周面３１ａとケース１２のシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄの各内周面との間には所定のクリアランスＣ１が設定されており、両面は実質的に摺接しない。なお、進角側油圧室３５ａと遅角側油圧室３６ｂとの間、進角側油圧室３５ｂと遅角側油圧室３６ｃとの間、進角側油圧室３５ｃと遅角側油圧室３６ｄとの間および進角側油圧室３５ｄと遅角側油圧室３６ａとの間の作動油の漏れはシール手段３７ａ、３７ｂ、３７ｃおよび３７ｄによりそれぞれ阻止されている。同様に、ケース１２の内周面１２ｅとロータ３０のベーン３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄの各外周面との間には所定のクリアランスＣ２が設定されており、両面も実質的に摺動しない。なお、進角側油圧室３５ａと遅角側油圧室３６ａとの間、進角側油圧室３５ｂと遅角側油圧室３６ｂとの間、進角側油圧室３５ｃと遅角側油圧室３６ｃとの間および進角側油圧室３５ｄと遅角側油圧室３６ｄとの間の作動油の漏れはシール手段３７ｅ、３７ｆ、３７ｇおよび３７ｈによりそれぞれ阻止されている。
【００４３】
この実施の形態２では、上述のように、ロータ３０のボス部３１の外周面３１ａとケース１２のシュー１２ａの内周面との間に所定のクリアランスＣ１が設定されているので、上記被処理領域Ｓ２に対して行われる高周波焼入れによる部分焼入れ処理によってボス部３１の外周面３１ａ上に焼き歪みが生じても、その焼き歪みが上記クリアランスＣ１内に収まるものであれば、実施の形態１で行われる研磨加工等の部分的な仕上げ加工を施す必要はなく、実施の形態１に比べて工数を削減することが可能となる。
【００４４】
次に動作について説明する。
まず、エンジンの停止時においては、オイルポンプ（図示せず）が駆動していないため、バルブタイミング調整装置１、第１油路４６や第２油路４７内のオイルはオイルパン（図示せず）に下りている。このとき、バルブタイミング調整装置１内のロック解除油圧室５２にはロック解除油路５９を通じて進角側油圧室３５ａから油圧が供給されないため、ロックピン５１の円環部５１ｃには油圧が作用しない。このため、図４、図５および図６に示すように、ロックピン５１はコイルスプリング５５の付勢力により矢印Ｚ３方向に前進して係合孔４４内に係合している。これにより、スプロケット１１を含む第１回転体１０と第２回転体としてのロータ３０との相対回動が最遅角位置に規制される（ロック状態）。
【００４５】
次にエンジンが始動されてオイルポンプ（図示せず）が駆動され始めると、ＯＣＶ（図示せず）および第２油路４７を経由して遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄに油圧が供給される。ここで、遅角側油圧室３６ｂの遅角側油圧が蓄圧油路５８を介して背圧室５７に供給されて生じた背圧はコイルスプリング５５の付勢力と共に、ロックピン５１の不用意な抜けを防止する。
【００４６】
次にＯＣＶ（図示せず）および第１油路４６を経由して進角側油圧室３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄにも遅角側油圧室３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３６ｄと相応の油圧が供給され始めると、進角側油圧室３５ａからの進角側油圧がロック解除油路５９を通じてロック解除油圧室５２にも供給される。進角側油圧がコイルスプリング５５の付勢力および上記背圧の総和より大きいロック解除油圧まで上昇すると、ロックピン５１はロック解除油圧により矢印Ｚ４方向に後退して係合孔４４から抜け出る（係合解除）。ここで、ロックピン５１の後退時においては、蓄圧油路５８がロックピン５１の大径部５１ｂの外周面で塞がれると、ロックピン収納孔５０内に生じる背圧が背圧ドレン路５６から効率よく大気に排出されるため、ロックピン５１は蓄圧油路５８の閉塞以後、背圧の影響を受けることなく、ロック解除油圧により円滑に後退することが可能である。上記係合解除により、スプロケット１１を含む第１回転体１０と第２回転体としてのロータ３０との相対回動が許される（ロック解除状態）。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、ケース１２のシュー１２ａに対してクリアランスＣ１を介して対向するロータ３０のボス部３１の外周面３１ａに形成された係合孔４４に高周波焼入れによる部分焼入れ処理を施すように構成したので、従来のバルブタイミング調整装置のように部品点数や部品圧入による工数が増加に伴う製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、ロックピン５１の出し入れによる係合孔４４の変形や係合孔４４の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を被処理領域Ｓ２に付与することができるという実施の形態１と同様の効果の他に、ボス部３１の外周面３１ａ上に焼き歪みが生じても、その焼き歪みが上記クリアランスＣ１内に収まるものであれば、実施の形態１で行われる研磨加工等の部分的な仕上げ加工を施す必要はなく、実施の形態１に比べて工数を削減することができるという効果がある。
【００４８】
この実施の形態２では、第２回転体としてのロータ３０側に係合孔４４を設けるようにしたが、第１回転体１０側に係合孔４４を設ける構成においてもこの発明を適用することが可能である。
【００４９】
実施の形態３．
この実施の形態３の特徴は、実施の形態１または実施の形態２における係合孔の内表面およびこの係合孔の開口周辺（被処理領域）に対する表面処理として酸化皮膜形成処理を用いた点にある。即ち、第１回転体および第２回転体のうち、いずれか一方に形成された係合孔の内表面および該係合孔の開口周辺（被処理領域）に対してアルマイト（登録商標）処理等の酸化皮膜形成処理を施すことで、回動規制部材の出し入れによる係合孔の変形や係合孔の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を被処理領域に付与するものである。
【００５０】
ここで、アルマイト（登録商標）処理は、係合孔が形成された部材がアルミニウムである場合に、アルミニウムを陽極酸化して耐食性の酸化皮膜を形成する公知の表面処理技術である。アルマイト（登録商標）処理を施す場合には、例えば係合孔内に蓚酸、硫酸またはクロム酸水溶液等の電解液を入れて電解処理し、電解直後に被処理領域の表面上に生じた多孔性の酸化アルミニウム（α―Ａｌ２Ｏ３）に沸騰水または過熱蒸気を当てることによって上記多孔性の酸化アルミニウムを封孔し、これにより耐食性に優れかつ高い機械強度および表面硬度を有するベーマイト（γ―Ａｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ）の皮膜を形成する。
【００５１】
以上のように、この実施の形態３によれば、被処理領域に酸化皮膜形成処理を施すように構成したので、実施の形態１または実施の形態２と同様に、従来のバルブタイミング調整装置のように部品点数や部品圧入による工数が増加に伴う製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、回動規制部材の出し入れによる係合孔の変形や係合孔の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を被処理領域に付与することができ、これにより第１回転体と第２回転体との相対回動の規制およびその解除の動作信頼性を高めることができるという効果がある。
【００５２】
上記各実施の形態では、最遅角位置ロックタイプのバルブタイミング調整装置について説明したが、この発明は他の最進角位置ロックタイプあるいは中間位置ロックタイプのバルブタイミング調整装置にも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する第１回転体と、吸気または排気カムシャフトの端面に固定されかつ前記第１回転体内に所定角度だけ相対回動可能に配設された第２回転体と、該第２回転体および前記第１回転体のうちいずれか一方に配設されかつ前記第１回転体と前記第２回転体との相対位置が所定位置になったときに前記両回転体の相対回動を規制する回動規制部材と、前記第１回転体および前記第２回転体のうちいずれか他方に形成されかつ前記両回転体の相対回動規制時に前記回動規制部材の係合を受け入れる係合孔とを備え、該係合孔の内表面および該係合孔の開口周辺に表面処理に施すように構成したので、従来のバルブタイミング調整装置のように部品点数や部品圧入による工数が増加に伴う製造コストの上昇および組付け精度の低下を招くことなく、回動規制部材の出し入れによる係合孔の変形や係合孔の開口角部の摩耗に耐えるに十分な機械強度または表面硬度を上記係合孔の内表面および該係合孔の開口周辺に付与することができ、これにより第１回転体と第２回転体との相対回動の規制およびその解除の動作信頼性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるバルブタイミング調整装置の内部構成を示す軸方向断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における径方向断面図である。
【図３】図１に示したバルブタイミング調整装置におけるスプロケットの軸方向断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるバルブタイミング調整装置の内部構成を示す径方向断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における軸方向断面図である。
【図６】図４に示した係合孔とこの係合孔に係合する回動規制部材を拡大して示す径方向断面図である。
【図７】図４に示した係合孔とこの係合孔から係合解除された回動規制部材を拡大して示す径方向断面図である。
【符号の説明】
１  バルブタイミング調整装置、１０  第１回転体、１１  スプロケット、１１ａ  軸受部、１１ｂ  端面、１２  ケース、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄシュー、１３  カバー、１４  ボルト、２０  カムシャフト、２０ａ  端面、２０ｂ  外周面、２１  ボルト、２１ａ  頭部、３０  ロータ（第２回転体）、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  ベーン、３１  ボス部、３１ａ  外周面、３２  薄肉部、３２ａ  貫通孔、３３，３４  凹部、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ  進角側油圧室、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ  遅角側油圧室、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈ  シール手段、３８  シール部材、３９  板ばね、４０  ロックピン収納孔、４１  ロックピン（回動規制部材）、４１ａ  ピン本体、４１ｂ  有底孔、４２  コイルスプリング、４３  背圧ドレン路、４４  係合孔、４４ａ  ロック解除油圧室、４５  ロック解除油路、４６  第１油路、４７  第２油路、５０  ロックピン収納孔、５０ａ  大径部、５０ｂ  小径部、５０ｃ  円環部、５１  ロックピン、５１ａ  小径部、５１ｂ  大径部、５１ｃ  円環部、５１ｄ  有底孔、５２  ロック解除油圧室、５３  ブッシュ、５３ａ  有底孔、５４  シャフト、５５  コイルスプリング、５６  背圧ドレン路、５７  背圧室、５８  蓄圧油路、５９  ロック解除油路、Ｓ１、Ｓ２  被処理領域、Ｃ１，Ｃ２  クリアランス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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