(57)【要約】　【課題】　筒状ハウジングの変形を防止する。作動油の漏れを少なくして作動応答性を高める。　【解決手段】　外周にスプロケット部３を有する筒状ハウジング８を焼結によって成形する。筒状ハウジング８に、カムシャフト１に連結したベーン部材５を収容配置し、ベーン部材５の羽根部１４の両側に進角油圧室１５と遅角油圧室１６を設ける。各油圧室１５，１６に適宜油圧を給排することで筒状ハウジング８とカムシャフト１の回転位相を変化させる。筒状ハウジング８全体を焼結によって形成し、後にスプロケット部３に転造を施してその部分をハウジング本体部よりも高密度化する。スプロケット部３で筒状ハウジング８全体の変形を防止することができるうえ、転造時に焼結による変形を矯正することができる。　【選択図】　図１
2004144102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトからチェーンによって駆動力を伝達されるタイミングスプロケットが外周に焼結によって一体に成形された筒状ハウジングと、
　外周に機関弁を作動させるための駆動カムを有する一方で前記筒状ハウジングが必要に応じて相対回転できるように組み付けられ、前記タイミングスプロケットから動力を伝達されて従動回転するカムシャフトと、
　このカムシャフトに一体に取付けられ、前記筒状ハウジングの内面に軸方向に沿って密接する羽根部を有するベーン部材と、このベーン部材の羽根部の一側面と他側面に夫々臨む進角油圧室及び遅角油圧室とを備え、供給油圧に応じて前記タイミングスプロケットとカムシャフトの回転位相を変更する位相変更機構と、
　この位相変更機構への供給油圧を制御する油圧制御手段と、
を備えたバルブタイミング制御装置において、
　前記筒状ハウジングのスプロケット部をハウジング本体部よりも高密度に形成したことを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記筒状ハウジングのスプロケット部を転造によってハウジング本体部よりも高密度に形成したことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、エンジンの吸気弁や排気弁の開閉タイミングを運転条件に応じて制御するためのバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングスプロケットと、外周に駆動カムを有するカムシャフトとの組付角を回動操作することにより、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを可変制御するバルブタイミング制御装置が従来より案出されており、この技術は、例えば、特許文献１等に開示されている。
【０００３】
　この公報に記載のバルブタイミング制御装置は、カムシャフトの端部にベーン部材を一体に取付ける一方で、外周にタイミングスプロケットを一体に形成した筒状ハウジングの内部に複数の隔壁部を設け、前記ベーン部材を筒状ハウジングの内部に収容してベーン部材の羽根部とその両側の隔壁部との間に進角油圧室と遅角油圧室を形成すると共に、この各油圧室に対しエンジンの運転状態に応じて適宜油圧を吸排するようになっている。したがって、進角油圧室と遅角油圧室の一方に高圧の作動油が供給されると、筒状ハウジングとベーン部材が一方に相対回転することによってタイミングスプロケットとカムシャフトの回転位相が変化し、その結果、吸気弁や排気弁の開閉タイミングが変更される。
【特許文献１】特開平９-３２４６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　ところで、上記のようなバルブタイミング制御装置においては、位相変更手段を構成するベーン部材等を油圧によって作動させるため、筒状ハウジング内における作動油の漏れを厳格に管理しなければ装置の作動応答性を高めることはできない。したがって、各構成部品は製造精度を高めることによって作動油の漏れを無くす必要があるが、比較的大型の部品である筒状ハウジングは製造時や実使用時に変形を来し易い。
【０００５】
　とりわけ、筒状ハウジングとタイミングスプロケットを焼結によって一体形成することが近年検討されているが、このとき筒状ハウジングは焼結時の温度収縮等によって樽形状に変形しやすく、この樽形状の変形を無くすことが一つの課題となっている。また、筒状ハウジングとタイミングスプロケットを焼結によって形成する場合には、成形品の密度をある程度以上に高めることが難しく、スプロケット部の強度や成形精度を充分に高めることができない。
【０００６】
　そこで本発明は、筒状ハウジングの製造時や実使用時における変形を確実に防止でき、作動油の漏れが少なく作動応答性の高いバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　上述した課題を解決するための手段として、本発明は、筒状ハウジングのスプロケット部をハウジング本体部よりも高密度に形成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
　以上のように本発明によれば、筒状ハウジングの製造時や実使用時における変形を防止して、作動油の漏れを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
　図１，図２において、１は、エンジンの吸気側のカムシャフトである。このカムシャフト１は、図外のシリンダヘッドに軸受を介して回転自在に支持されると共に、その基幹部の外周に、機関弁としての吸気弁を開閉するための図外の駆動カムが設けられている。バルブタイミング制御装置２はこのカムシャフト１の一端側に設けられている。
【００１１】
　バルブタイミング制御装置２は、図外のクランクシャフトにチェーン（図示せず。）を介して連係されるタイミングスプロケット３が外周に一体に形成されたハウジング部材４と、一端部にこのハウジング部材４が必要に応じて回動できるように組み付けられた前記カムシャフト１と、このカムシャフト１の一端に一体に組み付けられ前記ハウジング部材４の内部に回動自在に収容されたベーン部材５と、このベーン部材５をハウジング部材４に対しエンジンの運転状態に応じて正逆回転させるべく油圧を吸排する油圧制御手段６と、前記カムシャフト１に作用する回転変動トルクに伴なうベーン部材５の変動を規制するロック機構７と、を備えている。
【００１２】
　前記ハウジング部材４は、外周面の軸方向略中央に前記タイミングスプロケット３が一体に形成された筒状ハウジング８と、この筒状ハウジング８の前後の端面に複数のボルト９によって結合された円板状のフロントカバー１０及びリヤカバー１１を備えており、筒状ハウジング８の内周面には、図２に示すように、円周方向にほぼ９０°間隔で断面台形状の仕切壁１２が４つ突設されている。
【００１３】
　一方、前記ベーン部材５は、カムシャフト１の端部に結合された略円柱状の胴部１３と、この胴部１３の外周面に放射状に突設された４つの羽根部１４を備えており、胴部１３はハウジング部材４の軸心位置に配置され、各羽根部１４は筒状ハウジング８の隣接する仕切壁１２，１２間に配置されている。そして、ベーン部材５の各羽根部１４の一方側の側面とそれに対峙する仕切壁１２との間は進角油圧室１５とされ、各羽根部１４の他方側の側面とそれに対峙する仕切壁１２との間は遅角油圧室１６とされている。
【００１４】
　そして、ベーン部材５の胴部１３からカムシャフト１にかけては、各進角油圧室１５に作動油を吸排する第１油圧通路１７と、各遅角油圧室１６に作動油を吸排する第２油圧通路１９が夫々形成されており、これらの通路１７，１９には、供給通路２０とドレン通路２１が夫々流路切換用の電磁切換弁２２を介して接続されている。前記供給通路２０には、オイルパン２３内の油を圧送するオイルポンプ２４が設けられており、ドレン通路２１の端部は前記オイルパン２３内に連通している。また、電磁切換弁２２はコントローラ２５によって制御されるが、このコントローラ２５には、エンジンの運転状態を示す各種信号が入力されるようになっている。
【００１５】
　尚、この実施形態の場合、油圧制御手段６は、以上のコントローラ２５、電磁切換弁２２、オイルポンプ２４、オイルパン２３等によって構成され、位相変更機構は、ベーン部材５とその各羽根部１４の両側に配置された進角油圧室１５及び遅角油圧室１６によって構成されている。
【００１６】
　一方、ロック機構７は、エンジン始動時等にベーン部材５が遅角側に回動制御されているときにハウジング部材４とベーン部材５の相対的な回動を機械的にロックするものであり、ベーン部材５の一つの羽根部１４に軸方向に沿って進退自在に収容支持されたロックピン２６と、このロックピン２６を突出方向（リヤカバー１１方向）に付勢するばね部材２７と、リヤカバー１１の内側面の設定位置に配置され、ベーン部材５がハウジング部材４に対して遅角側に最大に変位した位置でロックピン２６の先端が嵌合されるロック穴２８とを備えている。尚、ロック穴２８の底部は進角油圧室１５に連通し、ロックピン２６の嵌合時に、その先端部に進角油圧室１５の油圧が作用するようになっている。
【００１７】
　ここで、ハウジング部材４を構成する前記筒状ハウジング８は全体が焼結によって形成され、そのうちのタイミングスプロケット３部分だけが部分的に高密度に形成されている。
【００１８】
　以下、この筒状ハウジング８の具体的な製造方法について図３〜図５を参照して説明するが、以下では筒状ハウジング８上のタイミングスプロケット３部分をスプロケット部３と呼び、他の部分をハウジング本体部８ａと呼ぶものとする。
【００１９】
　まず、所定の成形型に粉末金属を充填してハウジング本体部８ａとスプロケット部３を含む全体形状を燒結によって形成する。こうして形成される焼結体ｗは、特に、スプロケット部３の歯面が最終形状よりも若干大きく形成される。
【００２０】
　次に、この焼結体ｗに対し再圧縮等を施した後に、その焼結体ｗを図３，図４に示すような変形防止用の治具３０に取付け、その治具３０と共に図５に示すような転造装置３１にセットして、焼結体ｗのスプロケット部３に対して転造を行う。
【００２１】
　前記治具３０は、焼結体ｗのハウジング本体部８ａの内側に嵌合される本体ブロック３０ａと、焼結体ｗを嵌合した本体ブロック３０ａの軸方向両側に配置されてハウジング本体部８ａの軸方向両端を挟持する一対のサイドブロック３０ｂ，３０ｃとから成り、両サイドブロック３０ｂ，３０ｃはハウジング本体部８ａに対して軸心が合致するように本体ブロック３０ａを介してセンタリングされている。
【００２２】
　そして、本体ブロック３０ａの外形はハウジング本体部８ａの内側形状にほぼ沿って形成されているが、本体ブロック３０ａはハウジング本体部８ａを嵌合セットする際に同本体部８ａの内側面全域に当接するのではなく、外力に対して変形を生じ易い薄肉部８ｂ、つまり、ベーン部材５の羽根部１４の収容される窪み部分にのみ当接するようになっている。したがって、本体ブロック３０ａはハウジング本体部８ａの薄肉部８ｂに当接する部分の成形精度を出すだけで良く、その分低コストでの製造が可能となっている。
【００２３】
　また、転造装置３１は、外周に歯面を切られた駆動ダイス３２と従動ダイス３３とを備え、前述のように焼結体ｗをセットした治具３０をこの両ダイス３２，３３間に配置して転造を行うようになっている。即ち、最初に治具３０にセットした焼結体ｗのスプロケット部３を駆動ダイス３２の歯面に噛合して同ダイス３２を駆動回転させ、その後に駆動ダイス３２を焼結体ｗと共に従動ダイス３３方向に移動させてスプロケット部３をさらに従動ダイス３３の歯面に噛合する。そして、こうして駆動ダイス３２と従動ダイス３３をスプロケット部３に押し付けて回転を続けることにより、スプロケット部３の転造を行うことができる。
【００２４】
　この転造装置３１によって転造を施された焼結体ｗは、スプロケット部３の歯面を押圧されるために、スプロケット部３の全体の密度が高められるが、その一方で転造装置３１のダイス３２，３３の歯面の当接しないスプロケット部３の側部等には若干の余肉ができる。このため、焼結体ｗの転造を終えた後には余肉部の切削除去を行う。
【００２５】
　そして、最後に焼結体に対して熱処理等の最終加工を施す。
【００２６】
　つづいて、このバルブタイミング制御装置の作動について説明する。
【００２７】
　電磁切換弁２２の操作によって遅角油圧室１６に高圧の作動油が供給されたときには、ベーン部材５がハウジング部材４に対して最遅角位置に回動変位し、ロックピン２６がハウジング部材４のロック穴２８に係合して、ベーン部材５がハウジング部材４に対して機械的にロックされる。このため、図外のクランクシャフトからハウジング部材４のスプロケット部３に入力された回転駆動力は、最遅角状態で機械的に結合されたハウジング部材４とベーン部材５を介してカムシャフト１に伝達され、図外の駆動カムを介して吸気弁を遅角タイミングで開閉する。
【００２８】
　また、この状態から電磁切換弁２２の操作によって進角油圧室１５が供給通路２０に連通し、遅角油圧室１６がドレン通路２１に連通するようになると、進角油圧室１５に導入される高圧の作動油がロック穴２８を通してロックピン２６の先端に作用し、ロックピン２６がこの作動油の圧力を受けて後退する。こうしてロックピン２６が後退すると、ロックピン２６とロック穴２８の係合が解除され、ベーン部材５がハウジング部材４に対して最進角位置まで回動変位する。吸気弁はこれによって進角タイミングで開閉されるようになる。
【００２９】
　このバルブタイミング制御装置２においては、筒状ハウジング８全体が焼結によって形成されるものの、チェーンを通して駆動力の入力されるスプロケット部３は部分的に高密度にされているため、強度と製造精度は実使用に耐えられるほどに充分に高くなっている。
【００３０】
　また、筒状ハウジング８のハウジング本体部８ａは高密度にされていないものの、ハウジング本体部８ａの軸方向略中央でその周域を囲繞するスプロケット部３が高密度化されて強度を高められているため、ハウジング本体部８ａには変形が生じにくい。
【００３１】
　そして、このバルブタイミング制御装置２は、筒状ハウジング８のスプロケット部３を高密度に形成するに際して、スプロケット部３に対して転造を施すようにしているため、製造後にハウジング本体部８ａに変形を生じにくくなるばかりでなく、ハウジング本体部８ａの焼結時の変形をも矯正することができる。
【００３２】
　即ち、筒状ハウジング８を焼結によって形成したときには、ハウジング本体部８ａに図６Ａに示すような樽形状の変形が生じ易い。しかし、焼結後にスプロケット部３に転造を施すと、その転造時の大きな荷重がスプロケット部３を通してハウジング本体部８ａの軸方向略中央に作用するため、このときハウジング本体部８ａの軸方向略中央の膨らみが自動的に矯正される。
【００３３】
　特に、この製造方法においては、ハウジング本体部８ａの内周側に変形防止用の治具３０を嵌合して転造を行っているため、転造に伴なうハウジング本体部８ａの過大な変形をも確実に防止することができる。
【００３４】
　したがって、この実施形態のバルブタイミング制御装置２においては、ベーン部材５が密接する筒状ハウジング８の内周面に変形が生じることがないため、ベーン部材５と筒状ハウジング８の間のシール性を高く維持することができ、その結果、入力に対しての作動応答性を高めることができる。
【００３５】
　次に、上記の実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【００３６】
　（イ）　エンジンのクランクシャフトからチェーンによって駆動力を伝達されるタイミングスプロケットが一体に設けられた筒状ハウジングと、外周に機関弁を作動させるための駆動カムを有する一方で前記筒状ハウジングが必要に応じて相対回転できるように組み付けられ、前記タイミングスプロケットから動力を伝達されて従動回転するカムシャフトと、前記筒状ハウジング内に設けられ、供給油圧に応じて前記タイミングスプロットとカムシャフトの回転位相を変更する位相変更機構と、この位相変更機構への供給油圧を制御する油圧制御手段と、を備えたバルブタイミング制御装置において、前記筒状ハウジングのスプロケット部をハウジング本体部よりも高密度に形成したことを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【００３７】
　この発明の場合、ハウジング本体部の周域に配置されるスプロケット部が高密度に形成されるため、チェーンが係合されるスプロケット部の強度と精度が高まると共に、スプロケット部によってハウジング本体部の変形も抑えられる。
【００３８】
　この発明は、ハウジング本体部の周域に配置されるスプロケット部を高密度に形成したため、チェーンが係合されるスプロケット部の強度と精度を充分に高めることができると共に、この強度を高められたスプロケット部によってハウジング本体部の変形を防止することにより、筒状ハウジングの内部での作動油の漏れを可及的に少なくして装置の作動応答性を確実に高めることができる。そして、この発明はスプロケット部のみを高密度に形成するためにハウジング本体部の成形が容易となり、その分、低コストでの製造が可能になる。
【００３９】
　（ロ）　筒状ハウジングのスプロケット部をハウジング本体部の軸方向略中央に形成したことを特徴とする前記（イ）に記載のバルブタイミング制御装置。
【００４０】
　この発明の場合、スプロケット部がハウジング本体部の軸方向両側の変形を均等に抑えるようになる。この発明は、スプロケット部によってハウジング本体部の変形を軸方向の略中央で抑えることができるため、ハウジング本体部の一部に偏った変形ができるのを防止し、筒状ハウジング内部での作動油の漏れをより確実に防止することができる。
【００４１】
　（ハ）　位相変更機構は、カムシャフトに一体に取付けられ、筒状ハウジングの内面に軸方向に沿って密接する羽根部を有するベーン部材と、このベーン部材の羽根部の一側面と他側面に夫々臨む進角油圧室及び遅角油圧室と、を備えた構成とされていることを特徴とする（イ）または（ロ）に記載のバルブタイミング制御装置。
【００４２】
　この発明の場合、ベーン部材が筒状ハウジングの内面に軸方向に沿って密接するため、ハウジング本体部が密度の高いスプロケット部によって軸方向の変形を抑えられることにより、油圧室間の作動油の漏れが効果的に抑制される。この発明は、特に、強度を高められたスプロケット部によってハウジング本体部の軸方向の変形を防止することにより、筒状ハウジングの内面に軸方向に沿って密接するベーン部材のシール性を高めることができるため、筒状ハウジング内における油圧室間の作動油の漏れをより効果的に防止することができる。
【００４３】
　（ニ）　請求項１〜３のいずれかに記載のバルブタイミング制御装置を製造する方法において、筒状ハウジングのハウジング本体部とスプロケット部とを焼結によって一体に形成した後、その焼結体のスプロケット部を転造によって高密度化することを特徴とするバルブタイミング制御装置の製造方法。
【００４４】
　この発明の場合、転造時のスプロケット部外側からの加圧により、焼結に伴なうハウジング本体部の樽形状の変形が矯正される。この発明は、転造時のスプロケット部外側からの加圧により、焼結に伴なうハウジング本体部の樽形状の変形を矯正することができるため、極めて簡単な製造方法でありながら、製造時における筒状ハウジングの変形を確実に防止し、筒状ハウジング内での作動油の漏れをより確実に防止することができる。
【００４５】
　（ホ）　焼結体のスプロケット部を転造した後に、転造に伴なう余肉発生部を切削除去することを特徴とする前記（ニ）に記載のバルブタイミング制御装置の製造方法。
【００４６】
　この発明の場合、転造に伴って発生した余肉が除去されて全体の製造精度が高まる。この発明は、転造に伴なって発生した余肉を除去することによって筒状ハウジングの製造精度を高めることができる。
【００４７】
　（ヘ）　焼結体のスプロケット部を転造する際に、ハウジング本体部内に変形防止用の治具を挿入することを特徴とする前記（ニ）または（ホ）に記載のバルブタイミング制御装置の製造方法。
【００４８】
　この発明の場合、スプロケット部の転造に伴なうハウジング本体部の径方向内側方向の過大な変形が変形防止用の治具によって阻止される。この発明は、スプロケット部の転造時におけハウジング本体部の径方向内側方向の過大変形を変形防止用の治具によって阻止することができるため、極めて簡単な方法でありながら筒状ハウジングの製造精度をより高めることができる。
【００４９】
　（ト）　変形防止用の治具をハウジング本体部の薄肉部のみに当接させることを特徴とする前記（ヘ）に記載のバルブタイミング制御装置の製造方法。
【００５０】
　この発明の場合、変形防止用の治具が転造時に主に変形するハウジング本体部の薄肉部に当接し、ハウジング本体部の過大な変形を阻止することとなる。この発明は、変形防止用の治具のうちの、ハウジング本体部の薄肉部に当接する部分だけを高い精度で成形すれば良いため、変形防止用の治具の成形が容易になり、その分、治具を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図４】同実施形態を示す図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図５】同実施形態を示す正面図。
【図６】同実施形態を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１…カムシャフト
２…バルブタイミング制御装置
３…スプロケット部
５…ベーン部材（位相変更機構）
６…油圧制御手段
８…筒状ハウジング
８ａ…ハウジング本体部
８ｂ…薄肉部
１４…羽根部
１５…進角油圧室（位相変更機構）
１６…遅角油圧室（位相変更機構）
３０…治具
ｗ…焼結体
【図１】
2004144102.tif 000003
【図２】
2004144102.tif 000004
【図３】
2004144102.tif 000005
【図４】
2004144102.tif 000006
【図５】
2004144102.tif 000007
【図６】
2004144102.tif 000008