(57)【要約】【課題】  駆動要素としての強度を確保しつつ、位相器全体の重量を低減できる可変カムタイミング位相器を提供する。【解決手段】  少なくとも一つのカムシャフト１２０を有する内燃機関のための可変カムタイミング位相器であって、駆動力を受け入れるための外周を有し、第１の材料（例えばアルミニウム）から構成されるハウジング１０４と、ハウジング１０４内に同軸に配置されたカムシャフト１２０に連結されるロータ１０２と、ハウジング１０４の外周に同軸に配置され、第２の材料（例えば鋼）から構成される駆動要素１０８とを設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのカムシャフトを有する内燃機関のための可変カムタイミング位相器であって、
駆動力を受け入れるための外周を有し、第１の材料から構成されるハウジングと、
ハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに連結されるロータと、
ハウジングの外周に同軸に配置され、第２の材料から構成された駆動要素と、
を備えた可変カムタイミング位相器。
【請求項２】
請求項１において、
ロータが第１の材料から構成されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項３】
請求項１において、
第１の材料がアルミニウムまたはマグネシウムである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項４】
請求項１において、
第２の材料が鋼である、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項５】
請求項１において、
駆動要素がスプロケットである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項６】
請求項１において、
駆動要素がギヤである、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項７】
請求項１において、
第１および第２のカバープレートをさらに備えた可変カムタイミング位相器。
【請求項８】
請求項１において、
駆動要素がハウジング上で軸方向中央に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項９】
請求項１において、
ハウジングが、外周に沿って環状に形成された溝を有している、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１０】
請求項９において、
駆動要素が溝に挿入されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１１】
請求項９において、
溝が、ハウジングの前側縁部および後側縁部の間で軸方向中央に配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【請求項１２】
請求項９において、
溝が、ハウジングの前側縁部および後側縁部のいずれかに隣接して配置されている、
ことを特徴とする可変カムタイミング位相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ：variable camshaft timing）システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、ハウジングおよび駆動要素が異なる材料から構成されている可変カムシャフトタイミングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）システムの位相器においては、駆動要素およびハウジングが一つの鋼製部材から製作されている。一つ以上の部材からスプロケットおよびその他のエンジン部品を製作するためのいくつかの方法は、ＶＣＴ位相器に関するものではないが、米国特許第 6,283,076号に示されている。
【０００３】
当該米国特許は、金属製のハブおよびリム部を形成して、ハブおよびリム部間の間隙にエラストマー材料つまりラバーを射出成形することによって、力学的応答性を有する（compliant）スプロケットを形成する方法について開示している。また、熱が加えられており、単一の応答性スプロケットに帰着するように、ラバーが所定位置で加硫されている。
【０００４】
米国特許第 5,722,295号は、焼結金属製のインサートリングを配置し、樹脂を射出成形し、或る特性が得られるように熱処理することによってギヤの外側部分および歯部を形成することにより、射出成形されたクランクシャフトギヤについて開示している。
【０００５】
米国特許第 5,333,668号は、鉄製インサートの表面を金属製接合材料の薄い層でコーティングすることにより、インサートが溶融アルミニウムと一体化される方法について開示している。他の実施例では、アルミニウム製または鉄製ライナー・インサートが予め加熱されてエンジン内に配置されており、溶融アルミニウムは、ライナーの外側面を囲繞するように型内に注入されている。
【０００６】
特開平１１−２００８１９号公報は、合成樹脂から形成されるとともに、射出成形によって金属製スプロケットと一体に形成された、インテークバルブおよびエグゾーストバルブを駆動するオーバヘッドカムシャフト（ＯＨＣ）エンジンのカムシャフトについて開示している。
【０００７】
他の解決法は、特開平６−２２５５０５号公報に示されており、当該公報は、スロット穴に注入されたアルミニウムや、誘導モータのロータ穴のリング形状について開示している。
【０００８】
特開２０００−２９７６１４号公報は、ギヤおよびハウジングが回転するように、インテークカムシャフトに一体に設けられたギヤおよびハウジングについて開示している。ギヤおよびハウジング間においてチャンバ内に収容されたベーンロータは、一体に回転するように、インテークカムシャフトの端部に固定されている。ハウジングおよびロータは、アルミニウム製である。ベーンロータおよびハウジング間には、薄い鋼製シートが配置されている。
【特許文献１】米国特許第6,283,076号明細書
【特許文献２】米国特許第5,722,295号明細書
【特許文献３】米国特許第5,333,668号明細書
【特許文献４】特開平１１−２００８１９号公報
【特許文献５】特開平６−２２５５０５号公報
【特許文献６】特開２０００−２９７６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、駆動要素としての強度を確保する一方、駆動要素およびハウジングが単一の材料から構成されていた従来の位相器に比べて、位相器全体を軽量化できる可変カムタイミング位相器を提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、少なくとも一つのカムシャフトを有する内燃機関のための可変カムタイミング位相器であって、駆動力を受け入れるための外周を有し、第１の材料から構成されるハウジングと、ハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに連結されるロータと、ハウジングの外周に同軸に配置され、第２の材料から構成された駆動要素とを備えている。
【００１１】
請求項２の発明では、ロータが第１の材料から構成されている。
【００１２】
請求項３の発明では、第１の材料がアルミニウムまたはマグネシウムである。
【００１３】
請求項４の発明では、第２の材料が鋼である。
【００１４】
請求項５の発明では、駆動要素がスプロケットである。
【００１５】
請求項６の発明では、駆動要素がギヤである。
【００１６】
請求項７の発明では、第１および第２のカバープレートをさらに備えている。
【００１７】
請求項８の発明では、駆動要素がハウジング上で軸方向中央に配置されている。
【００１８】
請求項９の発明では、ハウジングが、外周に沿って環状に形成された溝を有している。
【００１９】
請求項１０の発明では、駆動要素が溝に挿入されている。
【００２０】
請求項１１の発明では、溝が、ハウジングの前側縁部および後側縁部の間で軸方向中央に配置されている。
【００２１】
請求項１２の発明では、溝が、ハウジングの前側縁部および後側縁部のいずれかに隣接して配置されている。
【００２２】
本発明によれば、少なくとも一つのカムシャフトを有する内燃機関のための可変カムタイミング位相器は、ハウジング、ロータおよび駆動要素を備えている。ハウジングは、駆動力を受け入れるための外周部に環状に形成された溝を有しており、第１の材料から構成されている。
【００２３】
環状の溝は、ハウジングの前側縁部および後側縁部間において軸方向中央に配置されており、あるいは、ハウジングの前側縁部または後側縁部のいずれかに隣り合って配置されている。ロータは、ハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに連結されている。
【００２４】
駆動要素は、第２の材料から構成されており、ハウジングの外周回りに同軸に配置されている。第１の材料はアルミニウムまたはマグネシウムであり、第２の材料は鋼である。駆動要素は、ギヤまたはスプロケットである。駆動要素は、ハウジング上で軸方向中央に配置されている。
【００２５】
このように本発明によれば、駆動要素およびハウジングが異なる材料から構成されるので、駆動要素としての強度を確保しつつ、位相器全体を軽量化することが可能になる。
【００２６】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、可変カムタイミング位相器において、ハウジングおよび駆動要素を異なる材料から構成するようにしたので、駆動要素としての強度を確保する一方、ハウジングおよび駆動要素が単一の材料から構成されている場合に比べて、位相器全体を軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、ハウジング１０４が第１の材料から構成されるとともに、周方向に形成された溝１１４に挿入された挿入部を有する可変カムタイミング位相器を示している。溝１１４は、ハウジング１０４の前側縁部および後側縁部間において、ハウジング１０４の外周部の軸方向中央に配置されている。
【００２９】
溝１１４は、駆動要素１０８を受け入れている。駆動要素１０８は、第２の材料から構成されている。駆動要素１０８は、駆動力を受け入れるように用いられており、タイミングギヤが用いられる場合にはギヤであり、タイミングチェーンまたはタイミングベルトが用いられる場合にはスプロケットである。
【００３０】
ハウジング１０４は、ロータ１０２を囲繞しており、ロータ１０２は、ハウジング１０４内に同軸に配置されたカムシャフト１２０への連結部である取付フランジ１１０を提供している。ロータ１０２は、その概略が示されており、詳細は示されていないが、スプール１１２の形状および位置が示されている。
【００３１】
第１の材料は、好ましくは、アルミニウム、マグネシウム、またはその他の軽量の材料、あるいはプラスチックである。第２の材料は、第１の材料よりも高強度の材料であって、好ましくは鋼である。ロータ１０２はまた、ハウジング１０４と同じ第１の材料から構成されている。カバープレート１０６は、ハウジング１０４の双方の側に配置されている。
【００３２】
図６は、図１の６−６線断面図であって、ロータ１０２のベーン１１６を受け入れるチャンバ１１８を形成するための、ロータ１０２に対するハウジング１０４の関係を示している。図６はまた、係合機構１２２，１２４の例を示している。この係合機構１２２，１２４は、半径方向、軸方向および回転方向の保持を容易にする任意の半径方向部材である。
【００３３】
係合機構１２２，１２４は、参照符号１２２で示すように、駆動要素１０８からハウジング１０４内に延びており、あるいは、参照符号１２４で示すように、ハウジング１０４から駆動要素１０８に延びている。なお、係合機構１２２，１２４の形状は、図６に示すものには限定されない。
【００３４】
係合機構１２２，１２４は、ハウジング１０４の外周に沿って連続して配置されていてもよいし、あるいは、ハウジング１０４の外周の回りに一つまたはそれ以上の係合機構を間隔を隔てて配置するようにしてもよい。図６に示す係合機構１２２，１２４は、本発明の実施例のいずれに設けられていてもよい。
【００３５】
図２は、ハウジング２０４が第１の材料から構成されるとともに、周方向に形成された溝２１４に挿入された挿入部を有する第２の実施例を示している。溝２１４は、ハウジング２０４の前側縁部または後側縁部のいずれかに隣接している。溝２１４は、駆動要素２０８を受け入れている。
【００３６】
駆動要素２０８は、第２の材料から構成されている。駆動要素２０８は、駆動力を受け入れるように用いられており、タイミングギヤが用いられる場合にはギヤであり、タイミングチェーンまたはタイミングベルトが用いられる場合にはスプロケットである。
【００３７】
ハウジング２０４は、ロータ２０２を囲繞しており、ロータ２０２は、ハウジング２０４内に同軸に配置されたカムシャフト２２０への連結部である取付フランジ２１０を提供している。ロータ２０２は、その概略が示されており、詳細は示されていないが、スプール２１２の形状および位置が示されている。
【００３８】
第１の材料は、好ましくは、アルミニウム、マグネシウム、またはその他の軽量の材料、あるいはプラスチックである。第２の材料は、第１の材料よりも高強度の材料であって、好ましくは鋼である。ロータ２０２はまた、ハウジング２０４と同じ第１の材料から構成されている。カバープレート２０６は、ハウジング２０４の双方の側に配置されている。
【００３９】
図３は、駆動要素３０８がハウジング３０４の前側縁部および後側縁部間においてハウジング３０４の外周の中央に配置された本発明の他の実施例を示している。ハウジング３０４は第１の材料から構成されており、駆動要素３０８は第２の材料から構成されている。
【００４０】
駆動要素３０８は、駆動力を受け入れるように用いられており、タイミングギヤが用いられる場合にはギヤであり、タイミングチェーンまたはタイミングベルトが用いられる場合にはスプロケットである。
【００４１】
ハウジング３０４は、ロータ３０２を囲繞しており、ロータ３０２は、ハウジング３０４内に同軸に配置されたカムシャフト３２０への連結部である取付フランジ３１０を提供している。ロータ３０２は、その概略が示されており、詳細は示されていないが、スプール３１２の形状および位置が示されている。
【００４２】
第１の材料は、好ましくは、アルミニウム、マグネシウム、またはその他の軽量の材料、あるいはプラスチックである。第２の材料は、第１の材料よりも高強度の材料であって、好ましくは鋼である。ロータ３０２はまた、ハウジング３０４と同じ第１の材料から構成されている。カバープレート３０６は、ハウジング３０４の双方の側に配置されている。
【００４３】
図４は、ハウジング４０４が第１の材料から構成されるとともに、周方向に形成された溝４１４に挿入された挿入部を有する第４の実施例を示している。溝４１４は、ハウジング４０４の外周に沿って幅方向全体に形成されており、ハウジング４０４の前側縁部および後側縁部間に延びている。
【００４４】
溝４１４は、駆動要素４０８を受け入れている。駆動要素４０８は、第２の材料から構成されている。駆動要素４０８は、駆動力を受け入れるように用いられており、タイミングギヤが用いられる場合にはギヤであり、タイミングチェーンまたはタイミングベルトが用いられる場合にはスプロケットである。
【００４５】
ハウジング４０４は、ロータ４０２を囲繞しており、ロータ４０２は、ハウジング４０４内に同軸に配置されたカムシャフト４２０への連結部である取付フランジ４１０を提供している。ロータ４０２は、その概略が示されており、詳細は示されていないが、スプール４１２の形状および位置を含んでいる。
【００４６】
第１の材料は、好ましくは、アルミニウム、マグネシウム、またはその他の軽量の材料、あるいはプラスチックである。第２の材料は、第１の材料よりも高強度の材料であって、好ましくは鋼である。ロータ４０２はまた、ハウジング４０４と同じ第１の材料から構成されている。カバープレート４０６は、ハウジング４０４の双方の側に配置されている。
【００４７】
図５は、図４の５−５線断面図であって、ロータ４０２のベーン４１６を受け入れるチャンバ４１８を形成するための、ロータ４０２に対するハウジング４０４の関係を示している。
【００４８】
以上のように、本実施例によれば、ハウジングがアルミニウムなどの軽量の第１の材料から構成され、駆動要素が鋼などの高強度の第２の材料から構成されるので、駆動要素としての強度を確保しつつ、位相器全体の重量を低減できるようになる。
【００４９】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【００５０】
したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例の概略図である。
【図３】本発明の第３の実施例の概略図である。
【図４】本発明の第４の実施例の概略図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図１の６−６線断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０２：  ロータ
１０４：  ハウジング
１０６：  カバープレート
１０８：  駆動要素
１１４：  溝
１２０：  カムシャフト
【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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