(57)【要約】【課題】切削加工が必要な部位を削減でき、かつ製造の自由度を向上させることができるバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】クランクシャフトからの動力伝達用ギア及び中心にシャフト挿通穴を有するハウジング５と、内側に複数の突起状のシュー３ａを有し、シュー３ａ間で油圧室を形成するケース３と、ケース３の一端側の開口を塞ぐカバー４とを有する第１回転体１と、シュー３ａ間に位置させて油圧室を進角油圧室と遅角油圧室とに区画する複数のベーン２ｂを有し、第１回転体１内で回動可能であり、吸気又は排気のカムシャフトに固定される第２回転体２とを備え、第２回転体２を組み付けたケース３の両側の開口を塞ぐように配置したカバー４とハウジング５をケース３と一体に固定したバルブタイミング調整装置において、ケース３とカバー４を焼結接合により一体化した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトからの動力伝達用ギア及び中心にシャフト挿通穴を有するハウジングと、内側に複数の突起状のシューを有し、前記シュー間で油圧室を形成するケースと、前記ケースの一端側の開口を塞ぐカバーとを有する第１回転体と、前記シュー間に位置させて前記油圧室を進角油圧室と遅角油圧室とに区画する複数のベーンを有し、前記第１回転体内で回動可能であり、吸気又は排気のカムシャフトに固定される第２回転体とを備え、前記第２回転体を組み付けた前記ケースの両側の開口を塞ぐように配置した前記カバーと前記ハウジングを該ケースと一体に固定したバルブタイミング調整装置において、
前記ケースと前記カバーを焼結接合により一体化し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】
ケースとカバーを互いに異なる材料で構成した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】
ハウジングより板厚の薄いカバーとケースとを焼結接合したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン等の内燃機関（以下、エンジンと称す）における吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミング調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バルブタイミング調整装置は、大まかに分けると第１回転体及び第２回転体より構成される。第１回転体は、クランクシャフトからの動力伝達用ギア及び中心にシャフト挿通穴を有するハウジング、内側に複数の突起状のシューを有しシュー間で油圧室を形成するケース、及びケースの開口部を塞ぐカバーの三者を一体に固定してクランクシャフトと一体回転する。
【０００３】
また、第２回転体は、油圧室をそれぞれ進角油圧室と遅角油圧室とに分ける複数のベーンを有しており、組み付けた第１回転体内で所定角度だけ回動可能である。吸気又は排気のカムシャフトと一体に固定されている。上述した油圧室には、エンジン摺動部分へ油を供給するオイルポンプの油圧が給排され、この油圧により第１回転体に対する第２回転体の相対位置が制御されるように構成されている。
【０００４】
ここで、従来のバルブタイミング調整装置における第１回転体は、軸方向の両端を開放した筒状ケースをカバーとハウジングで挟み込むように配置し、ボルトによりカバー、ケース及びハウジングを一体に締結固定する構造が一般的である。この場合、ボルト締結箇所によってはカバーの外周端部に反りが生じ、カバーとケースとの当接部分にクリアランスが発生してオイル漏れが起こる場合がある。
【０００５】
上述のようなカバーの反りを軽減するには、締結ボルトの数を増やしたり、反りが生じない程度にカバーを厚くすることが考えられるが、製造上の自由度を制限する上、コスト的にも不利である。また、高硬度材料をカバーに使用することも考えられるが、ボルトによる締結固定では、性能や装着上の制約によりオイル漏れの低減が困難な場合もある。
【０００６】
このような不具合を解決するものとして、例えば特許文献１に開示されるバルブタイミング調整装置がある。このバルブタイミング調整装置では、アルミダイカスト等によりケースとカバーを一体成形することにより、カバーとケースの間でのクリアランスの発生を無くしオイル漏れを防止している。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１１７７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されるバルブタイミング調整装置では、アルミダイカスト等によりケースとカバーを一体成形する。図５は、アルミダイカスト等により成形されたケース及びカバーの一体成形部品を示す図であり、カムシャフトの軸方向に沿った断面図である。図５に示すように、ケースとカバーを一体化したお椀状の部品１００をアルミダイカスト等による成形で製造する場合、金型を成形品から抜くためのテーパ部１００ａを形成する必要がある。
【０００９】
このため、一体成形後の部品１００をバルブタイミング調整装置に組み込むためには、切削加工を施してテーパ部１００ａを全て取り除かなければならず、加工コストがかかるという課題があった。一体成形の場合、カバーとケースが不可避的に同一材料となるため、製造の自由度が制限される。
【００１０】
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、切削加工が必要な部位を削減でき、かつ製造の自由度を向上させることができるバルブタイミング調整装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、クランクシャフトからの動力伝達用ギア及び中心にシャフト挿通穴を有するハウジングと、内側に複数の突起状のシューを有し、シュー間で油圧室を形成するケースと、ケースの一端側の開口を塞ぐカバーとを有する第１回転体と、シュー間に位置させて油圧室を進角油圧室と遅角油圧室とに区画する複数のベーンを有し、第１回転体内で回動可能であり、吸気又は排気のカムシャフトに固定される第２回転体とを備え、第２回転体を組み付けたケースの両側の開口を塞ぐように配置したカバーとハウジングを該ケースと一体に固定したバルブタイミング調整装置において、ケースとカバーを焼結接合により一体化したものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ケースとカバーを焼結接合により一体化したので、バルブタイミング調整装置からのオイル漏れを飛躍的に削減することができるという効果がある。また、ケースとカバーを別個に作成することができるため、一体に成形した場合における金型抜きテーパを形成する必要がなく、大幅に切削部位を削減することができる。さらに、固相で接合できるので、焼結部品の高い寸法精度を維持することができる。さらに、異種材料間も接合できるので、カバーに使用可能な材料の範囲が拡大し、製造の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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図であり、軸方向の断面を示している。また、図２は、図１中のＡ−Ａ線での径方向の断面図であり、第１回転体に対して第２回転体が最遅角位置にある状態を示している。図３は、図１中のＡ−Ａ線での径方向の断面図であり、第１回転体に対して第２回転体が最進角位置にある状態を示している。
【００１４】
実施の形態１によるバルブタイミング調整装置は、エンジン（図示せず）のクランクシャフトとチェーンを介して同期回転する第１回転体１と、第１回転体１内に設けられ、かつ図示しない吸気又は排気カムシャフト（以下、カムシャフトと称す）の端面に一体に固定された第２回転体２とを備える。
【００１５】
第１回転体１は、図２に示すように、軸方向の両端が開放された筒状を有し、該筒状の径方向の内側に突出した複数のシュー３ａが形成されたケース３と、ケース３の開放された一端を塞ぐカバー４と、ケース３の他端側を塞ぐハウジング５とを備える。なお、ケース３とカバー４とは、図１中に太線で示すように焼結接合により一体に固定されており、ハウジング５はボルト６によりケース３に締結固定される。
【００１６】
第２回転体２は、ボス部２ａと、ボス部２ａの外周部から径方向外側に突出した複数のベーン２ｂとを有する。この第２回転体２では、ハウジング５の中心穴５ａ、この穴５ａに連通するボス部２ａの軸方向に形成した挿入孔１ａにカムシャフトが挿入され、このカムシャフトの挿入側端面に図示しないワッシャを介して孔部１ｂ側から挿入したセンターボルト（図示せず）でボス部２ａが締結される。これにより、第２回転体２とカムシャフトが一体に固定される。
【００１７】
ベーン２ｂは、シュー３ａにより区画された複数の内空間を、第２回転体２を第１回転体１に対して進角側に相対回動させるときに油圧供給を受ける進角油圧室７と、第２回転体２を第１回転体１に対して遅角側に相対回動させるときに油圧供給を受ける遅角油圧室８とに区画している。
【００１８】
各進角油圧室７には、油圧を給排する進角油路９が連通し、各遅角油圧室８には、油圧を給排する遅角油路１０が連通している。ベーン２ｂには、ケース３の内周面と接触する外周面に進角油圧室７と遅角油圧室８のオイル漏れを防止するシール１１が挿入され、径方向外側に板バネ１２で付勢されている。なお、ベーン２ｂの外周面と接触するシュー３ａの端面は、進角油圧室７と遅角油圧室８との間におけるオイルの流動を阻止するためにクリアランスを微少にしているが、別個にシール手段を設けることで対処してもよい。
【００１９】
ケース３のいずれかのシュー３ａには、径方向に内側から外側に貫通する収納孔１３が形成されている。この収納孔１３内には往復摺動可能な略円柱形状のロックピン１４、ロックピン１４を常に径方向内側に付勢する圧縮バネ１５、圧縮バネ１５の一端を係止するストッパ１６が設けられている。ストッパ１６は、圧縮バネ１５の付勢力を受けて収納孔１３から外側に脱落しないように抜け止めピン１７によりケース３に一体化されている。また、ストッパ１６の中央には、外部との連通穴１６ａが設けられている。
【００２０】
ボス部２ａの外周面には、第１回転体１に対する第２回転体２の相対位置が最遅角位置にあるとき、ロックピン１４が圧縮バネ１５の付勢力により径方向内側に前進して嵌合する嵌合孔１８が形成されている。この嵌合孔１８には、解除油路１９が連通している。
【００２１】
なお、上述では、径方向に形成した収納孔にロックピン１４を設ける例を説明したが、第１回転体１の軸方向に平行にベーン２ｂに形成した収納孔に該収納孔内で往復摺動可能なロックピンを設け、この摺動方向に設けた嵌合孔にロックピンが嵌合することで、ロータの相対回動を制御するように構成しても良い。
【００２２】
次に動作について説明する。
第１回転体１に対する第２回転体２の相対位置が最遅角位置にあるとき、ロックピン１４は、圧縮バネ１５の付勢力により嵌合孔１８に嵌合している。
進角動作の場合、解除油路１９を介して嵌合孔１８に油圧が供給され、ロックピン１４の先端部に受圧される。ロックピン１４は、圧縮バネ１５の付勢力に抗して収納孔１３内を径方向外側に摺動し、嵌合孔１８との嵌合状態が解除される。ロックピン１４の嵌合状態が解除された第２回転体２は、進角油路９を介して進角油圧室７内にオイルが供給され、遅角油圧室８内のオイルが遅角油路１０を介して排出されることにより、進角側に相対回動する。
【００２３】
遅角動作の場合、遅角油路１０を介して遅角油圧室８内にオイルが供給され、進角油圧室７内のオイルが進角油路９を介して排出されることにより遅角側に相対回動する。ここで、第１回転体１に対する第２回転体２の相対位置が最遅角位置になると、ロックピン１４は、圧縮バネ１５の付勢力により収納孔１３内を径方向内側に摺動し、嵌合孔１８に嵌合する。
【００２４】
次にケース３とカバー４の焼結接合について説明する。
本実施の形態１では、ケース３とカバー４を別個に作成した後、これらを所定の組み合わせ位置に配置し、焼結炉内でケース３とカバー４の融点以下の温度で加熱して焼結と同時に固相のまま接合する。この焼結接合では、接合すべき部材の当接部において原子レベルで拡散（金属分子の拡散）が起こり、欠陥のない強固な接合を実現することができる。
【００２５】
このようにケース３とカバー４が強固に接合することから、カバー４の外周端部が多少反っても、ケース３とカバー４の接合部からオイルが漏れることがない。また、ケース３とカバー４を別々に作成してから焼結接合するため、アルミダイカスト等でケースとカバーを一体成形する場合と異なり、ケース３の内壁に金型抜きテーパを設ける必要が無く、切削部位の大幅な削減が可能である。また、固相で接合できるので、溶融接合と比較して高い寸法精度を維持することができる。
【００２６】
さらに、焼結結合では、異種材料間の接合が可能である。この特性を利用して、例えば高強度材料でない汎用の鉄材やアルミ材の薄い部材を使用することも可能である。また、板金のプレス成形で作成した部材をカバー４として焼結部品のケース３に焼結接合するようにしてもよい。この場合、カバー４において、第１回転体１の軸方向に形状が一様でない皿ねじ部（図１のボルト６の頭が嵌るテーパ状の孔部）の作成も容易である。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、ケース３とカバー４を焼結接合により一体化したので、バルブタイミング調整装置からのオイル漏れを飛躍的に削減することができる。ケース３とカバー４を別個に作成することができるため、一体に成形した場合における金型抜きテーパを形成する必要がなく、大幅に切削部位を削減することができる。また、固相で接合できるので、焼結部品の高い寸法精度を維持することができる。さらに、異種材料間も接合できるので、カバーに使用可能な材料の範囲が拡大し、製造の自由度を向上させることができる。例えば、カバー４についてのみ、ケース３とは異なる高強度材料でない汎用の鉄材やアルミ材の薄い部材を使用することも可能である。
【００２８】
なお、上記実施の形態１では、板厚の薄いカバー４側から挿入したボルト６でハウジング５を締結する例を示したが、図４に示すように、板厚の厚いハウジング側より挿入したボルト６で、ケース３とハウジング５を締結するように構成しても良い。この場合、シュー３ａに形成したボルトの挿通穴６ａをねじ穴とすることが必要である。
【００２９】
また、上記実施の形態１では、ハウジング５より板厚の薄いカバー４とケース３を焼結接合により一体化する例を示したが、カバー４よりハウジング５の方が板厚が薄い場合、ケース３とハウジング５との間を焼結接合するように構成しても良い。この構成では、ケース３と板厚の薄い側のハウジング５とを異なる材料で作成できるので、例えば板厚の薄い側の部材に高強度材料でない汎用の鉄材やアルミ材の薄い部材を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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図である。
【図２】第１回転体に対して第２回転体が最遅角位置にあるバルブタイミング調整装置の図１中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】第１回転体に対して第２回転体が最進角位置にあるバルブタイミング調整装置の図１中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】実施の形態１によるバルブタイミング調整装置の他の構成例を示す図である。
【図５】アルミダイカスト等により成形されたケース及びカバーの一体成形部品を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  第１回転体、１ａ  挿入孔、２  第２回転体、２ａ  ボス部、２ｂ  ベーン、３ａ  シュー、３  ケース、４  カバー、５  ハウジング、６  ボルト、７  進角油圧室、８  遅角油圧室、９  進角油路、１０  遅角油路、１１  シール、１２  板バネ、１３  収納孔、１４  ロックピン、１５  圧縮バネ、１６  ストッパ、１７  抜け止めピン、１８  嵌合孔、１９  解除油路。
【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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