JP2000002106A - 内燃機関用バルブタイミング可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータとハウジングの軸芯合わせを行うため
に、カバーとは別部品の芯出し用部材を必要とするた
め、部品点数が多く、コスト高となり、また、芯出し用
部材は加工精度が要求されるため、加工工数の増加によ
り加工コストも高くなる。 【解決手段】 ハウジング３に組み付けられるロータ４
の端面に当接してハウジング３に固定されるカバー７に
係合凸部１８を設け、この係合凸部１８をロータ４の軸
穴凹部４２に嵌め込み係合させることにより、ロータ４
とハウジング３が同一軸芯上に位置決めされる構成とし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の運転
条件に応じて吸気弁と排気弁の一方もしくは両方の開閉
タイミングを変化させるための内燃機関用バルブタイミ
ング可変装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、例えば特開平８−１２１１２２
号公報に開示された従来の内燃機関用バルブタイミング
可変装置を示す断面図、図４は図３のハウジングとロー
タの断面図である。図において、１は内燃機関の回転に
同期して回転駆動されるカムシャフト、２はそのカムシ
ャフト１に設けられて内燃機関の吸気弁もしくは排気弁
の開閉タイミングを油圧制御により変化させるバルブタ
イミング可変装置としてのアクチュエータ、３はアクチ
ュエータ２のハウジングであり、このハウジング３は前
記カムシャフト１に対して回転自在に嵌め込まれてい
る。

【０００３】４は前記カムシャフト１に嵌め込み連結さ
れて当該カムシャフト１と同期回転するベーン式のロー
タ、４ａ，４ｂはそのロータ４のベーン、５はロータ４
の端部に対し同軸上に嵌合された円筒突出部材（支持部
材）であり、この円筒突出部材５は、前記ロータ４に圧
入等で挿入固定される。

【０００４】７は前記ハウジング３の端部にボルト８で
固定したカバー（フロントプレート）、７ａはそのカバ
ー７のボス部であり、このボス部７ａに前記円筒突出部
材５が回転可能に嵌合支持されている。９，１０は前記
ハウジング３の内周面と前記ロータ４のベーン４ａ，４
ｂ先端との間に設けられた微少なクリアランスである。

【０００５】次に、内燃機関用バルブタイミング可変装
置の主要部の組み立てについて説明する。まず、ロータ
４の端部に円筒突出部材５を圧入等の手段で嵌合して締
着固定し、この状態のロータ４をハウジング３内に回転
自在に嵌め込み、前記円筒突出部材５をカバー７のボス
部７ａに回転自在に軸受させ、そのカバー７を前記ハウ
ジング３の端面に当接させてボルト８で固定することに
より、前記ハウジング３とロータ４と円筒突出部材５と
カバー７とをユニット化した内燃機関用バルブタイミン
グ可変装置が組み立てられる。その組み立ての際、前記
ロータは、そのベーン先端と前記ハウジング３の内周面
との間にクリアランス９，１０が適正に設定されたフロ
ーティング状態となるように、ハウジング３とロータ４
と円筒突出部材５とカバー７との正確な芯出しを行う必
要がある。そして、組立後の内燃機関用バルブタイミン
グ可変装置は、ボルト６にて、前記円筒突出部材５およ
びロータ４を介してカムシャフトに締結組み付けられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用バル
ブタイミング可変装置は以上のように構成されているの
で、ハウジング３にロータ４を軸受させるために当該ロ
ータ４とは別部品の円筒突出部材５を必要とし、このた
め、部品点数が多くなってコスト高となり、しかも、前
記円筒突出部材５はロータ４の端部に嵌め込み整合させ
なければならず、その整合性を得るためには前記ロータ
４の軸穴凹部に対する円筒突出部材５の圧入が不可欠と
なり、その圧入のためには前記ロータ４と前記円筒突出
部材５の加工精度が要求されるなど、加工工程が増え、
加工コストも高くなり、また、前記ロータ４に対する圧
入工程が不可欠であるため、その円筒突出部材５の組み
付け工数も増えるなどの課題があった。特に、前記ロー
タ４はハウジング３に対してフローティング状態に保持
させる必要があるため、ハウジング３に対するロータ４
の組み付け時に、ハウジング３とロータ４とカバー７の
芯出し（軸芯合わせ）が非常に難しく、その軸芯ズレが
生じると、エンジン系統のカムシャフト１に対する組み
付けが不可能になるという課題があった。

【０００７】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、従来の円筒突出部材のようなロー
タとは別部品を必要とせずに、ロータをカバーによって
ハウジングに対し同軸上に位置決め保持させることがで
きるようにして、部品点数の減少および加工精度の緩和
およびコスト低減を図ることができ、且つ、芯出し精度
の高い内燃機関用バルブタイミング可変装置を得ること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
用バルブタイミング可変装置は、内燃機関の回転に同期
して回転駆動されるカムシャフトと、このカムシャフト
に対して回転自在に嵌め込まれるハウジングと、前記カ
ムシャフトに同期回転可能に嵌め込まれて前記ハウジン
グに組付けられ、且つ、片側端面にオイル通路形成用の
凹部を軸穴と同軸上に有するロータと、このロータの端
面に当接して前記ハウジングに固定されるカバーとを備
えた内燃機関用バルブタイミング可変装置において、前
記カバーは、前記ロータの軸穴凹部に嵌め込まれ当該ロ
ータを前記ハウジングに対して同軸芯上に位置決めする
芯出し用の係合凸部を有しているものである。

【０００９】

【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による内
燃機関用バルブタイミング可変装置をカムシャフトと軸
ボルトとの関係で示す断面図、図２は図１の内燃機関用
バルブタイミング可変装置をロータ部分で断面した断面
図であり、図３および図４と同一または相当部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。図１において、３
１はハウジング３の軸穴、３２はハウジング３の軸方向
の一端部外周に一体的に形成されたタイミングプーリ用
のスプロケット部であり、このスプロケット部３２に
は、内燃機関のクランクシャフトからの回転駆動力がタ
イミングチェーンを介して伝達されるようになってい
る。３３はハウジング３の軸方向の他端部周縁に設けら
れた環状凸部であり、この環状凸部３３は前記軸穴３１
と同軸上に形成されている。

【００１０】４１ａはロータ４の小径軸穴、４１ｂはロ
ータ４の大径軸穴であり、両軸穴４１ａ，４１ｂにより
ロータ４の軸穴４１を構成している。この大径軸穴４１
ｂは、前記ハウジング３の軸穴３１と同一径又は多少大
きめに形成されている。４２はロータ４に設けられた軸
穴凹部であり、この軸穴凹部４２は、通常、前記ロータ
４に設けられているもので、当該ロータ４の軸穴４１と
同軸上の大径環状に形成されている。１１は前記軸穴凹
部４２に嵌合保持されたプレート、１２はそのプレート
１１の軸穴、１３は前記プレート１１によって前記軸穴
凹部４２内に仕切り形成されたオイル通路、１４はハウ
ジング３に取り付けられた筒状のケース、１５，１６は
そのケース１４の軸方向両端部の外周に形成された環状
の切欠部であり、その一方の切欠部１５が前記環状凸部
３３の内側に嵌め込まれ、この状態の前記ケース１４内
に前記ロータ４が回転自在に嵌め込まれている。

【００１１】７は前記ケース１４の端部に取り付けられ
た環状のカバー、１７はそのカバー７に設けられた外周
側の環状凸部であり、この環状凸部１７は前記ケース１
４の他方の切欠部１６に嵌合されている。１８は前記カ
バー７の内周縁部に設けられた芯出し用の係合凸部であ
り、この係合凸部１８は前記ロータ４の軸穴凹部４２に
嵌め込まれ、この状態において、ハウジング３とケース
１４とカバー７がボルト８で共締めされ、ロータ４はケ
ース１４に対して相対的に回転可能となっている。ここ
で、前記ケース１４は前記ハウジング３の一部を構成す
るものである。

【００１２】１９はカムシャフト１の軸受、２０はカム
シャフト１にアクチュエータ２を組み付けセットするた
めの軸ボルト、２１はケース１４とロータ４との間に介
在させたチップシールであり、このチップシール２１
は、ケース１４とロータ４によって区切られる油圧室間
の油の移動を防止する。２２はケース１４とチップシー
ル２１との間に配置されたバックスプリングであり、こ
のバックスプリング２２はチップシール２１をロータ４
に押し付ける板バネから成っており、そのバックスプリ
ング２２によって、前記ロータ４は、前記ケース１４の
内周面との間に僅かなクリアランスが生じるように弾性
的に保持されている。

【００１３】２３はロータ４に設けられたプランジャ用
のホルダ、２４はハウジング３に摺動可能に設けられて
前記ホルダ２３に嵌め込み係合させるためのプランジ
ャ、２５はそのプランジャ２４を前記ホルダ２３に対す
る係合方向に付勢するスプリング、２６は前記ロータ４
に設けられて前記ホルダ２３内に作動油を導入するプラ
ンジャ油路であり、このプランジャ油路２６からホルダ
２３内に導入された作動油で前記プランジャ２４を前記
スプリング２５に抗して移動させることにより、ホルダ
２３に対するプランジャ２４のロックが解除されるよう
になっている。２７はハウジング３に設けられてプラン
ジャ２４のスプリング２５側を常時大気圧にするための
空気穴である。

【００１４】図２において、４３〜４６は前記ロータ４
に外径方向へ凸設された第１〜第４のベーンであり、こ
れらのベーン４３〜４６の先端は前記ケース１４の内周
面と摺接するようになっており、それらの先端摺接部に
はチップシール４７がそれぞれ設けられている。

【００１５】１４１〜１４４は前記ケース１４の内周面
に周方向へ等間隔で凸設された複数（図では４個）のシ
ュー、１４５はそれらのシュー１４１〜１４４に設けら
れたボルト穴であり、これらのボルト穴１４５に図１中
のボルト８が螺合され、これによって、ハウジング３と
ケース１４とカバー７が同期回転するようになってい
る。また、前記シュー１４１〜１４４のそれぞれの突端
は、前記ロータ４の中心胴部に摺接するようになってお
り、それらの突端摺接部には、図１で述べたチップシー
ル２１が取り付けられ、このチップシール２１は図１中
のバックスプリング２２でロータ４の中心胴部に押し付
けられている。

【００１６】５１はロータ４の第１〜第４のベーン４３
〜４６を遅角方向に回転させるための遅角油圧室、５２
は前記第１〜第４のベーン４３〜４６を進角方向に回転
させるための進角油圧室であり、この遅角油圧室５１お
よび進角油圧室５２は、前記ケース１４とロータ４との
間でケース１４のシュー１４１〜１４４とロータ４の各
ベーン４３〜４６との間に扇状に形成されている。

【００１７】５３は第１のベーン４３に設けられて当該
第１のベーン４３の両側の遅角油圧室５１と進角油圧室
５２とを連通する連通油路、５４は連通油路５３の途中
に凹設された移動溝であり、この移動溝５４の途中に図
１中のプランジャ油路２６が連通している。５５は移動
溝５４内を移動するスライドプレートであり、このスラ
イドプレート５５によって前記連通油路５３が分断さ
れ、遅角油圧室５１と進角油圧室５２との間で油漏れが
生じないようにしている。また、スライドプレート５５
は、遅角油圧室５１の油圧が高いとき、進角油圧室５２
側に移動し、進角油圧室５２の油圧が高いとき、遅角油
圧室５１側に移動するものである。

【００１８】次に、アクチュエータ２の組み立てについ
て説明する。まず、ハウジング３の環状凸部３３に対す
るケース１４の切欠部１５の嵌め込み後に、そのハウジ
ング３とロータ４との間にホルダ２３とプランジャ２４
を組み込む。そして、ロータ４をケース１４内に嵌め込
んだ後、ケース１４内の各シュー１４１〜１４４とロー
タ４の中心胴部との間にチップシール２１とバックスプ
リング２２を組み込み、且つ、ロータ４の各ベーン４３
〜４６とケース１４の内周面との間にもチップシール４
７をそれぞれ組み込む。これにより、ロータ４は前記バ
ックスプリング２２によってケース１４内に弾性的に保
持された状態となる。

【００１９】このようにして、ロータ４とケース１４お
よびチップシール２１，４７とバックスプリング２２と
をユニット化したならば、前記ケース１４の他方端部の
切欠部１６にカバー７の外周側の環状凸部１７を、且
つ、カバー７の内周側の係合凸部１８をロータ４の軸穴
凹部４２にそれぞれ嵌め込み整合させる。この状態で前
記ハウジング３とケース１４とカバー７とをボルト８で
共締めすることにより、アクチュエータ２が組み立てら
れる。

【００２０】このようなアクチュエータ２の組み立ての
際、上述のように、ケース１４の一方端部の切欠部１５
がハウジング３端部の環状凸部３３内に嵌め込まれるこ
とにより、まず、ハウジング３とケース１４とが同一軸
芯上に組み付けられる。また、その組み付け後に、カバ
ー７の外周側の環状凸部１７が前記ケース１４の他方端
部の切欠部１６に、且つ、カバー７の内周側の係合凸部
１８がロータ４端部の軸穴凹部４２にそれぞれ嵌め込み
係合されることにより、ハウジング３およびケース１４
に対してロータ４が同一軸芯上に位置決めされ、この状
態で、ハウジング３とケース１４とカバー７がボルト８
で共締め固定されることにより、ハウジング３とロータ
４の軸芯が合致してロータ４の外周とケース１４の内周
との間のクリアランスが一定化し、ロータ４がハウジン
グ３に対して軸芯ズレを起こすことのないアクチュエー
タ２が組み立てられる。

【００２１】その組み立て後のアクチュエータ２はエン
ジン系統のカムシャフト１に組み付けられるが、この場
合、ハウジング３の軸穴３１およびロータ４の大径軸穴
４１ｂをカムシャフト１に嵌め込んだ後、ロータ４の軸
穴凹部４２に嵌合保持されているプレート１１の軸穴１
２およびロータ４の小径軸穴４１ａを介してカムシャフ
ト１に軸ボルト２０が螺合されることにより、アクチュ
エータ２がカムシャフト１に組み付けられる。

【００２２】ここで、カムシャフト１に対する組み付け
前のアクチュエータ２において、ロータ４は、ケース１
４内で複数のチップシール２１のそれぞれのバックスプ
リング２２によって、フローティング状態に保持されて
おり、ロータ４の外周とケース１４の内周との間には、
例えば２０〜６０μｍの僅かなクリアランスが設定され
るが、上述のようにロータ４とケース１４をハウジング
３に押し付けているカバー７に内周側の係合凸部１８が
ないと、ケース１４内でフローティング状態のロータ４
が、前記クリアランス（複数のバックスプリングの弾発
力）のバラツキによって、ハウジング３に対して芯ズレ
を起こす。この場合、その芯ズレによって、ハウジング
３の軸穴３１とロータ４の大径軸穴４１ｂとの間に段差
が生じるため、その段差によって、ロータ４の大径軸穴
４１ｂにカムシャフト１が入らなくなり、カムシャフト
１にアクチュエータ２を組み付けられなくなる。

【００２３】しかし、この発明では、前記カバー７の内
周側に設けた係合凸部１８によって、ハウジング３に対
するロータ４の正確な芯出し精度が得られるため、ハウ
ジング３の軸穴３１とロータ４の大径軸穴４１ｂとの間
に段差が生じるようなことがなく、このため、カムシャ
フト１に対するアクチュエータ２の組み付けが不可能に
なるようなことはない。

【００２４】以上説明した実施の形態１によれば、環状
のカバー７の内周側に係合凸部１８を設け、この係合凸
部１８をロータ４の軸穴凹部４２の内周に嵌め込み係合
させる構成としたので、カバー７の係合凸部１８をロー
タ４の軸穴凹部４２に嵌め込み係合させるだけで、ハウ
ジング３とロータ４の軸芯が必然的に合致し、カムシャ
フト１に対するアクチュエータ２の組み付け時にロータ
４の大径軸穴４１ｂにカムシャフト１が入らなくなる恐
れがないという効果がある。また、ハウジング３とケー
ス１４とカバー７のそれぞれの外周側の環状凸部３３と
切欠部１５，１６と環状凸部１７とによって、ハウジン
グ３とケース１４とカバー７とが同一軸芯上に位置決め
されるため、ハウジング３とロータ４との芯出し精度が
更に一層高くなるという効果がある。さらに、ハウジン
グ３とロータ４との軸芯位置決めのためにカバー７とは
別部品を必要としないので、部品点数の減少が図れると
共に、ロータ４の軸穴凹部４２は、オイル通路１３を形
成するためにロータ４が本来有するものであり、その軸
穴凹部４２に嵌め込み係合させるための前記係合凸部１
８を有するカバー７は、従来の円筒突出部材に比して加
工精度が緩和されることにより、プレス加工等によって
容易に形成でき、このため、加工工数の減少およびコス
ト低減を図れるなどの効果がある。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ハウ
ジングに組み付けられるロータの端面に当接して前記ハ
ウジング側に固定されるカバーに、前記ロータの軸穴凹
部に嵌め込まれ当該ロータを前記ハウジングに対して同
一軸芯上に位置決めする芯出し用の係合凸部を設けた構
成としたので、前記カバー自体の係合凸部を前記ロータ
の軸穴凹部に嵌め込むだけで、その係合凸部によって、
ロータとハウジングおよびケースの軸芯を強制的に一致
させることができ、このため、ロータとハウジングとの
軸芯ズレが生じる危惧がなくなって、エンジンに対する
バルブタイミング可変装置の装着性が向上するという効
果がある。また、ロータとハウジングの軸芯合わせのた
めに前記カバーとは別部品を必要としないので、部品点
数の減少が図れると共に、前記係合凸部を有するカバー
は加工も簡単であり、このため、加工工数の減少および
コスト低減が図れるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による内燃機関用バ
ルブタイミング可変装置をカムシャフトと軸ボルトとの
関係で示す断面図である。

【図２】 図１の内燃機関用バルブタイミング可変装置
をロータ部分で切断した断面図である。

【図３】 従来の内燃機関用バルブタイミング可変装置
を示す断面図である。

【図４】 図３中のハウジングとロータの部分の断面図
である。

【符号の説明】

１ カムシャフト、３ ハウジング、４ ロータ、７
カバー、１８ 係合凸部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関谷 睦生 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA23 BA38 CA04 CA07 CA11 CA13 CA17 CA22 CA27 CA33 CA36 CA52 DA06 DA22 GA00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転に同期して回転駆動され
   るカムシャフトと、このカムシャフトに対して回転自在
   に嵌め込まれるハウジングと、前記カムシャフトに同期
   回転可能に嵌め込まれて前記ハウジングに組付けられ、
   且つ、片側端面にオイル通路形成用の凹部を軸穴と同軸
   上に有するロータと、このロータの端面に当接して前記
   ハウジングに固定されるカバーとを備えた内燃機関用バ
   ルブタイミング可変装置において、前記カバーは、前記
   ロータの軸穴凹部に嵌め込まれ当該ロータを前記ハウジ
   ングに対して同軸芯上に位置決めする芯出し用の係合凸
   部を有していることを特徴とする内燃機関用バルブタイ
   ミング可変装置。