JP2000240414A - ベーン式油圧アクチュエータ - Google Patents

ベーン式油圧アクチュエータ

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JP2000240414A
JP2000240414A JP3763099A JP3763099A JP2000240414A JP 2000240414 A JP2000240414 A JP 2000240414A JP 3763099 A JP3763099 A JP 3763099A JP 3763099 A JP3763099 A JP 3763099A JP 2000240414 A JP2000240414 A JP 2000240414A
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JP
Japan
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rotor
vane
seal plate
hydraulic actuator
type hydraulic
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JP3763099A
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English (en)
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Katsuyuki Fukuhara
克之 福原
Mutsuo Sekiya
睦生 関谷
Shigeki Maekawa
滋樹 前川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479Sealing of phaser devices

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータとハウジング部材とのクリアランスか
らの作動油漏れを低減するためには、各部材の加工精度
を上げなければならず、コスト高となってしまうなどの
課題があった。 【解決手段】 ロータ44とカバー48との組み付け時
に付与される押圧力によって塑性変形可能な凸部1をシ
ール部材としてロータ44と一体的に設けたので、凸部
1の塑性変形域での寸法調整が容易に行えるため、ロー
タ44やカバー48などの加工精度を従来よりも低くで
き、コストダウンを図ることができる。

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、エンジンの運転
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ベーン式油圧アクチュエータに
関し、特にロータの軸方向端部とケース部材とのシール
手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、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プーリやチェーンスプロケットを
介してカムシャフトを駆動し、当該タイミングプーリや
チェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動によ
る位相差により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ベーン式油圧アクチュエータ
(以下、アクチュエータという)が知られている。かか
る従来のベーン式油圧アクチュエータは、ベーンを有す
るロータが、これを回動可能に収納するハウジング部材
と軸方向両端で摺動するため、ロータとハウジング部材
との間に摺動クリアランスを設ける必要がある。ロータ
とハウジング部材は、上記摺動クリアランスが極力小さ
くなるように高精度に加工されているが、その構造上、
当該クリアランスから油圧室の作動油が漏れることを十
分に防止することはできない。
【0003】そこで、上記クリアランスにシール部材た
るシール薄板を介装した技術が提供され、特開平9−1
12223号公報に開示されている。図19はかかる従
来のベーン式油圧アクチュエータを示す断面図、図20
はシール薄板を示す正面図である。図において、101
は図示しないエンジンの駆動軸としてのクランクシャフ
トから駆動力を伝達され、当該クランクシャフトと同期
して回転するギヤ、102はギヤ101から駆動力を伝
達され、図示しない吸気弁および排気弁の少なくとも一
方を開閉駆動する従動軸としてのカムシャフト、102
aはカムシャフト102の先端部、103はシューハウ
ジングであり、周方向にほぼ等角度間隔で配設された台
形状のシューを3つ備えている。104はフロントプレ
ート、105はベーンロータであり、径方向外側にほぼ
等角度間隔で配設された扇形状のベーンを3つ備えてい
る。すなわち、上記シュー同士の間隙には、それぞれ上
記ベーンが収容される扇状空間部が形成されており、こ
の空間部が進角油圧室または遅角油圧室となるものであ
る。なお、ベーンロータ105の径方向の外縁部には、
油圧室間での作動油の漏れを防止するための図示しない
シール部材が配設されている。また、各油圧室には図示
しないオイルコントロールバルブによって作動油が供給
されるようになっている。
【0004】106はベーンロータ105と一体に固定
され、フロントプレート104の内周壁に相対回動可能
に嵌合された円筒突出部、107はギヤ101とシュー
ハウジング103とフロントプレート104とを同軸上
に固定するボルト、108はカムシャフト102とベー
ンロータ105とを同軸上に固定するボルトである。こ
のようにカムシャフト102とベーンロータ105は、
ギヤ101、シューハウジング103およびフロントプ
レート104に対して同軸に相対回動可能に構成されて
いる。
【0005】109はドーナツ盤状に形成され、ベーン
ロータ105とギヤ101との間に介装されたシール薄
板であり、図示しない貫通穴にボルト107を通すこと
によって周方向の位置決めがなされている。このシール
薄板109は、図20に示すように、カムシャフト10
2の先端部102aに嵌合する嵌合穴109aと、円環
状の内周凸部110と、この内周凸部110からほぼ等
角度間隔で3つ径方向外側に延びる凸条部111とから
なり、金属製の平薄板をプレス成形することによって形
成されている。この凸条部111は、最大遅角位置と最
大進角位置間の角度範囲において、ベーンロータ105
の各ベーンが回動しても常に当該各ベーンの端面と弾性
的に当接するように形成されている。
【0006】次に動作について説明する。図示しないオ
イルコントロールバルブの開閉で作動油の供給油圧を調
節することにより、遅角油圧室と進角油圧室の油量を調
整し、シューハウジング103の回転に対してベーンロ
ータ105の回転を進角・遅角させる。その際、シール
薄板109の内周凸部110および凸条部111は、ベ
ーンロータ105の軸方向端面と当接しているので、当
該端面部分での作動油の漏れを低減することができ、各
油圧室の油圧を所定値に設定できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のベーン式油圧ア
クチュエータは以上のように構成されているので、ベー
ンロータ105の軸方向端面とギヤ101またはフロン
トプレート104とのクリアランスからの作動油漏れを
低減するためには、各部材の加工精度を上げなければな
らず、コスト高となってしまうなどの課題があった。
【0008】また、シール薄板109は、弾性力によっ
てベーンロータ105に当接しているので、摺動抵抗が
増加する一方、当該弾性力が低減すると作動油漏れを防
止できないなどの課題があった。
【0009】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、加工が容易で作動油漏れを低減で
きるベーン式油圧アクチュエータを得ることを目的とす
る。
【0010】また、この発明は、ロータとケースとの摺
動抵抗を容易に低減できるベーン式油圧アクチュエータ
を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係るベーン式
油圧アクチュエータは、ロータの軸方向両端面のうちの
少なくとも一方にケースと当接するシール部材を設けた
ものである。
【0012】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シール部材はロータとケースとの組み付け時に付
与される押圧力によって塑性変形可能な凸部として当該
ロータと一体的に設けられたものである。
【0013】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、凸部はロータと一体成形することにより形成した
ものである。
【0014】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、凸部はロータに別素材を吹き付けまたは焼き付け
ることにより形成したものである。
【0015】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シール部材は薄板状のシールプレートとして形成
され、当該シールプレートとロータの少なくとも一方に
係合部を設け、当該シールプレートと当該ロータとを係
合させたものである。
【0016】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シールプレートの係合部をロータのベーンを挟持
可能なベーン挟持片として形成したものである。
【0017】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、ベーン挟持片とベーンとの間に間隙を形成したも
のである。
【0018】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シールプレートのロータ側の面に係合凸部を設
け、ロータの前記シールプレート側の面に前記係合凸部
と係合する係合凹部を設けたものである。
【0019】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、連続的に形成された係合凸部および係合凹部によ
って作動油が油圧室から漏れるのを防止するとともに、
当該係合箇所における当該作動油の背圧作用によってシ
ールプレートをケースに当接可能に形成したものであ
る。
【0020】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シールプレートのロータ側に当該シールプレート
をケース側に付勢する弾性手段を備えたものである。
【0021】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、弾性手段はシールプレートに板バネ部を一体成形
することにより形成したものである。
【0022】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、弾性手段は弾性材をシールプレートに焼き付け、
または吹き付け、または接着することにより形成したも
のである。
【0023】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シールプレートのケース側に当該シールプレート
とケースとの摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減手段を備
えたものである。
【0024】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、摺動抵抗低減手段は低摩擦材をシールプレートに
焼き付け、または吹き付け、または接着することにより
形成したものである。
【0025】この発明に係るベーン式油圧アクチュエー
タは、シールプレートはベーンの先端外周面における作
動油の漏れを防止する径方向シール片を備えたものであ
る。
【0026】
【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によるベ
ーン式油圧アクチュエータのロータを示す斜視図、図2
はロータの凸部とカバーとの当接状態を示す拡大断面
図、図3はアクチュエータを示す断面図、図4は図3の
X−X線に沿った断面矢視図、図5は図3のY−Y線に
沿つた断面矢視図、図6は図3のZ−Z線に沿った断面
矢視図である。
【0027】先ず、アクチュエータの概略構成について
図3〜図6に基づいて説明する。図3において、19は
吸気側カム19aを有した吸気側カムシャフト(カムシ
ャフト)、21は吸気側カムシャフト19の一端に設け
られたタイミングプーリ、40は吸気側カムシャフト1
9に連結して配設されたバルブタイミング可変用のアク
チュエータである。このアクチュエータ40は、作動油
として図示しないエンジンの潤滑油で駆動されることに
より、吸気側カムシャフト19の変位角度を変化させ
て、図示しない吸気バルブの開閉タイミングを連続的に
変更させるものである。41は吸気側カムシャフト19
の軸受、42はアクチュエータ40のハウジングであ
り、吸気側カムシャフト19に対して回転自在に取り付
けられている。
【0028】43はハウジング42に固定されたケー
ス、44は吸気側カムシャフト19にボルト45で連結
固定されてケース43内に収納されたベーン式のロータ
であり、ケース43に対して相対的に回転可能となって
いる。このロータ44は、例えばアルミニウムを素材と
して形成されている。
【0029】46はケース43とロータ44との間に介
在させたチップシールであり、ケース43とロータ44
によって区切られる油圧室間での作動油の漏れを防止す
るものである。47は板バネからなるバックスプリング
であり、チップシール46をロータ44に当接させるも
のである。
【0030】48はケース43に固定されたカバー、4
9はハウジング42とケース43とカバー48とを共締
め固定するボルト、50はOリング、51はプレート、
52はボルトである。53,54はOリング、55はロ
ータ44に設けられた円柱状のホルダであり、後述する
プランジャ56を係合させるための係合穴を軸方向に有
している。
【0031】56はハウジング42内に摺動可能に設け
られたプランジャであり、ホルダ55の係合穴に嵌め込
み係合させるための係合軸部を有している。57はプラ
ンジャ56をホルダ55側に付勢するスプリング、58
はホルダ55の係合穴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58からホルダ55の係
合穴に導入された作動油でプランジャ56をスプリング
57に抗して移動させることにより、ホルダ55に対す
るプランジャ56のロックが解除されるようになってい
る。59は空気穴、60はカバー48に対して回転可能
な軸ボルト、61は空気穴である。
【0032】62は吸気側カムシャフト19およびロー
タ44に設けられた第1油路であり、ロータ44を遅角
方向に移動させるための後述する遅角油圧室73に連通
している。63は同じく吸気側カムシャフト19および
ロータ44に設けられた第2油路であり、ロータ44を
進角方向に移動させるための後述する進角油圧室74に
連通している。
【0033】80はアクチュエータ40に作動油を供給
してその油量を調整するオイルコントロールバルブ(以
下、OCVという)である。88はドレン管路、89は
第1管路、90は第2管路、91はオイルパン、92は
オイルポンプ、93はオイルフィルタである。これらオ
イルパン91、オイルポンプ92、オイルフィルタ93
は、図示しないエンジンの各部を潤滑するための潤滑装
置を構成し、かつ、OCV80とともにアクチュエータ
40への作動油供給装置を構成している。
【0034】100は電子制御ユニット(以下、ECU
という)であり、主に図示しない吸入空気量センサ、ス
ロットルセンサ、水温センサ、クランク角センサ、カム
角センサからの信号に基づき、図示しないインジェク
タ、イグナイタ、OCV80を駆動して、燃料噴射量、
点火時期、バルブタイミングを制御するとともに、イグ
ニションスイッチのOFF後におけるOCV80の閉弁
時期を制御するものである。
【0035】また、図4〜図6において、64〜67は
ロータ44から外径方向に凸設された第1〜第4のべー
ンであり、これらのべーン64〜67の先端はケース4
3の内周面と摺接するようになっており、それらの先端
摺接部には図示しないバックスプリングを介してチップ
シール68が設けられている。71はケース43の内周
面に凸設されたシュー、72はシュー71に設けられた
ボルト穴であり、図3中のボルト49が挿入される。
【0036】69はシュー71の突端が摺接するベーン
支持体、73は第1〜第4のベーン64〜67を遅角方
向に回転させるための遅角油圧室(油圧室)、74は第
1〜第4のベーン64〜67を進角方向に回転させるた
めの進角油圧室(油圧室)である。これらの遅角油圧室
73および進角油圧室74は、ケース43とロータ44
との間でケース43のシュー71とロータ44の各ベー
ン64〜67との間に扇柱状に形成されている。
【0037】75は第1のベーン64に設けられて当該
ベーン64の両側の遅角油圧室73と進角油圧室74と
を連通する連通油路、76は連通油路75の途中に凹設
された移動溝であり、この移動溝76の途中にプランジ
ャ油路58が連通している。
【0038】77は移動溝76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77によって連通
油路75が分断され、遅角油圧室73と進角油圧室74
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77は、遅角油圧室73の油圧が高いとき
に進角油圧室74側に移動し、進角油圧室74の油圧が
高いときに遅角油圧室73側に移動するものである。な
お、図4〜図6中の矢印はアクチュエータ40全体の回
転方向を示す。
【0039】このように遅角油圧室73および進角油圧
室74は、ハウジング42とケース43とロータ44と
カバー48とで囲まれており、遅角油圧室73は第1油
路62に連通し、この第1油路62から作動油が供給さ
れ、また、進角油圧室74は第2油路63に連通し、こ
の第2油路63から作動油が供給され、そして、遅角油
圧室73と進角油圧室74に供給される作動油の油量に
応じて、ロータ44がハウジング42に対して相対移動
し、遅角油圧室73と進角油圧室74のそれぞれの体積
が変化するように形成されている。
【0040】次に、本発明の要部について図1および図
2に基づいて説明する。図において、1はロータ44の
カバー48側の軸方向端面に突設された凸部であり、ロ
ータ44と一体成形されたものである。この凸部1は、
カバー48をケース43およびハウジング42に組み付
けたときにカバー48とロータ44との間に形成される
クリアランス2よりも若干大きめに形成され、かつ、当
該カバー48を組み付ける際の押圧力によって塑性変形
可能な寸法に形成されている。このクリアランス2は、
油の漏れ量と摺動抵抗とのかねあいより数十ミクロン程
度が望ましい。44aは貫通穴である。なお、ロータ4
4に形成されているチップシール68を収納するための
凹部やプランジャ油路58などの図示は省略してある。
【0041】次に動作について説明する。ロータ44の
回動時に凸部1はカバー48と常に当接しているため、
クリアランス2からの作動油漏れはこの凸部1によって
極力防止される。また、凸部1とカバー48との接触面
積は極めて小さく、したがって摺動抵抗も小さい。これ
により、各油圧室73,74の油圧を所定値に保持で
き、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる。
【0042】なお、アクチュエータ40の基本動作は以
下の通りである。先ず、図示しないエンジンが停止した
状態でのロータ44は、最大遅角位置、すなわち、ハウ
ジング42に対して遅角方向に最大に相対回動した位置
にあり、オイルポンプ92も停止状態となって、第1油
路62および第2油路63には作動油が供給されず、プ
ランジャ油路58にも作動油が供給されないので、アク
チュエータ40の内部に溜った油圧は低くなっている。
このため、プランジャ56はスプリング57の付勢力で
ホルダ55側に押し付けられ、プランジャ56の係合軸
部がホルダ55の係合穴に係合してハウジング42とロ
ータ44とをロックした状態にある。
【0043】その状態から図示しないエンジンを始動す
ると、オイルポンプ92が稼動し、OCV80に供給さ
れる作動油の圧力が上昇することにより、OCV80か
ら第1管路89および第1油路62を介してアクチュエ
ータ40内の遅角油圧室73に作動油が供給される。こ
のとき、遅角油圧室73の油圧によって、スライドプレ
ート77が進角油圧室74側に移動し、遅角油圧室73
とプランジャ油路58とが連通し、このプランジャ油路
58からホルダ55の係合穴に作動油が供給され、プラ
ンジャ56がスプリング57の付勢力に抗して押圧され
ることにより、プランジャ56の係合軸部がホルダ55
の係合穴から抜け出して、プランジャ56とロータ44
とのロックが解除される。
【0044】遅角油圧室73には作動油が供給されてい
るので、ロータ44の各べーン64〜67は遅角方向の
シュー71に押圧当接した状態にあり、このため、プラ
ンジャ56によるロータ44の係合が解除されても、ハ
ウジング42とロータ44とは遅角油圧室73の油圧で
押し付け合い、振動や衝撃を低減、解消する。
【0045】次に、ロータ44を進角させるために、作
動油がOCV80によって第2管路90から第2油路6
3を介して進角油圧室74に供給され、その油圧が進角
油圧室74から連通油路75に伝わってスライドプレー
ト77を押圧することにより、スライドプレート77は
遅角油圧室73側に移動する。このスライドプレート7
7の移動によって、プランジャ油路58は連通油路75
の進角油圧室74側に連通し、進角油圧室74からプラ
ンジャ油路58に油圧が伝えられ、この油圧により、プ
ランジャ56がスプリング57の付勢力に抗してハウジ
ング42側に移動し、プランジャ56とホルダ55との
係合が解除される。
【0046】その係合解除状態で、OCV80の開閉で
供給油量を調節することにより、遅角油圧室73と進角
油圧室74の油量を調整し、ハウジング42の回転に対
してロータ44の回転を進角・遅角させる。例えば、ロ
ータ44を最大に進角させた場合、ロータ44の各ベー
ン64〜67は遅角油圧室73側のシュー71に当接し
た状態で回転する。また、遅角油圧室73の油圧を進角
油圧室74の油圧よりも大きくした場合、ロータ44は
ハウジング42に対して遅角方向に回転する。このよう
に、遅角油圧室73および進角油圧室74への供給油圧
を調節してハウジング42に対するロータ44の遅角・
進角を調節する。その際、チップシール46,68によ
って、ロータ44の周方向における油圧室73,74間
の作動油漏れを防止している。なお、OCV80の供給
油圧は、ハウジング42に対するロータ44の相対回転
角度を検出するポジションセンサと、オイルポンプ92
による加圧量を決定するクランク角センサとからの信号
により、ECU100で演算されてフィードバック制御
される。
【0047】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、ロータ44に凸部1を設けたことによって、カバー
48とロータ44との間に形成されるクリアランス2か
らの作動油漏れを極力防止でき、ロータ44の相対回動
を高精度に制御できる効果が得られる。また、従来はロ
ータ44の軸方向端面とカバー48とのクリアランス精
度を上げるべく高精度の面加工が要求されていたが、カ
バー48の組み付け時に塑性変形可能な凸部1をロータ
44に設けたことによって当該凸部1の塑性変形域での
寸法調整が容易に行えるため、ロータ44やカバー48
やハウジング42などの加工精度を従来よりも低くで
き、コストダウンを図ることができる効果が得られる。
【0048】なお、上記実施の形態1においては、凸部
1をロータ44のカバー48側の軸方向端面に突設する
ものとして説明したが、これに限定されず、ロータ44
のハウジング42側の軸方向端面にも突設してもよい。
【0049】また、凸部1をロータ44と一体成形する
ものとして説明したが、これに限定されず、例えば樹脂
をロータ44に吹き付けることにって凸部を形成しても
よく、上記と同様の効果が期待できる。
【0050】実施の形態2.図7はこの発明の実施の形
態2によるベーン式油圧アクチュエータのロータおよび
シールプレートを示す組立斜視図、図8はロータにシー
ルプレートを組み付けた状態を示す斜視図である。な
お、以下の説明において、既に説明した部材と同一もし
くは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を
適宜省略する。図において、3はロータ44の軸方向端
面のうちのカバー48側端面に装着する薄板状の鉄板製
シールプレートであり、貫通穴3aと各ベーン64〜6
7を挟持可能なベーン挟持片3bを備えている。この1
対のベーン挟持片3b,3bの間隔は、ベーン挟持片3
b,3bとベーン64〜67との間に所定の間隙d1,d
2を形成できるように設定されている。これは、ベーン
挟持片3b,3bに作用する作動油の油圧によってシー
ルプレート3がロータ44に対して回動できるようにす
るとともに、当該間隙d1,d2付近からシールプレー
ト3の裏面に進入する作動油の背圧作用によってシール
プレート3をカバー48側に押圧できるようにするため
である。
【0051】次に動作について説明する。シールプレー
ト3のベーン挟持片3b,3bには作動油の圧力がかか
るので、その油圧によってシールプレート3がロータ4
4に対して所定量回動する。ベーン挟持片3b,3bに
作用する油圧は、当該ベーン挟持片3b,3bの面積を
予め所定量に設定することによって容易に調節できる。
シールプレート3の回動角度は、ベーン挟持片3b,3
bがストッパーとなることにより規制される。そして上
記回動と同時に、作動油が間隙d1,d2付近からシー
ルプレート3の裏面に進入し、その背圧作用によってシ
ールプレート3がカバー48側に押圧され、ロータ44
とカバー48とのシール性が確保される。これによっ
て、カバー48とロータ44との間に形成されるクリア
ランス2からの作動油漏れを極力防止でき、ロータ44
の相対回動を高精度に制御できる。なお、その他のアク
チュエータ40の基本動作は、上記実施の形態1の場合
と同様であるので、重複説明を省略する。
【0052】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、ベーン挟持片3b,3bを有するシールプレート3
を設けたことによって、カバー48とロータ44との間
に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力防
止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる効
果が得られる。また、シールプレート3はプレス成形な
どにより板金加工でき、容易かつ安価に作製できる効果
が得られる。
【0053】実施の形態3.図9はこの発明の実施の形
態3によるベーン式油圧アクチュエータのロータおよび
シールプレートを示す組立斜視図、図10は係合凸部を
示す拡大側面図である。図において、4はロータ44の
軸方向端面のうちのカバー48側端面に装着する薄板状
の鉄板製シールプレートであり、貫通穴4aと、各ベー
ン64〜67に凹設された係合凹部44bに係合可能な
係合凸部4bを備えている。この係合凸部4bは、板バ
ネとしてシールプレート4に一体成形されている。
【0054】次に動作について説明する。シールプレー
ト4は係合凸部4bをロータ44の係合凹部44bに係
合することによってロータ44に容易に装着できる。シ
ールプレート4は、係合凸部4bの弾性力によってカバ
ー48側に付勢押圧され、ロータ44とカバー48との
シール性が確保される。これによって、カバー48とロ
ータ44との間に形成されるクリアランス2からの作動
油漏れを極力防止でき、ロータ44の相対回動を高精度
に制御できる。なお、その他のアクチュエータ40の基
本動作は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、
重複説明を省略する。
【0055】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、係合凸部4bを有するシールプレート4をロータ4
4に設けたことによって、カバー48とロータ44との
間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力
防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる
効果が得られる。また、シールプレート4はプレス成形
などにより板金加工でき、容易かつ安価に作製できる効
果が得られる。また、シールプレート4は、鉄板以外に
アルミ,黄銅,ステンレスなどの金属材料(特に、弾性
をもつもの)であればよい。さらに、金属材料以外の樹
脂材料を用いてモールド成形により作成することも可能
である。
【0056】実施の形態4.図11はこの発明の実施の
形態4によるベーン式油圧アクチュエータのロータおよ
びシールプレートを示す組立斜視図、図12は作動油の
背圧作用によりシールプレートがカバー側に押圧された
状態を示す拡大断面図である。図において、5はロータ
44の軸方向端面のうちのカバー48側端面に装着する
薄板状の鉄板製シールプレートであり、貫通穴5aと、
ロータ44に連続的に凹設された係合凹部44cに係合
可能な係合凸部5bを備えている。
【0057】次に動作について説明する。図12に示す
ように、シールプレート5とロータ44との間隙に作動
油が進入すると、係合凸部5bはその油圧によって一方
側に移動させられ、係合凹部44cに当接する。そし
て、さらに当該係合箇所に形成された間隙に作動油が進
入することにより、図中の矢印方向に作動油の背圧が作
用する。シールプレート5は、この背圧作用によってカ
バー48側に押圧され、ロータ44とカバー48とのシ
ール性が確保される。これによって、カバー48とロー
タ44との間に形成されるクリアランス2からの作動油
漏れを極力防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に
制御できる。なお、その他のアクチュエータ40の基本
動作は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、重
複説明を省略する。
【0058】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、係合凸部5bを有するシールプレート5をロータ4
4に設けたことによって、カバー48とロータ44との
間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力
防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる
効果が得られる。また、シールプレート5はプレス成形
などにより板金加工でき、容易かつ安価に作製できる効
果が得られる。
【0059】実施の形態5.図13はこの発明の実施の
形態5によるベーン式油圧アクチュエータのロータおよ
びシールプレートを示す組立斜視図、図14はシールプ
レートのロータへの組み付け時における係合凸部付近を
示す拡大断面図(a)および作動油の背圧作用によりシ
ールプレートがカバー側に押圧された状態を示す拡大断
面図(b)である。図において、6はロータ44の軸方
向端面のうちのカバー48側端面に装着する薄板状の鉄
板製シールプレートであり、貫通穴6aと、各ベーン6
4〜67を挟持可能なベーン挟持片6bと、ロータ44
に連続的に凹設された係合凹部44dに係合可能な係合
凸部6cとを備えている。
【0060】次に動作について説明する。図14(a)
に示すように、シールプレート6のロータ44への組み
付けは、ベーン挟持片6b,6bで各ベーン64〜67
を挟持するとともに、係合凸部6cを係合凹部44dに
係合させることによって行う。次にシールプレート6の
シール作用について説明する。図14(b)に示すよう
に、シールプレート6とロータ44との間隙に作動油が
進入すると、係合凸部6cはその油圧によって一方側に
移動させられ、係合凹部44dに当接する。そして、さ
らに当該係合箇所に形成された間隙に作動油が進入する
ことにより、図中の矢印方向に作動油の背圧が作用す
る。シールプレート6は、この背圧作用によってカバー
48側に押圧され、ロータ44とカバー48とのシール
性が確保される。これによって、カバー48とロータ4
4との間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れ
を極力防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御
できる。なお、その他のアクチュエータ40の基本動作
は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、重複説
明を省略する。
【0061】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、ベーン挟持片6b,係合凸部6cを有するシールプ
レート6をロータ44に設けたことによって、カバー4
8とロータ44との間に形成されるクリアランス2から
の作動油漏れを極力防止でき、ロータ44の相対回動を
高精度に制御できる効果が得られる。また、シールプレ
ート6はプレス成形などにより板金加工でき、容易かつ
安価に作製できる効果が得られる。
【0062】実施の形態6.図15はこの発明の実施の
形態6によるシールプレートの板バネ部を示す拡大斜視
図である。図において、7は上記実施の形態4における
シールプレート5とほぼ同様に形成され、一体成形され
た板バネ部7aを備えたシールプレートである。なお、
ロータ44も上記実施の形態4の場合とほぼ同様に形成
されている。
【0063】次に動作について説明する。シールプレー
ト7は、板バネ部7aの弾性力によってカバー48側に
付勢押圧されるので、ロータ44とカバー48とのシー
ル性が確保される。これによって、カバー48とロータ
44との間に形成されるクリアランス2からの作動油漏
れを極力防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制
御できる。なお、その他のアクチュエータ40の基本動
作は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、重複
説明を省略する。
【0064】以上のように、この実施の形態6によれ
ば、板バネ部7aを有するシールプレート7をロータ4
4に設けたことによって、カバー48とロータ44との
間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力
防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる
効果が得られる。また、シールプレート7はプレス成形
などにより板金加工でき、容易かつ安価に作製できる効
果が得られる。
【0065】実施の形態7.図16はこの発明の実施の
形態7によるシールプレートの動作状態を示す拡大断面
図である。図において、8はロータ44に連続的に凹設
された係合凹部44dに係合可能な係合凸部8aと、図
示しない貫通穴やベーン挟持片を備えたシールプレート
である。また、このシールプレート8は、ロータ44側
の面に弾性材8bを一体的に備えている。この弾性材8
bは、例えばゴム部材をシールプレート8に吹き付ける
ことによって形成されている。なお、その他の構成は、
上記実施の形態5におけるシールプレート6とほぼ同様
に形成されているので、説明を省略する。
【0066】次に動作について説明する。シールプレー
ト8は、弾性材8bの弾性力および作動油の背圧作用に
よってカバー48側に付勢押圧されるので、ロータ44
とカバー48とのシール性が確保される。これによっ
て、カバー48とロータ44との間に形成されるクリア
ランス2からの作動油漏れを極力防止でき、ロータ44
の相対回動を高精度に制御できる。なお、その他のアク
チュエータ40の基本動作は、上記実施の形態1の場合
と同様であるので、重複説明を省略する。
【0067】以上のように、この実施の形態7によれ
ば、弾性材8bを有するシールプレート8をロータ44
に設けたことによって、カバー48とロータ44との間
に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力防
止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制御できる効
果が得られる。
【0068】実施の形態8.図17はこの発明の実施の
形態8によるシールプレートの動作状態を示す拡大断面
図である。図において、9はロータ44に連続的に凹設
された係合凹部44dに係合可能な係合凸部9aと、図
示しない貫通穴やベーン挟持片を備えたシールプレート
である。また、このシールプレート9は、カバー48側
の面に低摩擦材9bを一体的に備えている。この低摩擦
材9bは、例えばテフロン部材をシールプレート9に吹
き付けたり、フッ素コーティングを施したりすることに
よって形成されている。なお、その他の構成は、上記実
施の形態5におけるシールプレート6とほぼ同様に形成
されているので、説明を省略する。
【0069】次に動作について説明する。シールプレー
ト9は、作動油の背圧作用によってカバー48側に押圧
されるので、ロータ44とカバー48とのシール性が確
保される。また、低摩擦材9bによってシールプレート
9とカバー48との摺動抵抗が低減される。これらによ
って、カバー48とロータ44との間に形成されるクリ
アランス2からの作動油漏れを極力防止しつつ上記摺動
抵抗をも低減でき、ロータ44の相対回動を高精度に制
御できる。なお、その他のアクチュエータ40の基本動
作は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、重複
説明を省略する。
【0070】以上のように、この実施の形態8によれ
ば、低摩擦材9bを有するシールプレート9をロータ4
4に設けたことによって、カバー48とロータ44との
間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れを極力
防止しつつ摺動抵抗をも低減でき、ロータ44の相対回
動を高精度に制御できる効果が得られる。
【0071】実施の形態9.図18はこの発明の実施の
形態9によるシールプレートを示す斜視図であり、図に
おいて、10はロータ44の軸方向端面のうちのカバー
48側端面に装着する薄板状の鉄板製シールプレートで
あり、貫通穴10aと、ロータ44に連続的に凹設され
た係合凹部44dに係合可能な係合凸部10bと、ベー
ン64〜67の先端外周面における作動油の漏れを防止
する径方向シール片10cを備えている。この径方向シ
ール片10cは、内面がベーン64〜67の先端外周面
に当接するように形成されている。したがって、ロータ
44のベーン64〜67には、チップシール68は形成
されていない。なお、その他の構成は、上記実施の形態
5におけるシールプレート6とほぼ同様に形成されてい
るので、説明を省略する。
【0072】次に動作について説明する。シールプレー
ト10は、作動油の背圧作用によってカバー48側に押
圧されるので、ロータ44とカバー48とのシール性が
確保される。そして、ベーン64〜67の先端外周面に
おける作動油の漏れは、径方向シール片10cによって
防止される。これらによって、カバー48とロータ44
との間に形成されるクリアランス2からの作動油漏れ
と、ベーン64〜67の先端外周面における作動油漏れ
とを極力防止でき、ロータ44の相対回動を高精度に制
御できる。なお、その他のアクチュエータ40の基本動
作は、上記実施の形態1の場合と同様であるので、重複
説明を省略する。
【0073】以上のように、この実施の形態9によれ
ば、係合凸部10bおよび径方向シール片10cを有す
るシールプレート10をロータ44に設けたことによっ
て、カバー48とロータ44との間に形成されるクリア
ランス2からの作動油漏れと、ベーン64〜67の先端
外周面における作動油漏れとを極力防止でき、ロータ4
4の相対回動をさらに高精度に制御できる効果が得られ
る。
【0074】なお、上記実施の形態9においては、ベー
ン挟持片を設けていないが、これを設けることによっ
て、ロータ44への装着をさらに容易に行うこともでき
る。また、シールプレートとケースとでは、ケースが摩
耗した場合、ケース表面に溝が形成されることとなるの
で、シールプレートの方が摩耗し易くして、ケースの摩
耗を抑制するようにしてもよい。
【0075】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ロー
タの軸方向両端面のうちの少なくとも一方にケースと当
接するシール部材を設けて構成したので、ケースとロー
タとの間に形成されるクリアランスからの作動油漏れを
極力防止でき、ロータの相対回動を高精度に制御できる
効果がある。
【0076】この発明によれば、シール部材はロータと
ケースとの組み付け時に付与される押圧力によって塑性
変形可能な凸部として当該ロータと一体的に設けて構成
したので、当該凸部の塑性変形域での寸法調整が容易に
行えるため、ロータやケースなどの加工精度を従来より
も低くでき、コストダウンを図ることができる効果があ
る。
【0077】この発明によれば、凸部はロータと一体成
形して構成したので、容易かつ安価に製造できる効果が
ある。
【0078】この発明によれば、凸部はロータに別素材
を吹き付けまたは焼き付けることにより形成して構成し
たので、容易かつ安価に製造できる効果がある。
【0079】この発明によれば、シール部材は薄板状の
シールプレートとして形成され、当該シールプレートと
ロータの少なくとも一方に係合部を設け、当該シールプ
レートと当該ロータとを係合させて構成したので、シー
ルプレートをロータに容易に装着できる効果がある。
【0080】この発明によれば、シールプレートの係合
部をロータのベーンを挟持可能なベーン挟持片として形
成して構成したので、シールプレートをロータに容易に
装着できる効果がある。
【0081】この発明によれば、ベーン挟持片とベーン
との間に間隙を形成して構成したので、シールプレート
をロータに対して相対回動でき、作動油の背圧作用を利
用しやすくできる効果がある。
【0082】この発明によれば、シールプレートのロー
タ側の面に係合凸部を設け、ロータの前記シールプレー
ト側の面に前記係合凸部と係合する係合凹部を設けて構
成したので、シールプレートをロータに容易かつ精度良
く装着できる効果がある。
【0083】この発明によれば、連続的に形成された係
合凸部および係合凹部によって作動油が油圧室から漏れ
るのを防止するとともに、当該係合箇所における当該作
動油の背圧作用によってシールプレートをケースに当接
可能に形成して構成したので、ケースとロータとの間に
形成されるクリアランスからの作動油漏れを極力防止で
き、ロータの相対回動を高精度に制御できる効果があ
る。
【0084】この発明によれば、シールプレートのロー
タ側に当該シールプレートをケース側に付勢する弾性手
段を備えて構成したので、より高いシール性が確保でき
る効果がある。
【0085】この発明によれば、弾性手段はシールプレ
ートに板バネ部を一体成形することにより形成して構成
したので、容易かつ安価に製造できる効果がある。
【0086】この発明によれば、弾性手段は弾性材をシ
ールプレートに焼き付け、または吹き付け、または接着
することにより形成して構成したので、容易かつ安価に
製造できる効果がある。
【0087】この発明によれば、シールプレートのケー
ス側に当該シールプレートとケースとの摺動抵抗を低減
する摺動抵抗低減手段を備えて構成したので、ロータの
回転負荷を低減できる効果がある。
【0088】この発明によれば、摺動抵抗低減手段は低
摩擦材をシールプレートに焼き付け、または吹き付け、
または接着することにより形成して構成したので、容易
かつ安価に製造できる効果がある。
【0089】この発明によれば、シールプレートはベー
ンの先端外周面における作動油の漏れを防止する径方向
シール片を備えて構成したので、ケースとロータとの間
に形成されるクリアランスからの作動油漏れと、ベーン
の先端外周面における作動油漏れとを極力防止でき、ロ
ータの相対回動をさらに高精度に制御できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるベーン式油圧
アクチュエータのロータを示す斜視図である。
【図2】 ロータの凸部とカバーとの当接状態を示す拡
大断面図である。
【図3】 アクチュエータを示す断面図である。
【図4】 図3のX−X線に沿った断面矢視図である。
【図5】 図3のY−Y線に沿つた断面矢視図である。
【図6】 図3のZ−Z線に沿った断面矢視図である。
【図7】 この発明の実施の形態2によるベーン式油圧
アクチュエータのロータおよびシールプレートを示す組
立斜視図である。
【図8】 ロータにシールプレートを組み付けた状態を
示す斜視図である。
【図9】 この発明の実施の形態3によるベーン式油圧
アクチュエータのロータおよびシールプレートを示す組
立斜視図である。
【図10】 係合凸部を示す拡大側面図である。
【図11】 この発明の実施の形態4によるベーン式油
圧アクチュエータのロータおよびシールプレートを示す
組立斜視図である。
【図12】 作動油の背圧作用によりシールプレートが
カバー側に押圧された状態を示す拡大断面図である。
【図13】 この発明の実施の形態5によるベーン式油
圧アクチュエータのロータおよびシールプレートを示す
組立斜視図である。
【図14】 シールプレートのロータへの組み付け時に
おける係合凸部付近を示す拡大断面図(a)および作動
油の背圧作用によりシールプレートがカバー側に押圧さ
れた状態を示す拡大断面図(b)である。
【図15】 この発明の実施の形態6によるシールプレ
ートの板バネ部を示す拡大斜視図である。
【図16】 この発明の実施の形態7によるシールプレ
ートの動作状態を示す拡大断面図である。
【図17】 この発明の実施の形態8によるシールプレ
ートの動作状態を示す拡大断面図である。
【図18】 この発明の実施の形態9によるシールプレ
ートを示す斜視図である。
【図19】 従来のベーン式油圧アクチュエータを示す
断面図である。
【図20】 シール薄板を示す正面図である。
【符号の説明】
1 凸部、3,4,5,6,7,8,9,10 シール
プレート、3b,6bベーン挟持片、4b,5b,6
c,8a,9a,10b 係合凸部、7a 板バネ部、
8b 弾性材、9b 低摩擦材、10c 径方向シール
片、19 吸気側カムシャフト(カムシャフト)、40
アクチュエータ(ベーン式油圧アクチュエータ)、4
2 ハウジング、43 ケース、44 ロータ、44
b,44c,44d 係合凹部、48 カバー(ケー
ス)、64 第1のベーン、65 第2のベーン、66
第3のベーン、67 第4のベーン、73 遅角油圧
室(油圧室)、74 進角油圧室(油圧室)、d1,d
2 間隙。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 滋樹 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 CA04 CA06 CA11 CA13 CA17 CA24 CA27 CA33 CA36 CA48 CA51 CA59 DA06 DA22 EA03 EA13 FA07 GA00 GA02 3H081 AA28 BB02 CC14 CC20 EE03 EE10 HH05

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カムシャフトに回転自在に設けられ当該
    カムシャフトに回転駆動力を伝達するハウジングに固定
    され内部空間を有したケースと、前記カムシャフトに固
    定され複数のベーンを有して前記ケースの内部空間に収
    納され当該内部空間に油圧室を形成するとともに、当該
    油圧室に供給される作動油の圧力に応じて当該カムシャ
    フトの回転方向を進角側または遅角側に制御するロータ
    とを備えたベーン式油圧アクチュエータにおいて、前記
    ロータの軸方向両端面のうちの少なくとも一方に前記ケ
    ースと当接するシール部材を設けたことを特徴とするベ
    ーン式油圧アクチュエータ。
  2. 【請求項2】 シール部材はロータとケースとの組み付
    け時に付与される押圧力によって塑性変形可能な凸部と
    して当該ロータと一体的に設けられたことを特徴とする
    請求項1記載のベーン式油圧アクチュエータ。
  3. 【請求項3】 凸部はロータと一体成形することにより
    形成したことを特徴とする請求項2記載のベーン式油圧
    アクチュエータ。
  4. 【請求項4】 凸部はロータに別素材を吹き付けまたは
    焼き付けることにより形成したことを特徴とする請求項
    2記載のベーン式油圧アクチュエータ。
  5. 【請求項5】 シール部材は薄板状のシールプレートと
    して形成され、当該シールプレートとロータの少なくと
    も一方に係合部を設け、当該シールプレートと当該ロー
    タとを係合させたことを特徴とする請求項1記載のベー
    ン式油圧アクチュエータ。
  6. 【請求項6】 シールプレートの係合部をロータのベー
    ンを挟持可能なベーン挟持片として形成したことを特徴
    とする請求項5記載のベーン式油圧アクチュエータ。
  7. 【請求項7】 ベーン挟持片とベーンとの間に間隙を形
    成したことを特徴とする請求項6記載のベーン式油圧ア
    クチュエータ。
  8. 【請求項8】 シールプレートのロータ側の面に係合凸
    部を設け、ロータの前記シールプレート側の面に前記係
    合凸部と係合する係合凹部を設けたことを特徴とする請
    求項5または請求項7記載のベーン式油圧アクチュエー
    タ。
  9. 【請求項9】 連続的に形成された係合凸部および係合
    凹部によって作動油が油圧室から漏れるのを防止すると
    ともに、当該係合箇所における当該作動油の背圧作用に
    よってシールプレートをケースに当接可能に形成したこ
    とを特徴とする請求項8記載のベーン式油圧アクチュエ
    ータ。
  10. 【請求項10】 シールプレートのロータ側に当該シー
    ルプレートをケース側に付勢する弾性手段を備えたこと
    を特徴とする請求項9記載のベーン式油圧アクチュエー
    タ。
  11. 【請求項11】 弾性手段はシールプレートに板バネ部
    を一体成形することにより形成したことを特徴とする請
    求項10記載のベーン式油圧アクチュエータ。
  12. 【請求項12】 弾性手段は弾性材をシールプレートに
    焼き付け、または吹き付け、または接着することにより
    形成したことを特徴とする請求項10記載のベーン式油
    圧アクチュエータ。
  13. 【請求項13】 シールプレートのケース側に当該シー
    ルプレートとケースとの摺動抵抗を低減する摺動抵抗低
    減手段を備えたことを特徴とする請求項11または請求
    項12記載のベーン式油圧アクチュエータ。
  14. 【請求項14】 摺動抵抗低減手段は低摩擦材をシール
    プレートに焼き付け、または吹き付け、または接着する
    ことにより形成したことを特徴とする請求項13記載の
    ベーン式油圧アクチュエータ。
  15. 【請求項15】 シールプレートはベーンの先端外周面
    における作動油の漏れを防止する径方向シール片を備え
    たことを特徴とする請求項9または請求項14記載のベ
    ーン式油圧アクチュエータ。
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