JP2003328709A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
弁開閉時期制御装置Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-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
- F01L1/344—Valve-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
- F01L1/3442—Valve-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
-
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- F01L2001/34436—Features or method for avoiding malfunction due to foreign matters in oil
-
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弁開閉時期制御装置において、ハウジングと
ベーンとの耐摩耗性及びロータとベーンとの耐摩耗性の
向上をはかり、性能劣化および摺動摩耗より発生する異
物等によるカムシャフト焼き付き、油圧制御弁の作動ロ
ック等の不具合を防止すること。 【解決手段】 弁開閉時期制御装置において、ベーン７
０の表面硬度を、ベーン７０が摺動するハウジング３０
の摺動面３０ａの表面硬度よりも高くした。
ベーンとの耐摩耗性及びロータとベーンとの耐摩耗性の
向上をはかり、性能劣化および摺動摩耗より発生する異
物等によるカムシャフト焼き付き、油圧制御弁の作動ロ
ック等の不具合を防止すること。 【解決手段】 弁開閉時期制御装置において、ベーン７
０の表面硬度を、ベーン７０が摺動するハウジング３０
の摺動面３０ａの表面硬度よりも高くした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸排気
弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関するも
のである。
弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の弁開閉時期制御装置としては、内
燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁および排気弁の少
なくともいずれか一方を開閉する従動軸に駆動力を伝達
する駆動力伝達系に設けられ、ハウジングと、ハウジン
グに対して所定角度範囲に限って相対回転可能なベーン
を有するベーンロータと、ベーンロータに保持されてハ
ウジングと接触し、ハウジングとベーンロータをシール
するシール部材とを備えたものである。この弁開閉時期
制御装置では、ハウジングとして、アルミ材又は鉄系金
属が使用され、ベーン先端にはハウジングより硬度の低
い樹脂材のシール部材が設けられている。また、シール
部材は常にハウジングと摺動しているため、耐摩耗性が
懸念される（例えば、特許文献１参照。）。
燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁および排気弁の少
なくともいずれか一方を開閉する従動軸に駆動力を伝達
する駆動力伝達系に設けられ、ハウジングと、ハウジン
グに対して所定角度範囲に限って相対回転可能なベーン
を有するベーンロータと、ベーンロータに保持されてハ
ウジングと接触し、ハウジングとベーンロータをシール
するシール部材とを備えたものである。この弁開閉時期
制御装置では、ハウジングとして、アルミ材又は鉄系金
属が使用され、ベーン先端にはハウジングより硬度の低
い樹脂材のシール部材が設けられている。また、シール
部材は常にハウジングと摺動しているため、耐摩耗性が
懸念される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】また、ハウジングとベーンにアルミ材等の
互いに同様な材料が用いられた場合には、図２に示すよ
うに、ベーンが摺動時、エンジンオイル中に含まれる硬
質な異物（鋳砂等）をハウジングとベーンの間に噛み込
んだ際、ハウジングおよびベーンの摺動面に異物が互い
に埋没するため、ハウジング及びベーンの摺動面を互い
に切削するように攻撃し、アブレッシブ摩耗となり摩耗
を促進させる。これにより、弁開閉時期制御装置の性能
劣化が起こる。また、摺動摩耗より発生した異物等の影
響を受け、カムシャフトの焼き付き、油圧制御弁（ＯＣ
Ｖ）の作動ロック等の不具合を引き起こす懸念がある。
互いに同様な材料が用いられた場合には、図２に示すよ
うに、ベーンが摺動時、エンジンオイル中に含まれる硬
質な異物（鋳砂等）をハウジングとベーンの間に噛み込
んだ際、ハウジングおよびベーンの摺動面に異物が互い
に埋没するため、ハウジング及びベーンの摺動面を互い
に切削するように攻撃し、アブレッシブ摩耗となり摩耗
を促進させる。これにより、弁開閉時期制御装置の性能
劣化が起こる。また、摺動摩耗より発生した異物等の影
響を受け、カムシャフトの焼き付き、油圧制御弁（ＯＣ
Ｖ）の作動ロック等の不具合を引き起こす懸念がある。
【０００４】一方、弁開閉用のロータと、ロータと相対
回転可能に係合するハウジングと、ロータに形成された
ベーン溝に摺動可能に嵌合するように設けられたベーン
と、ロータとハウジングとの間に形成され、ベーンによ
って進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、進
角用室に流体を給排する第1流体通路と、遅角用室に流
体を給排する第２流体通路とを備えて、ロータのベーン
溝にベーンをベーンスプリングによりハウジング側へ付
勢するように嵌入されロータとベーンは一体に回転する
ものがある。このものでは、ロータの溝とベーンは作動
室油圧により強く押し付けられる状態を繰り返されると
共にロータとハウジングのクリアランス変化およびベー
ンがハウジング内周をトレースする時ハウジング内周面
の真円度誤差等により摺動している。この状態におい
て、弁開閉時期制御装置の油圧作動室から微小な硬質異
物（鋳砂、外部からの侵入砂等）、カーボンスーツ等の
侵入があると摺動部の摩耗が発生する。特に鋳砂につい
ては、他の異物と比べ、硬度が高く、粒径も大きいこと
から摺動部のアブレッシブ摩耗を誘発し、更にベーン及
びその摺動部の摺動面が荒れると上記摩耗が早く進行す
る恐れがある。これにより、弁開閉時期制御装置の性能
劣化及び摺動摩耗より発生した異物等の影響を受け、カ
ムシャフトの焼き付き、油圧制御弁（ＯＣＶ）の作動ロ
ック等の不具合を引き起こす懸念がある（例えば、特許
文献２参照。）。
回転可能に係合するハウジングと、ロータに形成された
ベーン溝に摺動可能に嵌合するように設けられたベーン
と、ロータとハウジングとの間に形成され、ベーンによ
って進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、進
角用室に流体を給排する第1流体通路と、遅角用室に流
体を給排する第２流体通路とを備えて、ロータのベーン
溝にベーンをベーンスプリングによりハウジング側へ付
勢するように嵌入されロータとベーンは一体に回転する
ものがある。このものでは、ロータの溝とベーンは作動
室油圧により強く押し付けられる状態を繰り返されると
共にロータとハウジングのクリアランス変化およびベー
ンがハウジング内周をトレースする時ハウジング内周面
の真円度誤差等により摺動している。この状態におい
て、弁開閉時期制御装置の油圧作動室から微小な硬質異
物（鋳砂、外部からの侵入砂等）、カーボンスーツ等の
侵入があると摺動部の摩耗が発生する。特に鋳砂につい
ては、他の異物と比べ、硬度が高く、粒径も大きいこと
から摺動部のアブレッシブ摩耗を誘発し、更にベーン及
びその摺動部の摺動面が荒れると上記摩耗が早く進行す
る恐れがある。これにより、弁開閉時期制御装置の性能
劣化及び摺動摩耗より発生した異物等の影響を受け、カ
ムシャフトの焼き付き、油圧制御弁（ＯＣＶ）の作動ロ
ック等の不具合を引き起こす懸念がある（例えば、特許
文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１―８１９２８号公報
【０００６】
【特許文献２】特開平０１−０９２５０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、弁開
閉時期制御装置において、ハウジングとベーンとの耐摩
耗性及びロータとベーンとの耐摩耗性の向上をはかり、
性能劣化及び摺動摩耗により発生する異物等によるカム
シャフトの焼き付き、油圧制御弁の作動ロック等の不具
合を防止することを技術的課題とする。
閉時期制御装置において、ハウジングとベーンとの耐摩
耗性及びロータとベーンとの耐摩耗性の向上をはかり、
性能劣化及び摺動摩耗により発生する異物等によるカム
シャフトの焼き付き、油圧制御弁の作動ロック等の不具
合を防止することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために請求項１の発明において講じた手段は、弁
開閉用の回転部材と、該回転部材と相対回転可能に係合
する回転伝達部材と、前記回転部材又は前記回転伝達部
材の一方に設けられたベーンと、前記回転部材と前記回
転伝達部材との間に形成され、前記ベーンによって進角
用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用
室に流体を給排する第1流体通路と、前記遅角用室に流
体を給排する第２流体通路とを備えて、内燃機関の吸気
弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁
開閉時期制御装置において、前記ベーンの表面硬度を、
前記ベーンが摺動する前記回転部材又は前記回転伝達部
材の摺動面の表面硬度よりも高くしたことである。
決するために請求項１の発明において講じた手段は、弁
開閉用の回転部材と、該回転部材と相対回転可能に係合
する回転伝達部材と、前記回転部材又は前記回転伝達部
材の一方に設けられたベーンと、前記回転部材と前記回
転伝達部材との間に形成され、前記ベーンによって進角
用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記進角用
室に流体を給排する第1流体通路と、前記遅角用室に流
体を給排する第２流体通路とを備えて、内燃機関の吸気
弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁
開閉時期制御装置において、前記ベーンの表面硬度を、
前記ベーンが摺動する前記回転部材又は前記回転伝達部
材の摺動面の表面硬度よりも高くしたことである。
【０００９】この手段によれば、ベーンの表面硬度を、
ベーンが摺動する回転部材又は回転伝達部材の摺動面の
表面硬度よりも高くしたことにより、異物が回転部材又
は回転伝達部材の摺動面に埋没すると共に、埋没する表
面積が大きいため、ベーンと回転部材又は回転伝達部材
の互いの摺動面の摩耗が低減できる。
ベーンが摺動する回転部材又は回転伝達部材の摺動面の
表面硬度よりも高くしたことにより、異物が回転部材又
は回転伝達部材の摺動面に埋没すると共に、埋没する表
面積が大きいため、ベーンと回転部材又は回転伝達部材
の互いの摺動面の摩耗が低減できる。
【００１０】上記した技術的課題を解決するために請求
項２の発明において講じた手段は、前記ベーンは軟窒化
処理されたステンレス鋼からなり、回転部材又は回転伝
達部材はアルミ材からなることである。
項２の発明において講じた手段は、前記ベーンは軟窒化
処理されたステンレス鋼からなり、回転部材又は回転伝
達部材はアルミ材からなることである。
【００１１】この手段によれば、ベーンは軟窒化処理さ
れたステンレス鋼からなり、回転部材又は回転伝達部材
はアルミ材からなることにより、表面処理でベーン表面
硬度を高くすることができ、ベーンと回転部材又は回転
伝達部材の互いの摺動面の摩耗が低減できる。
れたステンレス鋼からなり、回転部材又は回転伝達部材
はアルミ材からなることにより、表面処理でベーン表面
硬度を高くすることができ、ベーンと回転部材又は回転
伝達部材の互いの摺動面の摩耗が低減できる。
【００１２】上記した技術的課題を解決するために請求
項３の発明において講じた手段は、弁開閉用の回転部材
と、該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材
と、前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けら
れたベーンと、前記回転部材と前記回転伝達部材との間
に形成され、前記ベーンによって進角用室と遅角用室と
に二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排す
る第1流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２
流体通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開
閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置
において、前記回転部材に形成されたベーン溝に摺動可
能に嵌合する前記ベーンの表面硬度を、作動油に含まれ
る異物よりも高くしたことである。
項３の発明において講じた手段は、弁開閉用の回転部材
と、該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材
と、前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けら
れたベーンと、前記回転部材と前記回転伝達部材との間
に形成され、前記ベーンによって進角用室と遅角用室と
に二分される流体圧室と、前記進角用室に流体を給排す
る第1流体通路と、前記遅角用室に流体を給排する第２
流体通路とを備えて、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開
閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置
において、前記回転部材に形成されたベーン溝に摺動可
能に嵌合する前記ベーンの表面硬度を、作動油に含まれ
る異物よりも高くしたことである。
【００１３】この手段によれば、回転部材に形成された
ベーン溝に摺動可能に嵌合するベーンの表面硬度を、作
動油に含まれる異物よりも高くしたことにより、ベーン
の摺動部を保護し、回転部材及びベーンの摺動部の摩耗
を低減できる。
ベーン溝に摺動可能に嵌合するベーンの表面硬度を、作
動油に含まれる異物よりも高くしたことにより、ベーン
の摺動部を保護し、回転部材及びベーンの摺動部の摩耗
を低減できる。
【００１４】上記した手段においては、前記ベーンの表
面硬度をＨｖ１１００以上とすることが望ましい。
面硬度をＨｖ１１００以上とすることが望ましい。
【００１５】上記した技術的課題を解決するために請求
項５の発明において講じた手段は、前記ベーンは軟窒化
処理された金属材料からなることである。
項５の発明において講じた手段は、前記ベーンは軟窒化
処理された金属材料からなることである。
【００１６】この手段によれば、ベーンは軟窒化処理さ
れた金属材料からなることにより、表面処理でベーン表
面硬度を高くすることができる。
れた金属材料からなることにより、表面処理でベーン表
面硬度を高くすることができる。
【００１７】上記した技術的課題を解決するために請求
項６の発明において講じた手段は、前記ベーンはイオン
プレーティングされた金属材料からなることである。
項６の発明において講じた手段は、前記ベーンはイオン
プレーティングされた金属材料からなることである。
【００１８】この手段によれば、ベーンはイオンプレー
ティングされた金属材料からなることにより、表面処理
温度が比較的低いため、処理時のベーンの歪を極力防止
することができ、処理後の精度を確保できる。
ティングされた金属材料からなることにより、表面処理
温度が比較的低いため、処理時のベーンの歪を極力防止
することができ、処理後の精度を確保できる。
【００１９】上記した技術的課題を解決するために請求
項７の発明において講じた手段は、前記イオンプレーテ
ィングは窒化クロムのイオンプレーティングであること
である。
項７の発明において講じた手段は、前記イオンプレーテ
ィングは窒化クロムのイオンプレーティングであること
である。
【００２０】この手段によれば、イオンプレーティング
は窒化クロムのイオンプレーティングであることによ
り、更に摺動性、耐焼付き性が改善できる。
は窒化クロムのイオンプレーティングであることによ
り、更に摺動性、耐焼付き性が改善できる。
【００２１】上記した技術的課題を解決するために請求
項８の発明において講じた手段は、前記軟窒化処理又は
前記イオンプレーティング後の前記ベーンの面粗さが
３．２ｚ以下であることである。
項８の発明において講じた手段は、前記軟窒化処理又は
前記イオンプレーティング後の前記ベーンの面粗さが
３．２ｚ以下であることである。
【００２２】この手段によれば、軟窒化処理又はイオン
プレーティング後のベーンの面粗さが３．２ｚ以下であ
ることにより、摺動相手部材に対する摩耗攻撃性を改善
できる。
プレーティング後のベーンの面粗さが３．２ｚ以下であ
ることにより、摺動相手部材に対する摩耗攻撃性を改善
できる。
【００２３】上記した技術的課題を解決するために請求
項９の発明において講じた手段は、前記軟窒化処理又は
前記イオンプレーティングは前記ベーンの前記ベーン溝
との嵌合部位又は前記ベーンの先端部の少なくともいず
れかの部位に行われていることである。
項９の発明において講じた手段は、前記軟窒化処理又は
前記イオンプレーティングは前記ベーンの前記ベーン溝
との嵌合部位又は前記ベーンの先端部の少なくともいず
れかの部位に行われていることである。
【００２４】この手段によれば、軟窒化処理又はイオン
プレーティングはベーンの溝との嵌合部位又はベーンの
先端部の少なくともいずれかの部位に行われていること
により、表面処理を安価に行うことができる。
プレーティングはベーンの溝との嵌合部位又はベーンの
先端部の少なくともいずれかの部位に行われていること
により、表面処理を安価に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００２６】図１は本発明を適用した弁開閉時期制御装
置を示す横断面図である。弁開閉時期制御装置は内燃機
関の図示しないシリンダヘッドに回転自在に支持された
カムシャフト１０の先端部に一体的に組付けたロータ
（回転部材）２０と、ロータ２０に所定範囲で相対回転
可能に外装され、外周に一体的にタイミングスプロケッ
ト３１が設けられたハウジング（回転伝達部材）３０
と、ロータ２０に組付けた４枚のベーン７０等によって
構成されている。尚、タイミングスプロケット３１に
は、周知のように、図示しないクランク軸からクランク
スプロケットとタイミングチェーンを介して、時計方向
Ｒに回転動力が伝達される。
置を示す横断面図である。弁開閉時期制御装置は内燃機
関の図示しないシリンダヘッドに回転自在に支持された
カムシャフト１０の先端部に一体的に組付けたロータ
（回転部材）２０と、ロータ２０に所定範囲で相対回転
可能に外装され、外周に一体的にタイミングスプロケッ
ト３１が設けられたハウジング（回転伝達部材）３０
と、ロータ２０に組付けた４枚のベーン７０等によって
構成されている。尚、タイミングスプロケット３１に
は、周知のように、図示しないクランク軸からクランク
スプロケットとタイミングチェーンを介して、時計方向
Ｒに回転動力が伝達される。
【００２７】ロータ２０は図示しない単一の取り付けボ
ルトによってカムシャフト１０に一体的に固着されてい
て、４つのベーン溝２１、受容溝２２および径方向に延
びるそれぞれ４つの通路（第１・第２流体通路）２３、
２４を備えている。ベーン溝２１には４枚のベーン７０
がそれぞれ径方向に摺動可能に取り付けられ、ベーン溝
２１の底部とベーン７０の底面との間には、図５及び図
６に示す板バネ７３が配設されている。これにより、図
５及び図６に示すように、ベーン７０は、外方に向けて
付勢されて、ハウジング３０の摺動面３０ａを摺動する
と共に、ベーン溝２１の嵌合部２１ａを摺動する。受容
溝２２には図１に示した状態、カムシャフト１０及びロ
ータ２０とハウジング３０の相対位置が所定の位相（最
遅角位置）で同期したとき、その頭部が所定量没入する
ロックキー８０が配設されている。また、受容溝２２は
進角通路２３に連通されている。
ルトによってカムシャフト１０に一体的に固着されてい
て、４つのベーン溝２１、受容溝２２および径方向に延
びるそれぞれ４つの通路（第１・第２流体通路）２３、
２４を備えている。ベーン溝２１には４枚のベーン７０
がそれぞれ径方向に摺動可能に取り付けられ、ベーン溝
２１の底部とベーン７０の底面との間には、図５及び図
６に示す板バネ７３が配設されている。これにより、図
５及び図６に示すように、ベーン７０は、外方に向けて
付勢されて、ハウジング３０の摺動面３０ａを摺動する
と共に、ベーン溝２１の嵌合部２１ａを摺動する。受容
溝２２には図１に示した状態、カムシャフト１０及びロ
ータ２０とハウジング３０の相対位置が所定の位相（最
遅角位置）で同期したとき、その頭部が所定量没入する
ロックキー８０が配設されている。また、受容溝２２は
進角通路２３に連通されている。
【００２８】ハウジング３０は、ロータ２０の外周に所
定角度範囲で相対回転可能に組付けられている。ハウジ
ング３０の外周にはタイミングスプロケット３１が一体
に形成されている。
定角度範囲で相対回転可能に組付けられている。ハウジ
ング３０の外周にはタイミングスプロケット３１が一体
に形成されている。
【００２９】ハウジング３０の内周には周方向に４個の
凸部３３が形成されている。これら凸部３３の内周面は
ロータ２０の外周面上で接しており、ハウジング３０が
ロータ２０に回転自在に支承されている。ある一つの凸
部にはロックキー８０を収容する退避溝３４と、退避溝
３４と連通し、ロックキー８０を径方向内方へと付勢す
るスプリング６０の収容溝３５が形成されている。
凸部３３が形成されている。これら凸部３３の内周面は
ロータ２０の外周面上で接しており、ハウジング３０が
ロータ２０に回転自在に支承されている。ある一つの凸
部にはロックキー８０を収容する退避溝３４と、退避溝
３４と連通し、ロックキー８０を径方向内方へと付勢す
るスプリング６０の収容溝３５が形成されている。
【００３０】各ベーンは７０、ハウジング３０とロータ
２０との間に、周方向に隣り合う凸部３３の間に形成さ
れる流体圧室Ｒ０を進角用油室（進角用室）Ｒ１と遅角
用油室（遅角用室）Ｒ２とに区画している。ロータ２０
とハウジング３０との相対回転量は、流体圧室Ｒ０の周
方向幅（角度）に依存する。最遅角側ではベーン７０ａ
が凸部３３の周方向の一側面３３ａに当接する位置で相
対回転が規制され、最進角側ではベーン７０ｂが凸部３
３の周方向の他側面３３ｂに当接する位置で規制され
る。遅角側ではロックキー８０の頭部が受容溝２２に入
り込むことでロータ２０とハウジング３０の相対回転を
規制する。
２０との間に、周方向に隣り合う凸部３３の間に形成さ
れる流体圧室Ｒ０を進角用油室（進角用室）Ｒ１と遅角
用油室（遅角用室）Ｒ２とに区画している。ロータ２０
とハウジング３０との相対回転量は、流体圧室Ｒ０の周
方向幅（角度）に依存する。最遅角側ではベーン７０ａ
が凸部３３の周方向の一側面３３ａに当接する位置で相
対回転が規制され、最進角側ではベーン７０ｂが凸部３
３の周方向の他側面３３ｂに当接する位置で規制され
る。遅角側ではロックキー８０の頭部が受容溝２２に入
り込むことでロータ２０とハウジング３０の相対回転を
規制する。
【００３１】以上のように構成した本実施形態の弁開閉
時期制御装置の作用を説明する。
時期制御装置の作用を説明する。
【００３２】弁開閉時期制御装置は、各進角用油室Ｒ１
および各遅角用油室Ｒ２の油圧を調整し、ハウジング３
０に対するロータ２０の相対回転を制御することにより
所望の弁開閉時期を得る。内燃機関が停止している時
は、ロックキー８０の頭部がロータ２０の受容溝２２に
所定量嵌まり込んでおり、最遅角位置でロータ２０とハ
ウジング３０の相対回転がロックされている。
および各遅角用油室Ｒ２の油圧を調整し、ハウジング３
０に対するロータ２０の相対回転を制御することにより
所望の弁開閉時期を得る。内燃機関が停止している時
は、ロックキー８０の頭部がロータ２０の受容溝２２に
所定量嵌まり込んでおり、最遅角位置でロータ２０とハ
ウジング３０の相対回転がロックされている。
【００３３】内燃機関の始動後、運転条件によって、弁
開閉時期に進角が必要になると、図示しない切換弁の作
動により、図示しないオイルポンプから供給される作動
油（油圧）は、通路２３を通って、進角用油室Ｒ１へと
供給される。また、通路２３から受容溝２２にも供給さ
れる。一方で遅角用油室Ｒ２にあった作動油（油圧）
は、通路２４を介して切換弁から図示しないオイルパン
へ排出される。この時、ロックキー８０はスプリング６
０に抗して移動し、その頭部が受容溝２２から抜けて、
ロータ２０とハウジング３０のロックが解除される。従
って、カムシャフト１０と一体的に回転するロータ２０
と各ベーン７０がハウジング３０等に対して進角側（時
計方向）Ｒに相対回転させることができる。
開閉時期に進角が必要になると、図示しない切換弁の作
動により、図示しないオイルポンプから供給される作動
油（油圧）は、通路２３を通って、進角用油室Ｒ１へと
供給される。また、通路２３から受容溝２２にも供給さ
れる。一方で遅角用油室Ｒ２にあった作動油（油圧）
は、通路２４を介して切換弁から図示しないオイルパン
へ排出される。この時、ロックキー８０はスプリング６
０に抗して移動し、その頭部が受容溝２２から抜けて、
ロータ２０とハウジング３０のロックが解除される。従
って、カムシャフト１０と一体的に回転するロータ２０
と各ベーン７０がハウジング３０等に対して進角側（時
計方向）Ｒに相対回転させることができる。
【００３４】また、運転条件によって、弁開閉時期に遅
角が必要になると、切換弁の作動により、オイルポンプ
から供給される作動油（油圧）は、通路２４を通って、
遅角用油室Ｒ２へと供給される。一方で進角用油室Ｒ１
にあった作動油（油圧）は、通路２３を介して切換弁か
ら図示しないオイルパンへ排出される。従って、ロータ
２０と各ベーン７０をハウジング３０に対して遅角側
（反時計方向）に相対回転させることができる。
角が必要になると、切換弁の作動により、オイルポンプ
から供給される作動油（油圧）は、通路２４を通って、
遅角用油室Ｒ２へと供給される。一方で進角用油室Ｒ１
にあった作動油（油圧）は、通路２３を介して切換弁か
ら図示しないオイルパンへ排出される。従って、ロータ
２０と各ベーン７０をハウジング３０に対して遅角側
（反時計方向）に相対回転させることができる。
【００３５】次に本発明の実施形態の詳細について、図
３乃至図７に基づいて説明を行う。
３乃至図７に基づいて説明を行う。
【００３６】上記したように運転条件によって、弁開閉
時期の進角又は遅角が必要になり、ロータ２０と各ベー
ン７０がハウジング３０に対して相対回転するとき、図
５に示すように、ベーン７０は板バネ７３によって外方
に付勢されて、ベーン７０の先端部７０ａはハウジング
３０の摺動面３０ａを摺動する。このとき、作動油中に
異物（例えば鋳砂）が含まれる場合、異物はロータ２０
及びハウジング３０の回転による遠心力によりハウジン
グ３０の摺動面３０ａに堆積し、ハウジング３０の摺動
面３０ａ及びベーン７０の先端部７０ａが摺動すること
で、摺動面３０ａ及び先端部７０ａを摩耗させる。しか
し、ベーン７０の表面硬度は、ハウジング３０の摺動面
３０ａの表面硬度より高くしてあるため、図３に示すよ
うに、異物は先端部７０ａに埋没する前にハウジング３
０の摺動面３０ａに埋没する。また、摺動面３０ａはハ
ウジング３０の流体圧室Ｒ０における周方向幅であるた
め、異物の埋没範囲が周方向幅内に分散され、図４に示
すように、ハウジング３０とベーン７０に硬度の低いア
ルミ材等の互いに同様な材料が用いた場合に比べて、ハ
ウジング３０の摺動面３０ａ及びベーン７０の先端部７
０ａの摩耗が一層低減される。また、表面粗さを３．２
ｚ以下とすることにより、摺動面３０ａに対する攻撃性
を改善できる。
時期の進角又は遅角が必要になり、ロータ２０と各ベー
ン７０がハウジング３０に対して相対回転するとき、図
５に示すように、ベーン７０は板バネ７３によって外方
に付勢されて、ベーン７０の先端部７０ａはハウジング
３０の摺動面３０ａを摺動する。このとき、作動油中に
異物（例えば鋳砂）が含まれる場合、異物はロータ２０
及びハウジング３０の回転による遠心力によりハウジン
グ３０の摺動面３０ａに堆積し、ハウジング３０の摺動
面３０ａ及びベーン７０の先端部７０ａが摺動すること
で、摺動面３０ａ及び先端部７０ａを摩耗させる。しか
し、ベーン７０の表面硬度は、ハウジング３０の摺動面
３０ａの表面硬度より高くしてあるため、図３に示すよ
うに、異物は先端部７０ａに埋没する前にハウジング３
０の摺動面３０ａに埋没する。また、摺動面３０ａはハ
ウジング３０の流体圧室Ｒ０における周方向幅であるた
め、異物の埋没範囲が周方向幅内に分散され、図４に示
すように、ハウジング３０とベーン７０に硬度の低いア
ルミ材等の互いに同様な材料が用いた場合に比べて、ハ
ウジング３０の摺動面３０ａ及びベーン７０の先端部７
０ａの摩耗が一層低減される。また、表面粗さを３．２
ｚ以下とすることにより、摺動面３０ａに対する攻撃性
を改善できる。
【００３７】一方、ロータ２０のベーン溝２１とベーン
７０は、進角用油室Ｒ１及び遅角用油室Ｒ２の油圧によ
り強く押し付けられる状態を繰り返されると共にロータ
２０とハウジング３０のクリアランス変化及びベーン７
０がハウジング３０の摺動面３０ａを摺動するとき、摺
動面３０ａの真円度誤差等によりロータ２０の径方向に
摺動する。このとき、作動油に含まれる異物（鋳砂、外
部からの侵入砂等）、カーボンスーツ等がベーン溝２１
の嵌合部２１ａとベーン７０の嵌合部位７０ｂの間に介
在した場合、嵌合部位７０ｂの摩耗が発生する。しか
し、ベーン７０の表面硬度は鋳砂より高くしてあるた
め、鋳砂は硬度の低い鉄系焼結金属などならなるロータ
２０のベーン溝２１の嵌合部２１ａに埋没されて、図７
に示すようにベーン７０の嵌合部位７０ｂの摩耗を低減
できる。また、ベーン７０の表面粗さを３．２ｚ以下と
することにより、嵌合部２１ａに対する攻撃性を改善で
き、更に摩耗を低減できる。
７０は、進角用油室Ｒ１及び遅角用油室Ｒ２の油圧によ
り強く押し付けられる状態を繰り返されると共にロータ
２０とハウジング３０のクリアランス変化及びベーン７
０がハウジング３０の摺動面３０ａを摺動するとき、摺
動面３０ａの真円度誤差等によりロータ２０の径方向に
摺動する。このとき、作動油に含まれる異物（鋳砂、外
部からの侵入砂等）、カーボンスーツ等がベーン溝２１
の嵌合部２１ａとベーン７０の嵌合部位７０ｂの間に介
在した場合、嵌合部位７０ｂの摩耗が発生する。しか
し、ベーン７０の表面硬度は鋳砂より高くしてあるた
め、鋳砂は硬度の低い鉄系焼結金属などならなるロータ
２０のベーン溝２１の嵌合部２１ａに埋没されて、図７
に示すようにベーン７０の嵌合部位７０ｂの摩耗を低減
できる。また、ベーン７０の表面粗さを３．２ｚ以下と
することにより、嵌合部２１ａに対する攻撃性を改善で
き、更に摩耗を低減できる。
【００３８】尚、ベーン７０は、軟窒化処理又は窒化ク
ロムをイオンプレーティングされた、ステンレス鋼又は
高速度工具鋼からなることをが望ましい。
ロムをイオンプレーティングされた、ステンレス鋼又は
高速度工具鋼からなることをが望ましい。
【００３９】また、軟窒化処理又はイオンプレーティン
グは、ベーン７０の先端部７０ａおよび嵌合部位７０ｂ
など摺動部位のみにすることが、生産コストを抑えるこ
とができ望ましい。
グは、ベーン７０の先端部７０ａおよび嵌合部位７０ｂ
など摺動部位のみにすることが、生産コストを抑えるこ
とができ望ましい。
【００４０】また、ロータ２０及びハウジング３０はベ
ーン７０の表面硬度より硬度の低い鉄系金属又は鉄系焼
結合金、アルミ部材から成ることが望ましい。
ーン７０の表面硬度より硬度の低い鉄系金属又は鉄系焼
結合金、アルミ部材から成ることが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、ベーンの表面硬度を、ベーンが摺動する回転部
材又は回転伝達部材の摺動面の表面硬度よりも高くした
ことにより、異物が回転部材又は回転伝達部材の摺動面
に埋没すると共に、埋没する表面積が大きいため、互い
の摺動面の摩耗が低減される。
よれば、ベーンの表面硬度を、ベーンが摺動する回転部
材又は回転伝達部材の摺動面の表面硬度よりも高くした
ことにより、異物が回転部材又は回転伝達部材の摺動面
に埋没すると共に、埋没する表面積が大きいため、互い
の摺動面の摩耗が低減される。
【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、ベ
ーンは軟窒化処理されたステンレス鋼からなり、回転部
材又は回転伝達部材はアルミ材からなることにより、表
面処理でベーン表面硬度を高くすることができ、ベーン
と回転部材又は回転伝達部材の互いの摺動面の摩耗が低
減できる。
ーンは軟窒化処理されたステンレス鋼からなり、回転部
材又は回転伝達部材はアルミ材からなることにより、表
面処理でベーン表面硬度を高くすることができ、ベーン
と回転部材又は回転伝達部材の互いの摺動面の摩耗が低
減できる。
【００４３】また、請求項３に記載の発明によれば、回
転部材に形成されたベーン溝に摺動可能に嵌合するベー
ンの表面硬度を、作動油に含まれる異物よりも高くした
ことにより、ベーンの摺動部を保護し、回転部材及びベ
ーンの摺動部の摩耗を低減できる。
転部材に形成されたベーン溝に摺動可能に嵌合するベー
ンの表面硬度を、作動油に含まれる異物よりも高くした
ことにより、ベーンの摺動部を保護し、回転部材及びベ
ーンの摺動部の摩耗を低減できる。
【００４４】また、請求項５に記載の発明によれば、ベ
ーンは軟窒化処理された金属材料からなることにより、
表面処理でベーン表面硬度を高くすることができる。
ーンは軟窒化処理された金属材料からなることにより、
表面処理でベーン表面硬度を高くすることができる。
【００４５】また、請求項６に記載の発明によれば、ベ
ーンはイオンプレーティングされた金属材料からなるこ
とにより、表面処理温度が比較的低いため、処理時のベ
ーンの歪を極力防止することができ、処理後の精度を確
保できる。
ーンはイオンプレーティングされた金属材料からなるこ
とにより、表面処理温度が比較的低いため、処理時のベ
ーンの歪を極力防止することができ、処理後の精度を確
保できる。
【００４６】また、請求項７に記載の発明によれば、イ
オンプレーティングは窒化クロムのイオンプレーティン
グであることにより、摺動性、耐焼付き性が改善でき
る。
オンプレーティングは窒化クロムのイオンプレーティン
グであることにより、摺動性、耐焼付き性が改善でき
る。
【００４７】また、請求項８に記載の発明によれば、軟
窒化処理又はイオンプレーティング後のベーンの面粗さ
が３．２ｚ以下であることにより、摺動相手部材に対す
る摩耗攻撃性を改善できる。
窒化処理又はイオンプレーティング後のベーンの面粗さ
が３．２ｚ以下であることにより、摺動相手部材に対す
る摩耗攻撃性を改善できる。
【００４８】また、請求項９に記載の発明によれば、軟
窒化処理又はイオンプレーティングはベーンのベーン溝
との嵌合部位又はベーンの先端部の少なくともいずれか
の部位に行われていることにより、表面処理を安価に行
うことができる。
窒化処理又はイオンプレーティングはベーンのベーン溝
との嵌合部位又はベーンの先端部の少なくともいずれか
の部位に行われていることにより、表面処理を安価に行
うことができる。
【図１】本発明の実施形態である弁開閉時期制御装置の
横断面図である。
横断面図である。
【図２】従来技術におけるハウジングとシール部材との
摺動部を示す図である。
摺動部を示す図である。
【図３】本発明の実施形態におけるハウジングとベーン
との摺動部を示す図である。
との摺動部を示す図である。
【図４】従来技術と本発明の実施形態におけるハウジン
グとべーンとの摺動部の耐久評価結果を示す図である。
グとべーンとの摺動部の耐久評価結果を示す図である。
【図５】本発明の実施形態におけるベーンの取付状態を
示す図である。
示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図７】従来技術と本発明の実施形態におけるロータと
ベーンとの摺動部の摩耗指数（摩耗量）を示す図であ
る。
ベーンとの摺動部の摩耗指数（摩耗量）を示す図であ
る。
２０・・・ロータ（回転部材）
２１・・・ベーン溝
２３・・・通路（第１流体通路）
２４・・・通路（第２流体通路）
３０・・・ハウジング（回転伝達部材）
３０ａ・・・摺動面
７０・・・ベーン
７０ａ・・・頭部
７０ｂ・・・嵌合部位
Ｒ０・・・流体圧室
Ｒ１・・・進角用油室（進角用室）
Ｒ２・・・遅角用油室（遅角用室）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 平塚 一郎
愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ
ン精機株式会社内
(72)発明者 久留美 隆之
愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ
ン精機株式会社内
Ｆターム(参考） 3G018 AB02 BA09 BA10 BA33 CA19
DA51 DA72 DA73 DA74 DA76
DA77 DA81 FA01 FA07 GA21
GA22 GA23 GA27
4K028 AA03 AB01 AB06
4K029 AA02 BA58 BC02 BD04 CA03
FA01
Claims (9)
- 【請求項１】 弁開閉用の回転部材と、 該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材と、 前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けられた
ベーンと、 前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成され、前
記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流
体圧室と、 前記進角用室に流体を給排する第1流体通路と、 前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路とを備え
て、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御する
ために使用される弁開閉時期制御装置において、 前記ベーンの表面硬度を、前記ベーンが摺動する前記回
転部材又は前記回転伝達部材の摺動面の表面硬度よりも
高くしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。 - 【請求項２】 前記ベーンは軟窒化処理されたステンレ
ス鋼から成り、回転部材又は回転伝達部材はアルミ材か
らなることを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制
御装置。 - 【請求項３】 弁開閉用の回転部材と、 該回転部材と相対回転可能に係合する回転伝達部材と、 前記回転部材又は前記回転伝達部材の一方に設けられた
ベーンと、 前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成され、前
記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流
体圧室と、 前記進角用室に流体を給排する第1流体通路と、 前記遅角用室に流体を給排する第２流体通路とを備え
て、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御する
ために使用される弁開閉時期制御装置において、 前記回転部材に形成されたベーン溝に摺動可能に嵌合す
る前記ベーンの表面硬度を、作動油に含まれる異物より
も高くしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。 - 【請求項４】 前記ベーンの表面硬度を、Ｈｖ１１００
以上とすることを特徴とする請求項３に記載の弁開閉時
期制御装置。 - 【請求項５】 前記ベーンは軟窒化処理された金属材料
からなることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載
の弁開閉時期制御装置。 - 【請求項６】 前記ベーンはイオンプレーティングされ
た金属材料からなることを特徴とする請求項３又は請求
項４に記載の弁開閉時期制御装置。 - 【請求項７】 前記イオンプレーティングは窒化クロム
のイオンプレーティングであることを特徴とする請求項
６に記載の弁開閉時期制御装置。 - 【請求項８】 前記軟窒化処理又は前記イオンプレーテ
ィング後の前記ベーンの面粗さが３．２ｚ以下であるこ
とを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一つに記載の
弁開閉時期制御装置。 - 【請求項９】 前記軟窒化処理又は前記イオンプレーテ
ィングは前記ベーンの前記ベーン溝との嵌合部位又は前
記ベーンの頭部の少なくともいずれか一つに行われてい
ることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一つに記
載の弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003051581A JP2003328709A (ja) | 2002-03-08 | 2003-02-27 | 弁開閉時期制御装置 |
| US10/382,880 US6920853B2 (en) | 2002-03-08 | 2003-03-07 | Variable valve timing control device |
| DE10310053A DE10310053A1 (de) | 2002-03-08 | 2003-03-07 | Vorrichtung zum Steuern einer variablen Ventilzeitgebung |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063402 | 2002-03-08 | ||
| JP2002-63402 | 2002-03-08 | ||
| JP2003051581A JP2003328709A (ja) | 2002-03-08 | 2003-02-27 | 弁開閉時期制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003328709A true JP2003328709A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29272301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003051581A Pending JP2003328709A (ja) | 2002-03-08 | 2003-02-27 | 弁開閉時期制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6920853B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003328709A (ja) |
| DE (1) | DE10310053A1 (ja) |
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| JP4005068B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2007-11-07 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びその組立方法 |
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| DE102011003991A1 (de) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Nockenwellenversteller mit einem Druckspeicher |
| CN103104673A (zh) * | 2011-11-10 | 2013-05-15 | 陈高明 | 油动式汽车自动无级变速器 |
| DE102017113494A1 (de) | 2017-06-20 | 2018-12-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zum Herstellen eines Nockenwellenversteller mit zumindest einer nitrocarburierten Bauteilkomponente und Nockenwellenversteller |
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| JP3196696B2 (ja) * | 1997-08-25 | 2001-08-06 | 株式会社デンソー | バルブタイミング調整装置 |
| JPH1181928A (ja) | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Denso Corp | 内燃機関用バルブタイミング調整装置 |
| JPH11182475A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-06 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 回転圧縮機及び同用ベーン |
| KR100398563B1 (ko) * | 1999-11-15 | 2003-09-19 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 회전압축기 및 그 제조 방법 |
-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003051581A patent/JP2003328709A/ja active Pending
- 2003-03-07 US US10/382,880 patent/US6920853B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-07 DE DE10310053A patent/DE10310053A1/de not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10310053A1 (de) | 2003-11-20 |
| US6920853B2 (en) | 2005-07-26 |
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