JP2005351182A

JP2005351182A - バルブタイミング可変装置

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Publication number: JP2005351182A
Application number: JP2004173126A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Kakihara; 智紀垣原
Original assignee: Hosei Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Hosei Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: JP4279729B2

Abstract

【課題】製造工程が簡単で生産性の高いバルブタイミング可変装置を提供する。
【解決手段】ロータ２２は、複数枚の金属薄板７４を積層して一体化した積層体で構成されることから、積層する複数枚の金属薄板７４の厚さ寸法や形状を適宜定めることによって、所望の寸法および形状の積層体すなわちロータ２２を得ることができる。このとき、金属薄板７４は精密打抜き加工によって作製されることから、機械加工を施さなくとも高い寸法精度および形状精度が容易に得られるため、これを積層して一体化すれば所望の高い精度を備えたロータ２２が得られる。したがって、バルブタイミング可変装置に要求される高精度を保ちながら、製造工程が簡単になって生産性が高められる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更するためのバルブタイミング可変装置に関する。

環状のケーシングと、そのケーシング内に相対回動可能に収容され且つケーシング内周面との間にそれらの相対角度に応じて容積の変化する複数の圧力室を形成するロータとを備え、それらケーシングおよびロータの一方が内燃機関の出力軸に、他方がその内燃機関の吸・排気バルブを開閉するカムシャフトにそれぞれ連結されることにより、前記複数の圧力室内の圧力変化に伴って変化するそれらケーシングおよびロータの相対角度に応じてそれら出力軸とカムシャフトとの回転位相を変化させるためのバルブタイミング可変装置が知られている。例えば外周面に複数のベーンを有して軸心回りに回動させられるロータが、そのベーンを周方向に一定の大きさの隙間を以て収容する複数の凹所を内周面に有する環状のケーシングの内周側に配置されたものがその一例である(例えば特許文献１，２等を参照)。
特開平１１−００２１０８号公報特開２０００−０３８９０９号公報

このようなバルブタイミング可変装置において、所望の回転位相を実現するためには、圧力変化に応じてケーシングおよびロータの相対角度が高精度に変化させられる必要があることから、ケーシングおよびロータには高い寸法精度および形状精度が要求される。そのため、従来、焼結や鍛造加工等で素材を作製した後、必要な寸法精度や形状精度を得るための切削や研磨等の機械加工を施して、ケーシングおよびロータを製造していた。したがって、製造工程が煩雑で、生産性が低い問題があった。また、一般に、ケーシングやロータには、圧力室内に圧力媒体を供給し或いは圧力室内から圧力媒体を排出させるための媒体路が設けられるが、これも機械加工を必要としていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、製造工程が簡単で生産性の高いバルブタイミング可変装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するため、第１発明の要旨とするところは、環状のケーシングと、そのケーシング内に相対回動可能に収容され且つケーシング内周面との間にそれらの相対角度に応じて容積の変化する複数の圧力室を形成するロータとを備え、それらケーシングおよびロータの一方が内燃機関の出力軸に、他方がその内燃機関の吸・排気バルブを開閉するカムシャフトにそれぞれ連結されることにより、前記複数の圧力室内の圧力変化に伴って変化するそれらケーシングおよびロータの相対角度に応じてそれら出力軸とカムシャフトとの回転位相を変化させるためのバルブタイミング可変装置であって、(ａ)精密打抜き加工によって所定の寸法精度および形状精度に形成された複数枚の金属薄板を積層して一体化した積層体で前記ケーシングおよび前記ロータの少なくとも一方が構成されたことにある。

このようにすれば、積層する複数枚の金属薄板の厚さ寸法や形状を適宜定めることによって、所望の寸法および形状の積層体すなわちケーシングやロータを得ることができる。このとき、金属薄板は精密打抜き加工(すなわち、JIS B0111_1051に規定されるファインブランキングプレス等)によって作製されることから、機械加工を施さなくとも高い寸法精度および形状精度が容易に得られるため、これを積層して一体化すれば所望の高い精度を備えたケーシングやロータが得られる。したがって、バルブタイミング可変装置に要求される高精度を保ちながら、製造工程が簡単になって生産性が高められる。

ここで、好適には、前記ロータは複数枚の金属薄板を積層して一体化した積層体で構成されたものであり、前記ロータ内にその回転軸方向に沿って設けられた共通圧力媒体路と、前記ロータの回動軸に沿った方向において複数位置に分割して設けられ且つ一端が前記共通圧力媒体路に開口すると共に他端が前記複数の圧力室の各々に開口する複数の個別圧力媒体路とを、含むものである。このようにすれば、共通圧力媒体路と圧力室を連通させるためにロータを周方向に分断する個別圧力媒体路が、ロータの回動軸に沿って伸びる共通圧力媒体路の媒体案内方向における複数箇所に分割して設けられる。そのため、全ての個別圧力媒体路が回動軸方向の同一位置に設けられた場合に比較して、積層体においてその個別圧力媒体路の形成された層を構成する金属薄板の周方向における分断数が少なくなることから、金属薄板の積層および一体化が一層容易になると共に、一層を構成する金属薄板の相対位置が変化することによる寸法精度および形状精度の低下が好適に抑制される。

例えば、前記圧力室が４つ備えられることにより、ロータの回動軸を通る共通圧力媒体路の周囲に４本の個別圧力媒体路が設けられた態様においては、回動軸方向における２位置にそれら４本をロータの周方向において交互に配置すれば、個別圧力媒体路を形成するための金属薄板の各々の分割数が２つに留まる。そのため、４本を回動軸方向において同一位置に設けることによって金属薄板が４分割される場合に比較すれば、一層の分割数が少なくなる。複数本の個別圧力媒体路は、全てが回動軸方向において相互に異なる位置に設けられてもよく、そのようにすれば、周方向における一箇所だけで分断されることから一枚の金属薄板で一層が構成されるが、同一位置に設けられるものの本数を減じるだけでも金属薄板の分割数を少なくできる効果がある。

また、好適には、前記積層体は前記複数枚の金属薄板の各々に形成された複数個の突起を他の金属薄板の対応する位置に設けられた複数個の凹み内に積層プレス加工によって圧入して一体化させられたものである。このようにすれば、重ね合わせた金属薄板は、突起を凹みに嵌め入れることによって一体化させられることから、重ね合わされた金属薄板の相対位置が複数個の突起および凹みにより限定されるため、その突起および凹みの寸法精度および形成位置精度に応じた高精度の積層体を得ることができる。突起および凹みは、例えば、精密打抜き加工によって金属薄板を作製する際に同時に形成することができ、そのようにすれば、金属薄板の寸法精度および形状精度と同様な精度を容易に実現できる。

上記突起および凹みは、例えば、金属薄板の各々において突起の直下に凹みが位置するように設けられる。このようにすれば、複数枚の金属薄板の全てにおいて突起および凹みが同一位置に設けられることとなる。そのため、例えば圧入に伴う歪みを抑制することができる。

なお、前述したように一層を構成する金属薄板が複数枚に分割される場合においては、上記突起および凹みが分割された各々において複数箇所に備えられるようにその位置を定めることが好ましい。

また、好適には、前記バルブタイミング可変装置は、前記ケーシングおよびロータの少なくとも一方に、その一方と一体的に回転させられる他の部品が前記積層プレス加工によって一体化させられたものである。このようにすれば、従来は２以上で構成されていた部品が一部品になるため、バルブタイミング可変装置の組付け性が高められる。例えば、ケーシングを積層体で構成すると共に、その一端にロータの脱落防止等の目的で取り付けられる前面カバーを一体化することができる。

なお、上記のような２部品の一体化は、ケーシングやロータを製造するための金属薄板の積層および一体化の際に、同時に行うことが好ましい。このようにすれば、製造工程が一層簡単になる。例えば、積層プレス加工によって金属薄板を一体化する場合には、そのためのプレス型内において２部品を一体化すればよい。

また、好適には、前記圧力室は、作動油が出入りさせられることにより油圧が変化させられるものである。圧力媒体は適宜の流体を用いることができるが、油を用いることが作動安定性の面で最も好ましい。

なお、本発明は、形状および作動原理を問わず、種々のバルブタイミング可変装置に適用し得る。すなわち、複雑な形状を備えたものであっても、金属薄板の枚数や個々の厚さ寸法を適宜定めて積層プレス等で一体化すれば、切削加工や研磨加工等が何ら必要とならないので、製造工程が簡単で高い生産性を得ることができる。例えば、ヘリカルギヤ、遊星ギヤ、サイクロギヤ等が用いられたバルブタイミング可変装置にも適用される。

また、前記複数枚の金属薄板の各々の厚さ寸法や形状等は、製造しようとするケーシングやロータを構成する積層体の形状或いは要求精度等に応じて適宜変更される。例えば、厚み方向に貫通する貫通孔を積層方向の中間に配置される一部の金属薄板に設ければ、内部に空間を備えた積層体が得られる。また、その貫通孔を設けた一部または全部の金属薄板にその貫通孔と外周面或いは内周面に連通する長穴等を設けることにより、その外部に連通する空間を積層体内に形成できる。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例のバルブタイミング可変装置１０の構成を説明するための断面図であり、図２は、その図１におけるII−II視断面図である。これら図１、図２において、バルブタイミング可変装置１０は、図示しない内燃機関の吸・排気バルブを開閉駆動するためのカムシャフト１２にボルト１４で取り付けられている。カムシャフト１２は、軸受１６にその軸心回りの回転可能に支持されており、バルブタイミング可変装置１０および軸受１６間には、図示しない内燃機関のクランクシャフト(出力軸)に連結されたタイミングプーリ１８がカムシャフト１２に対してその軸心回りの相対回転可能に嵌め入れられている。

上記のバルブタイミング可変装置１０は、略薄肉円筒形状を成すケーシング２０と、その内周側に嵌め入れられたロータ２２とを備えたものである。ロータ２２には軸心方向すなわち厚み方向に貫通する貫通孔２４が設けられており、その貫通孔２４内に前記のボルト１４が刺し通され、カムシャフト１２の軸心方向に沿って伸びる有底の雌ねじ穴２６にそのボルト１４が螺合されることにより、カムシャフト１２の端面に固定されている。そのため、ロータ２２は、そのカムシャフト１２とは相対回転不能であるが、タイミングプーリ１８とは端面相互が接した状態にあって相対回転可能になっている。

上記ロータ２２に設けられた貫通孔２４は、カムシャフト１２側の直径が相対的に大きくされた段付き穴であり、その小径側の直径はボルト１４の首部の直径と略同一である。また、ロータ２２は、略厚肉円筒形状を成す本体部２７の外周面に径方向外周側に突き出した４つのベーン(羽根)２８を周方向において略一定の間隔で有しており、そのベーン２８の外周面がケーシング２０の円環状部の内周面３０に略接した状態となっている。ロータ２２の軸心方向におけるベーン２８の厚さ寸法は本体部２７と同一である。

一方、ケーシング２０の内周面３０には、径方向内周側に突き出した４つの突部３２が備えられており、その先端がロータ２２のベーン２８相互間の外周面に接している。そのため、ケーシング２０およびロータ２２間には、突部３２間に形成された４つの凹所３４とその凹所３４内に収容されたベーン２８とによって区画された８つの油室３６、３８が形成されている。このため、ケーシング２０とロータ２２とは、ベーン２８と凹所３４との間に設けられた隙間すなわち油室３６，３８の大きさに応じた角度だけそれらの軸心回りに相対回動可能である。

また、ロータ２２内には、貫通孔２４の大径部に一端が開口する４つの分岐油路４０ａ，４０ｂがロータ２２の径方向に対して傾斜して設けられている。分岐油路４０ａ，４０ｂの他端は、ベーン２８の基部近傍において開口し、貫通孔２４と４つの油室３６とをそれぞれ接続している。また、分岐油路４０ａ，４０ｂは、ロータ２２の軸心方向における位置が相互に異なるものが周方向において交互に設けられている。本実施例においては、貫通孔２４が共通圧力媒体路に、分岐油路４０が個別圧力媒体路に、油室３６，３８が圧力室にそれぞれ相当する。

また、ケーシング２０の上記４つの突部３２には、その軸心方向に貫通する貫通孔４２がそれぞれ設けられている。タイミングプーリ１８のケーシング２０側端面にはこの貫通孔４２と同軸に雌ねじ穴４４が設けられており、貫通孔４２に刺し通されたボルト４６がその雌ねじ穴４４に螺合されている。このように、ケーシング２０は、タイミングプーリ１８に相対回転不能に固定されている。そのため、カムシャフト１２はロータ２２と一体的に取り付けられ、タイミングプーリ１８はケーシング２０に一体的に取り付けられていることから、カムシャフト１２とタイミングプーリ１８とは、ケーシング２０とロータ２２とに許容された角度だけ相対回動可能である。

なお、ベーン２８の先端および突部３２の先端には、それぞれ図２に示す平面視において矩形を成す切欠き部４８，５０が設けられており、それぞれにシール部材５２，５４が嵌め入れられている。これらシール部材５２，５４は、切欠き部４８，５０との間に介挿された板ばね５６等の弾性体でシール部材５２，５４をケーシング内周面３０或いはロータ２２外周面に押しつけることにより、ケーシング２０とロータ２２との回動抵抗を低い値に留めつつ、油室３６，３８の液密性を確保するためのものである。

また、前記カムシャフト１２には、油路５８，６０，６２が設けられている。油路５８は前記雌ねじ穴２６を経由して油路６０に連通し、その油路６０はカムシャフト１２の外周面に開口する。その開口位置には、タイミングプーリ１８の内周面に環状溝６４が設けられている。この環状溝６４は、タイミングプーリ１８とカムシャフト１２との間に潤滑油を供給するためのものである。また、油路６２は雌ねじ穴２６に併設されることによりカムシャフト１２の端面に開口させられている。その開口は、ロータ２２の貫通孔２４とタイミングプーリ１８との間に形成された空間内に位置する。ロータ２２のカムシャフト１２側の端面には、貫通孔２４を部分的に径方向に拡大する作動油受入口６５が設けられており、油路６２は、この作動油受入口６５内に開口させられているのである。

また、上記油路５８，６０，６２は、軸受１６の内周面に設けられた環状溝を介してその軸受１６内の油路６６，６８に接続され、これら油路６６，６８を経由して図示しないオイルコントロールバルブから作動油が送られるようになっている。油路５８，６０，６２内に送られた作動油は、環状溝６４内に供給されると共に、貫通孔２４および分岐油路４０ａ，４０ｂを経由して油室３６内に送り込まれることとなる。なお、図１において７０は、ケーシング２０に例えば一体的に設けられた前面カバーである。

以上のように構成されたバルブタイミング可変装置１０によれば、オイルコントロールバルブを制御することにより、油路６８、貫通孔２４、分岐油路４０を経由して油室３６内に作動油を流入させると、その油量に応じて油室３６内の油圧が高められるので、ロータ２２は図２における右回りに回動させられる。この回動角度は、油室３６，３８の差圧に応じた値となるため、オイルコントロールバルブを制御してその差圧を調節すると、ケーシング２０とロータ２２との所望の相対角度を実現し得る。前述したように、ケーシング２０およびロータ２２は、それぞれタイミングプーリ１８およびカムシャフト１２に固定されているから、ケーシング２０とロータ２２との相対角度が変化させられるときには、同時にタイミングプーリ１８とカムシャフト１２との相対角度も同じ大きさだけ変化させられる。これにより、タイミングプーリ１８とカムシャフト１２との回転位相が変化させられるので、そのカムシャフト１２により開閉駆動される吸・排気バルブの開閉時期が、内燃機関の運転状態に応じて最適化される。

図３、図４は、上記のバルブタイミング可変装置１０を構成するケーシング２０およびロータ２２の構成をそれぞれ説明する図である。本実施例においては、これらケーシング２０およびロータ２２が何れも金属薄板７２，７４を積層した積層体で構成されている。なお、前記の図１においては、図示の都合上、金属薄板７２，７４相互の境界を省略して一体的に描いている。ケーシング２０は、例えば厚さ寸法が1(mm)程度の同一寸法および同一形状の金属薄板７２が例えば２０枚程度積層されて一体化されたものである。金属薄板７２は、全体が略円環状を成し、内周縁に内周側に突き出す４つの突起７５を備えている。それら４つの突起７５には、それぞれ先端に矩形凹部７６が備えられると共に、それよりも外周側に貫通孔７８が備えられている。

なお、ケーシング２０に一体化させられる前面カバー７０は、例えば厚さ寸法が1(mm)程度の金属薄板８０を例えば２枚積層して一体化したものである。金属薄板８０は、前記ボルト１４の頭部よりも大径の貫通孔８２を中心部に備えると共に、それよりも外周側にケーシング２０と一体化させるための４つの凹み８４を備えている。この凹み８４の機能は、後述する凹所１００と同様であり、ケーシング２０には、その凹み８４に対応する位置に図示しない突起が設けられている。

一方、ロータ２２は、例えば厚さ寸法が1(mm)程度の複数種類の形状の金属薄板７４を例えば２０枚程度積層されて一体化されたものである。なお、金属薄板７２等の厚さ寸法や積層枚数は、上記値に限られず、所望の大きさおよび精度を備えたケーシング２０およびロータ２２が得られるように適宜定められる。すなわち、金属薄板７２，７４等の厚さ寸法や積層枚数を変更するだけで、様々な大きさや形状のケーシング２０やロータ２２が得られる。

図５は、ロータ２２を構成するための８種類の金属薄板７４ａ、７４ｂ、〜７４ｈと、それらを積層した積層体すなわちロータ２２とを示したものである。これら８種類の金属薄板７４は、ロータ２２の平面形状と略同一の略一様な外周縁形状を備えている。(ａ)に示す金属薄板７４ａは、本体部２７に対応する円板状部８６と、ベーン２８に対応する４つの突部８８とを備えている。

図５(ａ)、図６(ａ)およびそのｂ−ｂ視断面を表した(ｂ)に示すように、円板状部８６には、円形の周方向における３箇所から外周側に拡大する張出し部９０ａを有する貫通孔９０と、その周囲に設けられた４つの小円形の貫通孔９２とが設けられている。貫通孔９２は、４つの突部８８の相互間にそれぞれ一つずつ位置する。また、突部８８のうち図５における左右および下側に位置する３つの中央部にも同様な貫通孔９２が設けられ、上側に位置する一つには、貫通孔９０よりもやや小径の円の一部が略周方向に沿って細幅で拡大された貫通孔９４が中央部に設けられると共に、貫通孔９２よりも小径の貫通孔９６が先端部に設けられている。また、突部８８の先端部には、切欠き部４８に対応する切欠き部９８がそれぞれ設けられている。

また、図５(ｂ)に示す金属薄板７４ｂは、図６(ｃ)およびそのｄ−ｄ視断面を表した(ｄ)に示すように、金属薄板７４ａの貫通孔９２に代えて、その位置の表面に円形断面の凹所１００が設けられると共に裏面に円形断面の突起１０２が設けられ、貫通孔９６に代えて表面に円形の凹所１０４が設けられると共に裏面に図示しない突起が設けられたものである。凹所１００，１０４は、例えば何れも金属薄板７４ｂの厚さ寸法の半分程度すなわち0.5(mm)程度の深さ寸法で設けられており、突起１０２および凹所１０４の裏面に設けられた突起は、それら凹所１００，１０４と同一直径か僅かに小さい程度の直径と、それら凹所１００，１０４の深さ寸法と同一か僅かに小さい程度の高さ寸法で設けられている。また、上側に位置する突部８８には、前記貫通孔９４に代えて円形の貫通孔１０６が設けられている。

また、図５(ｃ)に示す金属薄板７４ｃは、中央部に貫通孔９０に代えてその外周側への拡大部分の存在しない円形の貫通孔１０８が設けられている他は、上記金属薄板７４ｂと同一寸法・形状に構成されたものである。

また、図５(ｄ)に示す金属薄板７４ｄは、上記金属薄板７４ｃにおいて貫通孔１０８に接するように円板状部８６の外周から設けられた略一定の幅寸法の２本の切込みによってその金属薄板７４ｃを２分割した形状を備えており、２つの部品７４ｄ₁、７４ｄ₂で構成されている。すなわち、金属薄板７４ｄは、２枚の部品が一組になったものである。これらは何れも上記切込みに対応する直線部１１０，１１２と、上記貫通孔１０８の内周縁の一部に対応する円弧状部１１４とを、互いに向かい合った位置に備えている。

なお、金属薄板７４ａ，７４ｂ，〜７４ｈの積層時の相対位置関係は、後述するように各々に設けられている貫通孔９２，９６、凹所１００，１０４、および突起１０２で決定されるので、上記のように２分割された部品７４ｄ₁、７４ｄ₂は、突部８８等が他の金属薄板７４のそれと完全に重なり合う一定の相対位置関係を以て他の金属薄板７４と積層される。このため、その積層状態においては、直線部１１０，１１２が予め定められた相互間隔を以て平行となり、且つ、円弧状部１１４，１１４が一円周上に位置する図示の位置関係にある。

また、図５(ｆ)に示す金属薄板７４ｆは、金属薄板７４ｃに上記金属薄板７４ｄとは異なる位置に切込みを設けることによって２分割された形状を備えたものであって、２つの部品７４ｆ₁、７４ｆ₂で構成されている。これら２つの部品７４ｆ₁、７４ｆ₂も上記金属薄板７４ｄの場合と同様に、切込みに対応する直線部１１６，１１８と、貫通孔１０８の内周縁の一部に対応する円弧状部１２０とを互いに向かい合った位置に備えている。また、この金属薄板７４ｆの突部８８に設けられた貫通孔１２２は、貫通孔１０６よりもやや大径である。

また、図５(ｅ)に示す金属薄板７４ｅは、上記金属薄板７４ｆにおいて、上側に位置する突部８８に、貫通孔１２２に接するように外周面から設けられた切込み１２４を備えたものである。他の部分は、金属薄板７４ｆと同様であって一対の部品７４ｅ₁，７４ｅ₂で構成されている。

また、図５(ｇ)に示す金属薄板７４ｇは、中心部に貫通孔１０８よりも小径の貫通孔１２６を備えると共に、上側に位置する突部８８に貫通孔１０６よりも大径の貫通孔１２８を備えた他は、前記金属薄板７４ｃと略同様な形状を備えたものである。

また、図５(ｈ)に示す金属薄板７４ｈは、上記金属薄板７４ｇの貫通孔１２８に代えて、その内周端から内周側に向かって伸びる細溝１３０を備えた貫通孔１３２が設けられると共に、中心部の貫通孔１２６の近傍に小さな貫通孔１３４を備えたものである。

ロータ２２を製造するに際しては、先ず、以上のように構成された８種類の金属薄板７４を、例えば精密打抜き加工によってそれぞれ予め定められた寸法精度および形状精度で成形する。次いで、成形した金属薄板７４を積層プレス型内に予め定められた順序で重ね合わせて配置する。例えば、金属薄板７４ａを最も下に配置し、その上に金属薄板７４ｂを４枚、金属薄板７４ｃを１枚、金属薄板７４ｄを４枚、金属薄板７４ｅを３枚、金属薄板７４ｆを１枚、金属薄板７４ｇを５枚、順次に重ね、更に、金属薄板７４ｈを１枚重ねる。前記貫通孔１３４は、このように重ねるに際してエア抜きとして機能する。このとき、各金属薄板７４の向きは、同一形状の突部８８が相互に重なり、貫通孔９２、突起１０２、凹所１００等が相互に重なるように揃えられる。図７(ａ)は、これらの位置関係を表している。上記のように重ね合わせた後、上から加圧すると、突起１０２は、貫通孔９２および凹所１００と同一直径か僅かに小さい程度の直径に形成されていることから、上側に位置する金属薄板７４の突起１０２が、下側に位置する金属薄板７４の貫通孔９２および凹所１００内に押し込まれ、強固に嵌め合わされて一体化させられる。

このとき、各金属薄板７４には、円板状部８４の中心部に貫通孔９０，１０８，１２６および円弧状部１１４，１２０が同心に設けられており、貫通孔１２６の直径がやや小さくされていることから、これらが重ね合わされることによって段付きの前記貫通孔２４が形成される。また、金属薄板７４ｄは直線部１１０，１１２が図５(ｄ)に示されるような相互間隔を以て重ねられることから、重ね合わされた４枚の上下面が金属薄板７４ｃ、７４ｅで塞がれることにより、矩形断面を以て貫通孔２４とロータ本体部２７の外周面との間を貫通する２本の分岐油路４０ｂが形成される。また、金属薄板７４ｅ，７４ｆにも、同様に直線部１１６，１１８が図５(ｅ)(ｆ)に示されるような相互間隔を以て重ねられることから、重ね合わされた合計４枚の上下面が金蔵薄板７４ｄ、７４ｇで塞がれることにより、矩形断面を以て貫通孔２４とロータ本体部２７の外周面との間を貫通する２本の分岐油路４０ａが形成される。

このように、本実施例においては、ロータ２２の外周面から貫通孔２４に貫通する分岐油路４０ａ，４０ｂが、予め定められた形状で成形された金属薄板７４を積層して一体化させるだけで形成されており、分岐油路４０ａ，４０ｂを設けるための穿孔加工などは何ら施されていない。また、これら分岐油路４０ａ，４０ｂは、このように相互に異なる金属薄板７４によって形成されることから、前述したように、ロータ２２の軸心方向すなわち金属薄板７４の積層方向において異なる位置に設けられているのである。

また、金属薄板７４の各々は、精密打抜き加工で成形されたままで用いられており、積層前後の何れにおいても、切削加工や研磨加工等は全く施されていない。すなわち、本実施例においては、打抜き成形された金属薄板７４を積層プレスにより一体化させるだけの簡単な工程でロータ２２が製造されている。ケーシング２０も、一種類の形状の金属薄板７２が同様に２０枚積層されることによって製造され、その一方の端面に前面カバー７０が前述した凹み８４にケーシング２０に備えられた突起を押し込むことによって固着されており、穿孔加工、切削加工、および研磨加工等の機械加工は、全く施されていない。精密プレス抜きにより成形された金属薄板７２，７４は、寸法精度および形状精度が極めて高いことから、高い位置精度で同時に形成された突起１０２を貫通孔９２または凹所１０４内に嵌め入れるだけで、ケーシング２０およびロータ２２に要求される寸法精度および形状精度を確保でき、後加工を何ら施す必要がないのである。

なお、本実施例においては、それぞれ２０枚の金属薄板７２，７４が積層プレスによって一体化させられた積層体によってケーシング２０およびロータ２２が構成されているが、金属薄板７２、７４は、それぞれ加圧されることによって強固に密着させられている。そのため、金属薄板７２、７４は、積層方向の相互間が十分に油密であり、カムシャフト１２の油路６２から供給される作動油は貫通孔２４や分岐油路４０等の予め定められた油路のみを経由して油室３６内に供給される。

上述したように、本実施例によれば、ケーシング２０およびロータ２２は、複数枚の金属薄板７２，７４をそれぞれ積層して一体化した積層体で構成されることから、積層する複数枚の金属薄板７２，７４の厚さ寸法や形状を適宜定めることによって、所望の寸法および形状の積層体すなわちケーシング２０やロータ２２を得ることができる。このとき、金属薄板７２，７４は精密打抜き加工によって作製されることから、機械加工を施さなくとも高い寸法精度および形状精度が容易に得られるため、これを積層して一体化すれば所望の高い精度を備えたケーシング２０やロータ２２が得られる。したがって、バルブタイミング可変装置１０に要求される高精度を保ちながら、製造工程が簡単になって生産性が高められる。

また、本実施例においては、共通油路として機能する貫通孔２４と油室３６とを連通させるためにロータ２２を周方向に分断する分岐油路４０ａ，４０ｂが、ロータ２２の軸心方向における２箇所に分割して設けられる。そのため、前記の図５(ｄ)〜(ｆ)からも明らかなように、全ての分岐油路４０ａ，４０ｂが軸心方向の同一位置に設けられた場合に比較して、金属薄板７４ｄ，７４ｅ，７４ｆの分断数すなわち構成部品点数が少なくなる(すなわち２個に留まる)ことから、金属薄板７４の積層および一体化が一層容易になると共に、一層を構成する金属薄板７４の相対位置が変化することによる寸法精度および形状精度の低下が好適に抑制される。

また、本実施例においては、金属薄板７２，７４の各々に設けられた複数個の突起１０２を他の金属薄板７２，７４に設けられた貫通孔９２または凹所１００，１０４内に圧入することによって、それぞれ複数枚の属薄板７２，７４が一体化させられ、前記ケーシング２０或いはロータ２２が製造されることから、重ね合わされた金属薄板７２，７４の相対位置が複数個の突起１０２、貫通孔９２、および凹所１００，１０４により限定されるため、精密打抜き加工の精度に応じた高精度が得られる利点がある。すなわち、精密打抜き加工によって成形した金属薄板７２，７４の寸法精度や形状精度が好適に活かされる。

また、本実施例においては、ケーシング２０の一端に前面カバー７０が積層プレスによって一体化させられていることから、バルブタイミング可変装置１０をカムシャフト１２に取り付けるに際して、部品点数が少なくなって組み付け作業性が高められる利点がある。

以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

本発明の一実施例のバルブタイミング可変装置の構成をカムシャフトに組み付けた状態で示す断面図である。図１におけるII−II視断面図においてバルブタイミング可変装置を示す図である。 (ａ)は図１のバルブタイミング可変装置を構成するケーシングを示す斜視図であり、(ｂ)はその側面図である。図１のバルブタイミング可変装置を構成するロータを示す斜視図である。 (ａ)〜(ｈ)は図４のロータを構成する複数種類の金属薄板を示す平面図であり、(ｉ)はそれらを全て重ね合わせた状態で示す平面図である。 (ａ)(ｂ)は図５(ａ)(ｂ)の金属薄板を斜視図にて示す図であり、(ｃ)(ｄ)はそれぞれ(ａ)(ｂ)におけるｃ−ｃ視断面およびｄ−ｄ視断面を拡大して示す図である。図５に示す金属薄板を一体化させるための圧入工程を示す図であって、(ａ)は圧入前の状態を、(ｂ)は圧入後の状態をそれぞれ示している。

符号の説明

１０：バルブタイミング可変装置、１２：カムシャフト、１８：タイミングプーリ、２０：ケーシング、２２：ロータ、２４：貫通孔、４０：分岐油路、３６，３８：油室、

Claims

環状のケーシングと、そのケーシング内に相対回動可能に収容され且つケーシング内周面との間にそれらの相対角度に応じて容積の変化する複数の圧力室を形成するロータとを備え、それらケーシングおよびロータの一方が内燃機関の出力軸に、他方がその内燃機関の吸・排気バルブを開閉するカムシャフトにそれぞれ連結されることにより、前記複数の圧力室内の圧力変化に伴って変化するそれらケーシングおよびロータの相対角度に応じてそれら出力軸とカムシャフトとの回転位相を変化させるためのバルブタイミング可変装置であって、
精密打抜き加工によって所定の寸法精度および形状精度に形成された複数枚の金属薄板を積層して一体化した積層体で前記ケーシングおよび前記ロータの少なくとも一方が構成されたことを特徴とするバルブタイミング可変装置。
前記ロータは複数枚の金属薄板を積層して一体化した積層体で構成されたものであり、
前記ロータ内にその回転軸方向に沿って設けられた共通圧力媒体路と、
前記ロータの回動軸に沿った方向において複数位置に分割して設けられ且つ一端が前記共通圧力媒体路に開口すると共に他端が前記複数の圧力室の各々に開口する複数の個別圧力媒体路と
を、含むものである請求項１のバルブタイミング可変装置。
前記積層体は前記複数枚の金属薄板の各々に形成された複数個の突起を他の金属薄板の対応する位置に設けられた複数個の凹み内に積層プレス加工によって圧入して一体化させられたものである請求項１のバルブタイミング可変装置。