JP2009215881A - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a valve timing adjusting device for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in an internal combustion engine such as an engine (hereinafter referred to as an engine).
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。 The valve timing adjusting device is roughly composed of a first rotating body and a second rotating body. The first rotating body includes a power transmission gear from the crankshaft, a housing having a shaft insertion hole in the center, a case having a plurality of protruding shoes on the inside and forming a hydraulic chamber between the shoes, and an opening of the case Rotate the crankshaft together with the cover cover.
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。 The second rotating body has a plurality of vanes that divide the hydraulic chamber into an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber, respectively, and can be rotated by a predetermined angle within the assembled first rotating body. It is fixed integrally with the intake or exhaust camshaft. The hydraulic chamber described above is configured such that the hydraulic pressure of an oil pump that supplies oil to the engine sliding portion is supplied and discharged, and the relative position of the second rotary body with respect to the first rotary body is controlled by this hydraulic pressure. .
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。 Here, the first rotating body in the conventional valve timing adjusting device is arranged so that the cylindrical case with both axial ends open is sandwiched between the cover and the housing, and the cover, the case, and the housing are integrally fastened and fixed by bolts. The structure is common. In this case, depending on the bolt fastening location, the outer peripheral end of the cover may be warped, and a clearance may occur at the contact portion between the cover and the case, resulting in oil leakage.
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。 In order to reduce the warping of the cover as described above, it is conceivable to increase the number of fastening bolts or to increase the thickness of the cover to such an extent that warpage does not occur. Is also disadvantageous. In addition, it is conceivable to use a high-hardness material for the cover, but in the case of fastening with bolts, it may be difficult to reduce oil leakage due to performance and mounting restrictions.
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。
As a solution to such a problem, for example, there is a valve timing adjusting device disclosed in
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。
In the valve timing adjusting device disclosed in
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。
For this reason, in order to incorporate the
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that can reduce a portion that requires cutting and can improve the degree of manufacturing freedom. To do.
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。 A valve timing adjusting device according to the present invention includes a housing for transmitting power from a crankshaft, a housing having a shaft insertion hole in the center, and a plurality of protruding shoes on the inside, and forming a hydraulic chamber between the shoes. And a first rotating body having a cover that closes an opening on one end side of the case, and a plurality of vanes that are positioned between the shoes and partition the hydraulic chamber into an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber, A cover and a housing, which are rotatable within the rotating body and are fixed to the intake or exhaust camshaft, and are arranged so as to close the openings on both sides of the case where the second rotating body is assembled. In the valve timing adjusting device fixed integrally with the case, the case and the cover are integrated by sintering.
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。 According to the present invention, since the case and the cover are integrated by sintering joining, there is an effect that oil leakage from the valve timing adjusting device can be drastically reduced. In addition, since the case and the cover can be formed separately, it is not necessary to form a die-cut taper when the case and the cover are integrally formed, and the cutting site can be greatly reduced. Furthermore, since it can join in a solid phase, the high dimensional accuracy of a sintered component can be maintained. Furthermore, since different types of materials can be joined, the range of materials that can be used for the cover can be expanded, and the degree of freedom in manufacturing can be improved.
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。
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a valve timing adjusting apparatus according to
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。
The valve timing adjusting apparatus according to the first embodiment includes a first rotating
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。
As shown in FIG. 2, the first
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。
The 2nd
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。
The
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。
Each advance hydraulic chamber 7 communicates with an
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。
A
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。
When the relative position of the second rotating
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。
In the above description, the example in which the
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。
Next, the operation will be described.
When the relative position of the second rotating
In the case of the advance operation, the hydraulic pressure is supplied to the
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。
In the case of the retarded operation, oil is supplied into the retarded
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。
Next, the sintered joining of the
In the first embodiment, after the
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。
Since the
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。
Further, in the case of sintering bonding, it is possible to join different materials. By utilizing this characteristic, it is also possible to use, for example, a general-purpose iron material that is not a high-strength material or a thin member of aluminum material. Moreover, you may make it sinter-join to the
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。
As described above, according to the first embodiment, since the
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。
In the first embodiment, the example in which the
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。
In the first embodiment, the example in which the
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。 1 1st rotating body, 1a insertion hole, 2nd rotating body, 2a boss, 2b vane, 3a shoe, 3 case, 4 cover, 5 housing, 6 bolt, 7 advance hydraulic chamber, 8 retard hydraulic chamber, 9 Lead oil passage, 10 retard oil passage, 11 seal, 12 leaf spring, 13 storage hole, 14 lock pin, 15 compression spring, 16 stopper, 17 retaining pin, 18 fitting hole, 19 release oil passage.
Claims (3)
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。 A power transmission gear from the crankshaft and a housing having a shaft insertion hole in the center, a case having a plurality of protruding shoes on the inside, forming a hydraulic chamber between the shoes, and an opening on one end side of the case And a plurality of vanes that are positioned between the shoes and divide the hydraulic chamber into an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber, and rotate in the first rotary body. A second rotating body fixed to an intake or exhaust camshaft, and the cover and the housing arranged to close the openings on both sides of the case to which the second rotating body is assembled. In the valve timing adjustment device fixed integrally with the case,
The valve timing adjusting device, wherein the case and the cover are integrated by sintering.
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