JP5103171B2 - 油圧式カムシャフトアジャスタの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前段に記載の油圧式カムシャフトアジャスタの組立方法に関する。

燃料消費量の低減、未処理排気ガス放出の低減、そして出力とトルクを増加するため、火花点火式エンジンにおいてカムシャフトアジャスタを設けることが知られている。カムシャフトアジャスタはクランクシャフトに対するカムシャフトの相対的な位相位置を変化させる。今のところ、作動チャンバーを有する油圧ブレード型のアジャスタが広く使用されている。その調整は、制御弁を経由してエンジンの油圧回路からブレードユニットへ油を流入させることにより行なわれる。該制御弁は電磁装置により開閉される。

特許文献１は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転角度を調整する一般的なカムシャフトアジャスタを開示している。該カムシャフトアジャスタは、回転方向に対し駆動輪に固定接続される本体外周部、及び回転方向に対しカムシャフトに固定接続される本体内周部を有し、本体外周部は少なくとも一つの油圧チャンバーを有し、本体内周部は該油圧チャンバーを二つの作動チャンバーに分割する少なくとも一つの揺動ブレードを有する。該揺動ブレードは後方ストッパと前方ストッパの間を制御された油圧により移動させることが可能であり、ストッパのうちの一つにおいて、油圧で解除できロックの目的でロック溝／穴に係合する、ばねで負荷されたロックピンを用いてロック可能な基本位置を有する。該ロックピンは油圧が存在しない場合に、カムシャフトアジャスタの望ましくない動きを防止する。これらのロックピンは、ロック溝内に公差の集積から生じてロックの確実な機能に必要なロックの遊びを有する。ロックの遊びの限度値は、下限では確実なロック及び解除機能に関係し、上限では騒音の放出に関係する。騒音の放出は一方では揺動ブレードと後方ストッパ又は前方ストッパとの間の、そして他方ではロックピンとロック溝との間の減衰されない衝突を通じて発生する。静粛なエンジン及び確実に動作するロックを得る目的は、一般にロックの遊びの厳しい公差によって達成される。しかしながら、この厳しい公差にはロックの遊びを調整するための技術的な限界があり、ロックの遊びを連続的に測定することによって調整作業を監視することは非常に費用を要する。

独国特許出願公開第１０２ ５３ ４９６ Ａ１号明細書 （対応する日本特許出願公開２００３−２０１８１０号）

本発明は、最小限の遊びを有し、調整プロセスを省略し、確実に組立てでき、費用効率の高い生産ができる油圧式カムシャフトアジャスタの組立方法を提供することにある。

この目的は請求項１に記載された構成によって達成される。

本発明によるカムシャフトアジャスタの実質的な利点は、ピンとロック用の凹部間のロックの遊びを調整するための調整装置が、カムシャフトアジャスタの組立て用には必要ないということである。最小限の遊びもまた確実に生み出すことができる。凹部の形状は目的に応じて設計することが可能である。該形状は生産容易化のために穴として構成されてもよい。凹部の形状は、半径方向の公差が大きい場合に同じロックの遊びを設けるため、ベースストッパのストップ・エッジ及び組立てストッパが、カムシャフトアジャスタの回転軸に対して半径方向に向いているような方法で設計されてもよい。凹部の形状は品質保証用の簡単な検査用ゲージを使用するために、双方のストップ・エッジが互いに平行で、場合によってはカムシャフトアジャスタの回転軸に対して半径方向に走る仮想の線とも平行であるとよい。

本発明の更なる改良及び利点は他の従属項及び記述から明らかとなる。

以下、図面を用いて、本発明の二つの例示的な実施形態を説明する。

図１〜６は本発明によるカムシャフトアジャスタの製造を示す。

単純化のために同じ参照番号が図中の相当する構成部品に用いられる。更に、同一の構成部品に対しては図中の例として各場合に一つの要素のみが示される。

図１〜１０は内燃機関のクランクシャフト（ここに図示せず）に対してカムシャフト（同様に図示せず）を調整するための油圧式カムシャフトアジャスタ１を示す。図１によれば、カムシャフトアジャスタ１は調整のため互いに対して回転可能な二つの伝達部品（２、３）を有し、本体内周部２は回転方向に固定された形でカムシャフトに固定され、本体外周部３はカムシャフトに対して回転可能に取り付けられる。伝達部品（２、３）は第一カバー４（図２）と第二カバー５（図５）の間に配置される。本体外周部３は駆動輪として設計された第一カバー４に回転方向に固定された形で固定され、駆動輪４はその外周に該駆動輪４と一体的に形成された、又は該駆動輪４と固定接続された別個部材である歯車６を有し、カムシャフトはその歯車６を介して内燃機関のクランクシャフトにより駆動される。この代替として、歯車６はまた本体外周部３に直接固定されてもよい。ここで示され、議論されている歯車によるギア駆動の代わりに、例えばタイミングベルト駆動あるいはチェーン駆動のような他の駆動接続であっても良い。

図１によれば、カムシャフトを囲むスリーブ形の本体外周部３は、締付けねじを受けるための穴８を持つ内側に突き出たブレード７、７．１を有する。回転方向に固定された方法でカムシャフトに取り付けられる本体内周部２は外側に突き出た対応ブレード９、９．１を有する。本体外周部３のブレード７及び本体内周部２の対応ブレード９の双方とも、それらの外周に少なくとも一つのシール１０、１１を有する。本体内周部２及び本体外周部３は二つのカバー４、５と共に、特定の対応ブレード９、９．１により二つの作動チャンバー１２ａ及び１２ｂに分割されることが可能な、少なくとも一つの油圧媒体チャンバー１２を形成し、作動チャンバー１２ｂの隙間（図３）は例示されているカムシャフトアジャスタ１の位置においてのみ見ることができる。

クランクシャフトの駆動トルクをカムシャフトに伝達可能にするため、既述したようにカムシャフトアジャスタ１の本体内周部２は回転方向に固定された方法でカムシャフトに接続される。駆動トルクは本体外周部３によってカムシャフトアジャスタ１へと導入され、そして作動チャンバー１２ａ、１２ｂを経由して本体内周部２に伝達される。カムシャフトアジャスタ１の本体外周部３とカムシャフトの間の位相位置は、作動チャンバー１２ａ及び１２ｂの油圧媒体の充填量を変えることにより調整可能である。制御弁（ここに図示せず）はカムシャフトアジャスタ１への油圧媒体の供給を制御し、従って位相位置もしくはその変化を制御する。

カムシャフトアジャスタ１は油圧により作動可能でピン１３及び圧縮ばね１４を備えたロック機構を有し、該ロック機構はピン１３の軸方向の動きによって本体内周部２と本体外周部３の間のロック状態を生み出す。本体内周部２のブレード９．１に望ましくは配置され、その中へピン１３がばね１４と共に挿入されるピン穴は１５により示され、ばね１４はピン穴１５が盲穴として設計された場合には、一方がピン穴１５の底で、もう一方がピン１３の端部側で支持され、そしてピン穴１５がカバーで閉じられた通し穴として設計された場合には、一方がカバーで、もう一方がピン１３で支持される。図３〜７によれば、カバーとして設計された駆動輪４は中にピン１３がロックされた状態で係合する凹部１６を有する。該凹部１６は各々の場合ロック装置の構成によって二つのカバー４、５のうちの一つに形成され、凹部１６は別個の部分としてカバー４、５に固定されるか、又はカバー４、５内に形成され、すなわちカバー４、５と一体に成形される。図１０によれば、凹部１６はピン１３を受ける凹部１６ａ及び解除用の溝として設計される凹部１６ｂを有する。本体内周部２と本体外周部３の間の固定接続を解除する、すなわち取り外すために、ピンは特定の方向に対してばね力に反するように、解除用の溝１６ｂを通じて油圧が作用され、ピンの移動が開始される。

図８及び９はピン穴１５’内に配置されたピン１３’がカップの方式で設計され、その内部に少なくとも圧縮ばね１４’を部分的に収容するロック装置の更なる改良を示す。凹部１６の反対側にある端部では、ピン穴１５’がリリース通路２１を有する。

図１〜６は油圧式カムシャフトアジャスタ１の組立品を示す。図１による上方からの斜視図は、本体内周部２が対応ブレード９．１の一つと共にロック位置１７（図３，４参照）のストッパの所にあり、そして本体外周部３がブレード７．１の１つと共に同じ所にあることを示している。ブレード７．１と対応ブレード９．１が（ここでのみ）互いに当接し、ロック位置１７は図３及び４にはっきりと見ることができ、一方で隙間１８はブレード／対応ブレードの残りのペアの間に見られる。ベースストッパ１７は圧力媒体の圧力が存在しない場合に、カムシャフトアジャスタ１の望ましくない動きを防止する。ピン１３は圧縮ばね１４と共に、本体内周部２の中に配置され盲穴として設計されているピン穴１５内へと挿入され、最初に圧縮ばね１４、続いてピン１３が挿入されて、その結果圧縮ばね１４は盲穴１５の底に当接する。カムシャフトアジャスタ１は、ここではまだ解除位置にある。

図２によれば、第一カバー４として設計された駆動輪は外周に配置されたその歯車６と共に、まだ解除位置にあるカムシャフトアジャスタ１上にその後に置かれている。

図３による下方からの斜視図は駆動輪４が置かれた後、該駆動輪４を時計回り又は反時計回りに回転することによりピン１３が凹部１６内へと案内され、カムシャフトアジャスタ１が今やロック状態にあることを示す。

図４によれば、本体内周部２及び本体外周部３と共にパッケージ内にあるピン１３は、今や駆動輪４に対して（反時計回りに）図１０に見られる組立てストッパ１９へ向けて回されており、圧縮ばね１４のばね圧により保持されている。この位置においてカムシャフトアジャスタ１は最終的なロック位置にあり、第二カバー５は締付けねじ２０が本体外周部３内に位置する穴８を通して挿入されることにより、図５に従って位置決めされることができる。図６はねじ締めされたカバー５及び、従って組立て状態の「固定」を示す。

このロック装置の場合、最大のあり得るロックの遊びＳは主に凹部１６ａにおける開口幅Ｗとピン１３の直径Ｄとの差によって形成され、それにより構成部品の形状と位置の公差及び芯出し精度がロックの遊びに対して同様に影響を及ぼす可能性がある。組立てストッパ１９は組立ての際、本体内周部２がロックピン１３により組立てストッパ１９に向かって回され、同時に本体内周部２及び本体外周部３が共通のストッパ、すなわちベースストッパ１７の所に置かれるような方法で設計される。この位置から、これはロックの遊びＳが主に二つのストッパ１７と１９の間の距離によってのみ形成されることを確実にする。

図７は図６による、しかし反転した位置におけるカムシャフトアジャスタを示し、ロック装置の領域がより良い理解のために切開して表わされている。既に上述のように、本体内周部２及び本体外周部３は共通のベースストッパ１７の所に置かれ、ピン１３は組立てストッパ１９に対して当接している。本体内周部２は今やロックの遊びＳによって反時計回りに回されることができ、それは本体内周部がベースストッパ１７に対して当接する前に、カムシャフトアジャスタ１が既にロックされ得ることを意味する。

本体外周部内に配置された本体内周部及び、ロックピンと圧縮ばねが穴の中へ挿入されるロック装置を有し、該本体がベースストッパの所に置かれている、本発明によるカムシャフトアジャスタの上方からの斜視図を示す。 第一カバーとして設計され、その外周に歯を有する駆動輪が置かれている、図１によるカムシャフトアジャスタを示す。 駆動輪の回転によりピンが該駆動輪内に置かれている凹部の中へと挿入される、下部から見た図２によるカムシャフトアジャスタを示す。 駆動輪に対する本体内周部及び本体外周部の共同した回転により、ピンが凹部の組立てストッパへと回転しながら導入される、図３によるカムシャフトアジャスタを示す。 第二カバーがカムシャフトアジャスタ上へ置かれ、位置決めされている、図４によるカムシャフトアジャスタを示す。 ねじ締めされた第二カバーを有する、図５によるカムシャフトアジャスタを示す。 カムシャフトアジャスタがロック位置にあり、該カムシャフトアジャスタがロック装置の領域で切開して表わされている、第二カバーでの斜視図を示す。 ロック装置の領域における部分的な凹部を伴う、側面図でのカムシャフトアジャスタを示す。 拡大された説明図での部分的断面を示す。 ロック用の凹部を示す。

Claims (5)

1. 回転方向に固定された方法でカムシャフトに接続され、ブレード（９、９．１）を有する本体内周部（２）と、前記カムシャフトに対して回転可能に設けられ、ブレード（７、７．１）を有する本体外周部（３）とが、二つのカバー（４、５）の間に、前記本体内周部（２）の前記ブレード（９、９．１）及び前記本体外周部（３）のブレード（７、７．１）が互いに噛み合うようにして、配設されると共に、前記本体内周部（２）に取り付けられたピン（１３）が前記二つのカバー（４、５）のうちの一つに形成されたロック用の凹部（１６）に係合することにより、互いがロックされ、前記本体内周部（２）のブレード（９．１）及び前記本体外周部（３）のブレード（７．１）がロックされるべきベースストッパ位置（１７）を有する内燃機関の油圧式カムシャフトアジャスタ（１）の組立方法において、
   前記組立ての際、前記本体内周部（２）の前記ブレード（９．１）及び前記本体外周部（３）の前記ブレード（７．１）が前記ベースストッパ位置（１７）に位置づけられ、その後、前記ピン（１３）が前記本体内周部（２）及び前記本体外周部（３）と一緒に前記カバー内の前記ロック用の凹部（１６）に形成された組立てストッパ（１９）に当接するように回され、この組立状態が、前記本体外周部（３）を前記カバーに固定することにより、固定されることを特徴とする組立方法。
2. 組立完了後、前記ピン（１３）が組立てストッパ（１９）の位置にあり、且つ前記本体内周部（２）と前記本体外周部（３）が前記ベースストッパ位置（１７）にあるところから、ロックの遊び（Ｓ）が、前記ロック用の凹部（１６）における開口幅（Ｗ）と前記ピン（１３）の直径（Ｄ）との差によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の組立方法。
3. 前記カムシャフトアジャスタ（１）のロック位置において、前記本体内周部（２）が前記ロックの遊び（Ｓ）により、前記組立てストッパ（１９）の反対方向に回転可能なことを特徴とする請求項２に記載の組立方法。
4. 組立のために、前記カムシャフトアジャスタ（１）の構成部品（２、３、４）は、前記本体内周部（２）の前記ブレード（９．１）及び前記本体外周部（３）の前記ブレード（７．１）が前記ベースストッパ位置（１７）に位置づけられ、同時に前記ピン（１３）が前記ロック用の凹部（１６）内の前記組立てストッパ（１９）に当接するように事前に組み立てられ、取り付けられた前記カバー（５）によってこの状態が固定されるような方法で位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の組立方法。
5. 回転方向に固定された方法でカムシャフトに接続され、ブレード（９、９．１）を有する本体内周部（２）と、前記カムシャフトに対して回転可能に設けられ、ブレード（７、７．１）を有する本体外周部（３）とが、二つのカバー（４、５）の間に、前記本体内周部（２）の前記ブレード（９、９．１）及び前記本体外周部（３）のブレード（７、７．１）が互いに噛み合うようにして、配設されると共に、前記本体内周部（２）に取り付けられたピン（１３）が前記二つのカバー（４、５）のうちの一つに形成されたロック用の凹部（１６）に係合することにより、互いがロックされ、前記本体内周部（２）のブレード（９．１）及び前記本体外周部（３）のブレード（７．１）がロックされるべきベースストッパ位置（１７）を有する内燃機関の油圧式カムシャフトアジャスタ（１）の組立方法において、
   組立のための次のステップ、
   ａ）前記本体内周部（２）のブレード（９．１）が前記ベースストッパ位置（１７）に位置づけられ、そして前記本体外周部（３）のブレード（７．１）が前記ベースストッパ位置（１７）に位置づけられるステップと、
   ｂ）前記ピン（１３）及び圧縮ばね（１４）が前記本体内周部（２）内に配置されたピン穴（１５）内へ挿入されるステップと、
   ｃ）駆動輪として設計された第一カバー（４）が前記二つの本体（２、３）上に置かれるステップと、
   ｄ）前記ピン（１３）が、前記駆動輪（４）を後方又は前方に回転させることにより前記ロック用の凹部（１６）内へ挿入されるステップと、
   ｅ）前記本体内周部（２）及び前記本体外周部（３）と共に前記ピン（１３）が、前記ロック用の凹部（１６）内の前記組立てストッパ（１９）に当接するように、前記駆動輪（４）に対して回されるステップと、
   ｆ）第二カバー（５）が前記二つの本体（２、３）上に置かれ、位置決めされるステップと、
   ｇ）前記第二カバー（５）が前記カムシャフトアジャスタ（１）にねじ締めされるステップと
   によって特徴づけられる組立方法。

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