JP5381921B2 - センターボルト - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミング可変機構の可動部材のカムシャフトへの取り付けに用いられるセンターボルトに関するものである。

従来、自動車等の車両に搭載される内燃機関として、燃費改善や出力向上等を意図して、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブの開閉時期（バルブタイミング）を可変とするためのバルブタイミング可変機構を設けた内燃機関が知られている。こうした内燃機関では、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排を通じてカムシャフトの端部に固定された同機構の可動部材を動作させ、それによってカムシャフトのクランクシャフトに対する相対回転位相を変更するようにしている。このようにしてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより、内燃機関においてバルブタイミングが可変とされる。

バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排は、同機構とオイルポンプとを繋ぐ油圧回路に設けられたオイルコントロールバルブの駆動を通じて制御される。このオイルコントロールバルブは、油圧回路におけるオイルポンプおよび排出通路とバルブタイミング可変機構との間におけるオイルの給排の経路を切り換えるためのスプールを備えている。そして、オイルコントロールバルブのスプールをその軸線方向についての任意の位置に移動させると、そのスプールによって同バルブに形成された各種ポートのオイルポンプおよび排出通路に対する接続状態が切り換えられるとともに各種ポートの開度調整が行われる。これにより、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排の経路が切り換えられるとともに、同機構へのオイルの供給量および同機構からのオイルの排出量が調整される。そして、こうしたオイルの給排の経路の切り換えや、オイルの供給量および排出量の調整を通じて、バルブタイミング可変機構の可動部材が動作してクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相が変更される。

ところで、バルブタイミング可変機構においては、同機構を作動させる際の応答性を向上させることや、同機構とオイルコントロールバルブとの間におけるオイルの給排の経路でのオイル漏れを抑制することが要求される。こうした要求に応えるためには、油圧回路におけるオイルコントロールバルブとバルブタイミング可変機構との間の部分におけるオイルの給排の経路の長さを短くすることが望ましい。そして、上記経路を短くするための具体的な手法としては、例えば特許文献１に示されるように、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定するためのセンターボルトに対して、オイルコントロールバルブの機能を付加することが考えられる。

特許文献１に記載のセンターボルトは、カムシャフトの端部にねじ締結されることで上記可動部材をカムシャフトに固定する円筒形状のハウジングを備えており、そのハウジング内に上記スプールが軸線方向に往復移動可能に収容された構造となっている。こうしたセンターボルトのハウジングには、バルブタイミング可変機構に対してオイルの給排を行うための各種ポートが形成されている。そして、上記ハウジング内のスプールをその軸線方向における任意の位置に移動させることで、そのスプールによってハウジングに形成された各種ポートのオイルポンプおよび排出通路に対する接続状態が切り換えられるとともに各種ポートの開度調整が行われる。これにより、バルブタイミング可変機構における可動部材を動作させるための同機構に対するオイルの給排の経路の切り換え、並びに、そのオイルの供給量および排出量の調整が行われる。

一般的なオイルコントロールバルブでは、そのハウジングの内面に、油圧回路の一部を構成する溝が形成される。そうした溝を形成するための加工（例えば切削加工）は難易度が高いために、その加工にかかる時間が長くなり易く、また加工精度が低くなり易い。この点をふまえて特許文献１に記載の装置では、上記ハウジングの内部にスリーブを装設するようにしている。このスリーブは全体が円筒形状に形成されるとともに、その周壁に貫通孔が形成されている。こうしたスリーブがハウジングの内部に差し込まれて取り付けられることにより、同スリーブに形成された貫通孔がハウジング内面の溝、すなわち油圧回路の一部として機能するようになる。このように特許文献１に記載の装置では、ハウジング内面に直接溝を形成するのではなく、予め貫通孔が形成された円筒形状の部材をハウジングの内部に配設することによって溝が形成されるために、内面に溝が形成されたハウジングを容易に形成することができるようになる。

特表２００９−５１５０９０号公報

ここで、特許文献１の装置において、センターボルトの形成に際して単にハウジング内にスリーブを挿入するようにすると、機関運転に伴う振動などによってハウジングの内部においてスリーブが不要に移動するおそれがある。これはオイルコントロールバルブによる各種ポートの開度調整にかかる調整精度を低下させる一因となるため好ましくない。

ハウジングの内部にスリーブを圧入固定することにより、そうしたハウジング内部におけるスリーブの不要な移動が抑えられるようになる。しかしながら、この場合にはカムシャフトにセンターボルトを締結固定する際に、同センターボルトに作用する捩り力がその内部に設けられたスリーブにも伝達されるようになってしまう。そのため場合によっては、スリーブに生じる内部応力が大きい状態になってしまい、これが同スリーブの耐久性能を低下させる一因になるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジング内に配設されるスリーブの耐久性能の向上を図ることのできるセンターボルトを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用されて、前記可動部材を前記カムシャフトに固定すべく同カムシャフトの端部にねじ締結される円筒形状のハウジングと、前記ハウジングと同一の中心軸の円筒形状をなして同ハウジング内に装入されてなるとともにオイルの給排経路をなす貫通孔がその周壁に形成されてなるスリーブと、を備えるセンターボルトにおいて、前記スリーブは、その周壁が途切れた形状をなす分断部が軸線方向における前記周壁の一端から他端まで延設されてなり、前記スリーブの外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧によって、前記ハウジング内における前記スリーブの移動が制限され、且つ前記カムシャフトへの前記センターボルトの締結固定に際して同センターボルトが捩られた場合には前記スリーブと前記ハウジングとの相対移動が許容されることをその要旨とする。

また、請求項２に記載の発明は、オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用されて、前記可動部材を前記カムシャフトに固定すべく同カムシャフトの端部にねじ締結される円筒形状のハウジングと、前記ハウジングと同一の中心軸の円筒形状をなして同ハウジング内に装入されてなるとともにオイルの給排経路をなす貫通孔がその周壁に形成されてなるスリーブと、を備えるセンターボルトにおいて、前記スリーブは、その外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧が最も高い部分に、前記貫通孔とは別に、その周壁が途切れた形状をなす分断部が軸線方向に延びる形状で形成されてなり、前記スリーブの外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧によって、前記ハウジング内における前記スリーブの移動が制限され、且つ前記カムシャフトへの前記センターボルトの締結固定に際して同センターボルトが捩られた場合には前記スリーブと前記ハウジングとの相対移動が許容されることをその要旨とする。

仮にハウジングおよびスリーブの接触部分においてその接触面圧が最も高い部分、すなわちハウジングに対してスリーブが支持される部分が断面円環形状に形成されたスリーブを採用すると、同部分の接触面圧がほぼハウジングの内径とスリーブの外径との関係のみによって定まるために、その設定の自由度が低く、上記接触面圧の調節が難しい。

この点、請求項１または請求項２に記載の発明の構成によれば、スリーブの周壁に分断部を形成することにより、同分断部が形成されないものと比較して、スリーブにおける上記接触面圧が最も大きい部分を変形し易い構造にすることができる。これにより、上記接触面圧を定めるパラメータとして、ハウジングの内径とスリーブの外径との関係に加えて、同スリーブの弾性力、言い換えれば同スリーブの外周面によってハウジングの内周面が押圧される押圧力を用いることができるようになり、上記接触面圧を格段に高い自由度で設定することができるようになる。そのため上記接触面圧を適正な圧力、すなわちハウジング内においてスリーブが不要に移動しない程度に高い圧力であり、且つカムシャフトへのセンターボルトの締結固定に際して同センターボルトが捩られた場合にスリーブとハウジングとの相対移動が許容される程度に低い圧力に容易に設定することができるようになる。したがって、ハウジングとスリーブとの不要な相対移動を抑えつつ同スリーブにおける内部応力の発生を抑えることができるようになり、ハウジング内に配設されるスリーブの耐久性能の向上を図ることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のセンターボルトにおいて、前記スリーブは、その分断部が前記貫通孔を避けて延びる形状に形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、分断部を介して、複数の貫通孔の間においてオイルが漏れることや、貫通孔からスリーブの外部にオイルが漏れることを抑えることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンターボルトにおいて、前記分断部は、非直線状に延設されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、分断部が直線状に延設されるものと比較して、分断部の内部をオイルが流れた場合における流路抵抗を大きくすることができる。そのため、分断部を介したオイル漏れを好適に抑えることができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のセンターボルトにおいて、前記分断部は、その対向面が互いに咬み合う凹凸形状に形成されてなり、該凹凸形状の凸部が先端に向かうほど先細のテーパ形状に形成されてなるとともに、前記凹凸形状の凹部が底部に向かうほど幅狭のテーパ形状に形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、分断部を切り返して曲がる形状に延設することができ、同分断部の内部をオイルが流れた場合における流路抵抗を大きくすることができる。しかも、分断部の対向面に形成された凹凸がテーパ形状に形成されているために、ハウジング内へのスリーブの取り付けに際して、分断部の一方の端部に形成された凸部を他方の端部に形成された凹部によって好適に案内することができる。そのため、分断部の各対向面の一方に形成された凸部の先端と他方に形成された凸部の先端とが互いに突き当たることによってスリーブの円滑な取り付けが妨げられるといった不都合の発生を抑えることができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかるセンターボルトが適用される内燃機関の概略構成を示す略図。 ロック機構およびその周辺の断面構造を示す断面図。 バルブタイミング可変機構およびその周辺の断面構造を示す断面図。 スリーブの斜視構造を示す斜視図。 スリーブの（ａ）側面図および（ｂ）正面図。 スリーブの分断部を拡大して示す側面図。 他の実施の形態にかかるスリーブの側面構造を示す側面図。 その他の実施の形態にかかるスリーブの側面構造を示す側面図。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかるセンターボルトについて説明する。
図１に、本実施の形態のセンターボルトが適用される内燃機関の概略構成を示す。
同図１に示すように、内燃機関１０には機関バルブ（例えば吸気バルブ）の開閉時期（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機構２０が設けられている。

このバルブタイミング可変機構２０は、内燃機関１０のカムシャフト１１（例えば吸気カムシャフト）にボルトによって固定されて同カムシャフト１１ともども回転する可動部材２１を備えている。またバルブタイミング可変機構２０は、上記可動部材２１を囲むように設けられて上記内燃機関１０のクランクシャフト（図示略）の回転が伝達されるケース２２を備えている。

このケース２２は、上記可動部材２１と同一の回転軸で回転するように配設されている。またケース２２の内周面には、カムシャフト１１の軸線Ｌ１に向かって突出する突部２３が周方向において所定の間隔をおいて複数（本実施の形態では、四つ）形成されている。一方、可動部材２１の外周面には、カムシャフト１１の軸線Ｌ１から離間する方向に突出する複数（本実施の形態では、四つ）のベーン２４がそれぞれ上記各突部２３の間に位置するように形成されている。これにより、ケース２２内における各突部２３の間に位置する部分が、ベーン２４によって進角側油圧室２５と遅角側油圧室２６とに区画されている。

そして、進角側油圧室２５にオイルを供給するとともに遅角側油圧室２６からオイルを排出すると、可動部材２１がケース２２に対して一方向（図１における右回転方向）に回転してカムシャフト１１のクランクシャフトに対する相対回転位相が進角側（回転方向前側）に変化する。これにより、カムシャフト１１によって開閉駆動される機関バルブのバルブタイミングが進角側に変化するようになる。また、遅角側油圧室２６にオイルを供給するとともに進角側油圧室２５からオイルを排出すると、可動部材２１がケース２２に対して一方向（図１における左回転方向）に回転してカムシャフト１１のクランクシャフトに対する相対回転位相が遅角側（回転方向後側）に変化する。それによって機関バルブのバルブタイミングが遅角側に変化するようになる。

バルブタイミング可変機構２０には、内燃機関１０の始動時など油圧が低いときにおいてカムシャフト１１の相対回転を規制するロック機構３０が設けられている。以下、このロック機構３０について図２を併せ参照しつつ説明する。

図１および図２に示すように、前記可動部材２１のベーン２４の一つには、カムシャフト１１の軸線と平行に延びる段付きの収容孔３１が形成されている。この収容孔３１の内部にはロックピン３２が出没可能に配設されている。ロックピン３２は、その段部３２ａの外周面が上記収容孔３１の内周面に摺接した状態でカムシャフト１１の軸線方向に移動可能になっている。またロックピン３２は、その先端部分が収容孔３１から脱出する方向（図２にける右側）にコイルばね３３によって付勢されている。ロックピン３２の端部には拡径された形状の上記段部３２ａが形成されており、この段部３２ａと上記収容孔３１の段部３１ａとの間には環状の空間である解除用圧力室３４が形成されている。解除用圧力室３４にオイルを供給すると、同オイルの圧力によって付勢されることにより、ロックピン３２がコイルばね３３の付勢力に抗して収容孔３１内に没入する方向（図２における右側）に移動するようになる。また、解除用圧力室３４内のオイルを排出すると、コイルばね３３の付勢力によってロックピン３２が収容孔３１から脱出する方向に移動するようになる。

一方、ケース２２には、ロックピン３２の先端部分を挿入可能な凹部としてのロック穴３５が形成されている。ロック穴３５の形成位置は、クランクシャフトに対するカムシャフト１１の相対回転位相がその制御可能範囲における最も進角側の位相と最も遅角側の位相との間の中間位相である所定のロック位相になったときにおいてロックピン３２の先端部分が挿入可能になる位置に設定されている。そして、このロック穴３５の内部にロックピン３２の先端部分が挿入されることにより、バルブタイミング可変機構２０のベーン２４がケース２２に機械的に締結される。これにより、内燃機関１０のクランクシャフトに対するカムシャフト１１の相対回転位相が上記ロック位相で固定（ロック）されるようになる。

カムシャフト１１の相対回転位相がロック位相になった状態で解除用圧力室３４内のオイルを排出することにより、ロックピン３２の先端部分がロック穴３５に挿入されてロック機構３０がロック状態になる。一方、そうしたロック状態において解除用圧力室３４にオイルを供給することにより、ロックピン３２がロック穴３５から脱出してロック機構３０が解除状態になる。

図１に示すように、内燃機関１０には、バルブタイミング可変機構２０およびロック機構３０にオイルを圧送するためのオイルポンプ１３が設けられている。バルブタイミング可変機構２０やロック機構３０とオイルポンプ１３とを繋ぐ油圧回路にはオイルコントロールバルブ（詳しくは、同オイルコントロールバルブの機能を有するセンターボルト１２）が設けられている。そして、このオイルコントロールバルブの作動制御を通じて、バルブタイミング可変機構２０の進角側油圧室２５および遅角側油圧室２６やロック機構３０の解除用圧力室３４へのオイルの給排態様が制御される。

オイルコントロールバルブは、オイルを貯留するためのオイルパン１４に供給通路４１を介して接続されている。この供給通路４１の途中には上記オイルポンプ１３が設けられている。そして、このオイルポンプ１３によって圧送されたオイルが供給通路４１を通じてオイルコントロールバルブに供給されるようになっている。また、オイルコントロールバルブは、排出通路４２を介してオイルパン１４に接続されている。この排出通路４２を通じてオイルコントロールバルブ内のオイルをオイルパン１４に戻すことが可能になっている。

一方、オイルコントロールバルブは、進角側油路４３を介してバルブタイミング可変機構２０の進角側油圧室２５に接続されるとともに、遅角側油路４４を介して同機構２０の遅角側油圧室２６に接続されている。また、オイルコントロールバルブはロック油路４５を介してロック機構３０の解除用圧力室３４に接続されている。

図３に、バルブタイミング可変機構２０およびその周辺の断面構造を示す。
同図３に示すように、本実施の形態では、バルブタイミング可変機構２０の可動部材２１がセンターボルト１２ともどもカムシャフト１１に締結固定されている。そして、このセンターボルト１２としては、バルブタイミング可変機構２０の作動応答性の向上や同機構２０とオイルコントロールバルブとの間の経路におけるオイル漏れの抑制などを図るために、上記オイルコントロールバルブの機能が付与されたものが採用されている。

以下、センターボルト１２の具体構成について詳細に説明する。
センターボルト１２は円筒形状のハウジング５１を備えている。このハウジング５１には、その内部と外部とを連通する複数の貫通孔５１ａが形成されている。これら貫通孔５１ａは、センターボルト１２がカムシャフト１１に固定されたときに、バルブタイミング可変機構２０の供給通路４１、進角側油路４３、遅角側油路４４、およびロック油路４５（いずれも図１参照）のいずれかに接続される位置にそれぞれ形成されている。

このハウジング５１の内部には、同ハウジング５１と同様に円筒形状に形成されたスリーブ５２が配設されている。このスリーブ５２の周壁には複数（本実施の形態では六つ）の貫通孔５２ａが形成されている。スリーブ５２は上記ハウジング５１と同一の中心軸になる状態で同ハウジング５１の内部に差し込まれて取り付けられている。スリーブ５２の各貫通孔５２ａとしてはそれぞれ円周方向に延びる長穴が形成されている。ちなみに、それら貫通孔５２ａのうちの一つは、ハウジング５１の内部にスリーブ５２が装入されたときに同ハウジング５１の各貫通孔５１ａのいずれとも連通しない位置に形成されている。また各貫通孔５２ａの残りは、ハウジング５１内にスリーブ５２が装入された状態でハウジング５１の各貫通孔５１ａのいずれかに連通されるようになる位置にそれぞれ形成されている。これにより、スリーブ５２に形成された各貫通孔５２ａは、いずれもセンターボルト１２の内周面の溝になってオイルの給排経路として機能するようになる。

スリーブ５２はその軸線方向（図３における左右方向）における一方の端部（同右側の端部）がハウジング５１の内壁に突き当たる位置まで差し込まれた状態で取り付けられている。また、ハウジング５１の内部には、スリーブ５２の軸線方向における一方の端部（図３における左側の端部）と当接する位置にＣリング５３が取り付けられている。このＣリング５３によってスリーブ５２の軸線方向への不要な移動が抑えられる構造になっている。

センターボルト１２（詳しくは、スリーブ５２）の内部には、バルブタイミング可変機構２０に対するオイルの給排態様の切り替えを行うためのスプール５４が設けられている。このスプール５４は、スリーブ５２の内部においてその軸線方向に移動可能な状態で配設されている。スプール５４の内部には内部通路５４ａが形成されている。この内部通路５４ａはスプール５４の一方（図３における左側）の端部において開口されるとともに、その開口を通じて前記排出通路４２（図１参照）に連通されている。また、スプール５４にはその内部（内部通路５４ａ）と外部とを連通する貫通孔５４ｂが形成されている。このスプール５４は、上記内部通路５４ａおよび貫通孔５４ｂを介して、センターボルト１２内の特定部分のオイルを排出通路４２に排出することの可能な構造になっている。そして、このスプール５４の軸線方向における移動位置の調整を通じて、進角側油路４３、遅角側油路４４並びにロック油路４５（いずれも図１参照）に対する供給通路４１や排出通路４２の接続態様の切り替えと、接続した経路の通路断面積の調節（開度調節）とを行うことのできる構造になっている。

スプール５４の軸線方向における移動は、ハウジング５１内に設けられて同スプール５４を軸線方向（詳しくは、図３における左側）に付勢するコイルスプリング５５ａと、同コイルスプリング５５ａの付勢力に抗してスプール５４を軸線方向（詳しくは、図３における右側）に押圧するアクチュエータ５５とによって実現される。すなわち、アクチュエータ５５によるスプール５４への押圧力を調整することにより、その押圧力とコイルスプリング５５ａの付勢力とが釣り合う位置までスプール５４が軸線方向に移動するようになり、同スプール５４の軸線方向における位置が調整される。詳しくは、アクチュエータ５５の押圧力を大きくするとスプール５４が一方向（図３における右方向）に変位するようになり、アクチュエータ５５の押圧力を小さくするとスプール５４が他方向（図３における左方向）に変位するようになる。

そして、こうしたスプール５４の軸線方向における位置の調整を通じて、内燃機関のバルブタイミングが任意のタイミングとなるように可動部材２１のケース２２に対する相対回転位置を定めることが可能になるとともに、ロック機構３０（図２参照）のロック状態と解除状態とを切り替えることが可能になる。なお、上記アクチュエータ５５の作動制御は、マイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置１６により、吸入空気量や機関回転速度などの内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで実行される。これにより、機関バルブのバルブタイミングが機関運転状態に見合うタイミングに調節されるようになり、さらにはロック機構３０の作動状態が機関運転状態に見合う態様で切り替えられるようになる。

センターボルト１２のハウジング５１は、バルブタイミング可変機構２０の可動部材２１を貫通するように取り付けられる。このハウジング５１において、カムシャフト１１側（図３における右側）の端部には、同カムシャフト１１の端部にねじ締結されるボルト部５６が形成されている。また、ハウジング５１において、カムシャフト１１から離間する側（図３における左側）の端部近傍には、ボルト部５６がカムシャフト１１の端部にねじ締結されたときに同カムシャフト１１の端面との間に可動部材２１を挟み込んで固定するフランジ部５７が形成されている。

なお、センターボルト１２のボルト部５６がカムシャフト１１の端部にねじ締結された状態にあって、そのカムシャフト１１の端面とセンターボルト１２のフランジ部５７との間には、上記可動部材２１の他にフロントブッシュ２７、リヤブッシュ２８、および支持体２９が設けられている。これらフロントブッシュ２７、リヤブッシュ２８、および支持体２９のうち、フロントブッシュ２７は可動部材２１とフランジ部５７との間に設けられており、リヤブッシュ２８および支持体２９は可動部材２１とカムシャフト１１の端面との間に設けられている。そして、可動部材２１、フロントブッシュ２７、リヤブッシュ２８、および支持体２９にはそれぞれ孔２１ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａが形成されており、それら孔２１ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａをセンターボルト１２のハウジング５１が貫通している。上記可動部材２１、フロントブッシュ２７、リヤブッシュ２８、および支持体２９は、センターボルト１２のボルト部５６がカムシャフト１１の端部にねじ締結されたとき、カムシャフト１１の端面とセンターボルト１２のフランジ部５７との間に挟み込まれる。これにより、上記可動部材２１、フロントブッシュ２７、リヤブッシュ２８、および支持体２９は、カムシャフト１１に対して一体回転可能に固定されるとともに、カムシャフト１１の軸線方向において固定される。

上記支持体２９は、内燃機関１０のクランクシャフトからの回転伝達を受けるスプロケット１５をカムシャフト１１に対して相対回転可能な状態で支持している。また、上記スプロケット１５にはバルブタイミング可変機構２０のケース２２が固定されている。そして、内燃機関１０のクランクシャフトの回転がスプロケット１５に伝達されると、同スプロケット１５およびケース２２がカムシャフト１１の軸線Ｌ１を中心に回転する。こうしたスプロケット１５およびケース２２の回転は、そのケース２２内のオイルを介して可動部材２１に伝達され、その後にカムシャフト１１に伝達されるようになる。したがって、バルブタイミング可変機構２０の可動部材２１をケース２２に対して相対回転させると、クランクシャフトに対するカムシャフト１１の相対回転位相が変化し、これに伴って内燃機関１０のバルブタイミングが変化するようになる。

ここで、センターボルト１２のハウジング５１内にスリーブ５２を配設する際に同スリーブ５２を単に挿入するようにすると、内燃機関１０の運転に伴う振動などによってハウジング５１の内部においてスリーブ５２が不要に移動してしまうおそれがある。これはハウジング５１の貫通孔５１ａとスリーブ５２の貫通孔５２ａとの位置ずれを発生せるために、オイルの給排経路の通路断面積を不要に変化させる等して、バルブタイミング可変機構２０やロック機構３０に対するオイルの供給量や排出量の調節精度を低下させる一因となってしまう。

ハウジング５１の内部にスリーブ５２を圧入固定することにより、ハウジング５１内におけるスリーブ５２の不要な移動が抑えられるようになる。しかしながら、この場合にはカムシャフト１１にセンターボルト１２を締結固定する際に、同センターボルト１２に作用する捩り力がその内部に設けられたスリーブ５２にも伝達されるようになる。そのため場合によっては、スリーブ５２に生じる内部応力が大きい状態になってしまい、これが同スリーブ５２の耐久性能を低下させるおそれがある。

図４に本実施の形態にかかるスリーブ５２の斜視構造を示す。また図５（ａ）にスリーブ５２の側面構造を示し、同図（ｂ）にスリーブ５２の正面構造を示す。
図４および図５に示すように、本実施の形態では、スリーブ５２の周壁に同周壁が途切れた形状をなす分断部５８が形成されている。この分断部５８は、スリーブ５２の周壁において同スリーブ５２の軸線方向における一端から他端まで延びる形状に形成されている。なお、スリーブ５２の形成は、板状の金属材料をプレス加工したものを曲げ加工によって円筒形状に成形するといったように行われる。また、スリーブ５２をハウジング５１（図３参照）の内部に装入する際には、スリーブ５２の半径が小さくなるように弾性変形させた状態で同スリーブ５２がハウジング５１の内部に差し込まれる。これにより、スリーブ５２の外周面がハウジング５１の内周面に押し付けられた状態で同スリーブ５２が取り付けられるようになる。

以下、こうした分断部５８が形成されたスリーブ５２を採用することによる作用について説明する。
分断部５８が形成されないスリーブは、その断面形状が円環形状になる部分が多いために、剛性が高くなり易く弾性変形し難い構造になる。そのため、仮にそうしたスリーブを採用すると、スリーブの外周面とハウジング５１の内周面との接触面圧に影響を与える因子として同スリーブの外径とハウジング５１の内径との関係が占める比重がごく大きくなるために、上記接触面圧の設定の自由度がごく低くなってしまう。しかも、ハウジング５１の内径やスリーブの外径には製造公差などによる個体差があるために、上記接触面圧の管理が困難になるといった不都合も生じる。なお、この不都合はハウジング５１やスリーブとして個体差の小さいものを採用することにより解消することができるが、その場合にはコストアップが避けられない。

これに対して、本実施の形態では、スリーブ５２の周壁に分断部５８が形成されているために、同分断部５８が形成されないものと比較して、スリーブ５２の全体が弾性変形し易い構造になる。そのため、上記接触面圧を定めるパラメータとして、ハウジング５１の内径とスリーブ５２の外径との関係に加えて、スリーブ５２の弾性力、言い換えれば同スリーブ５２の外周面がハウジング５１の内周面を押圧する押圧力を用いることができるようになる。したがって、本実施の形態によれば、スリーブ５２に分断部５８を形成するといった簡素な構成によって、上記接触面圧を高い自由度で調節することができるようになる。

本実施の形態では、上記接触面圧がハウジング５１内においてスリーブ５２が不要に移動しない程度に高い圧力であり、且つカムシャフト１１へのセンターボルト１２のねじ締結に際して同センターボルト１２が捩られた場合にスリーブ５２とハウジング５１との相対移動が許容される程度に低い圧力になるように、スリーブ５２の形状および形成材料が設定される。これにより、内燃機関１０の運転時におけるハウジング５１とスリーブ５２との不要な相対移動が抑えられるようになる。しかも、ねじ締結に際してセンターボルト１２が捩れたときにそのハウジング５１とスリーブ５２との相対移動が許容されるようになるために、ハウジング５１内に設けられたスリーブ５２に生じる内部応力を小さく抑えて、同スリーブ５２の耐久性能の向上を図ることができる。

なお、本実施の形態では、センターボルト１２にロック機構３０の解除用圧力室３４へのオイルの給排を行うための貫通孔（詳しくは、ハウジング５１の貫通孔５１ａ、およびスリーブ５２の貫通孔５２ａ）が形成されているために、そうした貫通孔が形成されないものと比較して、センターボルト１２の軸線方向の長さが長くなり易い。そのため、カムシャフト１１へのセンターボルト１２のねじ締結時における同センターボルト１２の捻れ量が大きくなり易く、センターボルト１２のねじ締結に伴い発生するスリーブ５２の内部応力も大きくなり易いと云える。本実施の形態によれば、そうした構造のセンターボルト１２においてスリーブ５２の耐久性能を好適に向上させることができる。

また本実施の形態のスリーブ５２では、分断部５８が貫通孔５２ａを避けて延びる形状に形成されている。すなわち、分断部５８と貫通孔５２ａとが繋がらないように同分断部５８が延設されている。そのため、分断部５８を介して、複数の貫通孔５２ａの間においてオイルが漏れることや、貫通孔５２ａからスリーブ５２の外部にオイルが漏れることが的確に抑えられる。

さらに本実施の形態のスリーブ５２では分断部５８が非直線状に延設されている。図６にスリーブ５２の分断部５８を拡大して示すように、分断部５８はその対向面が互いに咬み合う凹凸形状に形成されている。また、分断部５８の各対向面における凹凸形状の凸部５８ａがその先端に向かうほど先細のテーパ形状に形成されるとともに、その凹凸形状の凹部５８ｂがその底部に向かうほど先細のテーパ形状に形成されている。

このように本実施の形態では、分断部５８が繰り返し折れ曲がる形状で延設される。そのため、分断部が直線状に延設されるものと比較して、同分断部５８の内部をオイルが流れた場合における流路抵抗を大きくすることができるようになり、分断部５８を介したオイル漏れを好適に抑えることができるようになる。

しかも、分断部５８の各対向面に形成された凹部５８ｂと凸部５８ａとが共にテーパ形状に形成されているために、ハウジング５１内にスリーブ５２を取り付けるべく同スリーブ５２を縮径方向に弾性変形させる際に、分断部５８の一方の端部に形成された凸部５８ａが他方の端部に形成された凹部５８ｂによって正しい位置に案内されるようになる。そのため、分断部５８の各対向面の一方に形成された凸部５８ａの先端と他方に形成された凸部５８ａの先端とが互いに突き当たることによってスリーブ５２の弾性変形が妨げられることが回避されるようになり、同スリーブ５２を円滑に取り付けることができるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）スリーブ５２の周壁が途切れた形状をなす分断部５８を同スリーブ５２の軸線方向における該周壁の一端から他端まで延びる形状に形成した。そのため、ハウジング５１とスリーブ５２との不要な相対移動を抑えつつ同スリーブ５２における内部応力の発生を抑えることができ、ハウジング５１内に配設されるスリーブ５２の耐久性能の向上を図ることができる。

（２）スリーブ５２の分断部５８を、貫通孔５２ａを避けて延びる形状に形成するようにした。そのため、分断部５８を介して、複数の貫通孔５２ａの間においてオイルが漏れることや、貫通孔５２ａからスリーブ５２の外部にオイルが漏れることが的確に抑えることができる。

（３）スリーブ５２の分断部５８を非直線状に延設するようにしたために、分断部が直線状に延設されるものと比較して、分断部５８の内部をオイルが流れた場合における流路抵抗を大きくすることができ、同分断部５８を介したオイル漏れを好適に抑えることができる。

（４）分断部５８の各対向面を互いに咬み合う凹凸形状に形成し、それら対向面における凹凸形状の凸部５８ａを先端に向かうほど先細のテーパ形状に形成するとともに、その凹凸形状の凹部５８ｂを底部に向かうほど幅狭のテーパ形状に形成した。そのため、分断部５８を繰り返し折れ曲がる形状に延設することができ、同分断部５８の内部をオイルが流れた場合における流路抵抗を大きくすることができるようになる。しかも、ハウジング５１内へのスリーブ５２の取り付けに際して、分断部５８の一方の端部に形成された凸部５８ａを他方の端部に形成された凹部５８ｂによって案内することができる。そのため、分断部５８の各対向面の一方に形成された凸部５８ａの先端と他方に形成された凸部５８ａの先端とが互いに突き当たることによってスリーブ５２の円滑な取り付けが妨げられるといった不都合の発生を回避することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・スリーブ５２の軸線方向における一方の端部と当接する位置に、例えば円環形状の部材やＣ字形状の部材を固定するなど、Ｃリング５３以外の部材を取り付けるようにしてもよい。要は、スリーブ５２の軸線方向への不要な移動を抑えることのできる規制部材であれば、Ｃリング５３以外のものを採用することができる。

・スリーブ５２の軸線方向における一方の端部とハウジング５１の内壁面との間に、同スリーブ５２を上記規制部材に押し付ける方向に付勢するばね部材（例えばコイルスプリング）を配設してもよい。また、スリーブ５２の軸線方向における一方の端部と上記規制部材との間に、同スリーブ５２を規制部材から離間する方向に付勢するばね部材を配設することもできる。これら構成によれば、ハウジング５１内壁または規制部材（Ｃリング５３を含む）に押し付けられた状態でスリーブ５２を配設することができ、同スリーブ５２の軸線方向における不要な移動を好適に抑えることができる。

・スリーブ５２の取り付けに際して分断部５８の各対向面の一方に形成された凸部５８ａの先端と他方に形成された凸部５８ａの先端とが互いに突き当たることが回避されるのであれば、同分断部５８の各対向面における凹凸形状の凸部５８ａおよび凹部５８ｂは、テーパ形状に形成することに限らず、任意の形状に形成することができる。例えばハウジング５１内に取り付ける前の状態で分断部５８の各対向面の一方に形成された凹部５８ｂ内に他方に形成された凸部５８ａの先端が配置される形状でスリーブ５２を形成することにより、分断部５８の各対向面の一方に形成された凸部５８ａの先端と他方に形成された凸部５８ａの先端とが互いに突き当たることを回避することができる。

・スリーブ５２の分断部５８の延設形状は、図７に示す例や図８に示す例のように、任意の形状に変更することができる。図７に示す例では、スリーブ６２の分断部６８が、同スリーブ６２の貫通孔５２ａを避けるように、数カ所（同図に示す例では、八カ所）においてのみ折れ曲がる形状で延設されている。また図８に示す例では、スリーブ７２の分断部７８が、貫通孔５２ａを避けるように、数カ所（同図に示す例では、六カ所）において湾曲する形状で延設されている。図７示す例や図８に示す例のように、分断部をスリーブの軸線方向における一端から他端まで延びる形状に形成することにより、スリーブにおいて断面円環形状に形成される部分を無くしてその剛性を低下させることができ、ハウジング５１とスリーブとの不要な相対移動を抑えつつ同スリーブにおける内部応力の発生を抑えることができる。

・スリーブの分断部を、貫通孔５２ａに繋がる態様で延設するようにしてもよい。
・スリーブの分断部を、直線状に延びる形状で形成するようにしてもよい。
・スリーブの分断部を、同スリーブの軸線方向における一端から他端まで延びる形状に形成することに限らず、次の［形状イ］〜［形状ハ］に記載するように形成してもよい。［形状イ］スリーブの分断部を断続的に延びる形状で形成する。［形状ロ］スリーブの分断部を、その軸線方向における一端を始点とするとともに、その軸線方向における一端と他端との間の中間部位を終点として延びる形状で形成する。［形状ハ］スリーブの分断部を、その軸線方向における一端と他端との間の中間部位にのみ形成する。

こうした構成が採用される場合には、スリーブの外周面とハウジング５１の内周面との接触面圧が高い部分に同スリーブの軸線方向に延びる形状の分断部を形成することにより、以下のような作用効果を得ることができる。

先ず、仮に上記接触面圧が他の部分と比較して高い部分が断面円環形状に形成されたスリーブを採用すると、同部分の接触面圧がほぼハウジング５１の内径とスリーブの外径との関係のみによって定まるようになるため、該接触面圧の設定の自由度が低くなってその調節が難しくなる。この点、上記構成によれば、そうした接触面圧が高い部分に分断部が形成されるために、分断部が形成されないものと比較して、スリーブにおける上記接触面圧の高い部分が変形し易い構造になる。これにより、同部分における接触面圧を高い自由度で設定することができるようになるために、同接触面圧を適正な圧力に設定することにより、ハウジング５１とスリーブとの不要な相対移動を抑えつつ同スリーブにおける内部応力の発生を抑えることができるようになる。こうした作用効果は、分断部を少なくとも上記接触面圧が最も高い部分、すなわちハウジング５１に対してスリーブが支持される部分に形成することによって適正に発揮されるようになる。

・スリーブを、プレス加工および曲げ加工を通じて形成することに限らず、ダイカストなどの鋳造加工を通じて形成するようにしてもよい。
・スリーブの形成に用いる材料としては、所定の弾性と耐熱性とを有する材料であれば、樹脂材料などの金属材料以外の材料を用いることができる。

・上記実施の形態にかかるセンターボルト１２は、ロック機構３０の解除用圧力室３４へのオイルの給排を行うための貫通孔５１ａ，５２ａが形成されないセンターボルトにも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。また、ロック機構３０が設けられない内燃機関にも、上記実施の形態にかかるセンターボルト１２は適用可能である。

１０…内燃機関、１１…カムシャフト、１２…センターボルト、１３…オイルポンプ、１４…オイルパン、１５…スプロケット、１６…電子制御装置、２０…バルブタイミング可変機構、２１…可動部材、２１ａ…孔、２２…ケース、２３…突部、２４…ベーン、２５…進角側油圧室、２６…遅角側油圧室、２７…フロントブッシュ、２７ａ…孔、２８…リヤブッシュ、２８ａ…孔、２９…支持体、２９ａ…孔、３０…ロック機構、３１…収容孔、３１ａ…段部、３２…ロックピン、３２ａ…段部、３３…コイルばね、３４…解除用圧力室、３５…ロック穴、４１…供給通路、４２…排出通路、４３…進角側油路、４４…遅角側油路、４５…ロック油路、５１…ハウジング、５１ａ…貫通孔、５２，６２，７２…スリーブ、５２ａ…貫通孔、５３…Ｃリング、５４…スプール、５４ａ…内部通路、５４ｂ…貫通孔、５５…アクチュエータ、５５ａ…コイルスプリング、５６…ボルト部、５７…フランジ部、５８，６８，７８…分断部、５８ａ…凸部、５８ｂ…凹部。

Claims (5)

1. オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用されて、前記可動部材を前記カムシャフトに固定すべく同カムシャフトの端部にねじ締結される円筒形状のハウジングと、前記ハウジングと同一の中心軸の円筒形状をなして同ハウジング内に装入されてなるとともにオイルの給排経路をなす貫通孔がその周壁に形成されてなるスリーブと、を備えるセンターボルトにおいて、
   前記スリーブは、その周壁が途切れた形状をなす分断部が軸線方向における前記周壁の一端から他端まで延設されてなり、
   前記スリーブの外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧によって、前記ハウジング内における前記スリーブの移動が制限され、且つ前記カムシャフトへの前記センターボルトの締結固定に際して同センターボルトが捩られた場合には前記スリーブと前記ハウジングとの相対移動が許容される
   ことを特徴とするセンターボルト。
2. オイルの給排により可動部材を動作させてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関に適用されて、前記可動部材を前記カムシャフトに固定すべく同カムシャフトの端部にねじ締結される円筒形状のハウジングと、前記ハウジングと同一の中心軸の円筒形状をなして同ハウジング内に装入されてなるとともにオイルの給排経路をなす貫通孔がその周壁に形成されてなるスリーブと、を備えるセンターボルトにおいて、
   前記スリーブは、その外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧が最も高い部分に、前記貫通孔とは別に、その周壁が途切れた形状をなす分断部が軸線方向に延びる形状で形成されてなり、
   前記スリーブの外周面と前記ハウジングの内周面との接触面圧によって、前記ハウジング内における前記スリーブの移動が制限され、且つ前記カムシャフトへの前記センターボルトの締結固定に際して同センターボルトが捩られた場合には前記スリーブと前記ハウジングとの相対移動が許容される
   ことを特徴とするセンターボルト。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンターボルトにおいて、
   前記スリーブは、その分断部が前記貫通孔を避けて延びる形状に形成されてなる
   ことを特徴とするセンターボルト。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンターボルトにおいて、
   前記分断部は、非直線状に延設されてなる
   ことを特徴とするセンターボルト。
5. 請求項４に記載のセンターボルトにおいて、
   前記分断部は、その対向面が互いに咬み合う凹凸形状に形成されてなり、該凹凸形状の凸部が先端に向かうほど先細のテーパ形状に形成されてなるとともに、前記凹凸形状の凹部が底部に向かうほど幅狭のテーパ形状に形成されてなる
   ことを特徴とするセンターボルト。

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