JP6534918B2 - 転がり軸受用保持器の製造方法および製造装置ならびにバルブタイミング制御装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受用保持器の製造方法および製造装置ならびにバルブタイミング制御装置の製造方法に関する。

ダイの加工部の周りに保持器のワークをセットし、ワークと一体化した押さえ治具を介して当該ワークに間欠回転を与え、その間欠回転とタイミングを合わせてワークの外径側からポケットを打ち抜くようにした転がり軸受用保持器の製造方法が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１には、押さえ治具が、円筒部とその円筒部の一端部に周方向に所定の間隔をおいて形成された所要数の押さえ爪とからなり、押さえ爪をワークの外径面に沿わせるとともに、各押さえ爪の全体によって形成される押さえ爪の内径面を縮径させることにより、これらの押さえ爪とワークとの一体化を図ることが記載されている。

特開２０１３−１８５６７９号公報

しかしながら、ワークの全長が長くなると、ダイの長さも長くなり、打ち抜き加工時にダイが撓むなどして打ち抜きにより形成される保持孔の加工精度が悪化してしまうおそれがある。

本発明の第１の態様によると、転がり軸受用保持器の製造方法は、回動可能なチャック、第１のダイおよび第１のパンチならびに第２のダイおよび第２のパンチを有する製造装置を準備する準備工程と、円筒状の筒部を有するワークをチャックに取り付ける取り付け工程と、前記第１のダイの切り刃部と前記第１のパンチの切り刃部により、前記筒部を打ち抜いて前記筒部に下孔を形成する打ち抜き加工工程と、前記ワークを回動させる回動工程と、を交互に繰り返すことで、前記ワークの筒部に複数の前記下孔を形成する下孔形成工程と、前記第２のダイの切り刃部と前記第２のパンチの切り刃部により、前記下孔をシェービング加工して転動体の保持孔を形成するシェービング加工工程と、前記ワークを回動させる回動工程と、を交互に繰り返すことで、前記ワークの筒部に複数の前記保持孔を形成する保持孔形成工程と、を備え、前記チャックは、第１の弾性部材を介して、前記チャックの回動軸方向に直交する第１の方向に移動可能なように支持装置により支持され、前記打ち抜き加工工程では、前記筒部と前記第１のダイとの間に隙間が形成されている状態から、前記第１のパンチを前記筒部に押し付けることで前記筒部を前記第１のダイに接触させた後、前記第１のダイの切り刃部と前記第１のパンチの切り刃部により、前記筒部を打ち抜いて前記筒部に前記下孔を形成し、前記シェービング加工工程では、前記筒部と前記第２のダイとの間に隙間が形成されている状態から、前記第２のパンチを前記筒部に押し付けることで前記筒部を前記第２のダイに接触させた後、前記第２のダイの切り刃部と前記第２のパンチの切り刃部により、前記下孔をシェービング加工して前記保持孔を形成する。

本発明によれば、転がり軸受用保持器の保持孔の加工精度を向上できる。

バルブタイミング制御装置の縦断面模式図。 バルブタイミング制御装置の分解斜視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した保持器の保持筒の断面図。 （ａ）は製造装置の正面断面模式図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大模式図、（ｃ）は第１打ち抜き装置のパンチの平面模式図、（ｄ）は第２打ち抜き装置のパンチの平面模式図。 製造装置の平面模式図。 第１の実施の形態に係るバルブタイミング制御装置の保持器を製造する工程を説明するためのフローチャート。 打ち抜き加工工程を説明する模式図。 下孔が形成されたワークの筒部の断面模式図。 ２つ目の下孔を形成する際の打ち抜き加工の途中の状態を模式的に示す図。 シェービング加工の途中の状態を模式的に示す図。 （ａ）は、比較例（第２の実施の形態に相当）に係る製造方法により製造された保持器の保持孔の寸法を示す図。（ｂ）は、第１の実施の形態に係る製造方法により製造された保持器の保持孔の寸法を示す図。 第２の実施の形態に係るバルブタイミング制御装置の保持器を製造する工程を説明するためのフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施の形態について説明する。バルブタイミング制御装置は、自動車の燃費向上や二酸化炭素の排出量を低減するために、エンジン（内燃機関）の回転数や負荷に適した燃焼状態となるよう、燃焼室給気量を制御するために、エンジンバルブの開閉タイミングを自在に可変する装置である。

−第１の実施の形態−
図１はバルブタイミング制御装置の縦断面模式図であり、図２はバルブタイミング制御装置の分解斜視図である。図２では、カムシャフト２、タイミングチェーン４２、およびチェーンカバー４０の図示は省略している。なお、説明の便宜上、図示するようにバルブタイミング制御装置の前後方向を規定する。

図１および図２に示すように、バルブタイミング制御装置は、エンジン（内燃機関）のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、シリンダヘッド上に軸受（不図示）を介して回転自在に支持され、タイミングスプロケット１から伝達された回転力によって回転するカムシャフト２と、タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、チェーンカバー４０にボルト４７によって取り付け固定されたカバー部材３と、タイミングスプロケット１とカムシャフト２の間に配置されて、機関運転状態に応じてタイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相を変更する可変機構である位相変更機構４と、を備えている。

タイミングスプロケット１は、全体が鉄系金属によって一体に形成され、内周面が段差形状の円環状のスプロケット本体１ａと、該スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回されたタイミングチェーン４２を介してクランクシャフトからの回転力を受けるギア部１ｂと、から構成されている。タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａの内周側に形成された円形溝１ｃとカムシャフト２の前端部に一体に設けられた肉厚なフランジ部２ａの外周との間に介装された第３ボールベアリング４３によってカムシャフト２に回転自在に支持されている。

スプロケット本体１ａの前端部外周縁には、環状突起１ｄが一体に形成されている。スプロケット本体１ａの前端部には、環状突起１ｄの前端側に同軸に位置決めされ、内周に波形状の内歯１９ａが形成された環状部材１９が配置されている。環状部材１９の前端側には、後述する電動モータ１２のハウジング５の一部を構成する大径円環状の雌ねじ形成部６（外周突起部）が配置されている。

スプロケット本体１ａと環状部材１９の外周部には、ボルト挿通孔１ｅ，１９ｂが周方向のほぼ等間隔位置に６つ貫通形成されている。雌ねじ形成部６には、各ボルト挿通孔１ｅ，１９ｂと対応した位置に６つの雌ねじ孔６ａが形成されている。タイミングスプロケット１、環状部材１９、および雌ねじ形成部６は、ボルト挿通孔１ｅ，１９ｂおよび雌ねじ孔６ａにボルト７が挿通され、ボルト７により共締め固定されている。

スプロケット本体１ａおよび環状部材１９は、後述する減速機構のケーシングとして構成されている。スプロケット本体１ａの環状突起１ｄ、環状部材１９および雌ねじ形成部６は、それぞれの外径がほぼ同一に設定されている。スプロケット本体１ａの内周面の一部には、扇状の係合部であるストッパ凸部１ｆが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。

ハウジング５は、鉄系金属材をプレス成形によって有底筒状に形成された筒状部であるハウジング本体５ａと、該ハウジング本体５ａの前端開口を封止する封止プレート１１と、を備えている。

ハウジング本体５ａは、後端側に円板状の底部５ｂを有している。底部５ｂのほぼ中央には、後述の偏心軸部３０を挿通する大径な軸部挿通孔５ｃが形成されている。軸部挿通孔５ｃの孔縁には、カムシャフト２の軸方向へ突出した円筒状の延出部５ｄ（内周突起部）が一体に設けられている。底部５ｂの前端面外周側には、雌ねじ形成部６が溶接によって一体的に固定されている。

カムシャフト２は、外周に吸気弁（不図示）を開作動させる一気筒当たり２つの駆動カムを有している。カムシャフト２の前端部には、複数の転動体であるころ（以下、ローラ３４と記す）を保持する転がり軸受用保持器（以下、単に保持器９４と記す）がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、カムシャフト２のフランジ部２ａには、スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｆが係入する係止部であるストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝２ｂは、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、この長さ範囲で回動したストッパ凸部１ｆの両端縁が周方向の対向面２ｃ，２ｄにそれぞれ当接することによって、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の最大進角側あるいは最大遅角側の相対回転位置を規制するようになっている。このストッパ凸部１ｆとストッパ凹溝２ｂによってストッパ機構が構成されている。

図１に示すように、カムボルト１０は、頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端縁にフランジ状の座面部１０ｃが一体に形成されている。軸部１０ｂの外周には、カムシャフト２の端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。

保持器９４は、従動部９と保持筒４１とが、鉄系金属材によって一体に形成されている。従動部９は、後端側に形成された円板部９ａと、前端側に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂとから構成されている。円板部９ａは、後端面の径方向のほぼ中央位置にカムシャフト２のフランジ部２ａとほぼ同外径の環状の段差突起９ｃが一体に設けられ、この段差突起９ｃの外周面とフランジ部２ａの外周面が対峙しながら第３ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置されている。これによって、組付時におけるカムシャフト２と従動部９との芯だし作業が容易になる。なお、第３ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定されている。

図１および図２に示すように、保持筒４１は、円筒状であり、円板部９ａの外周部から円筒部９ｂと同方向へ突出している。保持筒４１には、複数の保持孔４１ｂが保持筒４１の周方向に沿ってほぼ等間隔の位置に穿設されている。各保持孔４１ｂは、ほぼ長方形状の開口であり、複数のローラ３４を転動自在に保持する。

図１に示すように、保持筒４１は、先端部４１ｃが雌ねじ形成部６と延出部５ｄとの間に形成された円環状の凹部である空間部４４を介してハウジング５の底部５ｂ方向へ延出している。円筒部９ｂは、中央にカムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｄが貫通形成されている。円筒部９ｂの外周側には、ニードルベアリング２８が設けられている。

図１および図２に示すように、カバー部材３は、比較的に肉厚な合成樹脂材によって一体に形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの後端部外周に一体に有する円環状のブラケット３ｂと、から構成されている。カバー本体３ａは、位相変更機構４の前端側、つまりハウジング本体５ａの封止プレート１１を含めた前端側外周を、所定隙間をもって覆うように配置されている。一方、ブラケット３ｂには、外周に一体に形成された６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｃが貫通形成されている。

図１に示すように、カバー部材３は、ブラケット３ｂがボルト挿通孔３ｃを挿通した複数のボルト４７によってチェーンカバー４０に固定されている。カバー本体３ａの前端部の内周面には、内外２重のスリップリング４８が各内端面を露出した状態で埋設固定されている。カバー部材３の上端部には、内部にスリップリング４８と導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａが固定されたコネクタ部４９が設けられている。なお、コネクタ端子４９ａには、コントロールユニット２１を介してバッテリー電源（不図示）から通電され、あるいは通電が遮断されるようになっている。

カバー本体３ａの後端部側の内周面とハウジング５の外周面との間には、シール部材である大径オイルシール５０が介装されている。大径オイルシール５０は、横断面がほぼコ字形状に形成されて、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されている大径オイルシール５０の外周側の円環状基部５０ａは、カバー本体３ａの内周面に設けられた円環部３ｄに嵌着固定されている。円環状基部５０ａの内周側には、ハウジング本体５ａの外周面にバックアップスプリングのばね力を介して弾接する合成ゴム製の環状シール部５０ｂが一体に形成されている。

位相変更機構４は、カムシャフト２のほぼ同軸上の前端側に配置されたアクチュエータである電動モータ１２と、該電動モータ１２の回転速度を減速してカムシャフト２に伝達する減速機構と、から構成されている。

電動モータ１２は、ブラシ付きのＤＣモータである。電動モータ１２は、タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークであるハウジング５と、該ハウジング５の内部に回転自在に設けられた出力軸であるモータ軸１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、封止プレート１１の内底面側に固定された固定子１６と、を備えている。

図１および図２に示すように、モータ軸１３は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、軸方向のほぼ中央位置の外周に、複数の極を持つ鉄心ロータ１７が固定されている。鉄心ロータ１７の外周には、電磁コイル１８が巻回されている。モータ軸１３の前端小径部の外周には、コミュテータ２０が圧入固定されている。コミュテータ２０には、鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに電磁コイル１８が電気的に接続されている。

固定子１６は、封止プレート１１の内底壁に４本のビス２２ａによって固定された円板状の樹脂ホルダー２２と、該樹脂ホルダー２２と封止プレート１１を軸方向に貫通配置されて、各先端面が一対のスリップリング４８に摺接して給電される周方向内外２つの第１ブラシ２３と、樹脂ホルダー２２の内周側に内方へ進退自在に保持されて、円弧状の先端部がコミュテータ２０の外周面に摺接する第２ブラシ２４と、を備えている。図１に示すように、樹脂ホルダー２２と封止プレート１１との中央位置には、モータ軸１３の一端部などが挿通される軸挿通孔２９が貫通形成されている。

第１ブラシ２３は、ピッグテールハーネスによって接続されていると共に、弾接した捩りばねのばね力によってスリップリング４８に向けて付勢されている。第２ブラシ２４は、ピッグテールハーネスによって接続されていると共に、弾接した捩りばねのばね力によってコミュテータ２０に向けて付勢されている。

モータ軸１３は、カムボルト１０の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの外周面に、第２ボールベアリング３５と該第２ボールベアリング３５の軸方向の側部に配置されたニードルベアリング２８とによって回転自在に支持されている。モータ軸１３のカムシャフト２側の後端部には、減速機構の一部を構成する円筒状の偏心軸部３０が一体に設けられている。

ニードルベアリング２８は、偏心軸部３０の内周面に圧入された円筒状のリテーナ２８ａと、該リテーナ２８ａの内部に回転自在に保持された複数の転動体であるニードルローラ２８ｂとから構成されている。ニードルローラ２８ｂは、従動部９の円筒部９ｂの外周面を転動している。

第２ボールベアリング３５は、内輪３５ａが従動部９の円筒部９ｂの前端縁とカムボルト１０の座面部１０ｃとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪３５ｂがモータ軸１３の内周に形成された段差部と抜け止めリングであるスナップリング３６との間で軸方向に位置決め支持されている。

モータ軸１３(偏心軸部３０)の外周面とハウジング５の延出部５ｄの内周面との間には、減速機構の内部から電動モータ１２内への潤滑油のリークを阻止する小径オイルシール３２が設けられている。小径オイルシール３２は、内周部がモータ軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ軸１３の回転に対して摩擦抵抗を付与するようになっている。

コントロールユニット２１は、図示しないクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、アクセル開度センサなど各種のセンサ類からの情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、機関制御を行う。コントロールユニット２１は、電磁コイル１８に通電してモータ軸１３の回転制御を行い、減速機構を介してカムシャフト２のタイミングスプロケット１に対する相対回転位相を制御するようになっている。

図１および図２に示すように、減速機構は、偏心回転運動を行う偏心軸部３０と、該偏心軸部３０の外周に設けられた軸受である第１ボールベアリング３３と、該第１ボールベアリング３３の外周に設けられたローラ３４と、該ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器９４と、から主として構成されている。

偏心軸部３０は、外周面に形成されたカム面の軸心Ｘ２がモータ軸１３の軸心Ｘ１から径方向へ僅かに偏心している。なお、第１ボールベアリング３３とローラ３４などが遊星噛み合い部として構成されている。第１ボールベアリング３３は、大径の円環状に形成されて、ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置されている。第１ボールベアリング３３は、内輪３３ａが偏心軸部３０の外周面に圧入固定され、外輪３３ｂの外周面にはローラ３４が常時当接している。

外輪３３ｂの外周側には円環状の隙間Ｃが形成されて、隙間Ｃによって第１ボールベアリング３３全体が偏心軸部３０の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。各ローラ３４は、第１ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ環状部材１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器９４の保持孔４１ｂの両側縁によって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した保持器９４の保持筒４１の断面図である。図４に示すように、保持孔４１ｂの寸法（保持孔の短辺の長さ、すなわち周方向の長さ）Ｍ、隣り合う保持孔４１ｂの間隔（隣り合う保持孔の縁部間の距離）Ｗ、保持孔４１ｂの打ち抜き寸法（打ち抜き部の板厚）Ｔの関係は、次式（１），（２）のように表される。
Ｔ≧０.５Ｍ ・・・（１）
Ｗ≦２.０Ｍ ・・・（２）

これらの寸法関係は、保持器９４の剛性等を考慮し、適宜決定される。電動モータ１２の回転力をカムシャフト２に伝達させる制御応答性を向上させ、減速機構の作動中における打音の発生を抑制するために、保持孔４１ｂをストレートに形成し、ローラ３４とローラ保持孔寸法Ｍとのクリアランスを小さく設定することが望ましい。

内歯１９ａとローラ３４の位置を正確に合わせる必要があるため、全ての保持孔４１ｂは、保持器９４の中心軸線方向の位置が揃っていることが好ましい。本実施の形態では、後述する保持器９４の製造方法により、各保持孔４１ｂが保持器９４の中心軸に向かって精度よく延在するとともに、ローラ３４と保持孔４１ｂとのクリアランスを小さく設定することができる。

減速機構の内部には、潤滑油供給装置によって潤滑油が供給されるようになっている。潤滑油供給装置は、シリンダヘッドの軸受の内部に形成されて、メインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路（不図示）を有している。図１に示すように、潤滑油供給装置は、カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、油供給通路にグルーブ溝を介して連通した油供給孔（不図示）と、従動部９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔に開口し、他端がニードルベアリング２８と第１ボールベアリング３３の付近に開口した小径なオイル供給孔４５を有している。潤滑油供給装置は、同じく従動部９に貫通形成された大径な３つのオイル排出孔（不図示）を有している。

この潤滑油供給装置によって、空間部４４に潤滑油が供給されて滞留し、ここから第１ボールベアリング３３や各ローラ３４などの可動部へ十分に潤滑油が供給されるようになっている。なお、空間部４４内に滞留した潤滑油は、小径オイルシール３２によってハウジング５内にはリークしないようになっている。

モータ軸１３の前端内部には、図１に示すように、カムボルト１０側の空間部を閉止する断面ほぼコ字形状の第１キャップ５１が圧入固定されている。カバー本体３ａのほぼ中央に形成された作業用の貫通孔３ｅの孔縁には、該貫通孔３ｅを閉止する断面ほぼコ字形状の第２キャップ５２が圧入固定されている。

以下、本実施形態の動作について説明する。機関のクランクシャフト（不図示）が回転駆動するとタイミングチェーン４２を介してタイミングスプロケット１が回転して、その回転力が環状部材１９と雌ねじ形成部６を介してハウジング５に伝わり、電動モータ１２が同期回転する。一方、環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器９４を経由してカムシャフト２に伝達される。これによって、カムシャフト２のカム（不図示）が吸気弁（不図示）を開閉作動させる。

機関始動後の所定の機関運転時には、コントロールユニット２１からスリップリング４８などを介して電動モータ１２の電磁コイル１８に通電される。これによって、モータ軸１３が回転駆動され、この回転力が減速機構を介してカムシャフト２に減速された回転力が伝達される。

すなわち、モータ軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ軸１３の１回転毎に保持器９４の各保持孔４１ｂで径方向へガイドされながら環状部材１９の一の内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。この各ローラ３４の転接によってモータ軸１３の回転が減速されつつ従動部９に回転力が伝達される。このときの減速比は、ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能である。

これにより、カムシャフト２がタイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して相対回転位相が変換されて、吸気弁の開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御するのである。

図３に示すように、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の正逆相対回転の最大位置規制(角度位置規制)は、ストッパ凸部１ｆの各側面がストッパ凹溝２ｂの各対向面２ｃ，２ｄのいずれか一方に当接することによって行われる。

すなわち、図１に示す従動部９が、偏心軸部３０の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｆの一側面がストッパ凹溝２ｂの一方側の対向面２ｃに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が進角側へ最大に変更される。一方、従動部９が、タイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｆの他側面がストッパ凹溝２ｂの他方側の対向面２ｄに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角側あるいは遅角側へ最大に変換されて、機関の燃費や出力の向上が図れる。

本実施の形態に係るバルブタイミング制御装置の保持器９４の製造装置１００および保持器９４の中間品であるワーク４１０について説明する。図５（ａ）は製造装置１００の正面断面模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ部拡大模式図である。図５（ｃ）は第１打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆの平面模式図であり、図５（ｄ）は第２打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓの平面模式図である。図６は製造装置１００の平面模式図である。なお、以下では、図示するように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を定義し、Ｘ軸に平行な方向をＸ方向、Ｙ軸に平行な方向をＹ方向、Ｚ軸に平行な方向をＺ方向として説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、それぞれ直交する。後述するように、Ｘ方向は、第１の打ち抜き装置１０１および第２の打ち抜き装置１０２が移動する方向である。Ｙ方向は、ワーク保持装置１０８が移動する方向である。Ｚ方向は、プレス機の押圧部６５の移動方向、すなわち打ち抜き方向である。

図５に示すように、ワーク４１０は、保持器９４の中間品であり、円板状の底部４１９と、底部４１９の外周部から立ち上がる円筒状の筒部４１１を有する有底円筒状とされている。なお、本明細書における円筒状とは、図示するように、半径よりも高さ（軸方向長さ）が短い場合も含む。底部４１９は保持器９４の円板部９ａに相当する部分であり、筒部４１１は保持器９４の保持筒４１に相当する部分である。ワーク４１０は、炭素量が０．２％以下の低炭素鋼からなり、焼き入れ後のビッカース硬さがＨｖ６５３以上である。

ワーク４１０の底部４１９の中央には、筒部４１１と同方向へ突出した取付部４１５が設けられている。取付部４１５は、円筒状であり、保持器９４の従動部９における円筒部９ｂに相当する部分である。

図５および図６に示すように、製造装置１００は、ワーク保持装置１０８と、第１の打ち抜き装置１０１と、第２の打ち抜き装置１０２と、テーブル１０５とを備えている。テーブル１０５は、床上に水平に載置されている。テーブル１０５の内部には、ワーク保持装置１０８をＹ方向に移動させるＹ方向移動機構５５と、第１の打ち抜き装置１０１および第２の打ち抜き装置１０２をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構５４が設けられている。

ワーク保持装置１０８は、チャック１５７、チャックユニット１５２、チャック支持装置１５９を備えている。チャック１５７は、円柱状の軸部１５７ａと、軸部１５７ａの一端に設けられた把持部１５７ｂを備えている。軸部１５７ａはチャックユニット１５２の貫通孔に挿着され、チャック１５７がチャックユニット１５２により回動可能に保持される。

把持部１５７ｂは、基部１５７ｃと、基部１５７ｃから＋Ｙ方向に突出する複数の爪１５７ｄが設けられている。爪１５７ｄは、取付部４１５の開口部に挿入され、取付部４１５を内側から把持する、すなわちチャックする。なお、本実施の形態では、ワーク４１０の円筒状の取付部４１５の内周部をチャックしている例について示しているが、円板状の底部４１９の外周部をチャックしてもよい。

ワーク４１０が、チャック１５７に取り付けられた状態では、ワーク４１０の筒部４１１の中心軸と、チャック１５７の回転中心軸ＣＬ１とが一致する。チャックユニット１５２には、後述する支持部１５９ｂの円形凹部に嵌合する円形凸部が下方に向けて突設されている。チャックユニット１５２は、チャック１５７の回転中心軸（回動軸とも記す）ＣＬ１を中心とした回動角度を割り出し、所定の回動角度でチャック１５７を回動させる角度割り出し装置を備えている。

チャック支持装置１５９は、コイルばね１５９ｃを介してチャックユニット１５２を支持する支持部１５９ｂと、支持部１５９ｂから下方に突設される固定部１５９ａと、を備えている。支持部１５９ｂには、上部に開口を有する円形凹部が設けられ、コイルばね１５９ｃが支持部１５９ｂの円形凹部に配設されている。支持部１５９ｂの円形凹部には、上述のチャックユニット１５２の円形凸部がＺ方向に摺動自在に嵌入される。チャックユニット１５２の円形凸部と、支持部１５９ｂの円形凹部とが嵌合することで、チャックユニット１５２のＸ方向およびＹ方向への移動が規制される。コイルばね１５９ｃは、下端が支持部１５９ｂの円形凹部の底面に固着され、上端がチャックユニット１５２の円形凸部に固着されている。このように、チャックユニット１５２、チャック１５７およびワーク４１０は、コイルばね１５９ｃを介して支持部１５９ｂ上に、Ｚ方向に移動可能となるように設置される。

固定部１５９ａは、テーブル１０５に設けられたＹ方向に延びる溝に配置されたガイドレール（不図示）に配置されている。Ｙ方向に延びる溝内には、Ｙ方向移動機構５５が配設され、固定部１５９ａはＹ方向移動機構５５の可動部に固定されている。Ｙ方向移動機構５５は、Ｙ方向アクチュエータを駆動させることで、ワーク保持装置１０８をＹ方向に移動させることができる。

第１の打ち抜き装置１０１および第２の打ち抜き装置１０２は、後述するパンチ６０Ｆ，６０Ｓの切り刃部６０ａおよびダイ６２Ｆ，６２Ｓのダイ孔６２ａのサイズが異なる点を除いて同一の構成であるので、以下では、第１の打ち抜き装置１０１を代表して説明し、第２の打ち抜き装置１０２についての説明は省略する。なお、第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆと、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓについては、特に区別する必要のない場合には、総称してパンチ６０として説明する。また、第１の打ち抜き装置１０１のダイ６２Ｆと、第２の打ち抜き装置１０２のダイ６２Ｓについては、特に区別する必要のない場合には、総称してダイ６２として説明する。

第１の打ち抜き装置１０１は、パンチ６０と、パンチ６０を保持するパンチホルダ６４と、パンチ６０の中心軸ＣＬ２方向に対向配置されるダイ６２と、ダイ６２を保持するダイホルダ６６と、ツール支持装置１５０と、を備えている。パンチ６０の切り刃部６０ａは、矩形柱形状である。図５（ｃ）に示すように、第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆの切り刃部６０ａは、短辺の寸法がｘｐ１、長辺の寸法がｙｐ１とされている。図５（ｄ）に示すように、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａは、短辺の寸法がｘｐ２、長辺の寸法がｙｐ２とされている。ｘｐ１とｘｐ２の大小関係は、ｘｐ１＜ｘｐ２であり、ｙｐ１とｙｐ２の大小関係は、ｙｐ１＜ｙｐ２である。すなわち、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａのサイズは、第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆの切り刃部６０ａのサイズよりも一回り大きい。

パンチホルダ６４は、パンチ６０の中心軸が打ち抜き方向であるＺ方向と平行となるように、パンチ６０を保持している。パンチホルダ６４は、プレス機の押圧部６５によって押圧される面を有している。プレス機の押圧部６５は、Ｚ方向に往復移動可能とされている。

ダイ６２は、厚肉円板状であり、ダイ６２の中心軸方向一端部（＋Ｙ方向の端部）がダイホルダ６６に固着され、中心軸方向他端部（−Ｙ方向の端部６２ｅ）が、ワーク４１０の底部に当接される。ダイ６２の中心軸上には、ワーク４１０の取付部４１５が配置される円形凹部が形成されている。なお、ダイ６２は、軸方向高さの短い有底円筒状ともいえる。

ツール支持装置１５０は、ダイホルダ６６を固定支持する支持部１５０ｂと、支持部１５０ｂから下方に突設された固定部１５０ａを備えている。固定部１５０ａは、テーブル１０５に設けられたＸ方向に延びる溝に配置されたガイドレール（不図示）に配置されている。Ｘ方向に延びる溝内には、Ｘ方向移動機構５４が配設され、固定部１５０ａはＸ方向移動機構５４の可動部に固定されている。Ｘ方向移動機構５４は、Ｘ方向アクチュエータを駆動させることで、第１の打ち抜き装置１０１をＸ方向に移動させることができる。なお、第２の打ち抜き装置１０２も同様の構成であり、第１の打ち抜き装置１０１がＸ方向に移動する際、第２の打ち抜き装置１０２も一体的にＸ方向に移動する。

ダイホルダ６６の側部には、ダイ６２が固着されている。ダイ６２の中心軸は、チャック１５７の回転中心軸ＣＬ１と一致するように配置される。ダイ６２の頂部（上端部）には、パンチ６０が挿通されるダイ孔６２ａが設けられている。ダイ孔６２ａは、ダイ６２の切り刃部を構成するものであり、パンチ６０の切り刃部６０ａのサイズに対応している。

ダイホルダ６６には、Ｚ方向に延びる円柱状のガイドポスト６８が設置されている。ダイホルダ６６の上端面から上方に突出するガイドポスト６８の突出部にはコイルばね６７が嵌装され、コイルばね６７を介してパンチホルダ６４がダイホルダ６６に支持されている。なお、パンチホルダ６４には円形の貫通孔が設けられており、この貫通孔にガイドポスト６８がＺ方向に摺動自在に挿通されている。ガイドポスト６８とパンチホルダ６４の貫通孔とが嵌合されることで、パンチホルダ６４のＸ方向およびＹ方向の移動が規制される。このように、パンチホルダ６４およびパンチ６０は、コイルばね６７を介してダイホルダ６６上に、Ｚ方向に移動可能となるように設置される。

パンチ６０は、パンチホルダ６４に固着され、パンチホルダ６４と一体的にＺ方向に移動する。ダイ孔６２ａとパンチ６０の切り刃部６０ａとは対向配置されている。パンチ６０とダイ孔６２ａとは、ダイ孔６２ａの中心軸と、パンチ６０の中心軸ＣＬ２が一致するように、それぞれの位置が設定されている。パンチ６０の中心軸ＣＬ２は、Ｙ方向に延在するダイ６２の中心軸上に位置し、Ｚ軸と平行になるように、すなわち第１中心軸ＣＬと直交するように設定される。

プレス機の押圧部６５が下方（−Ｚ方向）に移動し、押圧部６５によりパンチホルダ６４が下方（−Ｚ方向）に加圧されると、パンチホルダ６４がコイルばね６７の弾性力に抗して押し下げられる。これにより、パンチ６０の切り刃部６０ａの先端部６０ｃが、ダイ孔６２ａに挿入される。したがって、ダイ６２とパンチ６０の間にワーク４１０の加工対象部位を配置することで、加工対象部位の打ち抜き加工が可能となる。

以下、本実施の形態に係るバルブタイミング制御装置の保持器９４の製造方法について説明する。図７は、バルブタイミング制御装置の保持器９４を製造する工程を説明するためのフローチャートである。保持器９４の製造方法は、図７に示すように、準備工程Ｓ１００と、取り付け工程Ｓ１１０と、第１位置決め工程Ｓ１２０と、下孔形成工程Ｓ１３０と、第２位置決め工程Ｓ１５０と、保持孔形成工程Ｓ１６０と、取り外し工程Ｓ１８０と、を含む。

−準備工程−
準備工程Ｓ１００では、保持器９４の製造装置１００と、ワーク４１０を準備する。準備工程Ｓ１００が完了すると、取り付け工程Ｓ１１０へ進む。
−取り付け工程−
取り付け工程Ｓ１１０では、ワーク４１０をチャック１５７に取り付ける（チャッキング）。ワーク４１０の底部４１９は、チャック１５７の把持部１５７ｂの基部１５７ｃに当接させておく。取り付け工程Ｓ１１０が完了すると、第１位置決め工程Ｓ１２０へ進む。

−第１位置決め工程−
第１位置決め工程Ｓ１２０では、ワーク保持装置１０８および第１の打ち抜き装置１０１の位置決めを行い、ワーク４１０の加工対象部位をパンチ６０とダイ６２の間に配置させる。第１位置決め工程Ｓ１２０では、図６に示すように、まず、第１の打ち抜き装置１０１をＸ方向移動機構５４によりＸ方向に移動させて、第１の打ち抜き装置１０１をチャック１５７の回動軸方向に対向配置させ、第１の打ち抜き装置１０１のダイ６２の中心軸をチャック１５７の回転中心軸ＣＬ１に一致させる。

次に、ワーク保持装置１０８をＹ方向移動機構５５により第１の打ち抜き装置１０１に向けて移動させて、図５に示すように、ダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅをワーク４１０の底部４１９に突き当てる。これにより、ワーク４１０の底部４１９が、チャック１５７の基部１５７ｃと、ダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅとにより挟持される。

図８は、打ち抜き加工工程を説明する模式図である。第１位置決め工程Ｓ１２０によりワーク保持装置１０８および第１の打ち抜き装置１０１の位置決めがなされると、図８（ａ）に示すように、ワーク４１０の筒部４１１の加工軸線ＰＡと、パンチ６０の中心軸ＣＬ２とが一致する。また、ワーク４１０とダイ６２の受け面（頂面）との間には、隙間Ｓが形成されている。なお、本明細書において、加工軸線ＰＡとは、加工対象領域（孔加工領域）の仮想的な中心軸線のことをいう。

−下孔形成工程−
図７に示すように、第１位置決め工程Ｓ１２０が完了すると下孔形成工程Ｓ１３０へ進む。下孔形成工程Ｓ１３０は、ダイ孔６２ａ（ダイ６２の切り刃部）とパンチ６０の切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて筒部４１１に下孔Ｈ１を形成する打ち抜き加工工程Ｓ１３４と、ワーク４１０を回動させる回動工程Ｓ１３８と、を交互に繰り返すことで、ワーク４１０の筒部４１１に複数の下孔Ｈ１を形成する工程である。

−打ち抜き加工工程−
打ち抜き加工工程Ｓ１３４では、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７の回転中心軸ＣＬ１に平行な方向（＋Ｙ方向）に押圧し、底部４１９をダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅに接触させた状態で、ダイ孔６２ａとパンチ６０の切り刃部６０ａにより筒部４１１に下孔Ｈ１を形成する。すなわち、打ち抜き加工工程Ｓ１３４では、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７の基部１５７ｃとダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅとで挟持した状態で、打ち抜き加工を行って下孔Ｈ１を形成する。

図８を参照して、打ち抜かれる過程について詳しく説明する。図８（ａ）に示す状態から、プレス機の押圧部６５（図５（ａ）参照）によりパンチホルダ６４を押し下げ、パンチ６０の切り刃部６０ａの先端部６０ｃを筒部４１１に接触させる。さらにパンチホルダ６４を押し下げると、ワーク４１０を介してチャックユニット１５２（図５（ａ）参照）に押圧力が伝達され、チャックユニット１５２がコイルばね１５９ｃ（図５（ａ）参照）の弾性力に抗して下方（−Ｚ方向）に移動する。

パンチ６０の先端部６０ｃとワーク４１０の筒部４１１とが接触してから図８（ｂ）の状態になるまでの−Ｚ方向の移動量は、隙間Ｓに相当する。これにより、筒部４１１の内周面と、ダイ６２の外周面（受け面）とが接触する。すなわち、隙間Ｓがゼロになる。

図８（ｂ）に示す状態から、プレス機の押圧部６５（図５（ａ）参照）により、所定の荷重で、さらにパンチ６０の切り刃部６０ａを下方に押圧し、図８（ｃ）に示すように、切り刃部６０ａとダイ孔６２ａとにより、筒部４１１を打ち抜く。プレス機の押圧部６５（図５（ａ）参照）が上昇すると、パンチホルダ６４がコイルばね６７（図５（ａ）参照）により押し上げられて、加工前の位置に戻る。また、チャックユニット１５２は、コイルばね１５９ｃ（図５（ａ）参照）により押し上げられて、加工前の位置に戻る。以上の動作により、図８（ｄ）に示すように、保持孔４１ｂの形成位置に、保持孔４１ｂよりも一回り小さいサイズの下孔Ｈ１が形成される。

−回動工程−
回動工程Ｓ１３８では、チャックユニット１５２の角度割り出し装置により、チャック１５７にワーク４１０を保持させた状態で、所定角度だけチャック１５７を回動させる。回動角度θ［ｄｅｇ］は、保持孔４１ｂの個数をＮ［個］としたとき、３６０［ｄｅｇ］／Ｎとなる。チャックユニット１５２が回動角度θ［ｄｅｇ］だけ回動すると、次に加工対象となる部位の加工軸線ＰＡが、パンチ６０の中心軸ＣＬ１に一致する。

下孔形成工程Ｓ１３０は、打ち抜き加工工程Ｓ１３４と回動工程Ｓ１３８を１サイクルとして、このサイクルをＮ回繰り返し行うことで、Ｎ個の下孔Ｈ１が形成される。

図９は、下孔Ｈ１が形成されたワーク４１０の筒部４１１の断面模式図である。なお、図９では、便宜上、後述の保持孔形成工程で形成される保持孔４１ｂを破線で示している。図９に示すように、各下孔Ｈ１は、筒部４１１の外径側の周方向寸法Ｍ１が、筒部４１１の内径側の周方向寸法Ｍ２よりも長い。また、下孔Ｈ１の両側面は、保持孔中心軸（加工軸線ＰＡ）に対して非対称であり、一の側面の保持孔中心軸（加工軸線ＰＡ）に対する傾き角が、他の側面の保持孔中心軸（加工軸線ＰＡ）に対する傾き角よりも大きくなっている。なお、図９において、下孔Ｈ１の側面の傾き角は、誇張して実際よりも大きく記している。下孔Ｈ１がテーパ形状となる理由について、図１０を参照して説明する。

図１０は、２つ目の下孔Ｈ１を形成する際の打ち抜き加工の途中の状態を模式的に示す図である。図１０に示すように、２つ目の下孔Ｈ１（以下、第２下孔Ｈ１２と記す）を形成するために打ち抜き加工を行うと、パンチ６０の切り刃部６０ａとダイ孔６２ａとの間の材料は、トレスカの条件により、主にダイ孔６２ａに向かって移動するが、材料の一部は隣の下孔Ｈ１（以下、第１下孔Ｈ１１と記す）に向かって塑性流動する。その結果、第１下孔Ｈ１１における第２下孔Ｈ１２側の内周部が、第１下孔Ｈ１１の内側に向かって膨出することになる。

膨出部６０ｄの体積Ｖｄは、パンチ６０の切り刃部６０ａにより押しのけられる流出部６０ｆの体積Ｖｆと、ダイ孔６２ａに流入する流入部６０ｂの体積Ｖｂの差分に相当する（Ｖｄ＝Ｖｆ−Ｖｂ）。これにより、図９に示すように、下孔Ｈ１が、ワーク４１０の中心に向かうほど側面間の寸法が小さくなるテーパ形状とされる。なお、このような塑性流動は、上述の式（２）が満たされるときに顕著である。

−第２位置決め工程−
図７に示すように、下孔形成工程Ｓ１３０が完了すると、第２位置決め工程Ｓ１５０に進む。第２位置決め工程Ｓ１５０は、ワーク４１０をチャック１５７に保持させた状態で、下孔形成工程Ｓ１３０から保持孔形成工程Ｓ１６０に移行する工程である。第２位置決め工程Ｓ１５０では、ワーク４１０をチャック１５７に保持させた状態で、下孔形成工程Ｓ１３０において第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆの中心軸ＣＬ２が配置された位置に、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓの中心軸ＣＬ２を配置させる。

第２位置決め工程Ｓ１５０では、図６に示すように、ワーク保持装置１０８をＹ方向移動機構５５により第１の打ち抜き装置１０１から離れるように、すなわち−Ｙ方向に移動させる。その後、第１の打ち抜き装置１０１および第２の打ち抜き装置１０２をＸ方向移動機構５４により＋Ｘ方向に移動させて、第２の打ち抜き装置１０２をチャック１５７の回動軸方向に対向配置させ、第２の打ち抜き装置１０２のダイ６２の中心軸をチャック１５７の回転中心軸ＣＬ１に一致させる。これにより、パンチ６０Ｓの中心軸ＣＬ２が、チャック１５７の回転中心軸ＣＬ１上に位置する。

ワーク保持装置１０８をＹ方向移動機構５５により第２の打ち抜き装置１０２に向けて移動させて、図５に示すように、ダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅをワーク４１０の底部４１９に突き当てる。これにより、ワーク４１０の底部４１９がチャック１５７の基部１５７ｃと、ダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅとにより挟持される。

第２位置決め工程Ｓ１５０により位置決めがなされると、ワーク４１０の筒部４１１の加工軸線ＰＡと、パンチ６０の中心軸ＣＬ２とが一致する。また、ワーク４１０とダイ６２の受け面との間には、隙間Ｓが形成される。

−保持孔形成工程−
図７に示すように、第２位置決め工程Ｓ１５０が完了すると保持孔形成工程Ｓ１６０へ進む。保持孔形成工程Ｓ１６０は、下孔形成工程Ｓ１３０と同様の手順で行われるため、詳細な説明は省略する。なお、保持孔形成工程Ｓ１６０においては、既に下孔Ｈ１が形成されている部分を打ち抜くため、上述の打ち抜き加工工程に相当する工程のことをシェービング加工工程と呼ぶ。シェービング加工工程Ｓ１６４では、ダイ孔６２ａ（ダイ６２の切り刃部）とパンチ６０の切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて、下孔Ｈ１の開口縁部をシェービング加工して保持孔４１ｂを形成する工程である。保持孔形成工程Ｓ１６０では、上述の打ち抜き加工工程Ｓ１３４に相当するシェービング加工工程Ｓ１６４と、上述の回動工程Ｓ１３８に相当する回動工程Ｓ１６８と、を交互に繰り返すことで、ワーク４１０の筒部４１１に複数の保持孔４１ｂを形成する。

シェービング加工工程Ｓ１６４では、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７の回転中心軸ＣＬ１に平行な方向（＋Ｙ方向）に押圧し、底部４１９をダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅに接触させた状態で、ダイ孔６２ａとパンチ６０の切り刃部６０ａにより筒部４１１に保持孔４１ｂを形成する。すなわち、シェービング加工工程Ｓ１６４では、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７の基部１５７ｃとダイ６２の−Ｙ方向端部６２ｅとで挟持した状態で、打ち抜き加工を行って保持孔４１ｂを形成する。

シェービング加工工程Ｓ１６４においても図８で示した打ち抜き加工工程Ｓ１３４と同様に、予め筒部４１１の内周面と、ダイ６２の外周面（受け面）とを接触させておくことができる（隙間Ｓ＝０）。第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０の切り刃部６０ａのサイズが、下孔Ｈ１の開口サイズよりも大きいので、パンチ６０によりチャックユニット１５２を押し下げることができるためである。

シェービング加工工程Ｓ１６４を行うことで、上述した膨出部６０ｄを削り取ることができるので、孔加工精度をさらに向上できる。図１１は、シェービング加工の途中の状態を模式的に示す図である。図１１に示すように、シェービング加工を行うと、パンチ６０の切り刃部６０ａにより押しのけられた部分（切削部分）は、トレスカの条件により、下孔Ｈ１の開口中心部に向かって塑性流動する。これにより、パンチ６０の切り刃部６０ａにより押しのけられた部分が、隣の下孔Ｈ１あるいは隣の保持孔４１ｂの方向に塑性流動することを防止できる。その結果、図４に示すように、各保持孔４１ｂをストレート形状に形成することができる。

本実施の形態によれば、打ち抜き加工部となる筒部４１１の板厚Ｔは、製品によってばらついていたとしても、保持孔４１ｂの寸法Ｍの精度のばらつきは抑えることができる。特に、保持孔４１ｂの寸法Ｍ、隣り合う保持孔４１ｂの間隔Ｗ、保持孔４１ｂの打ち抜き寸法Ｔの関係が上述した式（１），（２）のように構成された場合に有効である。本実施の形態によれば、従来に比べ、板厚Ｔの公差を大きく設定できるので、生産コストの低減を図ることができる。

なお、第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０の切り刃部６０ａの短辺の寸法ｘｐ１と、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０の切り刃部６０ａの短辺の寸法ｘｐ２の寸法差は、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度とすることが望ましい。これにより、ワーク４１０の掴み変え（取り外し、および取り付け）をしないで下孔形成工程Ｓ１３０と保持孔形成工程Ｓ１６０が行える。その結果、下孔Ｈ１と、保持孔４１ｂの同軸ずれを防止できる。本実施の形態によれば、たとえば、寸法ｘｐ１と寸法ｘｐ２の寸法差が０．１〜０．２ｍｍと小さい場合であっても、保持孔４１ｂを高精度に打ち抜き加工することができる。

−取り外し工程−
保持孔形成工程Ｓ１６０が完了すると、取り外し工程Ｓ１８０へ進む。取り外し工程Ｓ１８０では、ワーク保持装置１０８をＹ方向移動機構５５により第２の打ち抜き装置１０２から離れるように、すなわち−Ｙ方向に移動させる。その後、チャック１５７から複数の保持孔４１ｂが形成されたワーク４１０、すなわち保持器９４を取り外す。完成した保持器９４は、バルブタイミング制御装置の一部品として組み込まれ、バルブタイミング制御装置が完成する（図１参照）。

−実験結果−
本発明者らによる実験結果を図１２に示す。図１２（ａ）は、比較例に係る製造方法により製造された保持器９４の保持孔４１ｂの寸法を示す図である。比較例では、第１の打ち抜き装置１０１による下孔形成工程Ｓ１３０を省略し、第２の打ち抜き装置１０２による保持孔形成工程Ｓ１６０のみを行った。つまり、比較例の保持孔形成工程Ｓ１６０におけるシェービング加工工程は、上述した実施の形態の打ち抜き加工工程に相当する。比較例では、保持孔形成工程Ｓ１６０を行う際、下孔Ｈ１が形成されていないため、図１０で示した現象が起こる。図１２（ｂ）は、第１の実施の形態に係る製造方法により製造された保持器９４の保持孔４１ｂの寸法を示す図である。

図１２において、横軸は保持孔４１ｂの位置番号を示し、縦軸は保持孔４１ｂの寸法Ｍ１，Ｍ２を示している。保持孔４１ｂの寸法Ｍ１は、筒部４１１の外周部、すなわち筒部４１１の外径側（図１に示す環状部材１９側）の保持孔４１ｂの短辺の長さであり、保持孔４１ｂの寸法Ｍ２は、筒部４１１の内周部、すなわち筒部４１１の内径側（図１に示す第１ボールベアリング３３側）の保持孔４１ｂの短辺の長さである。寸法Ｍ１，Ｍ２はノギスにより計測した。

保持孔４１ｂの位置番号は、保持孔４１ｂが形成された順番と一致する。たとえば、一番最初に形成した保持孔４１ｂの位置番号は、「１」である。なお、実験に用いたワーク４１０の寸法関係は以下に示すとおりである。
・保持孔４１ｂの打ち抜き寸法（打ち抜き部の板厚）Ｔは、２．５［ｍｍ］
・第２打ち抜き装置１０２のパンチ６０の切り刃部６０ａの短辺の寸法ｘｐ２は、３．０５［ｍｍ］
・隣り合う保持孔４１ｂの間隔Ｗは、３．２［ｍｍ］
・保持孔４１ｂの個数Ｎは、３０［個］

比較例では、外径側の寸法Ｍ１が内径側の寸法Ｍ２に比べ、０．０２ｍｍ〜０．０３ｍｍ程度大きくなっている。これに対して、下孔形成工程Ｓ１３０を経て保持孔形成工程Ｓ１６０を行った第１の実施の形態では、外径側の寸法Ｍ１と内径側の寸法Ｍ２との差は０．００５ｍｍ程度に抑えることができた。つまり、本実施の形態では、寸法Ｍ１と寸法Ｍ２との差を０ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下とすることができる。内径側の寸法Ｍ２の３０箇所の寸法を比較すると、比較例では０．０１０ｍｍ程度のばらつきがあるが、第１の実施の形態では、ばらつきを０．００５ｍｍ程度に抑えることができた。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）準備工程Ｓ１００では、回動可能なチャック１５７を有するワーク保持装置１０８、ダイ６２Ｆおよびパンチ６０Ｆを有する第１の打ち抜き装置１０１ならびにダイ６２Ｓおよびパンチ６０Ｓを有する第２の打ち抜き装置１０２を準備する。取り付け工程Ｓ１１０では、円筒状の筒部４１１を有するワーク４１０をチャック１５７に取り付ける。下孔形成工程Ｓ１３０は、打ち抜き加工工程Ｓ１３４と、ワーク４１０を回動させる回動工程Ｓ１３８と、を交互に繰り返すことで、ワーク４１０の筒部４１１に複数の下孔Ｈ１を形成す。なお、打ち抜き加工工程Ｓ１３４では、ダイ６２Ｆのダイ孔（切り刃部）６２ａとパンチ６０Ｆの切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて筒部４１１に下孔Ｈ１を形成する。保持孔形成工程Ｓ１６０では、シェービング加工工程Ｓ１６４と、ワーク４１０を回動させる回動工程Ｓ１６８と、を交互に繰り返すことで、ワーク４１０の筒部４１１に複数の保持孔４１ｂを形成する。なお、シェービング加工工程Ｓ１６４では、ダイ６２Ｓのダイ孔（切り刃部）６２ａとパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａにより、下孔Ｈ１をシェービング加工して転動体であるローラ３４の保持孔４１ｂを形成する。

これにより、転がり軸受用の保持器９４の保持孔４１ｂの加工精度を向上できる。保持孔４１ｂの加工精度の向上により、ローラ３４と保持孔４１ｂの短辺方向（周方向）のクリアランスを小さく設定することができる。このため、電動モータ１２の回転力をカムシャフト２に伝達させる制御応答性が向上し、減速機構の作動中における打音の発生を抑制することができる。

（２）シェービング加工工程Ｓ１６４を行うことで、加工によって生じる筋目の方向とローラ３４が転動する方向を合わせることができるので、保持器９４の耐摩耗性を向上でき、耐久性に優れた可変バルブタイミング装置を提供することができる。

（３）打ち抜き加工工程Ｓ１３４では、有底円筒状のワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２Ｆとで挟持した状態で、ダイ６２Ｆのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｆの切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて筒部４１１に下孔Ｈ１を形成する。同様に、シェービング加工工程Ｓ１６４では、有底円筒状のワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２Ｓとで挟持した状態で、ダイ６２Ｓのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａにより、下孔Ｈ１をシェービング加工してローラ３４の保持孔４１ｂを形成する。このように、本実施の形態では、有底筒状のワーク４１０の底部４１９をダイ６２Ｆ，６２Ｓの端面に接触させた状態で打ち抜くようにした。ワーク４１０の軸方向両端を支持した状態（両持ち支持状態）で、打ち抜き加工を行うことができるので、ワークが撓むおそれのある片持ち支持状態で打ち抜き加工を行う場合に比べて孔加工精度を向上できる。また、全ての保持孔４１ｂの延在方向をワーク４１０の中心軸、すなわちチャック１５７の回転中心軸ＣＬ２に向けて精度よく揃えることができる。さらに、ダイ６２Ｆ，６２Ｓの端部６２ｅを圧縮状態にできるため、打ち抜き時にこの部分において割れが発生することを防止できる。これにより、ダイ６２Ｆ，６２Ｓの端部６２ｅの厚み（図５（ｂ）で示す寸法Ｅ）を短くすることができ、保持器９４の軸方向寸法を短くできる。

（４）下孔形成工程Ｓ１３０の後、ワーク４１０をチャック１５７に保持させた状態で、下孔形成工程Ｓ１３０において第１の打ち抜き装置１０１のパンチ６０Ｆの中心軸が配置された位置に、第２の打ち抜き装置１０２のパンチ６０Ｓの中心軸を配置させる第１位置決め工程Ｓ１２０を行うようにした。下孔形成工程Ｓ１３０から保持孔形成工程Ｓ１６０に移行する際に、チャック１５７からワーク４１０を着脱する作業を必要としないので、生産効率を向上できる。

（５）チャック１５７は、コイルばね１５９ｃを介して、チャック１５７の回動軸方向に直交するＺ方向に移動可能なようにチャック支持装置１５９により支持されている。打ち抜き加工工程Ｓ１３４では、筒部４１１とダイ６２Ｆとの間に隙間Ｓが形成されている状態から、パンチ６０Ｆを筒部４１１に押し付けることで筒部４１１をダイ６２Ｆに接触させた後、ダイ６２Ｆのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｆの切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて筒部４１１に下孔Ｈ１を形成する。シェービング加工工程Ｓ１６４では、筒部４１１とダイ６２Ｓとの間に隙間Ｓが形成されている状態から、パンチ６０Ｓを筒部４１１に押し付けることで筒部４１１をダイ６２Ｓに接触させた後、ダイ６２Ｓのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａにより、下孔Ｈ１をシェービング加工してローラ３４の保持孔４１ｂを形成する。

打ち抜き荷重を付与する際に、隙間Ｓをゼロにできるため、筒部４１１が撓むことを防止でき、打ち抜き孔の精度を向上できる。また、過大なカエリの発生を防止することもできる。これにより、脱落したカエリが、保持孔４１ｂと保持孔４１ｂの間に挟まりローラ３４が損傷することを防止できる。

（６）第１の打ち抜き装置１０１に設けられた単一のパンチ６０Ｆのみを用いて打ち抜き加工を行うようにしたので、各下孔Ｈ１の寸法のばらつきを小さくできる。第２の打ち抜き装置１０２に設けられた単一のパンチ６０Ｓのみを用いてシェービング加工を行うようにしたので、各保持孔４１ｂの寸法のばらつきを小さくできる。

（７）打ち抜き加工工程Ｓ１３４において、パンチ６０Ｆを、筒部４１１を外径側から内径側に向かって打ち抜くようにした。また、シェービング加工工程Ｓ１６４において、パンチ６０Ｓを、筒部４１１を外径側から内径側に向かって打ち抜くことで、下孔Ｈ１をシェービング加工するようにした。これにより、汎用のプレス機を採用できるため、製造コストを低減できる。

（８）本実施の形態によれば、筒部４１１の外周部における保持孔４１ｂの短辺の長さＭ１と、筒部４１１の内周部における保持孔４１ｂの短辺の長さＭ２との差を、０ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下とすることができる。

（９）本実施の形態によれば、保持孔４１ｂの長辺の長さが、保持孔４１ｂの短辺の長さの０．５倍以上である場合や、筒部４１１の周方向に隣り合う保持孔４１ｂの間隔Ｗが、保持孔４１ｂの短辺の長さＭ（外径側の寸法Ｍ１）の２倍以下である場合において、特に、従来に比べて加工精度の向上効果を高めることができる。

−第２の実施の形態−
図１３を参照して第２の実施の形態に係る転がり軸受用保持器の製造方法について説明する。図１３は、第２の実施の形態に係るバルブタイミング制御装置の保持器を製造する工程を説明するためのフローチャートである。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。

第１の実施の形態では、第１の打ち抜き装置１０１による下孔形成工程Ｓ１３０を行ってから、第２の打ち抜き装置１０２による保持孔形成工程Ｓ１６０を行った（図７参照）。これに対して、第２の実施の形態では、図１３に示すように、下孔形成工程Ｓ１３０を省略した。つまり、第２の実施の形態に係る保持孔形成工程Ｓ２６０では、下孔Ｈ１が形成されていない状態で、第２の打ち抜き装置１０２による打ち抜き加工工程Ｓ２６４と回動工程Ｓ１６８と、を交互に行うことで保持孔４１ｂを形成する。つまり、第２の実施の形態は、第１の実施の形態で説明した比較例に相当する。

ワーク４１０の筒部４１１の板厚Ｔが薄い、あるいは隣り合う保持孔４１ｂの間隔Ｗが大きい場合、たとえば、上述した式（１）や式（２）が成立しない場合には、第２の実施の形態による製造方法により、制御応答性や打音等の要求仕様を十分に満足できる。

準備工程Ｓ１００では、回動可能なチャック１５７、ダイ６２およびパンチ６０を有する製造装置１００を準備する。取り付け工程Ｓ１１０では、底部４１９および筒部４１１を有する有底円筒状のワーク４１０をチャック１５７に取り付ける。保持孔形成工程Ｓ２６０では、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２Ｓとで挟持した状態で、ダイ６２Ｓのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａにより、筒部４１１を打ち抜いて筒部４１１にローラ３４の保持孔４１ｂを形成する打ち抜き加工工程Ｓ２６４と、ワーク４１０を回動させる回動工程Ｓ１６８と、を交互に繰り返すことで、ワーク４１０の筒部４１１に複数の保持孔４１ｂを形成する。

このような第２の実施の形態によれば、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２Ｓとで挟持した状態で、ダイ６２Ｓのダイ孔６２ａとパンチ６０Ｓの切り刃部６０ａにより、筒部４１１を外径側から内径側に打ち抜いて筒部４１１に転動体であるローラ３４の保持孔４１ｂを形成するので、第１の実施の形態と同様、従来に比べて保持孔４１ｂの加工精度を向上できる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した実施の形態では、パンチ６０をワーク４１０に押し付けることで、パンチ６０とワーク４１０の動作を連動させて隙間Ｓをゼロにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。チャックユニット１５２の上面を押圧する等によりワーク４１０を下方（−Ｚ方向）に移動させ、隙間Ｓをゼロにしてから、パンチ６０による打ち抜き動作を行ってもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、パンチ６０をワーク４１０の外径側から内径側に向かって打ち抜くことで下孔Ｈ１や保持孔４１ｂを形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ワーク４１０の内径が大きく、パンチやパンチホルダをワーク４１０の内径側に配設することができる場合には、内径側から外径側に向かってパンチ６０を打ち抜くようにしてもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、チャックユニット１５２をＺ方向に移動可能に支持する弾性部材としてコイルばね１５９ｃを採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。同様に、パンチホルダ６４をＺ方向に移動可能に支持する弾性部材としてコイルばね６７を採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。それぞれ、コイルばねに代えて、板ばねなど、種々の弾性部材を採用することができる。

（変形例４）
上述した実施の形態では、ダイ６２の切り刃部をダイ孔６２ａにより構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。パンチ６０の切り刃部６０ａに対応する溝などの凹部によりダイ６２の切り刃部を構成してもよい。

（変形例５）
上述した実施の形態では、保持筒４１と従動部９とにより保持器９４を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。少なくとも保持孔４１ｂが設けられた保持筒４１とダイ６２が押し当てられる底部を有する有底円筒状であればよい。なお、上述した実施の形態のように、保持筒４１と従動部９を一体に形成することで、クランクシャフトとの芯出しを容易であり、同軸精度も向上できる。

（変形例６）
第１の実施の形態において、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２とで挟持した状態で、打ち抜く例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１の実施の形態のように、下孔形成工程Ｓ１３０を行った後、保持孔形成工程Ｓ１６０を行う場合、ワーク４１０の底部４１９をチャック１５７とダイ６２とで挟持しない状態で、パンチ６０を打ち抜いて、下孔加工およびシェービング加工を行うことでも、従来よりも高精度の保持孔４１ｂを形成できる。この場合、ワーク４１０に底部４１９を設けずに、筒部４１１のみでワーク４１０を構成することができる。

（変形例７）
上述した実施の形態では、可変バルブタイミング制御装置用の保持器９４の製造方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、工作機械、高速圧延機、連続鋳造設備、建設機械、製紙機械、ポンプやコンプレッサーなどの産業機械等に適用される転がり軸受け用保持器に本発明を適用できる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１ タイミングスプロケット、１ａ スプロケット本体、１ｂ ギア部、１ｃ 円形溝、１ｄ 環状突起、１ｅ ボルト挿通孔、１ｆ ストッパ凸部、２ カムシャフト、２ａ フランジ部、２ｂ ストッパ凹溝、２ｃ 対向面、２ｄ 対向面、３ カバー部材、３ａ カバー本体、３ｂ ブラケット、３ｃ ボルト挿通孔、３ｄ 円環部、３ｅ 貫通孔、４ 位相変更機構、５ ハウジング、５ａ ハウジング本体、５ｂ 底部、５ｃ 軸部挿通孔、５ｄ 延出部、６ 雌ねじ形成部、６ａ 雌ねじ孔、７ ボルト、９ 従動部、９ａ 円板部、９ｂ 円筒部、９ｃ 段差突起、９ｄ 挿通孔、１０ カムボルト、１０ａ 頭部、１０ｂ 軸部、１０ｃ 座面部、１１ 封止プレート、１２ 電動モータ、１３ モータ軸、１４ 永久磁石、１６ 固定子、１７ 鉄心ロータ、１８ 電磁コイル、１９ 環状部材、１９ａ 内歯、１９ｂ ボルト挿通孔、２０ コミュテータ、２１ コントロールユニット、２２ 樹脂ホルダー、２２ａ ビス、２３ 第１ブラシ、２４ 第２ブラシ、２８ ニードルベアリング、２８ａ リテーナ、２８ｂ ニードルローラ、２９ 軸挿通孔、３０ 偏心軸部、３２ 小径オイルシール、３３ 第１ボールベアリング、３３ａ 内輪、３３ｂ 外輪、３４ ローラ、３５ 第２ボールベアリング、３５ａ 内輪、３５ｂ 外輪、３６ スナップリング、４０ チェーンカバー、４１ 保持筒、４１ｂ 保持孔、４１ｃ 先端部、４２ タイミングチェーン、４３ 第３ボールベアリング、４３ａ 内輪、４３ｂ 外輪、４４ 空間部、４５ オイル供給孔、４７ ボルト、４８ スリップリング、４９ コネクタ部、４９ａ コネクタ端子、５０ 大径オイルシール、５０ａ 円環状基部、５０ｂ 環状シール部、５１ 第１キャップ、５２ 第２キャップ、５４ Ｘ方向移動機構、５５ Ｙ方向移動機構、６０（６０Ｆ，６０Ｓ） パンチ、６０ａ 切り刃部、６０ｂ 流入部、６０ｃ 先端部、６０ｄ 膨出部、６０ｆ 流出部、６２（６２Ｆ，６２Ｓ） ダイ、６２ａ ダイ孔、６２ｅ 端部、６４ パンチホルダ、６５ 押圧部、６６ ダイホルダ、６８ ガイドポスト、９４ 保持器、１００ 製造装置、１０１ 第１の打ち抜き装置、１０２ 第２の打ち抜き装置、１０５ テーブル、１０８ ワーク保持装置、１５０ ツール支持装置、１５０ａ 固定部、１５０ｂ 支持部、１５２ チャックユニット、１５７ チャック、１５７ａ 軸部、１５７ｂ 把持部、１５７ｃ 基部、１５７ｄ 爪、１５９ チャック支持装置、１５９ａ 固定部、１５９ｂ 支持部、４１０ ワーク、４１１ 筒部、４１５ 取付部、４１９ 底部

Claims (6)

1. 回動可能なチャック、第１のダイおよび第１のパンチならびに第２のダイおよび第２のパンチを有する製造装置を準備する準備工程と、
   円筒状の筒部を有するワークをチャックに取り付ける取り付け工程と、
   前記第１のダイの切り刃部と前記第１のパンチの切り刃部により、前記筒部を打ち抜いて前記筒部に下孔を形成する打ち抜き加工工程と、前記ワークを回動させる回動工程と、を交互に繰り返すことで、前記ワークの筒部に複数の前記下孔を形成する下孔形成工程と、
   前記第２のダイの切り刃部と前記第２のパンチの切り刃部により、前記下孔をシェービング加工して転動体の保持孔を形成するシェービング加工工程と、前記ワークを回動させる回動工程と、を交互に繰り返すことで、前記ワークの筒部に複数の前記保持孔を形成する保持孔形成工程と、を備え、
   前記チャックは、第１の弾性部材を介して、前記チャックの回動軸方向に直交する第１の方向に移動可能なように支持装置により支持され、
   前記打ち抜き加工工程では、前記筒部と前記第１のダイとの間に隙間が形成されている状態から、前記第１のパンチを前記筒部に押し付けることで前記筒部を前記第１のダイに接触させた後、前記第１のダイの切り刃部と前記第１のパンチの切り刃部により、前記筒部を打ち抜いて前記筒部に前記下孔を形成し、
   前記シェービング加工工程では、前記筒部と前記第２のダイとの間に隙間が形成されている状態から、前記第２のパンチを前記筒部に押し付けることで前記筒部を前記第２のダイに接触させた後、前記第２のダイの切り刃部と前記第２のパンチの切り刃部により、前記下孔をシェービング加工して前記保持孔を形成する、転がり軸受用保持器の製造方法。
2. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法において、
   前記筒部の外周部における前記保持孔の短辺の長さと、前記筒部の内周部における前記保持孔の短辺の長さとの差は、０ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下である、転がり軸受用保持器の製造方法。
3. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法において、
   前記保持孔の長さは、前記保持孔の短辺の長さの０．５倍以上である、転がり軸受用保持器の製造方法。
4. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法において、
   前記筒部の周方向に隣り合う前記保持孔の間隔は、前記保持孔の短辺の長さの２倍以下である、転がり軸受用保持器の製造方法。
5. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法において、
   前記ワークは、炭素量が０．２％以下の低炭素鋼からなり、焼き入れ後の硬さがＨｖ６５３以上である、転がり軸受用保持器の製造方法。
6. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法を含む、バルブタイミング制御装置の製造方法。

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