JP6567677B2

JP6567677B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Publication number: JP6567677B2
Application number: JP2017539756A
Authority: JP
Inventors: 孝太郎渡辺
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2016-08-01
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2036-08-01
Also published as: CN107923274A; US20180252122A1; WO2017047255A1; CN107923274B; DE112016004247T5; US10337358B2; JPWO2017047255A1

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。

従来のバルブタイミング制御装置としては、以下の特許文献１に記載されているものがある。

この装置は、クランクシャフトからタイミングベルトを介して回転力が伝達される筒壁と底壁からなる有底円筒状のプーリと、該プーリの内部に収容配置され、前後開口端が一対の円盤プレートによって閉塞された円環状のハウジングと、該ハウジングの内部に相対回転自在に収容されて、カムシャフトの端部に固定されたベーンロータと、を備え、前記ハウジングの内周面に直径方向から互いに内方へ突出された複数のシューと前記ベーンロータの複数のベーンとの間に進角油室と遅角油室が隔成されている。

前記各円盤状プレートを含むハウジングは、前記プーリの底壁とボルトによって固定されていると共に、ハウジングの外周面とプーリの筒壁の内周面との間には、装置全体の軽量化を図るために比較的大きな幅の環状隙間が形成されている。

特開２０１４−１６３３８０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、前述のように、装置全体の軽量化を図るためにハウジングの外周面とプーリの内周面との間に比較的大きな環状隙間が形成されていることから、前記プーリの内部にハウジングを軸方向一端部から組み付け収容する際に、該ハウジングを精度良く位置決め保持することが困難であった。このため、駆動プーリに対するハウジングの組立作業が煩雑になり、該組み付け作業能率の低下を招いている。

本発明は、駆動回転体に対してハウジングを組み立てる際に、簡単かつ精度の高い位置決めを行うことにより、組立作業能率の向上を図り得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、外周の歯部を介してクランクシャフトからの回転力が伝達される軸方向一端側が開口した筒壁及び該筒壁の軸方向他端側に一体に設けられて中央に貫通孔が形成された底壁と、を有する駆動回転体と、
該駆動回転体の内部に収容され、一端開口が前記底壁によって閉塞されると共に、内周面に複数のシューが突設され、前記複数のシューにより形成される複数の作動室を有する円筒状のハウジングと、
該ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、カムシャフトの一端部に固定されたロータ部及び該ロータ部の外周面から放射状に設けられたベーンと、を有し、前記各シューと協働して前記作動室を遅角作動室と進角作動室に隔成するベーンロータと、
前記ハウジングの他端開口を閉塞すると共に、該ハウジングと前記駆動回転体に軸方向から結合されたフロントプレートと、を備え、
前記駆動回転体は、前記筒壁の内周面に設けられ、内径が軸方向の一端側から他端側に向かって漸次小さくなる傾斜状の案内部と、該案内部の他端側に形成され、前記ハウジングの外周面が嵌合して位置決めされる嵌合突部と、を有する位置決め機構を備え、
前記位置決め機構は、案内部と嵌合突部との間に、段差状のアプローチ部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、駆動回転体に対してハウジングを組み立てる際に、簡単かつ精度の高い位置決めを行うことにより、組立作業能率の向上を図ることが可能になる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示す縦断面図である。同実施形態のバルブタイミング制御装置のフロントプレートを外した状態を示す正面図である。同実施形態に供される駆動プーリの斜視図である。同駆動プーリの正面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２実施形態に供される駆動プーリの斜視図である。図６のＢ−Ｂ線断面図である。同実施形態における駆動プーリにハウジングを挿入した状態と挿入途中の状態を示す拡大断面図である。本発明の第３実施形態に供される駆動プーリの要部拡大断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、排気側に適用されているものを示している。
〔第１実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、図１及び図２に示すように、機関の図外のクランクシャフトによってタイミングベルトを介して回転駆動される駆動回転体である駆動プーリ１と、該駆動プーリ１に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト２と、駆動プーリ１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者１，２の相対回動位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３の作動をロックするロック機構４と、を備えている。

前記駆動プーリ１は、図１〜図４に示すように、焼結合金材によって有底円筒状に一体に形成され、円筒状の筒壁５と、該筒壁５の軸方向一端部に形成された円盤状の底壁６と、を備えている。前記筒壁５は、剛性を確保するために所定に肉厚に形成されていると共に、外周にタイミングベルトが巻回される歯車５ａが形成されている。

また、この筒壁５の内周面５ｂの内径ｄは後述するハウジング８の外径ｄ１よりも大きく形成されて、内周面５ｂとハウジング８の外周面８ｅとの間に軽量化を図るために円環状の隙間Ｃが形成されている。

前記底壁６は、同じく剛性を確保するのに必要な肉厚に形成され、中央に前記カムシャフト２の軸方向一端部２ａが回転自在に挿通可能な支持孔６ａが貫通形成されていると共に、外周部の円周方向のほぼ等間隔位置に後述するボルト１３の雄ねじが螺着する雌ねじ孔６ｂが周方向の等間隔位置に４つ形成されている。

前記カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面の所定位置に図外の吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられていると共に、一端部２ａの内部軸方向に後述するカムボルト７の軸部７ａの外周面に形成された雄ねじ部が螺着する雌ねじ孔２ｂが形成されている。

前記位相変更機構３は、前記駆動プーリ１の前記筒壁５と底壁６に囲まれた内部空間内に収容配置されたハウジング８と、前記カムシャフト２の一端部２ａに前記カムボルト７によって軸方向から固定されて、前記ハウジング８内に相対回転自在に収容されたベーンロータ９と、前記ハウジング８内に形成されて、該ハウジング８の内周面に一体に形成された４つの第１〜第４シュー８ａ〜８ｄとベーンロータ９の後述する４枚のベーン２２〜２５とによって隔成されたそれぞれ４つの遅角作動室である遅角油室１０及び進角作動室である進角油室１１と、前記各遅角油室１０と各進角油室１１にそれぞれ油圧を選択的に給排する油圧回路と、を備えている。

前記ハウジング８は、前記駆動プーリ１とは別体に形成されており、軸方向の両端が開口された円筒状に形成され、軸方向の一端開口が前記駆動プーリ１の底壁６によって閉塞されていると共に、他端開口がフロントプレート１２によって閉塞されている。そして、このハウジング８は、前記底壁６に対してフロントプレート１２と共に４本のボルト１３によって軸方向から共締めにより一体的に結合されている。

前記ハウジング８の内周面に形成された前記各シュー８ａ〜８ｄは、それぞれが側面視ほぼ台形状に形成されて、それぞれの先端部に軸方向に沿って形成されたシール溝内にほぼコ字形状のシール部材１４がそれぞれ嵌着固定されている。また、各シュー８ａ〜８ｄの径方向外周側、つまりハウジング８の内周面に対する結合部である付け根部側の内部軸方向には、前記各ボルト１３が挿通するボルト挿通孔１５が貫通形成されている。

前記フロントプレート１２は、金属板をプレス成形によって比較的薄肉な円板状に形成され、中央には大径孔１２ａが穿設されていると共に、外周部の円周方向の等間隔位置には、前記各ボルト１３が挿通する４つのボルト孔１２ｂが貫通形成されている。

前記ベーンロータ９は、金属材によって一体に形成されて、図１及び図２に示すように、中央に有する円筒状のロータ部２１と、該ロータ部２１の外周面の円周方向のほぼ等間隔位置に放射状に突設された４枚の第１〜第４ベーン２２〜２５と、を備えている。

前記ロータ部２１は、中央に形成された挿通孔２１ａ内に軸方向から挿通した前記カムボルト７によってカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定されていると共に、外周面が前記各シュー８ａ〜８ｄの先端部上面に嵌着固定された前記シール部材１４に摺動しつつ回転するようになっている。また、このロータ部２１は、図１に示すように、前記各ベーン２２〜２５間の位置に前記各遅角油室１０に連通する４つの遅角側油孔１６が径方向に沿ってそれぞれ貫通形成されていると共に、軸方向の一端面中央には、前記カムシャフト２の一端部２ａ先端が嵌合する円形状の嵌合溝２１ｂが形成されている。また、ロータ部２１の軸方向の他端部には、フロントプレート１２の大径孔１２ａに所定隙間をもって挿入する円筒部２１ｃが一体に形成されている。

前記各ベーン２２〜２５は、それぞれが各シュー８ａ〜８ｄ間に配置されていると共に、各先端面に軸方向に形成されたシール溝内に前記ハウジング８の内周面に摺接するほぼコ字形状のシール部材２０がそれぞれ嵌着固定されている。

また、この各ベーン２２〜２５は、図２に示すように、第１ベーン２２が最大幅に形成され、他の３枚の第２〜第４ベーン２３〜２５が第１ベーン２２よりも十分に小さい幅でかつほぼ同一の幅に設定されている。このように、最大幅の第１ベーン２２に対して他の３つのベーン２３〜２５の幅をそれぞれ小さくすることによってベーンロータ９全体の重量バランスを均一化するようになっている。

前記第１ベーン２２は、ベーンロータ９が図２に示す最大反時計方向へ回転した際に、一側面が前記第１シュー８ａの対向側面に当接して前記ハウジング８に対する最大遅角側の相対回転位置が規制され、ベーンロータ９が最大時計方向へ回転した際に、他側面が前記第２シュー８ｂの対向側面に当接して最大進角側の相対回転位置が規制されるようになっている。なお、前記第１ベーン２２が、第１、第２シュー８ａ、８ｂに当接した状態では、他のベーン２３〜２５は円周方向で対向するいずれのシュー８ａ〜８ｄにも当接しないようになっている。

前記ロック機構４は、図２に示すように、前記第１ベーン２２（特定のベーン）の内部軸方向に貫通形成された摺動用孔２６と、該摺動用孔２６内に摺動自在に収容されて、前記底壁６側に対して進退自在が設けられたロック部材であるロックピン２７と、前記底壁６の底面に形成されて、前記ロックピン２７の先端部が係合してベーンロータ９をロックするロック凹部であるロック穴２８と、機関の状態に応じて前記ロックピン２７の先端部をロック穴２８に係合させ、あるいは係合を解除させる係脱機構と、から構成されている。

前記摺動用孔２６は、内周面がほぼ均一内径に形成されて、後端縁に前記ロックピン２７の良好な摺動性を確保するための空気抜き溝(図示せず)が形成されている。前記ロックピン２７は、前記ロック穴２８に係脱する先端部と、該先端部側より後ろ側の内部中空状の大径部と、を有し、前記先端部は中実になっており、この外周面が円錐状に形成されて前記ロック穴２８内に係合し易い形状になっている。

前記ロック穴２８は、底壁６の所定位置に穿設されて、図２に示すように、ベーンロータ９が最大遅角側に相対回転した場合に、ロックピン２７の先端部が係合するようになっている。したがって、前記ロックピン２７がロック穴２８係合した場合には、ハウジング８とベーンロータ９の相対回転角度が機関始動に最適な最大遅角の変換角度となるように設定されている。

前記係脱機構は、前記ロックピン２７の先端部の内部壁面とフロントプレート１２の内端面との間に弾装されて、ロックピン２７を進出方向(ロック穴２８方向)へ付勢する図外のコイルスプリングと、前記底壁６の底面に形成されて、前記１つの遅角油室１０からロック穴２８にロック解除用の油圧を供給して前記コイルスプリングのばね力に抗してロックピン２７をロック穴２８から離脱させる油溝６ｄと、から構成されている。

また、前記ハウジング８と前記底壁６との間には、これらの各構成部材を前記各ボルト１３によって組み付ける際に、ハウジング８と底壁６の回転位置、つまり前記ロックピン２７の先端部とロック穴２８との円周方向の位置決めなどを行う位置決め機構２９が設けられている。この位置決め機構２９は、図２に示すように、前記ハウジング８の一つのシュー８ａに形成された位置決め溝２９ａと、前記底壁６の外周部側の内端面の前記位置決め溝と対応する位置に設けられた位置決めピン２９ｂと、から構成されている。

また、前記フロントプレート１２の外端側には、前記ベーンロータ９を進角側への回転力を常時付与するトーションスプリング３０が設けられている。このトーションスプリング３０は、一端部が前記ベーンロータ９のロータ部２１に係止固定されている一方、他端部が前記フロントプレート１２に係止固定されている。

前記油圧回路は、図１に基づいて簡単に説明すると、前記各遅角、進角油室１０，１１に対して油圧を選択的に供給するか、あるいは各遅角、進角油室１０，１１内の油を排出するもので、前記各遅角側油孔１６に連通する遅角側通路３１と、図外の各進角側油溝に連通する進角側通路３２と、該各通路３１、３２間に設けられた図外の電磁切換弁と、各通路３１，３２に電磁切換弁を介して油圧を選択的に供給する図外のオイルポンプと、前記各遅角側、進角側通路３１，３２に電磁切換弁を介して選択的に連通するドレン通路と、を備えている。なお、前記オイルポンプの吸入通路とドレン通路はオイルパンに連通している。

前記遅角側、進角側通路３１，３２は、一端部がカムシャフト一端部２ａの径方向や内部軸方向に沿って形成され、カムシャフト一端部２ａの外周に形成されたグルーブ溝や軸受け内の油通路に連通している一方、他端部が前記通路側油溝や遅角側油孔１６にそれぞれ連通している。

前記電磁切換弁は、２方向弁であって、コントローラかからの出力信号によって各通路とオイルポンプの吐出通路とドレン通路とを選択的に切り換え制御するようになっている。

前記コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、かかる機関運転状態に応じて前記電磁切換弁の電磁コイルに制御電流を出力するようになっている。

そして、前記駆動プーリ１の筒壁５の内周面５ｂには、図２〜図５に示すように、前記ハウジング８を、駆動プーリ１の内部に組み付ける際に、筒壁５に沿って挿入案内すると共に、最大挿入時において位置決めする位置決め機構３３が設けられている。

すなわち、前記位置決め機構３３は、図３〜図５に示すように、筒壁５の内周面５ｂの軸方向のほぼ中央位置から底壁６方向に向かって設けられた傾斜状のガイド部である案内部３４と、筒壁５の案内部３４よりもさらに底壁６側に設けられた嵌合突部３５と、によって構成されている。

前記案内部３４は、内周面である案内面３４ａが筒壁５の内周面５ｂの円周方向に沿って傾斜円筒面状に形成され、内径が軸方向の一端部３４ｂ側から底壁６側の他端部３４ｃに向かって漸次小さく形成されている。つまり、この案内部３４は、案内面３４ａの内径全体が前記ハウジング８の外径ｄ１よりも大きく形成されて、一端部３４ｂ側から他端部３４ｃ側に向かって漸次上り傾斜状に形成されている。

前記嵌合突部３５は、前記案内部３４の他端部３４ｃと連続して形成されていると共に、円環状に形成された内周面である嵌合面３５ａが所定幅Ｗでかつ断面平坦状に形成されている。また、この嵌合突部３５の嵌合面３５ａの内径ｄ２は、前記ハウジング８の外周面８ｅの外径ｄ１とほぼ同一（隙間ばめ）に形成されて、ハウジング８を案内部３４内に軸方向から挿入して嵌合突部３５に達した際に、ハウジング８の外周面８ｅが当接支持されるようになっている。

また、前記嵌合突部３５と底壁６の底面６ｃとの間には、図５に示すように、嵌合突部３５よりも径方向外側に凹んだ環状凹部３６が形成されている。

この環状凹部３６は、前記嵌合突部３５の内端縁から底壁６の底面６ｃ方向に沿って下り傾斜状に形成されて、前記底面６ｃに結合された部位がアール状の曲面部３６ａが形成されて、前記ハウジング８が筒壁５内に最大に嵌入された状態におけるハウジング８の外周縁８ｆの逃げとして機能するようになっている。

このように、環状凹部３６の存在によって筒壁５内に収容されたハウジング８の前端面８ｇと底壁６の底面６ｃとの間の隙間(サイドクリアランス)を可及的に小さくするようになっている。

すなわち、駆動プーリ１を焼結成形した際に、前記嵌合突部３５と底壁６の底面６ｃとの結合コーナ箇所にアール部(曲面)が形成された場合には、前記ハウジング８を筒壁５内に最大に嵌入させた場合、該ハウジング８の外周縁８ｆが前記アール部に線接触で当接することによって、ハウジング８の前端面８ｇと底壁６の底面６ｃとの間に比較的大きな隙間が形成されてしまう。この結果、前記各遅角油室１０や進角油室１１内供給された作動油が前記隙間から外部へリークし易くなって、ベーンロータ９の適正な相対回転位相制御精度の低下や制御応答性が悪化してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、環状凹部３６を形成することによって前記サイドクリアランスを小さくして作動油の漏れを抑制するようになっている。

さらに、環状凹部３６を形成することによって、後述する図９に示される第３実施形態のような環状凹部を有さないものと比較して、ハウジング８の前端面８ｇと底壁６の底面６ｃとの接触面積が大きく取れるため、作動油の漏れをより抑制することができる。また、前述のようなアール部(曲面)を避けるように面取りを付ける必要性が低減するため、ハウジング８の外周縁８ｆをより鋭角に形成することが可能となる。これにより、ハウジングの前端面８ｇと底面６ｃとの接触面積をより大きく得ることが可能となる。

さらに、前記筒壁５の案内部３４の一端部３４ｂから後端開口縁に沿って漸次拡径する円環状のテーパ面３７が形成されている。このテーパ面３７は、前記案内部３４の傾斜角度よりも小さく形成されて、前記駆動プーリ１を焼結成形する際の金型の抜き性を確保するものである。

なお、前記環状凹部３６は、駆動プーリ１を焼結成形によって一体に形成した後に、旋盤などの機械加工によって形成されるようになっている。この機械加工は、底面６ｃを機械加工する際に一緒に行うことによって工数の削減となり、コスト低減効果が得られる。

前記筒壁５の内周面５ｂの円周方向のほぼ９０°の４箇所には、それぞれ溝部３８が軸方向に沿って形成されている。すなわち、この４つの溝部３８は、所定幅をもって軸方向に沿って形成されて、前記位置決め機構３３を軸方向から４つに分断するように形成されていると共に、長手方向の一端縁３８ａが前記テーパ面３７と連続して形成されている一方、他端縁３８ｂが前記底壁６の底面６ｃまで延出している。

また、前記底壁６は、前記溝部３８の他端縁３８ｂに対応した底面６ｃ位置に油抜き孔３９が貫通形成されている。この油抜き孔３９は、前記筒壁５内に嵌入した状態におけるハウジング８の外周面８ｅよりも外側となる深さに設定されていると共に、前記他端縁３８ｂと同じ幅でかつ連続して形成されて外端側が外部に連通している。

また、特に、シュー８ａのベーン２５（特定のベーン）が当接しない側の遅角油室１０ａ（特定の作動室）のハウジング８の外周面８ｅと嵌合突部３５が嵌合している。これは、ベーン２５はロックピン２７を有し、他のベーン２２〜２４に対して質量が重くなっているため、カムシャフト２にかかる交番トルクなどによってベーン２５がシュー８ａに衝突した際に、シュー８ａに回転モーメントが作用し、比較的薄肉に形成されている遅角油室１０ａ（特定の作動室）のハウジング８の外周面８ｅが径方向外側に変形するおそれがあった。しかし、嵌合突部３５がハウジング８の外周面８ｅと嵌合していることから、ハウジング８の外周面８ｅの変形が抑制できる。

以下、本実施形態における駆動プーリ１に対してハウジング８等を組み付ける手順について説明する。なお、前記カムボルト７によるカムシャフト２の一端部２ａとベーンロータ９との締結作業の説明は省略する。

まず、前記ハウジング８の内部に、各シール部材１４，２０を介してベーンロータ９を、位置合わせを行いながら予め組み込んでおく。次に、これらハウジングユニットを駆動プーリ１の内部に組み込むが、前記駆動プーリ１は、予め底壁６を下にして基台状に載置固定しておき、この状態で前記ハウジングユニットを上方から組み込んでいく。

このとき、前記ハウジング８は、前端部の外周縁８ｆを前記駆動プーリ１の筒壁５のテーパ面３７に合わせながら嵌入して、さらに押し込めば、前記外周縁８ｆが各案内部３４の上面で案内されながら底面６ｃ方向へ嵌入され、この嵌入中（移動中）にハウジング８は各案内部３４の上面で駆動プーリ１の軸心に対して位置決め芯だしされながら移動する。その後、ハウジング８の外周縁８ｆが各嵌合突部３５の嵌合面３５ａを乗り越えていくうちにさらに位置決めされつつ移動して、図５に示すように、最終的にハウジング８の外周面８ｅ全体が各嵌合面３５ａに当接すると共に、前端面８ｇが底壁６の底面６ｃに当接した最大嵌入状態で、駆動プーリ１に対するハウジング８の径方向の位置決めと芯だし作業が終了する。

その後、前記ロック機構４の摺動用孔２６にロックピン２７を先端部側から収納しつつ該先端部をロック孔に係入すると共に、前記コイルスプリングを装着した後、ハウジング８の後端面に前記フロントプレート１２を位置決めしながら当接配置する。この状態で前記各ボルト１３によってハウジング８とフロントプレート１２を駆動プーリ１の底壁６に軸方向から共締め固定すると共に、トーションスプリング３０をフロントプレート１２の外側面側に取り付けることによって、各構成部材の組み付け作業が完了する。

以上のように、本実施形態によれば、駆動プーリ１に対するハウジング８の組み付け時における位置決め作業をハウジング８の筒壁５内への嵌入時に、前記位置決め機構３３の案内部３４や嵌合突部３５によって自動的に行うことができるので、かかる位置決め芯だし作業が極めて簡単かつ容易になると共に、精度の高い位置決めを行うことができる。このため、駆動プーリ１に対するハウジングユニットの組立作業能率の向上を図ることができる。

しかも、前記位置決め機構３３によって前記駆動プーリ１に対してハウジングユニットを高精度に位置決めできることから、前記ロックピン２７とロック穴との位置決めも良好になり、ロックピン２７の先端部とロック穴との間の所望のバックラッシを得ることができる。

また、前記駆動プーリ１とハウジング８の組み付けには、一般的に行われるスクロールチャックによる前記ハウジング８の外周面を３点でチャック固定する必要がなくなることから、ハウジング８の変形などを未然に回避することが可能になる。

また、前記バルブタイミング制御装置の駆動中に、各遅角油室１０や各進角油室１１から前記底壁６の底面６ｃとハウジング８の前端面８ｇとの間のサイドクランクシャフトから僅かながらもリークした作動油は、前記各溝部３８から各油抜き孔３９を通って外部に効率良く排出することができる。
〔第２実施形態〕
図６及び図７は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるが、位置決め機構３３の前記案内部３４と嵌合突部３５との間にアプローチ部４０が形成されている。

すなわち、前記案内部３４は、軸方向の長さ、つまり一端部３４ｂから他端部３４ｃまでの長さが第１実施形態にものよりも約半分の長さに形成されて、この他端部３４ｃと嵌合突部３５までの間に前記アプローチ部４０が形成されている。

このアプローチ部４０は、段差状で、かつほぼ円環溝状に切欠形成されて、内周面４０ａが円弧状に形成されている共に、軸方向の幅Ｗ２が第１実施形態の案内部３４の軸方向の半分程度に形成されている。内周面４０ａは案内部３４の案内面３４ａよりも傾斜が鈍角になるように形成され、望ましくは回転軸に対してほぼ直角に内周面４０ａを持つように形成されている。

また、前記アプローチ部４０を形成したことによって前記嵌合突部３５とアプローチ部４０との間に段差面４０ｂが形成されている。

他の環状凹部３６やテーパ面３７などの構成は第１実施形態と同じである。

したがって、この実施形態によれば、前述のように、各構成部材の組み立て時において、駆動プーリ１の一端開口側(テーパ面)から内部にハウジング８(ハウジングユニット)を挿入すると、ハウジング８の前端外周縁８ｆが案内部３４の案内面３４ａを摺接しながら移動し、前記アプローチ部４０に達すると、図８の一点鎖線で示すように、ハウジング８の前端面８ｇの一部が前記段差面４０ｂに突き当たりながら一旦ここに嵌合する。これによって、ハウジング８は、傾いている場合の姿勢が正される。この姿勢が正された状態でさらに挿入すれば図８の実線で示すように前端部の外周面８ｅ全体が嵌合突部３５の嵌合面３５ａに当接して、最終的に安定かつ精度の高い位置決め(芯だし)を行うことができる。

このように、本実施形態では前記アプローチ部４０を設けたことによって、ハウジング８を筒壁５内に挿入した際に、前述したように案内部３４においてハウジング８全体が傾いた状態となったとしもアプローチ部４０に到達した段階で、ハウジング８の傾いた姿勢が強制的に正されることから、嵌合突部３５の領域では高精度な位置決めがなされる。この結果、特別な装置などを用いずに常時安定かつ確実な位置決め作業を行うことができると共に、組み付け作業能率の向上が図れる。
〔第３実施形態〕
図９は本発明の第３実施形態を示し、第２実施形態と同様にアプローチ部４０などが形成されているなどの基本構成は同様であるが、前記嵌合突部３５を底壁６の底面６ｃまで延長形成すると共に、環状凹部４１を、底壁６の底面６ｃの嵌合突部３５に軸方向から対向した部位に設けたものである。

すなわち、環状凹部４１は、前記底面６ｃのうち嵌合突部３５の嵌合面３５ａを軸方向に延長した部位に軸方向外側に凹んで形成されていると共に、横断面ほぼ台形状に形成されている。したがって、この環状凹部４１によってハウジング８の前端面８ｇと底壁６の底面６ｃとの間のサイドクリアランスを十分に小さくできることは勿論のこと、ハウジング８の挿入時における位置決め作業の容易性と位置決め精度の向上を図ることができる。

つまり、環状凹部４１を筒壁５の内周面５ｂではなく底壁６の底面６ｃに形成したことによって、前記嵌合突部３５の嵌合面３５ａの面積を前記各実施形態に比較して大きくすることができるので、ハウジング８の前端部の外周面８ｅとの接触面積が大きくなって、ハウジング８の挿入時における位置決め作業が容易になると共に、位置決め精度の向上が図れる。

なお、この環状凹部４１も駆動プーリ１を焼結成形した後に旋盤などによって機械加工によって形成されるようになっている。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば駆動回転体としては、駆動プーリ１の他に外周にタイミングチェーンを巻回する駆動スプロケットとすることも可能である。

また、前記案内部３４は、その軸方向の長さをさらにテーパ面３７方向へ延長することも可能である共に、傾斜角度を任意に変更することも可能である。

さらに嵌合突部３５の軸方向の長さも任意に長くすることも可能であると共に、嵌合面３５ａの内径もハウジング８の外径に応じて任意に設定することも可能である。

Claims

外周の歯部を介してクランクシャフトからの回転力が伝達される軸方向一端側が開口した筒壁及び該筒壁の軸方向他端側に一体に設けられて中央に貫通孔が形成された底壁と、を有する駆動回転体と、
該駆動回転体の内部に収容され、一端開口が前記底壁によって閉塞されると共に、内周面に複数のシューが突設され、前記複数のシューにより形成される複数の作動室を有する円筒状のハウジングと、
該ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、カムシャフトの一端部に固定されたロータ部及び該ロータ部の外周面から放射状に設けられたベーンと、を有し、前記各シューと協働して前記作動室を遅角作動室と進角作動室に隔成するベーンロータと、
前記ハウジングの他端開口を閉塞すると共に、該ハウジングと前記駆動回転体に軸方向から結合されたフロントプレートと、を備え、
前記駆動回転体は、前記筒壁の内周面に設けられ、内径が軸方向の一端側から他端側に向かって漸次小さくなる傾斜状の案内部と、該案内部の他端側に形成され、前記ハウジングの外周面が嵌合して位置決めされる嵌合突部と、を有する位置決め機構を備え、
前記位置決め機構は、案内部と嵌合突部との間に、段差状のアプローチ部が設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記複数のベーンのうち、特定のベーンに前記カムシャフトの軸方向に進退可能なロックピンが設けられ、前記駆動回転体の底壁に前記ロックピンが係脱するロック穴が形成されていると共に、
前記特定のベーンは、前記ハウジングの複数のシューのうち回転方向の一対のシューに当接して前記ベーンロータの最大進角位置あるいは最大遅角位置を規制し、
前記複数の作動室は、前記一対のシューの前記遅角作動室及び進角作動室を形成する側面のうち、前記特定のベーンが当接しない側の側面が形成する特定の作動室を有し、
前記嵌合突部は、前記ハウジングの前記特定の作動室の外周面と嵌合していることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動回転体は、前記筒壁と底壁を焼結合金によって一体に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記底壁と前記嵌合突部との間に、該嵌合突部よりも径方向外側に凹んだ環状凹部が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記底壁と前記嵌合突部との間に、前記底壁の底面よりも軸方向外側に凹んだ環状凹部が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動回転体の筒壁の開口された軸方向他端側の内周面に、前記案内部と連続しかつ前記案内部方向へ漸次縮径するテーパ面が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記案内部と嵌合突部は軸方向に沿って連続して形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
外周の歯部を介してクランクシャフトからの回転力が伝達される軸方向一端側が開口した筒壁及び該筒壁の軸方向他端側に一体に設けられて中央に貫通孔が形成された底壁と、を有する駆動回転体と、
該駆動回転体の内部に収容され、一端開口が前記底壁によって閉塞されると共に、内周面に複数のシューが突設され、前記複数のシューにより形成される複数の作動室を有する円筒状のハウジングと、
該ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、カムシャフトの一端部に固定されたロータ部及び該ロータ部の外周面から放射状に設けられたベーンと、を有し、前記各シューと協働して前記作動室を遅角作動室と進角作動室に隔成するベーンロータと、
前記ハウジングの他端開口を閉塞すると共に、該ハウジングと前記駆動回転体に軸方向から結合されたフロントプレートと、を備え、
前記駆動回転体は、前記筒壁の内周面に設けられ、内径が軸方向の一端側から他端側に向かって漸次小さくなる傾斜状の案内部と、該案内部の他端側に形成され、前記ハウジングの外周面が嵌合して位置決めされる嵌合突部と、を有する位置決め機構を備え、
前記筒壁の前記嵌合突部の円周方向の一部を前記筒壁の軸方向に沿って切り欠いて溝部を形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項８に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記底壁の前記溝部に対応した位置に油抜き孔が貫通形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
外周の歯部を介してクランクシャフトからの回転力が伝達される軸方向一端側が開口した筒壁及び該筒壁の軸方向他端側に一体に設けられて中央に貫通孔が形成された底壁と、を有する駆動回転体と、
該駆動回転体の内部に収容され、一端開口が前記底壁によって閉塞されると共に、内周面に複数のシューが突設され、前記複数のシューにより形成される複数の作動室を有する円筒状のハウジングと、
該ハウジングの内部に相対回転自在に収容され、カムシャフトの一端部に固定されたロータ部及び該ロータ部の外周面から放射状に設けられたベーンと、を有し、前記各シューと協働して前記作動室を遅角作動室と進角作動室に隔成するベーンロータと、
前記ハウジングの他端開口を閉塞すると共に、該ハウジングと前記駆動回転体に軸方向から結合されたフロントプレートと、を備え、
前記駆動回転体は、前記筒壁の内周面に設けられ、内径が軸方向の一端側から他端側に向かって漸次小さくなる傾斜状の案内部と、該案内部の他端側に形成され、前記ハウジングの外周面が嵌合して位置決めされる嵌合突部と、を有する位置決め機構を備え、
前記案内部は、前記筒壁の軸方向の開口した他端側から前記底壁側の一端側に掛けて一部が上り傾斜面に形成されていると共に、該傾斜面の端縁から一端側に掛けて円環面に形成されており、
前記筒壁は、他端側の内周面に形成されたテーパ面を有し、前記テーパ面は、前記案内部の傾斜角度よりも小さな傾斜角度に形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
請求項１０に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記テーパ面は、前記駆動回転体を焼結成形する際における金型の抜きテーパであることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
クランクシャフトからの回転力が伝達される有底円筒状の駆動回転体と、
該駆動回転体の内部に収容され、一端開口が前記駆動回転体の底壁に固定されると共に、内周面に複数のシューが突設された円筒状のハウジングと、
該ハウジングの内部に相対回転自在に収容されつつカムシャフトの一端部に固定されて、前記各シューと協働して前記ハウジング内部に遅角作動室と進角作動室を隔成するベーンロータと、
前記ハウジングの他端開口を閉塞するフロントプレートと、を備え、
前記駆動回転体は、筒壁の内周面に、前記ハウジングの軸方向の一端部外周面が嵌合する嵌合突部と、前記ハウジングを前記嵌合突部に軸方向から嵌合する際の前記ハウジングを嵌入方向へ案内するガイド部と、を有する位置決め機構を備え、
前記ガイド部は、筒壁の前記嵌合突部よりも軸方向他端側に、半径が前記嵌合突部よりも大きな段差状のアプローチ部が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。