JP2002180809A - バルブタイミング調整装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工数が少なく、作動流体による駆動トル
クを容易に変更できるバルブタイミング調整装置の製造
方法を提供する。 【解決手段】 ベーンロータ１５を相対回動可能に収容
するハウジング部材の周壁１２およびベーンロータ１５
の母材は、アルミ合金を押出成形し、押出成形体を所望
の長さに切断して形成される。さらに、アルミ合金を押
し出した後に引き抜くことにより、押出成形体を高精度
に成形することができる。アルミ合金として、Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉの６０００系を用いることが望ましい。粗成形
した母材に切削加工および研磨加工を施して周壁１２お
よびベーンロータ１５を形成する。切断する長さを変更
することにより、各遅角油圧室および各進角油圧室の容
積が増減する。油圧室の容積が増減すると、作動油の圧
力が同じでもハウジング部材に対しベーンロータ１５を
相対回動駆動するトルクを変更できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁
の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、
「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を運転
条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのクランクシャフトから
駆動力を受けるハウジング部材内にカムシャフトととも
に回転するベーン部材を相対回動自在に収容し、ハウジ
ング部材に対するベーン部材の位相、つまりクランクシ
ャフトとカムシャフトとの相対回動による位相差を油圧
制御することにより、吸気弁および排気弁の少なくとも
いずれか一方のバルブタイミングを調整するベーン式の
バルブタイミング調整装置が知られている。ハウジング
部材およびベーン部材は、鉄を焼結したもの、またはア
ルミをダイカストまたは鍛造により成形したものを切削
することにより製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ハウジング部材とベー
ン部材とを流体圧力で相対回動駆動するトルクはエンジ
ンによって異なることがある。トルクの変更は流体室の
容積を増減することにより実現できる。しかしながら、
焼結、ダイカストまたは鍛造による成形では、流体室の
容積を変更するために容積毎に異なる型を用意し、型毎
に成形しなければならない。このような焼結、ダイカス
トまたは鍛造による製造では、型数増加により型製造の
コストが増加する。さらに、異なるトルク毎に型を用意
する段取り工数が増加する。

【０００４】次に、ダイカストおよび鍛造により成形し
た成形体の除去部分を図１５、図１６および図１７に示
す。交差ハッチングの示す部分が除去する部分である。
図１５にハウジング部材およびベーン部材をダイカスト
成形したときの除去部分を示す。ハウジング部材のダイ
カスト成形体３００とベーン部材のダイカスト成形体３
１０とから、ゲート残り３０１、３１１、スクイズ残り
３０２、３１２、および型抜き勾配部分３０３、３１３
を除去する。

【０００５】図１６にハウジング部材を鍛造したときの
除去部分を示す。ハウジング部材の鍛造成形体３２０か
ら、鍛造側の表面部分３２１、周壁および側壁の内壁部
分３２２、および貫通孔部分３２３を除去する。図１７
にベーン部材を鍛造したときの除去部分を示す。ベーン
部材の鍛造成形体３３０から、鍛造の底部分３３１およ
び鍛造の表面部分３３２を除去する。このように、ダイ
カスト成形では、ゲート部、スクイズの残りおよび抜き
勾配等を切削して除去する部分が多い。また、鍛造成形
では、鍛造後に切削して除去する部分が多い。したがっ
て、材料の無駄が多くなり、製造工数が増加する。

【０００６】従来、ハウジング部材の側壁の一方および
周壁をアルミダイカストで一体に成形し、ベーン部材を
アルミダイカスト材で製造する場合、ダイカストのし易
さから、Ｓｉが７〜１２％入ったアルミ材を用いてい
る。Ｓｉが７〜１２％入ったアルミ材を用いると、ハウ
ジング部材の側壁内面とベーンロータの側面との摺動部
にアルミ同士の凝着が発生することがある。摺動部の凝
着を防止するため、摺動箇所にＳｎめっき、アルマイト
やフッ素系樹脂のコーティング等の表面処理を施す必要
がある。本発明の目的は、製造工数が少なく、作動流体
による駆動トルクを容易に変更できるバルブタイミング
調整装置の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
バルブタイミング調整装置の製造方法によると、軽金属
を押出成形し、押出成形体を所望の長さに切断し、ハウ
ジング部材の周壁およびベーン部材の少なくとも一方の
成形体つまり母材を形成することにより、回転軸長の異
なる部材を同じ押出型で製造できる。回転軸長が異なる
と収容室の容積が増減し、ハウジング部材に対しベーン
部材を相対回動駆動する作動流体のトルクが変化する。
したがって、異なる要求トルクに応じたバルブタイミン
グ調整装置を製造する場合、型製造の工数を低減でき
る。押出材として用いる軽金属として、アルミ、マグネ
シウムまたは銅の合金が望ましい。また、鍛造およびダ
イカストによる成形に比べ、成形後の切削加工量が減少
するので、材料の無駄および製造工数を低減できる。

【０００８】本発明の請求項２記載のバルブタイミング
調整装置の製造方法によると、アルミ合金を押出材とし
て用いるので、押出成形体を安価に軽量化できる。本発
明の請求項３記載のバルブタイミング調整装置の製造方
法によると、ベーン部材の外周壁に周壁の内周壁と摺動
するシール部材を取り付けている。ベーンの回転方向の
厚みが薄くなっても作動流体が漏れることをシール部材
が確実に防止する。

【０００９】本発明の請求項３または４記載のバルブタ
イミング調整装置の製造方法によると、ハウジング部材
の側壁の一方および周壁を一体にダイカスト成形してい
るので、部品点数が減少する。したがって、組み付け工
数が低減する。本発明の請求項４、５または１１記載の
バルブタイミング調整装置の製造方法によると、アルミ
合金で押出成形した押出成形体が他部材と摺動する箇所
の硬度をＨＲＢ４５以上にするので、アルミ合金で押出
成形した部材の摩耗を低減できる。

【００１０】本発明の請求項６記載のバルブタイミング
調整装置の製造方法によると、押出成形体のシール部材
との摺動箇所の硬度を押出成形体にＴ６熱処理を施すこ
とにより容易にＨＲＢ４５以上にすることができる。本
発明の請求項７記載のバルブタイミング調整装置の製造
方法によると、アルミ合金により押出成形した部材のシ
ール部材との摺動箇所の硬度をアルマイト処理により容
易にＨＲＢ４５以上にすることができる。

【００１１】本発明の請求項８記載のバルブタイミング
調整装置の製造方法によると、押出材として用いるアル
ミ合金はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の６０００系合金であ
る。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の６０００系合金は摩耗し
やすいが、押し出しやすく押出工程が容易である。ま
た、アルマイト処理をすることによりシール部材との摺
動箇所を容易に硬化できる。

【００１２】本発明の請求項９記載のバルブタイミング
調整装置の製造方法によると、ベーン部材の押出材とし
て用いるアルミ合金はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の６００
０系合金である。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の６０００系
合金は、摩耗しやすいが機械的強度が高い。さらに、押
し出しやすく押出工程が容易である。また、アルマイト
処理をすることにより他部材との摺動箇所を容易に硬化
できる。また、周壁と側壁の一方とを硬度の高いＡＤＣ
１２で一体にダイカスト成形しているので、ハウジング
部材の摩耗を低減できる。さらに、部品点数が低減する
ので、組み付け工数が低減する。

【００１３】また、Ｓｉが９．６〜１２％入っているＡ
ＤＣ１２でハウジング部材を成形し、Ｓｉが０．４〜
０．８％入っているアルミの６０００系合金でベーン部
材を成形することにより、ハウジング部材の側壁内面と
ベーン部材の側面との摺動箇所に凝着が生じにくい。し
たがって、摺動面に凝着を防止するための表面処理が不
要になり、加工工数が低減する。

【００１４】本発明の請求項１０記載のバルブタイミン
グ調整装置の製造方法によると、ハウジング部材の周壁
およびベーン部材をアルミ合金で押出成形するので、所
望の長さに押出成形体を切断することにより、ハウジン
グ部材に対しベーン部材を相対回動駆動する作動流体の
作動室を同じ押出型で容積を増減して製造できる。した
がって、駆動トルクの異なるバルブタイミング調整装置
を、同じ押出型で切削加工量を少なくして製造できる。

【００１５】本発明の請求項１２記載のバルブタイミン
グ調整装置の製造方法によると、アルマイト処理を施す
ことにより、周壁の内周壁およびベーン部材の外周壁の
他部材との摺動箇所を容易に硬化できる。本発明の請求
項１４記載のバルブタイミング調整装置の製造方法によ
ると、アルミ合金で押出成形したベーン部材の外周壁が
仕切部と摺動する箇所の硬度をＨＲＢ４５以上にするの
で、ベーン部材の外周壁の摩耗を低減できる。

【００１６】本発明の請求項１５記載のバルブタイミン
グ調整装置の製造方法によると、アルマイト処理を施す
ことにより、ベーン部材の外周壁の仕切部との摺動箇所
を容易に硬化できる。本発明の請求項１６記載のバルブ
タイミング調整装置の製造方法によると、アルミ合金で
押出成形された押出成形体の少なくとも一方は、他方の
部材と半径方向で摺動する内周面または外周面を無切削
とするので、加工時間が短縮できるとともに、製造コス
トが低減する。

【００１７】シール部材と摺動する他方の部材の摺動面
に向けてシール部材を押し付ける付勢手段はシール部材
を収容する収容溝の底面と接触しており、ハウジング部
材とベーン部材との相対ｆ回動により収容溝内を回転方
向両側に移動しようとする。本発明の請求項１７記載の
バルブタイミング調整装置の製造方法によると、収容溝
の底側角部が直角角部よりも凹んでいるので、付勢手段
が収容溝の底側角部に乗り上げず、シール性を確保す
る。また、直角角部よりも凹んでいる底側角部を押出成
形により成形するので、底側角部の切削加工が不要にな
り、加工時間が短くなる。さらに、収容溝の底側角部を
成形する成形型が凸状の直角角部をもたないので、成形
型の摩耗が少なく成形型の寿命が延びる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるエンジン用バ
ルブタイミング調整装置を図１および図２に示す。図２
は、図１に示す横断面図をストッパピストン３１、ピン
２２、ボルト２１、油路６３およびボルト２０を通って
切断した縦断面図である。本実施例のバルブタイミング
調整装置１は油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミ
ングを調整するものである。

【００１９】図２に示すように、駆動側回転体としての
ハウジング部材１０は、一方の側壁であるチェーンスプ
ロケット１１、周壁１２および他方の側壁であるフロン
トプレート１３を有している。チェーンスプロケット１
１およびフロントプレート１３は回転軸方向両側で周壁
１２に接続している。チェーンスプロケット１１、周壁
１２およびフロントプレート１３はボルト２０により同
軸上に固定されている。チェーンスプロケット１１は、
図示しないチェーンにより図示しないエンジンの駆動軸
としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達さ
れ、クランクシャフトと同期して回転する。

【００２０】従動軸としてのカムシャフト２は、バルブ
タイミング調整装置１を介しクランクシャフトの駆動力
を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシ
ャフト２は、チェーンスプロケット１１に対し所定の位
相差をおいて回動可能である。ハウジング部材１０およ
びカムシャフト２は図２に示す矢印Ａ方向からみて時計
方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。

【００２１】図１に示すように、周壁１２は、回転方向
にほぼ等間隔に配置され、台形状に形成された仕切部と
してのシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有して
いる。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの内周面
は断面円弧状に形成されている。シュー１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ、１２ｄのベーンロータ１５のボス部１５ｆ
と向き合う側の回転方向両側角部はベーン１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ、１５ｄと当接しないように切り欠かれてい
る。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより回転
方向に四箇所形成される間隙にはそれぞれベーン１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを収容する扇状の収容室５
０が形成されている。

【００２２】ベーンロータ１５は、ボス部１５ｆと、ボ
ス部１５ｆの外周側に回転方向にほぼ等間隔に配置され
たベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとを有してい
る。ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは各収容室
５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収
容室５０を仕切り遅角油圧室と進角油圧室とに二分して
いる。図１に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハ
ウジング部材１０に対するベーンロータ１５の遅角方
向、進角方向を表している。従動側回転体としてのベー
ンロータ１５はカムシャフト２の回転軸方向端面と当接
し、ボルト２１によりカムシャフト２に一体に固定され
ている。カムシャフト２に対するベーンロータ１５の回
転方向の位置決めは、図２に示すピン２２により行われ
ている。ハウジング部材１０とベーンロータ１５とは相
対回動可能であり、ハウジング部材１０の回転軸方向両
側の内側壁とベーンロータ１５の回転軸方向両側の外側
壁、ならびに周壁１２の内周壁とベーンロータ１５の外
周壁とは互いに向かい合い摺動している。

【００２３】図１に示すように、シール部材２５、２６
は半径方向に向き合う周壁１２とベーンロータ１５との
間に形成されている摺動隙間に配設されている。シール
部材２５は、ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに
形成されている凹部に嵌合している。また、シール部材
２６は仕切部としてのシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄの内周壁に形成されている凹部に嵌合している。
ベーンロータ１５の外周壁と周壁１２の内周壁との間に
は微小な摺動隙間が設けられており、この摺動隙間を介
して油圧室間に作動油が漏れることをシール部材２５、
２６により防止している。シール部材２５、２６はそれ
ぞれ長板状の板ばねの付勢力により半径方向に向かい合
う摺動面に向けて押されている。

【００２４】図２に示すように、円筒状のガイドリング
３０がベーン１５ａに圧入されている。円筒状に形成さ
れた当接部としてのストッパピストン３１はガイドリン
グ３０に回転軸方向に摺動可能に収容されている。被当
接部としての嵌合リング３６はチェーンスプロケット１
１に形成された凹部１１ａに圧入保持されている。スト
ッパピストン３１は嵌合リング３６に当接し嵌合可能で
ある。ストッパピストン３１および嵌合リング３６の当
接側はテーパ状に形成されているので、ストッパピスト
ン３１は嵌合リング３６に滑らかに嵌合する。当接付勢
手段としてのスプリング３７は嵌合リング３６側にスト
ッパピストン３１を付勢している。ストッパピストン３
１、嵌合リング３６およびスプリング３７は拘束手段を
構成している。

【００２５】油圧室４０および油圧室４１に供給される
作動油の圧力は、嵌合リング３６からストッパピストン
３１が抜け出す方向に働く。油圧室４０は進角油圧室５
５（図１参照）と連通し、油圧室４１は遅角油圧室５１
（図１参照）と連通している。ストッパピストン３１の
先端部３２は、ハウジング部材１０に対し最遅角位置に
ベーンロータ１５が位置するとき嵌合リング３６に嵌合
可能である。ストッパピストン３１が嵌合リング３６に
嵌合した状態においてハウジング部材１０に対するベー
ンロータ１５の相対回動は拘束されている。ハウジング
部材１０に対しベーンロータ１５が最遅角位置から進角
側に回転するとストッパピストン３１と嵌合リング３６
との回転方向位置がずれることにより、ストッパピスト
ン３１は嵌合リング３６に嵌合不能になる。

【００２６】フロントプレート１３に形成された連通路
１３ａと、ストッパピストン３１の嵌合リング３６と反
対側に形成されている収容孔３８とは、ハウジング部材
１０に対しベーンロータ１５が最遅角位置にあるとき互
いに連通する。連通路１３ａは大気開放されているの
で、最遅角位置におけるストッパピストン３１の往復移
動が妨げられない。

【００２７】図１に示すように、シュー１２ａとベーン
１５ａとの間に遅角油圧室５１が形成され、シュー１２
ｂとベーン１５ｂとの間に遅角油圧室５２が形成され、
シュー１２ｃとベーン１５ｃとの間に遅角油圧室５３が
形成され、シュー１２ｄとベーン１５ｄとの間に遅角油
圧室５４が形成されている。また、シュー１２ｄとベー
ン１５ａとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１
２ａとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５６が形成さ
れ、シュー１２ｂとベーン１５ｃの間に進角油圧室５７
が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｄの間に進角油
圧室５８が形成されている。

【００２８】図２に示すように、カムシャフト２の外周
壁に環状の溝油路２０４、２０５が形成されている。さ
らにカムシャフト２には、溝油路２０４と連通する油路
２００、２０１（油路２００は図示せず）、溝油路２０
５と連通する油路２０３が軸方向に延びて形成されてい
る。油路２００、２０１は、カムシャフト２のベーンロ
ータ側端面まで達している。油路２０３は、カムシャフ
ト２のベーンロータ側の外周壁に形成した環状の溝油路
２０２と連通している。

【００２９】溝油路２０４は油路２０６を介し、溝油路
２０５は油路２０７を介し切換弁２２０と接続してい
る。油供給路２０８はモータ２１１で駆動される油ポン
プ２１０と接続しており、油排出路２０９はドレイン２
１２に向け開放されている。油ポンプ２１０はドレイン
２１２から汲み上げた作動油を切換弁２２０を介し各油
圧室に供給する。

【００３０】切換弁２２０の弁部材２２１は、スプリン
グ２２２により一方向に付勢されており、ソレノイド２
２３への通電を制御することにより往復移動する。ソレ
ノイド２２３への通電は、図示しないエンジン制御装置
（ＥＣＵ）により制御される。弁部材２２１が往復移動
することにより、油路２０６、２０７と油供給路２０
８、油排出路２０９との連通の組み合わせ、および遮断
が切り換わる。

【００３１】カムシャフト２から作動油を供給される側
から回転軸方向途中までベーンロータ１５に油路６０、
６３が形成されている。油路６０は油路２００と連通
し、油路６３は油路２０１と連通している。そして、油
路６０と連通する分配油路６１、６２、ならびに油路６
３と連通する分配油路６４、６５がボス部１５ｆの外周
側から穿孔して形成されている。分配油路６１は遅角油
圧室５１、分配油路６２は遅角油圧室５２、分配油路６
４は遅角油圧室５３、分配油路６５は遅角油圧室５４と
連通している。分配油路６１、６２、６４、６５は各ベ
ーンの根元に開口している。また、遅角油圧室５１と油
圧室４１とを連通する油路６６がベーン１５ａに形成さ
れている。

【００３２】カムシャフト２に形成した溝油路２０２か
ら作動油を供給される側のチェーンスプロケット１１の
内側壁の中心部にほぼ９０度間隔に、進角油路７０、７
１、７２、７３が形成されている。進角油路７０は進角
油圧室５５および油圧室４０、進角油路７１は進角油圧
室５６、進角油路７２は進角油圧室５７、進角油路７３
は進角油圧室５８とそれぞれ連通している。以上の油路
構成により、油ポンプ２１０から遅角油圧室５１、５
２、５３、５４、進角油圧室５５、５６、５７、５８な
らびに油圧室４０、４１に作動油を供給可能になるとと
もに、各油圧室からドレイン２１２へ作動油を排出可能
になる。

【００３３】次に、バルブタイミング調整装置１の作動
を説明する。エンジン通常運転時、油圧室４０または油
圧室４１に供給する作動油の油圧によりストッパピスト
ン３１は嵌合リング３６から抜け出しているので、ハウ
ジング部材１０に対しベーンロータ１５は相対回動自在
である。そして、各油圧室に加わる油圧を制御すること
により、クランクシャフトに対するカムシャフト２の位
相差を調整する。

【００３４】エンジンが停止するとき、一定時間ソレノ
イド２２３に通電することにより、図１に示す弁部材２
２１を左方向に移動させて油路２０７と油供給路２０８
とを連通し、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１
５を最進角位置に回転させる。カムシャフト２が受ける
変動トルクの平均は遅角側に働くので、ソレノイド２２
３への通電がオフすると、エンジンが停止するまでにカ
ムシャフト２が受ける変動トルクによりベーンロータ１
５は最進角位置から遅角側に回転し、最遅角位置に達す
るとストッパピストン３１はスプリング３７の付勢力に
より嵌合リング３６に嵌合する。ストッパピストン３１
が嵌合リング３６に嵌合すると、ハウジング部材１０に
対するベーンロータ１５の相対回動が拘束される。

【００３５】エンジンが再始動しても、遅角油圧室５
１、５２、５３、５４、進角油圧室５５、５６、５７、
５８に作動油が供給されるまでは油圧室４１および油圧
室４０にも作動油が供給されないので、ストッパピスト
ン３１は嵌合リング３６に嵌合したままであり、クラン
クシャフトに対しカムシャフト２は最遅角位置に保持さ
れている。これにより、作動油が各油圧室に供給される
までの間、ハウジング部材１０とベーンロータ１５とが
カムシャフト２が受ける変動トルクにより衝突すること
を防止する。

【００３６】各遅角油圧室または各進角油圧室に作動油
が供給され、油圧室４１または油圧室４０に作動油が供
給されると、ストッパピストン３１は図１の左側に力を
受けるので、スプリング３７の付勢力に抗して嵌合リン
グ３６からストッパピストン３１が抜け出す。これによ
り、ハウジング部材１０とベーンロータ１５との拘束が
解除されるので、遅角油圧室５１、５２、５３、５４、
進角油圧室５５、５６、５７、５８に加わる作動油圧に
よりハウジング部材１０に対してベーンロータ１５が相
対回動し、クランクシャフトに対するカムシャフト２の
相対位相差が調整される。

【００３７】次に、周壁１２およびベーンロータ１５の
製造工程について説明する。図３は周壁１２の母材１０
０を示し、図４はベーンロータ１５の母材を示してい
る。両母材ともに、アルミ合金を押出成形し、押出成形
体を所望の長さに切断して形成される。図５および図６
にベーンロータ１５の押出成形型を示す。コンテナ２５
０と押出成形の雄型２６０と雌型２７０とを図５に示す
ように組合せ、プッシングラム２８０によりアルミ合金
の押出成形材２９０を雄型２６０側から押し込む。雄型
２６０はベーンロータ１５の内周形状を成形し、雌型２
７０はベーンロータ１５の外周形状を成形する。押出成
形材２９０は、雄型２６０の４個の穴２６２に分かれて
から雌型２７０の成形穴２７１に押し出され結合する。
雄型２６０のピン２６１はベーンロータ１５のボルト２
０の穴を成形する。

【００３８】アルミ合金を押出成形後にさらに引き抜き
成形を行うことにより、押出成形体を高精度に成形する
ことができる。アルミ合金として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金の６０００系合金を用いることが望ましい。またア
ルミ合金に代え、マグネシウムまたは銅の合金を押出材
として用いることもできる。

【００３９】粗成形した母材１００、１１０に切削加工
および研磨加工を施して周壁１２およびベーンロータ１
５を形成する。切削加工において、母材１００の内周壁
および母材１１０の外周壁の少なくとも一方を切削せ
ず、周壁１２およびベーンロータ１５を形成してもよ
い。切断する長さを変更することにより、各遅角油圧室
および各進角油圧室の容積が増減する。油圧室の容積が
増減すると、作動油の圧力が同じでもハウジング部材１
０に対しベーンロータ１５を相対回動駆動するトルクを
変更できる。

【００４０】さらに、母材１００、１１０のシール部材
２５、２６と摺動する箇所の硬度を、アルマイト処理、
めっき処理またはＴ６等の熱処理をすることにより高め
ることが望ましい。硬度を高めることにより、シール部
材２５、２６との摺動による摩耗を低減できる。硬度と
して、ＨＲＢ４５以上が望ましい。

【００４１】第１実施例では、周壁１２およびベーンロ
ータ１５の母材を押出成形で形成した。これに対し、周
壁１２およびベーンロータ１５の一方の母材だけを押出
成形してもよい。また、ベーンロータ１５を押出成形
し、ハウジング部材の周壁とフロントプレートとをＡＤ
Ｃ１２で一体にダイカスト成形してもよい。

【００４２】図７および図８に、ハウジング部材とベー
ンロータとをＡＤＣ１２でダイカスト成形したときと、
ハウジング部材をＡＤＣ１２でダイカスト成形し、ベー
ンロータをアルミの６０００系合金で押出成形したとき
のハウジング部材の側壁内面とベーンロータの側面との
摺動箇所における摩擦係数と、摺動面の最大凹凸差とを
示す。ハウジング部材の側壁内面とベーンロータの側面
とには、Ｓｎめっき、またはアルマイトやフッ素系樹脂
のコーティング等の表面処理を施していない。

【００４３】ハウジング部材とベーンロータとをＡＤＣ
１２でダイカスト成形すると、ハウジング部材の側壁内
面とベーンロータの側面との摺動箇所においてアルミ材
同士の凝着が生じやすい。したがって、摩擦係数が大き
くなり、摺動面が荒れることにより最大凹凸差が大きく
なっている。一方、本実施例のようにハウジング部材を
ＡＤＣ１２でダイカスト成形し、ベーンロータをアルミ
の６０００系合金で押出成形すると、摺動面に表面処理
を施さなくてもハウジング部材の側壁内面とベーンロー
タの側面との摺動箇所においてアルミ材同士の凝着が低
減する。したがって、摩擦係数が小さくなり、最大凹凸
差が小さくなっている。これにより、互いに摺動するハ
ウジング部材１０の内側面とベーンロータ１５の側面と
を表面処理する工程を省略できる。

【００４４】バルブタイミング調整装置においては、ハ
ウジング部材の側壁内面とベーンロータの側面との摺動
箇所に摺動焼き付きを起こすほど大きな力が加わらな
い。したがって、ハウジング部材をＡＤＣ１２でダイカ
スト成形し、ベーンロータをアルミの６０００系合金で
押出成形し、ハウジング部材の側壁内面とベーンロータ
の側面との摺動箇所に表面処理を施さなくても、図７お
よび図８に示すように、摩擦係数および最大凹凸差を小
さくすることができる。

【００４５】（第２実施例）本発明の第２実施例を図９
に示す。周壁８０はアルミ合金による押出成形または周
壁とフロントプレート（第１実施例の図２に示すフロン
トプレート１３に対応する）とを一体にダイカスト成形
して形成されている。周壁８０のシュー８０ａ、８０
ｂ、８０ｃ、８０ｄにシール材を取り付けていない。し
たがって、第１実施例に比べ、各シューとボス部１５ｆ
との間に形成される摺動隙間は更に小さくなっている。
これ以外の構成は実質的に第１実施例と同一である。

【００４６】（第３実施例）本発明の第３実施例を図１
０に示す。以下に説明する以外の構成は実質的に第１実
施例と同一である。カムシャフト２に形成した油路２０
０、２０１から作動油を供給される側のベーンロータ９
０の外側壁に、遅角油路９１、９４が形成されている。
第３実施例でカムシャフト２に形成する油路２００、２
０１の位置は第１実施例と少しずれている。遅角油路９
１は分配油路９２、９３を有し、油路２００と連通して
いる。分配油路９２は遅角油圧室５１、分配油路９３は
遅角油圧室５２と連通している。遅角油路９４は分配油
路９５、９６を有し、油路２０１と連通している。分配
油路９５は遅角油圧室５３、分配油路９６は遅角油圧室
５４と連通している。分配油路９２、９３、９５、９６
は各ベーンの根元に開口している。

【００４７】第３実施例では、カムシャフトから作動油
を供給される側のベーンロータ９０の外側壁に各遅角油
圧室に作動油を供給可能な遅角油路を形成している。ベ
ーンロータ９０の外側壁以外に遅角油路を形成する必要
がないので、遅角油路を有するベーンロータを焼結で成
形すれば、遅角油路をドリル等で切削して形成する工数
を省略できる。周壁１２の母材はアルミ合金を押出成形
して形成される。

【００４８】（第４実施例）本発明の第４実施例を図１
１に示す。周壁１２０はアルミ合金による押出成形また
は周壁とフロントプレート（第１実施例の図２に示すフ
ロントプレート１３に対応する）とを一体にダイカスト
成形して形成されている。ベーンロータ１３０はアルミ
合金を押出成形して形成されている。周壁１２０とベー
ンロータ１３０との摺動隙間に設けるシール部材２５
は、すべて周壁１２０の内周壁と半径方向に向き合うベ
ーン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃおよびボス部１３０
ｆの外周壁に取り付けられている。シール部材２５と摺
動する周壁１２０の内周壁は、アルマイト処理、めっき
処理または熱処理により硬度が高められている。

【００４９】（第５実施例）本発明の第５実施例を図１
２に示す。収容溝１６の形状以外は第１実施例と実質的
に同一である。シール部材２５と、付勢手段としての板
ばね２７とはベーン１５ａに形成されている収容溝１６
に収容されている。板ばね２７は、ベーン１５ａと半径
方向に向き合う周壁１２の内周面に向けてシール部材２
５を付勢している。収容溝１６の底側角部の両側に、直
角角部よりも凹んでいる凹部１７がベーンロータ１５の
中央部に向けベーン１５ａの回転軸方向に延びて形成さ
れている。ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５
が矢印方向に相対回動すると、シール部材２５および板
ばね２７も収容溝１６内を矢印方向に移動する。収容溝
１６の底側角部が凹部１７を有しているので、シール部
材２５および板ばね２７は収容溝１６内を矢印の両側ま
で傾くことなく移動できる。したがって、シール部材２
５がシール部材２５を挟んで回転方向両側の油圧室を確
実にシールする。ベーン１５ａ以外の各ベーンおよび各
シューにも同形状の収容溝６が形成され、シール部材２
６および板ばね２７が収容されている。図１３に示す第
５実施例の変形例では、収容溝１６の底側角部の両側
に、直角角部よりも凹んでいる凹部１８がベーンロータ
１５の回転方向両側にベーン１５ａの回転軸方向に延び
て形成されている。

【００５０】第５実施例および第５実施例の変形例に対
し、図１４に示す比較例では、収容溝１６の底側角部１
９の両側がＲ形状になっている。シール部材２５および
板ばね２７が収容溝１６内を矢印方向に移動すると、板
ばね２７が底側角部１９に乗り上げシール部材２５が傾
くことがある。すると、シール部材２５の周囲を通りシ
ール部材２５を挟んで回転方向両側の油圧室の間で作動
油が漏れる恐れがある。収容溝１６の底側角部を直角角
部にすれば、板ばねが底側角部に乗り上げることを防止
できる。しかし、押出成形で収容溝１６の底側角部を直
角角部にするためには、収容溝１６の底側角部を成形す
る押出成形型が凸状の直角角部をもつ必要がある。しか
し、押出成形型が凸状の直角角部をもつと、直角角部が
摩耗しやすく押出成形型の寿命が短くなる。

【００５１】以上説明した本発明の上記複数の実施例で
は、ハウジング部材の周壁およびベーンロータの少なく
とも一方の母材を押出成形で形成することにより、鍛造
またはダイカストで成形する場合に比べ、切削加工量が
減少する。したがって、製造時間が短縮でき、材料の無
駄を低減できる。

【００５２】また、ハウジング部材の周壁およびベーン
ロータの少なくとも一方の押出成形体を所望の長さに切
断することにより、遅角油圧室および進角油圧室の容積
を同じ押出型で増減できる。したがって、ハウジング部
材に対しベーンロータを相対回動駆動するトルクを容易
に変更できる。

【００５３】上記複数の実施例では、吸気弁を駆動する
バルブタイミング調整装置について説明したが、上記複
数の実施例のバルブタイミング調整装置により排気弁だ
け、あるいは吸気弁および排気弁の両方を駆動すること
も可能である。上記複数の実施例では、ストッパピスト
ンが軸方向に移動して嵌合リングに嵌合したが、ストッ
パピストンが半径方向に移動し嵌合リングに嵌合する構
成にすることも可能である。

【００５４】また上記複数の実施例では、チェーンスプ
ロケットによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシ
ャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリま
たはタイミングギア等を用いる構成にすることも可能で
ある。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力
をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハ
ウジング部材とを一体に回転させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】第１実施例によるバルブタイミング調整装置を
示す縦断面図である。

【図３】第１実施例による周壁の母材を示す正面図であ
る。

【図４】第１実施例によるベーンロータの母材を示す正
面図である。

【図５】第１実施例による押出成形型を示す断面図であ
る。

【図６】（Ａ）は押出成形型の雄型を示す斜視図であ
り、（Ｂ）は押出成形型の雌型を示す斜視図である。

【図７】ハウジング部材およびベーンロータをダイカス
ト成形した場合と、ハウジング部材をダイカスト成形し
ベーンロータを押出成形した場合との摩擦係数の大小を
示す説明図である。

【図８】ハウジング部材およびベーンロータをダイカス
ト成形した場合と、ハウジング部材をダイカスト成形し
ベーンロータを押出成形した場合との摺動面における最
大凹凸差を示す説明図である。

【図９】図１と同じ断面における本発明の第２実施例に
よるバルブタイミング調整装置示す図である。

【図１０】図１と同じ断面における本発明の第３実施例
によるバルブタイミング調整装置示す図である。

【図１１】図１と同じ断面における本発明の第４実施例
によるバルブタイミング調整装置示す図である。

【図１２】本発明の第５実施例における収容溝を示す模
式図である。

【図１３】第５実施例の変形例における収容溝を示す模
式図である。

【図１４】第５実施例の比較例における収容溝を示す模
式図である。

【図１５】ダイカスト成形体の除去部分を示す模式的断
面図であり、（Ａ）はハウジング部材、（Ｂ）はベーン
ロータの除去部分を示している。

【図１６】ハウジング部材の鍛造成形体の除去部分を示
しており、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ線断面図である。

【図１７】ベーンロータの鍛造成形体の除去部分を示し
ており、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−
Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ バルブタイミング調整装置 ２ カムシャフト（従動軸） １０ ハウジング部材 １１ チェーンスプロケット（ハウジング部材） １２ 周壁（ハウジング部材） １２ａ、１２、１２ｃ、１２ｄ シュー（仕切部） １３ フロントプレート（ハウジング部材） １５ ベーンロータ（ベーン部材） １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ ベーン（ベーン部
材） １６ 収容溝 １７、１８ 凹部 ２５、２６ シール部材 ２７ 板ばね（付勢手段） ３１ ストッパピストン ３６ 嵌合リング ３７ スプリング ８０、１２０ 周壁（ハウジング部材） ９０、１３０ ベーンロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河鰭 実昌 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 松本 吉央 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G018 BA33 CA20 DA67 DA72 DA73 DA82 GA17

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気
   弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆
   動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁お
   よび前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミ
   ングを調整するバルブタイミング調整装置の製造方法で
   あって、 前記駆動軸または前記従動軸の一方と回転し、周壁と回
   転軸方向両側で前記周壁と接続する側壁とを有し、前記
   周壁および前記両側壁により収容室を形成するハウジン
   グ部材と、前記駆動軸または前記従動軸の他方と回転
   し、前記収容室に収容されるベーンを有し、所定角度範
   囲に限り前記ハウジング部材に対し前記ベーンが受ける
   作動流体圧力により相対回動駆動されるベーン部材とを
   前記バルブタイミング調整装置は備え、 軽金属を押出成形して前記周壁および前記ベーン部材の
   少なくとも一方の押出成形体を形成する押出工程と、前
   記押出成形体を所望の長さに切断する切断工程とを含む
   ことを特徴とするバルブタイミング調整装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記軽金属はアルミ合金であることを特
   徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記バルブタイミング調整装置は、前記
   ベーン部材の外周壁に取り付けられ前記周壁の内周壁と
   摺動し作動流体の漏れを防止するシール部材を備え、前
   記押出工程においてアルミ合金を押出成形して前記ベー
   ン部材の押出成形体を形成し、前記側壁の一方および前
   記周壁の母材を一体にダイカスト成形するダイカスト工
   程を含むことを特徴とする請求項２記載のバルブタイミ
   ング調整装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記周壁は回転中心に向かって突出する
   仕切部を回転方向に配置し、回転方向に隣接する前記仕
   切部の間に前記収容室を形成し、前記バルブタイミング
   調整装置は、前記仕切部の前記ベーン部材と半径方向に
   向かい合う箇所、ならびに前記ベーンの前記周壁と半径
   方向に向かい合う箇所に取り付けられ作動流体の漏れを
   防止するシール部材を備え、前記押出工程においてアル
   ミ合金を押出成形して前記ベーン部材の押出成形体を形
   成し、前記切断工程の前または後において、前記ベーン
   部材の押出成形体の前記シール部材との摺動箇所の硬度
   をＨＲＢ４５以上にする硬化工程と、前記側壁の一方お
   よび前記周壁の母材を一体にダイカスト成形するダイカ
   スト工程とを含むことを特徴とする請求項２記載のバル
   ブタイミング調整装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記周壁は回転中心に向かって突出する
   仕切部を回転方向に配置し、回転方向に隣接する前記仕
   切部の間に前記収容室を形成し、前記バルブタイミング
   調整装置は、前記仕切部の前記ベーン部材と半径方向に
   向かい合う箇所、ならびに前記ベーンの前記周壁と半径
   方向に向かい合う箇所に取り付けられ作動流体の漏れを
   防止するシール部材を備え、前記押出工程において、ア
   ルミ合金を押出成形して前記ベーン部材および前記周壁
   の押出成形体を形成し、前記切断工程の前または後にお
   いて、前記ベーン部材および前記周壁の押出成形体の前
   記シール部材との摺動箇所の硬度をＨＲＢ４５以上にす
   る硬化工程を含むことを特徴とする請求項２記載のバル
   ブタイミング調整装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記硬化工程において前記押出成形体に
   Ｔ６熱処理を施し、前記押出成形体の前記シール部材と
   の摺動箇所の硬度をＨＲＢ４５以上にすることを特徴と
   する請求項４または５記載のバルブタイミング調整装置
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記硬化工程において前記押出成形体に
   アルマイト処理を施すことにより、前記押出成形体の前
   記シール部材との摺動箇所の硬度をＨＲＢ４５以上にす
   ることを特徴とする請求項４、５または６記載のバルブ
   タイミング調整装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記アルミ合金はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
   金の６０００系合金であることを特徴とする請求項２か
   ら７のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の
   製造方法。
9. 【請求項９】 前記ベーン部材の材質はＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
   ｉ系合金の６０００系合金であり、前記側壁の一方およ
   び前記周壁を一体にダイカスト成形する材質はＡＤＣ１
   ２であることを特徴とする請求項３または４記載のバル
   ブタイミング調整装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記周壁は回転中心に向かって突出す
    る仕切部を回転方向に配置し、回転方向に隣接する前記
    仕切部の間に前記収容室を形成し、前記仕切部は前記ベ
    ーン部材の外周壁と摺動して作動流体の漏れを防止し、
    前記バルブタイミング調整装置は前記ベーンの前記周壁
    と半径方向に向かい合う箇所に取り付けられ作動流体の
    漏れを防止するシール部材を備え、前記押出工程におい
    て、アルミ合金を押出成形して前記周壁および前記ベー
    ン部材の押出成形体を形成することを特徴とする請求項
    ２記載のバルブタイミング調整装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記切断工程の前または後において、
    前記周壁の内周壁および前記ベーン部材の外周壁の他部
    材との摺動箇所の硬度をＨＲＢ４５以上にする硬化工程
    を含むことを特徴とする請求項１０記載のバルブタイミ
    ング調整装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記切断工程の前または後において、
    前記周壁の内周壁および前記ベーン部材の外周壁の他部
    材との摺動箇所にアルマイト処理を施すことを特徴とす
    る請求項１０または１１記載のバルブタイミング調整装
    置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記周壁は回転中心に向かって突出す
    る仕切部を回転方向に配置し、回転方向に隣接する前記
    仕切部の間に前記収容室を形成し、前記仕切部は前記ベ
    ーン部材の外周壁と直接摺動して作動流体の漏れを防止
    し、前記バルブタイミング調整装置は前記ベーンの前記
    周壁と半径方向に向かい合う箇所に取り付けられ作動流
    体の漏れを防止するシール部材を備え、前記押出工程に
    おいてアルミ合金を押出成形して前記ベーン部材の押出
    成形体を形成し、前記側壁の一方および前記周壁の母材
    を一体にダイカスト成形するダイカスト工程を含むこと
    を特徴とする請求項２記載のバルブタイミング調整装置
    の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記切断工程の前または後において、
    前記ベーン部材の外周壁の前記仕切部との摺動箇所の硬
    度をＨＲＢ４５以上にする硬化工程を含むことを特徴と
    する請求項１３記載のバルブタイミング調整装置の製造
    方法。
15. 【請求項１５】 前記切断工程の前または後において、
    前記ベーン部材の外周壁の前記仕切部との摺動箇所にア
    ルマイト処理を施すことを特徴とする請求項１３または
    １４記載のバルブタイミング調整装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記ハウジング部材と前記ベーン部材
    とのうち、アルミ合金で押出成形された押出成形体の少
    なくとも一方は、他方の部材と半径方向で摺動する内周
    面または外周面を無切削とすることを特徴とする請求項
    ２から１５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整
    装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記バルブタイミング調整装置は前記
    シール部材と摺動する他方の部材の摺動面に向けて前記
    シール部材を押し付ける付勢手段を備え、前記押出工程
    において前記シール部材および前記付勢手段を収容する
    収容溝を押出成形により成形し、前記収容溝は、前記収
    容溝の底側角部に直角角部よりも凹んでいる凹部を有し
    ていることを特徴とする請求項３、４、５、６、７また
    は９記載のバルブタイミング調整装置の製造方法。