JP2002195012A - 内燃機関のバルブタイミング可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】捩じりコイルばねのスラスト方向の力に起因す
るロータ相対回転時の抵抗増加を抑制する。 【解決手段】ハウジング３６内にロータ４２を相対回転
可能に収容したバルブタイミング可変装置３４におい
て、クランク軸に対するカム軸２３の回転位相が、最も
遅れた状態よりも所定量進んだ状態となるように、回転
位相を進める方向へロータ４２を付勢する捩じりコイル
ばね７６を用いる。鍔７５を有するリテーナ７４をカム
軸２３に一体回転可能に取付け、ばね７６の軸方向につ
いての一端部をロータ４２に固定し、他端部を鍔７５に
回転方向に摺動可能に取付ける。ハウジング３６には、
鍔７５よりも外方に位置し、かつロータ４２がカム軸２
３の回転位相を所定量進んだ状態よりも遅らせる方向へ
相対回転するときに捩じりコイルばね７６の他端部に接
触してハウジング３６に係止する係止部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の作動タイ
ミングを、機関運転状態に応じて変更するバルブタイミ
ング可変装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な内燃機関では、クランク軸の回
転がカム軸に伝達され、そのカム軸のカムにより吸・排
気バルブが周期的に押下げられて往復動し、吸・排気通
路を開閉する。このタイプの内燃機関では、クランク軸
に対するカム軸の回転位相は常に一定である。これに対
し、近年では、出力の向上、エミッションの改善等を意
図して、内燃機関にバルブタイミング可変装置を装着す
ることが行われるようになってきている。この可変装置
は、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させ、
吸・排気バルブの少なくとも一方の作動タイミング（バ
ルブタイミング）を変更しようとするものである。

【０００３】この種のバルブタイミング可変装置とし
て、例えば、特開平１１−２６４３０３号公報に開示さ
れた弁開閉時期制御装置がある。同制御装置は、図６に
示すように、ハウジング１０１及び内部ロータ１０２を
備えている。ハウジング１０１は、バルブ駆動用カム軸
１０３に相対回転可能に支持されている。内部ロータ１
０２は外周にベーン１０４を有し、ハウジング１０１内
に収容された状態でカム軸１０３に一体回転可能に取付
けられている。

【０００４】ハウジング１０１はフロントプレート１０
５、スプロケット１０６を有する外部ロータ１０７、及
びリアプレート１０８を備えている。スプロケット１０
６はチェーンによってクランク軸に駆動連結されてい
る。ハウジング１０１の内部において、ベーン１０４の
回転方向についての両側には２つの油圧室が形成されて
いる。そして、これらの油圧室に、内燃機関の作動油が
供給又は排出されることにより、ベーン１０４を含む内
部ロータ１０２がハウジング１０１に対して相対回転
し、クランク軸に対するカム軸１０３の回転位相が変化
する。

【０００５】ところで、内燃機関の始動時には、油圧室
から作動油が抜け出た状態になっており、機関始動開始
と同時に油圧室に作動油を供給し始めても、内部ロータ
１０２が油圧により相対回転可能となるまでに所定の時
間を要する。そのため、この期間はバルブタイミングの
制御が困難になる。加えて、ベーン１０４に油圧が作用
しないことから、吸・排気バルブの開閉駆動にともなう
反力によって、クランク軸に対するカム軸１０３の回転
位相が最も遅れ、吸気バルブの作動タイミングがクラン
ク軸の回転に対して最も遅くなり、機関の始動性が低下
する。

【０００６】そこで、上記弁開閉時期制御装置には、機
関始動に適したバルブタイミングの実現のために、捩じ
りコイルばね１０９及びロック機構１１０が設けられて
いる。捩じりコイルばね１０９はカム軸１０３の周囲に
配置され、一端部（図６の右端部）が内部ロータ１０２
に係止され、他端部（図６の左端部）がフロントプレー
ト１０５に係止されている。この捩じりコイルばね１０
９により、カム軸１０３の回転位相を進める方向へ内部
ロータ１０２が付勢される。ロック機構１１０は、機関
始動時において、カム軸１０３の回転位相が最も遅れた
状態よりも所定量進んだとき、内部ロータ１０２をハウ
ジング１０１に連結して相対回転を阻止（ロック）す
る。そして、油圧室に作動油が満たされると、ロック機
構１１０は作動油の油圧によりロックを解除する。この
ようにして、機関始動時には、クランク軸に対するカム
軸１０３の回転位相が、最も遅れた状態よりも所定量だ
け進角した状態に保持され、機関の始動性が向上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、内部ロータ
１０２とフロントプレート１０５との間に捩じりコイル
ばね１０９を配置した上記弁開閉時期制御装置では、そ
の捩じりコイルばね１０９のスラスト方向の力（軸方向
に働く力）をフロントプレート１０５及び内部ロータ１
０２によってそれぞれ円周の一点で受ける構造となって
いる。このため、ベーン１０４も含め内部ロータ１０２
は、捩じりコイルばね１０９の付勢力（捩じり力）によ
って、図６において矢印で示すようにハウジング１０１
に対して傾斜する方向の力を受け続けることになる。内
部ロータ１０２はハウジング１０１の内面にスラスト方
向の力を及ぼし、両者１０２，１０１間での摩擦が、内
部ロータ１０２の相対回転時の抵抗になるという問題が
ある。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、捩じりコイルばねのスラス
ト方向の力に起因するロータ相対回転時の抵抗増加を抑
制することのできる内燃機関のバルブタイミング可変装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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記載する。請求
項１記載の発明では、内燃機関のバルブ駆動用カム軸に
相対回転可能に支持され、かつクランク軸に駆動連結さ
れたハウジングと、前記ハウジング内に収容された状態
で前記カム軸に一体回転可能に取付けられ、かつ前記内
燃機関の作動に用いられる流体の圧力に基づき同ハウジ
ングに対し相対回転することにより、前記クランク軸に
対する前記カム軸の回転位相を変化させるロータと、前
記カム軸の回転位相が、最も遅れた状態よりも所定量進
んだ状態となるように、同回転位相を進める方向へ前記
ロータを付勢する捩じりコイルばねとを備える内燃機関
のバルブタイミング可変装置において、鍔を有するリテ
ーナを前記カム軸に一体回転可能に取付け、前記捩じり
コイルばねの軸方向についての一端部を前記ロータに固
定するとともに、他端部を前記リテーナの鍔に回転方向
に摺動可能に取付け、さらに前記ハウジングには、前記
鍔よりも外方に位置し、かつ前記ロータが前記カム軸の
回転位相を前記所定量進んだ状態よりも遅らせる方向へ
相対回転するときに前記捩じりコイルばねの他端部に接
触してハウジングに係止する係止部を設けている。

【００１０】上記の構成によれば、内燃機関の運転時に
は、クランク軸の回転がバルブタイミング可変装置のハ
ウジング及び流体を介してロータに伝達され、同ロータ
がカム軸と一体となって回転する。そして、流体の圧力
に基づきロータがハウジングに対し相対回転することに
より、クランク軸に対するカム軸の回転位相が変化し、
内燃機関のバルブの作動タイミングが変更される。

【００１１】内燃機関の始動に際し、流体の圧力が低下
していて、ロータに適正な流体圧が作用せず、バルブの
作動にともなう反力によってカム軸の回転位相が最も遅
れた状態となっても、ロータは捩じりコイルばねにより
回転位相を進める方向へ付勢される。すなわち、ロータ
がカム軸の回転位相を所定量進んだ状態よりも遅らせる
方向へ相対回転するとき、軸方向についての他端部が係
止部に接触し、ハウジングに係止される。捩じりコイル
ばねの一端部はロータに固定されているため、前記のよ
うにしてロータが相対回転すると、同捩じりコイルばね
が捩じられて弾性変形し付勢力を蓄える。この力が開放
されると、ロータは回転位相を進める方向へ付勢され、
カム軸の回転位相が、最も遅れた状態よりも所定量進ん
だ状態となり、バルブが機関の始動に適したタイミング
で作動する。なお、前記のように捩じりコイルばねの他
端部が係止部に接触しているときには、リテーナの鍔は
同他端部に接触した状態で相対回転（摺動）する。

【００１２】ところで、捩じりコイルばねの軸方向につ
いての一端部はロータに固定され、他端部はリテーナの
鍔に摺動可能に取付けられている。このため、捩じりコ
イルばねのスラスト方向の力は、ロータ及びリテーナの
鍔に作用するだけで、ハウジングには作用しない。従っ
て、ロータは、捩じりコイルばねの付勢力（捩じり力）
によって、ハウジングに対し傾斜する方向の力を受ける
ことがない。ロータの軸線をハウジングの軸線に合致さ
せた状態で、すなわち、ロータをハウジングに対して中
立の位置で相対回転させることが可能となる。このよう
にして、捩じりコイルばねのスラスト方向の力に起因す
るロータ相対回転時の抵抗増加を抑制することができ
る。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記鍔の前記捩じりコイルばねとの接触
面、及び同捩じりコイルばねの同鍔との接触面の少なく
ともいずれか一方には、前記摺動にともなう摩擦を低減
するための処理が施されている。

【００１４】上記の構成によれば、捩じりコイルばねの
他端部が係止部に接触している状態でロータが相対回転
する際には、リテーナの鍔において摩擦低減処理の施さ
れた箇所が、捩じりコイルばねの他端部に接触しながら
相対回転（摺動）する。又はリテーナの鍔が、捩じりコ
イルばねの端部において摩擦低減処理の施された箇所に
接触しながら相対回転（摺動）する。あるいは、リテー
ナの鍔において摩擦低減処理の施された箇所が、捩じり
コイルばねの他端部において摩擦低減処理の施された箇
所に接触しながら相対回転（摺動）する。このため、リ
テーナ及び捩じりコイルばね間の摺動にともなう摩擦を
低減し、リテーナをスムーズに相対回転させることがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図５に従って説明する。図１に示すよう
に、車両には、内燃機関の一形態であるガソリンエンジ
ン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されてい
る。エンジン１１はシリンダヘッド１２と、複数の気筒
（シリンダ）１３を有するシリンダブロック１４とを備
えている。各シリンダ１３内には、ピストン１５が往復
動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクテ
ィングロッド１６を介しクランク軸１７に連結されてい
る。各ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッ
ド１６によって回転運動に変換された後、クランク軸１
７に伝達される。

【００１６】燃焼室１８は、シリンダブロック１４及び
シリンダヘッド１２間において、各ピストン１５の上側
に形成されている。シリンダヘッド１２には、各燃焼室
１８に連通する吸気ポート１９及び排気ポート２０がそ
れぞれ設けられている。これらのポート１９，２０を開
閉するために、シリンダヘッド１２には吸気バルブ２１
及び排気バルブ２２がそれぞれ往復動可能に支持されて
いる。また、シリンダヘッド１２において、吸気バルブ
２１の上方及び排気バルブ２２の上方にはそれぞれカム
軸２３，２４が回転可能に設けられている。各カム軸２
３，２４の端部に設けられたスプロケット２５，２６
は、チェーン２７によりクランク軸１７に駆動連結され
ている。

【００１７】そして、クランク軸１７が回転されると、
その回転がチェーン２７を介して両スプロケット２５，
２６に伝達される。スプロケット２５，２６の回転にと
もないカム軸２３，２４が回転すると、対応するバルブ
２１，２２が往復動し、ポート１９，２０がそのバルブ
２１，２２により開閉される。なお、クランク軸１７の
回転をカム軸２３，２４に伝達するために、スプロケッ
ト２５，２６及びチェーン２７に代えて、タイミングプ
ーリ及びタイミングベルトが用いられてもよい。

【００１８】吸気ポート１９には吸気通路２８が接続さ
れており、エンジン１１の外部の空気がこの吸気通路２
８を通過して燃焼室１８に取込まれる。吸気通路２８の
下流端を構成する吸気マニホルド２９には、各吸気ポー
ト１９へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３１が取付け
られている。そして、各燃料噴射弁３１から噴射される
燃料と、吸入空気とからなる混合気は、各燃焼室１８内
へ導入される。この混合気に着火するために、シリンダ
ヘッド１２には点火プラグ３２が取付けられている。燃
焼室１８内へ導入された混合気は、点火プラグ３２の点
火によって爆発・燃焼される。このときに生じた高温高
圧の燃焼ガスによりピストン１５が往復動され、クラン
ク軸１７が回転されて、エンジン１１の駆動力が得られ
る。排気ポート２０には排気通路３３が接続されてお
り、燃焼室１８で生じた燃焼ガスがこの排気通路３３を
通ってエンジン１１の外部へ排出される。

【００１９】吸気側のカム軸２３にはバルブタイミング
可変装置３４が設けられている。同装置３４は、スプロ
ケット２５、ひいてはクランク軸１７の回転に対するカ
ム軸２３の位相を変化させることにより、吸気バルブ２
１の作動タイミング（バルブタイミング）を、クランク
軸の角度（クランク角）に対して連続的に変更するため
の装置であり、流体圧（油圧）により駆動される。な
お、本明細書では、クランク軸１７に対するカム軸２３
の回転位相が遅れることを「遅角」と表現し、同回転位
相が進むことを「進角」と表現する場合がある。

【００２０】次に、バルブタイミング可変装置３４の構
成を、図２〜図５に従って説明する。カム軸２３は、そ
の外周に設けられたジャーナル３５において、シリンダ
ヘッド１２に回転可能に支持されている。カム軸２３
は、図２及び図４において矢印で示すように時計回り方
向へ回転する。カム軸２３の外周においてジャーナル３
５の近傍には、ハウジング３６が相対回転可能に装着さ
れている。ハウジング３６は、ハウジング本体３７を、
その両側からカバー３８及びスプロケット２５によって
挟み込んだ構造を有している。これらの部材３７，３
８，２５はボルト３９によって締結されて一体となって
いる（図２参照）。スプロケット２５は、前述したよう
にチェーン２７（図１参照）によってクランク軸１７に
駆動連結されている。図２〜図４に示すように、ハウジ
ング本体３７は略円環状をなし、その内周面には複数の
張出部４１が内方へ向けて突出形成されている。カバー
３８は円環状をなし、ハウジング本体３７と同程度の外
径を有している。

【００２１】ハウジング本体３７内にはロータ４２が収
容され、同ロータ４２がボルト４３によってカム軸２３
に一体回転可能に締結されている。ロータ４２は軸部４
４と、その軸部４４から放射状に延びる複数のベーン４
５とを備えている。軸部４４は、各張出部４１の内端面
に摺動可能に接触している。各ベーン４５は、ハウジン
グ本体３７の隣り合う張出部４１間に位置し、同ハウジ
ング本体３７の内周面３７ａに摺動可能に接触してい
る。

【００２２】各ベーン４５は、最遅角位置と最進角位置
との間で移動可能である。各ベーン４５は、最遅角位置
に配置されたとき一方（カム軸回転方向についての後
方）の張出部４１に当接する。このとき、クランク軸１
７に対するカム軸２３の回転位相が最も遅れ、吸気バル
ブ２１の作動タイミングがクランク軸１７の回転に対し
て最も遅くなる。これとは逆に、各ベーン４５は、最進
角位置に配置されたとき他方（カム軸回転方向について
の前方）の張出部４１に当接する。このとき、クランク
軸１７に対するカム軸２３の回転位相が最も進み、吸気
バルブ２１の作動タイミングがクランク軸１７の回転に
対して最も早くなる。

【００２３】ロータ４２をハウジング３６に対し相対回
転させるために、エンジン１１の作動に用いられる流体
（作動油）が利用されている。詳しくは、ハウジング本
体３７内の隣り合う張出部４１間の空間は、軸部４４及
びベーン４５によって遅角側油圧室４７と進角側油圧室
４８とに区画されている。図３に示すように、シリンダ
ヘッド１２、カム軸２３等には、遅角側油圧室４７につ
ながる遅角側油路４９と、進角側油圧室４８につながる
進角側油路５０とが形成されている。両油路４９，５０
には、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）５１を介し
て供給通路５２及び排出通路５３が接続されている。供
給通路５２はオイルポンプ５４を介してオイルパン５５
につながり、排出通路５３は直接オイルパン５５につな
がっている。オイルポンプ５４はクランク軸１７に駆動
連結されており、エンジン１１の運転にともなって作動
して、オイルパン５５から作動油６０を吸引及び吐出す
る。

【００２４】ＯＣＶ５１のケーシング５６の内部には４
つの弁部５７を備えたスプール５８が往復動可能に収容
されている。スプール５８は、その両側に設けられたば
ね５９及び電磁ソレノイド６１の作動により軸方向へ移
動される。例えば、電磁ソレノイド６１が励磁される
と、スプール５８がばね５９に抗して図３の左方へ移動
される。遅角側油路４９と供給通路５２とが連通し、オ
イルパン５５内の作動油６０が遅角側油圧室４７に供給
される。また、進角側油路５０と排出通路５３とが連通
し、進角側油圧室４８内の作動油６０がオイルパン５５
に戻される。ハウジング３６に対しロータ４２が図４の
反時計回り方向へ相対回転し、クランク軸１７に対する
カム軸２３の回転位相が遅れ、吸気バルブ２１の作動タ
イミングが遅らされる。

【００２５】電磁ソレノイド６１が消磁されると、ばね
５９の付勢力によりスプール５８が図３の右方へ移動さ
れる。進角側油路５０と供給通路５２とが連通し、オイ
ルパン５５内の作動油６０が進角側油圧室４８に供給さ
れる。また、遅角側油路４９と排出通路５３とが連通
し、遅角側油圧室４７内の作動油６０がオイルパン５５
に戻される。ハウジング３６に対しロータ４２が図４の
時計回り方向へ相対回転し、クランク軸１７に対するカ
ム軸２３の回転位相が進み、吸気バルブ２１の作動タイ
ミングが早められる。

【００２６】バルブタイミング可変装置３４は、図３及
び図４に示すように、さらにストッパ機構６２及びロッ
ク機構６３を備えている。これらの機構６２，６３は、
両油圧室４７，４８から作動油６０が抜け出た状態とな
っているエンジン１１の始動開始から、同油圧室４７，
４８に所定量の作動油６０が供給されてバルブタイミン
グの制御が可能となるまでの期間、吸気バルブ２１の作
動タイミングを、エンジン１１の始動に適したタイミン
グ（始動タイミング）に保持するための機構である。そ
のために、両機構６２，６３によりクランク軸１７に対
するカム軸２３の回転位相を、最遅角状態よりも所定量
進角した状態に保持するようにしている。

【００２７】ロック機構６３は、ベーン４５に形成され
た収容孔６４と、収容孔６４内に往復動可能に収容され
たロックピン６５と、ロックピン６５をスプロケット２
５側に向けて付勢するばね６６と、スプロケット２５に
形成され、かつロックピン６５の端部が挿入及び離脱さ
れる挿入穴６７とを備えている。挿入穴６７は、カム軸
２３の回転位相が、最遅角状態よりも所定量進角したと
き、収容孔６４に合致する箇所に位置している。また、
図示しないが、収容孔６４及び挿入穴６７は遅角側油圧
室４７及び進角側油圧室４８に連通しており、ばね６６
に抗する力として、遅角側油圧室４７の油圧及び進角側
油圧室４８の油圧がロックピン６５に作用するようにな
っている。

【００２８】上記構成のロック機構６３では、エンジン
１１の運転中であって油圧室４７，４８の一方に作動油
６０が供給されているときには、その油圧によりロック
ピン６５がばね６６に抗して挿入穴６７から抜き出され
る。クランク軸１７に対するカム軸２３の相対回転が可
能となる。一方、エンジン１１の停止にともないロック
ピン６５に加わる油圧が低下すると、同ロックピン６５
はばね６６により収容孔６４から突出しようとする。こ
のとき、収容孔６４が挿入穴６７に合致していれば、ロ
ックピン６５の端部が挿入穴６７内に挿入され、ロータ
４２がハウジング３６に相対回転不能に連結される。

【００２９】一方、ストッパ機構６２の主な機能は、ク
ランク軸１７に対するカム軸２３の回転位相の変動中
に、ロックピン６５が収容孔６４から突出しようとする
ときでも、収容孔６４を挿入穴６７に的確に合致させ、
もってロックピン６５を挿入穴６７に確実に挿入させる
ことである。ストッパ機構６２は、前述したロック機構
６３と同様の構成を有している。すなわち、ベーン４５
に形成された収容孔６８と、収容孔６８内に往復動可能
に収容されたストッパピン６９と、ストッパピン６９を
スプロケット２５側に向けて付勢するばね７１と、スプ
ロケット２５に形成され、かつストッパピン６９の端部
が挿入及び離脱される溝７２とを備えている。

【００３０】溝７２は、前記ロック機構６３の挿入穴６
７とは異なり、カム軸２３の同心円に沿った円弧状をな
している。溝７２の一方（カム軸回転方向についての後
方）の端部は、カム軸２３の回転位相が、最遅角状態よ
りも所定量進角したとき、収容孔６８孔に合致する箇所
に位置する。従って、ストッパピン６９の端部が溝７２
に挿入され、かつ前記端部に接触した状態では、ロータ
４２の遅角側への相対回転が規制されるものの、進角側
への相対回転は可能である。なお、詳しい説明は省略す
るが、ストッパ機構６２は、エンジン１１停止の際にロ
ック機構６３のロックピン６５が収容孔６４から突出し
ようとする前に、ストッパピン６９を溝７２内に挿入さ
せて、前記端部に当接させる機構を有している。

【００３１】さらに、図２〜図５に示すように、バルブ
タイミング可変装置３４には、クランク軸１７に対する
カム軸２３の回転位相が最遅角状態よりも所定量進角し
た状態にすべく、ロータ４２を進角側へ付勢するための
機構が設けられている。この機構について説明すると、
カバー３８の孔３８ａにはリテーナ７４が挿入され、ボ
ルト４３によってカム軸２３に一体回転可能に締結され
ている。ここでは、前述したロータ４２をカム軸２３に
締結するために用いたボルト４３が、リテーナ７４の締
結にも利用されている。リテーナ７４はカバー３８から
露出しており、その端部外周に鍔７５が形成されてい
る。

【００３２】鍔７５を除くリテーナ７４の外周には捩じ
りコイルばね７６が装着されている。捩じりコイルばね
７６の軸方向についての一端部（図５の左端部）は、ロ
ータ４２の凹部４２ａ内に収容されるとともに外方へ折
曲げられている。この折曲げ部７６ａは、ロータ４２に
対し回転方向に移動不能に取付けられている。ここで
は、折曲げ部７６ａは、所定のベーン４５にあけられた
孔（図示略）に挿入されているが、それ以外の取付け構
造が採用されてもよい。

【００３３】捩じりコイルばね７６の軸方向についての
他端部（図５の右端部）もまた外方へ折曲げられてい
る。この折曲げ部７６ｂの根元部分又はその近傍部分
は、鍔７５に摺動可能に接触している。また、鍔７５に
おいて、少なくとも捩じりコイルばね７６との接触面７
５ａには、前記摺動にともなう摩擦を低減するための処
理が施されている。この処理としては、例えば鍔７５を
研磨することが挙げられる。この研磨により、鍔７５の
表面の凹凸が除去されて、表面粗さが非常に小さくなり
接触面７５ａが平滑になる。そのほかにも、接触面７５
ａに低フリクション剤を塗布することも有効である。こ
の塗布により、鍔７５の表面に、摩擦係数の小さな皮膜
が形成される。皮膜としては、例えば、フッ素膜、炭素
膜、ニッケル膜等が挙げられる。

【００３４】鍔７５の外周には突部７８が形成されてお
り、ここにプリセット部７９が設けられている。本実施
形態では、ピンが突部７８に圧入されており、その突部
７８よりもカバー３８側へ突出した部分がプリセット部
７９となっている。プリセット部７９は、捩じりコイル
ばね７６の初期状態（捩じられる前の状態）での折曲げ
部７６ｂの位置を規定するためのものである。プリセッ
ト部７９は、クランク軸１７に対するカム軸２３の回転
位相が最遅角状態よりも所定量進角したとき、すなわ
ち、吸気バルブ２１が始動タイミングとなったとき折曲
げ部７６ｂに接触する。なお、ピンは前記圧入とは異な
る方法によって鍔７５に固定されてもよい。

【００３５】カバー３８において、捩じりコイルばね７
６の外方には係止部８１が設けられている。係止部８１
は、カバー３８に溶接等の手段によって固定されてもよ
いし、カバー３８に一体形成されてもよい。係止部８１
は、ロータ４２がカム軸２３の回転位相を前記所定量進
んだ状態よりも遅らせる方向へ相対回転するときに、前
記折曲げ部７６ｂに接触してハウジング３６に係止し、
もって捩じりコイルばね７６を捩じって弾性変形させて
付勢力を蓄えさせるためのものである。

【００３６】捩じりコイルばね７６の折曲げ部７６ｂの
カム軸軸方向についての位置は、ロータ４２の凹部４２
ａの深さと、捩じりコイルばね７６の諸元（巻数等）と
によって決まるため、同折曲げ部７６ｂとカバー３８と
の干渉があり得る。そこで、本実施形態では、カバー３
８の一部に透孔８２（図２参照）を形成して前記干渉を
防ぐようにしている。

【００３７】前記のように構成されたバルブタイミング
可変装置３４は、エンジン１１の運転時には、クランク
軸１７の回転がハウジング３６及び油圧室４７，４８内
の作動油６０を介してロータ４２に伝達され、同ロータ
４２がカム軸２３と一体で回転する。そして、各油圧室
４７，４８内の油圧に基づきロータ４２がハウジング３
６に対し相対回転することにより、クランク軸１７に対
するカム軸２３の回転位相が変化し、吸気バルブ２１の
作動タイミングが変更される。

【００３８】ここで、エンジン１１の始動に際し、各油
圧室４７，４８から作動油が抜け出ていて、各ベーン４
５に適正な油圧が作用せず、吸気バルブ２１の作動にと
もなう反力によってカム軸２３の回転位相が最も遅れた
状態となっても、ロータ４２は捩じりコイルばね７６に
より回転位相を進める方向へ付勢される。すなわち、ロ
ータ４２がカム軸２３の回転位相を所定量進んだ状態よ
りも遅らせる方向へ相対回転するとき、捩じりコイルば
ね７６の折曲げ部７６ｂが係止部８１に接触し、ハウジ
ング３６に係止される。捩じりコイルばね７６の折曲げ
部７６ａはロータ４２に固定されているため、前記のよ
うにしてロータ４２が相対回転すると、捩じりコイルば
ね７６が捩じられて弾性変形し付勢力を蓄える。この力
が開放されると、ロータ４２は回転位相を進める方向へ
付勢され、カム軸２３の回転位相が、最も遅れた状態よ
りも所定量進んだ状態となり、吸気バルブ２１がエンジ
ン１１の始動に適した始動タイミングで作動する。

【００３９】なお、前記のように捩じりコイルばね７６
の折曲げ部７６ｂが係止部８１に接触しているときに
は、リテーナ７４の鍔７５は同折曲げ部７６ｂの根元部
分又はその近傍に接触した状態で相対回転（摺動）す
る。

【００４０】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 （１）捩じりコイルばね７６の折曲げ部７６ａはロータ
４２に固定され、折曲げ部７６ｂはリテーナ７４の鍔７
５に摺動可能に取付けられている。このため、捩じりコ
イルばね７６のスラスト方向の力は、ロータ４２及びリ
テーナ７４の鍔７５によってそれぞれ円周の一点で受け
止められる。スラスト方向の力は、ロータ４２及びリテ
ーナ７４にのみ作用し、ハウジング３６には作用しな
い。従って、フロントプレートと内部ロータとによって
捩じりコイルばねのスラスト方向の力を受け止める従来
技術とは異なり、本実施形態のロータ４２が、捩じりコ
イルばね７６の付勢力（捩じり力）によって、ハウジン
グ３６に対し傾斜する方向の力を受けることがない。ロ
ータ４２の軸線をハウジング３６の軸線に合致させた状
態で、すなわち、ロータ４２をハウジング３６に対して
中立の位置で相対回転させることが可能となる。このよ
うに、本実施形態によれば、捩じりコイルばね７６のス
ラスト方向の力に起因するロータ４２の相対回転時の抵
抗増加を抑制することができる。

【００４１】なお、ロータ４２及びリテーナ７４はとも
にカム軸２３に剛結合されたアセンブリとなっている。
このため、捩じりコイルばね７６のスラスト方向の力を
受けても、これらのロータ４２及びリテーナ７４の作動
に支障を来すおそれはない。

【００４２】（２）捩じりコイルばね７６の折曲げ部７
６ｂが係止部８１に接触している状態でロータ４２が相
対回転する際には、リテーナ７４の鍔７５において摩擦
低減処理の施された箇所が、捩じりコイルばね７６に接
触しながら相対回転（摺動）する。このため、何ら処理
が施されていない場合に比べ、リテーナ７４及び捩じり
コイルばね７６間の摺動にともなう摩擦を低減し、リテ
ーナ７４をスムーズに相対回転させることができる。

【００４３】また、鍔７５の捩じりコイルばね７６との
接触面７５ａを研磨処理により平滑にするか、又は同接
触面７５ａに低フリクション剤を塗布して皮膜を形成す
るという比較的簡単な処理を施すことにより、上記の効
果を得ることができる。

【００４４】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。 ・摺動にともなう摩擦を低減するための処理は、鍔７５
の捩じりコイルばね７６との接触面７５ａに限らず、捩
じりコイルばね７６の鍔７５との接触面に施されてもよ
いし、さらには両者に施されてもよい。

【００４５】・ロータ４２の凹部４２ａの深さや捩じり
コイルばね７６の諸元の設定の仕方によっては、折曲げ
部７６ｂのカム軸軸方向についての位置を変えて、カバ
ー３８から離間させることができる。この場合には、透
孔８２を省略することが可能である。

【００４６】・前記実施形態ではプリセット部７９の取
付けのために突部７８を設けたが、鍔７５の径を大きく
することで、この突部７８を省略することも可能であ
る。 ・プリセット部７９の鍔７５からの突出長さは、（ａ）
捩じりコイルばね７６の折曲げ部７６ｂを受け止めるこ
とができ、（ｂ）同プリセット部７９がカバー３８と干
渉しない、という両条件を満たす長さに設定することが
望ましい。

【００４７】・前記実施形態では、プリセット部７９と
して鍔７５とは別部材（ピン）を用いたが、同プリセッ
ト部７９を鍔７５に一体に設けてもよい。 ・リテーナ７４の摺動にともなう鍔７５及び捩じりコイ
ルばね７６間での摩擦を低減するために、鍔７５及び捩
じりコイルばね７６の少なくとも一方の表面に、蒸着、
メッキ等の方法によりフッ素膜、炭素膜、ニッケル膜等
を成膜してもよい。このようにフッ素膜、炭素膜、ニッ
ケル膜の表面処理を施すと、摩擦面における摩擦係数を
下げるとともに、耐摩耗性を向上させることが可能であ
る。

【００４８】・本発明のバルブタイミング可変装置を排
気側カム軸２４に適用して、排気バルブの作動タイミン
グを変更するようにしてもよい。その他、前記各実施形
態から把握できる技術的思想について、それらの効果と
ともに記載する。

【００４９】（１）請求項２記載の内燃機関のバルブタ
イミング可変装置において、前記リテーナの鍔の前記捩
じりコイルばねとの接触面は、研磨処理により平滑に形
成されている。

【００５０】（２）請求項２記載の内燃機関のバルブタ
イミング可変装置において、前記リテーナの鍔の前記捩
じりコイルばねとの接触面には低フリクション剤からな
る皮膜が形成されている。

【００５１】上記（１），（２）の構成によれば、比較
的簡単な処理を施すことにより、請求項２の効果が得ら
れる。 （３）請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング可変
装置において、前記リテーナには、前記カム軸の回転位
相が最も遅れた状態よりも所定量進んだときに、前記捩
じりコイルばねの他端部に接触するプリセット部が設け
られている。

【００５２】上記の構成によれば、捩じりコイルばねの
初期状態（捩じられる前の状態）での同捩じりコイルば
ねの他端部の位置を規定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブタイミング可変装置を備えたエ
ンジンを示す部分断面図。

【図２】バルブタイミング可変装置を示す正面図。

【図３】バルブタイミング可変装置及び同装置への作動
油の供給構造を示す断面図。

【図４】図２のバルブタイミング可変装置からカバー、
リテーナ等を外した状態を示す正面図。

【図５】図２のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図６】従来のバルブタイミング可変装置を示す断面
図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１７…クランク軸、２１…吸気バル
ブ、２３…カム軸、３４…バルブタイミング可変装置、
３６…ハウジング、４２…ロータ、６０…作動油、７４
…リテーナ、７５…鍔、７５ａ…接触面、７６…捩じり
コイルばね、７６ａ，７６ｂ…折曲げ部、８１…係止
部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のバルブ駆動用カム軸に相対回転
   可能に支持され、かつクランク軸に駆動連結されたハウ
   ジングと、 前記ハウジング内に収容された状態で前記カム軸に一体
   回転可能に取付けられ、かつ前記内燃機関の作動に用い
   られる流体の圧力に基づき同ハウジングに対し相対回転
   することにより、前記クランク軸に対する前記カム軸の
   回転位相を変化させるロータと、 前記カム軸の回転位相が、最も遅れた状態よりも所定量
   進んだ状態となるように、同回転位相を進める方向へ前
   記ロータを付勢する捩じりコイルばねとを備える内燃機
   関のバルブタイミング可変装置において、 鍔を有するリテーナを前記カム軸に一体回転可能に取付
   け、前記捩じりコイルばねの軸方向についての一端部を
   前記ロータに固定するとともに、他端部を前記リテーナ
   の鍔に回転方向に摺動可能に取付け、さらに前記ハウジ
   ングには、前記鍔よりも外方に位置し、かつ前記ロータ
   が前記カム軸の回転位相を前記所定量進んだ状態よりも
   遅らせる方向へ相対回転するときに前記捩じりコイルば
   ねの他端部に接触して前記ハウジングに係止する係止部
   を設けることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング
   可変装置。
2. 【請求項２】前記鍔の前記捩じりコイルばねとの接触
   面、及び同捩じりコイルばねの同鍔との接触面の少なく
   ともいずれか一方には、前記摺動にともなう摩擦を低減
   するための処理が施されている請求項１記載の内燃機関
   のバルブタイミング可変装置。