JP2007120370A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のコイルスプリングを金属線材によって一体に連結することによって部品点数の削減を図り、コストの低減化を図り得るバルブタイミング制御装置を提供する。
【解決手段】 タイミングスプロケットと相対回転可能なベーン部材を、進角側・遅角側油圧室への油圧の選択的に給排させることにより正逆回転させて、前記スプロケットとカムシャフトとの相対回転位相を変換させる。ハウジングに有する各シューと各ベーンとの間に配置されて、ベーン部材を進角側に回転付勢する各一対のコイルスプリング３４，３５を金属線材によって形成すると共に、各一端部３４ａ、３５ａを連結部３６を介して一体的に連結し、これによって、シューの一側面１０ｂに弾接するほぼＣ字形状の座面３７を形成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉時期を運転状態に応じて可変にする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（ＶＴＣ）としては、以下の特許文献１に記載されたベーンタイプのものが知られている。

概略を説明すれば、このバルブタイミング制御装置は、排気弁側に適用されたもので、前後開口端がフロントカバーとリアーカバーで閉塞されたタイミングスプロケットの筒状ハウジングの内部に、排気側カムシャフトの端部に固定されたベーン部材が回転自在に収納されていると共に、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ほぼ台形状の４つのシューとベーン部材の４つのベーン（羽根部）との間に、進角側油圧室と遅角側油圧室が画成されている。

また、前記４つのベーンの一側面と該一側面に対向する前記シューの各対向面との間、つまり各進角側油圧室に、ベーン部材を進角側、つまり排気側カムシャフトの回転方向に回転付勢させるコイルスプリングが設けられている。

前記コイルスプリングは、塑性変形せずに大きなばね力を得るために、各ベーンに対してそれぞれ一対づつ設けられており、かかる各一対のコイルスプリングの各両端がホルダー部材によって保持された状態で前記各ベーンの一側面やシューの対向面にそれぞれ形成された各凹部に嵌合保持されている。

そして、機関運転状態に応じて前記進角側と遅角側の各油圧室に作動油圧が給排されてベーン部材を正逆回転させることによりタイミングプーリとカムシャフトとの相対回動位相を変化させて、排気弁の開閉時期を可変にするようになっている。

また、機関停止時には、前記ベーン部材が各コイルスプリングのばね力によって進角側へ回転付勢されて、前記タイミングスプロケットとカムシャフトとの相対回転位相を進角側に変換させて、機関の良好な始動を得るようになっている。
ＷＯ０１／０５５５６２

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記各一対のコイルスプリングがそれぞれ単独に形成されていると共に、ベーンとシューとの間に保持するために、該各コイルスプリングの両端部側にそれぞれホルダー部材が設けられている。このため、部品点数が増加して、コストの高騰が余儀なくされている。

また、それぞれ独立した各コイルスプリングをハウジング内に組み付けする場合には、該各コイルスプリングの両端部にそれぞれホルダー部材を取り付けた状態で組み付けなければならないので、かかる組み付け作業が煩雑になり該組付作業能率の低下を招いている。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、機関のクランクシャフトによって回転駆動する回転駆動部材と、該回転駆動部材またはカムシャフトの一方側に固定され、内周側に突出するシューによって円周方向に隔成される作動室を内部に有するハウジングと、前記回転駆動部材またはカムシャフトの他方側に固定されると共に、前記作動室内に相対回転自在に収容され、外周方向に突出するベーンを有するベーン部材と、前記作動室を前記ベーンによって隔成されることにより形成される進角室及び遅角室と、前記進角室と遅角室への作動流体の供給及び排出を行う流体給排手段と、前記進角室または遅角室内に配置されていると共に、並設された複数の付勢部材が線材によって形成されて、前記ハウジングに対して前記ベーン部材が進角する方向または遅角する方向へ付勢力を作用させる付勢手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、前記付勢手段の各付勢部材を、単一の線材で一体に連結して構成したことから、各コイルスプリングがそれぞれ単独で形成されている前記従来の技術に比較して部品点数を削減することが可能になる。

請求項２に記載の発明は、基本構成は請求項１に記載の発明と同様であるが、付勢手段をさらに具体的にしたもので、該付勢手段は、前記ハウジングとベーン部材との間に跨って配置されると共に、複数の付勢部材を並列に作用させるように単一の材料によって成形され、前記ハウジングに対して前記ベーン部材が進角する方向または遅角する方向へ付勢力を作用させることを特徴としている。

したがって、この発明も請求項１の発明と同じく、付勢手段が単一の材料による複数の付勢部材を一体に形成したことから、部品点数の削減が図れる。

請求項３に記載の発明は、同じく付勢手段をさらに異なる視点から具体化したもので、とりわけ、前記ハウジングに対して前記ベーン部材を進角する方向または遅角する方向に複数の箇所から付勢力を作用させるように一体に形成された付勢手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明も前記各請求項の発明と同様に、１つの付勢手段によって複数箇所から付勢力を作用させることが可能になるため、部品点数を削減することができる。

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各実施形態を図面に基づいて詳述し、排気弁側に適用したものを示している。なお、本発明を吸気弁側に適用することも可能である。

すなわち、図１〜図３は本発明の第１の実施形態を示し、機関のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動部材であるタイミングスプロケット１と、該タイミングスプロケット１に対して相対回転可能に設けられた排気側のカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてタイミングスプロケット１内に回転自在に収容されたベーン部材３と、該ベーン部材３を油圧によって正逆回転させる油圧回路４とを備えている。

前記タイミングスプロケット１は、前記ベーン部材３を回転自在に収容したハウジング５と、該ハウジング５の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー６と、ハウジング５の後端開口を閉塞するほぼ円板状のリアカバー７とから構成され、これらハウジング５及びフロントカバー６，リアカバー７は、４本の小径ボルト８によってカムシャフト軸方向から一体的に共締め固定されている。

前記ハウジング５は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の約９０°位置に４つの隔壁であるシュー１０が内方に向かって突設されている。この各シュー１０は、横断面ほぼ台形状を呈し、それぞれハウジング５の軸方向に沿って設けられて、その軸方向の両端縁がハウジング５の両端縁と同一面になっていると共に、ほぼ中央位置に前記各ボルト８の軸部が挿通する４つのボルト挿通孔１０ａが軸方向へ貫通形成されている。

さらに、各シュー１０は、それぞれの内端面が前記ベーン部材３の後述するベーンロータの外形に沿って円弧状に形成されていると共に、各内端面の高位部位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材１１と該シール部材１１を内方へ押圧する図外の板ばねが嵌合保持されている。

前記フロントカバー６は、円盤プレート状に形成されて、中央に比較的大径な支持孔６ａが穿設されていると共に、外周部に前記ハウジング５の各ボルト挿通孔８に対応する位置に図外の４つのボルト孔が穿設されている。

前記リアカバー７は、円盤プレート状に形成され、後端側に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部７ａが一体に設けられていると共に、ほぼ中央に大径な軸受孔７ｂが軸方向に貫通形成されている。また、リアカバー７の外周部に前記各ボルト８が螺着する図外の４つの雌ねじ孔が形成されている。

前記排気側のカムシャフト２は、機関のシリンダヘッドＳの上端部にカム軸受１２を介して回転自在に支持され、外周面所定位置に図外の排気弁をバルブリフターを介して開作動させるカムが一体に設けられている。

前記ベーン部材３は、焼結合金材で一体に形成され、中央にボルト挿通孔１４ａを有する円環状のベーンロータ１４と、該ベーンロータ１４の外周面の周方向のほぼ９０°位置に一体に設けられた４つのベーン１５とを備えている。

前記ベーンロータ１４は、前端側の小径筒部１４ｂが前記フロントカバー６の支持孔６ａに回転自在に支持されている一方、後端側の小径な円筒部１４ｃが前記リアカバー７の軸受孔７ｂに回転自在に支持されている。

また、ベーン部材３は、前記ベーンロータ１４のボルト挿通孔１４ａに軸方向から挿通したカムボルト１３によってカムシャフト２の前端部に軸方向から固定されている。

前記各ベーン１５は、その内の３つが比較的細長い長方体形状に形成され、他の１つが比較的大きな台形状に形成されて、前記３つのベーン１５はそれぞれの幅長さがほぼ同一に設定されているのに対して１つのベーン１５はその幅長さが前記３つのものよりも大きく設定されて、ベーン部材３全体の重量バランスが取られている。

また、各ベーン１５は、各シュー１０間に配置されていると共に、各外面の軸方向に細長い保持溝が形成されて、この各保持溝内に前記ハウジング５の内周面に摺接するコ字形のシール部材１６及び該シール部材１６をハウジング５の内周面方向に押圧する板ばね１６ａが夫々嵌着保持されている。また、各ベーン１５の前記カムシャフト２の回転方向と反対側のそれぞれの一側面には、図１３に示すように、後述する一対のコイルスプリング３４，３５の各他端部３４ｂ、３５ｂをそれぞれ保持する着座面であるほぼ円形状の２つの凹溝１５ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。

また、この各ベーン１５の両側と各シュー１０の両側面との間に、それぞれ３つの進角室である進角側油圧室１７と遅角室である遅角側油圧室１８がそれぞれ隔成されている。

前記油圧回路４は、図１に示すように、前記各進角側油圧室１７に対して作動油の油圧を給排する第１油圧通路１９と、前記各遅角側油圧室１８に対して作動油の油圧を給排する第２油圧通路２０との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路１９，２０には、供給通路２１とドレン通路２２とが夫々通路切替用の電磁切替弁２３を介して接続されている。前記供給通路２１には、オイルパン２４内の油を圧送する一方向のオイルポンプ２５が設けられている一方、ドレン通路２２の下流端がオイルパン２４に連通している。

前記第１、第２油圧通路１９，２０は、図１に示すように、円柱状の通路構成部２６の内部に形成され、この通路構成部２６は、一端部２６ａが前記ベーンロータ１４の小径筒部１４ｂから内部の支持穴１４ｄ内に挿通配置されている一方、他端部が前記電磁切替弁２３に接続されている。

また、前記一端部２６ａの外周面と支持穴１４ｄの内周面との間には、各油圧通路１９，２０の一端側間を隔成シールする３つの環状シール部材２７が嵌着固定されている。

前記第１油圧通路１９は、前記支持穴１４ｄのカムシャフト２側の端部に形成された油室１９ａと、ベーンロータ１４の内部にほぼ放射状に形成されて油室１９ａと各進角側油圧室１７とを連通する４本の分岐路１９ｂとを備えている。

一方、第２油圧通路２０は、通路構成部２６の一端部２６ａ内で止められ、該一端部２６ａの外周面に形成された環状室２０ａと、ベーンロータ１４の内部にほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記環状室２０ａと各遅角側油圧室１８と連通する第２油路２０ｂとを備えている。

前記電磁切替弁４５は、４ポート２位置型であって、内部の弁体が各油圧通路１９、２０と供給通路２１及びドレン通路２２とを相対的に切り替え制御するようになっていると共に、コントローラ２８からの制御信号によって切り替え作動されるようになっている。

このコントローラ２８は、機関回転数を検出する図外のクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータからの信号によって現在の運転状態を検出すると共に、クランク角及びカム角センサからの信号によってタイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位置を検出している。

そして、前記電磁切替弁２３の切り替え作動によって、機関始動時に前記進角側油圧室１７に作動油を供給し、その後に、遅角側油圧室１８に作動油を供給するようになっている。

また、前記ベーン部材３とハウジング５との間には、このハウジング５に対してベーン部材３の回転を拘束及び拘束を解除するロック機構が設けられている。

すなわち、このロック機構は、図１に示すように、前記幅長さの大きな１つのベーン１５とリアカバー７との間に設けられ、前記ベーン１５の内部のカムシャフト２軸方向に沿って形成された摺動用穴２９と、該摺動用穴２９の内部に摺動自在に設けられた有蓋円筒状のロックピン３０と、前記リアカバー７に形成された固定孔内に固定された横断面カップ状の係合穴構成部３１に設けられて、前記ロックピン３０のテーパ状先端部３０ａが係脱する係合穴３１ａと、前記摺動用穴２９の底面側に固定されたスプリングリテーナ３２に保持されて、ロックピン３０を係合穴３１ａ方向へ付勢するばね部材３３とから構成されている。

また、前記係合穴３１ａには、図外の油孔を介して前記遅角側油圧室１８内の油圧が供給されるようになっている。

そして、前記ロックピン３０は、前記ベーン部材３が最進角側に回転した位置で先端部３０ａが前記ばね部材３３のばね力によって係合穴３１ａに係合してタイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転をロックする。また、前記遅角側油圧室１８から係合穴３１ａ内に供給された油圧によって、ロックピン３０が後退移動して係合穴３１ａとの係合が解除される。

さらに、前記各ベーン１５の一側面と該一側面に対向する各シュー１０の対向面１０ｂとの間には、ベーン部材３を進角側へ回転付勢する付勢手段の各付勢部材である一対のコイルスプリング３４、３５がそれぞれ配置されている。

この２つのコイルスプリング３４，３５は、図２〜図４に示すように、それぞれ単独ではなく、同一の金属線材によって連結一体に形成されていると共に、互いに並列に形成されて、ベーン１５のカムシャフト２の軸方向の幅に沿って並設されている。また、それぞれの軸方向の長さ（コイル長）Ｌは、前記ベーン１５の一側面とシュー１０の対向面との間の長さよりも大きく設定されて、両者とも同一の長さに設定されている。

各コイルスプリング３４，３５は、最大圧縮変形時に互いが接触しない軸間距離をもって並設されていると共に、その巻回方向が互いに逆向きに形成されて、各シュー１０の対向面側に配置される一端部３４ａ、３５ａが巻回方向に沿って延びた連結部３６を介して一体に連結されており、この連結部３６と一端部３４ａ、３５ａによってほぼＣ字形状の座面３７が形成されている。

したがって、４組の各コイルスプリング３４，３５を、各ベーン１５の一側面と各シュー１０の対向面との間、つまり進角側油圧室１７内に組み付けるには、図５に示すように、ベーン部材３をハウジング５内に組み付けるに際し、各コイルスプリング３４，３５の他端部３４ｂ、３５ｂ側を各凹溝１５ａ、１５ａ内にそれぞれ嵌合配置すると共に、該両コイルスプリング３４，３５を所定長さまで圧縮変形させつつ各一端部３４ａ、３５ａ側の座面３７をシュー１０の対向面１０ｂに当接させながらハウジング５内に押し込む。これによって、各一対のコイルスプリング３４、３５を進角側油圧室１７内に容易に収容配置することが可能になる。

以下、本実施形態の作用を説明する。まず、機関停止時には、コントローラ２８から電磁切替弁２３に対する制御電流の出力が停止されて、弁体が供給通路２１やドレン通路２２と各油圧通路１９，２０との連通を遮断する。このため、進角側油圧室１７と遅角側油圧室１８のいずれにも油圧が供給されない。

このため、ベーン部材３は、前記各コイルスプリング３４，３５のばね力と、機関停止直後におけるカムシャフト２に発生する正逆の交番トルク変動とによって、図２に示すように、カムシャフト２の回転方向（矢印方向）である時計方向に回転する。これによって、ベーン部材３が、図２に示すように最大幅のベーン１５が各シュー１０の遅角側油圧室１８側の側面に当接した状態になり、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相が進角側に変更される。

また、同時にロックピン３０の先端部３０ａが係合穴３１ａ内に係合して前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２との自由な相対回転を規制する。

次に、機関始動時には、コントローラ２８から出力された制御信号によって電磁切替弁２３が供給通路２１と第１油圧通路１９を連通させると共に、ドレン通路２２と第２油圧通路２０とを連通させる。このため、オイルポンプ２５から圧送された油圧は第１油圧通路１９を通って進角側油圧室１７に供給される一方、遅角側油圧室１８には、機関停止時と同じく油圧が供給されずドレン通路２２から油圧がオイルパン２４内に排出されて低圧状態を維持している。

したがって、タイミングスプロケット１とカムシャフト２とは、ベーン部材３を介して最大進角位置を維持する。これにより、排気弁の開時期が早くなって吸気弁とのバルブオーバラップが小さくなることから、燃焼が良好になって機関の始動性が向上する。

また、この時点では、ロックピン３０の先端部３０ａが係合穴３１ａ内に係合ロック状態になっていることから、機関始動時にカムシャフト２に発生した正負の交番トルクに起因したベーン部材３の揺動振動（ばたつき）を防止できる。

その後、車両が走行を開始して例えば所定の低回転域に移行すると、コントローラ２６からの制御信号によって電磁切替弁２３が作動して、供給通路２１と第２油圧通路２０を連通させる一方、ドレン通路２２と第１油圧通路１９を連通させる。

したがって、今度は進角側油圧室１７内の油圧が第１油圧通路１９を通ってドレン通路２２からオイルパン２４内に戻され、該進角側油圧室１７内が低圧になる一方、遅角側油圧室１８内に油圧が供給されて高圧となる。

このため、ロックピン３０は、遅角側油圧室１８内の作動油圧の速やかな上昇によってばね部材３３のばね力に抗して後退移動して係合穴３１ａとの係合が解除され、ベーン部材３の自由な回転が確保される。

同時に、遅角側油圧室１８内の高圧化により、ベーン部材３が、各コイルスプリング３４，３５のばね力に抗して図中反時計方向へ回転し、タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相を遅角側に変換する。これによって、排気弁の閉じ時期が遅くなって吸気弁とのバルブオーバーラップが僅かに大きくなる。これによって、ポンピング損失が小さくなって、燃焼の安定化が図れ、機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。

さらに、機関の低回転域から通常の中回転域、さらに高回転域に移行すると、図３に示すように、遅角側油圧室１８に供給された高油圧によってベーン部材３が各コイルスプリング３４，３５のばね力に抗してさらに反時計方向へ最大に回転して、タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相を最遅角側に変換する。これによって、排気弁の開時期がさらに早くなって吸気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、吸気の吸入効率が向上する。これによって、機関の出力を向上させることが可能になる。

以上のように、本実施形態では、機関運転状態に応じて排気弁の開閉時期を変化させることによって機関性能を十分に発揮させることができることは勿論のこと、前記各一対のコイルスプリング３４，３５を、単一の金属線材で一体に形成した、つまり各端部３４ａ、３５ａ側で連結部３６を介して一体に連結したことから、該各コイルスプリングがそれぞれ独立して形成されている前記従来の技術に比較して部品点数を削減することが可能になる。

この結果、各コイルスプリング３４，３５の前述した進角側油圧室１７への組付作業性の容易化と共に、製造コストの低減化が図れる。また、各コイルスプリング３４，３５の保守管理も容易になる。

しかも、各コイルスプリング３４，３５を単に連結するのではなく、前記連結部３６を利用した座面３７を介して連結したため、座面３７を別個に設ける場合に比較して、さらに部品点数の削減が図れ、コストのさらなる低減化が図れる。

また、前記各コイルスプリング３４，３５の一端部３４ａ、３５ａ側にＣ字形状の座面３７が形成されていることから、前記各一端部３４ａ、３５ａ側を前記座面３７を介してシュー１０の対向面に安定かつ確実に弾接させることが可能になる。

各コイルスプリング３４，３５の非連結状態にある他端部３４ｂ、３５ｂは、ベーン１５の一側面に形成された凹溝１５ａ、１５ａ内に嵌合保持されているため、安定して支持され、ベーン１５からの不用意な抜け出しが防止されている。

さらに、前記各コイルスプリング３４，３５は、互いに逆方向に巻回されていることから、伸縮変形した際に、互いに絡み合って挟み込まれることがなくなる。したがって、各コイルスプリング３４，３５の常時安定したばね特性が得られる。

図６は第２の実施形態を示し、各コイルスプリング３４，３５の一端部３４ａ、３５ａを連結する連結部３６が、Ｓ字形状に折曲形成されて、座面３７をＳ字形状に形成したものである。なお、各コイルスプリング３４，３５は、そのコイル巻回方向が同一になっている。

この実施形態によれば、各コイルスプリング３４，３５の共通の座面３７がＳ字形状になっていることから、該各コイルスプリング３４，３５のそれぞれの軸線Ｘ、Ｘを端部側で結ぶ線Ｐを支点とした倒れを両方向からバランス良く受けることができるので、ベーン１５の一側面に対して安定して支持することができる。

なお、他の構成は、第１の実施形態と同様であるから、同様の作用効果が得られる。

図７は第３の実施形態を示し、各コイルスプリング３４，３５の両端部３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂに連結部３６ａ、３６ｂを介してそれぞれ座面３７ａ、３７ｂを形成したものであって、前記各座面３７ａ、３７ｂは、各コイルスプリング３４，３５と同じ線材をＳ字形状とＵ字形状に折曲形成して一巻以上に巻回して全体が楕円状に形成されている。また、前記凹溝１５ａも、２つではなく１つの楕円形状に形成されている。

したがって、この実施形態によれば、各座面３７ａ、３７ｂが、多重巻によってその強度が高くなると共に、各ベーン１５の一側面やシュー１０の対向面１０ｂに対する当接面積が大きくなって、安定した支持が得られる。特に、座面３７ａ、３７ｂを各コイルスプリング３４，３５の両端部３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂに形成したため、より安定した支持が得られる。

この結果、各コイルスプリング３４，３５の各軸線Ｘ、Ｘを結んだ線Ｐを支点とした該両コイルスプリング３４，３５の倒れをさらに効果的に防止することができる。

また、前記各コイルスプリング３４，３５の他端部３４ｂ、３５ｂ側にも座面３７ｂが形成されていることから、該座面３７ｂがベーン１５の凹溝１５ａ内に嵌合保持されることから、より安定した支持が得られる。

図８は第４の実施形態を示し、各コイルスプリング３４，３５の一端部３４ａ、３５ａに連結部３６を介して形成された座面３７を、前記各端部３４ａ、３５ａを合わせた投影面積よりも大きな投影面積に設定したものである。

すなわち、前記連結部３６は、各端部３４ａ、３５ａの内側からほほ横方向に延出されてここから各端部３４ａ、３５ａの外側へ大きな円弧状に折曲されて二重に巻回されており、これによって座面３７の投影面積が各端部３４ａ、３５ａ間の投影面積よりも十分に大きく形成されている。なお、各コイルスプリング３４，３５の巻回方向が互いに逆になっている。

したがって、この実施形態では、大きな投影面積によって、シュー１０の対向面１０ｂに対する座面３７のさらに安定した着座性が得られ、これによって、各コイルスプリング３４，３５をさらに安定に支持することができる。また、連結部３６が二重に巻回されていることから、強度も高くなっている。

図９は第５の実施形態を示し、各コイルスプリング３４，３５を同軸心の内外二重に直列に形成したものである。

前記外側のコイルスプリング３４は、その外径が比較的大きく設定されて、一端部３４ａから内方へ円弧状に折曲された連結部３６を介して他方のコイルスプリング３５の一端部３５ａに連結されており、この各一端部３４ａ、３５ａと連結部３６によって座面３７が形成されている。

この実施形態によれば、コイルスプリング３４，３５の径方向の大きさが小さくなってコンパクト化が図れる
図１０は第６の実施形態を示し、付勢部材としてのコイルスプリングを三重に形成したもので、該各コイルスプリング３４，３５，３８は、並設に配置されている。図中下側のコイルスプリング３５と中間のコイルスプリング３４は、一端部３４ａ、３５ａ側でほぼＣ字形状に折曲形成された連結部３６によって連結されて、Ｃ字形状の座面３７が形成されている一方、前記中間のコイルスプリング３４と上側のコイルスプリング３８は、他端部３４ｂ、３８ｂ側でほぼＣ字形状に折曲形成された第２の連結部３９によって連結されて、Ｃ字形状の第２の座面４０が形成されている。また、隣接する各コイルスプリング３４，３５，３８は、圧縮変形時に互いに絡み合わないように巻回方向が互いに逆方向になっている。

したがって、前記各コイルスプリング３４，３５，３８は、それぞれ連結部３６，３９によって一体的に連結されていると共に、互いに反対側に位置する第１座面３７及び上側コイルスプリング３８の一端部が前記シュー１０の対向面１０ｂに当接配置され、第２の座面４０下側のコイルスプリング３５の他端部３５ｂがベーン１５の凹溝１５ａ内に嵌合状態に当接支持されている。

よって、この実施形態によれば、前記各実施形態の同じ作用効果の他に、各コイルスプリング３４，３５，３８によるより大きなばね力が得られる。

図１１は第６の実施形態を示し、コイルスプリング３４，３５は、前記第１の実施形態のものを用い、ベーン１５の一側面には、図１３に示すような各他端部３４ｂ、３５ｂが嵌合保持される２つの凹溝１５ａ、１５ａが形成されていることは前記第１の実施形態などの場合と同様であるが、この実施形態では、図１２に示すように、さらにシュー１０の対向面１０ａに、前記座面３７が嵌合状態に保持されるほぼ長方形状の着座溝４１（着座穴）が形成されている。

したがって、この実施形態によれば、各コイルスプリング３４，３５の各一端部３４ａ、３５ａ側の座面３７が、前記着座溝４１に嵌合しつつ端縁が底面に当接して固定状態に保持され、一方、他端部３４ｂ、３５ｂが各凹溝１５ａ、１５ａ内に嵌合して固定状態に保持されているため、各コイルスプリング３４，３５のさらに安定した支持が得られると共に、カムシャフト２軸方向への自由な移動を確実に規制することが可能になる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、ベーン部材３が、ベーンロータ１４と各ベーン１５が別体に形成されているものでもよく、また、前記各コイルスプリング３４，３５の配置箇所としては、各実施形態にようにベーン１５とシュー１０との間以外に、ベーン１５を進角側へ付勢できればいずれの配置個所であってもよい。

また、各コイルスプリング３４，３５は、金属線材以外に、例えば合成樹脂の線材によって構成することも可能である。

さらに、コイルスプリングのばねセット荷重は、遅角側油圧室１８に供給される油圧などの大きさに応じてによって任意に設定することが可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１）前記付勢手段は、複数のコイルスプリングが伸縮方向の端部側で連結されてなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

請求項（２）前記付勢手段は、２つのコイルスプリングが伸縮方向の端部側で連結されてなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

請求項（３）前記付勢手段における隣接するコイルスプリングを、それぞれ巻線方向が逆方向になるように形成したことを特徴とする請求項（１）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、各コイルスプリングは、互いに逆方向に巻回されていることから、伸縮変形した際に、互いに当接して絡み合って挟みこまれることがなくなる。これによって各コイルスプリングの安定したばね特性が得られる。

請求項（４）前記付勢手段は、各コイルスプリングの伸縮方向の端部をほぼＳ字形状に折曲形成された座面によって連結したことを特徴とする請求項（１）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

各コイルスプリングの共通の座面がほぼＳ字形状になっていることから、該各コイルスプリングのそれぞれの軸心を結んだ線を支点とした倒れを両方向からバランス良く受けることができ、安定した着座面を得ることができる。

請求項（５）前記付勢手段における両コイルスプリングの伸縮方向の少なくとも一端側に、該両者の各一端部の投影面積よりもさらに外側に突出するような共通の座面を有することを特徴とする請求項（２）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

各コイルスプリングの共通の座面の投影面積を大きく設定したことから、該座面の倒れを極力防止することが可能になる。

請求項（６）前記各コイルスプリングを、前記カムシャフトの軸方向へ並列するように前記ベーンとシューとの間に配置すると共に、前記座面を、前記ベーンまたはシューの回転軸方向の幅とほぼ同一の幅に形成したことを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

共通の座面が例えばベーンの回転軸方向の幅とほぼ同一に設定されていることから、該座面によって各コイルスプリングがカムシャフトの回転軸方向への自由な移動が規制される。これによって各コイルスプリングを確実に支持することが可能になる。

請求項（７）前記各コイルスプリングの端部に形成された前記座面を、各コイルスプリングと同じ線材で巻回することにより連続して形成し、該巻き数を一巻以上に形成したことを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、座面が一巻以上に形成されていることから、該座面が該座面が着座する着座面に対して安定した支持が得られ、両コイルスプリングの各軸線を結んだ線を支点とした該両コイルスプリングの倒れを十分の防止できる。

請求項（８）前記各コイルスプリングの伸縮方向の一端側にのみ座面を設け、該座面を、前記シューに形成された回転軸方向に伸びる着座溝内に収容すると共に、前記各コイルスプリングの伸縮方向の他端側を前記ベーンに形成した着座面にそれぞれ固定したことを特徴とする請求項（６）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明では、各コイルスプリングの両端部が着座面と着座溝にそれぞれ固定状態に支持されているため、該コイルスプリングのさらに安定した支持が得られ、カムシャフトの軸方向への自由な移動を確実に防止することが可能になる。

特に、各コイルスプリングの他端部がベーン部材の座部に固定状態になっていることから、不用意に移動することがなく、各コイルスプリングを確実に支持できることは勿論のこと、摺動によりベーン部材が摩耗することがない。

請求項（９）前記座部を、前記ベーンに形成した着座穴によって形成したことを特徴とする請求項（８）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

請求項（１０）前記線材を、横断面ほぼ円形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

かかる線材がハウジングの所定部位と摺動することがあっても、線材自体の曲面で線接触状態で当接することから、面圧が小さくなってハウジングの摩耗の発生を十分に防止することが可能になる。

請求項（１１）機関のクランクシャフトによって回転駆動する回転駆動部材と、
該回転駆動部材またはカムシャフトの一方側に固定され、内周側に突出するシューによって円周方向に隔成される作動室を内部に有するハウジングと、
前記回転駆動部材またはカムシャフトの他方側に固定されると共に、前記作動室内に相対回転自在に収容され、外周方向に突出するベーンを有するベーン部材と、
前記作動室を前記ベーンによって隔成されることにより形成される進角室及び遅角室と、
前記進角室と遅角室への作動流体の供給及び排出を行う流体給排手段と、
２つのコイルスプリングが伸縮方向の端部側で連結されるように構成され、前記進角室または遅角室の前記シューとベーンとの間に配置された付勢手段と、
前記ベーンに設けられ、前記２つのコイルスプリングの端部がそれぞれ固定可能な座部と、
を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置の組立方法であって、
前記両コイルスプリングの一方の端部を前記ベーンの座部に固定した状態で、前記両コイルスプリングをハウジング内に組み付け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。

この発明によれば、各コイルスプリングをハウジング内に組み付けるに際して、前記ベーン部材と各コイルスプリングの一方の端部を、座部を利用してサブアッシーした状態で他方の端部をシューに当接しつつハウジング内に収容することができる。このため、該各コイルスプリングの組み付け作業が容易になる。

本発明の第１の実施形態を示すバルブタイミング制御装置の縦断面図である。 本実施形態におけるベーン部材の最進角回転状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態におけるベーン部材の最遅角回転状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 同コイルスプリングをハウジング内に組み付ける状態を示す斜視図である。 第２の実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 第３の実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 第４の実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 第５の実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 第６の実施形態に供されるコイルスプリングの斜視図である。 第７の実施形態のバルブタイミング制御装置を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１…タイミングスプロケット（回転駆動部材）
２…カムシャフト
３…ベーン部材
４…油圧回路
５…ハウジング
１０…シュー
１０ｂ…対向面
１４…ベーンロータ
１５…ベーン
１５ａ…凹溝（着座面）
１７…進角側油圧室（進角室）
１８…遅角側油圧室（遅角室）
３４・３５…コイルスプリング（付勢部材）
３４ａ、３５ａ…一端部
３４ｂ、３５ｂ…他端部
３６…連結部
３７…座面

Claims (3)

1. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する回転駆動部材と、
   該回転駆動部材またはカムシャフトの一方側に固定され、内周側に突出するシューによって円周方向に隔成される作動室を内部に有するハウジングと、
   前記回転駆動部材またはカムシャフトの他方側に固定されると共に、前記作動室内に相対回転自在に収容され、外周方向に突出するベーンを有するベーン部材と、
   前記作動室を前記ベーンによって隔成されることにより形成される進角室及び遅角室と、
   前記進角室と遅角室への作動流体の供給及び排出を行う流体給排手段と、
   前記進角室または遅角室内に配置されていると共に、並設された複数の付勢部材が線材によって形成されて、前記ハウジングに対して前記ベーン部材が進角する方向または遅角する方向に付勢力を作用させる付勢手段と、
   を備え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。
2. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する回転駆動部材と、
   該回転駆動部材またはカムシャフトの一方側に固定され、内周側に突出するシューによって円周方向に隔成される作動室を内部に有するハウジングと、
   前記回転駆動部材またはカムシャフトの他方側に固定されると共に、前記作動室内に相対回転自在に収容され、外周方向に突出するベーンを有するベーン部材と、
   前記作動室を前記ベーンによって隔成されることにより形成される進角室及び遅角室と、
   前記進角室と遅角室への作動流体の供給及び排出を行う流体給排手段と、
   前記ハウジングとベーン部材との間に跨って配置されると共に、複数の付勢部材を並列に作用させるように単一の材料によって成形され、前記ハウジングに対して前記ベーン部材が進角する方向または遅角する方向へ付勢力を作用させる付勢手段と、
   を備え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。
3. 機関のクランクシャフトによって回転駆動する回転駆動部材と、
   該回転駆動部材またはカムシャフトの一方側に固定され、内周側に突出するシューによって円周方向に隔成される作動室を内部に有するハウジングと、
   前記回転駆動部材またはカムシャフトの他方側に固定されると共に、前記作動室内に相対回転自在に収容され、外周方向に突出するベーンを有するベーン部材と、
   前記作動室を前記ベーンによって隔成されることにより形成される進角室及び遅角室と、
   前記進角室と遅角室への作動流体の供給及び排出を行う流体給排手段と、
   前記ハウジングに対して前記ベーン部材を進角する方向または遅角する方向へ複数の箇所から付勢力を作用させるように一体に形成された付勢手段と、
   を備え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。
   

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