JP5382086B2 - 液圧式バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、作動液により調整する液圧式バルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸と連動回転するアウタロータの内部において、カム軸と連動回転するインナロータにより、複数の作動室を回転周方向に区画してなる液圧式バルブタイミング調整装置が、知られている。このような液圧式バルブタイミング調整装置によると、各作動室に対する作動液の入出により、アウタロータに対してインナロータが回転周方向の一方又は他方へと摺動回転することで、それらロータ間の回転位相に応じたバルブタイミングが実現されることになる。

さて、液圧式バルブタイミング調整装置の一種として特許文献１に開示される装置では、渦巻ばねを形成する素線のうち最外周巻部及び最内周巻部がそれぞれアウタロータ及びインナロータに係止されている。ここで、回転周方向の一方及び他方をそれぞれ変形方向及び付勢方向とすると、渦巻ばねは、アウタロータに対するインナロータの変形方向への摺動回転に応じてねじれ変形することにより、アウタロータに対してインナロータを付勢方向に付勢する。こうした付勢形態によれば、例えば内燃機関の停止時等、各作動室への作動液の導入が止められるときに、アウタロータに対してインナロータを付勢方向へと相対回転させて、内燃機関の始動に適したタイミング等、所期のバルブタイミングを強制的に実現可能となる。

特開２０１１−６９３１６号公報

一般に、回転に伴って振動が発生する内燃機関では、エンジン回転数（回転速度）が増大するのに追従して、エンジン振動数も増大する。故に特許文献１の開示装置では、エンジン振動数が増大して渦巻ばねの固有振動数と一致すると、当該渦巻ばねに共振が発生する。その結果、応力振幅の急増する渦巻ばねには、曲げや折れ等の破損が生じ易くなるので、耐久性の低下が懸念される。

ここで特に特許文献１の開示装置では、渦巻ばねの最外周巻部を単に径方向の内側へと寄せて、隣り合う素線部分に線間接触させているだけのため、渦巻ばねのねじれ変形時には、素線同士が離間し易い。素線同士が離間した場合、渦巻ばねの固有振動数が減少側へ変化するため、エンジン回転数に追従して増大したエンジン振動数に当該固有振動数が一致して、共振による破損を渦巻ばねに生じさせ易くなる。また、最外周巻部を径方向内側に寄せられた渦巻ばねでは、線間接触箇所から回転周方向にずれた箇所にて素線が径方向外側に突っ張る状態となるので、耐久性の低下を招く過大な応力が発生し易い。さらに渦巻ばねでは、アウタロータに係止される最外周巻部が径方向内側に寄せられることで、インナロータに係止される最内周巻部に不要な径方向力が働き、それらロータ間に生じる摺動抵抗が増大してバルブタイミングの調整応答性が低下してしまうのである。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、液圧式バルブタイミング調整装置において耐久性とバルブタイミングの調整応答性とを高めることにある。

請求項１に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、作動液により調整する液圧式バルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動回転するアウタロータと、カム軸と連動回転し、アウタロータの内部において複数の作動室を回転周方向に区画し、それら各作動室に対する作動液の入出によりアウタロータに対して回転周方向の一方又は他方へ摺動回転するインナロータと、素線のうち最外周巻部及び最内周巻部がそれぞれアウタロータ及びインナロータに係止され、回転周方向の一方及び他方をそれぞれ変形方向及び付勢方向として、アウタロータに対するインナロータの変形方向への摺動回転に応じてねじれ変形することにより、アウタロータに対してインナロータを付勢方向へ付勢する渦巻ばねとを、備えたバルブタイミング調整装置において、渦巻ばねは、アウタロータによる係止箇所とインナロータによる係止箇所との間にて径方向に曲げ出された曲部を有し、当該曲部を径方向に隣り合う素線部分に線間接触させる。

この発明において、素線のうち最外周巻部及び最内周巻部がそれぞれアウタロータ及びインナロータに係止される渦巻ばねでは、それら各ロータによる係止箇所の間にて径方向に曲げ出された曲部が、径方向に隣り合う素線部分と線間接触する。こうした曲部を利用する線間接触構造によれば、各ロータによる係止箇所と線間接触箇所との間の素線長を短くして、渦巻ばねの固有振動数を増大させ得るので、内燃機関にてエンジン振動数がエンジン回転数に追従して増大したとしても、渦巻ばねの共振を抑制可能となる。また、曲部を利用する線間接触構造により共振が抑えられる渦巻ばねでは、線間接触を実現するために最外周巻部を径方向内側へ寄せる必要性から、解放され得る。故に、素線が径方向外側に突っ張って過大な応力が発生する事態も、最内周巻部に不要な径方向力が働いてロータ間の摺動抵抗が増大する事態も、回避可能となる。以上のことから、渦巻ばねについて共振の抑制作用と過大応力の発生回避作用とにより耐久性を高めると共に、ロータ間の摺動抵抗の増大回避作用によりバルブタイミングの調整応答性を高めることができるのである。

請求項２に記載の発明によると、曲部は、渦巻ばねの素線において湾曲するアーチ状に形成される。この発明のように、渦巻ばねの素線において湾曲するアーチ状の曲部では、両端部における曲率の変化量を可及的に小さくし得る。これによれば、渦巻ばねのねじれ変形時に曲部の両端部に過大な応力が発生するのを抑制して、高耐久性の実現に貢献することができるのである。

請求項３に記載の発明によると、曲部は、アウタロータによる係止箇所とインナロータによる係止箇所との間において、複数箇所に設けられる。この発明の渦巻ばねにおいて各ロータによる係止箇所の間では、複数箇所の曲部がそれぞれ隣り合う素線部分と線間接触して、それら線間接触箇所の間又は係止箇所と線間接触箇所との間の素線長が短くなる。その結果、渦巻ばねの固有振動数が確実に増大して共振の抑制作用が高められ得るので、高耐久性の実現に貢献することができるのである。

請求項４に記載の発明によると、最外周巻部は、アウタロータによる係止箇所から回転周方向にずれた箇所において、径方向の内側からアウタロータに支持される。この発明のように、アウタロータによる係止箇所から回転周方向にずれた箇所にて径方向内側からアウタロータに支持される最外周巻部は、渦巻ばねのねじれ変形時に当該径方向内側には寄り難くなる。これにより、素線が径方向外側に突っ張って過大な応力が発生する事態の回避作用も、最内周巻部に不要な径方向力が働いてロータ間の摺動抵抗が増大する事態の回避作用も高められ得るので、高耐久性と高調整応答性との実現に貢献することができるのである。

請求項５に記載の発明によると、最外周巻部は、径方向の外側に曲げ出されて径方向の内側からの係止状態にてアウタロータにより支持される係止部を、有する。この発明のように、アウタロータによる径方向内側からの支持部分が径方向外側に曲げ出されることで、アウタロータによる係止状態の係止部となっている最外周巻部については、渦巻ばねのねじれ変形時に径方向内側への寄りが確実に規制され得る。これによれば、素線が径方向外側に突っ張って過大な応力が発生する事態と、最内周巻部に不要な径方向力が働いてロータ間の摺動抵抗が増大する事態とにつき、回避作用を確固たるものとして、高耐久性と高調整応答性との実現に貢献することができるのである。

請求項６に記載の発明によると、渦巻ばねは、アウタロータのうち軸方向に隣り合う端面の外形輪郭よりも、径方向の内側に配置される。この発明において、軸方向に隣り合うアウタロータ端面の外形輪郭よりも径方向内側に配置される渦巻ばねは、上述の如き曲部を利用した線間接触構造により径方向外側への突っ張りが抑制されるので、当該外形輪郭から径方向外側へは食み出し難くなる。これによれば、内燃機関における搭載条件が一般に制限されるバルブタイミング調整装置につき、高耐久性と高調整応答性とを実現しつつ、小型化を図ることが可能となる。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図３に対応する図である。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図３に対応する図である。 本発明の第四実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図３に対応する図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による液圧式バルブタイミング調整装置１につき、車両の内燃機関に適用した例を示している。装置１は、内燃機関においてカム軸２を駆動するための機関トルクがクランク軸（図示しない）から伝達される伝達系に、設置される。かかる機関トルクの伝達により装置１は、カム軸２が開閉する動弁としての排気弁のバルブタイミングを、作動液としての作動油により調整する。

（基本構成）
まず、装置１の基本構成を説明する。図１，２に示すように装置１は、アウタロータ１０に対するインナロータ２０の回転位相を変化させることにより、バルブタイミングを調整する。ここで、アウタロータ１０及びインナロータ２０の回転周方向、径方向及び軸方向はいずれも共通となっており、それらの方向を以下では単に、「回転周方向」、「径方向」及び「軸方向」と表記する。また、アウタロータ１０に対するインナロータ２０の回転位相を、以下では単に、「ロータ１０，２０間の回転位相」と表記する。

アウタロータ１０は、スプロケット歯１２４の設けられたハウジング本体１２の軸方向両端部にそれぞれリアプレート１３及びフロントプレート１４が締結されてなる、所謂スプロケットハウジングである。

ハウジング本体１２は、収容周壁１２０、複数のシュー１２２及び複数のスプロケット歯１２４を有している。各シュー１２２は、円筒状の収容周壁１２０において回転周方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向内側へ突出している。回転周方向において隣合うシュー１２２の間には、それぞれ収容室３０が形成されている。各スプロケット歯１２４は、収容周壁１２０のうち回転周方向に等間隔ずつあけた箇所から径方向外側へと突出している。ハウジング本体１２は、それらスプロケット歯１２４とクランク軸の複数の歯との間にタイミングチェーン（図示しない）が掛け渡されることにより、当該クランク軸と連繋する。かかる連繋により内燃機関の運転時には、クランク軸から出力の機関トルクがタイミングチェーンを通じてハウジング本体１２に伝達されることで、アウタロータ１０がクランク軸と連動して回転周方向の一方（図２の時計方向）に回転する。

インナロータ２０は、アウタロータ１０の内部のうちプレート１３，１４間に同軸上に挟持される、所謂ベーンロータである。インナロータ２０は、回転軸２００及び複数のベーン２０２を有している。円筒状の回転軸２００は、アウタロータ１０の内部に収容されて軸方向一端部をフロントプレート１４に摺接させる。それと共に回転軸２００は、リアプレート１３の中心孔１３２を通じて軸方向他端部をアウタロータ１０の外部に突出させることにより、カム軸２と同軸上に締結される突出部２０４を形成している。かかる締結によりインナロータ２０は、カム軸２と連動して回転周方向の一方（図２の時計方向）に回転しつつ、アウタロータ１０に対して回転周方向の両側に相対回転可能となっている。

各ベーン２０２は、回転軸２００において回転周方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へと突出して、それぞれ対応する収容室３０に収容されている。各ベーン２０２は、軸方向両端部をそれぞれプレート１３，１４に摺接させると共に、突出側端部をハウジング本体１２の内周部に摺接させる。各ベーン２０２は、それぞれ対応収容室３０を回転周方向に区画することにより、進角通路３４及び遅角通路３５をそれぞれ通じて作動油が入出する進角作動室３２及び遅角作動室３３を、それぞれ複数ずつ形成している。ここで、回転軸２００を貫通する進角通路３４を通じて作動油が各進角作動室３２に導入されると、回転周方向のうちアウタロータ１０に対する進角方向Ｄａへインナロータ２０を摺動回転させる回転トルクが、発生する。一方、回転軸２００を貫通する遅角通路３５を通じて作動油が各遅角作動室３３に導入されると、回転周方向のうちアウタロータ１０に対する遅角方向Ｄｒへインナロータ２０を摺動回転させる回転トルクが、発生する。

複数のベーン２０２のうち特定の一ベーン２０２ａには、ロック部材２２及びロックスプリング２４が内蔵されている。円柱ピン状のロック部材２２は、ロックスプリング２４により付勢されて、図１の如くリアプレート１３に円筒孔状に設けられたロック孔１４０へと嵌入することで、アウタロータ１０に対してインナロータ２０を相対回転不能にロックする。ここで本実施形態では、かかる相対回転ロックが実現されるときのロータ１０，２０間の回転位相（以下、「ロック位相」という）として、内燃機関の停止時に最適となる図２の最進角位相が設定されている。

一方でロック部材２２は、ベーン２０２ａを回転周方向に挟む作動室３２，３３のうち少なくとも一方の作動油の油圧を受けてロック孔１４０から離脱することで、アウタロータ１０に対するインナロータ２０の相対回転ロックを解除する。かかる相対回転ロックの解除下、各進角作動室３２への作動油の導入と各遅角作動室３３からの作動油の排出とが実現されるときには、アウタロータ１０に対してインナロータ２０が進角方向Ｄａに相対回転する。その結果、ロータ１０，２０間の回転位相が進角側へと変化して、バルブタイミングが進角することになる。また、相対回転ロックの解除下、各遅角作動室３３への作動油の導入と各進角作動室３２からの作動油の排出とが実現されるときには、アウタロータ１０に対してインナロータ２０が遅角方向Ｄｒに相対回転する。その結果、ロータ１０，２０間の回転位相が遅角側へと変化して、バルブタイミングが遅角することになる。

（付勢構造）
次に、インナロータ２０をロック位相に向かって付勢するために図１，３の如き要素１８，５０から構成される付勢ユニット５につき、説明する。 金属製のアウタロータ１０は、リアプレート１３からハウジング本体１２とは軸方向反対側へ突出するアウタストッパ１８を、有している。アウタストッパ１８は、ロータ１０，２０の共通の回転中心Ｃｒから所定距離だけ径方向に偏心した箇所に、円柱ピン状に設けられている。

金属製のインナロータ２０において回転軸２００の突出部２０４の周囲には、渦巻ばね５０が配置されている。渦巻ばね５０は、金属製の素線５２が実質同一平面内にて渦巻状に湾曲してなる、所謂ねじりばねである。渦巻ばね５０は、その渦巻中心Ｃｓがロータ１０，２０の回転中心Ｃｒと心合わせされた状態にて配置され、リアプレート１３のうちハウジング本体１２とは反対側の外端面１３０と軸方向に隣り合って接触している。

渦巻ばね５０において最内周の周回をなす素線部分５２０は、最内周巻部５２０として突出部２０４を径方向外側から囲んでいる。最内周巻部５２０のうち径方向内側へ向かってＬ字状に屈曲された先端部５２０ａは、突出部２０４に設けられた嵌合孔２０４ａに嵌入することで、インナロータ２０に常に係止されている。

渦巻ばね５０において最外周の周回をなす素線部分５２２は、最外周巻部５２２としてリアプレート１３の外端面１３０の外形輪郭１３０ａよりも径方向内側に配置されている。かかる配置により本実施形態では、渦巻ばね５０の全体が外形輪郭１３０ａの径方向内側に収められている。最外周巻部５２２のうち径方向外側へ向かってＵ字状に屈曲された先端部５２２ａは、当該Ｕ字状の内側にアウタストッパ１８が嵌入することで、アウタロータ１０に常に係止されている。

渦巻ばね５０において、各ロータ１０，２０による係止箇所を形成する先端部５２２ａ，５２０ａの間では、図３に示すように、素線部分５２４が径方向に曲げ出されて曲部５２４を形成している。ここで本実施形態の曲部５２４は、素線５２において径方向外側へ向かって滑らかに湾曲するアーチ状に、形成されている。かかる径方向外側への湾曲により曲部５２４は、当該曲部５２４と径方向に隣り合う最外周巻部５２２に対して回転周方向の所定角度範囲で接触する、所謂線間接触を実現している。

以上の如き構成の渦巻ばね５０を利用した付勢ユニット５では、ロータ１０，２０間の回転位相の可変範囲全域にて、最内周巻部５２０及び最外周巻部５２２がそれぞれインナロータ２０及びアウタロータ１０に係止される。かかる係止により渦巻ばね５０は、曲部５２４を径方向外側の最外周巻部５２２に線間接触させた状態下、回転位相に応じたねじれ変形により復原力を発生する。その結果、本実施形態のインナロータ２０は、渦巻ばね５０に発生した復原力を、進角方向Ｄａへの付勢力として受ける。即ち本実施形態では、アウタロータ１０に対してインナロータ２０が変形方向としての遅角方向Ｄｒへ相対回転するのに応じて、渦巻ばね５０がねじれ変形することにより、付勢方向としての進角方向Ｄａへインナロータ２０が付勢されることになる。

（作用効果）
ここまで説明した付勢ユニット５の作用効果を、以下に説明する。付勢ユニット５によると、素線５２のうち最外周及び最内周巻部５２２，５２０が各ロータ１０，２０に係止される渦巻ばね５０では、それら各ロータ１０，２０による係止箇所の間にて径方向外側に曲げ出された曲部５２４が、径方向に隣り合う最外周巻部５２２と線間接触する。こうした曲部５２４を利用する線間接触構造によれば、各ロータ１０，２０による係止箇所としての先端部５２２ａ，５２０ａと素線部分５２４，５２２の線間接触箇所との間にて、素線長が短くなるので、渦巻ばね５０の一次固有振動数が増大する。故に、内燃機関にてエンジン振動数がエンジン回転数に追従して増大したとしても、当該エンジン振動数の想定最大値よりも大きな一次固有振動数を渦巻ばね５０に予め与えておくことで、当該ばね５０の共振を抑制することが可能である。

また、曲部５２４を利用する線間接触構造により共振が抑えられる渦巻ばね５０では、線間接触を実現するために最外周巻部５２２を径方向内側へ寄せる必要性から、解放され得る。故に、最外周巻部５２２が径方向内側へ寄ることにより素線５２が径方向外側に突っ張って過大な応力が発生する事態も、当該寄りにより不要な径方向力が最内周巻部５２０に働いてロータ１０，２０間の摺動抵抗が増大する事態も、回避可能となる。

以上、付勢ユニット５によれば、渦巻ばね５０について共振の抑制作用と過大応力の発生回避作用とにより耐久性を高めると共に、ロストルクを生むロータ１０，２０間の摺動抵抗についての増大回避作用によりバルブタイミングの調整応答性を高めることができるのである。

さらに、付勢ユニット５をなす渦巻ばね５０の素線５２において滑らかに湾曲するアーチ状の曲部５２４については、図３の両端部５２４ａ，５２４ｂにおける曲率の変化量を可及的に小さくし得る。これによれば、渦巻ばね５０のねじれ変形時に曲部５２４の両端部５２４ａ，５２４ｂに過大な応力が発生するのを抑制して、高耐久性の実現に貢献することができるのである。

まらさらに、付勢ユニット５において渦巻ばね５０は、軸方向に隣り合うアウタロータ１０の外端面１３０の外形輪郭１３０ａよりも径方向内側に、配置されている。ここで、上述の如き曲部５２４を利用した線間接触構造によれば、素線５２の径方向外側への突っ張りが抑制され得るので、渦巻ばね５０が外端面１３０の外形輪郭１３０ａから径方向外側へは食み出し難くなる。故に、内燃機関における搭載条件が一般に制限される装置１について、高耐久性と高調整応答性とを実現しつつ、小型化を図ることも可能となるのである。

（第二実施形態）
図４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の付勢ユニット２００５をなす渦巻ばね２０５０では、最外周及び最内周巻部５２２，５２０の各先端部５２２ａ，５２０ａ間にて素線部分２５２４が径方向内側へ向かって滑らかなアーチ状に湾曲することで、径方向に曲げ出された曲部２５２４が形成されている。そして、こうした径方向内側への曲げ出しにより曲部２５２４は、当該曲部２５２４と径方向に隣り合う最内周巻部５２０に対して回転周方向の特定箇所にて接触する、所謂線間接触を実現している。

このような第二実施形態の渦巻ばね２０５０は、曲部５２４を径方向内側の最内周巻部５２０に線間接触させた状態下、インナロータ２０を付勢する復原力を回転位相に応じて発生する。したがって、かかる線接触構造によれば、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することができるのである。

（第三実施形態）
図５に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の付勢ユニット３００５をなす渦巻ばね３０５０では、最外周及び最内周巻部５２２，５２０の各先端部５２２ａ，５２０ａ間にて複数箇所（本実施形態では三箇所）の素線部分３５２４が径方向外側へ向かって滑らかなアーチ状に湾曲することで、径方向に曲げ出された複数の曲部３５２４が形成されている。そして、こうした径方向外側への曲げ出しにより各曲部３５２４は、最外周巻部５２２のうち径方向に隣り合う箇所に対して回転周方向の所定角度範囲で接触する、所謂線間接触を実現している。

このような第三実施形態の渦巻ばね３０５０では、各曲部３５２４を径方向内側の最外周巻部５２２に線間接触させた状態下、インナロータ２０を付勢する復原力を回転位相に応じて発生する。したがって、かかる線接触構造によれば、素線部分３５２４，５２２の線接触箇所間や、各ロータ１０，２０による係止箇所と回転周方向に直近の当該線接触箇所との間にて、素線長が短くなる。これによれば、渦巻ばね５０の一次固有振動数を確実に増大させて共振の抑制作用を高め得るので、高耐久性の実現に貢献することができるのである。

（第四実施形態）
図６に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。第四実施形態の付勢ユニット４００５には、支持部材４０１９が追加されている。支持部材４０１９は、アウタロータ１０においてリアプレート１３からハウジング本体１２とは軸方向反対側へ突出する円柱ピン状に、形成されている。ここで本実施形態の支持部材４０１９は、回転中心Ｃｒからアウタストッパ１８の場合よりも長い距離だけ径方向に偏心した箇所に、当該ストッパ１８から回転周方向にずれて配置されている。

さらに付勢ユニット４００５をなす渦巻ばね４０５０の最外周巻部５２２では、アウタストッパ１８による係止箇所としての先端部５２２ａから回転周方向にずれた箇所において、素線部分４５２６が径方向に曲げ出されている。ここで本実施形態の素線部分４５２６は、径方向外側へ向かって山型に屈曲されて当該山型の内側に支持部材４０１９が嵌入することで、径方向内側からの係止状態にてアウタロータ１０により支持される係止部４５２６を、形成している。さらに本実施形態では、係止部４５２６がリアプレート１３の外端面１３０の外形輪郭１３０ａよりも径方向内側に配置されることで、渦巻ばね４０５０の全体が当該輪郭１３０ａの径方向内側に収められている。またさらに本実施形態では、最外周巻部５２２のうち係止部４５２６を回転周方向に挟んで先端部５２２ａとは反対側となる箇所に、曲部５２４が線間接触する構成が採用されている。

このような第四実施形態の渦巻ばね４０５０では、最外周巻部５２２のうち径方向外側に曲げ出された係止部４５２６をアウタロータ１０が径方向内側からの係止状態にて支持するので、ねじれ変形時には最外周巻部５２２の当該径方向内側への寄りが確実に規制され得る。これによれば、素線５２が径方向外側に突っ張って過大な応力が発生する事態と、最内周巻部５２０に不要な径方向力が働いてロータ１０，２０間の摺動抵抗が増大する事態とにつき、回避作用を確固たるものとして、高耐久性と高調整応答性との実現に貢献することができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に第一〜第四実施形態では、第四実施形態の係止部４５２６に準じて曲部５２４，２５２４，３５２４を山型に屈曲させてもよい。また、第一、第三及び第四実施形態では、曲部５２４，３５２４を最外周巻部５２２よりも内周の素線部分と隣り合わせて線間接触を実現してもよい。さらに第二実施形態では、曲部２５２４を最内周巻部５２０よりも外周の素線部分と隣り合わせて線間接触を実現してもよい。またさらに第三及び第四実施形態では、第二実施形態に準じて曲部５２４，３５２４を径方向内側へ曲げ出してもよい。ここで第三実施形態の場合には、全ての曲部３５２４を径方向内側へ曲げ出してもよいし、径方向内側へ曲げ出した曲部３５２４及び径方向外側へ曲げ出した曲部３５２４をそれぞれ適数ずつ設けてもよい。

加えて第四実施形態では、アウタストッパ１８による係止箇所としての先端部５２２ａから回転周方向にずれた複数箇所にそれぞれ、係止部４５２６を設けてもよい。また加えて第四実施形態では、最外周巻部５２２のうち屈曲されない渦巻状部分を、支持部材４０１９により径方向内側から支持してもよい。さらに加えて第一〜第四実施形態では、アウタロータ１０のうち渦巻ばね５０，２０５０，３０５０，４０５０と軸方向に隣り合う外端面１３０の外形輪郭１３０に対して、それらのばね５０，２０５０，３０５０，４０５０を径方向の内側から外側へ向かって食み出すように配置してもよい。またさらに加えて第一〜第四実施形態では、ロック位相を最進角位相及び最遅角位相の間の回転位相に設定して、渦巻ばね５０，２０５０，３０５０，４０５０によりインナロータ２０が付勢力を受ける回転位相の範囲を、最進角位相又は最遅角位相から当該ロック位相に至る範囲に限定してもよい。

そして、第一〜第四実施形態では、カム軸２により開閉する動弁を吸気弁とし且つ「進角」と「遅角」との関係を逆にして、渦巻ばね５０，２０５０，３０５０，４０５０によりインナロータ２０を遅角方向Ｄｒへと付勢してもよい。

１ 液圧式バルブタイミング調整装置、２ カム軸、５，２００５，３００５，４００５ 付勢ユニット、１０ アウタロータ、１３ リアプレート、１８ アウタストッパ、２０ インナロータ、３２ 進角作動室（作動室）、３３ 遅角作動室（作動室）、５０，２０５０，３０５０，４０５０ 渦巻ばね、５２ 素線、１３０ 外端面（端面）、１３０ａ 外形輪郭、２０２ ベーン、２０４ 突出部、２０２ａ 嵌合孔、５２０ 素線部分・最内周巻部、５２０ａ，５２２ａ 先端部、５２２ 素線部分・最外周巻部、５２４，２５２４，３５２４ 素線部分・曲部、５２４ａ，５２４ｂ 両端部、４０１９ 支持部材、４５２６ 素線部分・係止部、Ｃｒ 回転中心、Ｃｓ 渦巻中心、Ｄａ 進角方向、Ｄｒ 遅角方向

Claims (6)

1. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、作動液により調整する液圧式バルブタイミング調整装置であって、
   前記クランク軸と連動回転するアウタロータと、
   前記カム軸と連動回転し、前記アウタロータの内部において複数の作動室を回転周方向に区画し、それら各作動室に対する作動液の入出により前記アウタロータに対して前記回転周方向の一方又は他方へ摺動回転するインナロータと、
   素線のうち最外周巻部及び最内周巻部がそれぞれ前記アウタロータ及び前記インナロータに係止され、前記回転周方向の一方及び他方をそれぞれ変形方向及び付勢方向として、前記アウタロータに対する前記インナロータの前記変形方向への摺動回転に応じてねじれ変形することにより、前記アウタロータに対して前記インナロータを前記付勢方向へ付勢する渦巻ばねとを、備えたバルブタイミング調整装置において、
   前記渦巻ばねは、前記アウタロータによる係止箇所と前記インナロータによる係止箇所との間にて径方向に曲げ出された曲部を有し、当該曲部を径方向に隣り合う素線部分に線間接触させることを特徴とする液圧式バルブタイミング調整装置。
2. 前記曲部は、前記渦巻ばねの素線において湾曲するアーチ状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
3. 前記曲部は、前記アウタロータによる係止箇所と前記インナロータによる係止箇所との間において、複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
4. 前記最外周巻部は、前記アウタロータによる係止箇所から前記回転周方向にずれた箇所において、前記径方向の内側から前記アウタロータに支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
5. 前記最外周巻部は、前記径方向の外側に曲げ出されて前記径方向の内側からの係止状態にて前記アウタロータにより支持される係止部を、有することを特徴とする請求項４に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。
6. 前記渦巻ばねは、前記アウタロータのうち軸方向に隣り合う端面の外形輪郭よりも、前記径方向の内側に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液圧式バルブタイミング調整装置。

Images