JP6222043B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動側回転体と従動側回転体との回転位相を、付勢力により所定方向に変位させるトーションスプリングを外部に備えている弁開閉時期制御装置に関する。

弁開閉時期制御装置（文献ではバルブタイミング調整機構）として特許文献１には、従動側回転体（文献ではベーンロータ）を、駆動側回転体（文献ではハウジング）に対して進角方向に付勢するトーションスプリング（文献ではコイルバネ）を備えた技術が示されている。

この特許文献１では、駆動側回転体の前面側に露出する有底筒状のブッシュをカムシャフトに連結し、このブッシュにトーションスプリングを備え、トーションスプリングの一端側を駆動側回転体に係合させ、他端側を従動側回転体に係合させている。この構成では、ブッシュの複数箇所にトーションスプリングが当接することで、トーションスプリングの中心軸と、回転軸芯とが平行となるようにトーションスプリングを矯正している。

また、特許文献２には、駆動側回転体（文献ではハウジング）と従動側回転体（文献ではベーン部材）とを備え、従動側回転体に支持部材を備え、この支持部材にトーションスプリングを支持する技術が示されている。

この特許文献２では、支持部材においてトーションスプリングの倒れを規制するための規制部を、駆動側回転体の前面側のフロントプレートの外側に配置し、規制部とフロントプレートとの間にトーションスプリングを配置し、このトーションスプリングの一端をフロントプレートに支持し、他端を支持部材の規制部に支持している。

特開２０１３‐１８５４５９号公報 特開２００７‐２７８３０６号公報

トーションスプリングの一方の端部を駆動側回転体に支持する構成として、駆動側回転体に対して、回転軸芯に平行する姿勢で形成された孔部に挿通するものが考えられる。この構成では、孔部に対してトーションスプリングの一方の端部を挿通するに手間が掛かり弁開閉時期制御装置の組み立てを困難にするものであった。また、特許文献２に示される支持部材は大型化しやすいものである。

本発明の目的は、スプリングホルダを有した弁開閉時期制御装置において付勢力を作用させるトーションスプリングを容易に支持する構成を得る点にある。更に、本発明の目的は、スプリングホルダを安定した姿勢で確実に支持する構成を得る点にある。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを支持するスプリングホルダとを備え、
前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
前記座部から前記カムシャフトの回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
前記座部には、前記嵌合部に嵌合して芯出しを行う調芯部と、前記嵌合部に形成された規制部に対して前記回転軸芯と直交する径方向に係合して前記座部の回転を規制する被規制部と、が形成され、
前記ガイド部には前記トーションスプリングの端部を支持する支持部が形成され、
前記駆動側回転体が、中央に貫通孔を有する蓋体を備え、
前記回転軸芯を中心として複数の前記ガイド部の外周を結ぶ外周径が、前記貫通孔の内径より小さく、前記回転軸芯を中心として前記調芯部の外端を結ぶ外端径が、前記貫通孔の内径より大きい点にある。

この構成によると、座部を従動側回転体の嵌合部に嵌合させ、調芯部を従動側回転体の嵌合部に嵌合させることにより、座部の中心位置を弁開閉時期制御装置の回転軸芯上に配置することが可能となる。また、被規制部を従動側回転体の規制部に対して係合させることにより、従動側回転体とスプリングホルダとの一体回転が可能となる。
更に、例えば、スプリングホルダの一方の端部をガイド部の支持部に支持した状態で、トーションスプリングの他方の端部を駆動側回転体に支持するため、トーションスプリングの他方の端部の支持を容易に行えると共に、トーションスプリングの付勢力を駆動側回転体と従動側回転体との間に作用させることが可能となる。

特に、弁開閉時期制御装置の外部にトーションスプリングを配置する構成のため、トーションスプリングとの接触により摩擦粉が発生しても装置内部へ侵入することがない。しかも、弁開閉時期制御装置の回転軸芯方向での小型化を可能にする。また、スプリングホルダが、その座部を従動側回転体に接触させて支持されるため、スプリングホルダの姿勢を安定させる。
従って、スプリングホルダを有した弁開閉時期制御装置において付勢力を作用させるトーションスプリングを容易に支持する構成が得られた。
また、これによると、スプリングホルダを装着する場合には、スプリングホルダの座部を従動側回転体の嵌合部に嵌合し、調芯部により位置決めを行い、被規制部による回転規制を行う。次に、ガイド部を蓋体の貫通孔に挿通する状態で、蓋体を駆動側回転体に連結することにより、調芯部が蓋体により押さえ込まれ、スプリングホルダの浮き上がりの阻止が可能となる。

本発明は、前記スプリングホルダが、板状の材料の加工により前記座部と複数の前記ガイド部と複数の前記調芯部とが一体的に形成され、前記座部の外周において周方向に沿って前記ガイド部と前記調芯部とが交互に配置され、これらの中間位置に前記座部の一部を前記回転軸芯の方向に切り欠いた切込部が形成されても良い。

これによると、例えば、鋼材をプレス加工することにより座部と、複数のガイド部と、複数の調芯部とを一体的に形成することが可能となる。また、複数のガイド部は、座部に対して直交する方向に延出するものであり、切込部が形成されることにより、プレス加工時に座部や調芯部に歪みが生ずるのを防止することができる。

本発明は、前記支持部が、前記ガイド部の一部を切り欠くことで、前記トーションスプリングの端部を支持する空間が切り開かれた凹状に形成されても良い。

これによると、ガイド部の一部を切り欠き、切り開かれた空間となる凹状に支持部を形成することにより、簡単な構成によりトーションスプリングの一端を支持できる。

本発明は、前記座部に対し、複数の前記ガイド部が前記回転軸芯に沿って延びるように一体形成され、複数の前記ガイド部のうち前記支持部が形成される端面に、前記トーションスプリングの前記端部を前記支持部に案内する傾斜部が形成されても良い。

これによると、ガイド部でトーションスプリングを支持し、トーションスプリングの一方の端部を、ガイド部の支持部に係合させる場合には、トーションスプリングの一方の端部をスプリング支持部の傾斜面に接触させることにより、その端部が傾斜面に沿って移動し、支持部に係合させることが可能となる。これにより、トーションスプリングの装着工程が単純化する。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを支持するスプリングホルダとを備え、
前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
前記座部から前記カムシャフトの回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
前記座部には、前記嵌合部に嵌合して芯出しを行う調芯部と、前記嵌合部に形成された規制部に対して前記回転軸芯と直交する径方向に係合して前記座部の回転を規制する被規制部と、が形成され、
前記ガイド部には前記トーションスプリングの端部を支持する支持部が形成され、
前記支持部が、前記ガイド部の一部を切り欠くことで、前記トーションスプリングの端部を支持する空間が切り開らかれた凹状に形成され、
前記座部に対し、複数の前記ガイド部が前記回転軸芯に沿って延びるように一体形成され、複数の前記ガイド部のうち前記支持部が形成される端面に、前記トーションスプリングの前記端部を前記支持部に案内する傾斜部が形成されている点にある。

この構成によると、座部を従動側回転体の嵌合部に嵌合させ、調芯部を従動側回転体の嵌合部に嵌合させることにより、座部の中心位置を弁開閉時期制御装置の回転軸芯上に配置することが可能となる。また、被規制部を従動側回転体の規制部に対して係合させることにより、従動側回転体とスプリングホルダとの一体回転が可能となる。
更に、例えば、スプリングホルダの一方の端部をガイド部の支持部に支持した状態で、トーションスプリングの他方の端部を駆動側回転体に支持するため、トーションスプリングの他方の端部の支持を容易に行えると共に、トーションスプリングの付勢力を駆動側回転体と従動側回転体との間に作用させることが可能となる。
特に、弁開閉時期制御装置の外部にトーションスプリングを配置する構成のため、トーションスプリングとの接触により摩擦粉が発生しても装置内部へ侵入することがない。しかも、弁開閉時期制御装置の回転軸芯方向での小型化を可能にする。また、スプリングホルダが、その座部を従動側回転体に接触させて支持されるため、スプリングホルダの姿勢を安定させる。
従って、スプリングホルダを有した弁開閉時期制御装置において付勢力を作用させるトーションスプリングを容易に支持する構成が得られた。
また、これによると、ガイド部の一部を切り欠き、切り開かれた空間となる凹状に支持部を形成することにより、簡単な構成によりトーションスプリングの一端を支持できる。
更に、これによると、ガイド部でトーションスプリングを支持し、トーションスプリングの一方の端部を、ガイド部の支持部に係合させる場合には、トーションスプリングの一方の端部をスプリング支持部の傾斜面に接触させることにより、その端部が傾斜面に沿って移動し、支持部に係合させることが可能となる。これにより、トーションスプリングの装着工程が単純化する。

本発明は、前記トーションスプリングが複数の前記ガイド部の外周部に配置されるように構成され、前記ガイド部の端部に径方向に延出した延出部を備えても良い。

これによると、ガイド部の端部にトーションスプリングが移動した場合には、このトーションスプリングが延出部に接触することで脱落が防止される。

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを
支持するスプリングホルダとを備え、
前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
前記座部から前記回転軸芯と直交する姿勢で外方に突出する調芯部と、
前記座部から前記回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
前記駆動側回転体が、中央に貫通孔を有する蓋体を備え、
前記回転軸芯を中心として複数の前記ガイド部の外周を結ぶ外周径が、前記貫通孔の内径より小さく、前記回転軸芯を中心として前記調芯部の外端を結ぶ外端径が、前記貫通孔の内径より大きく設定されている点にある。

従来からの弁開閉時期制御装置として、装置の外部にトーションスプリングを備えるものでは、トーションスプリングを支持するホルダ等の構成を必要とする。また、例えば、ホルダを装置の外部に備えるものではホルダを安定的に支持することも望まれる。

このような課題に対して、本発明の構成のように、座部を従動側回転体の嵌合部に嵌め込むことにより、調芯部を嵌合部の内周に接触させ、座部の中心位置を弁開閉時期制御装置の回転軸芯上に配置することが可能となる。また、スプリングホルダを装着する場合には、スプリングホルダの座部を従動側回転体の嵌合部に嵌め込み、次に、ガイド部を蓋体の貫通孔に挿通する状態で、蓋体を駆動側回転体に連結することにより、調芯部が蓋体により押さえ込まれ、スプリングホルダの浮き上がり、あるいは、脱落が阻止される。
従って、スプリングホルダを安定した姿勢で確実に支持する構成が得られた。

弁開閉時期制御装置の断面図である。 図１のII-II線断面図である。 付勢ユニットとフロントプレートとの位置関係を示す図である。 付勢ユニットをフロントプレートとの分解状態の断面図である。 弁開閉時期制御装置の分解斜視図である。 別実施形態（ａ）の脱落防止部を示す断面図である。 別実施形態（ｂ）の脱落防止部を示す断面図である。 別実施形態（ｃ）の脱落防止部を示す斜視図である。 別実施形態（ｄ）の第１係合部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１及び図２に示すように、駆動側回転体としての外部ロータ２０と、従動側回転体としての内部ロータ３０と、外部ロータ２０及び内部ロータ３０の相対回転位相を進角方向に付勢する付勢機構としての付勢ユニット４０と、電磁制御弁５０とを備えて弁開閉時期制御装置Ａが構成されている。

外部ロータ２０（駆動側回転体の一例）は、内燃機関としてのエンジンＥのクランクシャフト１と同期回転するようにタイミングベルト７を介して連係しており、吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されている。内部ロータ（従動側回転体）は、回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されることで外部ロータ２０に内包され、吸気カムシャフト５に対して一体回転するように連結している。

この弁開閉時期制御装置Ａは、内部ロータ３０の回転軸芯Ｘと同軸芯に電磁制御弁５０を備えている。弁開閉時期制御装置Ａは、電磁制御弁５０による作動油（流体の一例）の制御により外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を変更し、これにより吸気バルブ５Ｖの開閉時期の制御を行う。尚、外部ロータ２０と内部ロータ３０とが位相制御機構として機能する。

エンジンＥ（内燃機関の一例）は、乗用車などの車両に備えられるものである。このエンジンＥは、下部にクランクシャフト１を備え、上部のシリンダブロック２に形成されたシリンダボアの内部にピストン３を収容し、このピストン３とクランクシャフト１とをコネクティングロッド４で連結した４サイクル型に構成されている。

尚、クランクシャフト１の回転力を弁開閉時期制御装置Ａに伝える伝動構成としては、タイミングチェーンを用いて良く、多数のギヤを有するギヤトレインによりクランクシャフト１の駆動力を伝える構成でも良い。

また、エンジンＥの上部には、吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとを備え、クランクシャフト１の駆動力で駆動される油圧ポンプＰを備えている。吸気カムシャフト５は回転により吸気バルブ５Ｖを開閉作動させる。油圧ポンプＰは、エンジンＥのオイルパンに貯留される潤滑油を、供給流路８を介して作動油（流体の一例）として電磁制御弁５０に供給する。

エンジンＥのクランクシャフト１に形成した出力プーリ６と、タイミングプーリ２３Ｐとに亘ってタイミングベルト７を巻回することで、外部ロータ２０がクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフトの前端にもタイミングプーリが備えられ、これにもタイミングベルト７が巻回されている。

尚、この実施形態では、吸気カムシャフト５に弁開閉時期制御装置Ａを備えているが、弁開閉時期制御装置Ａを排気カムシャフトに備えることや、吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとの双方に備えても良い。

図２に示すように、弁開閉時期制御装置Ａは、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ２０が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。また、内部ロータ３０が外部ロータ２０に対して駆動回転方向Ｓと同方向に相対回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向を遅角方向Ｓｂと称する。

〔弁開閉時期制御装置〕
弁開閉時期制御装置Ａは、図１、図２、図５に示すように外部ロータ２０と内部ロータ３０とを備えると共に、内部ロータ３０と吸気カムシャフト５との間に挟み込まれる位置にブッシュ状のアダプタ３７を備えている。

外部ロータ２０は、外部ロータ本体２１と、蓋体としてのフロントプレート２２と、リヤプレート２３とを有しており、これらが複数の締結ボルト２４の締結により一体化されている。リヤプレート２３の外周にはタイミングプーリ２３Ｐが形成されている。

フロントプレート２２（蓋体の一例）とリヤプレート２３とに挟み込まれる位置に内部ロータ３０が配置されている。外部ロータ本体２１には、回転軸芯Ｘを基準にして径方向の内側に突出する複数の区画部２１Ｔが一体的に形成されている。

内部ロータ３０は、外部ロータ本体２１の区画部２１Ｔの突出端に密接する円柱状の内部ロータ本体３１と、外部ロータ本体２１の内周面に接触するように内部ロータ本体３１の外周に突出して備えた複数（４つ）のベーン部３２とを有している。尚、ベーン部３２は４つに限らず任意の数に設定できる。

これにより、回転方向で隣接する区画部２１Ｔの中間位置で、内部ロータ本体３１の外周側に複数の流体圧室Ｃが形成される。そして、これらの流体圧室Ｃがベーン部３２で仕切られることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。

また、連結ボルト３８にはボルト頭部３８Ｈと雄ネジ部３８Ｓとが形成され、雄ネジ部３８Ｓが吸気カムシャフト５の雌ネジ部に螺合することにより、内部ロータ３０が吸気カムシャフト５に連結される。特に、この連結時には、ボルト頭部３８Ｈと吸気カムシャフト５との間にアダプタ３７と、内部ロータ３０と、スプリングホルダ４１の座部４２とが挟み込まれる状態で一体化する。

連結ボルト３８は、回転軸芯Ｘを中心にする筒状に形成され、この内部空間に電磁制御弁５０のスプール５１と、これを突出方向に付勢するスプールスプリングとが収容されている。この電磁制御弁５０の構成は後述する。

この弁開閉時期制御装置Ａでは、位相制御機構としての外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を最遅角位相にロック（固定）するロック機構Ｌを備えている。このロック機構Ｌは、１つのベーン部３２に対し回転軸芯Ｘに沿う姿勢で形成されたガイド孔２６に出退自在にガイドされるロック部材２５と、このロック部材２５を突出付勢するロックスプリングと、リヤプレート２３に形成したロック凹部とを備えている。ロック機構Ｌとしては、最遅角位相でロックするものに限らず、例えば、最遅角位相と最進角位相との間の任意の位置でロックする構成のものを備えても良い。

エンジンＥの稼働時には吸気カムシャフト５から作用する変動トルクが遅角方向Ｓｂに作用する。このような理由から、この変動トルクの作用を抑制するように付勢ユニット４０による付勢方向を、内部ロータ３０に対して進角方向Ｓａに変位させるように設定している。この付勢ユニット４０の構成は後述する。

〔弁開閉時期制御装置：油路構成〕
作動油の供給により相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる空間が進角室Ｃａであり、これとは逆に、作動油の供給により相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる空間が遅角室Ｃｂである。ベーン部３２が進角方向Ｓａの作動端（ベーン部３２の進角方向Ｓａの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン部３２が遅角方向Ｓｂの作動端（ベーン部３２の遅角方向Ｓｂの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。

内部ロータ本体３１には遅角室Ｃｂに連通する遅角流路３３と、進角室Ｃａに連通する進角流路３４とが形成されている。また、ロック凹部に対して進角流路３４が連通している。

この弁開閉時期制御装置Ａでは、ロック機構Ｌがロック状態にある状態で進角室Ｃａに作動油が供給される際にロック凹部に対して進角流路３４から作動油が供給されることにより、ロックスプリングの付勢力に抗してロック部材２５がロック凹部から離脱し、ロック状態が解除される。

〔電磁制御弁・油路構成〕
図１に示すように、電磁制御弁５０は、スプール５１と、スプールスプリングと、電磁ソレノイド５４とで構成されている。つまり、スプール５１は、連結ボルト３８の内部空間で回転軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動自在に配置され、連結ボルト３８にはスプール５１の外端側の操作位置を決めるため止め輪で成るストッパー５３が備えられている。また、スプールスプリングは、このスプール５１を吸気カムシャフト５から離間する方向（突出方向）に付勢力を作用させる。

電磁ソレノイド５４は、内部のソレノイドに供給された電力に比例した量だけ突出作動するプランジャ５４ａを備えており、このプランジャ５４ａの押圧力によりスプール５１を操作する。また、スプール５１は、内部ロータ３０と一体回転し、電磁ソレノイド５４は、エンジンＥに支持されることにより回転不能となる。

電磁ソレノイド５４は、プランジャ５４ａをスプール５１の外端に接当可能な位置に配置され、非通電状態では非押圧位置に保持され、スプール５１は遅角ポジションに保持される。また、電磁ソレノイド５４に所定電力を通電する状態ではプランジャ５４ａが内端側の押圧位置に達しスプール５１は進角ポジションに保持される。更に、電磁ソレノイド５４に対して、進角ポジションに設定する電力より低い電力を通電することにより、プランジャ５４ａの突出量が制限され、スプール５１は進角ポジションと遅角ポジションとの中間となる中立ポジションに保持される。

また、連結ボルト３８の内部には、スプール５１のポジションにより、油圧ポンプＰからの流体を制御して遅角流路３３と進角流路３４との何れかに供給するための流路が形成されている。従って、例えば、電磁ソレノイド５４によりスプール５１が遅角ポジションに操作され、次に、中立ポジションに操作され、更に、進角ポジションに操作された場合には、これに対応して、油圧ポンプＰからの作動油を遅角室Ｃｂに供給する状態と、作動油の給排を行わない状態と、進角室Ｃａに作動油を供給する状態とが、この順序で作り出される。

〔弁開閉時期制御装置：付勢ユニット〕
付勢ユニット４０は、図１、図３〜図５に示すように、スプリングホルダ４１と、スプリングホルダ４１に支持されるトーションスプリング４６とで構成されている。

スプリングホルダ４１は、内部ロータ本体３１に連結する座部４２と、座部４２から回転軸芯Ｘに沿って突出する姿勢で形成された複数（実施形態では３つ）のガイド部としての突出部４３とが一体的に形成されている。

座部４２の中心位置には締結ボルト２４が挿通する挿通孔４２Ａが形成されている。座部４２の外周のうち周方向で突出部４３（ガイド部の一例）の中間には、外方に突出する姿勢の調芯部４４が形成され、複数（実施形態では３つ）の調芯部４４の１つには、更に、外端から外方に突出する被規制部としての回転規制部４４Ａが形成されている。

スプリングホルダ４１は、金属板のプレス加工により製造されるものであり、座部４２と、複数の調芯部４４と、回転規制部４４Ａ（被規制部の一例）とは、回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢となる同一の仮想平面上に配置される。また、複数の突出部４３は各々が設定幅に形成され、その外周面が回転軸芯Ｘを中心とする円周上に配置されるように円弧状に成形されている。更に、プレス加工において突出部４３の折曲げを容易にするため、突出部４３の基端部と、調芯部４４の基端部との境界部分を座部４２の方向に切り欠いた切込部４２Ｂが形成されている。このスプリングホルダ４１は樹脂の成形により構成されるものであっても良い。

複数の突出部４３の１つの側縁には、周方向に切り欠きトーションスプリング４６の第１アーム４６Ｂを支持する空間が切り開かれた凹状となる支持部としての第１係合部４３Ａ（係合部の一例）が形成されている。内部ロータ本体３１の嵌合部としての嵌合凹部３１Ａの内部に複数の調芯部４４が嵌り込んだ状態で、各々の調芯部４４の外端縁４４Ｅが嵌合凹部３１Ａ（嵌合部の一例）の円形の内周面３１ＡＥに当接して位置決めを行う。この位置決めを実現するため、各々の外端縁４４Ｅを結ぶ仮想外周円が回転軸芯Ｘを中心とする円の円周に沿う円弧状に成形されている。後述するように、仮想外周円の直径が外端径Ｄ３となる。尚、この構成では、嵌合凹部３１Ａに調芯部４４が嵌り込んだ状態では、各々の相対回転が許される程度の嵌合状態であり、規制凹部３１Ｂ（規制部の一例）に回転規制部４４Ａが嵌め込まれることにより、各々の回転が規制される。

トーションスプリング４６は、スプリングホルダ４１の外周部を取り囲む領域に配置されるコイル部４６Ａと、コイル部４６Ａで回転軸芯Ｘに沿う方向の外端位置から外方に延出する第１アーム４６Ｂ（一方の端部）と、外端位置から径方向外方に延出する第２アーム４６Ｃ（他方の端部）と、を備えている。

図５に示すように、フロントプレート２２の中央位置には、複数の突出部４３の外周径Ｄ２より僅かに大径となる内径で回転軸芯Ｘを中心とする孔径Ｄ１（内径）となる貫通孔２２Ａが形成されている。回転軸芯Ｘに沿う方向視で複数の突出部４３の外周を結ぶ仮想外周縁が外周径Ｄ２となる。尚、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの内径は外周径Ｄ２より充分に大きい値に設定されている。

回転軸芯Ｘに沿う方向視で複数の調芯部４４の外端を結ぶ仮想外周縁の外端径Ｄ３は孔径Ｄ１より大きく設定されている。また、内部ロータ本体３１の嵌合凹部３１Ａの内周径Ｄ４が外端径Ｄ３より僅かに大きい値に設定されている。これにより、外周径Ｄ２の突出部４３が、孔径Ｄ１の貫通孔２２Ａに挿通可能となる。また、貫通孔２２Ａの孔径Ｄ１より外端径Ｄ３が大きい調芯部４４が、フロントプレート２２に対して抜け止め状態で保持される。更に、この外端径Ｄ３の調芯部４４が、内周径Ｄ４の嵌合凹部３１Ａに嵌め込み可能となる。

フロントプレート２２の外壁で貫通孔２２Ａを取り囲む円周領域にはトーションスプリング４６のコイル部４６Ａの内端位置の一部が嵌り込む凹状のスプリング保持部２２Ｂが形成されている。スプリング保持部２２Ｂに連なる位置には、このスプリング保持部２２Ｂから外方に向けて溝状に連なる第２係合部２２Ｃ（アーム保持部の一例）が形成されている。

図４に示すように、スプリング保持部２２Ｂは、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの端部形状に沿うように螺旋状に形成されている。つまり、スプリング保持部２２Ｂは、回転軸芯Ｘに直交する仮想平面に対して傾斜する傾斜面に形成されている。このようにスプリング保持部２２Ｂが傾斜姿勢で形成されることにより、スプリング保持部２２Ｂの深さ（回転軸芯Ｘに沿う方向での値）は一定の値ではないが、このスプリング保持部２２Ｂは、トーションスプリング４６の一巻き分を収容できる深さに設定されている。

このようにスプリング保持部２２Ｂの深さを制限することにより、フロントプレート２２の厚みの増大を制限し、弁開閉時期制御装置Ａの大型化を抑制する。尚、トーションスプリング４６として、断面形状が円形となる線材を用いることも可能である。

内部ロータ本体３１のうちフロントプレート側となる外端面に対して、回転軸芯Ｘを中心とする領域を窪ませる形態で嵌合凹部３１Ａが形成されている。嵌合凹部３１Ａは回転軸芯Ｘを中心とした内周面３１ＡＥを有する円形に形成されている。この嵌合凹部３１Ａの内周径Ｄ４は、前述したように、複数の調芯部４４の外端を結ぶ仮想外周縁の外端径Ｄ３より僅かに大きい値に設定され、その外周一部に凹状となる規制部としての規制凹部３１Ｂが形成されている。

この嵌合凹部３１Ａには、スプリングホルダ４１の座部４２と調芯部４４が嵌め込まれ、規制凹部３１Ｂ（規制部の一例）には回転規制部４４Ａが嵌め込まれる。そして、嵌合凹部３１Ａと、規制凹部３１Ｂとの深さは、スプリングホルダ４１の調芯部４４の厚さと一致する値に設定されている。これにより、複数の締結ボルト２４によりフロントプレート２２を外部ロータ本体２１に連結した場合に、スプリングホルダ４１の調芯部４４をフロントプレート２２の貫通孔２２Ａの外周が押さえ込み、抜け止め状態にする。

尚、規制凹部３１Ｂは、嵌合凹部３１Ａの複数箇所に形成されても良い。また、スプリングホルダ４１と内部ロータ３０との相対回転を規制するために、調芯部４４の外周の凹部を形成し、これに嵌合する凸部を嵌合凹部３１Ａの内周に形成しても良い。このように規制凹部３１Ｂが径方向に形成されているため、例えば、回転軸芯Ｘに沿う孔状に形成されるものと比較して、内部ロータ３０の厚さを増大させることもない。

〔付勢ユニットの組み立て〕
外部ロータ本体２１の背部にリヤプレート２３を配置し、内部に内部ロータ本体３１を嵌め込み、また、連結ボルト３８の内部にスプール５１等を収容する。

次に、フロントプレート２２の貫通孔２２Ａに対し裏面側からスプリングホルダ４１の突出部４３を挿通し、複数の突出部４３を取り囲むようにトーションスプリング４６を配置する。

このようにトーションスプリング４６を配置する場合に、コイル部４６Ａの一部をフロントプレート２２のスプリング保持部２２Ｂに嵌め込み、第２係合部２２Ｃにトーションスプリング４６の第２アーム４６Ｃを嵌め込む。更に、トーションスプリング４６の第１アーム４６Ｂを突出部４３の第１係合部４３Ａ（支持部の一例）に係合して保持する。

次に、スプリングホルダ４１の調芯部４４を、内部ロータ本体３１の嵌合凹部３１Ａに嵌め込み、回転規制部４４Ａを規制凹部３１Ｂに嵌め込む。これにより、嵌合凹部３１Ａの円周状の内周面３１ＡＥに、複数の調芯部４４の外端縁４４Ｅが接触し、スプリングホルダ４１の重心位置を回転軸芯Ｘの位置に保持するように位置決めが行われる。これにより、内部ロータ本体３１とスプリングホルダ４１とが一体回転可能な状態に達する。

次に、フロントプレート２２を外部ロータ本体２１に重ね合わせ、締結ボルト２４により連結する。更に、スプリングホルダ４１の座部４２の挿通孔４２Ａに連結ボルト３８を挿通し、この連結ボルト３８の雄ネジ部３８Ｓを吸気カムシャフト５の雌ネジ部に螺合させて締結を行う。

これにより、吸気カムシャフト５と、内部ロータ３０と、スプリングホルダ４１とが一体化し、弁開閉時期制御装置Ａが完成する。この完成状態では、スプリングホルダ４１の調芯部４４をフロントプレート２２の貫通孔２２Ａの外周が押さえ込み、スプリングホルダ４１の浮き上がりが阻止される。

この完成状態では、付勢ユニット４０のトーションスプリング４６が、外部ロータ２０に対して内部ロータ３０を進角方向Ｓａに変位させる付勢力を作用させる。また、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａのうち、フロントプレート２２に隣接する部位が、傾斜姿勢のスプリング保持部２２Ｂに嵌り込むことにより、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの軸芯を、回転軸芯Ｘと一致させた状態でトーションスプリング４６を支持できる。更に、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの内周が突出部４３の外周から離間した位置に配置されるため、相対回転位相の変化時に、これらの間で抵抗を作用させることがなく、突出部４３の外周を摩耗させることもない。

〔実施形態の作用・効果〕
このように、外部ロータ２０と内部ロータ３０とで構成される本体部分（位相制御機構）の外部に付勢ユニット４０を備えるため、本体部分の小型化が可能となる。

本発明のようにスプリングホルダ４１を内部ロータ本体３１に装着する場合には、内部ロータ本体３１の嵌合凹部３１Ａに対して、調芯部４４を嵌め込んで位置決めを行うことによりスプリングホルダ４１の重心位置を、回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置することが可能となる。また、スプリングホルダ４１の回転規制部４４Ａを嵌め込むだけで、スプリングホルダ４１を内部ロータ３０と一体回転させることが可能となる。

スプリングホルダ４１を内部ロータ３０に対して圧入により固定するものと比較すると、内部ロータ３０に変形がなく、この圧入時の変形に伴う摺動抵抗の増大もない。更に、例えば、トーションスプリング４６の一端を外部ロータ２０、あるいは、内部ロータ３０に対して直接的に係合させるものでは、係合部分に強度を高める必要がある。これに対してスプリングホルダ４１を用いることで両ロータの何れにも強度を高める必要がなく、スプリングが係合する部位の摩耗もない。

本発明のようにトーションスプリング４６のコイル部４６Ａの回転軸芯Ｘの方向での内端側をフロントプレート２２の傾斜姿勢のスプリング保持部２２Ｂに嵌め込む形態で支持する。これにより、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの軸芯位置を、回転軸芯Ｘと一致させ、回転時にトーションスプリング４６を振動させることもない。更に、トーションスプリング４６のコイル部４６Ａの一部がスプリング保持部２２Ｂの傾斜面に対して広い面で接触するため、局部的な接触に起因する摩耗の低減も実現する。

フロントプレート２２の貫通孔２２Ａの孔径Ｄ１を、複数の調芯部４４の外端径Ｄ３より小さくしているため、フロントプレート２２でスプリングホルダ４１を押さえ込みスプリングホルダの浮き上がりを防止する。

この構成の弁開閉時期制御装置Ａでは、外部ロータ２０と内部ロータ３０との間で作動油がリークするものであり、このようにリークした作動油をフロントプレート２２の貫通孔２２Ａから外部に流し出すことにより、作動油をトーションスプリング４６とスプリング保持部２２Ｂとの間に供給し、スプリング保持部２２Ｂの摩耗の抑制できる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）図６に示すように、複数の突出部４３の突出端側の一部を小径化し、これより突出端側に続く領域を外方に張り出すように延出部としての脱落防止部４３Ｒを形成する。この構成では、トーションスプリング４６のうち外側の巻き径を小さくして脱落防止部４３Ｒ（延出部）にオーバラップさせている。これにより、突出部４３の突出端の方向にトーションスプリング４６が移動しても小径化した部位にトーションスプリング４６が脱落防止部４３Ｒに接触して脱落が防止される。尚、この別実施形態（ａ）として、筒状に形成した突出部４３（突出部４３が単一となる）の突出端に脱落防止部４３Ｒを形成しても良い。また、トーションスプリング４６として全ての巻き径が一定のものを用いても良い。

（ｂ）図７に示すように、複数の突出部４３の突出端を大径化するように成形することで外方に延びる形態となる延出部としての脱落防止部４３Ｒを形成する。この構成では、突出部４３の突出端の方向にトーションスプリング４６が移動しても脱落防止部４３Ｒに接触することにより脱落が防止される。尚、この別実施形態（ｂ）として、筒状に形成した突出部４３（突出部４３が単一となる）の突出端に脱落防止部４３Ｒを形成しても良い。

（ｃ）図８に示すように、複数の突出部４３の突出端の部位を周方向に延出することにより、突出部４３の突出端から周方向に延びるように延出部としての脱落防止部４３Ｒを形成する。このように脱落防止部４３Ｒでは、突出部４３の突出端の方向にトーションスプリング４６が移動しても脱落防止部４３Ｒに接触することにより脱落が防止される。

（ｅ）図９に示すように、複数の突出部４３のうち、第１係合部４３Ａ（係合部）が形成された端縁を傾斜部４３Ｔに形成する。この傾斜部４３Ｔの傾斜方向として、この第１係合部４３Ａより座部４２に近い位置にトーションスプリング４６の第１アーム４６Ｂが接触した場合に、その第１アーム４６Ｂを第１係合部４３Ａ（係合部）の方向（突出部４３の突出方向）に案内して確実に係合させることが可能となる。

尚、この別実施形態（ｅ）の傾斜部４３Ｔを、複数の突出部４３の全てに備えても良い。このように構成することにより、トーションスプリング４６の第１アーム４６Ｂを、第１係合部４３Ａが形成されていない突出部４３に接触させた場合には、簡単に脱落するため、誤った装着を抑制する。しかも、複数の突出部４３の形状を等しくしてスプリングホルダ４１の回転バランスを向上させることも可能となる。

（ｆ）例えば、内部ロータ本体３１において連結ボルト３８を挿通する孔部の開口縁から回転軸芯Ｘの方向に突出するリング状の突出嵌合部を形成し、この突出嵌合部にスプリングホルダ４１の座部４２の挿通孔４２Ａが外嵌するように嵌合部を構成しても良い。この構成ではスプリングホルダ４１を内部ロータ本体３１に嵌合保持することが可能となる。また、この別実施形態（ｆ）の構成では、挿通孔４２Ａが調芯部４４を兼ねることになり、例えば、突出嵌合部の外周に規制部として凹部を形成し、これに係合する被係合部を座部４２の挿通孔４２Ａの内周に形成しても良い。

この構成においても、スプリングホルダ４１を内部ロータ３０に対して決まった位置に保持すると共に、内部ロータ３０が一体回転することが可能となる。

本発明は、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を所定の方向に付勢する機構を備えている弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１ クランクシャフト
５ カムシャフト（吸気カムシャフト）
２０ 駆動側回転体（外部ロータ）
２２ 蓋部（フロントプレート）
２２Ａ 貫通孔
３０ 従動側回転体（内部ロータ）
３１ 嵌合部（嵌合凹部）
３１ＡＥ 内周面
３１Ｂ 規制部（規制凹部）
４１ スプリングホルダ
４２ 座部
４２Ｂ 切込部
４３ ガイド部（突出部）
４３Ｔ 傾斜部
４３Ａ 支持部（第１係合部）
４３Ｒ 延出部（脱落防止部）
４４ 調芯部
４４Ａ 被規制部（回転規制部）
４６ トーションスプリング
４６Ｂ 一端（第１アーム）
Ａ 弁開閉時期制御装置
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｄ１ 内径（孔径）
Ｄ２ 外周径
Ｄ３ 外端径
Ｘ 回転軸芯

Claims (7)

1. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
   前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを支持するスプリングホルダとを備え、
   前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
   前記座部から前記カムシャフトの回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
   前記座部には、前記嵌合部に嵌合して芯出しを行う調芯部と、前記嵌合部に形成された規制部に対して前記回転軸芯と直交する径方向に係合して前記座部の回転を規制する被規制部と、が形成され、
   前記ガイド部には前記トーションスプリングの端部を支持する支持部が形成され、
   前記駆動側回転体が、中央に貫通孔を有する蓋体を備え、
   前記回転軸芯を中心として複数の前記ガイド部の外周を結ぶ外周径が、前記貫通孔の内径より小さく、前記回転軸芯を中心として前記調芯部の外端を結ぶ外端径が、前記貫通孔の内径より大きい弁開閉時期制御装置。
2. 前記スプリングホルダが、板状の材料の加工により前記座部と複数の前記ガイド部と複数の前記調芯部とが一体的に形成され、前記座部の外周において周方向に沿って前記ガイド部と前記調芯部とが交互に配置され、これらの中間位置に前記座部の一部を前記回転軸芯の方向に切り欠いた切込部が形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記支持部が、前記ガイド部の一部を切り欠くことで、前記トーションスプリングの端部を支持する空間が切り開らかれた凹状に形成されている請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記座部に対し、複数の前記ガイド部が前記回転軸芯に沿って延びるように一体形成され、複数の前記ガイド部のうち前記支持部が形成される端面に、前記トーションスプリングの前記端部を前記支持部に案内する傾斜部が形成されている請求項３記載の弁開閉時期制御装置。
5. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
   前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを支持するスプリングホルダとを備え、
   前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
   前記座部から前記カムシャフトの回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
   前記座部には、前記嵌合部に嵌合して芯出しを行う調芯部と、前記嵌合部に形成された規制部に対して前記回転軸芯と直交する径方向に係合して前記座部の回転を規制する被規制部と、が形成され、
   前記ガイド部には前記トーションスプリングの端部を支持する支持部が形成され、
   前記支持部が、前記ガイド部の一部を切り欠くことで、前記トーションスプリングの端部を支持する空間が切り開らかれた凹状に形成され、
   前記座部に対し、複数の前記ガイド部が前記回転軸芯に沿って延びるように一体形成され、複数の前記ガイド部のうち前記支持部が形成される端面に、前記トーションスプリングの前記端部を前記支持部に案内する傾斜部が形成されている弁開閉時期制御装置。
6. 前記トーションスプリングが複数の前記ガイド部の外周部に配置されるように構成され、前記ガイド部の端部に径方向に延出した延出部を備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
7. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
   弁開閉用のカムシャフトと同じ回転軸芯上で一体回転する従動側回転体と、
   前記駆動側回転体および前記従動側回転体に亘って連結されるトーションスプリングを支持するスプリングホルダとを備え、
   前記スプリングホルダは、前記従動側回転体に設けられた嵌合部に嵌め込まれた状態で固定される座部と、
   前記座部から前記回転軸芯と直交する姿勢で外方に突出する調芯部と、
   前記座部から前記回転軸芯に沿って突出するガイド部とを備え、
   前記駆動側回転体が、中央に貫通孔を有する蓋体を備え、
   前記回転軸芯を中心として複数の前記ガイド部の外周を結ぶ外周径が、前記貫通孔の内径より小さく、前記回転軸芯を中心として前記調芯部の外端を結ぶ外端径が、前記貫通孔の内径より大きい弁開閉時期制御装置。

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