KR20140069348A

KR20140069348A - 밸브 개폐 시기 제어 장치 및 그 전방 부재의 고정 방법

Info

Publication number: KR20140069348A
Application number: KR1020147012350A
Authority: KR
Inventors: 유지 노구치; 아키히코 구사카; 아츠시 혼마; 타케오 아사히; 카즈나리 아다치
Original assignee: 아이신세이끼가부시끼가이샤
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-06-09
Also published as: CN103958840A; IN2014DN05830A; US20140311432A1; EP2799673A4; CN103958840B; KR101502877B1; US9103239B2; EP2799673A1; BR112014010889A8; BR112014010889A2; EP2799673B1; WO2013099576A1

Abstract

전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 고정하는 것으로, 전방 부재와 구동 회전체와의 고정이 느슨해지기 어려운　밸브 개폐 시기 제어 장치 및 전방 부재의 고정 방법을 제공한다. 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체, 구동 회전체와 동일한 축심에서 캠 샤프트와 일체 회전하는 종동 회전체, 구동 회전체와 종동 회전체와의 상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치, 및 구동 회전체의 전방 부재와 종동 회전체에 결합되고, 종동 회전체를 구동 회전체에 대하여 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비하고, 전방 부재가 접시머리 나사로 고정되도록 설치된 복수의 좌면, 및　비틀림 코일 스프링을 비튼 상태에서 해당 비틀림 코일 스프링의 단부를 결합하는 결합부를 구비하고, 결합부가 비틀림 코일 스프링의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 비틀림 코일 스프링의 단부를 이동 조작하는 조작구의 장착부를 구비하고 있다.

Description

밸브 개폐 시기 제어 장치 및 그 전방 부재의 고정 방법{VALVE OPENING-CLOSING TIMING CONTROL DEVICE AND METHOD FOR ATTACHING FRONT MEMBER THEREOF}

본 발명은 내연기관의 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체, 상기 내연기관의 캠 샤프트와 일체 회전하고, 상기 구동 회전체와 동일한 회전 축심 상에서 회전하는 종동 회전체, 상기 구동 회전체와 상기 종동 회전체의 상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치, 및 상기 구동 회전체에 설치된　전방 부재(front member)와　상기 종동 회전체에 걸쳐서 결합되고, 상기 종동 회전체를 상기 구동 회전체에 진행각(advanced angle) 방향 또는 지연각(retard angle) 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비하고, 상기 전방 부재가 상기 구동 회전체에 접시머리 나사로 고정되도록 설치된 복수의 좌면, 및 상기 비틀림 코일 스프링을 비튼 상태에서 해당 비틀림 코일 스프링의 단부를 결합하는 결합부를 구비하는 밸브 개폐 시기 제어 장치 및 그 전방 부재의 고정 방법에 관한 것이다.

상기 밸브 개폐 시기 제어 장치는 전방 부재가 구동 회전체에 접시머리 나사로 고정되도록 설치된 복수의 좌면을 구비한다.

이를 위해,　전방 부재를 구동 회전체에 대하여, 볼트 머리가 전방 부재의 편평면에 압접(pressure contact)되는, 예를 들면,　육각 볼트로 고정되어 있는 경우에 비해, 볼트 머리의 전방 부재로부터의 돌출량이 적고, 설치 공간이 좁은　경우에도 설치하기 쉬운 이점이 있다. (예를 들면, 특허문헌1 참조)

이 밸브 개폐 시기 제어 장치는, 전방 부재와 종동 회전체에 걸쳐서 결합되고, 종동 회전체를 구동 회전체에 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을　구비하고, 전방 부재가 비틀림 코일 스프링을 비튼 상태에서 해당 비틀림 코일 스프링의 단부를 결합할 수 있는 결합부를 구비하고 있다.

따라서 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에　고정할 때, 전방 부재에는 비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 작용한 상태에서 접시머리 나사의 체결이 이루어진다.

JP 2011-140929 A

따라서 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에　고정할 때, 전방 부재에 작용하는 비틀림 힘이 전방 부재를 구동 회전체에 따라 이동시키는 가압력(urging force)으로 작용하기 때문에, 접시머리 나사 중심과 좌면의 중심이 서로 편심하기 쉽다.

따라서 접시머리 나사의 머리가 좌면에 대하여　부분 접촉하고 있는 압접상태에서　복수의 접시머리 나사가 체결될 우려가 있다.

접시머리 나사 머리가 좌면에 대하여 부분 접촉하고 있는 압접상태로 체결되면, 접시머리 나사의 체결이　불충분하게되어, 충격 등으로 전방 부재와 접시머리 나사와의 압접이 느슨해져 전방 부재와 구동 회전체와의 고정이 풀리게 된다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에 고정하는 것이면서, 전방 부재와 구동 회전체와의 고정이 풀어지기 어려운 밸브 개폐 시기 제어 장치 및 그 전방 부재의 고정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에　따른 밸브 개폐 시기 제어 장치의 제1 특징 구성은, 내연기관의 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체, 상기 내연기관의 캠 샤프트와 일체 회전하고, 상기 구동 회전체와 동일한 회전 축심 상에서 회전하는 종동 회전체, 상기 구동 회전체와 상기 종동 회전체와의 상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치, 및 상기 구동 회전체에 설치된 전방 부재와 상기 종동 회전체에 걸쳐 결합되고, 상기 종동 회전체를 상기 구동 회전체에 대하여　진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비하고, 상기 전방 부재가 상기　구동 회전체에 접시머리 나사로 고정되도록 설치된　복수의 좌면, 및 상기 비틀림 코일 스프링을 비튼 상태에서 해당 코일 스프링의 단부를 결합하는 결합부를 구비하고, 상기 결합부가 상기 비틀림 코일 스프링의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 상기 비틀림 코일 스프링의 단부를 이동 조작하는 조작구의 장착부를 구비하는 점이다.

본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치는 비틀림 코일 스프링의 단부를 전방 부재에 결합하는 결합부가　비틀림 코일 스프링의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 비틀림 코일 스프링의 단부를 이동 조작하는 조작구의 장착부를 구비하고 있다.

따라서 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에 고정할 때, 장착부에　장착한 조작구로 비틀림 코일 스프링의 비틀림 정도가 강해지는 방향, 즉, 결합부에 의한 결합을　해제하는 방향으로 비틀림 코일 스프링의 단부를 이동 조작 할 수 있다.

따라서 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에 고정할 때, 비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 전방 부재에 작용하지 않도록 유지할 수 있기 때문에, 접시머리 나사 중심과 좌면의 중심이 서로 편심하기 어려워져, 접시머리 나사의 머리가 좌면에 대하여 부분 접촉하지 않도록 복수의 접시머리 나사 각각을 체결하기 쉽다.

이에 본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치라면, 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에 고정하면서, 전방 부재와 구동 회전체와의 고정이 느슨해지기 어렵다.

본 발명의 제2 특징 구성은, 상기 장착부는 상기 조작구가 상기 전방 부재의 앞쪽에서 삽입 가능한 공간을 상기 결합부와 해당 결합부에 결합하고 있는　상기 비틀림 코일 스프링의 단부와의 사이에 두고 구성되어 있는 점이다.

본 구성에 의하면 결합부와 그 결합부에 결합하고 있는 스핀 코일 스프링의 단부와의 사이에 설치 되어 있는　공간에 조작구를 전방 부재의 앞쪽에서　삽입하여, 그 조작구로 코일 스프링의 단부가 결합부에서 코일 원주 방향으로 이격하도록 조작 할 수 있다.

본 발명의 제3 특징　구성은, 상기 전방 부재가 상기 비틀림 코일 스프링의 단부에 연속하는 권선 부분의 외주측을 둘러싸는 유지부를 구비하는 동시에, 상기 권선 부분 중 적어도 내주측이 상기 전방 부재의 앞쪽에 노출되는 개구부를 상기 회전 축심을 중심으로 상기 결합부에 대하여 위상차가 90도 이상되는 위치에 구비하고 있는 점이다.

종래의 밸브 개폐 시기 제어 장치는 전방 부재가 비틀림 코일 스프링의 단부를 결합하는 결합부, 및 결합부에 결합된 단부에 연속하는 권선 부분을 전방 부재의 앞쪽에서 뒤쪽을 향해 내주측과 외주측의 양측에 걸쳐서 둘러싸는 유지부를 구비하고 있다.　따라서 결합부에 결합된 단부에 연속하는 권선 부분이 전체 둘레에 걸쳐 전방 부재의 뒤쪽에　숨은 상태로　유지부에 유지되고 있다.

이러한 밸브 개폐 시기 제어 장치는 하나의 파지구로 전방 부재와 유지부에 일시 보관된 권선 부분을 전방 부재의 전면에서 권선의 반경　방향으로 동시에 파지하기 위해서는 특별한 파지구를 사용할 필요가 있다. 즉, 파지구를 구성하는 한 쌍의 파지 부재 중 한쪽 파지 부재의 선단부를 전방 부재의 전면부터 유지부를 넘어 더욱이 전방 부재의 후면에 삽입할 수 있게　하는　특별한 파지구를 사용할 필요가 있다.

본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치는 전방 부재가 권선 부분의 외주를 둘러싸는 유지부 및　권선 부분 중 적어도 내주가 전방 부재의 전면에 노출되는 개구부를 구비하고 있다.

이를 통해　파지구를 구성하는 한 쌍의 파지 부재 중 한쪽 파지 부재의 선단부를 전방 부재의 앞쪽에서 개구부로 삽입함으로써,　유지부를 넘어 더욱 전방 부재의 후면에 삽입하지 않고, 전방 부재 및　유지부에 일시 보관된 권선 부분 중 개구부를 통해 전방 부재의 전면에 노출되어있는 내주측을 전방 부재의 전면에서 권선의 반경 방향으로 동시에 파지할 수 있다.

또한 개구부를 회전 축심을 중심으로 결합부에 대하여 위상차가 90도 이상되는 위치에 구비하고 있다.

이를 통해 파지구에 의한 권선 부분의 파지점과 결합부에 의한 비틀림 코일 스프링의 결합점 사이의 간격을 크게 확보하여 파지구에서 파지하고 있는 비틀림 코일 스프링의 전방 부재에 대한 상대 자세를 안정시킬 수 있다.

따라서 본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치라면 특별한 파지구를 사용하지 않고, 하나의 파지구에서 전방 부재와 유지부에 일시 보관된 권선 부분을 전방 부재의 전면에서 권선 반경 방향으로 동시에 파지하여 전방 부재의 조립과 비틀림 코일 스프링의 조립을 능률적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 제4 특징 구성은 상기 유지부를 상기 권선 부분을 전체 둘레에 걸쳐 유지 가능하게 설치한 점이다.

종동 회전체를 구동 회전체에 대하여 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구동 회전체에 설치된 전방 부재와 종동 회전체에 걸쳐 결합하고　있으면, 비틀림 코일 스프링의 비틀림 변형으로 인해 권선 부분이 스프링의 반경 방향으로 이동하기 쉽다.

권선 부분이 스프링의 반경 방향으로 이동하여 전방 부재를 간섭하면 구동 회전체와 종동 회전체와의 상대 회전 시의 권선 부분과　전방 부재와의 마찰이 증대하고, 구동 회전체와 종동 회전체를　원활하게 상대 회전시키지 못할 우려가 있다.

본 구성에 의하면 결합부에 결합된 단부에 연속하는 권선 부분의 외주측을 전체 둘레에 걸쳐 유지함으로써 비틀림 코일 스프링의 비틀림 변형으로 인한 권선 부분의 스프링의 반경 방향으로의 이동을 규제할 수 있다.

따라서 권선 부분과 전방 부재와의 마찰을 적게하여 구동 회전체와 종동 회전체를 원활히 상대 회전시킬 수 있다.

본 발명의 제 5 특징 구성은 상기 개구부를 상기 결합부보다 상기 회전 축심을 사이에 두고 상기 결합부와 마주하는 부분에 근접하는 위치에　구비하고 있는 점이다.

본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치는 개구부를 결합부보다 회전 축심을 사이에 두고 결합부와 마주하는　부분에 근접하는 위치에 구비하고 있다.

따라서 파지구에 의한 권선 부분의 파지점과 결합부에 의한 비틀림 코일 스프링의 결합점 사이의 간격을 크게 확보하여 파지구에서 파지하고 있는 비틀림 코일 스프링의 전방 부재에 대한 상대 자세를 안정시킬 수 있다.

본 발명의 제6 특징 구성은 상기 결합부를 상기 비틀림 코일 스프링의 단부를 코일 스프링의 반경 방향을 따르는 상태로　상기 전방 부재의 후면에서　결합이 가능하도록 설치된 점에 있다.

본 구성에 의하면　결합부에 결합된 비틀림 코일 스프링의 전방 부재 후면으로의 이동을 규제하여 파지구에서 파지하고 있는 비틀림 코일 스프링의 전방 부재에　대한　상대 자세를 더욱 안정시킬 수 있다.

본 발명의 제7 특징 구성은 밸브 개폐 시기 제어 장치 전방 부재의 고정 방법이며,

내연기관의 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체, 상기 내연기관의 캠 샤프트와 일체 회전하고, 상기 구동 회전체와 동일한 회전 축심에서 회전하는 종동 회전체, 상기 구동 회전체와 상기 종동 회전체와의 상대 회전 위상을 변경　제어하는 위상 제어 장치,　및　상기 구동 회전체에 설치된 전방 부재와 상기 종동 회전체에 걸쳐 결합되어, 상기 종동 회전체를 상기 구동 회전체에 대하여 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비한 밸브 개폐 시기 제어 장치를 조립하기 위해서,　상기 비틀림 코일 스프링의 한쪽 단부를 상기 종동 회전체에 결합하면서 상기 비틀림 코일 스프링을 상기 종동 회전체에 장착하는 단계, 상기 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽 단부를 상기 전방 부재에 결합하면서 상기 전방 부재를 상기 비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 증가하는　측으로 회전시키면서 상기 구동 회전체에 정렬시키는 단계, 접시머리 나사용 좌면과 함께 상기 전방 부재에 설치된 복수의 나사 구멍에 접시머리 나사를　삽입하면서 상기 전방 부재를 상기 구동 회전체에 가조립하는 단계,　상기 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽 단부를 상기 비틀림 힘이 더욱 증가하는 방향으로 이동 조작하고, 상기 전방 부재에 상기 비틀림 힘이 작용하지 않는 상태로 유지하는 단계, 상기 복수의 나사 구멍에 삽입한 상기 접시머리 나사를 체결하는 단계, 및　상기 비틀림 코일 스프링의 상기 다른 쪽 단부에 대한 이동 조작을 해제하는 단계를 구비한 점이다.

본 구성의 전방 부재의 고정 방법은 밸브 개폐 시기 제어 장치의 조립을 위해서, 비틀림 코일 스프링의 한쪽 끝을 종동 회전체에 결합하면서 비틀림 코일 스프링을 종동 회전체에 장착하는 단계, 다른 쪽 단부를 전방 부재에 결합하면서 전방 부재를　비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 증가하는 쪽으로 회전시키면서 구동 회전체에 정렬시키는 단계, 및 접시머리 나사용 좌면과 함께 전방 부재에 설치된 복수의 나사 구멍에 접시머리 나사를 삽입하면서　전방 부재를 구동 회전체에 가조립하는 단계를 구비하고 있다.

따라서 비틀림 코일 스프링을 비틀림 변형시킨 상태로 종동 회전체와 전방 부재에 조립하면서 전방 부재를 복수의 나사 구멍에 삽입한 접시머리 나사로 구동 회전체에 가조립할 수 있다.

그러나 이 가조립 상태로는 비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 전방 부재에 작용하고 있으므로, 접시머리 나사 중심과 좌면의 중심이 서로 편심하기 쉽고, 접시머리 나사를 그대로 체결하면 접시머리 나사의 머리가 좌면에 대하여　부분 접촉하고 있는 상태로 체결될 우려가 있다.

이 때문에　본 구성의 전방 부재 고정 방법은 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽 끝을 비틀림 힘이 더욱　증가하는 방향으로 이동 조작하고, 전방 부재에 비틀림 힘이 작용하지 않는 상태로 유지하는 단계, 복수의 나사 구멍에 삽입한　접시머리 나사를 체결하는 단계, 및 비틀림 코일 스프링의 다른 단부에 대한 이동 조작을 해제하는 단계를 구비하고 있다.

따라서 전방 부재에 비틀림 힘이 작용하지 않는 상태, 즉 접시머리 나사 중심과 좌면 중심의 편심에 의한 부분 접촉이 발생하기 어려운 상태로　접시머리 나사를 체결한 후 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽　단부에 대하여 이동 조작을 해제하고, 비틀림 힘을 전방 부재에 작용시킬 수 있다.

따라서 본 구성의 밸브 개폐 시기 제어 장치의 전방 부재의 고정 방법이라면 전방 부재를 복수의 접시머리 나사로 구동 회전체에 고정하는 것이면서, 전방 부재와 구동 회전체와의 고정이 느슨해지기 어렵다.

도 1은　밸브 개폐 시기 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 종단면도(도 3의 화살표　I-I선 단면도)이다.
도 2는　도 1의 화살표 II-II선 단면도이다.
도 3은 밸브 개폐 시기 제어 장치의 정면도이다.
도 4는 도 3의 화살표 IV-IV선 주요부 단면도이다.
도 5는 전방 부재와 비틀림 코일 스프링을 나타낸 사시도이다.
도 6은 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 정면도이다.
도 7은 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 단면도이다.
도 8은 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 정면도이다.
도 9는 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 주요부 단면도이다.
도 10은 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 주요부 정면도이고, 조작구의 선단부를 장착부에 장착한 상태를 나타낸다.
도 11은 전방 부재의 고정 방법을 설명하는 주요부 정면도이고, 외부 로터 측의 스프링 단부를 비틀림 힘이 더욱 증가하는 방향으로 이동 조작한 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 기준으로 설명한다.

도 1 내지 도 5는 자동차용 엔진(내연기관의 일례)에 장착되는 본　발명에 따른 밸브 개폐 시기 제어 장치를 나타낸다.

(전체 구성)

도 1에 나타내는 바와 같이, 밸브 개폐 시기 제어 장치는 엔진(E)의　크랭크 샤프트(미도시)와 동기 회전하는 철강제의 하우징(1)(구동 회전체의 일례), 엔진(E)의 캠 샤프트(2)와 일체 회전하는 알루미늄 합금의 내부 로터(3)(종동 회전체의 일례), 내부 로터(3) 하우징(1)에 대하여 진행각 방향 (도 2의 화살표 S1 방향)으로 가압하는 비틀림 코일 스프링(10), 및 하우징(1)과 내부 로터(3)의　상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치(A)를 구비하고 있다.

하우징(1)과 내부 로터(3)는　동일한 축심(X)에서 회전한다.

(하우징 및 로터)

도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 하우징(1)은 전면 즉, 캠 샤프트(2) 측과는 반대측의 전방 플레이트(4)(front plate)(전방 부재의 일례),　후면 즉, 캠 샤프트(2) 측의 벽 부재(5)와 전방 플레이트(4), 및　벽 부재(5) 사이에 개재된 외부 로터(6)를 구비하고 있다.

전방 플레이트(4), 외부 로터(6), 벽 부재(5)는　4개의 접시머리 나사(7)에서 서로 함께 체결된 상태로 고정되어 있다. 벽 부재(5)의 외주부에는 크랭크 샤프트에서 동력이 전달되는 스프로켓(5a)이 설치되어 있다. 비틀림 코일 스프링(10)은 축경(縮俓)방향으로 비틀림 변형시킨 상태에서 전방 플레이트(4)와 내부 로터(3)에 걸쳐 결합되어 있다.

크랭크 샤프트가 회전 구동하면, 체인 등의 동력 전달 부재(미도시)를 통해 벽 부재(5)에 회전 구동력이 전달되어, 외부 로터(6)가 도　2의 화살표 S로 표시된 방향으로 회전한다.

외부 로터(6)의 회전 구동에 따라 진행각실(11) 및 지연각실(12) 내부의 오일을 통해 내부 로터(3)가 회전 방향 S에 회전 구동되는 캠 샤프트(2)가 회전하고, 캠 샤프트(2)에 설치된 캠(미도시)이 엔진(E)의 흡기 밸브를 작동시킨다.

외부 로터(6)의 내주 부분은 반경 방향 내측에　돌출하는 제1 경계부(8)의 복수를 형성하고 있다. 이러한 제1　경계부(8)는 회전 방향 S에 따라 간격을 두고 배치되어 있다.

내부 로터(3)의 외주부에는 반경 방향 외측으로 돌출하는 제2 경계부(9)의 복수를 형성하고 있다. 이러한 제2 경계부(9)는 제1 경계부(8)와 동일하게 회전 방향 S에 따라 간격을 두고 배치되어 있다.

제1 경계부(8)에 의해 외부 로터(6)와 내부 로터(3) 사이의 공간을 복수의 유체 압력 챔버로 분할하고 있다. 제2 경계부 (9)에 의해 이러한 유체 압력 챔버는 각각 진행각실(11)과 지연각실(12)로　분할된다.

또한 진행각실(11)과 지연각실(12) 사이의 오일 누출을 방지하기 위해 제1 경계부(8) 중 내부 로터(3)의 외주면에 마주하는 위치 및 제2 경계부 (9) 중 외부 로터(6) 내주면에 마주하는 위치에는 각각 밀봉 부재(SE)를 설치해두고 있다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 위상 제어 장치(A)는 진행각실(11) 및 지연각실(12)로의 오일의 급배수 및 급배수의 차단을 실행함으로써,　하우징(1)과 내부 로터(3)와의 상대 회전 위상을 변경 제어한다.

캠 샤프트(2)와 내부 로터(3)의 내부에는 각 진행각실(11)과 위상 제어 장치(A)를 연결하는 진행각 통로(13), 각 지연각실(12)과 위상 제어 장치(A)를 연결하는 지연각 통로(14), 및 내부 로터(3)와 외부 로터(6)를 소정의 상대 회전 위상에 고정하는　잠금 구조(B)와 위상 제어 장치(A)를 연결하는 잠금 통로(15)가 형성되어 있다.

위상 제어 장치(A)는 오일 팬, 오일 모터, 진행각 통로(13) 및 지연각 통로(14)에 대하여 엔진 오일의 급배수 및 그 급배수의 차단을 실행하는 유체 제어 밸브 (OCV), 잠금 통로(15)에 대하여 엔진 오일의 급배수 및 그 급배수의　차단을 실행하는 유체 전환 밸브(OSV), 및 유체 제어 밸브(OCV) 및 유체 전환 밸브(OSV)의 작동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU)을 구비하고 있다.

위상 제어 장치(A)에 의한 제어 동작에서 내부 로터(3)을 외부 로터(6)에 대하여 진행각 방향(도 2의 화살표 S1이 나타내는　방향) 또는 지연각 방향(도 2의 화살표 S2가 나타내는 방향)으로 변위시키고, 내부 로터(3)와 외부 로터(6)와의 상대 회전 위상을 임의의 위상으로 유지한다.

내부 로터(3)와 캠 샤프트(2)는 볼트(21)에서 서로 체결 고정되어 있다. 볼트(21)는 캠 샤프트(2)의 선단부에 설치된 삽입공(2c)의 안쪽에 형성된 암나사부(2b)에 체결되어 있다. 이를 통해 내부 로터(3)는 캠 샤프트(2)의 선단부에 일체적으로 고정되어 있다.

볼트(21)를 관통하는　관통공(25)을 내부 로터(3)에 형성하고, 관통공(25)의 전방 플레이트(4)의 측면에 볼트(21)의 머리를 수용하는 오목부(23)를 형성하고 있다.

내부 로터(3)의 관통공(25) 및 캠 샤프트(2)의 삽입공(2c)과 볼트(21)와의 틈새가 진행각 통로(13)로써 작동한다.

(비틀림 코일 스프링의 조립 구조)

도 1, 도 3~도　5에 나타내는 바와 같이, 비틀림 코일 스프링(10)은 원형 단면의 소선(素線)을 코일 형태로 감아 둔　스프링 본체(10a)의 단부에 전방 플레이트(4)에　설치한 프론트 결합부(16)에 결합시키는 외부 로터 측 스프링 단부(10b)와 내부 로터(3)에 설치된 로터 결합부(17)에 결합시키는 내부 로터 측 스프링 단부(10c)를 갖고 있다.

외부 로터 측 스프링 단부(10b)는 스프링 본체(10a)보다 코일 스프링 반경 방향의 바깥쪽으로 돌출하는 자세로 설치되어 있다.

내부 로터 측 스프링 단부(10c)는 축심 X와 평행한 구멍 형상으로 형성 된 로터 결합부(17)에 삽입하기 위해 스프링 본체(10a)의 길이 방향으로 돌출하는 자세로 설치되어 있다.

전방 플레이트(4)는 이경 관통공(18)을　구비한 외형이 원형의 판 형상으로 형성되어 있다.

이경 관통공(18)은 동일한 직경의　2개의 내측 원호 부분(18a)과 동일한 직경의 2개의 외측 원호 부분(18b)을 원주 방향으로 교대로 구비한 형상으로 형성되어 있다.

내측 원호 부분(18a)은 축심 X와 동심으로, 비틀림 변형한 형상인　스프링 본체(10a) 중 외부 로터 측 스프링 단부(10b)에 연속하는 권선 부분(19)의 내경보다 작은 직경으로 형성되어 있다. 외측 원호 부분(18b)는 축심 X와 동심으로, 내부 로터(3)의 오목부(23)의 내경과 동일한 직경으로 형성되어 있다.

2개의　내측 원호 부분(18a)은 축심 X를 통과하는 직경 방향으로 서로 마주보도록 배치하고, 이러한 내측 원호 부분(18a)의 사이에 외측 원호 부분(18b)를 배치하고 있다.

2개의 내측 원호 부분(18a) 및　2개의 외측 원호 부분(18b)의 각각에 따르는 플레이트 부분의 후면(외부 로터(6) 측)에는 로터 결합부(17)에　결합된 외부 로터 측 스프링 단부(10b)에 연속하는　한번 감을 만큼의　권선 부분(19)의 외주측을 전체 둘레에 걸쳐 일련에 둘러싸는 유지부(20)를, 비틀림 변형된　스프링 본체(10a)의 피치 각도를 따르는　나선형으로 형성하고 있다.

유지부(20)는　2개의 내측 원호 부분(18a)을 따르는　플레이트 부분에 설치되어 있는 제1 유지부(20a)와　2개의 외측 원호 부분(18b)을　따르는　플레이트 부분에 설치되어 있는 제2 유지부(20b)를 일련에 구비하고 있다.

내측 원호 부분(18a)을 따르는　제1 유지부(20a)는 권선 부분(19)의 외주측과 내주측을 일련에 둘러싸는 홈을　형성하여 설치되어 있고, 외측 원호 부분(18b)을 따르는 제2 유지부(20b)는 권선 부분(19)의 외주측만을 둘러싸고 있는　외측 원호 부분(18b)을 형성하는 단면으로 구성되어 있다.

따라서 이경 관통공(18) 중　2개의 외측 원호 부분(18b)에서 형성되는 부분을 권선 부분(19) 중 적어도 내주측이 전방 플레이트(4)의 전면에 노출되는 개구부(22)로써 설치되어 있다.

2개의　외측 원호 부분(18b) 중 한쪽의 외측 원호 부분(18b)에는 비틀림 코일 스프링(10)을　비튼 상태에서 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 코일 스프링 원주 방향에서 결합되는　프론트 결합부(16)를 설치해두고 있다.

개구부(22)를 구성하는　다른 쪽의　외측 원호 부분(18b)는 회전 축심 X를 중심으로 프론트 결합부(16)에 대하여 위상차가 90도 이상되는 위치, 즉, 결합부(16)보다 회전 축심 X를 사이에 두고, 상기　결합부(16)와　마주보는 부분에　근접하는 위치에 구비하고 있다.

프론트 결합부(16)는 전방 플레이트(4)의 전면에 한쪽의 외측 원호 부분(18b)에 걸쳐 개구되는 오목부(24)를 형성하고, 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 코일 스프링 원주 방향에서 연결시켜 결합하는 결합면부(26)를 설치하고 있는 동시에, 오목부(24)의 저면 부분(24a)에서 전방 플레이트(4)의 후면으로부터　결합이 가능하도록 설치되어 있다.

프론트 결합부(16)는 내부 로터 측 스프링 단부(10c)가 로터 결합부(17)에　결합된 비틀림 코일 스프링(10)의 비틀림 힘을 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 통해 결합면부(26)에서 받아들임으로써 내부 로터(3)를 외부 로터(6)에 대한 진행각 방향으로 가압하고 있다.

전방 플레이트(4), 외부 로터(6) 및 벽 부재(5)에 걸쳐, 접시머리 나사(7)를 삽입하는　4개의 나사 구멍(27)을 관통 형성하고 있다.

나사 구멍(27) 중 전방 플레이트(4)의 나사 구멍 부분 각각에는 전방 플레이트(4)가 외부 로터(6)와 벽 부재(5)에 대하여 접시머리 나사(7)로 고정되는 것처럼　접시머리 나사(7)의 머리(7a)에 형성되어 있는 원뿔형의 압접면(28)을 압접하는 원뿔형의 접시머리 나사용 좌면(29)을 형성하고 있다.

나사 구멍(27) 중 벽 부재(5)의 나사 구멍 부분에는 접시머리 나사(7)의 수(雄)나사부(7b)와 나사 결합하는 암(雌)나사부(27a)를 형성하고 있다.

프론트 결합부(16)는 비틀림 코일 스프링(10)의 비틀림 정도가 강해지는 방향, 즉, 외부 로터 측 스프링 단부(10b)가 결합면부(26)로부터 이격하는 방향으로 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 이동 조작하는 드라이버 등의 조작구의 장착부(30)를 구비하고 있다.

장착부(30)는 결합면부(26)의 일부에 노치부(31)를 형성함으로써, 조작구의 선단부분이 전방 플레이트(4)의 전면에서 삽입 가능한 공간(32)을 결합면부(26)와 해당 결합면부(26)에 결합하고 있는 외부 로터 측 스프링 단부(10b)와의 사이에 설치하여 구성하고 있다.

(전방 플레이트의 고정 방법)

도 6~도 11은 상기 밸브 개폐 시기 제어 장치의 조립에 있어서, 본 발명에 따른 전방 플레이트(4)의 고정 방법의 설명도이다.

전방 플레이트(4)의 고정 방법은 도 6~도 11에 나타내는 제1 단계 ~ 제4 단계 및 제5 단계, 제6 단계를 번호순대로 갖추고 있다.

제1 단계는 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 권선 부분(19)을 유지부(20)에 임시 유지 시킴과 동시에 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 프론트 결합부(16)에 임시 결합시키고, 비틀림 코일 스프링(10)을 전방 플레이트(4)에 가조립한다.

가조립한 비틀림 코일 스프링(10)과 전방 플레이트(4)는 도 7에 나타내는 바와 같이,　하나의 파지구(C)에서 동시에 파지하여 내부 로터 측 스프링 단부(10c)를 로터 결합부(17)에 결합하면서 비틀림 코일 스프링(10)을 내부 로터(3)에 장착한다.

파지구(C)에 의한 비틀림 코일 스프링(10)과 전방 플레이트(4)의 파지는 한 쌍의 파지 부재(C1, C2) 중 한쪽 파지 부재(C1)의 선단부를 전방 플레이트(4)의 전면에서 개구부(22)로 삽입하여, 전방 플레이트(4) 및 외측 원호 부분(18b)을 따르는 권선 부분(19), 즉, 개구부(22)를 통해 전방 플레이트(4)의 전면에 노출되어 있는 부분의 내주측을 코일 반경 방향으로 동시에 파지함으로써 실행된다.

제2 단계에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 프론트 결합부(16)에 결합하면서, 전방 플레이트(4)를 비틀림 코일 스프링(10)의 비틀림 힘이 증가하는　쪽(화살표 S3가 나타내는 방향)으로 회전시키면서 4개의 나사 구멍(27)의 각각이 전방 플레이트(4), 외부 로터(6), 및 벽 부재(5)에 걸쳐 동심 형상으로 연통하도록, 전방 플레이트(4)를 외부 로터(6) 및 벽 부재(5)에 정렬시킨다.

제3 단계에서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 좌면(29)과 함께 전방 플레이트(4)에 설치된 4개의 나사 구멍(27)의 각각에 접시머리 나사(7)를 삽입하면서 벽 부재(5)에 체결하여, 전방 플레이트(4)를 외부 로터(6) 및 벽 부재(5)에 가조립한다.

제4 단계에서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 드라이버 등 조작구의 선단 부분(D)을 전방 플레이트(4)의 전면에서 장착부(30)로 삽입하여, 도 11에 나타내는 바와 같이, 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 비틀림 힘이 더 증가하는 방향인,　결합면부(26)로부터 이격하는 방향으로 이동 조작하여, 전방 플레이트(4)에 비틀림 힘이 작용하지 않는 상태로 유지한다.

제5 단계에서는 도 1에 나타내는 바와 같이,　4개의 나사 구멍(27)에 삽입한 접시머리 나사(7)를 동시에 체결하고, 제6 단계에서는 조작구의 선단 부분(D)을 장착부(30)에서 추출하여 비틀림 코일 스프링(10)의 외부 로터 측 스프링 단부(10b)에 대한 이동 조작을 해제하고, 도 3에 나타낸 바와 같이 외부 로터 측 스프링 단부(10b)를 결합면부(26)에 결합시킨다.

(기타 실시 예)

1. 본 발명에 따른 밸브 개폐 시기 제어 장치는 종동 회전체(3)를 구동 회전체(1)에 대하여 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링(10)을 구비한 것이어도 좋다.

2. 본 발명에 따른 밸브 개폐 시기 제어 장치는 결합부(16)가 코일 스프링(10)의 단부(10b)를 전방 부재(4)로부터 그 전면 또는　반경 방향 외측에 돌출시켜, 비틀림 코일 스프링(10)의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 이동 조작 가능하게 결합하는 것이며, 비틀림 코일 스프링(10)의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 비틀림 코일 스프링(10)의 단부(10b)를 이동 조작하는　조작구의 장착부(30)가 그 단부(10b)의 전방 부재(4)로부터의 돌출 부분으로 구성되어도 좋다.

3. 본 발명에 따른 밸브 개폐 시기 제어 장치는 판 형의 전방 부재(4)를 구비하는 것뿐만 아니라　샤프트 삽입용 보스와 고정용 플랜지를 갖는 전방 부재를 구비하여도 좋다.

본 발명은 자동차 및 기타 내연기관의 밸브 개폐 시기 제어 장치에 이용 가능하다.

Claims

내연기관의 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체;
상기 내연기관의 캠 샤프트와 일체 회전하고, 상기 구동 회전체와 동일한 회전 축심에서 회전하는 종동 회전체;
상기 구동 회전체와 상기 종동 회전체와의 상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치; 및
상기 구동 회전체에 설치된 전방 부재와 상기 종동 회전체에 걸쳐 결합되고, 상기 종동 회전체를 상기 구동 회전체에 대하여 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비하고,
상기 전방 부재가 상기 구동 회전체에 대해 접시머리 나사로 고정되도록 설치된 복수의 좌면; 및
상기 비틀림 코일 스프링을 비튼 상태에서 해당 비틀림 코일 스프링의 단부를 결합하는 결합부를 구비하고,
상기 결합부가 상기 비틀림 코일 스프링의 비틀림 정도가 강해지는 방향으로 상기 비틀림 코일 스프링의 단부를 이동 조작하는 작업구의 장착부를 구비하고 있는 밸브 개폐 시기 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 장착부는 상기 조작구가 상기 전방 부재의 전면으로부터 삽입 가능한 공간을 상기 결합부와 해당 결합부에 결합되어 있는 상기 비틀림 코일 스프링의 단부 사이에 설치하여 구성한 밸브 개폐 시기 제어 장치.
상기 전방 부재가 상기 비틀림 코일 스프링의 단부에 연속하는 권선 부분의 외주측을 둘러싸는 유지부를 구비하는 동시에, 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 권선 부분 중 적어도 내주측이 상기 전방 부재의 앞쪽에 노출되는 개구부를 상기 회전 축심을 중심으로 상기 결합부에 대하여 위상차가 90도 이상되는 위치에 구비하는 밸브 개폐 시기 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 유지부를 상기 권선 부분을 전체 둘레에 걸쳐 유지 가능하게 설치되어 있는 밸브 개폐 시기 제어 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 개구부를 상기 결합부보다도 상기 회전 축심을　사이에 두고　상기 결합부와 마주보는 부분에 근접하는 위치에 구비하고 있는 밸브 개폐 시기 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한　항에 있어서, 상기 결합부를 상기 비틀림 코일 스프링의 단부를 코일 스프링 반경 방향으로 따르게 한 상태에서 상기 전방 부재의 후면에서 결합 가능하게 설치되어 있는 밸브 개폐 시기 제어 장치.
내연기관의 크랭크 샤프트와 동기 회전하는 구동 회전체;
상기 내연기관의 캠 샤프트와 일체 회전하고, 상기 구동 회전체와 동일한 회전 축심에서 회전하는 종동 회전체;
상기 구동 회전체와 상기 종동 회전체와의 상대 회전 위상을 변경 제어하는 위상 제어 장치; 및
상기 구동 회전체에 설치된 전방 부재와 상기 종동 회전체에 걸쳐 결합되고, 상기 종동 회전체를 상기 구동 회전체에 대하여 진행각 방향 또는 지연각 방향으로 가압하는 비틀림 코일 스프링을 구비한 밸브 개폐 시기 제어 장치의 조립을 위하여, 상기 비틀림 코일 스프링의 한쪽 단부를 상기 종동 회전체에 결합하면서 상기 비틀림 코일 스프링을 상기 종동 회전체에 장착하는 단계;
상기 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽 단부를 상기 전방 부재에 결합하면서 상기 전방 부재를 상기 비틀림 코일 스프링의 비틀림 힘이 증가하는 쪽으로　회전시키면서 상기 구동 회전체에 정렬시키는 단계;
접시머리 나사용 좌면과 함께 상기 전방 부재에 설치된 복수의 나사 구멍에 접시머리 나사를 삽입하면서 상기 전방 부재를 상기 구동 회전체에 가조립하는 단계;
상기 비틀림 코일 스프링의 다른 쪽 단부를 상기 비틀림 힘이 더욱 증가하는 방향으로 이동 조작하고, 상기 전방 부재에 상기 비틀림 힘이 작용하지 않는 상태로 유지하는 단계;
상기 복수의 나사 구멍에 삽입한 상기 접시머리 나사를 체결하는 단계; 및
상기 비틀림 코일 스프링의 상기 다른 쪽 단부에 대하여 이동 조작을 해제하는 단계를 구비한 밸브 개폐 시기 제어 장치의 전방 부재의 고정 방법.