WO2018220789A1 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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protrusion
spiral spring
clip
rotating body
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翔平 豊田
横山 雅之
知恭 西田
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三菱電機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • F01L1/356Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
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    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs

Definitions

  • the present invention relates to a valve timing adjusting device having a spiral spring that biases a rotor.
  • valve timing adjustment devices include a spiral spring that generates an urging force to counteract the reaction force that the camshaft receives from the valve. This spiral spring may spread outward in the radial direction and break due to the rotational motion of the valve timing adjusting device and the vibration of the internal combustion engine. Therefore, the valve timing adjusting device according to Patent Document 1 includes a regulation pin that regulates the outermost winding of the spiral spring so that it does not spread radially outward.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to suppress wear of the spiral spring and the regulation pin.
  • the valve timing adjusting device has a first rotating body having a working hydraulic chamber and a vane that divides the working hydraulic chamber into an advance side and a retard side, and is rotated relative to the first rotating body.
  • a second rotating body that has one end fixed to the second rotating body, the other end fixed to the first rotating body, and a spiral spring that biases the second rotating body in one direction relative to the first rotating body, Self-elasticity having a protrusion protruding from the first rotating body and having a protrusion for restricting the outermost winding of the spiral spring to radially outward and a first surface abutting on the outermost winding of the spiral spring And a clip that is attached to the protrusion by force.
  • the first surface of the clip, not the protrusion is in contact with the outermost winding of the spiral spring, wear of the spiral spring and the protrusion can be suppressed.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration example of the valve timing adjustment device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the valve timing adjusting device according to the first embodiment cut along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the valve timing adjusting device according to the first embodiment cut along line BB in FIG.
  • It is the figure which expanded the protrusion and clip in FIG. 6 is a perspective view showing a state before the clip is attached to the protrusion in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the clip is attached to the protrusion in the first embodiment.
  • 3 is a perspective view showing an example of a retaining portion formed on the protrusion of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a plan view of a plate according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the protrusion of the first embodiment cut along the line EE in FIG.
  • FIG. 9 is a modification of the retaining portion of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a protrusion cut along line EE in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a valve timing adjusting apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the valve timing adjusting device 1 according to the first embodiment taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the valve timing adjusting device 1 according to the first embodiment cut along the line BB in FIG.
  • the valve timing adjusting device 1 has, as a basic structure, a first rotating body having a working hydraulic chamber and a vane 3a that divides the working hydraulic chamber into an advanced hydraulic chamber 11 and a retarded hydraulic chamber 12.
  • a second rotating body that rotates relative to the first rotating body, a spiral spring 5 that urges the second rotating body in one direction relative to the first rotating body, and a radially outer side of the outermost winding 5c of the spiral spring 5
  • a protrusion 13 that regulates the spread and a clip 6 that attaches to the protrusion 13 by its own elastic force and contacts the outermost winding 5c of the spiral spring 5 are provided.
  • the first rotating body is a housing 2, and the housing 2 includes a case 7, a plate 8, and a cover 9.
  • the second rotating body is the rotor 3.
  • a sprocket portion 7 b is formed on the outer surface of the case 7.
  • a chain (not shown) is attached to the sprocket portion 7b, and the driving force of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the case 7. With this driving force, the housing 2 rotates synchronously with the crankshaft.
  • the rotor 3 and the holder 4 are fastened to the camshaft 100 of the internal combustion engine by the center bolt 101 and rotate synchronously with the camshaft 100.
  • a hole through which the bolt 10 passes is formed in the case 7 and the cover 9, and a female screw to which the bolt 10 is fastened is formed in the plate 8.
  • a plurality of shoe portions 7 a projecting inward are formed on the inner surface of the case 7.
  • a space surrounded by the shoe portion 7a, the plate 8, and the cover 9 is an operating hydraulic pressure chamber.
  • the rotor 3 is disposed inside the case 7.
  • the rotor 3 is formed with a plurality of vanes 3a protruding outward.
  • Each of the plurality of vanes 3 a is disposed in each of the plurality of hydraulic hydraulic chambers of the case 7.
  • One vane 3 a divides one working hydraulic chamber into an advance hydraulic chamber 11 and a retard hydraulic chamber 12.
  • the hydraulic oil is supplied to the advance hydraulic chamber 11 or the retard hydraulic chamber 12 via the hydraulic shaft 100 a formed in the camshaft 100 and the rotor 3, so that the rotor 3 is relative to the housing 2.
  • the rotor 3 rotates and the relative angle of the rotor 3 with respect to the housing 2 is adjusted to the advance side or the retard side.
  • the rotational phase of the camshaft 100 with respect to the crankshaft changes to the advance side or the retard side, and the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve also changes.
  • the spiral spring 5 urges the rotor 3 toward the advance side with respect to the housing 2 in order to counter the reaction force that the camshaft 100 receives from the intake valve or the exhaust valve.
  • the spiral spring 5 has a square wire wound horizontally, and is fixed to the rotor 3 and the plate 8 of the housing 2 by a holder 4. The steel plate is pressed to form the flange portion 4a, the cylindrical portion 4b, and the hole portion 4c of the holder 4.
  • the inner peripheral end 5 a of the spiral spring 5 is engaged with the outer peripheral surface of the cylindrical portion 4 b, the inner peripheral end 5 a of the spiral spring 5 is fixed to the holder 4 and connected to the rotor 3.
  • the outer peripheral end 5 b of the spiral spring 5 is fixed to the plate 8 by engaging the outer peripheral end 5 b of the spiral spring 5 with the groove 8 a of the plate 8.
  • the two flange portions 4 a have a shape extending in the radial direction of the spiral spring 5. If a load is applied in the direction in which the spiral spring 5 falls off the holder 4 due to the vibration of the vehicle or the like, the flange 4a prevents the spiral spring 5 from falling off.
  • the hole 4 c of the holder 4 is a hole through which a center bolt 101 that fastens the holder 4 to the camshaft 100 is passed.
  • a protrusion 13 is formed that restricts the outermost winding 5 c of the spiral spring 5 from spreading outward in the radial direction.
  • the protrusion 13 has a shape protruding from the plate 8 toward the holder 4 side.
  • the clip 6 is attached to the protrusion 13.
  • the clip 6 is an elastic body formed by pressing a steel plate and attaches to the protrusion 13 with its own elastic force.
  • the protrusion 13 does not directly contact the outermost winding 5c of the spiral spring 5, but the clip 6 directly contacts. Since the clip 6 abuts on the outermost winding 5c in a gentle plane, the progress of wear of the spiral spring 5 can be suppressed as compared with a line contact such as a cylindrical pin.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the protrusion 13 and the clip 6 in FIG.
  • the protrusion 13 has a first wall surface 13a that faces the outermost circumferential winding 5c side of the spiral spring 5, and a second wall surface 13b and a third wall surface 13c that are connected to both sides of the first wall surface 13a.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first wall surface 13a and the second wall surface 13b is an acute angle.
  • the angle formed by the first wall surface 13a and the third wall surface 13c is also an acute angle.
  • the end surface 13d of the protrusion 13 has a trapezoidal shape.
  • the clip 6 has the 1st surface 6a contact
  • the first surface 6 a of the clip 6 is in contact with the first wall surface 13 a of the protrusion 13
  • the second surface 6 b of the clip 6 is in contact with the second wall surface 13 b of the protrusion 13
  • the third surface 6 c of the clip 6 is the third wall surface of the protrusion 13. It touches 13c.
  • the angle ⁇ 2 formed by the first surface 6a and the second surface 6b is an acute angle.
  • the angle formed by the first surface 6a and the third surface 6c is also an acute angle.
  • the angle ⁇ 2 is an acute angle smaller than the angle ⁇ 1.
  • the clip 6 is attached to the protrusion 13 by a load between which the second surface 6 b and the third surface 6 c of the clip 6 sandwich the second wall surface 13 b and the third wall surface 13 c of the protrusion 13.
  • the angle ⁇ 1 of the protrusion 13 By making the angle ⁇ 1 of the protrusion 13 an acute angle, when the load F1 that the clip 6 sandwiches the protrusion 13 is applied, a force F2 that slides in the upward direction in FIG. 4 acts on the clip 6.
  • the clip 6 is attached at a position where the first wall surface 13 a of the protrusion 13 and the first surface 6 a of the clip 6 come into contact with each other.
  • the angle ⁇ 2 of the clip 6 is an acute angle smaller than the angle ⁇ 1 of the protrusion 13, the clip 6 and the protrusion 13 can be reliably brought into contact with the second surface 6b and the second wall surface 13b and the third surface 6c and the third surface 6c.
  • the three wall surfaces 13c can be reliably contacted. Furthermore, since the angle ⁇ 2 of the clip 6 is an acute angle smaller than the angle ⁇ 1 of the protrusion 13, the sliding force F2 is increased, and the first wall surface 13a of the protrusion 13 and the first surface 6a of the clip 6 can be reliably contacted. As described above, when the three wall surfaces of the protrusion 13 and the three surfaces of the clip 6 are in contact with each other, the clip 6 is not easily displaced after being attached to the protrusion 13 and is not easily detached.
  • the material of the clip 6 is harder than the plate 8 on which the protrusions 13 are formed and softer than the spiral spring 5.
  • the material of the clip 6 is stainless steel, for example, and is SUS631-CSP3 / 4H of JIS (Japanese Industrial Standard).
  • the material of the plate 8 is, for example, an aluminum alloy, and is JIS ADC12.
  • the material of the spiral spring 5 is, for example, a piano wire, and is JIS SWP-B.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before the clip 6 is attached to the protrusion 13 in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state where the clip 6 is attached to the protrusion 13 in the first embodiment.
  • the operator opens the second surface 6b and the third surface 6c of the clip 6 in the direction indicated by the arrow C so that the first surface 6a is bent in the elastic region.
  • the operator inserts the clip 6 in that state into the protrusion 13 in the direction indicated by the arrow D.
  • the clip 6 is attached to the protrusion 13 by its own elastic force. Since the clip 6 is inserted into the protrusion 13 from the direction of the arrow D, that is, the direction of the end face 13d of the protrusion 13, the clip 6 can be attached with a minimum amount of deflection. Therefore, plastic deformation of the clip 6 can be prevented.
  • the protrusion 13 may be provided with a retaining portion.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of the retaining portion 13e formed on the protrusion 13 of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of the plate 8 according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the protrusion 13 according to the first embodiment taken along line EE in FIG. After the clip 6 is attached, the end face 13d of the protrusion 13 is caulked to form a return. The return functions as a retaining portion 13e that prevents the clip 6 from coming off.
  • an end side corresponding to the load F1 action point of the clip 6 in the end surface 13d of the protrusion 13 is caulked to form the retaining portion 13e. Since the point of application of the load F1 is a portion where the clip 6 and the protrusion 13 are in contact with each other, the retaining portion 13e is formed at this portion, so that the clip 6 can be reliably prevented from coming off from the protrusion 13.
  • the retaining portions 13e are formed on the second wall surface 13b and the third wall surface 13c, but the retaining portions 13e may be formed on the first wall surface 13a.
  • FIG. 10 is a modified example of the retaining portion 13e of the first embodiment, and is a cross-sectional view of the protrusion 13 cut along the line EE of FIG.
  • a recess 13f into which the third surface 6c of the clip 6 fits is formed in the third wall surface 13c of the protrusion 13, and the upper portion of the recess 13f functions as a retaining portion 13e.
  • the recessed portion 13f and the retaining portion 13e having the same configuration may be formed not only on the third wall surface 13c of the protrusion 13 but also on the second wall surface 13b or the first wall surface 13a.
  • the valve timing adjusting apparatus 1 includes the housing 2 having the working hydraulic chamber, and the vane 3a that divides the working hydraulic chamber into the advance hydraulic chamber 11 and the retard hydraulic chamber 12.
  • the rotor 3 that rotates relative to the housing 2, the outer peripheral end 5 b is fixed to the plate 8 of the housing 2, the inner peripheral end 5 a is fixed to the rotor 3 by the holder 4, and the rotor 3 is attached to the housing 2 in one direction.
  • the spiral spring 5 that is energized, the protrusion 13 that protrudes from the plate 8 of the housing 2 and restricts the outermost circumferential winding 5c of the spiral spring 5 from spreading outward in the radial direction, and the outermost circumferential winding of the spiral spring 5
  • a clip 6 that has a first surface 6a that abuts against 5c and attaches to the protrusion 13 with its own elastic force. Since the first surface 6a of the clip 6 is in contact with the outermost circumferential winding 5c instead of the protrusion 13, wear of the spiral spring 5 and the protrusion 13 can be suppressed.
  • the protrusion 13 has a first wall surface 13a facing the outermost winding 5c side of the spiral spring 5, and a second wall surface 13b and a third wall surface 13c continuous to both sides of the first wall surface 13a.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first wall surface 13a and the second wall surface 13b and the angle ⁇ 1 formed by the first wall surface 13a and the third wall surface 13c are acute angles.
  • the clip 6 includes a first surface 6a that contacts the outermost winding 5c of the spiral spring 5, and a second surface 6b and a third surface 6c that are connected to both sides of the first surface 6a.
  • the angle ⁇ 2 formed by the two surfaces 6b and the angle ⁇ 2 formed by the first surface 6a and the third surface 6c are acute angles smaller than the angle ⁇ 1.
  • the clip 6 of the first embodiment is made of a material that is harder than the plate 8 of the housing 2 and softer than the spiral spring 5.
  • the clip 6 is stainless steel
  • the plate 8 is an aluminum alloy
  • the spiral spring 5 is a piano wire. Thereby, abrasion of the clip 6 and the spiral spring 5 can be suppressed.
  • the protrusion 13 of the first embodiment has a retaining portion 13e that prevents the clip 6 from coming off.
  • the retaining portion 13e is constituted by a portion where the projection 13 is caulked, for example. Since the retaining portion 13e is provided, the clip 6 is reliably prevented from coming off.
  • valve timing adjusting device 1 may be used on either the intake side or the exhaust side.
  • the urging direction of the spiral spring 5 may be either the advance side or the retard side.
  • the structure of the protrusion 13 and the clip 6 of the first embodiment does not affect the internal structure of the valve timing adjusting device 1, it may be other than the valve timing adjusting device 1 having the illustrated internal structure. The structure of the protrusion 13 and the clip 6 of the first embodiment can be applied.
  • valve timing adjusting device is suitable for use in a valve timing adjusting device for adjusting the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine.
  • valve timing adjusting device 2 housing (first rotating body), 3 rotor (second rotating body), 3a vane, 4 holder, 4a flange part, 4b cylinder part, 4c hole part, 5 spiral spring, 5a inner peripheral end 5b outer peripheral edge, 5c outermost winding, 6 clips, 6a first surface, 6b second surface, 6c third surface, 7 case (first rotating body), 7a shoe portion, 7b sprocket portion, 8 plate (first 1 rotation body), 8a groove, 9 cover (first rotation body), 10 bolt, 11 advance hydraulic chamber, 12 retard hydraulic chamber, 13 protrusion, 13a first wall surface, 13b second wall surface, 13c third wall surface, 13d end face, 13e retaining part, 13f recessed part, 100 camshaft, 100a hydraulic path, 101 center bolt.

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Abstract

渦巻きばね(5)は、内周端(5a)がロータ(3)に固定され、外周端(5b)がハウジング(2)のプレート(8)に固定され、ハウジング(2)に対してロータ(3)を一方向に付勢する。突起(13)は、プレート(8)から突出した形状であって渦巻きばね(5)の最外周巻目(5c)の径方向外側への広がりを規制する。クリップ(6)は、渦巻きばね(5)の最外周巻目(5c)に当接する第1面(6a)を有し、自己の弾性力で突起(13)に取り付く。

Description

バルブタイミング調整装置
 この発明は、ロータを付勢する渦巻きばねを備えたバルブタイミング調整装置に関するものである。
 バルブタイミング調整装置には、カムシャフトがバルブから受ける反力に対抗するための付勢力を発生する渦巻きばねを備えるものがある。この渦巻きばねは、バルブタイミング調整装置の回転運動および内燃機関の振動を受けて径方向外側へ広がり折損する可能性がある。そこで、特許文献1に係るバルブタイミング調整装置は、渦巻きばねの最外周巻目が径方向外側へ広がらないように規制する規制ピンを備える。
特許5920632号公報
 従来のバルブタイミング調整装置は以上のように構成されているので、渦巻きばねが規制ピンに線接触しながら摺動することで、渦巻きばねおよび規制ピンが摩耗するという課題があった。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、渦巻きばねおよび規制ピンの摩耗を抑制することを目的とする。
 この発明に係るバルブタイミング調整装置は、作動油圧室を有する第1回転体と、作動油圧室を進角側と遅角側とに区分するベーンを有し、第1回転体に対して相対回転する第2回転体と、一端が第2回転体に固定され、他端が第1回転体に固定され、第1回転体に対して第2回転体を一方向に付勢する渦巻きばねと、第1回転体から突出した形状であって渦巻きばねの最外周巻目の径方向外側への広がりを規制する突起と、渦巻きばねの最外周巻目に当接する第1面を有し自己の弾性力で突起に取り付くクリップとを備えるものである。
 この発明によれば、突起ではなくクリップの第1面が渦巻きばねの最外周巻目に当接するようにしたので、渦巻きばねおよび突起の摩耗を抑制できる。
実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置の構成例を示す平面図である。 実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図1のA-A線に沿って切断した断面図である。 実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置を図2のB-B線に沿って切断した断面図である。 図1における突起とクリップを拡大した図である。 実施の形態1においてクリップが突起に取り付く前の状態を示す斜視図である。 実施の形態1においてクリップが突起に取り付いた状態を示す斜視図である。 実施の形態1の突起に形成された抜け止め部の一例を示す斜視図である。 実施の形態1のプレートの平面図である。 実施の形態1の突起を図8のE-E線に沿って切断した断面図である。 実施の形態1の抜け止め部の変形例であり、突起を図8のE-E線に沿って切断した断面図である。
 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置1の構成例を示す平面図である。図2は、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置1を図1のA-A線に沿って切断した断面図である。図3は、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置1を図2のB-B線に沿って切断した断面図である。
 バルブタイミング調整装置1は、基本構造として、作動油圧室を有する第1回転体と、作動油圧室を進角油圧室11と遅角油圧室12とに区分するベーン3aを有し第1回転体に対して相対回転する第2回転体と、第1回転体に対して第2回転体を一方向に付勢する渦巻きばね5と、渦巻きばね5の最外周巻目5cの径方向外側への広がりを規制する突起13と、自己の弾性力で突起13に取り付き渦巻きばね5の最外周巻目5cに当接するクリップ6とを備える。第1回転体はハウジング2であり、ハウジング2は、ケース7、プレート8およびカバー9から構成される。第2回転体はロータ3である。
 ケース7の外面には、スプロケット部7bが形成される。スプロケット部7bには、図示しないチェーンが装着され、内燃機関のクランクシャフトの駆動力がケース7に伝達される。この駆動力により、ハウジング2がクランクシャフトと同期回転する。一方、ロータ3およびホルダ4は、センタボルト101により内燃機関のカムシャフト100に締結され、カムシャフト100と同期回転する。
 ケース7およびカバー9にはボルト10が通る穴が形成され、プレート8にはボルト10が締結されるめねじが形成される。プレート8およびカバー9との間にケース7およびロータ3が挟み込まれた状態で、複数のボルト10により、ケース7、プレート8、およびカバー9が同軸上に固定される。
 ケース7の内面には、内側に突出する複数のシュー部7aが形成される。シュー部7aとプレート8とカバー9とに囲まれた空間は作動油圧室である。図3の構成例では作動油圧室が5つある。ケース7の内部にはロータ3が配置される。このロータ3には、外側に突出する複数のベーン3aが形成される。ケース7の複数の作動油圧室のそれぞれに複数のベーン3aのそれぞれが配置される。1つのベーン3aが1つの作動油圧室を進角油圧室11と遅角油圧室12とに区分する。
 作動油が、カムシャフト100およびロータ3の内部に形成された油圧路100aを経由して進角油圧室11または遅角油圧室12に供給されることにより、ロータ3はハウジング2に対して相対回転し、ハウジング2に対するロータ3の相対角度が進角側または遅角側に調整される。ハウジング2に対するロータ3の相対角度が調整されると、クランクシャフトに対するカムシャフト100の回転位相が進角側または遅角側に変化して吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングも変化する。
 渦巻きばね5は、カムシャフト100が吸気バルブまたは排気バルブから受ける反力に対抗するために、ロータ3をハウジング2に対して進角側に付勢する。渦巻きばね5は、角線が水平に巻かれたものであり、ホルダ4によってロータ3とハウジング2のプレート8とに固定される。鋼板がプレス加工されて、ホルダ4のフランジ部4a、筒部4bおよび穴部4cが形成される。渦巻きばね5の内周端5aが筒部4bの外周面に係合することによって、渦巻きばね5の内周端5aがホルダ4に固定されてロータ3と連結される。渦巻きばね5の外周端5bがプレート8の溝8aに係合することによって、渦巻きばね5の外周端5bがプレート8に固定される。2つのフランジ部4aは渦巻きばね5の径方向にのびた形状である。車両の振動等を受けて万一渦巻きばね5がホルダ4から脱落する方向に負荷がかかった場合、フランジ部4aが渦巻きばね5の脱落を防止する。ホルダ4の穴部4cは、ホルダ4をカムシャフト100に締結するセンタボルト101を通す穴である。
 プレート8の外周部には、渦巻きばね5の最外周巻目5cの径方向外側への広がりを規制する突起13が形成される。突起13はプレート8からホルダ4側へ突出した形状である。また、突起13にはクリップ6が取り付く。クリップ6は、鋼板がプレス加工されてなる弾性体であり、自己の弾性力で突起13に取り付く。渦巻きばね5の最外周巻目5cに突起13が直接当接するのではなく、クリップ6が直接当接する。クリップ6は、穏やかな平面で最外周巻目5cに当接するため、円柱状のピン等のような線接触に比べて渦巻きばね5の摩耗の進行を抑制できる。渦巻きばね5が摩耗すると、渦巻きばね5のトルク低下および渦巻きばね5の折損が生じる。また、クリップ6が無い突起13が最外周巻目5cと当接することによって突起13の摩耗が進行すると、突起13と最外周巻目5cとが当接しなくなり、渦巻きばね5の共振周波数が下がり、渦巻きばね5が共振して折損が生じる。突起13と渦巻きばね5の最外周巻目5cとの間にクリップ6を設けることで、これらを予防できる。
 なお、図1の構成例では、プレート8の外周部の2か所に2つの突起13が形成されるが、突起13の個数および形成位置は図1の構成例に限定されない。
 次に、突起13とクリップ6の詳細を説明する。
 図4は、図1における突起13とクリップ6を拡大した図である。突起13は、渦巻きばね5の最外周巻目5c側を向く第1壁面13aと、第1壁面13aの両側に連なる第2壁面13bおよび第3壁面13cとを有する。第1壁面13aと第2壁面13bの成す角度θ1は鋭角である。同様に、第1壁面13aと第3壁面13cの成す角度も鋭角である。突起13の端面13dは台形形状である。
 クリップ6は、渦巻きばね5の最外周巻目5cに当接する第1面6aと、第1面6aの両側に連なる第2面6bおよび第3面6cとを有する。クリップ6の第1面6aは突起13の第1壁面13aに接し、クリップ6の第2面6bは突起13の第2壁面13bに接し、クリップ6の第3面6cは突起13の第3壁面13cに接する。第1面6aと第2面6bの成す角度θ2は鋭角である。同様に、第1面6aと第3面6cの成す角度も鋭角である。ただし、角度θ2は、角度θ1より小さい鋭角である。クリップ6の第2面6bと第3面6cが突起13の第2壁面13bと第3壁面13cを挟む荷重により、クリップ6が突起13に取り付く。
 突起13の角度θ1を鋭角にすることで、クリップ6が突起13を挟む荷重F1が作用した際に、クリップ6には図4の紙面上方向に滑る力F2が働く。滑る力F2が働くことで、突起13の第1壁面13aとクリップ6の第1面6aとが接触する位置にクリップ6が取り付く。また、クリップ6の角度θ2が突起13の角度θ1より小さい鋭角であるため、クリップ6と突起13とは、第2面6bと第2壁面13bとで確実に接触できるとともに第3面6cと第3壁面13cとで確実に接触できる。さらに、クリップ6の角度θ2が突起13の角度θ1より小さい鋭角であるため、滑る力F2が大きくなり、突起13の第1壁面13aとクリップ6の第1面6aとが確実に接触できる。以上のように、突起13の3つの壁面とクリップ6の3つの面がそれぞれ接触することにより、クリップ6は突起13に取り付いた後にずれにくく外れにくい。
 クリップ6の材質は、突起13が形成されるプレート8よりも硬く、渦巻きばね5よりも軟らかい材質である。クリップ6の材質は、例えばステンレススチールであり、JIS(日本工業規格)のSUS631-CSP3/4Hである。プレート8の材質は、例えばアルミ合金であり、JISのADC12である。渦巻きばね5の材質は、例えばピアノ線であり、JISのSWP-Bである。クリップ6にプレート8よりも硬い材質が使用されることで、クリップ6の摩耗進行が防止され、渦巻きばね5とクリップ6が当接しなくなることが防止される。また、クリップ6に渦巻きばね5よりも軟らかい材質が使用されることで、渦巻きばね5の摩耗が抑制され、トルクの低下および折損が防止される。
 次に、クリップ6の取り付け方法を説明する。
 図5は、実施の形態1においてクリップ6が突起13に取り付く前の状態を示す斜視図である。図6は、実施の形態1においてクリップ6が突起13に取り付いた状態を示す斜視図である。
 図5に示されるように、作業者は、クリップ6の第2面6bと第3面6cを矢印Cで示される方向に開き、第1面6aを弾性域内でたわませた状態にする。作業者は、その状態にしたクリップ6を突起13へ、矢印Dに示される方向に差し込む。図6に示されるように、クリップ6は自己の弾性力によって突起13に取り付く。矢印Dの方向、つまり突起13の端面13dの方向からクリップ6が突起13に差し込まれるので、クリップ6は最小限のたわみ量で取り付け可能である。よって、クリップ6の塑性変形を防止できる。
 なお、クリップ6の突起13からの抜けを防止するために、突起13に抜け止め部が設けられてもよい。
 図7は、実施の形態1の突起13に形成された抜け止め部13eの一例を示す斜視図である。図8は、実施の形態1のプレート8の平面図である。図9は、実施の形態1の突起13を図8のE-E線に沿って切断した断面図である。
 クリップ6が取り付いた後、突起13の端面13dがかしめられて返りが形成される。返りは、クリップ6の外れを防止する抜け止め部13eとして機能する。例えば、突起13の端面13dのうち、クリップ6の荷重F1作用点に相当する端辺がかしめられて抜け止め部13eが形成される。荷重F1作用点はクリップ6と突起13とが確実に当接している部位であるため、この部位に抜け止め部13eが形成されることでクリップ6の突起13からの抜けを確実に防止できる。
 なお、図7~図9の構成例では、第2壁面13bと第3壁面13cに抜け止め部13eが形成されたが、第1壁面13aに抜け止め部13eが形成されてもよい。
 また、抜け止め部13eは、かしめ以外の方法によって形成されてもよい。
 図10は、実施の形態1の抜け止め部13eの変形例であり、突起13を図8のE-E線に沿って切断した断面図である。図10の変形例では、突起13の第3壁面13cに、クリップ6の第3面6cが嵌る凹部13fが形成され、凹部13fの上部のでっぱり部分が抜け止め部13eとして機能する。同様の構成の凹部13fと抜け止め部13eは、突起13の第3壁面13cだけでなく、第2壁面13bまたは第1壁面13aに形成されてもよい。
 以上のように、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置1は、作動油圧室を有するハウジング2と、作動油圧室を進角油圧室11と遅角油圧室12とに区分するベーン3aを有しハウジング2に対して相対回転するロータ3と、外周端5bがハウジング2のプレート8に固定され内周端5aがホルダ4によってロータ3に固定されハウジング2に対してロータ3を一方向に付勢する渦巻きばね5と、ハウジング2のプレート8から突出した形状であって渦巻きばね5の最外周巻目5cの径方向外側への広がりを規制する突起13と、渦巻きばね5の最外周巻目5cに当接する第1面6aを有し自己の弾性力で突起13に取り付くクリップ6とを備える。突起13ではなくクリップ6の第1面6aが最外周巻目5cに当接する構成であるため、渦巻きばね5および突起13の摩耗を抑制できる。
 また、実施の形態1の突起13は、渦巻きばね5の最外周巻目5c側を向く第1壁面13aと、第1壁面13aの両側に連なる第2壁面13bおよび第3壁面13cとを有し、第1壁面13aと第2壁面13bの成す角度θ1および第1壁面13aと第3壁面13cの成す角度θ1は鋭角である。クリップ6は、渦巻きばね5の最外周巻目5cに当接する第1面6aと、第1面6aの両側に連なる第2面6bおよび第3面6cとを有し、第1面6aと第2面6bの成す角度θ2および第1面6aと第3面6cの成す角度θ2は、上記角度θ1より小さい鋭角である。これにより、図4で示されたような荷重F1と滑る力F2とが作用し、クリップ6は突起13に取り付いた後にずれにくく外れにくい。
 また、実施の形態1のクリップ6は、ハウジング2のプレート8よりも硬く、渦巻きばね5よりも軟らかい材質である。例えば、クリップ6はステンレススチール、プレート8はアルミ合金、および渦巻きばね5はピアノ線である。これにより、クリップ6および渦巻きばね5の摩耗を抑制できる。
 また、実施の形態1の突起13は、クリップ6の抜けを防止する抜け止め部13eを有する。この抜け止め部13eは、例えば突起13がかしめられた部分で構成される。抜け止め部13eがあることで、クリップ6の抜けが確実に防止される。
 なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
 例えば、実施の形態1に係るバルブタイミング調整装置1は、吸気側および排気側のどちらに用いられてもよい。また、渦巻きばね5の付勢方向は進角側および遅角側のどちらでもよい。また、実施の形態1の突起13とクリップ6の構造は、バルブタイミング調整装置1の内部構造に影響を与えるものではないため、図示された内部構造を持つバルブタイミング調整装置1以外であっても実施の形態1の突起13とクリップ6の構造を適用可能である。
 この発明に係るバルブタイミング調整装置は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置などに用いるのに適している。
 1 バルブタイミング調整装置、2 ハウジング(第1回転体)、3 ロータ(第2回転体)、3a ベーン、4 ホルダ、4a フランジ部、4b 筒部、4c 穴部、5 渦巻きばね、5a 内周端、5b 外周端、5c 最外周巻目、6 クリップ、6a 第1面、6b 第2面、6c 第3面、7 ケース(第1回転体)、7a シュー部、7b スプロケット部、8 プレート(第1回転体)、8a 溝、9 カバー(第1回転体)、10 ボルト、11 進角油圧室、12 遅角油圧室、13 突起、13a 第1壁面、13b 第2壁面、13c 第3壁面、13d 端面、13e 抜け止め部、13f 凹部、100 カムシャフト、100a 油圧路、101 センタボルト。

Claims (6)

  1.  内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
     作動油圧室を有する第1回転体と、
     前記作動油圧室を進角側と遅角側とに区分するベーンを有し、前記第1回転体に対して相対回転する第2回転体と、
     一端が前記第2回転体に固定され、他端が前記第1回転体に固定され、前記第1回転体に対して前記第2回転体を一方向に付勢する渦巻きばねと、
     前記第1回転体から突出した形状であって前記渦巻きばねの最外周巻目の径方向外側への広がりを規制する突起と、
     前記渦巻きばねの最外周巻目に当接する第1面を有し自己の弾性力で前記突起に取り付くクリップとを備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
  2.  前記突起は、前記渦巻きばねの最外周巻目側を向く第1壁面と、前記第1壁面の両側に連なる第2壁面および第3壁面とを有し、前記第1壁面と前記第2壁面の成す角度および前記第1壁面と前記第3壁面の成す角度は鋭角であり、
     前記クリップは、前記渦巻きばねの最外周巻目に当接する前記第1面と、前記第1面の両側に連なる第2面および第3面とを有し、前記第1面と前記第2面の成す角度および前記第1面と前記第3面の成す角度は、前記第1壁面と前記第2壁面の成す角度および前記第1壁面と前記第3壁面の成す角度より小さい鋭角であることを特徴とする請求項1記載のバルブタイミング調整装置。
  3.  前記クリップは前記第1回転体よりも硬く、前記渦巻きばねよりも軟らかい材質であることを特徴とする請求項1記載のバルブタイミング調整装置。
  4.  前記クリップはステンレススチール、前記第1回転体はアルミ合金、および前記渦巻きばねはピアノ線で構成されていることを特徴とする請求項1記載のバルブタイミング調整装置。
  5.  前記突起は、前記クリップの抜けを防止する抜け止め部を有することを特徴とする請求項1記載のバルブタイミング調整装置。
  6.  前記抜け止め部は、前記突起がかしめられた部分で構成されていることを特徴とする請求項5記載のバルブタイミング調整装置。
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