WO2021161499A1 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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WO2021161499A1
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WO
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rotating body
valve timing
spiral spring
adjusting device
circular tube
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PCT/JP2020/005747
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French (fr)
Inventor
卓大 松本
横山　雅之
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-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
    • F01L1/344—Valve-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
    • F01L1/356—Valve-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

Definitions

  • the present disclosure relates to a valve timing adjusting device equipped with a spiral spring that urges the rotor.
  • valve timing adjustment devices are equipped with a substantially spiral spring that generates an urging force to counteract the reaction force that the camshaft receives from the valve. This spring may spread outward in the radial direction and break due to the rotational movement 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 regulating pin that regulates the outermost winding of the spiral spring so as not to spread outward in the radial direction. (For example, Patent Document 1)
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and obtains a valve timing adjusting device capable of suppressing hysteresis to improve controllability, reducing wear, and improving durability.
  • the purpose is to do that.
  • the valve timing adjusting device is a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, and has a bottomed cylindrical shape having a plurality of working hydraulic chambers inside and the tip of a cam shaft.
  • Inside the first rotating body with a first rotating body that penetrates the bottom and has an opening closed by a disk-shaped plate, and a vane that divides the working hydraulic chamber into an advance side and a retard side.
  • the second rotating body which is provided and fixed to the tip of the cam shaft and has a substantially cylindrical shape that rotates relative to the first rotating body and has a convex vane on the outer circumference, and the outer side of the plate of the first rotating body.
  • a spiral spring and a spiral spring one end of which is fixed to the second rotating body and the other end of which is fixed to the first rotating body to urge the second rotating body in one direction with respect to the first rotating body.
  • valve timing adjusting device configured as described above, the circular tube rotatably inserted into the pin comes into contact with the spiral spring, so sliding resistance is reduced, hysteresis is suppressed, and controllability is improved. At the same time, it has the effect of being able to obtain a valve timing adjusting device that reduces wear and improves durability.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a modified example of the valve timing adjusting device according to the first embodiment. It is a perspective view which shows the state of FIG. It is an enlarged view of the main part of the valve timing adjusting device which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a modified example of the valve timing adjusting device according to the first embodiment. It is a perspective view which shows the state of FIG. It is an enlarged view of the main part of the valve timing adjusting device which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of the valve timing adjusting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the valve timing adjusting device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the state of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the operating angle and the assist torque in the valve timing adjusting device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a main part showing a modified example of the valve timing adjusting device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the state of FIG. 7.
  • the valve timing adjusting device 1 has, as a basic structure, a first rotating body having a working hydraulic chamber, and an advancing hydraulic chamber 11 and a retarding hydraulic chamber 12 in the working hydraulic chamber.
  • a second rotating body having a vane 3a and rotating relative to the first rotating body, a spiral spring 5 that urges the second rotating body in one direction with respect to the first rotating body, and a spiral spring. It includes a circular tube 6 with which the outer and inner circumferences of 5 are in sliding contact with each other, and a pin 13 into which the circular tube 6 is rotatably loosely inserted.
  • the first rotating body is a housing 2, and the housing 2 is composed of a case 7, a plate 8, and a cover 9.
  • the second rotating body is the rotor 3.
  • a sprocket portion 7b 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. This driving force causes the housing 2 to rotate 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.
  • the case 7 and the cover 9 are formed with holes through which the bolts 10 pass, and the plate 8 is formed with female threads to which the bolts 10 are fastened. With the case 7 and the rotor 3 sandwiched between the plate 8 and the cover 9, the case 7, the plate 8 and the cover 9 are coaxially fixed by a plurality of bolts 10.
  • a plurality of shoe portions 7a projecting inward are formed on the inner surface of the case 7.
  • the space surrounded by the shoe portion 7a, the plate 8 and the cover 9 is a working hydraulic chamber.
  • the rotor 3 is arranged inside the case 7.
  • a plurality of vanes 3a projecting outward are formed on the rotor 3.
  • Each of the plurality of vanes 3a is arranged in each of the plurality of hydraulic chambers of the case 7.
  • One vane 3a 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 passage 100a formed inside the camshaft 100 and the rotor 3, so that the rotor 3 is relative to the housing 2. It 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 rotation 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 the exhaust valve also changes.
  • the spiral spring 5 urges the rotor 3 to the advance side with respect to the housing 2 in order to counteract the reaction force received by the camshaft 100 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 the holder 4.
  • the material of the spiral spring 5 is, for example, a piano wire.
  • the steel plate is pressed to form the tubular portion 4b and the hole portion 4c of the holder 4.
  • the inner peripheral end 5a of the spiral spring 5 is fixed to the holder 4 and connected to the rotor 3.
  • the hole 4c of the holder 4 is a hole through which the center bolt 101 for fastening the holder 4 to the camshaft 100 is passed.
  • the pin 13 is a cylindrical protrusion formed on the side of the spiral spring 5 of the plate 8.
  • the pin 13 is formed by press-fitting into a hole formed in the plate 8 or by processing the plate 8.
  • At least one or more pins 13 are provided.
  • the pin 13 regulates the winding or releasing of the spiral spring 5 at the inner circumference or the outer circumference of the spiral spring 5.
  • a circular tube 6 is rotatably and loosely inserted into the pin 13.
  • the pin 13 may be provided with a flange or a flange on the head to prevent the circular tube 6 from falling off. Further, for example, a T-shaped pin or the like may be used.
  • two pins 13 are formed at two locations on the outer peripheral portion of the plate 8, but the number and arrangement positions of the pins 13 are not limited to the configuration example of FIG.
  • the circular tube 6 has a circular tube shape and is loosely inserted into the pin 13 so as to be rotatable.
  • the axis of the circular tube 6 is arranged coaxially with the axis of the pin 13.
  • the outer circumference of the circular tube 6 is in contact with the inner circumference or the outer circumference of the spiral spring 5, and the inner circumference or the outer circumference of the spiral spring 5 is slidably contacted by the winding or releasing of the spiral spring 5. Further, the circular tube 6 slides and rotates according to the operation of the spiral spring 5.
  • the material of the circular tube 6 is softer than that of the spiral spring 5.
  • the material of the circular tube 6 is, for example, stainless steel.
  • the circular tube 6 may be attached to all the pins 13 or may be attached to some of the pins 13.
  • FIGS. 1, 2 and 3 the driving force of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the case 7 by a chain (not shown).
  • This driving force causes the housing 2 to rotate synchronously with the crankshaft.
  • the rotor 3 and the holder 4 rotate synchronously with the camshaft 100.
  • the hydraulic oil is supplied to the advance hydraulic chamber 11 or the retard hydraulic chamber 12, the rotor 3 rotates relative to the housing 2, and the relative angle of the rotor 3 with respect to the housing 2 is on the advance side or the retard side. Is adjusted to.
  • the rotation phase of the camshaft 100 with respect to the crankshaft changes to the advance angle side or the retard angle side, and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve also changes.
  • the rotor 3 is urged to the advance side with respect to the housing 2 by the spiral spring 5 in order to counteract the reaction force received by the camshaft 100 from the intake valve or the exhaust valve.
  • a pin is projected from the plate 8, and a circular tube 6 is rotatably and loosely inserted into the pin 13.
  • the spiral spring 5 is in contact with the circular tube 6, and resonance is suppressed to prevent breakage.
  • the inner circumference or the outer circumference of the spiral spring 5 is in sliding contact with the circular tube 6 loosely inserted into the pin 13. Since the circular tube 6 is loosely inserted so as to be rotatably coaxial with the pin 13, it slides and rotates in accordance with the operation of the spiral spring 5. As a result, the sliding resistance is reduced, the hysteresis of the assist torque is suppressed, and the wear is reduced.
  • the material of the spiral spring 5 is, for example, a piano wire.
  • the material of the circular tube 6 is, for example, stainless steel.
  • the spiral spring 5 is in sliding contact with the circular tube 6. Therefore, since the spiral spring 5 is made of a material harder than the circular tube 6, the wear of the spiral spring 5 is reduced.
  • the circular tube 6 is rotatably loosely inserted into the pin 13 to bring the spiral spring 5 into contact with the circular tube 6. It was configured. Therefore, when the spiral spring 5 is wound or released, the spiral spring 5 is in sliding contact with the circular tube 6. As a result, the circular tube 6 slides and rotates in accordance with the operation of the spiral spring 5. As a result, the sliding resistance can be reduced, the hysteresis of the assist torque can be suppressed, and the controllability of the valve timing adjusting device can be improved.
  • the material of the spiral spring 5 is, for example, a piano wire.
  • the material of the circular tube 6 is, for example, stainless steel. Therefore, since the spiral spring 5 that is in sliding contact with the circular tube 6 is made of a material harder than that of the circular tube 6, the wear of the spiral spring 5 can be reduced and the durability of the valve timing adjusting device is improved. It has the effect of being able to do it.
  • the spiral spring 5 is in contact with the circular tube 6, the amplitude at the time of resonance can be suppressed, and the fatigue failure due to the resonance of the spiral spring 5 can be prevented.
  • the axis of the circular tube 6 and the axis of the pin 13 are arranged coaxially, but as shown in FIGS. 7 and 8, the inner diameter of the circular tube 26 is dimensioned. Is larger than the outer diameter of the pin 23, and the axial center of the circular tube 26 is eccentric with respect to the axial center of the pin 23. You may touch them.
  • the circular tube 26 slides and rotates in accordance with the operation of the spiral spring 5.
  • the sliding resistance can be reduced, the hysteresis of the assist torque can be suppressed, and the controllability of the valve timing adjusting device can be improved.
  • the circular tube 26 slides and rotates in accordance with the operation of the spiral spring 5
  • wear can be reduced and the durability of the valve timing adjusting device can be improved.
  • the inner diameter of the circular tube 26 is made larger than the outer diameter of the pin 23, and the axial center of the circular tube 26 is eccentric with respect to the axial center of the pin 13, so that the spiral spring 5 and the circular tube 26 and the circle are formed.
  • the circular tube 26 and the pin 23 are in line contact, so that the contact area can be reduced and the wear can be reduced, and the durability of the valve timing adjusting device can be reduced. It has the effect of improving sex.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing the valve timing adjusting device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 indicate the same or corresponding portions.
  • valve timing adjusting device of the second embodiment the valve timing adjusting device of the first embodiment rolls on the pin 33, whereas the valve timing adjusting device of the first embodiment is configured by loosely inserting the circular tube 6 into the pin 13 so as to be rotatable.
  • the bearing 36 which is a bearing, is inserted and inserted.
  • the bearing 36 is a ball bearing, a roller bearing, or the like.
  • the spiral spring 5 is in contact with the outer ring 36a of the bearing 36. That is, the configuration of the bearing 36 is different from that of the circular pipe 6 of the valve timing adjusting device 1 shown in the first embodiment, and the other configurations are the same.
  • valve timing adjusting device shown in the second embodiment configured in this way, the valve timing adjusting device shown in the first embodiment operates in the same manner.
  • the spiral spring 5 By winding or releasing the spiral spring 5, the spiral spring 5 is in sliding contact with the outer ring 36a of the bearing 36.
  • the outer ring 36a of the bearing 36 slides and rotates in accordance with the operation of the spiral spring 5.
  • the sliding resistance can be reduced, the hysteresis of the assist torque can be suppressed, and the controllability of the valve timing adjusting device can be improved.
  • a general-purpose product can be used for the bearing 36, which has the effect of improving the productivity of the valve timing adjusting device.
  • the valve timing adjusting device 1 shown in the above-described embodiment may be used on either the intake side or the exhaust side. Further, the urging direction of the spiral spring 5 may be either the advance angle side or the retard angle side. Further, since the structure of the pin 13 and the circular tube 6 of the first embodiment does not affect the internal structure of the valve timing adjusting device 1, it is other than the valve timing adjusting device 1 having the illustrated internal structure. Needless to say, the structure of the pin 13 and the circular tube 6 of the first embodiment can be applied. Further, since the structures of the pin 33 and the bearing 36 of the second embodiment do not affect the internal structure of the valve timing adjusting device 1, even if the structure is other than the valve timing adjusting device 1 having the illustrated internal structure. Needless to say, the structure of the pin 33 and the bearing 36 of the second embodiment can be applied.
  • any combination of embodiments can be freely combined, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. ..
  • valve timing adjusting device can be used as 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 adjustment device 2 Housing (1st rotating body), 3 Rotor (2nd rotating body), 3a vane, 4 holder, 4b cylinder part, 4c hole part, 5 spiral spring, 5a inner peripheral end, 5b outer peripheral end , 6, 26 circular pipe, 7 case (1st rotating body), 7a shoe part, 7b sprocket part, 8 plate (1st rotating body), 8a groove, 9 cover (1st rotating body), 10 bolts, 11 advance Square hydraulic chamber, 12 retarded hydraulic chamber, 13, 23, 33 pins, 36 bearings, 36a outer ring, 100 cam shaft, 100a hydraulic path, 101 center bolt

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Abstract

ヒステリシスを抑制して制御性が向上するとともに、耐久性を向上することができるバルブタイミング調整装置を提供する。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、内部に複数の作動油圧室（１１、１２）を有する有底円筒形状でカムシャフト（１００）の先端が底を貫通して円板形状のプレート（８）で開口が閉じられた第１回転体（７、８、９）と、作動油圧室（１１、１２）を進角側と遅角側とに区分するベーン（３ａ）を有して第１回転体（７、８、９）の内部に設けられ、カムシャフト（１００）の先端に固定されて第１回転体（７、８、９）に対して相対回転する略円柱形状で外周に凸形状のベーン（３ａ）を形成した第２回転体（３）と、第１回転体（８）のプレート（８）の外側に配設されて、一端が第２回転体（３）に固定され、他端が第１回転体（８）に固定されて第１回転体（８）に対して第２回転体（３）を一方向に付勢する渦巻きばね（５）と、渦巻きばね（５）の少なくとも外周側もしくは内周側のいずれか一方の側で、第１回転体（８）から突出された１つ以上の円柱形状の突起（１３）と、突起（１３）の少なくとも1つ以上に、回転可能に挿通されて渦巻きばね（５）に当接する円管形状の円管（６）を備えたものである。

Description

バルブタイミング調整装置
　本開示は、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。
　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略渦巻形状のスプリングを備えるものがある。このスプリングは、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。（例えば特許文献１）
特開２０１４－１５２６７１号公報
　上記した従来のバルブタイミング調整装置は、スプリングが規制ピンに線接触しながら摺動するためヒステリシスが発生する。その結果、バルブタイミング調整装置の制御性が悪化するという問題があった。また、スプリングおよび規制ピンが摩耗するため耐久性が低下するという問題があった。
　本開示は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、ヒステリシスを抑制して制御性が向上するとともに、磨耗を低減して耐久性が向上することが出来るバルブタイミング調整装置を得ることを目的とするものである。
　本開示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であって、内部に複数の作動油圧室を有する有底円筒形状でカムシャフトの先端が底を貫通して円板形状のプレートで開口が閉じられた第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て第１回転体の内部に設けられ、カムシャフトの先端に固定されて第１回転体に対して相対回転する略円柱形状で外周に凸形状のベーンを形成した第２回転体と、第１回転体のプレートの外側に配設されて、一端が第２回転体に固定され、他端が第１回転体に固定されて第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、渦巻きばねの少なくとも外周側もしくは内周側のいずれか一方の側で、第１回転体から突出された１つ以上の円柱形状の突起と、突起の少なくとも1つ以上に、回転可能に挿通されて渦巻きばねに当接する円管形状の円管を備えたものである。
　上記のように構成されたバルブタイミング調整装置は、ピンに回転可能に挿通された円管が渦巻きばねに当接するようにしたので、摺動抵抗を低減してヒステリシスを抑制して制御性が向上するとともに、磨耗を低減して耐久性が向上するバルブタイミング調整装置を得ることができるという効果を有する。
実施の形態１に係わ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。 図１のＡＡ断面図である。 図２のＢＢ断面図である。 実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置の要部拡大図である。 図４の状態を示す斜視図である。 実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置における動作角度とアシストトルクとの関係の一例を示す図である。 実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置の変形例を示す要部拡大図である。 図７の状態を示す斜視図である。 実施の形態２に係わるバルブタイミング調整装置の要部拡大図である。
　以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示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
実施の形態１におけるバルブタイミング装置について図１～図７を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係わ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。図２は、図１のＡＡ断面図である。図３は、図２のＢＢ断面図である。図４は、実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置の要部拡大図である。図５は、図４の状態を示す斜視図である。図６は、実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置における動作角度とアシストトルクとの関係の一例を示す図である。図７は、実施の形態１に係わるバルブタイミング調整装置の変形例を示す要部拡大図である。図８は、図７の状態を示す斜視図である。
　図１、図２および図３に示すように、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の外周もしくは内周が摺接する円管６と、円管６が回転可能に緩挿されたピン１３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、チェーン（図示せず）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が締結される雌ねじが形成される。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４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。渦巻きばね５の材質は、例えばピアノ線である。鋼板がプレス加工されて、ホルダ４の筒部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。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。
　図４および図５に示すように、ピン１３は、円柱形状でプレート８の渦巻きばね５の側に突設された突起である。ピン１３は、プレート８に穿設された孔に圧入にて立設、もしくは、プレート８の加工により形成される。ピン１３は、少なくとも１つ以上が設けられる。ピン１３は、渦巻きばね５の内周もしくは外周で渦巻きばね５の巻込または解放を規制する。ピン１３には、円管６が回転可能に緩挿されている。
なお、ピン１３には、円管６の抜落を防止する鍔やフランジを頭部に設けてもよい。また、例えばＴ字ピンなどを用いてもよい。
更になお、図１の構成例では、プレート８の外周部の２か所に２つのピン１３が形成されるが、ピン１３の個数および配設位置は図１の構成例に限定されない。
円管６は、円管形状でピン１３に回転可能に緩挿される。円管６の軸心は、ピン１３の軸心と同軸上に配置される。円管６の外周は、渦巻きばね５の内周もしくは外周に当接しており、渦巻きばね５の巻込または解放により、渦巻きばね５の内周もしくは外周が摺接される。また、円管６は、渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転される。円管６の材質は、渦巻きばね５よりも軟らかい材質である。円管６の材質は、例えばステンレスである。
なお、円管６は、すべてのピン１３に装着されてもよいし、一部のピン１３に装着されてもよい。
　次に、このように構成されたバルブタイミング装置における作用について図１～図５および図６を用いて説明する。
　図１、図２および図３に示すように、内燃機関のクランクシャフトの駆動力が、チェーン（図示せず）によってケース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、カムシャフト１００と同期回転する。作動油が、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。そうすると、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。その状態において、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、渦巻きばね５によってロータ３がハウジング２に対して進角側に付勢される。
図４、図５および図６に示すように、プレート８にピンが突設されて、ピン１３には円管６が回転可能に緩挿されている。渦巻きばね５は、円管６に当接しており、共振が抑制されて、折損が防止される。そして、渦巻きばね５の巻込または解放により、渦巻きばね５の内周または外周が、ピン１３に緩挿された円管６に摺接する。円管６はピン１３と同軸上に回転可能に緩挿されているので、渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転する。その結果、摺動抵抗が低減されてアシストトルクのヒステリシスが抑制されるとともに、磨耗が低減される。
また、渦巻きばね５の材質は、例えばピアノ線である。一方、円管６の材質は、例えばステンレスである。渦巻きばね５は、円管６と摺接する。よって、渦巻きばね５には、円管６よりも硬い材質が使用されているので、渦巻きばね５の摩耗が低減される。
以上述べたように、この実施の形態１にて示したバルブタイミング調整装置１にあっては、ピン１３に円管６を回転可能に緩挿して、円管６に渦巻きばね５を当接させる構成とした。したがって、渦巻きばね５の巻込または解放により、渦巻きばね５が円管６に摺接する。これにより、円管６が渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転する。その結果、摺動抵抗が低減されてアシストトルクのヒステリシスを抑制することが出来、バルブタイミング調整装置の制御性を向上することができるという効果を奏する。
　また、円管６が渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転するので、磨耗を低減することが出来、バルブタイミング調整装置の耐久性を向上することができるという効果を奏する。
また、ピン１３と円管６とで構成できるので、部品点数を低減出来、バルブタイミング調整装置の生産性を向上することができるという効果を奏する。
また、渦巻きばね５の材質は、例えばピアノ線で構成した。他方、円管６の材質は、例えばステンレスで構成した。よって、円管６に摺接する渦巻きばね５には、円管６よりも硬い材質を使用しているので、渦巻きばね５の摩耗を低減することが出来、バルブタイミング調整装置の耐久性を向上することができるという効果を奏する。
さらに、渦巻きばね５は、円管６に当接しているので、共振時の振幅を抑制することが出来、渦巻きばね５の共振による疲労破壊を防止することができるという効果も奏する。
　なお、上記した実施の形態１では、円管６の軸心とピン１３の軸心とは同軸上に配置するものとしたが、図７および図８に示すように、円管２６の内径寸法を、ピン２３の外径寸法より大きくして、円管２６の軸心をピン２３の軸心に対して偏心させることで、渦巻きばね５と円管２６及び円管２６とピン２３をそれぞれ当接させてもよい。
　このように構成されたバルブタイミング調整装置にあっても、円管２６が渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転する。その結果、摺動抵抗が低減されてアシストトルクのヒステリシスを抑制することが出来、バルブタイミング調整装置の制御性を向上することができる効果を奏する。
　また、円管２６が渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転するので、磨耗を低減することが出来、バルブタイミング調整装置の耐久性を向上することができる効果を奏する。
さらに、円管２６の内径寸法を、ピン２３の外径寸法より大きくして、円管２６の軸心をピン１３の軸心に対して偏心させることで、渦巻きばね５と円管２６および円管２６とピン２３を各々当接させたものにあっては、円管２６とピン２３が線接触となるので接触面積が減少して、磨耗を低減することが出来、バルブタイミング調整装置の耐久性を向上することができるという効果を奏する。
実施の形態２．
　実施の形態２のバルブタイミング調整装置について図９を用いて説明する。図９は、実施の形態２に係わるバルブタイミング調整装置を示す要部拡大図であり、実施の形態１の図４に相当する。なお、図９中、図１～図４と同一符号は同一または相当部分を示す。
この実施の形態２のバルブタイミング調整装置は、実施の形態１のバルブタイミング調整装置が、円管６をピン１３に回転可能に緩挿して構成されているものに対して、ピン３３に、転がり軸受である軸受３６を挿着する構成にしたものである。軸受３６は、玉軸受またはころ軸受などである。軸受３６の外輪３６ａに、渦巻きばね５が当接している。すなわち、軸受３６の構成が、実施の形態１に示したバルブタイミング調整装置１の円管６と異なるだけであり、その他の構成は同じである。
　このように構成された実施の形態２に示されたバルブタイミング調整装置にあっても、実施の形態１に示されたバルブタイミング調整装置を同様の作用をする。渦巻きばね５の巻込または解放により、渦巻きばね５が軸受３６の外輪３６ａに摺接する。これにより、軸受３６の外輪３６ａが渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転する。その結果、摺動抵抗が低減されてアシストトルクのヒステリシスを抑制することが出来、バルブタイミング調整装置の制御性を向上することができるという効果を奏する。
　また、軸受３６の外輪３６ａが渦巻きばね５の動作に合わせて摺動して回転するので、磨耗を低減することが出来、バルブタイミング調整装置の耐久性を向上することができるという効果を奏する。
　さらに、軸受３６を、ピン３３に挿着したものにあっては、軸受３６に汎用品を用いることが出来、バルブタイミング調整装置の生産性を向上することができる効果を奏する。
　ところで、上記した実施の形態に示した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のピン１３と円管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のピン１３と円管６の構造を適用可能であることは言うまでもない。
また、実施の形態２のピン３３と軸受３６の構造も、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２のピン３３と軸受３６の構造を適用可能であることは言うまでもない。
　なお、本開示はその開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
本開示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ことができる。
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、　４ｂ　筒部、　４ｃ　穴部、　５　渦巻きばね、　５ａ　内周端、　５ｂ　外周端、　６、２６　円管、　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、２３、３３　ピン、　３６　軸受、　３６ａ　外輪、　１００　カムシャフト、　１００ａ　油圧路、　１０１　センタボルト

Claims (4)

  1. 　内部に複数の作動油圧室を有する有底円筒形状でカムシャフトの先端が底を貫通して円板形状のプレートで開口が閉じられた第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て前記第１回転体の内部に設けられ、前記カムシャフトの先端に固定されて前記第１回転体に対して相対回転する略円柱形状で外周に凸形状の前記ベーンを形成した第２回転体と、
    　前記第１回転体の前記プレートの外側に配設されて、一端が前記第２回転体に固定され、他端が前記第１回転体に固定されて前記第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、
    前記渦巻きばねの少なくとも外周側もしくは内周側のいずれか一方の側で、前記第１回転体から突出された１つ以上の円柱形状の突起と、
    　前記突起の少なくとも1つ以上に、回転可能に挿通されて前記渦巻きばねに当接する円管形状の円管と、
    を備えたバルブタイミング調整装置。
  2. 　前記円管の内径寸法は前記突起の外径寸法より大きく且つ前記円管の軸心は前記突起の軸心と異なる位置に配置されていること
    を特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
  3. 　前記円管は転がり軸受であること
    を特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
  4. 　前記転がり軸受は玉軸受であること
    を特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
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