(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記係止部を、前記捻りコイルバネの端部をコイルバネ径方向に沿わせた状態で前記フロント部材の背面側から係止可能に設けてある請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
【背景技術】
【0002】
上記弁開閉時期制御装置は、駆動回転体に設けられたフロント部材が、捻りコイルバネの端部を係止する係止部と、係止部に係止された端部に連続する巻線部分を取り囲む保持部とを備えている。
このため、フロント部材と捻りコイルバネとを組み付けるにあたって、例えば組み付け用ロボットなどが備える一つの把持具で、フロント部材と、保持部に仮保持されている巻線部分とを、フロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持することにより、フロント部材の組み付けと、捻りコイルバネのフロント部材と従動回転体とに亘る組み付けとを能率良く行うことができる。
従来の上記弁開閉時期制御装置は、フロント部材が、係止部に係止された端部に連続する巻線部分をフロント部材の前面側から背面側に向けて内周側と外周側との両側に亘って取り囲む保持部を備えている。
このため、係止部に係止してある端部に連続する巻線部分が、全周に亘ってフロント部材の背面側に隠れる状態で保持部に保持されている(例えば、特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の上記弁開閉時期制御装置では、一つの把持具で、フロント部材と保持部に仮保持されている巻線部分とを、フロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持するためには、把持具を構成する一対の把持部材のうちの一方の把持部材の先端部を、フロント部材の前面側から保持部を越えて更にフロント部材の背面側に入り込ませることができるような特別な把持具を使用する必要がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、特別な把持具を使用することなく、一つの把持具でフロント部材と保持部に仮保持されている巻線部分とをフロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持して、フロント部材の組み付けと、捻りコイルバネの組み付けとを能率良く行うことができる弁開閉時期制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明による弁開閉時期制御装置の第1特徴構成は、内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動回転体と、前記内燃機関のカム軸と一体回転し、前記駆動回転体と同一の回転軸芯上で回転する従動回転体と、前記駆動回転体と前記従動回転体との相対回転位相を変更制御する位相制御機構と、前記駆動回転体に設けられたフロント部材と前記従動回転体とに亘って係止され、前記従動回転体を前記駆動回転体に対して進角方向あるいは遅角方向に付勢する捻りコイルバネとを備え、前記フロント部材が、前記捻りコイルバネの端部を係止する係止部と、前記端部に連続する巻線部分の外周側を取り囲む保持部とを備えると共に、前記巻線部分のうち少なくとも内周側が前記フロント部材の前面側に露出する開口部を、前記回転軸芯を中心に前記係止部に対して位相差が90度以上となる位置に備えている点にある。
【0006】
本構成の弁開閉時期制御装置は、フロント部材が、巻線部分の外周側を取り囲む保持部と、巻線部分のうち少なくとも内周側がフロント部材の前面側に露出する開口部とを備えている。
このため、把持具を構成する一対の把持部材のうちの一方の把持部材の先端部をフロント部材の前面側から開口部に入り込ませることにより、保持部を越えて更にフロント部材の背面側に入り込ませることなく、フロント部材と、保持部に仮保持された巻線部分のうちの、開口部を通してフロント部材の前面側に露出している内周側とをフロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持することができる。
【0007】
また、開口部を、回転軸芯を中心に係止部に対して位相差が90度以上となる位置に備えている。
このため、把持具による巻線部分の把持箇所と、係止部による捻りコイルバネの係止箇所との間隔を大きく確保して、把持具で把持している捻りコイルバネのフロント部材に対する相対姿勢を安定させることができる。
したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、特別な把持具を使用することなく、一つの把持具でフロント部材と保持部に仮保持されている巻線部分とをフロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持して、フロント部材の組み付けと、捻りコイルバネの組み付けとを能率良く行うことができる。
【0008】
本発明の第2特徴構成は、前記係止部を、前記捻りコイルバネの端部をコイルバネ径方向に沿わせた状態で前記フロント部材の背面側から係止可能に設けてある点にある。
【0009】
本構成であれば、係止部に係止してある捻りコイルバネのフロント部材背面側への移動を規制して、把持具で把持している捻りコイルバネのフロント部材に対する相対姿勢を一層安定させることができる。
【0010】
本発明の第3特徴構成は、前記保持部を、前記巻線部分を全周に亘って保持可能に設けてある点にある。
【0011】
従動回転体を駆動回転体に対して進角方向あるいは遅角方向に付勢する捻りコイルバネを、駆動回転体に設けられたフロント部材と従動回転体とに亘って係止してあると、捻りコイルバネの捻り変形に起因して巻線部分がバネ径方向に移動し易い。
巻線部分がバネ径方向に移動してフロント部材に干渉すると、駆動回転体と従動回転体との相対回転時の巻線部分とフロント部材との摩擦が増大して、駆動回転体と従動回転体とを円滑に相対回転させることができないおそれがある。
【0012】
本構成であれば、係止部に係止された端部に連続する巻線部分の外周側を全周に亘って保持することにより、捻りコイルバネの捻り変形に起因する巻線部分のバネ径方向への移動を規制することができる。
したがって、巻線部分とフロント部材との摩擦を少なくして、駆動回転体と従動回転体とを円滑に相対回転させることができる。
【0013】
本発明による弁開閉時期制御装置の第4特徴構成は、内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動回転体と、前記内燃機関のカム軸と一体回転し、前記駆動回転体と同一の回転軸芯上で回転する従動回転体と、前記駆動回転体と前記従動回転体との相対回転位相を変更制御する位相制御機構と、前記駆動回転体に設けられたフロント部材と前記従動回転体とに亘って係止され、前記従動回転体を前記駆動回転体に対して進角方向あるいは遅角方向に付勢する捻りコイルバネとを備え、前記フロント部材が、前記捻りコイルバネの端部を係止する係止部と、前記端部に連続する巻線部分の外周側を取り囲む保持部とを備えると共に、前記巻線部分のうち少なくとも内周側が前記フロント部材の前面側に露出する開口部を、前記係止部よりも前記回転軸芯を挟んで前記係止部と対向する部分に近接する位置に備えている点にある。
【0014】
本構成の弁開閉時期制御装置は、フロント部材が、巻線部分の外周側を取り囲む保持部と、巻線部分のうち少なくとも内周側がフロント部材の前面側に露出する開口部とを備えている。
このため、把持具を構成する一対の把持部材のうちの一方の把持部材の先端部をフロント部材の前面側から開口部に入り込ませることにより、保持部を越えて更にフロント部材の背面側に入り込ませることなく、フロント部材と、保持部に仮保持された巻線部分のうちの、開口部を通してフロント部材の前面側に露出している内周側とをフロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持することができる。
【0015】
また、開口部を、係止部よりも回転軸芯を挟んで係止部と対向する部分に近接する位置に備えている。
このため、把持具による巻線部分の把持箇所と、係止部による捻りコイルバネの係止箇所との間隔を大きく確保して、把持具で把持している捻りコイルバネのフロント部材に対する相対姿勢を安定させることができる。
したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、特別な把持具を使用することなく、一つの把持具でフロント部材と保持部に仮保持されている巻線部分とをフロント部材の前面側から巻線径方向に同時に把持して、フロント部材の組み付けと、捻りコイルバネの組み付けとを能率良く行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜
図5は、自動車用エンジン(内燃機関の一例)に装備される本発明による弁開閉時期制御装置を示す。
【0018】
〔全体構成〕
図1に示すように、弁開閉時期制御装置は、エンジンEのクランク軸(図示しない)と同期回転する鋼鉄製のハウジング1(駆動回転体の一例)と、エンジンEのカム軸2と一体回転するアルミ合金製の内部ロータ3(従動回転体の一例)と、内部ロータ3をハウジング1に対して進角方向(
図2の矢印S1の方向)に付勢する捻りコイルバネ10と、ハウジング1と内部ロータ3との相対回転位相を変更制御する位相制御機構Aとを備えている。
ハウジング1と内部ロータ3とは同一軸芯X上で回転する。
【0019】
〔ハウジングおよびロータ〕
図1〜
図5に示すように、ハウジング1は、前側すなわちカム軸2の側とは反対側のフロントプレート(フロント部材の一例)4と、後側すなわちカム軸2の側の壁部材5と、フロントプレート4と壁部材5との間に介装された外部ロータ6とを備えている。
フロントプレート4と外部ロータ6と壁部材5は四本の皿ネジ7で互いに共締めの状態で固定してある。壁部材5の外周部には、クランク軸からの動力が伝達されるスプロケット5aを設けてある。捻りコイルバネ10は、縮径方向に捻り変形させた状態でフロントプレート4と内部ロータ3とに亘って係止してある。
【0020】
クランク軸が回転駆動すると、チェーン等の動力伝達部材(図示しない)を介して壁部材5に回転駆動力が伝達され、外部ロータ6が
図2の矢印Sで示す方向に回転する。
外部ロータ6の回転駆動に伴い、進角室11・遅角室12の内部のオイルを介して内部ロータ3が回転方向Sに回転駆動されてカム軸2が回転し、カム軸2に設けられたカム
(図示しない)がエンジンEの吸気弁を作動させる。
【0021】
外部ロータ6の内周部には、径方向内方側に突出する第1仕切部8の複数を形成してある。それらの第1仕切部8は回転方向Sに沿って間隔を隔てて配置してある。
内部ロータ3の外周部には、径方向外方側に突出する第2仕切部9の複数を形成してある。それら第2仕切部9は、第1仕切部8と同様に回転方向Sに沿って間隔を隔てて配置してある。
【0022】
第1仕切部8によって、外部ロータ6と内部ロータ3との間の空間を複数の流体圧室に仕切ってある。第2仕切部9によって、これら流体圧室はそれぞれ進角室11と遅角室12とに仕切られる。
さらに、進角室11と遅角室12との間からのオイル漏洩を防止するために、第1仕切部8のうちの内部ロータ3の外周面に対向する位置、および、第2仕切部9のうちの外部ロータ6の内周面に対向する位置には、それぞれシール部材SEを設けてある。
【0023】
図1,
図2に示すように、位相制御機構Aは、進角室11及び遅角室12へのオイルの給排及びその給排の遮断を行なうことにより、ハウジング1と内部ロータ3との相対回転位相を変更制御する。
カム軸2と内部ロータ3の内部には、各進角室11と位相制御機構Aとを接続する進角通路13、各遅角室12と位相制御機構Aとを接続する遅角通路14、および、内部ロータ3と外部ロータ6とを所定の相対回転位相にロックするロック機構Bと位相制御機構Aとを接続するロック通路15が形成されている。
【0024】
位相制御機構Aは、オイルパンと、オイルモータと、進角通路13および遅角通路14に対してエンジンオイルの給排及びその給排の遮断を行なう流体制御弁OCVと、ロック通路15に対してエンジンオイルの給排及びその給排の遮断を行なう流体切換弁OSVと、流体制御弁OCVおよび流体切換弁OSVの作動を制御する電子制御ユニットECUとを備えている。
位相制御機構Aによる制御動作で、内部ロータ3を外部ロータ6に対して進角方向(
図2の矢印S1で示す方向)または遅角方向(
図2の矢印S2で示す方向)へ変位させて、内部ロータ3と外部ロータ6との相対回転位相を任意の位相に保持する。
【0025】
内部ロータ3とカム軸2はボルト21で互いに締結固定してある。ボルト21は、カム軸2の先端部に設けた挿通孔2cの奥側に形成した雌ねじ部2bに締結してある。これにより、内部ロータ3はカム軸2の先端部に一体的に固定してある。
ボルト21を挿通する貫通孔25を内部ロータ3に形成し、貫通孔25のフロントプレート4の側にボルト21の頭部を収容する凹部23を形成してある。
内部ロータ3の貫通孔25及びカム軸2の挿通孔2cとボルト21との隙間が、進角通路13として機能する。
【0026】
〔捻りコイルバネの組み付け構造〕
図1,
図3〜
図5に示すように、捻りコイルバネ10は、円形断面の素線をコイル状に巻いてあるバネ本体10aの端部に、フロントプレート4に設けたフロント係止部16に係止させる外部ロータ側バネ端部10bと、内部ロータ3に設けたロータ係止部17に係止させる内部ロータ側バネ端部10cとを有している。
【0027】
外部ロータ側バネ端部10bは、バネ本体10aよりもコイルバネ径方向の外方側に突出する姿勢で設けてある。
内部ロータ側バネ端部10cは、軸芯Xと平行な穴状に形成したロータ係止部17に挿入するために、バネ本体10aの長手方向に突出する姿勢で設けてある。
【0028】
フロントプレート4は、異径貫通孔18を備えた外形が円形の板状に形成してある。
異径貫通孔18は、同一径の二つの内側円弧部分18aと、同一径の二つの外側円弧部分18bとを周方向で交互に備えた形状に形成してある。
内側円弧部分18aは、軸芯Xと同芯で、捻り変形した状態にあるバネ本体10aのうちの外部ロータ側バネ端部10bに連続する巻線部分19の内径よりも小さい径で形成してある。外側円弧部分18bは、軸芯Xと同芯で、内部ロータ3の凹部23の内径と同一の径で形成してある。
【0029】
二つの内側円弧部分18aどうしは、軸芯Xを通る直径方向で互いに対向するように配置し、それらの内側円弧部分18aどうしの間に外側円弧部分18bを配置してある。
二つの内側円弧部分18a及び二つの外側円弧部分18bの夫々に沿うプレート部分の背面側(外部ロータ6の側)には、ロータ係止部17に係止された外部ロータ側バネ端部10bに連続する一巻き分の巻線部分19の外周側を全周に亘って一連に取り囲む保持部20を、捻り変形されたバネ本体10aのピッチ角に沿う螺旋状に形成してある。
【0030】
保持部20は、二つの内側円弧部分18aに沿うプレート部分に設けてある第1保持部20aと、二つの外側円弧部分18bに沿うプレート部分に設けてある第2保持部20bとを一連に備えている。
【0031】
内側円弧部分18aに沿う第1保持部20aは、巻線部分19の外周側と内周側とを一連に取り囲む溝を形成して設けてあり、外側円弧部分18bに沿う第2保持部20bは、巻線部分19の外周側のみを取り囲んでいる外側円弧部分18bを形成する端面で構成してある。
したがって、異径貫通孔18のうちの二つの外側円弧部分18bで形成される部分を、巻線部分19のうち少なくとも内周側がフロントプレート4の前面側に露出する開口部22として設けてある。
【0032】
二つの外側円弧部分18bのうちの一方の外側円弧部分18bには、捻りコイルバネ10を捻った状態で外部ロータ側バネ端部10bをコイルバネ周方向から係止するフロント係止部16を設けてある。
開口部22を構成する他方の外側円弧部分18bは、回転軸芯Xを中心にフロント係止部16に対して位相差が90度以上となる位置、つまり、係止部16よりも回転軸芯Xを挟んでその係止部16と対向する部分に近接する位置に備えている。
【0033】
フロント係止部16は、フロントプレート4の前面側に一方の外側円弧部分18bに亘って開口する凹面部24を形成して、外部ロータ側バネ端部10bをコイルバネ周方向から接当させて係止する係止面部26を設けてあると共に、凹面部24の底面部分24aでフロントプレート4の背面側から係止可能に設けてある。
【0034】
フロント係止部16は、内部ロータ側バネ端部10cがロータ係止部17に係止された捻りコイルバネ10の捻り力を外部ロータ側バネ端部10bを介して係止面部26で受け止めることにより、内部ロータ3を外部ロータ6に対して進角方向に付勢している。
【0035】
フロントプレート4、外部ロータ6及び壁部材5に亘って、皿ネジ7を挿通する四つのネジ孔27を貫通形成してある。
ネジ孔27のうちのフロントプレート4のネジ孔部分の夫々には、フロントプレート4が外部ロータ6と壁部材5とに対して皿ネジ7で固定されるように、皿ネジ7の頭部7aに形成してある円錐面状の圧接面28を圧接させる円錐面状の皿ネジ用の座面29を形成してある。
ネジ孔27のうちの壁部材5のネジ孔部分には、皿ネジ7の雄ネジ部7bと螺合する雌ネジ部27aを形成してある。
【0036】
フロント係止部16は、捻りコイルバネ10の捻り程度が強くなる方向、つまり、外部ロータ側バネ端部10bが係止面部26から離間する方向に外部ロータ側バネ端部10bを移動操作するドライバーなどの操作具の装着部30を備えている。
装着部30は、係止面部26の一部に切欠き部31を形成することにより、操作具の先端部分がフロントプレート4の前面側から入り込み可能な空間32を、係止面部26と当該係止面部26に係止している外部ロータ側バネ端部10bとの間に設けて構成してある。
【0037】
〔フロントプレートの固定方法〕
図6〜
図10は、上記弁開閉時期制御装置の組み立てに際して、本発明によるフロントプレート4の固定方法の説明図である。
フロントプレート4の固定方法は、
図6〜
図10に示す第1工程〜第4工程及び第5、第6工程を番号順に備えている。
【0038】
第1工程では、
図6,
図7に示すように、巻線部分19を保持部20に仮保持させると共に外部ロータ側バネ端部10bをフロント係止部16に仮係止して、捻りコイルバネ10をフロントプレート4に仮組みする。
仮組みした捻りコイルバネ10とフロントプレート4は、
図7に示すように、一つの把持具Cで同時に把持して、内部ロータ側バネ端部10cをロータ係止部17に係入しつつ捻りコイルバネ10を内部ロータ3に装着する。
【0039】
把持具Cによる捻りコイルバネ10とフロントプレート4の把持は、一対の把持部材C1,C2のうちの一方の把持部材C1の先端部をフロントプレート4の前面側から開口部22に入り込ませて、フロントプレート4と、外側円弧部分18bに沿う巻線部分19、つまり、開口部22を通してフロントプレート4の前面側に露出している部分の内周側とを巻線径方向に同時に把持することにより行う。
【0040】
第2工程では、
図8に示すように、外部ロータ側バネ端部10bをフロント係止部16に係止しつつ、フロントプレート4を捻りコイルバネ10の捻り力が増す側(矢印S3で示す方向)に回転させながら、四つのネジ孔27の夫々が、フロントプレート4、外部ロータ6及び壁部材5に亘って同芯状に連通するように、フロントプレート4を外部ロータ6及び壁部材5に位置合わせする。
【0041】
第3工程では、
図9に示すように、座面29と共にフロントプレート4に設けられた四つのネジ孔27の夫々に皿ネジ7を挿通しつつ壁部材5に仮締めして、フロントプレート4を外部ロータ6及び壁部材5に仮組みする。
【0042】
第4工程では、
図10(a)に示すように、ドライバーなどの操作具の先端部分Dをフロントプレート4の前面側から装着部30に入り込ませて、
図10(b)に示すように、外部ロータ側バネ端部10bを捻り力がさらに増す方向である係止面部26から離間する方向に移動操作して、フロントプレート4に捻り力が作用しない状態に維持する。
【0043】
第5工程では、
図1に示したように、四つのネジ孔27に挿通した皿ネジ7を同時に本締めし、第6工程では、操作具の先端部分Dを装着部30から抜き出して、捻りコイルバネ10の外部ロータ側バネ端部10bに対する移動操作を解除し、
図3に示したように、外部ロータ側バネ端部10bを係止面部26に係止させる。
【0044】
〔その他の実施形態〕
1.本発明による弁開閉時期制御装置は、従動回転体3を駆動回転体1に対して遅角方向に付勢する捻りコイルバネ10を備えたものであってもよい。
2.本発明による弁開閉時期制御装置は、巻線部分19のうち少なくとも内周側の一巻き分が全周に亘ってフロント部材4の前面側に露出する開口部22を備えていてもよい。
3.本発明による弁開閉時期制御装置は、板状のフロント部材4を備えるものだけでなく、軸挿通用のボスと固定用のフランジを有するフロント部材を備えていてもよい。