特許 6237574 弁開閉時期制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237574

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】弁開閉時期制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/356 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/356 E

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-223317(P2014-223317)

(22)【出願日】2014年10月31日

(65)【公開番号】特開2016-89681(P2016-89681A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年1月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】濱崎 弘之

(72)【発明者】

【氏名】野口 祐司

(72)【発明者】

【氏名】朝日 丈雄

(72)【発明者】

【氏名】榊原 徹

(72)【発明者】

【氏名】梶田 知宏

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 秀行

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２２２０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９７４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４７４０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／３５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
これら両回転体どうしの相対回転位相を進角方向又は遅角方向に変位させる流体圧式の位相制御機構と、
前記両回転体どうしの間に付勢力を作用させ、前記相対回転位相を所定方向に変位させる付勢機構とを備え、
前記付勢機構が、前記回転軸芯に沿って突出する状態で前記従動側回転体に連結されるスプリングホルダと、当該スプリングホルダと前記駆動側回転体とに亘って付勢力を与えるトーションスプリングとで構成され、
前記トーションスプリングが、巻回されるコイル部と、当該コイル部の一方の端部から延出し前記スプリングホルダに係合する第１アームと、前記コイル部の他方の端部から径方向に延出する第２アームとを備え、
前記駆動側回転体の外壁には、前記トーションスプリングの端部を支持する凹状のスプリング保持部と、前記第２アームを保持する溝状のアーム保持部とが形成され、
前記スプリングホルダが、前記従動側回転体に形成された嵌合凹部に嵌め込まれた状態で固定される座部を備え、前記座部には前記嵌合凹部に嵌合して位置決めを行う複数の調芯部と、前記回転軸芯に沿って突出する複数の突出部とを備え、
前記駆動側回転体を構成するフロントプレートの中央位置に貫通孔が形成され、前記回転軸芯を中心として複数の前記突出部の外周を結ぶ円の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複数の前記調芯部を結ぶ円の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。

【請求項2】

前記スプリング保持部が、前記トーションスプリングの前記コイル部の端部の形状に沿うように螺旋状に形成されている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。

【請求項3】

前記スプリング保持部が、前記トーションスプリングの端部のうち一巻き分以下の部位を保持する形状である請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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備えている弁開閉時期制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献１には、従動側回転体（文献では内部ロータ）を、駆動側回転体（文献では外部ロータ）に対して進角方向に付勢するトーションスプリングを備えた技術が示されている。

【0003】

この特許文献１では、駆動側回転体の前面に固定されるフロントプレートに円筒部が形成され、この円筒部の内部にトーションスプリングを収容すると共に、トーションスプリングの一端をフロントプレートに係合させ、他端を従動側回転体に係合させている。また、円筒部の内面には、トーションスプリングの一巻目が接触するためのスロープ状となる螺旋状の溝が形成されている。

【0004】

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。

【0005】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３‐２４７４０４号公報

【特許文献2】特開２００７‐２７８３０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の構成のように、弁開閉時期制御装置の内部に形成した収容空間にトーションスプリングを備えるものでは、収容空間を形成するために加工工程を必要とすることや、この収容空間を形成するために金型が複雑化する。このような理由から、製造コストを上昇させるものとなる。

【0008】

更に、収容空間にトーションスプリングを備えるものでは、作動時にトーションスプリングとの接触によって生ずる摩擦粉が装置内部に侵入しやすい構成となる。

【0009】

このような不都合に対し、特許文献２に示されるように、トーションスプリングを支持部材に支持した構成（以下、付勢ユニットと称する）を弁開閉時期制御装置の本体部分（駆動側回転体と従動側回転体）に取り付けることも考えられる。

【0010】

このように付勢ユニットを弁開閉時期制御装置の本体部分に取り付ける構成では、本体部分を組み立てる工程と、付勢ユニットを組み立てる工程とを別個に行うことが可能となり、組み立てを容易にする。しかも、弁開閉時期制御装置の内部にトーションスプリングの収容空間の形成が不要となるため、低廉化が可能となり、装置内部への摩擦粉の侵入の防止も可能となる。

【0011】

弁開閉時期制御装置の本体部分の外面に付勢ユニットを備える構成では、トーションスプリングの一端を駆動側回転体に係合支持すると共に、回転時の振動を抑制する観点からもトーションスプリングを適正な位置に安定した姿勢で保持することも必要となる。

【0012】

ただし、特許文献２に示される構成では、フロントプレートに形成された３つの突起部に対してトーションスプリングの基端部分を巻き付けて支持する構成であるため、フロントプレートが複雑化しやすく改善の余地がある。

【0013】

本発明の目的は、外部位置に対してトーションスプリングを安定的に支持した弁開閉時期制御装置を構成する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

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、
これら両回転体どうしの相対回転位相を進角方向又は遅角方向に変位させる流体圧式の位相制御機構と、
前記両回転体どうしの間に付勢力を作用させ、前記相対回転位相を所定方向に変位させる付勢機構とを備え、
前記付勢機構が、前記回転軸芯に沿って突出する状態で前記従動側回転体に連結されるスプリングホルダと、当該スプリングホルダと前記駆動側回転体とに亘って付勢力を与えるトーションスプリングとで構成され、
前記トーションスプリングが、巻回されるコイル部と、当該コイル部の一方の端部から延出し前記スプリングホルダに係合する第１アームと、前記コイル部の他方の端部から径方向に延出する第２アームとを備え、
前記駆動側回転体の外壁には、前記トーションスプリングの端部を支持する凹状のスプリング保持部と、前記第２アームを保持する溝状のアーム保持部とが形成され、
前記スプリングホルダが、前記従動側回転体に形成された嵌合凹部に嵌め込まれた状態で固定される座部を備え、前記座部には前記嵌合凹部に嵌合して位置決めを行う複数の調芯部と、前記回転軸芯に沿って突出する複数の突出部とを備え、
前記駆動側回転体を構成するフロントプレートの中央位置に貫通孔が形成され、前記回転軸芯を中心として複数の前記突出部の外周を結ぶ円の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複数の前記調芯部を結ぶ円の外端径が前記貫通孔の内径より大きい点にある。

【0015】

この構成によると、スプリングホルダを従動側回転体に連結し、スプリングホルダにトーションスプリングのコイル部を配置し、このトーションスプリングの第１アームをスプリングホルダに保持させる。また、トーションスプリングの一部を駆動側回転体の外壁に凹状に形成されたスプリング保持部に嵌め込み、トーションスプリングの第２アームを駆動側回転体の外壁に形成された溝状のアーム保持部に嵌め込む。この保持部は、第２アームを径方向に嵌め込むことができるため、トーションスプリングの保持状態を回転軸芯の方向に沿って短く収めることができる。
その結果、外部位置に対してトーションスプリングを安定的に支持することが可能な弁開閉時期制御装置が構成された。特に、第２アーム部が径方向に延出するため、例えば、第２アーム部が回転軸芯に沿う方向に突出する構成のように駆動側回転体に第２アーム部を保持するための孔部を形成する必要がなく、駆動側回転体の回転軸芯方向での寸法の拡大を抑制し、結果として装置の小型化を実現する。

【0016】

本発明は、前記スプリング保持部が、前記トーションスプリングの前記コイル部の端部の形状に沿うように螺旋状に形成されても良い。

【0017】

これによると、スプリング保持部にトーションスプリングの一部を嵌め込むことにより、このトーションスプリングのコイル部の軸芯を回転軸芯と一致させる姿勢で配置することが可能となる。また、トーションスプリングの回転軸芯方向での突出量の低減も可能となる。その結果、トーションスプリングの重心位置を回転軸芯上に配置し、回転時の振動の抑制が可能となる。更に、トーションスプリングのコイル部をスプリング保持部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可能となる。

【0018】

本発明は、前記スプリング保持部が、前記トーションスプリングの端部のうち一巻き分以下の部位を保持する形状であっても良い。

【0019】

これによると、回転軸芯を中心として何れの方向へのトーションスプリングの変位も抑制できると共に、トーションスプリングの他の部分を、装置の構成物に接触させないで済むため相対回転位相の変化時における抵抗を低下させ、トーションスプリングとの接触による摩耗も抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】弁開閉時期制御装置の断面図である。

【図2】図１のII-II線断面図である。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】弁開閉時期制御装置の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

〔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。

【0031】

外部ロータ２０は、外部ロータ本体２１と、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。

【0032】

フロントプレート２２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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

〔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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

〔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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

〔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。

【0047】

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）の突出部４３とが一体的に形成されている。尚、スプリングホルダ４１は、座部４２を備えなくても良い。また、ロータ本体３１に連結され、回転軸芯Ｘに沿って突出する部材を突出部４３として用いることも可能である。

【0048】

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回転規制部４４Ａが形成されている。

【0049】

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。

【0050】

複数の突出部４３の１つの側縁には、周方向に切り込んだ凹状となる第１係合部４３Ａ（係合支持部の一例）が形成されている。内部ロータ本体３１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。

【0051】

トーションスプリング４６は、スプリングホルダ４１を取り囲む領域に配置され、巻回されるコイル部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（一端）と、外端位置から径方向外方に延出する第２アーム４６Ｃ（他端）と、を備えている。尚、コイル部４６Ａは突出部４３によって区画される空間内部に配置されても良い。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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凹部３１Ｂが形成されている。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

〔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。

【0061】

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。

【0062】

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に係合して保持する。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

〔実施形態の作用・効果〕
付勢ユニット４０が、弁開閉時期制御装置Ａの本体部分（位相制御機構）から突出する構成では、回転時に付勢ユニット４０の重心位置を、回転軸芯Ｘに一致させることが重要である。この課題に対し、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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【産業上の利用可能性】

【0072】

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。

【符号の説明】

【0073】

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）
２２Ｂ スプリング保持部
２２Ｃ アーム保持部（第２係合部）
３０ 従動側回転体（内部ロータ）
４０ 付勢機構（付勢ユニット）
４１ スプリングホルダ
４３Ａ 第１係合部
４６ トーションスプリング
４６Ａ コイル部
４６Ｂ 第１アーム
４６Ｃ 第２アーム
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｓａ 進角方向
Ｓｂ 遅角方向
Ｘ 回転軸芯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】