(57)【要約】【課題】バルブタイミング変更装置で、小型化、摩耗の防止、組付け性等の向上を図る。【解決手段】前側ハウジング部材２２及び後側ハウジング部材２１からなるハウジングロータ２０、ベーンロータ３０、ベーンロータをハウジングロータに対して一方向に回転付勢する付勢スプリング４０を備え、付勢スプリング４０は、コイル部４１、コイル部に対して径方向の外側に設けられた第１端部４１、コイル部に対して径方向の内側に設けられた第２端部４２を有し、前側ハウジング部材２２は、内壁面に第１端部４２を掛止させる第１掛止凹部２２ｆを有し、ベーンロータ３０は、前端側においてコイル部４１の少なくとも一部を受け入れる収容凹部３５、開口部２２ｃに臨む領域において第２端部４３を掛止させる第２掛止凹部３６を有する。これにより、これにより、装置の小型化等を達成しつつ、摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、組付け性を向上させることができる。【選択図】図３
2014137051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、前記ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて前記収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、前記ベーンロータを前記ハウジングロータに対して一方向に回転付勢する捩りコイル状の付勢スプリングを備え、前記ハウジングロータは、前記ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを前側から通す開口部を有する有底円筒状の前側ハウジング部材及び前記前側ハウジング部材に結合される後側ハウジング部材からなり、前記進角室及び遅角室における油圧を制御することでカムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置であって、
前記付勢スプリングは、コイル部と、前記コイル部に対して径方向の外側に設けられた第１端部と、前記コイル部に対して径方向の内側に設けられた第２端部を有し、
前記前側ハウジング部材は、前記ベーンロータと対向する内壁面において、前記付勢スプリングの第１端部を受け入れて掛止させる第１掛止凹部を有し、
前記ベーンロータは、前記前側ハウジング部材の内壁面と対向する前端側において、前記付勢スプリングのコイル部の少なくとも一部を受け入れる収容凹部と、前記開口部に臨む領域において前記付勢スプリングの第２端部を受け入れて掛止させる第２掛止凹部を有する、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
前記前側ハウジング部材は、前記ベーンロータと対向する内壁面において、前記付勢スプリングの第１端部につながるコイル部を収容する収容凹部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
前記付勢スプリングの第１端部及び第２端部は、前記回転軸線に対して垂直な方向に伸長するように形成され、
前記第１掛止凹部及び第２掛止凹部は、前記回転軸線に対して垂直な方向に伸長するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
前記第２端部は、前記コイル部の中心を通る直線上において、前記第１端部と並ぶように形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
前記ベーンロータは、カムシャフトに締結するボルトを通す貫通孔を有し、
前記ベーンロータの収容凹部は、前記貫通孔の周りにおいて環状凸部を画定するべく環状溝に形成され、
前記第２掛止凹部は、前記環状凸部の一部を切り欠いて溝状に形成されると共に、前記回転軸線回りの回転方向において前記付勢スプリングの第２端部の線径よりも大きい溝幅に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項６】
前記ベーンロータを前記ハウジングロータに対して前記所定角度範囲内の所定位置にロックすると共に油圧によりロックが解除されるロック機構を含み、
前記ロック機構は、前記回転軸線の方向に往復動自在でかつ前記ベーンロータの後端面から突出するように付勢されて前記ベーンロータに保持されると共に前記所定位置において前記後側ハウジング部材の内壁面に形成された嵌合穴に嵌合し得るロックピンを含む、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項７】
クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、前記ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて前記収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、前記ベーンロータを前記ハウジングロータに対して一方向に回転付勢する捩りコイル状の付勢スプリングを備え、前記ハウジングロータは、前記ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを前側から通す開口部を有する有底円筒状の前側ハウジング部材及び前記前側ハウジング部材に結合される後側ハウジング部材からなり、前記進角室及び遅角室における油圧を制御することでカムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置の組付け方法であって、
前記前側ハウジング部材の内壁面に形成された第１掛止凹部に前記付勢スプリングの第１端部を掛止させつつ前記付勢スプリングを挟み込むようにして、前記付勢スプリング及びベーンロータを前記前側ハウジング部材に嵌め込み、
前記前側ハウジング部材の開口部から所定の冶具を挿入して、前記開口部に臨む領域において前記前側ハウジング部材の内壁面と対向する前記ベーンロータの前端側に形成された第２掛止凹部に前記付勢スプリングの第２端部を掛止させる、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置の組付け方法。
【請求項８】
前記付勢スプリングのコイル部の少なくも一部を、前記前側ハウジング部材の内壁面と対向する前記ベーンロータの前端側に形成された収容凹部に嵌め込む、
ことを特徴とする請求項７に記載のバルブタイミング変更装置の組付け方法。
【請求項９】
前記付勢スプリングの第１端部につながるコイル部を、前記前側ハウジング部材の前記ベーンロータと対向する内壁面に形成された収容凹部に嵌め込む、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のバルブタイミング変更装置の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期（バルブタイミング）を運転状況に応じて変更するバルブタイミング変更装置及びその組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブタイミング変更装置としては、クランクシャフトと同期して回転するハウジンングロータ（駆動側回転体）、カムシャフトと同期して回転すると共にハウジングロータ内に収容されてその収容室を遅角室と進角室とに二分しハウジングロータに対して所定の作動角（最進角位置と最遅角位置との間の角度範囲）を相対的に回転し得るベーンロータ（従動側回転体）、ベーンロータを進角側に向けて回転付勢するべくハウジングロータとベーンロータとの間に組み込まれた捩りコイル状のトーションスプリング、エンジンの停止時及び始動時にベーンロータをハウジングロータに対して所定位置にロックすると共に油圧によりそのロックが解除されるロック機構（ロック片及びバネ）等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
この装置において、ハウジングロータは、ベーンロータの外周領域を覆う円筒部材と、円筒部材の後側に結合される後側カバー部材と、円筒部材の前側に結合される前側カバー部材からなる三分割構造であるため、部品点数が多く、その分だけ組付け工数が増加し、又、コストの増加等を招く。
また、トーションスプリングは、装置の内部であってベーンロータとハウジングロータとの間に形成された収容空間に配置されると共に、その一端部がベーンロータに掛止され、その他端部がハウジングロータに掛止されるものであるが、装置の組み付けに際して、ベーンロータと前側カバー部材との間にトーションスプリングを挟みこんで前側カバー部材を円筒部材に締結する場合、トーションスプリング（の一端部及び他端部）を視認できないため、トーションスプリングの一端部をベーンロータに掛止させかつ他端部をハウジングロータ（前側カバー部材）に掛止させつつ前側カバー部材を円筒部材に組み付けるのは容易でなく、又、構造の簡素化等の観点から円筒部材及び前側カバー部材を一体的に形成した二分割構造のハウジングロータを採用する場合には、トーションスプリングの組付けはさらに困難になる。
【０００４】
また、他のバルブタイミング変更装置としては、クランクシャフトと同期して回転するハウジンングロータ（ハウジング）、カムシャフトと同期して回転すると共にハウジングロータ内に収容されてその収容室を遅角室と進角室とに二分しハウジングロータに対して所定の作動角（最進角位置と最遅角位置との間の角度範囲）を相対的に回転し得るベーンロータ、ベーンロータを進角側に向けて回転付勢する捩りコイル状のアシストスプリング、アシストスプリングを保持する円筒状のブッシング、エンジンの停止時及び始動時にベーンロータをハウジングロータに対して最進角位置にロックすると共に油圧によりそのロックが解除されるロック機構（ロックピン及びスプリング等）等を備えたものが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３等参照）。
【０００５】
この装置において、ハウジングロータは、ベーンロータを収容する有底円筒状の前側ハウジング部材と、前側ハウジング部材の後方側の開口を覆うように前側ハウジング部材に結合される平板状の後側ハウジング部材からなる二分割構造であるため、ハウジングロータにおける構造の簡素化等は達成できるものの、アシストスプリングは、そのコイル部（回巻部）が前側ハウジング部材の開口部を通してベーンロータに嵌合されるブッシングの内部に収容され、その一端部がブッシングの嵌合孔及びベーンロータの嵌合孔に嵌合され、その他端部がハウジングロータの外側前面に突設された固定ピンに掛止されることにより、組み付けられている。
したがって、アシストスプリングはその一端部及び他端部を視認しつつ組み付けることができるものの、アシストスプリングの他端部がハウジングロータから前方に突出した位置に配置されているため、カムシャフトの回転軸線の方向におけるベーンロータの中心から他端部までの距離が長くなり、それ故に、アシストスプリングの付勢力によるベーンロータの（回転軸線に対する）傾き（倒れ）が助長され、ベーンロータの傾き（倒れ）は、軸受部の摩耗、摩擦力の増加等を招き、性能劣化等を引き起こす虞がある。
また、ハウジングロータの外側前面において、アシストスプリングの他端部を掛止するための固定ピンを設けるため、装置全体としての回転軸線方向の寸法が大きくなり、小型化の要求に対応できない。
さらに、アシストスプリングのコイル部を収容する円筒状のブッシング、ハウジングロータに設けられた固定ピン等が必要であり、アシストスプリングに付随する部品が増加し、構造の複雑化、高コスト化等を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０８４９８号公報
【特許文献１】特開２００９−１８５７６６号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線方向における薄型化）、低コスト化等を図りつつ、ベーンロータの傾き等を防止して、摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証し得ると共に、組付けを容易に行うことができるバルブタイミング変更装置及びその組付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバルブタイミング変更装置は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、ベーンロータをハウジングロータに対して一方向に回転付勢する捩りコイル状の付勢スプリングを備え、ハウジングロータは、ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを前側から通す開口部を有する有底円筒状の前側ハウジング部材及び前側ハウジング部材に結合される後側ハウジング部材からなり、進角室及び遅角室における油圧を制御することでカムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置であって、上記付勢スプリングは、コイル部と、コイル部に対して径方向の外側に設けられた第１端部と、コイル部に対して径方向の内側に設けられた第２端部を有し、上記前側ハウジング部材は、ベーンロータと対向する内壁面において、付勢スプリングの第１端部を受け入れて掛止させる第１掛止凹部を有し、上記ベーンロータは、前側ハウジング部材の内壁面と対向する前端側において、付勢スプリングのコイル部の少なくとも一部を受け入れる収容凹部と、開口部に臨む領域において付勢スプリングの第２端部を受け入れて掛止させる第２掛止凹部を有する、構成となっている。
この構成によれば、ハウジングロータとして、有底円筒状の前側ハウジング部材及び後側ハウジング部材からなる二分割構造を採用する構成において、装置の組付けに際して、第１端部を前側ハウジング部材の第１掛止凹部に掛止させかつコイル部の少なくとも一部を収容凹部に嵌め込みつつ付勢スプリングを挟み込むようにして、前側ハウジング部材に付勢スプリング及びベーンロータを嵌め込み、開口部を通して視認できる状態で、第２端部をベーンロータの第２掛止凹部に掛止させることで、付勢スプリングをハウジングロータの内部に収容しつつ容易に組み付けることができる。
また、ハウジングロータとして二分割構造を採用しつつ付勢スプリングをハウジングロータの内部に収容するため、カムシャフトの回転軸線の方向において、ベーンロータの中心から付勢スプリングの第１端部までの距離を短く設定することができ、それ故に、付勢スプリングの付勢力によるベーンロータの（回転軸線に対する）傾き（倒れ）を防止することができ、ベーンロータの摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証することができる。さらに、従来のような固定ピンやブッシング等の部品が不要になり、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線の方向における薄型化）、低コスト化等を達成することができる。
【０００９】
上記構成において、前側ハウジング部材は、ベーンロータと対向する内壁面において、付勢スプリングの第１端部につながるコイル部を収容する収容凹部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ハウジングロータの内壁面において、付勢スプリングの第１端部につながるコイル部を収容する収容凹部を設けたことにより、組付け時における付勢スプリングの位置ずれを防止することができ、又、回転軸線の方向において装置を薄型化することができる。
【００１０】
上記構成において、付勢スプリングの第１端部及び第２端部は、カムシャフトの回転軸線に対して垂直な方向に伸長するように形成され、第１掛止凹部及び第２掛止凹部は、カムシャフトの回転軸線に対して垂直な方向に伸長するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、付勢スプリングの第１端部及び第２端部並びに第１掛止凹部及び第２掛止凹部は、全て回転軸線に垂直な方向に伸長するように形成されているため、回転軸線の方向に伸長するように形成された場合に比べて、回転軸線の方向において装置をより一層薄型化及び小型化することができる。
【００１１】
上記構成において、付勢スプリングの第２端部は、コイル部の中心を通る直線上において、第１端部と並ぶように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、付勢スプリングを組み付けた際に、最もバランスの良い組付け状態とすることができ、付勢スプリングの傾きや倒れ等を防止することができる。
【００１２】
上記構成において、ベーンロータは、カムシャフトに締結するボルトを通す貫通孔を有し、ベーンロータの収容凹部は、貫通孔の周りにおいて環状凸部を画定するべく環状溝に形成され、第２掛止凹部は、環状凸部の一部を切り欠いて溝状に形成されると共に、回転軸線回りの回転方向において付勢スプリングの第２端部の線径よりも大きい溝幅に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ベーンロータの前端側において、貫通孔の周りに、環状溝をなす収容凹部、環状溝により画定される環状凸部の一部を切り欠いて溝状をなす第２掛止凹部を形成するため、ベーンロータに別個の部品を取り付けることなくその一部を肉抜きするだけで、付勢スプリングを収容すると共にその第２端部を掛止する構成とすることができ、又、第２掛止凹部を第２端部の線径よりも大きい溝幅にすることで、付勢スプリングの第２端部を第２掛止凹部に容易に掛止させることができる。
【００１３】
上記構成において、ベーンロータをハウジングロータに対して所定角度範囲内の所定位置にロックすると共に油圧によりロックが解除されるロック機構を含み、ロック機構は、回転軸線の方向に往復動自在でかつベーンロータの後端面から突出するように付勢されてベーンロータに保持されると共に所定位置において後側ハウジング部材の内壁面に形成された嵌合穴に嵌合し得るロックピンを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ベーンロータに保持されるロックピンを含むロック機構を備えた構成においても、ベーンロータを挟んで、前方側に付勢スプリング、後方側にロック機構が配置されるため、回転軸線の方向における薄型化等を達成しつつ、ロック機構等に要求される所期の機能を保証することができる。
【００１４】
本発明のバルブタイミング変更装置の組付け方法は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転軸線上で回転するハウジングロータと、ハウジングロータの収容室に所定角度範囲において相対的に回転可能に収容されて収容室を進角室及び遅角室に二分すると共にカムシャフトと一体的に回転するベーンロータと、ベーンロータをハウジングロータに対して一方向に回転付勢する捩りコイル状の付勢スプリングを備え、ハウジングロータは、ベーンロータをカムシャフトに締結するボルトを前側から通す開口部を有する有底円筒状の前側ハウジング部材及び前側ハウジング部材に結合される後側ハウジング部材からなり、進角室及び遅角室における油圧を制御することでカムシャフトにより開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更するバブルタイミング変更装置の組付け方法であって、上記前側ハウジング部材の内壁面に形成された第１掛止凹部に付勢スプリングの第１端部を掛止させつつ付勢スプリングを挟み込むようにして、付勢スプリング及びベーンロータを前側ハウジング部材に嵌め込み、上記前側ハウジング部材の開口部から所定の冶具を挿入して、開口部に臨む領域において前側ハウジング部材の内壁面と対向するベーンロータの前端側に形成された第２掛止凹部に付勢スプリングの第２端部を掛止させる、構成となっている。
この構成によれば、ハウジングロータとして、有底円筒状の前側ハウジング部材及び後側ハウジング部材からなる二分割構造を採用する構成において、装置の組付けに際して、第１端部を前側ハウジング部材の第１掛止凹部に掛止させつつ付勢スプリングを挟み込むようにして、前側ハウジング部材に付勢スプリング及びベーンロータを嵌め込み、開口部を通して視認できる状態で、所定の冶具を用いて、第２端部をベーンロータの第２掛止凹部に掛止させることで、付勢スプリングをハウジングロータの内部に収容しつつ容易に組み付けることができる。
【００１５】
上記構成において、付勢スプリングのコイル部の少なくも一部を、前側ハウジング部材の内壁面と対向するベーンロータの前端側に形成された収容凹部に嵌め込む、構成を採用することができる。
この構成によれば、前側ハウジング部材、付勢スプリング、及びベーンロータを相互に組み付ける際に、付勢スプリングの位置ずれを防止しつつ、容易に組み付けることができる。
【００１６】
上記構成において、付勢スプリングの第１端部につながるコイル部を、前側ハウジング部材のベーンロータと対向する内壁面に形成された収容凹部に嵌め込む、構成を採用することができる。
この構成によれば、前側ハウジング部材、付勢スプリング、及びベーンロータを相互に組み付ける際に、付勢スプリングの位置ずれを防止しつつ、容易に組み付けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線方向における薄型化）、低コスト化等を達成しつつ、ベーンロータの傾き等を防止して、摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証し得ると共に、組付けを容易に行うことができるバルブタイミング変更装置及びその組付け方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のバルブタイミング変更装置を示す断面図である。
【図２】本発明のバルブタイミング変更装置を示す断面図である。
【図３】本発明のバルブタイミング変更装置を示す（前方側から視た）分解斜視図である。
【図４】本発明のバルブタイミング変更装置を示す（ハウジングロータの後側ハウジング部材を省略して後方側から視た）分解斜視図である。
【図５】本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータを示すものであり、（ａ）は前側から視た正面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ１−Ｅ１における断面図である。
【図６】本発明のバルブタイミング変更装置に含まれる付勢スプリング及びベーンロータを前側ハウジング部材に組み付けた状態を、回転軸線方向の前側から視た正面図である。
【図７】本発明のバルブタイミング変更装置に含まれるベーンロータに付勢スプリングを組み付けた状態を示す正面図である。
【図８】本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、最進角位置にある状態で進角室に連通する進角通路を示す断面図である。
【図９】本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、最進角位置にある状態で遅角室に連通する遅角通路を示す断面図である。
【図１０】本発明のバルブタイミング変更装置の一部をなすベーンロータが、最遅角位置にある状態で遅角室に連通する遅角通路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
このバルブタイミング変更装置は、図１ないし図４に示すように、カムシャフト１０の回転軸線Ｓ上で回転するハウジングロータ２０、ハウジングロータ２０の収容室に所定角度範囲Δθ（図１０参照）において相対的に回転可能に収容されて収容室を進角室２０ａ及び遅角室２０ｂに二分すると共にカムシャフト１０と一体的に回転するべくカムシャフト１０に着脱自在に固定されたベーンロータ３０、ベーンロータ３０をハウジングロータ２０に対して一方向に（ここでは、進角方向に）回転付勢する捩りコイル状の（コイル部４１、第１端部４２、第２端部４３をもつ）付勢スプリング４０、ベーンロータ３０をハウジングロータ２０に対して所定角度範囲Δθ（最進角位置θａと最遅角位置θｒの間の角度範囲）の所定位置（ここでは、最進角位置θａ）にロックすると共に油圧によりロックが解除されるロック機構５０、ベーンロータ３０をカムシャフト１０に締結固定するボルト６０、作動油（潤滑油）の流れを制御する油圧制御系ＯＣＳ等を備えている。
尚、カムシャフト１０は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブをカム作用により開閉駆動するものであり、ハウジングロータ２０は、チェーン等を介してクランクシャフトの回転に連動し、クランクシャフトの回転駆動力を、ベーンロータ３０を介してカムシャフト１０に伝達するものである。
【００２０】
カムシャフト１０は、図１及び図２に示すように、エンジンのシリンダヘッド（不図示）に形成された軸受（不図示）により回転軸線Ｓ回りに回転可能に（図１及び図２において矢印ＣＲ方向に回転するように）支持され、軸受により支持されるジャーナル部１１、ハウジングロータ２０を回動自在に支持する円筒部１２、作動油の供給及び排出を行う進角通路１３、作動油の供給及び排出を行う遅角通路１４、ボルト６０を締結する雌ネジ部１５等を備えている。
【００２１】
ハウジングロータ２０は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフト１０の回転軸線Ｓ１上で回転可能に支持され、図１ないし図３に示すように、略円盤状の後側ハウジング部材２１と、後側ハウジング部材２１の前面側に結合される有底円筒状の前側ハウジング部材２２とからなる二分割構造をなすものであり、ベーンロータ３０を所定角度範囲Δθ（最進角位置θａと最遅角位置θｒの間の角度範囲）において相対的に回転可能に収容する（収容室を画定する）と共にロック機構５０を収容し、収容されたベーンロータ３０（のベーン部３１）により進角室２０ａ及び遅角室２０ｂに二分されるように形成されている。
【００２２】
後側ハウジング部材２１は、図１ないし図３、図９及び図１０に示すように、クランクシャフトの回転駆動力を伝達するチェーンが巻回される被駆動部としてのスプロケット２１ａ、カムシャフト１０の円筒部１２に回動自在に嵌合される内周面２１ｂ、ベーンロータ３０の背面（後端面）が摺動自在に接触する前面（内壁面）２１ｃ、遅角室２０ｂに対する作動油の供給及び排出を行うための遅角通路２１ｄ、ロック機構５０に含まれるロックピン５１を嵌合させるべく前面（内壁面）２１ｃに形成された嵌合穴２１ｅ、嵌合穴２１ｅに対する作動油の供給及び排出を行うための油通路２１ｆ、前側ハウジング部材２２を締結するボルトＢを捩じ込む４つのネジ穴２１ｇ等を備えている。
【００２３】
前側ハウジング部材２２は、図１ないし図４に示すように、円筒壁２２ａ及び前壁２２ｂを有する有底円筒状に形成され、ボルト６０を通すべく回転軸線Ｓ上に中心をもつ開口部２２ｃ、ボルトＢを通す４つの貫通孔２２ｄ、前壁２２ｂの背面（内壁面）側において円筒壁２２ａから中心（回転軸線Ｓ）に向かって突出すると共に周方向において等間隔に配置して形成された４つのシュー部２２ｅ、前壁２２ｂの背面（内壁面）に形成され付勢スプリング４０の第１端部４２を嵌め込んで掛止するための第１掛止凹部２２ｆ、付勢スプリング４０の第１端部４２につながるコイル部４１を収容するべく回転軸線Ｓ方向において凹むように形成された収容凹部２２ｇ、後側ハウジング部材２１の前面２１ｃ（の外周縁領域）に嵌め込んで結合される環状結合部２２ｈ等を備えている。
ここで、第１掛止凹部２２ｆは、図４及び図７に示すように、回転軸線Ｓに垂直な方向に伸長するように形成されている。
【００２４】
ベーンロータ３０は、図１ないし図５、図７ないし図１０に示すように、４つのベーン部３１、４つのベーン部３１を等間隔で一体的に保持するハブ部３２、ハブ部３２に形成されてボルト６０が通される貫通孔３３、前側ハウジング部材２２の内壁面と対向する前端側において付勢スプリング４０のコイル部４１の少なくとも一部を受け入れるべく貫通孔３３の周りに環状凸部３４を画定するように環状溝として形成された収容凹部３５、同様に前端側において付勢スプリング４０の第２端部４３を嵌め込んで掛止するべく環状凸部３４の一部を径方向に切り欠いて溝状に形成された第２掛止凹部３６、一つのベーン部３１においてロック機構５０（のロックピン５１、コイルスプリング５２、円筒ホルダ５３）を嵌め込む嵌合穴３７、嵌合穴３７から前端側に貫通して形成された圧力調整孔３７ａ、ロック機構５０（ロックピン５１）の受圧部に対する作動油の供給及び排出のために進角室２０ａに連通する油通路３７ｂ、進角室２０ａに対する作動油の供給及び排出のために進角通路１３に連通して形成された進角通路３８、カムシャフト１０に嵌め込まれる嵌合凹部３９、ベーン部３１の先端に形成された溝部に嵌め込まれるシール部材、カムシャフト１０の位置決めピンを嵌合する位置決め穴等を備え、ボルト６０を用いてカムシャフト１０に締結され、カムシャフト１０と一体的に回転するようになっている。
【００２５】
ここで、第２掛止凹部３６は、図５ないし図７に示すように、回転軸線Ｓに垂直な方向に伸長するように形成されている。
また、第２掛止凹部３６は、環状凸部３４の一部を切り欠いて溝状に形成されると共に、回転軸線Ｓ回りの回転方向において付勢スプリング４０の第２端部４３の線径よりも大きい溝幅に形成されている。
このように、ベーンロータ３０は、その前端側において、貫通孔３３の周りに、環状溝をなす収容凹部３５、環状凸部３４の一部を切り欠いて溝状に形成された第２掛止凹部３６を有するため、ベーンロータ３０に別個の部品を取り付けることなくその一部を肉抜きするだけで、付勢スプリング４０を収容すると共にその第２端部４３を掛止する構成とすることができ、又、第２掛止凹部３６を第２端部４３の線径よりも大きい溝幅にすることで、付勢スプリング４０の第２端部４３を第２掛止凹部３６に容易に掛止させることができる。
【００２６】
付勢スプリング４０は、図１ないし図５に示すように、コイル部４１、第１端部４２、及び第２端部４３を有する捩りコイル状のスプリングであり、ハウジングロータ２０の内部において、ベーンロータ３０の前端面と前側ハウジング部材２２の内壁面との間に配置されている。
ここで、第１端部４２及び第２端部４３は、回転軸線Ｓに対して垂直な方向に伸長するように形成されると共に、第１端部４２はコイル部４１からコイル部４１の径方向外向きに伸長するように形成され（すなわち、コイル部４１に対して径方向の外側に設けられ）、第２端部４３はコイル部４１からコイル部４１の中心（回転軸線Ｓ）に向けて伸長するように形成される（すなわち、コイル部４１に対して径方向の内側に設けられる）と共にコイル部４１の中心（回転軸線Ｓ）を通る直線上において第１端部４２と並ぶように形成されている。
また、付勢スプリング４０の第２端部４３は、コイル部４１の内側を向き前側ハウジング部材２２の開口部２２ｃに臨む領域に形成されている。
そして、コイル部４１はベーンロータ３０の収容凹部３５に嵌め込まれて収容され、第２端部４３がベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に嵌め込まれて掛止され、第１端部４２が前側ハウジング部材２２の第１掛止凹部２２ｆに嵌め込まれて掛止されると共に第１端部４２につながるコイル部４１（前端側）が前側ハウジング部材２２の収容凹部２２ｇに収容されて組み付けられるようになっている。
【００２７】
すなわち、付勢スプリング４０の組付けに際して、第１端部４２を前側ハウジング部材２２の第１掛止凹部２２ｆに掛止させ、かつ、コイル部４１の前側領域を収容凹部２２ｇにかつコイル部４１の後側領域を収容凹部３５に嵌め込みつつ付勢スプリング４０を挟み込むようにして、前側ハウジング部材２２に付勢スプリング４０及びベーンロータ３０を嵌め込み、前側ハウジング部材２２の開口部２２ｃを通して回転軸線Ｓ方向の前側から視認できる状態で、所定の冶具等を用いて、第２端部４３をベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に掛止させることで、付勢スプリング４０を、ハウジングロータ２０の内部（前側ハウジング部材２２とベーンロータ３０との間）に収容しつつその組み付けが行われる。
この組み付け状態において、付勢スプリング４０は、ベーンロータ３０をハウジングロータ２０に対して進角方向に回転付勢するようになっている。
【００２８】
このように、ハウジングロータ２０として、有底円筒状の前側ハウジング部材２２及び後側ハウジング部材２１からなる二分割構造を採用する構成において、装置の組付けに際して、第１端部４２を前側ハウジング部材２２の第１掛止凹部２２ｆに掛止させかつコイル部４１の少なくとも一部を収容凹部３５に嵌め込みつつ付勢スプリング４０を挟み込むようにして、前側ハウジング部材２２に付勢スプリング４０及びベーンロータ３０を嵌め込み、開口部２２ｃを通して視認できる状態で、第２端部４３をベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に掛止させることで、付勢スプリング４０をハウジングロータ２０の内部に収容しつつ容易に組み付けることができる。
また、付勢スプリング４０が、前側ハウジング部材２２とベーンロータ３０との間に配置されるため、カムシャフト１０の回転軸線Ｓの方向におけるベーンロータ３０の中心から付勢スプリング４０の第１端部４２までの距離を短く設定することができる。それ故に、付勢スプリング４０の付勢力によるベーンロータ３０の（回転軸線Ｓに対する）傾き（倒れ）を防止することができ、ベーンロータ３０の摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証することができる。さらに、従来のような固定ピンやブッシング等の部品が不要になり、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線Ｓの方向における薄型化）、低コスト化等を達成することができる。
また、付勢スプリング４０の第１端部４２及び第２端部４３並びに第１掛止凹部２２ｆ及び第２掛止凹部３６は、全て回転軸線Ｓに垂直な方向に伸長するように形成されているため、回転軸線Ｓの方向に伸長するように形成された場合に比べて、回転軸線Ｓの方向において装置をより一層薄型化及び小型化することができる。
さらに、第２端部４３は、コイル部４１の中心（回転軸線Ｓ）を通る（回転軸線Ｓと直交する）直線上において、第１端部４２と並ぶように形成されているため、付勢スプリング４０を組み付けた際に、最もバランスの良い組付け状態とすることができ、付勢スプリング４０の傾きや倒れ等を防止することができる。
【００２９】
ロック機構５０は、図２及び図５に示すように、回転軸線Ｓの方向に往復動自在でかつベーンロータ３０の後端面から突出し得るロックピン５１、ロックピン５１を突出する向きに付勢するコイルスプリング５２、コイルスプリング５２により付勢されたロックピン５１を往復動自在に保持するべくベーンロータ３０の嵌合穴３７に嵌め込まれた円筒ホルダ５３により構成されている。
そして、油通路２１ｆ，３７ｂを経て供給されロックピン５１を押圧する作動油の油圧が低下した状態で、ロックピン５１がコイルスプリング５２により付勢されてハウジングロータ２０（後側ハウジング部材２１）の嵌合穴２１ｅに嵌合することにより、ベーンロータ３０をハウジングロータ２０に対して所定角度範囲Δθ内の所定位置（ここでは、最進角位置θａ）にロックし、一方、油通路２１ｆ，３７ｂを経て導かれる作動油により、ロックピン５１に加わる油圧が上昇すると、ロックピン５１がベーンロータ３０の後端面から没入してロックを解除するようになっている。
【００３０】
ボルト６０は、図１及び図２に示すように、中実の円柱状をなし、その先端側において雄ネジ部６１、ベーンロータ３０の環状凸部３４に当接する鍔付頭部６２を備えている。
そして、ボルト６０は、前側ハウジング部材２２の開口部２２ｃを通して、ベーンロータ３０の貫通孔３３に挿入されると共に、その雄ネジ部６１がカムシャフト１０の雌ネジ部１５に螺合されることで、ベーンロータ３０をカムシャフト１０に一体的に締結固定するようになっている。
【００３１】
油圧制御系ＯＣＳは、図１及び図２に示すように、ポンプから吐出される作動油の流れを制御する油圧制御弁１００、油圧制御弁１００と進角通路１３とを連通する進角側通路１０１、油圧制御弁１００と遅角通路１４とを連通する遅角側通路１０２、油圧制御弁１００の駆動を制御する制御手段（不図示）等により構成されている。
【００３２】
次に、上記バルブタイミング変更装置の組付け方法について説明する。
予め、前側ハウジング部材２２、後側ハウジング部材２１、ロック機構５０が組み込まれたベーンロータ３０、付勢スプリング４０、ボルト６０、４つのボルトＢ、所定の冶具等を用意する。
先ず、前側ハウジング部材２２の内壁面に形成された第１掛止凹部２２ｆに対して、付勢スプリング４０の第１端部４２を掛止させると共に収容凹部２２ｇにコイル部４１の前側領域を嵌め込む。
続いて、付勢スプリング４０のコイル部４１の後側領域を収容凹部３５に嵌め込みつつ付勢スプリング４０を挟み込むようにして、ベーンロータ３０を前側ハウジング部材２２に嵌め込む。
続いて、図６に示すように、前側ハウジング部材２２の前側から、開口部２２ｃを通して第２端部４３及び第２掛止凹部３６を視認しつつ、所定の冶具を開口部２２ｃに挿入し、第２端部４３を（二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで移動させて）第２掛止凹部３６に掛止させる。
ここでは、第２掛止凹部３６の溝幅が、第２端部４３の線径よりも大きく形成されているため、掛止作業を容易に行うことができる。
そして、ベーンロータ３０を前側ハウジング部材２２に対してさらに押し込み、その後、付勢スプリング４０及びベーンロータ３０を組み込んだ前側ハウジング部材２２を、後側ハウジング部材２１に対向させて接合し、ボルトＢを用いて両者を締結固定する。
これにより、装置（ハウジングロータ２０、ベーンロータ３０、付勢スプリング４０、ロック機構５０）のアセンブリが完了する。
【００３３】
その後、適宜、エンジンのカムシャフト１０に対して、ハウジングロータ２０（の後側ハウジング部材２１）を回動自在に嵌め込むと共にベーンロータ３０の嵌合凹部３９をカムシャフト１０の前端部に接合させる。
そして、ボルト６０を、前側ハウジング部材２２の開口部２２ｃ及び貫通孔３３を通して、カムシャフト１０の雌ネジ部１５に捩じ込んで、ベーンロータ３０がカムシャフト１０と一体的に回転するように締結固定する。
これにより、バルブタイミング変更装置の組付け及び（所定エンジンの）カムシャフトへの組付けが完了する。
【００３４】
このように、ハウジングロータ２０として、有底円筒状の前側ハウジング部材２２及び後側ハウジング部材２１からなる二分割構造を採用する構成において、装置の組付けに際して、第１端部４２を前側ハウジング部材２２の第１掛止凹部２２ｆに掛止させつつ付勢スプリング４０を挟み込むようにして、前側ハウジング部材２２に付勢スプリング４０及びベーンロータ３０を嵌め込み、開口部２２ｃを通して視認できる状態で、所定の冶具を用いて、第２端部４３をベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に掛止させることで、付勢スプリング４０をハウジングロータ２０の内部に収容しつつ容易に組み付けることができる。
ここでは、付勢スプリング４０のコイル部４１の少なくも一部を、前側ハウジング部材２２の内壁面と対向するベーンロータ３０の前端側に形成された収容凹部３５に嵌め込み、又、付勢スプリング４０の第１端部４２につながるコイル部４１を、前側ハウジング部材２２のベーンロータ３０と対向する内壁面に形成された収容凹部２２ｇに嵌め込むため、前側ハウジング部材２２、付勢スプリング４０、及びベーンロータ３０を相互に組み付ける際に、付勢スプリング４０の位置ずれを防止しつつ容易に組み付けることができる。
【００３５】
尚、上記組付け方法においては、付勢スプリング４０のコイル部４１を前側ハウジング部材２２の収容凹部２２ｇ及びベーンロータ３０の収容凹部３５に嵌め込む方法を示したが、これに限定されるものではなく、単に、付勢スプリング４０の第１端部４２を前側ハウジング２２の第１掛止凹部２２ｆに掛止させ、付勢スプリング４０の第２端部４３をベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に掛止させる方法でもよい。
【００３６】
次に、上記バルブタイミング変更装置の動作について、図２、図９、図１０を参照しつつ説明する。
エンジンが停止した状態においては、図２及び図９に示すように、進角室２０ａ及び遅角室２０ｂ内の作動油が排出されて、ベーンロータ３０は付勢スプリング４０の付勢力により最進角位置θａに位置付けられると共に、ロック機構５０のロックピン５１が嵌合穴２１ｅに嵌合して、ベーンロータ３０がハウジングロータ２０に対してロックされた状態にある。
これにより、エンジン始動時には、ベーンロータ３０のバタツキ等を防止しつつ、円滑にエンジンを始動させることができる。
【００３７】
続いて、エンジンの始動により、油通路３７ｂ（又は油通路２１ｆ）を通して、作動油がロックピン５１の受圧部に供給されると、ロックピン５１がその油圧により押圧されて嵌合穴２１ｅから外れてロック状態が解除される。
そして、エンジンの始動後は、油圧制御弁１００が適宜切り替えられて、ベーンロータ３０（カムシャフト１０）が遅角側へ（遅角モード）又は進角側へ（進角モード）、さらには所定の角度位置に保持される（保持モード）ように位相制御が行われる。
例えば、遅角モードの場合には、進角通路１３及び進角側通路１０１を介して、進角室２０ａ内の作動油が排出されると共に、遅角通路１４及び遅角側通路１０２を介して、遅角室２０ｂ内に作動油が供給され、ベーンロータ３０は、付勢スプリング４０の付勢力に抗しつつ作動油の油圧により、図１０に示すように、ハウジングロータ２０に対して反時計回りに（遅角側に）回転する。
一方、進角モードの場合は、遅角通路１４及び遅角側通路１０２を介して、遅角室２０ｂ内の作動油が排出されると共に、進角通路１３及び進角側通路１０１を介して、進角室２０ａ内に作動油が供給され、ベーンロータ３０は、付勢スプリング４０の付勢力と共に作動油の油圧により、図９に示すように、ハウジングロータ２０に対して時計回りに（進角側に）回転する。
一方、ベーンロータ３０を最進角位置θａと最遅角位置θｒとの間の中間位置に保持する保持モードの場合には、油圧制御弁１００が切り替えられて、進角室２０ａ及び遅角室２０ｂに作動油が供給され、進角室２０ａ及び遅角室２０ｂに作用する作動油の油圧により、ベーンロータ３０は所定の中間位置に保持される。
【００３８】
上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、付勢スプリング４０が、ハウジングロータ２０の内部に配置されると共に、コイル部４１がベーンロータ３０の収容凹部３５に収容され、第１端部４２が前側ハウジング部材２２の第１掛止凹部２２ｆに嵌め込まれて掛止され、所定の冶具を開口部２２ｃから挿入して第２端部４３がベーンロータ３０の第２掛止凹部３６に嵌め込まれて掛止されるため、ハウジングロータ２０の内部に付勢スプリング４０を配置しつつもその組付けを容易に行うことができ、又、カムシャフト１０の回転軸線Ｓの方向において、ベーンロータ３０の中心から付勢スプリング４０の第１端部４２までの距離を短く設定することができ、付勢スプリング４０の付勢力によるベーンロータ３０の（回転軸線Ｓに対する）傾き（倒れ）を防止することができる。
これにより、ベーンロータ３０の摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証することができ、又、従来のような固定ピンやブッシング等の部品が不要になり、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線Ｓの方向における薄型化）、低コスト化等を達成することができる。
【００３９】
上記実施形態においては、クランクシャフトの回転力を伝達する被駆動部としてスプロケット２１ａを備えたハウジングロータ２０を示したが、これに限定されるものではなく、クランクシャフトの回転駆動力を伝達する手段がその他の構造をなすもの（例えば、歯付きタイミングベルト等）であれば、その構造に合ったもの（歯付きプーリ等）を備えたハウジングロータを採用することができる。
上記実施形態においては、ロック機構として、ロックピン５１、コイルスプリング５２、円筒ホルダ５３を含むと共に最進角位置にロックする構成を示したが、これに限定されるものではなく、ベーンロータ３０をハウジングロータ２０に対してロックし得る構成であれば、その他のロック機構を採用してもよく、又、ロック位置としては、最進角位置に限らず、必要に応じてその他の位置であってもよい。
【００４０】
上記実施形態においては、付勢スプリング４０の第１端部４２及び第２端部４３を回転軸線Ｓに垂直な方向に伸長するように形成すると共に第１掛止凹部２２ｆ及び第２掛止凹部３６を回転軸線Ｓに垂直な方向に伸長するように形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、ハウジングロータ２０の内壁面とベーンロータの前端面との間に配置されかつ第２端部が前側ハウジング部材２２の開口部２２ｃに臨む領域に形成される構成であれば、第１端部及び第２端部をその他の方向に伸長するように形成し、第１掛止凹部及び第２掛止凹部も同様の方向に伸長するように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように、本発明のバルブタイミング変更装置は、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化（回転軸線方向における薄型化）、低コスト化等を達成しつつ、ベーンロータの傾き等を防止して、摺動領域における摩耗や摩擦力を低減でき、所期の機能を保証し得ると共に組付けを容易に行うことができるため、自動車等に搭載された内燃式のエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等に搭載された小型のエンジン等においても有用である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｓ１  回転軸線
１０  カムシャフト
１１  ジャーナル部
１２  円筒部
１３  進角通路
１４  遅角通路
１５  雌ネジ部
２０  ハウジングロータ
２１  後側ハウジング部材
２１ａ  スプロケット
２１ｂ  内周面
２１ｃ  前面（内壁面）
２１ｄ  遅角通路
２１ｅ  嵌合穴
２１ｆ  油通路
２１ｇ  ネジ穴
２２  前側ハウジング部材
２２ａ  円筒壁
２２ｂ  前壁
２２ｃ  開口部
２２ｄ  貫通孔
２２ｅ  シュー部
２２ｆ  第１掛止凹部
２２ｇ  収容凹部
２２ｈ  環状結合部
３０  ベーンロータ
３１  ベーン部
３２  ハブ部
３３  貫通孔
３４  環状凸部
３５  収容凹部
３６  第２掛止凹部
３７  嵌合穴
３７ａ  圧力調整孔
３７ｂ  油通路
３８  進角通路
３９  嵌合凹部
４０  付勢スプリング
４１  コイル部
４２  第１端部
４３  第２端部
５０  ロック機構
５１  ロックピン
５２  コイルスプリング
５３  円筒ホルダ
６０  ボルト
６１  雄ネジ部
６２  鍔付頭部
Ｂ  ボルト
ＯＣＳ  油圧制御系
１００  油圧制御弁
１０１  進角側通路
１０２  遅角側通路
Δθ  所定角度範囲
θａ  最進角位置
θｒ  最遅角位置
【図１】
2014137051.tif 000003
【図２】
2014137051.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014137051.tif 000009
【図８】
2014137051.tif 000010
【図９】
2014137051.tif 000011
【図１０】
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