(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内周に複数の作動油室が設けられたハウジングと、
該ハウジングに対して所定角度範囲内で最遅角側と最進角側へ相対回転可能に設けられ、前記作動油室内を進角油室と遅角油室に隔成するベーン部材と、
一端が前記ハウジングに係止固定され、他端が前記ベーン部材に係止固定されたトーションスプリングと、を備え、
前記ハウジングに対して前記ベーン部材が最遅角側と最進角側とを相対回転して前記トーションスプリングが前記ハウジングに対して前記ベーン部材を付勢している間において、前記ベーン部材の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端とを結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°の角度位置を跨ぐことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
該駆動回転体に対して所定角度範囲内で相対回転可能に設けられた従動回転体と、
一端が前記駆動回転体に係止固定され、他端が前記従動回転体に係止固定されたトーションスプリングと、を備え、
前記従動回転体が、前記駆動回転体に対して相対回転する角度範囲内のほぼ中間位置で、前記従動回転体の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端を結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°になると共に、前記駆動回転体に対して前記従動回転体が最遅角側と最進角側とを相対回転して前記トーションスプリングが前記駆動回転体に対して前記従動回転体を付勢している間において、前記従動回転体の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端とを結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°の角度位置を跨ぐことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
該駆動回転体に対して所定角度範囲内で相対回転可能に設けられた従動回転体と、
一端が前記駆動回転体に係止固定され、他端が前記従動回転体に係止固定されたトーションスプリングと、を備え、
前記従動回転体が、前記駆動回転体に対して相対回転可能な角度範囲内の中間位置から−５°〜＋５°の範囲で、前記従動回転体の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端を結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°となると共に、前記駆動回転体に対して前記従動回転体が最遅角側と最進角側とを相対回転して前記トーションスプリングが前記駆動回転体に対して前記従動回転体を付勢している間において、前記従動回転体の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端とを結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°の角度位置を跨ぐことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なベーン型のバルブタイミング制御装置は、機関停止時などで油圧による作動力が生じていない状態では、カムシャフトに発生する交番トルクに起因してタイミングスプロケットに対してベーン部材が遅角側に安定するようになっている。
【０００３】
しかしながら、近年では、例えば以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置のように、油圧による作動力が生じていない場合には、トーションスプリングのばね力によってベーン部材が進角側に機械的に安定化させるとか、進角方向に作動力をアシストするものも提供されている。
【０００４】
前記特許文献１のトーションスプリングは、一端が径方向外側に折曲されて、ハウジングに設けられた係止溝に係止固定されている一方、他端が径方向内側に折曲されて、ベーン部材に設けられた係止溝に係止固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８０３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置にあっては、前記ベーン部材のベーンロータの軸心と前記トーションスプリングの両端を結ぶ線によって形成される角度が常に１８０°以下の約１２０°になっている。このため、前記トーションスプリングには、軸線に対して片側へ倒れる方向の力が常に作用して、該トーションスプリングの姿勢が安定しない。この結果、トーションスプリングのばね力をベーン部材に安定的に作用させることができないおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、トーションスプリングの姿勢を安定的に維持することができるバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、とりわけ、ハウジングに対してベーン部材が最遅角側と最進角側とを相対回転して前記トーションスプリングが前記ハウジングに対して前記ベーン部材を付勢している間において、前記ベーン部材の軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端とを結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°の角度位置を跨ぐことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記トーションスプリングの姿勢を十分に安定的に維持することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態におけるバルブタイミング制御装置の最進角側への作動状態を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の中間位置への作動状態を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の最遅角側への作動状態を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施形態のバルブタイミング制御装置を一部断面して示す概略図である。
【図５】本実施形態のバルブタイミング制御装置の最進角側への作動状態を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本実施形態のバルブタイミング制御装置の最遅角側への作動状態を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。本実施形態では、バルブタイミング制御装置（ＶＴＣ）を排気弁側の動弁装置に適用したものを示している。なお、本発明を吸気弁側の動弁装置に適用することも可能である。
【００１２】
排気側ＶＴＣは、図４〜図６に示すように、図外のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転力が伝達される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、該タイミングスプロケット１に対して相対回転可能に設けられた従動回転体である排気カムシャフト２と、タイミングスプロケット１と排気カムシャフト２との間に配置されて、該両者１，２の相対回転位相を変換する位相変換機構３と、該位相変換機構３を作動させる油圧回路４とを備えている。
【００１３】
前記タイミングスプロケット１は、前記位相変換機構３の一部を構成する後述のハウジング５などの複数の部材によって構成されていると共に、図５，図６中、矢印方向に回転するようになっている。
【００１４】
前記排気カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面所定位置に直動型のバルブリフターを介して排気弁を開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられていると共に、一端部２ａ側に肉厚な円環状のフランジ部２ｂが一体に設けられている。また、前記カムシャフト２の一端部２ａの内部軸方向には、後述するベーン部材７を一端部２ａの先端部に軸方向から固定するカムボルト６が螺着する雌ねじ孔２ｃが形成されている。
【００１５】
前記位相変換機構３は、カムシャフト２の一端部２ａに配置された前記ハウジング５と、前記カムシャフト２の一端部に前記カムボルト６によって軸方向から固定されて、前記ハウジング５内に相対回転自在に収容されたベーン部材７と、前記ハウジング５の内周面に内方に向かって突出形成された４つのシュー８と、該各シュー８とベーン部材７の後述する４つのベーン２２〜２５とによって隔成されたそれぞれ２つで計４つの遅角油室９及び進角油室１０とを備えている。
【００１６】
前記ハウジング５は、ほぼ円筒状のハウジング本体１１と、該ハウジング本体１１の前後開口端を閉塞するフロントプレート１２及びリアプレート１３とを備えている。前記ハウジング本体１１とフロントプレート１２及びリアプレート１３が、４本のボルト１４によって軸方向から共締めにより一体的に結合されている。
【００１７】
前記ハウジング本体１１は、図５、図６にも示すように、前記各シュー８を除く一般部がほぼ薄肉に形成されて、内部に形成された作動油室が前記各遅角油室９と各進角油室１０とに隔成されている。前記各シュー８は、円周方向のほぼ等間隔位置に形成されて、それぞれが側面からみてほぼ台形状に形成され、それぞれの先端部に軸方向に沿って形成されたシール溝内にほぼコ字形状のシール部材１６が嵌着されている。また、各シュー８の付け根部側の内部軸方向には、前記各ボルト１４が挿通する４つのボルト挿通孔１７が貫通形成されている。
【００１８】
さらに、前記１つのシュー８の円周方向の一側面には、図５及び図６に示すように、突起部８ａが一体に形成されている。この突起部８ａは、ベーン部材７の一つのベーン２２の進角側への回転方向の対向側面２２ａが適宜当接してベーン部材７の最大図中右方向（進角方向）の回転位置を規制するようになっている。また、前記一つのシュー８の前記突起部８ａ近傍の外周面には、径方向に沿った嵌着溝８ｂが形成され、この嵌着溝８ｂに位置決め用ピン２６が嵌着固定されている。
【００１９】
前記フロントプレート１２は、プレス成形によって比較的薄肉な円板状に形成され、図４に示すように、中央にベーンロータ２１の前端部２１ａが挿通する大径孔１２ａが穿設されていると共に、外周側の円周方向のほぼ等間隔位置には、前記各ボルト１４が挿通する４つのボルト挿通孔(図示せず)が貫通形成されている。
【００２０】
前記リアプレート１３は、図１〜図４に示すように、例えば焼結合金によりフロントプレート１１よりも肉厚な円板状に形成され、中央に前記ベーンロータ２１が回転自在に挿通された大径な支持孔１８が穿設されていると共に、外周部には前記タイミングチェーンが巻回されて回転力が伝達される複数の歯部１３ａが一体に形成されている。また、該各歯部１３ａの径方向内側の外周側には、前記各ボルト１４の先端部の雄ねじが螺着する４つの雌ねじ孔１３ｂが円周方向のほぼ等間隔位置に形成されている。
【００２１】
また、このリアプレート１３の前記カムシャフト２側の後端面の外周側には、図１〜図３に示すように、４つの異形状ボス部１９ａ〜１９ｄが形成されていると共に、該各ボス部１９ａ〜１９ｄに、前記各雌ねじ孔１３ｂがそれぞれ形成されている。また、前記リアプレート１３の後端面の各ボス部１９ａ〜１９ｄ以外の部位には、凹状空間である凹溝１９が形成されている。前記一つのシュー８に対応した位置に有する前記一つのボス部１９ａは、円周方向の一側部に係止部である係止突起２０が一体に形成されていると共に、該係止突起２０の円周方向の平坦な外端面２０ａがばね係止面として構成されている。
さらに、リアプレート１３の外周部の所定位置には、図１及び図６に示すように、後述するロック機構のロック穴３１ａを構成する穴構成部３１が圧入固定される固定用孔１３ｃが貫通形成されている。
【００２２】
前記ベーン部材７は、金属材によって一体に形成され、図４〜図６に示すように、中央に形成された挿通孔７ａを軸方向から挿通した前記カムボルト６によってカムシャフト一端部２ａに軸方向から固定されたベーンロータ２１と、該ベーンロータ２１の外周面の円周方向のほぼ等間隔位置に径方向へ放射状に突設された４枚のベーン２２〜２５と、から構成されている。
【００２３】
前記ベーンロータ２１は、カムシャフト２側に延びたほぼ円筒状に形成され、段差小径状の前端部２１ａが前記フロントプレート１２の大径孔１２ａに径方向の所定隙間をもって嵌挿されている一方、後端側に一体に有する円筒部２１ｂがカムボルト６を介してカムシャフト２に締結固定されている。
【００２４】
すなわち、前記ベーンロータ２１の円筒部２１ｂは、内部に円環状の支持壁２１ｄを有し、この中央にカムボルト６の軸部６ａが挿通する挿通孔２１ｃが軸方向に貫通形成されていると共に、前記支持壁２１ｄよりも後端側に前記カムシャフト一端部２ａの先端部が嵌合する嵌合穴２１ｅが穿設されている。
【００２５】
また、前記円筒部２１ｂは、後端面が前記カムシャフト２のフランジ部２ｂの前端面に当接していると共に、前記支持壁２１ｄの後端面と前記カムシャフト一端部２ａの対向先端面との間に円環状の隙間Ｓが形成されている。
【００２６】
したがって、ベーンロータ２１を、カムシャフト２の一端部２ａに前記カムボルト６によって締結固定する際には、前記隙間Ｓの存在によって前記円筒部２１ｂの後端面がフランジ部２ｂの前端面に圧接しつつカムボルト６の軸力が支持壁２１ｄに作用することから、該ベーンロータ２１をカムシャフト２に強固に固定することができる。
【００２７】
また、ベーンロータ２１は、図５及び図６に示すように、前記各シュー８の先端部上面に嵌着されたシール部材１６に摺動しつつ正逆回転すると共に、前端部２１ａ側には、前記各遅角油室９に連通する４つの遅角側油孔２７と、各進角油室１０に連通する４つの進角側油孔２８が径方向へそれぞれ貫通形成されている（図４参照）。
【００２８】
さらに、ベーンロータ２１の円筒部２１ｂには、図１〜図３に示すように、円周方向の所定位置に係止部である一つの係止溝５０が径方向に沿って穿設されている。この係止溝５０は、円筒部２１ｂの後端面から前端部２１ａ側へ軸方向に沿った細長いスリット状に切欠形成されていると共に、円周方向へ所定間隔をもって離間している。また、ベーンロータ２１の円筒部２１ｂには、カムシャフト２への組付時に該カムシャフト２の一端部２ａとの位置決め用の孔（図示せず）が半径方向に沿って形成されている。
【００２９】
前記各ベーン２２〜２５は、それぞれが各シュー８間に配置されていると共に、各先端面に軸方向に形成されたシール溝内に前記ハウジング本体１１の内周面１１ａに摺接するほぼコ字形状のシール部材２９が嵌着されている。また、この各ベーン２２〜２５は、図５及び図６に示すように、１つベーン２２が最大巾に形成され、該ベーン２２以外の３枚のベーン２３〜２５の巾が最大巾のベーン２２よりも小さいほぼ同一の巾に設定されている。このように、各ベーン２２〜２５の巾をそれぞれ変化させることによってベーン部材７全体の回転バランスを均一化するようになっている。
【００３０】
さらに、前記最大巾のベーン２２と前記リアプレート１３との間には、ベーン部材７の自由な回転を拘束するロック機構が設けられている。
【００３１】
このロック機構は、前記最大巾ベーン２２の内部軸方向に貫通形成された摺動用孔２２ａ内に摺動自在に収容されて、リアプレート１３側に対して進退自在に設けられたロックピストン３０と、前記リアプレート１３のロック穴構成部３１に形成されて、前記ロックピストン３０の先端部３０ａが進出して係合し、あるいは後退して係合が解除されるロック穴３１ａと、機関の始動状態に応じて前記ロックピストン３０をロック穴３１ａに係合あるいは係合を解除する係脱機構と、から構成されている。
【００３２】
前記ロックピストン３０は、円筒のピン状に形成されていると共に、先端部３０ａが段差形状のほぼ截頭円錐状に形成されて、前記ロック穴３１ａ内に軸方向から係合し易い形状になっている。
【００３３】
なお、前記摺動用孔２２ａのフロントプレート１２側の孔縁には、三角形状の切欠溝２２ｂが形成され、この切欠溝２２ｂと前記フロントプレート１２の大径孔１２ａがベーン部材７の回転範囲で常に連通してロックピストン３０の良好な摺動を確保するための空気抜き孔として機能するようになっている。
【００３４】
前記ロック穴３１ａは、図４〜図６に示すように、円周方向の前記進角油室１０側に偏倚した位置に形成され、前記ロックピストン３０が係合した場合には、ハウジング５とベーン部材７の相対回転位置が最大進角側の位置となるように設定されている。
【００３５】
前記係脱機構は、ロックピストン３０の後端部とフロントプレート１２の内端面との間に弾装されて、ロックピストン３０を進出方向(係合する方向)へ付勢するコイルスプリング３２と、前記ロック穴３１ａ内に油圧を供給してロックピストン３０を後退させる図外の解除用油圧回路とから構成されており、この解除用油圧回路は、前記遅角油室９と進角油室１０にそれぞれ選択的に供給された油圧が所定の油孔を介してロックピストン３０に後退方向へ作用するようになっている。
【００３６】
前記油圧回路４は、前記各遅角油室９と進角油室１０に対して油圧を選択的に供給するか、あるいは各油室９，１０内の油を排出するもので、図４に示すように、前記遅角側油孔２７に連通する遅角通路３３と、前記各進角側油孔２８に連通する進角通路３４と、該各通路３３，３４に電磁切換弁３５を介して油圧を選択的に供給するオイルポンプ３６と、前記各通路３３，３４に電磁切換弁３５を介して選択的に連通するドレン通路３７と、を備えている。
【００３７】
前記両通路３３、３４は、先端部３８ａが前記ベーンロータ２１の前端部２１ａ内に挿通された円柱状の通路構成部３８の内部に形成されている。この通路構成部３８は、シリンダヘッド０７に保持されて、前記先端部３８ａに形成された径方向孔３３ａと外周に形成されたグルーブ溝３３ｂを介して前記遅角通路３３と各遅角側油孔２７とを連通するようになっている。また、前記ベーンロータ２１の内部には、前記先端部３８ａの先端面とカムボルト６の頭部６ｂとによって隔成された油室３４ａが形成され、該油室３４ａを介して前記進角通路３４と各進角側油孔２８とを連通するようになっている。
【００３８】
また、前記先端部３８ａの外周には、外部とグルーブ溝３３ｂとの間、並びに該グルーブ溝３３ｂと油室３４ａとの間をそれぞれシールする３つのシール部材３９ａ〜３９ｃがそれぞれ嵌着固定されている。
【００３９】
前記オイルポンプ３６は、吐出通路３６ａが濾過フィルター４０を介して前記電磁切換弁３５に接続された供給通路４１と、機関の摺動部などに潤滑油を供給するメインオイルギャラリー４２にそれぞれ連通している。また、前記オイルポンプ３６には、過大な吐出圧を抑制するリリーフ弁４３が設けられている。
【００４０】
前記電磁切換弁３５は、２方向弁であって、図外のコントローラかからの出力信号によって各通路３３，３４とオイルポンプ３６の吐出通路３６ａ下流の供給通路４１とドレン通路３７とを選択的に切り換え制御するようになっている。
【００４１】
前記コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ、スロットルバルブ開度センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、かかる機関運転状態に応じて前記電磁切換弁３５の電磁コイルに制御パルス電流を出力するようになっている。
【００４２】
そして、前記各ベーンロータ２１の円筒部２１ｂの外周には、図１〜図３に示すように、トーションスプリング５１が配置されている。
【００４３】
すなわち、このトーションスプリング５１は、内周面が前記円筒部２１ｂの外周面との間に径方向へ所定の隙間をもって配置されて捩れ変形が許容されるようになっていると共に、前端側の一部５１ｃが前記凹溝１９の内部に収容された状態に配置されている。
【００４４】
また、前記トーションスプリング５１は、両端部５１ａ、５１ｂが前記リアプレート１３とベーンロータ２１に係止固定されて、前記タイミングスプロケット１に対する各カムシャフト２，２の相対回転位相を進角側に付勢するようになっている。
【００４５】
具体的に説明すると、トーションスプリング５１の一端部５１ａは、図１〜図３に示すように、径方向外側に向かって折曲形成されて、前記各ボス部１９ａに一体に有する係止突起２０の外側面２０ａに円周方向から弾接して係止固定されている。一方、他端部５１ｂは、径方向内側に向かって折曲形成されて、前記係止溝５０内に径方向外側から係入して係止固定されている。これによって、トーションスプリング５１は、ベーンロータ２１をリアプレート１３（ハウジング５）に対する最進角方向へのばね力を付与するようになっている。
【００４６】
そして、前記ベーンロータ２１が、前記ハウジング５に対して最進角側の位置と最遅角側の位置との間で相対回転する際において、前記ベーンロータ２１（円筒部２１ｂ）の中心軸心Ｐを通って前記一端部５１ａと他端部５１ｂのそれぞれの軸線を結ぶ線Ｚによって形成される周方向になす角度θが１８０°を跨ぐように設定されている。
【００４７】
すなわち、前記トーションスプリング５１の一端部５１ａと他端部５１ｂの係止位置は、前記係止突起２０の外端面２０ａの位置と前記係止溝５０の形成位置によって決定されるわけであるが、本実施形態では、前記外端面２０ａと係止溝５０の形成位置に基づいて、前記両端部５１ａ、５１ｂの軸線が円筒部２１ｂの軸線Ｐを介して結ばれる線Ｚによって形成される周方向になす角度θが、ベーンロータ２１のいずれの相対回転角度位置でも１８０°を中心としてその前後となるように設定されている。
【００４８】
具体的に説明すると、図１に示す前記ベーンロータ２１の最進角側の位置では、前記角度θが１８０°よりも僅かに小さい角度θ１となるように設定され、図３に示すベーンロータ２１の最遅角側の位置では、角度θが１８０°より僅かに大きい角度θ３となるように設定されている。さらに、図２に示すに示すベーンロータ２１の最進角と最遅角の中間位置では、角度θ２がほぼ１８０°となるように設定されている。よって、前記角度θは、最進角側と最遅角側との間で１８０°を跨ぐように設定されているのである。
【００４９】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関停止直前には、遅角油室９と進角油室１０への油圧の供給が停止されると共に、各トーションスプリング５１の進角方向への付勢力によってベーン部材７が図５に示すように最進角位置(初期位置)に相対回転してロックピストン３０がコイルスプリングプリン３２のばね力によって進出し、先端部３０ａがロック穴３１ａ内に係合する。これによって、ベーン部材７の相対回転が規制される。
【００５０】
次に、イグニッションスイッチをオンして機関を始動させクランキングが開始されると、オイルポンプ３６の作動も開始される。この始動直後は、オイルポンプ３６の吐出圧が十分に立ち上がらないことから、排気ＶＴＣへのオイル供給量が不足しているが、図５に示すように、予めロックピストン３０の先端部３０ａがロック穴３１ａ内に係入して、ベーン部材７を始動に最適な進角側の回転位置に拘束している。このため、スムーズなクランキングによって良好な始動性が得られると共に、前記排気カムシャフト２に作用する交番トルクによる各ベーン部材７のばたつきを抑制できる。
【００５１】
そして、機関始動後の所定の低回転低負荷域では、コントローラが電磁切換弁３５の電磁コイルへの通電を遮断する。これによって、オイルポンプ３６の吐出通路３６ａ(供給通路４１)と進角側通路３４を連通させると同時に、遅角側通路３３とドレン通路３７とを連通させる。
【００５２】
このため、オイルポンプ３６から吐出された作動油は、進角側通路３４を介して各進角油室１０内に流入して、該各進角油室１０が高圧になる一方、遅角油室９内の作動油が遅角側通路３６を通ってドレン通路３７からオイルパン４４内に排出されて、各遅角油室９内が低圧になる。
【００５３】
このとき、各進角油室１０内に流入した作動油が、ロック機構に供給されることから、ロックピストン３０が後退動してロック穴３１ａから抜け出しロックが解除される。これにより、ベーン部材７は、自由な回転が許容されて排気弁の開閉タイミングを任意に変更することができるが、この状態では、最進角側に保持される。
【００５４】
一方、機関が例えば中回転域に移行した場合は、コントローラから電磁切換弁３５に所定のデューティ制御電流が出力されて、吐出通路３６ａと遅角側通路３３とを連通させると同時に、進角側通路３４とドレン通路３７とを連通させる。
【００５５】
これにより、各進角油室１０内の作動油が排出されて低圧になると共に、各遅角油室９内に作動油が供給されて内部が高圧になる。このとき、各遅角油室９からロック機構に油圧が供給されることから、ロックピストン３０はロック穴３１ａから抜け出した状態が維持される。
【００５６】
このため、ベーン部材７は、図６に示すように、ハウジング５に対して反時計方向へ回転して、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の相対回動位相が遅角側に変換される。
【００５７】
この結果、排気弁の開閉タイミングが遅角側に制御されて、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが大きくなり、かかる中回転域における機関燃焼効率を向上させることができる。
【００５８】
そして、この実施形態では、前述のように、トーションスプリング５１のばね力によって進角方向に付勢されていることから、例えば機関停止時において排気弁の開閉タイミングを最進角側へ強制的に制御することができるので、前述したように機関の始動性が良好になる。
【００５９】
また、前記ベーンロータ２１の軸心Ｐを介してトーションスプリング５１の一端部５１ａと他端部５１ｂがなす角度を１８０°に近づけることによって、トーションスプリング５１に働く回転力（偶力）を抑制することができる。
【００６０】
さらに、排気ＶＴＣが、進角側あるいは遅角側へ変換した際に、前記トーションスプリング５１の両端部５１ａ、５１ｂのなす角度θが１８０°となるように設定したことによって、排気ＶＴＣの変換前後でも平均してトーションスプリング５１に働く回転力を抑えることができる。このため、該トーションスプリング５１の軸線に対する倒れの発生を抑制して、ほぼ垂直な姿勢を安定的に維持させることができる。
【００６１】
これによって、トーションスプリング５１の付勢力を、ベーンロータ２１に対して安定的に作用させることが可能になると共に、トーションスプリング５１の倒れによって該トーションスプリング５１が排気ＶＴＣから不用意に外れてしまうことを抑制できる。
【００６２】
また、トーションスプリング５１の外れを抑制するための特別の機構が不要になることから、部品点数の増加や構造の複雑化を抑制できる。
【００６３】
さらにこの実施形態では、前記トーションスプリング５１の両端部５１ａ、５１ｂを径方向に沿って折曲形成することによって、該両端部５１ａ、５１ｂを軸方向に折り曲げた場合と比較して、排気ＶＴＣの全長を短縮することができる。
【００６４】
また、前記トーションスプリング５１の前端側の一部５１ｃをリアプレート１３に形成された凹溝１９内に収容配置したため、この分だけトーションスプリング５１の外方への飛び出しを抑制できるので、この点からも排気ＶＴＣ全体の軸方向の長さを短くすることができる。
【００６５】
前記トーションスプリングの一部を凹溝１９内に収容配置することによって、仮に前記トーションスプリング５１が傾いた場合であっても凹溝１９がガイドとなって大きな傾きを抑制できる。
【００６６】
前記リアプレート１３とベーンロータ２１にそれぞれ係止突起２０や係止溝５０を形成することによって、トーションスプリング５１を係止するためのピンを圧入するなどの必要性がなくなるため、部品点数の削減や、組み立て作業が容易になる。
【００６７】
また、前記各雌ねじ孔１３ｂを各ボス部１９ａ〜１９ｄに形成したことから、雌ねじ孔１３ｂに対する前記各ボルト１４との噛み合い（螺合）長さが増加することから、結合強度を向上させることができる。
【００６８】
また、各雌ねじ孔１３ｂの強度を向上させるためだけの特別な凸部を設ける必要がないため、重量の上昇を抑制できる。
【００６９】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態では、前記最進角側と最遅角側の中間位置を、最進角側と最遅角側との間の中央位置に設定して、中央位置の前記角度θを１８０°とし、最進角側と最遅角側での折れ曲がり角度θ１，θ３を両者とも約１６５°にしている。しかし、前記中間位置とは、必ずしも中央位置ではなく、最進角側あるいは最遅角側にずれた位置も含み、この場合、最進角側と最遅角側の前記角度θ１，θ３は相対的に大小変化するものであってもよい。つまり、前記中間位置のいずれの場合も前記角度は１８０°であるが、これを跨いだ位置に最進角と最遅角の位置があれば良いのである。
【００７０】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
【００７１】
〔請求項ａ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングに対するベーンロータの最遅角側と最進角側のほぼ中間位置で、前記ベーンロータの軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端を結ぶ線によって形成される周方向になす角度が１８０°となることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００７２】
この発明によれば、前記ベーンロータの軸心を介してトーションスプリングの一端と他端がなす角度を１８０°に近づけることによって、トーションスプリングに働く回転力（偶力）を抑制することができる。
【００７３】
また、ＶＴＣが変換した際に、１８０°となるように設定することによって、ＶＴＣの変換前後でも平均してトーションスプリングに働く回転力を抑えることができることから、トーションスプリングの倒れの発生を抑制して、姿勢を安定化させることができる。これによって、トーションスプリングの付勢力をベーンロータに安定的に作用させることが可能になると共に、トーションスプリングの倒れによってトーションスプリングがＶＴＣから外れてしまうことを抑制できる。
【００７４】
また、トーションスプリングの外れを抑制するための機構が不要になることから、部品点数の増加や構造の複雑化を抑制できる。
【００７５】
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングに対する前記ベーンロータの最遅角側と最進角側の中間位置から−５°〜＋５°の範囲で前記ベーンロータの軸心を介して前記トーションスプリングの一端と他端を結ぶ線のなす角度が１８０°となることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００７６】
この発明によれば、請求項ａと同じ作用効果が得られる。
【００７７】
〔請求項ｃ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記トーションスプリングの両端は、径方向に沿って折曲形成されて、前記ハウジングとベーンロータにそれぞれ形成された係止部に係止固定されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００７８】
この発明によれば、トーションスプリングの両端を径方向に沿って折曲形成することによって、該両端を軸方向に折り曲げた場合と比較して、ＶＴＣの全長を短縮することができる。また、ハウジングとベーンロータにそれぞれ係止部を形成することによって、トーションスプリングを係止するためのピンを圧入するなどの必要性がなくなるため、部品点数の削減や、組み立て作業が容易になる。
【００７９】
〔請求項ｄ〕請求項ｃに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ベーンロータは、中央側のロータと、該ロータの外周面から径方向に突設された複数のベーンとから構成され、
前記ロータに軸方向一端部には、カムシャフトに固定される円筒部が軸方向に沿って延設され、
該円筒部には、径方向に沿って穿設された係止部としての係止溝が形成されていると共に、該係止溝に、径方向内側に折曲された前記トーションスプリングの他端が係止固定されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００８０】
〔請求項ｅ〕請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記トーションスプリングの一端は、径方向外側に折曲形成されていると共に、前記ハウジングに設けた前記係止部としての凸部の側面に係止固定されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００８１】
〔請求項ｆ〕請求項ｅに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングは、内周に作動油室が形成されたハウジング本体と、該ハウジング本体の前端開口を閉塞するフロントプレートと、前記ハウジング本体のカムシャフト側の後端開口を閉塞するリアプレートと、からなり、これら三者を複数のボルトによって共締め固定し、
前記凸部に前記ボルトの雌ねじ孔が形成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００８２】
トーションスプリングを係止する凸部にボルトの雌ねじ孔を形成することによって、前記ボルトとの噛み合い（螺合）長さが増加することから、結合強度を向上させることができる。
【００８３】
また、雌ねじ孔の強度を向上させるためだけの凸部を設ける必要がないため、重量の上昇を抑制できる。
【００８４】
〔請求項ｇ〕請求項ｆに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記リアプレートの前記カムシャフト側の後端面に、凹状空間が形成されていると共に、該凹状空間に前記トーションスプリングの一部が収容配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００８５】
この発明によれば、ハウジング本体に形成された凹状空間に、トーションスプリングの一部を収容配置することによって、仮に前記トーションスプリングが傾いた場合であっても凹状空間がガイドとなって前記大きな傾きを抑制できると共に、トーションスプリングの前記ハウジングからの軸方向への飛び出し長さを凹状空間の分だけ短くできるので、ＶＴＣの全長を短縮化することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…タイミングスプロケット（駆動回転体）
２…カムシャフト（従動回転体）
３…位相変換機構
４…油圧回路
５…ハウジング
７…ベーン部材（従動回転体）
８…シュー
９…遅角油室
１０…進角油室
１１…ハウジング本体
１２…フロントプレート
１３…リアプレート
１３ｂ…雌ねじ孔
１４…ボルト
１７…ボルト挿通孔
１９…凹溝（凹状空間）
１９ａ〜１９ｄ…ボス部
２０…係止突起（係止部）
２０ａ…外端面
２１…ベーンロータ
２２〜２５…ベーン
５０…係止溝（係止部）
５１…トーションスプリング
５１ａ…一端部
５１ｂ…他端部
Ｚ…結ぶ線
θ１〜θ３…角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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