(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
作動油圧室を有する第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、前記第１回転体に対して相対回転する第２回転体と、
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、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、
前記第１回転体から突出した形状であって前記渦巻きばねの最外周巻目の径方向外側への広がりを規制する突起と、
前記渦巻きばねの最外周巻目に当接する第１面を有し自己の弾性力で前記突起に取り付くクリップとを備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記突起は、前記渦巻きばねの最外周巻目側を向く第１壁面と、前記第１壁面の両側に連なる第２壁面および第３壁面とを有し、前記第１壁面と前記第２壁面の成す角度および前記第１壁面と前記第３壁面の成す角度は鋭角であり、
前記クリップは、前記渦巻きばねの最外周巻目に当接する前記第１面と、前記第１面の両側に連なる第２面および第３面とを有し、前記第１面と前記第２面の成す角度および前記第１面と前記第３面の成す角度は、前記第１壁面と前記第２壁面の成す角度および前記第１壁面と前記第３壁面の成す角度より小さい鋭角であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記クリップは前記第１回転体よりも硬く、前記渦巻きばねよりも軟らかい材質であることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記クリップはステンレススチール、前記第１回転体はアルミ合金、および前記渦巻きばねはピアノ線で構成されていることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記突起は、前記クリップの抜けを防止する抜け止め部を有することを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記抜け止め部は、前記突起がかしめられた部分で構成されていることを特徴とする請求項５記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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ものである。
【背景技術】
【０００２】
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渦巻きばねを備えるものがある。この渦巻きばねは、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５９２０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のバルブタイミング調整装置は以上のように構成されているので、渦巻きばねが規制ピンに線接触しながら摺動することで、渦巻きばねおよび規制ピンが摩耗するという課題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、渦巻きばねおよび規制ピンの摩耗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、作動油圧室を有する第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、第１回転体に対して相対回転する第２回転体と、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、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、第１回転体から突出した形状であって渦巻きばねの最外周巻目の径方向外側への広がりを規制する突起と、渦巻きばねの最外周巻目に当接する第１面を有し自己の弾性力で突起に取り付くクリップとを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、突起ではなくクリップの第１面が渦巻きばねの最外周巻目に当接するようにしたので、渦巻きばねおよび突起の摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係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】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置を図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図３】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置を図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図４】図１における突起とクリップを拡大した図である。
【図５】実施の形態１においてクリップが突起に取り付く前の状態を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１においてクリップが突起に取り付いた状態を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１の突起に形成された抜け止め部の一例を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１のプレートの平面図である。
【図９】実施の形態１の突起を図８のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。
【図１０】実施の形態１の抜け止め部の変形例であり、突起を図８のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明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．
図１は、実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置１の構成例を示す平面図である。図２は、実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置１を図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。図３は、実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置１を図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【００１０】
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の最外周巻目５ｃの径方向外側への広がりを規制する突起１３と、自己の弾性力で突起１３に取り付き渦巻きばね５の最外周巻目５ｃに当接するクリップ６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。
【００１１】
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、図示しないチェーンが装着され、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。
【００１２】
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が締結されるめねじが形成される。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。
【００１３】
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５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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。鋼板がプレス加工されて、ホルダ４のフランジ部４ａ、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。２つのフランジ部４ａは渦巻きばね５の径方向にのびた形状である。車両の振動等を受けて万一渦巻きばね５がホルダ４から脱落する方向に負荷がかかった場合、フランジ部４ａが渦巻きばね５の脱落を防止する。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。
【００１６】
プレート８の外周部には、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃの径方向外側への広がりを規制する突起１３が形成される。突起１３はプレート８からホルダ４側へ突出した形状である。また、突起１３にはクリップ６が取り付く。クリップ６は、鋼板がプレス加工されてなる弾性体であり、自己の弾性力で突起１３に取り付く。渦巻きばね５の最外周巻目５ｃに突起１３が直接当接するのではなく、クリップ６が直接当接する。クリップ６は、穏やかな平面で最外周巻目５ｃに当接するため、円柱状のピン等のような線接触に比べて渦巻きばね５の摩耗の進行を抑制できる。渦巻きばね５が摩耗すると、渦巻きばね５のトルク低下および渦巻きばね５の折損が生じる。また、クリップ６が無い突起１３が最外周巻目５ｃと当接することによって突起１３の摩耗が進行すると、突起１３と最外周巻目５ｃとが当接しなくなり、渦巻きばね５の共振周波数が下がり、渦巻きばね５が共振して折損が生じる。突起１３と渦巻きばね５の最外周巻目５ｃとの間にクリップ６を設けることで、これらを予防できる。
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つの突起１３が形成されるが、突起１３の個数および形成位置は図１の構成例に限定されない。
【００１７】
次に、突起１３とクリップ６の詳細を説明する。
図４は、図１における突起１３とクリップ６を拡大した図である。突起１３は、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃ側を向く第１壁面１３ａと、第１壁面１３ａの両側に連なる第２壁面１３ｂおよび第３壁面１３ｃとを有する。第１壁面１３ａと第２壁面１３ｂの成す角度θ１は鋭角である。同様に、第１壁面１３ａと第３壁面１３ｃの成す角度も鋭角である。突起１３の端面１３ｄは台形形状である。
【００１８】
クリップ６は、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃに当接する第１面６ａと、第１面６ａの両側に連なる第２面６ｂおよび第３面６ｃとを有する。クリップ６の第１面６ａは突起１３の第１壁面１３ａに接し、クリップ６の第２面６ｂは突起１３の第２壁面１３ｂに接し、クリップ６の第３面６ｃは突起１３の第３壁面１３ｃに接する。第１面６ａと第２面６ｂの成す角度θ２は鋭角である。同様に、第１面６ａと第３面６ｃの成す角度も鋭角である。ただし、角度θ２は、角度θ１より小さい鋭角である。クリップ６の第２面６ｂと第３面６ｃが突起１３の第２壁面１３ｂと第３壁面１３ｃを挟む荷重により、クリップ６が突起１３に取り付く。
【００１９】
突起１３の角度θ１を鋭角にすることで、クリップ６が突起１３を挟む荷重Ｆ１が作用した際に、クリップ６には図４の紙面上方向に滑る力Ｆ２が働く。滑る力Ｆ２が働くことで、突起１３の第１壁面１３ａとクリップ６の第１面６ａとが接触する位置にクリップ６が取り付く。また、クリップ６の角度θ２が突起１３の角度θ１より小さい鋭角であるため、クリップ６と突起１３とは、第２面６ｂと第２壁面１３ｂとで確実に接触できるとともに第３面６ｃと第３壁面１３ｃとで確実に接触できる。さらに、クリップ６の角度θ２が突起１３の角度θ１より小さい鋭角であるため、滑る力Ｆ２が大きくなり、突起１３の第１壁面１３ａとクリップ６の第１面６ａとが確実に接触できる。以上のように、突起１３の３つの壁面とクリップ６の３つの面がそれぞれ接触することにより、クリップ６は突起１３に取り付いた後にずれにくく外れにくい。
【００２０】
クリップ６の材質は、突起１３が形成されるプレート８よりも硬く、渦巻きばね５よりも軟らかい材質である。クリップ６の材質は、例えばステンレススチールであり、ＪＩＳ（日本工業規格）のＳＵＳ６３１−ＣＳＰ３／４Ｈである。プレート８の材質は、例えばアルミ合金であり、ＪＩＳのＡＤＣ１２である。渦巻きばね５の材質は、例えばピアノ線であり、ＪＩＳのＳＷＰ−Ｂである。クリップ６にプレート８よりも硬い材質が使用されることで、クリップ６の摩耗進行が防止され、渦巻きばね５とクリップ６が当接しなくなることが防止される。また、クリップ６に渦巻きばね５よりも軟らかい材質が使用されることで、渦巻きばね５の摩耗が抑制され、トルクの低下および折損が防止される。
【００２１】
次に、クリップ６の取り付け方法を説明する。
図５は、実施の形態１においてクリップ６が突起１３に取り付く前の状態を示す斜視図である。図６は、実施の形態１においてクリップ６が突起１３に取り付いた状態を示す斜視図である。
【００２２】
図５に示されるように、作業者は、クリップ６の第２面６ｂと第３面６ｃを矢印Ｃで示される方向に開き、第１面６ａを弾性域内でたわませた状態にする。作業者は、その状態にしたクリップ６を突起１３へ、矢印Ｄに示される方向に差し込む。図６に示されるように、クリップ６は自己の弾性力によって突起１３に取り付く。矢印Ｄの方向、つまり突起１３の端面１３ｄの方向からクリップ６が突起１３に差し込まれるので、クリップ６は最小限のたわみ量で取り付け可能である。よって、クリップ６の塑性変形を防止できる。
【００２３】
なお、クリップ６の突起１３からの抜けを防止するために、突起１３に抜け止め部が設けられてもよい。
図７は、実施の形態１の突起１３に形成された抜け止め部１３ｅの一例を示す斜視図である。図８は、実施の形態１のプレート８の平面図である。図９は、実施の形態１の突起１３を図８のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。
クリップ６が取り付いた後、突起１３の端面１３ｄがかしめられて返りが形成される。返りは、クリップ６の外れを防止する抜け止め部１３ｅとして機能する。例えば、突起１３の端面１３ｄのうち、クリップ６の荷重Ｆ１作用点に相当する端辺がかしめられて抜け止め部１３ｅが形成される。荷重Ｆ１作用点はクリップ６と突起１３とが確実に当接している部位であるため、この部位に抜け止め部１３ｅが形成されることでクリップ６の突起１３からの抜けを確実に防止できる。
【００２４】
なお、図７〜図９の構成例では、第２壁面１３ｂと第３壁面１３ｃに抜け止め部１３ｅが形成されたが、第１壁面１３ａに抜け止め部１３ｅが形成されてもよい。
【００２５】
また、抜け止め部１３ｅは、かしめ以外の方法によって形成されてもよい。
図１０は、実施の形態１の抜け止め部１３ｅの変形例であり、突起１３を図８のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。図１０の変形例では、突起１３の第３壁面１３ｃに、クリップ６の第３面６ｃが嵌る凹部１３ｆが形成され、凹部１３ｆの上部のでっぱり部分が抜け止め部１３ｅとして機能する。同様の構成の凹部１３ｆと抜け止め部１３ｅは、突起１３の第３壁面１３ｃだけでなく、第２壁面１３ｂまたは第１壁面１３ａに形成されてもよい。
【００２６】
以上のように、実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置１は、作動油圧室を有するハウジング２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を有しハウジング２に対して相対回転するロータ３と、外周端５ｂがハウジング２のプレート８に固定され内周端５ａがホルダ４によってロータ３に固定されハウジング２に対してロータ３を一方向に付勢する渦巻きばね５と、ハウジング２のプレート８から突出した形状であって渦巻きばね５の最外周巻目５ｃの径方向外側への広がりを規制する突起１３と、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃに当接する第１面６ａを有し自己の弾性力で突起１３に取り付くクリップ６とを備える。突起１３ではなくクリップ６の第１面６ａが最外周巻目５ｃに当接する構成であるため、渦巻きばね５および突起１３の摩耗を抑制できる。
【００２７】
また、実施の形態１の突起１３は、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃ側を向く第１壁面１３ａと、第１壁面１３ａの両側に連なる第２壁面１３ｂおよび第３壁面１３ｃとを有し、第１壁面１３ａと第２壁面１３ｂの成す角度θ１および第１壁面１３ａと第３壁面１３ｃの成す角度θ１は鋭角である。クリップ６は、渦巻きばね５の最外周巻目５ｃに当接する第１面６ａと、第１面６ａの両側に連なる第２面６ｂおよび第３面６ｃとを有し、第１面６ａと第２面６ｂの成す角度θ２および第１面６ａと第３面６ｃの成す角度θ２は、上記角度θ１より小さい鋭角である。これにより、図４で示されたような荷重Ｆ１と滑る力Ｆ２とが作用し、クリップ６は突起１３に取り付いた後にずれにくく外れにくい。
【００２８】
また、実施の形態１のクリップ６は、ハウジング２のプレート８よりも硬く、渦巻きばね５よりも軟らかい材質である。例えば、クリップ６はステンレススチール、プレート８はアルミ合金、および渦巻きばね５はピアノ線である。これにより、クリップ６および渦巻きばね５の摩耗を抑制できる。
【００２９】
また、実施の形態１の突起１３は、クリップ６の抜けを防止する抜け止め部１３ｅを有する。この抜け止め部１３ｅは、例えば突起１３がかしめられた部分で構成される。抜け止め部１３ｅがあることで、クリップ６の抜けが確実に防止される。
【００３０】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
例えば、実施の形態１に係る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の突起１３とクリップ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の突起１３とクリップ６の構造を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明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のに適している。
【符号の説明】
【００３２】
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、４ａ  フランジ部、４ｂ  筒部、４ｃ  穴部、５  渦巻きばね、５ａ  内周端、５ｂ  外周端、５ｃ  最外周巻目、６  クリップ、６ａ  第１面、６ｂ  第２面、６ｃ  第３面、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  突起、１３ａ  第１壁面、１３ｂ  第２壁面、１３ｃ  第３壁面、１３ｄ  端面、１３ｅ  抜け止め部、１３ｆ  凹部、１００  カムシャフト、１００ａ  油圧路、１０１  センタボルト。
【図１】
0006552777.tif 000002
【図２】
0006552777.tif 000003
【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】
0006552777.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006552777.tif 000010
【図１０】
0006552777.tif 000011