(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転軸または前記エンジンの吸排気を制御する吸排気制御部材の一方と一体回転する回転伝達部材と、
該回転伝達部材内に前記回転伝達部材に対して相対回転自在に配設され、前記回転軸または前記吸排気制御部材の他方と一体回転するロータと、
該ロータと前記回転伝達部材との間に形成される流体室と、
該流体室を進角室と遅角室とに区画するように、前記ロータまたは前記回転伝達部材の一方に放射状に設けられるベーンと、
前記回転伝達部材に固定され、前記流体室を閉塞する閉塞部材と、
該閉塞部材と前記ロータとの間に配設され、前記ロータをその回転方向において、一方向に付勢する付勢部材とを備えた弁開閉時期制御装置において、
前記付勢部材の軸方向における端面と、前記ロータまたは前記閉塞部材が、非連続的に当接することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記ロータおよび前記閉塞部材の少なくとも一方には、前記付勢部材の軸方向端部を収容する凹部が形成され、該凹部の底が非連続面を有することを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記付勢部材は、一端を前記閉塞部材に係止されると共に他端を前記ロータに係止されるトーションスプリングからなり、該トーションスプリングの軸方向端部を収容する前記凹部はらせん状の溝として形成され、該らせん状の溝の底に非連続面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに対して吸排気を行う吸排気弁の開閉時期を制御する弁開閉制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の弁開閉時期制御装置として、特開平１１−１３２０１４号公報に示されるものが知られている。
【０００３】
この弁開閉時期制御装置は、エンジンの回転軸またはエンジンの吸排気を制御する吸排気制御部材の一方と一体回転する回転伝達部材と、回転伝達部材内に回転伝達部材に対して相対回転自在に配設され、回転軸または吸排気制御部材の他方と一体回転するロータと、ロータと回転伝達部材との間に形成される流体室と、流体室を進角室と遅角室とに区画するように、ロータまたは回転伝達部材の一方に放射状に設けられるベーンと、回転伝達部材に固定され、流体室を閉塞する閉塞部材と、閉塞部材とロータとの間に配設され、ロータをその回転方向において、一方向に付勢する付勢部材としてのトーションコイルスプリングとを備える。また、上記した構成において、閉塞部材およびロータには付勢部材の端部が収容される溝が設けられ、その溝がらせん状になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の装置では、付勢部材と、付勢部材が収容されるらせん状の溝は、付勢部材の端面の１巻き分全てと接触しているため、ロータが回転伝達部材に対して相対回転する場合、付勢部材の形状が変化する際に接触面で生ずる接触抵抗が大きくなる。このため、ロータが付勢部材との接触抵抗により回転がしにくくなったりすることが発生し、弁開閉時期制御装置の作動に影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回転伝達部材とロータとの相対回転に影響を与えない構成とすること、弁開閉時期制御装置の性能を向上させることを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、エンジンの回転軸または前記エンジンの吸排気を制御する吸排気制御部材の一方と一体回転する回転伝達部材と、該回転伝達部材内に前記回転伝達部材に対して相対回転自在に配設され、前記回転軸または前記吸排気制御部材の他方と一体回転するロータと、該ロータと前記回転伝達部材との間に形成される流体室と、該流体室を進角室と遅角室とに区画するように、前記ロータまたは前記回転伝達部材の一方に放射状に設けられるベーンと、前記回転伝達部材に固定され、前記流体室を閉塞する閉塞部材と、該閉塞部材と前記ロータとの間に配設され、前記ロータをその回転方向において、一方向に付勢する付勢部材とを備えた弁開閉時期制御装置において、前記付勢部材の軸方向における端面と、前記ロータまたは前記閉塞部材が、非連続的に当接する様にしたことである。
【０００７】
上記した手段によれば、付勢部材の軸方向における端面と、ロータまたは閉塞部材が、非連続的に当接する。このため、付勢部材の軸方向における端面と、ロータまたは閉塞部材とは接触面積が端面全体で接触する場合に比べて低減するので、ロータが回転伝達部材に対して相対回転する際に、付勢部材とロータまたは閉塞部材との接触抵抗が低減される。このことから、ロータが回転伝達部材に対して相対回転を行う際、付勢部材とロータまたは閉塞部材との接触抵抗によって、ロータの回転は妨げられない。これによって、弁開閉時期制御装置の作動が改善され、弁開閉時期制御装置の性能が向上する。
【０００８】
この場合、ロータまたは閉塞部材の少なくとも一方に形成される非連続面は、ロータの軸心と垂直な面に対して所定角度αを成すこととすれば、簡単な構成によって、付勢部材との接触抵抗を低減させ、ロータの回転を妨げない構成とすることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、弁開閉時期制御装置（以下、装置と称する）１の正面図である。図１において、ギヤ３２は、図示しないエンジンの回転軸（例えば、クランクシャフト、若しくは、クランクシャフトに取り付けられた部材）と、チェーン９０を介してつながれる。ギヤ３２は、チェーン９０がかけられるスプロケット部３２ｂを外周に有し、ギヤ３２には後述するハウジング３１が取り付けられる。ギヤ３２とは反対側のハウジング３１の端面には、ハウジング３１の外周と一致する後述するプレート部材３３（閉塞部材）が軸方向から被せられ、ギヤ３２、ハウジング３１およびプレート部材３３は、周方向において等間隔の４ヵ所において、フランジ付ボルト等の締結部材６４により固定され、一体化される。
【００１１】
尚、本実施形態においては、図示しないエンジンのクランクシャフトの回転を、チェーン９０を介してギヤ３２に、エンジンからの動力が伝達されるものとして説明を行うが、これに限定されるものではなく、例えば、チェーン９０に代わってベルト部材を用い、ギヤ３２をプーリーに置き換えても良い。この様な構成によって、ハウジング３１とギヤ３２はエンジンからの回転力をカムシャフト１０へと伝達する回転伝達部材として機能する。
【００１２】
ギヤ３２は、図２に示す様に、軸方向断面が凸形状を呈する。ギヤ３２は、中央にエンジンの吸排気を制御する吸排気弁の制御を行うカムシャフト１０が挿通される孔があいている。その孔はギヤ３２の内周面３２ａとなり、内周面３２ａは図２に示すようにカムシャフト１０の外周面１０ａと摺接する。ギヤ３２の外周端部には円周状にスプロケット部３２ｂが形成される。このスプロケット部３２ｂにチェーン９０がかけられ、エンジンのクランクシャフトの回転がギヤ３２に伝達される。尚、本実施形態においては、ハウジング３１とギヤ３２は別体であるものを示すが、これに限定されるものではなく、ハウジング３１とギヤ３２は一体であっても良い。
【００１３】
ハウジング３１は中空円筒状を呈し、軸方向に開口しており、その内部には図３に示す如く、周状に４つの円弧状の開口した凹部３１ａと、４つの凸部となるシュー部３１ｂが交互に設けられている。この凹部３１ａが流体室を構成する。更に、ハウジング３１の外周面には２対の凹部３１ｃが設けられている。この凹部３１ｃは、ハウジング３１の軸を通る直線およびその軸を通る直線の法線に対して、対向して配置される。
【００１４】
また、ハウジング３１内方への凸部形状となったシュー部３１ｂには、ハウジング３１をギヤ３２と固定する４つの締結部材６１が挿通される取付孔３１ｆが設けられている。この取付孔３１ｆは外周に設けられた凹部３１ｃに対して周方向にずれて配置されている。
【００１５】
ハウジング３０のギア３２が配設されている端面と反対側の端面には、ハウジング３０に形成された凹部３１ａを、軸方向の一方から塞ぐ様、ハウジング３１の外径形状と一致したプレート部材３３が被せられる。プレート部材３３は中央に中心孔３３ｅと、その径方向の外側にボス部３３ａを有すると共に、締結部材６４が取り付けられる取付部３３ｂを有する。プレート部材３３は締結部材６４により、周方向の３箇所において、ハウジング３１とギヤ３２に一体で固定される。
【００１６】
ハウジング３１の４つのシュー部３１ｂの内周面には、ロータ２０の外周面に摺接して相対回転自在に配置されている。ロータ２０は中央に、カムシャフト１０の一端に固定される図示しないボルトが挿通される中心内孔２０ｃを有する。また、ロータ２０のカムシャフト１０が取り付けられる側の端部には、カムシャフト１０とロータ２０の位置決めするための位置決めピン２３が設けられている。この位置決めピン２３により、カムシャフト１０はロータ２０に対して所定位置で互いに相対回転不能な状態で取付けが可能である。ロータの中心内孔２０ｃには軸方向端部から図示しないボルトが挿通されてカムシャフト１０に螺合されることで、ロータ２０とカムシャフト１０が固定される。これにより、ロータ２０とカムシャフト１０は一体回転する。カムシャフト１０がロータ２０に取り付けられ、固定された状態では、カムシャフト１０の外周面１０ａがギヤ３２の内周面３２ａと、ロータ２０の外周面がハウジング３１のシュー部３１ｂの内周面とそれぞれ摺接する。
【００１７】
また、ロータ２０には中心内孔２０ｃから、ロータ２０の外周面に向かって凹部３１ａと連通する３つの通孔２０ｅと、後述するロック孔２０ｇを介して凹部３１ｃと連通する１つの通孔２０ｆと、ロータ２０に設けられる４つの軸方向の通孔２０ｈに連通する４つの通孔２０ｅが、それぞれ設けられている。中心内孔２０ｃはそこに配設される図示しないボルトとの隙間が通路として機能し、さらにカムシャフト１０の内部に形成された図示しない通路に連通する。これら通路が後述する進角室Ｒ１へ作動油を供給する油路を構成する。また、通孔２０ｆ、軸方向の通孔２０ｈ、図示しないカムシャフト内部に形成された中心内孔２０ｃに連通する孔とは異なる図示しない孔とが後述する遅角室Ｒ２に作動油を供給する油路を構成する。
【００１８】
一方、ロータ２０の外周面には、ロータ２０の中心を基準として放射状に延在する４つのベーン溝２０ｄが形成されている。ベーン２１は、図４に示す形状を呈し、内径側に凹部２１ａを有し、この凹部２１ａに断面が略Ｃ字状の板ばね２２が嵌められる。凹部２１ａに板ばね２２の嵌ったベーン２１が、ロータ２０のベーン溝２０ｄに配設され、この板ばね２２の付勢力によって、ベーン２１は径方向外側に付勢される。そしてこの平板状のベーン２１によりベーン２１の径方向端部が、流体室となる凹部３１ａの内壁に当接する。これによって、４つの凹部３１ａはベーン２１により２室に区画され、ベーン２１を挟んで左右の両側に、それぞれ進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２が形成される。
【００１９】
また、ハウジング３１の４つ存在するシュー部３１ｂの一つには、ロックスプリング６２が配設される孔３１ｇが設けられている。ロックスプリング６２は公知のトーションスプリングであり、その一端が孔３１ｇの内壁に係止され、他端はロックプレート６１の端部に当接している。このロックプレート６１は孔３１ｇと退避孔３１ｅで径方向に対して摺動自在に取り付けられている。退避孔３１ｅは、ハウジング３０に対するロータ２０の相対位相が所定の位相となったときにロータ２０の外周面に設けられたロック孔２０ｇと対向するように配置されている。ロータ２０がこの所定の位相となった場合には、ロックスプリング６２の付勢力によって、ロックプレート６１は後述するロータ２０のロック孔２０ｇに突出して係合可能である。ロックプレート６１がロック孔２０ｇに係合した場合には、ロータ２０はハウジング３１に対して相対回転しない。一方、ロックプレート６１は、通孔２０ｆと連通しているロック孔２０ｇに作動油が供給されると、作動油の油圧によりロックスプリング６２の付勢力に抗して、ロックプレート６１を退避孔３１ｅ内に押圧し、ロック孔２０ｇとの係合を解除する。この場合には、ハウジング３１に対して、ロータ２０は相対回転自在となる。
【００２０】
ロータ２０とプレート部材３３の間には、コイル状のトーションスプリング２４が配設されている。このトーションスプリング２４は、ハウジング３１およびプレート部材３３において、軸方向に形成された環状の溝部２０ｉ，３３ｃの中に配設される。トーションスプリング２４の一端２４ａは、プレート部材３３の軸方向に形成された係止部３３ｄに係止され、他端２４ｂはロータ２０の軸方向に形成された係止部２０ｋに係止されて、常時、ロータ（カムシャフト）２０を進角室Ｒ１の空間が最大となり遅角室Ｒ２の空間が最小となる状態、つまり、図３においては、ロータ（カムシャフト）２０を時計方向に付勢する。
【００２１】
この様に、トーションスプリング２４が配設される環状の溝部２０ｉ、３３ｃの底部は、プレート部材３３とロータ２０との間に配設されるトーションスプリング２４の軸方向における端面２４ｃ，２４ｄの形状に沿って、周方向において等間隔３箇所にて、凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が形成されている。各凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の高さは順に高くなっており、各凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の表面は、図４に溝部３３ｃ（２０ｉ）の展開図を示すように、プレート部材３３（又はロータ２０）の軸心と垂直な面に対して所定角度αを成す面上に位置するようにテーパ状に形成されている。これにより、凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の表面をつなぐ面がらせん状を呈し、トーションスプリング２４の端面２４ｃ，２４ｄは、３箇所の凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の表面にて、非連続的に当接するようになっている。具体的に、図４にその構成を示すが、この図４は、図２に示すトーションスプリング２４が配設される環状の溝部２０ｉ、３３ｃのみを示したものであり、溝部２０ｉ、３３ｃの底部において、周方向に凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が形成された場合における溝部２０ｉ、３３ｃの断面を直線的に示した模式的な説明図である。トーションスプリング２４は、従来の様に、軸方向の端面全周においてロータ２０，プレート部材３３に形成された溝部２０ｉ，３３ｃと当接する場合に比べて、接触面積が低減できる。これによって、ロータ２０がハウジング３１に対して相対回転する場合、トーションスプリング２４のロータ２０との接触抵抗は従来に比べて、ロータ回転に与える影響が低減できる事から、弁開閉時期制御装置１の作動を妨げることなく、性能向上を図ることができる。
【００２２】
尚、本実施形態では、溝部２０ｉ，３３ｃの両底部の形状を、図４に示す如く、３箇所で凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を形成しているが、凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の数および位置はこれに限定されるものではなく、溝部２０ｉ，３３ｃのどちらか一方に形成されていても良い。
【００２３】
次に、弁開閉時期制御装置１の動作について説明する。
【００２４】
エンジンのクランクシャフトの回転がチェーン９０を介して伝達され、これに伴ってギヤ３２が回転する。ギヤ３２とハウジング３１は締結部材６１により固定されているため、一体回転する。この場合、例えば、ロックプレート６１とロック孔２０ｇが係合している状態ではハウジング３１とロータ２０は一体で回転する。その結果、クランクシャフトの回転は、カムシャフト１０に対して同期して（位相をずらすことなく）伝達される。
【００２５】
また、ハウジングに対するロータの位相を進角側に移行させたい場合には、ロック孔２０ｇ、通孔２０ｆに作動油を供給し、遅角室Ｒ２の作動油を通孔２０ｅから排出する。これによって、ロック孔２０ｇ及び通孔２０ｆに作動油が供給されると、ロックピン６１はロック孔２０ｇから退避孔３１ｅに退避し、ハウジング３１とロータ２０とのロックプレート６１による回転規制を解除する。そして、作動油は進角室Ｒ１内を満たし、ベーン２１に加わる進角室Ｒ１側の油圧が遅角室Ｒ２側の油圧よりも高くなる。これにより、ベーン２１は進角室Ｒ１の容量を広く、遅角室Ｒ２の容量を狭くする進角側の方に、ハウジング３１に対して回転移動する。
【００２６】
一方、遅角側に吸排気弁の位相時期を移行させたい場合には、通孔２０ｅを介して遅角室Ｒ２へ作動油を供給し、進角室Ｒ１から作動油を排出する。作動油は遅角室Ｒ２内を満たし、ベーン２１に加わる遅角室Ｒ２側の油圧が進角室Ｒ１側の油圧よりも高くなる。これによりベーン２１は遅角室Ｒ２の容量が広く、進角室Ｒ１の容量が狭くなる遅角側にハウジング３１に対して回転移動する。つまり、進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２の一方を作動油の供給側とし、他方を排出側とすることにより、ハウジング３０に対するロータ２０の位相制御が行えるものとなる。
【００２７】
この様な、作動油の流れによって、ロータ２０はハウジング３１に対して相対回転を行うが、この場合、ロータ２０の回転を一方向に付勢するトーションスプリング２４は、端面２４ｃ、２４ｄが凸部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の表面においてのみ当接する。その結果、トーションスプリング２４の軸方向における端面２４ｃ，２４ｄは、ロータ２０およびプレート部材３３との接触面積を小さくすることによって、接触抵抗が小さくなる。その結果、トーションスプリング２４はロータ２０の回転に影響を与えない構成となる。
【００２８】
【発明の効果】
上記した発明によれば、付勢部材の軸方向における端面と、ロータまたは閉塞部材が、非連続的に当接する。このため、付勢部材の軸方向における端面と、ロータまたは閉塞部材とは接触面積が端面全体で接触する場合に比べて低減するので、ロータが回転伝達部材に対して相対回転する際に、付勢部材とロータまたは閉塞部材との接触抵抗が低減される。このことから、ロータが回転伝達部材に対して相対回転を行う際、付勢部材とロータまたは閉塞部材との接触抵抗によって、ロータの回転は妨げられない。これによって、弁開閉時期制御装置の作動が改善され、弁開閉時期制御装置の性能が向上する。
【００２９】
この場合、ロータまたは閉塞部材の少なくとも一方に形成される非連続面は、ロータの軸心と垂直な面に対して所定角度αを成すこととすれば、簡単な構成によって、付勢部材との接触抵抗を低減させ、ロータの回転を妨げない構成とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態における弁開閉時期制御装置の正面図である。
【図２】  図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】  図２に示すＢ−Ｂから見た場合の矢視図である。
【図４】  図２に示すロータまたはプレート部材の環状の溝部に形成された凸部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・弁開閉時期制御装置
１０・・・カムシャフト（吸排気制御装置）
２０・・・ロータ
２０ｉ・・・溝部
２１・・・ベーン
２４・・・トーションスプリング（付勢部材）
２４ａ、２４ｂ・・・端部
３１・・・ハウジング
３１ｃ・・・凹部（流体室）
３１ｆ・・・取付孔
３２・・・ギヤ（回転伝達部材）
３３・・・プレート部材
３３ｃ・・・溝部
６４・・・締結部材
９０・・・チェーン
Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３・・・凸部（非連続面）
Ｒ１・・・進角室（流体室）
Ｒ２・・・遅角室（流体室）
【図１】
0003873778.tif 000002
【図２】
0003873778.tif 000003
【図３】
0003873778.tif 000004
【図４】
0003873778.tif 000005