(57)【要約】【課題】電動モータと減速機構との間の軸方向の長さ短くして、バルブタイミング制御装置の大型化を抑制することができる。【解決手段】電動モータ１２のモータ出力軸１７が貫通する貫通孔３２を有し、モータ出力軸と一体に回転する中間部材３０と、この中間部材に連結された偏心軸２１が回転することによって電動モータの回転を減速して従動部材９に伝達する減速機構１３とを備え、従動回転体とカムシャフトを締結するカムボルト１４は、頭部１４ａと、該頭部に一体に設けられた軸部１４ｂと、頭部の先端部に設けられ、ボルトを締め付ける工具が挿入される工具穴１４ｃと、を有し、モータ出力軸は、中間部材の貫通孔から突出した先端部１７ａが頭部の工具穴に挿入可能になっている。【選択図】図３
2020033961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトからの回転力が伝達される駆動回転体と、
前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトに固定される従動回転体と、
モータ軸を回転させることによって前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる電動モータと、
前記モータ軸が貫通する貫通孔を有し、前記モータ軸と一体に回転する中間部材と、
前記駆動回転体と前記従動回転体の間に設けられ、前記中間部材に連結された入力部材が回転することによって前記電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、
前記従動回転体と前記カムシャフトを締結するカムボルトであって、前記従動回転体に軸方向から当接する頭部と、該頭部に一体に設けられた軸部と、該軸部の外周に設けられ、前記カムシャフトに螺着する雄ねじ部と、前記頭部に設けられ、締め付け工具が挿入される工具穴と、を有するカムボルトと、
を備え、
前記モータ軸は、前記中間部材の前記貫通孔から突出した先端部が前記頭部の工具穴に挿入可能になっ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。
【請求項２】
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、
前記モータ軸の前記中間部材の前記貫通孔から突出した先端部は、前記工具穴の開口部と同じ位置か、あるいは前記工具穴に挿入した位置になっ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。
【請求項３】
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、
前記中間部材は、前記モータ軸に対して該モータ軸の回転軸の径方向へ相対移動可能になっ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。
【請求項４】
請求項３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、
前記モータ軸は、前記先端部に前記中間部材の前記カムボルト側への移動を規制する規制部を有す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。
【請求項５】
請求項４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、
前記規制部は、リング状であって、前記モータ軸の先端部の外周に嵌着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。
【請求項６】
請求項３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、
前記モータ軸は、先端部の外周面に二面幅部を有し、
前記中間部材は、前記貫通孔の内周面に前記モータ軸の先端部の二面幅部が挿入する二面幅状の一対の対向面を有し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。
【請求項７】
請求項６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、
前記中間部材は、前記貫通孔を有する本体と、該本体の外面に前記貫通孔の両対向面と平行に形成された一対の外側面と、該各外側面から径方向外側へ突出した一対の突出部と、を有し、
前記入力部材は、前記モータ軸の回転軸方向から前記中間部材の本体が挿入可能な挿入孔と、前記各突出部が挿入可能な一対の凹部と、を有す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。
【請求項８】
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、
前記入力部材は、前記カムボルトの前記頭部の外周側に設けられた軸受部を介して前記頭部に軸受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。
【請求項９】
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、
前記モータ軸の前記先端部は、前記先端部の回転軸の直角断面における回転軸を中心とする径方向距離の最大が、前記工具穴の直角断面における回転軸を中心とする径方向距離の最小よりも小さくなっ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば吸気弁や排気弁の開閉タイミングを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】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置にあっては、外周にチェーンが巻回されるタイミングスプロケットと、該タイミングスプロケットに相対回転可能に設けられたカムシャフトと、タイミングスプロケットのハウジング内に設けられて、前記カムシャフトの一端部にカムボルトによって締結固定されたダブル偏心体型伝動装置である減速機構と、タイミングスプロケットの前端側に配置されたブラシレスの直流型電動モータと、を備えている。
【０００４】
電動モータは、比較的大径な中空状の調整軸（モータ軸）が外周の二面幅を介して前記減速機構の円筒状の調整軸に軸方向から挿通して直接的に連結されている。これによって、電動モータのモータ軸の回転トルクを効率良く減速機構の調整軸に伝達して、前記カムシャフトをタイミングスプロケットに対して正逆相対回転させて、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを調整す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】特表２００６−５０３２１３号公報（図１）
【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、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置にあっては、前述のように、電動モータのモータ軸が、減速機構の調整軸に軸方向から連結されて、前記カムボルトの頭部とは軸方向へ所定の隙間をもって離間している。つまり、モータ軸とカムボルトとは構造的に何ら関連を有さず、互いに軸方向へ離れて配置されている。
【０００７】
このため、電動モータと減速機構との軸方向での距離が長くなって、結果として装置全体の軸方向の大型化が余儀なくされている。
【０００８】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、電動モータと減速機構との間の軸方向の長さ短くして、装置の大型化を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
好ましい態様の一つとしては、とりわけ、従動回転体とカムシャフトを締結するカムボルトであって、前記従動回転体に軸方向から当接する頭部と、該頭部に一体に設けられた軸部と、該軸部の外周に設けられ、前記カムシャフトに螺着する雄ねじ部と、前記頭部に設けられ、締め付け工具が挿入される工具穴と、を有するカムボルトと、を備え、電動モータのモータ軸は、中間部材の貫通孔から突出した先端部が前記頭部の工具穴に挿入可能になっていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、電動モータと減速機構との間の軸方向の長さ短くして、装置の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるバルブタイミング制御装置の一部縦断面図である。
【図２】図２は本実施形態に供される主要な構成部材を示す分解図である。
【図３】図１に示す本実施形態の要部拡大図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ矢視図である。
【図６】本実施形態に供される電動モータの正面図である。
【図７】同電動モータの斜視図である。
【図８】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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を吸気側に適用したものを示しているが、排気側に適用することも可能である。
〔第１実施形態〕
図1は本実施形態におけるバルブタイミング制御装置を示す一部縦断面図、図２は本実施形態に供される主要な構成部材を示す分解図、図３は図１に示す本実施形態の要部拡大図、図４は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
バルブタイミング制御装置は、図１及び図２に示すように、駆動回転体であるタイミングスプロケット１(以下、スプロケット１という。)と、シリンダヘッド０１上に軸受０２を介して回転自在に支持されたカムシャフト２と、スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、機関運転状態に応じて両者１，２の相対回転位相を変更する位相変更機構３と、を備えている。
【００１４】
スプロケット１は、全体が金属材である鉄系金属によって環状一体に形成されており、円環状のスプロケット本体１ａと、該スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回された図外のタイミングチェーンを介して内燃機関のクランクシャフトからの回転力を受ける歯車部１ｂと、を備えている。
【００１５】
なお、スプロケット１の外周には、内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッド０１に結合された図外のチェーンケースが設けられている。
【００１６】
スプロケット本体１ａの前端側には、後述する減速機構１３の一部を構成する円環状の内歯構成部５が一体に設けられている。この内歯構成部５は、スプロケット本体１ａに回転軸方向から一体に結合されていると共に、内周には波形状の複数の内歯５ａが形成されている。
【００１７】
スプロケット本体１ａは、その内周面とカムシャフト２の回転軸方向の一端部２ａに固定された従動回転体である後述する従動部材９の外周面との間に滑り軸受機構６が設けられている。この滑り軸受機構６は、従動部材９(カムシャフト２)の外周でスプロケット１を相対回転自在に軸受けしている。
【００１８】
さらに、スプロケット本体１ａの内歯構成部５と反対側の後端面には、保持プレート８が固定されている。この保持プレート８は、図１、図２及び図４に示すように、金属材である鉄系金属の板材によって円環状に形成され、外径がスプロケット本体１ａの外径とほぼ同一に設定されている。また、保持プレート８は、中央に形成された中央孔８ａ側の内周部８ｂが滑り軸受機構６の後述する軸受凹部１０のカムシャフト２側の一端開口を覆うように配置されている。この内周部８ｂは、中央孔８ａの孔縁となる部位が、内歯構成部５の内歯５ａの歯底面よりも内側に位置している。
【００１９】
また、保持プレート８は、中央孔８ａの内周縁の所定位置に、径方向内側、つまり中心軸方向に向かって突出したストッパ凸部８ｃが一体に設けられている。このストッパ凸部８ｃは、ほぼ逆台形状に形成されて、先端面が従動部材９の後述する固定端部９ｂのストッパ凹溝９ｆの円弧状内周面に沿った円弧状に形成されている。
【００２０】
図５は図１のＢ矢視図である。
【００２１】
また、スプロケット１の内歯構成部５側の前端面には、フロントプレート１５が設けられている。このフロントプレート１５は、図１、図２及び図５に示すように、例えば鉄系金属板を円環状にプレス成形で打ち抜き形成されたもので、その肉厚ｔが保持プレート８の肉厚ｔ１よりも小さく設定されている。また、このフロントプレート１５は、中央に後述する偏心軸２１が挿入される挿入孔１５ａが貫通形成されている。
【００２２】
内歯構成部５を含むスプロケット本体１ａとフロントプレート１５の各外周部には、複数（本実施形態では６本）のボルト７が挿通する６つのボルト挿通孔１ｃ、１５ｂが周方向のほぼ等間隔位置にそれぞれ貫通形成されている。また、保持プレート８は、前記各ボルト挿通孔１ｃ、１５ｂに対応する位置に各ボルト７の先端部の雄ねじ部７ａが螺着する６つの雌ねじ孔８ｄが形成されている。
【００２３】
なお、図２に示すように、スプロケット本体１ａの２つのボルト挿通孔１ｃと保持プレート８の対応する２つの雌ねじ孔８ｄの各側部には、２つの位置決め用のピン２８ａ、２８ｂが挿入する位置決め用の小孔１ｄ、８ｅがそれぞれ設けられている。これらによって、保持プレート８が、スプロケット１に対して周方向及び軸方向の位置決めがなされるようになっている。
【００２４】
カムシャフト２は、外周に図外の吸気弁を開作動させる一気筒当たり２つの駆動カムを有している。また、カムシャフト２は、回転軸方向の位相変更機構３側の一端部には、軸受０２を介して軸方向の位置決めを行うフランジ部２ｂが一体に設けられている。また、カムシャフト２は、一端部２ａの内部軸心方向に雌ねじ部２ｃが形成され、この雌ねじ部２ｃに螺着する後述のカムボルト１４によって従動部材９が軸方向から締結固定されている。さらに、カムシャフト２の一端部２ａの前端には、従動部材９との回転方向の位置決めを行う位置決め用のピン２ｄが回転軸方向から圧入固定されている。
【００２５】
従動部材９は、鉄系金属によって一体に形成され、図１、図２及び図４に示すように、円盤状本体９ａと、該円盤状本体９ａの後端側(カムシャフト２側)に有する円環状の固定端部９ｂと、から主として構成されている。
【００２６】
円盤状本体９ａは、外周面に滑り軸受機構６の一部を構成するジャーナル部１１が一体に設けられている。また円盤状本体９ａは、固定端部９ｂを含む内部軸心方向にカムボルト１４の軸部１４ｂが挿通するボルト挿通孔９ｃが貫通形成されている。このボルト挿通孔９ｃは、内径がカムシャフト２の雌ねじ部２ｃの内径よりも大きく形成されている。
【００２７】
固定端部９ｂは、一定の肉厚を有して円盤状本体９ａからカムシャフト２方向へ突出している。また、固定端部９ｂは、カムシャフト２側の外側面のほぼ中央(ボルト挿通孔９ｃの外周側)にカムシャフト２の一端部２ａの先端部が嵌合する円環状の嵌合溝９ｄが形成されている。この嵌合溝９ｄの底面には、前述したカムシャフト２の位置決め用のピン２ｄが軸方向から挿入される位置決め用の孔９ｅが形成されている。
【００２８】
また、固定端部９ｂは、外周面に保持プレート８のストッパ凸部８ｃが入り込むストッパ凹溝９ｆが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝９ｆは、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されている。このストッパ凹溝９ｆの円弧状の長さ範囲で回動したストッパ凸部８ｃの両側面が、周方向の対向面にそれぞれ当接するようになっている。これによって、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の最大進角側、あるいは最大遅角側の相対回転位置を機械的に規制するようになっている。
【００２９】
従動部材９は、嵌合溝９ｄにカムシャフト２の一端部２ａの先端部が軸方向から嵌合した状態で、カムボルト１４によってカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定されるようになっている。
【００３０】
滑り軸受機構６は、図１及び図２に示すように、スプロケット本体１ａの内周面に形成された円環状の軸受凹部１０と、円盤状本体９ａの外周面に設けられ、軸受凹部１０の内部に配置されたジャーナル部１１と、軸受凹部１０の一端開口を覆う前記保持プレート８と、を有している。
【００３１】
軸受凹部１０は、スプロケット本体１ａの保持プレート８側の一方側面から内歯構成部５まで延びることなく、カムシャフト２側に寄ったスプロケット本体１ａの内周面側のみに配置形成されている。また、軸受凹部１０は、図１に示すように、スプロケット１の回転軸心から径方向に沿った断面形状がほぼ矩形状に形成されていると共に、その一部が各歯車部１ｂの形成位置と軸方向でオーバーラップするように配置されている。
【００３２】
さらに、軸受凹部１０は、円環状の底面に滑り軸受面１０ａが形成されている。また、軸受凹部１０は、軸方向で保持プレート８と反対側の他端側に有する内側面１０ｂが滑り軸受面１０ａから径方向へほぼ直角に切欠されている。また、軸受凹部１０は、前述したように、カムシャフト２側の他端部が開口されて外部に解放され、この解放された他端開口が保持プレート８の内周部８ｂの内側面８ｆによって覆われている。
【００３３】
ジャーナル部１１は、円盤状本体９ａの外周面から径方向外側へ突出して、断面形状が軸受凹部１０の断面形状とほぼ相似形の矩形状に形成されている。また、このジャーナル部１１は、軸受凹部１０が各歯車部１ｂと軸方向でオーバーラップしていることから、同じく一部がスプロケット１の各歯車部１ｂと軸方向でオーバーラップ配置されている。
【００３４】
さらに、ジャーナル部１１は、円盤状本体９ａとの結合部位である基部１１ａの軸方向両側にそれぞれ円環溝が形成されている。また、ジャーナル部１１は、環状の外周面が軸受凹部１０の滑り軸受面１０ａ全体に摺動可能になっている。各円環溝は、従動部材９の回転時においてジャーナル部が、保持プレート８の内側面８ｆと軸受凹部１０の内側面１０ｂと接触するのを回避するようになっている。
【００３５】
ジャーナル部１１は、軸方向のフロントプレート１５側の一端面が軸受凹部１０の内側面１０ｂに摺動可能になっている。この軸受凹部１０の内側面１０ｂが、スプロケット１の傾動時においてジャーナル部１１の一端面に当接して一方のスラスト移動を規制するようになっている。
【００３６】
また、ジャーナル部１１は、軸方向の保持プレート８側の他端面が保持プレート８の内周部８ｂの内側面８ｆに摺動可能になっている。この保持プレート８の内側面８ｆが、スプロケット１の傾動時においてジャーナル部１１の他端面に当接して他方のスラスト移動を規制するようになっている。
【００３７】
カムボルト１４は、図１及び図３に示すように、ほぼ円柱状の頭部１４ａと、該頭部１４ａに一体に固定された軸部１４ｂと、を有している。
【００３８】
頭部１４ａは、先端部に六角レンチなどの工具が挿入される六角形の工具穴１４ｃが形成されている。また頭部１４ａは、外周面にニードルベアリング２５の各ニードルローラ２５ａが転動可能に保持されている。
【００３９】
軸部１４ｂは、頭部１４ａとの結合部に一体に設けられた大径部１４ｄを有すると共に、該大径部１４ｄから先端部側の小径部の外周にカムシャフト２の雌ねじ部２ｃに螺着する雄ねじ部１４ｅが形成されている。
【００４０】
大径部１４ｄは、従動部材９のボルト挿通孔９ｃに挿入されるもので、その軸方向の長さがボルト挿通孔９ｃの軸方向の長さとほぼ同一に設定されている。また、大径部１４ｄは、外径がボルト挿通孔９ｃの内径より僅かに小さく設定されて、該ボルト挿通孔９ｃに微小クリアランスをもって挿入されるようになっている。
【００４１】
位相変更機構３は、図１及び図２に示すように、従動部材９の固定端部９ｂの前端側に配置された電動モータ１２と、この電動モータ１２の回転速度を減速してカムシャフト２に伝達する減速機構１３と、から主として構成されている。
【００４２】
図６は電動モータ１２の正面図、図７は同電動モータの斜視図である。
【００４３】
電動モータ１２は、図１及び図２を参照して簡単に説明すれば、いわゆるブラシレスの直流型モータであって、チェーンケースに固定される有底円筒状のモータハウジング１６と、該モータハウジング１６の後端部に設けられて、内部にステータコイルなどが収容されたモータステータと、ステータコイルの内周側に配置されたモータ出力軸１７と、該モータ出力軸１７の外周に固定された円筒状の永久磁石と、モータハウジング１６のスプロケット１と反対側の前端部に設けられた給電機構１８と、を有している。
【００４４】
モータハウジング１６は、ほぼカップ状に形成されて、前端部(底壁)のほぼ中央にモータ出力軸１７が挿通する図外の貫通孔が形成されている。一方、後端部の外周には、径方向外側に突出したフランジ部１６ａが一体に設けられている。このフランジ部１６ａは、円周方向の約１２０°位置に３つのブラケット片１６ｂが一体に設けられている。また、この３つのブラケット片１６ｂには、図外のチェーンケースに結合されるボルトが挿通されるボルト挿通孔１６ｃが貫通形成されている。
【００４５】
さらに、フランジ部１６ａの円周方向の各ブラケット片１６ｂの間には、３つのボルト２９が挿通する別異の３つのボルト挿通孔が形成されている。各ボルト２９は、モータハウジング１６に給電機構１８を結合するようになっている。
【００４６】
なお、ボルト挿通孔１６ｃやボルト２９などは、さらに増加することも可能である。
【００４７】
モータステータは、主として合成樹脂材の樹脂部によって一体に形成されて、内部にステータコイルがモールド固定されている。
【００４８】
給電機構１８は、合成樹脂材によってボックス状に形成されている。この給電機構１８の内部には、電動モータ１２へ給電するバスバーなどの通電回路やモータ出力軸１７の回転位置を検出する回転センサなどが収容配置されている。また、給電機構１８は、外周部に通電回路に電気的に接続される給電用コネクタ１８ａと図外の信号用コネクタが一体に設けられている。
【００４９】
給電用コネクタ１８ａは、内部の端子が図外のコントロールユニットに雌端子を介して電源であるバッテリーに接続されている。一方、信号用コネクタは、内蔵された端子がコントロールユニットに雌端子を介して接続され、回転センサで検出された回転角信号をコントロールユニットに出力するようになっている。
【００５０】
モータ出力軸１７は、金属材によって円柱状に形成されて、減速機構１３側の先端部１７ａの外面には接線方向に沿って形成された二面幅部１７ｂ、１７ｃを有している。また、先端部１７ａの先端側には、図６に示すように、二面幅部１７ｂ、１７ｃに対して直交する方向から切り欠かれた一対の嵌着溝１７ｄ、１７ｅが形成されている。この両嵌着溝１７ｄ、１７ｅには、後述する中間部材３０のカムボルト１４方向の移動を規制する規制部であるストッパ部材１９が径方向から嵌着固定されている。
【００５１】
また、モータ出力軸１７は、図３にも示すように、先端部１７ａがカムボルト１４の頭部１４ａに回転軸方向から僅かな隙間Ｃをもって近接配置されている。また、先端部１７ａは、ストッパ部材１９を含めた全体が工具穴１４ｃの内部に軸方向から挿入可能になっている。
【００５２】
つまり、先端部１７ａは、回転軸の直角断面が前記工具穴１４ｃの直角断面の大きさよりも小さく形成されている。換言すれば、先端部１７ａの回転軸の直角断面の回転軸を中心とする径方向距離の最大が、工具穴１４ｃの直角断面の回転軸を中心とする径方向距離の最小よりも小さくなっている。また、隙間Ｃは、機関の振動などによってモータ出力軸１７やカムシャフト２（従動部材９）などが回転軸方向へ移動した際に、モータ出力軸１７の先端部１７ａが工具穴１４ｃ内に入ることが可能な大きさになっている。これは例えば１ｍｍ以下に設定される。
【００５３】
ストッパ部材１９は、Ｃリング状に形成されて、自身の弾性力を介して拡径方向及び縮径方向へ弾性変形可能になっている。
【００５４】
また、モータ出力軸１７の先端部１７ａには、中間部材３０が設けられている。この中間部材３０は、減速機構１３に接続される継手機構であるオルダム継手２０の一部を構成するものであって、図６及び図７に示すように、モータ出力軸１７の先端部１７ａに固定される筒状基部３１を有している。この筒状基部３１は、円形状の外面の両側、つまり円周方向の１８０°位置に二面幅状の一対の平面部３１ａ、３１ｂを有しており、これによって、外形がほぼ長円状に形成されている。
【００５５】
また筒状基部３１は、中央にモータ出力軸１７の先端部１７ａが挿通される貫通孔３２が形成されている。
【００５６】
この貫通孔３２は、円形状の内周面にモータ出力軸１７の回転軸から径方向に沿った二面幅状の一対の対向面３２ａ、３２ｂが形成されている。これによって、筒状基部３１の外形と相似形の径方向に長い長円形状に形成されている。したがって、中間部材３０は、長円状の貫通孔３２を介してモータ出力軸１７の先端部１７ａに対して径方向へ移動可能になっている。
【００５７】
筒状基部３１は、一対の平面部３１ａ、３１ｂの長手方向（図６の上下方向）のほぼ中央位置に一対の突出部である２つの伝達キー３３ａ、３３ｂが設けられている。各伝達キー３３ａ、３３ｂは、ほぼ矩形板状に形成されて、筒状基部３１の２つの平面部３１ａ、３１ｂから径方向外側に向かって突出している。
【００５８】
コントロールユニットは、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、アクセル開度センサなど各種のセンサ類からの情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出し、これに基づいて機関制御を行っている。また、コントロールユニットは、前記各情報信号や回転位置検出機構に基づいて、コイル部に通電してモータ出力軸１７の回転制御を行い、減速機構１３によってカムシャフト２のタイミングスプロケット１に対する相対回転位相を制御するようになっている。
【００５９】
減速機構１３は、図１に示すように、電動モータ１２とは軸方向から分離独立して設けられ、各構成部材が保持プレート８とフロントプレート１５との間のスプロケット１の内部に収容配置されている。
【００６０】
図８は図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６１】
具体的に説明すれば、減速機構１３は、図１〜図３及び図８に示すように、スプロケット本体１ａの内部に一部が配置された入力部材である円筒状の偏心軸２１と、該偏心軸２１の外周に設けられたボールベアリング２２と、該ボールベアリング２２の外周に設けられ、内歯構成部５の各内歯５ａ内に転動自在に保持された伝達部材であるローラ２３と、該ローラ２３を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する伝達部(突出部)である保持器２４と、該保持器２４と一体の前述した従動部材９と、から主として構成されている。
【００６２】
偏心軸２１は、カムボルト１４の頭部１４ａの外周に設けられた軸受であるニードルベアリング２５の外周に配置された偏心軸部２１ａと、該偏心軸部２１ａの電動モータ１２側に有する大径円筒部２１ｂと、を有している。
【００６３】
偏心軸部２１ａは、周方向の肉厚が厚薄変化して軸心Ｘがカムボルト１４の軸心Ｙに対して僅かに偏心している。
【００６４】
大径円筒部２１ｂは、偏心軸部２１ａよりも肉厚に形成されて、中間部材３０と共にオルダム継手２０を構成している。この大径円筒部２１ｂは、スプロケット本体１ａの内部からフロントプレート１５の挿入孔１５ａを介して電動モータ１２方向へ突出している。また、大径円筒部２１ｂは、図５にも示すように、内部に中間部材３０の二面幅状の筒状基部３１が軸方向から嵌合可能な二面幅状の嵌合孔２１ｃが形成されている。また、大径円筒部２１ｂは、電動モータ１２側の先端面の円周方向の約１８０°の位置に、前記２つの伝達キー３３ａ、３３ｂが回転軸方向から嵌合可能な一対のキー溝２１ｄ、２１ｅが形成されている。
【００６５】
ニードルベアリング２５は、カムボルト１４の頭部１４ａの外周面を転動する複数のニードルローラ２５ａと、偏心軸部２１ａの内周面に形成された段差面に固定されて、内周面にニードルローラ２５ａを転動可能に保持する複数の溝部を有する円筒状のシェル２５ｂと、を有している。
【００６６】
ボールベアリング２２は、図１に示すように、ニードルベアリング２５の径方向位置で全体がほぼオーバーラップする状態に配置されている。また、ボールベアリング２２は、内輪２２ａと、外輪２２ｂ、該両輪２２ａ、２２ｂとの間に介装されたボール２２ｃと、該ボール２２ｃを保持するケージ２２ｄと、から構成されている。
【００６７】
内輪２２ａは、偏心軸部２１ａの外周面に圧入固定されているのに対して、外輪２２ｂは、軸方向で固定されることなくフリーな状態になっている。つまり、この外輪２２ｂは、軸方向の電動モータ１２側の一端面がフロントプレート１５の内側面に微小クリアランスを介して非接触状態になっている。また、外輪２２ｂの軸方向の他端面も、これに対向する従動部材９の円盤状本体９ａの背面に微小なクリアランスを介して非接触状態になっている。
【００６８】
外輪２２ｂは、外周面に各ローラ２３の外周面が転動可能に当接している。また、外輪２２ｂの外周面と保持器２４の内面との間に、円環状のクリアランスが形成されている。したがって、ボールベアリング２２は、クリアランスを介して全体が偏心軸部２１ａの偏心回転に伴って径方向へ偏心動可能になっている。
【００６９】
保持器２４は、円環板状に形成されて、円盤状本体９ａの外周部に一体に設けられている。つまり、この保持器２４は、円盤状本体９ａのジャーナル部１１の基部１１ａからフロントプレート１５方向へ直線状に突出している。保持器２４の先端面２４ａとフロントプレート１５の内側面１５ｃとの間には、所定のクリアランスが形成されている。
【００７０】
また、保持器２４は、周方向のほぼ等間隔位置に複数のローラ２３をそれぞれ転動自在に保持するほぼ長方形状の複数のローラ保持孔２４ｂが形成されている。このローラ保持孔２４ｂは、保持器２４の円周方向の等間隔位置に設けられ、先端部側が閉塞されて前後方向に細長い長方形状に形成されている。また、ローラ保持孔２４ｂは、その全体の数(ローラ２３の数)が内歯構成部５の内歯５ａの全体の歯数よりも少なくなっており、これによって、所定の減速比を得るようになっている。
【００７１】
各ローラ２３は、鉄系金属によって形成され、ボールベアリング２２の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ内歯構成部５の内歯５ａに嵌入している。また各ローラ２３は、保持器２４のローラ保持孔２４ｂの両側縁によって周方向にガイドされつつ径方向へ揺動運動するようになっている。
【００７２】
また、減速機構１３は、図３に示すように、潤滑油供給通路を介して内部に潤滑油が供給されるようになっている。潤滑油供給通路は、機関のメインオイルギャラリーから分岐されてシリンダヘッド０１内からカムシャフト２の内部に形成された油通路２６と、従動部材９の円盤状本体９ａをカムシャフト２の軸方向に沿って貫通形成された油孔２７と、を有している。
【００７３】
油孔２７は、上流側の大径な一端部２７ａが、前記油通路２６と連通していると共に、下流側の小径な他端部２７ｂがニードルベアリング２５のシェル２５ｂの側部付近に開口している。
【００７４】
また、油孔２７から減速機構１３の内部に流入した潤滑油は、図中矢印で示すように、ボールベアリング２２の内部や外周側の保持器２４内などを通り、ここから、軸受凹部１０とジャーナル部１１との間に流入する。つまり、潤滑油は、ジャーナル部１１の両端面や外周面と軸受凹部１０の内側面１０ｂや滑り軸受面１０ａとの間を通って潤滑に供される。そして、ここからさらに、フロントプレート１５の挿入孔１５ａから外部に排出されるようになっている。
【００７５】
なお、メインオイルギャラリーには、図外のオイルポンプの吐出通路から潤滑油が圧送されるようになっている。
〔本実施形態の作用効果〕
以下、本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の作用について説明する。
【００７６】
まず、機関のクランクシャフトの回転駆動に伴ってタイミングチェーンを介してタイミングスプロケット１が回転すると、この回転力が内歯構成部５に伝達される。この内歯構成部５の回転力が、各ローラ２３から保持器２４及び従動部材９を経由してカムシャフト２に伝達される。これによって、カムシャフト２の駆動カムが各吸気弁を開閉作動させる。
【００７７】
機関始動後の所定の機関運転時には、コントロールユニットからの制御電流が電動モータ１２のコイル部に通電されてモータ出力軸１７が正逆回転駆動される。このモータ出力軸１７の回転力が、偏心軸２１に伝達されて減速機構１３の作動によりカムシャフト２に対し減速された回転力が伝達される。
【００７８】
これによって、カムシャフト２が、タイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して相対回転位相が変換される。したがって、各吸気弁は、開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御されるのである。
【００７９】
このように、吸気弁の開閉タイミングが進角側あるいは遅角側へ連続的に変換されることによって、機関の燃費や出力などの機関性能の向上が図れる。
【００８０】
そして、本実施形態では、電動モータ１２のモータ出力軸１７の先端部１７ａ（ストッパ部材１９を含む）が、カムボルト１４の工具穴１４ｃの内部に回転軸方向から挿入可能になっている。このため、機関の振動などによってモータ出力軸１７やカムシャフト２（従動部材９）などが回転軸方向へ移動した際に、モータ出力軸１７の先端部１７ａが工具穴１４ｃ内に入って吸収できる。これにより、モータ出力軸１７とカムボルト１４との軸方向の距離を可及的に短くすることが可能になる。
【００８１】
つまり、カムボルト１４の工具穴１４ｃを、モータ出力軸１７の先端部１７ａを軸方向から吸収できる構造とした。このため、モータ出力軸１７やカムシャフト２（従動部材９）が、機関の駆動中における振動によって互いに軸方向で近接する方向へ移動したとしてもモータ出力軸１７の先端部１７ａを工具穴１４ｃ内に吸収する。これにより、電動モータ１２と従動部材９を互いに軸方向で近づけることが可能になる。この結果、バルブタイミング制御装置全体の軸方向の長さを短くできるので装置の小型化が図れ、エンジンルーム内への搭載性が向上する。
【００８２】
また、中間部材３０は、貫通孔３２の各対向面３２ａ、３２ｂとモータ出力軸先端部１７ａの二面幅部１７ｂ、１７ｃを介して、モータ出力軸１７に対して径方向への移動が可能になっている。また、偏心軸２１は、２つのキー溝２１ｄ、２１ｅと中間部材３０の２つの伝達キー３３ａ、３３ｂを介して中間部材３０の径方向移動と直交する径方向の移動が可能になっている。
【００８３】
このため、オルダム継手２０としての製造誤差や、モータ出力軸１７や偏心軸２１の回転時における径方向の誤差を効果的に吸収することができる。この結果、モータ出力軸１７の回転力を従動部材９に効率良く伝達することが可能になる。
【００８４】
さらに、中間部材３０は、モータ出力軸１７の先端部１７ａに設けられたストッパ部材１９によってモータ出力軸１７からの脱落が抑制される。
【００８５】
また、前記公報記載の従来の技術では、電動モータの比較的大径なモータ軸が、減速機構の調整軸に軸方向から直接的に連結されている。このため、モータ軸は、カムシャフトの発生する交番トルクや振動などを減速機構から直接的に受けてしまう。これによって、電動モータの駆動負荷が大きくなるおそれがある。
【００８６】
これに対して、本実施形態では、電動モータ１２と減速機構１３は、オルダム継手２０を介して連係している。このため、カムシャフト２から減速機構１３に伝達された交番トルクや振動などは、オルダム継手２０によって吸収されて電動モータ１２への伝達が抑制される。したがって、電動モータ１２の駆動負荷の増大化を抑制することができ、この結果、電動モータ１２の小型化も可能になる。
【００８７】
また、本実施形態では、回転駆動中においてスプロケット１に従動部材９に対する傾き方向の力(スラスト荷重Ｆ１，Ｆ２)が発生すると（図１参照）、このスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２をジャーナル部１１によって受け止めることができる。したがって、スプロケット１の傾動を抑制することが可能になる。
【００８８】
すなわち、スプロケット１が一方向へ傾動しようとすると、軸受凹部１０の内側面１０ｂがジャーナル部１１の一端面に当接して一方向のスラスト荷重Ｆ１を受け止め規制する。
【００８９】
また、スプロケット１が他方向へ傾動しようとすると、保持プレート８の内周部８ｂの内側面８ｆがジャーナル部１１の他端面に当接して他方向のスラスト荷重Ｆ２を受け止め規制する。
【００９０】
換言すれば、スプロケット１の傾動によってスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２が働くと、この両スラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を軸受凹部１０の内側面１０ｂと保持プレート８の内側面８ｆを介してジャーナル部１１の両端面によってそれぞれ受け止めて規制することができる。
【００９１】
これによって、スプロケット１は、従動部材９に対する傾きを効果的に抑制される。
【００９２】
また、軸受凹部１０の滑り軸受面１０ａは、スプロケット１の歯車部１ｂに対して軸方向でオーバーラップした位置に形成されている。このため、歯車部１ｂに巻回されるチェーンのテンション荷重が滑り軸受面１０ａを介してジャーナル部１１に作用するので、スプロケット１の傾きをさらに抑制することが可能になる。
【００９３】
また、スプロケット１の傾き抑制手段であるジャーナル部１１の軸方向長さ、つまり、保持プレート８の内側面８ｆと軸受凹部１０の内側面１０ｂとの間の長さＬを十分に短くすることができる。これによって、装置全体の軸方向の長さを短くできるので、この点でも装置の小型化が図れる。
【００９４】
さらに、油通路２６から油孔２７を通って減速機構１３の内部に供給された潤滑油は、駆動中における遠心力によって軸受凹部１０の滑り軸受面１０ａとジャーナル部１１の外周面の間に強制的に供給される。このため、これらの間を含めた軸受凹部１０の内面とジャーナル部１１の外面全体の潤滑性が良好になる。
【００９５】
また、滑り軸受面１０ａは、内歯構成部５の内歯５ａの歯底面よりも径方向外側に有することから、潤滑油が遠心力によって内歯５ａ側から流入し易くなる。したがって、両者１０ａ、１１ｄ間の潤滑性がさらに良好になる。
【００９６】
特に、軸受凹部１０に流入した潤滑油は、機関停止時においてもここで貯留された状態になることから、駆動後における軸受凹部１０の内面全体とジャーナル部１１の外面全体との間の速やかな潤滑作用が得られる。
【００９７】
さらに、保持プレート８の内周部８ｂの中央孔８ａの孔縁となる部位が、内歯構成部５の各内歯５ａの歯底面よりも内側に配置されている。このため、機関停止時においては、内周部８ｂがダムとしての機能を発揮するので、軸受凹部１０の他に各内歯５ａの歯底面にも潤滑油を十分に貯留することが可能になる。したがって、駆動時における各内歯５ａと各ローラ２３との間の潤滑性が向上して、減速機構１３の円滑な回転が得られる。
【００９８】
また、保持プレート８は、その肉厚ｔ１がフロントプレート１５の肉厚ｔよりも大きく設定されて、剛性が高くなっていることから、ジャーナル部１１の他端面から受けるスラスト荷重に対する耐久性の向上が図れる。一方、フロントプレート１５の内側面１５ｃには、ジャーナル部１１の一端面からのスラスト荷重を直接受けることがないので、肉厚ｔを可及的に小さくすることができる。このため、全体の軽量化が図れる。
【００９９】
本実施形態では、従動部材９に対するスプロケット１の軸受として、ボールベアリングではなく、軸受凹部１０とジャーナル部１１を利用した滑り軸受を用いている。このため、構造が簡素化されて製造作業が容易になると共に、部品コストの低減化が図れる。
〔第２実施形態〕
図９は本発明の第２実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同じであるが、モータ出力軸１７の中間部材３０の貫通孔３２から軸方向のカムシャフト２側に突出した先端部１７ａの端面１７ｆが、工具穴１４ｃに挿入した位置になっている点が異なる。
【０１００】
このように、先端部１７ａを積極的に工具穴１４ｃに挿入する構成とすることで、中間部材３０をよりカムボルト１４の頭部１４ａに近づけることが可能となる。これにより、中間部材３０と大径円筒部２１ｂとの軸方向のオーバーラップ量が増えて許容トルクが増すと共に、軸方向の小型化が可能になる。
【０１０１】
本実施形態では、モータ出力軸１７の中間部材３０の貫通孔３２から軸方向のカムシャフト２側に突出した先端部１７ａの端面１７ｆが、工具穴１４ｃに挿入した位置になっているが、モータ出力軸１７の中間部材３０の貫通孔３２から軸方向のカムシャフト２側に突出した先端部１７ａの端面１７ｆが工具穴１４ｃの開口部１４ｆと同じ位置になるように設定しても良い。
【０１０２】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、減速機構１３としては例えば遊星歯車式などであっても良い。
【０１０３】
また、継手機構としては、オルダム継手以外の継手であってもよい。
【０１０４】
また、中間部材３０の軸方向の移動を規制する規制部としては、前述したＣリング状のストッパ部材１９に限定されず、例えばモータ出力軸１７にカシメを施すなどによって形成しても良い。
【０１０５】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１０６】
すなわち、本発明における好ましい態様としては、クランクシャフトからの回転力が伝達される駆動回転体と、前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトに固定される従動回転体と、モータ軸を回転させることによって前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる電動モータと、前記モータ軸が貫通する貫通孔を有し、前記モータ軸と一体に回転する中間部材と、前記駆動回転体と前記従動回転体の間に設けられ、前記中間部材に連結された入力部材が回転することによって前記電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、前記従動回転体と前記カムシャフトを締結するカムボルトであって、前記従動回転体に軸方向から当接する頭部と、該頭部に一体に設けられた軸部と、該軸部の外周に設けられ、前記カムシャフトに螺着する雄ねじ部と、前記頭部に設けられ、締め付け工具が挿入される工具穴と、を有するカムボルトと、を備え、
前記モータ軸は、前記中間部材の前記貫通孔から突出した先端部が前記頭部の工具穴に挿入可能になっている。
【０１０７】
さらに好ましくは、前記モータ軸の前記中間部材の前記貫通孔から突出した先端部は、前記工具穴の開口部と同じ位置か、あるいは前記工具穴に挿入した位置になっている。
【０１０８】
さらに好ましくは、前記中間部材は、前記モータ軸に対して該モータ軸の回転軸の径方向へ相対移動可能になっている。
【０１０９】
さらに好ましくは、前記モータ軸は、前記先端部に前記中間部材の前記カムボルト側への移動を規制する規制部を有している。
【０１１０】
さらに好ましくは、前記規制部は、リング状であって、前記モータ軸の先端部の外周に嵌着固定されている。
【０１１１】
さらに好ましくは、前記モータ軸は、先端部の外周面に二面幅部を有し、前記中間部材は、前記貫通孔の内周面に前記モータ軸の先端部の二面幅部が挿入する二面幅状の一対の対向面を有している。
【０１１２】
さらに好ましくは、前記中間部材は、前記貫通孔を有する本体と、該本体の外面に前記貫通孔の両対向面と平行に形成された一対の外側面と、該各外側面から径方向外側へ突出した一対の突出部と、を有し、
前記入力部材は、前記モータ軸の回転軸方向から前記中間部材の本体が挿入可能な挿入孔と、前記各突出部が挿入可能な一対の凹部と、を有している。
【０１１３】
さらに好ましくは、前記入力部材は、前記カムボルトの前記頭部の外周側に設けられた軸受部を介して前記頭部に軸受されている。
【０１１４】
さらに好ましくは、前記モータ軸の前記先端部は、前記先端部の回転軸の直角断面における回転軸を中心とする径方向距離の最大が、前記工具穴の直角断面における回転軸を中心とする径方向距離の最小よりも小さくなっている。
【符号の説明】
【０１１５】
１…タイミングスプロケット（駆動回転体）、１ａ…スプロケット本体、１ｂ…歯車部(外歯)、２…カムシャフト、２ａ…一端部、３…位相変更機構、８…保持プレート、９…従動部材(従動回転体)、９ａ…円盤状本体、９ｂ…固定端部、１１…ジャーナル部、１２…電動モータ、１３…減速機構、１４…カムボルト、１４ａ…頭部、１４ｂ…軸部、１４ｃ…工具穴、１４ｅ…雄ねじ部、１５…フロントプレート、１７…モータ出力軸、１７ａ…先端部、１７ｂ・１７ｃ…二面幅部、１９…ストッパ部材（規制部）２０…オルダム継手(継手機構)、２１…偏心軸（入力部材）、２１ａ…偏心軸部、２１ｂ…大径円筒部、２１ｃ…嵌合孔、２１ｄ・２１ｅ…キー溝（凹部）、２２…ボールベアリング、２３…ローラ、２４…保持器、２４ｂ…ローラ保持孔、２５…ニードルベアリング（軸受部）、３０…中間部材、３１…筒状基部、３１ａ・３１ｂ…平面部、３２…貫通孔、３２ａ・３２ｂ…対向面、３３ａ・３３ｂ…伝達キー（突出部）。
【図１】
2020033961.tif 000003
【図２】
2020033961.tif 000004
【図３】
2020033961.tif 000005
【図４】
2020033961.tif 000006
【図５】
2020033961.tif 000007
【図６】
2020033961.tif 000008
【図７】
2020033961.tif 000009
【図８】
2020033961.tif 000010
【図９】
2020033961.tif 000011