(57)【要約】【課題】位相変更機構全体の軸方向の長さを短くできるバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】電動モータ１２は、モータハウジング１６と、ステータ１７と、ロータ１９と、減速機構１３の偏心軸２１に回転力を伝達するモータ出力軸１８と、モータハウジングの減速機構と反対側に配置されて、回路基板４３を収容する基板収容空間Ｓ１を有するケーシング４０と、ケーシングの仕切壁４０ａに設けられた筒状部４１内に保持されて、モータ出力軸の他端部１８ｂを軸支する一対の第１、第２ボールベアリング４５，４６と、を有している。第１ボールベアリング４５は、ステータ収容空間Ｓに配置されている一方、第２ボールベアリング４６は、基板収容空間Ｓ１に配置されている。【選択図】図１
2020197188.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、
前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられ、入力軸が回転す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減速機構と、
前記カムシャフトの回転軸方向に前記減速機構と並んで配置される電動モータであって、モータハウジングと、前記モータハウジングの内部に固定されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されて前記減速機構の入力軸に回転力を伝達するモータ出力軸と、前記モータハウジングの前記モータ出力軸の回転軸方向の前記減速機構と反対側に配置されて、少なくとも回路基板を収容する基板収容空間を有するケーシングと、前記モータ出力軸の回転軸方向の一端部に複数設けられ、前記ケーシングを介して前記基板収容空間に少なくとも一部が配置されて、前記モータ出力軸を軸支する軸受と、を有する前記電動モータと、
を備えた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、
前記軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記ロータを挟んで前記減速機構と反対側に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。
【請求項３】
請求項２に記載に内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記軸受は、内部にグリースが封入されたシールド型、または軸方向の両端開口をゴム製のシールで覆ったシール型であ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、
前記モータハウジングは、有底筒状に形成されて、内部に前記ステータが収容されるステータ収容空間を有し、
前記ケーシングは、前記モータハウジングの軸方向の一端開口を覆い、前記ステータ収容空間と前記基板収容空間を仕切る仕切壁を有し、
前記仕切壁に前記軸受が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、
前記仕切壁は、前記基板収容空間に軸方向に沿って突出する筒状部を有し、前記筒状部の内側に前記軸受が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５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、
前記回路基板は、幅方向に貫通した貫通孔を有し、
前記筒状部は、前記貫通孔に挿入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。
【請求項７】
請求項５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、
前記筒状部は、一部が前記ステータ収容空間の内部に軸方向から突出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、
前記軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向で隣接した単列の第１転がり軸受と単列の第２転がり軸受であ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８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、
前記第１転がり軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記第２転がり軸受よりも前記減速機構寄りに配置されており、かつ、前記第２転がり軸受よりも耐荷重が高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。
【請求項１０】
請求項９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、
前記第１転がり軸受は、外輪の外径が前記第２転がり軸受よりも大きい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１１】
請求項８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、
前記第１転がり軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記第２転がり軸受よりも前記減速機構に近い位置に配置され、
前記第１転がり軸受は、前記ステータ収容空間に配置され、前記第２転がり軸受は、前記基板収容空間に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。
【請求項１２】
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、
前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられ、入力軸が回転す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減速機構と、
前記カムシャフトの回転軸方向に前記減速機構と並んで配置される電動モータであって、モータハウジングと、前記モータハウジングの内部に固定されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されて前記減速機構の入力軸に回転力を伝達するモータ出力軸と、前記モータハウジングの前記モータ出力軸の回転軸方向の前記減速機構と反対側に配置されて、少なくとも回路基板を収容する基板収容空間を有するケーシングと、前記モータ出力軸を軸支する軸受と、を有する前記電動モータと、
を備え、
前記軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向の一端部に設けられ、前記ケーシングを介して前記基板収容空間に少なくとも一部が配置された複列玉軸受けまたは４点接触玉軸受のみであ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に記載されたものが知られている。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、位相変更機構として電動モータと、該電動モータからの回転力を受ける減速機構と、を有している。
【０００４】
電動モータは、ブラシレスの永久磁石型同期モータであって、内部に第１収容空間を有するハウジングと、該ハウジングの内周面に固定された固定子（ステータ)と、該ステータの内側に回転可能に配置されたロータと、該ロータの中央を貫通して設けられたモータ出力軸と、該モータ出力軸の回転軸方向の前記ロータを挟んだ両側に配置され、前記モータ出力軸を軸支する一対の軸受と、を備えている。
【０００５】
前記電動モータは、モータ出力軸の軸方向の前記減速機構と反対側に位置に、第２収容空間が設けられている。この第２収容空間の内部には、ステータに通電して電動モータを制御する回路基板やコイル、コンデンサなどの複数の電子部品が収容配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６９８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記２つの軸受の一方が、ハウジングの減速機構側に設けられていることから、その分、電動モータを減速機構側へ近づけることが困難になる。このため、電動モータと減速機構を合わせた位相変更機構(バルブタイミング制御装置)全体の軸方向の長さが長くなるおそれがある。
【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、複数の軸受を、基板収容空間のデッドスペースを利用してモータ出力軸の一端部側へまとめて配置したことにより、位相変更機構全体の軸方向の長さを短くできる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、カムシャフトの回転軸方向に減速機構と並んで配置される電動モータであって、モータハウジングと、前記モータハウジングの内部に固定されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されて前記減速機構の入力軸に回転力を伝達するモータ出力軸と、前記モータハウジングの前記モータ出力軸の回転軸方向の前記減速機構と反対側に配置されて、少なくとも回路基板を収容する基板収容空間を有するケーシングと、前記モータ出力軸の回転軸方向の一端部に複数設けられ、前記ケーシングを介して前記基板収容空間に少なくとも一部が配置されて、前記モータ出力軸を軸支する軸受と、を有する前記電動モータと、を備えた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、軸受によってモータ出力軸の振れを抑制しつつ装置全体の軸方向の長さを短くして小型化を図ることができる。
【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】本実施形態に供される減速機構側の構成部材を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態に供される電動モータ側の構成部材を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態に供される電動モータのカバー部材を外した状態を示す背面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３のＢ矢視図である。
【図７】本実施形態に供される電動モータの正面図である。
【図８】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態におけるバルブタイミング制御装置の縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるバルブタイミング制御装置の縦断面図である。
【図１１】第３実施形態における電動モータのカバー部材を外した状態を示す背面図である。
【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。なお、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減速機構の構成部材を示す分解斜視図、図３は本実施形態に供される電動モータの構成部材を示す分解斜視図、図４は電動モータ側のカバーを外した状態を示す背面図、図５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、このスプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、外周に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、内燃機関の本体である図外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車５が一体に設けられている。この内歯車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を相対回転可能に軸受けしている。
【００１８】
さらに、スプロケット本体１ａの内歯車５と軸方向で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及び図２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、中央に中央孔８ａが貫通形成されて、この中央孔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、内歯車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、先端面が後述するアダプタ４の後述するストッパ凹溝４ｂの円弧状内周面に沿った円弧状に形成されている。
【００２０】
アダプタ４は、例えば鉄系金属板によって円盤状に形成されている。また、アダプタ４は、外径が保持プレート８の中央孔８ａの内径よりも僅かに小さく形成されて、中央孔８ａに嵌合している。また、アダプタ４は、中央に従動部材９の円筒部９ｃが挿入される挿入孔４ａが貫通形成されていると共に、外周面の所定位置にストッパ凹溝４ｂが設けられている。このストッパ凹溝４ｂは、アダプタ４の外周に沿って所定範囲の円弧状に形成されており、これによって、スプロケット１に対する従動部材９（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。
【００２１】
なお、アダプタ４の挿入孔４ａの近傍には、カムシャフト２内から供給された潤滑油を減速機構１３内に導入する導入通路孔４ｃが貫通形成されている。
【００２２】
図６は図３のＢ矢視図である。
【００２３】
また、スプロケット１の内歯車５側の前端面には、プレート部材であるフロントプレート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６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、中央には後述する偏心軸２１が挿入配置される挿入孔１５ａが貫通形成されている。
【００２４】
内歯車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。
【００２５】
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、位置決め用のピン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。
【００２６】
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２ａに軸受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。
【００２７】
また、カムシャフト２は、一端部２ａの先端面から内部軸心方向に沿って形成された挿入孔２ｃを有している。この挿入孔２ｃは、後述するカムボルト１４の軸部１４ｂが挿入されると共に、先端側の内周面にカムボルト１４の雄ねじ部１４ｃが締結される雌ねじ部２ｄが形成されている。また、カムシャフト２の一端部２ａ内には、潤滑油を通流させる後述の潤滑油供給通路の一部を構成する油供給通路３４が軸方向に沿って設けられている。また、カムシャフト２の一端部２ａの挿入孔２ｃの先端側には、円筒溝が軸方向に沿って設けられている。
【００２８】
さらに、カムシャフト２の一端部２ａは、図外の位置決め用のピンを介して従動部材９との回転方向の位置決めがされている。
【００２９】
従動部材９は、鉄系金属によって一体に形成され、図１〜図４に示すように、円盤状本体９ａを有している。この円盤状本体９ａは、中央位置にカムボルト１４の軸部１４ｂが挿入されるボルト挿入孔９ｂが貫通形成されている。また、このボルト挿入孔９ｂの孔縁には、カムシャフト２方向へ突出した円筒部９ｃが一体に設けられている。
【００３０】
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。ボルト挿入孔９ｂは、内径がカムシャフト２の挿入孔２ｃの内径よりも大きく形成されている。円筒部９ｃは、軸方向のカムシャフト２と反対側の端面がカムボルト１４の頭部１４ａの着座面になっている。
【００３１】
また、従動部材９は、円筒部９ｃの先端部がカムシャフト２の一端部２ａの円筒溝に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に軸方向から締結固定されている。
【００３２】
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前記ジャーナル部１１と、を有している。
【００３３】
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車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。
【００３４】
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の内側面によって覆われている。
【００３５】
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。
【００３６】
さらに、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。
【００３７】
また、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。この内側面１０ｂは、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。
【００３８】
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の内側面に摺動可能になっている。この保持プレート８の内側面が、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。
【００３９】
カムボルト１４は、図１及び図２に示すように、ほぼ円柱状の頭部１４ａと、この頭部１４ａに一体に固定された軸部１４ｂと、この軸部１４ｂの外周面に形成されて、カムシャフト２の雌ねじ部２ｄに螺着する雄ねじ部１４ｃと、を有している。
【００４０】
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溝１４ｄが形成されている。また、頭部１４ａは、外周面全体に高周波焼き入れなどの熱処理が施されて、硬度が頭部１４ａの他の部位よりも高くなっている。この他の部位とは、例えば、軸部１４ｂが結合された頭部１４ａの軸方向の側面である座面１４ｅである。また、頭部１４ａの高硬度の外周面には、ニードルベアリング２５の各ニードルローラ２５ａが転動可能に支持されている。座面１４ｅは、雄ねじ部１４ｃをカムシャフト２の雌ねじ部２ｄにねじ込んで締結した際に、円筒部９ｃのボルト挿入孔９ｂの孔縁に有する端面に着座するようになっている。
【００４１】
軸部１４ｂは、頭部１４ａとの付け根部、つまり、頭部１４ａの軸方向の座面１４ｅ中央に、大径な中間軸部１４ｆが一体に設けられている。この中間軸部１４ｆは、外径が軸部１４ｂの雄ねじ部１４ｃの外径よりも大きく形成されていると共に、従動部材９のボルト挿通孔９ｄの内径よりも僅かに小さく形成されている。これによって、中間軸部１４ｆは、ボルト挿通孔９ｄ内周面に微小クリアランスをもって挿入嵌合して、従動部材９とカムシャフト２との同軸性を確保するようになっている。
【００４２】
すなわち、中間軸部１４ｆは、カムボルト１４によって従動部材９をカムシャフト２に結合する際において、ボルト挿通孔９ｄに挿入嵌合することによって従動部材９とカムシャフト２の同軸性を確保するようになっている。したがって、中間軸部１４ｆのボルト挿通孔９ｄに対する挿入嵌合とは、従動部材９とカムシャフト２との同軸性を確保するために機械的な嵌め合いであるいわゆる中間嵌めに近い状態であることをいう。
【００４３】
また、中間軸部１４ｆは、その軸方向の長さが円筒部９ｃの内周面の一部を除くボルト挿通孔９ｄの軸方向の長さとほぼ同一に設定されている。また、軸部１４ｂの雄ねじ部１４ｃとの結合箇所には、テーパ部が設けられている。このテーパ部は、外周面が中間軸部１４ｆの外周面から雄ねじ部１４ｃに掛けて所定角度で下り傾斜状に形成されている。
【００４４】
位相変更機構３は、図１〜図３に示すように、従動部材９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からオルダム継手を介して伝達された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。
【００４５】
図７は電動モータ１２の正面図、図８は図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４６】
電動モータ１２は、いわゆるブラシレスの直流型モータであって、図１、図２及び図７に示すように、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、このモータハウジング１６の内周面に固定されてコイルなどからなるステータ(固定子)１７と、ステータ１７の内周側に配置されたモータ出力軸１８と、該モータ出力軸１８の外周に固定されたロータ１９と、モータハウジング１６のスプロケット１と反対側に設けられた制御機構２０と、を有している。
【００４７】
モータハウジング１６は、例えば鉄系金属板をカップ状に折曲形成されて、内部にステータ１７などを収容するステータ収容空間Ｓが形成されている。また、減速機構１３側の底壁１６ａのほぼ中央にモータ出力軸１８が挿通する貫通孔１６ｂが形成されている。この貫通孔１６ｂは、底壁１６ａの中央を筒状に折曲された筒部１６ｃの内側に形成されている。
【００４８】
また、モータハウジング１６は、後端部の開口端の外周には径方向外側に突出したフランジ部１６ｄが一体に設けられている。このフランジ部１６ｄは、円周方向の約１２０°位置に３つのブラケット片１６ｅが一体に設けられている。また、この３つのブラケット片１６ｅには、３つのボルト２９が挿入されるボルト挿入孔１６ｆがそれぞれ貫通形成されている。
【００４９】
各ボルト２９は、モータハウジング１６と制御機構２０の後述するケーシング４０とを共締め固定すると共に、これらを機関本体の一部となる図外のチェーンケースに固定するようになっている。つまり、各ボルト２９は、軸部２９ａの先端側外周の雄ねじ部２９ｂがチェーンケースに有する雌ねじ部に締結して、モータハウジング１６とケーシング４０をチェーンケースに固定するようになっている。
【００５０】
なお、ボルト挿入孔１６ｆやボルト２９などを、３つ以上に増加することも可能である。
【００５１】
ステータ１７は、鉄心１７ａの外周に複数相のコイル１７ｂが巻き付けられてモールドされている。
【００５２】
モータ出力軸１８は、例えば鉄系金属材によって円柱状に形成されて、回転軸方向の減速機構１３側の一端部１８ａが後述のオイルシール３８を介して貫通孔１６ｂから突出している。一端部１８ａは、この外周面と貫通孔１６ｂの内周面(筒部１６ｃの内周面)との間に設けられたオイルシール３８によって減速機構１３との間がシールされている。このオイルシール３８は、一般的な構造であって、外周面が貫通孔１６ｂの内周面に圧入されている一方、内周のシール片がバックアップスプリングによってモータ出力軸１８の一端部１８ａ外周面に摺動可能に当接している。
【００５３】
一方、モータ出力軸１８の他端部１８ｂは、制御機構２０の後述するケーシング４０に設けられた軸受(転がり軸受)である複数(本実施形態では２つ)の第１、第２ボールベアリング４５，４６によって回転可能に支持されている。この第１、第２ボールベアリング４５，４６の配置などについては後述する。
【００５４】
また、モータ出力軸１８の一端部１８ａは、図７に示すように、一端部１８ａの外面には接線方向に沿って形成された二面幅部１８ｃ、１８ｄを有している。また、一端部１８ａの先端縁側には、二面幅部１８ｃ、１８ｄに対して直交する方向から切り欠かれた一対の嵌着溝１８ｅ、１８ｆが形成されている。この両嵌着溝１８ｅ、１８ｆには、後述する中間部材３０のカムボルト１４側への移動を規制するストッパ部材５０が径方向から嵌着固定されている。
【００５５】
また、モータ出力軸１８は、図１にも示すように、一端部１８ａがカムボルト１４の頭部１４ａに回転軸方向から僅かな隙間をもって近接配置されている。また、一端部１８ａは、ストッパ部材５０を含めた全体が工具溝１４ｄの内部に軸方向から挿入可能になっている。
【００５６】
ストッパ部材５０は、Ｃリング状に形成されて、自身の弾性力によって拡径方向及び縮径方向へ弾性変形可能になっている。
【００５７】
また、モータ出力軸１８の一端部１８ａ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に接続される継手であるオルダム継手の一部を構成するものであって、図７に示すように、モータ出力軸１８の一端部１８ａ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。
【００５８】
また筒状基部３１の中央位置には、モータ出力軸１８の一端部１８ａの二面幅部１８ｃ、１８ｄが挿入される貫通孔３２が形成されている。
【００５９】
この貫通孔３２は、円形状の内周面にモータ出力軸１８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、貫通孔３２は、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１８の一端部１８ａに対して径方向（図７中、上下方向）へ移動可能になっている。
【００６０】
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。
【００６１】
ロータ１９は、外形が多角形状(８角形)に形成され、多角外面に複数(本実施形態では８枚)の矩形板状の永久磁石１９ａがそれぞれ固定されている。
【００６２】
図８は図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６３】
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。
【００６４】
具体的に説明すれば、減速機構１３は、図１、図２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軸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ベアリングであるボールベアリング２２と、該ボールベアリング２２の外周に設けられ、内歯車５の各内歯５ａ内に転動自在に保持された複数のローラ２３と、従動部材９の円盤状本体９ａの外周側に一体に設けられ、複数のローラ２３を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器２４と、から主として構成されている。
【００６５】
偏心軸２１は、図１、図２、図６及び図８に示すように、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側に一体に有する円筒状の連結部２１ｂと、を有している。
【００６６】
偏心軸部２１ａは、軸方向の長さがニードルベアリング２５の軸方向の長さよりも長い円筒状に形成されている。また、偏心軸部２１ａは、周方向全体の肉厚ｔ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(図２、図８参照)。
【００６７】
連結部２１ｂは、均一な肉厚でほぼ真円状に形成されていると共に、偏心軸部２１ａよりも僅かに肉厚に形成されている。この連結部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。この連結部２１ｂは、中間部材３０と共にオルダム継手を構成している。
【００６８】
つまり、連結部２１ｂは、内部に中間部材３０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。
【００６９】
連結部２１ｂは、嵌合孔２１ｃの内周面の円周方向のほぼ１８０°の位置に、二面幅を構成する三日月状の一対の凸部２１ｆ、２１ｇが設けられている。したがって、嵌合孔２１ｃの内周面が大径部であり、一対の凸部２１ｆ、２１ｇが小径部として構成されている。また、一対の凸部２１ｆ、２１ｇの図６中のほぼ中央位置には、筒状基部３１の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。この各キー溝２１ｄ、２１ｅは、各伝達キー３３ａ、３３ｂと相似形の矩形状に形成されて、その深さが各伝達キー３３ａ、３３ｂの幅とほぼ同じ長さに設定されている。
【００７０】
一対の凸部２１ｆ、２１ｇは、後述する潤滑油供給機構から減速機構１３内に供給された潤滑油をオルダム継手に対する過剰な供給を抑制する抑制部として機能するようになっている。
【００７１】
ニードルベアリング２５は、図８に示すように、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。
【００７２】
ボールベアリング２２は、図１、図８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。
【００７３】
内輪２２ａは、外輪２２ｂよりも肉厚幅が大きく形成されて偏心軸部２１ａの外周面に圧入固定されている。これに対して、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。
【００７４】
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の内面との間には、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。
【００７５】
保持器２４は、円筒状に形成されて、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、図１及び図８に示すように、円盤状本体９ａのジャーナル部１１の基部側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の内側面との間には、所定のクリアランスが形成されている。
【００７６】
また、保持器２４は、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が軸方向に沿って形成されている。この複数のローラ保持孔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)が内歯車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。
【００７７】
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車５の内歯５ａに嵌入している。また各ローラ２３は、各ローラ保持孔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。
【００７８】
また、前述した減速機構１３とオルダム継手は、潤滑油供給機構を介して内部に潤滑油が供給されるようになっている。
【００７９】
すなわち、潤滑油供給機構は、図１に示すように、カムシャフト２の内部軸方向に形成された前記油供給通路３４と、アダプタ４の内周部に幅方向に貫通形成されて、一端が油供給通路３４に連通した導入通路孔４ｃと、円盤状本体９ａに幅方向に貫通形成されて、一端が導入通路孔４ｃに連通し、他端が減速機構１３のニードルベアリング２５方向へ指向した供給孔９ｄと、油供給通路３４に潤滑油を供給するオイルポンプ３６と、を有している。
【００８０】
オイルポンプ３６は、一般的なトロコイドあるいはベーンポンプであって、吐出通路３６ａが機関内部に潤滑油を供給する図外のメインオイルギャラリーに連通していると共に、分岐した油供給通路３４に連通している。また、オイルポンプ３６は、吸入通路３６ｂがオイルパン３７に連通している。
【００８１】
制御機構２０は、アルミ合金材によってボックス状に形成されたケーシング４０を有している。このケーシング４０は、図１及び図３、図４に示すように、モータハウジング１６側に配置された四角形状の仕切壁４０ａと、該仕切壁４０ａの外周縁から立ち上がった四角形枠状の周壁４０ｂと、を有している。また、仕切壁４０ａと周壁４０ｂで囲まれた内側には、基板収容空間Ｓ１が形成されている。
【００８２】
仕切壁４０ａは、中央に円筒状の筒状部４１が一体に設けられていると共に、内面の四隅部に４つの小径な円柱ボス部４２が一体に設けられている。この各円柱ボス部４２は、先端部に四角形の回路基板４３を固定する４本のビス４４が螺着する雌ねじ孔４２ａがそれぞれ形成されている。
【００８３】
回路基板４３は、図１、図３及び図４に示すように、基板収容空間Ｓ１内に収容配置されて、内部には電動モータ１２へ給電するバスバーなどの導電回路(図外)が配設されている。また、回路基板４３の一側部には、後述するコネクタ４７の複数の端子片４８と半田付けによって結合されるホール端子が設けられている。また、回路基板４３は、中央に筒状部４１が挿通可能な筒状部挿通孔４３ａが貫通形成されていると共に、四隅には各ビス４４が挿入される小径な４つのビス挿入孔４３ｂがそれぞれ貫通形成されている。
【００８４】
また、基板収容空間Ｓ１は、内部に回路基板４３の他に、この回路基板４３と導通して電動モータ１２の駆動を制御する回転位置検出センサやアルミ電解コンデンサ及びノーマルコイル、コモンコイル、複数のセラミックコンデンサなどの複数の電子部品(図外)が収容配置されている。
【００８５】
筒状部４１は、軸方向の一端部４１ａと他端部４１ｂが仕切壁４０ａを中心としてステータ収容空間Ｓと基板収容空間Ｓ１にそれぞれ臨んでいる。つまり、一端部４１ａが、ステータ収容空間Ｓに配置され、他端部４１ｂが、基板収容空間Ｓ１に配置されている。また、筒状部４１は、内部にベアリング保持孔４１ｃが内部軸方向に沿って形成されている。他端部４１ｂの先端内周には、径方向内側へ突出した円環状の突起部４１ｄが一体に設けられている。この突起部４１ｄは、第１、第２ボールベアリング４５、４６を一端部４１ａ側から筒状部４１内に圧入した際にその最大圧入量を規制するものである。
【００８６】
筒状部４１は、軸方向の全体の長さが突起部４１ｄを除いて第１、第２ボールベアリング４５，４６がベアリング保持孔４１ｃ内に収容保持される長さに設定されている。
【００８７】
第１、第２ボールベアリング４５，４６は、筒状部４１内において軸方向に沿って並列に配置されて、モータ出力軸１８の他端部１８ｂの外周面に一緒に圧入される各内輪４５ａ、４６ａと、筒状部４１のベアリング保持孔４１ｃの内周面に圧入される各外輪４５ｂ、４６ｂと、内外輪４５ａ〜４６ｂの間にケージを介して転動可能に保持される複数のボール４５ｃ、４６ｃと、を有している。また、各ボールベアリング４５，４６は、内部にグリースが封入されたシールド型か、あるいは軸方向の両端部がゴムシール部材でシールされたシール型になっている。
【００８８】
ここで、減速機構１３側の第１ボールベアリング４５は、第２ボールベアリング４６よりも耐荷重が高くなっている。この耐荷重が高くなっているとは、例えば、後述する第２実施形態のように第１ボールベアリング４５の外径を大きくするとか、内輪４５ａや外輪４５ｂに熱処理を施す、あるいは負荷容量を上げる、さらには各ボール４５ｃの数を多くするなどである。
【００８９】
そして、第１ボールベアリング４５は、筒状部４１の一端部４１ａのベアリング保持孔４１ｃ内においてステータ収容空間Ｓ側に位置している。一方、第２ボールベアリング４６は、筒状部４１の他端部４１ｂのベアリング保持孔４１ｃ内において基板収容空間Ｓ１側に位置している。
【００９０】
これによって、モータ出力軸１８は、一端部１８ａがオイルシール３８に摺動可能になっているものの他端部１８ｂが２つの第１、第２ボールベアリング４５，４６によって筒状部４１内において回転可能に支持されている。つまり、モータ出力軸１８は、全体が第１、第２ボールベアリング４５，４６によって片持ち状態に支持されている。
【００９１】
また、仕切壁４０ａは、モータハウジング１６側の外面に周壁４０ｂから外側に一部が突出したフランジ部４０ｃが一体に設けられている。このフランジ部４０ｃは、外周面の円周方向のほぼ１２０°の角度位置に複数(本実施形態では３つ)のボス部４０ｄが設けられている。この各ボス部４０ｄは、モータハウジング１６の各ボス部１６ｅと対応した位置に設けられて、各ボルト２９が挿入されるボルト挿入孔４０ｅがそれぞれ貫通形成されている。
【００９２】
また、フランジ部４０ｃのモータハウジング１６側の一側面とモータハウジング１６のフランジ部１６ｄとの間には、合成ゴム製のシールリング３９が介装されている。このシールリング３９は、フランジ部４０ｃの一側面に形成されたシール溝内に嵌着保持されて、外側面がモータハウジング１６のフランジ部１６ｄに軸方向から弾性的に当接している。これによって、外部とステータ収容空間Ｓとの間がシールされている。
【００９３】
周壁４０ｂは、図３の下部片の中央部位に矩形状の切欠部４０ｆが形成されており、この切欠部４０ｆには、信号と給電を兼ねたコネクタ４７が装着固定されている。このコネクタ４７は、合成樹脂材によってボックス状に形成され、図１に示すように、内部に複数の端子片４８が配置されている。この各端子片４８は、基板収容空間Ｓ１内に位置する各一端部４８ａが回路基板４３の導通回路のホール端子と半田付けによって結合されている。各端子片４８の各他端部４８ｂは、一部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。また、他の一部が、回転位置検出センサで検出された回転角信号などの情報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。
【００９４】
また、周壁４０ｂは、モータハウジング１６と反対側の外周にカバー部材４９を保持する細長い第１保持溝４０ｇが切欠部４０ｆを除く全体に形成されている。また、コネクタ４７の外側の第１保持溝４０ｇと対応する位置には、該第１保持溝４０ｇと連続した第２保持溝４７ａが形成されている。
【００９５】
カバー部材４９は、例えば鉄系金属板によって四角形状に形成されており、ケーシング４０方向へ湾曲状に折曲された外周部４９ａが、第１、第２保持溝４０ｇ、４７ａに軸方向から嵌合してケーシング４０とコネクタ４７に固定されるようになっている。
【００９６】
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センサなどからの信号に基づいて、電動モータ１２のコイル１７ｂに通電してモータ出力軸１８の回転制御を行う。これによって、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。
〔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及び効果について説明する。
【００９７】
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、この回転力が内歯車５に伝達される。この内歯車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。
【００９８】
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の各コイル１７ｂに通電されてモータ出力軸１８が正逆回転駆動される。このモータ出力軸１８の回転力が、オルダム継手を介して偏心軸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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
そして、本実施形態では、モータ出力軸１８の他端部１８ｂ側に並列に配置された第１、第２ボールベアリング４５，４６のうち、第２ボールベアリング４６が、筒状部４１の他端部４１ｂを介して基板収容空間Ｓ１内に配置されている。このため、基板収容空間Ｓ１のデッドスペースを有効に活用できる。この結果、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くすることが可能になる。
【０１０２】
特に、本実施形態では、回路基板４３に設けられた筒状部挿通孔４３ａに筒状部４１の他端部４１ｂ側を軸方向から挿入して、第２ボールベアリング４６を基板収容空間Ｓ１内に配置した。このため、基板収容空間Ｓ１のデッドスペースをさらに有効に利用できるので、装置全体の軸方向の長さを効果的に短くすることが可能になる。
【０１０３】
また、本実施形態では、各ボールベアリング４５，４６を、仕切壁４０ａに直接支持させるのではなく、筒状部４１を介して支持するようになっている。このため、支持スペースを確保するために仕切壁４０ａ全体の肉厚を大きくする必要がなく薄肉化が図れるので、ケーシング４０の軽量化が図れる。
【０１０４】
第１、第２ボールベアリング４５，４６は、それぞれ独立した軸受であるから、モータ出力軸１８に対する負荷に応じて、少なくとも一方を耐荷重の高いものなどや低いものなどに任意に変更することが可能になる。
【０１０５】
そして、本実施形態では、第１ボールベアリング４５が、第２ボールベアリング４６よりも耐荷重が高くなっている。これは、第２よりも第１ボールベアリングの方が、回転中におけるモータ出力軸１８の振れの影響を受けやすいことから、この振れに対する強度を高くしたものである。これによって、モータ出力軸１８の振れを抑制して異音の発生を抑えることができると共に、第１ボールベアリング４５の耐久性が向上する。
【０１０６】
また、第２ボールベアリング４６が、基板収容空間Ｓ１内に配置されていることから、各ボールベアリング４５，４６の基板収容空間Ｓ１内での放熱性が良好になる。したがって、各ボールベアリング４５，４６の耐久性が向上する。また、各ボールベアリング４５，４６は、前記放熱性の向上によって内部に封入されたグリースや、ゴムシール部材の熱による劣化を抑制できる。
【０１０７】
さらに、各ボールベアリング４５，４６は、放熱性が高いアルミ合金材のケーシング４０(筒状部４１)によって支持されていることから、さらに放熱効果が促進される。したがって、各ボールベアリング４５，４６の耐久性がさらに向上させることができる。
【０１０８】
また、第１、第２ボールベアリング４５，４６は、モータハウジング１６には設けられず、ケーシング４０の仕切壁４０ａ(筒状部４１)にのみ設けられている。このため、モータハウジング１６と仕切壁４０ａ(筒状部４１)の芯合わせ、つまり、モータ出力軸１８との関係での同軸性の位置合わせ作業が容易になる。
【０１０９】
すなわち、２つのボールベアリング４５，４６が、従来技術のように、モータハウジング１６とケーシング４０の両方に設けられている場合は、モータ出力軸１８との関係で各々のボールベアリング４５，４６の同軸性を確保するための作業(芯合わせ作業)が必要になる。
【０１１０】
しかし、本実施形態では、各ボールベアリング４５，４６が、ケーシング４０(仕切壁４０ａ)側にのみ設けられていることから両者４５，４６の芯合わせ作業が不要になる。
【０１１１】
さらに、本実施形態では、潤滑油供給機能によって、オルダム継手や減速機構１３の内部を効果的に潤滑することができる。
【０１１２】
すなわち、オイルポンプ３６の駆動によって吐出通路３６ａに吐出された潤滑油は、一部がメインオイルギャラリーから機関内部に供給されるが、他の一部が油供給通路３４に供給される。油供給通路３４に供給された潤滑油は、導入通路孔４ｃと供給孔９ｄを通ってニードルベアリング２５に噴射供給される。その後、潤滑油の一部が遠心力などによって減速機構１３のボールベアリング２２や保持器２４の各ローラ２３などに供給される。また、軸受凹部１０の滑り軸受面１０ａとジャーナル部１１の外周面の間に供給される。
【０１１３】
このため、ニードルベアリング２５やボールベアリング２２、各ローラ保持孔２４ｂと各ローラ２３との間、並びに軸受凹部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。
【０１１４】
また、ニードルベアリング２５を潤滑した潤滑油は、筒状基部３１の内周面とモータ出力軸１８の一端部１８ａとの間や、各伝達キー３３ａ、３３ｂと偏心軸２１のキー溝２１ｄ、２１ｅとの間などの摩擦発生部位に供給されて、これら摩擦発生部位全体を効果的に潤滑する。これによって、オルダム継手は、潤滑性能が向上して常時円滑な作動が得られる。
に供給される。
【０１１５】
したがって、減速機構１３に対する潤滑性がさらに促進されると共に、従動部材９とスプロケット１との間の軸受に対する潤滑性も良好になる。
【０１１６】
また、本実施形態では、カムボルト１４の頭部１４ａの外周面に高周波焼き入れを施して高硬度にしたことから、以下のような作用効果が得られる。
【０１１７】
すなわち、機関駆動中に発生するカムシャフト２の正負の交番トルクによって減速機構１３に逆入力がカムボルト１４に作用して、頭部１４ａの外周面に径方向への荷重が入力される。これによって、頭部１４ａの外周面にニードルベアリング２５が干渉するおそれがある。しかし、頭部１４ａの外周面は硬度が高いことから、損傷の発生を抑制できる。
【０１１８】
一方、頭部１４ａの座面１４ｅは、硬度が外周面よりも低いことから、高い靱性によりカムボルト１４の締結力を十分に確保することができる。
【０１１９】
また、電動モータ１２のモータ出力軸１８の一端部１８ａ（ストッパ部材５０を含む）が、カムボルト１４の工具溝１４ｄ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１８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１８の一端部１８ａが工具溝１４ｄ内に入ってこの移動を吸収できる。これにより、モータ出力軸１８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。
【０１２０】
この結果、バルブタイミング制御装置は、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。
【０１２１】
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１８の一端部１８ａの二面幅部１８ｃ、１８ｄを介して、モータ出力軸１８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。
【０１２２】
このため、オルダム継手としての製造誤差や、モータ出力軸１８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１８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。
【０１２３】
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)が発生すると、このスラスト荷重をジャーナル部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。
〔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、異なるところは、第１ボールベアリング４５の全体の外径を大きくしたものである。
【０１２４】
すなわち、仕切壁４０ａの筒状部４１の一端部４１ａ側の外径が他端部４１ｂよりも大きく形成されていると共に、一端部４１ａ側のベアリング保持孔４１ｃの内径も大きく形成されている。他端部４１ｂ側の外径やベアリング保持孔４１ｃの内径は、第１実施形態のものと同じである。
【０１２５】
回転中のモータ出力軸１８の振れの影響を受けやすい第１ボールベアリング４５は、内輪４５ａと外輪４５ｂ及びボール４５ｃの全体の外径が第２ボールベアリング４６よりも大きく形成されている。
【０１２６】
これによって、第１ボールベアリング４５は、第２ボールベアリング４６よりも耐荷重が高くなっている。
【０１２７】
したがって、この実施形態によれば、第１ボールベアリング４５によるモータ出力軸１８の振れに対する強度が確保されて、第１ボールベアリング４５の耐久性の向上が図れる。
〔第３実施形態〕
図１０及び図１１は第３実施形態を示し、基板収容空間Ｓ１内において回路基板４３の配置をカバー部材４９側に移動させたものである。
【０１２８】
すなわち、仕切壁４０ａの内面四隅に設けられた４つの円柱ボス部４２を、カバー部材４９側へ所定量だけ延長して設けた。この各円柱ボス部４２は、先端部の内部軸方向に各ビス４４がねじ込まれる雌ねじ孔が形成されている。
【０１２９】
回路基板４３は、四角形状の外形などは第１、第２実施形態のものと同じであるが、中央には筒状部挿通孔４３ａが存在していない。したがって、回路基板４３は、第１、第２実施形態のものに比較して筒状部挿通孔４３ａが存在しない分、使用面積を大きく取ることができる。この結果、回路基板４３の全体の大きさを小さくすることが可能になる。
【０１３０】
なお、電子部品などは、回路基板４３の仕切壁４０ａ側に配置されている。また、コネクタ４７の端子片４８の一端部４８ａは、回路基板４３の前方への配置移動に伴って前方へ延びている。
【０１３１】
また、回転位置検出センサの被検出部をモータ出力軸１８の他端部１８ｂに配置し、検出回路を回路基板４３の仕切壁４０ａ側の側面に配置することが可能である。このようにすることで、検出回路を回路基板４３上に配置でき、かつ被検出部を小型化して回転慣性力を低減できる。
【０１３２】
他の構成は第１実施形態と同じであるから、これと同一の作用効果が得られる。
【０１３３】
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、軸受としては転がり軸受の他に、滑り軸受などであっても良い。また、転がり軸受としては、ボールベアリングの他にニードルベアリングなどであって良い。また、２つの軸受の一方をボールベアリング、他方をニードルベアリングとしても良い。
【０１３４】
また、軸受は、単一でも良く、さらに３つ以上とすることも可能である。単一の場合は、外輪や内輪の軸方向の長さを延ばして、転動体としての複数のボールを横並列に設ける複列玉軸受を用いることも可能である。また、単一の場合において、内輪が二つに分離しているアンギュラ玉軸受であって、ボールが内輪及び外輪と４点で接触する４点接触玉軸受を用いることも可能である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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、前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられ、入力軸が回転す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減速機構と、
前記カムシャフトの回転軸方向に前記減速機構と並んで配置される電動モータであって、モータハウジングと、前記モータハウジングの内部に固定されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されて前記減速機構の入力軸に回転力を伝達するモータ出力軸と、前記モータハウジングの前記モータ出力軸の回転軸方向の前記減速機構と反対側に配置されて、少なくとも回路基板を収容する基板収容空間を有するケーシングと、前記モータ出力軸の回転軸方向の一端部に複数設けられ、前記ケーシングを介して前記基板収容空間に少なくとも一部が配置されて、前記モータ出力軸を軸支する軸受と、を有する前記電動モータと、
を備えている。
【０１３７】
この発明の態様によれば、モータ出力軸の一端部に並置された複数の軸受の一部を、ケーシング内の基板収容空間内に配置したことによって、前記基板収容空間の軸方向のデッドスペースを有効に活用できる。このため、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くできることから全体の小型化が図れる。
また、軸受の少なくとも一部を基板収容空間内に配置したことによって、該基板収容空間での放熱性が良好になり、軸受の耐久性が向上する。
【０１３８】
さらに好ましくは、前記軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記ロータを挟んで前記減速機構と反対側に配置されている。
【０１３９】
さらに好ましくは、前記軸受は、内部にグリースが封入されたシールド型、または軸方向の両端開口をゴム製のシールで覆ったシール型である。
【０１４０】
この発明の態様によれば、軸受の放熱性が高くなるので、内部に封入されたグリースや、ゴムシールの熱による劣化を抑制できる。
【０１４１】
さらに好ましくは、前記モータハウジングは、有底筒状に形成されて、内部に前記ステータが収容されるステータ収容空間を有し、
前記ケーシングは、モータハウジングの軸方向の一端開口を覆い、前記ステータ収容空間と前記基板収容空間を仕切る仕切壁を有し、
前記仕切壁に前記軸受が固定されている。
【０１４２】
この発明の態様によれば、複数の軸受は、モータハウジングには設けられずケーシングの仕切壁にのみ設けられていることから、モータハウジングと仕切壁の芯合わせ、つまり同軸性の位置合わせ作業が容易になる。すなわち、複数の軸受が、モータハウジングとケーシング(仕切壁)の両方に設けられている場合には、その各々の軸受の同軸性を確保するための作業が必要になるが、本実施形態では、各軸受が仕切壁のみに設けられていることから、その芯合わせが不要になる。したがって、作業の負荷が軽減される。
【０１４３】
さらに好ましくは、前記仕切壁は、前記基板収容空間に軸方向に沿って突出する筒状部を有し、前記筒状部の内側に前記軸受が固定されている。
【０１４４】
この発明の態様によれば、筒状部を形成することによって仕切壁の全体の肉厚を薄くすることができるので、軽量化が図れる。
【０１４５】
さらに好ましくは、前記回路基板は、幅方向に貫通した貫通孔を有し、
前記筒状部は、前記貫通孔に挿入配置されている。
【０１４６】
筒状部の一部を回路基板の貫通孔に挿入配置したことによって、基板収容空間を有効に利用できると共に、軸方向の小型化が図れる。
【０１４７】
さらに好ましくは、前記筒状部は、一部が前記ステータ収容空間の内部に軸方向から突出している。
【０１４８】
筒状部の一部をステータ収容空間内に配置することによって、仕切壁の肉厚を薄くしつつ複数の軸受を固定可能になる。これによって、軽量化が図れる。
【０１４９】
さらに好ましくは、前記軸受は、モータ出力軸の回転軸方向で隣接した単列の第１転がり軸受と単列の第２転がり軸受である。
【０１５０】
軸受は、独立した第１、第２転がり軸受であることから、モータ出力軸に対する負荷に応じて耐荷重を変えることが可能になる。
【０１５１】
さらに好ましくは、前記第１転がり軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記第２転がり軸受よりも前記減速機構寄りに配置されており、かつ、前記第２転がり軸受よりも耐荷重が高くなっている。
【０１５２】
ここで、耐荷重が高いとは、第１転がり軸受の外径を大きくするとか、熱処理を施す、あるいは負荷容量を上げる、さらに、各転動体であるボールの数を多くするなどであって、これによって、モータ出力軸の振れに対する強度を向上させることが可能になる。
【０１５３】
さらに好ましくは、前記第１転がり軸受は、全体の外径が前記第２転がり軸受よりも大きく設定してある。
【０１５４】
第１転がり軸受の耐荷重性を高くすることによって、モータ出力軸の振れに対する強度が高くできる。
【０１５５】
さらに好ましくは、前記第１転がり軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向において前記第２転がり軸受よりも前記減速機構に近い位置に配置され、前記第１転がり軸受は、前記ステータ収容空間に配置され、前記第２転がり軸受は、前記基板収容空間に配置されている。
【０１５６】
また、別の好ましい態様として、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、前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられ、入力軸が回転す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減速機構と、
前記カムシャフトの回転軸方向に前記減速機構と並んで配置される電動モータであって、モータハウジングと、前記モータハウジングの内部に固定されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されて前記減速機構の入力軸に回転力を伝達するモータ出力軸と、前記モータハウジングの前記モータ出力軸の回転軸方向の前記減速機構と反対側に配置されて、少なくとも回路基板を収容する基板収容空間を有するケーシングと、前記モータ出力軸を軸支する軸受と、を有する前記電動モータと、を備え、前記軸受は、前記モータ出力軸の回転軸方向の一端部に設けられ、前記ケーシングを介して前記基板収容空間に少なくとも一部が配置された複列玉軸受けまたは４点接触玉軸受のみである。
【０１５７】
複列玉軸受や４点接触玉軸受であれば、単一の軸受を用いることができるので、部品点数の削減に寄与する。
【符号の説明】
【０１５８】
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、４…アダプタ、８…保持プレート、９…従動部材(従動回転体)、９ａ…円盤状本体、９ｂ…ボルト挿入孔、９ｃ…円筒部、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…雄ねじ部、１４ｅ…座面、１５…フロントプレート、１５ａ…挿入孔、１５ｃ…内周部、２１…偏心軸（入力軸）、１７…ステータ、１７ａ…鉄心、１７ｂ…コイル、１８…モータ出力軸、１８ａ…一端部、１８ｂ…他端部、２０…制御機構、２１ａ…偏心軸部、２３…ローラ、２４…保持器、２４ｂ…ローラ保持孔、３０…中間部材、３１…筒状基部、３４…油供給通路、４５…第１ボールベアリング(軸受、転がり軸受)、４０…ケーシング、４０ａ…仕切壁、４０ｂ…周壁、４１…筒状部、４１ａ…一端部、４１ｂ…他端部、４３…回路基板、４３ａ…筒状部挿通孔、４６…第２ボールベアリング(軸受、転がり軸受)、４５ａ・４６ａ…内輪、４５ｂ・４６ｂ…外輪、４５ｃ、４６ｃ…ボール、Ｓ…ステータ収容空間、Ｓ１…基板収容空間。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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