(57)【要約】【課題】出力軸に対する保持器の接合作業能率の向上を図ることができる。【解決手段】モータ軸の大径部の先端部に有する偏心軸部と、偏心軸部と内歯との間に配置された複数のローラと、を備えている。保持器３９は、複数のローラをそれぞれ保持する複数のローラ保持孔４４ａを周方向の等間隔位置に有する筒状部４４を有すると共に、基部４３の回転軸方向に貫通する大径孔４３ａの内周に雌スプライン４５が設けられている。従動部材９は、円盤部材４０と一体の連結部４２ｆの外周に雌スプラインに嵌合する雄スプライン４２が設けられている。この雄スプラインの各突部４２ｂの中央部位４２ｃを、軸方向からプレス機によって加圧して塑性変形させることによって雌スプラインと結合する。【選択図】図１２
2020125826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に内歯車を有するハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、外周に偏心軸部を有する入力軸と、
前記偏心軸部と前記内歯車との間に配置された複数のローラと、
前記複数のローラをそれぞれ保持する複数のポケットを周方向に有すると共に、回転軸方向に貫通する貫通孔の内周に雌スプラインが設けられた保持器と、
外周面に前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインが設けられ、前記雄スプラインが塑性変形により前記雌スプラインと結合している出力軸と、
を備えたことを特徴とする減速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の減速機構において、
前記出力軸は、前記保持器よりも硬度が低い金属材によって形成されていることを特徴とする減速機構。
【請求項３】
請求項２に記載の減速機構において、
前記出力軸は、回転軸方向の位置に固定用孔を有し、前記固定用孔に前記出力軸より硬度の高い軸部材が挿入固定されていることを特徴とする減速機構。
【請求項４】
請求項１に記載の減速機構において、
前記保持器は、内周に前記雌スプラインが設けられた円環状の基部と、該基部の外周から回転軸方向に沿って延び、前記複数のポケットが周方向の一定の間隔位置に設けられた環状部と、を有することを特徴とする減速機構。
【請求項５】
請求項２に記載の減速機構において、
前記出力軸は、焼結合金材によって形成されていることを特徴とする減速機構。
【請求項６】
請求項５に記載の減速機構において、
前記出力軸は、円盤状に形成された円盤部材と、該円盤部材の外周側に設けられ、前記雄スプラインを有する連結部と、を有し、
前記雄スプラインの外径は、前記円盤部材の外径と同じかそれよりも小さいことを特徴とする減速機構。
【請求項７】
請求項１に記載の減速機構において、
前記保持器は、プレス成形によって形成されていることを特徴とする減速機構。
【請求項８】
請求項７に記載の減速機構において、
前記保持器は、表面硬化処理されて、前記出力軸よりも高硬度になっていることを特徴とする減速機構。
【請求項９】
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、カムシャフトに固定された従動回転体と、入力軸を回転させることによって前記駆動回転体に対する前記入力軸の回転速度を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、前記入力軸を回転駆動する電動モータと、を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記減速機構は、
前記駆動回転体に設けられた内歯車と、
前記入力軸の外周に設けられた偏心軸部と、
前記偏心軸部と前記内歯車との間に配置された複数のローラと、
前記複数のローラのそれぞれを保持する複数のポケットを周方向に有すると共に、回転軸方向に貫通する貫通孔の内周に雌スプラインが設けられた保持器と、を備え、
前記従動回転体は、外周に前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインが設けられ、前記雄スプラインが塑性変形により前記雌スプラインと結合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であって、
前記従動回転体は、前記入力軸を回転可能に支持する筒状軸部を有し、
前記筒状軸部は、前記従動回転体に対して別体に設けられ、前記従動回転体に設けられた挿通孔に少なくとも軽圧入によって保持され、内部に挿入されたカムボルトによって前記従動回転体とともに前記カムシャフトに固定され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１１】
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であって、
前記従動回転体は、前記保持器よりも硬度が低い金属材によって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。
【請求項１２】
前記従動回転体は、円盤状に形成された円盤部材と、該円盤部材の外周側に一体に設けられ、前記雄スプラインを有する連結部とを有し、前記雄スプラインの外径は前記円盤部材の外径と同じかそれよりも小さ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構及びこの減速機構が適用され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】
従来の減速機構としては、以下の特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この減速機構は、円筒状のハウジング内に回転可能に支持される入力軸及び出力軸と、前記ハウジングの内周面に固定された内歯車と、を備え、これらが同軸状に配置されている。前記入力軸に固定されたほぼ円盤状の一対の偏心軸と前記内歯車との間には、複数のローラが設けられている。また、前記出力軸には、前記各ローラを周方向に等ピッチに設けられた複数のポケットによって保持する段差筒状の保持器が設けられている。この保持器は、回転軸方向の一端部に有する小径筒部が出力軸の外周面に対して、例えば溶接やボルト留めなどによって接合されている。
【０００４】
そして、前記各ローラは、前記入力軸を一方向へ１回転させると、偏心軸の外周部によって内歯車の各歯部に押し付けられ、この各歯部に対して入力軸と同方向へ入力軸の軸心周りを公転する。この各ローラの公転により、前記保持器を介して前記出力軸に内歯車の歯数に応じた減速比の回転が伝達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２０１１−５２７６９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、前記従来技術にあっては、出力軸に対する保持器の接合方法として、溶接やボルト留めなどを用いていることから、その接合作業が煩雑になり、接合作業能率の低下を招くおそれがある。
【０００７】
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、出力軸(従動回転体)に対する保持器の接合作業能率の向上を図り得る減速機構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】
【０００８】
本発明の一つの態様としては、内側に内歯車を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、外周に偏心軸部を有する入力軸と、前記偏心軸部と前記内歯車との間に配置された複数のローラと、前記複数のローラをそれぞれ保持する複数のポケットを周方向に有すると共に、回転軸方向に貫通する貫通孔の内周に雌スプラインが設けられた保持器と、外周面に前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインが設けられ、この雄スプラインを加圧して塑性変形させることによって前記雌スプラインと結合される出力軸と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、出力軸に対する保持器の接合作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態における主要な構成部材を示す分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】従動部材と保持器の分解斜視図である。
【図５】同じく従動部材と保持器を図４とは反対側からみた分解斜視図である。
【図６】本実施形態に供される保持器と円盤部材が雌雄スプラインを嵌合させて仮留め状態に組み合わせた状態を軸部材側から視た斜視図である。
【図７】保持器と円盤部材を組み合わせた状態を円盤部材側から視た斜視図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図６Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図１０】図９のＤ部拡大図である。
【図１１】図９のＥ部拡大図である。
【図１２】雄スプラインをプレス成形によって圧縮変形させた状態を軸部材側から視た斜視図である。
【図１３】図１２のＦ部の拡大図である。
【図１４】図１２のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１５】図１２のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１６】図１５のＩ部拡大図である。
【図１７】図１５のＪ部拡大図である。
【図１８】本発明の第２実施形態を示すバルブタイミング制御装置の一部断面図である。
【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説明する。なお、本実施形態では、例えば４気筒内燃機関の吸気側に適用されている。
【００１２】
図１は本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は本実施形態における主要な構成部材を示す分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
このバルブタイミング制御装置（ＶＴＣ）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上に軸受ブラケット０２を介して回転自在に支持され、スプロケット１から伝達された回転力によって回転するカムシャフト２と、スプロケット１の前方位置に配置され、チェーンケース６に固定されたカバー部材３と、スプロケット１とカムシャフト２の間に配置され、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４と、を備えている。
【００１４】
スプロケット１は、図外の内燃機関のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動するようになっている。このスプロケット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、内周面が段差径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、巻回された前記タイミングチェーンを介してクランクシャフトからの回転力を受ける歯車部１ｂと、スプロケット本体１ａの前端側に一体に設けられ、後述する減速機構１３の一部を構成する内歯車５と、から構成されている。
【００１５】
また、このスプロケット１は、スプロケット本体１ａと後述する出力軸である従動部材９との間に設けられた１つの大径ボールベアリング１９によって従動部材９に相対回転可能に支持されている。この大径ボールベアリング１９は、スプロケット本体１ａの内周に圧入された外輪１９ａと、従動部材９の後述する円盤部材４０の外周に保持された内輪１９ｂと、該両輪１９ａ、１９ｂ間に設けられ、ケージによって支持されたボール１９ｃと、から構成されている。
【００１６】
内歯車５は、スプロケット本体１ａの前端部外周側に一体に設けられている。この内歯車５は、カムシャフト２と反対方向へ軸方向に沿って延出した円筒状に形成されて、内周には波形状の複数の内歯５ａを有している。
【００１７】
さらに、スプロケット１の内歯車５と反対側の後端部には、保持プレート８が配置固定されている。この保持プレート８は、金属材である例えば鉄系金属の板材によって円環状に形成されている。この保持プレート８は、図１及び図２に示すように、中央に形成された円形孔８ａの内周縁所定位置に、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８ｂが一体に設けられている。このストッパ凸部８ｂは、保持プレート８の円周方向に沿って延びたほぼ台形状に形成されている。ストッパ凸部８ｂの先端縁８ｃは、後述するアダプタ１１のストッパ凹溝１１ｅの円弧状内周面に沿った円弧状に形成されている。この先端縁８ｃとストッパ凹溝１１ｅの対向面とは、僅かな隙間をもって非接触状態になっている。
【００１８】
また、ストッパ凸部８ｂは、円周方向の第１外側面と第２外側面が末広がり状、つまり、ハ字形状の傾斜状に形成されている。この傾斜角度は、後述するストッパ凹溝１１ｅの対向内側面の傾斜角度と同じになっている。
【００１９】
スプロケット本体１ａ（内歯車５）及び保持プレート８のそれぞれの外周部には、周方向のほぼ等間隔位置に複数（本実施形態では８つ）のボルト挿通孔１ｃ、８ｄが貫通形成されている。
【００２０】
また、内歯車５の前端側には、後述するモータハウジング１４のカムシャフト２側の後端部が対向配置されている。このモータハウジング１４の後端部の周壁には、各ボルト挿通孔１ｃ、８ｄと対応した位置に複数（本実施形態では８つ）の雌ねじ孔１４ｄが軸方向へ貫通形成されている。
【００２１】
したがって、スプロケット１と保持プレート８及びモータハウジング１４は、各孔１ｃ、８ｄ、１４ｄに挿通、螺着した８本のボルト７によってモータハウジング１４の回転軸方向から共締め固定されている。
【００２２】
なお、スプロケット本体１ａと内歯車５が、後述する減速機構１３のハウジングとして構成されている。
【００２３】
チェーンケース６は、内燃機関のシリンダヘッド０１と図外のシリンダブロックの前端側やスプロケット１に巻回された図外のチェーンを覆うように上下方向に沿って配置固定されている。このチェーンケース６は、図１に示すように、前端部の外周縁に固定用のフランジ部６ａが一体に設けられていると共に、前端部の内周に円環溝６ｂが形成されている。この円環溝６ｂは、チェーンケース６の前端縁から内側軸方向へ延びた軸方向幅（深さ）がフランジ部６ａの肉厚幅よりも大きく形成されている。
【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。カムシャフト２は、回転軸方向のスプロケット１側の一端部２ａの内部軸心方向に雌ねじ孔２ｂが形成されている。さらに、カムシャフト２は、後述するアダプタ１１を介して従動部材９がカムボルト１０によって回転軸方向から結合されている。また、一端部２ａの先端には、位置決め用のピン２ｃが軸方向から圧入固定されている。
【００２５】
カムシャフト２は、一端部２ａの内部軸方向に、図外のオイルポンプの吐出通路と連通する油通路孔２ｄが形成されている。
【００２６】
カムボルト１０は、頭部１０ａと、頭部１０ａの軸方向一端面からカムシャフト２方向へ伸びた軸部１０ｂと、軸部１０ｂの先端部外周に形成されて、カムシャフト２の雌ねじ孔２ｂに螺着する雄ねじ部１０ｃと、を有している。
【００２７】
図４は従動部材と保持器の分解斜視図、図５は同じく従動部材と保持器を図４とは反対側からみた分解斜視図、図６は保持器と円盤部材が雌雄スプラインを嵌合させて仮留め状態に組み合わせた状態を軸部材側から視た斜視図、図７は同じく組み合わせた状態を円盤部材側から視た斜視図である。
【００２８】
従動部材９は、図４〜図７に示すように、予め分離形成された後述する保持器３９とスプライン結合されて、最終的に、例えば、プレス機によって一体的に結合されるようになっている。この従動部材９と保持器３９との結合方法ついては後述する。
【００２９】
従動部材９は、カムシャフト２側に配置された円盤部材４０と、該円盤部材４０の回転軸線方向に貫通形成された固定用孔４０ａに圧入固定される円筒状の軸部材４１と、から主として構成されている。
【００３０】
円盤部材４０は、金属粉を圧縮して焼結成形された焼結金属によって形成されている。また、この円盤部材４０は、カムシャフト２側の後端面のボルト挿入孔４１ａの周囲にアダプタ１１の後述する固定部１１ａが嵌め合わされる嵌合溝４０ｂが形成されている。また、この嵌合溝４０ｂの底部には、後述する潤滑油供給孔６１とカムシャフト２の一端部２ａ先端に設けられた位置決め用のピン２ｃが挿入されるピン溝孔４０ｃが形成されている。これによって、カムシャフト２に対する従動部材９及びアダプタ１１との円周方向の位置決めがされている。
【００３１】
また、円盤部材４０は、嵌合溝４０ｂと反対側の外側面に円環状の凹溝４０ｅが形成されている。この凹溝４０ｅの外周部には、円環凸状の連結部４０ｆが一体に設けられている。
【００３２】
この連結部４０ｆの外周部には、円環状の雄スプライン４２が一体に設けられている。この雄スプライン４２は、波形歯車状に形成されて、凹溝４０ｅ側の複数の谷部４２ａと、該各谷部４２ａの間に有するそれぞれがほぼ三角形状の複数の突部４２ｂと、を有している。
【００３３】
また、図４及び図５に示すように、各突部４２ｂの直径方向の外径Ｄは、円盤部材４０の外径Ｄ１よりも僅かに小さく設定されている。したがって、雄スプライン４２は、円盤部材４０の外周面４０ｇから径方向へ突出することなく、この外周面４０ｇから数十ミリ程度径方向内側に位置して、段差状に形成されている。なお、雄スプライン４２の外径Ｄと円盤部材４０の外径Ｄ１を、同一に形成することも可能である。
【００３４】
軸部材４１は、鉄系金属を浸炭焼き入れ(表面硬化処理)が施されて円盤部材４０よりも硬度が高くなっている。また軸部材４１は、カムシャフト２側の一端部に円盤部材４０の固定用孔４０ａに挿入される第１小径筒部４１ｂが設けられている。この第１小径筒部４１ｂと軸方向で反対側の他端部には、後述する小径ボールベアリング３６の内輪３６ａが圧入される第２小径筒部４１ｃが一体に設けられている。ここで、表面硬化処理は、浸炭焼き入れに限られず、高周波焼き入れや窒化処理などであっても良い。
【００３５】
第１小径筒部４１ｂと第２小径筒部４１ｃは、軸部材４１の外周面を切削加工によって切欠形成されており、したがって、それぞれが薄肉な円筒状になっている。
【００３６】
第１小径筒部４１ｂは、カムシャフト２方向へ延びた軸方向の長さＬが円盤部材４０の固定用孔４０ａの軸方向幅よりも僅かに短く設定されている。これによって、第１小径筒部４１ｂが、固定用孔４０ａに挿入された際に、先端部が固定用孔４０ａから嵌合溝４０ｂ方向へ突出しないようになっている。これは、円盤部材４０を、カムボルト１０によってカムシャフト２に締結する際に、円盤部材４０に対して、カムボルト１０の締め付けトルクを十分に伝達するためである。この第１小径筒部４１ｂは、円盤部材４０に組み付けられる際に、固定用孔４０ａの内周面に対して少なくとも軽圧入によって固定されている。この軽圧入とは、強い圧入ではなく、第１小径筒部４１ｂが、円盤部材４０から不用意に脱落を抑制できる程度であって、いわゆる中間嵌め程度の圧入である。
【００３７】
第２小径筒部４１ｃは、図４に示すように、後述する電動モータ１２方向へ延びた軸方向の長さＬ１が小径ボールベアリング３６の内輪３６ａの軸方向幅よりも僅かに小さく設定されている。これは、円盤部材４０をカムシャフト２に軸部材４１を介してカムボルト１０によって締結する際に、小径ボールベアリング３６の内輪３６ａの軸方向の端面に頭部１０ａの着座面が軸方向から圧接する。これによって、内輪３６ａが、カムボルト１０の頭部１０ａの着座面と軸部材４１の段差部との間で軸方向から挟持状態に固定保持されるようになっている。
【００３８】
また、第２小径筒部４１ｃは、外周面に後述するニードルベアリング３５と小径ボールベアリング３６が軸方向へ並んで設けられている。
【００３９】
カムシャフト２の一端部２ａと従動部材９との間には、円盤状のアダプタ１１が設けられている。
【００４０】
このアダプタ１１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部材をプレス成形によって一体に形成され、全体の外形が二等辺三角形状に形成されている。
【００４１】
すなわち、アダプタ１１は、中央に位置する円形凹溝状の固定部１１ａと、この固定部１１ａの外周面から径方向外側に突出した３つの第１、第２、第３突出部と、を有し、これらによって全体外形が二等辺三角形状に形成されている。
【００４２】
固定部１１ａは、プレス成形によって従動部材９方向へ凸状に膨出形成されて、内側に形成された嵌合凹部１１ｂの内部にカムシャフト２の一端部２ａが軸方向から嵌合するようになっている。また、固定部１１ａは、嵌合凹部１１ｂを構成する円環状の周壁の外周面が従動部材９の嵌合溝４０ｂの内周面に圧入されるようになっている。
【００４３】
固定部１１ａは、嵌合凹部１１ｂの底壁の中央にカムボルト１０の軸部１０ｂが挿入されるボルト挿入孔１１ｃが貫通形成されている。また、底壁のボルト挿入孔１１ｃの側部には、位置決め用のピン２ｃが挿入されるピン挿入孔１１ｄが貫通形成されている。
【００４４】
また、アダプタ１１は、二等辺三角形の底部となる位置に保持プレート８のストッパ凸部８ｂが配置されるストッパ凹溝１１ｅが形成されている。このストッパ凹溝１１ｅは、円周方向に沿った円弧状に形成されて、両内側縁間の周方向の長さがストッパ凸部８ｂの両外側縁の形成位置との相対関係で決定されている。そして、ストッパ凹溝１１ｅの両内側縁の一方が、ストッパ凸部８ｂの両外側縁の一方に当接して、従動部材９の（カムシャフト２)の最遅角側に機械的に規制されるようになっている。また、ストッパ凹溝１１ｅの両側縁の他方が、ストッパ凸部８ｂの両外側縁の他方に当接して、従動部材９の（カムシャフト２)の最進角側に機械的に規制されるようになっている。
【００４５】
なお、ストッパ凹溝１１ｅの円周方向の長さは、バルブタイミング制御装置の仕様や大きさなどに基づいて任意に決定されるようになっている。
【００４６】
位相変更機構４は、図１〜図３に示すように、従動部材９の軸部材４１の前端側に配置された電動モータ１２と、該電動モータ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。
【００４７】
電動モータ１２は、ブラシ付きのＤＣモータであって、スプロケット１と一体に回転するモータハウジング１４と、該モータハウジング１４の内部に回転自在に設けられた入力軸であるモータ軸１５と、モータハウジング１４の内周面に固定された円弧状の４つの永久磁石１６と、モータハウジング１４の前端部に設けられた封止プレート１７と、を備えている。
【００４８】
モータハウジング１４は、例えば鉄系金属材をプレス成形によって有底筒状に形成されたヨークとしてのハウジング本体１４ａを有している。このハウジング本体１４ａは、後端側に円板状の仕切壁１４ｂが設けられている。この仕切壁１４ｂは、ほぼ中央位置に後述する偏心軸部２４を挿通する大径な軸部挿通孔１４ｃが形成されている。この軸部挿通孔１４ｃの孔縁には、カムシャフト２軸方向へ突出した円筒状の延出部が一体に設けられている。
【００４９】
モータ軸１５は、段差円筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、回転軸方向のほぼ中央位置に形成された段差部を介してカムシャフト２側の大径部１５ａと、カバー部材３側の小径部１５ｂと、から構成されている。
【００５０】
大径部１５ａは、外周に鉄心ロータ１８が固定されていると共に、カムシャフト２側の後端部には減速機構１３の一部を構成する偏心軸部２４が一体に設けられている。
【００５１】
小径部１５ｂは、外周に非磁性材の円環部材２０が圧入固定されている。この円環部材２０の外周面には、円環状のコミュテータ２１が軸方向から圧入固定されている。
【００５２】
また、小径部１５ｂの内周面には、モータ軸１５の回転位置を検出する回転検出機構の被検出部２２が圧入固定されている。この被検出部２２は、本体が合成樹脂材によって有蓋円筒状に形成され、本体の前端壁の前面に３葉状の被検出ロータ２２ａが固定されている。また、この被検出部２２は、外周にモータ軸１５の内周面との間をシールするオイルシール２２ｂが設けられている。
【００５３】
鉄心ロータ１８は、複数の磁極を持つ磁性材によって形成され、外周側にスロットを有するボビンを介してコイル１８ａが巻回されている。
【００５４】
コミュテータ２１は、導電材によって円環状に形成されて、鉄心ロータ１８の極数と同数に分割された各セグメントにコイル１８ａの引き出されたコイル線の端末が電気的に接続されている。
【００５５】
各永久磁石１６は、微小隙間を介して円周方向に沿って円筒状に並べられている。各永久磁石１６は、円周方向に複数の磁極を有し、ハウジング本体１４ａの回転軸方向の位置が鉄心ロータ１８の固定位置よりもカバー部材３方向へオフセット配置されている。
【００５６】
封止プレート１７は、全体が円盤状に形成され、中央位置にモータ軸１５の一端部などが挿通される軸挿通孔１７ａが貫通形成されている。また、この封止プレート１７は、円盤状の非磁性材である樹脂部１７ｂと、該樹脂部１７ｂの内部に埋設された円板状の芯金１７ｃと、を有している。
【００５７】
また、封止プレート１７は、樹脂部１７ｂに設けられた複数（本実施形態では４つ）のホルダ２３ａ〜２３ｄと、該各ホルダ２３ａ〜２３ｄの内部に封止プレート１７の径方向に沿って摺動自在に収容配置された切換用ブラシ（整流子）である４つのブラシ２５ａ〜２５ｄと、樹脂部１７ｂの前端面に、各外端面を露出した状態で埋設固定された内外二重の円環状の給電用スリップリング２６ａ、２６ｂと、各ブラシ２５ａ〜２５ｄと各給電用スリップリング２６ａ、２６ｂを電気的に接続する図外のピグテールハーネスと、を備えている。
【００５８】
また、封止プレート１７は、樹脂部１７ｂの外周から露出した芯金１７ｃの外周部がモータハウジング１４の前端部内周に形成された凹状段差部にかしめによって位置決め固定されている。
【００５９】
各ブラシ２５ａ〜２５ｄは、各ホルダ２３ａ〜２３ｄ内に設けられたコイルスプリングのばね力で各先端面がコミュテータ２１の外周面に弾接している。
【００６０】
カバー部材３は、図１及び図２に示すように、モータハウジング１４の前端部及び封止プレート１７全体を覆うように配置されている。このカバー部材３は、樹脂体２７と該樹脂体２７の内部に埋め込まれた金属プレート２８によってほぼ円盤状に一体に形成されている。カバー部材３は、円盤状のカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの開口側の外周縁に一体に形成された円環状の取付フランジ３ｂと、を有している。
【００６１】
カバー本体３ａは、中央に被検出部２２の先端部が挿入される挿入用孔３ｃが貫通形成されている。また、カバー本体３ａは、図１に示すように、背面側に回転検出機構の検出部である受信回路や励磁回路を備えた検出回路５２や集積回路５３などが保持されている。また、カバー本体３ａの外側には、検出回路５２や集積回路５３などを覆い保護する蓋部３０が着脱可能に取り付けられている。カバー本体３ａは、図１に示すように、背面側の外周部に環状の固定用溝３ｆが形成されている。一方、蓋部３０は、合成樹脂材によってほぼ矩形状の薄肉一体に形成されて、外周部に固定用溝３ｆに着脱可能に嵌着する環状の嵌着部３０ａが形成されている。
【００６２】
また、カバー部材３は、図１及び図２に示すように、カバー本体３ａから下方向へ突出した給電用コネクタ３１と、該給電用コネクタ３１の側部に配置された信号用コネクタ３２と、を一体に有している。
【００６３】
給電用コネクタ３１は、一部がカバー本体３ａの内部に配設された細長い導電性の一対の端子片を有している（図示せず）。この各端子片は、カバー本体３ａ内でクランク状に折曲されて、内部の一端部が図外のピグテールハーネスを介して２つの給電用ブラシ３３，３３に接続されている。一方、各端子片の他端部は、カバー本体３ａからコネクタ部で露出して図外のコントロールユニットに別のコネクタを介して電気的に接続されている。
【００６４】
信号用コネクタ３２は、図１に示すように、一部がカバー本体３ａの内部に配設された細長い導電性の一対の端子片３２ａを有している。この各端子片３２ａは、一端部がハーネスを介して集積回路５３に電気的に接続され、各他端部３２ｃがコネクタ部内で露出して機関（エンジン）を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）に接続されている。
【００６５】
なお、集積回路５３は、被検出部２２から入力された信号を入力する検出回路５２から情報信号が入力されるようになっている。
【００６６】
取付フランジ３ｂは、樹脂材によって円環状に形成されていると共に、外周面のほぼ等間隔位置に複数（本実施形態では４つ）のボス部３ｄが一体に設けられている。この各ボス部３ｄには、内部に埋め込まれた金属製のスリーブによってボルト挿入孔３ｅが形成されている。
【００６７】
また、この取付フランジ３ｂは、各ボルト挿入孔３ｅに挿入される図外の取付ボルトによってチェーンケース６のフランジ部６ａに締結固定されるようになっている。
【００６８】
さらに、取付フランジ３ｂのモータハウジング１４側の内端面と、該内端面に対向するチェーンケース６のフランジ部６ａの前端面と、の間には、両者間をシールするゴム製のシールリング５０が配置されている。
【００６９】
また、チェーンケース６の円環溝６ｂの内周面とモータハウジング１４の外周面との間には、大径なオイルシール５１が配置されている。
【００７０】
カバー本体３ａは、樹脂体２７における金属プレート２８の一部が切り欠かれた箇所で、かつ、各給電用スリップリング２６ａ、２６ｂと対応した位置に、２つのブラシホルダ２９、２９が固定されている。
【００７１】
この各ブラシホルダ２９は、導電材によって角筒状に形成されて、内部にそれぞれ給電用ブラシ３３、３３を摺動可能に収容するものである。また、各ブラシホルダ２９，２９は、カバー部材３の樹脂モールド成形時に該カバー部材３に対して一体的に固定されている。
【００７２】
また、各ブラシホルダ２９の内部には、各先端面が各給電用スリップリング２６ａ、２６ｂに軸方向からそれぞれ当接する一対の給電用ブラシ３３、３３が軸方向へ摺動可能に保持されている。この各給電用ブラシ３３は、角柱状に形成されて横断面が長方形状に形成されていると共に、所定の軸方向長さに設定されている。
【００７３】
また、この各給電用ブラシ３３は、カバー本体３ａの背面側に設けられた付勢部材である一対の捩りコイルばね３４、３４のばね力によってそれぞれ各給電用スリップリング２６ａ、２６ｂ方向へ付勢されている。
【００７４】
また、各給電用ブラシ３３は、後端部の一側面に形成された小孔３３ａに図外のピグテールハーネスの一端部が挿入されて例えば半田付けなどによって固定されている。この各ピグテールハーネスは、各給電用ブラシ３３が各捩りコイルばね３４のばね力によって最大に進出した際に、ブラシホルダ２９から脱落しないように、その最大摺動位置を規制する長さに設定されている。一方、ピグテールハーネスの各他端部は、給電用コネクタ３１の各端子片の他端部に半田付けによって固定されて両者が電気的に接続されている。
【００７５】
モータ軸１５と偏心軸部２４は、従動部材９の軸部材４１の外周面に設けられたニードルベアリング３５と、軸部材４１の第２小径筒部４１ｃに設けられた小径ボールベアリング３６とによって回転可能に支持されている。
【００７６】
ニードルベアリング３５は、円環状のシェルの内部に複数のローラ３５ａが回転可能に設けられている。
【００７７】
小径ボールベアリング３６は、図１に示すように、前述のように、軸部材４１の第２小径筒部４１ｃの外周面に圧入される内輪３６ａと、モータ軸１５の大径部１５ａの内周面に固定された外輪３６ｂと、両輪３６ａ、３６ｂの間に保持器を介して回転可能に保持された複数のボール３６ｃ、とを有している。
【００７８】
また、モータ軸１５(偏心軸部２４)の外周面と仕切壁１４ｂの延出部の内周面との間には、減速機構１３の内部から電動モータ１２内への潤滑油のリークを抑制する小径なオイルシール５５が設けられている。
【００７９】
減速機構１３は、いわゆるローラ減速機と称されるものであって、図１〜図３に示すように、偏心回転運動を行う前記偏心軸部２４と、偏心軸部２４の外周に設けられた中径ボールベアリング３７と、中径ボールベアリング３７の外周に設けられたローラ３８と、円盤部材４０の外周部に結合されて、複数のローラ３８を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する円筒状の保持器３９と、該保持器３９と結合された前記従動部材９と、から主として構成されている。
【００８０】
偏心軸部２４は、図３に示すように、外周面に形成されたカム面２４ａの軸心Ｙがモータ軸１５の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。
【００８１】
中径ボールベアリング３７は、ニードルベアリング３５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、内輪３７ａと外輪３７ｂ及び両輪３７ａ、３７ｂとの間にリテーナを介して設けられたボール３７ｃと、を有している。
【００８２】
内輪３７ａは、偏心軸部２４の外周面に圧入固定されているのに対して、外輪３７ｂ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３７ｂは、回転軸方向の一端面がどの部位にも接触せず、また軸方向の他端面がこれに対向する保持器３９の基部の内側面との間に微小な隙間が形成されてフリーな状態になっている。
【００８３】
また、外輪３７ｂの外周面には、各ローラ３８の外周面が転動自在に当接している。この外輪３７ｂの外周側には、円環状の隙間が形成されている。この円環状隙間によって、中径ボールベアリング３７全体が偏心軸部２４の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。
【００８４】
各ローラ３８は、例えば鉄系金属によって形成され、中径ボールベアリング３７の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ外周側が内歯車５の内歯５ａに噛み合い保持されている。また、各ローラ３８は、その全体の数が内歯車５の内歯５ａの全体の歯数よりも１つ少なくなっている。
【００８５】
さらに、この各ローラ３８は、保持器３９の後述するローラ保持孔４４ａの両側に有する各保持片によって周方向へガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。
【００８６】
保持器３９は、鉄系金属板材をプレス機によって一体に成形され、図１、図２〜図７に示すように、円盤部材４０の外周部前端から電動モータ１２側の前方へ縦断面ほぼＬ字形状に折曲されている。保持器３９は、円盤部材４０にスプライン結合される基部４３と、基部４３の外周に一体に有し、軸部材４１と同方向へ突出した環状部である筒状部４４と、を有している。また、この保持器３９は、プレス成形後において、浸炭焼き入れ(表面硬化処理)を施して焼結金属である円盤部材４０の硬度よも十分に高い硬度になっている。ここで、表面硬化処理は、浸炭焼き入れに限られず、高周波焼き入れや窒化処理であっても良い。
【００８７】
基部４３は、内側に貫通孔である大径孔４３ａを有する円環板状に形成されて、内周部に円盤部材４０の雄スプライン４２に回転軸方向から嵌合される雌スプライン４５が形成されている。雌スプライン４５は、雄スプライン４２と同じく波形歯車状に形成されて基部４３の内周部の全周に亘って形成されている。つまり、この雌スプライン４５は、雄スプライン４２の谷部４２ａと突部４２ｂがそれぞれ嵌合するほぼ三角形状の第２谷部４５ａと第２突部４５ｂが円周方向に沿って連続して形成されている。
【００８８】
また、基部４３は、その軸方向の幅が雌スプライン４５の軸方向幅よりも僅かに小さく設定されている。換言すれば、雌スプライン４５の各第２突部４５ｂの肉厚幅が、雄スプライン４２の各突部４２ｂの肉厚幅よりも僅かに小さく設定されている。
【００８９】
筒状部４４は、雌ねじ孔１４ｄと延出部との間に形成された円環凹状の収容空間を介してモータハウジング１４の仕切壁１４ｂ方向へ延出している。また、筒状部４４は、周方向のほぼ等間隔位置には、複数の転動体であるローラ３８をそれぞれ転動自在に保持するほぼ長方形状の複数（本実施形態では例えば５０個）のポケットであるローラ保持孔４４ａが周方向の等間隔位置に形成されている。
【００９０】
この各ローラ保持孔４４ａは、筒状部４４の円周方向に所定間隔をもって該筒状部４４の回転軸方向に沿った細長い長方形状の長孔に形成されている。
【００９１】
前述したＥＣＵ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情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して機関制御を行う。さらに、ＥＣＵは、電動モータ１２のコイル１８ａに通電してモータ軸１５の回転制御を行う。これによって、減速機構１３を介してカムシャフト２のスプロケット１に対する相対回転位相を制御するようになっている。
【００９２】
また、減速機構１３の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給されるようになっている。この潤滑油供給手段は、図１に示すように、シリンダヘッド０１の内部からカムシャフト２の内部軸方向に形成された油通路孔２ｄと、アダプタ１１の固定部１１ａに形成されて、油通路孔２ｄと連通する油供給孔６０と、円盤部材４０の所定位置の内部軸方向に貫通形成されて、一端が油供給孔６０に開口し、他端がニードルベアリング３５と中径ボールベアリング３７の付近に開口した潤滑油通路供給孔６１と、同じく従動部材９に貫通形成された図外のオイル排出孔と、から構成されている。
【００９３】
油通路２ｄは、図外のオイルポンプから吐出された潤滑を機関内部に供給するメインオイルギャラリーから分岐して供給されるようになっている。
〔円盤部材と保持器との結合方法〕
そして、保持器３９と円盤部材４０は、雄スプライン４２をプレス機によって加圧変形させて雌スプライン４５に対して結合されている。
【００９４】
図８は図６のＢ−Ｂ線断面図、図９は図６Ｃ−Ｃ線断面図、図１０は図９のＤ部拡大図、図１１は図９のＥ部拡大図である。また、図１２は雄スプラインをプレス成形によって圧縮変形させた状態を軸部材側から視た斜視図、図１３は図１２のＦ部の拡大図、図１４は図１２のＧ−Ｇ線断面図、図１５は図１２のＨ−Ｈ線断面図、図１６は図１５のＩ−Ｉ線断面図、図１７は図１５のＪ−Ｊ線断面図である。
【００９５】
以下、保持器３９と円盤部材４０の結合(接合)手順を説明する。
【００９６】
すなわち、図６〜図１１に示すように、円盤部材４０に軸部材４１を軽圧入によって固定しておく。その後、円盤部材４０に形成された雄スプライン４２に、保持器３９の雌スプライン４５を軸方向から嵌合させて保持器３９を仮留め状態にする。つまり、円盤部材４０の雄スプライン４２を、保持器３９の雌スプライン４５に対して円盤部材４０の外周部の一側面(雄スプライン４２の径方向外側の面)に雌スプライン４５が突き当たるまで軸方向から押し込んでスプライン嵌合させる。
【００９７】
この状態では、図８、図１０、図１１に示すように、雄スプライン４２の各突部４２ｂが、雌スプライン４５の各第２谷部４５ａ内に嵌合し、雌スプライン４５の各第２突部４５ｂが、雄スプライン４２の各谷部４２ａにそれぞれ僅かなクリアランスをもって嵌合している。この嵌合状態では、図８に示すように、雄スプライン４２の各突部４２ｂの外側部４２ｅが、雌スプライン４５の各第２突部４５ｂの各外側部よりも軸方向へ突出している。つまり、各外側部４２ｅが、軸部材４１の第２小径筒部４１ｃ側へ第２突部４５ｂとの肉厚の相違分だけ僅かに飛び出している。
【００９８】
その後、図１２〜図１７に示すように、図外の例えばプレス機の円環状のパンチによって、雄スプライン４２の飛び出した各突部４２ｂの各外側部４２ｅを軸方向(幅方向)から所定の荷重で加圧する。これによって、各突部４２ｂは、図１４に示すように、それぞれ塑性変形(圧潰)して各外側部４２ｅの中央部位４２ｃが線状に凹んで、両側部位４２ｄ、４２ｄが横方向へ膨出変形する。この膨出変形した両側部位４２ｄ、４２ｄが、これらに隣接する各第２突部４５ｂ、４５ｂの対向側面に移動してクリアランスを消失しつつ強く圧接する。これによって、雄スプライン４２と雌スプライン４５が強固に結合されて、保持器３９が円盤部材４０に対して一体的に結合されるのである。
〔ＶＴＣの作動〕
以下、本実施形態に係るＶＴＣの作動について簡単に説明する。
【００９９】
まず、機関のクランクシャフトの回転駆動に伴いスプロケット１が回転して、その回転力が内歯車５を介してモータハウジング１４、つまり電動モータ１２が同期回転する。一方、内歯車５の回転力が、各ローラ３８から保持器３９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のカムが吸気弁を開閉作動させる。
【０１００】
そして、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各給電用ブラシ３３、３３や各給電用スリップリング２６ａ、２６ｂなどを介して電動モータ１２のコイル１８ａに通電される。これにより、モータ軸１５が正逆回転駆動され、この回転力が減速機構１３を介してカムシャフト２に減速された回転力が伝達される。
【０１０１】
すなわち、モータ軸１５の回転に伴い偏心軸部２４が偏心回転すると、各ローラ３８がモータ軸１５の１回転毎に保持器３９の各ローラ保持孔４４ａで径方向へガイドされながら内歯車５の一つの内歯５ａを乗り越えて隣接する他の内歯５ａに転動しながら移動する。各ローラ３８は、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。この各ローラ３８の転接によってモータ軸１５の回転が減速されつつ従動部材９に回転力が伝達される。このときの減速比は、ローラ３８の個数などによって任意に設定することが可能である。
【０１０２】
したがって、従動部材９（カムシャフト２）が、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て、吸気弁の開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御するのである。
【０１０３】
なお、従動部材９の遅角側あるいは進角側の相対回転は、電動モータ１２と減速機構１３を介して連続的に行われ、いずれの回転位置にでも制御することが可能である。
【０１０４】
そして、本実施形態では、保持器３９と従動部材９（円盤部材４０）とを、雌雄スプライン４２，４５をスプライン嵌合した状態で、各突部４２ｂをプレスによって加圧することで塑性変形させて結合（接合）させた。これによって、保持器３９と円盤部材４０との接合強度が高くなると共に、接合作業が容易になる。このため、この接合作業能率の向上が図れると共に、接合コストの低減化が図れる。特に、プレス機の円環状のパンチによって全ての突部４２ｂを一度の加圧によって塑性変形させることが可能であるから、接合作業能率の向上とコスト低減化が促進できる。なお、保持器３９と円盤部材４０が、別体に形成されているが、円盤部材４０の外径を小さくできるので、装置を大型化が抑制される。なお、プレス機のパンチによる加圧は、各突部４２ｂの円周方向に沿って複数回に分けて加圧することも可能である。
【０１０５】
しかも、本実施形態では、機械的な接合、つまり、プレスによる各突部４２ｂ(各外側部４２ｅ)の塑性変形によって両者３９，４０を接合したことから、保持器３９の位置決め精度の低下を抑制できる。
【０１０６】
すなわち、保持器３９と円盤部材４０を、例えば溶接などの高熱を加えて接合する場合は、保持器３９が高熱による熱変形が発生し易くなる。これによって、保持器３９は、例えば、位置精度が要求される各ローラ保持孔４４ａの位置決め精度が低下するおそれがある。
【０１０７】
また、保持器３９に対する他の接合手段としては、ボルト締めによって円盤部材４０に結合することも考えられるが、この手段では、円盤部材４０に対する組み付け精度や接合強度が低下するおそれがある。
【０１０８】
これに対して本実施形態では、前述したプレス機による機械な加圧による接合であるから、前述したように、高い接合強度と作業能率の向上が図れる。さらには、円盤部材４０に対する保持器３９の組み付け精度の低下の抑制など優れた作用効果が発揮できる。
【０１０９】
また、本実施形態では、雄スプライン４２の外径Ｄを、円盤部材４０の外径Ｄ１よりも小さくしたことから、円盤部材４０を焼結成形する際の型抜き性が良好になる。また、円盤部材４０と雄スプライン４２を一緒に成形できることから、全体を成形した後に切削加工などをする必要がないので、この点でも製造コストの低減化が図れる。
【０１１０】
また、軸部材４１は、円盤部材４０とは別体に形成されて、個別的な浸炭焼き入れによって硬度(強度)が高くなっている。このため、軸部材４１は、第２小径筒部４１ｃの外周面でニードルベアリング３５や小径ボールベアリング３６を安定に支持できると共に、これらの回転に伴う摩耗などの発生を十分に抑制できる。この結果、耐久性の向上が図れる。
【０１１１】
さらに、保持器３９も円盤部材４０とは別体に形成されて、個別的に浸炭焼き入れによって硬度(強度)が高くなっている。このため、各ローラ保持孔４４ａ内での各ローラ３８に伴う内側縁の摩耗などの発生を十分に抑制できることから、保持器３９の耐久性の向上も図れる。
【０１１２】
また、円盤部材４０を、焼結金属以外に軟鉄や場合によってはアルミ合金材を用いることも可能であり、アルミ合金材を用いた場合には、装置全体の軽量化が図れる。
【０１１３】
また、アダプタ１１を、円盤状ではなく、全体がほぼ二等辺三角形に形成していることから、装置の軽量化を促進できる。
〔第２実施形態〕
本願発明は、適用対象として実施形態に示されたバルブタイミング制御装置に限らず、例えば、図１８に示すバルブタイミング制御装置に適用することも可能である。
【０１１４】
このバルブタイミング制御装置は、電動モータ１１２と減速機構１１３を分離して配置し、両者１１２，１１３をオルダム継手１２０によって連結したものである。図１８に基づいて概略を説明すれば、スプロケット１０１と、シリンダヘッド０１上に軸受ブラケット０２を介して回転自在に支持されたカムシャフト１０２と、スプロケット１０１とカムシャフト１０２との間に配置されて、機関運転状態に応じて両者１０１，１０２の相対回転位相を変更する位相変更機構１０３と、を備えている。
【０１１５】
スプロケット１０１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１０１ａと、このスプロケット本体１０１ａの外周に一体に設けられた歯車部１０１ｂと、を備えている。
【０１１６】
スプロケット本体１０１ａの前端側には、後述する減速機構１１３の一部を構成する円環状の内歯車１０５が一体に設けられている。この内歯車１０５は、スプロケット本体１０１ａ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１０５ａが形成されている。
【０１１７】
スプロケット本体１０１ａは、その内周面とカムシャフト１０２の回転軸方向の一端部１０２ａに固定された従動回転体である従動部材１０６の後述する円盤部材１０９の外周面に形成されたジャーナル部１０９ａによって回転可能に支持されている。つまり、スプロケット本体１０１ａは、内周面に段差円環状の軸受凹部１１０が設けられている。この軸受凹部１１０の内周面が、円盤部材１０９の外周面に形成されたジャーナル部１０９ａによってスプロケット１０１全体を相対回転可能に軸受けしている。
【０１１８】
さらに、スプロケット本体１０１ａの内歯車１０５と軸方向で反対側の後端面には、保持プレート１０８が固定されている。この保持プレート１０８は、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１０１ａの外径とほぼ同一に設定されている。また、保持プレート１０８は、中央に形成された中央孔１０８ａ側の内周部１０８ｂが円盤部材１０９のカムシャフト１０２側の外周部外側面に摺接可能に配置されている。
【０１１９】
また、保持プレート１０８は、中央孔１０８ａ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１０８ｃが一体に設けられている。このストッパ凸部１０８ｃは、第１実施形態のものと同じくほぼ円弧状に形成されて、従動部材１０６の円盤部材１０９のストッパ凹溝１０９ｅ内に所定隙間をもって配置されている。
【０１２０】
また、スプロケット１０１の内歯車１０５側の前端面には、フロントプレート１１５が設けられている。このフロントプレート１１５は、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、中央に後述する偏心軸１２１が挿入される挿入孔１１５ａが貫通形成されている。
【０１２１】
内歯車１０５を含むスプロケット本体１０１ａとフロントプレート１１５の各外周部には、複数（本実施形態では６本）のボルト１０７が挿通する図外の６つのボルト挿通孔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１０８は、各ボルト挿通孔に対応する位置に各ボルト１０７の先端部の雄ねじ部が螺着する図外の６つの雌ねじ孔が形成されている。
【０１２２】
カムシャフト１０２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１０２は、回転軸方向の位相変更機構１０３側の一端部１０２ａに軸受ブラケット０２を介して軸方向の位置決めを行うフランジ部１０２ｂが一体に設けられている。また、カムシャフト１０２は、一端部１０２ａの内部軸心方向に雌ねじ孔１０２ｃが形成され、この雌ねじ孔１０２ｃに螺着する後述のカムボルト１１４によって従動部材１０６が軸方向から締結固定されている。
【０１２３】
従動部材１０６は、基本的に第１実施形態と同じく焼結合金材によって一体に形成された円盤部材１０９を有しているが、軸部材に相当するものがなく、これに代わるものとしてカムボルト１１４がある。
【０１２４】
円盤部材１０９は、外周面にジャーナル部１０９ａが一体に設けられている。また円盤部材１０９は、一定の肉厚を有し、内部軸心方向に後述するカムボルト１１４の大径部１１４ｇが挿通嵌合されるボルト挿通孔１０９ｂが貫通形成されている。
【０１２５】
また、円盤部材１０９は、カムシャフト１０２側の外側面に固定端部１０９ｃが一体に設けられている。また、後述する嵌合溝１０９ｄと反対側の外周部には円環凸状の連結部１０９ｆが一体に設けられている。
【０１２６】
この連結部１０９ｆの外周部には、円環状の雄スプライン１２８が一体に設けられている。この雄スプライン１２８は、第１実施形態と同じ構成であるから符番を付けた具体的に説明は省略する。
【０１２７】
固定端部１０９ｃは、カムシャフト１０２側の外側面のほぼ中央に円環状の嵌合溝１０９ｄが形成されている。この嵌合溝１０９ｄは、カムシャフト１０２の一端部１０２ａの先端部が嵌合するようになっている。また、固定端部１０９ｃは、外周面に保持プレート１０８のストッパ凸部１０８ｃが入り込むストッパ凹溝１０９ｅが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝１０９ｅは、第１実施形態と同じ構成であって、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、周方向で対向する図外の第１、第２内側縁を有している。この第１、第２内側面は、従動部材１０６の正逆の相対回転に伴ってストッパ凸部１０８ｃの周方向両端の第１、第２外側縁にそれぞれ当接するようになっている。これによって、スプロケット１０１に対するカムシャフト１０２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。
【０１２８】
従動部材１０６は、嵌合溝１０９ｄにカムシャフト１０２の一端部１０２ａの先端部が軸方向から嵌合した状態で、カムボルト１１４によってカムシャフト１０２に軸方向から締結固定されている。
【０１２９】
ジャーナル部１０９ａは、スプロケット本体１０１ａの軸受凹部１１０の段差状の内側面１１０ｂに摺動可能になっている。この内側面１１０ｂは、スプロケット１０１の傾動時においてジャーナル部１０９ａ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。ジャーナル部１０９ａは、軸方向の保持プレート１０８側の他端面が保持プレート１０８の内周部１０８ｂの内側面に摺動可能になっている。この保持プレート１０８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１０９ａ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。
【０１３０】
カムボルト１１４は、ほぼ円柱状の頭部１１４ａと、この頭部１１４ａに一体に固定された軸部１１４ｂと、この軸部１１４ｂの外周面に形成されて、カムシャフト１０２の雌ねじ孔１０２ｃに螺着する雄ねじ部１１４ｃと、を有している。カムボルト１１４は、浸炭焼き入れが施されて硬度が従動部材１０６よりも高くなっている。
【０１３１】
また、頭部１１４ａの外周面には、ニードルベアリング１２５の各ニードルローラ１２５ａが転動可能に支持されている。
【０１３２】
軸部１１４ｂは、頭部１１４ａとの付け根部に大径部１１４ｇが一体に設けられている。この大径部１１４ｇは、外径が軸部１１４ｂの雄ねじ部１１４ｃの外径よりも大きく形成されていると共に、従動部材１０６のボルト挿通孔１０９ｂ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、大径部１１４ｇは、ボルト挿通孔１０９ｂ内周面に微小クリアランスをもって挿通嵌合して、従動部材１０６とカムシャフト１０２との同軸性を確保するようになっている。
【０１３３】
位相変更機構１０３は、従動部材１０６の固定端部１０９ｃの前端側に配置された電動モータ１１２と、この電動モータ１１２の回転速度を減速してカムシャフト１０２に伝達する減速機構１１３と、から主として構成されている。
【０１３４】
電動モータ１１２は、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１１６と、このモータハウジング１１６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図外のモータステータと、ステータコイルの内周側に配置されたモータ軸１１７と、該モータ軸１１７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１１６のスプロケット１０１と反対側の前端部に設けられた給電機構１１８と、を有している。
【０１３５】
モータハウジング１１６は、ほぼカップ状に形成されて、前端部のほぼ中央にモータ軸１１７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１１６ａ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°位置に図外の３つのブラケット片１１６ｂが一体に設けられている。この３つのブラケット片１１６ｂには、図外のチェーンケースに結合するためのボルトが挿通されるボルト挿通孔がそれぞれ貫通形成されている。
【０１３６】
さらに、フランジ部１１６ａの円周方向の各ブラケット片１１６ｂの間には、３つのボルト１３４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１３４は、モータハウジング１１６に給電機構１１８を結合するようになっている。
【０１３７】
給電機構１１８は、合成樹脂材によってボックス状に形成されたハウジング１１８ａを有している。このハウジング１１８ａの内部には、電動モータ１１２へ給電するバスバーなどの通電回路やモータ軸１１７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１１８は、ハウジング１１８ａに上端部に通電回路に電気的に接続される給電用コネクタ１１８ｂと図外の信号用コネクタが一体に設けられている。
【０１３８】
給電用コネクタ１１８ｂ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。
【０１３９】
モータ軸１１７は、金属材によって円柱状に形成されて、減速機構１１３側の先端部１１７ａの外面には接線方向に沿って形成された二面幅部を有している。また、先端部１１７ａの先端縁側には、二面幅部に対して直交する方向から切り欠かれた一対の嵌着溝が形成されている。この両嵌着溝には、後述する中間部材１３０のカムボルト１１４方向の移動を規制するストッパ部材が径方向から嵌着固定されている。
【０１４０】
また、モータ軸１１７は、先端部１１７ａがカムボルト１１４の頭部１１４ａ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、先端部１１７ａは、ストッパ部材を含めた全体が頭部１１４ａの工具穴１１４ｄの内部に軸方向から挿入可能になっている。
【０１４１】
ストッパ部材は、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。
【０１４２】
また、モータ軸１１７の先端部１１７ａには、中間部材１３０が設けられている。この中間部材１３０は、減速機構１１３に接続される継手機構であるオルダム継手１２０の一部を構成するものであって、モータ軸１１７の先端部１１７ａに固定される筒状基部１３１を有している。この筒状基部１３１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。
【０１４３】
また筒状基部１３１の中央位置には、モータ軸１１７の先端部１１７ａが挿通される貫通孔が形成されている。
【０１４４】
この貫通孔は、円形状の内周面にモータ軸１１７の回転軸から径方向に沿った二面幅状の一対の対向面が形成されている。これによって、筒状基部１３１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１３０は、長円状の貫通孔を介してモータ軸１１７の先端部１１７ａに対して径方向へ移動可能になっている。
【０１４５】
筒状基部１３１は、一対の平面部の長手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１３３ａが設けられている。各伝達キー１３３ａは、ほぼ矩形板状に形成されて、筒状基部１３１の２つの平面部から径方向外側に向かって突出している。
【０１４６】
減速機構１１３は、電動モータ１１２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１０８とフロントプレート１１５との間のスプロケット１０１の内部に収容配置されている。
【０１４７】
減速機構１１３は、スプロケット本体１０１ａの内部に一部が配置された円筒状の偏心軸１２１と、該偏心軸１２１の外周に設けられたボールベアリング１２２と、該ボールベアリング１２２の外周に設けられ、内歯車１０５の各内歯１０５ａ内に転動自在に保持された複数のローラ１２３と、従動部材１０６の円盤部材１０９の外周側に結合され、複数のローラ１２３を転動可能に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器１２４と、前述した従動部材１０６と、から主として構成されている。
【０１４８】
偏心軸１２１は、カムボルト１１４の頭部１１４ａの外周に設けられた軸受であるニードルベアリング１２５の外周に配置された偏心軸部１２１ａと、該偏心軸部１２１ａの電動モータ１１２側に有する大径円筒部１２１ｂと、を有している。
【０１４９】
偏心軸部１２１ａは、周方向の肉厚が厚薄変化して軸心Ｘがカムボルト１１４の軸心Ｙに対して僅かに偏心している。
【０１５０】
大径円筒部１２１ｂは、均一な肉厚のほぼ真円状に形成されていると共に、偏心軸部１２１ａよりも肉厚に形成されている。この大径円筒部１２１ｂは、中間部材１３０と共にオルダム継手１２０を構成している。また、大径円筒部１２１ｂは、スプロケット本体１０１ａの内部からフロントプレート１１５の挿入孔１１５ａを介して電動モータ１１２方向へ突出している。
【０１５１】
さらに、大径円筒部１２１ｂは、内部に中間部材１３０の二面幅状の筒状基部１３１が軸方向から嵌合可能な二面幅状の嵌合孔１２１ｃが形成されている。また、大径円筒部１２１ｂは、電動モータ１１２側の先端面の円周方向の約１８０°の位置に、前記２つの伝達キーが回転軸方向から嵌合可能な一対のキー溝が形成されている。
【０１５２】
ニードルベアリング１２５は、カムボルト１１４の頭部１１４ａの外周面を転動する複数のニードルローラ１２５ａと、偏心軸部１２１ａ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１２５ａ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１２５ｂと、を有している。
【０１５３】
ボールベアリング１２２は、ニードルベアリング１２５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１２２は、内輪１２２ａと、外輪１２２ｂ、該両輪１２２ａ、１２２ｂとの間に介装されたボール１２２ｃと、該ボール１２２ｃを保持するケージと、から構成されている。
【０１５４】
内輪１２２ａは、偏心軸部１２１ａの外周面に圧入固定されているのに対して、外輪１２２ｂ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１２２ｂは、軸方向の電動モータ１１２側の一端面がフロントプレート１１５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１２２ｂの軸方向の他端面も、これに対向する従動部材１０６の円盤部材１０９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。
【０１５５】
外輪１２２ｂは、外周面に各ローラ１２３の外周面が転動可能に当接している。また、外輪１２２ｂの外周面と保持器１２４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１２２は、クリアランスを介して全体が偏心軸部１２１ａの偏心回転に伴って径方向へ偏心動可能になっている。
【０１５６】
保持器１２４は、基本的に第１実施形態のものとほぼ同一の構造であって、円盤部材１０９とは別体に設けられており、この円盤部材１０９の外周部にスプライン結合されている。
【０１５７】
保持器１２４は、鉄系金属板材をプレス機によって一体に成形され、円盤部材１０９の外周部前端から前方へ縦断面ほぼＬ字形状に折曲されている。保持器１２４は、円盤部材１０９に一体に結合された基部１２４ａと、基部１２４ａの外周に一体に有し、電動モータ１１２方向へ突出した筒状部１２４ｂと、を有している。また、この保持器１２４は、プレス成形後において、浸炭焼き入れを施して焼結金属である円盤部材１０９の硬度よも十分に高い硬度になっている。
【０１５８】
基部１２４ａは、円環板状に形成されて、内周部に円盤部材１０９の雄スプライン１２８に回転軸方向から嵌合される雌スプライン１２９が形成されている。雌スプライン１２９も、第１実施形態と同じ構成であるから簡単に説明すると、同じく波形歯車状に形成されて基部１２４ａの内周部の全周に亘って形成されている。つまり、この雌スプライン１２９は、雄スプライン１２８の谷部と突部がそれぞれ嵌合する図外のほぼ三角形状の第２谷部と第２突部が円周方向に沿って連続して形成されている。
【０１５９】
また、基部１２４ａは、その軸方向の幅が雄スプライン１２８の軸方向幅よりも僅かに小さく設定されている。換言すれば、雌スプライン１２９の各第２突部の肉厚幅が、雄スプライン１２８の各突部の肉厚幅よりも僅かに小さく設定されている。これは第１実施形態と同じ構成である。
【０１６０】
そして、円盤部材１０９に対する保持器１２４の結合方法は、第１実施形態と同じく、雌雄スプライン１２８，１２９の嵌合と雄スプライン１２８の各突部に対するプレス機による加圧で塑性変形を得て結合させるようになっている。
【０１６１】
筒状部１２４ｂは、周方向のほぼ等間隔位置に複数のローラ１２３をそれぞれ転動自在に保持するほぼ長方形状の複数のポケットであるローラ保持孔１２４ｃ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１２４ｃは、筒状部１２４ｂ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１２４ｃは、その全体の数(ローラ１２３の数)が内歯車１０５の内歯１０５ａ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。
【０１６２】
各ローラ１２３は、鉄系金属によって形成され、ボールベアリング１２２の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ内歯車１０５の内歯１０５ａに嵌入している。また各ローラ１２３は、各ローラ保持孔１２４ｃ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。
【０１６３】
また、減速機構１１３は、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１０２の内部に形成された油通路１２６と、従動部材１０６の円盤部材１０９をカムシャフト１０２の軸方向に沿って貫通形成された油孔１２７と、を有している。
【０１６４】
油孔１２７は、上流側の大径な一端部が、前記油通路１２６と連通していると共に、下流側の小径な他端部がニードルベアリング１２５のシェル１２５ｂの側部付近に開口している。
【０１６５】
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軸１１７の回転制御を行い、減速機構１１３によってカムシャフト１０２のスプロケット１０１に対する相対回転位相を制御するようになっている。
【０１６６】
本実施形態では、従動部材１０６の円盤部材１０９と保持器１２４が、第１実施形態と同じく、雌雄スプライン１２８，１２９を嵌合しつつプレス機によって雄スプライン１２８の各突部に軸方向から加圧することによって塑性変形させる。これによって、円盤部材１０９に保持器１２４を強固に結合させることか可能になる。雌雄スプライン１２８，１２９による他の作用効果については第１実施形態と同じである。
【０１６７】
また、本実施形態では、電動モータ１１２と減速機構１１３が分離形成されていることによって、バルブタイミング制御装置をエンジンルーム内での配置の自由度が向上する。
【０１６８】
しかも、回転駆動中においてスプロケット１０１に、従動部材１０６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１０９ａ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１０１の傾動を抑制することが可能になる。
【０１６９】
すなわち、スプロケット１０１が、一方向へ傾動しようとすると、軸受凹部１１０の内側面１１０ｂがジャーナル部１０９ａの一端面に当接して一方向のスラスト荷重を受け止め規制する。
【０１７０】
また、スプロケット１０１が他方向へ傾動しようとすると、保持プレート１０８の内周部１０８ｂの内側面がジャーナル部１０９ａの他端面に当接して他方向のスラスト荷重を受け止め規制する。
【０１７１】
これによって、スプロケット１は、従動部材１０６に対する傾きを効果的に抑制される。
【０１７２】
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、発明の趣旨に合致していれば自由に変更することが可能である。
【０１７３】
例えば、減速機構を内燃機関のバルブタイミング制御装置以外の装置に適用することも可能である。
【０１７４】
また、内燃機関のバルブタイミング制御装置を、排気弁側に適用することも可能である。さらに、駆動回転体としてタイミングスプロケットに代えてタイミングプーリとすることも可能である。
【０１７５】
また、各実施形態では、ストッパ凸部８ｂ、１０８ｃが、保持プレート８、１０８に設けられているものを示しているが、スプロケット１、１０１に直接設けられているものであっても良い。
【０１７６】
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。
【０１７７】
その一つの態様において、内側に内歯車を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、外周に偏心軸部を有する入力軸と、前記偏心軸部と前記内歯車との間に配置された複数のローラと、前記複数のローラをそれぞれ保持する複数のポケットを周方向に有すると共に、回転軸方向に貫通する貫通孔の内周に雌スプラインが設けられた保持器と、外周面に前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインが設けられ、前記雄スプラインが塑性変形により前記雌スプラインと結合している出力軸と、を備えている。
【０１７８】
さらに好ましくは、前記出力軸は、前記保持器よりも硬度が低い金属材によって形成されている。
【０１７９】
さらに好ましくは、前記出力軸は、回転軸方向の位置に固定用孔を有し、前記固定用孔に前記出力軸より硬度の高い軸部材が挿入固定されている。
【０１８０】
さらに好ましくは、前記保持器は、内周に前記雌スプラインが設けられた円環状の基部と、該基部の外周から回転軸方向に沿って延び、前記複数のポケットが周方向の一定の間隔位置に設けられた環状部と、を有している。
【０１８１】
さらに好ましくは、前記出力軸は、焼結合金材によって形成されている。
【０１８２】
さらに好ましくは、前記出力軸は、円盤状に形成された円盤部材と、該円盤部材の外周側に設けられ、前記雄スプラインを有する連結部と、を有し、前記雄スプラインの外径は、前記円盤部材の外径と同じかそれよりも小さくなっている。
【０１８３】
この発明の態様によれば、雄スプラインの外径を円盤部材の外径と同じかそれよりも小さくしておくと、出力軸を焼結成形する際に、全体を成形した後の切削加工などが不要になるため、製造コストの低減化が図れる。
【０１８４】
さらに好ましくは、前記保持器は、プレス成形によって形成されている。
【０１８５】
さらに好ましくは、前記保持器は、表面硬化処理されて、前記出力軸よりも高硬度になっている。
【０１８６】
別の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、カムシャフトに固定された従動回転体と、入力軸を回転させることによって前記駆動回転体に対する前記入力軸の回転速度を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、前記入力軸を回転駆動する電動モータと、を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記減速機構は、前記駆動回転体に設けられた内歯車と、前記入力軸の外周に設けられた偏心軸部と、前記偏心軸部と前記内歯車との間に配置された複数のローラと、前記複数のローラのそれぞれを保持する複数のポケットを周方向に有すると共に、回転軸方向に貫通する貫通孔の内周に雌スプラインが設けられた保持器と、を備え、
前記従動回転体は、外周に前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインが設けられ、前記雄スプラインが塑性変形により前記雌スプラインと結合している。
【０１８７】
この発明の態様によれば、保持器と従動回転体を別体に形成しても軸方向の大型化を抑制しつつ両者の接合作業の容易性と結合強度を確保できる。
【０１８８】
さらに好ましくは、前記従動回転体は、前記入力軸を回転可能に支持する筒状軸部を有し、前記筒状軸部は、前記従動回転体に対して別体に設けられ、前記従動回転体に設けられた挿通孔に少なくとも軽圧入によって保持され、内部に挿入されたカムボルトによって前記従動回転体とともに前記カムシャフトに固定されている。
【０１８９】
この発明の態様によれば、筒状軸部が、従動回転体とは別体であっても内燃機関に組み付けられた状態では、カムボルトで締め付けられて強固に結合される。従動回転体と筒状軸部を例えば切削加工などによって一体に成形する場合に比較して製造コストが低減できる。
【０１９０】
さらに好ましくは、前記従動回転体は、前記保持器よりも硬度が低い金属材によって形成されている。
【０１９１】
さらに好ましくは、前記従動回転体は、円盤状に形成された円盤部材と、該円盤部材の外周側に一体に設けられ、前記雄スプラインを有する連結部とを有し、前記雄スプラインの外径は前記円盤部材の外径と同じかそれよりも小さくなっている。
【符号の説明】
【０１９２】
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、２…カムシャフト、２ａ…一端部、４…位相変更機構、５…内歯車、５ａ…内歯、８…保持プレート、９…従動部材（出力軸、従動回転体）、１２…電動モータ、１３…減速機構、１５…モータ軸(入力軸)、２４…偏心軸部、３８…ローラ、３９…保持器、４０…円盤部材、４０ａ…貫通孔、４０ｆ…連結部、４１…軸部材、４１ｂ…第１小径筒部、４１ｃ…第２小径筒部、４２…雄スプライン、４２ａ…谷部、４２ｂ…突部、４３…基部、４３ａ…大径孔(貫通孔)、４４…筒状部(環状部)、４４ａ…ローラ保持孔(ポケット)、４５…雌スプライン、４５ａ…第２谷部、４５ｂ…第２突部、Ｄ…雄スプラインの外径、Ｄ１…円盤部材の外径。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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