(57)【要約】【課題】ブラシなどの部品への潤滑油の付着を阻止して電動モータの性能低下を抑制し得るバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】位相変換機構４は、ハウジング５に複数のボルト７を介して結合された継手板６と、ブラシ２３ａ、２３ｂを介して通電される電動モータ１２と、該電動モータの正逆回転力を減速してカムシャフト２に伝達する減速機８と、を備えている。第２、第３オイルシール３１，３２の他に、前記ハウジングとカバー部材３との間に第１オイルシール５０を設けて、電動モータや前記ブラシへの潤滑油の流出を規制して、電動モータの性能低下を抑制すると共に、シール面５０ｂに潤滑油を折曲的に付着させて摩耗を抑制する。【選択図】図１
2010242721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達され、外周の回転伝達部に潤滑油が供給される駆動回転体と、
該駆動回転体に対して相対回転自在に設けられ、カムシャフトに固定された従動回転体と、
機関運転状態に応じてブラシを介して給電されることによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更する位相変更機構と、
該位相変更機構の外周側を軸方向の所定長さまで覆いつつ所定の固定部に取り付けられたカバー部材と、
該カバー部材の内周と前記位相変更機構の外周のいずれか一方側に固定され、他方側に対して摺接するシール面を有し、前記駆動回転体とブラシとの間をシールするシール部材と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記シール部材のシール面は、前記駆動回転体の回転伝達部に供給される潤滑油が付着可能な位置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２】
クランクシャフトからチェーンを介して回転力が伝達され、前記チェーンが巻回された噛み合い部に潤滑油が供給されるスプロケットと、
該スプロケットに対して相対回転自在に設けられ、カムシャフトに固定された従動回転体と、
前記スプロケットと共に回転するように設けられ、ブラシを介して給電されることによって前記スプロケットに対する従動回転体の相対回転位相を変更する電動モータを備えた位相変更機構と、
前記ブラシに摺接するとともにバッテリーから給電されるスリップリングが設けられ、前記位相変更機構の外周側を少なくとも軸方向の所定長さまで覆いつつ所定の固定部に取り付けられたカバー部材と、
カバー部材の内周と前記位相変更機構の外周のいずれか一方側に固定されて、前記他方側に対して摺接するシール面を備えたシール部材と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記シール部材のシール面は、前記スプロケットの噛み合い部に近接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に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記シール部材は、前記カバー部材の内周側に固定され、前記シール面が前記位相変更機構の外周面に摺接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、
前記スプロケットは、円筒部と該円筒部の外周面に有する前記噛み合い部とを有し、
前記シール部材のシール面が摺接する前記位相変更機構の外周面は、前記スプロケットの円筒部の外周面に被嵌しつつ前記噛み合い部に近接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、
前記位相変更機構は、前記電動モータを内部に収容する円筒状のハウジングの内周に、前記スプロケットの円筒部が被嵌固定されていると共に、前記ハウジングの外周面が大径状に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６】
請求項２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、
前記電動モータの回転力は、減速機を介して前記従動回転体に伝達されるように構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、
前記減速機に潤滑油が供給されると共に、該供給された潤滑油が前記スプロケットの内周側を通流して前記噛み合い部の内周側から外部に排出されるように構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８】
請求項７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、
前記スプロケットの内周と前記従動回転体との間には、スプロケットに対して従動回転体を相対回転自在に軸受するベアリングが設けられていると共に、該ベアリングの内輪と外輪との間から潤滑油が外部に排出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９】
請求項７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、
前記減速機は、
前記電動モータの出力軸に設けられ、中心が前記出力軸の軸心から偏心した偏心カムと、
該偏心カムに対して相対回転自在に設けられた偏心板と、
前記従動回転体と偏心板との間に介装された複数のボールと、
前記従動回転体と偏心板のいずれか一方側に設けられ、前記ボールの個数と波数が異なるサイクロイド曲線からなり、前記ボールが転動自在に配置される第１ガイドと、
前記従動回転体と偏心板の他方側に設けられ、前記ボールの公転を許容する第２ガイドと、
前記偏心板に対向するように前記スプロケットに固定された継手板と、
前記偏心板と継手板との間に配置され、前記継手板に対して前記偏心板の偏心運動のみを許容するように設けられた継手機構と、
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、
前記継手板と電動モータの出力軸との間に、第２シール部材が設けられていると共に、該第２シール部材によって前記電動モータと減速機との間が隔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において、
前記継手機構は、前記偏心板もしくは前記継手板のいずれか一方に形成され、前記偏心板の偏心量を直径方向とする凹部と、該凹部内に配置され、前記偏心板と継手板との間に転動自在に配置されたボールと、によって構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】
請求項１１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、
前記偏心板もしくは継手板の他方側にも前記ボールの自転のみを許容する凹部が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１３】
請求項１１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、
前記継手機構を構成するボールは、前記第１ガイドと第２ガイドとの間に保持されるボールの外径よりも大きく設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１４】
クランクシャフトからチェーンを介して回転力が伝達され、前記チェーンが巻回された噛み合い部に潤滑油が供給されるスプロケットと、
該スプロケットに対して相対回転自在に設けられ、カムシャフトに固定された従動回転体と、
前記スプロケットと共に回転するように設けられ、ブラシを介して給電されることによって前記スプロケットに対する従動回転体の相対回転位相を変更する電動モータを有する位相変更機構と、
前記ブラシに摺接すると共にバッテリーから給電されるスリップリングが設けられ、前記位相変更機構の外周側を少なくとも軸方向の所定長さまで覆いつつ所定の固定部に取り付けられたカバー部材と、
前記スプロケットもしくはチェーンから飛散した潤滑油の一部が付着する位置に設けられ、前記カバー部材の内周と前記位相変更機構の外周との間をシールするシール部材と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記シール部材は、前記位相変更機構の外周面に摺接するシール面を有する一方、前記シール部材が固定されるカバー部材の内周面は、先端部側よりも前記シール部材側の内径の方が大きく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１５】
請求項１４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、
前記カバー部材の内周面は、先端部側からシール部材側の方に向かって漸次拡径状の傾斜面状に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１６】
請求項１４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、
前記カバー部材は、合成樹脂材によって形成されていると共に、前記位相変更機構の外周面は、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁の開閉タイミングを、電動モータによる位相変更機構を用いて可変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】
近時、内燃機関のバルブタイミング制御装置にあっては、電動モータを駆動することによって制御応答性や制御性を向上させるものが提供されているが、前記電動モータがクランクシャフトから回転力が伝達されるスプロケットと共に回転するものであることから、機関の駆動中は常に電動モータを回転させておかなければならず、機関の消費エネルギーが大きくなってしまうといった問題がある。
【０００３】
そこで、以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置のように、スリップリングとブラシを用いて前記電動モータに電流を供給させることによってバルブタイミングを変更するときだけ、前記電動モータに通電して回転駆動させるものも提供されている。
【０００４】
これによって、機関の消費エネルギーを減少化させ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】特開平１１−１０７７７１８号公報
【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、前記特許文献１に記載したバルブタイミング制御装置にあっては、通電用のブラシを用いていることから、動弁装置の駆動に伴ってシリンダヘッド内で飛散した潤滑油が前記ブラシに付着してしまうおそれがある。この結果、ブラシから電動モータへの通電性能が低下して電動モータ特性が悪化してしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、とりわけ、カバー部材の内周と前記位相変更機構の外周との間にシール部材を設け、該シール部材のシール面を、例えば位相変更機構の外周面に摺接させると共に、前記駆動回転体の回転伝達部に供給される潤滑油が付着可能な位置に配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、シール部材によって位相変更機構の内部、つまり電動モータへ通電させるブラシ方向への潤滑油の流出が阻止されて前記ブラシへの潤滑油の付着を防止できると共に、シール面への潤滑油の供給によってシール部材の耐久性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態の縦断面図である。
【図２】本実施形態における主要な構成部材の分解斜視図である。
【図３】本実施形態における主要な構成部材の分解斜視図である。
【図４】本実施形態に供されるタイミングスプロケットと従動板の斜視図である。
【図５】本実施形態に供されるカバー部材と第１オイルシールの斜視図である。
【図６】本実施形態に供される固定子の正面図である。
【図７】本実施形態に供される継手板の斜視図である。
【図８】本実施形態に供される偏心駆動板の一側面側を示す斜視図である。
【図９】継手板と偏心駆動板の要部断面図である。
【図１０】同偏心駆動板の他側面側を示す斜視図である。
【図１１】本実施形態に供される従動板の斜視図である。
【図１２】偏心駆動板と従動板の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、この各実施形態では、内燃機関の吸気側の動弁装置に適用したものであるが、排気側の動弁装置に同様に適用することも可能である。
〔第１の実施形態〕
このバルブタイミング制御装置(ＶＴＣ)は、図１〜図４に示すように、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、シリンダヘッド上に軸受４４を介して回転自在に支持され、前記タイミングスプロケット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、該タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、固定部であるチェーンカバー４１にボルトによって取り付け固定されたカバー部材３と、前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２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４と、を備えている。
【００１１】
前記タイミングスプロケット１は、全体が鉄系金属によって一体に形成され、内周面が段差径状の円筒部１ａと、該円筒部１ａの後端側の外周に一体に設けられて、巻回されたタイミングチェーン４２を介してクランクシャフトからの回転力を受ける回転伝達部（噛み合い部)であるギア部１ｂと、から構成されている。また、前記円筒部１ａの内周側に形成された円形孔１ｃが後述する従動回転体である従動板９の外周面に大径なボールベアリング４３によって回転自在に支持されている。
【００１２】
前記円筒部１ａの前端部には、前端側が前記位相変更機構４の後述する減速機８や電動モータ１２の各構成部材を覆う状態で前方に突出した円筒状のハウジング５が圧入固定されていると共に、前記ハウジング５の後端側を閉塞する状態で配置された後述する継手板６が複数のボルト７によって固定されている。また、前記円筒部１ａの内周面の一部には、図４に示すように、円弧状の凹溝１ｄが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。
【００１３】
前記ハウジング５は、鉄系金属によって一体に形成されてヨークとして機能し、前端側に円環プレート状の保持部５ａを一体に有していると共に、該保持部５ａを含めた外周側全体が前記カバー部材３によって所定の隙間をもって覆われた形で配置されている。
【００１４】
前記カムシャフト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と共に、前端部に前記従動板９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。このカムボルト１０は、大径な頭部１０ａが前記ハウジング５の軸方向の長さと同程度に軸方向へ長く延設されていると共に、軸部１０ｂの外周に前記カムシャフト２の端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。
【００１５】
前記従動板９は、鉄系金属材によって円環状に形成され、後端側に一体に形成された小径筒部９ａの外周面に前記ボールベアリング４３の内輪４３ａが圧入固定されていると共に、一側面でボールベアリング４３の軸方向の位置決めを行っている。また、前記従動板９の一側面とボールベアリング４３の外輪４３ｂの対向側面との間には、外輪４３ｂの回転を許容する微小隙間が形成されている。
【００１６】
前記小径筒部９ａは、図４に示すように、中央に前記カムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｂが貫通形成されていると共に、一端部側に前記大径部１０ａの軸部１０ｂ側端部が嵌合する円環状の嵌合溝９ｃが形成されている。また、他端側には、前記カムシャフト２の先端部が軸方向から嵌合する円形溝９ｄが形成されている。
さらに、該円形溝９ｄの底壁部には、後述する潤滑油供給手段の一部を構成する小径な一つのオイル供給孔４５が貫通形成されていると共に、円形溝９ｄの外周部には大径な３つのオイル排出孔４６が円周方向の等間隔位置に貫通形成されている。
【００１７】
前記従動板９は、図４に示すように、外周面の一部に前記スプロケット１の凹溝１ｄに円周方向へ摺動自在に嵌合するストッパ凸部４７が一体に設けられている。このストッパ凸部４７は、ほぼ台形状に形成されて、円周方向の両側面４７ａ、４７ｂが凹溝１ｄの円周方向の対向内側面１ｅ、１ｆにそれぞれ当接した位置でスプロケット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規制するようになっている。
【００１８】
前記カバー部材３は、図１及び図５に示すように、比較的に肉厚な合成樹脂材によって一体に形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの後端部外周に一体に有するブラケット３ｂと、から構成されている。
【００１９】
前記カバー本体３ａは、前記位相変更機構４の前端側を覆う、つまり前記ハウジング５の軸方向の保持部５ｂから後端部側のほぼ全体を、所定隙間をもって覆うように配置されていると共に、前端部３ｃから後端部３ｄに渡って漸次拡径する傾斜テーパに形成されて、後端部３ｄ側の内周面が最大径に形成されている。一方、前記ブラケット３ｂには、ほぼ円環状に形成されて６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｆが貫通形成されている。
【００２０】
また、前記カバー部材３は、前記ブラケット３ｂが前記チェーンカバー４１に複数のボルト４７を介して固定されていると共に、前記カバー本体３ａの前端部３ｃの内周面に内外２重のスリップリング４８ａ，４８ｂが各内端面を露出した状態で埋設固定されている。さらに上端部には、内部に前記スリップリング４８ａ、４８ｂと導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａが固定されたコネクタ部４９が設けられている。なお、前記コネクタ端子４９ａには、コントロールユニット２１を介して図外のバッテリー電源から通電あるいは通電が遮断されるようになっている。
【００２１】
そして、前記カバー本体３ａの後端部３ｄ側の内周面と前記ハウジング５の外周面との間には、図５にも示すように、シール部材である第１オイルシール５０が介装されている。この第１オイルシール５０は、横断面ほぼコ字形状に形成されて、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されていると共に、外周側の円環状基部５０ａが前記カバー部材後端部３ｄの後端縁側の内周面に形成された円形溝内３ｅに嵌着固定されており、したがって、この第１オイルシール５０は、前記スプロケット１のギア部１ｂの近傍に配置されている。また、この第１オイルシール５０のバックアップスプリングで内方へ付勢された内周部は、外面のシール面５０ｂが前記ハウジング５の外周面に弾接している。
【００２２】
前記位相変更機構４は、前記カムシャフト２のほぼ同軸上前端側に配置されたアクチュエータである電動モータ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に伝達する前記減速機８と、から構成されている。
【００２３】
前記電動モータ１２は、図１に示すように、ブラシ付きのＤＣモータであって、前記スプロケット１と一体に回転するヨークである前記ハウジング５と、該ハウジング５の内部に回転自在に設けられて、アーマチュアである円筒状のロータ１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、前記ロータ１３の内部軸心方向に圧入固定されて、前記減速機８に連結された出力軸である円筒状のモータ軸１６と、ハウジング保持部５ａの内底面側に固定された固定子１７と、を備えている。
【００２４】
前記ロータ１３は、外周に複数の極を持つ鉄心１８が固定されていると共に、該鉄心１８の外周には電磁コイル１９が巻回されている。また、ロータ１３の前端部外周には、コミュテータ２０が圧入固定されており、このコミュテータ２０には、前記鉄心１８の極数と同数に分割された各セグメントに前記電磁コイル１９が接続されている。
【００２５】
前記固定子１７は、図６に示すように、前記保持部５ａの内底壁に４本のビス２２ａによって固定された円環板状の樹脂ホルダー２２と、該樹脂ホルダー２２と保持部５ａを軸方向に貫通配置されて、各先端面が前記一対のスリップリング４８ａ、４８ｂに摺接して給電される周方向内外２つの第１ブラシ２３ａ，２３ｂと、樹脂ホルダー２２の内周側に内方へ進退自在に保持されて、円弧状の先端部が前記コミュテータ２０の外周面に摺接する第２ブラシ２４ａ、２４ｂと、から主として構成されている。
【００２６】
前記第１ブラシ２３ａ、２３ｂと第２ブラシ２４ａ、２４ｂは、ピッグテールハーネス２５ａ、２５ｂによって接続されていると共に、それぞれに弾接した捩りばね２６ａ、２７ａのばね力によって前記スリップリング４８ａ、４８ｂ方向やコミュテータ２０方向へそれぞれ付勢されている。
【００２７】
前記円筒状のモータ軸１６は、前端部外周面に前記ロータ１３の後端部が圧入されていると共に、前記カムボルト１０の頭部１０ａ外周面に前後２つのニードルベアリング２８、２９を介してロータ１３と共に回転自在に支持されている。また、前記モータ軸１６の後端部には、減速機８の一部を構成する円筒状の偏心カム３０が一体に設けられている。
【００２８】
また、前記ロータ１３の内周面とカムボルト１０の頭部１０ａ外周面との間には、前記ニードルベアリング２８、２９側から固定子１７側への潤滑油のリークを規制する第２オイルシール３１が設けられている。
【００２９】
さらに、前記継手板６の内周面とモータ軸１６の外周面との間には、減速機８内部から電動モータ１２内への潤滑油のリークを阻止する第３オイルシール３２が設けられている。
【００３０】
前記コントロールユニット２１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、機関制御を行うと共に、前記ロータ１３の電磁コイル１９に通電してモータ軸１６の回転制御を行い、減速機８を介してカムシャフト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。
【００３１】
前記減速機８は、図１〜図３に示すように、前述した継手板６及び従動板９と、前記継手板６と従動板９との間に介装されて、偏心運動を行う偏心板である偏心駆動板３３と、前記モータ軸１６の後端部に一体に設けられて、前記偏心駆動板３３を偏心運動させる偏心カム３０と、前記継手板６と偏心駆動板３３との間に介在された転動体である金属製の複数の偏心ボール３４と、前記偏心駆動板３３と従動板９との間に介在された転動体である金属製の複数の駆動ボール３５と、から主として構成されている。前記各駆動ボール３５は、その外径が前記各偏心ボール３４よりも小さく設定されており、その数によって減速比を変化させるようになっている。
【００３２】
前記継手板６は、金属材によってほぼ円環状に形成されて、内周部のほぼ中央位置に前記第３オイルシール３２を介して前記モータ軸１６が挿通される軸挿通孔６ａが貫通形成されていると共に、外周部の円周方向等間隔位置に貫通形成された８つのボルト挿通孔６ｂに前記各ボルト７が挿通すると共に、該各ボルト７先端が前記円筒部１ａの軸方向に形成された雌ねじ孔１ｄに螺着して円筒部１ａの先端部に軸方向から締結固定されている。
【００３３】
また、この継手板６は、図３、図７及び図９にも示すように、前記偏心駆動板３３側の一側面には前記各偏心ボール３４の一部を収容保持する複数の偏心溝３６が円周方向の等間隔位置に形成されている。この各偏心溝３６は、その内径が比較的大きく形成されて、前記各偏心ボール３４の回転と前記偏心カム３０の偏心分の移動を許容する溝形状、つまり前記偏心駆動板３３の偏心動を許容する溝形状に形成されている。
【００３４】
一方、前記偏心駆動板３３は、図１、図２及び図８に示すように、金属材によって所定肉厚の円板状に形成され、ほぼ中央位置に形成された駆動用孔３３ａに前記偏心カム３０がボールベアリング３８を介して回転自在に挿通配置されていると共に、外径が前記継手板６や従動板９よりも小さく設定されて、前記スプロケット１の円筒部１ａ内で偏心運動自在に収容配置されている。
【００３５】
前記偏心駆動板３３は、図２、図８及び図９に示すように、前記継手板６側の一側面に前記継手板６の各偏心溝３６に対応して前記各偏心ボール３４の一部(ボール径の約半分)を収容する複数の収容溝３９が形成されている。この各収容溝３９は、各偏心ボール３４を前記各偏心溝３６と共同して挟持状態に回転自在に保持していると共に、各偏心ボール３４の回転のみを許容する半球面状に形成されている。
【００３６】
前記各収容溝３９と各偏心溝３６を、それぞれ円周方向の等間隔位置に形成したのは、これらに収容される各偏心ボール３４を介して作動時における前記継手板６と偏心駆動板３３との間の傾きを抑制して継手板６に対する偏心駆動板３３の偏心運動を円滑に行わせるためである。
【００３７】
前記従動板９は、図１、図２及び図１１、図１２に示すように、偏心駆動板３３側の内側面に前記駆動ボール３５の一部(ボール径の約半分)が保持される第１ガイドである半球面状の溝５１が円周方向にＮ個形成されている。
【００３８】
一方、前記偏心駆動板３３側の他側面には、図３及び図１０に示すように、前記溝５１に対応して前記各駆動ボール３５の一部(ボール径の約半分)を収容する波形状の第２ガイドであるハイポトロコイド溝５２(ハイポトロコイド曲線)が形成されている。
【００３９】
前記ハイポトロコイド溝５２は、図３及び図１０に示すように、偏心駆動板３３の円周方向に沿った同一ピッチ円上に連続して形成されていると共に、開口側に向かって開口面積が大きくなる曲面によって形成されている。
【００４０】
また、前記潤滑油供給手段は、減速機８の内部に潤滑油を給排するもので、図１に示すように、前記シリンダヘッドの軸受４４の内部に形成されて、図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路５３と、前記カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、前記油供給通路５３にグルーブ溝を介して連通した油供給孔５４と、前記従動板９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔５４に開口し、他端が前記ニードルベアリング２８付近に開口した前記小径なオイル供給孔４５と、同じく従動板９に貫通形成された前記大径な３つのオイル排出孔４６と、から構成されている。
【００４１】
以下、本実施形態の作動について説明すると、まず、機関のクランクシャフトが回転駆動すると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が回転して、その回転力がハウジング５と継手板６を介して電動モータ１２が同期回転する。一方、前記継手板６の回転力が、偏心ボール３４から偏心駆動板３３、駆動ボール３５、従動板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。
【００４２】
そして、機関始動後の所定の機関運転時には、前記コントロールユニット２１からスリップリング４８ａ、４８ｂなどを介して電動モータ１３のロータ１３のコイルに通電される。これによって、ロータ１３が回転してモータ軸１６が回転駆動され、この回転力が減速機８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。
【００４３】
すなわち、前記モータ軸１６の回転に伴い偏心カム３０が回転すると、偏心駆動板３３が継手板６に対して各偏心溝３６と各偏心ボール３４及び各収容溝３９を介して偏心移動する。このように、偏心駆動板３３が偏心移動すると、前記各エピトロコイド溝５１と各ハイポトロコイド溝５２の交点のみに存在する各駆動ボール３５の移動によって従動板９に回転力が伝達される。このときの減速比は、偏心カム３０の回転に対して１：Ｎ−１となる。
【００４４】
これにより、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。
【００４５】
そして、前記タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の正逆相対回転の最大位置規制(角度位置規制)は、前記ストッパ凸部４７の各側面４７ａ、４７ｂが前記凹溝１ｄの各対向面１ｅ、１ｆのいずれか一方に当接で行われる。
【００４６】
すなわち、前記従動板９が、前記偏心駆動板３３の偏心移動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部４７の一側面４７ａが一方側の対向面１ｅに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が進角側へ最大に変更される。
【００４７】
一方、従動板９が、タイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部４７の他側面４７ｂが他方側の対向面１ｆに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。
【００４８】
この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角側あるいは遅角側へ最大に変換されて、機関の燃費や出力の向上が図れる。
【００４９】
このように、本実施形態では、ストッパ突部４７と凹溝１ｄとの規制手段によってカムシャフト２の相対回転位置を確実に規制することができることは勿論のこと、装置の大型化を抑制することができると共に、製造コストの低減化が図れる。
【００５０】
また、前記減速機８内には、潤滑油供給手段から潤滑油が強制的に供給されることから、減速機８の各部の潤滑性が向上すると共に、各溝３６，３９、５１，５２内に潤滑油が供給されて、各ボール３４，３５との間の潤滑性も向上して減速機８による常時滑らかな位相変換が行われることは勿論のこと、この潤滑油が緩衝機能を発揮するため、前記打音の発生をより効果的に抑制することが可能になる。
【００５１】
そして、減速機８内部に供給された潤滑油は、前記第２オイルシール３１と第３オイルシール３２によって電動モータ１２内への流入が阻止されると共に、減速機８内から各オイル排出孔４６から流出した潤滑油も第１オイルシール５０によってハウジング５外周側の各ブラシ２３ａ、２３ｂや各スリップリング４８ａ、４８ｂへの流入を十分に阻止することが可能になる。
【００５２】
したがって、各ブラシ２３ａ、２３ｂ等への潤滑油の付着を抑制することができる。この結果、前記電動モータ１２への通電性能の低下が抑制されて、電動モータ１２の常時良好な特性が得られる。
【００５３】
また、前記減速機８内部から前記各オイル排出孔４６を介して外部に排出された潤滑油は、遠心力によって前記ボールベアリング４３に付着すると共に、タイミングスプロケット１の各ギア部１ｂに付着して、これらの部位を効率良く潤滑する。その後、前記各ギア部１ｂの回転遠心力によって外方へ飛散し、この飛散した潤滑油がハウジング５の後端側外周面に付着して前記第１オイルシール５０のシール面５０ｂに接触する。このため、ハウジング５の回転に伴うシール面５０ｂの摩耗の発生などが抑制されて、第１オイルシール５０の耐久性を向上させることができる。
【００５４】
特に、前記第１オイルシール５０は、カバー本体３ａの後端部３ｄに取り付けられて前記各ギア部１ｂに十分に近接した位置に配置されていることから、各ギア部１ｂから飛散した潤滑油をシール面５０ｂ側に付着し易くなる。
【００５５】
なお、前記減速機８内の潤滑油は、前記オイル排出孔４６ばかりか、一部がボールベアリング４３の内輪４３ａと外輪４３ｂとの間を通って外部に排出されて、各ギア部１ｂに付着しつつ遠心力で飛散する。
【００５６】
しかも、前記カバー部材３のカバー本体３ａは、前端部３ｃから後端部３ｄに渡って拡径状に形成されていることから、例えば、潤滑油が第１オイルシール５０のシール面５０ｂとハウジング５の外周面との間を通過して、前端部３ｃ方向へ流れようとしても、カバー本体３ａの傾斜状の内周面を伝って第１オイルシール５０の基部５０ａ側へ流れてこの付近に留まることから、前記各ブラシ２３ａ、２３ｂ方向への流れを回避させることが可能になる。また、カバー本体３ａの拡径形状によって、カバー部材３の型成形時の型抜き性が良好になる。
【００５７】
また、前記第１オイルシール５０は、基部５０ａがハウジング５側ではなく、この外側のカバー部材３側に取り付けられることから、取り付け作業が容易になる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、前記ロータ１３とモータ軸１６を軸方向から圧入して一体化し、さらに前記モータ軸１６の先端部に偏心カム３０を一体に設けたことから、構造が極めて簡素化されると共に、部品点数を削減できる。これによって、組立作業が容易になると共に、製造コストの大幅な低減化が図れる。
【００５９】
また、ハウジング５によって減速機８と電動モータ１２との一体化が図れると共に、円筒部１ａを介してタイミングスプロケット１との一体化も図れることから、これら各構成部品全体のユニット化が図れる。したがって、装置の軸方向及び径方向の小型化が図れると共に、製品管理が容易になる。
【００６０】
さらに、前記カバー部材３を合成樹脂材によって形成したことから、機関の全体の軽量化が図れると共に、前記各スリップリング４８ａ、４８ｂやコネクタ端子４９ａなどを一体的に設けることができるので、これらの製造作業が容易になる。
【００６１】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第１オイルシール５０の基部５０ａをハウジング５側に固定してシール面５ｂをカバー本体３の内周面に当接させることも可能である。
【００６２】
また、前記カバー本体３ａは、漸次拡径状に形成せずに、前端部３ｃ側から後端部３ｄ付近までほぼ均一径に形成すると共に、後端部３ｄ側を段差大径状に形成することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…タイミングスプロケット(駆動回転体)
１ｂ…ギア部(回転伝達部・噛み合い部)
２…カムシャフト
３…カバー部材
３ａ…カバー本体
４…位相変更機構
５…ハウジング
６…継手板
７…ボルト
７ａ、７ｂ…ボルト(規制手段)
８…減速機
９…従動板(従動回転体)
１０…カムボルト
１２…電動モータ
１６…モータ軸
２３ａ、２３ｂ…ブラシ
２４ａ、２４ｂ…ブラシ
３１…第２オイルシール
３２…第２オイルシール
３３…偏心駆動板(偏心板)
３４…偏心ボール
３５…駆動ボール
３６…偏心溝
３９…収容溝
４３…ボールベアリング
４５…オイル供給孔
４６…オイル排出孔
４８ａ、４８ｂ…スリップリング
５０…第１オイルシール
５０ａ…基部
５０ｂ…シール面
５１…半円形の溝
５２…ハイポトロコイド溝
【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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