(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材に対する第２部材の相対回転位置を変更することによって、機関弁の作動特性を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
前記第１部材に一体的に設けられた電動モータと、
該電動モータの軸方向の位置に配置され、前記電動モータのモータ出力軸の回転力を減速して前記第２部材に伝達することによって、前記第１部材に対して第２部材を相対回転させる減速機構と、
前記モータ出力軸を、前記減速機構側で第２部材に対し回転自在に支持する第１軸受部材と、
前記モータ出力軸を前記電動モータ側で第２部材に対して回転自在に支持すると共に、径方向のガタが前記第１軸受部材での径方向のガタよりも小さく設定された第２軸受部材と、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
第１部材に対する第２部材の相対回転位置を変更することによって、機関弁の作動特性を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
相対回転する一方側の部材に永久磁石が設けられていると共に、他方側の部材に電磁コイルが設けられ、該電磁コイルへの通電によってモータ出力軸が回転するように構成され、前記一方側の部材または他方側の部材が前記第１部材に固定された電動モータと、
該電動モータの軸方向の位置に配置され、前記モータ出力軸の回転力を減速して前記第２部材に伝達することによって前記第１部材に対して第２部材を相対回転させる減速機構と、を備え、
前記モータ出力軸は、前記電動モータ側における前記第２部材との間の径方向の最大移動量を、前記減速機構側における前記第２部材との間の径方向の最大移動量よりも小さくしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
第１部材に対する第２部材の相対回転位置を変更することによって、機関弁の作動特性を可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
相対回転する一方側の部材に永久磁石が設けられていると共に、他方側の部材に電磁コイルが設けられ、該電磁コイルへの通電によってモータ出力軸が回転するように構成され、前記一方側の部材または他方側の部材が前記第１部材に固定された電動モータと、
前記第２部材に設けられ、外周に小径部と大径部とを有する円筒部と、
前記電動モータの一部を構成し、前記円筒部の外周に回転自在に支持され、内周に小径周面と大径周面とを有する筒状のモータ出力軸と、
前記電動モータの軸方向の位置に配置され、前記モータ出力軸の回転力を減速して前記第２部材に伝達することによって前記第１部材に対して第２部材を相対回転させる減速機構と、を備え、
前記モータ出力軸の小径周面と前記円筒部の大径部との間に配置され、前記減速機構側で前記モータ出力軸を前記円筒部に回転自在に支持するニードルベアリングと、
前記モータ出力軸の大径周面と前記円筒部の小径部との間に、前記ニードルベアリングの装着部分よりも径方向のガタが小さくなるように取り付けられ、前記モータ出力軸と第２部材との間の相対回転を許容しつつ径方向の位置決めを行う位置決め手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１軸受部材をニードルベアリングによって構成し、第２軸受部材をボールベアリングによって構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータ出力軸は、外周に軸心がモータ出力軸の回転中心から偏心した偏心軸部を有する円筒状に形成されている一方、
前記減速機構は、
前記第１部材の内周に設けられた内周噛み合い部と、
前記モータ出力軸の回転に伴う前記偏心軸部の回転によって前記内周噛み合い部に噛み合って遊星運動を行う遊星噛み合い部材と、
前記第２部材に設けられ、前記遊星噛み合い部材の径方向運動を吸収して、回転運動のみを前記第２部材に伝達する偏心吸収部材と、から構成され、
前記第１軸受部材は、前記モータ出力軸における前記偏心軸部の内周と第２部材の外周との間に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記遊星噛み合い部材は、前記偏心軸部に取り付けられたボールベアリングと、該ボールベアリングの外周に配置され、前記内周噛み合い部に部分的に噛み合うように構成された複数のローラと、によって構成され、
前記偏心吸収部材は、前記ローラの径方向の移動を許容しつつ前記モータ出力軸の回転方向の移動を規制するローラ保持部材であることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータ出力軸は、円筒状に形成されていると共に、前記第２部材には、円筒部が設けられ、
前記第１軸受部材及び第２軸受部材は、前記モータ出力軸の内周と前記円筒部の外周との間に設けられ、
前記第２軸受部材は、外輪が前記モータ出力軸の内周に固定されている一方、内輪が前記円筒部の外周に設けられた小径部と大径部との間の段差部とボルトの頭部とによって挟持状態に固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【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例えば開閉タイミングや作動角などを、電動モータを用いて可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、内燃機関の可変動弁装置の一つである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の安定化や制御の応答性を向上させるものが提供されている。
【０００３】
例えば、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は、電動モータのロータの回転力を、遊星歯車機構によって構成された減速機構によって減速させながらカムシャフトに伝達して、タイミングスプロケットに対するカムシャフトの相対回転位相を変化させて、機関弁の開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。
【０００４】
そして、この従来技術は、前記カムシャフトと一緒に回転する筒軸部分に前記ロータを回転自在に支持させているため、電動モータと減速機構との間を、別異の継手機構によって連結する必要がないことから、装置の小型化と部品点数の削減化が図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】特開平１１−１０７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、前記電動モータは、モータハウジングの内周面に固定されたステータと該ステータの内周側に配置された前記ロータとの間には導電路用のエアギャップが形成されているが、このエアギャップが円周方向でばらつきが生じていると、磁気抵抗が不均一になって、前記ロータの回転が不安定になってしまうことが知られている。
【０００７】
したがって、従来技術にあってもロータの内周面と前記筒軸部分の外周面との間の隙間を可及的に小さくして、前記ロータとステータとの間のエアギャップを精度良く管理する必要がある。
【０００８】
しかしながら、前記筒軸部分の外周面とロータの内周面との間の隙間を、例えば過度に小さくしてしまうと、ロータと一体に形成されかつロータの回転中心位置と同一の回転中心をもつサンギアの位置が規制された状態になる。このため、例えばサンギアの歯部に製造誤差などが発生した場合に、これと噛み合うプラネタリギアの歯部との当接荷重が部分的に大きくなってしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、電動モータの作動の安定化と減速機構の作動の円滑化の両方を満足させることができる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、とりわけ、電動モータのモータ出力軸を減速機構側で第２部材に対し回転自在に支持する第１軸受部材と、前記モータ出力軸を前記電動モータ側で第２部材に対して回転自在に支持すると共に、径方向のガタが前記第１軸受部材での径方向のガタよりも小さく設定された第２軸受部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、前記モータ出力軸は、前記電動モータ側における前記第２部材との間の径方向の最大移動量を、前記減速機構側における前記第２部材との間の径方向の最大移動量よりも小さくしたことを特徴としている。
【００１２】
さらに、前記モータ出力軸の小径周面と前記円筒部の大径部との間に配置され、前記減速機構側で前記モータ出力軸を前記円筒部に回転自在に支持するニードルベアリングと、前記モータ出力軸の大径周面と前記円筒部の小径部との間に、前記ニードルベアリングの装着部分よりも径方向のガタが小さくなるように取り付けられ、前記モータ出力軸と第２部材との間の相対回転を許容しつつ径方向の位置決めを行う位置決め手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、電動モータの安定した作動と減速機構の円滑な作動を両立させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバルブタイミング制御装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本実施形態に供されるカバー部材と第１オイルシールとの分解斜視図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本実施形態における第２ボールベアリング側の要部拡大断面図である。
【図７】本実施形態における電動モータの要部拡大断面図である。
【図８】第２実施形態に係るバルブタイミング制御装置の縦断面図である。
【図９】本実施形態における第２ボールベアリング側の要部拡大断面図である。
【図１０】第３実施形態におけるプレーンベアリング側の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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(ＶＴＣ)の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、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実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、図１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第１部材であるタイミングスプロケット１と、図外の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第２部材であるカムシャフト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、チェーンカバー４０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。なお、前記チェーンカバー４０は、シリンダヘッドにボルトによって取り付け固定されている。
【００１６】
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、内周面が段差径状に形成された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、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ギア部１ｂと、から構成されている。また、タイミングスプロケット１は、前記スプロケット本体１ａの内周側に形成された円形溝１ｃと前記カムシャフト２の前端部に一体に設けられた肉厚なフランジ部２ａの外周との間に介装されたボールベアリング４３によってカムシャフト２に回転自在に支持されている。このボールベアリング４３によりタイミングスプロケット１とモータ出力軸１３の径方向の倒れを抑制することができる。
【００１７】
前記スプロケット本体１ａは、前端部外周縁に環状突起１ｅが一体に設けられていると共に、前端側には前記環状突起１ｅの内周側に同軸上に位置決めされた環状部材１９が配置されている。この環状部材１９は、前端面側に配置された大径円環状のプレート６と共に前記スプロケット本体１ａにボルト７によって軸方向から共締め固定されている。また、前記スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図３に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１ｄが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。前記環状部材１９は、内周に波形状の内周噛み合い部である内歯１９ａを有している。
【００１８】
前記プレート６の前端側外周には、前記位相変更機構４の後述する電動モータ１２の一部を構成する円筒状のハウジング５がボルト１１によって固定されている。
【００１９】
前記ハウジング５は、鉄系金属によって横断面ほぼコ字形状(カップ状)に形成されてヨークとして機能し、前端側(底部側)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。
【００２０】
前記カムシャフト２は、外周に図外の一気筒当たり２つ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、前端部に従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。前記各吸気弁は、図外のバルブスプリングによってそれぞれ閉方向に付勢されている。したがって、かかるバルブスプリングのばね力などに起因して前記カムシャフト２に正負の交番トルクが発生する。
【００２１】
また、カムシャフト２の前記フランジ部２ａには、図３に示すように、前記スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｄが係入するストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝２ｂは、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、カムシャフト２がこの長さ範囲で回動してストッパ凸部１ｄの両端縁１ｆ、１ｇに周方向の対向縁２ｃ、２ｄがそれぞれ当接することによって、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規制するようになっている。
【００２２】
つまり、カムシャフト２が回転して、図３に示すように、カムシャフト２側の一方の対向縁２ｄがタイミングスプロケット１側の一端縁１ｇに当接規制された状態で最大遅角側の相対回転位相となり、逆に他方の対向縁２ｃが他端縁１ｆに当接規制された状態で最大進角側の相対回転位相になるように設定されている。この両ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂによってストッパ機構が構成されている。
【００２３】
前記カムボルト１０は、頭部１０ａと、該頭部１０ａに一体に有する軸部１０ｂとからなり、前記頭部１０ａの軸部１０ｂ側の座面１０ｃが後述する第２ボールベアリング３５の内輪３５ａの軸方向外端縁に軸方向から当接するようになっている。また、前記軸部１０ｂの外周には、前記カムシャフト２の先端縁から内部軸方向に形成された雌ねじ部２ｅに螺着する雄ねじ部１０ｄが形成されている。
【００２４】
前記従動部材９は、鉄系金属材によって一体に形成され、図１に示すように、後端側に形成された円板部９ａと、該円板部９ａの前端面に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂと、から構成されている。
【００２５】
前記円板部９ａは、後端面の径方向ほぼ中央位置に前記カムシャフト２のフランジ部２ａとほぼ同じ外径の環状段差突起９ｃが一体に設けられ、この段差突起９ｃの外周面と前記フランジ部２ａの外周面が対峙しながら前記第３ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置されている。これによって、組付時におけるカムシャフト２と従動部材９との軸芯作業が容易になる。なお、前記ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、前記スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定されている。
【００２６】
また、前記円板部９ａの外周部には、図１、図２に示すように、後述する転動体であるローラ３４を保持する保持部材である保持器４１が一体に設けられている。この保持器４１は、前記円板部９ａの外周部に一体に形成された円環状基部から前記円筒部９ｂと同じ方向、つまり円筒部９ｂの軸方向に沿って突出した複数の突起部４１ａを有している。この各突起部４１ａは、ほぼ櫛歯状に形成されて、それぞれ横断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、円環状基部の円周方向のほぼ等間隔位置に所定の隙間をもって形成されて、この各隙間内に前記各ローラ３４が配置されるようになっている。
【００２７】
前記円筒部９ｂは、図１、図６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９ｄが貫通形成されていると共に、外周側には後述するモータ出力軸１３の後端側を回転自在に支持する第１軸受部材であるニードルベアリング２８が設けられている。また、この円筒部９ｂは、図６にも示すように、先端側が小径部９ｅに形成されて、前記ニードルベアリング２８側の大径部と前記小径部９ｅとの間に、後述する第２軸受部材である第２ボールベアリング３５の内輪３５ａが軸方向から当接して位置決めされる段差面９ｆが形成されている。
【００２８】
前記カバー部材３は、図１及び図５に示すように、比較的に肉厚なベークライト樹脂材(非磁性材)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。
【００２９】
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の前端側の保持部５ａ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、ほぼ平坦状の前端壁のほぼ中央位置には作業用孔３ｃが貫通形成されている。この作業用孔３ｃは、オイルシール５０と位相変換機構４の同軸を合わせるためのものであって、組付完了後は、横断面ほぼコ字形状の第１栓体２９が嵌着固定されて外部から電動モータ１２への塵などの浸入を阻止するようになっている。一方、前記ブラケット３ｂには、ほぼ円環状に形成された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。
【００３０】
また、前記カバー部材３は、図１に示すように、前記ブラケット３ｂのボルト挿通孔３ｆを挿通した複数のボルト４７によって前記チェーンカバー４０に固定されている。また、前記カバー本体３ａの前端壁の内周面には、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一体的に埋設固定されている。前記各スリップリング４８ａ、４８ｂは、ほぼ薄板円環状に形成されて所定のスパンをもって内外に配置されていると共に、それぞれの軸方向の外端部が前記前端壁の内面側に埋設状態に固定されている。
【００３１】
さらに前記カバー部材３の上端部には、コネクタ部４９が設けられている。このコネクタ部４９は、基端部がカバー部材３の内部に埋設固定された長板状のコネクター端子４９ａを有すると共に、カバー部材３の内部に埋設固定されて、一端部が前記コネクター端子４９ａの基端部に接続され、他端部が前記各スリップリング４８ａ、４８ｂに接続されたクランク状の導電部材４９ｂを有している。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。
【００３２】
前記カバー本体３ａの後端部側の内周面と前記ハウジング５の外周面との間には、図１及び図４に示すように、シール部材である大径なオイルシール５０が介装されている。この大径オイルシール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３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定されている。また、円環状基部５０ａの内周側には、前記ハウジング５の外周面に当接するシール面５０ｂが一体に形成されている。
【００３３】
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構８と、から構成されている。
【００３４】
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、前記タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークである前記ハウジング５(一方側の部材)と、該ハウジング５の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸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、ハウジング保持部５ａの内底面側に設けられた固定子であるステータ１６と、を備えている。
【００３５】
前記モータ出力軸１３は、円筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、内周面が図６にも示すように、カバー部材３側である先端側に大径周面１３ａが形成されていると共に、後端側に小径周面１３ｂが形成されている。この大径周面１３ａと小径周面１３ｂとの間に、前記円筒部９の段差面９ｆと径方向で対向する段差面１３ｃが形成されている。
【００３６】
また、モータ出力軸１３は、軸方向のほぼ中央位置の外周に、複数の極を持つ鉄心ロータ１７(他方側の部材)が固定されていると共に、該鉄心ロータ１７の外周に電磁コイル１８が巻回されている。また、モータ出力軸１３の前端部の小径な外周面には、コミュテータ２０が圧入固定されている。このコミュテータ２０の前記鉄心ロータ１７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１８がハーネスによって接続されている。さらに、前記モータ出力軸１３の内部には、前記カムボルト１０が締結された後に内部を閉塞する横断面ほぼコ字形状の第２栓体３１が圧入固定されている。これによって、オイルの自由な排出を阻止するようになっている。
【００３７】
前記ステータ１６は、図５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に軸方向から貫通配置されて、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つの給電用ブラシである第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通電切換用ブラシである第２ブラシ２４ａ、２４ｂと、から主として構成されている。
【００３８】
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。
【００３９】
また、前記各永久磁石１４，１５と鉄心ロータ１７との間には、図７に示すように、導電路となるほぼ円環状のエアギャップＧが形成されている。このエアギャップＧは、電動モータ１２の回転性能に影響を与え、その径方向幅の隙間大きさが可及的に小さな値に設定されることが好ましい。
【００４０】
前記モータ出力軸１３は、図１に示すように、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周側に設けられた前記ニードルベアリング２８と、カムボルト１０の座面部１０ｃ側の軸部１０ｂの外周側に設けられた前記第２ボールベアリング３５と、によってカムボルト１０に回転自在に支持されている。また、前記モータ出力軸１３のカムシャフト２側の後端部には、減速機構８の一部を構成する円筒状の偏心回転体である偏心軸部３０が一体に設けられている。
【００４１】
前記ニードルベアリング２８は、図２、図６に示すように、前記偏心軸部３０の内周面に圧入された円筒状のリテーナ２８ａと、該リテーナ２８ａの内部に回転自在に保持された複数のニードルローラ２８ｂとから構成されている。このニードルローラ２８ｂは、前記従動部材９の円筒部９ｂの大径部の外周面を転動している。また、図６に示すように、該各ニードルローラ２８ｂの内端縁と円筒部９ｂの大径部との間には、各ニードルローラ２８ｂの良好な転動性を確保するための第１クリアランスＣ１(ガタ)が形成されており、この第１クリアランスＣ１は、径方向の大きさが約１５〜４５μｍ、好ましくは約３０μｍに設定されている。
【００４２】
前記第２ボールベアリング３５は、図６にも示すように、一般的な構造であって、内輪３５ａと外輪３５ｂ及び両輪間３５ａ、３５ｂに収容配置された複数のボール３５ｃとからなり、前記内輪３５ａが前記従動部材９の円筒部９ｂの小径部９ｅの外周面に前記段差面９ｆに突き当たるまで軸方向から嵌挿されている一方、外輪３５ｂが前記モータ出力軸１３の大径周面１３ａに前記段差面１３ｃに突き当たるまで軸方向から嵌挿されている。これによって、外輪３５ｂの軸方向の位置決めがなされている。
【００４３】
また、前記円筒部９ｂの小径部９ｅは、その軸方向の長さＬが前記内輪３５ａの軸方向の長さよりも短く形成されて、前記カムボルト１０が螺着締結された際に、前記小径部９ｅの先端縁とカムボルト１０の頭部１０ａの座面１０ｃとの間に空間である隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００４４】
したがって、内輪１０ａは、前記段差面９ｆとカムボルト頭部１０ａの座面１０ｃとの間に挟持状態に固定されると共に、隙間Ｓによってカムボルト１０の軸力が直接的に作用するようになっている。一方、外輪３５ｂは、モータ出力軸１３の前記段差面１３ｃと抜け止めリングであるスナップリング３６との間に軸方向から挟持された状態で位置決め支持されている。
【００４５】
また、前記小径部９ｅの外周面と内輪３５ａの内周面との間には、第２クリアランスＣ２が形成されており、この第２クリアランスＣ２(ガタ)は、前記ニードルベアリング２８側の第１クリアランスＣ１(ガタ)よりも小さな約０〜３０μｍに設定され、好ましくは約１５μｍに設定されている。換言すれば、第２ボールベアリング３５は、構造上、その径方向の第２クリアランスＣ２を前記ニードルベアリング２８側の第１クリアランスＣ１よりも十分に小さく設定することが可能であり、これによって、最大径方向の移動量がニードルベアリング２８側よりも小さくなるように設定されている。
【００４６】
前記モータ出力軸１３(偏心軸部３０)の外周面と前記プレート６の内周面との間には、減速機構８の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小径オイルシール３２が設けられている。この小径オイルシール３２は、シール機能の他に、内周部が前記モータ出力軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ出力軸１３の回転に対して摩擦抵抗を付与するようになっている。
【００４７】
前記コントロールユニット２１は、前記クランクシャフトの回転位置を検出する図外のクランク角センサや、カムシャフト２の回転位置を検出するカム角センサ、吸入空気量を検出する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、点火時期や燃料噴射量などを制御している。
【００４８】
また、コントロールユニット２１は、前記クランク角センサとカム角センサから出力された検出信号によって前記クランクシャフトとカムシャフト２の相対回転角度位相を検出し、これらの検出信号に基づいて前記電動モータ１２の電磁コイル１８に通電してモータ出力軸１３の正逆回転制御を行い、減速機構８を介してタイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の相対回転位相を制御するようになっている。
【００４９】
前記減速機構８は、図１、図２に示すように、偏心回転運動を行う前記偏心軸部３０と、該偏心軸部３０の外周に設けられた第１ボールベアリング３３と、該第１ボールベアリング３３の外周に設けられた転動体である複数のローラ３４と、該ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する前記保持器４１と、該保持器４１と一体の前記従動部材９と、から主として構成されている。
【００５０】
前記偏心軸部３０は、図２も示すように、円筒状に形成されて、外周面に形成されたカム面の軸心Ｙがモータ出力軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。
【００５１】
前記第１第１ボールベアリング３３は、大径状に形成されて、前記ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置され、内輪３３ａと外輪３３ｂとの間に複数のボール３３ｃが転動自在に支持され、前記内輪３３ａが前記偏心軸部３０の外周面に圧入固定されていると共に、前記外輪３３ｂの外周面には前記ローラ３４が常時当接している。また、前記外輪３３ｂの外周側には、図２にも示すように、三日月円環状の隙間Ｃが形成されて、この隙間Ｃを介して第１ボールベアリング３３全体が前記偏心軸部３０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。そして、前記第１ボールベアリング３３と偏心軸部３０が偏心回転体として構成されている。
【００５２】
前記各ローラ３４は、金属材からなる中実な円柱状に形成され、内周面が前記第１ボールベアリング３３の外輪３３ｂの外周面に偏心動に伴って所定の領域のものが当接すると共に、外周側が前記環状部材１９の内歯１９ａに一部が嵌入している。また、各ローラ３４は、第１ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつすると共に、保持器４１の前記各突起部４１ａ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。
【００５３】
前記保持器４１は、前述したように、周方向へ一定の間隔をもって設けられた複数の突起部４１ａを有し、この各突起部４１ａの軸方向の一端側、つまり従動部材９側が閉塞されているが、その反対側は開口されていて、この開口部４１ｂは、前記プレート６などが前記ボルト７によって共締めされた際に、前記プレート６によって閉塞されるようになっている。
【００５４】
そして、前記各ローラ３４は、図２に示すように、第１ボールベアリング３３の偏心位置によっては一部が環状部材１９の各内歯１９ａに嵌合せず(図２の下側領域)、各内歯１９ａから外れて各内歯１９ａ間の山頂部に位置しているか、あるいは不完全な嵌合状態になっている。また、各内歯１９ａに完全に嵌合している状態にある領域(図２の上側領域)でも、前記内歯１９ａの内面１９ｂとローラ３４の外周面との間に、約１０〜４０μｍの微小なクリアランスが形成されていて、これによって、各ローラ３４の転動性やＶＴＣの騒音の低減化、制御応答性などを確保している。このクリアランスは、各構成部品を組み付ける際に比較的厳しく隙間管理がなされている。
【００５５】
前記減速機構８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、前記シリンダヘッドの軸受４４に軸受されるカムシャフト２のジャーナルの外周に形成された円環溝状の油供給通路４５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４５に連通した油供給孔４６と、カムシャフト２の先端面に形成されて、前記油供給孔４６の下流端に接続された油溝４６ａと、前記従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が前記油溝４６ａに開口し、他端が前記ニードルベアリング２８と第１ボールベアリング３３の付近に開口した前記小径なオイル供給孔４６ｂと、同じく従動部材９に貫通形成された前記大径な３つの図外のオイル排出孔とから構成されている。
【００５６】
前記油供給通路４５は、シリンダヘッドの内部に形成された図外のメインオイルギャラリーを介してオイルポンプから潤滑油が常時供給されるようになっている。したがって、前記ニードルベアリング２８や第１ボールベアリング３３及び前記環状部材１９の内歯１９ａ、各ローラ３４、保持器４１の各突起部４１ａなどには常時十分な潤滑油が供給されるようになっている。
【００５７】
以下、本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の基本的な作動について説明する。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４２を介してタイミングスプロケット１が回転する。その回転力が環状部材１９とプレート６を介して電動モータ１２のハウジング５に伝達されて永久磁石１４，１５やステータ１６が同期回転する。一方、前記環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器４１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は、クランクシャフトの１／２の回転速度で回転しつつ外周側のカムが吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる。
【００５８】
そして、機関始動後の通常運転時には、前記コントロールユニット２１の制御信号によってバッテリー電源からスリップリング４８ａ、４８ｂなどを介して電動モータ１２の電磁コイル１７に通電される。これによって、モータ出力軸１３が正逆回転制御され、この回転力が減速機構８を介してカムシャフト２に伝達されて前記タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が制御されるようになっている。
【００５９】
すなわち、前記モータ出力軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ出力軸１３の１回転毎に保持器４１の各突起部４１ａの側面で径方向へガイドされながら前記環状部材１９の一の内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、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３４の転接によって前記モータ出力軸１３の回転が減速されつつ前記従動部材９を介してカムシャフト２に回転力が伝達される。このときの減速比は、前記ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能であり、ローラ３４の数を多くすれば減速比は小さくなり、少なくすれば大きくなる。
【００６０】
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。
【００６１】
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、前述したように、前記ストッパ凸部１ｄの各側縁１ｆ、１ｇが前記ストッパ凹溝２ｂの各対向縁２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって行われる。
【００６２】
つまり、前記従動部材９(カムシャフト２)が、前記偏心軸部３０の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向(図３の矢印方向)と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの他側縁１ｆにストッパ凹溝２ｂの他方側の対向縁２ｃが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。
【００６３】
一方、従動部材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１ｄの一側縁１ｇにストッパ凹溝２ｂの一方側の対向縁２ｄが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。
【００６４】
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。
【００６５】
このように、ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂ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。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、減速機構８の特異な構成によって、ＶＴＣの作動中におけるカムシャフト２から伝達された交番トルクなどによる騒音の低減化や良好な制御応答性などを確保することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、前記モータ出力軸１３を回転自在に支持する第２ボールベアリング３５は、内輪３５ａと小径部９ｅとの間の第２クリアランスＣ２がニードルベアリング２８側の第１クリアランスＣ１よりも十分に小さく設定されている。
【００６８】
このため、前記鉄心ロータ１７と永久磁石１４と間のエアギャップＧを、十分に小さく設定することができると共に、エアギャップＧの円周方向の大きさをほぼ均一とすることが可能になる。
【００６９】
この結果、電動モータ１２の回転駆動の安定化が図れると共に、モータ出力軸１３から安定した回転力が伝達される減速機構８の円滑な作動が得られる。
【００７０】
また、前記偏心軸部３０側はニードルベアリング２８によって回転自在に支持したため、径方向の耐荷重性が大きくなり、減速機構８の耐久性が向上する。
【００７１】
前記各ローラ３４を保持器４１によって保持収容するようにしたため、該各ローラ３４の保持収容性が良好になり、各ローラ３４による減速機構８の作動性が良好になる。
【００７２】
また、前記第２ボールベアリング３５は、内輪３５ａがカムボルト１０の座面１０ｃと段差面９ｆとの間で、カムボルト１０の大きな軸力によって挟持状態に確実かつ強固に固定されていると共に、外輪３５ｂもモータ出力軸１３側の段差面１３ｃとスリップリング３６との間で軸方向の位置決めをされつつ確実保持されている。特に、内輪３５ａは、小径部９ｅの外周に嵌挿しつつ段差面９ｆによって軸方向の位置決めが行われるので、モータ出力軸１３に対して正確に位置決め固定することが可能になる。
【００７３】
また、モータ出力軸１３と従動部材９を、径方向のガタの少ない前記第２ボールベアリング３５によって位置決めすることができるので、構成部品の組付時における前記カムボルト１０を含めた全体の同軸性が出しやすくなる。
【００７４】
また、前記減速機構８の従動部材９や保持器４１などとカムシャフト２とを、カムボルト１０によって一緒に連結したため、かかる連結作業が容易になると共に、両者８、２の芯出しが容易になる。
〔第２実施形態〕
図８及び図９は第２実施形態を示し、バルブタイミング制御装置の基本構造は第１実施形態と同様であるが、異なるのは、従動部材９の円筒部９ｂの構造を変更したものである。
【００７５】
すなわち、前記円筒部９ｂを段差径状ではなく、均一径の大径状に形成され、その内周面に金属円筒状のカラー部材３７が圧入固定されている。このカラー部材３７は、外径が円筒部９ｂの内径より僅かに小さく設定されて圧入可能になっていると共に、内径がカムボルト１０の軸部の外径よりも僅かに大きく設定されて、挿通可能になっている。
【００７６】
また、このカラー部材３７は、例えばプレス成形によって円筒状に形成され、軸方向の長さＬ１が円筒部９ｂの軸方向の長さよりも長く設定されて、先端部３７ａが円筒部９ｂの先端縁から突出形成されて段差状になっている。この突出先端部３７ａの長さＬ１’は、前記第２ボールベアリング３５の内輪３５ａの軸方向の長さよりも僅かに短く形成されて、前述の場合と同じように、先端部３７ａの先端縁とカムボルト頭部１０ａの座面１０ｃとの間に隙間Ｓが形成されるようになっている。したがって、カムボルト１０の軸力を内輪３５ａが直接に受けることになる。
【００７７】
また、この実施形態でも、前記ニードルベアリング２８のニードルローラ２８ｂと円筒部９ｂとの間の第１クリアランス(ガタ)Ｃ１が約１５〜４５μｍに設定されているのに対して、カラー部材３７の先端部３７ａと内輪３５ａとの間の第２クリアランス(ガタ)Ｃ２が約０〜３０μｍに設定されて、第１クリアランスＣ１よりも十分に小さく設定されている。
【００７８】
したがって、この第２実施形態によれば、第１実施形態と同じく前記第２ボールベアリング３５の第２クリアランスＣ２を十分に小さくできることから、前記鉄心ロータ１７と永久磁石１４と間のエアギャップＧを、十分に小さく設定することができると共に、エアギャップＧの円周方向の大きさをほぼ均一とすることが可能になる。
【００７９】
この結果、電動モータ１２の回転駆動の安定化が図れると共に、モータ出力軸１３から安定した回転力が伝達される減速機構８の円滑な作動が得られる。
【００８０】
また、本実施形態では、カラー部材３７を従動部材９とは別体に形成したことから、該カラー部材３７の外径を高精度に成形することが可能であると共に、例えば先端部３７ａの外径を任意に変更するができるので、前記第２クリアランスＣ２の微小かつ高精度な隙間管理が可能になる。これによって、前記エアギャップＧも精度良く設定することができる。
【００８１】
また、カラー部材３７は、プレス成形によって形成するので、その製造作業が容易であると共に、その内外径の高精度な加工が可能になる。他の作用効果は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
〔第３実施形態〕
図１０は第３実施形態を示し、基本構造は第１実施形態のものと同じであるが、異なるところは、前記ニードルベアリング２８と第２ボールベアリング３５を廃止して、これらの断面形状に合った金属製からなるプレーンベアリング３８によって一体に構成したものである。
【００８３】
すなわち、前記モータ出力軸１３の大径周面１３ａや小径周面１３ｂ、段差面１３ｃ、従動部材９の円筒部９ｂの小径部９ｅなどの構造は、第１実施形態のものと同じ構造である。
【００８４】
前記プレーンベアリング３８は、全体がほぼ円筒状に形成され、ニードルベアリング２８に相当する位置に形成された円筒状の第１プレーン部３８ａと、第２ボールベアリング３５に相当する位置に形成された円環状の第２プレーン部３８ｂとから構成されている。
【００８５】
前記第１プレーン部３８ａは、円筒部９ｅの大径部外周面とモータ出力軸１３の小径周面１３ｂとの間に軸方向から嵌挿可能なように比較的小さな肉厚に形成され、軸方向の長さＬ２が円筒部９ｂの大径部の長さとほぼ同一に設定されていると共に、内周面３８ｃと円筒部９ｂの大径部の外周面との間の第１クリアランスＣ１の大きさが約１５〜４５μｍに設定されている。
【００８６】
一方、前記第２プレーン部３８ｂは、前記小径部９ｅの外周面と大径周面１３ａとの間に嵌挿可能なように比較的肉厚な円環状に形成され、後端面が第１プレーン部３８ａと一体に結合されていると共に、その軸方向の長さＬ３が前記小径部９ｅの軸方向長さＬよりも僅かに大きく形成されて、カムボルト１０が締結された際に、該カムボルト頭部１０ａの座面１０ｃと円筒部９ｅの先端縁との間に隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００８７】
また、前記第１プレーン部３８ａと第２プレーン部３８ｂとの間には、互いの肉厚の相違によって段差状に形成された円環状の内外当接面３８ｄ、３８ｅが形成されている。
【００８８】
したがって、この実施形態によれば、構成部品の組付時に、前記プレーンベアリング３８を、第１プレーン部３８ａ側から前記モータ出力軸１３と円筒部９ｂとの間の円環状隙間内に軸方向へ挿入しつつ押し込むと、前記内外当接面３８ｄ、３８ｅが、モータ出力軸１３側の段差面１３ｃと円筒部９ｂ側の段差面９ｆとにそれぞれ軸方向から当接して位置決めされる。その後、前記カムボルト１０を、円筒部９ｂ内を挿通しつつカムシャフト２の雌ねじ部に螺着締結すると、第２プレーン部３８ｂがカムボルト頭部１０ａの座面１０ｃと円筒部１０ｂの段差面９ｆとの間に挟持状態で固定される。
【００８９】
このとき、前記第１プレーン部３８ａの内周面と円筒部９ｅの大径部の外周面との間の第１クリアランスＣ１の大きさは、約１５〜４５μｍに設定されている一方、前記第２プレーン部３８ｂの内周面と円筒部９ｂの小径部９ｅの外周面との間に形成される第２クリアランスＣ２の大きさは、０〜３０μｍに設定されて、前記第１クリアランスＣ１よりも十分に小さく設定されている。
【００９０】
したがって、この第３実施形態も、前記第１プレーン部３８ｂ側の第２クリアランスＣ２を十分に小さくできることから、前記鉄心ロータ１７と永久磁石１４と間のエアギャップＧを十分に小さく設定することができると共に、エアギャップＧの円周方向の大きさをほぼ均一とすることが可能になる。
【００９１】
この結果、電動モータ１２の回転駆動の安定化が図れると共に、モータ出力軸１３から安定した回転力が伝達される減速機構８の円滑な作動が得られる。
【００９２】
しかも、本実施形態では、第２ボールベアリング３５やニードルベアリング２８を廃止して、プレーンベアリング３８を用いたことから、この製造作業が容易になると共に、組み付け作業も容易になる。
【００９３】
さらに、プレーンベアリング３８は、偏心軸部３０側の第１プレーン部３８ａとモータ出力軸１３側の第２プレーン部３８ｂを分割することなく一体に形成したことから、前記製造作業と組立作業が一層容易になると共に、コストの低減化が図れる。
〔各実施形態の他の共通の作用効果〕
また、前記第１〜第３実施形態の共通の作用効果としては、前記カバー部材３を合成樹脂材によって形成したことによって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。
【００９４】
前記減速機構８のニードルベアリング２８(第１プレーン部３８ａ)と第１ボールベアリング３３を径方向のほぼ同一位置に配置し、特に、ニードルベアリング２８(第１プレーン部３８ａ)と同じ径方向位置に前記環状部材１９とローラ３４を配置したことから、装置の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、装置の小型化と軽量化が図れる。
【００９５】
しかも、前記減速機構８の構造が簡素化されるため、製造作業や組立作業が容易になり、これらのコストを十分の低減することができる。
【００９６】
また、前記環状部材１９の内歯１９ａの歯面とローラ３４が噛み合う位置の径方向内周側に前記ニードルベアリング２８(第１プレーン部３８ａ)が配置されていることから、環状部材１９側から径方向内側へ作用する大きな荷重を前記ニードルベアリング２８(第１プレーン部３８ａ)によって受けることができる。このため、前記荷重による曲げモーメントが前記モータ出力軸１３に殆ど作用しない。したがって、モータ出力軸１３の常時スムーズな回転が得られる。
【００９７】
さらに、前記減速機構８内には、潤滑油供給手段から潤滑油が常時強制的に供給されることから、減速機構８の各部の潤滑性が向上する。つまり、内歯１９ａとローラ３４との間や、ニードルベアリング２８、第１ボールベアリング３３、第２ボールベアリング３５、プレーンベアリング３８に潤滑油が供給されて、各ローラ、２８ｂ、３４や各ボールなどの間の潤滑性が向上して減速機構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、この潤滑油が各部材間の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。
【００９８】
特に、機関の駆動中はオイルポンプから圧送された潤滑油が前記潤滑油供給手段を介して常時供給されて浸漬された状態になるため、前記各ボールやローラなどの転動体の油膜切れの発生が抑制できる。これにより、電動モータ１２の初期駆動負荷を十分に低減でき、バルブタイミングの制御応答性の向上と消費エネルギーの減少化が図れる。
【００９９】
また、前記減速機構８内部から前記各オイル排出孔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第３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。
【０１００】
さらに、前記モータ出力軸１３と偏心軸部３０を、ニードルベアリング２８と第２ボールベアリング３５(プレーンベアリング３８)を介してカムボルト１０に支持したため、別途支持軸を設ける必要がなくなり、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト２に軸方向から直接結合されているので、カムシャフト２に対して径方向の倒れが抑制されて高い同軸性が得られる。
【０１０１】
また、ハウジング５によって減速機構８と電動モータ１２との一体化が図れると共に、スプロケット本体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、装置の軸方向の他に径方向の小型化が図れると共に、製品管理が容易になる。
【０１０２】
また、前記オイルシール３２は、前記モータ出力軸１３に摩擦抵抗を付与することから、バルブスプリングのばね力などによって前記カムシャフト２に発生する交番トルクを吸収して電動モータ１２の負荷を抑制することができる。
【０１０３】
前記モータ出力軸１３と偏心軸部３０とを一体化したことによって、分割した場合に比較して部品点数の削減が図れると共に、組付、製造作業が容易になり、この点でもコストの低減化が図れる。
【０１０４】
前記第２ボールベアリング３５やプレーンベアリング３８を、カムボルト１０によって固定する際に、前記隙間Ｓの存在によってカムボルト１０の軸力を内輪３５ａや第２プレーン部３８ｂが直接的に伝達できるので、円筒部９ｅの段差面９ｆを介して内輪３５ａや第２プレーン部３８ｂを軸方向から強固に固定することが可能になる。
【０１０５】
また、前記第２ボールベアリング３５の内輪３５ａや第２プレーン部３８ｂの内周側を、円筒部９ｂの小径部９ｅの外周面に嵌合支持させるようになっていることから、例えば、カムボルト１０の軸部１０ｂの外周面に嵌合支持させる場合に比較してボールベアリング３５の外径を小さくできる。したがって、ボールベアリング３５の小型化によってコストの低減化が図れる。
【０１０６】
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、前記電動モータ１２をブラシレスのものを用いることも可能である。
【０１０７】
また、転動体としてローラを用いたが、各構成部材の構造によってはボールで構成することも可能である。
【０１０８】
さらに、可変動弁装置としては、各実施形態のバルブタイミング制御装置に限定されるものではなく、例えば、本出願人が先に出願した特開２０１０−８４７１６号公報に記載された発明のように、機関運転状態に応じて吸気弁のリフト量と作動角を可変にする可変動弁装置に適用することも可能である。
【０１０９】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１軸受部材をニードルベアリングによって構成し、第２軸受部材をボールベアリングによって構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１０】
一般にニードルベアリングは、各ローラが線接触によって径方向の荷重を受けることから、該径方向の耐荷重性が大きい、一方、ボールベアリングは、径方向の耐荷重性についてはニードルベアリングよりもやや劣るが径方向のμｍ単位の隙間精度が高く該隙間を十分に小さくすることが可能になる。このため、本発明では、ニードルベアリングによって径方向の耐荷重性を十分に確保できると共に、ボールベアリングによってモータ出力軸の径方向のガタを可及的に小さくすることが可能になることから、電動モータのロータとステータとの間のエアギャップを高精度に設定することができる。
〔請求項ｂ〕
請求項ａに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータ出力軸は、外周に軸心がモータ出力軸の回転中心から偏心した偏心軸部を有する円筒状に形成されている一方、
前記減速機構は、
前記第１部材の内周に設けられた内周噛み合い部と、
前記モータ出力軸の回転に伴う前記偏心軸部の回転によって前記内周噛み合い部に噛み合って遊星運動を行う遊星噛み合い部材と、
前記第２部材に設けられ、前記遊星噛み合い部材の径方向運動を吸収して、回転運動のみを前記第２部材に伝達する偏心吸収部材と、から構成され、
前記第１軸受部材は、前記モータ出力軸における前記偏心軸部の内周と第２部材の外周との間に設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記遊星噛み合い部材は、前記偏心軸部に取り付けられたボールベアリングと、該ボールベアリングの外周に配置され、前記内周噛み合い部に部分的に噛み合うように構成された複数のローラと、によって構成され、
前記偏心吸収部材は、前記ローラの径方向の移動を許容しつつ前記モータ出力軸の回転方向の移動を規制するローラ保持部材であることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１１】
この発明によれば、とりわけ、ローラ保持部材によって複数ローラの保持収容性が良好になると共に、ローラによる減速機構の作動性が良好になる。
〔請求項ｄ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータ出力軸は、円筒状に形成されていると共に、前記第２部材には、円筒部が設けられ、
前記第１軸受部材及び第２軸受部材は、前記モータ出力軸の内周と前記円筒部の外周との間に設けられ、
前記第２軸受部材は、外輪が前記モータ出力軸の内周に固定されている一方、内輪が前記円筒部の外周に設けられた小径部と大径部との間の段差部とボルトの頭部とによって挟持状態に固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１２】
この発明によれば、前記段差部とボルト頭部とによって第２軸受部材の外輪と内輪が軸方向の位置決めされながら強固に固定されると共に、径方向のガタが少ない第２軸受部材によって締結時における前記ボルトの軸心を出しやすくなる。
【０１１３】
〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ボルトは、前記減速機構と前記第２部材を連結すると共に、軸心が前記円筒部の中心軸と同軸に配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１４】
この発明によれば、前記ボルトによって減速機構と第２部材との連結と芯出しの両方の効果を得ることができる。
【０１１５】
〔請求項ｆ〕請求項ｅに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記円筒部の段差状先端部を第２軸受部材の内輪の軸方向長さよりも短く設定することによって前記段差状先端部の先端縁と該先端縁に対向するボルトの頭部の座面との間に空間を形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１６】
この発明によれば、前記空間を形成することによって、締め付け時におけるボルト頭部の座面が前記円筒部の先端縁に当接することなく、前記座面の外周端が前記内輪の一側面に当接して該内輪を軸方向から強固に締め付けることが可能になる。つまり、ボルトの締め付け軸力を内輪に十分に伝達することが可能になるのである。
【０１１７】
〔請求項ｇ〕請求項ｄに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータ出力軸の内周に小径周面と大径周面が形成され、前記小径周面と大径周面との間の段差部に、前記第２軸受部材の外輪が軸方向から当接した状態で前記モータ出力軸に固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１１８】
この発明によれば、前記段差部によって前記第２軸受部材の外輪が軸方向の位置決めがなされることから、モータ出力軸に対して正確に位置決め固定することができる。
【０１１９】
〔請求項ｈ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１部材はクランクシャフトから回転力が伝達される一方、第２部材はカムシャフトに固定されることによって、機関弁の開閉時期を変更するものであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１２０】
〔請求項ｉ〕請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１部材に固定される一方側の部材に、前記永久磁石が設けられ、前記モータ出力軸に固定される他方側の部材に、前記電磁コイルが設けられて、コミュテータを介して前記電磁コイルに通電されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１２１】
〔請求項ｊ〕請求項ｉに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記コミュテータには、ブラシとスリップリングを介して電流が供給されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【符号の説明】
【０１２２】
１…タイミングスプロケット(第１部材)
２…カムシャフト(第２部材)
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(一方側の部材)
６…プレート
７…ボルト
８…減速機構
９…従動部材
９ｂ…円筒部
９ｆ…段差面
１０…カムボルト(ボルト)
１０ａ…頭部
１０ｂ…軸部
１０ｃ…座面
１２…電動モータ
１３…モータ出力軸
１３ａ…大径周面
１３ｂ…小径周面
１３ｃ…段差面
１４…永久磁石
１７…鉄心ロータ(他方側の部材)
１８…電磁コイル
１９…環状部材
１９ａ…内歯
２３ａ、２３ｂ…第１ブラシ
２４ａ、２４ｂ…第２ブラシ
２８…ニードルベアリング(第１軸受部材)
３０…偏心軸部
３２…第２オイルシール
３３…第１ボールベアリング(偏心回転体)
３３ａ…内輪
３３ｂ…外輪
３４…ローラ
３５…第２ボールベアリング(第２軸受部材、位置決め手段)
３５ａ…内輪
３５ｂ…外輪
４１…保持器(保持部材)
４１ａ…突起部
４１ｂ…開口部
４３…第２ボールベアリング
４８ａ、４８ｂ…スリップリング
Ｃ１…第１クリアランス
Ｃ２…第２クリアランス
Ｇ…エアギャップ
Ｓ…隙間
【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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