(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構の作動角を精度よく測定することが可能な作動角測定装置を提供する。【解決手段】本発明に係る作動角測定装置は、可変バルブタイミング機構を構成するギヤ１１に嵌合する突起２１を有する可動部２０と、ギヤ１１の回転に伴って回転する可動部２０の回転を測定する測定手段（プーリー２３、プーリー２５）と、測定手段による測定値に基づいて、ギヤ１１の作動角を算出するロータリーエンコーダ２６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変バルブタイミング機構を構成するギヤに嵌合する突起を有する可動部と、
前記ギヤの回転に伴って回転する前記可動部の回転を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定値に基づいて、前記ギヤの作動角を算出する作動角算出手段と、
を備える作動角測定装置。
【請求項２】
前記測定手段は、
前記可動部の回転を伝達する第１プーリーと、
前記第１プーリーの回転を前記作動角算出手段に伝達する第２プーリーと、
を有し、
前記第１プーリーの前記第２プーリーに対する増速比が１以上であることを特徴とする請求項１に記載の作動角測定装置。
【請求項３】
可変バルブタイミング機構を構成するギヤに可動部の突起を嵌合させ、
前記ギヤの回転に伴う可動部の回転を測定し、
前記可動部の回転の測定値に基づいて、前記ギヤの作動角を算出する、
作動角測定方法。
【請求項４】
前記可動部の回転を第１プーリーに伝達し、
前記第１プーリーの回転を、増速比が１以上である第２プーリーに伝達し、
前記第２プーリーの回転に基づいて前記測定値を得る、
請求項３に記載の作動角測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）機構の作動角を測定する作動角測定装置及び作動角測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、可変動弁装置の制御位置検出装置が開示されている。特許文献１では、制御シャフトの一端部に軸支された従動ギヤと、アクチュエータの回転軸の端部に軸支された駆動ギヤとが噛み合わされて減速ギヤが構成されている。アクチュエータの回転軸が回転すると、その回転が減速されて制御シャフトに伝達され、制御シャフトの回転位置がストッパで制限される所定の回転範囲内で変化する。
【０００３】
制御シャフトがアクチュエータによりギヤを介して回転駆動されることで、ロッカアームの揺動支点が変化し、機関弁のリフト特性が変更される。検出装置には、従動ギヤの歯を非接触に検出するギヤセンサが設けられている。ギヤの歯数を計測することにより、制御シャフト回転位置（作動角）を検出している。
【０００４】
特許文献２には、歯車のバックラッシュ測定装置が開示されている。測定対象の歯車に回転検出歯車をバックラッシュがない状態に付勢して噛み合わせ、測定対象の空転量又は回転角遅れを回転検出歯車の回転軸に取り付けた回転センサの出力信号によって求めている。なお、特許文献２に記載の技術は、ＶＶＴ機構の作動角を測定する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８２１９１号公報
【特許文献２】特開平０８−２４７７８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、ＶＶＴ用の制御ギヤに作動角検出用の従動ギヤを噛み合わせて、作動角の検出を行っている。このように、特許文献１では、ギヤ同士を噛み合わせるためにバックラッシュが必要となり、正確な作動角の測定が困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、可変バルブタイミング機構の作動角を精度よく測定することが可能な作動角測定装置及び作動角測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る作動角測定装置は、可変バルブタイミング機構を構成するギヤに嵌合する突起を有する可動部と、前記ギヤの回転に伴って回転する前記可動部の回転を測定する測定手段と、前記測定手段による測定値に基づいて、前記ギヤの作動角を算出する作動角算出手段とを備えるものである。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る作動角測定装置は、上記の作動角測定装置において、前記測定手段は、前記可動部の回転を伝達する第１プーリーと、前記第１プーリーの回転を前記作動角算出手段に伝達する第２プーリーと、を有し、前記第１プーリーの前記第２プーリーに対する増速比が１以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る作動角測定方法は、可変バルブタイミング機構を構成するギヤに可動部の突起を嵌合させ、前記ギヤの回転に伴う可動部の回転を測定し、前記可動部の回転の測定値に基づいて、前記ギヤの作動角を算出する。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る作動角測定方法は、上記の作動角測定方法において、前記可動部の回転を第１プーリーに伝達し、前記第１プーリーの回転を、増速比が１以上である第２プーリーに伝達し、前記第２プーリーの回転に基づいて前記測定値を得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可変バルブタイミング機構の作動角を精度よく測定することが可能な作動角測定装置及び作動角測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る作動角測定装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す作動角測定装置を横から見た図である。
【図３】ＶＶＴ機構の作動角測定における問題点を説明するための図である。
【図４】図３の一点鎖線で示した部分を拡大した斜視図である。
【図５】図４を上から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００１５】
まず、図３〜５を参照して、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）機構の作動角測定における問題点について説明する。図３は、ＶＶＴ機構の作動角測定装置の一例を示す図である。図４は、図３の一点鎖線で示した部分を拡大した斜視図である。図５は、図４を上から見た図である。
【００１６】
ＶＶＴ機構は、カムプーリーに対してカムシャフトをねじることで、自動車のエンジンの吸気バルブや排気バルブの作動角を調節し、エンジンの回転数に合わせバルブの開閉タイミングを変えるものである。ＶＶＴ機構は、バルブタイミング調整装置、ＯＣＶ（Oil Control Valve）、オイルポンプ、ＥＣＵ（Engine Control Unit）などによって構成される。
【００１７】
バルブタイミング調整装置のロータには、遅角室、進角室が設けられている。遅角室にオイルを導くと、油圧によりカムシャフトは回転方向とは逆に動きバルブの開時期が遅くなる。一方、進角室にオイルを導くと、カムシャフトが回転方向に動き、バルブの開時期が早くなる。バルブタイミング調整装置の作動角は、搭載する車両に応じて設定される。
【００１８】
作動角測定装置は、バルブタイミング調整装置の作動角を測定するものである。図３、４に示すように、測定対象であるバルブタイミング調整装置（以下、ワークとする）１０は、ギヤ１１、ハウジング１２、ロータ１３、ロックピン１４を含む。図４に示すように、バルブの開時期を遅くするときは、ギヤ１１、ハウジング１２は遅角側に回転する。バルブの開時期を早くするときは、ギヤ１１、ハウジング１２は進角側に回転する。
【００１９】
ワーク１０は、固定冶具３１上に載置されている。ワーク１０のロータ１３が、ロボットアーム３０でクランプされ、固定冶具３１に固定される。固定冶具３１からワーク１０に対しエアーが供給される。ロックピン１４は、固定冶具３１から供給されるエアーにより一定の圧力がかかると上昇する。ロックピン１４が完全に抜けると、ギヤ１１、ハウジング１２は固定冶具３１に対して回転することが可能である。
【００２０】
回転冶具３２は、モータ又はエアー駆動で回転する。図３に示す例では、モータ３３からの駆動力が、２つの噛み合わされたギヤからなる伝達ギヤ３４を介して回転冶具３２に伝達されている。すなわち、モータ３３を駆動すると、駆動力が伝達ギヤ３４により回転冶具３２に伝達され、回転冶具３２が回転する。
【００２１】
図４、５に示すように、回転冶具３２は、円周上に複数の格子３５が並んだ構成となっている。回転冶具３２の格子３５と、ギヤ１１の歯が噛み合うように配置されている。従って、ギヤ１１は、回転冶具３２が回転するのに合わせて回転する。回転冶具３２には、エンコーダ３６が接続されている。エンコーダ３６は、回転冶具３２の回転の変位から作動角を測定する。
【００２２】
このとき、図３の破線楕円で示した格子３５とギヤ１１が噛み合う箇所において、格子３５が摩耗しガタが発生する場合がある。バルブタイミング調整装置の全数に対して作動角の測定を行っているため、回転冶具３２のギヤ１１と噛み合う箇所の摩耗が特に激しく、作動角の測定が正確にできないという問題がある。
【００２３】
また、図５に示すように、ギヤ１１の歯と回転冶具３２の格子３５との間には、回転させるために運動方向に対して意図的に設けられた隙間（バックラッシュ）が存在する。このため、作動角がさらに正確に測定できない場合がある。
【００２４】
そこで、本発明者らは、図１、２のような構成の作動角測定装置を考案した。図１は、実施の形態に係る作動角測定装置１の構成を示す図である。図２は、図１に示す作動角測定装置１を横から見た図である。図１に示すように、作動角測定装置１は、ワーク１０の作動角を測定するものである。なお、上述したように、ワーク１０は、バルブタイミング調整装置であり、図４に示すようにギヤ１１、ハウジング１２、ロータ１３、ロックピン１４等を含む。
【００２５】
図１、２に示すように、作動角測定装置１は、可動部２０、プーリー２３、タイミングベルト２４、プーリー２５、ロータリーエンコーダ２６を備える。可動部２０は、突起２１、アクチュエータ２２を有している。突起２１は、ワーク１０のギヤ１１に嵌合する部材である。突起２１は、アクチュエータ２２によってギヤ１１に押し付けられる。
【００２６】
可動部２０は、ワーク１０のギヤ１１の回転とともに揺動する。可動部２０には、プーリー２３が結合されている。図２に示すように、可動部２０の一端がプーリー２３に固定されており、可動部２０の回転に伴ってプーリー２３が回転する。
【００２７】
タイミングベルト２４は、平行する２軸間で回転を伝達するために用いられる歯付きベルトである。本実施の形態では、タイミングベルト２４は、プーリー２３の回転をプーリー２５に伝達する。すなわち、本実施の形態では、プーリー２３、タイミングベルト２４、プーリー２５が測定手段となる。なお、測定手段はこの構成に限定されるものではない。例えば、測定手段として、チェーンやスプロケット等を用いることも可能である。
【００２８】
プーリー２５には、ロータリーエンコーダ２６が結合されている。ロータリーエンコーダ２６は、回転軸の回転角度に対応するパルスをパルス列として発生し、パルス列をカウントすることで回転軸の回転角度（作動角）を算出する作動角算出手段である。
【００２９】
このように、実施の形態に係る作動角測定装置１は、ギヤ１１に突起２１を押し付け、バックラッシュをなくした状態で、作動角を測定することができる。このため、図３〜５を用いて説明したように格子の摩耗やバックラッシュによらず、バルブタイミング調整装置の作動角を精度よく測定することが可能となる。
【００３０】
また、プーリー２３のプーリー２５に対する増速比（回転比）は、１以上であることが好ましい。すなわち、プーリー２３とプーリー２５の歯車比が１以上であることが好ましい。例えば、プーリー２３とプーリー２５の増速比が２であるとする。すなわち、プーリー２３の歯数とプーリー２５の歯数の比が２：１である。つまり、プーリー２３が１回転する間にプーリー２５が２回転する。
【００３１】
ロータリーエンコーダ２６は、回転軸が一定量回転するごとにパルスを出力するため、プーリー２５の回転角度が大きくなるにつれて出力するパルスの数が増大する。上記の例では、ロータリーエンコーダ２６において出力されるパルスの数が２倍になる。これにより、作動角の測定の分解能を向上させることが可能となる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態では、ギヤ１１を直接クランプしてバックラッシュをなくした状態で作動角を測定しているため、ＶＶＴ機構の完成品の動作チェックや、欠陥品のチェック等の品質保証工程において、設備の測定誤差を最小化し、精度よく製品の作動角を測定することが可能となる。また、作動角を、増速比が１以上となるプーリー２３、プーリー２５を用いて、作動角をロータリーエンコーダ２６に伝達しているため、測定の分解能を向上できる。これにより、図３〜５を用いて説明したように格子の摩耗やバックラッシュによらず、バルブタイミング調整装置の作動角を精度よく測定することが可能となる。
【００３３】
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  作動角測定装置
１０  ワーク（バルブタイミング調整装置）
１１  ギヤ
１２  ハウジング
１３  ロータ
１４  ロックピン
２０  可動部
２１  突起
２２  アクチュエータ
２３  プーリー
２４  タイミングベルト
２５  プーリー
２６  ロータリーエンコーダ
３０  ロボットアーム
３１  固定冶具
３２  回転冶具
３３  モータ
３４  伝達ギヤ
３５  格子
３６  エンコーダ
【図１】
2014134114.tif 000003
【図２】
2014134114.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014134114.tif 000006
【図５】
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