(57)【要約】【課題】給電用ブラシの配置を径方向に変更することによって、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短尺化することができる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】タイミングスプロケットに対してカムシャフトを相対回転させる電動モータ１２と、モータハウジングの前端部に固定された給電プレート１７の筒部１７ａの外周面に形成された前後２つのスリップリング２６，２７と、を備え、前記給電プレートの前端を覆うように設けられたカバー部材４の外周部上端部にコネクタ保持部２８を設け、該コネクタ保持部に、前記各スリップリングに対して径方向から当接する一対の給電用ブラシ３９、４０を設けた。【選択図】図３
2019132129.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、
前記駆動回転体にモータハウジングが固定され、回転駆動することによって前記駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる電動モータと、
前記モータハウジングの外周側に設けられたスリップリングと、
前記スリップリングに、前記モータハウジングの径方向外側から当接して給電する給電用ブラシを有する給電機構と、
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、
前記電動モータは、モータ出力軸に設けられた複数のコイルと、前記モータハウジングの内周面に設けられた永久磁石と、前記スリップリングと導通して前記複数のコイルへの通電する整流子と、先端部が前記整流子に摺接する整流子ブラシと、を備え、
前記スリップリングは、その形成位置が前記整流子と整流子ブラシに対して前記モータ出力軸の径方向でオーバーラップ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、
前記モータハウジングは、前記永久磁石が設けられた筒状のハウジング本体と、前記スリップリングと前記整流子ブラシを保持する有底円筒状の保持部材と、を備え、
前記ハウジング本体の前端部に前記保持部材が設けら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、
前記保持部材は、前記ハウジング本体に軸方向から固定される筒部と、該筒部の軸方向前端側に一体に有し、内周側に前記整流子ブラシが設けられた底壁部と、を有し、前記筒部の後端部が前記ハウジング本体に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】
前記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、
前記ハウジング本体は筒状に形成され、該ハウジング本体の前端部の外周面に、前記保持部材の筒部が軸方向から圧入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、
前記永久磁石は、ハウジング本体の内周面に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、
前記給電機構は、電源に接続されるコネクタと、該コネクタに一体に設けられた前記給電用ブラシとを有し、
前記保持部材の前端側に、前記給電機構のコネクタを保持するカバー部材が取り付けら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、
前記ハウジング本体は、前端部に前記保持部材の筒部が圧入固定される段差小径状の筒状固定部が形成されていると共に、該筒状固定部の軸方向内端縁に大径な環状突部が一体に設けられ、該環状突部の外周に、前記モータハウジングと前記カバー部材との間をシールするシール部材が設けら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、
前記カバー部材の外周部の内周に、前記環状突部とコネクタとの間の隙間に介在して給電用ブラシと前記シール部材との連通を遮断する遮断壁が設けら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１０】
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、
前記給電用ブラシの前記スリップリングとの当接面は、前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上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１１】
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、
前記スリップリングは、前記モータハウジングの外周に軸方向に２つ並設されている一方、前記給電用ブラシも、前記各スリップリングに対応して２つ設けられ、
前記２つの給電用ブラシのうち、少なくとも一方は前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上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２つの給電用ブラシの両方が前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上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２つの給電用ブラシは、互いの配置が前記モータハウジングの円周方向に所定角度だけず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】
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、
前記スリップリングは、前記モータハウジングの外周に軸方向に２つ並設されている一方、前記給電用ブラシは、前記一つのスリップリングに対して二つずつ当接する合計４つ設けられ、
前記２つの給電用ブラシは、前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上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１５】
整流子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４つの給電用ブラシは、互いの配置が前記モータハウジングの円周方向に所定角度だけず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、
２つの給電用ブラシのうち、少なくとも１つの給電用ブラシは駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の下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１７】
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、
前記カバー部材は、ほぼ円形状に形成され、外周部の鉛直方向上側に径方向に沿った保持孔が貫通形成されていると共に、
前記給電機構は、前記コネクタが前記保持孔に径方向から挿入されて前記給電用ブラシと一緒に保持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１８】
電動モータの給電構造であって、
駆動回転体にモータハウジングが一体的に固定されて、前記駆動回転体と同期回転する電動モータと、
前記モータハウジングの外周部に設けられて、前記モータハウジングの径方向外側から当接する給電用ブラシによって前記電動モータへの給電に用いられるスリップリングと、
を備えたことを特徴とする電動モータの給電構造。
【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及び電動モータの給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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に記載されているものが知られている。
【０００３】
この装置は、タイミングスプロケットのスプロケット本体の前端部に、電動モータの円筒状のモータハウジングがボルト固定されていると共に、該モータハウジングの前端部には、円盤状の給電プレートが固定され、この給電プレートは、前端面に整流子を介して電動モータのコイルに通電する一対のスリップリングが設けられている。
【０００４】
また、モータハウジングの前方位置には、前記給電プレートを覆う形で配設されたカバー部材が設けられている。このカバー部材の後端部には、前記給電プレートの各スリップリングにモータハウジングの軸方向から当接する一対の給電用ブラシが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記カバー部材に設けられた一対の給電用ブラシは、前述のように、各スリップリングに対してモータハウジングの軸方向から当接するようになっている。このため、装置の軸方向の長さが必然的に長くなってしまう。
【０００７】
この結果、例えば直列型の内燃機関である場合には、機関全体の軸方向の長さが長くなってエンジンルーム内への搭載性の悪化やレイアウトの自由度が制約されるおそれがある。
【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、装置の軸方向の長さを短尺化することのできる内燃機関のバルブタイミング制御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】
【０００９】
本願発明は、モータハウジングの外周に形成されたスリップリングに、に当接する給電用ブラシを、前記モータハウジングの径方向から当接させたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、装置の軸方向の長さを十分に短くすることができ、内燃機関のエンジンルーム内への搭載性とレイアウトの自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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に示す本実施形態の要部拡大図である。
【図４】本実施形態に供されるタイミングスプロケットとモータハウジングを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に供される給電プレートの正面図である。
【図６】同給電プレートの背面図である。
【図７】同給電プレートの側面図である。
【図８】本実施形態に供されるカバー部材を図２の矢印Ａ方向からみた正面図である。
【図９】本願発明の第２実施形態に供されるカバー部材を図２の矢印Ａ方向からみた正面図である。
【図１０】本願発明の第３実施形態に供されるカバー部材を図２の矢印Ａ方向からみた正面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の要部拡大断面図である。
【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と電動モータの給電構造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、バルブタイミング制御装置を直列４気筒の内燃機関の吸気弁側に適用したものを示している。
【００１３】
前記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、内燃機関のクランクシャフトの回転駆動力がタイミングチェーンを介して伝達され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０１上に軸受０２を介して回転自在に支持されていると共に、前記タイミングスプロケット１に相対回転自在に設けられたカムシャフト２と、前記タイミングスプロケット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、該位相変更機構３の前端に配置された固定部材であるカバー部材４と、を備えている。
【００１４】
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環状一体に形成されており、外径が比較的小径状に形成されたスプロケット本体１ａと、該スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回された図外の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、を備えている。
【００１５】
また、前記スプロケット本体１ａの前端側には、内歯構成部５が一体に設けられている。この内歯構成部５は、前記スプロケット本体１ａの前端部外周側に一体に設けられ、位相変更機構３の前方へ延出した円筒状に形成されていると共に、内周には波形状の複数の内歯５ａが形成されている。また、この内歯構成部５の軸方向の外端面には、後述する電動モータ１２のモータハウジング１４が前記各ボルト７を介して軸方向から結合されている。
【００１６】
前記タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａと、前記カムシャフト２の軸方向の一端部２ａに固定された後述する従動回転体である従動部材９との間に、１つの大径ボールベアリング６が介装されており、この大径ボールベアリング６によって、タイミングスプロケット１が前記従動部材９(カムシャフト２)に相対回転自在に軸受けされている。
【００１７】
さらに、前記スプロケット本体１ａの内歯構成部５と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、金属板材によって円環状に形成され、外径が前記スプロケット本体１ａの外径とほぼ同一に設定されている。また、中央に有する中央孔８ａの内径が前記大径ボールベアリング６の外輪６ａの内径よりも小さく形成されて、内周部の内側面が前記外輪６ａの軸方向の他端面に微小隙間を介して軸方向から対峙している。
【００１８】
前記保持プレート８の中央孔８ａの内周縁所定位置には、中心軸方向に向かって突出したほぼ逆台形状のストッパ凸部８ｂが一体に設けられている。
【００１９】
また、前記内歯構成部５を含むスプロケット本体１ａ及び保持プレート８の各外周部には、８本のボルト７が挿通する８つのボルト挿通孔１ｃが周方向のほぼ等間隔位置に貫通形成されている。
【００２０】
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、軸方向の一端部２ａと該一端部２ａ外周に一体に設けられたフランジ部２ｂを介して従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から共締め固定されている。前記フランジ部２ｂには、前記ストッパ凸部８ｃが嵌入される円弧状のストッパ溝１１が形成されている。このストッパ溝１１の周方向の対向面に、前記ストッパ凸部８ｃの両側面が適宜当接して、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の相対回転位置、つまり最大進角位置と最大遅角位置を機械的に規制するようになっている。
【００２１】
前記従動部材９は、鉄系金属によって一体に形成され、図１及び図２に示すように、後端側(カムシャフト２側)に形成された円板状の固定端部９ａと、該固定端部９ａの内周前端面から軸方向へ突出した円筒部９ｂと、から主として構成されている。
【００２２】
前記固定端部９ａは、外側面がカムシャフト２の一端部２ａの前端面側に対向配置され、この外側面のほぼ中央位置に前記カムシャフト２の一端部２ａが軸方向から嵌合する嵌合溝９ｄが形成されている。
【００２３】
前記円筒部９ｂは、図１に示すように、前記固定端部９ａを含む内部軸心方向に前記カムボルト１０の軸部１０ｂが挿通されるボルト挿通孔９ｃを有し、外周側には後述する小径ボールベアリング３５とニードルベアリング３６が軸方向に並設されている。
【００２４】
前記カムボルト１０は、図１に示すように、頭部１０ａの軸方向端面が小径ボールベアリング３５の内輪を軸方向から支持していると共に、軸部１０ｂの外周に前記カムシャフト２の内部に形成された雌ねじ２ｃに螺着する雄ねじ１０ｃが形成されている。
【００２５】
前記位相変更機構３は、前記従動部材９の円筒部９ｂの前端側に配置された前記電動モータ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。
【００２６】
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モータハウジング１４と、該モータハウジング１４の円筒状のハウジング本体１４ａの内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１５と、ハウジング本体１４ａの内周面に固着されたそれぞれ円弧状の６つの永久磁石１６と、ハウジング本体１４ａの前端部であるカバー部材４側に固定された保持部材である前記給電プレート１７と、を備えている。
【００２７】
前記モータハウジング１４のハウジング本体１４ａは、図１及び図２に示すように、鉄系金属材によって有底円筒状に形成され、外径が前記スプロケット本体１ａの外径と同じく比較的小径に形成されていると共に、後端側に円板状の隔壁１４ｂが一体に形成されている。
【００２８】
また、ハウジング本体１４ａは、カバー部材４側の前端部に段差小径状の筒状固定部１４ｅが形成されていると共に、該筒状固定部１４ｅの後端側外周に大径な環状突部１４ｆが一体に形成されている。
【００２９】
前記隔壁１４ｂは、ほぼ中央に有する円筒状の延出部の内周に、前記モータ出力軸１５及び偏心軸部３７が挿通される大径な軸挿通孔１４ｃが形成されている。また、前記隔壁１４ｂの外周部には、各ボルト挿通孔１ｃ、８ｃと対応した位置に前記各ボルト７の先端部が螺着する６つの雌ねじ孔１４ｄが周方向の等間隔位置に形成されている。これらに挿通、螺着した前記各ボルト７によって前記タイミングスプロケット１(内歯構成部５)と保持プレート８及びハウジング本体１４ａが軸方向から共締め固定されている。
【００３０】
前記モータ出力軸１５は、段差円筒状に形成されており、軸方向のほぼ中央位置の段差部を介してカムシャフト２側に形成された大径部１５ａと、カバー部材４側に形成された小径部１５ｂと、から構成されている。前記大径部１５ａは、外周に鉄心ロータ１８が固定されていると共に、軸方向の後端面に減速機構１３の一部を構成する後述の偏心軸部３７が一体に結合されている。一方、前記小径部１５ｂの外周には、導電材によって円環状に形成された整流子であるコミュテータ２０が固定されている。
【００３１】
このコミュテータ２０は、前記小径部１５ｂの外周面に圧入された非導電性の円環部材の外周に設けられ、前記鉄心ロータ１８の極数と同数に分割された各セグメントに後述のコイル１９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。
【００３２】
前記鉄心ロータ１８は、複数の磁極を持つ磁性材によって形成され、外周側がコイル１９のコイル線を巻回させるスロットを有するボビンとして構成されている。この鉄心ロータ１８は、内周部が前記モータ出力軸１５の段差部外周に軸方向へ位置決めされつつ固定されている。
【００３３】
前記各永久磁石１６は、円周方向に所定隙間をもって配設されて全体が円筒状に形成されて、円周方向に複数の磁極を有している。
【００３４】
前記給電プレート１７は、図１〜図４に示すように、基本的に全体が合成樹脂材によって有底円筒状に形成され、外周側の筒部１７ａと、該筒部１７ａの軸方向前端側に一体に有する底壁部１７ｂと、前記筒部１７ａと底壁部１７ｂとの連結箇所の内側にモールド固定されて、鉄系金属材を横断面ほぼコ字形状に折曲された環状支持部１７ｃと、から主として構成されている。
【００３５】
前記筒部１７ａは、後端部が前記モータハウジング１４の筒状固定部１４ｅの外周面に前記環状支持部１７ｃを介して圧入固定されていると共に、外周には軸方向に並んだ２つのスリップリング２６，２７が設けられている。
【００３６】
この両スリップリング２６，２７は、それぞれ銅合金材によって円環状に形成されて、所定隙間をもって互いに軸方向に離間していると共に、それぞれの両側縁に一体に設けられた図外の複数の爪を介して前記筒部１７ａにモールド固定されている。また、前記スリップリング２６，２７は、その形成位置が前記コミュテータ２０と該コミュテータ２０に当接する後述の整流子ブラシ２３に対して前記モータ出力軸１５の径方向でオーバーラップして設けられている。
【００３７】
前記底壁部１７ｂは、図１及び図５〜図７中央に比較的大径な作業用孔１７ｄが貫通形成されていると共に、カムシャフト２側の内面側には銅製の角筒状の４つのブラシホルダ２３がそれぞれ４つのリベット３２によって固定されている。この各ブラシホルダ２３は、２つで一組になっており、円周方向で近接配置された各組が径方向から対向配置されている共に、内部には円弧状の各先端面が前記コミュテータ２０の外周面に当接する整流子ブラシ２５が径方向に沿って摺動自在に収容配置されている。この各整流子ブラシ部２５は、それぞれコイルスプリング２４のばね力で各先端面が前記コミュテータ２０の外周面方向の付勢されている。また、筒部１７ａと底壁部１７ｂの内部には、図１及び図５に示すように、前記各スリップリング２６，２７と各組の２つのブラシホルダ２３（２つの整流子ブラシ２５）とを、各一対のピグテールハーネス２６ｂ、２７ｂを介して電気的に導通させる配線板２６ａ、２７ａがモールドされている。
【００３８】
前記環状支持部１７ｃは、横断面ほぼＬ字形状に形成されて、円盤状の内周部１７ｅが底壁部１７ｂの内面側に配置されている一方、該内周部１７ａの外周縁に一体に結合された円筒状の外周部１７ｆが筒部１７ａの内周面から露出した状態で固定されている。この外周部１７ｆが、前記モータハウジング１４の筒状固定部１４ｅの外周面に軸方向から圧入固定されている。
【００３９】
前記モータ出力軸１５と偏心軸部３７は、カムボルト１０の軸部１０ｂの外周面に設けられた前記小径ボールベアリング３５と、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周面に設けられて小径ボールベアリング３５の軸方向側部に配置された前記ニードルベアリング３６とによって回転自在に支持されている。
【００４０】
また、前記モータ出力軸１５の大径部１５ａの外周面と前記ハウジング本体１４ａの隔壁１４ｂの内周に形成された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阻止する小径なオイルシール３８が設けられている。
【００４１】
前記カバー部材４は、図１及び図２、図８に示すように、アルミニウム合金材によって深皿状一体に形成されて、底壁となる平坦状の外壁部４ａと、該外壁部４ａの外周縁に傾斜状の周壁４ｃを介して一体に形成された取付フランジ４ｂと、外壁部４ａの上端部から鉛直方向へ突出したコネクタ保持部２８と、から主として構成されている。
【００４２】
また、このカバー部材４は、取付フランジ４ｂを含めた全体の外径が前記給電プレート１７の外径より大きく形成されて前記給電プレート１７とハウジング本体１４ａの前端部全体をほぼ覆うように近接配置されている。
【００４３】
前記取付フランジ４ｂは、円周方向ほぼ等間隔位置に４つのボス部４ｄが一体に突設されていると共に、該各ボス部４ｄには後述するチェーンケース６０に取り付けられる４本のボルト２９が挿通するボルト挿通孔４ｅが貫通形成されている。また、前記取付フランジ４ｂは、モータハウジング１７側の後端面に円環状のシール溝４ｆが形成されている。このシール溝４ｆには、前記チェーンケース６０の対向面との間をシールする合成ゴムからなるシール部材３３が嵌着固定されている。
【００４４】
前記コネクタ保持部２８は、図１〜図３に示すように、図中上下方向に沿った横断面矩形状に形成されており、内部軸方向に、給電用コネクタ３４が保持される保持孔２８ａが上下方向に沿って貫通形成されている。また、コネクタ保持部２８の両側部には、内部に図外の雌ねじが形成された雌ねじ構成部２８ｂ、２８ｂが一体に設けられている。
【００４５】
前記保持孔２８ａは、横断面ほぼ矩形状に形成されて、下端開口が前記両スリップリング２６，２７の上方に配置されている。つまり、この保持孔２８ａはハウジング本体１４ａに対して鉛直方向の上方位置に形成されている。また、前記保持孔２８ａを構成する周壁の一部に、オイルシール４６と軸方向から対峙する遮断壁２８ｂが一体に設けられている。
【００４６】
前記給電用コネクタ３４は、合成樹脂材によって角筒状一体に形成され、図１、図３に示すように、角筒状の下端部３４ａが前記保持孔２８ａ内に挿入されていると共に、保持孔２８ａから上方へ突出した楕円筒状の上端部３４ｂの内部に端子３５が露出している。また、下端部３４ａと上端部３４ｂとの間の外周には、前記コネクタ保持部２８の上面に当接する左右に伸びた一対の肩部３４ｃ、３４ｃが一体に突設されている。この両肩部３４ｃ、３４ｃの左右外側には、前記雌ねじ構成２８ｂ、２８ｂの上面に当接する一対のボス部３４ｄ、３４ｄが一体に設けられている。この両ボス部３４ｄ、３４ｄには、前記雌ねじ構成部２８ｂ、２８ｂの各雌ねじにそれぞれ螺着する２つのボルト６１、６１が挿通する雌ねじ挿通孔が貫通形成されている。前記各ボルト６１、６１によって給電用コネクタ３４がコネクタ保持部２８に固定されるようになっている。
【００４７】
また、給電用コネクタ３４は、前記下端部３４ａの下端面から内部軸方向に一対のホルダ孔３４ｅ、３４ｅが形成されている。この両ホルダ孔３４ｅ、３４ｅは、中央隔壁３４ｆを介して分離形成されて、それぞれに一対のブラシホルダ３６、３７が挿通固定されていると共に、軸方向の長さが前記下端部３４ａの下端開口から前記突起部３４ｃの形成位置まで延びている。
【００４８】
前記各ブラシホルダ３６、３７は、銅材によってそれぞれ横断面ほぼ四角形状に形成され、軸方向の長さが前記各ホルダ孔３４ｅ、３４ｅの軸方向の長さよりも僅かに長く形成されて、各先端部３６ａ、３７ａが各ホルダ孔３４ｅ、３４ｅの先端開口から僅かに突出している。また。各ブラシホルダ３６，３７の上端部には、絶縁材からなるプレート状のリテーナ３８が両者に跨って配置固定されている。
【００４９】
また、この両方のブラシホルダ３６，３７は、図８に示すように、互いに円周方向に所定量だけずれて配置されていると共に、カバー部材４の中心Ｐ方向へ径方向に沿って傾斜状に配置されている。
【００５０】
このため、該各ブラシホルダ３６、３７に摺動自在に保持される後述する各給電用ブラシ３９，４０は、図示のように、カバー部材４の中心Ｐ方向に向かって径方向に沿って傾斜所に配置されて両先端部３６ｂ、３７ｂがほぼＶ字形状に交差するようになっている。
【００５１】
前記各ブラシホルダ３６，３７の内部には、横断面ほぼ四角形状の給電用ブラシ３９，４０がそれぞれ摺動自在に設けられている。この各給電用ブラシ３９、４０の後端面と前記リテーナ３８との間には、前記各給電用ブラシ３９、４０を図中下方向、つまり各スリップリング２６，２７方向へ付勢するばね部材４１，４２が弾装されている。
【００５２】
なお、前記給電用コネクタ３４や各ブラシホルダ３６，３７、各給電用ブラシ３９、４０によって給電機構が構成されている。
【００５３】
前記各給電用ブラシ３９、４０は、カーボンブラシであって、軸方向に比較的長く形成されて、各先端面３９ａ、４０ａが前記ばね部材４１、４２のばね力によって各スリップリング２６，２７の外面にモータハウジング１４の径方向から弾接していると共に、各後端面には前記各コイルばね４１、４２の内部を挿通したピグテールハーネス４３，４４の一端部が結合されている。なお、前記各給電用ブラシ３９，４０は、前記保持孔２８ａを介してモータハウジング１４の鉛直方向の上方位置に配置されている。
【００５４】
前記ピグテールハーネス４３，４４は、撓んだ状態で長く延ばされた他端部側が前記リテーナ３８に有する一対の貫通孔を通って給電用コネクタ３４の内部にモールドされた図外の配線板に半田付けなどによって結合されて、前記各端子３５に接続されるようになっている。
【００５５】
また、前記給電用コネクタ３４の突起部３４ｃの下面と前記コネクタ保持部２８の上面との間には、シールリング４５が挟持状態に保持されている。
【００５６】
さらに、前記カバー部材４は、取付フランジ４ｂが前記チェーンケース６０の雌ねじ６０ａに螺着した前記ボルト２９を介して固定されていると共に、前記取付フランジ４ｂの内周面と前記モータハウジング１４の環状突部１４ｆの外周面との間にシール部材であるオイルシール４６が介装されている。
【００５７】
このオイルシール４６は、横断面ほぼ横Ｕ字形状の一般的なものであって、全体が基本的にゴム材によって形成され、内周部４６ａがバックアップスプリングによって前記環状突部１４ｆの外周面に弾接している一方、外周部がＬ字形状の金属リテーナ４６ｂを介して前記取付フランジ４ｂの内周面に圧入固定されている。このオイルシール４６は、前記タイミングスプロケット１の歯車部１ｂに巻回されたタイミングチェーンの回転駆動などによって飛散した潤滑油が前記各ブラシ３９，４０や各スリップリング２６，２７方向へ侵入して付着するのを抑制するようになっている。
【００５８】
前記給電用コネクタ３４には、図外の機関を制御するコントロールユニットから制御電流が供給されるようになっている。このコントロールユニットは、クランク角センサやエアーフローメータ、スロットルバルブ開度センサ、水温センサ、油温センサ、カム角度センサなど各種のセンサ類からの情報に基づいて機関運転状態を検出し、点火時期や燃料噴射量などを制御するようになっていると共に、前記給電用コネクタ３４への制御電流によって電動モータ１２の回転を制御するようになっている。
【００５９】
前記減速機構１３は、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３７と、該偏心軸部３７の外周に設けられた中径ボールベアリング４７と、該中径ボールベアリング４７の外周に設けられ、前記内歯構成部５の各内歯５ａ内に転動自在に保持された前記ローラ４８と、該ローラ４８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４９と、該保持器４９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。
【００６０】
前記偏心軸部３７は、モータ出力軸１５の大径部１５ａに軸方向から一体に設けられた円筒状に形成されて、外周面に形成されたカム面３７ａの回転軸心がモータ出力軸１５の回転軸心から径方向へ僅かに偏心している。
【００６１】
前記中径ボールベアリング４７は、前記ニードルベアリング３６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、内輪と外輪及び該両輪との間に介装されたボールと、該ボールを保持するケージと、から構成されている。
【００６２】
前記内輪は、前記偏心軸部３７の外周面に圧入固定されているのに対して、前記外輪は、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、この外輪は、軸方向の電動モータ１２側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４９の背面との間に形成された微小なクリアランスを介してフリーな状態になっている。
【００６３】
また、外輪は、その外周面に前記各ローラ４８の外周面が転動自在に当接していると共に、この外周面と前記保持器４９のローラ保持部４９ａの内面との間に、円環状のクリアランスが形成されて、このクリアランスを介して中径ボールベアリング４７全体が前記偏心軸部３７の偏心回転に伴って径方向へ偏心移動可能になっている。
【００６４】
前記保持器４９は、前記固定端部９ａの外周部に一体に設けられて該固定端部９ａの外周部前端から前方へ断面ほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記固定端部９ａの外周部前端側に径方向に沿って延出した円環状の基部の外端からほぼ軸直角方向へ延出した円筒状のローラ保持部４９ａを有している。
【００６５】
前記ローラ保持部４９ａは、先端部が前記内歯構成部５やモータハウジング１４の隔壁１４ｂなどによって隔成された円環凹状の収容空間を介して前記隔壁１４ｂ方向へ延出していると共に、周方向のほぼ等間隔位置に前記複数のローラ４８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が形成されている。このローラ保持孔は、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、その全体の数(ローラ４８の数)が前記内歯構成部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。
【００６６】
前記各ローラ４８は、鉄系金属によって形成され、前記中径ボールベアリング４７の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ前記内歯構成部５の内歯５ａに嵌入すると共に、保持器４９のローラ保持孔４１ｃ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。
〔本実施形態の作動〕
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動について簡単に説明すると、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が回転し、その回転力が内歯構成部５を介してモータハウジング１４に伝達されて、該モータハウジング１４が同期回転する。一方、前記内歯構成部５の回転力が、各ローラ４８から保持器４９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。
【００６７】
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からの制御電流が給電用ブラシ３９、４０や各スリップリング２６，２７などを介して電動モータ１２のコイル１９に通電されてモータ出力軸１５が回転駆動され、この回転力が減速機構１３を介してカムシャフト２に対し減速された回転力が伝達される。
【００６８】
これにより、カムシャフト２とタイミングスプロケット１の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。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変換され、この結果、機関の燃費や出力の向上が図れる。
【００６９】
そして、本実施形態では、カバー部材４の給電用コネクタ３４に各ブラシホルダ３６，３７を介して設けられた各給電用ブラシ３９、４０が、前記給電プレート１７の外周面に設けられた前記各スリップリング２６，２７に対してハウジング本体１４ａの径方向から弾接させるようにしたことから、従来技術のような軸方向に沿って設けた場合に比較して、装置全体の軸方向の長さを十分に短くすることができる。
【００７０】
この結果、装置を含む内燃機関全体の軸方向の小型化が図れ、エンジンルーム内への搭載性やレイアウトの自由度が向上する。
【００７１】
前記各スリップリング２６，２７は、給電プレート１７の前端面ではなく、筒部１７ａの外周面に固定されて、前記各整流用ブラシ２５(ブラシホルダ２３)と径方向からオーバーラップするように配置されていることから、この点からも装置全体の軸方向の長さを短くすることが可能になる。
【００７２】
また、前記各整流用ブラシ２５と各スリップリング２６，２７は、給電プレート１７の内部にモールドされた配線板２６ａ、２７ａを利用して電気的に接続されていることから、配線の取り回しが簡素化されて、製造作業が容易になる。
【００７３】
さらに、前記給電プレート１７は、筒部１７ａ(環状支持部１７ｃ)を利用してハウジング本体１４ａの筒状固定部１４ｅに軸方向から圧入固定するようになっていることから、この固定作業が容易になると共に、特に金属製の環状支持部１７ｃを利用して圧入固定することから強固な固定状態が得られる。
【００７４】
また、給電プレート１７は、内部に金属製の芯材などをモールドすることなく、前記環状支持部１７ｃ以外は合成樹脂材のみによって形成されていると共に、中央に比較的大きな作業用孔１７ｄが形成されていることから、全体の軽量化が図れる。
【００７５】
さらに、前記各スリップリング２６，２７が、モータハウジング１４の外周面、つまり前記給電プレート１７の筒部１７ａの外周面に設けられていることから、各スリップリング２６，２７の円周方向の長さが長くなる。このため、各給電用ブラシ３９，４０との間の摩耗量が大きくなることを考慮して、該給電用ブラシ３９，４０の軸方向長さを長く形成する必要がある。
【００７６】
そこで、本実施形態では、前記各給電用ブラシ３９，４０を、鉛直方向の上方位置に設けたことにより、それぞれの自重によって各スリップリング２６、２７に押し付けることが可能になる。
【００７７】
したがって、前記各コイルばね４１、４２のばね定数を低くすることができることから、スプリング荷重を低くすることが可能になり、この結果、摺動抵抗を低下させて前記摩耗の発生を十分に抑制することができるので、長期に渡り使用することが可能になる。
【００７８】
前記オイルシール４６は、環状突部１４ｆの外周面と取付フランジ４ｂの内周面との間に介装されて、前記各スリップリング２６，２７と各給電用ブラシ３９、４０の先端面３９ａ、４０ａの摺動位置よりも一段高い位置に配置されている。このため、各スリップリング２６，２７と給電用ブラシ３９，４０の先端面３９ａ、４０ａとの摺動時に発生する摩耗粉がオイルシール４６方向へ流入しにくくなることから、シール性能の低下を抑制することができる。また、前記取付フランジ４ｂの内周側に設けられた遮断壁２８ｂによって、各スリップリング２６，２７とオイルシール４６との間のクリアランスＣを小さくできるので、前記摩耗粉がオイルシール４６方向へさらに流入しにくくなる。
【００７９】
しかも、前記両給電用ブラシ３９，４０は、図８に示すように、円周方向へ所定の距離をもって離間していることから、前記摺動に伴ってそれぞれ発生して広がった摩耗粉同士が接触することがない。したがって、電気的な短絡の発生を抑制することができる。
〔第２実施形態〕
図９は第２実施形態を示し、第１実施形態の一対の給電用ブラシ３９，４０の他に、鉛直方向の下側にさらに一対の第２の給電用ブラシ５０、５１を設けたものである。
【００８０】
この第２の給電用ブラシ５０、５１は、第１実施形態と同じくカバー部材４の下端部の保持孔を介して設けられた第２給電用コネクタ５３の内部に図外のブラシホルダ内に摺動自在に設けられていると共に、上側の第１給電用ブラシ３９，４０と対称位置に配置されている。また、これらは、図外のコイルばねによって各先端面５０ａ、５１ａが前記各スリップリング２６，２７に弾接していると共に、互いに円周方向で所定の距離をもって離間している。
【００８１】
この実施形態によれば、第１の他に第２の給電用ブラシ５０，５１を設けたことによって、各スリップリング２６，２７への通電性がさらに良好になる。他の構成は第１実施形態と同じであるから、同様な作用効果が得られる。
【００８２】
なお、第１の給電用ブラシ３９，４０は、前述のように、自重を利用して各スリップリング２６，に当接させることができるのに対して、第２の給電用ブラシ５０，５１は、ハウジング本体１４ａの鉛直方向下側に位置するので、各スリップリング２６，２７に対して自重を利用した当接ができないが、コイルばねのばね力を介して安定かつ確実な通電性が得られる。
〔第３実施形態〕
図１０は第３実施形態を示し、カバー部材４が合成樹脂材によって一体に形成されていると共に、各スリップリング２６，２７にそれぞれ弾接する一対の給電用ブラシ３９，４０が図中、上側と下側の１８０°の対称位置に一つずつ設けられている。
【００８３】
すなわち、上側の一つの給電用ブラシ３９は、第１実施形態と同じくカバー部材４の上端部に有する給電用コネクタ３４に設けられている。これに対して、下側の一つの給電用ブラシ４０は、給電用コネクタではなく、単にカバー部材４の下端部内に径方向に沿って貫通形成された固定用孔５４内に圧入固定された角筒状のブラシホルダ５５の内部に摺動自在に保持されている。また、前記固定用孔５４の下端開口は、合成樹脂材のプラグ５７によって閉塞され、前記ブラシホルダ５５の内部後端側には、一端が前記プラグ５７に弾接されて、給電用ブラシ４０をスリップリング２７方向へ付勢するコイルばね５６が弾装されている。
【００８４】
また、前記下側の給電用ブラシ４０は、カバー部材４の内部にモールドされた導電プレートや図外のピグテールハーネスを介して前記上側の給電用ブラシと同じく前記給電用コネクタ３４の端子に接続されている。
【００８５】
この実施形態によれば、カバー部材４を合成樹脂材によって一体に形成したことから装置全体の軽量化を図ることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、各給電用ブラシ３９，４０が、円周方向の１８０°位置に大きく離間して配置されていることから、前述したような、各スリップリング２６，２７との摺動に伴う摩耗粉の付着による互いの短絡の発生を十分に抑制できる。
〔第４実施形態〕
図１１は第４実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるが、異なるところは、前記ハウジング本体１４ａの環状突部１４ｆの高さ、つまり径方向の大きさをさらに大きくすると共に、この大きくなった分だけ前記カバー部材４の取付フランジ４ｂの内径を大きく形成した。これによって、前記オイルシール４６の配置を確保しつつ前記環状突部１４ｆの外周部と遮断壁２８ｂとの間のクリアランスＣをさらに小さくすることができる。
【００８７】
このように、前記クリアランスＣを小さくしてラビリンス効果を発揮させることにより、前記各スリップリング２６，２７と各給電用ブラシ３９，４０との摺動に伴って発生した摩耗粉が前記オイルシール４６方向へ流入するのを阻止することができる。
【００８８】
このため、オイルシール４６への摩耗粉の付着を回避できるので、シール性能の低下をさらに抑制できる。この結果、長期に渡る使用が可能になって耐久性の向上が図れる。
【００８９】
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、装置を排気弁側に設けることも可能であり、さらに前記駆動回転体としては、前記タイミングスプロケットの他に、タイミングプーリなどであっても良い。
【００９０】
また、前記カバー部材４を、第１、第２、第４実施形態においても合成樹脂材によって形成することも可能であり、これによって、装置の軽量化が図れる。
【００９１】
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。
【００９２】
クランクシャフトから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、前記駆動回転体にモータハウジングが固定され、回転駆動することによって前記駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる電動モータと、前記モータハウジングの外周側に設けられ、前記電動モータに通電するスリップリングと、前記スリップリングに、前記モータハウジングの径方向から当接して給電する給電用ブラシを有する給電機構と、を備えている。
【００９３】
別の好ましい態様として、前記電動モータは、モータ出力軸に設けられた複数のコイルと、前記モータハウジングの内周面に設けられた永久磁石と、前記スリップリングと導通して前記複数のコイルへの通電する整流子と、先端部が前記整流子に摺接する整流子ブラシと、を備え、
前記スリップリングは、その形成位置が前記整流子と整流子ブラシに対して前記モータ出力軸の径方向でオーバーラップして設けられている。
【００９４】
さらに別の好ましい態様として、前記モータハウジングは、前記永久磁石が設けられた筒状のハウジング本体と、前記スリップリングと前記整流子ブラシを保持する有底円筒状の保持部材と、を備え、
前記ハウジング本体の前端部に前記保持部材が設けられている。
【００９５】
別の好ましい態様として、前記保持部材は、前記ハウジング本体に軸方向から固定される筒部と、該筒部の軸方向前端側に一体に有し、内周側に前記整流子ブラシが設けられた底壁部と、を有し、前記筒部の後端部が前記ハウジング本体に固定されている。
【００９６】
別の好ましい態様として、前記ハウジング本体は筒状に形成され、該ハウジング本体の前端部の外周面に、前記保持部材の筒部が軸方向から圧入固定されている。
【００９７】
別の好ましい態様として、前記永久磁石は、ハウジング本体の内周面に固定されている。
【００９８】
別の好ましい態様として、前記給電機構は、電源に接続されるコネクタと、該コネクタに一体に設けられた前記給電用ブラシとを有し、
前記保持部材の前端側に、前記給電機構のコネクタを保持するカバー部材が取り付けられている。
【００９９】
別の好ましい態様として、前記ハウジング本体は、前端部に前記保持部材の筒部が圧入固定される段差小径状の筒状固定部が形成されていると共に、該筒状固定部の軸方向内端縁に大径な環状突部が一体に設けられ、該環状突部の外周に、前記モータハウジングと前記カバー部材との間をシールするシール部材が設けられている。
【０１００】
さらに別の好ましい態様として、前記カバー部材の外周部の内周に、前記環状突部とコネクタとの間の隙間に介在して給電用ブラシと前記シール部材との連通を遮断する遮断壁が設けられている。
【０１０１】
別の好ましい態様として、前記給電用ブラシの前記スリップリングとの当接面は、前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上側に配置されている。
【０１０２】
別の好ましい態様として、前記スリップリングは、前記モータハウジングの外周に軸方向に２つ並設されている一方、前記給電用ブラシも、前記各スリップリングに対応して２つ設けられ、前記２つの給電用ブラシのうち、少なくとも一方は前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上側に配置されている。
【０１０３】
別の好ましい態様として、前記２つの給電用ブラシの両方が前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上側に配置されている。
【０１０４】
別の好ましい態様として、前記２つの給電用ブラシは、互いの配置が前記モータハウジングの円周方向に所定角度だけずれている。
【０１０５】
別の好ましい態様として、前記スリップリングは、前記モータハウジングの外周に軸方向に２つ並設されている一方、前記給電用ブラシは、前記一つのスリップリングに対して二つずつ当接する合計４つ設けられ、前記２つの給電用ブラシは、前記駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の上側に配置されている。
【０１０６】
別の好ましい態様として、前記４つの給電用ブラシは、互いの配置が前記モータハウジングの円周方向に所定角度だけずれている。
【０１０７】
別の好ましい態様として、２つの給電用ブラシのうち、少なくとも１つの給電用ブラシは駆動回転体の回転軸よりも鉛直方向の下側に配置されている。
【０１０８】
別の好ましい態様として、前記カバー部材は、ほぼ円形状に形成され、外周部の鉛直方向上側に径方向に沿った保持孔が貫通形成されていると共に、前記給電機構は、前記コネクタが前記保持孔に径方向から挿入されて前記給電用ブラシと一緒に保持されている。
【０１０９】
さらに別の好ましい態様として、電動モータの給電構造であって、
駆動回転体にモータハウジングが一体的に固定されて、前記駆動回転体と同期回転する電動モータと、前記モータハウジングの外周部に設けられて、給電用ブラシが当接することによって前記電動モータに給電するスリップリングと、該スリップリングに前記モータハウジングの径方向外側から当接する給電用ブラシを有する給電機構と、を備えている。
【符号の説明】
【０１１０】
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
３…位相変更機構
４…カバー部材
４ｂ…取付フランジ
５…内歯構成部
５ａ…内歯
９…従動部材(従動回転体)
１２…電動モータ
１３…減速機構
１４…モータハウジング
１４ａ…ハウジング本体
１４ｂ…隔壁
１４ｃ…軸挿通孔
１４ｄ…雌ねじ孔
１４ｅ…筒状固定部
１４ｆ…環状突部
１５…モータ出力軸
１６…永久磁石
１７…給電プレート(保持部材)
１７ａ…筒部
１７ｂ…底壁
２６、２７…スリップリング
２８、５３…コネクタ保持部
２８ａ…保持孔
２８ｂ…遮断壁
３４…給電用コネクタ(給電機構)
３６、３７…ブラシホルダ(給電機構)
３９、４０、５０、５１…給電用ブラシ(給電機構)
４１、４２…コイルばね
４６…オイルシール(シール部材)
【図１】
2019132129.tif 000003
【図２】
2019132129.tif 000004
【図３】
2019132129.tif 000005
【図４】
2019132129.tif 000006
【図５】
2019132129.tif 000007
【図６】
2019132129.tif 000008
【図７】
2019132129.tif 000009
【図８】
2019132129.tif 000010
【図９】
2019132129.tif 000011
【図１０】
2019132129.tif 000012
【図１１】
2019132129.tif 000013