(57)【要約】【課題】回転伝達部材の軸孔に挿通されたカムシャフトのクリアランスを容易に且つ精度よく保持して可変バルブタイミング機構の出力部材をカムシャフトの一端に締結することができ、内燃機関を作動させる際には、回転伝達部材とカムシャフトとの相対的な回転を阻害することがないように構成された可変動弁機構を提供する。【解決手段】スプロケット１の軸孔１０にカムシャフト２がクリアランス６を有する状態で挿通されている。可変バルブタイミング機構３は、カムシャフト２の一端に、カムシャフト２と同軸上にセンタボルト５により締結される出力部材３０を有している。クリアランス６を埋める保持材７を有している。保持材７は、スプロケットとカムシャフト２との相対的な回転よりクリアランス６から離脱する材料で構成されている。【選択図】図1
2017044109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材と、
前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフトと、
前記回転伝達部材から入力された回転駆動力を前記カムシャフトに出力するとともに、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの回転位相を調節する可変バルブタイミング機構とを備え、
前記回転伝達部材は、その中心に形成された軸孔に前記カムシャフトがクリアランスを有する状態で挿通され、
前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトの一端に、該カムシャフトと同軸上に締結部材により締結される出力部材を有してなる可変動弁機構であって、
前記クリアランスを埋める保持材を有しており、該保持材は、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの相対的な回転より前記クリアランスから離脱する材料で構成されていることを特徴とする可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁機構に関し、さらに詳しくは、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）の動力により吸気バルブと排気バルブを開閉させる動弁機構であって、少なくとも吸気バルブと排気バルブの一方の開閉タイミングを調節することができる可変バルブタイミング機構を備えた可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁機構には、例えば特許文献１に開示されているように、可変バルブタイミング機構を備えたものがある。
【０００３】
ここで、一般的な可変動弁機構では、図２に示すように、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材１と、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのいずれか一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフト２と、回転伝達部材１とカムシャフト２との間に設けられて、回転伝達部材１から入力された回転駆動力をカムシャフト２に出力するとともに、回転伝達部材１とカムシャフト２との回転位相を調節する可変バルブタイミング機構３とを備えている。
【０００４】
図２に示した可変動弁機構は、回転伝達部材として、スプロケット１が採用されている。このスプロケット１と内燃機関の出力軸に設けられたスプロケットとには、タイミングチェーンが巻き掛けられており、内燃機関の出力軸の動力を受けて、スプロケット１が回転駆動されるようになっている。カムシャフト２は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブとに対応して設けられている。そして、スプロケット１の中心には軸孔１０が形成されており、この軸孔１０にカムシャフト２が挿通される。したがって、スプロケット１とカムシャフト２の回転中心軸は、同軸上に配置される。スプロケット１の軸孔１０の内径はカムシャフト２の外径よりもわずかに大きく、スプロケット１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との間にはクリアランス６が形成されている。
【０００５】
さらに、可変動弁機構の可変バルブタイミング機構３は、スプロケット１の回転位相とカムシャフト２の回転位相とを所定の範囲内で調整するもので、カムシャフト２の一端に固定される出力部材（以下、カムギヤという）３０を有している。図２に示した可変バルブタイミング機構３は、スプロケット１に結合されたギヤスプロケット３１と、カムギヤ３０とギヤスプロケット３１との間に設けられたプラネタリギヤ３２と、プラネタリギヤ３２に接続されモータによって駆動される偏心軸３３とを含んでいる。カムギヤ３０は、スプロケットに形成された凹部１１内に収容されている。カムギヤ３０の外周面とスプロケット１の凹部１１の内周面との間には、互いに干渉しないようにクリアランス８が形成されている。
【０００６】
カムシャフト２の一端には、カムシャフト２の一端面の中心に開口しカムシャフト２の軸方向に延びるように雌ねじ穴２０が形成されている。また、可変バルブタイミング機構３のカムギヤ３０は、その中心にセンタ孔３５が形成されている。図２に示した締結部材は、センタボルト５により構成されている。センタボルト５は、その軸部がカムギヤ３０のセンタ孔３５に挿通され、雄ねじ部５０がカムシャフト２の雌ねじ穴２０に螺合されることにより、カムギヤ３０をカムシャフト２の一端に、両回転中心軸が同軸上となるように締結している。すなわち、スプロケット１、カムシャフト２、および可変バルブタイミング機構３の出力部材３０の回転中心軸は同軸上に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１５９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように構成された可変動弁機構にあっては、カムギヤ３０をセンタボルト５でカムシャフト２の一端に締結する際、センタボルト５を軸周りに回転させる反力によって、カムギヤ３０の回転中心軸がカムシャフト２の回転中心軸とずれ、その結果、スプロケット１の回転中心軸がカムシャフト２の回転中心軸とずれて偏心し、図２に示したように、スプロケット１の軸孔の内周面がカムシャフトの外周面に干渉して、可変バルブタイミング機構３によりスプロケット１に対してカムシャフト２が相対的に回転する際に摩擦が生じ、回転位相の調整に影響を及ぼす可能性があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、回転伝達部材と、その軸孔に挿通されたカムシャフトとのクリアランスを容易に且つ精度よく保持した状態で可変バルブタイミング機構の出力部材をカムシャフトの一端に締結部材により締結することができ、しかも、内燃機関を作動させる際には、回転伝達部材とカムシャフトとの相対的な回転を阻害することがないように構成された可変動弁機構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】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材と、前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフトと、前記回転伝達部材から入力された回転駆動力を前記カムシャフトに出力するとともに、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの回転位相を調節する可変バルブタイミング機構とを備え、前記回転伝達部材は、その中心に形成された軸孔に前記カムシャフトがクリアランスを有する状態で挿通され、前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトの一端に、該カムシャフトと同軸上に締結部材により締結される出力部材を有してなる可変動弁機構であって、前記クリアランスを埋める保持材を有しており、該保持材は、前記回転伝達部材と前記カムシャフトとの相対的な回転より前記クリアランスから離脱する材料で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転伝達部材の軸孔の内周面とこの軸孔に挿通されたカムシャフトの外周面との間に形成されるクリアランスが保持材により埋められているので、かかるクリアランスが確実に保持された状態で、可変バルブタイミング機構の出力部材がカムシャフトの一端に締結部材により締結され固定され、したがって、回転伝達部材とカムシャフトと出力部材との回転中心軸が同軸上に配置された状態で組み付けられた可変動弁機構を得ることができる。そして、内燃機関を運転するときに、可変バルブタイミング機構の回転伝達部材とカムシャフトとが相対的に回転して位相を調整されることにより、保持材が回転伝達部材の軸孔の内周面とカムシャフトの外周面とから剥離してクリアランスから離脱するため、可変バルブタイミング機構の回転伝達部材に対してカムシャフトが相対的に回転するのを妨げることがない可変動弁機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の可変動弁機構の実施の一形態を説明するために概略で示した断面図である。
【図２】従来の一般的な可変動弁機構の構成を説明するために概略で示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の可変動弁機構の実施の一形態を図１に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、同じ構成要素または相当する構成要素に対して同一符号を付するものとする。
【００１４】
図１には、実施の一形態として、回転伝達部材がスプロケット１であり、可変バルブタイミング機構３の出力部材がカムギヤ３である場合が示されている。
【００１５】
スプロケット１は、内燃機関の出力軸に設けられたスプロケットとの間にタイミングチェーンが巻き掛けられ、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される。スプロケット１の中心には、カムシャフトを挿通する軸孔１０が形成されている。また、スプロケット１には、カムギヤ３０を収容する凹部１１が形成されている。
【００１６】
内燃機関の各気筒には吸気バルブと排気バルブとがそれぞれ同じ側に設けられており、カムシャフト２は、吸気バルブ側と排気バルブ側とに設けられる。図１に示した実施の形態のカムシャフト２は、吸気側と排気側とのいずれか一方のみが示されている。なお、本発明の可変動弁機構は、吸気側のカムシャフト２と排気側のカムシャフト２の双方にスプロケット１をそれぞれ設けてタイミングチェーンを巻き掛ける構成を含むことができ、また、吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフト２のいずれか一方のみにスプロケット１を設けて、このスプロケット１にタイミングチェーンを巻き掛けるとともに、両カムシャフト２、２をギヤ接続して、スプロケット１が設けられた一方の側のカムシャフト２で内燃機関の動力を受け、ギヤ接続された両カムシャフト２を回転駆動させる構成を含むことができる。また、カムシャフト２は、吸気バルブ及び排気バルブの両方を駆動するものとしてもよい。さらに、本発明における回転伝達部材１は、スプロケットに限定されることはなく、内燃機関の出力軸に設けられたプーリとの間にタイミングベルトが巻き掛けられるプーリや、内燃機関の出力軸に設けられたギヤとタイミングギヤを介して噛合されるギヤとすることもできる。
【００１７】
図１に示した可変バルブタイミング機構３は、電動モータによって制御される遊星歯車機構により構成されている。遊星歯車機構は、センタボルト５によってカムシャフト２の一端に締結される出力部材としてのカムギヤ３０と、スプロケット１に結合されたギヤスプロケット３１と、カムギヤ３０とギヤスプロケット３１との間に設けられたプラネタリギヤ３２と、プラネタリギヤ３２に接続され電動モータによって駆動される偏心軸３３とを含んでいる。カムギヤ３０の外径は、スプロケット１の凹部１１の内径よりもわずかに小さく設定されており、カムギヤ３０の外周面とスプロケット１の凹部１１の内周面との間には、クリアランス８が形成されている。
【００１８】
図１に示した実施の形態における締結部材は、センタボルト５により構成されている。センタボルト５の軸部は、カムギヤ３０のセンタ孔３５に挿通され、カムシャフト２の一端面の中心にそのカムシャフト２の軸方向に延びるように形成された雌ねじ穴２０に対して軸部に形成された雄ねじ部５０が螺合される。スプロケット１の軸孔１０にカムシャフト２が挿通され、センタボルト５がカムギヤ３０のセンタ孔３５に挿通されてカムシャフト２の雌ねじ穴２０に締結されることにより、スプロケット１とカムシャフト２と可変バルブタイミング機構３のカムギヤ３０との回転中心軸が同軸上に配置される。
【００１９】
スプロケット１の軸孔１０の内径は、カムシャフト２の外径よりもわずかに大きく設定されている。そのため、スプロケット１の軸孔１０の内周面と、カムシャフト２の外周面との間には、クリアランス６が形成されている。また、センタボルト５の軸部の外径は、カムギヤ３０のセンタ孔３５の内径よりもわずかに小さく設定されている。そのため。センタボルト５の軸部の外周面と、カムギヤ３０のセンタ孔３５の内周面との間には、クリアランス９が形成されている。
【００２０】
本実施の形態の可変動弁機構は、組み付けられたときに、スプロケット１の軸孔１０の内周面と、カムシャフト２の外周面との間に形成されるクリアランス６が保持材７により埋められている。この保持材７は、例えば塗布するときには流動性を有し、時間の経過、乾燥または焼き固めにより固化する合成樹脂などにより構成することができる。そして、保持材７は、スプロケット１とカムシャフト２との相対的な回転より剥離してクリアランス６から離脱する材料で構成されている。
【００２１】
なお、可変バルブタイミング機構３は、カムギヤ３０に相当する出力部材を有するものであれば、上述したように電動モータによって制御されるものに限定されることはなく、例えば油圧によって制御されるベーンロータを有するものや、ヘリカルスプラインを有するものなど、公知の構成の可変バルブタイミング機構を採用することができる。
【００２２】
さらに、締結部材５は、カムシャフト２の一端面の中心にそのカムシャフト２の軸方向に延び、カムギヤ３０のセンタ孔３５に挿通されるように突設され、雄ねじ部が形成された軸部と、この軸部の雄ねじ部に螺合されるナットにより構成することもできる。
【００２３】
このように構成された可変動弁機構を有する内燃機関は、運転した際に可変バルブタイミング機構３によってスプロケット１とカムシャフト２とを相対的に回転させて回転位相を調整する。これにより、スプロケット１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との間のクリアランス６を埋めていた保持材７が剥離し、クリアランス６から離脱して外に排出される。そのため、保持材７がスプロケット１とカムシャフト２との相対的な回転を阻害することがない。
【００２４】
次に上述した構成の可変動弁機構を組み立てる方法を説明する。当該方法は、概略、内燃機関の出力軸の動力を受けて回転駆動される回転伝達部材１と、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのいずれか一方を開閉させるためのカムが設けられたカムシャフト２と、回転伝達部材１から入力された回転駆動力をカムシャフト２に出力するとともに、回転伝達部材１とカムシャフト２との回転位相を調節する可変バルブタイミング機構３とを備え、回転伝達部材１は、その中心に形成された軸孔１０にカムシャフト２が挿通され、可変バルブタイミング機構３は、カムシャフト２の一端に、このカムシャフト２と同軸上に締結部材５により締結される出力部材３０を有してなる可変動弁機構の組み立てるためのもので、回転伝達部材１とカムシャフト２との相対的な回転よりクリアランスから離脱する材料で構成されてなる保持材７を、回転伝達部材１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との少なくとも一方に付着させ、回転伝達部材１の軸孔１０にカムシャフト２を挿通した際に、クリアランス６を保持材７で埋めた状態で、可変バルブタイミング機構３の出力部材３０をカムシャフト２の一端に締結部材５により締結することを特徴とする。
【００２５】
この実施の形態では、可変動弁機構を組み立てるに先立って、流動性を有する状態の保持材７を回転伝達部材であるスプロケット１の軸孔１０の内周面に塗布し、固化させる。保持材７を固化させるためには、保持材７の材質に応じて、時間経過、加熱または焼き固め、固化剤の添加などによる化学反応等、特に限定されることはなく、適宜選択することができる。また、保持材７を塗布する対象は、カムシャフト２の外周面でもよく、また、回転伝達部材１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との双方に塗布することもできる。
【００２６】
保持材７が固化した後に、スプロケット１の軸孔１０にカムシャフト２を挿通する。このとき、スプロケット１の軸孔１０の内周面に塗布され固化した保持材７が、カムシャフト２の外周面との間のクリアランス６を埋めている。この状態で、センタボルト５の軸部を出力部材３０のセンタ孔３５に挿通して、出力部材３０をスプロケット１の凹部１１に挿入し、カムシャフト２の一端面に形成された雌ねじ穴２０にセンタボルト５の雄ねじ部５０を螺合して締結する。そして、スプロケット１と出力部材３０とに可変バルブタイミング機構３の他の構成部品であるギヤスプロケット３１、プラネタリギヤ３２、偏心軸３３等を組み付ける。
【００２７】
スプロケット１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との間を保持材７で埋めることによりスプロケット１とカムシャフト２のクリアランス６を正確に保持した状態でセンタボルト５により出力部材３０をカムシャフト２の一端に締結することができる。そのため、センタボルト５を軸周りに回転させる反力によってカムギヤ３０の回転中心軸がカムシャフト２の回転中心軸とずれることがなく、したがって、スプロケット１の回転中心軸がカムシャフト２の回転中心軸とずれて偏心することがないので、スプロケット１とカムシャフト２と出力部材３０との回転中心軸を正確にかつ容易に軸合わせして可変バルブタイミング機構３の出力部材３０以外の構成部品を組み付けることができる。その結果、スプロケット１の軸孔１０の内周面がカムシャフト２の外周面に干渉することがなく、
可変バルブタイミング機構３によりスプロケット１に対してカムシャフト２が相対的に回転する際に摩擦が生じるのを防止することができ、可変バルブタイミング機構３によるスプロケット１に対するカムシャフト２の回転位相の調整に影響を及ぼす可能性をなくすことができる。
【００２８】
なお、可変動弁機構を組み立てる方法は、保持材７を塗布してから固化する前に、回転伝達部材１の軸孔１０にカムシャフト２を挿通し、その後、保持材７を固化させることを含むことができ、また、回転伝達部材１の軸孔１０にカムシャフト２を挿通してから保持材７を回転伝達部材１の軸孔１０の内周面とカムシャフト２の外周面との間に流し込み、その後保持材７を固化させることを含むこともできる。
【符号の説明】
【００２９】
１：スプロケット（回転伝達部材）、  ２：カムシャフト、  ３：可変バルブタイミング機構、  １０：軸孔、  ３０：出力部材、  ５：センタボルト（締結部材）、  ６：スプロケットの軸孔の内周面とカムシャフトの外周面との間のクリアランス、  ７：保持材
【図１】
2017044109.tif 000003
【図２】
2017044109.tif 000004