JP2010065677A - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カムシャフト11と、エンジンの駆動軸から回転を伝達されるスプロケット12とが同軸に相対回転可能に設けられ、スプロケット12と一体回転するハウジング13内に減速機構20が収容される。減速機構20は、電動モータ14の回転軸15と一体の偏心円板21と、ハウジング13内に固定された内歯ギヤ22との間に、複数のローラ23がローラ保持器24で転動可能に保持され、ローラ保持器24が従動回転体26を介してカムシャフト11に接続されたものである。電動モータ14の回転軸15を回転させると、一体回転する偏心円板21が各ローラ23を内歯ギヤ22の歯溝に押し付け1歯分だけ公転させ、ローラ保持器24を回転させて、カムシャフト11をスプロケット12に対して相対回転させる。
【選択図】図1
Description
すなわち、前記ロック手段は、前記駆動回転体と前記カムシャフトの間に複数形成された周方向の両方向に狭くなる楔形空間と、その各楔形空間内に配置される一対の係合子と、この一対の係合子を前記楔形空間の前記駆動回転体と前記カムシャフトとに係脱可能に保持する係合子保持器とからなり、前記カムシャフトに逆入力トルクが作用したときに、この一対の係合子を前記楔形空間の前記駆動回転体および前記カムシャフトに係合させるものであり、前記ロック解除手段は、前記係合子保持器が前記ローラ保持器と一体に回転するように接続され、前記電動モータの回転軸に入力トルクが作用したときに、前記係合子保持器が前記一対の係合子のいずれか一方を、前記楔形空間の広大側へ押圧して、前記駆動回転体および前記カムシャフトの係合を解除するようにしたものである構成を採用することができる。
また、各ローラ23が接する偏心円板支持軸受18の外輪外周面、内歯ギヤ22の内周面にも、疲労強度を向上させるために、ショットピーニング処理を施すことができる。
まず、エンジンを始動し、クランクシャフトからタイミングチェーンを介してスプロケット12に回転が伝達されると、スプロケット12の回転によりハウジング13が回転し、ハウジング13内の内歯ギヤ22がハウジングと一体に回転する。
この実施例2は、電動モータ14の回転軸15とカムシャフト11との間に、カムシャフト11に作用する逆入力トルクに対してそのカムシャフト11の回転を阻止するロック手段と、電動モータ14の回転軸15に作用する入力トルクに対してロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段とをさらに設けた点で、前述の実施例1と相違しており、その他の構成は実施例1と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いて、その説明を省略する。
この実施例3は、電動モータ14の回転軸15とカムシャフト11との間に、カムシャフト11に作用する逆入力トルクに対してそのカムシャフト11の回転を阻止するロック手段と、電動モータ14の回転軸15に作用する入力トルクに対してロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段が前述の実施例2と相違する。その他の構成は実施例2と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いて、その説明を省略する。
12 スプロケット
12a 円筒部
13 ハウジング
13a 係合凹部
14 電動モータ
15 回転軸
15a 貫通孔
16 孔
17 回転軸支持軸受
18 偏心円板支持軸受
19 歯
20 減速機構
21 偏心円板
22、67 内歯ギヤ
22a 突起
22b 接触面
23 ローラ
24 ローラ保持器
25 ポケット
26 従動回転体(カムプレート)
26a 貫通孔
26b カム面
26c 押圧面
27 軸受
31 コイルばね
31a、31b 端部
32 溝
32a、32b 溝壁
33 突起
34 スイッチピン
35 楔形空間
36 ローラ
37 板ばね
38 係合子保持器
38a 係合孔
39 ポケット
41 環状回転体
42 カム溝
43 ボール
44 弾性部材
50 測定装置
61 カムシャフト
62 スプロケット
63 ハウジング
65 電動モータ
66 回転軸
68 外歯ギヤ
71 ガイドプレート
72 ガイド溝
73 カムプレート
74 第1アーム
75、77、78 ピン
76 第2アーム
79 ガイドピン
Claims (19)
- エンジンの吸気弁および排気弁の少なくとも一方を駆動するカムシャフトと、前記エンジンの駆動軸から回転を伝達される駆動回転体とが同軸に相対回転可能に設けられ、電動モータの前記カムシャフトと同軸に配置された回転軸の回転を減速機構を介して前記カムシャフトに伝達する可変バルブタイミング装置において、
前記減速機構をローラ減速機で構成したことを特徴とする可変バルブタイミング装置。 - 前記ローラ減速機は、前記電動モータの回転軸に設けられた偏心円板と、前記駆動回転体と一体回転するハウジング内に嵌合固定された内歯ギヤと、前記偏心円板と前記内歯ギヤとの間に配置される複数のローラと、これらの各ローラを転動可能に保持するローラ保持器とを備え、前記ローラ保持器が前記カムシャフトに直接または間接的に連結されたものであることを特徴とする請求項1に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記電動モータの回転軸と前記カムシャフトとの間に、前記カムシャフトに作用する逆入力トルクに対してそのカムシャフトの回転を阻止するロック手段と、前記電動モータの回転軸に作用する入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段とを設けたことを特徴とする請求項2に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ロック手段は前記減速機構を収納する前記ハウジング内周の前記カムシャフト外周と対向する位置に嵌め込まれるコイルばねを有し、前記カムシャフトに前記コイルばねの両端部が係合し、前記カムシャフトに逆入力トルクが作用したときに、前記カムシャフトに押圧されて前記コイルばねが拡径し、前記ハウジングの内面に固定されるものであり、
前記ロック解除手段は、前記電動モータの回転軸に入力トルクが作用したときに、前記コイルばねが前記ローラ保持器により押圧されて縮径して、前記ハウジングの内面に対する固定が解除されるものであることを特徴とする請求項3に記載の可変バルブタイミング装置。 - 前記ロック解除手段は、前記ローラ保持器に軸方向に突出する突起を設け、その突起を介して前記コイルばねの端部を押圧して、前記コイルばねを縮径するものであることを特徴とする請求項4に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記突起を備えた前記ローラ保持器がプレス加工により形成されたことを特徴とする請求項5に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ロック手段は前記駆動回転体と前記カムシャフトの間に複数形成された周方向の両方向に狭くなる楔形空間と、その各楔形空間内に配置される一対の係合子と、この一対の係合子を前記楔形空間の前記駆動回転体と前記カムシャフトとに係脱可能に保持する係合子保持器とからなり、前記カムシャフトに逆入力トルクが作用したときに、この一対の係合子を前記楔形空間の前記駆動回転体および前記カムシャフトに係合させるものであり、
前記ロック解除手段は、前記係合子保持器が前記ローラ保持器と一体に回転するように接続され、前記電動モータの回転軸に入力トルクが作用したときに、前記係合子保持器が前記一対の係合子のいずれか一方を、前記楔形空間の広大側へ押圧して、前記駆動回転体および前記カムシャフトの係合を解除するようにしたものであることを特徴とする請求項3に記載の可変バルブタイミング装置。 - 前記一対の係合子の間に弾性部材を配置し、この弾性部材で両側の係合子をそれぞれ前記楔形空間の狭小側へ押圧して前記駆動回転体および前記カムシャフトに係合させる方向に付勢することを特徴とする請求項7に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記係合子保持器を前記ローラ保持器と一体に形成したことを特徴とする請求項7または8に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ロック手段は、前記カムシャフトに対して一体回転し軸方向変位可能に設けられたカムプレートと、このカムプレートに対向し前記ローラ保持器と一体回転するよう同軸に接続される環状回転体と、前記カムプレートと前記環状回転体の両対向面に形成された周方向のカム溝と、これらのカム溝間を転動し前記カムプレートと前記環状回転体との間に係脱可能に介在したボールとからなり、前記カムシャフトに逆入力トルクが作用したときに、カムプレートを弾性部材により前記内歯ギヤに形成された軸方向他方を向く接触面に押圧させるものであり、
前記ロック解除手段は、前記電動モータの回転軸に入力トルクが作用したときに、前記ボールを前記カムプレートと前記環状回転体に係合させ、そのカムプレートを軸方向他方に変位させて前記内歯ギヤの接触面から離隔させ、前記カムプレートと前記環状回転体とを一体回転させるものであることを特徴とする請求項3に記載の可変バルブタイミング装置。 - 前記内歯ギヤは、その軸方向他端部に前記接触面を有し、その接触面がテーパ状をなし、前記カムプレートは、前記接触面の対向位置にその接触面に沿うテーパ状の押圧面を有することを特徴とする請求項10に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記環状回転体を前記ローラ保持器と一体に形成したことを特徴とする請求項10または11に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ハウジング内に前記回転軸を支持する回転軸支持軸受が嵌合固定され、その回転軸支持軸受は転がり軸受であり、前記ハウジングと前記回転軸との間に締まり嵌めされたものであることを特徴とする請求項2から12のいずれか1つに記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記回転軸支持軸受が軸方向に予圧が付与されたものであることを特徴とする請求項13に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ローラ保持器が前記内歯ギヤの内径部に嵌合固定された軸受により回転可能に支持され、前記軸受が転がり軸受であり、前記内歯ギヤの内周部に対して締まり嵌めされたものであることを特徴とする請求項2から14のいずれか1つに記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記軸受が軸方向に予圧が付与されたものであることを特徴とする請求項15に記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記ローラ保持器の前記ローラを保持するポケットは、その周方向の内面が周方向外向きに前記ローラの転動面に沿う凹面に形成されたことを特徴とする請求項2から16のいずれか1つに記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記偏心円板は、前記電動モータの回転軸に設けた断面円形の偏心軸部の外周に偏心円板支持軸受を嵌合固定したものであり、前記ローラの転動面、前記偏心円板支持軸受の外輪外周面、または前記内歯ギヤの内周面の少なくとも一箇所にショットピーニング処理が施されたことを特徴とする請求項2から17のいずれか1つに記載の可変バルブタイミング装置。
- 前記減速機構が、その減速比をa、前記内歯ギヤと前記ローラとの圧力角をb、前記減速機構による前記電動モータの回転軸の回転を前記カムシャフトに伝達する伝達効率をcとした場合に、c=43.97(b/a)+31.938の関係を満たすように、前記減速機構の偏心円板の外径、前記ローラの径および内歯ギヤの形状を設定したことを特徴とする請求項2から18に記載の可変バルブタイミング装置。
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