JP2011132808A - Variable valve gear of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
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リフト量などを、電動モータによる可変機構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。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that variably controls, for example, an opening / closing timing and a lift amount of an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine using a variable mechanism using an electric motor.
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応答性や制御性を向上させるものが提供されている。 Recently, a valve timing control device which is one of variable valve operating devices of an internal combustion engine has been provided which improves control response and controllability by driving an electric motor.
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、電動モータの駆動回転を遊星減速機構によって減速させて、クランクシャフトから回転力が伝達されるスプロケットとカムシャフトと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。
For example, a valve timing control device described in
前記遊星減速機構は、回転運動を遊星回転運動に変換する遊星キャリアによって遊星回転運動を行う遊星歯車と、この遊星歯車に噛み合う太サンギアとによって構成されており、前記遊星キャリアは、遊星歯車とサンギアの噛み合い部から回転軸方向の異なった位置に並列に設けられた2つのボールベアリングによって前記太陽歯車に対して軸受されるようになっている。 The planetary speed reduction mechanism is configured by a planetary gear that performs planetary rotational movement by a planetary carrier that converts rotational movement into planetary rotational movement, and a thick sun gear that meshes with the planetary gear, and the planetary carrier includes the planetary gear and the sun gear. The sun gear is supported by two ball bearings provided in parallel at different positions in the direction of the rotation axis from the meshing portion.
しかしながら、前記特許文献1に記載したバルブタイミング制御装置にあっては、前記遊星キャリアをサンギアに対して軸受している前記2つのボールベアリングが、回転軸方向の異なった位置に配置されているため、装置全体が回転軸方向へ長くなってしまい、装置の大型化が余儀なくされている。
However, in the valve timing control device described in
本発明に係る可変動弁装置は、とりわけ、制御信号に応じて回転状態が制御される電動モータと、該電動モータの出力軸から回転力が伝達され、該出力軸の回転中心に対して偏心した円筒状の偏心軸部と、前記駆動回転体に固定され、内周に噛み合い部を有する環状部材と、前記偏心軸部の回転によって前記環状部材の噛み合い部に噛合しながら遊星運動を行うことにより前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる遊星噛み合い部と、回転軸方向において前記環状部材と遊星噛み合い部が噛合する位置の内周側に少なくとも一部が配置され、前記従動回転体と偏心軸部の内周との間に介在された第1軸受部と、を備えたことを特徴としている。 The variable valve operating apparatus according to the present invention includes, inter alia, an electric motor whose rotational state is controlled in accordance with a control signal, and a rotational force transmitted from the output shaft of the electric motor, which is eccentric with respect to the rotation center of the output shaft. A planetary eccentric shaft portion, an annular member fixed to the drive rotating body and having a meshing portion on an inner periphery, and planetary movement while meshing with the meshing portion of the annular member by rotation of the eccentric shaft portion. And a planetary meshing portion for rotating the driven rotator relative to the drive rotator, and at least a part of the planetary meshing portion at a position where the annular member and the planetary meshing portion mesh with each other in the rotation axis direction. And a first bearing portion interposed between the rotating body and the inner periphery of the eccentric shaft portion.
この発明によれば、特異な構造の減速機構を用いることによって、装置の回転軸方向の長さを短尺化することができ、この結果、装置の小型化が図れる。 According to the present invention, the length of the apparatus in the direction of the rotation axis can be shortened by using the speed reduction mechanism having a unique structure, and as a result, the apparatus can be miniaturized.
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置を、機関弁の開閉タイミングを可変にするバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この各実施形態では、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の実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、図1〜図6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、固定部であるチェーンカバー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可変機構である位相変更機構4と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment in which a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a valve timing control apparatus that varies the opening / closing timing of an engine valve will be described with reference to the drawings. In each of the embodiments, the present invention is applied to the valve operating device on the intake side of the internal combustion engine, but can also be applied to the valve operating device on the exhaust side.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 to 6, the valve timing control device is rotatably supported on a
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、内周面が段差径状の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て、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第3軸受である第3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。
The
前記スプロケット本体1aの前端部外周縁には、環状突起1bが一体に形成されている。このスプロケット本体1aの前端部には、前記環状突起1bの内周側に同軸に位置決めされ、内周に波形状の噛み合い部である内歯19aが形成された環状部材19と、大径円環状のプレート6がボルト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4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。
An
前記プレート6の前端側外周には、前記位相変更機構4の後述する減速機8や電動モータ12の各構成部材を覆う状態で前方に突出した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。
A
前記ハウジング5は、鉄系金属によって一体に形成されてヨークとして機能し、前端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。
The
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、前端部に従動回転体である従動部材9がカムボルト10によって軸方向から結合されている。また、カムシャフト2の前記フランジ部2aには、図4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が係入する係止部であるストッパ凹溝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、この長さ範囲で回動したストッパ凸部1dの両端縁が周方向の対向縁2c、2dに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。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。
The
前記カムボルト10は、頭部10aの軸部10b側の端縁にフランジ状の座面部10c一体に形成されていると共に、軸部10bの外周に前記カムシャフト2の端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。
The
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2に示すように、前端側に形成された円板部9aと、後端側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。
The driven
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、前記第3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。
The
また、前記円板部9aの外周部には、図1〜図3に示すように、後述する複数のローラ34を保持する保持器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の外周部から前記円筒部9bと同じ方向へ突出して形成され、円周方向へほぼ等間隔の位置に所定の隙間をもった複数の細長い突起部41aによって形成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, a
前記円筒部9bは、図1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、外周側に第1軸受である後述の第1ニードルベアリング30が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
前記カバー部材3は、図1及び図5に示すように、比較的に肉厚な合成樹脂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。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
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の軸方向の保持部5b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。一方、前記ブラケット3bには、ほぼ円環状に形成されて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。
The cover
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が前記チェーンカバー40に複数のボルト47を介して固定されていると共に、前記カバー本体3aの前端部3cの内周面に内外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埋設固定されている。さらに上端部には、内部に前記スリップリング48a、48bと導電部材を介して接続されたコネクタ端子49aが固定されたコネクタ部49が設けられている。なお、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。
Further, as shown in FIG. 1, the
そして、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にも示すように、シール部材である大径な第1オイルシール50が介装されている。この第1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。
A large-diameter
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8と、から構成されている。
The
前記電動モータ12は、図1及び図2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と、該ハウジング5の内部に回転自在に設けられた出力軸であるモータ軸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の内底面側に固定された固定子16と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記モータ軸13は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、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が固定されていると共に、該鉄心ロータ17の外周には電磁コイル18が巻回されている。また、大径回転軸17の前端部外周には、コミュテータ20が圧入固定されており、このコミュテータ20には、前記鉄心ロータ17a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が接続されている。
The
前記固定子16は、図6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を軸方向に貫通配置されて、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第2ブラシ24a、24bと、から主として構成されている。
As shown in FIG. 6, the
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。
The
前記モータ軸13は、前記カムボルト10の頭部10a側の軸部10bの外周面に第1軸受であるニードルベアリング28と該ニードルベアリング28の軸方向の側部に配置された軸受である第4ボールベアリング35を介して回転自在に支持されている。また、前記モータ軸13のカムシャフト2側の後端部には、減速機8の一部を構成する円筒状の偏心軸部30が一体に設けられている。
The
前記第1ニードルベアリング28は、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転動体であるニードルローラ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の外周面を転動している。
The
前記第4ボールベアリング35は、内輪35aが前記従動部材9の円筒部9bの前端縁とカムボルト10の座面部10cとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪35bがモータ軸13の内周に形成された段差部と抜け止めリングであるスナップリング36との間で軸方向の位置決め支持されている。
In the
また、前記モータ軸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8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フリクション部材である第2オイルシール32が設けられている。この第2オイルシール32は、内周部が前記モータ軸13の外周面に弾接していることによって、該モータ軸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。
In addition, a friction member is provided between the outer peripheral surface of the motor shaft 13 (eccentric shaft portion 30) and the inner peripheral surface of the
前記コントロールユニット21は、図外のクランク角センサや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、機関制御を行うと共に、前記電磁コイル18に通電してモータ軸13の回転制御を行い、減速機8を介してカムシャフト2のタイミングスプロケット1に対する相対回転位相を制御するようになっている。
The
前記減速機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2軸受である第2ボールベアリング33と、該第2ボールベアリング33の外周に設けられた前記ローラ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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記偏心軸部30は、外周面に形成されたカム面の軸心Yがモータ軸13の軸心Xから径方向へ僅かに偏心している。なお、前記第2ボールベアリング33とローラ34などが遊星噛み合い部として構成されている。
In the
前記第2ボールベアリング33は、大径状に形成されて、前記第1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、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、外輪33bの外周側には円環状の隙間Cが形成されて、この隙間Cによって第2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。
The second ball bearing 33 is formed in a large diameter, and is disposed so as to be substantially overlapped at the radial position of the
前記各ローラ34は、前記第2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前記環状部材19の内歯19aに嵌入すると共に、保持器41の突起部41aによって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。
Each of the
前記減速機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の内部に形成されて、図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路47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47にグルーブ溝を介して連通した油供給孔48と、前記従動部材9の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔48に開口し、他端が前記第1ニードルベアリング28と第2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45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。
Lubricating oil is supplied into the
以下、本実施形態の作動について説明すると、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が回転して、その回転力がハウジング5と環状部材19とプレート6を介して電動モータ12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のカムが吸気弁を開閉作動させる。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described. First, when the crankshaft of the engine is rotationally driven, the
そして、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21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、モータ軸13が回転駆動され、この回転力が減速機8を介してカムシャフト2に減速された回転力が伝達される。
Then, during a predetermined engine operation after the engine is started, the
すなわち、前記モータ軸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がモータ軸13の1回転毎に保持器41の突起部41aに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軸13の回転が減速されつつ前記従動部材9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る。
That is, when the
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。
As a result, the
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、前記ストッパ凸部1dの各側面が前記ストッパ凹溝2bの各対向面2c、2dのいずれか一方に当接することによって行われる。
The maximum position restriction (angular position restriction) of the forward and reverse relative rotation of the
すなわち、前記従動部材9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の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部1dの一側面がストッパ凹溝2bの一方側の対向面1cに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。
That is, the driven
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の他側面がストッパ凹溝2bの他方側の対向面2dに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。
On the other hand, when the driven
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。 As a result, the opening / closing timing of the intake valve is converted to the maximum on the advance side or the retard side, and the fuel efficiency and output of the engine can be improved.
このように、本実施形態では、ストッパ凸部1dとストッパ凹溝2bのストッパ機構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。
Thus, in this embodiment, the relative rotational position of the
また、本実施形態は、前記減速機8の第1ニードルベアリング28と第2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、第1ニードルベアリング28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。
In the present embodiment, the
しかも、前記減速機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。
In addition, since the structure of the
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第1ニードルベアリング28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第1ニードルベアリング28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軸13に殆ど作用しない。したがって、モータ軸13の常時スムーズな回転が得られる。
Further, since the
また、前記減速機8内には、オイル供給孔45から潤滑油が強制的に供給されることから、減速機8の各部の潤滑性が向上すると共に、内歯19aとローラ34との間や、第1ニードルベアリング28、第2ボールベアリング33に潤滑油が供給されて、各ローラ、28b、34や各ボールとの間の潤滑性も向上して減速機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。
Further, since the lubricating oil is forcibly supplied into the
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。
In particular, during the driving of the engine, the lubricating oil pumped from the oil pump is constantly supplied and immersed through the lubricating oil supply means, so that the occurrence of oil film breakage of each rolling element can be suppressed. Thereby, the initial driving load of the
また、前記減速機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。その後、前記各ギア部1bの回転遠心力によって外方へ飛散し、この飛散した潤滑油がハウジング5の後端側外周面に付着して前記第1オイルシール50のシール面50bに接触する。このため、ハウジング5の回転に伴うシール面50bの摩耗の発生などが抑制されて、第1オイルシール50の耐久性を向上させることができる。
The lubricating oil discharged from the inside of the
さらに、前記モータ軸13と偏心軸部30を、第1ニードルベアリング28と第4ボールベアリング35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。
Furthermore, since the
また、ハウジング5によって減速機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、図2に示すように、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。
Further, since the
さらに、前記カバー部材3を合成樹脂材によって形成したことから、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。
Furthermore, since the
また、前記第2オイルシール32は、前記モータ軸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。
Further, since the
また、前記モータ軸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。
Further, by integrating the
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、可変動弁装置としては前記バルブスプリング制御装置の他に、機関弁のリフト量や作動角を可変にする可変機構にも適用できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the variable valve operating device can be applied to a variable mechanism that makes the lift amount and operating angle of an engine valve variable in addition to the valve spring control device. .
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2に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第1軸受部は、ニードルベアリングによって形成さ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、
前記ニードルベアリングに隣接して配置され、前記偏心軸部と従動回転体の回転軸方向の移動を規制するボールベアリングを設けた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、
前記ボールベアリングは、内輪が前記従動回転体と、該従動回転体をカムシャフトに固定するカムボルトとによって回転軸方向に挟持固定され、外輪が前記偏心軸部の内周に形成された段差部と抜け止めリングとの間に配置保持さ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d〕請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記遊星噛み合い部は、
前記偏心軸部の外周に設けられた第2軸受部と、
該第2軸受部の外周に周方向の所定間隔位置に回転自在に設けられ、前記第2軸受部の回転によって前記環状部材との噛合箇所が周方向に移動する複数のローラと、
該各ローラの径方向の移動を許容すると共に周方向の移動を規制する保持器と、によって構成され、
前記保持器が従動回転体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。
〔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、
前記ローラと第1軸受部及び第2軸受部の全てが、回転軸方向においてほぼ同一となる位置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。
The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the first bearing portion is formed by a needle bearing.
[Claim b] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim a,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising a ball bearing disposed adjacent to the needle bearing and restricting the movement of the eccentric shaft portion and the driven rotating body in the rotation axis direction.
[Claim c] A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim b,
In the ball bearing, an inner ring is clamped and fixed in the rotation axis direction by the driven rotator and a cam bolt for fixing the driven rotator to the camshaft, and an outer ring is a stepped portion formed on the inner periphery of the eccentric shaft portion. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the variable valve operating apparatus is arranged and held between the retaining ring and the retaining ring.
[Claim d] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The planetary meshing part is
A second bearing portion provided on the outer periphery of the eccentric shaft portion;
A plurality of rollers provided on the outer periphery of the second bearing portion so as to be rotatable at a predetermined interval position in the circumferential direction, and a meshing portion with the annular member is moved in the circumferential direction by the rotation of the second bearing portion;
A cage that allows radial movement of each roller and restricts circumferential movement;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the retainer is fixed to a driven rotor.
(Claim e) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim d,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the roller, the first bearing portion, and the second bearing portion are all disposed at substantially the same position in the rotation axis direction.
この発明によれば、前記ローラの配設位置と第1,第2軸受部の配設位置が軸方向の所定箇所でほぼ同一となることから、装置の軸方向の長さを短くすることが可能になり、これによって小型化が図れる。
〔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、
前記第2軸受部を、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、
前記カムシャフトから保持器に交番トルクが作用した際に、前記偏心軸部に回転抵抗を付与するフリクション部材を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to this invention, the arrangement position of the roller and the arrangement position of the first and second bearing portions are substantially the same at a predetermined position in the axial direction, so that the axial length of the apparatus can be shortened. This makes it possible to reduce the size.
[Claim f] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim e,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the second bearing portion is constituted by a ball bearing.
[Claim g] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim d,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising a friction member that imparts rotational resistance to the eccentric shaft portion when an alternating torque is applied to the cage from the camshaft.
このフリクション部材によってカムシャフトに発生する交番トルクの偏心軸部への伝達を抑制することができる。
〔請求項h〕請求項dに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心軸部の外周と前記駆動回転体との間には、前記偏心軸部に回転抵抗を与えるシール部材が弾接していると共に、前記シール部材によって前記電動モータと環状部材及び遊星噛み合い部との間を液密的に隔成し、前記環状部材と遊星噛み合い部の噛合側のみに潤滑油を供給したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔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、
前記駆動回転体と前記従動回転体の間に、第3軸受部を設けると共に、該第3軸受にカムシャフトの一部が挿入さ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、
前記第3軸受を、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k〕請求項jに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第3のボールベアリングの内輪の内周面に前記従動回転体とカムシャフトの両方は挿入されている状態で、カムボルトによって前記従動回転体とカムシャフトを固定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
This friction member can suppress transmission of alternating torque generated in the camshaft to the eccentric shaft portion.
(Claim h) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim d,
A seal member that gives rotational resistance to the eccentric shaft portion is elastically contacted between the outer periphery of the eccentric shaft portion and the drive rotating body, and the electric motor, the annular member, and the planetary meshing portion by the seal member. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the lubricating oil is separated from each other in a liquid-tight manner and lubricating oil is supplied only to the meshing side of the annular member and the planetary meshing portion.
[Claim i] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a third bearing portion is provided between the drive rotator and the driven rotator, and a part of a camshaft is inserted into the third bearing.
(Claim j) In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim i,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the third bearing is constituted by a ball bearing.
[Claim k] The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim j,
An internal combustion engine characterized in that the driven rotating body and the camshaft are fixed by a cam bolt in a state where both the driven rotating body and the camshaft are inserted into an inner peripheral surface of an inner ring of the third ball bearing. Variable valve gear.
この発明によれば、前記内輪によって従動回転体とカムシャフトとの軸芯合わせ作業が容易になる。
〔請求項l〕請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記駆動回転体とカムシャフトとの間の最大相対回転位置を規制するストッパ機構を設けたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項m〕請求項lに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記ストッパ機構を、カムシャフトの端部に設けられた係合部と、前記駆動回転体のカムシャフト側の端部に設けられて、前記係合部に所定の正逆回転位置で係止する係止部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n〕請求項mに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記従動回転体とカムシャフトは、カムボルトによって軸方向から連結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。
According to the present invention, the inner ring facilitates the alignment operation of the driven rotor and the camshaft.
[Claim 1] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising a stopper mechanism for restricting a maximum relative rotational position between the drive rotating body and the camshaft.
[Claim m] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim l,
The stopper mechanism is provided at an engagement portion provided at an end portion of the camshaft and an end portion on the camshaft side of the drive rotating body, and is locked to the engagement portion at a predetermined forward / reverse rotation position. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized by comprising a locking portion.
[Claim n] In the variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim m,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the driven rotating body and the camshaft are connected and fixed in the axial direction by a cam bolt.
1…タイミングスプロケット(駆動回転体)
2…カムシャフト
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
6…プレート
8…減速機
9…従動部材(従動回転体)
10…カムボルト
12…電動モータ
13…モータ軸
17…鉄心ロータ
18…電磁コイル
19…環状部材
19a…内歯
23a、23b…ブラシ
24a、24b…ブラシ
28…第1ニードルベアリング(軸受部)
30…偏心軸部
32…第2オイルシール
33…第2ボールベアリング
34…ローラ
35…第4ボールベアリング
43…第3ボールベアリング
45…オイル供給孔
46…オイル排出孔
48a、48b…スリップリング
50…第1オイルシール
1. Timing sprocket (rotating drive)
2 ...
DESCRIPTION OF
30 ...
Claims (3)
制御信号に応じて回転状態が制御される電動モータと、
該電動モータの出力軸から回転力が伝達され、該出力軸の回転中心に対して偏心した円筒状の偏心軸部と、
前記第1部材または第2部材に設けられ、内周に噛み合い部を有する環状部材と、
前記偏心軸部の回転によって前記環状部材の噛み合い部に噛合しながら遊星運動を行うことにより前記第1部材に対して第2部材を相対回転させる遊星噛み合い部と、
回転軸方向において前記環状部材と遊星噛み合い部が噛合する位置の内周側に少なくとも一部が配置され、前記第1部材または第2部材と前記偏心軸部の内周との間に介在された第1軸受部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that changes an operating characteristic of an engine valve biased in a closing direction by a valve spring by changing a relative rotational position of a second member with respect to the first member,
An electric motor whose rotation state is controlled according to a control signal;
A rotational force is transmitted from the output shaft of the electric motor, and a cylindrical eccentric shaft portion that is eccentric with respect to the rotation center of the output shaft;
An annular member provided on the first member or the second member and having a meshing portion on the inner periphery;
A planetary meshing portion for rotating the second member relative to the first member by performing planetary movement while meshing with the meshing portion of the annular member by rotation of the eccentric shaft portion;
At least a portion is disposed on the inner peripheral side of the position where the annular member and the planetary meshing portion mesh with each other in the rotation axis direction, and is interposed between the first member or the second member and the inner periphery of the eccentric shaft portion. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: a first bearing portion.
制御信号に応じて回転状態が制御される電動モータと、
該電動モータの出力軸から回転力が伝達され、該出力軸の回転中心に対して偏心した円筒状の偏心軸部と、
前記駆動回転体に固定され、内周に噛み合い部を有する環状部材と、
前記偏心軸部の回転によって前記環状部材の噛み合い部に噛合しながら遊星運動を行うことにより前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる遊星噛み合い部と、
回転軸方向において前記環状部材と遊星噛み合い部が噛合する位置の内周側に少なくとも一部が配置され、前記従動回転体と偏心軸部の内周との間に介在された第1軸受部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that changes a relative rotational phase of a driven rotating body fixed to a camshaft with respect to a driving rotating body to which rotational force is transmitted from a crankshaft,
An electric motor whose rotation state is controlled according to a control signal;
A rotational force is transmitted from the output shaft of the electric motor, and a cylindrical eccentric shaft portion that is eccentric with respect to the rotation center of the output shaft;
An annular member fixed to the drive rotor and having a meshing portion on the inner periphery;
A planetary meshing portion for rotating the driven rotator relative to the drive rotator by performing planetary motion while meshing with the meshing portion of the annular member by rotation of the eccentric shaft portion;
A first bearing portion disposed at least partially on an inner peripheral side of a position where the annular member and the planetary meshing portion mesh with each other in the rotation axis direction, and interposed between the driven rotor and the inner periphery of the eccentric shaft portion; And a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
前記駆動回転体に固定され、内周に噛み合い部を有する環状部材と、
前記偏心軸部の回転によって前記環状部材の噛み合い部に噛合しながら遊星運動を行うことにより前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる遊星噛み合い部と、
前記駆動回転体とともに回転し、ブラシを介して通電された電流に応じて出力軸の回転状態が制御される電動モータと、
該電動モータの出力軸から回転力が伝達され、回転中心に対して偏心した円筒状の偏心軸部と、
前記カムシャフトから伝達される回転荷重を、前記環状部材の噛み合い部と遊星噛み合い部が噛合する位置の内周側で受けるように形成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that changes a relative rotational phase of a driven rotating body fixed to a camshaft with respect to a driving rotating body to which rotational force is transmitted from a crankshaft,
An annular member fixed to the drive rotor and having a meshing portion on the inner periphery;
A planetary meshing portion for rotating the driven rotator relative to the drive rotator by performing planetary motion while meshing with the meshing portion of the annular member by rotation of the eccentric shaft portion;
An electric motor that rotates with the drive rotator and whose rotation state of the output shaft is controlled in accordance with a current supplied through a brush;
A rotational force is transmitted from the output shaft of the electric motor, and a cylindrical eccentric shaft portion eccentric with respect to the rotation center;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the rotational load transmitted from the camshaft is received on an inner peripheral side of a position where the meshing portion of the annular member meshes with the planetary meshing portion.
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