JP2015004272A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁力線のリークを抑制して電動モータの出力トルクを確保しつつ装置の小型化を図り得る内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１２のモータハウジング５と減速機構のケーシングは、該ケーシング側からモータハウジング方向へ挿通された複数のボルト７によって結合され、仕切壁５ｂの永久磁石１４，１５の一端部１４ａ、１５ａと軸方向から対向する前端面５ｅ外周部に、前記ボルトの先端部が螺着する雌ねじ孔５ｈが形成された突出部６が設けられていると共に、前記突出部以外の前記前端面５ｅが前記永久磁石の一端部から離間して配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の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可変動弁装置に関する。

近時、電動モータの駆動回転力によって吸気弁や排気弁の開閉タイミングを制御する可変動弁装置であるバルブタイミング制御装置が提供されている。

例えば、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置の電動モータは、ステータを構成する円筒状のモータハウジングを有し、このモータハウジングの内周面周方向に沿って永久磁石が設けられていると共に、該永久磁石の内側にモータ出力軸の外周に固定された鉄心ロータにコイルが巻回されたブラシ付きＤＣモータが用いられている。

また、前記電動モータと該電動モータの回転駆動力を減速する減速機構との間には、両者を仕切る金属製の仕切壁が設けられており、この仕切壁の外周側には、前記モータハウジングと減速機構のケーシングとを軸方向から結合させるボルトの先端部が螺着する雌ねじ孔を構成する環状凸部が一体に形成されている。

また、前記仕切壁を、前記電動モータに対して軸方向から可及的に近接配置して、装置の軸方向の長さを短くして小型化を図るようになっている。

特開２０１１−２３１７００号公報

しかしながら、前記公報記載の従来技術にあっては、前記環状凸部を含めた仕切壁全体を、前記電動モータに過度に近接配置する、つまり、前記永久磁石の軸方向の一端部に過度に近接配置すると、モータハウジングと永久磁石との間に形成される磁力線（磁束）が、永久磁石の全周から前記仕切壁にリークしてしまい、永久磁石の磁気効率が低下して電動モータによる十分な出力トルクを得ることができなくなるおそれがある。

本発明は、磁力線のリークを抑制して電動モータの出力トルクを確保しつつ装置の小型化を図ることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の発明は、とりわけ、電動モータは、内部に収容空間を有する磁性材からなるモータハウジングと、前記収容空間の内周に設けられ、周方向に複数の磁極を形成する永久磁石と、該永久磁石の内周側に相対回転自在に設けられ、通電されることによって周方向に磁束を形成するコイルが巻回されたロータと、前記コイルへの通電状態を切り換える切換用ブラシ及びコミュテータと、を備え、
前記モータハウジングと減速機構のケーシングは、該ケーシング側からモータハウジング方向へ挿通された複数のボルトによって結合され、
前記モータハウジングの前記永久磁石の一端部と軸方向から対向する部位に、内部に前記ボルトの先端部が螺着する雌ねじ孔が形成された凸状の段差部を形成し、
該段差部の軸方向前端面における前記雌ねじ孔の軸方向位置に突出部を設けると共に、該突出部以外の前記軸方向前端面を、前記永久磁石の一端部から離間して配置したことを特徴としている。

この発明によれば、突起部によって段差部の軸方向の長さを短くできることから装置の小型化を図りつつ段差部への磁束のリークを抑制して電動モータの出力トルクを確保することができる。

本発明に係る可変動弁装置の第１実施形態を示す縦断面図である。 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。 本実施形態に供されるモータハウジングの斜視図である。 同モータハウジングの背面図である 図１のＤ部拡大図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第２実施形態に供されるモータハウジングの斜視図である。 本実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に供されるモータハウジングの斜視図である。 本発明の第４実施形態に供されるモータハウジングの斜視図である。

以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
この可変動弁装置は、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４０上に軸受４２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出力部材であるカムシャフト２と、チェーンカバー４９と該チェーンカバー４９に固定されたカバー部材３に覆われて、機関運転状態に応じて前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相を変更する位相変更機構４と、を備えている。

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、内周面が段差径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ギア部１ｂと、前記スプロケット本体１ａの前端側に一体に設けられた内歯噛み合い部である内歯構成部１９と、から構成されている。

また、この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の前端部に設けられた後述する従動部材９との間に、軸受である１つの大径ボールベアリング４３が介装されており、この大径ボールベアリング４３によって、タイミングスプロケット１と前記カムシャフト２が相対回転自在に支持されている。

前記大径ボールベアリング４３は、外輪４３ａと、内輪４３ｂ及び該両輪４３ａ、４３ｂの間に介装されたボール４３ｃと、から構成され、前記外輪４３ａがスプロケット本体１ａの内周側に固定されているのに対して内輪４３ｂが後述する従動部材９の外周側に固定されている。

前記スプロケット本体１ａは、内周側に、前記カムシャフト２側に開口した円環溝状の外輪固定部６０が切欠形成されている。この外輪固定部６０は、段差径状に形成されて、前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａが軸方向から圧入されると共に、該外輪４３ａの軸方向一方側の位置決めをするようになっている。

前記内歯構成部１９は、前記スプロケット本体１ａの前端部に一体に設けられ、位相変更機構４の電動モータ１２方向へ延出した比較的肉厚な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１９ａが形成されている。

さらに、スプロケット本体１ａの内歯構成部１９と軸方向反対側の後端部には、円環状の保持プレート６１が配置されている。この保持プレート６１は、金属板材によって一体に形成され、図１に示すように、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と共に、内周部６１ａの内径が前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａの内径よりも小さく形成されている。前記保持プレート６１の内周部６１ａは、前記外輪４３ａの軸方向の外端面に対し僅かな押し付け力によって軸方向から位置決め支持している。

また、前記内周部６１ａの内周縁所定位置には、径方向内側、つまり中心軸方向に向かって突出したストッパ凸部６１ｂが一体に設けられている。このストッパ凸部６１ｂは、図１及び図７に示すように、ほぼ扇状に形成されて、先端縁６１ｃが後述するストッパ溝２ｂの円弧状内周面に沿った円弧状に形成されている。さらに、前記保持プレート６１の外周部には、前記各ボルト７が挿通する６つのボルト挿通孔６１ｅが周方向の等間隔位置に貫通形成されている。

前記スプロケット本体１ａ（内歯構成部１９）及び保持プレート６１のそれぞれの外周部には、それぞれボルト挿通孔１ｃ、６１ｅが周方向のほぼ等間隔位置に６つ貫通形成されている。

なお、前記スプロケット本体１ａと内歯構成部１９が、後述するローラ減速機構８のケーシングとして構成されている。

また、前記スプロケット本体１ａと前記内歯構成部１９、保持プレート６１は、それぞれの外径がほぼ同一に設定されている。

前記チェーンカバー４９は、図１に示すように、シリンダヘッド４０とシリンダブロックの前端側に前記タイミングスプロケット１に巻回された図外のチェーンを覆うよう上下方向に沿って配置固定され、前記位相変更機構４に対応した位置に開口部４９ａが形成されている。また、この開口部４９ａを構成する環状壁４９ｂの円周方向の４箇所にボス部４９ｃが一体に形成されていると共に、環状壁４９ｂから各ボス部４９ｃの内部に亘って雌ねじ孔４９ｄがそれぞれ形成されている。

前記カバー部材３は、図１及び図２に示すように、アルミニウム合金材によってカップ状に一体に形成されて、膨出状のカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの開口側の外周縁に一体に形成された円環状の取付フランジ３ｂとから構成されている。前記カバー本体３ａは、後述する電動モータ１２のモータハウジング５の前端部を覆うように設けられていると共に、外周部側には円筒壁３ｃが軸方向に沿って一体に形成されている。この円筒壁３ｃは、内部に後述するブラシ保持体２８を保持する保持用孔３ｄが形成されている。

前記取付フランジ３ｂは、円周方向のほぼ等間隔位置に突設された４つの突片３ｅにそれぞれボルト挿通孔３ｇが貫通形成され、この各ボルト挿通孔３ｇに挿通したボルト５４によって、前記チェーンカバー４９に形成された各雌ねじ孔４９ｄを介してカバー部材３がチェーンカバー４９に固定されている。

また、前記カバー本体３ａの外周側の段差部内周面と前記モータハウジング５の外周面との間には、図１及び図２に示すように、大径なオイルシール５０が介装されている。この大径オイルシール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が前記カバー部材３の内周面に設けられた段差円環部３ｆに嵌着固定されている。

前記モータハウジング５は、鉄系金属材をプレス成形によって有底筒状に形成された筒状部であるハウジング本体５ａと、該ハウジング本体５ａの前端開口を封止する合成樹脂の非磁性材からなる封止プレート１１と、を備えている。

前記ハウジング本体５ａは、後端側の内周に前記減速機構８と電動モータ１２とを隔成する円板状の仕切壁５ｂが一体に形成されている。この仕切壁５ｂは、ほぼ中央に後述の偏心軸部３９を挿通する大径な軸部挿通孔５ｃが形成されていると共に、該軸部挿通孔５ｃの孔縁には、カバー部材３方向へ突出した円筒状の延出部５ｄが一体に設けられている。また、仕切壁５ｂは、前端面５ｅが前記延出部５ｄによって凹状部位に形成されている。

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つの回転カムを有していると共に、前端部に前記フランジ部２ａが一体に設けられている。なお、前記回転カムは、一般的な卵型であって、バルブリフターを介して前記吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させるようになっている。

このフランジ部２ａは、図１に示すように、外径が後述する従動部材９の固定端部９ａの外径よりも僅かに大きく形成されて、各構成部品の組み付け後に、前端面の外周部が前記大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂの軸方向外端面に当接配置されるようになっている。また、前端面が従動部材９に軸方向から当接した状態でカムボルト１０によって軸方向から結合されている。

また、前記フランジ部２ａの外周には、図７に示すように、前記保持プレート６１のストッパ凸部６１ｂが係入するストッパ凹溝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６１ｂ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。

なお、前記ストッパ凸部６１ｂは、内周部６１ａよりもカムシャフト２の回転カム側に折曲偏倚して、前記従動部材９の固定端部９ａとは非接触状態になっている。これによって、ストッパ凸部６１ｂと固定端部９ａとの干渉を抑制できる。

前記ストッパ凸部６１ｂ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。

前記カムボルト１０は、図１に示すように、頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端面１０ｃが後述する小径ボールベアリング３７の内輪に軸方向から当接していると共に、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。

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に示すように、前端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、前記固定端部９ａの外周部に一体に形成されて、複数のローラ４８を保持する保持部材である円筒状の保持器４１とから構成されている。

前記固定端部９ａは、後端面が前記カムシャフト２のフランジ部２ａの前端面に当接配置されて、前記カムボルト１０の軸力によってフランジ部２ａに軸方向から圧接固定されている。

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９ｃが貫通形成されていると共に、外周側にニードルベアリング３８が設けられている。

前記保持器４１は、図１及び図２に示すように、前記固定端部９ａの外周部前端から縦断面ほぼ横コ字形状に形成されて、前記円筒部９ｂと同じ方向へ突出した有底円筒状に形成されている。この保持器４１の筒状先端部４１ａは、前記仕切壁５ｂと前記延出部５ｄとの間に形成された円環状の空間部４４を介して前方方向へ延出している。また、前記筒状先端部４１ａの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４１ｂが周方向の等間隔位置に形成されている。このローラ保持孔４１ｂ（ローラ４８）は、その全体の数が前記内歯構成部１９の内歯１９ａの全体の歯数よりも１つ少なくなっている。

また、前記固定端部９ａの外周部と保持器４１の底部側結合部との間には、前記大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂを固定する内輪固定部６３が切欠形成されている。

この内輪固定部６３は、前記外輪固定部６０と径方向から対向した段差状に切欠形成されて、外周面には、大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂが軸方向から圧入されると共に、段差面には、圧入された前記内輪４３ｂの内端面が当接して軸方向の位置決めがされるようになっている。

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に伝達する前記ローラ減速機構８と、から構成されている。

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と一体に回転し、磁性材である前記ハウジング本体５ａを有するモータハウジング５と、前記ハウジング本体５ａの内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１３と、ハウジング本体５ａの内周面に固定されたステータであるそれぞれ半円弧状の一対の第１磁束形成部であるフェライト材からなる永久磁石１４，１５と、前記封止プレート１１に固定された固定子１６と、を備えている。

前記モータ出力軸１３は、段差円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に形成された段差部１３ｃを介してカムシャフト２側の大径部１３ａと、ブラシ保持体２８側の小径部１３ｂと、から構成されている。前記大径部１３ａの外周には、第２磁束形成部である鉄心ロータ１７が固定されていると共に、該大径部１３ａの先端部に偏心軸部３９が軸方向から一体に形成されている。

一方、前記小径部１３ｂの外周には、円環部材２０が圧入固定されていると共に、該円環部材２０の外周面にコミュテータ２１が軸方向から圧入固定されて前記段差部１３ｃの軸方向端面によって軸方向の位置決めがなされている。前記円環部材２０は、その外径が前記大径部１３ａの外径とほぼ同一に設定されていると共に、軸方向の長さが小径部１３ｂよりも僅かに短く設定されている。

前記小径部１３ｂの内周面には、モータ出力軸１３や偏心軸部３９内に供給されて前記各ベアリング３７，３８を潤滑するための潤滑油の外部への漏洩を抑制する栓体５５が圧入固定されている。

前記鉄心ロータ１７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１８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。

前記コミュテータ２１は、導電材によって円環状に形成されて、前記鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに前記コイル１８の引き出された図外のコイル線の端末が電気的に接続されている。つまり、内周側に形成された折り返し部に、コイル線の端末先端を挟み込んで電気的に接続されるようになっている。

前記永久磁石１４，１５は、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と共に、その軸方向の位置が前記鉄心ロータ１７の固定位置よりも前方にオフセット配置されている。すなわち、前記永久磁石１４，１５は、図１に示すように、その軸方向の中心が前記鉄心ロータ１７の軸方向の中心に対して所定の距離分だけ前方向、つまり、前記固定子１６側にオフセット配置されている。

これによって、前記永久磁石１４，１５の他端部である前端部が、径方向で前記コミュテータ２１や固定子１６の後述する第１ブラシ２５ａ、２５ｂなどとオーバーラップするように配置されている。

また、前記永久磁石１４，１５の内周面と鉄心ロータ１７の外周面との間には、図５にも示すように、磁束密度を確保するための円環状のエアギャップＧが形成されており、このエアギャップＧは、例えば０３〜０．５ｍｍ程度の微小の径方向幅βに設定されている。

前記固定子１６は、図８に示すように、前記封止プレート１１の内周側に一体的に設けられた円板状の樹脂プレート２２と、該樹脂プレート２２の内側に設けられた一対の樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂと、該各樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂの内部に径方向に沿って摺動自在に収容配置されて、コイルスプリング２４ａ、２４ｂのばね力で各先端面が前記コミュテータ２１の外周面に径方向から弾接する切換用ブラシ（整流子）である一対の第１ブラシ２５ａ、２５ｂと、前記樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂの前端面に、各外端面を露出した状態で埋設固定された内外二重の円環状のスリップリング２６ａ、２６ｂと、前記各第１ブラシ２５ａ、２５ｂと各スリップリング２６ａ、２６ｂを電気的に接続するピグテールハーネス２７ａ、２７ｂと、から主として構成されている。

前記封止プレート１１は、前記モータハウジング５の前端部内周に形成された凹状段差部にかしめによって位置決め固定されている。また、中央位置には、モータ出力軸１３の一端部などが挿通される軸挿通孔１１ａが貫通形成されている。

前記カバー本体３ａには、合成樹脂材によって一体的にモールドされたブラシ保持体２８が固定されている。このブラシ保持体２８は、図１に示すように、側面視ほぼＬ字形状に形成され、前記保持用孔３ｃに挿入されるほぼ円筒状のブラシ保持部２８ａと、該ブラシ保持部２８ａの上端部に有するコネクタ部２８ｂと、前記ブラシ保持部２８ａの両側に一体に突設されて、前記カバー本体３ａに固定される一対のブラケット部２８ｃ、２８ｃと、前記ブラシ保持体２８の内部に大部分が埋設された一対の端子片３１、３１と、から主として構成されている。

前記一対の端子片３１，３１は、上下方向に沿って平行かつクランク状に形成されて、一方側（下端側）の各端子３１ａ、３１ａが前記ブラシ保持部２８ａの底部側に露出状態で配置されている一方、他方側（上端側）の各端子３１ｂ、３１ｂが前記コネクタ部２８ｂの雌型嵌合溝２８ｄ内に突設されている。また、前記他方側端子３１ｂ、３１ｂは、図外の雄端子を介してバッテリー電源に電気的に接続されている。

前記ブラシ保持部２８ａは、ほぼ水平方向（軸方向）に延設されて、内部の上下位置に形成された円柱状の貫通孔内にスリーブ状の摺動部２９ａ、２９ｂが固定されていると共に、該各摺動部２９ａ、２９ｂの内部に、各先端面が前記各スリップリング２６ａ、２６ｂに軸方向からそれぞれ当接する第２ブラシ３０ａ、３０ｂが軸方向へ摺動自在に保持されている。

この各第２ブラシ３０ａ、３０ｂは、ほぼ長方体状に形成されて、各貫通孔の底部側に臨む前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間に弾装された第２コイルスプリング３２ａ、３２ｂのばね力によってそれぞれ前記各スリップリング２６ａ、２６ｂ方向に付勢されている。

また、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂの後端部と前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間には、可撓性を有する一対のピグテールハーネス３３ａ、３３ｂが溶接固定されて、前記両者を電気的に接続している。このピグテールハーネス３３ａ、３３ｂは、その長さが前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂが前記各コイルスプリング３２ａ、３２ｂによって最大に進出した際に、前記各摺動部２９ａ、２９ｂから脱落しないように、その最大摺動位置を規制する長さに設定されている。

また、前記ブラシ保持部２８ａの基部側外周に形成された円環状の嵌着溝内に、環状のシール部材３４が嵌着保持されており、前記ブラシ保持部２８ａが前記保持用孔３ｃに挿通された際に、前記シール部材３４が前記円筒壁３ｂの先端面に弾接してブラシ保持部２８ａ内をシールするようになっている。

前記コネクタ部２８ｂは、上端部に図外の雄型端子が挿入される前述の嵌合溝２８ｄに臨む前記他方側端子３１ｂ、３１ｂが前記雄型端子を介して図外のコントロールユニットに電気的に接続されている。

前記ブラケット部２８ｃ、２８ｃは、図２に示すように、ほぼ三角形状に形成されて、両側部に貫通形成された各ボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅに、各ボルトが挿通されて各ブラケット部２８ｃ、２８ｃを介して前記ブラシ保持体２８がカバー本体３ａに固定されるようになっている。

前記モータ出力軸１３と偏心軸部３９は、前記カムボルト１０の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの外周面に設けられた小径ボールベアリング３７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３７の軸方向側部に配置された前記ニードルベアリング３８とによって回転自在に支持されている。

前記小径ボールベアリング３７は、内輪３７ａが前記従動部材９の円筒部９ｂの段差状前端縁とカムボルト１０の頭部端面１０ｃとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪３７ｂが前記モータ出力軸１３の段差部１３ｃ付近の外周面に圧入固定されていると共に、前記段差部１３ｃの内側段差面に当接して軸方向の位置決めがなされている。

前記ニードルベアリング３８は、偏心軸部３９の内周面に圧入された円筒状のリテーナ３８ａと、該リテーナ３８ａ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３８ｂとから構成されている。前記リテーナ３８ａは、軸方向一端が小径ボールベアリング３７の外輪３７ｂの対向側面に当接している一方、ニードルローラ３８ｂは、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周面を転動している。

また、前記モータ出力軸１３(偏心軸部３９)の外周面と前記モータハウジング５の延出部５ｄの内周面との間には、ローラ減速機構８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４６が設けられている。

前記コントロールユニットは、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、前記コネクタ端子３１ｂや第２ブラシ３０ａ、３０ｂなどを介してコイル１８に制御電流を出力してモータ出力軸１３の回転制御を行うようになっている。

前記ローラ減速機構８は、図１及び図２に示すように、偏心回転運動を行う前記偏心軸部３９と、該偏心軸部３９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。

前記偏心軸部３９は、段差径の円筒状に形成されて、前端側が前述したモータ出力軸１３の大径部１３ａに軸方向から一体に結合されている共に、外周面に形成されたカム面３９ａの軸心Ｙがモータ出力軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。

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３８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４７ａと外輪４７ｂ及び両輪４７ａ、４７ｂとの間に介装されたボール４７ｃとから構成されている。前記内輪４７ａは、前記偏心軸部３９のカム面３９ａに圧入固定されているのに対して、前記外輪４７ｂ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４７ｂ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４１の内側面との間に微小な隙間が形成されてフリーな状態になっている。

また、この外輪４７ｂの外周面には、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、この外輪４７ｂの外周側には、図１に示すように円環状の隙間Ｃ１が形成されて、この隙間Ｃ１によって中径ボールベアリング４７全体が前記偏心軸部３９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。

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１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器４１のローラ保持孔４１ｂの両側縁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。

前記ローラ減速機構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、前記シリンダヘッドの軸受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と、図１に示すように、前記カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、前記油供給通路にグルーブ溝を介して連通した油供給孔５１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５１に環状通路５１ａを介して開口し、他端が前記ニードルベアリング３８と中径ボールベアリング４７の付近に開口した前記小径なオイル孔５２と、から構成されている。

この潤滑油供給手段によって、前記空間部４４に潤滑油が供給されて滞留し、ここから中径ボールベアリング４７や各ローラ４８を潤滑すると共に、さらには偏心軸部３９とモータ出力軸１３の内部に流入してニードルベアリング３８や小径ボールベアリング３７などの可動部の潤滑に供されるようになっている。また、前記空間部４４内に流入した潤滑油は、前記小径オイルシール４６によってモータハウジング５内へのリークが阻止されるようになっている。

そして、前記ハウジング本体５ａと一体に形成された前記仕切壁５ｂは、図１、図３〜図５に示すように、対向部位である前記平坦な前端面５ｅに前記コイル１８の一側部が近接して配置されている。すなわち、前記コイル１８は、スプロケット本体１ａ側の一側部が円筒状の前記延出部５ｄを介して前端面５ｅ側に嵌合された状態に配置されている。

前記ハウジング本体５ａは、後端側の内周と前記仕切壁５ｂとの間に円環凸状の段差部５ｆが一体に形成されている。この段差部５ｆは、内径が前記ハウジング本体５ａの内径よりも小さく形成されていると共に、軸方向の後端側が前記仕切壁５ｂと一体に結合されている。

さらに、前記段差部５ｆの軸方向前端面５ｇは、前記永久磁石１４，１５の軸方向の各一端部１４ａ、１５ａと軸方向から対向配置されており、前記段差部５ｆの軸方向前端面５ｇと前記各永久磁石１４，１５の一端部１４ａ、１５ａとの間は、図１に示すように十分に離間して配置されて各永久磁石１４，１５の磁束の流れに影響を与えないようになっている。

また、前記段差部５ｆの軸方向前端面５ｇには、６つの突出部６が設けられている。この各突出部６は、前記各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｅと対応した位置に配置されていると共に、前記段差部５ｆの軸方向前端面５ｇからモータハウジング５の前側軸方向に向かって突出している。この各突出部６が形成されている部分の前記段差部５ｆには、内部軸方向に沿って前記スプロケット本体１ａ側から穿たれた有底状の雌ねじ孔５ｈがそれぞれ形成されており、前記各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｅに挿通して前記雌ねじ孔５ｈに螺着した６本のボルト７によって前記タイミングスプロケット１と保持プレート６１及びモータハウジング５が軸方向から共締め固定されている。

また、この各突出部６は、図５に示すように、先端部外面がほぼ球面状に形成されて、該先端部外面と前記永久磁石１４，１５の各一端部１４ａ、１５ａの先端面との間に所定の隙間幅αの隙間Ｓが形成されている。この隙間幅αは、前記永久磁石１４，１５と鉄心ロータ１７との間の前記エアギャップＧの径方向幅βよりも大きく設定されている。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態の作用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、その回転力が内歯構成部１９と仕切壁５ｂ(各突出部６)を介してモータハウジング５、つまり電動モータ１２が同期回転する。一方、前記内歯構成部１９の回転力が、各ローラ４８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の回転カムが吸気弁を開閉作動させる。

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から各端子片３１，３１や各ピグテールハーネス３２ａ、３２ｂ、第２ブラシ３０ａ、３０ｂ、各スリップリング２６ａ、２６ｂなどを介して電動モータ１２のコイル１８に通電される。これによって、モータ出力軸１３が回転駆動され、この回転力がローラ減速機構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。

すなわち、前記モータ出力軸１３の回転に伴い偏心軸部３９が偏心回転すると、各ローラ４８がモータ出力軸１３の１回転毎に保持器４１の各ローラ保持孔４１ｂで径方向へガイドされながら前記内歯構成部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４８の転接によって前記モータ出力軸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４８の個数などによって任意に設定することが可能である。

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。

また、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６１ｂ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。これによって、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。

そして、前記従来技術のように、軸方向にある程度の長さが必要である前記雌ねじ孔５ｈを形成するために、全体的に前記段差部５ｆの軸方向の厚さ幅を大きくしてしまうと、軸方向長さが過度に大きくなってしまう。しかし、本実施形態のように、前記雌ねじ孔５ｈに対応する部分のみに前記突出部６を設けることによって、雌ねじ孔５ｈの長さを確保しつつ他の部分である段差部５ｆの軸方向の長さを短く形成することによって、装置全体の軸方向の長さを短くすることが可能になり、装置の小型化を図ることができる。

しかも、前記段差部５ｆの軸方向長さを短く形成することにより、前記ハウジング本体５ａの前記段差部５ｆの軸方向前端面５ｇが、前記各永久磁石１４，１５の一端部１４ａ、１５ａと十分に離間されていることから、各永久磁石１４，１５と鉄心ロータ１７及びハウジング本体５ａとの間に形成された磁力線(磁束)が仕切壁５ｂ側へリークすることが少なくなる。

このため、前記永久磁石１４，１５による磁気効率の低下が抑制されて、電動モータ１２による十分な出力トルクを得ることができる。

また、前記各突出部６の先端部外面と前記永久磁石１４，１５の各一端部１４ａ、１５ａの先端面との間に形成された隙間Ｓの隙間幅αが、前記永久磁石１４，１５の内周面と鉄心ロータ１７の外周面との間の前記エアギャップＧの径方向幅βよりも大きく設定されていることから、前記隙間Ｓを通過する磁束の通過量を十分に抑制することができる。

また、前記各突出部６は、その数が全体で６つだけであるから、磁束が前記隙間Ｓをたとえ通過したとしても、その量は僅かである。したがって、前記永久磁石１４，１５による磁気効率の低下を抑制することができる。

また、前記突出部６の外面がほぼ球面状に形成されていることから、多角形状に形成される場合に比較して鉄心ロータ１７が回転した場合の空気の流れが阻害され難くなる。

前記段差部５ｆは、前記ハウジング本体５ａを鍛造によって成形する際に同時に成形できるため、コスト低減効果があると共に、強度の向上が図れる。
〔第２実施形態〕
図９及び図１０は本発明の第２実施形態を示し、第１実施形態の構成を前提構成として、前記各突出部６の外面と各永久磁石１４，１５の一端部１４ａ、１５ａの先端面との間の前記隙間Ｓに、透磁率が小さい部材である例えば合成樹脂製の非磁性材５３を配置したものである。

この非磁性材５３は、前記段差部５ｆの前面を覆うように円環板状に形成されていると共に、前記前記各突出部６の外面と対応する位置に６つの孔５３ａがそれぞれ形成されている。この各孔５３ａによって前記各突出部６外面が露出した状態になっている。

そして、該非磁性材５３は、前記各突出部６外面と段差部５ｆの軸方向前端面５ｇに塗布された接着剤などによって予め固定されている。なお、各突出部６の外面には、前記接着剤が塗布されているが、前記各孔５３ａによって各突出部６との接着には供しないものの絶縁効果をもたしている。

したがって、この実施形態によれば、前記非磁性材５３によって各永久磁石１４，１５から各突出部６から仕切壁５ｂへの磁束のリークを遮断することができるので、各永久磁石１４，１５の磁気効率の低下をさらに抑制することができる。

本実施形態では、装置の軸方向長さを抑えるために、前記非磁性部材５３の各突出部６に対応する位置に前記各孔５３ａを形成しているが、該孔５３ａを形成せずに、前記各突出部６及び段差部５ｆの軸方向前端面５ｇを全体的に覆うようにすることも可能である。
〔第３実施形態〕
図１１は本発明の第３実施形態を示し、前記ハウジング本体５ａは、前記段差部５ｆの代わりに、前記仕切壁５ｂの前端面５ｅの外周側に６つの凸部５６が一体に設けられている。この凸部５６は、前記各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｅと対応した位置に配置されていると共に、前記仕切壁前端面５ｅからモータハウジング５の前側軸方向に向かって突出している。

この凸部５６は、内部軸方向に沿って前記スプロケット本体１ａ側から穿設された有底状の雌ねじ孔５ｈがそれぞれ形成されており、前記各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｅに挿通して前記雌ねじ孔５ｈに螺着した６本のボルト７によって、前記タイミングスプロケット１と保持プレート６１及びモータハウジング５が軸方向から共締め固定されている。

また、凸部５６は、各雌ねじ孔５ｈの底部側の先端部に外面が球面状の突出部５７が形成されて、前記外面と永久磁石１４，１５の各一端部１４ａ、１５ａの先端面との間に所定の隙間幅αの隙間Ｓが形成されている、隙間幅αは、永久磁石１４，１５の鉄心ロータ１７との間の前記エアギャップＧの径方向幅βよりも大きく設定されている。

この場合、前記前端面５ｅの前記各凸部５６以外の部分が前記段差部５ｆを設ける場合と比較してより前記永久磁石１４，１５の各一端部１４ａ、１５ａの先端面と離間していることから、より磁気効率低下の抑制が図れる。
〔第４実施形態〕
図１２は第４実施形態を示し、第３実施形態の構成を前提として、前記各凸部５６の各突出部５７と各永久磁石１４，１５の一端部１４ａ、１５ａの先端面との間の前記隙間Ｓに、透磁率が小さい部材である例えば合成樹脂製の非磁性材５８をそれぞれ設けたものである。

前記非磁性材５８は、小径な円環板状に形成されて、前記各突出部５７の外面に接着剤などによって予めそれぞれ固定されている。

したがって、この実施形態によれば、前記各非磁性材５８によって各永久磁石１４，１５から各突出部５７及び仕切壁５ｂへの磁束のリークを遮断することができる。この結果、各永久磁石１４，１５の磁気効率の低下をさらに抑制することができる。

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、前記第１磁束形成部である各永久磁石をモータ出力軸側に設け、第２磁束形成部である鉄心に巻回されたコイルをモータハウジングの内周側に配置することも可能である。

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１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記突出部と永久磁石の一端との間は隙間を介して離間し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、
前記永久磁石の一端と突出部との間の隙間幅は、前記ローラの外周面と永久磁石の内周面との間のエアギャップの径方向幅よりも大きく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ｃ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記突出部は、軸方向の外面が曲面凸状に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ｄ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記突出部の軸方向先端が閉止されて、前記ボルトの軸部先端部が貫通しないように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ｅ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記モータハウジングの前記減速機構側の軸方向一端部には、前記突出部と一体に形成された仕切壁が設けられ、該仕切壁によって前記電動モータと減速機構とを隔成してことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔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、
前記仕切壁は、前記突出部以外の部位が減速機構側へ凹状に形成され、該凹状部位に前記コイルの一部が近接して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。
〔請求項ｇ〕請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記コイルは、一部が前記仕切壁の凹状部位の内部に軸方向から嵌合状態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。

この発明によれば、コイルの一部を凹状部位の内部に嵌合状態に配置されていることから、装置の軸方向の長さを短くする
〔請求項ｈ〕請求項ｇに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記仕切壁の中心部位に形成された軸部挿通孔には、前記ロータの回転を前記減速機構に伝達するモータ出力軸が挿通配置されていると共に、前記仕切壁とモータ出力軸との間には、前記減速機構の各構成部材を潤滑する潤滑油が前記モータハウジング内へ流入するのを規制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可変動弁装置。
〔請求項ｉ〕請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記電動モータの駆動力を前記減速機構によって減速してカムシャフトに伝達することによって機関弁のバルブタイミングを変更する位相変更機構に用いられ、
スリップリングと該スリップリングに当接しながら摺動する給電用ブラシによって前記電動モータに通電して回転駆動させ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２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記透磁率が小さい部位は、空間部によって構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ｋ〕請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記透磁率が小さい部位は、非磁性材によって構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ｌ〕請求項ｋに記載内燃機関の可変動弁装置において、
前記各挿通部の前端面に、前記非磁性材が設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

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(ケーシング)
２…カムシャフト(出力部材)
４…位相変更機構
５…モータハウジング
５ａ…ハウジング本体
５ｂ…仕切壁
５ｃ…軸部挿通孔
５ｄ…延出部
５ｅ…前端面(対向部位)
５ｆ…段差部
５ｇ…軸方向前端面
５ｈ…雌ねじ孔
６…突出部
７…ボルト
８…ローラ減速機構
９…従動部材（従動回転体）
１２…電動モータ
１３…モータ出力軸
１４・１５…永久磁石
１４ａ・１５ａ…一端部
１７…鉄心ロータ
１８…コイル
１９…内歯構成部(ケーシング)
２１…コミュテータ
２５ａ…切換用ブラシ

Claims (3)

1. 電動モータの駆動力を減速機構によって減速して出力部材に伝達することにより機関弁の作動特性を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
   前記電動モータは、内部に収容空間を有する磁性材からなるモータハウジングと、前記収容空間の内周に設けられ、周方向に複数の磁極を形成する永久磁石と、該永久磁石の内周側に相対回転自在に設けられ、通電されることによって周方向に磁束を形成するコイルが巻回されたロータと、前記コイルへの通電状態を切り換える切換用ブラシ及びコミュテータと、を備え、
   前記モータハウジングと減速機構のケーシングは、該ケーシング側からモータハウジング方向へ挿通された複数のボルトによって結合され、
   前記モータハウジングの前記永久磁石の一端部と軸方向から対向する部位に、内部に前記ボルトの先端部が螺着する雌ねじ孔が形成された凸状の段差部を形成し、
   該段差部の軸方向前端面における前記雌ねじ孔の軸方向位置に突出部を設けると共に、該突出部以外の前記軸方向前端面を、前記永久磁石の一端部から離間して配置したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 電動モータの駆動力を減速機構によって減速してカムシャフトに伝達することによって機関弁の作動特性を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
   前記電動モータは、内部に収容空間を有する磁性材からなるモータハウジングと、該モータハウジングの収容空間の内周に設けられ、周方向に複数の磁極を形成する永久磁石と、該永久磁石の内周側に相対回転自在に設けられ、通電されることによって周方向に磁束を形成するコイルが巻回されたロータと、前記コイルへの通電状態を切り換える切換用ブラシ及びコミュテータと、を備え、
   前記モータハウジングと減速機構のケーシングは、該ケーシング側からモータハウジング方向へ挿通された複数の締結部材によって結合され、
   前記モータハウジングの前記永久磁石の一端部と軸方向から対向する部位であって、前記モータハウジングの周方向に形成された前記各締結部材がそれぞれ挿通する複数の挿通部の軸方向の外面に、該各挿通部よりも透磁率が小さい部位が設けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
3. 電動モータの駆動力を減速機構によって減速してカムシャフトに伝達することによって機関弁の作動特性を変更する内燃機関の可変動弁装置であって、
   前記電動モータは、内部に収容空間を有する磁性材からなるモータハウジングと、該モータハウジングの収容空間の内周に設けられ、周方向に複数の磁極を形成する第１磁束形成部と、該第１磁束形成部の内周側に相対回転自在に設けられ、通電されることによって周方向に磁束を形成する第２磁束形成部を有するロータと、を備え、
   前記モータハウジングと減速機構のケーシングは、該ケーシング側からモータハウジング方向へ挿通された複数の締結部材によって結合され、
   前記モータハウジングにおける前記第１磁束形成部の軸方向一端部と対向する部位であって、少なくとも前記モータハウジングの周方向の前記各締結部材がそれぞれ挿通する複数の挿通部の軸方向の外面と前記第１磁束形成部との間には、空間または非磁性材が介装されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

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