JP2015102065A - Valve opening/closing timing control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの一方と一体回転する従動側回転体との相対回転位相を、電動アクチュエータの駆動力により変更する技術に関する。 The present invention relates to a valve opening / closing timing control device, and more specifically, a drive-side rotator that rotates synchronously with a crankshaft, and is rotated integrally with one of an intake camshaft or an exhaust camshaft that is rotatably supported relative to the drive-side rotator. The present invention relates to a technique for changing a relative rotation phase with a driven rotating body to be driven by a driving force of an electric actuator.
上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献1には、駆動側回転体(文献では入力部材)と、従動側回転体(文献では出力部材)とを中心軸の周りで相対回転自在に備え、電動モータにより駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定するプラネタリを備えた技術が示されている。 As a valve opening / closing timing control device configured as described above, Patent Document 1 discloses a relative rotation around a central axis between a driving side rotating body (in the literature, an input member) and a driven side rotating body (in the literature, an output member). A technique is provided that includes a planetary that is freely provided and sets a relative rotational phase between a driving side rotating body and a driven side rotating body by an electric motor.
この特許文献1では、駆動側回転体に対して中心軸の周りで回転自在にキャリアが支持され、このキャリアに対して中心軸から偏心する位置において相対回転自在にプラネタリが支持されている。また、駆動側回転体の内周には駆動ギヤが形成され、従動側回転体の内周には駆動ギヤより小径となる従動ギヤが形成されている。 In Patent Document 1, a carrier is supported so as to be rotatable around a central axis with respect to a driving side rotating body, and a planetary is supported so as to be relatively rotatable with respect to the carrier at a position eccentric from the central axis. A driving gear is formed on the inner periphery of the driving side rotating body, and a driven gear having a smaller diameter than the driving gear is formed on the inner periphery of the driven side rotating body.
プラネタリは、駆動ギヤより歯数が少ない第1ギヤと、従動ギヤより歯数が少ない第2ギヤとを一体的に形成しており、このプラネタリが偏芯位置に配置されることから、第1ギヤの一部が駆動ギヤに噛み合い、第2ギヤの一部が従動ギヤに噛み合うことになる。 The planetary is integrally formed with a first gear having a smaller number of teeth than the drive gear and a second gear having a smaller number of teeth than the driven gear, and the planetary is disposed at the eccentric position. A part of the gear meshes with the drive gear, and a part of the second gear meshes with the driven gear.
また、この特許文献1では、キャリアとプラネタリとの間に弾性部材としての板バネを設けることにより、プラネタリを偏心方向に押し出し、第1ギヤと駆動ギヤとの噛み合い、及び、第2ギヤと従動ギヤとの噛み合いを確実にしている。 Moreover, in this patent document 1, by providing a leaf spring as an elastic member between the carrier and the planetary, the planetary is pushed in the eccentric direction, the first gear and the drive gear are engaged, and the second gear and the driven are driven. Engagement with the gear is ensured.
特許文献1に記載される弁開閉時期制御装置は、第1ギヤと駆動ギヤとの組み合わせ、及び、第2ギヤと従動ギヤとの組み合わせが、2段のハイポサイクロイド減速機構として構成されるものであり、高い減速率を得ている。 The valve opening / closing timing control device described in Patent Document 1 is configured such that a combination of a first gear and a driving gear and a combination of a second gear and a driven gear are configured as a two-stage hypocycloid reduction mechanism. There is a high deceleration rate.
また、特許文献1に記載される弁開閉時期制御装置では、第1ギヤと駆動ギヤとを噛み合わせ、及び、第2ギヤと従動ギヤとの噛み合わせを確実にするため、キャリアの一部を切り欠く等の加工により板バネを収容する空間を形成している。 Further, in the valve opening / closing timing control device described in Patent Document 1, in order to ensure that the first gear and the drive gear mesh with each other and the second gear and the driven gear mesh with each other, a part of the carrier is used. A space for accommodating the leaf spring is formed by processing such as notching.
このように、板バネを収容するための空間をキャリアに形成する構成では、キャリアを加工する工程を必要とするだけではなく、キャリアに形成された空間に板バネを挿入する工程を必要とすることになり改善の余地がある。特に、板バネを挿入する工程では、外力を作用させて弾性変形させた板バネを、比較的小さい空間に挿入するため、この工程を実現する機器に高い作動精度が要求されるものとなる。 Thus, in the configuration in which the space for accommodating the leaf spring is formed in the carrier, not only the step of processing the carrier is required, but also the step of inserting the leaf spring into the space formed in the carrier is required. There is room for improvement. In particular, in the step of inserting the leaf spring, the leaf spring that has been elastically deformed by applying an external force is inserted into a relatively small space, so that high operating accuracy is required for the device that realizes this step.
本発明の目的は、1段により構成された差動型の減速機構のギヤの噛み合いを維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置を得る点にある。 An object of the present invention is to obtain a valve opening / closing timing control device that is simple in structure and easy to assemble, and that maintains the meshing of a gear of a differential reduction mechanism constituted by one stage.
本発明の特徴は、回転軸芯を中心にしてクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの何れか少なくとも一方と一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定するギヤ式の位相調節機構とを備え、前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯上に配置されるリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯上に配置されるインナギヤとを備えると共に、前記リングギヤの内周の歯部の一部に前記インナギヤの歯部の一部を噛み合わせ、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に前記偏心軸芯の位置を公転させることにより、前記リングギヤの歯数と前記インナギヤの歯数との差分に相当する角度だけ前記リングギヤに対して前記インナギヤを相対回転させる差動型の減速機構に構成され、前記リングギヤと前記インナギヤとが、前記回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、前記リングギヤの歯部と前記インナギヤの歯部とを前記回転軸芯に沿う方向で相対的に近接させる付勢力を前記リングギヤと前記インナギヤとの少なくとも何れか一方に作用させる付勢部材が備えられた点にある。 A feature of the present invention is that a drive-side rotating body that rotates synchronously with a crankshaft around a rotation axis, and an intake camshaft or exhaust that is supported so as to be rotatable relative to the drive-side rotation body about the rotation axis. A driven-side rotating body that rotates integrally with at least one of the camshafts, and a gear-type phase adjusting mechanism that sets a relative rotational phase of the driving-side rotating body and the driven-side rotating body by a driving force of an electric actuator. The phase adjusting mechanism includes a ring gear arranged on the coaxial axis with the rotary shaft core, an eccentric shaft core in an attitude parallel to the rotary shaft core, and an inner gear arranged on the coaxial core, and the ring gear of the ring gear A part of the inner gear tooth part is meshed with a part of the inner peripheral tooth part, and the position of the eccentric shaft core is revolved around the rotating shaft core by the driving force of the electric actuator. Thus, a differential reduction mechanism that rotates the inner gear relative to the ring gear by an angle corresponding to the difference between the number of teeth of the ring gear and the number of teeth of the inner gear, and the ring gear and the inner gear are The toothed portions of the respective tooth portions are inclined in the same direction with respect to the rotating shaft core, and the tooth portions of the ring gear and the inner gear teeth portion are arranged in a direction along the rotating shaft core. An urging member is provided that applies an urging force that is relatively close to at least one of the ring gear and the inner gear.
この構成によると、リングギヤとインナギヤとが、回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパ部を有した形状であり、リングギヤの歯部とインナギヤの歯部とを回転軸芯に沿う方向で相対的に近接させる付勢力を付勢部材が作用させる。この構成から、付勢部材からの付勢力が作用することによりリングギヤの歯部とインナギヤの歯部とが深く噛み合う方向に相対的に変位することになり、良好な噛み合い状態を維持できる。
つまり、この構成では、リングギヤとインナギヤとを回転軸芯に沿う方向に相対的に近接させるために圧縮コイルバネや、皿バネ等を備えるだけで済み、例えば、インナギヤを支持する部材に板バネ等の付勢部材を挿入する空間を形成する加工も必要としない。
従って、1段により構成された差動型の減速機構のギヤの噛み合いを維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置が得られた。
According to this configuration, the ring gear and the inner gear have a shape having tapered portions in which the tooth streak directions of the respective tooth portions are inclined in the same direction with respect to the rotation axis, and the teeth of the ring gear and the inner gear The urging member causes the urging force to relatively move the portion in the direction along the rotation axis. From this configuration, when the urging force from the urging member acts, the tooth portion of the ring gear and the tooth portion of the inner gear are relatively displaced in the direction of deep engagement, and a good engagement state can be maintained.
That is, in this configuration, it is only necessary to provide a compression coil spring, a disc spring or the like in order to make the ring gear and the inner gear relatively close to each other in the direction along the rotation axis. Processing to form a space for inserting the urging member is not required.
Therefore, a valve opening / closing timing control device that has a simple structure for maintaining the meshing of the gear of the differential reduction mechanism constituted by one stage and is easy to assemble is obtained.
本発明は、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在、且つ、前記偏心軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記付勢部材が、前記インナギヤを、前記偏心軸芯に沿う方向へ変位させる付勢力を作用させても良い。 The present invention includes a rotating member that rotates about the rotating shaft center by a driving force of the electric actuator, and that has a cylindrical eccentric portion that is formed integrally with the eccentric shaft center. The inner gear is supported to be non-rotatable with respect to the driving side rotating body, the inner gear is supported to be rotatable with respect to the eccentric portion, and is displaceable in a direction along the eccentric shaft core, and the biasing member is configured to support the inner gear. A biasing force that is displaced in a direction along the eccentric shaft core may be applied.
これによると、付勢部材の付勢力によりインナギヤを偏心軸芯に沿う方向に変位させることになる。この変位によりリングギヤの歯部に対してインナギヤの歯部を噛み合わせ、この噛み合い状態の維持が可能となる。 According to this, the inner gear is displaced in the direction along the eccentric shaft core by the urging force of the urging member. Due to this displacement, the teeth of the inner gear mesh with the teeth of the ring gear, and this meshing state can be maintained.
本発明は、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能であり、且つ、前記回転軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在に支持され、前記付勢部材が、前記リングギヤを前記回転軸芯に沿う方向に変位させる付勢力を作用させても良い。 The present invention includes a rotating member that rotates about the rotating shaft center by a driving force of the electric actuator, and that has a cylindrical eccentric portion that is formed integrally with the eccentric shaft center. It is non-rotatable with respect to the drive-side rotator, and is supported so as to be displaceable in a direction along the rotation axis, the inner gear is supported so as to be rotatable with respect to the eccentric portion, and the biasing member is An urging force for displacing the ring gear in a direction along the rotation axis may be applied.
これによると、付勢部材の付勢力によりリングギヤを回転軸芯に沿う方向に変位させることになる。この変位によりリングギヤの歯部に対してインナギヤの歯部を噛み合わせ、この噛み合い状態の維持が可能となる。 According to this, the ring gear is displaced in the direction along the rotational axis by the urging force of the urging member. Due to this displacement, the teeth of the inner gear mesh with the teeth of the ring gear, and this meshing state can be maintained.
本発明は、前記インナギヤの歯部がクラウニング加工されても良い。 In the present invention, the teeth of the inner gear may be crowned.
これによると、リングギヤの歯部とインナギヤの歯部との噛み合い時に騒音を抑制すると共に、回転軸芯と偏心軸芯とが平行姿勢に高精度で維持しなくとも良好な噛み合い状態を維持する。 According to this, noise is suppressed when the tooth part of the ring gear and the tooth part of the inner gear are engaged, and a good meshing state is maintained even if the rotating shaft core and the eccentric shaft core are not maintained in a parallel posture with high accuracy.
本発明は、前記リングギヤ及び前記インナギヤの歯部の歯形がトロコイド状に成形されても良い。 In the present invention, the tooth shapes of the tooth portions of the ring gear and the inner gear may be formed in a trochoid shape.
トロコイド歯形は、サイクロイド歯形と比較して歯丈に対する歯厚を小さく設計することができる。従って、リングギヤ及びインナギヤの歯部の歯形をトロコイド状に成形することにより、大きい減速比を得るものでありながらリングギヤ及びインナギヤの大径化を抑えることができる。 The trochoidal tooth profile can be designed with a smaller tooth thickness with respect to the tooth height than the cycloid tooth profile. Accordingly, by forming the tooth shapes of the tooth portions of the ring gear and the inner gear into a trochoid shape, it is possible to suppress an increase in the diameter of the ring gear and the inner gear while obtaining a large reduction ratio.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEのクランクシャフト1と同期回転する駆動側回転体Aと、エンジンEの吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとを備えると共に、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を設定する位相調節機構Cを備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
As shown in FIG. 1, a driving side rotating body A that rotates synchronously with a crankshaft 1 of an engine E as an internal combustion engine and a driven side rotating body B that is connected to an
エンジンE(内燃機関の一例)は、シリンダブロックに形成された複数のシリンダボアに対してピストン4を摺動自在に収容し、ピストン4をコネクティングロッド5によりクランクシャフト1に連結して4サイクル型に構成されている。このエンジンEは乗用車等の車両に備えられるものを想定しているが、乗用車以外の車両に備えられるものであっても良い。
An engine E (an example of an internal combustion engine) accommodates a
本発明の弁開閉時期制御装置は、吸気バルブVaを開閉する吸気カムシャフト2だけを制御の対象とするものではなく、排気バルブを制御対象として良く、吸気バルブVaと排気バルブとを制御の対象としても良い。
The valve opening / closing timing control device of the present invention does not control only the
この弁開閉時期制御装置は、クランクシャフト1の出力スプロケット1Sと、駆動側回転体Aの外周に形成された駆動スプロケット11Sとに亘ってタイミングチェーン6を巻回することにより装置全体がクランクシャフト1と同期回転する。また、位相調節機構Cは電動アクチュエータとしての電動モータMの駆動力により駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相を設定する。この相対回転位相の設定により、吸気バルブVaの開閉時期の調節が実現する。電動モータMは、支持フレーム7によりエンジンEに支持されている。
In this valve opening / closing timing control device, the
尚、このエンジンEではタイミングチェーン6に代えてタイミングベルトを用いて良く、多数のギヤを有するギヤトレインによりクランクシャフト1の駆動力を駆動側回転体Aに伝える構成を採用しても良い。
In this engine E, a timing belt may be used in place of the
〔弁開閉時期制御装置〕
図1〜図5に示すように、弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体Aとして駆動スプロケット11Sが形成されたリアケース11と、椀状に成形されたフロントケース12とを備えると共に、これらの内部に収容され差動型の減速機構として構成される位相調節機構Cと、連係機構D、吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとしての従動プレート31を備えている。
[Valve opening / closing timing control device]
As shown in FIGS. 1 to 5, the valve timing control apparatus includes a
駆動側回転体Aと従動側回転体B(従動プレート31)とは、吸気カムシャフト2の軸芯と同軸芯となる回転軸芯Xを中心に相対回転自在に支持されている。リアケース11とフロントケース12と、位相調節機構Cのリングギヤ21とは複数の締結ボルト13により締結固定されている。
The drive-side rotator A and the driven-side rotator B (driven plate 31) are supported so as to be relatively rotatable about a rotation axis X that is coaxial with the axis of the
従動側回転体B(従動プレート31)は、位相調節機構Cのリングギヤ21と連係して回転するように構成され、この従動側回転体Bは、連結ボルト35により吸気カムシャフト2に連結固定されている。
The driven side rotating body B (driven plate 31) is configured to rotate in conjunction with the
〔弁開閉時期制御装置:位相調節機構〕
位相調節機構Cは、単一のリングギヤ21と、単一のインナギヤ22と、回転部材23と、スラストリング24と、付勢部材としての圧縮コイルスプリング25とを備えている。
[Valve opening / closing timing control device: phase adjustment mechanism]
The phase adjusting mechanism C includes a
リングギヤ21は、回転軸芯Xを中心に配置されると共に、駆動側回転体Aに固設された内歯車として構成されている。インナギヤ22は、リングギヤ21の内部に収容された外歯車として構成されている。具体的には、インナギヤ22の外周に形成される複数の歯部22Aの歯数が、リングギヤ21の内周に形成される複数の歯部21Aの歯数より少なく設定されている。また、インナギヤ22は、回転部材23の偏心部23Eに対して回転自在、かつ、スライド移動自在に外嵌されることにより回転軸芯Xから偏心し回転軸芯Xと平行姿勢の偏心軸芯Yを中心に回転自在で、偏心軸芯Yに沿って移動自在に支持されている。このような位置関係からリングギヤ21の歯部21Aの一部にインナギヤ22の歯部22Aの一部が噛み合うことになる。
The
回転部材23は、フロントケース12に対して回転軸芯Xを中心に回転自在に支持されている。この回転部材23は、所定の軸芯(回転軸芯Xと一致する)を中心とする円柱状の支軸部23Aと、この支軸部23Aの軸芯を基準に偏心する偏心軸芯Yを中心とする円柱状の偏心部23Eとが一体的に形成されている。
The rotating
この回転部材23には、嵌合溝部23Dを有する嵌合孔23Bが形成され、この嵌合孔23Bの嵌合溝部23Dに対して電動モータMの出力軸Maと一体回転する嵌合部材26が嵌合する。また、嵌合溝部23Dに対して嵌合部材26が回転軸芯Xに沿う方向に相対移動自在、且つ、トルク伝動自在に嵌合するように構成されている。
A
この位相調節機構Cでは、図1に示すように、インナギヤ22の歯部22Aと、リングギヤ21の歯部21Aとは噛み合い領域において各々の歯すじ方向が、回転軸芯Xを基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパ部を有するように構成されている。
In this phase adjustment mechanism C, as shown in FIG. 1, the tooth line directions in the meshing region between the
つまり、リングギヤ21は、歯部21Aの基準ピッチ(歯先円で説明しても良い)が、回転軸芯Xに沿う方向で、吸気カムシャフト2に近接する位置のものほど大径化するテーパギヤとして構成されている。また、インナギヤ22は、歯部22Aの基準ピッチ(歯先円で説明しても良い)が、偏心軸芯Yに沿う方向で、吸気カムシャフト2から離れる位置のものほど大径化するテーパギヤとして構成されている。
That is, the
このようにリングギヤ21とインナギヤ22とが構成されるため、リングギヤ21とインナギヤ22とを圧縮コイルスプリング25(付勢部材の一例)により回転軸芯Xに沿う方向で相対的に近接させることにより、リングギヤ21の歯部21Aとインナギヤ22の歯部22Aとが噛み合う状態に維持できるものにしている。
Since the
リングギヤ21は特開2012−45687号公報や、特開2012−143821号公報等に示されるスカイビング加工の技術により歯部21Aが形成されている。位相調節機構Cはリングギヤ21の歯数を多くして減速比が高くすることが望ましい。減速比を高めるために歯形がトロコイド状に成形されている。スカイビング加工では、このように歯数の多いギヤを、トロコイド状等の歯形に高速で切削することが可能であり、このスカイビング加工を採用することによりリングギヤ21の効率的な製造を実現している。
The
トロコイド状の歯形は、例えば、サイクロイド歯形と比較して歯丈に対する歯厚を小さく設計することができる。従って、大きい減速比を得るために、歯数を増大してもインナギヤ及びリングギヤの大径化を抑える事が可能である。このような利点を活用することにより、リングギヤ21の歯数の増大を図り、減速比の増大を実現している。尚、インナギヤ22の歯部22Aの歯形は、リングギヤ21の歯部21Aに噛み合う形状に成形されている。
For example, the trochoidal tooth profile can be designed to have a smaller tooth thickness with respect to the tooth height than the cycloid tooth profile. Therefore, in order to obtain a large reduction gear ratio, it is possible to suppress an increase in diameter of the inner gear and the ring gear even if the number of teeth is increased. By utilizing such advantages, the number of teeth of the
インナギヤ22の歯部22Aには、図4に示すように、歯面が歯すじ方向に滑らかな円弧状となる曲面であるクラウニング加工が施されていると、なお良い。このようにクラウニング加工を行うことにより位相調節機構Cの作動時の伝達効率の向上と、静粛性を実現する。尚、このクラウニング加工は、リングギヤ21の歯部21Aにだけ形成されても、インナギヤ22とリングギヤ21の両方に形成されても良い。
As shown in FIG. 4, it is preferable that the
〔弁開閉時期制御装置:従動プレート〕
従動プレート31は、図3、図5に示すように、回転軸芯Xを中心とする円盤状部材の外周に複数の規制部31Aを一体的に形成しており、連結ボルト35により吸気カムシャフト2の軸端に連結されている。
[Valve opening / closing timing control device: driven plate]
As shown in FIGS. 3 and 5, the driven
従動プレート31には回転軸芯Xと平行姿勢で円柱状の複数の連係ピン32を突設しており、この連係ピン32(連係部材の一例)を、インナギヤ22に対して回転軸芯Xと平行姿勢で形成した係合孔部22B(係合凹部の一例)に嵌め込んでいる。複数の連係ピン32と、複数の係合孔部22Bとで連係機構Dが構成され、この連係機構Dにより、リングギヤ21の回転を従動プレート31(従動側回転体B)に伝えるように構成されている。
The driven
係合孔部22Bは、回転軸芯Xと平行姿勢で形成され、その内径を連係ピン32の外径より大きく設定することにより、インナギヤ22の作動を許容している。また、この構成のように従動プレート31に対して回転軸芯Xと平行姿勢で複数の連係ピン32を備えることにより、この連係ピン32を係合孔部22Bの内周面に接触させ、インナギヤ22を適正な姿勢に維持するように構成されている。尚、係合孔部22Bに代えて、回転軸芯に平行姿勢となる凹部をインナギヤ22に形成しても良い。
The
リアケース11には、従動プレート31の規制部31Aが当接することにより駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転の限界を決める複数の当接部11Aが形成されている。
The
図2、図3に示すように、駆動側回転体Aに対して従動側回転体Bが駆動回転方向Sと同方向へ回転する方向を進角方向Saと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Sbと称している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the direction in which the driven-side rotator B rotates in the same direction as the drive rotation direction S with respect to the drive-side rotator A is referred to as the advance angle direction Sa, and the rotation direction in the opposite direction. Is referred to as the retarding direction Sb.
〔作動形態〕
このような構成から、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが位相調節機構Cにより機械的に連結した状態にある。従って、エンジンEの稼働時には駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが一体的に回転する。この回転時には嵌合部材26も回転軸芯Xを中心に回転するため電動モータMが非駆動(非通電)状態にある場合には電動モータMの出力軸Maも弁開閉時期制御装置と一体的に回転する。
[Operating form]
With such a configuration, the driving side rotating body A and the driven side rotating body B are in a state of being mechanically coupled by the phase adjusting mechanism C. Accordingly, when the engine E is in operation, the driving side rotating body A and the driven side rotating body B rotate integrally. During this rotation, the
そして、電動モータMを駆動した場合には、回転部材23が回転軸芯Xを中心に回転し、この回転に伴い偏心部23Eが回転軸芯Xを中心に回転し、インナギヤ22が回転軸芯Xを中心に公転する(偏心軸芯Yの位置が公転する)。この公転時にはリングギヤ21の歯部21Aに対するインナギヤ22の歯部22Aの噛み合い位置が、リングギヤ21の内周に沿って変位することからインナギヤ22は偏心軸芯Yを中心に自転する。
When the electric motor M is driven, the rotating
このような作動形態から、電動モータMの駆動によりリングギヤ21の歯部21Aの歯数とインナギヤ22の歯部22Aの歯数との差分に相当する角度だけリングギヤ21に対してインナギヤ22を相対回転させる。この相対回転により、電動モータMの駆動回転を大きく減速して従動プレート31に伝えることになる。この結果、駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相の設定を実現する。
From such an operation mode, the
つまり、エンジンEの稼働状態において電動モータMの出力軸Maを所定方向に駆動することにより、相対回転位相を進角方向に変位させ、電動モータMの出力軸Maを逆方向に駆動回転することにより相対回転位相を遅角方向に変位させることを可能にしているのである。 That is, by driving the output shaft Ma of the electric motor M in a predetermined direction in the operating state of the engine E, the relative rotational phase is displaced in the advance direction, and the output shaft Ma of the electric motor M is driven and rotated in the reverse direction. Thus, the relative rotational phase can be displaced in the retarding direction.
この位相調節機構Cは、極めて大きい減速比を得るものであるため、相対回転位相の微調節を可能にするものである。また、このように大きい減速比であるため電動モータMが非駆動状態にある場合にも、相対回転位相の維持を可能にしている。 Since this phase adjustment mechanism C obtains a very large reduction ratio, it enables fine adjustment of the relative rotational phase. Further, since the reduction ratio is large as described above, the relative rotation phase can be maintained even when the electric motor M is in the non-driven state.
尚、電動モータMの作動により駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相が進角方向Sa又は遅角方向Sbの限界に達すると従動プレート31の規制部31Aが、リアケース11の当接部11Aに当接して過剰な作動が阻止される。
When the relative rotation phase of the driven side rotating body B with respect to the driving side rotating body A reaches the limit of the advance angle direction Sa or the retard angle direction Sb by the operation of the electric motor M, the restricting
〔リングギヤとインナギヤとの噛み合い状態〕
特に、この位相調節機構Cでは、圧縮コイルスプリング25の付勢力がインナギヤ22に作用しており、インナギヤ22が回転部材23の偏心部23Eに対して偏心軸芯Yに沿ってスライド移動自在に外嵌しているため、インナギヤ22が偏心軸芯Yに沿って吸気カムシャフト2に近接する方向にシフトする。
[Meshing state of ring gear and inner gear]
In particular, in this phase adjustment mechanism C, the urging force of the
このシフト方向は、リングギヤ21の歯部21Aに対してインナギヤ22の歯部22Aが押し付ける方向である。このシフトにより、各々の歯部21A、歯部22Aが良好に噛み合う状態に維持される。
This shift direction is a direction in which the
また、この弁開閉時期制御装置では、フロントケース12に対してインナギヤ22が回転方向に相対変位する構成である。この相対変位は低速で行われるものであり、圧縮コイルスプリング25とフロントケース12との間にスラストリング24が介装されている。このスラストリング24がフロントケース12に対してスリップすることにより圧縮コイルスプリング25に相対変位による回転が作用する不都合を解消している。尚、スラストリング24に代えてスラストベアリングを用いても良い。
In this valve opening / closing timing control device, the
この構成では、付勢力を得るために一般に使用される圧縮コイルスプリング25を用いることにより、例えば、インナギヤ22を回転軸芯Xに対して直交する方向に変位させる板バネを用いるものと比較して大型の付勢部材の使用が可能となる。また、回転部材23等に板バネ等を収容するための空間を形成せずに済む。
In this configuration, by using a
また、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの歯面がクラウニング加工により湾曲面に形成されていると、さらに良い。この場合、噛合時の騒音を低減するだけではなく、インナギヤ22が多少傾動することがあっても、良好な噛み合い状態を維持する。このような噛み合いからリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとに偏った磨耗を招くこともなく、耐久性が向上する。
It is further preferable that the tooth surfaces of the
〔実施形態の変形例〕
この実施形態の変形として、例えば、外部からのネジ操作等により圧縮コイルスプリング25の付勢力を調節できるように構成しても良い。このように付勢力を調節できるように構成することにより、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとを適正な力で噛み合わせ、駆動負荷の増大を抑制することも可能となる。
[Modification of Embodiment]
As a modification of this embodiment, for example, the urging force of the
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
[Another embodiment]
The present invention may be configured as follows in addition to the embodiment described above.
(a)図6に示すように、リングギヤ21とインナギヤ22とにテーパギヤを用いると共に、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの傾斜方向を、前述した実施形態とは逆向きに設定する。また、回転部材23の偏心部23Eに対してインナギヤ22を偏心軸芯Yに沿う方向に変位自在に支持し、実施形態とは逆向きに付勢力を作用させる付勢部材としての皿バネ25を備える。
(A) As shown in FIG. 6, a tapered gear is used for the
この別実施形態(a)では、回転部材23が、回転軸芯Xを中心とする回転を許容しつつ、回転軸芯Xの方向に移動不能となるようにフロントケース12に支持されている。そして、従動プレート31とインナギヤ22との間に皿バネ25を備えることにより、インナギヤ22に付勢力を作用させている。
In this alternative embodiment (a), the rotating
このような構成から、皿バネ25の付勢力の作用によりインナギヤ22が、偏心軸芯Yに沿う方向に変位し、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持することが可能となる。尚、この別実施形態(a)では、皿バネ25の付勢力を作用させる構成を除いて基本的な構成は実施形態と共通しているため、弁開閉時期制御装置では実施形態と同様の作動が行われる。
With this configuration, the
〔別実施形態(a)の変形例〕
この別実施形態(a)の変形例として、回転部材23を、回転軸芯Xを中心とする回転を許容しつつ、回転軸芯Xの方向に移動不能となるようにフロントケース12に支持し、回転部材23の内端とインナギヤ22との間に圧縮コイルスプリング25(皿バネ25でも良い)を備える構成を採用しても良い。
[Modification of Another Embodiment (a)]
As a modification of this another embodiment (a), the rotating
この変形例のように構成する場合には、回転部材23の内端位置に圧縮コイルスプリング25の付勢力を受けるブラケット等を必要とする。そして、この変形例でも、圧縮コイルスプリング25の付勢力によりリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持することが可能となる。
When configured as in this modification, a bracket or the like that receives the urging force of the
(b)図7に示すように、前述した実施形態と同様にリングギヤ21とインナギヤ22とにテーパギヤを用いると共に、駆動側回転体Aに対してリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に移動自在に支持する。更に、リングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢する付勢部材としての皿バネ25を駆動側回転体Aの内部に備える。
(B) As shown in FIG. 7, taper gears are used for the
この構成では、皿バネ25が回転軸芯Xを中心にするリング状のものが用いられるが、例えば、フロントケース12の外周部分に複数の皿バネ25や、圧縮コイルスプリングを備える構成を採用しても良い。
In this configuration, a disc-shaped spring with the
このような構成から、皿バネ25の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。尚、この別実施形態(b)では、皿バネ25の付勢力を作用させる構成を除いて基本的な構成は実施形態と共通しているため、弁開閉時期制御装置では実施形態と同様の作動が行われる。
With such a configuration, the
〔別実施形態(b)の変形例〕
この別実施形態(b)の変形例として、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの傾斜方向を、前述した実施形態と逆向きに設定しても良い。この構成では、皿バネ25によるリングギヤ21の付勢方向が逆になるだけで、別実施形態(b)と同様に皿バネ25の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。
[Modification of Another Embodiment (b)]
As a modification of this another embodiment (b), the inclination direction of the
(c)リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い部において、夫々が回転軸芯Xを中心にして同方向に傾斜するように、リングギヤ21とインナギヤ22とをテーパギヤとして構成する。また、インナギヤ22を偏心軸芯Yに沿う方向に移動自在に支持し、リングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に移動自在に支持し、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとが噛み合う方向にリングギヤ21と、インナギヤ22とを付勢する付勢部材を備える。
(C) The
この別実施形態(c)では、インナギヤ22は回転部材23と一体的に変位する構成であっても、インナギヤ22が回転部材23の偏心部23Eに対して変位する構成の何れであっても良い。
In another embodiment (c), the
このように構成することにより付勢部材の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。
With this configuration, the
本発明は、電動アクチュエータの駆動を駆動側回転体と従動側回転体とに伝えて相対回転位相を設定する差動型の減速機構を有した弁開閉時期制御装置に利用することができる。 The present invention can be used for a valve opening / closing timing control device having a differential speed reducing mechanism that sets the relative rotation phase by transmitting the drive of the electric actuator to the driving side rotating body and the driven side rotating body.
1 クランクシャフト
2 吸気カムシャフト
21 リングギヤ
21A 歯部
22 インナギヤ
22A 歯部
23 回転部材
23E 偏心部
25 付勢部材(圧縮コイルスプリング・皿バネ)
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
M 電動アクチュエータ(電動モータ)
Y 偏心軸芯
X 回転軸芯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
A Drive side rotator B Driven side rotator C Phase adjustment mechanism M Electric actuator (electric motor)
Y Eccentric shaft core X Rotating shaft core
Claims (5)
前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの何れか少なくとも一方と一体回転する従動側回転体と、
電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定するギヤ式の位相調節機構とを備え、
前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯上に配置されるリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯上に配置されるインナギヤとを備えると共に、前記リングギヤの内周の歯部の一部に前記インナギヤの歯部の一部を噛み合わせ、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に前記偏心軸芯の位置を公転させることにより、前記リングギヤの歯数と前記インナギヤの歯数との差分に相当する角度だけ前記リングギヤに対して前記インナギヤを相対回転させる差動型の減速機構に構成され、
前記リングギヤと前記インナギヤとが、前記回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、
前記リングギヤの歯部と前記インナギヤの歯部とを前記回転軸芯に沿う方向に相対的に近接させる付勢力を前記リングギヤと前記インナギヤとの少なくとも何れか一方に作用させる付勢部材が備えられている弁開閉時期制御装置。 A drive side rotating body that rotates synchronously with the crankshaft around the rotation axis;
A driven-side rotator that is supported so as to be relatively rotatable with the drive-side rotator around the rotation axis and rotates integrally with at least one of an intake camshaft or an exhaust camshaft;
A gear type phase adjusting mechanism that sets a relative rotational phase of the driving side rotating body and the driven side rotating body by a driving force of an electric actuator;
The phase adjusting mechanism includes a ring gear arranged on the coaxial axis with the rotating shaft core, an eccentric shaft core parallel to the rotating shaft core and an inner gear arranged on the coaxial core, By engaging a part of the tooth part of the inner gear with a part of the peripheral tooth part and revolving the position of the eccentric shaft core around the rotation shaft core by the driving force of the electric actuator, A differential reduction mechanism that rotates the inner gear relative to the ring gear by an angle corresponding to the difference between the number of teeth and the number of teeth of the inner gear,
The ring gear and the inner gear are configured as tapered gears in which the tooth trace directions of the respective tooth portions are inclined in the same direction with respect to the rotation shaft core,
There is provided a biasing member that applies a biasing force that causes the tooth portion of the ring gear and the tooth portion of the inner gear to be relatively close to each other in the direction along the rotation axis, on at least one of the ring gear and the inner gear. Valve opening / closing timing control device.
前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在、且つ、前記偏心軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、
前記付勢部材が、前記インナギヤを、前記偏心軸芯に沿う方向へ変位させる付勢力を作用させている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。 A rotation member that rotates around the rotation axis by the driving force of the electric actuator, and that is formed integrally with a columnar eccentric part centered on the eccentric axis;
The ring gear is supported so as not to rotate with respect to the drive-side rotator, the inner gear is supported so as to be rotatable with respect to the eccentric portion, and displaceable in a direction along the eccentric shaft core,
The valve opening / closing timing control device according to claim 1, wherein the biasing member applies a biasing force that displaces the inner gear in a direction along the eccentric shaft core.
前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能であり、且つ、前記回転軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在に支持され、
前記付勢部材が、前記リングギヤを前記回転軸芯に沿う方向に変位させる付勢力を作用させている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。 A rotation member that rotates around the rotation axis by the driving force of the electric actuator, and that is formed integrally with a columnar eccentric part centered on the eccentric axis;
The ring gear is non-rotatable with respect to the drive-side rotating body, and is supported to be displaceable in a direction along the rotation axis; the inner gear is supported to be rotatable with respect to the eccentric portion;
The valve opening / closing timing control device according to claim 1, wherein the urging member applies an urging force that displaces the ring gear in a direction along the rotation axis.
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