JP2016151244A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の径方向の小型化を図りつつボールベアリングの潤滑性能の低下を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。
【解決手段】タイミングスプロケット１と従動部材９を、大径ボールベアリング４３を介して相対回転自在に支持する共に、電動モータのモータ出力軸から偏心軸部３９に伝達された回転力を、保持器４１のローラ保持部４１ｂに保持された複数のローラ４８を介して従動部材９に伝達する装置であって、前記大径ボールベアリングは、外輪４３ａの内径ｒがローラ保持部の外径ｒ１よりも小さく形成されている一方、ローラ保持部のローラ等を潤滑した潤滑油を、外輪の保持器側の軸方向一端部を切り欠いて形成された段差凹溝５９ａによって、大径ボールベアリングの内部に導入するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気弁や排気弁の開閉時期を制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。

内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

このバルブタイミング制御装置は、電動モータの回転力を、タイミングスプロケットの内部に設けられた減速機構を介してカムシャフトに伝達することによってクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変換して吸気弁や排気弁の開閉タイミングを制御するようになっている。

そして、前記スプロケットの内部には、該スプロケットの内部に収容された前記減速機構や前記スプロケットを従動部材に対して回転自在に支持する大径ボールベアリングなどの各構成部材を潤滑する潤滑油が外部から供給されるようになっており、前記各構成部材を潤滑した前記潤滑油は、最終的に前記減速機構のローラ保持器の外周側から前記大径ボールベアリングの外輪と内輪の間を潤滑しつつ外部に排出されるようになっている。

特開２０１３−１６７１８１号公報

ところで、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、小型化の要請からタイミングスプロケットなどの装置全体の外径を縮径化するために、前記大径ボールベアリングの外径も縮径状に形成することが望まれていた。

しかしながら、前記大径ボールベアリングを縮径化すると、該大径ボールベアリングのローラ保持器側に位置する外輪と内輪との間の隙間、つまり、ローラ保持器側の軸方向一端側の隙間が前記ローラ保持器の背面で塞がれてしまい、ローラ保持器内を潤滑した潤滑油を前記大径ボールベアリングの内部へ十分に供給することができなくなり、前記大径ボールベアリングの潤滑性能が低下するおそれがある。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、装置の径方向の小型化を図りつつ大径ボールベアリングの潤滑性能の低下を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御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、駆動回転体の内周面に外輪が固定され、前記従動回転体の外周に内輪が固定されたベアリングと、前記保持部材のローラ保持部に潤滑油を供給する潤滑油通路と、を備え、
前記ベアリングの外輪は、前記ローラ保持部に軸方向から近接配置されていると共に、内径が前記ローラ保持部の外径よりも小さく形成されており、潤滑油通路は、前記外輪の前記ローラ保持部側の軸方向一端部に、前記ローラ保持部を潤滑した潤滑油をベアリングの内部に導入する潤滑油導入部を有することを特徴としている。

この発明によれば、装置の径方向の小型化を図りつつ大径ボールベアリングの潤滑性能の低下を抑制することができる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１に示すバルブタイミング制御装置の要部拡大図である。 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。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態に供される給電プレートの背面図である。 本実施形態に供されるカバー部材の斜視図である。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、吸気弁側のバルブタイミング制御装置に適用したものであるが、排気弁側にも適用可能である。

前記バルブタイミング制御装置は、図１及び図３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０１上に軸受０２を介して回転自在に支持されていると共に、前記タイミングスプロケット１に相対回転自在に設けられ、該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、前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、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位相変更機構３と、タイミングスプロケット１の前方位置に配置されたチェーンカバー６５に固定されたカバー部材４と、を備えている。

前記タイミングスプロケット１は、図２に示すように、全体が鉄系金属によって環状一体に形成されて外径が比較的小径状に形成されたスプロケット本体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構成部１９と、から構成されている。

前記チェーンカバー６５は、例えばアルミニウム合金材によって一体に形成され、図１に示すように、機関本体であるシリンダヘッド０１と図外の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タイミングチェーン全体を覆うよう上下方向に沿って配置固定されている。また、このチェーンカバー６５と後述するハウジング本体５ａとの間には、オイルシール６６が圧入され、前記チェーンカバー６５の内周面と前記ハウジング本体５ａの外周面との間をシールしている。

前記スプロケット本体１ａは、内周面が段差径状に形成されていると共に、内周面の軸方向の前記カムシャフト２側である一端側に開口した円環溝状の外輪固定面６０が切欠形成されている。この外輪固定面６０は、軸方向の内端側に段差面６０ａが軸直角方向に沿って形成されている。

前記内歯構成部１９は、前記スプロケット本体１ａの前端部外周側に一体に設けられ、位相変更機構３の前方へ延出した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。

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回転体である従動部材９との間に、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が前記従動部材９(カムシャフト２)に相対回転自在に軸受されている。

前記大径ボールベアリング４３は、図２にも示すように、外輪４３ａ及び内輪４３ｂと、該両輪の間に介装されたボール４３ｃと、から主として構成されている。

前記外輪４３ａは、外径が前記タイミングスプロケット１の小径化に伴って比較的小径に形成されていると共に、外周面が前記スプロケット本体１ａの前記外輪固定面６０の内周面に軸方向から圧入固定されて、外輪固定面６０の内側段差面６０ａに突き当たって軸方向の位置決めがされるようになっている。また、この外輪４３ａは、内周面の内径ｒが後述する保持器４１のローラ保持部４１ｂの外径ｒ１よりも小さく形成されている。

前記内輪４３ｂは、前記従動部材９の後述する固定端部９ａの外周側に形成された円環状の内輪固定面６２の外周面に軸方向から圧入固定され、該内輪固定面６２の内側段差面６２ａに突き当たって軸方向の位置決めがされるようになっている。

さらに、前記スプロケット本体１ａの内歯構成部１９と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及び図５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の内径よりも小さい径に設定されて、内周部６１ａが前記外輪４３ａの軸方向の外端面に当接配置されている。

前記保持プレート６１の内周部６１ａの内周縁所定位置には、図５に径方向内側、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、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、各ボルト７が挿通する６つのボルト挿通孔６１ｄ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の各外周部には、それぞれボルト挿通孔１ｃ、６１ｄ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は、後述する減速機構１２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及びハウジング本体５ａは、それぞれの外径がほぼ同一に設定されている。

前記モータハウジング５は、図１に示すように、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前記ハウジング本体５ａと、該ハウジング本体５ａの前端開口を封止する給電プレート１１と、を備えている。

前記ハウジング本体５ａは、外径が前記スプロケット本体１ａの外径と同じく比較的小径に形成され、後端側に円板状の隔壁５ｂを有し、該隔壁５ｂのほぼ中央には、後述する偏心軸部３９が挿通される大径な軸挿通孔５ｃが形成されていると共に、該軸挿通孔５ｃの孔縁に径方向内側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、前記隔壁５ｂの外周部の内部には、雌ねじ孔６が軸方向に沿って形成されている。なお、ハウジング本体５ａの隔壁５ｂの後端面には、前記内歯構成部１９が軸方向から当接している。

また、前記雌ねじ孔６は、各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｄと対応した位置に形成されており、これらに挿通した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(内歯構成部１９)と保持プレート６１及びハウジング本体５ａが軸方向から共締め固定されている。

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つの駆動カムを有していると共に、前端部に円環状のアダプタ６３が配置されている。

このアダプタ６３は、図１及び図２に示すように、縦断面ほぼクランク状に折曲形成され、外径が後述する従動部材９の固定端部９ａ(内輪固定面６２)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、外方へ突出した環状外周部６３ａの前端面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して軸方向に移動を規制するようになっている。また、アダプタ６３の内方へ突出した環状の内周部６３ｂは、前記従動部材９の固定端部９ａの外側面に形成された円環状の嵌合溝９ｃ内に軸方向から嵌合した状態でカムボルト１０によってカムシャフト２の一端部２ａと従動部材９の固定端部９ａとの間に挟持状態に結合されている。

また、前記アダプタ６３の外周部６３ａの外周面には、図５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６３ｃが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝６３ｃ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６３ｄ、６３ｅ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、前記保持プレート６１の大径ボールベアリング４３の外輪４３ａに軸方向外側から対向して固定する部位よりもカムシャフト２側に離間して配置されて、前記従動部材９の固定端部９ａとは軸方向で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。

前記カムボルト１０は、図１に示すように、頭部１０ａの軸方向端面が小径ボールベアリング３７の内輪を軸方向から支持していると共に、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２ｃに螺着する雄ねじ１０ｃ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、後端側(カムシャフト２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の一端部２ａの前端面に当接配置されて、前記カムボルト１０の軸力によって前記アダプタ６２を介してカムシャフト２の一端部２ａに軸方向から固定されている。

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９ｄが貫通形成されていると共に、外周側には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に示すように、前記固定端部９ａの外周部前端から前方へ断面ほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記固定端部９ａの外周部前端側に径方向に沿って延出した円環状の伝達部４１ａと、該伝達部４１ａの外端からほぼ軸直角方向へ延出した円筒状のローラ保持部４１ｂと、から主として構成されている。

前記伝達部４１ａは、その背面の内周側が前記内輪固定面６２の段差面６２ａとなっていると共に、外周部が前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａの軸方向一端面の近傍まで延出している。

前記ローラ保持部４１ｂは、先端部が前記内歯構成部１９や隔壁５ｂなどによって隔成された円環凹状の収容空間を介してモータハウジング５の隔壁５ｂ方向へ延出していると共に、周方向のほぼ等間隔位置には、図１〜図３に示すように、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４１ｃ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４１ｃ（ローラ４８）は、先端部側が閉塞されて前後方向に細長い形状に形成され、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少なくなっており、これによって、減速比を得るようになっている。

また、前記伝達部４１ａとローラ保持部４１ｂとの結合箇所の外端縁には、前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａと内輪４３ｂとの間の隙間に指向して傾斜状に切り欠かれたテーパ面状の切欠面４１ｄが形成されている。

前記位相変更機構３は、前記従動部材９の円筒部９ｂの前端側に配置された前記電動モータ８と、該電動モータ８の回転速度を減速してカムシャフト２に伝達する減速機構１２と、から主として構成されている。

前記電動モータ８は、図１及び図３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モータハウジング５と、該モータハウジング５の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１３と、モータハウジング５の内周面に接着剤によって固定されたステータであるそれぞれ円弧状の４つの永久磁石１４と、モータハウジング５の前端部に固定された前記給電プレート１１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を介してカムシャフト２側の大径部１３ａと、そのカバー部材４側の小径部１３ｂと、から構成されている。前記大径部１３ａは、外周に鉄心ロータ１７が固定されていると共に、後端側に減速機構１２の一部を構成する偏心カムである偏心軸部３９が一体に形成されている。

一方、前記小径部１３ｂは、外周に円環部材２０が圧入固定されていると共に、該円環部材２０の外周面に後述するコミュテータ２１が軸方向から圧入固定されている。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、小径部１３ｂの軸方向のほぼ中央位置に配置されている。

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おり、この鉄心ロータ１７の内周部が前記モータ出力軸１３の段差部外周に軸方向へ位置決めされつつ固定されている。

一方、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の引き出されたコイル線の端末が電気的に接続されている。

前記各永久磁石１４は、円周方向に所定隙間をもって配設されて全体が円筒状に形成され、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の軸方向の中心に対して前記給電プレート１１側にオフセット配置されている。これによって、前記各永久磁石１４の前端部が、径方向で前記コミュテータ２１や給電プレート１１に設けられた後述する切換用ブラシ２５ａ、２５ｂなどとオーバーラップするように配置されている。

前記給電プレート１１は、図１及び図６に示すように、鉄系金属材からなる円盤状の金属プレート部１６と、該金属プレート部１６の前後両側面にモールドされた円板状の樹脂部２２と、から構成されている。なお、この給電プレート１１は、電動モータ８への給電機構の一部として構成されている。

前記金属プレート１６は、前記樹脂部２２に覆われていない外周部１６ａが前記モータハウジング５の前端部内周に形成された円環状の段差状の凹溝にかしめによって位置決め固定されていると共に、中央部にはモータ出力軸１３の小径部１３ｂなどが挿通される軸挿通孔１６ｂが貫通形成されている。また、金属プレート１６は、前記軸挿通孔１６ｂの内周縁に連続した所定の位置に矩形状の２つの保持孔１６ｃ、１６ｄが打ち抜きにより形成されており、この各保持孔１６ｃ、１６ｄには、後述するブラシホルダ２３ａ、２３ｂが嵌入保持されている。

また、前記給電プレート１１には、図１、図６に示すように、前記金属プレート１６の各保持孔１６ｃ、１６ｄの内側に配置されて、前記樹脂部２２の前端部２２ａに複数のリベット４０により固定された銅製筒状の一対のブラシホルダ２３ａ、２３ｂと、該各ブラシホルダ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のばね力で円弧状の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整流子である一対の切換用ブラシ２５ａ、２５ｂと、前記樹脂部２２の前端部２２ａ側に、それぞれの外側面を露出した状態でモールド固定された内外二重の給電用スリップリング２６ａ，２６ｂと、前記各切換用ブラシ２５ａ、２５ｂと各スリップリング２６ａ，２６ｂを電気的に接続する導線であるハーネス２７ａ、２７ｂと、が設けられている。

前記内周側の小径なスリップリング２６ａと、外周側の大径なスリップリング２６ｂは、銅材からなる薄板をプレスによって円環状に打ち抜き形成されている。

前記カバー部材４は、図１及び図７に示すように、ほぼ円盤状に形成されて、前記給電プレート１１の前端側に前記ハウジング本体５ａの前端部に対向し、少なくとも一部を覆う形で配置されており、円板プレート状のカバー本体２８と、該カバー本体２８の前端部を覆う合成樹脂製のカバー部２９と、から構成されている。

前記カバー本体２８は、主として合成樹脂材によって所定の肉厚に形成されていると共に、外径が前記ハウジング本体５ａの外径より大きく形成されており、内部には線膨張係数が合成樹脂材よりも小さな金属製の補強プレート２８ａがモールド固定されている。

また、カバー本体２８は、図７にも示すように、外周部の４箇所に突設された円弧状のボス部２８ｃに、図外のチェーンケースに固定されるボルトが挿通されるボルト挿通孔２８ｄが樹脂材にモールドされた金属製のスリーブ２８ｅによってそれぞれ形成されていると共に、下側の左右２つのボス部２８ｃには、カバー部材４をチェーンケースに取り付ける際に位置決めピンを挿通する２つのピン挿通孔２８ｉ、２８ｉが貫通形成されている。

前記カバー部２９は、円盤プレート状に形成されて、外周縁に一体に形成された円環状の係止凸部２９ａが前記カバー本体２８の外周部に形成された段差係止溝２８ｊに軸方向から圧入によって係止固定されている。

前記カバー本体２８は、前記各スリップリング２６ａ、２６ｂと軸方向から対向する位置に銅製の一対の角筒状ブラシホルダ３０ａ、３０ｂが軸方向に沿って固定されていると共に、該各ブラシホルダ３０ａ、３０ｂの内部には、各先端面が前記各スリップリング２６ａ、２６ｂに摺接する一対の給電用ブラシ３１ａ、３１ｂが軸方向へ摺動自在に保持されている。

前記ブラシホルダ３０ａ、３０ｂ及び給電用ブラシ３１ａ、３１ｂは、前記カバー本体２８の中心から延びた径方向線上の内側と外側に並設されていると共に、それぞれの後端部が前記カバー本体２８の外側面２８ｂに臨んでいる。

また、カバー本体２８の電動モータ８側の内面のほぼ中央位置には、図１に示すように、円形状の凹溝３６ａが形成されている。この凹溝３６ａは、カバー本体２８の軸方向外側に凹んで形成され、内径が後述する被検出部５０の先端部５０ｂの外径よりも大きく形成されていると共に、その深さは前記カバー本体２８の軸方向の幅長さよりも僅かに小さく形成されて、薄肉な底壁を有している。また、この薄肉な底壁の外面ほぼ中央位置には、位置決め用凸部２８ｋが外側面２８ｂから突設されている。

前記収容溝４９は、図７に示すように、カバー本体２８のほぼ径方向に沿って長方形状に切り欠いて形成され、前記両給電用ブラシ３１ａ、３１ｂの上方位置にほぼ並行状態に配置されている。つまり、この収容溝４９の形成位置は、各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂを挟んで後述する給電用コネクタ３３と反対側の径方向位置に設けられている。

また、この収容溝４９に内部には、前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂを前記スリップリング２６ａ、２６ｂ方向へ付勢する付勢部材である一対の捩りコイルばね３２、３２が収容されている。

この一対の捩りコイルばね３２、３２は、図７に示すように、各巻き線部３２ａ、３２ａが前記収容溝４９の内部に沿って直列状に配置収容されていると共に、該各巻き線部３２ａ、３２ａの内部に挿通された図外のリテーナによって収容溝４９内に収容保持されている。

このリテーナは、合成樹脂材によって１本の軸状に一体に形成され、軸方向の中央位置に矩形状の支持片５５が一体に設けられている。この支持板５５は、リテーナの軸方向中央位置を横断する形で一体に形成され、前記収容溝４９の長手方向のほぼ中央位置の対向内側面に形成された図外のスリット状の一対の固定用溝に上方から圧入嵌合して、リテーナの両軸部に保持された各捩りコイルばね３２，３２を前記収容溝４９内に安定に保持するようになっている。

前記各捩りコイルばね３２，３２は、内側にＵ字形状に折曲された前記各一端部が前記各係止溝に係入固定されていると共に、径方向へ突出した他端部３２ｂ、３２ｂが前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂの後端面に弾接してスリップリング２６ａ、２６ｂ方向へ押圧するようになっている。

なお、前記各捩りコイルばね３２，３２の他端部３２ｂ、３２ｂは、先端部がほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂの後端面に対して安定に当接するようになっている。

前記各ブラシホルダ３０ａ、３０ｂは、前後端に開口部が形成されて、前端側の開口部から前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂの先端部が進退自在になっていると共に、各一側壁の長手方向に形成されたスリット孔を介して各給電用ブラシ３１ａ、３１ａの後端側部にピグテールハーネス６４，６４の一端部が接続されている。

前記各ピグテールハーネス６４は、各他端部が後述する給電用コネクタ３３の端子片の各一端部３３ｂ、３３ｂに半田付けによって接続されており、その長さが前述したように、前記給電用ブラシ３１ａ、３１ｂが前記捩りコイルばね３２、３２のばね力によって押し出されてもブラシホルダ３０ａ、３０ｂから脱落しないような長さに設定されている。

前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂは、角柱状に形成されて所定の軸方向長さに設定されていると共に、平坦な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ようになっている。

また、前記カバー本体２８の下端部には、前記各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂに図外のコントロールユニットを介して電源バッテリーから電流を供給する給電用コネクタ３３が一体に設けられていると共に、前記検出部５１で検出された回転角度信号を前記コントロールユニットに出力する信号用コネクタ３４が前記給電用コネクタ３３と並行かつ径方向に沿って突設されている。

前記給電用コネクタ３３は、図７に示すように、その開口部がカバー部材４の外周側下端部にほぼ径方向に沿って形成されて、全体の巾長さがカバー部材４の巾長さとほぼ同じ長さになっている。

また、給電用コネクタ３３は、前記カバー本体２８の内部に部分的に埋設された導電材である一対の端子片の各一端部３３ａ、３３ａが前記ピグテールハーネス６４，６４に接続されていると共に、前記開口部の内部に配置されて外部に露出した他端部３３ｂ、３３ｂがコントロールユニット側の雌コネクタ端子に接続されるようになっている。

一方、前記信号用コネクタ３４は、図１及び図７に示すように、開口部がカバー部材４の外周側下端部にほぼ径方向に沿って形成されて、前記給電用コネクタ３３の開口部と並行に形成されていると共に、全体の巾長さがカバー部材４の巾長さとほぼ同じ長さになっているが、電動モータ８側の一部が電動モータ８方向へ突出している。また、この信号用コネクタ３４は、カバー本体２８内に部分的に埋設された導電材である複数の端子片を有し、外部に露出された各一端部３４ａが前記プリント基板５１の集積回路５４に接続されていると共に、他端部３４ｂがコントロールユニット側の図外の雌コネクタ端子に接続されるようになっている。

前記モータ出力軸１３の小径部１３ｂと、前記カバー本体２８の凹溝３６ａの底壁を挟んだ中央部との間には、モータ出力軸１３の回転角度位置を検出する前記角度センサ３５が設けられている。

この角度センサ３５は、電磁誘導型であって、図１に示すように、前記モータ出力軸１３の小径部１３ｂ内に固定された被検出部５０と、前記カバー本体２８のほぼ中央位置に固定されて、前記被検出部５０からの検出信号を受信する検出部５１と、から構成されている。

前記被検出部５０は、合成樹脂材からなるほぼ有底円筒状の支持部５０ａの軸方向先端部５０ｂの底壁外面に３葉形状の薄板な被検出ロータ５２が固定されていると共に、支持部５０ａの後端部外周に前記モータ出力軸１３の小径部１３ｂの内部に圧入される円環状突起５０ｃが一体に設けられている。

また、前記支持部５０ａは、外径が前記凹溝３６ａの内径よりも小さく形成されて、前記モータ出力軸１３の小径部１３ｂの先端から突出した前記先端部５０ｂが前記カバー本体２８の前記凹溝３６ａ内に挿入配置されて、前記被検出ロータ５２が凹溝３６ａの薄肉な底壁の底面に微少クリアランスＣを介して対向配置されている。

前記検出部５１は、前記カバー本体２８のほぼ中央位置から径方向に延設されたほぼ長方形状のプリント基板５３と、該プリント基板５３の長手方向の一端部外面に設けられた集積回路(ＡＳＩＣ)５４と、該集積回路５４と同じ外面の他端部側に設けられた図外の受信回路及び発振回路と、を備えている。

前記プリント基板５３は、図外の前記受信、発振回路の中央に位置決め用小孔５３ａが形成されており、この位置決め用小孔５３ａが前記位置決め用凸部２８ｋに圧入嵌合して前記被検出ロータ５２の中心と受信、発振回路の中心が位置決めされるようになっている。

また、このプリント基板５３は、前記カバー本体２８の前端面に対してビスなどの所定の固定手段によって固定されており、したがって、前記受信、発振回路は、前記凹溝３６ａの底壁と微少クリアランスＣを介して前記被検出ロータ５２に軸方向から対峙している。

よって、前記モータ出力軸１３の回転に伴って前記被検出ロータ５２が支持部５０ａを介して回転することにより、図外の前記受信、発信回路と前記被検出ロータ５２との間に誘導電流が流れて、この電磁誘導作用によって前記集積回路５４がモータ出力軸１３の回転角度を検出し、この検出信号をコントロールユニットに出力するようになっている。

また、前記カバー本体２８の前記凹溝３６ａの開口部側外周には、該凹溝３６ａの内径よりも大きな内径を有する大径溝３６ｂが形成されている。この大径溝３６ｂは、図１に示すように、内径が前記円環部材２０の外径とほぼ同じ大きさに形成されていると共に、深さが前記カバー本体２８の中央部後端面から軸方向のほぼ中央位置までの深さに形成されている。この大径溝３６ｂと前記凹溝３６ａは、前記各スリップリング２６ａ、２６ｂと各給電用ブラシ３１ａ、３１ｂの先端部との当接位置よりも外側にオフセットされていると共に、両者が協働してラビリンス溝として構成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の軸部１０ｂ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ベアリングリテーナ３８ａと、該ベアリングリテーナ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。このニードルローラ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。

前記小径ボールベアリング３７は、内輪が前記従動部材９の円筒部９ｂの前端縁とカムボルト１０の頭部１０ａとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪が前記偏心軸部３９の段差拡径状の内周面に圧入固定されていると共に、前記内周面に形成された段差縁に当接して軸方向の位置決めがなされている。

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、減速機構１２の内部から電動モータ８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。このオイルシール４６は、電動モータ８と減速機構１２とをシール機能をもって隔成するものである。

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の情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出し、これに基づいて機関制御を行うと共に、前記給電用ブラシ３１ａ、３１ｂや各スリップリング２６ａ，２６ｂ、切換用ブラシ２５ａ、２５ｂ、コミュテータ２１などを介してコイル１８に通電してモータ出力軸１３の回転制御を行い、減速機構１２によってカムシャフト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。

前記減速機構１２は、図１〜図３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、図１に示すように、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の回転軸心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及び該両輪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の外周面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８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(伝達部４１ａ)の背面との間に微小な第１隙間Ｃ１が形成されてフリーな状態になっている。

また、外輪４７ｂの外周面には、図２にも示すように、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の外周面と前記保持器４１のローラ保持部４１ｂの内面との間には、円環状の第２隙間Ｃ２が形成されて、この第２隙間Ｃ２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移動可能、つまり偏心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４１ｃの両側縁によって周方向にガイドされつつ径方向へ揺動運動させるようになっている。

前記減速機構１２の内部には、潤滑油通路によって各構成部材を潤滑する潤滑油が循環されるようになっている。

この潤滑油通路は、前記シリンダヘッド０１の軸受０２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、前記カムシャフト２の内部軸方向及び径方向に形成されて、前記油供給通路にグルーブ溝５６ａを介して連通した油供給孔５６と、前記アダプタ６３と従動部材９の固定端部９ａに軸方向から連続して貫通形成されて、一端が前記油供給孔５６に円形溝５６ｂ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の付近に開口した通路孔５７ａ、５７ｂと、前記各ベアリング３７，３８、４７やローラ保持孔４１ｃ(各ローラ４８)及び大径ボールベアリング４３を潤滑した潤滑油を外部に排出する前記保持プレート６１と前記アダプタ６３の間の隙間５８と、から主として構成されている。

また、前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａの内周面の軸方向両端部には、大径ボールベアリング４３の軸方向の中央側の径が小さくなるように設けられた縮径部である一対の円環状の第１、第２段差凹溝５９ａ、５９ｂがそれぞれ形成されている。この両段差凹溝５９ａ、５９ｂは、それぞれほぼＬ字形状に切欠形成されて、大径ボールベアリング４３の径方向の中心面を中心として左右対称形状に形成されていると共に、このうち、前記保持器４１側の軸方向一端部に形成された段差部である第１段差凹溝５９ａが潤滑油通路の潤滑油導入部になっている。なお、第１段差凹溝５９ａは大径ボールベアリング４３の軸方向の中央側の径が小さくなるように設けられていればよく、例えばテーパ状の傾斜面や断面円弧状に形成しても良い。

この第１段差凹溝５９ａは、前記保持器４１の前述した切欠面４１ｄとカムシャフト軸方向からほぼ対向配置されて、該両者５９ａ、４１ｄ間の隙間によって円環傾斜状の油通路を構成している。この油通路は、大径ボールベアリング４３の外輪４３ａと内輪４３ｂ及びボール４３ｃの間の隙間を介して前記保持プレート６１と前記アダプタ６３の間の隙間５８に連通している。
〔本実施形態の作動〕
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の回転駆動に伴ってタイミングチェーンを介してタイミングスプロケット１が回転し、その回転力が内歯構成部１９と雌ねじ形成部６を介してモータハウジング５に伝達されて、該モータハウジング５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３３ａ、３３ａ、各ピグテールハーネス６４，６４及び給電用ブラシ３１ａ、３１ｂや各スリップリング２６ａ，２６ｂなどを介して電動モータ８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、この回転力が減速機構１２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４１ｃで径方向へガイドされながら前記内歯構成部１９の一つの内歯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、前記内歯１９ａの数とローラ４８の数の差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。

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６３ｃの各対向面６３ｄ、６３ｅのいずれか一方に当接することによって行われる。

したがって、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。

また、前記電動モータ８のモータ出力軸１３の回転に伴って前記角度センサ３５の被検出部５０が回転すると、検出部５１との間の誘導電流が流れ、この電磁誘導作用によって前記集積回路５４がモータ出力軸１３の回転角度を検出して、この検出信号によってコントロールユニットにおいてモータ出力軸１３の現在の回転角度位置を検出する。この回転角度位置とクランクシャフトとの回転位置によってコントロールユニットが前記電動モータ８に回転駆動信号を出力して、現在の機関運転状態に応じて前記クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相を精度良く制御するようになっている。

そして、本実施形態では、前記タイミングスプロケット１やモータハウジング５の外径の小径化に伴い大径ボールベアリング４３の外径も小さくして装置全体の小型化が図れることから、このバルブタイミング制御装置を搭載した内燃機関のエンジンルーム内でのレイアウトの自由度が向上する。

また、前記潤滑油通路を利用した潤滑油の流動について説明すると、まず、前記油供給通路から油供給孔５６及び通路孔５７を通って前記減速機構１２の内部に供給された潤滑油は、前記ニードルベアリング３８や中径ボールベアリング４７、小径ボールベアリング３８を潤滑すると共に、前記各ローラ４８及びこれらの周囲を潤滑する。さらに、ここから前記保持器４１のローラ保持部４１ｂの外周側を通って前記大径ボールベアリング４３方向へ流動して前記切欠面４１ｄと前記外輪４３ａの第１段差凹溝５９ａとの間の油通路を通って、大径ボールベアリング４３の内部に供給される。したがって、この大径ボールベアリング４３内部の各ボール４３ｃなどを十分に潤滑する。

前記大径ボールベアリング４３の内部を通過した潤滑油は、大径ボールベアリング４３の軸方向他端側、つまり、第２凹溝５９ｂ側へ流動してそのまま複数の油排出孔５８から外部に排出される。

なお、前記複数の油排出孔５８から潤滑油が排出されるのは、減速機構１２の駆動中にも行われるが、特に、駆動停止後において、潤滑油の自重によりスプロケット本体１ａの下部内に流下して前記大径ボールベアリング４３内を通って下側に位置する前記保持プレート６１と前記アダプタ６３の間の隙間５８から自然に排出される。

以上のように、本実施形態では、装置の縮径による小型化を図ることができると共に、該小型化に伴って大径ボールベアリング４３内への潤滑油の供給が外輪４３ａの軸方向一端部によって阻害される状態を、前記第１段差凹溝５９ａによって回避することができるので、前記大径ボールベアリング４３内の潤滑性能の低下を抑制することが可能になる。

しかも、前記保持器４１に切欠面４１ｄを形成することによって、該切欠面４１ｄと前記第１段差凹溝５９ａとの間に形成される油通路の断面積を大きく取ることができるので、大径ボールベアリング４３内への潤滑油の供給量を多くすることが可能になる。

また、前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａの軸方向両端側に前記第１、第２段差凹溝５９ａ、５９ｂを対称位置に形成したことから、前記大径ボールベアリング４３をスプロケット本体１ａと固定端部９ａとの間に組み付ける際に、左右いずれの向きに組み付けても良いので、かかる組付作業が容易になる。

つまり、前記凹溝を軸方向一方側に形成した場合は、前記組付時に、凹溝が形成されていない方を内側にした場合は、再度組付け直さなければならず斯かる作業が煩雑になるが、本実施形態のように軸方向の両方側に形成した場合は左右いずれの配置でも良くなるので、組付作業が容易になるのである。

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、潤滑油導入部として、前記段差凹溝５９ａに代えて、例えば前記外輪４３ａの軸方向一端部あるいは両端部に内周面に連通する傾斜状のテーパ面によって構成することも可能である。

また、前記大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂの軸方向一端部あるいは両端部に、前記各段差凹溝５９ａ、５９ｂと同じ構造の段差凹溝を形成すれば、これらが前記各段差凹溝５９ａ、５９ｂと共に油溜部として機能することから、内部の潤滑性能がさらに向上する。

前記駆動回転体としては、前記タイミングスプロケットの他に、タイミングプーリなどとしても良い。

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
２…カムシャフト
３…位相変更機構
８…電動モータ
９…従動部材(従動回転体)
９ａ…固定端部
１２…減速機構
１３…モータ出力軸
１９…内歯構成部
１９ａ…内歯
４１…保持器(保持部材)
４１ａ…伝達部
４１ｂ…ローラ保持部
４１ｃ…ローラ保持孔
４１ｄ…切欠面
４３…大径ボールベアリング
４３ａ…外輪
４３ｂ…内輪
５６…油供給孔
５７…通路孔
５８…油排出孔
５９ａ・５９ｂ…第１、第２段差凹溝(油導入部)

Claims (7)

1. クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
   電動モータのモータ出力軸の回転力によって前記駆動回転体に対して相対回転位相が制御される従動回転体と、
   前記モータ出力軸の回転中心に対して偏心して設けられた偏心カムと、
   前記駆動回転体の内周に設けられた内歯構成部と、
   前記偏心カムと内歯構成部との間に介装された複数のローラと、
   前記従動回転体と一体に設けられ、前記ローラの前記駆動回転体における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筒状のローラ保持部と、
   前記駆動回転体の内周面に外輪が固定され、前記従動回転体の外周に内輪が固定されたベアリングと、
   前記ローラ保持部に潤滑油を供給する潤滑油通路と、
   を備え、
   前記ベアリングの外輪は、内径が前記ローラ保持部の外径よりも小さく形成されると共に、前記外輪の前記ローラ保持部側の軸方向一端部に、前記ローラ保持部を潤滑した潤滑油をベアリングの内部に導入する潤滑油導入部を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記潤滑油導入部を、前記外輪の軸方向一端部の内周側に形成されて、前記外輪の軸方向中心側の径が小さくなる縮径部によって構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記縮径部を、前記外輪の軸方向一端部の内周側に形成された段差部によって構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記ローラ保持部の軸方向の前記ベアリング側の外周は、傾斜状に切り欠いた切欠面を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記段差部と前記切欠面は、前記カムシャフト軸方向において重なるように配置したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記潤滑油導入部を、前記外輪の軸方向他端部にも設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記内輪は、前記ローラ保持部側の軸方向一端部に油溜用の凹溝が設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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