JP2017125443A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ出力軸からシール栓体の脱落を効果的に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】モータ出力軸１９を回転駆動することによってタイミングスプロケットに対してカムシャフト２を相対回転させる電動モータと、電動モータの前端部に対向配置されたカバー部材と、モータ出力軸の内部に設けられたボール、ニードルベアリングと、小径部１９ｂの内周面１９ｄのカバー部材側寄りに設けられて、ボールベアリング側などからカバー部材方向への潤滑油の流出を阻止するシール栓体４４とを備え、モータ出力軸の内周面に、圧入されたシール栓体の円筒部４５の一部が弾性変形した膨出部４５ｄを嵌入することによりシール栓体のカバー部材方向への移動を規制する円環状の規制溝４７を設けた。
【選択図】図６

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、電動モータのモータハウジングの前端側に、所定の空間部をもって配置されたカバー部材が設けられている。このカバー部材には、各先端部が前記空間部に臨む一対の給電用ブラシが保持されている一方、前記モータハウジングの前端部に配置された給電プレートには、前記給電用ブラシの先端部が摺動して電動モータのコイルに給電する一対のスリップリングが設けられている。

また、前記電動モータの円筒状のモータ出力軸の内部には、減速機構の軸受部材を潤滑する潤滑油が供給されると共に、前記モータ出力軸内部のカバー部材側の内周面にはシール栓体が圧入固定されている。

このシール栓体は、前記モータ出力軸の内部に供給された潤滑油が前記カバー部材方向(空間部方向)へ流出して給電用ブラシやスリップリングなどに付着しないように、モータ出力軸の内部をシールするようになっている。

特開２０１５−１７８８２２号公報

しかしながら、前記シール部材は、その外周面とモータ出力軸の内周面との間の圧接力によってモータ出力軸の内部に支持されているものの、特に、内燃機関の冷間始動時には、前記モータ出力軸内の潤滑油の粘性が高くなることから、前記シール栓体に作用するモータ出力軸の内圧が高くなって前記シール栓体を前方へ押し出す力が前記圧接力よりも大きくなる。このため、前記シール栓体が、モータ出力軸の先端開口部から空間部内に脱落してしまうおそれがある。

このため、シール栓体の脱落に伴い前記モータ出力軸の先端開口から空間部内にリークした潤滑油が、例えば、前記給電用ブラシとスリップリングの摺動箇所に付着して通電性を低下させてしまうおそれがある。

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、モータ出力軸からシール栓体の脱落を効果的に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、モータ出力軸の内周面の軸受部材よりもカバー部材側寄りに設けられて、前記軸受部材側からカバー部材方向への潤滑油の流出を阻止するシール栓体と、前記モータ出力軸とシール栓体との間に設けられて、該シール栓体の前記カバー部材方向への移動を規制する規制機構と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、規制機構によってモータ出力軸からシール栓体の脱落を効果的に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。 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。 図１のＣ部拡大図である。 本実施形態に供されるシール栓体がモータ出力軸に圧入される前の状態を示す要部断面図である。 同シール栓体がモータ出力軸に圧入された状態を示す要部断面図である。 第２実施形態を示す要部拡大断面図である。 第３実施形態を示す要部拡大断面図である。

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、吸気弁側に適用したものである。
〔第１実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、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０１上に軸受０２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、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５に固定されたカバー部材３と、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歯車部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６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１７との間に、１つの大径ボールベアリング７が介装されており、この大径ボールベアリング７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７は、外輪７ａ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７ｂが従動部材１７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１ｃが切欠形成されている。

この外輪固定部１ｃは、段差径状に形成されて、前記大径ボールベアリング７の外輪７ａが軸方向から圧入されると共に、該外輪７ａ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６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４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６ａが形成されている。

また、前記内歯構成部６の前端側には、後述するモータハウジング１８の後端面が当接配置されており、このモータハウジング１８の後端面外周側には、６本のボルト１０が螺着する６つの雌ねじ孔１８ｄが円周方向の等間隔位置に設けられている。

さらに、スプロケット本体１ａの歯車部１ｂ側の前端面には、円環状の保持プレート８が配置されている。この保持プレート８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。また、保持プレート８は、内径が前記大径ボールベアリング７の外輪７ａの内径よりも小さい径に設定されて、内周部８ａが前記外輪７ａの軸方向の外端面に当接配置されている。また、前記内周部８ａ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８ｂが一体に設けられている。

このストッパ凸部８ｂは、図１及び図４に示すように、ほぼ扇状に形成されて、先端縁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８の外周部には、６つのボルト１０が挿通する６つのボルト挿通孔８ｃ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６）及び保持プレート８の各外周部には、それぞれボルト挿通孔１ｃ、８ｃが周方向のほぼ等間隔位置に６つ貫通形成されている。また、これらボルト挿通孔１ｃ、８ｃに挿通した前記各ボルト１０が前記雌ねじ孔１８ｄに締結すること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８及びモータモータハウジング１８が軸方向から共締め固定されている。

なお、前記スプロケット本体１ａと内歯構成部６は、後述する減速機構１４のケーシングとして構成されている。

前記チェーンカバー５は、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に巻回されたタイミングチェーンを覆うよう上下方向に沿って配置固定されている。また、前記位相変更機構４に対応した位置に形成された開口部を構成する環状壁５ａの円周方向の４箇所に、ボス部５ｂが一体に形成されていると共に、環状壁５ａから各ボス部５ｂの内部に亘って雌ねじ孔５ｃがそれぞれ形成されている。

前記カバー部材３は、図１、図２に示すように、アルミニウム合金材よってカップ状に一体に形成されて、モータハウジング１８の前端部を覆うように配置され、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、を備えている。また、このカバー部材３の内面とモータハウジング１８の前端部外面との間には、カップ状の空間部Ｃが画成されている。

前記カバー本体３ａは、外周部側の所定位置に円筒壁３ｃが軸方向に沿って一体に突設され、この円筒壁３ｃの内部軸方向に保持用孔が貫通形成されている。

また、カバー本体３ａの前記円筒壁３ｃの下部側には、円筒部３ｄが前記円筒壁３ｃと平行かつ軸方向に沿って突設されている。この円筒部３ｄは、上端部が前記円筒壁３ｃの下端部と一体に結合されて、内部軸方向に前記カバー本体３ａの外側(外気)と前記空間部Ｃとの間を連通する連通孔３ｅが貫通形成されていると共に、この連通孔３ｅの先端側には、外端側内部にシールキャップ６０が圧入固定されている。

前記連通孔３ｅは、前記カバー部材３をチェーンカバー５に組み付けた後に、後述のモータ出力軸１９と前記カバー部材３との相対位置を調整するための位置決め作業用孔として機能するものである。

前記シールキャップ６０は、図１に示すように、合成樹脂材によって縦断面ほぼコ字形状に形成され、内部に円形状の通気用フィルタ６１を有している。

前記取付フランジ３ｂは、周方向のほぼ等間隔位置（約９０°位置）に設けられた４つのボス部に、前記チェーンカバー５の各雌ねじ孔５ｃに螺着するボルト１１が挿通するボルト挿通孔３ｆがそれぞれ貫通形成されて、前記各ボルト１１によってカバー部材３がチェーンカバー５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１８の外周面との間には、大径なオイルシール１２が介装されている。この大径オイルシール１２は、一般的なものであって、前記空間部Ｃを液密的に封止して、主として前記タイミングスプロケット１の回転駆動に伴って飛散した潤滑油の前記空間部Ｃ内への侵入を阻止するようになっている。

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つの同じカムプロフィールの駆動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。

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１７の固定端部１７ａの外径よりも僅かに大きく設定されて、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７の内輪７ｂ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、フランジ部２ａの前端面が、従動部材１７に軸方向から当接した状態でカムボルト１５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４に示すように、前記保持プレート８のストッパ凸部８ｂ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８ｂ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。

前記カムボルト１５は、図１に示すように、頭部１５ａの端面が軸受部材である小径ボールベアリング１６の内輪を軸方向から支持していると共に、軸部１５ｂ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に螺着する雄ねじ１５ｃが形成されている。

前記従動部材１７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１７ａと、該固定端部１７ａの内周前端面から軸方向へ突出した円筒部１７ｂと、を備えている。

また、固定端部１７ａの外周部には、後述する減速機構１４の一部を構成する複数のローラ３９を保持する円筒状の保持器４０が一体に設けられている。

前記固定端部１７ａ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１５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１７ｂは、図１に示すように、中央に前記カムボルト１５の軸部１５ｂが挿通される挿通孔１７ｄを有していると共に、外周側には軸受部材であるニードルベアリング３６が設けられている。

前記位相変更機構４は、前記従動部材１７の円筒部１７ｂの前端側に配置された前記電動モータ１３と、該電動モータ１３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１４と、から主として構成されている。

前記電動モータ１３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モータハウジング１８と、該モータハウジング１８の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１９と、モータハウジング１８の内周面に固定されたステータである半円弧状の一対の永久磁石２０と、モータハウジング１８の前端側を封止する前記給電プレート２１と、を備えている。

前記モータハウジング１８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ていると共に、後端側に円板状の隔壁１８ａを有し、該隔壁１８ａのほぼ中央に後述する偏心軸部２３挿通される大径な軸挿通孔１８ｂが形成されている。また、前記軸挿通孔１８ｂの孔縁には、カムシャフト２の軸方向へ突出した円筒状の延出部１８ｃが一体に設けられている。また、前記隔壁１８ａの前端面外周側には、前記雌ねじ孔１８ｄが一体に設けられている。

前記モータ出力軸１９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１９ａと、その反対側の小径部１９ｂと、から構成されている。前記大径部１９ａは、外周に鉄心ロータ２２が固定されていると共に、後端側に減速機構１４の一部を構成する偏心軸部２３が一体に形成されている。

一方、前記小径部１９ｂは、図１、図７及び図８に示すように、外周面にいわゆるナーリング加工部１９ｆが形成されていると共に、該ナーリング加工部１９ｆの軸方向ほぼ中央位置に円環状のナーリング溝１９ｃが形成されていると共に、このナーリング溝１９ｃを含むナーリング加工部１９ｆの上を覆う形でコミュテータ２４が圧入固定されている。

前記永久磁石２０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２２の軸方向の中心に対して前記給電プレート２１側にオフセット配置されている。

前記鉄心ロータ２２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２５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２４は、前記小径部１９ｂ(ナーリング溝１９ｃ)の外周面に圧入される樹脂製の円環部材２４ａと、該円環部材２４ａの外周面に一体的に固定された円環状の導電材２４ｂと、から構成されている。このコミュテータ２４は、その外径が前記大径部１９ａ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１９ｂよりも僅かに短く設定されている。前記導電材２４ｂは、前記鉄心ロータ２２の極数と同数に分割された各セグメントに前記コイル２５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。

前記給電プレート２１は、図５にも示すように、鉄系金属材からなる円盤状の剛性プレート部２１ａと、該剛性プレート部２１ａの前後両側面にモールドされた円板状の樹脂部２１ｂと、から構成されている。

前記剛性プレート部２１ａは、図１に示すように、前記樹脂部２１ｂに覆われていない外周部が前記モータハウジング１８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１９の一端部などが挿通される軸挿通孔２１ｃが貫通形成されている。また、剛性プレート２１ａは、前記軸挿通孔２１ｃの内周縁に連続した所定の位置に異形状の２つの保持孔２１ｄ、２１ｅが打ち抜きにより形成されており、この各保持孔２１ｄ、２１ｅには、後述するブラシホルダ２７ａ、２７ｂが嵌入保持されるようになっている。

また、前記給電プレート２１は、図１、図５に示すように、前記剛性プレート２１ａの各保持孔２１ｄ、２１ｅの内側に配置されて、前記樹脂部２１ｂの前端部に複数のリベット２６により固定された銅製の一対のブラシホルダ２７ａ、２７ｂと、該各ブラシホルダ２７ａ、２７ｂ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２８ａ、２８ｂのばね力で円弧状の各先端面が前記コミュテータ２４の導電材２４ｂ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２９ａ、２９ｂと、前記樹脂部２１ｂの前端部側に、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３０ａ，３０ｂと、前記各切換用ブラシ２９ａ、２９ｂと各スリップリング３０ａ，３０ｂを電気的に接続するハーネス３１ａ、３１ｂと、が設けられている。

前記カバー部材３のカバー本体３ａには、合成樹脂材によって一体的にモールドされた保持体３２が固定されている。この保持体３２は、図１、図２に示すように、側面視ほぼクランク形状に形成され、前記カバー部材３の保持用孔に挿入されるほぼ有底円筒状のブラシ保持部３２ａと、該ブラシ保持部３２ａと反対側に有するコネクタ部３２ｂと、前記ブラシ保持部３２ａの一側面に一体に突設されて、前記カバー本体３ａにボルト固定されるボス部３２ｃと、内部に一部が埋設された一対の給電用端子片３３と、から主として構成されている。

前記ブラシ保持部３２ａは、図１及び図２に示すように、ほぼ水平方向（軸方向）に延設されて、内部の上下位置に平行に形成された一対の角柱状の固定用孔内に一対の角筒状のブラシホルダがそれぞれ圧入固定されている。この各ブラシホルダの内部に給電用ブラシ３４ａ、３４ｂが軸方向へそれぞれ摺動自在に保持されている。

また、このブラシ保持部３２ａは、図１及び図６に示すように、基部側外周に形成された円環状の嵌着溝内に前記保持用孔の内周面に弾接する前記環状シール部材３３が嵌着保持されている。この環状シール部材３３によって、前記空間部Ｃとカバー部材３の外部との間を液密的に封止するようになっている。

前記各ブラシホルダは、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３４ａ、３４ｂの先端部が進退自在になっていると共に、各後端側の開口部を介して図外のピグテールハーネスの一端部が前記各給電用ブラシ３４ａ、３４ｂの後端に半田付けによって接続されている。

前記各給電用ブラシ３４ａ、３４ｂ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３０ａ，３０ｂに軸方向からそれぞれ当接するようになっている。

また、前記ブラシ保持部２８の各ブラシホルダの内部後端側には、前記各給電用ブラシ３４ａ、３４ｂを各スリップリング３０ａ，３０ｂ方向へ付勢する一対のコイルばね３５ａ，３５ｂが設けられている。

前記一対の給電用端子片３１は、図１に示すように、上下方向に沿って平行かつほぼクランク状に形成されて、一方側（下端側）の各端子が露出状態に配置され、他方側（上端側）の各端子が前記コネクタ部３２ｂの雌型嵌合溝３２ｃ内に突設されている。前記一方側の各端子は、それぞれが底壁２８ｆの上面に当接配置されていると共に、図外の一対のピグテールハーネスの他端部が半田付けによって接続されている。

前記コネクタ部３２ｂ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。

前記モータ出力軸１９と偏心軸部２３は、前記従動部材１７の円筒部１７ｂの外周面に設けられた前記小径ボールベアリング１６と、該小径ボールベアリング１６の軸方向側部に配置された前記ニードルベアリング３６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１６は、内輪が前記従動部材１７の円筒部１７ｂの前端縁とカムボルト１５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２３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１９(偏心軸部２３)の外周面と前記モータハウジング１８の延出部１８ｃの内周面との間には、減速機構１４の内部から電動モータ１３内への潤滑油のリークを阻止する小径なオイルシール３７が設けられている。このオイルシール３７は、電動モータ１３と減速機構１４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３４ａ、３４ｂや各スリップリング３０ａ，３０ｂ、切換用ブラシ２９ａ、２９ｂ、コミュテータ２４などを介してコイル２５に通電してモータ出力軸１９の回転制御を行い、減速機構１４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１４は、図１〜図３に示すように、前記モータ出力軸１９の大径部１９ａの後端に一体に設けられて、偏心回転運動を行う偏心軸部２３と、該偏心軸部２３の外周に設けられた中径ボールベアリング３８と、該中径ボールベアリング３８の外周に設けられた前記ローラ３９と、該ローラ３９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４０と、該保持器４０と一体の前記従動部材１７と、から主として構成されている。

前記偏心軸部２３は、外周面に形成されたカム面２３ａの軸心Ｙがモータ出力軸１９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３８は、前記ニードルベアリング３６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３８ａと外輪３８ｂ及び該両輪３８ａ、３８ｂとの間に介装されたボール３８ｃとから構成されている。前記内輪３８ａは、前記偏心軸部２３の外周面に圧入固定されているのに対して、前記外輪３８ｂ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３８ｂは、軸方向の電動モータ１３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４０の内側面との間に微小な第１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３８ｂの外周面には、前記各ローラ３９の外周面が転動自在に当接していると共に、この外輪３８ｂの外周側には、円環状の第２隙間が形成されて、この第２隙間によって中径ボールベアリング３８全体が前記偏心軸部２３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。

前記保持器４０は、図１に示すように、前記固定端部１７ａの外周部前端から前方へ断面ほぼＬ字形状に折曲されて、前記円筒部１７ｂと同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４０の筒状先端部４０ａは、前記モータハウジング１８の隔壁１８ａ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及び図２に示すように、前記複数のローラ３９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４０ｂ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４０ｂ（ローラ３９）は、その全体の数が前記内歯構成部６の内歯６ａの全体の歯数よりも少なくなっている。これによって、減速比を得るようになっている。

前記各ローラ３９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３８の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ前記内歯構成部６の内歯６ａに嵌入すると共に、保持器４０のローラ保持孔４０ｂ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。

前記減速機構１４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４１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４１にグルーブ溝を介して連通した油供給孔４２と、前記従動部材１７の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔４２に開口し、他端が前記ニードルベアリング３６と中径ボールベアリング３８の付近に開口した前記小径な油孔４３と、同じく従動部材１７に貫通形成された図外の油排出孔と、から構成されている。前記油供給通路４１と油供給孔４２及び油孔４３によって油路が構成されている。

この潤滑油供給手段によって、前記減速機構１４内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３８や各ローラ３９を潤滑すると共に、さらには偏心軸部２３とモータ出力軸１９の内部に流入してニードルベアリング３６や小径ボールベアリング１６などの可動部の潤滑に供されるようになっている。

前記減速機構１４内に滞留した潤滑油は、前記小径オイルシール３７によってモータハウジング１８内へのリークが抑制されている。

また、前記モータ出力軸１９の内部に流入した潤滑油は、小径部１９ｂの内周面１９ｄに圧入固定されたシール栓体４４によって、前記カバー部材３とモータハウジング１８の前端部との間の空間部Ｃ方向へのリークが抑制されるようになっている。

前記シール栓体４４は、図１、図６、図８に示すように、縦断面コ字形状に形成されて、弾性部材である合成ゴムによって有底円筒状に形成された本体４５と、該本体４５の内部に埋設された金属製の芯材４６と、から構成されて、モータ出力軸１９の小径部１９ｂの先端開口部１９ｅから圧入されて軸方向のほぼ中央位置に保持されている。

前記本体４５は、平坦な円盤状に形成された底壁部４５ａと、該底壁部４５ａの外周縁に一体に形成された円筒部４５ｂと、から構成されている。

前記円筒部４５ｂは、外周面４５ｃが前記小径部１９ｂの内周面１９ｄに弾接すると共に、前記外周面４５ｃの外径が前記小径部１９ｂの内径よりも僅かに大きく形成されて圧入代が確保されている。

前記芯材４６は、本体４５の形状を保持すると共に、補強するものであって、本体４５の形状とほぼ同じ断面ほぼ有底円筒状の相似形状に形成されて、全体が本体４５内の中央に埋設されている。また芯材４６の底壁４６ａのほぼ中央位置には、シール栓体４４を治具によって取り出す際に、治具を引っ掛けるための円形孔４６ｂが形成されている。なお、この円形孔４６ｂ内にも前記本体４５の合成ゴムが充填されている。

また、前記小径部１９ｂの内周面１９ｄの前記シール栓体４４が保持される位置には、図６及び図７に示すように、規制機構の一部である円環状の規制溝４７が形成されている。

この規制溝４７は、拡大した図６に示すように、全体が断面ほぼ横し字形状に形成されており、溝底面からカバー部材３側の一方の内側面が横断面ほぼ円弧状に形成された円弧部４７ａと、溝底面、つまり前記円弧部４７ａのカムボルト１５側の底部端縁から延びたテーパ面４７ｂとから構成されている。

前記円弧部４７ａは、その曲率半径が比較的小さく形成されている一方、前記テーパ面４７ｂは、円弧部４７ａの底部側からカムボルト１４方向へ所定の角度でもって立ち上がり傾斜状に形成されている。

そして、前記シール栓体４４を所定の治具によって小径部１９ｂ内に外側(先端開口部１９ｅ)から内部へ合成ゴムの反力に抗して押し込むと、図６に示すように、円筒部４５の外周面４５ｃが内方へ僅かに圧縮変形しつつ該外周面４５ｃが小径部１９ｂの内周面１９ｄに摺接しながら前記内周面１９ｄの規制溝４７の位置に到達する。

そうすると、円筒部４５の外周面４５ｃの前記規制溝４７に位置する部位が自身の弾性変形によって径方向外側へ弾性復帰して膨出し、この膨出部４５ｄが規制溝４７内に嵌入係止する。これによって、前記シール栓体４４は、規制溝４７によって強固に固定されることになる。この規制溝４７と前記円筒部４５の膨出部４５ｄによって規制機構が構成されている。

また、前記小径部１９ｂの内周面１９ｄの前記規制溝４７より奥には、図６〜図８に示すように、円環状の嵌着溝４８が形成されている。この嵌着溝４８は、拡縮変形可能な金属製のストッパリング４９が嵌着固定されている。このストッパリング４９は、前記シール栓体４４を小径部１９ｂの内部に圧入する前に予め自身の弾性変形作用によって前記嵌着溝４７内に嵌着固定しておいて、その後、前記シール栓体４４を所定に治具で小径部１９内に圧入した際に、過度な圧入移動を規制するものである。

そして、前記小径部１９ｂの外周面に形成された前記ナーリング溝１９ｃは、前記規制溝４７と嵌着溝４８との間のほぼ中間位置に形成されている。
〔本実施形態の作動〕
以下、本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の作動を簡単に説明する。

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が回転すると、この回転力が内歯構成部６を介してモータハウジング１８に伝達されて、該モータハウジング１８が同期回転する。一方、前記内歯構成部６の回転力が、各ローラ３９から保持器４０及び従動部材１７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の各駆動カムが各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と各ピグテールハーネス及び給電用ブラシ３４ａ、３４ｂや各スリップリング３０ａ，３０ｂなどを介して電動モータ１３のコイル２５に通電される。これによって、モータ出力軸１９が回転駆動され、この回転力が減速機構１４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１９の回転に伴い偏心軸部２３が偏心回転すると、各ローラ３９がモータ出力軸１９の１回転毎に保持器４０の各ローラ保持孔４０ｂで径方向へガイドされながら前記内歯構成部６の一つの内歯６ａを乗り越えて隣接する他の内歯６ａ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３９の転接によって前記モータ出力軸１９の回転が減速されつつ前記従動部材１７に回転力が伝達される。このときの減速比は、前記内歯６ａの数とローラ３９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。

なお、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８ｂ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。

このように、機関運転状態に応じて、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ることによって、機関の燃費や出力の向上を図ることができる。

そして、本実施形態では、前記モータ出力軸１９の小径部１９ｂの内周面１９ｄに規制溝４７を覆う形で圧入されたシール栓体４４は、図６にも示すように、圧入後において、本体４５の円筒部４５ｂ自身の弾性変形を利用して外周面４５ｃの軸方向ほぼ中央の部位が規制溝４７内で徐々に膨張変形して膨出部４５ｄとなり、この膨出部４５ｄが前記規制溝４７に嵌入係止された状態になる。このため、前記シール栓体４４は、円筒部４５ｂの外周面４５ｃのほぼ全体が内周面１９ｄに圧接しつつ規制溝４７に膨出部４５ｄが嵌合係止することによって小径部１９ｂの内周面に強固に結合されることになる。

このため、たとえ機関の冷間始動時において、前記モータ出力軸１９の内部に供給された潤滑油の粘度が高く前記シール栓体４４にモータ出力軸１９の高い内圧によって先端開口部１９ｅ方向への圧力が作用したとしても、シール栓体４４は、先端開口部１９ｅ方向へ不用意に移動することがない。この結果、シール栓体４４のモータ出力軸１９内から先端開口部１９ｅから空間部Ｃ内への脱落を抑制することができる。

特に、前記規制溝４７は、カバー部材３側が比較的曲率半径が小さい円弧部４７ａになっていることから、前記モータ出力軸１９の内圧がシール栓体４４に作用すると、前記膨出部４５ｄの前端部が、図６の矢印で示すように、円弧部４７ａに斜めから圧接して規制されることになる。

したがって、前記膨出部４５ｄによる係止力が大きくなって、前記シール栓体４４の先端開口部１９ｅ方向への不用意な移動を充分に抑制することができる。

なお、規制溝４７のテーパ面４７ｂは、圧入された前記シール栓体４４の小径ボールベアリング１６方向への圧入移動を妨げることなく、比較的スムーズに移動案内するようになっている。

また、前記シール栓体４４を小径部１９ｂの内周面１９ｄに治具によって圧入する際に、予め嵌着溝４８に嵌着固定されている前記ストッパリング４９によって小径ボールベアリング１６方向への過度な移動を規制することができる。

また、前記シール栓体４４や大径オイルシール１２のそれぞれのシール効果によって前記空間部Ｃ内が密閉状態となるが、前記カバー部材３の円筒部３ｄ内にシールキャップ６０を設けたことから、前記装置の駆動中に、前記各スリップリング３０ａ，３０ｂに各給電用ブラシ３４ａ、３４ｂが摺動してこの摩擦熱などにより前記空間部Ｃ内の温度が上昇しても、この空間部Ｃ内の空気を、通気用フィルタ６１を通して速やかに排出することができる。これにより、前記空間部Ｃの内圧の上昇を効果的に抑制することが可能になる。これによって、例えば、前記大径オイルシール１２やシール栓体４４などの部品の変形や脱落を十分に抑制することができる。

しかも、前記通気用フィルタ５９は、空間部Ｃ内の空気やカバー部材３外の外気を透過させるものの、カバー部材３の外からの水や塵芥などの透過を抑制することができるので、空間部Ｃ内への水や塵芥の侵入を抑制することができる。

さらに、前記ナーリング溝１９ｃは、前記規制溝４７と嵌着溝４８の軸方向の中間位置に形成されていることから、モータ出力軸１９の小径部１ｂの剛性の低下を抑制できる。つまり、前記ナーリング溝１９ｃと例えば規制溝４７を小径部１９ｂの軸方向の同一の位置に形成した場合は、この両者１９ｃ、４７が形成された部位では薄肉なってしまうことから、剛性の低下を招くが、本実施形態では、互いに軸方向で異なる位置に形成されていることから剛性の低下を抑制できる。

また、規制機構は、外周面の一部シール栓体４４の弾性反力と、小径部１９ｃに内周面に形成されて、該シール栓体４４を嵌着固定された規制する該規制溝４７とによって構成したことから、構造の簡素化が図れると共に、コストの上昇も抑制できる。
〔第２実施形態〕
図９は本発明の第２実施形態を示し、前記規制機構の一部として第１実施形態では規制溝４７としたが、この実施形態では規制突部５０によって構成されている
前記規制突起５０は、小径部１９ｂの内周面の前記規制溝が形成された位置に円環状に形成されていると共に、断面形状がほぼ円弧状に形成されている。つまり、この規制突部５０は、前記規制溝とは逆にボールベアリング１６側が曲率半径の比較的小さな円弧部５０ａに形成されていると共に、この円弧部５０ａからカバー部材３側が下り傾斜状のテーパ面５０ｂに形成されている。

一方、前記シール栓体４４は、第１実施形態と同じ構造であって、弾性変形可能な合成ゴムの本体４５と、該本体４５の内部に埋設された鉄系金属の芯材４６と、から構成されている。

そして、前記シール栓体４４を所定の治具によって小径部１９ｂ内に外側(先端開口部１９ｅ)から内部へ合成ゴムの反力に抗して押し込むと、円筒部４５の外周面４５ｃが内方へ僅かに圧縮変形しつつ該外周面４５ｃが小径部１９ｂの内周面１９ｄに摺接しながら前記内周面１９ｄの規制突部５０の位置に到達する。

この状態から、シール栓体４４をさらに押し込むと、図９に示すように、本体４５の外周部の端縁が規制突起５０のテーパ面５０ｂを乗り越えながら軸方向のほぼ中央位置に移動してここで位置決めされる。そうすると、本体４５の外周面４５ｃは、規制突部５０の外面全体を覆う形で自身の弾性変形によって径方向外側へ弾性復帰しようとすることから、前記外周面４５ｃの一部が圧縮変形しながら規制突部５０に係止する。これによって、前記シール栓体４４は、規制突部５０によって強固に固定されることになる。

特に、シール栓体４４は、本体４５の外周面４５ｃのテーパ面５０ｂによって軸方向内部へスムーズに移動できる一方、一旦、規制突部５０を乗り上げた後は、円弧部５０ａに引っ掛かった状態になる。この引っ掛け力によって、シール栓体４４にモータ出力軸１９内部の圧力に先端開口部１９ｅよりカバー部材３方向(空間室Ｃ)へ比較的大きな抜けだし方向の力が作用しても十分に対抗することが可能になる。

なお、前記シール栓体４４を所定に治具で小径部１９内に圧入した際に、ストッパリング４９によって過度な圧入移動が規制されることは第１実施形態と同じである。他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第３実施形態〕
図１０は第３実施形態を示し、規制機構の構造を変更したもので、小径部１９ｂの先端開口１９ｅの近傍に円環状のリング溝５１が形成されていると共に、該リング溝５１に規制リング５２が嵌着固定されている。この規制リング５２は、ばね力を有する例えばピアノ線などによっていわゆるＣリングとして形成されて、前記リング溝５１内に自身の拡径方向の弾性反力によって固定されている。

したがって、前記シール栓体４４を小径部１９ｂの内部に自身の弾性変形を利用して圧入して規制機構により固定した後に、前記リング溝５１内に規制リング５２を嵌着固定する。これによって、シール栓体４４にモータ出力軸１９の内部から抜けだし方向への圧力が作用したとしても、シール栓体４４は規制リング５２によってそれ以上の移動が規制されることから、先端開口部１９ｅから空間部Ｃ内への不用意な脱落を十分に抑制することができる。

この実施形態では、規制機構として、リング溝５１と規制リング５２のみによって構成したことから、さらに構造の簡素化と、コストの低減化が図れる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、規制機構として、前記シール栓体の外周面に弾性突部を一体に設けることも可能である。

また、第１実施形態におけるシール栓体の外周面に前記規制溝に嵌合する嵌合突部を設けることや、第２実施形態におけるシール栓体の外周面に規制突部に嵌合する嵌合溝を設けて規制機構を構成することも可能である。

以上説明した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

すなわち、バルブタイミング制御装置は、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、カムシャフトに固定された従動回転体と、前記駆動回転体と一体的に設けられたハウジング及び該ハウジング内に回転自在に設けられた円筒状のモータ出力軸と、を有し、前記モータ出力軸を回転駆動することによって前記駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる電動モータと、前記ハウジングの前端部に対向配置されたカバー部材と、前記モータ出力軸の内部に潤滑油を供給する油路と、前記モータ出力軸の内部に挿入された前記従動回転体の一部の外周面と前記モータ出力軸の内周面との間に設けられた軸受部材と、前記モータ出力軸の前記軸受部材よりも前記カバー部材側寄りの内周面に設けられて、前記軸受部材側からカバー部材方向への潤滑油の流出を阻止するシール栓体と、前記モータ出力軸とシール栓体との間に設けられて、該シール栓体の前記カバー部材方向への移動を規制する規制機構と、を備えている。

好ましくは、前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面に形成された円環状の規制溝によって構成されている。

さらに好ましくは、前記規制溝は、横断面が溝底面側から前記軸受部材側の一方の内側面がテーパ面に形成されていると共に、前記溝底面から他方の内側面が円弧状に形成されている。

さらに好ましくは、前記シール栓体は、前記モータ出力軸の内周面に弾接する外周部の外周面が、前記規制溝内に自身の弾性変形によって嵌入保持されている。

さらに好ましくは、前記モータ出力軸の内周面の前記栓体と軸受部材との間に、ストッパ部材が設けられている。

さらに好ましくは、前記モータ出力軸の先端部外周面に、電動モータのコイルに電気を供給するコミュテータが圧入固定されると共に、該圧入範囲における外周面の前記規制溝を軸方向で避けた位置に、前記コミュテータの内周面が圧接する円環状のナーリング溝が形成されている。

別の構成としては、前記モータ出力軸の内周面に、前記ストッパ部材の外周部が嵌着する円環状の嵌着溝が形成されていると共に、該嵌着溝と前記規制溝との間に前記ナーリング溝が形成さ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。

好ましくは、前記シール栓体は、内部に芯材が埋設された弾性材によって有底円筒状に形成されて、円盤状の底壁と該底壁の外周縁に一体に設けられた円筒部とから構成されている。

さらに好ましくは、前記シール栓体の円筒部の外周面が、前記規制溝の形成位置に配置されると共に、前記外周面の一部が変形して前記規制溝内に嵌入される。

さらに好ましくは、前記油路を介して前記モータ出力軸の内部に供給された潤滑油は、前記軸受部材の内部隙間内に流入して潤滑する。

本発明の別の構成として、前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面に形成された円環状の規制突部によって構成されると共に、前記シール栓体の外周部の外周面が前記規制突部を乗り上げた状態で弾性変形して保持される。

さらに好ましい構成として、前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面における前記シール栓体よりも前記カバー部材側よりに設けられた規制リングによって構成されている。

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
４…位相変更機構
１１…給電プレート
１３…電動モータ
１４…減速機構
１７…従動部材(従動回転体)
１９…モータ出力軸
１９ａ…大径部
１９ｂ…小径部
１９ｃ…ナーリング溝
１９ｄ…小径部の内周面
１９ｅ…先端開口部
３０ａ・３０ｂ…スリップリング
３４ａ・３４ｂ…給電用ブラシ
１６…小径ボールベアリング(軸受部材)
３６…ニードルベアリング(軸受部材)
４１…油供給通路(油路)
４２…油供給孔(油路)
４３…油孔(油路)
４４…シール栓体
４５…本体
４５ａ…底壁
４５ｂ…円筒部
４５ｃ…外周面
４５ｄ…外周面の一部(規制機構）
４６…芯材
４７…規制溝(規制機構)
４７ａ…円弧部
４７ｂ…テーパ面
４８…嵌着溝
４９…ストッパリング
５０…規制突部(規制機構)
５１…リング溝
５２…規制リング(規制機構)
Ｃ…空間部

Claims (12)

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、
   カムシャフトに固定された従動回転体と、
   前記駆動回転体と一体的に設けられたハウジング及び該ハウジング内に回転自在に設けられた円筒状のモータ出力軸と、を有し、前記モータ出力軸を回転駆動することによって前記駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる電動モータと、
   前記ハウジングの前端部に対向配置されたカバー部材と、
   前記従動回転体に設けられ、前記モータ出力軸の内部と機関の潤滑油通路とを連通する油路と、
   前記モータ出力軸の内部に挿入された前記従動回転体の一部の外周面と前記モータ出力軸の内周面との間に設けられた軸受部材と、
   前記モータ出力軸の前記軸受部材よりも前記カバー部材側の内周面に設けられて、前記軸受部材側からカバー部材方向への潤滑油の流出を阻止するシール栓体と、
   前記モータ出力軸とシール栓体との間に設けられて、該シール栓体の前記カバー部材方向への移動を規制する規制機構と、
   を備え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。
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おいて、
   前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面に形成された円環状の規制溝によって構成さ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。
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、
   前記規制溝は、横断面が溝底面側から前記軸受部材側の一方の内側面がテーパ面に形成されていると共に、前記溝底面から他方の内側面が円弧状に形成さ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。
4. 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、
   前記シール栓体は、前記モータ出力軸の内周面に弾接する外周部の外周面が、前記規制溝内に自身の弾性変形によって嵌入保持され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、
   前記モータ出力軸の内周面の前記栓体と軸受部材との間に、ストッパ部材が設けられ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５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、
   前記モータ出力軸の先端部外周面に、電動モータのコイルに電気を供給するコミュテータが圧入固定されると共に、該圧入範囲における外周面の前記規制溝を軸方向で避けた位置に、前記コミュテータの内周面が圧接する円環状のナーリング溝が形成さ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。
7. 請求項６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、
   前記モータ出力軸の内周面に、前記ストッパ部材の外周部が嵌着する円環状の嵌着溝が形成されていると共に、該嵌着溝と前記規制溝との間に前記ナーリング溝が形成さ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。
8. 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、
   前記シール栓体は、内部に芯材が埋設された弾性材によって有底円筒状に形成されて、円盤状の底壁と該底壁の外周縁に一体に設けられた円筒部とから構成さ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。
9. 請求項８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、
   前記シール栓体の円筒部の外周面が、前記規制溝の形成位置に配置されると共に、前記外周面の一部が変形して前記規制溝内に嵌入され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。
10. 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、
    前記油路を介して前記モータ出力軸の内部に供給された潤滑油は、前記軸受部材の内部隙間内に流入して潤滑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。
11. 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、
    前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面に形成された円環状の規制突部によって構成されると共に、前記シール栓体の外周部の外周面が前記規制突部を乗り上げた状態で弾性変形して保持され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。
12. 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、
    前記規制機構は、前記モータ出力軸の内周面における前記シール栓体よりも前記カバー部材側よりに設けられた規制リングによって構成さ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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