JP2023067649A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】姿勢の変化を招くことなくカムシャフトに支持される弁開閉時期制御装置を構成する。【解決手段】内燃機関のクランクシャフトと同期して回転軸芯Xを中心に回転する駆動側回転体Aと、内燃機関のカムシャフト2と一体回転する従動側回転体Bと、電動アクチュエータの駆動力により駆動側回転体Aおよび従動側回転体Bの相対回転位相を設定する位相調節機構と、を備えている。従動側回転体Bは、カムシャフト2の端部に連結される連結壁部21bの中央に内燃機関からカムシャフト2が突出する方向に窪む凹状部21Pを有し、凹状部21Pの外周側において内燃機関からカムシャフト2の突出方向と反対方向に窪む環状凹部21Rを有し、位相調節機構のギヤ部30の歯幅方向の端部が環状凹部21Rに収容されている。【選択図】図2
Description
本発明は、弁開閉時期制御装置に関する。
内燃機関の吸気バルブの開閉時期(バルブタイミング)を電動モータの駆動力で設定する弁開閉時期制御装置として、特許文献1にはクランクシャフトの駆動力で回転する駆動側回転体(第2回転体)と、この駆動側回転体の内部に対しカム軸と一体回転するように収容された従動側回転体(第1回転体)と、これらの回転位相を設定する遊星歯車及び遊星枠と、遊星枠を駆動する電動モータとが記載されている。
この特許文献1の弁開閉時期制御装置では、カムシャフトの突出側の端部に従動側回転体をボルトにより固定することにより、弁開閉時期制御装置をカムシャフトに支持している。また、この特許文献1では、従動側回転体の外周に駆動側回転体が相対回転自在に配置されている。
特許文献1に記載される弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体の外周に備えたスプロケットと、クランクシャフトに備えたスプロケットとに亘ってチェーンが巻回されるため、駆動側回転体にチェーンの張力が作用し、弁開閉時期制御装置の姿勢を不適正にすることや、回転精度を低下させることも考えられた。
このような不都合を解消するために、弁開閉時期制御装置の駆動側回転体のうち、カムシャフトに連結する部材の肉厚を増大させ、大径のボルトを用いて、クランクシャフトに連結することも考えられるものの、弁開閉時期制御装置の大型化を招くことになることが懸念される。
このような理由から、姿勢の変化を招くことなくカムシャフトに支持される弁開閉時期制御装置が求められる。
本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転軸芯を中心に回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフト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および前記従動側回転体の相対回転位相を設定する位相調節機構と、を備え、前記従動側回転体は、前記カムシャフトの端部に連結される連結壁部の中央に前記内燃機関から前記カムシャフトが突出する方向に窪む凹状部を有し、前記凹状部の外周側において前記内燃機関から前記カムシャフトが突出する方向と反対方向に窪む環状凹部を有し、前記位相調節機構のギヤ部の歯幅方向の端部が前記環状凹部に収容されている点にある。
この特徴構成として、例えば、駆動側回転体の外周にスプロケットが形成されたものを例に挙げると、連結壁部の凹状部にカムシャフトの内燃機関からの突出端を嵌め込む状態で、この連結壁部にカムシャフトを連結することにより、スプロケットの位置と、カムシャフトが連結壁に連結される位置との距離(回転軸芯に沿う方向での距離)を短縮させることになり、スプロケットに作用する張力に起因して、連結点を中心に駆動側回転体に作用する力のモーメントを低減し、弁開閉時期制御装置の姿勢を適正に維持することも可能となる。この構成では弁開閉時期制御装置の回転軸芯に沿う方向での長さを拡大することなくギヤ部の回転軸芯に沿う方向での長さを大きくすることも可能となる。
また、弁開閉時期制御装置では、カムシャフトに沿って供給された潤滑油が装置内でのギヤ部分に供給される必要性があるものの、連結壁が回転軸芯に対して直交する姿勢の単純な形状である場合には、ギヤ部分に潤滑油が充分に流れ難いことも想像できた。これに対して、環状凹部に環状のギヤ部の歯幅方向の端部を収容することにより、位相調節機構を、カムシャフトが突出する方向に変位させる構成を用いる必要がなく、弁開閉時期制御装置を全体的にカムシャフトが突出する方向に変位させず、大型化を招くこともない。
従って、姿勢の変化を招くことなくカムシャフトに支持される弁開閉時期制御装置が構成された。
従って、姿勢の変化を招くことなくカムシャフトに支持される弁開閉時期制御装置が構成された。
上記構成に加えた構成として、前記位相調節機構が、前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と一体回転する第1内歯ギヤと、前記回転軸芯を中心にして前記従動側回転体と一体回転する第2内歯ギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯を中心に回転自在で、歯幅方向の一方の端部側に前記第1内歯ギヤより少ない歯数で前記第1内歯ギヤに咬み合う第1外歯ギヤを形成し、歯幅方向で他方の端部側に前記第2内歯ギヤより少ない歯数で前記第2内歯ギヤに咬み合う第2外歯ギヤを形成した筒状のキャリアギヤと、前記キャリアギヤの内部空間に回転自在に内嵌し、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することにより、前記第1外歯ギヤと前記第2外歯ギヤとを、前記偏心軸芯を中心に回転させながら、前記キャリアギヤを、前記回転軸芯を中心に移動させる偏心部材とを備えて構成され、前記ギヤ部は、前記キャリアギヤであっても良い。
これによると、キャリアギヤと第1内歯ギヤと第2内歯ギヤとで内接型遊星減速機構を構成することが可能となる。具体的には、電動アクチュエータの駆動力で偏心部材を回転させることにより、キャリアギヤの回転中心を、回転軸芯を中心に公転するように移動させ、この移動時にキャリアギヤが第1内歯ギヤと第2内歯ギヤとに咬合する状態で回転し、この回転に伴い、回転軸芯を中心に駆動側回転体と従動側回転体とを相対的に回転させ、バルブタイミングの設定が可能となる。特に、ギヤ部がキャリアギヤであるため、キャリアギヤに対して充分な潤滑油を供給することが可能となる。
上記構成に加えた構成として、前記従動側回転体は、潤滑油路から供給される潤滑油を、前記凹状部から前記環状凹部に流し、更に、前記環状凹部から前記キャリアギヤに供給する潤滑油供給路を備え、電動アクチュエータの駆動力により前記位相調節機構が作動する際に、前記キャリアギヤの前記第1外歯ギヤと前記第1内歯ギヤとの咬合部、及び、前記キャリアギヤの前記第2外歯ギヤと前記第2内歯ギヤとの咬合部に存在する潤滑油の圧力を低減する排出路を有しても良い。
これによると、カムシャフトから供給された潤滑油は、潤滑油供給路によってキャリアギヤに供給される。また、電動アクチュエータの駆動力により位相調節機構が作動する際には、キャリアギヤの第1外歯ギヤと第1内歯ギヤとの咬合部、及び、キャリアギヤの第2外歯ギヤと第2内歯ギヤとの咬合部に存在する潤滑油の圧力が上昇し、キャリアギヤの回転に必要なエネルギーを増大させるポンプロスに繋がることもある。これに対して、咬合部に存在する潤滑油を排出路で排出することにより、ポンプロスを低減して負荷の低減が可能となる。
上記構成に加えた構成として、前記排出路は、前記駆動側回転体のうち前記第1内歯ギヤが内周に形成された部位と、前記従動側回転体のうち前記第2内歯ギヤが内周に形成された部位との合わせ面に、潤滑油を半径方向の外方に流すように形成されても良い。
これによると、第1内歯ギヤと第2内歯ギヤとの境界から外方に排出路が形成されるため、キャリアギヤの歯幅方向の中央位置から潤滑油を排出路に潤滑油を排出することが可能となり、ポンプロスを大きく低減できる。
上記構成に加えた構成として、前記従動側回転体は、外周に半径方向の外方に突出する複数の突出体を有し、前記駆動側回転体は、当該駆動側回転体と前記従動側回転体とが相対的に回転した際に複数の前記突出体の移動を許容する円弧状の突出体室を有しており、前記排出路からの潤滑油は、前記突出体室の内壁の供給溝部を介して前記突出体室に供給しても良い。
これによると、第1内歯ギヤと第2内歯ギヤとの境界から排出路によって排出された潤滑油を、供給溝部を介して突出体室に供給できる。
上記構成に加えた構成として、前記排出路が、前記キャリアギヤのうち前記第1外歯ギヤの歯幅方向の端部から一部の全周をテーパ状に除去して形成された排油空間、及び、前記端部と、前記端部の外側に隣接する壁部との間に形成され前記排油空間の潤滑油を前記回転軸芯に近接する方向に流す排油間隙で構成されても良い。
これによると、排油空間が、キャリアギヤの端部の外歯の全周をテーパ状に除去して形成され、排油間隙が、キャリアギヤの端部と、この端部の外側に隣接する壁部との間に形成されているため、キャリアギヤの歯幅方向に流れた潤滑油が、流れの終端位置で排油空間に流れ、この排油空間の潤滑油を排油間隙から排出し、ポンプロスを低減できる。
特に、この構成では、キャリアギヤの端部の歯面をテーパ状に切除することで排油空間を形成するため、排油空間を容易に形成できる。
特に、この構成では、キャリアギヤの端部の歯面をテーパ状に切除することで排油空間を形成するため、排油空間を容易に形成できる。
上記構成に加えた構成として、前記回転軸芯を通る断面において、前記排油空間の面積が、前記排油間隙の面積よりも大きく設定されても良い。
これによると、排油空間の幅を、排油空間の幅より広くすることにより、ポンプロスの低減を効果的に行い、排油空間からの潤滑油を、排油間隙を介して排出できる。
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、吸気カムシャフト2(カムシャフトの一例)と一体回転する従動側回転体Bと、位相制御モータM(電動アクチュエータの一例)の駆動力により駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相(以下、単に相対回転位相と称することもある)を設定する位相調節機構Cとを備えて弁開閉時期制御装置100が構成されている。
〔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、吸気カムシャフト2(カムシャフトの一例)と一体回転する従動側回転体Bと、位相制御モータM(電動アクチュエータの一例)の駆動力により駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相(以下、単に相対回転位相と称することもある)を設定する位相調節機構Cとを備えて弁開閉時期制御装置100が構成されている。
駆動側回転体Aと従動側回転体Bとは、吸気カムシャフト2の回転軸芯Xと同軸芯で配置され、前述した位相調節機構Cの作動により相対回転位相を変化させ、吸気バルブVの開閉時期(バルブタイミング)を設定する。
エンジンEは、シリンダブロックの複数のシリンダ3にピストン4を収容し、夫々のピストン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に連結した4サイクル型に構成されている。また、エンジンE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の駆動スプロケット11Sとに亘ってタイミングチェーン6(タイミングベルト等でも良い)が巻回されている。
エンジンEは、上部に回転軸芯Xと同軸芯で吸気カムシャフト2を備え、この吸気カムシャフト2と並列する位置に排気カムシャフト(図示せず)を備えている。吸気カムシャフト2は、回転に伴い吸気カムシャフト2に形成されたカム部2Aから作用する力により吸気バルブVを開閉作動させる。
位相制御モータMは、エンジンEに支持され、出力軸Maが回転軸芯Xと同軸芯で配置されている。この位相制御モータMは、ECU(Electronic Ccontrol Uunit )として機能する制御装置(図示せず)によって制御される。この制御装置は、エンジンEの稼動時に吸気バルブVの開閉時期(バルブタイミング)を変更する場合には、ハウジング11の回転速度より位相制御モータMの出力軸Maを増速、あるいは、減速する制御を行う。
尚、従動側回転体Bが駆動側回転体Aの回転方向と同方向に変化するように相対回転位相を変化させる作動を進角作動と称し、この進角作動により吸気量を増大させ吸気圧縮比が増大する。また、従動側回転体Bが駆動側回転体Aの回転方向と逆方向に変化するように相対回転位相を変化させる作動を遅角作動と称し、この遅角作動により吸気量を低減させ吸気圧縮比が低減する。
〔駆動側回転体〕
図1~図3、図6に示すように、駆動側回転体Aは、ハウジング11と、このハウジング11のフロント側(図1では左側)に配置されるフロントプレート12と、このフロントプレート12をハウジング11に締結する複数の締結ボルト13とを有している。
図1~図3、図6に示すように、駆動側回転体Aは、ハウジング11と、このハウジング11のフロント側(図1では左側)に配置されるフロントプレート12と、このフロントプレート12をハウジング11に締結する複数の締結ボルト13とを有している。
ハウジング11は、回転軸芯Xを中心とする筒状となるハウジングボディ11aと、このハウジングボディ11aのうちフロントプレート12と反対側の端部において回転軸芯Xに対し直交する姿勢のハウジングボトム11bとを有している。
ハウジングボディ11aは、駆動スプロケット11Sを外周に備えており、このハウジング11はタイミングチェーン6から駆動スプロケット11Sに伝えられる駆動力によりクランクシャフト1と同期して回転する。ハウジングボトム11bは、回転軸芯Xと同軸芯の円形の開口11cが形成されている。
フロントプレート12は、回転軸芯Xを中心とする筒状壁部12aと、回転軸芯Xに対し直交する姿勢のプレート部12bとを備えている。また、フロントプレート12の筒状壁部12aの内周に第1内歯ギヤ14が一体的に形成され、この第1内歯ギヤ14の複数の内歯夫々を第1内歯部14Aと称している。
駆動側回転体Aは、フロントプレート12を貫通する締結ボルト13をハウジング11の規制体15に形成された雌ネジに螺合させることにより、フロントプレート12とハウジング11とを一体化させている。
〔従動側回転体〕
図1~図3、図6に示すように、従動側回転体Bは、ハウジング11の内部に対し、回転軸芯Xを中心に回転自在に収容されたインナロータ21で構成されている。このインナロータ21の円筒状部21aの基端部が、ハウジングボトム11bの開口11cに対して相対回転自在に嵌め込まれている(この構造が後述する支持構造である)。
図1~図3、図6に示すように、従動側回転体Bは、ハウジング11の内部に対し、回転軸芯Xを中心に回転自在に収容されたインナロータ21で構成されている。このインナロータ21の円筒状部21aの基端部が、ハウジングボトム11bの開口11cに対して相対回転自在に嵌め込まれている(この構造が後述する支持構造である)。
インナロータ21は、円筒状部21aと、吸気カムシャフト2に連結する連結壁部21bとを有している。インナロータ21の円筒状部21aの内周には、回転軸芯Xを中心とする第2内歯ギヤ23が形成されている。この第2内歯ギヤ23の複数の内歯夫々を第2内歯部23Aと称している。
図2、図3に示すように、連結壁部21bは、中央にエンジンEから吸気カムシャフト2が突出する方向に沿って窪む凹状部21Pが形成されている。また、連結壁部21bの内面側で凹状部21Pに表裏となる位置関係で吸気カムシャフト2が突出する方向に沿って膨らむ凸状部21Qが形成されている。更に、連結壁部21bは、凹状部21Pの外周の外側において凹状部21Pが窪む方向と逆方向(エンジンEから吸気カムシャフト2が突出する方向と反対方向)に窪む環状凹部21Rを備えている。尚、凸状部21Qは、回転軸芯Xに対して直交する姿勢となる平坦な壁部として構成されている。
更に、連結壁部21bは、中央に回転軸芯Xと同軸芯のボルト孔21cが形成され、このボルト孔21cより外側の位置且つ凹状部21Pの底面に潤滑孔21dが形成されている。そして、潤滑孔21dからの潤滑油を送る複数の潤滑溝21gが凸状部21Qの表面に放射状に形成されている。また、環状凹部21Rは、環状に窪む形状であるため潤滑油を貯留することも可能となり、キャリアギヤ30に対する潤滑油の供給を無理なく行わせる。
連結壁部21bがこのように構成されているため、凹状部21Pに吸気カムシャフト2の端部を嵌め込み、ボルト孔21cに挿通した連結ボルト27を吸気カムシャフト2の雌ネジ部に螺合させることで吸気カムシャフト2に連結壁部21bが連結固定される。
この連結固定状態では、凹状部21Pに吸気カムシャフト2の端部が入り込んだ状態で凹状部21Pの面と、吸気カムシャフト2の突出側の端部とが接触する状態が維持される。また、この連結固定状態では、位相調節機構Cを構成するキャリアギヤ30(ギヤ部の一例)の歯幅方向の端部が環状凹部21Rに入り込む位置に配置される。この構成により弁開閉時期制御装置100の回転軸芯Xに沿う方向での長さを拡大することなくキャリアギヤ30の回転軸芯Xに沿う方向での長さを拡大できるだけでなく、キャリアギヤ30の咬み合い面の拡大も可能となる。
図1に示すように、吸気カムシャフト2には、潤滑油ポンプPからの潤滑油が供給される潤滑油路7が形成されている。弁開閉時期制御装置100は、吸気カムシャフト2に連結固定された状態で、吸気カムシャフト2の潤滑油路7が潤滑孔21dに連通し、潤滑油路7からの潤滑油が弁開閉時期制御装置100の内部に供給可能となる。この潤滑油の流れについては後述する。
この実施形態では、潤滑油路7に潤滑油を供給する構成であるが、潤滑油ポンプPを用いずに、例えば、エンジンEの上部から弁開閉時期制御装置100の近傍に流れ落ちる潤滑油の一部を取り込んで潤滑油として用いるように構成しても良い。
〔位相調節機構〕
図1~図6に示すように、位相調節機構Cはフロントプレート12の第1内歯ギヤ14と、キャリアギヤ30と、偏心部材33と、第1軸受34と、第2軸受35と、バネ体36と、インナロータ21の第2内歯ギヤ23とを備えている。
図1~図6に示すように、位相調節機構Cはフロントプレート12の第1内歯ギヤ14と、キャリアギヤ30と、偏心部材33と、第1軸受34と、第2軸受35と、バネ体36と、インナロータ21の第2内歯ギヤ23とを備えている。
キャリアギヤ30は、全長に亘って(歯幅方向で)同一の歯数で、同一の歯形の外歯部を形成した筒状に構成されている。このキャリアギヤ30のうち、一端側(歯幅方向での一端側)において第1内歯ギヤ14に咬み合う歯部を第1外歯ギヤ31と称し、他端側(歯幅方向での他端側)において第2内歯ギヤ23に咬み合う歯部を第2外歯ギヤ32と称している。
位相調節機構Cでは、第1外歯ギヤ31の複数の外歯夫々を第1外歯部31Aと称し、第2外歯ギヤ32の複数の外歯夫々を第2外歯部32Aと称している。また、第1外歯ギヤ31と第2外歯ギヤ32とは、歯形形状を等しくしている。
偏心部材33は、全体的に筒状であり、回転軸芯Xと平行姿勢となる偏心軸芯Yを中心とする円筒状の小径部33aと、回転軸芯Xを中心とする円筒状の大径部33bとが一体的に形成され、内周には回転軸芯Xと平行姿勢となる一対の係合溝33cが形成されている。
偏心部材33の小径部33aの外周のうち、回転軸芯Xに沿う方向視で偏心軸芯Yの側となる領域に形成された凹部に板バネ材で成るバネ体36が嵌め込まれている(図1参照)。キャリアギヤ30は、偏心部材33の小径部33aに外嵌する第2軸受35によって偏心軸芯Yを中心に回転自在に支持されている。また、キャリアギヤ30は、第2軸受35を介してバネ体36の付勢力が作用する。
図1に示すように、偏心部材33は、大径部33bに外嵌する第1軸受34を介して回転自在にフロントプレート12の筒状壁部12aに支持されている。偏心部材33は、一対の係合溝33cに対し位相制御モータMの出力軸Maの一対の係合ピン37が各別に係合する。
位相調節機構Cは、第1内歯ギヤ14の第1内歯部14Aの歯数を、キャリアギヤ30の第1外歯ギヤ31の第1外歯部31Aの歯数より1歯だけ多くしている。そして、キャリアギヤ30が偏心部材33の小径部33aに支持されることにより、図4に示すように回転軸芯Xと偏心軸芯Yとの位置関係から、偏心軸芯Yが回転軸芯Xから離れる方向に偏位した所定範囲の咬み合い領域においてのみ、これら第1内歯部14Aと第1外歯部31Aとの一部を咬み合わせている。
また、第2内歯ギヤ23の第2内歯部23Aの歯数を、キャリアギヤ30の第2外歯ギヤ32の第2外歯部32Aの歯数より2歯だけ多くしている。そして、キャリアギヤ30が偏心部材33の小径部33aに支持されることにより、回転軸芯Xと偏心軸芯Yとの位置関係から、偏心軸芯Yが回転軸芯Xから離れる方向に偏位した所定範囲の咬み合い領域におい、これらの第2内歯部23Aと第2外歯部32Aとの一部を咬み合わせている。
この位相調節機構Cは、図1に示すように、第1内歯ギヤ14と第1外歯ギヤ31とを併せて第1ギヤ減速部G1と称し、第2内歯ギヤ23と第2外歯ギヤ32とを併せて第2ギヤ減速部G2と称している。尚、第1ギヤ減速部G1と第2ギヤ減速部G2とは、ハイポサイクロイド型のギヤ減速機構(内接型遊星ギヤ減速機構)として機能する。
更に、この位相調節機構Cでは、外歯ギヤ(第1外歯ギヤ31と第2外歯ギヤ32との上位概念)と、内歯ギヤ(第1内歯ギヤ14と第2内歯ギヤ23との上位概念)の歯部との咬み合わせ状態を維持する方向にバネ体36の付勢力が作用する。
特に、位相調節機構Cは、第1外歯ギヤ31の第1内歯ギヤ14に対する咬み合い径と、第2外歯ギヤ32の第2内歯ギヤ23に対する咬み合い径とを等しくしており、これらの咬み合いを実現するようにギヤが設計されている。
〔潤滑油の流れ〕
図2、図3に示すように、この弁開閉時期制御装置100は、潤滑油路7からインナロータ21の内部に供給された潤滑油をキャリアギヤ30(ギヤ部)、第1内歯ギヤ14、第2内歯ギヤ23等に供給する潤滑油供給路Rを備えている。
図2、図3に示すように、この弁開閉時期制御装置100は、潤滑油路7からインナロータ21の内部に供給された潤滑油をキャリアギヤ30(ギヤ部)、第1内歯ギヤ14、第2内歯ギヤ23等に供給する潤滑油供給路Rを備えている。
図2に示すように、潤滑油供給路Rは、第1潤滑路Raと、第2潤滑路Rbと、第3潤滑路Rcとを有している。第1潤滑路Raは、潤滑油をインナロータ21の凸状部21Qの表面(連結壁部21bの表面のうち偏心部材33に対向する面)に形成された複数(実施形態では4つ/図6を参照)の潤滑溝21gを介して環状凹部21Rに導く領域に形成されている。更に、第1潤滑路Raは、環状凹部21Rに導かれて貯留された潤滑油を環状凹部21Rからキャリアギヤ30の外歯ギヤの歯幅方向に沿ってフロントプレート12の方向に導く領域に形成されている。
第2潤滑路Rbは、潤滑溝21gの下流位置から分岐した一部の潤滑油を、第2軸受35と第1軸受34とを通過させフロントプレート12の開口から外部に排出する領域に形成されている。
第3潤滑路Rcは、インナロータ21の凸状部21Qの表面からの一部の潤滑油を偏心部材33の内部に導き、この偏心部材33の反対側の端部から排出する領域に形成されている。
第1潤滑路Raでの潤滑油の流れを可能にするため、キャリアギヤ30の一方の端部(図2では右端)とインナロータ21の連結壁部21bとの間には潤滑油の流動が可能な間隙が形成されると共に、キャリアギヤ30の他方の端部(図2では左端)とフロントプレート12のプレート部12bとの間には、潤滑油の流動が可能な間隙が形成されている。
これにより、環状凹部21Rに供給されて貯留された潤滑油は、キャリアギヤ30の第2外歯ギヤ32と第2内歯ギヤ23との間に供給され、これに続き、キャリアギヤ30の第1外歯ギヤ31と第1内歯ギヤ14との間に供給される。
更に、第1潤滑路Raのうち、キャリアギヤ30の第1外歯ギヤ31とフロントプレート12のプレート部12bとの間に達した潤滑油は、第2潤滑路Rbの潤滑油と合流し、フロントプレート12の開口から外部に排出される。
前述したようにキャリアギヤ30と第1内歯ギヤ14、及び、キャリアギヤ30と第2外歯ギヤ32は、ハイポサイクロイド型のギヤ減速機構(内接型遊星ギヤ減速機構)として機能するものである。このように機能するギヤ減速機構は偏心部材33に備えたバネ体36の付勢力によって一部が咬合しており、このように咬合する領域に潤滑油が挟み込まれた場合には、潤滑油が外歯と内歯との咬合方向への相対的な移動を妨げることになり、位相制御モータMの負荷を増大させるものであった。
この負荷によるエネルギーの損失をポンプロスと称しており、この弁開閉時期制御装置100では、第1内歯ギヤ14と第2内歯ギヤ23との境界から前述したように排出路として機能する4つの潤滑油供給溝21ag(排出路の一例)に潤滑油の一部を流すことによりポンプロスの低減し、位相制御モータMの負荷の低減を図っている。
つまり、駆動側回転体Aのうち第1内歯ギヤ14が内周に形成された部位と、従動側回転体Bのうち第2内歯ギヤ23が内周に形成された部位との合わせ面には、潤滑油を半径方向の外方に流すように4つの潤滑油供給溝21agが形成されている。本実施形態では、潤滑油供給溝21agは、インナロータ21に形成されている。また、インナロータ21の円筒状部21aの外周部には4つの潤滑油供給溝21agに対して各別に連通する供給溝部21ahが形成されている。
このように構成されることにより、図4に示すように、第1潤滑路Raのうち、キャリアギヤ30と第1内歯ギヤ14との間、キャリアギヤ30と第2外歯ギヤ32との間に流れる潤滑油の一部が、4つの潤滑油供給溝21agに流れ、更に、供給溝部21ahに流れることでハウジング11に形成されたストッパ室16と突出体室17とに各別に供給される。ストッパ室16と突出体室17の詳細については後述する。
4つの潤滑油供給溝21agから供給溝部21ahに流れた潤滑油は、図4に示すように、ストッパ室16と、突出体室17とに満たされる。このように満たされた潤滑油は、ハウジングボトム11bに形成された開口11cと、インナロータ21の円筒状部21aの外周(フランジ部21Sa、回転支持部21Sb、詳細は後述)との間隙(支持構造)に流れることで、この部位を潤滑しつつ、弁開閉時期制御装置100の外部に排出される。
尚、4つの潤滑油供給溝21ag(排出路)に潤滑油が流れることにより、インナロータ21の円筒状部21aと、フロントプレート12のプレート部12bとの境界の潤滑も実現している。
〔作動形態〕
一部を先に説明したように、エンジンEの稼動時に、制御装置(図示せず)が、位相制御モータMの出力軸Maの回転速度をハウジング11の回転速度と等しくする制御を行うことにより、ハウジング11とインナロータ21の相対回転位相が維持され、弁開閉時期(バルブタイミング)は維持される。
一部を先に説明したように、エンジンEの稼動時に、制御装置(図示せず)が、位相制御モータMの出力軸Maの回転速度をハウジング11の回転速度と等しくする制御を行うことにより、ハウジング11とインナロータ21の相対回転位相が維持され、弁開閉時期(バルブタイミング)は維持される。
これに対し、制御装置が、位相制御モータMの出力軸Maの回転速度をハウジング11の回転速度より増速、あるいは、減速することにより、位相調節機構Cの作動によりハウジング11とインナロータ21との相対回転位相が変化し、弁開閉時期(バルブタイミング)の制御が行われる。
つまり、弁開閉時期の制御時には、偏心部材33が、従動側回転体B(インナロータ21)に対して回転軸芯Xを中心に相対的に回転する。この回転に伴い第1ギヤ減速部G1では、偏心軸芯Yが回転軸芯Xを中心に公転するように移動し、第1内歯ギヤ14の複数の第1内歯部14Aのうち、第1外歯ギヤ31の第1外歯部31Aに咬み合う位置が回転軸芯Xを中心に変化し、この変化に伴って第1外歯ギヤ31は、偏心軸芯Yを中心に回転する。
特に、第1ギヤ減速部G1では、出力軸Maが1回転した場合には、咬み合い位置が回転軸芯Xを中心に360度だけ移動するものの、第1内歯ギヤ14の第1内歯部14Aの歯数より、第1外歯ギヤ31の第1外歯部31Aの歯数が少ないため、この歯数の差に対応する角度だけ、第1内歯ギヤ14(厳密にはハウジング11)に対して第1外歯ギヤ31(キャリアギヤ30)が回転することになり、大きい減速比でキャリアギヤ30を、偏心軸芯Yを中心に回転させる。
更に、第2ギヤ減速部G2では、出力軸Maが1回転した場合には、咬み合い位置が回転軸芯Xを中心に360度だけ移動するものの、第1ギヤ減速部G1と同様に、第2内歯ギヤ23の第2内歯部23Aの歯数より、第2外歯ギヤ32の第2外歯部32Aの歯数が少ないため、この歯数の差に対応する角度だけ、第2内歯ギヤ23と第2外歯ギヤ32(キャリアギヤ30)とが相対的に回転することになる。
この相対回転により、第1ギヤ減速部G1による減速と第2ギヤ減速部G2による減速との2段の減速が行われ、このように減速された回転力によってキャリアギヤ30に対してインナロータ21を回転させる。その結果、ハウジング11(駆動側回転体A)に対してインナロータ21(従動側回転体B)を回転させ、結果として、ハウジング11と吸気カムシャフト2との相対回転位相を変化させて弁開閉時期(バルブタイミング)の設定を実現している。
〔ストッパと突出体〕
この弁開閉時期制御装置100は、図4、図5に示すように、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相が最遅角位相、あるいは、最進角位相に達した場合に位相の限界を決めるストッパ24を備えている。この弁開閉時期制御装置100は、ストッパ24が規制体15(当接対象の一例)に当接した際の衝撃を低減し、破損や強度低下を招き難い構成を備えている。
この弁開閉時期制御装置100は、図4、図5に示すように、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相が最遅角位相、あるいは、最進角位相に達した場合に位相の限界を決めるストッパ24を備えている。この弁開閉時期制御装置100は、ストッパ24が規制体15(当接対象の一例)に当接した際の衝撃を低減し、破損や強度低下を招き難い構成を備えている。
図4~図6に示すように、インナロータ21は、円筒状部21aの外周から半径方向の外方に向けて突出する単一のストッパ24と、3つの突出体25とを備えている。回転軸芯Xに沿う方向視で、単一のストッパ24と、3つの突出体25とは、回転軸芯Xを中心にインナロータ21(従動側回転体)の全周を4等分した角度(90°の角度)の位置に配置されている。以下の説明では、ストッパ24と、突出体25とのうちフロントプレート12に対向する面を表面と称し、ハウジングボトム11bに対向する面を裏面と称する。
ハウジング11は、内周から半径方向の内方に突出する4つの規制体15をハウジングボディ11aに備えており、これら4つの規制体15のうち周方向で隣接するものの間に円弧状の単一のストッパ室16と、円弧状の3つの突出体室17とが形成されている。ストッパ24が配置される空間がストッパ室16で、3つの突出体25が夫々配置される空間が3つの突出体室17である。特に、4つ規制体15のうちストッパ24に当接するものが当接対象となる。
この弁開閉時期制御装置100では、単一のストッパ24がストッパ室16において対応する規制体15(当接対象)に当接することにより相対回転位相の限界としての最遅角位相と、最進角位相とが決められる。この当接の際に3つの突出体25は対応する規制体15に当接しない状態に維持される。
図4~図10に示すように、ストッパ室16と、突出体室17とは、ハウジング11の内周とインナロータ21の円筒状部21aの外周との境界部分に配置されている。つまり、ストッパ室16と、突出体室17とは、ハウジング11の内周壁と、インナロータ21の円筒状部21aの外周壁と、ハウジング11のハウジングボトム11bの内壁と、フロントプレート12のプレート部12bの内壁とで取り囲まれる空間となる。
更に、インナロータ21の円筒状部21aの端面(フロントプレート12のプレート部12bに対向する面)には、ストッパ室16と、突出体室17とに各別に連通するように4つの潤滑油供給溝21agが形成されている。この潤滑油供給溝21agと供給溝部21ahとから供給される潤滑油がストッパ室16と、突出体室17に満たされる。
図4に示すように、弁開閉時期制御装置100は、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相が最遅角位相に達した場合にストッパ24が、ストッパ室16に隣接して配置された一対の規制体15の一方に当接することで機械的な限界を決める。また、このように相対回転位相が最遅角位相に達した場合には、前述したように3つの突出体25は対応する規制体15に当接しないように位置関係が設定されている。
〔衝撃を低減する構成〕
弁開閉時期制御装置100は、ストッパ24が規制体15に当接する直前において、ストッパ室16と突出体室17とに満たされた潤滑油が、ストッパ24の作動速度を減じ、突出体室17において突出体25の移動速度を減じることにより、ストッパ24が規制体15に当接する際の衝撃を低減する。
弁開閉時期制御装置100は、ストッパ24が規制体15に当接する直前において、ストッパ室16と突出体室17とに満たされた潤滑油が、ストッパ24の作動速度を減じ、突出体室17において突出体25の移動速度を減じることにより、ストッパ24が規制体15に当接する際の衝撃を低減する。
図7、図9に示すように、ストッパ室16では、フロントプレート12のプレート部12bをストッパ24の表面に当接させる位置に配置しており、ハウジングボトム11bの内面とストッパ24の裏面との間に潤滑油が流れるに充分な軸方向第1間隙D1で第1空間16S形成されている。第1空間16Sは、回転軸芯Xに沿う方向視で、ストッパ室16の径方向及び周方向の全体に亘って形成されている。
図8、図10に示すように、突出体室17では、フロントプレート12のプレート部12bの内面を突出体25の表面に当接させ、ハウジングボトム11bの内面を突出体25の裏面に当接させている。更に、この突出体室17は、ハウジングボトムの11bの内面に対し、突出体25の裏面との間に潤滑油が流れるに充分な軸方向第2間隙D2を作り出す空間としての溝状部17gを形成している。尚、突出体25は、溝状部17gから供給される潤滑油によって滑動性が高まる。
溝状部17gは、図8に示すように、回転軸芯Xに沿う方向視で突出体室17の幅方向の中央において、ハウジングボトム11bに対し溝領域Grに亘って形成されている。すなわち、溝状部17gは、突出体室17の中央部に形成されており、円弧上の突出体室17の周縁部である規制体15の近傍、径方向内縁及び径方向外縁近傍には形成されていない。この構成により、溝領域Grは、図4に示すように、ストッパ24が、中間位相から最遅角位相の近傍、あるいは、最進角位相の近傍に達した場合に、突出体25の作動方向における前方向の溝状部17gに流入する潤滑油量が制限される。
弁開閉時期制御装置100では、軸方向第1間隙D1を軸方向第2間隙D2より大きく設定している(D1>D2の関係)。また、ストッパ24が最遅角位相、あるいは、最遅角位相の近傍に達した状態において、溝状部17gの端部側に突出体25が重なり合うことにより、潤滑油の溝状部17gへの流れを制限するように溝領域Grの端部の位置が設定されている。
尚、突出体室17では、ストッパ24が最進角位相および最進角位相の近傍に達した状態において溝状部17gの端部側に突出体25が重なり合うため潤滑油の流れが制限されるものの、この突出体室17において突出体25と、ハウジング11のハウジングボトム11bとの間に0.2~0.3mm程度の間隙が形成され潤滑油の僅かな流れが許容される。
溝状部17gの周方向の両端部では、突出体25の裏面とハウジングボトム11bとの回転軸芯Xに沿う方向での間隙は小さく、この間隙の部位における潤滑油の流れが制限され、僅かに潤滑油が流れる状況となる。このように、ストッパ24が対応する規制体15(当接対象)に当接する状態、あるいは、突出体25が規制体15の近傍にある状態では、突出体25とハウジングボトム11bとの間隙が、突出体25が中間位相にある場合の軸方向第2間隙D2(深さ)と比較して小さいと言える。
更に、図4、図5、図7、図9に示すように、ストッパ24の外端(半径方向での外周位置)となるストッパ端面24t(外周面の一例)と、ハウジング11の内周面との間に径方向第1間隙E1の間隙が形成されている。ストッパ24が、最遅角位相の近傍に達した場合、及び、最進角位相の近傍に達した場合に、ストッパ端面24tに接触する(近接しても良い)突起部16aがハウジング11の内周壁に形成されている。これにより、ストッパ24が、中間位相に対応する領域にある場合の第1間隙E1と、最遅角位相近傍及び最進角近傍にある場合の第1間隙E1とでは、中間位相に対応する領域にある場合の第1間隙E1の方が大きい。
突起部16aは、ハウジング11の内周壁において回転軸芯Xに沿う方向の全幅に亘って形成されている。
図4、図5、図8、図10に示すように、突出体室17の外端(半径方向での外周位置)となる突出体端面25t(外周面の一例)と、ハウジング11の内周壁との間に径方向第2間隙E2の間隙が形成されている。ストッパ24が、最遅角位相の近傍に達した場合、及び、最進角位相の近傍に達した場合に、突出体端面25tに接触する(近接しても良い)突起壁17aがハウジング11の内周壁に形成されている。これにより、ストッパ24(突出体25)が、中間位相に対応する領域にある場合の第2間隙E2と、最遅角位相近傍及び最進角近傍にある場合の第2間隙E2とでは、中間位相に対応する領域にある場合の第2間隙E2の方が大きい。
突起壁17aは、ハウジング11の内周壁において回転軸芯Xに沿う方向の全体に亘って形成されている。更に、この弁開閉時期制御装置100では、中間位相に対応する領域にある場合の径方向第1間隙E1の値を、径方向第2間隙E2の値より大きく設定している(E1>E2の関係)。
このような構成から、ストッパ室16の構成から、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相の変化に伴い、ストッパ24が中間位相で移動する場合には、潤滑油が軸方向第1間隙D1の空間と、径方向第1間隙E1の間隙とに流れることにより、潤滑油がストッパ24の移動を妨げることなく、ストッパ24の円滑で高速の移動を可能にする。
これと同様に、突出体25が中間位相で移動する場合には、潤滑油が軸方向第2間隙D2の溝状部17gと、径方向第2間隙E2の間隙とに流れることにより、潤滑油が突出体25の移動を妨げることなく、突出体25の円滑で高速の移動を可能にする。
これに対し、相対回転位相の変化に伴い、ストッパ24が、最遅角位相、あるいは、最進角位相の近傍に達した場合には、突起部16aがストッパ端面24tに接触することにより、ストッパ端面24tの外側での潤滑油の流れを制限する。
これと同様に、ストッパ24が、中間位相から最遅角位相の近傍、あるいは、最進角位相の近傍に達した場合には、3つの突出体室17に対応する溝状部17gでの潤滑油の流れが制限され、突出体端面25tが突起壁17aに接触することにより突出体端面25tの外側での潤滑油の流れを制限する。
尚、突出体室17では、ストッパ24が最進角位相および最進角位相の近傍に達した状態において突出体端面25tが突起壁17aに接触する状態において、突出体端面25tと突起壁17aとの間に0.05~0.1mm程度の間隙が形成されても良く、この場合は潤滑油の流れが許容される。
その結果、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相が最遅角位相に到達する時点では、3つの規制体15が移動する方向の空間(移動方向の下流側)に潤滑油を封入することでダンパーと同様に移動力を受け止め、位相の変化速度を低減し、ストッパ24と規制体15とが当接する際の衝撃を低減し、衝突音の発生を低減する。
〔駆動側回転体と従動側回転体と間の支持構造〕
図3に示すように、インナロータ21のうち、ストッパ24と突出体25との基端を支持する円環状部分の一部を大径化したフランジ部21Saが形成され、このフランジ部21Saより底壁側には、フランジ部21Saより小径の回転支持部21Sbとが一体的に形成され、この境界には段状壁面21Scが形成されている(図6も参照)。
図3に示すように、インナロータ21のうち、ストッパ24と突出体25との基端を支持する円環状部分の一部を大径化したフランジ部21Saが形成され、このフランジ部21Saより底壁側には、フランジ部21Saより小径の回転支持部21Sbとが一体的に形成され、この境界には段状壁面21Scが形成されている(図6も参照)。
ハウジングボトム11bの開口11cは、回転支持部21Sbの外周に嵌合する状態で、インナロータ21とハウジング11との相対回転を可能にする内周面を有している。この構造が、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとを相対回転自在に支持する支持構造である。
更に、ハウジングボディ11aには、段状壁面21Scと平行姿勢で、この段状壁面21Scに近接する規制面11dが形成されている。規制面11dは、回転軸芯Xに沿う方向視でフランジ部21Saに重複する位置に形成されている。これら段状壁面21Scと規制面11dとの間にフランジ部間隙Dxが形成され、このフランジ部間隙Dxは、図9に示す軸方向第1間隙D1より小さい値に設定されている(D1>Dxの関係)。
これにより、ハウジング11とフロントプレート12とが締結ボルト13で連結された状態において、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの軸芯方向での位置が決まり、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとを、回転軸芯Xを中心とした相対的な回転を許容する状態で、これらの分離が抑制される。
駆動側回転体Aと従動側回転体Bとを回転軸芯Xに沿って離間させる方向に力が作用した場合には、段状壁面21Scと規制面11dと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との回転軸芯Xに沿う方向の相対移動を規制できる。また、フランジ部間隙Dxが、軸方向第1間隙D1より小さいため駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが回転軸芯Xに沿って離間方向に相対移動し、フランジ部21Saと規制面11dとが当接した場合でも、ストッパ24の裏面と、ハウジングボトム11bとの間に隙間が存在するため、ストッパ24に対しスラスト力(回転軸芯に沿う方向の力)を作用させることもない。
〔実施形態の作用効果〕
図2に示すように、インナロータ21の連結壁部21bが、回転軸芯Xに沿う方向で窪む凹状部21Pを有し、凹状部21Pの内面側で凹状部21Pに表裏となる位置に吸気カムシャフト2が突出する凸状部21Qが形成され、凹状部21Pの外周の外側において凹状部21Pが窪む方向と逆方向に窪む環状凹部21Rを備えている。
図2に示すように、インナロータ21の連結壁部21bが、回転軸芯Xに沿う方向で窪む凹状部21Pを有し、凹状部21Pの内面側で凹状部21Pに表裏となる位置に吸気カムシャフト2が突出する凸状部21Qが形成され、凹状部21Pの外周の外側において凹状部21Pが窪む方向と逆方向に窪む環状凹部21Rを備えている。
この構成により、凹状部21Pに吸気カムシャフト2の突出端が嵌まり込む状態で、連結ボルト27で吸気カムシャフト2に連結壁部21bを連結固定することにより、環状凹部21Rに対し構成するキャリアギヤ30(ギヤ部の一例)が、その歯幅方向の端部(第2外歯ギヤ32の端部)が環状凹部21Rに入り込む配置を実現している。
これにより、弁開閉時期制御装置100は、駆動スプロケット11Sの位置と、吸気カムシャフト2が連結壁部21bに連結される位置との距離(回転軸芯Xに沿う方向での距離)を短縮し、駆動スプロケット11Sに作用する張力により連結点を中心にハウジング11(駆動側回転体)に作用する力のモーメントを低減している。
また、弁開閉時期制御装置100は、潤滑油路7から供給された潤滑油を、回転に伴う遠心力により凸状部21Qの表面に形成された複数の潤滑溝21gを介して環状凹部21Rに供給し、供給された潤滑油を環状凹部21Rに貯留する。そして、この環状凹部21Rにおいて貯留された潤滑油をキャリアギヤ30の第2外歯ギヤ32に対する供給を実現している。
このように、キャリアギヤ30に供給された潤滑油は、キャリアギヤ30の歯幅方向に流れ、この潤滑油の一部が、キャリアギヤ30の歯幅方向の中央位置で4つの潤滑油供給溝21agから供給溝部21ahに流れることにより、ポンプロスを低減し、結果として、位相制御モータMにおける消費電力の低減を実現している。
図4、図5に示すように、弁開閉時期制御装置100は、インナロータ21に単一のストッパ24と、3つの突出体25とを半径方向の外方に突出する形態で形成し、ストッパ24を収容するストッパ室16と、3つの突出体25に対応した3つの突出体室17とを形成している。
ストッパ室16と突出体室17とが、潤滑油供給溝21agから供給される潤滑油で満たされ、ストッパ室16は、ハウジングボトム11bの内面とストッパ24の裏面との間に潤滑油が流れるに充分な軸方向第1間隙D1の第1空間16Sを形成し、ストッパ端面24tと、ハウジング11の内周となる内周面との間に径方向第1間隙E1の間隙を形成し、更に、突起部16aを形成している。
また、突出体室17は、ハウジングボトム11bの内面に軸方向第2間隙D2の溝状部17gを形成し、突出体端面25tと、ハウジング11の内周壁との間に径方向第2間隙E2の間隙を形成し、更に、突起壁17aを形成している。
このような構成から、ストッパ24と突出体25とが中間位相にある場合にはストッパ室16と突出体室17との内部でストッパ24と突出体25との移動を円滑に行わせている。
ストッパ24が、中間位相から最遅角位相の近傍、又は、最進角位相の近傍に達した場合には、3つの突出体室17に対応する溝状部17gでの潤滑油の流れを制限することにより、ストッパ24が規制体15に当接する際の衝撃を低減し、衝撃音の発生を抑制している。特に、この構成では、ストッパ24が規制体15に当接する際の衝撃が抑制されるため、ストッパ24の小型化を可能にしている。
また、図3に示すように、インナロータ21の円筒状部21aのフランジ部21Saの外径を、プレート部12bに連なる回転支持部21Sbの外径より大きく設定し、これらに嵌合する軸受構造をハウジングボディ11aに有しているため、この軸受構造の部位においても、ハウジング11とインナロータ21とが回転軸芯Xに沿う方向への変位の規制を可能にしている。
また、フランジ部間隙Dxが、軸方向第1間隙D1より小さいため駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが回転軸芯Xに沿って離間方向に相対移動してフランジ部21Saと規制面11dとが当接した場合でも、ストッパ24の裏面と、ハウジングボトム11bとの間に隙間が存在するため、ストッパ24に対しスラスト力(回転軸芯に沿う方向の力)を作用させることもない。
この弁開閉時期制御装置100では、図3に示すようにインナロータ21の円筒状部21aの端部と、フロントプレート12のプレート部12bとが接触する状態にあるため、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの回転軸芯Xに沿う方向での相対移動を規制し、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相が変化する場合には、円筒状部21aの端部とプレート部12bとが回転軸芯Xに近接する位置で接触するため、摩擦抵抗を低減する状態での回転を可能としている。
〔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(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
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(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
(a)図11に示すように、キャリアギヤ30の第1外歯ギヤ31のうち、歯幅方向での端部(環状凹部21Rの反対側の端部の一例)の全周をテーパ状に除去することで排油空間30Sを形成し、この排油空間30Sと連通するキャリアギヤ30の端面と、フロントプレート12の内壁(端部の外側に隣接する壁部の一例)との間に潤滑油を回転軸芯Xに近接する方向に流す排油間隙30Tを形成する。また、壁部が、例えば、第1軸受34のように軸受のインナレースの側面であっても良い。
本実施形態では、回転軸芯Xを通る断面において、排油空間30Sの面積を、排油間隙30Tの面積より大きくしている。
この別実施形態(a)の構成は、排油空間30Sと排油間隙30Tで排出路が構成されるものであり、実施形態に記載した潤滑油供給溝21agと併せて用いることも可能である。また、この別実施形態(a)の構成では、第1外歯ギヤ31の歯幅方向での端部から潤滑油を積極的に排出できるため、ポンプロスの低減を実現する。
(b)排出路を、フロントプレート12のプレート部12bと、インナロータ21の円筒状部21aとの合わせ面のうち、のプレート部12bに形成する。つまり、実施形態では、円筒状部21aに対し、排出路として潤滑油供給溝21agを形成していたが、これに代えて排出路を形成することになる。また、この別実施形態(b)では、実施形態に記載した潤滑油供給溝21agと併せてプレート部12bに排出路を形成することも可能である。
(c)キャリアギヤ30のうち、潤滑油が供給される上流位置の端面(第2外歯ギヤ32の端面)に、半径方向に複数の溝を形成することにより、キャリアギヤ30の外歯側に潤滑油を供給できるように構成する。このように潤滑油を外歯側に供給するための構成として、潤滑油が供給される上流位置の端面(インナロータ21の連結壁部21bに近接する端面)の外周に小径部を形成しても良い。
(d)ストッパ24の表面と、突出体25の表面との少なくとも一方に溝や凹部等を備えることにより、フロントプレート12のプレート部12bとの間に潤滑油の流動が可能な間隙を形成する。このように構成することにより、ストッパ24と突出体25との少なくとも一方を、プレート部12bの内面で滑らかに移動させ、相対回転位相を設定する際の応答速度の高速化を実現する。
(e)フロントプレート12のプレート部12bの内面のうち、ストッパ24の表面と、突出体25の表面との少なくとも一方に対向する位置に潤滑油の流動が可能な間隙を形成する。これにより、別実施形態(d)と同様に相対回転位相を設定する際の応答速度の高速化を実現する。
(f)突出体室17のうち、フロントプレート12のプレート部12bが露出する領域に溝状部17gと同様の溝部を形成する。このように溝部を形成する場合、実施形態に示した溝状部17gと併せて用いることが考えられる。
(g)ストッパ24と突出体25との数は実施形態に示した数に限定されるものではなく、例えば、ストッパ24が複数であって良く、突出体25も2つや、3以上の数であっても良い。
(h)本発明のように、連結壁部21bに凹状部21Pと、凸状部21Qと、環状凹部21Rとを備えた構成を、位相調節機構Cとして単一のキャリアギヤ30を備えた構成を示していたが、例えば、偏心部材33で複数の外歯ギヤを作動させ、これら2つの外歯ギヤに対して各別に咬み合う複数の内歯ギヤを備えるように構成する。
この別実施形態(h)の構成では、環状凹部21Rに対して、複数の外歯ギヤのうちの端部に配置される1つが配置される。
本発明は、弁開閉時期制御装置に利用することができる。
1 クランクシャフト
2 吸気カムシャフト(カムシャフト)
7 潤滑油路
11 ハウジング(駆動側回転体)
12 フロントプレート(駆動側回転体)
12b プレート部(壁部)
14 第1内歯ギヤ
17 突出体室
21 インナロータ(従動側回転体)
21ag 潤滑油供給溝(排出路)
21ah 供給溝部
21b 連結壁部
21P 凹状部
21Q 凸状部
21R 環状凹部
23 第2内歯ギヤ
25 突出体
30 キャリアギヤ(ギヤ部)
30S 排油空間(排出路)
30T 排油間隙(排出路)
31 第1外歯ギヤ
32 第2外歯ギヤ
33 偏心部材
30S 排油空間
30T 排油間隙
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
E エンジン(内燃機関)
M 位相制御モータ(電動アクチュエータ)
R 潤滑油供給路
W1 除去寸法
W2 間隙寸法
X 回転軸芯
Y 偏心軸芯
2 吸気カムシャフト(カムシャフト)
7 潤滑油路
11 ハウジング(駆動側回転体)
12 フロントプレート(駆動側回転体)
12b プレート部(壁部)
14 第1内歯ギヤ
17 突出体室
21 インナロータ(従動側回転体)
21ag 潤滑油供給溝(排出路)
21ah 供給溝部
21b 連結壁部
21P 凹状部
21Q 凸状部
21R 環状凹部
23 第2内歯ギヤ
25 突出体
30 キャリアギヤ(ギヤ部)
30S 排油空間(排出路)
30T 排油間隙(排出路)
31 第1外歯ギヤ
32 第2外歯ギヤ
33 偏心部材
30S 排油空間
30T 排油間隙
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
E エンジン(内燃機関)
M 位相制御モータ(電動アクチュエータ)
R 潤滑油供給路
W1 除去寸法
W2 間隙寸法
X 回転軸芯
Y 偏心軸芯
Claims (7)
- 内燃機関のクランクシャフトと同期して回転軸芯を中心に回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフト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および前記従動側回転体の相対回転位相を設定する位相調節機構と、を備え、
前記従動側回転体は、前記カムシャフトの端部に連結される連結壁部の中央に前記内燃機関から前記カムシャフトが突出する方向に窪む凹状部を有し、前記凹状部の外周側において前記内燃機関から前記カムシャフトが突出する方向と反対方向に窪む環状凹部を有し、
前記位相調節機構のギヤ部の歯幅方向の端部が前記環状凹部に収容されている弁開閉時期制御装置。 - 前記位相調節機構が、
前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と一体回転する第1内歯ギヤと、
前記回転軸芯を中心にして前記従動側回転体と一体回転する第2内歯ギヤと、
前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯を中心に回転自在で、歯幅方向の一方の端部側に前記第1内歯ギヤより少ない歯数で前記第1内歯ギヤに咬み合う第1外歯ギヤを形成し、歯幅方向で他方の端部側に前記第2内歯ギヤより少ない歯数で前記第2内歯ギヤに咬み合う第2外歯ギヤを形成した筒状のキャリアギヤと、
前記キャリアギヤの内部空間に回転自在に内嵌し、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することにより、前記第1外歯ギヤと前記第2外歯ギヤとを、前記偏心軸芯を中心に回転させながら、前記キャリアギヤを、前記回転軸芯を中心に移動させる偏心部材とを備えて構成され、
前記ギヤ部は、前記キャリアギヤである請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記従動側回転体は、潤滑油路から供給される潤滑油を、前記凹状部から前記環状凹部に流し、更に、前記環状凹部から前記キャリアギヤに供給する潤滑油供給路を備え、
電動アクチュエータの駆動力により前記位相調節機構が作動する際に、前記キャリアギヤの前記第1外歯ギヤと前記第1内歯ギヤとの咬合部、及び、前記キャリアギヤの前記第2外歯ギヤと前記第2内歯ギヤとの咬合部に存在する潤滑油の圧力を低減する排出路を有している請求項2に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記排出路は、前記駆動側回転体のうち前記第1内歯ギヤが内周に形成された部位と、前記従動側回転体のうち前記第2内歯ギヤが内周に形成された部位との合わせ面に、潤滑油を半径方向の外方に流すように形成されている請求項3に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記従動側回転体は、外周に半径方向の外方に突出する複数の突出体を有し、
前記駆動側回転体は、当該駆動側回転体と前記従動側回転体とが相対的に回転した際に複数の前記突出体の移動を許容する円弧状の突出体室を有しており、
前記排出路からの潤滑油は、前記突出体室の内壁の供給溝部を介して前記突出体室に供給される請求項4に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記排出路が、前記キャリアギヤのうち前記第1外歯ギヤの歯幅方向の端部から一部の全周をテーパ状に除去して形成された排油空間、及び、前記端部と、前記端部の外側に隣接する壁部との間に形成され前記排油空間の潤滑油を前記回転軸芯に近接する方向に流す排油間隙で構成されている請求項3に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記回転軸芯を通る断面において、前記排油空間の面積が、前記排油間隙の面積よりも大きく設定されている請求項6に記載の弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021179076A JP2023067649A (ja) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 弁開閉時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021179076A JP2023067649A (ja) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 弁開閉時期制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2023067649A true JP2023067649A (ja) | 2023-05-16 |
Family
ID=86326448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021179076A Pending JP2023067649A (ja) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 弁開閉時期制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023067649A (ja) |
-
2021
- 2021-11-01 JP JP2021179076A patent/JP2023067649A/ja active Pending
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