JP3943892B2 - 回転制御装置及び内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転伝達系において、駆動側と従動側の回転位相を変更操作する回転制御装置と、内燃機関の動力伝達系において、駆動側と従動側の回転位相を操作することによって機関弁の開閉タイミング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。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関のバルブタイミング制御装置は、タイミングチェーン等を介してクランクシャフトに連繋された駆動回転体と、カムシャフト側に連繋された従動回転体とを相対的に回動操作することによって両者の回転位相を変更し、それによって機関弁の開閉タイミングを制御する。
【0003】
このバルブタイミング制御装置のような回転制御装置としては、油圧を用いたものが一般に使用されているが、油圧を用いた回転制御装置は、確実な位相制御ができる反面、配管が複雑になり装置が大型化し易いうえ、油圧が充分に立ち上がるまでの応答性が芳しくない等の不具合がある。
【0004】
また、回転制御装置として、駆動回転体と従動回転体の間に電動モータ機構を組み込み、そのモータ機構を必要に応じて回動作動させることによって駆動回転体と従動回転体を相対的に回動させるものが案出されている。この回転制御装置の場合、油圧を用いる場合のような不具合は無くなるものの、通電のために回転中常時滑り接触するスリップリング等を用いざるを得ないことから、装置の耐久面で劣るという不具合がある。
【0005】
そこで、これらに対処するものとして特開平3−50308号公報に示されるもののように、非回転部材に固定設置された電磁コイルの発生磁力と、ばね部材の力によって駆動回転体と従動回転体の回転位相を変更する回転制御装置が案出されている。
【0006】
この回転制御装置は、駆動回転体と従動回転体をばね部材によって一方側に回動付勢すると共に、非回転部材に固定設置された電磁コイルの発生磁界を両回転体に作用させることによって他方側に相対回動できるようにし、電磁コイルの通電制御によって両回転体の回転位相を変更するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の回転制御装置は、一方に作用するばね部材の力と他方に作用する電磁コイルの力によって駆動回転体と従動回転体の相対回動位置を保持する構成であることから、外乱(外部からのトルク入力)に対しての回転保持能力が弱く、外乱の入力によって両回転体の回転位相が変化し易いという不具合がある。特に、両回転体の相対回動範囲内のうちの、任意の中間位置で両回転体を保持する場合には、両回転体が完全にばね部材の力と電磁コイルの力のバランスのみによって保持されることとなるため、回転位相制御が不安定になり易い。
【0008】
そこで本発明は、磁力によって駆動回転体と従動回転体を任意の相対回動位置に安定して保持できるようにして、耐久性及び作動精度の高い回転制御装置と内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、本発明は、回転駆動される駆動回転体と、この駆動回転体から動力を伝達される従動回転体とを相対的に回動操作することによって両回転体の回転位相を変更する回転制御装置において、駆動回転体と従動回転体のいずれか一方側に設けられ、永久磁石の異なる磁極が円周方向に沿って交互に現れるように構成された永久磁石ブロックと、この永久磁石ブロックの磁極面に対向する複数の極歯を有する第1極歯リング及び第2極歯リングを、互いの極歯が円周方向に沿って交互になるように組み合わせて成るヨークを複数組有し、そのヨーク相互が、互いの極歯が円周方向に沿って設定ピッチずれるように組み付けられると共に、全体が駆動回転体と従動回転体のいずれか他方側に設けられたヨークブロックと、このヨークブロックの各ヨークに対応する複数相の電磁コイルを有し、各電磁コイルの磁気入出端が、対応するヨークの第1極歯リングと第2極歯リングにエアギャップを介して対向するように非回転部材に固定設置されて前記ヨークブロックとは別個独立に設けられた電磁コイルブロックと、を備え、前記第1、第2極歯は、前記電磁コイルブロック側に位置するリング状の基部がほぼ平坦面に形成されている一方、前記エアギャップを介して前記基部と対向する前記電磁コイルの磁気入出力端は、前記電磁コイルの内外周側にほぼ円環状に配設されて、前記基部とほぼ等しい幅の平坦面状に形成され、前記複数相の電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させることによって前記ヨークブロックと永久磁石ブロックを相対回動させるようにした。
【0010】
本発明の場合、電磁コイルブロックの電磁コイルが励磁されて所定の向きの磁界が生じると、ヨークブロックの対応するヨークに磁気誘導が生じ、そのヨークの第1極歯リングの極歯と第2極歯リングの極歯には夫々磁界の向きに応じた磁極が現れる。また、ヨークブロックの複数のヨークは互いの極歯が円周方向に沿って設定ピッチずれているため、電磁コイルブロックの複数相の電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させると、N,Sの任意の磁極が現れる極歯をヨークブロックの円周方向に沿って設定ピッチずつ移動させることが可能になる。そして、このようにして磁極が設定ピッチずつ移動すると、ヨークブロックの各極歯の磁極と永久磁石ブロックの磁極面の間の吸引反発作用によって永久磁石ブロックがヨークブロック上の磁極移動に追従して回転する(ヨークブロックに対して相対回転する)。また、電磁コイルの発生磁界の変化を停止すると、ヨークブロックと永久磁石ブロックが所定の相対回動位置で停止することとなるが、このとき両ブロックの間には、ヨークの極歯の磁極と永久磁石の磁極面の間に少なくとも永久磁石の磁気的吸引力が作用し続けるため、両ブロックの相対回動位置はこの力によって確実に保持される。
【0011】
また、ヨークブロックと永久磁石ブロックの少なくとも一方は、駆動回転体または従動回転体にトルク増幅機構を介して連繋させることが好ましい。トルク増幅機構は、駆動回転体と従動回転体のいずれか一方側に設けられた径方向ガイドと、この径方向ガイドに径方向に変位可能に係合支持され、駆動回転体と従動回転体の他方の回転中心から所定距離離間した部分にリンクを介して連繋された可動部材と、この可動部材を案内係合する渦巻き状ガイドを有し、駆動回転体及び従動回転体に対して相対回転可能に設けられた中間回転体と、を備えた構成とし、この中間回転体に、ヨークブロックまたは永久磁石ブロックを一体回転可能に設けるようにしても良い。
【0012】
この場合、ヨークブロックと永久磁石ブロックの間に生じる磁力による回動操作力はトルク増幅機構によって増幅され、駆動回転体と従動回転体はその増幅された大きな操作力でもって相対的に回動操作されることとなる。特に、径方向ガイド、中間回転体、可動部材、リンク等を備えた前記トルク増幅機構を採用した場合には、リンクを通して可動部材に入力される外乱(荷重)が、互いに略直交する径方向ガイドと渦巻き状ガイドによって確実に受け止められるため、外乱によって駆動回転体と従動回転体が相対回動する不具合は生じない。
【0013】
さらに、可動部材と渦巻き状ガイド、可動部材と径方向ガイドの少なくとも一方は球を介して転動可能に係合するようにしても良い。このように球を介して係合するようにした場合には、可動部材の作動抵抗が低減されることから、ヨークブロックと永久磁石ブロックを相対回動させるのに必要な電磁力をより小さくすることが可能となる。したがって、消費電力をより低減することができる。
【0014】
また、ヨークブロックは、隣接するヨーク間と、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの間に絶縁体を充填した構造としても良い。この場合、すべての極歯リングを絶縁体を介して容易に一体組付けすることが可能となるうえ、隣接する極歯リング間での磁束漏れや渦電流の発生等も生じなくなる。
【0015】
そして、隣接するヨーク間と、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの間に絶縁体を充填する場合、第1極歯リングと第2極歯リングを、夫々のリング状の基部が電磁コイルブロック側に位置され、極歯が永久磁石ブロック側に位置されるように屈曲変形させるようにしても良い。このようにした場合、各極歯リングと絶縁体の間で充分な接合面積を確保しつつ、リング状の基部を電磁コイルブロックに、極歯を永久磁石ブロックに夫々充分に近接させることが可能になる。
【0016】
さらに、電磁コイルブロックの各電磁コイルは、コイル本体を囲繞するコイルヨークの半断面略コ字状の開口端に、ヨークブロックの第1極歯リングまたは第2極歯リングに対向するように延出して磁気入出端を成す折曲片を設け、その折曲片をコイルヨーク本体部よりも薄肉に形成するようにしても良い。この場合、コイルヨークの開口端に折曲片を設けたため、第1極歯リングまたは第2極歯リングに対向する磁気入出端の面積をコイルヨーク本体部の断面積よりも大きくし、磁気抵抗をより小さくすることができる。また、折曲片は薄肉であるため、加工時の曲げ変形が容易になると共に、コイルヨーク全体の軸長も短縮化される。
【0017】
このとき、コイルヨークは、半断面略コ字状のコイルヨーク本体部を成すメインヨークと、前記折曲片を有しメインヨークの半断面略コ字状の開口端に取付けられるサブヨークとから構成しても良い。この場合、コイルヨーク本体部と折曲片が別体部材で構成されるため、コイルヨーク本体部と折曲片の肉厚を容易に変えることが可能となる。したがって、コイルヨーク本体部の肉厚を厚くして断面積を大きくし、折曲片を薄肉に、かつ長く形成することによって、軸方向寸法の増大を招くことなく、全体の磁気抵抗の低減を図ることが可能となる。
【0018】
また、この場合、サブヨークは半断面略L字状の円環形状に形成することが好ましい。つまり、このように形成した場合には、L字状の一辺をメインヨークに対する嵌合部とし、L字状の他辺を、第1極歯リングまたは第2極歯リングに対向する磁気入出端とすることができる。
【0019】
さらに、コイルヨーク本体部の内周壁は外周壁よりも厚肉に形成することが好ましい。この場合、コイルヨーク本体の内周壁と外周壁の断面積の差が小さくなり、コイルヨーク本体部の全体の磁気抵抗を小さくすることが可能となる。また、折曲片は径方向内側の折曲片の延出長さを径方向外側のものよりも長くすることが好ましい。このようにした場合、第1極歯リングや第2極歯リングに対する径方向内側の折曲片と径方向外側の折曲片の対向面積の差が小さくなり、全体の磁気抵抗を下げることが可能となる。
【0020】
また、永久磁石ブロック、ヨークブロック、電磁石ブロックの3者は、ヨークブロックを中心として軸方向に並べて配置するようにしても、径方向に並べて配置するようにしても良い。
【0021】
前者の場合、永久磁石ブロックは、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極を円周方向に沿って複数配置した構成とし、ヨークブロックは、すべてのヨークの極歯リングを径方向に円板状に並べて配置し、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの極歯を、相手極歯リング側に指向するように径方向に延出させた構成とし、電磁コイルブロックは、各電磁コイルがヨークブロックの対応するヨークに軸方向のエアギャップを介して対向するように、電磁コイルを径方向に並べて配置した構成とする。この場合、どうしてもある程度以上の幅を要する電磁コイルが径方向に並ぶこととなるため、電磁コイルブロックが軸方向に大きくスペースを占有することがなくなり、装置の軸長を短くすることが可能となる。
【0022】
後者の場合、永久磁石ブロックは、円筒状の面に軸方向に延出する磁極を円周方向に沿って複数配置した構成とし、ヨークブロックは、すべてのヨークの極歯リングを軸方向に円筒状に並べて配置し、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの極歯を、相手極歯リング側に指向するように軸方向に延出させた構成とし、電磁コイルブロックは、各電磁コイルがヨークブロックの対応するヨークに径方向のエアギャップを介して対向するように、電磁コイルを軸方向に並べて配置した構成とする。この場合、ヨークブロックのすべての極歯リングが軸方向に円筒状に並んで配置されるため、永久磁石ブロックとの間で磁気的な吸引反発力が作用するすべての極歯が回転中心からほぼ同距離となる。したがって、ヨークブロックと永久磁石ブロックの相対回動時におけるトルクバランスが良好となり、両ブロックの安定した相対回動が可能となる。
【0023】
また、駆動回転体を内燃機関のクランクシャフトに連繋させると共に、従動回転体を内燃機関のカムシャフトに連繋させ、駆動回転体と従動回転体の回転位相を前記回転位相制御装置によって変更することにより内燃機関の機関弁の開閉タイミングを変更するようにしても良い。この場合、バルブスプリングの力と駆動カムのプロフィールに起因するトルク反転が生じても、回転位相制御装置は、ヨークブロックと永久磁石ブロックの間に作用する少なくとも永久磁石による磁気的吸引力によってそのトルク反転に抗することが可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
まず、図1〜図12に示す本発明の第1の実施形態について説明する。尚、この実施形態は、回転制御装置をバルブタイミング制御装置として内燃機関の吸気側の動力伝達系に適用したものであるが、内燃機関の排気側の動力伝達系に同様に適用することも可能である。
【0026】
このバルブタイミング制御装置は、図1に示すように内燃機関のシリンダヘッド(図示せず)に回転自在に支持されたカムシャフト1(本発明における従動回転体)と、このカムシャフト1の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、クランクシャフト(図示せず)に連繋されるタイミングスプロケット2を外周に有する駆動プレート3(本発明における駆動回転体)と、この駆動プレート3とカムシャフト1の前方側(図1中左側)に配置されて、両者3,1を相対回動させるべく回動力を発生する回動力発生部4と、この回動力発生部4で発生した回動力を増幅して駆動プレート3とカムシャフト1を直接回動操作するトルク増幅機構5と、を備えている。
【0027】
駆動プレート3は、中心部に段差状の支持孔6を備える円板状に形成され、その支持孔6部分が、カムシャフト1の前端部に一体に結合されたフランジリング7に回転自在に支持されている。そして、駆動プレート3の前面(カムシャフト1と逆側の面)には、断面略半円状の3つの径方向溝8(径方向ガイド)が図2に示すようにほぼ径方向に沿うように形成されている。
【0028】
また、前記フランジリング7の前面側には、放射方向に突出する三つのレバー9を有するレバー軸10と、支持フランジ11を有する保持リング12が重合状態で配置され、これらのレバー軸10と保持リング12がフランジリング7と共にボルト13によってカムシャフト1に結合されている。そして、レバー軸10の各レバー9には、リンク14の一端がピン15によって回動自在に枢支されており、各リンク14の他端には、軸方向に貫通する収容孔16が形成され、その収容孔16に、以下の構成要素から成る可動部材17が収容されている。
【0029】
即ち、可動部材17は、駆動プレート3側で球18を保持する第1リテーナ19と、駆動プレート3と逆側で別の球20を保持する第2リテーナ21と、第1リテーナ19と第2リテーナ21の間に介装されて、両リテーナ19,21を相反方向に付勢する波形の板ばね22とによって構成されている。
【0030】
第1,第2リテーナ19,21は板ばね22と共にリンク14の収容孔16内に配置されるが、これらのリテーナ19,21は、夫々厚肉の円板状に形成されると共に、前面側の各中心部に前記球18,20を保持する半球状の窪みが形成されている。したがって、各リテーナ19,21に保持された球18,20は互いが軸方向で同軸となるようにリンク14の端部に配置され、リンク14の他端において軸方向の両端部から夫々突出するようになっている。
【0031】
また、第1リテーナ19に保持された一方の球18は、駆動プレート3の前記径方向溝8に対して転動可能に係合され、第2リテーナ21に保持された球20は、後述する中間回転体23に形成された断面略半円状の渦巻き溝24(渦巻き状ガイド)に対して同様に転動可能に係合されている。可動部材17は、駆動プレート3の径方向溝8によって径方向に案内された状態で、リンク14とレバー9を介してカムシャフト1に連結されているため、可動部材17が中間回転体23側から外力を受けて径方向溝8に沿って変位すると、リンク14とレバー9によるリンク作用により、駆動プレート3とカムシャフト1が可動部材17の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【0032】
一方、保持リング12は、支持フランジ11の軸方向前後に夫々ボス部25,26を有し、その後部側のボス部26の周域には略円板状の前記中間回転体23が配置されている。中間回転体23は、前記ボス部26よりも大径の遊挿孔27が形成されてボス部26に対して非接触とされると共に、後部側(駆動プレート3側)の面に、各可動部材17に対して1対1で対応するように前記渦巻き溝24が3つ形成されている。この各渦巻き溝24の渦巻きは、図3〜図5に示すように(図4,図5において、渦巻き溝24は中心線のみ示してある。)駆動プレート3の回転方向Rに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、可動部材17の球20が渦巻き溝24に係合した状態で中間回転体23が駆動プレート3に対して遅れ方向に相対回転すると、可動部材17は渦巻き溝24の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体23が進み方向に相対回転すると、半径方向外側に移動する。
【0033】
また、保持リング12の支持フランジ11と中間回転体23の内周縁部の間には、ニードルタイプのスラスト軸受28が介装されており、中間回転体23はこの軸受28を介して保持リング12に回転可能にスラスト支持されている。
【0034】
この実施形態の場合、トルク増幅機構5は、以上説明した駆動プレート3の径方向溝8、可動部材17、リンク14、レバー9、中間回転体23の渦巻き溝24等によって構成されている。このトルク増幅機構5は、回動力発生部4からカムシャフト1に対する相対的な回動力が中間回転体23に付与されると、渦巻き溝24を介して可動部材17を径方向に変位させ、さらに径方向溝8と、リンク14及びレバー9を介してその回動力を設定倍率に増幅し、駆動プレート3とカムシャフト1に相対的な回動力を作用させる。
【0035】
一方、回動力発生部4は、前記中間回転体23の前面側(駆動プレート3と逆側)の外周縁部に接合された円環プレート状の永久磁石ブロック29と、保持リング12に径方向外側にフランジ状に張り出すように取り付けられた薄肉の円環プレート状のヨークブロック30と、シリンダヘッドとロッカカバー(図示せず)に跨って取り付けられたVTCカバー31(本発明における非回転部材)内に固定設置された電磁コイルブロック32と、を備えて成り、この電磁コイルブロック32の備える複数の電磁コイル33A,33Bは、励磁回路やパルス分配回路等を含む駆動回路34に接続され、この駆動回路34がコントローラ35によって制御されるようになっている。尚、コントローラ35は、クランク角、カム角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号を受け、随時機関の運転状態に応じた制御信号を駆動回路34に出力する。
【0036】
永久磁石ブロック29は、図6に示すように、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極(N極,S極)が、異磁極が交互になるように円周方向に沿って複数着磁されている。尚、図6においては、N極の磁極面を36nで示し、S極の磁極面を36sで示している。
【0037】
ヨークブロック30は、後述する第1,第2極歯リング37,38が対にされて成る二組のヨーク39A,39Bを備え、その内周縁部が、保持リング12の支持フランジ11と、同リング12の前部側のボス部25に螺合されたナット40によって挟持固定されている。
【0038】
各ヨーク39A,39Bの第1,第2極歯リング37,38は透磁率の高い金属材料によって形成され、図7に示すように、平板リング状の基部37a,38aと、その基部37a,38aから径方向内側または外側に延出する略台形状の複数の極歯37b…,38b…とを備えている。この実施形態の場合、径方向外側に位置されるものが第1極歯リング37、径方向内側に位置されるものが第2極歯リング38とされているが、各極歯リング37,38の極歯37b,38bは、円周方向に等間隔に、かつ、歯先が相手極歯リング側に指向するように、つまり、第1極歯リング37の歯先は径方向内側に、第2極歯リング38の歯先は径方向外側に夫々指向するように延出している。そして、第1極歯リング37と第2極歯リング38は、互いの極歯37b,38bが円周方向に交互に、かつ、等ピッチとなるように絶縁体である樹脂材料40によって結合されている。
【0039】
ヨークブロック30を構成する2つのヨーク39A,39Bは、径方向外側と内側に全体がほぼ円板状を成すように並べられると共に、図12の励磁シーケンス図に示すように、互いの極歯37b,38bが円周方向に沿って4分の1ピッチずれるように組み付けられている。尚、図12に示したピッチの記載は、一つの極歯リング37(または、38)上の隣接する極歯37b,37b(または、38b,38b)間のピッチを1ピッチと考えた場合であるが、一つのヨーク39A(39B)上の隣接する極歯37b,38b間のピッチを1ピッチと考えるならば、ヨーク39A,39B相互の極歯37b…,38b…は円周方向に沿って2分の1ピッチずれているものと言える。
【0040】
また、ヨークブロック30は、図1に示すように、その両側面が永久磁石ブロック29と電磁コイルブロック32に軸方向で対向するように配置されているが、各ヨーク39A,39Bの第1,第2極歯リング37,38は、図8,図9に示すように、リング状の基部37a,38aが電磁コイルブロック32側(図中左側)に位置され、台形状の各極歯37b,38bが永久磁石ブロック29側(図中右側)に位置されるように極歯37b,38bと基部37a,38aの連接部が屈曲して形成されている。そして、ヨークブロック30のヨーク39A,39B相互は第1,第2極歯リング37,38と同様に絶縁体である樹脂材料40によって結合されている。
【0041】
したがって、隣接するすべての極歯リング37,38は、基部37a,38aや極歯37b,37bの側面を含む広い面積でもって樹脂材料40と強固に接合されるうえ、各極歯リング37,38の基部37a,38aは電磁コイルブロック32に、極歯37b,38bは永久磁石ブロック29に夫々充分に近接した状態で配置される。また、このヨークブロック30の場合、すべての極歯リング37,38の間に絶縁体である樹脂材料40が充填されるため、隣接する極歯リング37,38間での必要外の磁束漏れが防止されると共に、ヨークブロック30の回転に伴なう渦電流の発生も防止される。
【0042】
尚、ヨークブロック30の成形方法としては、例えば、各ヨーク39A,39Bの極歯リング37,38を成形型内に所定組付け状態で配置し、その状態で型内に樹脂材料40を流し込むことによって隣接する極歯リング37,38間に樹脂材料40を充填する方法が望ましい。この方法を採用した場合には、すべての極歯リング37,38の組付けを容易に、かつ、正確に行うことが可能となり、生産効率の向上と成形精度の向上を図ることが可能となる。
【0043】
一方、電磁コイルブロック32は、VTCカバー31内に固定され、ヨークブロック30側に開口するハウジング41に、図1及び図10に示すように、2相の電磁コイル33A,33Bが径方向内外に並べて収容されて成り、各電磁コイル33A,33Bは、円環状のボビン42に巻装されたコイル本体43と、このコイル本体43の周域に配置されてコイル本体43で発生した磁束をヨークブロック30側の磁気入出端44,45に誘導するコイルヨーク46とを備えた構成とされている。そして、各電磁コイル33A,33Bの磁気入出端44,45は、図1中で拡大して示すように、ヨークブロック30の対応するヨーク39A,39Bのうちの、第1,第2極歯リング37,38のリング状の基部37a,38aに対し、軸方向のエアギャップaを介して対面している。したがって、電磁コイル33A,33Bが励磁されて所定の向きの磁界が生じると、ヨークブロック30の回転の如何に拘らず、エアギャップaを介して対応するヨーク39A,39Bに磁界に応じた磁気誘導が生じ、その結果として、ヨーク39A,39Bの各極歯リング37,38に磁界の向きに応じた磁極が現れる。
【0044】
また、電磁コイル33A,33Bの発生磁界は、駆動回路34のパルスの入力に対して所定パターンで順次切換えられるようになっている。つまり、電磁コイル33A,33Bの発生磁界の切換えパターンは、例えば、図12の励磁シーケンス図に順次示すようになっている。
【0045】
尚、図12中、下向き矢印(↓)は、ヨークブロック30の第1極歯リング37にN極、第2極歯リング38にS極が夫々現れるときの電磁コイル33A,33Bの発生磁界を示し、上向き矢印(↑)は、これと逆の向きの電磁コイル33A,33Bの発生磁界を示す。また、図12は、電磁コイル33A,33Bの巻線形式としてモノファイラ巻きを採用したときのものであるが、同図中「励磁」の「正」,「負」は、電磁コイル33A,33Bの発生磁界が(↓)のときと(↑)のときの励磁電流の向きを示す。
【0046】
ここで、図12に示す切換えパターンについて、ステップを追って説明すると、ステップ1では、電磁コイル33A,33Bの励磁電流を「正」,「正」とすることにより、コイル33A,33Bで夫々(↓),(↓)の磁界を発生する。これにより、両ヨーク39A,39Bの第1,第2極歯リング37,38に同様にN極,S極が現れ、破線で示す位置にあった永久磁石ブロック29の磁極面36nが、極歯37b,38bとの吸引反発作用を受け、S極となっている両ヨーク39A,39Bの極歯38b,38bに跨って対向するように一方向に4分の1ピッチ移動する。
【0047】
同様にステップ2では、電磁コイル33A,33Bの励磁電流を「逆」,「正」として(↑),(↓)の磁界を発生し、ステップ3では励磁電流を「逆」,「逆」、ステップ4では「正」,「逆」とすることにより、(↑),(↑)の磁界と(↓),(↑)の磁界を夫々発生する。この結果、S極となる極歯37b,38bの位置(正確には、4分の1ピッチずれて配置された極歯37b…,38b…のうちの、4分の1ピッチずれて隣り合うもの同士がS極とS極になるものの位置。)が4分の1ピッチずつ一方向に移動し、この極歯37b,38b上のS極の移動に磁極面36nが追従するように永久磁石ブロック29が回転する。
【0048】
したがって、永久磁石ブロック29は、この発生磁界の切換えパターンを繰り返すことにより、ヨークブロック30に対して一方向の回転を続け、この切換えパターンを逆向きに辿り繰り返すことによって逆向きの回転を続けることとなる。また、電磁コイルブロック32での発生磁界の切換えを停止した場合には、永久磁石ブロック29がヨークブロック30に対する回転を停止すると共に、その回転停止位置が、ヨークブロック30の各極歯37b,38bと永久磁石ブロック29の磁極面36n,36sの間に作用し続ける磁気的な吸引反発力によって確実に維持される。
【0049】
回動力発生部4は、以上のように構成されているため、非回転の電磁コイルブロック32で発生した磁力でヨークブロック30と永久磁石ブロック29を任意に相対回転させ、その相対回動位置を確実に維持することができるが、通電のためにスリップリング等を用いる必要がないことから、経時使用によっても耐久性の心配はない。また、磁界を発生する電磁コイルブロック32は装置の動力伝達系と一体に回転しないため、装置の回転部分の慣性力を小さくし、装置にかかる負荷の低減と、作動応答性の向上を図ることができる。
【0050】
尚、電磁コイル33A,33Bの巻線形式はモノファイラ巻きに限らず、バイファイラ巻きであっても良い。バイファイラ巻きを採用する場合には、モノファィラ巻きを採用する場合に比較して駆動回路34中の励磁回路部分を簡素化することができ、製造コストのさらなる低減を図ることが可能となる。
【0051】
このバルブタイミング制御装置は、以上のようにヨークブロック30(カムシャフト1)の回転の有無に関係なく、永久磁石ブロック29(中間回転体23)をコントローラ35からの指示に従って自由に相対回転させることができると共に、その相対回転位置を確実に維持し続けることがでるため、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相を任意に変更することができる。
【0052】
即ち、内燃機関の始動時やアイドル運転時には、図5に示すように、駆動プレート3とレバー軸10の組付角を予め最遅角側に維持しておくことにより、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相(機関弁の開閉タイミング)を最遅角側にし、機関回転の安定化と燃費の向上を図ることができるが、例えば、この状態から機関の運転が通常運転に移行し、前記回転位相を最進角側に変更すべく指令がコントローラ35から電磁コイル33A,33Bの駆動回路34に発されると、電磁コイルブロック32はその指令に従って発生磁界を所定パターンで切換え、永久磁石ブロック29を中間回転体23と共に進み側に最大に相対回動させる。これにより、可動部材17は中間回転体23の渦巻き溝24に案内されて図4に示すように径方向外側に最大に変位し、リンク14とレバー9を介して駆動プレート3とレバー軸10の組付角を最進角側に変更する。この結果、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出力化が図られることとなる。
【0053】
このバルブタイミング制御装置の場合、上記のような回転位相の変更後に各電磁コイル33A,33Bの励磁を続けることも可能であるが、回転位相の変更後には電磁コイル33A,33Bの励磁を停止する。この場合、電磁コイル33A,33Bの励磁を停止した後にも、永久磁石ブロック29の磁力がヨークブロック30の極歯リング37,38を吸引するように作用するため、上記の回転位相はこの磁力によって確実に維持される。また、上記のような位相変更時には、発生磁界の切換えによって得られた回動操作力がトルク増幅機構5で増幅されるため、電磁コイル33A,33Bで発生する磁力は比較的小さなものとすることができる。尚、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相は最遅角、最進角の2つ位相に限らず、ヨークブロック30に対する永久磁石ブロック29の回転停止位置を制御することにより、任意の位相に変更することができる。
【0054】
また、この実施形態においては、トルク増幅機構5は、両者共に常時レバー9の向きと交差し、互いに略直交する径方向溝8と渦巻き溝24によって可動部材17を案内係合する構造となっているため、バルブスプリングの力と駆動カムのプロフィールに起因するトルク反転等の外乱がレバー9とリンク14を介して可動部材17に入力された場合であっても、その外乱による荷重を径方向溝8と渦巻き溝24によって確実に受け止めることができる。したがって、トルク反転等の外乱の入力によって回転位相が変更されたり、位相変更時の作動応答性が低下する不具合は回避される。
【0055】
さらに、この実施形態の場合、トルク増幅機構5を構成する可動部材17は径方向溝8と渦巻き溝24に対し、球18,20によって転動可能に案内係合されているため、位相変更操作時における作動抵抗を大幅に低減することができる。したがって、電磁コイル33A,33Bでの消費電力を小さくすることができる。
【0056】
また、電磁コイルブロック32の各電磁コイル33A,33Bはどうしてもある程度以上の幅を要するが、この実施形態のようにヨークブロック30を中心として電磁コイルブロック32と永久磁石ブロック29を軸方向両側に配置し、電磁コイル33A,33Bをブロック32内で径方向に配置するようにした場合には、回動力発生部4の軸長を短くし、装置全体のコンパクト化を図ることができるという利点がある。
【0057】
つづいて、図13に示す本発明の第2の実施形態(請求項7〜11に対応)について説明する。この実施形態は電磁コイルブロック32の各コイルヨーク146の構成が第1の実施形態のものと異なり、他の部分の構成は第1の実施形態とほぼ同様となっている。
【0058】
即ち、この実施形態の各電磁コイル33A,33Bは、コイル本体43で発生した磁束をヨークブロック30側に誘導するコイルヨーク146を備えるが、このコイルヨーク146は、コイル本体43の周域をほぼ囲繞するコイルヨーク本体部を成す半断面略コ字状のメインヨーク60と、このメインヨーク60のコ字状の開口端に圧入固定された一対のサブヨーク61,61とによって構成されている。
【0059】
サブヨーク61は、半断面略L字状の円環形状に形成され、そのL字の一辺を成す円筒壁61aの先端にL字の他辺を成す折曲片61bがフランジ状に一体化されている。また、サブヨーク61はメインヨーク60に比較して薄肉に形成され、円筒壁61a部分がメインヨーク60の円環状の切欠き部60aに圧入固定されている。したがって、この実施形態の場合、ヨークブロック30の各極歯リング37,38に対向するコイルヨーク146の磁気入出端はメインヨーク60の端面とサブヨーク61の折曲片61bとによって構成されている。尚、図13中T1は、メインヨーク60の肉厚を示し、T2は、サブヨーク61の肉厚を示す。
【0060】
また、メインヨーク60は内周壁側が外周壁に比較して厚肉に形成され、内周壁側と外周壁側の断面積の差ができる限り小さくなるように設定されている。このため、メインヨーク60の内周壁から外周壁にかけての磁気抵抗は全体的に小さく維持されている。
【0061】
この実施形態の場合、コイルヨーク146の磁気入出端がメインヨーク60の端面とサブヨーク61の折曲片61bによって構成されているため、磁気入出端の極歯リング37,38に対する対向面積をメインヨーク60の断面積よりも大きくすることができ、したがって、メインヨーク60の大型化を招くことなくエアギャップa部分での磁気抵抗を小さくすることができる。
【0062】
また、折曲片61bはメインヨーク60と別体のサブヨーク61に形成したため、メインヨーク60に対して肉厚を充分に薄くすることができる。このため、サブヨーク61の折曲片61bを成形時に容易に曲げることができると共に、コイルヨーク146全体の軸長を短縮化することができる。さらに、メインヨーク60についても折曲片61bの厚みに関係なく充分に厚肉に(大断面積に)形成することができるため、メインヨーク60部分の磁気抵抗も充分に小さくすることができる。
【0063】
さらに、この実施形態においては、サブヨーク61を半断面略L字状の円環形状に形成し、L字の一辺を成す円筒壁61aがメインヨーク60に圧入されるようにしたため、サブヨーク61全体を薄肉にするに拘らずメインヨーク60に確実に固定することができる。
【0064】
尚、サブヨーク61の折曲片61bは、径方向内側に位置される折曲片61bを径方向外側に位置される折曲片61bよりも延出長さを長くすることが好ましい。この場合、径方向内側と外側の折曲片61b,61bの極歯リング37,38に対する対向面積の差が小さくなるため、エアギャップa部を含む全体の磁気抵抗をより小さくすることができる。
【0065】
また、以上ではコイルヨークのコイルヨーク本体部と折曲片を別体部材によって形成した例について説明したが、薄肉の折曲片をコイルヨーク本体部に一体に設けることも可能である。ただし、上述の例のようにコイルヨーク本体部と折曲片を別体部材で形成するようにした方が製造は容易となる。
【0066】
次に、図14,図15に示す本発明の第3の実施形態について説明する。この実施形態は第1の実施形態と同様に、回転制御装置を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用したものであるが、この実施形態のバルブタイミング制御装置は回動力発生部104の構成が第1の実施形態のものと異なり、他の部分の構成はほぼ同様となっている。以下では、第1の実施形態と相違する部分のみを説明し、共通する部分は同一符号を付して説明を省略するものとする。
【0067】
回動力発生部104は、第1の実施形態のものと同様に永久磁石ブロック129、ヨークブロック130、電磁コイルブロック132を備えているが、これらは構造的に若干異なっている。
【0068】
永久磁石ブロック129は、図15に示すように全体が円筒状に形成され、軸方向に延出する複数の磁極が異磁極を円周方向に沿って交互にするように配置されている。尚、図中、136n,136sは磁極面を示す。
【0069】
ヨークブロック130は、第1,第2極歯リング137,138を対にして成る二組のヨーク139A,139Bを備えると共に、全体が薄肉円筒状に形成されている。各ヨーク139A,139Bの第1,第2極歯リング137,138はいずれも透磁率の高い金属から成り、筒型リング状の基部137a,138aと、その基部137a,138aから軸方向に延出する略台形状の複数の極歯137b,138bを備えている。そして,第1極歯リング137と第2極歯リング138は軸方向に並べて配置され、夫々の極歯137b,138bは円周方向に等間隔に、かつ、歯先が相手極歯リング138,137の基部138a,137aに指向するように軸方向に沿って延出している。
【0070】
また、両ヨーク139A,139Bは軸方向に沿って並べられ、すべての極歯リング137,138の隙間を埋めるように絶縁体である樹脂材料40が極歯リング137,138間に充填されており、各極歯リング137,138は、リング状の基部137a,138aが径方向外側に、極歯137b,138bが径方向内側に夫々位置されるように両者の連接部で屈曲されている。尚、ヨークブロック130は、永久磁石ブロック129の径方向外側に離間して配置され、各極歯137b,138bが永久磁石ブロック129の磁極面136n,136sに対峙するようになっている。
【0071】
一方、電磁コイルブロック132は、径方向内側に開口する環状のハウジング141がVTCカバー31の内周面に固定設置され、ハウジング141内には電磁コイル133A,133Bが軸方向に並べられて配置されている。そして、各電磁コイル133A,133Bは磁気入出端144,145が径方向内側に向けて配置され、前記ヨークブロック130は、各ヨーク139A,139Bの第1,第2極歯リング137,138の各基部137a,138aが磁気入出端144,145にエアギャップaを介して対向するように、電磁コイルブロック132の径方向内側に配置されている。
【0072】
また、第1の実施形態においては、永久磁石ブロック29が中間回転体23に固定され、ヨークブロック30がカムシャフト1側の保持リング12に固定されていたが、この実施形態のバルブタイミング制御装置においては、永久磁石ブロック129とヨークブロック130は夫々ブラケット50,51を介して駆動プレート3と中間回転体123に固定されている。しかし、この実施形態の場合にも、両ブロック129,130の固定される部材は異なるものの、回動力発生部104で発生した回動操作力を中間回転体123を通してトルク増幅機構5に入力し、同機構5を介して増幅した力を駆動プレート3とカムシャフト1に作用させることができる。尚、この実施形態の場合、中間回転体123はボールタイプのラジアル軸受52によって保持リングと一体のレバー軸110に支持されている。
【0073】
このバルブタイミング制御装置は、回動力発生部104の基本機能は第1の実施形態のものと同様であるため、電磁コイルブロック132での発生磁界を所定パターンで切換えることによって、まったく同様にクランクシャフトとカムシャフト1の回転位相を任意に変更することができる。また、トルク反転等の外乱も、トルク増幅機構5の径方向溝8、渦巻き溝24、可動部材17、リンク14等の構造によって同様に受け止めることができる。
【0074】
しかし、この実施形態の装置は、ヨークブロック130を中心に、永久磁石ブロック129と電磁コイルブロック132を径方向内外に配置した構造となっているため、ヨークブロック130と永久磁石ブロック129の相対回動時におけるトルクバランスを良好に維持することができる。即ち、ヨークブロック130と永久磁石ブロック129の相対回動時には、ヨークブロック130上の各極歯137b,138bの磁極が順次移動(変化)し、永久磁石ブロック129との間の磁気的な吸引反発力の作用部が円周方向に沿って移動するが、その作用部(極歯137b,138b及び磁極面136n,136s)は回転中心に対してすべて同距離となっているため、ステップ作動に伴う駆動トルクの変化は極めて小さなものとなる。したがって、この装置においては、より円滑な回動操作を得ることができる。
【0075】
尚、本発明の実施形態は、以上で説明したものに限らず他の種々の態様が採用可能であり、また、回転制御装置の適用部位も、内燃機関のバルブタイミング制御装置に限らず他の種々の動力伝達系に適用することができる。
【0076】
【発明の効果】
以上のように本発明は、電磁コイルブロックを非回転体に固定設置し、このブロックの電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させることによってヨークブロックと永久磁石ブロックを相対回動させると共に、ヨークブロックと永久磁石ブロックの間に作用する永久磁石による磁気的吸引力によって両者の相対的な回動位置を保持するため、通電部の耐久性の低下や、外乱によって位相が変動する不具合を招くことなく、駆動回転体と従動回転体の回転位相を精度良く制御することができる。さらに、本発明は、通電を行う電磁コイルブロックを、駆動回転体や従動回転体とは別に非回転部材に固定設置したため、駆動回転体や従動回転体の慣性力を小さくし、装置にかかる必要外の負荷を無くすことができると共に、作動応答性を向上させることができる。
【0077】
また、内燃機関のバルブタイミング制御装置の発明においては、上記と同様の効果を得ることができるうえ、カムシャフト側から入力されるトルク反転を磁気的吸引力によって確実に受け止め、機関弁の開閉タイミングを所望通りに安定的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す縦断面図。
【図2】同実施形態を示す図1のA−A線に沿う端面図。
【図3】同実施形態を示す図1のB−B線に沿う端面図。
【図4】同実施形態を示す図1のC−C線に沿う端面図。
【図5】同実施形態の作動状態を示す図1のC−C線に沿う端面図。
【図6】同実施形態を示す図1のD−D線に沿う端面図。
【図7】同実施形態を示す図1のE−E線に沿う端面図。
【図8】同実施形態を示す図7のG−G線に沿う断面図。
【図9】同実施形態を示す図7のH−H線に沿う断面図。
【図10】同実施形態を示す図1のF−F線に沿う端面図。
【図11】永久磁石ブロック29の磁極面36n,36sを仮想線で重ね合わせたヨークブロック30の概略側面図。
【図12】同実施形態を示す励磁シーケンス図であり、図中左側に作動ステップ毎の各電磁コイル33A,33Bの励磁電流と磁界の向きを示し、右側に対応する作動ステップでのヨーク39A,39Bの磁極と永久磁石ブロック29の磁極面を模式的に示した図。
【図13】本発明の第2の実施形態を示す部分断面面。
【図14】本発明の第3の実施形態を示す縦断面図。
【図15】同実施形態を示す永久磁石ブロック129の斜視図。
【符号の説明】
1…カムシャフト(従動回転体)
3…駆動プレート(駆動回転体)
5…トルク増幅機構
8…径方向溝(径方向ガイド)
14…リンク
17…可動部材
18,20…球
23…中間回転体
24…渦巻き溝(渦巻き状ガイド)
29,129…永久磁石ブロック
30,130…ヨークブロック
32,132…電磁コイルブロック
33A,33B,133A,133B…電磁コイル
36n,36s,136n,136s…磁極面
37,137…第1極歯リング
38,138…第2極歯リング
37a,38a,137a,138a…基部
37b,38b,137b,138b…極歯
39A,39B,139A,139B…ヨーク
40…樹脂材料(絶縁体)
44,45,144,145…磁気入出端
a…エアギャップ
60…メインヨーク(コイルヨーク本体部)
61…サブヨーク
61b…折曲片
146…コイルヨーク
Claims (15)
- 回転駆動される駆動回転体と、この駆動回転体から動力を伝達される従動回転体とを相対的に回動操作することによって両回転体の回転位相を変更する回転制御装置において、
駆動回転体と従動回転体のいずれか一方側に設けられ、永久磁石の異なる磁極が円周方向に沿って交互に現れるように構成された永久磁石ブロックと、
この永久磁石ブロックの磁極面に対向する複数の極歯を有する第1極歯リング及び第2極歯リングを、互いの極歯が円周方向に沿って交互になるように組み合わせて成るヨークを複数組有し、そのヨーク相互が、互いの極歯が円周方向に沿って設定ピッチずれるように組み付けられると共に、全体が駆動回転体と従動回転体のいずれか他方側に設けられたヨークブロックと、
このヨークブロックの各ヨークに対応する複数相の電磁コイルを有し、各電磁コイルの磁気入出端が、対応するヨークの第1極歯リングと第2極歯リングにエアギャップを介して対向するように非回転部材に固定設置されて前記ヨークブロックとは別個独立に設けられた電磁コイルブロックと、を備え、
前記第1、第2極歯は、前記電磁コイルブロック側に位置するリング状の基部がほぼ平坦面に形成されている一方、前記エアギャップを介して前記基部と対向する前記電磁コイルの磁気入出力端は、前記電磁コイルの内外周側にほぼ円環状に配設されて、前記基部とほぼ等しい幅の平坦面状に形成され、
前記複数相の電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させることによって前記ヨークブロックと永久磁石ブロックを相対回動させることを特徴とする回転制御装置。 - ヨークブロックと永久磁石ブロックの少なくとも一方を、駆動回転体または従動回転体にトルク増幅機構を介して連繋させたことを特徴とする請求項1に記載の回転制御装置。
- トルク増幅機構を、
駆動回転体と従動回転体のいずれか一方側に設けられた径方向ガイドと、
この径方向ガイドに径方向に変位可能に係合支持され、駆動回転体と従動回転体の他方の回転中心から所定距離離間した部分にリンクを介して連繋された可動部材と、
この可動部材を案内係合する渦巻き状ガイドを有し、駆動回転体及び従動回転体に対して相対回転可能に設けられた中間回転体と、を備えた構成とし、
この中間回転体に、ヨークブロックまたは永久磁石ブロックを一体回転可能に設けたことを特徴とする請求項2に記載の回転制御装置。 - 可動部材と渦巻き状ガイド、可動部材と径方向ガイドの少なくとも一方を球を介して転動可能に係合させたことを特徴とする請求項3に記載の回転制御装置。
- ヨークブロックの隣接するヨーク間と、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの間に絶縁体を充填したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の回転制御装置。
- 第1極歯リングと第2極歯リングを、夫々のリング状の基部が電磁コイルブロック側に位置され、極歯が永久磁石ブロック側に位置されるように屈曲変形させたことを特徴とする請求項5に記載の回転制御装置。
- 電磁コイルブロックの各電磁コイルが、コイル本体を囲繞し、かつ、ヨークブロック側に開口する半断面略コ字状のコイルヨークを備えた請求項1〜6のいずれかに記載の回転制御装置であって、
前記コイルヨークの半断面略コ字状の開口端に、ヨークブロックの第1極歯リングまたは第2極歯リングに対向するように延出して磁気入出端を成す折曲片を設け、その折曲片をコイルヨーク本体部よりも薄肉に形成したことを特徴とする回転制御装置。 - 前記コイルヨークを、半断面略コ字状のコイルヨーク本体部を成すメインヨークと、前記折曲片を有しメインヨークの半断面略コ字状の開口端に取付けられるサブヨークとから構成したことを特徴とする請求項7に記載の回転制御装置。
- 前記サブヨークを半断面略L字状の円環形状に形成したことを特徴とする請求項8に記載の回転制御装置。
- コイルヨーク本体部の内周壁を外周壁よりも厚肉に形成したことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の回転制御装置。
- 径方向内側の折曲片を径方向外側の折曲片よりも延出長さを長く設定したことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の回転制御装置。
- 永久磁石ブロックは、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極を円周方向に沿って複数配置した構成とし、
ヨークブロックは、すべてのヨークの極歯リングを径方向に円板状に並べて配置し、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの極歯を、相手極歯リング側に指向するように径方向に延出させた構成とし、
電磁コイルブロックは、各電磁コイルがヨークブロックの対応するヨークに軸方向のエアギャップを介して対向するように、電磁コイルを径方向に並べて配置した構成としたことを特徴とする請求項1に記載の回転制御装置。 - 永久磁石ブロックは、円筒状の面に軸方向に延出する磁極を円周方向に沿って複数配置した構成とし、
ヨークブロックは、すべてのヨークの極歯リングを軸方向に円筒状に並べて配置し、各ヨークの第1極歯リングと第2極歯リングの極歯を、相手極歯リング側に指向するように軸方向に延出させた構成とし、
電磁コイルブロックは、各電磁コイルがヨークブロックの対応するヨークに径方向のエアギャップを介して対向するように、電磁コイルを軸方向に並べて配置した構成としたことを特徴とする請求項1に記載の回転制御装置。 - 駆動回転体を内燃機関のクランクシャフトに連繋させると共に、従動回転体を内燃機関のカムシャフトに連繋させ、駆動回転体と従動回転体の回転位相を変更することによって内燃機関の機関弁の開閉タイミングを変更することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の回転制御装置。
- 内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成る従動回転体とを相対的に回動操作することによってクランクシャフトとカムシャフトの回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
駆動回転体と従動回転体のいずれか一方側に設けられ、永久磁石による磁極が円周方向に沿って交互に現れるように構成された永久磁石ブロックと、
この永久磁石ブロックの磁極面に対向する複数の極歯を有する第1極歯リング及び第2極歯リングを、互いの極歯が円周方向に沿って交互になるように組み合わせて成るヨークを複数組有し、そのヨーク相互が、互いの極歯が円周方向に沿って設定ピッチずれるように組み付けられると共に、全体が駆動回転体と従動回転体のいずれか他方側に設けられたヨークブロックと、
このヨークブロックの各ヨークに対応する複数相の電磁コイルを有し、各電磁コイルの磁気入出端が、対応するヨークの第1極歯リングと第2極歯リングにエアギャップを介して対向するように非回転部材に固定設置されて前記ヨークブロックとは別個独立に設けられた電磁コイルブロックと、を備え、
前記第1、第2極歯は、前記電磁コイルブロック側に位置するリング状の基部がほぼ平坦面に形成されている一方、前記エアギャップを介して前記基部と対向する前記電磁コイルの磁気入出力端は、前記電磁コイルの内外周側にほぼ円環状に配設されて、前記基部とほぼ等しい幅の平坦面状に形成され、
前記複数相の電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させることによって前記ヨークユニットと永久磁石を相対回動させ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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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3857215B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2006-12-13 | 株式会社デンソー | バルブタイミング調整装置 |
DE102004023548A1 (de) | 2004-05-13 | 2005-12-08 | Daimlerchrysler Ag | Verstelleinrichtung einer Nockenwelle, Vorrichtung für eine Verstelleinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Verstelleinrichtung |
DE102004027636A1 (de) * | 2004-06-05 | 2006-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Steuereinrichtung zum Verstellen des Drehwinkels einer Nockenwelle |
GB0523329D0 (en) * | 2005-11-16 | 2005-12-28 | Delphi Tech Inc | Cam drive apparatus and method |
JP2008002324A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Hitachi Ltd | 位相角検出装置及び該位相角検出装置を用いた内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
EP2180151B1 (en) | 2008-10-24 | 2013-02-27 | Delphi Technologies, Inc. | Valve gear assembly for an internal combustion engine |
JP4987031B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2012-07-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
KR20140073595A (ko) * | 2009-06-05 | 2014-06-17 | 니탄 밸브 가부시키가이샤 | 엔진의 위상 가변 장치 |
KR101448740B1 (ko) | 2009-12-04 | 2014-10-08 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 워터 펌프 |
EP3106632B1 (en) * | 2014-02-14 | 2019-10-30 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Valve opening/closing timing control device |
JP2019052601A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | Ntn株式会社 | 可変バルブタイミング装置 |
Family Cites Families (9)
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---|---|---|---|---|
JPS56143816A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic joint device with motor |
US4754727A (en) * | 1986-12-09 | 1988-07-05 | Eaton Corporation | Device for varying engine valve timing |
US5067450A (en) * | 1989-03-14 | 1991-11-26 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system having rotational vibration damping |
JPH0350308A (ja) | 1989-07-18 | 1991-03-04 | Nippon Soken Inc | バルブタイミング可変機構 |
DE3942542A1 (de) * | 1989-12-22 | 1991-06-27 | Lungu Cornelius | Bistabiler magnetantrieb mit permanentmagnetischem hubanker |
GB2268245A (en) * | 1992-06-20 | 1994-01-05 | Ford Motor Co | Phase change mechanism having latching means for arresting an inertial member |
DE29517755U1 (de) * | 1995-11-09 | 1997-03-13 | FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG, 52078 Aachen | Verstelleinrichtung für einen nockengesteuerten Ventilbetrieb an einer Kolbenbrennkraftmaschine |
BR9713519A (pt) * | 1996-11-20 | 2000-03-21 | Iancu Lungu | Máquina de relutância bifásica, comutada eletronicamente. |
JP3798924B2 (ja) | 1999-07-27 | 2006-07-19 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8387577B2 (en) | 2008-03-03 | 2013-03-05 | Nittan Valve Co., Ltd. | Phase changing device for automobile engine |
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