JP5976505B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁の開閉特性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。

近時、電動モータの回転力を、減速機構を介して出力軸であるカムシャフトに伝達することにより、クランクシャフトから回転力が伝達されるスプロケッ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位相変更機構を備えたバルブタイミング制御装置が提供されている。

例えば、以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置にあっては、電動モータへの給電が、前記位相変更機構の前方に配置されたカバー部材に設けられたブラシと、位相変更機構側に設けられたスリップリングとを電気的に接触させることによって行っている。

特開２０１１−２５６７９８号公報

しかしながら、前記公報記載のバルブタイミング制御装置は、前記ブラシが設けられたカバー部材はチェーンカバーに固定されている一方、前記スリップリングが設けられた位相変更機構はカムシャフトを介してシリンダヘッドに設けられた軸受部材に回転自在に支持されている。

このため、各構成部材の組付時には、前記ブラシとスリップリング、並びに前記カバー部材の内周に設けられたシール部材と位相変更機構の外周の位置ずれが生じないように、カバー部材に設けられた作業用孔の中心と電動モータのモータ出力軸の軸中心との相対的な位置を、治具などを用いて合わせた上で、前記カバー部材をチェーンカバーに固定しなければならない。このため、かかる位置決め作業が煩雑になってしまう。

本発明は、カバー部材と位相変更機構の位置ずれを抑制しつつ各構成部品の組付作業を容易に行え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、位相変更機構の先端側に配置され、内燃機関のチェーンカバーに固定されたカバー部材と、前記位相変更機構の先端面と該先端面に対向する前記カバー部材の先端面のいずれか一方に設けられ、前記電動モータに給電する内外周一対のスリップリングと、前記位相変更機構の先端面と前記カバー部材の先端面のいずれか他方に設けられ、前記各スリップリングにそれぞれ摺接するように構成された一対のブラシと、を備え、前記カムシャフトを回転自在に軸受けする軸受部材に、前記カバー部材に向かって突出する複数の突出部を一体に設けると共に、前記カバー部材と前記各突出部との間に跨って複数の位置決めピンを設けたことを特徴としている。

この発明によれば、カバー部材と位相変更機構の位置ずれを抑制しつつ各構成部品の組付作業を容易に行うことができる。

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。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態に供されるカバー部材の外側面図である。 本実施形態に供されるカバー部材の内側面図である。

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、内燃機関の吸気側の動弁装置に適用したものであるが、排気側の動弁装置に同様に適用することも可能である。

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、シリンダヘッド上に設けられた軸受部材４２に回転自在に軸受され、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の外方側に配置されたチェーンカバー４９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噛み合い部である内歯構成部１９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回転体である従動部材９との間に、軸受である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４３は、外輪４３ａと、内輪４３ｂ及び該両輪４３ａ、４３ｂの間に介装されたボール４３ｃと、から構成されている。この大径ボールベアリング４３は、前記外輪４３ａ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４３ｂが後述する従動部材９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側に開口した円環状の外輪固定溝６０が切欠形成されている。

この外輪固定溝６０は、段差径状に形成されて、内周面に前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａが軸方向から圧入されると共に、該外輪４３ａ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４の電動モータ１２方向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。

この各内歯１９ａは、図１及び図３に示すように、円周方向に等間隔で連続的に複数形成されて、山形状の歯先と該歯先から両側に連なる両歯面と、該両歯面間の歯底面とから構成されている。

また、前記内歯構成部１９は、前記ギア部１ｂと同様に、前記各内歯１９ａの歯先と両歯面にレーザ焼き入れ処理が施されて、これらの部位が各歯底面側の部位よりも硬度が高く形成されている。

また、前記内歯構成部１９の前端側には、電動モータ１２の後述するハウジング５と一体の円環状の雌ねじ形成部６が対向配置されている。

さらに、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の径方向のほぼ中央付近の径に設定されている。

したがって、保持プレート６１の内周部６１ａは、前記外輪４３ａの軸方向の外端面４３ｅに対して一定の隙間をもって覆うように対向配置されている。また、前記内周部６１ａ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６１ｂが一体に設けられている。

このストッパ凸部６１ｂは、図４に示すように、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、前記各ボルト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。

さらに、前記保持プレート６１の内面と該内面に対向する前記大径ボールベアリング４３の外輪４３ａの外端面４３ｅとの間には、円環状のスペーサ６２が介装されている。このスペーサ６２は、前記保持プレート６１を前記各ボルト７によって共締め固定した際に、保持プレート６１の内面から前記外輪４３ａの外端面４３ｅへ僅かな押し付け力を付与するものであるが、この肉厚は外輪４３ａの外端面４３ｅと保持プレート６１との間に、外輪４３ａの軸方向移動許容範囲内の微小隙間が形成される程度の厚さに設定されている。

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のそれぞれの外周部には、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。また、前記雌ねじ形成部６には、各ボルト挿通孔１ｃ、６１ｄと対応した位置に６つの雌ねじ孔６ａが形成されており、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と保持プレート６１及びハウジング５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１９が、後述する減速機構８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及び雌ねじ形成部６は、それぞれの外径がほぼ同一に設定されている。

前記チェーンカバー４９は、図１に示すように、図外のシリンダヘッドと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に巻回されたチェーンを覆うよう上下方向に沿って配置固定され、前記位相変更機構４に対応した位置に開口部４９ａが形成されている。また、この開口部４９ａを構成する環状壁４９ｂの両側部に、後述する一対の位置決めピン５４，５５が遊挿する挿通孔４９ｃ、４９ｄが貫通形成されている。

前記カバー部材３は、図１、図６及び図７に示すように、アルミニウム合金材によってカップ状に一体に形成されて、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とから構成されている。前記カバー本体３ａは、前記ハウジング５の前端部を覆うように設けられていると共に、外周部側には円筒壁３ｃが軸方向に沿って一体に形成されている。この円筒壁３ｃは、内部に保持用孔３ｄが形成されて、この保持用孔３ｄの内周面が後述するブラシ保持体２８のガイド面として構成されている。

前記取付フランジ３ｂは、円周方向のほぼ等間隔位置に４つのボス部３ｅ、３ｆが周方向のほぼ等間隔位置（約９０°位置）に設けられている。この各ボス部３ｅ、３ｆには、前記チェーンカバー４９の環状壁４９ｂに穿設された図外の雌ねじ孔に螺着するボルトが挿通するボルト挿通孔３ｇがそれぞれ貫通形成されており、前記各ボルトによってカバー部材３がチェーンカバー４９に固定されている。

さらに、図６中、左右両側の２つのボス部３ｆ、３ｆは、円周方向に長く形成されて、周方向の一端部に形成された前記各ボルト挿通孔３ｇの他に、周方向の他端部の内面側、つまり、取付フランジ３ｂの前端取付面ｈ側には、後述する位置決めピン５４，５５の一端部５４ａ、５５ａが挿入される２つの位置決めピン穴３ｉ、３ｊが形成されている。この一方の位置決めピン穴３ｉは、円形状に形成されているのに対して他方の位置決めピン穴３ｊは径方向に長い長穴状に形成されている。

また、前記取付フランジ３ｂの取付面３ｈには、図７に示すように、円周方向に沿ったほぼ円環状のシール保持溝３ｋが形成されている。このシール保持溝３ｋは、全体に均一幅に形成されて、ほぼ円環状に形成されているが、左右のボス部３ｆ、３ｆ側では前記各位置決めピン穴３ｉ、３ｊの外側に湾曲状に折曲形成されていると共に、内部にシールリング５６が嵌着保持されている。

このシールリング５６は、合成弾性ゴムによって一体に形成されていると共に、断面ほぼ円形状に形成されて、シール本体５６ａの外径が前記シール保持溝３ｋの溝幅よりも十分小さく形成されていると共に、シール本体５６ａの円周方向のほぼ等間隔位置に６つの抜け止め部である抜け止め突部５６ｂ、５６ｃが一体に設けられている。この各抜け止め突部５６ｂ、５６ｃは、シール本体５６ａを中心として径方向の両側、つまり、内周側と外周側に突出した２つからなり、２つ合わせた径方向の幅が前記シール保持溝３ｋの溝幅よりも大きく形成されて、前記シール保持溝３ｋの幅方向の対向面に弾接し、この弾接力を利用して前記シールリング５６全体をシール保持溝３ｋ内に保持するようになっている。

そして、前記シールリング５６は、前記取付フランジ３ｂを介してカバー部材３を前記チェーンカバー４９の環状壁４９ｂの前面に当接させた際に、環状壁４９ｂに弾接してカバー部材３とチェーンカバー４０との間をシールするようになっている。

前記カバー本体３ａの外周側の段差部内周面と前記ハウジング５の外周面との間には、図１に示すように、シール部材である大径なオイルシール５０が介装されている。この大径オイルシール５０は、横断面ほぼコ字形状に形成されて、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されていると共に、外周側の円環状基部５０ａが前記カバー部材３の内周面に設けられた段差円環部に嵌着固定されている。

前記ハウジング５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た筒状部であるハウジング本体５ａと、該ハウジング本体５ａの前端開口を封止する合成樹脂の非磁性材からなる封止プレート１１と、を備えている。

前記ハウジング本体５ａは、後端側に円板状の底部５ｂを有し、該底部５ｂのほぼ中央に後述の偏心軸部３９を挿通する大径な軸部挿通孔５ｃが形成されていると共に、該軸部挿通孔５ｃの孔縁には、カムシャフト２軸方向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、前記底部５ｂの前端面外周側には、前記雌ねじ形成部６が一体に設けられている。

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９の固定端部９ａ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２ｅの外周部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配置されるようになっている。また、前端面２ｅが従動部材９に軸方向から当接した状態でカムボルト１０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６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６１ｂ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。

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とは非接触状態になっている。したがって、ストッパ凸部６１ｂと固定端部９ａとの干渉を十分抑制できる。

前記ストッパ凸部６１ｂとストッパ凹溝２ｂによってストッパ機構が構成されている。

前記軸受部材４２は、図１に示すように、シリンダヘッドのアッパデッキ上に機関前後方向のほぼ等間隔位置に複数配置されて、前記アッパデッキの外周に沿って一体に形成された矩形枠状の図外の軸受本体と、該軸受本体の上面から突設されて上面に半円状の軸受溝４２ｂを有する軸受部４２ａと、該軸受部４２ａの上端面に図外のボルトによって固定された図外の軸受ブラケットとから構成されている。前記軸受ブラケットの下面には、前記軸受溝４２ｂと協働して前記カムシャフト２を回転自在に支持する半円状の軸受溝が形成されている。

また、図１に示す機関前端側の軸受部材４２は、前記軸受部４２ａの両側からカムシャフト２の径方向（横方向）に突出した一対の腕状の位置決め部である突出部５７、５８が一体に設けられている。この両突出部５７，５８は、各先端部５７ａ、５８ａがほぼＬ字形状に折曲形成されて前記カバー部材３側の前方方向へ突設されている。この各先端部５７ａ、５８ａは、細長いほぼ円柱状に形成され、その突出長さＬが前記スプロケット１側から位相変更機構４の軸方向のほぼ中央部まで延設されている。

また、前記各先端部５７ａ、５８ａの先端側内部には、前記各位置決めピン５４、５５の他端部５４ｂ、５５ｂが圧入される圧入用穴である圧入用ピン穴５７ｂ、５８ｂが軸方向へ所定長さに形成されている。したがって、前記両位置決めピン５４，５５は、円周方向の約１８０°の位置に配置されることになる。

前記カムボルト１０は、図２に示すように、頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端面に円環状のワッシャ部１０ｃが配置されていると共に、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部に螺着する雄ねじ部１０ｄ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、前端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１０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９ｂは、図２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〜図３に示すように、前記固定端部９ａの外周部前端から断面ほぼＬ字形状に折曲されて、前記円筒部９ｂ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４１の筒状先端部４１ａは、前記雌ねじ形成部６と前記延出部５ｄとの間に形成された円環状の凹部である空間部４４を介してハウジング５の底部５ｂ方向へ延出している。また、前記先端部４１ａの周方向のほぼ等間隔位置に、前記複数のローラ４８をそれぞれ転動自在に保持するローラ保持部であるほぼ長方形状の複数のローラ保持孔４１ｂ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４１ｂ（ローラ４８）は、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１つ少なくなっている。

そして、前記固定端部９ａの外周部と保持器４１の底部側結合部との間には、前記大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂを固定する内輪固定部６３が切欠形成されている。

この内輪固定部６３は、前記外輪固定部６０と径方向から対向した段差状に切欠形成されて、カムシャフト軸方向に延びた円環状の外周面６３ａと、該外周面６３ａの前記開口と反対に一体に有し、径方向に沿って形成された第２固定段差面６３ｂと、から構成されている。前記外周面６３ａには、大径ボールベアリング４３の内輪４３ｂが軸方向から圧入されると共に、前記第２固定段差面６３ｂには、圧入された前記内輪４３ｂの内端面４３ｆが当接して軸方向の位置決めがされるようになっている。

前記位相変更機構４は、前記カムシャフト２のほぼ同軸上前端側に配置された前記電動モータ１２と、該電動モータ１２の回転速度を減速してカムシャフト２に伝達する前記減速機構８と、から構成されている。

前記電動モータ１２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ハウジング５と、該ハウジング５の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１３と、ハウジング５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１４，１５と、前記封止プレート１１に固定された固定子１６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１３ｃを介してカムシャフト２側の大径部１３ａと、ブラシ保持体２８側の小径部１３ｂとから構成されている。また、前記大径部１３ａの外周に鉄心ロータ１７が固定されていると共に、該大径部１３ａの内部に偏心軸部３９が軸方向から圧入固定されて、前記段差部１３ｃの内面によって偏心軸部３９の軸方向の位置決めがされるようになっている。一方、前記小径部１３ｂの外周には、円環部材２０が圧入固定されていると共に、該円環部材２０の外周面にコミュテータ２１が軸方向から圧入固定されて前記段差部１３ｃの外面によって軸方向の位置決めがなされている。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、軸方向の長さが小径部１３ｂよりも僅かに短く設定されている。

そして、前記段差部１３ｃの内外面によって前記偏心軸部３９とコミュテータ２１の両方の軸方向の位置決めができるので、組み付け作業が容易になると共に、位置決め精度が向上する。

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、外周側が電磁コイル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電磁コイル１８の引き出されたコイル線の端末１８ｃが電気的に接続されている。つまり、内周側に形成された折り返し部に、コイル線の端末１８ｃ先端を挟み込んで電気的に接続されるようになっている。

前記永久磁石１４，１５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１７の固定位置よりも前方にオフセット配置されている。

具体的に説明すれば、前記永久磁石１４，１５は、図１に示すように、その軸方向の中心が前記鉄心ロータ１７の軸方向の中心に対して所定の距離分だけ前方向、つまり、前記固定子１６側にオフセット配置されている。

また、これによって、前記永久磁石１４，１５の前端部１４ａ、１５ａが、径方向で前記コミュテータ２１や固定子１６の後述する第１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。

前記固定子１６は、図５に示すように、前記封止プレート１１の内周側に一体的に設けられた円板状の樹脂プレート２２と、該樹脂プレート２２の内側に設けられた一対の樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂと、該各樹脂ホルダー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切換ブラシ（整流子）である一対の第１ブラシ２５ａ、２５ｂと、前記樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂの前端面に、各外端面を露出した状態で埋設固定された内外二重の円環状のスリップリング２６ａ、２６ｂと、前記各第１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ピグテールハーネス２７ａ、２７ｂと、から主として構成されている。なお、前記スリップリング２６ａ、２６ｂが給電機構の一部を構成し、また、前記第１ブラシ２５ａ、２５ｂやコミュテータ２１、ピグテールハーネス２７ａ、２７ｂなどが通電切換手段として構成されている。

前記封止プレート１１は、前記ハウジング５の前端部内周に形成された凹状段差部にかしめによって位置決め固定されている。また、中央位置には、モータ出力軸１３の一端部などが挿通される軸挿通孔１１ａが貫通形成されている。

前記カバー本体３ａには、合成樹脂材によって一体的にモールドされた給電機構であるブラシ保持体２８が固定されている。

このブラシ保持体２８は、図１及び図２に示すように、側面視ほぼＬ字形状に形成され、前記保持用孔３ｄに挿入されるほぼ円筒状のブラシ保持部２８ａと、該ブラシ保持部２８ａの上端部に有するコネクタ部２８ｂと、前記ブラシ保持部２８ａの両側に一体に突設されて、前記カバー本体３ａに固定される一対のブラケット部２８ｃ、２８ｃと、前記ブラシ保持体２８の内部に大部分が埋設された一対の端子片３１、３１と、から主として構成されている。

前記一対の端子片３１，３１は、上下方向に沿って平行かつクランク状に形成されて、一方側（下端側）の各端子３１ａ、３１ａが前記ブラシ保持部２８ａの底部側に露出状態で配置されている一方、他方側（上端側）の各端子３１ｂ、３１ｂが前記コネクタ部２８ｂの雌型嵌合溝２８ｄ内に突設されている。また、前記他方側端子３１ａ、３１ｂは、図外の雄端子を介してバッテリー電源に電気的に接続されている。

前記ブラシ保持部２８ａは、ほぼ水平方向（軸方向）に延設されて、内部の上下位置に形成された円柱状の貫通孔内にスリーブ状の摺動部２９ａ、２９ｂが固定されていると共に、該各摺動部２９ａ、２９ｂの内部に、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第２ブラシ３０ａ、３０ｂが軸方向へ摺動自在に保持されている。

この各第２ブラシ３０ａ、３０ｂは、ほぼ長方体状に形成されて、各貫通孔の底部側に臨む前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間に弾装された付勢部材である第２コイルスプリング３２ａ、３２ｂのばね力によってそれぞれ前記各スリップリング２６ａ、２６ｂ方向に付勢されている。

また、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂの後端部と前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間には、可撓性を有する一対のピグテールハーネス３３ａ、３３ｂが溶接固定されて、前記両者を電気的に接続している。このピグテールハーネス３３ａ、３３ｂは、その長さが前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂが前記各コイルスプリング３２ａ、３２ｂによって最大に進出した際に、前記各摺動部２９ａ、２９ｂから脱落しないように、その最大摺動位置を規制する長さに設定されている。

また、前記ブラシ保持部２８ａの基部側外周に形成された円環状の嵌着溝内に、環状シール部材３４が嵌着保持されており、前記ブラシ保持部２８ａが前記保持用孔３ｃに挿通された際に、前記シール部材３４が前記円筒壁３ｂの先端面に弾接してブラシ保持部２８ａ内をシールするようになっている。

前記コネクタ部２８ｂは、上端部に図外の雄型端子が挿入される前述した嵌合溝２８ｄに臨む前記他方側端子３１ｂ、３１ｂが前記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。

前記ブラケット部２８ｃ、２８ｃは、ほぼ三角形状に形成されて、両側部にボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅが貫通形成されている。この各ボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅには、前記カバー本体３ａに形成された図外の一対の雌ねじ孔に螺着する各ボルト５９、５９が挿通されて各ブラケット部２８ｃ、２８ｃを介して前記ブラシ保持体２８がカバー本体３ａに固定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の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの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。この小径ボールベアリング３７とニードルベアリング３８によって軸受機構が構成されている。

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リテーナ３８ａと、該リテーナ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のワッシャ１０ｃとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪がモータ出力軸１３の内周に形成された段差部と抜け止めリングであるスナップリング４５との間で軸方向から位置決め支持されている。

また、前記モータ出力軸１３(偏心軸部３９)の外周面と前記ハウジング５の延出部５ｄの内周面との間には、減速機構８の内部から電動モータ１２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１２と減速機構８とを隔成するものであって、内周部が前記モータ出力軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ出力軸１３の回転に対して摩擦抵抗を付与するようになっている。

また、前記モータ出力軸１３の前端内部には、図１に示すように、カムボルト１０側の空間部を閉止する断面ほぼコ字形状のキャップ５３が圧入固定されている。

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て、機関制御を行うと共に、前記電磁コイル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８を介してカムシャフト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８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、段差径の円筒状に形成されて、前端側の小径部３９ａが前述したモータ出力軸１３の大径部１３ａの内周面に圧入固定されている共に、後端側の大径部３９ｂの外周面に形成されたカム面の軸心Ｙがモータ出力軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。なお、前記中径ボールベアリング４７とローラ４８などが遊星噛み合い部として構成されている。

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１２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４７ｄがこれに対向する保持器４１の内側面との間に微小な第１隙間Ｃが形成されてフリーな状態になっている。また、この外輪４７ｂの外周面には、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の外周側には、円環状の第２隙間Ｃ１が形成されて、この第２隙間Ｃ１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４１ｂ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８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の軸受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、図１に示すように、前記カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、前記油供給通路にグルーブ溝を介して連通した油供給孔５１と、前記従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔５１に開口し、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やニードルベアリング３８の付近に開口した前記小径なオイル孔５２と、同じく従動部材９に貫通形成された前記大径な３つの図外のオイル排出孔と、から構成されている。

この潤滑油供給手段によって、前記偏心軸部３９内やモータ出力軸１３の内部に潤滑油が供給されてニードルベアリング３８やボールベアリング３７の潤滑に供されると共に、前記空間部４４にも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４７や各ローラ４８などの可動部へ十分に潤滑油が供給されるようになっている。なお、前記モータ出力軸１３内に流入した潤滑油は、前記キャップ５３によって各３０ａ、３０ｂ方向へのリークが阻止されていると共に、前記空間部４４内に滞留した潤滑油は、前記小径オイルシール４６によってハウジング５内へのリークが阻止されている。

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が回転駆動すると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が回転して、その回転力が内歯構成部１９と雌ねじ形成部６を介してハウジング５、つまり電動モータ１２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３１，３１から各ピグテールハーネス３２ａ、３２ｂ、第２ブラシ３０ａ、３０ｂ、各スリップリング２６ａ、２６ｂなどを介して電動モータ１２の電磁コイル１７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８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４１ｂで径方向へガイドされながら前記内歯構成部１９の一の内歯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、前記ローラ４８の個数など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。

具体的には、前記従動部材９が、前記偏心軸部３９の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部６１ｂの一側面がストッパ凹溝２ｂの一方側の対向面１ｃに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が進角側へ最大に変更される。

一方、従動部材９が、タイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部６１ｂの他側面がストッパ凹溝２ｂの他方側の対向面２ｄに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。

この結果、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、本実施形態では、各構成部品の組み付け時、つまり位相変更機構４に対するカバー部材３などの組み付け時には、前記カムシャフト２の軸受部材４２に設けられた両突出部５７、５８の先端部５７ａ、５８ａの両圧入用穴５７ｂ、５８ｂに各位置決めピン５４，５５の他端部５４ｂ、５５ｂを予め軸方向から圧入固定しておく。

続いて、軸受部材４２をシリンダヘッドに取り付ける際に、前記各位置決めピン５４，５５の一端部５４ａ、５５ａをチェーンカバー４９の各挿通孔４９ｃ、４９ｃに遊挿する。

その後、前記大径オイルシール５０が環状基部５０ａを介して予め固定されたカバー部材３を、チェーンカバー４９にボルト固定するわけであるが、このとき、まず、各位置決め用ピン穴３ｉ、３ｊを前記各位置決めピン５４，５５の一端部５４ａ、５５ａに合致させて挿入する。これによって、チェーンカバー４９に対するカバー部材３の径方向や周方向の位置決めが行なわれ、この状態で前記取付フランジ３ｂを、シールリング５６を介してチェーンカバー４９の環状壁４９ｂの前面に当接させながらカバー部材３をボルトで固定する。

このように、本実施形態では、各突出部５７，５８を利用してカムシャフト２の軸受部材４２を基準に、カバー部材３を位置決めしつつチェーンカバー４９に固定することができるので、カバー部材３と位相変更機構４の位置ずれを抑制しつつ各構成部品の組付作業を容易に行うことができる。

すなわち、前記カムシャフト２には、位相変更機構４が高精度に位置決めされつつカムボルト１０によって軸方向から固定されており、また、カムシャフト２の軸受部材４２と一体の各突出部５７，５８に固定された２つの位置決めピン５４、５５によってカバー部材３を位置決めすることから、該カバー部材３と位相変更機構４の径方向と周方向の高い位置決めを行うことが可能になる。

したがって、前記カバー部材３側に設けられた各ブラシ３０ａ、３０ｂと位相変更機構４側に設けられた前記各スリップリング２６ａ、２６ｂとの径方向に位置決め精度が向上して、両者に位置ずれを抑制できる。

また、前記ハウジング５の外周面に対する前記大径オイルシール５０の径方向の位置決め精度も向上して、該オイルシール５０の傾きや径方向の位置ずれを抑制することができる。

さらに、前記各突出部５７，５８を利用してカバー部材３の位置決めを行いつつ前記チェーンカバー４９にボルト固定するだけであるから、これらの組み付け作業も容易になる。

さらに、前記カバー部材３に取り付けられるシールリング５６は、６つの抜け止め突部５６ｂがシール保持溝３ｋの対向面に径方向から強く弾接することから、シールリング５６のシール保持溝３ｋに対する保持力が向上する。この結果、組み付け時などにおいて、シールリング５６がシール保持溝３ｋから不用意に脱落することがなくなる。

また、前記一方の位置決めピン穴３ｊが、径方向に沿った長穴に形成したことから、各位置決めピン５４，５５に対するカバー部材３の径方向の僅かな位置ずれを吸収することができる。

本実施形態では、前述したように、電磁コイル１８の一方のコイル巻線１８ａをコミュテータ２１側（軸方向）へ近接配置し、他方のコイル巻線１８ｂをハウジング底部５ｂの凹部５ｅに軸方向から収容状態に配置できるので、装置の軸方向の長さを可及的に小さくすることが可能になる。これによって、装置の内燃機関への搭載性が向上する。

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、発明の趣旨の範囲内であれば任意に変更することが可能である。

また、前記偏心軸部としては、前記中径ボールベアリング４７の内輪４７ａの肉厚を周方向で変化させて、ボールベアリング４７の軸心に対して偏心するように形成することも可能である。この場合、前記偏心軸部３９を廃止してモータ出力軸１３を延長形成するか、同心状の円筒部として構成することも可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕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、
前記カバー部材と該カバー部材が固定される内燃機関の固定面との間に、前記カバー部材の周方向に沿って配置された弾性体からなるシールリングを設ける一方、
前記位置決めピンは、前記シールリングの内周側に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。
〔請求項ｂ〕請求項ａ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、
前記シールリングは、前記カバー部材の外周部に有する当接面に形成されたシール溝内に配置されていると共に、該シールリングには前記シール溝の溝幅よりも大きな抜け止め部が部分的に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。
〔請求項ｃ〕請求項ｂ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、
前記抜け止め部は、前記シールリングの内周側と外周側に突出する一対の突起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。
〔請求項ｄ〕請求項ｃ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、
前記一対の突起は、前記シールリングの周方向の複数箇所に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。
〔請求項ｅ〕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、
前記位置決めピンは、２つ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。
〔請求項ｆ〕請求項ｅ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、
前記一対の位置決めピンは、前記カムシャフトの軸心を中心として対向する位置に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。
〔請求項ｇ〕請求項ｅ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、
前記位置決めピンは、一端部が前記軸受部材の突出部とカバー部材の一方側に圧入固定され、他端部が他方側に挿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。
〔請求項ｈ〕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、
前記位置決めピンは、一端部が前記突出部に形成された圧入用ピン穴に圧入され、他端部が前記カバー部材に形成された挿入孔に挿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。

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
１ｂ…ギア部
２…カムシャフト
３…カバー部材
３ａ…カバー本体
３ｂ…取付フランジ
３ｉ・３ｊ…位置決めピン穴
３ｋ…シール保持溝
４…位相変更機構
５…ハウジング
７…ボルト
８…減速機構
９…従動部材（従動回転体）
１２…電動モータ
１３…モータ出力軸
１４・１５…永久磁石
１９…内歯構成部
３９…偏心軸部
４２…軸受部材
４９…チェーンカバー
５４・５５…位置決めピン
５６…シールリング
５６ｂ…抜け止め突部（抜け止め部）
５７・５８…突出部
５７ａ・５８ａ…先端部
５７ｂ・５８ｂ…圧入用ピン穴（圧入用穴）

Claims (4)

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、
   前記駆動回転体に固定された電動モータと、
   該電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、からなり、機関状態に応じて前記駆動回転体に対するカムシャフトの相対回転位相を変更可能な位相変更機構と、
   該位相変更機構の先端側に配置され、内燃機関のチェーンカバーに固定されたカバー部材と、
   前記位相変更機構の先端面と該先端面に対向する前記カバー部材の先端面のいずれか一方に設けられ、前記電動モータに給電する内外周一対のスリップリングと、
   前記位相変更機構の先端面と前記カバー部材の先端面のいずれか他方に設けられ、前記各スリップリングにそれぞれ摺接するように構成された一対のブラシと、
   を備え、
   前記カムシャフトを回転自在に軸受けする軸受部材に、前記カバー部材に向かって突出する複数の突出部を一体に設けると共に、
   前記カバー部材と前記各突出部との間に跨って複数の位置決めピンを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。
2. 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、
   前記駆動回転体に固定された電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、からなり、機関状態に応じて前記駆動回転体に対するカムシャフトの相対回転位相を変更可能な位相変更機構と、
   該位相変更機構の先端側に配置され、内燃機関の側面に固定されたカバー部材と、
   前記位相変更機構の先端面と該先端面に対向する前記カバー部材の先端面のいずれか一方に設けられ、前記電動モータに給電する内外周一対のスリップリングと、
   前記位相変更機構の先端面と前記カバー部材の先端面のいずれか他方に設けられ、前記各スリップリングにそれぞれ摺接するように構成された一対のブラシと、
   を備え、
   前記カバー部材は、前記カムシャフトを回転自在に軸受する軸受部材に設けられた位置決め部によって、前記カムシャフトの回転中心に対して径方向から位置決めされた状態で前記内燃機関の側面に固定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. 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、
   前記駆動回転体に固定された電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、からなり、機関状態に応じて前記駆動回転体に対するカムシャフトの相対回転位相を変更可能な位相変更機構と、
   該位相変更機構の先端側に、該位相変更機構の少なくとも一部を覆うように配置され、内燃機関のチェーンカバーに固定されたカバー部材と、
   該カバー部材の内周と位相変更機構の外周のいずれか一方に固定され、前記いずれか他方と摺動するシール部材と、を備え、
   前記カムシャフトを回転自在に軸受する軸受部材に、前記カバー部材に向かって突出する複数の突出部を一体に設けると共に、
   前記カバー部材と前記各突出部との間に、位置決めピンをそれぞれ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。
4. 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、
   前記駆動回転体に固定された電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記従動回転体に伝達する減速機構と、からなり、機関状態に応じて前記駆動回転体に対するカムシャフトの相対回転位相を変更可能な位相変更機構と、
   該位相変更機構の先端側に該位相変更機構の少なくとも一部を覆うように配置され、内燃機関のチェーンカバーに固定されたカバー部材と、
   該カバー部材の内周と位相変更機構の外周のいずれか一方に固定され、前記いずれか他方と摺動するシール部材と、を備え、
   前記カバー部材は、前記カムシャフトを回転自在に軸受する軸受部材に設けられた位置決め部によってカムシャフトの回転中心に対して径方向に位置決めされた状態で前記チェーンカバーに固定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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