JP6252798B2 - 電動式バルブタイミング変更装置の取付構造 - Google Patents
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Description
記載する。電動式バルブタイミング変更装置は、車両に搭載される内燃機関のカム軸の一端に固定される第1回転体と、前記第1回転体の周囲を囲む形状の第2回転体と、前記第2回転体の外縁部に一体に設けられてタイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケットと、前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられて前記第1回転体および前記第2回転体を相対回転可能に連結する変更機構と、を有するスプロケット部を備える。上記バルブタイミング変更装置は、チェーンカバーにボルトによって締結固定されるとともに前記変更機構に連結されて同変更機構を作動させる電動機を備える。電動式バルブタイミング変更装置では、前記第1回転体を前記カム軸に固定することによって前記スプロケット部が同カム軸に取り付けられる。前記チェーンカバーは前記ボルトが螺合される雌ねじを有する複数のボス部を備える。複数のボス部は、前記チェーンカバーの前記スプロケット部側において同スプロケット部の外縁部に対向する位置まで突出する形状を有するとともに、前記スプロケット部が前記カム軸への取付位置から鉛直方向下方に移動したときに少なくとも2つ以上の前記ボス部と前記スプロケット部との係合により同鉛直方向下方への移動を規制する一方で、前記チェーンカバーにより覆われたスペースの外部と前記取付位置との間の前記スプロケット部の移動を許容する態様で配設されている。
上記構造によれば、上述した2つの特定のボス部のうちの一方がスプロケット部の回転中心を通る水平面よりも鉛直方向下方側に配置されるものと比較して、ボス部を乗り越えて鉛直方向下方に落下するといった態様でのスプロケット部の移動が生じ難くなるため、同スプロケット部の落下を好適に抑えることができる。
図1に示すように、車両10には、駆動源としての内燃機関11が搭載されている。内燃機関11は、シリンダヘッドやシリンダブロックを有する機関本体11aを有しており、同機関本体11aには機関バルブを開閉駆動するためのカム軸12が設けられている。機関本体11aには、タイミングチェーン13が配設された部分を覆う形状のチェーンカバー14と、同機関本体11aの車両上方(以下では鉛直方向上方)側の部分を覆う形状のカバー部材としてのシリンダヘッドカバー15とが取り付けられている。上記チェーンカバー14は鉛直方向上方において開口しており、その開口部分(取り出し口16)を覆うように上記シリンダヘッドカバー15は取り付けられている。内燃機関11は、シリンダヘッドカバー15を取り外すことにより、上記取り出し口16を介してチェーンカバー14によって覆われた部分が外部に開放される構造になっている。また内燃機関11には、電動式のバルブタイミング変更装置20が設けられている。
前記チェーンカバー14は、上記電動機23が挿通された状態で設けられる貫通孔14aを有している。またチェーンカバー14の外面14b(図1における左側の面)における上記貫通孔14aの周縁には、同貫通孔14aの周囲を囲む円環形状の円環溝14cが設けられている。この円環溝14cには、電動機23とチェーンカバー14の外面14bとの間隙をシールするためのOリング24が設けられる。さらにチェーンカバー14における上記円環溝14cの周縁には、内部に雌ねじ17aを有するボス部17が3つ設けられている(図1、図2には2つのみ図示)。各ボス部17の雌ねじ17aは、ボルト25がチェーンカバー14の外面14bから螺合される形状に形成されている。また3つのボス部17は、チェーンカバー14の上記スプロケット部21側において同スプロケット部21の外縁部27に対向する位置まで突出する形状に形成されている。
電動機23の作動制御を通じて、同電動機23の出力軸23aの回転速度(電動機回転速度)とタイミングチェーン13(図1)が巻き掛けられた第2回転体40の回転速度(回転体回転速度)とが一致しているときには、変更機構50が作動せず、第1回転体30と第2回転体40との相対回転角も変化しない。したがって、このときには第1回転体30に固定されたカム軸12と第2回転体40に連結された内燃機関11のクランク軸との相対回転角が変更されず、バルブタイミングも変更されない。
図1〜図4に示すように、3つのボス部17は、スプロケット部21(図1)の外縁部27に沿って配置されている。また、3つのボス部17は、チェーンカバー14の上記スプロケット部21側において同スプロケット部21の外縁部27に対向する位置まで突出する形状に形成されている。各ボス部17は、雌ねじ17aと同軸に延びている円柱形状をなしている。
図5に示すように、以下では、3つのボス部17のうちの上記スプロケット部21の外縁部27における鉛直方向最上部(図5中に「UP」で示す部分)を間に挟んで同外縁部27に沿う方向において隣り合う2つのボス部17を「特定のボス部17S」とし、残りの1つのボス部17を「他のボス部17T」とする。そして、3つのボス部17は以下の(条件1)〜(条件9)の全てを満たす位置に配設されている。
(条件1)2つの特定のボス部17Sの全体が、共に、スプロケット部21の回転中心CSを通って車両幅方向および車両前後方向(以下では「水平方向」、図5の紙面に直交す
る方向および図5における左右方向)に延びる水平面VSよりも鉛直方向上方(図5における上方)側の位置に配置される。
(条件2)以下では、2つの特定のボス部17Sの雌ねじ17aの中心CBを繋ぐ直線を「仮想線A」とし、スプロケット部21の回転中心CSを通って上記仮想線Aと直交する直線を「仮想線B」とする。この場合、スプロケット部21の回転中心CSを始点に仮想線Aと仮想線Bとの交点Cに向かうベクトル(図5中における矢印VE)が鉛直方向上向きの成分を含むように、2つの特定のボス部17Sが配置されている。
(条件3)他のボス部17Tは上記仮想線Aよりも鉛直方向下方側の位置に配置されている。
(条件4)3つのボス部17は、それらボス部17の雌ねじ17aの中心CBを頂点とする三角形(図5中に一点鎖線で示す)を描いた場合に同三角形の3つの内角(図5中のθ1,θ2,θ3)がいずれも鋭角をなすように配置されている。
(条件5)図6に示すように、以下では、スプロケット部21の回転中心CSを通り2つの特定のボス部17Sの鉛直方向最上部UP側の部分に接する2つの接線を「M1」,「M2」とする。この場合、2つの接線M1,M2のなす角度のうちの上記鉛直方向最上部UP側の角θ4が180°よりも小さい。なお、接線M1,M2は、スプロケット部21の回転軸方向から見た特定のボス部17Sの外形に接する接線である。
(条件6)他のボス部17Tは、上記2つの接線M1,M2における2つの特定のボス部17Sとの2つの接点Pを結ぶ線分よりも鉛直方向下方に位置している。
(条件7)2つの特定のボス部17Sと上記2つの接線M1,M2との接点Pが共に、スプロケット部21の回転中心CSを通る水平面VSよりも鉛直方向上方に位置している。(条件8)図7に示すように、スプロケット部21の外縁部27に沿う方向において隣り合うボス部17を最短距離で結ぶ線分L1〜L3のうち、2つの特定のボス部17Sを結ぶ線分L1は、スプロケット部21の外縁部27における上記3つのボス部17によって囲まれる部分の最大径(図7における直径DS)よりも長い。すなわち、2つの特定のボス部17Sの間隔(図6中に矢印G1で示す間隔)は上記直径DSよりも大きくなっている。
(条件9)特定のボス部17Sの一方と他のボス部17Tとを最短距離で繋ぐ線分L2や、特定のボス部17Sの他方と他のボス部17Tとを最短距離で繋ぐ線分L3は、上記直径DSよりも短い。すなわち、特定のボス部17Sの一方と他のボス部17Tとの間隔(図6中に矢印G2で示す間隔)や特定のボス部17Sの他方と他のボス部17Tとの間隔(図6中に矢印G3で示す間隔)は上記直径DSよりも小さくなっている。
なお、3つのボス部17は雌ねじ17aと同軸に延びている円柱形状をなしているため、(条件2)、(条件3)を満たしていれば、おのずと(条件5)、(条件6)を満たすようになる。また、同様に、3つのボス部17は雌ねじ17aと同軸に延びている円柱形状をなしているため、(条件1)を満たしていれば、おのずと(条件7)を満たすようになる。
図7から明らかなように、スプロケット部21の取り外し作業や取り付け作業に際して、同スプロケット部21が落下する等して、スプロケット部21が取付位置(図7に示す位置)から鉛直方向下方に移動すると、3つのボス部17のいずれかに当接するようになる。そして、このときスプロケット部21は、2つの特定のボス部17Sの一方と他のボス部17Tとの隙間、あるいは2つの特定のボス部17Sの他方と他のボス部17Tとの隙間に進入しようとする。
(1)3つのボス部17を、スプロケット部21が取付位置から鉛直方向下方に移動したときに同スプロケット部21と係合して鉛直方向下方への移動を規制する一方で、チェーンカバー14により覆われたスペースの外部とスプロケット部21の取付位置との間での同スプロケット部21の移動を許容する態様で配設した。そのため、電動機23を固定するためのボス部17を利用して、車両10に搭載されてチェーンカバー14が取り付けられた状態の内燃機関11からのスプロケット部21の取り付け作業や取り外し作業に際して、同スプロケット部21がチェーンカバー14によって覆われたスペースに落下することを抑えることができる。
・カム軸12から取り外したスプロケット部21をチェーンカバー14によって覆われたスペースの外部に取り出すことが可能であれば、スプロケット部21を取付位置から2つの特定のボス部17Sの間を通過する方向Tに移動させた場合における同スプロケット部21の移動軌跡とチェーンカバー14とが重なる構造にしてもよい。こうした取付構造では、チェーンカバー14に覆われたスペースの内部でスプロケット部21の移動方向を変更する必要がある。とはいえ、取り外し作業に際してスプロケット部21をチェーンカバー14によって覆われたスペースの外部に取り出したり、取り付け作業に際してスプロケット部21をチェーンカバー14によって覆われたスペースの内部の取付位置まで案内したりすることはできる。
(条件10)上記三角形における内角が鋭角になる2つの頂点に配置される各ボス部を2つの特定のボス部とし、それら特定のボス部が、上記スプロケット部21の回転軸線を含んで鉛直方向に延びる鉛直面を間に挟む位置に配置される。
(条件11)上記三角形における内角が鈍角になる頂点に配置されるボス部を他のボス部とし、他のボス部が、2つの特定のボス部の雌ねじの中心を繋ぐ仮想線Aよりも鉛直方向下方側に配置される。
(条件12)スプロケット部21の回転中心CSを始点に仮想線A(2つの特定のボス部17Sの雌ねじ17aの中心を繋ぐ直線)と仮想線B(スプロケット部21の回転中心CSを通って上記仮想線Aと直交する直線)との交点Cに向かうベクトルVEが鉛直方向上向きの成分を含むように、2つの特定のボス部17Sが配置される。
(条件13)仮想線Aよりも鉛直方向下方側の位置に、複数の他のボス部17T,87Tが配置される。
(条件14)2つの特定のボス部17Sを最短距離で結ぶ線分(図7における線分L1に相当)が、スプロケット部21の外縁部27における上記5つのボス部87によって囲まれる部分の直径DSよりも長い。すなわち、2つの特定のボス部17Sの間隔(図7における間隔G1に相当)が上記直径DSよりも大きい。
(条件15)スプロケット部21の外縁部27に沿う方向において隣り合うボス部87を最短距離で結ぶ線分であって、2つの特定のボス部17Sの一方と他のボス部87Tとを結ぶ線分L4や、2つの特定のボス部17Sの他方と他のボス部87Tとを結ぶ線分L5、他のボス部17T,87T同士を結ぶ線分L6,L7が上記直径DSよりも短い。すなわちスプロケット部21の外縁部27に沿う方向において隣り合うボス部87の間隔であって、2つの特定のボス部17Sの一方と他のボス部87Tとの間隔G4や、2つの特定のボス部17Sの他方と他のボス部87Tとの間隔G5、他のボス部17T,87T同士の間隔G6,G7が上記直径DSよりも小さい。
(条件16)2つのボス部107が、スプロケット部21の回転軸線を含んで鉛直方向に延びる鉛直面Dを間に挟む位置に配置されている。
(条件17)2つのボス部107は、スプロケット部21の回転中心CSを通る水平面VSよりも鉛直方向下方側の位置に配置されている。
(条件18)2つのボス部107の雌ねじ17aの中心CBを繋ぐ直線を「仮想線A」とし、スプロケット部21の回転中心CSを通って上記仮想線Aと直交する直線を「仮想線B」とする。この場合に、スプロケット部21の回転中心CSを始点に仮想線Aと仮想線Bとの交点Cに向かうベクトルがVEが鉛直方向下向きの成分を含むように、2つのボス部107は配置される。
(条件19)2つのボス部107を最短距離で結ぶ線分が、スプロケット部21の外縁部27における2つのボス部107に囲まれる部分の直径DSよりも短い。すなわち、2つのボス部107の間隔G8は上記直径DSよりも小さい。
(条件20)スプロケット部21の外縁部27に沿う方向において隣り合うボス部127を結ぶ線分L8〜L10のうち、スプロケット部21の回転中心CSよりも鉛直方向上方を通り2つの特定のボス部127Sを最短距離で結ぶ線分L8は同スプロケット部21における3つのボス部127によって囲まれる部分の最大径(直径DS)よりも長い。
(条件21)少なくとも一方が他のボス部127Tである隣り合うボス部127を最短距離で結ぶ線分L9,L10は、上記直径DSよりも短い。
Claims (8)
- 車両に搭載される内燃機関のカム軸の一端に固定される第1回転体と、前記第1回転体の周囲を囲む形状の第2回転体と、前記第2回転体の外縁部に一体に設けられてタイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケットと、前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けられて前記第1回転体および前記第2回転体を相対回転可能に連結する変更機構と、を有するスプロケット部、および、チェーンカバーにボルトによって締結固定されるとともに前記変更機構に連結されて同変更機構を作動させる電動機を備えた電動式バルブタイミング変更装置の前記第1回転体を前記カム軸に固定することによって前記スプロケット部が同カム軸に取り付けられる電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記チェーンカバーは前記ボルトが螺合される雌ねじを有する複数のボス部を備え、
前記複数のボス部は、
前記チェーンカバーの前記スプロケット部側において同スプロケット部の外縁部に対向する位置まで突出する形状を有するとともに、
前記スプロケット部が前記カム軸への取付位置から鉛直方向下方に移動したときに少なくとも2つ以上の前記ボス部と前記スプロケット部との係合により同鉛直方向下方への移動を規制する一方で、前記チェーンカバーにより覆われたスペースの外部と前記取付位置との間の前記スプロケット部の移動を許容する態様で配設されている
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項1に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記複数のボス部は、前記スプロケット部の外縁部に沿って配設されており、前記外縁部における鉛直方向最上部を間に挟んで前記外縁部に沿う方向において隣り合う2つの特定のボス部と、前記スプロケット部の回転中心を通るとともに前記2つの特定のボス部の前記鉛直方向最上部側の部分に接する2つの接線における前記2つの特定のボス部との2つの接点を結ぶ線分よりも鉛直方向下方に位置する、前記2つの特定のボス部とは別の1つ以上の他のボス部とを含み、
前記2つの接線のなす角度のうちの前記鉛直方向最上部側の角が180°よりも小さく、
前記スプロケット部の外縁部に沿う方向において隣り合う前記ボス部を結ぶ線分のうち、前記回転中心よりも鉛直方向上方を通り前記2つの特定のボス部を最短距離で結ぶ線分は前記スプロケット部の前記複数のボス部によって囲まれる部分の最大径よりも長く、少なくとも一方が前記他のボス部である隣り合う前記ボス部を最短距離で結ぶ線分は前記最大径よりも短い
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項2に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記複数のボス部は、前記雌ねじと同軸に延びている円柱形状をなしており、前記スプロケット部の外縁部に沿って配設された3つ以上のボス部を含み、
前記2つの特定のボス部の前記雌ねじの中心を繋ぐ直線を「仮想線A」とし、前記スプロケット部の回転中心を通って前記仮想線Aと直交する直線を「仮想線B」とした場合に、前記回転中心を始点に前記仮想線Aと前記仮想線Bとの交点に向かうベクトルが鉛直方向上向きの成分を含んでおり、
前記仮想線Aよりも鉛直方向下方には1つ以上の他のボス部が配置されており、
前記スプロケット部の外縁部に沿う方向において隣り合う前記ボス部を結ぶ線分のうち、前記回転中心よりも鉛直方向上方を通り前記2つの特定のボス部を最短距離で結ぶ線分は前記スプロケット部の前記複数のボス部によって囲まれる部分の最大径よりも長く、少なくとも一方が前記他のボス部である隣り合う前記ボス部を最短距離で結ぶ線分は前記最大径よりも短い
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項3に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記複数のボス部は、3つのボス部からなり、
前記複数のボス部の前記雌ねじの中心を頂点とする三角形を描いた場合に、同三角形の3つの内角がいずれも鋭角をなす
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項2〜4のいずれか一項に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記2つの特定のボス部は、少なくともその一部が共に、前記回転中心を通る水平面よりも鉛直方向上方に配置される
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項2〜5のいずれか一項に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記内燃機関は、カバー部材を取り外すことにより、前記チェーンカバーによって覆われたスペースが外部に開放され、同開放された部分が、前記チェーンカバーによって覆われたスペースから前記スプロケット部を取り出すための取り出し口になる構造であり、
前記スプロケット部を前記取付位置から前記取り出し口に向けて前記2つの特定のボス部の間を通過する方向に直線的に移動させる場合における同スプロケット部の移動軌跡が前記チェーンカバーと重ならない
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項1に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記複数のボス部は、2つのボス部からなり、
前記スプロケット部の回転軸線を含む鉛直面を間に挟む位置に前記2つのボス部が配置されるとともに、前記スプロケット部の回転中心を通る水平面よりも鉛直方向下方に前記2つのボス部の少なくとも一方が配置されており、
前記2つのボス部の前記雌ねじの中心を繋ぐ直線を「仮想線A」とし、前記回転中心を通って前記仮想線Aと直交する直線を「仮想線B」とした場合に、前記回転中心を始点に前記仮想線Aと前記仮想線Bとの交点に向かうベクトルが鉛直方向下向きの成分を含んでおり、
前記2つのボス部を最短距離で結ぶ線分が前記スプロケット部の前記複数のボス部によって囲まれる部分の最大径よりも短い
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。 - 請求項1に記載の電動式バルブタイミング変更装置の取付構造において、
前記複数のボス部は、前記雌ねじと同軸に延びている円柱形状をなしている3つのボス部であり、
前記3つのボス部の全てが前記スプロケット部の回転中心を通る水平面よりも鉛直方向下方に配置されており、
前記3つのボス部の前記雌ねじの中心を頂点とする三角形を描いた場合に、同三角形の内角の1つが鈍角であり、
前記3つのボス部のうち、前記三角形における内角が鋭角になっている2つの頂点に位置している各ボス部を2つの特定のボス部とした場合、前記2つの特定のボス部が、前記スプロケット部の回転軸線を含んで鉛直方向に延びる鉛直面を間に挟む位置に配置されており、
前記三角形における内角が鈍角になっている頂点に位置しているボス部を他のボス部とした場合、前記他のボス部が、前記2つの特定のボス部の雌ねじの中心を繋ぐ仮想線よりも鉛直方向下方側に配置されており、
前記2つの特定のボス部の一方と前記他のボス部とを最短距離で繋ぐ線分、および、前記2つの特定のボス部の他方と前記他のボス部とを最短距離で繋ぐ線分は、前記スプロケット部の前記複数のボス部によって囲まれる部分の最大径よりも短い
ことを特徴とする電動式バルブタイミング変更装置の取付構造。
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