JPH11280423A - Valve timing variable device - Google Patents

Valve timing variable device

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Publication number
JPH11280423A
JPH11280423A JP7960298A JP7960298A JPH11280423A JP H11280423 A JPH11280423 A JP H11280423A JP 7960298 A JP7960298 A JP 7960298A JP 7960298 A JP7960298 A JP 7960298A JP H11280423 A JPH11280423 A JP H11280423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
valve timing
variable valve
camshaft
timing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7960298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsunehisa Okuda
恒久 奥田
Yasuaki Hasegawa
泰明 長谷川
Toshihide Yamamoto
寿英 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP7960298A priority Critical patent/JPH11280423A/en
Publication of JPH11280423A publication Critical patent/JPH11280423A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve assembly and maintenance properties. SOLUTION: A planet gear mechanism 10 is interposed between a cam pulley 2 and a can shaft 1, and the sun gear 11 of the mechanism 10 is provided on a slide member 44 movable along a shaft body 42 by driving an electric motor 30, to convert the axially directional movement of the slide member 44 into rotation via the gear 11, thereby transmitting the rotation to the mechanism 10. The rotation phase of the cam shaft 1 is changed by moving the slide member 74 by the motor 30 while transmitting the rotation of a crank shaft to the cam shaft 1 via the mechanism 10. The motor 30, the shaft body 42, and the slide member 44 are integrally fitted to a casing 35. The motor 30, etc., integral with the casing 35 are made detachable to an engine main body by making the casing 35 detachable to the engine main body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの動弁機
構に組み込まれ、バルブタイミングの制御に用いられる
バルブタイミング可変装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing device incorporated in a valve operating mechanism of an engine and used for controlling valve timing.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のバルブタイミング可変装置の一
例として、従来、特開平4−232312号公報に開示
されるような装置が知られている。
2. Description of the Related Art As an example of this type of variable valve timing device, a device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-23212 has been known.

【0003】この装置では、カムシャフトとカムプーリ
との間に、サンギヤとプラネタリキャリアに支持された
プラネタリギヤとリングギヤとからなる遊星歯車機構が
設けられ、そのリングギヤにカムプーリが連設され、プ
ラネタリキャリアがカムシャフトに連結されるととも
に、サンギヤに連設されたスリーブの後端に駆動力導入
用ギヤが設けられ、一方、エンジン本体にモータが設置
され、このモータ軸に、上記駆動力導入用ギヤに噛合す
るウォームが設けられている。そして、サンギヤが停止
されているときに、カムプーリに対してカムシャフトが
一定の減速比で回転し、上記モータの駆動によりウォー
ム等を介してサンギヤが駆動されると、カムシャフトの
位相が変化するようになっている。
In this device, a planetary gear mechanism comprising a sun gear, a planetary gear supported by a planetary carrier and a ring gear is provided between a camshaft and a cam pulley, and a cam pulley is connected to the ring gear, and the planetary carrier is driven by a cam. A driving force introducing gear is provided at the rear end of the sleeve connected to the shaft and connected to the sun gear. On the other hand, a motor is installed on the engine body, and the motor shaft meshes with the driving force introducing gear. Worm is provided. When the sun gear is stopped, the camshaft rotates at a constant reduction ratio with respect to the cam pulley, and when the sun gear is driven via a worm or the like by driving the motor, the phase of the camshaft changes. It has become.

【0004】また、上記のようなバルブタイミング可変
装置の改良として、モータを上記遊星歯車機構と同軸上
に配置し、該モータのステータ側をエンジンに連結固定
する一方、ロータ側を減速機構を介して上記サンギヤに
接続するようにしたバルブタイミング可変装置も開発さ
れている。
As an improvement of the above-described variable valve timing device, a motor is arranged coaxially with the planetary gear mechanism, and the stator side of the motor is connected and fixed to the engine, while the rotor side is connected via a speed reduction mechanism. A variable valve timing device connected to the sun gear has also been developed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のバルブタイミング可変装置は、構成が比較的複
雑であり、そのため、例えばエンジンへの組付けや、モ
ータの交換、あるいはカムプーリ又はカムスプロケット
に装着されているベルト又はチェーンの交換等のメンテ
ナンス作業時には、多数の部品を決められた順序で一つ
ずつ取付けたり、あるいは取外さなければならず、組付
性やメンテナンス性が必ずしも良くないという欠点があ
った。
The conventional variable valve timing apparatus as described above has a relatively complicated structure, and is therefore assembled, for example, into an engine, replaced with a motor, or a cam pulley or a cam sprocket. At the time of maintenance work such as replacement of belts or chains attached to a vehicle, many parts must be attached or removed one by one in a predetermined order, and assemblability and maintainability are not necessarily good. There were drawbacks.

【0006】そのため、バルブタイミング装置において
は、特に組付性やメンテナンス性を向上させることが要
求されている。なお、組付性やメンテナンス性の向上を
図る場合、装置の細部にわたって合理的な構成を採用
し、これにより組付性等をより向上させ得るようにする
のが望ましい。
[0006] Therefore, in the valve timing device, it is particularly required to improve the assemblability and the maintainability. In order to improve the assemblability and the maintainability, it is desirable to adopt a rational configuration over the details of the apparatus so that the assemblability and the like can be further improved.

【0007】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、組立性およびメンテナンス性を向上さ
せることができるバルブタイミング可変装置を提供する
ことを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a variable valve timing device capable of improving assembling and maintenance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、カムシャフトと同軸上に配設されて一端
側が該カムシャフトに支持される軸体と、該軸体に移動
可能に装着される中間部材と、軸体と同軸上に配置さ
れ、相対回転可能な二部材を有してこれらの相対回転に
伴い中間部材を軸体に沿って少なくとも軸方向に移動さ
せる駆動手段とを備え、カムシャフトと同軸上でその端
側に配置されてクランクシャフトに駆動連結されるカム
シャフト側駆動輪を介してカムシャフトを回転させつつ
中間部材の移動に伴いカムシャフトを回転方向ないし軸
方向の少なくとも一方に変位させることにより駆動輪に
対するカムシャフトの回転位相ないし軸方向変位の少な
くとも一方を行わせてバルブタイミングを変化させるよ
うに構成されるとともに、エンジン本体に対して脱着可
能なケース部材が設けられ、軸体、中間部材および駆動
手段がこのケース部材に一体に搭載されるとともにこの
ケース部材を介してエンジン本体に対して一体に脱着可
能に構成されているものである(請求項1)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a shaft which is disposed coaxially with a camshaft and one end of which is supported by the camshaft; An intermediate member mounted on the shaft member, and a driving unit that is disposed coaxially with the shaft body, has two members that can rotate relative to each other, and moves the intermediate member at least in the axial direction along the shaft body with the relative rotation. The camshaft is rotated coaxially with the camshaft via a camshaft-side drive wheel that is arranged at the end side of the camshaft and is drivingly connected to the crankshaft. And at least one of the rotational phase or the axial displacement of the camshaft with respect to the drive wheels by displacing in at least one of the directions to change the valve timing. Is provided with a case member detachable from the engine body, and the shaft body, the intermediate member and the driving means are integrally mounted on the case member and detachable from the engine body via the case member. (Claim 1).

【0009】この装置によれば、軸体、中間部材および
駆動手段がケース部材に対して一体に搭載され、これら
を一体にエンジン本体に対して脱着することができるた
め、エンジンに対するバルブタイミング可変装置の組付
性、あるいはメンテナンス性が向上する。
According to this device, the shaft, the intermediate member, and the driving means are integrally mounted on the case member, and these can be integrally attached to and detached from the engine body. The assembling property or the maintenance property is improved.

【0010】上記軸体および中間部材は、相対回転可能
な二部材のうち、内周側の部材であるロータに貫通する
ように配置し、ロータと中間部材との対応箇所にロータ
の回転を中間部材の軸方向の移動に変換する送りねじを
形成するとともに、上記ロータの回転軸方向一端側をケ
ース部材に対してセンタリングした状態で支持するのが
好ましい(請求項2)。このようにすれば、ロータの回
転に伴い中間部材を軸方向に移動させることができる。
また、軸方向に可動な中間部材をロータを介して良好に
センタリングすることが可能となる。この場合には、ロ
ータの上記回転軸方向一端側を軸受部材、特に、ボール
ベアリングを介して上記ケース部材で支持するようにす
れば(請求項3,4)、センタリングされる部分の摩耗
を低減することができる。
The shaft member and the intermediate member are disposed so as to penetrate a rotor which is an inner peripheral member of the two members rotatable relative to each other, and rotate the rotor at a position corresponding to the rotor and the intermediate member. It is preferable that a feed screw for converting the axial movement of the member be formed, and that one end of the rotor in the rotation axis direction be supported in a state centered with respect to the case member. With this configuration, the intermediate member can be moved in the axial direction with the rotation of the rotor.
In addition, it becomes possible to favorably center the axially movable intermediate member via the rotor. In this case, if the one end side of the rotor in the rotation axis direction is supported by the bearing member, in particular, the case member via a ball bearing (claims 3 and 4), the wear of the centered portion is reduced. can do.

【0011】また、請求項1乃至4のいずれかに記載の
装置においては、カムシャフトの端部に第1中間ギヤを
連結し、該第1中間ギヤの回転に伴いカムシャフトを上
記駆動輪に対して相対回転するように構成し、上記駆動
手段における二部材のうち、内周側の部材であるロータ
に軸体および中間部材を貫通するように配置し、上記ロ
ータと中間部材との対応箇所にロータの回転を中間部材
の軸方向の移動に変換する送りねじを形成するととも
に、中間部材に上記第1中間ギヤと噛合可能な第2中間
ギヤを形成し、該第2中間ギヤを、上記中間部材の軸方
向の移動を回転に変換するヘリカルギヤとするととも
に、このヘリカルギヤのリード角を上記送りねじのリー
ド角よりも大きく設定すればよい(請求項5)。これに
よれば、中間部材の移動に伴いカムシャフトの回転位相
が変化させられる。この際、第2中間ギヤのリード角が
送りねじのリード角よりも大きいことにより、ロータの
回転が減速されて伝えられる。そのため、駆動手段の駆
動トルクの軽減および位相制御の精度向上に有利とな
る。また、駆動手段の駆動が停止されているときには、
カムシャフト側からの反力に対し、上記送りねじの摩擦
力によりロータを停止状態に保持する作用が得られる。
Further, in the apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a first intermediate gear is connected to an end of the camshaft, and the camshaft is connected to the driving wheel with the rotation of the first intermediate gear. The two members of the driving means are arranged so as to penetrate the shaft and the intermediate member through the rotor which is the inner peripheral member, and the corresponding portions of the rotor and the intermediate member , A feed screw for converting the rotation of the rotor into the axial movement of the intermediate member is formed, and a second intermediate gear that can be meshed with the first intermediate gear is formed on the intermediate member. A helical gear that converts the axial movement of the intermediate member into rotation may be used, and the lead angle of the helical gear may be set to be larger than the lead angle of the feed screw. According to this, the rotation phase of the camshaft is changed with the movement of the intermediate member. At this time, since the lead angle of the second intermediate gear is larger than the lead angle of the feed screw, the rotation of the rotor is transmitted at a reduced speed. This is advantageous for reducing the driving torque of the driving means and improving the accuracy of the phase control. When the driving of the driving means is stopped,
With respect to the reaction force from the camshaft side, the action of holding the rotor in the stopped state is obtained by the frictional force of the feed screw.

【0012】上記請求項5の構成の場合、駆動輪とカム
シャフトの間に、上記第2中間ギヤとしてのサンギヤと
上記第1中間ギヤとしてのプラネタリギヤを支持するプ
ラネタリキャリアとリングギヤとから構成される遊星歯
車機構を介設し、上記リングギヤおよびプラネタリキャ
リアの二部材を相対回転可能な状態で内外に配設し、こ
れら二部材のうち外周側の部材に上記駆動輪を一体に設
ける一方、内周側の部材を上記カムシャフトに固定する
構成を採用するようにすれば(請求項6)、駆動手段、
遊星歯車機構、駆動輪およびカムシャフト等が同軸上に
配置されることによりコンパクトな構成となり、また、
組付けが容易になる。
According to the fifth aspect of the present invention, a planetary carrier and a ring gear for supporting a sun gear as the second intermediate gear and a planetary gear as the first intermediate gear are provided between the driving wheel and the camshaft. A planetary gear mechanism is interposed, and the two members, the ring gear and the planetary carrier, are disposed inside and outside in a rotatable state. If a configuration is adopted in which the side member is fixed to the camshaft (claim 6),
The planetary gear mechanism, drive wheels, camshaft, etc. are arranged coaxially, resulting in a compact configuration.
Assembly becomes easy.

【0013】なお、中間部材と軸体とはスプライン結合
させ(請求項7)、軸体には、中間部材との間および軸
体の支持部との間の少なくとも一方に対して潤滑オイル
を供給可能とするオイル通路を形成するのが望ましい
(請求項8)。
The intermediate member and the shaft are spline-coupled (claim 7), and lubricating oil is supplied to the shaft at least between the intermediate member and the supporting portion of the shaft. It is desirable to form an oil passage that enables this.

【0014】また、軸体は、組付けの際に回転位相の初
期セットを行ったり、あるいはメンテナンス後の回転位
相の調整を行い得るように、ケース部材に対して回転が
許容される回転許容状態と回転が阻止される回転阻止状
態とに変更可能に支持するのが好ましい(請求項9)。
この場合、軸体の一端部につば部を形成し、該つば部と
ケース部材との間に摩擦板を介設するとともに、装着状
態において上記つば部、摩擦板およびケース部材を互い
に圧接させる軸固定用部材をケース部材に対して脱着可
能に設けるようにすればよい(請求項10)。これによ
れば軸固定用部材を装着状態では摩擦板による摩擦力に
よりケース部材に対する軸体の回転が阻止され、取外し
た状態では該摩擦力が軽減され回転が許容される。その
ため、簡単な構成で軸体を回転許容状態と回転阻止状態
とに変更することができる。
Further, the shaft body is allowed to rotate relative to the case member so that the initial setting of the rotation phase can be performed at the time of assembly, or the rotation phase can be adjusted after maintenance. It is preferable that the supporting member be changeably supported between a rotation preventing state and a rotation preventing state (claim 9).
In this case, a flange is formed at one end of the shaft body, a friction plate is interposed between the flange and the case member, and the flange, the friction plate and the case member are pressed against each other in the mounted state. The fixing member may be provided detachably with respect to the case member. According to this, the rotation of the shaft body with respect to the case member is prevented by the frictional force of the friction plate when the shaft fixing member is mounted, and the frictional force is reduced and the rotation is permitted when the shaft fixing member is removed. Therefore, the shaft body can be changed between the rotation allowable state and the rotation prevention state with a simple configuration.

【0015】上記各装置において、駆動手段は、例えば
相対回転可能な二部材として界磁用のコイルが配列され
たステータと永久磁石が配列されたロータとを有する電
動モータからなり、ステータ側がケース部材に連結固定
されている(請求項11)。
In each of the above devices, the driving means comprises, for example, an electric motor having, as two members capable of relative rotation, a stator in which field coils are arranged and a rotor in which permanent magnets are arranged. (Claim 11).

【0016】このようにすると、上記電動モータが電気
的にコントロールされることで回転位相が制御される。
In this case, the rotation phase is controlled by electrically controlling the electric motor.

【0017】上記のように電動モータが採用される場
合、ロータは、その回転軸方向一端側がケース部材に回
転可能に支持されるとともに、ケース部材に対する被支
持部が非磁性体により構成される(請求項12)。この
ようにすれば、ロータを適切に支持することが可能とな
り、また、ケース部材側への磁束の洩れを有効に防止す
ることが可能となる。
When the electric motor is employed as described above, the rotor is rotatably supported at one end in the direction of the rotation axis by the case member, and the portion supported by the case member is made of a non-magnetic material ( Claim 12). This makes it possible to appropriately support the rotor and effectively prevent leakage of magnetic flux to the case member side.

【0018】また、上記駆動輪とカムシャフトの間に、
上記サンギヤとプラネタリギヤを支持するプラネタリキ
ャリアとリングギヤとから構成される遊星歯車機構が介
設され、上記リングギヤおよびプラネタリキャリアの二
部材が相対回転可能な状態で内外に配設されるととも
に、これら二部材のうち外周側の部材に上記駆動輪が一
体に設けられる場合には、ロータは、回転軸方向におけ
るカムシャフト側の端部が遊星歯車機構のリングギヤお
よびプラネタリキャリアのうち少なくとも一方に対して
回転可能に支持され、リングギヤおよびプラネタリキャ
リアに対する被支持部のうち少なくとも一方が非磁性体
により構成される(請求項13)。このような構成によ
れば、ロータの一端側が遊星歯車機構により支持される
ためコンパクト化が図れ、また遊星歯車機構側への磁束
の洩れも効果的に防止される。
Further, between the driving wheel and the camshaft,
A planetary gear mechanism including a planetary carrier that supports the sun gear and the planetary gear and a ring gear is interposed. The two members of the ring gear and the planetary carrier are disposed inside and outside in a relatively rotatable state. In the case where the drive wheel is integrally provided on the member on the outer peripheral side, the end of the rotor on the camshaft side in the rotation axis direction can rotate with respect to at least one of the ring gear and the planetary carrier of the planetary gear mechanism. And at least one of the ring gear and the portion supported by the planetary carrier is made of a non-magnetic material. According to such a configuration, since one end side of the rotor is supported by the planetary gear mechanism, compactness can be achieved, and leakage of magnetic flux to the planetary gear mechanism side is also effectively prevented.

【0019】請求項11乃至13に記載の装置におい
て、ロータは、その回転軸方向両端がスラストベアリン
グを介して支持される(請求項14)。こうするこで、
ロータを回転可能に支持しながらもカムシャフト側から
の反力等、ロータに作用する軸方向の力を適切に受ける
ことができる。この場合、ロータの少なくともスラスト
ベアリングへの当接部分を非磁性体により構成するよう
にすれば(請求項15)、磁束の洩れを効果的に防止す
ることができる。
[0019] In the apparatus described in any one of the eleventh to thirteenth aspects, the rotor is supported at both ends in the rotation axis direction via thrust bearings. In this way,
An axial force acting on the rotor, such as a reaction force from the camshaft, can be appropriately received while rotatably supporting the rotor. In this case, if at least the contact portion of the rotor with the thrust bearing is made of a non-magnetic material (claim 15), leakage of magnetic flux can be effectively prevented.

【0020】一方、請求項11乃至13に記載の装置に
おいては、ロータの回転軸方向両端のうち少なくとも一
方をボールベアリングを介して支持することもできる
(請求項16)。このようにすれば、磁石の作用による
ロータの径方向への変位が規制されるため、ロータのセ
ンタリング状態が適切に保たれる。そのため、スライド
部材の送りねじ部とのフリクションロスの増大が抑えら
れ、ロータ回転時の消費電力を低減することができる。
また、カムシャフト側からの反力等、ロータに作用する
軸方向の力を適切に受けることができる。この場合に
も、ロータの少なくともボールベアリングへの当接部分
を非磁性体により構成するようにすれば(請求項1
7)、磁束の洩れを効果的に防止することができる。
On the other hand, in the device according to the present invention, at least one of both ends in the rotation axis direction of the rotor can be supported via a ball bearing (claim 16). With this configuration, the displacement of the rotor in the radial direction due to the action of the magnet is regulated, so that the centering state of the rotor is appropriately maintained. Therefore, an increase in friction loss with the feed screw portion of the slide member is suppressed, and power consumption during rotation of the rotor can be reduced.
In addition, an axial force acting on the rotor, such as a reaction force from the camshaft, can be appropriately received. Also in this case, if at least the contact portion of the rotor with the ball bearing is made of a non-magnetic material.
7) Leakage of magnetic flux can be effectively prevented.

【0021】ケース部材には、ステータおよびロータに
対する位置決め部がそれぞれ設けられる(請求項1
8)。これによれば、ステータおよびロータのエアギャ
ップを適切に、しかも容易に確保することが可能となり
組付け性が向上する。
The case member is provided with positioning portions for the stator and the rotor, respectively.
8). According to this, an air gap between the stator and the rotor can be appropriately and easily secured, and assemblability is improved.

【0022】また、ケース部材には、外部からのロータ
の回転を可能にする開口部が形成される(請求項1
9)。これによれば、ケース外部からロータを回転させ
ることが可能となり、回転位相の初期設定やメンテナン
スの際の利便性が向上する。
An opening is formed in the case member so as to enable the rotation of the rotor from the outside.
9). According to this, it is possible to rotate the rotor from outside the case, and the convenience in initial setting of the rotation phase and maintenance is improved.

【0023】また、電動モータが採用される場合には、
ステータコイルの間にロータの永久磁石の磁極を検出す
る磁極検出センサを設けるのが好ましい(請求項2
0)。このようにすれば、回転に伴う永久磁石の磁極の
検出に基づいてカム角を検知することが可能となる。こ
の場合には、エンコーダ等の位置検出装置と異なり、複
数回転においてもロータとステータの相対位置を検出す
ることができるため、ロータが複数回転するものである
場合に特に有用である(請求項21)。
When an electric motor is used,
It is preferable to provide a magnetic pole detection sensor for detecting the magnetic pole of the permanent magnet of the rotor between the stator coils.
0). With this configuration, the cam angle can be detected based on the detection of the magnetic pole of the permanent magnet accompanying the rotation. In this case, unlike a position detecting device such as an encoder, the relative position between the rotor and the stator can be detected even during a plurality of rotations, and thus is particularly useful when the rotor rotates a plurality of times. ).

【0024】なお、上記各バルブタイミング可変装置が
ツインカム型のエンジンに適用される場合には、吸気弁
側と排気弁側との間で送りねじのねじり方向が同一で、
かつ上記サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの
各ギヤのねじり方向が逆向きに設定され、さらに、吸気
側の中間部材が最遅角時にエンジン前側の当りに当接す
る一方、排気側の中間部材が最進角時にエンジン前側の
当りに当接するように初期設定される(請求項22)。
When each of the above-described variable valve timing devices is applied to a twin cam type engine, the feed screw twist direction is the same between the intake valve side and the exhaust valve side.
The torsional directions of the sun gear, the planetary gear and the ring gear are set in opposite directions. Further, the intermediate member on the intake side comes into contact with the front side of the engine at the most retarded angle, while the intermediate member on the exhaust side is the most advanced. Initially, an initial setting is made so as to contact the front side of the engine (claim 22).

【0025】このような構成によると、上記吸気側およ
び排気側の各中間部材がエンジン前側の当りに当接する
状態を初期設定状態として、この状態で吸排気のオーバ
ーラップを最小にすることができ、エンジン始動時等に
上記初期設定状態とすることにより燃焼安定性を確保し
得る。また、中間部材をエンジン後側の当り(カムシャ
フト等)に当接させる場合に比べ、中間部材や当り部分
の摩耗を抑えることが可能となる。
According to such a configuration, the state in which the intermediate members on the intake side and the exhaust side come into contact with the front side of the engine is set as an initial setting state, and in this state, the overlap between the intake and exhaust can be minimized. By setting the above-mentioned initial setting state at the time of starting the engine, combustion stability can be ensured. Further, it is possible to suppress the wear of the intermediate member and the contact portion as compared with the case where the intermediate member is brought into contact with the contact (camshaft or the like) on the rear side of the engine.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明に係るバルブタイミング可
変装置の一例を示す断面図である。この図において、1
はエンジン本体(図示せず)に回転自在に支持されたカ
ムシャフト1であって、回転に伴ってバルブを開閉作動
するようになっている。カムシャフト1の端部周囲に
は、タイミングプーリ(歯付プーリ)からなるカムプー
リ(駆動輪)2が位置し、このカムプーリ2が図外のク
ランクシャフトに装着されたクランクプーリにタイミン
グベルト3を介して接続されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a variable valve timing apparatus according to the present invention. In this figure, 1
Is a camshaft 1 rotatably supported by an engine body (not shown), which opens and closes a valve with rotation. A cam pulley (drive wheel) 2 composed of a timing pulley (toothed pulley) is located around an end of the camshaft 1, and the cam pulley 2 is connected to a crank pulley mounted on a crankshaft (not shown) via a timing belt 3. Connected.

【0028】上記カムシャフト1の端部には、遊星歯車
機構10と駆動手段としての電動モータ30とが設けら
れ、これらがカムシャフト1およびカムプーリ2と同軸
上に配置されている。
At the end of the camshaft 1, a planetary gear mechanism 10 and an electric motor 30 as driving means are provided, which are arranged coaxially with the camshaft 1 and the cam pulley 2.

【0029】上記遊星歯車機構10は、サンギヤ11
と、複数箇のプラネタリギヤ13を支持するプラネタリ
キャリア12(以下、キャリア12と略す)と、リング
ギヤ14との3要素からなり、サンギヤ11、キャリア
12およびリングギヤ14が同軸上に互いに回転可能に
配設されている。そして、リングギヤ14にカムプーリ
2が、キャリア12にカムシャフト1がそれぞれ連結さ
れている。
The planetary gear mechanism 10 includes a sun gear 11
And a planetary carrier 12 (hereinafter abbreviated as carrier 12) for supporting a plurality of planetary gears 13 and a ring gear 14. The sun gear 11, the carrier 12 and the ring gear 14 are coaxially rotatably arranged. Have been. The cam pulley 2 is connected to the ring gear 14 and the camshaft 1 is connected to the carrier 12.

【0030】電動モータ30は、相対回転可能なロータ
33とステータ31を内外に備えており、ステータ31
がケーシング35およびブラケット4を介してエンジン
本体に連結固定されている。また、電動モータ30のロ
ータ33と遊星歯車機構10のサンギヤ11とが減速機
構を介して接続されている。なお、上記減速機構は、軸
方向に移動可能なスライド部材(中間部材)44を有
し、このスライド部材44に上記サンギヤ11が連設さ
れている。そして、後に詳述するように、ロータ33の
回転がスライド部材44の軸方向移動に変換されるとと
もに、サンギヤ11等がヘリカルギヤとされることによ
り、スライド部材44の軸方向移動が回転に変換されて
遊星歯車機構10に伝えられるようになっている。
The electric motor 30 has a rotor 33 and a stator 31 rotatable relative to each other inside and outside.
Are connected and fixed to the engine body via the casing 35 and the bracket 4. Further, the rotor 33 of the electric motor 30 and the sun gear 11 of the planetary gear mechanism 10 are connected via a reduction mechanism. The speed reduction mechanism has a slide member (intermediate member) 44 that can move in the axial direction, and the sun gear 11 is connected to the slide member 44. As will be described in detail later, the rotation of the rotor 33 is converted into the axial movement of the slide member 44, and the sun gear 11 and the like are helical gears, whereby the axial movement of the slide member 44 is converted into rotation. And transmitted to the planetary gear mechanism 10.

【0031】以下、このバルブタイミング可変装置の具
体的な構成について詳述する。
Hereinafter, a specific configuration of the variable valve timing device will be described in detail.

【0032】上記遊星歯車機構10のキャリア12は、
図2に示すように、前後(同図では左右)に小径部16
aおよび大径部16bを具備した前後方向の貫通孔16
を有しており、上記大径部16bに上記カムシャフト端
部を嵌入した状態でカムシャフト1に取着されている。
そして、上記小径部16aの周囲に形成されたボルト孔
17を介してボルト18が前方側から挿入され、カムシ
ャフト1のねじ孔19に螺合挿入されることにより、カ
ムシャフト1に対してキャリア12が連結固定されてい
る。このように上記キャリア12にカムシャフト1を嵌
入した状態で両者を連結することにより、カムシャフト
1に対してキャリア12がセンタリングされている。
The carrier 12 of the planetary gear mechanism 10 is
As shown in FIG. 2, the small-diameter portion 16
a and a through hole 16 in the front-rear direction having a large diameter portion 16b
The camshaft 1 is attached to the camshaft 1 in a state where the end of the camshaft is fitted into the large diameter portion 16b.
A bolt 18 is inserted from the front side through a bolt hole 17 formed around the small diameter portion 16a, and screwed into a screw hole 19 of the camshaft 1 so that the carrier is fixed to the camshaft 1. 12 are connected and fixed. Thus, the carrier 12 is centered on the camshaft 1 by connecting the camshaft 1 with the camshaft 1 fitted thereto.

【0033】上記ボルト孔17は、図3に示すように、
小径部16aの周囲において各プラネタリギヤ13の間
に介設されており、このように各プラネタリギヤ13の
間のスペースを利用してキャリア12とカムシャフト1
とを締結することで、貫通孔20の近傍に締結位置を集
結させたコンパクトな締結構造が達成されている。
The bolt hole 17 is formed as shown in FIG.
The carrier 12 and the camshaft 1 are interposed between the planetary gears 13 around the small-diameter portion 16a and thus utilize the space between the planetary gears 13.
And a compact fastening structure in which fastening positions are concentrated near the through hole 20 is achieved.

【0034】上記キャリア12の外周側には、上記カム
プーリ2が配設され、これが前後2つのベアリング20
a,20bを介してキャリア12の外周側に回転自在に
支持されている。そして、カムプーリ2の前端部にリン
グギヤ14が一体に締結固定され、このリングギヤ14
がプラネタリギヤ13に噛合している。
The cam pulley 2 is disposed on the outer peripheral side of the carrier 12, and is provided with two front and rear bearings 20.
It is rotatably supported on the outer peripheral side of the carrier 12 via a and 20b. A ring gear 14 is integrally fastened and fixed to the front end of the cam pulley 2.
Are engaged with the planetary gear 13.

【0035】カムプーリ2とリングギヤ14とは、同図
に示すように、カムプーリ2の前端部にリングギヤ14
の後端部が嵌入され、リングギヤ14の周囲に連設され
たフランジ21を介して互いに締結されている。具体的
には、フランジ21に形成されたボルト孔22に前方側
からボルト23が挿通され、これがカムプーリ2に形成
されたねじ孔24に螺合挿入されることによりリングギ
ヤ14とカムプーリ2とが一体に締結固定されている。
このようにリングギヤ14がカムプーリ2に嵌入された
状態で固定されることにより、カムプーリ2及びベアリ
ング20a,20bを介してリングギヤ14がキャリア
12に対してセンタリングされ、リングギヤ14とプラ
ネタリギヤ13とが適切に噛合し得るようになってい
る。
The cam pulley 2 and the ring gear 14 are connected to the ring gear 14 at the front end of the cam pulley 2 as shown in FIG.
Are fitted into each other and are fastened to each other via a flange 21 provided continuously around the ring gear 14. Specifically, a bolt 23 is inserted from the front side into a bolt hole 22 formed in the flange 21, and is screwed into a screw hole 24 formed in the cam pulley 2 so that the ring gear 14 and the cam pulley 2 are integrated. It is fastened and fixed.
By fixing the ring gear 14 in the state of being fitted into the cam pulley 2, the ring gear 14 is centered with respect to the carrier 12 via the cam pulley 2 and the bearings 20a and 20b, and the ring gear 14 and the planetary gear 13 are appropriately fitted. It can be meshed.

【0036】上記カムプーリ2の内周面およびキャリア
12の外周面には、それぞれつば部26,27が形成さ
れており、これらつば部26,27と、リングギヤ14
の端部14aと、キャリア12の前方側に上記ボルト1
8により共締めされるワッシャ28とによって上記ベア
リング20a、20bの前後方向の変位が阻止されてい
る。具体的には、キャリア12の後方側端部につば部2
6が、カムプーリ2の前後方向略中央につば部27がそ
れぞれ突設されており、後方側のベアリング20bがこ
れらつば部26,27の間に介設されることにより該ベ
アリング20bの前後方向の移動が阻止されるようにな
っている。また、リングギヤ14の端部14aおよびワ
ッシャ28とつば部27との間に前方側のベアリング2
0aが介設されることにより、該ベアリング20aの前
後方向の移動が阻止されるようになっている。
The inner peripheral surface of the cam pulley 2 and the outer peripheral surface of the carrier 12 are formed with flanges 26 and 27, respectively.
End 14a and the bolt 1 on the front side of the carrier 12.
8 prevents the bearings 20a, 20b from being displaced in the front-rear direction. Specifically, the collar 2 is provided at the rear end of the carrier 12.
The cam pulley 2 has a flange 27 protruding substantially at the center of the cam pulley 2 in the front-rear direction, and a rear bearing 20b is interposed between the flanges 26, 27 so that the bearing 20b in the front-rear direction is provided. Movement is prevented. The front bearing 2 is located between the end portion 14a of the ring gear 14 and the washer 28 and the flange portion 27.
The interposition of Oa prevents the movement of the bearing 20a in the front-rear direction.

【0037】なお、上記リングギヤ14の前端部14b
には、その内周側にシール部材57が嵌装されており、
後述する電動モータ30のロータ後端部がこのシール部
材57の内側に嵌入されている。
The front end 14b of the ring gear 14
Has a seal member 57 fitted on the inner peripheral side thereof,
The rear end of the rotor of the electric motor 30, which will be described later, is fitted inside the seal member 57.

【0038】一方、上記電動モータ30は、磁界用のス
テータコイル32を巻装したステータ31と、永久磁石
34を配設したロータ33とからなっている。これらに
より相対回転可能な二部材が構成されている。
On the other hand, the electric motor 30 comprises a stator 31 on which a stator coil 32 for a magnetic field is wound, and a rotor 33 on which a permanent magnet 34 is disposed. These constitute two members that can be relatively rotated.

【0039】ステータ31はリング状に形成されてお
り、ブラケット4を介してエンジン本体に連結されたケ
ーシング(ケース部材)35に対してボルト等により締
結固定されている。ケーシング35には、ステータ31
の外周部分に対する当りが形成され、これによってステ
ータ31が位置決めされた状態でケーシング35に固定
されている。
The stator 31 is formed in a ring shape, and is fastened and fixed to a casing (case member) 35 connected to the engine body via the bracket 4 by bolts or the like. The casing 31 includes a stator 31.
Is formed, and the stator 31 is fixed to the casing 35 in a state where the stator 31 is positioned.

【0040】ステータ31には、図4に示すように、ス
テータ31の相隣接する3つのステータコイル32の間
に磁極検出センサであるホール素子55a〜55cが配
設され、ロータ33の回転に伴い、これらホール素子5
5a〜55cにより永久磁石34の磁極を検出し得るよ
うになっている。つまり、永久磁石34の磁極を連続す
る3つのホール素子55a〜55cで検知することによ
り、ロータ33の回転角を検出し得るようになってい
る。
As shown in FIG. 4, the stator 31 is provided with Hall elements 55a to 55c, which are magnetic pole detection sensors, between three adjacent stator coils 32 of the stator 31. , These Hall elements 5
The magnetic poles of the permanent magnet 34 can be detected by 5a to 55c. That is, the rotation angle of the rotor 33 can be detected by detecting the magnetic pole of the permanent magnet 34 with the three continuous Hall elements 55a to 55c.

【0041】上記ロータ33は、ステータ31の内周側
に配設されている。そして、ロータ33の前後両側が、
上記ケーシング35およびキャリア12にそれぞれスラ
ストベアリング37a,37bを介して連結されること
により、ロータ33がステータ31の内周側において回
転自在に支持されている。
The rotor 33 is arranged on the inner peripheral side of the stator 31. And the front and rear sides of the rotor 33 are
The rotor 33 is rotatably supported on the inner peripheral side of the stator 31 by being connected to the casing 35 and the carrier 12 via thrust bearings 37a and 37b, respectively.

【0042】ロータ33には、図2に示すように、ベア
リング37a,37bの保持部33a、33bが一体に
設けられ、この保持部33a、33bにベアリング37
a,37bの外周側に対する当り38が形成されてい
る。一方、上記キャリア12およびケーシング35には
ベアリング37a,37bの保持部としてワッシャ36
およびリング部材39が装着され、これらワッシャ36
およびリング部材39にベアリング37a,37bの内
周側の当り36a,39aがそれぞれ形成されている。
つまり、各ベアリング37a,37bを上記各当り33
aおよび36a,39aの間に嵌装した状態で保持する
ことにより、ベアリング37a,37bを介して該ロー
タ33のセンタリングが達成されている。
As shown in FIG. 2, the rotor 33 is provided integrally with holding portions 33a and 33b for bearings 37a and 37b, and the holding portions 33a and 33b are provided with bearings 37a and 33b.
A contact 38 is formed with respect to the outer peripheral side of a and 37b. On the other hand, the carrier 12 and the casing 35 are provided with washers 36 as holding portions for bearings 37a and 37b.
And a ring member 39 are attached.
In addition, bearings 37a, 37b are formed on the ring member 39 at the inner peripheral sides of the bearings 37a, 37b, respectively.
That is, each of the bearings 37a and 37b is
By centering the rotor 33 through the bearings 37a and 37b, the rotor 33 is held in a state fitted between the rotor 33a and 36a and 39a.

【0043】上記リング部材39は、図示を省略するが
ノックピン等によりケーシング35に対して精密に取着
され、また、ワッシャ36もプラネタリギヤ13の支持
軸に圧着される等して、キャリア12に対して精密に取
着されている。このようにケーシング35に対してステ
ータ31およびロータ33が位置決めされた状態で組付
けられることにより、上記ステータ31と永久磁石34
との隙間(エアギャップ)が適切に確保されるようにな
っている。なお、磁束の洩れを防止するために、ロータ
33の上記保持部33a、33b、ワッシャ36および
リング部材39等はアルミニウム等の非磁性体から構成
されている。
Although not shown, the ring member 39 is precisely attached to the casing 35 with a knock pin or the like, and the washer 36 is pressed against the support shaft of the planetary gear 13 so as to be attached to the carrier 12. It is attached precisely. By assembling the stator 31 and the rotor 33 with the stator 35 positioned with respect to the casing 35, the stator 31 and the permanent magnet 34
Gap (air gap) is appropriately secured. In order to prevent leakage of magnetic flux, the holding portions 33a and 33b of the rotor 33, the washer 36, the ring member 39, and the like are made of a non-magnetic material such as aluminum.

【0044】上記ロータ33の内方には、カムシャフト
1と同軸上において前後方向に延びる軸体42が挿通さ
れている。この軸体42は、前端部がケーシング35に
支持される一方、後端部が上記貫通孔16を介してキャ
リア12を貫通してカムシャフト1に支持されている。
この軸体42の支持構造について具体的に説明すると、
ケーシング35には、同図に示すように、大径部51a
と小径部51bとを前後に有した貫通孔51が形成され
ており、この貫通孔51に軸体42が挿通されている。
軸体42の前部にはつば部43が形成されており、この
つば部43が貫通孔51の大径部51aに介装されると
ともに、このつば部43の前後に摩擦板52が配設され
ている。そして、ケーシング35の前端部に蓋体(軸固
定用部材)53が固定されることにより、上記つば部4
3が摩擦板52を介して蓋体53およびケーシング35
に挾持され、これにより軸体42の前端部がケーシング
35に対して回転を阻止された状態で支持されている。
一方、軸体42の後端部は、上記カムシャフト1の前端
部に形成された凹部1a内に突入しており、ブッシュ5
4を介してカムシャフト1に対して回転可能な状態で支
持されている。
A shaft 42 extending in the front-rear direction coaxially with the camshaft 1 is inserted into the rotor 33. The shaft 42 has a front end supported by the casing 35 and a rear end supported by the camshaft 1 through the carrier 12 through the through hole 16.
The structure for supporting the shaft body 42 will be specifically described.
As shown in FIG.
A through hole 51 having a front and rear portion and a small diameter portion 51b is formed, and the shaft body 42 is inserted into the through hole 51.
A flange 43 is formed at a front portion of the shaft body 42. The collar 43 is interposed in the large diameter portion 51 a of the through hole 51, and friction plates 52 are provided before and after the collar 43. Have been. Then, the lid (shaft fixing member) 53 is fixed to the front end of the casing 35, so that the flange 4
3 is a cover 53 and a casing 35 via a friction plate 52.
Thus, the front end of the shaft body 42 is supported with respect to the casing 35 while being prevented from rotating.
On the other hand, the rear end of the shaft 42 protrudes into a recess 1 a formed in the front end of the camshaft 1, and the bush 5
4 and supported rotatably with respect to the camshaft 1.

【0045】なお、上記軸体42の前端部は、同図に示
すように蓋体53の開口部53aを介して外部に突出し
ており、この部分がオイル導入部となっている。つま
り、詳しく図示していないが、軸体42の内部には、軸
体42とスライド部材44との間、あるいは軸体42と
上記ブッシュ54との間に潤滑オイルを供給するための
通路42aが形成されており、上記オイル導入部を介し
て通路42aに潤滑オイルを導入し得るようになってい
る。
The front end of the shaft 42 projects outside through an opening 53a of the lid 53 as shown in FIG. That is, although not shown in detail, a passage 42 a for supplying lubricating oil between the shaft 42 and the slide member 44 or between the shaft 42 and the bush 54 is provided inside the shaft 42. It is formed so that lubricating oil can be introduced into the passage 42a via the oil introduction section.

【0046】上記軸体42の外周側には、円筒状のスラ
イド部材44が配設されている。そして、上記軸体42
の外周とスライド部材44の内周には、相対応する軸方
向のスプライン45もしくはセレーションが形成され、
そのスプライン45等が係合することにより、スライド
部材44の回転が阻止された状態で軸方向、つまり前後
方向の移動が可能となっている。
A cylindrical slide member 44 is provided on the outer peripheral side of the shaft body 42. Then, the shaft body 42
Corresponding axial splines 45 or serrations are formed on the outer circumference of the
The engagement of the splines 45 and the like makes it possible to move in the axial direction, that is, in the front-rear direction while the rotation of the slide member 44 is prevented.

【0047】スライド部材44の前部には、その外周に
ヘリカルスプライン状の送りねじ46が形成され、これ
に噛合するねじ47がロータ33の内周面に形成されて
いる。一方、スライド部材44の後部は、上記遊星歯車
機構10の中心部に位置し、このスライド部材44の後
部外周にサンギヤ11が一体に設けられている。そし
て、このサンギヤ11と、これに噛合する各プラネタリ
ギヤ13と、各プラネタリギヤ13に噛合するリングギ
ヤ14とがいずれもヘリカルギヤとなっている。
A helical spline-shaped feed screw 46 is formed on the outer periphery of a front portion of the slide member 44, and a screw 47 meshing with the feed screw 46 is formed on the inner peripheral surface of the rotor 33. On the other hand, the rear part of the slide member 44 is located at the center of the planetary gear mechanism 10, and the sun gear 11 is integrally provided on the outer periphery of the rear part of the slide member 44. The sun gear 11, each planetary gear 13 meshing with the sun gear 11, and the ring gear 14 meshing with each planetary gear 13 are helical gears.

【0048】上記スライド部材44は、図5に示すよう
に、スライド部材44の軸線に直交する軸線に対する送
りねじ46のヘリカル溝の傾きα(リード角)が、サン
ギヤ11を構成するヘリカルギヤのヘリカル溝の同傾き
βよりも小さく設定されている。これによりロータ33
の回転が減速されて遊星歯車機構10に伝えられるとと
もに、電動モータ30の駆動が停止されているときにカ
ムシャフト側からスライド部材44に作用するスラスト
力に対してロータ33の停止状態が保持され得るように
なっている。
As shown in FIG. 5, the inclination α (lead angle) of the helical groove of the feed screw 46 with respect to the axis perpendicular to the axis of the slide member 44 is such that the helical groove of the helical gear constituting the sun gear 11 Is set to be smaller than the same slope β. Thereby, the rotor 33
Is reduced and transmitted to the planetary gear mechanism 10, and the stopped state of the rotor 33 is held against the thrust force acting on the slide member 44 from the camshaft side when the driving of the electric motor 30 is stopped. I am getting it.

【0049】なお、上記電動モータ30は、図示を省略
しているが、エンジンを統括的に制御するコントローラ
により制御されるようになっており、予め運転状態に応
じた最適なバルブタイミングが得られるようにカムシャ
フト1の回転位相が設定され、運転状態の変化に応じて
上記回転位相が変更されるように電動モータ30のステ
ータコイル32への通電が制御される。なお、この制御
中には、上記電動モータ30のホール素子55a〜55
cによる磁極の検知に基づいてロータ33の回転角が求
められ、これにより現在のカム角が検出されつつ回転位
相が調整されるようになっている。
Although not shown, the electric motor 30 is controlled by a controller that controls the engine as a whole, so that an optimal valve timing according to the operating state can be obtained in advance. The rotation phase of the camshaft 1 is set as described above, and the energization to the stator coil 32 of the electric motor 30 is controlled such that the rotation phase is changed according to the change in the operating state. During this control, the Hall elements 55a to 55
The rotation angle of the rotor 33 is obtained based on the detection of the magnetic pole by c, whereby the rotation phase is adjusted while the current cam angle is detected.

【0050】以上のようなバルブタイミング可変装置に
よると、位相変更時以外は上記電動モータ30の駆動が
停止されて、遊星歯車機構10のサンギヤ11が固定さ
れることにより、カムプーリ2とこれに連結されたリン
グギヤ14とキャリア12に連結されたカムシャフト1
とが、リングギヤ14とプラネタリギヤ13との歯数の
比によって決まる速度比で回転する。そして、予めこの
速度比を考慮してクランクプーリとカムプーリ2のプー
リ比が設定されることにより、カムシャフト1がクラン
クシャフトに対して所定の速度比で回転する。
According to the above-described variable valve timing device, the driving of the electric motor 30 is stopped except when the phase is changed, and the sun gear 11 of the planetary gear mechanism 10 is fixed, so that the cam pulley 2 is connected to the cam pulley 2. Camshaft 1 connected to the connected ring gear 14 and carrier 12
Rotate at a speed ratio determined by the ratio of the number of teeth of the ring gear 14 and the number of teeth of the planetary gear 13. Then, by setting the pulley ratio between the crank pulley and the cam pulley 2 in consideration of the speed ratio in advance, the camshaft 1 rotates at a predetermined speed ratio with respect to the crankshaft.

【0051】そして、位相変更時には、上記電動モータ
30が駆動されてそのロータ33が回転することによ
り、その回転が送りねじ46,47で変換されて、スラ
イド部材44およびこれと一体のサンギヤ11が軸方向
に移動し、その軸方向移動がサンギヤ11等を構成する
ヘリカルギヤで回転方向に変換され、サンギヤ11から
プラネタリギヤ13に回転力が付加される。これによ
り、サンギヤ11が固定されている場合と比べて、リン
グギヤ14とキャリア12との速度比が変化し、これに
よりカムシャフト1の回転位相が変化してバルブタイミ
ングが換えられることとなる。
When the phase is changed, the electric motor 30 is driven to rotate the rotor 33, and the rotation is converted by the feed screws 46 and 47, so that the slide member 44 and the sun gear 11 integrated therewith are formed. It moves in the axial direction, and the movement in the axial direction is converted into the rotational direction by the helical gear constituting the sun gear 11 and the like, and the rotational force is applied from the sun gear 11 to the planetary gear 13. As a result, the speed ratio between the ring gear 14 and the carrier 12 changes as compared with the case where the sun gear 11 is fixed, whereby the rotation phase of the camshaft 1 changes and valve timing is changed.

【0052】ところで、上記のバルブタイミング可変装
置は、全体が2つのユニットから構成されている。具体
的には、上記カムプーリ2、キャリア12およびリング
ギヤ14から構成されて上記カムシャフト1に連結固定
される第1のユニットと、上記ケーシング35とこれに
取着される電動モータ30、軸体42およびスライド部
材44等から構成されてブラケット4を介してエンジン
本体に締結固定される第2のユニットとから構成されて
いる。そのため、エンジン本体への組付時等には、例え
ば、各ユニットがサブアッセンブリされ、これら各ユニ
ットがエンジン本体に組付けられるようになっている。
Incidentally, the above-described variable valve timing device is composed of two units as a whole. Specifically, a first unit composed of the cam pulley 2, the carrier 12, and the ring gear 14 and connected and fixed to the camshaft 1, the casing 35, the electric motor 30 attached thereto, and the shaft 42 And a second unit constituted by a slide member 44 and the like and fastened and fixed to the engine body via the bracket 4. Therefore, at the time of assembling to the engine main body, for example, each unit is sub-assembled, and these units are assembled to the engine main body.

【0053】上記第1のユニットの組立ては、例えば、
まず、プラネタリギヤ取着前のキャリア12に対して、
ベアリング20b、カムプーリ2、ベアリング20aお
よびワッシャ36をこの順番で装着した後、リングギヤ
14をカムプーリ2に嵌入させて締結固定し、最後に、
プラネタリギヤ13およびワッシャ36、さらにベアリ
ング37bをこの順番で装着することにより組立てられ
る。これによりキャリア12の外周外にカムプーリ2及
びリングギヤ14を回転自在に支持し、その中心部に、
上記貫通孔16からなるサンギヤ11の受入れ部分を有
した全体としてリング状の第1のユニットが完成する。
The assembly of the first unit is performed, for example, by
First, for the carrier 12 before the planetary gear is attached,
After mounting the bearing 20b, the cam pulley 2, the bearing 20a, and the washer 36 in this order, the ring gear 14 is fitted into the cam pulley 2 and fastened and fixed.
The planetary gear 13, the washer 36, and the bearing 37b are mounted in this order to assemble. As a result, the cam pulley 2 and the ring gear 14 are rotatably supported outside the outer periphery of the carrier 12, and at the center thereof,
As a whole, a first unit in a ring shape having a receiving portion of the sun gear 11 including the through hole 16 is completed.

【0054】一方、第2のユニットの組立ては、まず、
ケーシング35にリング部材39、ベアリング37aお
よび電動モータ30をこの順番で装着した後、貫通孔5
1を介して軸体42をケーシング35に挿通するととも
に摩擦板52および蓋体53を取着する。この際、蓋体
53は仮止めしておく。そして、最後に、軸体42に対
してスライド部材44を挿通しつつスライド部材44の
送りねじ46をロータ33のねじ47に噛合させる。こ
れにより第2のユニットが完成する。
On the other hand, assembling the second unit first
After the ring member 39, the bearing 37a, and the electric motor 30 are mounted on the casing 35 in this order,
1, the shaft 42 is inserted into the casing 35, and the friction plate 52 and the lid 53 are attached. At this time, the lid 53 is temporarily fixed. Finally, the feed screw 46 of the slide member 44 is engaged with the screw 47 of the rotor 33 while the slide member 44 is inserted through the shaft 42. Thereby, the second unit is completed.

【0055】一方、バルブタイミング可変装置をエンジ
ン本体に組付けるには、まず、上記第1のユニットをカ
ムシャフト1に装着する。第1のユニットの取付けは、
カムシャフト1の先端部をキャリア12の貫通孔16に
嵌入しつつ第1のユニットをカムシャフト1の端部に装
着し、その後、ボルト18によりキャリア12をカムシ
ャフト1に締結固定することにより行う。
On the other hand, when assembling the variable valve timing device to the engine body, first, the first unit is mounted on the camshaft 1. The installation of the first unit
The first unit is mounted on the end of the camshaft 1 while fitting the tip of the camshaft 1 into the through hole 16 of the carrier 12, and then the carrier 12 is fastened and fixed to the camshaft 1 by bolts 18. .

【0056】そして第1のユニットの取付けが完了した
ら、次いで、カムシャフト1および第2のユニットに対
して第2のユニットを取り付ける。具体的には、軸体4
2の先端(図1では右端)をキャリア12の貫通孔16
を介してカムシャフト1の凹部1aに挿入させるととも
に、スライド部材44のサンギヤ11をプラネタリギヤ
13に噛合させつつ第2のユニットを第1のユニットに
合体させる。この際、上記リングギヤ14の前方端にシ
ール部材57を予め装着しておき、合体の際に、ロータ
33を上記ベアリング37bおよびシール部材57に対
して嵌め合わせる。第2のユニットを第1のユニットに
合体させたら、ブラケット4に対してケーシング35を
締結固定するようにする。
When the mounting of the first unit is completed, the second unit is mounted on the camshaft 1 and the second unit. Specifically, the shaft 4
2 is inserted into the through hole 16 of the carrier 12 (right end in FIG. 1).
, The second unit is combined with the first unit while the sun gear 11 of the slide member 44 is meshed with the planetary gear 13. At this time, a seal member 57 is previously attached to the front end of the ring gear 14, and the rotor 33 is fitted to the bearing 37b and the seal member 57 at the time of merging. After the second unit is combined with the first unit, the casing 35 is fastened and fixed to the bracket 4.

【0057】こうして各ユニットをエンジン本体に取着
したら、次いで、ロータ33、カムプーリ2および軸体
42を適宜回転させて回転位相の初期設定を行う。この
際、蓋体53をケーシング35から取外して摩擦板52
によるつば部43の挾持状態を解除しておくことによ
り、軸体42およびスライド部材44がケーシング35
に対して一体回転可能となり、これにより回転位相の初
期設定が可能となる。なお、当実施形態では、ケーシン
グ35において貫通孔51の周囲に周方向に細長のサー
ビスホール56が複数個形成されており、ロータ33を
回転させる際には、このサービスホール56を介して軸
状の治具等を用いてロータ33を回転させることができ
るようになっている。
After each unit is attached to the engine body, the rotor 33, the cam pulley 2 and the shaft 42 are appropriately rotated to initialize the rotation phase. At this time, the lid 53 is removed from the casing 35 and the friction plate 52
By releasing the clamped state of the collar 43 by the shaft member 42 and the slide member 44, the casing 35
, So that the rotation phase can be initialized. In the present embodiment, a plurality of elongate service holes 56 are formed in the casing 35 around the through hole 51 in the circumferential direction. When the rotor 33 is rotated, the shaft 33 is formed through the service hole 56. The rotor 33 can be rotated using a jig or the like.

【0058】こうして回転位相の初期設定が完了した
ら、蓋体53をケーシング35に締結固定する。これに
よりケーシング35に対する軸体42およびスライド部
材44の回転が阻止された状態となり初期設定が完了す
るとともに、エンジン本体に対するバルブタイミング装
置の組付けが完了する。
After the initial setting of the rotation phase is completed, the lid 53 is fastened and fixed to the casing 35. As a result, the rotation of the shaft body 42 and the slide member 44 with respect to the casing 35 is stopped, the initial setting is completed, and the assembly of the valve timing device with respect to the engine body is completed.

【0059】以上のように構成されたバルブタイミング
可変装置によれば、上述のように遊星歯車機構10を用
いた構成であるため、装置の省スペースが有効に達成さ
れる。
According to the variable valve timing device configured as described above, since the planetary gear mechanism 10 is used as described above, space saving of the device can be effectively achieved.

【0060】しかも、全体が、上記カムプーリ2、キャ
リア12およびリングギヤ14等からなる第1のユニッ
トと、上記電動モータ30、軸体42およびスライド部
材44等からなる第2のユニットとにより構成され、エ
ンジンへの組付時には、各ユニットを合体させつつ組付
けることにより容易にエンジン本体に組付けることがで
きるため極めて組付性がよい。従って、この装置によれ
ば、装置のコンパクト化および組付性の向上を良好に達
成することができる。
Further, the whole is constituted by a first unit including the cam pulley 2, the carrier 12, the ring gear 14, and the like, and a second unit including the electric motor 30, the shaft 42, the slide member 44, and the like. At the time of assembling to the engine, the units can be easily assembled to the engine body by assembling the units while being combined, so that the assembling property is extremely good. Therefore, according to this device, it is possible to satisfactorily achieve compactness of the device and improvement of assembling property.

【0061】また、各ユニット単位で装置を取り外すこ
とが可能なためメンテナンス性がよいという特徴もあ
る。例えば、タイミングベルト3を脱着する場合、電動
モータ30が大型のもので、ベルトの脱着に邪魔になる
ような場合であっても、第2ユニットを取外すだけで容
易にカムプーリ2に対してベルトを脱着することができ
る。従って、多数の部品を決められた順序で取り外しな
がらベルトの交換を行う必要があった従来のこの種の装
置に比べるとメンテナンス性が極めてよいという特徴が
ある。
Another feature is that since the device can be removed in units of each unit, maintenance is easy. For example, when attaching / detaching the timing belt 3, even if the electric motor 30 is large and obstructs attachment / detachment of the belt, it is easy to remove the belt from the cam pulley 2 simply by removing the second unit. Can be detached. Therefore, there is a feature that the maintainability is extremely good as compared with a conventional apparatus of this type, which requires replacing the belt while removing a large number of parts in a predetermined order.

【0062】ところで、上記の構成は、本発明に係るバ
ルブタイミング可変装置の一例であって、その具体的な
構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能
である。
The above configuration is an example of the variable valve timing apparatus according to the present invention, and the specific configuration can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

【0063】例えば、上記実施の形態では、電動モータ
30のステータ31にホール素子55a〜55cを設
け、これらの磁極の検知に基づいてロータ33の回転角
を求めてカム角を検出するようになっているが、勿論、
カムシャフトに装着した検出板をセンサにより検出する
従来タイプのカム角センサを用いてカム角を検出するよ
うにしてもよい。なお、ロータ33の回転角を求めてカ
ム角を求める方法としては、電動モータ30にエンコー
ダを付設することも考えられるが、この場合には、ロー
タ33が複数回転する場合には、ロータ33の回転角を
求めることができない。そのため、上記実施形態の構成
は、回転位相の制御において、ロータ33が複数回転す
る場合に特に有用である。
For example, in the above-described embodiment, the Hall elements 55a to 55c are provided on the stator 31 of the electric motor 30, and the rotation angle of the rotor 33 is obtained based on the detection of these magnetic poles to detect the cam angle. But of course,
The cam angle may be detected by using a conventional cam angle sensor that detects a detection plate mounted on the camshaft by a sensor. In addition, as a method of obtaining the cam angle by obtaining the rotation angle of the rotor 33, it is conceivable to attach an encoder to the electric motor 30, but in this case, when the rotor 33 rotates plural times, The rotation angle cannot be determined. Therefore, the configuration of the above-described embodiment is particularly useful for controlling the rotation phase when the rotor 33 makes multiple rotations.

【0064】また、上記実施形態の第1のユニットで
は、キャリア12の外周側にカムプーリ2を回転自在に
支持し、このカムプーリ2の前端部にリングギヤ14を
取付けるようにしているが、例えば、リングギヤ14と
キャリア12とを内外で入れ替えた構成を採用すること
もできる。図6はその一例を概略的に示しており、以
下、この例について説明する。なお、同図において図1
の装置と同一の部分については同一の符号を付し、図1
の装置との相違点についてのみ説明することにする。
In the first unit of the above embodiment, the cam pulley 2 is rotatably supported on the outer peripheral side of the carrier 12 and the ring gear 14 is attached to the front end of the cam pulley 2. A configuration in which 14 and the carrier 12 are replaced inside and outside may be adopted. FIG. 6 schematically shows one example, and this example will be described below. Note that FIG.
1 are assigned the same reference numerals as in FIG.
Only the differences from this device will be described.

【0065】この図の装置では、リングギヤ14にカム
シャフト受入用の貫通孔60が一体に形成されており、
この貫通孔60の後方側にカムシャフト1の前端部が嵌
入され、この状態でリングギヤ14がカムシャフト1に
締結固定されている。リングギヤ14において、貫通孔
60の外周側には、カムプーリ2が配設され、このカム
プーリ2がベアリング20a,20bを介してリングギ
ヤ14に回転自在に支持されている。そして、カムプー
リ2の前端部にキャリア12が連結固定され、これに支
持されたプラネタリギヤ13が上記リングギヤ14およ
びサンギヤ11に噛合してる。この図のような構成によ
れば、位相変更時以外は遊星歯車機構10のサンギヤ1
1が固定されることにより、カムプーリ2とこれに連結
されたキャリア12のプラネタリギヤ13とリングギヤ
14とが回転し、これによりカムシャフト1がクランク
シャフトに対して所定の速度比で回転する。
In the apparatus shown in this figure, a through hole 60 for receiving a camshaft is formed integrally with the ring gear 14,
The front end of the camshaft 1 is fitted to the rear side of the through hole 60, and the ring gear 14 is fastened and fixed to the camshaft 1 in this state. In the ring gear 14, a cam pulley 2 is provided on the outer peripheral side of the through hole 60, and the cam pulley 2 is rotatably supported by the ring gear 14 via bearings 20a and 20b. A carrier 12 is connected and fixed to the front end of the cam pulley 2, and a planetary gear 13 supported by the carrier 12 meshes with the ring gear 14 and the sun gear 11. According to the configuration as shown in this figure, the sun gear 1 of the planetary gear mechanism 10 except when the phase is changed.
When the cam gear 1 is fixed, the cam pulley 2 and the planetary gears 13 and the ring gear 14 of the carrier 12 connected thereto rotate, whereby the camshaft 1 rotates at a predetermined speed ratio with respect to the crankshaft.

【0066】そして、位相変更時には、電動モータ30
が駆動されてそのロータ33が回転することにより、ス
ライド部材44およびこれと一体のサンギヤ11が軸方
向に移動し、サンギヤ11からプラネタリギヤ13に回
転力が付加される。これにより、サンギヤ11が固定さ
れている場合と比べて、リングギヤ14とキャリア12
との速度比が変化し、これによりカムシャフト1の回転
位相が変化してバルブタイミングが換えられることとな
る。
When the phase is changed, the electric motor 30
Is driven to rotate the rotor 33, the slide member 44 and the sun gear 11 integrated therewith move in the axial direction, and a rotational force is applied from the sun gear 11 to the planetary gear 13. As a result, the ring gear 14 and the carrier 12 are compared with the case where the sun gear 11 is fixed.
, And the rotational phase of the camshaft 1 changes, thereby changing the valve timing.

【0067】図6に示したような装置は、機能的には図
1に示した装置と異なるところがないため、いずれの装
置を採用しても大きな差はない。但し、スペース的な面
では、図1に示した装置の方が若干有利といえる。すな
わち、図6の装置では、リングギヤ14の外周側にベア
リング20a,20b及びキャリア12が配設されるた
め、サンギヤ11、プラネタリギヤ13およびリングギ
ヤ14のギヤ構成が同一であれば、リングギヤ14の外
周側にカムプーリ2のみが配設されるだけの図1の装置
の方が径方向にコンパクトになる。そのため、スペース
効率を考慮すれば、図1の装置の方が有用である。
Since the apparatus shown in FIG. 6 has no functional difference from the apparatus shown in FIG. 1, there is no great difference in adopting any of the apparatuses. However, it can be said that the apparatus shown in FIG. 1 is slightly more advantageous in terms of space. That is, in the apparatus of FIG. 6, since the bearings 20a and 20b and the carrier 12 are disposed on the outer peripheral side of the ring gear 14, if the gear configurations of the sun gear 11, the planetary gear 13 and the ring gear 14 are the same, the outer peripheral side of the ring gear 14 The apparatus of FIG. 1 in which only the cam pulley 2 is provided is more compact in the radial direction. Therefore, the apparatus of FIG. 1 is more useful in consideration of space efficiency.

【0068】なお、吸気弁と排気弁をそれぞれ別々のカ
ムシャフトで作動させるツインカム(DOHC)エンジ
ンの場合には、吸気側および排気側の各カムシャフトに
対してそれぞれバルブタイミング可変装置を設けること
が考えられるが、この場合、例えば、吸気側および排気
側の各バルブタイミング可変装置を以下のように構成す
るようにしてもよい。
In the case of a twin cam (DOHC) engine in which the intake valve and the exhaust valve are operated by different camshafts, a variable valve timing device may be provided for each of the intake and exhaust camshafts. In this case, for example, the variable valve timing devices on the intake side and the exhaust side may be configured as follows.

【0069】すなわち、吸気側の装置については、図1
に示す構成において、最遅角時にスライド部材44の前
端側がケーシング35のストッパ35aに当たるように
初期設定を行うようにする(図5参照)。一方、排気側
の装置については、図1の構成を基本とし、図7に示す
ように吸気側と逆のヘリカル構造を有するサンギヤ1
1′およびプラネタリギヤ13′を用いるとともに、最
進角時にスライド部材44′の前端側がケーシング35
のストッパ35aに当たるように初期設定を行うように
しておく。このように吸気側および排気側の各装置を構
成すれば、初期設定状態において、吸排のオーバーラッ
プを最小にすることができ、エンジン始動時等に燃焼安
定性を確保することができる。しかも、吸気側および排
気側の各スライド部材44,44′を固定的に設けられ
たストッパ35aに当接させることができるためスライ
ド部材44,44′の摩耗を有効に防止できるという利
点がある。すなわち、初期設定状態において、スライド
部材44,44′をカムシャフト等(エンジン後側の当
り)に当接させることも考えられるが、この場合には、
カムシャフト1が回転するため、スライド部材44,4
4′およびカムシャフト1の摩擦が懸念される。しか
し、上記の構成によればそのような摩耗を回避すること
ができる。
That is, for the device on the intake side, FIG.
In the configuration shown in FIG. 5, the initial setting is performed so that the front end side of the slide member 44 contacts the stopper 35a of the casing 35 at the most retarded angle (see FIG. 5). On the other hand, the exhaust-side device is based on the configuration of FIG. 1 and has a sun gear 1 having a helical structure opposite to that of the intake side as shown in FIG.
1 'and the planetary gear 13', and the front end side of the slide member 44 'is
Initial setting is performed so as to hit the stopper 35a. By configuring the devices on the intake side and the exhaust side in this way, in the initial setting state, the overlap between intake and exhaust can be minimized, and combustion stability can be ensured when the engine is started. In addition, since the slide members 44, 44 'on the intake side and the exhaust side can be brought into contact with the stopper 35a provided fixedly, there is an advantage that the wear of the slide members 44, 44' can be effectively prevented. That is, in the initial setting state, the slide members 44, 44 'may be brought into contact with a camshaft or the like (a contact on the rear side of the engine). In this case,
Since the camshaft 1 rotates, the slide members 44, 4
4 'and the friction of the camshaft 1 are feared. However, according to the above configuration, such wear can be avoided.

【0070】なお、上記のバルブタイミング可変装置で
は、駆動源として電動モータ30を用いるようにしてい
るが、このように電動モータ30を駆動源とする構成
は、上述のような初期設定(図5、図7)を行う装置に
おいて特に有用である。
In the above-described variable valve timing device, the electric motor 30 is used as the drive source. However, the configuration using the electric motor 30 as the drive source is not limited to the above-described initial setting (FIG. 5). , FIG. 7).

【0071】すなわち、エンジンの始動時やアイドリン
グ時には一般に吸排気のオーバーラップを最小にするこ
とが行われるため、上記各バルブタイミング可変装置に
おいては、始動時やアイドリング時に初期設定状態を維
持することが必要となる。しかし、初期設定状態で最進
角とされる排気側のバルブタイミング可変装置において
はエンジン駆動時にバルブ側からの反力でスライド部材
44′が遅角方向にズレ易く、これを阻止する必要があ
り、この点、電動モータ30を駆動源とする上記バルブ
タイミング可変装置によれば、エンジン始動直後であっ
ても該モータ30の駆動によりスライド部材44′のズ
レを確実に阻止することができる。つまり、駆動源とし
て油圧モータを用いることも考えられるが、この場合に
は、始動後、油圧が十分に高まるまで時間がかかりスラ
イド部材44′のズレを十分に阻止できない場合もあ
る。従って、上記のような初期設定を行う装置において
は電動モータ30を駆動源とする構成が有用である。
That is, the overlap of intake and exhaust is generally minimized when the engine is started or idling. Therefore, in each of the above-described variable valve timing devices, the initial setting state can be maintained at the time of starting or idling. Required. However, in the variable valve timing device on the exhaust side which is set to the most advanced angle in the initial setting state, the slide member 44 'tends to shift in the retard direction due to the reaction force from the valve side when the engine is driven, and it is necessary to prevent this. In this regard, according to the variable valve timing device using the electric motor 30 as a drive source, the displacement of the slide member 44 'can be reliably prevented by driving the motor 30 even immediately after the engine is started. In other words, a hydraulic motor may be used as the drive source. In this case, however, it takes time until the hydraulic pressure is sufficiently increased after the start, and the displacement of the slide member 44 'may not be sufficiently prevented. Therefore, a configuration using the electric motor 30 as a driving source is useful in an apparatus for performing the initial setting as described above.

【0072】なお、上記実施形態は、プーリに対してカ
ムシャフトを相対的に回転させることによりバルブタイ
ミングを変化させるタイプのエンジンに本発明の装置を
適用した例であるが、本発明の装置は、例えば、カムシ
ャフトを該軸方向に移動させることによりバルブタイミ
ングを変化させるタイプのエンジンにも適用可能であ
る。図9は、そのようなエンジンの要部を示している。
The above embodiment is an example in which the device of the present invention is applied to an engine of a type in which the valve timing is changed by rotating a cam shaft relative to a pulley. For example, the present invention is also applicable to an engine of a type in which a valve timing is changed by moving a camshaft in the axial direction. FIG. 9 shows a main part of such an engine.

【0073】すなわち、このエンジンには、カムシャフ
ト71に駆動カム72が設けられるとともに、この駆動
カム72とバルブ70との間に揺動カム73が介設され
ている。駆動カム72は軸方向に所定長さを有し、その
外周面にはテーパー状カム面74が形成されている。一
方、揺動カム73は、揺動カム軸75に軸支されてお
り、上面側に上記駆動カム72のテーパー状カム面74
に摺接するカムフォロア部76が形成されているととも
に、下面側にバルブ70の上端に摺接するカム部77が
形成されている。そして、上記駆動カム72の回転に伴
い揺動カム73が揺動してバルブ70を開閉するととも
に、カムシャフト71の軸方向の移動により駆動カム7
2のテーパー状カム面74と揺動カム73のカムフォロ
ア部76との摺接位置が軸方向に変化し、これによりバ
ルブ2のリフト量および開弁時期が変化するようになっ
ている。
That is, in this engine, a drive cam 72 is provided on a camshaft 71, and a swing cam 73 is interposed between the drive cam 72 and the valve 70. The driving cam 72 has a predetermined length in the axial direction, and a tapered cam surface 74 is formed on an outer peripheral surface thereof. On the other hand, the swing cam 73 is pivotally supported by a swing cam shaft 75, and has a tapered cam surface 74 of the drive cam 72 on the upper surface side.
A cam follower portion 76 is formed so as to slidably contact the upper surface of the valve 70 on the lower surface side. The swing cam 73 swings with the rotation of the drive cam 72 to open and close the valve 70, and the drive cam 7 moves by the axial movement of the cam shaft 71.
The sliding position between the second tapered cam surface 74 and the cam follower portion 76 of the swing cam 73 changes in the axial direction, whereby the lift amount and the valve opening timing of the valve 2 change.

【0074】このようなエンジンの場合にも、例えば、
図1におけるスライド部材44のように、駆動手段によ
り軸方向に移動する部材(中間部材)が設けられ、該部
材の移動にカムシャフトを連動させるような構成が採用
されることが多い。そのため、このような構成の場合に
は、中間部材や駆動手段等を一体にケーシング等に取着
してエンジン本体に脱着できるようにすることで、組付
け性を向上させることが可能となる。
In the case of such an engine, for example,
As in the case of the slide member 44 in FIG. 1, a member (intermediate member) that is moved in the axial direction by the driving means is provided, and a configuration in which the camshaft is interlocked with the movement of the member is often adopted. Therefore, in the case of such a configuration, it is possible to improve assemblability by attaching the intermediate member, the driving means, and the like to the casing or the like so as to be detachable from the engine body.

【0075】また、上記実施の形態において、ロータ3
3の前側に、スラストベアリング37aを配設している
が、図10に示すように、ボールベアリング62を配設
するようにしてもよい。このような構成によると、ボー
ルベアリング62によりロータ33の径方向変位が規制
されるので、永久磁石34の磁力によってロータ33が
径方向へと引き寄せられてロータ33のセンタリング状
態が阻害されるという事態を有効に防止することができ
る。また、ボールベアリング62によれば軸方向のスラ
スト規制も行え、しかも、カムシャフト1側からの反力
等、ロータ33に作用する軸方向の力を適切に受けるこ
ともできる。さらに、ボールベアリング62の内輪63
と外輪64がそれぞれケーシング35とロータ33に当
接しており、これらによってロータ33がケーシング3
5にセンタリングされる。そのため、センタリング精度
が向上し支持部の摩耗を低減できる。また、ねじ46,
47間でフリクションロスの増大を抑制でき、その結
果、ロータ回転時等の消費電力を低減することができ
る。
In the above embodiment, the rotor 3
Although the thrust bearing 37a is provided on the front side of 3, the ball bearing 62 may be provided as shown in FIG. According to such a configuration, since the radial displacement of the rotor 33 is regulated by the ball bearing 62, the rotor 33 is attracted in the radial direction by the magnetic force of the permanent magnet 34, and the centering state of the rotor 33 is hindered. Can be effectively prevented. Further, the ball bearing 62 can regulate thrust in the axial direction, and can appropriately receive an axial force acting on the rotor 33 such as a reaction force from the camshaft 1 side. Further, the inner ring 63 of the ball bearing 62
And the outer ring 64 are in contact with the casing 35 and the rotor 33, respectively.
Centered at 5. Therefore, the centering accuracy is improved, and the wear of the support portion can be reduced. Also, screws 46,
It is possible to suppress an increase in friction loss between the rotors 47, and as a result, it is possible to reduce power consumption during rotation of the rotor and the like.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、カムシ
ャフトと同軸上に配設されて一端側を該カムシャフトに
支持される軸体と、該軸体に移動可能に装着される中間
部材と、軸体と同軸上に配置され、相対回転可能な二部
材を有してこれらの相対回転に伴い中間部材を軸体に沿
って移動させる駆動手段とを備え、クランクシャフトに
連結された駆動輪を介してカムシャフトを回転させつつ
中間部材の移動に伴いカムシャフトを回転変位又は軸方
向変位させることにより駆動輪に対するカムシャフトの
回転位相を変化させるように構成されるとともに、エン
ジン本体に対して脱着可能なケース部材が設けられ、軸
体、中間部材および駆動手段がこのケース部材に一体に
搭載されるとともに、このケース部材を介してエンジン
本体に対して一体に脱着可能に構成されているので、従
来のこの種の装置と比較するとエンジンに対するバルブ
タイミング可変装置の組付性、あるいはメンテナンス性
が著しく向上する。
As described above, according to the present invention, there is provided a shaft body coaxially arranged with a camshaft and having one end supported by the camshaft, and an intermediate body movably mounted on the shaft body. A member and a driving unit that is disposed coaxially with the shaft body and has two members that are relatively rotatable and that moves the intermediate member along the shaft body with the relative rotation thereof, and is connected to the crankshaft. While rotating the camshaft via the drive wheels, the camshaft is rotated or axially displaced with the movement of the intermediate member, so that the rotation phase of the camshaft with respect to the drive wheels is changed, and A removable case member is provided, the shaft body, the intermediate member, and the driving means are integrally mounted on the case member, and integrated with the engine body via the case member. Since it is detachably configured, assembly of conventional when compared to this kind of device the variable valve timing device for an engine, or the maintenance it is remarkably improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のバルブタイミング可変装置の一例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a variable valve timing device according to the present invention.

【図2】バルブタイミング可変装置の要部断面拡大図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the variable valve timing device;

【図3】プラネタリキャリアの締結構造を示す正面略図
である。
FIG. 3 is a schematic front view showing a fastening structure of the planetary carrier.

【図4】電動モータを示す正面略図である。FIG. 4 is a schematic front view showing an electric motor.

【図5】スライド部材の送りねじおよびサンギヤの構造
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a structure of a feed screw and a sun gear of a slide member.

【図6】本発明のバルブタイミング可変装置の別の例を
示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing another example of the variable valve timing device of the present invention.

【図7】本発明のバルブタイミング可変装置をツインカ
ム(DOHC)エンジンの排気側のバルブタイミング可
変装置として適用した場合のスライド部材の送りねじお
よびサンギヤの構造を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing the structures of a feed screw and a sun gear of a slide member when the variable valve timing device of the present invention is applied as a variable valve timing device on the exhaust side of a twin cam (DOHC) engine.

【図8】本発明のバルブタイミング可変装置をツインカ
ム(DOHC)エンジンに適用した場合の吸排気のタイ
ミングの一例を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of intake and exhaust timing when the variable valve timing device of the present invention is applied to a twin cam (DOHC) engine.

【図9】本発明が適用されるエンジン構成の一例を示す
斜視概略図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an engine configuration to which the present invention is applied.

【図10】本発明のバルブタイミング可変装置の別の例
を示す図2に対応する図である。
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 2, showing another example of the variable valve timing device of the present invention.

【符号の説明】 1 カムシャフト 2 カムプーリ 3 タイミングベルト 4 ブラケット 10 遊星歯車機構 11 サンギヤ 12 キャリア 13 プラネタリギヤ 14 リングギヤ 30 電動モータ 31 ステータ 33 ロータ 35 ケーシング 42 軸体 44 スライド部材 46,47 送りねじ[Description of Signs] 1 Camshaft 2 Cam pulley 3 Timing belt 4 Bracket 10 Planetary gear mechanism 11 Sun gear 12 Carrier 13 Planetary gear 14 Ring gear 30 Electric motor 31 Stator 33 Rotor 35 Casing 42 Shaft 44 Shaft 44 Slide member 46, 47 Feed screw

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カムシャフトと同軸上に配設されて一端
側が該カムシャフトに支持される軸体と、該軸体に移動
可能に装着される中間部材と、上記軸体と同軸上に配置
され、相対回転可能な二部材を有してこれらの相対回転
に伴い上記中間部材を軸体に沿って少なくとも軸方向に
移動させる駆動手段とを備え、カムシャフトと同軸上で
その端側に配置されてクランクシャフトに駆動連結され
るカムシャフト側駆動輪を介してカムシャフトを回転さ
せつつ上記中間部材の移動に伴い上記カムシャフトを回
転方向ないし軸方向の少なくとも一方に変位させること
により上記駆動輪に対するカムシャフトの回転位相ない
し軸方向変位の少なくとも一方を行わせてバルブタイミ
ングを変化させるように構成されるとともに、エンジン
本体に対して脱着可能なケース部材が設けられ、上記軸
体、中間部材および駆動手段がこのケース部材に一体に
搭載されるとともにこのケース部材を介してエンジン本
体に対して一体に脱着可能に構成されていることを特徴
とするバルブタイミング可変装置。
1. A shaft body coaxially arranged with a camshaft, one end of which is supported by the camshaft, an intermediate member movably mounted on the shaft body, and coaxially arranged with the shaft body. A driving means for moving the intermediate member at least in the axial direction along the shaft body in accordance with the relative rotation of the two members. The camshaft is driven via a camshaft-side drive wheel that is drivingly connected to a crankshaft, and the camshaft is displaced in at least one of a rotational direction and an axial direction with the movement of the intermediate member. The valve timing is changed by performing at least one of the rotation phase and the axial displacement of the camshaft with respect to the valve shaft, and is detachable from the engine body. That the shaft, the intermediate member, and the driving means are integrally mounted on the case member and configured to be integrally detachable from the engine body via the case member. Characteristic variable valve timing device.
【請求項2】 上記相対回転可能な二部材のうち、内周
側の部材であるロータに上記軸体および中間部材が貫通
するように配置され、上記ロータと中間部材との対応箇
所にロータの回転を中間部材の軸方向の移動に変換する
送りねじが形成されるとともに、上記ロータの回転軸方
向一端側が上記ケース部材に対してセンタリングされた
状態で支持されていることを特徴とする請求項1記載の
バルブタイミング可変装置。
2. The shaft member and the intermediate member are arranged so as to penetrate a rotor, which is an inner peripheral member, of the two relatively rotatable members, and the rotor is disposed at a position corresponding to the rotor and the intermediate member. A feed screw for converting rotation to axial movement of the intermediate member is formed, and one end of the rotor in the rotation axis direction is supported in a state of being centered with respect to the case member. 2. The variable valve timing device according to claim 1.
【請求項3】 ロータの上記回転軸方向一端側は軸受部
材を介して上記ケース部材に支持されていることを特徴
とする請求項2記載のバルブタイミング可変装置。
3. The variable valve timing device according to claim 2, wherein one end of the rotor in the rotation axis direction is supported by the case member via a bearing member.
【請求項4】 上記軸受部材はボールベアリングである
ことを特徴とする請求項3記載のバルブタイミング可変
装置。
4. The variable valve timing device according to claim 3, wherein said bearing member is a ball bearing.
【請求項5】 上記カムシャフトの端部に第1中間ギヤ
が連結され、該第1中間ギヤの回転に伴いカムシャフト
が上記駆動輪に対して相対回転するように構成され、上
記駆動手段における二部材のうち、内周側の部材である
ロータに上記軸体および中間部材が貫通するように配置
され、上記ロータと中間部材との対応箇所にロータの回
転を中間部材の軸方向の移動に変換する送りねじが形成
されるとともに、上記中間部材に上記第1中間ギヤと噛
合可能な第2中間ギヤが形成され、該第2中間ギヤが上
記中間部材の軸方向の移動を回転に変換するヘリカルギ
ヤとされるとともに、このヘリカルギヤのリード角が上
記送りねじのリード角よりも大きく設定されていること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のバルブ
タイミング可変装置。
5. A first intermediate gear is connected to an end of the camshaft, and the camshaft is configured to rotate relative to the drive wheels with rotation of the first intermediate gear. Of the two members, the shaft member and the intermediate member are arranged so as to penetrate the rotor which is the member on the inner peripheral side, and the rotation of the rotor is moved in the axial direction of the intermediate member at a position corresponding to the rotor and the intermediate member. A feed screw for conversion is formed, and a second intermediate gear that can mesh with the first intermediate gear is formed on the intermediate member, and the second intermediate gear converts the axial movement of the intermediate member into rotation. 5. The variable valve timing device according to claim 1, wherein the helical gear is a helical gear, and a lead angle of the helical gear is set to be larger than a lead angle of the feed screw. .
【請求項6】 上記駆動輪とカムシャフトの間に、上記
第2中間ギヤとしてのサンギヤと上記第1中間ギヤとし
てのプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリアとリ
ングギヤとから構成される遊星歯車機構が介設され、上
記リングギヤおよびプラネタリキャリアの二部材が相対
回転可能な状態で内外に配設され、これら二部材のうち
外周側の部材に上記駆動輪が一体に設けられている一
方、内周側の部材が上記カムシャフトに固定されている
ことを特徴とする請求項5記載のバルブタイミング可変
装置。
6. A planetary gear mechanism comprising a planetary carrier and a ring gear for supporting a sun gear as the second intermediate gear and a planetary gear as the first intermediate gear is interposed between the drive wheel and the camshaft. The two members of the ring gear and the planetary carrier are disposed inside and outside in a rotatable state, and the drive wheel is integrally provided on an outer member of the two members, while an inner member is provided. 6. The variable valve timing device according to claim 5, wherein the valve is fixed to the camshaft.
【請求項7】 上記中間部材と軸体とはスプライン結合
されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
に記載のバルブタイミング可変装置。
7. The variable valve timing device according to claim 1, wherein the intermediate member and the shaft body are spline-coupled.
【請求項8】 上記軸体には、上記中間部材との間およ
び軸体の支持部との間の少なくとも一方に対して潤滑オ
イルを供給可能とするオイル通路が形成されていること
を特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のバルブ
タイミング可変装置。
8. An oil passage which is capable of supplying lubricating oil to at least one of the shaft member and the intermediate member and between the shaft member and a support portion of the shaft member. The variable valve timing device according to claim 1.
【請求項9】 上記軸体は、上記ケース部材に対して回
転が許容される回転許容状態と回転が阻止される回転阻
止状態とに変更可能に支持されていることを特徴とする
請求項1乃至8のいずれかに記載のバルブタイミング可
変装置。
9. The system according to claim 1, wherein the shaft body is supported so as to be changeable between a rotation allowable state in which rotation of the case member is allowed and a rotation inhibition state in which rotation is prevented. 9. The variable valve timing device according to any one of claims 1 to 8.
【請求項10】 上記軸体の一端部につば部が形成さ
れ、該つば部とケース部材との間に摩擦板が介設される
とともに、上記ケース部材に対して脱着可能とされ、装
着状態において上記つば部、摩擦板およびケース部材を
互いに圧接させる軸固定用部材が設けられていることを
特徴とする請求項9記載のバルブタイミング可変装置。
10. A flange is formed at one end of the shaft, a friction plate is interposed between the flange and the case member, and is detachable from the case member. 10. The variable valve timing device according to claim 9, further comprising a shaft fixing member for pressing the collar, the friction plate and the case member against each other.
【請求項11】 上記駆動手段は、相対回転可能な二部
材として界磁用のコイルが配列されたステータと永久磁
石が配列されたロータとを有する電動モータからなり、
ステータ側が上記ケース部材に連結固定されていること
を特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のバル
ブタイミング可変装置。
11. The driving means comprises an electric motor having, as two relatively rotatable members, a stator in which field coils are arranged and a rotor in which permanent magnets are arranged,
The variable valve timing device according to any one of claims 1 to 10, wherein a stator side is fixedly connected to the case member.
【請求項12】 上記ロータは、その回転軸方向一端側
が上記ケース部材に回転可能に支持されるとともに、ケ
ース部材に対する被支持部が非磁性体により構成されて
いることを特徴とする請求項11記載のバルブタイミン
グ可変装置。
12. The rotor according to claim 11, wherein one end of the rotor in the rotation axis direction is rotatably supported by the case member, and a portion supported by the case member is formed of a non-magnetic material. The variable valve timing device as described in the above.
【請求項13】 上記駆動輪とカムシャフトの間に、上
記サンギヤとプラネタリギヤを支持するプラネタリキャ
リアとリングギヤとから構成される遊星歯車機構が介設
され、上記リングギヤおよびプラネタリキャリアの二部
材が相対回転可能な状態で内外に配設されるとともに、
これら二部材のうち外周側の部材に上記駆動輪が一体に
設けられるものであって、上記ロータは、回転軸方向に
おけるカムシャフト側の端部が遊星歯車機構のリングギ
ヤおよびプラネタリキャリアのうち少なくとも一方に対
して回転可能に支持され、リングギヤおよびプラネタリ
キャリアに対する被支持部のうち少なくとも一方が非磁
性体により構成されていることを特徴とする請求項11
又は12記載のバルブタイミング可変装置。
13. A planetary gear mechanism comprising a planetary carrier and a ring gear for supporting the sun gear and the planetary gear is interposed between the drive wheel and the camshaft, and the two members of the ring gear and the planetary carrier rotate relative to each other. As well as being installed inside and outside as possible,
The drive wheel is integrally provided on an outer peripheral member of the two members, and the end of the rotor on the camshaft side in the rotation axis direction is at least one of a ring gear and a planetary carrier of a planetary gear mechanism. The ring gear and a portion supported by the planetary carrier are formed of a non-magnetic material.
Or the variable valve timing device according to 12.
【請求項14】 上記ロータは、回転軸方向両端がスラ
ストベアリングを介して支持されていることを特徴とす
る請求項11乃至13のいずれかに記載のバルブタイミ
ング可変装置。
14. The variable valve timing device according to claim 11, wherein the rotor is supported at both ends in the rotation axis direction via thrust bearings.
【請求項15】 上記ロータは、少なくとも上記スラス
トベアリングへの当接部分が非磁性体により構成されて
いることを特徴とする請求項14記載のバルブタイミン
グ可変装置。
15. The variable valve timing device according to claim 14, wherein the rotor has at least a portion in contact with the thrust bearing made of a non-magnetic material.
【請求項16】 上記ロータは、回転軸方向両端のうち
少なくとも一方側の端部がボールベアリングを介して支
持されていることを特徴とする請求項11乃至13のい
ずれかに記載のバルブタイミング可変装置。
16. The variable valve timing according to claim 11, wherein at least one end of both ends in the rotation axis direction of the rotor is supported via a ball bearing. apparatus.
【請求項17】 上記ロータは、少なくとも上記ボール
ベアリングへの当接部分が非磁性体により構成されてい
ることを特徴とする請求項16記載のバルブタイミング
可変装置。
17. The variable valve timing device according to claim 16, wherein at least a portion of the rotor contacting the ball bearing is formed of a non-magnetic material.
【請求項18】 上記ケース部材に、上記ステータおよ
びロータに対する位置決め部がそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載
のバルブタイミング可変装置。
18. The variable valve timing device according to claim 11, wherein the case member is provided with positioning portions for the stator and the rotor, respectively.
【請求項19】 上記ケース部材に、外部からのロータ
の回転を可能にする開口部が形成されていることを特徴
とする請求項11乃至18のいずれかに記載のバルブタ
イミング可変装置。
19. The variable valve timing device according to claim 11, wherein an opening is formed in the case member to enable rotation of the rotor from outside.
【請求項20】 上記ステータには、隣設されるステー
タコイルの間にロータの永久磁石の磁極を検出する磁極
検出センサが設けられていることを特徴とする請求項1
1乃至19のいずれかに記載のバルブタイミング可変装
置。
20. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the stator is provided with a magnetic pole detection sensor for detecting a magnetic pole of a permanent magnet of a rotor between adjacent stator coils.
20. The variable valve timing device according to any one of 1 to 19.
【請求項21】 上記ロータは、上記ステータに対して
複数回転するものであることを特徴とする請求項20記
載のバルブタイミング可変装置。
21. The variable valve timing device according to claim 20, wherein the rotor rotates a plurality of times with respect to the stator.
【請求項22】 ツインカム型のエンジンに適用される
装置であって、吸気弁側と排気弁側とのあいだで上記送
りねじのねじり方向が同一で、かつ上記サンギヤ、プラ
ネタリギヤおよびリングギヤの各ギヤのねじり方向が逆
向きに設定されるとともに、吸気側が最遅角時にエンジ
ン前側の当りに当接する一方、排気側が最進角時にエン
ジン前側の当りに当接するように初期設定されることを
特徴とする請求項2乃至12のいずれかに記載のバルブ
タイミング可変装置。
22. An apparatus applied to a twin-cam type engine, wherein a twisting direction of the feed screw is the same between the intake valve side and the exhaust valve side, and each of the sun gear, the planetary gear and the ring gear has The torsional direction is set to the opposite direction, and the initial setting is made so that the intake side contacts the front side of the engine at the most retarded angle, while the exhaust side contacts the front side of the engine at the most advanced angle. The variable valve timing device according to claim 2.
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