KR101624784B1 - 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

흡기측과 배기측의 밸브 타이밍 제어 장치의 각 전동 모터를 효율적으로 구동시킬 수 있는 밸브 타이밍 제어 시스템을 제공한다.
기본 구조가 같은 흡기측과 배기측의 전동식의 VTC(04, 05)는, 흡기측과 배기측의 각 전동 모터(12, 12)의 최대 효율을 모터 회전수 영역을 각각의 요구에 맞추어 상이하게 하고, 흡기측 전동 모터의 최고 효율을, 배기측 전동 모터의 최고 효율보다 높은 모터 회전수 영역으로 설정하며, 상기 각 전동 모터의 회전수를 감속시키는 흡기측 감속 기구(8)의 감속비를 배기측 감속 기구(8)의 감속비보다 높게 설정하였다.

Description

내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING VALVE TIMING OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 흡기 밸브와 배기 밸브의 양방의 개폐 타이밍(밸브 타이밍)을 제어하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템에 관한 것이다.

종래부터 스프로킷에 대한 캠 샤프트의 상대 회전 위상을 유압에 의해 변경하는 밸브 타이밍 제어 시스템이 일반적으로 알려져 있지만, 최근, 전동 모터의 회전력을, 감속 기구를 통해 캠 샤프트에 전달함으로써 크랭크 샤프트로부터 회전력이 전달되는 스프로킷에 대한 캠 샤프트의 상대 회전 위상을 변경함으로써, 흡기 밸브나 배기 밸브의 밸브 타이밍을 제어하는 밸브 타이밍 제어 시스템이 제공되어 있다.

예컨대, 이하의 특허문헌 1에 기재된 밸브 타이밍 제어 시스템은, 흡기측 캠 샤프트와 배기측 캠 샤프트의 양방에, 각각 전동 모터로 구동되는 밸브 타이밍 제어 장치가 마련되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2006-207398호 공보

그런데, 상기 흡기측 밸브 타이밍 제어 장치와 배기측 밸브 타이밍 제어 장치는, 기관 운전 상태에 따라 서로의 작동 영역이 상이하며, 흡기측에서는 기관 시동 후로부터 어느 운전 영역에 있어서도 전동 모터가 빈번하게 회전 구동하여 특히 고회전 시의 구동 부하가 크다. 이에 대하여 배기측은, 기관의 예컨대 중회전 영역에서 구동되어 걸리는 중회전 영역의 구동 부하가 크다.

그러나, 상기 공보 기재의 밸브 타이밍 제어 시스템에 있어서는, 상기 흡기측과 배기측의 각 밸브 타이밍 제어 장치에 각각 적용되는 전동 모터나 감속 기구가 동일한 구조로 되어 있다. 이 때문에, 상기 각 전동 모터의 구동 효율을, 흡기측과 배기측 중 어느 일측의 전동 모터가 빈번하게 작동하는 기관 회전 영역의 구동 부하에 맞춘 구동 효율로 설정하면, 이 영역에 맞지 않는 타측의 모터 구동 효율이 저하하여 버릴 우려가 있다.

본 발명은, 흡기측과 배기측의 밸브 타이밍 제어 장치의 각 전동 모터를 효율적으로 구동할 수 있는 밸브 타이밍 제어 시스템을 제공한다.

본원 청구항 1에 기재된 발명은, 흡기측 캠 샤프트와 배기측 캠 샤프트의 양방에 전동식 밸브 타이밍 제어 장치를 마련하여 이루어지는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템으로서, 상기 각각의 전동식 밸브 타이밍 제어 장치는, 통전됨으로써 회전력을 출력하는 전동 모터를 각각 구비하고, 상기 각 전동 모터는, 최대 효율의 모터 회전수 영역을 요구에 맞추어 상이하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 흡기측 밸브 타이밍 제어 장치와 배기측 밸브 타이밍 제어 장치의 각각의 전동 모터를 효율적으로 구동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 타이밍 제어 시스템의 실시형태를 나타내는 주요부 평단면도이다.
도 2는 도 1의 A 화살표도이다.
도 3은 도 2의 흡기측 VTC를 나타내는 B-B선 단면도이다.
도 4는 본 실시형태에 있어서의 주요한 구성 부재를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 C-C선 단면도이다.
도 6은 도 3의 D-D선 단면도이다.
도 7은 도 3의 E-E선 단면도이다.
도 8은 도 2의 배기측 VTC를 나타내는 F-F선 단면도이다.
도 9는 도 8의 G-G선 단면도이다.
도 10은 도 8의 H-H선 단면도이다.
도 11은 각 전동 모터의 모터 회전수와 각 전동 모터의 구동 효율의 관계를 나타내는 특성도이다.

이하, 본 발명에 따른 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

〔제1 실시형태〕

이 밸브 타이밍 제어 시스템은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드(01)의 어퍼 데크 상에 고정된 프레임형의 베어링 부재(06)에 의해 회전 가능하게 지지된 흡기측 캠 샤프트(02) 및 상기 흡기측 캠 샤프트(02)에 평행하게 배치된 배기측 캠 샤프트(03)와, 상기 각 흡기측/배기측 캠 샤프트(02, 03)의 전단부에 각각 마련된 전동식의 흡기측 밸브 타이밍 제어 장치(이하, 흡기측 VTC라고 칭함)(04) 및 마찬가지로 전동식의 배기측 밸브 타이밍 제어 장치(이하, 배기측 VTC라고 칭함)(05)를 구비하고 있다.

상기 베어링 부재(06)는, 알루미늄 합금재에 의해 형성되어, 흡기측 캠 샤프트(02)와 배기측 캠 샤프트(03)의 전후 단부나 이들 사이를, 실린더 헤드(01)의 어퍼 데크 상에 형성된 반으로 갈린 형상의 베어링홈 사이에서 협지 상태로 회전 가능하게 지지하고 있다. 또한, 베어링 부재(06)의 전단측에는, 상기 흡기측, 배기측 VTC(04, 05)의 일부를 덮는 체인 커버(07)가 일체로 마련되어 있다. 또한, 이 체인 커버(07)의 전단측에는, 흡기측 VTC(04)와 배기측 VTC(05) 각각의 전단부를 덮는 VTC 커버(3, 3)가 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다.

우선, 상기 흡기측 VTC(04)에 대해서 설명하면, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 내연 기관의 크랭크 샤프트에 의해 회전 구동되는 구동 회전체인 스프로킷(1)과, 상기 스프로킷(1)과 상기 흡기측 캠 샤프트(02) 사이에 배치되어, 기관 운전 상태에 따라 스프로킷(1)과 흡기측 캠 샤프트(02)의 양자의 상대 회전 위상을 변경하는 위상 변경 기구(2)를 구비하고 있다.

상기 스프로킷(1)은, 전체가 철계 금속에 의해 통형 일체로 형성되고, 내주면이 단차 직경형의 스프로킷 본체(1a)와, 상기 스프로킷 본체(1a)의 외주에 일체로 마련되어, 권취된 타이밍 체인(도시 생략)을 통해 크랭크 샤프트로부터의 회전력을 받는 기어부(1b)와, 상기 스프로킷 본체(1a)의 전단측에 일체로 마련된 내측 톱니 구성부(19)로 구성되어 있다.

또한, 이 스프로킷(1)은, 스프로킷 본체(1a)와 상기 흡기측 캠 샤프트(02)의 전단부에 마련된 후술하는 종동 부재(9) 사이에 마련된 하나의 대직경 볼 베어링(43)에 의해 상기 흡기측 캠 샤프트(02)와 상대 회전 가능하게 지지되도록 되어 있다.

상기 대직경 볼 베어링(43)은, 외륜(43a)과, 내륜(43b) 및 상기 양륜(43a, 43b) 사이에 개재된 볼(43c)로 구성되며, 상기 외륜(43a)이 스프로킷 본체(1a)의 내주측에 고정되어 있는 데 대하여 내륜(43b)이 후술하는 종동 부재(9)의 외주측에 고정되어 있다.

상기 스프로킷 본체(1a)는, 내주측에 원환홈형의 외륜 고정부(60)가 절결 형성되어 있고, 이 외륜 고정부(60)는, 단차 직경형으로 형성되며, 상기 대직경 볼 베어링(43)의 외륜(43a)이 축방향으로부터 압입되며, 상기 외륜(43a)의 축방향 일측의 위치 결정을 하도록 되어 있다.

상기 내측 톱니 구성부(19)는, 상기 스프로킷 본체(1a)의 전단부 외주측에 일체로 마련되고, 후술하는 전동 모터(12) 방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 있으며, 내주에는 파형상의 복수의 내측 톱니(19a)가 형성되어 있다. 또한, 상기 내측 톱니 구성부(19)의 전단측에는, 후술하는 하우징(5)과 일체의 원환형의 암나사 형성부(6)가 대향 배치되어 있다.

또한, 스프로킷 본체(1a)의 내측 톱니 구성부(19)와 반대측의 후단부에는, 원환형의 유지 플레이트(61)가 배치되어 있다. 이 유지 플레이트(61)는, 금속 판재에 의해 일체로 형성되고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 외직경이 상기 스프로킷 본체(1a)의 외직경과 대략 동일하게 설정되어 있으며, 내직경이 상기 대직경 볼 베어링(43)의 직경 방향의 대략 중앙 부근의 직경으로 설정되어 있다.

따라서, 유지 플레이트(61)의 내주부(61a)는, 상기 외륜(43a)의 축방향의 외측 단부면(43e)에 대하여 일정한 간극을 두고 덮도록 대향 배치되어 있다. 또한, 상기 내주부(61a)의 내주연의 정해진 위치에는, 직경 방향 내측, 즉 중심 축방향을 향하여 돌출한 스토퍼 볼록부(61b)가 일체로 마련되어 있다.

이 스토퍼 볼록부(61b)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 대략 부채형으로 형성되어, 선단 가장자리(61c)가 후술하는 스토퍼홈(2b)의 원호형 내주면을 따른 원호형으로 형성되어 있다. 또한, 상기 유지 플레이트(61)의 외주부에는, 상기 각 볼트(7)가 삽입 관통하는 6개의 볼트 삽입 관통 구멍(61d)이 둘레 방향의 등간격 위치에 관통 형성되어 있다.

또한, 상기 유지 플레이트(61)의 내면과 상기 내면에 대향하는 상기 대직경 볼 베어링(43)의 외륜(43a)의 외측 단부면(43e) 사이에는, 원환형의 압박 부재(62)가 개재되어 있다. 이 압박 부재(62)는, 상기 유지 플레이트(61)를 상기 각 볼트(7)에 의해 함께 체결 고정하였을 때에, 유지 플레이트(61)의 내면으로부터 상기 외륜(43a)의 외측 단부면(43e)에 약간의 압박력을 부여하는 것이다.

상기 스프로킷 본체(1a)(내측 톱니 구성부(19)) 및 유지 플레이트(61)의 각각의 외주부에는, 각각 볼트 삽입 관통 구멍(1c, 61d)이 둘레 방향의 대략 등간격 위치에 6개 관통 형성되어 있다. 또한, 상기 암나사 형성부(6)에는, 각 볼트 삽입 관통 구멍(1c, 61d)과 대응한 위치에 6개의 암나사 구멍(6a)이 형성되어 있고, 이들에 삽입 관통한 6개의 볼트(7)에 의해 상기 스프로킷(1)과 유지 플레이트(61) 및 하우징(5)이 축방향으로부터 함께 체결 고정되어 있다.

또한, 상기 스프로킷 본체(1a)와 상기 내측 톱니 구성부(19), 유지 플레이트(61) 및 암나사 형성부(6)는, 각각의 외직경이 대략 동일하게 설정되어 있다.

상기 체인 커버(07)는, 도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 타이밍 체인을 덮도록 상하 방향을 따라 배치 고정되며, 상기 흡기측 VTC(04)와 배기측 VTC(05)에 대응한 위치에 각각 개구부(07a, 07b)가 형성되어 있다. 또한, 이 각 개구부(07a, 07b)를 구성하는 환형벽의 원주 방향의 각각 4부분에 보스부(07c)가 일체로 형성되어 있으며, 환형벽으로부터 각 보스부(07c)의 내부에 걸쳐 암나사 구멍(07d)이 각각 형성되어 있다.

상기 흡기측의 VTC 커버(3)는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 합금재에 의해 컵형으로 일체로 형성되며, 팽출형의 커버 본체(3a)와, 그 커버 본체(3a)의 개구측의 외주 가장자리에 일체로 형성된 원환형의 부착 플랜지(3b)로 구성되어 있다. 상기 커버 본체(3a)는, 위상 변경 기구(2)의 전단부를 덮도록 배치되어 있으며, 직경 방향의 치우친 위치에는 원통벽(3c)이 축방향을 따라 일체로 형성되어 있다. 이 원통벽(3c)은, 내부에 유지용 구멍(3d)이 형성되어 있다.

상기 부착 플랜지(3b)는, 원주 방향의 대략 등간격 위치에 4개의 보스부(3e)가 주위 방향의 대략 등간격 위치(약 90°위치)에 마련되어 있다. 이 각 보스부(3e)에는, 상기 체인 커버(07)에 형성된 각 암나사 구멍(07c)에 나사 장착되는 볼트(도시 생략)가 삽입 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(3f)이 각각 관통 형성되어 있고, 상기 각 볼트(54)에 의해 흡기측 VTC 커버(3)가 체인 커버(07)에 고정되어 있다.

또한, 상기 커버 본체(3a)의 외주측의 단차부 내주면과 상기 하우징(5)의 외주면 사이에는, 대직경의 오일 시일(50)이 개재되어 있다. 이 대직경 오일 시일(50)은, 횡단면 대략 ㄷ자 형상으로 형성되어, 합성고무의 기재의 내부에 코어가 매설되어 있으며, 외주측의 원환형 기초부가 상기 VTC 커버(3)의 내주면에 마련된 단차 원환부에 감입 고정되어 있다.

상기 하우징(5)은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 철계 금속재를 프레스 성형에 의해 바닥을 갖는 통형으로 형성한 하우징 본체(5a)와, 그 하우징 본체(5a)의 전단 개구를 밀봉하는 합성 수지의 비자성재로 이루어지는 밀봉 플레이트(11)를 구비하고 있다.

상기 하우징 본체(5a)는, 기어 구성부(19)측의 단부에 원판형의 바닥벽(5b)을 가지고, 상기 바닥벽(5b)의 대략 중앙에 후술하는 편심 축부(39)를 삽입 관통하는 대직경의 축부 삽입 관통 구멍이 형성되어 있으며, 상기 축부 삽입 관통 구멍의 구멍 가장자리에는, 흡기측 캠 샤프트(02)의 축방향으로 돌출한 원통형의 연장부(5c)가 일체로 마련되어 있다. 또한, 상기 바닥벽(5b)의 전단면 외주측에는, 상기 암나사 형성부(6)가 일체로 마련되어 있다.

상기 흡기측 캠 샤프트(02)는, 외주에 상기 한 쌍의 흡기 밸브를 개방 작동시키는 1기통당 2개의 회전 캠(도시하지 않음)을 가지고 있으며, 전단부에 플랜지부(02a)가 일체로 마련되어 있다. 또한, 플랜지부(02a)의 전단면에, 종동 부재(9)가 캠 볼트(10)에 의해 축방향으로부터 결합되어 있다. 상기 플랜지부(02a)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 외직경이 종동 부재(9)의 고정 단부(9a)의 외직경보다 약간 크게 설정되어, 각 구성 부품의 장착 후에, 전단면의 외주부가 상기 대직경 볼 베어링(43)의 내륜(43b)의 축방향 외측 단부면에 접촉 배치되도록 되어 있다.

또한, 상기 플랜지부(02a)의 외주에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 유지 플레이트(61)의 스토퍼 볼록부(61b)가 걸어 넣어지는 스토퍼 오목홈(02b)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 이 스토퍼 오목홈(02b)은, 원주 방향으로 정해진 길이의 원호형으로 형성되어, 이 길이 범위에서 회동한 스토퍼 볼록부(61b)의 양단부 가장자리가 주위 방향의 대향 가장자리(02c, 02d)에 각각 접촉함으로써, 스프로킷(1)에 대한 흡기측 캠 샤프트(02)의 최대 진각측 혹은 최대 지각측의 상대 회전 위치를 규제하도록 되어 있다.

또한, 상기 스토퍼 볼록부(61b)는, 상기 유지 플레이트(61)의 대직경 볼 베어링(43)의 외륜(43a)에 축방향 외측으로부터 대향하여 고정하는 부위보다 흡기측 캠 샤프트(02)측으로 이격하여 배치되어, 상기 종동 부재(9)의 고정 단부(9a)와는 축방향에서 비접촉 상태로 되어 있다. 따라서, 스토퍼 볼록부(61b)와 고정 단부(9a)의 간섭을 충분히 억제할 수 있다.

상기 캠 볼트(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 헤드부(10a)의 축부(10b)측의 단부면에 원환형의 와셔가 배치되어 있으며, 축부(10b)의 외주에 상기 흡기측 캠 샤프트(02)의 단부로부터 내부 축방향으로 형성된 암나사부에 나사 장착하는 수나사부가 형성되어 있다.

상기 종동 부재(9)는, 철계 금속에 의해 일체로 형성되고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전단측에 형성된 원판형의 고정 단부(9a)와, 상기 고정 단부(9a)의 내주 전단면으로부터 축방향으로 돌출한 원통부(9b)와, 상기 고정 단부(9a)의 외주부에 일체로 형성되어, 복수의 롤러(48)를 유지하는 원통형의 유지기(41)로 구성되어 있다.

상기 고정 단부(9a)는, 후단면이 상기 흡기측 캠 샤프트(02)의 플랜지부(02a)의 전단면에 접촉 배치되어, 상기 캠 볼트(10)의 축력에 의해 플랜지부(02a)에 축방향으로부터 압접 고정되어 있다.

상기 원통부(9b)는, 중앙에 상기 캠 볼트(10)의 축부(10b)가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(9d)이 관통 형성되어 있으며, 외주측에는 니들 베어링(38)이 마련되어 있다.

상기 유지기(41)는, 도 3∼도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 고정 단부(9a)의 외주부 전단으로부터 단면 대략 L자 형상으로 절곡 형성되어, 상기 원통부(9b)와 같은 방향으로 돌출한 바닥을 갖는 원통형으로 형성되어 있다. 이 유지기(41)의 통형 선단부(41a)는, 상기 암나사 형성부(6)와 상기 연장부(5d) 사이에 형성된 원환형의 공간부(44)를 통해 하우징(5)의 바닥부(5b) 방향으로 연장되어 있다. 또한, 상기 통형 선단부(41a)의 둘레 방향의 대략 등간격 위치에, 상기 복수의 롤러(48)를 각각 회전 가능하게 유지하는 대략 직사각 형상의 복수의 롤러 유지 구멍(41b)이 형성되어 있다. 이 롤러 유지 구멍(41b)(롤러(48))은, 그 전체의 수가 상기 내측 톱니 구성부(19)의 내측 톱니(19a)의 전체의 톱니 수보다 1개 적게 되어 있다.

또한, 상기 고정 단부(9a)의 외주부와 유지기(41)의 바닥부측 결합부 사이에는, 대직경 볼 베어링(43)의 내륜(43b)을 고정하는 내륜 고정부(63)가 절결 형성되어 있다.

이 내륜 고정부(63)는, 상기 외륜 고정부(60)와 직경 방향으로부터 대향한 단차형으로 절결 형성되어, 캠 샤프트 축방향으로 연장된 원환형의 외주면과, 상기 외주면에서 상기 개구와 반대측에 일체로 마련되며, 직경 방향을 따라 형성된 제2 고정 단차면으로 구성되어 있다. 상기 외주면에는, 대직경 볼 베어링(43)의 내륜(43b)이 축방향으로부터 압입되며, 상기 제2 고정 단차면에는, 압입된 상기 내륜(43b)의 내단부면이 접촉하여 축방향의 위치 결정이 되도록 되어 있다.

상기 위상 변경 기구(2)는, 상기 흡기측 캠 샤프트(02)의 대략 동축 상 전단측에 배치된 상기 전동 모터(12)와, 상기 전동 모터(12)의 회전을 감속하여 흡기측 캠 샤프트(02)에 전달하는 롤러식의 상기 감속 기구(8)로 주로 구성되어 있다.

상기 전동 모터(12)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 브러시를 갖는 DC 모터로서, 상기 스프로킷(1)과 일체로 회전하는 요크인 상기 하우징(5)과, 상기 하우징(5)의 내부에 회전 가능하게 마련된 모터 출력축(13)과, 하우징(5)의 내주면에 고정된 스테이터인 반원호형의 한 쌍의 영구 자석(14, 15)과, 상기 밀봉 플레이트(11)에 고정된 고정자(16)를 구비하고 있다.

상기 모터 출력축(13)은, 단차 원통형으로 형성되어 전기자로서 기능하며, 축방향의 대략 중앙 위치에 형성된 단차부(13c)를 사이에 두고 흡기측 캠 샤프트(02)측의 대직경부(13a)와, 유지체(28)측의 소직경부(13b)로 구성되어 있다. 상기 대직경부(13a)는, 외주에 철심 로터(17)가 고정되어 있으며, 내부에 편심 축부(39)가 축방향으로부터 압입 고정되어, 상기 단차부(13c)의 내면에 의해 편심 축부(39)의 축방향의 위치 결정이 이루어지도록 되어 있다.

한편, 상기 소직경부(13b)는, 외주에 원환 부재(20)가 압입 고정되어 있으며, 상기 원환 부재(20)의 외주면에 커뮤테이터(21)가 축방향으로부터 압입 고정되어 상기 단차부(13c)의 외면에 의해 축방향의 위치 결정이 이루어지고 있다.

또한, 상기 소직경부(13b)의 내주면에는, 모터 출력축(13)이나 편심 축부(39) 내에 공급되어 상기 각 베어링(37, 38)을 윤활하기 위한 윤활유의 외부로의 누설을 억제하는 마개체(53)가 압입 고정되어 있다.

상기 철심 로터(17)는, 복수의 자극을 갖는 자성재에 의해 형성되며, 외주측이 전자 코일(18)의 코일선을 권취시키는 슬롯을 갖는 보빈으로서 구성되어 있다.

한편, 상기 커뮤테이터(21)는, 도전재에 의해 원환형으로 형성되어, 상기 철심 로터(17)의 극수와 동수로 분할된 각 세그멘트에 상기 전자 코일(18)이 인출된 코일선의 단말이 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 내주측에 형성된 접음부에, 코일선의 단말 선단을 끼워 전기적으로 접속되도록 되어 있다.

상기 영구 자석(14, 15)은, 전체가 원통형으로 형성되어 원주 방향으로 복수의 자극을 가지고 있으며, 그 축방향의 위치가 상기 철심 로터(17)의 고정 위치보다 전방으로 오프셋 배치되어 있다.

상기 고정자(16)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 밀봉 플레이트(11)의 내주측에 일체적으로 마련된 원판형의 수지 플레이트(22)와, 상기 수지 플레이트(22)의 내측에 마련된 한 쌍의 수지 홀더(23a, 23b)와, 상기 각 수지 홀더(23a, 23b)의 내부에 직경 방향을 따라 미끄럼 이동 가능하게 수용 배치되어, 코일 스프링(24a, 24b)의 스프링력으로 각 선단면이 상기 커뮤테이터(21)의 외주면에 직경 방향으로부터 탄성 접촉하는 전환 브러시(정류자)인 한 쌍의 제1 브러시(25a, 25b)와, 상기 수지 홀더(23a, 23b)의 전단면에, 각 외측 단부면을 노출한 상태로 매설 고정된 내외 2중의 원환형의 급전용 슬립 링(26a, 26b)과, 상기 각 제1 브러시(25a, 25b)와 각 급전용 슬립 링(26a, 26b)을 전기적으로 접속하는 하네스(27a, 27b)로 주로 구성되어 있다.

상기 밀봉 플레이트(11)는, 상기 하우징(5)의 전단부 내주에 형성된 오목형 단차부에 코오킹에 의해 위치 결정 고정되어 있다. 또한, 중앙 위치에는, 모터 출력축(13)의 일단부 등이 삽입 관통되는 축 삽입 관통 구멍(11a)이 관통 형성되어 있다.

상기 수지 플레이트(22)와 수지 홀더(23a, 23b)는, 내열성의 합성 수지재에 의해 형성되어 있고, 이 내열성의 합성 수지재로서는, 예컨대 폴리페닐렌설파이드 수지재(PPS)가 이용되고 있다.

상기 커버 본체(3a)에는, 절연재인 합성 수지재에 의해 일체적으로 몰드된 유지체(28)가 고정되어 있다. 이 유지체(28)는, 내열성의 합성 수지재로서 예컨대 폴리페닐렌설파이드 수지재(PPS)가 이용되고 있으며, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 측면에서 보아 대략 L자 형상으로 형성되고, 상기 유지용 구멍(3c)에 삽입되는 대략 원통형의 브러시 유지부(28a)와, 상기 브러시 유지부(28a)의 상단부에 갖는 커넥터부(28b)와, 상기 브러시 유지부(28a)의 양측에 일체로 돌출 설치되어, 상기 커버 본체(3a)에 볼트 고정되는 한 쌍의 브래킷부(28c, 28c)와, 상기 유지체(28)의 내부에 대부분이 매설된 한 쌍의 급전용 단자편(31, 31)으로 주로 구성되어 있다.

상기 한 쌍의 급전용 단자편(31, 31)은, 평행 또한 크랭크형으로 형성되고, 일측(하단측)의 각 단자(31a, 31a)가 상기 브러시 유지부(28a)의 바닥벽 외면에 노출 상태로 배치되어 있는 한편, 타측(상단측)의 각 단자(31b, 31b)가 상기 커넥터부(28b)의 암형 감합홈(28d) 내에 돌출 설치되어 있다. 또한, 상기 타측 단자(31b, 31b)는, 도시하지 않은 수형 단자를 통해 컨트롤 유닛에 전기적으로 접속되어 있다.

상기 브러시 유지부(28a)는, 대략 수평 방향(축방향)으로 연장 설치되어, 내부의 내외주 위치에 형성된 한 쌍의 원주형 구멍 내에 슬리브형의 미끄럼 이동부(29a, 29b)가 압입 고정되어 있으며, 상기 각 미끄럼 이동부(29a, 29b)의 내부에, 각 선단면이 상기 각 슬립 링(26a, 26b)에 축방향으로부터 각각 접촉하는 급전용 브러시인 제2 브러시(30a, 30a)가 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 유지되어 있다.

상기 각 미끄럼 이동부(29a, 29b)는, 예컨대 C2600의 황동이 이용되고, 이에 의해 상기 각 제2 브러시(30a, 30a)의 양호한 미끄럼 이동성을 확보하고 있다.

이 각 제2 브러시(30a, 30a)는, 대략 직육면체형으로 형성되어, 각 관통 구멍의 바닥부측에 갖는 바닥판과의 사이에 탄성 장착된 압박 부재인 제2 코일 스프링(32a, 32a)의 스프링력에 의해 각각 상기 각 슬립 링(26a, 26b) 방향으로 압박되어, 각 선단부가 각 슬립 링(26a, 26b)의 외면에 탄성 접촉하고 있다.

또한, 상기 제2 브러시(30a, 30a)의 후단부와 상기 일측 단자(31a, 31a) 사이에는, 가요성을 갖는 한 쌍의 피그테일 하니스(33, 33)가 용접 고정되어, 상기 양자를 전기적으로 접속하고 있다. 이 피그테일 하니스(33, 33)의 길이는, 상기 제2 브러시(30a, 30a)가 상기 각 코일 스프링(32a, 32a)에 의해 최대로 진출하였을 때에, 상기 각 미끄럼 이동부(29a, 29b)로부터 탈락하지 않도록, 그 최대 미끄럼 이동 위치를 규제하는 길이로 설정되어 있다.

또한, 상기 브러시 유지부(28a)의 기초부측 외주에 형성된 원환형의 감입홈 내에, 환형 시일 부재(34)가 감입 유지되어 있다.

상기 브래킷부(28c, 28c)는, 대략 삼각 형상으로 형성되어, 양측부에 형성된 볼트 삽입 관통 구멍에 삽입 관통된 비스(4, 4)에 의해 커버 본체(3a)에 고정되도록 되어 있다.

상기 모터 출력축(13)과 편심 축부(39)는, 상기 캠 볼트(10)의 헤드부(10a)측의 축부(10b)의 외주면에 마련된 소직경 볼 베어링(37)과, 상기 종동 부재(9)의 원통부(9b)의 외주면에 마련되고 소직경 볼 베어링(37)의 축방향 측부에 배치된 상기 니들 베어링(38)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 니들 베어링(38)은, 편심 축부(39)의 내주면에 압입된 원통형의 리테이너(38a)와, 상기 리테이너(38a)의 내부에 회전 가능하게 유지된 복수의 회전체인 니들 롤러(38b)로 구성되어 있다. 이 니들 롤러(38b)는, 상기 종동 부재(9)의 원통부(9b)의 외주면을 회전하고 있다.

상기 소직경 볼 베어링(37)은, 내륜이 상기 종동 부재(9)의 원통부(9b)의 전단 가장자리와 캠 볼트(10)의 와셔(10c) 사이에 협지 상태로 고정되어 있다.

또한, 상기 모터 출력축(13)(편심 축부(39))의 외주면과 상기 하우징(5)의 연장부(5d)의 내주면 사이에는, 감속 기구(8)의 내부로부터 전동 모터(12) 내로의 윤활유의 누설을 저지하는 소직경의 오일 시일(46)이 마련되어 있다.

또한, 상기 모터 출력축(13)의 전단 내부에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 캠 볼트(10)측의 공간부를 폐지하는 단면 대략 ㄷ자 형상의 캡(53)이 압입 고정되어 있다.

상기 컨트롤 유닛은, 도시하지 않은 크랭크각 센서나 에어 플로우 미터, 수온 센서, 액셀 개방도 센서 등 각종 센서류로부터의 정보 신호에 기초하여 현재의 기관 운전 상태를 검출하여, 기관 제어를 행하며, 상기 전자 코일(18)에 통전하여 모터 출력축(13)의 회전 제어를 행하여, 감속 기구(8)를 통해 흡기측 캠 샤프트(02)의 스프로킷(1)에 대한 상대 회전 위상을 제어하도록 되어 있다.

상기 감속 기구(8)는, 도 3∼도 5에 나타내는 바와 같이, 편심 회전 운동을 행하는 상기 편심 축부(39)와, 상기 편심 축부(39)의 외주에 마련된 중직경 볼 베어링(47)과, 상기 중직경 볼 베어링(47)의 외주에 마련된 상기 롤러(48)와, 상기 롤러(48)를 회전 방향으로 유지하면서 직경 방향의 이동을 허용하는 상기 유지기(41)와, 상기 유지기(41)와 일체인 상기 종동 부재(9)로 주로 구성되어 있다.

상기 편심 축부(39)는, 단차 직경의 원통형으로 형성되어, 전단측의 소직경부(39a)가 전술한 모터 출력축(13)의 대직경부(13a)의 내주면에 압입 고정되어 있으며, 후단측의 대직경부(39b)의 외주면에 형성된 캠면의 축심(Y)이 모터 출력축(13)의 축심(X)으로부터 직경 방향으로 약간 편심되어 있다.

상기 중직경 볼 베어링(47)은, 내륜(47a)과 외륜(47b) 및 양륜(47a, 47b) 사이에 개재된 볼(47c)로 구성되어 있다. 상기 내륜(47a)은, 상기 편심 축부(39)의 외주면에 압입 고정되어 있는 데 대하여, 상기 외륜(47b)은, 축방향으로 고정되는 일없이 자유로운 상태로 되어 있다. 즉, 이 외륜(47b)은, 축방향의 전동 모터(12)측의 일단면이 어떤 부위에도 접촉하지 않고, 또한 축방향의 타단면이 이것에 대향하는 유지기(41)의 내측면과의 사이에 미소한 간극이 형성되어 자유로운 상태로 되어 있다. 또한, 이 외륜(47b)의 외주면에는, 상기 각 롤러(48)의 외주면이 전동 가능하게 접촉하고 있으며, 이 외륜(47b)의 외주측에는, 원환형의 제2 간극(C1)이 형성되고, 이 제2 간극(C1)에 의해 중직경 볼 베어링(47) 전체가 상기 편심 축부(39)의 편심 회전에 따라 직경 방향으로 이동 가능하게, 즉 편심 운동 가능하게 되어 있다.

상기 각 롤러(48)는, 철계 금속에 의해 형성되고, 상기 중직경 볼 베어링(47)의 편심 운동에 의해 직경 방향으로 이동하면서 기어인 상기 내측 톱니 구성부(19)의 내측 톱니(19a)에 감입하며, 유지기(41)의 롤러 유지 구멍(41b)의 양측 가장자리에 의해 둘레 방향으로 가이드되면서 직경 방향으로 요동 운동하도록 되어 있다.

그리고, 상기 흡기측의 위상 변경 기구(2)는, 상기 전동 모터(12)와 감속 기구(8)의 구동에 의해 내연 기관의 시동 시로부터 어떠한 회전수 및 부하 영역에 있어서도 빈번하게 작동하여, 크랭크 샤프트에 대한 흡기측 캠 샤프트(02)의 상대 회전 위상을 변환시키도록 되어 있다. 즉, 기관의 냉기 시동 시에는, 예컨대 최진각과 최지각 사이의 정해진 중간 회전 위상으로 제어하여 양호한 시동성을 확보하고, 저회전 저부하 영역∼고회전 고부하 영역에서는, 최지각측으로부터 최진각까지 사이의 제어를 반복해서 행하여, 펌핑 손실 저감에 의한 연비 향상이나 기관 출력의 향상, 아울러 상기 배기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 작동과 함께 배기 에미션 성능의 향상을 도모하도록 되어 있다.

따라서, 상기 흡기측의 전동 모터(12)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 효율(정효율(η))이 비교적 높은 모터 회전수의 영역에서 고효율이 되도록 설정되어 있는 것이 이용되고 있다.

또한, 상기 감속 기구(8)는, 복수의 롤러(48)를 이용한 사이클로이드 감속 기구로서, 상기 전동 모터(12)의 회전수에 대한 흡기측 캠 샤프트(02)의 회전수의 감속비가 후술하는 배기측의 감소 기구(8)의 감속비보다 크게 설정되어 있다.

상기 감속 기구(8)의 내부에는, 윤활유 공급 수단에 의해 윤활유가 공급되도록 되어 있다. 이 윤활유 공급 수단은, 상기 실린더 헤드의 베어링의 내부에 형성되어, 도시하지 않은 메인 오일 갤러리로부터 윤활유가 공급되는 오일 공급 통로와, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 흡기측 캠 샤프트(02)의 내부 축방향으로 형성되어, 상기 오일 공급 통로에 그루브홈을 통해 연통한 오일 공급 구멍(51)과, 상기 종동 부재(9)의 내부 축방향으로 관통 형성되어, 일단이 상기 오일 공급 구멍(51)에 개구하며, 타단이 상기 니들 베어링(38)과 중직경 볼 베어링(47)의 부근에 개구한 상기 소직경의 오일 구멍(52)과, 마찬가지로 종동 부재(9)에 관통 형성된 상기 대직경의 3개의 오일 배출 구멍(도시 생략)으로 구성되어 있다.

이 윤활유 공급 수단에 의해, 상기 공간부(44)에 윤활유가 공급되어 체류하고, 여기서부터 중직경 볼 베어링(47)이나 각 롤러(48)를 윤활하며, 편심 축부(39)와 모터 출력축(13)의 내부에 더욱 유입하여 니들 베어링(38)이나 소직경 볼 베어링(37) 등의 가동부의 윤활에 제공되도록 되어 있다. 또한, 상기 공간부(44) 내에 체류한 윤활유는, 상기 소직경 오일 시일(46)에 의해 하우징(5) 내로의 누설이 억제되어 있다.

이하, 흡기측 VTC(04)의 작동에 대해서 설명한다. 우선, 기관의 크랭크 샤프트가 회전 구동하면 타이밍 체인을 통해 스프로킷(1)이 회전하여, 그 회전력이 내측 톱니 구성부(19)와 암나사 형성부(6)를 통해 전달되어 하우징(5)이 동기 회전한다. 한편, 상기 내측 톱니 구성부(19)의 회전력이, 각 롤러(48)로부터 유지기(41) 및 종동 부재(9)를 경유하여 흡기측 캠 샤프트(02)에 전달된다. 이에 의해, 흡기측 캠 샤프트(02)의 캠이 흡기 밸브를 개폐 작동시킨다.

그리고, 기관 시동 후의 정해진 기관 운전 시에는, 상기 컨트롤 유닛으로부터 각 단자편(31, 31)이나 각 피그테일 하니스(33, 33) 및 급전용 브러시(30a, 30b), 각 슬립 링(26a, 26b) 등을 통해 전동 모터(12)의 전자 코일(17)에 통전된다. 이에 의해, 모터 출력축(13)이 회전 구동되고, 이 회전력이 감속 기구(8)를 통해 감속되어 흡기측 캠 샤프트(02)에 감속된 회전력이 전달된다.

즉, 상기 모터 출력축(13)의 회전에 따라 편심 축부(39)가 편심 회전하면, 각 롤러(48)가 모터 출력축(13)의 1회전마다 유지기(41)의 각 롤러 유지 구멍(41b)에서 직경 방향으로 가이드되면서 상기 내측 톱니 구성부(19)의 하나의 내측 톱니(19a)를 타고 넘어 인접하는 다른 내측 톱니(19a)로 회전하면서 이동하고, 이것을 순차 반복하면서 원주 방향으로 구름 접촉한다. 이 각 롤러(48)의 구름 접촉에 의해 상기 모터 출력축(13)의 회전이 감속되면서 상기 종동 부재(9)에 회전력이 전달된다.

이에 의해, 흡기측 캠 샤프트(02)가 스프로킷(1)에 대하여 정역 상대 회전하여 상대 회전 위상이 변환되어, 흡기 밸브의 개폐 타이밍을 진각측 혹은 지각측으로 변환 제어하는 것이다.

또한, 이 감속 기구(8)의 감속비는, 상기 롤러(48)의 개수 등에 의해 임의로 설정하는 것이 가능하다.

또한, 상기 전동 모터(12)의 회전을 상기 각 내측 톱니(19a) 내에 배치된 상기 각 롤러(48)의 구름 접촉을 이용하여 감속시키도록 되어 있기 때문에, 이들 감속 시의 마찰이 충분히 작아진다. 이에 의해, 전술한 스프로킷(1)에 대한 흡기측 캠 샤프트(02)의 진각측 혹은 지각측으로의 상대 회전 변환의 응답성이 향상된다.

〔배기측 VTC〕

한편, 상기 전동식의 배기측 VTC(05)는, 도 1, 도 8∼도 10에 나타내는 바와 같이, 기본 구성이 흡기측 VTC(04)와 동일하기 때문에 공통의 구성 부분은 동일한 부호를 붙이고 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 흡기측 VTC(04)와 상이한 점은, 주로 상기 배기측 캠 샤프트(03)와 종동 부재(9) 사이에, 배기측 캠 샤프트(03)를 스프로킷(1)에 대하여 진각측으로 편향시키는 편향 기구(70)를 마련하며, 전동 모터(12)의 구동 토크와 감속 기구(8)의 감속비가 상이한 점에 있다.

즉, 배기측 VTC(05)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 내연 기관의 크랭크 샤프트에 의해 회전 구동하는 구동 회전체인 스프로킷(1)과, 상기 스프로킷(1)과 상기 흡기측 캠 샤프트(02) 사이에 배치되어, 기관 운전 상태에 따라 스프로킷(1)과 흡기측 캠 샤프트(02)의 양자의 상대 회전 위상을 변경하는 위상 변경 기구(2)를 구비하고 있다.

상기 스프로킷(1)은, 전체가 철계 금속에 의해 일체로 형성되며, 원통형의 스프로킷 본체(1a)와, 상기 스프로킷 본체(1a)의 외주에 일체로 마련되어, 상기 흡기측의 스프로킷(1)과 공통으로 권취된 타이밍 체인(도시 생략)을 통해 크랭크 샤프트로부터의 회전력을 받는 기어부(1b)와, 상기 스프로킷 본체(1a)의 전단측에 일체로 마련된 내측 톱니 구성부(19)로 구성되어 있다.

상기 스프로킷 본체(1)는, 상기 기어 구성부(19)측이 흡기측의 것보다 축방향으로 길게 연장 설치되어 있다.

상기 편향 기구(70)는, 배기측 캠 샤프트(03)의 전단부와 종동 부재(9)의 고정 단부(9a) 사이에 배치되어, 캠 볼트(10)에 의해 함께 체결 고정된 스프링 리테이너(71)와, 상기 스프링 리테이너(71)의 외주측에 배치된 토션 스프링(72)으로 주로 구성되어 있다.

상기 스프링 리테이너(71)는, 축방향으로 단척인 원주형으로 형성되고, 중앙 위치에 상기 캠 볼트(10)의 축부(10b)가 삽입 관통되는 볼트 삽입 관통 구멍(71a)이 축방향을 따라 관통 형성되어 있으며, 전단측의 대략 중앙 위치에 상기 종동 부재(9)의 캠 샤프트(03)측의 단부 중앙 위치에 돌출 설치된 원주형 돌기부(9c)가 감입하는 감입 구멍(71b)이 형성되어 있다. 한편, 상기 감입 구멍(71b)과 반대의 단부에는, 상기 배기측 캠 샤프트(03)의 단부 중앙 내에 형성된 감합 삽입 구멍(03a)에 걸어 넣어지는 원통형 돌기부(71c)가 일체로 마련되어 있다.

또한, 이 스프링 리테이너(71)는, 내주측의 내부축 방향으로 상기 배기측 캠 샤프트(03) 내의 오일 통로 구멍(51)과 종동 부재(9) 내의 오일 구멍(52)을 연통시키는 연통 구멍(71d)이 축방향으로 관통 형성되어 있으며, 외주부의 캠 샤프트(03)측의 단부에 상기 토션 스프링(72)의 후술하는 일단부(72a)가 직경 방향으로부터 걸리는 슬릿형의 제1 걸림홈(71e)이 축방향을 따라 형성되어 있다.

상기 토션 스프링(72)은, 도 9에도 나타내는 바와 같이, 스프링 리테이너(71)의 외주측으로 확장 수축 변형 가능하게 배치되며, 직경 방향 내측으로 절곡 형성된 일단부(72a)가 상기 스프링 리테이너(71)의 제1 걸림홈(71e)에 직경 방향으로부터 걸려져 있는 한편, 직경 방향 외측으로 절곡 형성된 타단부(72b)가 상기 스프로킷 본체(1a)의 기어부(1b)측의 내주면에 슬릿형으로 형성된 제2 걸림홈(1d)에 직경 방향으로부터 걸려져 있다.

이에 의해, 스프로킷(1)에 대하여 배기측 캠 샤프트(03)를, 도 9의 화살표로 나타내는 진각측으로 항상 회전 편향시키도록 되어 있다. 따라서, 기관 시동 시에는, 배기 밸브와 흡기 밸브의 밸브 오버랩이 없어지기 때문에, 연소성이 양호해져 시동성이 향상된다.

또한, 상기 스프로킷 본체(1a)의 내주에는, 상기 대직경 볼 베어링(43)의 외륜(43a)을, 유지 플레이트(61)를 통해 각 볼트(7)의 축력에 의해 한쪽의 축방향으로부터 압박 지지하는 통형의 압박 부재(73)가 배치되어 있다.

또한, 배기측 캠 샤프트(03)와 스프링 리터에너(71), 및 상기 스프링 리테이너(71)와 종동 부재(9)는, 각각 축방향으로부터 압입된 2개의 로케이트 핀(74, 75)에 의해 직경 방향의 위치 결정이 이루어지도록 되어 있다.

그리고, 이 배기측 밸브 타이밍 제어 장치(05)는, 기관 운전 중에 있어서의 스프로킷(1)에 대한 배기측 캠 샤프트(03)의 상대 회전 위상의 변환을 빈번하게 행하는 일없이, 기관 시동 시 등에는 상기 전동 모터(12)를 구동시키지 않고 상기 토션 스프링(72)의 스프링력에 의해 진각측으로 강제적으로 변환시켜, 기관 중회전으로부터 고회전 영역에서는 대략 중간 위상 위치에 유지되어, 기관 저회전 영역에 있어서 전동 모터(12)가 구동되는 일이 많아지고 있다.

따라서, 배기측의 전동 모터(12)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 구동 효율(η)이 모터 회전수의 저회전 영역에서 최대 효율이 되도록 설정되어 있고, 이 최대 구동 효율은, 흡기측의 전동 모터(12)의 최대 구동 효율 영역과 상이하다.

한편, 상기 배기측의 감속 기구(8)는, 상기 기어 구성부(19)의 내측 톱니(19a)의 수를 흡기측보다 적게 형성하며, 이 수에 따라 각 롤러(48)의 수도 감소시키고 있다. 따라서, 배기측 감속 기구(8)의 감속비는, 흡기측 감속 기구(8)와 비교하여 작게 설정되어 있다.

또한, 배기측의 통전 기구의 수지 플레이트(22)나 수지 홀더(23a, 23b), 유지체(28)는, 그 재질이 나일론 수지재에 의해 형성되어 있다.

이상과 같이, 흡기측 전동 모터(12)와 배기측 전동 모터(12)의 구동 효율 특성을, 사용되는 빈도가 높은 각각의 모터 회전 영역에 따라 가장 효율이 높아지는 영역으로 설정하였기 때문에, 각 전동 모터(12, 12)를 효율적으로 구동시킬 수 있다.

이에 의해, 흡기측 VTC(04)와 배기측 VTC(05)의 각 스프로킷(1, 1)에 대한 흡기측 캠 샤프트(02)와 배기측 캠 샤프트(03)의 상대 회전 위상(밸브 타이밍)의 전환 시 등에 있어서의 작동 응답성이 향상되어 기관 성능을 충분히 끄집어내는 것이 가능해진다.

더구나, 상기 각 전동 모터(12, 12)를 효율적으로 구동시킬 수 있기 때문에, 각 전동 모터(12, 12)의 부하를 경감할 수 있다. 이 결과, 각 전동 모터(12, 12)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 상기 흡기측 감속 기구(8)와 배기측 감속 기구(8)의 감속비를 서로 상이하게 하고, 기관 운전 상태에 따라 밸브 타이밍의 전환 작동이 빈번하게 행해지는 흡기측 감속 기구(8)의 감속비를, 배기측 감속비보다 크게 하였기 때문에, 흡기측 VTC(04)의 작동 응답성을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 상기 흡기측 전동 모터(12)의 모터 회전수가 높은 영역에서의 고효율의 설정과 더불어, 상기 흡기측 VTC(04)의 작동 응답성, 즉 밸브 타이밍의 제어 응답성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

한편, 배기측 감속 기구(8)에서는, 전술한 바와 같이, 감속비를 흡기측보다 작게 하기 위해 상기 내측 톱니(19a)나 롤러(48)의 수를 감소시키고 있기 때문에, 흡기측에 비해서 제조 비용의 저감화나 조립 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 내열성이 요구되는 흡기측의 통전 기구의 수지 플레이트(22)나 수지 홀더(23a, 23b), 유지체(28)의 재질을, 폴리페닐렌설파이드 수지재로 하는 한편, 내열성이 그다지 요구되지 않는 배기측의 통전 기구의 수지 플레이트(22)나 수지 홀더(23a, 23b), 유지체(28)의 재질을, 저렴한 나일론 수지재에 의해 형성하였기 때문에, 특히 배기측 밸브 타이밍 제어 장치(05)의 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것이 아니며, 흡기측과 배기측의 각 전동 모터(12, 12)의 구동 효율의 설정이나, 각 감속 기구(8, 8)의 감속비의 설정은, 내연 기관이나 각 VTC(04, 05)의 사양이나 크기 등에 따라 임의로 설정하는 것도 가능하다.

또한, 상기 각 전동 모터(12, 12)나 각 감속 기구(8, 8)는, 상기 실시형태의 구조 이외의 것이어도 좋고, 예컨대 전동 모터로서 브러시리스 모터 등을 이용하거나, 감속 기구로서 유성 기어를 이용한 것이어도 좋다.

상기 실시형태로부터 파악되는 상기 청구항 이외의 발명의 기술적 사상에 대해서 이하에 설명한다.

〔청구항 a〕청구항 1에 있어서,

상기 배기측보다 작동 영역이 큰 흡기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 전동 모터의 최대 효율의 회전수 영역은, 상기 배기측 밸브 타이밍 제어 장치의 전동 모터보다 고회전 영역인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.

〔청구항 b〕청구항 2에 있어서,

상기 흡기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 감속 기구의 감속비는, 상기 배기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 감속 기구의 감속비보다 작은 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.

01…실린더 헤드
02…흡기측 캠 샤프트
03…배기측 캠 샤프트
04…흡기측 VTC
05…배기측 VTC
1…스프로킷
2…위상 변경 기구
3…VTC 커버
5…하우징
8·8…흡기측, 배기측 감속 기구
9…종동 부재
12·12…흡기측, 배기측 전동 모터
13…모터 출력축
19…내측 톱니 구성부
19a…내측 톱니
48…롤러
70…편향 기구
71…스프링 리테이너
71e…제1 걸림홈
72…토션 스프링
72a…일단부
72b…타단부

Claims (6)

1. 흡기측 캠 샤프트와 배기측 캠 샤프트의 양방에 전동식 밸브 타이밍 제어 장치를 마련하여 이루어지는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템으로서,
   상기 각각의 전동식 밸브 타이밍 제어 장치는, 통전됨으로써 회전력을 출력하는 전동 모터를 각각 구비하고,
   상기 각 전동 모터는, 최대 효율의 모터 회전수 영역을 요구에 맞추어 각각 상이하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기측보다 작동 영역이 큰 흡기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 전동 모터의 최대 효율의 회전수 영역은, 상기 배기측 밸브 타이밍 제어 장치의 전동 모터보다 고회전 영역인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 전동 모터는 브러시를 갖는 DC 모터인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.
4. 흡기측 캠 샤프트와 배기측 캠 샤프트의 양방에 전동식 밸브 타이밍 제어 장치를 마련하여 이루어지는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템으로서,
   상기 각각의 전동식 밸브 타이밍 제어 장치는, 통전됨으로써 회전력을 출력하는 전동 모터와, 상기 각 전동 모터의 회전 속도를 감속한 구동력으로 흡기 밸브와 배기 밸브의 밸브 타이밍을 변경하는 감속 기구를 구비하고,
   상기 각 감속 기구의 각 전동 모터에 대한 감속비를, 각각 상이하게 한 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 흡기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 감속 기구의 감속비는, 상기 배기측 전동식 밸브 타이밍 제어 장치의 감속 기구의 감속비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 감속 기구는 복수의 롤러를 이용한 사이클로이드 감속 기구인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 밸브 타이밍 제어 시스템.

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