WO2002103167A1 - Structure de refroidissement du frein electromagnetique d'un element a calage variable de moteur de voiture - Google Patents

Structure de refroidissement du frein electromagnetique d'un element a calage variable de moteur de voiture Download PDF

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WO2002103167A1
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WO
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oil
friction material
rotary drum
electromagnetic brake
clutch case
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PCT/JP2002/003671
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Hiroshi Aino
Koichi Honma
Hiroki Morozumi
Yousuke Mae
Kazuhito Mukai
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Nittan Valve Co., Ltd.
Nissan Motor Co., Ltd.
Dynax Corporation
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    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts

Definitions

  • the present invention relates to a phase variable device in an automobile engine that changes the rotational phase of a camshaft with respect to a sprocket and changes the opening / closing timing of a valve by applying a braking force to a rotating drum by electromagnetic braking means,
  • the present invention relates to a cooling structure for circulating engine oil to cool electromagnetic brake means for applying a braking force to a rotating drum of a variable phase device.
  • phase variable device for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-274224 is known.
  • the moving plate 3 interposed between the driving member (sprocket) 1 to which the driving force of the crankshaft of the engine is transmitted and the camshaft 2 forming the valve mechanism is axially moved.
  • the phase between the driving member 1 and the camshaft 2 changes. That is, the braking force is applied to the rotating drum 5 rotatably supported on the camshaft 2 by the electromagnetic braking means 4 stopped in the circumferential direction, whereby the rotating drum 5 is delayed with respect to the driving member 1.
  • the moving plate 3 moves in the axial direction in coordination, and the camshaft 2 rotates with respect to the driving member 1 to change the phase between the two.
  • the device is located inside the engine room and is driven under the atmosphere of the engine.
  • the electromagnetic brake means 4 is bonded to an annular housing 4b having a U-shaped cross section accommodating an electromagnetic coil 4a, a plate member 4c for closing an opening of the housing 4b, and a plate member 4c. And a friction material 4 d.
  • a friction material 4 d On the relative sliding surface between the friction material 4 d of the housing 4 b and the rotating drum 5, when the sliding surface temperature becomes high due to the sliding heat, the antioxidant and friction dispersed in the engine oil are reduced.
  • the surface of the friction material 4d which is generally composed of a porous material, is clogged by reactants of additives such as conditioning agents and cleaning dispersants and insoluble components in oil, and the friction material 4d and the rotating drum 5 The friction torque generated between them could be reduced.
  • the oil passage 6 a in the camshaft 2, the cross hole 6 b, and the cavity 6 C cross Through the hole 6 d, the annular cavity 6 e between the camshaft 2 and the housing 4 b, and the notch 6 f provided at the front edge of the inner peripheral wall of the housing 4 b, the friction material 4 d and the rotating drum 5 are provided.
  • the structure is such that engine oil is supplied to the relative sliding surface between them to cool the relative sliding surface.
  • the inventor considered the conventional cooling structure sufficiently, and compared with the conventional structure in which the oil supplied between the friction material 4 d and the rotary drum 5 only scattered outward by centrifugal force, the housing 4 b
  • the oil in the relative sliding portion between the friction material 4 d and the rotating drum 5 is positively discharged to the outside.
  • the amount of oil introduced into the relative sliding portion between the friction material 4d and the rotating drum 5 also increases, and the circulation of engine oil for cooling the relative sliding surface between the friction material 4d and the rotating drum 5 increases.
  • the present invention has been made based on the above-mentioned problems of the prior art and the above-mentioned knowledge of the inventor, and has as its object to cool a relative sliding surface between a friction material and a rotating drum. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic brake cooling structure for a variable phase device in an automobile engine, which is effective in suppressing the increase in the temperature of a relative sliding surface between a friction material and a rotating drum by activating the circulation of engine oil. . Disclosure of the invention
  • a camshaft constituting a valve mechanism is arranged coaxially and relatively rotatable with respect to an annular sprocket to which driving force of a crankshaft is transmitted,
  • a rotary drum is rotatably supported on the camshaft, and the rotary drum is braked at a position facing the rotary drum in the axial direction.
  • An electromagnetic brake means for applying a force is provided, and in response to a rotation delay of the sprocket with respect to the sprocket caused by the braking force, the phase between the sprocket and the camshaft changes.
  • the brake means includes a clutch case, which is open toward the disk surface of the rotating drum and has a U-shaped cross section and is prevented from rotating in the circumferential direction; an electromagnetic coil housed in the clutch case; A friction material holding plate fixed to the inside of the opening; a flat friction material adhered to the friction material holding plate and having a surface slightly protruding from a front edge of the inner and outer peripheral walls of the clutch case; A radially inner side of the case communicates with the oil passage of the camshaft, An oil reservoir communicating with the inner peripheral side of the relative sliding portion between the latch case and the rotary drum is provided. A notch for introducing oil is provided at a front edge of an inner peripheral wall of the clutch case, and the oil reservoir is provided with a notch.
  • An electromagnetic brake cooling structure for a phase variable device in an automobile engine wherein engine oil is guided from a notch for introducing the oil to a relative sliding surface between the friction material and the rotating drum, At the front edge of the outer peripheral wall of the clutch case, a notch for leading out the engine oil between the friction material and the relative sliding surface of the rotary drum is provided. .
  • the braking force applied by the electromagnetic brake means causes a rotation delay of the rotating drum with respect to the sprocket, and in conjunction with the rotation delay, the intermediate member moves in the axial direction, and the camshaft rotates with respect to the sprocket.
  • the phase between the sprocket and the camshaft is changed.
  • the sprocket (outer cylinder portion 10) and the camshaft (inner portion) are screwed to the rotating drum 44.
  • a configuration is conceivable in which an intermediate member 30 that engages with the cylindrical portion 20) inwardly and outwardly is interposed between the sprocket (the outer cylindrical portion 10) and the camshaft (the inner cylindrical portion 20).
  • the sprocket to which the driving force of the crankshaft of the engine is transmitted and the camshaft constituting the valve mechanism are configured to rotate integrally, and the sprocket and the camshaft rotate synchronously.
  • a braking force is applied to the rotary drum by the electromagnetic brake means, a rotation delay occurs with respect to the sprocket on the rotary drum, and the camshaft with respect to the sprocket is linked with the rotation delay of the rotary drum.
  • the order number changes.
  • An oil passage provided in the camshaft, an oil reservoir provided radially inside the clutch case, and an oil provided at the front edge of the inner peripheral wall of the clutch case are provided in a relative sliding portion between the friction material of the clutch case and the rotary drum.
  • Engine oil is introduced through the notch for introduction to cool the relative sliding surface between the friction material and the rotating drum, but the engine oil on the relative sliding surface between the friction material and the rotating drum is However, since the oil is positively led out through the oil cut-out notch provided on the front edge of the outer peripheral wall of the clutch case, the amount of engine oil that moves to the relative sliding portion between the friction material and the rotating drum The supply / discharge speed is high, and the rise of the relative sliding surface temperature is suppressed.
  • the electromagnetic brake cooling structure of the phase change device in the automotive engine according to claim 1, further comprising: a friction material at a position directly opposite to the friction material on the disk surface of the rotating drum. It is configured to provide an oil lead-out hole for leading out the oil in the relative sliding portion between the rotary drum and the rotary drum.
  • the oil outlet hole is provided near an inner peripheral wall of the clutch case.
  • the oil is also drawn out from the oil outlet hole, and the amount of oil drawn out from the relative sliding portion between the friction material and the rotating drum is further increased, so that the amount of oil introduced is increased and the oil is circulated accordingly.
  • the flow velocity of the oil discharged from the oil outlet hole is such that the closer the oil outlet hole is to the notch for introducing the oil, the lower the flow path resistance (loss)
  • a large oil discharge speed is ensured, and the oil circulation speed is increased, so that new engine oil is introduced to the sliding surface of the friction material.
  • the notch for introducing oil and the notch for extracting oil provided in the clutch case are provided at a plurality of positions in the circumferential direction.
  • the friction material is formed in a ring shape that matches the base plate, and a surface side thereof is provided.
  • an oil groove is provided for communicating the notch for introducing the oil and the notch for extracting the oil.
  • the oil can easily circulate through the oil groove on the surface of the friction material, which makes the transition from fluid lubrication to boundary lubrication easy, and the friction torque acting between the friction material and the relative sliding surface of the rotating drum And the braking force acting on the rotating drum when the electromagnetic brake is activated is increased.
  • a peripheral portion is provided between an inner and outer peripheral wall of the clutch case and an inner and outer peripheral edge of the friction material. It was configured to provide a continuous gap in the direction.
  • the friction material is made of both carbon and / or aramide fiber.
  • the non-woven fabric was impregnated with a thermosetting resin and was hardened.
  • the non-woven fabric was constituted by a porous molded body in which pores of 80% by volume or more of all pores had a pore diameter range of 5 to 100 ⁇ m. .
  • a porous molded body obtained by impregnating a thermosetting resin into a non-woven fabric made of carbon fiber and / or aramide fiber and hardening the non-woven fabric has pores having a volume of 80% by volume or more of 5 to 1%. It has a pore diameter range of 100 ⁇ m, has a large pore diameter, is hardly clogged, and can generate a large frictional force (braking torque) on the disk surface of the rotating drum. It also has good wear resistance and excellent durability.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a variable phase device in an automobile engine according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the device
  • FIG. FIG. 4 is a front view of the electromagnetic clutch, which is a main part of the brake means
  • FIG. 4 is a front view of the electromagnetic clutch
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of a relative sliding portion between the friction material and the rotary drum.
  • a) is a cross-sectional view at a cutout position for oil introduction
  • (b) is a cross-sectional view at a swaged portion position
  • FIG. 6 is a perspective view of a rotary drum
  • FIG. 7 is a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a variable phase device in an automobile engine according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the device
  • FIG. FIG. 4 is a front view of the
  • FIG. 8 is a front view of an electromagnetic clutch, which is a main part of a phase changing device in an automobile engine
  • FIG. 8 is a perspective view of a rotating drum, which is a main part of the device
  • FIG. 9 is a third embodiment of the present invention. It is a front view of the electromagnetic clutch which is the main part of the phase variable device in the example automotive engine.
  • FIG. 10 is a perspective view of a rotary drum which is a main part of the device
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a phase variable device in a conventional automobile engine.
  • FIG. 1 is a longitudinal section of a phase variable device in an automobile engine according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view showing the internal structure of the device
  • Fig. 3 is a perspective view of an electromagnetic clutch constituting a main part of the electromagnetic brake means
  • Fig. 4 is a front view of the electromagnetic clutch
  • Fig. 5 ( a) and (b) are enlarged cross-sectional views of a relative sliding portion between the friction material and the rotating drum, (a) is a cross-sectional view at a cut-out position for introducing a hole, and (b) is a cross-sectional view at a swaging position.
  • FIG. 6 is a perspective view of the rotating drum.
  • variable phase device shown in this embodiment is used in a form integrated with an engine, and the camshaft rotates so that the intake and exhaust valves open and close in synchronization with the rotation of the crankshaft.
  • This device transmits power to the engine and changes the timing of opening and closing the intake and exhaust valves of the engine according to the operating conditions such as the engine load and the number of revolutions.
  • An annular outer cylinder portion 10 which is a sprocket to which force is transmitted, and a coaxially arranged outer cylinder portion 10 and rotatable with respect to the outer cylinder portion 10, constitute a part of the camshaft 2.
  • the driven side annular inner cylinder portion 20 and the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20 are helically slidably engaged with each other, and are interposed between the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20. , Move in the axial direction to move the inner cylinder 2 to the outer cylinder 10 And an electromagnetic brake means 40 provided on the side of the inner cylinder portion 20 where the camshaft 2 is not provided to move the intermediate member 30 in the axial direction. It is configured.
  • Reference numeral 8 denotes an engine case (cover for a variable phase device). The engine and the same device are used in an engine oil atmosphere.
  • the outer cylinder portion 10 has a sprocket body 12 having a ring-shaped recess 13 provided on an inner peripheral edge thereof, and a flange engagement groove 13 which is in close contact with the side surface of the sprocket body 12 and cooperates with the recess 13.
  • the inner flange plate 14 defining A and the inner flange plate 14 are jointly fastened and fixed to the sprocket body 12, and the spline case 16 with the spline engagement portion with the intermediate member 30 formed on the inner circumference 16
  • Reference numeral 13a denotes a large-diameter concave portion on the opening side of the concave portion 13
  • reference numeral 13b denotes a small-diameter concave portion on the deep side of the concave portion 13.
  • a step portion 13c is provided to face the outer peripheral edge of the flange 24 on the portion 20 side.
  • the rotation of the crankshaft of the engine is transmitted to the outer cylinder portion 10 (sprocket body 12), which is a sprocket, via a chain C.
  • Reference numeral 11 denotes a fastening screw for fixing and integrating the sprocket body 12 with the inner flange plate 14 and the spline case 16.
  • Reference numerals 32 and 33 denote male and female helical splines provided on the inner and outer peripheral surfaces of the intermediate member 30.
  • Reference numeral 23 denotes a male helical spline provided on the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 20.
  • Reference numeral 17 denotes a female helical spline provided on the inner peripheral surface of the spline case 16.
  • the inner and outer splines 32 and 33 of the intermediate member 30 are helical splines in the opposite direction. The slight movement of the intermediate member 30 in the axial direction causes the inner cylindrical portion 20 to move relative to the outer cylindrical portion 10. The phase can be greatly changed.
  • Reference numeral 31 denotes a male threaded portion formed on the outer peripheral surface of the intermediate member 30.
  • the electromagnetic brake means 40 is rotatably supported on the inner cylinder part 20 by an electromagnetic clutch 42 supported by the engine case 8 and a bearing 22, and a male screw part 31 of the intermediate member 30. Are screwed into each other to transmit the braking force of the electromagnetic clutch 42, and a torsion coil spring 46 axially interposed between the rotary drum 44 and the outer cylinder 10. It is configured.
  • Reference numeral 45 denotes a female square thread provided on the inner peripheral surface of the rotary drum 44.
  • the rotary drum 44 and the intermediate member 30 are relatively rotated in the circumferential direction along the square threads 45, 31. Can move. That is, the intermediate member 30 can move in the axial direction while rotating along the square screw portions 45, 31.
  • the rotating drum 44 and the outer cylinder part 10 are connected by a wound torsion coil spring 46, and when the braking force does not act on the rotating drum 44, the outer cylinder part 1 0, the inner cylinder part 20, the intermediate member 30 and the rotating drum 44 rotate integrally. Further, since the torsion coil spring 46 interposed between the rotary drum 44 and the outer cylinder portion 10 (spline case 16) is axially interposed, the entire phase variable device extends in the axial direction accordingly. However, it is compact in the radial direction.
  • the intermediate member 30 moves in the axial direction while rotating along the square threaded portions 45, 31.
  • the phases of the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20 change, and the timing of opening and closing the lever by the cam 2a of the camshaft 2 is adjusted.
  • the electromagnetic clutch 4 2 is in the position indicated by the imaginary line In this case, a gap S is formed between the rotary drum 44 and the electromagnetic clutch 42, and the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20 rotate integrally without a phase difference. Then, when the electromagnetic clutch 42 is disengaged, the electromagnetic clutch 42 slides rightward in FIG.
  • a flange 24 is provided around the outer peripheral surface of the inner cylinder portion 20 (the sliding surface with the sprocket body 12), while an inner peripheral surface of the outer cylinder portion 10 (sprocket body 12) is provided.
  • a flange engagement groove 13A with which the flange 24 is engaged is provided around the circumference, and friction torque applying members 51 and 55 are interposed between the side surface of the flange 24 and the side surface of the flange engagement groove 13A.
  • the friction torque of the relative sliding portion between the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20 is increased, and the helical between the intermediate member 30 and the outer cylinder portion 10 and the inner cylinder portion 20 is increased.
  • the generation of a tapping sound at the spline engagement portions 23, 32, 33, 17 is suppressed.
  • the electromagnetic clutch 42 is a clutch case 6 having a U-shaped annular cross section that opens toward the disk surface of the rotating drum 44 and is prevented from rotating in the circumferential direction.
  • the electromagnetic coil 62 accommodated in the clutch case 60, and the clutch case.
  • a metal friction material holding plate 64 fixed inside the opening of the case 60, and a friction material holding plate 64 bonded to the inner and outer peripheral walls 60a, 60 of the clutch case 60.
  • It has a flat friction material 66 slightly protruding from the front edge.
  • Reference numeral 68 denotes a pin projecting from the clutch case 60 at a plurality of locations on the rear side in the circumferential direction. The pin 68 engages with the hole 8a on the engine case 8 side, and the clutch case 60 is moved in the axial direction. Can be slid, but cannot move in the circumferential direction. '
  • the electromagnetic coil 62 is fixed in the clutch case 60 by resin molding, and a friction material holding plate 64 in which the friction material 66 is integrated is a stepped portion 60 inside the opening of the clutch case 60.
  • the friction material holding plate 64 is fixed to the inner and outer peripheral walls 60 a, 60 b of the clutch case by caulking at three equally spaced locations on the inner and outer circumferences of the friction material holding plate 64.
  • Reference numeral 60d shown in FIGS. 3 and 4 denotes a force-shrink portion.
  • the radial width of the friction material 66 is formed to be slightly smaller than the radial width of the friction material holding plate 64 (the inner diameter of the friction material 66 is slightly smaller than the inner diameter of the friction material holding plate 64).
  • the outer diameter of the friction material 66 is slightly smaller than the outer diameter of the friction material holding plate 64), so that the inner and outer peripheral walls 60 a and 60 b of the clutch case and the friction material 6 are formed. Ring-shaped grooves 63 a and 63 b serving as oil passages are provided between the six.
  • the means for fixing the friction material holding plate 64 to the opening of the clutch case 60 is not limited to the above-described force crimping, and may be any suitable fixing means such as bonding, fitting or the like. ⁇
  • the friction material 66 is used to generate a frictional force (braking force) by approaching the disk surface of the rotating drum 44 when the electromagnetic clutch 42 is turned on. It is composed of a plate-shaped porous molded body with a thickness of 500 / im impregnated with a conductive resin, and is only 50 ⁇ m from the front edge of the inner and outer peripheral walls 60a, 60b of the clutch case 60. Its surface is protruding.
  • engine oil is constantly supplied to the relative sliding surface between the friction material 66 of the electromagnetic clutch 42 and the rotating drum 44 to suppress the rise in the temperature of the sliding surfaces of the two 66, 44. ing.
  • An oil reservoir 74 which communicates with the oil passage 70 in the shaft 2 and communicates with the inner peripheral side of the relative sliding portion between the clutch case 60 and the rotary drum 44, is defined by the engine case 8.
  • Engine oil is pumped into the oil passage 70 in the camshaft 2 by a pump P through an oil port of a journal bearing 73 of the camshaft 2 and a side hole 73 a of the camshaft 2.
  • Reference numeral 73 b denotes a side hole provided in the camshaft 2 and communicating with the oil passage 70 and the oil reservoir 74.
  • a notch 61 a for introducing engine oil into a relative sliding surface between the friction material 66 and the rotating drum 44 is provided at a front edge of the inner peripheral wall 60 a of the clutch case.
  • a notch 6 1 b at the front edge of the outer peripheral wall 60 b of the clutch case for leading out engine oil on a relative sliding surface between the friction material 66 and the rotating drum 44 is provided. Is provided.
  • the relative sliding surface between the friction material 66 of the clutch case 60 and the rotary drum 44 includes an oil passage 70 provided in the camshaft 2, the engine case 8 and the rotary drum 44 (bearing 22).
  • the engine oil is introduced through an oil sump 7 4 and the inner peripheral wall 60 a of the clutch case 60 a through a notch 61 a provided at the front edge, and a relative sliding surface between the friction material 66 and the rotating drum 44 is provided.
  • the engine oil used to cool the friction material 66 and the relative sliding surface between the rotary drum 44 and the rotary drum 44 is supplied to the oil leading-out oil provided at the front edge of the outer peripheral wall 60 b of the clutch case 60. Actively discharged radially outward through the notch 6 1 b.
  • a windmill-shaped oil groove 67 extending from the inner peripheral side to the outer peripheral side is provided on the surface of the friction material 66, and a notch 6 for introducing oil is provided.
  • 1a and the cutout 6 1b for leading out the oil communicate with each other through a ring-shaped gap 63a, a windmill type oil groove 67, and a ring-shaped gap 63b.
  • the engine oil introduced radially inside the relative sliding portion between the friction material 66 and the rotating drum 44 flows smoothly along the oil groove 67 on the surface of the friction material 66, and the oil is derived. Cutout for Since it is derived from 6 1b, the entire surface of the friction material 6 6 is uniformly cooled, and the amount of the drawn out and introduced oil increases, so that the oil circulation becomes active and the cooling effect becomes more effective. Are better.
  • An oil lead-out hole 80 is provided at each location, so that the engine oil on the relative sliding surface between the friction member 66 and the rotary drum 44 is led out to the front side of the rotary drum 44.
  • Engine oil on the relative sliding surface between the friction material 66 and the rotating drum 44 is radially discharged from the notch 61b at the front edge of the clutch case outer peripheral wall 60b, and the rotating drum 44 Since the oil is also discharged from the oil outlet hole 80, the amount of oil drawn out from the relative driving portion between the friction material 66 and the rotating drum 44 increases, so the amount of oil introduced increases, and the oil circulation increases accordingly. Being active.
  • the oil outlet hole 80 is provided near the inner peripheral wall 60a of the clutch case 60 so that a large oil outflow speed at the oil outlet hole 80 can be secured.
  • the closer the oil outlet hole 80 is to the notch 60a for oil introduction the smaller the flow path resistance (loss) and the higher the oil outlet speed can be secured.
  • the oil circulation speed is increased by providing a large oil discharge speed near the notch 60a and securing a large oil discharge speed, so new engine oil is introduced to the sliding surface of the friction material 66, and the oil slides accordingly. The cooling effect of the moving surface has been improved.
  • FIGS. 7 and 8 show a phase change device in an automobile engine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of an electromagnetic clutch which is a main part of the device.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of a rotary drum that is a main part of the device.
  • the friction material 66A is obtained by impregnating a non-woven fabric made of carbon fiber with a thermosetting resin so that pores of 80% by volume or more of all pores have a pore diameter of 5 to 100%. It is composed of a porous molded body adjusted to be within the range.
  • This porous compact (friction material 66 A) has a total volume of 80 pores. / 0 or more pores are in the pore size range of 5 to 1 OO um, large pore size prevents clogging, and excellent durability As a result, a state in which a large frictional force (braking torque) can act on the disk surface of the rotating drum can be maintained for a long time.
  • the surface of the friction material 66A is provided with an oil groove 67a extending in a grid pattern so that the engine oil is uniformly supplied to the entire surface of the friction material 66A.
  • an oil passage 82 extending in a ring shape is provided on the disk surface of the rotating drum 44, and an oil outlet hole 80 is provided in the oil passage 82, and an oil outflow speed from the oil outlet hole 80 is provided. Is faster.
  • FIG. 9 and 10 show a phase change device in an automobile engine according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view of an electromagnetic clutch which is a main part of the device.
  • the figure is a perspective view of a rotating drum which is a main part of the apparatus.
  • the friction member 6 6 B force 8 0 volume of the nonwoven fabric was impregnated with Netsukata I ⁇ resin total pore consisting Aramido fibers 0/0 or more pores. 5 to 1 0 0 mu m It is composed of a porous molded body adjusted to be within the pore diameter range described above.
  • pores of 80% by volume or more of all pores are in a pore diameter range of 5 to 100 ⁇ m, and the pore diameter is large, hardly clogged, and rotated.
  • Large friction force (dynamic torque) can be generated on the disk surface of the drum.
  • the friction material 66B has excellent durability, a state in which a large frictional force (dynamic torque) can act on the rotating drum can be maintained for a long time.
  • a radially extending oil groove 67 b is provided on the surface of the friction material 66 B, so that the engine oil is uniformly supplied to the entire surface of the friction material 66 B.
  • a ring-shaped oil passage 82 is provided on the disk surface of the rotating drum 44, an oil outlet hole 80 as provided in the first and second embodiments is provided.
  • a radially extending oil passage 84 is provided instead of the oil outlet hole 80.
  • thermosetting resin As the friction material provided on the front surface of the clutch case 60 for applying a brake to the rotary drum 44, a porous material 66 impregnated with a thermosetting resin into a papermaking base material,
  • the engine oil circulation in the relative sliding portion between the friction material and the rotating drum is activated, and the relative sliding of the friction material by the circulating engine wheel is achieved.
  • the surface cooling effect is improved, and good braking characteristics (braking performance) between the friction material and the rotating drum when the electromagnetic brake is activated are maintained.
  • the circulation of the engine oil in the relative sliding portion between the friction material and the rotary drum becomes more active, and the effect of cooling the relative sliding surface by the circulating engine oil is further improved. Good braking characteristics (braking properties) between the friction material and the rotating drum during operation are maintained.
  • the circulation of the engine oil supplied to and discharged from the relative moving portion of the friction material and the rotary drum is further activated, and the circulating engine oil cools the relative sliding surface of the friction material. And good braking characteristics (braking properties) between the friction material and the rotating drum when the electromagnetic brake is activated are maintained.
  • the engine oil circulation in the relative sliding portion between the friction material and the rotary drum becomes more active, and the braking characteristic (braking property) between the friction material and the rotary drum when the electromagnetic brake is operated is reduced. Even better.
  • the circulation of the engine oil supplied to and discharged from the relative sliding portion between the friction material and the rotary drum is further activated, and the entire relative sliding surface between the friction material and the rotary drum is reduced. Cooling is uniform and high temperature is suppressed, and good braking characteristics (braking properties) between the friction material and the rotating drum during electromagnetic brake operation are maintained.
  • the gap between the inner peripheral wall of the clutch case and the friction material functions as an oil passage, so that the engine oil can be smoothly supplied and discharged in a relative moving portion between the friction material and the rotating drum, and the friction is improved.
  • the engine oil circulates more actively in the relative sliding portion between the material and the rotating drum, and the braking characteristics (movability) between the friction material and the rotating drum when the electromagnetic brake is actuated are improved.
  • the friction material is a porous material having a large hole diameter which is difficult to clog and has excellent durability, so that a state in which a large friction force (braking torque) can be applied to the rotating drum for a long time. Can be maintained.

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Description

明 細 書
自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造 技術分野
本発明は、 電磁ブレーキ手段により回転ドラムに制動力を作用させて、 スプロ ケットに対するカムシャフトの回転位相を変ィ匕させてバルブの開閉タイミングを 変化させる自動車用エンジンにおける位相可変装置に係わり、 特に、 位相可変装 置の回転ドラムに制動力を作用させる電磁ブレーキ手段をエンジンオイルを循環 させて冷却する冷却構造に関する。 背景技術
この種の位相可変装置としては、 例えば、 特開平 4一 2 7 2 4 1 1号が知られ ている。 これは、 第 1 1図に示すように、 エンジンのクランクシャフトの駆動力 が伝達される駆動部材 （スプロケット） 1と動弁機構を構成するカムシャフト 2 間に介装した移動板 3を軸方向に移動させることで、 駆動部材 1とカムシャフト 2間の位相が変化するように構成されている。 即ち、 周方向に回り止めされた電 磁ブレーキ手段 4により、 カムシャフト 2に回転可能に支承されている回転ドラ ム 5に制動力を作用させ、 これにより回転ドラム 5が駆動部材 1に対し遅延する とともに、 連係して移動板 3が軸方向に移動して、 カムシャフト 2が駆動部材 1 に対し回動して両者 1 , 2間の位相が変ィ匕する。 なお、 同装置はエンジンルーム 内部に配置されて、 エンジンオイノレ雰囲気下で駆動する。
電磁ブレーキ手段 4は、 電磁コィル 4 aを収容した横断面コ字型環状のハゥジ ング 4 bと、 ハウジング 4 bの開口部を閉塞する板部材 4 cと、 板部材 4 cに接 着された摩擦材 4 dとを備えて構成されている。 そして、 ハウジング 4 bの摩擦 材 4 dと回転ドラム 5聞の相対摺動面では、 摺動熱により摺動面温度が高温とな ると、 エンジンオイル中に分散している酸化防止剤や摩擦調整剤， 清浄分散剤等 の添加剤の反応物やオイル中の不溶解分により、 一般に多孔質材で構成されてい る摩擦材 4 dの表面が目詰まりし、 摩擦材 4 dと回転ドラム 5間に発生する摩擦 トルクが低下する可能性があつた。 このため、 ハゥジング 4 bの摩擦材 4 dと回転ドラム 5間の相対摺動面の高温 ィ匕を抑制するために、 カムシャフト 2内のオイル通路 6 a， 交差孔 6 b， 空洞 6 C 交差孔 6 d、 カムシャフト 2とハウジング 4 b間の環状空洞 6 e、 およぴハ ウジング 4 bの内周壁前縁部に設けたノツチ 6 f を介して、 摩擦材 4 dと回転ド ラム 5間の相対摺動面にエンジンオイルを供給して、 相対摺動面を冷却する構造 となっている。
そして、 前記した従来の電磁ブレーキ冷却構造では、 摩擦材の摺動面を冷却す る上で一応は満足できる。 しかし、 さらなる高温の環境下等においても有効であ るためには、 摩擦材の相対摺動面の高温化を抑制する上で、 さらなる冷却効果に 優れた新規の方策が必要であることが希求されていた。
そこで、 発明者は、 従来の冷却構造を十分に検討し、 摩擦材 4 dと回転ドラム 5間に供給されたオイルが遠心力で外方に飛散するに過ぎない従来構造に対し、 ハウジング 4 bの外周壁前縁部にオイル導出溝 （切り欠き） を設けて、 摩擦材 4 dと回転ドラム 5間の相対摺動部にあるオイルを積極的に外方に排出させるよう にすれば、 摩擦材 4 dと回転ドラム 5間の相対摺動部に導入されるオイル量も増 えて、 摩擦材 4 dと回転ドラム 5間の相対摺動面を冷却するためのエンジンオイ ルの循環が活発となって冷却効果が上がる、 と考え、 実験を重ねた結果、 実際に 有効であることが確認されたので、 本発明を提案するに至つたものである。 本発明は、 前記した従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づレ、て なされたもので、 その目的は、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動面を冷却するた めのエンジンオイルの循環を活発にすることで、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺 動面の高温化の抑制に有効な自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレ ーキ冷却構造を提供することにある。 発明の開示
前記目的を達成するために、 請求の範囲 1においては、 クランクシャフトの駆 動力が伝達される円環状スプロケットに対し動弁機構を構成するカムシャフトが 同軸状で相対回動可能に配置され、 前記カムシャフトに回転ドラムが回転可能に 支承され、 前記回転ドラムと軸方向に正対する位置には、 前記回転ドラムに制動 力を作用させる電磁ブレーキ手段が設けられ、 前記制動力によって回転ドラムに 生じる前記スプロケットに対する回転遅れに連係して、 前記スプロケットとカム シャフト間の位相が変わる自動車用エンジンにおける位相可変装置において、 前記電磁ブレーキ手段は、 前記回転ドラムのディスク面に向けて開口する横断 面コ字型円環状で周方向に回り止めされたクラツチケースと、 前記クラツチケー ス内に収容された電磁コイルと、 前記クラッチケースの開口部内側に固定された 摩擦材保持プレートと、 前記摩擦材保持プレートに接着されて、 その表面が前記 クラツチケースの内外周壁前縁部より僅かに突出する偏平な摩擦材とを備え、 前記クラッチケースの半径方向内側には、 前記カムシャフトのオイル通路に連 通し、 力つ前記クラツチケースと回転ドラム間の相対摺動部の内周側に連通する オイル溜りが設けられ、 前記クラッチケースの内周壁前縁部には、 オイル導入用 の切り欠きが設けられて、 前記オイル溜りのエンジンオイルが前記オイル導入用 の切り欠きから前記摩擦材と回転ドラムの相対摺動面部に導力ゝれるように構成さ れた自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造であって、 前記クラッチケースの外周壁前縁部に、 前記摩擦材と回転ドラムの相対摺動面 間のエンジンオイルを外方に導出するオイル導出用の切り欠きを設けるように構 成した。 .
なお、 電磁ブレーキ手段によって作用する制動力により、 回転ドラムにスプロ ケットに対する回転遅れが生じ、 この回転遅れに連係して中間部材が軸方向に移 動して、 カムシャフトがスプロケットに対し回動する （スプロケットとカムシャ フト間の位相が変ィ匕する） 構成としては、 例えば、 実施例に示すように、 回転ド ラム 4 4に螺合しかつスプロケット （外筒部 1 0 ) とカムシャフト （内筒部 2 0 ) に内外へリカルスプライン係合する中間部材 3 0をスプロケット （外筒部 1 0 ) とカムシャフト （内筒部 2 0 ) 間に介装した構成が考えられる。
(作用） エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達されるスプロケットと動弁 機構を構成するカムシャフトが一体となって回動するように構成されて、 スプロ ケットとカムシャフトとは同期して回転するが、 電磁ブレーキ手段により回転ド ラムに制動力が作用すると、 回転ドラムにはスプロケットに対する回転遅れが生 じ、 この回転ドラムの回転遅れに連係して、 スプロケットに対するカムシャフト の位ネ目が変わる。
クラッチケースの摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部には、 カムシャフト内に 設けたオイル通路， クラッチケースの半径方向内側に設けたオイル溜まりおよび クラツチケースの内周壁前縁部に設けたオイル導入用の切り欠きを介してェンジ ンオイルが導入されて、 摩擦材と回転ドラムの相対摺動面を冷却するようになつ ているが、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動面部のエンジンオイルは、 クラッチ ケースの外周壁前縁部に設けたオイル導出用の切り欠きを介して外方に積極的に 導出されるため、 それだけ摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部へのエンジンオイ ルの給排速度が速く、 相対摺動面温度の高温化が抑制される。 即ち、 摩擦材と回 転ドラム間の相対摺動部におけるオイルの導出量が増える分、 オイルの導入量も 増え、 それだけ摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるオイルの循環が活発 となって、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動面に発生する摺動熱が循環するェン ;ンオイルに放熱されて、 摩擦材と回転ドラムの相対摺動面の冷却効果が上がる 請求の範囲 2においては、 請求の範囲 1に記載の自動車用^ンジンにおける位 相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造にぉレ、て、 前記回転ドラムのディスク面の前 記摩擦材に正対する位置に、 前記摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるォ ィルを導出するオイル導出孔を設けるように構成した。
(作用） 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるエンジンオイルは、 回転ド ラムに設けたオイル導出孔からも外部に導出し、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺 動部からのオイルの導出量が増える分、 オイルの導入量も増え、 それだけオイル の循環が活発となる。 '
請求の範囲 3においては、 請求の範囲 2に記載の自動車用エンジンにおける位 相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造において、 前記オイル導出孔を前記クラツチ ケースの内周壁寄りに設けるように構成した。
(作用） オイル導出孔からもオイルが外部に導出し、 摩擦材と回転ドラム間の相 対摺動部からのオイルの導出量がさらに増える分、 オイルの導入量も増え、 それ だけオイルの循環速度が速くなるが、 オイル導出孔から導出するオイルの流速は 、 オイル導出孔がオイル導入用の切り欠きに近い程、 流路抵抗 （損失） が少なく 、 大きなオイル導出速度が確保されて、 オイルの循環速度が速くなり、 それだけ 摩擦材の摺動面に新たなエンジンオイルが導入される。
請求の範囲 4においては、 請求の範囲 2または 3に記載の自動車用エンジンに おける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造において、 前記クラツチケースに設 けたオイル導入用の切り欠き， オイル導出用の切り欠きおよぴ前記回転ドラムに 設けたオイル導出孔を、 それぞれ周方向複数個所に設けるように構成した。
(作用） オイノレ導入用の切り欠き， オイル導出用の切り欠きおよびオイル導出孔 の数が多い分、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるエンジンオイルの導 入出量が増え、 それだけオイルの循環も活発となって、 摩擦材と回転ドラムの相 対摺動面の冷却効果が上がる。
請求の範囲 5においては、 請求の範囲 1〜4のいずれかに記載の自動車用ェン ジンの電磁ブレーキ冷却構造において、 前記摩擦材を前記ベースプレートに整合 するリング状に形成するとともに、 その表面側に、 前記オイル導入用の切り欠き とオイル導出用の切り欠きを連絡するオイル溝を設けるように構成した。
(作用） 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部に導入されたエンジンオイルは、 摩 擦材表面のオイル溝に沿ってスムーズに流れて、 オイル導出用の切り欠きから導 出するので、 摩擦材表面全体が均一に冷却されるとともに、 オイルの導出量およ び導入量も増えて、 それだけオイルの循環が活発となる。
また、 摩擦材表面のオイル溝を経由してオイルが容易に循環できるため、 流体 潤滑から境界潤滑への推移が容易となって、 摩擦材と回転ドラムの相対摺動面間 に作用する摩擦トルクが高められて、 電磁ブレーキ手段作動時の回転ドラムに作 用する制動力が高められる。
請求の範囲 6においては、 請求の範囲 1〜5のいずれかに記載の自動車用ェン ジンの電磁ブレーキ却構造において、 前記クラツチケースの内外周壁と前記摩擦 材の内外周縁部間に、 それぞれ周方向に連続する隙間を設けるように構成した。
(作用） オイル導入用の切り欠きから導入したエンジンオイルは、 クラッチケー ス内周壁と摩擦材間の隙間 （オイル通路） を通って摩擦材の内周全域にスムーズ に行きわたるとともに、 摩擦材と回転ドラムの相対摺動部のオイルは、 クラッチ ケース外周壁と摩擦材間の隙間 （オイル通路） を通ってオイル導出用の切り欠き 力らスムーズに導出する。
請求の範囲 7においては、 請求の範囲 1〜6のいずれかに記載の自動車用ェン ジンの電磁ブレーキ冷却構造において、 前記摩擦材を、 カーボン 锥とァラミド 繊維の双方もしくはいずれカゝ一方からなる不織布に熱硬化性樹脂を含浸し硬ィ匕さ せた、 全気孔の 8 0容積％以上の気孔が 5〜 1 0 0 μ mの気孔径範囲にある多孔 質成形体で構成するようにした。
(作用） カーボン繊維とァラミド繊維の双方もしくはいずれか一方からなる不織 布に熱硬化性樹脂を含浸し硬化させた多孔質成形体は、 全気孔の 8 0容積％以上 の気孔が 5〜 1 0 0 μ mの気孔径範囲にあり、 気孔径が大きく目詰まりしにくく 、 力つ回転ドラムのディスク面に大きな摩擦力 （制動トルク） を発生することが できる。 また、 耐摩耗性も良好で、 耐久性にも優れている。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1の実施例である自動車用エンジンにおける位相可変装 置の縦断面図、 第 2図は、 同装置の内部構造を示す斜視図、 第 3図は、 電磁ブレ ーキ手段の要部を構成する電磁クラッチの斜視図、 第 4図は、 同電磁クラッチの 正面図、 第 5図は、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部の拡大断面図で、 （a ) はオイル導入用の切り欠き位置における断面図、 （b ) はカシメ部位置における 断面図、 第 6図は、 回転ドラムの斜視図、 第 7図は、 本発明の第 2の実施例であ る自動車用エンジンにおける位相可変装置の要部である電磁クラツチの正面図、 第 8図は、 同装置の要部である回転ドラムの斜視図、 第 9図は、 本発明の第 3の 実施例である自動車用エンジンにおける位相可変装置の要部である電磁クラツチ の正面図である。 第 1 0図は、 同装置の要部である回転ドラムの斜視図、 第 1 1 図は、 従来の自動車用エンジンにおける位相可変装置の縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
第 1図〜第 6図は、 本発明に係る位相可変装置の第 1の実施例を示し、 第 1図 は本発明の第 1の実施例である自動車用エンジンにおける位相可変装置の縦断面 図、 第 2図は同装置の内部構造を示す斜視図、 第 3図は電磁ブレーキ手段の要部 を構成する電磁クラッチの斜視図、 第 4図は同電磁クラッチの正面図、 第 5図 （ a ) , ( b ) は摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部の拡大断面図で、 （a ) はォ ィル導入用の切り欠き位置における断面図、 （b ) はカシメ部位置における断面 図、 第 6図は回転ドラムの斜視図である。
これらの図において、 この実施例に示す位相可変装置は、 エンジンに組み付け 一体化された形態で用いられ、 クランクシャフトの回転に同期して吸排気弁が開 閉するようにクランクシャフトの回転をカムシャフ 1、に伝達するとともに、 ェン ジンの負荷や回転数などの運転状態によってェンジンの吸排気弁の開閉のタィミ ングを変ィヒさせるための装置で、 同装置は、 エンジンのクランクシャフトの駆動 力が伝達されるスプロケットである円環状外筒部 1 0と、 外筒部 1 0と同軸に配 置されて外筒部 1 0に対し相対回動可能で、 カムシャフト 2の一部を構成する従 動側の円環状内筒部 2 0と、 外筒部 1 0と内筒部 2 0にそれぞれへリカルスブラ イン係合して外筒部 1 0と内筒部 2 0間に介装され、 軸方向に移動して外筒部 1 0に対する内筒部 2 0の位相を変える中間部材 3 0と、 内筒部 2 0のカムシャフ ト 2非配設側に設けられて、 中間部材 3 0を軸方向に移動させる電磁ブレーキ手 段 4 0と、 を備えて構成されている。 符号 8は、 エンジンケース （位相可変装置 用カバー） で、 エンジン及び同装置は、 エンジンオイル雰囲気下で用いられる。 外筒部 1 0は、 内周縁にリング状の凹部 1 3が設けられたスプロケット本体 1 2と、 スプロケット本体 1 2の側面に密着し、 凹部 1 3と協働してフランジ係合 溝 1 3 Aを画成する内フランジプレート 1 4と、 内フランジプレート 1 4をスプ ロケット本体 1 2に共締め固定し、 中間部材 3 0とのスプライン係合部が内周に 形成されたスプラインケース 1 6とから構成されている。 符号 1 3 aは、 凹部 1 3の開口側の大径凹部、 符号 1 3 bは、 凹部 1 3の奧側の小径凹部で、 両者 1 3 a , 1 3 b間には、 後述する内筒部 2 0側のフランジ 2 4の外周縁と正対する段 差部 1 3 cが設けられている。 スプロケットである外筒部 1 0 (スプロケット本 体 1 2 ) には、 エンジンのクランクシャフトの回転がチェーン Cを介して伝達さ れる。 符号 1 1は、 スプロケット本体 1 2と内フランジプレート 1 4とスプライ ンケース 1 6を固定一体化する締結ねじで、 スプロケット本体 1 2と内： プレート 1 4とスプラインケース 1 6でスプロケット （外筒部 1 0 ) を構成する ことで、 フランジ係合溝 1 3 Aの形成が容易で、 外筒部 1 0 (スブラィンケース 1 6 ) におけるスプライン係合部 1 7の形成も容易となっている。
また、 符号 3 2， 3 3は、 中間部材 3 0の内外周面に設けられた雌雄へリカル スプライン、 符号 2 3は内筒部 2 0の外周面に設けられている雄へリカルスブラ イン、 符号 1 7はスプラインケース 1 6の内周面に設けられている雌へリカルス プラインである。 そして、 中間部材 3 0の内外のスプライン 3 2 , 3 3は逆方向 へリカルスプラインで、 中間部材 3 0の軸方向への僅かな移動で、 外筒部 1 0に 対し内筒部 2 0の位相を大きく変ィ匕させることができる。 符号 3 1は、 中間部材 3 0の外周面に形成された雄角ねじ部である。
電磁ブレーキ手段 4 0は、 エンジンケース 8に支持された電磁クラッチ 4 2と 、 ベアリング 2 2によって内筒部 2 0に回転可能に支承されるとともに、 中間部 材 3 0の雄角ねじ部 3 1が螺合し、 電磁クラッチ 4 2の制動力が伝達される回転 ドラム 4 4と、 回転ドラム 4 4と外筒部 1 0間に軸方向に介装されたねじりコィ ルばね 4 6とを備えて構成されている。 符号 4 5は、 回転ドラム 4 4の内周面に 設けられた雌角ねじ部で、 回転ドラム 4 4と中間部材 3 0は、 角ねじ部 4 5 , 3 1に沿って周方向に相対回動できる。 即ち、 中間部材 3 0は、 角ねじ部 4 5， 3 1に沿って回動しながら軸方向に移動できる。 また、 回転ドラム 4 4と外筒部 1 0とは、 巻き上げられたねじりコイルスプリング 4 6で連結されており、 回転ド ラム 4 4に制動力が作用しなレ、状態では、 外筒部 1 0， 内筒部 2 0 , 中間部材 3 0および回転ドラム 4 4は、 一体となって回転する。 また、 回転ドラム 4 4と外 筒部 1 0 (スプラインケース 1 6 ) 間に介装したねじりコイルばね 4 6は軸方向 に介装されているため、 それだけ位相可変装置全体が軸方向には延びるが、 半径 方向にはコンパクトとなっている。
そして、 電磁クラッチ 4 2の O N · O F Fおよび電磁クラッチ 4 2への通電量 を制御することによって、 中間部材 3 0が角ねじ部 4 5 , 3 1に沿って回動しな がら軸方向に移動し、 これによつて外筒部 1 0と内筒部 2 0の位相が変ィ匕して、 カムシャフト 2のカム 2 aによるノ" レブの開閉のタイミングが調整される。 即ち 、 電磁クラッチ 4 2を O Nする前は、 電磁クラッチ 4 2は図 1仮想線に示す位置 にあって、 回転ドラム 4 4と電磁クラッチ 4 2間には隙間 Sが形成されており、 外筒部 1 0と内筒部 2 0は位相差なく一体に回転している。 そして、 電磁クラッ チ 4 2を〇Nすると、 電磁クラッチ 4 2が図 1右方向にスライドして回転ドラム 4 4に吸引され、 これにより回転ドラム 4 4には電磁クラッチ 4 2から伝達され る制動力が作用する。 そして、 制動力が作用する回転ドラム 4 4に外筒部 1 0に 対する回転遅れが生じ、 即ち、 中間部材 3 0が角ねじ部 3 1 , 4 5によって前進
(第 1図右方向に移動） し、 中間部材 3 0の内外へリカルスプライン 3 2， 3 3 によって、 内筒部 2 0 (カムシャフト 2 ) が外筒部 1 0 (スプロケット本体 1 2 に対し回動してその位相が変わる。 そして、 回転ドラム 4 4は、 伝達された制 動力とねじりコイルばね 4 6のばね力とがバランスする位置 （内筒部 2 0が外筒 部 1 0に対し所定の位相差をもつ位置） に保持される。
一方、 電磁クラッチ 4 2を O F Fにすると、 その制動力が回転ドラム 4 4に伝 達されないため、 コイルばね 4 6のばね力だけが作用する中間部材 3 0は、 角ね じ部 3 1 , 4 5によって後退 （第 1図左方向に移動） して元の位置となり、 この 間に、 内筒部 2 0 (カムシャフト 2 ) が外筒部 1 0 (スプロケット本体 1 2 ) に 対し逆方向に回動して、 その位相差がなくなる。
また、 内筒部 2 0の外周面 (スプロケット本体 1 2との摺動面）にはフランジ 2 4が周設され、 一方、 外筒部 1 0 (スプロケット本体 1 2 )の内周面には、 フラン ジ 2 4が係合するフランジ係合溝 1 3 Aが周設され、 フランジ 2 4の側面とフラ ンジ係合溝 1 3 Aの側面間に摩擦トルク付加部材 5 1 , 5 5が介装されて、 外筒 部 1 0と内筒部 2 0間の相対摺動部の摩擦トルクが高められて、 中間部材 3 0と 外筒部 1 0およぴ内筒部 2 0間のヘリカルスプライン係合部 2 3， 3 2、 3 3， 1 7における歯部同士がぶっかる打音の発生が抑制されている。
次に、 電磁ブレーキ手段 4 0を構成する電磁クラッチ 4 2の構造と、 電磁クラ ツチ 4 2表面に設けた摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動面の冷却構造に ついて説明する。
電磁クラッチ 4 2は、 第 3図〜第 5図に示すように、 回転ドラム 4 4のデイス ク面に向けて開口する横断面コ字型円環状で周方向に回り止めされたクラッチケ ース 6 0と、 クラッチケース 6 0内に収容された電磁コイル 6 2と、 クラッチケ ース 6 0の開口部内側に固定された金属製の摩擦材保持プレート 6 4と、 摩擦材 保持プレート 6 4に接着されて、 その表面がクラッチケース 6 0の内外周壁 6 0 a , 6 0 b前縁部より僅かに突出する偏平な摩擦材 6 6とを備えて構成されてい る。 符号 6 8は、 クラッチケース 6 0の背面側周方向複数個所に突設されたピン で、 このピン 6 8がエンジンケース 8側の孔 8 aに係合して、 クラッチケース 6 0は軸方向にはスライドできるが、 周方向には移動できないように拘束されてい る。 '
即ち、 クラッチケース 6 0内に電磁コイル 6 2が樹脂モールドにより固定され 、 クラツチケース 6 0の開口部内側には、 摩擦材 6 6を一体化した摩擦材保持プ レート 6 4が段差部 6 0 cに載置され、 摩擦材保持プレート 6 4の内周及び外周 の周方向等分 3個所がカシメにより、 クラッチケースの内外周壁 6 0 a , 6 0 b に固定されている。 第 3図， 第 4図に示す符号 6 0 dは力シメ部を示す。 また、 摩擦材 6 6の半径方向の幅は摩擦材保持プレート 6 4の半径方向の幅より僅かに 小さい寸法に形成され （摩擦材 6 6の内径は摩擦材保持プレート 6 4の内径より 僅かに大きく、 摩擦材 6 6の外径は摩擦材保持プレート 6 4の外径より僅かに小 さく形成され） ており、 これによつてクラッチケースの内外周壁 6 0 a , 6 0 b と摩擦材 6 6間には、 オイル通路となるリング状の溝 6 3 a , 6 3 bが設けられ ている。 なお、 摩擦材保持プレート 6 4のクラツチケース 6 0の開口部への固定 手段は、 前記した力シメに限るものではなく、 接着や嵌合その他の適宜固定手段 であればよい。 ·
摩擦材 6 6は、 電磁クラッチ 4 2が O Nされたときに回転ドラム 4 4のデイス ク面に接近して摩擦力 （制動力） を生じさせるためのもので、 抄紙基材に熱硬ィ匕 性樹脂を含浸した厚さ 5 0 0 /i mのプレート状の多孔質成形体で構成されており 、 クラツチケース 6 0の内外周壁 6 0 a， 6 0 bの前縁部より 5 0 μ mだけその 表面が突出した形態となっている。
また、 電磁クラッチ 4 2の摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動面には、 エンジンオイルが常に供給されて、 両者 6 6， 4 4の摺動面温度の上昇が抑制さ れている。
即ち、 クラッチケース 6 0の半径方向内側には、 第 1図に示すように、 力ムシ ャフト 2内のオイル通路 7 0に連通し、 かつクラッチケース 6 0と回転ドラム 4 4間の相対摺動部の内周側に連通するオイノレ溜り 7 4がエンジンケース 8によつ て画成され、 カムシャフト 2内のオイノレ通路 7 0には、 カムシャフト 2のジャー ナル軸受 7 3のオイルポ一トおよびカムシャフト 2の側孔 7 3 aを介して、 ェン ジンオイルがポンプ Pによって圧送されている。 符号 7 3 bは、 カムシャフト 2 に設けられて、 オイル通路 7 0とオイル溜り 7 4に連通する側孔である。 そして 、 クラッチケースの内周壁 6 0 a前縁部には、 摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の 相対摺動面にエンジンオイルを導入するオイル導入用の切り欠き 6 1 aが設けら れ、 一方、 クラッチケースの外周壁 6 0 b前縁部には、 摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動面のエンジンオイルを外方に導出するオイル導出用の切り欠き 6 1 bが設けられている。
そして、 クラッチケース 6 0の摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動面に は、 カムシャフト 2内に設けたオイル通路 7 0， エンジンケース 8と回転ドラム 4 4 (ベアリング 2 2 ) 間のオイル溜まり 7 4およびクラッチケースの内周壁 6 0 a前縁部に設けた切り欠き 6 1 aを介してエンジンオイルが導入されて、 摩擦 材 6 6と回転ドラム 4 4の相対摺動面を冷却するとともに、 摩擦材 6 6と回転ド ラム 4 4間の相対摺動面の冷却に供されたエンジンオイルは、 クラツチケース 6 0の外周壁 6 0 b前縁部に設けたオイル導出用の切り欠き 6 1 bを介して半径方 向外方に積極的に排出される。 このため、 それだけ摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4 間の相対摺動面へのエンジンオイルの給排速度が速く、 摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動部におけるオイルの循環が活発となって、 摩擦材 6 6と回転ド ラム 4 4間の相対摺動面に発生する摺動熱が循環するエンジンオイルに放熱され て、 摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4の相対摺動面が効果的に冷却される。
また、 摩擦材 6 6の表面には、 第 3図， 第 4図に示すように、 内周側から外周 側に延びる風車型のオイル溝 6 7が設けられて、 オイル導入用の切り欠き 6 1 a とオイル導出用の切り欠き 6 1 bがリング状の隙間 6 3 a、 風車型のオイル溝 6 7、 リング状の隙間 6 3 bを介して連通している。 このため、 摩擦材 6 6と回転 ドラム 4 4間の相対摺動部の半径方向内側に導入されたエンジンオイルは、 摩擦 材 6 6表面のオイル溝 6 7に沿ってスムーズに流れて、 オイル導出用の切り欠き 6 1 bから導出するので、 摩擦材 6 6表面全体が均一に冷却されるとともに、 ォ ィルの導出量および導入量も増えて、 それだけオイルの循環が活発となって、 冷 却効果もより優れている。
また、 回転ドラム 4 4のディスク面の摩擦材 6 6に正対する位置であってクラ ツチケースの内周壁 6 0 a寄りには、 第 5図， 第 6図に示すように、 周方向等分 8個所にオイル導出孔 8 0が設けられて、 摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対 摺動面におけるエンジンオイルを回転ドラム 4 4の前面側に導出するようになつ ている。
摩擦材 6 6と回転ドラム 4 4間の相対摺動面におけるエンジンオイルは、 クラ ツチケース外周壁 6 0 b前縁部の切り欠き 6 1 bから放射状に排出される他、 回 転ドラム 4 4のこのオイル導出孔 8 0からも排出されるので、 摩擦材 6 6と回転 ドラム 4 4間の相対搢動部からのオイルの導出量が増える分、 オイルの導入量も 増え、 それだけオイルの循環が活発となっている。
特に、 オイル導出孔 8 0はクラッチケース 6 0の内周壁 6 0 a寄りに設けらて 、 オイノレ導出孔 8 0における大きなオイル流出速度を確保できるようになってい る。 即ち、 オイル導出孔 8 0がオイル導入用の切り欠き 6 0 aに近い程、 流路抵 抗 （損失） が少なく、 大きなオイル導出速度が確保できることから、 オイル導出 孔 8 0をオイノレ導入用の切り欠き 6 0 aに近い位置に設けて、 大きなオイル導出 速度を確保することで、 オイルの循環速度が速くなり、 それだけ摩擦材 6 6の摺 動面に新たなエンジンオイルが導入され、 それだけ摺動面の冷却効果が上がるよ うになっている。
第 7図及び第 8図は本発明の第 2の実施例である自動車用エンジンにおける位 相可変装置を示し、 第 8図は同装置の要部である電磁クラッチの正面図、 第 9図 は同装置の要部である回転ドラムの斜視図である。
この第 2の実施例では、 摩擦材 6 6 Aが、 カーボン繊維からなる不織布に熱硬 ィ匕性樹脂を含浸して全気孔の 8 0容積％以上の気孔が 5〜1 0 0 の気孔径範 囲にあるように調整された多孔質成形体で構成されている。
この多孔質成形体 （摩擦材 6 6 A) は、 全気孔の 8 0容積。 /0以上の気孔が 5〜 1 O O u mの気孔径範囲にあり、 気孔径が大きく目詰まりしにく、 耐久性に優れ ているため、 回転ドラムのディスク面に大きな摩擦力 （制動トルク） が作用でき る状態を長期に亘り維持できる。
また、 摩擦材 6 6 Aの表面には、 碁盤目状に延びるオイル溝 6 7 aが設けられ て、 摩擦材 6 6 Aの表面全体に均一にエンジンオイルが供給されるようになって いる。
一方、 回転ドラム 4 4のディスク面には、 リング状に延びるオイル通路 8 2が 設けられ、 このオイル通路 8 2にオイル導出孔 8 0が設けられて、 オイル導出孔 8 0からのオイル流出速度が一層速くなる構造となっている。
このため、 摩擦材 6 6 Aと回転ドラム 4 4間の相対摺動面におけるエンジンォ ィルの循環がより活発化し、 摩擦材 6 6 A表面全体が均一に冷却される。
また、 摩擦材表面のオイル溝 6 7 aによって、 摩擦材 6 6 Aと回転ドラム 4 4 の相対摺動面間に作用する摩擦トルクを高めて、 電磁クラッチ 4 2が O Nにされ た時の回転 4 4ドラムに作用する制動力を高めるべく作用する。
その他は、 前記した第 1の実施例と同一であり、 同一の符号を付すことで、 そ の重複した説明は省略する。
第 9図， 第 1 0図は本発明の第 3の実施例である自動車用エンジンにおける位 相可変装置を示し、 第 9図は同装置の要部である電磁クラッチの正面図、 第 1 0 図は同装置の要部である回転ドラムの斜視図である。
この第 3の実施例では、 摩擦材 6 6 B力 ァラミド繊維からなる不織布に熱硬 ィ匕性樹脂を含浸して全気孔の 8 0容積0 /0以上の気孔が 5〜 1 0 0 μ mの気孔径範 囲にあるように調整された多孔質成形体で構成されている。
この多孔質成形体 （摩擦材 6 6 B) は、 全気孔の 8 0容積％以上の気孔が 5〜 1 0 0 μ mの気孔径範囲にあり、 気孔径が大きく目詰まりしにくく、 かつ回転ド ラムのディスク面に大きな摩擦力 淛動トルク） を発生できる。 加えて、 摩擦材 6 6 Bは、 耐久性に優れているため、 回転ドラムに大きな摩擦力 淛動トルク） が作用できる状態を長期に亘り維持できる。
また、 摩擦材 6 6 Bの表面には、 放射状に延びるオイル溝 6 7 bが設けられて 、 摩擦材 6 6 Bの表面全体に均一にエンジンオイルが供給されるようになってい る。 一方、 回転ドラム 4 4のディスク面には、 リング状に延びるオイル通路 8 2が 設けられているものの、 前記第 1 , 第 2の実施例において設けられているような オイル導出孔 8 0が設けられておらず、 このオイル導出孔 8 0に代えて、 放射状 に延びるオイノレ通路 8 4が設けられている。
その他は、 前記した第 1の実施例と同一であり、 同一の符号を付すことで、 そ の重複した説明は省略する。
なお、 前記した実施例では、 回転ドラム 4 4にブレーキを作用させるクラッチ ケース 6 0の前面に設ける摩擦材として、 抄紙基材に熱硬化性樹脂を含浸した多 孔質成形体 6 6と、 炭素艇維またはァラミド纏隹からなる不織布に熱硬化性樹脂 を含浸した多孔質成形体 6 6 A， 6 6 Bを示したが、 炭素繊維およびァラミド繊 ' 維からなる不織布に熱硬化性樹脂を含浸した多孔質成形体で構成するようにして あよい。 産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、 請求の範囲 1によれば、 摩擦材と回転ドラム 間の相対摺動部におけるエンジンオイルの循環が活発となって、 循環エンジンォ ィルによる摩擦材の相対摺動面の冷却効果が向上し、 電磁ブレーキ作動時の摩擦 材と回転ドラム間の良好なブレーキ特性 （制動性） が維持される。
請求の範囲 2によれば、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるエンジン オイルの循環がより活発となって、 循環エンジンオイルによる相対摺動面の冷却 効果がさらに改善されて、 電磁ブレーキ作動時の摩擦材と回転ドラム間の良好な ブレーキ特性 （制動性） が維持される。
請求の範囲 3によれば、 摩擦材と回転ドラムの相対搢動部に給排されるェンジ ンオイルの循環がより一層活発となって、 循環エンジンオイルによる摩擦材の相 対摺動面の冷却効果が向上し、 電磁ブレーキ作動時の摩擦材と回転ドラム間の良 好なブレーキ特性 （制動性） が維持される。
請求の範囲 4によれば、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるエンジン オイルの循環がさらに活発となって、 電磁ブレーキ作動時の摩擦材と回転ドラム 間のブレーキ特性 （制動性） がさらにより良好となる。 請求の範囲 5によれば、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部に給排されるェン ジンオイルの循環がより一層活発となって、 摩擦材と回転ドラムの相対摺動面全 体が均一に冷却されて高温化が抑制され、 電磁ブレーキ作動時の摩擦材と回転ド ラム間の良好なブレーキ特性 （制動性） が維持される。
請求の範囲 6によれば、 クラッチケース内外周壁と摩擦材間の隙間がオイル通 路として機能して、 摩擦材と回転ドラムの相対搢動部におけるエンジンオイル給 排がスムーズに行われて、 摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部におけるエンジン オイルの循環が活発となって、 電磁ブレーキ作動時の摩擦材と回転ドラム間のブ レーキ特性 淛動性） がより良好となる。
請求の範囲 7によれば、 摩擦材は目詰まりしにくい孔径の大きい多孔質体で、 耐久性にも優れているため、 回転ドラムに大きな摩擦力 （制動トルク） が作用で きる状態を長期にわたり維持できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . クランクシャフトの駆動力が伝達される円環状スプロケットに対し動弁機構 を構成するカムシャフトが同軸状で相対回動可能に配置され、 前記カムシャフト に回転ドラムが回転可能に支承され、 前記回転ドラムと軸方向に正対する位置に は、 前記回転ドラムに制動力を作用させる電磁ブレーキ手段が設けられ、 前記制 動力によって回転ドラムに生じる前記スプロケットに対する回転遅れに連係して 、 前記スプロケットとカムシャフト間の位相が変わる自動車用エンジンにおける 位相可変装置において、
前記電磁ブレーキ手段は、 前記回転ドラムのディスク面に向けて開口する横断 面コ字型円環状で周方向に回り止めされたクラツチケースと、 前記クラツチケー ス内に収容された電磁コイルと、 前記クラッチケースの開口部内側に固定された 摩擦材保持プレートと、 前記摩擦材保持プレートに接着されて、 その表面が前記 クラツチケースの内外周壁前縁部より僅かに突出する偏平な摩擦材とを備え、 前記クラッチケースの半径方向内側には、 前記カムシャフトのオイル通路に連 通し、 かつ前記クラツチケースと回転ドラム間の相対搢動部の内周側に連通する オイル溜りが設けられ、 前記クラッチケースの内周壁前縁部には、 オイル導入用 の切り欠きが設けられて、 前記オイル溜りのエンジンオイルが前記オイル導入用 の切り欠きから前記摩擦材と回転ドラムの相対摺動面部に導かれるように構成さ れた自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造であって、 前記クラツチケースの外周壁前縁部には、 前記摩擦材と回転ドラムの相対摺動 面間のエンジンオイルを外方に導出するオイル導出用の切り欠きが設けられたこ とを特徴とする自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造
2 . 前記回転ドラムのディスク面の前記摩擦材に正対する位置には、 前記摩擦材 と回転ドラム間の相対摺動部におけるオイルを導出するオイル導出孔が設けられ たことを特徴とする請求項 1に記載の自動車用エンジンにおける位相可変装置の 電磁ブレーキ冷却構造。
3 . 前記オイル導出孔は、 前記クラッチケースの内周壁寄りに設けられたことを 特徴とする請求項 2に記載の自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレ ーキ冷却構造。
4 . 前記クラッチケースに設けられたオイル導入用の切り欠き， オイル導出用の 切り欠きおよび前記回転ドラムに設けられたオイル導出孔は、 それぞれ周方向複 数個所に設けられたことを特徴とする請求項 2または 3に記載の自動車用ェンジ ンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造。
5. 前記摩擦材は、 前記ベースプレートに整合するリング状に形成されるととも に、 その表面側には、 前記オイル導入用の切り欠きとオイル導出用の切り欠きを 連絡するオイル溝が設けられたことを特徴とする請求項 1〜 4のいずれかに記載 の自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造。
6 . 前記クラッチケースの内外周壁と前記摩擦材の内外周縁部間には、 それぞれ 周方向に連続する隙間が設けられたことを特徴とする請求項 1〜 5のいずれかに 記載の自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造。
7. 前記摩擦材は、 カーボン «隹とァラミド繊維の双方もしくはレ、ずれか一方か らなる不織布に熱硬化性樹脂を含浸し硬化させた、 全気孔の 8 0容積％以上の気 孔が 5〜： L 0 0 μ mの気孔径範囲にある多孔質成形体で構成されたことを特徴と する請求項：！〜 6のいずれかに記載の自動車用エンジンにおける位相可変装置の 電磁ブレーキ冷却構造。
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