JP5687727B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁の例えば開閉タイミングや作動角などを、電動モータによる可変機構を用いて可変制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that variably controls, for example, an opening / closing timing and an operating angle of an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine using a variable mechanism using an electric motor.
近時、内燃機関の可変動弁装置の一つであるバルブタイミング制御装置にあっては、電動モータを駆動することによって制御の安定化や制御の応答性を向上させるものが提供されている。 Recently, a valve timing control device, which is one of variable valve operating devices for an internal combustion engine, has been provided which improves the stability of control and control responsiveness by driving an electric motor.
例えば、以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置は、電動モータの駆動回転を遊星歯車機構によって構成された減速機構によって減速させて、クランクシャフトから回転力が伝達されるタイミングスプロケットとカムシャフトとの相対回転位相を変化させて、機関弁の開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。
For example, a valve timing control device described in
しかしながら、前記特許文献１に記載したバルブタイミング制御装置にあっては、前記減速機構として、互いに噛合するサンギアやリングギアなどからなる遊星歯車機構を用いているため、各歯車の噛み合い部間の隙間の大きさにばらつきが発生し易く、前記隙間が大きくなってしまうと、カムシャフトに発生した正負の交番トルクを受けて各歯側面同士が干渉して比較的大きな衝突打音が発生するおそれがある。
However, in the valve timing control device described in
本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、減速機構の作動中における打音の発生を十分に抑制し得る内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。 The present invention has been devised in view of the technical problems of the prior art, and an object thereof is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can sufficiently suppress the occurrence of a hitting sound during operation of a speed reduction mechanism. It is said.
本発明に係る可変動弁装置は、タイミングスプロケットに対するカムシャフトの相対回転位置を変更することによって、バルブスプリングにより閉方向へ付勢された機関弁の開閉タイミングを可変にする内燃機関の可変動弁装置であって、
ハウジングが前記タイミングスプロケットに一体に固定され、制御信号に応じて回転状態が制御される電動モータと、
該電動モータの回転速度を減速して前記カムシャフトに伝達する減速機構と、
を備え、
前記減速機構は、
前記電動モータのモータ出力軸と一体に設けられ、該モータ出力軸の回転中心に対して偏心回転すると共に、外周に回転部材が設けられた偏心軸部と、
前記タイミングスプロケットに一体的に設けられ、内周に内歯を有する環状部材と、
前記回転部材の外周面と前記環状部材の内歯の内面との間に回転自在に設けられ、前記偏心軸部の偏心回転に伴って回転部材を介して径方向へ移動しつつ前記環状部材の内歯との噛み合い箇所が周方向へ移動する複数の転動体と、
前記カムシャフトに一体的に設けられ、各転動体の間を隔成しつつ該転動体の径方向の移動を許容する保持器と、
を有し、
前記転動体の外周面と、前記回転部材の外周面及び前記環状部材の内歯の内面との間に形成される径方向のクリアランスを１０〜４０μｍの範囲内に設定したことを特徴としている。
The variable valve operating apparatus according to the present invention changes the relative rotational position of the camshaft with respect to the timing sprocket, thereby varying the opening / closing timing of the engine valve biased in the closing direction by the valve spring. A device,
An electric motor whose housing is integrally fixed to the timing sprocket and whose rotation state is controlled according to a control signal;
A speed reduction mechanism for reducing the rotational speed of the electric motor and transmitting it to the camshaft;
With
The deceleration mechanism is
An eccentric shaft portion provided integrally with the motor output shaft of the electric motor , rotating eccentrically with respect to the rotation center of the motor output shaft, and having a rotating member on the outer periphery ;
An annular member provided integrally with the timing sprocket and having internal teeth on the inner periphery;
The annular member is rotatably provided between the outer peripheral surface of the rotating member and the inner surface of the inner teeth of the annular member, and moves in the radial direction via the rotating member as the eccentric shaft portion rotates eccentrically. A plurality of rolling elements whose meshing locations with the inner teeth move in the circumferential direction;
A cage that is provided integrally with the camshaft and that allows radial movement of the rolling elements while separating the rolling elements;
Have
A radial clearance formed between the outer peripheral surface of the rolling element and the outer peripheral surface of the rotating member and the inner surface of the inner teeth of the annular member is set within a range of 10 to 40 μm.
この発明によれば、作動中の衝突打音の発生を抑制して十分な静粛性が得られる。 According to the present invention, sufficient silence can be obtained by suppressing the occurrence of impact hitting sound during operation.
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置(ＶＴＣ)の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、内燃機関の吸気側の動弁装置に適用したものであるが、排気側の動弁装置に同様に適用することも可能である。
〔第１実施形態〕
このバルブタイミング制御装置は、図１〜図５に示すように、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、図外のシリンダヘッド上に軸受４４を介して回転自在に支持され、前記タイミングスプロケット１から伝達された回転力によって回転するカムシャフト２と、該タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、チェーンカバー４０にボルトによって取り付け固定された固定部材であるカバー部材３と、前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２の間に配置されて、機関運転状態に応じて両者１，２の相対回転位相を変更する位相変更機構４と、を備えている。なお、前記チェーンカバー４０は、シリンダヘッドにボルトによって取り付け固定されている。
Embodiments of a valve timing control device (VTC) for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to the valve operating device on the intake side of the internal combustion engine, but it can also be similarly applied to the valve operating device on the exhaust side.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 to 5, the valve timing control device is rotatable via a
前記タイミングスプロケット１は、全体が鉄系金属によって一体に形成され、内周面が段差径状に形成された円環状スプロケット本体１ａと、該スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられ、巻回されたタイミングチェーン４２を介してクランクシャフトからの回転力を受けるギア部１ｂと、から構成されている。また、タイミングスプロケット１は、前記スプロケット本体１ａの内周側に形成された円形溝１ｃと前記カムシャフト２の前端部に一体に設けられた肉厚なフランジ部２ａの外周との間に介装された第３軸受である第２ボールベアリング４３によってカムシャフト２に回転自在に支持されている。
The
前記スプロケット本体１ａは、前端部外周縁に環状突起１ｅが一体に設けられている。スプロケット本体１ａの前端部には、前記環状突起１ｅの内周側に同軸上に位置決めされた環状部材１９が配置されていると共に、この環状部材１９の前端面には大径円環状のプレート６がボルト７によって軸方向から共締め固定されている。また、前記スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図３に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１ｄが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。
The
前記環状部材１９は、内周に波形状の噛み合い部である内歯１９ａが形成されている。
The
前記プレート６の前端側外周には、前記位相変更機構４の後述する電動モータ１２の一部を構成する円筒状のハウジング５がボルト１１によって固定されている。
A
前記ハウジング５は、鉄系金属によって横断面ほぼコ字形状(カップ状)に形成されてヨークとして機能し、前端側(底部側)に円環プレート状の保持部５ａを一体に有していると共に、該保持部５ａを含めた外周側全体が前記カバー部材３によって所定の隙間をもって覆われた形で配置されている。
The
前記カムシャフト２は、外周に図外の一気筒当たり２つの吸気弁を開作動させる一気筒当たり２つの駆動カムを有していると共に、前端部に従動回転体である従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。前記各吸気弁は、図外のバルブスプリングによってそれぞれ閉方向に付勢されている。したがって、かかるバルブスプリングのばね力などに起因して前記カムシャフト２に正負の交番トルクが発生する。
The
また、カムシャフト２の前記フランジ部２ａには、図３に示すように、前記スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｄが係入するストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝２ｂは、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、カムシャフト２がこの長さ範囲で回動してストッパ凸部１ｄの両端縁１ｆ、１ｇに周方向の対向縁２ｃ、２ｄがそれぞれ当接することによって、タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の最大進角側あるいは最大遅角側の相対回転位置を規制するようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, the
つまり、カムシャフト２が回転して、図３に示すように、カムシャフト２側の一方の対向縁２ｄがタイミングスプロケット１側の一端縁１ｇに当接規制された状態で最大遅角側の相対回転位相となり、逆に他方の対向縁２ｃが他端縁１ｆに当接規制された状態で最大進角側の相対回転位相になるように設定されている。この両ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂによってストッパ機構が構成されている。
That is, as shown in FIG. 3, the
前記カムボルト１０は、頭部１０ａと、該頭部１０ａに一体に有する軸部１０ｂとからなり、前記頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端縁にフランジ状の座面部１０ｃが一体に形成されている。また、前記軸部１０ｂの外周に前記カムシャフト２の先端縁から内部軸方向に形成された雌ねじ部２ｅに螺着する雄ねじ部１０ｄが形成されている。
The
前記従動部材９は、鉄系金属材によって一体に形成され、図１に示すように、後端側に形成された円板部９ａと、該円板部９ａの前端面に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂと、から構成されている。
The follower member 9 is integrally formed of a ferrous metal material, and as shown in FIG. 1, the follower member 9 is formed integrally with the
前記円板部９ａは、後端面の径方向ほぼ中央位置に前記カムシャフト２のフランジ部２ａとほぼ同じ外径の環状段差突起９ｃが一体に設けられ、この段差突起９ｃの外周面と前記フランジ部２ａの外周面が対峙しながら前記第２ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置されている。これによって、組付時におけるカムシャフト２と従動部材９との軸芯作業が容易になる。なお、前記第２ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、前記スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定されている。
The
また、前記円板部９ａの外周部には、図１、図２に示すように、後述する転動体であるローラ３４を保持する保持部材である保持器４１が一体に設けられている。この保持器４１は、前記円板部９ａの外周部に一体に形成された円環状基部から前記円筒部９ｂと同じ方向、つまり円筒部９ｂの軸方向へ突出して形成された複数の突起部４１ａを有している。この各突起部４１ａは、ほぼ櫛歯状に形成されて、それぞれ横断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、円環状基部の円周方向のほぼ等間隔位置に所定の隙間をもって形成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
前記円筒部９ｂは、図１に示すように、中央に前記カムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｄが貫通形成されていると共に、外周側に後述するニードルベアリング２８が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
前記カバー部材３は、図１及び図５に示すように、比較的に肉厚な合成樹脂材(非磁性材)によって一体に形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの後端部外周に一体に有するブラケット３ｂと、から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
前記カバー本体３ａは、前記位相変更機構４の前端側を覆う、つまり前記ハウジング５の前端側の保持部５ａから後端部側のほぼ全体を、所定隙間をもって覆うように配置されていると共に、ほぼ平坦状の前端壁のほぼ中央位置には作業用孔３ｃが貫通形成されている。この作業用孔３ｃは、オイルシール５０と位相変換機構４の同軸を合わせるためのものであって、組付完了後は、横断面ほぼコ字形状の第１栓体２９が嵌着固定されて内部を閉塞するようになっている。一方、前記ブラケット３ｂには、ほぼ円環状に形成された６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｆが貫通形成されている。
The
また、前記カバー部材３は、図１に示すように、前記ブラケット３ｂのボルト挿通孔３ｆを挿通した複数のボルト４７によって前記チェーンカバー４０に固定されている。また、前記カバー本体３ａの前端壁の内周面には、内外２重のスリップリング４８ａ，４８ｂが各内端面を露出した状態で一体的に埋設固定されている。前記各スリップリング４８ａ、４８ｂは、ほぼ薄板円環状に形成されて所定の隙間をもって内外に配置されていると共に、それぞれの軸方向の外端部が前記前端壁の内面側に埋設状態に固定されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
さらに前記カバー部材３の上端部には、コネクタ部４９が設けられている。このコネクタ部４９は、基端部がカバー部材３の内部に埋設固定された長板状のコネクタ端子４９ａを有すると共に、カバー部材３の内部に埋設固定されて、一端部が前記コネクタ端子４９ａの基端部に接続され、他端部が前記各スリップリング４８ａ、４８ｂに接続されたクランク状の導電部材４９ａを有している。前記コネクタ端子４９ａには、コントロールユニット２１を介して図外のバッテリー電源から通電あるいは通電が遮断されるようになっている。
Further, a
前記カバー本体３ａの後端部側の内周面と前記ハウジング５の外周面との間には、図１及び図４に示すように、シール部材である大径な第１オイルシール５０が介装されている。この第１オイルシール５０は、横断面ほぼコ字形状に形成されて、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されていると共に、外周側の円環状基部５０ａが前記カバー部材３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定されている。また、円環状基部５０ａの内周側には、前記ハウジング５の外周面に当接するシール面５０ｂが一体に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, a large-diameter
前記位相変更機構４は、前記カムシャフト２のほぼ同軸上前端側に配置されたアクチュエータである電動モータ１２と、該電動モータ１２の回転速度を減速してカムシャフト２に伝達する前記減速機構８と、から構成されている。
The
前記電動モータ１２は、図１に示すように、ブラシ付きのＤＣモータであって、前記タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークである前記ハウジング５と、該ハウジング５の内部に回転自在に設けられたモータ出力軸１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、ハウジング保持部５ａの内底面側に設けられた固定子であるステータ１６と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
前記モータ出力軸１３は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、軸方向のほぼ中央位置の外周に、複数の極を持つ鉄心ロータ１７が固定されていると共に、該鉄心ロータ１７の外周に電磁コイル１８が巻回されている。また、モータ出力軸１３の前端部外周には、コミュテータ２０が圧入固定されている。このコミュテータ２０の前記鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに、前記電磁コイル１８がハーネスによって接続されている。さらに、前記モータ出力軸１３の内部には、前記カムボルト１０が締結された後に内部を閉塞する横断面ほぼコ字形状の第２栓体３１が圧入固定されている。これによって、オイルの自由な排出を阻止するようになっている。
The
前記ステータ１６は、図５に示すように、前記保持部５ａの内底壁に４本のビス２２ａによって固定された円環板状の樹脂ホルダー２２と、該樹脂ホルダー２２と保持部５ａに軸方向から貫通配置されて、各先端面が前記一対のスリップリング４８ａ、４８ｂに摺接して給電される周方向内外２つの給電用ブラシである第１ブラシ２３ａ，２３ｂと、樹脂ホルダー２２の内周側に内方へ進退自在に保持されて、円弧状の先端部が前記コミュテータ２０の外周面に摺接する通電切換用ブラシである第２ブラシ２４ａ、２４ｂと、から主として構成されている。
As shown in FIG. 5, the
前記第１ブラシ２３ａ、２３ｂと第２ブラシ２４ａ、２４ｂは、ピッグテールハーネス２５ａ、２５ｂによって接続されていると共に、それぞれに弾接した捩りばね２６ａ、２７ａのばね力によって前記スリップリング４８ａ、４８ｂ方向やコミュテータ２０方向へそれぞれ付勢されている。
The
前記モータ出力軸１３は、図１に示すように、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周側に設けられたニードルベアリング２８と、カムボルト１０の座面部１０ｃ側の軸部１０ｂの外周側に設けられた第３ボールベアリング３５と、によってカムボルト１０に回転自在に支持されている。また、前記モータ出力軸１３のカムシャフト２側の後端部には、減速機構８の一部を構成する円筒状の偏心回転体である偏心軸部３０が一体に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
前記ニードルベアリング２８は、図２に示すように、前記偏心軸部３０の内周面に圧入された円筒状のリテーナ２８ａと、該リテーナ２８ａの内部に回転自在に保持された複数のニードルローラ２８ｂとから構成されている。このニードルローラ２８ｂは、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周面を転動している。
As shown in FIG. 2, the
前記第３ボールベアリング３５は、内輪３５ａが前記従動部材９の円筒部９ｂの前端縁とカムボルト１０の座面部１０ｃとの間に挟持状態に固定されている。一方、外輪３５ｂがモータ出力軸１３の内周に形成された段差部と抜け止めリングであるスナップリング３６との間に軸方向から挟持された状態で位置決め支持されている。
In the
また、前記モータ出力軸１３(偏心軸部３０)の外周面と前記プレート６の内周面との間には、減速機構８の内部から電動モータ１２内への潤滑油のリークを阻止する第２オイルシール３２が設けられている。この第２オイルシール３２は、シール機能の他に、内周部が前記モータ出力軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ出力軸１３の回転に対して摩擦抵抗を付与するようになっている。
In addition, between the outer peripheral surface of the motor output shaft 13 (eccentric shaft portion 30) and the inner peripheral surface of the
前記コントロールユニット２１は、前記クランクシャフトの回転位置を検出する図外のクランク角センサや、カムシャフト２の回転位置を検出するカム角センサ、吸入空気量を検出するエアーフローメータ、水温センサ、アクセル開度センサなど各種のセンサ類から情報信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、点火時期や燃料噴射量などを制御している。
The
また、コントロールユニット２１は、前記クランク角センサとカム角センサから出力された検出信号によって前記クランクシャフトとカムシャフト２の相対回転角度位相を検出し、これらの検出信号に基づいて前記電動モータ１２の電磁コイル１８に通電してモータ出力軸１３の正逆回転制御を行い、減速機構８を介してタイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の相対回転位相を制御するようになっている。
The
前記減速機構８は、図１、図２に示すように、偏心回転運動を行う前記偏心軸部３０と、該偏心軸部３０の外周に設けられた回転部材である第１ボールベアリング３３と、該第１ボールベアリング３３の外周に設けられた転動体である複数のローラ３４と、該ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する前記保持器４１と、該保持器４１と一体の前記従動部材９と、から主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記偏心軸部３０は、円筒状に形成されて、外周面に形成されたカム面の軸心Ｙがモータ出力軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。
The
前記第１ボールベアリング３３は、大径状に形成されて、前記ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置され、内輪３３ａと外輪３３ｂとの間に複数のボール３３ｃが転動自在に支持され、前記内輪３３ａが前記偏心軸部３０の外周面に圧入固定されていると共に、前記外輪３３ｂの外周面には前記ローラ３４が常時当接している。また、前記外輪３３ｂの外周側には、図２にも示すように、三日月円環状の隙間Ｃが形成されて、この隙間Ｃを介して第１ボールベアリング３３全体が前記偏心軸部３０の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。そして、前記第１ボールベアリング３３と偏心軸部３０が偏心回転体として構成されている。
The
前記各ローラ３４は、金属材からなる中実な円柱状に形成され、後述する予め外径の異なる複数形成されている中から特定のものから選択されている。また、各ローラ３４は、内周面が前記第１ボールベアリング３３の外輪３３ｂの外周面に偏心動に伴って所定の領域のものが当接すると共に、外周側が前記環状部材１９の内歯１９ａに一部が嵌入している。また、第１ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつすると共に、保持器４１の前記各突起部４１ａによって周方向にガイドされつつ径方向へ揺動運動するようになっている。
Each of the
前記保持器４１は、前述したように、周方向へ一定の間隔をもって設けられた複数の突起部４１ａを有し、この各突起部４１ａの軸方向の一端側、つまり従動部材９側が閉塞されているが、その反対側は開口されていて、この開口部４１ｂがボルト７によって共締めされた際に、前記プレート６によって閉塞されるようになっている。
As described above, the
そして、前記各ローラ３４は、図２に示すように、第１ボールベアリング３３の偏心位置によっては一部が環状部材１９の各内歯１９ａに嵌合せず(図２の下側領域)、各内歯１９ａから外れて各内歯１９ａ間の山頂部に位置しているか、あるいは不完全な嵌合状態になっている。また、各内歯１９ａに完全に嵌合している状態にある領域(図２の上側領域)でも、図６に示すように、前記内歯１９ａの内面１９ｂとローラ３４の外周面との間に、約１０〜４０μｍの微小なクリアランスＣ１が形成されていて、これによって、各ローラ３４の転動性やＶＴＣの騒音の低減化、制御応答性などを確保している。このクリアランスＣ１は、各構成部品を組み付ける際に比較的厳しく隙間管理がなされ、これの設定方法については後述する。
As shown in FIG. 2, the
前記減速機構８の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給されるようになっている。この潤滑油供給手段は、図１に示すように、前記シリンダヘッドの軸受４４に軸受されるカムシャフト２のジャーナルの外周に形成された円環溝状の油供給通路４５と、前記カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、前記油供給通路４５に連通した油供給孔４６と、カムシャフト２の先端面に形成されて、前記油供給孔４６の下流端に接続された油溝４６ａと、前記従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が前記油溝４６ａに開口し、他端が前記ニードルベアリング２８と第１ボールベアリング３３の付近に開口した前記小径なオイル供給孔４６ｂと、同じく従動部材９に貫通形成された前記大径な３つの図外のオイル排出孔とから構成されている。
Lubricating oil is supplied into the
前記油供給通路４５は、シリンダヘッドの内部に形成された図外のメインオイルギャラリーを介してオイルポンプから潤滑油が常時供給されるようになっている。したがって、前記ニードルベアリング２８や第１ボールベアリング３３及び前記環状部材１９の内歯１９ａ、各ローラ３４、保持器４１の各突起部４１ａなどには常時十分な潤滑油が供給されるようになっている。
The
以下、本実施形態におけるバルブタイミング制御装置の基本的な作動について説明する。まず、機関のクランクシャフトが回転駆動するとタイミングチェーン４２を介してタイミングスプロケット１が回転して、その回転力が環状部材１９とプレート６を介して電動モータ１２のハウジング５に伝達されて永久磁石１４，１５やステータ１６が同期回転する。一方、前記環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器４１及び従動部材９を経由してカムシャフト２に伝達される。これによって、カムシャフト２は、クランクシャフトの１／２の回転速度で回転しつつ外周側のカムが吸気弁をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる。
Hereinafter, a basic operation of the valve timing control device in the present embodiment will be described. First, when the crankshaft of the engine is rotationally driven, the
そして、機関始動後の通常運転時には、前記コントロールユニット２１の制御信号によってバッテリー電源からスリップリング４８ａ、４８ｂなどを介して電動モータ１２の電磁コイル１７に通電される。これによって、モータ出力軸１３が正逆回転制御され、この回転力が減速機構８を介してカムシャフト２に伝達されて前記タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が制御されるようになっている。
During normal operation after the engine is started, the
すなわち、前記モータ出力軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ出力軸１３の１回転毎に保持器４１の各突起部４１ａの側面で径方向へガイドされながら前記環状部材１９の一の内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。この各ローラ３４の転接によって前記モータ出力軸１３の回転が減速されつつ前記従動部材９を介してカムシャフト２に回転力が伝達される。このときの減速比は、前記ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能であり、ローラ３４の数を多くすれば減速比は小さくなり、少なくすれば大きくなる。
That is, when the
これにより、カムシャフト２がタイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して相対回転位相が変換されて、吸気弁の開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御するのである。
As a result, the
そして、前記タイミングスプロケット１に対するカムシャフト２の正逆相対回転の最大位置規制(角度位置規制)は、前述したように、前記ストッパ凸部１ｄの各側縁１ｆ、１ｇが前記ストッパ凹溝２ｂの各対向縁２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって行われる。
As described above, the maximum position restriction (angular position restriction) of the forward / reverse relative rotation of the
つまり、前記従動部材９(カムシャフト２)が、前記偏心軸部３０の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向(図３の矢印方向)と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの他側縁１ｆにストッパ凹溝２ｂの他方側の対向縁２ｃが当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が進角側へ最大に変更される。
That is, the driven member 9 (camshaft 2) rotates in the same direction as the rotation direction of the timing sprocket 1 (the arrow direction in FIG. 3) as the
一方、従動部材９がタイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの一側縁１ｇにストッパ凹溝２ｂの一方側の対向縁２ｄが当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、カムシャフト２は、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。
On the other hand, when the driven member 9 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the
この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角側あるいは遅角側へ最大に変換されて、機関の燃費や出力の向上が図れる。 As a result, the opening / closing timing of the intake valve is converted to the maximum on the advance side or the retard side, and the fuel efficiency and output of the engine can be improved.
このように、ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂのストッパ機構によってカムシャフト２の相対回転位置を確実に規制することができる。
Thus, the relative rotational position of the
次に、前記ローラ３４の外周面と環状部材１９の内歯１９ａの内面との間の微小クリアランスＣ１を設定するための手順を、図７〜図８Ａ、Ｂに基づいて説明する。本実施形態では、前記微小クリアランスＣ１を、各ローラ３４を交換することによって設定するもので、図７はこのローラ交換方式を示すフローチャート図、図８Ａ、Ｂは前記フローチャート図に対応した手順説明図である。
Next, a procedure for setting the minute clearance C1 between the outer peripheral surface of the
図７及び図８Ａに示すように、まず、ステップ１では、径方向から互いに最も近接した位置にある前記内歯１９ａの内面と外輪３３ｂとの間の空間内に、予め製造しておいた基準ローラ３４ａを前記先端側の開口部４１ｂ側から組み付ける。この基準ローラ３４ａは、その外径Ｐが前記各内歯１９ａや外輪３３ｂの成形加工時などに寸法誤差のないものを基準として設定されているものである。
As shown in FIG. 7 and FIG. 8A, first, in
次に、ステップ２では、図８Ｂに示すように、前記内歯１９ａの内面とローラ３４ａとの間のクリアランスＣ１を測定する。
Next, in
ステップ３では、前記クリアランスＣ１が許容値Ｑ内（１０〜４０μｍ）にあるか否かを判断する。この許容値Ｑを１０〜４０μｍと設定した理由は、後述するように、クリアランスＣ１の大きさを変えてＶＴＣの振動や騒音などを実験した結果から求められたものである。
In
すなわち、前記第１ボールベアリング３３の製造誤差、特に外輪３３ｂの外径や前記環状部材１９の内歯１９ａの内径などの寸法誤差によって前記クリアランスＣ１が大小変化する場合がある。そして、このクリアランスＣ１が予め決められた前記許容値Ｑ内に有ると判断した場合は、ステップ４に移行し、前記基準ローラ３４ａをそのまま内歯１９ａ内に嵌合した状態で、前記プレート６で開口部４１ｂを閉塞しつつボルト７によって環状部材１９と共締めすることによって組み付け作業を完了する。
That is, the clearance C1 may change in size due to a manufacturing error of the
前記ステップ３でクリアランスＣ１が許容値Ｑから外れていると判断した場合は、ステップ５に移行して外径の異なるローラ３４を選択する。つまり、前記クリアランスＣ１が許容値Ｑより大きい場合は、その大きさに合わせて外径の大きなローラ３４を選択し、クリアランスＣ１が許容値Ｑより小さい場合は、外径の小さなローラ３４を選択して基準ロータ３４ａと取り替えることによってクリアランス調整作業を行い、最適なクリアランスＣ１となるように設定する。その後、前記プレート６で開口部４１ｂを閉塞しつつボルト７によって環状部材１９と共締めすることによって組み付け作業を完了する。
〔実験例〕
前記クリアランスＣ１の許容値が１０〜４０μｍの範囲内とした理由は、発明者による多くの実験結果によって決定されたものである。かかる実験例としては、前記クリアランスＣ１を約５〜５０μｍに設定した状態で、図９では前記ＶＴＣ全体の騒音(ｄＢ)を示し、図１０ではＶＴＣ全体の振動(Ｇ)を示している。また、図１１ではＶＴＣにより任意の位相角に保持した状態におけるＶＴＣの進角、遅角側への振れ量(ｄｅｇＣＡ)(ずれ量)を示し、さらに図１２ではＶＴＣの制御応答性の平均偏差値(ｄｅｇＣＡ)を調べたものである。
If it is determined in
[Experimental example]
The reason why the allowable value of the clearance C1 is in the range of 10 to 40 μm is determined by many experimental results by the inventors. As an experimental example, FIG. 9 shows the noise (dB) of the entire VTC, and FIG. 10 shows the vibration (G) of the entire VTC, with the clearance C1 set to about 5 to 50 μm. FIG. 11 shows the amount of advance (degCA) (deviation amount) of the VTC in the state where the VTC maintains an arbitrary phase angle, and FIG. 12 shows the average deviation of the control response of the VTC. The value (degCA) was examined.
まず、図９に示す騒音についてみると、クリアランスＣ１が約５〜３５μｍではほぼ平坦な低い値を示し、４０μｍのクリアランスでは僅かに上昇するものの比較的低い値を示しているが、４０μｍを超えてから４５、５０μｍまで騒音が急激に上昇する傾向となることが分かった。 First, regarding the noise shown in FIG. 9, when the clearance C1 is about 5 to 35 μm, it shows a substantially flat low value, and with a clearance of 40 μm, it rises slightly but shows a relatively low value, but exceeds 40 μm. It has been found that noise tends to increase rapidly from 1 to 45 and 50 μm.
また、図１０に示す振動についてみると、これも前記騒音とほぼ同じ特性を示し、クリアランスが約５〜４０μｍまでは徐々に上昇するものの、４０μｍを超えて５０μｍまで急激に上昇することが明らかになった。 In addition, when looking at the vibration shown in FIG. 10, this also shows almost the same characteristics as the noise, and it is clear that the clearance gradually rises to about 5 to 40 μm, but rapidly rises to over 40 μm to 50 μm. became.
さらに、図１１に示す最進角保持制御時における振れ量をみると、クリアランスが５μｍ〜４０μｍまでは徐々に上昇するが、４０μｍを超えて５０μｍまで急激に上昇する傾向になることが分かった。 Furthermore, when the amount of deflection at the time of the most advanced angle holding control shown in FIG. 11 is observed, it has been found that the clearance gradually increases from 5 μm to 40 μm, but tends to rapidly increase from 40 μm to 50 μm.
また、図１２に示す制御応答性の平均偏差値をみると、約５μｍから漸次低下して４０μｍを超えて４５，５０μｍになると大きく低下することが分かった。 In addition, the average deviation value of the control response shown in FIG. 12 was found to gradually decrease from about 5 μm and greatly decrease from 40 μm to 45, 50 μm.
かかる実験例から総合的に判断すると、前記クリアランスＣ１が約５〜４０μｍ、好ましくは１０〜４０μｍの範囲内に設定すれば、ＶＴＣの騒音や制御応答性などの全ての要求を満足できることが明らかとなった。したがって、本実施形態では、前記クリアランスＣ１を１０〜４０μｍの範囲内に設定したものである。 Judging comprehensively from such experimental examples, it is clear that if the clearance C1 is set within a range of about 5 to 40 μm, preferably 10 to 40 μm, all the requirements such as VTC noise and control responsiveness can be satisfied. became. Therefore, in this embodiment, the clearance C1 is set within a range of 10 to 40 μm.
以上のように、本実施形態では、ＶＴＣの作動中におけるカムシャフト２から伝達された交番トルクなどによる騒音の低減化や良好な制御応答性などを確保することができる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to ensure a reduction in noise due to the alternating torque transmitted from the
また、外径の異なる複数のローラ３４を予め用意しておき、各構成部品の組み付け時に、前記述した手順によって単に各ローラ３４を交換することによって前記クリアランスＣ１の誤差を調整することができるので、コストの高騰を十分に抑制することが可能になる。
〔第２実施形態〕
図１３及び図１４は第２実施形態を示し、バルブタイミング制御装置の基本構造は第１実施形態と同様であるが、異なるのは、外径の異なる外輪３３ｂを備えた複数の第１ボールベアリング３３を予め用意しておき、各構成部品の組付時に、外径の異なる外輪３３ｂの第１ボールベアリング３３を適宜選択して前記ローラ３４と外輪３３ｂとの間のクリアランスＣ２を調整するようにしたものである。
In addition, since the plurality of
[Second Embodiment]
13 and 14 show the second embodiment, and the basic structure of the valve timing control device is the same as that of the first embodiment, except that a plurality of first ball bearings having
図１３及び図１４Ａに示すように、まず、ステップ１１では、最初に、径方向から最も互いに近接した位置にある前記内歯１９ａの内面と外輪３３ｂとの間の空間内に、基準ローラ３４ａを前記先端側の開口部４１ｂ側から組み付ける。この基準ローラ３４ａは、その外径Ｐが前記各内歯１９ａや外輪３３ｂの成形加工時などに寸法誤差のないものを基準として予め設定されているものである。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14A, first, in
次に、ステップ１２で、図１４Ｂに示すように、前記外輪３３ｂの外周面とローラ３４ａとの間のクリアランスＣ２を測定する。
Next, at
ステップ１３では、前記クリアランスＣ２が前述した許容値Ｑ内（１０〜４０μｍ）にあるか否かを判断する。すなわち、前記第１ボールベアリング３３の製造誤差、特に外輪３３ｂの外径や前記環状部材１９の内歯１９ａの内径などの寸法誤差によって前記クリアランスＣ２が大小変化する場合があるが、このクリアランスＣ２が予め決められた前記許容値Ｑ内に有ると判断した場合は、ステップ１４に移行する。
In
ここでは、第１ボールベアリング３３をそのまま取り付けた状態で、前記プレート６で開口部４１ｂを閉塞しつつボルト７によって環状部材１９と共締めすることのよって組み付け作業が完了する。
Here, in the state where the
前記ステップ１３でクリアランスＣ２が許容値Ｑから外れていると判断した場合は、ステップ１５に移行して、外径の異なる外輪３３ｂの第１ボールベアリング３３を選択する。
If it is determined in
つまり、例えば、前記クリアランスＣ２が許容値Ｑより大きい場合は、その大きさに合わせて外径の大きな外輪３３ｂの第１ボールベアリング３３を選択し、クリアランスＣ２が許容値Ｑより小さい場合は、外径の小さな外輪３３ｂの第１ボールベアリング３３を選択して取り替えることによってクリアランス調整作業を行い、最適なクリアランスＣ１となるように設定する。その後、前記プレート６と環状部材１９をボルト７によって共締めすることによって組み付け作業が完了する。
That is, for example, when the clearance C2 is larger than the allowable value Q, the
この実施形態では、外輪３３ｂの外周面とローラ３４との間のクリアランスＣ２を調整するようになっているが、この場合でも、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。つまり、ＶＴＣの作動中におけるカムシャフト２から伝達された交番トルクなどによる騒音の低減化や良好な制御応答性などを確保することができる。
In this embodiment, the clearance C2 between the outer peripheral surface of the
また、この実施形態も、単一部品である第１ボールベアリング３３の外輪３３ｂの外径が異なるものを複数用意しておけば良いので、前記クリアランス調整作業が容易である。
〔各実施形態の共通の作用効果〕
また、前記第１、第２実施形態の共通の作用効果としては、前記カバー部材３を合成樹脂材によって形成したことによって機関の全体の軽量化が図れると共に、前記各スリップリング４８ａ、４８ｂやコネクタ端子４９ａなどを一体的に設けることができるので、これらの製造作業が容易になる。
Also, in this embodiment, since a plurality of parts having different outer diameters of the
[Common effects of each embodiment]
Further, as a common function and effect of the first and second embodiments, the overall weight of the engine can be reduced by forming the
前記減速機構８のニードルベアリング２８と第１ボールベアリング３３を径方向のほぼ同一位置に配置し、特に、ニードルベアリング２８と同じ径方向位置に前記環状部材１９とローラ３４を配置したことから、装置の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、装置の小型化と軽量化が図れる。
Since the
しかも、前記減速機構８の構造が簡素化されるため、製造作業や組立作業が容易になり、これらのコストを十分の低減することができる。
In addition, since the structure of the
また、前記環状部材１９の内歯１９ａの歯面とローラ３４が噛み合う位置の径方向内周側に前記ニードルベアリング２８が配置されていることから、環状部材１９側から径方向内側へ作用する大きな荷重を前記ニードルベアリング２８によって受けることができる。このため、前記荷重による曲げモーメントが前記モータ出力軸１３に殆ど作用しない。したがって、モータ出力軸１３の常時スムーズな回転が得られる。
Further, since the
さらに、前記減速機構８内には、潤滑油供給手段から潤滑油が常時強制的に供給されることから、減速機構８の各部の潤滑性が向上する。つまり、内歯１９ａとローラ３４との間や、ニードルベアリング２８、第１ボールベアリング３３に潤滑油が供給されて、各ローラ、２８ｂ、３４や各ボールとの間の潤滑性が向上して減速機構８による常時滑らかな位相変換が行われることは勿論のこと、この潤滑油が各部材間の緩衝機能を発揮するため、前記打音の発生をより効果的に抑制することが可能になる。
Further, since the lubricating oil is always forcibly supplied from the lubricating oil supply means into the
特に、機関の駆動中はオイルポンプから圧送された潤滑油が前記潤滑油供給手段を介して常時供給されて浸漬された状態になるため、前記各転動体の油膜切れの発生が抑制できる。これにより、電動モータ１２の初期駆動負荷を十分に低減でき、バルブタイミングの制御応答性の向上と消費エネルギーの減少化が図れる。
In particular, during the driving of the engine, the lubricating oil pumped from the oil pump is constantly supplied and immersed through the lubricating oil supply means, so that the occurrence of oil film breakage of each rolling element can be suppressed. Thereby, the initial driving load of the
また、前記減速機構８内部から前記各オイル排出孔を介して外部に排出された潤滑油は、遠心力によって前記第２ボールベアリング４３に付着すると共に、タイミングスプロケット１の各ギア部１ｂに付着して、これらの部位を効率良く潤滑する。
The lubricating oil discharged from the inside of the
さらに、前記モータ出力軸１３と偏心軸部３０を、ニードルベアリング２８と第３ボールベアリング３５を介してカムボルト１０に支持したため、別途支持軸を設ける必要がなくなり、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフト２に軸方向から直接結合されているので、カムシャフト２に対して径方向の倒れが抑制されて高い同軸性が得られる。
Further, since the
また、ハウジング５によって減速機構８と電動モータ１２との一体化が図れると共に、スプロケット本体１ａを介してタイミングスプロケット１との一体化も図れることから、これら各構成部品全体のユニット化が図れる。したがって、装置の軸方向の他に径方向の小型化が図れると共に、製品管理が容易になる。
In addition, the
また、前記第２オイルシール３２は、前記モータ出力軸１３に摩擦抵抗を付与することから、バルブスプリングのばね力などによって前記カムシャフト２に発生する交番トルクを吸収して電動モータ１２の負荷を抑制することができる。
Further, since the
また、前記モータ出力軸１３と偏心軸部３０とを一体化したことによって、分割した場合に比較して部品点数の削減が図れると共に、組付、製造作業が容易になり、この点でもコストの低減化が図れる。
Further, by integrating the
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記内歯１９ａの内径の異なる複数の環状部材１９を予め用意しておき、前記クリアランスの大きさに応じて環状部材１９を選択して、ローラ３４と内歯１９ａとの間のクリアランスＣ１を調整することも可能である。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments. For example, a plurality of
また、転動体としてローラを用いたが、各構成部材の構造によってはボールで構成することも可能である。 Moreover, although the roller was used as a rolling element, it can also be comprised with a ball depending on the structure of each structural member.
さらに、可変動弁装置としては、各実施形態のバルブタイミング制御装置に限定されるものではなく、例えば、本出願人が先に出願した特開２０１０−８４７１６号公報に記載された発明のように、機関運転状態に応じて吸気弁のリフト量と作動角を可変にする可変動弁装置に適用することも可能である。 Furthermore, the variable valve operating device is not limited to the valve timing control device of each embodiment. For example, like the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-84716 filed earlier by the present applicant. The present invention can also be applied to a variable valve operating device that makes the lift amount and operating angle of the intake valve variable according to the engine operating state.
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記転動体は、中実円柱状のローラであることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the rolling element is a solid cylindrical roller.
この発明によれば、転動体をローラとしたことによって、内歯とボールベアリングとの間の安定した転動性が得られる。
〔請求項ｂ〕
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記保持部材の前記各転動体を隔成しつつ保持する保持部は、前記各転動体が軸方向の少なくとも一方側から抜け出し可能な開口部を有し、前記転動体の抜け出す側の軸方向の端面側には、前記各転動体の抜け出しを規制するプレートが前記第１部材または前記第２部材の一方に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to the present invention, by using the rolling element as a roller, a stable rolling property between the internal teeth and the ball bearing can be obtained.
[Claim b]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The holding portion that holds the rolling elements of the holding member while separating each of the holding members has an opening that allows the rolling elements to be pulled out from at least one side in the axial direction. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a plate for restricting the rolling-out of each rolling element is detachably attached to one of the first member and the second member on the end face side.
この発明によれば、前記プレートを適宜取り外すことによって、前記各転動体を開口部から自由に取り替えることができるため、摩耗などにより該各転動体の取り替えが必要になった場合や、取り付け初期における隙間管理のために他のものと取り替える際に、その取り替え作業が容易になる。
〔請求項ｃ〕
請求項ｂに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記プレートは、前記内周噛合い部に共締め固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
According to the present invention, since each rolling element can be freely replaced from the opening by removing the plate as appropriate, when the rolling elements need to be replaced due to wear or the like, When replacing with another for clearance management, the replacement work becomes easy.
[Claim c]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim b,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the plate is fastened together with the inner peripheral meshing portion.
前記プレートを着脱することによって開口部からローラを自由に取り替えることができるので、メインテナンス性が向上する。
〔請求項ｄ〕
請求項ｃに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心回転体は、前記電動モータから回転力が直接伝達される偏心軸部と、該偏心軸部の外周に設けられた軸受部材とからなり、
前記プレートの内周には、前記偏心軸部の外周面と摺動するシール部材が固定されていると共に、該シール部材よりも軸方向の一方側に位置する前記各転動体側に潤滑油が供給されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
Since the roller can be freely replaced from the opening by attaching and detaching the plate, maintenance is improved.
[Claim d]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim c,
The eccentric rotator comprises an eccentric shaft portion to which a rotational force is directly transmitted from the electric motor, and a bearing member provided on the outer periphery of the eccentric shaft portion,
A seal member that slides on the outer peripheral surface of the eccentric shaft portion is fixed to the inner periphery of the plate, and lubricating oil is applied to each of the rolling elements located on one side in the axial direction with respect to the seal member. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized by being supplied.
前記シール部材によって電動モータへの潤滑油の流入を規制できると共に、各転動体への積極的な潤滑油の供給によってこれらの潤滑性が向上し、タイミングスプロケットとカムシャフトの相対回転位相の円滑な変換作用が得られる。
〔請求項ｅ〕
請求項ｄに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記シール部材よりも軸方向他方側の前記転動体と反対側の位置には、前記電動モータが配置されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
The seal member can restrict the inflow of the lubricating oil to the electric motor, and the positive lubrication oil is supplied to each rolling element to improve the lubricity thereof, so that the relative rotational phase of the timing sprocket and the camshaft is smooth. Conversion effect is obtained.
[Claim e]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim d,
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the electric motor is disposed at a position opposite to the rolling element on the other axial side of the seal member.
前記シール部材によって各転動体側に供給された潤滑油が電動モータ側にリークするのを防止できる。
〔請求項ｆ〕
請求項ｅに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記電動モータは、モータ出力軸の外周にロータが設けられていると共に、前記モータ出力軸に前記偏心軸部が一体的に固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
It is possible to prevent the lubricating oil supplied to each rolling element side by the sealing member from leaking to the electric motor side.
[Claim f]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim e,
The electric motor has a rotor provided on an outer periphery of a motor output shaft, and the eccentric shaft portion is integrally fixed to the motor output shaft.
モータ出力軸と偏心軸部との一体化によって製造作業や組付作業が極めて容易になると共に、部品管理性も向上する。
〔請求項ｇ〕
請求項ｆに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記電動モータは、ハウジングの内周に設けられた永久磁石と、前記ハウジングの内部に回転自在に支持された前記モータ出力軸と、前記ロータに設けられた電磁コイルと、を備えた直流モータであって、前記電磁コイルには給電用ブラシを介して給電されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｈ〕
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１部材と前記第２部材の一方は、クランクシャフトから回転力が伝達される回転部に固定され、前記第１部材と前記第２部材の他方は、カムシャフトに固定されることで、前記第１部材に対する前記第２部材の相対回転位相を変更することにより、機関弁の開閉タイミングが変更することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｉ〕
請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記電動モータは、給電用ブラシを介して給電されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
The integration of the motor output shaft and the eccentric shaft portion makes the manufacturing work and the assembly work extremely easy and improves the manageability of parts.
[Claim g]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim f,
The electric motor is a direct current motor including a permanent magnet provided on an inner periphery of a housing, the motor output shaft rotatably supported in the housing, and an electromagnetic coil provided on the rotor. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein power is supplied to the electromagnetic coil via a power supply brush.
[Claim h]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
One of the first member and the second member is fixed to a rotating portion to which a rotational force is transmitted from a crankshaft, and the other of the first member and the second member is fixed to a camshaft, The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the opening / closing timing of the engine valve is changed by changing a relative rotation phase of the second member with respect to the first member.
[Claim i]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the electric motor is supplied with power through a power supply brush.
ブラシを用いた電動モータであることから、コストの低減化が図れる。
〔請求項ｊ〕
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記第１部材と前記第２部材の一方は、機関本体に固定され、他方は、回転することにより少なくとも機関弁の作動角を可変にする作動角可変機構の制御軸に固定されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｋ〕
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心回転体の外周面と内周噛合い部との間に介在される前記転動体の外周面と、前記偏心軸部の外周面及び前記内周噛合い部との間の径方向のクリアランスを１０〜４０μｍに設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｌ〕
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心回転体は、前記電動モータから回転力が伝達される偏心軸部と、該偏心軸部の外周に設けられ、外周面に前記転動体が当接する回転部材とから成り、
前記回転部材の外周面と前記内周噛合い部の間の隙間の大きさに応じて、外径の異なる複数の回転部材を選択して組み付けることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｍ〕
請求項ｌに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記偏心軸部は、一部に回転中心に対して偏心した部分を有し、この偏心した部分に前記回転部材であるボールベアリングの内輪を固定し、該ボールベアリングの外輪の外周面と前記内周噛合い部の間の隙間の大きさに応じて、前記外輪の外径が異なる複数のボールベアリングを選択的に組み付けることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｎ〕
第１部材と第２部材の相対回転位置を減速機構を介して変更することによって、バルブスプリングにより閉じ方向に付勢された機関弁の作動特性を可変にする内燃機関の可変動弁装置の製造方法であって、
前記減速機構は、
電動モータから回転力が伝達され、この回転中心に対して偏心回転する偏心回転体と、
前記第１部材または第２部材の一方に一体的に設けられ、内周に噛み合い部を有する内周噛み合い部と、
前記偏心回転体の外周に周方向へほぼ等間隔位置に回転自在に設けられ、前記偏心回転体の偏心回転によって前記内周噛み合い部との噛み合い箇所が周方向へ移動する複数の転動体と、
前記第１部材もしくは前記第２部材の他方と一体的に設けられ、前記各転動体を転動自在に保持しつつ該転動体全体の径方向の移動を許容する保持部材とを備え、
前記偏心回転体の外周面と前記内周噛合い部との間に配置された前記保持部材に、基準の外径を有する前記転動体を組み付け、
この組み付けた状態で、前記転動体の外周面と前記偏心回転体の外周面及び内周噛み合い部の内面との間の径方向の最大クリアランスを測定し、
この測定結果に基づいて外径の適した前記転動体を選択して前記保持部材に組み付けることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の製造方法。
Since the electric motor uses a brush, the cost can be reduced.
[Claim j]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
One of the first member and the second member is fixed to the engine main body, and the other is fixed to the control shaft of the operating angle variable mechanism that makes at least the operating angle of the engine valve variable by rotating. A variable valve operating device for an internal combustion engine characterized by the above.
[Claim k]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
A radial clearance between the outer peripheral surface of the rolling element interposed between the outer peripheral surface of the eccentric rotating body and the inner peripheral engagement portion, and the outer peripheral surface of the eccentric shaft portion and the inner peripheral engagement portion. Is set to 10 to 40 μm.
[Claim 1]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The eccentric rotator is composed of an eccentric shaft portion to which a rotational force is transmitted from the electric motor, and a rotating member provided on the outer periphery of the eccentric shaft portion and in contact with the rolling element on the outer peripheral surface,
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a plurality of rotating members having different outer diameters are selected and assembled according to the size of a gap between the outer peripheral surface of the rotating member and the inner peripheral meshing portion.
[Claim m]
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to
The eccentric shaft part has a part eccentric with respect to the center of rotation, and an inner ring of a ball bearing as the rotating member is fixed to the eccentric part, and the outer peripheral surface of the outer ring of the ball bearing and the inner part are fixed. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a plurality of ball bearings having different outer diameters of the outer ring are selectively assembled in accordance with the size of the gap between the peripheral meshing portions.
[Claim n]
Manufacture of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that varies the operating characteristics of an engine valve biased in a closing direction by a valve spring by changing the relative rotational position of the first member and the second member via a speed reduction mechanism A method,
The deceleration mechanism is
An eccentric rotating body that receives rotational force from the electric motor and rotates eccentrically with respect to the rotation center;
An inner peripheral meshing portion provided integrally with one of the first member and the second member and having a meshing portion on the inner circumference;
A plurality of rolling elements provided on the outer periphery of the eccentric rotator so as to be rotatable at substantially equal intervals in the circumferential direction, and a meshing portion with the inner peripheral meshing portion is moved in the circumferential direction by the eccentric rotation of the eccentric rotator;
A holding member that is provided integrally with the other of the first member or the second member and that allows the rolling elements to move in the radial direction while holding the rolling elements such that they can roll;
The rolling element having a reference outer diameter is assembled to the holding member disposed between the outer peripheral surface of the eccentric rotating body and the inner peripheral meshing portion,
In this assembled state, the maximum radial clearance between the outer peripheral surface of the rolling element and the outer peripheral surface of the eccentric rotating body and the inner surface of the inner peripheral meshing portion is measured,
A method for manufacturing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the rolling element having an appropriate outer diameter is selected based on the measurement result and assembled to the holding member.
この製造方法によれば、単に転動体を適宜取り替えてクリアランスを調整するため、その調整作業が容易である。
〔請求項ｏ〕
請求項ｎに記載の内燃機関の可変動弁装置の製造方法において、
前記第１部材と前記第２部材の一方は、クランクシャフトから回転力が伝達される回転部に固定され、前記第１部材と前記第２部材の他方は、カムシャフトに固定されることで、前記第１部材に対する前記第２部材の相対回転位相を変更することにより、機関弁の開閉タイミングが変更することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の製造方法。
〔請求項ｐ〕
第１部材と第２部材の相対回転位置を減速機構を介して変更することによって、バルブスプリングにより閉じ方向に付勢された機関弁の作動特性を可変にする内燃機関の可変動弁装置の製造方法であって、
前記減速機構は、
電動モータから回転力が伝達され、この回転中心に対して偏心回転する偏心回転体と、
前記第１部材または第２部材の一方に一体的に設けられ、内周に噛み合い部を有する内周噛み合い部と、
前記偏心回転体の外周に周方向へほぼ等間隔位置に回転自在に設けられ、前記偏心回転体の偏心回転によって前記内周噛み合い部との噛み合い箇所が周方向へ移動する複数の転動体と、
前記第１部材もしくは前記第２部材の他方と一体的に設けられ、前記各転動体を転動自在に保持しつつ該転動体全体の径方向の移動を許容する保持部材とを備え、
前記内周噛合い部と外径の基準となる前記偏心回転体との間に配置された前記保持部材に前記転動体を組み付け、
前記偏心回転体の外周面と前記内周噛合い部の間に介在される前記転動体の外周面と、前記偏心回転体の外周面及び前記内周噛合い部の内面との間の径方向の最大クリアランスを測定し、
この測定結果に基づいて、外径の適した前記偏心回転体を選択して組み付けることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の製造方法。
According to this manufacturing method, since the clearance is adjusted by simply replacing the rolling elements as appropriate, the adjustment work is easy.
[Claim o]
The method for manufacturing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim n,
One of the first member and the second member is fixed to a rotating portion to which a rotational force is transmitted from a crankshaft, and the other of the first member and the second member is fixed to a camshaft, A method for manufacturing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the opening / closing timing of the engine valve is changed by changing a relative rotation phase of the second member with respect to the first member.
[Claim p]
Manufacture of a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that varies the operating characteristics of an engine valve biased in a closing direction by a valve spring by changing the relative rotational position of the first member and the second member via a speed reduction mechanism A method,
The deceleration mechanism is
An eccentric rotating body that receives rotational force from the electric motor and rotates eccentrically with respect to the rotation center;
An inner peripheral meshing portion provided integrally with one of the first member and the second member and having a meshing portion on the inner circumference;
A plurality of rolling elements provided on the outer periphery of the eccentric rotator so as to be rotatable at substantially equal intervals in the circumferential direction, and a meshing portion with the inner peripheral meshing portion is moved in the circumferential direction by the eccentric rotation of the eccentric rotator;
A holding member that is provided integrally with the other of the first member or the second member and that allows the rolling elements to move in the radial direction while holding the rolling elements such that they can roll;
Assembling the rolling element to the holding member disposed between the inner peripheral meshing portion and the eccentric rotating body serving as a reference for the outer diameter,
A radial direction between the outer peripheral surface of the rolling element interposed between the outer peripheral surface of the eccentric rotator and the inner peripheral meshing portion, and the outer peripheral surface of the eccentric rotator and the inner surface of the inner peripheral meshing portion. Measure the maximum clearance of
A method of manufacturing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the eccentric rotating body having an appropriate outer diameter is selected and assembled based on the measurement result.
１…タイミングスプロケット(第１部材)
２…カムシャフト(第２部材)
３…カバー部材
３ａ…カバー本体
４…位相変更機構
５…ハウジング
６…プレート
７…ボルト
８…減速機構
９…従動部材
１０…カムボルト
１２…電動モータ
１３…モータ出力軸
１７…鉄心ロータ
１８…電磁コイル
１９…環状部材
１９ａ…内歯
２３ａ、２３ｂ…第１ブラシ
２４ａ、２４ｂ…第２ブラシ
２８…ニードルベアリング
３０…偏心軸部(偏心回転体)
３２…第２オイルシール
３３…第１ボールベアリング(偏心回転体)
３３ａ…内輪
３３ｂ…外輪
３４…ローラ
３５…第３ボールベアリング
４１…保持器(保持部材)
４１ａ…突起部
４１ｂ…開口部
４３…第２ボールベアリング
４８ａ、４８ｂ…スリップリング
Ｃ１…クリアランス
Ｃ２…クリアランス
Ｑ…許容値
1. Timing sprocket (first member)
2 ... Camshaft (second member)
DESCRIPTION OF
32 ...
33a ...
41a ...
Claims (1)
ハウジングが前記タイミングスプロケットに一体に固定され、制御信号に応じて回転状態が制御される電動モータと、
該電動モータの回転速度を減速して前記カムシャフトに伝達する減速機構と、
を備え、
前記減速機構は、
前記電動モータのモータ出力軸と一体に設けられ、該モータ出力軸の回転中心に対して偏心回転すると共に、外周に回転部材が設けられた偏心軸部と、
前記タイミングスプロケットに一体的に設けられ、内周に内歯を有する環状部材と、
前記回転部材の外周面と前記環状部材の内歯の内面との間に回転自在に設けられ、前記偏心軸部の偏心回転に伴って回転部材を介して径方向へ移動しつつ前記環状部材の内歯との噛み合い箇所が周方向へ移動する複数の転動体と、
前記カムシャフトに一体的に設けられ、各転動体の間を隔成しつつ該転動体の径方向の移動を許容する保持器と、
を有し、
前記転動体の外周面と、前記回転部材の外周面及び前記環状部材の内歯の内面との間に形成される径方向のクリアランスを１０〜４０μｍの範囲内に設定したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that varies the opening / closing timing of an engine valve biased in a closing direction by a valve spring by changing a relative rotational position of a camshaft with respect to a timing sprocket,
An electric motor whose housing is integrally fixed to the timing sprocket and whose rotation state is controlled according to a control signal;
A speed reduction mechanism for reducing the rotational speed of the electric motor and transmitting it to the camshaft;
With
The deceleration mechanism is
An eccentric shaft portion provided integrally with the motor output shaft of the electric motor , rotating eccentrically with respect to the rotation center of the motor output shaft, and having a rotating member on the outer periphery ;
An annular member provided integrally with the timing sprocket and having internal teeth on the inner periphery;
The annular member is rotatably provided between the outer peripheral surface of the rotating member and the inner surface of the inner teeth of the annular member, and moves in the radial direction via the rotating member as the eccentric shaft portion rotates eccentrically. A plurality of rolling elements whose meshing locations with the inner teeth move in the circumferential direction;
A cage that is provided integrally with the camshaft and that allows radial movement of the rolling elements while separating the rolling elements;
Have
An internal combustion engine characterized in that a radial clearance formed between the outer peripheral surface of the rolling element and the outer peripheral surface of the rotating member and the inner surface of the inner teeth of the annular member is set within a range of 10 to 40 μm. Variable valve gear for engine.
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