JP6054760B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータの回転力に基づいたバルブタイミング制御に供するバルブタイミング制御システムに関する。

従来のバルブタイミング制御システムとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

すなわち、このバルブタイミング制御システムは、クランクシャフトと同期回転する駆動回転体たるスプロケットと、該スプロケットに対し相対回転可能に設けられ、カムシャフトと一体回転する従動回転体と、該従動回転体に所定の減速機構を介して連係するブラシ付き電動モータと、を備えたバルブタイミング制御装置を利用し、機関運転状態に応じて電動モータを駆動制御することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を変更可能としている。

そして、このバルブタイミング制御システムでは、内燃機関に取付固定され前記バルブタイミング制御装置を液密に保護するカバー部材側に給電ブラシを設け、前記電動モータの本体側にスリップリングを設けた構成となっている。

ここで、吸気側と排気側の両方に前記バルブタイミング制御装置を設けようとした場合、これらの両装置は近接して配置されることになるため、通常は、特許文献２に記載されているように、１つのカバー部材内に前記両バルブタイミング制御装置を配置することとなる。

特開２０１２−１３２３６７号公報 特開２００５−０６１２６１号公報

しかしながら、前記従来のバルブタイミング制御システムでは、前記カバー部材における各装置連係部と前記各バルブタイミング制御装置の双方の軸心を一致させることが困難であって、適切な給電が行えず、装置の応答性の悪化を招来してしまう問題があった。

また、前記各装置連係部と前記各バルブタイミング制御装置の間で軸心ずれが生ずることによって、前記各シール部材の偏摩耗による耐久性の悪化も招来してしまう問題があった。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御システムの実情に鑑みて案出されたものであって、吸気側と排気側の両方にバルブタイミング制御装置を設けたとしても装置の応答性やシール耐久性の悪化を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の発明は、ブラシと該ブラシと摺動するスリップリングを用いて給電することによってバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング制御装置を、吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの両方に配設してなる内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、とりわけ、前記各装置に対してそれぞれ吸気側カバー部材及び排気側カバー部材を設けると共に、前記各カバー部材を、所定量だけ径方向位置調整可能に構成し、該径方向位置調整を行った状態で内燃機関に固定することを特徴としている。

本願請求項２に記載の発明は、ブラシと該ブラシと摺動するスリップリングを用いて給電することによってバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング制御装置を、吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの両方に配設してなる内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、とりわけ、前記各装置に対してそれぞれ吸気側カバー部材及び排気側カバー部材を設けると共に、前記各カバー部材について前記各装置を収容する部位の相対位置調整を可能にしたことを特徴としている。

本発明によれば、吸・排気両側にバルブタイミング制御装置を設けたとしても、各カバー部材と各バルブタイミング制御装置との適切な軸心合わせが可能となるため、前記各バルブタイミング制御装置の応答性やシール耐久性の悪化といった不具合を抑制することができる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置近傍の縦断面図である。 図１のＡ方向から見たバルブタイミング制御装置の正面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＤ−Ｄ線断面図である。 図１に示す吸気側装置本体の斜視図である。 図３のＥ−Ｅ線（図７のＧ−Ｇ線）に沿う断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図７のＦ−Ｆ線断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御システムの実施形態を図面に基づいて説明する。

すなわち、このバルブタイミング制御システムは、図１に示すように、図示外の吸気弁を駆動する吸気側カムシャフトＣ１に配設される吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１と、前記吸気側カムシャフト１に並列に配置されて図示外の排気弁を駆動する排気側カムシャフトＣ２に対し、前記吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ２に隣接して配設される排気側バルブタイミング制御装置Ｖ２と、によって構成されている。

［吸気側バルブタイミング制御装置］
まず、前記吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１について説明すれば、当該装置Ｖ１は、図１、図２に示すように、吸気側カムシャフトＣ１の先端である軸方向一端に設けられる吸気側装置本体Ｕ１と、該吸気側装置本体Ｕ１を覆うように設けられ、図示外のシリンダヘッド側部に配設されたチェーンカバー１０の外側面に取付固定される吸気側カバー部材１１と、から主として構成される。

前記吸気側装置本体Ｕ１は、図３に示すように、内燃機関のクランクシャフト（図示外）から回転駆動力が伝達され、該クランクシャフトと同期回転する駆動回転体であるほぼ円筒状のタイミングスプロケット１３と、前記シリンダヘッドにて回転自在に支持される吸気側カムシャフト１の前記シリンダヘッド外側へと臨む一端部に固定され、該吸気側カムシャフト１と一体回転する従動回転体である従動部材１４と、吸気側カバー部材１１と前記タイミングスプロケット１３とによって画成される収容空間内に収容されるかたちで前記タイミングスプロケット１３と前記従動部材１４の間に介装され、機関の運転状態に応じて前記両者１３，１４の相対回転位相を変更する位相変更機構１５と、を備えている。

前記タイミングスプロケット１３は、全体が鉄系の金属材料によって一体に形成されてなるもので、内周面が段差径状に形成されたスプロケット本体を構成する筒状基部１３ａと、該筒状基部１３ａの他端部外周に一体に設けられ、巻回される図示外のタイミングチェーンを介して前記クランクシャフトの回転駆動力が伝達される歯部１３ｂと、から構成され、周知のボールベアリングである第１軸受Ｂ１を介して前記筒状基部１３ａの内周側に配置される従動部材１４に回転自在に支持されている。そして、前記筒状基部１３ａの一端は後述する電動モータ２１が配設されることにより当該一端側開口が閉塞される一方、他端側開口については、前記タイミングスプロケット１３と電動モータ２１とを締結する複数の第１ボルトＴ１によって共締め固定されるほぼ円板状のストッパプレート１６によって閉塞されている。

前記従動部材１４は、その径方向中央位置に設けられる筒状基部１７と、該筒状基部１７の軸方向中間位置において径方向外側へと延出する円板部１８と、該円板部１８の軸方向一端部（後述の電動モータ２１側の端部）に拡径状に、かつ、電動モータ２１側へ向かって軸方向に延設され、周方向において複数のローラ２０を保持するローラ保持部１９と、が一体に設けられている。そして、この従動部材１４は、前記筒状基部１７における吸気側カムシャフトＣ１側の端部（後述の他端部１７ｃ）が当該吸気側カムシャフトＣ１に穿設された凹部１ａに嵌合することにより、当該吸気側カムシャフトＣ１との同軸性が確保された状態で、カムボルトＴ０をもって吸気側カムシャフトＣ１に固定される。

前記筒状基部１７は、その中央部に軸方向に沿って貫通する挿通孔１７ａが設けられ、その一端部（後述の電動モータ２１側の端部）１７ｂの外周面には、周知のニードルベアリングである第２軸受Ｂ２が嵌着される一方、その他端部（吸気側カムシャフトＣ１側の端部）１７ｃは、吸気側カムシャフトＣ１に穿設された凹部１ａに嵌合する凸部として構成されている。また、この筒状基部１７の一端側には、後述する出力軸部材２６の回転支持に供する周知のボールベアリングである第３軸受Ｂ３が軸方向に隣接配置され、該第３軸受Ｂ３の内輪が筒状基部１７の一端とカムボルトＴ０の頭部との間にて挟持される構成となっている。

前記円板部１８は、その周方向の所定位置に、吸気側カムシャフトＣ１側から前記第２、第３軸受Ｂ２，Ｂ３等の潤滑に供する後述の油孔４８が貫通形成されている。また、この円板部１８の外周面には前記第１軸受Ｂ１が嵌着され、該第１軸受Ｂ１によってタイミングスプロケット１３が回転自在に支持されている。

前記ローラ保持部１９は、ほぼ筒状に構成され、その周方向の所定位置には、それぞれ前記複数のローラ２０の保持に供するローラ保持孔１９ａが貫通形成され、該各ローラ保持孔１９ａのそれぞれに各ローラ２０を収容し回転自在に保持するようになっている。

前記ストッパプレート１６は、図３、図４に示すように、その中央位置に、吸気側カムシャフトＣ１の一端部を受容するシャフト挿通孔１６ａが貫通形成されている。そして、このシャフト挿通孔１６ａの周方向所定範囲には、吸気側カムシャフトＣ１の一端部外周に切欠形成された円弧凹状の規制凹部１ｂに係入する規制凸部１６ｂが突出形成されている。かかる構成から、当該規制凸部１６ｂの各側端１６ｃ，１６ｄがそれぞれ対向する前記規制凹部１ｂの各側端１ｃ，１ｄと当接することにより、両者Ｃ１，１６の相対移動が規制されるようになっている。換言すれば、前記規制凹部１ｂの周方向幅の範囲内のみでもって、従動部材１４とストッパプレート１６との相対回転、すなわちタイミングスプロケット１３と吸気側カムシャフトＣ１との相対回転が許容される構成となっている。

前記位相変更機構１５は、図３に示すように、従動部材１４を介して吸気側カムシャフトＣ１の同軸上に配設され、図示外の電子コントロールユニットからの制御電流によって回転駆動される電動アクチュエータであって、位相変更トルクの発生に供する電動モータ２１と、該電動モータ２１と従動部材１４の間に介装され、前記電動モータ２１の出力を減速して伝達する減速機構２２と、から主として構成されている。なお、前記電子コントロールユニットについては、例えば図示外のクランク角センサやエアフローメータ、水温センサ、スロットルセンサなど各種センサ類から得られる機関運転状態に基づいて前記電動モータ２１を駆動制御するようになっている。

前記電動モータ２１は、ブラシ（後述の第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂ）付きのＤＣモータであって、前記各第１ボルトＴ１によってタイミングスプロケット１３に共締め固定され、該タイミングスプロケット１３と一体回転する有底円筒状のヨーク２３と、該ヨーク２３の内周面に固定された固定子である円筒半割状の１対の永久磁石２４ａ，２４ｂと、該両永久磁石２４ａ，２４ｂの内周側に回転自在に設けられた回転子である電機子２５と、該電機子２５の内周側に一体回転可能に挿通固定され、前記電機子２５の出力に供する出力軸部材２６と、該出力軸部材２６のヨーク２３開口側に延出する一端部外周に設けられた整流子２７と、前記ヨーク２３の一端側開口を閉塞する封止プレート３１に設けられ、前記整流子２７を介して前記電機子２５（後述のコイル２５ｂ）への給電に供する給電部２８と、から主として構成されている。

前記ヨーク２３は、タイミングスプロケット１３の筒状基部１３ａとほぼ同じような外径に設定されてなる円筒部２３ａと、該円筒部２３ａのタイミングスプロケット１３との対向端部に設けられた底壁部２３ｂと、から構成されている。そして、前記底壁部２３ｂの外側面によりタイミングスプロケット１３の一端側開口を閉塞するかたちで当該タイミングスプロケット１３に対して軸方向に直列に配置されて、タイミングスプロケット１３を貫通する前記各第１ボルトＴ１により当該タイミングスプロケット１３及びストッパプレート１６と一体的に締結され、前記円筒部２３ａの一端側開口が前記封止プレート３１により封止されている。

また、前記底壁部２３ｂのほぼ中央位置には、出力軸部材２６が挿通する軸挿通孔２３ｃが貫通形成され、該軸挿通孔２３ｃを通じて従動部材１４側へと臨んだ出力軸部材２６の他端部が減速機構２２に接続されている。なお、この軸挿通孔２３ｃの減速機構２２側の孔縁には、前記ヨーク２３の内周側に形成されるモータ収容空間２９を液密にシールする第１シール部材Ｓ１に設けられ、該第１シール部材Ｓ１によって、減速機構２２側から前記モータ収容空間２９への潤滑油の流入が抑止されている。

前記電機子２５は、出力軸部材２６の軸方向中間部外周に設けられた鉄心であるロータ２５ａと、該ロータ２５ａに巻回された複数のコイル２５ｂと、によって構成され、前記各コイル２５ｂが整流子２７を介して給電部２８と電気的に接続されることで通電可能となっている。

前記出力軸部材２６は、従動部材１４と対向する軸方向一端側のうち、内端側が前記第２軸受Ｂ２を介してカムボルトＴ０に支持されると共に、外端側が前記第２軸受Ｂ２を介して従動部材１４に支持される構成となっている。また、この出力軸部材２６の一端部には、当該軸部材２６における他の軸方向領域とは軸心を異ならしめるように形成された、前記減速機構２２の一部を構成する後述の偏心軸部３０が一体に設けられている。

前記給電部２８は、図３、図５に示すように、ヨーク２３の一端側開口を閉塞するように設けられ、ほぼ円板状の金属材からなる芯材３１ａの内外両側面にそれぞれ樹脂製の絶縁部たる内側絶縁部３１ｂ及び外側絶縁部３１ｃを設けてなる封止プレート３１と、該封止プレート３１の外側部にそれぞれ径方向において内外周２重となるように配置され、吸気側カバー部材１１（後述の排気側カバー部材１２についても同様。以下同じ。）内に形成される後述の装置収容部Ｈ１（Ｈ２）へと臨むかたちで設けられる１対の第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂと、その基端部である長手方向一端部が前記両スリップリング３２ａ，３２ｂの周方向一部と対向するかたちで吸気側カバー部材１１（排気側カバー部材１２）における後述の膨出部１１ａ（１２ａ）の端面に嵌挿される縦断面ほぼＬ字状をなすケース３３と、該ケース３３の基端部内周側にそれぞれ収容され、前記第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂの周方向一部と垂直に対向配置される給電用の正極側、負極側ブラシである１対の第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂ及びこれらを第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂ側へと付勢する第１、第２スプリング３５ａ，３５ｂと、前記ケース３３の他端部にそれぞれ収容配置され、図示外の車載バッテリとの接続に供する１対の接続端子３６ａ，３６ｂと、該各接続端子３６ａ，３６ｂと第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂとを接続するハーネス３７ａ，３７ｂと、前記封止プレート３１の内側絶縁部３１ｂにて収容配置され、先端面が整流子２６に対して外周側から摺接するように設けられる切換用の１対の第３、第４ブラシ３４ｃ，３４ｄ及びこれらを整流子２６側へと付勢する第３、第４スプリング３５ｃ，３５ｄと、から主として構成されている。

前記減速機構２２は、図３、図６に示すように、電動モータ２１の出力軸部材２６の一端部に、該出力軸部材２６の回転に伴って偏心回転運動するように構成された偏心軸部３０と、該偏心軸部３０の外周に設けられた比較的大径のボールベアリングである第４軸受Ｂ４と、該第４軸受Ｂ４の外周において回転自在に支持された前記複数のローラ２０と、該各ローラ２０を回転方向に保持しつつ軸方向移動を許容するように構成された保持器としての前記従動部材１４のローラ保持部１９と、によって構成されている。

前記第４軸受Ｂ４と前記各ローラ２０は、その軸方向のほぼ全体が径方向において相互に重合するように配置され、第４軸受Ｂ４の内輪が偏心軸部３０の外周面に圧入固定されると共に、当該第４軸受Ｂ４の外輪の外周面に各ローラ２０が常時当接した状態となっている。また、この第４軸受Ｂ４の外輪の外周域には、当該外輪の外周面と対向するタイミングスプロケット１３（筒状基部１３ａ）の内周部に、各ローラ２０と噛合する内歯を成す多数の円弧溝１３ｆが全周に亘って形成されている。

そして、前記第４軸受Ｂ４の外輪の外周面と前記多数の円弧溝１３ｆとの間には、各ローラ２０の直径以上の幅を有する環状の径方向隙間が形成され、該径方向隙間に基づき第４軸受Ｂ４全体が前記偏心軸部３０の偏心回転に伴って偏心動可能となっていて、かかる偏心動に伴って各ローラ２０が径方向へと移動することで一部のローラ２０が前記円弧溝１３ｆに嵌入（噛合）し、これによってタイミングスプロケット１３の回転駆動力が従動部材１４に伝達されることとなる。

より具体的には、前記偏心軸部３０の１回転につき各ローラ２０と各円弧溝１３ｆの噛合位置が１つ（１歯分）ずれる構成となっていて、かかる構成に基づいて、電動モータ２１の回転が減速して伝達されると共に、当該電動モータ２１の回転をもって従動部材１４がタイミングスプロケット１３に対して相対回転することとなる。

また、前記減速機構２２の内部には、図示外の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、吸気側カムシャフトＣ１の内部軸方向に形成され、前記シリンダヘッドの内部油通路（図示外）を通じて図示外のメインオイルギャラリより潤滑油を導く導入通路１ｃと、従動部材１４の内部軸方向に貫通形成され、一端が前記導入通路１ｃに接続され、他端が前記第２、第４軸受Ｂ２，Ｂ４からなる軸受部に開口する油孔１８ｂと、から主として構成され、前記メインオイルギャラリからの潤滑油を導くことによって減速機構２２を構成する前記各軸受Ｂ２，Ｂ４等の潤滑を行っている。

前記吸気側カバー部材１１は、図１〜図３に示すように、例えばアルミニウム合金材によりほぼカップ状に形成されてなるもので、外側に膨出形成され、ヨーク２３の外周を覆う膨出部１１ａと、該膨出部１１ａの開口端部に拡径形成され、前記チェーンカバー１０への取付に供するフランジ部１１ｂと、から構成され、前記フランジ部１１ｂの周方向の所定位置に貫通形成された複数のボルト挿通孔１１ｃに挿通する複数の第２ボルトＴ２をもって、前記チェーンカバー１０の側部に締結されている。

ここで、前記各ボルト挿通孔１１ｃは、ほぼ円形状に形成され、かつ、その内径Ｒ０が、これに挿通する前記各第２ボルトＴ２の軸部Ｔ２ａの外径Ｒ１に対し十分に大きく設定されている。すなわち、かかる構成により当該各ボルト挿通孔１１ｃと前記各第２ボルトＴ２との間に形成される径方向隙間Ｇを利用して、吸気側カバー部材１１の取付に際し、吸気側装置本体Ｕ１に対する当該吸気側カバー部材１１の径方向位置を調整することが可能となっている。

また、この吸気側カバー部材１１の開口端部内周には、前記膨出部１１ａによってその内周側に構成される装置収容部Ｈ１の液密な隔成に供する円環状の第２シール部材Ｓ２が嵌着されている。この第２シール部材Ｓ２は、金属環とゴム材により構成される周知のオイルシールであって、その内周部に設けられるシールリップＳ２ａがヨーク２３の外周面と摺接することによって、給電部２８（特に第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂと第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂの摺接部）を異物から保護するようになっている。

［排気側バルブタイミング制御装置］
続いて、前記排気側バルブタイミング制御装置Ｖ２について説明するが、当該装置Ｖ２も基本的な構成は前記吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１と同様であるため、当該吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１と同様の構成については図面を含めて同一の符号を付すことにより具体的な説明を省略し、以下では、前記吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１と異なる部分についてのみ説明する。

すなわち、この排気側バルブタイミング制御装置Ｖ２は、図１、図２に示すように、排気側カムシャフトＣ２の先端である軸方向一端に設けられる排気側装置本体Ｕ２と、該排気側装置本体Ｕ２を覆うように設けられ、前記チェーンカバー１０の外側面に取付固定される排気側カバー部材１２と、から主として構成される。

前記排気側装置本体Ｕ２も、図７に示すように、前記図示外のクランクシャフトから回転駆動力が伝達され、該クランクシャフトと同期回転する駆動回転体であるほぼ円筒状のタイミングスプロケット１３と、前記図示外のシリンダヘッドに回転自在に支持される排気側カムシャフトＣ２の前記シリンダヘッド外側へ臨む一端部に固定され、該排気側カムシャフトＣ２と一体回転する従動回転体である従動部材１４と、排気側カバー部材１２と前記タイミングスプロケット１３とによって画成される収容空間内に収容されるかたちで前記タイミングスプロケット１３と前記従動部材１４の間に介装され、機関運転状態に応じて前記両者１３，１４の相対回転位相を変更する位相変更機構１５と、を備えている。

さらに、前記排気側装置本体Ｕ２では、タイミングスプロケット１３の外端部内周において、従動部材１４と排気側カムシャフトＣ２の間にばね支持部材４１が介装され、該ばね支持部材４１の外周（後述する環状溝４１ｅ）に、タイミングスプロケット１３に対して排気側カムシャフトＣ２を進角側へ付勢するフェールセーフ用のトーションスプリング４０が嵌着されている。

すなわち、前記排気側装置本体Ｕ２では、第１軸受Ｂ１の外輪がタイミングスプロケット１３の内周側段部１３ｅと当該タイミングスプロケット１３内周面に嵌着されるほぼ円環状のカラー部材４２とにより挟持固定され、該カラー部材４２とその内周側に配置されるばね支持部材４１とによって形成される径方向空間に前記トーションスプリング４０が収容配置される構成となっている。

そして、このトーションスプリング４０は、図７、図８に示すように、その一端部４０ａがカラー部材２５の周方向一部に設けられた切欠溝２５ａを通じ、タイミングスプロケット１３に外端部内周に切欠形成された一端側係止溝１３ｃに係止固定され、その他端部４０ｂがばね支持部材４１の外端側外周に切欠形成された他端側係止溝４１ｆに係止固定されている。これにより、当該トーションスプリング４０の付勢力をもって、位相変更機構１５（電動モータ２１）の位相変更トルクが作用しなくなる電気系統の失陥時であっても、機関停止の際、排気側カムシャフトＣ２を介して伝達される遅角方向の回転力に相当するいわゆる交番トルクに抗して従動部材１４を進角側へ付勢可能となっている。

前記ばね支持部材４１は、ほぼ円柱状を呈し、内端部に穿設された凹部４１ａに筒状基部１７の他端部１７ｃが嵌合し、かつ、凹部４１ａの外周域に穿設された第１位置決め穴４１ｂに従動部材１４側から突出する複数の第１位置決めピンＰ１が嵌挿されることによって、従動部材１４と一体回転可能に構成されている。さらに、その外端部に穿設された凸部４１ｃが排気側カムシャフトＣ２の端面に穿設された凹部２ａに嵌合し、かつ、凸部４１ｃの外周域に穿設された第２位置決め穴４１ｄに排気側カムシャフトＣ２側から突出する複数の第２位置決めピンＰ２が嵌挿されることによって、排気側カムシャフトＣ２と一体回転可能に構成されている。

また、前記ばね支持部材４１の内端側外周には、トーションスプリング４０の外嵌に供する環状溝４１ｅが周方向に沿って切欠形成され、該環状溝４１ｅの軸方向両端部をもってトーションスプリング４０の安定保持が可能となっている。

一方、前記ばね支持部材４１の外端部外周には、図４、図７に示すように、その周方向の所定範囲に、前記吸気側カムシャフトＣ１における規制凹部１ｂと同様の、前記ストッパプレート１６の規制凸部１６ｂが係入する円弧凹状の規制凹部４３が周方向に沿って切欠形成され、前記吸気側と同様に、規制凸部１６ｂの各側端１６ｃ，１６ｄがそれぞれ対向する前記規制凹部４３の各側端４３ａ，４３ｂに当接することによって前記両者１６，４１の相対移動が規制されるようになっている。

前記排気側装置本体Ｕ２の位相変更機構１５についても、図７に示すように、前記吸入側と同様に、従動部材１４を介して排気側カムシャフトＣ２の同軸上に配設された電動モータ２１と、該電動モータ２１と従動部材１４の間に介装され、前記電動モータ２１の出力を減速して伝達する減速機構２２と、から主として構成され、例えば前記図示外のクランク角センサやエアフローメータ、水温センサ、スロットルセンサなど各種センサ類から得られる機関運転状態に基づいて前記電動モータ２１を駆動制御するようになっている。

そして、前記排気側装置本体Ｕ２の減速機構２２の内部にも、前記吸入側と同様の潤滑油供給手段が設けられ、該潤滑油供給手段は、排気側カムシャフトＣ２の内部軸方向に形成され、前記シリンダヘッドの内部油通路（図示外）を通じて図示外のメインオイルギャラリより潤滑油を導く導入通路２ｂと、ばね支持部材４１の内部軸方向に貫通形成され、前記導入通路２ｂと後述の油孔１８ｂとを接続する接続通路４１ｇと、従動部材１４に貫通形成され、一端が前記接続通路４１ｇに接続され、他端が前記第２、第４軸受Ｂ２，Ｂ４からなる軸受部に開口する油孔１８ｂと、から主として構成され、前記吸気側と同様、前記メインオイルギャラリからの潤滑油を導くことによって減速機構２２を構成する前記各軸受Ｂ２，Ｂ４等の潤滑を行っている。

前記排気側カバー部材１２も、前記吸気側と同様、図１、図２、図７に示すように、アルミニウム合金材等によってほぼカップ状に形成されてなるもので、外側に膨出形成され、ヨーク２３の外周を覆う膨出部１２ａと、該膨出部１２ａの開口端部に拡径形成され、前記チェーンカバー１０への取付に供するフランジ部１２ｂと、を有し、前記フランジ部１２ｂの周方向所定位置に貫通形成された複数のボルト挿通孔１２ｃに挿通する前記複数の第２ボルトＴ２をもって、前記チェーンカバー１０の側部に締結される。

そして、前記ボルト挿通孔１２ｃについても、前記吸入側と同様、ほぼ円形に形成されると共に、その内径Ｒ０が、これに挿通する前記各第２ボルトＴ２の軸部Ｔ２ａの外径Ｒ１に対し十分に大きく設定されることで、排気側カバー部材１２の取付にあたって、前記各ボルト挿通孔１２ｃと前記各第２ボルトＴ２との間に形成される径方向隙間Ｇを利用して、排気側装置本体Ｕ２に対する当該排気側カバー部材１１の径方向位置を調整することが可能となっている。

また、この排気側カバー部材１２の開口端部内周にも、前記膨出部１２ａによってその内周側に構成される装置収容部Ｈ２の液密な隔成に供する吸気側と同様の前記第２シール部材Ｓ２が嵌着され、この第２シール部材Ｓ２のシールリップＳ２ａがヨーク２３の外周面と摺接することで、給電部２８（特に第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂと第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂの摺接部）が異物から保護されている。

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の作用効果につき、図１に基づいて説明する。

まず、機関始動時においては、前記吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１は最遅角に、前記排気側バルブタイミング制御装置Ｖ２は最進角にそれぞれ制御されていて、図示外のスタータモータにより前記クランクシャフトが回転駆動されることで前記タイミングチェーンを介してタイミングスプロケット１３が回転し、その回転力がヨーク２３等を介して電動モータ２１を同期回転させると共に、タイミングスプロケット１３の回転力がローラ２０及びローラ保持部２３等からなる減速機構３０とこれに連係する従動部材１４を介して吸気側、排気側カムシャフトＣ１，Ｃ２へと伝達され、該各カムシャフトＣ１，Ｃ２の有するカムが回転することで図示外の吸気弁及び排気弁が開閉作動することとなる。このように、機関始動時等においては、バルブオーバーラップをなくすように制御することで排気ガスの吸入ポートへの吹き返しを抑制し、始動性を向上させる。

続いて、当該機関始動後の機関運転時では、前記コントロールユニットからの制御信号に基づいて電動モータ２１が回転駆動されることで、該電動モータ２１の回転力が減速機構２２を介して前記各カムシャフトＣ１，Ｃ２へと伝達される。これにより、タイミングスプロケット１３に対し前記各カムシャフトＣ１，Ｃ２がそれぞれ正逆に相対回転して当該両者１３，Ｃ１（Ｃ２）の相対回転位相が変更される結果、吸気弁及び排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）が所望のタイミングへと変更されることとなる。具体的には、例えば運転負荷の上昇に応じて、吸気側バルブタイミング制御装置Ｖ１を進角制御、排気側バルブタイミング制御装置Ｖ２を遅角制御することにより、バルブオーバーラップを増大させる。かかる制御より、トルクの向上のほか、内部ＥＧＲの増加による排気エミッションの向上やポンピングロスの低減による燃費向上など、運転状態に応じた燃焼の最適化が図られることとなる。

このように、前記各バルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２では、タイミングスプロケット１３と電動モータ２１とが常時一体回転し、これによって前記各カバー部材１１，１２に配設された第２シール部材Ｓ２が各電動モータ２１と常時摺接することとなる。そして、前記バルブタイミング変更時には、前記各バルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２にて第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂが第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂに摺接することによって電動モータ２１に給電され、該電動モータ２１が駆動されることとなる。

ここで、従来では、吸気側と排気側の両側にバルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２を設ける場合には、前記各カバー部材１１，１２を一体に構成することで、部品点数削減及び組立工数削減による装置のコスト低減が図られていた。このため、これら各カバー部材１１，１２のほか、前記図示外のシリンダヘッドの軸受部や前記各カムシャフトＣ１，Ｃ２、チェーンカバー１０といった部品の加工精度から、前記両装置本体Ｕ１，Ｕ２に対し、少なからず前記各装置収容部の軸心ずれを生じてしまっていた。

これにより、前記各バルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２では、第１、第２スリップリング３２ａ，３２ｂに対する第１、第２ブラシ３４ａ，３４ｂの各位置ずれによって電動モータ２１に対する適切な通電が行われず、前記バルブタイミング変更時の装置の応答性の悪化を招来してしまっていた。さらには、前記軸心ずれによって、前記各カバー部材１１，１２における第２シール部材Ｓ２（シールリップＳ２ａ）の前記各装置本体Ｕ１，Ｕ２に対する弾接力の分布も不均一となり、その結果、各第２シール部材Ｓ２に偏摩耗が生じてしまい、この偏摩耗によって各第２シール部材Ｓ２の耐久性の悪化も招来してしまっていた。

一方で、従来は油圧式のバルブタイミング制御装置が主流であり、そもそも電動モータを使用していなかったため、前述したようなカバー部材の一体化による軸心ずれが生じていても、装置の応答性の悪化を招来するおそれがなく、また、当該油圧式の装置では前記カバー部材の内側まで作動油が作用することになるため、タイミングスプロケットとシール部材との間で前記作動油による潤滑が行われ、前述のようなシール部材の偏摩耗に基づく耐久性の悪化も招来し難かった。

かかる装置の構造の変化やこれに伴う技術的課題の発生を受け、本発明では、吸・排気側の両側にバルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２を設ける場合には、当該各バルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２についてそれぞれ別異の独立したカバー部材１１，１２を設けると共に、これらカバー部材１１，１２において、前記各ボルト挿通孔１１ｃ，１２ｃを前記各第２ボルトＴ２の軸部Ｔ２ａよりも十分大きく設定し、これにより形成される前記径方向隙間Ｇを利用して前記各装置本体Ｕ１，Ｕ２に対する当該各カバー部材１１，１２の径方向における相対移動を可能にした、換言すれば前記径方向隙間Ｇにより前記両装置収容部Ｈ１，Ｈ２の相対位置を調整可能に構成したことによって、これらカバー部材１１，１２を取り付ける際、前記各装置本体Ｕ１，Ｕ２に対する当該各カバー部材１１，１２の径方向位置、すなわち軸心をそれぞれ独立して調整することができる。

これにより、前記各装置本体Ｕ１，Ｕ２に合わせて各カバー部材１１，１２を適切に軸心合わせした状態で配置することが可能となって、その結果、前記各ブラシ３４ａ，３４ｂや前記各第２シール部材Ｓ２についての配置の最適化が図れ、前述したような装置（電動モータ２１）の応答性の悪化や第２シール部材Ｓ２の偏摩耗による耐久性の悪化といった不具合の発生を抑制することができる。

しかも、本実施形態では、前記各カバー部材１１，１２の取付について前記各第２ボルトＴ２により行う構成としたことから、前記各径方向隙間Ｇを利用した各カバー部材１１，１２の位置調整が可能となり、これによって、当該各カバー部材１１，１２の位置調整機構を容易かつ簡素な構造でもって実現することができる。この結果、構造の複雑化による前記バルブタイミング制御システムの生産性の低下や製造コストの増大を招来してしまうおそれもない。

加えて、本実施形態に係る前記各第２シール部材Ｓ２のような比較的剛性の高いシール部材を用いる場合、吸・排両側を一体に構成する従来のカバー部材の構造によっては前記各装置収容部Ｈ１，Ｈ２相当部分の軸心ずれによる前記各バルブタイミング制御装置Ｖ１，Ｖ２の応答性やシール耐久性の悪化の影響が一層大きくなってしまうところ、前記各カバー部材１１，１２の径方向位置を調整可能とした本発明に係るバルブタイミング制御システムによれば、上記課題のより効果的な解決に供される。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記電動モータ２１や減速機構２２など本発明の作用効果に影響を与えない部位ないし部材の具体的構成については、装置や搭載対象の仕様等に応じて適宜変更可能である。

また、本発明の特徴部分に係る前記各カバー部材１１，１２の位置調整機構についても、前記実施形態において一例として開示した前記各第２ボルトＴ２と前記各ボルト挿通孔１１ｃ，１２ｃとの径方向隙間Ｇによる位置調整機構に限定されるものではなく、当該各カバー部材１１，１２の位置調整を行い得る機構であればいかなる構成であってもよく、装置の仕様等に応じて自由に変更することができる。

以下、特許請求の範囲に記載した以外の前記実施形態から把握される技術的思想について説明する。

（ａ）請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御システムにおいて、
前記吸気側カバー部材と前記排気側カバー部材は、それぞれ複数のボルトにより内燃機関に固定されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。

（ｂ）前記（ａ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御システムにおいて、
前記吸気側カバー部材及び排気側カバー部材は、それぞれ前記複数のボルトと該各ボルトが挿通するボルト挿通孔との間に形成される径方向隙間に基づいて前記径方向位置調整が可能となっていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。

かかる構成とすることで、前記各カバー部材の径方向位置調整手段を容易に構成することができる。

（ｃ）請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御システムおいて、
前記各装置本体の先端面に前記スリップリングが内外周に２重に設けられると共に、
前記吸気側カバー部材及び排気側カバー部材のそれぞれに、前記各スリップリング側へと突出するように正極側ブラシ及び負極側ブラシが設けられていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。

（ｄ）請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御システムにおいて、
前記各シール部材は、金属環とゴム材により構成されるオイルシールであることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。

かかる剛性の高いシール部材を採用すると、前記各カバー部材の軸心ずれによる前記各バルブタイミング制御装置の応答性やシール耐久性の悪化の影響が一層大きくなってしまうところ、前記各カバー部材の径方向位置を調整可能とした本願発明では、当該各カバー部材の適切な取付が行えるため、上記課題のより効果的な解決に供される。

１１…吸気側カバー部材
１２…排気側カバー部材
３２ａ，３２ｂ…第１、第２スリップリング（スリップリング）
３４ａ，３４ｂ…第１、第２ブラシ（ブラシ）
Ｓ２…第２シール部材（シール部材）
Ｃ１…吸気側カムシャフト
Ｃ２…排気側カムシャフト
Ｕ１…吸気側装置本体
Ｕ２…排気側装置本体
Ｖ１…吸気側バルブタイミング制御装置
Ｖ２…排気側バルブタイミング制御装置

Claims (2)

1. ブラシと該ブラシと摺動するスリップリングを用いて給電することによってバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング制御装置を、吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの両方に配設してなる内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、
   クランクシャフトから伝達される回転力に基づいて回転する吸気側装置本体及び排気側装置本体と、
   内燃機関に固定され、前記各装置本体を内周側に収容する吸気側カバー部材及び排気側カバー部材と、
   前記各装置本体の外周と前記各カバー部材の内周との間をシールするシール部材と、を備え、
   前記各シール部材により隔成された、前記各カバー部材と前記各装置本体の間に形成される空間内に、前記ブラシ及びスリップリングが配置されると共に、
   前記各カバー部材が、所定量だけ径方向位置調整が可能に構成され、かつ、該径方向位置調整を行った状態で内燃機関に固定されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。
2. ブラシと該ブラシと摺動するスリップリングを用いて給電することによってバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング制御装置を、吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの両方に配設してなる内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、
   クランクシャフトから伝達される回転力に基づいて回転する吸気側装置本体及び排気側装置本体と、
   内燃機関に固定され、前記各装置本体を内周側に収容する吸気側カバー部材及び排気側カバー部材と、
   前記各装置本体の外周と前記各カバー部材の内周との間をシールするシール部材と、を備え、
   前記各シール部材により隔成された、前記各カバー部材と前記各装置本体の間に形成される空間内に、前記ブラシ及びスリップリングが配置されると共に、
   前記各カバー部材について、前記吸気側装置本体を収容する部位と前記排気側装置本体を収容する部位の相対位置が調整可能に構成されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。

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