JP6907822B2 - バルブタイミング調整装置、および、回転調整装置 - Google Patents
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ハウジングは、筒状に形成され、駆動軸または従動軸の一方とともに回転可能である。
カムプレートは、少なくとも一部がハウジングの内側に設けられ、駆動軸または従動軸の他方に接続され、ハウジングに対し相対回転可能である。
入力部材は、筒状に形成され、少なくとも一部がハウジングおよびカムプレートの内側に設けられ、外部から回転が入力される。
伝達部は、少なくとも一部がハウジングと入力部材との間に設けられ、入力部材に入力された回転をカムプレートに伝達し、ハウジングとカムプレートとを相対回転させることが可能である。
第1軸受部は、入力部材の径方向外側に設けられ、ハウジングおよびカムプレートからのラジアル方向の荷重を軸受け可能である。そのため、ハウジングとカムプレートとの傾きを抑制し、バルブタイミング調整装置の作動精度を向上させることができる。
また、従来技術のように外径の異なる2つのギアを軸方向に並べて段差面を形成する必要がないため、バルブタイミング調整装置を軸方向に小型化できる。
ハウジングは、筒状に形成されている。
回転体は、少なくとも一部がハウジングの内側に設けられ、ハウジングに対し相対回転可能である。
入出力部材は、筒状に形成され、少なくとも一部がハウジングおよび回転体の内側に設けられ、外部から回転が入力され、または、外部へ回転を出力する。
伝達部は、少なくとも一部がハウジングと入出力部材との間に設けられ、入出力部材に入力された回転を回転体に伝達し、または、回転体に入力された回転を入出力部材に伝達し、ハウジングと回転体とを相対回転させることが可能である。
第1軸受部は、入出力部材の径方向外側に設けられ、ハウジングおよび回転体からのラジアル方向の荷重を軸受け可能である。そのため、ハウジングと回転体との傾きを抑制し、回転調整装置の作動精度を向上させることができる。
また、従来技術のように外径の異なる2つのギアを軸方向に並べて段差面を形成する必要がないため、回転調整装置を軸方向に小型化できる。
第1実施形態による回転調整装置としてのバルブタイミング調整装置およびその一部を図1〜4に示す。バルブタイミング調整装置10は、内燃機関としてのエンジン1のクランク軸2に対するカム軸3の回転位相を変化させることによって、カム軸3が開閉駆動する吸気弁4または排気弁5のうち吸気弁4のバルブタイミングを調整するものである。バルブタイミング調整装置10は、クランク軸2からカム軸3までの動力伝達経路に設けられる。クランク軸2は、「駆動軸」に対応する。カム軸3は、「従動軸」に対応する。吸気弁4、排気弁5は、「バルブ」に対応する。つまり、バルブタイミング調整装置10は、エンジン1のクランク軸2からのトルク伝達により回転するカム軸3により開閉する吸気弁4のバルブタイミングを調整する。
ハウジング20は、例えば金属により形成され、ハウジング筒部21、ハウジング底部22、スプロケット23等を有している。
ハウジング筒部21は、略円筒状に形成されている。ハウジング底部22は、ハウジング筒部21の一方の端部の開口部を塞ぐよう、ハウジング筒部21と一体に形成されている。このように、ハウジング20は、有底筒状に形成されている。
スプロケット23は、ハウジング筒部21のハウジング底部22側の端部の外周壁から径方向外側へ環状に延びるようにしてハウジング筒部21と一体に形成されている。スプロケット23の外周部には、外歯231が形成されている。
クランク軸2とスプロケット23の外歯231とには、チェーン6が巻き掛けられる。これにより、ハウジング20は、クランク軸2と連動して回転する。
ハウジング20は、リングギア27を有している。リングギア27は、略円環状に形成され、内周部に内歯271が形成されている。リングギア27は、ハウジング筒部21のハウジング底部22とは反対側の端部の内側において、ハウジング筒部21と一体に形成されている。すなわち、ハウジング筒部21の内周部には、内歯271が形成されている。
ハウジング20は、ストッパ26を有している。ストッパ26は、ハウジング筒部21のハウジング底部22側の端部の内周部においてハウジング筒部21およびハウジング底部22と一体に形成されている。
カムプレート筒部31は、略円筒状に形成されている。カムプレート底部32は、カムプレート筒部31の一方の端部の開口部を塞ぐよう、カムプレート筒部31と一体に形成されている。このように、カムプレート30は、有底筒状に形成されている。
カムプレート板部33は、カムプレート筒部31のカムプレート底部32とは反対側の端部の外周壁から径方向外側へ環状の板状に延びるよう、カムプレート筒部31と一体に形成されている。
カムプレート30は、ハウジング20に対し相対回転可能である。ここで、カムプレート30は、「回転体」に対応している。
バルブタイミング調整装置10は、カムプレート30がカム軸3の端部に接続するようにしてカム軸3に取り付けられる。締結部材14の軸部141をカムプレート穴部34に挿通し、カム軸3の端部の軸穴部100に形成されたねじ溝にねじ込むことにより、カムプレート底部32は、カム軸3の端部と締結部材14の頭部142とにより挟まれた状態となる。これにより、カムプレート30は、カム軸3に接続および固定される。
オルダム継手50は、カムプレート30および偏心部材40に対し径方向に相対移動可能かつ摺動可能に設けられている。オルダム継手50は、偏心部材40がリングギア27の内側で自転しつつ公転するとき、偏心部材40の自転成分をカムプレート30に伝達する。これにより、オルダム継手50は、ハウジング20とカムプレート30とを相対回転させることが可能である。
入力筒部61は、同心筒部611、偏心筒部612を有している。同心筒部611は、略円筒状に形成されている。偏心筒部612は、一端が同心筒部611の端部に接続するよう同心筒部611と一体に形成されている。ここで、偏心筒部612の外周壁は、同心筒部611の外周壁に対し偏心するよう形成されている。また、偏心筒部612の外径は、同心筒部611の外径より大きい。一方、同心筒部611の内周壁と偏心筒部612の内周壁とは、同心かつ同径に設定されている。
入力部材60は、同心筒部611がカムプレート筒部31の内側に位置し、偏心筒部612が偏心部材40の内側に位置するよう、ハウジング20の内側に設けられている。
なお、本実施形態では、軸受部本体640には、一方の端面と他方の端面とを接続するような穴は形成されていない(図1、4参照)。
ベアリング11は、外輪がカムプレート筒部31の内周壁に嵌合し、内輪が同心筒部611の外周壁に嵌合している。ベアリング12は、外輪が偏心部材40の内周壁に嵌合し、内輪が偏心筒部612の外周壁に嵌合している。
ここで、同心筒部611および偏心筒部612の内周壁ならびに同心筒部611の外周壁は、ハウジング筒部21およびカムプレート筒部31に対し同心であり、偏心筒部612の外周壁は、ハウジング筒部21およびカムプレート筒部31に対し偏心している。
また、ベアリング11は、入力部材60の径方向外側に設けられ、ハウジング20およびカムプレート30からのラジアル方向の荷重を軸受け可能である。ここで、ベアリング11は、「第1軸受部」に対応している。
軸受部64の軸受部本体640は、ハウジング20側の端面の外縁部が、ハウジング筒部21のハウジング底部22とは反対側の端面と当接可能である。また、入力部材60とハウジング20とが相対回転するとき、軸受部本体640は、ハウジング20側の端面の外縁部が、ハウジング筒部21のハウジング底部22とは反対側の端面と摺動する。そして、軸受部本体640は、ハウジング20側の端面の外縁部において、ハウジング筒部21からのスラスト方向の荷重を軸受け可能である。ここで、軸受部64は、「第2軸受部」に対応している。
なお、本実施形態では、軸受部本体640のハウジング20側の端面の外縁部と、ハウジング筒部21のハウジング底部22とは反対側の端面との間の隙間により、入力部材60の回転軸の傾きが決まる。前記隙間を、入力部材60の回転軸から径方向外側に離れた位置に設定することにより、当該隙間の管理が容易になる。
モータ80は、ケース81、モータ軸85、ジョイント851等を有している。
ケース81は、例えば金属により形成され、内側に空間を形成している。ケース81は、例えば図示しないステー等を介してエンジン1に固定される。
ケース81の内側には、図示しないステータ、コイル、ロータ等が収容されている。ステータは、環状に形成され、ケース81の内側に固定されている。コイルは、ステータに形成された複数のティース部に巻き回されている。ロータは、ステータの内側において回転可能に設けられている。
ジョイント851は、モータ軸85の先端部に取り付けられている。モータ80は、ジョイント851が入力部材60の入力溝部62に嵌合するようエンジン1に取り付けられる。そのため、モータ80の回転は、入力部材60に入力される。
このように、モータ80は、入力部材60を回転させることにより、ハウジング20とカムプレート30との相対位相を変化させる。これにより、クランク軸2とカム軸3との相対位相が変化し、吸気弁4のバルブタイミングが変化する。
図2に示すように、カムプレート30は、カムプレート側溝部37を有している。カムプレート側溝部37は、カムプレート板部33の偏心部材40側の端面からカム軸3側へ凹むようにして形成されている。カムプレート側溝部37は、筒状壁面370、延伸溝部371、372、カムプレート側突出部373、折れ曲がり部374等を有している。
延伸溝部371は、筒状壁面370から径方向外側へ延びてカムプレート板部33の外周壁に接続するよう形成されている。延伸溝部371は、カムプレート板部33の周方向に等間隔で2つ形成されている。2つの延伸溝部371は、カムプレート30の軸に直交しab方向に延びる直線上において、カムプレート30の軸を挟んで対向するよう形成されている(図2参照)。各延伸溝部371には、平面状の2つの摺動面375が形成されている。2つの摺動面375は、ab方向に対し平行であり、互いに対向するよう形成されている。
延伸溝部421は、筒状壁面420から径方向外側へ延びるようにして形成されている。延伸溝部421は、偏心部材40の周方向に等間隔で2つ形成されている。2つの延伸溝部421は、偏心部材40の軸に直交しab方向に延びる直線上において、偏心部材40の軸を挟んで対向するよう形成されている(図3参照)。各延伸溝部421には、平面状の1つの摺動面425が形成されている。各延伸溝部421に形成された計2つの摺動面425は、xy方向に対し平行であり、互いに対向するよう形成されている。
各延伸溝部421の位置は、カムプレート30の各延伸溝部371の位置に対応している(図2、3参照)。
各延伸溝部422の位置は、カムプレート30の各延伸溝部372の位置に対応している(図2、3参照)。
各偏心部材側突出部423の位置は、カムプレート30の各カムプレート側突出部373の位置に対応している(図2、3参照)。
オルダム本体51は、略円筒状に形成されている。
オルダム突出部521は、オルダム本体51の外周壁から径方向外側へ矩形柱状に突出するよう形成されている。オルダム突出部521は、オルダム本体51の周方向に等間隔で2つ形成されている。2つのオルダム突出部521は、オルダム本体51の軸に直交しab方向に延びる直線上において、オルダム本体51の軸を挟んで対向するよう形成されている(図2、3参照)。
オルダム突出部521、522の5つの平面状の外壁のうち1つは、オルダム突出部521の先端に形成された端面であり、周方向端面523に対し直交している。この端面を先端面524とする。
ここで、カムプレート板部33のカムプレート側溝部37が形成された面と、偏心部材40の偏心部材側溝部42が形成された面とは、互いに対向しているものの、当接はしていない。
カムプレート30の延伸溝部371において周方向で対向する2つの摺動面375間の距離は、オルダム突出部521の2つの周方向端面523間の距離より僅かに大きく設定されている。また、カムプレート30の延伸溝部372において周方向で対向する2つの壁面間の距離は、オルダム突出部522の2つの周方向端面523間の距離より大きく設定されている。そのため、オルダム継手50は、各オルダム突出部521の2つの周方向端面523が摺動面375と摺動し、カムプレート30側の端面がカムプレート側溝部37の底面と摺動しつつ、カムプレート30に対しab方向に相対的に往復移動可能である。また、オルダム継手50がカムプレート30に対し相対的に往復移動するとき、カムプレート側突出部373は、オルダム凹部53に入り込み可能である。
一方、油路102、油路溝36、延伸穴部35を経由してカムプレート筒部31の内側に供給された潤滑オイルは、入力部材60の入力筒部61の内側を経由してハウジング20の外部に流出し、オイルパン7に戻される。
なお、ハウジング筒部21には、内周壁と外周壁とを接続するような穴は形成されていない。そのため、潤滑オイルを、ハウジング筒部21の内側に長く留めておくことができる。
ハウジング20は、筒状に形成され、クランク軸2とともに回転可能である。
カムプレート30は、少なくとも一部がハウジング20の内側に設けられ、カム軸3に接続され、ハウジング20に対し相対回転可能である。
入力部材60は、筒状に形成され、少なくとも一部がハウジング20およびカムプレート30の内側に設けられ、外部から回転が入力される。
偏心部材40およびオルダム継手50は、少なくとも一部がハウジング20と入力部材60との間に設けられ、入力部材60に入力された回転をカムプレート30に伝達し、ハウジング20とカムプレート30とを相対回転させることが可能である。
ベアリング11は、入力部材60の径方向外側に設けられ、ハウジング20およびカムプレート30からのラジアル方向の荷重を軸受け可能である。そのため、ハウジング20とカムプレート30との傾きを抑制し、バルブタイミング調整装置10の作動精度を向上させることができる。
また、従来技術のように外径の異なる2つのギアを軸方向に並べて段差面を形成する必要がないため、バルブタイミング調整装置10を軸方向に小型化できる。
第2実施形態によるバルブタイミング調整装置または回転調整装置の一部を図5に示す。第2実施形態は、軸受部64の構成が第1実施形態と異なる。
軸受延伸部641は、軸受部本体640の外周壁から径方向外側へ板状に延びるよう軸受部本体640と一体に形成されている。軸受延伸部641は、軸受部本体640の径方向外側において略円環状に形成されている。軸受延伸部641は、内径がハウジング筒部21の外径と略同じであり、外径がハウジング筒部21の外径より大きく設定されている。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
第3実施形態によるバルブタイミング調整装置または回転調整装置の一部を図6に示す。第3実施形態は、軸受部64およびハウジング20の構成が第1実施形態と異なる。
ハウジング20は、ハウジング側囲繞部211を有している。ハウジング側囲繞部211は、ハウジング筒部21のハウジング底部22とは反対側の端面からハウジング底部22とは反対側へ略円筒状に延びるよう形成されている。ハウジング側囲繞部211は、内径がハウジング筒部21の内径より大きく、外径がハウジング筒部21の外径と同じに設定されている。ハウジング側囲繞部211は、軸受部本体640の外縁部を取り囲んでいる。なお、ハウジング側囲繞部211のハウジング筒部21とは反対側の端面は、軸受部本体640のハウジング20とは反対側の端面と略同一の面上に位置している。
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
第4実施形態によるバルブタイミング調整装置または回転調整装置の一部を図7に示す。第4実施形態は、ハウジング20および軸受部64の構成が第3実施形態と異なる。
第4実施形態では、ハウジング側囲繞部211のハウジング筒部21とは反対側の端面は、軸受部本体640のハウジング20とは反対側の端面よりもカム軸3側に位置している。
第4実施形態は、上述した点以外の構成は、第3実施形態と同様であり、第3実施形態と同様の効果を奏することができる。
第5実施形態によるバルブタイミング調整装置または回転調整装置の一部を図8に示す。第5実施形態は、軸受部64の構成が第4実施形態と異なる。
第5実施形態では、軸受部64の軸受延伸部641は、外径がハウジング筒部21の外径より大きく設定されている。また、軸受部64は、軸受側囲繞部642をさらに有している。
また、本実施形態では、ハウジング側囲繞部211が軸受部本体640の外縁部を取り囲み、軸受側囲繞部642がハウジング側囲繞部211の外周壁を取り囲んでいる。そのため、ハウジング筒部21の内側の潤滑オイルが軸受部64とハウジング筒部21の端部との間を経由してハウジング20の外部に流出するのをより一層効果的に抑制することができる。
本発明の他の実施形態では、例えば、ハウジング20を回転不能に固定し、入力部材60に入力した回転をカムプレート30から減速して出力する回転調整装置として用いてもよい。この場合、ハウジング20のスプロケット23を省略してもよい。また、カムプレート30に入力した回転を増速して入力部材60から出力する回転調整装置として用いてもよい。
このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
Claims (8)
- 内燃機関(1)の駆動軸(2)からのトルク伝達により回転する従動軸(3)により開閉するバルブ(4、5)のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置(10)であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転可能な筒状のハウジング(20)と、
少なくとも一部が前記ハウジングの内側に設けられ、前記駆動軸または前記従動軸の他方に接続され、前記ハウジングに対し相対回転可能なカムプレート(30)と、
少なくとも一部が前記ハウジングおよび前記カムプレートの内側に設けられ、外部から回転が入力される筒状の入力部材(60)と、
少なくとも一部が前記ハウジングと前記入力部材との間に設けられ、前記入力部材に入力された回転を前記カムプレートに伝達し、前記ハウジングと前記カムプレートとを相対回転させることが可能な伝達部(40、50)と、
前記入力部材の径方向外側に設けられ、前記ハウジングおよび前記カムプレートからのラジアル方向の荷重を軸受け可能な第1軸受部(11)と、
前記入力部材の外周壁から径方向外側へ延びるよう前記入力部材と一体に形成され、前記ハウジングからのスラスト方向の荷重を軸受け可能な第2軸受部(64)と、
を備えているバルブタイミング調整装置。 - 前記ハウジングは、一端側のラジアル方向の荷重を前記第1軸受部により軸受けされ、他端側のラジアル方向の荷重を前記第2軸受部により軸受けされる請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記第2軸受部は、前記ハウジングの端部の外縁部を取り囲むよう形成された軸受側囲繞部(642)を有している請求項1または2に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記ハウジングは、前記第2軸受部の外縁部を取り囲むよう形成されたハウジング側囲繞部(211)を有している請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 外部との間で入出力される回転を調整可能な回転調整装置(10)であって、
筒状のハウジング(20)と、
少なくとも一部が前記ハウジングの内側に設けられ、前記ハウジングに対し相対回転可能な回転体(20)と、
少なくとも一部が前記ハウジングおよび前記回転体の内側に設けられ、外部から回転が入力され、または、外部へ回転を出力する筒状の入出力部材(60)と、
少なくとも一部が前記ハウジングと前記入出力部材との間に設けられ、前記入出力部材に入力された回転を前記回転体に伝達し、または、前記回転体に入力された回転を前記入出力部材に伝達し、前記ハウジングと前記回転体とを相対回転させることが可能な伝達部(40、50)と、
前記入出力部材の径方向外側に設けられ、前記ハウジングおよび前記回転体からのラジアル方向の荷重を軸受け可能な第1軸受部(11)と、
前記入出力部材の外周壁から径方向外側へ延びるよう前記入出力部材と一体に形成され、前記ハウジングからのスラスト方向の荷重を軸受け可能な第2軸受部(64)と、
を備えている回転調整装置。 - 前記ハウジングは、一端側のラジアル方向の荷重を前記第1軸受部により軸受けされ、他端側のラジアル方向の荷重を前記第2軸受部により軸受けされる請求項5に記載の回転調整装置。
- 前記第2軸受部は、前記ハウジングの端部の外縁部を取り囲むよう形成された軸受側囲繞部(642)を有している請求項5または6に記載の回転調整装置。
- 前記ハウジングは、前記第2軸受部の外縁部を取り囲むよう形成されたハウジング側囲繞部(211)を有している請求項5〜7のいずれか一項に記載の回転調整装置。
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