JP3917833B2

JP3917833B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP3917833B2
Application number: JP2001246382A
Authority: JP
Inventors: 喜幸小林; 重明山室; 直孝名倉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2021-08-15
Also published as: DE10237295A1; DE10237295B4; JP2003056319A; US6622674B2; US20030034000A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからカムシャフトに至る動力伝達経路において、両シャフトの回転位相を操作することにより、機関弁の開閉タイミングを制御するようにしている。即ち、この種の装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連繋された駆動回転体がカムシャフト側の従動回転体に必要に応じて相対回動できるように組み付けられると共に、これらの回転体の間に両者の組付角を操作すべく組付角操作機構が介装され、この組付角操作機構に操作力付与手段から適宜駆動力を付与することによってクランクシャフトとカムシャフトの回転位相を変更するようになっている。
【０００３】
操作力付与手段としては、油圧機構等が一般に用いられるが、近年、電磁力を利用したものが種々開発されている。操作力付与手段に電磁力を利用したバルブタイミング制御装置としては、駆動回転体と従動回転体の間に電動モータ機構を組み込んだもの等があるが、この場合、電動モータ機構の電磁コイルを、駆動回転体と従動回転体の一方に一体に取り付ける必要があるため、電磁コイルの通電のために耐久面で不安のあるスリップリングを用いざるを得ないうえ、回転体の慣性力の増大によってトルク変動の影響を受け易くなってしまう。
【０００４】
このため、これに対処し得るバルブタイミング制御装置として、例えば、特開平１０-１０３１１４号公報に記載されているようなものが案出されている。
【０００５】
この公報に記載のバルブタイミング制御装置は、機関ブロックに非回転状態で取り付けられたケーシングに電磁コイルを固定設置し、この電磁コイルが発する磁界を、エアギャップを介して組付角操作機構に駆動操作力として作用させるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のバルブタイミング制御装置においては、駆動回転体や従動回転体、特に従動回転体が機関の運転に伴ってカムシャフトと一体になって軸方向に変動するのに対し、電磁コイルが機関ブロックに対してケーシングを介して完全に固定されているため、電磁コイルによる駆動操作力が機関の運転中に安定せず、バルブタイミングの制御が不安定になり易い。即ち、電磁コイルは組付角操作機構に対してエアギャップを介して駆動操作力を付与するが、組付角操作機構は駆動回転体や従動回転体と共にカムシャフトに対して軸方向に一体変位可能に組み付けられているため、機関の運転に伴なってカムシャフトが軸方向に変動すると、前記エアギャップがその変動と共に変化し、電磁コイルによる駆動操作力が不安定になってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、駆動回転体や従動回転体の軸方向の変動に拘らず、電磁コイルによる駆動操作力を安定して得られるようにして、常時所望通りのバルブタイミングの制御を行うことのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、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と、カムシャフトに結合されて、前記駆動回転体から動力を伝達される従動回転体との相対回動位相角度を電磁力によって制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向ガイドと、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向ガイドに対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、該中間回転体の渦巻き状ガイドと反対側の面に接合され、永久磁石による磁極が円周方向に沿って交互に現れるように構成された永久磁石ブロックと、前記径方向ガイドに径方向に変位可能に案内係合されると共に、軸方向の一方の端部に、前記渦巻き状ガイドに案内係合される係合部が設けられた複数の可動部材と、前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動部材とを枢支連結するリンクと、前記永久磁石ブロックの前端側に近接して対向配置されかつ前記従動回転体に一体に結合されていると共に、複数の極歯を有するヨークブロックと、該ヨークブロックの前端側に近接して対向配置されていると共に、前記中間回転体を駆動回転体及び従動回転体に対して相対回動させるべく磁界を発生する電磁コイルと、を備え、前記電磁コイルを非回転部材に取り付けて回転を規制すると共に、該電磁コイルと前記永久磁石及びヨークブロックを、それぞれの間に形成された軸方向の隙間を維持した状態で前記従動回転体を介して軸方向へ一体に変位可能に設けたことを特徴としている。
【０００９】
この発明の場合、駆動回転体や従動回転体がカムシャフトと共に軸方向に変動すると、電磁コイルは非回転部材に回動を規制されたままその変動に追従して軸方向に変位すると共に、永久磁石ブロック及びヨークブロックも前記電磁コイルと一緒に同じ軸方向へ変位する。したがって、電磁コイルは電磁力を作用されるべくヨークブロックや永久磁石ブロックとの間のエアギャップを常時一定に維持することが可能となる。
【００１０】
前記電磁コイルと非回転部材の間には、両者の相対回動を規制し、かつ軸方向の相対変位を許容する回動規制部材を設け、電磁コイル側のブロックと非回転部材の間に軸方向のクリアランスを設けるようにしても良い。この場合、電磁コイル側のブロックは非回転部材に当接することなく、軸方向に自由に変位できるようになる。
【００１１】
前記電磁コイルは、駆動回転体若しくは従動回転体に対して軸受を介して係合させることが好ましく、こうすることにより、駆動回転体や従動回転体との間の作動抵抗を低減することが可能となる。この場合の軸受としては玉軸受が好ましく、玉軸受を用いた場合には、軸方向と径方向の相対変位を規制した状態において作動抵抗を低減することが可能となる。
【００１２】
さらに、前記軸受としては、内部に潤滑剤を充填したシール付き軸受であることが望ましく、この場合、内部に充填した潤滑剤によって軸受性能を高めることができると共に、軸受内部への摩耗粉等の侵入をシールによって阻止することが可能になる。
【００１３】
また、前記電磁コイルは、非磁性材料から成る保持ブロックを介して非回転部材に取り付けるようにしても良い。この場合、保持ブロックが非磁性材料から成り、保持ブロック部分から磁束が漏れることがないため、非回転部材を磁性材料によって形成することが可能になる。
【００１４】
さらに、回動規制部材は非磁性材料によって形成することが望ましい。この場合、回動規制部材部分においても磁束の漏れが生じないため、非回転部材側への磁束の漏れをより完全に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。尚、この実施形態は、本発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動力伝達系に適用したものであるが、内燃機関の排気側の動力伝達系に同様に適用することも可能である。
【００１６】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に回転自在に支持されたカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連繋されるタイミングスプロケット２を外周に有する駆動プレート３（本発明における駆動回転体）と、この駆動プレート３とカムシャフト１の前方側（図１中左側）に配置されて、両者３，１の組付角を回動操作する組付角操作機構５と、この組付角操作機構５のさらに前方側に配置されて、同機構５を駆動操作する操作力付与手段４と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとロッカカバーの前面に跨って取り付けられて組付角操作機構５と操作力付与手段４の前面と周域を覆うＶＴＣハウジング１２（本発明における非回転部材）と、を備えている。
【００１７】
駆動プレート３は、中心部に段差状の支持孔６を備えた円板状に形成され、その支持孔６部分が、カムシャフト１の前端部に一体に結合されたフランジリング７に回転自在に支持されている。そして、駆動プレート３の前面（カムシャフト１と逆側の面）には、図２に示すように、平行な一対のガイド壁８ａ，８ｂから成る３つの径方向ガイド８が円周方向等間隔に、かつ同プレート３のほぼ半径方向に沿うように取り付けられており、この各径方向ガイド８のガイド壁８ａ，８ｂの間には、略方形状の可動部材１７が摺動自在に組み付けられている。
【００１８】
また、前記フランジリング７の前面側には、放射状に突出する三つのレバー９を有するレバー軸１０（本発明における従動回転体）が配置され、このレバー軸１０がフランジリング７と共にボルト１３によってカムシャフト１に結合されている。尚、カムシャフト１からフランジリング７とレバー軸１０にかけては、ボルト１３の外周面に沿って冷却液の供給通路２５が設けられ、冷却液がこの供給通路２５を通してＶＴＣハウジング１２内に供給されるようになっている。そして、レバー軸１０の各レバー９には、リンク１４の一端がピン１５によって枢支連結され、各リンク１４の他端には、径方向ガイド８に組み付けられた前記各可動部材１７がピン１１によって枢支連結されている。
【００１９】
各可動部材１７は、上述のように径方向ガイド８に案内された状態において、リンク１４を介してレバー軸１０の対応するレバー９に連結されているため、可動部材１７が外力を受けて径方向ガイド８に沿って変位すると、駆動プレート３とレバー軸１０はリンク１４の作用でもって可動部材１７の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００２０】
また、各可動部材１７の前面側所定位置には保持穴１８が設けられ、この保持穴１８に、係合部としての球１９を保持するためのリテーナ２０が摺動自在に収容されると共に、リテーナ２０を前方側に付勢するためのコイルばね２１が収容されている。リテーナ２０は前面中央に半球状の凹部２０ａが設けられ、この凹部２０ａに球１９が転動自在に収容されている。
【００２１】
レバー軸１０のレバー９の突設位置よりも前方側には玉軸受２２を介して略円盤状の中間回転体２３が支持されている。この中間回転体２３の後部側の面には断面半円状の渦巻き溝２４（渦巻き状ガイド）が形成され、この渦巻き溝２４に各可動部材１７の球１９が転動自在に案内係合されている。渦巻き溝２４の渦巻きは、図２及び図７，図８に示すように（同図において、渦巻き溝２４は中心線のみ示してある。）駆動プレート３の回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、可動部材１７の球１９が渦巻き溝２４に係合した状態で中間回転体２３が駆動プレート３に対して遅れ方向に相対回転すると、可動部材１７は渦巻き溝２４の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体２３が進み方向に相対回転すると、半径方向外側に移動する。
【００２２】
この実施形態の場合、組付角操作機構５は、以上説明した駆動プレート３の径方向ガイド８、可動部材１７、リンク１４、レバー９、中間回転体２３の渦巻き溝２４等によって構成されている。この組付角操作機構５は、操作力付与手段４から中間回転体２３にカムシャフト１に対する相対的な回動操作力が入力されると、渦巻き溝２４を介して可動部材１７を径方向に変位させ、さらにリンク１４及びレバー９を介してその回動力を設定倍率に増幅し、駆動プレート３とカムシャフト１に相対的な回動力を作用させる。
【００２３】
一方、操作力付与手段４は、前記中間回転体２３の前面側（駆動プレート３と逆側）の外周縁部に接合された円環プレート状の永久磁石ブロック２９と、レバー軸１０に一体に結合された薄肉の円環プレート状のヨークブロック３０と、ＶＴＣハウジング１２内に取りつ付けられた電磁コイルブロック３２と、を備えて成り、この電磁コイルブロック３２の備える複数の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂは、励磁回路やパルス分配回路等を含む駆動回路（図示せず）に接続され、この駆動回路が図示しないコントローラによって制御されるようになっている。尚、コントローラは、クランク角、カム角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号を受け、随時機関の運転状態に応じた制御信号を駆動回路に出力する。
【００２４】
永久磁石ブロック２９は、図４に示すように、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極（Ｎ極，Ｓ極）が、異磁極が交互になるように円周方向に沿って複数着磁されている。尚、図４においては、Ｎ極の磁極面を３６ｎで示し、Ｓ極の磁極面を３６ｓで示している。
【００２５】
ヨークブロック３０は、図３，図５に示すように第１，第２極歯リング３７，３８が対にされて成る二組のヨーク３９Ａ，３９Ｂを備え、その内周縁部がレバー軸１０に対し一体に結合されている。
【００２６】
各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は透磁率の高い金属材料によって形成され、図５に示すように、平板リング状の基部３７ａ，３８ａと、その基部３７ａ，３８ａから径方向内側または外側に延出する略台形状の複数の極歯３７ｂ…，３８ｂ…とを備えている。この実施形態の場合、各極歯リング３７，３８の極歯３７ｂ，３８ｂは、円周方向に等間隔に、かつ、歯先が相手極歯リング側に指向するように、つまり、第１極歯リング３７の歯先は径方向内側に、第２極歯リング３８の歯先は径方向外側に夫々指向するように延出している。そして、第１極歯リング３７と第２極歯リング３８は、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に交互に、かつ、等ピッチとなるように絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００２７】
ヨークブロック３０を構成する２つのヨーク３９Ａ，３９Ｂは、径方向外側と内側に全体がほぼ円板状を成すように並べられると共に、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に沿って４分の１ピッチずれるように組み付けられている。
【００２８】
また、ヨークブロック３０は、図１，図３に示すように、その両側面が永久磁石ブロック２９と電磁コイルブロック３２に軸方向で対向するように配置されているが、各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は、リング状の基部３７ａ，３８ａが電磁コイルブロック３２側（図中左側）に位置され、台形状の各極歯３７ｂ，３８ｂが永久磁石ブロック２９側（図中右側）に位置されるように極歯３７ｂ，３８ｂと基部３７ａ，３８ａの連接部が適宜屈曲して形成されている。そして、ヨークブロック３０のヨーク３９Ａ，３９Ｂ相互は各ヨークの第１，第２極歯リング３７，３８間と同様に絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００２９】
一方、電磁コイルブロック３２は、径方向内外に並べて配置された２層の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂと、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの各周域に配置され、電磁コイル３３Ａで発生した磁束をヨークブロック３０寄りの磁気入端部３４，３５に誘導するためのヨーク４１とを備えた構成とされている。尚、各電磁コイル３３Ａ，３３Ｂに付設されるヨーク４１は透磁率の高い材料、例えば、鉄系の金属材料等によって形成されている。
【００３０】
そして、各電磁コイル３３Ａ，３３Ｂにおける磁気入出部３４，３５は、図３に拡大して示すように、ヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂの、リング状の基部３７ａ，３８ａに対して、軸方向のエアギャップａを介して対面している。したがって、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂが励磁されて所定の向きの磁界が生じると、エアギャップａを介してヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂに磁気誘導が生じ、その結果として、ヨーク３９Ａ，３９Ｂの各極歯リング３７，３８に磁界の向きに応じた磁極が現れる。
【００３１】
電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの発生磁界は、駆動回路のパルスの入力に対して所定のパターンで順次切換えられ、それによって永久磁石ブロック２９の磁極面３６ｎ，３６ｓに対峙する極歯３７ｂ，３８ｂの磁極が円周方向に沿って４分の１ピッチずつ移動するようになっている。したがって、中間回転体２３は、このときヨークブロック３０上の円周方向に沿った磁極の移動に追従し、レバー軸１０に対して相対的に回動することとなる。
【００３２】
また、電磁コイルブロック３２は、両ヨーク４１，４１の磁気入出部３４，３５を除くほぼ全域が、アルミニウム等の非磁性材料から成る保持ブロック４２によって抱持され、その保持ブロック４２を介してＶＴＣハウジング１２に取り付けられている。保持ブロック４２は、径方向外側の電磁コイル３３Ａ側ヨーク４１の外周面と、径方向内側の電磁コイル３３Ｂ側ヨーク４１の内周面と、両ヨーク４１，４１の磁気入出部３４，３５と逆側の端面とを包囲するように形成され、その底部壁がＶＴＣハウジング１２の端部壁内面に回動規制部材である係止ピン４６を介して回り止め固定されている。
【００３３】
係止ピン４６はアルミニウム等の非磁性材料によって形成され、ＶＴＣハウジング１２の端部壁内面に圧入固定によって突設されている。そして、この係止ピン４６には、保持ブロック４２の底部壁に形成されたピン孔４３が係合されるが、係止ピン４とピン孔４３は微小な隙間をもって係合され、ＶＴＣハウジング１２に対する保持ブロック４２の軸方向の移動を許容し得るようになっている。
【００３４】
また、保持ブロック４２の内周面には玉軸受５０が配置され、同ブロック４２はその玉軸受５０を介してレバー軸１０に回転自在に係合されている。玉軸受５０は、そのアウタレース５０ａが保持ブロック４２に固定される一方で、インナレース５０ｂがレバー軸１０に固定され、保持ブロック４２に対するレバー軸１０の回転を許容しつつ、保持ブロック４２とレバー軸１０とを軸方向及び径方向に一体変位可能としている。尚、保持ブロック４２の底部壁とＶＴＣハウジング１２の内側端面の間には軸方向のクリアランクｃが設けられ、このクリアランスｃの範囲において保持ブロック４２の軸方向の変位を許容するようになっている。
【００３５】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、内燃機関の始動時やアイドル運転時には、図２に示すように、駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を予め最遅角側に維持しておくことにより、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最遅角側にし、機関回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。
【００３６】
そして、この状態から機関の運転が通常運転に移行し、前記回転位相を最進角側に変更すべく指令が図外のコントローラから電磁コイルブロック３２の駆動回路に発されると、電磁コイルブロック３２はその指令に従って発生磁界を所定パターンで切換え、永久磁石ブロック２９を中間回転体２３と共に遅れ側に最大に相対回動させる。これにより、渦巻き溝２４に球１９によって係合されている可動部材１７は、図７に示すように、径方向ガイド８に沿って径方向内側に最大に変位し、リンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を最進角側に変更する。この結果、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出力化が図られることとなる。
【００３７】
また、この状態から前記回転位相を最遅角側に変更すべく指令がコントローラから発されると、電磁コイルブロック３２が発生磁界を逆パターンで切換えることによって中間回転体２３を進み側に最大に相対回動させ、渦巻き溝２４に係合する可動部材１７を、図２に示すように、径方向ガイド８に沿って径方向外側に最大に変位させる。これにより、可動部材１７はリンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０を相対回動させ、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相を最遅角側に変更する。
【００３８】
さらにまた、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相の変更は上記の最進角側位置と最遅角側位置に限らず、コントローラによる制御によって任意の位置に変更することができ、例えば、図８に示すように、最遅角位置と最進角位置の中間位置に変更することも可能である。
【００３９】
ところで、機関の運転中にはカムシャフト１が軸方向に変動することがあり、この場合、カムシャフト１の先端部に組み付けられた駆動プレート３とレバー軸１０はカムシャフト１と共に軸方向に変動する。このとき、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂとヨーク４１を抱持する保持ブロック４２は、係止ピン４６とピン孔４３の係合によってＶＴＣハウジング１２に対する軸方向の変位を許容されると共に、レバー軸１０に対して玉軸受５０を介して一体変位可能とされているため、レバー軸１０が軸方向に変動すると、その変動に追従してクリアランスｃの範囲において軸方向に変動する。このため、カムシャフト１が軸方向に変動したときであっても、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂとヨークブロック３０の間のエアギャップａは一定に維持される。したがって、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂによる駆動操作力はカムシャフト１の軸方向の変動の影響を受けることがなく、バルブタイミングの制御は常に安定したものとなる。
【００４０】
尚、この実施形態においては、係止ピン４６をＶＴＣハウジング１２に突設し、保持ブロック４２にこの係止ピン４６に係合されるべくピン孔４３を形成したが、逆に係止ピン４６を保持ブロック４２に突設し、ＶＴＣハウジング１２にピン孔１２を形成するようにしても良い。また、回動規制部材は係止ピン１２に限らず、板状の部材やブロック状の部材であっても良い。
【００４１】
また、この実施形態の場合、保持ブロック４２は玉軸受５０を介してレバー軸１０に支持されているため、レバー軸１０の回転時における摩擦抵抗を小さくすることができる。この部分の軸受としては玉軸受５０に限らず、ニードル軸受や滑り軸受を採用することも可能であるが、この実施形態のように玉軸受５０を採用した場合には、軸方向の変位と径方向の変位を一つの軸受で規制することができるため、部品点数を削減して製造コストの低減を図ることができる。尚、保持ブロック４２とレバー軸１０の間に介装する軸受としては、内部に潤滑剤を充填したシール付き軸受（シール付きの玉軸受等）を用いることが望ましく、この場合、潤滑剤によって軸受性能を高めることができると共に、軸受内部に摩耗粉等が侵入するのをシールによって遮断し、長期に亙って軸受性能を維持することができる。
【００４２】
さらに、この実施形態においては、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂが非磁性材料から成る保持ブロック４２を介してＶＴＣハウジング１２に取り付けられているため、ＶＴＣハウジング１２を鉄系金属等の磁性材料によって形成した場合であっても、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの磁束がＶＴＣハウジング１２側に漏れる不具合を確実に回避することができる。この実施形態の場合、さらに回動規制部材である係止ピン４６も非磁性材料によって形成されているため、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの磁束がピン孔４３を通してＶＴＣハウジング１２側に漏れる心配もない。
【００４３】
以上で説明した実施形態においては、駆動回転体としてタイミングスプロケット２を有する駆動プレート３を採用したが、駆動回転体はこれに限らず、ベルトによって回転を伝達されるタイミングプーリや、他のシャフトのギヤと直接噛み合うギヤ部品を採用することも可能である。また、操作力付与手段４も上記の実施形態のように発生磁界を所定パターンで切換えることによってヨークブロック３０と永久磁石ブロック２９を相対回動させるものに限らず、電磁力による制動力を作用させることによって中間回転体２３の回転を増減させるものや、モータ機構によって中間回転体２３の回転を直接増減させるもの等も採用可能である。
【００４４】
さらに、保持ブロック４２の材質はアルミニウムに限らず非磁性材料であれば良く、例えば、銅等であっても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、駆動回転体や従動回転体の軸方向の変動時に電磁コイルとヨークブロック及び永久磁石ブロックがその変動に追従して一緒に軸方向へ変位するようにしたため、電磁コイルの電磁力を作用させるべく前記ヨークブロックや永久磁石ブロックとの間のエアギャップを常に一定に維持することができる。このため、電磁コイルによる駆動操作力を安定させることができ、したがって、常時所望通りの安定したバルブタイミングの制御を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態を示す図１の要部の拡大断面図。
【図４】同実施形態を示す電磁石ブロックの正面図。
【図５】同実施形態を示すヨークブロックの充填樹脂材料の図示を省略した正面図。
【図６】同実施形態を示す電磁コイルブロックの縦断面図。
【図７】同実施形態の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図８】同実施形態の別の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【符号の説明】
１…カムシャフト
３…駆動プレート（駆動回転体）
４…操作力付与手段
８…径方向ガイド
１０…レバー軸（従動回転体）
１２…ＶＴＣハウジング（非回転部材）
１４…リンク
１７…可動部材
１９…球（係合部）
２３…中間回転体
２４…渦巻き溝（渦巻き状ガイド）
２９…永久磁石ブロック
３０…ヨークブロック
３２…電磁コイルブロック
３３Ａ，３３Ｂ…電磁コイル
４２…保持ブロック
４６…係止ピン（回動規制手段）
５０…玉軸受

Claims

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と、カムシャフトに結合されて、前記駆動回転体から動力を伝達される従動回転体との相対回動位相角度を電磁力によって制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向ガイドと、
前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向ガイドに対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、
該中間回転体の渦巻き状ガイドと反対側の面に接合され、永久磁石による磁極が円周方向に沿って交互に現れるように構成された永久磁石ブロックと、
前記径方向ガイドに径方向に変位可能に案内係合されると共に、軸方向の一方の端部に、前記渦巻き状ガイドに案内係合される係合部が設けられた複数の可動部材と、
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動部材とを枢支連結するリンクと、
前記永久磁石ブロックの前端側に近接して対向配置されかつ前記従動回転体に一体に結合されていると共に、複数の極歯を有するヨークブロックと、
該ヨークブロックの前端側に近接して対向配置されていると共に、前記中間回転体を駆動回転体及び従動回転体に対して相対回動させるべく磁界を発生する電磁コイルと、を備え、
前記電磁コイルを非回転部材に取り付けて回転を規制すると共に、該電磁コイルと前記永久磁石及びヨークブロックを、それぞれの間に形成された軸方向の隙間を維持した状態で前記従動回転体を介して軸方向へ一体に変位可能に設けたことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記電磁コイルと非回転部材との間に、両者の相対回動を規制し、かつ軸方向の相対変位を許容する回動規制部材を設けると共に、前記電磁コイル側のブロックと非回転部材の間に軸方向のクリアランスを設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記電磁コイルを前記従動回転体に対して軸受を介して結合させたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記軸受は玉軸受であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記軸受は内部に潤滑剤を充填したシール付き軸受であることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記電磁コイルを、非磁性材料から成る保持ブロックを介して非回転部材に取り付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記回動規制部材を非磁性材料によって形成したことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記ヨークブロックは、前記永久磁石ブロックの磁極面に対向する複数の極歯を有する第１極歯リング及び第２極歯リングを、互いの極歯が円周方向に沿って交互になるように組み合わせて成るヨークを複数組有し、そのヨーク相互が、互いの極歯が円周方向に沿って設定ピッチずれるように組み付けられている一方、
前記電磁コイルは、前記ヨークブロックの各ヨークに対応して複数相に形成され、該各電磁コイルの磁気入出部が、対応するヨークの第１極歯リングと第２極歯リングにエアギャップを介して対向するように前記非回転部材に固定設置された電磁コイルブロックを備え、
前記複数相の電磁コイルの発生磁界を所定パターンで変化させることによって前記ヨークブロックと永久磁石ブロックを相対回動させるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。