JP5873523B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の機関弁である吸気弁や排気弁の開閉タイミングを、電動モータを用い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。

近時、内燃機関のバルブタイミング制御装置にあっては、電動モータの回転力を、減速機構を介してカムシャフトに伝達することによってクランクシャフトとカムシャフトの相対回転位相の制御応答性や制御性を向上させるものが提供されている。

例えば、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置は、複数のブラシとスリップリングを用いて電動モータに給電することによって、減速機構を介してカムシャフトとクランクシャフトとの相対回転位相を変更して、吸気弁のバルブタイミングを制御するようになっている。

特開２００９−２９３５７６号公報

ところで、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、カバー部材の前端側に有するキャップ内に、前記各ブラシがコイルスプリングによって径方向に付勢された状態で配置されている。

このため、前記各ブラシを前記各スリップリングに径方向から接触するように組み付けるには、組み付け初期に、ストッパによって各ブラシを一時的に退出させた状態に保持し、組み付け後に、前記ストッパを外してブラシの保持状態を解除する必要がある。したがって、前記各ブラシの組み付け作業が煩雑となり、該作業能率の低下を招いている。

本願請求項１に記載の発明は、クランクシャフトから回転が伝達される駆動回転体と、該駆動回転体と共に回転し、出力軸の回転力をカムシャフト側に伝達する電動モータと、該電動モータの軸方向の先端面に設けられ、該電動モータに電流を供給する内外二重の一対のスリップリングと、少なくとも前記電動モータの先端側を覆うように配置固定されたカバー部材と、前記カバー部材の前記スリップリングと対向する位置に軸方向に沿って形成されて、内周にガイド面が形成された保持用孔と、外周面が前記ガイド面に摺動案内されながら前記保持用孔内に装着され、付勢部材によって軸方向に付勢された先端面が前記一対のスリップリングに当接する一対のブラシを内部に有するブラシ保持体と、を備え、
前記ブラシ保持体は、前記スリップリングとバッテリー電源とを電気的に接続するコネクタ部が一体に形成されていると共に、前記ブラシ保持体に、前記一対のブラシと前記コネクタ部を電気的に連結する一対の端子片が前記カバー部材の径方向に沿って設けられていると共に、前記一対の端子片の前記各ブラシ側の一方側の各端子は、前記各ブラシに対して前記各スリップリングの周方向に沿って設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、ブラシの組み付け作業が容易になると共に、該ブラシをスリップリングに確実に接触させることが可能になる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の一実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態における主要な構成部材を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図１のＤ矢視図である。 バルブタイミング制御装置の側面図である。 図７のブラシ保持体を外した状態を示すバルブタイミング制御装置の側面図 ブラシ保持体の組み付け手順を示し、Ａはブラシ保持体の単体を示す縦断面図、Ｂはブラシ保持体を保持用孔内に挿入した初期の状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置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。

このバルブタイミング制御装置は、図１〜図３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、シリンダヘッド上に図外の軸受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、前記タイミングスプロケット１の前方位置に配置された図外のチェーンカバーに固定されたカバー部材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。

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、内周面が段差径状の円環状のスプロケット本体１ａと、該スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回された図外のタイミングチェーン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の前端部に一体に有する肉厚なフランジ部２ａの外周との間に介装された中径ボールベアリング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。

前記スプロケット本体１ａの前端部外周縁には、環状突起１ｄが一体に形成されている。このスプロケット本体１ａの前端部には、図１及び図２に示すように、前記環状突起１ｄの前端側に同軸に位置決めされ、内周に波形状の内歯１９ａが形成された環状部材１９が配置されていると共に、該環状部材１９の前端側には、後述する電動モータ１２のハウジング５と一体の円環状の雌ねじ形成部６が配置されている。

前記スプロケット本体１ａと環状部材１９の外周部には、ボルト挿通孔１ｅ、１９ｂが周方向のほぼ等間隔位置に６つ貫通形成されていると共に、前記雌ねじ形成部６には、各ボルト挿通孔１ｅ、１９ｂと対応した位置に６つの雌ねじ孔６ａが形成されており、これらに挿通したボルト７によって前記三者１、１９、６（ハウジング５）が共締め固定されている。

なお、前記スプロケット本体１ａ及び環状部材１９が、後述する減速機構８のケーシングとして構成されている。

また、前記スプロケット本体１ａの環状突起１ｄと環状部材１９及び雌ねじ形成部６は、それぞれの外径がほぼ同一に設定されている。

さらに、前記スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図４に示すように、扇状の係合部であるストッパ凸部１ｆが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。

前記カバー部材３は、アルミニウム合金材によってカップ状に一体に形成されて、前端部に形成された膨出部３ａが前記ハウジング５の前端部を覆うように設けられていると共に、前記膨出部３ａの外周部側には円筒壁３ｂが軸方向に沿って一体に形成されている。この円筒壁３ｂは、図１及び図８にも示すように、内部に保持用孔３ｃが形成されて、この保持用孔３ｃの内周面が後述するブラシ保持体２８のガイド面として構成されている。

また、カバー部材３は、図２に示すように、外周に形成されたフランジ部３ｄに６つのボルト挿通孔３ｅが貫通形成され、この各ボルト挿通孔３ｅに挿通された図外のボルトによって前記チェーンカバーに固定されている。

前記膨出部３ａの外周側の段差部内周面と前記ハウジング５の外周面との間には、図１にも示すように、シール部材である大径なオイルシール５０が介装されている。この大径オイルシール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が前記カバー部材３の内周面に設けられた段差円環部３ｈに嵌着固定されている。

前記ハウジング５は、鉄系金属材をプレス成形によって有底筒状に形成された筒状部であるハウジング本体５ａと、該ハウジング本体５ａの前端開口を封止する封止プレート１１と、を備えている。

前記ハウジング本体５ａは、後端側に円板状の底部５ｂを有し、該底部５ｂのほぼ中央に後述の偏心軸部３９を挿通する大径な軸部挿通孔５ｃが形成されていると共に、該軸部挿通孔５ｃの孔縁には、カムシャフト２軸方向へ突出した円筒状の延出部５ｄが一体に設けられている。また、前記底部５ｂの前端面外周側には、前記雌ねじ形成部６が一体に設けられている。

前記カムシャフト２は、外周に図外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。また、カムシャフト２の前記フランジ部２ａには、図４に示すように、前記スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｆが係入する係止部であるストッパ凹溝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、この長さ範囲で回動したストッパ凸部１ｆの両端縁が周方向の対向縁２ｃ、２ｄに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。このストッパ凸部１ｆ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。

前記カムボルト１０は、図１に示すように、頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端面に円環状のワッシャ部１０ｃが配置されていると共に、軸部１０ｂの外周に前記カムシャフト２の端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部１０ｄが形成されている。

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、前端側に形成された円板部９ａと、後端側に一体に形成された円筒部９ｂとから構成されている。

前記円板部９ａは、後端面の径方向ほぼ中央位置に環状段差突起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中径ボールベアリング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との芯だし作業が容易になる。なお、前記中径ボールベアリング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。

また、前記円板部９ａの外周部には、図１〜図３に示すように、複数のローラ４８を保持する保持器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の外周部から前記円筒部９ｂと同方向へ突出した円筒状に形成され、この周方向へほぼ等間隔の位置に前記複数のローラ４８を転動自在に保持するほぼ長方形状のローラ保持孔４１ａが形成されている。

また、この保持器４１は、先端部が前記雌ねじ形成部６と前記延出部５ｄとの間に形成された円環状の凹部である空間部４４を介してハウジング５の底部５ｂ方向へ延出している。

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、外周側にニードルベアリング３８が設けられている。

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前記電動モータ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。

前記電動モータ１２は、図１及び図２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出力軸であるモータ軸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、前記封止プレート１１に固定された固定子１６と、を備えている。

前記モータ軸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の外周には電磁コイル１８が巻回されている。また、モータ軸１３の前端小径部の外周には、コミュテータ２０が圧入固定されており、このコミュテータ２０には、前記鉄心ロータ１７ａ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が電気的に接続されている。

前記固定子１６は、図５に示すように、前記封止プレート１１の内周側に一体的に設けられた円板状の樹脂プレート２２と、該樹脂プレート２２の内側に設けられた一対の樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂと、該各樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂの内部に径方向に沿って摺動自在に収容配置されて、コイルスプリング２４ａ、２４ｂのばね力で各先端面が前記コミュテータ２０の外周面に径方向から弾接する第１ブラシ２５ａ、２５ｂと、前記樹脂ホルダー２３ａ、２３ｂの前端面に、各外端面を露出した状態で埋設固定された内外二重の円環状のスリップリング２６ａ、２６ｂと、前記各第１ブラシ２５ａ、２５ｂと各スリップリング２６ａ、２６ｂを電気的に接続するピグテールハーネス２７ａ、２７ｂと、から主として構成されている。

前記封止プレート１１は、前記ハウジング５の前端部内周に形成された凹状段差部にスナップリング５５を介して位置決め固定されていると共に、中央位置には、モータ軸１３の一端部などが挿通される軸挿通孔１１ａが貫通形成されている。

そして、前記膨出部３ａには、合成樹脂材によって一体的にモールドされたブラシ保持体２８が固定されている。

このブラシ保持体２８は、図１〜図２、図７、図９にも示すように、側面視ほぼＬ字形状に形成され、前記保持用孔３ｃに挿入されるほぼ円筒状のブラシ保持部２８ａと、該ブラシ保持部２８ａの上端部に有するコネクタ部２８ｂと、前記ブラシ保持部２８ａの両側に一体に突設されて、前記膨出部３ａに固定される一対のブラケット部２８ｃ、２８ｃと、前記ブラシ保持体２８の内部に大部分が埋設された一対の端子片３１、３１と、から主として構成されている。

前記一対の端子片３１，３１は、上下方向に沿って平行かつクランク状に形成されて、一方側（下端側）の各端子３１ａ、３１ａが前記ブラシ保持部２８ａの底部側に露出状態で配置されている一方、他方側（上端側）の各端子３１ｂ、３１ｂが前記コネクタ部２８ｂの雌型嵌合溝２８ｄ内に突設されている。また、前記他方側端子３１ａ、３１ｂは、図外の雄端子を介してバッテリー電源に電気的に接続されている。

前記ブラシ保持部２８ａは、ほぼ水平状（軸方向）に延設されて、内部の上下位置に形成された円柱状の貫通孔内にスリーブ状の摺動部２９ａ、２９ｂが固定されていると共に、該各摺動部２９ａ、２９ｂの内部に、各先端面が前記各スリップリング２６ａ、２６ｂに軸方向からそれぞれ当接する第２ブラシ３０ａ、３０ｂが軸方向へ摺動自在に保持されている。

この各第２ブラシ３０ａ、３０ｂは、ほぼ長方体状に形成されて、各貫通孔の底部側に臨む前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間に弾装された付勢部材である第２コイルスプリング３２ａ、３２ｂのばね力によってそれぞれ前記各スリップリング２６ａ、２６ｂ方向に付勢されている。また、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂの後端部と前記一方側端子３１ａ、３１ａとの間には、可撓性を有する一対のピグテールハーネス３３ａ、３３ｂが溶接固定されて、前記両者を電気的に接続している。このピグテールハーネス３３ａ、３３ｂは、図９Ａにも示すように、その長さが前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂが前記各コイルスプリング３２ａ、３２ｂによって最大に進出した際に、前記各摺動部２９ａ、２９ｂから脱落しないように、その最大摺動位置を規制する長さに設定されている。

また、前記ブラシ保持部２８ａの基部側外周に形成された円環状の嵌着溝内に、環状シール部材３４が嵌着保持されており、前記ブラシ保持部２８ａが前記保持用孔３ｃに挿通された際に、前記シール部材３４が前記円筒壁３ｂの先端面に弾接してブラシ保持部２８ａ内をシールするようになっている。

また、図９Ａに示すように、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂがフリーな状態で、各コイルスプリング３２ａ、３２ｂのばね力で最大に突出したブラシ保持部２８ａの開口端から第２ブラシ３０ａ、３０ｂの先端面３０ｃ、３０ｄまでの長さＬは、図９Ｂに示すように、ブラシ保持部２８ａを保持用孔３ｃ内に挿通して前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂの各先端面３０ｃ、３０ｄが各スリップリング２６ａ、２６ｂに当接した状態での該各先端面３０ｃ、３０ｄから円筒壁３ｂの先端面までの長さＬ１よりも短く設定されている。

前記コネクタ部２８ｂは、上端部に図外の雄型端子が挿入される前述した嵌合溝２８ｄに臨む前記他方側端子３１ｂ、３１ｂが前記雄型端子を介して図外のコントロールユニットに電気的に接続されている。

前記ブラケット部２８ｃ、２８ｃは、ほぼ三角形状に形成されて、両側部にボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅが貫通形成されており、この各ボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅに、前記膨出部３ａに形成された一対の雌ねじ孔３ｆ、３ｆに螺着する各ボルト３６、３６を挿通して各ブラケット部２８ｃ、２８ｃを介して前記ブラシ保持体２８が膨出部３ａに固定されるようになっている。

前記モータ軸１３は、前記カムボルト１０の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの外周面に、小径ボールベアリング３７と該小径ボールベアリング３７の軸方向の側部に配置された前記ニードルベアリング３８とによって回転自在に支持されている。また、前記モータ軸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軸部３９が一体に設けられている。

前記ニードルベアリング３８は、偏心軸部３９の内周面に圧入された円筒状のリテーナ３８ａと、該リテーナ３８ａの内部に回転自在に保持された複数の転動体であるニードルローラ３８ｂとから構成されている。このニードルローラ３８ｂは、前記従動部材９の円筒部９ｂの外周面を転動している。

前記小径ボールベアリング３７は、内輪が前記従動部材９の円筒部９ｂの前端縁とカムボルト１０のワッシャ１０ｃとの間に挟持状態に固定されている一方、外輪がモータ軸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４５との間で軸方向の位置決め支持されている。

また、前記モータ軸１３(偏心軸部３９)の外周面と前記ハウジング５の延出部５ｄ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小径なオイルシール４６が設けられている。このオイルシール４６は、内周部が前記モータ軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ軸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。

前記コントロールユニットは、図外のクランク角センサや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、機関制御を行うと共に、前記電磁コイル１８に通電してモータ軸１３の回転制御を行い、減速機構８を介してカムシャフト２のタイミングスプロケット１に対する相対回転位相を制御するようになっている。

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３９と、該偏心軸部３９の外周に設けられた大径ボールベアリング４７と、該大径ボールベアリング４７の外周に設けられた前記ローラ４８と、該ローラ４８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。

前記偏心軸部３９は、外周面に形成されたカム面の軸心Ｙがモータ軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。なお、前記大径ボールベアリング４７とローラ４８などが遊星噛み合い部として構成されている。

前記大径ボールベアリング４７は、前記ニードルベアリング３８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４７ａが前記偏心軸部３９の外周面に圧入固定されていると共に、外輪４７ｂの外周面には前記ローラ４８が常時当接している。また、外輪４７ｂの外周側には円環状の隙間Ｃが形成されて、この隙間Ｃによって大径ボールベアリング４７全体が前記偏心軸部３９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。

前記各ローラ４８は、前記大径ボールベアリング４７の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ前記環状部材１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器４１のローラ保持孔４１ａの両側縁によって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。

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、前記シリンダヘッドの軸受の内部に形成されて、図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路と、図１に示すように、前記カムシャフト２の内部軸方向に形成されて、前記油供給通路にグルーブ溝を介して連通した油供給孔５１と、前記従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が該油供給孔５１に開口し、他端が前記ニードルベアリング３８と大径ボールベアリング４７の付近に開口した前記小径なオイル孔５２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。

この潤滑油供給手段によって、前記空間部４４に潤滑油が供給されて滞留し、ここから大径ボールベアリング４７や各ローラ４８などの可動部へ十分に潤滑油が供給されるようになっている。なお、この空間部４４内に滞留した潤滑油は、前記小径オイルシール４６によってハウジング５内へのリークが阻止されている。

なお、前記モータ軸１３の前端内部には、図１に示すように、カムボルト１０側の空間部を閉止する断面ほぼコ字形状の第１キャップ５３が圧入固定されている。また、前記膨出部３ａのほぼ中央に形成された作業用の貫通孔３ｇの孔縁には、該貫通孔３ｅを閉止する断面ほぼコ字形状の第２キャップ５４が圧入固定されている。

以下、本実施形態の作動について説明すると、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と雌ねじ形成部６を介してハウジング５、つまり電動モータ１２が同期回転する。一方、前記環状部材１９の回転力が、各ローラ４８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のカムが吸気弁を開閉作動させる。

そして、機関始動後の所定の機関運転時には、前記コントロールユニットから各端子片３１，３１から各ピグテールハーネス３２ａ、３２ｂ、第２ブラシ３０ａ、３０ｂ、各スリップリング２６ａ、２６ｂ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、モータ軸１３が回転駆動され、この回転力が減速機構８を介してカムシャフト２に減速された回転力が伝達される。

すなわち、前記モータ軸１３の回転に伴い偏心軸部３９が偏心回転すると、各ローラ４８がモータ軸１３の１回転毎に保持器４１の各ローラ保持孔４１ａ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４８の転接によって前記モータ軸１３の回転が減速されつつ前記従動部材９に回転力が伝達される。このときの減速比は、前記ローラ４８の個数などによって任意に設定することが可能である。

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。

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、前記ストッパ凸部１ｆの各側面が前記ストッパ凹溝２ｂの各対向面２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって行われる。

すなわち、前記従動部材９が、前記偏心軸部３９の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｆの一側面がストッパ凹溝２ｂの一方側の対向面１ｃに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。

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１ｆの他側面がストッパ凹溝２ｂの他方側の対向面２ｄに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。

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。

そして、本実施形態では、前記各スリップリング２６ａ、２６ｂが、樹脂プレート２２の前端面に設けられ、該各スリップリング２６ａ、２６ｂに対して第２ブラシ３０ａ、３０ｂを、ブラシ保持部２８ａを介して軸方向から当接させることができることから、その当接作業が容易になる。

すなわち、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂやコイルスプリング３２ａ、３２ｂ等の各構成部材を、図１や図９Ａに示すようにブラシ保持体２８のブラシ保持部２８ａ内に予めセットしておく。その後、このブラシ保持部２８ａを、図９Ｂに示すように、前記膨出部３ａの保持用孔３ｃ内にガイド面を介して軸方向から挿入し、前記第２ブラシ３０ａ、３０ｂの先端面３０ｃ、３０ｄが各スリップリング２６ａ、２６ｂに当接した後は、各コイルスプリング３２ａ、３２ｂが圧縮変形すると共に、このばね力に抗してさらに押し込み挿入する。その後、図１及び図７に示すように、前記各ブラケット部２８ｃ、２８ｃの各ボルト挿通孔２８ｅ、２８ｅを雌ねじ孔３ｆ、３ｆを合わせて位置決めを行い、各ボルト３６，３６をさらに挿入、螺着して締め付ければ、ブラシ保持部２８ａが膨出部３ａに確実に固定される。

同時に、前記シール部材３４が、円筒壁３ｂの前端面で圧縮変形してブラシ保持部２８ａの外周面と円筒壁３ｂとの間が十分にシールされる。

このように、第２ブラシ３０ａ、３０ｂを、各スリップリング２６ａ、２６ｂに軸方向から自動的に弾接させることができるので、従来のようにストッパの取り付け、取り外す作業が不要になることから、各ブラシ３０ａ、３０ｂの組み付け作業が容易になる。

なお、前記ブラシ保持部２８ａを保持用孔３ｃ内に挿入した初期の段階では、第２ブラシ３０ａ、３０ｂは各スリップリング２６ａ、２６ｂに非接触状態になっている。

しかも、前記長さＬとＬ１との関係がＬ＜Ｌ１の関係になっていることから、組み付け後に、第２ブラシ３０ａ、３０ｂを各スリップリング２６ａ、２６ｂに確実に弾接させることができる。この結果、常時良好な通電性が得られる。

また、各ブラシ３０ａ、３０ｂは、各摺動部２９ａ、２９ｂの内周面に沿って移動することから、その摺動性が良好になる。また、前記摺動部２９ａ、２９ｂが合成樹脂材（非磁性材）であるブラシ保持部２８ａによってモールドされていることから、ブラシ３０ａ、３０ｂ回りの絶縁が不要になる。

さらに、各スリップリング２６ａ、２６ｂとの摺動によって各ブラシ３０ａ、３０ｂに発生した摩擦熱などは、ブラシ保持部２８ａを介してアルミニウム合金製の円筒壁３ｂに伝達されるため、カバー部材３から効果的に放熱させることができる。

また、前記ブラシ保持体２８は、ブラシ保持部２８ａとコネクタ部２８ｂとを一体化していることから、部品点数の増加が抑制されて、製造作業が容易になると共に、組付作業も容易になり、これらのコストの低減化が図れる。

また、前記スプロケット本体１ａの環状突起１ｄと環状部材１９及び雌ねじ形成部６のそれぞれの外径がほぼ同一に形成されていることから、これらの構成部材を各ボルト７によって組み付ける際の芯出しがきわめて容易になる。このため、かかる組み付け作業が容易になり、作業能率が向上する。

また、前記減速機構８のニードルベアリング３８と大径ボールベアリング４７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３８と同じ径方向位置に前記環状部材１９とローラ４８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。

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。

また、前記環状部材１９の内歯１９ａの歯面とローラ４８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３８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３８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軸１３に殆ど作用しない。したがって、モータ軸１３の常時スムーズな回転が得られる。

また、前記減速機構８内には、油供給孔５１やオイル孔５２から潤滑油が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と共に、内歯１９ａとローラ４８との間や、ニードルベアリング３８、大径ボールベアリング４７に潤滑油が供給されて、各ニードルローラ３８ｂや各ボールとの間の潤滑性も向上して減速機構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、この潤滑油が緩衝機能を発揮するため、各部の打音の発生をより効果的に抑制することが可能になる。

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空間部４４内に常時供給されて浸漬された状態になるため、前記ボールベアリングなどの各転動体や摺動部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。

また、前記減速機構８の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。その後、前記各ギア部１ｂの回転遠心力によって外方へ飛散し、この飛散した潤滑油がハウジング５の後端側外周面に付着して前記大径オイルシール５０のシール面に接触する。このため、ハウジング５の回転に伴うシール面の摩耗の発生などが抑制されて、大径オイルシール５０の耐久性を向上させることができる。

さらに、前記モータ軸１３と偏心軸部３９とを、ニードルベアリング３８と小径ボールベアリング３７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。

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。

前記小径オイルシール４６は、前記モータ軸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。

また、前記モータ軸１３と偏心軸部３９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。

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に記載された内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ブラシ保持体は、前記ブラシを軸方向に摺動案内する摺動部を非磁性体でモールドし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装置。

この発明によれば、ブラシが摺動する摺動部が非磁性体によってモールドされていることから、ブラシ回りの絶縁が不要になる。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ブラシ保持体は、前記スリップリングとバッテリーを電気的に接続するコネクタが一体に形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装置。

この発明によれば、前記ブラシ保持体が前記コネクタをも一体に有していることから、コネクタを別途設ける場合に比して部品点数の削減が図れる。
〔請求項ｃ〕請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記カバー部材を、アルミニウム合金材によって形成し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。

この発明によれば、前記ブラシとスリップリングとの摺動によって発生した熱を、前記カバー部材を介して効果的に放熱させることができる。特に、アルミニウム合金材であるから放熱性が一層向上する。
〔請求項ｄ〕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において、
前記カバー部材の保持用孔の外側開口端とブラシ保持体との間に、保持用孔をシールする環状シール部材を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。
〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ブラシ保持体は、ボルトによって前記カバー部材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装置。

１…タイミングスプロケット
１ａ…スプロケット本体
２…カムシャフト
３…カバー部材
３ａ…膨出部
３ｂ…円筒壁
３ｃ…保持用孔
４…位相変更機構
５…ハウジング
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…モータ軸（出力軸）
１９…環状部材
１９ａ…内歯
２６ａ、２６ｂ…スリップリング
２８…ブラシ保持体
２８ａ…ブラシ保持部
２８ｂ…コネクタ部
２８ｃ…ブラケット部
３０ａ・３０ｂ…第２ブラシ
３１…端子片（コネクタ端子片）
３１ａ…一方側端子
３２ａ・３２ｂ…コイルスプリング（付勢部材）
３３ａ・３３ｂ…ピグテールハーネス
３９…偏心軸部

Claims (3)

1. クランクシャフトから回転が伝達される駆動回転体と、
   該駆動回転体と共に回転し、出力軸の回転力をカムシャフト側に伝達する電動モータと、
   該電動モータの軸方向の先端面に設けられ、該電動モータに電流を供給する内外二重の一対のスリップリングと、
   少なくとも前記電動モータの先端側を覆うように配置固定された円形状のカバー部材と、
   前記カバー部材の前記スリップリングと対向する位置に軸方向に沿って形成されて、内周にガイド面が形成された保持用孔と、
   外周面が前記ガイド面に摺動案内されながら前記保持用孔内に装着された状態において、付勢部材によって軸方向に付勢された先端面が前記一対のスリップリングに当接すると共に前記カバー部材の径方向に並んで設けられた一対のブラシを内部に有するブラシ保持体と、を備え、
   前記ブラシ保持体は、前記スリップリングとバッテリー電源とを電気的に接続するコネクタ部が一体に形成されていると共に、
   前記ブラシ保持体の内部には、前記一対のブラシと前記コネクタ部を電気的に連結する一対の端子片が前記カバー部材の径方向に沿って並列に延設され、
   該一対の端子片の前記各ブラシに接続される長手方向一方側の各端子は、各先端部が前記一対のブラシの並び方向に対して互いに内側方向に折曲形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装置。
2. 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において、
   前記ブラシ保持体は、前記保持用孔に挿入される円筒状のブラシ保持部を有し、
   前記コネクタ部は、前記ブラシ保持部の径方向に向かって形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装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記ブラシ保持体は、前記ブラシ保持部と前記コネクタ部によって側面視ほぼＬ字形状に形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装置。

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