JP2009013964A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音・破損の発生を回避するバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】クランク軸と連動回転する第一回転体１０、カム軸２と連動回転する第二回転体２０、第三歯車部６８及び第四歯車部６９がそれぞれ第一回転体１０の第一歯車部１４及び第二回転体２０の第二歯車部２２に噛合しつつ遊星運動することで回転体１０，２０間の相対位相を変化させる遊星回転体６０、遊星回転体６０を支持する遊星キャリア４０、遊星回転体６０及び遊星キャリア４０間に介装され、復原力により遊星回転体６０を径方向外側へ付勢する弾性部材５０を備え、第二及び第四歯車部２２，６９の噛合部分のバックラッシは第一及び第三歯車部１４，６８の噛合部分のバックラッシよりも大きく、遊星回転体６０の弾性部材５０との接触部分における軸方向中心位置Ｃ１は、第二及び第四歯車部２２，６９の噛合部分の内周側に設定される。
【選択図】図６

Description

本発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸と連動して回転する回転体及びカム軸と連動して回転する回転体の間を遊星歯車機構により連繋させて、それら回転体間の相対位相に基づきバルブタイミングを調整するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のバルブタイミング調整装置では、クランク軸の連動回転体に設けた第一歯車部とカム軸の連動回転体に設けた第二歯車部とに対し、遊星回転体に一体に設けた第三歯車部と第四歯車部とを、それぞれ偏心状態で噛合させている。これにより、コンパクトな設計で大きな減速比を得ることができるので、内燃機関に設置されるバルブタイミング調整装置として好適となるのである。
独国特許発明第４１１０１９５Ｃ２号明細書

さて、上述した種のバルブタイミング調整装置において、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とには、製造公差等に起因するバックラッシが不可避的に存在する。こうしたバックラッシは、歯車部同士の衝突による異音や破損の発生要因となるため、除去することが望ましい。しかし、第三歯車部及び第四歯車部は、遊星回転体において一体に設けられているため、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分との双方においてバックラッシを同時に除去することは、困難であった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異音及び破損の発生を回避するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、第一歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、カム軸と連動して回転する第二回転体と、第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ第一歯車部及び第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより第一回転体及び第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、復原力により遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分のバックラッシは、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分のバックラッシよりも大きく、遊星回転体の弾性部材との接触部分における軸方向の中心位置は、第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分の内周側に設定されることを特徴とする。

このような発明によると、弾性部材の復原力により径方向外側へ付勢される遊星回転体は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうち、バックラッシが小さい側となる前者を支点として、バックラッシが大きい後者の側へ傾動する。これによれば、支点側の第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分においてのみならず、傾動側の第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分においてもバックラッシが消滅して、歯車部同士の衝突が抑制されることになる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音や破損の発生を回避できるのである。

請求項２に記載の発明によると、遊星回転体の弾性部材との接触部分は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分の内周側から外れて位置する。これによれば、遊星回転体の弾性部材との接触部分の軸方向中心位置を第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分の内周側に正確に設定して、当該噛合部分におけるバックラッシの消滅を確実なものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、第一歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、カム軸と連動して回転する第二回転体と、第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ第一歯車部及び第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより第一回転体及び第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、復原力により遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分のバックラッシは、第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分のバックラッシよりも大きく、遊星回転体の弾性部材との接触部分において軸方向の中心位置は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分の内周側に設定されることを特徴とする。

このような発明によると、弾性部材の復原力により径方向外側へ付勢される遊星回転体は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうち、バックラッシが小さい側となる後者を支点として、バックラッシが大きい前者の側へ傾動する。これによれば、支点側の第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分においてのみならず、傾動側の第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分においてもバックラッシが消滅して、歯車部同士の衝突が抑制されることになる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音や破損の発生を回避できるのである。

請求項４に記載の発明によると、遊星回転体の弾性部材との接触部分は、第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分の内周側から外れて位置する。これによれば、遊星回転体の弾性部材との接触部分の軸方向中心位置を第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分の内周側に正確に設定して、当該噛合部分におけるバックラッシの消滅を確実なものとすることができる。

請求項５に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、第一歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、カム軸と連動して回転する第二回転体と、第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ第一歯車部及び第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより第一回転体及び第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、復原力により遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、遊星回転体の軸方向において、遊星回転体の弾性部材との接触部分の中心位置は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分との間に設定されることを特徴とする。

このような発明によると、弾性部材の復原力により径方向外側へ付勢される遊星回転体は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうち、バックラッシが小さい側を支点として、バックラッシが大きい側へ傾動する。これにより、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうち、支点側のみならず、傾動側においてもバックラッシが消滅して、歯車部同士の衝突が抑制されることになる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音や破損の発生を回避できるのである。

請求項６に記載の発明によると、遊星回転体の弾性部材との接触部分は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分の内周側と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分の内周側とから外れて位置する。これによれば、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうち、いずれのバックラッシが大きい場合にあっても、弾性部材の復原力により遊星回転体をバックラッシの大きな噛合部分の側へ傾動させて、当該大きなバックラッシの消滅を確実なものとすることができる。

請求項７に記載の発明によると、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分は、第一歯車部及び第二歯車部に対する第三歯車部及び第四歯車部の偏心側に位置し、弾性部材の復原力の合力は、当該偏心側へ向かって遊星回転体に作用する。これによれば、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とがそれぞれ位置する側へ向かって、弾性部材の復原力の合力を遊星回転体に作用させることができる。したがって、復原力の合力作用が第一歯車部及び第二歯車部に対する第三歯車部及び第四歯車部の偏心側から遊星回転体の周方向へとずれて、バックラッシの消滅効果を低下させるような事態を、回避することができるのである。

尚、請求項７に記載の発明において、弾性部材が一つの場合における復原力の合力は、当該一つの弾性部材の復原力であると考えることができる。

請求項８に記載の発明によると、弾性部材は、遊星回転体の周方向へ向かって開くＵ字状の断面を有し、当該Ｕ字状の両端部が遊星回転体の径方向に対向するように配置される。このような発明では、遊星回転体の軸方向に沿って弾性部材のＵ字状の両端部側をそれぞれ遊星回転体及び遊星キャリアと接触させつつ、遊星回転体の径方向において弾性部材を弾性変形させることができる。これによれば、遊星回転体へ作用してバックラッシの消滅効果をもたらす弾性部材の復原力を、確実に発生させることができるのである。

請求項９に記載の発明によると、遊星キャリアは、径方向外側の遊星回転体へ向かって開口する凹部を有し、弾性部材は、Ｕ字状の一端部側が凹部から突出するように凹部内に収容される。このような発明では、弾性部材を遊星キャリアの凹部内に収容して位置決めした状態下、当該弾性部材の一端部側を凹部内から突出させて遊星回転体に接触させることができる。これによれば、互いに相対回転する遊星回転体及び遊星キャリアの間において弾性部材が位置ずれし難くなるので、そうした位置ずれに起因してバックラッシの消滅効果が低下することを抑制できる。

請求項１０に記載の発明によると、遊星回転体は、第三歯車部及び第四歯車部を形成する遊星歯車、並びに遊星歯車の内周側に外輪が固定されると共に遊星キャリアの外周側に内輪が嵌合する遊星ベアリングを有し、弾性部材は、遊星キャリア及び遊星ベアリングの間に介装される。これによれば、弾性部材を遊星ベアリングに接触させて径方向外側の復原力を遊星ベアリングを介して遊星歯車へ作用させることができるので、遊星歯車の自転を円滑にせしめつつバックラッシの消滅効果を享受可能となる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を示している。バルブタイミング調整装置１は車両に搭載され、内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設けられる。バルブタイミング調整装置１はトルク発生系４及び位相調整機構８等を組み合わせてなり、クランク軸に対するカム軸２の相対位相（以下、「機関位相」という）を調整することによって、内燃機関に適したバルブタイミングを逐次実現する。尚、本実施形態においてカム軸２は内燃機関の吸気弁（図示しない）を開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

まず、トルク発生系４について説明する。トルク発生系４は、電動モータ５及び通電制御回路６を備えている。

電動モータ５は例えばブラシレスモータ等であり、回転軸７へ与える制御トルクを通電によって発生する。通電制御回路６は例えばマイクロコンピュータ及びモータドライバ等から構成されており、電動モータ５の外部及び／又は内部に配置されている。通電制御回路６は電動モータ５と電気的に接続されており、内燃機関の運転状況に応じて電動モータ５への通電を制御する。この制御された通電を受けて電動モータ５は、回転軸７へ与える制御トルクを保持又は増減する。

次に、位相調整機構８について説明する。位相調整機構８は、駆動側回転体１０、従動側回転体２０、遊星キャリア４０、弾性部材５０及び遊星回転体６０を備えている。

駆動側回転体１０は、共に有底筒状に形成された歯車部材１２及びスプロケット１３を同軸上に螺子止めしてなる。歯車部材１２の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある駆動側内歯車部１４を形成している。スプロケット１３には、径方向外側へ突出する複数の歯１６が設けられている。スプロケット１３は、それらの歯１６とクランク軸の複数の歯との間で環状のタイミングチェーン（図示しない）が掛け渡されることにより、クランク軸と連繋する。したがって、クランク軸から出力された機関トルクがタイミングチェーンを通じてスプロケット１３へ入力されるときには、駆動側回転体１０はクランク軸と連動して、当該クランク軸に対する相対位相を保ちつつ回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図２，３の反時計方向となる。

図１，２に示すように有底筒状に形成された従動側回転体２０は、スプロケット１３の内周側に嵌合している。従動側回転体２０の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある従動側内歯車部２２を形成している。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１４に対し軸方向へずれて同軸上に配置されている。従動側内歯車部２２の径は駆動側内歯車部１４の径よりも小さく、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも少ない。

図１に示すように従動側回転体２０の底壁部は、カム軸２に同軸連結される連結部２４を形成している。この連結によって従動側回転体２０は、カム軸２と連動して当該カム軸２に対する相対位相を保ちつつ回転可能となっており、また駆動側回転体１０に対して相対回転可能となっている。尚、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が進角する相対回転方向が図２，３の方向Ｘであり、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が遅角する相対回転方向が図２，３の方向Ｙである。

図１〜３に示すように筒状に形成された遊星キャリア４０は、トルク発生系４の回転軸７から制御トルクが入力される入力部４１を、内周部によって形成している。入力部４１は歯車部１４，２２及び回転軸７に対して同心配置されており、径方向内側へ向かって開口する溝部４２を複数有している。遊星キャリア４０は、それら溝部４２に嵌合する継手４３を介して回転軸７と連結されている。この連結によって遊星キャリア４０は、回転軸７と一体に回転可能となっており、また回転体１０，２０に対して相対回転可能となっている。

遊星キャリア４０はさらに、歯車部１４，２２に対して偏心する偏心部４４を、外周部によって形成している。偏心部４４は、径方向外側へ向かって開口する凹部４６を一対有している。そして、それら各凹部４６内に弾性部材５０が収容されている。

遊星回転体６０は、遊星ベアリング６１及び遊星歯車６２を組み合わせてなる。遊星ベアリング６１は、外輪６４及び内輪６５の間にボール状の転動体６６を挟持してなるラジアルベアリングである。ここで外輪６４は、遊星歯車６２の中心孔６７の内周側に圧入によって同心固定されている。また一方、内輪６５は、遊星キャリア４０の偏心部４４の外周側に同心嵌合している。このような構成から遊星ベアリング６１は、遊星キャリア４０によって内周側から支持されていると共に、弾性部材５０から受ける復原力を遊星歯車６２の中心孔６７へ作用させるようになっている。

遊星歯車６２は段付筒状に形成され、偏心部４４に対して同心配置されている。即ち遊星歯車６２は、歯車部１４，２２に対しては偏心して配置されている。遊星歯車６２は、歯先円が歯底円の外周側にある駆動側外歯車部６８及び従動側外歯車部６９を、それぞれ大径部分及び小径部分によって一体に形成している。駆動側外歯車部６８及び従動側外歯車部６９の歯数はそれぞれ、駆動側内歯車部１４及び従動側内歯車部２２の歯数よりも同数ずつ少なくなるように設定されている。これにより従動側外歯車部６９の歯数は、駆動側外歯車部６８の歯数よりも少なくなっている。

駆動側外歯車部６８は、駆動側内歯車部１４の内周側において当該歯車部１４と噛合している。従動側外歯車部６９は、駆動側外歯車部６８に対し軸方向へずれて同軸上に配置され、従動側内歯車部２２の内周側において当該歯車部２２と噛合している。これにより遊星歯車６２は、歯車部６８，６９の偏心軸線Ｅ（図２，３参照）の周りに自転しつつ偏心部４４の回転方向へ公転する遊星運動を実現可能となっている。

以上説明した構成の位相調整機構８は、回転軸７から遊星キャリア４０の入力部４１へ入力される制御トルクに応じて機関位相を調整することにより、内燃機関に適したバルブタイミングを実現する。

具体的には、制御トルクが保持されること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、遊星歯車６２の歯車部６８，６９がそれぞれ歯車部１４，２２との噛合位置を保ちつつ回転体１０，２０と一体に回転する。したがって、機関位相は変化せず、その結果としてバルブタイミングが一定に保たれる。

制御トルクが方向Ｘへ増大すること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転するときには、遊星歯車６２の歯車部６８，６９がそれぞれ歯車部１４，２２との噛合位置を変化させつつ一体に遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへと相対回転する。したがって、機関位相が進角側に変化し、その結果としてバルブタイミングが進角する。

制御トルクが方向Ｙへ増大すること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転するときには、遊星歯車６２の歯車部６８，６９がそれぞれ歯車部１４，２２との噛合位置を変化させつつ一体に遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへと相対回転する。したがって、機関位相が遅角側へ変化し、その結果としてバルブタイミングが遅角する。

次に、第一実施形態の特徴的構成について、図４〜８を参照しつつ説明する。

各弾性部材５０を取り外したときの各歯車部１４，２２，６８，６９の状態を図４に示すように、本実施形態では、歯車部１４，６８の噛合部分に存在するバックラッシよりも大きなバックラッシが歯車部２２，６９の噛合部分に存在している。また、図４，５に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分とは、歯車部１４，２２に対する歯車部６８，６９の偏心側に位置している。

図５に示す遊星キャリア４０の偏心部４４において、各凹部４６は、偏心軸線Ｅよりも歯車部１４，２２と歯車部６８，６９との噛合側に偏って配設されている。また特に、本実施形態の各凹部４６は、径方向線Ｒに関して線対称に配設されている。ここで径方向線Ｒは、歯車部１４，２２に対する歯車部６８，６９の偏心方向に沿う仮想直線である。

図１，２に示すように各弾性部材５０は、概ねＵ字状の断面を有する金属製の板ばねからなる。各弾性部材５０は、Ｕ字状の両端部５２，５３が遊星回転体６０の径方向において対向し且つそれら両端部５２，５３間の開口が遊星回転体６０の周方向を向くようにして、凹部４６内に収容されている。各弾性部材５０の一端部５２側は、凹部４６の内底面と接触している。またここで、遊星キャリア４０の偏心部４４と遊星回転体６０の遊星ベアリング６１の内輪６５との間の嵌合界面には、微小なクリアランスが形成されており、各弾性部材５０の他端部５３側は、凹部４６内から当該クリアランスへ突出して遊星ベアリング６１の内輪６５の内周面と接触している。

以上により各弾性部材５０は、遊星キャリア４０の偏心部４４と遊星回転体６０の遊星ベアリング６１との間に介装された形となっている。かかる介装状態において各弾性部材５０は、遊星回転体６０の径方向に圧縮されて弾性変形し、当該径方向の外側にある遊星回転体６０へ復原力を作用させている。また、各弾性部材５０を収容する凹部４６の配設形態が上述の如き本実施形態では、各弾性部材５０の復原力に関する合力が歯車部１４，２２に対する歯車部６８，６９の偏心側へ向かって遊星回転体６０に作用するようになっている。

加えて、図１に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部２２，６９の噛合部分の内周側に位置している。これにより、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分について遊星回転体６０の軸方向における中心位置Ｃ１は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部２２，６９の噛合部分の内周側となる範囲Ｇ１（図１参照）に設定されている。

このような第一実施形態において、図６に示すように、遊星回転体６０に作用する各弾性部材５０の復原力の合力Ｆ１は、中心位置Ｃ１をその作用点とする径方向外側向きの力となる。そして、かかる合力Ｆ１の作用により径方向外側へ付勢される遊星回転体６０は、図６に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分とのうち、バックラッシの小さい側となる前者を支点Ｏ１として、バックラッシの大きい後者の側Ｌ１へ傾動する。その結果、図７に示すように、支点側の歯車部１４，６８同士が常に接触してバックラッシが消滅するのみならず、傾動側の歯車部２２，６９同士も常に接触してバックラッシが確実に消滅することとなる。したがって、歯車部１４，６８同士や歯車部２２，６９同士が衝突することに起因して異音や破損が発生する事態を、回避することができるのである。

ここで各弾性部材５０は、凹部４６内に収容されることにより位置決めされた状態下、当該凹部４６内から突出して遊星回転体６０と接触している。これにより、互いに相対回転する遊星キャリア４０と遊星回転体６０との間において各弾性部材５０が位置ずれする事態を抑制しつつ、バックラッシの消滅効果をもたらす復原力を遊星回転体６０へ確実に作用させることができる。しかも、遊星回転体６０においては、各弾性部材５０の復原力が遊星ベアリング６１を介して遊星歯車６２へ作用するようになっているので、遊星歯車６２の自転を円滑にせしめつつ、バックラッシの消滅効果を確実に享受することができるのである。

尚、ここまで説明した第一実施形態では、駆動側回転体１０が特許請求の範囲に記載の「第一回転体」に相当し、従動側回転体２０が特許請求の範囲に記載の「第二回転体」に相当する。また、第一実施形態では、駆動側内歯車部１４が特許請求の範囲に記載の「第一歯車部」に相当し、従動側内歯車部２２が特許請求の範囲に記載の「第二歯車部」に相当し、駆動側外歯車部６８が特許請求の範囲に記載の「第三歯車部」に相当し、従動側外歯車部６９が特許請求の範囲に記載の「第四歯車部」に相当する。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、図８〜１０に示すように第一実施形態の変形例である。

各弾性部材５０を取り外したときの各歯車部１４，２２，６８，６９の状態を図８に示すように、第二実施形態では、歯車部２２，６９に存在する噛合部分のバックラッシよりも大きなバックラッシが歯車部１４，６８の噛合部分に存在している。
く設定されている。

図９に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側に位置している。これにより、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分について遊星回転体６０の軸方向における中心位置Ｃ２は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側となる範囲Ｇ２（図９参照）に設定されている。

このような第二実施形態において、図１０に示すように、遊星回転体６０に作用する各弾性部材５０の復原力の合力Ｆ２は、中心位置Ｃ２をその作用点とする径方向外側向きの力となる。そして、かかる合力Ｆ２の作用により径方向外側へ付勢される遊星回転体６０は、図１０に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分とのうち、バックラッシの小さい側となる後者を支点Ｏ２として、バックラッシの大きい前者の側Ｌ２へ傾動する。その結果、図７に示すように、支点側の歯車部２２，６９同士が常に接触してバックラッシが消滅するのみならず、傾動側の歯車部１４，６８同士も常に接触してバックラッシが確実に消滅することとなる。したがって、第二実施形態によっても、異音や破損の発生を回避することができるのである。

（第三実施形態）
本発明の第三実施形態は、図１１，１２に示すように第一実施形態の変形例である。

図１１に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部６９の歯車部６８側端部の内周側に位置している。これにより、遊星回転体６０の軸方向において、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分の中心位置Ｃ３は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分との間となる範囲Ｇ３（図１１参照）に設定されている。尚、第一実施形態と同様に第三実施形態では、図４に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分に存在するバックラッシよりも大きなバックラッシが歯車部２２，６９の噛合部分に存在している。

このような第三実施形態において、図１２に示すように、遊星回転体６０に作用する各弾性部材５０の復原力の合力Ｆ３は、中心位置Ｃ３をその作用点とする径方向外側向きの力となる。そして、かかる合力Ｆ３の作用により径方向外側へ付勢される遊星回転体６０は、図１２に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分とのうち、バックラッシの小さい側となる前者を支点Ｏ３として、バックラッシの大きい後者の側Ｌ３へ傾動する。その結果、図７に示すように、支点側の歯車部１４，６８同士が常に接触してバックラッシが消滅するのみならず、傾動側の歯車部２２，６９同士も常に接触してバックラッシが確実に消滅することとなる。したがって、第三実施形態によっても、異音や破損の発生を回避することができるのである。

（第四実施形態）
本発明の第四実施形態は、図８に示す第二実施形態と図１１に示す第三実施形態とを組み合わせてなる変形例である。

図８に示すように第四実施形態では、各弾性部材５０を取り外したときの各歯車部１４，２２，６８，６９の状態において、歯車部２２，６９に存在する噛合部分のバックラッシよりも大きなバックラッシが歯車部１４，６８の噛合部分に存在している。また、図１１に示すように第四実施形態では、遊星回転体６０の軸方向において遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分の中心位置Ｃ３は、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分との間に設定されている。

このような第四実施形態において、図１３に示すように、遊星回転体６０に作用する各弾性部材５０の復原力の合力Ｆ４は、中心位置Ｃ３をその作用点とする径方向外側向きの力となる。そして、かかる合力Ｆ４の作用により径方向外側へ付勢される遊星回転体６０は、図１３に示すように、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分とのうち、バックラッシの小さい側となる後者を支点Ｏ４として、バックラッシの大きい前者の側Ｌ４へ傾動する。その結果、図７に示すように、支点側の歯車部２２，６９同士が常に接触してバックラッシが消滅するのみならず、傾動側の歯車部１４，６８同士も常に接触してバックラッシが確実に消滅することとなる。したがって、第四実施形態によっても、異音や破損の発生を回避することができるのである。

（第五実施形態）
本発明の第五実施形態は、図１４に示すように第一実施形態の変形例である。

図１４に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部２２，６９の噛合部分の内周側に位置していると共に、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側から確実に外れて位置している。これにより、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分について遊星回転体６０の軸方向における中心位置Ｃ１は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部２２，６９の噛合部分の内周側となる範囲Ｇ１（図１４参照）に正確に設定されている。したがって、第一実施形態と同様の原理により、異音や破損の発生を回避することができるのである。

（第六実施形態）
本発明の第六実施形態は、図１５に示すように第二実施形態の変形例である。

図１５に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側に位置していると共に、歯車部２２，６９の噛合部分の内周側から確実に外れて位置している。これにより、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分について遊星回転体６０の軸方向における中心位置Ｃ２は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側となる範囲Ｇ２（図１５参照）に正確に設定されている。したがって、第二実施形態と同様の原理により、異音や破損の発生を回避することができるのである。

（第七実施形態）
本発明の第七実施形態は、図１６に示すように第三実施形態の変形例である。

図１６に示すように、遊星回転体６０の遊星ベアリング６１と各弾性部材５０の端部５３側との接触部分は、歯車部１４，６８の噛合部分の内周側と歯車部２２，６９の噛合部分の内周側との双方から確実に外れるようにして、歯車部６９の歯車部６８側端部の内周側に位置している。これにより、遊星回転体６０の軸方向において、遊星ベアリング６１及び各弾性部材５０の接触部分の中心位置Ｃ３は、当該軸方向に互いにずれることなく、歯車部１４，６８の噛合部分と歯車部２２，６９の噛合部分との間となる範囲Ｇ３（図１６参照）に正確に設定されている。したがって、第三実施形態と同様の原理により、異音や破損の発生を回避することができるのである。

尚、このような第七実施形態において、上述した第四実施形態の特徴を実現するようにしてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

例えば第一〜第七実施形態において弾性部材５０は、例えば、Ｕ字状断面を有する板ばね以外の板ばねの他、コイルばね、ねじりばね、ゴム部材等であってもよい。また、第一〜第七実施形態において弾性部材５０は、少なくとも一つ配設されていればよく、その配設数を仕様等に応じて適宜設定することが可能である。ここで例えば、弾性部材５０を一つだけ配設する場合には、径方向線Ｒ上に弾性部材５０を配置して、復原力を歯車部１４，２２に対する歯車部６８，６９の偏心側へ向かって遊星回転体６０に作用させるようにしてもよいし、径方向線Ｒから遊星回転体６０の周方向へずれた箇所に弾性部材５０を配置して、当該箇所にて復原力を遊星回転体６０へ作用させるようにしてもよい。また一方、弾性部材５０を複数配設する場合には、それら弾性部材５０の復原力の合力を歯車部１４，２２に対する歯車部６８，６９の偏心側へ向かって遊星回転体６０に作用させることが、望ましい。

第一〜第七実施形態では、遊星回転体６０を遊星歯車６２のみから構成して、弾性部材５０の復原力を遊星歯車６２の中心孔６７に直接作用させるようにしてもよい。また、第一〜第七実施形態では、外歯車部６８，６９の少なくとも一方と内歯車部１４，２２の少なくとも一方とを、それぞれ内歯車部と外歯車部とに変更してもよい。

第一〜第七実施形態では、回転体１０をカム軸２と連動回転させ、回転体２０をクランク軸と連動回転させるようにしてもよい。尚、この場合、特許請求の範囲に記載の「第一回転体及び第二回転体」に相当する要素、特許請求の範囲に記載の「第一歯車部及び第二歯車部」に相当する要素、並びに特許請求の範囲に記載の「第三歯車部及び第四歯車部」に相当する要素の関係が、第一実施形態において説明した関係と逆になる。また、第一〜第七実施形態では、位相調整機構８へ与える制御トルクの発生手段として、電動モータ５以外のもの、例えば電動ブレーキや油圧モータ等を用いてもよい。

そして、本発明は、第一〜第七実施形態の如く吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも適用することができる。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 本発明の第一及び第三実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第一〜第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第二及び第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第三及び第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第五実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第六実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。 本発明の第七実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的構成について説明するための模式図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、４ トルク発生系、８ 位相調整機構、１０ 駆動側回転体（第一回転体）、１４ 駆動側内歯車部（第一歯車部）、２０ 従動側回転体（第二回転体）、２２ 従動側内歯車部（第二歯車部）、３０ 遊星回転体、４０ 遊星キャリア、４４ 偏心部、４６ 凹部、５０ 弾性部材、６０ 遊星回転体、６１ 遊星ベアリング、６２ 遊星歯車、６４ 外輪、６５ 内輪、６６ 転動体、６７ 中心孔、６８ 駆動側外歯車部（第三歯車部）、６９ 従動側外歯車部（第四歯車部）、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 中心位置、Ｒ 径方向線

Claims (10)

1. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   第一歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
   前記第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
   第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより前記第一回転体及び前記第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
   前記遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、
   前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、復原力により前記遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、
   前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分のバックラッシは、前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分のバックラッシよりも大きく、
   前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分における軸方向の中心位置は、前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分の内周側に設定されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分は、前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分の内周側から外れて位置することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   第一歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
   前記第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
   第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより前記第一回転体及び前記第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
   前記遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、
   前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、復原力により前記遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、
   前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分のバックラッシは、前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分のバックラッシよりも大きく、
   前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分における軸方向の中心位置は、前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分の内周側に設定されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
4. 前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分は、前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分の内周側から外れて位置することを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
5. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   第一歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
   前記第一歯車部に対し軸方向へずれて配置される第二歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
   第三歯車部及び第四歯車部を有し、それら第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対し偏心して噛合しつつ一体に遊星運動することにより前記第一回転体及び前記第二回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
   前記遊星回転体を内周側から支持する遊星キャリアと、
   前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、復原力により前記遊星回転体を径方向外側へ付勢する弾性部材とを備え、
   前記遊星回転体の軸方向において、前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分の中心位置は、前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分と前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分との間に設定されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
6. 前記遊星回転体の前記弾性部材との接触部分は、前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分の内周側と前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分の内周側とから外れて位置することを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記第一歯車部及び前記第三歯車部の噛合部分と前記第二歯車部及び前記第四歯車部の噛合部分は、前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対する前記第三歯車部及び第四歯車部の偏心側に位置し、
   前記弾性部材の前記復原力の合力は、前記偏心側へ向かって前記遊星回転体に作用することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記弾性部材は、前記遊星回転体の周方向へ向かって開くＵ字状の断面を有し、当該Ｕ字状の両端部が前記遊星回転体の径方向において対向するように配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記遊星キャリアは、径方向外側の前記遊星回転体へ向かって開口する凹部を有し、
   前記弾性部材は、前記Ｕ字状の一端部側が前記凹部から突出するように前記凹部内に収容されることを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記遊星回転体は、前記第三歯車部及び前記第四歯車部を形成する遊星歯車、並びに前記遊星歯車の内周側に外輪が固定されると共に前記遊星キャリアの外周側に内輪が嵌合する遊星ベアリングを有し、
    前記弾性部材は、前記遊星キャリア及び前記遊星ベアリングの間に介装されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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