(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側回転体と被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ前記両回転体の少なくとも一方とのスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられ、前記両回転体とスプライン結合しながら移動することで前記両回転体の相対回転位相を変化させる伝達部材と、
前記伝達部材を移動させる移動体とを有するトルク伝達装置において、
前記伝達部材は少なくとも二つ以上の部分に分割されており、前記移動体に対して前記各部分を互いに反対方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項２】
前記伝達部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこのリング状歯車の軸に沿った分割面で分割されていることを特徴とする請求項１記載のトルク伝達装置。
【請求項３】
前記伝達部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこのリング状歯車の軸と交差する分割面で分割されていることを特徴とする請求項１記載のトルク伝達装置。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記伝達部材の各部分をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢することで前記両回転体との各スプライン結合において負荷トルクを発生しており、前記駆動側回転体から前記被駆動側回転体へのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることを特徴とする請求項１、２または３記載のトルク伝達装置。
【請求項５】
油圧により前記移動体を移動させる油圧供給手段を備えることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のトルク伝達装置。
【請求項６】
内燃機関と同期して回転するタイミングプーリとカムシャフトとの間に前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられるリング状歯車と、
前記カムシャフトの軸方向に前記リング状歯車を移動させるピストン部と、
前記カムシャフトの軸方向に前記ピストン部を油圧で移動させる油圧供給手段とを有し、
前記リング状歯車を介して前記タイミングプーリから前記カムシャフトへトルクを伝達するとともに、前記油圧供給手段により前記カムシャフトの軸方向に前記ピストン部が移動することにより、前記リング状歯車が前記タイミングプーリと前記カムシャフトとの相対回転位相を変化させる内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
前記リング状歯車は少なくとも二つ以上の部分に分割されており、前記ピストン部に対して前記各部分を互いに反対方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
前記リング状歯車は前記リング状歯車の軸に沿った分割面で分割されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記リング状歯車は前記リング状歯車の軸と交差する分割面で分割されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記付勢手段は、前記リング状歯車の各部分をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢することで前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとの各スプライン結合において負荷トルクを発生しており、前記タイミングプーリから前記カムシャフトへのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることを特徴とする請求項６、７または８記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
内燃機関のクランクシャフト（５０）と同期して回転する駆動側回転体（５、７、８）と、
内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくとも一方を駆動するカムシャフト（１）と同期して回転する被駆動側回転体（４）と、
前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられる第１伝達部材（１０）と、
前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられる第２伝達部材（１４）と、
前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とをスプライン結合の軸方向へ移動させる駆動機構（１３）と、
前記駆動機構と前記第１伝達部材との間に介装され、前記駆動機構から離れる方向に向けて前記第１伝達部材を付勢する第１付勢手段（２７）と、
前記駆動機構と前記第２伝達部材との間に介装され、前記駆動機構から離れる方向であって、かつ前記第１付勢手段による付勢方向とは反対方向に向けて前記第２伝達部材を付勢する第２付勢手段（１５）と、
を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、駆動側回転体から被駆動側回転体にトルクを伝達しながら両回転体の回転位相を変化させるトルク伝達装置に関し、特に、内燃機関の吸排気弁の開閉タイミングを運転条件に応じて変更するトルク伝達装置であるバルブタイミング調整装置に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のトルク伝達装置であるバルブタイミング調整装置では、内燃機関のクランクシャフトからタイミングベルト、チェーン、あるいはギヤ等により駆動側回転体であるタイミングプーリに駆動力を伝達し、タイミングプーリと被駆動側回転体であるカムシャフトとの間に例えば伝達部材であるリング状歯車を介装し、タイミングプーリの回転駆動力をリング状歯車からカムシャフトに伝達している。リング状歯車は、タイミングプーリおよびカムシャフトのスプラインと噛合っており、そのうち少なくとも一方はヘリカルスプラインで噛み合っている。そして、リング状歯車を軸方向に移動させることにより、カムシャフトとタイミングプーリとを相対的に回動させ、内燃機関の運転条件に応じて吸気弁または排気弁のいずれか一方、もしくは両方のバルブタイミングを調整している。そして、このような従来のバルブタイミング調整装置として、特公平５−７７８４２号公報、特開平６−４２３１６号公報に開示されているものが知られている。
【０００３】
特公平５−７７８４２号公報に開示されているものでは、歯筋を僅かにずらした複数の歯車構成体を弾性部材で連結した伝達部材である歯車をタイミングプーリとカムシャフトとの間に取付けている。
また、特開平６−４２３１６号公報に開示されているものでは、周方向の部分角度範囲にスプラインを有する制御用部材と残りの角度範囲にスプラインを有する弧形歯車とから伝達部材を構成し、制御用部材と弧形歯車とを軸方向の逆方向に弾性部材により付勢し、それぞれ駆動側回転体または被駆動側回転体である中心歯車と外周歯車の間に伝達部材を介装している。
【０００４】
このように、特公平５−７７８４２号公報、特開平６−４２３１６号公報に開示されているものでは、軸方向または周方向にリング状歯車を分割し、分割されたリング状歯車の構成部分を弾性部材等で連結し一方の歯車構成部に対して他方の歯車構成部分を一方向に付勢し、バックラッシュによる歯打ち音を抑制している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特公平５−７７８４２号公報、特開平６−４２３１６号公報に開示されているものでは、分割されたリング状歯車の軸方向の駆動力を受ける一方の構成部分に対して他方の構成部分を弾性部材等で一方向に付勢しているだけであるから、弾性部材等による付勢方向と同一方向に一方のリング状歯車が油圧等の駆動力を受けて移動するとき、駆動力を受ける一方のヘリカルスプラインから受ける反力に付勢力が負けるため、嵌合するヘリカルスプライン間にバックラッシュが生じてしまう。このため、歯打ち音の抑制効果が減少するという問題がある。
【０００６】
一方のヘリカルスプラインから反力を受けてもバックラッシュが生じないように、弾性部材等の付勢力を強めることも可能であるが、リング状歯車の付勢方向と反対方向への移動時には、摩擦抵抗が増大するので大きな油圧力が必要になるという問題が生じる。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、伝達部材が移動しない場合、および伝達部材が移動する場合も移動方向に係わらず、駆動側回転体および被駆動側回転体とスプライン結合する伝達部材の歯打ち音を抑制するトルク伝達装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の請求項１記載のトルク伝達装置は、
駆動側回転体と被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ前記両回転体の少なくとも一方とのスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられ、前記両回転体とスプライン結合しながら移動することで前記両回転体の相対回転位相を変化させる伝達部材と、
前記伝達部材を移動させる移動体とを有するトルク伝達装置において、
前記伝達部材は少なくとも二つ以上の部分に分割されており、前記移動体に対して前記各部分を互いに反対方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載のトルク伝達装置は、請求項１記載のトルク伝達装置において、前記伝達部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこのリング状歯車の軸に沿った分割面で分割されていることを特徴とする。
本発明の請求項３記載のトルク伝達装置は、請求項１記載のトルク伝達装置において、前記伝達部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこのリング状歯車の軸と交差する分割面で分割されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４記載のトルク伝達装置は、請求項１、２または３記載のトルク伝達装置において、前記付勢手段は、前記伝達部材の各部分をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢することで前記両回転体との各スプライン結合において負荷トルクを発生しており、前記駆動側回転体から前記被駆動側回転体へのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５記載のトルク伝達装置は、請求項１、２、３または４記載のトルク伝達装置において、油圧により前記移動体を移動させる油圧供給手段を備えることを特徴とする。
本発明の請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関と同期して回転するタイミングプーリとカムシャフトとの間に前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインで与えられるリング状歯車と、
前記カムシャフトの軸方向に前記リング状歯車を移動させるピストン部と、
前記カムシャフトの軸方向に前記ピストン部を油圧で移動させる油圧供給手段とを有し、
前記リング状歯車を介して前記タイミングプーリから前記カムシャフトへトルクを伝達するとともに、前記油圧供給手段により前記カムシャフトの軸方向に前記ピストン部が移動することにより、前記リング状歯車が前記タイミングプーリと前記カムシャフトとの相対回転位相を変化させる内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
前記リング状歯車は少なくとも二つ以上の部分に分割されており、前記ピストン部に対して前記各部分を互いに反対方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記リング状歯車は前記リング状歯車の軸に沿った分割面で分割されていることを特徴とする。
本発明の請求項８記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記リング状歯車は前記リング状歯車の軸と交差する分割面で分割されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項９記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、請求項６、７または８記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記付勢手段は、前記リング状歯車の各部分をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢することで前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとの各スプライン結合において負荷トルクを発生しており、前記タイミングプーリから前記カムシャフトへのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項１０記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフト（５０）と同期して回転する駆動側回転体（５、７、８）と、
内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくとも一方を駆動するカムシャフト（１）と同期して回転する被駆動側回転体（４）と、
前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられる第１伝達部材（１０）と、
前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられる第２伝達部材（１４）と、
前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とをスプライン結合の軸方向へ移動させる駆動機構（１３）と、
前記駆動機構と前記第１伝達部材（１０）との間に介装され、前記駆動機構から離れる方向に向けて前記第１伝達部材を付勢する第１付勢手段（２７）と、
前記駆動機構と前記第２伝達部材との間に介装され、前記駆動機構から離れる方向であって、かつ前記第１付勢手段による付勢方向とは反対方向に向けて前記第２伝達部材を付勢する第２付勢手段（１５）と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１〜５のいずれか１項記載のトルク伝達装置によると、駆動側回転体と被駆動側回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインにより与えられているため、移動体とともに移動することで駆動側回転体と被駆動側回転体との相対回転位相を変化させる伝達部材を有し、この伝達部材を少なくとも二つ以上に分割し、分割された伝達部材の各部分を移動体に対してそれぞれ反対方向に付勢する付勢手段を備えている。このため、伝達部材が移動しないとき、および移動するときも移動方向に関係なく回転方向に発生する被駆動側回転体のトルク変動を吸収できるので、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音を抑制することができる。
【００１５】
本発明の請求項４記載のトルク伝達装置によると、駆動側回転体から被駆動側回転体へのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることにより、通常、被駆動側回転体で発生する変動トルクの平均は駆動側回転体から被駆動側回転体へのトルク伝達方向と逆方向に働くので、トルク伝達方向の同方向および逆方向に働く伝達部材の作動バランスが均等に保持される。このため、両回転体の相対回転位相の制御精度が向上する。
【００１６】
本発明の請求項５記載のトルク伝達装置によると、油圧により移動体を移動させる油圧供給手段を備えているため、移動体および伝達部材の移動量を高精度に調整できるので、駆動側回転体と被駆動側回転体との相対回転位相の制御精度を向上できる。
また本発明の請求項６〜１０のいずれか１項記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置によると、タイミングプーリとカムシャフトの間にタイミングプーリおよびカムシャフトとスプライン結合するように介装され、ピストン部とともに移動することでタイミングプーリとカムシャフトとの相対回転位相を変化させるリング状歯車を有し、このリング状歯車を二つ以上に分割し、分割されたリング状歯車の各部分をピストン部に対して反対方向に付勢する付勢手段を備えている。このため、リング状歯車が移動しないとき、および移動するときも移動方向に関係なく回転方向に発生するカムシャフトのトルク変動を吸収できるので、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音を抑制することができる。
【００１７】
また本発明の請求項９記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置によると、タイミングプーリからカムシャフトへのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしていることにより、カムシャフトで発生する変動トルクの平均はタイミングプーリからカムシャフトへのトルク伝達方向と逆方向に働くので、トルク伝達方向の同方向および逆方向に働くリング状歯車の作動バランスが均等に保持される。このため、タイミングプーリとカムシャフトとの相対回転位相の制御精度が向上する。
【００１８】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の内燃機関のバルブタイミング調整装置を自動車用内燃機関システムに適用した一実施例を図２に示す。
ＤＯＨＣ型内燃機関の吸気側カムシャフト１にトルク伝達装置であるバルブタイミング調整装置が設けられている。吸気側タイミングプーリ４０と排気側タイミングプーリ４１とは、内燃機関のクランクシャフト５０に設けられたクランクプーリ５１により、テンショナー５３により張力を与えられたタイミングベルト５２を介して回転駆動される。そして、吸気側のカムシャフト１と排気側のカムシャフト４２とが駆動される。
【００１９】
油圧制御弁１７は、制御装置１６によってバルブタイミング調整装置への油圧経路を切換え制御し、所望のバルブタイミングが得られるようフィードバック制御される。カムシャフト１の回転に同期して所定回転角毎に信号を発生するカムシャフト１の回転センサ５４と、クランクシャフト５０の回転に同期して所定回転角毎に信号を発生するクランクシャフト５０の回転センサ５５とを備え、回転センサ５４および５５の信号を制御装置１６に入力している。制御装置１６は回転センサ５４および５５からの信号の位相差を演算し、その検出位相差を目標とする位相差とするように油圧制御弁１７をフィードバック制御する。なお、目標位相差は、燃料噴射弁５８を制御する燃料噴射制御装置５７等から吸気量信号Ｑと内燃機関回転数信号Ｎｅとを入力し、これら両信号で示される内燃機関負荷に応じた最適なバルブタイミングとなるよう設定される。
【００２０】
次に、本発明の第１実施例によるバルブタイミング調整装置を図１、図３〜図５に示す。第１実施例において、図示しないクランクシャフトからの回転トルクは、図示しないタイミングベルトによって駆動側回転体であるタイミングプーリ５に伝達される。
図１に示すように、被駆動側回転体であるカムシャフト１と一体に回動するようにボルト２およびピン３により円筒状のカムシャフトスリーブ４がカムシャフト１の一方の端部に固定されている。このカムシャフトスリーブ４の外周壁の一部には、外歯ヘリカルスプライン４ａが形成されている。
【００２１】
スプロケットスリーブ７は、小径部７ｄおよび大径部７ｅとを有する外筒と、大径部７ｅの反小径部側から径方向外側に延びる円環状のフランジ部７ｃと、内筒７ｂと、小径部７ｄの反大径部側から径方向内側に延び外筒と内筒７ｂとをつなぐ円環部７ｆとが一体に形成されている。小径部７ｄの内周壁の一部には、内歯ヘリカルスプライン７ａが形成されている。この内歯ヘリカルスプライン７ａは、カムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａとは逆方向のねじれ角を有するように形成されている。なお、外歯ヘリカルスプライン４ａと内歯ヘリカルスプライン７ａのいずれか一方は、ねじれ角をゼロとして軸方向に平行な直線状のスプラインとしても良い。
【００２２】
フランジ部材８は、カムシャフト１の径方向に延びる円環部８ａとカムシャフト１の軸方向にカムシャフト１の後端部に向かって延びる円筒部８ｂとから形成されている。
タイミングプーリ５には、フランジ部材８の円環部８ａとスプロケットスリーブ７のフランジ部７ｃとがボルト６によって組付けられている。スプロケットスリーブ７の内筒部７ｂの外側面７ｇはカムシャフトスリーブ４の内側面４ｂに支持され、またフランジ部材８の円筒部８ｂの内側面８ｃはカムシャフト１の外側面１ｃに支持されていることにより、タイミングプーリ５はカムシャフト１に相対回動自在に支持されている。
【００２３】
カムシャフトスリーブ４とスプロケットスリーブ７との間に、タイミングプーリ５とカムシャフト１とを相対回動させる制御用部材９が介装されている。制御用部材９は、移動体であるピン１１およびリテーナリング１２およびピストン部１３、伝達部材において第１伝達部材である弧形歯車１０および第２伝達部材である弧形歯車１４、付勢手段において第１付勢手段であるスプリング２７および第２付勢手段であるスプリング１５からなる。移動体は請求項において駆動機構とも表現されている。
【００２４】
弧形歯車１０および１４は、一つのリング状歯車を軸を含んだ分割面で分割して形成されている。図３の（Ａ）に示すように、それぞれ二つの弧形歯車１０および１４はピストン部１３に互い違いに組付けられ、見かけ上一つのリング状歯車を構成している。図３の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、弧形歯車１０、１４の上端部には円弧状の溝１０ｃ、１４ｃが形成されており、この溝１０ｃ、１４ｃにリテーナリング１２が収容されている。弧形歯車１０、１４は、リテーナリング１２を通して貫通孔に挿入したピン１１によりピストン部１３に組付けられている。ピン１１はピストン部１３に圧入固定されており、組付け時の誤差を吸収するため、弧形歯車１０、１４との間に軸方法および回転方向に若干のクリアランスが設けられている。リテーナリング１２がピン１１の頭部１１ａに係止されることにより、弧形歯車１０、１４は軸方向の動きを規制される。弧形歯車１０、１４の内周壁にはそれぞれ内歯ヘリカルスプライン１０ａ、１４ａが形成され、外周壁には外歯ヘリカルスプライン１０ｂ、１４ｂが形成されている。
【００２５】
図３（Ｃ）に示すように、ピストン部１３には弧形歯車１０に対応した位置にスプリングホール１３ｃが形成され、このスプリングホール１３ｃ内にスプリング２７が収容されている。つまりスプリング２７は弧形歯車１０とピストン部１３との間に介装されており、ピストン部１３から離れる方向に弧形歯車１０を付勢している。また図３（Ａ）に示すように、弧形歯車１４のピンを挿入した貫通孔の回転方向の両側には二つのスプリングホール１４ｄが形成され、図３（ｂ）に示すように、リテーナリング１２の下のスプリングホール１４ｄの中にスプリング１５が収容されている。つまり、スプリング１５は弧形歯車１４と移動体であるリテーナリング１２との間に介装されており、リテーナリング１２に一端を支持されるスプリング１５はリテーナリング１２から離れる方向であって、かつスプリング２７と反対方向に弧形歯車１４を付勢している。弧形歯車１４の軸方向の移動は、スプリング１５の圧縮範囲で可能である。またピストン部１３に対して軸方向の反対方向に弧形歯車１０、１４が付勢されているので、スプロケットスリーブ７とカムシャフトスリーブ４との間に制御用部材９を介装する前の状態では、図３に示すように、外歯ヘリカルスプライン１０ｂ、１４ｂ、内歯ヘリカルスプライン１０ａ、１４ａの軸方向位置がずれている。
【００２６】
弧形歯車１０および１４は、スプライン間のバックラッシュを吸収する分だけカムシャフト１の軸方向および径方向に微小距離変移し、図３に示す介装前の状態よりも軸方向のずれを小さくしてスプロケットスリーブ７とカムシャフトスリーブ４との間に介装されている。スプリング２７およびスプリング１５は、それぞれ独立して弧形歯車１０、１４をピストン部１３に対して軸方向の反対方向に付勢している。この付勢力により、弧形歯車１０はタイミングプーリ５に対してカムシャフト１を遅角方向に、また弧形歯車１４はタイミングプーリ５に対してカムシャフト１を進角方向に相対回動させるトルクを与える。すなわち、スプロケットスリーブ７とカムシャフトスリーブ４との間に制御用部材９を介装した状態では、図４（Ａ）に示すように、スプリング２７の付勢力により、弧形歯車１０の外歯ヘリカルスプライン１０ｂはスプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルスプライン７ａを遅角方向に、内歯ヘリカルスプライン１０ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａを遅角方向に押圧している。また、スプリング１５の付勢力により、弧形歯車１４の外歯ヘリカルスプライン１４ｂはスプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルスプライン７ａを進角方向に、内歯ヘリカルスプライン１４ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａを進角方向に押圧している。したがって、弧形歯車１０、１４は、それぞれスプリング２７、１５の付勢力によりカムシャフト１の正負の変動トルクに抗するトルクを与えられていることになり、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音を抑制する。
【００２７】
このようなスプライン同士の噛合いにより、タイミングプーリ５の回転は、スプロッケトスリーブ７、制御用部材９、カムシャフトスリーブ４を経てカムシャフト１に伝達される。
カムシャフトスリーブ４とスプロケットスリーブ７との間には、ピストン部１３の溝１３ｂに嵌合されるピストンリング１８とピストン部１３の摺動部１３ａとによって仕切られた進角側油圧室１９および遅角側油圧室２０が形成されている。進角側油圧室１９および遅角側油圧室２０は、ボルト２３のＯリング２４とフランジ部材８のＯリング２５によって液封され、フランジ部材８の円筒部８ｂによって略液封されている。さらに、オイルシール２６によって円筒部８ｂから漏れた圧油の装置外部への漏れを防いでいる。
【００２８】
制御装置１６の制御信号で油圧制御弁１７を切替制御することにより、進角側油圧室１９および遅角側油圧室２０に通じる油路への圧油の流れが制御される。具体的には、進角側油圧室１９に通じるカムシャフトスリーブ４に形成された油路４ｃ、ボルト２に構成された油路２ａおよびカムシャフト１に形成された油路１ａと油圧供給手段であるオイルポンプ２１またはドレン２２とを油圧制御弁１７を切替制御することにより導通または遮断し、進角側油圧室１９内の油圧を制御する。また、遅角側油圧室２０に通じるカムシャフトスリーブ４に形成された油路４ｄおよびカムシャフト１に形成された油路１ｂとオイルポンプ２１またはドレン２２とを油圧制御弁１７を切替制御することにより導通または遮断し、遅角側油圧室２０内の油圧を制御する。進角側油圧室１９と遅角側油圧室２０との油圧のバランスにより、制御用部材９は軸方向に移動もしくは停止する。
【００２９】
次に、バルブタイミング調整装置の作動を図３および図４に基づいて説明する。
図４（Ａ）に示すように、進角側油圧室１９と遅角側油圧室２０との圧力が等しい場合、制御用部材９は軸方向に移動せず、スプロケットスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４は相対回動しない。弧形歯車１０および１４はスプリング２７および１５の付勢力によりそれぞれ軸の反対方向に付勢されているため、スプロケットスリーブ７側では、外歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび１４ｂがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａに反対方向のトルクを与えて当接し、カムシャフトスリーブ４側では、内歯ヘリカルスプライン１０ａおよび１４ａがそれぞれ外歯ヘリカルスプライン４ａに反対方向のトルクを与えて当接している。このため、カムシャフト１の回転方向の変動トルクにより、回転方向と逆向き（正トルク）または回転方向と同一方向（負トルク）にトルクが変動しても、ヘリカルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制できる。
【００３０】
図４（Ｂ）に示すように、進角側油圧室１９の圧力を遅角側油圧室２０の圧力よりも高くすると、ピストン部１３は油圧力１９ａにより矢印Ｑ方向に移動する。ピストン部１３が矢印Ｑ方向に僅かに移動すると、外歯ヘリカルスプライン１４ｂおよび内歯ヘリカルスプライン１４ａがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａ、外歯ヘリカルスプライン４ａに矢印Ｑ方向と逆方向に押されて弧形歯車１４とリテーナリング１２とが当接し、当接した状態で一体となって矢印Ｑ方向に移動する。このとき、スプリング２７の付勢力により、弧形歯車１０の外歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび内歯ヘリカルスプライン１０ａはそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａおよび外歯ヘリカルスプライン４ａに遅角方向のトルクを与えながら当接している。このため、制御用部材９が矢印Ｑ方向に移動中であっても、カムシャフト１の正負の変動トルクを吸収可能であるので、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音の発生を抑制できる。そして、スプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルスプライン７ａには回転方向と逆向きの力が作用し、カムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａには回転方向の力が作用する。したがって、タイミングプーリ５の回転位相に対してカムシャフト１の相対回転位相が進む方向（進角方向）へタイミングプーリ５とカムシャフト１とが相対回動する。
【００３１】
図４（Ｃ）に示すように、遅角側油圧室２０の圧力を進角側油圧室１９の圧力よりも高くすると、ピストン部１３は油圧力２０ａにより矢印Ｐ方向に移動する。ピストン部１３が軸方向に僅かに移動すると、外歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび内歯ヘリカルスプライン１０ａがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａ、外歯ヘリカルスプライン４ａに矢印Ｐ方向と逆方向に押されてピストン部１３の端面１３ｄと弧形歯車１０とが当接し、当接した状態で一体となって矢印Ｐ方向に移動する。このとき、スプリング１５の付勢力により、弧形歯車１４の外歯ヘリカルスプライン１４ｂおよび内歯ヘリカルスプライン１４ａはそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａおよび外歯ヘリカルスプライン４ａに進角方向のトルクを与えながら当接している。このため、制御用部材９が矢印Ｐ方向に移動中であっても、カムシャフト１の正負の変動トルクを吸収可能であるので、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音の発生を抑制できる。そして、スプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルスプライン７ａには回転方向の力が作用し、カムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａには回転方向と逆向きの力が作用する。したがって、タイミングプーリ５の回転位相に対してカムシャフト１の相対回転位相が遅れる方向（遅角方向）へタイミングプーリ５とカムシャフト１とが相対回動する。
【００３２】
また、進角方向、遅角方向に制御用部材９を作動させた時、各スプリング１５、２７の付勢力は駆動の負荷となるトルクを発生している。カムシャフト１の変動トルクの平均はタイミングプーリおよびカムシャフトの回転方向と逆方向の正トルクであることから、平均トルクに対して制御用部材９を進角方向に駆動するときの負荷は、遅角方向に駆動するときの負荷よりも大きくなる。そこで、進角方向、遅角方向の両方向への制御用部材９の作動をバランスよく良好にするため、進角方向の作動のときに負荷となる付勢力を与えるスプリング２７の荷重をスプリング１５の荷重より小さくしている。
【００３３】
次に、図５および図６に示す比較例と比べて第１実施例の効果を説明する。まず、比較例の構成について説明する。
図５（Ａ）に示すように、制御用部材１０９は、弧形歯車１１０および１１４、ピストン部１１３からなり、それぞれ二つの弧形歯車１１０、１１４がピストン部１１３に組付けられている。弧形歯車１１０および１１４は、それぞれ外周壁にスプロケットスリーブの内歯ヘリカルスプラインと噛合う外歯ヘリカルスプライン１１０ｂ、１１４ｂを設け、内周壁にカムシャフトスリーブの外歯ヘリカルスプラインと噛合う内歯ヘリカルスプライン１１０ａ、１１４ａを設けている。弧形歯車１１０および１１４はピストン部１１３に圧入されているピン１１により軸方向の動きを規制されている。また、図５（Ｂ）に示すように、弧形歯車１１４にはスプリングホール１１４ｃが形成され、このスプリングホール１１４ｃ内にスプリング１１５が収容されている。スプリング１１５は、ピストン部１１３に近付く方向に弧形歯車１１４を付勢している。弧形歯車１１０は、リテーナリング１１２との間に軸方向に形成される微小クリアランスだけ軸方向に移動可能である。
【００３４】
次に、比較例の作動について説明する。
図６（Ａ）に示すように、制御用部材が軸方向に移動しない場合、制御用部材はスプロケットスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４を相対回動させない。弧形歯車１１４はスプリング１１５の付勢力により弧形歯車１１０に対してピストン部１１３側に付勢されているため、スプロケットスリーブ７側では、外歯ヘリカルスプライン１１０ｂおよび１１４ｂがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａに軸方向にずれて当接し、カムシャフトスリーブ４側では、内歯ヘリカルスプライン１１０ａおよび１１４ａがそれぞれ外歯ヘリカルスプライン４ａに軸方向にずれて当接している。このため、カムシャフト１の回転方向の変動トルクにより回転方向と逆向き（正トルク）または回転方向と同一方向（負トルク）にトルクが変動しても、ヘリカルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制できる。
【００３５】
また図６（Ｃ）に示すように、ピストン部１１３が矢印Ｐ方向に移動しても、弧形歯車１１４は矢印Ｐと逆方向のピストン部１１３側に付勢されているので、弧形歯車１１４のヘリカルスプラインはスプロケットスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４のヘリカルスプラインと当接している。このため、カムシャフト１に正負の変動トルクが発生しても、バックラッシュによる歯打ち音が抑制される。
【００３６】
しかし、図６（Ｂ）に示すように、ピストン部１１３がスプリング１１５の付勢方向と同じ矢印Ｑ方向に移動すると、弧形歯車１１４は矢印Ｑと逆方向に力を受け、スプリング１１５の付勢力に抗して矢印Ｑと逆方向に移動する。これに伴い、弧形歯車１１０のヘリカルスプラインはスプロケットスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４のヘリカルスプラインから離れるので、カムシャフト１に負トルクが発生すると、バックラッシュによる歯打ち音が発生する。
【００３７】
このように、比較例に比べ第１実施例は、スプリング２７および１５がそれぞれ独立してピストン部１３に対して軸方向の反対方向に弧形歯車１０および１４を付勢しているため、制御用部材９の移動方向に関係なくヘリカルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制可能である。
また第１実施例では、円周上に均等間隔にピン１１を配置することにより、ピン１１で軸方向の動きを規制されているリテーナリング１２に作用するスプリング１５および２７の荷重を均等にできるので、不均一な荷重によるリテーナリング１２の変形を防止できる。
【００３８】
また第１実施例によると、スプロケットスリーブ７の内筒部７ｂの外側面７ｇをカムシャフトスリーブ４の内側面４ｂで支持し、スプロケットスリーブ７と一体に回転するフランジ部８の円筒部８ｂの内側面８ｃをカムシャフト１の外周面１ｃで支持している。このため、カムシャフト１およびカムシャフトスリーブ４からなる被駆動側回転体に支持されるタイミングプーリ５、スプロケットスリーブ７、およびフランジ部材８からなる駆動側回転体の被支持部間の距離が大きくなり、駆動側回転体と被駆動側回転体間の隙間に対してタイミングプーリ５の傾きを小さくできるので、タイミングベルトの異常摩擦および内燃機関の振動の増大を防止することが可能であ。
【００３９】
また第１実施例では、外歯ヘリカルスプライン４ａの形成されているカムシャフトスリーブ４の内側面４ｂ、つまり制御用部材９のストローク範囲とオーバーラップした位置でスプロケットスリーブ７の内筒部７ｂの外側面７ｇを支持しているため、十分な被支持部間の距離を確保しながら装置を小型化することができる。
【００４０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図７に示す。
図７（Ａ）に示すように、制御用部材２０９は、弧形歯車２１０および１４、ピストン部２１３からなり、それぞれ二つの弧形歯車２１０、１４がピストン部２１３に組付けられている。弧形歯車２１０は、外周壁にスプロケットスリーブの内歯ヘリカルスプラインと噛合う外歯ヘリカルスプライン２１０ｂ、内周壁にカムシャフトスリーブの外歯ヘリカルスプラインと噛合う内歯ヘリカルスプライン２１０ａを設けている。図７（Ｂ）に示すように、弧形歯車２１０はピストン部２１３に圧入されているピン１１により軸方向の動きを規制されている。また、図７（Ｃ）に示すように、弧形歯車２１０にはスプリングホール２１０ｃが形成され、このスプリングホール２１０ｃ内にスプリング２７が収容されている。スプリング２７は、ピストン部２１３から離れる方向に弧形歯車２１０を付勢している。また図７（Ｂ）に示すように、弧形歯車１４は、スプリング１５の付勢力によりピストン部２１３に近付く方向に付勢されている。
【００４１】
第２実施例では、弧形歯車２１０に形成されたスプリングホール２１０ｃに弧形歯車２１０を付勢するスプリング２７を収容しているので、ピストン部２１３の形状を簡素化できる。また、第１実施例と同様に、スプリング２７および１５の付勢力により、弧形歯車２１０および１４がピストン部２１３に対して軸方向の反対方向に付勢されているため、制御用部材２０９が軸方向に移動しない場合、および軸方向を移動する場合にもカムシャフトの回転方向のトルク変動に対してヘリカルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制できる。
【００４２】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図８に示す。
制御用部材３０９は、第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４、ピストン部３１３からなる。第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４は、一つのリング状歯車を軸方向に垂直な分割面で二分割して形成され、図８（Ｂ）に示すように、ピストン部３１３、第１リング状歯車３１０、第２リング状歯車３１４の順に軸方向に配置されている。第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４には、それぞれピン３０１を挿入可能な貫通孔が形成されている。ピン３０１はリテーナリング３１２、第２リング状歯車３１４および第１リング状歯車３１０を貫通してピストン部３１３に圧入固定されている。第２リング状歯車３１４および第１リング状歯車３１０の軸方向の動きはピン３０１により規制されている。
【００４３】
第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４には、それぞれ外周壁に外歯ヘリカルスプライン３１０ｂおよび３１４ｂ、内周壁に内歯ヘリカルスプライン３１０ａおよび３１４ａが形成されている。また、第２リング状歯車３１４およびピストン部３１３には、それぞれスプリングホール３１４ｃおよび３１３ａが設けられている。スプリングホール３１４ｃに収容されているスプリング３１５は、ピストン部３１３側に第２リング状歯車３１４を付勢し、スプリングホール３１３ａに収容されているスプリング３２７は、ピストン部３１３から離れる方向に第１リング状歯車３１０を付勢している。このため、図８（Ｂ）に示す制御用部材の組付け前の状態では、第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４は当接して歯筋が最もずれている。そして組付け時、スプリング３１５および３２７の付勢力に抗して第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４が離れることにより歯筋のずれが減少するので、スプロケットスリーブとカムシャフトスリーブ間に組付け可能となる。
【００４４】
第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４は、スプロケットスリーブとカムシャフトスリーブ間に組付けられた状態で、スプリング３１５および３２７の付勢力により、ピストン部３１３に対して軸方向の反対方向に付勢されている。そして、第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車３１４のヘリカルスプラインは、歯筋のずれた状態でスプロケットスリーブとカムシャフトスリーブのヘリカルスプラインに噛合っているので、第１実施例および第２実施例と同様に、制御用部材３０９が油圧により軸方向に移動しない場合、および軸方向に移動する場合でもカムシャフトの回転方向の変動トルクを吸収することができる。
【００４５】
以上説明した本発明の実施例では、軸を含んだ分割面または軸に垂直な分割面でリング状歯車を分割したが、本発明では、軸を含まず軸に沿った分割面でリング状歯車を分割することも可能であるし、軸に垂直な分割面でなくとも軸に交差している分割面でリング状歯車を分割することも可能である。
また本実施例では、リング状歯車の内外のスプラインを両方ともヘリカルスプラインにしたが、本発明では、リング状歯車の内外のスプラインのうち、一方だけをヘリカルスプラインにすることは可能である。
【００４６】
なお、スプライン結合はスプライン歯とスプライン歯の歯溝内に噛合う単なる突起とで構成されてもよく、スプライン歯と突起とを内周または外周のいずれかに形成すれば、本発明のスプライン結合を得ることは可能である。また、ヘリカルスプラインによる結合も同様であって、ヘリカルスプライン歯と突起とを内周または外周のいずれかに形成すればよい。
【００４７】
また本実施例では、タイミングベルト５２によりクランクシャフト５０の駆動力をタイミングプーリ５に伝達したが、本発明では、タイミングベルト方式に限らず、チェーン駆動あるいはギヤ駆動によりクランクシャフトの駆動力を駆動側回転体であるタイミングプーリに伝達することも可能である。この場合、タイミングプーリはスプロケットあるいは終段ギアと称される。また、本発明のバルブタイミング調整装置はクランクシャフトと同軸に設けてもよく、中間に設けてもよい。
【００４８】
また本実施例では、本発明のトルク伝達装置としてバルブタイミング調整装置を例示したが、本発明では、これ以外に本発明のトルク伝達装置を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例による内燃機関のバルブタイミング調整装置を自動車の内燃機関システムに適用した一実施例を示す模試的構成図である。
【図３】（Ａ）は第１実施例の制御用部材を示す平面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｏ−Ｃ線断面図である。
【図４】第１実施例の作動を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は比較例の制御用部材を示す平面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【図６】比較例の作動を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は第２実施例の制御用部材を示す平面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｏ−Ｃ線断面図である。
【図８】（Ａ）は第３実施例の制御用部材を示す平面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１      カムシャフト（被駆動側回転体）
４      カムシャフトスリーブ（被駆動側回転体）
４ａ    外歯ヘリカルスプライン
５      タイミングプーリ（駆動側回転体）
７      スプロケットスリーブ（駆動側回転体）
７ａ    内歯ヘリカルスプライン
８      フランジ部材（駆動側回転体）
８ｂ    円筒部
９      制御用部材
１０、１４    弧形歯車（伝達部材）
１０ａ、１４ａ    内歯ヘリカルスプライン
１０ｂ、１４ｂ    外歯ヘリカルスプライン
１１    ピン（移動体、駆動機構）
１２    リテーナリング（移動体、駆動機構）
１３    ピストン部（移動体、駆動機構）
１４ｄ  スプリングホール
１５、２７    スプリング（付勢手段）
２１    オイルポンプ（油圧供給手段）
２１０      弧形歯車（伝達部材）
２１０ａ    内歯ヘリカルスプライン
２１０ｂ    外歯ヘリカルスプライン
２１３      ピストン部（移動体）
３０１    ピン（移動体、駆動機構）
３１０      第１リング状歯車（伝達部材）
３１０ａ、３１４ａ    内歯ヘリカルスプライン
３１０ｂ、３１４ｂ    外歯ヘリカルスプライン
３１２    リテーナリング（移動体、駆動機構）
３１３      ピストン部（移動体）
３１４      第２リング状歯車（伝達部材）
３１５、３２７    スプリング（付勢手段）
【図１】
0003671440.tif 000002
【図２】
0003671440.tif 000003
【図３】
0003671440.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003671440.tif 000006
【図６】
0003671440.tif 000007
【図７】
0003671440.tif 000008
【図８】
0003671440.tif 000009