(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
前記第一回転体と一体に回転する外歯車と、
前記外歯車に外周側から噛合しつつ遊星運動する内歯車と、
所定の幅をもって延伸する案内溝を有し、前記内歯車の遊星運動が伝達されることにより前記第一回転体に対して相対回転する案内回転体と、
前記案内溝に嵌合し、前記案内回転体が前記第一回転体に対して相対回転するとき前記案内溝により案内されて移動する可動体と、
回り対偶により前記第一回転体に連繋する第一腕部材、並びに回り対偶により前記第二回転体に連繋し且つ前記可動体を介した回り対偶により前記第一腕部材に連繋する第二腕部材を有し、前記可動体が移動するとき前記第一腕部材及び前記第二腕部材が前記可動体により駆動されることで前記第一回転体及び前記第二回転体の間の相対回転位相を変化させる位相変化手段とを備え、
前記案内回転体が前記第一回転体に対して相対回転するとき前記案内溝は、前記案内回転体の回転中心及び前記可動体の間を結ぶ径方向軸線に対して前記可動体が移動する側へ前記可動体を押すことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記内歯車を遊星運動させるための回転トルクを発生する電動モータを備え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。
【請求項３】
前記吸気弁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であって、
前記内歯車を自転自在に支持し、前記回転トルクが伝達されることにより前記第一回転体に対して相対回転する遊星キャリヤを備え、
前記回転トルクの伝達により前記遊星キャリヤが前記第一回転体に対して遅角するとき、前記内歯車が前記案内回転体を前記第一回転体に対して遅角させることにより、前記可動体が前記第一腕部材及び前記第二腕部材を駆動して前記第二回転体を前記第一回転体に対して遅角させることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶と、前記第二腕部材が前記第二回転体となす回り対偶とは、前記径方向軸線を挟んで位置することを特徴とする請求項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。
【請求項５】
前記案内溝は、前記案内回転体が前記第一回転体に対して進角するとき前記回転中心及び前記可動体の間の距離を縮小させるように前記径方向軸線に対して傾斜し、
前記可動体は、前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記案内回転体が前記第一回転体に対して進角する側に位置し且つ前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記回転中心から離れて位置することを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記案内溝は、前記案内回転体が前記第一回転体に対して遅角するとき前記回転中心及び前記可動体の間の距離を縮小させるように前記径方向軸線に対して傾斜し、
前記可動体は、前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記案内回転体が前記第一回転体に対して遅角する側に位置し且つ前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記回転中心から離れて位置することを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
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、
前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
前記第一回転体と一体に回転する内歯車と、
前記内歯車に内周側から噛合しつつ遊星運動する外歯車と、
所定の幅をもって延伸する案内溝を有し、前記外歯車の遊星運動が伝達されることにより前記第一回転体に対して相対回転する案内回転体と、
前記案内溝に嵌合し、前記案内回転体が前記第一回転体に対して相対回転するとき前記案内溝により案内されて移動する可動体と、
回り対偶により前記第一回転体に連繋する第一腕部材、並びに回り対偶により前記第二回転体に連繋し且つ前記可動体を介した回り対偶により前記第一腕部材に連繋する第二腕部材を有し、前記可動体が移動するとき前記第一腕部材及び前記第二腕部材が前記可動体により駆動されることで前記第一回転体及び前記第二回転体の間の相対回転位相を変化させる位相変化手段とを備え、
前記案内回転体が前記第一回転体に対して相対回転するとき前記案内溝は、前記案内回転体の回転中心及び前記可動体の間を結ぶ径方向軸線に対して前記可動体が移動する側へ前記可動体を押し、
前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶と、前記第二腕部材が前記第二回転体となす回り対偶とは、前記径方向軸線を挟んで位置し、
前記案内溝は、前記案内回転体が前記第一回転体に対して進角するとき前記回転中心及び前記可動体の間の距離を縮小させるように前記径方向軸線に対して傾斜し、
前記可動体は、前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記案内回転体が前記第一回転体に対して進角する側に位置し且つ前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶よりも前記回転中心から離れて位置することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記外歯車を遊星運動させるための回転トルクを発生する電動モータを備えることを特徴とする請求項７に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記排気弁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であって、
前記外歯車を自転自在に支持し、前記回転トルクが伝達されることにより前記第一回転体に対して相対回転する遊星キャリヤを備え、
前記回転トルクの伝達により前記遊星キャリヤが前記第一回転体に対して遅角するとき、前記外歯車が前記案内回転体を前記第一回転体に対して進角させることにより、前記可動体が前記第一腕部材及び前記第二腕部材を駆動して前記第二回転体を前記第一回転体に対して進角させ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。
【請求項１０】
前記第一腕部材が前記第一回転体となす回り対偶及び前記可動体の間の距離と、前記第二腕部材が前記第二回転体となす回り対偶及び前記可動体の間の距離とは、略同じに設定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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム軸がクランク軸からのトルク伝達により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。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車機構とリンク機構とを組み合わせた構造を備え、クランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転する第一回転体及び第二回転体の間の相対回転位相を変化させることにより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が知られている。
例えば特許文献１に開示の装置では、外歯車の遊星運動の伝達により案内回転体を第一回転体に対して相対回転させて、案内回転体の案内溝に嵌合する可動体によりリンク機構の腕部材を駆動することで、第一回転体及び第二回転体間の相対回転位相を変化させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４８７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示の装置では、製造公差等により案内溝及び可動体の間に生じるクリアランスに起因して、可動体が案内溝に対して傾く場合がある。この場合、可動体及び案内溝の間の摩擦係数が増大するが、特許文献１に開示の装置では、バルブタイミングの進角作動時及び遅角作動時における案内回転体から腕部材への運動伝達効率が図７の一点鎖線グラフの如く摩擦係数の増大に応じて減少する傾向を現出する。そのため、装置の作動ロックを招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、こうした問題を解決すべく本発明者らが鋭意研究を行ったところ、次の知見が得られた。特許文献１に開示の装置では、例えば図１６に示す位置の案内回転体１０００が第一回転体１００２に対して遅角するとき、案内回転体１０００の回転中心ｏ及び可動体１００４の間を結ぶ径方向軸線ｒに対して可動体１００４が案内溝１００６により同図の左斜め下側（塗潰矢印参照）へ押される。一方、このとき可動体１００４は、クランク軸と連動回転する第一回転体１００２に連繋した腕部材１００８から運動制限を受けることにより、径方向軸線ｒに対して図１６の右斜め下側（白抜矢印参照）へ移動しようとする。このように、径方向軸線ｒに対して可動体１００４が押される側と可動体１００４が移動する側とに違いが生じる場合、可動体１００４の移動が妨げられることになるため、特に可動体１００４が傾いたときには、運動伝達効率が減少してしまうのである。
本発明の目的は、上述の知見に基づきなされたものであって、その目的は、作動ロックを防止するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、案内回転体が第一回転体に対して相対回転するとき案内回転体の案内溝は、案内回転体の回転中心及び可動体の間を結ぶ径方向軸線（以下、基準径方向軸線という）に対して可動体が移動する側へ可動体を押す。このように、基準径方向軸線に対して可動体が押される側と可動体が移動する側とが同じになることで、可動体の移動がスムーズとなる。故に、可動体が案内溝に対して傾いて可動体及び案内溝の間の摩擦係数が増大するとき、可動体を介して連繋する第一腕部材及び第二腕部材への案内回転体からの運動伝達効率は、減少するどころか増大傾向を示すことになる。したがって、可動体の傾きに起因する装置の作動ロックを防止することができる。以上、請求項１に記載の発明によれば、内歯車の遊星運動の伝達により案内回転体を第一回転体に対して相対回転させることで、円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、内歯車を遊星運動させるための回転トルクを電動モータにより発生するので、当該回転トルクを高精度に制御することができる。したがって、バルブタイミングの調整精度を高めることができる。
請求項３に記載の発明によると、内歯車を支持する遊星キャリヤが電動モータの発生する回転トルクの伝達により第一回転体に対して遅角するとき、内歯車が案内回転体を第一回転体に対して遅角させるので、内燃機関の運転中に電動モータが異常停止するような場合にも、当該案内回転体の遅角作動が生じる。そして、このような案内回転体の遅角作動が生じることにより、可動体が第一腕部材及び第二腕部材を駆動して、カム軸と連動回転する第二回転体をクランク軸と連動回転する第一回転体に対して遅角させるので、バルブタイミングが遅角側の位相へ変化する。したがって、請求項３に記載の発明によれば、電動モータが異常停止する事態にあっても、吸気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な遅角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
請求項４に記載の発明によると、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶と、第二腕部材が第二回転体となす回り対偶とは、基準径方向軸線を挟んで位置する。これにより、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶及び第二腕部材が第二回転体となす回り対偶が基準径方向軸線に対して同じ側に位置する場合に比べ、少なくとも一方の腕部材へ作用する力が低減する。したがって、位相変化手段の耐久性を高めることができる。
請求項５に記載の発明によると、案内溝は、案内回転体が第一回転体に対して進角するとき案内回転体の回転中心及び可動体の間の距離を縮小させるように、基準径方向軸線に対して傾斜する。さらに請求項５に記載の発明によると、可動体は、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体が第一回転体に対して進角する側に位置し且つ第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体の回転中心から離れて位置する。このような構成によれば、クランク軸と連動回転する第一回転体に対して案内回転体が相対回転するとき、基準径方向軸線に対して案内溝が可動体を押す側と可動体が移動する側とを確実に同じにすることができる。
請求項６に記載の発明によると、案内溝は、案内回転体が第一回転体に対して遅角するとき案内回転体の回転中心及び可動体の間の距離を縮小させるように、基準径方向軸線に対して傾斜する。さらに請求項６に記載の発明によると、可動体は、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体が第一回転体に対して遅角する側に位置し且つ第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体の回転中心から離れて位置する。このような構成によれば、クランク軸と連動回転する第一回転体に対して案内回転体が相対回転するとき、基準径方向軸線に対して案内溝が可動体を押す側と可動体が移動する側とを確実に同じにすることができる。
【０００８】
請求項７に記載の発明によると、案内回転体が第一回転体に対して相対回転するとき案内回転体の案内溝は、基準径方向軸線に対して可動体が移動する側へ可動体を押す。このように、基準径方向軸線に対して可動体が押される側と可動体が移動する側とが同じになることで、可動体の移動がスムーズとなる。故に、可動体が案内溝に対して傾いて可動体及び案内溝の間の摩擦係数が増大するとき、可動体を介して連繋する第一腕部材及び第二腕部材への案内回転体からの運動伝達効率は、減少するどころか増大傾向を示すことになる。したがって、可動体の傾きが生じたとしても、装置の作動ロックを防止することができる。以上、請求項７に記載の発明によれば、外歯車の遊星運動の伝達により案内回転体を第一回転体に対して相対回転させることで、円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。また、請求項７に記載の発明によると、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶と、第二腕部材が第二回転体となす回り対偶とは、基準径方向軸線を挟んで位置する。また、請求項７に記載の発明によると、案内溝は、案内回転体が第一回転体に対して進角するとき案内回転体の回転中心及び可動体の間の距離を縮小させるように、基準径方向軸線に対して傾斜する。さらに請求項７に記載の発明によると、可動体は、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体が第一回転体に対して進角する側に位置し且つ第一腕部材が第一回転体となす回り対偶よりも案内回転体の回転中心から離れて位置する。
【０００９】
請求項８に記載の発明によると、外歯車を遊星運動させるための回転トルクを電動モータにより発生するので、当該回転トルクを高精度に制御することができる。したがって、バルブタイミングの調整精度を高めることができる。
請求項９に記載の発明によると、外歯車を支持する遊星キャリヤが電動モータの発生する回転トルクの伝達により第一回転体に対して遅角するとき、外歯車が案内回転体を第一回転体に対して進角させるので、内燃機関の運転中に電動モータが異常停止するような場合にも、当該案内回転体の進角作動が生じる。そして、このような案内回転体の進角作動が生じることにより、可動体が第一腕部材及び第二腕部材を駆動して、カム軸と連動回転する第二回転体をクランク軸と連動回転する第一回転体に対して進角させるので、バルブタイミングが進角側の位相へ変化する。したがって、請求項９に記載の発明によれば、電動モータが異常停止する事態にあっても、排気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な進角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
【００１０】
請求項１０に記載の発明によると、第一腕部材が第一回転体となす回り対偶及び可動体の間の距離と、第二腕部材が第二回転体となす回り対偶及び可動体の間の距離とは、略同じに設定される。これにより、第一腕部材及び第二腕部材がそれぞれ連繋する第一回転部材及び第二回転部材の間の相対回転位相について、可動体の移動量に対する変動量が小さくなる。したがって、可動体が傾いて位置ずれすること等に起因するバルブタイミングのずれを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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２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、内燃機関のクランク軸からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設けられている。バルブタイミング調整装置１は、クランク軸及びカム軸２の間の相対回転位相を変化させることにより、内燃機関の吸気弁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１は、駆動側回転体１０、従動側回転体１８、制御ユニット２０、差動歯車機構３０及びリンク機構５０を備えている。
【００１５】
図２〜４に示すように駆動側回転体１０は全体として中空形状に形成され、差動歯車機構３０、リンク機構５０等を収容している。この駆動側回転体１０は、二段円筒状のスプロケット１１の大径側端部に二段円筒状のカバー１２の大径側端部を同軸に螺子止めしてなる。スプロケット１１において大径部１３と小径部１４との間を接続する接続部１５には、外周側へ突出する形態で複数の歯１６が形成されており、これらの歯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が巻き掛けられる。故に、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１１へ伝達されるときには、駆動側回転体１０がクランク軸と連動して、当該クランク軸に対する相対回転位相を保ちつつ回転中心Ｏ周りに回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図３，４の時計方向となる。
【００１６】
図２，３に示すように従動側回転体１８は円筒状に形成され、駆動側回転体１０及びカム軸２と同軸に配置されている。従動側回転体１８の中間部には、回転中心Ｏを挟む二箇所から相反方向へ突出する連繋部１９が設けられている。従動側回転体１８の一端部は、スプロケット１１の接続部１５の内周側に摺動回転自在に嵌合していると共に、カム軸２の一端部にボルト固定されている。これにより、従動側回転体１８はカム軸２と連動して、当該カム軸２に対する相対回転位相を保ちつつ回転中心Ｏ周りに回転可能となっており、また従動側回転体１８は駆動側回転体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１８が進角する相対回転方向が方向Ｘであり、駆動側回転体１０に対して従動側回転体１８が遅角する相対回転方向が方向Ｙである。
【００１７】
図２に示すように制御ユニット２０は、電動モータ２１及び通電制御回路２２等を組み合わせてなる。電動モータ２１は例えばブラシレスモータ等であり、内燃機関にステー（図示しない）を介して固定されるモータケース２３並びにモータケース２３によって正逆回転自在に支持されるモータ軸２４を有している。通電制御回路２２はマイクロコンピュータ等の電気回路であり、モータケース２３の外部又は内部に配置されて電動モータ２１と電気的に接続されている。通電制御回路２２は、電動モータ２１のコイル（図示しない）への通電を内燃機関の運転状態等に応じて制御する。この通電制御によって電動モータ２１は、モータ軸２４の周りに回転磁界を形成し、その回転磁界の方向に応じた方向Ｘ，Ｙ（図５参照）の回転トルクをモータ軸２４に発生する。
【００１８】
図２，５に示すように差動歯車機構３０は、外歯車３１、遊星キャリヤ３２、内歯車３３及び案内回転体３４等を組み合わせてなる。
歯先円が歯底円の外周側に設定された外歯車３１は、カバー１２に同軸にリベットかしめされ、駆動側回転体１０と一体回転可能となっている。
【００１９】
遊星キャリヤ３２は全体として筒状に形成されており、駆動側回転体１０と同軸の円筒面状に形成された内周面３５を有している。遊星キャリヤ３２の内周面３５には溝部３６が開口しており、当該溝部３６に嵌合する継手３７によってモータ軸２４が内周面３５と同軸に遊星キャリヤ３２に固定されている。この固定によって遊星キャリヤ３２は、モータ軸２４と連動して回転中心Ｏ周りに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。遊星キャリヤ３２においてモータ軸２４とは反対側に設けられている偏心カム部３８は、駆動側回転体１０に対して偏心する円筒面状の外周面を有している。
【００２０】
内歯車３３は有底円筒状に形成され、歯先円が歯底円の内周側に設定された歯車部３９を有している。歯車部３９の歯底円は外歯車３１の歯先円よりも大きく、また歯車部３９の歯数は外歯車３１の歯数よりも一つ多い。歯車部３９は、回転中心Ｏに対し偏心して外歯車３１の外周側に配置されており、その偏心側とは反対側において外歯車３１に噛合している。内歯車３３の中心孔４１は歯車部３９と同軸の円筒孔状を呈しており、当該中心孔４１の内周面が偏心カム部３８の外周面に摺動回転自在に嵌合している。これにより、内歯車３３は遊星キャリヤ３２により支持されて、偏心カム部３８の外周面の偏心中心Ｐ周りに自転しつつ偏心カム部３８の回転方向へ公転する遊星運動を実現可能である。尚、第一実施形態では、偏心カム部３８の外周面に開口する収容孔４２にＵ字状の板ばね４３が収容されており、当該板ばね４３が内歯車３３の中心孔４１の内周面を押すことによって内歯車３３が外歯車３１にしっかりと噛合している。
【００２１】
図２，４に示すように、案内回転体３４は駆動側回転体１０と同軸の円環板状に形成されており、従動側回転体１８においてカム軸２とは反対側の端部の外周側に摺動回転自在に嵌合している。これにより案内回転体３４は、回転中心Ｏ周りに回転可能となっており、また回転体１０，１８に対して相対回転可能となっている。図２，５に示すように、案内回転体３４において周方向に等間隔をあけた複数箇所（ここでは九箇所）には、円筒孔状の係合孔４８が形成されている。またそれに対応して、内歯車３３の周方向に等間隔をあけた複数箇所（ここでは九箇所）には、対応する係合孔４８へ突入して係合する円柱状の係合突起４９が形成されている。
【００２２】
こうした構成の差動歯車機構３０では、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、内歯車３３が遊星運動することなく駆動側回転体１０と共に回転し、係合突起４９が係合孔４８を回転側へ押圧する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０との間の相対回転位相を保ちつつ、図５の時計方向へ回転する。
【００２３】
電動モータ２１が発生する回転トルクの方向Ｘへの増大等により、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角するときには、内歯車３３が外歯車３１との噛合歯を変化させつつ遊星運動することで、係合突起４９が係合孔４８を回転側へ押圧する力が増大する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角する。一方、電動モータ２１が発生する回転トルクの方向Ｙへの増大や、内燃機関の運転中における電動モータ２１の異常停止等により、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角するときには、内歯車３３が外歯車３１との噛合歯を変化させつつ遊星運動することで、係合突起４９が係合孔４８を反回転側へ押圧する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角する。
このように差動歯車機構３０では、駆動側回転体１０に対する遊星キャリヤ３２の相対回転運動により内歯車３３を遊星運動させて、当該遊星運動を案内回転体３４へ伝達することで、案内回転体３４を駆動側回転体１０に対して相対回転させる。
【００２４】
図２〜４，６に示すようにリンク機構５０は、一対の第一腕部材５２、一対の第二腕部材５３、溝形成部５４及び一対の可動体５５等を組み合わせてなる。尚、図３，４，６では、断面を表すハッチングが省略されている。
一対の第一腕部材５２はそれぞれアーチ形の平板状に形成され、接続部１５において回転中心Ｏを挟む二箇所に回り対偶によって連繋している。また、一対の第二腕部材５３はそれぞれアーチ形の平板状に形成され、対応する連繋部１９に回り対偶によって連繋し且つ対応する可動体５５を介した回り対偶によって対応する第一腕部材５２に連繋している。ここで、第一腕部材５２が接続部１５となす回り対偶５６と、第二腕部材５３が連繋部１９となす回り対偶５７とは、例えば図３，６に示すようにリンク機構５０の任意の作動状態において、可動体５５の中心Ｑ及び案内回転体３４の回転中心Ｏの間を結ぶ径方向軸線Ｒを挟んで線対称に位置する。また、回り対偶５６の中心Ｓ１及び可動体５５の中心Ｑの間の距離と、回り対偶５７の中心Ｓ２及び中心Ｑの間の距離との比は、望ましくは０．５〜２の範囲内に設定され、特に本実施形態では略１に設定されている。即ち本実施形態では、中心Ｓ１，Ｑ間の距離と、中心Ｓ２，Ｑ間の距離とが互いに略同じに設定されている。
【００２５】
図２，４に示すように溝形成部５４は、案内回転体３４において内歯車３３とは反対側の端面を含む部分よりなる。溝形成部５４の回転中心Ｏを挟む二箇所には、それぞれ案内溝５８が形成されている。案内溝５８は回転中心Ｏの外周側を所定の幅をもって延伸し、その延伸方向において回転中心Ｏからの距離が変化するように案内回転体３４の径方向軸線（Ｒ）に対して傾斜する曲線状である。ここで特に本実施形態の案内溝５８は、方向Ｘへ向かうほど回転中心Ｏから離間するように傾斜している。
【００２６】
図２〜４に示すように一対の可動体５５はそれぞれ、中心Ｑが回転中心Ｏに対して偏心する円柱軸状に形成されている。可動体５５の一端部は、対応する案内溝５８内に滑動可能に嵌合している。また、可動体５５の他端部は、対応する第一腕部材５２に相対回転可能に嵌合している。さらにまた、可動体５５の中間部は、対応する第二腕部材５３に圧入固定されている。このような構成により可動体５５は、例えば図３，６に示すようにリンク機構５０の任意の作動状態において、対応する回り対偶５６よりも方向Ｘの前側に位置し且つ当該回り対偶５６よりも回転中心Ｏから離れて位置する。
【００２７】
こうした構成のリンク機構５０では、案内回転体３４が駆動側回転体１０との間の相対回転位相を保っているときには、可動体５５が案内溝５８内を案内されずに案内回転体３４と共に回転する。このとき、回転中心Ｏに対する回り対偶５６，５７の相対位置関係は変化しないので、従動側回転体１８が駆動側回転体１０との間の相対回転位相を保ちつつ図４の時計方向へ回転し、カム軸２のクランク軸に対する相対回転位相、即ちバルブタイミングが保持される。
【００２８】
案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角するときには、可動体５５が案内溝５８内を回転中心Ｏへ接近する側へ滑動する。このとき可動体５５は、回り対偶５６の中心Ｓ１の周りに第一腕部材５２を回転駆動しつつ、第一腕部材５２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を縮小するように移動する。その結果、可動体５５によって第二腕部材５３が押されて連繋部１９と共に方向Ｘへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して進角し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。一方、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角するときには、可動体５５が案内溝５８内を回転中心Ｏから離間する側へ滑動する。このとき可動体５５は、中心Ｓ１の周りに第一腕部材５２を回転駆動しつつ、第一腕部材５２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を拡大するように移動する。その結果、可動体５５によって第二腕部材５３が引張られて連繋部１９と共に方向Ｙへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して遅角し、それに合わせてバルブタイミングが遅角する。
このようにリンク機構５０では、駆動側回転体１０に対する案内回転体３４の相対回転運動に応じて移動する可動体５５が各腕部材５２，５３を駆動することにより、回転体１０，１８間の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングを変化させる。
【００２９】
以上説明した第一実施形態において例えば図１に示すバルブタイミングの進角作動時には、可動体５５が案内溝５８の内壁によって押されつつ当該溝５８内を案内される。このとき可動体５５は、案内溝５８内における移動位置（以下、単に移動位置という）に関わらず、自身の中心Ｑを通る径方向軸線Ｒに対して同図の右斜め下側（塗潰矢印参照）へ押される。またこのとき、第一腕部材５２から運動制限を受ける可動体５５は、その移動位置に関わらず径方向軸線Ｒに対して図１の右斜め下側（白抜矢印参照）へ移動しようとする。このように、径方向軸線Ｒに対して可動体５５が押される側と可動体５５が移動する側とが可動体５５の任意の移動位置で同じとなる場合、可動体５５の移動がスムーズとなる。故に、可動体５５が案内溝５８に対して傾くことによりそれら要素５５，５８間の摩擦係数が増大するときには、可動体５５を経由する案内回転体３４から各腕部材５２，５３への運動伝達効率が図７の実線グラフの如く増大することになる。また、こうした運動伝達効率の増大作用は、バルブタイミングの遅角作動時にも、進角作動時と同様の原理によって図６の如く発揮される。したがって、第一実施形態によれば、可動体５５の傾きに起因するバルブタイミング調整装置１の作動ロックを防止することができるので、円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。
【００３０】
さらに第一実施形態によると、内燃機関の運転中に電動モータ２１が異常停止した場合、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して遅角するため、内歯車３３により案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して遅角し、リンク機構５０によりバルブタイミングが遅角する。したがって、電動モータ２１の異常停止にあっても、吸気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な遅角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
【００３１】
尚、ここまで説明してき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１８が特許請求の範囲に記載の「第二回転体」に相当し、腕部材５２，５３が共同して特許請求の範囲に記載の「位相変化手段」を構成している。
【００３２】
（第二実施形態）
図８，９に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。
第二実施形態によるバルブタイミング調整装置１００のリンク機構１１０では、案内回転体１１２の溝形成部１１４に形成される一対の案内溝１１６が、方向Ｙへ向かうほど回転中心Ｏから離間するように傾斜している。また、各案内溝１１６に嵌合する可動体１１８は、リンク機構１１０の任意の作動状態において、回り対偶５６よりも方向Ｙの前側に位置し且つ回り対偶５６よりも回転中心Ｏから離れて位置する。尚、リンク機構１１０の任意の作動状態において、回り対偶５６，５７は径方向軸線Ｒの両側に線対称に位置し、また回り対偶５６の中心Ｓ１及び可動体１１８の中心Ｑの間の距離と、回り対偶５７の中心Ｓ２及び中心Ｑの間の距離との比は、略１に設定されている。
【００３３】
こうした構成のリンク機構１１０では、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角するときには、可動体１１８が案内溝１１６内を回転中心Ｏへ接近する側へ滑動する。このとき可動体１１８は、回り対偶５６の中心Ｓ１の周りに第一腕部材５２を回転駆動しつつ、第一腕部材５２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を縮小するように移動する。その結果、可動体１１８によって第二腕部材５３が押されて連繋部１９と共に方向Ｙへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して遅角し、それに合わせてバルブタイミングが遅角する。一方、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角するときには、可動体１１８が案内溝１１６内を回転中心Ｏから離間する側へ滑動する。このとき可動体１１８は、中心Ｓ１の周りに第一腕部材５２を回転駆動しつつ、第一腕部材５２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を拡大するように移動する。その結果、可動体１１８によって第二腕部材５３が引張られて連繋部１９と共に方向Ｘへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して進角し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。
【００３４】
このようにリンク機構１１０では、駆動側回転体１０に対する案内回転体１１２の相対回転運動に応じて移動する可動体１１８が各腕部材５２，５３を駆動することで、回転体１０，１８間の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングを変化させる。
尚、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、第一実施形態と同様に可動体１１８が案内溝１１６内を案内されず、従動側回転体１８が駆動側回転体１０との間の相対回転位相を保って回転するので、バルブタイミングが保持される。
【００３５】
以上説明した第二実施形態において例えば図１０に示すバルブタイミングの遅角作動時には、案内溝１１６によって可動体１１８が、その移動位置に関わらず径方向軸線Ｒに対して同図の左斜め下側（塗潰矢印参照）へ押される。またこのとき、第一腕部材５２から運動制限を受ける可動体１１８は、その移動位置に関わらず径方向軸線Ｒに対して図１０の左斜め下側（白抜矢印参照）へ移動しようとする。このように、径方向軸線Ｒに対して可動体１１８が押される側と可動体１１８が移動する側とが可動体１１８の任意の移動位置で同じとなるので、可動体１１８を経由する案内回転体１１２から各腕部材５２，５３への運動伝達効率が増大することになる。また、こうした運動伝達効率の増大作用は、バルブタイミングの進角作動時にも同様に発揮される。したがって、第二実施形態によっても、可動体１１８の傾きに起因する作動ロックを防止して円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。
【００３６】
さらに第二実施形態によると、内燃機関の運転中に電動モータ２１が異常停止して遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して遅角する場合、第一実施形態と同様に案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して遅角するので、リンク機構１１０によりバルブタイミングが遅角する。したがって、第二実施形態によっても、電動モータ２１の異常停止後には、吸気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な遅角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
【００３７】
（第三実施形態）
図１１，１２に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。
第三実施形態によるバルブタイミング調整装置１５０のリンク機構１６０では、一対の第一腕部材１６２及び一対の第二腕部材１６３がいずれもＩ字形の平板状に形成されている。また、対応する腕部材１６２，１６３に連繋する可動体１６４は、リンク機構１６０の任意の作動状態において、第一腕部材１６２が接続部１５となす回り対偶５６よりも方向Ｘの前側に位置し且つ回り対偶５６よりも回転中心Ｏに近接して位置する。尚、第二腕部材１６３が連繋部１９となす回り対偶５７と、回り対偶５６とは、リンク機構１６０の任意の作動状態において径方向軸線Ｒの両側に線対称に位置し、また回り対偶５６の中心Ｓ１及び可動体１６４の中心Ｑの間の距離と、回り対偶５７の中心Ｓ２及び中心Ｑの間の距離との比は、略１に設定されている。
【００３８】
こうした構成のリンク機構１６０では、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角するときには、可動体１６４が案内溝１１６内を回転中心Ｏへ接近する側へ滑動する。このとき可動体１６４は、回り対偶５６の中心Ｓ１の周りに第一腕部材１６２を回転駆動しつつ、第一腕部材１６２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を縮小するように移動する。その結果、可動体１６４によって第二腕部材１６３が引張られて連繋部１９と共に方向Ｙへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して遅角し、それに合わせてバルブタイミングが遅角する。一方、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角するときには、可動体１６４が案内溝１１６内を回転中心Ｏから離間する側へ滑動する。このとき可動体１６４は、中心Ｓ１の周りに第一腕部材１６２を回転駆動しつつ、第一腕部材１６２から運動制限を受けることにより中心Ｓ１と同軸の円弧上を中心Ｏ，Ｑ間の距離を拡大するように移動する。その結果、可動体１６４によって第二腕部材１６３が押されて連繋部１９と共に方向Ｘへ駆動されるため、従動側回転体１８が駆動側回転体１０に対して進角し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。
【００３９】
このようにリンク機構１６０では、駆動側回転体１０に対する案内回転体１１２の相対回転運動に応じて移動する可動体１６４が各腕部材１６２，１６３を駆動することで、回転体１０，１８間の相対回転位相、ひいてはバルブタイミングを変化させる。
尚、案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、第二実施形態と同様に可動体１６４が案内溝１１６内を案内されず、従動側回転体１８が駆動側回転体１０との間の相対回転位相を保って回転するので、バルブタイミングが保持される。
【００４０】
以上説明した第三実施形態において例えば図１３に示すバルブタイミングの遅角作動時には、案内溝１１６によって可動体１６４が、その移動位置に関わらず径方向軸線Ｒに対して同図の左斜め下側（塗潰矢印参照）へ押される。またこのとき、第一腕部材１６２から運動制限を受ける可動体１６４は、その移動位置に関わらず径方向軸線Ｒに対して図１３の左斜め下側（白抜矢印参照）へ移動しようとする。このように、径方向軸線Ｒに対して可動体１６４が押される側と可動体１６４が移動する側とが可動体１６４の任意の移動位置で同じとなるので、可動体１６４を経由する案内回転体１１２から各腕部材１６２，１６３への運動伝達効率が増大することになる。また、こうした運動伝達効率の増大作用は、バルブタイミングの進角作動時にも同様に発揮される。したがって、第三実施形態によっても、可動体１６４の傾きに起因する作動ロックを防止して円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。
【００４１】
さらに第三実施形態によると、内燃機関の運転中に電動モータ２１が異常停止することにより遊星キャリヤ３２及び案内回転体１１２が駆動側回転体１０に対して遅角する場合、リンク機構１６０によりバルブタイミングが遅角する。したがって、第三実施形態によっても、電動モータ２１の異常停止後には、吸気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な遅角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
【００４２】
（第四実施形態）
図１４，１５に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。
第四実施形態によるバルブタイミング調整装置２００は、内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整する。そこで、バルブタイミング調整装置２００の差動歯車機構２１０では、外歯車３１の代わりに内歯車２１２が設けられ、内歯車３３の代わりに外歯車２１４が設けられている。
【００４３】
具体的に、歯先円が歯底円の内周側に設定された内歯車２１２はカバー２２０に一体に形成され、駆動側回転体１０と一体回転可能となっている。外歯車２１４は平板状に形成され、歯先円が歯底円の外周側に設定された歯車部２１６を有している。この歯車部２１６については、歯先円が内歯車２１２の歯底円よりも小さく、歯数が内歯車２１２の歯数よりも一つ少ない。また、歯車部２１６は、偏心カム部３８の外周面に嵌合して遊星キャリヤ３２によって支持される外歯車２１４の中心孔２１８と同軸に設けられている。したがって、歯車部２１６は、回転中心Ｏに対し偏心して内歯車２１２の内周側に配置されており、その偏心側において内歯車２１２に噛合している。これにより外歯車２１４は、偏心カム部３８の外周面の偏心中心Ｐ周りに自転しつつ偏心カム部３８の回転方向へ公転する遊星運動を実現可能である。尚、第三実施形態では、偏心カム部３８の収容孔４２に収容された板ばね４３が外歯車２１４の中心孔２１８の内周面を押すことによって、外歯車２１４が内歯車２１２にしっかりと噛合している。
【００４４】
こうした構成の差動歯車機構２１０では、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角するときには、外歯車２１４が内歯車２１２との噛合歯を変化させつつ遊星運動することにより、外歯車２１４に形成の係合突起４９が係合孔４８を回転側へ押圧する力が増大する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角する。一方、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転して進角するときには、外歯車２１４が内歯車２１２との噛合歯を変化させつつ遊星運動することにより、係合突起４９が係合孔４８を反回転側へ押圧する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転して遅角する。
【００４５】
このように差動歯車機構２１０では、駆動側回転体１０に対する遊星キャリヤ３２の相対回転運動により外歯車２１４を遊星運動させて、当該遊星運動を案内回転体３４へ伝達することで、案内回転体３４を駆動側回転体１０に対して相対回転させる。
尚、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、外歯車２１４が遊星運動せず、第一実施形態と同様に案内回転体３４が駆動側回転体１０に対する相対回転位相を保って回転する。
【００４６】
以上説明した第四実施形態においては、第一実施形態と同一構成のリンク機構５０により、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して進角するときにはバルブタイミングが進角し、案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して遅角するときにはバルブタイミングが遅角する。そして、それら進角作動時及び遅角作動時のいずれにおいても、案内回転体３４から各腕部材５２，５３への運動伝達効率の増大作用が発揮されることになるので、円滑なバルブタイミング調整を常に実現することができる。
【００４７】
さらに第四実施形態によると、内燃機関の運転中に電動モータ２１が異常停止した場合、遊星キャリヤ３２が駆動側回転体１０に対して遅角するため、外歯車２１４により案内回転体３４が駆動側回転体１０に対して進角する。このときリンク機構５０はバルブタイミングを進角させるので、排気弁のバルブタイミングを内燃機関の始動が可能な進角側の安全位相まで自動で到達させることができる。
【００４８】
尚、ここまで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可能である。
例えば本発明は、第一〜第四実施形態で説明したような吸気弁及び排気弁の一方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以外にも、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バルブタイミング調整装置にも適用することができる。また、第一〜第三実施形態のバルブタイミング調整装置１，１００，１５０を排気弁のバルブタイミング調整に用いてもよいし、第四実施形態のバルブタイミング調整装置２００を吸気弁のバルブタイミング調整に用いてもよい。さらにまた、第四実施形態では、リンク機構５０に代えて、第二又は第三実施形態のリンク機構１１０，１６０を用いてもよい。
【００４９】
さらに第一〜第四実施形態では、案内回転体３４の径方向軸線に対する傾斜形態が上述したものと同じであれば、案内溝５８，１１６を直線状に形成してもよい。また、第一〜第四実施形態では、第一腕部材５２，１６２が駆動側回転体１０の接続部１５となす回り対偶５６及び第二腕部材５３，１６３が従動側回転体１８の連繋部１９となす回り対偶５７を径方向軸線Ｒに対して同じ側に位置させてもよい。
【００５０】
加えて第一〜第四実施形態では、回転体１０がカム軸２と連動し、回転体１８がクランク軸と連動するようにしてもよい。また、歯車３３，２１４を遊星運動させるための回転トルクを発生する手段としては、第一〜第四実施形態で説明したような電動モータ以外にも、クランク軸の駆動トルクを伝達されることにより回転するブレーキ部材並びにブレーキ部材を磁気吸引するソレノイドを有し、ソレノイドに磁気吸引されたブレーキ部材に生じる制動トルクを回転トルクとして発生する電磁ブレーキ装置や、油圧モータ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】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を説明するための模式図である。
【図２】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３のII−II線断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のV−V線断面図である。
【図６】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と従来装置とを比較するためのグラフである。
【図７】図３とは別の作動状態を示す断面図である。
【図８】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を示す図であって、図４に対応する断面図である。
【図９】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を示す図であって、図３に対応する断面図である。
【図１０】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を説明するための模式図である。
【図１１】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を示す図であって、図３に対応する断面図である。
【図１２】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を示す図であって、図４に対応する断面図である。
【図１３】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を説明するための模式図である。
【図１４】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を示す図であって、図１５のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】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を示す図であって、図１４のXV−XV線断面図である。
【図１６】従来のバルブタイミング調整装置について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１００，１５０，２００  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、１０  駆動側回転体（第一回転体）、１５  接続部、１８  従動側回転体（第二回転体）、１９  連繋部、２０  制御ユニット、２１  電動モータ、３０，２１０  差動歯車機構、３１，２１４  外歯車、３２  遊星キャリヤ、３３，２１２  内歯車、３４，１１２  案内回転体、３９，２１６  歯車部、５０，１１０，１６０  リンク機構、５２，１６２  第一腕部材（位相変化手段）、５３，１６３  第二腕部材（位相変化手段）、５４，１１４  溝形成部、５５，１１８，１６４  可動体、５６，５７  回り対偶、５８，１１６  案内溝、Ｏ  回転中心、Ｑ，Ｓ１，Ｓ２  中心、Ｒ  径方向軸線
【図１】
0004463211.tif 000002
【図２】
0004463211.tif 000003
【図３】
0004463211.tif 000004
【図４】
0004463211.tif 000005
【図５】
0004463211.tif 000006
【図６】
0004463211.tif 000007
【図７】
0004463211.tif 000008
【図８】
0004463211.tif 000009
【図９】
0004463211.tif 000010
【図１０】
0004463211.tif 000011
【図１１】
0004463211.tif 000012
【図１２】
0004463211.tif 000013
【図１３】
0004463211.tif 000014
【図１４】
0004463211.tif 000015
【図１５】
0004463211.tif 000016
【図１６】
0004463211.tif 000017