(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する従動軸に内燃機関の駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉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、
前記従動軸の軸線である従動軸線を回転中心線とする第一内歯車及び第二内歯車を有し、前記駆動軸の前記駆動トルクにより前記従動軸線周りに回転する回転部材と、
前記従動軸線に対して偏心し、前記回転部材の回転に伴い前記従動軸線周りに回転する第一偏心軸と、
前記第一偏心軸の外周壁にその第一偏心軸の軸線である第一偏心軸線周りに相対回動可能に支持され、前記第一内歯車に噛み合うことで前記回転部材の回転に伴い前記従動軸線周りに回転する第一遊星歯車と、
前記従動軸に連結され、前記第一遊星歯車に係合することで前記第一遊星歯車の回転に伴い前記従動軸線周りに前記従動軸と一体に回転する第一出力軸と、
回転方向とは逆向きの第一トルクを前記第一偏心軸に伝達する第一ブレーキ部と、
前記従動軸線に対して偏心し、前記回転部材の回転に伴い前記従動軸線周りに回転する第二偏心軸と、
前記第二偏心軸の外周壁にその第二偏心軸の軸線である第二偏心軸線周りに相対回動可能に支持され、前記第二内歯車に噛み合うことで前記回転部材の回転に伴い前記従動軸線周りに回転する第二遊星歯車と、
前記第一偏心軸に連結され、前記第二遊星歯車に係合することで前記第二遊星歯車の回転に伴い前記従動軸線周りに前記第一偏心軸と一体に回転する第二出力軸と、
回転方向とは逆向きの第二トルクを前記第二偏心軸に伝達する第二ブレーキ部と、
を備え、
回転する前記第一偏心軸に前記第一ブレーキ部が前記第一トルクを伝達すると、前記第一偏心軸が前記回転部材に対して遅角方向に相対回転することで、前記第一遊星歯車が前記第一偏心軸に対して進角方向に相対回転しつつ前記回転部材に対して前記第一出力軸及び前記従動軸と共に進角方向に相対回転し、
回転する前記第二偏心軸に前記第二ブレーキ部が前記第二トルクを伝達すると、前記第二偏心軸が前記回転部材に対して遅角方向に相対回転することで、前記第二遊星歯車が前記第二偏心軸に対して進角方向に相対回転しつつ前記回転部材に対して前記第二出力軸及び前記第一偏心軸と共に進角方向に相対回転し、前記第一遊星歯車が前記第一偏心軸に対して遅角方向に相対回転しつつ前記回転部材に対して前記第一出力軸及び前記従動軸と共に遅角方向に相対回転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２】
前記従動軸線周りに円弧状に延びるストッパ溝が前記回転部材及び前記第一出力軸の一方に形成され、前記ストッパ溝内に突出しそのストッパ溝に対し前記従動軸線周りに相対回動可能なストッパ突起が前記回転部材及び前記第一出力軸の他方に形成され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】
前記第一内歯車、前記第一偏心軸、前記第一遊星歯車及び前記第一出力軸が構成する第一サイクロイド減速機構と、前記第二内歯車、前記第二偏心軸、前記第二遊星歯車及び前記第二出力軸が構成する第二サイクロイド減速機構とは、前記従動軸線上で互いに隣接して配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記第一トルク及び前記第二トルクはそれぞれ、対応する前記第一ブレーキ部及び前記第二ブレーキ部が発生する電磁力により得られることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記第一偏心軸及び前記第二偏心軸にそれぞれ作用部が一体回転可能に固定され、
前記第一ブレーキ部及び前記第二ブレーキ部はそれぞれソレノイドを有し、
前記第一トルク及び前記第二トルクはそれぞれ、対応する前記第一偏心軸又は前記第二偏心軸に固定の前記作用部と、対応する前記第一ブレーキ部又は前記第二ブレーキ部の通電された前記ソレノイドとの間に発生する磁気吸引力により得られ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】
前記第一ブレーキ部及び前記第二ブレーキ部の各々の前記ソレノイドは、前記磁気吸引力により前記作用部側へ変位可能に且つその作用部に吸着可能に設けられ、
前記第一ブレーキ部及び前記第二ブレーキ部はそれぞれ、対応する前記作用部から前記ソレノイドを離間させる方向に付勢する付勢手段を有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。
【請求項７】
前記第一ブレーキ部のソレノイドと前記第二ブレーキ部のソレノイドとは、互いに異なる径の円筒状に形成され、一方の内周側に他方が配設されることを特徴とする請求項５又は６に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング（以下、開閉タイミングをバルブタイミングという）を調整する内燃機関（以下、内燃機関をエンジンという）のバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸気弁又は排気弁を開閉駆動する従動軸たるカムシャフトにエンジンの駆動軸たるクランクシャフトの駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、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が知られている。このバルブタイミング調整装置では、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相（以下、単に位相という）を変化させることでバルブタイミングを調整し、それによりエンジン出力を向上したり燃費を改善したりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
バルブタイミング調整装置の一種に、油圧を利用してカムシャフトの位相を変化させるものが公知である。しかし油圧を利用する場合には、低温環境時やエンジンの始動直後等、油圧の制御条件が厳しくなるときにカムシャフトの位相変化を高精度に制御することが困難となる。
【０００４】
これに対し特開平１０−１５３１０４号公報には、油圧ではなく、電磁ソレノイドの電磁力を利用してカムシャフトの位相を変化させるバルブタイミング調整装置が開示されている。しかしこの装置では、電磁力に基づくピストン部材の軸方向変位をヘリカル機構によりカムシャフトの回転運動に変換して位相を変化させている。そのため、位相変化の幅を大きく設定しようとすると、ピストン部材の変位量を軸方向に大きく確保しなければならず、装置が大型化してしまう。さらにこの装置では、カムシャフトを進角側に位相変化させる進角作動時に電磁ソレノイドの電磁力を利用するものの、カムシャフトを遅角側に位相変化させる遅角作動時には電磁ソレノイドへの通電をオフにして、付勢部材の付勢力を利用している。そのため、低温環境時等には付勢部材の弾性係数が大きく変化するため、位相変化の制御精度が低下する。また、遅角作動時の位相変化は付勢部材の付勢力に依存するため、位相変化の応答性を高めるには限界がある。またさらに、進角作動時には付勢部材としてのコイルばねを巻く余分な仕事が必要となるため、エネルギーロスが生じる。
【０００５】
本発明の目的は、駆動軸に対する従動軸の位相変化幅を確保しつつ小型化できるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、駆動軸に対する従動軸の位相変化の応答性に優れるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、駆動軸に対する従動軸の位相変化を常時、高精度に制御できるバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一ブレーキ部は、従動軸線から偏心し従動軸線周りに回転する第一偏心軸にその回転方向とは逆向きの第一トルクを伝達する。すると、第一偏心軸が回転部材に対して遅角方向に相対回転する。それにより、第一偏心軸の外周壁に相対回動可能に支持され回転部材の第一内歯車に噛み合って従動軸線周りに回転する第一遊星歯車が、第一偏心軸に対して進角方向に相対回転しつつ、回転部材に対して、係合された第一出力軸と従動軸と共に進角方向に相対回転する。したがって第一トルクの伝達時には、回転部材に対する従動軸の位相、すなわち駆動トルクにより回転部材を回転させる駆動軸に対する従動軸の位相を進角側に変化させることができる。
【０００７】
また本発明の請求項１に記載のバルブタイミング調整装置によると、第二ブレーキ部は、従動軸線から偏心し従動軸線周りに回転する第二偏心軸にその回転方向とは逆向きの第二トルクを伝達する。すると、第二偏心軸が回転部材に対して遅角方向に相対回転する。それにより、第二偏心軸の外周壁に相対回動可能に支持され回転部材の第二内歯車に噛み合って従動軸線周りに回転する第二遊星歯車が、第二偏心軸に対して進角方向に相対回転しつつ、回転部材に対して、係合された第二出力軸と第一偏心軸と共に進角方向に相対回転する。その結果、第一遊星歯車が、第一偏心軸に対して遅角方向に相対回転しつつ、回転部材に対して第一出力軸及び従動軸と共に遅角方向に相対回転する。したがって第二トルクの伝達時には、回転部材に対する従動軸の位相、すなわち駆動軸に対する従動軸の位相を遅角側に変化させることができる。
【０００８】
このように請求項１に記載のバルブタイミング調整装置によると、駆動軸に対する従動軸の位相変化に必要な第一及び第二偏心軸、第一及び第二遊星歯車、第一及び第二出力軸の変位はいずれも、回転部材に対する従動軸線周りの相対回転により得られる。そのため、従動軸の位相変化に必要な上記要素の変位量を従動軸線周りに大きく確保できるので、従動軸の位相変化幅を確保しつつ、装置を小型化できる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のバルブタイミング調整装置によると、従動軸線周りに円弧状に延びるストッパ溝が回転部材及び第一出力軸の一方に形成される。さらに、ストッパ溝内に突出しそのストッパ溝に対し従動軸線周りに相対回動可能なストッパ突起が回転部材及び第一出力軸の他方に形成される。これによりストッパ溝の一端部あるいは他端部にストッパ突起が当接することで、回転部材に対する第一出力軸及び従動軸の相対回転が制限される。すなわちストッパ溝の円弧長により、従動軸の位相変化幅を規定できる。よって、ストッパ溝を従動軸線周りに長く形成することで、従動軸の位相変化幅を大きく設定することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一内歯車、第一偏心軸、第一遊星歯車及び第一出力軸が構成する第一サイクロイド減速機構と、第二内歯車、第二偏心軸、第二遊星歯車及び第二出力軸が構成する第二サイクロイド減速機構とが従動軸線上で互いに隣接して配設される。これにより、第一サイクロイド減速機構と第二サイクロイド変速機構とを、従動軸線に平行な方向と垂直な方向との少なくとも一方で互いに重なるように配設できるので、装置を小型にすることが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一トルク及び第二トルクはそれぞれ、対応する第一ブレーキ部及び前記第二ブレーキ部が発生する電磁力により得られる。したがって、駆動軸に対して従動軸を進角側に位相変化させる場合にも、遅角側に位相変化させる場合にも電磁力を利用するので、位相変化の応答性を高めることができる。しかも、外周環境の温度や作動開始からの経過時間等の作動条件に影響され難い電磁力を利用するので、従動軸の位相変化を常時、高精度に制御できる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一偏心軸及び第二偏心軸にそれぞれ作用部が一体回転可能に固定され、第一ブレーキ部及び第二ブレーキ部はそれぞれソレノイドを有する。そして、第一トルク及び第二トルクについてはそれぞれ、対応する第一偏心軸又は第二偏心軸に固定の作用部と、対応する第一ブレーキ部又は第二ブレーキ部の通電されたソレノイドとの間に発生する磁気吸引力により得られる。したがって、第一及び第二トルクの伝達を比較的簡素な構成で確実に実現できる。
【００１３】
本発明の請求項６に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一ブレーキ部及び第二ブレーキ部の各々のソレノイドは、磁気吸引力により作用部側へ変位可能に且つその作用部に吸着可能に設けられる。そのため、第一又は第二偏心軸と一体に回転する作用部にソレノイドが磁気吸着することで、大きな第一又は第二トルクを容易に得ることができる。さらに第一ブレーキ部及び第二ブレーキ部はそれぞれ、対応する作用部からソレノイドを離間させる方向に付勢する付勢手段を有する。この構成によると、ソレノイドの非通電等により磁気吸引力を低下させることで、付勢手段の付勢力によりソレノイドを作用部から離脱させて第一又は第二トルクの伝達を遮断することが可能となる。このように本発明の請求項６に記載のバルブタイミング調整装置によれば、第一トルク及び第二トルクをそれぞれ必要時にのみ、充分な大きさで作用部に作用させることができる。
【００１４】
本発明の請求項７に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一ブレーキ部のソレノイドと第二ブレーキ部のソレノイドとは、互いに異なる径の円筒状に形成され、一方の内周側に他方が配設されるので、装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるエンジン用バルブタイミング調整装置を図１〜図４に示す。本実施例のバルブタイミング調整装置１０は、エンジン２の図示しない吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００１６】
バルブタイミング調整装置１０は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの駆動トルクをエンジン２のカムシャフト４に伝達する伝達系に設けられている。図２〜図４に示すようにカムシャフト４はその軸線（以下、カム軸線という）Ｏ周りに回転することで、エンジン２の吸気弁を開閉駆動する。エンジン２のクランクシャフトが駆動軸を構成し、カムシャフト４が従動軸を構成している。バルブタイミング調整装置１０はハウジング１１を有し、そのハウジング１１がステー６を介してエンジン２に固定されている。
【００１７】
スプロケット１２は、カムシャフト４の一端部５及び第一出力軸２２の一端部２３ａの外周壁に、カム軸線Ｏ周りに相対回動可能に支持されている。スプロケット１２とエンジン２のクランクシャフトとの間に図示しないチェーンベルトが掛け渡されている。スプロケット１２は、チェーンベルトを通じてクランクシャフトの駆動トルクが伝達されるとき、カム軸線Ｏ周りに回転する。
【００１８】
スプロケット１２の内周壁に第一リングギア１４と第二リングギア１５とが固定されている。第一リングギア１４及び第二リングギア１５は共に、歯先曲面が歯底曲面の内周側にある内歯車で構成されている。第一リングギア１４と第二リングギア１５とは、各回転中心線がカム軸線Ｏと一致するようにしてカム軸線Ｏ上で並んでいる。第一リングギア１４及び第二リングギア１５はスプロケット１２と一体となってカム軸線Ｏ周りに回転可能である。第一リングギア１４及び第二リングギア１５がそれぞれ第一内歯車及び第二内歯車を構成し、それらリングギア１４，１５とスプロケット１２とが共同して回転部材を構成している。
【００１９】
第一伝達軸１６は、第一出力軸２２の他端部２３ｂの外周壁に、カム軸線Ｏ周りに相対回動可能に支持されている。第一伝達軸１６の一端部の外周壁に、カム軸線Ｏに対して偏心する第一偏心軸１８が固定されている。図２のｅ1は、第一偏心軸１８の軸線（以下、第一偏心軸線という）Ｐのカム軸線Ｏに対する偏心量を示している。第一伝達軸１６の他端部には、カム軸線Ｏを回転対称軸線とする円環板状の第一作用部２０が形成されている。第一伝達軸１６、第一偏心軸１８及び第一作用部２０は一体となってカム軸線Ｏ周りに回転可能である。
【００２０】
第一出力軸２２の端部２３ａは端部２３ｂよりも大径に形成され、その内周側にカムシャフト４の端部５が同心上に嵌合されている。そして第一出力軸２２の端部２３ｂ側から螺入された固定ボルト２５により第一出力軸２２とカムシャフト４とが連結固定されている。第一出力軸２２はカムシャフト４と一体となってカム軸線Ｏ周りに回転可能である。
【００２１】
第一遊星歯車３０は、第一出力軸２２の中央部の外周側において遊星運動可能に配設されている。具体的に第一遊星歯車３０は、歯先曲面が歯底曲面の外周側にある外歯車で構成されている。第一遊星歯車３０の歯先曲面の曲率半径は第一リングギア１４の歯底曲面の曲率半径よりも小さく設定され、第一遊星歯車３０の歯数は第一リングギア１４の歯数よりも１つ少なく設定されている。第一遊星歯車３０には断面円形の嵌合孔３２が形成されている。嵌合孔３２の中心線は、第一遊星歯車３０の回転中心線と一致している。嵌合孔３２には第一偏心軸１８が図示しない軸受を介して嵌合されており、第一偏心軸１８の外周壁により第一遊星歯車３０がその回転中心線と一致する第一偏心軸線Ｐ周りに相対回動可能に支持されている。この支持状態において第一遊星歯車３０の複数の歯の一部は、第一リングギア１４の複数の歯の一部に噛み合っている。
【００２２】
第一偏心軸１８に対する第一遊星歯車３０の第一偏心軸線Ｐ周りの相対回動が生じないとき、第一遊星歯車３０は第一リングギア１４と相対位置関係を崩さずに噛み合ったまま、スプロケット１２及び第一偏心軸１８と一体となってカム軸線Ｏ周りに回転する。この回転中に、第一偏心軸１８がスプロケット１２に対してカム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する場合には、第一偏心軸１８の外周壁で押圧される第一遊星歯車３０が、それと噛み合う第一リングギア１４の作用を受けることにより、第一偏心軸１８に対し第一偏心軸線Ｐの周りで進角方向Ｘに相対回転する。そしてこの場合、第一遊星歯車３０は第一リングギア１４に部分的に噛み合いつつ、スプロケット１２に対しカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する。一方、スプロケット１２に対して第一偏心軸１８がカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する場合には、第一偏心軸１８の外周壁で押圧される第一遊星歯車３０が第一リングギア１４の作用を受けて、第一偏心軸１８に対し第一偏心軸線Ｐの周りで遅角方向Ｙに相対回転する。そしてこの場合、第一遊星歯車３０は第一リングギア１４に部分的に噛み合いながら、スプロケット１２に対しカム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する。
【００２３】
第一出力軸２２の中央部には、カム軸線Ｏを回転対称軸線とする円環板状の第一係合部２４が形成されている。この第一係合部２４の複数箇所（本実施例では９箇所）に係合凹部２６が設けられている。複数の係合凹部２６は、カム軸線Ｏ周りに等間隔に配設されている。各係合凹部２６は第一係合部２４の板厚方向に凹む断面円形の凹部であり、開口部が第一遊星歯車３０と向かい合っている。また第一遊星歯車３０のうち第一係合部２４に正対する外壁において、係合凹部２６に対応する複数箇所に係合突起３４が設けられている。複数の係合突起３４は、カム軸線Ｏから偏心量ｅ1だけ偏心する第一偏心軸線Ｐ周りに等間隔に設けられている。各係合突起３４は、第一係合部２４側に向かって突出する断面円形のピン状を呈し、対応する係合凹部２６内に挿入させられている。各係合突起３４の外径寸法は、対応する係合凹部２６の内径寸法よりも小さく設定されている。
【００２４】
第一遊星歯車３０とスプロケット１２との一体回転時には、第一遊星歯車３０の各係合突起３４が第一係合部２４の各係合凹部２６の内壁に係合し、その内壁を回転方向（ここでは進角方向Ｘに一致する）に押圧する。これにより、第一出力軸２２とそれに固定のカムシャフト４とがスプロケット１２との位相関係を一定に保ちつつ、カム軸線Ｏ周りに回転する。この回転中に、スプロケット１２に対する第一遊星歯車３０の上記進角方向Ｘへの相対回転が生じた場合には、各係合突起３４がそれに係合する各係合凹部２６の内壁を回転方向にさらに押圧するため、第一出力軸２２とカムシャフト４とがスプロケット１２に対してカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する。一方、スプロケット１２に対する第一遊星歯車３０の上記遅角方向Ｙへの相対回転が生じた場合には、各係合突起３４がそれに係合する各係合凹部２６の内壁を回転方向とは逆方向に押圧するため、第一出力軸２２とカムシャフト４とがスプロケット１２に対してカム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する。
【００２５】
図１及び図３に示すように、第一出力軸２２のうち第一係合部２４の外周縁部にストッパ溝３５が形成されている。ストッパ溝３５はカム軸線Ｏを中心とする円弧状に所定長さで延び、スプロケット１２の内周壁に向かって開口している。ストッパ溝３５の開口部に向かい合うスプロケット１２の内周壁にストッパ突起３７が一体に形成されている。ストッパ突起３７はストッパ溝３５内に突出し、カム軸線Ｏを中心とする円弧状にストッパ溝３５よりも短い長さで延びている。
【００２６】
スプロケット１２に対して第一出力軸２２が相対回動するとき、ストッパ突起３７はストッパ溝３５内をカム軸線Ｏ周りに相対回動する。このとき、ストッパ突起３７の遅角方向側端部３８ａがストッパ溝３５の遅角方向側端部３６ａに当接することで、第一出力軸２２の上記進角方向Ｘへの相対回転が規制される。この規制位置が第一出力軸２２の最進角位置である。また、ストッパ突起３７の進角方向側端部３８ｂがストッパ溝３５の進角方向側端部３６ｂに当接することで、第一出力軸２２の上記遅角方向Ｙへの相対回転が規制される。この規制位置が第一出力軸２２の最遅角位置である。このように本実施例では、ストッパ溝３５及びストッパ突起３７の各円弧長により、第一出力軸２２、ひいてはカムシャフト４の相対回転範囲が規定される。例えばストッパ溝３５の円弧長を比較的長く設定し、ストッパ突起３７の円弧長を比較的短く設定することで、カムシャフト４の相対回転範囲を大きく確保できる。
【００２７】
本実施例では、第一リングギア１４、第一伝達軸１６、第一偏心軸１８、第一作用部２０、第一出力軸２２及び第一遊星歯車３０等で第一サイクロイド減速機構が構成されている。この第一サイクロイド減速機構に対応して第一ブレーキ部４０が設けられている。
【００２８】
第一ブレーキ部４０は、第一ソレノイド４２と、付勢手段としての第一コイルスプリング４８を備えている。
第一ソレノイド４２は巻回しされたコイル４３を内包する円筒形状に形成され、カム軸線Ｏと同心上に配設されている。第一ソレノイド４２の一端部は、その端面が第一作用部２０の作用面２１に正対し、摩擦部材４５が固定されている。第一ソレノイド４２の他端部には、反第一作用部側に突出する第一支持軸４６が固定されている。ハウジング１１により第一支持軸４６はその軸方向にのみ変位可能に支持されている。これにより、第一ソレノイド４２のカム軸線Ｏ周りの回動が阻止されている。第一支持軸４６とハウジング１１との間に第一コイルスプリング４８が介装されている。第一コイルスプリング４８は、第一作用部２０から第一ソレノイド４２を離間させる方向（図１のα方向）に第一支持軸４６を付勢している。
【００２９】
第一ソレノイド４２はコイル４３への通電により励磁され、第一作用部２０との間に磁気吸引力を発生する。この発生した磁気吸引力により第一ソレノイド４２は第一コイルスプリング４８の付勢力に抗して第一作用部２０側へ変位し、第一作用部２０に摩擦部材４５を介して吸着される。回転する第一作用部２０に第一ソレノイド４２が吸着される場合、第一作用部２０の回転方向とは逆向き（ここでは遅角方向Ｙ）の第一トルクが第一作用部２０と摩擦部材４５との摩擦によって生じ、第一作用部２０から第一伝達軸１６を通じて第一偏心軸１８に伝達される。この第一トルクの伝達により第一偏心軸１８はスプロケット１２に対して、カム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する。一方、第一ソレノイド４２は非通電状態において、第一コイルスプリング４８の付勢力により図１のα方向に付勢され、第一作用部２０から確実に離脱させられる。
【００３０】
第二伝達軸５０は、第一伝達軸１６の中央部の外周壁に、カム軸線Ｏ周りに相対回動可能に支持されている。第二伝達軸５０の一端部に、カム軸線Ｏに対して偏心する第二偏心軸５２が形成されている。図４のｅ2は、第二偏心軸５２の軸線（以下、第二偏心軸線という）Ｑのカム軸線Ｏに対する偏心量を示している。第二伝達軸５０の中央部には、カム軸線Ｏを回転対称軸線とする円環板状の第二作用部５４が形成されている。第二伝達軸５０、第二偏心軸５２及び第二作用部５４は一体となってカム軸線Ｏ周りに回転可能である。
第二出力軸５６は、第一伝達軸１６の中央部の外周壁に同心上に連結固定されている。第二出力軸５６は、第一伝達軸１６及び第一偏心軸１８と一体となってカム軸線Ｏ周りに回転可能である。
【００３１】
第二遊星歯車６４は、第二出力軸５６の中央部の外周側において遊星運動可能に配設されている。具体的に第二遊星歯車６４は、歯先曲面が歯底曲面の外周側にある外歯車で構成されている。第二遊星歯車６４の歯先曲面の曲率半径は第二リングギア１５の歯底曲面の曲率半径よりも小さく設定され、第二遊星歯車６４の歯数は第二リングギア１５の歯数よりも１つ少なく設定されている。第二遊星歯車６４には断面円形の嵌合孔６６が形成されている。嵌合孔６６の中心線は第二遊星歯車６４の回転中心線と一致している。嵌合孔６６には第二偏心軸５２が図示しない軸受を介して嵌合されており、第二偏心軸５２の外周壁により第二遊星歯車６４がその回転中心線と一致する第二偏心軸線Ｑ周りに相対回動可能に支持されている。この支持状態において第二遊星歯車６４の複数の歯の一部は、第二リングギア１５の複数の歯の一部に噛み合っている。
【００３２】
第二偏心軸５２に対する第二遊星歯車６４の第二偏心軸線Ｑ周りの相対回動が生じないとき、第二遊星歯車６４は第二リングギア１５と相対位置関係を変化させずに噛み合ったまま、スプロケット１２及び第二偏心軸５２と一体となってカム軸線Ｏ周りに回転する。この回転中に、第二偏心軸５２がスプロケット１２に対してカム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する場合には、第二偏心軸５２の外周壁で押圧される第二遊星歯車６４が、それと噛み合う第二リングギア１５の作用を受けることにより、第二偏心軸５２に対し第二偏心軸線Ｑの周りで進角方向Ｘに相対回転する。そしてこの場合、第二遊星歯車６４は第二リングギア１５に部分的に噛み合いながら、スプロケット１２に対しカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する。尚、スプロケット１２に対し第二偏心軸５２がカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する場合については、本発明を説明する上で必要でないので、説明を省略する。
【００３３】
第二出力軸５６の一端部には、カム軸線Ｏを回転対称軸線とする円環板状の第二係合部６０が形成されている。この第二係合部６０の複数箇所（本実施例では９箇所）に係合孔６２が設けられている。複数の係合孔６２は、カム軸線Ｏ周りに等間隔に配設されている。各係合孔６２は第二係合部６０を板厚方向に貫通する断面円形の孔であり、一方の開口部が第二遊星歯車６４と向かい合っている。また第二遊星歯車６４のうち第二係合部６０に正対する外壁において、係合孔６２に対応する複数箇所に係合突起６８が設けられている。複数の係合突起６８は、カム軸線Ｏから偏心量ｅ2だけ偏心する第二偏心軸線Ｑ周りに等間隔に設けられている。各係合突起６８は、第二係合部６０側に向かって突出する断面円形のピン状を呈し、対応する係合孔６２内に挿入させられている。各係合突起６８の外径寸法は、対応する係合孔６２の内径寸法よりも小さく設定されている。
【００３４】
第二遊星歯車６４とスプロケット１２との一体回転時には、第二遊星歯車６４の各係合突起６８が第二係合部６０の各係合孔６２の内壁に係合し、その内壁を回転方向（ここでは進角方向Ｘに一致する）に押圧する。これにより、第二出力軸５６と、第一伝達軸１６を介して第二出力軸５６に連結される第一偏心軸１８とがスプロケット１２との位相関係を一定に保ちつつ、カム軸線Ｏ周りに回転する。この回転中に、スプロケット１２に対する第二遊星歯車６４の上記進角方向Ｘへの相対回転が生じた場合には、各係合突起６８がそれに係合する各係合孔６２の内壁を回転方向にさらに押圧するため、第二出力軸５６と第一偏心軸１８とがスプロケット１２に対してカム軸線Ｏの周りで進角方向Ｘに相対回転する。
【００３５】
本実施例では、第二リングギア１５、第二伝達軸５０、第二偏心軸５２、第二作用部５４、第二出力軸５６及び第二遊星歯車６４等で第二サイクロイド減速機構が構成されている。図１に示すように、この第二サイクロイド減速機構と上記第一サイクロイド減速機構とは互いに隣接して設けられ、カム軸線Ｏに平行な方向と垂直な方向の双方で互いに重なっている。これにより、バルブタイミング調整装置１０の小型化が図られている。
【００３６】
第二ブレーキ部７０は、第二サイクロイド減速機構に対応して設けられている。第二ブレーキ部７０は、第二ソレノイド７２と、付勢手段としての第二コイルスプリング７８を備えている。
第二ソレノイド７２は巻回しされたコイル７３を内包する円筒形状に形成され、カム軸線Ｏと同心上に配設されている。本実施例の第二ソレノイド７２は第一ソレノイド４２よりも大径に形成されており、第二ソレノイド７２の内周側に第一ソレノイド４２が部分的に挿入されている。これにより、第二ソレノイド７２の内周側のスペースが有効に利用され、バルブタイミング調整装置１０が小型化されている。
【００３７】
第二ソレノイド７２の一端部は、その端面が第二作用部５４の作用面５５に正対し、摩擦部材７５が固定されている。第二ソレノイド７２の他端部には、反第二作用部側に突出する第二支持軸７６が固定されている。ハウジング１１により第二支持軸７６はその軸方向にのみ変位可能に支持されている。これにより、第二ソレノイド７２のカム軸線Ｏ周りの回動が阻止されている。第二支持軸７６とハウジング１１との間に第二コイルスプリング７８が介装されている。第二コイルスプリング７８は、第二作用部５４から第二ソレノイド７２を離間させる方向（図１のβ方向）に第二支持軸７６を付勢している。
【００３８】
第二ソレノイド７２はコイル７３への通電により励磁され、第二作用部５４との間に磁気吸引力を発生する。この発生した磁気吸引力により第二ソレノイド７２は第二コイルスプリング７８の付勢力に抗して第二作用部５４側に向かって変位し、第二作用部５４に摩擦部材７５を介して吸着される。回転する第二作用部５４に第二ソレノイド７２が吸着される場合、第二作用部５４の回転方向とは逆向き（ここでは遅角方向Ｙ）の第二トルクが第二作用部５４と摩擦部材７５との摩擦によって生じ、第二作用部５４から第二伝達軸５０を通じて第二偏心軸５２に伝達される。この第二トルクの伝達により第二偏心軸５２はスプロケット１２に対して、カム軸線Ｏの周りで遅角方向Ｙに相対回転する。一方、第二ソレノイド７２は非通電状態において、第二コイルスプリング７８の付勢力により図１のβ方向に付勢され、第二作用部５４から確実に離脱させられる。
【００３９】
次に、バルブタイミング調整装置１０の作動について説明する。
第一ブレーキ部４０の第一ソレノイド４２と第二ブレーキ部７０の第二ソレノイド７２とが共に非通電の状態でエンジン２のクランクシャフトが回転駆動されると、そのクランクシャフトの駆動トルクがスプロケット１２に伝達される。これにより、スプロケット１２と、それに固定された第一及び第二リングギア１４，１５とが一体に回転する。尚、クランクシャフトに対するスプロケット１２の位相は常に一定に保たれる。このとき、非通電状態の第一ソレノイド４２は第一作用部２０から離脱し、第一トルクが第一偏心軸１８に伝達されないので、第一偏心軸１８のスプロケット１２に対する相対回転は生じない。したがって、上記スプロケット１２の回転に伴い、第一遊星歯車３０と第一偏心軸１８とがスプロケット１２と一体となって回転する。これにより、第一遊星歯車３０に係合する第一出力軸２２とカムシャフト４とが、スプロケット１２に対して一定の位相で回転する。
【００４０】
またスプロケット１２の回転時には、非通電状態の第二ソレノイド７２は第二作用部５４から離脱し、第二トルクが第二偏心軸５２に伝達されないので、第二偏心軸５２のスプロケット１２に対する相対回転は生じない。したがって、このとき第二遊星歯車６４と第二偏心軸５２とがスプロケット１２と一体となって回転する。これにより、第二遊星歯車６４に係合する第二出力軸５６は、第一伝達軸１６及び第一偏心軸１８と一体に回転する。
【００４１】
スプロケット１２の回転中において第一ソレノイド４２のみに通電すると、回転する第一作用部２０に第一ソレノイド４２が磁気吸着し、第一ソレノイド端部の摩擦部材４５と第一作用部２０との摩擦により生じた第一トルクが第一偏心軸１８に伝達される。第一トルクを受けた第一偏心軸１８は、スプロケット１２に対して遅角方向Ｙに相対回転し減速する。この第一偏心軸１８の遅角方向Ｙへの相対回転を受けて、第一遊星歯車３０が第一偏心軸１８に対し進角方向Ｘに相対回転しつつ、スプロケット１２に対して進角方向Ｘに相対回転する。これにより、第一遊星歯車３０に係合する第一出力軸２２とカムシャフト４とが、スプロケット１２に対して進角方向Ｘに相対回転し増速する。すなわち、スプロケット１２に対するカムシャフト４の位相が進角側に変化し、クランクシャフト対するカムシャフト４の位相もまた進角側に変化する。尚、このとき第一出力軸２２及びカムシャフト４の進角方向Ｘへの相対回転は、ストッパ突起端部３８ａとストッパ溝端部３６ａとの当接により制限される。
【００４２】
一方、スプロケット１２の回転中において第二ソレノイド７２のみに通電すると、回転する第二作用部５４に第二ソレノイド７２が磁気吸着し、第二ソレノイド端部の摩擦部材７５と第二作用部５４との摩擦により生じた第二トルクが第二偏心軸５２に伝達される。第二トルクを受けた第二偏心軸５２は、スプロケット１２に対して遅角方向Ｙに相対回転し減速する。この第二偏心軸５２の遅角方向Ｙへの相対回転を受けて、第二遊星歯車６４は第二偏心軸５２に対して進角方向Ｘに相対回転しつつ、スプロケット１２に対して進角方向Ｘに相対回転する。これにより、第二遊星歯車６４に係合する第二出力軸５６と第一偏心軸１８とが、スプロケット１２に対して進角方向Ｘに相対回転し増速する。そしてさらに、この第一偏心軸１８の進角方向Ｘへの相対回転を受けて、第一遊星歯車３０が第一偏心軸１８に対し遅角方向Ｙに相対回転しつつ、スプロケット１２に対して遅角方向Ｙに相対回転する。以上により、第一遊星歯車３０に係合する第一出力軸２２とカムシャフト４とが、スプロケット１２に対して遅角方向Ｙに相対回転し減速する。すなわち、スプロケット１２に対するカムシャフト４の位相が遅角側に変化し、クランクシャフト対するカムシャフト４の位相もまた遅角側に変化する。尚、このとき第一出力軸２２及びカムシャフト４の遅角方向Ｙへの相対回転は、ストッパ突起端部３８ｂとストッパ溝端部３６ｂとの当接により規制される。
【００４３】
このようにバルブタイミング調整装置１０によると、第一サイクロイド減速機構及び第二サイクロイド減速機構を構成する各要素の変位はいずれも、スプロケット１２に対するカム軸線Ｏ周りの相対回転により実現されている。そのため、カムシャフト４の位相変化幅を決める第一及び第二サイクロイド減速機構の構成要素の相対回転範囲をカム軸線Ｏ周りに大きく取ることができる。したがって、装置の体格を拡大することなく、カムシャフト４の位相変化幅を拡張することが可能である。
【００４４】
さらにバルブタイミング調整装置１０によると、カムシャフト４を進角側及び遅角側のいずれに位相変化させる場合でも、その位相変化を誘引する第一トルク及び第二トルクについて第一ソレノイド４２及び第二ソレノイド７２の電磁力に基づき生成している。したがって、第一及び第二ソレノイド４２、７２への通電開始からカムシャフト４の位相変化までの応答性が高くなる。また一般に電磁力は、装置外周の温度や作動開始からの経過時間等といった作動条件の影響を受け難いので、低温環境時やエンジン始動時においてもカムシャフト４の位相変化を精密に制御することができる。
【００４５】
またさらにバルブタイミング調整装置１０によると、第一トルク及び第二トルクを得るために、第一ソレノイド４２及び第二ソレノイド７２をそれぞれ、回転する第一作用部２０及び第二作用部５４に吸着させている。そのため、小さな磁気吸引力でも大きなトルクを得ることができるので、第一及び第二ソレノイド４２，７２をコンパクトに形成したり、通電量を低減することが可能となる。
【００４６】
以上説明した上記実施例では、第一ブレーキ部４０及び第二ブレーキ部７０の双方が電磁力により第一トルク及び第二トルクを得るように構成されていたが、第一トルク及び第二トルクの少なくとも一方について、例えば弾性部材の弾性力により得るようにしてもよい。また上記実施例では、第一ソレノイド４２及び第二ソレノイド７２を第一作用部２０及び第二作用部５４にそれぞれ吸着させていたが、吸着させなくてもよい。
さらに上記実施例では、第一偏心軸１８と第二出力軸５６とが第一伝達軸１６を介して常時連結される構成を採用していたが、第一偏心軸１８と第二出力軸５６との間に連結を解除可能なクラッチ機構等を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるバルブタイミング調整装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】図１のIV−IV断面図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  カムシャフト（従動軸）
１０  バルブタイミング調整装置
１２  スプロケット（回転部材）
１４  第一リングギア（回転部材）
１５  第二リングギア（回転部材）
１６  第一伝達軸
１８  第一偏心軸
２０  第一作用部
２２  第一出力軸
３０  第一遊星歯車
３５  ストッパ溝
３７  ストッパ突起
４０  第一ブレーキ部
４２  第一ソレノイド
４８  第一コイルスプリング（付勢手段）
５０  第二伝達軸
５２  第二偏心軸
５４  第二作用部
５６  第二出力軸
６４  第二遊星歯車
７０  第二ブレーキ部
７２  第二ソレノイド
７８  第二コイルスプリング（付勢手段）
Ｏ  カム軸線
Ｐ  第一偏心軸線
Ｑ  第二偏心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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