(57)【要約】【課題】内燃機関の始動性を確保するバルブタイミング調整装置の提供。【解決手段】電動モータ４は、モータ軸１０２を回転駆動する駆動トルクを通電により発生し、通電カットにより駆動トルクの発生を停止する。位相調整機構８は、カムトルクを遊星キャリア４０へ伝達し、駆動トルクの伝達により回転する遊星キャリア４０の状態に応じてクランク軸及びカム軸２間の相対位相を調整する。通電制御回路部６は、電動モータ４に対する通電を内燃機関の運転に伴い制御し、当該通電を内燃機関の停止に伴いカットする。クラッチ機構２００は、駆動トルクの発生状態でモータ軸１０２を遊星キャリア４０と接続することでモータ軸１０２から遊星キャリア４０へ駆動トルクを伝達し、駆動トルクの発生停止状態において遊星キャリア４０をロックすることで遊星キャリア４０からモータ軸１０２へのカムトルクの伝達を遮断する。【選択図】図１
2009062895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において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バルブタイミング調整装置であって、
出力回転体を有し、前記出力回転体を回転駆動する駆動トルクを通電により発生し、通電カットにより前記駆動トルクの発生を停止するアクチュエータと、
前記出力回転体から前記駆動トルクが伝達されることにより回転する入力回転体を有し、前記カム軸に発生するカムトルクを前記入力回転体へ伝達すると共に、前記入力回転体の回転状態に応じて前記クランク軸及び前記カム軸の間の相対位相を調整する位相調整機構と、
前記アクチュエータに対する通電を前記内燃機関の運転に伴って制御し、前記アクチュエータに対する通電を前記内燃機関の停止に伴ってカットする通電制御手段と、
前記駆動トルクの発生状態において前記出力回転体を前記入力回転体と接続することにより、前記出力回転体から前記入力回転体へ前記駆動トルクを伝達し、前記駆動トルクの発生停止状態において前記入力回転体をロックすることにより、前記入力回転体から前記出力回転体への前記カムトルクの伝達を遮断するクラッチ機構と、
を備え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】
前記クラッチ機構は、
前記出力回転体に設けられ、径方向に開口する窓部と、
前記入力回転体に設けられ、径方向に突出し回転方向に隙間をあけて前記窓部に突入する突部であって、回転方向の中央部から両端部側へ向かって回転中心線からの距離が大きくなる先端面を有する突部と、
回転方向に隙間をあけて前記窓部に収容され、径方向に位置決めされるリテーナと、
前記リテーナにより転動可能に保持され、前記突部の先端面に接触する転動体と、
を有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。
【請求項３】
前記突部及び前記窓部の回転方向幅の差は、前記リテーナ及び前記窓部の回転方向幅の差と略等しい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】
前記突部の回転方向幅は、前記リテーナの回転方向幅と略等しく、
前記転動体は、前記リテーナの回転方向の中央部に保持さ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５】
前記窓部、前記突部、前記リテーナ及び前記転動体の組は、回転方向に複数組設けられることを特徴とする請求項２〜４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６】
前記位相調整機構は、
第一歯車部を形成し、前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
第二歯車部を形成し、前記カム軸と連動して回転する第二回転体と、
前記第一歯車部及び前記第二歯車部に噛合しつつ遊星運動することにより前記相対位相を変化させる遊星歯車と、
前記突部を形成する部分に対して偏心する部分により前記遊星歯車を遊星運動可能に支持する前記入力回転体としての遊星キャリアと、
を有することを特徴とする請求項１〜５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７】
前記通電制御手段は、前記内燃機関の停止に必須の条件を検知した場合に、前記アクチュエータに対する通電を制御して所定の前記相対位相を実現した後、前記アクチュエータに対する通電をカット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。
【請求項８】
前記アクチュエータは、通電により励磁するモータコイルを有し、当該励磁により前記駆動トルクを発生する電動モータであることを特徴とする請求項１〜７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、内燃機関において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バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータや電動ブレーキ等のアクチュエータにより発生したトルクを利用して、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の相対位相（以下、「機関位相」という）を調整するバルブタイミング調整装置が知られている。こうしたバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１の装置では、内燃機関の停止状態における機関位相を内燃機関の始動を許容する始動位相に保持して、内燃機関の始動性を確保するようにしている。
【０００３】
具体的に特許文献１の装置では、内燃機関の運転状態においてブレーキ軸から位相調整機構へ制動トルクを出力するメインブレーキに加え、内燃機関の停止状態においてブレーキ軸から位相調整機構へ制動トルクを出力するサブブレーキを設けている。これにより内燃機関の停止状態においては、ブレーキ軸に作用するサブブレーキの制動トルクが位相調整機構のスプリングトルクとバランスして、機関位相が始動位相に保持されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−１４６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、特許文献１の装置では、内燃機関の運転状態においてカム軸に発生したカムトルクが位相調整機構を通じてブレーキ軸へ伝達されることになるが、内燃機関の停止状態においても、カム軸の回転に起因するカムトルクがブレーキ軸へ伝達されることがある。このように、内燃機関の停止状態においてカムトルクがブレーキ軸に作用する場合、当該ブレーキ軸におけるトルクバランスが崩れることによって、機関位相が始動位相から大きくずれるおそれがある。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の始動性を確保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に記載の発明は、内燃機関において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バルブタイミング調整装置であって、出力回転体を有し、出力回転体を回転駆動する駆動トルクを通電により発生し、通電カットにより駆動トルクの発生を停止するアクチュエータと、出力回転体から駆動トルクが伝達されることにより回転する入力回転体を有し、カム軸に発生するカムトルクを入力回転体へ伝達すると共に、入力回転体の回転状態に応じて機関位相を調整する位相調整機構と、アクチュエータに対する通電を内燃機関の運転に伴って制御し、アクチュエータに対する通電を内燃機関の停止に伴ってカットする通電制御手段と、駆動トルクの発生状態において出力回転体を入力回転体と接続することにより、出力回転体から入力回転体へ駆動トルクを伝達し、駆動トルクの発生停止状態において入力回転体をロックすることにより、入力回転体から出力回転体へのカムトルクの伝達を遮断するクラッチ機構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような発明によると、内燃機関の停止に伴ってアクチュエータに対する通電がカットされることで、出力回転体を回転駆動する駆動トルクの発生が停止される。故に、この後、カムトルクが位相調整機構を通じて入力回転体へ伝達されることがあっても、入力回転体のロックによって、入力回転体から出力回転体へのカムトルクの伝達が遮断されることになる。これにより、内燃機関の停止状態においては、入力回転体のロックに応じて機関位相を始動位相に保持することが可能となるので、内燃機関の次の始動における始動性を確保することができる。また、内燃機関の始動後においては、駆動トルクを出力回転体に発生させることにより、出力回転体が入力回転体と接続されて当該駆動トルクが入力回転体へ伝達されることになるので、アクチュエータに対する通電制御に従って適切に機関位相を調整することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、クラッチ機構は、出力回転体に設けられ、径方向に開口する窓部と、入力回転体に設けられ、径方向に突出し回転方向に隙間をあけて窓部に突入する突部であって、回転方向の中央部から両端部側へ向かって回転中心線からの距離が大きくなる先端面を有する突部と、回転方向に隙間をあけて窓部に収容され、径方向に位置決めされるリテーナと、リテーナにより転動可能に保持され、突部の先端面に接触する転動体と、を有する。
【０００９】
このような発明において、駆動トルクが出力回転体に発生しているときには、当該出力回転体に設けられた窓部の側面によって、入力回転体に設けられた突部の側面とリテーナの側面との双方を回転方向に押圧することができる。これによれば、リテーナの支持する転動体が突部の先端面において接触する位置を一定に保ちながら、出力回転体を入力回転体に接続して駆動トルクを入力回転体へ伝達することができるので、機関位相の連続的な調整が可能となるのである。
【００１０】
一方、駆動トルクの発生が停止した状態でカムトルクが入力回転体へ伝達されるときには、突部先端面における転動体の接触位置を転動体の転動によってスムーズに変化させつつ、当該突部の側面によって出力回転体の窓部の側面を回転方向に押圧することができる。これによれば、径方向に位置決めされたリテーナにより保持される転動体が、突部の先端面において回転中心線からの距離が大きい部分に接触し、当該突部を有する入力回転体がロックされることになるので、入力回転体から出力回転体へのカムトルク伝達を確実に遮断することができるのである。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、突部及び窓部の回転方向幅の差は、リテーナ及び窓部の回転方向幅の差と略等しい。これによれば、駆動トルクの発生により窓部の側面が突部の側面及びリテーナの側面と当接した状態において突部の先端面における転動体の接触位置を常に一定に保つことが可能となるので、当該駆動トルク発生時には入出力回転体間を継続的に接続することができるのである。
【００１２】
請求項４に記載の発明によると、突部の回転方向幅は、リテーナの回転方向幅と略等しい。これによれば、駆動トルクの発生によって窓部の側面が突部及びリテーナの各側面に当接することで、回転方向幅の略等しい突部及びリテーナの回転方向の中央部同士が位置合わせされる。そこで、さらに請求項４に記載の発明によると、転動体はリテーナの回転方向の中央部に保持されるので、窓部の側面が突部及びリテーナの各側面に当接した状態では、突部の先端面における転動体の接触位置を、回転中心線からの距離が小さな中央部に保つことができる。これによれば、駆動トルクの発生時に突部先端面における転動体の接触位置が中央部からずれて入力回転体がロックされる事態について、防止可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によると、窓部、突部、リテーナ及び転動体の組は、回転方向に複数組設けられる。これによれば、窓部、突部、リテーナ及び転動体のいずれかの組に異常が生じたとしても、別の組の窓部、突部、リテーナ及び転動体によってクラッチ機構としての機能を果たすことができるので、高いフェイルセーフ性を発揮することができるのである。
【００１４】
請求項６に記載の発明によると、位相調整機構は、第一歯車部を形成し、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、第二歯車部を形成し、カム軸と連動して回転する第二回転体と、第一歯車部及び第二歯車部に噛合しつつ遊星運動することにより機関位相を変化させる遊星歯車と、突部を形成する部分に対して偏心する部分により遊星歯車を遊星運動可能に支持する入力回転体としての遊星キャリアと、を有する。
【００１５】
このような発明において、カム軸と連動回転する第二回転体の第二歯車部に噛合した遊星歯車並びに当該遊星歯車を支持する入力回転体としての遊星キャリアには、カム軸に発生したカムトルクが伝達され易い。しかし、上述の如きクラッチ機構の働きによれば、内燃機関の停止状態においてカムトルクが発生したとしても、機関位相を始動位相に保持して内燃機関の始動性を確保することができるのである。
【００１６】
請求項７に記載の発明によると、通電制御手段は、内燃機関の停止に必須の条件を検知した場合に、アクチュエータに対する通電を制御して所定の機関位相を実現した後、アクチュエータに対する通電をカットする。これによれば、所定の機関位相が実現された状態下、アクチュエータに対する通電がカットされて出力回転体の回転駆動が停止することになるので、安定した始動位相を実現することができるのである。
【００１７】
請求項８に記載の発明によると、アクチュエータは、通電により励磁するモータコイルを有し、当該励磁により駆動トルクを発生する電動モータである。このように、出力回転体を回転駆動する駆動トルクをモータコイルの励磁によって迅速に発生可能な電動モータを用いることによれば、通電制御及び通電カットに対する応答性を高めて、バルブタイミングの調整精度及び始動性の確保確度の向上を図ることが可能となるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（基本構成）
図１は、本発明の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（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ている。バルブタイミング調整装置１は電動モータ４、通電制御回路部６、位相調整機構８及びクラッチ機構２００を備えてなり、クランク軸及びカム軸２の間の機関位相によって決まるバルブタイミングを調整する。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。
【００２０】
図１，２に示すように、電動モータ４はブラシレスモータであり、モータケース１００、軸受１０１、モータ軸１０２及びモータステータ１０３を備えている。モータケース１００は、内燃機関の固定節（例えばチェーンケース）に取り付けられる。中空のモータケース１００内には、二つの軸受１０１及びモータステータ１０３が収容固定されている。各軸受１０１は、モータ軸１０２の軸本体１０４を図２の方向Ｘ，Ｙへ正逆回転可能に支持している。モータ軸１０２においてロータ部１０５は、軸本体１０４から外周側へ突出する円環板状に磁性材によって形成されている。このロータ部１０５には、モータ軸１０２の回転方向に等間隔に並ぶ形態で複数の永久磁石１０６が設けられている。これにより各永久磁石１０６は、モータ軸１０２と共に正逆回転可能となっている。回転方向において隣り合う永久磁石１０６同士は、互いに逆極性の磁極をロータ部１０５の外周側に形成している。モータステータ１０３はロータ部１０５の外周側に同心上に配置されており、モータコア１０８及びモータコイル１０９を有している。モータコア１０８は金属片を積層して形成され、モータ軸１０２の回転方向に等間隔に複数設けられている。各モータコア１０８に個別に巻装されているモータコイル１０９には、通電制御回路部６が電気的に接続されている。
【００２１】
通電制御回路部６は、例えば制御コンピュータ及び通電ドライバ等からなり、少なくとも一部がモータケース１００内に収容固定されている。通電制御回路部６は電動モータ４の各モータコイル１０９に電気的に接続され、それらコイル１０９に対する通電を制御する。この通電制御を受けて電動モータ４は、各永久磁石１０６に作用する磁界を各モータコイル１０９の励磁により形成することで、当該形成磁界に応じた方向Ｘ，Ｙの駆動トルクをモータ軸１０２に発生させて、当該モータ軸１０２を回転駆動する。尚、各モータコイル１０９に対する通電が通電制御回路部６によってカットされるときには、それらモータコイル１０９の形成する磁界が消失するので、駆動トルクの発生は停止することになる。
【００２２】
図１に示すように位相調整機構８は、駆動側回転体１０、従動側回転体２０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。
【００２３】
図１，３に示すように駆動側回転体１０は、共に円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り、位相調整機構８の他の構成要素２０，４０，６０を内部に収容している。歯車部材１２の周壁部は、歯底円の内周側に歯先円を有する駆動側内歯車部１４を形成している。スプロケット１３には、外周側へ突出する複数の歯１９が設けられている。スプロケット１３は、それら歯１９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回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図３の時計方向となる。
【００２４】
図１，４に示すように、従動側回転体２０は有底円筒状に形成され、駆動側回転体１０の内周側に同心上に嵌合している。従動側回転体２０の底壁部は、カム軸２に同軸上に螺子止めされて連結される連結部２１を形成している。この連結により従動側回転体２０は、カム軸２と連動して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方向Ｙである。
【００２５】
従動側回転体２０の周壁部は、歯底円の内周側に歯先円を有する従動側内歯車部２２を形成している。ここで、従動側内歯車部２２の内径は駆動側内歯車部１４の内径よりも小さく設定され、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも少なく設定されている。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１４に対して軸方向へずれて配置されている。
【００２６】
図１に示すように遊星キャリア４０は、全体として筒状に形成されており、一端部の外周面によって入力部４１を形成している。入力部４１は、回転体１０，２０及びモータ軸１０２に対して同心上に配置されており、モータ軸１０２において軸本体１０４に同心装着された円環板状のジョイント部１１０（図１，５参照）にクラッチ機構２００を介して連繋している。これにより遊星キャリア４０は、クラッチ機構２００がモータ軸１０２を入力部４１に機械的に接続する場合にモータ軸１０２と共に回転可能となっており、また回転体１０，２０の内歯車部１４，２２に対して相対回転可能となっている。
【００２７】
図１，３，４に示すように遊星キャリア４０は、入力部４１と反対側の端部の外周面によって、当該入力部４１に対して偏心する偏心部４４を形成している。偏心部４４は、遊星歯車５０の中心孔５１の内周側にベアリング４５を介して嵌合している。これにより遊星歯車５０は、内歯車部１４，２２に対する遊星キャリア４０の相対回転に応じて遊星運動可能に、偏心部４４によって支持されている。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０が偏心部４４の偏心中心線周りに自転しつつ、遊星キャリア４０の回転方向へ公転する遊星運動をいう。
【００２８】
遊星歯車５０は段付円筒状に形成され、歯底円の外周側に歯先円を有する駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４をそれぞれ大径部分及び小径部分によって形成している。駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４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。駆動側外歯車部５２は駆動側内歯車部１４の内周側に配置されて、当該歯車部１４と噛み合っている。また、駆動側外歯車部５２よりも連結部２１側の従動側外歯車部５４は従動側内歯車部２２の内周側に配置されて、当該歯車部２２と噛み合っている。
【００２９】
以上の構成により回転体１０，２０の内部には、駆動側内歯車部１４と従動側内歯車部２２とが遊星歯車５０を介して連繋してなる差動歯車機構６０が構築されている。このような差動歯車機構６０を備えた位相調整機構８は、カム軸２に発生するカムトルクを遊星キャリア４０へ伝達しつつ、遊星キャリア４０の回転状態に応じて機関位相を調整する。
【００３０】
具体的には、遊星キャリア４０が駆動側回転体１０との同速回転により駆動側内歯車部１４に対して相対回転しないときには、遊星歯車５０が遊星運動をしないで回転体１０，２０と共に回転する。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保持されることになる。
【００３１】
一方、遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対する高速回転により駆動側内歯車部１４に対して方向Ｘへ相対回転するときには、遊星歯車５０の遊星運動によって従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転する。したがって、機関位相がクランク軸に対するカム軸２の進角側へと変化し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。
【００３２】
また一方、遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対する低速回転する又は逆回転により駆動側内歯車部１４に対して方向Ｙへ相対回転するときには、遊星歯車５０の遊星運動によって従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転する。したがって、機関位相がクランク軸に対するカム軸２の遅角側へと変化し、それに合わせてバルブタイミングが遅角する。
【００３３】
（特徴的構成）
以下、本実施形態の特徴的構成であるクラッチ機構２００について、詳細に説明する。
【００３４】
図１，５に示すようにクラッチ機構２００は、モータ軸１０２のジョイント部１１０に設けられる窓部２１０、遊星キャリア４０の入力部４１に設けられる突部２２０、窓部２１０に収容されるリテーナ２３０、並びにリテーナ２３０に保持される転動体２４０等から構成されている。
【００３５】
窓部２１０は、金属製のジョイント部１１０において軸本体１０４に装着されるジョイント基体１１０ａから入力部４１の外周側へ向かって突出する円環状のリング部１１０ｂに、図５の如く回転方向に等間隔をあけて四つ形成されている。リング部１１０ｂにおいて各窓部２１０は、入力部４１側となる径方向内側と、駆動側回転体１０の歯車部材１２側となる径方向外側とへ向かって開口している。
【００３６】
突部２２０は、金属製の遊星キャリア４０においてリング部１１０ｂと同心円筒面状の入力部４１に、回転方向に等間隔をあけて四つ形成されている。入力部４１において各突部２２０は、リング部１１０ｂ側となる径方向外側へ向かって略逆台形状に突出し、それぞれ対応する窓部２１０に突入している。各突部２２０の先端面２２２は、入力部４１の回転中心線Ｏからの距離が回転方向の中央部から両端部側へ向かって大きくなるよう、入力部４１の径方向線に対して垂直となる平坦面状に形成されている。
【００３７】
ここで、入力部４１における各突部２２０の回転方向幅は、リング部１１０ｂにおける各窓部２１０の回転方向幅よりも小さく設定されている。これにより各突部２２０の回転方向の側面２２４，２２６は、対応する窓部２１０の回転方向の側面２１４，２１６との間に隙間をあけており、当該対応窓部２１０に対して相対揺動可能となっている。
【００３８】
金属製のリテーナ２３０は、各窓部２１０に対応して四つ設けられている。各リテーナ２３０は、対応する窓部２１０に収容された状態でリング部１１０ｂ及び入力部４１に対し同心となる略円弧状に形成されている。各リテーナ２３０は、最外周面２３２が歯車部材１２の内周面１２ａによって係止されることで、窓部２１０内で径方向に位置決めされる。
【００３９】
ここで、各リテーナ２３０の回転方向幅は、各窓部２１０の回転方向幅よりも小さく設定されている。これにより各リテーナ２３０の回転方向の側面２３４，２３６は、対応する窓部２１０の回転方向の側面２１４，２１６との間に隙間をあけており、当該窓部２１０に対して相対揺動可能となっている。また、特に本実施形態では、リテーナ２３０及び窓部２１０の回転方向幅の差が突部２２０及び窓部２１０の回転方向幅の差と略等しく、且つリテーナ２３０の最内周面２３８及び突部２２０の先端面２２２の回転方向幅が互いに略等しくされている。
【００４０】
金属製の転動体２４０は、各リテーナ２３０に対応して四つ設けられている。各転動体２４０は、本実施形態では円柱ローラ状に形成されており、リング部１１０ｂ及び入力部４１の回転中心線Ｏに対して平行に配置されている。各転動体２４０は、対応する突部２２０の先端面２２２に外周面２４２を接触させた状態で、対応するリテーナ２３０に保持されており、それによって回転中心線Ｏの平行線周りに転動可能となっている。
【００４１】
ここで、各転動体２４０のリテーナ２３０における保持箇所は、当該リテーナ２３０の回転方向の中央部に設定されている。これにより、図５に示すように各リテーナ２３０及び各突部２２０の中央部同士が回転方向に位置合わせされるときには、各突部２２０の先端面２２２において回転中心線Ｏからの距離が最小となる中央部に各転動体２４０が接触することになる。これに対し、図６，７に示すように各リテーナ２３０の回転方向の中央部が各突部２２０の回転方向の端部と対向するときには、各突部２２０の先端面２２２において回転中心線Ｏからの距離が最大となる端部に各転動体２４０が接触することになる。
【００４２】
（特徴的作動）
以下、本実施形態の特徴的作動について説明する。
【００４３】
アイドル回転状態の内燃機関がイグニッションスイッチのオフ指令等の停止指令を受けて停止するときには、通電制御回路部６がその停止指令を検知して、電動モータ４の各モータコイル１０９に対する通電を制御することにより、機関位相を図８に示す所定の位相Ｐｈに保持する。尚、本実施形態において位相Ｐｈは、停止した内燃機関の次の始動を許容すると共に燃費を向上させる範囲ΔＰｓの始動位相のうち最適な位相（以下、「最適始動位相」という）に設定される。また、本実施形態において最適始動位相は、最遅角位相及び最進角位相間の中間位相とされるが、最遅角位相又は最進角位相であってもよい。
【００４４】
このようにして機関位相を最適始動位相Ｐｈに保持した状態下、内燃機関の回転数が閾値Ｒｔｈ（例えば２００ｒｐｍ）以下に低下すると、通電制御回路部６が各モータコイル１０９に対する通電をカットする。その結果、駆動トルクの発生が停止してモータ軸１０２が完全停止すると共に、内燃機関も通電カットから非常に短い時間（例えば０．１秒程度）で完全停止することになるため、図８に示すように機関位相は、位相Ｐｈを含む始動位相の範囲ΔＰｓ内に安定して止まるのである。
【００４５】
以上により内燃機関が停止してから次の始動までの間においては、駆動トルクの発生停止状態下、バルブ反力によりカム軸２が回転して発生したカムトルクが、位相調整機構８を通じてモータ軸１０２に作用することがある。こうしたカムトルクの作用によって各突部２２０は、各窓部２１０に対してカムトルクの作用方向（以下、単に「カムトルク方向という」）へ相対揺動する。このとき各突部２２０は、先端面２２２における転動体２４０の接触位置を転動体２４０の転動によってスムーズに変化させつつ、カムトルク方向を向く側面２２４又は２２６によって各窓部２１０の側面２１４又は２１６を当該方向へ押圧する。その結果、図６又は７に示すように、各突部２２０の先端面２２２の両端部のうち、カムトルク方向を向く側面２２４又は２２６に近い側の端部に、転動体２４０が接触する状態となる。即ち、いずれの場合にも、各突部２２０の先端面２２２における転動体２４０の接触箇所が回転中心線Ｏからの最大距離点となるので、各突部２２０と各リテーナ２３０との間において転動体２４０が強く噛み込まれて、突部２２０の窓部２１０に対する相対揺動が規制される。これにより、遊星キャリア４０がロックされて、当該遊星キャリア４０からモータ軸１０２へのカムトルクの伝達が確実に遮断されるので、機関位相が適正な始動位相の範囲ΔＰｓ内に保持されることになる。したがって、内燃機関がイグニッションスイッチのオン指令等の始動指令を受けることで、次に始動するときには、その始動性を担保することができるのである。
【００４６】
また、内燃機関が始動指令を受けたときには、通電制御回路部６がその始動指令を検知して、各モータコイル１０９に対する通電制御を開始し、駆動トルクをモータ軸１０２に発生させる。このような駆動トルクの発生によって各窓部２１０は、各突部２２０に対して駆動トルクの発生方向（以下、単に「駆動トルク方向」という）に相対揺動する。このとき各窓部２１０は、駆動トルク方向を向く側面２１４又は２１６によって各突部２２０の側面２２４又は２２６を当該方向へ押圧する。その結果、各突部２２０の先端面２２２に対する転動体２４０の接触位置が転動体２４０の転動によってスムーズに変化し、図５に示すように各突部２２０の先端面２２２の中央部に転動体２４０が接触すると略同時に、駆動トルク方向を向く各窓部２１０の側面２１４又は２１６が各リテーナ２３０の側面２３４又は２３６に当接することになる。即ち、いずれの場合にも、各突部２２０の先端面２２２における転動体２４０の接触箇所が回転中心線Ｏからの最小距離点となるので、各突部２２０と各リテーナ２３０との間において転動体２４０が緩やかに挟まれた状態となる。以上により、遊星キャリア４０のロックが解除されて、モータ軸１０２が遊星キャリア４０に機械的に接続されるのである。
【００４７】
この後においては、駆動トルク方向を向く各窓部２１０の側面２１４又は２１６が、各突部２２０の側面２２４又は２２６と、各リテーナ２３０の側面２３４又は２３６とを当該方向とへ押圧することで、駆動トルクが遊星キャリア４０へと伝達される。その結果、駆動側回転体１０に対する遊星キャリア４０の回転状態が駆動トルクに応じた状態となるので、各モータコイル１０９に対する通電制御に従って機関位相を適切に調整することができるのである。
【００４８】
また、回転方向幅の略等しい各突部２２０と各リテーナ２３０とは、側面２１４が側面２２４，２３４を押圧する場合と、側面２１６が側面２２６，２３６を押圧する場合の双方で、中央部同士が位置合わせされた状態を確保し得る。これによれば、各突部２２０の先端面２２２における転動体２４０の接触位置を常に一定の中央部に保つことができるので、駆動トルクの発生中は、モータ軸１０２及び遊星キャリア４０の間を継続的に接続して機関位相を連続的に調整することが可能となるのである。
【００４９】
尚、本実施形態において窓部２１０、突部２２０、リテーナ２３０及び転動体２４０の組は、図５に示すように、ジョイント部１１０及び入力部４１の回転方向に四組設けられた形となっている。故に、窓部２１０、突部２２０、リテーナ２３０及び転動体２４０のいずれかの組に異常が生じたとしても、別の組の窓部２１０、突部２２０、リテーナ２３０及び転動体２４０によりクラッチ機構２００としての機能を維持し得るので、高いフェイルセーフ性を発揮することができるのである。
【００５０】
以上説明した実施形態では、電動モータ４が特許請求の範囲に記載の「アクチュエータ」に相当し、モータ軸１０２が特許請求の範囲に記載の「出力回転体」に相当し、遊星キャリア４０が特許請求の範囲に記載の「入力回転体」に相当し、通電制御回路部６が特許請求の範囲に記載の「通電制御手段」に相当する。また、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、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、従動側回転体２０が特許請求の範囲に記載の「第二回転体」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」に相当する。
【００５１】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該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。
【００５２】
具体的には、窓部２１０、突部２２０、リテーナ２３０及び転動体２４０の組数については、上述した四組以外の適数組に設定することができる。また、転動体２４０としては、上述した円柱ローラ状を呈するもの以外にも、例えば球状を呈するものを採用してもよい。さらに、突部２２０及びリテーナ２３０の回転方向幅については、それらの間に大小関係を持たせてもよい。この場合には、窓部２１０における突部突入部分及びリテーナ収容部分の回転方向幅について、突部２２０及び窓部２１０の回転方向幅の差がリテーナ２３０及び窓部２１０の回転方向幅の差と略等しくなるように、大小関係を持たせることが望ましい。
【００５３】
電動モータ４としては、上述の如き構成のブラシレスモータ以外にも、本発明の作用効果が得られる限りにおいて、各種のモータを採用することができる。また、駆動トルクを発生する「アクチュエータ」としては、電動モータ以外にも、例えば比較的大きな駆動トルクを発生可能な流体モータ等を採用してもよい。
【００５４】
位相調整機構８としては、上述の如き差動歯車機構６０を備えたもの以外にも、遊星キャリア４０の回転状態に応じて機関位相を調整可能且つカム軸２のカムトルクを遊星キャリア４０まで伝達可能な限りにおいて、各種の機構を採用することができる。また、位相調整機構８については、回転体１０がカム軸２と連動して回転し且つ回転体２０がクランク軸と連動して回転するようにしてもよい。
【００５５】
「内燃機関の停止に必須の条件」としては、内燃機関が停止する際に必ず現出する条件であれば、上述した内燃機関の停止指令以外にも、例えば内燃機関のアイドル回転数等を採用してもよい。
【００５６】
そして、本発明は、上述した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のである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置の基本構成を示す図であって、図３のI−I線断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の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を示す図であって、図１のV−V線断面図である。
【図６】図５とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図７】図５，６とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴的作動を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、４  電動モータ（アクチュエータ）、６  通電制御回路部（通電制御手段）、８  位相調整機構、１０  駆動側回転体（第一回転体）、１２  歯車部材、１２ａ  内周面、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）、４０  遊星キャリア（入力回転体）、４１  入力部、４４  偏心部、５０  遊星歯車、１０２  モータ軸（出力回転体）、１０３  モータステータ、１０４  軸本体、１０５  ロータ部、１０６  永久磁石、１０８  モータコア、１０９  モータコイル、１１０  ジョイント部、１１０ａ  ジョイント基体、１１０ｂ  リング部、２００  クラッチ機構、２１０  窓部、２１４，２１６  側面、２２０  突部、２２２  先端面、２２４，２２６  側面、２３０  リテーナ、２３２  最外周面、２３４，２３６  側面、２３８  最内周面、２４０  転動体、２４２  外周面、Ｏ  回転中心線、Ｐｈ  最適始動位相、ΔＰｓ  始動位相の範囲、Ｒｔｈ  閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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