(57)【要約】【課題】静粛性を高めるバルブタイミング調整装置を提供すること。【解決手段】回転体１０，２０の内歯車部１４，２２と噛合する外歯車部６８，６９を一体に有し、それら外歯車部６８，６９が遊星運動することにより回転体１０，２０の間の相対位相を変化させる遊星回転体６０と、内歯車部１４，２２に対して方向線Ｄに沿う基準径方向に偏心した偏心外周面部４４を有し、当該外周面部４４により遊星回転体６０を内周側から支持する遊星キャリア４０と、遊星回転体６０及び遊星キャリア４０の間に介装され、偏心外周面部４４の偏心側へ遊星回転体６０を付勢する弾性部材５０とを備えたバルブタイミング調整装置において、偏心外周面部４４の輪郭を、前記基準径方向を短軸方向とする楕円状とする。【選択図】図９
2009215954.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動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、
第一歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する駆動側回転体と、
第二歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する従動側回転体と、
前記第一歯車部と噛合する第三歯車部並びに前記第二歯車部と噛合する第四歯車部を一体に有し、それら第三歯車部及び第四歯車部が遊星運動することにより前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対して基準径方向に偏心する偏心外周面部を有し、当該偏心外周面部により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、前記偏心外周面部の偏心側へ前記遊星回転体を付勢する弾性部材と、
を備えたバルブタイミング調整装置において、
前記偏心外周面部の輪郭は、前記基準径方向を短軸方向とする楕円状であ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】
前記第一歯車部及び前記第二歯車部に対して前記遊星回転体が前記偏心外周面部の偏心側へ偏心する偏心量は、当該偏心外周面部よりも小さい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】
前記遊星回転体は、前記弾性部材を介して前記偏心外周面部により支持される、輪郭が真円状の内周面部を有す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、並びに外輪が前記遊星歯車の内周側に固定されると共に内輪が前記内周面部を形成するベアリングを有し、当該ベアリング及び前記遊星キャリアの間に前記弾性部材が介装され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。
【請求項５】
前記第四歯車部と前記第二歯車部との歯当たり中心は、前記第三歯車部と前記第一歯車部との歯当たり中心に対して前記遊星回転体の軸方向にずらして設定されることを特徴とする請求項１〜４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】
前記第四歯車部は、前記第三歯車部に対して前記遊星回転体の軸方向にずらして設けられ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】
前記第四歯車部の歯数は、前記第三歯車部の歯数と異ならせて設定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。
【請求項８】
前記遊星回転体は、前記偏心外周面部により支持される内周面部を有し、
前記遊星キャリアは、前記偏心外周面部において少なくとも前記基準径方向の方向線を周方向に挟む両側に、前記内周面部へ向かって開口する凹部を有す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。
【請求項９】
前記凹部は、前記偏心外周面部において前記内周面部と対向する部分の軸方向全域に設けら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。
【請求項１０】
前記凹部は、前記基準径方向の方向線に関する線対称位置に設けられることを特徴とする請求項８又は９に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１１】
前記凹部は、前記偏心外周面部の偏心側に設けられることを特徴とする請求項８〜１０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１２】
前記弾性部材は、前記凹部内に収容されることを特徴とする請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１３】
前記凹部は、前記偏心外周面部の偏心側とは反対側に設けられることを特徴とする請求項８〜１２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、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動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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク軸と連動して回転する駆動側回転体並びにカム軸と連動して回転する従動側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（以下、「回転体間位相」という）に基づき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。
【０００３】
こうした装置の一種として特許文献１のものでは、駆動側回転体及び従動側回転体に個別に設けた第一歯車部及び第二歯車部に対し、遊星回転体に一体に設けた第三歯車部及び第四歯車部を噛合させて、それら第三歯車部及び第四歯車部の遊星運動により回転体間位相を変化させるようにしている。即ち、特許文献１に開示の装置における遊星歯車機構は、コンパクトな設計で減速比を高め得る差動歯車式となっており、設置スペースの制限を受け易く且つバルブタイミング調整に大きなトルクが必要な内燃機関のバルブタイミング調整装置として好適とされている。
【０００４】
さて、特許文献１の装置において、第一歯車部と第三歯車部との噛合部分並びに第二歯車部と第四歯車部との噛合部分には、製造公差を吸収するためのバックラッシが不可避的に存在する。そのため、正負に交番する変動トルクが従動側回転体を通じてカム軸から遊星回転体へ伝達されると、各噛合部分において歯打ち音が発生し易くなる。そこで、特許文献１の装置では、第一歯車部及び第二歯車部に対して偏心するように遊星キャリアに設けた偏心外周面部にて遊星回転体を内周側から支持し、それら遊星キャリア及び遊星回転体間に弾性部材を介装して遊星回転体を偏心外周面部の偏心側へ付勢するようにしている。これによれば、弾性部材からの付勢により遊星回転体の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押し付けられることになるので、変動トルクの伝達に拘らず各噛合部分での歯打ち音の発生を抑制することができるのである。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１６３５２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置では、各噛合部分において歯の磨耗が生じると、遊星回転体が遊星キャリアに対して偏心外周面部の偏心側へ位置ずれし、当該偏心側とは反対側（以下、「反偏心側」という）にて偏心外周面部と当接するおそれがある。遊星回転体が偏心外周面部と反偏心側で当接する場合、歯の磨耗量によっては、第三歯車部及び第四歯車部を第一歯車部及び第二歯車部に押し付けることが困難となり、歯打ち音の抑制効果が低下する事態が懸念される。
【０００６】
そこで、本発明者は、遊星回転体の内周側のうち偏心外周面部の反偏心側に大きなクリアランスを形成することで、遊星回転体を偏心外周面部と当接し難くする技術について、鋭意検討を行ってきた。こうした中、偏心外周面部の反偏心側のクリアランスを拡大するように真円状輪郭の偏心外周面部を縮径する方法について検討されたが、この方法の場合、偏心外周面部が偏心する径方向に直交する方向においても、偏心外周面部と遊星回転体との間のクリアランスが大きくなると判明した。ここで、本発明者の知見によると、偏心外周面部と遊星回転体との間のクリアランスが偏心外周面部の偏心径方向の直交方向に大きくなるほど、変動トルクの交番に応じて遊星回転体が当該偏心径方向の方向線まわりに揺動し易くなる。したがって、真円状輪郭の偏心外周面部を単に縮径するという方法によっては、遊星回転体の揺動という新たな要因によって各噛合部分に歯打ち音の発生を招くことになるので、別の方法を模索する必要性が生じたのである。
【０００７】
本発明は、以上説明した状況下において創作されたものであって、その目的は、静粛性を高め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】
【０００８】
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動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、第一歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する駆動側回転体と、第二歯車部を有し、カム軸と連動して回転する従動側回転体と、第一歯車部と噛合する第三歯車部並びに第二歯車部と噛合する第四歯車部を一体に有し、それら第三歯車部及び第四歯車部が遊星運動することにより回転体間位相を変化させる遊星回転体と、第一歯車部及び第二歯車部に対して基準径方向に偏心する偏心外周面部を有し、当該偏心外周面部により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、偏心外周面部の偏心側へ遊星回転体を付勢する弾性部材と、を備えたバルブタイミング調整装置において、偏心外周面部の輪郭は、基準径方向を短軸方向とする楕円状であることを特徴とする。
【０００９】
このような発明において遊星回転体は、自身の第三歯車部及び第四歯車部がそれぞれ噛合する第一歯車部及び第二歯車部に対して偏心する遊星キャリアの偏心外周面部によって内周側から支持され、当該遊星キャリアとの間の弾性部材によって偏心外周面部の偏心側へと付勢される。故に、弾性部材からの付勢により遊星回転体の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押し付けられることとなるので、バックラッシに起因する各噛合部分での歯打ち音の発生を変動トルクの伝達に拘らず抑制できるのである。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明において遊星回転体は、第一歯車部及び第二歯車部に対して基準径方向に偏心し且つ当該基準径方向を短軸方向とする楕円状輪郭の偏心外周面部により、内周側から支持される。故に、遊星回転体の内周側において、基準径方向としての短軸方向に扁平する偏心外周面部の反偏心側には、クリアランスが可及的に大きく確保され得る一方、当該基準径方向に直交する偏心外周面部の長軸方向では、クリアランスが可及的に縮小され得ることとなる。これによれば、各噛合部分での磨耗に起因して遊星回転体が遊星キャリアに対して偏心外周面部の偏心側へと位置ずれしても、反偏心側の大きなクリアランスによって遊星回転体が偏心外周面部に当接し難くなると共に、変動トルクの交番に応じて偏心外周面部の基準径方向の方向線まわりに揺動する遊星回転体について、当該揺動が基準径方向の直交方向に長い偏心外周面部によって制限され得る。したがって、各噛合部分での磨耗に拘らず歯打ち音の抑制効果を享受できるのみならず、遊星回転体の揺動に起因する各噛合部分での歯打ち音の発生を変動トルクの伝達に拘らず抑制できるのである。
【００１１】
以上、請求項１に記載の発明によると、各噛合部分での歯打ち音の発生を抑制して、バルブタイミング調整装置に高い静粛性を付与することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明において、第一歯車部及び第二歯車部に対して遊星回転体が偏心外周面部の偏心側へ偏心する偏心量は、当該偏心外周面部よりも小さい。このように、偏心外周面部の偏心側への偏心量が当該偏心外周面部よりも小さい遊星回転体の内周側では、基準径方向に直交する偏心外周面部の長軸方向において小さなクリアランスを確保しつつ、当該基準径方向である短軸方向に扁平した偏心外周面部の反偏心側のクリアランスを拡大し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果についての向上を図ることができるのである。
【００１３】
請求項３に記載の発明において遊星回転体は、弾性部材を介して偏心外周面部により支持される、輪郭が真円状の内周面部を有する。このように、遊星回転体において弾性部材を介して偏心外周面部により支持される真円状輪郭の内周面部の内周側では、基準径方向である短軸方向に扁平した偏心外周面部の反偏心側に大きなクリアランスを、且つ当該基準径方向に直交する偏心外周面部の長軸方向にて小さなクリアランスを、確実に形成し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果を発揮する上での信頼性を高めることができるのである。
【００１４】
請求項４に記載の発明において遊星回転体は、第三歯車部及び第四歯車部を形成する遊星歯車、並びに外輪が遊星歯車の内周側に固定されると共に内輪が偏心外周面部により支持される内周面部を形成するベアリングを有し、当該ベアリング及び遊星キャリアの間に弾性部材が介装される。ここでベアリングの内輪は、一般に真円度の高いものとされるため、当該内輪の内周面部を弾性部材を介して楕円状輪郭の偏心外周面部により支持させることで、偏心外周面部の反偏心側における大きなクリアランス且つ偏心外周面部の長軸方向における小さなクリアランスを確実に形成し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果を発揮する上での信頼性を高めることができるのである。さらに、遊星キャリアとの間の弾性部材によって付勢されることになるベアリングの外輪は、第三歯車部及び第四歯車部を形成する遊星歯車に固定されるので、当該付勢によって第三歯車部及び第四歯車部を第一歯車部及び第二歯車部に押し付けつつ、それら第三歯車部及び第四歯車部の遊星運動を円滑化し得る。したがって、回転体間位相を変化させる第三歯車部及び第四歯車部の遊星運動を阻害することなく、歯打ち音の発生を抑制することもできるのである。
【００１５】
請求項５に記載の発明において、第四歯車部と第二歯車部との歯当たり中心は、第三歯車部と第一歯車部との歯当たり中心に対して遊星回転体の軸方向にずらして設定される。このように、第四歯車部と第二歯車部との歯当たり中心が第三歯車部と第一歯車部との歯当たり中心に対して軸方向にずれる遊星回転体では、変動トルクの作用時に第二歯車部から第四歯車部に働く接線力に対して第三歯車部から第一歯車部に働く接線力が、当該軸方向に互いにずれて逆向きとなる。故に遊星回転体は、変動トルクの交番に応じて偏心外周面部の基準径方向の方向線まわりに揺動し易くなるが、当該揺動は、基準径方向の直交方向に長い偏心外周面部によって制限されるので、歯打ち音の発生が誘発され難くなるのである。
【００１６】
請求項６に記載の発明において第四歯車部は、第三歯車部に対して遊星回転体の軸方向にずらして設けられる。このように、第四歯車部が第三歯車部に対して軸方向にずれる遊星回転体は、変動トルクの作用時に第二歯車部から第四歯車部に働く接線力に対して第三歯車部から第一歯車部に働く接線力が当該軸方向に確実にずれるため、揺動の大きくなり易い構成となる。しかし、そうした大きな揺動に対して、基準径方向の直交方向に長い偏心外周面部は制限機能を発揮し得るので、歯打ち音の発生が抑制されることになるのである。
【００１７】
請求項７に記載の発明において第四歯車部の歯数は、第三歯車部の歯数と異ならせて設定される。このように、第四歯車部の歯数が第三歯車部の歯数と異なる遊星回転体は、変動トルクの作用時に第二歯車部から第四歯車部に働く接線力と第三歯車部から第一歯車部に働く接線力との大きさに違いが生じるため、揺動の大きくなり易い構成となる。しかし、そうした大きな揺動に対して、基準径方向の直交方向に長い偏心外周面部は制限機能を発揮し得るので、歯打ち音の発生が抑制されることになるのである。
【００１８】
請求項８に記載の発明において遊星回転体は、偏心外周面部により支持される内周面部を有し、遊星キャリアは、偏心外周面部において少なくとも基準径方向の方向線を周方向に挟む両側に、内周面部へ向かって開口する凹部を有する。このような発明によれば、楕円状輪郭の偏心外周面部において少なくとも基準径方向の方向線を周方向に挟む両側に開口した凹部内へと、遊星回転体の内周面部が入り込むことにより、遊星回転体が偏心外周面部と当接するまでの位置ずれ許容量は増大し得る。これにより遊星回転体は、各噛合部分の磨耗に起因して位置ずれしても偏心外周面部とは当接し難くなるので、歯打ち音の抑制効果についての向上を図ることができるのである。
【００１９】
請求項９に記載の発明によると、凹部は、偏心外周面部において遊星回転体の内周面部と対向する部分の軸方向全域に設けられる。このような発明によれば、偏心外周面部において遊星回転体の内周面部と対向する部分の軸方向全域にて、遊星回転体の内周面部を凹部内に入り込ませることができるので、遊星回転体の位置ずれ許容量は確実に増大し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果を発揮する上での信頼性を高めることができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明によると、凹部は、基準径方向の方向線に関する線対称位置に設けられる。このような発明によれば、楕円状輪郭の偏心外周面部において基準径方向の方向線の線対称位置に開口した凹部内へと遊星回転体の内周面部が入り込むことにより、遊星回転体の位置ずれ許容量の増大作用が正しく得られることになる。したがって、歯打ち音の抑制効果を発揮する上での信頼性を高めることができるのである。
【００２１】
請求項１１に記載の発明によると、凹部は、偏心外周面部の偏心側に設けられる。このような発明によれば、楕円状輪郭の偏心外周面部において偏心側に設けられた凹部内へと遊星回転体の内周面部が入り込むことにより、偏心外周面部の反偏心側のクリアランスが拡大し、それに応じて遊星回転体の位置ずれ許容量が増大し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果についての向上を図ることができるのである。
【００２２】
請求項１２に記載の発明によると、弾性部材は、凹部内に収容される。このような発明によれば、偏心外周面部の偏心側の凹部内に収容させた弾性部材の弾性変形により、遊星回転体の内周面部を凹部内へと入り込ませつつ、当該内周面部を偏心外周面部の偏心側へと付勢することが可能になる。したがって、弾性部材及び凹部による歯打ち音の抑制効果を阻害することなく、凹部内のスペースを弾性部材の収容に有効利用することができるのである。
【００２３】
請求項１３に記載の発明によると、凹部は、偏心外周面部の反偏心側に設けられる。このような発明によれば、楕円状輪郭の偏心外周面部において反偏心側に設けられた凹部内には、偏心外周面部の偏心側へ位置ずれした遊星回転体の内周面部を入り込ませることができるので、当該入り込みによって遊星回転体の位置ずれ許容量が増大し得る。したがって、歯打ち音の抑制効果についての向上を図ることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（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置されている。尚、本実施形態においてカム軸２は、内燃機関の「動弁」のうち吸気弁（図示しない）を機関トルクの伝達によって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。
【００２６】
（基本構成）
以下、第一実施形態の基本構成について説明する。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７及び位相調整機構８等を組み合わせてなる。
【００２７】
電動モータ４は例えばブラシレスモータ等であり、内燃機関の固定節に固定されるモータケース５と、当該モータケース５により正逆回転自在に支持されるモータ軸６とを有している。通電制御回路部７は駆動ドライバ及びその制御用マイクロコンピュータ等から構成されており、モータケース５の外部及び／又は内部に配置されて電動モータ４と電気的に接続されている。通電制御回路部７は、電動モータ４への通電を制御することによりモータ軸６を回転駆動する。
【００２８】
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。
【００２９】
図１，２に示すように、駆動側回転体１０は、共に有底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、クランク軸の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の時計方向となる。
【００３０】
図１，３に示すように、従動側回転体２０は有底円筒状を呈しており、駆動側回転体１０の内周側に嵌合している。従動側回転体２０は、螺子止めによりカム軸２に同軸上に連結される連結部２１を底壁部によって形成している。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且つ駆動側回転体１０に対して相対回転可能となっている。ここで、従動側回転体２０の回転方向は、駆動側回転体１０と同じ図３の時計方向に設定されている。
【００３１】
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を駆動側内歯車部１４に対して同軸上に形成している。ここで、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。
【００３２】
図１〜３に示すように、遊星キャリア４０は全体として筒状を呈しており、内歯車部１４，２２及びモータ軸６に対して同心上に同心内周面部４１を形成している。同心内周面部４１には、径方向内側へ向かって開口する溝部４２が一対設けられており、遊星キャリア４０は、それら溝部４２に嵌合する継手４３を介してモータ軸６と連結されている。この連結により遊星キャリア４０は、モータ軸６と共に回転可能且つ駆動側内歯車部１４に対して相対回転可能となっている。
【００３３】
遊星キャリア４０はさらに、所定の方向線Ｄ（図３参照）に沿う径方向を基準径方向としており、内歯車部１４，２２に対して当該基準径方向に偏心する偏心外周面部４４を形成している。偏心外周面部４４には、径方向外側へ向かって開口する凹部４６が一対設けられていると共に、それら各凹部４６内には、復原力を発生する弾性部材５０が個別に収容されている。
【００３４】
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６３及び内輪６４の間にボール状の転動体６５を挟持してなるラジアルベアリングである。ここで外輪６３は、遊星歯車６２の中心孔６６の内周側に圧入によって固定されている。また一方、内輪６４は、遊星キャリア４０の偏心外周面部４４の外周側に相対回転可能に配置されている。以上の構成により遊星ベアリング６１は、偏心外周面部４４により各弾性部材５０を介して内周側から支持された状態下、それら弾性部材５０から受ける復原力を遊星歯車６２の中心孔６６へと伝達するようになっている。
【００３５】
遊星歯車６２は段付円筒状に形成され、偏心外周面部４４に対して同心上に配置されている。即ち遊星歯車６２は、内歯車部１４，２２に対しては、方向線Ｄ（図３参照）に沿う基準径方向において偏心外周面部４４と同じ側へ偏心した形となっている。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同軸上に形成している。即ち遊星歯車６２は、径の異なる駆動側外歯車部６８及び従動側外歯車部６９を軸方向にずらして一体に有しているのである。ここで、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設定されている。これにより、従動側外歯車部６９の歯数と駆動側外歯車部６８の歯数とは、後者よりも前者が少なくなるように異ならされている。
【００３６】
駆動側外歯車部６８は駆動側内歯車部１４の内周側に配置されて、当該内歯車部１４と噛合している。従動側外歯車部６９は従動側内歯車部２２の内周側に配置されて、当該内歯車部２２と噛合している。以上の構成により遊星歯車６２は、外歯車部６８，６９の偏心中心線まわりに自転しつつ偏心外周面部４４の回転方向へ公転する遊星運動を円滑に実現可能となっている。
【００３７】
このように、回転体１０，２０間を差動歯車式の遊星歯車機構により連繋してなる位相調整機構８は、駆動側回転体１０に対する従動側回転体２０の相対位相である回転体間位相を、モータ軸６の回転状態に応じて調整する。
【００３８】
具体的には、モータ軸６が駆動側回転体１０と同速回転することで、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して相対回転しないときには、遊星歯車６２の外歯車部６８，６９が遊星運動することなく回転体１０，２０と連れ回りする。したがって、回転体間位相は変化せず、それによってバルブタイミングが保持されることになる。
【００３９】
一方、モータ軸６が駆動側回転体１０に対して高速回転することで、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して進角方向へ相対回転するときには、遊星歯車６２の外歯車部６８，６９が遊星運動して従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対する進角方向へ相対回転する。したがって、回転体間位相は進角方向へと変化し、それによってバルブタイミングが進角することになる。
【００４０】
また一方、モータ軸６が駆動側回転体１０に対して低速回転又は逆回転することで、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１４に対して遅角方向へ相対回転するときには、遊星歯車６２の外歯車部６８，６９が遊星運動して従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して遅角方向へ相対回転する。したがって、回転体間位相は遅角方向へと変化し、それによってバルブタイミングが遅角することになる。
【００４１】
（特徴部分）
以下、第一実施形態の特徴部分について説明する。
【００４２】
本実施形態において内燃機関の運転中は、カム軸２によって開閉駆動される吸気弁のスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが従動側回転体２０に作用し、さらに遊星回転体６０へと伝達される。ここで、図４に示すように変動トルクは、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対して進角方向へ付勢する負トルクと、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対して遅角方向へ付勢する正トルクとの間で交互に変動するものである。
【００４３】
図５に示すように遊星キャリア４０の各凹部４６は、偏心外周面部４４についての基準径方向の方向線Ｄを周方向に挟む両側において、当該方向線Ｄに関して線対称となるように設けられている。ここで、特に本実施形態の各凹部４６は、偏心外周面部４４の内歯車部１４，２２に対する偏心側（以下、単に「偏心外周面部４４の偏心側」という）に設けられており、当該偏心側にある内輪６４の内周面部６７（以下、「内輪内周面部６７」という）へ向かって開口している。また、図６に示すように本実施形態の各凹部４６は、偏心外周面部４４において内輪内周面部６７と対向する偏心側部分のうち軸方向の一部のみに開口する形となっている。
【００４４】
図５，６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形成されている。各弾性部材５０は、Ｕ字状の両端部５２，５３間の開口が遊星キャリア４０の周方向を向くようにして、凹部４６内に収容されている。これにより、各弾性部材５０の一端部５２側は凹部４６の内底面部４７と接触する一方、各弾性部材５０の他端部５３側は内輪内周面部６７と接触している。即ち各弾性部材５０は、遊星キャリア４０と遊星ベアリング６１との間に介装されており、それら要素４０，６１間での圧縮変形によって復原力を発生する。したがって、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遊星ベアリング６１に対して偏心外周面部４４の偏心側へ作用することとなる。その結果、遊星ベアリング６１の外輪６３に固定された遊星歯車６２の各外歯車部６８，６９は、偏心外周面部４４の偏心側、即ち本実施形態では各内歯車部１４，２２との噛合側へ付勢された形となっているのである。
【００４５】
図６に示すように、遊星回転体６０の軸方向に互いにずれて設けられた遊星歯車６２の外歯車部６８，６９は、それぞれ内歯車部１４，２２との軸方向の歯当たり中心Ｃ１，Ｃ２についても、確実にずれた形となっている。
【００４６】
したがって、変動トルクのうち負トルクが従動側回転体２０に作用するときには、図７に示すように従動側内歯車部２２から従動側外歯車部６９に対して、それら歯車部２２，６９の歯当たり中心Ｃ２を基準とする進角方向の接線力Ｆ２が働く。同時に、駆動側内歯車部１４から駆動側外歯車部６８に対して、それら歯車部１４，６８の歯当たり中心Ｃ１を基準とする遅角方向の接線力Ｆ１が働くことになる。ここで、外歯車部６８，６９間に歯数差に応じた径差が存在する本実施形態では、従動側内歯車部２２から従動側外歯車部６９に働く進角方向の接線力Ｆ２は、駆動側内歯車部１４から駆動側外歯車部６８に働く遅角方向の接線力Ｆ１よりも大きくなる。故に遊星回転体６０は、基準径方向の方向線Ｄまわりの一方向（図７（ｂ）の時計方向）へ回転しようとする。
【００４７】
一方、変動トルクのうち正トルクが従動側回転体２０に作用するときには、図８に示すように従動側内歯車部２２から従動側外歯車部６９に対して、それら歯車部２２，６９の歯当たり中心Ｃ２を基準とする遅角方向の接線力Ｆ２が働く。同時に、駆動側内歯車部１４から駆動側外歯車部６８に対して、それら歯車部１４，６８の歯当たり中心Ｃ１を基準とする進角方向の接線力Ｆ１が働くことになる。ここで、正トルク作用時の場合と同様に本実施形態では、従動側内歯車部２２から従動側外歯車部６９に働く遅角方向の接線力Ｆ２は、駆動側内歯車部１４から駆動側外歯車部６８に働く進角方向の接線力Ｆ１よりも大きくなる。故に遊星回転体６０は、基準径方向の方向線Ｄまわりの、負トルク作用時とは逆方向（図８（ｂ）の反時計方向）へ回転しようとする。
【００４８】
以上より本実施形態では、従動側回転体２０に作用する変動トルクの交番に応じて遊星回転体６０が基準径方向の方向線Ｄまわりに大きく揺動し、外歯車部６８，６９と内歯車部１４，２２との各噛合部分に歯打ち音が発生することが、懸念されるのである。そこで、以下では、遊星回転体６０の揺動及びその他の要因による歯打ち音の発生について抑制する構成を、図９〜１１を参照しつつ詳細に説明する。尚、図９，１１においては、特徴部分の理解を容易にするために、後述するクリアランス７０，７２，７４，１７４を強調して大きく示しているものの、それらクリアランス７０，７２，７４，１７４同士の大小関係については正しく示している。
【００４９】
図９に示すように偏心外周面部４４は、軸方向に直交する断面（図９の断面）において楕円状輪郭を有している。ここで、本実施形態の偏心外周面部４４の楕円状輪郭は、方向線Ｄに沿う基準径方向（図９の上下方向）を短軸方向とし且つ当該基準径方向に直交する径方向（図９の左右方向）を長軸方向としたものである。即ち、偏心外周面部４４は、方向線Ｄに沿う基準径方向に扁平しており、例えば当該基準径方向に対して直交する長軸方向に遊星キャリア４０を厚肉に補強して、モータ軸６に対する連結用の溝部４２を当該補強部分に設けることが可能となっている。また、これに対して内輪内周面部６７は、任意の径方向にて一定の内径となる真円状輪郭を、軸方向に直交する断面（図９の断面）において有している。
【００５０】
ここで、偏心外周面部４４において基準径方向に直交する長軸方向の外径は、内輪内周面部６７の内径よりも小さくされている。そしてその上で、内輪内周面部６７が内歯車部１４，２２に対して偏心外周面部４４の偏心側へ偏心する偏心量は、図９に示すように偏心外周面部４４の偏心量よりも所定量δ小さくされており、それによって偏心外周面部６７が内輪内周面部６７に対しても偏心する形となっている。
【００５１】
こうした特徴の本実施形態では、内輪内周面部６７の内周側において偏心外周面部４４の短軸方向の偏心側に微小なクリアランス７０が形成され、当該クリアランス７０に突出する各弾性部材５０の端部５３側が図５，６の如く内輪内周面部６７と接触している。これにより偏心外周面部４４は、各弾性部材５０を介して内輪内周面部６７を支持し、それら弾性部材５０によって付勢された各外歯車部６８，６９が各内歯車部１４，２２に押し付けられて噛合した状態となっている。したがって、外歯車部６８，６９と内歯車部１４，２２との各噛合部分においては、不可避的に存在するバックラッシに起因する歯打ち音の発生を抑制することができるのである。
【００５２】
また、内輪内周面部６７の内周側において偏心外周面部４４の短軸方向の反偏心側では、図９に示すように、クリアランス７０よりも十分に大きなクリアランス７２が形成される。故に、外歯車部６８，６９と内歯車部１４，２２との各噛合部分において磨耗が発生することより、遊星キャリア４０に対して遊星回転体６０が偏心外周面部４４の偏心側へと位置ずれしても、大きなクリアランス７２によって内輪内周面部６７が偏心外周面部４４と当接し難くなる。即ち、図１０に示すように内輪内周面部６７が偏心外周面部４４と当接するまでの位置ずれ許容量Δ１は、クリアランス７２の分だけ大きく確保されることになる。したがって、各噛合部分での磨耗に起因して外歯車部６８，６９の内歯車部１４，２２への押し付けが困難となり、それによってバックラッシ起因の歯打ち音の抑制効果が低下するような事態を防止できるのである。
【００５３】
さらに、内輪内周面部６７の内周側において、図９に示すように偏心外周面部４４の長軸方向の両側に形成されるクリアランス７４は、図１１に示すように真円状輪郭の偏心外周面部１４４を縮径してクリアランス７０，７２を本実施形態と同じとした比較例の場合のクリアランス１７４と比べ、小さくなる。故に、従動側回転体２０に作用する変動トルクの交番に応じて遊星回転体６０が基準径方向の方向線Ｄまわりに揺動しようとしても、偏心外周面部４４のうち長軸方向の両縁部が内輪内周面部６７と当接することにより、当該揺動が制限されることになる。したがって、遊星回転体６０の揺動に起因して外歯車部６８，６９と内歯車部１４，２２との各噛合部分に歯打ち音が発生することも、併せて抑制することができる。
【００５４】
以上説明した第一実施形態によれば、外歯車部６８，６９と内歯車部１４，２２との各噛合部分において歯打ち音の発生を確実に抑制して、バルブタイミング調整装置１に高い静粛性を付与することが可能となるのである。
【００５５】
尚、ここまでの第一実施形態では、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」に相当し、遊星ベアリング６１が特許請求の範囲に記載の「ベアリング」に相当する。
【００５６】
（第二実施形態）
図１２，１３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。第二実施形態において個別の弾性部材５０を収容する一対の凹部２４６は、偏心外周面部４４において内輪内周面部６７と対向する偏心側部分の軸方向全域に開口する形となっている。
【００５７】
このような第二実施形態によると、偏心外周面部４４において内輪内周面部６７と対向する偏心側部分のうち基準径方向の方向線Ｄを挟む線対称位置の軸方向全域にて、当該内周面部６７が各弾性部材５０を圧縮変形させて図１３の如く各凹部２４６内へと入り込んだ状態を、実現することができる。これによれば、内輪内周面部６７が線対称位置の各凹部２４６内へ入り込む分、偏心外周面部４４の偏心側のクリアランス２７０は縮小且つ偏心外周面部４４の反偏心側のクリアランス２７２は拡大する。その結果、図１４に示すように、内輪内周面部６７の偏心外周面部４４との当接までの位置ずれ許容量Δ２が、当該内周面部６７の各凹部２４６内への入り込み分さらに増大することとなるので、歯打ち音の抑制効果の向上を確固たるものとし得るのである。
【００５８】
尚、以上の第二実施形態を示す図１３においても、特徴部分の理解を容易にするために、クリアランス２７０，２７２，７４を強調して大きく示しているが、それらクリアランス２７０，２７２，７４同士の大小関係については正しく示している。
【００５９】
（第三実施形態）
図１５，１６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。第三実施形態では、弾性部材５０を収容する一対の凹部２４６に加えて、弾性部材５０を収容しない一対の凹部３４６が偏心外周面部４４に追加されている。
【００６０】
各凹部３４６は、偏心外周面部４４の基準径方向の方向線Ｄを周方向に挟む両側において、当該方向線Ｄに関して線対称となるように設けられている。但し、本実施形態の各凹部３４６は、偏心外周面部４４の反偏心側に設けられており、当該反偏心側にある内輪内周面部６７へ向かって開口している。また、図１６に示すように本実施形態の各凹部３４６は、偏心外周面部４４において内輪内周面部６７と対向する反偏心側部分の軸方向全域に開口する形となっている。
【００６１】
このような第三実施形態によると、各噛合部分での磨耗に起因して偏心外周面部４４の偏心側へ位置ずれした遊星回転体６０の内輪内周面部６７は、図１７に示すように、当該外周面部４４の反偏心側の各凹部３４６内へと入り込むことができる。これによれば、内輪内周面部６７が偏心外周面部４４と当接するまでの位置ずれ許容量Δ３が、当該内周面部６７が線対称位置の各凹部３４６内に入り込む分、さらに増大することとなる。したがって、歯打ち音の抑制効果のさらなる向上を確固たるものとし得るのである。
【００６２】
尚、以上の第二実施形態を示す図１６においても、特徴部分の理解を容易にするために、クリアランス２７０，２７２，７４を強調して大きく示しているが、それらクリアランス２７０，２７２，７４同士の大小関係については正しく示している。
【００６３】
（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。
【００６４】
具体的に第一〜第三実施形態においては、外歯車部６８，６９の少なくとも一部を軸方向に沿って重ねて配置し、それに応じて内歯車部１４，２２を配置するようにしてもよい。また、第一〜第三実施形態においては、外歯車部６８よりも外歯車部６９を大径に形成して外歯車部６８の歯数よりも外歯車部６９の歯数を多く設定するようにしてもよく、この場合の内歯車部１４，２２については、外歯車部６８，６９に合わせた径及び歯数とすることができる。さらに、第一〜第三実施形態においては、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。
【００６５】
第一〜第三実施形態においては、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６６に直接作用させるようにしてもよい。また、第一〜第三実施形態においては、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となる。
【００６６】
第一〜第三実施形態においては、一対の凹部４６，２４６，３４６が基準径方向の方向線Ｄを跨って連続するようにしてもよく、この場合等においては、弾性部材５０を方向線Ｄ上に一つだけ配置するようにしてもよい。また、第一〜第三実施形態の弾性部材５０としては、Ｕ字状断面以外の形状の板ばねの他、例えばコイルばね、ねじりばね、ゴム部材等を採用してもよい。さらに、第三実施形態においては、偏心外周面部４４における内輪内周面部６７との対向部分のうち軸方向全域に開口する凹部２４６の代わりに、第一実施形態の如く当該対向部分のうち軸方向の一部のみに開口する凹部４６を設けるようにしてもよい。
【００６７】
そして、本発明は、第一〜第三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、「動弁」としての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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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を示す構成図であって、図２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の従動側回転体に作用する変動トルクについて説明するための模式図である。
【図５】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図６】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための断面図である。
【図７】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図８】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図９】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図１０】図１に示すバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図１１】比較例について説明するための模式図である。
【図１２】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部分について説明するための断面図である。
【図１３】図１２のバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図１４】図１２のバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図１５】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部分について説明するための断面図である。
【図１６】図１５のバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【図１７】図１５のバルブタイミング調整装置の特徴部分について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、４  電動モータ、７  通電制御回路部、８  位相調整機構、１０  駆動側回転体、１４  駆動側内歯車部（第一歯車部）、２０  従動側回転体、２２  従動側内歯車部（第二歯車部）、４０  遊星キャリア、４１  同心内周面部、４２  溝部、４４  偏心外周面部、４６，２４６，３４６    凹部、４７  内底面部、５０  弾性部材、６０  遊星回転体、６１  遊星ベアリング（ベアリング）、６２  遊星歯車、６３  外輪、６４  内輪、６５  転動体、６６  中心孔、６７  内周面部・内輪内周面部、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）、７０，７２，７４，２７０，２７２  クリアランス、Ｃ１，Ｃ２  歯当たり中心、Ｄ  基準径方向の方向線、Ｆ１，Ｆ２  接線力、Δ１，Δ２，Δ３  許容量、δ  所定量、
【図１】
2009215954.tif 000003
【図２】
2009215954.tif 000004
【図３】
2009215954.tif 000005
【図４】
2009215954.tif 000006
【図５】
2009215954.tif 000007
【図６】
2009215954.tif 000008
【図７】
2009215954.tif 000009
【図８】
2009215954.tif 000010
【図９】
2009215954.tif 000011
【図１０】
2009215954.tif 000012
【図１１】
2009215954.tif 000013
【図１２】
2009215954.tif 000014
【図１３】
2009215954.tif 000015
【図１４】
2009215954.tif 000016
【図１５】
2009215954.tif 000017
【図１６】
2009215954.tif 000018
【図１７】
2009215954.tif 000019