JP2004150397A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents
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- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/022—Chain drive
Abstract
【課題】駆動軸に対する従動軸の位相変化幅の設定自由度が高いバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】第一回転体１１の第一孔部６０は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道６２を形成し、その第一軌道６２を通過する制御部材５０に回転方向両側において当接する。第二回転体１６の第二孔部７０は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道７２を形成し、その第二軌道７２を通過する制御部材５０に回転方向両側において当接する。そして、第一軌道６２と第二軌道７２とは、第一回転体１１及び第二回転体１６の回転方向において互いに傾斜する。
【選択図】 図１
【解決手段】第一回転体１１の第一孔部６０は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道６２を形成し、その第一軌道６２を通過する制御部材５０に回転方向両側において当接する。第二回転体１６の第二孔部７０は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道７２を形成し、その第二軌道７２を通過する制御部材５０に回転方向両側において当接する。そして、第一軌道６２と第二軌道７２とは、第一回転体１１及び第二回転体１６の回転方向において互いに傾斜する。
【選択図】 図１
Description
【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、バルブタイミングという）を調整する内燃機関（以下、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回転位相（以下、単に位相ともいう）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】
特許文献１には、バルブタイミング調整装置の一例が記載されている。この装置は、カムシャフトの駆動トルクにより回転する第一回転体と、第一回転体と同一方向にクランクシャフトと共に回転する第二回転体とを備え、第一回転体に対し第二回転体を相対回転させることでクランクシャフトに対するカムシャフトの位相を変化させる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４１０１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、第一回転体及び第二回転体の径方向に可動操作部材を移動させ、リンクを用いてその可動操作部材の径方向運動を二つの回転体の相対回転運動に変換している。この構成において第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、すなわちクランクシャフトに対するカムシャフトの位相変化幅はリンクを構成する腕の長さに依存する。しかし、上記運動変換を可能にするリンクでは腕の長さに制限が生じ、その結果、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相変化幅も制限されてしまう。
本発明の目的は、駆動軸に対する従動軸の位相変化幅の設定自由度が高い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、第一回転体の第一孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成し、その第一軌道を通過する制御部材に回転方向両側において当接する。また、第二回転体の第二孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成し、その第二軌道を通過する制御部材に回転方向両側において当接する。ここで、第一軌道と第二軌道とは第一回転体及び第二回転体の回転方向において互いに傾斜する。そのため、制御手段が制御部材の回転中心線からの径方向距離を変化させるときには、第一孔部及び第二孔部の少なくとも一方が制御部材により押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して相対回転する。このように作動するバルブタイミング調整装置では、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅が第一軌道及び第二軌道の長さと相互傾斜の度合いとに依存する。回転中心線からの径方向距離が変化するように第一軌道及び第二軌道を延伸形成することで、それら軌道の長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定することができる。したがって、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、ひいては駆動軸に対する従動軸の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
尚、互いに傾斜する第一軌道と第二軌道とは、交差していてもよいし、交差していなくてもよい。
【０００７】
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、第一回転体及び第二回転体は、複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する第一孔部及び第二孔部の組を回転方向に複数組有するので、回転中心線周りにおける荷重の偏りを軽減できる。
【０００８】
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、付勢手段は、第一回転体及び第二回転体の一方と他方とをそれぞれ回転方向の進角側と遅角側とに向かって付勢する。第一回転体及び第二回転体の前記一方の第一壁部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成し、その第一軌道を通過する制御部材に回転方向遅角側において当接する。また、第一回転体及び第二回転体の前記他方の第二壁部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成し、その第二軌道を通過する制御部材に回転方向進角側において当接する。ここで、第一軌道と第二軌道とは第一回転体及び第二回転体の回転方向において互いに傾斜する。そのため、制御手段が制御部材の回転中心線からの径方向距離を変化させるときには、その変化方向に応じて次のように作動する。第一に、付勢手段の付勢により第一壁部及び第二壁部が制御部材に向かって押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して進角側及び遅角側の一方に相対回転する。第二に、第一壁部及び第二壁部の少なくとも一方が制御部材により押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して進角側及び遅角側の他方に相対回転する。このように作動するバルブタイミング調整装置では、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅が第一軌道及び第二軌道の長さと相互傾斜の度合いとに依存する。回転中心線からの径方向距離が変化するように第一軌道及び第二軌道を延伸形成することで、それら軌道の長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定することができる。したがって、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、ひいては駆動軸に対する従動軸の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。尚、互いに傾斜する第一軌道と第二軌道とは、交差していてもよいし、交差していなくてもよい。
【０００９】
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、第一回転体及び第二回転体は、複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する第一壁部及び第二壁部の組を回転方向に複数組有するので、回転中心線周りにおける荷重の偏りを軽減できる。
【００１０】
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、第一軌道及び第二軌道は直線状に形成されるので、それら二つの軌道を形成する孔部又は壁部の加工が容易となる。
本発明の請求項６及び７に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一軌道及び第二軌道は曲線状に形成される。これにより、制御部材の回転中心線からの径方向距離と、第一回転体に対する第二回転体の回転位相との間に、例えば比例等の相関関係を設定し易くなる。
【００１１】
本発明の請求項８に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一軌道と第二軌道とは第一回転体に対する第二回転体の回転位相に応じた箇所で互いに交差し、柱状の制御部材は第一軌道と第二軌道との交差箇所に通される。これにより、構成の簡素化を図ることができる。
【００１２】
本発明の請求項９に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御部材は、第一回転体との当接箇所及び第二回転体との当接箇所にそれぞれ個別に転動体を有する。これにより、制御部材が回転中心線からの径方向距離の変化方向を反転させられるとき、第一回転体に対する第二回転体の相対回転方向がスムーズに逆転する。
【００１３】
本発明の請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御回転体の制御孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成し、その制御軌道を通過する制御部材に径方向両側において当接する。そのため、トルク付与手段が制御回転体に進角側トルク又は遅角側トルクを付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御孔部が制御部材を押圧しつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。
【００１４】
本発明の請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置によると、補助付勢手段は、制御回転体の径方向の一方側に向かって制御部材を付勢する。さらに制御回転体の制御孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成し、その制御軌道を通過する制御部材に径方向の前記一方側において当接する。そのため、トルク付与手段が進角側トルク及び遅角側トルクの一方を制御回転体に付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御部材が補助付勢手段の付勢により制御壁部に向かって押圧されつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。さらに、トルク付与手段が進角側トルク及び遅角側トルクの他方を制御回転体に付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御部材が制御壁部により押圧されつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。
【００１５】
本発明の請求項１２に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は回転中心線から偏心する円弧状に形成されるので、第一回転体、第二回転体及び制御回転体からの作用力により制御部材に発生する偶力を低減し易くなる。
本発明の請求項１３に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は渦巻状に形成されるので、第一回転体、第二回転体及び制御回転体からの作用力により制御部材に発生する偶力を低減し易くなる。
本発明の請求項１４に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は直線状に形成されるので、かかる制御軌道を形成する制御孔部又は制御壁部の加工が容易となる。
【００１６】
本発明の請求項１５に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道の端部は制御回転体の径方向軸線に対して概ね直角に形成される。これにより、制御部材は制御軌道の端部を通過するときに回転中心線からの径方向距離の変化率を小さくされる。そのため、制御通路の端部を形成する制御孔部又は制御壁部に制御部材が激しく衝突することを回避できるので、衝突による騒音、破損等の発生を防止できる。
【００１７】
本発明の請求項１６に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御手段は、トルク付与手段が制御回転体にトルクを付与しないとき第一回転体に対する制御回転体の回転位相を保持する保持手段を具備する。これにより、例えばエンジンの始動直後又は停止中において第一回転体に対する制御回転体の回転位相をトルク付与手段に依らず所望の位相に保持できる。そしてこの位相保持により、駆動軸に対する従動軸の回転位相についても所望の位相に保持できる。
【００１８】
本発明の請求項１７に記載のバルブタイミング調整装置によると、トルク付与手段は、制御回転体に付与するトルクを発生する電動機を有する。これにより、トルク付与手段の構成を簡素にしつつ、制御回転体に付与するトルクを確実に得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第一実施例）
本発明の第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９に示す。本実施例のバルブタイミング調整装置１０は、エンジンの吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００２０】
バルブタイミング調整装置１０は、エンジン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のカムシャフト４に伝達する伝達系に設けられている。カムシャフト４は回転中心線Ｏの周りに回転することで、エンジンの吸気弁を開閉駆動する。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。
【００２１】
第一回転体としてのスプロケット１１は、支持筒部１２、支持筒部１２より大径の入力筒部１３、支持筒部１２と入力筒部１３との間を段差状に繋ぐ変換部１４を有している。支持筒部１２は、カムシャフト４及び出力軸１６の外周壁に回転中心線Ｏ周りに相対回転可能に支持されている。入力筒部１３に設けられた複数の歯１３ａとクランクシャフトに設けられた複数の歯とに、図示しないチェーンベルトが掛け渡されている。クランクシャフトの駆動トルクがチェーンベルトを通じて入力筒部１３に入力されるとき、スプロケット１１はクランクシャフトとの位相関係を保ちつつ回転中心線Ｏの周りに図１の時計方向に回転する。
【００２２】
第二回転体としての出力軸１６は、固定部１７及び変換部１８を有している。固定部１７は、その外周側にカムシャフト４の一端部を同心上に嵌合され、ボルトによりカムシャフト４に連結固定されている。変換部１８は、入力筒部１３に固定されたカバー１５と変換部１４との間に遊星歯車２３及び回転部材２４と共に挟持され、変換部１４の内壁１４ａに当接し回転部材２４の外壁２４ａに正対している。変換部１８と変換部１４とには制御ピン５０が連繋している。この連繋により出力軸１６は、スプロケット１１の回転に伴って回転中心線Ｏ周りに回転してカムシャフト４を同期回転させる。ここで出力軸１６の回転方向は、スプロケット１１と同一方向すなわち図１の時計方向である。また、上記連繋により出力軸１６はスプロケット１１に対して回転方向の両側、すなわち進角側Ｘと遅角側Ｙとに相対回転可能である。尚、図１、図５及び図６はそれぞれ、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相が最遅角側、最進角側及びそれらの間にある状態を示している。変換部１８，１４と制御ピン５０との連繋構造については、後に詳述する。
【００２３】
図２及び図３に示すように電動機３０は、ハウジング３２、作用軸３３、電磁部３４等から構成されている。
ハウジング３２は、ステー３５を介してエンジンに固定されている。
【００２４】
作用軸３３は、ハウジング３２に収容固定された電磁部３４の軸受３６，３７により、回転中心線Ｏ周りに回転可能に支持されている。作用軸３３は、回転軸２５に軸継手３８を介して連結固定されている。これにより作用軸３３は、回転軸２５と一体となって回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向へ回転可能である。作用軸３３には、径方向外側に突出しその突出先端部に磁極を形成する磁石部３９が設けられている。磁石部３９は例えば希土類磁石で構成され、回転中心線Ｏ周りの互いに向き合う二箇所において突出先端部の磁極が相異なるように設けられている。
【００２５】
電磁部３４はハウジング３２及びステー３５を介してエンジンに変位不能に固定され、作用軸３３の外周側に配置されている。電磁部３４は、概ね円筒状の本体４０と、四つの芯部４１と、四つのコイル４２と、上記軸受３６，３７とを有している。各芯部４１は複数枚の鉄片を積層して形成され、本体４０の内周壁において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる位置から作用軸３３側に向かって突出している。各コイル４２は、四つの芯部４１のいずれかに巻回しされている。各コイル４２の巻線方向は、対応する芯部４１の突出先端部から視たとき、相対するコイル４２同士で逆向きとなるように設定されている。電磁部３４は、図示しない通電制御回路から各コイル４２への通電に応じて作用軸３３の外周側に磁界を形成する。
【００２６】
通電制御回路によるコイル４２への通電は、各コイル４２が形成する磁界によって作用軸３３に進角側ＸのトルクＴＸ（以下、進角側トルクＴＸという）と遅角側ＹのトルクＴＹ（以下、遅角側トルクＴＹという）とを付与するように実施される。具体的には、互いに向き合うコイル４２同士に対して同位相の交流を、互いに隣り合うコイル４２同士に対して位相が−９０°異なる交流を供給することにより、作用軸３３の外周側において図４の時計方向に回転する回転磁界を各コイル４２で形成する。この形成磁界内で作用軸３３の磁石部３９が吸引力と反発力とを受けることにより、進角側トルクＴＸが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。一方、互いに向き合うコイル４２同士に対して同位相の交流を、互いに隣り合うコイル４２同士に対して位相が＋９０°異なる交流を供給することにより、作用軸３３の外周側において図４の反時計方向に回転する回転磁界を各コイル４２で形成する。この形成磁界内で作用軸３３の磁石部３９が吸引力と反発力とを受けることにより、遅角側トルクＴＹが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。
尚、進角側トルクＴＸと遅角側トルクＴＹとを発生する電動機３０の構成については、上述した構成以外にも、公知の電動機における構成を採用することができる。
【００２７】
図２及び図４に示すように減速機２０は、リングギア２２、回転軸２５、遊星歯車２３、回転部材２４等から構成されている。
リングギア２２は、入力筒部１３の内周壁に同心上に固定されている。リングギア２２は、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。リングギア２２は、スプロケット１１と一体となって回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向へ回転する。
【００２８】
回転軸２５は、電動機３０の作用軸３３に連結固定されることで回転中心線Ｏに対し偏心して配設されている。図４において、Ｐは回転軸２５の中心線を表し、ｅは回転軸２５の回転中心線Ｏに対する偏心量を表している。
遊星歯車２３は、リングギア２２の内周側に遊星運動可能に配設されている。遊星歯車２３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。遊星歯車２３の歯先曲面の曲率半径はリングギア２２の歯底曲面の曲率半径よりも小さく設定され、遊星歯車２３の歯数はリングギア２２の歯数よりも１つ少なく設定されている。遊星歯車２３には断面円形の嵌合孔２１が形成されている。嵌合孔２１の中心線は、遊星歯車２３の中心線と一致している。その嵌合孔２１に回転軸２５の一端部が軸受（図示しない）を介して嵌合されており、回転軸２５の外周壁に遊星歯車２３が回転軸２５の中心線Ｐ周りに相対回転可能に支持されている。この支持状態において遊星歯車２３の複数の歯の一部はリングギア２２の複数の歯の一部に噛み合っている。
【００２９】
制御回転体としての回転部材２４は円形板状に形成され、スプロケット１１の入力筒部１３の内周壁に回転中心線Ｏ周りに相対回転可能に支持されている。回転部材２４の九箇所には係合孔２６が設けられている。各係合孔２６は、回転中心線Ｏの周りに等間隔に配設されている。各係合孔２６は断面円形に形成され、遊星歯車２３と当接する回転部材２４の外壁２４ｂに開口している。回転部材２４に当接する遊星歯車２３の外壁２３ａには、各係合孔２６と向き合う九箇所に係合突起２７が形成されている。各係合突起２７は、回転中心線Ｏから偏心量ｅだけ偏心する回転軸２５の中心線Ｐ周りに等間隔に設けられている。各係合突起２７は、回転部材２４側へ突出する円柱状を呈し、対応する係合孔２６に突入している。係合突起２７の径は係合孔２６の径よりも小さい。回転部材２４の反遊星歯車側すなわち変換部１８側の外壁２４ａに制御ピン５０が連繋している。回転部材２４と制御ピン５０との連繋構造については、後に詳述する。
【００３０】
電動機３０の作用軸３３から回転軸２５にトルクが伝達されない状態では、遊星歯車２３の回転軸２５に対する相対回動が生じず、遊星歯車２３はリングギア２２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１１及び回転軸２５と一体となって回転する。このとき各係合突起２７は係合する係合孔２６の内周壁を進角側Ｘに押圧するため、回転部材２４はスプロケット１１との位相関係を一定に保ちつつ、回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向に回転する。この状態で、作用軸３３から回転軸２５に遅角側トルクＴＹが伝達された場合、回転軸２５がスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転するので、回転軸２５の外周壁で押圧される遊星歯車２３がそれと噛み合うリングギア２２の作用を受けて回転軸２５に対し中心線Ｐを中心に進角側Ｘに相対回転する。さらにこの場合には、遊星歯車２３がリングギア２２と部分的に噛み合いつつスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転する。これにより向きを進角側Ｘに変えつつ増大されたトルクＴＹは、各係合突起２７が対応する係合孔２６をさらに進角側Ｘに押圧することで回転部材２４に伝達されるため、回転部材２４はスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転する。一方、作用軸３３から回転軸２５に進角側トルクＴＸが伝達された場合、回転軸２５がスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転するので、回転軸２５の外周壁で押圧される遊星歯車２３がリングギア２２の作用を受けて回転軸２５に対し中心線Ｐを中心に遅角側Ｙに相対回転する。さらにこの場合には、遊星歯車２３がリングギア２２と部分的に噛み合いつつスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転する。これにより向きを遅角側Ｙに変えつつ増大されたトルクＴＸは、各係合突起２７が対応する係合孔２６を遅角側Ｙに押圧することで回転部材２４に伝達されるため、回転部材２４はスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転する。
【００３１】
尚、減速機２０としては、上述した構成以外にも、公知の減速機における構成を採用することができる。また、減速機２０を設けないで、電動機３０の発生トルクを直接に回転部材２４に伝達するようにしてもよい。
以上、電動機３０及び減速機２０がトルク付与手段を構成している。
【００３２】
次に、スプロケット１１の変換部１４、出力軸１６の変換部１８及び回転部材２４と、制御部材としての制御ピン５０との連繋構造について図１、図２及び５〜図９を参照しつつ説明する。尚、図１、図５、図６及び図９では、断面を表すハッチングを省略している。
【００３３】
図１に示すように、変換部１４は回転中心線Ｏに垂直な円形板状に形成され、三箇所に孔部６０が設けられている。各孔部６０は、一つの孔部６０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。図１及び図７に示すように各孔部６０は、変換部１８に当接する変換部１４の内壁１４ａに開口している。各孔部６０は、制御ピン５０が通過する軌道６２を内周壁で形成している。各孔部６０の形成軌道６２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１４の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部６０の形成軌道６２は直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。
【００３４】
図１に示すように、変換部１８は回転中心線Ｏに垂直な概ね三角形の板状に形成され、変換部１４の各孔部６０に向き合う三箇所に孔部７０が設けられている。各孔部７０は、一つの孔部７０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように、変換部１８の三つの頂点の近傍に形成されている。図１及び図７に示すように各孔部７０は変換部１８を板厚方向に貫通し、変換部１４に当接する変換部１８の外壁１８ａと回転部材２４に正対する変換部１８の外壁１８ｂとに開口している。各孔部７０は、制御ピン５０が通過する軌道７２を内周壁で形成している。各孔部７０の形成軌道７２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１８の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部７０の形成軌道７２は直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。これにより、孔部７０の形成軌道７２とそれに向き合う孔部６０の形成軌道６２とは、図１、図５及び図６に示すように、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相に応じた箇所で交差し、回転方向において互いに傾斜する。
【００３５】
尚、孔部６０の形成軌道６２と孔部７０の形成軌道７２のうち一方は、径方向軸線に対して傾斜していなくてもよい。また、孔部６０の形成軌道６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、孔部７０の形成軌道７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。
【００３６】
図１に示すように、制御ピン５０は三つ設けられ、互いに向き合う孔部６０，７０の三組にそれぞれ個別に対応して配設されている。図２に示すように各制御ピン５０は、回転中心線Ｏに平行に延伸する柱状であり、対応する孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の交差箇所を通るようにして変換部１４と回転部材２４との間に挟持されている。図１及び図５〜図７に示すように、各孔部６０は、内周壁のうち軌道６２の回転方向両側の側壁６０ａ，６０ｂにおいて軌道６２内の制御ピン５０に当接する。各孔部７０は、内周壁のうち軌道７２の回転方向両側の側壁７０ａ，７０ｂにおいて軌道７２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０は、孔部６０と当接する箇所に転動体５２を有し、孔部７０と当接する箇所に転動体５３を有している。本実施例の転動体５２，５３は、図７に示す如き制御ピン５０の円柱状のピン本体５１を大小二つの円筒部材で同軸上に覆う二重円筒構造であるが、それ以外の構造であってもよい。各制御ピン５０はさらに、対応孔部６０の底壁６０ｃに当接するボール部材５４を一端部に有している。
【００３７】
図８及び図９に示すように、回転部材２４の三箇所には孔部８０が設けられている。各孔部８０は、一つの孔部８０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各孔部８０は、変換部１８に正対する回転部材２４の外壁２４ａに開口している。各孔部８０は、制御ピン５０が通過する軌道８２を内周壁で形成している。各孔部８０の形成軌道８２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように回転部材２４の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部８０の形成軌道８２は、回転中心線Ｏに対して偏心する円弧状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。特にこの傾斜は図９に示すように、各孔部８０の形成軌道８２がいずれかの組をなす孔部６０，７０の形成軌道６２，７２と交差するように設定されている。さらに本実施例において各孔部８０の形成軌道８２の両端部は、図８に示すように、回転部材２４の径方向軸線に対して概ね直角である。
尚、各孔部８０の形成軌道８２については、回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜していてもよい。
【００３８】
図７及び図９に示すように各孔部８０の形成軌道８２には、いずれかの制御ピン５０においてボール部材５４とは反対側の端部に設けられたボール部材５６が通されている。各孔部８０は、内周壁のうち軌道８２の径方向両側の側壁８０ａ，８０ｂにおいて軌道８２内の制御ピン５０のボール部材５６に当接する。さらに各孔部８０は、側壁８０ａ，８０ｂに滑らかに繋がる底壁８０ｃにおいて軌道８２内の制御ピン５０のボール部材５６に当接している。
【００３９】
回転部材２４がスプロケット１１に対して位相関係を一定に保っている状態では、各制御ピン５０が対応孔部８０の形成軌道８２を動くことなく回転部材２４と一体となって回転する。これにより、各制御ピン５０は対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を動くことなく、スプロケット１１に入力された駆動トルクを出力軸１６に伝達する。これにより、出力軸１６がスプロケット１１に対する位相を保持しつつカムシャフト４と共に同期回転する。
【００４０】
回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転した場合、各制御ピン５０は対応孔部８０の内周壁のうち軌道８２の径方向外側を延びる側壁８０ｂにより押圧される。この押圧によって各制御ピン５０は、軌道８２を相対的に遅角側Ｙへ通過するようにして回転部材２４の概ね径方向内側に移動し、回転中心線Ｏからの径方向距離（以下、単に径方向距離ともいう）を縮小される。このとき各制御ピン５０は、対応孔部６０の内周壁のうち軌道６２の進角側Ｘを延びる側壁６０ａを進角側Ｘに押圧すると共に、対応孔部７０の内周壁のうち軌道７２の遅角側Ｙを延びる側壁７０ｂを遅角側Ｙに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００４１】
一方、スプロケット１１に対して回転部材２４が遅角側Ｙへ相対回転した場合、各制御ピン５０は対応孔部８０の内周壁のうち軌道８２の径方向内側を延びる側壁８０ａにより押圧される。この押圧によって各制御ピン５０は、軌道８２を相対的に進角側Ｘへ通過するようにして回転部材２４の概ね径方向外側に移動し、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、対応孔部６０の内周壁のうち軌道６２の遅角側Ｙを延びる側壁６０ｂを遅角側Ｙに押圧すると共に、対応孔部７０の内周壁のうち軌道７２の進角側Ｘを延びる側壁７０ａを進角側Ｘに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００４２】
上述のようにして回転部材２４及び出力軸１６がスプロケット１１に対して相対回転する際に孔部６０，７０，８０からの作用力により制御ピン５０に生じる偶力は、小さいほど好ましい。本実施例では孔部８０の形成軌道８２を偏心円弧状とすることに加え、孔部６０，７０，８０の各形成軌道６２，７２，８２について径方向軸線に対する傾斜の度合いを調節することによって、任意の相対回転位置で上記偶力をほぼ０に近づけることができる。また、本実施例では制御ピン５０の移動方向を回転部材２４の概ね径方向として上記偶力の設定を容易にしているが、制御ピン５０の移動方向軸線を回転部材２４の径方向軸線に対して傾斜させてもよい。
【００４３】
以上、各孔部６０が第一孔部を構成し、各孔部６０の形成軌道６２が第一軌道を構成している。また、各孔部７０が第二孔部を構成し、各孔部７０の形成軌道７２が第二軌道を構成している。さらに、各孔部８０が制御孔部を構成し、各孔部８０の形成軌道８２が制御軌道を構成している。またさらに、電動機３０及び減速機２０で構成されるトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４とが制御手段を構成している。
【００４４】
次に、バルブタイミング調整装置１０の全体作動について総説する。
（１）駆動トルクによるスプロケット１１の回転中にコイル４２への通電をオフにすると、電磁部３４による作用軸３３へのトルク付与は行われず、回転部材２４のスプロケット１１に対する相対回転は生じない。そのため、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転は生じず、それら要素１１，１６間の位相関係が一定に保持される。したがって、出力軸１６と同期回転するカムシャフト４のクランクシャフトに対する位相も一定に保持される。
【００４５】
（２）スプロケット１１の回転中にコイル４２に通電し作用軸３３の外周側に図４の反時計方向の回転磁界を形成すると、遅角側トルクＴＹが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。さらに、この遅角側トルクＴＹが減速機２０により増大されその向きを進角側Ｘに変えて回転部材２４に伝達されることによって、回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。そのため、制御ピン５０の径方向距離が縮小し、それに伴い出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。すなわちスプロケット１１に対する出力軸１６の位相が遅角側Ｙに変化するので、カムシャフト４のクランクシャフトに対する位相も遅角側Ｙに変化する。
【００４６】
（３）スプロケット１１の回転中にコイル４２に通電し作用軸３３の外周側に図４の時計方向の回転磁界を形成すると、進角側トルクＴＸが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。さらに、この進角側トルクＴＸが減速機２０により増大されその向きを遅角側Ｙに変えて回転部材２４に伝達されることによって、回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。そのため、制御ピン５０の径方向距離が拡大し、それに伴い出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。すなわちスプロケット１１に対する出力軸１６の位相が進角側Ｘに変化するので、カムシャフト４のクランクシャフト対する位相も進角側Ｘに変化する。
【００４７】
以上説明したバルブタイミング調整装置１０において、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅は、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の長さと相互傾斜の度合い（本実施例では傾斜角度）とに依存する。孔部６０，７０の形成軌道６２，７２については、それぞれ回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜させているので、その個々の傾斜の度合いに応じて回転方向に長さを延長又は短縮でき、また相互傾斜の度合いを変更できる。すなわち、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２については長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定できる。したがって、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフト４の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
【００４８】
また、バルブタイミング調整装置１０において直線状の軌道６２，７２を形成する孔部６０，７０については、非直線状の軌道を形成する孔部に比べて加工し易い。
さらにバルブタイミング調整装置１０では、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の交差箇所に柱状の制御ピン５０を通すことで構成の簡素化を図っている。しかもバルブタイミング調整装置１０では、軌道６２内の制御ピン５０と孔部６０との当接箇所及び軌道７２内の制御ピン５０と孔部７０との当接箇所に個別に転動体５２，５３を設けている。このため、作用軸３３への付与トルクを進角側トルクＴＸ及び遅角側トルクＴＹの一方から他方に変えて制御ピン５０の径方向距離の変化方向を反転させるときに、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転方向がスムーズに逆転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を孔部６０，７０の内周壁に直接当接させてもよい。
【００４９】
またさらにバルブタイミング調整装置１０では、孔部８０の形成軌道８２を円弧状とし、さらに軌道８２の両端部を回転部材２４の径方向軸線に対して概ね直角にしている。このため、制御ピン５０が軌道８２の両端部を通過する際の径方向距離の変化率が小さくなるので、制御ピン５０が孔部８０の両端部に当たるときの衝撃が和らげられ、騒音、破損等の発生が防止される。尚、図１０に変形例を示すように、孔部８０の形成軌道８２を回転中心線周りに曲率が変化する渦巻状に延伸させてもよく、その場合、軌道８２の両端部を回転部材２４の径方向軸線に対し概ね直角にしてもよい。孔部８０の形成軌道８２を渦巻状とした場合、制御ピン５０に生じる偶力をほぼ０に近づけることができる。また、別の変形例を図１１に示すように、孔部８０の形成軌道８２を直線状に延伸させて孔部８０の加工性を高めてもよく、その場合、軌道８２の一方の端部を回転部材２４の径方向軸線に対し概ね直角にしてもよい。
【００５０】
さらにまたバルブタイミング調整装置１０では、制御ピン５０がスプロケット１１と回転部材２４との間に挟持されるが、ボール部材５４，５６により孔部６０の底壁６０ｃと孔部８０の底壁８０ｃとに転がり接触する。このため、スプロケット１１に対する回転部材２４の相対回転がスムーズに行われる。尚、図１２及び図１３に変形例を示すように、制御ピン５０のピン本体５１を孔部６０，８０の底壁６０ｃ，８０ｃに直接当接させてもよい。その場合、ピン本体５１における孔部８０への当接部分について、底壁８０ｃ及び側壁８０ａ，８０ｂの形状を補完する断面形状、例えば図１２の断面五角形状や図１３の断面四角形状等に形成することが好ましい。
【００５１】
加えてバルブタイミング調整装置１０では、複数の制御ピン５０を用い、各制御ピン５０が個別に対応する孔部６０，７０の組を回転方向に複数組配設し、また各制御ピン５０が個別に対応する孔部８０を回転方向に複数配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００５２】
（第二実施例）
本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置を図１４に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第二実施例のバルブタイミング調整装置１００は、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２について第一実施例とは異なっている。
【００５３】
具体的に各孔部６０の形成軌道６２は、変換部１４の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。各孔部７０の形成軌道７２は、変換部１８の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。
尚、上記曲線状の軌道６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、上記曲線状の軌道７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。また、軌道６２，７２についてはそれぞれ、変換部１４，１８の径方向内側に膨らむ曲線状にしてもよいし、径方向両側に波打つ曲線状にしてもよいし、曲線と直線とを融合させた形状にしてもよい。
【００５４】
各孔部８０の形成軌道８２として第一実施例と同様な偏心円弧状の軌道を採用した場合、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相と制御ピン５０の径方向距離との相関関係は、図１５（Ａ）に示すようになる。この場合において第二実施例では、制御ピン５０の径方向距離とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係が図１５（Ｂ）に示すようになるよう、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２がのる曲線を設定する。このような設定を行うことで、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係を図１５（Ｃ）に示すような比例関係とすることができる。これにより、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相を電動機３０のトルク付与作動によって正確に制御し易くなる。
【００５５】
また、各孔部８０の形成軌道８２として第一実施例の図１０に示す変形例と同様な渦巻状の軌道を採用した場合、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相と制御ピン５０の径方向距離との相関関係は、例えば図１６（Ａ）に示すような比例関係となる。この場合において第二実施例では、制御ピン５０の径方向距離とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係が図１６（Ｂ）に示す比例関係となるよう、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２がのる曲線を設定する。このような設定を行うことで、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係を図１６（Ｃ）に示すような比例関係とすることができる。これにより、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相を電動機３０のトルク付与作動によって正確に制御し易くなる。
【００５６】
（第三実施例）
本発明の第三実施例によるバルブタイミング調整装置を図１７及び図１８に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第三実施例のバルブタイミング調整装置１２０は、第一実施例の構成に加えてスプリング１３０を備えると共に、第一実施例の孔部６０，７０に代えて壁部１６０，１７０が第一実施例の変換部１４，１８に相当する変換部１４０，１８０にそれぞれ設けられている。
【００５７】
具体的に変換部１４０は、第一実施例の変換部１４と同様な円形板状に形成されている。壁部１６０は変換部１４０の三箇所に設けられ、一つの壁部１６０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部１６０は、変換部１８０が正対する変換部１４０の内壁１４０ａに垂設されている。図１７及び図１８に二点鎖線で示すように各壁部１６０は、それの進角側Ｘを向く側壁１６０ａに沿って第一実施例の軌道６２に相当する軌道１６２を形成している。各壁部１６０の形成軌道１６２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１４０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部１６０の形成軌道１６２は平坦な側壁１６０ａに沿う直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。
【００５８】
変換部１８０は、第一実施例の変換部１８において各孔部７０の側壁７０ｂを形成する部分が除去されて各孔部７０が変換部１８の外周縁に開口した形状に形成されている。この変換部１８０において、第一実施例による各孔部７０の側壁７０ａを形成する部位に相当する部位が三つの壁部１７０をそれぞれ形成している。すなわち変換部１８０において壁部１７０は、各壁部１６０に向き合う三箇所に設けられ、一つの壁部１７０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部１７０は、変換部１４０と回転部材２４とにそれぞれ正対する変換部１８０の外壁に垂直に形成されている。図１７及び図１８に二点鎖線で示すように各壁部１７０は、それの遅角側Ｙを向く側壁１７０ａに沿って第一実施例の軌道７２に相当する軌道１７２を形成している。各壁部１７０の形成軌道１７２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１８０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部１７０の形成軌道１７２は平坦な側壁１７０ａに沿う直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。これにより、壁部１７０の形成軌道１７２とそれに向き合う壁部１６０の形成軌道１６２とは図１７に示すように、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相に応じた箇所で交差し、回転方向において互いに傾斜する。
【００５９】
尚、側壁１６０ａに沿う壁部１６０の形成軌道１６２と側壁１７０ａに沿う壁部１７０の形成軌道１７２のうち一方は、径方向軸線に対し傾斜していなくてもよい。また、壁部１６０の形成軌道１６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、壁部１７０の形成軌道１７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。
【００６０】
三つの制御ピン５０は、互いに向き合う壁部１６０，１７０の三組にそれぞれ個別に対応して配設されている。各制御ピン５０は、対応する壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の交差箇所を通るようにして変換部１４０と回転部材２４との間に挟持されている。各壁部１６０は、軌道１６２の遅角側Ｙとなる側壁１６０ａにおいて軌道１６２内の制御ピン５０に当接する。各壁部１７０は軌道１７２の進角側Ｘとなる側壁１７０ａにおいて軌道１７２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０は、壁部１６０との当接箇所に転動体５２を有し、壁部１７０との当接箇所に転動体５３を有している。各制御ピン５０はさらに、ボール部材５４によって変換部１４０の内壁１４０ａに当接している。
以上、各壁部１６０が第一壁部を構成し、各壁部１６０の形成軌道１６２が第一軌道を構成している。また、各壁部１７０が第二壁部を構成し、各壁部１７０の形成軌道１７２が第二軌道を構成している。
【００６１】
付勢手段としてのスプリング１３０は引張りコイルスプリングで構成され、変換部１４０と変換部１８０とに跨って三つ配設されている。各スプリング１３０の一端部は、変換部１４０において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング１３０の他端部は、変換部１８０において第一実施例の変換部１８の頂点近傍箇所に相当し回転中心線Ｏの周りで等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング１３０はスプロケット１１を進角側Ｘに、出力軸１６を遅角側Ｙに付勢している。これにより各制御ピン５０は、対応する壁部１６０と壁部１７０とで挟圧されている。
【００６２】
尚、スプリング１３０としては、上記引張りコイルスプリングの他にも、例えば圧縮コイルスプリング、トーションスプリング等を用いてもよい。また、壁部１６０の遅角側Ｙを向く側壁１６０ｂと壁部１７０の進角側Ｘを向く側壁１７０ｂとにより軌道１６２と軌道１７２とを形成し、制御ピン５０に対して、軌道１６２の進角側Ｘにおいて側壁１６０ｂを、軌道１７２の遅角側Ｙにおいて側壁１７０ｂを当接させるようにしてもよい。その場合には、スプリング１３０によって、スプロケット１１を遅角側Ｙに、出力軸１６を進角側Ｘに付勢する。
【００６３】
バルブタイミング調整装置１２０では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転し、各制御ピン５０の径方向距離が縮小する。このとき本実施例では、スプリング１３０の付勢によって、各壁部１６０の側壁１６０ａがその進角側Ｘにある制御ピン５０に向かって押圧されると共に各壁部１７０の側壁１６０ｂがその遅角側Ｙにある制御ピン５０に向かって押圧される。これにより、各制御ピン５０が対応壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００６４】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転し、各制御ピン５０の径方向距離が拡大する。このとき本実施例では、各制御ピン５０が対応壁部１６０の側壁１６０ａを遅角側Ｙに押圧すると共に対応壁部１７０の側壁１７０ａを進角側Ｘに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００６５】
以上説明したバルブタイミング調整装置１２０において、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅は、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の長さと相互傾斜の度合い（本実施例では傾斜角度）とに依存する。壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２については、それぞれ回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜させているので、その個々の傾斜の度合いに応じて回転方向に長さを延長又は短縮でき、また相互傾斜の度合いを変更できる。すなわち、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２については長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定できる。したがって、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフト４の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
【００６６】
また、バルブタイミング調整装置１２０において直線状の軌道１６２，１７２を形成する壁部１６０，１７０については、非直線状の軌道を形成する壁部に比べて加工し易い。尚、壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａを湾曲させることで、その湾曲側壁１６０ａに沿って変換部１４０の径方向外側又は内側に膨らむ曲線状に軌道１６２を形成し、湾曲側壁１７０ａに沿って変換部１８０の径方向外側又は内側へ膨らむ曲線状に軌道１７２を形成してもよい。変換部１４０，１８０の径方向外側に膨らむ軌道１６２，１７２を採用した場合、第二実施例と同様の効果を得ることができる。また、軌道１６２，１７２については、径方向両側に波打つ曲線状や、曲線と直線とを融合させた形状にそれぞれ形成してもよい。
【００６７】
さらにバルブタイミング調整装置１２０では、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の交差箇所に柱状の制御ピン５０が通る簡素な構成を採用している。しかもバルブタイミング調整装置１２０では、軌道１６２内の制御ピン５０と壁部１６０との当接箇所及び軌道１７２内の制御ピン５０と壁部１７０との当接箇所に個別に転動体５２，５３を設けている。このため、制御ピン５０の径方向距離の変化方向を反転させるときに、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転方向がスムーズに逆転する。
【００６８】
またさらにバルブタイミング調整装置１２０では、制御ピン５０がボール部材５４，５６により変換部１４０の内壁１４０ａと孔部８０の底壁８０ｃとに転がり接触するので、スプロケット１１に対し回転部材２４がスムーズに相対回転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を変換部１４０の内壁１４０ａに直接当接させてもよい。
さらにまたバルブタイミング調整装置１２０では、複数の制御ピン５０を用い、各制御ピン５０が個別に対応する壁部１６０，１７０の組を回転方向に複数組配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００６９】
（第四実施例）
本発明の第四実施例によるバルブタイミング調整装置を図１９及び図２０に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第四実施例のバルブタイミング調整装置２００は、第一実施例の構成に加えてスプリング２１０を備えると共に、第一実施例の孔部８０に代えて壁部２８０が第一実施例の回転部材２４に相当する回転部材２４０に設けられている。
【００７０】
具体的に回転部材２４０は、壁部２８０を有する以外は第一実施例の回転部材２４と同様に構成されている。壁部２８０は回転部材２４０の三箇所に設けられ、一つの壁部２８０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部２８０は、変換部１８が正対する回転部材２４０の外壁２４０ａに垂設されている。図１９及び図２０に二点鎖線で示すように各壁部２８０は、それの径方向外側を向く側壁２８０ａに沿うようにして、第一実施例の軌道８２に相当する軌道２８２を形成している。各壁部２８０の形成軌道２８２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように回転部材２４０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部２８０の形成軌道２８２は、回転中心線Ｏに対して偏心する円弧状に湾曲側壁２８０ａに沿って延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。特にこの傾斜は図２０に示すように、各壁部２８０の形成軌道２８２がいずれかの組をなす孔部６０，７０の形成軌道６２，７２と交差するように設定されている。
尚、各壁部２８０の形成軌道２８２については、回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させてもよい。
【００７１】
各壁部２８０の形成軌道２８２には、いずれかの制御ピン５０のボール部材５６が通されている。各壁部２８０は、各壁部２８０は軌道２８２の径方向内側となる側壁２８０ａにおいて軌道２８２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０はさらに、ボール部材５６によって回転部材２４０の外壁２４０ａに当接している。
【００７２】
尚、各壁部２８０の形成軌道２８２については、偏心円弧状に延伸させる他、渦巻状に延伸させてもよいし、直線状に延伸させて壁部２８０の加工性を高めてもよい。壁部２８０の形成軌道２８２を偏心円弧状又は渦巻状とした場合、第一実施例と同様に、制御ピン５０に生じる偶力をほぼ０に近づけることができる。以上、各壁部２８０が制御壁部を構成し、各壁部２８０の形成軌道２８２が制御軌道を構成している。
【００７３】
図２０に示すように、スプリング２１０は引張りコイルスプリングで構成され、変換部１４と変換部１８とに跨って三つ配設されている。各スプリング２１０の一端部は、変換部１４において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング２１０の他端部は、変換部１８において三つの頂点の近傍であって回転中心線Ｏの周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング２１０はスプロケット１１を進角側Ｘに、出力軸１６を遅角側Ｙに付勢している。これにより各制御ピン５０は、対応孔部６０の側壁６０ｂと対応孔部７０の側壁７０ａとで挟圧され、径方向内側に向かって付勢されている。
このようにスプリング２１０と孔部６０，７０とが補助付勢手段を構成し、その補助付勢手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４０とが制御手段を構成している。
【００７４】
尚、スプリング２１０としては上記引張りコイルスプリングの他、例えば圧縮コイルスプリング、トーションスプリング等を用いてもよい。また、壁部２８０について、径方向内側を向く側壁２８０ｂで軌道２８２を形成し、軌道２８２の径方向外側となる側壁２８０ｂにおいて軌道２８２内の制御ピン５０に当接させるようにしてもよい。その場合、制御ピン５０を径方向外側に付勢するように装置２００を構成する。
【００７５】
バルブタイミング調整装置２００では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転する。すると本実施例では、スプリング２１０の付勢により各孔部６０，７０の側壁６０ｂ，７０ａが対応する制御ピン５０を押圧し径方向内側に付勢する。この付勢により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の側壁２８０ａに向かって押圧され、対応壁部２８０の形成軌道２８２を相対的に遅角側Ｙへ通過するようにして回転部材２４０の概ね径方向内側に移動し、径方向距離を縮小される。このとき各制御ピン５０は、第一実施例と同様に対応孔部６０，７０の側壁６０ａ，７０ｂをそれぞれ進角側Ｘと遅角側Ｙとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００７６】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙへ相対回転する。すると本実施例では、各制御ピン５０が対応壁部２８０の側壁２８０ａにより押圧される。この押圧により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の形成軌道２８２を相対的に進角側Ｘへ通過するようにして回転部材２４０の概ね径方向外側に移動し、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、第一実施例と同様に対応孔部６０，７０の側壁６０ｂ，７０ａをそれぞれ遅角側Ｙと進角側Ｘとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００７７】
このようなバルブタイミング調整装置２００によると、制御ピン５０がボール部材５４，５６により孔部６０の底壁６０ｃと回転部材２４０の外壁２４０ａとに転がり接触するので、スプロケット１１に対し回転部材２４がスムーズに相対回転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を回転部材２４０の外壁２４０ａに直接当接させてもよい。
さらにバルブタイミング調整装置２００によると、複数の制御ピン５０がそれぞれ個別に対応する壁部２８０を回転方向に複数配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００７８】
（第五実施例）
本発明の第五実施例によるバルブタイミング調整装置を図２１に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第五実施例のバルブタイミング調整装置３００は、第三実施例の特徴的構成と第四実施例の特徴的構成とを組み合わせて構成されている。
【００７９】
具体的にバルブタイミング調整装置３００では、第三実施例の壁部１６０，１７０を有する変換部１４０，１８０がそれぞれスプロケット１１と出力軸１６とに設けられ、第四実施例の壁部２８０を有する回転部材２４０が用いられている。但し、各壁部２８０の形成軌道２８２の径方向軸線に対する傾斜は、いずれかの組をなす壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２と交差するように設定されている。
【００８０】
また、バルブタイミング調整装置３００では、第三実施例のスプリング１３０に相当するスプリング３１０が三つ用いられ、各スプリング３１０が第四実施例のスプリング２１０と同様に機能する。但し、各スプリング３１０がスプロケット１１と出力軸１６とをそれぞれ進角側Ｘと遅角側Ｙとに付勢することによって、各制御ピン５０が対応壁部１６０の側壁１６０ａと対応壁部１７０の側壁１７０ａとで挟圧されて径方向内側に付勢されている。
【００８１】
以上、スプリング３１０が付勢手段を構成し、スプリング３１０と壁部１６０，１７０とが補助付勢手段を構成し、その補助付勢手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４０とが制御手段を構成している。
【００８２】
このようなバルブタイミング調整装置３００では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転する。すると本実施例では、スプリング３１０の付勢により各壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａが対応する制御ピン５０を押圧し径方向内側に付勢する。この付勢により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の側壁２８０ａに向かって押圧されるので、径方向距離を縮小される。このとき、スプリング３１０の付勢によって各壁部１６０の側壁１６０ａが進角側Ｘの制御ピン５０に向かって押圧されると共に各壁部１７０の側壁１７０ａが遅角側Ｙの制御ピン５０に向かって押圧される。その結果、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００８３】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙへ相対回転する。すると各制御ピン５０は、第四実施例と同様に対応壁部２８０の側壁２８０ａにより押圧され、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、第三実施例と同様に対応壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａをそれぞれ遅角側Ｙと進角側Ｘとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
以上説明したバルブタイミング調整装置３００によれば、第三実施例及び第四実施例の双方と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
（第六実施例）
本発明の第六実施例によるバルブタイミング調整装置を図２２に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第六実施例のバルブタイミング調整装置３５０は、第一実施例の構成に加えてスプリング３６０を備えている。
【００８５】
スプリング３６０はトーションスプリングで構成されている。スプリング３６０の一端部３６０ａはスプロケット１１の入力筒部１３に係止され、スプリング３６０の他端部３６０ｂは回転部材２４に係止されている。スプリング３６０はスプロケット１１を進角側Ｘに、回転部材２４を遅角側Ｙに付勢している。また、スプロケット１１に対して回転部材２４が進角側Ｘに相対回転するに従って、スプリング３６０はスプロケット１１及び回転部材２４に付与する付勢力を増大させる。
尚、スプリング３６０としては、上記トーションスプリングの他にも、例えば引張りコイルスプリング、圧縮コイルスプリング等を用いてもよい。
【００８６】
このようなバルブタイミング調整装置３５０では、エンジンの始動直後又は停止中等、電磁部３４による作用軸３３へのトルク付与が実施されないとき、スプリング３６０の付勢により回転部材２４がスプロケット１１に対する位相を一定に保持される。これにより、クランクシャフトに対するカムシャフト４の位相も保持される。したがって、エンジンの始動直後又は停止中において、クランクシャフトに対するカムシャフト４の位相を最適位相に迅速に合致させることができる。
以上、スプリング３６０が保持手段を構成し、その保持手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４とが制御手段を構成している。
【００８７】
尚、上述した複数の実施例では、第一軌道としての軌道６２又は１６２、第二軌道としての軌道７２又は１７２、制御軌道としての軌道８２又は２８２をそれぞれ三つずつ形成したが、第一軌道、第二軌道及び制御軌道の形成数についてはそれぞれ適宜に設定できる。
【００８８】
また、上述の複数の実施例では、第一軌道としての軌道６２又は１６２と第二軌道としての軌道７２又は１７２とを、第一回転体としてのスプロケット１１に対する第二回転体としての出力軸１６の任意の相対回転位置で交差させ、その交差箇所に制御部材としての柱状の制御ピン５０を通すようにした。これに対し、第一軌道と第二軌道とを第一回転体に対する第二回転体の所定の回転位置又は任意の回転位置において交差させないようにし、第一軌道と第二軌道とにそれぞれ通される部分を制御ピンに形成するようにしてもよい。
【００８９】
さらに上述の複数の実施例では、第一回転体としてのスプロケット１１と第二回転体としての出力軸１６と同一の回転中心線Ｏ周りに制御回転体としての回転部材２４又は２４０を回転させるようにした。これに対し、第一回転体及び第二回転体の回転中心線に対して偏心した中心線周りに制御回転体を回転させるようにしてもよい。
【００９０】
またさらに上述の複数の実施例では、制御回転体としての回転部材２４又は２４０に付与するトルクを電動機３０により発生させるようにトルク付与手段を構成した。これに対し、例えば回転する部材にブレーキを施すことにより制御回転体への付与トルクを生むようにトルク付与手段を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す図であって、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２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の別の作動状態を示す図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する図である。
【図６】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のさらに別の作動状態を示す図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する図である。
【図７】図２の要部の拡大図である。
【図８】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の回転部材を示す側面図であって、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図に相当する図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線断面図に相当する図である。
【図１０】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の変形例を示す断面図であって、図８に対応する図である。
【図１１】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の別の変形例を示す断面図であって、図８に対応する図である。
【図１２】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のさらに別の変形例を示す断面図であって、図７に対応する図である。
【図１３】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のまたさらに別の変形例を示す断面図であって、図７に対応する図である。
【図１４】本発明の第二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って、図１に対応する図である。
【図１５】本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置の特性を示す特性図である。
【図１６】本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置の変形例の特性を示す特性図である。
【図１７】本発明の第三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って、図１に対応する図である。
【図１８】本発明の第三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って、図９に対応する図である。
【図１９】本発明の第四実施例によるバルブタイミング調整装置の回転部材を示す側面図であって、図８に対応する図である。
【図２０】
本発明の第四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って、図９に対応する図である。
【図２１】
本発明の第五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って、図９に対応する図である。
【図２２】
本発明の第六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って、図９に対応する図である。
【符号の説明】
２ エンジン（内燃機関）
４ カムシャフト（従動軸）
１０，１００，１２０，２００，３００，３５０ バルブタイミング調整装置
１１ スプロケット（第一回転体）
１４，１４０ 変換部
１６ 出力軸（第二回転体）
１８，１８０ 変換部
２０ 減速機（トルク付与手段）
２４，２４０ 回転部材（制御回転体）
３０ 電動機（トルク付与手段）
５０ 制御ピン（制御部材）
５１ ピン本体
５２，５３ 転動体
５４，５６ ボール部材
６０ 孔部（第一孔部、補助付勢手段）
６２，１６２ 軌道（第一軌道）
７０ 孔部（第二孔部、補助付勢手段）
７２，１７２ 軌道（第二軌道）
８０ 孔部（制御孔部）
８２，２８２ 軌道（制御軌道）
１３０ スプリング（付勢手段）
１６０ 壁部（第一壁部、補助付勢手段）
１７０ 壁部（第二壁部、補助付勢手段）
２１０ スプリング（補助付勢手段）
２８０ 壁部（制御壁部）
３１０ スプリング（付勢手段、補助付勢手段）
３６０ スプリング（保持手段）
Ｏ 回転中心線
【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、バルブタイミングという）を調整する内燃機関（以下、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回転位相（以下、単に位相ともいう）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】
特許文献１には、バルブタイミング調整装置の一例が記載されている。この装置は、カムシャフトの駆動トルクにより回転する第一回転体と、第一回転体と同一方向にクランクシャフトと共に回転する第二回転体とを備え、第一回転体に対し第二回転体を相対回転させることでクランクシャフトに対するカムシャフトの位相を変化させる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４１０１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置では、第一回転体及び第二回転体の径方向に可動操作部材を移動させ、リンクを用いてその可動操作部材の径方向運動を二つの回転体の相対回転運動に変換している。この構成において第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、すなわちクランクシャフトに対するカムシャフトの位相変化幅はリンクを構成する腕の長さに依存する。しかし、上記運動変換を可能にするリンクでは腕の長さに制限が生じ、その結果、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相変化幅も制限されてしまう。
本発明の目的は、駆動軸に対する従動軸の位相変化幅の設定自由度が高い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、第一回転体の第一孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成し、その第一軌道を通過する制御部材に回転方向両側において当接する。また、第二回転体の第二孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成し、その第二軌道を通過する制御部材に回転方向両側において当接する。ここで、第一軌道と第二軌道とは第一回転体及び第二回転体の回転方向において互いに傾斜する。そのため、制御手段が制御部材の回転中心線からの径方向距離を変化させるときには、第一孔部及び第二孔部の少なくとも一方が制御部材により押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して相対回転する。このように作動するバルブタイミング調整装置では、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅が第一軌道及び第二軌道の長さと相互傾斜の度合いとに依存する。回転中心線からの径方向距離が変化するように第一軌道及び第二軌道を延伸形成することで、それら軌道の長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定することができる。したがって、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、ひいては駆動軸に対する従動軸の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
尚、互いに傾斜する第一軌道と第二軌道とは、交差していてもよいし、交差していなくてもよい。
【０００７】
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、第一回転体及び第二回転体は、複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する第一孔部及び第二孔部の組を回転方向に複数組有するので、回転中心線周りにおける荷重の偏りを軽減できる。
【０００８】
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、付勢手段は、第一回転体及び第二回転体の一方と他方とをそれぞれ回転方向の進角側と遅角側とに向かって付勢する。第一回転体及び第二回転体の前記一方の第一壁部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成し、その第一軌道を通過する制御部材に回転方向遅角側において当接する。また、第一回転体及び第二回転体の前記他方の第二壁部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成し、その第二軌道を通過する制御部材に回転方向進角側において当接する。ここで、第一軌道と第二軌道とは第一回転体及び第二回転体の回転方向において互いに傾斜する。そのため、制御手段が制御部材の回転中心線からの径方向距離を変化させるときには、その変化方向に応じて次のように作動する。第一に、付勢手段の付勢により第一壁部及び第二壁部が制御部材に向かって押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して進角側及び遅角側の一方に相対回転する。第二に、第一壁部及び第二壁部の少なくとも一方が制御部材により押圧されることで、制御部材が第一軌道及び第二軌道を共に通過するようにして第二回転体が第一回転体に対して進角側及び遅角側の他方に相対回転する。このように作動するバルブタイミング調整装置では、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅が第一軌道及び第二軌道の長さと相互傾斜の度合いとに依存する。回転中心線からの径方向距離が変化するように第一軌道及び第二軌道を延伸形成することで、それら軌道の長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定することができる。したがって、第一回転体に対する第二回転体の位相変化幅、ひいては駆動軸に対する従動軸の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。尚、互いに傾斜する第一軌道と第二軌道とは、交差していてもよいし、交差していなくてもよい。
【０００９】
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、第一回転体及び第二回転体は、複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する第一壁部及び第二壁部の組を回転方向に複数組有するので、回転中心線周りにおける荷重の偏りを軽減できる。
【００１０】
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、第一軌道及び第二軌道は直線状に形成されるので、それら二つの軌道を形成する孔部又は壁部の加工が容易となる。
本発明の請求項６及び７に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一軌道及び第二軌道は曲線状に形成される。これにより、制御部材の回転中心線からの径方向距離と、第一回転体に対する第二回転体の回転位相との間に、例えば比例等の相関関係を設定し易くなる。
【００１１】
本発明の請求項８に記載のバルブタイミング調整装置によると、第一軌道と第二軌道とは第一回転体に対する第二回転体の回転位相に応じた箇所で互いに交差し、柱状の制御部材は第一軌道と第二軌道との交差箇所に通される。これにより、構成の簡素化を図ることができる。
【００１２】
本発明の請求項９に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御部材は、第一回転体との当接箇所及び第二回転体との当接箇所にそれぞれ個別に転動体を有する。これにより、制御部材が回転中心線からの径方向距離の変化方向を反転させられるとき、第一回転体に対する第二回転体の相対回転方向がスムーズに逆転する。
【００１３】
本発明の請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御回転体の制御孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成し、その制御軌道を通過する制御部材に径方向両側において当接する。そのため、トルク付与手段が制御回転体に進角側トルク又は遅角側トルクを付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御孔部が制御部材を押圧しつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。
【００１４】
本発明の請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置によると、補助付勢手段は、制御回転体の径方向の一方側に向かって制御部材を付勢する。さらに制御回転体の制御孔部は、回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成し、その制御軌道を通過する制御部材に径方向の前記一方側において当接する。そのため、トルク付与手段が進角側トルク及び遅角側トルクの一方を制御回転体に付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御部材が補助付勢手段の付勢により制御壁部に向かって押圧されつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。さらに、トルク付与手段が進角側トルク及び遅角側トルクの他方を制御回転体に付与するときには、第一回転体に対する制御回転体の相対回転に伴って制御部材が制御壁部により押圧されつつ制御軌道を通過するため、制御部材の回転中心線からの径方向距離が変化する。
【００１５】
本発明の請求項１２に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は回転中心線から偏心する円弧状に形成されるので、第一回転体、第二回転体及び制御回転体からの作用力により制御部材に発生する偶力を低減し易くなる。
本発明の請求項１３に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は渦巻状に形成されるので、第一回転体、第二回転体及び制御回転体からの作用力により制御部材に発生する偶力を低減し易くなる。
本発明の請求項１４に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道は直線状に形成されるので、かかる制御軌道を形成する制御孔部又は制御壁部の加工が容易となる。
【００１６】
本発明の請求項１５に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御軌道の端部は制御回転体の径方向軸線に対して概ね直角に形成される。これにより、制御部材は制御軌道の端部を通過するときに回転中心線からの径方向距離の変化率を小さくされる。そのため、制御通路の端部を形成する制御孔部又は制御壁部に制御部材が激しく衝突することを回避できるので、衝突による騒音、破損等の発生を防止できる。
【００１７】
本発明の請求項１６に記載のバルブタイミング調整装置によると、制御手段は、トルク付与手段が制御回転体にトルクを付与しないとき第一回転体に対する制御回転体の回転位相を保持する保持手段を具備する。これにより、例えばエンジンの始動直後又は停止中において第一回転体に対する制御回転体の回転位相をトルク付与手段に依らず所望の位相に保持できる。そしてこの位相保持により、駆動軸に対する従動軸の回転位相についても所望の位相に保持できる。
【００１８】
本発明の請求項１７に記載のバルブタイミング調整装置によると、トルク付与手段は、制御回転体に付与するトルクを発生する電動機を有する。これにより、トルク付与手段の構成を簡素にしつつ、制御回転体に付与するトルクを確実に得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第一実施例）
本発明の第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９に示す。本実施例のバルブタイミング調整装置１０は、エンジンの吸気弁のバルブタイミングを制御するものである。
【００２０】
バルブタイミング調整装置１０は、エンジン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のカムシャフト４に伝達する伝達系に設けられている。カムシャフト４は回転中心線Ｏの周りに回転することで、エンジンの吸気弁を開閉駆動する。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。
【００２１】
第一回転体としてのスプロケット１１は、支持筒部１２、支持筒部１２より大径の入力筒部１３、支持筒部１２と入力筒部１３との間を段差状に繋ぐ変換部１４を有している。支持筒部１２は、カムシャフト４及び出力軸１６の外周壁に回転中心線Ｏ周りに相対回転可能に支持されている。入力筒部１３に設けられた複数の歯１３ａとクランクシャフトに設けられた複数の歯とに、図示しないチェーンベルトが掛け渡されている。クランクシャフトの駆動トルクがチェーンベルトを通じて入力筒部１３に入力されるとき、スプロケット１１はクランクシャフトとの位相関係を保ちつつ回転中心線Ｏの周りに図１の時計方向に回転する。
【００２２】
第二回転体としての出力軸１６は、固定部１７及び変換部１８を有している。固定部１７は、その外周側にカムシャフト４の一端部を同心上に嵌合され、ボルトによりカムシャフト４に連結固定されている。変換部１８は、入力筒部１３に固定されたカバー１５と変換部１４との間に遊星歯車２３及び回転部材２４と共に挟持され、変換部１４の内壁１４ａに当接し回転部材２４の外壁２４ａに正対している。変換部１８と変換部１４とには制御ピン５０が連繋している。この連繋により出力軸１６は、スプロケット１１の回転に伴って回転中心線Ｏ周りに回転してカムシャフト４を同期回転させる。ここで出力軸１６の回転方向は、スプロケット１１と同一方向すなわち図１の時計方向である。また、上記連繋により出力軸１６はスプロケット１１に対して回転方向の両側、すなわち進角側Ｘと遅角側Ｙとに相対回転可能である。尚、図１、図５及び図６はそれぞれ、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相が最遅角側、最進角側及びそれらの間にある状態を示している。変換部１８，１４と制御ピン５０との連繋構造については、後に詳述する。
【００２３】
図２及び図３に示すように電動機３０は、ハウジング３２、作用軸３３、電磁部３４等から構成されている。
ハウジング３２は、ステー３５を介してエンジンに固定されている。
【００２４】
作用軸３３は、ハウジング３２に収容固定された電磁部３４の軸受３６，３７により、回転中心線Ｏ周りに回転可能に支持されている。作用軸３３は、回転軸２５に軸継手３８を介して連結固定されている。これにより作用軸３３は、回転軸２５と一体となって回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向へ回転可能である。作用軸３３には、径方向外側に突出しその突出先端部に磁極を形成する磁石部３９が設けられている。磁石部３９は例えば希土類磁石で構成され、回転中心線Ｏ周りの互いに向き合う二箇所において突出先端部の磁極が相異なるように設けられている。
【００２５】
電磁部３４はハウジング３２及びステー３５を介してエンジンに変位不能に固定され、作用軸３３の外周側に配置されている。電磁部３４は、概ね円筒状の本体４０と、四つの芯部４１と、四つのコイル４２と、上記軸受３６，３７とを有している。各芯部４１は複数枚の鉄片を積層して形成され、本体４０の内周壁において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる位置から作用軸３３側に向かって突出している。各コイル４２は、四つの芯部４１のいずれかに巻回しされている。各コイル４２の巻線方向は、対応する芯部４１の突出先端部から視たとき、相対するコイル４２同士で逆向きとなるように設定されている。電磁部３４は、図示しない通電制御回路から各コイル４２への通電に応じて作用軸３３の外周側に磁界を形成する。
【００２６】
通電制御回路によるコイル４２への通電は、各コイル４２が形成する磁界によって作用軸３３に進角側ＸのトルクＴＸ（以下、進角側トルクＴＸという）と遅角側ＹのトルクＴＹ（以下、遅角側トルクＴＹという）とを付与するように実施される。具体的には、互いに向き合うコイル４２同士に対して同位相の交流を、互いに隣り合うコイル４２同士に対して位相が−９０°異なる交流を供給することにより、作用軸３３の外周側において図４の時計方向に回転する回転磁界を各コイル４２で形成する。この形成磁界内で作用軸３３の磁石部３９が吸引力と反発力とを受けることにより、進角側トルクＴＸが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。一方、互いに向き合うコイル４２同士に対して同位相の交流を、互いに隣り合うコイル４２同士に対して位相が＋９０°異なる交流を供給することにより、作用軸３３の外周側において図４の反時計方向に回転する回転磁界を各コイル４２で形成する。この形成磁界内で作用軸３３の磁石部３９が吸引力と反発力とを受けることにより、遅角側トルクＴＹが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。
尚、進角側トルクＴＸと遅角側トルクＴＹとを発生する電動機３０の構成については、上述した構成以外にも、公知の電動機における構成を採用することができる。
【００２７】
図２及び図４に示すように減速機２０は、リングギア２２、回転軸２５、遊星歯車２３、回転部材２４等から構成されている。
リングギア２２は、入力筒部１３の内周壁に同心上に固定されている。リングギア２２は、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。リングギア２２は、スプロケット１１と一体となって回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向へ回転する。
【００２８】
回転軸２５は、電動機３０の作用軸３３に連結固定されることで回転中心線Ｏに対し偏心して配設されている。図４において、Ｐは回転軸２５の中心線を表し、ｅは回転軸２５の回転中心線Ｏに対する偏心量を表している。
遊星歯車２３は、リングギア２２の内周側に遊星運動可能に配設されている。遊星歯車２３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。遊星歯車２３の歯先曲面の曲率半径はリングギア２２の歯底曲面の曲率半径よりも小さく設定され、遊星歯車２３の歯数はリングギア２２の歯数よりも１つ少なく設定されている。遊星歯車２３には断面円形の嵌合孔２１が形成されている。嵌合孔２１の中心線は、遊星歯車２３の中心線と一致している。その嵌合孔２１に回転軸２５の一端部が軸受（図示しない）を介して嵌合されており、回転軸２５の外周壁に遊星歯車２３が回転軸２５の中心線Ｐ周りに相対回転可能に支持されている。この支持状態において遊星歯車２３の複数の歯の一部はリングギア２２の複数の歯の一部に噛み合っている。
【００２９】
制御回転体としての回転部材２４は円形板状に形成され、スプロケット１１の入力筒部１３の内周壁に回転中心線Ｏ周りに相対回転可能に支持されている。回転部材２４の九箇所には係合孔２６が設けられている。各係合孔２６は、回転中心線Ｏの周りに等間隔に配設されている。各係合孔２６は断面円形に形成され、遊星歯車２３と当接する回転部材２４の外壁２４ｂに開口している。回転部材２４に当接する遊星歯車２３の外壁２３ａには、各係合孔２６と向き合う九箇所に係合突起２７が形成されている。各係合突起２７は、回転中心線Ｏから偏心量ｅだけ偏心する回転軸２５の中心線Ｐ周りに等間隔に設けられている。各係合突起２７は、回転部材２４側へ突出する円柱状を呈し、対応する係合孔２６に突入している。係合突起２７の径は係合孔２６の径よりも小さい。回転部材２４の反遊星歯車側すなわち変換部１８側の外壁２４ａに制御ピン５０が連繋している。回転部材２４と制御ピン５０との連繋構造については、後に詳述する。
【００３０】
電動機３０の作用軸３３から回転軸２５にトルクが伝達されない状態では、遊星歯車２３の回転軸２５に対する相対回動が生じず、遊星歯車２３はリングギア２２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１１及び回転軸２５と一体となって回転する。このとき各係合突起２７は係合する係合孔２６の内周壁を進角側Ｘに押圧するため、回転部材２４はスプロケット１１との位相関係を一定に保ちつつ、回転中心線Ｏ周りに図４の時計方向に回転する。この状態で、作用軸３３から回転軸２５に遅角側トルクＴＹが伝達された場合、回転軸２５がスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転するので、回転軸２５の外周壁で押圧される遊星歯車２３がそれと噛み合うリングギア２２の作用を受けて回転軸２５に対し中心線Ｐを中心に進角側Ｘに相対回転する。さらにこの場合には、遊星歯車２３がリングギア２２と部分的に噛み合いつつスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転する。これにより向きを進角側Ｘに変えつつ増大されたトルクＴＹは、各係合突起２７が対応する係合孔２６をさらに進角側Ｘに押圧することで回転部材２４に伝達されるため、回転部材２４はスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転する。一方、作用軸３３から回転軸２５に進角側トルクＴＸが伝達された場合、回転軸２５がスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に進角側Ｘに相対回転するので、回転軸２５の外周壁で押圧される遊星歯車２３がリングギア２２の作用を受けて回転軸２５に対し中心線Ｐを中心に遅角側Ｙに相対回転する。さらにこの場合には、遊星歯車２３がリングギア２２と部分的に噛み合いつつスプロケット１１に対し回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転する。これにより向きを遅角側Ｙに変えつつ増大されたトルクＴＸは、各係合突起２７が対応する係合孔２６を遅角側Ｙに押圧することで回転部材２４に伝達されるため、回転部材２４はスプロケット１１に対して回転中心線Ｏを中心に遅角側Ｙに相対回転する。
【００３１】
尚、減速機２０としては、上述した構成以外にも、公知の減速機における構成を採用することができる。また、減速機２０を設けないで、電動機３０の発生トルクを直接に回転部材２４に伝達するようにしてもよい。
以上、電動機３０及び減速機２０がトルク付与手段を構成している。
【００３２】
次に、スプロケット１１の変換部１４、出力軸１６の変換部１８及び回転部材２４と、制御部材としての制御ピン５０との連繋構造について図１、図２及び５〜図９を参照しつつ説明する。尚、図１、図５、図６及び図９では、断面を表すハッチングを省略している。
【００３３】
図１に示すように、変換部１４は回転中心線Ｏに垂直な円形板状に形成され、三箇所に孔部６０が設けられている。各孔部６０は、一つの孔部６０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。図１及び図７に示すように各孔部６０は、変換部１８に当接する変換部１４の内壁１４ａに開口している。各孔部６０は、制御ピン５０が通過する軌道６２を内周壁で形成している。各孔部６０の形成軌道６２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１４の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部６０の形成軌道６２は直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。
【００３４】
図１に示すように、変換部１８は回転中心線Ｏに垂直な概ね三角形の板状に形成され、変換部１４の各孔部６０に向き合う三箇所に孔部７０が設けられている。各孔部７０は、一つの孔部７０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように、変換部１８の三つの頂点の近傍に形成されている。図１及び図７に示すように各孔部７０は変換部１８を板厚方向に貫通し、変換部１４に当接する変換部１８の外壁１８ａと回転部材２４に正対する変換部１８の外壁１８ｂとに開口している。各孔部７０は、制御ピン５０が通過する軌道７２を内周壁で形成している。各孔部７０の形成軌道７２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１８の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部７０の形成軌道７２は直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。これにより、孔部７０の形成軌道７２とそれに向き合う孔部６０の形成軌道６２とは、図１、図５及び図６に示すように、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相に応じた箇所で交差し、回転方向において互いに傾斜する。
【００３５】
尚、孔部６０の形成軌道６２と孔部７０の形成軌道７２のうち一方は、径方向軸線に対して傾斜していなくてもよい。また、孔部６０の形成軌道６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、孔部７０の形成軌道７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。
【００３６】
図１に示すように、制御ピン５０は三つ設けられ、互いに向き合う孔部６０，７０の三組にそれぞれ個別に対応して配設されている。図２に示すように各制御ピン５０は、回転中心線Ｏに平行に延伸する柱状であり、対応する孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の交差箇所を通るようにして変換部１４と回転部材２４との間に挟持されている。図１及び図５〜図７に示すように、各孔部６０は、内周壁のうち軌道６２の回転方向両側の側壁６０ａ，６０ｂにおいて軌道６２内の制御ピン５０に当接する。各孔部７０は、内周壁のうち軌道７２の回転方向両側の側壁７０ａ，７０ｂにおいて軌道７２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０は、孔部６０と当接する箇所に転動体５２を有し、孔部７０と当接する箇所に転動体５３を有している。本実施例の転動体５２，５３は、図７に示す如き制御ピン５０の円柱状のピン本体５１を大小二つの円筒部材で同軸上に覆う二重円筒構造であるが、それ以外の構造であってもよい。各制御ピン５０はさらに、対応孔部６０の底壁６０ｃに当接するボール部材５４を一端部に有している。
【００３７】
図８及び図９に示すように、回転部材２４の三箇所には孔部８０が設けられている。各孔部８０は、一つの孔部８０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各孔部８０は、変換部１８に正対する回転部材２４の外壁２４ａに開口している。各孔部８０は、制御ピン５０が通過する軌道８２を内周壁で形成している。各孔部８０の形成軌道８２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように回転部材２４の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各孔部８０の形成軌道８２は、回転中心線Ｏに対して偏心する円弧状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。特にこの傾斜は図９に示すように、各孔部８０の形成軌道８２がいずれかの組をなす孔部６０，７０の形成軌道６２，７２と交差するように設定されている。さらに本実施例において各孔部８０の形成軌道８２の両端部は、図８に示すように、回転部材２４の径方向軸線に対して概ね直角である。
尚、各孔部８０の形成軌道８２については、回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜していてもよい。
【００３８】
図７及び図９に示すように各孔部８０の形成軌道８２には、いずれかの制御ピン５０においてボール部材５４とは反対側の端部に設けられたボール部材５６が通されている。各孔部８０は、内周壁のうち軌道８２の径方向両側の側壁８０ａ，８０ｂにおいて軌道８２内の制御ピン５０のボール部材５６に当接する。さらに各孔部８０は、側壁８０ａ，８０ｂに滑らかに繋がる底壁８０ｃにおいて軌道８２内の制御ピン５０のボール部材５６に当接している。
【００３９】
回転部材２４がスプロケット１１に対して位相関係を一定に保っている状態では、各制御ピン５０が対応孔部８０の形成軌道８２を動くことなく回転部材２４と一体となって回転する。これにより、各制御ピン５０は対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を動くことなく、スプロケット１１に入力された駆動トルクを出力軸１６に伝達する。これにより、出力軸１６がスプロケット１１に対する位相を保持しつつカムシャフト４と共に同期回転する。
【００４０】
回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転した場合、各制御ピン５０は対応孔部８０の内周壁のうち軌道８２の径方向外側を延びる側壁８０ｂにより押圧される。この押圧によって各制御ピン５０は、軌道８２を相対的に遅角側Ｙへ通過するようにして回転部材２４の概ね径方向内側に移動し、回転中心線Ｏからの径方向距離（以下、単に径方向距離ともいう）を縮小される。このとき各制御ピン５０は、対応孔部６０の内周壁のうち軌道６２の進角側Ｘを延びる側壁６０ａを進角側Ｘに押圧すると共に、対応孔部７０の内周壁のうち軌道７２の遅角側Ｙを延びる側壁７０ｂを遅角側Ｙに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００４１】
一方、スプロケット１１に対して回転部材２４が遅角側Ｙへ相対回転した場合、各制御ピン５０は対応孔部８０の内周壁のうち軌道８２の径方向内側を延びる側壁８０ａにより押圧される。この押圧によって各制御ピン５０は、軌道８２を相対的に進角側Ｘへ通過するようにして回転部材２４の概ね径方向外側に移動し、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、対応孔部６０の内周壁のうち軌道６２の遅角側Ｙを延びる側壁６０ｂを遅角側Ｙに押圧すると共に、対応孔部７０の内周壁のうち軌道７２の進角側Ｘを延びる側壁７０ａを進角側Ｘに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応孔部６０，７０の形成軌道６２，７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００４２】
上述のようにして回転部材２４及び出力軸１６がスプロケット１１に対して相対回転する際に孔部６０，７０，８０からの作用力により制御ピン５０に生じる偶力は、小さいほど好ましい。本実施例では孔部８０の形成軌道８２を偏心円弧状とすることに加え、孔部６０，７０，８０の各形成軌道６２，７２，８２について径方向軸線に対する傾斜の度合いを調節することによって、任意の相対回転位置で上記偶力をほぼ０に近づけることができる。また、本実施例では制御ピン５０の移動方向を回転部材２４の概ね径方向として上記偶力の設定を容易にしているが、制御ピン５０の移動方向軸線を回転部材２４の径方向軸線に対して傾斜させてもよい。
【００４３】
以上、各孔部６０が第一孔部を構成し、各孔部６０の形成軌道６２が第一軌道を構成している。また、各孔部７０が第二孔部を構成し、各孔部７０の形成軌道７２が第二軌道を構成している。さらに、各孔部８０が制御孔部を構成し、各孔部８０の形成軌道８２が制御軌道を構成している。またさらに、電動機３０及び減速機２０で構成されるトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４とが制御手段を構成している。
【００４４】
次に、バルブタイミング調整装置１０の全体作動について総説する。
（１）駆動トルクによるスプロケット１１の回転中にコイル４２への通電をオフにすると、電磁部３４による作用軸３３へのトルク付与は行われず、回転部材２４のスプロケット１１に対する相対回転は生じない。そのため、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転は生じず、それら要素１１，１６間の位相関係が一定に保持される。したがって、出力軸１６と同期回転するカムシャフト４のクランクシャフトに対する位相も一定に保持される。
【００４５】
（２）スプロケット１１の回転中にコイル４２に通電し作用軸３３の外周側に図４の反時計方向の回転磁界を形成すると、遅角側トルクＴＹが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。さらに、この遅角側トルクＴＹが減速機２０により増大されその向きを進角側Ｘに変えて回転部材２４に伝達されることによって、回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。そのため、制御ピン５０の径方向距離が縮小し、それに伴い出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。すなわちスプロケット１１に対する出力軸１６の位相が遅角側Ｙに変化するので、カムシャフト４のクランクシャフトに対する位相も遅角側Ｙに変化する。
【００４６】
（３）スプロケット１１の回転中にコイル４２に通電し作用軸３３の外周側に図４の時計方向の回転磁界を形成すると、進角側トルクＴＸが作用軸３３に付与されて回転軸２５に伝達される。さらに、この進角側トルクＴＸが減速機２０により増大されその向きを遅角側Ｙに変えて回転部材２４に伝達されることによって、回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。そのため、制御ピン５０の径方向距離が拡大し、それに伴い出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。すなわちスプロケット１１に対する出力軸１６の位相が進角側Ｘに変化するので、カムシャフト４のクランクシャフト対する位相も進角側Ｘに変化する。
【００４７】
以上説明したバルブタイミング調整装置１０において、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅は、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の長さと相互傾斜の度合い（本実施例では傾斜角度）とに依存する。孔部６０，７０の形成軌道６２，７２については、それぞれ回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜させているので、その個々の傾斜の度合いに応じて回転方向に長さを延長又は短縮でき、また相互傾斜の度合いを変更できる。すなわち、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２については長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定できる。したがって、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフト４の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
【００４８】
また、バルブタイミング調整装置１０において直線状の軌道６２，７２を形成する孔部６０，７０については、非直線状の軌道を形成する孔部に比べて加工し易い。
さらにバルブタイミング調整装置１０では、孔部６０，７０の形成軌道６２，７２の交差箇所に柱状の制御ピン５０を通すことで構成の簡素化を図っている。しかもバルブタイミング調整装置１０では、軌道６２内の制御ピン５０と孔部６０との当接箇所及び軌道７２内の制御ピン５０と孔部７０との当接箇所に個別に転動体５２，５３を設けている。このため、作用軸３３への付与トルクを進角側トルクＴＸ及び遅角側トルクＴＹの一方から他方に変えて制御ピン５０の径方向距離の変化方向を反転させるときに、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転方向がスムーズに逆転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を孔部６０，７０の内周壁に直接当接させてもよい。
【００４９】
またさらにバルブタイミング調整装置１０では、孔部８０の形成軌道８２を円弧状とし、さらに軌道８２の両端部を回転部材２４の径方向軸線に対して概ね直角にしている。このため、制御ピン５０が軌道８２の両端部を通過する際の径方向距離の変化率が小さくなるので、制御ピン５０が孔部８０の両端部に当たるときの衝撃が和らげられ、騒音、破損等の発生が防止される。尚、図１０に変形例を示すように、孔部８０の形成軌道８２を回転中心線周りに曲率が変化する渦巻状に延伸させてもよく、その場合、軌道８２の両端部を回転部材２４の径方向軸線に対し概ね直角にしてもよい。孔部８０の形成軌道８２を渦巻状とした場合、制御ピン５０に生じる偶力をほぼ０に近づけることができる。また、別の変形例を図１１に示すように、孔部８０の形成軌道８２を直線状に延伸させて孔部８０の加工性を高めてもよく、その場合、軌道８２の一方の端部を回転部材２４の径方向軸線に対し概ね直角にしてもよい。
【００５０】
さらにまたバルブタイミング調整装置１０では、制御ピン５０がスプロケット１１と回転部材２４との間に挟持されるが、ボール部材５４，５６により孔部６０の底壁６０ｃと孔部８０の底壁８０ｃとに転がり接触する。このため、スプロケット１１に対する回転部材２４の相対回転がスムーズに行われる。尚、図１２及び図１３に変形例を示すように、制御ピン５０のピン本体５１を孔部６０，８０の底壁６０ｃ，８０ｃに直接当接させてもよい。その場合、ピン本体５１における孔部８０への当接部分について、底壁８０ｃ及び側壁８０ａ，８０ｂの形状を補完する断面形状、例えば図１２の断面五角形状や図１３の断面四角形状等に形成することが好ましい。
【００５１】
加えてバルブタイミング調整装置１０では、複数の制御ピン５０を用い、各制御ピン５０が個別に対応する孔部６０，７０の組を回転方向に複数組配設し、また各制御ピン５０が個別に対応する孔部８０を回転方向に複数配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００５２】
（第二実施例）
本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置を図１４に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第二実施例のバルブタイミング調整装置１００は、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２について第一実施例とは異なっている。
【００５３】
具体的に各孔部６０の形成軌道６２は、変換部１４の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。各孔部７０の形成軌道７２は、変換部１８の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。
尚、上記曲線状の軌道６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、上記曲線状の軌道７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。また、軌道６２，７２についてはそれぞれ、変換部１４，１８の径方向内側に膨らむ曲線状にしてもよいし、径方向両側に波打つ曲線状にしてもよいし、曲線と直線とを融合させた形状にしてもよい。
【００５４】
各孔部８０の形成軌道８２として第一実施例と同様な偏心円弧状の軌道を採用した場合、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相と制御ピン５０の径方向距離との相関関係は、図１５（Ａ）に示すようになる。この場合において第二実施例では、制御ピン５０の径方向距離とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係が図１５（Ｂ）に示すようになるよう、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２がのる曲線を設定する。このような設定を行うことで、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係を図１５（Ｃ）に示すような比例関係とすることができる。これにより、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相を電動機３０のトルク付与作動によって正確に制御し易くなる。
【００５５】
また、各孔部８０の形成軌道８２として第一実施例の図１０に示す変形例と同様な渦巻状の軌道を採用した場合、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相と制御ピン５０の径方向距離との相関関係は、例えば図１６（Ａ）に示すような比例関係となる。この場合において第二実施例では、制御ピン５０の径方向距離とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係が図１６（Ｂ）に示す比例関係となるよう、各孔部６０，７０の形成軌道６２，７２がのる曲線を設定する。このような設定を行うことで、スプロケット１１に対する回転部材２４の位相とスプロケット１１に対する出力軸１６の位相との相関関係を図１６（Ｃ）に示すような比例関係とすることができる。これにより、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相を電動機３０のトルク付与作動によって正確に制御し易くなる。
【００５６】
（第三実施例）
本発明の第三実施例によるバルブタイミング調整装置を図１７及び図１８に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第三実施例のバルブタイミング調整装置１２０は、第一実施例の構成に加えてスプリング１３０を備えると共に、第一実施例の孔部６０，７０に代えて壁部１６０，１７０が第一実施例の変換部１４，１８に相当する変換部１４０，１８０にそれぞれ設けられている。
【００５７】
具体的に変換部１４０は、第一実施例の変換部１４と同様な円形板状に形成されている。壁部１６０は変換部１４０の三箇所に設けられ、一つの壁部１６０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部１６０は、変換部１８０が正対する変換部１４０の内壁１４０ａに垂設されている。図１７及び図１８に二点鎖線で示すように各壁部１６０は、それの進角側Ｘを向く側壁１６０ａに沿って第一実施例の軌道６２に相当する軌道１６２を形成している。各壁部１６０の形成軌道１６２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１４０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部１６０の形成軌道１６２は平坦な側壁１６０ａに沿う直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。
【００５８】
変換部１８０は、第一実施例の変換部１８において各孔部７０の側壁７０ｂを形成する部分が除去されて各孔部７０が変換部１８の外周縁に開口した形状に形成されている。この変換部１８０において、第一実施例による各孔部７０の側壁７０ａを形成する部位に相当する部位が三つの壁部１７０をそれぞれ形成している。すなわち変換部１８０において壁部１７０は、各壁部１６０に向き合う三箇所に設けられ、一つの壁部１７０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部１７０は、変換部１４０と回転部材２４とにそれぞれ正対する変換部１８０の外壁に垂直に形成されている。図１７及び図１８に二点鎖線で示すように各壁部１７０は、それの遅角側Ｙを向く側壁１７０ａに沿って第一実施例の軌道７２に相当する軌道１７２を形成している。各壁部１７０の形成軌道１７２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように変換部１８０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部１７０の形成軌道１７２は平坦な側壁１７０ａに沿う直線状に延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して遅角側Ｙに傾斜している。これにより、壁部１７０の形成軌道１７２とそれに向き合う壁部１６０の形成軌道１６２とは図１７に示すように、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相に応じた箇所で交差し、回転方向において互いに傾斜する。
【００５９】
尚、側壁１６０ａに沿う壁部１６０の形成軌道１６２と側壁１７０ａに沿う壁部１７０の形成軌道１７２のうち一方は、径方向軸線に対し傾斜していなくてもよい。また、壁部１６０の形成軌道１６２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させ、壁部１７０の形成軌道１７２を回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し進角側Ｘに傾斜させてもよい。
【００６０】
三つの制御ピン５０は、互いに向き合う壁部１６０，１７０の三組にそれぞれ個別に対応して配設されている。各制御ピン５０は、対応する壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の交差箇所を通るようにして変換部１４０と回転部材２４との間に挟持されている。各壁部１６０は、軌道１６２の遅角側Ｙとなる側壁１６０ａにおいて軌道１６２内の制御ピン５０に当接する。各壁部１７０は軌道１７２の進角側Ｘとなる側壁１７０ａにおいて軌道１７２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０は、壁部１６０との当接箇所に転動体５２を有し、壁部１７０との当接箇所に転動体５３を有している。各制御ピン５０はさらに、ボール部材５４によって変換部１４０の内壁１４０ａに当接している。
以上、各壁部１６０が第一壁部を構成し、各壁部１６０の形成軌道１６２が第一軌道を構成している。また、各壁部１７０が第二壁部を構成し、各壁部１７０の形成軌道１７２が第二軌道を構成している。
【００６１】
付勢手段としてのスプリング１３０は引張りコイルスプリングで構成され、変換部１４０と変換部１８０とに跨って三つ配設されている。各スプリング１３０の一端部は、変換部１４０において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング１３０の他端部は、変換部１８０において第一実施例の変換部１８の頂点近傍箇所に相当し回転中心線Ｏの周りで等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング１３０はスプロケット１１を進角側Ｘに、出力軸１６を遅角側Ｙに付勢している。これにより各制御ピン５０は、対応する壁部１６０と壁部１７０とで挟圧されている。
【００６２】
尚、スプリング１３０としては、上記引張りコイルスプリングの他にも、例えば圧縮コイルスプリング、トーションスプリング等を用いてもよい。また、壁部１６０の遅角側Ｙを向く側壁１６０ｂと壁部１７０の進角側Ｘを向く側壁１７０ｂとにより軌道１６２と軌道１７２とを形成し、制御ピン５０に対して、軌道１６２の進角側Ｘにおいて側壁１６０ｂを、軌道１７２の遅角側Ｙにおいて側壁１７０ｂを当接させるようにしてもよい。その場合には、スプリング１３０によって、スプロケット１１を遅角側Ｙに、出力軸１６を進角側Ｘに付勢する。
【００６３】
バルブタイミング調整装置１２０では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転し、各制御ピン５０の径方向距離が縮小する。このとき本実施例では、スプリング１３０の付勢によって、各壁部１６０の側壁１６０ａがその進角側Ｘにある制御ピン５０に向かって押圧されると共に各壁部１７０の側壁１６０ｂがその遅角側Ｙにある制御ピン５０に向かって押圧される。これにより、各制御ピン５０が対応壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００６４】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転し、各制御ピン５０の径方向距離が拡大する。このとき本実施例では、各制御ピン５０が対応壁部１６０の側壁１６０ａを遅角側Ｙに押圧すると共に対応壁部１７０の側壁１７０ａを進角側Ｘに押圧する。これにより、各制御ピン５０が対応壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２を共に通過するようにして、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００６５】
以上説明したバルブタイミング調整装置１２０において、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅は、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の長さと相互傾斜の度合い（本実施例では傾斜角度）とに依存する。壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２については、それぞれ回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜させているので、その個々の傾斜の度合いに応じて回転方向に長さを延長又は短縮でき、また相互傾斜の度合いを変更できる。すなわち、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２については長さと相互傾斜の度合いとを比較的自由に設定できる。したがって、スプロケット１１に対する出力軸１６の位相変化幅、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフト４の位相変化幅について設定自由度を高めることができる。
【００６６】
また、バルブタイミング調整装置１２０において直線状の軌道１６２，１７２を形成する壁部１６０，１７０については、非直線状の軌道を形成する壁部に比べて加工し易い。尚、壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａを湾曲させることで、その湾曲側壁１６０ａに沿って変換部１４０の径方向外側又は内側に膨らむ曲線状に軌道１６２を形成し、湾曲側壁１７０ａに沿って変換部１８０の径方向外側又は内側へ膨らむ曲線状に軌道１７２を形成してもよい。変換部１４０，１８０の径方向外側に膨らむ軌道１６２，１７２を採用した場合、第二実施例と同様の効果を得ることができる。また、軌道１６２，１７２については、径方向両側に波打つ曲線状や、曲線と直線とを融合させた形状にそれぞれ形成してもよい。
【００６７】
さらにバルブタイミング調整装置１２０では、壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２の交差箇所に柱状の制御ピン５０が通る簡素な構成を採用している。しかもバルブタイミング調整装置１２０では、軌道１６２内の制御ピン５０と壁部１６０との当接箇所及び軌道１７２内の制御ピン５０と壁部１７０との当接箇所に個別に転動体５２，５３を設けている。このため、制御ピン５０の径方向距離の変化方向を反転させるときに、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転方向がスムーズに逆転する。
【００６８】
またさらにバルブタイミング調整装置１２０では、制御ピン５０がボール部材５４，５６により変換部１４０の内壁１４０ａと孔部８０の底壁８０ｃとに転がり接触するので、スプロケット１１に対し回転部材２４がスムーズに相対回転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を変換部１４０の内壁１４０ａに直接当接させてもよい。
さらにまたバルブタイミング調整装置１２０では、複数の制御ピン５０を用い、各制御ピン５０が個別に対応する壁部１６０，１７０の組を回転方向に複数組配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００６９】
（第四実施例）
本発明の第四実施例によるバルブタイミング調整装置を図１９及び図２０に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第四実施例のバルブタイミング調整装置２００は、第一実施例の構成に加えてスプリング２１０を備えると共に、第一実施例の孔部８０に代えて壁部２８０が第一実施例の回転部材２４に相当する回転部材２４０に設けられている。
【００７０】
具体的に回転部材２４０は、壁部２８０を有する以外は第一実施例の回転部材２４と同様に構成されている。壁部２８０は回転部材２４０の三箇所に設けられ、一つの壁部２８０を回転中心線Ｏの周りに１２０°ずつ回転移動させたとき互いに重なるように形成されている。各壁部２８０は、変換部１８が正対する回転部材２４０の外壁２４０ａに垂設されている。図１９及び図２０に二点鎖線で示すように各壁部２８０は、それの径方向外側を向く側壁２８０ａに沿うようにして、第一実施例の軌道８２に相当する軌道２８２を形成している。各壁部２８０の形成軌道２８２は、回転中心線Ｏからの径方向距離が変化するように回転部材２４０の径方向軸線に対して傾斜している。本実施例において各壁部２８０の形成軌道２８２は、回転中心線Ｏに対して偏心する円弧状に湾曲側壁２８０ａに沿って延伸し、回転中心線Ｏから離れるに従い径方向軸線に対して進角側Ｘに傾斜している。特にこの傾斜は図２０に示すように、各壁部２８０の形成軌道２８２がいずれかの組をなす孔部６０，７０の形成軌道６２，７２と交差するように設定されている。
尚、各壁部２８０の形成軌道２８２については、回転中心線Ｏから離れるに従って径方向軸線に対し遅角側Ｙに傾斜させてもよい。
【００７１】
各壁部２８０の形成軌道２８２には、いずれかの制御ピン５０のボール部材５６が通されている。各壁部２８０は、各壁部２８０は軌道２８２の径方向内側となる側壁２８０ａにおいて軌道２８２内の制御ピン５０に当接する。各制御ピン５０はさらに、ボール部材５６によって回転部材２４０の外壁２４０ａに当接している。
【００７２】
尚、各壁部２８０の形成軌道２８２については、偏心円弧状に延伸させる他、渦巻状に延伸させてもよいし、直線状に延伸させて壁部２８０の加工性を高めてもよい。壁部２８０の形成軌道２８２を偏心円弧状又は渦巻状とした場合、第一実施例と同様に、制御ピン５０に生じる偶力をほぼ０に近づけることができる。以上、各壁部２８０が制御壁部を構成し、各壁部２８０の形成軌道２８２が制御軌道を構成している。
【００７３】
図２０に示すように、スプリング２１０は引張りコイルスプリングで構成され、変換部１４と変換部１８とに跨って三つ配設されている。各スプリング２１０の一端部は、変換部１４において回転中心線Ｏ周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング２１０の他端部は、変換部１８において三つの頂点の近傍であって回転中心線Ｏの周りに等間隔となる箇所に係止されている。各スプリング２１０はスプロケット１１を進角側Ｘに、出力軸１６を遅角側Ｙに付勢している。これにより各制御ピン５０は、対応孔部６０の側壁６０ｂと対応孔部７０の側壁７０ａとで挟圧され、径方向内側に向かって付勢されている。
このようにスプリング２１０と孔部６０，７０とが補助付勢手段を構成し、その補助付勢手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４０とが制御手段を構成している。
【００７４】
尚、スプリング２１０としては上記引張りコイルスプリングの他、例えば圧縮コイルスプリング、トーションスプリング等を用いてもよい。また、壁部２８０について、径方向内側を向く側壁２８０ｂで軌道２８２を形成し、軌道２８２の径方向外側となる側壁２８０ｂにおいて軌道２８２内の制御ピン５０に当接させるようにしてもよい。その場合、制御ピン５０を径方向外側に付勢するように装置２００を構成する。
【００７５】
バルブタイミング調整装置２００では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転する。すると本実施例では、スプリング２１０の付勢により各孔部６０，７０の側壁６０ｂ，７０ａが対応する制御ピン５０を押圧し径方向内側に付勢する。この付勢により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の側壁２８０ａに向かって押圧され、対応壁部２８０の形成軌道２８２を相対的に遅角側Ｙへ通過するようにして回転部材２４０の概ね径方向内側に移動し、径方向距離を縮小される。このとき各制御ピン５０は、第一実施例と同様に対応孔部６０，７０の側壁６０ａ，７０ｂをそれぞれ進角側Ｘと遅角側Ｙとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００７６】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙへ相対回転する。すると本実施例では、各制御ピン５０が対応壁部２８０の側壁２８０ａにより押圧される。この押圧により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の形成軌道２８２を相対的に進角側Ｘへ通過するようにして回転部材２４０の概ね径方向外側に移動し、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、第一実施例と同様に対応孔部６０，７０の側壁６０ｂ，７０ａをそれぞれ遅角側Ｙと進角側Ｘとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
【００７７】
このようなバルブタイミング調整装置２００によると、制御ピン５０がボール部材５４，５６により孔部６０の底壁６０ｃと回転部材２４０の外壁２４０ａとに転がり接触するので、スプロケット１１に対し回転部材２４がスムーズに相対回転する。尚、制御ピン５０のピン本体５１を回転部材２４０の外壁２４０ａに直接当接させてもよい。
さらにバルブタイミング調整装置２００によると、複数の制御ピン５０がそれぞれ個別に対応する壁部２８０を回転方向に複数配設している。このため、回転中心線Ｏ周りにおける荷重の偏りが軽減される。
【００７８】
（第五実施例）
本発明の第五実施例によるバルブタイミング調整装置を図２１に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第五実施例のバルブタイミング調整装置３００は、第三実施例の特徴的構成と第四実施例の特徴的構成とを組み合わせて構成されている。
【００７９】
具体的にバルブタイミング調整装置３００では、第三実施例の壁部１６０，１７０を有する変換部１４０，１８０がそれぞれスプロケット１１と出力軸１６とに設けられ、第四実施例の壁部２８０を有する回転部材２４０が用いられている。但し、各壁部２８０の形成軌道２８２の径方向軸線に対する傾斜は、いずれかの組をなす壁部１６０，１７０の形成軌道１６２，１７２と交差するように設定されている。
【００８０】
また、バルブタイミング調整装置３００では、第三実施例のスプリング１３０に相当するスプリング３１０が三つ用いられ、各スプリング３１０が第四実施例のスプリング２１０と同様に機能する。但し、各スプリング３１０がスプロケット１１と出力軸１６とをそれぞれ進角側Ｘと遅角側Ｙとに付勢することによって、各制御ピン５０が対応壁部１６０の側壁１６０ａと対応壁部１７０の側壁１７０ａとで挟圧されて径方向内側に付勢されている。
【００８１】
以上、スプリング３１０が付勢手段を構成し、スプリング３１０と壁部１６０，１７０とが補助付勢手段を構成し、その補助付勢手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４０とが制御手段を構成している。
【００８２】
このようなバルブタイミング調整装置３００では、遅角側トルクＴＹが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して進角側Ｘへ相対回転する。すると本実施例では、スプリング３１０の付勢により各壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａが対応する制御ピン５０を押圧し径方向内側に付勢する。この付勢により各制御ピン５０は、対応壁部２８０の側壁２８０ａに向かって押圧されるので、径方向距離を縮小される。このとき、スプリング３１０の付勢によって各壁部１６０の側壁１６０ａが進角側Ｘの制御ピン５０に向かって押圧されると共に各壁部１７０の側壁１７０ａが遅角側Ｙの制御ピン５０に向かって押圧される。その結果、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角側Ｙに相対回転する。
【００８３】
一方、進角側トルクＴＸが電磁部３４により作用軸３３に付与されると、第一実施例と同様の原理により回転部材２４がスプロケット１１に対して遅角側Ｙへ相対回転する。すると各制御ピン５０は、第四実施例と同様に対応壁部２８０の側壁２８０ａにより押圧され、径方向距離を拡大される。このとき各制御ピン５０は、第三実施例と同様に対応壁部１６０，１７０の側壁１６０ａ，１７０ａをそれぞれ遅角側Ｙと進角側Ｘとに押圧するので、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角側Ｘに相対回転する。
以上説明したバルブタイミング調整装置３００によれば、第三実施例及び第四実施例の双方と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
（第六実施例）
本発明の第六実施例によるバルブタイミング調整装置を図２２に示す。第一実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第六実施例のバルブタイミング調整装置３５０は、第一実施例の構成に加えてスプリング３６０を備えている。
【００８５】
スプリング３６０はトーションスプリングで構成されている。スプリング３６０の一端部３６０ａはスプロケット１１の入力筒部１３に係止され、スプリング３６０の他端部３６０ｂは回転部材２４に係止されている。スプリング３６０はスプロケット１１を進角側Ｘに、回転部材２４を遅角側Ｙに付勢している。また、スプロケット１１に対して回転部材２４が進角側Ｘに相対回転するに従って、スプリング３６０はスプロケット１１及び回転部材２４に付与する付勢力を増大させる。
尚、スプリング３６０としては、上記トーションスプリングの他にも、例えば引張りコイルスプリング、圧縮コイルスプリング等を用いてもよい。
【００８６】
このようなバルブタイミング調整装置３５０では、エンジンの始動直後又は停止中等、電磁部３４による作用軸３３へのトルク付与が実施されないとき、スプリング３６０の付勢により回転部材２４がスプロケット１１に対する位相を一定に保持される。これにより、クランクシャフトに対するカムシャフト４の位相も保持される。したがって、エンジンの始動直後又は停止中において、クランクシャフトに対するカムシャフト４の位相を最適位相に迅速に合致させることができる。
以上、スプリング３６０が保持手段を構成し、その保持手段と電動機３０及び減速機２０とがトルク付与手段を構成し、そのトルク付与手段と制御ピン５０及び回転部材２４とが制御手段を構成している。
【００８７】
尚、上述した複数の実施例では、第一軌道としての軌道６２又は１６２、第二軌道としての軌道７２又は１７２、制御軌道としての軌道８２又は２８２をそれぞれ三つずつ形成したが、第一軌道、第二軌道及び制御軌道の形成数についてはそれぞれ適宜に設定できる。
【００８８】
また、上述の複数の実施例では、第一軌道としての軌道６２又は１６２と第二軌道としての軌道７２又は１７２とを、第一回転体としてのスプロケット１１に対する第二回転体としての出力軸１６の任意の相対回転位置で交差させ、その交差箇所に制御部材としての柱状の制御ピン５０を通すようにした。これに対し、第一軌道と第二軌道とを第一回転体に対する第二回転体の所定の回転位置又は任意の回転位置において交差させないようにし、第一軌道と第二軌道とにそれぞれ通される部分を制御ピンに形成するようにしてもよい。
【００８９】
さらに上述の複数の実施例では、第一回転体としてのスプロケット１１と第二回転体としての出力軸１６と同一の回転中心線Ｏ周りに制御回転体としての回転部材２４又は２４０を回転させるようにした。これに対し、第一回転体及び第二回転体の回転中心線に対して偏心した中心線周りに制御回転体を回転させるようにしてもよい。
【００９０】
またさらに上述の複数の実施例では、制御回転体としての回転部材２４又は２４０に付与するトルクを電動機３０により発生させるようにトルク付与手段を構成した。これに対し、例えば回転する部材にブレーキを施すことにより制御回転体への付与トルクを生むようにトルク付与手段を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の一作動状態を示す図であって、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２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の別の作動状態を示す図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する図である。
【図６】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のさらに別の作動状態を示す図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する図である。
【図７】図２の要部の拡大図である。
【図８】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の回転部材を示す側面図であって、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図に相当する図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線断面図に相当する図である。
【図１０】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の変形例を示す断面図であって、図８に対応する図である。
【図１１】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置の別の変形例を示す断面図であって、図８に対応する図である。
【図１２】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のさらに別の変形例を示す断面図であって、図７に対応する図である。
【図１３】本発明の第一実施例によるバルブタイミング調整装置のまたさらに別の変形例を示す断面図であって、図７に対応する図である。
【図１４】本発明の第二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って、図１に対応する図である。
【図１５】本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置の特性を示す特性図である。
【図１６】本発明の第二実施例によるバルブタイミング調整装置の変形例の特性を示す特性図である。
【図１７】本発明の第三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って、図１に対応する図である。
【図１８】本発明の第三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って、図９に対応する図である。
【図１９】本発明の第四実施例によるバルブタイミング調整装置の回転部材を示す側面図であって、図８に対応する図である。
【図２０】
本発明の第四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って、図９に対応する図である。
【図２１】
本発明の第五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って、図９に対応する図である。
【図２２】
本発明の第六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って、図９に対応する図である。
【符号の説明】
２ エンジン（内燃機関）
４ カムシャフト（従動軸）
１０，１００，１２０，２００，３００，３５０ バルブタイミング調整装置
１１ スプロケット（第一回転体）
１４，１４０ 変換部
１６ 出力軸（第二回転体）
１８，１８０ 変換部
２０ 減速機（トルク付与手段）
２４，２４０ 回転部材（制御回転体）
３０ 電動機（トルク付与手段）
５０ 制御ピン（制御部材）
５１ ピン本体
５２，５３ 転動体
５４，５６ ボール部材
６０ 孔部（第一孔部、補助付勢手段）
６２，１６２ 軌道（第一軌道）
７０ 孔部（第二孔部、補助付勢手段）
７２，１７２ 軌道（第二軌道）
８０ 孔部（制御孔部）
８２，２８２ 軌道（制御軌道）
１３０ スプリング（付勢手段）
１６０ 壁部（第一壁部、補助付勢手段）
１７０ 壁部（第二壁部、補助付勢手段）
２１０ スプリング（補助付勢手段）
２８０ 壁部（制御壁部）
３１０ スプリング（付勢手段、補助付勢手段）
３６０ スプリング（保持手段）
Ｏ 回転中心線
Claims (17)
- 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、
前記駆動軸の駆動トルクにより回転中心線周りに回転する第一回転体と、
前記第一回転体の回転に伴い前記回転中心線周りに前記第一回転体と同一方向に回転して前記従動軸を同期回転させる第二回転体であって前記第一回転体に対して相対回転可能な第二回転体と、
制御部材を有し、前記制御部材の前記回転中心線からの径方向距離を変化させる制御手段と、
を備え、
前記第一回転体は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成する第一孔部であって前記第一軌道を通過する前記制御部材に回転方向両側において当接する第一孔部を有し、
前記第二回転体は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成する第二孔部であって前記第二軌道を通過する前記制御部材に回転方向両側において当接する第二孔部を有し、
前記第一軌道と前記第二軌道とは、前記第一回転体及び前記第二回転体の回転方向において互いに傾斜することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記制御部材を複数備え、
前記第一回転体及び前記第二回転体は、前記複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する前記第一孔部及び前記第二孔部の組を回転方向に複数組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。 - 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、
前記駆動軸の駆動トルクにより回転中心線周りに回転する第一回転体と、
前記第一回転体の回転に伴い前記回転中心線周りに前記第一回転体と同一方向に回転して前記従動軸を同期回転させる第二回転体であって前記第一回転体に対して相対回転可能な第二回転体と、
制御部材を有し、前記制御部材の前記回転中心線からの径方向距離を変化させる制御手段と、
前記第一回転体及び前記第二回転体の一方と他方とをそれぞれ回転方向の進角側と遅角側とに向かって付勢する付勢手段と、
を備え、
前記第一回転体及び前記第二回転体の前記一方は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第一軌道を形成する第一壁部であって前記第一軌道を通過する前記制御部材に回転方向遅角側において当接する第一壁部を有し、
前記第一回転体及び前記第二回転体の前記他方は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように延伸する第二軌道を形成する第二壁部であって前記第二軌道を通過する前記制御部材に回転方向進角側において当接する第二壁部を有し、
前記第一軌道と前記第二軌道とは、前記第一回転体及び前記第二回転体の回転方向において互いに傾斜することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 - 前記制御部材を複数備え、
前記第一回転体及び前記第二回転体は、前記複数の制御部材がそれぞれ個別に対応する前記第一壁部及び前記第二壁部の組を回転方向に複数組有す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。 - 前記第一軌道及び前記第二軌道は直線状に形成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。
- 前記第一軌道及び前記第二軌道は曲線状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項にバルブタイミング調整装置。
- 前記第一軌道は前記第一回転体の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に形成され、前記第二軌道は前記第二回転体の径方向外側に向かって膨らむ曲線状に形成されることを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記第一軌道と前記第二軌道とは、前記第一回転体に対する前記第二回転体の回転位相に応じた箇所で互いに交差し、
前記制御部材は柱状に形成され、前記第一軌道と前記第二軌道との交差箇所に通され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。 - 前記制御部材は、前記第一回転体との当接箇所及び前記第二回転体との当接箇所にそれぞれ個別に転動体を有す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。
- 前記制御手段は、前記制御部材と、前記第一回転体の回転に伴い前記第一回転体と同一方向に回転する制御回転体であって前記第一回転体に対して相対回転可能な制御回転体と、前記制御回転体に進角側トルクと遅角側トルクとを付与するトルク付与手段とを具備し、
前記制御回転体は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成する制御孔部であって前記制御軌道を通過する前記制御部材に径方向両側において当接する制御孔部を有す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。 - 前記制御手段は、前記制御部材と、前記第一回転体の回転に伴い前記第一回転体と同一方向に回転する制御回転体であって前記第一回転体に対して相対回転可能な制御回転体と、前記制御回転体に進角側トルクと遅角側トルクとを付与するトルク付与手段と、前記制御回転体の径方向の一方側に向かって前記制御部材を付勢する補助付勢手段とを具備し、
前記制御回転体は、前記回転中心線からの径方向距離が変化するように径方向軸線に対して傾斜して延伸する制御軌道を形成する制御壁部であって前記制御軌道を通過する前記制御部材に径方向の前記一方側において当接する制御壁部を有す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。 - 前記制御軌道は前記回転中心線から偏心する円弧状に形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記制御軌道は渦巻状に形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記制御軌道は直線状に形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記制御軌道の端部は前記径方向軸線に対して概ね直角に形成されることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記制御手段は、前記トルク付与手段が前記制御回転体にトルクを付与しないとき前記第一回転体に対する前記制御回転体の回転位相を保持する保持手段を具備することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
- 前記トルク付与手段は、前記制御回転体に付与するトルクを発生する電動機を有することを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
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