JP2011236877A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブタイミング調整装置を構成する歯車機構にて異音及び磨耗の発生を抑制する。
【解決手段】歯車機構６０は、電動ブレーキ装置５からの制御トルクＴｃの入力により回転する遊星キャリア４０を有し、回転体１０，２０間を歯車連繋し、それら回転体１０，２０間の相対位相を遊星キャリア４０でのトルクバランスに応じて調整する。巻きばね３０は、回転体１０，２０と心合わせして配置され、一端部が駆動回転体１０により係止されると共に他端部が従動回転体２０により係止され、制御トルクＴｃとは反対方向へ遊星キャリア４０を付勢する付勢トルクＴｕをねじり変形により発生する。こうした構成下、径方向にカム突部２ａが突出するカム軸２と同軸上に固定される従動回転体２０は、カム突部２ａに対して軸方向にずれた箇所から径方向に突出して巻きばね３０をカム突部２ａとの間に挟む従動突部２４を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸及びカム軸と連動回転する駆動回転体及び従動回転体の間を歯車を介して連繋した歯車機構を用い、それら回転体間の相対位相を当該機構の入力軸におけるトルクバランスに応じて調整する構成とした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開示される特許文献１の装置では、駆動回転体及び従動回転体と心合わせして配置したねじりコイルばねにつき、一端部を駆動回転体に係止させると共に、他端部を従動回転体に係止させている。これにより、電動ブレーキ装置から設定方向に入力される制御トルクとは反対方向に入力軸を付勢する付勢トルクが、ねじりコイルばねのねじり変形により発生することになる。故に、それら制御トルク及び付勢トルク等の入力軸におけるトルクバランスに応じて、回転体間の所望の相対位相、ひいては所望のバルブタイミングを得ることができるのである。

特開２００８−２５４０８号公報

さて、特許文献１の図１に示される装置では、駆動回転体において径方向内側に突出する板状部と、従動回転体において径方向外側に突出する板状部とが軸方向にずれて配置され、ねじりコイルばねは、それら板状部間に挟まれて支持されている。ここで、付勢トルクを発生するためのねじり変形に伴ってねじりコイルばねは、軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりによりモーメントを発生することで、各板状部を軸方向の相反側に押圧する状態となる。その結果、各板状部を有する回転体間では相対的な傾きが生じてしまい、それら回転体間の相対位相を調整する歯車機構の歯車部分に異音や磨耗を発生させる事態が、懸念されている。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブタイミング調整装置を構成する歯車機構において異音及び磨耗の発生を抑制することにある。

請求項１に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、カム軸と連動して回転する従動回転体と、設定方向の制御トルクを発生するトルク発生手段と、トルク発生手段から制御トルクが入力されることにより回転する入力軸を有し、駆動回転体及び従動回転体間を歯車を介して連繋し、それら回転体間の相対位相を入力軸におけるトルクバランスに応じて調整する歯車機構と、駆動回転体及び従動回転体と心合わせして配置され、一端部が駆動回転体により係止されると共に他端部が従動回転体により係止され、制御トルクとは反対方向へ入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する巻きばねと、を備え、径方向にカム突部が突出するカム軸と同軸上に固定される従動回転体は、カム突部に対して軸方向にずれた箇所から径方向に突出して巻きばねをカム突部との間に挟む従動突部を、有することを特徴とする。

このような請求項１に記載の発明によると、駆動回転体及び従動回転体と心合わせして配置される巻きばねは、両端部がそれぞれ駆動回転体及び従動回転体により係止されることで、入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する。ここで付勢トルクは、入力軸に入力される設定方向の制御トルクに対して反対方向に作用するトルクとなるので、それら制御トルク及び付勢トルクの入力軸におけるバランスに応じて、回転体間の所望の相対位相、ひいては所望のバルブタイミングを得ることができるのである。

さらに請求項１に記載の発明によると、巻きばねは、径方向にカム突部が突出するカム軸と同軸上に固定される従動回転体において、カム突部に対して軸方向にずれた箇所から径方向に突出する従動突部と、当該カム突部との間に挟まれて支持されることになる。これによれば、付勢トルクを発生するためのねじり変形に伴って巻きバネは、軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりによりモーメントを発生しても、固定により一体となった従動回転体及びカム軸における各突部を軸方向の相反側に押圧する状態となる。かかる押圧作用は、各突部を有する従動回転体及びカム軸の間にて相対的な傾きを生じさせず、また当該従動回転体の駆動回転体との間でも相対的な傾きを生じさせ難いので、それら回転体間の相対位相を調整する歯車機構において、その歯車部分に異音や磨耗を発生させる事態を抑制し得るのである。

請求項２に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、カム軸と連動して回転する従動回転体と、設定方向の制御トルクを発生するトルク発生手段と、トルク発生手段から制御トルクが入力されることにより回転する入力軸を有し、駆動回転体及び従動回転体間を歯車を介して連繋し、それら回転体間の相対位相を入力軸におけるトルクバランスに応じて調整する歯車機構と、駆動回転体及び従動回転体と心合わせして配置され、一端部が駆動回転体により係止されると共に他端部が従動回転体により係止され、制御トルクとは反対方向へ入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する巻きばねと、を備え、従動回転体は、互いに軸方向にずれた箇所から径方向に突出して巻きばねを間に挟む一対の従動突部を、有することを特徴とする。

このような請求項２に記載の発明によると、駆動回転体及び従動回転体と心合わせして配置される巻きばねは、両端部がそれぞれ駆動回転体及び従動回転体により係止されることで、入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する。ここで付勢トルクは、入力軸に入力される設定方向の制御トルクに対して反対方向に作用するトルクとなるので、それら制御トルク及び付勢トルクの入力軸におけるバランスに応じて、回転体間の所望の位相、ひいては所望のバルブタイミングを得ることができるのである。

さらに請求項２に記載の発明によると、巻きばねは、従動回転体において互いに軸方向にずれた箇所から径方向に突出する一対の従動突部の間に挟まれて、支持されることになる。これによれば、付勢トルクを発生するためのねじり変形に伴って巻きバネは、軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりによりモーメントを発生しても、同じ従動回転体の一対における突部を軸方向の相反側に押圧する状態となる。かかる押圧作用は、両突部を有する従動回転体と、駆動回転体との間では相対的な傾きを生じさせ難いので、それら回転体間の相対位相を調整する歯車機構において、その歯車部分に異音や磨耗を発生させる事態を抑制し得るのである。

請求項３に記載の発明によると、従動回転体は、巻きばねを径方向内側から支持する支持部を、有する。これにより巻きばねは、従動突部と同じ従動回転体に設けられた支持部により径方向内側から支持されることになるので、付勢トルクを発生するためのねじり変形に伴ってモーメントの発生要因となる傾き乃至は曲がり自体を、抑制され得る。しかも、入力軸において制御トルクの減少時にトルクバランスするようにねじり変形状態から復原していく巻きばねは、径方向外側に拡大することで支持部とは摺接し難くなる。これによれば、巻きばねと支持部との摺接抵抗が減少して付勢トルクが入力軸に効率よく与えられ得るので、当該入力軸におけるトルクバランスを素早く変化させて回転体間の相対位相の調整応答性、ひいてはバルブタイミングの調整応答性を高めることができるのである。

請求項４に記載の発明によると、従動回転体は、巻きばねを径方向外側から支持する支持部を、有する。これにより巻きばねは、従動突部と同じ従動回転体に設けられた支持部により径方向外側から支持されることになるので、付勢トルクを発生するためのねじり変形に伴ってモーメントの発生要因となる傾き乃至は曲がり自体を、抑制され得る。

請求項５に記載の発明によると、巻きばねは、駆動回転体及び従動回転体と同軸上に配置されるねじりコイルばねである。これによれば、軸方向に螺旋状に巻かれて駆動回転体及び従動回転体と同軸上に配置されるねじりコイルばねは、付勢トルクを発生する巻きばねとして、それら回転体間にてねじり変形する際に、軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりが生じ易い。しかし、そうした傾き乃至は曲がりによりモーメントが発生し易くなっても、駆動回転体及び従動回転体間では当該モーメントに起因する相対的な傾きが生じないので、それら回転体間の相対位相を調整する歯車機構において異音及び磨耗の抑制効果を発揮し得るのである。

請求項６に記載の発明によると、トルク発生手段は、制御トルクとしてのブレーキトルクを発生する電動ブレーキ装置を、有する。これによれば、電動ブレーキ装置により発生したブレーキトルクが制御トルクとして入力される入力軸において、トルクバランスに供される付勢トルクは、比較的大きく確保する必要がある。このように大きな付勢トルクを発生する巻きばねは、軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりも大きくなる。しかし、そうした大きな傾き乃至は曲がりによりモーメントが発生しても、駆動回転体及び従動回転体間では当該モーメントに起因する相対的な傾きが生じないので、それら回転体間の相対位相を調整する歯車機構において異音及び磨耗の抑制効果を発揮し得るのである。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 図４のIV−IV線断面図である。 図１における巻きばねの支持構造を拡大して示す断面図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図５に対応する断面図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図４に対応する断面図である。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図５に対応する断面図である。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図４に対応する断面図である。

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場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ明示していなくても、複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せてもよい。

（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けられている。ここでカム軸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。バルブタイミング調整装置１は、駆動系４及び位相調整系８を組み合わせてなる。

（駆動系）
まず、駆動系４について説明する。駆動系４は、電動ブレーキ装置５及び通電制御回路６を備えている。「トルク発生手段」としての電動ブレーキ装置５は、回転軸７に与えるブレーキトルクを制御トルクＴｃとして通電により発生する、所謂電磁駆動式のブレーキである。電動ブレーキ装置５としては、例えば摩擦部材を用いた摩擦ブレーキ、機能性流体を用いた流体ブレーキ、ヒステリシス部材を用いたヒステリシスブレーキ等が採用される。

通電制御回路６はマイクロコンピュータを主体に構成されており、電動ブレーキ装置５の外部及び／又は内部に配置されて電動ブレーキ装置５と電気的に接続されている。内燃機関の運転時において通電制御回路６は、電動ブレーキ装置５への通電を制御する。この制御された通電を受けることにより電動ブレーキ装置５は、回転軸７に与える制御トルクＴｃ（ブレーキ作用）を保持又は増減する。

（位相調整系）
次に、位相調整系８について説明する。図１〜４に示すように位相調整系８は、駆動回転体１０、従動回転体２０、巻きばね３０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０等を備えている。

全体として円筒状の駆動回転体１０は、歯車部材１２及びスプロケット部材１３を同軸上に螺子留めしてなる。図１，２に示すように円環板状の歯車部材１２は、歯底円よりも小径の歯先円を有する駆動側内歯車部１４を、周壁部に形成している。図１，４に示すように円筒状のスプロケット部材１３は、周壁部から径方向外側へ突出する歯１６を、回転方向に複数有している。スプロケット部材１３は、それらの歯１６とクランク軸の複数の歯との間で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。かかる連繋により、クランク軸から出力される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部材１３へ伝達されるときには、駆動回転体１０がクランク軸と連動して回転する。このとき駆動回転体１０の回転方向は、図２，３の反時計方向となる。

図１，３，４に示すように段付円筒状の従動回転体２０は、駆動回転体１０のうちスプロケット部材１３の径方向内側に同軸上に配置されている。従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に外嵌されて螺子留めにより固定される固定部２１を、小径側の周壁部に形成している。かかる固定により従動回転体２０は、カム軸２と連動して回転可能且つ駆動回転体１０に対して相対回転可能となっている。ここで従動回転体２０の回転方向は、駆動回転体１０と同様、図２，３の反時計方向に設定されている。

従動回転体２０は、歯底円よりも小径の歯先円を有する従動側内歯車部２２を、大径側の周壁部に形成している。従動側内歯車部２２の内径は駆動側内歯車部１４の内径よりも大きく設定され、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも多く設定されている。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１４から電動ブレーキ装置５とは反対側へ同軸上にずれて、配置されている。

図１，４に示すように巻きばね３０は、金属線材を軸方向に螺旋状に巻いてなる円筒形のねじりコイルばねであり、駆動回転体１０のうちスプロケット部材１３の径方向内側且つ従動回転体２０のうち小径側周壁部の径方向外側に同軸上に配置されている。巻きばね３０において電動ブレーキ装置５側となる一端部３１は、駆動回転体１０のうちスプロケット部材１３の周壁部において径方向内側に向かって開口する凹部１８により、係止されている。また一方、巻きばね３０において電動ブレーキ装置５とは反対側となる他端部３２は、従動回転体２０の小径側周壁部において径方向外側に向かって開口する凹部２３により、係止されている。

こうした係止形態により巻きばね３０は、駆動回転体１０に対する進角側へ従動回転体２０が相対回転するほど、それら回転体１０，２０間でねじり変形して復原力を出力する。かかる復原力が、後述の如く従動回転体２０等を通じて遊星キャリア４０へと伝達されることにより、当該キャリア４０を図２，３の反時計方向に付勢する付勢トルクＴｕが、回転体１０，２０間の相対位相についての調整範囲全域で発生する。したがって、駆動回転体１０に対する進角側への従動回転体２０の相対回転に伴って巻きばね３０がねじり変形するときには、遊星キャリア４０に作用する付勢トルクＴｕが増大する。また一方、巻きばね３０がねじり変形状態から復原することにより従動回転体２０を駆動回転体１０に対する遅角側へ相対回転させるときには、遊星キャリア４０に作用する付勢トルクＴｕが減少することになる。

図１〜３に示すように全体として円筒状の遊星キャリア４０は、電動ブレーキ装置５の回転軸７から制御トルクＴｃが入力される入力部４１を、周壁部に形成している。回転体１０，２０及び回転軸７に対して同軸上に配置される円筒孔状の入力部４１には、一対の溝部４２が開口しており、それら溝部４２に嵌合する継手４３を介して入力部４１と回転軸７とが連繋している。かかる連繋により遊星キャリア４０は、回転軸７と一体に回転可能且つ駆動回転体１０に対して相対回転可能となっている。ここで、遊星キャリア４０及び回転軸７の回転方向は、図２，３の反時計方向となる。したがって、本実施形態においてブレーキトルクとしての制御トルクＴｃは、図２，３の時計方向に向かって回転軸７から遊星キャリア４０に入力されるようになっている。

図１〜３に示すように遊星キャリア４０は、遊星歯車５０を軸受する軸受部４６を、周壁部に形成している。回転体１０，２０及び回転軸７に対して偏心配置される円筒面状の軸受部４６は、遊星歯車５０の中心孔５１に対して遊星ベアリング４８を介して同軸上に嵌入されている。かかる嵌入により遊星歯車５０は、遊星運動可能に軸受部４６に支持されている。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０が回転軸７に対する軸受部４６の偏心中心線周りに自転しつつ、遊星キャリア４０の回転方向へと公転する運動をいう。したがって、遊星キャリア４０が駆動回転体１０に対して遊星歯車５０の公転方向に相対回転するときには、当該遊星歯車５０が遊星運動することになる。

全体として段付円筒状の遊星歯車５０は、歯底円よりも大径の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、周壁部に形成している。駆動側内歯車部１４の径方向内側に配置されている駆動側外歯車部５２は、回転軸７に対する軸受部４６の偏心側において当該内歯車部１４と噛合している。駆動側外歯車部５２から電動ブレーキ装置５とは反対側へ同軸上にずれて従動側内歯車部２２の径方向内側に配置されている従動側外歯車部５４は、回転軸７に対する軸受部４６の偏心側において当該内歯車部２２と噛合している。従動側外歯車部５４の外径は駆動側外歯車部５２の外径よりも大きく設定され、またそれら従動側外歯車部５４及び駆動側外歯車部５２の歯数は、それぞれ従動側内歯車部２２及び駆動側内歯車部１４の歯数よりも同数ずつ少なく設定されている。

以上の構成により、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間を遊星歯車５０を介して連繋してなる歯車機構（ここでは特に、遊星歯車機構）６０は、「入力軸」としての遊星キャリア４０におけるトルクバランスに応じて、それら回転体１０，２０間の相対位相を調整することで、所望のバルブタイミングを実現する。尚、ここで、遊星キャリア４０に作用するトルクの一つは、電動ブレーキ装置５の回転軸７から遊星キャリア４０へと入力される制御トルクＴｃである。また、遊星キャリア４０に作用するトルクの別の一つは、巻きばね３０の復原力が従動回転体２０及び歯車機構６０を通じて遊星キャリア４０へ伝達されることにより、制御トルクＴｃとは逆向きに向かって当該キャリア４０に作用する付勢トルクＴｕである。

具体的に歯車機構６０では、制御トルクＴｃの保持（ブレーキ作用の保持）等により回転軸７が駆動回転体１０との同速回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対して相対回転しない。その結果、遊星歯車５０が遊星運動することなく回転体１０，２０と連れ回りするので、回転体１０，２０間の相対位相が変化せずにバルブタイミングが保持されることになる。

一方、制御トルクＴｃの増大（ブレーキ作用の増大）等により、回転軸７が付勢トルクＴｕに抗して駆動回転体１０よりも低速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する遅角側へと相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角側へ相対回転するので、回転体１０，２０間の相対位相が変化してバルブタイミングが進角することになる。

また一方、制御トルクＴｃの減少（ブレーキ作用の減少）等により、回転軸７が付勢トルクＴｕを受けて駆動回転体１０よりも高速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する進角側へと相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する遅角側へ相対回転するので、回転体１０，２０間の相対位相が変化してバルブタイミングが遅角することになる。

（巻きばね支持構造）
次に、第一実施形態の特徴部分である巻きばね３０の支持構造につき、説明する。上述したようにねじりコイルばねからなる巻きばね３０は、回転体１０，２０間にてねじり変形することにより、ブレーキトルクとしての制御トルクＴｃに対して遊星キャリア４０上でバランスし得る比較的大きな付勢トルクＴｕを、発生する。このとき巻きばね３０は、コイルが巻かれる螺旋軸方向に対して自身の傾き乃至は曲がりを生じ易い。そこで、図４，５に示すように本実施形態の巻きばね３０は、共に金属製のカム軸２及び従動回転体２０にそれぞれ設けられた突部２ａ，２４により軸方向に支持されていると共に、同回転体２０に設けられた支持部２８により径方向に支持されている。

具体的にカム突部２ａは、カム軸２の軸本体２ｂにおいて従動回転体２０の固定部２１よりも電動ブレーキ装置５とは反対側へ延出した箇所から、径方向外側に突出する形態で形成されている。ここで特に本実施形態のカム突部２ａは、カム軸２の回転方向に連続した円環板状（鍔状）を呈している。

従動突部２４は、従動回転体２０において固定部２１を形成する小径側の周壁部２５から径方向外側に突出し且つ従動側内歯車部２２を形成する大径側の周壁部２６から径方向内側に突出する形態で、形成されている。ここで特に本実施形態の従動突部２４は、従動回転体２０及びカム軸２に共通の回転方向に連続した円環板状に、周壁部２５，２６間を接続しており、カム突部２ａに対して、軸方向の電動ブレーキ装置５側にずれて同軸上に配置されている。

こうした構成の従動突部２４及びカム突部２ａは、従動回転体２０及びカム軸２の共通の軸方向において互いの端面２４ａ，２ｃを対向させることで、それら対向面２４ａ，２ｃ間に巻きばね３０の収容空間２７を形成している。ここで収容空間２７の軸方向長さは、巻きばね３０の軸方向長さに対して実質同一又は僅かに大きく設定されている。かかる設定により巻きばね３０は、心合わせされた各突部２４，２ａの端面２４ａ，２ｃに軸方向に挟まれることで、それら各突部２４，２ａによりそれぞれ端部３１，３２が支持された形となっている。

支持部２８は、従動回転体２０において小径側周壁部２５の外周面により、各突部２４，２ａと同軸の円筒面状に形成されている。ここで支持部２８の外径は、巻きばね３０の内径に対して実質同一又は僅かに小さく設定されている。かかる設定により支持部２８は、突部２４，２ａ間の収容空間２７に収容された巻きばね３０を、軸方向の全域又はその大半部分で径方向内側から支持する形となっている。尚、本実施形態において巻きばね３０と駆動回転体１０のスプロケット部材１３との間には、それら要素３０，１３間の相互干渉を防止するために、十分な大きさの径方向隙間２７ａが収容空間２７の一部として回転方向の全域に確保されている。

以上説明した支持構造において巻きバネ３０は、付勢トルクＴｕを発生するためのねじり変形に伴って軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりが生じると、突部２４，２ａを当該軸方向の相反側に押圧するように、図５の矢印の如きモーメントＭを発生する。しかし、それら突部２４，２ａは、相互固定により一体回転する従動回転体２０及びカム軸２にそれぞれ設けられているので、巻きばね３０から押圧作用を受ける突部２４，２ａを有した要素２０，２間では勿論、回転体１０，２０間でも相対的な傾きが抑制され得る。しかも、従動突部２４と同じ回転体２０の支持部２８により径方向内側から支持される巻きばね３０は、ねじり変形に伴ってモーメントＭの発生要因となる傾き乃至は曲がり、ひいては回転体１０，２０間の相対的傾きについて抑制され得る。これらによれば、回転体１０，２０間の相対位相を調整する図５の歯車機構６０のうち、特に歯車部１４，５２間及び歯車部２２，５４間では、回転体１０，２２０間の相対的傾きに起因する異音や磨耗が発生し難くなるのである。

加えて、バルブタイミングを遅角させる制御トルクＴｃの減少時に遊星キャリア４０上にてトルクバランスするようにねじり変形状態から復原していく巻きばね３０は、径方向外側に拡大することで、径方向内側の支持部２８とは摺接し難くなる。これによれば、巻きばね３０と支持部２８との摺接抵抗が減少して付勢トルクＴｕが遊星キャリア４０に効率よく与えられ得るので、当該キャリア４０でのトルクバランスを素早く変化させてバルブタイミングの遅角応答性を高めることができるのである。

（第二実施形態）
図６，７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。第二実施形態では、カム突部２ａが設けられていないカム軸２０２の軸本体２０２ｂに固定された金属製の従動回転体２２０において、従動突部２４と対をなす別の従動突部２２４が設けられている。

具体的に従動突部２２４は、従動回転体２２０の小径側周壁部２５において電動ブレーキ装置５とは反対側へ軸方向にずれた箇所から径方向外側に突出する形態で、形成されている。ここで特に本実施形態の従動突部２２４は、従動回転体２２０の他の部分とは別の金属製部材を用いて、従動回転体２０の回転方向に連続した円環板状に形成され、小径側周壁部２５に同軸上に固定されることで一体化されている。

こうした構成の従動突部２２４と、第一実施形態にて説明の従動突部２４とは、従動回転体２２０の軸方向において互いの端面２２４ａ，２４ａを対向させることで、それら対向面２２４ａ，２４ａ間に巻きばね３０の収容空間２２７を形成している。ここで収容空間２２７の軸方向長さも、巻きばね３０の軸方向長さに対して実質同一又は僅かに大きく設定されている。かかる設定により巻きばね３０は、心合わせされた各突部２２４，２２の端面２２４ａ，２４ａに軸方向に挟まれることで、それら各突部２２４，２４によりそれぞれ端部３１，３２が支持された形となっている。さらに本実施形態においても、巻きばね３０と駆動回転体１０のスプロケット部材１３との間には、それら要素３０，１３間の相互干渉を防止するために、十分な大きさの径方向隙間２２７ａが収容空間２２７の一部として回転方向の全域に確保されている。

以上の支持構造において巻きバネ３０は、ねじり変形に伴って軸方向に対する自身の傾き乃至は曲がりによりモーメントＭを発生しても、同じ従動回転体２２０の突部２２４，２４を軸方向の相反側に押圧する状態となる。かかる押圧作用によれば、第一実施形態と同様な支持部２８による支持作用と相俟って、両突部２２４，２４を有する従動回転体２２０と、駆動回転体１０との間での相対的な傾きは抑制され得る。したがって、回転体１０，２２０間の相対位相を調整する歯車機構６０のうち、特に歯車部１４，５２間及び歯車部２２，５４間では、回転体１０，２２０間の相対的傾きに起因する異音や磨耗が発生し難くなるのである。

（第三実施形態）
図８，９に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の従動回転体３２０において小径側周壁部２５の外周面は、その外径が巻きばね３０の内径よりも十分に小さく設定されることにより、十分な大きさの径方向隙間３２７ａが収容空間２７の一部として形成されて、それら要素２５，３０間の相互干渉が防止されている。また、それに伴って従動回転体３２０には、巻きばね３０を径方向に支持する支持部３２８が、小径側周壁部２５とは別に設けられている。

具体的に支持部３２８は、小径側周壁部２５の径方向外側において突部２４から電動ブレーキ装置５とは反対側へ同軸上に突出する形態で、形成されている。ここで特に本実施形態の支持部３２８は、巻きばね３０の外径に対して実質同一又は僅かに大きく内径設定されると共に、巻きばね３０よりも軸方向長さの短い円筒状を、呈している。かかる形状により支持部３２８は、突部２４，２ａ間の収容空間２７に収容されている巻きばね３０を、軸方向の一部分にて径方向外側から支持する形となっている。

以上の支持構造によると、従動突部２４と同じ回転体３２０の支持部３２８により径方向外側から支持される巻きばね３０は、ねじり変形に伴ってモーメントＭの発生要因となる傾き乃至は曲がり、ひいては回転体１０，２０間の相対的傾きについて抑制され得る。さらに、図８の如く一体回転要素２０，２の各突部２４，２ａによりそれぞれ端部３２，３１が支持された形となっている第二実施形態では、それら各突部２４，２ａが第一実施形態に準じて巻きばね３０の作用を受けることと相俟って、回転体１０，３２０間での相対的な傾きが抑制され得る。故に、回転体１０，３２０間の相対位相を調整する歯車機構６０のうち、特に歯車部１４，５２間及び歯車部２２，５４間では、回転体１０，３２０間の相対的傾きに起因する異音や磨耗が発生し難くなるのである。

（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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に巻きばね３０としては、上述したねじりコイルばね以外にも、例えば円錐形のねじりコイルばねを採用してもよい。あるいは、巻きばね３０として渦巻きばねを採用し、その渦巻き中心を回転体１０，２０，２２０，３２０と心合わせして配置してもよい。また、「トルク発生手段」としては、上述した電動ブレーキ装置５以外にも、例えば通電によりモータトルクを発生する電動モータを採用して、予め設定された方向の当該モータトルクを制御トルクＴｃとして利用してもよい。この場合、遊星キャリア４０における制御トルクＴｃ及び付勢トルクＴｕの作用方向をそれぞれ、上述の実施形態のものとは反対に設定してもよい。

さらに、歯車機構６０としては、上述の如く遊星歯車５０の一対の外歯車部５２，５４を駆動回転体１０及び従動回転体２０，２２０，３２０の双方の内歯車部１４，２２に噛合連繋させたもの以外にも、例えば特開２００７−７１０５６の図６，７に開示の如く遊星歯車５０の歯車部を回転体１０に噛合連繋させると共に、遊星歯車５０の突部を従動回転体２０，２２０，３２０の孔部に連繋させたもの等であってもよい。あるいは、上述の実施形態において歯車部５２，５４のうち少なくとも一方を内歯車部とし、歯車部１４，２２のうち当該内歯車部に対応するものを外歯車部としてもよい。

加えて、付勢トルクＴｕについては、上述の如く駆動回転体１０及び従動回転体２０，２２０，３２０の間の相対位相の調整範囲全域にて発生させる以外にも、先述の特許文献１の如く当該相対位相の調整範囲の一部にて発生させるようにしてもよい。また加えて、「進角」と「遅角」との関係を、上述の各実施形態とは反対に実施してもよい。そして、本発明は、「動弁」としての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、それら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、適用することができるのである。

１ バルブタイミング調整装置、２，２０２ カム軸、２ａ カム突部、２ｂ，２０２ｂ 軸本体、４ 駆動系、５ 電動ブレーキ装置（トルク発生手段）、６ 通電制御回路、７ 回転軸、８ 位相調整系、１０ 駆動回転体、１２ 歯車部材、１３ スプロケット部材、１４ 駆動側内歯車部、１８ 凹部、２０，２２０，３２０ 従動回転体、２１ 固定部、２２ 従動側内歯車部、２３ 凹部、２４，２２４ 従動突部、２５，２６ 周壁部、２７，３２７ 収容空間、２７ａ，２２７ａ，３２７ａ 径方向隙間、２８，３２８ 支持部、３０ 巻きバネ、３１ 一端部、３２ 他端部、４０ 遊星キャリア（入力軸）、４１ 入力部、５０ 遊星歯車、５２ 駆動側外歯車部、５４ 従動側外歯車部、６０ 歯車機構、Ｍ モーメント、Ｔｃ 制御トルク、Ｔｕ 付勢トルク

Claims (6)

1. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
   前記カム軸と連動して回転する従動回転体と、
   設定方向の制御トルクを発生するトルク発生手段と、
   前記トルク発生手段から前記制御トルクが入力されることにより回転する入力軸を有し、前記駆動回転体及び前記従動回転体間を歯車を介して連繋し、それら回転体間の相対位相を前記入力軸におけるトルクバランスに応じて調整する歯車機構と、
   前記駆動回転体及び前記従動回転体と心合わせして配置され、一端部が前記駆動回転体により係止されると共に他端部が前記従動回転体により係止され、前記制御トルクとは反対方向へ前記入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する巻きばねと、
   を備え、
   径方向にカム突部が突出する前記カム軸と同軸上に固定される前記従動回転体は、前記カム突部に対して軸方向にずれた箇所から径方向に突出して前記巻きばねを前記カム突部との間に挟む従動突部を、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
   前記カム軸と連動して回転する従動回転体と、
   設定方向の制御トルクを発生するトルク発生手段と、
   前記トルク発生手段から前記制御トルクが入力されることにより回転する入力軸を有し、前記駆動回転体及び前記従動回転体間を歯車を介して連繋し、それら回転体間の相対位相を前記入力軸におけるトルクバランスに応じて調整する歯車機構と、
   前記駆動回転体及び前記従動回転体と心合わせして配置され、一端部が前記駆動回転体により係止されると共に他端部が前記従動回転体により係止され、前記制御トルクとは反対方向へ前記入力軸を付勢する付勢トルクをねじり変形により発生する巻きばねと、
   を備え、
   前記従動回転体は、互いに軸方向にずれた箇所から径方向に突出して前記巻きばねを間に挟む一対の従動突部を、有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
3. 前記従動回転体は、前記巻きばねを径方向内側から支持する支持部を、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。
4. 前記従動回転体は、前記巻きばねを径方向外側から支持する支持部を、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。
5. 前記巻きばねは、前記駆動回転体及び前記従動回転体と同軸上に配置されるねじりコイルばねであ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。
6. 前記トルク発生手段は、前記制御トルクとしてのブレーキトルクを発生する電動ブレーキ装置を、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。

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