JP2013096230A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音及び磨耗の発生を回避するバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】遊星歯車５０は、クランク軸と連動して回転する駆動回転体１０の駆動側内歯車部１８に駆動側外歯車部５２を嵌合させると共に、カム軸２と連動して回転する従動回転体２０の従動側内歯車部２２に従動側外歯車部５４を嵌合させている。遊星歯車５０と当該歯車５０を支持する遊星キャリア４０との間且つ傾動中心Ｔｃから特定方向ＳＤにずれた位置には繭ばね７０が介装され、この繭ばね７０によって遊星歯車５０は偏心方向ＥＤに付勢される。さらに各噛合部分５３，５５を傾斜させることにより、各外歯車部５２，５４にはスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２が作用する。これら繭ばね７０による付勢力Ｆｓとスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２とが遊星歯車５０に生じさせる傾動モーメントＭｔによって、遊星歯車５０の傾動姿勢は維持される。
【選択図】図１

Description

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。

従来、クランク軸と連動して回転する回転体及びカム軸と連動して回転する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に基づきバルブタイミングを調整するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のバルブタイミング調整装置では、クランク軸の連動回転体に設けた第一歯車部とカム軸の連動回転体に設けた第二歯車部とに対し、遊星回転体に設けた第三歯車部と第四歯車部とを、それぞれ偏心状態で噛合させている。これにより、コンパクトな設計で大きな減速比を得ることができるので、内燃機関に設置されるバルブタイミング調整装置として好適となる。

また、特許文献１のようなバルブタイミング調整装置において、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とには、製造公差等に起因するバックラッシが不可避的に存在する。こうしたバックラッシは、歯車部同士の衝突による異音や磨耗の発生要因となるため、除去されることが望ましい。そこで、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、遊星回転体とこの遊星回転体を支持する遊星キャリアとの間に、第三及び第四歯車部の偏心方向に沿って遊星回転体を外周側へ付勢する弾性部材が介装されている。

上述の構成において、弾性部材により外周側へ付勢される遊星回転体は、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分とのうちの一方を支点として、他方の側へ傾動する。これにより、支点側となる噛合部分だけでなく、傾動側の噛合部分においてもバックラッシが消滅し得る。以上によって、歯車部同士の衝突が抑制されることにより、異音及び磨耗の発生は回避可能となる。

特許第４３６０４２６号公報

さて、上述のようなバルブタイミング調整装置では、クランク軸の連動回転体とカム軸の連動回転体との間においてトルクが伝達される際に、第三歯車部及び第四歯車部には、これらに噛み合う第一歯車部及び第二歯車部から内周側へラジアル荷重が作用する。特に、例えばカム軸から大きなカムトルクが入力されたとき、各噛合部分にて第三歯車部及び第四歯車部に作用するラジアル荷重は、増大する。すると、第三歯車部及び第四歯車部に作用するラジアル荷重の差も増大することとなる。このような各噛合部分にて生じるラジアル荷重の差は、付勢力によって遊星回転体に生じるモーメントとは逆向きのモーメントを、遊星回転体に生じさてしまうことがある。

ここで、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、各噛合部分にて生じるラジアル荷重が増大しても、遊星回転体を傾動させている弾性部材の付勢力は、一定のままである。故に、ラジアル荷重の差によって遊星回転体に生じるモーメントが付勢力によって遊星回転体に生じるモーメントを上回った場合には、遊星キャリアに対する遊星回転体の傾動姿勢の維持は、困難となる。以上によれば、いずれかの噛合部分に異音及び磨耗の原因となるバックラッシが生じ得る。

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、異音及び磨耗の発生を回避するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、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、駆動歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、駆動歯車部に対し軸方向にずれて配置される従動歯車部を有し、カム軸と連動して回転する従動回転体と、第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部を有し、それら第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部がそれぞれ駆動歯車部及び従動歯車部に対し偏心して噛み合いつつ一体に遊星運動することにより、駆動回転体及び従動回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、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、軸方向において遊星回転体の中央から特定方向にずれた位置にて、第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部の偏心方向に沿って当該遊星回転体を外周側に付勢する弾性部材と、を備え、第一遊星歯車部及び駆動歯車部の駆動噛合部分、並びに第二遊星歯車部及び従動歯車部の従動噛合部分のうち一方の噛合部分は、特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする。

この発明によれば、遊星回転体の有する第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部のうち、傾斜した一方の噛合部分を形成する一方の遊星歯車部には、軸方向に沿ったスラスト分力が作用する。このスラスト分力の作用する方向は、特定方向に向かうに従い内周側に向かう傾斜の形態により、軸方向に沿って特定方向とは反対の方向となる。加えて、スラスト分力の生じる一方の噛合部分は、遊星回転体の軸中心から偏心方向にずれた位置である。これらにより、スラスト分力の作用によって遊星回転体に生じるモーメントの向きは、軸方向の中央から特定方向にずれた位置にて偏心方向に作用する付勢力によって遊星回転体に生じるモーメントの向きに沿う。

以上の構成において、バルブタイミング調整装置に大きなトルクが入力されたとき、各噛合部分にて生じる内周側へのラジアル荷重の増大に伴い、傾斜した一方の噛合部分にて生じるスラスト分力が増大する。故に、スラスト分力及び付勢力によって遊星回転体に生じるモーメントは、ラジアル荷重の差によって遊星回転体に生じるモーメントを上回り続けることができる。このようにして遊星キャリアに対する遊星回転体の傾動姿勢が保たれることで、駆動噛合部分及び従動噛合部分にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、維持可能となる。以上によって、歯車部同士の衝突が抑制されることにより、バルブタイミング調整装置における異音及び磨耗の発生は、回避される。

請求項２に記載の発明では、駆動回転体及び従動回転体のうち一方の回転体は、遊星回転体の傾動により当該遊星回転体と接触する接触部を有することを特徴とする。

この発明によれば、傾動した遊星回転体は、駆動回転体及び従動回転体のうち一方の回転体の有する接触部と接触することにより、当該一方の回転体に対する相対運動を、接触部との間に生じる摩擦によって妨げられる。故に、バルブタイミング調整装置に入力されるトルクが大きく変動した際に、当該トルクの変動は、遊星回転体と接触部との間の摩擦によって減衰される。このようなトルク変動の減衰により、各噛合部分にて生じる内周側へのラジアル荷重、ひいてはラジアル荷重の差によって遊星回転体に生じるモーメントは、低減される。以上のようにして遊星回転体の傾動を妨げるモーメントが低減されることにより、各噛合部分にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、維持され易くなる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

請求項３に記載の発明では、遊星回転体が接触部に接触した状態において、一方の噛合部分は、特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする。

この発明では、遊星回転体の傾動によって当該遊星回転体が接触部に接触した状態においても、一方の噛合部分の傾斜は維持される。故に、スラスト分力による遊星回転体の接触部への押し付けは、継続され得る。以上によれば、摩擦によるトルク変動の減衰作用が継続的に発揮されるので、ラジアル荷重の差によって遊星回転体に生じるモーメントは、さらに低減され得る。このようなモーメントの低減によって各噛合部分にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態が維持され易くなることで、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

請求項４に記載の発明では、駆動噛合部分及び従動噛合部分のうち外周側に位置する一方の噛合部分が、特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする。

この発明においては、スラスト分力の作用する位置が遊星回転体の軸中心から離れているほど、スラスト分力によって遊星回転体に生じるモーメントは大きくなる。故に、駆動噛合部分及び従動噛合部分のうち外周側に位置する一方を傾斜させることにより、遊星キャリアに対する遊星回転体の傾動姿勢を保つためのモーメントが確保され易くなる。以上により、各噛合部分にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態が維持され易くなるので、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

請求項５に記載の発明では、駆動噛合部分及び従動噛合部分は、共に特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする。

この発明では、駆動噛合部分及び従動噛合部分が共に傾斜することにより、第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部には、共にスラスト分力が作用する。以上によれば、遊星キャリアに対する遊星回転体の傾動姿勢を保つためのモーメントが確保され易くなるので、各噛合部分にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、さらに維持され易くなる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

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。 本発明の第一実施形態の特徴的構成を説明するための図である。 本発明の第二実施形態の特徴的構成を説明するための図であって、図４の変形例を示す図である。

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ることができる。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。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。ここで、第一実施形態のカム軸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り、開閉するものである。したがって、バルブタイミング調整装置１は、クランク軸に対するカム軸２の相対位相としての機関位相を変化させることで、当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１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、アクチュエータ４、通電制御回路部７及び遊星歯車機構８等を組み合わせてなる。

アクチュエータ４は、例えばブラシレスモータ等の電動モータであり、内燃機関の固定節に固定されるケース５と、当該ケース５により正逆回転自在に支持される回転軸６とを有している。通電制御回路部７は、例えば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、ケース５の外部及び／又は内部に配置されてアクチュエータ４と電気的に接続されている。通電制御回路部７は、内燃機関の運転状態に応じたバルブタイミングを実現するための通電をアクチュエータ４に対して行い、回転軸６の回転駆動を制御する。

遊星歯車機構８は、駆動回転体１０、従動回転体２０、遊星キャリア４０、遊星歯車５０、及び繭ばね７０を備えている。

図１〜３に示すように、全体として中空状の駆動回転体１０は、遊星歯車機構８の最外郭を形成する要素であって、当該機構８の他の構成要素２０，４０，５０，及び繭ばね７０を内部空間に収容している。駆動回転体１０は、歯車部材１２及びスプロケット部材１３の間に筒壁部材１４を同軸上に共締めすることにより、形成されている。

図１，２に示すように、有底円筒状の歯車部材１２は、歯底円の内周側に歯先円を有する駆動側内歯車部１８を周壁部に形成している。図１，３に示すように段付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複数の歯１９を回転方向に等間隔に有している。スプロケット部材１３は、それらの歯１９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部材１３へ伝達されるときには、駆動回転体１０はクランク軸と連動して回転する。このとき駆動回転体１０の回転方向は、図２の反時計方向及び図３の時計方向となる。

有底円筒状の従動回転体２０は、それよりも大径円筒状の筒壁部材１４の内周側に同軸上に配置されている。図１に示すように従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に固定される固定部２１を底壁部に形成している。かかる固定形態により従動回転体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と同じ図３の時計方向に設定されている。

図１，３に示すように従動回転体２０は、歯底円の内周側に歯先円を有する従動側内歯車部２２を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１８の内径よりも小さく設定され、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１８の歯数よりも少なく設定されている。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１８に対して軸方向にずれて配置されている。

図１〜３に示すように、全体として筒状の遊星キャリア４０は、周壁部のうち回転体１０，２０及び回転軸６と同軸上に配置される円筒面状の内周面に、連結部４１を形成している。連結部４１は、回転軸６に設けられた継手部４３が嵌合により連結される嵌合溝部４２を有している。かかる嵌合形態により遊星キャリア４０は、回転軸６と一体に回転可能且つ駆動側内歯車部１８に対して相対回転可能となっている。

遊星キャリア４０は、周壁部のうち回転体１０，２０及び回転軸６から偏心して配置される円筒面状の外周面に、偏心支持部４６を形成している。偏心支持部４６は、転がり軸受６０を介して遊星歯車５０の中心孔５１に嵌合することで当該歯車５０を内周側から支持して、この遊星歯車５０を遊星運動可能に軸受している。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０が要素１０，２０，６に対する偏心支持部４６の偏心軸線まわりに自転しつつ、要素４０，６の回転軸線まわりに公転する運動をいう。したがって、回転軸６と共に遊星キャリア４０が遊星歯車５０の公転方向へ回転するときには、当該歯車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、転がり軸受６０を有しており、歯底円の外周側に歯先円を有する駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４を、それぞれ周壁部の大径部分及び小径部分に形成している。駆動側内歯車部１８の内周側に配置される駆動側外歯車部５２は、要素１０，２０，６に対する偏心支持部４６の偏心方向ＥＤにて当該内歯車部１８と噛合している。駆動側外歯車部５２から軸方向にずれて従動側内歯車部２２の内周側に配置される従動側外歯車部５４は、要素１０，２０，６に対する偏心支持部４６の偏心方向ＥＤにて当該内歯車部２２と噛合している。各外歯車部５２，５４が各内歯車部１８，２２と噛み合う軸方向の位置は、歯車部材１２及び遊星歯車５０の間に配置されたワッシャ１７の厚みによって調整されている。従動側外歯車部５４の外径は駆動側外歯車部５２の外径よりも小さく設定され、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１８の歯数よりも同数ずつ少なく設定されている。

繭ばね７０は、溝部４７に収容されることにより、遊星歯車５０の転がり軸受６０と遊星キャリア４０の偏心支持部４６との間に介装されている。繭ばね７０は、帯状の金属製の部材を湾曲させることにより形成されており、概ねＵ字状の断面を有する板ばねである。一対の繭ばね７０は、帯状の両端部が遊星歯車５０の径方向において対向し且つそれら両端部間の開口が遊星歯車５０の周方向を向くようにして、各溝部４７に収容されている。繭ばね７０を収容する一対の溝部４７は、偏心支持部４６のうち遊星キャリア４０の中心に対して偏心方向ＥＤに位置する部分を、周方向に挟むようにして設けられている。各溝部４７は、偏心支持部４６におけるカム軸２側の端面からアクチュエータ４側に向かって軸方向に沿って伸びており、径方向外側の遊星歯車５０に向かって開口している。繭ばね７０は、各溝部４７を周方向に跨ぐようにして偏心支持部４６に外嵌された円環状のリング部材７５により、当該溝部４７からの離脱を防止されている。

以上のように回転体１０，２０間を歯車連繋してなる遊星歯車機構８は、回転軸６と共に遊星キャリア４０がアクチュエータ４により回転駆動されることで、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間の相対位相となる機関位相に応じたバルブタイミングを実現する。具体的には、回転軸６と共に遊星キャリア４０が駆動回転体１０と同速に回転駆動されるときには、当該キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して相対回転しないので、遊星歯車５０が遊星運動せずに回転体１０，２０と連れ回りする。その結果、機関位相の変化は生じないので、バルブタイミングが保持されることになる。

一方、回転軸６と共に遊星キャリア４０が駆動回転体１０よりも高速に回転駆動されるときには、当該キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して進角側へと相対回転することで、遊星歯車５０が遊星運動する。その結果、駆動回転体１０に対して従動回転体２０が進角側へ相対回転するので、機関位相の進角側への変化が生じてバルブタイミングが進角することになる。

また一方、回転軸６と共に遊星キャリア４０が駆動回転体１０よりも低速に回転する又は駆動回転体１０と反対方向へ回転駆動されるときには、当該キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して遅角側へと相対回転することで、遊星歯車５０が遊星運動する。その結果、駆動回転体１０に対して従動回転体２０が遅角側へ相対回転するので、機関位相の遅角側への変化が生じてバルブタイミングが遅角することになる。

（特徴的構成）
次に、バルブタイミング調整装置１の特徴的構成を説明する。以下、バルブタイミング調整装置１における駆動側内歯車部１８と駆動側外歯車部５２との噛合部分を駆動側噛合部分５３とし、従動側内歯車部２２と従動側外歯車部５４との噛合部分を従動側噛合部分５５とする。繭ばね７０による付勢力Ｆｓが作用していない状態では、各噛合部分５３，５５のそれぞれには、製造公差に起因するバックラッシが生じている。加えて、製造公差に起因する隙間及び嵌め合いのための隙間等によって、遊星歯車５０は遊星キャリア４０に対し僅かに傾動可能である。このような遊星歯車５０の傾動の中心Ｔｃは、図４に示されるように、例えば偏心支持部４６の軸中心ＣＬ上であって、転がり軸受６０の内周面における軸方向の中央に位置している。

繭ばね７０は、アクチュエータ４（図１参照）側からカム軸２側に向かう特定方向ＳＤに、傾動中心Ｔｃからずれた位置に介装されている。繭ばね７０は、各外歯車部５２，５４の偏心方向ＥＤに沿って遊星歯車５０を外周側に付勢している。このようにして遊星歯車５０には、図４の反時計方向の傾動モーメントＭｔが、繭ばね７０の付勢力Ｆｓによって生じる。

以上の構成では、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間におけるトルク伝達の際に、各外歯車部５２，５４のそれぞれに、偏心方向ＥＤに沿って内周側に向かうラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２が作用する。繭ばね７０による復元力の合力である付勢力Ｆｓは、各外歯車部５２，５４に作用するラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２に抗して遊星歯車５０を偏心方向ＥＤに付勢しつつ、当該遊星歯車５０を反時計方向に傾動させようとする。こうして、遊星歯車５０が偏心方向ＥＤへ移動しつつ、傾動中心Ｔｃまわりに従動側噛合部分５５側から駆動側噛合部分５３側へと傾動することにより、各噛合部分５３，５５のバックラッシは、消滅させられている。

また、遊星歯車５０は、軸方向においてカム軸２側とは反対側に位置する転がり軸受６０の端面６１を、ワッシャ１７と対向させている。加えて、遊星歯車５０は、駆動側外歯車部５２と従動側外歯車部５４との間に位置し且つカム軸２側を向く段差面５７を、アクチュエータ４（図１参照）側を向く従動回転体２０の端面２５と対向させている。上述の傾動モーメントＭｔの作用によって傾動した遊星歯車５０は、軸中心ＣＬよりも偏心方向ＥＤにて端面６１をワッシャ１７に接触させつつ、軸中心ＣＬよりも偏心方向ＥＤとは反対側にて段差面５７を従動回転体２０の端面２５に接触させる。以上により遊星歯車５０は、端面６１及び段差面５７をワッシャ１７及び端面２５にそれぞれ接触させた傾動姿勢にて、遊星運動する。

さらに、駆動回転体１０の駆動側内歯車部１８及び従動回転体２０の従動側内歯車部２２は、特定方向ＳＤに向かうに従い内周側に傾斜している。加えて、これら各内歯車部１８，２２と噛み合う駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４は、特定方向ＳＤに向かうに従い内周側に傾斜している。これらにより、各歯車部１８，２２，５２，５４につき、それぞれの中心から各噛合部分５３，５５までのピッチ円は、特定方向ＳＤに向かうに従い縮径するテーパ状を呈する。即ち、駆動側噛合部分５３及び従動側噛合部分５５は、共に特定方向ＳＤに向かうに従い内周側に傾斜することとなる。さらに、遊星歯車５０が端面６１及び段差面５７をワッシャ１７及び端面２５にそれぞれ接触させた傾動姿勢において、各噛合部分５３，５５の軸方向に対する傾斜は、維持される。

上述の傾斜によれば、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間のトルク伝達の際に、各噛合部分５３，５５を形成する各外歯車部５２，５４には、軸方向に沿ったスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２が作用する。これらのスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２の作用する方向は、各噛合部分５３，５５の傾斜の形態により、軸方向に沿って特定方向ＳＤとは反対の方向となる。加えて、スラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２の作用する各外歯車部５２，５４は、傾動中心Ｔｃの位置する軸中心ＣＬから偏心方向ＥＤにずれた位置である。これらにより、スラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２の作用によって遊星歯車５０に生じるモーメントの向きは、付勢力Ｆｓによる傾動モーメントＭｔの向きに沿うこととなる。

ここまで説明した構成では、例えばカム軸２から入力されるカムトルク等、大きなトルクがバルブタイミング調整装置１に入力されたとき、各噛合部分５３，５５にて生じる各ラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２は、増大する。ここで、従動側噛合部分５５にて生じるラジアル荷重Ｆｒ２が駆動側噛合部分５３にて生じるラジアル荷重Ｆｒ１よりも大きい場合、各ラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の増大に伴って、これらラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差も増大する。このようなラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差は、付勢力Ｆｓ及び各スラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２による傾動モーメントＭｔとは逆向きであって、図４の時計方向のモーメントを、遊星歯車５０に生じさてしまう。

さらに、製造公差を要因とするラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差の増大が想定される。具体的には、遊星歯車５０において、駆動側外歯車部５２が基準の寸法よりも小さく成形され、従動側外歯車部５４が基準の寸法よりも大きく成形された場合である。この場合では、駆動側外歯車部５２が駆動側内歯車部１８と深く噛み合うこととなるので、駆動側外歯車部５２の圧力角は、小さくなる。故に、駆動側外歯車部５２に作用するラジアル荷重Ｆｒ１は、小さくなり易い。一方で、従動側外歯車部５４は、従動側内歯車部２２と浅く噛み合うこととなる。故に、従動側外歯車部５４の圧力角が大きくなるので、従動側外歯車部５４に作用するラジアル荷重Ｆｒ２は、大きくなり易い。このような場合では、ラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差が大きくなり易いので、ひいては傾動モーメントＭｔとは逆向きのモーメントも、増大することとなる。

しかし、第一実施形態においては、大きなトルクの入力に伴って、各噛合部分５３，５５にて生じる各スラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２が増大する。故に、各スラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２及び付勢力Ｆｓによって遊星歯車５０に生じる傾動モーメントＭｔは、ラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって遊星歯車５０に生じるモーメントを上回り続けることができる。以上により、遊星キャリア４０に対する遊星歯車５０の傾動姿勢が保たれることで、各噛合部分５３，５５にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、維持可能となる。したがって、歯車部同士の衝突が抑制されるので、バルブタイミング調整装置１における異音及び磨耗の発生は、回避される。

加えて第一実施形態によれば、遊星歯車５０は、端面６１及び段差面５７をワッシャ１７及び端面２５にそれぞれ接触させる。すると、各回転体１０，２０に対する遊星歯車５０の相対運動は、各接触部分にて生じる摩擦によって妨げられる。故に、バルブタイミング調整装置１に入力されるトルクが大きく変動した際に、当該トルクの変動は、各接触部分にて生じる摩擦によって減衰される。

さらに、遊星歯車５０が端面６１及び段差面５７をワッシャ１７及び端面２５にそれぞれ接触させた状態においても、各噛合部分５３，５５の傾斜は維持される。故に、各外歯車部５２，５４にはスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２が作用し続けるので、これらスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２による端面６１及び段差面５７のワッシャ１７及び端面２５への押し付けは、継続される。よって、摩擦によるトルク変動の減衰作用は、継続的に発揮される。

以上のようなトルク変動の減衰作用によれば、各外歯車部５２，５４に作用する内周側へのラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２、ひいてはこれらラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって遊星歯車５０生じるモーメントは、低減される。こうして遊星歯車５０の傾動を妨げるモーメントが低減されることにより、各噛合部分５３，５５にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、維持され易くなる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

さらに第一実施形態においては、スラスト分力の作用する位置が軸中心ＣＬから離れているほど、スラスト分力によって生じる傾動モーメントＭｔは、大きくなる。故に、各噛合部分５３，５５のうち外周側に位置する駆動側噛合部分５３を傾斜させることによれば、遊星歯車５０の傾動姿勢を保つための傾動モーメントＭｔが確保され易くなる。

一方で、大きなカムトルクの入力される従動回転体２０に形成される従動側噛合部分５５には、駆動側噛合部分５３に生じるラジアル荷重Ｆｒ１よりも大きなラジアル荷重Ｆｒ２が生じ得る。故に、従動側噛合部分５５を傾斜させることによれば、カムトルクの入力の入力時において、遊星歯車５０の傾動姿勢を保つためのモーメントが確保され易くなる。

このような駆動側噛合部分５３及び従動側噛合部分５５が共に傾斜する第一実施形態によれば、各外歯車部５２，５４には、共に大きなスラスト分力Ｆｔ１，Ｆｔ２が作用し得る。こうして遊星キャリア４０に対する遊星歯車５０の傾動姿勢を保つための傾動モーメントＭｔが確保され易くなることで、各噛合部分５３，５５にて生じるバックラッシを共に消滅させた状態は、さらに維持され易くなる。したがって、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、さらに回避される。

尚、第一実施形態において、ワッシャ１７及び端面２５が特許請求の範囲に記載の「接触部」に相当し、駆動側内歯車部１８が特許請求の範囲に記載の「駆動歯車部」に相当し、従動側内歯車部２２が特許請求の範囲に記載の「従動歯車部」に相当し、遊星歯車５０が特許請求の範囲に記載の「遊星回転体」に相当し、駆動側外歯車部５２が特許請求の範囲に記載の「第一遊星歯車部」に相当し、駆動側噛合部分５３が特許請求の範囲に記載の「駆動噛合部分」に相当し、従動側外歯車部５４が特許請求の範囲に記載の「第二遊星歯車部」に相当し、従動側噛合部分５５が特許請求の範囲に記載の「従動噛合部分」に相当し、繭ばね７０が特許請求の範囲に記載の「弾性部材」に相当する。

（第二実施形態）
図５に示されるように、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、駆動回転体１０の駆動側内歯車部１８及び遊星歯車５０の駆動側外歯車部５２は、軸方向に対して実質的に傾斜しておらず、軸方向に沿うように形成されている。これにより、駆動側噛合部分５３及び従動側噛合部分５５のうち、駆動側噛合部分５３が軸方向に沿い、従動側噛合部分５５が特定方向ＳＤに向かうに従い内周側に傾斜することとなる。

以上の形態では、従動側噛合部分５５にて生じるスラスト分力Ｆｔ２が従動側外歯車部５４に作用する。伝達トルクの増加に伴ってスラスト分力Ｆｔ２が大きくなることによれば、スラスト分力Ｆｔ２及び繭ばね７０の付勢力Ｆｓによって遊星歯車５０に生じる傾動モーメントＭｔは、ラジアル荷重Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によるモーメントを上回ることができる。故に、遊星歯車５０は、傾動姿勢を維持できる。以上により、各噛合部分５３，５５にて生じるバックラッシを共に消滅させることができるので、歯車部同士の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、回避される。

また、図１に示される第一実施形態の駆動側内歯車部１８は、底部側であるアクチュエータ４側から開口側であるカム軸２側に向かって縮径しており、所謂逆テーパ状となっていた。ここのような逆テーパ状の駆動側内歯車部１８の成形は、困難となり易い。そこで、図５に示される第二実施形態の駆動側内歯車部１８は、アクチュエータ４（図１参照）側からカム軸２側に向かって、軸方向に沿う形状とされている。このように駆動側内歯車部１８が成形容易な形態とされることにより、当該歯車部１８の寸法精度は、向上し得る。したがって、駆動側噛合部分５３における製造公差によるバックラッシを最小とし、ひいては各歯車部１８，５２の衝突に起因する異音及び磨耗の発生は、回避されることとなる。

尚、第二実施形態において、従動側噛合部分５５が特許請求の範囲に記載の「一方の噛合部分」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記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。

上記第一実施形態のバルブタイミング調整装置１は、駆動側噛合部分５３及び従動側噛合部分５５が共に傾斜する形態であった。また、上記第二実施形態のバルブタイミング調整装置は、駆動側噛合部分５３及び従動側噛合部分５５のうち、従動側噛合部分５５が傾斜する形態であった。これら以外にも、バルブタイミング調整装置は、例えば駆動側噛合部分及び従動側噛合部分のうち、駆動側噛合部分が傾斜する形態であってもよい。

上記実施形態において、特定方向ＳＤは、軸方向にそってアクチュエータ４側からカム軸２側に向かう方向に規定されていた。しかし、軸方向に沿ってカム軸２からアクチュエータ４側に向かう方向が、「特定方向」として規定されていてもよい。この場合、「弾性部材」は、傾動中心Ｔｃからアクチュエータ４側にずれた位置にて、転がり軸受６０及び偏心支持部４６の間に介装されることが望ましい。加えて、各噛合部分の傾斜は、軸方向に沿ってカム軸２側からアクチュエータ４側に向かうに従って内周側に傾斜することが望ましい。

上記実施形態において、傾動した遊星歯車５０は、駆動回転体１０のワッシャ１７と従動回転体２０の端面２５とに接触していた。しかし、遊星歯車は、例えば傾動により、「一方の回転体」としての従動回転体の端面と接触する形態であってもよい。また、各回転体において、遊星歯車と接触する部分は、上記実施形態のワッシャ１７及び端面２５等に限定されることなく、位置及び形状を適宜変更されてよい。

上記実施形態では、一対の繭ばね７０の復元力による合力が、付勢力Ｆｓとして遊星歯車５０に作用していた。しかし、付勢力Ｆｓは、一つの「弾性部材」による復元力であってもよく、三つ以上の「弾性部材」の復元力による合力であってもよい。また、「弾性部材」は、繭ばね７０に限定されない。偏心支持部に対して転がり軸受を外周側に付勢できる構成であれば、「弾性部材」の形状及び材料は、適宜変更されてよい。

そして、回転軸６と共に遊星キャリア４０を回転駆動するアクチュエータ４としては、上記実施形態のような電動モータ以外の例えば電動ブレーキ等を採用してもよい。さらに、本発明は、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適用できる。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、４ アクチュエータ、５ ケース、６ 回転軸、７ 通電制御回路部、８ 遊星歯車機構、１０ 駆動回転体、１２ 歯車部材、１３ スプロケット部材、１４ 筒壁部材、１７ ワッシャ（接触部）、１８ 駆動側内歯車部（駆動歯車部）、１９ 歯、２０ 従動回転体、２１ 固定部、２２ 従動側内歯車部（従動歯車部）、２５ 端面（接触部）、４０ 遊星キャリア、４１ 連結部、４２ 嵌合溝部、４３ 継手部、４６ 偏心支持部、４７ 溝部、５０ 遊星歯車（遊星回転体）、５１ 中心孔、５２ 駆動側外歯車部（第一遊星歯車部）、５３ 駆動側噛合部分（駆動噛合部分）、５４ 従動側外歯車部（第二遊星歯車部）、５５ 従動側噛合部分（従動噛合部分）、５７ 段差面、６０ 転がり軸受、６１ 端面、７０ 繭ばね（弾性部材）、７５ リング部材、ＣＬ 軸中心、ＥＤ 偏心方向、Ｆｒ１，Ｆｒ２ ラジアル荷重、Ｆｔ１，Ｆｔ２ スラスト分力、Ｆｓ 付勢力、Ｍｔ 傾動モーメント、ＳＤ 特定方向、Ｔｃ 傾動中心

Claims (5)

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、
   駆動歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
   前記駆動歯車部に対し軸方向にずれて配置される従動歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する従動回転体と、
   第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部を有し、それら第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部がそれぞれ前記駆動歯車部及び前記従動歯車部に対し偏心して噛み合いつつ一体に遊星運動することにより、前記駆動回転体及び前記従動回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
   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、軸方向において前記遊星回転体の中央から特定方向にずれた位置にて、前記第一遊星歯車部及び前記第二遊星歯車部の偏心方向に沿って当該遊星回転体を外周側に付勢する弾性部材と、を備え、
   前記第一遊星歯車部及び前記駆動歯車部の駆動噛合部分、並びに前記第二遊星歯車部及び前記従動歯車部の従動噛合部分のうち一方の噛合部分は、前記特定方向に向かうに従い内周側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。
2. 前記駆動回転体及び前記従動回転体のうち一方の回転体は、前記遊星回転体の傾動により当該遊星回転体と接触する接触部を有することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記遊星回転体が前記接触部に接触した状態において、前記一方の噛合部分は、前記特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記駆動噛合部分及び前記従動噛合部分のうち外周側に位置する前記一方の噛合部分が、前記特定方向に向かうに従い内周側に傾斜することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記駆動噛合部分及び前記従動噛合部分は、共に前記特定方向に向かうに従い内周側に傾斜す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。

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