JP2016118107A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機構の破損と回転位相の調整ずれとによる内燃機関への悪影響を抑制するバルブタイミング調整装置の提供。【解決手段】可動軸継手機構４０は、遊星キャリア３０において外部へ向かって開口した固定孔３１に固定される第一固定部４２２、並びに固定孔３１の内周側に配置される筒部４２０を、有する第一継手部材４２と、固定孔３１の内周側にて筒部４２０を相対摺動可能に径方向へ貫通する貫通部４４０、筒部４２０の内周側にてモータ軸５に固定される第二固定部４４２、並びにモータ軸５と筒部４２０との間の径方向隙間４２６にて貫通部４４０及び第二固定部４４２よりも強度が低く設定される低強度部４４４を、有する第二継手部材４４とを、組み合わせて構成される。貫通部４４０が固定孔３１との間にあける径方向距離Ｌａは、筒部４２０において貫通部４４０が貫通している箇所の径方向長さＬｂよりも小さく設定される。【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのクランクトルクの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、クランク軸とカム軸との間の回転位相を位相調整機構への制御トルクの伝達により調整するバルブタイミング調整装置は、例えば特許文献１に開示されている。

ここで、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、ストッパ機構により位相調整機構を係止することで、回転位相を位相端にて規制している。そのため、回転位相の規制に起因して位相調整機構がロックする事態を抑制すべく、位相調整機構において制御トルクの伝達される入力回転体を当該規制時に空転させている。

特許第５４４０４７４号公報

さて、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、回転位相の規制時に入力回転体を空転させることで、当該規制時の衝撃トルクによりストッパ機構や位相調整機構が破損して破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態についても、抑制可能となっている。しかし、そうした入力回転体の空転は、回転位相を規制する度に現出することから、入力回転体の回転状態に従って調整される回転位相にずれが生じることで、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与えるという別の問題を招いてしまう。

そこで、本発明者らは、制御トルクを出力するトルク出力源の出力回転体に対し、入力回転体を相対変位可能且つトルク伝達可能に中継する可動軸継手機構に着目して、鋭意研究を行ってきた。その結果、回転位相の規制時に発生する衝撃トルクがストッパ機構や位相調整機構を破損させる程度まで過大となった場合には、可動軸継手機構を敢えて優先的に破損させることで、破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態をも抑制可能となることが、判明した。

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、機構の破損と回転位相の調整ずれとによる内燃機関への悪影響を抑制するバルブタイミング調整装置を、提供することにある。

上述の課題を解決するために開示された第一発明は、内燃機関においてクランク軸からのクランクトルクの伝達によりカム軸（２）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（１）であって、制御トルクを出力する出力回転体（５）を、有するトルク出力源（３）と、出力回転体から制御トルクの伝達される入力回転体（３０）を、有し、入力回転体の回転状態に従ってクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する位相調整機構（８）と、位相調整機構を係止することにより、回転位相を位相端（Ｐｒ，Ｐａ）にて規制するストッパ機構（９）と、出力回転体と入力回転体とを相対変位可能且つトルク伝達可能に中継する可動軸継手機構（４０）とを、備え、可動軸継手機構は、入力回転体において外部へ向かって開口した固定孔（３１）に固定される第一固定部（４２２）、並びに固定孔の内周側に配置される筒部（４２０）を、有する第一継手部材（４２）と、固定孔の内周側にて筒部を相対摺動可能に径方向へ貫通する貫通部（４４０）、筒部の内周側にて出力回転体に固定される第二固定部（４４２）、並びに出力回転体と筒部との間の径方向隙間（４２６）にて貫通部及び第二固定部よりも強度が低く設定される低強度部（４４４）を、有する第二継手部材（４４）とを、組み合わせて構成され、
貫通部が固定孔との間にあける径方向距離（Ｌａ）は、筒部において貫通部が貫通している箇所の径方向長さ（Ｌｂ）よりも小さく設定されることを特徴とする。

第一発明の可動軸継手機構によると、入力回転体において第一継手部材の第一固定部が固定される固定孔の内周側では、第一継手部材の筒部に対して第二継手部材の貫通部が相対摺動可能に径方向へと貫通した状態となる。かかる貫通状態下、第二継手部材の第二固定部が筒部の内周側にてトルク出力源の出力回転体に固定されることで、出力回転体と入力回転体とが相対変位可能且つトルク伝達可能に中継されることになる。

ここで、出力回転体と筒部との間の径方向隙間にて、貫通部及び第二固定部よりも強度の低い低強度部を第二継手部材に設けた第一発明によれば、ストッパ機構により回転位相の規制時に発生する衝撃トルクが過大となっても、低強度部を優先的に破損させ得る。故に、衝撃トルクが過大となるまでは、入力回転体の空転による回転位相のずれを回避して、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制することが、可能である。また、衝撃トルクが過大となった場合には、ストッパ機構や位相調整機構の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も、抑制可能となる。

しかも、筒部において貫通部が貫通している箇所の径方向長さよりも、貫通部が固定孔との間にあける径方向距離を小さく設定した第一発明によれば、低強度部が破損して貫通部が第二固定部とは分断されたとしても、当該貫通部は筒部における貫通箇所からの離脱を規制され得る。故に、入力回転体において外部へと向かって開口する固定孔からは、破損物としての貫通部が脱出し難くなるので、当該脱出により内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も抑制可能となる。

また、上述の課題を解決するために開示された第二発明は、内燃機関においてクランク軸からのクランクトルクの伝達によりカム軸（２）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（１）であって、制御トルクを出力する出力回転体（５）を、有するトルク出力源（３）と、出力回転体から制御トルクの伝達される入力回転体（３０）を、有し、入力回転体の回転状態に従ってクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する位相調整機構（８）と、位相調整機構を係止することにより、回転位相を位相端（Ｐｒ，Ｐａ）にて規制するストッパ機構（９）と、出力回転体と入力回転体とを相対変位可能且つトルク伝達可能に中継する可動軸継手機構（２０４０）とを、備え、可動軸継手機構は、入力回転体において外部へ向かって開口した固定孔（３１）に固定される第一固定部（４２２）、並びに固定孔の内周側に配置される筒部（４２０）を、有する第一継手部材（４２）と、固定孔の内周側にて筒部に固定される第二固定部（２４４２）、筒部の内周側にて出力回転体を相対摺動可能に径方向へ貫通する貫通部（２４４０）、並びに出力回転体と筒部との間の径方向隙間（４２６）にて第二固定部及び貫通部よりも強度が低く設定される低強度部（２４４４）を、有する第二継手部材（２０４４）とを、組み合わせて構成され、貫通部を径方向に挟む両側には、それぞれ第二固定部が設けられ、各第二固定部と貫通部との間には、それぞれ低強度部が設けられることを特徴とする。

第二発明の可動軸継手機構によると、入力回転体において第一継手部材の第一固定部が固定される固定孔の内周側では、第一継手部材の筒部に対して第二継手部材の第二固定部が固定された状態となる。かかる固定状態下、第二継手部材の貫通部が筒部の内周側にてトルク出力源の出力回転体を相対摺動可能に径方向へと貫通することで、出力回転体と入力回転体とが相対変位可能且つトルク伝達可能に中継されることになる。

ここで、出力回転体と筒部との間の径方向隙間にて、第二固定部及び貫通部よりも強度の低い低強度部を第二継手部材に設けた第二発明によれば、ストッパ機構により回転位相の規制時に発生する衝撃トルクが過大となっても、低強度部を優先的に破損させ得る。故に、衝撃トルクが過大となるまでは、入力回転体の空転による回転位相のずれを回避して、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制することが、可能である。また、衝撃トルクが過大となった場合には、ストッパ機構や位相調整機構の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も、抑制可能である。

しかも、貫通部を径方向に挟む両側にそれぞれ第二固定部を設けて、それら各第二固定部と貫通部との間にそれぞれ低強度部を設けた第二発明によれば、低強度部が破損して貫通部が第二固定部とは分断されたとしても、当該貫通部は出力回転体における貫通箇所からの離脱を規制され得る。故に、入力回転体において外部へと向かって開口する固定孔からは、破損物としての貫通部が脱出し難くなるので、当該脱出により内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も抑制可能となる。

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３とは異なる作動状態を示す断面図である。 図２，６のV−V線断面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の作用効果を説明するための断面図である。 第二実施形態によるバルブタイミング調整装置を図５に対応して示す断面図であって、図１０のIX−IX線断面図である。 図９のX−X線断面図である。 図１０のXI−XI線断面図である。 第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の作用効果を説明するための断面図である。 図６の変形例を示す拡大断面図である。 図６の変形例を示す拡大断面図である。 図６の変形例を示す拡大断面図である。 図７の変形例を示す拡大断面図である。

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ることができる。

（第一実施形態）
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は、図１に示すように、車両において内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へクランクトルクを伝達する伝達系に、設置されている。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）をクランクトルクの伝達により開閉するシャフトであり、装置１は、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、装置１の基本構成を説明する。装置１は、電動モータ３、制御系６及び機構系７を備えている。

「トルク出力源」としての電動モータ３は、例えばブラシレスモータ等であり、モータケース４及びモータ軸５を有している。中空状のモータケース４は、内燃機関において例えばチェーンケース等の固定節に固定される。「出力回転体」としての円柱状のモータ軸５は、モータケース４により正逆回転自在に支持されている。

制御系６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いる。制御系６は、モータケース４の外部及び／又は内部に配置され、電動モータ３と電気的に接続されている。制御系６は、電動モータ３への通電を制御することで、モータ軸５を回転駆動する。かかる回転駆動によりモータ軸５からは、制御トルクが出力される。

図１〜３に示すように機構系７は、位相調整機構８及びストッパ機構９等から構成されている。位相調整機構８は、駆動回転体１０、従動回転体２０、遊星キャリア３０、可動軸継手機構４０及び遊星歯車５０を有している。

中空状の駆動回転体１０は、位相調整機構８の他の構成要素２０，３０，５０を内部に収容している。駆動回転体１０は、歯車部材１１を伝達部材１３及びカバー部材１４間に介装した状態にて、それらの部材１１，１３，１４を同軸上に螺子止めしてなる。図１，２に示すように円環板状の歯車部材１１は、歯底円の内周側に歯先円を定めた駆動側内歯車部１２を、周壁部により形成している。

図１，３に示すように円筒状の伝達部材１３は、周方向に等間隔をあけた箇所から外周側へと突出する複数のスプロケット歯１８を、周壁部により形成している。伝達部材１３は、それらスプロケット歯１８とクランク軸の複数の歯との間にてタイミングチェーンが掛け渡されることで、クランク軸と連繋する。かかる連繋形態下、クランク軸のクランクトルクがタイミングチェーンを通じて伝達部材１３に伝達されると、駆動回転体１０は、クランク軸と連動して周方向の一方（図３の時計方向）へと回転する。

有底円筒状の従動回転体２０は、伝達部材１３の内周側に同軸上に嵌合している。従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に連結される連結部２２を、底壁部により形成している。かかる連結形態の従動回転体２０は、カム軸２と連動して駆動回転体１０と同一の周方向（図３の時計方向）に回転しつつ、当該駆動回転体１０に対しては遅角方向Ｄｒ及び進角方向Ｄａのいずれにも相対回転可能となっている。

従動回転体２０は、歯底円の内周側に歯先円を定めた従動側内歯車部２４を、周壁部により形成している。従動側内歯車部２４の歯数は、駆動側内歯車部１２の歯数よりも少なく設定されている。従動側内歯車部２４は、駆動側内歯車部１２に対して軸方向のカム軸２側へとずれている。

図１〜３に示すように部分偏心円筒状の遊星キャリア３０は、伝達部材１３及び従動回転体２０の内周側からカバー部材１４の内周側に跨って、配置されている。「入力回転体」としての遊星キャリア３０は、周壁部のうち回転体１０，２０及びモータ軸５と同軸上の内周面により、固定孔３１を形成している。遊星キャリア３０において円筒孔状の固定孔３１は、カム軸２側では駆動回転体１０の内部へ向かって開口していると共に、カム軸２と反対側では同回転体１０の外部へ向かって開口している。固定孔３１は、可動軸継手機構４０によりモータ軸５に対して中継されている。かかる中継形態によりモータ軸５から制御トルクが伝達される遊星キャリア３０は、当該モータ軸５と一体となって周方向に正逆回転しつつ、駆動側内歯車部１２に対しては遅角方向Ｄｒ及び進角方向Ｄａのいずれにも相対回転可能となっている。

遊星キャリア３０はさらに、周壁部のうち回転体１０，２０及びモータ軸５とは偏心する外周面により、支持面３４を形成している。遊星キャリア３０において円筒面状の支持面３４は、遊星ベアリング３５を介すことで、遊星歯車５０の内周側に同軸上に嵌合している。かかる嵌合形態の遊星歯車５０は、支持面３４により支持されることで、駆動側内歯車部１２に対する遊星キャリア３０の相対回転に応じて遊星運動可能となっている。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０の中心線まわりに自転しつつ、モータ軸５及び遊星キャリア３０の正逆回転方向へ公転する運動をいう。

段付円筒状の遊星歯車５０は、歯底円の外周側に歯先円を定めた駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４を、周壁部により形成している。駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４の歯数は、それぞれ駆動側内歯車部１２及び従動側内歯車部２４の歯数よりも同数ずつ少なくなるように、設定されている。駆動側外歯車部５２は、歯車部材１１の内周側に偏心して配置され、駆動側内歯車部１２と遊星運動可能に噛合している。従動側外歯車部５４は、駆動側外歯車部５２に対して軸方向のカム軸２側へとずれている。従動側外歯車部５４は、従動回転体２０のうち周壁部の内周側に偏心して配置され、従動側内歯車部２４と遊星運動可能に噛合している。

以上の構成により回転体１０，２０間を歯車連繋した差動歯車機構としての位相調整機構８は、モータ軸５から制御トルクの伝達される遊星キャリア３０の回転状態に従って、クランク軸とカム軸２の間の回転位相（以下、単に「回転位相」という）を調整する。かかる回転位相の調整の結果、内燃機関の運転状況に適合するバルブタイミング調整が実現される。

具体的には、モータ軸５と共に遊星キャリア３０が駆動回転体１０と同速に正回転するときには、当該遊星キャリア３０が駆動側内歯車部１２に対して相対回転しない。その結果、遊星歯車５０が遊星運動せずに回転体１０，２０と連れ回りするので、回転位相が実質的に不変となって、バルブタイミングが保持調整される。一方、モータ軸５と共に遊星キャリア３０が駆動回転体１０よりも低速に正回転する又は逆回転するときには、当該遊星キャリア３０が駆動側内歯車部１２に対する遅角方向Ｄｒへ相対回転する。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に対する遅角方向Ｄｒへ相対回転するので、回転位相が遅角変化して、バルブタイミングが遅角調整される。また一方、モータ軸５と共に遊星キャリア３０が駆動回転体１０よりも高速に正回転するときには、当該遊星キャリア３０が駆動側内歯車部１２に対する進角方向Ｄａへ相対回転する。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に対する進角方向Ｄａへ相対回転するので、回転位相が進角変化して、バルブタイミングが進角調整される。

このような位相調整機構８に対して、図１，３に示すようにストッパ機構９は、ストッパ溝６２及びストッパ突起６４を有している。

ストッパ溝６２は、駆動回転体１０において伝達部材１３の内周側へ向かって開口している。ストッパ溝６２は、周方向に沿って円弧溝状に延伸している。ストッパ溝６２において遅角方向Ｄｒの端面は、最遅角ストッパ面６２ｒを形成している。ストッパ溝６２において進角方向Ｄａの端面は、最進角ストッパ面６２ａを形成している。ストッパ突起６４は、従動回転体２０において周壁部から外周側へ向かって突出している。ストッパ突起６４は、ストッパ溝６２内に突入した状態にて、回転体１０，２０の周方向両側に揺動可能となっている。

図３に示すように最遅角ストッパ面６２ｒは、ストッパ溝６２内にて遅角方向Ｄｒへと揺動したストッパ突起６４を係止することで、駆動回転体１０に対する従動回転体２０の遅角方向Ｄｒへの相対回転を止める。これにより回転位相の変化は、遅角方向Ｄｒの「位相端」である最遅角位相Ｐｒにて規制される。一方、図４に示すように最進角ストッパ面６２ａは、ストッパ溝６２内にて進角方向Ｄａへと揺動したストッパ突起６４を係止することで、駆動回転体１０に対する従動回転体２０の進角方向Ｄａへの相対回転を止める。これにより回転位相の変化は、進角方向Ｄａの「位相端」である最進角位相Ｐａにて、規制される。

ここで、最遅角ストッパ面６２ｒ又は６２ａによるストッパ突起６４の係止時、即ち回転位相の規制時に発生する衝撃トルクは、回転体１０，２０から遊星歯車５０及び遊星キャリア３０を通じて、可動軸継手機構４０及びモータ軸５へと順次伝達される。このとき、最遅角ストッパ面６２ｒ又は６２ａに対してストッパ突起６４が衝突するときの相対速度が増大することで、衝撃トルクも増大することになる。

（可動軸継手機構）
次に、可動軸継手機構４０の構成につき、詳細に説明する。図５〜７に示すように、金属製のモータ軸５と金属製の遊星キャリア３０とを中継する可動軸継手機構４０は、金属製の継手部材４２，４４を組み合わせて構成されている。第一継手部材４２は、筒部４２０及び第一固定部４２２を一体に有している。

図５，６に示すように円筒状の筒部４２０は、固定孔３１の内周側且つモータ軸５の外周側に配置されることで、それら固定孔３１とモータ軸５とに対して本実施形態では、軸方向の全域にてオーバラップしている。筒部４２０は、固定孔３１よりも小径に形成されることで、当該固定孔３１との間に径方向隙間４２４をあけて同軸上に位置している。そこで、以下の説明において「径方向」とは、筒部４２０及び固定孔３１に共通の径方向を、意味するものとする。また、以下の説明において「周方向」とは、筒部４２０及び固定孔３１に共通の周方向を、意味するものとする。

図５〜７に示すように板状の第一固定部４２２は、筒部４２０から径方向両側へとそれぞれ突出するように、一対設けられている。各第一固定部４２２は、固定孔３１に一対設けられた固定溝部３１０のうちそれぞれ対応する溝部に、突入している。各第一固定部４２２は、対応溝部３１０と比べて周方向に実質同一幅又は僅かに大きい幅を与えられることで、遊星キャリア３０に対しては嵌合又は圧入により固定されて相対摺動不能となっている。それと共に各第一固定部４２２は、支持面３４が偏心する径方向としての偏心径方向Ｄｆに対して、直交する直交方向Ｄｏの両側に位置している。

円柱状の第二継手部材４４は、偏心径方向Ｄｆとは傾斜した径方向としての摺動径方向Ｄｓに沿って、ストレートに延伸している。第二継手部材４４は、摺動径方向Ｄｓの全域にて固定孔３１の内周側に配置されている。第二継手部材４４は、貫通部４４０、第二固定部４４２及び低強度部４４４を一体に有している。

図６，７に示すように貫通部４４０は、第二継手部材４４において摺動径方向Ｄｓの両端部を含む二箇所に、それぞれ設けられている。各貫通部４４０は、筒部４２０に一対設けられた貫通横孔４２１のうちそれぞれ対応する横孔を、固定孔３１の内周側にて摺動径方向Ｄｓに貫通している。各貫通部４４０は、対応横孔４２１と比べて僅かに小径に形成されることで、筒部４２０に対しては相対摺動可能となっている。ここで、筒部４２０に対して各貫通部４４０が相対摺動可能な方向は、摺動径方向Ｄｓの両側と、同方向Ｄｓに沿った軸線Ａｓまわりの円周方向Ｄｃの両側となる。また、摺動径方向Ｄｓについて偏心径方向Ｄｆに対する傾斜角度θは、所定の鋭角に、特に本実施形態では後に詳述する軸ずれ及び傾きを吸収する観点から３０度程度に、設定されている。

各貫通部４４０は、対応横孔４２１よりも摺動径方向Ｄｓの外側へと突出している。かかる突出形態により、図６に示す基準状態Ｓｂにて各貫通部４４０が固定孔３１との間にあける径方向距離Ｌａは、筒部４２０において各貫通部４４０が実際に貫通している箇所の径方向長さＬｂよりも、小さく設定されている。尚、基準状態Ｓｂの定義については、後に詳述する。

図５，６に示すように第二固定部４４２は、第二継手部材４４において摺動径方向Ｄｓの中央部となる一箇所に、設けられている。第二固定部４４２は、モータ軸５に設けられた貫通横孔５ａを、筒部４２０の内周側にて摺動径方向Ｄｓに貫通している。第二固定部４４２は、各貫通部４４０と実質同一径に形成されている。それと共に第二固定部４４２は、貫通横孔５ａと比べて実質同一径又は僅かに大径に形成されることで、モータ軸５に対しては嵌合又は圧入により固定されて相対摺動不能となっている。

ここで、モータ軸５と筒部４２０との間には径方向隙間４２６があけられていることで、第二固定部４４２を摺動径方向Ｄｓに挟んだ両側のそれぞれでは、筒部４２０に対する各貫通部４４０の相対摺動が各方向Ｄｓ，Ｄｃに許容されている。かかる許容形態により、第二継手部材４４が第二固定部４４２にて固定されるモータ軸５と、第一継手部材４２が第一固定部４２２にて固定される遊星キャリア３０とは、相対変位により軸ずれ及び傾きを吸収しつつの相互間でのトルク伝達が可能となっている。そこで本実施形態では、要素５，３０間にて軸ずれ及び傾きを吸収するのに必要な間隔に、径方向隙間４２６の径方向間隔Ｌｃが設定されている。それと共に本実施形態では、要素５，３０間にて軸ずれ及び傾きのない図５〜７の状態を、上述の基準状態Ｓｂとして定義している。

図６，７に示すように低強度部４４４は、第二継手部材４４において各貫通部４４０と第二固定部４４２との間となる二箇所に、それぞれ設けられている。各低強度部４４４は、各貫通部４４０の円柱周面４４０ａ及び第二固定部４４２の円柱周面４４２ａよりも断面円弧状に凹むことで、円周方向Ｄｃに連続する環状溝部４４４ａを形成している。かかる環状溝部４４４ａの形成により各低強度部４４４の強度は、各貫通部４４０及び第二固定部４４２のいずれの強度よりも低くなるように、互いに同じに又は異なって設定されている。それと共に各低強度部４４４の強度は、本実施形態では、機構系７のうち可動軸継手機構４０以外の各要素が破損しない範囲で可及的に高くなるように、それら各要素のいずれの強度と比べても低く設定されている。

こうした各低強度部４４４では、図６，７の基準状態Ｓｂにて環状溝部４４４ａの全体を径方向隙間４２６に露出させるように、当該環状溝部４４４ａの位置及びサイズが設定されている。かかる設定により、モータ軸５と遊星キャリア３０との間にて任意の軸ずれ及び傾きが生じても、各低強度部４４４において環状溝部４４４ａの少なくとも一部分ずつは、径方向隙間４２６に露出可能となっている。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態によると、遊星キャリア３０において第一継手部材４２の第一固定部４２２が固定される固定孔３１の内周側では、第一継手部材４２の筒部４２０に対して第二継手部材４４の貫通部４４０が相対摺動可能に径方向へと貫通した状態となる。かかる貫通状態下、第二継手部材４４の第二固定部４４２が筒部４２０の内周側にて電動モータ３のモータ軸５に固定されることで、モータ軸５と遊星キャリア３０とが相対変位可能且つトルク伝達可能に中継されることになる。

ここで、モータ軸５と筒部４２０との間の径方向隙間４２６にて、貫通部４４０及び第二固定部４４２よりも強度の低い低強度部４４４を第二継手部材４４に設けた第一実施形態によれば、ストッパ機構９により回転位相の規制時に発生する衝撃トルクが過大となっても、低強度部４４４を優先的に破損させ得る。故に、衝撃トルクが過大となるまでは、遊星キャリア３０の空転による回転位相のずれを回避して、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制することが、可能である。また、衝撃トルクが過大となった場合には、ストッパ機構９や位相調整機構８の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も、抑制可能となる。

しかも、筒部４２０において貫通部４４０が貫通している箇所の径方向長さＬｂよりも、貫通部４４０が固定孔３１との間にあける径方向距離Ｌａを小さく設定した第一実施形態によれば、図８に示すように低強度部４４４が破損して貫通部４４０が第二固定部４４２とは分断されたとしても、当該貫通部４４０は筒部４２０における貫通箇所からの離脱を規制され得る。故に、遊星キャリア３０において外部へと向かって開口する固定孔３１からは、破損物としての貫通部４４０が脱出し難くなるので、当該脱出により内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も抑制可能となる。

さらに、第二固定部４４２を径方向に挟む両側に貫通部４４０がそれぞれ設けられる第一実施形態において、それら各貫通部４４０と第二固定部４４２との間には、それぞれ低強度部４４４が設けられることになる。これによれば、過大となった衝撃トルクの伝達により一方の低強度部４４４が破損したとしても、図８に示すように他方の低強度部４４４を正常に保つようにすることで、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制可能となる。

さらに第一実施形態によると、低強度部４４４が貫通部４４０及び第二固定部４４２よりも凹むことで形成される環状溝部４４４ａは、上述の径方向隙間４２６に露出させられる。故に、径方向隙間４２６への露出により任意の方向にて補強のない低強度部４４４は、過大となった衝撃トルクの伝達方向に拘らず、確実に破損し得る。これによれば、ストッパ機構９や位相調整機構８の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態の抑制効果につき、信頼性を高めることが可能となる。

（第二実施形態）
図９〜１１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。第二実施形態による可動軸継手機構２０４０の第二継手部材２０４４において、摺動径方向Ｄｓの両端部を含む二箇所には、図１０に示すように、それぞれ第二固定部２４４２が設けられている。各第二固定部２４４２は、第一継手部材４２の筒部４２０においてそれぞれ対応する貫通横孔４２１を、固定孔３１の内周側にて摺動径方向Ｄｓに貫通している。各第二固定部２４４２は、対応横孔４２１と比べて実質同一径又は僅かに大径に形成されることで、筒部４２０に対しては嵌合又は圧入により固定されて相対摺動不能となっている。

また、第二継手部材２０４４において摺動径方向Ｄｓの中央部となる一箇所には、図９〜１１に示すように、貫通部２４４０が設けられている。貫通部２４４０は、モータ軸５における貫通横孔５ａを、筒部４２０の内周側にて摺動径方向Ｄｓに貫通している。貫通部２４４０は、各第二固定部２４４２と実質同一径に形成されている。それと共に貫通部２４４０は、貫通横孔５ａと比べて僅かに小径に形成されることで、モータ軸５に対しては相対摺動可能となっている。ここで図１０，１１に示すように、筒部４２０に対して貫通部２４４０が相対摺動可能な方向は、摺動径方向Ｄｓの両側と、同方向Ｄｓに沿う軸線Ａｓまわりの円周方向Ｄｃの両側となる。また、摺動径方向Ｄｓについて偏心径方向Ｄｆに対する傾斜角度θは、第一実施形態と同様、所定の鋭角に設定されている。

こうした第二実施形態でも、図９〜１１に示すように、モータ軸５と筒部４２０との間には径方向隙間４２６があけられていることで、貫通部２４４０を摺動径方向Ｄｓに挟んだ両側のそれぞれでは、筒部４２０に対する各第二固定部２４４２の相対摺動が各方向Ｄｓ，Ｄｃに許容されている。かかる許容形態により、第二継手部材２０４４が各第二固定部２４４２にて固定されるモータ軸５と、第一継手部材４２が第一固定部４２２にて固定される遊星キャリア３０とは、相対変位により軸ずれ及び傾きを吸収しつつの相互間でのトルク伝達が可能となっている。

そこで第二実施形態でも、要素５，３０間にて軸ずれ及び傾きのない図９〜１１の状態を、基準状態Ｓｂとして定義している。それと共に第二実施形態でも、要素５，３０間の軸ずれ及び傾きを吸収するのに必要な間隔に、径方向隙間４２６の径方向間隔Ｌｃが設定されている。尚、第二実施形態において各第二固定部２４４２が固定孔３１との間にあける径方向距離Ｌｄは、各第一固定部４２２を対応溝部３１０に固定する際の作業性を考慮して、適宜設定されている。

そしてさらに、第二継手部材２０４４において各第二固定部２４４２と貫通部２４４０との間となる二箇所には、図１０，１１に示すように、それぞれ低強度部２４４４が設けられている。各低強度部２４４４は、各第二固定部２４４２の円柱周面２４４２ａ及び貫通部２４４０の円柱周面２４４０ａよりも断面円弧状に凹むことで、円周方向Ｄｃに連続する環状溝部２４４４ａを形成している。かかる環状溝部２４４４ａの形成により各低強度部２４４４の強度は、各第二固定部２４４２及び貫通部２４４０のいずれの強度よりも低く設定されている。それと共に各低強度部２４４４の強度は、第一実施形態に準じて、機構系７のうち可動軸継手機構４０以外の各要素が破損しない範囲で可及的に高くなるように、それら各要素のいずれの強度と比べても低く設定されている。

こうした各低強度部２４４４では、図１０，１１の基準状態Ｓｂにて環状溝部２４４４ａの全体を径方向隙間４２６に露出させるように、当該環状溝部２４４４ａの位置及びサイズが設定されている。かかる設定により、モータ軸５と遊星キャリア３０との間にて任意の軸ずれ及び傾きが生じても、各低強度部２４４４において環状溝部２４４４ａの少なくとも一部分ずつは、径方向隙間４２６に露出可能となっている。

（作用効果）
以上説明した第二実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第二実施形態によると、遊星キャリア３０において第一継手部材４２の第一固定部４２２が固定される固定孔３１の内周側では、第一継手部材４２の筒部４２０に対して第二継手部材２０４４の第二固定部２４４２が固定された状態となる。かかる固定状態下、第二継手部材２０４４の貫通部２４４０が筒部４２０の内周側にて電動モータ３のモータ軸５を相対摺動可能に径方向へと貫通することで、モータ軸５と遊星キャリア３０とが相対変位可能且つトルク伝達可能に中継されることになる。

ここで、モータ軸５と筒部４２０との間の径方向隙間４２６にて、第二固定部２４４２及び貫通部２４４０よりも強度の低い低強度部２４４４を第二継手部材２０４４に設けた第二実施形態によれば、ストッパ機構９により回転位相の規制時に発生する衝撃トルクが過大となっても、低強度部２４４４を優先的に破損させ得る。故に、衝撃トルクが過大となるまでは、遊星キャリア３０の空転による回転位相のずれを回避して、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制することが、可能である。また、衝撃トルクが過大となった場合には、ストッパ機構９や位相調整機構８の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も、抑制可能となる。

しかも、貫通部２４４０を径方向に挟む両側にそれぞれ第二固定部２４４２を設けて、それら各第二固定部２４４２と貫通部２４４０との間にそれぞれ低強度部２４４４を設けた第二実施形態によれば、図１２に示すように低強度部２４４４が破損して貫通部２４４０が第二固定部４４２とは分断されたとしても、当該貫通部２４４０はモータ軸５における貫通箇所からの離脱を規制され得る。故に、遊星キャリア３０において外部へと向かって開口する固定孔３１からは、破損物としての貫通部２４４０が脱出し難くなるので、当該脱出により内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態も抑制可能となる。

さらに、貫通部２４４０を径方向に挟む両側に第二固定部２４４２がそれぞれ設けられる第二実施形態において、それら各第二固定部２４４２と貫通部２４４０との間には、それぞれ低強度部２４４４が設けられることになる。これによれば、過大となった衝撃トルクの伝達により一方の低強度部２４４４が破損したとしても、図１２に示すように他方の低強度部２４４４を正常に保つようにすることで、内燃機関の燃焼特性に悪影響を与える事態を抑制可能となる。

さらに第二実施形態によると、低強度部２４４４が第二固定部２４４２及び貫通部２４４０よりも凹むことで形成される環状溝部２４４４ａは、上述の径方向隙間４２６に露出させられる。故に、径方向隙間４２６への露出により任意の方向にて補強のない低強度部２４４４は、過大となった衝撃トルクの伝達方向に拘らず、確実に破損し得る。これによれば、ストッパ機構９や位相調整機構８の破損物が内燃機関の耐久性に悪影響を与える事態の抑制効果につき、信頼性を高めることが可能となる。

（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。

具体的に変形例１では、図１３に示すように、一方の低強度部４４４，２４４４を設けなくてもよい。変形例２では、低強度部４４４，２４４４に設ける環状溝部４４４ａ，２４４４ａを、図１４に示す断面Ｖ字状、又は図１５に示す断面矩形状等に、凹ませてもよい。変形例３では、図１６に示すように、貫通部４４０，２４４０及び第二固定部４４２，２４４２よりも凹む凹部１４４４ａを、円周方向Ｄｃに一つ又は複数設けてもよい。尚、図１６は、第一実施形態において環状溝部４４４ａの代わりに、複数の凹部１４４４ａを円周方向Ｄｃにて等間隔に設けた場合の変形例３を、示している。

変形例４では、「出力回転体」から制御トルクを出力可能な電磁ブレーキ等を、「トルク出力源」として採用してもよい。変形例５では、図１〜３に示す差動歯車機構以外の構造を備えた「位相調整機構」を、採用してもよい。変形例６では、図１〜３に示す各回転体１０，２０にそれぞれストッパ溝６２及びストッパ突起６４を設ける以外の構造を備えた「ストッパ機構」を、採用してもよい。変形例７では、「動弁」としての排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に、本発明を適用してもよい。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、３ 電動モータ、５ モータ軸、８ 位相調整機構、９ ストッパ機構、３０ 遊星キャリア、３１ 固定孔、４０，２０４０ 可動軸継手機構、４２ 第一継手部材、４４，２０４４ 第二継手部材、６２ ストッパ溝、６４ ストッパ突起、４２０ 筒部、４２２ 第一固定部、４２６ 径方向隙間、４４０，２４４０ 貫通部、４４２，２４４２ 第二固定部、４４４，２４４４ 低強度部、１４４４ａ 凹部、４４４ａ，２４４４ａ 環状溝部、Ｄｓ 摺動径方向、Ｌａ 径方向距離、Ｌｂ 径方向長さ、Ｌｃ 径方向間隔

Claims (4)

1. 内燃機関においてクランク軸からのクランクトルクの伝達によりカム軸（２）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（１）であって、
   制御トルクを出力する出力回転体（５）を、有するトルク出力源（３）と、
   前記出力回転体から前記制御トルクの伝達される入力回転体（３０）を、有し、前記入力回転体の回転状態に従って前記クランク軸と前記カム軸との間の回転位相を調整する位相調整機構（８）と、
   前記位相調整機構を係止することにより、前記回転位相を位相端（Ｐｒ，Ｐａ）にて規制するストッパ機構（９）と、
   前記出力回転体と前記入力回転体とを相対変位可能且つトルク伝達可能に中継する可動軸継手機構（４０）とを、備え、
   前記可動軸継手機構は、
   前記入力回転体において外部へ向かって開口した固定孔（３１）に固定される第一固定部（４２２）、並びに前記固定孔の内周側に配置される筒部（４２０）を、有する第一継手部材（４２）と、
   前記固定孔の内周側にて前記筒部を相対摺動可能に径方向へ貫通する貫通部（４４０）、前記筒部の内周側にて前記出力回転体に固定される第二固定部（４４２）、並びに前記出力回転体と前記筒部との間の径方向隙間（４２６）にて前記貫通部及び前記第二固定部よりも強度が低く設定される低強度部（４４４）を、有する第二継手部材（４４）とを、組み合わせて構成され、
   前記貫通部が前記固定孔との間にあける径方向距離（Ｌａ）は、前記筒部において前記貫通部が貫通している箇所の径方向長さ（Ｌｂ）よりも小さく設定されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記第二固定部を径方向に挟む両側には、それぞれ前記貫通部が設けられ、
   各前記貫通部と前記第二固定部との間には、それぞれ前記低強度部が設けられ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. 内燃機関においてクランク軸からのクランクトルクの伝達によりカム軸（２）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（１）であって、
   制御トルクを出力する出力回転体（５）を、有するトルク出力源（３）と、
   前記出力回転体から前記制御トルクの伝達される入力回転体（３０）を、有し、前記入力回転体の回転状態に従って前記クランク軸と前記カム軸との間の回転位相を調整する位相調整機構（８）と、
   前記位相調整機構を係止することにより、前記回転位相を位相端（Ｐｒ，Ｐａ）にて規制するストッパ機構（９）と、
   前記出力回転体と前記入力回転体とを相対変位可能且つトルク伝達可能に中継する可動軸継手機構（２０４０）とを、備え、
   前記可動軸継手機構は、
   前記入力回転体において外部へ向かって開口した固定孔（３１）に固定される第一固定部（４２２）、並びに前記固定孔の内周側に配置される筒部（４２０）を、有する第一継手部材（４２）と、
   前記固定孔の内周側にて前記筒部に固定される第二固定部（２４４２）、前記筒部の内周側にて前記出力回転体を相対摺動可能に径方向へ貫通する貫通部（２４４０）、並びに前記出力回転体と前記筒部との間の径方向隙間（４２６）にて前記第二固定部及び前記貫通部よりも強度が低く設定される低強度部（２４４４）を、有する第二継手部材（２０４４）とを、組み合わせて構成され、
   前記貫通部を径方向に挟む両側には、それぞれ前記第二固定部が設けられ、
   各前記第二固定部と前記貫通部との間には、それぞれ前記低強度部が設けられることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
4. 前記低強度部（４４４，２４４４）は、前記貫通部（４４０，２４４０）及び前記第二固定部（４４２，２４４２）よりも凹むことにより、環状溝部（４４４ａ，２４４４ａ）を形成して前記径方向隙間に露出させ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。

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