JP2016196837A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の抑制により静粛性を高めるバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】軸方向両側にて従動回転体２０と当接する第一傾斜状態Ｓ１の駆動回転体１０を想定した場合に、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該第一傾斜状態Ｓ１での傾斜角度を、θ１と定義する。また、径方向両側にて従動回転体２０と当接する第二傾斜状態の駆動回転体１０を想定した場合に、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該第二傾斜状態での傾斜角度を、θ２と定義する。さらに、径方向両側にてカム軸と当接する第三傾斜状態の駆動回転体１０を想定した場合に、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該第三傾斜状態での傾斜角度を、θ３と定義する。以上の定義下においてバルブタイミング調整装置では、θ１＜θ２且つθ１＜θ３の関係が成立する。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関に付設され、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。

クランク軸と連動して回転する駆動回転体及びカム軸と連動して回転する従動回転体の間において回転位相を、遊星回転体の遊星運動により調整するバルブタイミング調整装置は、従来から知られている。

例えば、特許文献１の開示装置において従動回転体は、駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受するカム軸に同軸上に連結されると共に、駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受且つ径方向内側からラジアル軸受している。また、このような構成下の駆動回転体及び従動回転体とは偏心して配置される遊星回転体は、径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態となることで、遊星運動による回転位相の調整を可能にしている。ここで遊星回転体の遊星運動は、駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受する遊星キャリアにより、遊星回転体も径方向内側からラジアル軸受することで、円滑に実現可能となっている。こうしたことから特許文献１の開示装置では、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性が高められる。

さらに、特許文献１の開示装置において遊星回転体は、遊星キャリアとの間に介装された弾性部材の発生する復原力により、駆動回転体及び従動回転体に対する偏心側へと付勢されている。これにより、駆動回転体及び従動回転体に対する遊星回転体の噛合箇所では、歯打ちによる異音が抑制されて静粛性が高められる。

特許第４３６０４２６号公報

さて、特許文献１の開示装置では、駆動回転体及び従動回転体に対する遊星回転体の噛合箇所において、バックラッシに起因する異音の抑制を、当該噛合箇所の位置設定により可能にしている。しかし、本発明者らが鋭意研究を行った結果、従動回転体による駆動回転体のスラスト軸受箇所に隙間が存在することから、駆動回転体が軸方向両側への移動により従動回転体と衝突して発生する異音については、別の対策が必要であることが判明した。

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、異音の抑制により静粛性を高めるバルブタイミング調整装置を、提供することにある。

以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
内燃機関に付設され、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸（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）において、
カム軸により径方向内側からラジアル軸受された状態下、クランク軸と連動して回転する駆動回転体（１０）と、
駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受し且つ駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、同軸上に連結されたカム軸と連動して回転する従動回転体（２０）と、
駆動回転体及び従動回転体とは偏心して配置され、駆動回転体及び従動回転体に対して径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、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回転位相を調整する遊星回転体と、
駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受し且つ遊星回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、遊星回転体を遊星運動させる遊星キャリア（５０）と、
遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、遊星回転体を偏心側へ付勢するように復原力を発生することにより、従動回転体に対して駆動回転体を傾斜させる弾性部材（６０）とを、備え、
軸方向両側にて従動回転体と当接したとする第一傾斜状態（Ｓ１）の駆動回転体を想定した場合に、従動回転体に対する駆動回転体の当該第一傾斜状態での傾斜角度を、θ１と定義し、
径方向両側にて従動回転体と当接したとする第二傾斜状態（Ｓ２）の駆動回転体を想定した場合に、従動回転体に対する駆動回転体の当該第二傾斜状態での傾斜角度を、θ２と定義し、
径方向両側にてカム軸と当接したとする第三傾斜状態（Ｓ３）の駆動回転体を想定した場合に、従動回転体に対する駆動回転体の当該第三傾斜状態での傾斜角度を、θ３と定義すると、
θ１＜θ２且つθ１＜θ３の関係が成立することを特徴とする。

このような第一発明では、弾性部材の復原力により駆動回転体が従動回転体に対して傾斜することに関し、第一傾斜状態での傾斜角度θ１が第二傾斜状態での傾斜角度θ２及び第三傾斜状態での傾斜角度θ３のいずれよりも小さくなる。これにより、想定された三種類の傾斜状態のうち、実際には第一傾斜状態が実現されることで、第二傾斜状態及び第三傾斜状態の実現は制限され得る。これは、弾性部材の復原力により駆動回転体が、径方向両側における従動回転体及びカム軸との当接に優先して、軸方向両側における従動回転体との当接を維持し得ることを意味する。故に、従動回転体と当接した軸方向両側へ駆動回転体が移動するのを規制して、それら回転体同士の衝突による異音の発生を抑制することができる。したがって、静粛性を高めることが可能である。

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２のIV−IV線拡大断面図である。 図１の位相調整機構に想定される第一傾斜状態を説明するための模式図である。 図１の位相調整機構に想定される第二傾斜状態を説明するための模式図である。 図１の位相調整機構に想定される第三傾斜状態を説明するための模式図である。 図４の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置１は、車両の内燃機関においてクランク軸（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、付設されている。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。そこで、装置１は、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。図１〜３に示すように装置１は、アクチュエータ４、通電制御回路部７及び位相調整ユニット８等から構成されている。

図１に示すアクチュエータ４は、例えばブラシレスモータ等の電動モータであり、ハウジングボディ５及び制御軸６を有している。ハウジングボディ５は、内燃機関の固定節に固定され、制御軸６を回転自在に支持している。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、ハウジングボディ５の外部及び／又は内部に配置されている。通電制御回路部７は、電気的に接続されるアクチュエータ４への通電を制御することで、制御軸６を回転駆動する。

図１〜３に示すように位相調整ユニット８は、駆動回転体１０、従動回転体２０、遊星回転体３０、遊星キャリア５０及び弾性部材６０を備えている。

全体として中空状の金属製駆動回転体１０は、位相調整ユニット８の他の構成要素２０，３０，５０，６０を内部に収容している。図１，２，４に示すように駆動回転体１０は、太陽歯車１１、スプロケット１３及び駆動ベアリング１５を組み合わせてなる。

段付円筒状の太陽歯車１１は、有底円筒状のスプロケット１３と一体回転可能に共締めされている。太陽歯車１１は、歯底円の径方向内側に歯先円を有した駆動側内歯車部１２を、周壁部のうち大径側内周面に形成している。図１に示すように太陽歯車１１は、軸方向に駆動側内歯車部１２を挟んでカム軸２とは反対側に位置するジャーナル部１４を、周壁部のうち小径側内周面に形成している。

スプロケット１３は、円柱状の金属製カム軸２に対して径方向外側に同軸上に配置されることで、ラジアル軸受されている。ここで特に、スプロケット１３の底壁部のうち内周面１３ｂは、カム軸２の外周面２ａに対して摺動可能に嵌合することで、当該軸２により径方向内側からラジアル軸受されている。こうした軸受状態下、スプロケット１３の径方向内側から軸方向の太陽歯車１１とは反対側には、カム軸２が延出している。また、スプロケット１３は、軸方向の太陽歯車１１側へと突出して周方向に連続する円環状の突部１８を、底壁部の内底面に形成している。この突部１８は、太陽歯車１１の周壁部のうち大径側端面１１ａよりも径方向内側に、位置している。

スプロケット１３は、周方向に等間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出する複数のスプロケット歯１９を、周壁部の外周面に形成している。スプロケット１３は、それらスプロケット歯１９とクランク軸の複数のスプロケット歯との間にてタイミングチェーン（図示しない）が掛け渡されることで、クランク軸と連繋する。かかる連繋によりスプロケット１３には、クランク軸から出力されたクランクトルクがタイミングチェーンを通じて伝達される。その結果として駆動回転体１０は、カム軸２によるラジアル軸受状態下、クランク軸と連動して一定方向（図２の反時計方向且つ図３の時計方向）に回転する。

円環状の金属製駆動ベアリング１５は、ジャーナル部１４の径方向内側に同軸上に配置されている。駆動ベアリング１５は、外輪１５ａ及び内輪１５ｂの間に複数の球状転動体１５ｃを一列介装してなる単列式ラジアル軸受である。外輪１５ａは、ジャーナル部１４の内周面１４ａに同軸上に圧入されている。かかる圧入により、太陽歯車１１と駆動ベアリング１５とが一体に回転可能となっている。

図１，３に示すように、有底円筒状の金属製従動回転体２０は、スプロケット１３の径方向内側に同軸上に配置されることで、駆動回転体１０をラジアル軸受している。ここで特に、図１に示す従動回転体２０の周壁部のうち底壁部側外周面２０ａは、スプロケット１３の周壁部のうち底壁部側内周面１３ａに対して摺動可能に嵌合することで、駆動回転体１０を径方向内側からラジアル軸受している。

従動回転体２０は、軸方向において太陽歯車１１及びスプロケット１３の間に挟持されることで、駆動回転体１０を軸方向両側にてスラスト軸受している。ここで特に、従動回転体２０の周壁部のうち開口端面２０ｂは、太陽歯車１１の周壁部のうち大径側端面１１ａと当接することで、軸方向のカム軸２側から駆動回転体１０をスラスト軸受している。一方、従動回転体２０の底壁部のうち外端面２０ｃは、スプロケット１３の底壁部のうち突部１８の先端面１８ａと当接することで、軸方向のカム軸２とは反対側から駆動回転体１０をスラスト軸受している。

図１，３に示すように従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に連結される連結部２２を、底壁部の中央部に形成している。かかる連結により従動回転体２０は、駆動回転体１０を軸方向両側にてスラスト軸受且つ径方向内側からラジアル軸受した状態下、当該回転体１０に対しては、同一方向（図３の時計方向）に回転しつつ相対回転可能となっている。

従動回転体２０は、歯底円の径方向内側に歯先円を有した従動側内歯車部２４を、周壁部のうち開口側内周面に形成している。従動側内歯車部２４は、駆動側内歯車部１２とは軸方向のカム軸２側にずれて径方向には重ならない箇所に、配置されている。従動側内歯車部２４の内径は、駆動側内歯車部１２の内径よりも小さく設定されている。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。

図１〜４に示すように、全体として円盤状の金属製歯車回転体３０は、回転体１０，２０とは偏心して、配置されている。遊星回転体３０は、遊星歯車３１及び遊星ベアリング３６を組み合わせてなる。

図１〜３に示すように、段付円環状の金属製遊星歯車３１は、従動回転体２０の径方向内側から駆動側内歯車部１２の径方向内側に跨って、配置されている。遊星歯車３１は、歯底円の径方向外側に歯先円を有した外歯車部３２，３４を、周壁部の外周面に形成している。駆動側外歯車部３２は、回転体１０，２０に対して遊星歯車３１の偏心する偏心側（以下、単に「偏心側という）にて、径方向内側から駆動側内歯車部１２と噛合している。従動側外歯車部３４は、駆動側外歯車部３２とは軸方向のカム軸２側へとずれて径方向には重ならない箇所に、形成されている。従動側外歯車部３４の外径は、駆動側外歯車部３２とは相異なる径として、駆動側外歯車部３２の外径よりも小さく設定されている。従動側外歯車部３４の歯数は、駆動側外歯車部３２の歯数よりも少なく設定されている。従動側外歯車部３４は、偏心側にて径方向内側から従動側内歯車部２４と噛合している。

ここで図１に示すように、従動側内歯車部２４に対する従動側外歯車部３４の噛合箇所Ｐｂｓの軸方向中心Ｃｂｓは、従動回転体２０によるスプロケット１３のラジアル軸受箇所Ｐｒの軸方向中心Ｃｒに対して、軸方向のカム軸２とは反対側へずれている。尚、噛合箇所Ｐｂｓの軸方向中心Ｃｂｓとは、歯車部２４，３４同士が実際に噛合して重畳する部分の軸方向中心をいう。また、ラジアル軸受箇所Ｐｒの軸方向中心Ｃｒとは、スプロケット１３及び従動回転体２０の周面１３ａ，２０ａ同士が実際に摺接して重畳する部分の軸方向中心をいう。

図１〜３に示すように、円環状の金属製遊星ベアリング３６は、駆動側外歯車部３２の径方向内側から従動側外歯車部３４の径方向内側に跨って、配置されている。遊星ベアリング３６は、外輪３６ａ及び内輪３６ｂの間に複数の球状転動体３６ｃを一列介装してなる単列式ラジアル軸受である。外輪３６ａは、遊星歯車３１の内周面３１ａに同軸上に圧入されている。かかる圧入により、遊星歯車３１と遊星ベアリング３６とが一体に遊星運動可能となっている。

部分偏心円筒状の金属製遊星キャリア５０は、遊星回転体３０の径方向内側からジャーナル部１４の径方向内側に跨って、配置されている。遊星キャリア５０は、回転体１０，２０及び制御軸６とは同軸上となる円筒面状の入力部５１を、周壁部の内周面に形成している。入力部５１には、継手５３と嵌合する連結溝５２が設けられ、当該継手５３を介して制御軸６が遊星キャリア５０と連結されている。かかる連結により遊星キャリア５０は、制御軸６と一体回転可能となっている。

図１に示すように遊星キャリア５０は、回転体１０，２０と同軸上となる円筒面状の同軸部５６を、周壁部の外周面に形成している。同軸部５６は、駆動ベアリング１５のうち内輪１５ｂに同軸上に外嵌されることで、駆動回転体１０を径方向内側からラジアル軸受している。かかる軸受状態下において遊星キャリア５０は、回転体１０，２０に対しては、同軸上に回転しつつ相対回転可能となっている。

図１〜３に示すように遊星キャリア５０は、回転体１０，２０とは偏心する円筒面状の偏心部５４を、周壁部の外周面に形成している。偏心部５４は、遊星ベアリング３６のうち内輪３６ｂに同軸上に外嵌されることで、遊星回転体３０を径方向内側からラジアル軸受している。かかる軸受状態下において遊星キャリア５０は、駆動回転体１０に対して相対回転するのに応じて、遊星回転体３０を遊星運動させる。このとき遊星回転体３０は、回転体１０，２０と偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、自身の周方向へと自転しつつ遊星キャリア５０の回転方向へと公転する。

金属製弾性部材６０は、偏心部５４の周方向二箇所に開口した収容凹部５５に、それぞれ一つずつ収容されている。各弾性部材６０は、概ねＵ字状断面の板ばねである。各弾性部材６０は、遊星回転体３０をなす遊星ベアリング３６のうち内輪３６ｂと、収容先の収容凹部５５との間に介装されている。かかる介装により各弾性部材６０は、遊星回転体３０の径方向に圧縮されて弾性変形することで、それぞれ復原力を発生する。

ここで図２，３に示すように、遊星回転体３０が回転体１０，２０とは偏心する径方向に沿ってストレートに延伸するように、基準線Ｌを想定する。かかる想定下、各弾性部材６０は、軸方向長さの任意の範囲において、基準線Ｌに関する線対称位置に配置されている。その結果、各弾性部材６０が発生する復原力の合力は、図２，４に示すように、基準線Ｌに沿って偏心側の遊星回転体３０に作用するラジアル力Ｆｅと、同線Ｌに沿って反対側（以下、「反偏心側」という）の遊星キャリア５０に作用するラジアル力Ｆｏとなる。こうして、反偏心側のラジアル力Ｆｏにより各弾性部材６０が収容凹部５５に保持された状態下、遊星回転体３０は、偏心側のラジアル力Ｆｅにより付勢されることで、当該偏心側にて回転体１０，２０との噛合状態を維持している。

以上の構成を備えた位相調整ユニット８では、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間の回転位相を、制御軸６の回転状態に応じて調整する。こうした回転位相の調整により、内燃機関の運転状況に適したバルブタイミング調整が実現される。

具体的には、制御軸６が駆動回転体１０と同速に回転することで、遊星キャリア５０が当該回転体１０に対して相対回転しないときには、遊星回転体３０が遊星運動せずに回転体１０，２０と連れ回りする。その結果、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、制御軸６が駆動回転体１０に対して低速又は逆方向に回転することで、遊星キャリア５０が当該回転体１０に対する遅角方向へ相対回転すると、遊星回転体３０の遊星運動により従動回転体２０が駆動回転体１０に対する遅角方向へと相対回転する。その結果、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、制御軸６が駆動回転体１０よりも高速に回転することで、遊星キャリア５０が当該回転体１０に対する進角方向へ相対回転すると、遊星回転体３０の遊星運動により従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角方向へと相対回転する。その結果、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。

（位相調整ユニットにおけるラジアル力の相関）
以下、位相調整ユニット８において発生するラジアル力の相関を、図４に基づき説明する。

各弾性部材６０により偏心側へ作用するラジアル力Ｆｅは、遊星回転体３０が駆動回転体１０を偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｅｄと、同回転体３０が従動回転体２０を偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｅｓとに、分配される。ここでラジアル力Ｆｅｄは、歯車部１２，３２の噛合箇所Ｐｂｄを通じて遊星回転体３０から駆動回転体１０に作用する。一方でラジアル力Ｆｅｓは、歯車部２４，３４の噛合箇所Ｐｂｓを通じて遊星回転体３０から従動回転体２０に作用する。

駆動回転体１０が遊星回転体３０を反偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｒｅｄと、従動回転体２０が遊星回転体３０を反偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｒｅｓとは、それぞれラジアル力Ｆｅｄ，Ｆｅｓの反作用として発生する。ここでラジアル力Ｆｒｅｄは、歯車部１２，３２の噛合箇所Ｐｂｄを通じて駆動回転体１０から遊星回転体３０に作用する。一方でラジアル力Ｆｒｅｓは、歯車部２４，３４の噛合箇所Ｐｂｓを通じて従動回転体２０から遊星回転体３０に作用する。

各弾性部材６０により反偏心側へ作用するラジアル力Ｆｏは、遊星キャリア５０を通じて駆動回転体１０にも反偏心側へと作用する。その結果としてラジアル力Ｆｏは、駆動回転体１０が遊星回転体３０を反偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｏｄと、同回転体１０が従動回転体２０を反偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｏｓとに、分配される。ここでラジアル力Ｆｏｄは、歯車部１２，３２の噛合箇所Ｐｂｄを通じて駆動回転体１０から遊星回転体３０に作用する。一方でラジアル力Ｆｏｓは、周面１３ａ，２０ａ同士のラジアル軸受箇所Ｐｒを通じて駆動回転体１０から従動回転体２０に作用する。

遊星回転体３０が駆動回転体１０を偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｒｏｄと、従動回転体２０が駆動回転体１０を偏心側へ押圧するラジアル力Ｆｒｏｓとは、それぞれラジアル力Ｆｏｄ，Ｆｏｓの反作用として発生する。ここでラジアル力Ｆｒｏｄは、歯車部１２，３２の噛合箇所Ｐｂｄを通じて遊星回転体３０から駆動回転体１０に作用する。一方でラジアル力Ｆｒｏｓは、周面１３ａ，２０ａ同士のラジアル軸受箇所Ｐｒを通じて従動回転体２０から駆動回転体１０に作用する。

ここまで説明したラジアル力のうち、従動回転体２０に作用するラジアル力Ｆｅｓ，Ｆｏｓは、当該回転体２０に連結されたカム軸２により支えられる。また、歯車部１２，３２の噛合箇所を通じて駆動回転体１０と遊星回転体３０とにそれぞれ作用するラジアル力Ｆｅｄ，Ｆｒｏｄとラジアル力Ｆｒｅｄ，Ｆｏｄとは、相殺される。さらに、ラジアル力Ｆｒｅｓ，Ｆｒｏｓがそれぞれ作用する箇所Ｐｂｓ，Ｐｒの軸方向中心Ｃｂｓ，Ｃｒ（図１参照）は、軸方向に互いにずれている。これらのことからラジアル力Ｆｒｅｓ，Ｆｒｏｓは、従動回転体２０に対して駆動回転体１０を図４の反時計まわりに傾斜させるように、傾斜モーメントＭｉを発生させる。

こうした傾斜モーメントＭｉが作用して傾斜する駆動回転体１０は、反偏心側では端面１１ａを端面２０ｂに当接させるため、従動回転体２０により軸方向のカム軸２側からスラスト軸受されてスラスト軸受箇所Ｐｏを構築する。それと共に駆動回転体１０は、偏心側では端面１８ａを端面２０ｃに当接させるため、従動回転体２０により軸方向のカム軸２とは反対側からスラスト軸受されてスラスト軸受箇所Ｐｅを構築する。即ち、従動回転体２０による駆動回転体１０の偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅは、駆動回転体１０において軸方向に突出する突部１８が端面１８ａを従動回転体２０に当接させることで、構築される。その結果、従動回転体２０による駆動回転体１０の偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅは、端面１１ａ，１８ａの位置関係に従って、従動回転体２０による駆動回転体１０の反偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｏよりも径方向内側に、位置する。

このような駆動回転体１０の傾斜及び従動回転体２０のスラスト軸受を実現するために本実施形態では、図５〜７に示す同回転体１０の三種類の傾斜状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を想定し、それら各想定状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３での傾斜角度θ１，θ２，θ３を定義する。それと共に、各傾斜角度θ１，θ２，θ３を与えるための物理量δ１，δ２，δ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３も、定義する。

具体的にはまず、図５に模式的に示すように、軸方向両側にて端面１１ａ，１８ａが従動回転体２０と当接したとする第一傾斜状態Ｓ１の駆動回転体１０を想定し、その場合において、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該状態Ｓ１での傾斜角度θ１が定義される。この傾斜角度θ１は、物理量δ１，Ｌ１を用いた下記の式１により、近似的に与えられる。ここでδ１は、駆動回転体１０において従動回転体２０によりスラスト軸受される両端面１１ａ，１８ａ間の軸方向距離Ｄａと、当該両端面１１ａ，１８ａ間での従動回転体２０の軸方向厚さＴとを比較して、それらの寸法差（Ｄａ−Ｔ）により定義される。Ｌ１は、従動回転体２０による駆動回転体１０の偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅと、従動回転体２０による駆動回転体１０の反偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｏとについて、相互間の径方向距離により定義される。即ちＬ１は、偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅの半径Ｒｄ１ｅと、反偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｏの半径Ｒｄ１ｏとの和（Ｒｄ１ｅ＋Ｒｄ１ｏ）として、定義される。
θ１≒ａｒｃｔａｎ（δ１／Ｌ１） …（式１）

次に、図６に模式的に示すように、径方向両側にて内周面１３ａが従動回転体２０と当接したとする第二傾斜状態Ｓ２の駆動回転体１０を想定し、その場合において、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該状態Ｓ２での傾斜角度θ２が定義される。この傾斜角度θ２は、物理量δ２，Ｌ２を用いた下記の式２により、近似的に与えられる。ここでδ２は、駆動回転体１０において従動回転体２０によりラジアル軸受される内周面１３ａの直径φｄ２と、従動回転体２０において駆動回転体１０をラジアル軸受する外周面２０ａの直径φｓとを比較して、それらの寸法差（φｄ２−φｓ）により定義される。Ｌ２は、従動回転体２０による駆動回転体１０のラジアル軸受箇所Ｐｒにおける軸方向の軸受幅により、定義される。即ちＬ２は、ラジアル軸受箇所Ｐｒをなす周面１３ａ，２０ａ同士が実際に重畳する部分の軸方向長さとして、定義される。
θ２≒ａｒｃｔａｎ（δ２／Ｌ２） …（式２）

さらに、図７に模式的に示すように、径方向両側にて内周面１３ｂがカム軸２と当接したとする第三傾斜状態Ｓ３の駆動回転体１０を想定し、その場合において、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の当該状態Ｓ３での傾斜角度θ３が定義される。この傾斜角度θ３は、物理量δ３，Ｌ３を用いた下記の式３により、近似的に与えられる。ここでδ３は、駆動回転体１０においてカム軸２によりラジアル軸受される内周面１３ｂの直径φｄ３と、カム軸２において駆動回転体１０をラジアル軸受する外周面２ａの直径φｃとを比較して、それらの寸法差（φｄ３−φｃ）により定義される。Ｌ３は、カム軸２による駆動回転体１０のラジアル軸受箇所Ｐｃ（図７と共に図４も参照）における軸方向の軸受幅により、定義される。即ちＬ３は、ラジアル軸受箇所Ｐｃをなす周面１３ｂ，２ａ同士が実際に重畳する部分の軸方向長さとして、定義される。
θ３≒ａｒｃｔａｎ（δ３／Ｌ３） …（式３）

以上の定義下にて本実施形態では、第一傾斜状態Ｓ１を実現する一方、第二傾斜状態Ｓ２及び第三傾斜状態Ｓ３の実現を制限するように、下記の式４，５の関係を共に成立させている。これら式４，５の関係成立により駆動回転体１０は、径方向両側での従動回転体２０及びカム軸２との当接に優先して、軸方向両側での従動回転体２０との当接を維持することになる。また、これら式４，５及び上記式１〜３から導出される式６，７の関係を共に成立させるように、本実施形態では位相調整ユニット８の構造が設計されている。
θ１＜θ２ …（式４）
θ１＜θ３ …（式５）
δ１／Ｌ１＜δ２／Ｌ２ …（式６）
δ１／Ｌ１＜δ３／Ｌ３ …（式７）

（作用効果）
以上説明した装置１の作用効果を、以下に説明する。

装置１では、式４，５の関係が成立する。即ち、各弾性部材６０の復原力により駆動回転体１０が従動回転体２０に対して傾斜することに関し、第一傾斜状態Ｓ１での傾斜角度θ１が第二傾斜状態Ｓ２での傾斜角度θ２及び第三傾斜状態Ｓ３での傾斜角度θ３のいずれよりも小さくなる。これにより、想定された三種類の傾斜状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうち、実際には第一傾斜状態Ｓ１が実現されることで、第二傾斜状態Ｓ２及び第三傾斜状態Ｓ３の実現は制限され得る。これは、各弾性部材６０の復原力により駆動回転体１０が、径方向両側における従動回転体２０及びカム軸２との当接に優先して、軸方向両側における従動回転体２０との当接を維持し得ることを意味する。故に、従動回転体２０と当接した軸方向両側へ駆動回転体１０が移動するのを規制して、それら回転体１０，２０同士の衝突による異音の発生を抑制することができる。したがって、静粛性を高めることが可能である。

また、装置１によると、各傾斜状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３での傾斜角度θ１，θ２，θ３は、それぞれ式１，２，３により近似的に表される。したがって、式６，７の関係が成立することで、式４，５の関係も成立することになる。即ち、式６，７の関係を成立させる構造を採用することで、第一傾斜状態Ｓ１での傾斜角度θ１が第二傾斜状態Ｓ２での傾斜角度θ２及び第三傾斜状態Ｓ３での傾斜角度θ３のいずれよりも小さくなる関係を、適正に成立させ得る。故に、式６，７の関係を成立させる構造を採用した装置１によれば、軸方向両側への駆動回転体１０の移動を確実に規制できるので、それら回転体１０，２０同士の衝突による異音の発生抑制効果につき、信頼性を高めることが可能となる。

さらに、装置１によると、従動回転体２０による駆動回転体１０のラジアル軸受箇所Ｐｒの軸方向中心Ｃｒと、従動回転体２０に対する遊星回転体３０の噛合箇所Ｐｂｓの軸方向中心Ｃｂｓとは、互いに軸方向にずれる。こうした構成では、各弾性部材６０の復原力により従動回転体２０に対して駆動回転体１０を傾斜させる傾斜モーメントＭｉが発生し易くなる。これによれば、傾斜モーメントＭｉにより傾斜した駆動回転体１０が軸方向両側にて従動回転体２０と当接する第一傾斜状態Ｓ１を、確実に維持し得る。故に、回転体１０，２０同士の衝突による異音の発生抑制効果につき、信頼性を高めることが可能となる。

またさらに、装置１によると、従動回転体２０による駆動回転体１０の偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅは、従動回転体２０による駆動回転体１０の反偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｏよりも、径方向内側に位置する。ここで、かかる偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅは、駆動回転体１０において軸方向に突出する突部１８を従動回転体２０と当接させることで、構築される。これにより、突部１８よりも径方向外側には、駆動回転体１０の傾斜を許容する空間１７（図１，４参照）を形成できるので、軸方向両側にて従動回転体２０と当接する駆動回転体１０の第一傾斜状態Ｓ１を、実現し易い。故に、回転体１０，２０同士の衝突による異音の発生抑制効果につき、信頼性を高めることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該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に適用することができる。

具体的に変形例１では、式４，５の関係が成立し且つ各弾性部材６０の復原力により駆動回転体１０が従動回転体２０に対して傾斜する限りにおいて、ラジアル軸受箇所Ｐｒの軸方向中心Ｃｒと噛合箇所Ｐｂｓの軸方向中心Ｃｂｓとを径方向に重ねてもよい。

変形例２では、式４，５の関係が成立し且つ各弾性部材６０の復原力により駆動回転体１０が従動回転体２０に対して傾斜する限りにおいて、偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅを反偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｏよりも径方向外側に位置させてもよい。

変形例３では、図８に示すように、従動回転体２０の底壁部のうち外端面２０ｃから軸方向のカム軸２側へ突出させた突部１８の先端面１８ａを、スプロケット１３の底壁部のうち内底面と当接させることで、偏心側でのスラスト軸受箇所Ｐｅを構築してもよい。

変形例４では、遊星回転体３０を偏心側へ付勢する復原力を発生可能な限りにおいて、遊星回転体３０及び遊星キャリア５０間の適宜な箇所に、一つ又は三つ以上の弾性部材６０を設けてもよい。

変形例５では、「動弁」として排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、「動弁」として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、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、２ａ 外周面、１０ 駆動回転体、１１ａ 大径側端面、１３ａ，１３ｂ 内周面、１７ 空間、１８ 突部、１８ａ 先端面、２０ 従動回転体、２０ａ 外周面、３０ 遊星回転体、５０ 遊星キャリア、６０ 弾性部材、Ｃｂｓ，Ｃｒ 軸方向中心、Ｄａ 軸方向距離、Ｄｒ 径方向距離、Ｍｉ 傾斜モーメント、Ｐｂｄ，Ｐｂｓ 噛合箇所、Ｐｃ，Ｐｒ ラジアル軸受箇所、Ｐｅ，Ｐｏ スラスト軸受箇所、Ｓ１ 第一傾斜状態、Ｓ２ 第二傾斜状態、Ｓ３ 第三傾斜状態、θ１，θ２ 傾斜角度，θ３ 傾斜角度、φｃ，φｄ２，φｄ３，φｓ 直径

Claims (4)

1. 内燃機関に付設され、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸（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）において、
   前記カム軸により径方向内側からラジアル軸受された状態下、前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体（１０）と、
   前記駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受し且つ前記駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、同軸上に連結された前記カム軸と連動して回転する従動回転体（２０）と、
   前記駆動回転体及び前記従動回転体とは偏心して配置され、前記駆動回転体及び前記従動回転体に対して径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、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回転位相を調整する遊星回転体と、
   前記駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受し且つ前記遊星回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、前記遊星回転体を遊星運動させる遊星キャリア（５０）と、
   前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、前記遊星回転体を前記偏心側へ付勢するように復原力を発生することにより、前記従動回転体に対して前記駆動回転体を傾斜させる弾性部材（６０）とを、備え、
   軸方向両側にて前記従動回転体と当接したとする第一傾斜状態（Ｓ１）の前記駆動回転体を想定した場合に、前記従動回転体に対する前記駆動回転体の当該第一傾斜状態での傾斜角度を、θ１と定義し、
   径方向両側にて前記従動回転体と当接したとする第二傾斜状態（Ｓ２）の前記駆動回転体を想定した場合に、前記従動回転体に対する前記駆動回転体の当該第二傾斜状態での傾斜角度を、θ２と定義し、
   径方向両側にて前記カム軸と当接したとする第三傾斜状態（Ｓ３）の前記駆動回転体を想定した場合に、前記従動回転体に対する前記駆動回転体の当該第三傾斜状態での傾斜角度を、θ３と定義すると、
   θ１＜θ２且つθ１＜θ３の関係が成立することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記駆動回転体において前記従動回転体によりスラスト軸受される両面（１１ａ，１８ａ）間の軸方向距離（Ｄａ）と、当該両面間での前記従動回転体の軸方向厚さ（Ｔ）とを比較した寸法差を、δ１と定義し、
   前記駆動回転体において前記従動回転体によりラジアル軸受される内周面（１３ａ）の直径（φｄ２）と、前記従動回転体において前記駆動回転体をラジアル軸受する外周面（２０ａ）の直径（φｓ）とを比較した寸法差を、δ２と定義し、
   前記駆動回転体において前記カム軸によりラジアル軸受される内周面（１３ｂ）の直径（φｄ３）と、前記カム軸において前記駆動回転体をラジアル軸受する外周面（２ａ）の直径（φｃ）とを比較した寸法差を、δ３と定義し、
   前記従動回転体による前記駆動回転体の前記偏心側でのスラスト軸受箇所（Ｐｅ）と、前記従動回転体による前記駆動回転体の反偏心側でのスラスト軸受箇所（Ｐｏ）とについて相互間の径方向距離（Ｄｒ）を、Ｌ１と定義し、
   前記従動回転体による前記駆動回転体のラジアル軸受箇所（Ｐｒ）において軸方向の軸受幅を、Ｌ２と定義し、
   前記カム軸による前記駆動回転体のラジアル軸受箇所（Ｐｃ）において軸方向の軸受幅を、Ｌ３と定義すると、
   δ１／Ｌ１＜δ２／Ｌ２且つδ１／Ｌ１＜δ３／Ｌ３の関係が成立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. 前記従動回転体による前記駆動回転体のラジアル軸受箇所（Ｐｒ）の軸方向中心（Ｃｒ）と、前記従動回転体に対する前記遊星回転体の噛合箇所（Ｐｂｓ）の軸方向中心（Ｃｂｓ）とは、互いに軸方向にずれ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. 前記従動回転体による前記駆動回転体の前記偏心側でのスラスト軸受箇所（Ｐｅ）は、前記駆動回転体及び前記従動回転体の一方において軸方向に突出する突部（１８）を、前記駆動回転体及び前記従動回転体の他方と当接させることにより構築され、前記従動回転体による前記駆動回転体の反偏心側でのスラスト軸受箇所（Ｐｏ）よりも径方向内側に位置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。

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