JP2019007409A

JP2019007409A - 弁開閉時期制御装置

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Publication number: JP2019007409A
Application number: JP2017123430A
Authority: JP
Inventors: 永治宮地; Eiji Miyaji
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-06-23
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Abstract

【課題】付勢部材の付勢力を増大することなく歯部での異音の発生を抑制し、位相変動を抑制する弁開閉時期制御装置を構成する。【解決手段】駆動側回転体と従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定する位相調節機構が、回転軸芯Ｘと同軸芯のリングギヤ２１と、偏心軸芯Ｙと同軸芯のインナギヤ２２と、駆動シャフト２４とを備えて構成されている。インナギヤ２２の外歯部２２Ａをリングギヤ２１の内歯部２１Ａに咬合させる付勢力を作用させる付勢部材２５を駆動シャフト２４の外周に備え、付勢部材２５の付勢力に抗してリングギヤ２１からインナギヤ２２が離間する変位を規制する規制部Ｒを駆動シャフト２４に備えた。【選択図】図５

Description

本発明は、電動アクチュエータの駆動力により駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定する弁開閉時期制御装置に関する。

上記構成の弁開閉時期制御装置として特許文献１には、回転軸芯と同軸芯にリングギヤ（文献では内歯歯車）を配置し、回転軸芯に平行姿勢となる偏心軸芯と同軸芯でインナギヤ（文献では遊星歯車）を配置し、リングギヤの内歯部の一部にインナギヤの外歯部を咬合させるように、インナギヤに駆動シャフト（文献では遊星キャリア）を内嵌した差動型の減速機構の技術が示されている。

この特許文献１の技術では、駆動シャフトの外周のうちリングギヤの内歯部にインナギヤの外歯部が咬合する位置（文献では偏心方向）から外れた位置において、リングギヤの内歯部にインナギヤの外歯部を咬み合わせる付勢力を作用させる付勢部材（文献では、ばね部材）を備えた構成が記載されている。

また、特許文献１では、駆動シャフトの外周に凹状に形成した部を形成し、この凹部（文献では収容部）に対して「ばね板」を嵌め込むことで付勢力を作用させる構成が記載されている。

特開２００８−０３８８８６号公報

特許文献１には、インナギヤ（遊星歯車／第二歯車体）を、歯車中心孔の内周面と弾性力作用線との交点箇所と、歯車中心孔の内周面と駆動シャフト（遊星キャリヤ）の外周面との接触箇所と、インナギヤ（遊星歯車／第二歯車体）とリングギヤ（内歯車部）との咬合箇所との少なくとも三箇所で支持する構成が示されている。

このような支持構成から、カム変動トルクが伝わることがあってもインナギヤのがたつきを抑制して異音の発生の防止を実現している。つまり、この特許文献１では、インナギヤを三箇所で支持することにより姿勢を安定させ、インナギヤとリングギヤとの咬合部分でのクリアランスも小さくすることにより、異音の発生を抑制し、位相変動の抑制も実現しているものと考えられる。

ここで、インナギヤを、偏心軸芯を中心に回転自在に備え、このインナギヤの歯部と、アウタギヤの歯部とを咬合させ、この咬合方向に付勢力を作用させる構成を想定する。このように想定した構成では、強い付勢力を作用させて咬み合い状態を維持することで、異音の発生を抑制し、位相変動を抑制することも可能である。

しかしながら、強い付勢力を作用させるものでは、インナギヤの歯面とリングギヤの歯面とが強く接触するため摺動抵抗から回転負荷が増大し、弁開閉時期制御装置の応答速度を低下させるものであった。

このような理由から、付勢部材の付勢力を大きくすることなく歯部での異音の発生を抑制し、位相変動の抑制を可能にする弁開閉時期制御装置が求められる。

本発明の特徴は、回転軸芯を中心に回転自在に配置され内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯を中心に回転自在に配置され前記駆動側回転体と相対回転自在で前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定する位相調節機構と、を備え、
前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯に配置される内歯型のリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯に配置され前記リングギヤの内歯部の一部に外歯部を咬み合わせたインナギヤと、前記インナギヤに嵌め込まれ前記回転軸芯と同軸芯の駆動シャフトとを備えて構成されると共に、前記電動アクチュエータの駆動力で前記駆動シャフトを、前記回転軸芯を中心に駆動回転させることにより、前記偏心軸芯を中心に前記インナギヤを自転させつつ前記回転軸芯を中心に前記インナギヤを公転させる差動型の減速機構に構成され、
前記インナギヤの外歯部を前記リングギヤの内歯部に咬合させる付勢力を作用させる付勢部材を前記駆動シャフトの外周部に備え、前記付勢部材の付勢力に抗して前記リングギヤから前記インナギヤが離間する方向への変位を規制する規制部を前記駆動シャフトに備えている点にある。

この特徴構成によると、例えば、弱い付勢力（小さいばね定数）の付勢部材を使用したものでは、カム変動トルクの作用によりリングギヤの内歯部からインナギヤの外歯部が離間する方向に変位する際には、この変位を規制部が規制するためインナギヤを規制の限界を超えて変位させることがなく、異音の発生を抑制し位相変動も抑制できる。また、カム変動トルクが低下する状況では付勢部材の付勢力によりリングギヤの内歯部に対してインナギヤの外歯部を適正に咬合させる。

この構成では、強い付勢力（大きいばね定数）の付勢部材を用いなくとも内歯部と外歯部とが大きく離間する現象を抑制し、インナギヤの歯面とリングギヤの歯面との間の摺動抵抗に起因する回転負荷の増大を抑制し、弁開閉時期制御装置の応答速度の悪化を招くこともない。
従って、付勢部材の付勢力を大きくすることなく歯部での異音の発生を抑制し、位相変動を抑制する弁開閉時期制御装置が構成された。この構成では、回転負荷を軽減し、応答速度を良好に維持することも可能となり、付勢部材の弾性変形量を小さくするため、付勢部材の耐久性の向上も可能となる。

他の構成として、前記駆動シャフトが、前記偏心軸芯を中心とする偏心面を有し、この偏心面に形成された凹部に対し前記付勢部材としてのスプリングが嵌め込まれ、前記偏心面の周方向で前記凹部の外縁部の少なくとも一方を半径方向の外方に突出して前記規制部が形成されても良い。

これによると、駆動シャフトにおいて付勢部材を嵌め込む凹部の外縁部を半径方向の外方に突出して規制部を形成するため、インナギヤの変位を最適な位置で受け止めることが可能となる。

他の構成として、前記偏心面に対し軸受を介して前記インナギヤが支持され、前記付勢部材が前記軸受の内周面に付勢力を作用させ、前記規制部が前記軸受の内周面に当接することで前記インナギヤの変位を規制しても良い。

これによると、偏心面に対してボールベアリング等の軸受を介してインナギヤを回転自在に支持する構成であっても、付勢部材の付勢力をインナギヤに作用させ、インナギヤがリングギヤから離間する方向に変位した場合には規制部により変位を規制することが可能となる。

他の構成として、前記規制部が、前記駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構成されても良い。

これによると、規制部が、駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構成されるため、例えば、規制部材として突出量が異なる複数のものを準備しておき、駆動シャフトの位置精度に応じて最適な突出量の規制部材を用いることにより、この規制部材の突出面とリングギヤの内周（軸受の内周）とのクリアランスを最適に設定することも可能となる。

弁開閉時期制御装置の断面図である。図１のII−II線断面図である。図１のIII−III線断面図である。弁開閉時期制御装置の分解斜視図である。規制部とスプリングとの関係を示す拡大断面図である。規制部による規制状態を示す拡大断面図である。別実施形態（ａ）の規制部とスプリングとの関係を示す拡大断面図である。別実施形態（ａ）の規制部材を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１〜図４に示すように、内燃機関としてのエンジンＥのクランクシャフト２と同期回転する駆動側回転体Ａと、吸気カムシャフト３と一体回転する従動側回転体Ｂと、位相制御モータＭ（電動アクチュエータの一例）の駆動力により駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定する位相調節機構Ｃとを備えて弁開閉時期制御装置１が構成されている。

エンジンＥは、シリンダブロックに形成された複数のシリンダボアにピストン４を収容し、そのピストン４をコネクティングロッド５によりクランクシャフト２に連結した４サイクル型に構成されている。このエンジンＥのクランクシャフト２の出力プーリ２Ｓと、駆動側回転体Ａの駆動プーリ１１Ｓとに亘ってタイミングベルト６（タイミングチェーン等でも良い）が巻回されている。

これによりエンジンＥの稼働時には、弁開閉時期制御装置１の全体が回転軸芯Ｘを中心に回転する。また、位相調節機構Ｃの駆動により駆動側回転体Ａに対し従動側回転体Ｂが回転方向と同方向又は逆方向に変位可能となる。

この弁開閉時期制御装置１では、ＥＣＵ等の制御装置で位相制御モータＭの駆動を制御する。この制御により、位相調節機構Ｃで駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定し、この設定により吸気カムシャフト３のカム部３Ａによる吸気バルブ３Ｂの開閉時期（開閉タイミング）の制御を実現している。

〔弁開閉時期制御装置〕
駆動側回転体Ａは、駆動プーリ１１Ｓが形成されたアウタケース１１とフロントプレート１２とを複数の締結ボルト１３で締結した構造を有している。アウタケース１１の内部空間には、従動側回転体Ｂと、ハイポトロコイド型減速ギヤ（差動型減速機構の具体例）として構成される位相調節機構Ｃとが収容されている。

従動側回転体Ｂは、多数の内歯を有する内歯部２１Ａが形成されたリングギヤ２１で構成されている。位相調節機構Ｃは、リングギヤ２１と、このリングギヤ２１の内歯部２１Ａに咬合する多数の外歯を有する外歯部２２Ａが形成されたインナギヤ２２と、インナギヤ２２に嵌め込まれる駆動シャフト２４と、インナギヤ２２を駆動側回転体Ａに連係させる連係機構としての継手部材３０とで構成されている。

図２に示すように、リングギヤ２１は回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置され、インナギヤ２２は、回転軸芯Ｘと平行姿勢の偏心軸芯Ｙと同軸芯上に配置されている。外歯部２２Ａの一部がリングギヤ２１の内歯部２１Ａの一部に咬み合い、インナギヤ２２の外歯部２２Ａの歯数は、リングギヤ２１の内歯部２１Ａの歯数より１歯だけ少なく設定されている。

図１〜図４に示すように、位相制御モータＭ（電動モータ）は、出力軸Ｍａが回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置するように支持フレーム７によりエンジンＥに支持されている。

リングギヤ２１は、内歯部２１Ａが形成されたリング状部分に対して、回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢の従動プレート２１Ｐを一体化した構造を有している。この従動プレート２１Ｐの中央の孔部に連結ボルト３５を挿通し、吸気カムシャフト３に螺合させることによりリングギヤ２１が回転軸芯Ｘと同軸芯で吸気カムシャフト３に連結されている。

駆動シャフト２４は、回転軸芯Ｘに沿う方向での外端側に回転軸芯Ｘを中心とする外周面の第１支持部２４Ａが形成され、内端側に偏心軸芯Ｙを中心とする外周面の第２支持部２４Ｂが形成されている。第２支持部２４Ｂの外周には１つの凹部２４Ｄが形成され、この凹部２４Ｄに付勢部材としてスプリング２５が嵌め込まれている。図５に示すように、回転軸芯Ｘと偏心軸芯Ｙを結ぶ仮想直線を偏位方向ラインＬに設定しており、スプリング２５からインナギヤ２２（第２軸受２７の内周）に付勢力を作用させる付勢方向Ｆを偏位方向ラインＬと一致させている。

尚、スプリング２５はバネ板材をＵ字状に成形することで略平行姿勢となる一対の板状部を形成しており、一対の板状部の一方を凹部２４Ｄの底面に当接させ、他方を第２軸受２７の内周面Ｓに当接させる形態で配置されている。

駆動シャフト２４は、回転軸芯Ｘを中心とする孔部２４Ｃが形成され、この孔部２４Ｃの内周には、位相制御モータＭの出力軸Ｍａの係合部材２８が係合する一対の係合溝２４Ｔが回転軸芯Ｘと平行姿勢で形成されている。

更に、孔部２４Ｃの内周には、回転軸芯Ｘと平行姿勢となる単一の潤滑溝２４Ｇが形成され、この潤滑溝２４Ｇから外面に貫通する潤滑流路２４Ｒと、一対の係合溝２４Ｔから外面に貫通する一対の潤滑流路２４Ｒとが形成されている。

図１に示すように、フロントプレート１２の中央の開口と、第１支持部２４Ａとの間にボールベアリングで成る第１軸受２６を配置することにより、駆動シャフト２４が駆動側回転体Ａに対し回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持されている。

図２に示すように、インナギヤ２２の内周と、駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂとの間にボールベアリングで成る第２軸受２７を配置することにより、インナギヤ２２が偏心軸芯Ｙを中心に相対回転自在に支持されている。また、第２軸受２７の内周面Ｓに対してスプリング２５の付勢力が作用するように構成されている。更に、止め輪としてのＣリング２９を備えることにより、第２軸受２７の第２支持部２４Ｂからの脱落が阻止される（図１、図４を参照）。

これによりインナギヤ２２が偏心軸芯Ｙを中心に回転自在に支持されると共に、図２に示すように、その外歯部２２Ａの一部がリングギヤ２１の内歯部２１Ａの一部に咬み合い、スプリング２５の付勢力で咬み合いが維持される。尚、弁開閉時期制御装置１による駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定する作動形態は後述する。

〔位相調節機構：継手部材〕
図３、図４に示すように、連係機構を構成する継手部材３０は、板状部材のプレス加工等により製造されるものであり、回転軸芯Ｘを中心に外方に突出する一対の第１係合アーム３１と、第１係合アーム３１に対して直交する方向で回転軸芯Ｘを中心に外方に突出する一対の第２係合アーム３２と、これらを連結するリング状部３３とが一体形成されている。第２係合アーム３２には中心方向（回転軸芯Ｘの方向）に向けて開放する係合凹部３２Ａが形成されている。

駆動側回転体Ａを構成するアウタケース１１には、アウタケース１１の内部空間から外部空間に亘り、回転軸芯Ｘを中心に半径方向に伸びる一対の貫通溝ＡＴが形成され、各々の貫通溝ＡＴには、貫通溝ＡＴの伸びる方向に沿って一対の第１ガイド面Ｇ１が平行姿勢で形成されている。また、インナギヤ２２の端面には偏心軸芯Ｙを挟んで対向する位置に一対の連係部２２Ｔが突起状に形成され、各々の連係部２２Ｔには回転軸芯Ｘを中心に半径方向に伸びる一対の第２ガイド面Ｇ２が平行姿勢で形成されている。

この構成から、継手部材３０の第１係合アーム３１を貫通溝ＡＴに係合させ、継手部材３０の第２係合アーム３２の係合凹部３２Ａを連係部２２Ｔに係合させることにより、継手部材３０をオルダム継手として機能させることが可能となる。

また、この構成では、貫通溝ＡＴの第１ガイド面Ｇ１に対して、第１係合アーム３１の直線状部が接触し、連係部２２Ｔの第２ガイド面Ｇ２に対して第２係合アーム３２の係合凹部３２Ａの直線状部が接触する位置関係となる。

図４に示すように貫通溝ＡＴの溝深さＬ１が、第１係合アーム３１の厚さＬ２より充分に大きい値に設定されている。これにより、第１係合アーム３１の表面とフロントプレート１２とを接触させ、第１係合アーム３１の裏面と貫通溝ＡＴの底部との間に間隙を形成する。

更に、リングギヤ２１の端面に接触することで回転軸芯Ｘに沿う方向でのリングギヤ２１の位置決めを行う複数の突出部１２Ａがフロントプレート１２の内面に突出形成されている。

〔位相調節機構の作動形態〕
この弁開閉時期制御装置１では、位相制御モータＭを制御する制御装置（図示せず）を備えており、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を維持する場合には、吸気カムシャフト３の回転速度と等しい速度で駆動シャフト２４を駆動回転する。

これに対して、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を目標とする位相に設定する場合には、吸気カムシャフト３の回転速度より高速又は低速で位相制御モータＭの出力軸Ｍａを駆動回転する。

エンジンＥが停止する状態で作動形態を考えると、位相制御モータＭの駆動力で駆動シャフト２４が回転した場合には、第２支持部２４Ｂが回転軸芯Ｘを中心に回転し、この回転に伴いインナギヤ２２が回転軸芯Ｘを中心に公転を開始する。この公転時には、インナギヤ２２の外歯部２２Ａとリングギヤ２１の内歯部２１Ａとの咬合位置がリングギヤ２１の内に周沿って変位するためインナギヤ２２には偏心軸芯Ｙを中心に自転させる力が作用する。

つまり、インナギヤ２２が１回転だけ公転した場合には、リングギヤ２１の内歯部２１Ａの歯数と、インナギヤ２２の外歯部２２Ａの歯数との差（歯数差）に相当する角度（本実施形態では１歯に対応する角度）だけインナギヤ２２に対して回転させようとする回転力（自転力）が作用する。

前述したように、継手部材３０は、アウタケース１１に対するインナギヤ２２の回転を規制する構造であるため、アウタケース１１に対してインナギヤ２２が回転することはなく、インナギヤ２２に作用する回転力によりアウタケース１１に対してリングギヤ２１が回転する。前述したように、リングギヤ２１が吸気カムシャフト３に連結しているため、アウタケース１１に対してリングギヤ２１が回転することになり吸気カムシャフト３の回転位相の調節が実現する。

特に、インナギヤ２２が、回転軸芯Ｘを中心に１回転だけ公転した場合には、アウタケース１１に対して吸気カムシャフト３を、インナギヤ２２の外歯部２２Ａの歯数と差（歯数差）に相当する角度だけ回転させるため大きい減速比での調節が実現している。

エンジンＥには、吸気カムシャフト３と排気カムシャフトとを駆動するタイミングベルト６を収容するベルトケースを備えており、弁開閉時期制御装置１はベルトケースの内部に配置される。このような位置関係から、カムシャフトに供給される潤滑油の一部がフロントプレート１２の中央の開口から駆動シャフト２４の孔部２４Ｃに流れ込み、潤滑流路２４Ｒ等を介してアウタケース１１の内部空間の各部に供給され位相調節機構Ｃを円滑に作動させる。このように潤滑した潤滑油は、駆動側回転体Ａに形成され貫通溝ＡＴから外部に排出される。

〔規制部〕
図５に示すように、スプリング２５（付勢部材）の付勢力に抗してリングギヤ２１からインナギヤ２２が離間する方向への変位を規制する規制部Ｒが駆動シャフト２４の外周に形成されている。

規制部Ｒは、第２支持部２４Ｂの外周の凹部２４Ｄにおいて周方向での外縁部を外方（半径方向での外方）に突出するように第２支持部２４Ｂに一体形成された一対の規制突起４１で構成されている。

図５に示すように、リングギヤ２１の内歯部２１Ａにインナギヤ２２の外歯部２２Ａが咬合する状態では、規制部Ｒの規制突起４１の突出端が第２軸受２７の内周面Ｓ（インナーレースの内周面）から離間するように構成されている。この構成により規制突起４１の突出端と、第２軸受２７の内周面Ｓとの間にクリアランス（間隙）が形成される。このような構成からリングギヤ２１からインナギヤ２２が離間する方向に変位した場合には、規制突起４１の突出端が第２軸受２７の内周面Ｓ（インナーレースの内周面）に当接することでインナギヤ２２の変位が規制される。

つまり、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合には、スプリング２５の付勢力に抗して内歯部２１Ａから外歯部２２Ａを離間させる方向にインナギヤ２２が変位すると共に、図６に示すように第２軸受２７の内周面Ｓに規制部Ｒの一対の規制突起４１が当接することによりインナギヤ２２の変位が規制される。

前述したように、スプリング２５（付勢部材）による付勢方向Ｆを、偏位方向ラインＬと一致させているため、規制部Ｒの規制突起４１は付勢方向Ｆと逆向きへのインナギヤ２２の変位を規制する。また、規制突起４１の突出端と第２軸受２７の内周面Ｓとのクリアランスは、リングギヤ２１と、インナギヤ２２と、第２軸受２７との半径方向での寸法の公差を積算した積み上げ公差の上限値と駆動シャフト２４との間に形成されるクリアランスより小さいか同等の値に設定されている。すなわち、公差範囲内のリングギヤ２１、インナギヤ２２、第２軸受２７、駆動シャフト２４を使用して弁開閉時期制御装置１が構成されている限り、規制突起４１の突出端と第２軸受２７の内周面Ｓとの間には必ずクリアランスが形成される。

駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂは偏心軸芯Ｙを中心とする円形の外周面２４ＢＳ（偏心面の一例）が成形されるものであるが、この外周面２４ＢＳの外径を第２軸受２７の内径より僅かに小さく設定している。また、この外周面２４ＢＳにおいて偏位方向ラインＬに直交する方向で最も大径となる部位には、外方に突出して第２軸受２７の内周面に軽く当接する一対のガイド突起４２を形成している。尚、外周面２４ＢＳと第２軸受２７の内周面Ｓとの間の間隙は僅かであるが、図面では誇張して表している。

この構成では、リングギヤ２１の内歯部２１Ａにインナギヤ２２の外歯部２２Ａが咬合する状態でも、駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳのうち凹部２４Ｄと反対側の面と、第２軸受２７の内周面Ｓとの間に間隙が形成される。このように隙間が形成されることにより、第２軸受２７の内周面Ｓが第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳに当接しない状態で内歯部２１Ａに対する外歯部２２Ａの咬合を可能にしている。

また、一対のガイド突起４２が第２軸受２７の内周面Ｓに軽く当接するため、駆動シャフト２４を基準にした第２軸受２７を適正な位置に維持する。

この弁開閉時期制御装置１では第１軸受２６と第２軸受２７との何れに対しても、すべり軸受として機能するブッシュを用いることが可能である。また、第２軸受２７を用いないでリングギヤ２１を駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂに対して直接的に支持する構成を採用しても良い。

〔実施形態の作用効果〕
エンジンＥの稼動時にカム変動トルクが作用した場合には、リングギヤ２１の内歯部２１Ａからインナギヤ２２の外歯部２２Ａを離間させる方向に変位させる力が作用する。この変位を抑制するためにはスプリング２５の付勢力を大きくすることが考えられるものの、付勢力を大きくした場合には内歯部２１Ａの歯面と外歯部２２Ａの歯面とが強く圧接して歯面同士の摺動抵抗を増大させるため、回転負荷を増大させるだけなく弁開閉時期制御装置１の応答速度の悪化を招くものであった。

この不都合を解消するためスプリング２５の付勢力を低減することも考えられるが、付勢力を低減しただけでは、カム変動トルクが作用した際にリングギヤ２１の内歯部２１Ａとインナギヤ２２の外歯部２２Ａとが大きく離間し、この離間状態で歯面同士が繰り返して当接する異音の発生を招き、位相変動を招くものとなる。

これらの課題から、スプリング２５の付勢力を、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合にのみ内歯部２１Ａから外歯部２２Ａが離間する変位を許容する値に設定しておき、規制部Ｒの一対の規制突起４１によってインナギヤ２２の変位を規制するように構成している。

この構成から、カム変動トルクが作用しないタイミングでは、図５に示すようにスプリング２５の付勢力により内歯部２１Ａに外歯部２２Ａを咬合させるため、異音の発生がなく位相変動を招くこともない。特に、内歯部２１Ａの歯面と外歯部２２Ａの歯面とが軽く接触するため、回転負荷を軽減し弁開閉時期制御装置１の応答性を高い状態に維持し、相対回転位相の設定を迅速に行わせる。

更に、この構成では、スプリング２５（付勢部材）の弾性変形量を抑制するため、スプリング２５の疲労を抑制し耐久性の向上が可能となる。

また、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合には、図６に示すように内歯部２１Ａから外歯部２２Ａを離間させる方向にインナギヤ２２が変位するものの、この変位が行われる際には、第２軸受２７の内周面Ｓに規制部Ｒの一対の規制突起４１が当接することでインナギヤ２２の変位が規制される。これにより、内歯部２１Ａから外歯部２２Ａを大きく離間させることがなく、異音の発生を招くこともない。

前述したように駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳの外径を、第２軸受２７の内径より僅かに小さく設定しているため、例えば、第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳを、第２軸受２７の内周面に密嵌合させるものと比較すると、駆動シャフト２４の精度管理を厳密に行わずに済み、駆動シャフト２４の製造を容易にする。また、この構成では、第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳのうち凹部２４Ｄと反対側の面と、第２軸受２７の内周面Ｓとの間に間隙が形成されるため、内歯部２１Ａに外歯部２２Ａが咬合する状態では第２軸受２７の内周面Ｓが第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳに当接することなく合状態の維持を確実にする。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図７、図８に示すように、駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂの外周に、偏位方向ラインＬを挟む２箇所に凹部２４Ｄを形成し、この２箇所の凹部２４Ｄの中間位置に規制部Ｒを形成する。この構成では、２箇所の凹部２４Ｄに付勢部材としてのスプリング２５（付勢部材）を嵌め込んでおり、規制部Ｒが、図７に示す方向視において偏位方向ラインＬと重複する位置に配置され規制部材４５で構成される。

また、この別実施形態（ａ）では、規制部Ｒの規制部材４５が、嵌合部４５ａを有しており、駆動シャフト２４には嵌合部４５ａが嵌合する嵌合溝部２４ｆが形成されている。このような構成から、嵌合溝部２４ｆに嵌合部４５ａを嵌合させるように駆動シャフト２４に対して規制部材４５を備えている。尚、駆動シャフト２４に規制部Ｒを一体的に形成する構成では、駆動シャフト２４の製造精度、位置精度等により、規制部Ｒの突出面と第２軸受２７の内周面Ｓとのクリアランスにバラツキを生ずる。

このような理由から、例えば、規制部材４５として突出量が異なる複数のものを準備しておき、複数の規制部材４５のうち最適なクリアランスを得るものを使用できるように構成しているのである。これにより、製造時の誤差等により駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂの位置が多少異なるものであっても、規制部Ｒを突出面と第２軸受２７の内周面Ｓとのクリアランスを最適に設定できる。

この別実施形態（ａ）では一対のスプリング２５を備えているが、実施形態と同様に単一のスプリング２５を備える構成において、凹部２４Ｄの少なくとも一方に規制部材４５を備えることで規制部Ｒを形成しても良い。

（ｂ）実施形態では、駆動シャフト２４の第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳから外方に突出する一対のガイド突起４２を形成していたが、これに代えて外周面２４ＢＳにおいて偏位方向ラインＬに直交する方向で最も大径となる方向が長軸となるように、第２軸受２７の断面の一部が楕円形状となるように成形しても良い。

このように第２支持部２４Ｂの一部の形状を楕円形状にすることにより、この楕円形状の長軸に沿う方向での外面を第２軸受２７の内周面Ｓに軽く接触させると共に、第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳのうち凹部２４Ｄと反対側の面と、第２軸受２７の内周面Ｓとの間に間隙を形成し、リングギヤ２１の内歯部２１Ａに対して、インナギヤ２２の外歯部２２Ａを安定的に咬合させることが可能となる。

特に、第２支持部２４Ｂの外周面２４ＢＳを非円形に形成し、第２軸受２７の内周面Ｓとの間に間隙を形成するものでは、第２支持部２４Ｂに高い精度を必要とせず、製造が容易となる。

本発明は、電動式の弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１弁開閉時期制御装置
２クランクシャフト
２１リングギヤ
２１Ａ内歯部
２２インナギヤ
２２Ａ外歯部
２４駆動シャフト
２４ＢＳ外周面（偏心面）
２４Ｄ凹部
２５スプリング／付勢部材
２７第２軸受（軸受）
４５規制部材
Ａ駆動側回転体
Ｂ従動側回転体
Ｃ位相調節機構
Ｅエンジン（内燃機関）
Ｍ電動モータ（電動アクチュエータ）
Ｒ規制部
Ｓ内周面
Ｘ回転軸芯
Ｙ偏心軸芯

Claims

回転軸芯を中心に回転自在に配置され内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯を中心に回転自在に配置され前記駆動側回転体と相対回転自在で前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定する位相調節機構と、を備え、
前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯に配置される内歯型のリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯に配置され前記リングギヤの内歯部の一部に外歯部を咬み合わせたインナギヤと、前記インナギヤに嵌め込まれ前記回転軸芯と同軸芯の駆動シャフトとを備えて構成されると共に、前記電動アクチュエータの駆動力で前記駆動シャフトを、前記回転軸芯を中心に駆動回転させることにより、前記偏心軸芯を中心に前記インナギヤを自転させつつ前記回転軸芯を中心に前記インナギヤを公転させる差動型の減速機構に構成され、
前記インナギヤの外歯部を前記リングギヤの内歯部に咬合させる付勢力を作用させる付勢部材を前記駆動シャフトの外周部に備え、前記付勢部材の付勢力に抗して前記リングギヤから前記インナギヤが離間する方向への変位を規制する規制部を前記駆動シャフトに備えている弁開閉時期制御装置。
前記駆動シャフトが、前記偏心軸芯を中心とする偏心面を有し、この偏心面に形成された凹部に対し前記付勢部材としてのスプリングが嵌め込まれ、前記偏心面の周方向で前記凹部の外縁部の少なくとも一方を半径方向の外方に突出して前記規制部が形成されている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
前記偏心面に対し軸受を介して前記インナギヤが支持され、前記付勢部材が前記軸受の内周面に付勢力を作用させ、前記規制部が前記軸受の内周面に当接することで前記インナギヤの変位を規制する請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
前記規制部が、前記駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。