JP2019015247A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音を抑止するバルブタイミング調整装置の提供。【解決手段】従動回転体２０は、駆動回転体と共通な回転中心線Ｏまわりにスラスト軸受部２６を有している。単列式の遊星ベアリングは、外輪及び内輪の間に複数の球状転動体が一列介装されてなる。遊星歯車３０は、駆動回転体及び従動回転体２０とは偏心して外輪によりラジアル軸受されている。スラスト軸受部２６は、回転中心線Ｏに対し傾いた遊星歯車３０をスラスト軸受可能に、配置されている。遊星歯車３０は、スラスト軸受部２６に向かって開口している凹部３８を、有している。特定位相に調整された回転位相において凹部３８は、遊星歯車３０の自転中心線Ｃに対し偏心側とは反対の反偏心側に位置する。ここで、遊星歯車３０における自転方向全域に連続して凹部３８が設けられることで、回転体１０，２０間の回転位相が調整される位相調整範囲の全域に特定位相が設定される。【選択図】図１０

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。

クランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転する駆動回転体及び従動回転体に対し、偏心して噛合する遊星歯車が遊星運動することで、それら回転体間の回転位相が調整されるバルブタイミング調整装置は従来、知られている。

このようなバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１の開示装置は、遊星歯車をラジアル軸受している外輪と、遊星キャリアによりラジアル軸受されている内輪との間に、複数の球状転動体が一列介装されてなる単列式の遊星ベアリングを、備えている。こうして、駆動回転体及び従動回転体とは偏心側にて噛合しつつ遊星キャリアにより遊星運動させられる遊星歯車は、カム軸に同軸上に連結された従動回転体のスラスト軸受部によりスラスト軸受されることで、当該噛合部分での異音を抑止するように傾き難くなっている。

特許第５８２６９６号公報

しかし、本発明者らの鋭意研究の結果として特許文献１の開示装置では、駆動回転体及び従動回転体に共通な回転中心線に対し遊星歯車が傾き難くなっていることで逆に、異音の十分な抑止には至っていないことが、判明した。その原因は、以下に説明する通りである。

特許文献１の開示装置では、遊星ベアリングの外輪において各球状転動体が転がり接触する軌道面のうち自転中心線に対し偏心側に位置する点を傾き中心点として、遊星歯車が駆動回転体及び従動回転体の回転中心線に対し傾こうとする。その結果として遊星歯車は、製造公差に起因してスラスト軸受部との間に不可避的に生じるクリアランス分、スラスト軸受部と当接するまで傾くことが可能になる。

ここで、遊星歯車が偏心側にてスラスト軸受部と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点の間の距離が短くなる。そのため、偏心側にて遊星歯車がスラスト軸受部と当接するまでの傾き角度であっても、噛合部分のクリアランスを低減して異音を抑止するに至り得ることが、判明した。

一方、遊星歯車が偏心側とは反対の反偏心側にてスラスト軸受部と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点の間の距離が長くなる。そのため、反偏心側にて遊星歯車がスラスト軸受部と当接するまでの傾き角度では、噛合部分のクリアランスを低減して異音を抑止する上では角度不足となることが、判明した。即ち後者の場合には、傾き角度の不足した状態にて遊星歯車がスラスト軸受部と当接してしまうため、異音を招来し易くなる。

以上より本発明の目的は、異音を抑止す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）であって、
クランク軸と連動して回転中心線（Ｏ）まわりに回転する駆動回転体（１０）と、
駆動回転体と共通な回転中心線まわりにスラスト軸受部（２６）を有し、同軸上に連結されるカム軸と連動して回転中心線まわりに回転する従動回転体（２０）と、
外輪（４２）及び内輪（４４）の間に複数の球状転動体（４６）が一列介装されてなる単列式の遊星ベアリング（４０）と、
スラスト軸受部によりスラスト軸受され且つ駆動回転体及び従動回転体とは偏心して外輪によりラジアル軸受されており、駆動回転体及び従動回転体に対する偏心側にて駆動回転体及び従動回転体と噛合しつつ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歯車（３０，２０３０）と、
内輪をラジアル軸受しており、遊星歯車を遊星運動させる遊星キャリア（５０）とを、備え、
スラスト軸受部は、回転中心線に対し傾いた遊星歯車をスラスト軸受可能に、配置されており、
遊星歯車は、スラスト軸受部に向かって開口している凹部（３８，２０３８）を、有し、
特定位相に調整された回転位相において凹部は、遊星歯車の自転中心線（Ｃ）に対し偏心側とは反対の反偏心側に位置する。

このような第一発明による遊星歯車は、遊星ベアリングの外輪において各球状転動体が転がり接触する軌道面のうち、自転中心線に対し偏心側に位置する点を傾き中心点として、傾こうとする。その結果として遊星歯車は、偏心側にて噛合部分をなす駆動回転体及び従動回転体の共通回転中心線に対し傾くことで、従動回転体のうち当該回転中心線まわりのスラスト軸受部によりスラスト軸受される。

ここで、遊星歯車が偏心側にてスラスト軸受部と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点の間の距離が短くなる。そのため、偏心側にて遊星歯車がスラスト軸受部と当接するまでの傾き角度であっても、噛合部分のクリアランスを低減して異音を抑止するに至ることができる。即ち、噛合部分のクリアランスを低減して異音を抑止するのに必要な傾き角度（以下、単に「必要傾き角度」という）が、確保され得る。

一方、遊星歯車が反偏心側にてスラスト軸受部と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点の間の距離が長くなる。そこで第一発明の特定位相では、遊星歯車の自転中心線に対し反偏心側に位置する凹部がスラスト軸受部に向かって開口することで、傾いた遊星歯車が反偏心側にてスラスト軸受部と当接し難くなる。故にこの場合には、遊星歯車が可及的に傾くことで、必要傾き角度が確保され得る。

以上より第一発明では、遊星歯車の傾きがいずれの場合であっても、必要傾き角度を確保して異音を抑止することが、可能となる。

また、開示された第二発明によると、遊星歯車の外縁部（３６，２０３６）に、凹部（３８，２０３８）は設けられている。このような第二発明によると、遊星歯車が反偏心側にてスラスト軸受部と近接するように傾く場合、遊星歯車のうち外縁部が最もスラスト軸受部に近接することとなる。ここで第二発明の特定位相では、遊星歯車の外縁部に設けられた凹部が最近接のスラスト軸受部に向かって開口することになるので、遊星歯車とスラスト軸受部との反偏心側での当接が十分に規制され得る。故に、必要傾き角度を確保して異音を抑止する効果の信頼度を、向上させることが可能となる。

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。 第一実施形態による位相調整ユニットを拡大して示す断面図であって、図１に対応する断面図である。 第一実施形態による遊星ベアリングの特徴を示す模式図である。 第一実施形態による遊星歯車を拡大して示す断面図であって、図７のVI−VI線断面図である。 第一実施形態による遊星歯車を拡大して示す正面図である。 第一実施形態による遊星歯車（ａ）及び従動回転体（ｂ）の特徴を示す模式図である。 第一実施形態の作動状態を説明するための模式図である。 図９とは異なる作動状態を説明するための模式図である。 第一実施形態の効果を示すグラフである。 第一実施形態の効果を示すグラフである。 第二実施形態による位相調整ユニットを拡大して示す断面図であって、図１に対応する断面図である。 図１３とは異なる作動状態を示す断面図である。 第二実施形態による遊星歯車を拡大して示す断面図であって、図１６のＸV−ＸV線断面図である。 第二実施形態による遊星歯車を拡大して示す正面図である。 第二実施形態の作動を説明するためのグラフである。 第二実施形態の作動状態を説明するための模式図である。 図１８とは異なる作動状態を説明するための模式図である。 図１８，１９とは異なる作動状態を説明するための模式図である。 図１８〜２０とは異なる作動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わせることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように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、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。装置１は、アクチュエータ４、通電制御ユニット７及び位相調整ユニット８等から構成されている。

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、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。通電制御ユニット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。通電制御ユニット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、遊星歯車３０、遊星ベアリング４０、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２０，３０，４０，５０，６０を内部に収容している。駆動回転体１０は、円環板状の太陽歯車部材１１を有底円筒状のスプロケット部材１３と段付円筒状のカバー部材１４との間に挟持した状態で、それら部材１１，１３，１４を共締めしてなる。

図１，２に示すように太陽歯車部材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、周壁部に形成している。図１に示すようにスプロケット部材１３は、周方向に等間隔ずつあけた箇所から径方向外側へと突出する複数のスプロケット歯１９を、周壁部に形成している。スプロケット部材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。これにより、クランク軸から出力されたクランクトルクは、タイミングチェーンを通じてスプロケット部材１３に伝達される。その結果として駆動回転体１０は、回転中心線Ｏまわりの一定方向（図２，３の時計方向）にクランク軸と連動して回転する。

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、スプロケット部材１３の径方向内側に配置されている。従動回転体２０は、スプロケット部材１３に同軸上に嵌入されることで、駆動回転体１０を径方向内側からラジアル軸受している。従動回転体２０は、軸方向において太陽歯車部材１１及びスプロケット部材１３の間に挟持されている。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、底壁部に形成している。これにより従動回転体２０は、駆動回転体１０と共通な回転中心線Ｏまわりの同一方向（図３の時計方向）にカム軸２と連動して回転しつつ、駆動回転体１０に対して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側へと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１〜３に示すように段付円筒状の金属製遊星歯車３０は、従動側内歯車部２４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３０は、回転体１０，２０とは特定径方向（図２，３の上方向）に偏心している。これにより、遊星歯車３０の自転中心線Ｃは、回転体１０，２０の回転中心線Ｏに対し特定径方向にずれている。

遊星歯車３０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、周壁部に一体形成している。回転体１０，２０に対し遊星歯車３０の偏心する偏心側（以下、単に「偏心側」という）では、図１，２に示すように駆動側外歯車部３２が駆動側内歯車部１２と噛合している。ここで、駆動側外歯車部３２が駆動側内歯車部１２と実際に噛合している部分を、駆動側噛合部分Ｇｄという。

図１，３に示すように従動側外歯車部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、偏心側にて従動側内歯車部２４と噛合している。ここで、従動側外歯車部３４が従動側内歯車部２４と実際に噛合している部分を、従動側噛合部分Ｇｆという。

金属製遊星ベアリング４０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４０は、回転体１０，２０に対しては遊星歯車３０と同じ特定径方向に偏心している。これにより遊星ベアリング４０は、遊星歯車３０と同軸上に位置している。

遊星ベアリング４０は、外輪４２と内輪４４との間に複数の球状転動体４６が一列介装されてなる単列式ラジアル軸受であり、特に本実施形態では単列式深溝玉軸受である。外輪４２は、遊星歯車３０に同軸上に圧入されることで、当該遊星歯車３０を径方向内側からラジアル軸受している。

部分偏心円筒状の金属製遊星キャリア５０は、内輪４４の径方向内側からカバー部材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とは同軸上に位置する円筒面状の入力部５１を、周壁部に形成している。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と同軸上に連結されている。これにより遊星キャリア５０は、回転中心線Ｏまわりに制御軸６と一体回転しつつ、回転体１０，２０に対しては相対回転可能となっている。

遊星キャリア５０は、回転体１０，２０に対しては遊星歯車３０と同じ特定径方向に偏心する円筒面状の偏心部５４を、周壁部に形成している。偏心部５４は、内輪４４に同軸上に嵌入されることで、当該内輪４４を径方向内側からラジアル軸受している。これにより、遊星ベアリング４０を介して遊星キャリア５０に支持されている遊星歯車３０の各外歯車部３２，３４は、駆動回転体１０に対する遊星キャリア５０の相対回転に応じて各噛合部分Ｇｄ，Ｇｆを変化させつつ、一体に遊星運動する。このときの遊星歯車３０は、偏心側にて回転体１０，２０と噛合する歯車連繋状態下、自転中心線Ｃまわりとなる自身の周方向へ自転しつつ、回転中心線Ｏまわりとなる遊星キャリア５０の回転方向（即ち、入力部５１の周方向）へ公転する。

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、それぞれ一つずつ個別に収容されている。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、収容凹部５５と径方向外側の内輪４４との間に介装されている。これにより各弾性部材６０は、遊星歯車３０及び遊星ベアリング４０の径方向に圧縮された状態で、弾性変形している。ここで図２，３に示すように、回転体１０，２０とは遊星歯車３０及び遊星ベアリング４０の偏心する特定径方向に沿って当該偏心側と反対側とに広がる基準平面Ｂが、回転中心線Ｏ及び自転中心線Ｃを含んで想定される。この想定下にて各弾性部材６０は、基準平面Ｂに関する線対称位置に配置されている。こうした各弾性部材６０が弾性変形によって発生する復原力の合力Ｆｓは、内輪４４に対しては、偏心側にて基準平面Ｂに沿う特定径方向へと作用する。これにより遊星歯車３０は、遊星ベアリング４０を介して各弾性部材６０の復原力合力Ｆｓを受けることで、偏心側に付勢されて回転体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、回転体１０，２０間の回転位相を、制御軸６の回転状態に応じて所定の位相調整範囲内に調整する。これにより、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ことになる。

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が駆動回転体１０に対して相対回転しないときには、外歯車部３２，３４がそれぞれ内歯車部１２，２４と噛合したまま、遊星歯車３０が遊星運動をしなくなる。これにより、回転体１０，２０が遊星歯車３０と連れ回りして、駆動回転体１０に対する従動回転体２０の回転位相が実質的に不変となることで、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が駆動回転体１０に対する遅角方向へ相対回転するときには、外歯車部３２，３４がそれぞれ内歯車部１２，２４と噛合しつつ、遊星歯車３０が遊星運動する。これにより、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して、駆動回転体１０に対する従動回転体２０の回転位相が遅角変化することで、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が駆動回転体１０に対する進角方向へ相対回転するときには、外歯車部３２，３４がそれぞれ内歯車部１２，２４と噛合しつつ、遊星歯車３０が遊星運動する。これにより、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して、駆動回転体１０に対する従動回転体２０の回転位相が進角変化することで、バルブタイミングが進角調整される。

ここで、駆動回転体１０に対して従動回転体２０の回転位相（以下、単に「回転位相」という）が調整される位相調整範囲は、図１に示す従動回転体２０のストッパ２８が駆動回転体１０により回転方向の両側でそれぞれ係止されることで、規定されるようになっている。

（位相調整ユニットの詳細構成）
以下、位相調整ユニット８の詳細構成を説明する。

図４，５に示すように遊星ベアリング４０において外輪４２は、径方向外側へ断面円弧形に凹んで周方向全域に連続する円環溝状に、外輪軌道面４２ａを形成している。一方、遊星ベアリング４０において内輪４４は、径方向内側へ断面円弧形に凹んで周方向全域に連続する円環溝状に、内輪軌道面４４ａを形成している。これら外輪軌道面４２ａと内輪軌道面４４ａとは、それらの間に配置される各球状転動体４６の外周面に対して、それぞれ転がり接触する。

図５に示すように外輪軌道面４２ａ及び内輪軌道面４４ａは、軸方向では互いにずれて配置される実質同一長さの外輪４２及び内輪４４において、それぞれ軸方向中心部に形成されている。ここで外輪軌道面４２ａは、内輪軌道面４４ａに対し軸方向のカム軸２とは反対側へ設定量δだけずれている。これにより各球状転動体４６は、カム軸２側に接触角θをなして外輪軌道面４２ａと転がり接触している。

図４，８に示すように有底円筒状の従動回転体２０において周壁部は、カム軸２とは反対側の軸方向端部に、その端面が円環平面状のスラスト軸受部２６を同軸上に形成している。スラスト軸受部２６は、従動回転体２０において従動側内歯車部２４よりも軸方向のカム軸２とは反対側に、突出している。スラスト軸受部２６は、従動回転体２０において回転中心線Ｏまわりとなる回転方向（即ち、周方向）の全域に、連続して延伸している。スラスト軸受部２６は、遊星歯車３０の駆動側外歯車部３２におけるカム軸２側の軸方向端面に対し、摺動可能に配置されている。これによりスラスト軸受部２６は、軸方向の片側であるカム軸２側から、遊星歯車３０をスラスト軸受可能となっている。

図４，６〜８に示すように遊星歯車３０の外縁部３６には、軸方向のカム軸２とは反対側へ向かって凹むように、凹部３８が形成されている。凹部３８は、遊星歯車３０の外縁部３６をなす駆動側外歯車３２のうちカム軸２側の軸方向端部に、設けられている。これにより凹部３８は、軸方向のカム軸２側に位置するスラスト軸受部２６に向かって、且つ径方向外側に向かって開口している。

凹部３８は、遊星歯車３０の自転方向（即ち、周方向）の全域に連続して、延伸している。凹部３８は、遊星歯車３０に同軸上に形成されて内面が断面Ｌ字形の円環矩形溝状を、呈している。これにより、第一実施形態では「特定位相」として予め設定される位相調整範囲の全域において、遊星歯車３０の自転中心線Ｃに対する偏心側とは反対となる反偏心側（以下、単に「反偏心側」という）に、凹部３８が基準平面Ｂ上にて位置することとなる。ここで図８に示すように、円環状凹部３８の内径である最内周半径Ｒｃは、円環状スラスト軸受部２６の内径である最内周半径Ｒｂよりも、小サイズに設定されている。

以上の構成下、図９，１０に模式的に示す従動回転体２０のスラスト軸受部２６は、遊星歯車３０において凹部３８を有した駆動側外歯車部３２との間に、製造公差に起因したクリアランス７０を不可避的に与えられる。こうしたクリアランス７０に依拠して遊星歯車３０の自転中心線Ｃは、回転体１０，２０の回転中心線Ｏに対し傾くことが可能となっている。このとき遊星歯車３０は、遊星ベアリング４０の外輪４２において各球状転動体４６が転がり接触する外輪軌道面４２ａのうち、傾き前の自転中心線Ｃに対し基準平面Ｂにて偏心側に位置する図４，５，７の点Ｐを、図９，１０の如く傾き中心点Ｐとする。

具体的に、従動側噛合部分Ｇｆよりも駆動側噛合部分Ｇｄのクリアランスが図１１に示すように大きい場合、図９の如く遊星歯車３０は、偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く。こうした偏心側近接傾きの場合、当該近接箇所としての外縁部３６がスラスト軸受部２６と当接する傾き角度となることで、当該スラスト軸受部２６によりスラスト軸受される。このスラスト軸受状態（即ち、当接状態）での傾き角度は、噛合部分Ｇｄ，Ｇｆのクリアランス、中でも特に駆動側噛合部分Ｇｄのクリアランスを低減して異音を抑止可能な必要傾き角度ψｅとなる。ここで第一実施形態の偏心側近接傾きでは、外縁部３６のうちスラスト軸受部２６と近接して当接する具体的箇所は、凹部３８の最内周部と駆動側外歯車部３２のカム軸２側の軸方向端面とがなすエッジ部３６ａとなる。

一方、駆動側噛合部分Ｇｄよりも従動側噛合部分Ｇｆのクリアランスが図１１に示すように大きい場合、図１０の如く遊星歯車３０は、反偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く。こうした反偏心側近接傾きの場合、当該近接箇所としての外縁部３６と傾き中心点Ｐとの間の距離は、上記偏心側近接傾きの場合の距離よりも長くなる。そこで第一実施形態では、位相調整範囲の全域となる「特定位相」にてスラスト軸受部２６が凹部３８内へと進入するまで遊星歯車３０が傾くことで、当該凹部３８の内面がスラスト軸受部２６とは離間した状態でも上記偏心側近接傾きの場合と同程度の必要傾き角度ψｒが確保される。但し、この反偏心側近接傾きの場合の必要傾き角度ψｒは、噛合部分Ｇｄ，Ｇｆのクリアランス、中でも特に従動側噛合部分Ｇｆのクリアランスを低減して異音を抑止可能な傾き角度となる。

（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遊星歯車３０は、遊星ベアリング４０の外輪４２において各球状転動体が転がり接触する外輪軌道面４２ａのうち、自転中心線Ｃに対し偏心側に位置する点を傾き中心点Ｐとして、傾こうとする。その結果として遊星歯車３０は、偏心側にて噛合部分Ｇｄ，Ｇｆをなす回転体１０，２０の共通回転中心線Ｏに対し傾くことで、従動回転体２０のうち当該回転中心線Ｏまわりのスラスト軸受部２６によりスラスト軸受される。

ここで、遊星歯車３０が偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点Ｐの間の距離が短くなる。そのため、偏心側にて遊星歯車３０がスラスト軸受部２６と当接するまでの傾き角度であっても、噛合部分Ｇｄ，Ｇｆのクリアランスを低減して異音を抑止するに至ることができる。即ち、噛合部分Ｇｄ，Ｇｆのクリアランスを低減して異音を抑止するのに必要な必要傾き角度ψｅが、確保され得る。

一方、遊星歯車３０が反偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く場合、当該近接箇所及び傾き中心点Ｐの間の距離が長くなる。そこで第一実施形態の「特定位相」では、遊星歯車３０の自転中心線Ｃに対し反偏心側に位置する凹部３８がスラスト軸受部２６に向かって開口することで、傾いた遊星歯車３０が反偏心側にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。故にこの場合には、遊星歯車が可及的に傾くことで、必要傾き角度ψｒが確保され得る。

以上より第一実施形態では、図１１に示すように遊星歯車３０の傾きがいずれの場合であっても、必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止することが、可能となる。

また第一実施形態によると、遊星歯車３０が反偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く場合、遊星歯車３０のうち外縁部３６が最もスラスト軸受部２６に近接することとなる。ここで、第一実施形態の「特定位相」である位相調整範囲の全域では、遊星歯車３０の外縁部３６に設けられた凹部３８が最近接のスラスト軸受部２６に向かって開口することになるので、遊星歯車３０とスラスト軸受部２６との反偏心側での当接が十分に規制され得る。故に、必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止する効果の信頼度を、向上させることが可能となる。

さらに第一実施形態によると、回転位相が調整される位相調整範囲の全域に「特定位相」が設定されるので、凹部３８により反偏心側では、遊星歯車３０が当該位相調整範囲内の任意の回転位相にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。これによれば、回転位相に拘わらず必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止することが、可能となる。

またさらに第一実施形態によると、自転方向全域に連続して凹部３８の設けられた遊星歯車３０は、位相調整範囲全域の反偏心側にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。故に、回転位相に拘わらず必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止する効果の信頼度を、向上させることが可能となる。

加えて第一実施形態によると、遊星歯車３０の外縁部３６において自転方向全域に連続した円環状凹部３８の最内周半径Ｒｃは、従動回転体２０において回転方向全域に連続した円環状スラスト軸受部２６の最内周半径Ｒｂよりも、小サイズに設定されている。これにより遊星歯車３０は、偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く場合に、反偏心側でのスラスト軸受部２６との当接を規制され得る。故に、反偏心側における遊星歯車３０とスラスト軸受部２６との当接に依拠した異音を抑止する効果自体を、図１２に示すように高めることが可能となる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

図１３〜１６に示すように、第二実施形態による遊星歯車２０３０において外縁部２０３６の凹部２０３８は、同歯車２０３０の自転方向全域のうち一部に形成されて、内面が断面Ｌ字形の部分円環溝状（即ち、円弧溝状）に延伸している。

図１７に示すように第二実施形態では、内燃機関の回転速度が低速領域Ａｌに収まる間、即ち回転速度が零速度（０ｒｐｍ）から設定速度Ｓ（例えばアイドル回転数の一般的な最高値である１５００ｒｐｍ）以下となる間は、通電制御ユニット７がアクチュエータ４への通電を制御して、回転位相を「特定位相」に調整する。ここで第二実施形態の「特定位相」は、位相調整範囲内のうち凹部２０３８の延伸長さに対応した一部の回転位相（例えば最遅角位相及びその近傍の回転位相）に、予め設定されている。これにより第二実施形態では、位相調整範囲内のうち「特定位相」としての一部の回転位相にて、図１３の如く凹部２０３８が遊星歯車２０３０の自転中心線Ｃに対する反偏心側に基準平面Ｂ（図１６参照）上にて位置するように、通電制御ユニット７が通電制御を実現する。

故に、図１８に模式的に示す「特定位相」での反偏心側近接傾きの場合には、第一実施形態に準ずる原理により必要傾き角度ψｒが確保される。尚、図１９に模式的に示す「特定位相」での偏心側近接傾きの場合には、遊星歯車２０３０の外縁部２０３６において凹部２０３８の非形成部分２０３６ａがスラスト軸受部２６と近接して当接することで、必要傾き角度ψｅが第一実施形態に準じた原理によって確保される。

一方で第二実施形態では、図１７に示すように内燃機関の回転速度が低速領域Ａｌから高速領域Ａｈへ外れるとき、即ち回転速度が設定速度Ｓ超過となるときには、通電制御ユニット７がアクチュエータ４への通電を制御して、回転位相を「特定位相」外の残位相に調整する。これにより第二実施形態では、位相調整範囲内のうち「特定位相」外の残位相にて、図１４の如く凹部２０３８が遊星歯車２０３０の自転中心線Ｃに対する反偏心側を外れて基準平面Ｂ上にて位置するように、通電制御ユニット７が通電制御を実現する。故に、図２０に模式的に示す「特定位相」外での反偏心側近接傾きの場合には、自転中心線Ｃに対し反偏心側を外れた凹部２０３８を有する遊星歯車２０３０が傾くことで、外縁部２０３６における凹部２０３８の非形成部分２０３６ａをスラスト軸受部２６と当接させ易くなる。

この「特定位相」外での反偏心側近接傾きにおいて必要傾き角度ψｒは確保され難くなるが、異音が噛合部分Ｇｄ，Ｇｆに生じても高速領域Ａｈでの内燃機関の大きな運転音に紛れるため、必ずしも抑止されなくてもよい。逆に、高速領域Ａｈでは頻繁に傾き状態が変化する遊星歯車２０３０のうち外縁部２０３６における凹部２０３８の非形成部分２０３６ａを、スラスト軸受部２６に積極的に当接させることで、噛合部分Ｇｄ，Ｇｆでの摩耗が抑止されることになる。尚、図に模式的に示す「特定位相」外での偏心側近接傾きの場合には、遊星歯車２０３０の外縁部２０３６において凹部２０３８の角部３６ａ又は非形成部分２０３６ａがスラスト軸受部２６と近接して当接することで、必要傾き角度ψｅが第一実施形態に準じた原理によって確保される。

（作用効果）
以上説明した第二実施形態の作用効果を、第一実施形態とは異なる点を中心に、以下に説明する。

第二実施形態によると、回転位相が調整される位相調整範囲内の一部に「特定位相」が設定されるので、凹部２０３８により反偏心側では、遊星歯車２０３０が当該一部の「特定位相」にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。これによれば、位相調整範囲内のうち「特定位相」では、必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止することが、可能となる。一方、位相調整範囲内のうち「特定位相外」では、傾いた遊星歯車３０をスラスト軸受部２６と反偏心側にて積極的に当接させて当該傾きによる噛合部分Ｇｄ，Ｇｆでの摩耗を抑止することが、可能となる。尚、第二実施形態では「特定位相」外でも、必要傾き角度ψｅを確保して異音を抑止することは可能となる。

また第二実施形態によると、位相調整範囲内の一部に設定される「特定位相」では、自転方向全域のうち、自転中心線Ｃに対し反偏心側に位置する一部に凹部２０３８の設けられた遊星歯車２０３０が、当該反偏心側にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。故に、「特定位相」では必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止する効果の信頼度を、また「特定位相」外では傾いた遊星歯車２０３０をスラスト軸受部２６と反偏心側にて当接させて噛合部分Ｇｄ，Ｇｆでの摩耗を抑止する効果の信頼度を、向上させることが可能となる。

さらに第二実施形態によると、位相調整範囲内のうち「特定位相」に設定される一部では、内燃機関の回転速度が零速度から低速領域Ａｌに収まる間、凹部２０３８によって遊星歯車２０３０が反偏心側にてスラスト軸受部２６と当接し難くなる。これによれば、異音が特に問題となる低速領域Ａｌでは、必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して当該異音の抑止に貢献することが、可能となる。

またさらに第二実施形態によると、位相調整範囲内のうち「特定位相」外に調整される回転位相では、内燃機関の回転速度が低速領域Ａｌから高速領域Ａｈへと外れる。このとき、自転中心線Ｃに対する反偏心側を外れて凹部２０３８の位置する遊星歯車２０３０は、傾きによってスラスト軸受部２６と反偏心側にて当接し易くなる。これによれば、摩耗が特に問題となる高速領域Ａｈでは、傾いた遊星歯車２０３０をスラスト軸受部２６と積極的に当接させて当該摩耗の抑止に貢献することが、可能となる。

加えて第二実施形態によると、遊星歯車２０３０が反偏心側にてスラスト軸受部２６と近接するように傾く場合、第一実施形態と同様に外縁部２０３６が最もスラスト軸受部２６に近接することとなる。ここで、第二実施形態の「特定位相」である位相調整範囲内の一部では、遊星歯車２０３０の外縁部２０３６に設けられた凹部２０３８が最近接のスラスト軸受部２６に向かって開口することになるので、遊星歯車２０３０とスラスト軸受部２６との反偏心側での当接が規制され得る。故に「特定位相」では、必要傾き角度ψｅ，ψｒを確保して異音を抑止する効果の信頼度を、向上させ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、第一実施形態に関する変形例１では、図２２に示すように、径方向外側へ向かうほど軸方向のカム軸２とは反対側へ内面の凹む円環テーパ溝状の凹部３８が、遊星歯車３０の外縁部３６に形成されていてもよい。それに準じて第二実施形態に関する変形例２では、径方向外側へ向かうほど軸方向のカム軸２とは反対側へ内面の凹む部分円環テーパ溝状の凹部２０３８が、遊星歯車２０３０の外縁部２０３６に形成されていてもよい。

第一及び第二実施形態に関する変形例２では、遊星歯車３０，２０３０において外縁部３６，２０３６よりも径方向内側に、凹部３８，２０３８が設けられていてもよい。この変形例２の場合にスラスト軸受部２６は、反偏心側近接傾きの遊星歯車３０，２０３０において凹部３８，２０３８へと進入可能となる形状及びサイズに、形成される。

第一実施形態に関する変形例３では、円環状凹部３８の内径である最内周半径Ｒｃが、円環状スラスト軸受部２６の内径である最内周半径Ｒｂよりも、大サイズに設定されていてもよい。第二実施形態に関する変形例４では、零速度から設定速度Ｓ未満までの領域に、低速領域Ａｌが定義されてもよい。この変形例３の場合に高速領域Ａｈは、設定速度Ｓ以上の領域に定義される。

第二実施形態に関する変形例５では、低速領域Ａｌのうち零速度よりも大きな回転速度からの一部にて、回転位相が「特定位相」に調整されてもよい。第二実施形態に関する変形例６では、高速領域Ａｈのうち少なくとも一部にて回転位相が「特定位相」に調整されることで、低速領域Ａｌでは回転位相が「特定位相」外に調整されてもよい。第二実施形態に関する変形例７では、低速領域Ａｌと高速領域Ａｈとの境界を決める設定速度Ｓが、例えばアイドル回転数の一般的な最高値よりも高い２０００ｒｐｍ等に、設定されていてもよい。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、７ 通電制御ユニット、８ 位相調整ユニット、１０ 駆動回転体、１２ 駆動側内歯車部、２０ 従動回転体、２２ 連結部、２４ 従動側内歯車部、２６ スラスト軸受部、２８ ストッパ、３０，２０３０ 遊星歯車、３２ 駆動側外歯車部、３４ 従動側外歯車部、３６，２０３６ 外縁部、３８，２０３８ 凹部、４０ 遊星ベアリング、４２ 外輪、４２ａ 外輪軌道面、４４ 内輪、４６ 球状転動体、５０ 遊星キャリア、５４ 偏心部、６０ 弾性部材、７０ クリアランス、Ａｈ 高速領域、Ａｌ 低速領域、Ｂ 基準平面、Ｃ 自転中心線、Ｇｄ 駆動側噛合部分、Ｇｆ 従動側噛合部分、Ｏ 回転中心線、Ｐ 傾き中心点、Ｓ 設定速度、ψｅ，ψｒ 必要傾き角度

Claims (9)

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）であって、
   前記クランク軸と連動して回転中心線（Ｏ）まわりに回転する駆動回転体（１０）と、
   前記駆動回転体と共通な前記回転中心線まわりにスラスト軸受部（２６）を有し、同軸上に連結される前記カム軸と連動して前記回転中心線まわりに回転する従動回転体（２０）と、
   外輪（４２）及び内輪（４４）の間に複数の球状転動体（４６）が一列介装されてなる単列式の遊星ベアリング（４０）と、
   前記スラスト軸受部によりスラスト軸受され且つ前記駆動回転体及び前記従動回転体とは偏心して前記外輪によりラジアル軸受されており、前記駆動回転体及び前記従動回転体に対する偏心側にて前記駆動回転体及び前記従動回転体と噛合しつつ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歯車（３０，２０３０）と、
   前記内輪をラジアル軸受しており、前記遊星歯車を遊星運動させる遊星キャリア（５０）とを、備え、
   前記スラスト軸受部は、前記回転中心線に対し傾いた前記遊星歯車をスラスト軸受可能に、配置されており、
   前記遊星歯車は、前記スラスト軸受部に向かって開口している凹部（３８，２０３８）を、有し、
   特定位相に調整された前記回転位相において前記凹部は、前記遊星歯車の自転中心線（Ｃ）に対し前記偏心側とは反対の反偏心側に位置するバルブタイミング調整装置。
2. 前記回転位相が調整される位相調整範囲の全域に、前記特定位相は設定されている請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記遊星歯車（３０）における自転方向の全域に連続して、前記凹部（３８）は設けられている請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記従動回転体における回転方向の全域に連続して、円環状に前記スラスト軸受部は設けられており、
   前記遊星歯車の外縁部（３６）における自転方向の全域に連続して、円環状に前記凹部（３８）は設けられており、
   前記スラスト軸受部の内径（Ｒｂ）よりも小サイズに、前記凹部の内径（Ｒｃ）は設定されている請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記回転位相が調整される位相調整範囲内の一部に、前記特定位相は設定されている請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記遊星歯車（２０３０）における自転方向の全域のうち、前記特定位相において前記自転中心線に対する前記反偏心側に位置する一部に、前記凹部（２０３８）は設けられている請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記位相調整範囲内のうち、前記内燃機関の回転速度が零速度から低速領域（Ａｌ）に収まる間の一部に、前記特定位相は設定されている請求項５又は６に記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記位相調整範囲内のうち、前記回転速度が前記低速領域から高速領域（Ａｈ）へ外れるときに前記特定位相外に調整される前記回転位相において、前記凹部は前記自転中心線に対する前記反偏心側を外れて位置する請求項７に記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記遊星歯車の外縁部（３６，２０３６）に、前記凹部（３８，２０３８）は設けられている請求項１〜３，５〜８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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