JP2019203433A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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おいて、軸受の耐久性を高めつつ小型に構成する。【解決手段】弁開閉時期制御装置１００は、回転軸芯Ｘと平行姿勢で且つ回転軸芯Ｘに対して所定の偏芯量Ｄｙを有する偏芯軸芯で回転する入力ギヤ３０を有し、回転軸芯Ｘを中心に内燃機関Ｅのクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体Ａと、入力ギヤ３０の歯数よりも多い歯数を含む出力ギヤ２５を有し、回転軸芯Ｘと同軸芯で内燃機関Ｅの弁開閉用のカムシャフト２と一体回転する従動側回転体Ｂと、筒状の偏芯部材２６と、偏芯部材２６を支持する第１軸受２８と、入力ギヤ３０を支持する第２軸受２９と、を備え、第１軸受２８の内径Ｄ１は、第２軸受２９の内径Ｄ２に偏芯量Ｄｙの２倍を加えた値よりも大きく構成されている。【選択図】図１

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。

従来、回転軸芯を中心に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、回転軸芯と同軸芯で駆動側回転体の径方向内側に配置された状態で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、駆動側回転体および従動側回転体の相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、を備えた弁開閉時期制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、従動側回転体に設けられた出力ギヤ（文献では従動側内歯車部）と、駆動側回転体と連結され回転軸芯に対して偏芯した偏芯軸芯で回転する入力ギヤ（文献では遊星歯車）と、入力ギヤを支持する筒状の偏芯部材（文献では遊星キャリア）と、従動側回転体の径方向内側と偏芯部材の径方向外側との間に配置される第１軸受（文献では遊星ベアリング）と、駆動側回転体の径方向内側と偏芯部材の径方向外側との間に配置される第２軸受（文献では遊星ベアリング）と、を備えている（特許文献１の図１９〜図２１参照）。また、入力ギヤは、駆動側回転体に形成された駆動側内歯車部と噛み合う駆動側外歯車部により駆動側回転体と連結されており、さらに第１軸受と従動側回転体との間まで延出し従動側回転体の出力ギヤと噛み合う従動側外歯車部を有している。

第１軸受は、ばね部材により入力ギヤの方向に付勢されており、駆動側回転体の駆動側内歯車部と駆動側内歯車部よりも歯数が少ない入力ギヤの駆動側外歯車部とが噛み合うと共に、従動側回転体の出力ギヤと従動側内歯車部よりも歯数が少ない入力ギヤの従動側外歯車部とが噛み合っている。さらに入力ギヤの従動側外歯車部は駆動側外歯車部よりも歯数が少なく形成されており、電動アクチュエータの駆動力により偏芯部材の回転で偏芯軸芯を回転軸芯周りに公転させて入力ギヤの駆動側外歯車部および従動側外歯車部と駆動側内歯車部および従動側回転体の出力ギヤとの噛み合い位置を変化させる。その結果、入力ギヤにおける従動側外歯車部と駆動側外歯車部との歯数の差により、相対回転位相が変更される。

特開２００８−３８８８６号公報

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、ばね部材により第１軸受を付勢して入力ギヤと出力ギヤとの噛み合い部におけるバックラッシュを無くすものであるが、このばね部材と第２軸受とが摺接しないように設計する必要がある。特許文献１に記載の技術では、偏芯部材の径方向外側に突起を設けて、該突起をばね部材と第２軸受との間に配置することで、ばね部材と第２軸受との摺接を防止している。

しかしながら、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、偏芯部材の突起によって、ばね部材により付勢される第１軸受と第２軸受との回転軸芯方向の距離を短縮することができず、軸長が大きくなってしまう。しかも、第１軸受と第２軸受との距離が離れるほど、出力ギヤと入力ギヤとの噛み合い部から受ける反力により、これら軸受にかかるモーメントが大きくなり、軸受の寿命低下を招いてしまう。

そこで、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おいて、軸受の耐久性を高めつつ小型に構成することが望まれている。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、回転軸芯と平行姿勢で且つ前記回転軸芯に対して所定の偏芯量を有する偏芯軸芯で回転する入力ギヤを有し、前記回転軸芯を中心に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、前記入力ギヤの歯数よりも多い歯数を含む出力ギヤを有し、前記回転軸芯と同軸芯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、前記駆動側回転体および前記従動側回転体の相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、該電動アクチュエータによって回転される筒状の偏芯部材と、前記偏芯部材を支持する第１軸受と、前記入力ギヤを支持する第２軸受と、を備え、前記電動アクチュエータの駆動力による前記偏芯部材の回転で前記偏芯軸芯を前記回転軸芯周りに公転させて前記出力ギヤと前記入力ギヤとの噛み合い位置を変化させることにより前記相対回転位相が変更され、前記第１軸受の内径は、前記第２軸受の内径に前記偏芯量の２倍を加えた値よりも大きい点にある。

本構成では、電動アクチュエータの駆動力による偏芯部材の回転で偏芯軸芯を回転軸芯周りに公転させて、駆動側回転体に設けられた入力ギヤと従動側回転体に設けられた出力ギヤとを噛み合い位置を変化させることにより駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相が変更可能となっている。その結果、偏芯部材を支持する第１軸受と、前入力ギヤを支持する第２軸受とには、噛み合い部位からの反力を受けてモーメントが作用し、耐久性が問題となる。このため、第１軸受と第２軸受とは回転軸芯方向に近接させることが望ましい。

ところで、駆動側回転体に設けられた入力ギヤは偏芯軸芯が回転軸芯周りに所定の偏心量で公転するので、第２軸受の内周面は回転軸芯を中心として径方向に偏芯量の２倍の移動量となる。つまり、本構成のように第１軸受の内径を第２軸受の内径に偏芯量の２倍を加えた値よりも大きくすれば、駆動側回転体の回転時において第１軸受の内周面は必ず第２軸受の内周面よりも径方向外側に位置することとなる。その結果、第２軸受の内周面に例えば板ばね等を配置した場合でも、第１軸受は該板ばねに干渉しない。このため、第１軸受と第２軸受とを回転軸芯方向に沿って近接させることが可能となる。

よって、弁開閉時期制御装置の軸長を短縮することができると共に、出力ギヤと入力ギヤとの噛み合い部から受ける反力によりこれら軸受にかかるモーメントを小さくして、軸受の耐久性を高めることができる。このように、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おいて、軸受の耐久性を高めつつ小型に構成できた。

他の特徴構成は、前記偏芯部材は、前記第１軸受が配置される第一部分と前記第２軸受が配置される第二部分とを有し、前記第２軸受は、前記入力ギヤの径方向内側と前記偏芯部材の前記第二部分の径方向外側との間に配置されており、前記第２軸受の径方向内側と前記偏芯部材の径方向外側との間に配置され前記第２軸受を前記入力ギヤの側に付勢する付勢部材をさらに備え、前記偏芯部材の前記第一部分には前記付勢部材の径方向の外面よりも更に径方向外側に突出させた突出部が形成されており、当該突出部の外周面と前記第１軸受の内周面とを嵌合させている点にある。

本構成のように、第２軸受を入力ギヤの側に付勢する付勢部材を設ければ、出力ギヤと入力ギヤとの噛み合い部におけるバックラッシュを無くすことができる。また、本構成のように、偏芯部材の第一部分に付勢部材の径方向の外面よりも更に径方向外側に突出させた突出部を設け、突出部の外周面と第１軸受の内周面とを嵌合させれば、該突出部により付勢部材と第１軸受との摺接を確実に防止することができる。

他の特徴構成は、前記付勢部材と前記第１軸受とが径方向視において一部重なっている点にある。

本構成のように、付勢部材と第１軸受とが径方向視において一部重なっていれば、第１軸受と第２軸受とが回転軸芯方向により近接した状態となる。よって、弁開閉時期制御装置の軸長を短縮することができると共に軸受の耐久性を確実に高めることができる。

他の特徴構成は、前記駆動側回転体は、前記内燃機関の回転が伝達される本体部と、前記入力ギヤを前記本体部に連結するオルダム継手をさらに備え、前記第１軸受と前記第２軸受は前記回転軸芯方向に近接して配置され、前記オルダム継手は、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受および前記第２軸受の双方よりも前記カムシャフトより遠い側に配置されている点にある。

本構成によると、駆動側回転体は、内燃機関の回転が伝達される本体部と、入力ギヤを本体部に連結するオルダム継手をさらに備え、オルダム継手を回転軸芯に沿う方向で第１軸受および第２軸受の双方よりもカムシャフトより遠い側に配置している。このため、第１軸受と第２軸受との間にオルダム継手が介在することなく、第１軸受と第２軸受とを回転軸芯方向に容易に近接させることができる。

他の特徴構成は、前記偏芯部材は、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受および前記第２軸受の双方よりも前記カムシャフトに近い側において径方向外側に突出した突起を有しており、前記突起が前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受と前記従動側回転体との間に挟まれている点にある。

偏芯部材は、出力ギヤと入力ギヤとの噛み合い部からの反力を受けて、回転軸芯方向に移動し易い。本構成のように、偏芯部材の突起を第１軸受と従動側回転体との間に挟んで配置することにより、偏芯部材の回転軸芯方向への移動を防止し、円滑な回転を実現することができる。しかも、偏芯部材の突起は第１軸受および第２軸受の双方よりもカムシャフトに近い側に配置されているので、第１軸受と第２軸受との間に該突起が介在することなく、第１軸受と第２軸受とを回転軸芯方向に容易に近接させることができる。

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。 図１のIV−IV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。

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１と回転軸芯Ｘを中心に同期回転する駆動側回転体Ａと、駆動側回転体Ａの径方向内側に配置され、回転軸芯Ｘを中心にして弁開閉用の吸気カムシャフト２（カムシャフトの一例）と一体回転する従動側回転体Ｂと、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電動モータで構成される位相制御モータＭ（電動アクチュエータの一例）とを備えて弁開閉時期制御装置１００が構成されている。弁開閉時期制御装置１００は、回転軸芯Ｘに沿う方向で、位相制御モータＭと吸気カムシャフト２との間に配置されている。

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３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１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１の出力スプロケット１Ｓと、駆動側回転体Ａの駆動スプロケット１１Ｓとに亘ってタイミングチェーン６（タイミングベルト等でも良い）が巻回されている。これにより、エンジンＥのクランクシャフト１の回転が駆動側回転体Ａに伝達される。

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１００の全体が回転軸芯Ｘを中心に回転する。また、位相制御モータＭの駆動力により後述する位相調節機構Ｃを作動させ駆動側回転体Ａに対して従動側回転体Ｂを回転方向と同方向又は逆方向に相対変位可能となる。この変位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し、吸気カムシャフト２のカム部２Ａによる吸気バルブ２Ｂの開閉時期（開閉タイミング）の制御が実現する。

尚、従動側回転体Ｂが駆動側回転体Ａの回転方向と同方向に変位する作動を進角作動と称し、この進角作動により吸気圧縮比が増大する。また、従動側回転体Ｂが駆動側回転体Ａと逆方向に変位する作動を遅角作動と称し、この遅角作動により吸気圧縮比が低減する。

〔弁開閉時期制御装置〕
図１〜図４に示すように、駆動側回転体Ａは、回転軸芯Ｘを中心とする筒状の本体部Ａａと、本体部Ａａと同期回転するオルダム継手Ｃｘおよび入力ギヤ３０とを備えている。本体部Ａａは、外周に駆動スプロケット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で締結して構成されている。アウタケース１１は、底部に開口を有する有底筒状型である。駆動側回転体Ａの一部を構成するオルダム継手Ｃｘおよび入力ギヤ３０は、後述する位相調節機構Ｃとしても機能する。オルダム継手Ｃｘを介して入力ギヤ３０は本体部Ａａに連結されている。

アウタケース１１の内部空間に中間部材２０（従動側回転体Ｂの一例）と、ハイポサイクロイド型のギヤ減速機構を有した位相調節機構Ｃとが収容されている。また、位相調節機構Ｃは、位相変化を駆動側回転体Ａおよび従動側回転体Ｂに反映するオルダム継手Ｃｘを備えており、このオルダム継手Ｃｘは回転軸芯Ｘ方向において中間部材２０とフロントプレート１２との間に配置されている。フロントプレート１２のうちオルダム継手Ｃｘと対向する面には、回転軸芯Ｘ方向に僅かな隙間となる潤滑凹部１２ａが形成されている。

従動側回転体Ｂを構成する中間部材２０は、回転軸芯Ｘに直交する姿勢で吸気カムシャフト２に連結される支持壁部２１と、回転軸芯Ｘを中心とする筒状で吸気カムシャフト２から離間する方向に突出する筒状壁部２２とが一体形成されている。

この中間部材２０は、筒状壁部２２の外面がアウタケース１１の内面に接触する状態で相対回転自在に挿入されており、支持壁部２１の中央の貫通孔に挿通する連結ボルト２３により吸気カムシャフト２の端部に固定されている。このように固定された状態で筒状壁部２２の回転軸芯Ｘに沿う方向で外側（吸気カムシャフト２より遠い側）の端部がフロントプレート１２より回転軸芯Ｘに沿う方向で内側（吸気カムシャフト２に近い側）に位置するように構成されている。中間部材２０の支持壁部２１のうち、吸気カムシャフト２に当接する面の一部には偏芯部材２６の内部にオイルを案内する開口部２１ａが形成されている。

位相制御モータＭは、その出力軸Ｍａを回転軸芯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。位相制御モータＭの出力軸Ｍａには回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢の一対の係合ピン８が形成されている。

〔位相調節機構〕
図１〜図５に示すように位相調節機構Ｃは、位相制御モータＭ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変更するように複数の部材で構成されている。この位相調節機構Ｃは、中間部材２０と、中間部材２０の筒状壁部２２の内周面に形成される出力ギヤ２５と、偏芯部材２６と、板ばね２７（付勢部材の一例）と、第１軸受２８と、第２軸受２９と、固定リング３１と、オルダム継手Ｃｘと、入力ギヤ３０と、を備えている。なお、第１軸受２８および第２軸受２９は、夫々内輪２８ａ，２９ａと外輪２８ｂ，２９ｂとを有するボールベアリングが使用されている。

中間部材２０の筒状壁部２２の内周のうち、回転軸芯Ｘに沿う方向で内側（支持壁部２１に隣接する位置）に回転軸芯Ｘを中心とする支持面２２Ｓが形成され、支持面２２Ｓより回転軸芯Ｘに沿う方向で外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に回転軸芯Ｘを中心とする出力ギヤ２５が一体的に形成されている。

偏芯部材２６は筒状であり、この偏芯部材２６は、回転軸芯Ｘに沿う方向での内側（吸気カムシャフト２に近い側）に従動側回転体Ｂ（中間部材２０）の径方向内側を支持する第一部分２６Ａと、回転軸芯Ｘに沿う方向での外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に駆動側回転体Ａ（入力ギヤ３０）の径方向内側を支持する第二部分２６Ｂと、を有している。第二部分２６Ｂには、回転軸芯Ｘに平行となる姿勢で且つ回転軸芯Ｘに対して所定の偏芯量Ｄｙで偏芯する偏芯軸芯Ｙを中心とする外周面である偏芯支持面２６Ｅが形成されている（図３参照）。この偏芯支持面２６Ｅの外周に形成した凹部２６Ｆに板ばね２７が嵌め込まれている。また、第一部分２６Ａには、この板ばね２７の径方向の外面よりも更に径方向外側に突出させた突出部２６Ｓが形成されている。この突出部２６Ｓの外周面には回転軸芯Ｘを中心とする円周支持面２６Ｓａが形成されている（図２参照）。

偏芯部材２６の内周には、位相制御モータＭの一対の係合ピン８の各々が係合可能な一対の係合溝２６Ｔが回転軸芯Ｘと平行姿勢で形成されている（図４参照）。更に、偏芯部材２６の回転軸芯Ｘに沿う方向で内側（支持壁部２１の側）の端部には径方向外側に突出した環状の突起２６ａが形成されている。この突起２６ａは、回転軸芯Ｘに沿う方向で従動側回転体Ｂの支持壁部２１と第１軸受２８との間に挟まれており、偏芯部材２６の抜け止め機能を有している。

偏芯部材２６は、図１〜図３に示すように円周支持面２６Ｓａ（突出部２６Ｓの外周面）が第１軸受２８の内輪２８ａの内周面に圧入（嵌合の一例）され、偏芯支持面２６Ｅが板ばね２７の付勢力により第２軸受２９の内輪２９ａの内周面の一部に嵌合状態で当接している。また、第１軸受２８の外輪２８ｂの外周面は従動側回転体Ｂ（中間部材２０）の筒状壁部２２の支持面２２Ｓに圧入され、第２軸受２９の外輪２９ｂの外周面は入力ギヤ３０の内周面に圧入されている。このとき、筒状壁部２２は第１軸受２８を径方向に支持し、第１軸受２８は偏芯部材２６を径方向に支持し、偏芯部材２６は第２軸受２９を径方向に支持し、第２軸受２９は入力ギヤ３０を径方向に支持している。つまり、第１軸受２８は、従動側回転体Ｂ（中間部材２０）の径方向内側と偏芯部材２６の第一部分２６Ａの径方向外側との間に配置され、第２軸受２９は、駆動側回転体Ａ（入力ギヤ３０）の径方向内側と偏芯部材２６の第二部分２６Ｂの径方向外側との間に配置されている。すなわち、第１軸受２８は従動側回転体Ｂに支持され、且つ、偏芯部材２６を支持し、第２軸受２９は偏芯部材２６に支持され、且つ、入力ギヤ３０を支持する。なお、偏芯部材２６と第１軸受２８の内輪２８ａとの圧入、従動側回転体Ｂと第１軸受２８の外輪２８ｂとの圧入、および入力ギヤ３０と第２軸受２９の外輪２９ｂとの圧入は、何れかが凹凸嵌合等であっても良く、両部材が一体で回転できる形態であれば特に限定されない。また、第１軸受２８は筒状壁部２２に直接支持され、且つ、偏芯部材２６を直接支持する構成に限定されない。筒状壁部２２と第１軸受２８との間に配置された別部材を介して第１軸受２８が筒状壁部２２に支持されても良いし、第１軸受２８と偏芯部材２６との間に配置された別部材を介して第１軸受２８が偏芯部材２６を支持しても良い。第２軸受２９についても同様である。すなわち、第２軸受２９は偏芯部材２６に直接支持され、且つ、入力ギヤ３０を直接支持する構成に限定されない。偏芯部材２６と第２軸受２９との間に配置された別部材を介して第２軸受２９が偏芯部材２６に支持されても良いし、第２軸受２９と入力ギヤ３０との間に配置された別部材を介して第２軸受２９が入力ギヤ３０を支持しても良い。

本実施形態では、第１軸受２８の内輪２８ａの内周面の直径である第１軸受２８の内径Ｄ１を、第２軸受２９の内輪２９ａの内周面の直径である第２軸受２９の内径Ｄ２に偏芯量Ｄｙの２倍を加えた値よりも大きく構成している。また、板ばね２７と第１軸受２８とが径方向視において一部重なっている。このため、第１軸受２８と第２軸受２９とが回転軸芯Ｘ方向に近接した状態となっている。

この位相調節機構Ｃでは、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの歯数が、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの歯数より１歯だけ少なく設定されている。そして、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛合する。

板ばね２７は、ばね板材をＵ字状に屈曲させた一対の屈曲部材で構成されており、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部を出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛み合わせるように、入力ギヤ３０に付勢力を作用させる。この板ばね２７の付勢力により、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との噛み合い部におけるバックラッシュを無くすことができる。板ばね２７の一対の屈曲部材は、偏芯支持面２６Ｅの凹部２６Ｆに形成したガイド凸部２６Ｆａにより所定の位置に設置されている（図４参照）。本実施形態では、板ばね２７の回転軸芯Ｘ方向の長さが第２軸受２９の回転軸芯Ｘ方向の長さよりも大きく構成されており、板ばね２７の回転軸芯Ｘ方向に沿う中心が第２軸受２９の回転軸芯Ｘ方向に沿う中心に一致するように板ばね２７と第２軸受２９との位置関係が規定されている（図１参照）。これにより、板ばね２７の付勢力を第２軸受２９に均等に作用させることが可能となるので、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との噛み合い部におけるバックラッシュを確実に無くすることができる。

固定リング３１はＣ字状の環状部材であり、偏芯部材２６の偏芯支持面２６Ｅよりも回転軸芯Ｘ方向の外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に周方向に亘って形成した環状溝２６Ｅａに固定リング３１が嵌合状態で固定されることにより第２軸受２９の抜け止めが行われる（図５参照）。

図１、図４、図５に示すように、オルダム継手Ｃｘは、中央の環状部４１と、この環状部４１から第１方向（図４では左右方向）に沿って径方向外側に突出する一対の外部係合アーム４２と、環状部４１から第１方向に直交する第２方向（図４では上下方向）に沿って径方向外側に突出する内部係合アーム４３とを一体形成した板状の継手部材で構成されている。一対の内部係合アーム４３の各々には環状部４１の開口に連なる係合凹部４３ａが形成されている。

アウタケース１１のうち、フロントプレート１２が当接する開口縁部にはアウタケース１１の内部空間から外部空間に亘り、回転軸芯Ｘを中心に径方向に延出する一対の案内溝部１１ａが貫通溝状に形成されている。この案内溝部１１ａの溝幅が外部係合アーム４２の幅より僅かに広く設定され、各々の案内溝部１１ａには潤滑油を排出する一対の排出流路１１ｂが切欠き形成されている。なお、排出流路１１ｂを、フロントプレート１２に形成しても良い。

入力ギヤ３０は、周方向に亘って複数の外歯部３０Ａを有する環状部材であり、回転軸芯Ｘに平行となる姿勢で且つ回転軸芯Ｘに対して所定の偏芯量Ｄｙで偏芯する偏芯軸芯Ｙを中心として回転する。この入力ギヤ３０のうちフロントプレート１２に対向する端面には、一対の係合突起３０Ｔが一体形成されている。この係合突起３０Ｔの係合幅が内部係合アーム４３の係合凹部４３ａの係合幅より僅かに狭く設定されている。

このような構成から、オルダム継手Ｃｘの一対の外部係合アーム４２を、アウタケース１１の一対の案内溝部１１ａに係合させ、オルダム継手Ｃｘの一対の内部係合アーム４３の係合凹部４３ａを、入力ギヤ３０の一対の係合突起３０Ｔに係合させることによりオルダム継手Ｃｘを機能させることが可能となる。

このとき、オルダム継手Ｃｘがアウタケース１１に対して外部係合アーム４２が突出する第１方向（図４で左右方向）に変位可能となり、このオルダム継手Ｃｘに対して内部係合アーム４３の係合凹部４３ａの形成方向に沿う第２方向（図４では上下方向）に入力ギヤ３０が変位自在となる。

図１に示すように、オイルポンプＰから供給される潤滑油は、吸気カムシャフト２の潤滑油路１５から、中間部材２０の支持壁部２１の開口部２１ａを介して偏芯部材２６の内部空間に供給される。このように供給された潤滑油は、遠心力により偏芯部材２６の突起２６ａと従動側回転体Ｂの支持壁部２１との隙間から第１軸受２８に供給され第１軸受２８を円滑に作動させる。これと同時に、偏芯部材２６の内部空間の潤滑油は遠心力によりオルダム継手Ｃｘに供給されると共に、第２軸受２９に供給され、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａと入力ギヤ３０の外歯部３０Ａとの間に供給される。そして、このオルダム継手Ｃｘに供給された潤滑油は、オルダム継手Ｃｘの外部係合アーム４２とアウタケース１１の案内溝部１１ａとの間の隙間から外部に排出される。

特に、案内溝部１１ａに排出流路１１ｂが形成されているため、寒冷の環境で停止状態にあるエンジンＥを始動する際には、遠心力によって内部の潤滑油が排出流路１１ｂを介して迅速に排出される。このため、粘性の高い潤滑油を短時間のうちに排出し、潤滑油の粘性の影響を排除して位相調節機構Ｃの迅速な作動を可能にする。

組み立て状態の弁開閉時期制御装置１００は、図１に示すように吸気カムシャフト２の端部に中間部材２０の支持壁部２１が連結ボルト２３により連結されており、吸気カムシャフト２と中間部材２０とが一体回転する。偏芯部材２６は第１軸受２８により中間部材２０に対して回転軸芯Ｘを中心に相対回転自在に支持されている。図１、図２に示すように、この偏芯部材２６の偏芯支持面２６Ｅに対し第２軸受２９を介して入力ギヤ３０が支持され、板ばね２７の付勢力により入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛み合っている。

更に、図４に示すようにオルダム継手Ｃｘの外部係合アーム４２がアウタケース１１の一対の案内溝部１１ａに係合し、オルダム継手Ｃｘの内部係合アーム４３の係合凹部４３ａに入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔが係合する。図１に示すようにオルダム継手Ｃｘの外方側にフロントプレート１２が配置されるため、オルダム継手Ｃｘはフロントプレート１２の内面に接触する状態で回転軸芯Ｘに対して直交する方向に移動可能となる。この配置により、オルダム継手Ｃｘは、第１軸受２８および第２軸受２９の双方より回転軸芯Ｘ方向の外側（吸気カムシャフト２より遠い側）で、且つフロントプレート１２より回転軸芯Ｘ方向の内側（吸気カムシャフト２に近い側）に配置されている。

そして、図１〜図３に示すように、位相制御モータＭの出力軸Ｍａに形成された一対の係合ピン８が、偏芯部材２６の係合溝２６Ｔに係合している。

〔位相調節機構の作動形態〕
位相制御モータＭはＥＣＵとして構成される制御装置（不図示）によって制御される。エンジンＥにはクランクシャフト１と吸気カムシャフト２との回転速度（単位時間あたりの回転数）と、各々の回転位相とを検知可能なセンサ（不図示）を備えており、これらのセンサの検知信号が制御装置に入力するように構成されている。

制御装置は、エンジンＥの稼動時において位相制御モータＭを吸気カムシャフト２の回転速度と等しい速度で駆動することで相対回転位相を維持する。これに対して位相制御モータＭの回転速度を吸気カムシャフト２の回転速度より低減することにより進角作動が行われ、これとは逆に回転速度が増大することにより遅角作動が行われる。前述したように進角作動により吸気圧縮比が増大し、遅角作動により吸気圧縮比が低減する。

位相制御モータＭがアウタケース１１と等速（吸気カムシャフト２と等速）で回転する場合には、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａに対する入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの噛み合い位置が変化しないため、駆動側回転体Ａに対する従動側回転体Ｂの相対回転位相は維持される。

これに対してアウタケース１１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を駆動回転することにより、位相調節機構Ｃにおける偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘ周りに公転する。この公転により出力ギヤ２５の内歯部２５Ａに対する入力ギヤ３０の外歯部３０Ａに対する噛み合い位置が出力ギヤ２５の内周に沿って変位し、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との間には回転力が作用する。つまり、出力ギヤ２５には回転軸芯Ｘを中心とする回転力が作用し、入力ギヤ３０には偏芯軸芯Ｙを中心に自転させようとする回転力が作用する。

前述したように入力ギヤ３０は、その係合突起３０Ｔがオルダム継手Ｃｘの内部係合アーム４３の係合凹部４３ａに係合するためアウタケース１１に対して自転することはなく、駆動側回転体Ａの本体部Ａａの回転力が出力ギヤ２５に作用する。この回転力の作用により出力ギヤ２５と共に中間部材２０が、アウタケース１１に対し回転軸芯Ｘを中心に回転する。その結果、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相が設定され、吸気カムシャフト２による開閉時期の設定が実現される。

また、入力ギヤ３０の偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘ周りに公転する際には、入力ギヤ３０の変位に伴い、オルダム継手Ｃｘは、アウタケース１１に対して外部係合アーム４２が突出する方向（第１方向）に変位し、入力ギヤ３０は、内部係合アーム４３が突出する方向（第２方向）へ変位する。

前述したように入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの歯数が、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの歯数より１歯だけ少なく設定されているため、入力ギヤ３０の偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘを中心に１回転だけ公転した場合には、１歯分だけ出力ギヤ２５が回転することになり大きい減速を実現している。

〔実施形態の作用・効果〕
上述したように、本実施形態では、位相制御モータＭの駆動力により偏芯部材２６の回転で偏芯軸芯Ｙを公転させて、駆動側回転体Ａに設けた入力ギヤ３０と従動側回転体Ｂに設けた出力ギヤ２５とを噛み合い位置を変化させることにより相対回転位相が変更可能となっている。その結果、従動側回転体Ｂ（中間部材２０）の径方向内側と偏芯部材２６の第一部分２６Ａの径方向外側との間に配置された第１軸受２８と、駆動側回転体Ａ（入力ギヤ３０）の径方向内側と偏芯部材２６の第二部分２６Ｂの径方向外側との間に配置された第２軸受２９とには、噛み合い部位からの反力を受けてモーメントが作用し、耐久性が問題となる。このため、第１軸受２８と第２軸受２９とは回転軸芯Ｘ方向に近接させることが望ましい。

そこで、図１に示すように、本実施形態では、第１軸受２８の内径Ｄ１を、第２軸受２９の内径Ｄ２に偏芯量Ｄｙの２倍を加えた値よりも大きく構成している。これは、駆動側回転体Ａに設けられた入力ギヤ３０の偏芯軸芯Ｙが公転するので、駆動側回転体Ａの径方向内側と偏芯部材２６の径方向外側との間に配置された第２軸受２９の内周面の移動量は回転軸芯Ｘを中心として径方向に偏芯量Ｄｙの２倍となるからである。つまり、本実施形態ように第１軸受２８の内径Ｄ１を第２軸受２９の内径Ｄ２に偏芯量Ｄｙの２倍を加えた値よりも大きくすれば、駆動側回転体Ａの回転時において第１軸受２８の内周面は必ず第２軸受２９の内周面よりも径方向外側に位置することとなる。その結果、第２軸受２９の内周面に配置された板ばね２７に第１軸受２８が干渉しない。このため、第１軸受２８と第２軸受２９とを回転軸芯Ｘ方向に沿って近接させることが可能となる。特に、本実施形態では、板ばね２７と第１軸受２８とが径方向視において一部重なっている。その結果、第１軸受２８と第２軸受２９とが回転軸芯Ｘ方向により近接した状態となっている。

よって、弁開閉時期制御装置１００の軸長を短縮することができると共に、出力ギヤ２５と入力ギヤ３０との噛み合い部から受ける反力によりこれら軸受２８，２９にかかるモーメントを小さくして、軸受２８，２９の耐久性を高めることができる。

また、突出部２６Ｓの外周面（円周支持面２６Ｓａ）が板ばね２７の径方向の外面よりも突出しているため、この突出部２６Ｓにより板ばね２７と第１軸受２８との摺接を確実に防止することができる。

また、オルダム継手Ｃｘが板材で構成されるため、弁開閉時期制御装置１００の回転軸芯Ｘに沿う方向での小型化が実現される。このオルダム継手Ｃｘは、回転軸芯Ｘに沿う方向で第１軸受２８および第２軸受２９の双方よりも吸気カムシャフト２より遠い側に配置されている。このため、第１軸受２８と第２軸受２９との間にオルダム継手Ｃｘが介在することなく、第１軸受２８と第２軸受２９とを回転軸芯Ｘ方向に容易に近接させることができる。

また、偏芯部材２６は、回転軸芯Ｘに沿う方向で第１軸受２８および第２軸受２９の双方よりも吸気カムシャフト２に近い側において径方向外側に突出した突起２６ａを有しており、この突起２６ａが回転軸芯Ｘに沿う方向で第１軸受２８と従動側回転体Ｂとの間に挟まれている。このため、出力ギヤ２５と入力ギヤ３０との噛み合い部からの反力を受けて、偏芯部材２６を回転軸芯Ｘ方向に沿って吸気カムシャフト２から遠い側に移動させる応力が偏芯部材２６に作用したときでも、突起２６ａが第１軸受２８に当接し、第１軸受２８と従動側回転体Ｂの筒状壁部２２の支持面２２Ｓとの圧入面によって該応力を受け止めて、偏芯部材２６の移動を阻止することができる。しかも、偏芯部材２６の突起２６ａは第１軸受２８および第２軸受２９の双方よりも吸気カムシャフト２に近い側に配置されているので、第１軸受２８と第２軸受２９との間に突起２６ａが介在することなく、第１軸受２８と第２軸受２９とを回転軸芯Ｘ方向に容易に近接させることができる。

また、偏芯部材２６の円周支持面２６Ｓａが第１軸受２８を介して中間部材２０の内周面である支持面２２Ｓを支持し、偏芯部材２６の偏芯支持面２６Ｅが第２軸受２９を介して入力ギヤ３０の内周面を支持している。このため、板ばね２７の付勢力が偏芯部材２６の姿勢を変化させる方向に作用しても偏芯部材２６の円周支持面２６Ｓａの全周が第１軸受２８により中間部材２０の内周に抱き込まれるように保持され、偏芯部材２６と中間部材２０との位置関係を維持できる。

特に、この構成では、板ばね２７の付勢力が偏芯部材２６と中間部材２０との間にだけ作用し、外部の部材に作用しないため、例えば、板ばね２７の付勢力に対する外部の部材の変形や変位を考慮せずに済み、偏芯部材２６の姿勢維持を一層高い精度で行える。

〔別実施形態〕
（１）上述した実施形態では、入力ギヤ３０に板ばね２７の付勢力を作用させて、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との噛み合い部におけるバックラッシュを無くしたが、板ばね２７を省略しても良い。この場合でも、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５とが噛み合うことで駆動側回転体Ａと駆動側回転体Ａとの一体回転が実現できる。
（２）上述した実施形態では、オルダム継手Ｃｘを板状の継手部材で構成したが、例えば、上述した特許文献１（特開２００８‐３８８８６号公報）に記載のように駆動側回転体Ａの内周面に内歯車部を形成して、該内歯車部と入力ギヤ３０とを噛み合わせることにより、オルダム継手Ｃｘを省略しても良い。この場合、第１軸受２８を、駆動側回転体Ａのフロントプレート１２の径方向内側と偏芯部材２６の径方向外側との間に配置しても良い。
（３）上述した実施形態では、偏芯部材２６を支持する第１軸受２８は中間部材２０（従動側回転体）の筒状壁部２２に直接支持されていたが、これに限られるものではない。特許文献１のように遊星ベアリング（本実施形態の第１軸受２８に相当）が、遊星ベアリングと従動側回転体（本実施形態の中間部材２０に相当）との間に配置された別部材を介して従動側回転体に支持されていても良い。
（４）上述した実施形態では、エンジンＥの吸気側に弁開閉時期制御装置１００を設けたが、エンジンＥの排気側に弁開閉時期制御装置１００を設けても良い。

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利用することができる。

１ クランクシャフト
２ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
２５ 出力ギヤ
２６ 偏芯部材
２６Ａ 第一部分
２６Ｂ 第二部分
２６Ｓ 突出部
２６Ｓａ 円周支持面（外周面）
２６ａ 突起
２７ ばね体（付勢部材）
２８ 第１軸受
２９ 第２軸受
３０ 入力ギヤ
１００ 弁開閉時期制御装置
Ａ 駆動側回転体
Ｂ 従動側回転体
Ｃｘ オルダム継手
Ｄ１ 第１軸受の内径
Ｄ２ 第２軸受の内径
Ｄｙ 偏芯量
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｍ 位相制御モータ（電動アクチュエータ）
Ｘ 回転軸芯
Ｙ 偏芯軸芯

Claims (5)

1. 回転軸芯と平行姿勢で且つ前記回転軸芯に対して所定の偏芯量を有する偏芯軸芯で回転する入力ギヤを有し、前記回転軸芯を中心に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、
   前記入力ギヤの歯数よりも多い歯数を含む出力ギヤを有し、前記回転軸芯と同軸芯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、
   前記駆動側回転体および前記従動側回転体の相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、
   該電動アクチュエータによって回転される筒状の偏芯部材と、
   前記偏芯部材を支持する第１軸受と、
   前記入力ギヤを支持する第２軸受と、を備え、
   前記電動アクチュエータの駆動力による前記偏芯部材の回転で前記偏芯軸芯を前記回転軸芯周りに公転させて前記出力ギヤと前記入力ギヤとの噛み合い位置を変化させることにより前記相対回転位相が変更され、
   前記第１軸受の内径は、前記第２軸受の内径に前記偏芯量の２倍を加えた値よりも大きい弁開閉時期制御装置。
2. 前記偏芯部材は、前記第１軸受が配置される第一部分と前記第２軸受が配置される第二部分とを有し、
   前記第２軸受は、前記入力ギヤの径方向内側と前記偏芯部材の前記第二部分の径方向外側との間に配置されており、
   前記第２軸受の径方向内側と前記偏芯部材の径方向外側との間に配置され前記第２軸受を前記入力ギヤの側に付勢する付勢部材をさらに備え、
   前記偏芯部材の前記第一部分には前記付勢部材の径方向の外面よりも更に径方向外側に突出させた突出部が形成されており、当該突出部の外周面と前記第１軸受の内周面とを嵌合させている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記付勢部材と前記第１軸受とが径方向視において一部重なっている請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記駆動側回転体は、前記内燃機関の回転が伝達される本体部と、前記入力ギヤを前記本体部に連結するオルダム継手をさらに備え、
   前記第１軸受と前記第２軸受は前記回転軸芯方向に近接して配置され、
   前記オルダム継手は、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受および前記第２軸受の双方よりも前記カムシャフトより遠い側に配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記偏芯部材は、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受および前記第２軸受の双方よりも前記カムシャフトに近い側において径方向外側に突出した突起を有しており、
   前記突起が前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受と前記従動側回転体との間に挟まれている請求項１〜４の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
   

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