JP2020133818A - 偏心揺動型減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に径方向への潤滑油流れを円滑にすることが可能な偏心揺動型減速装置を提供する。【解決手段】偏心揺動型減速装置は、入力回転体と、第１回転体と、第２回転体と、遊星回転体（２４）と、流路と、接触部（２０）と、径方向逃がし溝部（２９）と、を備える。流路は、遊星回転体と当該遊星回転体と軸方向に接触する接触部材との軸方向隙間を含み、遠心力により潤滑油が流通可能である。接触部は、遊星回転体から第２回転体への動力伝達経路の間に設けられ、遊星回転体における第２回転体側の遊星回転体端面（２５）、第２回転体における遊星回転体端面と対向する第２回転体端面（２６）を含む。径方向逃がし溝部は、流路の一部を構成し、遊星回転体端面の径方向幅に亘って、内周から外周まで連通して形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、偏心揺動型減速装置に関する。

従来、特許文献１に記載されるように、第１回転体と第２回転体との間で動力を伝達しつつ、第１回転体内の遊星回転体を遊星運動させることで第１回転体と第２回転体との相対回転位相を変化させる偏心揺動型減速装置が知られている。遊星回転体は、第１回転体の内歯車に噛み合う外歯車を有する。

ところで、こうした偏心揺動型減速装置は、通常、内部を潤滑する潤滑油が通る潤滑油機構を備えている。潤滑油機構は、潤滑油流路と、流路内に潤滑油を圧送するポンプ等を有している。潤滑油流路は、各回転体の隙間を含み、シャフト内流路の入口から、当該入口よりも径方向外側に位置する出口まで至るように形成される。潤滑油は、遠心力により流路内を流れつつ径方向外側に移動し、出口から外部に排出される。このようにして潤滑油は潤滑油流路を循環し、流路には潤滑油が満たされる。

特開２０１７−２０７１６９号公報

ところが、遊星回転体が、シャフトの軸方向に直交する平面から傾いたり、軸方向に隣接する第２回転体に接近して部材との軸方向隙間がなくなったりした場合には、遊星回転体と、遊星回転体の端面と接する第２回転体との軸方向隙間が詰まり、径方向に油が供給されなくなる。これにより、遊星回転体と第２回転体の摺動面や、第１回転体と遊星回転体のギヤ噛み合い部での潤滑不良が発生するという虞があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、特に径方向への潤滑油流れを円滑にすることが可能な偏心揺動型減速装置を提供することにある。

本発明の偏心揺動型減速装置は、入力回転体（２３）と、第１回転体（２１）と、第２回転体（２２，２２０）と、遊星回転体（２４，２４０）と、流路（８１，１０１）と、接触部（２０，６０）と、径方向逃がし溝部（２９，５９）と、を備える。第１回転体は、入力回転体と同軸に支持され、内歯車（３６）を有し、回転軸心（ＡＸ１）回りに回転する。第２回転体は、第１回転体に収容され、第１回転体と同軸上に設けられる。

遊星回転体は、内歯車と噛み合う外歯車（４８）を有しており、第１回転体の回転軸心まわりに公転しながら、回転軸心に対して偏心している偏心軸心（ＡＸ２）を中心に回転することで、第１回転体と第２回転体との相対回転位相を変化させる。流路は、遊星回転体と当該遊星回転体と軸方向に接触する接触部材との軸方向隙間（９３，９４）を含み、遠心力により潤滑油が流通可能である。

接触部は、遊星回転体から第２回転体への動力伝達経路の間に設けられ、遊星回転体における接触部材側の接触端面（２５，６８）、接触部材における接触端面と対向する対向端面（２６，６９）、を含む。径方向逃がし溝部は、接触部に形成され、流路の一部を構成する。径方向逃がし溝部は、接触端面または対向端面の少なくともいずれかに形成され、形成される当該端面の径方向幅に亘って、当該端面の内周から外周まで連通して形成されている。

本構成によれば、遊星回転体が傾いて、遊星回転体と接触部材との軸方向隙間が詰まったときでも、潤滑油が遠心力により径方向外側へ移動していく過程で、接触端面または対向端面に形成された径方向逃がし溝部に潤滑油が供給される。すなわち、径方向逃がし溝部を経由して、潤滑油は径方向外側まで円滑に流通する。よって、遊星回転体と第２回転体の摺動面や、第１回転体と遊星回転体のギヤ噛み合い部等での潤滑不良を抑制することができる。

第１実施形態の偏心揺動型減速装置が適用されたバルブタイミング調整装置の断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であって、遊星回転体を示す図である。 第２実施形態の偏心揺動型減速装置が適用されたバルブタイミング調整装置の断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ方向から見た遊星回転体の正面図である。 その他の実施形態の遊星回転体を示す図である。 その他の実施形態の遊星回転体を示す図である。

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
〈第１実施形態〉
第１実施形態の偏心揺動型減速装置は、図１に示すバルブタイミング調整装置に適用されている。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関１１のクランクシャフト１２からカムシャフト１３までの動力伝達経路に設けられており、カムシャフト１３が開閉駆動する吸気弁または排気弁のバルブタイミングを調整する。

図１に示すように、バルブタイミング調整装置１は、第１回転体２１、第２回転体２２、入力回転体２３、遊星回転体２４等を備えている。第１回転体２１は、有底筒状のスプロケット部材と筒状のカバー部材とが同軸に締結されてなる。第１回転体２１の底部３１には、シャフト挿通孔３２が形成され、このシャフト挿通孔３２にカムシャフト１３が挿入されている。第１回転体２１は、クランクシャフト１２に同期して回転軸心ＡＸ１を中心に回転する。回転軸心ＡＸ１はカムシャフト１３の軸心と略一致している。筒部３３の外壁にはスプロケット３４が一体に設けられている。スプロケット３４は、チェーン等の伝達部材３５を介してクランクシャフト１２に連結されている。筒部３３の内壁の開口側には内歯車３６が一体に設けられている。

第２回転体２２は、第１回転体２１と同軸上に設けられており、カムシャフト１３と一体に回転する。第２回転体２２は、段付き円板状であり、中央部が締結部材３７によりカムシャフト１３に固定されている。本実施形態において、第２回転体２２は、遊星回転体２４と軸方向に接触する「接触部材」に相当する。

入力回転体２３は、筒状であり、第１回転体２１と同軸上に設けられている。入力回転体２３の外側であって第２回転体２２の段付部との間には、軸受部材としてのベアリング３８が設けられている。ベアリング３８は、第２回転体２２に対して入力回転体２３を回転軸心ＡＸ１回りに相対回転可能に支持している。入力回転体２３の内壁には嵌合溝４１が形成されている。入力回転体２３は、嵌合溝４１に回転式アクチュエータ４２の回転軸４３の継手部４４が嵌合することにより、回転式アクチュエータ４２に連結されている。

また、入力回転体２３は、回転軸心ＡＸ１に対して偏心している偏心部４５を有している。偏心部４５の偏心側には、径方向外側に向かって開口する図示しない凹部が形成されている。凹部には図示しない弾性部材が収容されている。以降、偏心部４５の軸心のことを偏心軸心ＡＸ２と記載する。

遊星回転体２４は、内歯車３６と噛み合う外歯車４８を有しており、偏心部４５と同軸上に設けられている。偏心部４５と遊星回転体２４との間にはベアリング４９が設けられている。遊星回転体２４は、第１回転体２１に対して入力回転体２３が相対回転するとき、回転軸心ＡＸ１まわりに公転しながら偏心軸心ＡＸ２を中心に回転する（すなわち自転する）。より詳細には、入力回転体２３が第１回転体２１に対して進角方向に相対回転するとき、入力回転体２３から進角方向に向かって回転トルクが発生する。このとき、遊星回転体２４と第１回転体２１との噛合位置が変化しつつ、遊星回転体２４が遊星運動することによって、第２回転体２２が第１回転体２１に対して遅角方向に相対回転し、吸気弁または排気弁のバルブタイミングが遅くなる。

入力回転体２３が遅角方向に向かって回転トルクを出力するとき、または、回転式アクチュエータ４２が急停止するとき、遊星回転体２４と第１回転体２１との噛合位置を変化しつつ、遊星回転体２４が遊星運動する。このとき、第２回転体２２が第１回転体２１に対して進角方向に相対回転し、吸気弁または排気弁のバルブタイミングが早くなる。

このように、遊星回転体２４が遊星運動することによって、第１回転体２１と第２回転体２２との相対回転位相が変化する。これにより吸気弁または排気弁のバルブタイミングが調整される。

なお、入力回転体２３が第１回転体２１に対して相対回転しないとき、遊星回転体２４が第１回転体２１との噛合位置を保ちつつ、第１回転体２１と第２回転体２２とともに回転する。このとき、第１回転体２１と第２回転体２２との間の相対回転位相が保持されるので、バルブタイミングが保持される。

遊星回転体２４と第２回転体２２との軸方向の接触部２０は、遊星回転体２４から第２回転体２２への動力伝達経路の間に位置する。接触部２０は、遊星回転体２４における第２回転体２２側の遊星回転体端面２５と、第２回転体２２における遊星回転体端面２５と対向する第２回転体端面２６とを含む。本実施形態では、遊星回転体端面２５は、軸方向に突出した環状の面として形成されている。遊星回転体端面２５は、「接触端面」に相当し、第２回転体端面２６は、「対向端面」に相当する。遊星回転体２４は、遊星回転体端面２５から第２回転体２２側へ突出した複数のピン２７を有している。ピン２７は、第２回転体２２に形成される係合穴２８に挿入されている。ピン２７は、「係合部」に相当する。

さらに、図２に示すように、遊星回転体端面２５には、径方向逃がし溝部２９が形成されている。径方向逃がし溝部２９は、接触部２０において、遊星回転体端面２５の径方向幅に亘って、遊星回転体端面２５の内周から外周まで連通して形成されている。径方向逃がし溝部２９は、周方向略等間隔に複数（本実施形態では４つ）設けられている。

再び図１を参照する。バルブタイミング調整装置１は、内部を循環する潤滑油が通る流路８１をさらに備えている。流路８１は、第２回転体２２の環状溝８２および通孔８３と、第２回転体２２と入力回転体２３との軸方向隙間８４と、ベアリング３８の内部空間８５と、入力回転体２３と遊星回転体２４との径方向隙間８６と、遊星回転体２４と第２回転体２２との軸方向隙間９３と、径方向逃がし溝部２９と、内歯車３６の歯面と外歯車４８の歯面との間の歯面隙間８９と、を含む。流路８１の入口は環状溝８２の開口である。流路８１の出口は、第１回転体２１の筒部３３の開口であり、入口よりも径方向外側に位置している。

図１に二点鎖線の矢印Ａ１で示すように、潤滑油は、オイルポンプ９５により内燃機関１１の各所を通じてシャフト内流路１４から第２回転体２２の環状溝８２に供給される。環状溝８２の潤滑油は、遠心力により通孔８３、軸方向隙間８４、内部空間８５、径方向隙間８６、軸方向隙間９３、径方向逃がし溝部２９、を流れつつ径方向外側に移動して、歯面隙間８９を通って外部に排出される。このようにして潤滑油は流路８１を含む所定の経路を循環し、流路８１には潤滑油が満たされる。

すなわち、遊星回転体２４と第２回転体２２との摺動面に位置する接触部２０、遊星外歯車部４８と内歯車３６との噛み合い部、において潤滑油が満たされる。また、流路８１に供給された潤滑油は、ベアリング３８，４９などのその他の摩擦の発生箇所を潤滑しながら通過する。

［効果］
（１）運転時、遊星回転体２４に図１において実線の矢印Ａ２で示すように傾斜しようとする力が働いたとき、カムシャフト１３の軸方向に直交する平面から傾いた場合や、第２回転体２２に接近して軸方向隙間９３がなくなる場合が考えられる。上記実施形態では、こうした場合であっても、径方向逃がし溝部２９が遊星回転体端面２５の径方向幅に亘って内周から外周まで連通して形成されているため、遊星回転体２４と第２回転体２２との軸方向隙間９３が詰まっても、径方向逃がし溝部２９を経由して常に径方向への潤滑油流れが維持される。これにより、遊星回転体２４と第２回転体２２の摺動面や、遊星外歯車部４８と第１内歯車部３６との噛み合い部で潤滑不良が生じることがなく良好な潤滑状態を維持することができる。

（２）上記実施形態では、径方向逃がし溝部２９は、流路８１においてベアリング３８の下流に位置している。このため、第２回転体２２に対して入力回転体２３を相対回転可能に保持するベアリング３８に、円滑に潤滑油を流通させることができる。

（３）上記実施形態では、径方向逃がし溝部２９は、周方向略等間隔に４つ形成されている。このように複数形成することで、より確実に潤滑油を径方向外側へ流通させることができる。

〈第２実施形態〉
次に、本発明の第２実施形態のバルブタイミング調整装置１０について、図３〜図５を参照して説明する。図３に示すように、第２実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、第１回転体２１０、第２回転体２２０、入力回転体２３、遊星回転体２４０、及びオルダム継手５３、等を備えている。オルダム継手５３は、遊星回転体２４０と軸方向に接触する「接触部材」に相当する。

遊星回転体２４０には第１係合溝５１が一体に設けられ、第２回転体２２０には第２係合溝５２（図４参照）が一体に設けられている。オルダム継手５３は、第１係合溝５１および第２係合溝５２に対して径方向へ揺動しながら、遊星回転体２４０と第２回転体２２０との相互間で偏心を吸収しながら動力を伝達する。すなわち、第１係合溝５１と、第２係合溝５２と、オルダム継手５３とを含んでオルダム機構が構成されている。

オルダム継手５３は、環状部５４、第１突起係合部５５および第２突起係合部５６（図４参照）を有している。第１突起係合部５５および第２突起係合部５６は、環状部５４から径方向外側に突き出している。環状部５４のうち幅方向の一方側を一側部とし、幅方向の他方側を他側部とする。第１突起係合部５５は、一側部のうち、軸方向に直交する第１摺動方向上の２箇所に設けられている。第２突起係合部５６は、他側部のうち、軸方向および第１摺動方向に交差する第２摺動方向上の２箇所に設けられている。

図３に示すように、第１突起係合部５５は、第１係合溝５１に嵌合している。第１突起係合部５５は、第１係合溝５１にスライド自在に係合している。図４に示すように、第２突起係合部５６は、第２係合溝５２に嵌合している。第２突起係合部５６は、第２係合溝５２にスライド自在に係合している。

遊星回転体２４０は、オルダム継手５３側の一端面６５から他端面６６側に凹み、オルダム継手５３の環状部５４の一側部を収容している環状の第１収容凹部６７を有している。第１係合溝５１は、第１収容凹部６７から径方向外側に延びるように形成されている。第１係合溝５１は、外歯車４８の歯面まで貫通していない。

第２回転体２２０は、オルダム継手５３側の一端面７１から他端面７２側に凹み、オルダム継手５３の環状部５４の他側部を収容している環状の第２収容凹部７３を有している。第２係合溝５２は、第２収容凹部７３から径方向外側に延びるように形成されている。第２係合溝５２は、第２回転体２２０の外周面まで貫通していない。

遊星回転体２４０とオルダム継手５３との軸方向の接触部６０は、遊星回転体２４０から第２回転体２２０への動力伝達経路の間に位置する。接触部６０は、遊星回転体２４０における第２回転体２２０側の遊星回転体端面６８と、オルダム継手５３における遊星回転体端面６８と対向するオルダム継手端面６９とを含む。本実施形態では、遊星回転体端面６８は、第１収容凹部６７の底面であり、環状に形成されている。遊星回転体端面６８は、「接触端面」に相当し、オルダム継手端面６９は、「対向端面」に相当する。遊星回転体端面６８とオルダム継手端面６９との間には軸方向隙間９４が形成される。

さらに、図５に示すように、遊星回転体端面６８には、径方向逃がし溝部５９が形成されている。径方向逃がし溝部５９は、接触部６０において、遊星回転体端面６８の径方向幅に亘って、遊星回転体端面６８の内周から外周まで連通して形成されている。径方向逃がし溝部５９は、周方向略等間隔に複数（本実施形態では４つ）設けられている。

再び図３を参照する。流路１０１は、第２回転体２２０の環状溝８２および通孔８３と、第２回転体２２０と入力回転体２３との軸方向隙間８４と、ベアリング３８の内部空間８５と、入力回転体２３と遊星回転体２４０との径方向隙間８６と、第２収容凹部７３および第１収容凹部６７とを含む。

さらに、流路１０１は、遊星回転体２４０の第１係合溝５１および第１流路溝部８７と、第２回転体２２０の第２係合溝５２（図４参照）および第２流路溝部８８（図４参照）と、内歯車３６の歯面と外歯車４８の歯面との間の歯面隙間８９とを含む。図５に示すように、第１流路溝部８７は、第１係合溝５１から遊星回転体２４０の外周まで径方向に貫通するように形成されている。また、同様に、第２流路溝部８８（図４参照）は、第２係合溝５２から第２回転体２２０の外周まで径方向に貫通するように形成されている。

よって、第１実施形態と同様に、遊星回転体２４０とオルダム継手５３との軸方向隙間９４がなくなってしまった場合でも、径方向逃がし溝部５９によって流路１０１内に潤滑油が満たされる。よって、オルダム継手５３と遊星回転体２４０との摺動面、オルダム継手５３と第２回転体２２０との摺動面、第２回転体２２０と遊星回転体２４０との摺動面、遊星外歯車部４８と第１内歯車部３６との噛み合い部、ベアリング３８等で潤滑不良が生じることがなく良好な潤滑状態を維持することができる。

〈他の実施形態〉
上記各各実施形態では、径方向逃がし溝部２９，５９を遊星回転体端面２５，６８に形成したが、接触部材における対向端面２６，６９に形成しても良い。

上記各実施形態において、径方向逃がし溝部２９，５９は、ベアリング３８の下流に形成したが、下流でなくても良い。各回転体の配置に応じてベアリングの位置は種々であって、径方向逃がし溝部は、接触端面または対向端面に径方向に連通するように形成されていれば良く、その他の周辺構成は種々変更可能である。

上記第１実施形態において、径方向逃がし溝部２９が形成される遊星回転体端面２５は、径方向幅の中間部分が軸方向に突出した環状面とした。これに代えて、接触抵抗をなるべく小さくするため、図６に示す遊星回転体１０２のように、遊星回転体端面１０３を、ピン２７の径方向内側の一部が軸方向に盛り上がった幅の狭い環状面としても良い。径方向逃がし溝部１０４は、遊星回転体端面１０３に上記第１実施形態と同様に形成できる。

また、図７に示す遊星回転体１０５のように、軸方向に盛り上がった面を有さず、ピン２７が形成される部位以外の全面で第２回転体２２と接触するようにしても良い。この場合も、遊星回転体端面１０６に、径方向逃がし溝部１０７を上記第１実施形態と同様に形成できる。このように、径方向逃がし溝部は、潤滑油が流通可能となるように、接触端面または対向端面において径方向に連通して形成されていれば良い。

上記各実施形態において、径方向逃がし溝部２９，５９は周方向略等間隔に４つ設けたが、等間隔に放射状でなくても良いし、単数または、図６の径方向逃がし溝部１０４のように４つ以外の複数設けても良い。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・バルブタイミング調整装置
２０ ・・・接触部
２１ ・・・第１回転体
２２ ・・・第２回転体
２３ ・・・入力回転体
２４ ・・・遊星回転体
２５ ・・・遊星回転体端面（接触端面）
２６ ・・・第２回転体端面（対向端面）
２９ ・・・径方向逃がし溝部
８１ ・・・流路
９３ ・・・軸方向隙間

Claims (7)

1. 入力回転体（２３）と、
   前記入力回転体と同軸に支持され、内歯車（３６）を有し、回転軸心（ＡＸ１）まわりに回転する第１回転体（２１）と、
   前記第１回転体に収容され、前記第１回転体と同軸上に設けられる第２回転体（２２，２２０）と、
   前記内歯車と噛み合う外歯車（４８）を有しており、前記第１回転体の前記回転軸心まわりに公転しながら、前記回転軸心に対して偏心している偏心軸心（ＡＸ２）を中心に回転することで、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転位相を変化させる遊星回転体（２４，２４０）と、
   前記遊星回転体と当該遊星回転体と軸方向に接触する接触部材との軸方向隙間（９３，９４）を含み、遠心力により潤滑油が流通可能な流路（８１，１０１）と、
   前記遊星回転体から前記第２回転体への動力伝達経路の間に設けられ、前記遊星回転体における前記接触部材側の接触端面（２５，６８）、前記接触部材における前記接触端面と対向する対向端面（２６，６９）、を含む接触部（２０，６０）と、
   前記接触部に形成され、前記流路の一部を構成する径方向逃がし溝部（２９，５９）と、
   を備え、
   前記径方向逃がし溝部は、前記接触端面または前記対向端面の少なくともいずれかに形成され、形成される当該端面の径方向幅に亘って、当該端面の内周から外周まで連通して形成されている偏心揺動型減速装置。
2. 前記入力回転体の外側に設けられ、前記第２回転体に対して前記入力回転体を前記回転軸心まわりに相対回転可能に支持している軸受部材（３８）をさらに備え、
   前記径方向逃がし溝部は、前記流路において前記軸受部材よりも下流に形成されている請求項１に記載の偏心揺動型減速装置。
3. 前記径方向逃がし溝部は、周方向に放射状に複数形成されている請求項１または請求項２に記載の偏心揺動型減速装置。
4. 前記流路は、入口と、当該入口よりも径方向外側に位置する出口と、を有し、前記入口から前記出口まで遠心力により潤滑油を流通可能とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
5. 前記第２回転体に形成される少なくとも１つの係合穴（２８）と、
   前記係合穴を介して前記第２回転体と前記遊星回転体とを係合する少なくとも１つの係合部（２７）と、
   を有し、前記接触部材は、前記第２回転体である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
6. 前記遊星回転体および前記第２回転体に対して周方向において動力伝達可能に係合するとともに、前記遊星回転体および前記第２回転体に対して径方向に揺動可能なオルダム継手（５３）をさらに備え、
   前記接触部材は、前記オルダム継手を含む請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
7. 前記遊星回転体と一体に設けられている第１係合溝（５１）と、
   前記第２回転体と一体に設けられている第２係合溝（５２）と、
   前記オルダム継手に形成され、前記第１係合溝に周方向において係合する第１突起係合部（５５）と、
   前記オルダム継手に形成され、前記第２係合溝に周方向において係合する第２突起係合部（５６）と、
   をさらに有し、
   前記流路（１０１）は、前記第１係合溝から前記遊星回転体の外周まで径方向に連通する第１流路溝部（８７）、または、前記第２係合溝から前記第２回転体の外周まで径方向に連通する第２流路溝部（８８）の少なくともいずれかを含む請求項６に記載の偏心揺動型減速装置。

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