JP4459826B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンという）において吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉する従動軸へ駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、当該少なくとも一方の弁の開閉タイミング（以下、バルブタイミングという）を調整するバルブタイミング調整装置に関する。

バルブタイミング調整装置の一種として、駆動軸に連動して回転するスプロケットと、従動軸に連動して回転するレバー部材とを、リンクアームで連繋してなる位相変化機構を備えた装置が特許文献１に開示されている。この装置において位相変化機構は、作動機構により制御されるリンクアームの運動をスプロケットに対するレバー部材の相対回転運動に変換することによって、駆動軸と従動軸との相対回転位相を変化させるように構成されている。

特開２００２−２２７６１６号公報

しかし、特許文献１に開示の位相変化機構では、リンクアームに設けた可動操作部材に保持されるガイドボールがスプロケットの摺動用溝に対して相対滑り可能に嵌合している。それ故、エンジンの変動トルクといった外力が位相変化機構へ作用すると、リンクアームの可動操作部材が摺動用溝の長手方向へ傾斜するようにして当該溝内を相対滑りすることがある。この場合、可動操作部材が相対滑りした分、駆動軸と従動軸との相対回転位相にばらつきが生じてしまう。

そこで本発明者は、駆動軸及び従動軸に連動して共通の回転中心周りに回転する第一及び第二回転部材、第一回転部材と回り対偶により連繋する第一腕部材、並びに第二回転部材及び第一腕部材と回り対偶により連繋する第二腕部材を有する位相変化機構の開発を手掛けてきた。この位相変化機構によれば、構成部材同士が回り対偶によって連繋されるため、エンジンの変動トルクといった外力が位相変化機構へ作用しても、回り対偶をなす二部材の一方が他方に対して相対滑りすることは実質的に生じない。したがって、第一回転部材と第二回転部材との相対回転位相、ひいては駆動軸と従動軸との相対回転位相について、そうした相対滑りによるばらつきが抑制されることとなる。しかしながら、本発明者がさらに開発を進めた結果、第一腕部材と第二腕部材とがなす回り対偶の運動を制御して第一回転部材と第二回転部材との相対回転位相を調整するようにした場合、次の問題が発生することが判明した。

その問題とは、第一腕部材が第一回転部材及び第二腕部材となす回り対偶間の距離と、第二腕部材が第二回転部材及び第一腕部材となす回り対偶間の距離との一方が他方よりも過大となると、それら腕部材同士がなす回り対偶の変位量に対して回転部材間の相対回転位相の変動量が増大するというものである。即ち、腕部材同士がなす回り対偶の変位量に対して回転部材間の相対回転位相が敏感に変動することとなるため、特に当該回り対偶の運動を制御する手段がエンジンのトルク変動の影響を受け易い場合、回転部材間の相対回転位相、ひいては駆動軸及び従動軸の相対回転位相のばらつきが生じ易くなる。

また、各腕部材の連繋形態や形状によっては、それら各腕部材へ作用する力が増大したり、各腕部材を幅方向へ曲げるような曲げ応力が発生したりすることも判明した。こうした作用力の増大や曲げ応力の発生は耐久性の低下をもたらすものであり、解決すべき問題である。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、位相ばらつきを防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。
また、本発明の他の目的は、耐久性を向上するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

まずここで、第一腕部材と第一回転部材とがなす回り対偶を第一対偶とし、第二腕部材と第二回転部材とがなす回り対偶を第二対偶とし、第一腕部材と第二腕部材とがなす回り対偶を第三対偶とする。
請求項１に記載の発明によると、第一対偶と第三対偶との間の距離Ｌ１と、第二対偶と第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、０．５〜２の範囲内に設定される。また、第一対偶と回転中心との間の距離と、第二対偶と回転中心との間の距離とは、等しくなるように設定される。これにより、第一腕部材と第二腕部材とがなす第三対偶の変位量に対して第一回転部材と第二回転部材との相対回転位相の変動量が小さくなる。即ち、第三対偶の変位量に対する回転部材間の相対回転位相の変動が抑制されるため、第三対偶の運動を制御する制御手段がエンジンのトルク変動の影響を受け易い場合であっても、回転部材間の相対回転位相、ひいては駆動軸と従動軸との相対回転位相にばらつきが発生することを防止することができる。

請求項２に記載の発明によると、第一対偶と第三対偶との間の距離Ｌ１と、第二対偶と第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、略１に設定される。これにより、距離Ｌ１，Ｌ２が互いに略等しい腕部材同士がなす第三対偶の変位量に対して、回転部材間の相対回転位相の変動量が十分に小さくなる。したがって、駆動軸と従動軸との相対回転位相についてばらつきの防止効果が向上する。

請求項３に記載の発明によると、第一腕部材において第三対偶よりも第一対偶側となる部分と、第二腕部材において第三対偶よりも第二対偶側となる部分とは、各回転部材に共通の回転中心と第三対偶との間を結ぶ径方向軸線の両側にそれぞれ配置される。また、第一対偶と第三対偶との間の距離Ｌ１と、第二対偶と第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、０．５〜２の範囲内に設定される。さらにまた、第一対偶と回転中心との間の距離と、第二対偶と回転中心との間の距離とは、等しくなるように設定される。これにより、第一腕部材の第三対偶よりも第一対偶側部分と、第二腕部材の第三対偶よりも第二対偶側部分とを上記径方向軸線に対して同じ側に配置する場合に比べ、少なくとも一方の腕部材へ作用する力を低減することができる。したがって、位相変化機構の耐久性を高めることができる。また、請求項１に記載の発明と同様の原理によって駆動軸と従動軸との相対回転位相のばらつきを防止しつつ、位相変化機構の耐久性を高めることができる。

請求項４に記載の発明によると、第一対偶と第三対偶との間の距離Ｌ１と、第二対偶と第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、略１に設定される。これにより、各腕部材へ作用する力を共に低減することができるので、位相変化機構において各腕部材の耐久性を確実に高めることができる。しかも、請求項２に記載の発明と同様の原理により、駆動軸と従動軸との相対回転位相についてばらつきの防止効果を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によると、第一腕部材及び第二腕部材の全ての腕部材において幅方向両側の外形線は、第一対偶及び第二対偶のうち前記腕部材のそれぞれに対応する対偶と第三対偶との間を結ぶ仮想直線の両側をそれぞれ延伸する。これにより、全ての腕部材において、当該腕部材を幅方向へ曲げるような曲げ応力の発生を抑制することができるので、位相変化機構の耐久性を高めることができる。
請求項６に記載の発明によると、全ての腕部材は、それぞれに対応する対偶と第三対偶との間の全域にわたって、それら対偶間を結ぶ仮想直線上に肉部を有するので、全ての腕部材における曲げ応力の発生抑制効果が向上する。

請求項７に記載の発明によると、制御手段において運動変換機構は電動モータの回転運動を第三対偶の運動へ変換するので、電動モータの回転運動を制御することによって第三対偶の運動を制御することが可能になる。したがって、高精度に電気制御可能な電動モータを用いることにより、回転部材間の相対回転位相、ひいては駆動軸と従動軸との相対回転位相について調整精度を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図２は、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を示している。このバルブタイミング調整装置１は、車両のエンジンにおいて、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動トルクを従動軸としてのカムシャフト２へ伝達する伝達系に設けられている。バルブタイミング調整装置１は、クランクシャフトとカムシャフト２との相対回転位相を変化させることにより、エンジンの吸気弁又は排気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は、位相変化機構１０、電動モータ３０及び運動変換機構４０を備えている。
図１及び図２に示すように位相変化機構１０は、スプロケット１１、出力軸１６、腕部材２０，２１を組み合わせて構成されており、要素１１，１６間の相対回転位相、ひいてはクランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を変化調整する。尚、図１及び後に説明する図４及び図６では、断面を表すハッチングを省略している。

スプロケット１１は、支持筒部１２、支持筒部１２より大径の入力筒部１３、支持筒部１２と入力筒部１３との間を繋ぐリンク部１４を一体に有している。支持筒部１２は出力軸１６に対して同軸配置され、当該出力軸１６の外周壁によって支持されている。これによりスプロケット１１は、回転中心Ｏ周りに回転可能且つ出力軸１６に対して相対回転可能となっている。入力筒部１３に形成された複数の歯１３ａと、クランクシャフトに形成された複数の歯との間には、チェーンベルトが掛け渡される。したがって、クランクシャフトの駆動トルクがチェーンベルトを通じて入力筒部１３に入力されるときには、スプロケット１１が図１の時計方向へ回転中心Ｏ周りに回転する。即ちスプロケット１１は、クランクシャフトと連動して回転する第一回転部材に相当する。

出力軸１６は、固定部１７及びリンク部１８を一体に有している。固定部１７の一端部は、カムシャフト２の一端部に同軸固定されている。これにより出力軸１６は、カムシャフト２と共に回転中心Ｏ周りに回転可能且つスプロケット１１に対して相対回転可能となっている。即ち出力軸１６は、カムシャフト２に連動して回転する第二回転部材に相当する。

腕部材２０，２１は、入力筒部１３に固定されたカバー１５とリンク部１４とによって、リンク部１８及び運動変換機構４０の各要素４１，４４，４５，４７，４９と共に挟持されている。第一腕部材２０はリンク部１４と回り対偶により連繋し、第二腕部材２１はリンク部１８及び第一腕部材２０のそれぞれと回り対偶により連繋している。この連繋により出力軸１６は、クランクシャフトの回転に伴ってスプロケット１１と同一方向へ回転する。また、上記連繋により出力軸１６は、スプロケット１１に対して進角する方向である進角方向Ｘと、スプロケット１１に対して遅角する方向である遅角方向Ｙへ相対回転可能となっている。腕部材２０，２１は、さらに運動変換機構４０の可動部材４４と回り対偶により連繋している。これにより位相変化機構１０では、腕部材２０，２１がなす回り対偶２２が可動部材４４と連動し、当該回り対偶２２の運動がスプロケット１１と出力軸１６との相対回転運動へ変換されることとなる。

図２及び図３に示す電動モータ３０は、ハウジング３１、軸受３２、回転軸３３、ステータ３４を組み合わせて構成されたブラシレスモータである。
ハウジング３１は、ステー３５を介してエンジンに固定されている。ハウジング３１には、二つの軸受３２及びステータ３４が収容固定されている。

回転軸３３はスプロケット１１及び出力軸１６に対して同軸配置され、各軸受３２によって軸方向の二箇所を支持されていると共に軸継手３６を介して運動変換機構４０の入力軸４６に連結固定されている。これにより回転軸３３は、入力軸４６と共に回転中心Ｏ周りに回転可能となっている。回転軸３３は、その本体３３ａから径方向外側へ突出する円形平板状のロータ部３３ｂを有している。ロータ部３３ｂには、複数の永久磁石３７が回転中心Ｏ周りに等間隔に埋設されている。

ステータ３４はロータ部３３ｂの外周側に配置されており、コア３８及びコイル３９を有している。コア３８は複数枚の鉄片を積層して形成され、回転中心Ｏ周りに等間隔に並ぶ形態で複数設けられている。各コア３８には、図示しない制御回路に電気接続されたコイル３９が巻装されている。ここで制御回路は、各永久磁石３７へ作用する回転磁界を各コイル３９の励磁によって形成するように、それら各コイル３９への通電を制御する。したがって、制御回路によって各コイル３９が通電されるときには、回転磁界の方向に応じた方向の制御トルクが回転軸３３へ付与されることとなる。

図２に示すように運動変換機構４０は、案内部材４１、可動部材４４、リングギア４５、入力軸４６、遊星ギア４７、ベアリング４８、伝達部材４９を組み合わせて構成されている。
図２及び図４に示すように、案内部材４１は出力軸１６と同軸の円形平板状に形成され、当該出力軸１６の外周壁によって支持されている。これにより案内部材４１は、回転中心Ｏ周りに回転可能且つスプロケット１１に対して方向Ｘ，Ｙへ相対回転可能となっている。案内部材４１において回転中心Ｏを挟む二箇所には、可動部材４４を案内する案内通路４２が長孔状に形成されている。各案内通路４２は案内部材４１を板厚方向へ貫通し、回転中心Ｏを対称軸として互いに１８０°の回転対称となるように設けられている。各案内通路４２は、案内部材４１の径方向軸線に対して傾斜して直線状に延伸し且つ当該延伸方向において回転中心Ｏからの距離が変化する形状とされている。

可動部材４４は、案内通路４２に対応して二つ設けられている。各可動部材４４は円柱状に形成され、回転中心Ｏに対して偏心する形態でリンク部１４と伝達部材４９との間に挟持されている。各可動部材４４の一端部は、それぞれ対応する案内通路４２に滑り回り対偶により嵌合連繋している。各可動部材４４の他端部側は、それぞれ対応する腕部材２０，２１に回り対偶により嵌合連繋している。

図２及び図５に示すようにリングギア４５は、歯先曲面が歯底曲面の内周側にある内歯車で構成され、入力筒部１３の内周壁に同軸固定されている。これによりリングギア４５は、スプロケット１１と共に回転中心Ｏ周りに回転可能となっている。
入力軸４６は、電動モータ３０の回転軸３３に連結固定されることにより回転中心Ｏに対して偏心している。尚、図５においてＰは、入力軸４６の中心を表している。

遊星ギア４７は、歯先曲面が歯底曲面の外周側にある外歯車で構成されている。遊星ギア４７の歯先曲面の曲率半径はリングギア４５の歯底曲面の曲率半径よりも小さく、遊星ギア４７の歯数はリングギア４５の歯数よりも１つ少ない。遊星ギア４７はリングギア４５の内周側に配置され、複数の歯の一部をリングギア４５の複数の歯の一部に噛み合わせている。これにより遊星ギア４７は、リングギア４５を太陽ギアとして遊星運動可能となっている。遊星ギア４７の中心孔には、入力軸４６がベアリング４８を介して挿入されている。これにより、入力軸４６に連結固定された回転軸３３がスプロケット１１に対して方向Ｘ，Ｙへ相対回転可能となっている。

伝達部材４９は案内部材４１と同軸の円形平板状に形成され、当該案内部材４１を挟んで腕部材２０，２１とは反対側に配置されている。伝達部材４９は案内部材４１に嵌合固定されており、当該案内部材４１と共に回転中心Ｏ周りに回転可能且つ且つスプロケット１１に対して方向Ｘ，Ｙへ相対回転可能となっている。伝達部材４９の複数箇所には、円筒孔状の係合孔４９ａが形成されている。各係合孔４９ａは伝達部材４９を板厚方向へ貫通し、回転中心Ｏ周りに等間隔に設けられている。伝達部材４９を挟んで案内部材４１とは反対側に配置されている遊星ギア４７には、各係合孔４９ａと向かい合う複数箇所に円柱状の係合突起４７ａが形成されている。各係合突起４７ａは入力軸４６の中心Ｐ周りに等間隔に設けられており、それぞれ向かい合う係合孔４９ａ内に突入している。

このような運動変換機構４０では、回転軸３３がスプロケット１１に対して相対回転しないときには、クランクシャフトの回転に伴って遊星ギア４７がリングギア４５との噛合位置を保ちつつスプロケット１１及び入力軸４６と共に回転する。すると、係合突起４７ａが係合孔４９ａを回転方向へ押圧するため、伝達部材４９及び案内部材４１がスプロケット１１に対する相対回転位相を保って回転する。このとき可動部材４４は、案内通路４２に対して相対滑りせず、回転中心Ｏからの距離を保った状態で案内部材４１と共に回転する。

一方、制御トルクの増大等により回転軸３３がスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転するときには、遊星運動によって遊星ギア４７が入力軸４６に対して図５の時計方向へ相対回転しつつリングギア４５との噛合位置を変化させる。すると、係合突起４７ａが係合孔４９ａを回転方向へ押圧する力が増大するため、伝達部材４９及び案内部材４１がスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転する。このとき可動部材４４は、案内通路４２に対して回転中心Ｏから遠い側へ相対滑りし、回転中心Ｏからの距離を拡大させる。

また一方、制御トルクの増大等により回転軸３３がスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転するときには、遊星運動によって遊星ギア４７が入力軸４６に対して図５の反時計方向へ相対回転しつつリングギア４５との噛合位置を変化させる。すると、係合突起４７ａが回転方向とは反対方向へ係合孔４９ａを押圧するようになるため、伝達部材４９及び案内部材４１がスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転する。このとき可動部材４４は、案内通路４２に対して回転中心Ｏに近い側へ相対滑りし、回転中心Ｏからの距離を縮小させる。
このように運動変換機構４０は、電動モータ３０の回転運動を可動部材４４の運動へ変換する。したがって、電動モータ３０及び運動変換機構４０は、可動部材４４に連動した回り対偶２２の運動を制御する制御手段に相当する。

次に、位相変化機構１０について図１、図２、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここで図１は、スプロケット１１に対する出力軸１６の相対回転位相が最遅角位相となった状態を示し、図６は、スプロケット１１に対する出力軸１６の回転位相が最進角位相となった状態を示している。

位相変化機構１０において、第一腕部材２０はアーチ形の平板状に形成され、回転中心Ｏを挟む両側にそれぞれ一つずつ配置されている。リンク部１４は出力軸１６と同軸の円形平板状に形成されており、当該リンク部１４において回転中心Ｏを挟む二箇所には、それぞれ対応する第一腕部材２０の一端部が当接し軸部材２３を介して連繋している。ここで軸部材２３は回転中心Ｏに対して偏心する円柱状であり、これによりリンク部１４と各第一腕部材２０とが回り対偶２４（以下、第一対偶２４という）をなしている。

第二腕部材２１はアーチ形の平板状に形成され、回転中心Ｏを挟む両側にそれぞれ一つずつ配置されている。リンク部１８は、固定部１７の回転中心Ｏを挟む二箇所から径方向外側へ突出する矩形平板状に形成されており、それら各リンク部１８において突出方向の中間部には、それぞれ対応する第二腕部材２１の一端部が当接し軸部材２５を介して連繋している。ここで軸部材２５は回転中心Ｏに対して偏心する円柱状であり、これにより各リンク部１８と各第二腕部材２１とが回り対偶２６（以下、第二対偶２６という）をなしている。そして本実施形態では、各第二対偶２６の中心と回転中心Ｏとの間の距離が等しくされている。

各第二腕部材２１の回り対偶２６とは反対側端部は、それぞれ対応する第一腕部材２０の回り対偶２４とは反対側端部に当接し可動部材４４を介して連繋している。ここで可動部材４４は、上述の如く回転中心Ｏに対して偏心する円柱状であり、これにより各第一腕部材２０と各第二腕部材２１とが回り対偶２２（以下、第三対偶２２という）をなしている。

このような位相変化機構１０では、回転中心Ｏと可動部材４４との間の距離が保持されるときには、第一〜第三対偶２４，２６，２２の各位置が変化しない。その結果、出力軸１６がスプロケット１１に対する相対回転位相を保ちつつカムシャフト２と共に回転するので、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が一定に保たれる。

一方、例えば図６から図１へ移行するとき等、回転中心Ｏと可動部材４４との間の距離が拡大するときには、第三対偶２２の位置が回転中心Ｏから離間するに伴い、第一腕部材２０がリンク部１４及び第二腕部材２１に対して、それぞれ軸部材２３及び可動部材４４の中心周りに相対回転する。それと同時に、第二腕部材２１がリンク部１８に対して軸部材２５の中心周りに相対回転し、第二対偶２６の位置が第一対偶２４の位置に対して遅角方向Ｙへ接近する。その結果、出力軸１６がスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転するので、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が遅角する。

また一方、例えば図１から図６へ移行するとき等、回転中心Ｏと可動部材４４との間の距離が縮小するときには、第三対偶２２の位置が回転中心Ｏへ接近するに伴い、第一腕部材２０がリンク部１４及び第二腕部材２１に対して、それぞれ軸部材２３及び可動部材４４の中心周りに相対回転する。それと同時に、第二腕部材２１がリンク部１８に対して軸部材２５の中心周りに相対回転し、第二対偶２６の位置が第一対偶２４の位置から進角方向Ｘへ離間する。その結果、出力軸１６がスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転するので、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相が進角する。

以下、本実施形態による位相変化機構１０の特徴部分について詳細に説明する。
（第一の特徴）
図８に示すように、第一対偶２４の中心と回転中心Ｏとを結ぶ径方向軸線と、第二対偶２６の中心と回転中心Ｏとを結ぶ径方向軸線とがなす角θは、可動部材４４の変位量と一致する第三対偶２２の変位量Δｒに対してΔθ分、変動する。ここで角θは回転要素１１，１６間の相対回転位相と一致するものであり、故に変動量Δθは第三対偶２２の変位量Δｒに対する当該相対回転位相の変動量であると考えることができる。したがって、単位変位量Δｒに対する変動量Δθが小さくなるほど、回転要素１１，１６間の相対回転位相にばらつきが少なくなるのである。

このような知見の下、本発明者が鋭意検討した結果、第一腕部材２０における対偶２４，２２の中心間距離Ｌ１と、第二腕部材２１における対偶２６，２２の中心間距離Ｌ２との比が略１となるとき、単位変位量Δｒに対する変動量Δθが十分に小さくなることが判明した。即ち図９に示すように、距離Ｌ１と距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２が０．５〜２の範囲内、望ましくは当該比が略１となるとき、単位変位量Δｒに対する変動量Δθが低減することを発見したのである。したがって、本実施形態では、図１に示すように第一腕部材２０と第二腕部材２１とを略同一の形状に形成することにより、距離Ｌ１，Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２を０．５〜２の範囲内の略１に設定している。

（第二の特徴）
図１０は、第一腕部材２０において第三対偶２２よりも第一対偶２４側となる部分２８と、第二腕部材２１において第三対偶２２よりも第二対偶２６側となる部分２９とを、回転中心Ｏと第三対偶２２の中心との間を結ぶ径方向軸線Ｒに対して同じ側に配置した比較例を示している。この比較例では、可動部材４４に掛かる負荷Ｆが図１０のように各腕部材２０，２１へと分配されるため、特に第二腕部材２１に大きな力が作用してしまう。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、第一腕部材２０の第三対偶２２よりも第一対偶側部分２８と、第二腕部材２１の第三対偶２２よりも第二対偶側部分２９とを径方向軸線Ｒを挟む両側にそれぞれ配置すると、各腕部材２０，２１に作用する力が小さくなることが判明した。したがって、本実施形態では、図１１に示すように各部分２８，２９を径方向軸線Ｒの両側に配置し、且つ上記第一の特徴を持たせたことにより、可動部材４４に掛かる負荷Ｆが同図のように各腕部材２０，２１へと分配され、それら各腕部材２０，２１への作用力が共に低減されている。

（第三の特徴）
図１２は、第一及び第二腕部材２０，２１について、第一及び第二対偶２４，２６のうち対応するものと第三対偶２２との中心間を結ぶ仮想直線Ｓに対して大きく湾曲させ、当該仮想直線Ｓ上に空間部を存在させた比較例を示している。この比較例では、対偶２４，２６と対偶２２とを通じて各腕部材２０，２１に力が作用した場合、各腕部材２０，２１の中央部分では、幅方向両側の外形線２０ａ，２１ａの近傍に幅方向の曲げ応力が発生してしまう。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、第一及び第二腕部材２０，２１について、図１３に示すように幅方向両側の外形線２０ａ，２１ａが仮想直線Ｓの両側をそれぞれ延びる形態とすると、当該外形線２０ａ，２１ａに発生する曲げ応力が小さくなることが判明した。さらに、図１３に示すように対偶２４，２６と対偶２２との間の全域にわたって仮想直線Ｓ上に肉部が存在するようにする、即ち仮想直線Ｓ上に空間部が全く存在しないようにすると、曲げ応力の発生抑制効果が向上することも判明した。したがって、本実施形態では図１４に示すように、第一及び第二腕部材２０，２１の幅方向両側の外形線２０ａ，２１ａを仮想直線Ｓの両側において延伸させて、曲げ応力の発生抑制効果を向上させている。すなわち、対偶２４，２６と対偶２２との間の全域にわたって仮想直線Ｓ上に肉部を存在させている。

以上説明した本実施形態によれば、上記第一の特徴により第三対偶２２の単位変位量Δｒに対して回転要素１１，１６間の相対回転位相の変動量Δθが小さくなる。それ故、エンジンのトルク変動に起因して可動部材４４の位置、即ち第三対偶２２の位置が変動することがあっても、回転要素１１，１６間の相対回転位相のばらつきが十分に防止される。
しかも本実施形態によれば、上記第二の特徴により各腕部材２０，２１に作用する力が小さくなると共に、上記第三の特徴により各腕部材２０，２１における曲げ応力の発生が抑制される。それ故、各腕部材２０，２１の耐久性が高められている。

ここまで本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば、第一及び第二腕部材２０，２１についての距離Ｌ１，Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２を、０．５〜２の範囲内において１以外の値に設定してもよい。

また、比Ｌ１／Ｌ２を０．５〜２の範囲内に設定した場合には、図１５に示すように、各腕部材２０，２１の部分２８，２９を径方向軸線Ｒに対して同じ側に配置する、及び／又は、少なくとも一方の腕部材２０，２１を大きく湾曲させる等して仮想直線Ｓ上に空間部が存在するようにしてもよい。尚、ここで仮想直線Ｓ上に空間部が存在する構成としては、腕部材２０，２１の幅方向中間部に孔が設けられた構成であってもよい。

さらに、各腕部材２０，２１の部分２８，２９を径方向軸線Ｒの両側に配置した場合には、比Ｌ１／Ｌ２を０．５〜２の範囲外に設定する、及び／又は、少なくとも一方の腕部材２０，２１を大きく湾曲させる等して仮想直線Ｓ上に空間部が存在するようにしてもよい。尚、ここで仮想直線Ｓ上に空間部が存在する構成としては、腕部材２０，２１の幅方向中間部に孔が設けられた構成であってもよい。

またさらに、各腕部材２０，２１の外形線２０ａ，２１ａを仮想直線Ｓの両側において延伸させた場合には、比Ｌ１／Ｌ２を０．５〜２の範囲外に設定する、及び／又は、各腕部材２０，２１の部分２８，２９を径方向軸線Ｒに対して同じ側に配置するようにしてもよい。

さらにまた、案内部材４１の案内通路４２の形状は、案内部材４１の径方向軸線に対して傾斜して延伸し且つ当該延伸方向において回転中心Ｏからの距離が変化する形状であれば、上述した直線状以外、例えば円弧状、渦巻状等の曲線状や折れ線状であってもよい。また、案内通路４２、可動部材４４及び腕部材２０，２１の組の配設数については、適宜設定することができる。

加えて電動モータ３０は、例えばブラシモータや、上述した構成とは異なる構成のブラシレスモータであってもよい。あるいは、クランクシャフトの駆動トルクを伝達されることにより回転するブレーキ部材並びにブレーキ部材を磁気吸引するソレノイドを有し、ソレノイドに磁気吸引されたブレーキ部材に生じる制動トルクを制御トルクとして用いるようにした装置を、電動モータ３０の代わりに用いてもよい。
さらに加えて運動変換機構４０は、上述した構成とは異なる構成、例えば要素４５〜４９を設けずに回転軸３３を案内部材４１と直接連結する構成であってもよい。

本発明の一実施形態を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 本発明の一実施形態を示す図であって、図１のII−II線断面図である。 本発明の一実施形態を示す図であって、図２のIII−III線断面図である。 本発明の一実施形態を示す図であって、図２のIV−IV線断面図である。 本発明の一実施形態を示す図であって、図２のV−V線断面図である。 本発明の一実施形態の作動を説明するための図であって、図１に対応する断面図である。 本発明の一実施形態を示す図であって、図１のVII−VII線断面図である。 本発明の一実施形態の特徴部分を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態の特徴部分を説明するための特性図である。 比較例を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態の特徴部分を説明するための断面図である。 比較例を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態の特徴部分を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態の特徴部分を説明するための断面図である。 図１の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カムシャフト（従動軸）、１０ 位相変化機構、１１ スプロケット（第一回転部材）、１４ リンク部、１６ 出力軸（第二回転部材）、１８ リンク部、２０ 第一腕部材、２０ａ 第一腕部材の外形線、２１ 第二腕部材、２１ａ 第二腕部材の外形線、２２ 第三対偶、２４ 第一対偶、２６ 第二対偶、２８ 第一腕部材の第三対偶よりも第一対偶側部分、２９ 第二腕部材の第三対偶よりも第二対偶側部分、３０ 電動モータ（制御手段）、３３ 回転軸、４０ 運動変換機構（制御手段）、４１ 案内部材、４２ 案内通路、４４ 可動部材、Ｌ１ 第一腕部材の第一及び第三対偶間の距離、Ｌ２ 第二腕部材の第二及び第三対偶間の距離、Ｏ 回転中心、Ｒ 径方向軸線、Ｓ 仮想直線

Claims (7)

1. 内燃機関において吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁を開閉する従動軸へ駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記少なくとも一方の弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記駆動軸に連動して回転する第一回転部材、前記従動軸に連動して前記第一回転部材と共通の回転中心周りに回転する第二回転部材、前記第一回転部材と回り対偶により連繋する第一腕部材、並びに前記第二回転部材及び前記第一腕部材と回り対偶により連繋する第二腕部材を有する位相変化機構と、
   前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶の運動を制御することにより前記第一回転部材と前記第二回転部材との相対回転位相を調整する制御手段と、
   を備え、
   前記第一腕部材と前記第一回転部材とがなす回り対偶を第一対偶とし、前記第二腕部材と前記第二回転部材とがなす回り対偶を第二対偶とし、前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶を第三対偶としたとき、
   前記第一対偶と前記第三対偶との間の距離Ｌ１と、前記第二対偶と前記第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、０．５〜２の範囲内に設定され、
   前記第一対偶と前記回転中心との間の距離と、前記第二対偶と前記回転中心との間の距離とは、等しいことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記比Ｌ１／Ｌ２は、略１に設定され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. 内燃機関において吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁を開閉する従動軸へ駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記少なくとも一方の弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記駆動軸に連動して回転する第一回転部材、前記従動軸に連動して前記第一回転部材と共通の回転中心周りに回転する第二回転部材、前記第一回転部材と回り対偶により連繋する第一腕部材、並びに前記第二回転部材及び前記第一腕部材と回り対偶により連繋する第二腕部材を有する位相変化機構と、
   前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶の運動を制御することにより前記第一回転部材と前記第二回転部材との相対回転位相を調整する制御手段と、
   を備え、
   前記第一腕部材と前記第一回転部材とがなす回り対偶を第一対偶とし、前記第二腕部材と前記第二回転部材とがなす回り対偶を第二対偶とし、前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶を第三対偶としたとき、
   前記第一腕部材において前記第三対偶よりも前記第一対偶側となる部分と、前記第二腕部材において前記第三対偶よりも前記第二対偶側となる部分とは、前記回転中心と前記第三対偶との間を結ぶ径方向軸線の両側にそれぞれ配置され、
   前記第一対偶と前記第三対偶との間の距離Ｌ１と、前記第二対偶と前記第三対偶との間の距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、０．５〜２の範囲内に設定され、
   前記第一対偶と前記回転中心との間の距離と、前記第二対偶と前記回転中心との間の距離とは、等しいことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
4. 前記比Ｌ１／Ｌ２は、略１に設定されることを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 内燃機関において吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁を開閉する従動軸へ駆動軸の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、前記少なくとも一方の弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
   前記駆動軸に連動して回転する第一回転部材、前記従動軸に連動して前記第一回転部材と共通の回転中心周りに回転する第二回転部材、前記第一回転部材と回り対偶により連繋する第一腕部材、並びに前記第二回転部材及び前記第一腕部材と回り対偶により連繋する第二腕部材を有する位相変化機構と、
   前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶の運動を制御することにより前記第一回転部材と前記第二回転部材との相対回転位相を調整する制御手段と、
   を備え、
   前記第一腕部材と前記第一回転部材とがなす回り対偶を第一対偶とし、前記第二腕部材と前記第二回転部材とがなす回り対偶を第二対偶とし、前記第一腕部材と前記第二腕部材とがなす回り対偶を第三対偶としたとき、
   前記第一腕部材及び前記第二腕部材の全ての腕部材において幅方向両側の外形線は、前記第一対偶及び前記第二対偶のうち前記腕部材のそれぞれに対応する対偶と前記第三対偶との間を結ぶ仮想直線の両側をそれぞれ延伸することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
6. 前記全ての腕部材は、前記第一対偶及び前記第二対偶のうち前記腕部材のそれぞれに対応する対偶と前記第三対偶との間の全域にわたって前記仮想直線上に肉部を有することを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記制御手段は、電動モータ、並びに前記電動モータの回転運動を前記第三対偶の運動へ変換する運動変換機構を有することを特徴とする請求項１〜６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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