JP6308176B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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。

クランク軸と連動して回転する駆動回転体及びカム軸と連動して回転する従動回転体を備え、それら駆動回転体及び従動回転体間の回転位相を遊星回転体の遊星運動により調整するバルブタイミング調整装置は、従来から知られている。

例えば特許文献１の開示装置において、カム軸に同軸上に連結される従動回転体は、駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受且つ径方向内側からラジアル軸受している。さらに、駆動回転体及び従動回転体とは偏心する遊星回転体は、径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態となることで、遊星運動による回転位相の調整を可能にしている。ここで、駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受する遊星キャリアは、遊星回転体も径方向内側からラジアル軸受することで、遊星回転体の円滑な遊星運動を可能にしている。これらの構成により、回転位相に応じたバルブタイミングの調整応答性が高められることになる。

また、特許文献１の開示装置において遊星回転体は、遊星キャリアとの間に介装された弾性部材の発生する復原力により、駆動回転体及び従動回転体に対する偏心側へと付勢されている。これにより、駆動回転体及び従動回転体に対する遊星回転体の各噛合箇所では、歯打ちによる異音の発生が低減されることで、静粛性が高められることになる。

特許第４３６０４２６号公報

さて、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対する遊星回転体の噛合箇所にて、バックラッシに起因する異音の発生低減が当該噛合箇所の位置設定により可能となっている。しかし、本発明者らが鋭意研究を行った結果、従動回転体による駆動回転体のスラスト軸受箇所に隙間が存在することで、駆動回転体が軸方向両側へと移動して従動回転体との衝突により発生させる異音に対しては、別の対策を必要とすることが判明した。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異音の発生低減により静粛性を高め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する駆動回転体（１０）と、
駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受し且つ駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、同軸上に連結されたカム軸と連動して回転する従動回転体（２０）と、
駆動回転体及び従動回転体とは偏心することにより、駆動回転体及び従動回転体に対して径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、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回転体（３０）と、
駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受し且つ遊星回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、遊星回転体を遊星運動させる遊星キャリア（５０）と、
遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、遊星回転体を偏心側へ付勢するように復原力を発生する弾性部材（６０）とを、備え、
復原力の発生により従動回転体に対して駆動回転体が傾斜し、
遊星回転体は、
駆動回転体及び従動回転体に対して偏心側での噛合をなす遊星歯車（３１）と、
遊星歯車により保持される外輪（３６ａ）、遊星キャリアによりラジアル軸受されて弾性部材から復原力を受ける内輪（３６ｂ）、並びに外輪及び内輪の間に介装される複数の球状転動体（３６ｃ）を、有する単列式の遊星ベアリング（３６）とを、含んで構成され、
外輪は、軸方向の特定側へ接触角（θ）をなして球状転動体に転がり接触する転がり接触箇所（Ｓｐ）を、偏心側にて形成可能に配置され、
駆動回転体が特定側且つ偏心側にて従動回転体によりスラスト軸受されるスラスト軸受箇所（Ｓｅ）は、従動回転体の回転中心線（Ｃ）に対して転がり接触箇所よりも近距離に位置することを特徴とする。

このような第一発明によると、遊星回転体において単列式遊星ベアリングの外輪は、駆動回転体及び従動回転体に対して偏心側での噛合をなす遊星歯車により、保持される。ここで、遊星ベアリングにおいて遊星キャリアによりラジアル軸受される内輪は、弾性部材からの復原力を偏心側へと受ける。さらに、遊星ベアリングにおいて内輪との間に複数の球状転動体が介装される外輪は、軸方向の特定側へと接触角をなして球状転動体に転がり接触する転がり接触箇所を、偏心側にて形成可能に配置される。

こうした第一発明の構成下、球状転動体が接触角に応じた特定側へと外輪を押圧する復原力のスラスト分力は、外輪が特定側とは反対側（以下、「反特定側」という。）へと球状転動体を押圧するスラスト反力を、偏心側の転がり接触箇所に発生させる。この反特定側スラスト反力は、球状転動体から内輪及び遊星キャリアに順次伝達されることで、当該遊星キャリアのラジアル軸受する駆動回転体へと作用する。故に、駆動回転体が従動回転体によりスラスト軸受される特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所では、駆動回転体が従動回転体を反特定側へと押圧することで、従動回転体に駆動回転体を特定側へと押圧させるスラスト反力が発生する。

以上により第一発明では、従動回転体の回転中心線に対して、特定側スラスト反力の作用点となるスラスト軸受箇所は、反特定側スラスト反力の作用点となる転がり接触箇所よりも、近距離に位置することとなる。その結果、特定側スラスト反力と反特定側スラスト反力とを受ける駆動回転体は、遊星ベアリングの内輪及び遊星キャリアと一体的に、従動回転体に対して傾斜する。このとき駆動回転体は、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所にて従動回転体への押圧を強めるように、傾斜する。これは、軸方向両側における従動回転体との当接を、駆動回転体が自身の傾斜により維持し得ることを意味する。故に、駆動回転体が軸方向両側へと移動して従動回転体に衝突する事態を、かかる傾斜形態での当接維持機能により規制して、当該衝突による異音の発生を低減することができる。したがって、静粛性を高めることが可能である。

また、開示された第二発明において、
スラスト軸受箇所は、駆動回転体及び従動回転体の一方において軸方向へ突出する突部（１８）を、駆動回転体及び従動回転体の他方と当接させることにより構築され、
偏心側にて突部の最外周部（１８ａ）は、従動回転体の回転中心線に対して転がり接触箇所よりも近距離に位置することを特徴とする。

このような第二発明によると、駆動回転体及び従動回転体の一方において軸方向へと突出する突部は、それら回転体の他方との当接により、スラスト軸受箇所を構築する。これにより特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所では、従動回転体の回転中心線に対して突部の最外周部が転がり接触箇所よりも近距離に位置することで、駆動回転体が当該最外周部を支点として確実に傾斜し得る。故に、軸方向両側にて駆動回転体を従動回転体に当接させるための傾斜を保証して、異音の発生を低減することができる。したがって、静粛性を高める効果の確実性につき、向上させることが可能となる。

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。 図２のIV−IV線拡大断面図である。 図４のさらなる拡大図に対応する模式図である。 図４に対応させてスラスト力の相関を示す模式図である。 図４の駆動回転体が傾斜する状態を誇張して示す模式図である。 図４の変形例を示す拡大断面図である。 図４の変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、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」である吸気弁（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。図１〜３に示すように装置１は、アクチュエータ４、通電制御回路部７及び位相調整ユニット８等から構成されている。

図１に示すアクチュエータ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。通電制御回路部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。通電制御回路部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、遊星回転体３０、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２０，３０，５０，６０を内部に収容している。図１，２に示すように駆動回転体１０は、太陽歯車１１、スプロケット１３及び太陽ベアリング１５を組み合わせてなる。

段付円筒状の太陽歯車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に示すように太陽歯車１１は、軸方向に駆動側内歯車部１２を挟んでカム軸２とは反対側にて、ジャーナル１４を周壁部に形成している。

有底円筒状のスプロケット１３は、軸方向のうちカム軸２側としての特定側から、太陽歯車１１に対して同軸上に螺子止めされている。スプロケット１３は、円柱状の金属製カム軸２に対して、径方向外側に同軸上に配置されている。スプロケット１３の底壁部において内周面１３ｂは、カム軸２の外周面２ａに摺動可能に嵌合することで、当該カム軸２により径方向内側からラジアル軸受されている。さらにスプロケット１３は、軸方向のうちカム軸２とは反対側となる反特定側へと突出して周方向に連続する円環状の突部１８を、底壁部に同軸上に形成している。突部１８は、本実施形態では断面台形状に形成されることで、平面状の先端面１８ｃを反特定側に形成している。

スプロケット１３は、周方向に等間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ突出する複数のスプロケット歯１９を、周壁部の外周面に形成している。スプロケット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。これによりスプロケット１３には、クランク軸から出力されたクランクトルクがタイミングチェーンを通じて伝達される。その結果として駆動回転体１０は、カム軸２によるラジアル軸受状態下、クランク軸と連動して一定方向（図２の反時計方向且つ図３の時計方向）に回転する。

円環状の金属製太陽ベアリング１５は、ジャーナル１４の径方向内側に同軸上に配置されている。太陽ベアリング１５は、外輪１５ａ、内輪１５ｂ及び球状転動体１５ｃを有している。太陽ベアリング１５は、外輪１５ａ及び内輪１５ｂの間に複数の球状転動体１５ｃを一列介装してなる、単列式のラジアル軸受である。太陽ベアリング１５は、本実施形態では開放型深溝玉軸受である。外輪１５ａは、ジャーナル１４の内周面１４ａに同軸上に圧入されることで、当該ジャーナル１４により径方向外側から保持されている。

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１３の径方向内側に同軸上に配置されることで、駆動回転体１０をラジアル軸受している。ここで本実施形態では、従動回転体２０の周壁部において底壁部側外周面２０ａがスプロケット１３の周壁部における底壁部側内周面１３ａに摺動可能に嵌合することで、駆動回転体１０を径方向内側からラジアル軸受している。

図１，７に示すように従動回転体２０は、軸方向において太陽歯車１１及びスプロケット１３の間に挟持されることで、駆動回転体１０を軸方向両側にてスラスト軸受している。具体的に、従動回転体２０の周壁部において開口端面２０ｂは、太陽歯車１１の周壁部における大径側端面１１ａに対して、軸方向に当接している。これにより従動回転体２０は、軸方向のうち特定側から駆動回転体１０をスラスト軸受している。一方、従動回転体２０の底壁部において外端面２０ｃは、スプロケット１３の底壁部における突部１８の先端面１８ｃに対して、軸方向に当接している。これにより従動回転体２０は、軸方向のうち反特定側から駆動回転体１０をスラスト軸受している。

ここで本実施形態では、駆動回転体１０において両端面１１ａ，１８ｃ間の軸方向距離は、それら両端面１１ａ，１８ｃ間での従動回転体２０の軸方向厚さよりも、設定量だけ大きく設定されている。これにより駆動回転体１０は、図７に示すように、従動回転体２０に対して傾斜可能となっている。

図１，３に示すように従動回転体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を軸方向両側にてスラスト軸受且つ径方向内側からラジアル軸受した状態下、当該駆動回転体１０に対しては、同一方向（図３の時計方向）に回転しつつ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とは軸方向の特定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、全体として円盤状の金属製遊星回転体３０は、回転体１０，２０とは偏心して配置されている。遊星回転体３０は、遊星歯車３１及び遊星ベアリング３６を含んで構成されている。

段付円環状の金属製遊星歯車３１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３１は、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して一径方向へとずれた姿勢に、偏心している。

遊星歯車３１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、周壁部に形成している。駆動側外歯車部３２は、回転体１０，２０に対する偏心側（以下、単に「偏心側」という）にて、径方向内側から駆動側内歯車部１２と噛合している。従動側外歯車部３４は、駆動側外歯車部３２とは軸方向の特定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、径方向内側から偏心側にて従動側内歯車部２４と噛合している。

図１に示すように遊星歯車３１は、軸方向のうち特定側から、従動回転体２０によりスラスト軸受されている。具体的に、遊星歯車３１の駆動側外歯車部３２において従動側外歯車部３４と接続される接続端面３２ａは、従動回転体２０の開口端面２０ｂと軸方向に当接している。これにより従動回転体２０は、遊星歯車３１を特定側からスラスト軸受している。

図１〜３に示すように円環状の金属製遊星ベアリング３６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３６は、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、遊星歯車３１の場合と同じ径方向へとずれた姿勢に、偏心している。遊星ベアリング３６は、外輪３６ａ、内輪３６ｂ及び球状転動体３６ｃを有している。遊星ベアリング３６は、外輪３６ａ及び内輪３６ｂの間に複数の球状転動体３６ｃを一列介装してなる、単列式のラジアル軸受である。遊星ベアリング３６は、本実施形態では開放型深溝玉軸受である。外輪３６ａは、遊星歯車３１の内周面３１ａに同軸上に圧入されることで、当該遊星歯車３１により径方向外側から保持されている。

部分偏心円筒状の金属製遊星キャリア５０は、遊星回転体３０の径方向内側からジャーナル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とは同軸上となる円筒面状の入力部５１を、周壁部のうち内周面に形成している。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と連結されている。これにより遊星キャリア５０は、制御軸６と一体回転可能となっている。

図１に示すように遊星キャリア５０は、回転体１０，２０と同軸上となる円筒面状の同軸部５６を、周壁部のうち外周面に形成している。同軸部５６は、太陽ベアリング１５の内輪１５ｂ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。こうした軸受状態下において遊星キャリア５０は、回転体１０，２０に対しては、同軸上に回転しつつ相対回転可能となっている。

図１〜３に示すように遊星キャリア５０は、回転体１０，２０とは偏心する円筒面状の偏心部５４を、周壁部のうち同軸部５６よりも特定側の外周面に形成している。この偏心部５４は、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、遊星歯車３１及び遊星ベアリング３６の場合と同じ径方向へとずれた姿勢に、偏心している。偏心部５４は、遊星ベアリング３６の内輪３６ｂに同軸上に嵌入されることで、遊星回転体３０を径方向内側からラジアル軸受している。こうした軸受状態下において遊星キャリア５０は、駆動回転体１０に対して相対回転するのに応じて、遊星回転体３０のうち少なくとも遊星歯車３１を遊星運動させる。このときの遊星歯車３１は、回転体１０，２０と偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、自身の周方向へと自転しつつ、遊星キャリア５０の回転方向へと公転する。

金属製弾性部材６０は、偏心部５４の周方向二箇所にそれぞれ開口する収容凹部５５に、それぞれ一つずつ収容されている。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、遊星回転体３０をなす遊星ベアリング３６の内輪３６ｂと、収容先の収容凹部５５との間に介装されている。これにより各弾性部材６０は、遊星回転体３０の径方向に圧縮されて弾性変形することで、それぞれ復原力を発生する。

ここで図２，３に示すように、遊星回転体３０が偏心する径方向に沿ってストレートに延伸するように、基準線Ｂを想定する。かかる想定下、各弾性部材６０は、軸方向長さの任意の範囲において、基準線Ｂに関する線対称位置に配置されている。その結果、各弾性部材６０の復原力は、基準線Ｂに沿う合力として、図６の如く偏心側とは反対側（以下、「反偏心側」という）にて遊星キャリア５０に作用するラジアル力Ｆｒｏを、発生させる。それと共に各弾性部材６０の復原力は、図２，３の基準線Ｂに沿う合力として、図６の如く遊星回転体３０の内輪３６ｂに偏心側にて作用するラジアル力Ｆｒｅを、発生させる。以上により、各弾性部材６０が収容凹部５５に保持された状態にて遊星回転体３０は、内輪３６ｂにラジアル力Ｆｒｅを受けて付勢されることで、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、駆動回転体１０及び従動回転体２０の間の回転位相を、制御軸６の回転状態に応じて調整する。こうした回転位相の調整により、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。

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が当該駆動回転体１０に対して相対回転しないときには、遊星回転体３０が遊星運動せずに回転体１０，２０と連れ回りする。その結果、回転位相が実質的に不変となって、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が当該駆動回転体１０に対する遅角方向へ相対回転すると、遊星回転体３０のうち少なくとも遊星歯車３１の遊星運動により従動回転体２０が駆動回転体１０に対する遅角方向へ相対回転する。その結果、回転位相が遅角変化して、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が当該駆動回転体１０に対する進角方向へ相対回転すると、少なくとも遊星歯車３１の遊星運動により従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角方向へ相対回転する。その結果、回転位相が進角変化して、バルブタイミングが進角調整される。

（位相調整ユニットの詳細構成）
図１，４に示すように、位相調整ユニット８において遊星ベアリング３６の外輪３６ａは、径方向外側へと凹んで周方向に連続する円環状溝により、軸方向では対称な断面円弧形の外輪軌道溝３６ａａを形成している。また、遊星ベアリング３６の内輪３６ｂは、径方向内側へと凹んで周方向に連続する円環状溝により、軸方向では対称な断面円弧形の内輪軌道溝３６ｂａを形成している。外輪軌道溝３６ａａと内輪軌道溝３６ｂａとは、それらの間に配置される各球状転動体３６ｃの外周面に対して、それぞれ転がり接触する。

ここで図５に示すように、軸方向長さが実質同一の外輪３６ａと内輪３６ｂとにおいて、それぞれ軸方向中心部に形成される外輪軌道溝３６ａａと内輪軌道溝３６ｂａとは、例えばフラッシュグラウンド加工により、軸方向に所定量δｔだけずらして配置されている。これにより外輪軌道溝３６ａａと内輪軌道溝３６ｂａとは、径方向では部分的に重なる範囲内にて、軸方向では所定量δｔだけ互いにずれている。ここで本実施形態では、内輪３６ｂに対して外輪３６ａのずれが反特定側に設定されることで、内輪軌道溝３６ｂａに対する外輪軌道溝３６ａａのずれも反特定側に設定されている。

こうした構成下、外輪軌道溝３６ａａと各球状転動体３６ｃとが転がり接触する転がり接触箇所Ｓｐは、それら各球状転動体３６ｃの中心点Ｐを通るように想定される径方向線Ｌに対して、軸方向の特定側にて接触角θを挟んでいる。したがって、基準線Ｂ（図２，３参照）上の縦断面図である図４に示すように、外輪３６ａは、特定側へと接触角θをなして球状転動体３６ｃに転がり接触する転がり接触箇所Ｓｐを、偏心側にて形成可能となっている。

このような転がり接触箇所Ｓｐよりも特定側では、図４に示すように、遊星歯車３１において従動側外歯車部３４から径方向内側へと向かって突出する円環板状の内フランジ部３８により、外輪３６ａが周方向の全域で当該特定側から係止されている。一方、転がり接触箇所Ｓｐよりも反特定側では、遊星キャリア５０において同軸部５６及び偏心部５４の間から径方向外側へと向かって突出する円環板状の外フランジ部５８により、内輪３６ｂが周方向の全域で当該反特定側から係止されている。また反特定側では、太陽ベアリング１５の内輪１５ｂにより、外フランジ部５８が周方向の全域で当該反特定側から係止されている。さらに反特定側では、駆動回転体１０のジャーナル１４において径方向内側へと向かって突出する円環板状の内フランジ部１７により、太陽ベアリング１５の外輪１５ａが周方向の全域で当該反特定側から係止されている。

さらに駆動回転体１０において、従動回転体２０によるスラスト軸受箇所Ｓｅを特定側にて構築する突部１８のうち先端面１８ｃの最外周部１８ａは、偏心側では従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、転がり接触箇所Ｓｐよりも近距離に位置している。即ち、回転中心線Ｃから偏心側の最外周部１８ａまでの径方向距離Ｒ１は、同線Ｃから偏心側の転がり接触箇所Ｓｐまでの径方向距離Ｒ２よりも、小さく設定されている。尚、外輪軌道溝３６ａａの最深部と球状転動体３６ｃとの間のラジアル隙間をΔＲとし、回転中心線Ｃから当該最深部までの径方向距離をＲｏとし、球状転動体３６ｃの直径をＲｂとすると、径方向距離Ｒ２は下記式１により導出される。また、突部１８の最外周部１８ａについて反偏心側では、回転中心線Ｃに対して、転がり接触箇所Ｓｐよりも遠距離に位置する。
Ｒ２＝Ｒｏ−ΔＲ−Ｒｂ（１−ｃｏｓθ） …（式１）
さて、図１，４に示すように装置１は、「潤滑液」として内燃機関から導入される潤滑油により位相調整ユニット８を潤滑するために、潤滑構造８０を備えている。潤滑構造８０は、潤滑室８２、導入口８４及び排出口８６を含んで構成されている。

図４に示すように潤滑室８２は、駆動回転体１０の内部空間により、形成されている。潤滑室８２には、摩擦の発生箇所として、内歯車部１２，２４及び外歯車部３２，３４の各噛合箇所Ｓｄ，Ｓｆ、従動回転体２０による駆動回転体１０及び遊星歯車３１の各スラスト軸受箇所Ｓｅ，Ｓｏ，Ｓａ、並びにベアリング３６，１５の転がり接触箇所（箇所Ｓｐを含む）等が配置されている。導入口８４は、連結部２２を貫通して潤滑室８２と連通する貫通孔により、突部１８よりも径方向内側に形成されている。導入口８４は、内燃機関においてクランク軸のクランクトルクにより駆動されるメカポンプ９の吐出口に、カム軸２の導入通路２ｂを介して連通している。こうした構成により内燃機関の運転中は、メカポンプ９から導入通路２ｂに吐出された潤滑油が、導入口８４を通じて潤滑室８２へと導入される。その結果として潤滑室８２では、摩擦の各発生箇所に潤滑油が順次供給される。

排出口８６は、ジャーナル１４の内フランジ部１７を同軸上に貫通して潤滑室８２及び外部と連通する中心孔により、形成されている。排出口８６は、潤滑室８２にて摩擦の各発生箇所を潤滑して通過した潤滑油を、外部へ排出する。ここで、突部１８のうち先端面１８ｃの最内周部１８ｂは、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅを含んだ周方向の全域にて、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対しては、排出口８６の内周面８６ａよりも遠距離に位置している。即ち、回転中心線Ｃから最内周部１８ｂまでの径方向距離Ｒ３は、同線Ｃから内周面８６ａまでの径方向距離Ｒ４よりも、偏心側を含んだ周方向の全域にて大きく設定されている。

（位相調整ユニットにおけるスラスト力の相関）
以下、位相調整ユニット８において発生するスラスト力の相関を、図６に基づき説明する。

遊星ベアリング３６において、球状転動体３６ｃが接触角θ（図５参照）に応じた特定側へ外輪３６ａを押圧するスラスト分力Ｆｔ１は、各弾性部材６０からの復原力の合力であるラジアル力Ｆｒｅにより、偏心側の転がり接触箇所Ｓｐに発生する。このスラスト分力Ｆｔ１は、外輪３６ａを特定側から係止する遊星歯車３１へ伝達される。その結果、径方向外側から外輪３６ａを保持する遊星歯車３１では、従動回転体２０の開口端面２０ｂに対する当接箇所を、接続端面３２ａが周方向に連続して構築することになる。これにより従動回転体２０は、偏心側及び反偏心側の両側を含んだ周方向の全域にて、遊星歯車３１を特定側からスラスト軸受可能となっている。

外輪３６ａが球状転動体３６ｃを反特定側へ押圧するスラスト反力Ｆｔ２は、スラスト分力Ｆｔ１の反作用として、偏心側の転がり接触箇所Ｓｐに発生する。このスラスト反力Ｆｔ２は、遊星ベアリング３６において球状転動体３６ｃから内輪３６ｂへと伝達されることで、当該内輪３６ｂを反特定側から係止する遊星キャリア５０へも伝達される。さらに、太陽ベアリング１５においてスラスト反力Ｆｔ２は、遊星キャリア５０を係止する内輪１５ｂから、ジャーナル１４の係止する外輪１５ａへ、球状転動体１５ｃを介して伝達される。こうして駆動回転体１０に作用するスラスト反力Ｆｔ２は、駆動回転体１０が従動回転体２０を反特定側へと押圧するスラスト力Ｆｔ３を、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅに発生させる。さらに、従動回転体２０が駆動回転体１０を特定側へと押圧するスラスト反力Ｆｔ４は、スラスト力Ｆｔ３の反作用として、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅに発生する。

ここまで説明した力Ｆｔ１，Ｆｔ２，Ｆｔ３，Ｆｔ４のうち、遊星歯車３１を介して間接的、又は直接的に従動回転体２０へ作用する力Ｆｔ１，Ｆｔ３は、当該従動回転体２０に連結のカム軸２により、支えられる。一方、力Ｆｔ１，Ｆｔ２，Ｆｔ３，Ｆｔ４のうち、遊星ベアリング３６及び遊星キャリア５０を介して間接的、又は直接的に駆動回転体１０へ作用する力Ｆｔ４，Ｆｔ２は、従動回転体２０に対して当該駆動回転体１０を傾斜させる傾斜モーメントＭｉを発生させる。これは、突部１８のうち最外周部１８ａの位置が上述の如く設定される偏心側では、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して特定側のスラスト軸受箇所Ｓｅが、転がり接触箇所Ｓｐよりも近距離に位置することによる。即ち、力Ｆｔ４の作用点であるスラスト軸受箇所Ｓｅは、力Ｆｔ２の作用点である転がり接触箇所Ｓｐよりも、回転中心線Ｃに近いことで、それらの力Ｆｔ４，Ｆｔ２を受ける駆動回転体１０には、図６の反時計まわりに傾斜モーメントＭｉが発生する。

こうした傾斜モーメントＭｉの発生により駆動回転体１０は、図７に模式的に示すように、従動回転体２０に対して傾斜する。このとき駆動回転体１０は、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅと、反特定側且つ反偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｏとの各々にて、従動回転体２０への押圧を強めるように傾斜する。また、図示は省略しているが、このとき駆動回転体１０は、遊星ベアリング３６の内輪３６ｂ及び遊星キャリア５０と一体的に、傾斜することになる。

（作用効果）
装置１によると、遊星回転体３０において単列式遊星ベアリング３６の外輪３６ａは、駆動回転体１０及び従動回転体２０に対して偏心側での噛合をなす遊星歯車３１により、保持される。ここで、遊星ベアリング３６において遊星キャリア５０によりラジアル軸受される内輪３６ｂは、各弾性部材６０からの復原力の合力を偏心側へと受ける。さらに、遊星ベアリング３６において内輪３６ｂとの間に複数の球状転動体３６ｃが介装される外輪３６ａは、軸方向の特定側へと接触角θをなして球状転動体３６ｃに転がり接触する転がり接触箇所Ｓｐを、偏心側にて形成可能に配置される。

こうした装置１の構成下、球状転動体３６ｃが接触角θに応じた特定側へと外輪３６ａを押圧する復原力合力のスラスト分力Ｆｔ１は、外輪３６ａが反特定側へと球状転動体３６ｃを押圧するスラスト反力Ｆｔ２を、偏心側の転がり接触箇所Ｓｐに発生させる。この反特定側スラスト反力Ｆｔ２は、球状転動体３６ｃから内輪３６ｂ及び遊星キャリア５０に順次伝達されることで、当該遊星キャリア５０のラジアル軸受する駆動回転体１０へと作用する。故に、駆動回転体１０が従動回転体２０にスラスト軸受される特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅでは、駆動回転体１０が従動回転体２０を反特定側へ押圧することで、従動回転体２０に駆動回転体１０を特定側へと押圧させるスラスト反力Ｆｔ４が発生する。

以上により装置１では、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、特定側スラスト反力Ｆｔ４の作用点となるスラスト軸受箇所Ｓｅは、反特定側スラスト反力Ｆｔ２の作用点となる転がり接触箇所Ｓｐよりも、近距離に位置することとなる。その結果、特定側スラスト反力Ｆｔ４と反特定側スラスト反力Ｆｔ２とを受ける駆動回転体１０は、遊星ベアリング３６の内輪３６ｂ及び遊星キャリア５０と一体的に、従動回転体２０に対して傾斜する。このとき駆動回転体１０は、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅにて従動回転体２０への押圧を強めるように、傾斜する。これは、軸方向両側における従動回転体２０との当接を、駆動回転体１０が自身の傾斜により維持し得ることを意味する。故に、駆動回転体１０が軸方向両側へと移動して従動回転体２０に衝突する事態を、かかる傾斜形態での当接維持機能により規制して、当該衝突による異音の発生を低減することができる。したがって、静粛性を高めることが可能である。

さらに装置１によると、傾斜可能な駆動回転体１０において軸方向へと突出する突部１８は、従動回転体２０との当接により、スラスト軸受箇所Ｓｅを構築する。これにより特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅでは、回転中心線Ｃに対して突部１８の先端面１８ｃの最外周部１８ａが転がり接触箇所Ｓｐよりも近距離に位置することで、駆動回転体１０が当該最外周部１８ａを支点として確実に傾斜し得る。故に、軸方向両側にて駆動回転体１０を従動回転体２０に当接させるための傾斜を保証して、異音の発生を低減することができる。したがって、静粛性を高める効果の確実性につき、向上させることが可能となる。

またさらに装置１によると、遊星ベアリング３６の外輪３６ａを保持する遊星歯車３１は、偏心側及び反偏心側の両側にて、従動回転体２０により特定側からスラスト軸受される。こうした両側でのスラスト軸受により遊星歯車３１は、外輪３６ａを通してスラスト分力Ｆｔ１を特定側へと受ける状態にあっても、傾斜し難くなる。故に、特定側スラスト分力Ｆｔ１に対する反作用として、外輪３６ａが球状転動体３６ｃを押圧する反特定側スラスト反力Ｆｔ２は、確実に発生し得る。これによれば、軸方向両側にて駆動回転体１０を従動回転体２０に当接させるための傾斜を保証して、異音の発生を低減することができる。したがって、静粛性を高める効果の確実性につき、向上させることが可能となる。

加えて装置１によると、スラスト軸受箇所Ｓｅを潤滑する潤滑油は、駆動回転体１０の内部へ導入されることで、回転遠心力を受ける。その結果として潤滑油は、駆動回転体１０の内部のうち、従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して排出口８６よりも遠距離となる箇所に、貯留される。故に、回転中心線Ｃに対して排出口８６よりも遠距離に位置する特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅでは、同箇所Ｓｅが配置される駆動回転体１０の内部に貯留の潤滑油により、駆動回転体１０と従動回転体２０との摺動界面が潤滑される。これによれば、駆動回転体１０及び従動回転体２０の少なくとも一方がスラスト軸受箇所Ｓｅにて摺動摩耗するのに起因して、従動回転体２０に対する駆動回転体１０の傾斜角度が正規の角度よりも小さくなるのを、抑制することができる。その結果、軸方向両側にて駆動回転体１０を従動回転体２０に当接させるための傾斜が継続的に確保され得るので、異音の発生が低減され続けることになる。したがって、静粛性を高める効果の信頼性につき、向上させることが可能である。

また加えて装置１によると、潤滑油が内部へ導入される駆動回転体１０において軸方向へと突出する突部１８は、従動回転体２０との当接により、スラスト軸受箇所Ｓｅを構築する。これにより特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅでは、回転中心線Ｃに対して突部１８の先端面１８ｃの最内周部１８ｂが排出口８６より遠距離に位置することで、当該遠距離にて貯留の潤滑油は、突部１８と従動回転体２０との摺動界面全体を潤滑対象とする。故に、スラスト軸受箇所Ｓｅでの摺動摩耗は、確実に抑制され得る。これによれば、軸方向両側にて駆動回転体１０を従動回転体２０に当接させるための傾斜を継続的に保証して、異音の発生を長きに亘って低減することができる。したがって、静粛性を高める効果の確実性且つ信頼性につき、向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該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に適用することができる。

図８に示すように変形例１としては、断面三角形状に形成した突部１８のうち先端面１０１８ｃの頂点１０１８ｄを、偏心側では従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、転がり接触箇所Ｓｐよりも近距離に位置させてもよい。ここで、回転中心線Ｃから偏心側の頂点１０１８ｄまでの径方向距離Ｒ５は、同線Ｃから偏心側の転がり接触箇所Ｓｐまでの径方向距離Ｒ２よりも、小さく設定される。これにより、回転中心線Ｃに対して特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅを、転がり接触箇所Ｓｐよりも近距離に位置させてもよいのである。尚、図示はしないが、突部１８を断面半円状に形成した場合も、同様となる。

図８に示すように変形例２としては、断面三角形状に形成した突部１８のうち先端面１８ｃの頂点を、偏心側を含んだ周方向の全域では従動回転体２０の回転中心線Ｃに対して、排出口８６よりも遠距離に位置させてもよい。ここで、回転中心線Ｃから頂点１０１８ｄまでの径方向距離Ｒ５は、同線Ｃから排出口８６の内周面８６ａまでの径方向距離Ｒ４よりも、偏心側を含んだ周方向の全域にて大きく設定される。これにより、回転中心線Ｃに対して特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅを、排出口８６よりも遠距離に位置させてもよいのである。尚、図示はしないが、突部１８を断面半円状に形成した場合も、同様となる。

変形例３としては、特定側且つ偏心側のスラスト軸受箇所Ｓｅを回転中心線Ｃに対して、排出口８６よりも近距離、又は排出口８６と実質同距離に位置させてもよい。変形例４としては、偏心側及び反偏心側の少なくとも一方において、遊星歯車３１の接続端面３２ａを従動回転体２０によりスラスト軸受させなくてもよい。

図９に示すように変形例５としては、従動回転体２０の底壁部のうち外端面２０ｃから特定側へ突出させた突部１８の先端面１８ｃを、スプロケット１３の底壁部のうち内底面と当接させることで、スラスト軸受箇所Ｓｅを構築してもよい。また、変形例６としては、遊星回転体３０を偏心側へと付勢する復原力を発生可能な限りにおいて、遊星回転体３０及び遊星キャリア５０の間の適宜な箇所に、一つ又は三つ以上の弾性部材６０を設けてもよい。

変形例７としては、フランジ部３８，５８，１７のうち少なくとも一つを、設けなくてもよい。また、変形例８としては、「動弁」として排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、「動弁」として吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に、本発明を適用してもよい。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、２ｂ 導入通路、８ 位相調整ユニット、９ メカポンプ、１０ 駆動回転体、１８ 突部、１８ａ 最外周部、１８ｂ 最内周部、１８ｃ，１０１８ｃ 先端面、２０ 従動回転体、３１ 遊星歯車、３６ 遊星ベアリング、３６ａ 外輪、３６ａａ 外輪軌道溝、３６ｂ 内輪、３６ｂａ 内輪軌道溝、３６ｃ 球状転動体、５０ 遊星キャリア、６０ 弾性部材、８０ 潤滑構造、８６ 排出口、８６ａ 内周面、１０１８ｄ 頂点、Ｃ 回転中心線、Ｍｉ 傾斜モーメント、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 径方向距離、Ｓｅ，Ｓｏ スラスト軸受箇所、Ｓｐ 接触箇所、θ 接触角

Claims (5)

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する駆動回転体（１０）と、
   前記駆動回転体を軸方向両側にてスラスト軸受し且つ前記駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、同軸上に連結された前記カム軸と連動して回転する従動回転体（２０）と、
   前記駆動回転体及び前記従動回転体とは偏心することにより、前記駆動回転体及び前記従動回転体に対して径方向内側から当該偏心側にて噛合する歯車連繋状態下、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回転体（３０）と、
   前記駆動回転体を径方向内側からラジアル軸受し且つ前記遊星回転体を径方向内側からラジアル軸受した状態下、前記遊星回転体を遊星運動させる遊星キャリア（５０）と、
   前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、前記遊星回転体を前記偏心側へ付勢するように復原力を発生する弾性部材（６０）とを、備え、
   前記復原力の発生により前記従動回転体に対して前記駆動回転体が傾斜し、
   前記遊星回転体は、
   前記駆動回転体及び前記従動回転体に対して前記偏心側での噛合をなす遊星歯車（３１）と、
   前記遊星歯車により保持される外輪（３６ａ）、前記遊星キャリアによりラジアル軸受されて前記弾性部材から前記復原力を受ける内輪（３６ｂ）、並びに前記外輪及び前記内輪の間に介装される複数の球状転動体（３６ｃ）を、有する単列式の遊星ベアリング（３６）とを、含んで構成され、
   前記外輪は、軸方向の特定側へ接触角（θ）をなして前記球状転動体に転がり接触する転がり接触箇所（Ｓｐ）を、前記偏心側にて形成可能に配置され、
   前記駆動回転体が前記特定側且つ前記偏心側にて前記従動回転体によりスラスト軸受されるスラスト軸受箇所（Ｓｅ）は、前記従動回転体の回転中心線（Ｃ）に対して前記転がり接触箇所よりも近距離に位置することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記スラスト軸受箇所は、前記駆動回転体及び前記従動回転体の一方において軸方向へ突出する突部（１８）を、前記駆動回転体及び前記従動回転体の他方と当接させることにより構築され、
   前記偏心側にて前記突部の先端面（１８ｃ）の最外周部（１８ａ）は、前記従動回転体の前記回転中心線に対して前記転がり接触箇所よりも近距離に位置す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. 前記遊星歯車は、前記偏心側及び反偏心側の両側にて、前記従動回転体により前記特定側からスラスト軸受されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記駆動回転体の内部には、前記スラスト軸受箇所が配置されると共に、前記スラスト軸受箇所を潤滑する潤滑液が導入され、
   前記駆動回転体は、前記潤滑液を外部へ排出する排出口（８６）を、有し、
   前記特定側且つ前記偏心側の前記スラスト軸受箇所は、前記従動回転体の前記回転中心線に対して前記排出口よりも遠距離に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記スラスト軸受箇所は、前記駆動回転体及び前記従動回転体の一方において軸方向へ突出する突部（１８）を、前記駆動回転体及び前記従動回転体の他方と当接させることにより構築され、
   周方向の全域にて前記突部の先端面（１８ｃ）の最内周部（１８ｂ）は、前記従動回転体の前記回転中心線に対して前記排出口よりも遠距離に位置することを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。

Images