JP6838506B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

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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。
弁開閉時期制御装置として特許文献１には、駆動側回転体に太陽歯車を備え、電動モータにより駆動回転する遊星キャリアを備え、この遊星キャリアの偏心部に対してベアリングを介して外嵌する遊星歯車を備え、この遊星歯車を従動側回転体に連係する構造を備えている。これにより、大きい減速比で駆動側回転体と従動側回転体との相対回転姿勢を設定する技術が示されている。
この特許文献１では、遊星歯車が、太陽歯車の回転軸芯から外れた偏心軸芯を中心に回転する構造であるため、遊星歯車に複数の係合突起を形成し、この係合突起が係入する係合孔を案内回転体に形成した伝動構造を備えている。
また、特許文献２には、偏心リングの外側にベアリングを介して回転自在なインナギヤを備え、このインナギヤの一部の歯部と噛み合う内歯型のリングギヤを従動側回転体に備え、インナギヤの回転を駆動側回転体のフロントケースに伝えるオルダム継手を備えた技術が示されている。
特開２００８‐２４８８０４号公報 特開２０１６‐４４６２７号公報
しかしながら、特許文献１、２の弁開閉時期制御装置は回転軸芯に沿う方向での寸法が大きく小型化が求められる。つまり、特許文献１、２では、弁開閉時期制御装置のうち、カムシャフトと反対側に配置される部材（文献１ではカバー部材、文献２ではフロントケース）の一部を外方に膨らませ、このように膨らませた部位に軸受を介して偏心部材（文献１では遊星キャリア、文献２では偏心リング）の外端側を支持している。これにより大型化を招いている。
また、特許文献２を例に挙げると、フロントケース側に軸受を配置しているので、フロントケースに作用する負荷が大きくなり、強度を高める上で大型化を招いている。
更に、特許文献１、２の弁開閉時期制御装置では、ギヤに大きい負荷が作用するものであるため、円滑な作動を実現する目的に加えて、歯面等の摩耗を抑制し、内部の異物等を排出する観点から潤滑油の供給が望まれている。
このような理由から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を円滑に作動させつつ小型に構成することが求められる。
本発明の特徴は、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、
前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体の内側に配置され、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、
電動アクチュエータの駆動力により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位相調節機構と、を備え、
前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯で前記従動側回転体に設けられた出力ギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯で回転し前記出力ギヤより歯数が少なく前記偏心軸芯と同軸芯上に配置され、オルダム継手を介して前記駆動側回転体に連結される入力ギヤと、前記入力ギヤの内側で前記入力ギヤを前記偏心軸芯を中心に回転させるように支持する筒状の偏心部材とを備えることにより、前記電動アクチュエータの駆動力による前記偏心部材の回転で前記偏心軸芯を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ように構成され、
前記従動側回転体の内周と前記偏心部材の外周との間に配置される第１軸受と、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受に対して前記カムシャフトより遠い側で前記偏心部材の外周と前記入力ギヤの内周との間に配置される第２軸受と、前記回転軸芯に沿う方向で前記第２軸受に対して前記カムシャフトより遠い側で前記駆動側回転体に固定されるフロントプレートとを備え、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軸受の双方の前記カムシャフトより遠い側に前記オルダム継手が配置されている点にある。
この特徴構成によると、強度の高い従動側回転体に第１軸受を設けるため、フロントプレートの厚みを薄くでき回転軸芯に沿う方向での寸法を短縮できる。また、第１軸受と第２軸受とオルダム継手とフロントプレートとを回転軸芯に沿う方向で比較的近接する位置に配置できるため、第１軸受と第２軸受とで回転モーメントを効果的に受け止めることが可能となり、偏心部材や入力ギヤの回転姿勢が安定し、円滑な作動を行える。更に、第２軸受の前記カムシャフトより遠い側でフロントプレートの内面に接触可能な位置にオルダム継手が配置されるため、第２軸受をフロントプレートに支持するための構成を採用しなくて済み、回転軸芯に沿う方向での寸法の一層の短縮が可能となる。
従って、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を円滑に作動させる状態で小型に構成された。
他の構成として、前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、前記偏心部材は、前記回転軸芯に沿う方向で前記カムシャフトより遠い側の端部において、内部空間に供給された潤滑油を径方向の外方に案内する潤滑油溝を前記フロントプレートより内側に形成しても良い。
これによると、偏心部材の内部空間に供給された潤滑油を、弁開閉時期制御装置の回転に伴う遠心力により偏心部材の潤滑油溝から外方に送り、潤滑油は最終的に排出されるため、例えば内部で発生した塵埃や異物等を潤滑油とともに排出できる。また、オルダム継手をフロントプレートに接触して配置することが可能となり、潤滑油溝が偏心部材のフロントプレートより内側に形成されているため、オルダム継手とフロントプレートとを互いに接触する位置関係に配置しても、これらの間に潤滑油を供給してオルダム継手の円滑な作動を実現する。
他の構成として、前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、前記駆動側回転体において前記オルダム継手が係合する部位の外周側に潤滑油の流通を許容する切欠き状の排出流路が形成されても良い。
オルダム継手とフロントプレートとを互いに接触する位置関係に配置しても、潤滑油をフロントプレートとオルダム継手との間に供給してオルダム継手の円滑な作動を実現する。また、駆動側回転体に切欠き状の排出流路を形成するため、排出流路の形成が容易となる。この構成では、内燃機関の始動時に弁開閉時期制御装置の内部に残留する潤滑油を排出流路によって排出が可能であり、例えば、内燃機関が低温状態にあり、潤滑油の粘性が高い場合でも潤滑油を迅速に排出して位相調節機構の円滑な作動を可能にする。
他の構成として、前記偏心部材の外周側と前記第２軸受の内周側との間に、前記入力ギヤの一部を前記出力ギヤの一部に噛み合わせるように前記入力ギヤに付勢力を作用させる第１付勢部材を備え、前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、前記オルダム継手と前記第２軸受との間に、前記第２軸受を前記第１軸受に向けて付勢する第２付勢部材が備えられても良い。
本構成では、偏心部材の外周側と第２軸受の内周側との間には、駆動側回転体の側の入力ギヤの一部を従動側回転体の側の出力ギヤの一部に噛み合わせるように入力ギヤに付勢力を作用させる第１付勢部材を備えている。また、オルダム継手がフロントプレートと第２軸受との間に配置されている。弁開閉時期制御装置では、通常、部材の組付け易さの観点から、オルダム継手に対向する、入力ギヤ及び第２軸受は、回転軸芯に沿う方向において移動が許容される隙間を有して配置される。こうした構成において、例えば、内燃機関の作動時にトルク変動が与えられて、カムシャフトに接続された従動側回転体に外力が作用する場合には、その外力が出力ギヤの内歯から入力ギヤの外歯に伝達される。この場合、外力が伝達された入力ギヤは、回転軸芯に沿う方向に隙間の範囲内を移動すると共に、第１付勢部材の付勢力に抗する方向（回転軸芯に向かう方向）にも移動する。また、第２軸受についても、回転軸芯に沿う方向に隙間の範囲内で移動すると共に、第１付勢部材の付勢力に抗する方向（回転軸芯に向かう方向）に移動する。このように、入力ギヤ及び第２軸受は、従動側回転体の内部において２方向に移動するため、回転軸芯に沿う方向に対して傾斜姿勢になることがある。そうなると、入力ギヤ及び第２軸受は、それらの角部が周辺の部材に当接するようになるため、入力ギヤ及び第２軸受やそれらの周辺の部材が摩耗する虞がある。
そこで、本構成では、オルダム継手と第２軸受との間に、第２軸受を第１軸受に向けて付勢する第２付勢部材が備えられている。第２軸受は、付勢部材によって第１軸受に向けて付勢されることで第１軸受の側に保持されるようになり回転軸芯に沿う方向に移動し難くなる。これにより、第２軸受は回転軸芯に沿う方向の位置及び姿勢が安定する。入力ギヤは、位置及び姿勢が保持された第２軸受によって支持されるので、姿勢が安定する。また、第２軸受の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受の内周面と偏心部材の外周面との間の摩擦力が高まる。これにより、入力ギヤ及び第２軸受が第１付勢部材の付勢力に抗する方向（回転軸芯に向かう方向）に移動した場合に、第２軸受の内周側と偏心部材の外周面とが面接触するようになる。こうして、第２軸受の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受に当接する他の部材の姿勢が安定する。その結果、入力ギヤ及び第２軸受と周辺の部材とは面接触するようになり、摩耗し難くなるので耐久性が向上する。
他の構成として、前記偏心部材の外周側と前記第２軸受の内周側との間に、前記入力ギヤの一部を前記出力ギヤの一部に噛み合わせるように前記入力ギヤに付勢力を作用させる第１付勢部材を備え、前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、前記オルダム継手と前記第２軸受との間に、前記第２軸受が前記回転軸芯に沿う方向に移動可能な隙間の距離を所定の設定値以下にするスペーサが備えられても良い。
本構成では、オルダム継手と前記第２軸受との間に備えられたスペーサによって、回転軸芯に沿う方向における第２軸受の移動は所定の設定値以下の距離に制限される。これにより、第２軸受は回転軸芯に沿う方向における位置及び姿勢が安定する。入力ギヤは、回転軸芯に沿う方向における位置及び姿勢の変動が小さい第２軸受によって支持されるので、姿勢が安定する。また、第２軸受の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受の内周面と偏心部材の外周面との間の摩擦力が高まる。これにより、本構成においても、入力ギヤ及び第２軸受とその周辺の部材とは面接触するようになり、摩耗し難くなるので耐久性が向上する。
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。 別実施形態の弁開閉時期制御装置の断面図である。 第２付勢部材の正面図である。 図７のVIII−VIII矢視断面図である。 別実施形態の弁開閉時期制御装置の断面図である。
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と同期回転する駆動側回転体Ａと、回転軸芯Ｘを中心にして吸気カムシャフト２と一体回転する従動側回転体Ｂと、位相制御モータＭ（電動アクチュエータの一例）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設定する位相調節機構Ｃとを備えて弁開閉時期制御装置１００が構成されている。
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変位可能となる。この位相調節機構Ｃで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（前述と逆方向への作動）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、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。
アウタケース１１の内部空間に従動側回転体Ｂとしての中間部材２０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に連結する支持壁部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嵌め込まれ、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の端部に固定される。このように固定された状態で筒状壁部２２の外側（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より内側に位置するように構成されている。
位相制御モータＭ（電動モータ）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、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、偏心部材２６と、第１付勢部材としてのバネ体２７と、第１軸受２８と、第２軸受２９と、入力ギヤ３０と、固定リング３１と、オルダム継手Ｃｘとを備えて構成されている。尚、第１軸受２８と第２軸受２９とにはボールベアリングが使用されるが、ブッシュを用いることも可能である。
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。
偏心部材２６は筒状であり、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）に回転軸芯Ｘを中心とする外周面の円周支持面２６Ｓが形成され、外側（吸気カムシャフト２より遠い側）には回転軸芯Ｘに平行となる姿勢で偏心する偏心軸芯Ｙを中心とする外周面の偏心支持面２６Ｅが形成されている。偏心支持面２６Ｅの外周に形成した凹部２６Ｆにバネ体２７が嵌め込まれている。
偏心部材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。更に、偏心部材２６の内側（支持壁部２１の側）には径方向に沿う姿勢の複数の第１潤滑油溝２６ａが形成され、外側（吸気カムシャフト２より遠い側）には径方向に沿う姿勢の複数の第２潤滑油溝２６ｂが形成されている。尚、偏心部材２６には、第１潤滑油溝２６ａと第２潤滑油溝２６ｂとの一方だけ形成しても良い。これら第１潤滑油溝２６ａと第２潤滑油溝２６ｂの数は任意に設定しても良い。
この偏心部材２６は、図１、図２に示すように円周支持面２６Ｓに第１軸受２８を外嵌し、この第１軸受２８を筒状壁部２２の支持面２２Ｓに嵌め込むことにより、中間部材２０に対し回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持される。また、入力ギヤ３０は、図１、図３に示すように偏心部材２６の偏心支持面２６Ｅに対し第２軸受２９を介して偏心軸芯Ｙを中心に回転自在に支持される。
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。
バネ体２７は、バネ板材をＵ字状に屈曲した形状を有しており、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。また、固定リング３１は、偏心部材２６の外周に嵌合状態で支持されることにより第２軸受２９の抜け止めを行う。
〔位相調節機構：オルダム継手〕
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）に沿って径方向外方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方向に直交する方向（図４では上下方向）に沿って径方向外方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４０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を中心に半径方向に伸びる一対の案内溝部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には一対の排出流路１１ｂが切欠き形成されている。尚、排出流路１１ｂを、フロントプレート１２に対して径方向に潤滑油を流すように形成しても良い。
また、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、継手部材４０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、継手部材４０の一対の内部係合アーム４３の係合凹部４３ａに、入力ギヤ３０の一対の係合突起３０Ｔを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。
尚、継手部材４０がアウタケース１１に対して外部係合アーム４２が伸びる第１方向（図４で左右方向）に変位可能となり、この継手部材４０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。
〔弁開閉時期制御装置の各部の配置〕
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により連結しており、これらは一体回転する。偏心部材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る。図１、図２に示すように、この偏心部材２６の偏心支持面２６Ｅに対し第２軸受２９を介して入力ギヤ３０が支持され、この入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛み合う。
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の継手部材４０の外方側にフロントプレート１２が配置されるため、継手部材４０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の双方より外側（吸気カムシャフト２より遠い側）で、フロントプレート１２より内側（吸気カムシャフト２に近い側）に配置される。
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、偏心部材２６の係合溝２６Ｔに係合する。
〔位相調節機構の作動形態〕
図面には示していないが位相制御モータＭはＥＣＵとして構成される制御装置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では偏心軸芯Ｙが回転軸芯Ｘを中心に公転する。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には偏心軸芯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が継手部材４０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、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との相対回転位相を設定し、吸気カムシャフト２による開閉時期の設定を実現する。
また、入力ギヤ３０の偏心軸芯Ｙが回転軸芯Ｘを中心に公転する際には、入力ギヤ３０の変位に伴い、オルダム継手Ｃｘの継手部材４０は、アウタケース１１に対して外部係合アーム４２が伸びる方向（第１方向）に変位し、入力ギヤ３０は、内部係合アーム４３が伸びる方向（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の偏心軸芯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。
〔位相調節機構の潤滑〕
図１に示すように、吸気カムシャフト２には外部のオイルポンプＰからの潤滑油が油路形成部材９を介して供給される潤滑油路１５を形成している。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心部材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。
前述したように偏心部材２６には複数の第１潤滑油溝２６ａと複数の第２潤滑油溝２６ｂが形成されている（図１、図５を参照）。また、フロントプレート１２のうち継手部材４０と対向する面には、継手部材４０の表面との間に径方向に沿って僅かな隙間となる潤滑凹部１２ａが形成されている。尚、この潤滑凹部１２ａはフロントプレート１２の内周側に形成されているが、フロントプレート１２の外周に達する領域に形成されるものでも良く、潤滑凹部１２ａを省略してフロントプレート１２と継手部材４０との隙間に潤滑油を供給するように構成しても良い。
前述したように案内溝部１１ａには一対の排出流路１１ｂが形成されている（図４、図５を参照）。更に、フロントプレート１２の開口１２ｂの開口径を、偏心部材２６の内径より充分に大きくすることにより、フロントプレート１２の開口縁と偏心部材２６の内周との間に段差Ｇが形成されている。
この構成から、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を介して偏心部材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、遠心力により偏心部材２６の第１潤滑油溝２６ａ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、偏心部材２６の内部空間の潤滑油は遠心力により第２潤滑油溝２６ｂから継手部材４０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。
また、図１に示すように第２潤滑油溝２６ｂからの潤滑油は、潤滑凹部１２ａによりフロントプレート１２と継手部材４０との間に供給されると共に、継手部材４０の外部係合アーム４２とアウタケース１１の案内溝部１１ａとの間の隙間に供給される。これにより、継手部材４０を円滑に作動させる。そして、この継手部材４０に供給された潤滑油は、継手部材４０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、フロントプレート１２の開口縁と偏心部材２６の内周との間に段差Ｇが形成されているため、エンジンＥが停止した場合には偏心部材２６の内部空間の潤滑油をフロントプレート１２の開口１２ｂから排出し、内部に残留する潤滑油の油量を低減できる。尚、弁開閉時期制御装置１００の内部に潤滑油が多く残留する場合には、寒冷の環境でエンジンＥを始動した後に、潤滑油の粘性の影響により位相調節機構Ｃの作動が抑制されることになるが、エンジンＥの停止時に潤滑油を排出することにより、このような不都合を解消できる。
更に、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を、排出流路１１ｂを介して迅速に排出できるため、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。
〔実施形態の作用・効果〕
この構成では、中間部材２０の内部に第１軸受２８と第２軸受２９とを比較的近接する位置に配置でき、しかも、オルダム継手Ｃｘの継手部材４０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を実現する。
また、偏心部材２６を第１軸受２８により中間部材２０の内周の支持面２２Ｓに支持し、偏心部材２６の偏心支持面２６Ｅに第２軸受２９を介して入力ギヤ３０を支持している。このためバネ体２７の付勢力が偏心部材２６の姿勢を変化させる方向に作用しても偏心部材２６の円周支持面２６Ｓ外面の全周が第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し、偏心部材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、バネ体２７の付勢力が偏心部材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、バネ体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、偏心部材２６の姿勢維持を一層高い精度で行える。
また、偏心部材２６の端部に潤滑油を流すための第１潤滑油溝２６ａと第２潤滑油溝２６ｂとを形成することにより、オルダム継手Ｃｘを円滑に作動させ、第１軸受２８と第２軸受２９との円滑な作動を行わせ、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａと入力ギヤ３０の外歯部３０Ａと噛合を円滑に行わせ、位相制御モータＭに作用する負荷を軽減する。このように第１潤滑油溝２６ａと第２潤滑油溝２６ｂとを形成することで潤滑油が必要な箇所に潤滑油を供給するため潤滑油を無駄にすることがなく潤滑油量の低減も可能となる。
特に、オルダム継手Ｃｘを構成する継手部材４０とフロントプレート１２との間に潤滑油を供給することで、継手部材４０の作動を円滑に行わせることになり、位相制御モータＭに作用する負荷の一層の軽減が可能となる。
位相調節機構Ｃでは、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａと入力ギヤ３０の外歯部３０Ａとの噛合部に強い力が作用するため、この部位で塵埃が発生することもある。しかしながら、潤滑油が流れる方向でこの噛合部より下流側に軸受が配置されていないため、塵埃等の影響を排除して軸受の傷みを抑制することも可能にする。
特に、この構成では遠心力により潤滑油を排出できるため、塵埃や異物等の排出を行えるだけでなく、エンジンＥの停止時にも潤滑油を積極的に排出するため、内部に塵埃や異物等を内部に残留させることもない。
〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、偏心部材２６の外周側と第２軸受２９の内周側との間には、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バネ体２７が備えられている。また、オルダム継手Ｃｘがフロントプレート１２と第２軸受２９との間に配置されている。弁開閉時期制御装置１００では、通常、部材の組付け易さの観点から、図６に示すように、入力ギヤ３０は回転軸芯Ｘに沿う方向において移動が許容される隙間（Ｌ１，Ｌ２）を有して配置される。隙間Ｌ１は入力ギヤ３０と第１軸受２８との間に形成され、隙間Ｌ２は入力ギヤ３０とオルダム継手Ｃｘとの間に形成されている。また、第２軸受２９とオルダム継手Ｃｘの側の固定リング３１との間には、第２軸受２９が回転軸芯Ｘに沿う方向において移動可能な隙間が形成されている。
こうした構成において、例えば、エンジンＥの作動時にトルク変動が与えられて、吸気カムシャフト２に接続された従動側回転体Ｂに外力が作用する場合には、その外力が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａから入力ギヤ３０の外歯部３０Ａに伝達される。この場合、外力が伝達された入力ギヤ３０は、回転軸芯Ｘに沿う方向に隙間Ｌ１、Ｌ２の範囲内を移動すると共に、バネ体２７の付勢力に抗する方向（回転軸芯Ｘに向かう方向）にも移動する。また、第２軸受２９についても、回転軸芯Ｘに沿う方向に隙間の範囲内で移動すると共に、バネ体２７の付勢力に抗する方向（回転軸芯Ｘに向かう方向）にも移動する。このように、入力ギヤ３０及び第２軸受２９は、従動側回転体Ｂの内部において２方向に移動するため、回転軸芯Ｘに沿う方向に対して傾斜姿勢になることがある。そうなると、入力ギヤ３０及び第２軸受２９は、それらの角部が周辺の部材（バネ体２７、偏心部材２６、出力ギヤ２５等）に当接するようになるため、入力ギヤ３０及び第２軸受２９や周辺の部材が摩耗する虞がある。
そこで、図６に示す実施形態では、オルダム継手Ｃｘと第２軸受２９との間に、第２軸受２９を第１軸受２８に向けて付勢する第２付勢部材５１が備えられている。本実施形態では、第２付勢部材５１は固定リング３１と第２軸受２９の内輪との間に配置されている。第２付勢部材５１は、環状であって、例えば、図７及び図８に示されるウェーブワッシャによって構成される。第２付勢部材５１は、バネ体２７の動きを規制しないよう、バネ体２７の外周からは離間した位置に配置されている。なお、ウェーブワッシャは第２付勢部材５１の一例に過ぎない。第２付勢部材５１は、第２軸受２９を第１軸受２８に向けて付勢する形状であれば他の形状であってもよい。
オルダム継手Ｃｘと第２軸受２９との間に第２付勢部材５１が備えられることで、第２軸受２９は第１軸受２８に向けて付勢されて第１軸受２８の側に保持されるようになり回転軸芯Ｘに沿う方向に移動し難くなる。これにより、第２軸受２９は回転軸芯Ｘに沿う方向の位置及び姿勢が安定する。入力ギヤ３０は、位置及び姿勢が保持された第２軸受２９によって支持されるので、姿勢が安定する。また、第２軸受２９の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受２９の内周面と偏心部材２６の外周面との間の摩擦力が高まる。これにより、入力ギヤ３０及び第２軸受２９がバネ体２７の付勢力に抗する方向（回転軸芯Ｘに向かう方向）に移動した場合に、第２軸受２９の内周側と偏心部材２６の外周面とが面接触するようになる。こうして、第２軸受２９の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受２９に当接する他の部材の姿勢が安定する。その結果、入力ギヤ３０及び第２軸受２９と周辺の部材とは面接触するようになり、摩耗し難くなるので耐久性が向上する。
（２）図９に示すように、第２付勢部材５１に代えて、オルダム継手Ｃｘと第２軸受２９との間に、スペーサ５２が備えられてもよい。この場合、スペーサ５２は、第２軸受２９が回転軸芯Ｘに沿う方向に移動可能な隙間の距離を所定の設定値以下にする。オルダム継手Ｃｘと第２軸受２９との間にスペーサ５２が備えられることで、回転軸芯Ｘに沿う方向において第２軸受２９の移動は、所定の設定値以下の距離に制限される。これにより、第２軸受２９は、回転軸芯Ｘに沿う方向における位置及び姿勢が安定する。ここで、所定の設定値以下の距離は、回転軸芯Ｘに沿う方向における第２軸受２９の位置及び姿勢を安定させる上で例えば入力ギヤ３０の両側に形成される隙間Ｌ１，Ｌ２の合計距離よりも短い距離が好ましい。
入力ギヤ３０は、回転軸芯Ｘに沿う方向における位置及び姿勢の変動が小さい第２軸受２９によって支持されるので、姿勢が安定する。また、第２軸受２９の位置及び姿勢が安定することで、第２軸受２９の内周面と偏心部材２６の外周面との間の摩擦力が高まる。これにより、入力ギヤ３０及び第２軸受２９とその周辺の部材とは面接触するようになり、摩耗し難くなるので耐久性が向上する。
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）
１１ｂ 排出流路
１２ フロントプレート
２１ 支持壁部
２２ 筒状壁部
２５ 出力ギヤ
２６ 偏心部材
２６ｂ 第２潤滑油溝（潤滑油溝）
２７ バネ体（第１付勢部材）
２８ 第１軸受
２９ 第２軸受
３０ 入力ギヤ
５１ 第２付勢部材
５２ スペーサ
Ａ 駆動側回転体
Ｂ 従動側回転体
Ｃ 位相調節機構
Ｃｘ オルダム継手
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 偏心軸芯

Claims (5)

  1. 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、
    前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体の内側に配置され、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、
    電動アクチュエータの駆動力により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位相調節機構と、を備え、
    前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯で前記従動側回転体に設けられた出力ギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯で回転し前記出力ギヤより歯数が少なく前記偏心軸芯と同軸芯上に配置され、オルダム継手を介して前記駆動側回転体に連結される入力ギヤと、前記入力ギヤの内側で前記入力ギヤを前記偏心軸芯を中心に回転させるように支持する筒状の偏心部材とを備えることにより、前記電動アクチュエータの駆動力による前記偏心部材の回転で前記偏心軸芯を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ように構成され、
    前記従動側回転体の内周と前記偏心部材の外周との間に配置される第１軸受と、前記回転軸芯に沿う方向で前記第１軸受に対して前記カムシャフトより遠い側で前記偏心部材の外周と前記入力ギヤの内周との間に配置される第２軸受と、前記回転軸芯に沿う方向で前記第２軸受に対して前記カムシャフトより遠い側で前記駆動側回転体に固定されるフロントプレートとを備え、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軸受の双方の前記カムシャフトより遠い側に前記オルダム継手が配置されている弁開閉時期制御装置。
  2. 前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、
    前記偏心部材は、前記回転軸芯に沿う方向で前記カムシャフトより遠い側の端部において、内部空間に供給された潤滑油を径方向の外方に案内する潤滑油溝を前記フロントプレートより内側に形成している請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
  3. 前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、
    前記駆動側回転体において前記オルダム継手が係合する部位の外周側に潤滑油の流通を許容する切欠き状の排出流路が形成されている請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
  4. 前記偏心部材の外周側と前記第２軸受の内周側との間に、前記入力ギヤの一部を前記出力ギヤの一部に噛み合わせるように前記入力ギヤに付勢力を作用させる第１付勢部材を備え、
    前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、
    前記オルダム継手と前記第２軸受との間に、前記第２軸受を前記第１軸受に向けて付勢する第２付勢部材が備えられている請求項１から３の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
  5. 前記偏心部材の外周側と前記第２軸受の内周側との間に、前記入力ギヤの一部を前記出力ギヤの一部に噛み合わせるように前記入力ギヤに付勢力を作用させる第１付勢部材を備え、
    前記オルダム継手が前記フロントプレートと前記第２軸受との間に配置され、
    前記オルダム継手と前記第２軸受との間に、前記第２軸受が前記回転軸芯に沿う方向に移動可能な隙間の距離を所定の設定値以下にするスペーサが備えられている請求項１から３の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
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