JP6911571B2 - 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。
上記構成の弁開閉時期制御装置として特許文献1には、回転軸芯と同軸芯にリングギヤ(文献では内歯歯車)を配置し、回転軸芯に平行姿勢となる偏心軸芯と同軸芯でインナギヤ(文献では遊星歯車)を配置し、リングギヤの内歯部の一部にインナギヤの外歯部を咬合させるように、インナギヤに駆動シャフト(文献では遊星キャリア)を内嵌した差動型の減速機構の技術が示されている。
この特許文献1の技術では、駆動シャフトの外周のうちリングギヤの内歯部にインナギヤの外歯部が咬合する位置(文献では偏心方向)から外れた位置において、リングギヤの内歯部にインナギヤの外歯部を咬み合わせる付勢力を作用させる付勢部材(文献では、ばね部材)を備えた構成が記載されている。
また、特許文献1では、駆動シャフトの外周に凹状に形成した部を形成し、この凹部(文献では収容部)に対して「ばね板」を嵌め込むことで付勢力を作用させる構成が記載されている。
特開2008−038886号公報
特許文献1には、インナギヤ(遊星歯車/第二歯車体)を、歯車中心孔の内周面と弾性力作用線との交点箇所と、歯車中心孔の内周面と駆動シャフト(遊星キャリヤ)の外周面との接触箇所と、インナギヤ(遊星歯車/第二歯車体)とリングギヤ(内歯車部)との咬合箇所との少なくとも三箇所で支持する構成が示されている。
このような支持構成から、カム変動トルクが伝わることがあってもインナギヤのがたつきを抑制して異音の発生の防止を実現している。つまり、この特許文献1では、インナギヤを三箇所で支持することにより姿勢を安定させ、インナギヤとリングギヤとの咬合部分でのクリアランスも小さくすることにより、異音の発生を抑制し、位相変動の抑制も実現しているものと考えられる。
ここで、インナギヤを、偏心軸芯を中心に回転自在に備え、このインナギヤの歯部と、アウタギヤの歯部とを咬合させ、この咬合方向に付勢力を作用させる構成を想定する。このように想定した構成では、強い付勢力を作用させて咬み合い状態を維持することで、異音の発生を抑制し、位相変動を抑制することも可能である。
しかしながら、強い付勢力を作用させるものでは、インナギヤの歯面とリングギヤの歯面とが強く接触するため摺動抵抗から回転負荷が増大し、弁開閉時期制御装置の応答速度を低下させるものであった。
このような理由から、付勢部材の付勢力を大きくすることなく歯部での異音の発生を抑制し、位相変動の抑制を可能にする弁開閉時期制御装置が求められる。
本発明の特徴は、回転軸芯を中心に回転自在に配置され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、前記回転軸芯を中心に回転自在に配置され前記駆動側回転体と相対回転自在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、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及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に配置される内歯型のリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯に配置され前記リングギヤの内歯部の一部に外歯部を咬み合わせたインナギヤと、前記インナギヤに嵌め込まれ前記回転軸芯と同軸芯の駆動シャフトとを備えて構成されると共に、前記電動アクチュエータの駆動力で前記駆動シャフトを、前記回転軸芯を中心に駆動回転させることにより、前記偏心軸芯を中心に前記インナギヤを自転させつつ前記回転軸芯を中心に前記インナギヤを公転させる差動型の減速機構に構成され、
前記インナギヤの外歯部を前記リングギヤの内歯部に咬合させる付勢力を作用させる付勢部材を前記駆動シャフトの外周部に備え、前記付勢部材の付勢力に抗して前記リングギヤから前記インナギヤが離間する方向への変位を規制する規制部を前記駆動シャフトに備え
前記駆動シャフトが、前記偏心軸芯を中心とする偏心面を有し、この偏心面に形成された凹部に対し前記付勢部材としてのスプリングが嵌め込まれ、前記偏心面の周方向で前記凹部の外縁部の少なくとも一方を半径方向の外方に突出して前記規制部が形成されている点にある。
この特徴構成によると、例えば、弱い付勢力(小さいばね定数)の付勢部材を使用したものでは、カム変動トルクの作用によりリングギヤの内歯部からインナギヤの外歯部が離間する方向に変位する際には、この変位を規制部が規制するためインナギヤを規制の限界を超えて変位させることがなく、異音の発生を抑制し位相変動も抑制できる。また、カム変動トルクが低下する状況では付勢部材の付勢力によりリングギヤの内歯部に対してインナギヤの外歯部を適正に咬合させる。
この構成では、強い付勢力(大きいばね定数)の付勢部材を用いなくとも内歯部と外歯部とが大きく離間する現象を抑制し、インナギヤの歯面とリングギヤの歯面との間の摺動抵抗に起因する回転負荷の増大を抑制し、弁開閉時期制御装置の応答速度の悪化を招くこともない。また、これによると、駆動シャフトにおいて付勢部材を嵌め込む凹部の外縁部を半径方向の外方に突出して規制部を形成するため、インナギヤの変位を最適な位置で受け止めることが可能となる。
従って、付勢部材の付勢力を大きくすることなく歯部での異音の発生を抑制し、位相変動を抑制する弁開閉時期制御装置が構成された。この構成では、回転負荷を軽減し、応答速度を良好に維持することも可能となり、付勢部材の弾性変形量を小さくするため、付勢部材の耐久性の向上も可能となる。
他の構成として、前記偏心面に対し軸受を介して前記インナギヤが支持され、前記付勢部材が前記軸受の内周面に付勢力を作用させ、前記規制部が前記軸受の内周面に当接することで前記インナギヤの変位を規制しても良い。
これによると、偏心面に対してボールベアリング等の軸受を介してインナギヤを回転自在に支持する構成であっても、付勢部材の付勢力をインナギヤに作用させ、インナギヤがリングギヤから離間する方向に変位した場合には規制部により変位を規制することが可能となる。
他の構成として、前記規制部が、前記駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構成されても良い。
これによると、規制部が、駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構成されるため、例えば、規制部材として突出量が異なる複数のものを準備しておき、駆動シャフトの位置精度に応じて最適な突出量の規制部材を用いることにより、この規制部材の突出面とリングギヤの内周(軸受の内周)とのクリアランスを最適に設定することも可能となる。
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。 弁開閉時期制御装置の分解斜視図である。 規制部とスプリングとの関係を示す拡大断面図である。 規制部による規制状態を示す拡大断面図である。 別実施形態(a)の規制部とスプリングとの関係を示す拡大断面図である。 別実施形態(a)の規制部材を示す斜視図である。
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〜図4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2と同期回転する駆動側回転体Aと、吸気カムシャフト3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1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ボアにピストン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2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2の出力プーリ2Sと、駆動側回転体Aの駆動プーリ11Sとに亘ってタイミングベルト6(タイミングチェーン等でも良い)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1の全体が回転軸芯Xを中心に回転する。また、位相調節機構Cの駆動により駆動側回転体Aに対し従動側回転体Bが回転方向と同方向又は逆方向に変位可能となる。
この弁開閉時期制御装置1では、ECU等の制御装置で位相制御モータMの駆動を制御する。この制御により、位相調節機構Cで駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を設定し、この設定により吸気カムシャフト3のカム部3Aによる吸気バルブ3Bの開閉時期(開閉タイミング)の制御を実現している。
〔弁開閉時期制御装置〕
駆動側回転体Aは、駆動プーリ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で締結した構造を有している。アウタケース11の内部空間には、従動側回転体Bと、ハイポトロコイド型減速ギヤ(差動型減速機構の具体例)として構成される位相調節機構Cとが収容されている。
従動側回転体Bは、多数の内歯を有する内歯部21Aが形成されたリングギヤ21で構成されている。位相調節機構Cは、リングギヤ21と、このリングギヤ21の内歯部21Aに咬合する多数の外歯を有する外歯部22Aが形成されたインナギヤ22と、インナギヤ22に嵌め込まれる駆動シャフト24と、インナギヤ22を駆動側回転体Aに連係させる連係機構としての継手部材30とで構成されている。
図2に示すように、リングギヤ21は回転軸芯Xと同軸芯上に配置され、インナギヤ22は、回転軸芯Xと平行姿勢の偏心軸芯Yと同軸芯上に配置されている。外歯部22Aの一部がリングギヤ21の内歯部21Aの一部に咬み合い、インナギヤ22の外歯部22Aの歯数は、リングギヤ21の内歯部21Aの歯数より1歯だけ少なく設定されている。
図1〜図4に示すように、位相制御モータM(電動モータ)は、出力軸Maが回転軸芯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。
リングギヤ21は、内歯部21Aが形成されたリング状部分に対して、回転軸芯Xに対して直交する姿勢の従動プレート21Pを一体化した構造を有している。この従動プレート21Pの中央の孔部に連結ボルト35を挿通し、吸気カムシャフト3に螺合させることによりリングギヤ21が回転軸芯Xと同軸芯で吸気カムシャフト3に連結されている。
駆動シャフト24は、回転軸芯Xに沿う方向での外端側に回転軸芯Xを中心とする外周面の第1支持部24Aが形成され、内端側に偏心軸芯Yを中心とする外周面の第2支持部24Bが形成されている。第2支持部24Bの外周には1つの凹部24Dが形成され、この凹部24Dに付勢部材としてスプリング25が嵌め込まれている。図5に示すように、回転軸芯Xと偏心軸芯Yを結ぶ仮想直線を偏位方向ラインLに設定しており、スプリング25からインナギヤ22(第2軸受27の内周)に付勢力を作用させる付勢方向Fを偏位方向ラインLと一致させている。
尚、スプリング25はバネ板材をU字状に成形することで略平行姿勢となる一対の板状部を形成しており、一対の板状部の一方を凹部24Dの底面に当接させ、他方を第2軸受27の内周面Sに当接させる形態で配置されている。
駆動シャフト24は、回転軸芯Xを中心とする孔部24Cが形成され、この孔部24Cの内周には、位相制御モータMの出力軸Maの係合部材28が係合する一対の係合溝24Tが回転軸芯Xと平行姿勢で形成されている。
更に、孔部24Cの内周には、回転軸芯Xと平行姿勢となる単一の潤滑溝24Gが形成され、この潤滑溝24Gから外面に貫通する潤滑流路24Rと、一対の係合溝24Tから外面に貫通する一対の潤滑流路24Rとが形成されている。
図1に示すように、フロントプレート12の中央の開口と、第1支持部24Aとの間にボールベアリングで成る第1軸受26を配置することにより、駆動シャフト24が駆動側回転体Aに対し回転軸芯Xを中心に回転自在に支持されている。
図2に示すように、インナギヤ22の内周と、駆動シャフト24の第2支持部24Bとの間にボールベアリングで成る第2軸受27を配置することにより、インナギヤ22が偏心軸芯Yを中心に相対回転自在に支持されている。また、第2軸受27の内周面Sに対してスプリング25の付勢力が作用するように構成されている。更に、止め輪としてのCリング29を備えることにより、第2軸受27の第2支持部24Bからの脱落が阻止される(図1、図4を参照)。
これによりインナギヤ22が偏心軸芯Yを中心に回転自在に支持されると共に、図2に示すように、その外歯部22Aの一部がリングギヤ21の内歯部21Aの一部に咬み合い、スプリング25の付勢力で咬み合いが維持される。尚、弁開閉時期制御装置1による駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を設定する作動形態は後述する。
〔位相調節機構:継手部材〕
図3、図4に示すように、連係機構を構成する継手部材30は、板状部材のプレス加工等により製造されるものであり、回転軸芯Xを中心に外方に突出する一対の第1係合アーム31と、第1係合アーム31に対して直交する方向で回転軸芯Xを中心に外方に突出する一対の第2係合アーム32と、これらを連結するリング状部33とが一体形成されている。第2係合アーム32には中心方向(回転軸芯Xの方向)に向けて開放する係合凹部32Aが形成されている。
駆動側回転体Aを構成するアウタケース11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貫通溝ATが形成され、各々の貫通溝ATには、貫通溝ATの伸びる方向に沿って一対の第1ガイド面G1が平行姿勢で形成されている。また、インナギヤ22の端面には偏心軸芯Yを挟んで対向する位置に一対の連係部22Tが突起状に形成され、各々の連係部22Tには回転軸芯Xを中心に半径方向に伸びる一対の第2ガイド面G2が平行姿勢で形成されている。
この構成から、継手部材30の第1係合アーム31を貫通溝ATに係合させ、継手部材30の第2係合アーム32の係合凹部32Aを連係部22Tに係合させることにより、継手部材30をオルダム継手として機能させることが可能となる。
また、この構成では、貫通溝ATの第1ガイド面G1に対して、第1係合アーム31の直線状部が接触し、連係部22Tの第2ガイド面G2に対して第2係合アーム32の係合凹部32Aの直線状部が接触する位置関係となる。
図4に示すように貫通溝ATの溝深さL1が、第1係合アーム31の厚さL2より充分に大きい値に設定されている。これにより、第1係合アーム31の表面とフロントプレート12とを接触させ、第1係合アーム31の裏面と貫通溝ATの底部との間に間隙を形成する。
更に、リングギヤ21の端面に接触することで回転軸芯Xに沿う方向でのリングギヤ21の位置決めを行う複数の突出部12Aがフロントプレート12の内面に突出形成されている。
〔位相調節機構の作動形態〕
この弁開閉時期制御装置1では、位相制御モータMを制御する制御装置(図示せず)を備えており、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を維持する場合には、吸気カムシャフト3の回転速度と等しい速度で駆動シャフト24を駆動回転する。
これに対して、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を目標とする位相に設定する場合には、吸気カムシャフト3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。
エンジンEが停止する状態で作動形態を考えると、位相制御モータMの駆動力で駆動シャフト24が回転した場合には、第2支持部24Bが回転軸芯Xを中心に回転し、この回転に伴いインナギヤ22が回転軸芯Xを中心に公転を開始する。この公転時には、インナギヤ22の外歯部22Aとリングギヤ21の内歯部21Aとの咬合位置がリングギヤ21の内に周沿って変位するためインナギヤ22には偏心軸芯Yを中心に自転させる力が作用する。
つまり、インナギヤ22が1回転だけ公転した場合には、リングギヤ21の内歯部21Aの歯数と、インナギヤ22の外歯部22Aの歯数との差(歯数差)に相当する角度(本実施形態では1歯に対応する角度)だけインナギヤ22に対して回転させようとする回転力(自転力)が作用する。
前述したように、継手部材30は、アウタケース11に対するインナギヤ22の回転を規制する構造であるため、アウタケース11に対してインナギヤ22が回転することはなく、インナギヤ22に作用する回転力によりアウタケース11に対してリングギヤ21が回転する。前述したように、リングギヤ21が吸気カムシャフト3に連結しているため、アウタケース11に対してリングギヤ21が回転することになり吸気カムシャフト3の回転位相の調節が実現する。
特に、インナギヤ22が、回転軸芯Xを中心に1回転だけ公転した場合には、アウタケース11に対して吸気カムシャフト3を、インナギヤ22の外歯部22Aの歯数と差(歯数差)に相当する角度だけ回転させるため大きい減速比での調節が実現している。
エンジンEには、吸気カムシャフト3と排気カムシャフトとを駆動するタイミングベルト6を収容するベルトケースを備えており、弁開閉時期制御装置1はベルトケースの内部に配置される。このような位置関係から、カムシャフトに供給される潤滑油の一部がフロントプレート12の中央の開口から駆動シャフト24の孔部24Cに流れ込み、潤滑流路24R等を介してアウタケース11の内部空間の各部に供給され位相調節機構Cを円滑に作動させる。このように潤滑した潤滑油は、駆動側回転体Aに形成され貫通溝ATから外部に排出される。
〔規制部〕
図5に示すように、スプリング25(付勢部材)の付勢力に抗してリングギヤ21からインナギヤ22が離間する方向への変位を規制する規制部Rが駆動シャフト24の外周に形成されている。
規制部Rは、第2支持部24Bの外周の凹部24Dにおいて周方向での外縁部を外方(半径方向での外方)に突出するように第2支持部24Bに一体形成された一対の規制突起41で構成されている。
図5に示すように、リングギヤ21の内歯部21Aにインナギヤ22の外歯部22Aが咬合する状態では、規制部Rの規制突起41の突出端が第2軸受27の内周面S(インナーレースの内周面)から離間するように構成されている。この構成により規制突起41の突出端と、第2軸受27の内周面Sとの間にクリアランス(間隙)が形成される。このような構成からリングギヤ21からインナギヤ22が離間する方向に変位した場合には、規制突起41の突出端が第2軸受27の内周面S(インナーレースの内周面)に当接することでインナギヤ22の変位が規制される。
つまり、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合には、スプリング25の付勢力に抗して内歯部21Aから外歯部22Aを離間させる方向にインナギヤ22が変位すると共に、図6に示すように第2軸受27の内周面Sに規制部Rの一対の規制突起41が当接することによりインナギヤ22の変位が規制される。
前述したように、スプリング25(付勢部材)による付勢方向Fを、偏位方向ラインLと一致させているため、規制部Rの規制突起41は付勢方向Fと逆向きへのインナギヤ22の変位を規制する。また、規制突起41の突出端と第2軸受27の内周面Sとのクリアランスは、リングギヤ21と、インナギヤ22と、第2軸受27との半径方向での寸法の公差を積算した積み上げ公差の上限値と駆動シャフト24との間に形成されるクリアランスより小さいか同等の値に設定されている。すなわち、公差範囲内のリングギヤ21、インナギヤ22、第2軸受27、駆動シャフト24を使用して弁開閉時期制御装置1が構成されている限り、規制突起41の突出端と第2軸受27の内周面Sとの間には必ずクリアランスが形成される。
駆動シャフト24の第2支持部24Bは偏心軸芯Yを中心とする円形の外周面24BS(偏心面の一例)が成形されるものであるが、この外周面24BSの外径を第2軸受27の内径より僅かに小さく設定している。また、この外周面24BSにおいて偏位方向ラインLに直交する方向で最も大径となる部位には、外方に突出して第2軸受27の内周面に軽く当接する一対のガイド突起42を形成している。尚、外周面24BSと第2軸受27の内周面Sとの間の間隙は僅かであるが、図面では誇張して表している。
この構成では、リングギヤ21の内歯部21Aにインナギヤ22の外歯部22Aが咬合する状態でも、駆動シャフト24の第2支持部24Bの外周面24BSのうち凹部24Dと反対側の面と、第2軸受27の内周面Sとの間に間隙が形成される。このように隙間が形成されることにより、第2軸受27の内周面Sが第2支持部24Bの外周面24BSに当接しない状態で内歯部21Aに対する外歯部22Aの咬合を可能にしている。
また、一対のガイド突起42が第2軸受27の内周面Sに軽く当接するため、駆動シャフト24を基準にした第2軸受27を適正な位置に維持する。
この弁開閉時期制御装置1では第1軸受26と第2軸受27との何れに対しても、すべり軸受として機能するブッシュを用いることが可能である。また、第2軸受27を用いないでリングギヤ21を駆動シャフト24の第2支持部24Bに対して直接的に支持する構成を採用しても良い。
〔実施形態の作用効果〕
エンジンEの稼動時にカム変動トルクが作用した場合には、リングギヤ21の内歯部21Aからインナギヤ22の外歯部22Aを離間させる方向に変位させる力が作用する。この変位を抑制するためにはスプリング25の付勢力を大きくすることが考えられるものの、付勢力を大きくした場合には内歯部21Aの歯面と外歯部22Aの歯面とが強く圧接して歯面同士の摺動抵抗を増大させるため、回転負荷を増大させるだけなく弁開閉時期制御装置1の応答速度の悪化を招くものであった。
この不都合を解消するためスプリング25の付勢力を低減することも考えられるが、付勢力を低減しただけでは、カム変動トルクが作用した際にリングギヤ21の内歯部21Aとインナギヤ22の外歯部22Aとが大きく離間し、この離間状態で歯面同士が繰り返して当接する異音の発生を招き、位相変動を招くものとなる。
これらの課題から、スプリング25の付勢力を、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合にのみ内歯部21Aから外歯部22Aが離間する変位を許容する値に設定しておき、規制部Rの一対の規制突起41によってインナギヤ22の変位を規制するように構成している。
この構成から、カム変動トルクが作用しないタイミングでは、図5に示すようにスプリング25の付勢力により内歯部21Aに外歯部22Aを咬合させるため、異音の発生がなく位相変動を招くこともない。特に、内歯部21Aの歯面と外歯部22Aの歯面とが軽く接触するため、回転負荷を軽減し弁開閉時期制御装置1の応答性を高い状態に維持し、相対回転位相の設定を迅速に行わせる。
更に、この構成では、スプリング25(付勢部材)の弾性変形量を抑制するため、スプリング25の疲労を抑制し耐久性の向上が可能となる。
また、設定値を超えるカム変動トルクが作用した場合には、図6に示すように内歯部21Aから外歯部22Aを離間させる方向にインナギヤ22が変位するものの、この変位が行われる際には、第2軸受27の内周面Sに規制部Rの一対の規制突起41が当接することでインナギヤ22の変位が規制される。これにより、内歯部21Aから外歯部22Aを大きく離間させることがなく、異音の発生を招くこともない。
前述したように駆動シャフト24の第2支持部24Bの外周面24BSの外径を、第2軸受27の内径より僅かに小さく設定しているため、例えば、第2支持部24Bの外周面24BSを、第2軸受27の内周面に密嵌合させるものと比較すると、駆動シャフト24の精度管理を厳密に行わずに済み、駆動シャフト24の製造を容易にする。また、この構成では、第2支持部24Bの外周面24BSのうち凹部24Dと反対側の面と、第2軸受27の内周面Sとの間に間隙が形成されるため、内歯部21Aに外歯部22Aが咬合する状態では第2軸受27の内周面Sが第2支持部24Bの外周面24BSに当接することなく合状態の維持を確実にする。
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
(a)図7、図8に示すように、駆動シャフト24の第2支持部24Bの外周に、偏位方向ラインLを挟む2箇所に凹部24Dを形成し、この2箇所の凹部24Dの中間位置に規制部Rを形成する。この構成では、2箇所の凹部24Dに付勢部材としてのスプリング25(付勢部材)を嵌め込んでおり、規制部Rが、図7に示す方向視において偏位方向ラインLと重複する位置に配置され規制部材45で構成される。
また、この別実施形態(a)では、規制部Rの規制部材45が、嵌合部45aを有しており、駆動シャフト24には嵌合部45aが嵌合する嵌合溝部24fが形成されている。このような構成から、嵌合溝部24fに嵌合部45aを嵌合させるように駆動シャフト24に対して規制部材45を備えている。尚、駆動シャフト24に規制部Rを一体的に形成する構成では、駆動シャフト24の製造精度、位置精度等により、規制部Rの突出面と第2軸受27の内周面Sとのクリアランスにバラツキを生ずる。
このような理由から、例えば、規制部材45として突出量が異なる複数のものを準備しておき、複数の規制部材45のうち最適なクリアランスを得るものを使用できるように構成しているのである。これにより、製造時の誤差等により駆動シャフト24の第2支持部24Bの位置が多少異なるものであっても、規制部Rを突出面と第2軸受27の内周面Sとのクリアランスを最適に設定できる。
この別実施形態(a)では一対のスプリング25を備えているが、実施形態と同様に単一のスプリング25を備える構成において、凹部24Dの少なくとも一方に規制部材45を備えることで規制部Rを形成しても良い。
(b)実施形態では、駆動シャフト24の第2支持部24Bの外周面24BSから外方に突出する一対のガイド突起42を形成していたが、これに代えて外周面24BSにおいて偏位方向ラインLに直交する方向で最も大径となる方向が長軸となるように、第2軸受27の断面の一部が楕円形状となるように成形しても良い。
このように第2支持部24Bの一部の形状を楕円形状にすることにより、この楕円形状の長軸に沿う方向での外面を第2軸受27の内周面Sに軽く接触させると共に、第2支持部24Bの外周面24BSのうち凹部24Dと反対側の面と、第2軸受27の内周面Sとの間に間隙を形成し、リングギヤ21の内歯部21Aに対して、インナギヤ22の外歯部22Aを安定的に咬合させることが可能となる。
特に、第2支持部24Bの外周面24BSを非円形に形成し、第2軸受27の内周面Sとの間に間隙を形成するものでは、第2支持部24Bに高い精度を必要とせず、製造が容易となる。
本発明は、電動式の弁開閉時期制御装置に利用することができる。
1 弁開閉時期制御装置
2 クランクシャフト
21 リングギヤ
21A 内歯部
22 インナギヤ
22A 外歯部
24 駆動シャフト
24BS 外周面(偏心面)
24D 凹部
25 スプリング/付勢部材
27 第2軸受(軸受)
45 規制部材
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
E エンジン(内燃機関)
M 電動モータ(電動アクチュエータ)
R 規制部
S 内周面
X 回転軸芯
Y 偏心軸芯

Claims (3)

  1. 回転軸芯を中心に回転自在に配置され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、前記回転軸芯を中心に回転自在に配置され前記駆動側回転体と相対回転自在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、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及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に配置される内歯型のリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯に配置され前記リングギヤの内歯部の一部に外歯部を咬み合わせたインナギヤと、前記インナギヤに嵌め込まれ前記回転軸芯と同軸芯の駆動シャフトとを備えて構成されると共に、前記電動アクチュエータの駆動力で前記駆動シャフトを、前記回転軸芯を中心に駆動回転させることにより、前記偏心軸芯を中心に前記インナギヤを自転させつつ前記回転軸芯を中心に前記インナギヤを公転させる差動型の減速機構に構成され、
    前記インナギヤの外歯部を前記リングギヤの内歯部に咬合させる付勢力を作用させる付勢部材を前記駆動シャフトの外周部に備え、前記付勢部材の付勢力に抗して前記リングギヤから前記インナギヤが離間する方向への変位を規制する規制部を前記駆動シャフトに備え
    前記駆動シャフトが、前記偏心軸芯を中心とする偏心面を有し、この偏心面に形成された凹部に対し前記付勢部材としてのスプリングが嵌め込まれ、前記偏心面の周方向で前記凹部の外縁部の少なくとも一方を半径方向の外方に突出して前記規制部が形成されている弁開閉時期制御装置。
  2. 前記偏心面に対し軸受を介して前記インナギヤが支持され、前記付勢部材が前記軸受の内周面に付勢力を作用させ、前記規制部が前記軸受の内周面に当接することで前記インナギヤの変位を規制する請求項に記載の弁開閉時期制御装置。
  3. 前記規制部が、前記駆動シャフトの外周に支持される規制部材で構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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6838506B2 (ja) 2016-11-18 2021-03-03 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP2018096387A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 アイシン精機株式会社 歯車伝動機構
JP6740938B2 (ja) * 2017-03-15 2020-08-19 株式会社デンソー 偏心揺動型減速装置
JP2019157679A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP7210581B2 (ja) * 2018-06-28 2023-01-23 住友重機械工業株式会社 減速装置
JP7198099B2 (ja) * 2019-02-01 2022-12-28 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
CN110230525A (zh) * 2019-06-18 2019-09-13 海尚集团有限公司 具有矢量摆线变速机构的可变气门正时装置
CN110513169B (zh) * 2019-09-03 2024-08-20 富临精工股份有限公司 一种电动相位调整器
CN110529215B (zh) * 2019-09-03 2024-08-20 富临精工股份有限公司 一种带有锁合机构的电动相位调整器
JP7294745B2 (ja) * 2019-09-20 2023-06-20 株式会社Soken バルブタイミング調整装置
JP2024054435A (ja) * 2021-02-26 2024-04-17 日立Astemo株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4924922B2 (ja) 2006-01-16 2012-04-25 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
CN102197197B (zh) * 2008-10-22 2013-02-13 日锻汽门株式会社 汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置
US8522736B2 (en) * 2009-03-31 2013-09-03 Nittan Valve Co., Ltd. Phase variable device for engine
JP2016044627A (ja) * 2014-08-25 2016-04-04 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP6384390B2 (ja) * 2015-04-02 2018-09-05 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御ユニット

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