JP7338289B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

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。

特許文献１には、電動アクチュエータの駆動力により駆動側回転体および従動側回転体の相対回転位相を設定する位相調節機構を備えた弁開閉時期制御装置が記載されている。
特許文献１の弁開閉時期制御装置において、位相調節機構は、駆動側回転体の回転軸芯と同軸芯で従動側回転体に設けられた出力ギヤと、駆動側回転体の回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯で回転する入力ギヤと、を備えている。入力ギヤは出力ギヤより歯数が少なく偏心軸芯と同軸芯上に配置され、オルダム継手を介して駆動側回転体に連結される。位相調節機構は、さらに、入力ギヤの内側に入力ギヤを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を備える。このように構成された位相調節機構は、電動アクチュエータの駆動力による偏心部材の回転速度と駆動側回転体の回転速度とを異ならせることで、偏心軸芯を公転させて出力ギヤと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ている。

特開２０１８‐８７５６４号公報

特許文献１の弁開閉時期制御装置では、オルダム継手は回転軸芯を中心とした径外方向に突出する係合アームを複数備えており、オルダム継手と係合する駆動側回転体には、オルダム継手の係合アームが係合する溝部が形成されている。ここで、電動アクチュエータと駆動側回転体とが等速で回転する場合には、出力ギヤの内歯部に対する入力ギヤの外歯部の噛み合い位置が変化しないため、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相が維持される。一方、電動アクチュエータが駆動側回転体より高速又は低速で回転する場合には、回転軸芯周りに偏心軸芯が公転するため、出力ギヤの内歯部に対する入力ギヤの外歯部の噛み合い位置が変位する。この入力ギヤの変位により、オルダム継手の係合アームは駆動側回転体に対して係合アームが延出する方向に変位し、オルダム継手は駆動側回転体の溝部に対して係合アームが径方向に摺動する。特許文献１の図４に示すように、オルダム継手の係合アームの先端側には角Ｒが形成されており、また、係合アームの直径は駆動側回転体の直径よりもやや小さいので、係合アームは、摺動時に駆動側回転体の溝部の内側面の全体に摺接せず一部のみに摺接する。そして、係合アームが溝部に対して傾いた状態で摺接した場合には係合アームの先端の角が溝部に当たることになり、オルダム継手の係合アームの先端側の角部と溝部の内側面との摩擦により、摺動時のフリクションロスが大きくなると共に、両者のうち一方又は双方が摩耗するおそれがあった。この場合には、位相調節機構の信頼性が低下するおそれがあった。このように、駆動側回転体とオルダム継手との間において互いが係合可能な領域のうち一部のみで係合する構成には、改善の余地があった。

このような理由からオルダム継手を用いて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構成において、オルダム継手とオルダム継手に連結される部材との間の安定的な係合状態の維持及び摩擦力の低減が可能な弁開閉時期制御装置が求められている。

本発明の一態様の弁開閉時期制御装置の特徴構成は、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、前記オルダム継手は、前記回転軸芯を中心とした径外方向に突出する係合アームを有し、前記駆動側回転体は、前記係合アームが係合された係合部を有して前記オルダム継手と連結されており、前記係合アームは、前記駆動側回転体の回転方向に垂直な一対のアーム平面部を有し、前記係合部は、一対の前記アーム平面部が摺接するように対向する一対の係合平面部を有し、一対の前記アーム平面部は、前記係合アームの両外側面であり、前記係合部は、前記駆動側回転体に形成された径方向に貫通する溝であり、前記係合部の一対の前記係合平面部は、前記溝の両内側面であり、一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して摺動する範囲において、前記オルダム継手の摺動方向に対して垂直且つ前記アーム平面部及び前記係合平面部が重なり合う方向から前記アーム平面部及び前記係合平面部を視たときに、前記係合平面部の前記摺動方向に沿う領域全体に常に当接するよう構成され、一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して径方向に摺動する範囲において、常に前記係合平面部よりも前記径外方向に突出した部分を有す点にある。

オルダム継手は、入力ギヤの変位の影響を受けて回転軸芯を中心とする径方向や回転軸芯に沿う方向に変位することがあり、その場合に係合アームが駆動側回転体又は入力ギヤに対して摺動する。本構成によると、オルダム継手の係合アームの両側面のアーム平面部は、駆動側回転体及び入力ギヤの少なくとも一方の係合部の両側面の係合平面部と摺接し、アーム平面部は、対向する係合平面部に対して摺動する範囲において、所定の方向視において係合平面部におけるアーム平面部との重複部分に常に当接する。このため、アーム平面部と係合平面部とは、上記摺動範囲において、アーム平面部と係合平面部との重複部分において当接し続けることになる。これにより、オルダム継手とオルダム継手に連結される部材との間においては、上記摺動範囲で、安定的な係合状態を維持することができる。また、アーム平面部及び係合平面部は、係合アームの摺動方向において、一方の角部と他方の面部とが摩擦しないため、摺動時のフリクションロスが低減されると共に、両者の摩耗を抑制することもできる。

また、オルダム継手は、入力ギヤの変位の影響を受けて回転軸芯を中心とする径方向に変位することがあり、その場合には係合アームが駆動側回転体に対して摺動する。本構成によると、駆動側回転体に形成された溝に、オルダム継手の係合アームが係合し、係合平面部としての溝の両内側面に、アーム平面部としての係合アームの両外側面が摺動する。また、オルダム継手の係合アームの両外側面（アーム平面部）は、常に対向する駆動側回転体の溝の両内側面（係合平面部）に対して径外方向に突出した部分を有することで、オルダム継手と駆動側回転体とが確実に係合されると共に、オルダム継手が径方向に変位したとしても、アーム平面部及び係合平面部が重複部分において当接する状態を確実に維持することができる。

本発明の一態様の弁開閉時期制御装置の特徴構成は、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、前記オルダム継手は、前記回転軸芯を中心とした径外方向に突出する係合アームを有し、前記駆動側回転体及び前記入力ギヤは、前記係合アームが係合された係合部を有して前記オルダム継手と連結されており、前記係合アームは、前記駆動側回転体の回転方向に垂直な一対のアーム平面部を有し、前記係合部は、一対の前記アーム平面部が摺接するように対向する一対の係合平面部を有し、一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して摺動する範囲において、前記オルダム継手の摺動方向に対して垂直且つ前記アーム平面部及び前記係合平面部が重なり合う方向から前記アーム平面部及び前記係合平面部を視たときに、前記係合平面部の前記摺動方向に沿う領域全体に常に当接するよう構成され、前記係合アームは、第１係合アームと、前記第１係合アームの突出方向に直交する第２係合アームと、からなり、前記係合部は、前記駆動側回転体に形成されて前記第１係合アームに係合される第１係合部と、前記入力ギヤに形成されて前記第２係合アームに係合される第２係合部と、からなり、前記第１係合アームの一対の前記アーム平面部である一対の第１アーム平面部は、前記第１係合アームの両外側面であり、前記第１係合部は、前記駆動側回転体に形成されて径方向に貫通する溝であり、前記第１係合部の一対の前記係合平面部である一対の第１係合平面部は、前記溝の両内側面であり、前記第２係合アームの一対の前記アーム平面部である一対の第２アーム平面部は、前記第２係合アームに形成された係合凹部の両内側面であり、前記第２係合部は、前記入力ギヤに形成されて前記回転軸芯に沿う方向に突出する突起であり、前記第２係合部の一対の前記係合平面部である一対の第２係合平面部は、前記突起の両外側面であり、一対の前記第１アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記第１係合平面部に対して径方向に摺動する範囲において、常に前記第１係合平面部よりも前記径外方向に突出した部分を有し、一対の前記第２係合平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記第２アーム平面部が前記回転軸芯に沿う方向に摺動する範囲において、常に前記第２アーム平面部よりも前記回転軸芯に沿う方向に突出した部分を有する点にある。

本構成によれば、駆動側回転体に形成された溝に、オルダム継手の第１係合アームが係合し、第１係合平面部としての溝の両内側面に、第１アーム平面部としての第１係合アームの両外側面が摺動する。また、入力ギヤに形成された突起に、オルダム継手の第２係合アームの係合凹部が係合し、第２アーム平面部としての第２係合アームの両内側面が第２係合平面部としての突起の両外側面に摺動する。これにより、オルダム継手と、駆動側回転体及び入力ギヤとを確実に係合することができる。

加えて、また、オルダム継手の第１係合アームの両外側面（第１アーム平面部）は、常に対向する駆動側回転体の溝の両内側面（第１係合平面部）に対して径外方向に突出した部分を有することで、オルダム継手が径方向に変位したとしても、第１アーム平面部と第１係合平面部との重複部分に常に当接する状態を確実に実現することができる。また、入力ギヤの突起の両外側面（第２係合平面部）は、常に対向する係合アーム部の係合凹部の両内側面（第２係合アーム部）に対して回転軸芯に沿う方向に突出した部分を有することで、オルダム継手が回転軸芯に沿う方向に変位したとしても、アーム平面部と係合平面部との重複部分において常に当接する状態を確実に実現することができる。このように、オルダム継手は、駆動側回転体及び入力ギヤとの間において面接触による係合状態を維持することができる。

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。 継手部材の外部係合アームの摺動動作を示す要部断面図である。 継手部材の内部係合アームの摺動動作を示す要部断面図である。 図７のVIII－VIII線断面図である。 弁開閉時期制御装置の要部断面図である。 別実施形態の弁開閉時期制御装置の要部断面図である。

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。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を作動させることで、駆動側回転体Ａに対して従動側回転体Ｂが回転方向と同方向又は逆方向に変位可能となる。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、ハイポトロコ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。

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。

図１及び図５に示すように、筒状壁部２２の外周側には溝部２２ａが全周に亘って形成されている。溝部２２ａによって筒状壁部２２の外面とアウタケース１１の内面との間においてオイル保持性が向上するので、両者の摩擦力が低減される。その結果、アウタケース１１の内側において中間部材２０は回転位相が変位し易くなる。

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、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、リング状のスペーサ３２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。

図５に示すように、偏心部材２６の外側（吸気カムシャフト２より遠い側）の開口端の内周側には、係合溝２６Ｔの両側部分に内側（吸気カムシャフト２に近い側）に向けて径が小さくなるテーパ部２６ｃ（傾斜部分）が形成されている。テーパ部２６ｃにより位相制御モータＭの一対の係合ピン８を係合溝２６Ｔに案内することができるため、位相制御モータＭと偏心部材２６とを容易に係合することができる。

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、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。

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。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。

図１に示すように、スペーサ３２は、第２軸受２９と継手部材４０との間に配置されており、第２軸受２９及び入力ギヤ３０がフロントプレート１２の側に移動するのを規制する。これにより、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔとフロントプレート１２との接触を防止することができる。

〔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、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（第１係合アームの一例）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（第２係合アームの一例）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（第１係合部の一例）が貫通溝状に形成されている。外部係合アーム４２は案内溝部１１ａに係合される。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。

図５に示すように、アウタケース１１の開口縁部において、案内溝部１１ａ以外の部位には、周方向に形成されて内周側が切り欠かれたポケット部１１ｃが複数設けられている。ポケット部１１ｃには、駆動側回転体Ａの回転による遠心力を受けて外周側に移動する異物が回収される。

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（第２係合部の一例）が一体形成されている。係合突起３０Ｔは内部係合アーム４３の係合凹部４３ａに係合される。回転軸芯Ｘに沿う方向において、係合突起３０Ｔの長さは、内部係合アーム４３の係合凹部４３ａの長さより広く設定されている。

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の相対位置が変化する第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。第１方向と第２方向とは互いに直交する方向である。

図６に示すように、外部係合アーム４２は、アウタケース１１の回転方向に垂直な両外側面４２ａ，４２ａ（一対の第１アーム平面部の一例）を有する。アウタケース１１の案内溝部１１ａは、外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａが摺接するように対向する両内側面１１ｄ，１１ｄ（一対の第１係合平面部の一例）を有する。本実施形態では、回転軸芯Ｘに沿う方向における継手部材４０の長さ（厚み）が、案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄの長さよりも短くなるように設定されている。すなわち、回転軸芯Ｘに沿う方向における外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａの長さは、案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄの長さよりも短い。こうすることで、フロントプレート１２と継手部材４０との間に容易にスペースを確保することができ、継手部材４０は回転軸芯Ｘに沿う方向に摺動した際においてもアウタケース１１との係合状態を安定的に維持することができる。回転軸芯Ｘに沿う方向における外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａの長さは、案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄの長さ以上に設定してもよい。
ただし、その場合は、フロントプレート１２において継手部材４０に対向する部分に別途凹部を形成する等の対応が必要となる。

図７及び図８に示すように、内部係合アーム４３は、入力ギヤ３０の回転方向に垂直な両内側面４３ｂ，４３ｂ（一対の第２アーム平面部の一例）を有する。入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔは、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂに当接する両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａ（一対の第２係合平面部の一例）を有する。

〔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、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の相対位置が変化する方向（第１方向）に変位し、入力ギヤ３０は、内部係合アーム４３に対する相対位置が変化する方向（第２方向）へ変位する。継手部材４０は、入力ギヤ３０の変位等に伴い、回転軸芯Ｘに沿う方向（第３方向）にも変位する。

図６に示すように、アウタケース１１に対して継手部材４０の外部係合アーム４２の相対位置が変化する方向（第１方向）に変位すると、外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａは、アウタケース１１の案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ、１１ｄに対して摺動する。ここで、図６において、継手部材４０の摺動方向Ｄ１（第１方向）が両矢印によって示され、摺動方向Ｄ１に垂直な方向Ｌ１が両矢印によって示されている。この方向Ｌ１が、両外側面４２ａ，４２ａ及び両内側面１１ｄ、１１ｄが重なり合う方向である。この場合、両外側面４２ａ，４２ａは、対向する両内側面１１ｄ、１１ｄに対して摺動する範囲において、上記方向Ｌ１から両外側面４２ａ，４２ａ及び両内側面１１ｄ、１１ｄを視たときに、両内側面１１ｄ、１１ｄにおける両外側面４２ａ，４２ａとの重複部分Ｗ１に常に当接する。

これにより、外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａと案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄとは、外部係合アーム４２の摺動範囲において、重複部分Ｗ１で当接し続けることになる。その結果、継手部材４０と継手部材４０に連結されるアウタケース１１との間においては、外部係合アーム４２の摺動範囲において、安定的な係合状態を維持することができる。また、外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａと案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄとは、外部係合アーム４２の摺動方向Ｄ１において、一方の角部と他方の面部とが摩擦することがないため、摺動時のフリクションロスが低減されると共に、両者の摩耗を抑制することもできる。

本実施形態では、さらに、外部係合アーム４２は、アウタケース１１に対して外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａが径方向に摺動する範囲において、常に案内溝部１１ａよりも径外方向に突出した部分４２ｂを有する。これにより、継手部材４０とアウタケース１１とが確実に係合されると共に、継手部材４０が第１方向（径方向）に変位したとしても、外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａ、及び、案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄが重複部分Ｗ１において当接する状態を確実に維持することができる。

図７及び図８に示すように、入力ギヤ３０に対して継手部材４０の内部係合アーム４３が回転軸芯Ｘに沿う方向（第３方向）に変位すると、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂは、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ、３０Ｔａに対して摺動する。本実施形態で、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ、４３ｂが対向する入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａに対して第３方向に摺動する範囲は、案内溝部１１ａの底面とフロントプレート１２との間である。ここで、図７及び図８において、継手部材４０の摺動方向Ｄ２（第３方向）が両矢印によって示され、図８において、摺動方向Ｄ２に垂直な方向Ｌ２が両矢印によって示されている。この方向Ｌ２が、両内側面４３ｂ，４３ｂ及び両外側面３０Ｔａ、３０Ｔａが重なり合う方向である。この場合、両内側面４３ｂ，４３ｂは、対向する両外側面３０Ｔａ、３０Ｔａに対して摺動する範囲において、上記方向Ｌ２から両内側面４３ｂ，４３ｂ及び両外側面３０Ｔａ、３０Ｔａを視たときに、両外側面３０Ｔａ、３０Ｔａにおける両内側面４３ｂ，４３ｂとの重複部分Ｗ２に常に当接する。

これにより、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂと入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａとは、内部係合アーム４３の摺動範囲において、重複部分Ｗ２で当接し続けることになる。その結果、継手部材４０と継手部材４０に連結される入力ギヤ３０との間において安定的な係合状態を維持することができる。また、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂと係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａとは、内部係合アーム４３の摺動方向Ｄ２において、一方の角部と他方の面部どうしが摩擦しないため、摺動時のフリクションロスが低減されると共に、両者の係合部分の摩耗を抑制することもできる。

本実施形態では、さらに、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔは、対向する継手部材４０の内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂが回転軸芯Ｘに沿う方向に摺動する範囲において、常に内部係合アーム４３よりも回転軸芯Ｘに沿う方向に突出した部分３０Ｔｂを有する。これにより、継手部材４０と入力ギヤ３０とが確実に係合されると共に、継手部材４０が第３方向（回転軸芯Ｘに沿う方向）に変位したとしても、内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂ、及び、係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａが重複部分Ｗ２において当接する状態を確実に維持することができる。

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。

図４及び図５に示すように、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔは、入力ギヤ３０において偏心軸芯Ｙを中心とした径方向のうち偏心軸芯Ｙを挟んで互いに対向する位置に複数（本実施形態では２つ）設けられている。継手部材４０は、回転軸芯Ｘに沿う方向において、フロントプレート１２との間に間隙を形成可能に構成されており、フロントプレート１２に当接するまで変位することができる。一方で、入力ギヤ３０に形成された係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａと内部係合アーム４３の係合凹部４３ａとは、継手部材４０が回転軸芯Ｘに沿う方向に摺動する範囲において、常に当接している必要がある。

そこで、本実施形態では、フロントプレート１２には、図８に示すように、係合突起３０Ｔに対向する部位に係合突起３０Ｔとの接触を回避する凹部１２ｄ（退避部の一例）が形成されており、係合突起３０Ｔが凹部１２ｄの内部まで突出している。これにより、係合突起３０Ｔとフロントプレート１２との当接を避けつつ、係合突起３０Ｔと係合凹部４３ａとを常に当接させることができる。その結果、位相調節機構Ｃを適正に機能させることができる。

〔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が形成されている。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。

前述したようにアウタケース１１の案内溝部１１ａには底面に一対の排出流路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（図１を参照）。

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、例えば、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。また、潤滑油により、案内溝部１１ａにある異物を排出流路１１ｂから排出し、ポケット部１１ｃに貯留させることができる。

図９に示すように、フロントプレート１２には、内側（吸気カムシャフト２に近い側）の面、内側に向けて突出する凸部１２ｃが形成されている。凸部１２ｃは、中間部材２０に当接するよう配置されている。中間部材２０は、凸部１２ｃによってフロントプレート１２の側への移動が規制される。これにより、継手部材４０はフロントプレート１２と中間部材２０との間において所定の間隔が保持された状態で回転が可能になる。

〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、継手部材４０の外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａがアウタケース１１の案内溝部１１ａの両内側面１１ｄ，１１ｄに対して重複部分Ｗ１に常に当接する構成（以下、構成αと称する）と、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔの両外側面３０Ｔａ，３０Ｔａが継手部材４０の内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂに対して重複部分Ｗ２に常に当接する構成（以下、構成βと称する）との両方を備える例を示した。

上記の実施形態に代えて、上記の構成α及び構成βのうちいずれか一方の構成のみを備える弁開閉時期制御装置１００でもよい。

（２）上記の実施形態では、継手部材４０の外部係合アーム４２の両外側面４２ａ，４２ａの先端側に外部係合アーム４２が案内溝部１１ａに対して摺動する範囲において常に突出する部分４２ｂを有する例を示した。外部係合アーム４２が案内溝部１１ａに対して重複部分Ｗ１において常に当接する構成であれば、係合突起３０Ｔは常に突出する部分４２ｂを有していなくてもよい。

（３）上記の実施形態では、入力ギヤ３０の係合突起３０Ｔは、対向する継手部材４０の内部係合アーム４３の両内側面４３ｂ，４３ｂが回転軸芯Ｘに沿う方向に摺動する範囲において、常に内部係合アーム４３よりも回転軸芯Ｘに沿う方向に突出した部分３０Ｔｂを有する例を示した。係合突起３０Ｔが内部係合アーム４３に対して重複部分Ｗ２に常に当接する構成であれば、係合突起３０Ｔは、常に突出する部分３０Ｔｂを有していなくてもよい。

（４）上記の実施形態では、スペーサ３２が、第２軸受２９と継手部材４０との間に配置されている。これに代えて、図１０に示すように、第２軸受２９の内輪２９ａが回転軸芯Ｘに沿う方向において外輪２９ｂに比べてフロントプレート側に延長されてもよい。延長された内輪２９ａによって入力ギヤ３０が回転軸芯方向のフロントプレート１２側に移動することが規制される。これにより、係合突起３０Ｔのフロントプレート１２への接触が防止される。

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）
１１ａ 案内溝部（第１係合部）
１１ｄ 内側面（第１係合平面部）
１２ フロントプレート
１２ｄ 凹部（退避部）
２５ 出力ギヤ
２６ 偏心部材
３０ 入力ギヤ
３０Ｔ 係合突起（第２係合部）
３０Ｔａ 外側面（第２係合平面部）
４０ 継手部材
４２ 外部係合アーム（第１係合アーム）
４２ａ 外側面（第１アーム平面部）
４３ 内部係合アーム（第２係合アーム）
４３ａ 係合凹部
４３ｂ 内側面（第２アーム平面部）
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
Ｗ１，Ｗ２ 重複部分

Claims (2)

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、
   前記オルダム継手は、前記回転軸芯を中心とした径外方向に突出する係合アームを有し、
   前記駆動側回転体は、前記係合アームが係合された係合部を有して前記オルダム継手と連結されており、
   前記係合アームは、前記駆動側回転体の回転方向に垂直な一対のアーム平面部を有し、
   前記係合部は、一対の前記アーム平面部が摺接するように対向する一対の係合平面部を有し、
   一対の前記アーム平面部は、前記係合アームの両外側面であり、
   前記係合部は、前記駆動側回転体に形成された径方向に貫通する溝であり、
   前記係合部の一対の前記係合平面部は、前記溝の両内側面であり、
   一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して摺動する範囲において、前記オルダム継手の摺動方向に対して垂直且つ前記アーム平面部及び前記係合平面部が重なり合う方向から前記アーム平面部及び前記係合平面部を視たときに、前記係合平面部の前記摺動方向に沿う領域全体に常に当接するよう構成され、
   一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して径方向に摺動する範囲において、常に前記係合平面部よりも前記径外方向に突出した部分を有する弁開閉時期制御装置。
2. 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、
   前記オルダム継手は、前記回転軸芯を中心とした径外方向に突出する係合アームを有し、
   前記駆動側回転体及び前記入力ギヤは、前記係合アームが係合された係合部を有して前記オルダム継手と連結されており、
   前記係合アームは、前記駆動側回転体の回転方向に垂直な一対のアーム平面部を有し、
   前記係合部は、一対の前記アーム平面部が摺接するように対向する一対の係合平面部を有し、
   一対の前記アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記係合平面部に対して摺動する範囲において、前記オルダム継手の摺動方向に対して垂直且つ前記アーム平面部及び前記係合平面部が重なり合う方向から前記アーム平面部及び前記係合平面部を視たときに、前記係合平面部の前記摺動方向に沿う領域全体に常に当接するよう構成され、
   前記係合アームは、第１係合アームと、前記第１係合アームの突出方向に直交する第２係合アームと、からなり、
   前記係合部は、前記駆動側回転体に形成されて前記第１係合アームに係合される第１係合部と、前記入力ギヤに形成されて前記第２係合アームに係合される第２係合部と、からなり、
   前記第１係合アームの一対の前記アーム平面部である一対の第１アーム平面部は、前記第１係合アームの両外側面であり、
   前記第１係合部は、前記駆動側回転体に形成されて径方向に貫通する溝であり、
   前記第１係合部の一対の前記係合平面部である一対の第１係合平面部は、前記溝の両内側面であり、
   前記第２係合アームの一対の前記アーム平面部である一対の第２アーム平面部は、前記第２係合アームに形成された係合凹部の両内側面であり、
   前記第２係合部は、前記入力ギヤに形成されて前記回転軸芯に沿う方向に突出する突起であり、
   前記第２係合部の一対の前記係合平面部である一対の第２係合平面部は、前記突起の両外側面であり、
   一対の前記第１アーム平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記第１係合平面部に対して径方向に摺動する範囲において、常に前記第１係合平面部よりも前記径外方向に突出した部分を有し、
   一対の前記第２係合平面部のそれぞれは、いずれも対向する前記第２アーム平面部が前記回転軸芯に沿う方向に摺動する範囲において、常に前記第２アーム平面部よりも前記回転軸芯に沿う方向に突出した部分を有する弁開閉時期制御装置。

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