JPH07158417A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リングギヤとプーリとの噛合により生じる噛合
騒音の発生を防止する。 【構成】内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトの外周に
設けられたプーリと、前記カムシャフト及びプーリ間に
ギヤ４，１１を介して介在されるリングギヤ１３とを備
え、バルブの開閉時期を調整するようにした可変バルブ
タイミング制御装置において、前記リングギヤ１３の最
外周の一部分は所定間隔をおいて前記ヘリカルスプライ
ン１３ａが欠歯され、ヘリカル状をなす欠歯突条１３ｃ
がリングギヤ１３の軸心方向に沿って形成されている。
リングギヤ１３全体の重量はその回転中心に対し非対象
となる。この構成により、リングギヤ１３とギヤ１１と
のバックラッシが低減されて噛合騒音の発生が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は吸・排気バルブの開閉
時期を内燃機関の運転状態に応じて制御するバルブタイ
ミング制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関の運転状態に応じて
カムシャフトの回転位相を変化させて、バルブの開閉時
期を早めたり、遅らせたりするバルブタイミング制御装
置が提案されている。このバルブタイミング制御装置
は、タイミングプーリとカムシャフト及びプーリ間に介
在されたリングギヤを、同リングギヤの外周に設けたア
ウタ歯をタイミングプーリの内周に設けられたインナ歯
に噛合させるとともに、リングギヤの内周に設けたイン
ナ歯をカムシャフトの外周に設けたアウタ歯にそれぞれ
噛合させ、このことによって、タイミングプーリの駆動
力がリングギヤを介してカムシャフトに伝達される。そ
して、前記リングギヤのインナ歯もしくはアウタ歯のう
ち少なくとも何れか一方はヘリカルスプラインとなって
いる。リングギヤは油圧機構の油圧力やスプリング等の
付勢力によりカムシャフトの軸心方向に沿って移動され
ると、カムシャフトに捩りが付与されてタイミングプー
リとの回転位相がずれることにより、吸気バルブのタイ
ミングが制御される。

【０００３】ところが、リングギヤとタイミングプーリ
及びカムシャフトとは互いに噛合されているため、噛合
するスプラインの歯面と歯面との間にはバックラッシが
存在する。従って、バックラッシが存在するために、カ
ムシャフトがカム駆動トルクの変動により回転変動を生
じると、リングギヤのインナ歯もしくはアウタ歯と噛合
する歯とが互いに衝突し合い、噛合打音による異音の発
生を招く問題がある。

【０００４】上記のような問題を解決するために、例え
ば特開昭６１−２７９７１３号公報に示されるような構
成のものが知られている。すなわち、この従来構成にお
いては、リングギヤが歯車構成体に分割されている。各
歯車構成体がそれらのアウタ歯相互及びインナ歯相互の
歯すじを僅かにずらすようにゴムブッシュを介してスラ
ストピンにて連結され、このゴムブッシュの弾性力によ
り各歯車構成体が回転方向及び軸方向に移動可能となる
とともに、歯すじをずらしたことにより見掛け上の歯厚
が増大する。そして、リングギヤをタイミングプーリ及
びカムシャフトに組付けた際、各歯車構成体がそれらの
アウタ歯及びインナ歯に対して噛合される歯車とのバッ
クラッシを零とする方向へ移動される。

【０００５】また、上記の技術以外にも、本出願人は特
開平４−２５５５０８号公報に示す構成の内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置を提案している。この従来構成
において、リングギヤは複数のギヤ構成体から構成され
ている。各ギヤ構成体はスライド可能な連結ピンを介し
てリングギヤの移動方向へ相対移動可能に連結されてい
る。そして、リングギヤを移動方向へ動かそうとする油
圧力が作用すると、隣接のギヤ構成体の端面に油圧力が
働き、隣接のギヤ構成体に押し付けられ、隣接のギヤ構
成体の歯すじがずれる。それとともに、ギヤ構成体のス
プラインはタイミングプーリ及びカムシャフトのスプラ
インに対し押え付けられて、バックラッシが低減され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合において、リングギヤを分割した構成上、複数の歯
車構成体を必要とするばかりか、同歯車構成体を互いに
連結するために、前記ゴムブッシュやスラストピン等の
連結部品が必要となる。この結果、部品点数が増加して
製造コストが上昇するという問題がある。また、各歯車
構成体の組付けにおいて、各歯車構成体のインナ歯及び
アウタ歯を僅かにずらして連結しなければならないの
で、組付けに高精度が要求され、歯車構成体の組付けが
難しいという問題がある。

【０００７】また、後者の場合において、各ギヤ構成体
に前記連結ピンを連結するための連結構造は複雑である
ため、加工しにくいばかりか製造コストも上昇するとい
う問題がある。また、隣接のギヤ構成体の歯すじをずら
すために連結ピンは弾性材としたので、リングギヤを移
動方向へ動かそうとする油圧力の変化に伴い、ギヤ構成
体の歯すじのずれる量が変化する。このため、ギヤ構成
体がタイミングプーリ及びカムシャフトに対するバック
ラッシが変化するので、油温の変化を生じる。この結
果、ゴムや合成樹脂等からなる連結ピンは、油温の変化
に伴って熱劣化するおそれがあり、部品寿命が制限され
るというおそれがある。

【０００８】この発明の目的は、部品点数を削減するこ
とにより製造コストの上昇防止及び製造の容易性を図る
ことができて、噛合騒音の発生を防止することができる
内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、内燃機関のバルブ駆動用
カムシャフトと、そのカムシャフトを駆動するためのプ
ーリとの間に内外周面にスプラインを有し、そのうち一
方はヘリカルスプラインである円筒状のリングギヤをス
プライン嵌合により介在させ、そのリングギヤの端部に
作動油の油圧を作用させてカムシャフト軸方向へ移動さ
せることでプーリとカムシャフトの回転位相を変化さ
せ、バルブの開閉時期を可変としたバルブタイミング制
御装置において、前記リングギヤがエンジン運転により
プーリとともに回転した際に同リングギヤの回転軸心を
プーリの回転軸心から偏心させてリングギヤのスプライ
ンと前記プーリ側のギヤのスプラインとを密接状態にす
べく、同リングギヤの形状を回転中心に対し非対象とし
たことを要旨とするものである。

【００１０】請求項２に記載の発明は、内燃機関のバル
ブ駆動用カムシャフトと、そのカムシャフトを駆動する
ためのプーリとの間に内外周面にスプラインを有し、そ
のうち一方はヘリカルスプラインである円筒状のリング
ギヤをスプライン嵌合により介在させ、そのリングギヤ
の端部に作動油の油圧を作用させてカムシャフト軸方向
へ移動させることでプーリとカムシャフトの回転位相を
変化させ、バルブの開閉時期を可変としたバルブタイミ
ング制御装置において、前記リングギヤがエンジン運転
によりプーリとともに回転した際に同リングギヤの回転
軸心をプーリの回転軸心から偏心させてリングギヤのス
プラインと前記プーリ側のギヤのスプラインとを密接状
態にすべく、同リングギヤの重量を回転中心に対し非対
象としたことを要旨とするものである。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
リングギヤの回転中心に対し重量が非対象となる部分に
対応してプーリ側のギヤにはリングギヤの非対象重量部
分とはその軽重配置が反対となるように、プーリの回転
中心に対して重量を非対象に形成したことを要旨とする
ものである。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
リングギヤの各ヘリカルスプラインのピッチを部分的に
異ならしめることにより、リングギヤに非対象重量部分
を形成したことを要旨とするものである。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
リングギヤの一部が径方向に沿って移動可能となるよう
に同リングギヤを径方向において非対象に分割したこと
を要旨とするものである。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、分割
されたリングギヤのうち少なくとも一つのリングギヤの
分割面の間の間隔を径方向外方へ向う程狭くなるように
形成したことを要旨とするものである。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
リングギヤを複数のギヤ構成体より構成し、ギヤ構成体
の移動方向において、作動油の油圧を受圧するための隣
接のギヤ構成体の端部には同リングギヤの軸心に対し傾
斜した受圧面を備えたことを要旨とするものである。

【００１６】

【作用】上記の構成により、請求項１及び請求項２に記
載の発明によれば、リングギヤがエンジン運転によりプ
ーリとともに移動された際、リングギヤの回転軸心がプ
ーリの回転軸心から偏心され、リングギヤのスプライン
と前記ギヤのスプラインとは密接状態で噛合される。こ
のため、リングギヤとプーリ側のギヤとのバックラッシ
の低減が図られ、両者の噛合により生じる噛合騒音の発
生が防止される。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、プーリ側
のギヤはリングギヤの重量が非対象となる部分に対応し
て、その軽重配置は反対となるように重量を非対象に形
成したので、プーリ全体の回転アンバランスが低減され
る。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、前記リン
グギヤの各ヘリカルスプラインのピッチを部分的に異な
らしめたことにより、リングギヤの重量はその回転中心
に対して非対象部分が形成される。従って、リングギヤ
が移動した際にその回転軸心がプーリの回転軸心から偏
心されるので、リングギヤとプーリ側のギヤとのバック
ラッシが低減され、噛合騒音の発生が防止される。

【００１９】請求項５に記載の発明によれば、分割され
たリングギヤの一部がエンジン運転によりプーリととも
に移動された際、リングギヤの径方向に沿って移動さ
れ、リングギヤとプーリ側のギヤとのバックラッシが低
減され、噛合騒音の発生が防止される。

【００２０】請求項６に記載の発明によれば、分割され
たリングギヤの分割面は、リングギヤの径方向外方へ向
う程狭くなっている。このため、リングギヤが移動され
た際に互いに対向する分割面間のクリアランスは無くな
る。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、隣接のギ
ヤ構成体の端部において軸心から傾斜した受圧面に対し
作動油の油圧が働く。受圧面で受けた際の分力により、
隣接のギヤ構成体のスプラインの歯すじがずれ、リング
ギヤとプーリ側のギヤとのバックラッシが低減され、噛
合騒音の発生が防止される。

【００２２】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明における内燃機関のバルブ
タイミング装置を具体化した第一実施例を図１に従って
説明する。

【００２３】図１に示すように、内燃機関としてのエン
ジンのシリンダヘッド１には、前後（図１の左右）方向
へ延びる吸気バルブ用のカムシャフト２が設けられてい
る。カムシャフト２の外周にはジャーナル部２ａが形成
され、このジャーナル部２ａがシリンダヘッド１とベア
リングキャップ３とによって回転可能に支承されてい
る。カムシャフト２の前端には筒状の固定ギヤ４がボル
ト５により締付け固定されている。カムシャフト２の前
端外周にはタイミングプーリ６が回転可能に設けられて
いる。タイミングプーリ６のボス部６ａの前端は前記固
定ギヤ４とカムシャフト２の外周間に遊挿されるととも
に、ボス部６ａの後端はカムシャフト２の外周から突出
したフランジ２ｂに摺動可能に当接されている。

【００２４】タイミングプーリ６にはタイミングベルト
８が掛装され、クランクシャフト（図示しない）の回転
がこのタイミングベルト８を介してタイミングプーリ６
に伝達される。タイミングプーリ６の前端面にはキャッ
プ９がボルト１０にて締付け固定されている。同キャッ
プ９によりカムシャフト２の前端が覆われている。キャ
ップ９とタイミングプーリ６との間には前記ボルト１０
にて締付け固定された筒状のギヤ１１が配置されてい
る。前記タイミングプーリ６、ギヤ１１、キャップ９と
によって囲まれる空間が環状空間１２とされ、同環状空
間１２にはほぼ二重円筒状をなすリングギヤ１３が配設
されている。このリングギヤ１３によりタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが駆動連結されている。すなわち、
リングギヤ１３の最外周及び最内周にはそれぞれヘリカ
ルスプライン１３ａ，１３ｂが形成されている。一方、
前記固定ギヤ４の後端外周及びギヤ１１の内周にはヘリ
カルスプライン４ａ，１１ａが形成されている。そし
て、ヘリカルスプライン１３ａ，１１ａ同士が噛み合
い、また、ヘリカルスプライン１３ｂ，４ａ同士が相互
に噛み合っている。

【００２５】従って、クランクシャフトの回転がタイミ
ングベルト８を介してタイミングプーリに伝達される
と、リングギヤ１３によって連結されたタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが一体的に回転され、カムシャフト
２が回転駆動される。

【００２６】前記環状空間１２におけるリングギヤ１３
の前側は第一の圧力室１４とされ、リングギヤ１３の後
側は第二の圧力室１５とされている。この圧力室１４，
１５には流体としての作動油が供給される。すなわち、
カムシャフト２の前端部、タイミングプーリ６のボス部
６ａ及びシリンダヘッド１には進角制御用通路１６が形
成されている。カムシャフト２における進角側制御用通
路１６の一端はボス部６ａの開口を介して第二の圧力室
１５と連通され、他端はカムジャーナル部２ａの幅方向
の中央部に設けた開口部１６ａに連通されている。そし
て、その開口部１６ａはシリンダヘッド１の軸受部に開
口するシリンダヘッド１側の進角制御用通路１６に連通
されている。

【００２７】また、カムシャフト２の前端部軸芯、ボル
ト５及びシリンダヘッド１には遅角制御用通路１７が形
成されている。すなわち、カムシャフト２における遅角
側制御用通路１７の一端はボルト５の軸芯に沿って穿設
された透孔５ａを介して第一の圧力室１４と連通され、
他端はカムジャーナル部２ａのスラスト面側に設けた開
口部１７ａに連通されている。そして、その開口部１７
ａはシリンダヘッド１の軸受部においてカムジャーナル
２ａのスラスト面側に開口するシリンダヘッド１側の遅
角制御用通路１７に連通されている。

【００２８】前記進角制御通路１６及び遅角制御通路１
７は電磁切換弁、オイルポンプを介してオイルパン（何
れも図示しない）に接続されている。前記オイルポンプ
はエンジンのクランクシャフトに駆動連結されており、
エンジンの作動に連動してオイルパン内の作動油を汲み
上げ、電磁切換弁にて選択された進角制御用通路１６、
あるいは遅角制御用通路１７を介していずれかの油圧室
へ供給される。この供給により、リングギヤ１３に油圧
が作用するようになっている。

【００２９】次に、第一実施例の特徴部分について述べ
る。図２に示すように、前記リングギヤ１３の最外周の
一部分は所定間隔をおいて前記ヘリカルスプライン１３
ａが欠歯され、ヘリカル状をなす欠歯突条１３ｃがリン
グギヤ１３の軸心方向に沿って形成されている。この欠
歯突条１３ｃの歯先面はヘリカルスプライン１３ａの歯
先面と同一円周上に位置されている。

【００３０】また、欠歯突条１３ｃの重量は各ヘリカル
スプライン１３ａよりも重いため、リングギヤ１３全体
の重量はその回転中心に対し非対象となっている。すな
わち、リングギヤ１３の軸心方向の重心は固定ギヤ４及
びギヤ１１の回転中心から半径方向に沿って欠歯突条１
３ｃ寄りにずれた位置に位置している。

【００３１】前記ギヤ１１の内周の一部分は所定間隔を
おいて前記ヘリカルスプライン１１ａが欠歯され、ヘリ
カル状をなす欠歯溝１１ｂがギヤ１１の軸心方向に沿っ
て形成されている。欠歯溝１１ｂの歯元面はヘリカルス
プライン１１ａの歯元面と同一円周上に位置されてい
る。すなわち、ギヤ１１全体の重量は欠歯溝１１ｂを備
えた部分がヘリカルスプライン１１ａよりも重量が軽い
ため、前記リングギヤ１３の非対象重量部分と軽重配置
が反対となるように、プーリの回転中心に対して非対象
となっている。そして、リングギヤ１３の欠歯突条１３
ｃはギヤ１１の欠歯溝１１ｂ内に係入され、リングギヤ
１３の軸心方向への移動に伴い摺動するようになってい
る。

【００３２】また、前記リングギヤ１３の最内周の一部
分は所定間隔をおいて前記ヘリカルスプライン１３ｂが
欠歯され、ヘリカル状をなす欠歯溝１３ｄがリングギヤ
１３の軸心方向に沿って形成されている。この欠歯溝１
３ｄの歯元面はヘリカルスプライン１３ｂの歯元面と同
一円周上に位置されている。

【００３３】前記固定ギヤ４の内周の一部分は所定間隔
をおいて前記ヘリカルスプライン４ａが欠歯され、ヘリ
カル状をなす欠歯突条４ｂが固定ギヤの軸心方向に沿っ
て形成されている。欠歯突条４ｂの歯先面はヘリカルス
プライン４ａの歯先面と同一円周上に位置されている。
そして、固定ギヤ４の欠歯突条４ｂはリングギヤ１３の
欠歯溝１３ｄ内に係入され、リングギヤ１３の軸心方向
への移動に伴い摺動するようになっている。

【００３４】次に、上記のように構成されたバルブタイ
ミング制御装置の作用について説明する。図示しないオ
イルパンからオイルが遅角制御通路１７を介して第一の
圧力室１４に供給されると、リングギヤ１３に油圧が作
用して、その押圧力にて同リングギヤ１３はその軸方向
の一方（図１の右方向）へ移動される。この結果、カム
シャフト２に捩じりが付与されてギヤ１１との回転位相
がずれる。すなわち、吸気バルブの開き・閉じが遅らせ
られ、吸気行程における吸気バルブと排気バルブとのオ
ーバラップが小さくなる方向へ変えられる。

【００３５】反対に、図示しないオイルパンからオイル
が進角制御通路１６を介して第二の圧力室１５に供給さ
れると、リングギヤ１３に油圧が作用して、その押圧力
にて同リングギヤ１３はその軸方向の一方（図１の左方
向）へ移動される。この結果、カムシャフト２に前記と
は逆の捩じりが付与されてギヤ１１との回転位相がずれ
る。すなわち、吸気バルブの開き・閉じが早められ、吸
気行程における吸気バルブと排気バルブとのオーバラッ
プが大きくなる方向へ変えられる。

【００３６】図３に示すように、リングギヤ１３の回転
中に働く遠心力により、リングギヤ１３の欠歯突条１３
ｃによる偏心荷重が同リングギヤ１３の半径方向外方
（同図矢印方向）であるギヤ１１の欠歯溝１１ｂ内に押
付け力となって作用される。このため、リングギヤ１３
の回転中心Ｏ1 は固定ギヤ４及びギヤ１１の回転中心Ｏ
2 から欠歯溝１１ｂ寄りに偏心して回転される。すなわ
ち、同図点線で示す領域において、リングギヤ１３とギ
ヤ１１とのヘリカルスプライン１３ａ，１１ａとの噛み
合いは密接状態となり、逆に欠歯突条１３ｃと反対側の
円周方向位置では両１３，１１のヘリカルスプライン１
３ａ，１１ａの噛み合いは疎状態となる。この結果、同
図点線で示す領域におけるリングギヤ１３とギヤ１１と
のバックラッシはなくなるとともに、フリクションは大
きくなる。

【００３７】従って、図４に示すように、同図一点鎖線
で示す第一実施例におけるリングギヤ１３とギヤ１１と
のフリクションＦ1 はエンジン回転数Ｎｅの２乗に比例
する。このため、第一実施例と同図実線で示す従来例の
フリクションＦ2 とを比較してエンジン回転数Ｎｅが高
回転側に移行するほど高フリクションを得ることがで
き、かつエンジン回転数Ｎｅの低回転付近から高フリク
ションを得ることができる。

【００３８】つまり、両ギヤ１１，１３の高フリクショ
ンに比例してバックラッシを低減できるので、エンジン
回転数Ｎｅの低回転付近からバックラッシを低減するこ
とができる。この結果、応答性の問題となるエンジンの
低回転時にバルブタイミング制御装置の応答性を向上す
ることができる。なお、同図に示すαはリングギヤ１３
の回転アンバランスによる係数を示す。

【００３９】また、図５に示すように、噛合打音による
異音の発生に伴う音圧、内燃機関のエンジン回転数Ｎｅ
及びフリクションＦには以下のような異音発生特性があ
る。同図はリングギヤ１３とギヤ１１とのフリクション
Ｆの大小を比較した例を示し、一点鎖線はフリクション
Ｆが小の場合を示し、点線はフリクションＦが大の場合
を示す。すなわち、エンジン回転数Ｎｅが高回転側に移
行するにつれ、フリクションＦが大きい場合の方が、フ
リクションＦが小さい場合よりも異音の発生に伴う音圧
は抑えられる。

【００４０】この結果、異音の発生が問題となり応答性
が問題とならないエンジンの高回転時において、リング
ギヤ１３のガタツキが高フリクションにてギヤ１１に拘
束されるため、噛合騒音の発生を防止することができ
る。

【００４１】さらに、図６はリングギヤ１３とギヤ１１
とのバックラッシＡの大小を比較した例を示し、同図点
線はバックラッシＡが大の場合を示し、一点鎖線はバッ
クラッシＡが小の場合を示す。すなわち、エンジン回転
数Ｎｅが高回転側に移行するにつれ、バックラッシＡが
小さい場合の方が、バックラッシＡが大きい場合よりも
異音の発生に伴う音圧レベルは抑えられる。

【００４２】この結果、異音の発生が問題となり応答性
が問題とならないエンジンの高回転時において、バック
ラッシＡが低減されるので、ギヤ１３，１１同士の衝突
エネルギーが小さくなり、噛合騒音の発生を防止するこ
とができる。

【００４３】また、従来の構成と異なり、分割されたリ
ングギヤを連結するための部品を余分に必要としないの
で、製造コストの上昇防止を図ることができるととも
に、リングギヤ１３の欠歯突条１３ｃ，欠歯溝１３ｄは
加工時に一体形成されるので、重量アンバランスを有す
るリング１３を容易に製造することができる。

【００４４】（第二実施例）次に第二実施例について図
７〜図９に従って説明する。但し、前記第一実施例と同
一構成もしくは相当する構成については同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００４５】本実施例では、前記第一実施例で説明した
ギヤ１１は省略され、リングギヤ１３と異なるリングギ
ヤが使用されている。図７及び図９に示すように、第一
実施例において説明した環状空間１２にはほぼ二重円筒
状をなすリングギヤ２０が配置されている。リングギヤ
２０の後端外周には、同リングギヤ２０の径方向外方へ
延びる環状のフランジ２１が一体に形成されている。フ
ランジ２１の周縁にはその周方向へ延びる周溝２２が形
成され、周溝２２内には環状のパッキン２３が収容され
ている。そして、前記パッキン２３によりフランジ２１
の周縁とキャップ９の内周とは密接されている。

【００４６】前記リングギヤ２０によりタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが駆動連結されている。すなわち、
リングギヤ２０の最外周及び最内周にはそれぞれヘリカ
ルスプライン２０ａ，２０ｂが形成されている。一方、
前記キャップ９の内周にはヘリカルスプライン９ａが形
成されている。そして、ヘリカルスプライン２０ａ，９
ａ同士が噛み合い、また、ヘリカルスプライン２０ｂ，
４ａ同士が相互に噛み合っている。

【００４７】従って、クランクシャフトの回転がタイミ
ングベルト８を介してタイミングプーリ６に伝達される
と、リングギヤ２０によって連結されたタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが一体的に回転され、カムシャフト
２が回転駆動される。

【００４８】前記環状空間１２におけるリングギヤ２０
の前側は第一の圧力室１４とされ、リングギヤ２０の後
側は第二の圧力室１５とされている。そして、前記第一
実施例と同様に、進角制御通路１６及び遅角制御通路１
７は電磁切換弁、オイルポンプを介してオイルパン（何
れも図示しない）に接続されている。前記オイルポンプ
はエンジンのクランクシャフトに駆動連結されており、
エンジンの作動に連動してオイルパン内の作動油を汲み
上げ、電磁切換弁にて選択された進角制御用通路１６、
あるいは遅角制御用通路１７を介していずれかの油圧室
１４，１５へ供給される。この供給により、リングギヤ
２０及びフランジ２１に油圧が作用するようになってい
る。

【００４９】次に、第二実施例の特徴部分について述べ
る。図９に示すように、リングギヤ２０はその軸心方向
へ沿って第一ギヤ２４と第二ギヤ２５とに互いに分割さ
れ、第二ギヤ２５の外周長さは第一ギヤの外周長さより
も長くなっている。また、第一ギヤ２４及び第二ギヤ２
５の最外周及び最内周に形成された前記ヘリカルスプラ
イン２０ａ，２０ｂは同一歯形となっている。ここで、
同一歯形とは圧力角、モジュール、歯数及び捩じれ角が
同一のことである。なお、図９では説明の便宜上、歯形
は一部のみ図示され、他は省略されている。そして、リ
ングギヤ２０が軸方向へ沿って回転移動した際、その遠
心力により、第一ギヤ２４及び第二ギヤ２５はリングギ
ヤ２０の径方向外方へ沿って移動可能となっている。す
なわち、第一ギヤ２４と第二ギヤ２５とは互いに離間す
る方向へ移動可能となっている。

【００５０】次に、上記のように構成された第二実施例
におけるバルブタイミング制御装置の作用について説明
する。なお、リングギヤ２０の回転移動により、吸気バ
ルブと排気バルブとのオーバラップを変化させる動作に
ついては、前記第一実施例と同様であるため、その説明
を省略する。

【００５１】図８に示すように、リングギヤ２０の回転
中に働く遠心力により、第一ギヤ２４が、同リングギヤ
２０の半径方向外方（同図矢印ａ方向）へ移動される。
このため、第一ギヤ２４のヘリカルスプライン２０ａ
は、キャップ９のヘリカルスプライン９ａに対し押圧さ
れながら、第一ギヤ２４がリングギヤ２０の軸方向へ移
動される。従って、同図点線で示す領域Ｓ1 付近におい
て、第一ギヤ２４とキャップ９とのヘリカルスプライン
２０ａ，９ａの噛み合いは密接状態となる。この結果、
第一ギヤ２４のヘリカルスプライン２０ａと、キャップ
９のヘリカルスプライン９ａとのバックラッシはなくな
るとともに、フリクションは大きくなる。

【００５２】一方、リングギヤ２０の回転中に働く遠心
力により、第二ギヤ２５が、同リングギヤ２０の半径方
向外方（同図矢印ｂ方向）へ移動される。このため、第
二ギヤ２５の外周方向中央付近のヘリカルスプライン２
０ａは、キャップ９のヘリカルスプライン９ａに対し押
圧される。それとともに、第二ギヤ２５の両端付近のヘ
リカルスプライン２０ｂは、固定ギヤ４のヘリカルスプ
ライン４ａに対し押圧されながら、第一ギヤ２４がリン
グギヤ２０の軸方向へ移動される。

【００５３】従って、同図点線で示す領域Ｓ2 付近にお
いて、第二ギヤ２５とキャップ９とのヘリカルスプライ
ン２０ａ，９ａとの噛み合いは密接状態となる。また、
同図点線で示す領域Ｓ3 ，Ｓ4 付近において、第二ギヤ
２５と固定ギヤ４とのヘリカルスプライン２０ｂ，４ａ
との噛み合いは密接状態となる。この結果、第二ギヤ２
５のヘリカルスプライン２０ａと、キャップ９及び固定
ギヤ４のヘリカルスプライン４ａ，９ａとのバックラッ
シはなくなるとともに、フリクションは大きくなる。

【００５４】上述したように、第二実施例におけるバル
ブタイミング制御装置においては、第一実施例と同様に
して、異音の発生が問題となり応答性が問題とならない
エンジンの高回転時において、バックラッシが低減され
るので、リングギヤ２０、キャップ９及び固定ギヤ４同
士の衝突エネルギーが小さくなり、各々のヘリカルスプ
ライン２０ａ，９ａ及びヘリカルスプライン２０ｂ，４
ａの噛合騒音の発生を防止することができる。

【００５５】また、従来の構成と異なり、分割されたリ
ングギヤを連結することがない分、その連結加工工程を
省略できるので、その製造が容易となるとともに、製造
コストの上昇防止を図ることができる。さらに、分割さ
れたリングギヤを連結するための部品を連結するための
製造部品も省略できるので、これまた製造コストの上昇
防止を図ることができる。

【００５６】（第三実施例）次に第三実施例について図
１０及び図１１に従って説明する。但し、前記第二実施
例と同一構成もしくは相当する構成については同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００５７】本実施例では、第二実施例とはギヤの分割
の仕方が異なっている。図１０及び図１１に示すよう
に、前記第一実施例において説明した環状空間１２には
ほぼ二重円筒状をなすリングギヤ３０が配置されてい
る。リングギヤ３０の後端外周には、同リングギヤ３０
の径方向外方へ延びる環状のフランジ２１が一体に形成
されている。

【００５８】前記リングギヤ３０によりタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが駆動連結されている。すなわち、
リングギヤ３０の最外周及び最内周にはそれぞれヘリカ
ルスプライン３０ａ，３０ｂが形成されている。一方、
前記キャップ９の内周にはヘリカルスプライン９ａが形
成されている。そして、ヘリカルスプライン３０ａ，９
ａ同士が噛み合い、また、ヘリカルスプライン３０ｂ，
４ａ同士が相互に噛み合っている。

【００５９】次に、第三実施例の特徴部分について述べ
る。図１０及び図１１に示すように、リングギヤ３０は
その軸心方向へ沿ってキー状をなす第一ギヤ３１と第二
ギヤ３２とに互いに分割され、両ギヤ３１，３２の分割
面３１ａ，３２ａ間は所定の隙間を有している。分割面
３１ａ，３２ａ間の隙間は、両ヘリカルスプライン３０
ａ，９ａのバックラッシよりも大きくなっている。ま
た、第一ギヤ３１及び第二ギヤ３２の最外周及び最内周
に形成された前記ヘリカルスプライン３０ａ，３０ｂは
同一歯形となっている。ここで、同一歯形とは圧力角、
モジュール、歯数及び捩じれ角が同一のことである。

【００６０】前記第一ギヤ３１は断面略台形状に形成さ
れ、同第一ギヤ３１の断面形状のうち周方向の両辺間
は、リングギヤ３０の径方向外方に行く程狭くなってい
る。すなわち、周方向における第一ギヤ３１の分割面３
１ａ及び周方向における互いに対向する第二ギヤ３２の
分割面３２ａ間は、リングギヤ３０の径方向外方に行く
程狭くなっている。

【００６１】そして、リングギヤ３０が軸方向へ沿って
移動した際、その第一ギヤ３１及び第二ギヤ３２は、互
いに離間する方向であるリングギヤ３０の径方向外方へ
沿って移動することにより、両ギヤ３１，３２の分割面
３１ａ，３２ａ同士は互いに密接され、両ギヤ３１，３
２の分割面３１ａ，３２ａ間の隙間はなくなる。それと
ともに、第一ギヤ３１及びキャップ９のヘリカルスプラ
イン３０ａ，９ａと、第二ギヤ３２及びキャップ９のヘ
リカルスプライン３０ａ，９ａと、固定ギヤ４及び第二
ギヤ３２のヘリカルスプライン４ａ，３０ｂとのバック
ラッシはなくなる。

【００６２】次に、上記のように構成された第三実施例
におけるバルブタイミング制御装置の作用について説明
する。なお、リングギヤ３０の回転移動により、吸気バ
ルブと排気バルブとのオーバラップを変化させる動作に
ついては、前記第一実施例と同様であるため、その説明
を省略する。

【００６３】図１１に示すように、リングギヤ３０の回
転中に働く遠心力により、第一ギヤ３１が同リングギヤ
３０の半径方向外方（同図矢印ｃ方向）へ移動される。
このため、第一ギヤ３１のヘリカルスプライン３０ａ
は、キャップ９のヘリカルスプライン９ａに対し押圧さ
れながら、第一ギヤ３１がリングギヤ３０の軸方向へ移
動される。

【００６４】従って、同図点線で示す領域Ｓ5 付近にお
いて、第一ギヤ３１とキャップ９とのヘリカルスプライ
ン３０ａ，９ａの噛み合いは密接状態となる。この結
果、第一ギヤ３１のヘリカルスプライン３０ａと、キャ
ップ９のヘリカルスプライン９ａとのバックラッシはな
くなるとともに、フリクションは大きくなる。

【００６５】一方、リングギヤ３０の回転中に働く遠心
力により、第二ギヤ３２が、同リングギヤ３０の半径方
向外方（同図矢印ｄ方向）へ移動される。このため、第
二ギヤ３２の外周方向中央付近のヘリカルスプライン３
０ａは、キャップ９のヘリカルスプライン９ａに対し押
圧される。それとともに、第二ギヤ３２の両端付近のヘ
リカルスプライン３０ｂは、固定ギヤ４のヘリカルスプ
ライン４ａに対し押圧されながら、第一ギヤ３１がリン
グギヤ３０の軸方向へ移動される。

【００６６】従って、同図点線で示す領域Ｓ6 付近にお
いて、第二ギヤ３２とキャップ９とのヘリカルスプライ
ン３０ａ，９ａとの噛み合いは密接状態となる。また、
同図点線で示す領域Ｓ7 ，Ｓ8 付近において、第二ギヤ
３２と固定ギヤ４とのヘリカルスプライン３０ｂ，４ａ
との噛み合いは密接状態となる。この結果、第二ギヤ３
２のヘリカルスプライン３０ａと、キャップ９及び固定
ギヤ４のヘリカルスプライン４ａ，９ａとのバックラッ
シはなくなるとともに、フリクションは大きくなる。

【００６７】さらに、第一ギヤ３１及び第二ギヤ３２の
相対移動に伴い、第一ギヤ３１の分割面３１ａと第二ギ
ヤ３２の分割面３２ａとの隙間は次第に狭くなる。そし
て、所定位置移動されたところで、両ギヤ３１，３２の
移動が規制されるとともに、両分割面３１ａ，３２ａは
互いに密接され、そのクリアランスはなくなる。

【００６８】上述したように、第三実施例におけるバル
ブタイミング制御装置においては、第一実施例と同様に
して、異音の発生が問題となり応答性が問題とならない
エンジンの高回転時において、バックラッシが低減され
るので、リングギヤ３０、キャップ９及び固定ギヤ４同
士の衝突エネルギーが小さくなり、各々のヘリカルスプ
ライン３０ａ，９ａ，及びヘリカルスプライン３０ｂ，
４ａの噛合騒音の発生を防止することができる。

【００６９】また、周方向における第一ギヤ３１の分割
面３１ａ間及び周方向における互いに対向する第二ギヤ
３２の分割面３２ａは、リングギヤ３０の径方向外方に
向かって狭くなっている。このため、リングギヤ３０が
軸方向へ沿って移動した際、両ギヤ３１，３２の分割面
３１ａ，３２ａ同士は互いに密接される。この結果、両
ギヤ３１，３２の分割面３１ａ，３２ａ同士の クリア
ランスを無くすことができて、分割面３１ａ，３２ａ同
士の衝突騒音の発生を防止することができる。また、第
一３１をキー状をしたので、小さな遠心力でリングギヤ
３０の大きなトルク変動に対応することができる。

【００７０】（第四実施例）次に、第四実施例について
図１２〜図１４に従って説明する。但し、前記第一実施
例と同一構成もしくは相当する構成については同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００７１】本実施例では、前記第一実施例で説明した
リングギヤ１３とは異なるリングギヤが使用されてい
る。図１２及び図１３に示すように、第一実施例におい
て説明した環状空間１２には、リングギヤ４０が配置さ
れている。リングギヤ４０によりタイミングプーリ６と
固定ギヤ４とが駆動連結されている。リングギヤ４０の
最外周及び最内周にはそれぞれヘリカルスプライン４０
ａ，４０ｂが形成されている。そして、リングギヤ４０
とギヤ１１のヘリカルスプライン４０ａ，１１ａ同士が
噛み合い、また、リングギヤ４０と固定ギヤ４のヘリカ
ルスプライン４０ｂ，４ａ同士が相互に噛み合ってい
る。

【００７２】従って、クランクシャフトの回転がタイミ
ングベルト８を介してタイミングプーリ６に伝達される
と、リングギヤ４０によって連結されたタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが一体的に回転され、カムシャフト
２が回転駆動される。

【００７３】次に、第四実施例の特徴部分について述べ
る。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、リング
ギヤ４０はその前端から軸心方向中央付近にかけて切欠
部４１が形成されている。両切欠部４１の切欠面は、リ
ングギヤ４０の半径方向に沿って切欠かれ、その半径方
向外方に向かう程周方向において互いに対向する切欠面
間が拡張されている。従って、この切欠部４１に対応位
置するリングギヤ４０の最外周と最内周は、前記ヘリカ
ルスプライン４０ａ，４０ｂが欠歯されている。また、
切欠部４１に対応位置するキャップ９の外周には回転バ
ランス用のカウンタマス４２が固着され、同カウンタマ
ス４２にて切欠部４１にて切欠かれた重量が補われてい
る。

【００７４】次に、上記のように構成された第四実施例
におけるバルブタイミング制御装置の作用について説明
する。なお、リングギヤ４０の回転移動により、吸気バ
ルブと排気バルブとのオーバラップを変化させる動作に
ついては、前記第一実施例と同様であるため、その説明
を省略する。図１４に示すように、リングギヤ４０の回
転中に働く遠心力により、切欠部４１による偏心荷重
が、同リングギヤ４０の半径方向外方（同図矢印方向）
であるギヤ１１のヘリカルスプライン１１ａに対する押
付け力となって作用される。このため、リングギヤ４０
の回転中心Ｏ3 は固定ギヤ４及びギヤ１１の回転中心Ｏ
4 から反切欠部４１方向（同図矢印方向）へ偏心して回
転される。すなわち、同図点線で示す領域9 において、
リングギヤ４０とギヤ１１とのヘリカルスプライン４０
ａ，１１ａとの噛み合いは密接状態となる。逆に、同図
点線で示す領域10において、リングギヤ４０とギヤ１１
とのヘリカルスプライン４０ｂ，４ａとの噛み合いは密
接状態となる。この結果、領域Ｓ9 におけるリングギヤ
４０とギヤ１１とのバックラッシはなくなるとともに、
フリクションは大きくなる。また、領域10におけるリン
グギヤ４０と固定ギヤ４とのバックラッシはなくなると
ともに、フリクションは大きくなる。

【００７５】また、回転バランス用のカウンタマス４２
により、リングギヤ４０の回転中心が偏心しても、キャ
ップ９の回転は不安定にならず、可変バルブタイミング
機構全体の回転バランスが安定して保持される。

【００７６】上述したように、第四実施例におけるバル
ブタイミング制御装置においては、第一実施例と同様に
して、異音の発生が問題となり応答性が問題とならない
エンジンの高回転時において、バックラッシが低減され
るので、リングギヤ４０、ギヤ１１及び固定ギヤ４同士
の衝突エネルギーが小さくなり、ヘリカルスプライン４
０ａ，１１ａ及びヘリカルスプライン４０ｂ，４ａの噛
合騒音の発生を防止することができる。

【００７７】また、従来の構成と異なり、分割されたリ
ングギヤを連結するための部品を連結するための連結加
工及び製造部品を要することなく、リングギヤ４０に切
欠部４１を設けるだけで噛合騒音の発生を防止すること
ができるので、その製造が容易となるとともに、製造コ
ストの上昇防止を図ることができる。

【００７８】さらに、切欠部４１に対応位置するキャッ
プ９の外周にはカウンタマス４２を設けたので、リング
ギヤ４０が移動した際でも、可変バルブタイミング機構
全体の回転バランスを安定化することができる。

【００７９】（第五実施例）次に第五実施例について図
１５及び図１６に従って説明する。但し、前記第一実施
例と同一構成もしくは相当する構成については同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００８０】図１５及び図１６に示すように、前記第一
実施例において説明した環状空間１２には、略円筒状を
なすリングギヤ５０が配置されている。リングギヤ５０
はタイミングプーリ６と固定ギヤ４とが駆動連結されて
いる。このリングギヤ５０は、互いに同一形状なる略円
筒状の前部ギヤ構成体５１と後部ギヤ構成体と５２から
構成されている。

【００８１】前部ギヤ構成体５１の最外周及び最内周の
それぞれの全周には、それぞれヘリカルスプライン５１
ａ，５１ｂが形成されている。また、後部ギヤ構成体５
２の最外周及び最内周には、それぞれヘリカルスプライ
ン５２ａ，５２ｂが形成されている。また、前部ギヤ構
成体５１及び後部ギヤ構成体５２のヘリカルスプライン
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは同一歯形となってい
る。ここで、同一形状とは圧力角、モジュール、歯数及
び捩じれ角が同一のことである。

【００８２】そして、前部及び後部ギヤ構成体５１，５
２のヘリカルスプライン５１ａ，５２ａとギヤ１１のヘ
リカルスプライン１１ａ同士が噛み合っている。また、
前部及び後部ギヤ構成体５１，５２のヘリカルスプライ
ン５１ｂ，５２ｂと固定ギヤ４のヘリカルスプライン４
ａ同士が相互に噛み合っている。

【００８３】従って、クランクシャフトの回転がタイミ
ングベルト８を介してタイミングプーリ６に伝達される
と、リングギヤ５０によって連結されたタイミングプー
リ６と固定ギヤ４とが一体的に回転され、カムシャフト
２が回転駆動される。なお、図１６では説明の便宜上、
前部及び後部ギヤ構成体５１，５２の歯形は一部のみ図
示され、他は省略されている。

【００８４】次に、第五実施例の特徴部分について述べ
る。図１５及び図１６に示すように、前記前部及び後部
ギヤ構成体５１，５２の隣接される軸心方向端面は、リ
ングギヤ５０の軸心に対し平行な一対の平行部Ｐ1，Ｐ2
と、リングギヤ５０の軸心に対し斜交する平面を有し
て非平行なる一対の受圧部Ｓ1 ，Ｓ2 とを備えている。
本実施例において、受圧面は両ギヤ構成体５１，５２の
受圧部Ｓ1 ，Ｓ2 から構成されている。そして、前部ギ
ヤ構成体５１の平行部Ｐ1 及び後部ギヤ構成体５２の平
行部Ｐ2 と、前部ギヤ構成体５１の受圧部Ｓ1 及び後部
ギヤ構成体５２の受圧部Ｓ2 とは互いに当接されてい
る。

【００８５】そして、リングギヤ５０が作動油により押
圧された際、前部ギヤ構成体５１の平行部Ｐ1 及び後部
ギヤ構成体５２の平行部Ｐ2 同士は互いに離間するた
め、前部ギヤ構成体５１のヘリカルスプライン５１ａ，
５１ｂと、後部ギヤ構成体５２のヘリカルスプライン５
２ａ，５２ｂとの歯すじは僅かにずれるようになってい
る。前記歯すじのずれた状態で、前部及び後部ギヤ構成
体５１，５２は、一体となって同リングギヤ５０の軸心
方向へ回転移動するようになっている。

【００８６】従って、前部及び後部ギヤ構成体５１，５
２のヘリカルスプライン５１ａ，５２ａ及びギヤ１１の
ヘリカルスプライン１１ａと、ヘリカルスプライン５２
ｂ，５２ｂ及び固定ギヤ４のヘリカルスプライン４ａと
のバックラッシはなくなる。

【００８７】次に、上記のように構成された第五実施例
におけるバルブタイミング制御装置の作用について説明
する。なお、リングギヤ５０の回転移動により、吸気バ
ルブと排気バルブとのオーバラップを変化させる動作に
ついては、前記第一実施例と同様であるため、その説明
を省略する。

【００８８】例えば、図１５に示すようにリングギヤ５
０が最遅角側に位置された状態で、進角制御用通路１６
を介して作動油が第二の圧力室１５内に導入される。す
ると、後部ギヤ構成体５２の後端面には前方への油圧力
が働き、後部ギヤ構成体５２は前方へ回転移動する。そ
して、前部ギヤ構成体５１の受圧部Ｓ1 には後部ギヤ構
成体５２から押圧力が伝達され、両ギヤ構成体５１，５
２は一体となって前方へ回転移動される。

【００８９】それとともに、作動油の一部は後部ギヤ構
成体５２及びギヤ１１のヘリカルスプライン５２ａ，１
１ａの噛合部間と、後部ギヤ構成体５２及び固定ギヤ４
のヘリカルスプライン５２ｂ，４ａの噛合部間とを介し
て両ギヤ構成体５１，５２の境界部に流入される。この
ため、後部ギヤ構成体５２の後端面以外にも、後部ギヤ
構成体５２の前面側である受圧部Ｓ2 に後方への油圧力
が働き、さらに、前部ギヤ構成体５１の後面側である受
圧部Ｓ1 にも前方への油圧力が働く。

【００９０】両ギヤ構成体５１，５２の受圧部Ｓ1 ，Ｓ
2 に働く油圧力により、両ギヤ構成体５１，５２は互い
に受圧部Ｓ1 ，Ｓ2 に沿って反対方向へ回転する力が働
く。従って、リングギヤ５０の両ギヤ構成体５１，５２
の境界部は僅かに捩じれ、外周側のヘリカルスプライン
５１ａ，５２ａの歯すじと、内周側のヘリカルスプライ
ン５１ｂ，５２ｂの歯すじとが僅かにずれる。この結
果、リングギヤ５０のヘリカルスプライン５１ａ，５２
ａ，５１ｂ，５２ｂの歯厚増大することにより、リング
ギヤ５０と固定ギヤ４及びギヤ１１との噛合部における
バックラッシが低減される。

【００９１】ここで、後部ギヤ構成体５２の後端面の受
圧面積をＡとし、前部ギヤ構成体５１における受圧部Ｓ
1 の受圧面積をＢ、同じく、後部ギヤ構成体５２におけ
る受圧部Ｓ2 の受圧面積をＢとし、油圧をＰとする。な
お、受圧面積はＡ＜Ｂの関係を有している。

【００９２】上記の受圧面積の関係より、前部ギヤ構成
体５１と後部ギヤ構成体５２とに働く双方の力の関係は
以下のようになる。すなわち、後部ギヤ構成体５２の後
端面には（Ｐ×Ａ）の押圧力が前方へ働き、受圧部Ｓ2
には（Ｐ×Ｂ）の押圧力が後方へ働く。また、前部ギヤ
構成体５１の受圧部Ｓ2 には（Ｐ×Ｂ）の押圧力が前方
へ働く。

【００９３】従って、押圧力（Ｐ×Ｂ）＞（Ｐ×Ａ）の
関係から、後部ギヤ構成体５２は後方に〔Ｐ×（Ｂ−
Ａ）〕の押圧力が働くので、後方へ回転移動され、一
方、前部ギヤ構成体５１は前方へ（Ｐ×Ｂ）の力が働く
ので前部ギヤ構成体５１は前方へ回転移動される。すな
わち、両ギヤ構成体５１，５２はそれらの平行部Ｐ1 ，
Ｐ2 が互いに離間する方向へ回転される。

【００９４】そのため、後部ギヤ構成体５２は後方へ移
動されようとするが、前部ギヤ構成体５１に対し前方へ
働く押圧力（Ｐ×Ｂ）＞後部ギヤ構成体５２に対し後方
へ働く押圧力〔Ｐ×（Ｂ−Ａ）〕の関係により、後部ギ
ヤ構成体５２の受圧部Ｓ2 と前部ギヤ構成体５１の受圧
部Ｓ1 同士は互いに摺動される。よって、受圧部Ｓ1と
受圧部Ｓ2 との摩擦力により両ギヤ構成体５１，５２は
一体的に前方へ回転移動される。

【００９５】この結果、リングギヤ５０は上述したよう
にバックラッシの低減された状態で軸心方向前方へ移動
される。なお、上述した場合の作用において、前部ギヤ
構成体５１の前端面には、第一の圧力室１４内に導入さ
れた作動油を押し出す力がリングギヤ５０に対し抵抗力
となって働くが、前記の力関係に比べて極めて微小なる
抵抗力であるのでその力関係の説明を省略する。

【００９６】加えて、本実施例において、作動油はオイ
ルポンプから吐出されるエンジン油を使用しているの
で、前部及び後部ギヤ構成体５１，５２に作用する油圧
はエンジン回転数が高くなるに伴って増加する。そのた
め、油圧が大きくなるに従い（エンジン回転数が上昇す
るに従い）後部ギヤ構成体５２に働く油圧力が増加す
る。つまり、後部ギヤ構成体５２に働く押圧力はエンジ
ン回転数の上昇に伴って増加する。

【００９７】逆に、リングギヤ５０が最進角側に位置さ
れた状態で、遅角制御用通路１７を介して作動油が第一
の圧力室１４内に導入された場合、前部及び後部ギヤ構
成体５１，５２の力関係は逆となる。そして、リングギ
ヤ５０はバックラッシの低減された状態で軸心方向後方
へ移動される。

【００９８】上述したように、第五実施例におけるバル
ブタイミング制御装置においては、リングギヤ５０を前
部及び後部ギヤ構成体５１，５２より構成し、隣接のギ
ヤ構成体５１，５２の端面に平行部Ｐ1 ，Ｐ2 及び受圧
部Ｓ1 ，Ｓ2 を形成した。このため、リングギヤ５０が
移動した際、ギヤ構成体５１，５２における外周側のヘ
リカルスプライン５１ａ，５２ａと、内周側のヘリカル
スプライン５１ｂ，５２ｂの歯すじのずれによりその歯
厚を実質的に増大させることができる。この結果、両ギ
ヤ構成体５１，５２のヘリカルスプライン５１ａ，５２
ａ及びギヤ１１のヘリカルスプライン１１ａの噛合部
と、両ギヤ構成体５２のヘリカルスプライン５１ｂ，５
２ｂ及び固定ギヤ４のヘリカルスプライン４ａの噛合部
とのバックラッシを低減して、噛合騒音の発生を防止す
ることができる。

【００９９】また、従来の技術と異なり、前部ギヤ構成
体５１及び後部ギヤ構成体５２を連結するための連結ピ
ン等の部品を必要としないので、製造コストの上昇防止
を図ることができる。また、リングギヤ５０にはゴムや
合成樹脂等の連結ピン等の部品を使用していないので、
油温の変化に伴ってリングギヤ５０の寿命が制限される
ことなく、長期にわたって寿命を保証することができ
る。しかも、前部及び後部ギヤ構成体５１，５２は連結
ピンを連結するための連結構造の加工も必要としないの
で容易に製造することができる。

【０１００】なお、本発明は前記第一〜第五実施例に限
定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲
で例えば下記のように任意に変更することも可能であ
る。 （１）第一実施例においては、リングギヤ１３のヘリカ
ルスプライン１３ａを欠歯して欠歯突条１３ｃとし、ギ
ヤ１１のヘリカルスプライン１１ａを欠歯して欠歯溝１
１ｂとした両者１３ｃ，１１ｂを係合したが、これ以外
にも、両者の関係を逆にして、リングギヤ１３に欠歯溝
を形成するとともに、ギヤ１１に欠歯突条を形成しても
よい。

【０１０１】（２）第一実施例において、欠歯突条１３
ｃはリングギヤ１３の最外周に設け、欠歯溝１３ｄはリ
ングギヤ１３の最内周に設けたが、欠歯溝１３ｄを省略
し、欠歯突条１３ｃのみにしてもよい。

【０１０２】（３）第一実施例において、前記欠歯突条
１３ｃはリングギヤ１３のピッチ円周上で一箇所に設け
たが、一箇所に限らず例えば、複数箇所設けてもよい （４）第一実施例において、リングギヤ１３の一部分に
おいて周囲の比重と異なる材料を使用して形成してもよ
い。こうすれば、前記実施例と同様にリングギヤ１３の
回転中心に対し重量アンバランスを得ることができる。

【０１０３】（５）図１５に示すように、前記第二実施
例におけるリングギヤ２０の代わりに以下に示すリング
ギヤ６０を使用してもよい。すなわち、リングギヤ６０
を第一ギヤ６１と第二ギヤ６２とに分割し、両ギヤ６
１，６２の分割面はリングギヤ６０の軸心に対し非平行
となるように斜状に形成してもよい。また、第二実施例
において、第一ギヤ２４におけるヘリカルスプライン２
０ｂを省略してもよい。

【０１０４】（６）前記第三実施例において、周方向に
おける第一ギヤ３１の分割面３１ａ間及び周方向におけ
る互いに対向する第二ギヤ３２の分割面３２ａ間は、リ
ングギヤ３０の径方向へ向かうにしたがって狭くなるよ
うに形成した。この構成に対し、図１６に示すリングギ
ヤ６３のように変更してもよい。すなわち、リングギヤ
６３を第一ギヤ６４と第二ギヤ６５とに分割し、両ギヤ
６４，６５の分割面６４ａ，６５ａは互いに平行をなす
ように形成してもよい。

【０１０５】（７）前記第二及び第三実施例において、
リングギヤ２０，３０はいずれも二分割したが、二分割
に限定されることなく、例えば、リングギヤ２０，３０
を三分割にする等、二分割以上であれば、幾つに分割し
てもよい。

【０１０６】（８）前記第二実施例においては、第一ギ
ヤ２４はリングギヤ２０の前端から後端にかけて分割し
た。これに対し、第一ギヤ２４をリングギヤ２０の前端
から軸心方向中央付近にかけて分割してもよい。

【０１０７】（９）前記第五実施例において、第一及び
第二の圧力室１４，１５内には前部及び後部ギヤ構成体
５１，５２を互いに押圧する圧縮コイルスプリングを配
設してもよい。こうすれば、エンジン回転数が低い場合
においてリングギヤ５０に対して働く油圧が低くても圧
縮コイルスプリングの付勢力によりバックラッシを低減
することができる。

【０１０８】（１０）前記実施例では前部ギヤ構成体５
１及び後部ギヤ構成体５２の平行部Ｐ1 ，Ｐ2 はリング
ギヤ５０の軸心方向に対し平行となるように形成した。
これに以外にも、前記平行部Ｐ1 ，Ｐ2 はリングギヤ５
０の軸心方向に対し斜交する平面を有して非平行となる
ように形成してもよい。

【０１０９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項２に記載の発明によれば、部品点数を削減することに
より製造コストの上昇防止及び製造の容易性を図ること
ができる。また、リングギヤが回転時に偏心するため、
スプラインのバックラッシが低減されることにより噛合
打音による異音を低減することができて、低回転時にお
いてリングギヤの遠心力が小になるのに伴いスプライン
のフリクションが小となるため、バルブタイミング制御
装置の応答性を向上することができるという優れた効果
を奏する。

【０１１０】請求項３に記載の発明によれば、リングギ
ヤの非対象重量部分と軽重配置を反対としたので、プー
リ全体の回転アンバランスを低減することができるとい
う優れた効果を奏する。

【０１１１】請求項４に記載の発明によれば、加工時に
重量アンバランスを形成できるため、リングギヤを容易
に製造することができるという優れた効果を奏する。請
求項５に記載の発明によれば、分割されたリングギヤを
連結する加工工程を要することなく、リングギヤを分割
するだけでスプラインのバックラッシが低減されること
により噛合打音による異音を低減することができるの
で、リングギヤの製造を容易にできるという優れた効果
を奏する。

【０１１２】請求項６に記載の発明によれば、分割面が
リングギヤの径方向外方へ向かうにしたがって狭くした
ので、分割されたリングギヤが径方向へ沿って移動した
際には、分割面同士のクリアランスを無くすことができ
て、クリアランスの管理を不要とすることができるとい
う優れた効果を奏する。

【０１１３】請求項７に記載の発明によれば、ギヤ構成
体の受圧面で受けた際の油圧の分力により、隣接のギヤ
構成体のスプラインの歯すじをずらすことができて、リ
ングギヤとプーリ側のギヤとのバックラッシが低減され
るので、リングギヤとプーリ側のギヤとの噛合騒音の発
生を防止することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施例におけるバルブ
タイミング制御装置の断面図である。

【図２】第一実施例におけるリングギヤの噛合状態を示
す要部部分断面図である。

【図３】第一実施例におけるリングギヤが移動した際の
作用説明図である。

【図４】第一実施例におけるエンジン回転数の上昇に伴
う第一実施例及び従来例のフリクションを比較した説明
図である。

【図５】第一実施例におけるエンジン回転数、音圧及び
フリクションの関係を示す説明図である。

【図６】第一実施例におけるエンジン回転数、音圧及び
バックラッシの関係を示す説明図である。

【図７】第二実施例におけるバルブタイミング制御装置
の断面図である。

【図８】第二実施例におけるリングギヤが移動した際の
作用説明図である。

【図９】第二実施例におけるリングギヤの斜視図であ
る。

【図１０】第三実施例におけるバルブタイミング制御装
置の断面図である。

【図１１】第三実施例におけるリングギヤが移動した際
の作用説明図である。

【図１２】第四実施例におけるバルブタイミング制御装
置の断面図である。

【図１３】第四実施例におけるリングギヤを示し、図１
３（ａ）はその平面図であり、図１３（ｂ）はその正面
図であり、図１３（ｃ）はその縦断面図である。

【図１４】第四実施例におけるリングギヤが移動した際
の作用説明図である。

【図１５】第五実施例におけるバルブタイミング制御装
置の断面図である。

【図１６】第五実施例におけるリングギヤの分解斜視図
である。

【図１７】別の実施例におけるリングギヤの斜視図であ
る。

【図１８】別の実施例におけるリングギヤの略断面図で
ある。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、２…カムシャフト、４…固定ギ
ヤ、６…タイミングプーリ、１１…ギヤ、１１ａ…ヘリ
カルスプライン、３１ａ，３２ａ…分割面、１３，２
０，３０，４０，５０…リングギヤ、１３ａ，２０ａ，
３０ａ，４０ａ，５１ａ，５２ａ…ヘリカルスプライ
ン、５１…前部ギヤ構成体、５２…後部ギヤ構成体、Ｓ
1 …受圧部（受圧面）、Ｓ2 …受圧部（受圧面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 嘉人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトと、
   そのカムシャフトを駆動するためのプーリとの間に内外
   周面にスプラインを有し、そのうち一方はヘリカルスプ
   ラインである円筒状のリングギヤをスプライン嵌合によ
   り介在させ、そのリングギヤの端部に作動油の油圧を作
   用させてカムシャフト軸方向へ移動させることでプーリ
   とカムシャフトの回転位相を変化させ、バルブの開閉時
   期を可変としたバルブタイミング制御装置において、 前記リングギヤがエンジン運転によりプーリとともに回
   転した際に同リングギヤの回転軸心をプーリの回転軸心
   から偏心させてリングギヤのスプラインと前記プーリ側
   のギヤのスプラインとを密接状態にすべく、同リングギ
   ヤの形状を回転中心に対し非対象としたことを特徴とす
   る内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトと、
   そのカムシャフトを駆動するためのプーリとの間に内外
   周面にスプラインを有し、そのうち一方はヘリカルスプ
   ラインである円筒状のリングギヤをスプライン嵌合によ
   り介在させ、そのリングギヤの端部に作動油の油圧を作
   用させてカムシャフト軸方向へ移動させることでプーリ
   とカムシャフトの回転位相を変化させ、バルブの開閉時
   期を可変としたバルブタイミング制御装置において、 前記リングギヤがエンジン運転によりプーリとともに回
   転した際に同リングギヤの回転軸心をプーリの回転軸心
   から偏心させてリングギヤのスプラインと前記プーリ側
   のギヤのスプラインとを密接状態にすべく、同リングギ
   ヤの重量を回転中心に対し非対象としたことを特徴とす
   る内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置において、 前記リングギヤの回転中心に対し重量が非対象となる部
   分に対応してプーリ側のギヤにはリングギヤの非対象重
   量部分とはその軽重配置が反対となるように、プーリの
   回転中心に対して重量を非対象に形成したことを特徴と
   する内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置において、 前記リングギヤの各ヘリカルスプラインのピッチを部分
   的に異ならしめることにより、リングギヤに非対象重量
   部分を形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイ
   ミング制御装置。
5. 【請求項５】請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置において、 前記リングギヤの一部が径方向に沿って移動可能となる
   ように同リングギヤを径方向において非対象に分割した
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装
   置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置において、 分割されたリングギヤのうち少なくとも一つのリングギ
   ヤの分割面の間の間隔を径方向外方へ向う程狭くなるよ
   うに形成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置において、 前記リングギヤを複数のギヤ構成体より構成し、ギヤ構
   成体の移動方向において、作動油の油圧を受圧するため
   の隣接のギヤ構成体の端部には同リングギヤの軸心に対
   し傾斜した受圧面を備えたことを特徴とする内燃機関の
   バルブタイミング制御装置。