JP2012092720A - Variable valve timing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星歯車機構を備えた可変バルブタイミング装置に関する The present invention relates to a variable valve timing device having a planetary gear mechanism.
特許文献１は、遊星歯車機構を備えた可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ装置という）を開示している。このＶＶＴ装置は、クランクシャフトからカムシャフトに回転力を伝達する伝達経路上に設けられている。さらに、遊星歯車機構のプラネタリを偏心状態に支持するキャリヤには、プラネタリを押す板バネが設けられている。板バネは、ギヤのバックラッシュを抑制し、異音の発生を抑制している。 Patent Document 1 discloses a variable valve timing device (hereinafter referred to as a VVT device) having a planetary gear mechanism. This VVT device is provided on a transmission path for transmitting rotational force from the crankshaft to the camshaft. Further, the carrier that supports the planetary gear mechanism planetary in an eccentric state is provided with a leaf spring that pushes the planetary. The leaf spring suppresses gear backlash and suppresses the generation of abnormal noise.
従来技術の構成では、特殊な形状の板バネを、キャリヤの一部分にだけ設ける必要があった。このため、構成が複雑化するという問題点があった。さらに、組み立ての難度が高くなる、作動中の騒音が大きくなる、耐久性が低下するといった問題点を有していた。 In the configuration of the prior art, it is necessary to provide a specially shaped leaf spring only on a part of the carrier. Therefore, there is a problem that the configuration becomes complicated. Furthermore, there are problems that the difficulty of assembly is increased, noise during operation is increased, and durability is lowered.
例えば、従来技術では、板バネを収容するための収容室を形成する必要があった。収容室を形成するための加工が必要となる不利に加えて、キャリヤの円筒部に収容室を形成するために難度が高い加工工程を採用する必要があった。また、収容室を形成するために体格を大型化する必要があった。また、板バネを収容室内に保持するためのスナップリング等の固定部材が必要であった。また、板バネを圧縮しながら組み付ける必要があるため、組立作業が困難であった。また、キャリヤとプラネタリとの間に板バネを配置する構成では、プラネタリを軸方向および径方向に正確に位置決めすることが困難であった。このため、ギヤの偏磨耗、騒音の増加といった問題点を生じた。また、ギヤのバックラッシュを抑制するためには板バネのバネ定数を高める必要があるが、板バネから与えられる荷重はベアリングの耐久性を低下させることがあった。 For example, in the prior art, it is necessary to form a storage chamber for storing the leaf spring. In addition to the disadvantage that processing for forming the storage chamber is required, it has been necessary to employ a processing step with high difficulty in order to form the storage chamber in the cylindrical portion of the carrier. Moreover, it was necessary to enlarge the physique in order to form a storage chamber. Further, a fixing member such as a snap ring for holding the leaf spring in the accommodation chamber is necessary. Further, since it is necessary to assemble the leaf spring while compressing it, the assembling work is difficult. Further, in the configuration in which the leaf spring is disposed between the carrier and the planetary, it is difficult to accurately position the planetary in the axial direction and the radial direction. For this reason, problems such as uneven wear of gears and increase in noise occurred. Further, in order to suppress the backlash of the gear, it is necessary to increase the spring constant of the leaf spring. However, the load applied from the leaf spring may reduce the durability of the bearing.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特殊な形状の板バネを用いることなく遊星歯車機構のギヤを正規に噛み合わせることができる可変バルブタイミング装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable valve timing device that can normally mesh the planetary gear mechanism without using a specially shaped leaf spring. It is.
本発明の他の目的は、プラネタリを軸方向および径方向に対して正確に位置決めすることができる可変バルブタイミング装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a variable valve timing device capable of accurately positioning a planetary with respect to the axial direction and the radial direction.
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
請求項１に記載の発明は、内燃機関（２）のクランクシャフト（３）とカムシャフト（４）との間に設けられ、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を調節する可変バルブタイミング装置において、クランクシャフトおよびカムシャフトの一方に連動する第１部材（３１）と、クランクシャフトおよびカムシャフトの他方に連動する第２部材（４１）と、第１部材と第２部材との間に設けられた位相変換機構とを備え、位相変換機構は、入力部材および第２部材に対して偏心した偏心状態に配置され、入力部材に設けられた駆動ギヤ（６１）に噛み合う第１ギヤ（６３）、および第２部材に設けられた従動ギヤ（６２）に噛み合う第２ギヤ（６４）を有するプラネタリ（５１）と、第１部材（３１）に回転可能に支持され、プラネタリを偏心状態に支持するキャリヤ（５２、３５２）と、第１部材（３１）とキャリヤ（５２、３５２）との間、および／またはキャリヤ（５２、３５２）とプラネタリ（６１）との間に設けられた環状の弾性部材（５５、２５５、３５５、４５５）を備えることを特徴とする。この構成によると、環状の弾性部材によって遊星歯車機構のギヤを正規に噛み合わせることができる。 The invention according to claim 1 is a variable valve timing device that is provided between the crankshaft (3) and the camshaft (4) of the internal combustion engine (2) and adjusts the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft. Provided between the first member and the second member, the first member (31) linked to one of the crankshaft and the camshaft, the second member (41) linked to the other of the crankshaft and the camshaft, A first gear (63) that is arranged in an eccentric state that is eccentric with respect to the input member and the second member, and that meshes with a drive gear (61) provided on the input member; A planetary (51) having a second gear (64) meshing with a driven gear (62) provided on the second member, and a first member (31) rotatably supported by the planetary (51) A carrier (52, 352) for supporting the tart eccentrically, between the first member (31) and the carrier (52, 352) and / or between the carrier (52, 352) and the planetary (61). An annular elastic member (55, 255, 355, 455) provided is provided. According to this configuration, the planetary gear mechanism can be properly meshed with the annular elastic member.
請求項２に記載の発明は、キャリヤ（５２、３５２）は、第１部材（３１）に回転可能に支持された支持部（５２ｂ、３５２ｂ）と、プラネタリを偏心状態に支持する偏心部（５２ｃ、３５２ｃ）とを有し、プラネタリは、第１部材に設けられた駆動ギヤ（６１）に噛み合う第１ギヤ（６３）、および第２部材に設けられた従動ギヤ（６２）に噛み合う第２ギヤ（６４）を有し、支持部の中心軸（ＡＸＣ）と偏心部の中心軸（ＡＸＳ）との間の偏心量（ｅｃ）は、駆動ギヤ、第１ギヤ、従動ギヤ、および第２ギヤによって構成される遊星歯車機構が必要とする標準偏心量（ｅ）より大きく設定されていることを特徴とする。この構成によると、環状の弾性部材によって遊星歯車機構のギヤを正規に噛み合わせることができる。 According to the second aspect of the present invention, the carrier (52, 352) includes a support portion (52b, 352b) rotatably supported by the first member (31), and an eccentric portion (52c) that supports the planetary in an eccentric state. , 352c), and the planetary gear is a first gear (63) that meshes with a drive gear (61) provided on the first member, and a second gear that meshes with a driven gear (62) provided on the second member. (64), and the amount of eccentricity (ec) between the central axis (AXC) of the support portion and the central axis (AXS) of the eccentric portion is determined by the drive gear, the first gear, the driven gear, and the second gear. It is characterized in that it is set to be larger than the standard eccentricity (e) required for the planetary gear mechanism to be constructed. According to this configuration, the planetary gear mechanism can be properly meshed with the annular elastic member.
請求項３に記載の発明は、偏心量（ｅｃ）と標準偏心量（ｅ）との差により弾性部材（５５、２５５、３５５、４５５）が圧縮変形することを特徴とする。この構成によると、環状の弾性部材によって遊星歯車機構のギヤを正規に噛み合わせることができる。
The invention according to
請求項４に記載の発明は、キャリヤおよびプラネタリを含み、第１部材（３１）に回転可能に支持されるすべての部品が、軸方向および径方向に対して互いに固定されていることを特徴とする。この構成によると、プラネタリを軸方向および径方向に対して正確に位置決めすることができる。 The invention according to claim 4 is characterized in that all parts including a carrier and a planetary and are rotatably supported by the first member (31) are fixed to each other in the axial direction and the radial direction. To do. According to this configuration, the planetary can be accurately positioned with respect to the axial direction and the radial direction.
請求項５に記載の発明は、さらに、第１部材（３１）とキャリヤ（５２、３５２）との間に設けられた第１ベアリング（５３、２５３）と、キャリヤ（５２、３５２）とプラネタリ（６１）との間に設けられた第２ベアリング（５４、４５４）を備えることを特徴とする。この構成によると、滑らかな回転を提供することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the first bearing (53, 253) provided between the first member (31) and the carrier (52, 352), the carrier (52, 352), and the planetary ( 61) is provided with a second bearing (54, 454). According to this configuration, smooth rotation can be provided.
請求項６に記載の発明は、弾性部材（５５）は、第１部材（３１）と第１ベアリング（５３）との間に設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the elastic member (55) is provided between the first member (31) and the first bearing (53).
請求項７に記載の発明は、弾性部材（２５５）は、第１ベアリング（２５３）とキャリヤ（５２）との間に設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項８に記載の発明は、弾性部材（３５５）は、キャリヤ（３５２）と第２ベアリング（５４）との間に設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項９に記載の発明は、弾性部材（４５５）は、第２ベアリング（４５４）とプラネタリ（５１）との間に設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is characterized in that the elastic member (455) is provided between the second bearing (454) and the planetary (51).
請求項１０に記載の発明は、キャリヤ、プラネタリ、第１ベアリング、第２ベアリング、および弾性部材が互いに圧入によって固定されていることを特徴とする。この構成によると、比較的簡単な圧入によって、プラネタリを軸方向および径方向に対して正確に位置決めすることができる。 The invention according to claim 10 is characterized in that the carrier, the planetary, the first bearing, the second bearing, and the elastic member are fixed to each other by press-fitting. According to this configuration, the planetary can be accurately positioned with respect to the axial direction and the radial direction by relatively simple press-fitting.
請求項１１に記載の発明は、さらに、遊星歯車機構を駆動する電気モータ（７）を備えることを特徴とする。この構成によると、電気モータによって駆動可能な構成においても、遊星歯車機構のギヤを正規に噛み合わせることができる。 The invention described in claim 11 further includes an electric motor (7) for driving the planetary gear mechanism. According to this configuration, the gear of the planetary gear mechanism can be properly meshed even in a configuration that can be driven by an electric motor.
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and the above-described means indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and are technical terms of the present invention. It does not limit the range.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ装置という）を搭載した車両用の内燃機関システム１を示すブロック図である。内燃機関２（以下、エンジン２という）は、多気筒の４サイクルエンジンである。図中には、１気筒に関連する構成部品が模式的に図示されている。エンジン２は、出力軸としてのクランクシャフト３と、吸気バルブおよび／または排気バルブを駆動するカムシャフト４とを有する。クランクシャフト３とカムシャフト４との間には、駆動力を伝達する伝達機構５が設けられている。この実施例の伝達機構５は、チェーンとスプロケットとを含むチェーン機構である。伝達機構５は、歯付ベルトと歯車とを含むベルト機構、または複数の歯車を含むギヤ機構によって構成されてもよい。伝達機構５は、カムシャフト４を駆動するためにクランクシャフト３の回転をカムシャフト４に伝達する伝達経路を提供する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an internal combustion engine system 1 for a vehicle equipped with a variable valve timing device (hereinafter referred to as a VVT device) according to a first embodiment to which the present invention is applied. The internal combustion engine 2 (hereinafter referred to as the engine 2) is a multi-cylinder four-cycle engine. In the drawing, components related to one cylinder are schematically shown. The
伝達機構５には、クランクシャフト３に対するカムシャフト４の回転位相を調節するＶＶＴ装置６が設けられている。ＶＶＴ装置６は、クランクシャフト３とカムシャフト４との間に設けられている。ＶＶＴ装置６は、カムシャフト４の一端に設けられている。ＶＶＴ装置６は、円柱状に構成されている。ＶＶＴ装置６の外周面には、伝達機構５と連動するためのスプロケットが設けられている。ＶＶＴ装置６は、クランクシャフト３、すなわち伝達機構５の回転位相と、カムシャフト４の回転位相とを所定の可変範囲内で調節する位相変換機構を内蔵している。位相変換機構は、遊星歯車機構である。遊星歯車機構は、差動歯車機構とも呼ぶことができる。ＶＶＴ装置６は、遊星歯車機構を駆動するための電気モータ（ＭＴＲ）７を備える。電気モータ７は、プラネタリキャリヤの位置を調節することにより、位相を調節する。
The
ＶＶＴ装置６は、制御系を構成する制御装置（ＣＴＲ）８と複数のセンサ（ＳＮＲ）９とを備える。制御装置８は、センサ９から入力される信号に基づいて電気モータ７を制御する。センサ９は、複数のセンサを含むことができる。例えば、センサ９には、クランクシャフト３の回転角度を検出するクランク角センサ、およびカムシャフト４の回転角度を検出するカム角センサを含むことができる。
The VVT device 6 includes a control device (CTR) 8 and a plurality of sensors (SNR) 9 constituting a control system. The
制御装置８は、エンジン２の運転状態に応じて最適なバルブタイミングを提供するように電気モータ７を制御する。制御装置８は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、メモリによって提供されうる。プログラムは、制御装置８によって実行されることによって、制御装置８をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置８を機能させる。制御装置８が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
The
図２は、第１実施形態のＶＶＴ装置６の断面図である。ＶＶＴ装置６は、クランクシャフト３に連動する入力部材３１と、カムシャフト４に連動する出力部材４１とを有する。入力部材３１は、第１部材とも呼ばれる。出力部材４１は、第２部材とも呼ばれる。入力部材３１は、伝達経路における回転の入力側に設けられており、入力回転部材、または駆動部材とも呼ばれる。出力部材４１は、伝達経路における回転の出力側に設けられており、出力回転部材、または従動部材とも呼ばれる。出力部材４１は、カムシャフト４の一端の端面にボルトによって固定される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the VVT device 6 according to the first embodiment. The VVT device 6 includes an
入力部材３１は、カムシャフト４の一端の外周面に回転可能に支持されている。入力部材３１は、カムシャフト４の回転軸と同軸上に設けられている。入力部材３１は、スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とを備える。スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とは、複数のボルト３５によって軸方向に締結されている。スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とは、駆動歯車部材３４の径方向内側に開口部を有し、スプロケット３２の径方向内側がカムシャフト４によって閉じられる筒状部材を提供している。スプロケット３２に掛けられたチェーンにより、入力部材３１は、クランクシャフト３と連動する。スプロケット３２とハウジング３３との間には、位置決め用のピン３６が配置されている。
The
出力部材４１は、カップ状に形成されている。出力部材４１は、カムシャフト４の端面に固定される底壁と、底壁の径方向外側からカムシャフト４の軸方向に延び出す円筒状の外壁とを有する。出力部材４１とハウジング３３との間には、出力部材４１とハウジング３３との周方向に関する相対回転を、所定の可変範囲内においてのみ許容する扇状の噛み合い部が設けられている。この可変範囲は、ＶＶＴ装置６の回転位相の可変範囲に対応する。
The
入力部材３１と出力部材４１との間には、入力部材３１と出力部材４１との一部を含み、さらにプラネタリ５１とキャリヤ５２とを含む遊星歯車機構が設けられている。遊星歯車機構は、入力部材３１から出力部材４１へ回転力を伝達する。さらに、遊星歯車機構は、入力部材３１と出力部材４１との間の回転位相を調節する。遊星歯車機構は、入力部材３１に設けられた駆動ギヤ６１と、出力部材に設けられた従動ギヤ６２とを含む。駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２とは、内歯である。駆動ギヤ６１は、駆動歯車部材３４に形成されている。従動ギヤ６２は、出力部材４１の外壁の内面に形成されている。
Between the
プラネタリ５１は、大径部と小径部とを有する段付き筒状に形成されている。プラネタリ５１は、入力部材３１および出力部材４１に対して偏心した偏心状態に配置される。プラネタリ５１の大径部は、駆動歯車部材３４の径方向内側に配置されている。プラネタリ５１の小径部は、出力部材４１の径方向内側に配置されている。プラネタリ５１は、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２とに対して偏心して配置されている。プラネタリ５１の大径部には、駆動ギヤ６１に噛み合う第１ギヤ６３が形成されている。プラネタリ５１の小径部には、従動ギヤ６２とに噛み合う第２ギヤ６４が形成されている。ギヤ６３、６４は、外歯である。駆動ギヤ６１と第１ギヤ６３とは、プラネタリ５１の偏心方向において部分的にだけ噛み合っている。従動ギヤ６２と第２ギヤ６４とは、プラネタリ５１の偏心方向において部分的にだけ噛み合っている。この実施形態では、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２との一方がサンギヤを提供し、他方がリングギヤを提供している。
The planetary 51 is formed in a stepped cylindrical shape having a large diameter portion and a small diameter portion. The planetary 51 is arranged in an eccentric state that is eccentric with respect to the
キャリヤ５２は、プラネタリ５１の径方向内側に配置されている。キャリヤ５２は、入力部材３１の駆動歯車部材３４に回転可能に支持され、プラネタリ５１を偏心状態に支持する。キャリヤ５２の内面には、電気モータ９に連結するための溝部５２ａが形成されている。キャリヤ５２は、駆動歯車部材３４によって支持される円筒状の支持部５２ｂと、プラネタリ５１を支持する円筒状の偏心部５２ｃとを備える。支持部５２ｂは、カムシャフト４の回転のための中心軸ＡＸＲとほぼ同心に配置されるから、同心部とも呼ぶことができる。キャリヤ５２の偏心部５２ｃは、プラネタリ５１を偏心状態に支持する。キャリヤ５２は、駆動ギヤ６１とギヤ６３、および従動ギヤ６２とギヤ６４の噛み合い状態が維持されるようにプラネタリ５１を支持する。入力部材３１とキャリヤ５２との間、すなわち駆動歯車部材３４とキャリヤ５２との間には、ベアリング５３が設けられている。ベアリング５３の内輪は支持部５２ｂに固定されている。キャリヤ５２は、ベアリング５３によって駆動歯車部材３４に回転可能に支持されている。ベアリング５３は、第１ベアリング５３とも呼ばれる。
The
キャリヤ５２とプラネタリ５１との間には、ベアリング５４が設けられている。ベアリング５４は、プラネタリ５１がキャリヤ５２に対して自由に回転することを許容する。ベアリング５４は、第２ベアリング５４とも呼ばれる。
A
さらに、キャリヤ５２と駆動歯車部材３４との間には、環状の弾性部材５５が設けられている。弾性部材５５は、駆動歯車部材３４とベアリング５３との間、すなわち入力部材３１とベアリング５３との間に設けられている。ベアリング５３の外輪は弾性部材５５に固定されている。弾性部材５５は、ゴム製の筒状体である。弾性部材５５は、後述する偏心量の差ｄを変形によって吸収できる程度の厚さを有する。弾性部材５５は、隣接して設けられたベアリング５３の軸方向長さに相当する軸方向長さを有する。弾性部材５５は、少なくともプラネタリ５１を偏心方向、すなわちギヤ６１−６４の噛み合い位置に向けて押し出す付勢部材を提供する。弾性部材５５は、ベアリング５３とキャリヤ５２とプラネタリ５１とを偏心方向に向けて押し出している。
Further, an annular
弾性部材５５は、駆動歯車部材３４の径方向内側に圧入され、圧入だけによって固定されている。また、ベアリング５３の外輪は、弾性部材５５の径方向内側に圧入され、圧入だけによって固定されている。ベアリング５３の内輪は、支持部５２ｂの外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。ベアリング５４の内輪は、偏心部５２ｃの外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。さらに、ベアリング５４の外輪は、プラネタリ５１の径方向内側に圧入され、圧入だけによって固定されている。
The
プラネタリ５１、キャリヤ５２、ベアリング５３、５４、および弾性部材５５は、遊星歯車機構の遊星運動を生じるための可動部を構成する部品である。この実施形態では、可動部を構成するすべての部品が、軸方向および径方向に対して互いに固定されている。しかも、すべての部品が、互いに圧入によって固定されている。
The planetary 51, the
図３は、第１実施形態のＶＶＴ装置６の偏心量を示す平面図である。図中には、入力部材３１、出力部材４１、およびプラネタリ５１が模式的に図示されている。カムシャフト４は中心軸ＡＸＲの周りを回転する。遊星歯車機構の可動部を支持する駆動歯車部材３４の内面、すなわち弾性部材５５が圧入されている内面は、中心軸ＡＸＲと同軸に形成されている。駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２とは、中心軸ＡＸＲと同軸に設けられている。プラネタリ５１に設けられた第１ギヤ６３と第２ギヤ６４とは、プラネタリ５１の回転のための中心軸ＡＸＰと同軸に設けられている。中心軸ＡＸＰは、キャリヤ５２の偏心部５２ｃの中心軸ＡＸＳと同じである。中心軸ＡＸＰは、中心軸ＡＸＲから、標準偏心量ｅだけ偏心している。標準偏心量ｅは、駆動ギヤ６１、第１ギヤ６３、従動ギヤ６２、および第２ギヤ６４によって構成される遊星歯車機構が必要とする偏心量である。この状態で、ギヤ６１−６４が所定の噛み合い状態となる。キャリヤ５２の支持部５２ｂは中心軸ＡＸＣと同軸の円筒状の部材である。キャリヤ５２が提供する偏心量ｅｃは、支持部５２ｂの中心軸ＡＸＣと偏心部５２ｃの中心軸ＡＸＳとの距離である。偏心量ｅｃは、標準偏心量ｅよりわずかに大きく設定されている。中心軸ＡＸＳの位置は、中心軸ＡＸＰに一致しているから、中心軸ＡＸＣは、中心軸ＡＸＲに対して、中心軸ＡＸＰとは反対側に位置する。
FIG. 3 is a plan view showing the amount of eccentricity of the VVT device 6 of the first embodiment. In the figure, an
標準偏心量ｅは、ｅ＝（Ｄｉ−Ｄｏ）／２＝ｍ×（Ｚｉ−Ｚｏ）／２により与えられる。ここで、ｍはギヤのモジュール、Ｚｉは内歯の歯数、Ｚｏは外歯の歯数、Ｄｉは内歯のピッチ径、Ｄｏは外歯のピッチ径である。なお、Ｄｉ＝ｍ×Ｚｉ、Ｄｏ＝ｍ×Ｚｏである。 The standard eccentricity e is given by e = (Di−Do) / 2 = m × (Zi−Zo) / 2. Here, m is a gear module, Zi is the number of teeth of internal teeth, Zo is the number of teeth of external teeth, Di is the pitch diameter of internal teeth, and Do is the pitch diameter of external teeth. Di = m × Zi and Do = m × Zo.
キャリヤ５２が提供する実際の偏心量ｅｃと、標準偏心量ｅとの差ｄ（ｄ＝ｅｃ−ｅ）は、過剰偏心量とも呼ぶことができる。図中には、偏心量ｅｃ、標準偏心量ｅ、および差ｄがやや誇張して図示されている。過剰偏心量は、弾性部材５５が圧縮変形することによって吸収される。弾性部材５５は、過剰偏心量によって圧縮方向へ変形することにより、自身の弾性復元力によりベアリング５３とキャリヤ５２とプラネタリ５１とを偏心方向に向けて押し出している。さらに、弾性部材５５は、ギヤ６１−６４の誤差、ＶＶＴ装置６の複数の部品の誤差に起因する中心軸ＡＸＰ、ＡＸＣの誤差を吸収するように変形する。
The difference d (d = ec−e) between the actual eccentricity ec provided by the
環状弾性部材５５は、ギヤ６１−６４の噛み合いにおけるバックラッシュを抑制する程度の弾性を有する。ただし、環状弾性部材５５の弾性は過剰に高くはない。環状弾性部材５５の弾性は、ベアリング５３、５４に過大な負荷が加わらない程度に設定されている。
The annular
また、遊星歯車機構としての可動部を構成する複数の部品を互いに圧入によって固定し、連結することができる。この構成によると、弾性部材５５を固定するためのスナップリング等の固定部材を必要としない。
In addition, a plurality of parts constituting the movable part as the planetary gear mechanism can be fixed and connected to each other by press fitting. According to this configuration, a fixing member such as a snap ring for fixing the
さらに、可動部と駆動歯車部材３４との間を圧入によって固定できる。このため、可動部を構成する複数の部品、例えばプラネタリ５１の軸方向および径方向の位置を確実に定めることができる。この結果、プラネタリの軸方向位置を規定するためのスラストワッシャなどを必要としない。
Furthermore, the movable portion and the
また、ゴム製の弾性部材５５は、径方向ばかりでなく、軸方向へも変形可能であるため、プラネタリ５１の軸方向位置の誤差を吸収することができる。
Further, since the rubber
さらに、円筒状の弾性部材５５は、組立作業が容易である。また、円筒状の弾性部材５５は、円柱外面、または円筒内面に組み付けることができる。このため、弾性部材５５を組み付ける部品、例えばキャリヤ５２の外周面をシンプルな円形とすることができる。この結果、加工が容易になる。
Further, the cylindrical
（第２実施形態）
図４は、本発明を適用した第２実施形態に係るＶＶＴ装置２０６の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のベアリング５３と弾性部材５５に代えて、ベアリング２５３と弾性部材２５５とを用いる。ベアリング２５３の外輪は、駆動歯車部材３４の径方向内側面に圧入され、圧入だけによって固定されている。ベアリング２５３の径方向内側には、環状の弾性部材２５５が配置されている。弾性部材２５５は、ベアリング２５３とキャリヤ５２との間に設けられている。弾性部材２５５は、支持部５２ｂの外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。この実施形態においても、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a
（第３実施形態）
図５は、本発明を適用した第３実施形態に係るＶＶＴ装置３０６の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のキャリヤ５２と弾性部材２５５に代えて、キャリヤ３５２と弾性部材３５５とを用いる。キャリヤ３５２は、支持部３５２ｂと、偏心部３５２ｃとを有する。支持部３５２ｂは、支持部５２ｂより厚く形成されている。偏心部３５２ｃは、弾性部材３５５を装着するために、偏心部５２ｃより薄く形成されている。環状の弾性部材３５５は、キャリヤ５２とプラネタリ５１との間に設けられている。弾性部材３５５は、キャリヤ５２とベアリング５４との間に設けられている。弾性部材３５５は、偏心部５２ｃの外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。また、ベアリング５４は、弾性部材３５５の外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
支持部３５２ｂは、駆動歯車部材３４に対して径方向へ移動不能に固定される。よって、支持部３５２ｂの中心軸ＡＸＣは、カムシャフト４の中心軸ＡＸＲに一致する。偏心部３５２ｃの中心軸ＡＸＳは、プラネタリ５１の中心軸ＡＸＲに対して、中心軸ＡＸＲ、ＡＸＣとは反対側に位置する。過剰偏心量は、弾性部材３５５が圧縮変形することによって吸収される。弾性部材３５５は、過剰偏心量によって圧縮方向へ変形することにより、自身の弾性復元力によりベアリング５４とプラネタリ５１とを偏心方向に向けて押し出している。この実施形態においても、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
The
（第４実施形態）
図６は、本発明を適用した第４実施形態に係るＶＶＴ装置４０６の断面図である。この実施形態では、先行する実施形態のベアリング５４と弾性部材３５５に代えて、ベアリング４５４と弾性部材４５５とを用いる。ベアリング４５５の内輪は、偏心部３５２ｃ外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。ベアリング４５５の径方向外側には、環状の弾性部材４５５が配置されている。弾性部材４５５は、ベアリング４５４とプラネタリ５１との間に設けられている。弾性部材４５５は、ベアリング４５５の外輪の外面に圧入され、圧入だけによって固定されている。この実施形態においても、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
上記実施形態では、環状の弾性部材５５、２５５、３５５、４５５は、ゴム製の筒状体である。これに代えて、ゴム製のＯリングを用いてもよい。また、金属製の弾性部材を用いてもよい。例えば、弾性部材は、環状に形成された金属製の波形板、または放射状に配置された複数の金属製バネによって提供することができる。
In the said embodiment, the cyclic | annular
また、上記実施形態では、弾性部材５５、２５５、３５５、４５５を、入力部材３１とキャリヤ５２、３５２との間、またはキャリヤ５２、３５２とプラネタリ５１との間に設けた。これに代えて、弾性部材を、入力部材３１とキャリヤ５２、３５２との間、およびキャリヤ５２、３５２とプラネタリ５１との間の両方に設けてもよい。また、弾性部材を、ベアリングの径方向内側と径方向外側との両方に設けてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、可動部を構成するすべての部品を圧入によって固定した。これに代えて、ネジ結合、固定部材を用いた結合、スナップフィット、接着、溶接などの固定手段を、一部の部品の固定に、またはすべての部品の固定に用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, all the parts which comprise a movable part were fixed by press injection. Alternatively, fixing means such as screw connection, connection using a fixing member, snap fit, adhesion, and welding may be used for fixing some parts or all parts.
また、上記実施形態では、ボールベアリングをベアリング５３、５４、２５３、４５４に用いた。これに代えて、ローラーベアリング、すべりベアリングなどを用いてもよい。
In the above embodiment, ball bearings are used for the
また、キャリヤ５２、３５２は、出力部材４１に回転可能に支持されてもよい。
The
また、本発明は、位相変換機構の一部に遊星歯車機構を備える構成にも適用することができる。例えば、特許文献１に開示されるような、減速部としての遊星歯車機構と、位相変換部としてのカムリンク機構とを備えるＶＶＴ装置に本発明の構成を適用し、減速部としての遊星歯車機構に環状の弾性部材を設けてもよい。 The present invention can also be applied to a configuration in which a planetary gear mechanism is provided as part of the phase conversion mechanism. For example, the configuration of the present invention is applied to a VVT device including a planetary gear mechanism as a speed reduction unit and a cam link mechanism as a phase conversion unit as disclosed in Patent Document 1, and a planetary gear mechanism as a speed reduction unit. An annular elastic member may be provided.
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。 For example, the means and functions provided by the control device can be provided by software only, hardware only, or a combination thereof. For example, the control device may be configured by an analog circuit.
１ 内燃機関システム（エンジンシステム）、２ エンジン、３ クランクシャフト、４ カムシャフト、５ 伝達機構、６ 可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ装置）、７ 電気モータ、８ 制御装置、９ センサ、３１ 入力部材、４１ 出力部材、５１ プラネタリ、５２ キャリヤ、５５ 弾性部材、２０６ ＶＶＴ装置、２５５ 弾性部材、３０６ ＶＶＴ装置、３５５ 弾性部材、４０６ ＶＶＴ装置、４５５ 弾性部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine system (engine system), 2 engine, 3 crankshaft, 4 camshaft, 5 transmission mechanism, 6 variable valve timing apparatus (VVT apparatus), 7 electric motor, 8 control apparatus, 9 sensor, 31 input member, 41 Output member, 51 planetary, 52 carrier, 55 elastic member, 206 VVT device, 255 elastic member, 306 VVT device, 355 elastic member, 406 VVT device, 455 elastic member.
Claims (11)
前記クランクシャフトおよび前記カムシャフトの一方に連動する第１部材（３１）と、
前記クランクシャフトおよび前記カムシャフトの他方に連動する第２部材（４１）と、
前記第１部材と前記第２部材との間に設けられた位相変換機構とを備え、
前記位相変換機構は、
前記第１部材および前記第２部材に対して偏心した偏心状態に配置されたプラネタリ（５１）と、
前記第１部材（３１）に回転可能に支持され、前記プラネタリを偏心状態に支持するキャリヤ（５２、３５２）と、
前記第１部材（３１）と前記キャリヤ（５２、３５２）との間、および／または前記キャリヤ（５２、３５２）と前記プラネタリ（６１）との間に設けられた環状の弾性部材（５５、２５５、３５５、４５５）を備えることを特徴とする可変バルブタイミング装置。 In a variable valve timing device provided between a crankshaft (3) and a camshaft (4) of an internal combustion engine (2) for adjusting a rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft,
A first member (31) interlocking with one of the crankshaft and the camshaft;
A second member (41) interlocking with the other of the crankshaft and the camshaft;
A phase conversion mechanism provided between the first member and the second member;
The phase conversion mechanism is
A planetary (51) arranged in an eccentric state eccentric to the first member and the second member;
A carrier (52, 352) rotatably supported by the first member (31) and supporting the planetary in an eccentric state;
An annular elastic member (55, 255) provided between the first member (31) and the carrier (52, 352) and / or between the carrier (52, 352) and the planetary (61). 355, 455). A variable valve timing device.
前記プラネタリは、前記第１部材に設けられた駆動ギヤ（６１）に噛み合う第１ギヤ（６３）、および前記第２部材に設けられた従動ギヤ（６２）に噛み合う第２ギヤ（６４）を有し、
前記支持部の中心軸（ＡＸＣ）と前記偏心部の中心軸（ＡＸＳ）との間の偏心量（ｅｃ）は、前記駆動ギヤ、前記第１ギヤ、前記従動ギヤ、および前記第２ギヤによって構成される遊星歯車機構が必要とする標準偏心量（ｅ）より大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置。 The carrier (52, 352) includes a support portion (52b, 352b) rotatably supported by the first member (31) and an eccentric portion (52c, 352c) that supports the planetary in an eccentric state. And
The planetary has a first gear (63) that meshes with a drive gear (61) provided on the first member, and a second gear (64) that meshes with a driven gear (62) provided on the second member. And
The amount of eccentricity (ec) between the central axis (AXC) of the support part and the central axis (AXS) of the eccentric part is constituted by the drive gear, the first gear, the driven gear, and the second gear. 2. The variable valve timing device according to claim 1, wherein the variable valve timing device is set to be larger than a standard eccentricity (e) required by the planetary gear mechanism to be operated.
前記キャリヤ（５２、３５２）と前記プラネタリ（６１）との間に設けられた第２ベアリング（５４、４５４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。 A first bearing (53, 253) provided between the first member (31) and the carrier (52, 352);
The variable valve according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second bearing (54, 454) provided between the carrier (52, 352) and the planetary (61). Timing device.
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