JP5704062B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that adjusts the valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine.
従来、クランク軸と連動して回転する回転体及びカム軸と連動して回転する回転体の間を遊星歯車機構により連繋させて、それら回転体間の相対位相に基づきバルブタイミングを調整するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the rotating body that rotates in conjunction with the crankshaft and the rotating body that rotates in conjunction with the camshaft are linked by a planetary gear mechanism, and the valve timing is adjusted based on the relative phase between the rotating bodies. A known valve timing adjusting device is known (for example, see Patent Document 1).
この種のバルブタイミング調整装置では、クランク軸の連動回転体に設けた第一歯車部とカム軸の連動回転体に設けた第二歯車部とに対し、遊星回転体に設けた第三歯車部と第四歯車部とを、それぞれ偏心状態で噛合させている。これにより、コンパクトな設計で大きな減速比を得ることができるので、内燃機関に設置されるバルブタイミング調整装置として好適となる。 In this type of valve timing adjusting device, the third gear portion provided on the planetary rotating body is opposed to the first gear portion provided on the interlocking rotating body of the crankshaft and the second gear portion provided on the interlocking rotating body of the camshaft. And the fourth gear portion are engaged with each other in an eccentric state. As a result, a large reduction ratio can be obtained with a compact design, which is suitable as a valve timing adjusting device installed in an internal combustion engine.
また、特許文献1のようなバルブタイミング調整装置では、各構成に不可避的に存在する製造公差等に起因して、各構成の間には僅かな隙間が生じている。このような隙間は、各構成同士の衝突による異音の発生要因となるため、除去されることが望ましい。そこで、特許文献1のバルブタイミング調整装置では、遊星回転体とこの遊星回転体を支持する遊星キャリアとの間に、遊星回転体を外周側へ付勢する弾性部材が介装されている。 Further, in the valve timing adjusting device as in Patent Document 1, there is a slight gap between the respective components due to manufacturing tolerances inevitably existing in the respective components. Such gaps are preferably removed because they cause abnormal noise due to collisions between components. Therefore, in the valve timing adjusting device of Patent Document 1, an elastic member that biases the planetary rotator toward the outer peripheral side is interposed between the planetary rotator and the planet carrier that supports the planetary rotator.
以上の構成では、弾性部材によって外周側へ付勢された遊星回転体は、遊星キャリアに対し傾動した姿勢となる。これにより、第一歯車部及び第三歯車部の噛合部分と、第二歯車部及び第四歯車部の噛合部分に生じる隙間、所謂バックラシが、纏めて除去されている。以上によれば、歯車部同士の衝突が抑制されるので、各噛合部分における異音の発生は回避可能となる。 In the above configuration, the planetary rotating body urged toward the outer peripheral side by the elastic member is tilted with respect to the planet carrier. As a result, the gaps, so-called backlash, generated in the meshing portions of the first gear portion and the third gear portion and the meshing portions of the second gear portion and the fourth gear portion are collectively removed. According to the above, since the collision between the gear portions is suppressed, it is possible to avoid the occurrence of abnormal noise at each meshing portion.
さて、上述のようなバルブタイミング調整装置において、遊星回転体及び遊星キャリアの間には、これらの製造公差等に起因して、隙間が生じている。故に、遊星回転体は、遊星キャリアに対し軸方向に変位し得る。また、特許文献1のバルブタイミング調整装置では、遊星回転体に付勢力を印加している弾性部材の外周面、及び弾性部材と接触している遊星回転体の内周面は、共に軸方向に沿った形状である。故に、弾性部材から遊星回転体に印加される付勢力は、実質的に外周側へのラジアル荷重のみとなり、遊星回転体の軸方向への変位を規制できない。以上により、バルブタイミング調整装置の作動によって、遊星回転体は、軸方向に変位して、遊星キャリア、並びにクランク軸及びカム軸のそれぞれの連動回転体等と衝突を繰り返し得る。そのため、これらの構成同士の衝突に起因する異音発生の懸念が生じていたのである。 In the valve timing adjusting device as described above, a gap is generated between the planetary rotating body and the planet carrier due to the manufacturing tolerances and the like. Thus, the planetary rotator can be displaced axially relative to the planet carrier. Further, in the valve timing adjusting device of Patent Document 1, the outer peripheral surface of the elastic member that applies the biasing force to the planetary rotating body and the inner peripheral surface of the planetary rotating body that is in contact with the elastic member are both in the axial direction. It is a shape along. Therefore, the urging force applied from the elastic member to the planetary rotator is substantially only a radial load toward the outer peripheral side, and the displacement of the planetary rotator in the axial direction cannot be restricted. As described above, the operation of the valve timing adjusting device causes the planetary rotator to be displaced in the axial direction, and can repeatedly collide with the planetary carrier and the interlocking rotators of the crankshaft and camshaft. Therefore, there has been a concern about the generation of abnormal noise caused by the collision between these components.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異音の発生を回避するバルブタイミング調整装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and an object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that avoids the generation of abnormal noise.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、駆動歯車部を有し、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、駆動歯車部に対し軸方向にずれて配置される従動歯車部を有し、カム軸と連動して回転する従動回転体と、駆動歯車部及び従動歯車部の内周側に配置され、筒状の外周壁部を有する遊星キャリアと、外周壁部に外嵌されて遊星キャリアに支持される支持面部、並びに第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部を有し、それら第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部がそれぞれ駆動歯車部及び従動歯車部に対し偏心して噛み合いつつ一体に遊星運動することにより、駆動回転体及び従動回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、遊星回転体及び遊星キャリアの間に介装され、支持面部を外周側へ付勢する付勢面部を有する弾性部材と、を備え、駆動回転体及び従動回転体のいずれか一方の回転体は、軸方向を向く接触面部を有し、遊星回転体は、軸方向に沿う特定方向にて接触面部と向い合い、当該接触面部と接触する相対面部を有し、支持面部及び付勢面部のうちの一方は、特定方向に向かうに従い外周側に傾斜することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a valve timing adjusting device for adjusting a valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine, wherein the drive gear And a driven rotating body that rotates in conjunction with the crankshaft, a driven gear section that is disposed in an axial direction with respect to the driving gear section, and that rotates in conjunction with the camshaft. A planetary carrier having a cylindrical outer peripheral wall portion disposed on the inner peripheral side of the drive gear portion and the driven gear portion, a support surface portion externally fitted to the outer peripheral wall portion and supported by the planet carrier, and a first planetary gear The first planetary gear unit and the second planetary gear unit, and the first planetary gear unit and the second planetary gear unit eccentrically mesh with the drive gear unit and the driven gear unit, respectively, thereby performing planetary movement integrally, Followed times A planetary rotator that changes the relative phase between the bodies, and an elastic member that is interposed between the planetary rotator and the planet carrier and that has an urging surface portion that urges the support surface portion toward the outer periphery. The rotating body of either the body or the driven rotating body has a contact surface portion facing in the axial direction, and the planetary rotating body faces the contact surface portion in a specific direction along the axial direction and is in contact with the contact surface portion. It has a surface part, and one of a support surface part and a biasing surface part inclines to an outer peripheral side as it goes to a specific direction, It is characterized by the above-mentioned.
この発明では、遊星回転体の有する支持面部及び弾性部材の有する付勢面部のうちの一方が、軸方向に沿う特定方向に向かうに従い外周側に傾斜している。故に、付勢面部が支持面部を付勢する付勢力によって、遊星回転体は、外周側へのラジアル分力と共に、軸方向に沿って特定方向とは反対の方向(以下、「反対方向」という)に向かうスラスト分力を受ける。 In the present invention, one of the support surface portion of the planetary rotator and the biasing surface portion of the elastic member is inclined toward the outer peripheral side toward the specific direction along the axial direction. Therefore, due to the urging force by which the urging surface portion urges the support surface portion, the planetary rotating body has a radial component force toward the outer peripheral side and a direction opposite to the specific direction along the axial direction (hereinafter referred to as “opposite direction”). ) To receive the thrust force toward
ここで、駆動回転体及び従動回転体のいずれか一方の回転体の有する接触面部と向い合うようにして、遊星回転体は、当該接触面部の特定方向に相対面部を位置させている。故に、付勢力のスラスト分力によって反対方向に押されることにより、遊星回転体は、相対面部を接触面部に接触させる。このような一方の回転体の接触面部と遊星回転体の相対面部との接触状態がスラスト分力の作用によって維持されて、当該遊星回転体の軸方向の変位が規制されることにより、駆動及び従動回転体並びに遊星キャリア等の構成と遊星回転体との衝突は、抑制される。したがって、遊星回転体の衝突に起因した異音の発生は、回避可能となる。 Here, the planetary rotator has the relative surface portion positioned in a specific direction of the contact surface portion so as to face the contact surface portion of one of the drive rotator and the driven rotator. Therefore, the planetary rotating body brings the relative surface portion into contact with the contact surface portion by being pushed in the opposite direction by the thrust component force of the urging force. The contact state between the contact surface portion of one of the rotating bodies and the relative surface portion of the planetary rotating body is maintained by the action of the thrust component force, and the axial displacement of the planetary rotating body is restricted, thereby driving and Collisions between the configuration of the driven rotator and the planet carrier and the planetary rotator are suppressed. Therefore, the generation of abnormal noise due to the collision of the planetary rotating body can be avoided.
請求項2に記載の発明では、遊星キャリアは、外周壁部に設けられ、弾性部材を収容する収容溝を有し、収容溝は、弾性部材と接触することにより、当該弾性部材の特定方向への移動を規制する規制壁面を形成することを特徴とする。
In the invention according to
この発明によれば、遊星キャリアの外周壁部に設けられた収容溝に収容される弾性部材は、遊星回転体を反対方向に押すスラスト分力の反力によって、特定方向の力を受ける。この特定方向への反力により、弾性部材は、収容溝に形成された当該弾性部材の特定方向への移動を規制する規制壁面に押さえ付けられるように接触して、収容溝に保持される。以上によって、収容溝からの弾性部材の離脱が抑制されることにより、弾性部材は、遊星回転体にスラスト分力を作用させ続けることができる。したがって、一方の回転体と遊星回転体との接触状態が維持されるので、異音の発生を回避する確実性は、さらに向上する。 According to this invention, the elastic member accommodated in the accommodation groove provided in the outer peripheral wall portion of the planet carrier receives a force in a specific direction by the reaction force of the thrust component force that pushes the planetary rotating body in the opposite direction. Due to the reaction force in the specific direction, the elastic member comes into contact with the regulation wall that restricts the movement of the elastic member in the specific direction formed in the storage groove and is held in the storage groove. As described above, the elastic member can keep the thrust component acting on the planetary rotating body by suppressing the separation of the elastic member from the accommodation groove. Therefore, since the contact state between the one rotating body and the planetary rotating body is maintained, the certainty of avoiding the generation of abnormal noise is further improved.
ここで、この発明のようなバルブタイミング調整装置では、製造公差等に起因する不可避的な隙間により、遊星回転体は、遊星キャリアに対して傾動し得る。遊星回転体が傾動した場合、当該遊星回転体に形成される支持面部の向きが変化する。故に、支持面部を傾斜させた形態では、特定方向に向かうに従い外周側に向かう傾斜が維持されなくなるおそれがある。 Here, in the valve timing adjusting apparatus as in the present invention, the planetary rotator can be tilted with respect to the planet carrier due to an inevitable gap caused by manufacturing tolerances and the like. When the planetary rotator tilts, the orientation of the support surface portion formed on the planetary rotator changes. Therefore, in the form which inclined the support surface part, there exists a possibility that the inclination which goes to an outer peripheral side may not be maintained as it goes to a specific direction.
そこで請求項3に記載の発明では、支持面部及び付勢面部のうちの付勢面部が、特定方向に向かうに従い外周側に傾斜している。このような形態では、遊星回転体が傾動しても、付勢面部の向きは実質的に変化しない。故に、特定方向に向かうに従い外周側に向かう傾斜が維持されて、付勢面部から支持面部には反対方向へのスラスト分力が作用し続ける。以上により、一方の回転体と遊星回転体との接触状態が維持されるので、異音の発生を回避する確実性は、さらに向上する。 Therefore, in the invention described in claim 3, the urging surface portion of the support surface portion and the urging surface portion is inclined toward the outer peripheral side toward the specific direction. In such a form, even if the planetary rotator tilts, the direction of the biasing surface portion does not substantially change. Therefore, the inclination toward the outer peripheral side is maintained as it goes in the specific direction, and the thrust component force in the opposite direction continues to act on the support surface portion from the biasing surface portion. As described above, since the contact state between the one rotating body and the planetary rotating body is maintained, the certainty for avoiding the generation of abnormal noise is further improved.
請求項4に記載の発明では、付勢面部は、軸方向における支持面部の中央よりも特定方向にずれた位置に付勢力を印加することを特徴とする。
In the invention according to
この発明によれば、支持面部の中央よりも特定方向にずれた位置に印加される付勢力のラジアル分力は、支持面部の中央よりも特定方向の部分を外周側に変位させるように、遊星回転体を傾動させるモーメントを生じさせる。故に、支持面部に傾斜を設けた形態では、当該支持面部の傾斜は、維持され得る。また、実質的に支持面部に傾斜を設けていない形態では、ラジアル分力による遊星回転体の傾動によって、特定方向に向かうに従い外周側に向かう傾斜が支持面部に生じ得る。これらにより、反対方向へのスラスト分力を支持面部に作用させ続けることが可能となる。したがって、一方の回転体と遊星回転体との接触状態が維持されるので、異音の発生を回避する確実性は、さらに向上する。 According to the present invention, the radial component of the urging force applied to the position shifted in the specific direction from the center of the support surface portion is shifted to the outer peripheral side in the specific direction from the center of the support surface portion. A moment that tilts the rotating body is generated. Therefore, in the form in which the support surface portion is inclined, the inclination of the support surface portion can be maintained. Moreover, in the form in which the support surface portion is not substantially inclined, the support surface portion may be inclined toward the outer peripheral side in the specific direction due to the tilt of the planetary rotating body due to the radial component force. Accordingly, it is possible to continue to apply the thrust component force in the opposite direction to the support surface portion. Therefore, since the contact state between the one rotating body and the planetary rotating body is maintained, the certainty of avoiding the generation of abnormal noise is further improved.
請求項5に記載の発明では、駆動回転体及び従動回転体のうち従動回転体が、接触面部を有し、遊星回転体は、従動回転体の接触面部と接触する相対面部を有することを特徴とする。
The invention according to
この発明では、弾性部材の印加する付勢力のスラスト分力によって遊星回転体の相対面部が従動回転体の接触面部に押し付けられるので、相対面部及び接触面部の間には、大きな摩擦力が生じ得る。ここで、バルブタイミング調整装置に外部から入力されるトルクのうち、特にカム軸から従動回転体に入力されるカムトルクが、大きいものとなり易い。故に、カム軸と連動する従動回転体に遊星回転体を接触させることで、相対面部及び接触面部の間の摩擦力は、従動回転体に入力される大きなカムトルクの変動を効果的に減衰させる作用を発揮できる。このようにしてカムトルクの変動が減衰されることにより、駆動回転体及び従動回転体の間の相対位相が変動してしまう事態は、低減可能となる。 In this invention, since the relative surface portion of the planetary rotator is pressed against the contact surface portion of the driven rotator by the thrust component force of the biasing force applied by the elastic member, a large frictional force can be generated between the relative surface portion and the contact surface portion. . Here, among the torque input from the outside to the valve timing adjusting device, the cam torque input from the cam shaft to the driven rotor is likely to be large. Therefore, by bringing the planetary rotator into contact with the driven rotator linked to the camshaft, the frictional force between the relative surface part and the contact surface part effectively attenuates the fluctuation of the large cam torque input to the driven rotator. Can be demonstrated. In this way, it is possible to reduce the situation in which the relative phase between the drive rotator and the driven rotator varies due to the attenuation of the cam torque variation.
請求項6に記載の発明では、接触面部は、一方の回転体に環状に形成され、相対面部は、接触面部と全周に亘って接触する環状に形成されることを特徴とする。
The invention according to
この発明において、遊星回転体は、付勢力のスラスト分力により、軸方向に沿って移動する。故に、遊星回転体は、一方の回転体に形成された環状の接触面部に、環状の相対面部を全周に亘って接触させることができる。以上によれば、互いに接触する接触面部及び相対面部の間にて生じる摩擦力を増大させられるので、駆動回転体及び従動回転体の間の相対位相の変動は、さらに低減可能となる。 In this invention, the planetary rotator moves along the axial direction by the thrust component of the urging force. Therefore, the planetary rotating body can bring the annular relative surface portion into contact with the annular contact surface portion formed on one rotating body over the entire circumference. According to the above, since the frictional force generated between the contact surface portion and the relative surface portion that are in contact with each other can be increased, the fluctuation of the relative phase between the drive rotating body and the driven rotating body can be further reduced.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置1を示している。バルブタイミング調整装置1は車両に搭載され、内燃機関のクランク軸(図示しない)からカム軸2へ機関トルクを伝達する伝達系に設置されている。ここで、第一実施形態のカム軸2は、内燃機関の動弁のうち吸気弁(図示しない)を機関トルクの伝達により、開閉するものである。したがって、バルブタイミング調整装置1は、クランク軸に対するカム軸2の相対位相としての機関位相を変化させることで、当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a valve timing adjusting apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The valve timing adjusting device 1 is mounted on a vehicle and installed in a transmission system that transmits engine torque from a crankshaft (not shown) of an internal combustion engine to a
(基本構成)
以下、バルブタイミング調整装置1の基本構成について説明する。バルブタイミング調整装置1は、アクチュエータ4、通電制御回路部7及び遊星歯車機構8等を組み合わせてなる。
(Basic configuration)
Hereinafter, a basic configuration of the valve timing adjusting device 1 will be described. The valve timing adjusting device 1 is a combination of an
アクチュエータ4は、例えばブラシレスモータ等の電動モータであり、内燃機関の固定節に固定されるケース5と、当該ケース5により正逆回転自在に支持される回転軸6とを有している。通電制御回路部7は、例えば駆動ドライバ及びその制御用マイクロコンピュータ等から構成され、ケース5の外部及び/又は内部に配置されてアクチュエータ4と電気的に接続されている。通電制御回路部7は、内燃機関の運転状態に応じたバルブタイミングを実現するための通電をアクチュエータ4に対して行い、回転軸6の回転駆動を制御する。
The
遊星歯車機構8は、駆動回転体10、従動回転体20、遊星キャリア40、遊星歯車50、及び繭ばね70を備えている。
The
図1〜3に示すように、全体として中空状の駆動回転体10は、遊星歯車機構8の最外郭を形成する要素であって、当該機構8の他の構成要素20,40,50,及び繭ばね70を内部空間に収容している。駆動回転体10は、歯車部材12及びスプロケット部材13の間に筒壁部材14を同軸上に共締めすることにより、形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the overall
図1,2に示すように、有底円筒状の歯車部材12は、歯底円の内周側に歯先円を有する駆動側内歯車部18を周壁部に形成している。図1,3に示すように段付円筒状のスプロケット部材13は、周壁部から径方向外側へ突出する複数の歯19を回転方向に等間隔に有している。スプロケット部材13は、それらの歯19とクランク軸の複数の歯との間でタイミングチェーン(図示しない)が掛け渡されることにより、クランク軸と連繋する。かかる連繋により、クランク軸の機関トルクがタイミングチェーンを通じてスプロケット部材13へ伝達されるときには、駆動回転体10はクランク軸と連動して回転する。このとき駆動回転体10の回転方向は、図2の反時計方向及び図3の時計方向となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bottomed
有底円筒状の従動回転体20は、それよりも大径円筒状の筒壁部材14の内周側に同軸上に配置されている。図1に示すように従動回転体20は、カム軸2に同軸上に固定される固定部21を底壁部に形成している。かかる固定形態により従動回転体20は、カム軸2と連動して回転可能且つ駆動回転体10に対して相対回転可能となっている。ここで、従動回転体20の回転方向は、駆動回転体10と同じ図3の時計方向に設定されている。
The bottomed cylindrical driven
図1,3に示すように従動回転体20は、歯底円の内周側に歯先円を有する従動側内歯車部22を周壁部に形成している。従動側内歯車部22の内径は駆動側内歯車部18の内径よりも小さく設定され、また従動側内歯車部22の歯数は駆動側内歯車部18の歯数よりも少なく設定されている。従動側内歯車部22は、駆動側内歯車部18に対して軸方向にずれて配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the driven rotating
図1〜3に示すように、全体として筒状の遊星キャリア40は、周壁部のうち回転体10,20及び回転軸6と同軸上に配置される円筒面状の内周面に、連結部41を形成している。連結部41は、回転軸6に設けられた継手部43が嵌合により連結される嵌合溝部42を有している。かかる嵌合形態により遊星キャリア40は、回転軸6と一体に回転可能且つ駆動側内歯車部18に対して相対回転可能となっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the cylindrical
遊星キャリア40は、各外歯車部18,22の内周側に配置され、周壁部のうち回転体10,20及び回転軸6から偏心した円筒状の外周壁面に、偏心支持部46を形成している。偏心支持部46は、転がり軸受60を介して遊星歯車50の中心孔51に嵌合することで当該歯車50を内周側から支持して、この遊星歯車50を遊星運動可能に軸受している。ここで遊星運動とは、遊星歯車50が要素10,20,6に対する偏心支持部46の偏心軸線まわりに自転しつつ、要素40,6の回転軸線まわりに公転する運動をいう。したがって、回転軸6と共に遊星キャリア40が遊星歯車50の公転方向へ回転するときには、当該歯車50が遊星運動することになる。
The
全体として段付円筒状の遊星歯車50は、歯底円の外周側に歯先円を有する駆動側外歯車部52及び従動側外歯車部54を、それぞれ周壁部の大径部分及び小径部分に形成している。遊星歯車50の内周には、転がり軸受60が設けられている。転がり軸受60の内周壁部61が偏心支持部46に外嵌されることで、駆動側内歯車部18の内周側に配置される駆動側外歯車部52は、要素10,20,6に対する偏心支持部46の偏心方向にて当該内歯車部18と噛合している。加えて、駆動側外歯車部52から軸方向にずれて従動側内歯車部22の内周側に配置される従動側外歯車部54は、要素10,20,6に対する偏心支持部46の偏心方向にて当該内歯車部22と噛合している。従動側外歯車部54の外径は駆動側外歯車部52の外径よりも小さく設定され、またそれら従動側外歯車部54及び駆動側外歯車部52の歯数は、それぞれ従動側内歯車部22及び駆動側内歯車部18の歯数よりも同数ずつ少なく設定されている。
As a whole, the stepped cylindrical
繭ばね70は、収容溝47に収容されることにより、遊星歯車50の転がり軸受60と遊星キャリア40の偏心支持部46との間に介装されている。繭ばね70は、帯状の金属製の部材を湾曲させることにより形成されており、概ねU字状の断面を有する板ばねである。一対の繭ばね70は、帯状の両端部が遊星歯車50の径方向において対向し且つそれら両端部間の開口が遊星歯車50の周方向を向くようにして、各収容溝47に収容されている。各繭ばね70の外周側の部分であって、転がり軸受60の内周壁部61と接触する付勢面部71は、当該内周壁部61を介して遊星歯車50を外周側へ付勢している。繭ばね70を収容する一対の収容溝47は、偏心支持部46のうち遊星キャリア40の中心に対して偏心方向に位置する部分を、周方向に挟むようにして設けられている。各収容溝47は、偏心支持部46におけるカム軸2側の端面からアクチュエータ4側に向かって軸方向に沿って伸びており、径方向外側の遊星歯車50に向かって開口している。
By being accommodated in the
以上のように回転体10,20間を歯車連繋してなる遊星歯車機構8は、回転軸6と共に遊星キャリア40がアクチュエータ4により回転駆動されることで、駆動回転体10及び従動回転体20の間の相対位相となる機関位相に応じたバルブタイミングを実現する。具体的には、回転軸6と共に遊星キャリア40が駆動回転体10と同速に回転駆動されるときには、当該キャリア40が駆動側内歯車部18に対して相対回転しないので、遊星歯車50が遊星運動せずに回転体10,20と連れ回りする。その結果、機関位相の変化は生じないので、バルブタイミングが保持されることになる。
As described above, the
一方、回転軸6と共に遊星キャリア40が駆動回転体10よりも高速に回転駆動されるときには、当該キャリア40が駆動側内歯車部18に対して進角側へと相対回転することで、遊星歯車50が遊星運動する。その結果、駆動回転体10に対して従動回転体20が進角側へ相対回転するので、機関位相の進角側への変化が生じてバルブタイミングが進角することになる。
On the other hand, when the
また一方、回転軸6と共に遊星キャリア40が駆動回転体10よりも低速に回転する又は駆動回転体10と反対方向へ回転駆動されるときには、当該キャリア40が駆動側内歯車部18に対して遅角側へと相対回転することで、遊星歯車50が遊星運動する。その結果、駆動回転体10に対して従動回転体20が遅角側へ相対回転するので、機関位相の遅角側への変化が生じてバルブタイミングが遅角することになる。
On the other hand, when the
(特徴的構成)
次に、バルブタイミング調整装置1の特徴的構成である、遊星キャリア40の収容溝47、繭ばね70、及び従動回転体20について、詳細を説明する。以下の説明では、図4に示されるように、軸方向に沿ってカム軸2側からアクチュエータ4側に向かう方向を特定方向SDといい、軸方向に沿ってアクチュエータ4側からカム軸2側に向かう方向を反対方向CDという。
(Characteristic configuration)
Next, details of the
収容溝47において、繭ばね70の載置される底壁面49は、軸方向及び周方向のそれぞれに沿ってのびている。また、収容溝47の軸方向の両端部のうち、アクチュエータ4側に位置する一方の端部には、規制壁面48が形成されている。規制壁面48は、径方向に沿った平面状に形成されており、繭ばね70のアクチュエータ4側の端部と接触することにより、当該繭ばね70の特定方向SDへの移動を規制している。
In the
図4〜6に示されるように、繭ばね70は、内周側にて収容溝47の底壁面49に載置される載置面部72に対し、外周側にて内周壁部61に接触する付勢面部71を傾斜させている。この形態により、載置面部72を底壁面49に載置させた繭ばね70では、付勢面部71は、図4に示されるように、特定方向SDに向かうに従って、外周側に傾斜することとなる。繭ばね70は、規制壁面48と接触した状態にて、軸方向に沿う円筒状に形成された内周壁部61の軸方向中央よりも特定方向SDにずれた位置に、付勢面部71を接触させている。繭ばね70は、内周壁部61の軸方向中央よりもアクチュエータ4側の部分に、外周側且つ反対方向CDに向かって作用する付勢力Fsを印加している。以上により、遊星歯車50は、外周側へ向かう付勢力Fsのラジアル分力Fsrと共に、軸方向に沿って反対方向CDへ向かう付勢力Fsのスラスト分力Fstを受ける。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
従動回転体20につき、軸方向におけるアクチュエータ4側の端面には、接触面部25が形成されている。また、遊星歯車50において、駆動側外歯車部52と従動側外歯車部54との間に位置し且つカム軸2側を向く段差面部57は、軸方向において接触面部25と対向している。これら接触面部25及び段差面部57は、共に円環状に形成されており、全周に亘って互いに接触可能である。
A
ここまで説明した第一実施形態では、遊星歯車50及び遊星キャリア40の間には、これらに不可避的に生じる製造公差等に起因して、隙間が生じ得る。故に、遊星歯車50は、遊星キャリア40に対し軸方向に相対変位することができる。こうした構成では、付勢力Fsのスラスト分力Fstによって反対方向CDに押されることにより、遊星歯車50は、段差面部57を接触面部25に接触させる。これら接触面部25及び段差面部57の接触状態が維持されることにより、当該遊星歯車50の軸方向の変位は規制される。故に、遊星歯車50は、当該歯車50の周囲に位置する各回転体10,20及び遊星キャリア40等の構成と衝突し難くなる。したがって、遊星歯車50と各構成との衝突に起因した異音の発生は、回避可能となる。
In the first embodiment described so far, a gap may be generated between the
加えて第一実施形態では、繭ばね70は、内周側且つ特定方向SDに向かう反力Frを、内周壁部61から受ける。故に、繭ばね70は、反力Frにおいて遊星歯車50を特定方向SDに押す成分(以下「スラスト反力Frt」という)によって、規制壁面48に押さえ付けられる。加えて、繭ばね70は、反力Frにおいて遊星歯車50を内周側に押す成分「以下「ラジアル反力Frr」という」によって、底壁面49に押さえ付けられる。これらスラスト反力Frt及びラジアル反力Frrにより、繭ばね70は、規制壁面48及び底壁面49との接触を維持して、収容溝47に保持される。以上によれば、収容溝47からの繭ばね70の離脱を防止する構成、例えば、各収容溝47を跨ぐようにして偏心支持部46に外嵌されるスナップリング等が、省略可能となる。さらに、収容溝47からの離脱を抑制されることにより、繭ばね70は、遊星歯車50にスラスト分力Fstを作用させ続けることができる。
In addition, in the first embodiment, the
また第一実施形態では、製造公差等に起因する不可避的な隙間により、遊星歯車50は、遊星キャリア40に対して傾動し得る。遊星歯車50が傾動した場合、内周壁部61の向きが変化してしまう。対して、収容溝47に保持される繭ばね70の付勢面部71の向きは、遊星歯車50が傾動しても、実質的に変化しない。故に、付勢面部71を傾斜させる第一実施形態では、遊星歯車50が傾動した場合でも、付勢面部71の傾斜は維持される。以上により、付勢面部71から内周壁部61には反対方向CDへのスラスト分力Fstが作用し続ける。
In the first embodiment, the
さらに第一実施形態によれば、転がり軸受60の軸方向中央よりも特定方向SDにずれた位置に印加される付勢力Fsのラジアル分力Fsrは、図4の時計方向に遊星歯車50傾動させるモーメントを生じさせる。以上のモーメントに起因する遊星歯車50の傾動により、軸方向に沿っていた内周壁部61は、特定方向SDに向かうに従って外周側に傾斜した姿勢となり得る。このような内周壁部61の傾斜により、内周壁部61には、スラスト分力Fstが確実に作用し続け得る。
Furthermore, according to the first embodiment, the radial component force Fsr of the biasing force Fs applied to the position shifted in the specific direction SD from the axial center of the rolling
以上のようにして内周壁部61へのスラスト分力Fstの作用を確実なものとすることにより、接触面部25と段差面部57との接触状態が維持されるので、異音の発生を回避する確実性は、さらに向上する。
As described above, by ensuring the action of the thrust component force Fst on the inner
また加えて第一実施形態によれば、スラスト分力Fstによって段差面部57が接触面部25に押し付けられるので、これら各面部57,25の間には、大きな摩擦力が生じる。ここで、バルブタイミング調整装置1に外部から入力されるトルクのうち、特にカム軸2から従動回転体20に入力されるカムトルクが、大きいものとなり易い。故に、カム軸2と連動する従動回転体20に遊星歯車50を接触させることで、段差面部57及び接触面部25の間の摩擦力は、従動回転体20に入力されるカムトルクの変動を減衰させる作用を発揮できる。さらに、スラスト分力Fstによって反対方向CDに変位した遊星歯車50は、従動回転体20の円環状の接触面部25に、円環状の段差面部57を全周に亘って接触させることができる。以上によれば、接触面部25及び段差面部57の間にて生じる摩擦力を増大させられるので、カムトルクの減衰作用は、さらに効果的に発揮される。したがって、カムトルクの変動に起因する各回転体10,20の間における相対位相の変動は、低減可能となる。
In addition, according to the first embodiment, since the stepped
尚、第一実施形態において、駆動側内歯車部18が特許請求の範囲に記載の「駆動歯車部」に相当し、従動回転体20が特許請求の範囲に記載の「一方の回転体」に相当し、従動側内歯車部22が特許請求の範囲に記載の「従動歯車部」に相当し、偏心支持部46が特許請求の範囲に記載の「外周壁部」に相当し、遊星歯車50が特許請求の範囲に記載の「遊星回転体」に相当し、駆動側外歯車部52が特許請求の範囲に記載の「第一遊星歯車部」及びに相当し、従動側外歯車部54が特許請求の範囲に記載の「第二遊星歯車部」に相当し、段差面部57が特許請求の範囲に記載の「相対面部」に相当し、内周壁部61が特許請求の範囲に記載の「支持面部」に相当し、繭ばね70が特許請求の範囲に記載の「弾性部材」に相当する。
In the first embodiment, the driving-side
(第二実施形態)
図7に示されるように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態において、転がり軸受60の内周壁部61のうち、繭ばね70及び収容溝47の外周側に位置する部分を傾斜面部262とする。この傾斜面部262は、付勢面部71に沿っており、特定方向SDに向かうに従い外周側に傾斜している。以上のように、付勢面部71と共に内周壁部61の傾斜面部262が傾斜することにより、遊星歯車50には、付勢力Fsのスラスト分力Fstがさらに確実に作用し得る。故に、接触面部25及び段差面部57の接触状態が維持されるので、遊星歯車50と当該歯車50近傍の各構成との衝突に起因した異音の発生は、回避可能となる。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 7, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, a portion of the inner
加えて第二実施形態では、内周壁部61の軸方向中央よりも特定方向SDの部分に作用する付勢力Fsのラジアル分力Fsrによって遊星歯車50が傾動することにより、傾斜面部262の軸方向に対する傾斜は、増大する。故に、内周壁部61を介した遊星歯車50へのスラスト分力Fstの作用は、さらに確実なものとなり得る。したがって、接触面部25と段差面部57との接触状態が維持されるので、異音の発生を回避する確実性は、さらに向上する。
In addition, in the second embodiment, the
尚、第二実施形態において、傾斜面部262が特許請求の範囲に記載の「支持面部」に相当する。
In the second embodiment, the
(他の実施形態)
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments and combinations without departing from the gist of the present invention. can do.
上記第一実施形態では、付勢面部71と内周壁部61とのうちの付勢面部71に傾斜が設けられていた。また、上記第二実施形態では、付勢面部71及び内周壁部61の傾斜面部262の両方に傾斜が設けられていた。しかし、付勢面部及び傾斜面部のうちの傾斜面部に、特定方向SDに向かうに従い外周側に向かう傾斜が形成されていてもよい。
In the first embodiment, the biasing
上記実施形態では、従動回転体20を「一方の回転体」として、当該回転体20に、接触面部25が形成されていた。しかし、駆動回転体を「一方の回転体」として、当該回転体に「接触面部」が形成されていてもよい。以上の形態では、特定方向SDは、アクチュエータ4側からカム軸2側に向かう方向となる。したがって、この形態における「付勢面部」及び「支持面部」の傾斜は、軸方向において第一,第二実施形態の傾斜とは逆向きとなる。
In the above embodiment, the driven rotating
上記実施形態では、一対の繭ばね70の復元力による合力が、付勢力Fsとして遊星歯車50に作用していた。しかし、付勢力Fsは、一つの「弾性部材」による復元力であってもよく、三つ以上の「弾性部材」の復元力による合力であってもよい。また、「弾性部材」は、繭ばね70に限定されない。偏心支持部に対して転がり軸受を外周側に付勢できる構成であれば、「弾性部材」の形状及び材料は、適宜変更されてよい。
In the above embodiment, the resultant force due to the restoring force of the pair of hook springs 70 acts on the
上記実施形態では、繭ばね70は、内周壁部61の軸方向中央から特定方向SDにずれた位置に、付勢力Fsを印加していた。しかし、内周壁部61を介して遊星歯車50にスラスト分力Fstを作用させることができれば、繭ばね70の付勢力Fsが作用する位置は、内周壁部61の軸方向中央であってもよく、又は、内周壁部61において軸方向中央から反対方向にずれた位置であってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、互いに相対する接触面部25及び段差面部57は、共に円環状に形成されていた。しかし、これら「接触面部」及び「相対面部」に相当する構成の形状及び位置は、適宜変更されてよい。例えば、「接触面部」及び「相対面部」のうちの一方を部分的に途切れた円環状とすることにより、接触部分の接触面圧が確保されていてもよい。
In the above embodiment, the
そして、回転軸6と共に遊星キャリア40を回転駆動するアクチュエータ4としては、上記実施形態のような電動モータ以外の例えば電動ブレーキ等を採用してもよい。さらに、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に適用できる。
For example, an electric brake other than the electric motor as in the above embodiment may be employed as the
1 バルブタイミング調整装置、2 カム軸、4 アクチュエータ、5 ケース、6 回転軸、7 通電制御回路部、8 遊星歯車機構、10 駆動回転体、12 歯車部材、13 スプロケット部材、14 筒壁部材、18 駆動側内歯車部(駆動歯車部)、19 歯、20 従動回転体(一方の回転体)、21 固定部、22 従動側内歯車部(従動歯車部)、25 接触面部、40 遊星キャリア、41 連結部、42 嵌合溝部、43 継手部、46 偏心支持部(外周壁部)、47 収容溝、48 規制壁面、49 底壁面、50 遊星歯車(遊星回転体)、51 中心孔、52 駆動側外歯車部(第一遊星歯車部)、54 従動側外歯車部(第二遊星歯車部)、57 段差面部(相対面部)、60 転がり軸受、61 内周壁部(支持面部)、262 傾斜面部(支持面部)、70 繭ばね(弾性部材)、71 付勢面部、72 載置面部、Fs 付勢力、Fsr ラジアル分力、Fst スラスト分力、Fr 反力、Frr ラジアル反力、Frt スラスト反力、SD 特定方向、CD 反対方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve timing adjustment apparatus, 2 Cam shaft, 4 Actuator, 5 Case, 6 Rotating shaft, 7 Current supply control circuit part, 8 Planetary gear mechanism, 10 Drive rotating body, 12 Gear member, 13 Sprocket member, 14 Cylindrical wall member, 18 Drive side internal gear part (drive gear part), 19 teeth, 20 driven rotary body (one rotary body), 21 fixed part, 22 driven side internal gear part (driven gear part), 25 contact surface part, 40 planet carrier, 41 Connecting part, 42 Fitting groove part, 43 joint part, 46 Eccentric support part (outer peripheral wall part), 47 receiving groove, 48 regulating wall face, 49 bottom wall face, 50 planetary gear (planetary rotating body), 51 center hole, 52 drive side External gear portion (first planetary gear portion), 54 driven external gear portion (second planetary gear portion), 57 stepped surface portion (relative surface portion), 60 rolling bearing, 61 inner peripheral wall portion (support surface portion), 262 Slope portion (support surface portion), 70 spring (elastic member), 71 urging surface portion, 72 mounting surface portion, Fs urging force, Fsr radial component force, Fst thrust component force, Fr reaction force, Frr radial reaction force, Frt thrust Reaction force, SD specific direction, CD opposite direction
Claims (6)
駆動歯車部を有し、前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
前記駆動歯車部に対し軸方向にずれて配置される従動歯車部を有し、前記カム軸と連動して回転する従動回転体と、
前記駆動歯車部及び前記従動歯車部の内周側に配置され、筒状の外周壁部を有する遊星キャリアと、
前記外周壁部に外嵌されて前記遊星キャリアに支持される支持面部、並びに第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部を有し、それら第一遊星歯車部及び第二遊星歯車部がそれぞれ前記駆動歯車部及び前記従動歯車部に対し偏心して噛み合いつつ一体に遊星運動することにより、前記駆動回転体及び前記従動回転体の間の相対位相を変化させる遊星回転体と、
前記遊星回転体及び前記遊星キャリアの間に介装され、前記支持面部を外周側へ付勢する付勢面部を有する弾性部材と、を備え、
前記駆動回転体及び前記従動回転体のいずれか一方の回転体は、軸方向を向く接触面部を有し、
前記遊星回転体は、軸方向に沿う特定方向にて前記接触面部と向い合い、当該接触面部と接触する相対面部を有し、
前記支持面部及び前記付勢面部のうちの一方は、前記特定方向に向かうに従い外周側に傾斜することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device for adjusting a valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine,
A drive rotator having a drive gear portion and rotating in conjunction with the crankshaft;
A driven rotating body that has a driven gear portion that is arranged to be shifted in the axial direction with respect to the drive gear portion, and that rotates in conjunction with the camshaft;
A planetary carrier disposed on the inner peripheral side of the drive gear portion and the driven gear portion and having a cylindrical outer peripheral wall portion;
A support surface part that is externally fitted to the outer peripheral wall part and supported by the planet carrier, and a first planetary gear part and a second planetary gear part, wherein the first planetary gear part and the second planetary gear part are respectively A planetary rotator that changes a relative phase between the drive rotator and the driven rotator by integrally moving in a planetary manner while being eccentrically engaged with the drive gear and the driven gear; and
An elastic member interposed between the planetary rotator and the planet carrier and having an urging surface portion for urging the support surface portion toward the outer periphery;
One of the drive rotator and the driven rotator has a contact surface portion facing the axial direction,
The planetary rotating body has a relative surface portion that faces the contact surface portion in a specific direction along the axial direction and contacts the contact surface portion,
One of the said support surface part and the said urging | biasing surface part inclines to an outer peripheral side as it goes to the said specific direction, The valve timing adjustment apparatus characterized by the above-mentioned.
前記収容溝は、前記弾性部材と接触することにより、当該弾性部材の前記特定方向への移動を規制する規制壁面を形成することを特徴とする請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。 The planetary carrier is provided on the outer peripheral wall portion, and has an accommodation groove for accommodating the elastic member,
2. The valve timing adjusting device according to claim 1, wherein the housing groove forms a regulating wall surface that regulates movement of the elastic member in the specific direction by contacting the elastic member.
前記遊星回転体は、前記従動回転体の前記接触面部と接触する前記相対面部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。 Of the drive rotator and the driven rotator, the driven rotator has the contact surface portion,
The said planetary rotary body has the said relative surface part which contacts the said contact surface part of the said driven rotary body, The valve timing adjustment apparatus as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
前記相対面部は、前記接触面部と全周に亘って接触する環状に形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。 The contact surface portion is formed in an annular shape on the one rotating body,
The valve timing adjustment device according to claim 1, wherein the relative surface portion is formed in an annular shape that contacts the contact surface portion over the entire circumference.
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