JPH0886206A - トルク伝達装置 - Google Patents

トルク伝達装置

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JPH0886206A
JPH0886206A JP22191694A JP22191694A JPH0886206A JP H0886206 A JPH0886206 A JP H0886206A JP 22191694 A JP22191694 A JP 22191694A JP 22191694 A JP22191694 A JP 22191694A JP H0886206 A JPH0886206 A JP H0886206A
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  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝達部材が移動しない場合、および伝達部材
が移動する場合も移動方向に係わらず、駆動側回転体お
よび被駆動側回転体とスプライン結合する伝達部材の歯
打ち音を抑制するトルク伝達装置を提供する。 【構成】 制御用部材９は、ピン１１、リテーナリング
１２、軸を含んだ分割面で一つのリング状歯車を分割し
た弧形歯車１０および１４、ピストン部１３、スプリン
グ１５および２７からなる。弧形歯車１０、１４は、ス
プリング２７、１５によりそれぞれピストン部１３に対
して反対方向に付勢されているので、弧形歯車１０、１
４に設けられた内外のヘリカルスプラインの軸方向位置
がずれた状態で、弧形歯車１０、１４はスプロケットス
リーブおよびカムシャフトスリーブと噛合っている。こ
のため、カムシャフト１の正負の変動トルクを吸収可能
であるのでスプライン間のバックラッシュによる歯打ち
音を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動側回転体から被駆
動側回転体にトルクを伝達しながら両回転体の回転位相
を変化させるトルク伝達装置に関し、特に、内燃機関の
吸排気弁の開閉タイミングを運転条件に応じて変更する
トルク伝達装置であるバルブタイミング調整装置に用い
て好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のトルク伝達装置である
バルブタイミング調整装置では、内燃機関のクランクシ
ャフトからタイミングベルト、チェーン、あるいはギヤ
等により駆動側回転体であるタイミングプーリに駆動力
を伝達し、タイミングプーリと被駆動側回転体であるカ
ムシャフトとの間に例えば伝達部材であるリング状歯車
を介装し、タイミングプーリの回転駆動力をリング状歯
車からカムシャフトに伝達している。リング状歯車は、
タイミングプーリおよびカムシャフトのスプラインと噛
合っており、そのうち少なくとも一方はヘリカルスプラ
インで噛み合っている。そして、リング状歯車を軸方向
に移動させることにより、カムシャフトとタイミングプ
ーリとを相対的に回動させ、内燃機関の運転条件に応じ
て吸気弁または排気弁のいずれか一方、もしくは両方の
バルブタイミングを調整している。そして、このような
従来のバルブタイミング調整装置として、特公平５−７
７８４２号公報、特開平６−４２３１６号公報に開示さ
れているものが知られている。
【０００３】特公平５−７７８４２号公報に開示されて
いるものでは、歯筋を僅かにずらした複数の歯車構成体
を弾性部材で連結した伝達部材である歯車をタイミング
プーリとカムシャフトとの間に取付けている。また、特
開平６−４２３１６号公報に開示されているものでは、
周方向の部分角度範囲にスプラインを有する制御用部材
と残りの角度範囲にスプラインを有する弧形歯車とから
伝達部材を構成し、制御用部材と弧形歯車とを軸方向の
逆方向に弾性部材により付勢し、それぞれ駆動側回転体
または被駆動側回転体である中心歯車と外周歯車の間に
伝達部材を介装している。
【０００４】このように、特公平５−７７８４２号公
報、特開平６−４２３１６号公報に開示されているもの
では、軸方向または周方向にリング状歯車を分割し、分
割されたリング状歯車の構成部分を弾性部材等で連結し
一方の歯車構成部に対して他方の歯車構成部分を一方向
に付勢し、バックラッシュによる歯打ち音を抑制してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特公平５−７７８４２号公報、特開平６−４２３１６号
公報に開示されているものでは、分割されたリング状歯
車の軸方向の駆動力を受ける一方の構成部分に対して他
方の構成部分を弾性部材等で一方向に付勢しているだけ
であるから、弾性部材等による付勢方向と同一方向に一
方のリング状歯車が油圧等の駆動力を受けて移動すると
き、駆動力を受ける一方のヘリカルスプラインから受け
る反力に付勢力が負けるため、嵌合するヘリカルスプラ
イン間にバックラッシュが生じてしまう。このため、歯
打ち音の抑制効果が減少するという問題がある。
【０００６】一方のヘリカルスプラインから反力を受け
てもバックラッシュが生じないように、弾性部材等の付
勢力を強めることも可能であるが、リング状歯車の付勢
方向と反対方向への移動時には、摩擦抵抗が増大するの
で大きな油圧力が必要になるという問題が生じる。本発
明はこのような問題点を解決するためになされたもの
で、伝達部材が移動しない場合、および伝達部材が移動
する場合も移動方向に係わらず、駆動側回転体および被
駆動側回転体とスプライン結合する伝達部材の歯打ち音
を抑制するトルク伝達装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載のトルク伝達装置は、駆動側回
転体と被駆動側回転体との間に前記両回転体とスプライ
ン結合するように介装され、かつ前記両回転体の少なく
とも一方とのスプライン結合がヘリカルスプラインによ
り与えられ、前記両回転体とスプライン結合しながら移
動することで前記両回転体の相対回転位相を変化させる
伝達部材と、前記伝達部材を移動させる移動体とを有す
るトルク伝達装置において、前記伝達部材は少なくとも
二つ以上の部分に分割されており、前記移動体に対して
前記各部分をそれぞれ反対方向に付勢する付勢手段を備
えることを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２記載のトルク伝達装置
は、請求項１記載のトルク伝達装置において、前記伝達
部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこの
リング状歯車の軸に沿った分割面で分割されていること
を特徴とする。本発明の請求項３記載のトルク伝達装置
は、請求項１記載のトルク伝達装置において、前記伝達
部材はリング状歯車であって、このリング状歯車はこの
リング状歯車の軸と交差する分割面で分割されているこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項４記載のトルク伝達装置
は、請求項１、２または３記載のトルク伝達装置におい
て、前記付勢手段は、前記伝達部材の各部分をそれぞれ
異なる付勢力で反対方向に付勢することで前記両回転体
との各スプライン結合において負荷トルクを発生してお
り、前記駆動側回転体から前記被駆動側回転体へのトル
ク伝達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する
付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷
トルクを発生する付勢力を小さくしていることを特徴と
する。
【００１０】本発明の請求項５記載のトルク伝達装置
は、請求項１、２、３または４記載のトルク伝達装置に
おいて、油圧により前記移動体を移動させる油圧供給手
段を備えることを特徴とする。本発明の請求項６記載の
内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関と同
期して回転するタイミングプーリとカムシャフトとの間
に前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとスプ
ライン結合するように介装され、かつ少なくとも一方の
スプライン結合がヘリカルスプラインで与えられるリン
グ状歯車と、前記カムシャフトの軸方向に前記リング状
歯車を移動させるピストン部と、前記カムシャフトの軸
方向に前記ピストン部を油圧で移動させる油圧供給手段
とを有し、前記リング状歯車を介して前記タイミングプ
ーリから前記カムシャフトへトルクを伝達するととも
に、前記油圧供給手段により前記カムシャフトの軸方向
に前記ピストン部が移動することにより、前記リング状
歯車が前記タイミングプーリと前記カムシャフトとの相
対回転位相を変化させる内燃機関のバルブタイミング調
整装置において、前記リング状歯車は少なくとも二つ以
上の部分に分割されており、前記ピストン部に対して前
記各部分をそれぞれ反対方向に付勢する付勢手段を備え
ることを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項７記載の内燃機関のバルブ
タイミング調整装置は、請求項６記載の内燃機関のバル
ブタイミング調整装置において、前記リング状歯車は前
記リング状歯車の軸に沿った分割面で分割されているこ
とを特徴とする。本発明の請求項８記載の内燃機関のバ
ルブタイミング調整装置は、請求項６記載の内燃機関の
バルブタイミング調整装置において、前記リング状歯車
は前記リング状歯車の軸と交差する分割面で分割されて
いることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項９記載の内燃機関のバルブ
タイミング調整装置は、請求項６、７または８記載の内
燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記付勢
手段は、前記リング状歯車の各部分をそれぞれ異なる付
勢力で反対方向に付勢することで前記タイミングプーリ
および前記カムシャフトとの各スプライン結合において
負荷トルクを発生しており、前記タイミングプーリから
前記カムシャフトへのトルク伝達方向に対して同方向と
なる負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向
に対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小
さくしていることを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項１０記載の内燃機関のバル
ブタイミング調整装置は、内燃機関のクランクシャフト
（５０）と同期して回転する駆動側回転体（５、７、
８）と、内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくとも一
方を駆動するカムシャフト（１）と同期して回転する被
駆動側回転体（４）と、前記駆動側回転体と前記被駆動
側回転体との間に前記両回転体とスプライン結合するよ
うに介装され、かつ少なくとも一方のスプライン結合が
ヘリカルスプラインにより与えられる第１伝達部材（１
０）と、前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間
に前記両回転体とスプライン結合するように介装され、
かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラ
インにより与えられる第２伝達部材（１４）と、前記第
１伝達部材と前記第２伝達部材とをスプライン結合の軸
方向へ移動させる駆動機構（１３）と、前記駆動機構と
前記第１伝達部材（１０）との間に介装され、前記駆動
機構から離れる方向に向けて前記第１伝達部材を付勢す
る第１付勢手段（２７）と、前記駆動機構と前記第２伝
達部材との間に介装され、前記駆動機構から離れる方向
であって、かつ前記第１付勢手段による付勢方向とは反
対方向に向けて前記第２伝達部材を付勢する第２付勢手
段（１５）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
【作用および発明の効果】本発明の請求項１〜５のいず
れか１項記載のトルク伝達装置によると、駆動側回転体
と被駆動側回転体とスプライン結合するように介装さ
れ、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカルス
プラインにより与えられているため、移動体とともに移
動することで駆動側回転体と被駆動側回転体との相対回
転位相を変化させる伝達部材を有し、この伝達部材を少
なくとも二つ以上に分割し、分割された伝達部材の各部
分を移動体に対してそれぞれ反対方向に付勢する付勢手
段を備えている。このため、伝達部材が移動しないと
き、および移動するときも移動方向に関係なく回転方向
に発生する被駆動側回転体のトルク変動を吸収できるの
で、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音を抑
制することができる。
【００１５】本発明の請求項４記載のトルク伝達装置に
よると、駆動側回転体から被駆動側回転体へのトルク伝
達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢
力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トル
クを発生する付勢力を小さくしていることにより、通
常、被駆動側回転体で発生する変動トルクの平均は駆動
側回転体から被駆動側回転体へのトルク伝達方向と逆方
向に働くので、トルク伝達方向の同方向および逆方向に
働く伝達部材の作動バランスが均等に保持される。この
ため、両回転体の相対回転位相の制御精度が向上する。
【００１６】本発明の請求項５記載のトルク伝達装置に
よると、油圧により移動体を移動させる油圧供給手段を
備えているため、移動体および伝達部材の移動量を高精
度に調整できるので、駆動側回転体と被駆動側回転体と
の相対回転位相の制御精度を向上できる。また本発明の
請求項６〜１０のいずれか１項記載の内燃機関のバルブ
タイミング調整装置によると、タイミングプーリとカム
シャフトの間にタイミングプーリおよびカムシャフトと
スプライン結合するように介装され、ピストン部ととも
に移動することでタイミングプーリとカムシャフトとの
相対回転位相を変化させるリング状歯車を有し、このリ
ング状歯車を二つ以上に分割し、分割されたリング状歯
車の各部分をピストン部に対して反対方向に付勢する付
勢手段を備えている。このため、リング状歯車が移動し
ないとき、および移動するときも移動方向に関係なく回
転方向に発生するカムシャフトのトルク変動を吸収でき
るので、スプライン間のバックラッシュによる歯打ち音
を抑制することができる。
【００１７】また本発明の請求項９記載の内燃機関のバ
ルブタイミング調整装置によると、タイミングプーリか
らカムシャフトへのトルク伝達方向に対して同方向とな
る負荷トルクを発生する付勢力よりもトルク伝達方向に
対して逆方向となる負荷トルクを発生する付勢力を小さ
くしていることにより、カムシャフトで発生する変動ト
ルクの平均はタイミングプーリからカムシャフトへのト
ルク伝達方向と逆方向に働くので、トルク伝達方向の同
方向および逆方向に働くリング状歯車の作動バランスが
均等に保持される。このため、タイミングプーリとカム
シャフトとの相対回転位相の制御精度が向上する。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の内燃機関のバルブタイミング調整装置を自動車
用内燃機関システムに適用した一実施例を図２に示す。
ＤＯＨＣ型内燃機関の吸気側カムシャフト１にトルク伝
達装置であるバルブタイミング調整装置が設けられてい
る。吸気側タイミングプーリ４０と排気側タイミングプ
ーリ４１とは、内燃機関のクランクシャフト５０に設け
られたクランクプーリ５１により、テンショナー５３に
より張力を与えられたタイミングベルト５２を介して回
転駆動される。そして、吸気側のカムシャフト１と排気
側のカムシャフト４２とが駆動される。
【００１９】油圧制御弁１７は、制御装置１６によって
バルブタイミング調整装置への油圧経路を切換え制御
し、所望のバルブタイミングが得られるようフィードバ
ック制御される。カムシャフト１の回転に同期して所定
回転角毎に信号を発生するカムシャフト１の回転センサ
５４と、クランクシャフト５０の回転に同期して所定回
転角毎に信号を発生するクランクシャフト５０の回転セ
ンサ５５とを備え、回転センサ５４および５５の信号を
制御装置１６に入力している。制御装置１６は回転セン
サ５４および５５からの信号の位相差を演算し、その検
出位相差を目標とする位相差とするように油圧制御弁１
７をフィードバック制御する。なお、目標位相差は、燃
料噴射弁５８を制御する燃料噴射制御装置５７等から吸
気量信号Ｑと内燃機関回転数信号Ｎｅとを入力し、これ
ら両信号で示される内燃機関負荷に応じた最適なバルブ
タイミングとなるよう設定される。
【００２０】次に、本発明の第１実施例によるバルブタ
イミング調整装置を図１、図３〜図５に示す。第１実施
例において、図示しないクランクシャフトからの回転ト
ルクは、図示しないタイミングベルトによって駆動側回
転体であるタイミングプーリ５に伝達される。図１に示
すように、被駆動側回転体であるカムシャフト１と一体
に回動するようにボルト２およびピン３により円筒状の
カムシャフトスリーブ４がカムシャフト１の一方の端部
に固定されている。このカムシャフトスリーブ４の外周
壁の一部には、外歯ヘリカルスプライン４ａが形成され
ている。
【００２１】スプロケットスリーブ７は、小径部７ｄお
よび大径部７ｅとを有する外筒と、大径部７ｅの反小径
部側から径方向外側に延びる円環状のフランジ部７ｃ
と、内筒７ｂと、小径部７ｄの反大径部側から径方向内
側に延び外筒と内筒７ｂとをつなぐ円環部７ｆとが一体
に形成されている。小径部７ｄの内周壁の一部には、内
歯ヘリカルスプライン７ａが形成されている。この内歯
ヘリカルスプライン７ａは、カムシャフトスリーブ４の
外歯ヘリカルスプライン４ａとは逆方向のねじれ角を有
するように形成されている。なお、外歯ヘリカルスプラ
イン４ａと内歯ヘリカルスプライン７ａのいずれか一方
は、ねじれ角をゼロとして軸方向に平行な直線状のスプ
ラインとしても良い。
【００２２】フランジ部材８は、カムシャフト１の径方
向に延びる円環部８ａとカムシャフト１の軸方向にカム
シャフト１の後端部に向かって延びる円筒部８ｂとから
形成されている。タイミングプーリ５には、フランジ部
材８の円環部８ａとスプロケットスリーブ７のフランジ
部７ｃとがボルト６によって組付けられている。スプロ
ケットスリーブ７の内筒部７ｂの外側面７ｇはカムシャ
フトスリーブ４の内側面４ｂに支持され、またフランジ
部材８の円筒部８ｂの内側面８ｃはカムシャフト１の外
側面１ｃに支持されていることにより、タイミングプー
リ５はカムシャフト１に相対回動自在に支持されてい
る。
【００２３】カムシャフトスリーブ４とスプロケットス
リーブ７との間に、タイミングプーリ５とカムシャフト
１とを相対回動させる制御用部材９が介装されている。
制御用部材９は、移動体であるピン１１およびリテーナ
リング１２およびピストン部１３、伝達部材において第
１伝達部材である弧形歯車１０および第２伝達部材であ
る弧形歯車１４、付勢手段において第１付勢手段である
スプリング２７および第２付勢手段であるスプリング１
５からなる。移動体は請求項において駆動機構とも表現
されている。
【００２４】弧形歯車１０および１４は、一つのリング
状歯車を軸を含んだ分割面で分割して形成されている。
図３の（Ａ）に示すように、それぞれ二つの弧形歯車１
０および１４はピストン部１３に互い違いに組付けら
れ、見かけ上一つのリング状歯車を構成している。図３
の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、弧形歯車１０、１４の
上端部には円弧状の溝１０ｃ、１４ｃが形成されてお
り、この溝１０ｃ、１４ｃにリテーナリング１２が収容
されている。弧形歯車１０、１４は、リテーナリング１
２を通して貫通孔に挿入したピン１１によりピストン部
１３に組付けられている。ピン１１はピストン部１３に
圧入固定されており、組付け時の誤差を吸収するため、
弧形歯車１０、１４との間に軸方法および回転方向に若
干のクリアランスが設けられている。リテーナリング１
２がピン１１の頭部１１ａに係止されることにより、弧
形歯車１０、１４は軸方向の動きを規制される。弧形歯
車１０、１４の内周壁にはそれぞれ内歯ヘリカルスプラ
イン１０ａ、１４ａが形成され、外周壁には外歯ヘリカ
ルスプライン１０ｂ、１４ｂが形成されている。
【００２５】図３（Ｃ）に示すように、ピストン部１３
には弧形歯車１０に対応した位置にスプリングホール１
３ｃが形成され、このスプリングホール１３ｃ内にスプ
リング２７が収容されている。つまりスプリング２７は
弧形歯車１０とピストン部１３との間に介装されてお
り、ピストン部１３から離れる方向に弧形歯車１０を付
勢している。また図３（Ａ）に示すように、弧形歯車１
４のピンを挿入した貫通孔の回転方向の両側には二つの
スプリングホール１４ｄが形成され、図３（ｂ）に示す
ように、リテーナリング１２の下のスプリングホール１
４ｄの中にスプリング１５が収容されている。つまり、
スプリング１５は弧形歯車１４と移動体であるリテーナ
リング１２との間に介装されており、リテーナリング１
２に一端を支持されるスプリング１５はリテーナリング
１２から離れる方向であって、かつスプリング２７と反
対方向に弧形歯車１４を付勢している。弧形歯車１４の
軸方向の移動は、スプリング１５の圧縮範囲で可能であ
る。またピストン部１３に対して軸方向の反対方向に弧
形歯車１０、１４が付勢されているので、スプロケット
スリーブ７とカムシャフトスリーブ４との間に制御用部
材９を介装する前の状態では、図３に示すように、外歯
ヘリカルスプライン１０ｂ、１４ｂ、内歯ヘリカルスプ
ライン１０ａ、１４ａの軸方向位置がずれている。
【００２６】弧形歯車１０および１４は、スプライン間
のバックラッシュを吸収する分だけカムシャフト１の軸
方向および径方向に微小距離変移し、図３に示す介装前
の状態よりも軸方向のずれを小さくしてスプロケットス
リーブ７とカムシャフトスリーブ４との間に介装されて
いる。スプリング２７およびスプリング１５は、それぞ
れ独立して弧形歯車１０、１４をピストン部１３に対し
て軸方向の反対方向に付勢している。この付勢力によ
り、弧形歯車１０はタイミングプーリ５に対してカムシ
ャフト１を遅角方向に、また弧形歯車１４はタイミング
プーリ５に対してカムシャフト１を進角方向に相対回動
させるトルクを与える。すなわち、スプロケットスリー
ブ７とカムシャフトスリーブ４との間に制御用部材９を
介装した状態では、図４（Ａ）に示すように、スプリン
グ２７の付勢力により、弧形歯車１０の外歯ヘリカルス
プライン１０ｂはスプロケットスリーブ７の内歯ヘリカ
ルスプライン７ａを遅角方向に、内歯ヘリカルスプライ
ン１０ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプ
ライン４ａを遅角方向に押圧している。また、スプリン
グ１５の付勢力により、弧形歯車１４の外歯ヘリカルス
プライン１４ｂはスプロケットスリーブ７の内歯ヘリカ
ルスプライン７ａを進角方向に、内歯ヘリカルスプライ
ン１４ａはカムシャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプ
ライン４ａを進角方向に押圧している。したがって、弧
形歯車１０、１４は、それぞれスプリング２７、１５の
付勢力によりカムシャフト１の正負の変動トルクに抗す
るトルクを与えられていることになり、スプライン間の
バックラッシュによる歯打ち音を抑制する。
【００２７】このようなスプライン同士の噛合いによ
り、タイミングプーリ５の回転は、スプロッケトスリー
ブ７、制御用部材９、カムシャフトスリーブ４を経てカ
ムシャフト１に伝達される。カムシャフトスリーブ４と
スプロケットスリーブ７との間には、ピストン部１３の
溝１３ｂに嵌合されるピストンリング１８とピストン部
１３の摺動部１３ａとによって仕切られた進角側油圧室
１９および遅角側油圧室２０が形成されている。進角側
油圧室１９および遅角側油圧室２０は、ボルト２３のＯ
リング２４とフランジ部材８のＯリング２５によって液
封され、フランジ部材８の円筒部８ｂによって略液封さ
れている。さらに、オイルシール２６によって円筒部８
ｂから漏れた圧油の装置外部への漏れを防いでいる。
【００２８】制御装置１６の制御信号で油圧制御弁１７
を切替制御することにより、進角側油圧室１９および遅
角側油圧室２０に通じる油路への圧油の流れが制御され
る。具体的には、進角側油圧室１９に通じるカムシャフ
トスリーブ４に形成された油路４ｃ、ボルト２に構成さ
れた油路２ａおよびカムシャフト１に形成された油路１
ａと油圧供給手段であるオイルポンプ２１またはドレン
２２とを油圧制御弁１７を切替制御することにより導通
または遮断し、進角側油圧室１９内の油圧を制御する。
また、遅角側油圧室２０に通じるカムシャフトスリーブ
４に形成された油路４ｄおよびカムシャフト１に形成さ
れた油路１ｂとオイルポンプ２１またはドレン２２とを
油圧制御弁１７を切替制御することにより導通または遮
断し、遅角側油圧室２０内の油圧を制御する。進角側油
圧室１９と遅角側油圧室２０との油圧のバランスによ
り、制御用部材９は軸方向に移動もしくは停止する。
【００２９】次に、バルブタイミング調整装置の作動を
図３および図４に基づいて説明する。図４（Ａ）に示す
ように、進角側油圧室１９と遅角側油圧室２０との圧力
が等しい場合、制御用部材９は軸方向に移動せず、スプ
ロケットスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４は相
対回動しない。弧形歯車１０および１４はスプリング２
７および１５の付勢力によりそれぞれ軸の反対方向に付
勢されているため、スプロケットスリーブ７側では、外
歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび１４ｂがそれぞれ内
歯ヘリカルスプライン７ａに反対方向のトルクを与えて
当接し、カムシャフトスリーブ４側では、内歯ヘリカル
スプライン１０ａおよび１４ａがそれぞれ外歯ヘリカル
スプライン４ａに反対方向のトルクを与えて当接してい
る。このため、カムシャフト１の回転方向の変動トルク
により、回転方向と逆向き（正トルク）または回転方向
と同一方向（負トルク）にトルクが変動しても、ヘリカ
ルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制で
きる。
【００３０】図４（Ｂ）に示すように、進角側油圧室１
９の圧力を遅角側油圧室２０の圧力よりも高くすると、
ピストン部１３は油圧力１９ａにより矢印Ｑ方向に移動
する。ピストン部１３が矢印Ｑ方向に僅かに移動する
と、外歯ヘリカルスプライン１４ｂおよび内歯ヘリカル
スプライン１４ａがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７
ａ、外歯ヘリカルスプライン４ａに矢印Ｑ方向と逆方向
に押されて弧形歯車１４とリテーナリング１２とが当接
し、当接した状態で一体となって矢印Ｑ方向に移動す
る。このとき、スプリング２７の付勢力により、弧形歯
車１０の外歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび内歯ヘリ
カルスプライン１０ａはそれぞれ内歯ヘリカルスプライ
ン７ａおよび外歯ヘリカルスプライン４ａに遅角方向の
トルクを与えながら当接している。このため、制御用部
材９が矢印Ｑ方向に移動中であっても、カムシャフト１
の正負の変動トルクを吸収可能であるので、スプライン
間のバックラッシュによる歯打ち音の発生を抑制でき
る。そして、スプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルス
プライン７ａには回転方向と逆向きの力が作用し、カム
シャフトスリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａには
回転方向の力が作用する。したがって、タイミングプー
リ５の回転位相に対してカムシャフト１の相対回転位相
が進む方向（進角方向）へタイミングプーリ５とカムシ
ャフト１とが相対回動する。
【００３１】図４（Ｃ）に示すように、遅角側油圧室２
０の圧力を進角側油圧室１９の圧力よりも高くすると、
ピストン部１３は油圧力２０ａにより矢印Ｐ方向に移動
する。ピストン部１３が軸方向に僅かに移動すると、外
歯ヘリカルスプライン１０ｂおよび内歯ヘリカルスプラ
イン１０ａがそれぞれ内歯ヘリカルスプライン７ａ、外
歯ヘリカルスプライン４ａに矢印Ｐ方向と逆方向に押さ
れてピストン部１３の端面１３ｄと弧形歯車１０とが当
接し、当接した状態で一体となって矢印Ｐ方向に移動す
る。このとき、スプリング１５の付勢力により、弧形歯
車１４の外歯ヘリカルスプライン１４ｂおよび内歯ヘリ
カルスプライン１４ａはそれぞれ内歯ヘリカルスプライ
ン７ａおよび外歯ヘリカルスプライン４ａに進角方向の
トルクを与えながら当接している。このため、制御用部
材９が矢印Ｐ方向に移動中であっても、カムシャフト１
の正負の変動トルクを吸収可能であるので、スプライン
間のバックラッシュによる歯打ち音の発生を抑制でき
る。そして、スプロケットスリーブ７の内歯ヘリカルス
プライン７ａには回転方向の力が作用し、カムシャフト
スリーブ４の外歯ヘリカルスプライン４ａには回転方向
と逆向きの力が作用する。したがって、タイミングプー
リ５の回転位相に対してカムシャフト１の相対回転位相
が遅れる方向（遅角方向）へタイミングプーリ５とカム
シャフト１とが相対回動する。
【００３２】また、進角方向、遅角方向に制御用部材９
を作動させた時、各スプリング１５、２７の付勢力は駆
動の負荷となるトルクを発生している。カムシャフト１
の変動トルクの平均はタイミングプーリおよびカムシャ
フトの回転方向と逆方向の正トルクであることから、平
均トルクに対して制御用部材９を進角方向に駆動すると
きの負荷は、遅角方向に駆動するときの負荷よりも大き
くなる。そこで、進角方向、遅角方向の両方向への制御
用部材９の作動をバランスよく良好にするため、進角方
向の作動のときに負荷となる付勢力を与えるスプリング
２７の荷重をスプリング１５の荷重より小さくしてい
る。
【００３３】次に、図５および図６に示す比較例と比べ
て第１実施例の効果を説明する。まず、比較例の構成に
ついて説明する。図５（Ａ）に示すように、制御用部材
１０９は、弧形歯車１１０および１１４、ピストン部１
１３からなり、それぞれ二つの弧形歯車１１０、１１４
がピストン部１１３に組付けられている。弧形歯車１１
０および１１４は、それぞれ外周壁にスプロケットスリ
ーブの内歯ヘリカルスプラインと噛合う外歯ヘリカルス
プライン１１０ｂ、１１４ｂを設け、内周壁にカムシャ
フトスリーブの外歯ヘリカルスプラインと噛合う内歯ヘ
リカルスプライン１１０ａ、１１４ａを設けている。弧
形歯車１１０および１１４はピストン部１１３に圧入さ
れているピン１１により軸方向の動きを規制されてい
る。また、図５（Ｂ）に示すように、弧形歯車１１４に
はスプリングホール１１４ｃが形成され、このスプリン
グホール１１４ｃ内にスプリング１１５が収容されてい
る。スプリング１１５は、ピストン部１１３に近付く方
向に弧形歯車１１４を付勢している。弧形歯車１１０
は、リテーナリング１１２との間に軸方向に形成される
微小クリアランスだけ軸方向に移動可能である。
【００３４】次に、比較例の作動について説明する。図
６（Ａ）に示すように、制御用部材が軸方向に移動しな
い場合、制御用部材はスプロケットスリーブ７およびカ
ムシャフトスリーブ４を相対回動させない。弧形歯車１
１４はスプリング１１５の付勢力により弧形歯車１１０
に対してピストン部１１３側に付勢されているため、ス
プロケットスリーブ７側では、外歯ヘリカルスプライン
１１０ｂおよび１１４ｂがそれぞれ内歯ヘリカルスプラ
イン７ａに軸方向にずれて当接し、カムシャフトスリー
ブ４側では、内歯ヘリカルスプライン１１０ａおよび１
１４ａがそれぞれ外歯ヘリカルスプライン４ａに軸方向
にずれて当接している。このため、カムシャフト１の回
転方向の変動トルクにより回転方向と逆向き（正トル
ク）または回転方向と同一方向（負トルク）にトルクが
変動しても、ヘリカルスプラインのバックラッシュによ
る歯打ち音を抑制できる。
【００３５】また図６（Ｃ）に示すように、ピストン部
１１３が矢印Ｐ方向に移動しても、弧形歯車１１４は矢
印Ｐと逆方向のピストン部１１３側に付勢されているの
で、弧形歯車１１４のヘリカルスプラインはスプロケッ
トスリーブ７およびカムシャフトスリーブ４のヘリカル
スプラインと当接している。このため、カムシャフト１
に正負の変動トルクが発生しても、バックラッシュによ
る歯打ち音が抑制される。
【００３６】しかし、図６（Ｂ）に示すように、ピスト
ン部１１３がスプリング１１５の付勢方向と同じ矢印Ｑ
方向に移動すると、弧形歯車１１４は矢印Ｑと逆方向に
力を受け、スプリング１１５の付勢力に抗して矢印Ｑと
逆方向に移動する。これに伴い、弧形歯車１１０のヘリ
カルスプラインはスプロケットスリーブ７およびカムシ
ャフトスリーブ４のヘリカルスプラインから離れるの
で、カムシャフト１に負トルクが発生すると、バックラ
ッシュによる歯打ち音が発生する。
【００３７】このように、比較例に比べ第１実施例は、
スプリング２７および１５がそれぞれ独立してピストン
部１３に対して軸方向の反対方向に弧形歯車１０および
１４を付勢しているため、制御用部材９の移動方向に関
係なくヘリカルスプラインのバックラッシュによる歯打
ち音を抑制可能である。また第１実施例では、円周上に
均等間隔にピン１１を配置することにより、ピン１１で
軸方向の動きを規制されているリテーナリング１２に作
用するスプリング１５および２７の荷重を均等にできる
ので、不均一な荷重によるリテーナリング１２の変形を
防止できる。
【００３８】また第１実施例によると、スプロケットス
リーブ７の内筒部７ｂの外側面７ｇをカムシャフトスリ
ーブ４の内側面４ｂで支持し、スプロケットスリーブ７
と一体に回転するフランジ部８の円筒部８ｂの内側面８
ｃをカムシャフト１の外周面１ｃで支持している。この
ため、カムシャフト１およびカムシャフトスリーブ４か
らなる被駆動側回転体に支持されるタイミングプーリ
５、スプロケットスリーブ７、およびフランジ部材８か
らなる駆動側回転体の被支持部間の距離が大きくなり、
駆動側回転体と被駆動側回転体間の隙間に対してタイミ
ングプーリ５の傾きを小さくできるので、タイミングベ
ルトの異常摩擦および内燃機関の振動の増大を防止する
ことが可能であ。
【００３９】また第１実施例では、外歯ヘリカルスプラ
イン４ａの形成されているカムシャフトスリーブ４の内
側面４ｂ、つまり制御用部材９のストローク範囲とオー
バーラップした位置でスプロケットスリーブ７の内筒部
７ｂの外側面７ｇを支持しているため、十分な被支持部
間の距離を確保しながら装置を小型化することができ
る。
【００４０】（第２実施例）本発明の第２実施例を図７
に示す。図７（Ａ）に示すように、制御用部材２０９
は、弧形歯車２１０および１４、ピストン部２１３から
なり、それぞれ二つの弧形歯車２１０、１４がピストン
部２１３に組付けられている。弧形歯車２１０は、外周
壁にスプロケットスリーブの内歯ヘリカルスプラインと
噛合う外歯ヘリカルスプライン２１０ｂ、内周壁にカム
シャフトスリーブの外歯ヘリカルスプラインと噛合う内
歯ヘリカルスプライン２１０ａを設けている。図７
（Ｂ）に示すように、弧形歯車２１０はピストン部２１
３に圧入されているピン１１により軸方向の動きを規制
されている。また、図７（Ｃ）に示すように、弧形歯車
２１０にはスプリングホール２１０ｃが形成され、この
スプリングホール２１０ｃ内にスプリング２７が収容さ
れている。スプリング２７は、ピストン部２１３から離
れる方向に弧形歯車２１０を付勢している。また図７
（Ｂ）に示すように、弧形歯車１４は、スプリング１５
の付勢力によりピストン部２１３に近付く方向に付勢さ
れている。
【００４１】第２実施例では、弧形歯車２１０に形成さ
れたスプリングホール２１０ｃに弧形歯車２１０を付勢
するスプリング２７を収容しているので、ピストン部２
１３の形状を簡素化できる。また、第１実施例と同様
に、スプリング２７および１５の付勢力により、弧形歯
車２１０および１４がピストン部２１３に対して軸方向
の反対方向に付勢されているため、制御用部材２０９が
軸方向に移動しない場合、および軸方向を移動する場合
にもカムシャフトの回転方向のトルク変動に対してヘリ
カルスプラインのバックラッシュによる歯打ち音を抑制
できる。
【００４２】（第３実施例）本発明の第３実施例を図８
に示す。制御用部材３０９は、第１リング状歯車３１０
および第２リング状歯車３１４、ピストン部３１３から
なる。第１リング状歯車３１０および第２リング状歯車
３１４は、一つのリング状歯車を軸方向に垂直な分割面
で二分割して形成され、図８（Ｂ）に示すように、ピス
トン部３１３、第１リング状歯車３１０、第２リング状
歯車３１４の順に軸方向に配置されている。第１リング
状歯車３１０および第２リング状歯車３１４には、それ
ぞれピン３０１を挿入可能な貫通孔が形成されている。
ピン３０１はリテーナリング３１２、第２リング状歯車
３１４および第１リング状歯車３１０を貫通してピスト
ン部３１３に圧入固定されている。第２リング状歯車３
１４および第１リング状歯車３１０の軸方向の動きはピ
ン３０１により規制されている。
【００４３】第１リング状歯車３１０および第２リング
状歯車３１４には、それぞれ外周壁に外歯ヘリカルスプ
ライン３１０ｂおよび３１４ｂ、内周壁に内歯ヘリカル
スプライン３１０ａおよび３１４ａが形成されている。
また、第２リング状歯車３１４およびピストン部３１３
には、それぞれスプリングホール３１４ｃおよび３１３
ａが設けられている。スプリングホール３１４ｃに収容
されているスプリング３１５は、ピストン部３１３側に
第２リング状歯車３１４を付勢し、スプリングホール３
１３ａに収容されているスプリング３２７は、ピストン
部３１３から離れる方向に第１リング状歯車３１０を付
勢している。このため、図８（Ｂ）に示す制御用部材の
組付け前の状態では、第１リング状歯車３１０および第
２リング状歯車３１４は当接して歯筋が最もずれてい
る。そして組付け時、スプリング３１５および３２７の
付勢力に抗して第１リング状歯車３１０および第２リン
グ状歯車３１４が離れることにより歯筋のずれが減少す
るので、スプロケットスリーブとカムシャフトスリーブ
間に組付け可能となる。
【００４４】第１リング状歯車３１０および第２リング
状歯車３１４は、スプロケットスリーブとカムシャフト
スリーブ間に組付けられた状態で、スプリング３１５お
よび３２７の付勢力により、ピストン部３１３に対して
軸方向の反対方向に付勢されている。そして、第１リン
グ状歯車３１０および第２リング状歯車３１４のヘリカ
ルスプラインは、歯筋のずれた状態でスプロケットスリ
ーブとカムシャフトスリーブのヘリカルスプラインに噛
合っているので、第１実施例および第２実施例と同様
に、制御用部材３０９が油圧により軸方向に移動しない
場合、および軸方向に移動する場合でもカムシャフトの
回転方向の変動トルクを吸収することができる。
【００４５】以上説明した本発明の実施例では、軸を含
んだ分割面または軸に垂直な分割面でリング状歯車を分
割したが、本発明では、軸を含まず軸に沿った分割面で
リング状歯車を分割することも可能であるし、軸に垂直
な分割面でなくとも軸に交差している分割面でリング状
歯車を分割することも可能である。また本実施例では、
リング状歯車の内外のスプラインを両方ともヘリカルス
プラインにしたが、本発明では、リング状歯車の内外の
スプラインのうち、一方だけをヘリカルスプラインにす
ることは可能である。
【００４６】なお、スプライン結合はスプライン歯とス
プライン歯の歯溝内に噛合う単なる突起とで構成されて
もよく、スプライン歯と突起とを内周または外周のいず
れかに形成すれば、本発明のスプライン結合を得ること
は可能である。また、ヘリカルスプラインによる結合も
同様であって、ヘリカルスプライン歯と突起とを内周ま
たは外周のいずれかに形成すればよい。
【００４７】また本実施例では、タイミングベルト５２
によりクランクシャフト５０の駆動力をタイミングプー
リ５に伝達したが、本発明では、タイミングベルト方式
に限らず、チェーン駆動あるいはギヤ駆動によりクラン
クシャフトの駆動力を駆動側回転体であるタイミングプ
ーリに伝達することも可能である。この場合、タイミン
グプーリはスプロケットあるいは終段ギアと称される。
また、本発明のバルブタイミング調整装置はクランクシ
ャフトと同軸に設けてもよく、中間に設けてもよい。
【００４８】また本実施例では、本発明のトルク伝達装
置としてバルブタイミング調整装置を例示したが、本発
明では、これ以外に本発明のトルク伝達装置を適用する
ことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例による内燃機関のバルブタイミング
調整装置を自動車の内燃機関システムに適用した一実施
例を示す模試的構成図である。
【図３】（Ａ）は第１実施例の制御用部材を示す平面図
であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はそ
のＣ−Ｏ−Ｃ線断面図である。
【図４】第１実施例の作動を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は比較例の制御用部材を示す平面図であ
り、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【図６】比較例の作動を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は第２実施例の制御用部材を示す平面図
であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はそ
のＣ−Ｏ−Ｃ線断面図である。
【図８】（Ａ）は第３実施例の制御用部材を示す平面図
であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ カムシャフト（被駆動側回転体） ４ カムシャフトスリーブ（被駆動側回転体） ４ａ 外歯ヘリカルスプライン ５ タイミングプーリ（駆動側回転体） ７ スプロケットスリーブ（駆動側回転体） ７ａ 内歯ヘリカルスプライン ８ フランジ部材（駆動側回転体） ８ｂ 円筒部 ９ 制御用部材 １０、１４ 弧形歯車（伝達部材） １０ａ、１４ａ 内歯ヘリカルスプライン １０ｂ、１４ｂ 外歯ヘリカルスプライン １１ ピン（移動体、駆動機構） １２ リテーナリング（移動体、駆動機構） １３ ピストン部（移動体、駆動機構） １４ｄ スプリングホール １５、２７ スプリング（付勢手段） ２１ オイルポンプ（油圧供給手段） ２１０ 弧形歯車（伝達部材） ２１０ａ 内歯ヘリカルスプライン ２１０ｂ 外歯ヘリカルスプライン ２１３ ピストン部（移動体） ３０１ ピン（移動体、駆動機構） ３１０ 第１リング状歯車（伝達部材） ３１０ａ、３１４ａ 内歯ヘリカルスプライン ３１０ｂ、３１４ｂ 外歯ヘリカルスプライン ３１２ リテーナリング（移動体、駆動機構） ３１３ ピストン部（移動体） ３１４ 第２リング状歯車（伝達部材） ３１５、３２７ スプリング（付勢手段）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動側回転体と被駆動側回転体との間に
    前記両回転体とスプライン結合するように介装され、か
    つ前記両回転体の少なくとも一方とのスプライン結合が
    ヘリカルスプラインにより与えられ、前記両回転体とス
    プライン結合しながら移動することで前記両回転体の相
    対回転位相を変化させる伝達部材と、 前記伝達部材を移動させる移動体とを有するトルク伝達
    装置において、 前記伝達部材は少なくとも二つ以上の部分に分割されて
    おり、前記移動体に対して前記各部分をそれぞれ反対方
    向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とするトルク
    伝達装置。
  2. 【請求項２】 前記伝達部材はリング状歯車であって、
    このリング状歯車はこのリング状歯車の軸に沿った分割
    面で分割されていることを特徴とする請求項１記載のト
    ルク伝達装置。
  3. 【請求項３】 前記伝達部材はリング状歯車であって、
    このリング状歯車はこのリング状歯車の軸と交差する分
    割面で分割されていることを特徴とする請求項１記載の
    トルク伝達装置。
  4. 【請求項４】 前記付勢手段は、前記伝達部材の各部分
    をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢することで前
    記両回転体との各スプライン結合において負荷トルクを
    発生しており、前記駆動側回転体から前記被駆動側回転
    体へのトルク伝達方向に対して同方向となる負荷トルク
    を発生する付勢力よりもトルク伝達方向に対して逆方向
    となる負荷トルクを発生する付勢力を小さくしているこ
    とを特徴とする請求項１、２または３記載のトルク伝達
    装置。
  5. 【請求項５】 油圧により前記移動体を移動させる油圧
    供給手段を備えることを特徴とする請求項１、２、３ま
    たは４記載のトルク伝達装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関と同期して回転するタイミング
    プーリとカムシャフトとの間に前記タイミングプーリお
    よび前記カムシャフトとスプライン結合するように介装
    され、かつ少なくとも一方のスプライン結合がヘリカル
    スプラインにより与えられるリング状歯車と、 前記カムシャフトの軸方向に前記リング状歯車を移動さ
    せるピストン部と、 前記カムシャフトの軸方向に前記ピストン部を油圧で移
    動させる油圧供給手段とを有し、 前記リング状歯車を介して前記タイミングプーリから前
    記カムシャフトへトルクを伝達するとともに、前記油圧
    供給手段により前記カムシャフトの軸方向に前記ピスト
    ン部が移動することにより、前記リング状歯車が前記タ
    イミングプーリと前記カムシャフトとの相対回転位相を
    変化させる内燃機関のバルブタイミング調整装置におい
    て、 前記リング状歯車は少なくとも二つ以上の部分に分割さ
    れており、前記ピストン部に対して前記各部分をそれぞ
    れ反対方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とす
    る内燃機関のバルブタイミング調整装置。
  7. 【請求項７】 前記リング状歯車は前記リング状歯車の
    軸に沿った分割面で分割されていることを特徴とする請
    求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
  8. 【請求項８】 前記リング状歯車は前記リング状歯車の
    軸と交差する分割面で分割されていることを特徴とする
    請求項６記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
  9. 【請求項９】 前記付勢手段は、前記リング状歯車の各
    部分をそれぞれ異なる付勢力で反対方向に付勢すること
    で前記タイミングプーリおよび前記カムシャフトとの各
    スプライン結合において負荷トルクを発生しており、前
    記タイミングプーリから前記カムシャフトへのトルク伝
    達方向に対して同方向となる負荷トルクを発生する付勢
    力よりもトルク伝達方向に対して逆方向となる負荷トル
    クを発生する付勢力を小さくしていることを特徴とする
    請求項６、７または８記載の内燃機関のバルブタイミン
    グ調整装置。
  10. 【請求項１０】 内燃機関のクランクシャフト（５０）
    と同期して回転する駆動側回転体（５、７、８）と、 内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくとも一方を駆動
    するカムシャフト（１）と同期して回転する被駆動側回
    転体（４）と、 前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両
    回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少な
    くとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインによ
    り与えられる第１伝達部材（１０）と、 前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間に前記両
    回転体とスプライン結合するように介装され、かつ少な
    くとも一方のスプライン結合がヘリカルスプラインによ
    り与えられる第２伝達部材（１４）と、 前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とをスプライン結
    合の軸方向へ移動させる駆動機構（１３）と、 前記駆動機構と前記第１伝達部材との間に介装され、前
    記駆動機構から離れる方向に向けて前記第１伝達部材を
    付勢する第１付勢手段（２７）と、 前記駆動機構と前記第２伝達部材との間に介装され、前
    記駆動機構から離れる方向であって、かつ前記第１付勢
    手段による付勢方向とは反対方向に向けて前記第２伝達
    部材を付勢する第２付勢手段（１５）と、 を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング
    調整装置。
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