JP2007023808A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作動不良を防止するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】 バルブタイミング調整装置は、内部へ供給された潤滑流体を外部へ排出する排出孔９０を有し、内燃機関のクランク軸と連動して回転する第一回転体１１と、内燃機関のカム軸と連動して回転する第二回転体１６と、第一回転体１１の内部に収容されており、リンク作動によって第一回転体１１と第二回転体１６との間の相対回転位相を変化させるリンク機構５０とを備え、リンク機構５０は、リンク作動に伴って第一回転体１１の内壁面２４に摺接する摺接面８０並びに摺接面８０に隣接し内壁面２４に隙間８２を挟んで対向する対向面８１とが設けられてなる摺接リンク５１を有し、排出孔９０は、内壁面２４において、摺接リンク５１の所定の作動位置で対向面８１に対向する部分に開口する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方の開閉タイミング（以下、バルブタイミングという）を調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来、クランク軸と連動して回転する回転体と、カム軸と連動して回転する回転体との間の相対回転位相を変化させることにより、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が知られている。例えば特許文献１には、電動モータを備えた制御系によりリンク機構のリンク作動を制御して二つの回転体の相対回転位相変化を発生するバルブタイミング調整装置が開示されている。このバルブタイミング調整装置では、カム軸側から受けるトルクの変動がリンク作動の制御に及ぼす影響を小さくすることができる。

さて、特許文献１に開示のバルブタイミング調整装置では、クランク軸との連動回転体（以下、単に連動回転体という）の内部にリンク機構等の機構を収容し、機構構成要素同士や機構構成要素と連動回転体とを密接させている。これにより、機構構成要素の位置ずれを規制して装置全体としての作動不良を防止している。

特開２００５−９８１４２号公報

しかし、特許文献１に開示のように機構構成要素同士や機構構成要素と連動回転体とを密接させた場合、そうした密接要素間の相対摺動によって磨耗が生じる。
そこで磨耗を抑制するには、連動回転体の内部に潤滑流体を供給する方法が考えられる。ところが、低温時等において潤滑流体が高粘度化すると、潤滑流体の流動性が低下することから、連動回転体に潤滑流体の排出孔を設けたとしても、連動回転体の内部に潤滑流体が滞留し易くなる。また、磨耗粉等の異物が潤滑流体に含まれる場合にも、同様の理由によって潤滑流体が連動回転体の内部に滞留し易くなる。このように、高粘度化した潤滑流体や異物を含んだ潤滑流体が連動回転体の内部に滞留した場合、密接要素間の摺動抵抗が増大し、その結果、装置の作動不良を招来するおそれがあるので、望ましくない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、作動不良を防止するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１〜１１に記載の発明では、クランク軸及びカム軸の一方と連動して回転する第一回転体と、クランク軸及びカム軸の他方と連動して回転する第二回転体との間の相対回転位相がリンク機構のリンク作動によって変化する。したがって、リンク作動を制御することによりバルブタイミングを調整できる。

そして請求項１に記載の発明によると、リンク機構の摺接リンクには、リンク作動に伴って第一回転体の内壁面に摺接する摺接面と、当該摺接面に隣接し第一回転体の内壁面に隙間を挟んで対向する対向面とが設けられる。それ故、摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面とに挟まれる隙間には、第一回転体の内部に供給された潤滑流体がその表面張力によって捕捉され易くなる。

さらに請求項１に記載の発明によると、第一回転体の内部から外部へ潤滑流体を排出する排出孔は、第一回転体の内壁面において、摺接リンクの所定の作動位置で当該摺接リンクの対向面に対向する部分に開口する。この所定の作動位置では、摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面との間の隙間の内圧よりも排出孔の内圧が低くなることで、その隙間に捕捉されている潤滑流体が排出孔の内部へ流出し易くなる。

このような請求項１に記載の発明によれば、低温時等に高粘度化した潤滑流体や磨耗粉等の異物を含んだ潤滑流体を、摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面との間の隙間に一旦捕捉した後、排出孔を通じて排出できる。これにより第一回転体の内部には、高粘度流体や異物含有流体が滞留し難くなるので、摺接リンクの摺接面と第一回転体の内壁面との間等、第一回転体内部の密接要素間において摺動抵抗の増大を抑制できる。したがって、バルブタイミング調整装置の作動不良が防止される。

請求項２に記載の発明によると、摺接リンクにおいて対向面は、摺接面よりも凹む段差面であるので、当該段差面と第一回転体の内壁面との間に確実に隙間を形成できる。
請求項３に記載の発明によると、第一回転体の内壁面は、摺接リンクの摺接面と摺接する部分よりも凹む段差部を有し、摺接リンクの対向面は、当該段差部に対向する面であるので、それら段差部と対向面との間に確実に隙間を形成できる。

通常、内燃機関の始動時において潤滑流体は低温であるため、高粘度化している蓋然性が高い。
請求項４に記載の発明によると、排出孔は、内燃機関の始動時に摺接リンクが作動する範囲において摺接リンクの対向面に対向する。故に機関始動時には、摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面との間の隙間が排出孔に連通した形となるので、潤滑流体が高粘度化していたとしても当該潤滑流体を速やかに排出できる。したがって、機関始動時における摺動抵抗の抑制効果、ひいては作動不良の防止効果が向上する。

請求項５に記載の発明によると、回転径方向及び回転軸方向が第一回転体と略一致した第二回転体から回転径方向の外側へ突出する摺接リンクについて、その回転軸方向の一面が形成する摺接面は、回転径方向において対向面よりも内側に位置する。それ故、摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面との間の潤滑流体は、第一回転体に働く遠心力によって回転径方向内側への移動を抑えられるため、回転径方向内側となる摺接リンクの摺接面と第一回転体の内壁面との摺動界面へ入り込み難くなる。したがって、高粘度流体や異物含有流体が摺接リンクと第一回転体との摺動界面に入り込んだが故に摺動抵抗が増大する事態を、不可避的に生じる遠心力の利用によって容易に防止できる。

請求項６に記載の発明によると、回転径方向及び回転軸方向が第二回転体と略一致する第一回転体の内壁面と外壁面との間を第二回転体が回転軸方向に嵌通する。これにより、第一回転体と第二回転体との嵌合界面は、摺接リンクの摺接面と対向面との境界よりも回転径方向内側に位置した形となる。故に摺接リンクの対向面と第一回転体の内壁面との間の潤滑油は、摺接リンクの摺接面と第一回転体の内壁面との摺動界面を回転径方向内側へと抜けて第一及び第二回転体の嵌合界面に達することが困難となる。したがって、高粘度流体や異物含有流体が第一及び第二回転体の嵌合界面に入り込んだが故にそれら回転体の相対回転不良や損傷が生じる事態を回避できる。

請求項７に記載の発明によると、排出孔は、第一及び第二回転体の回転周方向へ延伸する形状に形成されるので、摺接リンクの連続する作動範囲において潤滑流体の排出作用を得ることができる。
請求項８に記載の発明によると、排出孔は、第一及び第二回転体の回転周方向に複数設けられるので、第一回転体の強度低下を抑えつつ、摺接リンクの複数の作動位置で潤滑流体の排出作用を得ることができる。

請求項９に記載の発明によると、回転径方向において排出孔の全体が摺接リンクの摺接面と対向面との境界よりも外側に位置するので、排出孔が摺接面によって覆われることがない。したがって、排出孔による潤滑流体の排出効率が高くなる。
尚、回転径方向において、排出孔の一部が摺接面と対向面との境界よりも外側に位置し、且つ排出孔の残部が摺接面と対向面との境界よりも内側に位置していてもよい。

請求項１０に記載の発明によると、リンク機構において連繋リンクが摺接リンクと回り対偶により連繋し、当該回り対偶を実現するための軸体が摺接リンクの対偶素を嵌通する。このような構成によると、摺接リンクの対偶素と軸体との間では回転摺動による磨耗粉が発生し易く、またそうした磨耗粉は、リンク作動に伴って摺接リンクと第一回転体との間へと入り込み易い傾向がある。しかし、請求項１０に記載の発明によると、摺接リンクの対偶素において摺接面と対向面との境界上を軸体が嵌通するので、対向面と第一回転体の内壁面との間の隙間には、対偶素と軸体との嵌合界面の縁部が露出した形となる。これにより、対偶素と軸体との間に発生した磨耗粉は、それら要素間の相対回転に伴って対向面及び内壁面間の隙間へと導出され易くなり、またその導出後には、摺接リンクの上記所定の作動位置で排出孔から排出されることとなる。したがって、対偶素と軸体との間から摺接面と第一回転体との間へと磨耗粉が移動して摺動抵抗が増大することを抑制できるのみならず、対偶素と軸体との間の相対回転が円滑となるので、リンク機構の作動不良を防止できる。

請求項１１に記載の発明によると、リンク機構のリンク作動を制御するための制御トルクを電動モータによって発生するので、制御トルクの調整、ひいてはバルブタイミングの調整を高精度に行うことができる。
摺接リンクの摺接面と第一回転体の内壁面との間等、第一回転体内部の密接要素間において摺動抵抗が増大する場合、制御ユニットが発生する制御トルクによってリンク機構を迅速に作動させるには、当該制御トルクを増大する必要性が生じる。しかし、請求項１〜１０に記載の発明では、そうした摺動抵抗の増大を抑制できるので、請求項１１に記載の発明のように電動モータによって制御トルクを発生させるようにしても、電動モータの発生トルクを小さく抑えることができる。したがって、省電力且つ小型の電動モータを使用することが可能になる。
尚、制御トルクの発生手段としては、電動モータ以外にも、例えば油圧モータや電磁ブレーキ装置等の公知のトルク発生手段を用いることができる。

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。
（第一実施形態）
図２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、内燃機関のクランク軸からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設けられる。バルブタイミング調整装置１は、クランク軸とカム軸２との間の相対回転位相を変化させることにより、内燃機関の吸気弁について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１は、スプロケット１１、出力軸１６、電動モータ３０、遊星歯車機構４０及びリンク機構５０を備えている。

スプロケット１１は全体として中空形状であり、遊星歯車機構４０、リンク機構５０等を収容している。このスプロケット１１は、入力筒部１３、入力筒部１３よりも小径筒状の軸部１２、入力筒部１３と軸部１２との間を階段状に接続する接続部１４、入力筒部１３の接続部１４とは反対側に固定されたカバー部１５を有している。入力筒部１３の外周壁には、複数の歯１７を有する入力巻掛部１８が設けられており、この入力巻掛部１８の複数の歯１７とクランク軸の複数の歯との間で環状のタイミングチェーン１９が巻き掛けられる。これにより、クランク軸から出力された機関トルクがタイミングチェーン１９を通じて入力巻掛部１８へ入力されるときには、スプロケット１１がクランク軸との間の相対回転位相を保ちつつ、図３の時計方向へ回転軸線Ｏ周りに回転する。

図２に示すように軸部１２は、出力軸１６の外周側に同軸嵌合している。軸部１２の外周部には、複数の歯２０を有する同期巻掛部２１が設けられており、この同期巻掛部２１の複数の歯２０と、排気弁用バルブタイミング調整装置のスプロケットが備える複数の歯との間で環状のタイミングチェーン２２が巻き掛けられる。これにより、スプロケット１１と排気弁用バルブタイミング調整装置のスプロケットとが連動して回転し、吸気弁用バルブタイミング調整装置１と排気弁用バルブタイミング調整装置との間で同期が取られることとなる。
接続部１４は、回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成されている。カバー部１５は有底筒状に形成されており、回転軸線Ｏに対して底壁が垂直となる形態で周壁によって入力筒部１３に嵌合固定されている。

出力軸１６はカム軸２に同軸固定されており、スプロケット１１において接続部１４の内壁面２４と軸部１２の外壁端面２５との間を回転軸方向に嵌通している。これにより出力軸１６は、カム軸２に対する相対回転位相を保ちつつ回転軸線Ｏ周りに回転可能となっており、またスプロケット１１に対して相対回転可能となっている。尚、以下の説明では、図３に示すスプロケット１１に対して出力軸１６が進角する相対回転方向を進角方向Ｘといい、スプロケット１１に対して出力軸１６が遅角する相対回転方向を遅角方向Ｙという。
以上、スプロケット１１が、クランク軸と連動して回転する第一回転体に相当し、軸部１２の外壁端面２５が第一回転体の外壁面に相当し、出力軸１６が、カム軸２と連動して回転する第二回転体に相当する。

図２，４に示すように電動モータ３０は、ハウジング３１、軸受３２、モータ軸３３、ステータ３４、図示しない制御回路等から構成されている。
ハウジング３１はステー３５を介して内燃機関に固定されている。ハウジング３１には、二つの軸受３２及びステータ３４が収容固定されている。モータ軸３３はスプロケット１１及び出力軸１６と同軸に配置され、各軸受３２によって回転軸方向の二箇所を支持されている。モータ軸３３は、遊星歯車機構４０の入力軸４２に軸継手３６を介して連結固定されており、回転軸線Ｏ周りに入力軸４２と共に回転可能となっている。モータ軸３３は、その軸本体３３ａから回転径方向外側へ突出する平板状のロータ部３３ｂを有している。ロータ部３３ｂには、その回転軸線Ｏ周りの回転周方向に等間隔に並ぶ形態で複数の永久磁石３７が埋設されている。

ステータ３４はモータ軸３３の外周側に同軸配置されており、コア３８及びコイル３９を有している。コア３８は複数枚の鉄片を積層して形成され、回転軸線Ｏ周りに等間隔に並ぶ形態で複数設けられている。各コア３８には、制御回路に接続されたコイル３９が巻装されている。制御回路は、各永久磁石３７へ作用する回転磁界を各コイル３９の所定順序での励磁によって形成するように、各コイル３９への通電状態を切替制御する。したがって、各コイル３９への通電が切替制御されるときには、回転磁界の方向に応じた方向Ｘ，Ｙの制御トルクがモータ軸３３へ付与されることとなる。尚、制御回路については、ハウジング３１の内部に収容させてもよいし、ハウジング３１の外部に配置してもよい。

図２，５に示すように遊星歯車機構４０は、太陽歯車４１、入力軸４２、遊星歯車４３、ベアリング４４、減速回転体４５を組み合わせて構成されている。
太陽歯車４１は、歯先曲面が歯底曲面の内周側にある内歯車で構成され、入力筒部１３の内周壁に同軸固定されている。これにより太陽歯車４１は、回転軸線Ｏ周りにスプロケット１１と共に回転可能となっている。電動モータ３０のモータ軸３３に連結固定されている入力軸４２の外周壁面は、回転軸線Ｏに対して偏心している。

遊星歯車４３は、歯先曲面が歯底曲面の外周側にある外歯車で構成され、自転軸方向においてスプロケット１１のカバー部１５に隣接している。遊星歯車４３の歯先曲面の曲率半径は太陽歯車４１の歯底曲面の曲率半径よりも小さく、遊星歯車４３の歯数は太陽歯車４１の歯数よりも一つ少ない。これにより遊星歯車４３は、太陽歯車４１の内周側に遊星運動可能に噛み合っている。回転軸線Ｏに対して自転軸線Ｐが偏心する遊星歯車４３の中心孔には、入力軸４２がベアリング４４を介して嵌合している。これにより、入力軸４２及びモータ軸３３がスプロケット１１に対して相対回転可能となっている。

減速回転体４５は回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成され、回転軸方向において遊星歯車４３のカバー部１５とは反対側に隣接している。減速回転体４５の複数箇所には、円筒孔状の係合孔部４６が設けられている。各係合孔部４６は減速回転体４５の回転軸線Ｏ周りに等間隔に設けられ、減速回転体４５をその回転軸方向へ貫通している。遊星歯車４３においてそれら係合孔部４６と向き合う複数箇所には、円柱状の係合突部４７が設けられている。各係合突部４７は遊星歯車４３の自転軸線Ｐ周りに等間隔に設けられており、それぞれ向き合う係合孔部４６の内部に突入している。減速回転体４５は、後述の案内回転体５４に固定されることによって回転軸線Ｏ周りに回転可能となっており、またスプロケット１１に対して相対回転可能となっている。

このような遊星歯車機構４０の減速作動としては、スプロケット１１に対してモータ軸３３が相対回転しないときには、スプロケット１１の回転に伴い遊星歯車４３が太陽歯車４１との噛合位置を保ちつつスプロケット１１及び入力軸４２と共に回転する。すると、係合突部４７が係合孔部４６を回転側へ押圧するため、減速回転体４５がスプロケット１１に対する相対回転位相を保ちつつ回転軸線Ｏ周りに図５の時計方向へ回転する。一方、制御トルクの増大等によりモータ軸３３がスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転するときには、遊星運動によって遊星歯車４３が入力軸４２に対して図５の時計方向へ相対回転する。すると、係合突部４７が係合孔部４６を回転側へ押圧する力が増大するため、減速回転体４５がスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転する。また一方、制御トルクの増大等によりモータ軸３３がスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転するときには、遊星運動によって遊星歯車４３が入力軸４２に対して図５の反時計方向へ相対回転する。すると、係合突部４７が反回転側へ係合孔部４６を押圧するようになるため、減速回転体４５がスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転する。

図２，３，６に示すようにリンク機構５０は、リンク５１〜５３、案内回転体５４及び可動軸体５５等から構成されている。尚、図３，６では、断面を表すハッチングを省略している。
第一リンク５１は、出力軸１６の回転軸線Ｏを挟む二箇所から相反方向へ突出する形態で二つ設けられている。各第一リンク５１は、回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成されている。第二リンク５２は、スプロケット１１の接続部１４において回転軸線Ｏを挟む二箇所に回り対偶により連繋する形態で二つ設けられている。各第二リンク５２は、回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成されている。第三リンク５３は、二つの第一リンク５１のうち対応するものと、二つの第二リンク５２のうち対応するものとに回り対偶によって連繋する形態で二つ設けられている。各第三リンク５３は、回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成されている。以上より、スプロケット１１の回転軸方向においては、接続部１４と第一及び第二リンク５１，５２とが隣接していると共に、第一及び第二リンク５１，５２と第三リンク５３とが隣接している。

案内回転体５４は回転軸線Ｏに対して垂直な平板状に形成されており、出力軸１６の外周側に同軸嵌合している。案内回転体５４は、その回転軸方向において第三リンク５３と減速回転体４５との間に挟持される形態で減速回転体４５の遊星歯車４３とは反対側に嵌合固定されている。したがって、案内回転体５４は、回転軸線Ｏ周りに減速回転体４５と共に回転可能となっており、またスプロケット１１に対して減速回転体４５と共に相対回転可能となっている。案内回転体５４の回転軸線Ｏを挟む二箇所には、案内回転体５４を軸方向へ貫通する案内通路５６が設けられている。各案内通路５６は、回転軸線Ｏを対称軸とした１８０°の回転対称形状、より具体的には案内回転体５４の回転径方向の軸線に対し傾斜して直線状に延伸し且つ当該延伸方向で回転軸線Ｏからの径方向距離が変化する長孔状に形成されている。

円柱状の可動軸体５５は二つ設けられており、それぞれ回転軸線Ｏに対して偏心する形態でスプロケット１１の接続部１４と減速回転体４５との間に挟持されている。各可動軸体５５の軸方向の一端部は、それぞれ対応する案内通路５６に嵌合することで案内回転体５４に滑り回り対偶によって連繋している。また、各可動軸体５５の軸方向他端部側は、それぞれ対応する第二及び第三リンク５２，５３に回り対偶によって連繋している。

このようなリンク機構５０のリンク作動としては、スプロケット１１に対して減速回転体４５が相対回転しないときには、可動軸体５５が案内通路５６に対して相対滑りせず、案内回転体５４と共に回転する。このとき、回り対偶をなす第二及び第三リンク５２，５３の対偶素と回転軸線Ｏとの相対位置関係が変化しないため、第一リンク５１と出力軸１６とはスプロケット１１に対して相対回転しない。一方、スプロケット１１に対して減速回転体４５が進角方向Ｘへ相対回転するときには、案内通路５６に対して可動軸体５５が回転軸線Ｏからの離間方向へ相対滑りする。このとき、第二及び第三リンク５２，５３の対偶素が回転軸線Ｏからの離間方向へずれるため、第一リンク５１と出力軸１６とがスプロケット１１に対して遅角方向Ｙへ相対回転する。また一方、スプロケット１１に対して減速回転体４５が遅角方向Ｙへ相対回転するときには、案内通路５６に対して可動軸体５５が回転軸線Ｏへの接近方向へ相対滑りする。このとき、第二及び第三リンク５２，５３の対偶素が回転軸線Ｏへの接近方向へずれるため、第一リンク５１と出力軸１６とがスプロケット１１に対して進角方向Ｘへ相対回転する。

次に、第一実施形態によるスプロケット１１、出力軸１６及び第一リンク５１の特徴部分について説明する。
図１，３に示すようにスプロケット１１及び出力軸１６には、潤滑流体である内燃機関用潤滑油をスプロケット１１の内部へ供給するための供給流路６０〜６４が設けられている。具体的に供給流路６０は、スプロケット１１の回転周方向へ連続して延伸する環状に形成されており、スプロケット１１の接続部１４の内壁面２４に開口してスプロケット１１の内部に連通している。スプロケット１１の軸部１２をその回転軸方向へ延伸する供給流路６１は、延伸方向の一端部において供給流路６０に連通していると共に、出力軸１６と嵌合する軸部１２の内周面に開口している。軸部１２と嵌合する出力軸１６の外周面に開口する供給流路６２は、出力軸１６の回転周方向へ連続して延伸する環状に形成されており、スプロケット１１の供給流路６１に常時連通可能となっている。出力軸１６をその回転軸方向へ貫通する供給流路６３は、出力軸１６に固定のカム軸２において潤滑油が導入される導入流路６と連通している。出力軸１６を回転径方向へ貫通する供給流路６４は、供給流路６２，６３間を連通している。

スプロケット１１の接続部１４は、回転軸線Ｏに垂直な平坦面状の内壁面２４から島状に突出する部分によって、遅角側ストッパ７１と進角側ストッパ７２とを形成している。ここで、遅角側ストッパ７１において進角方向Ｘを向くストッパ面７３は、出力軸１６から突出する一方の第一リンク５１において遅角方向Ｙを向く側面７５に当接可能に設けられている。また、進角側ストッパ７２において遅角方向Ｙを向くストッパ面７６は、第一リンク５１において進角方向Ｘを向く側面７７に当接可能に設けられている。したがって、スプロケット１１及び出力軸１６の回転周方向において第一リンク５１の側面７５，７７が図７の如くストッパ７１，７２のストッパ面７３，７６から離間するときには、スプロケット１１と出力軸１６との間の相対回転位相変化が許容される。一方、図３の如く第一リンク５１の側面７５が遅角側ストッパ７１のストッパ面７３に当接して係止されるときには、出力軸１６がスプロケット１１に対する最遅角位置に保持されるため、位相変化が規制される。また一方、図８の如く第一リンク５１の側面７７が進角側ストッパ７２のストッパ面７６に当接して係止されるときには、出力軸１６がスプロケット１１に対する最進角位置に保持されるため、位相変化が規制される。
尚、吸気弁用のバルブタイミング調整装置１では、内燃機関の停止時に出力軸１６がスプロケット１１に対する最遅角位置に保持され、内燃機関の始動時に出力軸１６が当該最遅角位置からスプロケット１１に対する相対回転を開始することとなる。

図１，９に示すように各第一リンク５１は、その回転軸方向の一面で形成されて接続部１４の内壁面２４に摺接する摺接面８０と、摺接面８０よりも回転軸方向に凹む段差面８１とを形成している。ここで各面８０，８１は回転軸線Ｏに垂直な平坦面状であり、第一リンク５１の回転径方向において摺接面８０が段差面８１よりも内側に位置する形で互いに隣接している。これにより、摺接面８０と内壁面２４との摺動界面よりも回転径方向外側には隙間８２が形成されており、当該隙間８２を挟んで段差面８１と内壁面２４とが対向している。そして、図１，３に示すように摺接面８０と段差面８１との境界８３上には、第一リンク５１と第三リンク５３との回り対偶を実現するために第一リンク５１の対偶素８４を嵌通する軸体８５が位置している。即ち軸体８５は、対偶素８４において境界８３上を嵌通している。尚、軸体８５について本実施形態では、第三リンク５３に嵌合されているが、第三リンク５３に固定されていてもよいし、第三リンク５３と一体に形成されていてもよい。
以上、各第一リンク５１が摺接リンクに相当し、第三リンク５３が連繋リンクに相当し、段差面８１が対向面に相当する。

接続部１４の回転軸線Ｏを挟む二箇所においては、排出孔９０が回転軸方向に貫通している。各排出孔９０は、二つの第一リンク５１のうち対応するものに形成された各面８０，８１の境界８３よりも回転径方向の外側に孔全体が位置する形態で設けられている。それと共に各排出孔９０は、接続部１４の回転周方向へ連続して延伸する断面円弧形の長孔状に形成されており、図３，７，８からも判るように当該延伸方向の長さは、対応第一リンク５１を嵌通する軸体８５の可動範囲の略全域に亘る長さとされている。以上の配置形態並びに形状設定により各排出孔９０の入口側は、接続部１４の内壁面２４において、対応第一リンク５１の可動範囲内の任意作動位置で当該リンク５１の段差面８１に対向する部分に開口している。また、各排出孔９０の出口側は、接続部１４の外壁面９１において軸部１２の同期巻掛部２１と向き合う部分に開口している。

こうした特徴的な構成下、カム軸２の導入流路６へ導入される潤滑油は、出力軸１６の供給流路６３，６４，６２及びスプロケット１１の供給流路６１，６０を順次経由して、スプロケット１１の内部へと供給される。かくして供給された潤滑油は、スプロケット１１の内部の遊星歯車機構４０、リンク機構５０等を潤滑することにより磨耗粉等の異物を含んだ状態となる。しかし、潤滑油は、リンク機構５０の構成要素によって押圧されたり、スプロケット１１の内部へ逐次供給される潤滑油の油圧を受けたりすること等により、排出孔９０から同期巻掛部２１へ向かって排出されることとなる。このように第一実施形態では、潤滑油の交換が可能となっている。尚、同期巻掛部２１へ向かって排出された潤滑油は、当該同期巻掛部２１とタイミングチェーン２２との潤滑機能も果たすことができる。

ここまで説明した第一実施形態によると、第一リンク５１の段差面８１とスプロケット１１の内壁面２４との間には隙間８２が形成されるので、スプロケット１１内に供給された潤滑油はその表面張力によって当該隙間８２に捕捉され易い。さらに第一実施形態によると、第一リンク５１の可動範囲内の任意作動位置で段差面８１に対向するスプロケット１１の内壁面部分に排出孔９０が開口するので、機関始動時の作動位置を含む全作動位置で隙間８２が排出孔９０に連通する。かかる連通状態では、隙間８２の内圧よりも排出孔９０の内圧が低くなることで、隙間８２に捕捉された潤滑油が排出孔９０の内部へと流出し易くなる。また特に第一実施形態では、第一リンク５１における各面８０，８１の境界８３よりも回転径方向の外側に排出孔９０の全体が位置しているので、第一リンク５１の全作動位置において排出孔９０は摺接面８０によって覆われることなく、完全開放される。したがって、隙間８２から排出孔９０への潤滑油の流出効率が高くなる。

このような第一実施形態によれば、低温時等に高粘度化した潤滑油や磨耗粉等の異物を含んだ潤滑油を、段差面８１と内壁面２４との間の隙間８２に一旦捕捉した後、第一リンク５１の任意の作動位置で排出孔９０を通じて速やかに排出できる。これにより、スプロケット１１の内部には高粘度油や異物含有油が滞留し難くなるので、摺接面８０と内壁面２４との間等、スプロケット１１内部の隣接要素間において摺動抵抗の増大を抑制できる。したがって、各機構４０，５０の作動不良、ひいてはバルブタイミング調整装置１の作動不良が防止される。

さらに第一実施形態によると、段差面８１と内壁面２４との間の隙間８２に捕捉された潤滑油は、スプロケット１１に働く遠心力によって回転径方向内側への移動を抑えられる。故に、第一リンク５１の回転径方向において段差面８１よりも内側に摺接面８０が設けられた第一実施形態では、段差面８１と内壁面２４との間の潤滑油が摺接面８０と内壁面２４との摺動界面へ入り込み難くなる。したがって、高粘度油や異物含有油が摺接面８０と内壁面２４との摺動界面に入り込むことで摺動抵抗が増大する事態を、不可避的に生じる遠心力の利用によって容易に防止できる。また、回転径方向及び回転軸方向が出力軸１６と略一致したスプロケット１１を出力軸１６が同軸嵌通する第一実施形態では、スプロケット１１と出力軸１６との嵌合界面が第一リンク５１における各面８０，８１の境界８３よりも回転径方向内側に位置する。故に段差面８１と内壁面２４との間の潤滑油は、摺接面８０と内壁面２４との摺動界面を回転径方向内側へと抜けてスプロケット１１と出力軸１６との嵌合界面に到達することが困難となる。したがって、高粘度油や異物含有油がスプロケット１１と出力軸１６との嵌合界面に入り込むことに起因して、それら要素１１，１６の相対回転不良や損傷を招く事態を回避できる。

またさらに第一実施形態によると、第一リンク５１の対偶素８４において各面８０，８１の境界８３上を軸体８５が嵌通しているので、図１に示すように段差面８１と内壁面２４との間の隙間８２には、対偶素８４と軸体８５との嵌合界面の縁部９２が露出する。故に、対偶素８４と軸体８５との間に発生した磨耗粉は、それら要素８４，８５間の相対回転に伴って隙間８２へと導出され易く、またその導出後には、第一リンク５１の任意の作動位置で排出孔９０から排出されることとなる。したがって、対偶素８４と軸体８５との間から摺接面８０と内壁面２４との間へと磨耗粉が移動して摺動抵抗が増大することを抑制できるのみならず、対偶素８４と軸体８５との間の相対回転が円滑となるので、それらによってもリンク機構５０の作動不良を防止できる。

加えて第一実施形態によると、上述したようにスプロケット１１内部の隣接要素間で摺動抵抗が低く抑えられるので、各機構４０，５０を迅速に作動させるべく電動モータ３０の発生トルクを増大させる必要はない。したがって、省電力且つ小型の電動モータ３０を使用することが可能になる。

（第二実施形態）
図１０に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態では、スプロケット１００の接続部１０１における排出孔１１０と、それに対応した第一リンク１２０における各面８０，８１の境界１２１との相対位置関係が第一実施形態とは異なっている。具体的には排出孔１１０の一部は、対応第一リンク１２０における境界１２１よりも回転径方向の外側に位置し、また排出孔１１０の残部は、境界１２１よりも回転径方向の内側に位置して対応第一リンク５１の摺接面８０に覆われている。

このような第二実施形態によっても、第一リンク１２０の段差面８１とスプロケット１００の内壁面２４との間の隙間８２に捕捉した潤滑油を第一リンク１２０の任意の作動位置で排出孔１１０から排出できる。
以上、スプロケット１００が、クランク軸と連動して回転する第一回転体に相当し、第一リンク１２０が摺接リンクに相当する。

（第三実施形態）
図１１に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第三実施形態のスプロケット１５０は、第一実施形態の各排出孔９０の延伸方向両端部に当たる位置に排出孔１６０，１６１を有している。即ち排出孔１６０は、スプロケット１５０の接続部１５１において回転軸線Ｏを挟む二箇所に設けられ、また排出孔１６１は、接続部１５１において回転軸線Ｏを挟む二箇所であって直近の排出孔１６０とは接続部１５１の回転周方向へずれた箇所に設けられている。そして、いずれの排出孔１６０，１６１も接続部１５１を回転軸方向に貫通しており、接続部１５１の回転周方向に長い断面小判形の長孔状に形成されている。したがって、接続部１５１の内壁面２４において各排出孔１６０の入口側が開口する部分は、スプロケット１５０に対して出力軸１６が最遅角位置とそれよりも所定角度進角側の第一中間位置との間で相対回転するとき第一リンク５１の段差面８１に対向する部分となっている。また、内壁面２４において各排出孔１６１の入口側が開口する部分は、スプロケット１５０に対して出力軸１６が最進角位置とそれよりも所定角度遅角側の第二中間位置との間で相対回転するとき第一リンク５１の段差面８１に対向する部分となっている。尚、各排出孔１６０，１６１の出口側は、第一実施形態の排出孔９０と同様に、接続部１５１の外壁面９１において同期巻掛部２１と向き合う部分に開口している。

このような第三実施形態によると、機関始動時等、スプロケット１５０に対して出力軸１６が最遅角位置と第一中間位置との間で相対回転するときには、第一リンク５１の段差面８１とスプロケット１５０の内壁面２４との間の隙間８２に排出孔１６０が連通する。また、スプロケット１５０に対して出力軸１６が最進角位置と第二中間位置との間で相対回転するときには、段差面８１と内壁面２４との間の隙間８２に排出孔１６１が連通する。したがって、第三実施形態によれば、隙間８２に捕捉された高粘度油や異物含有油を、第一リンク５１の二種類の作動位置で排出孔１６０又は排出孔１６１から速やかに排出できる。そして第三実施形態においても、排出孔１６０，１６１の全体が第一リンク５１における各面８０，８１の境界８３よりも回転径方向外側に位置した形となるので、排出孔１６０，１６１への潤滑油の流出効率、ひいては潤滑油の排出効率が高くなる。
以上、スプロケット１５０が、クランク軸と連動して回転する第一回転体に相当する。

（第四実施形態）
図１２，１３に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第四実施形態のスプロケット２００において接続部２０１の内壁面２０２は、各第一リンク２１０に摺接する摺接部２０４と、摺接部２０４よりも回転軸方向に凹む段差部２０５とを形成している。ここで各部２０４，２０５は回転軸線Ｏに垂直な平坦面状であり、摺接部２０４が段差部２０５及び排出孔９０よりも回転径方向の内側に位置する形で互いに隣接している。即ち第四実施形態では、排出孔９０の全体が段差部２０５に開口している。

各第一リンク２１０において回転軸方向の一面２１１は、回転軸線Ｏに垂直な平坦面状に形成されており、段差面８１を持たず、その一部において摺接部２０４に接している。したがって、各第一リンク２１０の面２１１には、段差部２０５に隙間８２を挟んで対向する対向面２１３と、対向面２１３の回転径方向内側に隣接して摺接部２０４に摺接する摺接面２１４とができている。そして、これら対向面２１３と摺接面２１４との境界２１５上で軸体８５が第一リンク２１０の対偶素８４を嵌通しており、また当該境界２１５よりも回転径方向の外側に排出孔９０の全体が位置している。

このような第四実施形態によっても、第一リンク２１０の対向面２１３とスプロケット内壁面２０２の段差部２０５との間の隙間８２に捕捉した潤滑油を第一リンク２１０の任意の作動位置で排出孔９０から排出できる。
以上、スプロケット２００が、クランク軸と連動して回転する第一回転体に相当し、第一リンク２１０が摺接リンクに相当する。

（第五実施形態）
図１４，１５に示すように、本発明の第五実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第五実施形態では、リンク機構３００に第二リンク５２が設けられず、その代わりにスライド通路３１０がスプロケット３２０の接続部３２１に設けられている。このスライド通路３１０は、接続部３２１において回転軸線Ｏを挟む二箇所に設けられている。各スライド通路３１０は、接続部３２１の内壁面２４から回転軸方向へ突出する二条の突条３１１の間に形成されており、接続部３２１の回転径方向へ連続して延伸する有底長孔状を呈している。各スライド通路３１０には、二つの第三リンク５３に連繋する二つの可動軸体５５のうち対応するものが滑り回り対偶によって連繋している。

リンク機構３００のリンク作動としては、可動軸体５５が案内通路５６に対して相対滑りしないときには、可動軸体５５がスライド通路３１０に対しても相対滑りしないため、出力軸１６はスプロケット３２０に対して相対回転しない。一方、案内通路５６に対して可動軸体５５が回転軸線Ｏからの離間方向へ相対滑りするときには、可動軸体５５がスライド通路３１０に対しても回転軸線Ｏからの離間方向へ相対滑りすることとなるため、出力軸１６がスプロケット３２０に対して遅角方向Ｙへ相対回転する。また一方、案内通路５６に対して可動軸体５５が回転軸線Ｏへの接近方向へ相対滑りするときには、可動軸体５５がスライド通路３１０に対しても回転軸線Ｏへの接近方向へ相対滑りすることとなるため、出力軸１６がスプロケット３２０に対して進角方向Ｘへ相対回転する。

このような第五実施形態においても、摺接面８０及び段差面８１が第一リンク５１に設けられると共に、排出孔９０がスプロケット３２０に設けられるので、第一実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
以上、スプロケット３２０が、クランク軸と連動して回転する第一回転体に相当する。

ここまで本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば第一〜第五実施形態では、スプロケット１１，１００，１５０，２００，３２０がクランク軸と連動回転すると共に出力軸１６がカム軸２と連動回転するするバルブタイミング調整装置１に本発明を適用した例を説明した。これに対し、スプロケット１１，１００，１５０，２００，３２０がカム軸２と連動回転すると共に出力軸１６がクランク軸と連動回転するするバルブタイミング調整装置に本発明を適用してもよい。また、第一〜第五実施形態では、吸気弁について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１に本発明を適用した例を説明した。これに対し、排気弁について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や、吸気弁及び排気弁の双方について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本発明を適用してもよい。

さらに第一〜第五実施形態では、遊星歯車機構４０を設けないで、モータ軸３３を案内回転体５４に直接に連結する又はモータ軸３３と案内回転体５４とを一体に形成してもよい。また、第一〜第五実施形態では、ストッパ７１，７２のうち一方又は双方を形成しないようにしてもよい。さらにまた、第一〜第五実施形態では、スプロケット１１，１００，１５０，２００，３２０及びタイミングチェーン１９，２２の代わりにプーリ及びタイミングベルトを用い、プーリとクランク軸との間、並びにプーリと他の装置のプーリとの間でタイミングベルトを掛け渡すようにしてもよい。尚、この場合、プーリを中空形状に形成し、スプロケット１１，１００，１５０，２００，３２０の収容要素を当該プーリの内部に収容させる。

またさらに第一、第二、第四及び第五実施形態では、排出孔９０，１１０の延伸方向の長さを図３，１２，１４に示したものよりも短く又は長く設定してもよいし、排出孔９０，１１０をその延伸方向において複数に分割してもよい。また、第三〜第五実施形態では、排出孔９０と境界８３との相対位置関係を、第二実施形態の排出孔１１０と境界１２１との相対位置関係に変更してもよい。さらにまた、第四及び第五実施形態では、排出孔９０の代わりに、第三実施形態の排出孔１６０，１６１をスプロケット２００，３２０に設けてもよい。

加えて第三実施形態では、排出孔１６０，１６１の長手方向の長さを図に示したものよりも短く又は長く設定してもよいし、横断面が小判形の排出孔１６０，１６１を設ける代わりに、横断面が真円形、楕円形、多角形等の排出孔を設けてもよい。また、第三実施形態では、排出孔１６０，１６１の間において、接続部１５１を内外に貫通する別の排出孔を一つ以上設けてもよいし、排出孔１６０，１６１のうち一方を設けないようにしてもよい。

また加えて第四実施形態では、回転軸方向の一面２１１の全体が平坦面状の第一リンク２１０を用いる代わりに、回転軸方向の一面が形成する摺接面８０とそれよりも凹む段差面８１とを有する第一実施形態の第一リンク５１を用いてもよい。この場合、第一リンク５１の段差面８１を、スプロケット２００の内壁面２０２の段差部２０５に隙間８２を挟んで対向する対向面とすることで、隙間８２に捕捉された潤滑油を第一リンク５１の任意の作動位置で排出孔９０から排出できる。
さらに加えて第五実施形態では、第四実施形態の摺接部２０４及び段差部２０５をスプロケット３２０の内壁面２４によって形成すると共に、第一リンク５１に代えて第四実施形態の第一リンク２１０を用いるようにしてもよい。

第一実施形態のバルブタイミング調整装置を拡大して示す図であって、図３のI−I線断面図である。 第一実施形態のバルブタイミング調整装置を示す図であって、図３のII−II線断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 図２のIV−IV線断面図である。 図２のV−V線断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 第一実施形態のリンク機構の作動を説明するための図である。 第一実施形態のリンク機構の作動を説明するための図である。 第一実施形態のリンク機構の第一リンクを示す斜視図である。 第二実施形態のバルブタイミング調整装置を拡大して示す断面図である。 第三実施形態のバルブタイミング調整装置を示す断面図である。 第四実施形態のバルブタイミング調整装置を示す断面図である。 第四実施形態のバルブタイミング調整装置を拡大して示す図であって、図１２のXIII−XIII線断面図である。 第五実施形態のバルブタイミング調整装置を示す断面図である。 第五実施形態のバルブタイミング調整装置を拡大して示す図であって、図１４のXV−XV線断面図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、６ 導入流路、１１，１００，１５０，２００，３２０ スプロケット（第一回転体）、１２ 軸部、１４，１０１，１５１，２０１，３２１ 接続部、１６ 出力軸（第二回転体）、２２ タイミングチェーン、２４，２０２ 内壁面、２５ 外壁端面（外壁面）、３０ 電動モータ、４０ 遊星歯車機構、５０，３００ リンク機構、５１，１２０，２１０ 第一リンク（摺接リンク）、５２ 第二リンク、５３ 第三リンク（連繋リンク）、５５ 可動軸体、６２，６３，６４ 供給流路、７１ 遅角側ストッパ、７２ 進角側ストッパ、８０，２１４ 摺接面、８１ 段差面（対向面）、８２ 隙間、８３，１２１，２１５ 境界、８４ 対偶素、８５ 軸体、９０，１１０，１６０，１６１ 排出孔、９１ 外壁面、９２ 縁部、２０４ 摺接部、２０５ 段差部、２１１ 一面、２１３ 対向面、３１０ スライド通路

Claims (11)

1. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方の開閉タイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置であって、
   内部へ供給された潤滑流体を外部へ排出する排出孔を有し、前記クランク軸及び前記カム軸の一方と連動して回転する第一回転体と、
   前記クランク軸及び前記カム軸の他方と連動して回転する第二回転体と、
   前記第一回転体の内部に収容されており、リンク作動によって前記第一回転体と前記第二回転体との間の相対回転位相を変化させるリンク機構と、
   を備え、
   前記リンク機構は、前記リンク作動に伴って前記第一回転体の内壁面に摺接する摺接面並びに前記摺接面に隣接し前記内壁面に隙間を挟んで対向する対向面とが設けられてなる摺接リンクを有し、
   前記排出孔は、前記内壁面において、前記摺接リンクの所定の作動位置で前記対向面に対向する部分に開口することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記対向面は、前記摺接面よりも凹む段差面であ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。
3. 前記内壁面は、前記摺接面と摺接する部分よりも凹む段差部を有し、
   前記対向面は、前記段差部に対向する面であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記排出孔は、前記内燃機関の始動時に前記摺接リンクが作動する範囲において前記対向面に対向することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記摺接リンクは、回転径方向及び回転軸方向が前記第一回転体と略一致する前記第二回転体から前記回転径方向の外側へ突出し、当該摺接リンクの前記回転軸方向の一面が形成する前記摺接面は、前記回転径方向において前記対向面よりも内側に位置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。
6. 前記第二回転体は、前記第一回転体の前記内壁面と外壁面との間を前記回転軸方向に嵌通することを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記排出孔は、前記第一回転体及び前記第二回転体の回転周方向へ延伸する形状に形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記排出孔は、前記第一回転体及び前記第二回転体の回転周方向に複数設けられることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記排出孔の全体は、前記回転径方向において前記摺接面と前記対向面との境界よりも外側に位置することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記リンク機構は、前記摺接リンクと回り対偶により連繋する連繋リンクを有し、当該回り対偶を実現するための軸体が前記摺接リンクの対偶素において前記摺接面と前記対向面との境界上を嵌通することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
11. 前記リンク作動を制御するための制御トルクを発生する電動モータを備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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