JP2009114921A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れるバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】連結突部が設けられた軸部材を有する電動モータと、連結突部に連結される溝部が設けられて軸部材と一体に回転する入力回転体を有し、入力回転体に軸部材から入力される制御トルクに応じて相対位相を調整する位相調整機構であって、クランク軸と連動回転する駆動側回転体と、カム軸と連動回転し、内部へ潤滑油が供給される従動側回転体と、当該回転体に設けられた歯車部に嵌合しつつ遊星運動することにより相対位相を変化させる遊星歯車と、軸受を有し、軸受の内輪及び外輪間の隙間より潤滑油を外部へ排出すると共に、軸受により遊星歯車を支持する遊星キャリアとを具備する位相調整機構とを備え、軸受には、隙間の回転軸方向の一方において従動側回転体内に流入した潤滑油が導入されると共に、隙間の回転軸方向の他方において外部へ流出する潤滑油を制限する制限部材が設けられる。
【選択図】図１

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吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方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。

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（特許文献１、２参照）。この種のバルブタイミング調整装置は、電動モータ等のトルク発生手段により制御トルクを発生させ、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の相対位相（以下、「機関位相」という）を当該制御トルクに応じて調整する。

特許文献１に開示のように上記遊星歯車を主体とする差動歯車機構を用いる場合においては、内燃機関の運転状態に追従する当該機構の作動頻度は極めて高くなることから、構成歯車の噛合部分等では摩耗が生じ易い。

また、遊星歯車を遊星運動自在に支持する入力回転体としての遊星キャリアと、電動モータの出力回転体とを連結し、電動モータから遊星キャリアに入力される制御トルクに応じて機関位相を調整するものが、特許文献２に開示されている。特許文献２では、電動モータの出力回転体において径方向の相反する側に突出させた一対の連結突部と、遊星キャリアにおいて内周側に開口させた一対の連結凹部とを接続する継手機構を採用している。

この継手機構は、当該一対の連結突部を、当該一対の連結凹部にそれぞれ嵌合させることにより、連結突部と連結凹部とが相対摺動し、入力回転体即ち遊星キャリアの出力回転体に対する径方向変位が許容されるが、遊星歯車の遊星運動により嵌合する連結突部と連結凹部との連結嵌合部分で摩耗が生じ易い。

そこで、特許文献１に開示の装置では、潤滑油を、カム軸を通じて装置内部へ導入しており、装置内部に導入された潤滑油は、上記歯車の噛合部分を潤滑する第１潤滑経路と、継手機構の連結嵌合部分を潤滑する第２潤滑経路とに分岐して流動し、各経路に設けられた所定の排出口から排出される。第１潤滑経路の排出口としては、遊星歯車を回転自在に支持するころがり軸受に設けられ、当該軸受より外部へ潤滑油が排出される。
特開２００７−７１０５７号公報 特開２００４−３４１９号公報

上記特許文献１による従来技術は、内燃機関の運転状態が低回転域にある場合において潤滑油が両潤滑経路を通して歯車の噛合部分及び継手機構の連結嵌合部分に供給され、十分な潤滑効果を得ることが可能である。しかしながら、継手機構側の第２潤滑経路は、歯車側の第１潤滑経路よりも内周側に配置されているため、内燃機関が高回転になるにつれて潤滑油が受ける回転体の遠心力が増加するので、その増加する遠心力により外側の第１潤滑経路に潤滑油がより多く流れて歯車側から排出されるようになる。それ故に潤滑油は、継手機構の連結嵌合部分へ流入しにくくなり、当該連結嵌合部分の潤滑効果が低下し、摩耗が促進されるおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐久性に優れるバルブタイミング調整装置を提供することにある。

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備える。

即ち、請求項１乃至８に記載の発明では、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吸気弁および排気弁のうち少なくとも一方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おいて、連結突部が設けられた出力回転体を有し、出力回転体を回転駆動する制御トルクを発生するトルク発生手段と、連結突部に連結される連結凹部が設けられて出力回転体と一体に回転する入力回転体を有し、入力回転体に出力回転体から入力される制御トルクに応じてクランク軸及びカム軸間の相対位相を調整する位相調整機構であって、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、カム軸と連動して回転し、内部へ潤滑流体が供給される第二回転体と、第一回転体及び第二回転体のうち少なくとも一方に設けられた歯車部に嵌合しつつ遊星運動することにより前記相対位相を変化させる遊星歯車と、軸受を有し、軸受の内輪及び外輪間の隙間より潤滑流体を外部へ排出するとともに、軸受により遊星歯車を遊星運動自在に支持する前記入力回転体としての遊星キャリアとを具備する位相調整機構と、を備え、
軸受には、隙間の回転軸方向の一方において第二回転体内に流入した潤滑流体が導入されるとともに、隙間の回転軸方向の他方において外部へ流出する潤滑流体を制限する制限部材が設けられていることを特徴とする。

このように請求項１に記載の発明によると、トルク発生手段の出力回転体において連結突部は、位相調整機構の入力回転体に設けられた連結凹部に連繋されて、連結突部及び連結凹部で継手機構を形成している。ここで、位相調整機構は、クランク軸及びカム軸とそれぞれ連動する第一回転体及び第二回転体と、当該第一回転体及び第二回転体のうち少なくとも一方に設けられた歯車部に嵌合しつつ遊星運動することにより前記相対位相を変化させる遊星歯車と、ころがり軸受により遊星歯車を遊星運動自在に支持する遊星キャリアとを備えるため、入力回転体としての遊星キャリアの内周側に、連結突部及び連結凹部が配置され、遊星キャリアの外周側にはころがり軸受及び遊星歯車が配置されることになる。

このような位相調整機構において第一回転体及び第二回転体がクランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転するのに伴い、第二回転体の内部へ導入された潤滑流体は遠心力により第一回転体及び第二回転体の外周側に移動し易いが、その外周側に移動した潤滑流体をころがり軸受の内輪及び外輪間の隙間より外部へ排出してしまうと、潤滑流体が、遊星キャリアの内周側にある連結突部及び連結凹部の継手機構に供給されないおそれがある。

請求項１に記載の発明は、上述した構成に加えて、軸受は、上記隙間の回転軸方向のいずれかにおいて外部へ流出する潤滑流体を制限する制限部材が設けられているので、例えば第二回転体内に流入した潤滑流体が上記隙間の回転軸方向の一方より流入しても、隙間の回転軸方向の他方において制限部材により外部へ潤滑流体が流出しにくくできる。このようにして遠心力で溜められた潤滑流体が遊星キャリアの内周側へ排出される。

以上の請求項１の発明によれば、制限部材により軸受の上記隙間から外部へ潤滑流体を流出しにくくするので、潤滑流体を遊星歯車及びこれに嵌合する歯車部に溜めるとともに、溜まった潤滑流体が遊星キャリアの内周側へ排出されるようにして継手機構の連結突部及び連結凹部に流れ易くすることができる。したがって、継手機構の連結突部及び連結凹部は、内燃機関が高回転になって遠心力が増加する場合においても、潤滑流体が供給されて潤滑されるので、連繋される連結突部及び連結凹部の摩耗を回避することができる。

請求項２乃至３に記載の発明によると、制限部材は、内輪に向かって延びて内輪及び外輪間において外輪側の隙間を遮蔽していることを特徴とする。

これによれば、第一回転体及び第二回転体の回転による遠心力により、内部に溜められる潤滑流体は、その内周側液面が、軸受の隙間において制限部材により遮蔽された外輪側の隙間部分に対応する液面まで広げられるので、内周側液面が広げられより多く溜められた潤滑流体を遊星キャリアの内周側へ排出するようにでき、その排出された先にある連結突部及び連結凹部の潤滑効果を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明の如く、第一回転体及び第二回転体のうちいずれかの外周側回転体は、外輪を支持する支持部を備え、支持部は、上記外輪側の隙間を遮蔽する制限部材を形成していることが好ましい。

これによれば、第一回転体及び第二回転体のうちいずれかの外周側回転体において外輪を支持する支持部は、上記制限部材を形成しているため、当該制限部材が当接する軸受の外輪の回転軸方向の一端面を係止し、かつ当該係止部から、内輪及び外輪間において外輪側の隙間を遮蔽するように内輪に向かって延びるように形成されるのである。したがって、制限部材は支持部において上記外周側回転体の係止部に一体化されて形成されることになるので、位相調整機構を組み付ける組付作業の生産性を高めることができる。

また、請求項４乃至６に記載の発明によると、連結凹部は、遊星キャリアの内周側を回転軸方向に貫通して形成され、制限部材は、内輪及び外輪間の隙間を遮蔽するとともに、連結凹部の回転軸方向の開口部へ突出していることを特徴とする。

このように請求項４に記載の発明によると、遊星キャリアの内周側を回転軸方向に貫通して形成される連結凹部には、上記遊星キャリアの内周側へ排出される潤滑流体が流入することになるが、連結凹部内に潤滑流体が溜まることなく、回転軸方向の開口部から外部へ排出されるおそれがある。しかしながら、このような連結凹部の開口部に制限部材が突出しているので、制限部材によって潤滑流体が開口部から外部へ流出しにくくすることで、連結凹部内に潤滑流体を溜め易くすることが可能である。

特に、請求項５に記載の発明によると、制限部材は、連結凹部において開口部の外周側を塞いでいることが好ましい。

これによれば、制御部材によって軸受の上記隙間から外部へ潤滑流体を流出しにくくすることで潤滑流体を上記遊星歯車及び歯車部に溜め易くするのみならず、連結凹部において制御部材によって塞がれた開口部の外周側部分に応対する液面まで潤滑流体を溜めることができる。したがって、上記遊星歯車及び歯車部、および連結突部及び連結凹部は、それぞれ潤滑流体で確実に潤滑されるので、潤滑効果を発揮して耐久性を高めることができる。

また、請求項６に記載の発明によると、制限部材は、内輪及び外輪間において内輪及び外輪と接することなく回転軸方向に離間隙間を設けて配置されていることを特徴とする。

このように請求項６に記載の発明によると、制限部材は内輪及び外輪間において内輪及び外輪と接することないため、上記軸受の隙間から潤滑流体が外部へ全く漏れ出ないという状態が回避される。しかも離間隙間によって軸受の隙間から外部へ漏れ出る潤滑流体の流量が調整されるので、軸受の耐久性低下を招くことなく当該軸受を潤滑することができる。

請求項７に記載の発明によると、軸受は、内輪及び外輪間に転動自在に設けられた転動体を備え、転動体は、内輪及び外輪間の周方向にわたって複数個所に配置されていることを特徴とする。

このような構成の軸受では、隣り合う転動体間の周方向隙間が、潤滑流体が排出される上記軸受の隙間に相当するが、上記周方向隙間には潤滑流体の流動を抑制する機能はないため、装置内部へ導入された潤滑流体は、軸受の隙間を通して外部へ排出されてしまい、軸受の隙間以外の当該軸受の内周側にある装置部分へ潤滑流体が流動するのを阻害するおそれがある。しかし、制限部材が軸受の隙間から外部へ流出する潤滑流体を制限することによれば、軸受の隙間から外部へ流出しにくくしつつ、当該軸受の内周側にある装置部分へ潤滑流体を流動し易くすることができる。

請求項８に記載の発明によると、連結凹部は、一対の径方向の相反する側に突出する前記連結突部に一対の前記連結凹部でそれぞれ連結されるように、筒状を呈する前記入力回転体の内周側に、互いに対向する二箇所に設けられ、一対の連結突部が径方向に沿って挿入されて一対の連結突部との間にクリアランスを形成する溝部である。これによれば、位相調整機構において第一回転体及び第二回転体がクランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転するのに伴い、首振り運動し易くなり、連結凹部に対し連結突部が径方向に摺動することになるが、制限部材がころがり軸受の内周側にある継手機構の上記連結凹部及び連結突部へ潤滑流体を潤滑し易くするため、位相調整機構の首振り運動による上記連結凹部及び連結突部の摺動摩耗を回避することができる。

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。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。

（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に機関トルクを伝達する伝達系に設置される。バルブタイミング調整装置１は電気駆動系４及び位相調整機構８等を組み合わせてなり、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸２間の機関位相を調整する。なお、本実施形態においてカム軸２は内燃機関の吸気弁（図示しない）を開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

まず、電気駆動系４について説明する。電気駆動系４は、電動モータ５及び通電制御回路６を備えている。

電動モータ５は例えばブラシレスモータ等であり、回転軸体７から出力する制御トルクを通電によって発生する。通電制御回路６は例えばマイクロコンピュータ及びモータドライバ等から構成されており、電動モータ５の外部及び／又は内部に配置されている。通電制御回路６は電動モータ５と電気的に接続されており、内燃機関の運転状況に応じて電動モータ５への通電を制御する。この制御された通電を受けて電動モータ５は、回転軸体７から出力する制御トルクを保持又は増減する。

次に、位相調整機構８について説明する。位相調整機構８は、駆動側回転体１０、従動側回転体２０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０とを含んで構成されている。

図２〜４に示すように駆動側回転体１０は、共に有底筒状を呈する歯車部材１２及びスプロケット１３を同軸上に螺子止めしてなる。歯車部材１２の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある駆動側内歯車部１４を形成している。スプロケット１３には、径方向外側に突出する複数の歯１６が設けられている。スプロケット１３は、それらの歯１６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（図示しない）が巻き掛けられることにより、クランク軸と連繋する。したがって、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を通じてスプロケット１３に入力されるときには、駆動側回転体１０はクランク軸と連動して、当該クランク軸に対する相対位相を保ちつつ回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図３、４の反時計方向となる。

図２、３に示すように、従動側回転体２０は有底筒状を呈しており、スプロケット１３の内周側に同心的に配置されている。従動側回転体２０の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある従動側内歯車部２２を形成している。

図２に示すように従動側回転体２０の底壁部は、カム軸２に同軸上にボルト固定されて連結する連結部２４を形成している。この連結部２４とカム軸２との連結によって従動側回転体２０は、カム軸２と連動して当該カム軸２に対する相対位相を保ちつつ回転可能となっており、また駆動側回転体１０に対して相対回転可能となっている。なお、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が進角する相対回転方向が図３、４の方向Ｘであり、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が遅角する相対回転方向が図３、４の方向Ｙである。

図２に示すように、遊星キャリア４０は全体として筒状を呈しており、電気駆動系４の回転軸体７から制御トルクが入力される入力壁４２を一端部側に形成している。回転体１０、２０に対して同心的な入力壁４２には、回転軸体７が連結されている。また、入力壁４２は、歯車部材１２の装着孔部１７の内周側にころがり軸受４３を介して支持されている。その連結により遊星キャリア４０は、回転軸体７と一体に回転可能となっており、また回転体１０、２０に対して相対回転可能となっている。

図２〜４に示すように、遊星キャリア４０はさらに、回転体１０、２０に対して外周面が偏心する支持壁４４を入力壁４２とは反対の端部側に形成している。支持壁４４は、遊星歯車５０の中心孔部５１の内周側にころがり軸受４５を介して嵌合している。この嵌合により支持壁４４は、遊星歯車５０を遊星運動自在に支持している。ここで遊星歯車５０の遊星運動とは、支持壁４４の外周面の偏心軸線周りに自転しつつ支持壁４４の回転方向に公転する遊星歯車５０の運動をいう。

遊星歯車５０は段付筒状を呈しており、支持壁４４に対して同心的に配置されている。この配置により遊星歯車５０は、回転体１０、２０の歯車部１４、２２に対して常に偏心した状態となっている。遊星歯車５０は、歯先円が歯底円の外周側にある駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４を、それぞれ大径部分及び小径部分によって形成している。駆動側外歯車部５２は駆動側内歯車部１４の内周側に配置され、当該歯車部１４と噛合している。従動側外歯車部５４は従動側内歯車部２２の内周側に配置され、当該歯車部２２と噛合している。

以上の構成により位相調整機構８には、遊星キャリア４０の回転運動を減速してカム軸２に伝達する差動歯車式の遊星機構部６０が形成されている。そして、このような遊星機構部６０を備えた位相調整機構８は、回転軸体７から遊星キャリア４０に入力される制御トルクに応じて機関位相を調整することにより、内燃機関に適したバルブタイミングを実現する。

具体的には、制御トルクが保持されること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、遊星歯車５０が歯車部１４、２２との噛合位置を保ちつつ、回転体１０、２０と一体に回転する。したがって、機関位相は変化せず、その結果としてバルブタイミングが一定に保たれる。

制御トルクが方向Ｘに増大すること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘに相対回転するときには、遊星歯車５０が歯車部１４、２２との噛合位置を変化させつつ遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘに相対回転する。したがって、機関位相が進角側に変化し、その結果としてバルブタイミングが進角する。

制御トルクが方向Ｙに増大すること等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙに相対回転するときには、遊星歯車５０が歯車部１４、２２との噛合位置を変化させつつ遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙに相対回転する。したがって、機関位相が遅角側へ変化し、その結果としてバルブタイミングが遅角する。

次に、第一実施形態の特徴部分について詳細に説明する。図２、５に示すように電動モータ５の回転軸体７は、軸部材７０と継手機構としての継手部材７２とを組み合わせて構成されている。

軸部材７０は金属製であり、ストレートな丸棒状を呈している。軸部材７０は、電動モータ５の発生した制御トルクを受けて周方向に回転する。

継手部材７２は金属製であり、例えば銅含有合金鋼粉を焼結して熱処理を施すこと等により形成される。図５、６に示すように継手部材７２は、二つの継手部材１５０、１６０を組み合わせて構成されている。

第一継手部材１５０は全体としてＩ字状を呈しており、スリーブ部１５２及び連結突部１５４を一体に有している。スリーブ部１５２は、入力部４８の内周側に同心的に配置されている。スリーブ部１５２が円筒孔状の内周孔によって形成する遊挿孔１５６には、円柱状を呈する出力部としての軸部材７０の一端部が入出力軸方向（以下、回転軸方向ともいう）に沿って遊挿形態で挿入されている。これにより軸部材７０の外周側には、遊挿孔１５６との間においてクリアランス１５８が形成されている。連結突部１５４は、入出力径方向の相反する側へスリーブ部１５２から突出する形態で、一対設けられている。各連結突部１５４は、入出力径方向において互いに向き合う箇所に設けられた入力部４８の連結凹部としての各溝部４６に嵌合連結されている。

第二継手部材１６０は円柱状のピン部材であり、軸部材７０及びスリーブ部１５２を入出力径方向に沿って貫通している。ここで第二継手部材１６０は、軸部材７０においてスリーブ部１５２の内周側箇所に貫通形成された円筒孔状の固定孔１６４に対しては、圧入固定されている。一方、図６に示すように第二継手部材１６０は、スリーブ部１５２において遊挿孔１５６を挟む二箇所に貫通形成された円筒孔状のガイド孔１６６、１６７に対しては、摺動可能に挿入されている。これにより第二継手部材１６０の外周側には、ガイド孔１６６、１６７との間において摺動クリアランス１６８、１６９が形成されている。

このような構成の継手部材７２では、ガイド孔１６６、１６７と第二継手部材１６０とが相対摺動することにより、軸部材７０と第一継手部材１５０とがクリアランス１５８の範囲で入出力径方向へ相対変位することができる。これにより電動モータ５の軸部材７０と遊星キャリア３２との間では、互いの軸ずれ及び傾きが最大クリアランス１５８分、吸収されるようになっている。なお、図６に示すように本実施形態では、偏心部４９の偏心方向Ｄｅに対して鋭角の範囲（例えば３０°）で傾斜する入出力径方向Ｄｒに、軸部材７０及び第一継手部材１５０の相対変位方向が設定されることで、要素７０、４０間での軸ずれ及び傾きの吸収作用が高められている。

次に、潤滑構造の特徴的構成について説明する。図２、３に示すように本実施形態による従動側回転体２０の連結部２４には、「潤滑流体」としての潤滑油を駆動側回転体１０内へ導入するために、二つの導入孔９０が周方向に略等間隔に設けられている。各導入孔９０は、内燃機関用のポンプ９から潤滑油を搬送するカム軸２の搬送通路３と常時連通している。これにより導入孔９０は、潤滑油を搬送通路３から受けるようになっている。

図１に示すように、各導入孔９０において搬送通路３と反対側の端部は、ころがり軸受４３、４５よりも内周側において、軸方向の遊星キャリア４０側を向く連結部２４の側面２４ａに開口している。これにより各導入孔９０は、遊星キャリア４０の近傍において駆動側回転体１０の内部と常時連通して、搬送通路３からの潤滑油を遊星回転体６０の従動側外歯車部５４等の歯車部１４、２２、５２、５４側へ供給するようになっている。

カム軸２の搬送通路３から供給された潤滑油は、導入孔９０を通して、回転体１０、２０の内部空間１１へ導かれるが、上述の如く歯車部１４、２２、５２、５４側即ち回転体１０、２０の内部空間１１において外周側へ流動し易い。また、内燃機関が高回転になるにつれて、即ちクランク軸及のカム軸２の回転数の増加により、潤滑油が受ける回転体１０、２０の遠心力が増加するので、導入孔９０から内部空間１１へ流出した潤滑油はその遠心力により、回転体１０、２０内の外周側へ流動する流動作用が高められる。

このような回転体１０、２０内の外周側へ流動する潤滑油は、ころがり軸受４３の隙間から外部へ排出される。ころがり軸受４３の隙間とは、内輪４３ａ、外輪４３ｂ、及び球体等の転動体４３ｃを組み合わせて構成されるころがり軸受４３において、内輪４３ａ及び外輪４３ｂ間の隙間であり、詳しくは内輪４３ａ及び外輪４３ｂ間の周方向にわたって複数個所に配置された転導体４３ｃ、内輪４３ａ、及び外輪４３ｂ間の軸方向（以下、回転軸方向）の隙間である。言い換えると、内輪４３ａ及び外輪４３ｂ間に介在する隣り合う転導体４３ｃ間の周方向隙間である。

そこで、本実施形態では、図１、２に示すように、上記ころがり軸受４３の隙間の回転軸方向の一方（図１、２では、ころがり軸受４３の左端側の隙間）において外部へ流出する潤滑油を制限する制限部材１９を設けている。制限部材１９は、図２に示すように、外輪４３ｂの回転軸方向の一端面（図２では左側端面）に接して配置され、また当該外輪４３ｂの一端面に横並びの内輪４３ａの一端面に向けて延びるように形成されている。これにより、上記内輪４３ａ及び外輪４３ｂ間の軸方向隙間が、外輪４３ｂから内輪４３ａへ内周側に延びる制限部材１９によって遮蔽され、その軸方向隙間の開口面積を小さくすることができる。その結果、潤滑油は回転体１０、２０内の外周側へ流動するが、当該外周側へ導かれた潤滑油は、制限部材１９によってころがり軸受４３の隙間から外部へ流出しにくくなるため、潤滑油が回転体１０、２０内の外周側に溜まることになるのである。また、その溜まった潤滑油は、回転体１０、２０内の内周側即ち遊星キャリア４０の内周側に排出され易くなるのである。それ故に、遊星キャリア４０の内周側にある継手機構７２側へ溜まった潤滑油を排出し、連繋する連結突部１５４及び溝部４６をその潤滑油で潤滑することになる。

このようにころがり軸受４３の隙間から外部へ流動する潤滑油を、制限部材１９によって制限することにより、継手機構７２の連結突部１５４及び溝部４６には、内燃機関が高回転になって遠心力が増加する場合においても潤滑油が供給されて潤滑されるので、連繋される連結突部１５及び溝部の摩耗を回避することができる。

また、制限部材１９は、上述の如く外輪４３ｂから内輪４３ａへ内周側に延びるので、上記内輪４３ａ及び外輪４３ｂ間の軸方向隙間の外周側（以下、外輪４３ｂ側の隙間部分ともいう）を遮蔽している。

これにより、回転体１０、２０の回転による遠心力により内部に溜められた潤滑油の内周側液面を、制限部材１９により遮蔽された外輪４３ｂ側の隙間部分に対応する液面まで、広げられることになる。このような内周側液面が広げられより多く溜められた潤滑油は、遊星キャリア４０の内周側へ排出するようにでき、その排出された先にある連結突部１５４及び溝部４６の潤滑効果を高めることができる。

また、本実施形態では、上記制限部材１９は、図１、２に示すように、駆動側回転体１０の歯車部材１２と一体的に形成されている。駆動側回転体１０は、歯車部材１２において装着孔部１７の内周側でころがり軸受４３の外輪４３ｂを支持しているとともに、外輪４３ｂを支持する装着孔部１７は、ころがり軸受４３の一端面を係止する係止部１８が設けられ、また当該係止部１８と制限部材１９を一体に形成している。このように制限部材１９を構成することにより、制限部材１９は駆動側回転体１０の係止部１８に一体化されて形成されることになるので、位相調整機構８を組み付ける組付作業の生産性を高めることができる。

また、上記制限部材１９は、ころがり軸受４３の内輪４３ａ及び外輪４３ｂにおいて少なくとも内輪４３ａと接することなく回転軸方向に離間隙間δを設けて配置されている。

内輪４３ａに向けて延びる制限部材１９が内輪４３ａの一端面に重なる場合がある。このような制限部材では、内輪４３ａ及び外輪４３ｂの両輪の一端面と接することないため、ころがり軸受４３の隙間から潤滑油が外部へ全く漏れ出ないという状態が回避される。しかも離間隙間δを調節することによって当該軸受４３の隙間から外部へ漏れ出る潤滑油の流量を調整することが可能である。

本実施形態では、位相調整機構８は、作動歯車式の遊星歯車機構部６０を有しているため、回転体１０、２０がクランク軸及びカム軸２とそれぞれ連動して回転するのに伴い、首振り運動し易くなるため、遊星キャリア４０及び軸部材７０間での軸ずれ及び傾きを生じたり、遊星キャリア４０の溝部４６に対して軸部材７０の連結突部１５４が径方向に摺動することになる。

これに対して本実施形態では、制限部材１９がころがり軸受４３の内周側に継手機構７２の連結突部１５４及び溝部４６へ潤滑油を潤滑し易くするため、位相調整機構８の首振り運動による上記連結突部１５４及び溝部４６の摺動摩耗を回避することができる。

なお、ここで、第一実施形態では、電動モータ５が特許請求の範囲に記載の「トルク発生手段」に相当し、回転軸体７が特許請求の範囲に記載の「出力回転体」に相当し、遊星キャリア４０が特許請求の範囲に記載の「入力回転体」に相当している。また、駆動側回転体１０が特許請求の範囲に記載の「第一回転体」に相当し、従動側回転体２０が特許請求の範囲に記載の「第二回転体」に相当し、駆動側内歯車部１４及び従動側内歯車部２２が特許請求の範囲に記載の「歯車部」に相当している。さらに、溝部４６は特許請求の範囲に記載の「連結凹部」に相当している。装着孔部１７は特許請求の範囲に記載の「支持部」に相当している。ころがり軸受４３は特許請求の範囲に記載の「軸受」に相当している。

（第二実施形態）
図７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る。第二実施形態において制限部材１９は外輪４３ｂ及び内輪４３ａの一端面に重なるように形成されているが、制限部材１０の内周側先端部を、内輪４３ａの更に内周側にある溝部４６の開口部４６ａの一部を塞ぐものとなっている。

図７に示すように、溝部４６の開口部４６ａは、遊星キャリア４０の入力壁４２及び偏心壁４４の内周側を回転軸方向に貫通して形成されるものである。制限部材１９は、外輪４３ｂ及び内輪４３ａ間の隙間を遮蔽するとともに、溝部４６の開口部４６ａに突出している。

溝部４６の開口部４６ａが全開放されている場合において、遊星キャリア４０の溝部４６には、遊星キャリア４０の内周側へ排出される潤滑油が流入すると、溝部４６に潤滑油が溜まることなく、開口部４６ａから外部へ排出されるおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、このような溝部４６の開口部４６ａに制限部材１９が突出しているので、制限部材１９によって潤滑油が開口部４６ａから外部へ流出しにくくすることで、溝部４６内に潤滑油を溜め易くなるのである。

しかも、本実施形態では、制限部材１９を、溝部４６において開口部４６ａの外周側を塞ぐように形成している。即ち制限部材１９の内周側先端即ち窓部を、溝部４６の底部より小さい円状の開口部に形成している。

これによれば、制御部材１９によってころがり軸受４３の隙間から外部へ潤滑油を流出しにくくすることで潤滑油を歯車部１４、２２、５２、５４に溜め易くするのみならず、遊星キャリア４０の溝部４６において制御部材１９によって塞がれた開口部４６ａの外周側部分に応対する液面まで、潤滑油を溜めることができる。したがって、回転体１０、２０の歯車部１４、２２、５２、５４、および遊星キャリア４０内周側の連結突部１５４及び溝部４６が、それぞれ潤滑油で確実に潤滑されるので、潤滑効果を発揮して耐久性を高めることができる。

なお、ここで、内輪４３ａに向けて延びる制限部材１９が外輪４３ｂ及び内輪４３ａの一端面に重なっているが、外輪４３ｂ及び内輪４３ａの一端面に対応する制限部材１９は、段差１９ａが設けられており、離間隙間δが確保されている。

このような制限部材によって、ころがり軸受４３の隙間から潤滑油が外部へ全く漏れ出ないという状態が回避されるとともに、離間隙間δを調節することによって当該軸受４３の隙間から外部へ漏れ出る潤滑油の流量を、転動体４３ｃ、内輪４３ａ、外輪４３ｂが損傷しない程度の流量に調整することができるので、ころがり軸受の耐久性低下を招くことなく当該軸受を潤滑することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、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く、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

例えば、遊星キャリア４０へ制御トルクを与える「トルク発生手段」としては、電動モータ５以外にも、例えば電磁ブレーキ又は流体ブレーキ等の電動ブレーキや油圧モータを使用してもよい。例えば、遊星キャリア４０に連結される連結突部１５４をモータ軸１０２の出力部１０４自体に直接形成するようにしてもよい。

また加えて、第一及び第二実施形態では、継手部材７２を軸部材７０に固着してなる回転軸体７を採用してもよい。例えば、第二継手部材１６０を設けないで、第一継手部材１５０のスリーブ部１５２に電動モータ５の上記軸部材７０を固定するようにしてもよい。

またあるいは、第一及び第二実施形態では、連結突起１５４を軸部材７０に直接形成してなる回転軸体７を採用してもよい。

また、第一及び第二実施形態では、本発明の作用効果が得られる限りにおいて、各種の位相調整機構を採用することができる。例えば、クランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転する二つの回転体のうちいずれか一方に設けられた歯車部に遊星歯車を噛合させて、それら回転体のうちいずれか他方を当該遊星歯車の遊星運動によって回転駆動することで機関位相を変化させる位相調整機構等を採用してもよい。

そして、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、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も適用することができる。

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の要部を示す図である。 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５のVI−VI線断面図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部を示す断面図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置
２ カム軸
３ 搬送通路
４ 電気駆動系
５ 電動モータ（トルク発生手段）
７ 回転軸体（出力回転体）
８ 位相調整機構
９ ポンプ
１０ 駆動側回転体（第一回転体）
１１ 内部空間
１２ 歯車部材
１３ スプロケット
１４ 駆動側内歯車部（歯車部）
１７ 装着孔部（支持部）
１８ 係止部
１９ 制限部材
２０ 従動側回転体（第二回転体）
２２ 従動側内歯車部（歯車部）
４０ 遊星キャリア（入力回転体）
４２ 入力壁
４３ ころがり軸受（軸受）
４３ａ 内輪
４３ｂ 外輪
４３ｃ 転動体
４４ 支持壁
４６ 溝部（連結凹部）
５０ 遊星歯車
６０ 遊星歯車機構部
７０ 軸部材
７２ 継手部材（継手機構）
９０ 導入孔
１５０ 第一継手部材
１５４ 連結突部
１６０ 第二継手部材

Claims (8)

1. 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吸気弁および排気弁のうち少なくとも一方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おいて、
   連結突部が設けられた出力回転体を有し、前記出力回転体を回転駆動する制御トルクを発生するトルク発生手段と、
   前記連結突部に連結される連結凹部が設けられて前記出力回転体と一体に回転する入力回転体を有し、前記入力回転体に前記出力回転体から入力される前記制御トルクに応じて前記クランク軸及び前記カム軸間の相対位相を調整する位相調整機構であって、
   前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、前記カム軸と連動して回転し、内部へ潤滑流体が供給される第二回転体と、前記第一回転体及び前記第二回転体のうち少なくとも一方に設けられた歯車部に嵌合しつつ遊星運動することにより前記相対位相を変化させる遊星歯車と、軸受を有し、前記軸受の内輪及び外輪間の隙間より前記潤滑流体を外部へ排出するとともに、前記軸受により前記遊星歯車を遊星運動自在に支持する前記入力回転体としての遊星キャリアとを具備する位相調整機構と、
   を備え、
   前記軸受には、
   前記隙間の回転軸方向の一方において前記第二回転体内に流入した前記潤滑流体が導入されるとともに、
   前記隙間の回転軸方向の他方において外部へ流出する前記潤滑流体を制限する制限部材が設けられていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記制限部材は、前記内輪に向かって延びて前記内輪及び前記外輪間において前記外輪側の前記隙間を遮蔽してい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. 前記第一回転体及び前記第二回転体のうちいずれかの外周側回転体は、前記外輪を支持する支持部を備え、
   前記支持部は、前記外輪側の前記隙間を遮蔽する前記制限部材を形成していることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記連結凹部は、前記遊星キャリアの内周側を回転軸方向に貫通して形成され、
   前記制限部材は、前記内輪及び前記外輪間の隙間を遮蔽するとともに、前記連結凹部の回転軸方向の開口部へ突出していることを特徴とする請求項１から請求項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. 前記制限部材は、前記連結凹部において前記開口部の外周側を塞いでいることを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記制限部材は、前記内輪及び前記外輪間において前記内輪及び前記外輪と接することなく回転軸方向に離間隙間を設けて配置されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記軸受は、前記内輪及び前記外輪間に転動自在に設けられた転動体を備え、
   前記転動体は、前記内輪及び前記外輪間の周方向にわたって複数個所に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記連結凹部は、一対の径方向の相反する側に突出する前記連結突部に一対の前記連結凹部でそれぞれ連結されるように、
   筒状を呈する前記入力回転体の内周側に、互いに対向する二箇所に設けられ、
   前記一対の連結突部が径方向に沿って挿入されて前記一対の連結突部との間にクリアランスを形成する溝部であることを特徴とする請求項１から請求項７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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