JP2011106472A

JP2011106472A - バルブタイミング調整装置

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Publication number: JP2011106472A
Application number: JP2011046858A
Authority: JP
Inventors: Masao Kurisu; 正男栗栖; Hiroe Sugiura; 太衛杉浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: JP5240309B2

Abstract

【課題】簡素な潤滑構造により潤滑性を高めるバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】クランク軸と連動回転する駆動回転体１０と、回転体１０内に収容され、カム軸２と連動回転する従動回転体２０と、回転体１０内に収容され、回転体２０の歯車部２２に噛合しつつ遊星運動することで機関位相を調整する遊星歯車５０と、機関位相を調整するために回転状態が制御される制御軸６と、回転体１０内に収容され、遊星歯車５０を支持する支持部４６を外周面に形成すると共に、制御軸６に連結される連結部４１を内周面に形成し、制御軸６の回転状態に応じて遊星歯車５０を遊星運動させる筒状の遊星キャリア４０と、回転体２０において遊星キャリア４０と軸方向に対向する面１１４に支持部４６及び連結部４１に跨って開口する導入孔１３０を有し、当該孔１３０を通じて潤滑油を回転体１０内へ導入する潤滑手段とを設ける。
【選択図】図５

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。

従来、クランク軸及びカム軸にそれぞれ連動して回転する二つの回転体のいずれかに歯車部を設け、当該歯車部と噛合する遊星歯車を遊星運動させることにより、それら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）を調整するバルブタイミング調整装置が知られている。

こうしたバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１に開示のものでは、クランク軸又はカム軸との連動回転体に潤滑油の導入孔を設け、遊星歯車を支持する遊星キャリアの外周側へ向かって潤滑油を案内するようにした構成が、採用されている。この構成によれば、遊星キャリアが支持する遊星歯車と歯車部との間の噛合界面へ潤滑油が導入され易くなるので、当該噛合界面における磨耗が軽減されて潤滑性が発揮されることになるのである。

さらに特許文献１には、筒状の遊星キャリアの最外周縁よりも内周側へ向かって潤滑油を案内する導入孔を設ける構成も、併せて開示されている。この構成によれば、機関位相を調整するために回転状態が制御される制御軸と遊星キャリアの内周面との間の連結界面へも潤滑油が導入され易くなるので、当該連結界面においても磨耗が軽減されて潤滑性が高められることになるのである。

特開２００７−７１０５６号公報

さて、特許文献１に開示の技術では、遊星キャリアの内周面及び制御軸間の連結界面を潤滑する導入孔を、遊星キャリアの外周側の遊星歯車及び歯車部間の噛合界面を潤滑する導入孔とは別に、必要としている。これは、潤滑対象である噛合界面と連結界面とが、遊星キャリアに対向して導入孔を形成する回転体の径方向において離間しているためである。しかし、噛合界面及び連結界面の各径方向位置に合わせて導入孔を別々に設けた場合、潤滑油の導入構造が複雑化して生産性の低下やコストの高騰を招くおそれがあった。

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、簡素な潤滑構造により潤滑性を高め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、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、第一回転体内に収容され、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、第一回転体内に収容され、第一回転体又は第二回転体に設けられる歯車部に噛合しつつ遊星運動することにより、機関位相を調整する遊星歯車と、機関位相を調整するために回転状態が制御される制御軸と、第一回転体内に収容され、遊星歯車を支持する支持部を外周面に形成すると共に、制御軸に連結される連結部を内周面に形成し、制御軸の回転状態に応じて遊星歯車を遊星運動させる筒状の遊星キャリアと、第二回転体において遊星キャリアと軸方向に対向する面に遊星キャリアの支持部及び連結部に跨って開口する導入孔を有し、当該導入孔を通じて潤滑液を第一回転体内へ導入する潤滑手段と、カム軸に対して第二回転体を軸方向に締結する締結部材とを備え、クランク軸と連動して回転する第一回転体内において第二回転体は、カム軸と連動して回転し、締結部材が挿入される挿入孔を有し、導入孔は、第二回転体の遊星キャリアとの対向面に開口し且つ遊星キャリア内周面の連結部よりも径方向内側において挿入孔の内周面に開口する溝状を呈することを特徴とする。

このような請求項１に記載の発明によると、クランク軸及びカム軸の一方と連動回転する第一回転体内へ潤滑液を導入する潤滑手段の導入孔は、当該第一回転体内に収容されてクランク軸及びカム軸の他方と連動回転する第二回転体において遊星キャリアと軸方向に対向する面に、開口する。ここで特に、第二回転体における導入孔の開口部は、筒状の遊星キャリアの外周面に形成されて遊星歯車を支持する支持部と、当該キャリアの内周面に形成されて制御軸に連結される連結部とに跨っている。これによれば、遊星キャリア及び遊星歯車を収容する第一回転体内において、キャリア外周面の支持部により支持される遊星歯車と歯車部間の噛合界面へも、キャリア内周面の連結部と制御軸間の連結界面へも、それらの位置に拘らず共通の導入孔から潤滑液を案内し得る。したがって、噛合界面及び連結界面の双方にて磨耗を軽減する高い潤滑性を、それら界面に対して導入孔を共通化した簡素な構造の潤滑手段により発揮することができるのである。

さらに、請求項１に記載の発明によると、クランク軸と連動回転する第一回転体内において、締結部材によりカム軸に対して軸方向に締結されて連動回転する第二回転体に、溝状に設けられる導入孔は、遊星キャリアとの対向面のみならず、当該締結部材が挿入される挿入孔の内周面にも、遊星キャリア内周面の連結部よりも径方向内側にて開口する。これによれば、第二回転体の遊星キャリアとの対向面に開口して簡素な潤滑構造により高い潤滑性を発揮する導入孔につき、第二回転体及びカム軸の締結に必要な挿入孔の内周面に開口することで形成容易となる形状を実現し得るのである。

請求項２に記載の発明によると、第二回転体における導入孔の開口部は、遊星キャリア外周面の支持部よりも径方向内側から径方向外側へ延伸される。このように、第二回転体における開口部が遊星キャリア外周面の支持部よりも径方向内側から径方向外側へ延伸する導入孔によれば、支持作用により支持部の径方向外側に位置することになる遊星歯車と歯車部間の噛合界面に対して、潤滑液の案内確度を高め得る。したがって、簡素構造の潤滑手段であっても、高い潤滑性を確実に発揮することができるのである。

請求項３に記載の発明によると、支持部は、第二回転体に対して偏心する円筒面状を呈して遊星歯車を支持し、第二回転体における導入孔の開口部は、第二回転体に対する支持部の最大偏心点よりも径方向外側へ延伸される。このように、遊星歯車の遊星運動を許容するために支持部が第二回転体に対して偏心する円筒面状を呈していても、第二回転体における開口部が支持部の最大偏心点よりも径方向外側へ延伸する導入孔によれば、当該最大偏心点よりも径方向外側の噛合界面に常に潤滑液を案内し得る。したがって、簡素構造の潤滑手段による潤滑性発揮の確実性を、さらに高めることができるのである。

請求項４に記載の発明によると、第二回転体における導入孔の開口部は、遊星キャリア内周面の連結部よりも径方向外側から径方向内側へ延伸される。このように、第二回転体における開口部が遊星キャリア内周面の連結部よりも径方向外側から径方向内側へ延伸する導入孔によれば、連結作用により連結部の径方向内側に位置することになる制御軸と連結部間の連結界面に対して、潤滑液の案内確度を高め得る。したがって、簡素構造の潤滑手段であっても、高い潤滑性を確実に発揮することができるのである。

請求項５に記載の発明は、クランク軸と連動して回転する第一回転体内において第二回転体が連動して回転するカム軸に対して、第二回転体を位置決めする位置決め部材を備え、導入孔に位置決め部材が挿入される。このような発明によると、第一回転体内へ潤滑液を導入するための第二回転体に設けられる導入孔に位置決め部材を挿入することで、当該第二回転体をカム軸に対し位置決めして連動回転させることが可能になる。この場合、潤滑液の導入機能と、第二回転体及びカム軸間の位置決め機能とが共通の導入孔により果たされるので、潤滑構造を含む装置構造の簡素化に貢献することができるのである。

請求項６に記載の発明によると、導入孔は、潤滑液が流入する空間部を、位置決め部材よりも第二回転体における開口部側に形成する。このような発明によると、第二回転体において導入孔内の位置決め部材よりも開口部側に潤滑液の流入空間部が形成されるので、位置決め部材が挿入される導入孔であっても、それら空間部及び開口部を通じて確実に潤滑液を第一回転体内へ導入し得る。これによれば、高い潤滑性を損なうことなく、潤滑構造を含む装置構造の簡素化を図ることができる。

請求項７に記載の発明によると、クランク軸と連動して回転する第一回転体内において第二回転体は、第一回転体を支持するカム軸と連動して回転し、導入孔は、軸方向の遊星キャリアとは反対側において第一回転体と対向する面に、第一回転体及びカム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨って開口する。このような発明によると、クランク軸と連動回転する第一回転体内において、当該第一回転体を支持するカム軸と連動回転する第二回転体に設けられる導入孔は、遊星キャリアとの対向面のみならず、反対側の第一回転体との対向面にも開口する。ここで、第一回転体との対向面における導入孔の開口部は、第一回転体及びカム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨っている。これにより第一回転体内では、遊星星歯車及び歯車部間の噛合界面並びに連結部及び制御軸間の連結界面のみならず、第一回転体及びカム軸間の支持界面へも、共通の導入孔から潤滑液を案内し得る。したがって、共通化した導入孔からの潤滑液により磨耗軽減可能な箇所を増やして、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効率を向上させることができるのである。

請求項８に記載の発明によると、潤滑手段は、第二回転体において軸方向の遊星キャリアとは反対側の面に開口して回転方向に延伸し、第一回転体及びカム軸間の支持界面側へ潤滑液を導く環形孔を有する。このように、第二回転体において軸方向の遊星キャリアとは反対側の面に開口して回転方向に延伸する環形孔によれば、潤滑手段として潤滑液を、第一回転体及びカム軸間の支持界面側へその全周に亘って導き得る。したがって、遊星星歯車及び歯車部間の噛合界面と連結部及び制御軸間の連結界面とに対して潤滑性を発揮するのみならず、第一回転体及びカム軸間の支持界面に対して潤滑性を高めた潤滑手段につき、導入孔に環形孔を加えた程度の簡素な構造による実現が可能となる。

請求項９に記載の発明によると、環形孔は、第二回転体において軸方向の遊星キャリアとは反対側の面に、第一回転体及びカム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨って開口する。このように、第二回転体において軸方向の遊星キャリアとは反対側の面に、第一回転体及びカム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨って開口する環形孔によれば、当該支持界面の全周に対する潤滑液の案内確度を高めて、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効率を向上させることができるのである。

請求項１０に記載の発明によると、環形孔は、カム軸を通じて供給される潤滑液を、その供給箇所に対して第二回転体の回転方向へずれた箇所から導入孔へ導く。このような発明によると、環形孔においてカム軸を通じて潤滑液が供給される供給箇所に対して第二回転体の回転方向へずれた箇所から、潤滑液が導入孔へと導入されることになる。これによれば、潤滑液中の異物による環形孔の詰まり箇所が生じたとしても、カム軸からの潤滑液の供給箇所を挟んで当該詰まり箇所とは反対側へ延伸する環形孔部分を通じて、導入孔と、第一回転体及びカム軸間の支持界面とへ潤滑液を導き得る。したがって、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効率の向上効果が当該構造内の異常により大きく阻害される事態を、回避することができるのである。

請求項１１に記載の発明によると、第二回転体は、第一回転体及びカム軸間の支持界面から径方向外側へ拡がる箇所に、第一回転体と摺接する摺接界面を形成する。このような発明によると、第一回転体及びカム軸間の支持界面から径方向外側へ拡がる箇所にて第二回転体が第一回転体との間に形成する摺接界面には、当該支持界面側へ案内された潤滑液がさらに案内されることとなる。したがって、共通化した導入孔からの潤滑液により磨耗軽減可能な箇所をさらに増やして、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効率のさらなる向上を図ることができるのである。

請求項１２に記載の発明は、遊星キャリア外周面の支持部及び遊星歯車間に介装される転がり軸受を備える。このように、遊星キャリア外周面の支持部及び遊星歯車間に転がり軸受が介装されることによれば、当該転がり軸受を介して遊星歯車が支持部に支持されることになる。ここで導入孔の開口部は、遊星キャリアにて内周面の連結部及び外周面の支持部に跨るので、遊星歯車及び歯車部間の噛合界面並びに連結部及び制御軸間の連結界面のみならず、支持部及び遊星歯車間の転がり軸受へも、共通の導入孔から潤滑液を案内し得る。したがって、共通化した導入孔からの潤滑液により磨耗軽減可能な箇所を増やして、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効率を向上させることができるのである。

請求項１３に記載の発明によると、第一回転体は、第一歯車部を有し、第二回転体は、第一歯車部よりも軸方向の導入孔側に前記歯車部としての第二歯車部を有し、遊星歯車は、第一歯車部及び第二歯車部にそれぞれ噛合して一体に遊星運動する第三歯車部及び第四歯車部を有する。このように、第一及び第二回転体の第一及び第二歯車部にそれぞれ遊星歯車の第三及び第四歯車部が噛合して一体に遊星運動することによれば、軸方向において第一及び第三歯車部間の噛合界面よりも導入孔側となる第二及び第四歯車部の噛合界面が、当該導入孔に近くなる。これにより、遊星キャリアにて内周面の連結部及び外周面の支持部に開口部が跨る導入孔からの潤滑液は、第二及び第四歯車部間の噛合界面へ案内された後、第一及び第三歯車部間の噛合界面へもさらに案内され得る。したがって、連結部及び制御軸間の連結界面と共に、第二及び第四歯車部間並びに第一及び第三歯車部間の噛合界面にて磨耗軽減する高い潤滑性を、それら界面に対して導入孔を共通化した簡素な構造の潤滑手段により発揮することができるのである。

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の基本構成を示す図であって、図２のI−I線断面図である。図１のII−II線断面図である。図１のIII−III線断面図である。図１の位相調整機構を拡大して示す断面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４に示す位相調整機構における潤滑油流れについて説明するための模式図である。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位相調整機構を拡大して示す断面図である。図７のＶIII−ＶIII線断面図である。図７に示す位相調整機構における潤滑油流れについて説明するための模式図である。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位相調整機構を拡大して示す断面図である。図１０のXI−XI線断面図である。図１０に示す位相調整機構における潤滑油流れについて説明するための模式図である。

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。尚、本実施形態においてカム軸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って開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は、クランク軸及びカム軸２間の機関位相を調整して当該吸気弁の所望のバルブタイミングを実現する。

（基本構成）
以下、第一実施形態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及び位相調整機構８等を組み合わせてなる。

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制御軸６とを有している。通電制御回路部７は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ており、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、機関位相を内燃機関の運転状態に応じた位相に調整するための通電をアクチュエータ４に対して行うことで、制御軸６の回転状態を制御する。

位相調整機構８は、駆動回転体１０、従動回転体２０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。

図１〜３に示すように、駆動回転体１０は全体として筒状を呈しており、位相調整機構８の他の構成要素２０，４０，５０を内部に収容している。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を同軸上に共締めしてなる。

図１，２に示すように有底円筒状の歯車部材１２は、歯底円よりも小径の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歯１９を回転方向に複数有している。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、クランク軸から出力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。

図１，３に示すように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内に同心上に配置されている。従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に締結される締結部２１を底壁部に形成している。かかる締結により従動回転体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。

従動回転体２０は、歯底円よりも小径の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に対して軸方向のアクチュエータ４とは反対側へずれて配置されている。

図１〜３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、周壁部の内周面に連結部４１を形成している。連結部４１は、回転体１０，２０及び制御軸６と同心上の円筒面状を呈している。連結部４１には、制御軸６に設けられた継手部４３と嵌合する嵌合溝４２が開口形成されている。かかる嵌合により遊星キャリア４０は、制御軸６と連結して一体に回転可能となっており、また駆動側内歯車部１８に対して相対回転可能となっている。ここで、制御軸６を連結部４１の嵌合溝４２に嵌合により連結させているのは、それら軸６及び溝４２間の連結界面４４のクリアランスにより制御軸６と遊星キャリア４０とを相対変位自在として、それら要素６，４０間の心ずれを吸収するためである。

図１〜３に示すように遊星キャリア４０は、周壁部の外周面に支持部４６を形成している。支持部４６は、回転体１０，２０及び制御軸６に対して偏心する円筒面状を呈している。支持部４６は、その径方向外側に同心上に配置された遊星歯車５０の中心孔５１との間に転がり軸受４７を介装されることにより、当該軸受４７を介して遊星歯車５０を遊星運動可能に支持している。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０が円筒面状の支持部４６の偏心中心線周りに自転しつつ、遊星キャリア４０の回転方向へ公転する運動をいう。尚、本実施形態において転がり軸受４７としては、開放型の玉軸受が用いられている。

遊星歯車５０は全体として段付円筒状を呈しており、歯底円よりも大径の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を周壁部に形成している。駆動側外歯車部５２は、駆動側内歯車部１８内に配置されて当該内歯車部１８と噛合している。これに対し、駆動側外歯車部５２よりも締結部２１側の従動側外歯車部５４は、従動側内歯車部２２内に配置されて当該内歯車部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。

このように回転体１０，２０間を歯車連繋してなる位相調整機構８は、制御軸６の回転状態に応じた遊星キャリア４０の回転運動を遊星歯車５０の遊星運動へ変換することで、バルブタイミングを決める機関位相を調整する。

具体的には、制御軸６が駆動回転体１０と同速回転するときには、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して相対回転しないことで、内歯車部１８，２２に噛合する遊星歯車５０の外歯車部５２，５４が遊星運動せずに、回転体１０，２０と連れ回りする。その結果、機関位相は変化しないので、このときのバルブタイミングは保持されることになる。一方、制御軸６が駆動回転体１０よりも高速回転するときには、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して進角側へ相対回転することで、遊星歯車５０の外歯車部５２，５４が内歯車部１８，２２に噛合しつつ一体に遊星運動する。その結果、従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角側へ相対回転して、機関位相が進角側へ変化するので、このときのバルブタイミングは進角することになる。また一方、制御軸６が駆動回転体１０よりも低速回転する又は駆動回転体１０に対して逆回転するときには、遊星キャリア４０が駆動側内歯車部１８に対して遅角側へ相対回転することで、遊星歯車５０の外歯車部５２，５４が内歯車部１８，２２に噛合しつつ一体に遊星運動する。その結果、従動回転体２０が駆動回転体１０に対して遅角側へ相対回転し、機関位相が遅角側へ変化するので、このときのバルブタイミングは遅角することになる。

（特徴構成）
以下、第一実施形態の特徴構成について説明する。

図４に示すように駆動回転体１０のスプロケット部材１３は、カム軸２の外周面１００に同心上に嵌合されることにより、当該軸２に相対回転可能に支持されている。スプロケット部材１３においてアクチュエータ４側の壁面１０１は、従動回転体２０の締結部２１において遊星キャリア４０とは軸方向の反対側となる壁面１０２に対向し、特に本実施形態では当該壁面１０２に対して相対回転可能に摺接している。これらの構成により、駆動回転体１０とカム軸２との間の支持界面１０４から径方向外側へ拡がる壁面１０１，１０２間において、摺接界面１０６が形成されている。

締結部２１には、従動回転体２０の軸方向へ貫通して締結部材１１０が挿入される挿入孔１１２が、円筒孔状に形成されている。ここで締結部材１１０は、軸部１１００及び頭部１１０１を有する螺子部材であり、軸部１１００がカム軸２の突出端部１１３を介して挿入孔１１２に挿通されてカム軸２に螺合されている。かかる螺合により、締結部２１が頭部１１０１及びカム軸２間に挟持されてカム軸２に軸方向に締結されていると共に、頭部１１０１側となる締結部２１の壁面１１４に遊星キャリア４０の端面１１６が軸方向において対向している。また、締結部２１において締結部材１１０が挿通された挿入孔１１２の径方向外側では、円柱ピン状の位置決め部材１１８が挿通されてカム軸２に嵌合固定されることにより、従動回転体２０がカム軸２に対して周方向に位置決めされている。

さらに、図４，５に示すように締結部２１には、従動回転体２０の回転方向へ連続して延伸する環形孔１２０が、円環形の有底溝状に形成されている。この環形孔１２０は、締結部２１において駆動回転体１０との摺接界面１０６を形成する壁面１０２に、開口している。本実施形態において環形孔１２０の最外周径は、当該孔１２０と同心上のカム軸２において駆動回転体１０のとの間に支持界面１０４を形成する外周面１００の外径よりも小さく設定されている。また、環形孔１２０の最内周径は、当該孔１２０と同心上の締結部２１においてカム軸２の突出端部１１３が嵌合する挿入孔１１２の内径より大きく設定されている。これらの設定によりカム軸２では、外周面１００とそれより小径の突出端部１１３との間を繋ぐ段差面１２２が、締結部２１の壁面１０２のうち環形孔１２０を径方向に挟む両側部分と当接している。

環形孔１２０において延伸方向の一箇所には、カム軸２に形成の搬送孔３が連通している。ここで搬送孔３は、「潤滑液」としての潤滑油を搬送するための貫通孔であり、潤滑油を内燃機関の運転に伴って吐出するポンプ９に接続されている。かかる接続により、ポンプ９から吐出された潤滑油は、図６の如く搬送孔３を通じて環形孔１２０へと供給される。そして、環形孔１２０へ供給された潤滑油は、カム軸２の段差面１２２と従動回転体２０の壁面１０２との間の界面１２４を通過することにより、駆動回転体１０とカム軸２との間の支持界面１０４側へ導かれる。したがって、このような本実施形態では、支持界面１０４に加えて、その径方向外側へ拡がる回転体１０，２０間の摺接界面１０６にも、それらの全周に亘って潤滑油が案内され得るのである。

またさらに、図４，５に示すように締結部２１には、挿入孔１１２の内周面１１２０に開口してその開口部１３００の径方向外側に底部１３０１を形成する導入孔１３０が、Ｕ字形断面の有底溝状に形成されている。この導入孔１３０は、従動回転体２０を上記Ｕ字形断面にて軸方向に貫通しており、締結部２１の両壁面１０２，１１４に開口している。ここで、導入孔１３０の開口部１３００が内周面１１２０に形成される挿入孔１１２の内径は、遊星キャリア４０のうち当該孔１１２と同心上に位置する連結部４１の内径よりも小さく設定されている。また、回転体１０，２０の回転中心線Ｏに対して、導入孔１３０の底部１３０１の最深点１３０１ａは、遊星キャリア４０のうち回転体１０，２０に対する支持部４６の最大偏心点１３２（図２，３も参照）よりも離間し、且つカム軸２の外周面１００と同程度離間するように、深さ設定されている。

このような設定により導入孔１３０は、挿入孔１１２の内周面１１２０における開口部１３００を連結部４１よりも径方向内側に形成すると共に、底部１３０１を支持部４６の最大偏心点１３２よりも径方向外側に形成している。したがって、本実施形態の導入孔１３０については、締結部２１の壁面１１４における開口部１３０２が支持部４６の最大偏心点１３２よりも径方向内側から径方向外側へ延伸し、且つ当該開口部１３０２が連結部４１よりも径方向内側から径方向外側へ延伸する形となっている。即ち導入孔１３０は、遊星キャリア４０と対向する壁面１１４において連結部４１と支持部４６とに跨って、開口しているのである。それと共に、本実施形態の導入孔１３０については、壁面１０２における開口部１３０３の底部１３０１側が、カム軸２及び駆動回転体１０間の支持界面１０４まで径方向内側から延伸する形となっているのである。

そして、締結部２１において導入孔１３０は、従動回転体２０の回転方向へ延伸する環形孔１２０の一箇所に連通している。ここで、環形孔１２０における導入孔１３０の連通箇所は、搬送孔３との連通箇所に対して、即ち搬送孔３からの潤滑油の供給箇所に対して、従動回転体２０の回転方向へずれた箇所（本実施形態では、回転中心線Ｏ周りに１８０度ずれた箇所）に設定されている。さらに導入孔１３０は、上述した位置決め部材１１８が挿入されることにより、当該部材１１８の開口部１３０２，１３００側と底部１３０１側とにそれぞれ空間部１３０４，１３０５，１３０６を形成している。

以上の構成により、図６の如く環形孔１２０から潤滑油が導かれることになる導入孔１３０では、当該潤滑油が開口部１３００側及び底部１３０１側の空間部１３０５，１３０６へ流入し、さらにそれら空間部１３０５，１３０６から開口部１３０２側の空間部１３０４へ流入する。そして、空間部１３０４へ流入した潤滑油は、開口部１３０２から、駆動回転体１０内となる従動回転体２０の周壁部内へと導入されるのである。

このとき、開口部１３０２が連結部４１及び支持部４６に跨っている本実施形態では、図６の如く連結部４１とその径方向内側の制御軸６間の連結界面４４へも、支持部４６の径方向外側に支持される転がり軸受４７及び遊星歯車５０側へも、潤滑油が常に確実に案内され得る。また、遊星歯車５０側へ案内された潤滑油は、図６の如く導入孔１３０に近い側となる歯車部２２，５４間の噛合界面１４０へ、さらにはそれら歯車部２２，５４よりも大径側の歯車部１８，５２間の噛合界面１４２へと、案内され得る。加えて、導入孔１３０の開口部１３０３の底部１３０１側がカム軸２及び駆動回転体１０間の支持界面１０４まで延伸している本実施形態では、底部１３０１側の空間部１３０６へ流入した潤滑油が、当該支持界面１０４や径方向外側の摺接界面１０６へと案内され得るのである。

ここまで説明した第一実施形態によると、駆動回転体１０内において構成要素間の磨耗軽減が必要な複数個所の界面１４０，１４２，１０４，１０６及び開放型の転がり軸受４７へ潤滑油を案内して、高い潤滑性を効率よく発揮することができる。しかも、こうした潤滑性の発揮は、潤滑対象である複数個所の界面１４０，１４２，１０４，１０６及び転がり軸受４７に対して共通の導入孔１３０及び環形孔１２０を用いた簡素な潤滑構造により、実現することができる。したがって、生産性の低下やコストの高騰を抑制することが可能である。

さらに第一実施形態によると、簡素構造により高い潤滑性を実現する導入孔１３０及び環形孔１２０については、それぞれ締結部２１の内周面１１２０及び壁面１０２に開口する溝状に形成されている。故に、締結部２１を有する従動回転体２０を、例えば金属素材の焼結や鍛造等により製造することで、導入孔１３０及び環形孔１２０を容易に形成し得る。したがって、生産性の低下やコストの高騰に対する抑制に貢献することができるのである。

またさらに第一実施形態によると、導入孔１３０は、潤滑性を発揮するための潤滑油の導入機能に加えて、位置決め部材１１８の挿入により位置決め機能も果たしている。しかも、位置決め部材１１８の挿入にも拘らず導入孔１３０には、潤滑油の流入空間部１３０４，１３０５，１３０６が形成されているので、当該孔１３０の潤滑油の導入機能を妨げることがない。したがって、高い潤滑性を確保しつつ、潤滑構造を含む装置構造の簡素化及び省スペース化を図って、生産性の低下やコストの高騰に対する抑制に貢献することができるのである。

加えて第一実施形態によると、簡素な潤滑構造をなす環形孔１２０は、搬送孔３からの潤滑油の供給箇所に対して延伸方向へずれた箇所から、当該構造をなす導入孔１３０へ潤滑油を導くように構成されている。故に、潤滑油中の異物による環形孔１２０の詰まり箇所が生じたとしても、環形孔１２０において潤滑油の供給箇所を挟んで当該詰まり箇所とは反対側へ延伸する正常部分から、導入孔１３０へ潤滑油が導かれ得る。また、そうした正常部分から支持界面１０４及び摺接界面１０６へも、潤滑油が導かれ得る。これらによれば、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効果が当該構造内の異常により大きく阻害される事態を、回避することもできるのである。

以上、第一実施形態では、導入孔１３０及び環形孔１２０が共同して特許請求の範囲に記載の「潤滑手段」を構成し、駆動回転体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」に相当している。また、駆動側内歯車部１８が特許請求の範囲に記載の「第一歯車部」に相当し、従動側内歯車部２２が特許請求の範囲に記載の「歯車部」及び「第二歯車部」に相当し、駆動側外歯車部５２が特許請求の範囲に記載の「第三歯車部」に相当し、従動側外歯車部５４が特許請求の範囲に記載の「第四歯車部」に相当している。

（第二実施形態）
図７，８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。第二実施形態の導入孔２３０について底部２３０１の最深点２３０１ａは、回転体１０，２０の回転中心線Ｏに対して、遊星キャリア４０の支持部４６の最大偏心点１３２よりも離間するだけでなく、カム軸２の外周面１００よりも離間するように、深さ設定されている。かかる設定により導入孔２３０は、底部２３０１を支持部４６の最大偏心点１３２とカム軸２の外周面１００とよりも径方向外側に形成している。したがって、第二実施形態の導入孔２３０については、壁面１０２における開口部２３０３の底部２３０１側が、カム軸２及び駆動回転体１０間の支持界面１０４よりも径方向内側から径方向外側へ跨る形となっているのである。

このような構成によると、開口部２３０３の底部２３０１側が支持界面１０４よりも径方向の内側から外側へ跨っている導入孔２３０により、底部２３０１側の空間部１３０６へ流入の潤滑油が、図９の如く支持界面１０４や摺接界面１０６へと案内され易くなっている。したがって、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効果を高めることができるのである。

以上、第二実施形態では、導入孔２３０及び環形孔１２０が共同して特許請求の範囲に記載の「潤滑手段」を構成している。

（第三実施形態）
図１０，１１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る。第三実施形態の環形孔３２０について最外周径は、当該孔３２０と同心上のカム軸２において駆動回転体１０との間に支持界面１０４を形成する外周面１００の外径よりも、大きく設定されている。それと共に、環形孔３２０の最外周径は、回転体１０，２０の回転中心線Ｏと、導入孔１３０の底部１３０１の最深点１３０１ａとの間の離間距離よりも、大きく設定されている。これらの設定により、従動回転体２０の締結部２１の壁面１０２における環形孔３２０の開口部３２００が支持界面１０４よりも径方向内側から径方向外側へ跨っていると共に、カム軸２の段差面１２２が締結部２１の壁面１０２のうち環形孔３２０の径方向内側部分のみに当接している。

このような構成によると、駆動回転体１０の壁面１０１に摺接する従動回転体２０の壁面１０２において、支持界面１０４の径方向内側から外側へ跨って開口する環形孔３２０は、図１２の如く当該支持界面１０４及び摺接界面１０６へ直接的に潤滑油を案内し得る。したがって、簡素な潤滑構造による潤滑性の発揮効果を高めることができるのである。

以上、第三実施形態では、導入孔１３０及び環形孔３２０が共同して特許請求の範囲に記載の「潤滑手段」を構成している。

（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。

具体的に、第一〜第三実施形態においては、従動回転体２０において導入孔１３０，２３０を形成しない部分に位置決め部材１１８を挿通してもよく、またその場合等には、環形孔１２０，３２０を設けないで、導入孔１３０，２３０を搬送孔３に直に連通させてもよい。また、第三実施形態においては、第二実施形態に準じ、導入孔２３０の底部１３０１の最深点１３０１ａを回転体１０，２０の回転中心線Ｏに対してカム軸２の外周面１００よりも離間させてもよい。

さらに第一〜第三実施形態においては、転がり軸受４７を設けないで、遊星歯車５０を遊星キャリア４０の支持部４６に直に支持させてもよい。またさらに第一〜第三実施形態においては、回転体１０をカム軸２と連動回転させ、回転体２０をクランク軸と連動回転させるようにしてもよい。加えて第一〜第三実施形態においては、制御軸６の回転状態を制御するアクチュエータ４として、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。

そして、本発明は、第一〜第三実施形態の如く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、適用することができるのである。

１バルブタイミング調整装置、２カム軸、３搬送孔、４アクチュエータ、６制御軸、７通電制御回路部、８位相調整機構、９ポンプ、１０駆動回転体（第一回転体）、１３スプロケット部材、１８駆動側内歯車部（第一歯車部）、２０従動回転体（第二回転体）、２１締結部、２２従動側内歯車部（歯車部・第二歯車部）、４０遊星キャリア、４１連結部、４２嵌合溝、４３継手部、４４連結界面、４６
支持部、４７転がり軸受、５０遊星歯車、５１中心孔、５２駆動側外歯車部（第三歯車部）、５４従動側外歯車部（第四歯車部）、１００外周面、１０１壁面、１０２壁面、１０４支持界面、１０６摺接界面、１１０締結部材、１１２挿入孔、１１３突出端部、１１４壁面、１１６端面、１１８位置決め部材、１２０，３２０環形孔（潤滑手段）、１２２段差面、１２４界面、１３０，２３０導入孔（潤滑手段）、１３２最大偏心点、１４０噛合界面、１４２噛合界面、１１００軸部、１１０１頭部、１１２０内周面、１３００開口部、１３０１，２３０１底部、１３０１ａ，２３０１ａ最深点、１３０２開口部、１３０３，２３０３開口部、１３０４空間部、１３０５，１３０６空間部、３２００開口部、Ｏ回転中心線

Claims

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、
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、
前記第一回転体内に収容され、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、
前記第一回転体内に収容され、前記第一回転体又は前記第二回転体に設けられる歯車部に噛合しつつ遊星運動することにより、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遊星歯車と、
前記相対位相を調整するために回転状態が制御される制御軸と、
前記第一回転体内に収容され、前記遊星歯車を支持する支持部を外周面に形成すると共に、前記制御軸に連結される連結部を内周面に形成し、前記制御軸の回転状態に応じて前記遊星歯車を遊星運動させる筒状の遊星キャリアと、
前記第二回転体において前記遊星キャリアと軸方向に対向する面に遊星キャリアの前記支持部及び前記連結部に跨って開口する導入孔を有し、前記導入孔を通じて潤滑液を前記第一回転体内へ導入する潤滑手段と、
前記カム軸に対して前記第二回転体を軸方向に締結する締結部材とを備え、
前記クランク軸と連動して回転する前記第一回転体内において前記第二回転体は、前記カム軸と連動して回転し、前記締結部材が挿入される挿入孔を有し、
前記導入孔は、前記第二回転体の前記遊星キャリアとの対向面に開口し且つ前記連結部よりも径方向内側において前記挿入孔の内周面に開口する溝状を呈することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
前記第二回転体における前記導入孔の開口部は、前記支持部よりも径方向内側から径方向外側へ延伸され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。
前記支持部は、前記第二回転体に対して偏心する円筒面状を呈して前記遊星歯車を支持し、
前記第二回転体における前記導入孔の開口部は、前記第二回転体に対する前記支持部の最大偏心点よりも径方向外側へ延伸され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。
前記第二回転体における前記導入孔の開口部は、前記連結部よりも径方向外側から径方向内側へ延伸され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。
前記クランク軸と連動して回転する前記第一回転体内において前記第二回転体が連動して回転する前記カム軸に対して、前記第二回転体を位置決めする位置決め部材を備え、
前記導入孔に前記位置決め部材が挿入され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。
前記導入孔は、前記潤滑液が流入する空間部を、前記位置決め部材よりも前記第二回転体における開口部側に形成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。
前記クランク軸と連動して回転する前記第一回転体内において前記第二回転体は、前記第一回転体を支持する前記カム軸と連動して回転し、
前記導入孔は、軸方向の前記遊星キャリアとは反対側において前記第一回転体と対向する面に、前記第一回転体及び前記カム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨って開口することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記潤滑手段は、
前記第二回転体において軸方向の前記遊星キャリアとは反対側の面に開口して回転方向に延伸し、前記第一回転体及び前記カム軸間の支持界面側へ前記潤滑液を導く環形孔を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記環形孔は、前記第二回転体において軸方向の前記遊星キャリアとは反対側の面に、前記第一回転体及び前記カム軸間の支持界面よりも径方向内側から径方向外側へ跨って開口することを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
前記環形孔は、前記カム軸を通じて供給される前記潤滑液を、その供給箇所に対して前記第二回転体の回転方向へずれた箇所から前記導入孔へ導くことを特徴とする請求項８又は９に記載のバルブタイミング調整装置。
前記第二回転体は、前記第一回転体及び前記カム軸間の支持界面から径方向外側へ拡がる箇所に、前記第一回転体と摺接する摺接界面を形成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記支持部及び前記遊星歯車間に介装される転がり軸受を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記第一回転体は、第一歯車部を有し、
前記第二回転体は、前記第一歯車部よりも軸方向の前記導入孔側に前記歯車部としての第二歯車部を有し、
前記遊星歯車は、前記第一歯車部及び前記第二歯車部にそれぞれ噛合して一体に遊星運動する第三歯車部及び第四歯車部を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。