内燃機関のバルブタイミング制御装置
【課題】リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き溝の係合部をより確実に潤滑する。
【解決手段】操作力付与手段２０４によって中間回転体２２３を駆動プレート３及びレバー軸１０に対して回動操作することで、中間回転体の渦巻き溝２４に係合した球１９を径方向溝に沿わせて変位させ、その変位をリンク１４を介して駆動プレートとレバー軸の相対回動に変換することによってクランクシャフトに対するカムシャフト１の回転位相を変更する装置において、リンクの可動部と、球と渦巻き溝の係合部の周域に設けられた潤滑液の充填空間６３に潤滑液を機関作動中に強制的に供給すると共に、中間回転体を軸方向に貫通する貫通孔８１を通して充填空間から遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにした。
【解決手段】操作力付与手段２０４によって中間回転体２２３を駆動プレート３及びレバー軸１０に対して回動操作することで、中間回転体の渦巻き溝２４に係合した球１９を径方向溝に沿わせて変位させ、その変位をリンク１４を介して駆動プレートとレバー軸の相対回動に変換することによってクランクシャフトに対するカムシャフト１の回転位相を変更する装置において、リンクの可動部と、球と渦巻き溝の係合部の周域に設けられた潤滑液の充填空間６３に潤滑液を機関作動中に強制的に供給すると共に、中間回転体を軸方向に貫通する貫通孔８１を通して充填空間から遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからカムシャフトに至る動力伝達経路において、両シャフトの回転位相を操作することにより、機関弁の開閉タイミングを制御するようにしている。即ち、この種の装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連繋された駆動回転体がカムシャフト側の従動回転体に必要に応じて相対回動できるように組み付けられると共に、これらの回転体の間に両者の組付角を操作すべく組付角操作機構が介装され、この組付角操作機構を適宜駆動制御することによってクランクシャフトとカムシャフトの回転位相を変更するようになっている。
【０００３】
組付角操作機構としては、ヘリカルギヤを用いて油圧ピストンの直進作動を両回転体の回動作動に変換するもの等種々のものが開発されているが、近年、軸長を短縮化でき、フリクションロスが少ない等の多く利点を有するリンクを用いたものが案出されている。
【０００４】
組付角操作機構にリンクを用いたバルブタイミング制御装置としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００５】
この装置は、図１４，図１５に示すように、クランクシャフト（図示せず。）にタイミングチェーン（図示せず。）等を介して連繋されたハウジング１０１（駆動回転体）がカムシャフト１０２の端部に回動可能に組み付けられ、ハウジング１０１の内側端面に形成された径方向ガイド１０６に複数の案内部材１０４，１０４（可動案内部）が夫々径方向に沿って摺動自在に係合支持されると共に、径方向外側に突出する複数のレバー１０５，１０５を有するレバー軸１０６(従動回転体)がカムシャフト１０２の端部に取り付けられ、各案内部材１０４とレバー軸１０６の対応するレバー１０５とがリンク１０７によって枢支連結されている。そして、ハウジング１０１の前記径方向ガイド１０３と対向する位置には、径方向ガイド１０３側の側面に渦巻き状ガイド１０８を有する中間回転体１０９がハウジング１０１とレバー軸１０６に対して相対回動可能に設けられ、前記各案内部材１０４の軸方向の一方の端部に突設された略円弧状の複数の突条１１０が前記渦巻き状ガイド１０８に案内係合されている。また、中間回転体１０９はハウジング１０１に対して回転を進める側にゼンマイばね１１１によって付勢されると共に、電磁ブレーキ１１２によって回転を遅らせる側の力を適宜受けるようになっている。
【０００６】
この装置の場合、電磁ブレーキ１１２がＯＦＦ状態のときには、中間回転体１０９がゼンマイばね１１１の付勢力を受けハウジング１０１に対して初期位置に位置されており、渦巻き状ガイド１０８に突条１１０でもって噛合う案内部材１０４は径方向外側に最大に変位し、リンク１０７を引き起こしてハウジング１０１とカムシャフト１０２の組付角を最遅角位置または最進角位置に維持している。そして、この状態から電磁ブレーキ１１２がＯＮにされると、中間回転体１０９が減速されてハウジング１０１に対して遅れ側に相対回転する結果、渦巻き状ガイド１０８に噛合う案内部材１０４が径方向内側に変位し、今まで引き起こされていたリンク１０７を次第に倒すようにしてハウジング１０１とカムシャフト１０２の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【０００７】
また、このバルブタイミング制御装置においては、潤滑液の供給通路１２０がカムシャフト１０２に沿って設けられ、この通路１２０を通して供給される潤滑液により、各リンク１０７の可動部と、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部とを潤滑するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−４１０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この従来のバルブタイミング制御装置の場合、供給通路１２０を通して流入した潤滑液を、リンク１０７の可動部と、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部とに供給する構造となっているものの、その潤滑液はハウジング１０１と中間回転体１０９の隙間を通して外部に流れ出てしまうため、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部は常時潤滑液内に浸されているわけではない。このため、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部の潤滑は常に充分であるとは言えず、より確実な潤滑が望まれている。
【０００９】
また、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部にはスムーズな作動を得るために若干の組付隙間が設けられているが、この組付隙間があるために振動や騒音が生じ易く、このことが一つの解決すべき課題となっている。
【００１０】
そこで本発明は、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部のより確実な潤滑と、これらの組付隙間による振動、騒音の発生防止を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、一側面に回転方向に沿って縮径する溝を有する中間回転体と、前記溝に案内係合されて径方向へ変位可能な可動案内部と、前記駆動回転体と従動回転体とを連結し、該可動案内部の径方向の移動に伴って前記従動回転体に回転力を付与するリンクと、カムシャフトに対する相対的な回転操作力を前記中間回転体に付与する操作力付与手段と、を備え、前記リンク、前記可動案内部及び前記中間回転体の前記溝を含む周域を経由して前記操作力付与手段に潤滑液が導入されることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域を経由する潤滑液によって可動案内部とリンクとの連結部（可動部）や可動案内部と中間回転体の溝との係合部等の潤滑を確実に行うことができると共に、潤滑液によるダンパ作用によって各構成部品間の隙間部分での振動、騒音の発生を抑制できる。
【００１３】
さらには、前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域を経由した潤滑液を、例えば中間回転体を軸方向に貫通する貫通孔などを通して操作力付与手段に導入するようにしたことから、該操作力付与手段に潤滑液を供給する供給通路や供給口を別途設ける必要がなくなるため、製造コストの高騰を抑えつつ操作力付与手段に対する確実な潤滑を行えるという利点がある。
【００１４】
なお、この際、前記供給された潤滑液を排出する排出通路を設けてもよく、この場合には、供給された潤滑液が排出通路を介して外部に速やかに排出されるため、潤滑液が内部に滞留することなくなるので、潤滑液の劣化の発生を防止できると共に、摩耗粉等の異物を潤滑液とともに外部に排出することができる。
【００１５】
そして、前記排出通路は、前記カムシャフト側から前記潤滑液を排出するように構成することが望ましい。
【００１６】
一方、前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域に潤滑液を供給する供給口からは、前記潤滑液の自然の漏れ量よりも多い潤滑液を供給するように設定することが望ましく、これによって前記連結部や係合部等に常時潤滑液を供給することができる。
【００１７】
なお、この際、前記供給口から供給される潤滑液に前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を浸漬させるための充填空間を設けることが望ましい。かかる構成とすることにより、充填空間内において前記リンク等を常時潤滑液に浸漬させることができるため、請求項１の発明の作用効果をさらに促進することが可能になる。
【００１８】
そして、かかる充填空間内には、クランクシャフトの回転作動によって潤滑液を補充するように構成すると共に、当該充填空間内の潤滑液には、少なくとも前記係合部を浸漬させることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
最初に、図１〜図９に示す本発明の第１の参考例について説明する。尚、この参考例は、本発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動力伝達系に適用したものであるが、内燃機関の排気側の動力伝達系に同様に適用することも可能である。
【００２１】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に回転自在に支持されたカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連繋されるタイミングスプロケット２を外周に有する駆動プレート３（本発明における駆動回転体）と、この駆動プレート３とカムシャフト１の前方側（図１中左側）に配置されて、両者３，１の組付角を回動操作する組付角操作機構５と、この組付角操作機構５のさらに前方側に配置されて、同機構５を駆動操作する操作力付与手段４と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとロッカカバーの前面に跨って取り付けられて組付角操作機構５と操作力付与手段４の前面と周域を覆うＶＴＣカバー１２と、を備えている。
【００２２】
駆動プレート３は、中心部に段差状の支持孔６を備えた円板状に形成され、その支持孔６部分が、カムシャフト１の前端部に一体に結合されたフランジリング７に回転自在に支持されている。そして、駆動プレート３の前面（カムシャフト１と逆側の面）には、図２に示すように、３つの径方向溝８(本発明における径方向ガイド)が同プレート３の半径方向に沿うように形成されており、この各径方向溝８の内部には、後述する案内部材１７(本発明における可動案内部)の断面方形状の基部が摺動自在に係合されている。
【００２３】
また、前記フランジリング７の前面側には、放射状に突出する三つのレバー９を有するレバー軸１０（本発明における従動回転体）が配置され、このレバー軸１０がフランジリング７と共にボルト１３によってカムシャフト１に結合されている。そして、レバー軸１０の各レバー９には、リンク１４の一端がピン１５によって枢支連結され、各リンク１４の他端には、基部側が径方向溝８に係合された前記各案内部材１７が回動可能に嵌合されている。尚、カムシャフト１からフランジリング７とレバー軸１０にかけては、ボルト１３の軸部外周面に沿って潤滑液の供給通路２５が設けられ、その供給通路２５のレバー９の突設部の近傍に開口する供給口２５ａを通して潤滑液をリンク１４の付根側の枢支部近傍に供給するようになっている。
【００２４】
各案内部材１７は、上述のように径方向溝８に係合された状態において、リンク１４を介してレバー軸１０の対応するレバー９に連結されているため、案内部材１７が外力を受けて径方向溝８に沿って変位すると、駆動プレート３とレバー軸１０はリンク１４の作用でもって案内部材１７の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００２５】
また、各案内部材１７には前面側(カムシャフト１と逆側)に開口する保持穴１８が設けられ、この保持穴１８に略円柱状のリテーナ２０が摺動自在に収容されると共に、リテーナ２０を前方側に付勢するためのコイルばね２１が収容されている。リテーナ２０は前面中央に半球状の凹部２０ａが設けられ、この凹部２０ａに球１９(案内部材１７と共に本発明における可動案内部を構成。)が転動自在に収容されている。
【００２６】
レバー軸１０のレバー９の突設位置よりも前方側には、略円盤状の中間回転体２３が玉軸受２２を介して支持されている。この中間回転体２３の後部側の面には断面半円状の渦巻き溝２４（本発明における溝部）が形成され、この渦巻き溝２４に前記各案内部材１７の係止ピンとしての球１９が転動自在に係合されている。渦巻き溝２４の渦巻きは、図２及び図８，図９に示すように駆動プレート３の回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、案内部材１７側の球１９が渦巻き溝２４に係合した状態で中間回転体２３が駆動プレート３に対して遅れ方向に相対回転すると、案内部材１７は渦巻き溝２４の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体２３が進み方向に相対回転すると、半径方向外側に移動する。尚、この参考例の場合、中間回転体２３は、後部側の面に前記渦巻き溝２４が形成された本体部２３ａと、この本体部２３ａの外周面に圧入固定された外周リング２３ｂとから構成されており、外周リング２３ｂは、駆動プレート３側に小径部を有し、その小径部には後述するシールリング６０（本発明におけるシール部材）を装着するための環状溝６１が形成されている。
【００２７】
この参考例の場合、組付角操作機構５は、以上説明した駆動プレート３の径方向溝８、案内部材１７、球１９、リンク１４、レバー９、中間回転体２３の渦巻き溝２４等によって構成されている。この組付角操作機構５は、操作力付与手段４から中間回転体２３にカムシャフト１に対する相対的な回動操作力が入力されると、渦巻き溝２４を介して案内部材１７を径方向に変位させ、さらにリンク１４及びレバー９を介してその回動力を設定倍率に増幅し、駆動プレート３とカムシャフト１に相対的な回動力を作用させる。
【００２８】
一方、操作力付与手段４は、図１，図４に示すように前記中間回転体２３の前面側（駆動プレート３と逆側）に接合された円環プレート状の永久磁石ブロック２９と、レバー軸１０に一体に結合された同じく円環プレート状のヨークブロック３０と、ＶＴＣカバー１２内に取り付けられた電磁コイルブロック３２と、を備えて成り、この電磁コイルブロック３２の備える複数の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂは、励磁回路やパルス分配回路等を含む駆動回路（図示せず）に接続され、この駆動回路が図示しないコントローラによって制御されるようになっている。尚、コントローラは、クランク角、カム角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号を受け、随時機関の運転状態に応じた制御信号を駆動回路に出力する。
【００２９】
永久磁石ブロック２９は、図５に示すように、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極（Ｎ極，Ｓ極）が、異磁極が交互になるように円周方向に沿って複数着磁されている。尚、図５においては、Ｎ極の磁極面を３６ｎで示し、Ｓ極の磁極面を３６ｓで示している。
【００３０】
ヨークブロック３０は、図４，図６に示すように第１，第２極歯リング３７，３８が対にされて成る二組のヨーク３９Ａ，３９Ｂを備え、その内周縁部がレバー軸１０に対し一体に結合されている。
【００３１】
各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は透磁率の高い金属材料によって形成され、図６に示すように、平板リング状の基部３７ａ，３８ａと、その基部３７ａ，３８ａから径方向内側または外側に延出する略台形状の複数の極歯３７ｂ・，３８ｂ・とを備えている。この参考例の場合、各極歯リング３７，３８の極歯３７ｂ，３８ｂは、円周方向に等間隔に、かつ、歯先が相手極歯リング側に指向するように、つまり、第１極歯リング３７の歯先は径方向内側に、第２極歯リング３８の歯先は径方向外側に夫々指向するように延出している。そして、第１極歯リング３７と第２極歯リング３８は、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に交互に、かつ、等ピッチとなるように絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００３２】
ヨークブロック３０を構成する２つのヨーク３９Ａ，３９Ｂは、径方向外側と内側に全体がほぼ円板状を成すように並べられると共に、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に沿って４分の１ピッチずれるように組み付けられている。
【００３３】
また、ヨークブロック３０は、図１，図４に示すように、その両側面が永久磁石ブロック２９と電磁コイルブロック３２に軸方向で対向するように配置されているが、各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は、リング状の基部３７ａ，３８ａが電磁コイルブロック３２側（図中左側）に位置され、台形状の各極歯３７ｂ，３８ｂが永久磁石ブロック２９側（図中右側）に位置されるように極歯３７ｂ，３８ｂと基部３７ａ，３８ａの連接部が適宜屈曲して形成されている。そして、ヨークブロック３０のヨーク３９Ａ，３９Ｂ相互は各ヨークの第１，第２極歯リング３７，３８間と同様に絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００３４】
一方、電磁コイルブロック３２は、径方向内外に並べて配置された２相の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂと、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの各周域に配置され、電磁コイル３３Ａで発生した磁束をヨークブロック３０寄りの磁気入端部３４，３５（図４参照）に誘導するためのヨーク４１と、を備えた構成とされている。
【００３５】
そして、各電磁コイル３３Ａ，３３Ｂにおける磁気入出部３４，３５は、図４に拡大して示すように、ヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂの、リング状の基部３７ａ，３８ａに対して、軸方向のエアギャップａを介して対面している。したがって、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂが励磁されて所定の向きの磁界が生じると、エアギャップａを介してヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂに磁気誘導が生じ、その結果として、ヨーク３９Ａ，３９Ｂの各極歯リング３７，３８に磁界の向きに応じた磁極が現れる。
【００３６】
電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの発生磁界は、駆動回路のパルスの入力に対して所定のパターンで順次切換えられ、それによって永久磁石ブロック２９の磁極面３６ｎ，３６ｓに対峙する極歯３７ｂ，３８ｂの磁極が円周方向に沿って４分の１ピッチずつ移動するようになっている。したがって、中間回転体２３は、このときヨークブロック３０上の円周方向に沿った磁極の移動に追従し、レバー軸１０に対して相対的に回動することとなる。
【００３７】
また、電磁コイルブロック３２は、両ヨーク４１，４１の磁気入出部３４，３５を除くほぼ全域が、アルミニウム等の非磁性材料から成る抱持ブロック４２によって抱持され、その抱持ブロック４２を介してＶＴＣカバー１２に取り付けられている。また、抱持ブロック４２の内周面には玉軸受５０が配置され、同ブロック４２はその玉軸受５０を介してレバー軸１０に回転自在に係合されている。
【００３８】
ところで、駆動プレート３の前面側には略円筒状のハウジング部材６２が一体に取り付けられ、その前端側の開口部６２ａが中間回転体２３の外周リング２３ｂの小径部を囲繞するように延出している。そして、このハウジング部材６２と外周リング２３ｂは、前記シールリング６０によって両者の間をほぼ密閉した状態において相対的な回動が許容されている。
【００３９】
シールリング６０は硬質の樹脂材料によって図３に示すように略円環状に形成されており、その円環形状の一部には、外周側から見て軸線と大きく傾斜したカット部が設けられ、シールリング６０が外周リング２３ｂの環状溝６１に収容された状態においてカット面６０ａ，６０ａ相互が摺動可能に突き合わされるようになっている。このシールリング６０は拡径方向に弾発作用を有し、外周リング２３ｂがハウジング部材６２の開口部６２ａに挿入された状態において、その開口部６２ａの内周面に摺動自在に密接する。そして、このときシールリング６０のカット面６０ａ，６０ａは互いに突き合わされていることから、このカット面６０ａ，６０ａ部分の液密が保たれる。尚、シールリング６０は、ハウジング部材６２の開口部６２ａに挿入する際には径方向内側に若干縮径する必要があるが、図１０に示すようにハウジング部材６２の先端部に内周側に傾斜するテーパ面６４を予め設けておけば、シールリング６０をこのテーパ面６４に押し当てるようにして開口部６２ａに挿入するだけで、シールリング６０を容易に縮径させることができる。
【００４０】
そして、ハウジング部材６２は、中間回転体２３とシールリング６０と共に潤滑液の充填空間６３を形成している。この充填空間６３は渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部の周域を囲繞する空間であり、この空間６３には前記レバー軸１０の供給口２５ａを通して常時不足分の潤滑液が補充されるようになっている。つまり、充填空間６３内の潤滑液は各部の微小な隙間を通して外部に漏れ出ることがあるが、この潤滑液の自然漏れ量に対して供給口２５ａ(供給通路２５)からの潤滑液の供給流量が多くなるように設定されている。したがって、充填空間６３内に配置される渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部は常時潤滑液内に浸されている。
【００４１】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、内燃機関の始動時やアイドル運転時には、図２に示すように、駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を予め最遅角側に維持しておくことにより、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最遅角側にし、機関回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。
【００４２】
そして、この状態から機関の運転が通常運転に移行し、前記回転位相を最進角側に変更すべく指令が図外のコントローラから電磁コイルブロック３２の駆動回路に発されると、電磁コイルブロック３２はその指令に従って発生磁界を所定パターンで変化させ、永久磁石ブロック２９を中間回転体２３と共に遅れ側に最大に相対回動させる。これにより、渦巻き溝２４に球１９によって係合されている案内部材１７は、図８，図９に順次示すように、径方向溝８に沿って径方向内側に最大に変位し、リンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を最進角側に変更する。この結果、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出力化が図られることとなる。
【００４３】
また、この状態から前記回転位相を最遅角側に変更すべく指令がコントローラから発されると、電磁コイルブロック３２が発生磁界を逆パターンで変化させることによって中間回転体２３を進み側に最大に相対回動させ、渦巻き溝２４に係合する案内部材１７を、図２に示すように、径方向溝８に沿って径方向外側に最大に変位させる。これにより、案内部材１７はリンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０を相対回動させ、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相を最遅角側に変更する。
【００４４】
このバルブタイミング制御装置においては、前述のように渦巻き溝２４と球１９の係合部や、リンク１４の可動部が充填空間６３において潤滑液に浸されているため、これらの係合部や可動部を常時潤滑液によって確実に潤滑することができると共に、潤滑液によるダンパ作用でもって組付隙間部分での振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００４５】
特に、このバルブタイミング制御装置の場合、相対回転するハウジング部材６２と中間回転体２３の間にシールリング６０が介装されているため、これらの間からの潤滑液の漏れを可及的に少なく抑えることができ、しかも、供給口２５ａを通して充填空間６３内の不足分の潤滑液を常時補うことができるため、各部の潤滑作用やダンパ作用を常に安定して得ることができる。
【００４６】
以上説明した参考例は、駆動プレート３の外周にタイミングスプロケット２を一体に形成し、チェーンによって駆動プレート３とクランクシャフトを連係したものであるが、図１１に示す第２の参考例のように駆動プレート１０３の外周に幅広のプーリ７０を一体に形成し、ゴム製のベルト(図示せず)によって駆動プレート１０３とクランクシャフトを連係するようにしても良い。この場合、相対回転するハウジング部材６２と中間回転体２３の間がシールリング６０によって液密に封止されているため、ハウジング部材６２と中間回転体２３の隙間から潤滑液が漏れ出てベルトに付着し、そのベルトのゴム劣化を招く不具合は生じない。尚、図１１以下に示す他の参考例及び実施形態については、図１〜図９に示した第１の参考例と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【００４７】
また、第１の参考例においては、カムシャフト１からレバー軸１０にかけて潤滑液の供給通路２５のみを設けたが、図１２に示す第３の参考例のようにさらに排出通路７１を併せて設けるようにしても良い。この場合、供給通路２５を通って充填空間６３に導入された潤滑液は同空間６３を循環した後に排出通路７１を通って装置外部に排出される。したがって、この参考例の装置の場合、潤滑液が充填空間６３内に滞留したままとならないため、充填空間６３内の潤滑液の劣化が生じることがないうえ、摩耗粉等の異物を潤滑液と共に装置外部に排出することができる。
【００４８】
図１３は本発明の実施形態を示すものである。
【００４９】
この実施形態のバルブタイミング制御装置は、組付角操作機構５が径方向溝８、渦巻き溝２４、案内部材１７、球１９、リンク１７、レバー９等によって構成されている点は図１〜図９に示した第１の参考例のものとほぼ同様であるが、組付角操作機構５を駆動操作すべく操作力付与手段２０４の構成と、同手段２０４の歯車機構部分に潤滑液を供給するための特別な通路構造を備えている点で第１の参考例のものと大きく異なっている。
【００５０】
操作力付与手段２０４は、後部側の面に前記渦巻き溝２４が形成されると共に、内周縁部がレバー軸１０に軸受７２を介して回転自在に支持された中間回転体２２３と、この中間回転体２２３に制動力を付与する第１電磁ブレーキ７３と、レバー軸１０の先端側に回転自在に配置された操作回転体７４と、この操作回転体７４に制動力を付与する第２電磁ブレーキ７５と、前記操作回転体７４に制動力が付与されたときに中間回転体２２３を増速する遊星歯車機構７６（本発明における歯車機構）と、を備えている。
【００５１】
遊星歯車機構７６は、中間回転体２２３の内周側円筒部の外面に一体に形成されたサンギヤ７７と、操作回転体７４の後部側内周面に一体に形成されたリングギヤ７８と、レバー軸１０の先端部に固定されたキャリアプレート７９と、このキャリアプレート７９に回転自在に支持されると共にサンギヤ７７とリングギヤ７８に噛合される複数のプラネタリギヤ８０とによって構成されている。
【００５２】
したがって、この遊星歯車機構７６は、今、リングギヤ７８（操作回転体７４）がフリー回転状態となっており、プラネタリギヤ８０が自転せずにキャリアプレート７９と共に公転したとすると、同ギヤ８０に噛合うリングギヤ７８（操作回転体７４）とサンギヤ７７（中間回転体２２３）は同速度で回転し、また、この状態からリングギヤ７８（操作回転体７４）のみに制動力が付与されると、リングギヤ７８がキャリアプレート７９に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ８０が自転し、このプラネタリギヤ８０の自転がサンギヤ７７を増速させ、中間回転体２２３を駆動プレート３に対して増速側に相対回動させる。
【００５３】
また、各電磁ブレーキ７３，７５は全体が略円環状に形成され、一方の電磁ブレーキ７５は他方の電磁ブレーキ７３の径方向内側に配置されている。そして、外側に配置される第１電磁ブレーキ７３と内側に配置される第２電磁ブレーキ７５は共にほぼ同様の構成とされているが、第１電磁ブレーキ７３は中間回転体２２３の外周リング２２３ｂの端面に対峙し、第２電磁ブレーキ７５は操作回転体７４の端面に対峙するようになっている。両電磁ブレーキ７３，７５はＶＴＣカバー１２の内面に回転を規制された状態で支持され、通電に応じて中間回転体２２３や操作回転体７４に対する磁気的制動力を適宜オン・オフさせるようになっている。
【００５４】
したがって、操作力付与手段２０４は以上のような構成であるため、第１電磁ブレーキ７３が中間回転体２２３に制動力を付与すると、中間回転体２２３が減速されて駆動プレート３に対して遅角側に相対回動し、これに代わって第２電磁ブレーキ７５が操作回転体７４に制動力を付与すると、中間回転体２２３が増速されて駆動プレート３に対して進角側に相対回動する。
【００５５】
また、この実施形態の場合にも、渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部の周域を囲繞するように充填空間６３が設けられ、カムシャフト１からレバー軸１０にかけて形成された供給通路２５を通してその充填空間６３内に潤滑液が導入されるようになっているが、さらに中間回転体２２３には同回転体２２３を軸方向に貫通する貫通孔８１が形成され、その貫通孔８１を通して作動液を充填空間６３から遊星歯車機構７６側に導入するようになっている。貫通孔８１は、中間回転体２２３のうちのプラネタリギヤ８０の回転軌道にほぼ対面する位置に開口形成され、貫通孔８１を抜け出た潤滑液がプラネタリギヤ８０とサンギヤ７７及びリングギヤ７８の各噛合部に効率良く供給されるようになっている。
【００５６】
この実施形態のバルブタイミング制御装置の場合、渦巻き溝２４と球１９の係合部や、リンク１４の可動部は、充填空間６３において潤滑液に常時完全に浸されているため、第１の参考例と同様に前記係合部や可動部に対する潤滑を確実に行うことができると共に、部品の組付隙間等に起因する振動、騒音を潤滑液のダンパ作用でもって抑制することができる。そして、この装置の場合、さらに貫通孔８１を通して遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにしたため、製造コストの高騰を抑えつつ歯車機構７６に対する確実な潤滑を行うことができるという利点がある。
【００５７】
つまり、遊星歯車機構７６に対する供給通路をレバー軸１０に形成することも考えられるが、この場合、レバー軸１０にさらに径方向に沿う孔を精度良く形成しなければならないために、加工がどうしつも複雑になってしまうが、この実施形態のように中間回転体２２３に軸方向に沿う貫通孔８１を形成し、その貫通孔８１を通して潤滑空間６３から遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにした場合には、通路の形成が容易になり、低コストでの製造が可能になる。しかも、このように中間回転体２２３に貫通孔８１を形成する場合には、最も潤滑を必要とする歯車の噛合部に直接潤滑液を供給することができるという利点もある。
【００５８】
尚、以上では中間回転体を正逆いずれかに回転させる歯車機構として遊星歯車機構を用いた例について説明したが、この歯車機構は遊星歯車機構以外のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の参考例を示す縦断面図。
【図２】同参考例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同参考例を示す一部品の斜視図。
【図４】同参考例を示す図１の一部の拡大断面図。
【図５】同参考例を示す電磁石ブロックの正面図。
【図６】同参考例を示すヨークブロックの充填樹脂材料の図示を省略した正面図。
【図７】同参考例を示す電磁コイルブロックの縦断面図。
【図８】同参考例の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図９】同参考例の別の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図１０】同参考例の変形例を示す部分拡大断面図。
【図１１】本発明の第２の参考例を示す縦断面図。
【図１２】本発明の第３の参考例を示す縦断面図。
【図１３】本発明の実施形態を示す縦断面図。
【図１４】従来の技術を示す断面図。
【図１５】同技術を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１…カムシャフト
３，１０３…駆動プレート（駆動回転体）
４，２０４…操作力付与手段
８…径方向溝(径方向ガイド)
１０…レバー軸（従動回転体）
１４…リンク
１７…案内部材(可動案内部)
１９…球(可動案内部)
２３，２２３…中間回転体
２４…渦巻き溝（渦巻き状ガイド）
２５…供給通路
６０…シールリング（シール部材）
６２…ハウジング部材
６２ａ…開口部
６３…充填空間
７１…排出通路
７３…第１電磁ブレーキ
７５…第２電磁ブレーキ
７６…遊星歯車機構
８１…貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからカムシャフトに至る動力伝達経路において、両シャフトの回転位相を操作することにより、機関弁の開閉タイミングを制御するようにしている。即ち、この種の装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連繋された駆動回転体がカムシャフト側の従動回転体に必要に応じて相対回動できるように組み付けられると共に、これらの回転体の間に両者の組付角を操作すべく組付角操作機構が介装され、この組付角操作機構を適宜駆動制御することによってクランクシャフトとカムシャフトの回転位相を変更するようになっている。
【０００３】
組付角操作機構としては、ヘリカルギヤを用いて油圧ピストンの直進作動を両回転体の回動作動に変換するもの等種々のものが開発されているが、近年、軸長を短縮化でき、フリクションロスが少ない等の多く利点を有するリンクを用いたものが案出されている。
【０００４】
組付角操作機構にリンクを用いたバルブタイミング制御装置としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００５】
この装置は、図１４，図１５に示すように、クランクシャフト（図示せず。）にタイミングチェーン（図示せず。）等を介して連繋されたハウジング１０１（駆動回転体）がカムシャフト１０２の端部に回動可能に組み付けられ、ハウジング１０１の内側端面に形成された径方向ガイド１０６に複数の案内部材１０４，１０４（可動案内部）が夫々径方向に沿って摺動自在に係合支持されると共に、径方向外側に突出する複数のレバー１０５，１０５を有するレバー軸１０６(従動回転体)がカムシャフト１０２の端部に取り付けられ、各案内部材１０４とレバー軸１０６の対応するレバー１０５とがリンク１０７によって枢支連結されている。そして、ハウジング１０１の前記径方向ガイド１０３と対向する位置には、径方向ガイド１０３側の側面に渦巻き状ガイド１０８を有する中間回転体１０９がハウジング１０１とレバー軸１０６に対して相対回動可能に設けられ、前記各案内部材１０４の軸方向の一方の端部に突設された略円弧状の複数の突条１１０が前記渦巻き状ガイド１０８に案内係合されている。また、中間回転体１０９はハウジング１０１に対して回転を進める側にゼンマイばね１１１によって付勢されると共に、電磁ブレーキ１１２によって回転を遅らせる側の力を適宜受けるようになっている。
【０００６】
この装置の場合、電磁ブレーキ１１２がＯＦＦ状態のときには、中間回転体１０９がゼンマイばね１１１の付勢力を受けハウジング１０１に対して初期位置に位置されており、渦巻き状ガイド１０８に突条１１０でもって噛合う案内部材１０４は径方向外側に最大に変位し、リンク１０７を引き起こしてハウジング１０１とカムシャフト１０２の組付角を最遅角位置または最進角位置に維持している。そして、この状態から電磁ブレーキ１１２がＯＮにされると、中間回転体１０９が減速されてハウジング１０１に対して遅れ側に相対回転する結果、渦巻き状ガイド１０８に噛合う案内部材１０４が径方向内側に変位し、今まで引き起こされていたリンク１０７を次第に倒すようにしてハウジング１０１とカムシャフト１０２の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【０００７】
また、このバルブタイミング制御装置においては、潤滑液の供給通路１２０がカムシャフト１０２に沿って設けられ、この通路１２０を通して供給される潤滑液により、各リンク１０７の可動部と、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部とを潤滑するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−４１０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この従来のバルブタイミング制御装置の場合、供給通路１２０を通して流入した潤滑液を、リンク１０７の可動部と、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部とに供給する構造となっているものの、その潤滑液はハウジング１０１と中間回転体１０９の隙間を通して外部に流れ出てしまうため、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部は常時潤滑液内に浸されているわけではない。このため、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部の潤滑は常に充分であるとは言えず、より確実な潤滑が望まれている。
【０００９】
また、リンク１０７の可動部や、案内部材１０４と渦巻き状ガイド１０８の係合部にはスムーズな作動を得るために若干の組付隙間が設けられているが、この組付隙間があるために振動や騒音が生じ易く、このことが一つの解決すべき課題となっている。
【００１０】
そこで本発明は、リンクの可動部や、可動案内部と渦巻き状ガイドの係合部のより確実な潤滑と、これらの組付隙間による振動、騒音の発生防止を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、一側面に回転方向に沿って縮径する溝を有する中間回転体と、前記溝に案内係合されて径方向へ変位可能な可動案内部と、前記駆動回転体と従動回転体とを連結し、該可動案内部の径方向の移動に伴って前記従動回転体に回転力を付与するリンクと、カムシャフトに対する相対的な回転操作力を前記中間回転体に付与する操作力付与手段と、を備え、前記リンク、前記可動案内部及び前記中間回転体の前記溝を含む周域を経由して前記操作力付与手段に潤滑液が導入されることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域を経由する潤滑液によって可動案内部とリンクとの連結部（可動部）や可動案内部と中間回転体の溝との係合部等の潤滑を確実に行うことができると共に、潤滑液によるダンパ作用によって各構成部品間の隙間部分での振動、騒音の発生を抑制できる。
【００１３】
さらには、前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域を経由した潤滑液を、例えば中間回転体を軸方向に貫通する貫通孔などを通して操作力付与手段に導入するようにしたことから、該操作力付与手段に潤滑液を供給する供給通路や供給口を別途設ける必要がなくなるため、製造コストの高騰を抑えつつ操作力付与手段に対する確実な潤滑を行えるという利点がある。
【００１４】
なお、この際、前記供給された潤滑液を排出する排出通路を設けてもよく、この場合には、供給された潤滑液が排出通路を介して外部に速やかに排出されるため、潤滑液が内部に滞留することなくなるので、潤滑液の劣化の発生を防止できると共に、摩耗粉等の異物を潤滑液とともに外部に排出することができる。
【００１５】
そして、前記排出通路は、前記カムシャフト側から前記潤滑液を排出するように構成することが望ましい。
【００１６】
一方、前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を含む周域に潤滑液を供給する供給口からは、前記潤滑液の自然の漏れ量よりも多い潤滑液を供給するように設定することが望ましく、これによって前記連結部や係合部等に常時潤滑液を供給することができる。
【００１７】
なお、この際、前記供給口から供給される潤滑液に前記リンク、可動案内部及び中間回転体の溝を浸漬させるための充填空間を設けることが望ましい。かかる構成とすることにより、充填空間内において前記リンク等を常時潤滑液に浸漬させることができるため、請求項１の発明の作用効果をさらに促進することが可能になる。
【００１８】
そして、かかる充填空間内には、クランクシャフトの回転作動によって潤滑液を補充するように構成すると共に、当該充填空間内の潤滑液には、少なくとも前記係合部を浸漬させることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
最初に、図１〜図９に示す本発明の第１の参考例について説明する。尚、この参考例は、本発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動力伝達系に適用したものであるが、内燃機関の排気側の動力伝達系に同様に適用することも可能である。
【００２１】
このバルブタイミング制御装置は、図１に示すように内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に回転自在に支持されたカムシャフト１と、このカムシャフト１の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に連繋されるタイミングスプロケット２を外周に有する駆動プレート３（本発明における駆動回転体）と、この駆動プレート３とカムシャフト１の前方側（図１中左側）に配置されて、両者３，１の組付角を回動操作する組付角操作機構５と、この組付角操作機構５のさらに前方側に配置されて、同機構５を駆動操作する操作力付与手段４と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとロッカカバーの前面に跨って取り付けられて組付角操作機構５と操作力付与手段４の前面と周域を覆うＶＴＣカバー１２と、を備えている。
【００２２】
駆動プレート３は、中心部に段差状の支持孔６を備えた円板状に形成され、その支持孔６部分が、カムシャフト１の前端部に一体に結合されたフランジリング７に回転自在に支持されている。そして、駆動プレート３の前面（カムシャフト１と逆側の面）には、図２に示すように、３つの径方向溝８(本発明における径方向ガイド)が同プレート３の半径方向に沿うように形成されており、この各径方向溝８の内部には、後述する案内部材１７(本発明における可動案内部)の断面方形状の基部が摺動自在に係合されている。
【００２３】
また、前記フランジリング７の前面側には、放射状に突出する三つのレバー９を有するレバー軸１０（本発明における従動回転体）が配置され、このレバー軸１０がフランジリング７と共にボルト１３によってカムシャフト１に結合されている。そして、レバー軸１０の各レバー９には、リンク１４の一端がピン１５によって枢支連結され、各リンク１４の他端には、基部側が径方向溝８に係合された前記各案内部材１７が回動可能に嵌合されている。尚、カムシャフト１からフランジリング７とレバー軸１０にかけては、ボルト１３の軸部外周面に沿って潤滑液の供給通路２５が設けられ、その供給通路２５のレバー９の突設部の近傍に開口する供給口２５ａを通して潤滑液をリンク１４の付根側の枢支部近傍に供給するようになっている。
【００２４】
各案内部材１７は、上述のように径方向溝８に係合された状態において、リンク１４を介してレバー軸１０の対応するレバー９に連結されているため、案内部材１７が外力を受けて径方向溝８に沿って変位すると、駆動プレート３とレバー軸１０はリンク１４の作用でもって案内部材１７の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００２５】
また、各案内部材１７には前面側(カムシャフト１と逆側)に開口する保持穴１８が設けられ、この保持穴１８に略円柱状のリテーナ２０が摺動自在に収容されると共に、リテーナ２０を前方側に付勢するためのコイルばね２１が収容されている。リテーナ２０は前面中央に半球状の凹部２０ａが設けられ、この凹部２０ａに球１９(案内部材１７と共に本発明における可動案内部を構成。)が転動自在に収容されている。
【００２６】
レバー軸１０のレバー９の突設位置よりも前方側には、略円盤状の中間回転体２３が玉軸受２２を介して支持されている。この中間回転体２３の後部側の面には断面半円状の渦巻き溝２４（本発明における溝部）が形成され、この渦巻き溝２４に前記各案内部材１７の係止ピンとしての球１９が転動自在に係合されている。渦巻き溝２４の渦巻きは、図２及び図８，図９に示すように駆動プレート３の回転方向Ｒに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、案内部材１７側の球１９が渦巻き溝２４に係合した状態で中間回転体２３が駆動プレート３に対して遅れ方向に相対回転すると、案内部材１７は渦巻き溝２４の渦巻き形状に沿って半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体２３が進み方向に相対回転すると、半径方向外側に移動する。尚、この参考例の場合、中間回転体２３は、後部側の面に前記渦巻き溝２４が形成された本体部２３ａと、この本体部２３ａの外周面に圧入固定された外周リング２３ｂとから構成されており、外周リング２３ｂは、駆動プレート３側に小径部を有し、その小径部には後述するシールリング６０（本発明におけるシール部材）を装着するための環状溝６１が形成されている。
【００２７】
この参考例の場合、組付角操作機構５は、以上説明した駆動プレート３の径方向溝８、案内部材１７、球１９、リンク１４、レバー９、中間回転体２３の渦巻き溝２４等によって構成されている。この組付角操作機構５は、操作力付与手段４から中間回転体２３にカムシャフト１に対する相対的な回動操作力が入力されると、渦巻き溝２４を介して案内部材１７を径方向に変位させ、さらにリンク１４及びレバー９を介してその回動力を設定倍率に増幅し、駆動プレート３とカムシャフト１に相対的な回動力を作用させる。
【００２８】
一方、操作力付与手段４は、図１，図４に示すように前記中間回転体２３の前面側（駆動プレート３と逆側）に接合された円環プレート状の永久磁石ブロック２９と、レバー軸１０に一体に結合された同じく円環プレート状のヨークブロック３０と、ＶＴＣカバー１２内に取り付けられた電磁コイルブロック３２と、を備えて成り、この電磁コイルブロック３２の備える複数の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂは、励磁回路やパルス分配回路等を含む駆動回路（図示せず）に接続され、この駆動回路が図示しないコントローラによって制御されるようになっている。尚、コントローラは、クランク角、カム角、機関回転数、機関負荷等の各種の入力信号を受け、随時機関の運転状態に応じた制御信号を駆動回路に出力する。
【００２９】
永久磁石ブロック２９は、図５に示すように、軸方向と直交する面に放射方向に延出する磁極（Ｎ極，Ｓ極）が、異磁極が交互になるように円周方向に沿って複数着磁されている。尚、図５においては、Ｎ極の磁極面を３６ｎで示し、Ｓ極の磁極面を３６ｓで示している。
【００３０】
ヨークブロック３０は、図４，図６に示すように第１，第２極歯リング３７，３８が対にされて成る二組のヨーク３９Ａ，３９Ｂを備え、その内周縁部がレバー軸１０に対し一体に結合されている。
【００３１】
各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は透磁率の高い金属材料によって形成され、図６に示すように、平板リング状の基部３７ａ，３８ａと、その基部３７ａ，３８ａから径方向内側または外側に延出する略台形状の複数の極歯３７ｂ・，３８ｂ・とを備えている。この参考例の場合、各極歯リング３７，３８の極歯３７ｂ，３８ｂは、円周方向に等間隔に、かつ、歯先が相手極歯リング側に指向するように、つまり、第１極歯リング３７の歯先は径方向内側に、第２極歯リング３８の歯先は径方向外側に夫々指向するように延出している。そして、第１極歯リング３７と第２極歯リング３８は、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に交互に、かつ、等ピッチとなるように絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００３２】
ヨークブロック３０を構成する２つのヨーク３９Ａ，３９Ｂは、径方向外側と内側に全体がほぼ円板状を成すように並べられると共に、互いの極歯３７ｂ，３８ｂが円周方向に沿って４分の１ピッチずれるように組み付けられている。
【００３３】
また、ヨークブロック３０は、図１，図４に示すように、その両側面が永久磁石ブロック２９と電磁コイルブロック３２に軸方向で対向するように配置されているが、各ヨーク３９Ａ，３９Ｂの第１，第２極歯リング３７，３８は、リング状の基部３７ａ，３８ａが電磁コイルブロック３２側（図中左側）に位置され、台形状の各極歯３７ｂ，３８ｂが永久磁石ブロック２９側（図中右側）に位置されるように極歯３７ｂ，３８ｂと基部３７ａ，３８ａの連接部が適宜屈曲して形成されている。そして、ヨークブロック３０のヨーク３９Ａ，３９Ｂ相互は各ヨークの第１，第２極歯リング３７，３８間と同様に絶縁体である樹脂材料４０によって結合されている。
【００３４】
一方、電磁コイルブロック３２は、径方向内外に並べて配置された２相の電磁コイル３３Ａ，３３Ｂと、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの各周域に配置され、電磁コイル３３Ａで発生した磁束をヨークブロック３０寄りの磁気入端部３４，３５（図４参照）に誘導するためのヨーク４１と、を備えた構成とされている。
【００３５】
そして、各電磁コイル３３Ａ，３３Ｂにおける磁気入出部３４，３５は、図４に拡大して示すように、ヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂの、リング状の基部３７ａ，３８ａに対して、軸方向のエアギャップａを介して対面している。したがって、電磁コイル３３Ａ，３３Ｂが励磁されて所定の向きの磁界が生じると、エアギャップａを介してヨークブロック３０の対応するヨーク３９Ａ，３９Ｂに磁気誘導が生じ、その結果として、ヨーク３９Ａ，３９Ｂの各極歯リング３７，３８に磁界の向きに応じた磁極が現れる。
【００３６】
電磁コイル３３Ａ，３３Ｂの発生磁界は、駆動回路のパルスの入力に対して所定のパターンで順次切換えられ、それによって永久磁石ブロック２９の磁極面３６ｎ，３６ｓに対峙する極歯３７ｂ，３８ｂの磁極が円周方向に沿って４分の１ピッチずつ移動するようになっている。したがって、中間回転体２３は、このときヨークブロック３０上の円周方向に沿った磁極の移動に追従し、レバー軸１０に対して相対的に回動することとなる。
【００３７】
また、電磁コイルブロック３２は、両ヨーク４１，４１の磁気入出部３４，３５を除くほぼ全域が、アルミニウム等の非磁性材料から成る抱持ブロック４２によって抱持され、その抱持ブロック４２を介してＶＴＣカバー１２に取り付けられている。また、抱持ブロック４２の内周面には玉軸受５０が配置され、同ブロック４２はその玉軸受５０を介してレバー軸１０に回転自在に係合されている。
【００３８】
ところで、駆動プレート３の前面側には略円筒状のハウジング部材６２が一体に取り付けられ、その前端側の開口部６２ａが中間回転体２３の外周リング２３ｂの小径部を囲繞するように延出している。そして、このハウジング部材６２と外周リング２３ｂは、前記シールリング６０によって両者の間をほぼ密閉した状態において相対的な回動が許容されている。
【００３９】
シールリング６０は硬質の樹脂材料によって図３に示すように略円環状に形成されており、その円環形状の一部には、外周側から見て軸線と大きく傾斜したカット部が設けられ、シールリング６０が外周リング２３ｂの環状溝６１に収容された状態においてカット面６０ａ，６０ａ相互が摺動可能に突き合わされるようになっている。このシールリング６０は拡径方向に弾発作用を有し、外周リング２３ｂがハウジング部材６２の開口部６２ａに挿入された状態において、その開口部６２ａの内周面に摺動自在に密接する。そして、このときシールリング６０のカット面６０ａ，６０ａは互いに突き合わされていることから、このカット面６０ａ，６０ａ部分の液密が保たれる。尚、シールリング６０は、ハウジング部材６２の開口部６２ａに挿入する際には径方向内側に若干縮径する必要があるが、図１０に示すようにハウジング部材６２の先端部に内周側に傾斜するテーパ面６４を予め設けておけば、シールリング６０をこのテーパ面６４に押し当てるようにして開口部６２ａに挿入するだけで、シールリング６０を容易に縮径させることができる。
【００４０】
そして、ハウジング部材６２は、中間回転体２３とシールリング６０と共に潤滑液の充填空間６３を形成している。この充填空間６３は渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部の周域を囲繞する空間であり、この空間６３には前記レバー軸１０の供給口２５ａを通して常時不足分の潤滑液が補充されるようになっている。つまり、充填空間６３内の潤滑液は各部の微小な隙間を通して外部に漏れ出ることがあるが、この潤滑液の自然漏れ量に対して供給口２５ａ(供給通路２５)からの潤滑液の供給流量が多くなるように設定されている。したがって、充填空間６３内に配置される渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部は常時潤滑液内に浸されている。
【００４１】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、内燃機関の始動時やアイドル運転時には、図２に示すように、駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を予め最遅角側に維持しておくことにより、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相（機関弁の開閉タイミング）を最遅角側にし、機関回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。
【００４２】
そして、この状態から機関の運転が通常運転に移行し、前記回転位相を最進角側に変更すべく指令が図外のコントローラから電磁コイルブロック３２の駆動回路に発されると、電磁コイルブロック３２はその指令に従って発生磁界を所定パターンで変化させ、永久磁石ブロック２９を中間回転体２３と共に遅れ側に最大に相対回動させる。これにより、渦巻き溝２４に球１９によって係合されている案内部材１７は、図８，図９に順次示すように、径方向溝８に沿って径方向内側に最大に変位し、リンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０の組付角を最進角側に変更する。この結果、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出力化が図られることとなる。
【００４３】
また、この状態から前記回転位相を最遅角側に変更すべく指令がコントローラから発されると、電磁コイルブロック３２が発生磁界を逆パターンで変化させることによって中間回転体２３を進み側に最大に相対回動させ、渦巻き溝２４に係合する案内部材１７を、図２に示すように、径方向溝８に沿って径方向外側に最大に変位させる。これにより、案内部材１７はリンク１４とレバー９を介して駆動プレート３とレバー軸１０を相対回動させ、クランクシャフトとカムシャフト１の回転位相を最遅角側に変更する。
【００４４】
このバルブタイミング制御装置においては、前述のように渦巻き溝２４と球１９の係合部や、リンク１４の可動部が充填空間６３において潤滑液に浸されているため、これらの係合部や可動部を常時潤滑液によって確実に潤滑することができると共に、潤滑液によるダンパ作用でもって組付隙間部分での振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００４５】
特に、このバルブタイミング制御装置の場合、相対回転するハウジング部材６２と中間回転体２３の間にシールリング６０が介装されているため、これらの間からの潤滑液の漏れを可及的に少なく抑えることができ、しかも、供給口２５ａを通して充填空間６３内の不足分の潤滑液を常時補うことができるため、各部の潤滑作用やダンパ作用を常に安定して得ることができる。
【００４６】
以上説明した参考例は、駆動プレート３の外周にタイミングスプロケット２を一体に形成し、チェーンによって駆動プレート３とクランクシャフトを連係したものであるが、図１１に示す第２の参考例のように駆動プレート１０３の外周に幅広のプーリ７０を一体に形成し、ゴム製のベルト(図示せず)によって駆動プレート１０３とクランクシャフトを連係するようにしても良い。この場合、相対回転するハウジング部材６２と中間回転体２３の間がシールリング６０によって液密に封止されているため、ハウジング部材６２と中間回転体２３の隙間から潤滑液が漏れ出てベルトに付着し、そのベルトのゴム劣化を招く不具合は生じない。尚、図１１以下に示す他の参考例及び実施形態については、図１〜図９に示した第１の参考例と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【００４７】
また、第１の参考例においては、カムシャフト１からレバー軸１０にかけて潤滑液の供給通路２５のみを設けたが、図１２に示す第３の参考例のようにさらに排出通路７１を併せて設けるようにしても良い。この場合、供給通路２５を通って充填空間６３に導入された潤滑液は同空間６３を循環した後に排出通路７１を通って装置外部に排出される。したがって、この参考例の装置の場合、潤滑液が充填空間６３内に滞留したままとならないため、充填空間６３内の潤滑液の劣化が生じることがないうえ、摩耗粉等の異物を潤滑液と共に装置外部に排出することができる。
【００４８】
図１３は本発明の実施形態を示すものである。
【００４９】
この実施形態のバルブタイミング制御装置は、組付角操作機構５が径方向溝８、渦巻き溝２４、案内部材１７、球１９、リンク１７、レバー９等によって構成されている点は図１〜図９に示した第１の参考例のものとほぼ同様であるが、組付角操作機構５を駆動操作すべく操作力付与手段２０４の構成と、同手段２０４の歯車機構部分に潤滑液を供給するための特別な通路構造を備えている点で第１の参考例のものと大きく異なっている。
【００５０】
操作力付与手段２０４は、後部側の面に前記渦巻き溝２４が形成されると共に、内周縁部がレバー軸１０に軸受７２を介して回転自在に支持された中間回転体２２３と、この中間回転体２２３に制動力を付与する第１電磁ブレーキ７３と、レバー軸１０の先端側に回転自在に配置された操作回転体７４と、この操作回転体７４に制動力を付与する第２電磁ブレーキ７５と、前記操作回転体７４に制動力が付与されたときに中間回転体２２３を増速する遊星歯車機構７６（本発明における歯車機構）と、を備えている。
【００５１】
遊星歯車機構７６は、中間回転体２２３の内周側円筒部の外面に一体に形成されたサンギヤ７７と、操作回転体７４の後部側内周面に一体に形成されたリングギヤ７８と、レバー軸１０の先端部に固定されたキャリアプレート７９と、このキャリアプレート７９に回転自在に支持されると共にサンギヤ７７とリングギヤ７８に噛合される複数のプラネタリギヤ８０とによって構成されている。
【００５２】
したがって、この遊星歯車機構７６は、今、リングギヤ７８（操作回転体７４）がフリー回転状態となっており、プラネタリギヤ８０が自転せずにキャリアプレート７９と共に公転したとすると、同ギヤ８０に噛合うリングギヤ７８（操作回転体７４）とサンギヤ７７（中間回転体２２３）は同速度で回転し、また、この状態からリングギヤ７８（操作回転体７４）のみに制動力が付与されると、リングギヤ７８がキャリアプレート７９に対して遅れ方向に相対回転することによってプラネタリギヤ８０が自転し、このプラネタリギヤ８０の自転がサンギヤ７７を増速させ、中間回転体２２３を駆動プレート３に対して増速側に相対回動させる。
【００５３】
また、各電磁ブレーキ７３，７５は全体が略円環状に形成され、一方の電磁ブレーキ７５は他方の電磁ブレーキ７３の径方向内側に配置されている。そして、外側に配置される第１電磁ブレーキ７３と内側に配置される第２電磁ブレーキ７５は共にほぼ同様の構成とされているが、第１電磁ブレーキ７３は中間回転体２２３の外周リング２２３ｂの端面に対峙し、第２電磁ブレーキ７５は操作回転体７４の端面に対峙するようになっている。両電磁ブレーキ７３，７５はＶＴＣカバー１２の内面に回転を規制された状態で支持され、通電に応じて中間回転体２２３や操作回転体７４に対する磁気的制動力を適宜オン・オフさせるようになっている。
【００５４】
したがって、操作力付与手段２０４は以上のような構成であるため、第１電磁ブレーキ７３が中間回転体２２３に制動力を付与すると、中間回転体２２３が減速されて駆動プレート３に対して遅角側に相対回動し、これに代わって第２電磁ブレーキ７５が操作回転体７４に制動力を付与すると、中間回転体２２３が増速されて駆動プレート３に対して進角側に相対回動する。
【００５５】
また、この実施形態の場合にも、渦巻き溝２４と球１９の係合部と、リンク１４の可動部の周域を囲繞するように充填空間６３が設けられ、カムシャフト１からレバー軸１０にかけて形成された供給通路２５を通してその充填空間６３内に潤滑液が導入されるようになっているが、さらに中間回転体２２３には同回転体２２３を軸方向に貫通する貫通孔８１が形成され、その貫通孔８１を通して作動液を充填空間６３から遊星歯車機構７６側に導入するようになっている。貫通孔８１は、中間回転体２２３のうちのプラネタリギヤ８０の回転軌道にほぼ対面する位置に開口形成され、貫通孔８１を抜け出た潤滑液がプラネタリギヤ８０とサンギヤ７７及びリングギヤ７８の各噛合部に効率良く供給されるようになっている。
【００５６】
この実施形態のバルブタイミング制御装置の場合、渦巻き溝２４と球１９の係合部や、リンク１４の可動部は、充填空間６３において潤滑液に常時完全に浸されているため、第１の参考例と同様に前記係合部や可動部に対する潤滑を確実に行うことができると共に、部品の組付隙間等に起因する振動、騒音を潤滑液のダンパ作用でもって抑制することができる。そして、この装置の場合、さらに貫通孔８１を通して遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにしたため、製造コストの高騰を抑えつつ歯車機構７６に対する確実な潤滑を行うことができるという利点がある。
【００５７】
つまり、遊星歯車機構７６に対する供給通路をレバー軸１０に形成することも考えられるが、この場合、レバー軸１０にさらに径方向に沿う孔を精度良く形成しなければならないために、加工がどうしつも複雑になってしまうが、この実施形態のように中間回転体２２３に軸方向に沿う貫通孔８１を形成し、その貫通孔８１を通して潤滑空間６３から遊星歯車機構７６側に潤滑液を導入するようにした場合には、通路の形成が容易になり、低コストでの製造が可能になる。しかも、このように中間回転体２２３に貫通孔８１を形成する場合には、最も潤滑を必要とする歯車の噛合部に直接潤滑液を供給することができるという利点もある。
【００５８】
尚、以上では中間回転体を正逆いずれかに回転させる歯車機構として遊星歯車機構を用いた例について説明したが、この歯車機構は遊星歯車機構以外のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の参考例を示す縦断面図。
【図２】同参考例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同参考例を示す一部品の斜視図。
【図４】同参考例を示す図１の一部の拡大断面図。
【図５】同参考例を示す電磁石ブロックの正面図。
【図６】同参考例を示すヨークブロックの充填樹脂材料の図示を省略した正面図。
【図７】同参考例を示す電磁コイルブロックの縦断面図。
【図８】同参考例の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図９】同参考例の別の作動状態を示す図２に対応の断面図。
【図１０】同参考例の変形例を示す部分拡大断面図。
【図１１】本発明の第２の参考例を示す縦断面図。
【図１２】本発明の第３の参考例を示す縦断面図。
【図１３】本発明の実施形態を示す縦断面図。
【図１４】従来の技術を示す断面図。
【図１５】同技術を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１…カムシャフト
３，１０３…駆動プレート（駆動回転体）
４，２０４…操作力付与手段
８…径方向溝(径方向ガイド)
１０…レバー軸（従動回転体）
１４…リンク
１７…案内部材(可動案内部)
１９…球(可動案内部)
２３，２２３…中間回転体
２４…渦巻き溝（渦巻き状ガイド）
２５…供給通路
６０…シールリング（シール部材）
６２…ハウジング部材
６２ａ…開口部
６３…充填空間
７１…排出通路
７３…第１電磁ブレーキ
７５…第２電磁ブレーキ
７６…遊星歯車機構
８１…貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、
前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、一側面に回転方向に沿って縮径する溝を有する中間回転体と、
前記溝に案内係合されて径方向へ変位可能な可動案内部と、
前記駆動回転体と従動回転体とを連結し、該可動案内部の径方向の移動に伴って前記従動回転体に回転力を付与するリンクと、
カムシャフトに対する相対的な回転操作力を前記中間回転体に付与する操作力付与手段と、を備え、
前記リンク、前記可動案内部及び前記中間回転体の前記溝を含む周域を経由して前記操作力付与手段に潤滑液が導入されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材からなる従動回転体と、
前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、一側面に回転方向に沿って縮径する溝を有する中間回転体と、
前記溝に案内係合されて径方向へ変位可能な可動案内部と、
前記駆動回転体と従動回転体とを連結し、該可動案内部の径方向の移動に伴って前記従動回転体に回転力を付与するリンクと、
カムシャフトに対する相対的な回転操作力を前記中間回転体に付与する操作力付与手段と、を備え、
前記リンク、前記可動案内部及び前記中間回転体の前記溝を含む周域を経由して前記操作力付与手段に潤滑液が導入されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２８６２０５（Ｐ２００８−２８６２０５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６６７８（Ｐ２００８−１８６６７８）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【分割の表示】特願２００６−３５３６１２（Ｐ２００６−３５３６１２）の分割
【原出願日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【分割の表示】特願２００６−３５３６１２（Ｐ２００６−３５３６１２）の分割
【原出願日】平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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