(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）のクランクシャフト（３）とカムシャフト（４）との間に設けられ、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を調節する可変バルブタイミング装置において、
前記クランクシャフトに連動する入力部材（３１）と、
前記カムシャフトに連動する出力部材（４１）と、
前記入力部材と前記出力部材との間に設けられ、それらの間の回転位相を調節する位相変換機構（５１、５２）と、
前記内燃機関の始動時に前記位相変換機構を潤滑する潤滑油を減少させる潤滑油制御機構（８０、９０）と、
前記内燃機関の始動時に回転位相を所定の初期位置（ＲＳＰ）に調節する始動時制御手段（１２）とを備え、
前記入力部材と前記出力部材とは、前記潤滑油が流れる潤滑油通路（７０、８１−８７、９１−９４）を区画形成しており、
前記潤滑油通路は、
前記位相変換機構を収容するとともに、前記位相変換機構を浸漬するように前記潤滑油を溜めるチャンバ（７０）と、
前記チャンバに潤滑油を導入する供給通路（８１−８７）と、
前記チャンバから潤滑油を排出する排出通路（９１−９４）とを含み、
前記潤滑油制御機構（８０、９０）は、前記初期位置において前記供給通路を閉じる供給弁（８０）および／または前記初期位置において前記排出通路を開く排出弁（９０）を備え、
前記供給通路は、
前記入力部材に形成された第１供給通路（８４−８６）と、
前記出力部材に形成された第２供給通路（８７）とを備え、
前記供給弁は、
前記入力部材の入力摺動面（３１ａ）と、
前記入力摺動面に形成され前記第１供給通路に連通する第１開口（８６ａ、２８６ａ、３８６ａ、３８６ｂ）と、
前記入力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する前記出力部材の出力摺動面（４１ａ）と、
前記出力摺動面に形成され前記第２供給通路に連通するとともに、前記初期位置において前記第１開口との連通が断たれるように形成された第２開口（８７ａ）とにより構成されていることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
前記排出通路は、前記出力部材に形成された第１排出通路（９１、９３）と、前記入力部材に形成された第２排出通路（９２、９４）とを備え、
前記排出弁は、
前記出力部材の出力摺動面（４１ａ、４１ｂ）と、
前記出力摺動面に形成され前記第１排出通路に連通する第１開口（９１ａ、９３ａ）と、
前記出力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する前記入力部材の入力摺動面（３１ａ、３１ｂ）と、
前記入力摺動面に形成され前記第２排出通路に連通するとともに、前記初期位置において前記第１開口と連通するように形成された第２開口（９２ａ、９４ａ）とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
内燃機関（２）のクランクシャフト（３）とカムシャフト（４）との間に設けられ、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を調節する可変バルブタイミング装置において、
前記クランクシャフトに連動する入力部材（３１）と、
前記カムシャフトに連動する出力部材（４１）と、
前記入力部材と前記出力部材との間に設けられ、それらの間の回転位相を調節する位相変換機構（５１、５２）と、
前記内燃機関の始動時に前記位相変換機構を潤滑する潤滑油を減少させる潤滑油制御機構（８０、９０）と、
前記内燃機関の始動時に回転位相を所定の初期位置（ＲＳＰ）に調節する始動時制御手段（１２）とを備え、
前記入力部材と前記出力部材とは、前記潤滑油が流れる潤滑油通路（７０、８１−８７、９１−９４）を区画形成しており、
前記潤滑油通路は、
前記位相変換機構を収容するとともに、前記位相変換機構を浸漬するように前記潤滑油を溜めるチャンバ（７０）と、
前記チャンバに潤滑油を導入する供給通路（８１−８７）と、
前記チャンバから潤滑油を排出する排出通路（９１−９４）とを含み、
前記潤滑油制御機構（８０、９０）は、前記初期位置において前記供給通路を閉じる供給弁（８０）および／または前記初期位置において前記排出通路を開く排出弁（９０）を備え、
前記排出通路は、
前記出力部材に形成された第１排出通路（９１、９３）と、
前記入力部材に形成された第２排出通路（９２、９４）とを備え、
前記排出弁は、
前記出力部材の出力摺動面（４１ａ、４１ｂ）と、
前記出力摺動面に形成され前記第１排出通路に連通する第１開口（９１ａ、９３ａ）と、
前記出力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する前記入力部材の入力摺動面（３１ａ、３１ｂ）と、
前記入力摺動面に形成され前記第２排出通路に連通するとともに、前記初期位置において前記第１開口と連通するように形成された第２開口（９２ａ、９４ａ）とにより構成されていることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項４】
前記潤滑油制御機構は、前記供給弁（８０）を備え、前記供給弁は、前記初期位置においてのみ前記供給通路を閉じることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項５】
前記潤滑油制御機構は、前記排出弁（９０）を備え、前記排出弁は、前記初期位置においてのみ前記排出通路を開くことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項６】
前記潤滑油通路は、前記チャンバの周方向に沿って互いに離れて配置された複数の前記排出通路（９１−９４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項７】
前記位相変換機構は、
前記入力部材に設けられた駆動ギヤ（３４、６１）と、
前記出力部材に設けられた従動ギヤ（４１、６２）と、
前記駆動ギヤと前記従動ギヤとに対して偏心して配置され、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとに噛み合うプラネタリ（５１、６３、６４）と、
前記プラネタリを偏心状態に支持するキャリヤ（５２）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項８】
さらに、前記位相変換機構を駆動する電気モータ（９）を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車を含む位相変換機構を備えた可変バルブタイミング装置に関する
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２は、位相変換機構の少なくとも一部に遊星歯車機構を備えた可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ装置という）を開示している。さらに、特許文献１のＶＶＴ装置は、クランクシャフトからカムシャフトに回転力を伝達する伝達経路上に設けられている。さらに、遊星歯車機構を構成するギヤおよび摺動部を収容したチャンバ内には、エンジンの潤滑油が導入され、遊星歯車機構が潤滑されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６８９６２号公報
【特許文献２】特開２００８−３８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、エンジンが停止すると、遊星歯車機構を収容したチャンバ内に潤滑油が残留する。エンジンが運転され潤滑油の温度が高いときには、潤滑油の粘度は低い。しかし、エンジンが停止し、潤滑油の温度が低下すると、潤滑油の粘度が高くなる。このため、エンジンが冷えてからエンジンを再始動する冷間始動においては、潤滑油の高粘度に起因して、遊星歯車機構の作動が遅くなったり、妨げられたりするおそれがあった。特に、冬などの低温時には潤滑油の粘度が高くなり、上記問題点が顕著になる。
【０００５】
また、チャンバ内に潤滑油が残留すると、スラッジ等の異物がチャンバ内に蓄積し、堆積するおそれがある。このような堆積物は、遊星歯車機構の作動を遅くしたり、妨げたりするおそれがあった。また、遊星歯車機構等の可動部分の磨耗を促進するおそれもあった。さらには、カムシャフトの回転位相の可変範囲が狭くなるおそれもあった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、位相変換機構の潤滑を図りながら、潤滑油に起因する不具合を抑制することができる可変バルブタイミング装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、エンジンが停止しているときに潤滑油を排出することができる可変バルブタイミング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、内燃機関（２）のクランクシャフト（３）とカムシャフト（４）との間に設けられ、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を調節する可変バルブタイミング装置において、クランクシャフトに連動する入力部材（３１）と、カムシャフトに連動する出力部材（４１）と、入力部材と出力部材との間に設けられ、それらの間の回転位相を調節する位相変換機構（５１、５２）と、内燃機関の始動時に位相変換機構を潤滑する潤滑油を減少させる潤滑油制御機構（８０、９０）と、内燃機関の始動時に回転位相を所定の初期位置（ＲＳＰ）に調節する始動時制御手段（１２）とを備え、入力部材と出力部材とは、潤滑油が流れる潤滑油通路（７０、８１−８７、９１−９４）を区画形成しており、潤滑油通路は、位相変換機構を収容するとともに、位相変換機構を浸漬するように潤滑油を溜めるチャンバ（７０）と、チャンバに潤滑油を導入する供給通路（８１−８７）と、チャンバから潤滑油を排出する排出通路（９１−９４）とを含み、潤滑油制御機構（８０、９０）は、初期位置において供給通路を閉じる供給弁（８０）および／または初期位置において排出通路を開く排出弁（９０）を備え、供給通路は、入力部材に形成された第１供給通路（８４−８６）と、出力部材に形成された第２供給通路（８７）とを備え、供給弁は、入力部材の入力摺動面（３１ａ）と、入力摺動面に形成され第１供給通路に連通する第１開口（８６ａ、２８６ａ、３８６ａ、３８６ｂ）と、入力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する出力部材の出力摺動面（４１ａ）と、出力摺動面に形成され第２供給通路に連通するとともに、初期位置において第１開口との連通が断たれるように形成された第２開口（８７ａ）とにより構成されていることを特徴とする。この発明によると、内燃機関の始動時に、潤滑油の粘性が位相変換機構の動きを妨げることが抑制される。この発明によると、弁機構によって潤滑油を減少させることができる。この発明によると、相対的に移動し、互いに摺動する入力部材と出力部材とによって供給弁を構成することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、排出通路は、出力部材に形成された第１排出通路（９１、９３）と、入力部材に形成された第２排出通路（９２、９４）とを備え、排出弁は、出力部材の出力摺動面（４１ａ、４１ｂ）と、出力摺動面に形成され第１排出通路に連通する第１開口（９１ａ、９３ａ）と、出力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する入力部材の入力摺動面（３１ａ、３１ｂ）と、入力摺動面に形成され第２排出通路に連通するとともに、初期位置において第１開口と連通するように形成された第２開口（９２ａ、９４ａ）とにより構成されていることを特徴とする。この発明によると、相対的に移動し、互いに摺動する入力部材と出力部材とによって排出弁を構成することができる。
請求項３に記載の発明は、内燃機関（２）のクランクシャフト（３）とカムシャフト（４）との間に設けられ、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を調節する可変バルブタイミング装置において、クランクシャフトに連動する入力部材（３１）と、カムシャフトに連動する出力部材（４１）と、入力部材と出力部材との間に設けられ、それらの間の回転位相を調節する位相変換機構（５１、５２）と、内燃機関の始動時に位相変換機構を潤滑する潤滑油を減少させる潤滑油制御機構（８０、９０）と、内燃機関の始動時に回転位相を所定の初期位置（ＲＳＰ）に調節する始動時制御手段（１２）とを備え、入力部材と出力部材とは、潤滑油が流れる潤滑油通路（７０、８１−８７、９１−９４）を区画形成しており、潤滑油通路は、位相変換機構を収容するとともに、位相変換機構を浸漬するように潤滑油を溜めるチャンバ（７０）と、チャンバに潤滑油を導入する供給通路（８１−８７）と、チャンバから潤滑油を排出する排出通路（９１−９４）とを含み、潤滑油制御機構（８０、９０）は、初期位置において供給通路を閉じる供給弁（８０）および／または初期位置において排出通路を開く排出弁（９０）を備え、排出通路は、出力部材に形成された第１排出通路（９１、９３）と、入力部材に形成された第２排出通路（９２、９４）とを備え、排出弁は、出力部材の出力摺動面（４１ａ、４１ｂ）と、出力摺動面に形成され第１排出通路に連通する第１開口（９１ａ、９３ａ）と、出力摺動面に対向したまま相対的に回転移動する入力部材の入力摺動面（３１ａ、３１ｂ）と、入力摺動面に形成され第２排出通路に連通するとともに、初期位置において第１開口と連通するように形成された第２開口（９２ａ、９４ａ）とにより構成されていることを特徴とする。この発明によると、内燃機関の始動時に、潤滑油の粘性が位相変換機構の動きを妨げることが抑制される。この発明によると、弁機構によって潤滑油を減少させることができる。この発明によると、相対的に移動し、互いに摺動する入力部材と出力部材とによって排出弁を構成することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、潤滑油制御機構は、供給弁（８０）を備え、供給弁は、初期位置においてのみ供給通路を閉じることを特徴とする。この発明によると、初期位置以外の位置においては潤滑油による潤滑を提供することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、潤滑油制御機構は、排出弁（９０）を備え、排出弁は、初期位置においてのみ排出通路を開くことを特徴とする。この発明によると、初期位置以外の位置においては潤滑油による潤滑を提供することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、潤滑油通路は、チャンバの周方向に沿って互いに離れて配置された複数の排出通路（９１−９４）を備えることを特徴とする。この発明によると、複数の排出通路によってチャンバ内の潤滑油の液位を低下させることができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、位相変換機構は、入力部材に設けられた駆動ギヤ（３４、６１）と、出力部材に設けられた従動ギヤ（４１、６２）と、駆動ギヤと従動ギヤとに対して偏心して配置され、駆動ギヤと従動ギヤとに噛み合うプラネタリ（５１、６３、６４）と、プラネタリを偏心状態に支持するキャリヤ（５２）とを備えることを特徴とする。この発明によると、複数のギヤの噛み合いを有するために潤滑油を必要とする構成においても、内燃機関の始動時には、潤滑油の粘性が位相変換機構の動きを妨げることが抑制される。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、さらに、位相変換機構を駆動する電気モータ（９）を備えることを特徴とする。この発明によると、内燃機関の始動時に、電気モータによって位相変換機構を駆動することができる。
【００１８】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ装置という）を搭載した車両用内燃機関を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油供給時の断面図である。
【図３】第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。
【図４】第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の断面図である。
【図５】第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。
【図６】本発明を適用した第２実施形態に係るＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。
【図７】第２実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。
【図８】本発明を適用した第３実施形態に係るＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。
【図９】第３実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る可変バルブタイミング装置（以下、ＶＶＴ装置という）を搭載した車両用の内燃機関システム１を示すブロック図である。内燃機関２（以下、エンジン２という）は、多気筒の４サイクルエンジンである。図中には、１気筒に関連する構成部品が模式的に図示されている。エンジン２は、出力軸としてのクランクシャフト３と、吸気バルブおよび／または排気バルブを駆動するカムシャフト４とを有する。クランクシャフト３とカムシャフト４との間には、駆動力を伝達する伝達機構５が設けられている。この実施例の伝達機構５は、チェーンとスプロケットとを含むチェーン機構である。伝達機構５は、歯付ベルトと歯車とを含むベルト機構、または複数の歯車を含むギヤ機構によって構成されてもよい。伝達機構５は、カムシャフト４を駆動するためにクランクシャフト３の回転をカムシャフト４に伝達する伝達経路を提供する。カムシャフト４は、ジャーナル軸受６によって回転可能に支持されている。カムシャフト４内に形成された潤滑油通路には、ジャーナル軸受６からエンジン２の潤滑油が供給される。潤滑油は、ポンプ７によって供給される。ポンプ７は、例えば、クランクシャフト３によって駆動される。よって、ポンプ７は、エンジン２が運転されているときに潤滑油を供給する。
【００２２】
伝達機構５には、カムシャフト４の回転位相を調節するＶＶＴ装置８が設けられている。ＶＶＴ装置８は、クランクシャフト３とカムシャフト４との間に設けられている。ＶＶＴ装置８は、カムシャフト４の一端に設けられている。ＶＶＴ装置８は、円柱状に構成されている。ＶＶＴ装置８の外周面には、伝達機構５と連動するためのスプロケットが設けられている。ＶＶＴ装置８は、クランクシャフト３、すなわち伝達機構５の回転位相と、カムシャフト４の回転位相とを所定の可変範囲内で調節する位相変換機構を内蔵している。位相変換機構は、遊星歯車機構である。遊星歯車機構は、差動歯車機構とも呼ぶことができる。ＶＶＴ装置８は、遊星歯車機構を駆動するための電気モータ（ＭＴＲ）９を備える。電気モータ９は、プラネタリキャリヤの位置を調節することにより、位相を調節する。
【００２３】
ＶＶＴ装置８は、制御系を構成する制御装置（ＣＴＲ）１０と複数のセンサ（ＳＮＲ）１１とを備える。制御装置１０は、センサ１１から入力される信号に基づいて電気モータ９を制御する。センサ１１は、複数のセンサを含むことができる。例えば、センサ１１には、クランクシャフト３の回転角度を検出するクランク角センサ、およびカムシャフト４の回転角度を検出するカム角センサを含むことができる。センサ１１には、イグニッションスイッチの操作状態を示す信号を出力することにより、エンジン２が始動時であることを検出するセンサを含むことができる。また、センサ１１には、エンジン２の運転状態を検出する複数のセンサを含むことができる。
【００２４】
制御装置１０は、エンジン２の運転状態に応じて最適なバルブタイミングを提供するように電気モータ９を制御する。制御装置１０は、エンジン２の始動時にＶＶＴ装置８の回転位相を所定の初期位置（ＲＳＰ）に調節する始動時制御手段（ＳＣＭ）１２を備える。初期位置は、エンジン２の始動に適した回転位相を提供する。始動時制御手段１２は、エンジン２が停止されるときに、ＶＶＴ装置８を初期位置に制御する。これにより、次回のエンジン２の始動時には、始動に適した回転位相がクランキングの初期から得られる。これに代えて、始動時制御手段１２は、エンジン２が始動されるときになってから、ＶＶＴ装置８を初期位置に制御するように構成されてもよい。
【００２５】
制御装置１０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、メモリによって提供されうる。プログラムは、制御装置１０によって実行されることによって、制御装置１０をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置１０を機能させる。制御装置１０が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００２６】
図２は、第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油供給時の断面図である。図３は、第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。図２は図３に図示されたＩＩ−ＩＩ断面を示している。図４は、第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の断面図である。図５は、第１実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。図４は図５に図示されたＩＶ−ＩＶ断面を示している。図３および図５は、駆動歯車部材３４、プラネタリ５１、キャリヤ５２、およびベアリング５３、５４を取り外した状態での正面図である。
【００２７】
図２において、ＶＶＴ装置８は、クランクシャフト３に連動する入力部材３１と、カムシャフト４に連動する出力部材４１とを有する。入力部材３１は、伝達経路における回転の入力側に設けられており、入力回転部材、または駆動部材とも呼ばれる。出力部材４１は、伝達経路における回転の出力側に設けられており、出力回転部材、または従動部材とも呼ばれる。出力部材４１は、カムシャフト４の一端の端面にボルト４２によって固定されている。
【００２８】
入力部材３１は、カムシャフト４の一端の外周面に回転可能に支持されている。入力部材３１は、カムシャフト４の回転軸と同軸上に設けられている。入力部材３１は、スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とを備える。スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とは、複数のボルト３５によって軸方向に締結されている。スプロケット３２と、ハウジング３３と、駆動歯車部材３４とは、駆動歯車部材３４の径方向内側に開口部を有し、スプロケット３２の径方向内側がカムシャフト４によって閉じられた筒状部材を提供している。スプロケット３２に掛けられたチェーンにより、入力部材３１は、クランクシャフト３と連動する。スプロケット３２とハウジング３３との間には、位置決め用のピン３６が配置されている。
【００２９】
出力部材４１は、カップ状に形成されている。出力部材４１は、カムシャフト４の端面に固定された底壁と、底壁の径方向外側からカムシャフト４の軸方向に延び出す円筒状の外壁とを有する。出力部材４１とハウジング３３との間には、出力部材４１とハウジング３３との周方向に関する相対回転を、所定の可変範囲内においてのみ許容する扇状の噛み合い部が設けられている。この可変範囲は、ＶＶＴ装置８の回転位相の可変範囲ＶＲに対応する。
【００３０】
入力部材３１と出力部材４１との間には、入力部材３１と出力部材４１との一部を含み、さらにプラネタリ５１とキャリヤ５２とを含む遊星歯車機構が設けられている。遊星歯車機構は、入力部材３１から出力部材４１へ回転力を伝達する。さらに、遊星歯車機構は、入力部材３１と出力部材４１との間の回転位相を調節する。遊星歯車機構は、入力部材３１に設けられた駆動ギヤ６１と、出力部材に設けられた従動ギヤ６２とを含む。駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２とは、内歯である。駆動ギヤ６１は、駆動歯車部材３４に形成されている。従動ギヤ６２は、出力部材４１の外壁の内面に形成されている。
【００３１】
プラネタリ５１は、大径部と小径部とを有する段付き筒状に形成されている。プラネタリ５１の大径部は、駆動歯車部材３４の径方向内側に配置されている。プラネタリ５１の小径部は、出力部材４１の径方向内側に配置されている。プラネタリ５１は、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２とに対して偏心して配置されている。プラネタリ５１の大径部には、駆動ギヤ６１に噛み合う第１ギヤ６３が形成されている。プラネタリ５１の小径部には、従動ギヤ６２とに噛み合う第２ギヤ６４が形成されている。ギヤ６３、６４は、外歯である。駆動ギヤ６１と第１ギヤ６３とは、プラネタリ５１の偏心方向において部分的にだけ噛み合っている。従動ギヤ６２と第２ギヤ６４とは、プラネタリ５１の偏心方向において部分的にだけ噛み合っている。この実施形態では、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２との一方がサンギヤを提供し、他方がリングギヤを提供している。
【００３２】
キャリヤ５２は、プラネタリ５１の径方向内側に配置されている。キャリヤ５２は、ベアリング５３によって駆動歯車部材３４に回転可能に支持されている。キャリヤ５２は、ベアリング５３によって支持された同心円筒部と、プラネタリ５１を支持する偏心円筒部とを備える。キャリヤ５２の同心円筒部は、カムシャフト４の回転軸と同軸上に設けられている。キャリヤ５２の内面には、電気モータ９に連結するための溝部５２ａが形成されている。キャリヤ５２の偏心円筒部は、プラネタリ５１を偏心状態に支持する。キャリヤ５２は、駆動ギヤ６１とギヤ６３、および従動ギヤ６２とギヤ６４の噛み合い状態が維持されるようにプラネタリ５１を支持する。キャリヤ５２とプラネタリ５１との間に歯、ベアリング５４が設けられている。ベアリング５４は、プラネタリ５１がキャリヤ５２に対して自由に回転することを許容する。キャリヤ５２は、ベアリング５４と偏心円筒部との間に、弾性部材としての板バネ５５を備える。板バネ５５は、プラネタリ５１を偏心方向、すなわちギヤ６１−６４の噛み合い位置に向けて押し出す付勢部材を提供する。
【００３３】
入力部材３１と出力部材４１との間には、遊星歯車機構を収容するとともに、遊星歯車機構を浸漬するように潤滑油を溜めることができるチャンバ７０が区画形成されている。チャンバ７０は、遊星歯車機構を構成するギヤ６１−６４、ベアリング５３、５４、および摺動部分を少なくとも部分的に潤滑油に浸漬し、それらの部分に十分な潤滑油を供給するように形成されている。チャンバ７０は、入力部材３１と出力部材４１とキャリヤ５２との間に区画形成されているともいえる。チャンバ７０は密封された空間ではない。チャンバ７０は、例えば、入力部材３１と出力部材４１との間の微小な隙間、および出力部材４１とキャリヤ５２との間の隙間などの複数の隙間を通して潤滑油が流出できる程度に開放されている。ＶＶＴ装置８がエンジン２に装着された状態においては、チャンバ７０の下側部分に潤滑油が溜まる。
【００３４】
入力部材３１と出力部材４１とは、潤滑油が流れる潤滑油通路７０、８１−８７、９１−９４を区画形成している。潤滑油通路は、遊星歯車機構を収容するとともに、遊星歯車機構を浸漬するように潤滑油を溜める上記チャンバ７０を含む。潤滑油通路は、チャンバ７０に潤滑油を導入する供給通路８１−８７を含む。供給通路は、エンジン２の潤滑油をチャンバ７０内に供給し、遊星歯車機構を潤滑する。潤滑油通路は、チャンバ７０から潤滑油を排出する排出通路９１−９４を含む。排出通路は、遊星歯車機構を潤滑する潤滑油を排出し、減少させる。さらに、潤滑油通路は、チャンバ７０から潤滑油が漏れ出すリーク通路を含む。
【００３５】
エンジン通路８１は、ポンプ７からエンジン２内を通り、ジャーナル軸受６に到達する。エンジン通路８１は、カムシャフト４のジャーナル部に設けられた溝に連通している。第１カム通路８２は、カムシャフト４内を軸方向に延びている。第１カム通路８２の一端はエンジン通路８１に連通し、他端はカムシャフト４の端面に開口している。第２カム通路８３は、第１カム通路８２の他端から径方向外側へ延びている。第２カム通路８３は、カムシャフト４の端面に形成された溝と、出力部材４１との間に形成されている。第２カム通路８３は、カムシャフト４の径方向外側に開口している。供給通路は、入力部材３１に形成された第１供給通路８４−８６と、出力部材４１に形成された第２供給通路８７とを備える。
【００３６】
第１供給通路８４−８６は、環状通路８４と、径方向通路８５と、弧状通路８６とを備える。環状通路８４は、カムシャフト４の外周を囲むように環状に形成されている。環状通路８４は、スプロケット３２の角部に形成された環状溝と、カムシャフト４と、出力部材４１との間に形成されている。径方向通路８５は、環状通路８４から径方向外側へ延びている。径方向通路８５は、スプロケット３２の端面に形成された溝と出力部材４１との間に形成されている。弧状通路８６は、周方向に沿って延びている。弧状通路８６は、径方向通路８５の端部に連通している。弧状通路８６は、スプロケット３２の端面に形成された弧状溝と、出力部材４１との間に形成されている。弧状通路８６は、入力部材３１の入力摺動面３１ａに溝状に形成されている。入力摺動面３１ａは、出力部材４１に対向したまま相対的に回転移動する。弧状通路８６は、その弧状の開口により、入力摺動面３１ａに形成された第１開口８６ａを提供している。円弧状の第１開口８６ａは、第１供給通路８４−８６に連通している。
【００３７】
第２供給通路８７は、連絡通路８７を備える。連絡通路８７は、出力部材４１の底壁を軸方向に貫通して形成されている。連絡通路８７の一端は、出力部材４１に底面、すなわち出力摺動面４１ａに開口することにより第２開口８７ａを提供している。円形の第２開口８７ａは、弧状通路８６上に位置するように配置されている。連絡通路８７の他端は、チャンバ７０に連通している。第２開口８７ａは、出力摺動面４１ａに形成され、第２供給通路８７に連通している。出力摺動面４１ａは、入力摺動面３１ａに対向したまま相対的に回転移動する。入力摺動面３１ａと出力摺動面４１ａとは、互いに接触しながら回転方向に移動することができる。入力摺動面３１ａは、第１の入力摺動面３１ａとも呼ぶことができる。出力摺動面４１ａは、第１の出力摺動面４１ａとも呼ぶことができる。
【００３８】
図３において、弧状通路８６は、ＶＶＴ装置８の可変範囲ＶＲよりわずかに狭い範囲にわたって延びている。弧状通路８６は、最進角位置ＡＤＶから遅角方向に向けて形成されている。弧状通路８６は、最遅角位置ＲＴＤの近傍には形成されていない。
【００３９】
図５において、ＶＶＴ装置８の可変範囲ＶＲの中の一部に初期位置ＲＳＰが設定されている。初期位置ＲＳＰは、ＶＶＴ装置８の休止位置でもある。初期位置ＲＳＰは、所定の幅をもつ範囲である。この実施形態では、初期位置ＲＳＰは、可変範囲ＶＲの中の最遅角位置ＲＴＤに隣接して設けられている。第２開口８７ａは、初期位置ＲＳＰにおいてのみ第１開口８６ａとの連通が断たれるように形成されている。初期位置ＲＳＰにおいては、第２開口８７ａは、第１開口８６ａの範囲外に位置付けられる。このとき、第１開口８６ａは、出力摺動面４１ａによって閉じられる。初期位置ＲＳＰを除く他の可変範囲ＶＲにおいては、第１開口８６ａと第２開口８７ａとが連通する。
【００４０】
図４において、排出通路は、出力部材４１に形成された第１排出通路９１、９３と、入力部材３１に形成された第２排出通路９２、９４とを備える。第１排出通路は、径方向通路９１を備える。径方向通路９１は、第１の径方向通路９１とも呼ぶことができる。径方向通路９１は、出力部材４１の外壁を径方向に貫通して形成されている。径方向通路９１の一端はチャンバ７０に連通している。径方向通路９１の他端は、出力部材４１の外面、すなわち出力摺動面４１ｂに開口することにより、第１開口９１ａを提供している。第２排出通路は、径方向通路９２を備える。径方向通路９２は、第２の径方向通路９２とも呼ぶことができる。径方向通路９２は、入力部材３１のハウジング３３を径方向に貫通して形成されている。径方向通路９２の一端は、入力部材３１の内面、すなわち入力摺動面３１ｂに開口することにより、第２開口９２ａを提供している。入力摺動面３１ｂは、入力部材３１に形成され、出力摺動面４１ｂに対向したまま相対的に回転移動する。入力摺動面３１ｂは、第２の入力摺動面３１ｂとも呼ぶことができる。出力摺動面４１ｂは、第２の出力摺動面４１ｂとも呼ぶことができる。径方向通路９２の他端はＶＶＴ装置８の外部、すなわちエンジン２内に開放されている。
【００４１】
図４および図５において、第２開口９２ａは、初期位置ＲＳＰにおいてのみ第１開口９１ａと連通するように形成されている。第１開口９１ａと第２開口９２ａとが連通することにより、チャンバ７０内の潤滑油をスムーズに排出する排出通路が形成される。この排出通路は、リーク通路より明らかに大きい。初期位置ＲＳＰを除く他の可変範囲ＶＲにおいては、第１開口９１ａが入力摺動面３１ｂによって閉じられる。
【００４２】
出力部材４１には、複数の径方向通路９１が形成されている。複数の径方向通路９１は、チャンバの周方向に沿って互いにほぼ等間隔に離れて配置されている。入力部材３１には、複数の径方向通路９２が形成されている。複数の径方向通路９２は、チャンバの周方向に沿って互いにほぼ等間隔に離れて配置されている。複数の径方向通路９２は、複数の径方向通路９１と、複数の対をなすように設けられている。これにより、ＶＶＴ装置８がどの位置で停止しても、いずれかひとつの径方向通路９１、９２の対がチャンバ７０の最下部の近くに位置付けられる。この結果、初期位置ＲＳＰにおいては、チャンバ７０内の潤滑油の液位が低くなるように潤滑油が排出される。
【００４３】
図４において、第１排出通路は、軸方向通路９３を備える。軸方向通路９３は、第１の軸方向通路９３とも呼ぶことができる。軸方向通路９３は、出力部材４１の底壁を軸方向に貫通して形成されている。軸方向通路９３の一端はチャンバ７０に連通している。軸方向通路９３の他端は、出力部材４１の底面、すなわち出力摺動面４１ａに開口することにより、第１開口９３ａを提供している。第２排出通路は、軸方向通路９４を備える。軸方向通路９４は、第２の軸方向通路９４とも呼ぶことができる。軸方向通路９４は、入力部材３１のスプロケット３２を軸方向に貫通して形成されている。軸方向通路９４の一端は、入力部材３１の内側端面、すなわち入力摺動面３１ａに開口することにより、第２開口９４ａを提供している。入力摺動面３１ａは、入力部材３１に形成され、出力摺動面４１ａに対向したまま相対的に回転移動する。軸方向通路９４の他端はＶＶＴ装置８の外部、すなわちエンジン２内に開放されている。
【００４４】
図４および図５において、第２開口９４ａは、初期位置ＲＳＰにおいてのみ第１開口９３ａと連通するように形成されている。第１開口９３ａと第２開口９４ａとが連通することにより、チャンバ７０内の潤滑油をスムーズに排出する排出通路が形成される。この排出通路は、リーク通路より明らかに大きい。初期位置ＲＳＰを除く他の可変範囲ＶＲにおいては、第１開口９３ａが入力摺動面３１ａによって閉じられる。
【００４５】
この構成では、入力摺動面３１ａと、第１開口８６ａと、出力摺動面４１ａと、第２開口８７ａとによって供給弁８０が構成されている。供給弁８０は、初期位置ＲＳＰにおいてのみ供給通路を閉じる。出力摺動面４１ａ、４１ｂと、第１開口９１ａ、９３ａと、入力摺動面３１ａ、３１ｂと、第２開口９２ａ、９４ａとによって排出弁９０が構成されている。排出弁９０は、初期位置においてのみ排出通路を開く。よって、初期位置ＲＳＰにおいては、供給弁８０が閉じられ、排出弁９０が開かれるから、潤滑油がチャンバ７０から排出される。供給弁８０と排出弁９０とにより、遊星歯車機構を潤滑する潤滑油を減少させる潤滑油制御機構が提供される。
【００４６】
この実施形態によると、少なくとも、エンジン２が始動される始動時には、始動時制御手段１２によってＶＶＴ装置８が初期位置ＲＳＰに制御される。初期位置ＲＳＰにおいては、供給弁８０が閉じられ、排出弁９０が開かれる。よって、初期位置ＲＳＰにおいては、チャンバ７０内の潤滑油が排出される。このため、エンジン２が低温で始動される低温始動時であっても、高粘度の潤滑油に起因する遊星歯車機構の作動抵抗の増加を抑制することができる。エンジン２が始動すると、ＶＶＴ装置８は可変範囲ＶＲ内で制御される。可変範囲ＶＲのほとんどの範囲では、供給弁８０が開き、排出弁９０が閉じられる。このため、チャンバ７０内には潤滑油が供給され、遊星歯車機構が潤滑される。
【００４７】
さらに、この実施形態では、始動時制御手段１２は、エンジン２が停止されるときにＶＶＴ装置８を初期位置ＲＳＰに制御する。よって、エンジン２の停止期間中もチャンバ７０から潤滑油を排出することができる。このため、スラッジ、潤滑油の酸化成分などのチャンバ７０内への蓄積を抑制することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図６は、本発明を適用した第２実施形態に係るＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。図７は、第２実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。
【００４９】
この実施形態のＶＶＴ装置２０８は、最進角位置ＡＤＶに隣接して初期位置ＲＳＰを有している。この実施形態では、スプロケット２３２上における径方向通路２８５と周方向通路２８６との位置が先行する実施形態とは異なる。ＶＶＴ装置２０８が初期位置ＲＳＰにあるとき、第２開口８７ａは、周方向通路２８６が提供する第１開口２８６ａの範囲外に位置付けられる。
【００５０】
（第３実施形態）
図８は、本発明を適用した第３実施形態に係るＶＶＴ装置の潤滑油供給時の分解正面図である。図９は、第３実施形態のＶＶＴ装置の潤滑油排出時の分解正面図である。
【００５１】
この実施形態のＶＶＴ装置３０８は、最進角位置ＡＤＶから離れ、かつ最遅角位置ＲＴＤからも離れた可変範囲ＶＲの中の中間位置に初期位置ＲＳＰを有している。この実施形態では、スプロケット３３２には、初期位置ＲＳＰの両側に、第１径方向通路３８５ａと第２径方向通路３８５ｂとが形成されている。また、初期位置ＲＳＰの両側に、進角側第１開口３８６ａと遅角側第１開口３８６ｂとが形成されている。ＶＶＴ装置３０８が初期位置ＲＳＰにあるとき、第２開口８７ａは、進角側第１開口３８６ａと遅角側第１開口３８６ｂとの間の入力摺動面３１ａによって閉じられる。
【００５２】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、潤滑油制御機構として供給弁８０および排出弁９０を設けたが、供給弁８０または排出弁９０だけを設けてもよい。また、供給弁８０に代えて、始動直後にポンプ７を停止させる機構を設けてもよい。また、排出弁９０に代えて、数分以下の短期間で潤滑油をチャンバ７０から排出する固定リーク通路を設けてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態においては、初期位置においてのみ供給弁８０が閉じ、排出弁９０が開く構成とした。これに代えて、初期位置を含む複数の位置、または広い範囲において供給弁８０が閉じ、排出弁９０が開くように構成してもよい。
【００５５】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００５６】
また、本発明は、位相変換機構の一部に遊星歯車機構を備える構成にも適用することができる。例えば、特許文献２に開示されるような、減速部としての遊星歯車機構と、位相変換部としてのカムリンク機構とを備えるＶＶＴ装置に本発明の構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  内燃機関システム（エンジンシステム）、２  エンジン、３  クランクシャフト、４  カムシャフト、５  伝達機構、６  ジャーナル軸受、７  ポンプ、８  可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ装置）、９  電気モータ、１０  制御装置、１１  センサ、１２  始動時制御手段、３１  入力部材、４１  出力部材、５１  プラネタリ、５２  キャリヤ、７０  チャンバ、８０  供給弁、８４−８７  供給通路、９０  排出弁、９１−９４  排出通路。
【図１】
0005440472.tif 000002
【図２】
0005440472.tif 000003
【図３】
0005440472.tif 000004
【図４】
0005440472.tif 000005
【図５】
0005440472.tif 000006
【図６】
0005440472.tif 000007
【図７】
0005440472.tif 000008
【図８】
0005440472.tif 000009
【図９】
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