(57)【要約】【課題】低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とが、共に実現可能なバルブタイミング調整装置の提供。【解決手段】磁気粘性流体１４０の封入される流体室１１４を形成する筐体１１０と、磁気粘性流体１４０の粘度を可変制御するソレノイドコイル１５０と、磁気粘性流体１４０の粘度に応じたブレーキトルクが入力されるブレーキ回転体１３０と、ブレーキ回転体１３０に入力されるブレーキトルクに応じて機関位相を調整する位相調整機構３００と、機関位相を遅角側に戻すリターントルクを位相調整機構３００に入力するリターン部材３０と、を備えるバルブタイミング調整装置１である。バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど、リターン部材３０と接続された感温素子７０は、リターン部材３０の弾性変形量を増やすことで、リターントルクを増加させる。【選択図】図１
2013002281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
流体室を内部に形成する筐体と、
前記流体室に封入され、通過する磁束に応じて粘度が変化する磁気粘性流体と、
前記流体室の前記磁気粘性流体に磁束を通過させることにより、前記磁気粘性流体の粘度を可変制御する粘度制御手段と、
前記筐体を内外に貫通するブレーキ軸を有し、前記流体室の前記磁気粘性流体と接触することにより、前記磁気粘性流体の粘度に応じたブレーキトルクが入力されるブレーキ回転体と、
前記筐体外部において前記ブレーキ軸と連繋し、前記ブレーキ回転体へ入力された前記ブレーキトルクに応じて前記クランク軸及び前記カム軸の間の回転位相を調整する位相調整機構と、
前記ブレーキトルクの増加によって特定方向に調整される前記回転位相を前記特定方向とは反対方向に戻すリターントルクを前記位相調整機構に入力し、前記回転位相に対応する前記リターントルクを前記バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど増加させるトルク入力機構と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記トルク入力機構は、
弾性変形した状態にて前記位相調整機構と接続され、前記回転位相に対応した前記リターントルクを復元力によって前記位相調整機構に入力する弾性部材と、
前記弾性部材と接続され、前記バルブタイミング調整装置の前記環境温度が低下するほど前記弾性部材の弾性変形量を増加させることにより、前記回転位相に対応する前記リターントルクを増加させる変形量増加手段と、
を有す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。
【請求項３】
前記変形量増加手段は、
前記バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど収縮する収縮部と、
前記収縮部を収容する収容室が内部に設けられる収縮筐体部と、
前記収縮筐体部を内外に貫通し、前記収容室における収縮部の収縮によって変位することにより、当該収縮筐体部の外部にて前記弾性部材の前記弾性変形量を増加させる変位部と、
を形成す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。
【請求項４】
前記変形量増加手段は、前記収縮筐体部の内部において前記変位部を前記収縮部に向けて付勢する付勢部、をさらに形成することを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体内部の流体室に封入されてブレーキ回転体と接触する磁気粘性流体に磁束を通過させることで、当該磁気粘性流体の粘度を可変制御する流体ブレーキ装置が、知られている。この種の流体ブレーキ装置は、比較的小電力にてブレーキ回転体にブレーキトルクを与え得るので、例えば内燃機関にてバルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の回転位相（以下、「機関位相」という）を、当該ブレーキトルクに応じて調整するバルブタイミング調整装置等に、好適である。
【０００３】
さて、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には、ブレーキ回転体のうち筐体を内外に貫通するブレーキ軸と、このブレーキ軸と連繋する位相調整機構とを備えた装置が、開示されている。特許文献１のバルブタイミング調整装置において、ブレーキ回転体へ入力されるブレーキトルクが増加すると、位相調整機構は、バルブタイミングを進角させる方向に機関位相を調整する。
【０００４】
また、特許文献１のバルブタイミング調整装置は、弾性部材をさらに備えている。弾性部材は、バルブタイミングを遅角させる方向に機関位相を戻すリターントルクを位相調整機構に入力する。このリターントルクの強さは、機関位相に対応している。これにより、ブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクが減少すると、弾性部材から入力されるリターントルクによって、位相調整機構の機関位相は、バルブタイミングを遅角させる方向に戻される。以上のようにして、磁気粘性流体の粘度、ひいてはブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクに応じた機関位相の調整が、可能とされているのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５１０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、特許文献１のバルブタイミング調整装置において、磁気粘性流体の温度が低下するほど、当該磁気粘性流体の粘度は高くなる。そのため、内燃機関の始動直後のようにバルブタイミング調整装置の環境温度が低いとき、高粘度を示す低温の磁気粘性流体によってブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクは、増加してしまう。すると、磁気粘性流体を通過する磁束を弱めても、機関位相は、弾性部材によって入力されるリターントルクにより、バルブタイミングを遅角させる方向に戻り難くなる。故に、低温時では、磁気粘性流体の粘度を可変制御しても、位相調整機構における機関位相の調整が、不可能となるおそれがあった。
【０００７】
以上のような低温時における機関位相の調整を可能とするため、仮に、弾性部材によって位相調整機構に入力されるリターントルクを増加させたとする。この構成では、内燃機関の継続的な稼働によってバルブタイミング調整装置の環境温度が上昇して常温となったときでも、弾性部材によって位相調整機構に入力されるリターントルクは、高いままである。一方で、磁気粘性流体によってブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクは、温度の上昇に伴う磁気粘性流体の粘度低下によって、減少する。故に、弾性部材によって入力されるリターントルクと、ブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクとが、互いに釣り合い難くなる。以上により、常温時では、磁気粘性流体の粘度を可変制御することによる機関位相の維持が、不安定になるおそれがあった。
【０００８】
本願発明は、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、低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とを両立できるバルブタイミング調整装置を、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１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、流体室を内部に形成する筐体と、流体室に封入され、通過する磁束に応じて粘度が変化する磁気粘性流体と、流体室の磁気粘性流体に磁束を通過させることにより、磁気粘性流体の粘度を可変制御する粘度制御手段と、筐体を内外に貫通するブレーキ軸を有し、流体室の磁気粘性流体と接触することにより、磁気粘性流体の粘度に応じたブレーキトルクが入力されるブレーキ回転体と、筐体外部においてブレーキ軸と連繋し、ブレーキ回転体へ入力されたブレーキトルクに応じてクランク軸及びカム軸の間の回転位相を調整する位相調整機構と、ブレーキトルクの増加によって特定方向に調整される回転位相を特定方向とは反対方向に戻すリターントルクを位相調整機構に入力し、当該回転位相に対応するリターントルクをバルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど増加させるトルク入力機構と、を備えるバルブタイミング調整装置とする。
【００１０】
この発明によれば、内燃機関の始動直後のようにバルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど、トルク入力機構は、位相調整機構に入力するリターントルクを増加させる。故に、高粘度を示す低温の磁気粘性流体によってブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクが増加していても、トルク入力機構は、位相調整機構に入力するリターントルクによって、特定方向とは反対方向に機関位相を戻し得る。以上により、低温時であっても、粘度制御手段による磁気粘性流体の粘度の可変制御により、位相調整機構における機関位相は、調整可能となる。
【００１１】
また、内燃機関の継続的な稼働によってバルブタイミング調整装置の環境温度が上昇して常温となったとき、トルク入力機構によって位相調整機構に入力されるリターントルクは、減少する。一方で、磁気粘性流体によってブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクも、温度の上昇に伴う磁気粘性流体の粘度低下によって、減少する。故に、トルク入力機構によって入力されるリターントルクと、ブレーキ回転体に入力されるブレーキトルクとが、互いに釣り合い易くなる。以上により、常温時では、粘度制御手段による磁気粘性流体の粘度の可変制御により、位相調整機構における機関位相の安定した維持が、可能となる。
【００１２】
したがって、バルブタイミング調整装置において、低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とが、共に実現可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、トルク入力機構は、弾性変形した状態にて位相調整機構と接続され、回転位相に対応したリターントルクを復元力によって位相調整機構に入力する弾性部材と、弾性部材と接続され、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど弾性部材の弾性変形量を増加させることにより、回転位相に対応するリターントルクを増加させる変形量増加手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど、トルク入力機構の変形量増加手段は、弾性変形した状態にて位相調整機構と接続されている弾性部材の弾性変形量を、さらに増加させる。すると、弾性部材のセット荷重が増加するので、位相調整機構に作用する弾性部材の復元力が、さらに強くなる。以上により、位相調整機構に入力されるリターントルクは、当該位相調整機構によって調整可能な機関位相の全範囲において、環境温度の低下によって増加し得る。以上のようにして、機関位相に係わらずリターントルクの増加が可能となることにより、バルブタイミング調整装置は、低温時における機関位相の調整を確実に実施可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、変形量増加手段は、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど収縮する収縮部と、収縮部を収容する収容室が内部に設けられる収縮筐体部と、収縮筐体部を内外に貫通し、収容室における収縮部の収縮によって変位することにより、当該収縮筐体部の外部にて弾性部材の弾性変形量を増加させる変位部と、を形成することを特徴とする。
【００１６】
この発明では、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど、収縮筐体部内部の収容室に収容された収縮部は収縮する。この収縮筐体部を内外に貫通する変位部は、収縮部の収縮による変位によって弾性部材の弾性変形量を増加させることで、当該弾性部材のセット荷重を増加させる。以上によれば、バルブタイミング調整装置の環境温度の低下によりセット荷重を増加させられた弾性部材は、位相調整機構によって調整可能な機関位相の全範囲において当該位相調整機構に入力するリターントルクを増加し得る。以上のように、環境温度が低下するほど収縮する収縮部及び収縮部の収縮により変位する変位部を用いることにより、トルク入力機構は、簡素な構成を実現しつつ、リターントルクを増加させる作動の確実性を向上させることができる。したがって、バルブタイミング調整装置は、低温時における機関位相の調整を確実に実施可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、変形量増加手段は、収縮筐体部の内部において変位部を収縮部に向けて付勢する付勢部、をさらに形成することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、収縮筐体部の内部において付勢部によって収縮部に向けて付勢されることにより、変位部は、収縮する収縮部に追従して確実に変位し得る。このように変位部が収縮部に確実に追従可能となることにより、収縮部の収縮は、収縮筐体部の外部において弾性部材の弾性変形量の増加を生じさせることができる。以上により、環境温度の低下によりリターントルクを増加させるトルク入力機構の作動の確実性が、向上する。したがって、バルブタイミング調整装置は、低温時における機関位相の調整をさらに確実に実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一実施形態による流体ブレーキ装置を備えたバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１の磁気粘性流体の特性について説明するための特性図である。
【図５】図１に示す流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図であって、図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】リターントルク入力機構の作動を説明するための図であって、（ａ）は低温時におけるリターントルク入力機構を示す図であり、（ｂ）は常温時におけるリターントルク入力機構を示す図である。
【図７】第二実施形態によるリターントルク入力機構の作動を説明するための図であって、図６の変形例を示す図である。
【図８】第三実施形態によるリターントルク入力機構の作動を説明するための図であって、図７の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００２１】
（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けられている。ここでカム軸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、当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。
【００２２】
図１〜３に示すようにバルブタイミング調整装置１は、流体ブレーキ装置１００、通電制御回路２００、及び位相調整機構３００等を組み合わせてなり、クランク軸に対するカム軸２の回転位相である機関位相を調整することで、所望のバルブタイミングを実現する。
【００２３】
（流体ブレーキ装置）
図１に示す電動式の流体ブレーキ装置１００は、筐体１１０、ブレーキ回転体１３０、磁気粘性流体１４０、シール構造１６０及びソレノイドコイル１５０を備えている。
【００２４】
全体として中空形状の筐体１１０は、固定部材１１１及びカバー部材１１２を有している。段付円筒状の固定部材１１１は磁性材により形成され、内燃機関の固定節であるチェーンケース（図示しない）に固定される。円形皿状のカバー部材１１２は、固定部材１１１と同質又は異質の磁性材により形成され、軸方向に固定部材１１１を挟んで位相調整機構３００と反対側に配置されている。固定部材１１１に同軸上に且つ液密に嵌入固定されるカバー部材１１２は、固定部材１１１との間の空間部１１４を、筐体１１０内部の流体室１１４として形成している。
【００２５】
ブレーキ回転体１３０は磁性材により形成され、ブレーキ軸１３１及びブレーキロータ１３２を有している。シャフト状のブレーキ軸１３１は、筐体１１０のうち位相調整機構３００側の固定部材１１１を内外に貫通し、当該筐体１１０の外部側の軸方向端部にて位相調整機構３００と連繋している。ブレーキ軸１３１の軸方向中間部は、筐体１１０のうち固定部材１１１に設けられた軸受１１６により、回転可能に支持されている。これらの構成によりブレーキ回転体１３０は、内燃機関の運転中にクランク軸から出力される機関トルクが位相調整機構３００から伝達されることで、図２，３の反時計方向となる一定方向に回転する。
【００２６】
図１に示すように円環板状のブレーキロータ１３２は、ブレーキ軸１３１のうち位相調整機構３００とは反対側の軸方向端部から外周側へ突出し、筐体１１０内部の流体室１１４に収容されている。かかる収容により流体室１１４は、ブレーキロータ１３２と固定部材１１１とに軸方向に挟まれる部分を磁気ギャップ１１４ａとして有し、またブレーキロータ１３２とカバー部材１１２とに軸方向に挟まれる部分を磁気ギャップ１１４ｂとして有している。
【００２７】
このような磁気ギャップ１１４ａ，１１４ｂを有してなる流体室１１４には、磁気粘性流体１４０が封入されている。ここで、機能性流体の一種である磁気粘性流体１４０は、非磁性のベース液に磁性粒子を懸濁状に分散させてなる流体である。磁気粘性流体１４０のベース液としては、例えばオイル等といった液状の非磁性材が用いられる。磁気粘性流体１４０の磁性粒子としては、例えばカルボニル鉄等といった粉状の磁性材が用いられる。こうした成分構成の磁気粘性流体１４０は、磁束の通過により当該通過磁束の密度に追従して見かけ上の粘度が図４の如く上昇変化し、当該粘度に比例して降伏応力が増大する特性を、有している。
【００２８】
シール構造１６０は、筐体１１０において軸方向の流体室１１４及び軸受１１６間となる箇所に、設けられている。シール構造１６０は、筐体１１０のうち固定部材１１１と、ブレーキ回転体１３０のうちブレーキ軸１３１との間を、磁気粘性流体１４０によって自己シールすることにより、磁気粘性流体１４０の筐体１１０外部への漏出を規制する。
【００２９】
詳しく説明すると、ブレーキ回転体１３０のブレーキ軸１３１は、回転方向に連続する磁束ガイドロータ１３４とを有している。このブレーキ軸１３１の外周側を回転方向に囲む磁気シールスリーブ１７０は、磁極が着磁された永久磁石１７１と、一対の磁束ガイドヨーク１７４，１７５を有している。これらによって、磁束ガイドヨーク１７４及び磁束ガイドロータ１３４間、並びに磁束ガイドヨーク１７５及び磁束ガイドロータ１３４間に、流体室１１４に連通するシールギャップ１８０，１８１が形成されている。
【００３０】
以上の構成では、永久磁石１７１の発生磁束が、各磁束ガイドヨーク１７４，１７５から各シールギャップ１８０，１８１を通じて磁束ガイドロータ１３４に、案内される。高密度の磁束が通過することとなるシールギャップ１８０，１８１では、磁気粘性流体１４０が、磁束を受けて粘度上昇する。これにより、各シールギャップ１８０，１８１に膜状に捕捉された磁気粘性流体１４０が、当該磁気粘性流体１４０の外部への漏出を規制する自己シール作用を発揮するのである。
【００３１】
ソレノイドコイル１５０は、樹脂ボビン１５１に金属線材を巻回してなり、ブレーキロータ１３２の外周側に同心上に配置されている。ソレノイドコイル１５０は、固定部材１１１及びカバー部材１１２の間に軸方向に挟まれた状態で、筐体１１０に保持されている。かかる保持形態のソレノイドコイル１５０は通電されると、固定部材１１１、磁気ギャップ１１４ａ、ブレーキロータ１３２、磁気ギャップ１１４ｂ及びカバー部材１１２を順次通過するように、磁束を発生する。
【００３２】
したがって、図２，３の反時計方向へブレーキ回転体１３０が回転する内燃機関の運転中に、通電によりソレノイドコイル１５０が磁束を発生するときには、流体室１１４のうち磁気ギャップ１１４ａ，１１４ｂ内の磁気粘性流体１４０に対して当該発生磁束が通過する。その結果、粘度変化した磁気粘性流体１４０に接触する要素１１０，１３０間では、粘性抵抗の作用によりブレーキ回転体１３０（ブレーキロータ１３２）を制動するブレーキトルクが、図２，３の時計方向に発生する。このように第一実施形態では、通電を受けるソレノイドコイル１５０が流体室１１４の磁気粘性流体１４０に磁束を通過させることにより、当該流体１４０の粘度に応じたブレーキトルクがブレーキ回転体１３０へと入力されることになる。
【００３３】
（通電制御回路）
マイクロコンピュータを主体に構成される図１の通電制御回路２００は、流体ブレーキ装置１００の外部に配置されてソレノイドコイル１５０及び車両のバッテリ４と電気接続されている。内燃機関の停止中において通電制御回路２００は、バッテリ４からの電力供給の遮断により、ソレノイドコイル１５０への通電をカットした状態とする。したがって、このときには、ソレノイドコイル１５０により磁束が発生せず、ブレーキ回転体１３０へ入力されるブレーキトルクが消失した状態となる。
【００３４】
一方、内燃機関の運転中において通電制御回路２００は、バッテリ４からの電力供給下、ソレノイドコイル１５０への通電電流を制御することにより、磁気粘性流体１４０に通過させる磁束を発生する。したがって、このときには、磁気粘性流体１４０の粘度が可変制御され、ブレーキ回転体１３０へ入力されるブレーキトルクが、ソレノイドコイル１５０への通電電流に追従して増減されることになる。
【００３５】
（位相調整機構）
図１〜３に示すように位相調整機構３００は、駆動回転体１０、従動回転体２０、リターン部材３０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。
【００３６】
全体として円筒状を呈する駆動回転体１０は、歯車部材１２及びスプロケット部材１３を同軸上に螺子留めしてなる。図１，２に示すように円環板状の歯車部材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１４を、周壁部に形成している。図１に示すように円筒状のスプロケット部材１３は、周壁部から外周側へ突出する歯１６を、回転方向に複数有している。スプロケット部材１３は、それら歯１６とクランク軸の複数の歯との間にタイミングチェーン（図示しない）を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される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へと伝達されるときには、駆動回転体１０が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２，３の反時計方向となる。
【００３７】
図１，３に示すように有底円筒状の従動回転体２０は、駆動回転体１０のうちスプロケット部材１３の内周側に同軸上に配置されている。従動回転体２０は、カム軸２に同軸上に外嵌されて螺子留めにより固定される固定部２１を、底壁部に形成している。かかる固定により従動回転体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と同様、図２，３の反時計方向に設定されている。
【００３８】
図１に示すように従動回転体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１４の内径よりも大きく設定され、また従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも多く設定されている。従動側内歯車部２２は、軸方向に駆動側内歯車部１４を挟んで流体ブレーキ装置１００と反対側に、配置されている。
【００３９】
リターン部材３０は、螺旋状に巻き回しされる線材により形成されるねじりコイルばねである。リターン部材３０は、弾性変形した状態にて、スプロケット部材１３の内周側に同軸上に配置されている。リターン部材３０は回転体１０，２０間にてねじり変形することによりリターントルクを発生して、駆動回転体１０に対する遅角側へ従動回転体２０を付勢する。
【００４０】
図１〜３に示すように、全体として円筒状を呈する遊星キャリア４０は、ブレーキ回転体１３０からブレーキトルクが伝達される伝達部４１を、周壁部に形成している。回転体１０，２０及びブレーキ回転体１３０のブレーキ軸１３１に対して同軸上に配置される円筒孔状の伝達部４１には、一対の溝部４２が開口しており、それら溝部４２に嵌合する継手４３を介して伝達部４１とブレーキ軸１３１とが連繋している。かかる連繋により遊星キャリア４０は、ブレーキ回転体１３０と一体に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、内燃機関の運転中における遊星キャリア４０の回転方向は、ブレーキ回転体１３０と同様、図２，３の反時計方向となる。
【００４１】
図１〜３に示すように遊星キャリア４０は、遊星歯車５０を軸受する軸受部４６を、周壁部に形成している。回転体１０，２０及びブレーキ回転体１３０のブレーキ軸１３１に対して偏心配置される円筒面状の軸受部４６は、遊星ベアリング４８を介して遊星歯車５０の中心孔５１に同軸上に嵌入されている。かかる嵌入により遊星歯車５０は、遊星運動可能に軸受部４６に支持されている。ここで遊星運動とは、遊星歯車５０がブレーキ軸１３１に対する軸受部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。したがって、遊星キャリア４０が駆動回転体１０に対して遊星歯車５０の公転方向に相対回転するときには、当該歯車５０が遊星運動することになる。
【００４２】
全体として段付円筒状を呈する遊星歯車５０は、歯底円よりも大径の歯先円を有する外歯車部５２，５４を、周壁部に形成している。駆動側内歯車部１４の内周側に配置されている駆動側外歯車部５２は、ブレーキ軸１３１に対する軸受部４６の偏心側において当該内歯車部１４と噛合している。駆動側外歯車部５２から流体ブレーキ装置１００とは反対側へ同軸上にずれて従動側内歯車部２２の内周側に配置されている従動側外歯車部５４は、ブレーキ軸１３１に対する軸受部４６の偏心側において当該内歯車部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の外径よりも大きく設定され、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１４の歯数よりも同数ずつ少なく設定されている。
【００４３】
以上の構成の位相調整機構３００は、ブレーキ回転体１３０へ入力されるブレーキトルクと、当該ブレーキトルクとは反対向きにブレーキ回転体１３０へ作用することになるリターン部材３０のリターントルクと、カム軸２からブレーキ回転体１３０へ伝達される変動トルクとの釣り合いに応じて、機関位相を調整する。
【００４４】
具体的には、ブレーキトルクの保持等によりブレーキ回転体１３０が駆動回転体１０との同速回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対して相対回転しない。その結果、遊星歯車５０が遊星運動することなく回転体１０，２０と連れ回りするので、機関位相が保持されることになる。一方、ブレーキトルクの増加等により、ブレーキ回転体１３０がリターントルクに抗して駆動回転体１０よりも低速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する遅角側へと相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角側へ相対回転するので、機関位相が進角することになる。また一方、ブレーキトルクの減少等により、ブレーキ回転体１３０がアシストトルクを受けて駆動回転体１０よりも高速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する進角側へと相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する遅角側へ相対回転するので、機関位相が遅角することになる。
【００４５】
（リターントルク入力機構）
図１，５に示すようにリターントルク入力機構６０は、上述したリターン部材３０に加えて、感温素子７０及び保持部材８０等によって構成されている。
【００４６】
リターン部材３０において螺旋状に巻かれた線材の一端部３１は、金属等の材料によって柱状に形成された連結部材３１ａを介して感温素子７０に係止されている。リターン部材３０の一端部３１は、リターン部材３０において螺旋状に巻き回しされる本体部分３０ａから外周側に延伸している。またリターン部材３０において螺旋状に巻かれた線材の他端部３２は、固定部２１に埋め込まれたボス３２ａを介して当該固定部２１に係止されている。リターン部材３０は、位相調整機構３００と接続されており、バルブタイミングを進角させる方向に機関位相が調整されるほど螺旋の中心軸まわりにねじられて、強い復元力を位相調整機構３００に作用させる。以上により、リターン部材３０は、位相調整機構３００における機関位相に対応したリターントルクであって、バルブタイミングを遅角させる方向に機関位相を戻すリターントルクを、当該位相調整機構３００に入力する。
【００４７】
感温素子７０は、リターン部材３０の外周側に配置されており、リターン部材３０と接続されている。感温素子７０は、筐体部７１、ワックス７４、ピストン７６、及びダイヤフラム７５を有している。
【００４８】
筐体部７１は、例えば熱伝導に優れる金属材料によって柱状に形成されている。筐体部７１の内部には、ワックス収容室７２が設けられている。ワックス収容室７２にはワックス７４が収容されている。ワックス収容室７２には、保持部材８０及び筐体部７１を通じて、バルブタイミング調整装置１の環境温度が伝達される。
【００４９】
ワックス７４は、例えばパラフィンワックスであって、筐体部７１のワックス収容室７２に封入されている。ワックス７４の温度が低下するほど、当該ワックス７４の体積は収縮する。またワックス７４の温度が上昇するほど、当該ワックス７４の体積は膨張する。このようなワックス７４の拡縮によって、筐体部７１内部におけるワックス収容室７２の容積が増減する。
【００５０】
ピストン７６は、筐体部７１を内外に貫通しており、筐体部７１に対して進退可能である。ピストン７６は、挟持部７８及び受圧部７７を形成している。挟持部７８は、ピストン７６において筐体部７１の外部に位置する部分であって、連結部材３１ａを挟持している。これによりピストン７６は、連結部材３１ａを通じてリターン部材３０の一端部３１と接続されている。受圧部７７は、板状に形成されており、筐体部７１の内部においてワックス収容室７２を区画している。受圧部７７は、ワックス７４の拡縮によって当該ワックス７４から受ける圧力により、筐体部７１の軸方向にピストン７６を変位させる。以上の構成により、ピストン７６は、ワックス７４の膨張及び収縮によって変位して筐体部７１に対して進退することにより、筐体部７１の外部にてリターン部材３０の弾性変形量を増加させる。
【００５１】
ダイヤフラム７５は、伸縮可能なゴム材料によって円環状に形成されている。ダイヤフラム７５は、ピストン７６の受圧部７７の外周壁と筐体部７１内部の内周壁との間に配置されて、これら外周壁及び内周壁と接合されている。ダイヤフラム７５は、ピストン７６の変位によって伸縮することにより、筐体部７１の内部におけるワックス収容室７２の区画を維持する。このようなダイヤフラム７５によるシール作用に発揮によって、ワックス収容室７２からのワックス７４の漏出は、防止されている。
【００５２】
保持部材８０は、金属材料によって円盤状に形成されており、複数の締結部材８２によってスプロケット部材１３に固定されている。保持部材８０には、感温素子７０の形状に対応した感温素子収容室８１が形成されている。保持部材８０は、ピストン７６の変位が可能な状態にて感温素子７０を感温素子収容室８１に収容しつつ、当該感温素子７０を保持している。
【００５３】
以上の構成によるバルブタイミング調整装置１では、内燃機関の停止した状態にて低温環境下に放置された場合、当該バルブタイミング調整装置１の環境温度も、時間の経過と共に低下する。すると、バルブタイミング調整装置１に収容されている磁気粘性流体１４０の温度も、環境温度と同程度にまで低下する。これにより、磁気粘性流体１４０のベース液であるオイルの粘度が上昇する（図４  破線参照）。故に、磁気粘性流体１４０からブレーキ回転体１３０に作用するブレーキトルクが、増加することとなる。加えて、位相調整機構３００の内部において、各構成間を潤滑しているオイルの粘度も、当該オイルの温度の低下によって上昇する。故に、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、位相調整機構３００における機関位相を調整するために要するトルクは、増加することとなる。
【００５４】
そこで、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを増加させる。このようなリターントルク入力機構６０の作動の詳細について、以下図１，６に基づいて説明する。
【００５５】
低温環境下（例えば摂氏−３０度程度）における内燃機関の始動直後のように、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、感温素子７０の温度も低下する。そのため、感温素子７０のワックス収容室７２に収容されたワックス７４は、収縮する（図６（ａ）参照）。このときピストン７６は、収縮するワックス７４に追従して、図６（ａ）に示す反時計方向に変位する。このピストン７６の変位が連結部材３１ａを介してリターン部材３０に伝達されることにより、感温素子７０は、リターン部材３０の弾性変形量をさらに増加させる。すると、図１，６に示すリターン部材３０のセット荷重が増加するので、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力が、さらに強くなる。以上により、位相調整機構３００に入力されるリターントルクは、当該位相調整機構３００によって調整可能な機関位相の全範囲において、環境温度の低下によって増加する。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを増加させるのである。尚、上述したリターン部材３０のセット荷重とは、位相調整機構３００の機関位相が最も遅角側である場合に、リターン部材３０を弾性変形させている力を示している。
【００５６】
また、内燃機関の継続的な稼働により、バルブタイミング調整装置１の環境温度が上昇して常温（例えば摂氏１３０度程度）となったとき、感温素子７０の温度も上昇している。そのため、感温素子７０のワックス収容室７２に収容されたワックス７４は、膨張する（図６（ｂ）参照）。するとピストン７６は、膨張するワックス７４の圧力によって、図６（ｂ）に示す時計方向に変位する。このピストン７６の変位が連結部材３１ａを介してリターン部材３０に伝達されることにより、感温素子７０は、リターン部材３０の弾性変形量を減少させる。すると、図１，６に示すリターン部材３０のセット荷重が減少するので、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力が、弱くなる。以上により、位相調整機構３００に入力されるリターントルクは、当該位相調整機構３００によって調整可能な機関位相の全範囲において、環境温度の上昇によって減少する。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が上昇するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを減少させるのである。
【００５７】
ここまで説明した第一実施形態では、ブレーキ回転体１３０に入力されるブレーキトルク及び機関位相の調整に要するトルクが、環境温度の低下によって増加していたとする。ことのとき、リターントルク入力機構６０は、リターントルクを増加させることにより、ブレーキトルクの増加によってバルブタイミングを進角させる方向に調整された機関位相を、バルブタイミングを遅角させる方向に戻すことができる。以上により、低温時であっても、磁気粘性流体１４０の粘度の可変制御により、位相調整機構３００における機関位相は、調整可能となる。
【００５８】
また、バルブタイミング調整装置１の環境温度が常温となったときには、磁気粘性流体１４０からブレーキ回転体１３０に入力されるブレーキトルクは、温度の上昇に伴う磁気粘性流体１４０の粘度低下によって、減少している。このとき、リターントルク入力機構６０は、位相調整機構３００に入力するリターントルクを減少させることにより、リターントルクとブレーキ回転体１３０に入力されるブレーキトルクとを釣り合い易くする。以上により、常温時では、磁気粘性流体１４０の粘度の可変制御により、位相調整機構３００における機関位相の安定した維持が、可能となる。
【００５９】
これらにより、バルブタイミング調整装置１において、低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とが、共に実現可能となるのである。
【００６０】
加えて第一実施形態によれば、環境温度が低下するほど収縮するワックス７４及びワックス７４の収縮により変位するピストン７６を用いることにより、リターントルク入力機構６０の構成の簡素化が、実現可能となる。加えて、このような構成の簡素化によって、リターントルク入力機構６０の信頼性は、高まり得る。故に、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほどリターントルクを増加させるというリターントルク入力機構６０の作動の確実性が、向上可能となる。したがって、バルブタイミング調整装置１の低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とが、さらに確実に実現可能となるのである。
【００６１】
尚、第一実施形態において、リターン部材３０が特許請求の範囲に記載の「弾性部材」に相当し、リターントルク入力機構６０が特許請求の範囲に記載の「トルク入力機構」に相当し、感温素子７０が特許請求の範囲に記載の「変形量増加手段」に相当し、ワックス収容室７２が特許請求の範囲に記載の「収容室」に相当し、筐体部７１が特許請求の範囲に記載の「収縮筐体部」に相当し、ワックス７４が特許請求の範囲に記載の「収縮部」に相当し、ピストン７６が特許請求の範囲に記載の「変位部」に相当し、通電制御回路２００及びソレノイドコイル１５０が特許請求の範囲に記載の「粘度制御手段」に相当し、バルブタイミングを進角させる方向が特許請求の範囲に記載の「特定方向」に相当し、バルブタイミングを遅角させる方向が特許請求の範囲に記載の「反対方向」に相当する。
【００６２】
（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。第二実施形態の感温素子７０には、コイルスプリング２７９がさらに設けられている。コイルスプリング２７９は、金属材料による線材を螺旋状に巻き回しすることによって形成されている。コイルスプリング２７９は、軸方向に沿って縮められた状態にて、筐体部７１内部において受圧部７７を挟んでワックス収容室７２とは反対側の空間（以下、「スプリング収容室２７３」という）に収容されている。コイルスプリング２７９は、筐体部７１の内部においてピストン７６の受圧部７７をワックス７４に向けて付勢している。
【００６３】
以上のコイルスプリング２７９が設けられたリターントルク入力機構６０の作動について、以下説明する。
【００６４】
バルブタイミング調整装置１（図１参照）の環境温度の低下によってワックス７４が収縮すると、ピストン７６は、収縮するワックス７４に追従して、図７（ａ）に示す反時計方向に変位する。コイルスプリング２７９によってワックス７４に向けて付勢されることにより、ピストン７６は、収縮するワックス７４に追従して確実に変位し得る。このピストン７６の変位が図１，７に示すリターン部材３０の弾性変形量をさらに増加させることにより、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力は、さらに強くなる。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを確実に増加させることができる。
【００６５】
また、バルブタイミング調整装置１の温度が上昇して常温となることで、ワックス７４は膨張する（図７（ｂ）参照）。これによりピストン７６は、膨張するワックス７４の圧力によって、コイルスプリング２７９の付勢力に抗して図７（ｂ）に示す時計方向に変位し得る。このピストン７６の変位が図１，７に示すリターン部材３０の弾性変形量を減少させることにより、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力は、弱くなる。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が上昇するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを減少させることができる。
【００６６】
ここまで説明した第二実施形態では、感温素子７０にコイルスプリング２７９が設けられることにより、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほどリターントルクを増加させるリターントルク入力機構６０の作動の確実性が、向上可能となる。したがって、バルブタイミング調整装置１における低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とが、確実に実現可能となるのである。
【００６７】
尚、第二実施形態において、コイルスプリング２７９が特許請求の範囲に記載の「付勢部」に相当する。
【００６８】
（第三実施形態）
図８に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。第三実施形態の感温素子３７０は、連結部材３１ａの時計方向に配置されている。感温素子３７０では、ワックス収容室７２及びスプリング収容室２７３の配置が、第一，第二実施形態による感温素子７０（図５参照）に対して、筐体部７１の軸方向において逆になっている。ワックス収容室７２は、筐体部７１内部において受圧部７７よりも挟持部７８側に形成されている。また、スプリング収容室２７３は、筐体部７１内部において受圧部７７よりも挟持部７８から離間した側に形成されている。このような第三実施形態の感温素子３７０を有するリターントルク入力機構６０の作動について、以下説明する。
【００６９】
バルブタイミング調整装置１（図１参照）の環境温度の低下によってワックス７４が収縮すると、ピストン７６は、コイルスプリング２７９の付勢力によって、収縮するワックス７４に追従して、図８（ａ）に示す反時計方向に変位する。このピストン７６の変位が図１，８に示すリターン部材３０の弾性変形量をさらに増加させることにより、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力は、さらに強くなる。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを確実に増加させることができる。
【００７０】
また、バルブタイミング調整装置１の温度が上昇して常温となることで、ワックス７４は膨張する（図８（ｂ）参照）。これによりピストン７６は、膨張するワックス７４の圧力によって、コイルスプリング２７９の付勢力に抗して図８（ｂ）に示す時計方向に変位し得る。このピストン７６の変位が図１，８に示すリターン部材３０の弾性変形量を減少させることにより、位相調整機構３００に作用するリターン部材３０の復元力は、弱くなる。以上のようにして、リターントルク入力機構６０は、バルブタイミング調整装置１の環境温度が上昇するほど、位相調整機構３００に入力するリターントルクを減少させることができる。
【００７１】
ここまで説明した第三実施形態の感温素子３７０を用いても、リターントルク入力機構６０は、位相調整機構３００に入力するリターントルクを環境温度に対応させて増減させることができる。故に、第三実施形態によるバルブタイミング調整装置１は、低温時における機関位相の調整と、常温時における機関位相の安定した維持とを、共に実現することができるのである。
【００７２】
（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００７３】
上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の「変形量増加手段」としての感温素子７０が、バルブタイミング調整装置１の環境温度が低下するに従って収縮するワックス７４によって、リターン部材３０の弾性変形量を増加させていた。しかし、「変形量増加手段」は、上述の感温素子に限定されない。例えば、バルブタイミング調整装置の環境温度を検出する温度計測器と、当該温度計測器によって検出される温度が低下するほどリターン部材の弾性変形量を増加させるよう変位するアクチュエータとによって、「変形量増加手段」が構成されていてもよい。さらに、バルブタイミング調整装置は、リターン部材等の「弾性部材」が省略されると共に、温度計測器によって計測される温度が低下するほどリターントルクを増加させるアクチュエータを「トルク入力機構」として備える形態であってもよい。
【００７４】
上記実施形態では、バルブタイミング調整装置は、内燃機関の「動弁」のうち吸気弁のバルブタイミングを調整していた。しかし、バルブタイミング調整装置によってバルブタイミングを調整される「動弁」は、排気弁であってもよい。この場合、バルブタイミングを遅角させる方向が特許請求の範囲に記載の「特定方向」に相当し、バルブタイミングを進角させる方向が特許請求の範囲に記載の「反対方向」に相当する。
【００７５】
上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の「弾性部材」として、金属製のねじりばねであるリターン部材３０が用いられていた。しかし、「弾性部材」は、ねじりばねに限定されない。例えば、コイルスプリングやプレートスプリング等であってもよい。又は、ゴム材料等によって形成された弾性部材が、用いられていてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の「収縮部」として、ワックス７４が用いられていた。しかし、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど、収縮する材料であれば、種々の材料を「収縮部」として用いることができる。加えて、「収縮部」は、ワックス７４のように半固体状の材料でなくてもよく、固体状及び液体状、さらには気体状であってもよい。
【００７７】
より具体的には、特許請求の範囲に記載の「収縮部」は、温度によって形状の変化する形状記憶合金よりなるスプリングであってもよい。形状記憶合金は、例えばチタン及びニッケルの合金である。その作動を詳しく説明すると、形状記憶合金によって形成されるスプリングは、バルブタイミング調整装置の環境温度が低下するほど収縮し、バルブタイミング調整装置の環境温度が上昇することで形状を回復させる。このようなスプリングの作動によれば、感温素子（変形量増加手段）は、低温環境下ではリターン部材３０の弾性変形量をさらに増加させて、位相調整機構３００にリターン部材３０から入力されるリターントルクを強めることができる。また、感温素子（変形量増加手段）は、常温環境下ではリターン部材３０の弾性変形量を減少させることで、位相調整機構３００にリターン部材３０から入力されるリターントルクを弱めることができる。尚、形状記憶合金は、鉄を主成分とし、マンガン及びケイ素の混入された合金等であってもよい。また、スプリングの形状は、コイル状であってもよく、或いは皿状又は板状であってもよい。
【００７８】
以上の他、上記実施形態では、ブレーキ軸１３１との連繋によりブレーキ回転体１３０への入力ブレーキトルクに応じて機関位相を調整可能な任意の構造を、位相調整機構３００の構造として採用することができる。また、本発明としては、「動弁」としての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の他、ブレーキトルクを利用する各種の装置に適用することができるのである。
【符号の説明】
【００７９】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、４  バッテリ、１０  駆動回転体、１２  歯車部材、１３  スプロケット部材、１４  駆動側内歯車部、１６  歯、２０  従動回転体、２１  固定部、２２  従動側内歯車部、３０  リターン部材（弾性部材）、３０ａ  本体部分、３１  一端部、３１ａ  連結部材、３２  他端部、３２ａ  ボス、４０  遊星キャリア、４１  伝達部、４２  溝部、４３  継手、４６  軸受部、４８  遊星ベアリング、５０  遊星歯車、５１  中心孔、５２  外歯車部、５４  従動側外歯車部、６０  リターントルク入力機構（トルク入力機構）、７０，３７０  感温素子（変形量増加手段）、７１  筐体部（収縮筐体部）、７２  ワックス収容室（収容室）、２７３  スプリング収容室、７４  ワックス（収縮部）、７５  ダイヤフラム、７６  ピストン（変位部）、７７  受圧部、７８  挟持部、２７９  コイルスプリング（付勢部）、８０  保持部材、８１  感温素子収容室、８２  締結部材、１００  流体ブレーキ装置、１１０  筐体、１１１  固定部材、１１２  カバー部材、１１４  流体室、１１４ａ，１１４ｂ  磁気ギャップ、１１６  軸受、１３０  ブレーキ回転体、１３１  ブレーキ軸、１３２  ブレーキロータ、１３４  磁束ガイドロータ、１４０  磁気粘性流体、１５０  ソレノイドコイル（粘度制御手段）、１５１  樹脂ボビン、１６０  シール構造、１７０  磁気シールスリーブ、１７１  永久磁石、１７４，１７５  磁束ガイドヨーク、１８０，１８１  シールギャップ、２００  通電制御回路（粘度制御手段）、３００  位相調整機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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