(57)【要約】【課題】  オイル漏れを抑制可能なバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】  バルブタイミング調整装置１０は、スプロケット１１とベーンロータ４０との間に設けられた第１シール部材３１と、ハウジング２０とベーンロータ４０との間に設けられた第２シール部材３５とを備える。第１シール部材３１は、ベーンロータ４０に対し径方向および軸方向へ相対移動可能であり、第２シール部材３５は、ベーンロータ４０および第１シール部材３１に対し径方向および軸方向へ相対移動可能である。ベーンロータ４０は押圧用油路５６を有する。押圧用油路５６は、シール溝６０の溝底６２、６４、６６に開口し、外部から導入される作動油を進角室２３および遅角室２４を経由することなく第１シール部材３１および第２シール部材３５に導き、第１シール部材３１および第２シール部材３５を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（９０）の駆動軸（９３）と従動軸（９７、９８）との回転位相を変化させることにより、前記従動軸が駆動する吸気バルブ（９１）または排気バルブ（９２）の開閉タイミングを調整可能なバルブタイミング調整装置（１０、１００、１２０、１３０、１５０）であって、
前記駆動軸および前記従動軸の一方と一体に回転可能な第１ハウジング（１１、１３１）と、
前記第１ハウジングに固定され、前記第１ハウジングと共に複数の圧力室を区画形成している第２ハウジング（２０、１１２、１４０）と、
前記第１ハウジング内または前記第２ハウジング内で前記駆動軸および前記従動軸の他方と一体に回転可能なボス部（４１、１０３、１５２）、および、前記圧力室を進角室（２３）と遅角室（２４）とに仕切るように前記ボス部から放射状に延びている複数のベーン部（４２、１０２）、を形成しているベーンロータ（４０、１１０、１２１、１４７、１５１）と、
前記第１ハウジングと前記ベーンロータとの間に設けられ、前記ベーンロータに対し径方向および軸方向へ相対移動可能な第１シール部材（３１、１１０、１３４、１３６）と、
前記第２ハウジングと前記ベーンロータとの間に設けられ、前記ベーンロータおよび前記第１シール部材に対し径方向および軸方向へ相対移動可能な第２シール部材（３５、１１１、１４３、１４５）と、
を備え、
前記ベーンロータは、前記第１シール部材に対する接触面（６２、６４）および前記第２シール部材に対する接触面（６２、６６）に開口し、外部から導入される作動油を前記進角室および前記遅角室を経由することなく前記第１シール部材および前記第２シール部材に導き、前記第１シール部材および前記第２シール部材を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する押圧用油路（５６、１０８、１０９、１２２、１２３）、を有す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】
前記第１シール部材は、前記ベーンロータのうち前記第１ハウジングに対する摺動壁（５４）の径内端まで延びており、
前記第２シール部材は、前記ベーンロータのうち前記第２ハウジングに対する摺動壁（５５）の径内端まで延び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（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項３】
前記第１シール部材は、軸方向へ延び前記ベーンロータの周壁面（６２）に接触可能な第１周壁部（３２）と、前記第１周壁部のうち前記第１ハウジング側の一端部から径内方向へ延び前記ベーンロータの一方の側壁面（６４）に接触可能な第１側壁部（３３）と、を有し、Ｌ字形に形成され、
前記第２シール部材は、軸方向へ延び前記ベーンロータの前記周壁面に接触可能な第２周壁部（３６）と、前記第２周壁部のうち前記第２ハウジング側の一端部から径内方向へ延び前記ベーンロータの他方の側壁面（６６）に接触可能な第２側壁部（３７）と、を有し、Ｌ字形に形成され、前記第１シール部材と同じ形状であり
前記第１シール部材の前記第１周壁部の他端部は、前記第２シール部材の前記第２周壁部の他端部に対し周方向で重ねられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブタイミング調整装置（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項４】
前記ベーンロータ（４０、１５１）は、外部から作動油が流入可能な供給油路（４６）と、前記進角室に連通している進角油路（４７）と、前記遅角室に連通している遅角油路（４８）と、を有し、
前記供給油路と前記進角油路との連通および遮断を切り替えるとともに、前記供給油路と前記遅角油路との連通および遮断を切り替える油路切替弁（７０、７７）、をさらに備え、
前記押圧用油路は、前記供給油路に直接連通してい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（１０、１５０）。
【請求項５】
前記吸気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１００）であって、
前記ベーンロータ（１０１）は、外部から導入された作動油を前記進角室に供給可能な進角油路（４７）と、外部から導入された作動油を前記遅角室に供給可能な遅角油路（４８）と、を有し、
前記押圧用油路（１０８、１０９）は、前記進角油路に直接連通してい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。
【請求項６】
前記排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１２０、１３０）であって、
前記ベーンロータ（１２１、１４７）は、外部から導入された作動油を前記進角室に供給可能な進角油路（４７）と、外部から導入された作動油を前記遅角室に供給可能な遅角油路（４８）と、を有し、
前記押圧用油路（１２２、１２３）は、前記遅角油路に直接連通してい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。
【請求項７】
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、前記ベーンロータの前記ベーン部および前記ボス部の両方に設けられてい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（１００、１２０、１３０）。
【請求項８】
前記第２シール部材は、前記第１シール部材とは異なる材料から構成されてい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（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項９】
前記第１ハウジング（１３１）は、前記第１シール部材に対し軸方向に対向する屈曲部（１３３）または湾曲部を含む第１内壁面（１３２）を有し、
前記第１シール部材（１３４、１３６）は、前記第１ハウジングの前記第１内壁面に密着可能な第１シール面（１３５、１３７）を有し、
前記第２ハウジング（１４０）は、前記第２シール部材に対し軸方向に対向する屈曲部（１４２）または湾曲部を含む第２内壁面（１４１）を有し、
前記第２シール部材（１４３、１４５）は、前記第２ハウジングの前記第２内壁面に密着可能な第２シール面（１４４、１４６）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置（１３０）。
【請求項１０】
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、前記第１ハウジングまたは前記第２ハウジングに対する摺動面（３４、３８）に表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項１１】
前記ベーンロータは樹脂製であり、
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、前記ベーンロータとは異なる材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項１２】
前記第１シール部材および前記第２シール部材は金属製であ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（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項１３】
前記ベーンロータの前記ベーン部は、前記ボス部から径外方向へ延びている第１羽根部（５１）および第２羽根部（５２）と、前記第１羽根部と前記第２羽根部とをつなぎ、外側に前記第１シール部材および前記第２シール部材が設けられている接続部（５３）と、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（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項１４】
前記ベーンロータは、樹脂製であり、前記第１シール部材および前記第２シール部材がセットされた金型内に溶融樹脂を流し込み固化させることにより成形されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置（１０、１００、１２０、１３０、１５０）。
【請求項１５】
前記ベーンロータ（１５１）の前記ボス部（１５２）は、金属製のインサート部材（１５３）を有し、
前記インサート部材は、前記第１シール部材が軸方向および径方向に相対移動可能に嵌合する第１案内溝（１５４）と、前記第２シール部材が軸方向および径方向に相対移動可能に嵌合する第２案内溝（１５５）と、を有することを特徴とする請求項１４に記載のバルブタイミング調整装置（１５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの駆動軸と従動軸との回転位相を変化させることにより、従動軸が駆動する吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを調整可能なバルブタイミング調整装置が知られている。例えば特許文献１に開示されたバルブタイミング調整装置は、ハウジング内の進角室および遅角室の油圧を変化させ、ベーンロータをハウジングに対し相対回動させることにより、開閉タイミングを変更する。
【０００３】
ベーンロータのベーン部の先端には、シール部材が設けられている。進角室の圧力が遅角室の圧力よりも大きいとき、シール部材は、進角室からシール部材とベーン部とのクリアランスに侵入した作動油による油圧によって、ベーンロータの溝のうち遅角室側の壁面と、ハウジングの内壁とに押し付けられる。一方、遅角室の圧力が進角室の圧力よりも大きいとき、シール部材は、遅角室からシール部材とベーン部とのクリアランスに侵入した作動油による油圧によって、ベーンロータの溝のうち進角室側の壁面と、ハウジングの内壁とに押し付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８１９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたバルブタイミング調整装置では、進角室と遅角室との圧力差が小さくなるとき、シール部材に作用する進角室側の油圧と遅角室側の油圧との差が小さくなり、シール部材の位置が定まりにくく、オイル漏れが生じ易いという問題がある。
また、シール部材とベーンロータのベーン部とのクリアランスには、オイルポンプから導入された作動油が進角室または遅角室を経由して供給される。そのため、オイルポンプから上記クリアランスに到達するまでの作動油の圧力損失が大きいので、シール部材に作用する押圧力を十分に得ることができず、オイル漏れが生じ易いという問題がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイル漏れを抑制可能な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】
【０００６】
本発明によるバルブタイミング調整装置は、圧力室を区画形成している第１ハウジングおよび第２ハウジングと、圧力室を進角室と遅角室とに仕切るベーン部を形成しているベーンロータと、第１ハウジングとベーンロータとの間に設けられている第１シール部材と、第２ハウジングとベーンロータとの間に設けられている第２シール部材と、を備える。第１シール部材は、ベーンロータに対し径方向および軸方向へ相対移動可能であり、第２シール部材は、ベーンロータおよび第１シール部材に対し径方向および軸方向へ相対移動可能である。
【０００７】
また、ベーンロータは押圧用油路を有する。押圧用油路は、第１シール部材に対する接触面および第２シール部材に対する接触面に開口し、外部から導入される作動油を進角室および遅角室を経由することなく第１シール部材および第２シール部材に導き、第１シール部材および第２シール部材を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。
したがって、第１シール部材は、第１ハウジングとベーンロータとの間の径方向隙間および軸方向隙間を両方とも封止することができ、また第２シール部材は、第２ハウジングとベーンロータとの間の径方向隙間および軸方向隙間を両方とも封止することができる。
【０００８】
また、各シール部材を押圧するための作動油は、進角室および遅角室を経由せずベーンロータ内部の押圧用油路から直接供給される。そのため、外部から導入された作動油が各シール部材に到達するまでの作動油の圧力損失を小さくすることができ、また進角室と遅角室との圧力差に拘わらず各シール部材を有効に押圧することができる。例えば進角室の圧力と遅角室の圧力とが同じであっても各シール部材を有効に押圧することができる。それゆえ、オイル漏れを抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置が適用されたバルブタイミング調整システムの概略構成を説明する図である。
【図２】図１のバルブタイミング調整装置が適用されたエンジンを示す図である。
【図３】図１のバルブタイミング調整装置の縦断面図である。
【図４】図３の矢印ＩＶ方向に見たバルブタイミング調整装置のうち、ハウジングの外郭部の一部およびアシストスプリングを省略した図である。
【図５】図３の矢印Ｖ方向に見た第１シール部材および第２シール部材を示す図である。
【図６】図３の第２シール部材を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置の縦断面図である。
【図８】図７の矢印ＶＩＩＩ方向に見たバルブタイミング調整装置のうち、ハウジングの外郭部の一部を省略した図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置の縦断面図である。
【図１０】図９の矢印Ｘ方向に見たバルブタイミング調整装置のうち、ハウジングの外郭部の一部を省略した図である。
【図１１】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置の縦断面図である。
【図１２】図１１の矢印ＸＩＩ方向に見たバルブタイミング調整装置のうち、ハウジングの外郭部の一部を省略した図である。
【図１３】本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置の縦断面図である。
【図１４】図１３の矢印ＸＩＶ方向に見たバルブタイミング調整装置のうち、ハウジングの外郭部の一部およびアシストスプリングを省略した図である。
【図１５】図１３のベーンロータが有するインサート部材、第１シール部材および第２シール部材を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置は、図１に示すバルブタイミング調整システムに適用されている。バルブタイミング調整システム５は、図２に示すエンジン９０の吸気バルブ９１の開閉タイミングを調整するためのものである。図２に示すように、エンジン９０の駆動軸であるクランクシャフト９３の回転は、スプロケット１１、９４、９５に巻き掛けられているチェーン９６を介してカムシャフト９７、９８に伝達される。カムシャフト９７は吸気バルブ９１を開閉駆動する従動軸であり、カムシャフト９８は排気バルブ９２を開閉駆動する従動軸である。
【００１１】
バルブタイミング調整システム５は、クランクシャフト９３と一体に回転するスプロケット１１に対しカムシャフト９７を回転方向に相対回動させることにより、吸気バルブ９１の開閉タイミングを早くする。このように吸気バルブ９１の開閉タイミングが早くなるようにカムシャフト９７を相対回動させることを「進角させる」という。
また、バルブタイミング調整システム５は、スプロケット１１に対しカムシャフト９７を回転方向とは反対方向に相対回動させることにより、吸気バルブ９１の開閉タイミングを遅くする。このように吸気バルブ９１の開閉タイミングが遅くなるようにカムシャフト９７を相対回動させることを「遅角させる」という。
【００１２】
先ず、バルブタイミング調整システム５の概略構成を図１〜図４に基づき説明する。
バルブタイミング調整システム５は、バルブタイミング調整装置１０、オイルポンプ８５、リニアソレノイド８６および電子制御装置８８から構成されている。
【００１３】
バルブタイミング調整装置１０は、スプロケット１１、ハウジング２０、ベーンロータ４０、スリーブボルト７０およびスプール７７などを備えている。
スプロケット１１は、特許請求の範囲に記載の「第１ハウジング」に相当し、クランクシャフト９３と一体に回転する。
ハウジング２０は、特許請求の範囲に記載の「第２ハウジング」に相当し、外郭部２１および複数の仕切り部２２を有している。外郭部２１は、カップ状に形成され、外縁部がスプロケット１１に固定されている。各仕切り部２２は、外郭部２１の内部を複数の圧力室に仕切るように放射状に延びている。
【００１４】
ベーンロータ４０は、ハウジング２０内でカムシャフト９７と一体に回転可能であり、ボス部４１および複数のベーン部４２を有している。ボス部４１は、筒状に形成され、カムシャフト９７と一体に回転可能である。各ベーン部４２は、ハウジング２０内の圧力室を進角室２３と遅角室２４とに仕切るように放射状に延びている。ベーンロータ４０は、ボス部４１の径内壁に形成された環状の供給溝４３および遅角溝４４と、ボス部４１の径内壁に形成されたＣ字状の進角溝４５と、供給溝４３から軸方向に延び外部から作動油が流入可能な供給油路４６と、進角溝４５から径外方向に延び進角室２３に連通している進角油路４７と、遅角溝４４から径外方向に延び遅角室２４に連通している遅角油路４８とを有している。ベーンロータ４０は、進角室２３および遅角室２４の作動油の圧力に応じてハウジング２０に対し図４中の矢印Ｙ１方向の進角側または図４中の矢印Ｙ２方向の遅角側に回動する。
【００１５】
スリーブボルト７０は、ベーンロータ４０のボス部４１の径内壁に嵌合している有底筒状のスリーブ部７１と、スリーブ部７１のうちスプロケット１１側の底部から軸方向に延び、カムシャフト９７にねじ込まれているねじ部７２と、スリーブ部７１の開口端部に形成されている頭部７３と、を有している。スリーブ部７１は、供給溝４３に一致する軸方向位置で径方向に貫通している供給ポート７４と、進角溝４５に一致する軸方向位置で径方向に貫通している進角ポート７５と、遅角溝４４に一致する軸方向位置で径方向に貫通している遅角ポート７６と、を有している。スリーブボルト７０は、ベーンロータ４０をカムシャフト９７に固定している。
【００１６】
スプール７７は、スリーブボルト７０のスリーブ部７１内で軸方向に往復移動可能であり、軸方向に移動することによりスリーブ部７１の各ポート同士の連通と遮断とを切り替え可能である。スプール７７は、スプリング７８によりリニアソレノイド８６側に付勢されている。スプール７７の軸方向位置は、スプリング７８の付勢力とリニアソレノイド８６による押圧力とのバランスにより決まる。スリーブボルト７０およびスプール７７は、特許請求の範囲に記載の「油路切替弁」を構成している。
【００１７】
オイルポンプ８５は、オイルパン８４から汲み上げた作動油を、供給油路６８、６９、４６および供給溝４３を経由し供給ポート７４に供給する。
リニアソレノイド８６は、スプール７７を軸方向に押圧可能な出力ロッド８７を有している。出力ロッド８７は、リニアソレノイド８６内部のコイルが通電されることにより発生する磁界に応じて軸方向に移動する。
電子制御装置８８は、バルブタイミング調整装置１０のハウジング２０に対するベーンロータ４０の回転位相が目標値に一致するように、リニアソレノイド８６を駆動してスプール７７の軸方向位置を制御する。
【００１８】
以上のように構成されたバルブタイミング調整システム５では、回転位相が目標値よりも遅角側である場合、バルブタイミング調整装置１０の供給ポート７４と進角ポート７５とが連通するように、電子制御装置８８がスプール７７の軸方向位置を制御する。これにより、作用油がバルブタイミング調整装置１０の進角室２３に供給されるとともに、遅角室２４の作動油がスプール７７の外側を経由して排出される。
【００１９】
また、回転位相が目標値よりも進角側である場合、バルブタイミング調整装置１０の供給ポート７４と遅角ポート７６とが連通するように、電子制御装置８８がスプール７７の軸方向位置を制御する。これにより、作用油がバルブタイミング調整装置１０の遅角室２４に供給されるとともに、進角室２３の作動油がスプール７７内を経由して排出される。
【００２０】
また、回転位相が目標値と一致する場合、バルブタイミング調整装置１０の供給ポート７４と進角ポート７５および遅角ポート７６との連通が遮断されるように、電子制御装置８８がスプール７７の軸方向位置を制御する。これにより、バルブタイミング調整装置１０の進角室２３および遅角室２４の作動油が保持される。
【００２１】
次に、バルブタイミング調整装置１０の特徴構成を図１および図３〜図６に基づき説明する。
ハウジング２０の外郭部２１は、ベーンロータ４０に対し径外方向に位置する大径筒部２５と、大径筒部２５のうちスプロケット１１とは反対側に位置する底部２６と、底部２６から突き出す小径筒部２７と、を有している。小径筒部２７内にはアシストスプリング８０が収容されている。
【００２２】
ハウジング２０は、樹脂複合材料から構成されている。第１実施形態では、上記樹脂複合材料として繊維強化プラスチックが採用されている。繊維強化プラスチックは、例えばガラス繊維やカーボン繊維などの補強材を樹脂の中に入れて強度を向上させた複合材料である。樹脂は、耐熱性および耐油性のある例えばＰＡ６６、ＰＰＳ、ｍ−ＰＰＥ、ＰＥＥＫおよびＰＦなどが用いられる。
スプロケット１１は、金属製であり、図２のチェーン９６を巻き掛け可能な外歯１５を形成し、カムシャフト９７が挿通可能な通孔１６を有している。ハウジング２０は、ビス７９によりスプロケット１１に固定されている。
【００２３】
アシストスプリング８０の一端部８１は、ハウジング２０の外壁に形成された係止ピン２８に係止され、他端部８２は、ベーンロータ４０のベーン部４２に形成された係止溝４９に係止されている。アシストスプリング８０は、ベーンロータ４０を進角側に付勢している。
ベーンロータ４０のボス部４１は、ロックピン８３を軸方向に摺動可能に支持する摺動孔５０を有している。ロックピン８３は、スプロケット１１に抜き差し可能であり、スプロケット１１に差し込まれるとベーンロータ４０とスプロケット１１との相対回動を規制する。
【００２４】
ベーンロータ４０のベーン部４２は、ボス部４１から径外方向へ延びている第１羽根部５１と、ボス部４１のうち第１羽根部５１に対し周方向へ離れた位置から径外方向へ延びている第２羽根部５２と、第１羽根部５１と第２羽根部５２とをつなぐ接続部５３と、を有する。接続部５３は、第１羽根部５１および第２羽根部５２と比べ、径方向長さおよび軸方向幅が小さい。第１羽根部５１と第２羽根部５２との間には、接続部５３の外面を溝底とするシール溝６０が区画形成されている。シール溝６０は、軸方向に延びる第１溝部６１と、第１溝部６１のスプロケット１１側の端部から径内方向へ延びる第２溝部６３と、第１溝部６１のスプロケット１１とは反対側の端部から径内方向へ延びる第３溝部６５と、から構成されている。
【００２５】
シール溝６０には、第１シール部材３１および第２シール部材３５が設けられている。
第１シール部材３１は、ベーンロータ４０のベーン部４２とスプロケット１１およびハウジング２０の大径筒部２５との間に設けられている。具体的には、第１シール部材３１は、シール溝６０の第１溝部６１に沿って軸方向へ延び、第１溝部６１の溝底６２に接触可能な第１周壁部３２と、第１周壁部３２のうちスプロケット１１側の一端部からシール溝６０の第２溝部６３に沿って径内方向へ延び、第２溝部６３の溝底６４に接触可能な第１側壁部３３と、を有し、Ｌ字形に形成されている。第１周壁部３２の他端部は、段付き状に形成され、第１周壁部３２の中央部と比べて幅が半分である。第１シール部材３１の第１側壁部３３は、ベーンロータ４０のうちスプロケット１１に対する摺動壁５４の径内端まで径内方向へ延びている。溝底６２は、特許請求の範囲に記載の「ベーンロータの周壁面」に相当する。また溝底６４は、特許請求の範囲に記載の「ベーンロータの一方の側壁面」に相当する。第１シール部材３１は、ベーンロータ４０に対し径方向および軸方向へ相対移動可能である。
【００２６】
第２シール部材３５は、ベーンロータ４０のベーン部４２とハウジング２０の大径筒部２５および底部２６との間に設けられている。具体的には、第２シール部材３５は、シール溝６０の第１溝部６１に沿って軸方向へ延び、第１溝部６１の溝底６２に接触可能な第２周壁部３６と、第２周壁部３６のうち底部２６側の一端部からシール溝６０の第３溝部６５に沿って径内方向へ延び、第３溝部６５の溝底６６に接触可能な第２側壁部３７と、を有し、Ｌ字形に形成されている。第２周壁部３６の他端部は、段付き状に形成され、第２周壁部３６の中央部と比べて幅が半分である。第２シール部材３５の第２側壁部３７は、ベーンロータ４０のうちハウジング２０の底部２６に対する摺動壁５５の径内端まで径内方向へ延びている。溝底６６は、特許請求の範囲に記載の「ベーンロータの他方の側壁面」に相当する。第２シール部材３５は、ベーンロータ４０および第１シール部材３１に対し径方向および軸方向へ相対移動可能である。
第１シール部材３１と第２シール部材３５とは、形状が同じであり、周壁部３２、３６の他端部同士が周方向で重ねられている。
【００２７】
ベーンロータ４０は、樹脂製である。第１シール部材３１および第２シール部材３５は、ベーンロータ４０とは異なる材料から構成されている。本実施形態では、第１シール部材３１は焼き入れ鋼から構成され、第２シール部材３５はアルミニウム合金から構成されている。また第１シール部材３１および第２シール部材３５は、ハウジング２０およびスプロケット１１に対する摺動面３４、３８、３９に表面処理が施されている。上記表面処理は、例えばめっき、蒸着、プリント、または塗装などである。
ベーンロータ４０は、第１シール部材３１および第２シール部材３５がセットされた金型内に溶融樹脂を流し込み固化させることにより成形される。第１シール部材３１および第２シール部材３５が成形後のベーンロータ４０に対し相対移動可能となるように、ベーンロータ４０の材料が選定されるとともに、金型へのセット時に第１シール部材３１および第２シール部材３５のうちベーンロータ４０との境界面に剥離処理が施される。
【００２８】
ベーンロータ４０は、「第１シール部材３１に対する接触面」である溝底６２、６４、および、「第２シール部材３５に対する接触面」である溝底６２、６６に開口する押圧用油路５６を有している。押圧用油路５６は、供給油路４６に直接連通しており、外部から供給油路４６に導入される作動油を進角室２３および遅角室２４を経由することなく第１シール部材３１および第２シール部材３５に導き、第１シール部材３１および第２シール部材３５を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。
オイルポンプ８５から供給油路４６に圧送された作動油は、スプール７７の作動位置に拘わらず押圧用油路５６を通じて溝底６２、６４と第１シール部材３１とのクリアランス、および、溝底６２、６６と第２シール部材３５とのクリアランスに導かれる。各クリアランスの作動油は、第１シール部材３１をハウジング２０の大径筒部２５とスプロケット１１とに押し付けるとともに、第２シール部材３５をハウジング２０の大径筒部２５と底部２６とに押し付け、進角室２３と遅角室２４との隙間を油密に封止する。
【００２９】
以上説明したように、第１実施形態によるバルブタイミング調整装置１０は、スプロケット１１とベーンロータ４０との間に設けられている第１シール部材３１と、ハウジング２０とベーンロータ４０との間に設けられている第２シール部材３５と、を備える。第１シール部材３１は、ベーンロータ４０に対し径方向および軸方向へ相対移動可能であり、第２シール部材３５は、ベーンロータ４０および第１シール部材３１に対し径方向および軸方向へ相対移動可能である。
【００３０】
また、ベーンロータ４０は押圧用油路５６を有する。押圧用油路５６は、シール溝６０の溝底６２、６４、６６に開口し、外部から導入される作動油を進角室２３および遅角室２４を経由することなく第１シール部材３１および第２シール部材３５に導き、第１シール部材３１および第２シール部材３５を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。
したがって、第１シール部材３１は、スプロケット１１とベーンロータ４０との間の軸方向隙間、および、ハウジング２０の大径筒部２５とベーンロータ４０との間の径方向隙間を両方とも封止することができる。また第２シール部材３５は、ハウジング２０の底部２６とベーンロータ４０との間の軸方向隙間、および、ハウジング２０の大径筒部２５とベーンロータ４０との間の径方向隙間を両方とも封止することができる。
【００３１】
また、第１シール部材３１および第２シール部材３５を押圧するための作動油は、進角室２３および遅角室２４を経由せずベーンロータ４０内部の押圧用油路５６から直接供給される。そのため、外部から導入された作動油が各シール部材３１、３５に到達するまでの作動油の圧力損失を小さくすることができ、また進角室２３と遅角室２４との圧力差に拘わらず各シール部材３１、３５を有効に押圧することができる。例えば進角室２３の圧力と遅角室２４の圧力とが同じであっても各シール部材３１、３５を有効に押圧することができる。それゆえ、オイル漏れを抑制可能である。
【００３２】
また、第１実施形態では、第１シール部材３１の第１側壁部３３は、ベーンロータ４０のうちスプロケット１１に対する摺動壁５４の径内端まで径内方向へ延びている。また第２シール部材３５の第２側壁部３７は、ベーンロータ４０のうちハウジング２０の底部２６に対する摺動壁５５の径内端まで径内方向へ延びている。
したがって、ベーンロータ４０とハウジング２０およびスプロケット１１との軸方向隙間を可及的に封止することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、第１シール部材３１は、シール溝６０の第１溝部６１に沿って軸方向へ延び、第１溝部６１の溝底６２に接触可能な第１周壁部３２と、第１周壁部３２のうちスプロケット１１側の一端部からシール溝６０の第２溝部６３に沿って径内方向へ延び、第２溝部６３の溝底６４に接触可能な第１側壁部３３と、を有し、Ｌ字形に形成されている。また第２シール部材３５は、シール溝６０の第１溝部６１に沿って軸方向へ延び、第１溝部６１の溝底６２に接触可能な第２周壁部３６と、第２周壁部３６のうち底部２６側の一端部からシール溝６０の第３溝部６５に沿って径内方向へ延び、第３溝部６５の溝底６６に接触可能な第２側壁部３７と、を有し、Ｌ字形に形成されている。第１シール部材３１と第２シール部材３５とは、形状が同じであり、両周壁部３２、３６の他端部同士が周方向で重ねられている。
したがって、第１シール部材３１と第２シール部材とを共通化することができ、製造コストが削減され、組み付けが容易となる。
【００３４】
また、第１実施形態では、ベーンロータ４０は、外部から作動油が流入可能な供給油路４６と、進角室２３に連通している進角油路４７と、遅角室２４に連通している遅角油路４８と、を有する。供給油路４６と進角油路４７との連通および遮断、および、供給油路４６と遅角油路４８との連通および遮断は、スリーブボルト７０およびスプール７７から構成された油路切替弁により行われる。さらに、押圧用油路５６は、供給油路４６に直接連通している。
したがって、第１シール部材３１および第２シール部材３５は供給油圧により押圧されるため、バルブタイミング調整装置１０が作動可能な供給油圧が印加される状態において常に第１シール部材３１および第２シール部材３５の押圧力を維持することができる。つまり、進角油路４７、遅角油路４８、進角室２３および遅角室２４に作動油が供給されていなくても、第１シール部材３１および第２シール部材３５を押圧することができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、第２シール部材３５は、第１シール部材３１とは異なる材料から構成されている。そのため、第１シール部材３１と第２シール部材３５との組み合わせ部の凝着摩耗を防止することができる。
また、第１実施形態では、第１シール部材３１および第２シール部材３５は、ハウジング２０に対する摺動面３４、３８に表面処理が施されている。そのため、樹脂製のハウジング２０の耐摩耗性を確保することができる。
【００３６】
また、第１実施形態では、第１シール部材３１および第２シール部材３５は、樹脂製のベーンロータ４０とは異なる材料から構成されている。第１シール部材３１は焼き入れ鋼から構成され、第２シール部材３５はアルミニウム合金から構成されている。そのため、第１シール部材３１および第２シール部材３５とベーンロータ４０との凝着摩耗を防止することができる。また、第１シール部材３１とスプロケット１１との摩耗量と、第２シール部材３５とハウジング２０との摩耗量とを、同等にすることができる。また、金属製の第１シール部材３１および第２シール部材３５によりベーンロータ４０のベーン部４２の強度を向上させることができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、ベーンロータ４０のベーン部４２を構成する第１羽根部５１と第２羽根部５２とは、接続部５３を介して繋がっている。そのため、ベーン部４２の強度を向上させることができる。
また、第１実施形態では、ベーンロータ４０は、第１シール部材３１および第２シール部材３５がセットされた金型内に溶融樹脂を流し込み固化させることにより成形される。そのため、第１シール部材３１および第２シール部材３５とベーンロータ４０とのクリアランスを可及的に小さくすることができ、上記クリアランスからの作動油の漏れを抑制可能である。また、第１シール部材３１および第２シール部材３５とベーンロータ４０とを一体的に成形することにより、組み付け性が向上する。また、第１シール部材３１および第２シール部材３５の寸法精度を低くすることができるため、第１シール部材３１および第２シール部材３５を例えばプレス加工などで製造することが可能となり、製造コストが削減される。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を図７および図８に基づき説明する。バルブタイミング調整装置１００は、吸気バルブの開閉タイミングを調整するためのものである。スプロケット１１は、クランクシャフト９３と一体に回転する。
ベーンロータ１０１は、ベーン部１０２に設けられた第１シール部材３１および第２シール部材３５に加え、ボス部１０３のシール溝１０４に設けられた第１シール部材１１０および第２シール部材１１１を備えている。第１シール部材１１０は、スプロケット１１およびハウジング１１２の仕切り部１１３と、ベーンロータ１０１のボス部１０３との間に設けられている。第２シール部材１１１は、ハウジング１１２の底部１１４および仕切り部１１３と、ベーンロータ１０１のボス部１０３との間に設けられている。
【００３９】
ベーンロータ１０１は、シール溝６０の溝底６２、６４、６６に開口する押圧用油路１０８と、シール溝１０４の溝底１０５、１０６、１０７に開口する押圧用油路１０９と、を有している。押圧用油路１０８および押圧用油路１０９は、進角油路４７に直接連通しており、外部から進角溝４５に導入される作動油を進角室２３および遅角室２４を経由することなく第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１に導き、各シール部材３１、３５、１１０、１１１を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。
【００４０】
第２実施形態によれば、第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１は、進角油路４７に作動油が供給されるとき押圧される。ここで、正のカム変動トルクが大きくなるとき進角油路４７の作動油の圧力が大きくなり、押圧用油路１０８、１０９の作動油から第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１に作用する押圧力が大きくなる。
したがって、正のカム変動トルクがベーンロータ１０１を遅角側に回動させようとすると、第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１がハウジング１１２およびスプロケット１１に比較的大きな力で押し付けられ、ベーンロータ１０１の遅角側への回動が抑制される。そのため、ベーンロータ１０１を速やかに進角側に回動させることができる。
【００４１】
また、第２実施形態では、ベーンロータ１０１のベーン部１０２およびボス部１０３の両方にシール部材が設けられている。そのため、ベーンロータ１０１とハウジング１１２およびスプロケット１１との間の軸方向隙間が減少し、作動油の内部漏れを抑制可能である。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図９および図１０に基づき説明する。バルブタイミング調整装置１２０は、排気バルブの開閉タイミングを調整するためのものである。スプロケット１１は、クランクシャフト９３と一体に回転する。
ベーンロータ１２１は、シール溝６０の溝底６２、６４、６６に開口する押圧用油路１２２と、シール溝１０４の溝底１０５、１０６、１０７に開口する押圧用油路１２３と、を有している。押圧用油路１２２および押圧用油路１２３は、遅角油路４８に直接連通しており、外部から遅角溝４４に導入される作動油を進角室２３および遅角室２４を経由することなく第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１に導き、各シール部材３１、３５、１１０、１１１を径外方向と軸方向とに押圧する押圧力を発生する。
【００４３】
第３実施形態によれば、第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１は、遅角油路４８に作動油が供給されるとき押圧される。ここで、負のカム変動トルクが大きくなるとき遅角油路４８の作動油の圧力が大きくなり、押圧用油路１２２、１２３の作動油から第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１に作用する押圧力が大きくなる。
したがって、負のカム変動トルクがベーンロータ１２１を進角側に回動させようとすると、第１シール部材３１、１１０および第２シール部材３５、１１１がハウジング１１２およびスプロケット１１に比較的大きな力で押し付けられ、ベーンロータ１２１の進角側への回動が抑制される。そのため、ベーンロータ１２１を速やかに遅角側に回動させることができる。
【００４４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１１および図１２に基づき説明する。バルブタイミング調整装置１３０では、スプロケット１３１は、第１シール部材１３４、１３６に対し軸方向に対向する屈曲部１３３を含む第１内壁面１３２を有している。第１シール部材１３４、１３６は、スプロケット１３１の第１内壁面１３２に全面が密着可能な第１シール面１３５、１３７を有している。
ハウジング１４０は、第２シール部材１４３、１４５に対し軸方向に対向する屈曲部１４２を含む第２内壁面１４１を有している。第２シール部材１４３、１４５は、ハウジング１４０の第２内壁面１４１に全面が密着可能な第２シール面１４４、１４６を有している。
【００４５】
第４実施形態では、スプロケット１３１とベーンロータ１４７との軸方向隙間を封止するように第１シール部材１３４、１３６がスプロケット１３１に押し付けられ、ハウジング１４０とベーンロータ１４７との軸方向隙間を封止するように第２シール部材１４３、１４５がハウジング１４０に押し付けられる。したがって、スプロケット１３１のうち第１シール部材１３４、１３６に対する対向部分に屈曲部１３３を形成し、ハウジング１４０のうち第２シール部材１４３、１４５との軸方向の対向部分に屈曲部１４２を形成することができる。そのため、スプロケット１３１およびハウジング１４０の設計自由度が高い。
【００４６】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１３〜図１５に基づき説明する。バルブタイミング調整装置１５０では、ベーンロータ１５１のボス部１５２は、金属製のインサート部材１５３を有している。インサート部材１５３は、軸方向に積層された複数の金属板から構成されている。インサート部材１５３は、第１シール部材３１が軸方向および径方向に相対移動可能に嵌合するとともに周方向に相対移動不能に嵌合する第１案内溝１５４と、第２シール部材３５が軸方向および径方向に相対移動可能に嵌合するとともに周方向に相対移動不能に嵌合する第２案内溝１５５と、を有している。
【００４７】
ベーンロータ１５１は、第１シール部材３１および第２シール部材３５がセットされた金型内に溶融樹脂を流し込み固化させることにより成形される。第１シール部材３１および第２シール部材３５が成形後のベーンロータ１５１に対し相対移動可能となるように、ベーンロータ１５１の材料が選定されるとともに、金型へのセット時に第１シール部材３１および第２シール部材３５のうちベーンロータ１５１との境界面に剥離処理が施される。
【００４８】
第５実施形態では、ベーンロータ１５１のベーン部１５８は、第１シール部材３１および第２シール部材３５の端部がインサート部材１５３に嵌合することによって剛性が高められている。特に、第１シール部材３１および第２シール部材３５がインサート部材１５３に周方向に相対移動不能に嵌合していることから、ベーンロータ１５１のベーン部１５８は、周方向の作用力に対する剛性が高い。
また、第５実施形態では、インサート部材１５３は、第１シール部材３１および第２シール部材３５を軸方向および径方向に案内する第１案内溝１５４および第２案内溝１５５を有している。そのため、第１シール部材３１および第２シール部材３５は、軸方向および径方向に対して平行に移動することができる。
【００４９】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、押圧用油路の開口の数は１つ、２つ、または４つ以上であてもよい。
本発明の他の実施形態では、押圧用油路は、２経路以上設けられてもよい。要するに、押圧用油路は、外部から導入される作動油を進角室および遅角室を経由することなく第１シール部材および第２シール部材に導くものであればよい。
本発明の他の実施形態では、ハウジングの仕切り部の数、および、ベーンロータのベーン部の数は、４つ以下または６つ以上であってもよい。
【００５０】
本発明の他の実施形態では、第１シール部材と第２シール部材とが同じ形状でなくてもよい。例えば、第２シール部材の第２周壁部は、第１シール部材の第１周壁部より短くてもよいし、長くてもよい。また、第１シール部材および第２シール部材の一方がＬ字形に形成され、他方がＩ形に形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１シール部材の第１周壁部の他端部、すなわち第２シール部材と組み合わせられる端部の幅は、第１周壁部の中央部と比べて半分より小さくてもよいし、大きくてもよい。
【００５１】
本発明の他の実施形態では、第１シール部材は、ベーンロータのうちスプロケットに対する摺動壁の径内端まで延びていなくてもよい。また第２シール部材は、ベーンロータのうちハウジングの底部に対する摺動壁の径内端まで延びていなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１シール部材および第２シール部材は、ベーンロータのボス部のみに設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータは、金属など、樹脂以外から構成されてもよい。また、第１シール部材および第２シール部材は、ベーンロータと同じ材料から構成されてもよい。また、第１シール部材および第２シール部材は、樹脂など、金属以外から構成されてもよい。また、第２シール部材は、第１シール部材と同じ材料から構成されてもよい。
【００５２】
本発明の他の実施形態では、第１シール部材および第２シール部材は、ベーンロータの成形後に当該ベーンロータと組み付けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１シール部材および第２シール部材は、軸方向の一方に屈曲部を形成してもよい。また屈曲部は、第１シール部材および第２シール部材の一方に形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１シール部材および第２シール部材の摺動面には表面処理が施されていなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、スプロケットは、樹脂など、金属以外から構成されてもよい。
【００５３】
本発明の他の実施形態では、油路切替弁は、バルブタイミング調整装置に内蔵されず、バルブタイミング調整装置の外部に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、クランクシャフトに連結される外歯はハウジングに形成され、スプロケットに代えて、ハウジングの開口を塞ぐカバーが設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジンのクランクシャフトの回転は、チェーンに限らず、他の動力伝達部材によりハウジングに伝達されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０、１００、１２０、１３０、１５０・・・バルブタイミング調整装置
１１、１３１・・・スプロケット（第１ハウジング）
２０、１１２、１４０・・・ハウジング（第２ハウジング）
２３・・・進角室
２４・・・遅角室
３１、１１０、１３４、１３６・・・第１シール部材
３５、１１１、１４３、１４５・・・第２シール部材
４０、１１０、１２１、１４７、１５１・・・ベーンロータ
４１、１０３、１５２・・・ボス部
４２、１０２・・・ベーン部
５６、１０８、１０９、１２２、１２３・・・押圧用油路
６２、６４、６６・・・接触面
【図１】
2014070549.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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