(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２００）の駆動軸（２０１）から従動軸（２０２）まで駆動力を伝達する駆動力伝達経路に設けられ、前記従動軸により開閉駆動される吸気弁および排気弁の少なくとも一方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（５、１００、１３０）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ハウジング（１０）と、
前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸および前記従動軸の他方と一体に回転可能であり、前記ハウジングの内部空間を進角室（２３）と遅角室（２４）とに仕切っているベーン（２２）を形成し、前記進角室と連通している進角油路（２７）、前記遅角室と連通している遅角油路（２８）、および、外部の油供給源（２０６）と連通可能な供給油路（２９）を有しているベーンロータ（２０、１０１、１３１）と、
前記ベーンロータの中心部で軸方向へ延びるように筒状に形成され、前記進角油路に連通している進角ポート（３６）、前記遅角油路に連通している遅角ポート（３７）、および、前記供給油路に連通している供給ポート（３８）を有しているスリーブ（３５）と、
前記スリーブ内で軸方向へ移動可能であり、前記ベーンロータを前記ハウジングに対し進角側に相対回転させるとき前記供給ポートと前記進角ポートとを接続し、前記ベーンロータを前記ハウジングに対し遅角側に相対回転させるとき前記供給ポートと前記遅角ポートとを接続するスプール（３２）と、
を備え、
前記ベーンロータは、軸方向へ積層された複数の金属板（５４〜５９、６１〜６９、７１、１０５〜１０９、１１１〜１１３）から構成されている積層部（５０、１０２、１３２）と、前記進角ポート、前記遅角ポートおよび前記供給ポートの軸方向両側、または軸方向片側において、前記スリーブの外周面に沿って周方向へ延びるように環状に形成され、径方向外側への移動または変形が規制されるよう前記積層部と係合しており、各前記金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなるシール部（５２、１０３、１３３）と、を有してい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】
前記ベーンロータの前記積層部は、当該積層部の外壁面から前記シール部まで延びている通孔（８０、１１４）を有し、
前記ベーンロータは、前記積層部の前記外壁面をモールドしているモールド部（５１）と、当該モールド部から前記通孔を通って前記シール部まで延びている接続部（５３、１０４）とを有し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。
【請求項３】
前記通孔は、前記ベーンロータの前記シール部から放射状に延びるように複数形成され、
同じ軸方向位置にある各前記通孔の間には、前記金属板（５６、５７、６１、６２、６５〜６９、７１、１０５、１０７、１０９）が設けられてい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】
前記ベーンは、同じ軸方向位置にある各前記通孔の間に配置されてい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。
【請求項５】
同じ軸方向位置にある前記通孔の数は、前記ベーンの数と等しいことを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
各前記金属板には、
外縁から内側に延びて前記通孔（１１４）を構成している通孔用切欠き（１１５）を有する第１金属板（１０５、１０７、１０９）と、
軸方向で前記第１金属板に隣接する位置において、前記ベーンロータ（１０１）の前記シール部（１０３）に対し径方向外側に設けられ、内縁（１２１、１２２、１２３）が前記通孔用切欠きの内側端よりも径方向外側に位置している第２金属板（１０６、１０８、１１１）と、
が含まれることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置（１００）。
【請求項７】
前記シール部（１３３）は、環状板であり、各前記金属板の間に積層され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（１３０）。
【請求項８】
前記シール部は、径方向幅の中央よりも外側で前記積層部に固定されていることを特徴とする請求項７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、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランク軸と一体に回転するハウジングと、カム軸と一体に回転するベーンロータとを備え、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を変化させることによって吸排気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が知られている。ベーンロータの回転位相は、ハウジング内の進角室または遅角室に作動油を供給することによって変化させる。例えば特許文献１では、ベーンロータは、軸方向へ積層された複数の金属板から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５１１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発明者は、進角室および遅角室への作動油の供給を行う油圧制御弁を、複数の金属板からなる積層部を有するベーンロータの中心部に設けることを考えている。この場合、油圧制御弁を構成するスリーブの各ポート間は、ベーンロータの内壁面によってシールされることになる。
【０００５】
しかしながら、ベーンロータの内径は、各金属板を積層するとき金属板同士がずれること等に起因して、ばらつき易い。そのため、スリーブを確実に挿入可能なように、ベーンロータの内壁面とスリーブの外壁面とのクリアランスを比較的大きく設定する必要がある。したがって、スリーブの各ポート間のシール性が損なわれて、各ポート間の漏れが増大するおそれがあった。各ポート間の漏れの増大は、ベーンロータの作動速度の低下、および回転位相の保持性能の低下を招く。
【０００６】
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、ベーンロータの作動速度の低下、および回転位相の保持性能の低下を抑制することが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】
【０００７】
本発明によるバルブタイミング調整装置は、ベーンロータが積層部およびシール部を有していることを特徴とする。積層部は、軸方向へ積層された複数の金属板から構成されている。シール部は、スリーブの進角ポート、遅角ポートおよび供給ポートの軸方向両側、または軸方向片側において、スリーブの外周面に沿って周方向へ延びるように環状に形成されている。また、シール部は、径方向外側への移動または変形が規制されるよう周方向の少なくとも一部が積層部と係合しており、各金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなる。
【０００８】
このように構成することで、バルブタイミング調整装置の各部が高温になる過程で熱膨張するとき、ベーンロータのシール部は、外側への変形が積層部に規制されている分、内側に大きく変形することとなる。そのため、ベーンロータのシール部とスリーブとのクリアランスが小さくなり、スリーブの各ポート間のシール性が向上する。したがって、ベーンロータの作動速度の低下を抑制するとともに、回転位相の保持性能の低下を抑制することができる。
【０００９】
また、ベーンロータの積層部の内壁面すなわち金属板の内縁は、スリーブの各ポート間のシールを担っていない。そのため、金属板の内径の公差を比較的広く設定しても、各ポート間のシール性が損なわれない。したがって、金属板の内縁の寸法精度を下げてもスリーブの各ポート間のシール性を確保することができるので、金属板の製造コストを下げることができる。
【００１０】
また、スリーブの外径の公差を比較的広く設定し、ベーンロータとスリーブとのクリアランスが大きくなっても、高温時にはベーンロータのシール部の熱膨張によってクリアランスを小さくすることができる。したがって、スリーブの外周面の寸法精度を下げてもスリーブの各ポート間のシール性を確保することができるので、スリーブの製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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の概略構成を説明する断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第１の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図５】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第２の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図６】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第３の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図７】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第４の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図８】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第５の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図９】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第６の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１０】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第７の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１１】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第８の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１２】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第９の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１３】図１のベーンロータのうち、積層部を構成する第１０の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１４】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概略構成を説明する断面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ部分を拡大して示す断面図である。
【図１７】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１１の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１８】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１２の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図１９】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１３の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２０】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１４の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２１】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１５の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２２】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１６の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２３】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１７の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２４】図１４のベーンロータのうち、積層部を構成する第１８の金属板に一致する軸方向位置の断面図である。
【図２５】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要部を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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を図１に示す。バルブタイミング調整装置５は、内燃機関２００のクランク軸２０１に対しカム軸２０２を相対回転させることによって、カム軸２０２が開閉駆動する図示しない吸気弁のバルブタイミングを調整するものであり、クランク軸２０１からカム軸２０２までの駆動力伝達経路に設けられている。クランク軸２０１は、特許請求の範囲に記載の「駆動軸」であり、カム軸２０２は、特許請求の範囲に記載の「従動軸」である。
【００１３】
［全体構成］
先ず、バルブタイミング調整装置５の全体構成について図１、図２を参照して説明する。
図１、図２に示すように、バルブタイミング調整装置５は、ハウジング１０、ベーンロータ２０、および油圧制御弁３０を備えている。
【００１４】
ハウジング１０は、ケース１１およびスプロケット１２から構成されている。
ケース１１は、カップ状であり、外郭から径方向内側に突き出す複数の突出部１３を形成している。各突出部１３は、周方向で互いに離間するように配置されている。
【００１５】
スプロケット１２は、ケース１１の開口端側に設けられており、カム軸２０２が挿通する通孔１４を有している。また、スプロケット１２は、外歯１５に掛けられるタイミングチェーン２０３を介してクランク軸２０１に連結され、当該クランク軸２０１と一体に回転可能である。
ケース１１およびスプロケット１２は、カム軸２０２と同軸上に配置されており、周方向の複数箇所をボルト１６により一体に固定されている。
【００１６】
ベーンロータ２０は、ハウジング１０内すなわちケース１１の内側に設けられており、ボス２１および複数のベーン２２を形成している。
ボス２１は、後述のスリーブボルト３１によってカム軸２０２に固定されており、カム軸２０２と一体に回転可能である。
【００１７】
ベーン２２は、ボス２１から径方向外側に突き出し、ハウジング１０の内部空間すなわちケース１１の各突出部１３間の空間を進角室２３と遅角室２４とに仕切っている。遅角室２４は、ベーン２２に対し回転方向に位置し、進角室２３は、ベーン２２に対し逆回転方向に位置している。進角室２３と遅角室２４との間の径方向隙間は、ケース１１の突出部１３の先端に設けられているシール部材２５、および、ベーン２２の先端に設けられているシール部材２６によりシールされている。
【００１８】
ベーンロータ２０は、進角油路２７、遅角油路２８、および供給油路２９を有している。進角油路２７は、進角室２３と連通しており、ボス２１の内壁面に開口している。遅角油路２８は、遅角室２４と連通しており、ボス２１の内壁面に開口している。供給油路２９は、カム軸２０２の供給油路２０４および例えばエンジンブロック等の供給油路２０５を介して、外部の油供給源であるオイルポンプ２０６と連通しており、ボス２１の内壁面に開口している。
ベーンロータ２０は、進角室２３または遅角室２４に供給される作動油の圧力を受けることによってハウジング１０に対し相対回転し、ハウジング１０に対する回転位相を進角側または遅角側に変化させる。
【００１９】
油圧制御弁３０は、スリーブボルト３１およびスプール３２などから構成されている。
スリーブボルト３１は、ベーンロータ２０に対しカム軸２０２とは反対側からベーンロータ２０に挿入され、カム軸２０２にねじ込まれている。また、スリーブボルト３１は、頭部３３とねじ部３４との間においてベーンロータ２０の内側に位置するスリーブ３５を形成している。
【００２０】
スリーブ３５は、ベーンロータ２０の中心部で軸方向へ延びるように筒状に形成されている。また、スリーブ３５は、進角油路２７に連通している進角ポート３６、遅角油路２８に連通している遅角ポート３７、および、供給油路２９に連通している供給ポート３８を有している。本実施形態では、スリーブ３５は、軸方向へ並ぶ環状溝４１、４２、４３を有しており、進角ポート３６、供給ポート３８および遅角ポート３７は、環状溝４１、４２、４３の底面に開口している。
【００２１】
スプール３２は、スリーブ３５の内側で軸方向へ往復移動可能であり、軸方向位置に応じてスリーブ３５の各ポート同士を選択的に接続可能である。具体的には、スプール３２は、ハウジング１０に対するベーンロータ２０の回転位相を進角側に変化させる場合、供給ポート３８と進角ポート３６とを接続しつつ、遅角ポート３７をスプール３２の内側を通じて外部のドレン空間に連通させる。また、スプール３２は、ハウジング１０に対するベーンロータ２０の回転位相を遅角側に変化させる場合、供給ポート３８と遅角ポート３７とを接続しつつ、進角ポート３６をスプール３２の外側を通じて外部のドレン空間に連通させる。
【００２２】
スリーブボルト３１の頭部３３の内側の開口部にはストッパプレート４４が嵌め付けられており、スプール３２は、スプリング４５によってストッパプレート４４側に付勢されている。スプール３２の軸方向位置は、スプリング４５の付勢力と、ストッパプレート４４に対しスプール３２とは反対側に設けられたリニアソレノイド４６による押圧力とのバランスによって決まる。
【００２３】
以上のように構成されたバルブタイミング調整装置５では、回転位相が目標値よりも遅角側である場合、油圧制御弁３０によって供給油路２９と進角室２３とが接続されつつ、遅角室２４が外部のドレン空間と接続される。これにより、進角室２３に作動油が供給されつつ遅角室２４から作動油が排出され、ベーンロータ２０がハウジング１０に対し進角側に相対回転する。
【００２４】
また、回転位相が目標値よりも進角側である場合、油圧制御弁３０によって供給油路２９と遅角室２４とが接続されつつ、進角室２３が外部のドレン空間と接続される。これにより、遅角室２４に作動油が供給されつつ進角室２３から作動油が排出され、ベーンロータ２０がハウジング１０に対し遅角側に相対回転する。
また、回転位相が目標値と一致する場合、油圧制御弁３０によって進角室２３および遅角室２４が閉じられる。これにより、回転位相が保持される。
【００２５】
［特徴構成］
次に、バルブタイミング調整装置５の特徴構成について図２〜図１３を参照して説明する。
図２、図３に示すように、ベーンロータ２０は、積層部５０、モールド部５１、シール部５２、および接続部５３を有している。
【００２６】
（積層部）
図３に示すように、積層部５０は、筒状であり、軸方向へ積層された複数の金属板から構成されている。具体的には、積層部５０は、図４に示す金属板５４と、図５に示す金属板５５と、図６に示す金属板５６、５７と、金属板５５と、図７に示す金属板５８と、図８に示す金属板５９と、図９に示す金属板６１、６２と、金属板５９と、図１０に示す金属板６３と、図１１に示す金属板６４と、図１２に示す金属板６５、６６、６７と、金属板６４と、図１３に示す金属板６８、６９、７１と、金属板６４と、金属板６５、６６、６７と、２枚の金属板６４とがその順で軸方向へ積層されることによって作られている。
【００２７】
以下、金属板５４、５５、５６、５７、５８、５９、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７１を特に区別しないとき、単に「金属板」と記載する。
本実施形態では、各金属板は、図示しない凹部と凸部とが嵌め合わさることによって組み付けられている。
【００２８】
図２に示すように、積層部５０は、ロックピン７２を収容している収容孔７３と、規制ピン７４が圧入されている３つの圧入孔７５とを有している。ロックピン７２は、ハウジング１０に対するベーンロータ２０の回転位相をロックするためのものであり、スプロケット１２が有する図示しない嵌合穴に嵌合することによって回転位相をロックすることができる。規制ピン７４は、回転位相の変化を所定範囲に規制するためのものであり、ケース１１およびスプロケット１２が有する図示しない円弧状の長穴に挿入されており、当該長穴の一端に当接する位置から他端に当接する位置までの範囲に回転位相の変化を規制する。
【００２９】
図４に示すように、金属板５４は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、外縁から内側に延びて進角油路２７の一部を構成している４つの第１進角用切欠き７６とを有している。
図５に示すように、金属板５５は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、板厚方向へ貫通して進角油路２７の一部を構成している４つの進角用通孔７７とを有している。進角用通孔７７は、軸方向から見たとき第１進角用切欠き７６の内側端部と一致する位置に形成されている。
【００３０】
図６に示すように、金属板５６および３つの金属板５７は、周方向に間隔を空けて配置されている。金属板５６、５７の内縁８３、８４は、軸方向両側に位置する金属板５５の内縁９１よりも径方向外側に位置している。金属板５６は、収容孔７３および進角用通孔７７を有している。金属板５７は、圧入孔７５および進角用通孔７７を有している。
【００３１】
図７に示すように、金属板５８は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、内縁から外側に延びて進角油路２７の一部を構成している４つの第２進角用切欠き７８とを有している。第２進角用切欠き７８の外側端部は、軸方向から見たとき進角用通孔７７と一致する位置に形成されている。
図８に示すように、金属板５９は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５とを有している。
【００３２】
図９に示すように、金属板６１および３つの金属板６２は、周方向に間隔を空けて配置されている。金属板６１、６２の内縁８５、８６は、軸方向両側に位置する金属板５５の内縁９１および金属板５９の内縁９２よりも径方向外側に位置している。金属板６１は収容孔７３を有している。金属板６２は圧入孔７５を有している。
【００３３】
図１０に示すように、金属板６３は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、内縁から外側に延びて供給油路２９の一部を構成している２つの供給用切欠き７９とを有している。
図１１に示すように、金属板６４は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、板厚方向へ貫通して供給油路２９の一部を構成している２つの供給用通孔８１とを有している。供給用通孔８１は、軸方向から見たとき供給用切欠き７９の外側端部と一致する位置に形成されている。
【００３４】
図１２に示すように、金属板６５、金属板６６、および２つの金属板６７は、周方向に間隔を空けて配置されている。金属板６５、６６、６７の内縁８７、８８、８９は、軸方向両側に位置する金属板６４の内縁９３よりも径方向外側に位置している。金属板６５は収容孔７３を有している。金属板６６は圧入孔７５を有している。金属板６７は、圧入孔７５および供給用通孔８１を有している。
【００３５】
図１３に示すように、金属板６８、金属板６９、および２つの金属板７１は、周方向に間隔を空けて配置されている。金属板６８は収容孔７３および供給用通孔８１を有している。金属板６９は圧入孔７５を有している。金属板７１は圧入孔７５および供給用通孔８１を有している。
【００３６】
（モールド部）
図２、図３に示すように、モールド部５１は、積層部５０の外壁面をモールドしている筒部８２と、筒部８２から放射状に突き出している４つのベーン２２とを形成している。
【００３７】
（シール部）
シール部５２は、スリーブ３５の進角ポート３６、遅角ポート３７および供給ポート３８の軸方向両側において、スリーブ３５の外周面に沿って周方向へ延びるように環状に形成されている。シール部５２は、径方向外側への変形が規制されるように、周方向の少なくとも一部、すなわち周方向において接続部５３に接続されている箇所以外の部分が積層部５０の内壁面に接している。具体的には、４つのシール部５２のうち、頭部３３側から順に第１のシール部５２、第２のシール部５２、第３のシール部５２、第４のシール部５２とすると、図６に示すように、第１のシール部５２は、金属板５６、５７の内縁８３、８４に接している。図９に示すように、第２のシール部５２は、金属板６１、６２の内縁８５、８６に接している。図１２に示すように、第３のシール部５２および第４のシール部５２は、金属板６５、６６、６７の内縁８７、８８、８９に接している。
【００３８】
（接続部）
図２、図３に示すように、積層部５０は、当該積層部５０の外壁面からシール部５２まで延びている通孔８０を有している。本実施形態では、通孔８０は、金属板５６、５７の周方向両側と、金属板６１、６２の周方向両側と、金属板６５、６６、６７の周方向両側とに形成されている。つまり、通孔８０は、シール部５２から放射状に突き出すように複数形成されている。図６、図９、図１２に示すように、同じ軸方向位置にある４つの通孔８０は、周方向で等間隔に配置されている。また、同じ軸方向位置にある通孔８０の数は、ベーン２２の数と同じである。ベーン２２は、同じ軸方向位置にある各通孔８０の間に配置されている。
【００３９】
図３、図６、図９、図１２に示すように、接続部５３は、モールド部５１の筒部８２から通孔８０を通ってシール部５２まで延びるように形成されている。
モールド部５１、シール部５２および接続部５３は、同一部材であり、各金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなる。本実施形態では、モールド部５１、シール部５２および接続部５３は、樹脂製であり、積層部５０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って成形される。
【００４０】
［効果］
以上説明したように、第１実施形態では、ベーンロータ２０が積層部５０およびシール部５２を有している。積層部５０は、軸方向へ積層された複数の金属板から構成されている。シール部５２は、スリーブ３５の進角ポート３６、遅角ポート３７および供給ポート３８の軸方向両側において、スリーブ３５の外周面に沿って周方向へ延びるように環状に形成されている。また、シール部５２は、径方向外側への変形が規制されるよう周方向の少なくとも一部が積層部５０の内壁面（内縁８３〜８９）に接しており、金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい樹脂からなる。
【００４１】
このように構成することで、バルブタイミング調整装置５の各部が高温になる過程で熱膨張するとき、ベーンロータ２０のシール部５２は、外側への変形が積層部５０に規制されている分、内側に大きく変形することとなる。そのため、ベーンロータ２０のシール部５２とスリーブ３５とのクリアランスが小さくなり、スリーブ３５の各ポート間のシール性が向上する。したがって、ベーンロータ２０の作動速度の低下を抑制するとともに、回転位相の保持性能の低下を抑制することができる。
【００４２】
また、ベーンロータ２０の積層部５０の内壁面すなわち金属板の内縁は、スリーブ３５の各ポート間のシールを担っていない。そのため、金属板の内径の公差を比較的広く設定しても、各ポート間のシール性が損なわれない。したがって、金属板の内縁の寸法精度を下げてもスリーブ３５の各ポート間のシール性を確保することができるので、金属板の製造コストを下げることができる。
【００４３】
また、スリーブ３５の外径の公差を比較的広く設定し、ベーンロータ２０とスリーブ３５とのクリアランスが大きくなっても、高温時にはベーンロータ２０のシール部５２の熱膨張によってクリアランスを小さくすることができる。したがって、スリーブ３５の外周面の寸法精度を下げてもスリーブ３５の各ポート間のシール性を確保することができるので、スリーブ３５の製造コストを下げることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、ベーンロータ２０の積層部５０は、当該積層部５０の外壁面からシール部５２まで延びている通孔８０を有している。また、ベーンロータ２０は、積層部５０の外壁面をモールドしているモールド部５１と、当該モールド部５１から通孔８０を通ってシール部５２まで延びている接続部５３とを有している。したがって、モールド部５１と同時にシール部５２を成形することができるので、生産性が向上する。
【００４５】
また、第１実施形態では、通孔８０は、シール部５２から放射状に突き出すように複数形成されている。同じ軸方向位置にある各通孔８０の間には、金属板５６、５７、６１、６２、６５、６６、６７のいずれか１つが設けられている。そのため、ベーンロータ２０の積層部５０は、ベーンロータ２０をカム軸２０２に締結する締結部材であるスリーブボルト３１の軸力を周方向における略等間隔位置で受けることができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、ベーンロータ２０のベーン２２は、同じ軸方向位置にある各通孔８０の間に配置されている。そのため、モールド部５１、接続部５３およびシール部５２を成形するとき、金型内の溶融樹脂の流れを良くすることができ、ボイドやウェルドラインの発生を抑制することができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、同じ軸方向位置にある通孔８０の数は、ベーン２２の数と等しい。そのため、モールド部５１、接続部５３およびシール部５２を成形するとき、金型内における溶融樹脂の偏った流れを抑制することができ、ボイドやウェルドラインの発生を抑制することができる。
【００４８】
＜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について図４、図５、図７、図８、図１０、図１１、図１４〜図２４を参照して説明する。
図１４〜図１６に示すように、バルブタイミング調整装置１００では、ベーンロータ１０１は、積層部１０２、モールド部５１、シール部１０３、および接続部１０４を有している。
【００４９】
（積層部）
図１６に示すように、積層部１０２は、図４に示す金属板５４と、図１７に示す金属板１０５と、図１８に示す金属板１０６と、図５に示す金属板５５と、図７に示す金属板５８と、図１９に示す金属板１０７と、図２０に示す金属板１０８と、図８に示す金属板５９と、図１０に示す金属板６３と、図２１に示す金属板１０９と、図２２に示す金属板１１１と、図２３に示す金属板１１２と、図２４に示す金属板１１３と、金属板１０９と、金属板１１１と、図１１に示す２枚の金属板６４とがその順で軸方向へ積層されることによって作られている。
【００５０】
以下、金属板５４、５５、５８、５９、６３、６４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１１、１１２、１１３を特に区別しないとき、単に「金属板」と記載する。
各金属板は、図示しない凹部と凸部とが嵌め合わさることによって組み付けられている。
【００５１】
図１７に示すように、金属板１０５は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、４つの進角用通孔７７と、外縁から内側に延びて通孔１１４を構成している４つの通孔用切欠き１１５とを有している。通孔用切欠き１１５は、周方向で等間隔に配置されている。
図１８に示すように、金属板１０６は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、４つの進角用通孔７７とを有している。また、金属板１０６の内縁１２１は、図１７の金属板１０５の通孔用切欠き１１５の内側端よりも径方向外側に位置している。これにより、各金属板を積層させたとき、金属板１０６に対し内側の空間は、金属板１０５の通孔用切欠き１１５と連通する。
【００５２】
図１９に示すように、金属板１０７は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、４つの通孔用切欠き１１５とを有している。
図２０に示すように、金属板１０８は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５とを有している。また、金属板１０８の内縁１２２は、図１９の金属板１０７の通孔用切欠き１１５の内側端よりも径方向外側に位置している。これにより、各金属板を積層させたとき、金属板１０８に対し内側の空間は、金属板１０７の通孔用切欠き１１５と連通する。
【００５３】
図２１に示すように、金属板１０９は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、４つの通孔用切欠き１１５と、２つの供給用通孔８１とを有している。
図２２に示すように、金属板１１１は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、２つの供給用通孔８１とを有している。また、金属板１１１の内縁１２３は、図２１の金属板１０９の通孔用切欠き１１５の内側端よりも径方向外側に位置している。これにより、各金属板を積層させたとき、金属板１１１に対し内側の空間は、金属板１０９の通孔用切欠き１１５と連通する。
【００５４】
図２３に示すように、金属板１１２は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、２つの供給用通孔８１と、外縁から内側に延びて遅角通路２８の一部を構成している４つの第１遅角用切欠き１１７とを有している。
図２４に示すように、金属板１１３は、収容孔７３と、３つの圧入孔７５と、２つの供給用通孔８１と、内縁から外側に延びて遅角通路２８の一部を構成している４つの第２遅角用切欠き１１８とを有している。第２遅角用切欠き１１８の外側端部は、軸方向から見たとき第１遅角用切欠き１１７の内側端部と一致する位置に形成されている。
【００５５】
（シール部）
シール部１０３は、外周面の全てが積層部１０２の内壁面に接している。４つのシール部１０３のうち、頭部３３側から順に第１のシール部１０３、第２のシール部１０３、第３のシール部１０３、第４のシール部１０３とすると、図１８に示すように、第１のシール部１０３は、金属板１０６の内縁１２１に接している。図２０に示すように、第２のシール部１０３は、金属板１０８の内縁１２２に接している。図２２に示すように、第３のシール部１０３および第４のシール部１０３は、金属板１１１の内縁１２３に接している。
【００５６】
（接続部）
図１５、図１６に示すように、積層部１０２は、当該積層部１０２の外壁面からシール部１０３まで延びている通孔１１４を有している。本実施形態では、通孔１１４は、金属板１０５、１０７、１０９の通孔用切欠き１１５により区画形成されている。図１７、図１９、図２１に示すように、同じ軸方向位置にある４つの通孔１１４は、周方向で等間隔に配置されている。また、同じ軸方向位置にある通孔１１４の数は、ベーン２２の数と同じである。ベーン２２は、同じ軸方向位置にある各通孔１１４の間に配置されている。金属板１０５、１０７、１０９は、特許請求の範囲に記載の「第１金属板」に相当し、また金属板１０６、１０８、１１１は、特許請求の範囲に記載の「第２金属板」に相当する。
【００５７】
図１６、図１７、図１９、図２１に示すように、接続部１０４は、モールド部５１の筒部８２から通孔１１４を通ってシール部１０３まで延びるように形成されている。
モールド部５１、シール部１０３および接続部１０４は、同一部材であり、各金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなる。本実施形態では、モールド部５１、シール部１０３および接続部１０４は、樹脂製であり、積層部１０２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って成形される。
【００５８】
［効果］
以上説明したように、第２実施形態では、ベーンロータ１０１が積層部１０２およびシール部１０３を有している。シール部１０３は、径方向外側への変形が規制されるよう周方向の全てが積層部１０２の内壁面に接しており、金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい樹脂からなる。
したがって、第２実施形態によれば、バルブタイミング調整装置１００の各部が高温になる過程で熱膨張するとき、第１実施形態と同様に、ベーンロータ１０１のシール部１０３とスリーブ３５とのクリアランスが小さくなり、スリーブ３５の各ポート間のシール性が向上する。そのため、ベーンロータ１０１の作動速度の低下を抑制するとともに、回転位相の保持性能の低下を抑制することができる。
【００５９】
また、第２実施形態では、ベーンロータ１０１の積層部１０２を構成する金属板には、外縁から内側に延びて通孔１１４を構成している通孔用切欠き１１５を有する金属板１０５、１０７、１０９と、軸方向で金属板１０５、１０７、１０９に隣接する位置おいて、シール部１０３に対し径方向外側に設けられ、内縁１２１、１２２、１２３が通孔用切欠き１１５の内側端よりも径方向外側に位置している金属板１０６、１０８、１１１と、が含まれる。
したがって、第２実施形態によれば、軸方向位置が通孔１１４と一致する金属板１０５、１０７、１０９は、１枚で構成される。そのため、第１実施形態のように周方向で分割される形態と比べると、各金属板を積層させるとき作業性が良い。そのため、積層部５０を作りやすい。
【００６０】
＜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について図２５を参照して説明する。
図２５に示すように、バルブタイミング調整装置１３０では、ベーンロータ１３１は、積層部１３２、モールド部５１、およびシール部１３３を有している。
【００６１】
積層部１３２は、金属板５４と、金属板５５と、金属板１０６およびシール部１３３と、金属板５５と、金属板５８と、金属板５９と、金属板１０８およびシール部１３３と、金属板５９と、金属板６３と、金属板６４と、金属板１１１およびシール部１３３と、金属板６４と、金属板７１と、金属板６４と、金属板１１１およびシール部１３３と、２枚の金属板６４とがその順で軸方向へ積層されることによって作られている。
【００６２】
シール部１３３は、板状であり、スリーブ３５の進角ポート３６、遅角ポート３７および供給ポート３８の軸方向両側において、スリーブ３５の外周面に沿って周方向へ延びるよう環状に形成されている。本実施形態では、シール部１３３はアルミニウムから構成されている。
【００６３】
各金属板は、軸方向の一方側に凹む複数の凹部１３４を有する。凹部１３４は、周方向で略等間隔に設けられている。また、金属板５４を除く各金属板は、軸方向の一方側に突き出して隣接する金属板の凹部１３４に嵌めつけられている複数の凸部１３５を有する。凸部１３５は、周方向で略等間隔に設けられている。図２５では、煩雑になるのを防ぐために、凹部１３４および凸部１３５の符号は２つずつしか図示していない。
【００６４】
凹部１３４および凸部１３５は、シール部１３３の径方向幅の中央よりも外側に設けられている。これにより、シール部１３３は、径方向外側への移動または変形が規制されるように、径方向幅の中央よりも外側で積層部１３２に固定され且つ係合している。
【００６５】
［効果］
以上説明したように、第３実施形態では、ベーンロータ１３１が積層部１３２およびシール部１３３を有している。シール部１３３は、凹部１３４と凸部１３５との嵌めつけによって径方向外側への変形が規制されるよう積層部１３２と係合しており、金属板の材料である鋼よりも熱膨張係数が大きいアルミニウムからなる。
したがって、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ベーンロータ１３１の作動速度の低下を抑制するとともに、回転位相の保持性能の低下を抑制することができる。
【００６６】
また、第３実施形態では、シール部１３３は、環状板であり、積層部１３２を構成する各金属板の間に積層されている。
したがって、各金属板およびシール部１３３を同一工法（積層工法）で組み付けることができ、製造工数の低減が可能である。
【００６７】
また、第３実施形態では、シール部１３３は、径方向幅の中央よりも外側で積層部１３２に固定されている。
したがって、バルブタイミング調整装置１３０の各部が高温になる過程で熱膨張するとき、シール部１３３は、外側の固定箇所を起点として内側に大きく変形することとなる。このときの内側への変形量は、シール部の内側が固定された形態における内側への変形量よりも大きい。そのため、スリーブ３５の各ポート間のシール性を一層向上させることができる。
【００６８】
＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態では、シール部は、樹脂に限らず、例えばゴムなどの他の非金属から構成されてもよいし、例えばアルミニウム、亜鉛、マグネシウム等の金属から構成されてもよい。要するに、シール部は、金属板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料から構成されればよい。
【００６９】
第３実施形態では、板状のシール部１３３は、凹部１３４と凸部１３５との嵌めつけによって隣接する金属板に固定されていた。これに対して、本発明の他の実施形態では、シール部は、例えば圧入、溶接などの他の方法によって積層部に固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、凹部および凸部は、周方向で等間隔に設けられなくてもよい。凹部および凸部は、少なくとも軸心を挟んで対向する２箇所に設けられればよい。
【００７０】
本発明の他の実施形態では、積層部が有する複数の通孔のうち、同じ軸方向位置にある各通孔は、周方向で等間隔に配置されなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、積層部の通孔は、１つのシール部に対して１つだけ形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、積層部が有する複数の通孔のうち、同じ軸方向位置にある通孔の数は、ベーンの数と異なっていてもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンは、積層部の通孔と周方向位置が一致していてもよい。
【００７１】
本発明の他の実施形態では、ベーンの数は、３つ以下、または５つ以上であってもよい。また、各ベーンは、周方向で等間隔に配置されなくてもよい。また、ベーンの大きさは、他のベーンの大きさと異なっていてもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整装置は、内燃機関の排気弁のバルブタイミングを調整するものであってもよい。
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】
【００７２】
５、１００、１３０・・・バルブタイミング調整装置
１０・・・ハウジング
２０、１０１、１３１・・・ベーンロータ
２２・・・ベーン
３２・・・スプール
３５・・・スリーブ
３６・・・進角ポート
３７・・・遅角ポート
３８・・・供給ポート
５０、１０２、１３２・・・積層部
５２、１０３、１３３・・・シール部
５４〜５９、６１〜６９、７１、１０５〜１０９、１１１〜１１３・・・金属板
【図１】
0005850280.tif 000002
【図２】
0005850280.tif 000003
【図３】
0005850280.tif 000004
【図４】
0005850280.tif 000005
【図５】
0005850280.tif 000006
【図６】
0005850280.tif 000007
【図７】
0005850280.tif 000008
【図８】
0005850280.tif 000009
【図９】
0005850280.tif 000010
【図１０】
0005850280.tif 000011
【図１１】
0005850280.tif 000012
【図１２】
0005850280.tif 000013
【図１３】
0005850280.tif 000014
【図１４】
0005850280.tif 000015
【図１５】
0005850280.tif 000016
【図１６】
0005850280.tif 000017
【図１７】
0005850280.tif 000018
【図１８】
0005850280.tif 000019
【図１９】
0005850280.tif 000020
【図２０】
0005850280.tif 000021
【図２１】
0005850280.tif 000022
【図２２】
0005850280.tif 000023
【図２３】
0005850280.tif 000024
【図２４】
0005850280.tif 000025
【図２５】
0005850280.tif 000026