(57)【要約】【課題】進角油圧室と遅角油圧室との間の内部漏れシール性を向上するとともに、シールプレートの耐久性を向上するバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】駆動軸と同期して回転するシューハウジング３とギア１との間にシールプレート５０を挟持する。駆動軸と所定の位相差で回転するベーンロータのベーン部９（ｃ）が相対回動可能な所定角度範囲に対応する範囲に、シールプレート５０の弾性部５５が設けられる。弾性部５５は、ギア１の端面との間に圧力室６６を形成し、圧油導入路５３を経由して進角油圧室６５の圧油を圧力室６６に導入する。弾性部５５は、広い範囲で弾性力によって、また圧力室６６と遅角油圧室６２との圧力差によって、ベーン部９（ｃ）に押し付けられるので、内部漏れシール性が向上する。また、弾性力による荷重が局所に集中しないので、シールプレートの耐久性が向上する。【選択図】図５
2011099411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸から従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、
前記駆動軸または前記従動軸のいずれか一方とともに回転するハウジング部材と、
前記駆動軸または前記従動軸のいずれか他方であって、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉するカムシャフトとともに回転し、前記ハウジング部材に対し所定角度範囲に限って相対回動可能な複数のベーン部を有し、前記ベーン部の回転方向の一方側に進角油圧室と、前記ベーン部の回転方向の他方側に遅角油圧室とが形成されるベーンロータとを備え、
前記ハウジング部材は、
開口内に前記ベーンロータを収容する第１ハウジング部材と、
前記第１ハウジング部材の開口に面して、前記ベーンロータの端面を覆う第２ハウジング部材とから構成され、
前記ベーンロータの端面と前記第２ハウジング部材との間に位置し、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材とに挟持されるシールプレートをさらに備え、
前記シールプレートは、
前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材とによって挟持される基面部と、
前記所定角度範囲に対応する範囲で前記ベーンロータの端面に当接する弾性部とを有し、
前記弾性部は、
前記第２ハウジング部材の端面および前記カムシャフトの外周面との間に圧力室を形成し、
前記進角油圧室あるいは前記遅角油圧室のいずれか一方のみと前記圧力室とを連通する圧油導入路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】
前記圧力室は、前記圧油導入路を除いて、前記弾性部、前記第２ハウジング部材の端面、及び、前記カムシャフトの外周面によって閉じら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。
【請求項３】
前記シールプレートの前記弾性部は、前記ベーンロータの端面側に凸状に形成され、
前記ベーンロータの端面に当接する平面状の上面部と、
前記基面部と前記上面部とを接続し、前記カムシャフトの軸方向の高低差を徐変する斜面部とを有す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。
【請求項４】
前記斜面部は、前記圧油導入路を有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。
【請求項５】
前記カムシャフトは前記吸気弁を開閉し、
前記圧油導入路は、前記進角油圧室のみと前記圧力室とを連通することを特徴とする請求項１〜４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】
前記カムシャフトは前記排気弁を開閉し、
前記圧油導入路は、前記遅角油圧室のみと前記圧力室とを連通することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項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、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉するバルブタイミングを変更するためのバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットを介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉を行うベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている。
【０００３】
このような従来のベーン式のバルブタイミング調整装置では、ベーンを有するベーンロータがベーンロータを回動可能に収容するハウジング部材と軸方向両端面で摺動するため、ベーンロータとハウジング部材との間に摺動クリアランスを設ける必要がある。この摺動クリアランスは極力小さく加工されている。しかし、この摺動クリアランスから油圧室の圧油が漏れ出ることを十分に防止することはできない。
摺動クリアランスには、ベーンロータ外周とハウジング部材内周との間に生ずるラジアルクリアランスと、ベーンロータ端面とハウジング部材端面との間に生ずるスラストクリアランスとがある。ここで問題とするのはスラストクリアランスである。なお、ラジアルクリアランスからの漏れに対しては、実施形態の中で示す「シール部材７」と「板ばね８」が従来から使用されている。
【０００４】
進角油圧室と遅角油圧室との間で圧油が漏れることを「内部漏れ」という。内部漏れが起こると、オイルポンプから供給される圧油が、バルブタイミング調整のために有効に使われなくなる。したがって、オイルポンプのエネルギー効率が低下し、またバルブ開閉タイミングによる位相制御の精度が低下する。
【０００５】
この問題を解決する技術として、特許文献１、２に開示された発明によれば、ベーンロータとギアとの間に凸状の弾性部を有するシール薄板が介装され、油圧室からの油圧漏れを低減できる。
図８は、特許文献２に記載のシール薄板１５０を示す。シール薄板１５０は、カムシャフトの先端部に嵌合するための嵌合穴１５２、周方向の位置決めのための貫通穴１５１、及び、いずれか一つの進角油圧室からシール薄板１５０の裏面に圧油を導入するための圧油導入路１５３を有している。また、最内径部１５４の周囲に皿ばね状の弾性部１５５が形成され、シール薄板１５０がベーンロータとギアとの間に介装されると弾性部１５５が湾曲し、ベーンロータのベーンに当接する。さらに、圧油導入路１５３からシール薄板１５０の裏側に圧油が導入されることによりシール薄板１５０の表裏に圧力差が生じ、シール薄板１５０を裏側からベーンに押し付け、摺動クリアランスからの圧油の漏れを防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５６７５５１号公報
【特許文献２】特開平１１−６２５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
「内部漏れ」に対するシール性を「内部漏れシール性」という。
特許文献２に記載のシール薄板１５０では、弾性部１５５が最内径部１５４の周囲だけに設けられているため、弾性力が作用する範囲および圧力差が利用できる範囲が狭く、十分な「内部漏れシール性」が得られなかった。また、弾性力による荷重が局所に集中し、シール薄膜１５０の耐久性が不十分となるおそれがあった。
【０００８】
特許文献２に記載の「シール薄板１５０」に相当する部材を、本発明では「シールプレート」と称する。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、内部漏れシール性を向上させるとともに、シールプレートの耐久性を向上させるバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。また、内部漏れシール性が向上する結果として、オイルポンプのエネルギー効率を向上させ、高精度な位相制御を可能とするバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のバルブタイミング調整装置は、駆動軸から従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前提としてハウジング部材とベーンロータとを備える。
ハウジング部材は、駆動軸または従動軸のいずれか一方とともに回転する。
ベーンロータは、駆動軸または従動軸のいずれか他方であって、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉するカムシャフトとともに回転する。また、ベーンロータは、ハウジング部材に対し所定角度範囲に限って相対回動可能な複数のベーン部を有し、ベーン部の回転方向の一方側には進角油圧室が、回転方向の他方側には遅角油圧室が形成される。
ハウジング部材は、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とから構成される。第１ハウジング部材は、開口内にベーンロータを収容する。第２ハウジング部材は、第１ハウジング部材の開口に面して、ベーンロータの端面を覆う。
【００１０】
請求項１に記載のバルブタイミング調整装置は、さらにシールプレートを備えることを特徴とする。シールプレートは、ベーンロータの端面と第２ハウジング部材との間に位置し、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とに挟持される。
また、シールプレートは、基面部と弾性部とを有する。基面部は、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とによって挟持される。弾性部は、ベーン部が相対回動可能な所定角度範囲に対応する範囲でベーンロータの端面に当接する。
弾性部は、第２ハウジング部材の端面および前記カムシャフトの外周面との間に圧力室を形成する。また弾性部は、圧油導入路を有する。圧油導入路は、進角油圧室あるいは遅角油圧室のいずれか一方のみから圧力室へ連通する。
【００１１】
請求項５に記載のバルブタイミング調整装置では、カムシャフトは吸気弁を開閉し、圧油導入路は、進角油圧室のみから圧力室へ連通する。
【００１２】
請求項６に記載のバルブタイミング調整装置では、カムシャフトは排気弁を開閉し、圧油導入路は、遅角油圧室のみから圧力室へ連通する。
【００１３】
このように、本発明のシールプレートでは、弾性部が「ベーン部が相対回動可能な所定角度範囲に対応する範囲」に広い範囲で形成される。また、弾性部と第２ハウジング部材との間の空間に圧力室が形成され、圧油導入路を経由して圧油が導入される。そのため、従来技術のシール薄板にて最内径部の周囲だけの狭い範囲に弾性部が設けられていたのに比べ、弾性部がベーンロータに、広い面積で弾性力により当接し、かつ、広い面積で圧力差を利用して当接するため、内部漏れシール性が向上する。また、弾性力による荷重が局所に集中しないので、シールプレートの耐久性が向上する。
その結果、オイルポンプのエネルギー効率が向上し、高精度な位相制御が可能となる。
【００１４】
請求項２に記載のバルブタイミング調整装置では、請求項１に記載のバルブタイミング調整装置における圧力室が、圧油導入路を除いて、弾性部、第２ハウジング部材の端面、及び、カムシャフトの外周面によって閉じられている。すなわち、圧油導入路以外に他の空間と連通する通路を有しない。なお、「閉じられて」とは、油漏れに影響が無い程のミクロな孔の存在をも否定するものではなく、油が漏れるような通路が無いことを意味する。
【００１５】
これにより、圧力室に導入された圧油は他の空間に流出することなく、弾性部の裏側を押圧するために有効に利用される。したがって、内部漏れシール性がさらに向上する。その結果、オイルポンプのエネルギー効率がさらに向上し、さらに高精度な位相制御が可能となる。
【００１６】
請求項３に記載のバルブタイミング調整装置では、請求項１または２に記載のバルブタイミング調整装置におけるシールプレートの弾性部は、ベーンロータの端面側に凸状に形成される。弾性部は、上面部と斜面部とを有する。上面部は平面状で、ベーンロータの端面に当接する。斜面部は、基面部と上面部とを接続し、カムシャフトの軸方向の高低差を徐変する。なお、「平面状」とは厳密に「無欠陥の平面」に限定されるものではなく、常識レベルの「うねり」や細かな表面傷があることを妨げない。
【００１７】
これにより、例えばプレス加工などの簡易な方法で弾性部を形成することができる。基面部と上面部との高低差、すなわち凸の自由高さをベーンロータ端面のクリアランスより大きく設定することにより、組付状態で弾性部がベーンロータに押し付けられ、たわみによる弾性力を生じる。よって、内部漏れシール性を確保できる。
また、基面部と上面部との境界は急激な段差ではなく、斜面部によって徐変されるため、亀裂などの発生を防止し、シールプレートの耐久性を向上することができる。
【００１８】
さらに請求項４に記載のバルブタイミング調整装置では、斜面部は圧油導入路を有する。言い換えれば、圧油導入路は、少なくともその一部が斜面部に設けられる。
【００１９】
これにより、圧油導入路を最適な位置に配置できる。圧油を圧力室に導入するためには、圧油導入路は上面部または斜面部に設けられる必要がある。しかし、上面部に圧油導入路を設けると、ベーン部が相対回動可能な所定角度範囲において、ベーン部が圧油導入路を覆う場合が生ずる。あるいは、上面部を必要以上に大きくしなければならなくなる。そこで圧油導入路は斜面部に設けるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置が適用される内燃機関を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置の最遅角位置を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置の最進角位置を示す図３に対応する断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ断面の要部拡大断面図である。
【図６】図４のＤ−Ｄ断面の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態のシールプレートを示す平面図である。
【図８】従来技術のシール薄板を示す平面図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
内燃機関９６のクランクシャフト９７は、「特許請求の範囲」に記載の「駆動軸」を、吸気弁９０側のカムシャフト２、及び、排気弁９３側のカムシャフト９２は、「特許請求の範囲」に記載の「従動軸」を、それぞれ具現したものである。クランクシャフト９７にはギア９８が、カムシャフト２にはギア１が、カムシャフト９２にはギア９２がそれぞれ同軸に固定されている。ギア９８、ギア１、ギア９１にはチェーン９５が巻き掛けられており、クランクシャフト９７の駆動力がギア１、ギア９１に伝達され、同期して回転する。カムシャフト２は吸気弁９０を、カムシャフト９２は排気弁９３を開閉する。
本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置９９は、吸気弁９０側に適用され、クランクシャフト９７およびギア１と所定の位相差で吸気弁９０を開閉する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置９９を示す断面図であり、図３のＢ−Ｂ断面に対応する。また、ストッパピン７０部分以外は図４のＢ−Ｂ断面にも対応する。
図３は「最遅角位置」を示す断面図である。「最遅角位置」の意味は後述する。図１に示すように、ストッパピン７０がストッパリング７４に嵌合した状態である。
図４は「最進角位置」を示す断面図である。「最進角位置」の意味は後述する。図４は、図１において、ストッパピン７０がストッパリング７４から抜け出た状態でのＡ−Ａ断面図に相当する。
【００２３】
一般に「進角させる」とはバルブタイミングを早めること、「遅角させる」とはバルブタイミングを遅らせることをいう。本実施形態では、図３および図４の反時計回り方向を「進角方向」、時計回り方向を「遅角方向」という。また、対象物の進角方向の側を「進角側」、対象物の遅角方向の側を「遅角側」という。
本実施形態では、ベーンロータ９がシューハウジング３に対して「所定角度範囲内」で「相対回動」する。以下、「相対回動」とは、ハウジング部材であるギア１およびシューハウジング３に対して同軸に回動することをいう。また、「所定角度範囲内」の上下限を「最進角位置」および「最遅角位置」という。したがって、上の文を言い換えれば、「ベーンロータ９は、最遅角位置から最進角位置までの範囲で相対回動する。」となる。
【００２４】
第１実施形態の構成を順に説明する。
ギア１およびシューハウジング３は、それぞれ「特許請求の範囲」に記載の「第２ハウジング部材」、「第１ハウジング部材」を具現したものである。
ギア１は、「駆動軸」であるクランクシャフト９７から駆動力を伝達されて回動する。ギア１の中央には、「従動軸」であるカムシャフト２が嵌合する軸受穴１ａが設けられる。また、最遅角位置でのストッパピン７０の位置に対応して有底のストッパリング穴１ｂが設けられる。また、ねじ１４が螺合しうるタップ穴１ｃが形成される。
【００２５】
シューハウジング３は、ギア１に当接する側が開口し、内側に空間を形成する有底の蓋状をなす。内側の空間は、フロント部３ｅ、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃ、及び、中央壁部３ｄから形成される。シュー部３ａ、３ｂ、３ｃは、中央壁部３ｄを中心として３方向の径外方向に放射状に膨らんで設けられる。フロント部３ｅの内壁は、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃの底面となる。
シュー部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの周方向の間には中央壁部３ｄの内壁面が形成され、その断面は円弧状をなす。中央壁部３ｄは、ベーンロータ９のロータボディ部９ｄを収容する。
【００２６】
シュー部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの内壁面の断面も円弧状をなす。また、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの進角側および遅角側の壁は中央壁部３ｄとつながっている。シュー部３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれベーンロータ９のベーン部９ａ、９ｂ、９ｃを収容する。ここで、ベーン部９ａのみ、ベーン部９ｂ、９ｃよりも周方向の幅が大きく、最遅角位置では、ベーン部９ａの遅角側の側面がシュー部３ａの遅角側の内壁に当接し、最進角位置では、ベーン部９ａの進角側の側面がシュー部３ａの進角側の内壁に当接するように形成されている。一方、ベーン部９ｂ、９ｃの遅角側の側面、進角側の側面は、いずれも最遅角位置、最進角位置でシュー部３ｂ、３ｃの内壁に当接しない。
【００２７】
フロント部３ｅの中央には中央穴３ｆが貫通している。また、フロント部３ｅを取り囲み、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの周方向の間に３ヶ所のねじ座部３ｇが設けられる。各ねじ座部３ｇには、ねじ穴３ｈが貫通している。
またフロント部３ｅには、最遅角位置でのストッパピン７０の位置に対応して大気開放穴３ｉが貫通している。
【００２８】
ギア１とシューハウジング３には、図３、図４に破線で示す位置決め穴が互いに対応する位置に設けられる。また、後述するシールプレート５０にも、対応する位置に位置決め切り欠き５４ａ、位置決め穴５４ｂが設けられる。
図示しないノックピンにより位置決めして、ギア１とシューハウジング３の間にシールプレート５０を挟み、３本のねじ１４がねじ穴３ｈを貫通し、タップ穴１ｃに締め込まれることにより、これらは同軸に締結される。
【００２９】
ベーンロータ９は、ロータボディ部９ｄとベーン部９ａ、９ｂ、９ｃとからなる。ロータボディ９ｄはシューハウジング３の中央壁部３ｄに、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃはシュー部３ａ、３ｂ、３ｃに収容される。
ロータボディ部９ｄの外周部とベーン部９ａ、９ｂ、９ｃの外周部には、それぞれ、シューハウジング３の内壁面に面し、ラジアルクリアランスからの内部漏れを防止するためのシール部材７が、板ばね８に付勢される状態で装着される。
ここで、ベーンロータ９の両端面間の厚さＴｖは平行度が精度良く加工される。また、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃの端面からの深さＤｓも平行度が精度良く加工される。そして、深さＤｓと厚さＴｖとの差を下式により摺動クリアランスＣｖと表す。
Ｃｖ＝Ｄｓ−Ｔｖ  ・・・（式１）
【００３０】
また、ベーンロータ９の中央には貫通穴９ｅが形成される。ここで、図１の右側を「後側」、図１の左側を「前側」と表すと、貫通穴９ｅの後側にリアインロー部９ｆが、貫通穴９ｅの前側にフロントインロー部９ｇが、互いに同軸精度良く形成される。
リアインロー部９ｆの内径にはカムシャフト２の先端部２ａの外径が嵌合する。また、リアインロー部９ｆの底面は、平面度、及び、中心軸に対する直角度が精度良く加工される。それにより、カムシャフト２の先端面とリアインロー部９ｆの底面とが精度良く面接触し、接触面からの油漏れを防止できる。
フロントインロー部９ｇの内径にはセンターワッシャ５の外径が嵌合する。また、フロントインロー部９ｇの底面は、平面度、及び、中心軸に対する直角度が精度良く加工される。それにより、センターワッシャ５の端面とフロントインロー部９ｇの底面とが精度良く面接触し、接触面からの油漏れを防止できる。
【００３１】
カムシャフト２の先端面の中央には、ベーンロータ９の貫通穴９ｅと連接する油路穴２ｂが形成される。油路穴２ｂの側面には導入油路３７が連通する。カムシャフト２の外周寄りには、先端面から導入油路２８が形成される。また油路穴２ｂの底部に、センターボルト１５が螺合しうるタップ穴２ｃが形成される。
【００３２】
センターワッシャ５は、ベーンロータ９の反対側にザグリ部が形成され、中央に貫通穴が形成されている。
センターボルト１５は、センターワッシャ５、ベーンロータ９の貫通穴９ｅ、カムシャフト２の油路穴２ｂを貫通し、タップ穴２ｃに所定の締付トルクで締め込まれる。このときセンターボルト１５の頭部座面がセンターワッシャ５のザグリ底面に当接し、その摩擦により緩みが防止される。これにより、カムシャフト２とベーンロータ９とは同軸に締結される。
【００３３】
以上の構成による組付状態で、カムシャフト２およびベーンロータ９は、ギア１およびシューハウジング３、すなわち「ハウジング部材」に対して同軸に相対回動が可能である。ここで、ベーンロータ９のギア１側端面とギア１の端面との間に前述の摺動クリアランスＣｖが存在する。
【００３４】
次に、油圧作動および内部漏れシールに関する構成を説明する。図３、図４に示すように、下記３組の遅角油圧室と進角油圧室が形成される。
（ａ）シュー部３ａとべーン部９ａとロータボディ部９ｄとに囲まれる空間において、ベーン部９ａの進角側の空間は遅角油圧室６０を形成し、ベーン部９ａの遅角側の空間は進角油圧室６３を形成する。
（ｂ）シュー部３ｂとべーン部９ｂとロータボディ部９ｄとに囲まれる空間において、ベーン部９ｂの進角側の空間は遅角油圧室６１を形成し、ベーン部９ｂの遅角側の空間は進角油圧室６４を形成する。
（ｃ）シュー部３ｃとべーン部９ｃとロータボディ部９ｄとに囲まれる空間において、ベーン部９ｃの進角側の空間は遅角油圧室６２を形成し、ベーン部９ｃの遅角側の空間は進角油圧室６５を形成する。
【００３５】
これらの遅角油圧室６０、６１、６２と進角油圧室６３、６４、６５とは、それぞれ、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃおよびロータボディ部９ｄによってほぼ隔絶されている。しかし厳密には、両油圧室はベーンロータ９のギア１側端面の摺動クリアランスＣｖを経由して連通しているので、内部漏れが生じる。その結果、オイルポンプの効率が低下し、位相制御の精度が低下する。
そこで、内部漏れ対策としてベーンロータ９のギア１側端面とギア１との間にシールプレート５０が介装される。
【００３６】
図７は、第１実施形態のシールプレート５０を図１の左方向から視た、すなわち図３、図４と同方向視の平面図である。図３、図４では、ベーンロータ９の向こう側にシールプレート５０の一部が見えている。
シールプレート５０の中央には、カムシャフト２の先端部２ａに嵌合するための嵌合穴５２が設けられている。また、ギア１およびシューハウジング３の各位置に対応して、ねじ１４を通す貫通穴５１、回転方向の正確な位置決めをするための位置決め切り欠き５４ａ、位置決め穴５４ｂが設けられている。なお、以下のシールプレート５０の説明で「各穴」というときには、位置決め切り欠き５４ａを含むものとする。これらの各穴を用い、シールプレート５０はギア１とシューハウジング３の間に挟持される。
【００３７】
嵌合穴５２の周囲には、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれの相対回動範囲に対応する範囲に略扇形で凸状の弾性部５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けられる。「凸状」とは、図７の手前方向に凸であることを意味する。なお、これら３箇所の弾性部５５ａ、５５ｂ、５５ｃを総称して「弾性部５５」と記す。弾性部５５および各穴を除く部分が基面部５９である。
図５、図６は、それぞれ図３のＣ−Ｃ断面、図４のＤ−Ｄ断面、すなわちシュー部３ｃでの断面を示す要部拡大断面図であり、シールプレート５０の厚さ方向を誇張して示してある。そして、図５、図６は、他のシュー部３ａ、３ｂでの断面をも代表して示すものである。
【００３８】
弾性部５５は、上面部５６と斜面部５８からなる。上面部５６は平面状であり、ベーンロータ９に当接する。また、斜面部５８は基面部５９と上面部５６との高低差を徐変する部分であり、嵌合穴５２に接する側を除き、上面部５６の周縁に形成される。そして、弾性部５５、ギア１の端面、及び、カムシャフト２の先端部２ａ外径に囲まれた空間は、圧力室６６を形成する。
また、弾性部５５ａの上面部５６には、ストッパピン７０の相対回動範囲に対応するストッパピン逃がし穴５７が設けられる。
【００３９】
基面部５９と上面部５６との高低差を「自由高さＨｅ」と記す。組付状態では弾性部５５がベーンロータ９に当接して圧縮されるよう、自由高さＨｅは摺動クリアランスＣｖよりもわずかに大きく設定される。その差分を下式によりたわみδと表す。
δ＝Ｈｅ−Ｃｖ＞０  ・・・（式２）
【００４０】
具体的には、自由高さＨｅと摺動クリアランスＣｖは０．１ｍｍ程度の値であり、たわみδは１００分の１ｍｍのオーダーの値に設定される。たわみδがゼロより大きいことによって弾性力によるシール性が得られ、遅角油圧室６０、６１、６２と進角油圧室６３、６４、６５との間の内部漏れが低減できる。
また、シールプレート５０は金属製薄板であり、プレス加工によって各穴が穿設され、弾性部５５が凸状に成形される。基面部５９と上面部５６との境界は急激な段差でなく、斜面部５８により徐変されるため、亀裂などの発生を防止し、シールプレート５０の耐久性を向上することができる。
【００４１】
加えて、シールプレート５０には圧油導入路５３が設けられる。図３に示すように、圧油導入路５３は、最遅角位置での進角油圧室６３、６４、６５に連通する位置、すなわち各弾性部５５ａ、５５ｂ、５５ｃの遅角側の端に設けられる。さらに詳細には、図５、図６に示すように、斜面部５８と基面部５９にまたがって設けられる。このため、最遅角位置から最進角位置までのすべての状態で、進角油圧室６３、６４、６５内の圧油は、圧油導入路５３を経由して圧力室６６に導入される。なお、圧油導入路５３の形状は丸穴に限定されず長穴などであってもよい。また、一つの進角油圧室あたり圧油導入路５３を２つ以上設けてもよい。
【００４２】
ここで、圧力室６６は、圧油導入路５３を除いて、弾性部５５、ギア１の端面、及び、カムシャフト２の外周面によって閉じられていること、すなわち、他の空間と連通する通路を有しないことが要件となる。例えば、圧力室６６に面する部分のギア１の端面には、穴や溝が形成されないようにする。それにより、圧力室６６に導入された圧油は他の空間に流出することなく、弾性部５５の裏側を押圧するため有効に利用できる。このとき、圧力室６６の油圧は、弾性部５５の反対側である遅角油圧室６０、６１、６２の油圧よりも高いため、弾性部５５の表裏に圧力差が生じる。また略扇形の弾性部５５は、周方向にも径方向にも長く、面積が大きいため、圧力室６６の油圧が広い面積で作用し、大きな押圧荷重を発生することができる。
【００４３】
図８に示す従来技術では、最内径部１５４の周囲の狭い範囲で、シール薄板１５０の弾性力および表裏の圧力差を利用してシール薄板１５０を裏側からベーンに押し付けていたため、内部漏れシール性が十分でなく、しかも、弾性力による荷重が局所に集中し、シール薄膜１５０の耐久性にも問題があった。それに対し、本実施形態では、広い範囲で、弾性力および圧力差を利用してシールプレート５０をベーンロータ９に押し付けるため、内部漏れシール性が向上する。また、弾性力による荷重が局所に集中しないため、シールプレート５０の耐久性が向上する。
【００４４】
次にストッパ機構に関する構成を説明する。
ストッパピン７０は、ベーン９ａのギア１側の端面に設けられる有底の収容穴７１に収容される。収容穴７１の底には、最遅角位置でフロント部３ｅの大気開放穴３ｉに連通する穴が設けられる。
ギア１のストッパリング穴１ｂには、ストッパリング７４が嵌入されている。ストッパリング７４の内径は、開口部より奥が小径となるテーパ状に形成されている。ストッパピン７０の先端部外径は、ストッパリング７４の内径のテーパ角度とほぼ同角度のテーパ形状に形成されており、ストッパリング７４に嵌合可能である。
収容穴７１の底部とストッパピン７０の間にはスプリング７２が挿着され、ストッパピン７０をストッパリング７４側に付勢している。
ガイドブッシュ７３は収容穴７１に嵌入されており、ストッパピン７０の軸方向の一部の外径がガイドブッシュ７３の軸方向の一部の内径に嵌合して、軸方向の移動が案内される。
【００４５】
ストッパピン７０の軸方向の途中には受圧溝部が設けられ、受圧溝とガイドブッシュ７３の内径とに囲まれる空間に油圧室２３が形成される。また、ガイドブッシュ７３の側面には、遅角主油路３８から油圧室２３に圧油を導入するための連通孔２５が設けられる。
ストッパピン７０の先端部、ストッパリング７４、及び、ストッパリング穴１ｂの底部とに囲まれる空間に油圧室２４が形成される。また、進角主油路３９から油圧室２４に圧油を導入するための連通孔２６が設けられる。
【００４６】
以上の構成により、ストッパピン７０は、油圧室２３もしくは油圧室２４に圧油が導入されたとき、いずれもスプリング７２の付勢力に抗して収容穴７１の底部側、すなわち図１の左方向へ移動し、ストッパリング７４から抜け出る。このとき、収容穴７１内の空気は大気開放穴３ｉから開放される。
【００４７】
図３に示す最遅角位置では、ストッパピン７０はストッパリング７４に嵌合しているので、ベーンロータ９はギア１と連結され、共に回転する。すなわち、ベーンロータ９とギア１とが相対回動しない状態である。
ストッパピン７０がストッパリング７４から抜け出ると、ベーンロータ９はギア１と連結を解除され、最遅角位置から最進角位置の角度範囲内で相対回動可能となる。
【００４８】
次に油圧の供給および排出に関する構成を説明する。
ロータボディ部９ｄのリアインロー部９ｆの底面には環状油路２９が設けられる。環状油路２９はカムシャフト２の先端面と当接し、カムシャフト２の内部で導入油路２８を経由して遅角主油路３８と連通する。また、ロータボディ部９ｄの内部で、環状油路２９と遅角分配路３０、３１、３２が連通する。遅角分配路３０は遅角油圧室６０と、遅角分配路３１は遅角油圧室６１と、遅角分配路３２は遅角油圧室６２と、それぞれ連通する。
なお、環状油路２９の代わりに、導入油路２８と遅角分配路３０、３１、３２とを個々に連通する油路が設けられてもよい。
【００４９】
ベーンロータ９の貫通穴９ｅおよびカムシャフト２の油路穴２ｂは、センターボルト１５の軸部の周囲の空間に中央油路３６を形成する。中央油路３６は、カムシャフト２内部の油路穴２ｂで導入油路３７を経由して進角主油路３９と連通する。また、ロータボディ部９ｄの内部で、中央油路３６と進角分配路３３、３４、３５が連通する。進角分配路３３は進角油圧室６３と、進角分配路３４は進角油圧室６４と、進角分配路３５は進角油圧室６５と、それぞれ連通する。
【００５０】
カムシャフト２のジャーナル部４２は、図示しないシリンダヘッドに設けられた軸受部４１により回転可能に支持されるとともに回転軸方向への移動を規制されている。遅角主油路３８、進角主油路３９は、軸受部４１内部の図示しない通路を経由して、それぞれカムシャフト２内部の導入油路２８、油路穴２ｂに連通する。
【００５１】
切替バルブ４９のオイルパン４５側の２つのポートには、オイルポンプ４６からの圧油を圧送する圧送油路４７とオイルパン４５へ油を排出する排出油路４８とが接続される。また、切替バルブ４９のバルブタイミング調整装置９９側の２つのポートには、遅角主油路３８と進角主油路３９とが接続される。
切替バルブ４９は、下記（イ）〜（ハ）の３モードを切り替えることができる。
（イ）圧送油路４７と遅角主油路３８とを連通し、排出油路４８と進角主油路３９とを連通する逆送モード４９ａ
（ロ）いずれの連通も遮断する停止モード４９ｂ
（ハ）圧送油路４７と進角主油路３９とを連通し、排出油路４８と遅角主油路３８とを連通する正送モード４９ｃ
【００５２】
以上の構成により、切替バルブ４９の切替操作によって、オイルポンプ４６からの圧油を遅角室６０、６１、６２および油圧室２３へ、または進角室６３、６４、６５および油圧室２４へ選択的に供給すること、または、いずれへの供給も停止することが可能となる。
【００５３】
（作動）
次にバルブタイミング調整装置９９の作動を説明する。ここで、進角方向への作動を「進角作動」、遅角方向への作動を「遅角作動」という。
（１）図３に示すように、エンジン始動時ポンプ４６からの圧油が遅角油圧室６０、６１、６２、進角油圧室６３、６４、６５のいずれにもまだ導入されていない初期状態では、ベーンロータ９は最遅角位置にある。
ストッパピン７０はスプリング７２の付勢力によりストッパリング７４に嵌合しており、ベーンロータ９はストッパピン７０によりギア１と連結されている。
【００５４】
（２）進角作動状態では、切替バルブ４９の正送モード４９ｃを選択すると、オイルポンプ４６からの圧油は、供給油路４７、進角主油路３９、導入油路３７を経由して中央油路３６に圧送され、中央油路３６から進角分配路３３、３４、３５を経由して進角油圧室６３、６４、６５に分配される。また、連通孔２６を経由して、圧油は油圧室２４にも分配される。
油圧室２４の油圧が先端部に作用するので、ストッパピン７０はスプリング７２の付勢力に抗して収容穴７１の底部側に押し込まれ、ベーンロータ９とギア１との連結が解除された状態となる。
進角油圧室６３、６４、６５の油圧がそれぞれベーン部９ａ、９ｂ、９ｃの遅角側の側面に作用するため、ベーンロータ９は進角方向へ相対回動する。そして、図４に示すように、最大時、最進角位置まで相対回動しうる。
【００５５】
これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが早められる。また、遅角油圧室６０、６１、６２の圧油は、環状油路２９、導入油路２８、遅角主油路３８、排出油路４８を経由してオイルパン４５に排出される。
【００５６】
図５、図６に示すように、ベーンロータ９の相対回動に伴い、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃは弾性部５５と当接しながら、図５の状態から図６の状態に移行する。この間、進角油圧室６５は相対的に高圧、遅角油圧室６０、６１、６２は相対的に低圧の関係が維持される。
【００５７】
このとき、シールプレート５０の圧油導入路５３は、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃに覆われることなく、進角油圧室６３、６４、６５に連通する位置に設けられているので、進角油圧室６３、６４、６５の圧油は、破線矢印で示すように圧油導入路５３を経由して圧力室６６に導入される。そして、圧力室６６の油圧は、弾性部５５の反対側である遅角油圧室６０、６１、６２の油圧より高いため、弾性部５５の表裏に圧力差が生じ、弾性部５５がベーン部９ａ、９ｂ、９ｃに強く押し付けられる。図中では、両方向矢印がこれを表現している。したがって、進角油圧室６３、６４、６５と遅角油圧室６０、６１、６２との間の内部漏れシール性が確保される。
【００５８】
（３）次に、遅角作動状態では、切替バルブ４９の逆送モード４９ａを選択すると、オイルポンプ４６からの圧油は、圧送油路４７、遅角主油路３８、導入油路２８を経由して環状油路２９に圧送され、環状油路２９から遅角分配路３０、３１、３２を経由して遅角油圧室６０、６１、６２に分配される。また、連通孔２５を経由して、圧油は油圧室２３にも分配される。
油圧室２３の油圧が、受圧溝部の前側の溝側面に作用するので、ストッパピン７０はスプリング７２の付勢力に抗して収容穴７１の底部側に押し込まれ、ストッパリング７４から完全に抜け出た状態、すなわち、ベーンロータ９とギア１との連結が解除された状態が維持される。
遅角油圧室６０、６１、６２の油圧がそれぞれベーン部９ａ、９ｂ、９ｃの進角側の側面に作用するため、ベーンロータ９は遅角方向へ相対回動する。そして、図３に示すように、最大時、最遅角位置まで相対回動しうる。
【００５９】
これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが遅らされる。また、進角油圧室６３、６４、６５の圧油は、中央油路３６、導入油路３７、進角主油路３９、排出油路４８を経由してオイルパン４５に排出される。
【００６０】
このときも圧力室６６には、進角油圧室６３、６４、６５から導入された圧油が維持されている。したがって、進角作動状態と同様、弾性部５５の表裏に生ずる圧力差によって、弾性部５５がベーン部９ａ、９ｂ、９ｃに強く押し付けられ、内部漏れシール性が確保される。
【００６１】
（４）ベーンロータ９が進角方向あるいは遅角方向へ相対回動している途中で切替バルブ４９の停止モード４９ｂが選択されると、遅角油圧室６０、６１、６２および進角油圧室６３、６４、６５の圧油は流入および流出が遮断され、ベーンロータ９は中間の位置に保持され、所望のバルブタイミングを得ることができる。
【００６２】
以上、（１）〜（４）の状態を通して、シールプレート５０の弾性部５５は、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃの端面と弾性力により広い範囲で当接しており、さらに圧力室６６と遅角油圧室６０、６１、６２との圧力差が利用できるので、進角油圧室６３、６４、６５と遅角油圧室６０、６１、６２との間の内部漏れシール性が確保される。その結果、オイルポンプのエネルギー効率が向上する。また、ベーンロータ９の相対回動の位相を高精度に制御でき、所望のバルブタイミングを高精度に得ることができる。
また、弾性力による荷重が局所に集中しないので、シールプレート５０の耐久性が向上する。
【００６３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、初期状態が最遅角位置、最大作動状態が最進角位置であり、シールプレート５０の圧油導入路５３は、進角油圧室６３、６４、６５と圧力室６６とを連通する形態を説明した。この形態は、吸気弁９０側のバルブタイミング調整装置９９に用いられる。
それに対し、第２実施形態のバルブタイミング調整装置は排気弁９３側に適用され、クランクシャフト９７およびギア９１と所定の位相差で排気弁９３を開閉する。すなわち、第１実施形態と逆の位相制御が行われる。したがって、第２実施形態では、初期状態が最進角位置、最大作動状態が最遅角位置であり、シールプレートの圧油導入路は、遅角油圧室と圧力室とを連通するように設けられる。
【００６４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、シュー部３ａ、３ｂ、３ｃ、ベーン部９ａ、９ｂ、９ｃは、各３ヶ所設けられていたが、各４ヶ所であっても、またはそれ以外の数であってもよい。
ギア１は、クランクシャフト９７からの駆動力をチェーン９５によって伝達されるスプロケット型のものに限らず、ベルトによって伝達されるプーリー型のものであってもよい。
また、ベーンロータ９と共に回転する回転軸は、内燃機関９６の従動軸であるカムシャフト２、９２に限らず、駆動軸であるクランクシャフト９７であってもよい。
【００６５】
以上、本発明はこのような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において、種々なる形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：ギア（第２ハウジング部材）、２：カムシャフト（従動軸）、３：シューハウジング（第１ハウジング部材）、３ａ、３ｂ、３ｃ：シュー部、３ｄ：中央壁部、３ｅ：フロント部、９：ベーンロータ、９ａ、９ｂ、９ｃ：ベーン部、９ｄ：ロータボディ部、２３：油圧室、２４：油圧室、２８：導入油路、２９：環状油路、３６：中央油路、３７：導入油路、３８：遅角主油路、３９：進角主油路、４５：オイルパン、４６：オイルポンプ、４７：供給油路、４８：排出油路、４９：切替バルブ、５０：シールプレート、５３：圧油導入路、５５：弾性部、５６：上面部、５８：斜面部、５９：基面部、６０、６１、６２：遅角油圧室、６３、６４、６５：進角油圧室、６６：圧力室、７０：ストッパピン、７１：収容穴、７４：ストッパリング、９０：吸気弁、９３：排気弁、９５：チェーン、９６：内燃機関、９７：クランクシャフト（駆動軸）、９９：バルブタイミング調整装置
【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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