(57)【要約】【課題】オイル漏れに対するシール性を確保すると共に、弾性部材の寿命を延長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。【解決手段】本発明のバルブタイミング調整装置１は、ベーンロータ５０の溝５５に設けられた封止構造体７０を備えている。封止構造体７０は、溝５５に収容されている弾性部材７１と、弾性部材７１により径方向に付勢されるシール部材７２とを備えている。シール部材７２は、ハウジング１０に接する摺動面７２３、および、回転方向の両側においてベーンロータ５０に対して隙間を挟んで径方向に対向している一対の受圧面７２４を有する。回転方向において、一対の受圧面７２４の幅Ｌ３の合計の長さは、シール部材７２の幅Ｌ１から摺動面７２３の幅Ｌ２を引いた長さよりも長い。シール部材７２は、受圧面７２４を介して、作動油による付勢アシストを受けることができる。【選択図】図２
2015083805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（９０）の駆動力を駆動軸（９７）から従動軸（２、９４）に伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記従動軸により開閉駆動される吸気弁（９１）および排気弁（９２）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（１）であって、
前記駆動軸および前記従動軸の一方とともに回転可能であり、回転方向に所定角度範囲で形成されている収容室（３７〜３９）を有するハウジング（１０）と、
前記駆動軸および前記従動軸の他方とともに回転可能であり、前記収容室を遅角室（４１〜４３）と進角室（４４〜４６）とに区画し、前記遅角室および前記進角室に供給される作動油の圧力により前記ハウジングに対して遅角側または進角側へ相対回転するように駆動されるベーンロータ（５０）と、
前記遅角室と前記進角室との間を液密に封止している封止構造体（７０、８０、７０１）と、を備えており、
前記ハウジングおよび前記ベーンロータの一方を第１回転体とし、
前記ハウジングおよび前記ベーンロータの他方を第２回転体とすると、
前記第１回転体は、前記第２回転体に対して径方向に対向する位置に溝（１７、５５、５６）を有しており、
前記封止構造体は、
前記溝に収容されている弾性部材（７１、７４、８１）と、
少なくとも一部（７２１、７５２、８２１）が前記第１回転体の前記溝に収容されており、前記弾性部材によって径方向に付勢されて前記第２回転体に摺動可能に接する摺動面（７２３、７３３、７５３、８２３）、および、回転方向の両側において前記第１回転体に対して隙間を挟んで径方向に対向している一対の受圧面（７２４、７３４、７５４、８２４）を有しているシール部材（７２、７３、７５、８２）と、を備えており、
前記一対の受圧面の回転方向の幅（Ｌ３）の合計の長さは、前記シール部材の回転方向の幅（Ｌ１）から前記摺動面の回転方向の幅（Ｌ２）を引いた長さよりも長いことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記シール部材の少なくとも一部は、前記溝内で回転方向に移動可能に収容されており、
前記シール部材と、前記溝の遅角側または進角側の内壁との間には作動油の流入可能な隙間が存在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】
前記シール部材は、前記摺動面に対する回転方向の両側に、径方向に延びている仮想線（Ｖ）に対する傾斜角度（α）が４５度以下である傾斜面（７３５）を有し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。
【請求項４】
前記第１回転体は、前記シール部材のうち前記受圧面よりも径方向外側の部分を回転方向の両側から保持する保持部（５４２）を有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５】
前記第１回転体の前記溝は、当該溝内の回転方向の中央部よりも両側でさらに凹んでいる凹部（５６３）を含んでおり、
前記シール部材は、前記弾性部材に対する回転方向の両側において前記第１回転体に向かって延び、かつ、前記凹部に挿入されている挿入部（７５２）を有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】
前記第１回転体と前記シール部材とは、軸方向の長さが等しく、かつ、線膨張係数が等しい材料から構成されており、
前記弾性部材は、前記第１回転体および前記シール部材よりも軸方向の長さが短いことを特徴とする請求項１〜５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回転体および前記シール部材は、樹脂から構成されており、
前記弾性部材は、エラストマから構成さ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。
【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ハウジングと、カムシャフトにクランクシャフトの駆動力を伝達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り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、ハウジングに対してベーンロータを摺動可能にするため、ベーンロータとハウジングとの間に摺動クリアランスを設ける必要がある。バルブタイミング調整装置内には進角室と遅角室とが区画されているが、この摺動クリアランスを介して作動油が漏れる場合がある（以下、単にオイル漏れという）。この場合、オイルポンプから供給される作動油の一部は、バルブタイミング調整のために有効に使われなくなる。これにより、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。
【０００４】
この問題を解決する技術として、特許文献１に開示された発明では、ベーンロータとハウジングとの間に、摺動性に富む硬樹脂から成るシール部材と、弾力性に富む軟樹脂から成る弾性部材とを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明では、オイル漏れに対するシール性を確保するために、弾性部材がシール部材を一定以上の力で付勢する必要がある。このためには、弾性部材を高い圧縮率で圧縮した状態で設置しなければならない。しかしながら、このように高い圧縮率で圧縮された状態の弾性部材の使用を続けると、圧縮永久歪み等によって経年劣化が促進してしまう。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、オイル漏れに対するシール性を確保すると共に、弾性部材の寿命を延長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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内燃機関の駆動力を駆動軸から従動軸に伝達する駆動力伝達系に設けられ、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である。本発明のバルブタイミング調整装置は、駆動軸および従動軸の一方とともに回転可能であり、回転方向に所定角度範囲で形成されている収容室を有するハウジングと、駆動軸および従動軸の他方とともに回転可能であり、収容室を進角室と遅角室とに区画し、進角室および遅角室に供給される作動油の圧力によりハウジングに対して進角側または遅角側へ相対回転するように駆動されるベーンロータと、進角室と遅角室との間を液密に封止している封止構造体と、を備えている。
【０００９】
本発明のバルブタイミング調整装置では、ハウジングおよびベーンロータの一方を第１回転体とし、ハウジングおよびベーンロータの他方を第２回転体とするとき、第１回転体は第２回転体に対して径方向に対向する位置に溝を有している。また、封止構造体は、第１回転体の溝に収容されている弾性部材と、少なくとも一部が第１回転体の溝に収容されており、弾性部材によって径方向に付勢されて第２回転体の径方向内側の面に摺動可能に接する摺動面、および、回転方向の両側において第１回転体に対して隙間を挟んで径方向に対向している一対の受圧面を有しているシール部材と、を備えている。
【００１０】
上記構成では、バルブタイミング調整装置の動作時、相対的に、進角室および遅角室の一方の作動油は高圧になり、他方の作動油は低圧になる。高圧側の作動油は、第１回転体とシール部材の受圧面との間の隙間に入り込み、シール部材の受圧面に対して、弾性部材の付勢方向と同方向へ向かって圧力をかける。このため、シール部材は、高圧側の受圧面を介して、油圧による付勢アシストを受けることができる。シール部材は、弾性部材による付勢と共に、油圧による付勢アシストを受けることによって、摺動面が第２回転体に押し付けられる。
【００１１】
ここで、一対の受圧面の回転方向の幅の合計の長さは、シール部材の回転方向の幅から摺動面の回転方向の幅を引いた長さよりも長い。このような構成によれば、シール部材にかかる油圧のうち、弾性部材の付勢方向とは反対方向へかかる油圧による力よりも、付勢方向と同じ方向へかかる油圧による力の方が大きくなる。よって、シール部材は、油圧による付勢アシストを安定的に受けることができる。
【００１２】
上記構成によれば、弾性部材の付勢力以外にもシール部材を押し付ける力が働くため、従来技術よりも弾性部材の圧縮率を下げることができ、弾性部材の劣化が抑制され、その寿命を延長することができる。
【００１３】
また、供給される作動油の油圧が高いとき、シール部材が受ける油圧による付勢アシストは大きくなる。このため、シール部材は、作動油の油圧が高いときに必要とされるシール性を確保することができる。一方、進角室および遅角室に供給される作動油の油圧が低いときには、シール部材が受ける油圧による付勢アシストも小さくなる。しかし、供給される作動油の油圧が低いときには、油圧が高いとき程にはシール性を必要としない。むしろ、シール部材が受ける付勢アシストが小さくなることにより、摺動面の摺動抵抗が小さくなり、バルブタイミング調整装置の応答速度を早くすることができる。したがって、上記構成によれば、供給される作動油の油圧に応じて、シール部材をハウジングに押し付ける力とシール部材の摺動面の摺動抵抗とが好適に調整される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示すバルブタイミング調整装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２に示す封止構造体の１つを拡大して示す図である。
【図４】図２に示す封止構造体の他の１つを拡大して示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による封止構造体の１つを拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による封止構造体の１つを拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による封止構造体の１つを拡大して示す断面図である。
【図８】図１のバルブタイミング調整装置が適用された内燃機関を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
まず、本実施形態のバルブタイミング調整装置１が設けられる内燃機関９０の駆動力伝達系について、図８を参照して概略を説明する。バルブタイミング調整装置１は、車両に搭載された内燃機関９０内でクランクシャフト９７からカムシャフト２、９４へ回転を伝達する駆動力伝達系に設置される。駆動力伝達系では、内燃機関９０の駆動軸としてのクランクシャフト９７にはギア９８が同軸に固定され、従動軸としてのカムシャフト２、９４にはギア１３、９５がそれぞれ同軸に固定されている。これらのギア９８、１３、９５には、タイミングチェーン９６が巻き掛けられており、クランクシャフト９７の駆動力がカムシャフト２、９４に伝達される。カムシャフト９４は吸気弁９１を開閉駆動し、カムシャフト２は排気弁９２を開閉駆動する。
バルブタイミング調整装置１は、カムシャフト２の端部に接続され、クランクシャフト９７に対するカムシャフト２の回転位相を調整して吸気弁９１の所望のバルブタイミングを実現する。
【００１６】
（基本構成）
本実施形態のバルブタイミング調整装置１の基本構成について、図１および図２を参照して説明する。バルブタイミング調整装置１は、ハウジング１０、ベーンロータ５０、および封止構造体７０、８０を備えている。
【００１７】
ハウジング１０は、チェーンスプロケット１１およびシューハウジング１２を備えている。チェーンスプロケット１１は、タイミングチェーン９６が巻き掛けられるギア１３を有しており、クランクシャフト９７から駆動力が伝達されて回転する。
【００１８】
カムシャフト２は、チェーンスプロケット１１に挿入されている。カムシャフト２は、チェーンスプロケット１１に対し相対回転可能である。チェーンスプロケット１１およびカムシャフト２は、図１に示す矢印ＩＩ方向から見て反時計回りに回転する。本実施形態では、図２中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。
【００１９】
シューハウジング１２は、ボルト２１〜２３によりチェーンスプロケット１１と同軸上に固定されている。また、シューハウジング１２は、板状の前壁１５と筒状の周壁１６とから一体に形成されている。周壁１６は、回転軸を中心として３方向の径外方向に放射状に膨らんでいるシュー部３１〜３３と、各シュー部３１〜３３の間に位置する中央壁部３４〜３６とを有している。シュー部３１の内側には収容室３７が区画され、シュー部３２の内側には収容室３８が区画され、シュー部３３の内側には収容室３９が区画されている。
【００２０】
ベーンロータ５０は、円筒状のボス部５１と、ボス部５１の外側に突出するベーン５２、５３、５４とを有している。ボス部５１は、中央壁部３４〜３６の内側に収容されている。ボス部５１の中央のボルト孔には、センターボルト２４が挿通しており、ベーンロータ５０はセンターボルト２４によってカムシャフト２に固定されている。また、ベーン５２〜５４は、シュー部３１〜３３の内側、すなわち収容室３７〜３９にそれぞれ収容されている。ベーンロータ５０は、金属または樹脂から形成可能であるが、本実施形態では樹脂製である。
【００２１】
ベーンロータ５０は、ハウジング１０に対して所定角度範囲内で遅角側または進角側に相対回転可能であり、図２は、ベーンロータ５０が最遅角位置に位置した状態を示している。以下では説明のために、ベーンロータの回転軸方向を単に「軸方向」と称し、回転軸を中心とした径方向を単に「径方向」と称する。また、以下では、単に回転方向というとき、ベーンロータ５０の回転方向を意味している。
【００２２】
ここで、ベーン５２は、収容室３７を遅角室４１と進角室４４とに区画している。ベーン５３は、収容室３８を遅角室４２と進角室４５とに区画している。ベーン５４は、収容室３９を遅角室４３と進角室４６とに区画している。
【００２３】
このように、遅角室４１、４２、４３および進角室４４、４５、４６は、シューハウジング１２およびベーンロータ５０によってそれぞれ区画され、相互間がほぼ隔絶されている。しかし厳密には、シューハウジング１２とベーンロータ５０との間に径方向の摺動クリアランスが存在している。
【００２４】
そこで、ベーンロータ５０のベーン５２、５３、５４は、シューハウジング１２のシュー部３１、３２、３３と径方向に対向する位置にそれぞれ溝５５を有しており、各溝５５には封止構造体７０が設けられている。また、シューハウジング１２の中央壁部３４、３５、３６は、ボス部５１と径方向に対向する位置にそれぞれ溝１７を有しており、各溝１７には封止構造体８０が設けられている。これらの溝５５、１７および封止構造体７０、８０の構成については、後に詳細を述べる。
【００２５】
次に作動油の供給および排出に関する構成を説明する。
【００２６】
ボス部５１の底面には環状油路２６が設けられている。環状油路２６は、カムシャフト２の内部の側方油路２７を経由して、遅角主油路４７と連通している。ベーンロータ５０およびカムシャフト２と、センターボルト２４の軸部周囲との間には中央油路２５が設けられている。中央油路２５は、進角主油路４８と連通している。
【００２７】
また、ボス部５１の内部には、遅角室４１〜４３とそれぞれ連通可能な遅角分配路６１〜６３と、進角室４４〜４６とそれぞれ連通可能な進角分配路６４〜６６とが設けられている。遅角分配路６１〜６３は環状油路２６と連通しており、進角分配路６４〜６６は中央油路２５と連通している。
【００２８】
カムシャフト２は、図示しないシリンダヘッドに設けられた軸受部２８により回転可能に支持されている。遅角主油路４７および進角主油路４８は、例えば図示しないエンジンブロック等が有する通路を経由して、切替バルブ６７に接続されている。
【００２９】
切替バルブ６７は、オイルパン６８側に、オイルポンプ６９からの圧油を圧送する圧送油路が接続されるポートと、オイルパン６８へ油を排出する排出油路とが接続されるポートを有し、バルブタイミング調整装置１側に、遅角主油路４７が接続されるポートと、進角主油路４８が接続されるポートとを有する。切替バルブ６７は、ポート接続の切替操作によって、オイルポンプ６９からの圧油を遅角室４１〜４３へ、または進角室４４〜４６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。
【００３０】
次に、バルブタイミング調整装置１の一般作動について、図２を参照して簡単に説明する。
【００３１】
内燃機関始動後、ベーンロータ５０はハウジング３に対して相対回転自在な状態になり、各遅角室４１、４２、４３および各進角室４４、４５、４６に加わる油圧によって、ベーンロータ５０が相対回転する。
【００３２】
例えば、バルブタイミング調整装置１が進角作動するとき、オイルポンプ６９から吐出された作動油は、進角主油路４８、中央油路２５、および進角分配路６４、６５、６６を介して、進角室４４、４５、４６に供給される。進角室４４、４５、４６の油圧は、ベーン５２、５３、５４に作用し、ベーンロータ５０を進角側に付勢するトルクを発生する。一方、遅角室４１、４２、４３の作動油は、遅角分配路６１、６２、６３、環状油路２６、および遅角主油路４７を介してオイルパン６８に排出される。これによって、ベーンロータ５０はハウジング３に対し進角側に回転し、カムシャフト２のバルブタイミングは早められる。この進角作動の間、進角室４４、４５、４６は相対的に高圧、遅角室４１、４２、４３は相対的に低圧の関係が維持される。
【００３３】
また、バルブタイミング調整装置１が遅角作動するとき、オイルポンプ６９から吐出される作動油は、遅角主油路４７、環状油路２６、および遅角分配路６１、６２、６３を介して、遅角室４１、４２、４３に供給される。遅角室４１、４２、４３の油圧がベーン５２、５３、５４に作用し、ベーンロータ５０を遅角側に付勢するトルクを発生する。一方、進角室４４、４５、４６の作動油は、進角分配路６４、６５、６６、中央油路２５、および進角主油路４８を介してオイルパン６８に排出される。これによって、ベーンロータ５０はハウジング３に対し進角側に回転し、カムシャフト２のバルブタイミングは遅らされる。この遅角作動の間、遅角室４１、４２、４３は相対的に高圧、進角室４４、４５、４６は相対的に低圧の関係が維持される。
【００３４】
（特徴構成）
次に、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の特徴構成について、図１、図３、および図４を参照して説明する。
【００３５】
まず、溝５５および封止構造体７０について、図３を参照して説明する。ここで、特許請求の範囲に記載の「第１回転体」はベーンロータ５０であり、「第２回転体」はハウジング１０である。
本実施形態では、ベーン５２、５３、５４が有する各溝５５の構成は実質的に同一であり、また、各溝５５に設けられた封止構造体７０の構成も実質的に同一である。よって、以下では、図３に代表的に示すベーン５４の溝５５及び封止構造体７０を例にして説明する。
【００３６】
封止構造体７０は、弾性部材７１と、シール部材７２とから構成されている。
弾性部材７１は、エラストマから構成されている。ここで、エラストマは、弾性を有する材料であり、例えばゴムまたは熱可塑性エラストマである。ゴムには、天然ゴム、合成ゴム、および熱硬化性エラストマが含まれる。
シール部材７２は、金属または樹脂から構成することが可能である。特に、シール部材７２は、ベーンロータ５０と線膨張係数が近い金属または樹脂から構成することが好ましい。ここで、樹脂には、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂が含まれる。本実施形態のシール部材７２は、ベーンロータ５０を構成する樹脂と線膨張係数が近い樹脂から構成されている。
【００３７】
弾性部材７１は、シール部材７２と溝５５の底面との間で径方向に圧縮された状態で溝５５に収容されており、シール部材７２を径方向外側に付勢している。シール部材７２は、弾性部材７１に付勢されることによって、シュー部３３の径方向内側の壁面３３１に当接している。
【００３８】
本実施形態において、シール部材７２を軸方向から見たとき、シール部材７２はＴ字型であり、回転方向中央で径方向に延びる中央線に対して線対称の形状をしている。シール部材７２のうち、径方向に延びる脚部７２１は溝５５に挿入されており、回転方向に延びる腕部７２２は溝５５の外側に配置されている。
【００３９】
シール部材７２の脚部７２１は、回転方向の幅が溝５５の幅よりも若干短い。このため、溝５５の進角側内面５５１および遅角側内面５５２の少なくとも一方と、シール部材７２の脚部７２１との間には、作動油が流入可能な隙間が存在する。また、シール部材７２の脚部７２１は、溝５５内で回転方向の両側に移動可能である。
【００４０】
シール部材７２の腕部７２２は、ベーンロータ５０が回転するときシュー部３３の壁面３３１に対して摺動する摺動面７２３と、回転方向の両側においてベーン５４の径方向外側の壁面５４１に対向する一対の受圧面７２４とを有する。一対の受圧面７２４とベーン５４の壁面５４１との間には、作動油が流入可能な隙間がそれぞれ存在する。
【００４１】
本実施形態において、回転方向のシール部材７２の全体的な幅Ｌ１と摺動面７２３の幅Ｌ２とは等しくなる。このため、Ｌ１−Ｌ２＝０となり、シール部材７２は径方向内側方向に油圧を受ける面を有していない。受圧面７２４の幅Ｌ３は０より大きい。
【００４２】
また、封止構造体７０の軸方向の寸法について、弾性部材７１の長さはベーンロータ５０の長さよりも短いが、シール部材７２の長さはベーンロータ５０の長さと等しい（図１を参照）。
【００４３】
図３は、バルブタイミング調整装置１が遅角作動している場合を示しており、相対的に、遅角室４３が高圧であり、進角室４６が低圧である。
この場合、遅角室４３内の作動油は、シール部材７２の受圧面７２４とベーン５４の壁面５４１との間を介して、脚部７２１と溝５５の進角側内面５５１との間に流入する。このとき、シール部材７２の遅角側の受圧面７２４は、遅角室４３から隙間に流入する作動油の油圧を受け、径方向外側に付勢される。また、シール部材７２の脚部７２１は、遅角室４３から隙間に流入する作動油の油圧を受けて、溝５５内で遅角側に移動し、遅角側内面５５２に当接する。
【００４４】
一方、バルブタイミング調整装置１が進角作動している場合には、相対的に、遅角室４３が低圧であり、進角室４６が高圧である。この場合についても、遅角側および進角側の関係が逆転する以外は上述の場合と同様である。すなわち、シール部材７２の進角室４６側の受圧面７２４は、進角室４６から隙間に流入する作動油の油圧を受け、径方向外側に付勢される。また、シール部材７２の脚部７２１は、進角室４６から隙間に流入する作動油の油圧を受けて、溝５５内で進角側に移動し、進角側内面５５１に当接する。
【００４５】
次に、溝１７および封止構造体８０について、図４を参照して説明する。ここで、特許請求の範囲に記載の「第１回転体」はハウジング１０であり、「第２回転体」はベーンロータ５０である。
本実施形態では、シューハウジング１２の中央壁部３４、３５、３６が有する各溝１７の構成は実質的に同一であり、また、各溝１７に設けられた封止構造体８０の構成も実質的に同一である。よって、以下では、図４に代表的に示す中央壁部３４の溝１７及び封止構造体８０を例にして説明する。
【００４６】
封止構造体８０は、その配置以外、封止構造体７０と同様の構成を有している。すなわち、封止構造体８０は、弾性部材８１とシール部材８２とから構成されており、その材料については上述の説明と同様である。
【００４７】
弾性部材８１は、シール部材８２と溝１７の底面との間で圧縮された状態で溝１７内に収容されており、シール部材８２を径方向内側に付勢している。シール部材８２は、弾性部材８１に対して径方向内側に配置されており、弾性部材８１に付勢されることによって、ボス部５１の径方向外側の壁面５１１に当接している。
【００４８】
シール部材８２は、軸方向から見てＴ字型である。シール部材８２のうち、径方向に延びる脚部８２１は、溝１７に挿入されており、回転方向に延びる腕部８２２は、溝１７の外側に配置されている。
【００４９】
シール部材８２の脚部８２１は、回転方向の幅が溝１７の幅よりも若干短く、溝１７の進角側内面１７１および遅角側内面１７２の少なくとも一方と、シール部材８２の脚部８２１との間には、作動油が流入可能な隙間が存在する。また、シール部材８２の脚部８２１は、溝１７内で回転方向の両側に移動可能である。
【００５０】
シール部材８２の腕部８２２は、ベーンロータ５０が回転するときボス部５１の壁面５１１に対して摺動する摺動面８２３と、回転方向の両側において中央壁部３４の径方向内側の壁面３４１に対向する一対の受圧面８２４とを有する。一対の受圧面８２４と中央壁部３４の壁面３４１との間には、作動油が流入可能な隙間がそれぞれ存在する。
【００５１】
本実施形態において、回転方向のシール部材８１の全体的な幅Ｌ１と摺動面８２３の幅Ｌ２とは等しくなる。このため、Ｌ１−Ｌ２＝０となり、シール部材８２は径方向内側方向に油圧を受ける面を有していない。受圧面８２４の幅Ｌ３は０より大きい。
【００５２】
また、本実施形態の封止構造体８０の軸方向の寸法について、弾性部材８１の長さはベーンロータ５０の長さよりも短いが、一方、シール部材８２の長さはベーンロータ５０の長さと等しい（図１を参照）。
【００５３】
図４は、バルブタイミング調整装置１が遅角作動している場合を示しており、相対的に、遅角室４２が高圧であり、進角室４４が低圧である。
この場合、遅角室４２内の作動油は、シール部材８２の受圧面８２４とボス部５１の壁面５１１との間を介して、脚部８２１と溝１７の進角側内面１７１との間に流入する。このとき、シール部材８２の遅角側の受圧面８２４は、遅角室４２から隙間に流入する作動油の油圧を受け、径方向内側に付勢される。また、シール部材８２の脚部８２１は、遅角室４２から隙間に流入する作動油の油圧を受けて、溝１７内で遅角側に移動し、遅角側内面１７２に当接する。
【００５４】
バルブタイミング調整装置１が進角作動する場合、相対的に、遅角室４２が低圧であり、進角室４４が高圧である。この場合についても、遅角側および進角側の関係が逆転する以外は上述の場合と同様である。すなわち、シール部材８２の進角側の受圧面８２４は、進角室４４から隙間に流入する作動油の油圧を受け、径方向内側に付勢される。また、シール部材８２の脚部８２１は、進角室４４から隙間に流入する作動油の油圧を受けて、溝１７内で進角側に移動し、進角側内面１７１に当接する。
【００５５】
（効果）
本実施形態のバルブタイミング調整装置１は、以上の構成の封止構造体７０、８０を有するため、以下の効果を奏することができる。
【００５６】
（ア）弾性部材７１、８２が予め圧縮された状態で組み付けされるため、組み付け前のシューハウジング１２とボス部５１との隙間のばらつきを吸収することができる。よって、シール部材７２とシューハウジング１２との隙間、またはシール部材８１とボス部５１との隙間をゼロにすることができる。
【００５７】
（イ）遅角作動時および進角作動時のいずれにおいても、シール部材７２、８２は、弾性部材７１、８１による付勢の他に、受圧面７２４、８２４を介した油圧による付勢アシストを受けることができる。このため、従来技術よりも弾性部材７１、８１の圧縮率を下げることができる。よって、弾性部材７１、８１の劣化が抑制され、その寿命を延長することができる。
【００５８】
（ウ）シール部材７２、８２の脚部７２１、８２１と溝５５、１７の内面との間に隙間があり、遅角作動時および進角作動時のいずれにおいてもシール部材７２、８２が溝５５、１７の内面に当接可能であることにより、遅角室４３、４２と進角室４６、４４との間のシール性を高めることができる。
【００５９】
（エ）オイルポンプ６９から供給される作動油の油圧が高いとき、一般的にはオイル漏れの可能性が高くなり、高いシール性が求められる。本実施形態では、供給される油圧の上昇と共にシール部材７２、８２が受ける油圧による付勢アシストも大きくなる。このため、封止構造体７０、８０によるシール性が確保される。
【００６０】
（オ）オイルポンプ６９から供給される作動油の油圧が低いとき、一般的には油圧が高いときよりもシール性を必要としない。本実施形態では、供給される油圧の低下と共に、シール部材７２、８２が受ける油圧による付勢アシストも小さくなる。このため、摺動面７２３、８２３の摺動抵抗が小さくなり、バルブタイミング調整装置１の応答速度が速くなる。
【００６１】
（カ）弾性体のみを封止構造体として用いた従来技術では、高温時と低温時との弾性部材の寸法差が大きく、低温時には軸方向の隙間が生じてしまう。
一方、本実施形態では、ベーンロータ５０とシール部材７２、８２とは、線膨張係数が近い材料から構成され、かつ、軸方向の長さが等しい。このような構成によれば、温度変化に応じて寸法が変化したとしても、ベーンロータ５０とシール部材７２、８２との間に軸方向の隙間が発生することは抑えられ、シール性は保たれる。
【００６２】
（キ）弾性部材７１、８１を構成するエラストマは、一般的に高線膨張係数である。本実施形態では、弾性部材７１、８１の軸方向の長さは、ベーンロータ５０の軸方向の長さよりも短いため、高温時に弾性部材７１、８１が膨張した場合でも、軸方向においてベーンロータ５０の長さよりも長くなることが防止される。このため、軸方向における弾性部材７１、８１とシューハウジング１２との接触による摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【００６３】
（ク）本実施形態では、弾性部材７１がエラストマから構成され、ベーンロータ５０およびシール部材７２が樹脂から構成されている。このため、これらの部材を型内で多色形成することが可能になる。よって、バルブタイミング調整装置１の製造時、その製造時間を短縮することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態の封止構造体７０のシール部材７２の形状が変形した変形例である。ここでは、第１実施形態とは異なるシール部材７３の形状についてのみを説明し、第１実施形態と同様の説明を省略する。また、同様の構成部分については同一の符号を付す。
【００６５】
図５に示すように、シール部材７３を軸方向から見たとき、シール部材７３は略Ｔ字型であり、回転方向中央で径方向に延びる中央線に対して線対称の形状をしている。シール部材７３は、溝５５に挿入されている脚部７３１と、溝５５の外側に配置されている腕部７３２とを有している。なお、図５は、バルブタイミング調整装置１が遅角作動している場合を示している。
【００６６】
脚部７３１は、第１実施形態と同様、回転方向の幅が溝５５の幅よりも若干短く、溝５５内で回転方向の両側に移動可能である。腕部７３２は、第１実施形態と同様、ベーンロータ５０が回転するときシュー部３３の壁面３３１に対して摺動する摺動面７３３と、回転方向の両側においてベーン５４の径方向外側の壁面５４１に対向する一対の受圧面７３４とを有する。一対の受圧面とベーン５４の壁面５４１との間には、作動油が流入可能な隙間がそれぞれ存在する。
【００６７】
一方、本実施形態では、腕部７３２の径方向および回転方向の幅が、第１実施形態よりも大きく構成されている。このため、回転方向の受圧面７３４の幅は、第１実施形態よりも大きく、ベーン５４の壁面５４１の幅と等しい程度である。また、腕部７３２は、摺動面７３３に対する回転方向の両側に、径方向に延びる仮想線Ｖ対する傾斜角度αが４５度以下である傾斜面７３５を有している。このため、回転方向の摺動面７３３の幅Ｌ２は、シール部材７３の全体的な幅Ｌ１よりも小さくなっている。
【００６８】
本実施形態によれば、受圧面７３４が大きく構成されているため、受圧面７３４は油圧により径方向外側へより大きな力を受けることができる。このようにシール部材７３を大きく構成していても、傾斜面７３５を有するため、摺動面７３３が大きくなりすぎず、摺動抵抗を抑えることができる。
【００６９】
また、一対の受圧面７３４の幅Ｌ３の合計の長さは、シール部材７３の全体的な幅Ｌ１から摺動面７３３の幅Ｌ２を引いた長さ、すなわち両側の傾斜面７３５の幅よりも長い。よって、シール部材７３にかかる油圧による径方向の力は、傾斜面７３５よりも受圧面７３４の方が大きくなるため、シール部材７３は、油圧による付勢アシストを効果的に受けることができる。
【００７０】
また、傾斜面７３５にかかる油圧による力は、径方向内側方向の力成分Ｆｖと、遅角方向の力成分Ｆｈとに分散される。ここで、傾斜面７３５の径方向の仮想線Ｖに対する傾斜角度αは４５度以下であるため、力成分Ｆｈは力成分Ｆｖよりも大きくなる。この遅角方向の力成分Ｆｈが加わることによって、シール部材７３の脚部７３１と溝５５の遅角側内面５５２とは、より強く当接することができる。このため、遅角室４３と進角室４６との間のシール性をより高めることができる。
【００７１】
なお、第１実施形態のシール部材７２の使用を続けているうちに、シール部材７２が摩耗等によって傾斜面７３５のような傾斜面を有してもよい。
【００７２】
また、第２実施形態では、第１実施形態の封止構造体８０のシール部材８１の形状についても同様に変形していてよい。すなわち、シール部材８１は、シール部材７２と同様の傾斜面を有していてもよい。
【００７３】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態のベーンロータ５０のベーン５２、５３、５４に形成された各溝５５の両側の形状が変形した変形例である。以下では、図６に代表的に示すベーン５４を用い、第１実施形態とは異なる部分についてのみを説明する。第１実施形態と同様の説明を省略し、同様の構成部分については同一の符号を付す。また、ベーン５２、５３についても同様の説明を適用できるものとする。
【００７４】
図６に示すように、ベーン５４は、回転方向の両側において径方向外側に突出する保持部５４２を有している。保持部５４２は、シール部材７２の腕部７２２よりも回転方向外側に突出しており、腕部７２２を両側から保持している。なお、図６は、バルブタイミング調整装置１が遅角作動している場合を示している。
【００７５】
また、回転方向の両側の保持部５４２同士の隙間は、腕部７２２の幅よりも長い。このため、保持部５４２と腕部７２２との間には、遅角側および進角側の少なくとも一方側に、作動油が流入可能な隙間が存在する。また、シール部材７２の脚部７２１と溝５５の内面とが進角側または遅角側で当接したとき、腕部７２２と保持部５４２とが同じ側で当接可能である。図６では、進角側の保持部５４２と腕部７２２との間の隙間に作動油が流入し、遅角側で腕部７２２と保持部５４２とが当接している。
【００７６】
本実施形態によれば、ベーンロータ５０の回転時、保持部５４２がシール部材７２の回転方向のがたつきを抑制することができる。また、シール部材７２の脚部７２１が溝５５の内面に当接することに加え、腕部７２２が保持部５４２に当接するため、シール性をより高めることができ、高圧側から低圧側へのオイル漏れを軽減させることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態では、第１実施形態のシューハウジング１２の中央壁部３４、３５、３６のうち、溝１７の両側の形状についても同様に変形していてよい。すなわち、中央壁部３４、３５、３６はそれぞれ保持部を有していてもよい。
【００７８】
（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態のベーンロータ５０のベーン５２、５３、５４が有する各溝５５の形状、および、各溝５５に設けられている封止構造体７０の構成が変形した変形例である。以下では、図７に代表的に示すベーン５４の溝５６および当該溝５６に設けられた封止構造体７０１を例にして、第１実施形態とは異なる部分についてのみを説明する。第１実施形態と同様の説明を割愛し、同様の構成部分については同一の符号を付す。また、ベーン５２、５３についても同様の説明を適用できるものとする。
【００７９】
図７に示すように、ベーン５４の溝５６は、回転方向において、内部の中央部分よりも両側においてさらに凹んでいる凹部５６１を含んでいる。また、封止構造体７０１は、溝５６の中央部分に配置された弾性部材７４と、径方向内側に開口したコの字型に形成されたシール部材７５を備えている。なお、図７は、バルブタイミング調整装置１が遅角作動している場合を示している。
【００８０】
シール部材７５は、回転方向に延びる中央部７５１と、中央部７５１の回転方向の両側からベーン５４に向かって延び、かつ、凹部５６１に挿入されている挿入部７５２とを有する。このような構成において、中央部７５１は、ベーンロータ５０が回転するときシュー部３３の壁面３３１に対して摺動する摺動面７５３を有する。また、両側の挿入部７５２では、径方向内側の端面が受圧面７５３となる。受圧面７５３は、凹部５６１内で、ベーン５４の径方向外側の壁面５４３に対向する。
【００８１】
シール部材７５の回転方向の幅は、溝５６の全体的な幅よりも若干短い。このため、溝５６の進角側内面５６１および遅角側内面５６２の少なくとも一方と、シール部材７５のとの間には、作動油が流入可能な隙間が存在する。また、シール部材７５は、溝５６内で回転方向の両側に移動可能である。
【００８２】
また、本実施形態において、回転方向のシール部材７５の全体的な幅Ｌ１と摺動面７５３の幅Ｌ２とは等しくなる。このため、このため、Ｌ１−Ｌ２＝０となり、シール部材７５は径方向内側方向に油圧を受ける面を有していない。受圧面７５４の幅Ｌ３は０より大きい。
【００８３】
図７に示すように、バルブタイミング調整装置１が遅角作動する場合、遅角室４３内の作動油は、溝５６の進角側内面５６１とシール部材７２の進角側の挿入部７５２との間を介して、進角側の受圧面７５３と凹部５６１との間に流入する。このとき、シール部材７５の遅角側の受圧面７５４は、作動油の油圧を受けて、径方向外側に付勢される。また、シール部材７５は溝５６内で遅角側に移動し、遅角側の挿入部７５２は遅角側内面５６２に当接する。
なお、バルブタイミング調整装置１の進角作動時についても、遅角側および進角側に対する説明が反対になるのみで他は同様である。
【００８４】
本実施形態によれば、ベーンロータ５０の回転時、挿入部７５２が凹部保５６３に保持されるため、シール部材７５の回転方向のがたつきを抑制することができる。また、シール部材７５の挿入部５６３が溝５５の内面に大きく当接することができるため、遅角室４３と進角室４６との間のシール性をより高めることができ、高圧側から低圧側へのオイル漏れを軽減させることができる。
【００８５】
（他の形態）
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、種々の形態で実施することができる。例えば、上述した実施形態は、内燃機関９０の吸気弁９１に関して開閉タイミングを調整するものであるが、本発明は排気弁９２に適用してもよい。また、各実施形態を組み合わせて実現される形態についても本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・バルブタイミング調整装置
２・・・カムシャフト
１０・・・ハウジング
１７、５５、５６・・・溝
３７〜３９・・・収容室
４１〜４３・・・遅角室
４４〜４６・・・進角室
５０・・・ベーンロータ
７０、８０、７０１・・・封止構造体
７１、７４、８１・・・弾性部材
７２、７３、７５、８２・・・シール部材
７２３、７３３、７５３、８２３・・・摺動面
７２４、７３４、７５４、８２４・・・受圧面
【図１】
2015083805.tif 000003
【図２】
2015083805.tif 000004
【図３】
2015083805.tif 000005
【図４】
2015083805.tif 000006
【図５】
2015083805.tif 000007
【図６】
2015083805.tif 000008
【図７】
2015083805.tif 000009
【図８】
2015083805.tif 000010