(57)【要約】【課題】磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性の変化を回避する流体ブレーキ装置の提供。【解決手段】ブレーキ回転体１３０は、筐体１１０を内外に貫通するブレーキ軸１３１を有し、流体室１１４の磁気粘性流体１４０と接触することにより、磁気粘性流体１４０の粘度に応じたブレーキトルクを入力される。筐体１１０においてブレーキ軸１３１を回転方向に沿って囲む形態に設けられ、流体室１１４に連通するシールギャップ１８０，１８１をブレーキ軸１３１との間に形成し、当該シールギャップ１８０，１８１を通じてブレーキ軸１３１に案内する磁束を発生する磁気シールスリーブ１７０は、筐体１１０の外部側から内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部１７６，１７７を、軸方向の両端部に有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記筐体において前記ブレーキ軸を回転方向に沿って囲む形態に設けられ、前記流体室に連通するシールギャップを前記ブレーキ軸との間に形成し、当該シールギャップを通じて前記ブレーキ軸に案内する磁束を発生する磁気シールスリーブと、
備える流体ブレーキ装置であって、
前記磁気シールスリーブは、前記筐体外部側から前記筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部を、軸方向の少なくとも一部に有することを特徴とする流体ブレーキ装置。
【請求項２】
前記内径変化部は、前記筐体外部側から前記筐体内部側へ向かうに従って幅径が拡大変化する前記シールギャップを、前記ブレーキ軸との間に形成する請求項１に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項３】
前記ブレーキ軸は、前記筐体外部側から前記筐体内部側へ向かうに従って外径が拡大変化するテーパ状の外径変化部を、テーパ状の前記内径変化部の内周側に、前記シールギャップを挟んで有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項４】
前記内径変化部は、前記外径変化部よりも大きなテーパ角のテーパ状を呈することを特徴とする請求項３に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項５】
前記ブレーキ軸は、前記筐体外部側から前記筐体内部側へ向かって外径が一定の外径ストレート部を、テーパ状の前記内径変化部の内周側に、前記シールギャップを挟んで有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項６】
前記磁気シールスリーブは、
前記ブレーキ軸の外周側に配置され、軸方向端部に形成された磁極により磁束を発生する筒状の永久磁石と、
前記永久磁石の軸方向端部に隣接して前記内径変化部を形成し、前記シールギャップを通じて前記永久磁石の発生磁束を当該内径変化部から前記ブレーキ軸に案内する環板状の磁性ヨークとを、
有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項７】
前記ブレーキ軸は、前記磁性ヨークの前記内径変化部へ向かって突出する磁性突起を、外周部に有することを特徴とする請求項６に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項８】
前記磁気シールスリーブは、前記内径変化部を形成する前記磁性ヨークを、前記永久磁石を軸方向に挟んだ前記筐体外部側と前記筐体内部側とのうち、少なくとも前記筐体外部側に有することを特徴とする請求項６又は７に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項９】
前記磁気シールスリーブは、前記内径変化部を形成する前記磁性ヨークを、前記永久磁石を軸方向に挟んだ前記筐体外部側と前記筐体内部側とにそれぞれ有することを特徴とする請求項８に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項１０】
前記筐体内部側の前記磁性ヨークは、前記筐体外部側の前記磁性ヨークよりも内径が大きくなる形態に、形成されることを特徴とする請求項９に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項１１】
前記ブレーキ軸は、各前記磁性ヨークの前記内径変化部へ向かってそれぞれ個別に突出する磁性突起を、外周部に有し、
前記筐体内部側の前記磁性ヨークに対応する前記磁性突起は、前記筐体外部側の前記磁性ヨークに対応する前記磁性突起よりも外径が大きくなる形態に、形成されることを特徴とする請求項１０に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項１２】
前記筐体に設けられ、前記ブレーキ軸を回転方向に沿って囲み且つ前記磁気シールスリーブの前記筐体外部側の軸方向端部に隣接する非磁性環部材を、さらに備え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流体ブレーキ装置。
【請求項１３】
前記非磁性環部材は、前記筐体外部側から前記筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する形態に、形成されることを特徴とする請求項１２に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項１４】
前記磁気シールスリーブの前記筐体外部側の軸方向端部は、前記非磁性環部材から連続するテーパ状の前記内径変化部を、形成することを特徴とする請求項１３に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項１５】
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、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置と、
前記流体ブレーキ装置の前記筐体外部において前記ブレーキ軸と連繋し、当該流体ブレーキ装置の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相対位相を調整する位相調整機構と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体ブレーキ装置及びそれを備えた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により、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相対位相（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、こうした流体ブレーキ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、筐体との間をシールするシール構造を、当該筐体に備えた装置が、開示されている。この特許文献１の流体ブレーキ装置では、シール構造を構成する永久磁石及び磁性ヨーク（磁束ガイド）について、ブレーキ軸を回転方向に沿って囲む形態に設けている。そして、流体室に連通するシールギャップを磁性ヨークとブレーキ軸との間に形成し、当該シールギャップを通じて磁性ヨークからブレーキ軸に案内する磁束を、永久磁石によって発生している。これにより、流体室からシールギャップへ流入する磁気粘性流体は、磁性ヨークからブレーキ軸へ当該シールギャップを通じて案内される磁束を受けて粘度上昇することにより、膜状に捕捉される。このようにしてシールギャップに形成されるシール膜は、筐体内部側から筐体外部側へ向かう磁気粘性流体の流動を、流体自身で抑制する自己シール機能を果たし得るので、流体室から磁気粘性流体が漏出することによるブレーキ特性の変化について、回避可能となる。また、磁気粘性流体により形成したシール膜によれば、ブレーキ軸に与える摩擦抵抗が低減され得るので、例えば上記バルブタイミング調整装置に適用した場合には、当該摩擦抵抗に起因して内燃機関の燃費低下を招くようなトルクロスについても、回避可能となるのである。
【特許文献１】特開２０１０−１２１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者らが鋭意研究を行った結果、特許文献１の流体ブレーキ装置では、以下の要因により、磁性ヨーク及びブレーキ軸間のシールギャップにて磁気粘性流体がシール膜を抜け、筐体外部へと漏出するおそれのあることが、判明したのである。
【０００５】
要因の一つは、図２３に模式的に示すように、磁性ヨーク１０００及びブレーキ軸１００２間のシールギャップ１００４に捕捉されている磁気粘性流体１００６（図２３では、流体１００６中の磁性粒子１００６ａを代表して示す）に対して、ブレーキ軸１００２の回転による遠心力Ｆｃが作用することにある。この場合、遠心力Ｆｃを受ける磁気粘性流体１００６は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって内径が一定となっている磁性ヨーク１０００の内周面１００８に押し付けられて、軸方向の両側へと逃げることになる（図２３の白抜矢印参照）。即ち、磁気粘性流体１００６は、筐体内部側だけでなく、筐体外部側にも押し出されてしまうのである。
【０００６】
また、要因の別の一つは、図２４に模式的に示すように、ブレーキ軸１００２が磁性ヨーク１０００に対して製造上の軸ずれ又は作動上の軸ぶれにより偏心することで、それら要素１０００，１００２間のシールギャップ１００４に捕捉されている磁気粘性流体１００６（磁性粒子１００６ａ）が、圧縮されることにある。この場合、圧縮された磁気粘性流体１００６は、図２３の如く一定内径の磁性ヨーク１００２の内周面１００８に押し付けられるので、上記遠心力Ｆｃを受けることによる場合に準じて磁気粘性流体１００６が、筐体内部側だけでなく、筐体外部側にも押し出されてしまう。
【０００７】
加えて、要因のさらに別の一つは、内燃機関の運転に伴って加熱される磁気粘性流体１００６の熱膨張により、筐体内部の流体室の内圧が上昇することにある。この場合、内圧上昇した流体室から筐体外部側のシールギャップ１００４へと流入する磁気粘性流体１００６については、一定内径の磁性ヨーク１０００の内周面１００８から受ける流動抵抗が小さいので、筐体外部まで流動し易くなってしまうのである。
【０００８】
本発明は、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、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性の変化を回避する流体ブレーキ装置及びそれを備えたバルブタイミング調整装置を、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、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、筐体においてブレーキ軸を回転方向に沿って囲む形態に設けられ、流体室に連通するシールギャップをブレーキ軸との間に形成し、当該シールギャップを通じてブレーキ軸に案内する磁束を発生する磁気シールスリーブと、備える流体ブレーキ装置であって、磁気シールスリーブは、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部を、軸方向の少なくとも一部に有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、磁気シールスリーブ及びブレーキ軸間のシールギャップへ流体室から流入することになる磁気粘性流体は、磁気シールスリーブからブレーキ軸へ当該シールギャップを通じて案内される磁束を受けて粘度上昇することで、膜状に捕捉される。こうしてシールギャップに形成されるシール膜は、筐体内部側から筐体外部側へ向かう磁気粘性流体の流動につき、流体自身で抑制する自己シール機能を、果たし得るのである。
【００１１】
ここで、ブレーキ軸との間にシールギャップを形成する磁気シールスリーブにおいて軸方向の少なくとも一部は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部となっている。故に、ブレーキ軸の回転により生じる遠心力をシールギャップにて受けることで、内径変化部へと押し付けられる磁気粘性流体は、当該押し付けに対する抗力の軸方向成分を筐体内部側へと向かって受けることになる。また、製造上の軸ずれ又は作動上の軸ぶれに起因したブレーキ軸の磁気シールスリーブに対する偏心により、磁気粘性流体がシールギャップで圧縮されて内径変化部に押し付けられたとしても、上記遠心力による場合と同様に磁気粘性流体は、押し付けに対する抗力の軸方向成分を筐体内部側へ向かって受けることになる。さらに、内燃機関の運転に伴う熱膨張により筐体内部の流体室の内圧が上昇することで、シールギャップへと流入する磁気粘性流体は、筐体外部側ほど小径となる内径変化部に衝突することで、流動抵抗を受けることになる。
【００１２】
以上説明したように、内径変化部の各種作用を受けることで磁気粘性流体は、シールギャップにおける筐体外部側への流動を抑制され得るので、当該筐体外部には漏出し難い。したがって、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性の変化を回避することが、可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によると、内径変化部は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径が拡大変化するシールギャップを、ブレーキ軸との間に形成する。これによれば、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径が拡大変化するように内径変化部が形成するシールギャップにおいては、ブレーキ軸の偏心により圧縮された磁気粘性流体は、筐体外部側よりも圧損の小さい筐体内部側へと押し出され易くなる。故に、ブレーキ軸の偏心により圧縮された磁気粘性流体は、内径変化部への押し付けに対する抗力の作用と相俟って、筐体外部側への流動を確実に抑制され得る。したがって、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、ブレーキ軸は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って外径が拡大変化するテーパ状の外径変化部を、テーパ状の内径変化部の内周側に、シールギャップを挟んで有する。この構成において、テーパ状内径変化部と、その内周側に位置するテーパ状外径変化部との間のシールギャップにおいては、磁気粘性流体中の磁性粒子が磁束方向に配置される。ここで外径変化部の近傍では、当該外径変化部の法線方向に磁束方向が沿うことで、磁性粒子は、外周側に隣接する磁性粒子から外径変化部の法線方向に磁力を受け、遠心力のうち当該法線方向の成分を打ち消される。その結果、磁性粒子は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って外径が拡大変化するテーパ状外径変化部の法線方向に対する直交方向に、遠心力の分力成分を受けることになるので、当該筐体内部側へと流動する。したがって、内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と相俟って、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によると、内径変化部は、外径変化部よりも大きなテーパ角のテーパ状を呈する。これによれば、テーパ状の外径変化部と、当該外径変化部よりも大きなテーパ角のテーパ状を呈する内径変化部との間には、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径が拡大変化するシールギャップを、形成し得る。故に、請求項２に記載の発明と同様の原理により、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によると、ブレーキ軸は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって外径が一定の外径ストレート部を、テーパ状の内径変化部の内周側に、シールギャップを挟んで有する。これによれば、テーパ状の内径変化部と、当該内径変化部の内周側において筐体外部側から筐体内部側へ向かって外径が一定の外径変化部との間には、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径が拡大変化するシールギャップを、形成し得る。故に、請求項２に記載の発明と同様の原理により、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によると、磁気シールスリーブは、ブレーキ軸の外周側に配置され、軸方向端部に形成された磁極により磁束を発生する筒状の永久磁石と、永久磁石の軸方向端部に隣接して内径変化部を形成し、シールギャップを通じて永久磁石の発生磁束を当該内径変化部からブレーキ軸に案内する環板状の磁性ヨークとを、有する。このような構成の磁気シールスリーブによれば、ブレーキ軸の外周側に配置される筒状永久磁石が軸方向端部の磁極によって発生する磁束は、当該軸方向端部に隣接する環板状磁性ヨークの内径変化部から集中して、ブレーキ軸に案内されることとなる。この案内作用によれば、内径変化部及びブレーキ軸間のシールギャップでは磁束の通過密度が増大し、磁気粘性流体の粘度に応じたシール膜の耐圧性、ひいては自己シール機能が向上する。したがって、内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と相俟って、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１８】
請求項７，１１に記載の発明によると、ブレーキ軸は、磁性ヨークの内径変化部へ向かって突出する磁性突起を、外周部に有する。これによれば、ブレーキ軸の外周部のうち磁性ヨークの内径変化部へと向かって突出する磁性突起を、当該内径変化部に可及的に近付けて、それら内径変化部及び磁性突起間のシールギャップを、小さな幅径に形成し得る。このような小幅径のシールギャップを通じることで、磁性ヨークの内径変化部から磁性突起への磁束の集中案内作用が高められて、当該シールギャップでの磁気粘性流体の粘度に応じたシール膜の耐圧性、ひいては自己シール機能が向上する。したがって、内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と相俟って、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明によると、磁気シールスリーブは、内径変化部を形成する磁性ヨークを、永久磁石を軸方向に挟んだ筐体外部側と筐体内部側とのうち、少なくとも筐体外部側に有する。これによれば、永久磁石を軸方向に挟む両側のうち少なくとも筐体外部側磁性ヨークの内径変化部と、シール軸との間では、磁束の集中により向上した自己シール機能が発揮され得る。したがって、内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と共に、筐体のうち少なくとも外部近くの磁性ヨークとシール軸との間で発揮される自己シール機能を高めて、ブレーキ特性の変化を齎す当該外部への磁気粘性流体の漏出を阻止することが、可能である。
【００２０】
請求項９に記載の発明によると、磁気シールスリーブは、内径変化部を形成する磁性ヨークを、永久磁石を軸方向に挟んだ筐体外部側と筐体内部側とにそれぞれ有する。これによれば、磁性ヨークの内径変化部とシール軸との間での磁束の集中により向上させた自己シール機能を、永久磁石を軸方向に挟んだ筐体外部側及び筐体内部側の双方にて発揮させ得る。したがって、内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と共に、各側の磁性ヨークとシール軸との間で発揮される自己シール機能を高めて、ブレーキ特性の変化を齎す当該外部への磁気粘性流体の漏出を阻止することが、可能である。
【００２１】
請求項１０に記載の発明によると、筐体内部側の磁性ヨークは、筐体外部側の磁性ヨークよりも内径が大きくなる形態に、形成される。この構成において、筐体外部側の磁性ヨークの内径変化部から、押し付けに対する抗力の作用を受ける磁気粘性流体は、筐体内部側へ向かって流動する。このとき、筐体内部側の磁性ヨークの内径変化部は、筐体外部側の磁性ヨークの内径変化部よりも内径が大きいので、当該筐体内部側へと向かう磁気粘性流体の流動を妨げ難い。したがって、筐体外部側へ流動しようとする磁気粘性流体を筐体内部側へと戻して、ブレーキ特性の変化を齎す当該筐体外部への磁気粘性流体の漏出を阻止することが、可能である。
【００２２】
請求項１１に記載の発明によると、ブレーキ軸は、各磁性ヨークの内径変化部へ向かってそれぞれ個別に突出する磁性突起を、外周部に有し、筐体内部側の磁性ヨークに対応する磁性突起は、筐体外部側の磁性ヨークに対応する磁性突起よりも外径が大きくなる形態に、形成される。これによれば、筐体外部側磁性ヨークの内径変化部だけでなく、それよりも内径が大きい筐体内部側磁性ヨークの内径変化部にも、それぞれ対応する磁性突起を可及的に近付けて、それら各内径変化部及び各磁性突起間のシールギャップを、いずれも小さな幅径に形成し得る。このような小幅径のシールギャップを通じることで、各内径変化部から各磁性突起への磁束の集中案内作用が高められて、当該シールギャップにおける磁気粘性流体の粘度に応じたシール膜の耐圧性、ひいては自己シール機能が向上する。したがって、各内径変化部の作用による磁気粘性流体の流動抑制機能と相俟って、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００２３】
磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部では、当該軸方向端部とブレーキ軸との間から磁気粘性流体を引き出すようなフリンジング磁束の形成が、懸念される。こうして引き出された磁気粘性流体は、ブレーキ軸の回転による遠心力を受けることで飛散するので、磁気粘性流体の漏出を促進することとなり、望ましくない。そこで、請求項１２に記載の発明によると、筐体に設けられ、ブレーキ軸を回転方向に沿って囲み且つ磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部に隣接する非磁性環部材を、さらに備える。このように、ブレーキ軸を回転方向に沿って囲む非磁性環部材が磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部に隣接する構成では、当該軸方向端部におけるフリンジング磁束が低減され得る。これによれば、磁気シールスリーブの軸方向端部とブレーキ軸との間から磁気粘性流体が引き出され難くなるので、ブレーキ特性の変化を齎す筐体外部への磁気粘性流体の漏出を阻止することが、可能となるのである。
【００２４】
請求項１３に記載の発明によると、非磁性環部材は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する形態に、形成される。このように、磁気シールスリーブの内径変化部に準じて、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する筐体外部側の非磁性環部材は、ブレーキ軸との間のギャップへ流入することになった磁気粘性流体に対して、内径変化部と同様の作用を与え得る。したがって、フリンジング磁束の低減機能と相俟って、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性変化の回避効果を、高めることができる。
【００２５】
請求項１４に記載の発明によると、磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部は、非磁性環部材から連続するテーパ状の内径変化部を、形成する。これによれば、磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部に隣接する非磁性環部材から、押し付けに対する抗力の作用を受ける磁気粘性流体は、筐体内部側へ向かって流動する。このとき、磁気シールスリーブの筐体外部側の軸方向端部において内径変化部は、筐体内部側へ向かって内径が拡大するように非磁性環部材から連続するテーパ状であるので、当該筐体内部側へと向かう磁気粘性流体の流動を妨げ難い。したがって、筐体外部側へ流動しようとする磁気粘性流体を筐体内部側へと戻して、ブレーキ特性の変化を齎す当該筐体外部への磁気粘性流体の漏出を阻止することが、可能である。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、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であって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置と、流体ブレーキ装置の筐体外部においてブレーキ軸と連繋し、当該流体ブレーキ装置のブレーキ回転体へ入力された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と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
この発明の流体ブレーキ装置においては、磁気シールスリーブの内径変化部の作用を受けることになる磁気粘性流体は、シールギャップにおける筐体外部側への流動を抑制され得るので、ブレーキ軸が位相調整機構と連繋する当該筐体外部には漏出し難くなる。したがって、磁気粘性流体の漏出によるブレーキ特性の変化を回避して、当該ブレーキ特性が左右する機関位相の調整精度を高精度に維持することが、可能となる。さらに、流体ブレーキ装置において磁気粘性流体により形成されるシール膜によれば、ブレーキ軸に与える摩擦抵抗が低減され得るので、当該摩擦抵抗に起因して内燃機関の燃費低下を招くトルクロスについても、回避可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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を拡大して示す断面図である。
【図６】図５の要部をさらに拡大して示す断面図である。
【図７】図１に示す流体ブレーキ装置の特徴を説明するための模式図である。
【図８】図１に示す流体ブレーキ装置の特徴を説明するための模式図である。
【図９】第二実施形態による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】第三実施形態による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】第四実施形態による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】第五実施形態による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】第六実施形態による流体ブレーキ装置を拡大して示す断面図である。
【図１４】図１３の要部をさらに拡大して示す断面図である。
【図１５】第一実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１６】第二実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１７】第二実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１８】第一実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１９】第一実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２０】第一実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２１】第五実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２２】第六実施形態の変形例による流体ブレーキ装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図２３】本発明により解決する課題について説明するための模式図である。
【図２４】本発明により解決する課題について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による流体ブレーキ装置１００を備えた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。
【００３１】
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に加えて、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の相対位相としての機関位相を調整することにより、所望のバルブタイミングを実現する。
【００３２】
（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。
【００３３】
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とは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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、より好ましくは内燃機関の潤滑オイルと同種のオイルが用いられる。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。
【００３７】
図１に示すようにシール構造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との間をシールすることにより、磁気粘性流体１４０が筐体１１０の外部へ漏出するのを抑制する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。このように本実施形態では、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をブレーキ回転体１３０へと入力することができるのである。
【００４０】
（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。
【００４１】
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となる。
【００４２】
（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、アシスト部材３０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。
【００４３】
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、それらの歯１６とクランク軸の複数の歯との間で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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、駆動側内歯車部１４に対して流体ブレーキ装置１００とは反対側へ同軸上にずれて、配置されている。
【００４６】
アシスト部材３０はねじりコイルばねからなり、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。アシスト部材３０の一端部３１はスプロケット部材１３に係止され、アシスト部材３０の他端部３２は固定部２１に係止されている。アシスト部材３０は回転体１０，２０間にてねじり変形することによりアシストトルクを発生して、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。
【００４７】
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、流体ブレーキ装置１００のブレーキ回転体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。
【００４８】
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、遊星歯車５０の中心孔５１に対して遊星ベアリング４８を介して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の回転方向へと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、当該遊星歯車５０が遊星運動することになる。
【００４９】
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。
【００５０】
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アシスト部材３０のアシストトルクと、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。
【００５１】
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大等により、ブレーキ回転体１３０がアシスト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。
【００５２】
（シール構造）
以下の説明では、流体室１１４を形成する筐体１１０の内部を単に「筐体内部」といい、位相調整機構３００が配置される筐体１１０の外部を単に「筐体外部」というものとする。
【００５３】
図５に示すように、ブレーキ軸１３１の外周部１３３のうちシール構造１６０の内周側には、一対の磁性突起１３４，１３５が軸方向に間隔をあけて設けられている。ブレーキ軸１３１において外周側のシール構造１６０へ向かって個別に突出する各磁性突起１３４，１３５は、それぞれ回転方向に連続する円環板状を、呈している。図５，６に示すように各磁性突起１３４，１３５の先端部１３６，１３７は、それぞれ筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って外径が拡大変化する外径変化部１３６，１３７として、軸方向の単位距離当たりの外径変化率が実質一定のテーパ状に、形成されている。
【００５４】
ここで、各磁性突起１３４，１３５が形成する外径変化部１３６，１３７のテーパ角θｐｏ，θｐｉ（半値θｐｏ／２，θｐｉ／２を図６に示す）については、互いに実質同一角度に設定されている。また、本実施形態では、筐体内部側の磁性突起１３５の外径が筐体外部側の磁性突起１３４の外径よりも大きくなるように、前者における外径変化部１３７の最小外径Ｒｐｉ＿ｓが後者における外径変化部１３６の最大外径Ｒｐｏ＿ｌよりも拡大設定されている。尚、ブレーキ軸１３１の外周部１３３のうち磁性突起１３４，１３５間を接続する接続部１３８は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定の外径Ｒｃをもって形成されている。
【００５５】
図５に示すように、筐体内部において磁気粘性流体１４０の封入された流体室１１４を筐体外部に対して隔絶するためのシール構造１６０は、磁気シールド１６２及び磁気シールスリーブ１７０を有している。
【００５６】
有底円筒状の磁気シールド１６２は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材により形成され、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置されることで当該軸１３１を回転方向に沿って囲んでいる。磁気シールド１６２は、開口部１６２ａ及び底部１６２ｂをそれぞれ筐体外部側（軸受１１６側）及び筐体内部側（流体室１１４側）に向けた状態で、筐体１１０をなす固定部材１１１の内周部に嵌入固定されている。
【００５７】
ブレーキ軸１３１を回転方向に囲む形状を全体として呈する磁気シールスリーブ１７０は、永久磁石１７１及び一対の磁性ヨーク１７４，１７５を組み合わせてなる。円筒状の永久磁石１７１は、例えばフェライト磁石等により形成され、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置されて磁気シールド１６２の周壁部１６２ｃに嵌入固定されている。本実施形態の永久磁石１７１は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定内径Ｒｍ（図６参照）の内周部１７３を、有している。永久磁石１７１は、軸方向両端部にそれぞれ相反極性の磁極Ｎ，Ｓが形成されており、それら磁極Ｎ，Ｓ間に磁束ＭＦを常時発生させる。これらの構成により、永久磁石１７１を覆う非磁性の磁気シールド１６２は、当該磁石１７１の発生磁束ＭＦを漏らさずに、図５の如く内周側へと向かって集中させる機能を、発揮することができるのである。
【００５８】
円環板状の各磁性ヨーク１７４，１７５は、例えば炭素鋼等の磁性材により形成され、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置されて磁気シールド１６２の周壁部１６２ｃに嵌入固定されている。各磁性ヨーク１７４，１７５は、永久磁石１７１の軸方向両端部に隣接することにより、永久磁石１７１を軸方向に挟んで筐体外部側と筐体内部側とにそれぞれ位置している。これにより、磁性ヨーク１７４の内周側には、当該ヨーク１７４へ向かって突出の磁性突起１３４がシールギャップ１８０を挟んで設けられ、磁性ヨーク１７５の内周側には、当該ヨーク１７５へ向かって突出の磁性突起１３５がシールギャップ１８１を挟んで設けられている。したがって、本実施形態では、磁気シールド１６２の底部１６２ｂの内周側を通じてシールギャップ１８１が筐体内部の流体室１１４に連通し、また当該ギャップ１８０を通じてシールギャップ１８０が筐体内部の流体室１１４に連通している。
【００５９】
図５，６に示すように各磁性ヨーク１７４，１７５の内周部１７６，１７７は、それぞれ筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部１７６，１７７として、軸方向の単位距離当たりの内径変化率が実質一定のテーパ状に、形成されている。ここで、各磁性ヨーク１７４，１７５が形成する内径変化部１７６，１７７のテーパ角θｙｏ，θｙｉ（半値θｙｏ／２，θｙｉ／２を図６に示す）については、互いに実質同一角度且つそれぞれ対応する磁性突起１３４，１３５の外径変化部１３６，１３７のテーパ角θｐｏ，θｐｉよりも大きく設定されている。また、本実施形態では、筐体内部側の磁性ヨーク１７５の内径が筐体外部側の磁性ヨーク１７４の内径よりも大きくなるように、前者における内径変化部１７７の最小内径Ｒｙｉ＿ｓが後者における内径変化部１７６の最大内径Ｒｙｏ＿ｌよりも拡大設定されている。さらに本実施形態では、かかる内径変化部１７７の最小内径Ｒｙｉ＿ｓに対して、永久磁石１７１の一定内径Ｒｍが拡大設定されている。これらの設定により、筐体外部側の変化部１７６，１３６間のシールギャップ１８０と、筐体内部側の変化部１７７，１３７間のシールギャップ１８１とは、それぞれ筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径ΔＧｏ，ΔＧｉが拡大変化する形態に、形成されているのである。
【００６０】
以上の構成を備えた磁気シールスリーブ１７０によると、永久磁石１７１の発生磁束ＭＦは、軸方向のうち内径変化部１７６，１７７を形成する両端部の磁性ヨーク１７４，１７５に、図５の如く集中する。その結果、磁束ＭＦは、各磁性ヨーク１７４，１７５の内径変化部１７６，１７７から、各シールギャップ１８０，１８１を通じて、ブレーキ軸１３１の各磁性突起１３４，１３５が形成する外径変化部１３６，１３７に案内される。ここで特に、各外径変化部１３６，１３７の外径は、対応する内径変化部１７６，１７７の内径に応じて相異ならされており、それによって各外径変化部１３６，１３７は、対応する内径変化部１７６，１７７に可及的に近付けられている。故に、外径変化部１３６及び内径変化部１７６間のシールギャップ１８０についても、外径変化部１３７及び内径変化部１７７間のシールギャップ１８１についても、磁束ＭＦの集中案内作用を高め得る小幅径ΔＧｏ，ΔＧｉとなっているのである。
【００６１】
このような集中案内作用によって磁束ＭＦが高密度に通過するシールギャップ１８０，１８１は、筐体内部の流体室１１４と連通しているので、それらギャップ１８０，１８１には、流体室１１４の磁気粘性流体１４０が磁性粒子に対する磁気吸引により、流入し易い。故に、各シールギャップ１８０，１８１へ流入した磁気粘性流体１４０は、それらギャップ１８０，１８１の通過磁束ＭＦを受けて粘度上昇することにより、変化部１７６，１３６間及び変化部１７７，１３７間にて膜状に捕捉されることとなる。こうして形成されるシール膜によれば、筐体内部側から筐体外部側へ向かう磁気粘性流体１４０の流動につき、当該流体１４０自身によって抑制する自己シール機能が、永久磁石１７１を挟む軸方向の両側箇所にて発揮され得る。即ち、磁気シールスリーブ１７０及びブレーキ軸１３１の間に生じる磁気粘性流体１４０の漏出経路のうち、筐体外部に近い箇所だけでなく、その上流側箇所においても、自己シール機能を発揮する磁気粘性流体１４０のシール膜が形成されるのである。
【００６２】
ここで図７に模式的に示すように、ブレーキ軸１３１の回転によって生じる遠心力Ｆｃを、各シールギャップ１８０，１８１にて受ける磁気粘性流体１４０（図７では、流体１４０中の磁性粒子１４０ａを代表して示す）は、外周側の各磁性ヨーク１７４，１７５に押し付けられる。このとき、各磁性ヨーク１７４，１７５において特に筐体外部側から筐体内部側へ向かって拡径されている内径変化部１７６，１７７に対して、押し付けられることになる磁気粘性流体１４０（磁性粒子１４０ａ）は、当該押し付けに対する抗力Ｆｒの軸方向成分Ｆｒｘを筐体内部側へ向かって受ける。これにより磁気粘性流体１４０（磁性粒子１４０ａ）は、抗力Ｆｒの軸方向成分Ｆｒｘが作用する筐体内部側へと流動し、その反対側となる筐体外部には漏出し難くなるのである。
【００６３】
また、磁気粘性流体１４０は、磁気シールスリーブ１７０に対するブレーキ軸１３１の偏心により各シールギャップ１８０，１８１にて圧縮されることによっても、各内径変化部１７６，１７７へと押し付けられて、抗力Ｆｒの軸方向成分Ｆｒｘを筐体内部側に受けることになる。それと共に、筐体外部側から筐体内部側へ向かって幅径ΔＧｏ，ΔＧｉが拡大している各シールギャップ１８０，１８１においては、ブレーキ軸１３１の偏心によって圧縮された磁気粘性流体１４０は、筐体外部側よりも圧損の小さい筐体内部側へと押し出され易くなる（図７の白抜矢印参照）。これらの作用が相俟って磁気粘性流体１４０は、筐体内部側へ流動するため、その反対側の筐体外部には漏出し難くなるのである。
【００６４】
さらに以上のようにして、抗力Ｆｒ（Ｆｒｘ）の作用を筐体外部側の内径変化部１７６から受ける磁気粘性流体１４０は、当該内径変化部１７６よりも大径に形成されている筐体内部側の内径変化部１７７によっては、筐体内部側への流動を妨げられ難い。したがって、漏出しようとする磁気粘性流体１４０を筐体内部側へと戻すことが、可能となるのである。
【００６５】
加えて、各シールギャップ１８０，１８１においては、図８に模式的に示すように、磁気粘性流体１４０中の磁性粒子１４０ｂ，１４０ｃが磁束方向に配置される。ここで各外径変化部１３６，１３７の近傍では、それら各部１３６，１３７の法線Ｌの方向に磁束方向が沿うことで、磁性粒子１４０ｂは、外周側に隣接する磁性粒子１４０ｃから当該法線Ｌ方向に磁力Ｆｍを受けて、遠心力Ｆｃのうち当該法線Ｌ方向に沿う分力成分Ｆｃｌを打ち消される。その結果、磁性粒子１４０ａは、筐体外部側から筐体内部側へ向かって拡径する各外径変化部１３６，１３７の法線Ｌ方向に対する直交方向に、遠心力Ｆｃの分力成分Ｆｃｏを受けることで、当該筐体内部側へと流動することとなるのである。
【００６６】
しかも、内燃機関の運転に伴って加熱される磁気粘性流体１４０は、熱膨張によって流体室１１４の内圧を上昇させるので、当該内圧上昇に応じて各シールギャップ１８０，１８１へと流入し易い。こうして各シールギャップ１８０，１８１へ流入した磁気粘性流体１４０は、筐体外部側ほど小径となる各内径変化部１７６，１７７に衝突することで、流動抵抗を受ける。この流動抵抗の作用により磁気粘性流体１４０は、筐体外部へは漏出し難くなるのである。
【００６７】
これらのことから磁気粘性流体１４０は、各変化部１７６，１７７，１３６，１３７による各種作用を受けることで筐体外部への漏出を阻止され得るので、当該漏出によるブレーキ特性の変化を回避して機関位相の調整精度を高精度に維持することができる。さらに、磁気粘性流体１４０により各シールギャップ１８０，１８１に形成されるシール膜によれば、ブレーキ軸１３１に与える摩擦抵抗が低減され得るので、当該摩擦抵抗に起因して内燃機関の燃費低下を招くトルクロスについても、回避することができるのである。尚、ここまでの第一実施形態では、ソレノイドコイル１５０及び通電制御回路２００が共同して「粘度制御手段」を構成している。
【００６８】
（第二実施形態）
図９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。第二実施形態のブレーキ軸２１３１において各磁性突起２１３４，２１３５の先端部２１３６，２１３７は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定外径Ｒｐｏ，Ｒｐｉの外径ストレート部２１３６，２１３７を、形成している。各内径変化部１７６，１７７の内周側に形成している。ここで特に、筐体内部側の磁性突起２１３５が形成する外径ストレート部２１３７の一定外径Ｒｐｉは、筐体外部側の磁性突起２１３４が形成する外径ストレート部２１３６の一定外径Ｒｐｏよりも拡大設定されている。こうした構成により外径ストレート部２１３６は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径ΔＧｏが拡大変化するシールギャップ２１８０を、内径変化部１７６の内周側に挟んで設けられている。また、外径ストレート部２１３７は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って幅径ΔＧｉが拡大変化するシールギャップ２１８１を、内径変化部１７７の内周側に挟んで設けられている。
【００６９】
このように幅径ΔＧｏ，ΔＧｉが拡大している各シールギャップ２１８０，２１８１において、ブレーキ軸１３１の偏心により圧縮された磁気粘性流体１４０は、第一実施形態に準じて、筐体外部側よりも圧損の小さい筐体内部側へと押し出され易くなる。これにより磁気粘性流体１４０は、各内径変化部１７６，１７７への押し付けに対する抗力Ｆｒ（Ｆｒｘ）の作用と相俟って、筐体外部への漏出を阻止され得るので、第二実施形態によっても、ブレーキ特性の変化を回避して機関位相の調整精度を高精度に維持することができるのである。
【００７０】
（第三実施形態）
図１０に示すように、本発明の第三実施形態は、第二実施形態の一部を適用した第一実施形態の変形例である。第三実施形態のブレーキ軸３１３１においては、外径変化部１３６を形成する磁性突起１３４が筐体外部側に設けられる一方、第二実施形態で説明した外径ストレート部２１３７を形成する磁性突起２１３５が、筐体内部側に設けられる。ここで、外径ストレート部２１３７の一定外径Ｒｐｉは、外径変化部１３６の最大外径Ｒｐｏ＿ｌよりも拡大設定されている。
【００７１】
また、第三実施形態の磁気シールスリーブ３１７０においては、内径変化部１７６を形成する磁性ヨーク１７４が筐体外部側に設けられる一方、内径ストレート部３１７７を形成する磁性ヨーク３１７５が筐体内部側に設けられる。ここで内径ストレート部３１７７は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定内径Ｒｙｉとなっている磁性ヨーク３１７５の内周部３１７７により、形成されている。また、内径ストレート部３１７７の一定内径Ｒｙｉは、内径変化部１７６の最大内径Ｒｙｏ＿ｌよりも拡大設定され、さらに当該内径Ｒｙｉに対して、永久磁石１７１の一定内径Ｒｍが拡大設定されている。かかる設定により、互いに対応するストレート部３１７７，２１３７の間には、筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定幅径ΔＧｉのシールギャップ３１８１が、挟まれている。
【００７２】
このような第三実施形態では、内径ストレート部３１７７及び内径変化部１７６からの案内磁束ＭＦが通過することとなるギャップ３１８１，１８０のうち、筐体外部に近いギャップ１８０では、自己シール機能及び内径変化部１７６による各種作用が発揮され得る。故に、筐体外部への磁気粘性流体１４０の漏出を阻止してブレーキ特性の変化を回避することで、機関位相の調整精度を高精度に維持することが、可能となるのである。
【００７３】
（第四実施形態）
図１１に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。第四実施形態形態において永久磁石４１７１の内周部４１７３は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化する内径変化部４１７３として、軸方向の単位距離当たりの内径変化率が実質一定のテーパ状に形成されている。ここで特に、永久磁石４１７１が形成する内径変化部４１７３のテーパ角θｍ（半値θｍ／２を図１０に示す）については、各磁性ヨーク１７４，１７５が形成する内径変化部１７６，１７７のテーパ角θｙｏ，θｙｉ（半値θｙｏ／２，θｙｉ／２を図１１に示す）と実質同一角度に、設定されている。また、内径変化部４１７３の最小内径Ｒｍ＿ｓ及び最大内径Ｒｍ＿ｌは、それぞれ内径変化部１７６の最大内径Ｒｙｏ＿ｌ及び内径変化部１７７の最小内径Ｒｙｉ＿ｓと、実質同一径に設定されている。これらの設定により磁気シールスリーブ４１７０は、各磁性ヨーク１７４，１７５の内周部１７６，１７７から永久磁石４１７１の内周部４１７３に連続するテーパ状の内径変化部４１７９を、軸方向の全域に形成しているとも、考えることができるのである。
【００７４】
このような磁気シールスリーブ４１７０の内径変化部４１７９のうち、永久磁石４１７１が形成する内径変化部４１７３は、各磁性ヨーク１７４，１７５が形成する内径変化部１７６，１７７に準ずる作用を、磁気粘性流体１４０に与えることができる。即ち、内径変化部４１７３は、ブレーキ軸１３１の接続部１３８との間のシールギャップ４１８２へ流体室１１４から流入することとなった磁気粘性流体１４０を、当該変化部４１７３への押し付けに対する抗力Ｆｒ（Ｆｒｘ）によって筐体内部側へと流動させ得る。したがって、第四実施形態によっても、筐体外部への磁気粘性流体１４０の漏出によるブレーキ特性の変化を回避して、機関位相の調整精度を高精度に維持することができるのである。
【００７５】
（第五実施形態）
図１２に示すように、本発明の第五実施形態は第四実施形態の変形例である。第五実施形態の磁気シールスリーブ５１７０において、磁性ヨーク１７４，１７５は設けられず、各外径変化部１３６，１３７に対応する内径変化部１７６，１７７は、永久磁石５１７１の内径変化部（内周部）４１７３の軸方向両端部によって形成されている。
【００７６】
このような第五実施形態によっても、永久磁石５１７１の発生磁束ＭＦが各シールギャップ１８０，１８１を通じて各内径変化部１７６，１７７から各外径変化部１３６，１３７に案内されることで、磁気粘性流体１４０による自己シール機能が発揮され得る。それと共に磁気粘性流体１４０は、各部１７６，１７７を含んだ内径変化部４１７３により、第一及び第四実施形態で説明の各種作用を受けることで、筐体内部側へと流動し得る。したがって、第五実施形態によっても、筐体外部への磁気粘性流体１４０の漏出によるブレーキ特性の変化を回避して、機関位相の調整精度を高精度に維持することができるのである。
【００７７】
（第六実施形態）
図１３に示すように、本発明の第六実施形態は第一実施形態の変形例である。第六実施形態のシール構造６１６０は、磁気シールスリーブ１７０の筐体外部側の軸方向端部６１７４に隣接配置されてブレーキ軸１３１を回転方向に沿って囲む非磁性環部材６１９０を、さらに有している。非磁性環部材６１９０は、例えばステンレス鋼等の非磁性材により形成され、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置されて磁気シールド１６２の周壁部１６２ｃに嵌入固定されている。図１３，１４に示すように非磁性環部材６１９０の内周部６１９１は、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って内径が拡大変化するように、軸方向の単位距離当たりの内径変化率が実質一定のテーパ状を呈している。ここで特に、非磁性環部材６１９０の内周部６１９１のテーパ角θｒ（半値θｒ／２を図１４に示す）については、磁気シールスリーブ１７０のうち筐体外部側の磁性ヨーク１７４が形成する内径変化部１７６のテーパ角θｙｏ（半値θｙｏ／２を図１４に示す）と実質同一角度に、設定されている。また、非磁性環部材６１９０の内周部６１９１の最大内径Ｒｒ＿ｌは、内径変化部１７６の最小内径Ｒｙｏ＿ｓと実質同一径に設定されている。これらの設定により磁気シールスリーブ１７０は、非磁性環部材６１９０の内周部６１９１から連続するテーパ状の内径変化部１７６を、筐体外部側の軸方向端部６１７４に形成する形となっている。
【００７８】
このような第六実施形態では、磁気シールスリーブ１７０の筐体外部側の軸方向端部６１７４が非磁性環部材６１９０により覆われるので、当該端部６１７４をなす磁性ヨーク１７４から筐体外部側への磁束ＭＦの漏れが、非磁性環部材６１９０によって妨げられる。即ち、磁性ヨーク１７４から筐体外部側への漏れにより、磁性ヨーク１７４とブレーキ軸１３１との間のシールギャップ１８０から磁気粘性流体１４０を引き出すことが懸念されるフリンジング磁束については、低減され得るのである。
【００７９】
さらに、そうしたフリンジング磁束の低減機能を齎す非磁性環部材６１９０の内周部６１９１は、筐体外部側から筐体内部側へ向かって拡径するテーパ状であることで、隣接する磁性ヨーク１７４の内径変化部１７６に準じた作用を磁気粘性流体１４０に与え得る。即ち、非磁性環部材６１９０の内周部６１９１は、ブレーキ軸１３１との間のギャップ６１８３へ流入した磁気粘性流体１４０を、当該内周部６１９１への押し付けに対する抗力Ｆｒ（Ｆｒｘ）によって、筐体内部側へと流動させることができる。故に、非磁性環部材６１９０の筐体内部側に隣接する磁性ヨーク１７４は、当該部材６１９０から連続するテーパ状の内径変化部１７６によっては、筐体内部側への磁気粘性流体１４０の流動を妨げないのである。
【００８０】
これらのことから、第六実施形態によっても、磁気粘性流体１４０の筐体外部への漏出によるブレーキ特性の変化を回避して、機関位相の調整精度を高精度に維持することができるのである。
【００８１】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの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。
【００８２】
第一〜第六実施形態では、内径変化部１７６，１７７のテーパ角θｙｏ，θｙｉを、互いに異ならせてもよい。また、第一、第三〜第六実施形態では、内径変化部１７６，１７７のテーパ角θｙｏ，θｙｉを、対応する外径変化部１３６，１３７のテーパ角θｐｏ，θｐｉよりも小さく設定してもよい。さらに第一、第三〜第六実施形態では、外径変化部１３６，１３７のテーパ角θｐｏ，θｐｉを、互いに異ならせてもよい。またさらに第一、第三〜第六実施形態では、外径変化部１３６，１３７を、筐体内部側から筐体外部側へ向かって内径が拡大変化する形態に形成してもよい。
【００８３】
第一、第二、第四〜第六実施形態では、図１５，１６の変形例（図１５，１６は、それぞれ第一及び第二実施形態の変形例）の如く各内径変化部１７６，１７７の最大内径Ｒｙｏ＿ｌ，Ｒｙｉ＿ｌを、互いに実質同一径に設定してもよい。また、第一、第四〜第六実施形態では、図１５の変形例の如く各外径変化部１３６，１３７の最大外径Ｒｐｏ＿ｌ，Ｒｐｉ＿ｌを、互いに実質同一径に設定してもよい。さらに第二実施形態では、図１６の変形例の如く各外径ストレート部２１３６，２１３７の外径Ｒｐｏ，Ｒｐｉを、互いに実質同一径に設定してもよく、またそれに加えて、図１７の変形例の如く磁性突起２１３４，２１３５の一方の軸長を他方側に延長して、それら突起２１３４，２１３５を軸方向に直接接続してもよい。
【００８４】
第一〜第六実施形態では、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って拡大変化する内径変化部１７６，１７７について、図１８，１９の変形例（図１８，１９は、第一実施形態の変形例）の如く軸方向の単位距離当たりの内径変化率を、筐体外部側から筐体内部側へ向かうに従って拡大（図１８）又は縮小（図１９）させてもよい。また同様に、第一、第三〜第六実施形態では、外径変化部１３６，１３７や非磁性環部材６１９０の内周部６１９１について、軸方向の単位距離当たりの外径変化率又は内径変化率を拡大又は縮小させてもよい。
【００８５】
第一、第二、第四〜第六実施形態では、図２０の変形例（図２０は、第一実施形態の変形例）の如く筐体外部側の内径変化部を、筐体内部側の内径変化部１７７の最小内径Ｒｙｉ＿ｓよりも小さく且つ筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定内径Ｒｙｏの内径ストレート部７１７６に、変更してもよい。またこの場合において、第一、第四〜第六実施形態では、図２０の変形例の如く筐体外部側の外径変化部を、第二実施形態に準ずる外径ストレート部２１３６に、変更してもよい。さらに第五実施形態では、図２１の変形例の如く磁極Ｎ，Ｓのうち一方及び他方を、それぞれ永久磁石５１７１の内周部４１７３及び外周部に形成してもよい（図２１は、内周部４１７３にＮ極を形成した例）。またさらに第六実施形態では、図２２の変形例の如く、内径変化部１７６の最小内径Ｒｙｏ＿ｓ以下且つ筐体外部側から筐体内部側へ向かって実質一定内径Ｒｒとなるように、非磁性環部材６１９０の内周部６１９１を形成することで、フリンジング磁束の低減機能を発揮させてもよい。
【００８６】
第二〜第六実施形態では、第三実施形態に準じて、内径ストレート部３１７７を磁性ヨーク１７５又は永久磁石４１７１，５１７１に形成すると共に、外径ストレート部２１３７を磁性突起１３５，２１３５に形成してもよい。また、第二、第三及び第六実施形態では、第四実施形態に準じて、テーパ状の内径変化部４１７９を永久磁石１７１に形成してもよい。さらに第一〜第三、第六実施形態では、第五実施形態に準じて、内径変化部１７６，１７７又は内径ストレート部３１７７を永久磁石１７１により形成してもよい。またさらに第二〜第五実施形態では、第六実施形態に準じて、磁気シールスリーブ１７０，３１７０，４１７０，５１７０の筐体外部側の軸方向端部に非磁性環部材６１９０を隣接配置してもよい。
【００８７】
第一〜第六実施形態において位相調整機構３００の構造としては、ブレーキ軸１３１と連繋してブレーキ回転体１３０へ入力のブレーキトルクに応じて機関位相を調整可能な限りにて、任意の構造を採用してもよい。そして、本発明は、「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」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら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。
【符号の説明】
【００８８】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、１００  流体ブレーキ装置、１１０  筐体、１１１  固定部材、１１２  カバー部材、１１４  空間部・流体室、１１４ａ，１１４ｂ  磁気ギャップ、１３０  ブレーキ回転体、１３１，２１３１，３１３１  ブレーキ軸、１３２  ブレーキロータ、１３３  外周部、１３４，１３５，２１３４，２１３５  磁性突起、１３６，１３７  先端部・外径変化部、１３８  接続部、１４０  磁気粘性流体、１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ  磁性粒子、１５０  ソレノイドコイル（粘度制御手段）、１６０，６１６０  シール構造、１６２  磁気シールド、１７０，３１７０，４１７０，５１７０  磁気シールスリーブ、１７１，４１７１，５１７１  永久磁石、１７３  内周部、１７４，１７５，３１７５  磁性ヨーク、１７６，１７７，４１７３  内周部・内径変化部、１８０，１８１，２１８０，２１８１，３１８１，４１８２  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、２１３６，２１３７  先端部・外径ストレート部、３１７７  内周部・内径ストレート部、４１７９  内径変化部、６１７４  軸方向端部、６１８３  ギャップ、６１９０  非磁性環部材、６１９１  内周部、７１７６  内径ストレート部、Ｆｃ  遠心力、Ｆｃｌ，Ｆｃｏ  分力成分、Ｆｍ  磁力、Ｆｒ  抗力、Ｆｒｘ  軸方向成分、ＭＦ  磁束、Ｎ，Ｓ  磁極、Ｌ  法線、Ｒｃ  外径、Ｒｍ，Ｒｒ，Ｒｙｉ，Ｒｙｏ  一定内径、Ｒｍ＿ｌ，Ｒｙｉ＿ｌ，Ｒｙｏ＿ｌ，Ｒｒ＿ｌ  最大内径、Ｒｍ＿ｓ，Ｒｙｉ＿ｓ，Ｒｙｏ＿ｓ  最小内径、Ｒｐｉ，Ｒｐｏ  一定外径、Ｒｐｉ＿ｌ，Ｒｐｏ＿ｌ  最大外径、Ｒｐｉ＿ｓ  最小外径、ΔＧｏ，ΔＧｉ  幅径、θｐｏ，θｐｉ，θｙｏ，θｙｉ，θｍ，θｒ  テーパ角
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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