(57)【要約】【課題】磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性の変化を抑制する流体ブレーキ装置の提供。【解決手段】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、それらギャップ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、内周側へ突出するスリーブ磁束ガイド１７４，１７５を、有する。それと共にブレーキ軸１３１は、スリーブ磁束ガイド１７４，１７５に対して軸方向へずれる箇所において外周側へ突出することにより、軸方向において対向するスリーブ磁束ガイド１７４，１７５との間に形成したシールギャップ１８０，１８１を通じて、スリーブ磁束ガイド１７４，１７５から磁束が案内される軸磁束ガイド１３４を、有する。【選択図】図５
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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を、
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、内周側へ突出するスリーブ磁束ガイドを、有し、
前記ブレーキ軸は、前記スリーブ磁束ガイドに対して軸方向へずれる箇所において外周側へ突出することにより、軸方向において対向する前記スリーブ磁束ガイドとの間に形成した前記シールギャップを通じて、前記スリーブ磁束ガイドから磁束が案内される軸磁束ガイドを、有することを特徴とする流体ブレーキ装置。
【請求項２】
前記軸磁束ガイドは、前記スリーブ磁束ガイドに対して軸方向の前記筐体内部側へずらして配置されることを特徴とする請求項１に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項３】
前記磁気シールスリーブが前記筐体外部側の軸方向端部に有する前記スリーブ磁束ガイドとしての外ガイドに対して、前記軸磁束ガイドは、軸方向の前記筐体内部側へずらして配置されることを特徴とする請求項２に記載の流体ブレーキ装置。
【請求項４】
前記磁気シールスリーブは、前記外ガイドの前記筐体内部側に前記軸磁束ガイドを挟んで配置されることにより、軸方向に対向する当該軸磁束ガイドとの間に前記シールギャップを形成する前記スリーブ磁束ガイドとしての内ガイドを、有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】
外周側へ向かうほど前記スリーブ磁束ガイドから軸方向へ離間して前記シールギャップを形成する面取り部が、前記軸磁束ガイドに設けられ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、磁束を発生する筒状の永久磁石と、
前記永久磁石と軸方向に隣接して配置され、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前記軸磁束ガイドへ案内する環板状の前記スリーブ磁束ガイドとを、
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】
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１〜６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で、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束ガイドにつき、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束ガイドとブレーキ軸との間に形成して、当該シールギャップを通じて磁束ガイドからブレーキ軸へ案内する磁束を、永久磁石により発生している。そのため、流体室からシールギャップへ流入することになる磁気粘性流体は、磁束ガイドから当該シールギャップを通じてブレーキ軸へと案内される磁束の作用により粘度上昇することで、膜状に捕捉されるのである。
【０００４】
このようにしてシールギャップに形成のシール膜によれば、筐体内部側から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、発揮し得るので、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き、回避可能となる。また、磁気粘性流体により形成のシール膜によれば、ブレーキ軸に与える摩擦抵抗を低減し得るので、例えばバルブタイミング調整装置に適用する場合、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。
【０００５】
ここで、特許文献１の図８，９に示される流体ブレーキ装置では、磁束ガイドを内周側に突出させてなる突出部と、ブレーキ軸から外周側に突出させた突出部とを、軸方向にずらさずに径方向に対向させることで、それら突出部間のシールギャップを狭幅に形成している。これにより磁束は、磁束ガイドの突出部から狭幅のシールギャップを通じてブレーキ軸の突出部へと集中的に案内されるので、当該シールギャップでは、磁束密度の増大により高耐圧性のシール膜を形成可能となるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２１６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、本発明者らが鋭意研究を行った結果、特許文献１の図８，９に示される流体ブレーキ装置では、以下の要因により、ブレーキ特性の変化を招くおそれのあることが、判明したのである。その要因とは、径方向に対向する突出部間のシールギャップに捕捉の磁気粘性流体が、ブレーキ軸の回転により発生する遠心力の作用を受けて流動することにある。
【０００８】
即ち、遠心力を受ける磁気粘性流体は、シールギャップの外周側に位置する磁束ガイドの突出部表面のうち内周面及び軸方向端面に沿って順次流動することで、当該シールギャップから軸方向にずれた箇所の外周側まで到達し易くなる。その結果、磁束密度の高いシールギャップから離れ過ぎることとなる磁気粘性流体は、ブレーキ軸の回転が止まって遠心力が消失しても、シールギャップには戻り難くなってしまう。故に、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体が時間経過に従い増加して、筐体外部側へと押し出され易くなることで、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性の変化が惹起される、と考えられるのである。
【０００９】
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、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性の変化を抑制する流体ブレーキ装置並びに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】
【００１０】
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を、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、内周側へ突出するスリーブ磁束ガイドを、有し、ブレーキ軸は、スリーブ磁束ガイドに対して軸方向へずれる箇所において外周側へ突出することにより、軸方向において対向するスリーブ磁束ガイドとの間に形成したシールギャップを通じて、スリーブ磁束ガイドから磁束が案内される軸磁束ガイドを、有する。
【００１１】
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、磁束ガイドからブレーキ軸へ当該ギャップを通じて案内される磁束の作用により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によれば、筐体内部側から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、発揮し得るのである。
【００１２】
ここで、ブレーキ軸において外周側へ突出する軸磁束ガイドは、磁気シールスリーブにおいて内周側へ突出するスリーブ磁束ガイドに対して、軸方向にずれて対向することで、当該スリーブ磁束ガイドとの間にシールギャップを形成する。これにより、軸方向に対向する磁束ガイド間のシールギャップに捕捉される磁気粘性流体は、ブレーキ軸の回転により遠心力の作用を受けることで、スリーブ磁束ガイドの表面のうち軸磁束ガイド側の軸方向端面に沿って、シールギャップから外周側へと流動する。その結果、磁束密度の高いシールギャップに対して磁気粘性流体は、当該ギャップの外周側近傍に留まり易くなるので、ブレーキ軸の回転が止まって遠心力が消失すると、当該ギャップに引き寄せられて戻ることができる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体が時間経過に従い増加して、筐体外部側へと押し出される事態を回避し得るので、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性の変化につき、抑制可能となるのである。
【００１３】
請求項２に記載の発明によると、軸磁束ガイドは、スリーブ磁束ガイドに対して軸方向の筐体内部側へずらして配置される。この発明では、シールギャップにて遠心力作用を受ける磁気粘性流体は、スリーブ磁束ガイドの表面のうち軸磁束ガイドが軸方向にずれて対向する側となる筐体内部側の軸方向端面に沿って、シールギャップから外周側へと流動する。その結果、磁気粘性流体は、スリーブ磁束ガイドよりも筐体内部側にてシールギャップの外周側近傍に留まり易くなって、当該スリーブ磁束ガイドの筐体外部側には流動し難くなるので、遠心力消失後にシールギャップへの戻りを実現できる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体の筐体外部側への押し出しを回避して、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、磁気シールスリーブが筐体外部側の軸方向端部に有するスリーブ磁束ガイドとしての外ガイドに対して、軸磁束ガイドは、軸方向の筐体内部側へずらして配置される。この発明では、シールギャップにて遠心力作用を受ける磁気粘性流体は、磁気シールスリーブが筐体外部側端部に有するスリーブ磁束ガイドとしての外ガイド表面のうち筐体内部側の軸方向端面に沿って、シールギャップから外周側へと流動する。その結果、磁気粘性流体は、磁気シールスリーブのうち筐体外部側に露出した外ガイドよりも筐体内部側にて、シールギャップの外周側近傍に留まり易くなって、当該外部側には漏出し難くなるので、遠心力消失後にシールギャップへの戻りを実現できる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体の筐体外部側への押し出しを回避することにつき、確実性を確保して、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００１５】
請求項４に記載の発明によると、磁気シールスリーブは、外ガイドの筐体内部側に軸磁束ガイドを挟んで配置されることにより、軸方向に対向する当該軸磁束ガイドとの間にシールギャップを形成するスリーブ磁束ガイドとしての内ガイドを、有する。この発明では、外ガイドの筐体内部側に軸磁束ガイドを挟んで配置されるスリーブ磁束ガイドとしての内ガイドは、当該軸磁束ガイドと軸方向に対向してシールギャップを形成する。故に、内ガイド及び軸磁束ガイド間のシールギャップにて遠心力作用を受ける磁気粘性流体は、内ガイド表面のうち外ガイド側となる軸磁束ガイド側の軸方向端面に沿って、シールギャップから外周側へと流動する。それと共に、外ガイド及び軸磁束ガイド間のシールギャップにて遠心力作用を受ける磁気粘性流体は、外ガイド表面のうち軸磁束ガイド側の軸方向端面に沿って、シールギャップから外周側へと流動する。これらの結果、筐体外部側に露出した外ガイドよりも筐体内部側では、軸方向の複数個所にて磁気粘性流体がシールギャップの外周側近傍に留まり易くなって、当該外部側への流体漏出を確実に抑制され得るので、遠心力消失後にシールギャップへの戻りを実現できる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体の筐体外部側への押し出しを回避することにつき、さらに高い確実性を確保して、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００１６】
請求項５に記載の発明によると、外周側へ向かうほどスリーブ磁束ガイドから軸方向へ離間してシールギャップを形成する面取り部が、軸磁束ガイドに設けられる。この発明では、軸磁束ガイドにおいて外周側へ向かうほどスリーブ磁束ガイドから軸方向へ離間する面取り部が形成するシールギャップは、当該外周側へ向かうほど広がる形状となる。故に、遠心力作用によりシールギャップの外周側近傍にて留まることとなった磁気粘性流体は、当該外周側へ向かうほど広がるシールギャップへと面取り部に沿って戻り易くなる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体の筐体外部側への押し出しを回避して、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能である。
【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、軸磁束ガイドの外周側に配置され、磁束を発生する筒状の永久磁石と、永久磁石と軸方向に隣接して配置され、シールギャップを通じて永久磁石の発生磁束を軸磁束ガイドへ案内する環板状のスリーブ磁束ガイドとを、有する。この発明では、軸磁束ガイドの外周側の筒状永久磁石と軸方向に隣接して内周側へ突出する環板状スリーブ磁束ガイドは、当該軸磁束ガイドとは軸方向にずれて対向することでシールギャップを形成する。これにより、シールギャップにて遠心力作用を受ける磁気粘性流体は、スリーブ磁束ガイド表面のうち軸磁束ガイド側の軸方向端面に沿う外周側近傍への流動を実現することになるので、遠心力消滅後には、当該近傍からシールギャップへと確実に戻ることができる。こうした作用によれば、シールギャップに戻れなくなった磁気粘性流体の筐体外部側への押し出しを回避して、磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００１８】
請求項７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１〜６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。
【００１９】
この発明の流体ブレーキ装置では、自己シール機能を発揮する磁気粘性流体の漏出に起因したブレーキ特性の変化を、上述の如く回避し得るので、ブレーキ特性に左右される機関位相の調整精度を高精度に維持可能となる。さらに、流体ブレーキ装置において磁気粘性流体が形成のシール膜によれば、ブレーキ軸へ与える摩擦抵抗を低減し得るので、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】
【００２０】
【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の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】図１に示す流体ブレーキ装置の特徴を説明するための断面図である。
【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】図５の変形例を示す断面図である。
【図１２】図９の変形例を示す断面図である。
【図１３】図１０の変形例を示す断面図である。
【図１４】図１０の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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の相対位相である機関位相を調整することで、所望のバルブタイミングを実現する。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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規制する。
【００３０】
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。
【００３１】
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がブレーキ回転体１３０へと入力されることになる。
【００３２】
（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図１の通電制御回路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。
【００３３】
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になる。
【００３４】
（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。
【００３５】
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、それら歯１６とクランク軸の複数の歯との間に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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、軸方向に駆動側内歯車部１４を挟んで流体ブレーキ装置１００と反対側に、配置されている。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
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、遊星ベアリング４８を介して遊星歯車５０の中心孔５１に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、当該歯車５０が遊星運動することになる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（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。
【００４５】
図１，５に示すようにブレーキ回転体１３０のブレーキ軸１３１は、シール構造１６０の内周側に軸磁束ガイド１３４を有している。軸磁束ガイド１３４は、ブレーキ軸１３１の一部として例えば炭素鋼等の磁性材により形成され、外周側のシール構造１６０へ向かって突出し且つ回転方向に連続する厚肉円環板状を、呈している。この軸磁束ガイド１３４では、図５に示すように軸方向の両端面１３４ａ，１３４ｂが、径方向に沿って広がる平坦面状に形成されている。
【００４６】
図１，５に示すシール構造１６０の構成要素として、ブレーキ軸１３１の外周側を回転方向に囲む磁気シールスリーブ１７０は、永久磁石１７１と一対のスリーブ磁束ガイド１７４，１７５とを組み合わせたものである。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の回転方向と一致した周方向に連続する厚肉円環板状乃至は円筒状を、呈している。永久磁石１７１は、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置された状態で、固定部材１１１に嵌入固定されている。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が着磁されていることで、それら磁極Ｎ，Ｓ間に磁束ＭＦを常時発生させる。
【００４７】
各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５は、例えば炭素鋼等の磁性材により形成され、永久磁石１７１よりも内径が小さく且つ周方向に連続する薄肉円環板状を、呈している。各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５は、ブレーキ軸１３１の外周側に同軸上に配置された状態で、固定部材１１１に嵌入固定されている。各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５は、永久磁石１７１の軸方向両側にそれぞれ隣接することにより、磁気シールスリーブ１７０のうち当該磁石１７１を挟んだ筐体外部側及び筐体内部側の軸方向端部をそれぞれ形成している。それと共に各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５は、軸磁束ガイド１３４から軸方向にずれた箇所において永久磁石１７１よりも内周側のブレーキ軸１３１へ向かって突出することにより、当該ガイド１３４を挟んだ筐体外部側と筐体内部側とにそれぞれ位置している。したがって、図５に示すように各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５の軸方向端面１７４ａ，１７５ａ間には、軸磁束ガイド１３４が外周側の永久磁石１７１へ向かって突出しているのである。
【００４８】
ここで、磁気シールスリーブ１７０の筐体外部側端部を構成するスリーブ磁束ガイド１７４では、軸磁束ガイド１３４の筐体外部側端面１３４ａに対して軸方向にずれて略平行に対向する筐体内部側端面１７４ａが、径方向に沿って広がる平坦面状に形成されている。これにより、スリーブ磁束ガイド１７４の端面１７４ａと軸磁束ガイド１３４の端面１３４ａとの間には、固定部材１１１の内周側を通じて筐体内部の流体室１１４に連通するシールギャップ１８０が、形成されている。また、磁気シールスリーブ１７０の筐体内部側端部を構成するスリーブ磁束ガイド１７５では、軸磁束ガイド１３４の筐体内部側端面１３４ｂに対して軸方向にずれて略平行に対向する筐体外部側端面１７５ａが、径方向に沿って広がる平坦面状に形成されている。これにより、スリーブ磁束ガイド１７５の端面１７５ａと軸磁束ガイド１３４の端面１３４ｂとの間には、固定部材１１１の内周側を通じて筐体内部の流体室１１４に連通するシールギャップ１８１が、形成されている。さらにまた、各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５では、それぞれ軸磁束ガイド１３４とは反対側を向く軸方向端面１７４ｂ，１７５ｂも、径方向に沿って広がる平坦面状に形成されている。
【００４９】
以上の構成を備えた磁気シールスリーブ１７０によると、図６に示すように永久磁石１７１の発生磁束ＭＦは、当該磁石１７１と軸方向に隣接する各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５へと集中する。その結果、磁束ＭＦは、各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５から各シールギャップ１８０，１８１を通じて軸磁束ガイド１３４に、案内される。ここで特に軸磁束ガイド１３４は、各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５に軸方向に対向して可及的に近付けられていることにより、磁束ＭＦが集中的に案内されるようになっている。
【００５０】
このような集中案内作用により、磁束密度が図７に示す如く最高密度となるシールギャップ１８０，１８１（同図はギャップ１８０側の例）には、連通する筐体内部の流体室１１４から磁気粘性流体１４０が、磁性粒子に対する磁気吸引作用により流入し易い。その結果、各シールギャップ１８０，１８１へと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で、磁束ガイド１７４，１３４間及び磁束ガイド１７５，１３５間にて膜状に捕捉される。こうして高い耐圧性をもっ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の流動を当該流体１４０自身により抑制する自己シール機能につき、永久磁石１７１を挟む軸方向の両側箇所にて発揮し得る。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、優れた自己シール機能を発揮するシール膜が形成されることになる。
【００５１】
ここで第一実施形態では、ブレーキ軸１３１の軸磁束ガイド１３４が磁気シールスリーブ１７０の各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５に対して軸方向にずれて対向することで、それら磁束ガイド１７４，１７５との間にシールギャップ１８０，１８１を形成している。これにより、ブレーキ軸１３１の回転停止状態にて図８（ａ）の如く各シールギャップ１８０，１８１に捕捉される磁気粘性流体１４０（同分図はギャップ１８０側の例）は、当該軸１３１の回転に伴って遠心力の作用を受ける。すると、磁気粘性流体１４０は、各スリーブ磁束ガイド１７４，１７５の軸磁束ガイド１３４側の軸方向端面１７４ａ，１７５ａに沿って、図８（ｂ）の如く各シールギャップ１８０，１８１から外周側へと流動する（同分図はギャップ１８０側の例）。その結果、図５に示す各シールギャップ１８０，１８１の外周側近傍箇所αでは、図７に示すように磁束密度が比較的高いことにより、それら近傍箇所αにて磁気粘性流体１４０が図８（ｂ）の如く留まり易くなる。
【００５２】
このとき特に、シールギャップ１８０にて遠心力作用を受ける磁気粘性流体１４０は、磁気シールスリーブ１７０の筐体外部側の端部に配置されたスリーブ磁束ガイド１７４の表面のうち、軸磁束ガイド１３４側となる筐体内部側の端面１７４ａに沿って流動する。また、シールギャップ１８１にて遠心力作用を受ける磁気粘性流体１４０は、スリーブ磁束ガイド１７４の筐体内部側に軸磁束ガイド１３４を挟んで配置されたスリーブ磁束ガイド１７５の表面のうち、当該軸磁束ガイド１３４側の端面１７５ａに沿って流動する。これらの結果、磁気シールスリーブ１７０において筐体外部側に露出したスリーブ磁束ガイド１７４よりも筐体内部側では、磁気粘性流体１４０が軸方向の複数個所α（図５参照）に留まり易くなるので、筐体外部側への漏出を確実に抑制され得る。
【００５３】
以上により第一実施形態では、ブレーキ軸１３１の回転停止により遠心力が消失すると、図８（ｃ）の如くシールギャップ１８０，１８１には、各々の近傍箇所αから磁気粘性流体１４０が引き寄せられて、戻ることとなる（同分図は、ギャップ１８０側の例）。また、図７の如く各シールギャップ１８０，１８１の近傍箇所αから軸方向にずれて低磁束密度となる箇所βにまで、図８（ｂ）の如く流動した磁気粘性流体１４０であっても、そうした近傍箇所αから戻る磁気粘性流体１４０により、図８（ｃ）の如く引きずられる。こうした作用によれば、各シールギャップ１８０，１８１に戻れなくなった磁気粘性流体１４０が時間経過に従い増加して、筐体外部側へと押し出される事態も回避し得るので、磁気粘性流体１４０の漏出に起因したブレーキ特性の変化につき、抑制可能となる。さらに、磁気粘性流体１４０が各シールギャップ１８０，１８１に形成するシール膜によれば、ブレーキ軸１３１に与える摩擦抵抗を低減し得るので、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の回避も、可能となるのである。
【００５４】
尚、ここまで説明した第一実施形態では、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、スリーブ磁束ガイド１７４が「外ガイド」に相当し、スリーブ磁束ガイド１７５が「内ガイド」に相当している。
【００５５】
（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１３１は、磁気シールスリーブ１７０の筐体外部側端部のスリーブ磁束ガイド１７４との間のみにシールギャップ１８０を形成の軸磁束ガイド１３４に対して、軸方向の筐体内部側へとずれる箇所に、別の軸磁束ガイド２１３５を有している。この軸磁束ガイド２１３５は、ブレーキ軸１３１の一部として例えば炭素鋼等の磁性材により形成され、外周側のシール構造１６０へ向かって突出し且つ回転方向に連続する薄肉円環板状を、呈している。ここで特に軸磁束ガイド２１３５は、磁気シールスリーブ１７０の筐体内部側端部のスリーブ磁束ガイド１７５とは、実質的に軸方向へずれることなく径方向に対向することで、流体室１１４と連通するシールギャップ２１８１を当該ガイド１７５との間に形成している。
【００５６】
このような第二実施形態では、各シールギャップ１８０，２１８１に磁束ＭＦが集中的に案内されることで、自己シール機能を果たすシール膜が、永久磁石１７１を挟む軸方向の両側箇所に形成される。しかも第一実施形態では、ブレーキ軸１３１の回転中にシールギャップ１８０にて遠心力作用を受ける磁気粘性流体１４０は、磁気シールスリーブ１７０において筐体外部側端部のスリーブ磁束ガイド１７４の表面のうち、筐体内部側端面１７４ａに沿って流動する。その結果、磁気シールスリーブ１７０において筐体外部側に露出したスリーブ磁束ガイド１７４よりも筐体内部側では、磁気粘性流体１４０がシールギャップ１８０の近傍箇所αに留まり易くなり、筐体外部側への漏出を確実に抑制され得る。したがって、第二実施形態によれば、シールギャップ１８０に戻れなくなった磁気粘性流体１４０の筐体外部側への押し出しを回避して、磁気粘性流体１４０の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００５７】
（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一実施形態の変形例である。第三実施形態の軸磁束ガイド１３４の軸方向両端部には、面取り部３１３４ｃ，３１３４ｄが回転方向に連続するテーパ面状（円錐面状）に設けられている。ここで、筐体外部側の面取り部３１３４ｃは、外周側（即ち、軸磁束ガイド１３４の突出先端側）へ向かうほどスリーブ磁束ガイド１７４の端面１７４ａから離間することにより、シールギャップ１８０の一部を当該外周側へ向かうほど広がる形状に形成している。また、筐体内部側の面取り部３１３４ｄは、外周側へ向かうほどスリーブ磁束ガイド１７５の端面１７５ａから離間することにより、シールギャップ１８１の一部を当該外周側へ向かうほど広がる形状に形成している。
【００５８】
このような第三実施形態では、遠心力の作用によりシールギャップ１８０，１８１の外周側近傍箇所αにて留まることとなった磁気粘性流体１４０は、当該外周側ほど広がる各シールギャップ１８０，１８１に各面取り部３１３４ｃ，３１３４ｄに沿って戻り易くなる。したがって、第三実施形態によれば、シールギャップ１８０，１８１に戻れなくなった磁気粘性流体１４０の筐体外部側への押し出しを回避して、磁気粘性流体１４０の漏出に起因したブレーキ特性変化の抑制効果を高めることが、可能となるのである。
【００５９】
（他の実施形態）
ここまで、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、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可能である。
【００６０】
具体的に第一〜第三実施形態では、永久磁石１７１の軸方向両端部を内周側に突出させることにより、スリーブ磁束ガイド１７４，１７５を当該磁石１７１の一部として形成してもよい。また、図１１の変形例の如く第一及び第三実施形態では、軸磁束ガイド１３４を軸方向の中間部にて二つに分割してもよい（同図は第一実施形態の変形例）。さらに、図１２の変形例の如く第二実施形態では、軸磁束ガイド１３４，２１３５同士の軸方向位置を互いに入れ替えると共に、スリーブ磁束ガイド１７４，１７５同士の軸方向位置を互いに入れ替えてもよい。
【００６１】
加えて、第三実施形態の面取り部３１３４ｃ，３１３４ｄについては、外周側へ向かうほどスリーブ磁束ガイド１７４，１７５から離間する形態となる限りにおいて、図１３の変形例の如く軸磁束ガイド１３４の回転方向に連続する凸面状に形成してもよいし、図１４の変形例の如く軸磁束ガイド１３４の回転方向に連続する凹面状に形成してもよい。また加えて、第三実施形態では、面取り部３１３４ｃ，３１３４ｄの一方を設けなくてもよい。さらに加えて第二実施形態では、軸磁束ガイド１３４の筐体内部側（即ち、スリーブ磁束ガイド１７４側）の軸方向端部に、第三実施形態又はその変形例に準ずる面取り部３１３４ｃを設けてもよい。
【００６２】
以上の他、第一〜第三実施形態では、ブレーキ軸１３１との連繋によりブレーキ回転体１３０への入力ブレーキトルクに応じて機関位相を調整可能な任意の構造を、位相調整機構３００の構造として採用することができる。また、本発明としては、「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のである。
【符号の説明】
【００６３】
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  ブレーキ軸、１３２  ブレーキロータ、１３４，２１３５  軸磁束ガイド、１３４ａ，１３４ｂ  端面、１４０  磁気粘性流体、１５０  ソレノイドコイル（粘度制御手段）、１６０  シール構造、１７０  磁気シールスリーブ、１７１  永久磁石、１７４  スリーブ磁束ガイド（外ガイド）、１７４ａ，１７４ａ  端面、１７５  スリーブ磁束ガイド（内ガイド）、１７５ａ，１７５ｂ  端面、１８０，１８１，２１８１  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、３１３４ｃ，３１３４ｄ  面取り部、ＭＦ  磁束、Ｎ，Ｓ  磁極
α  外周側近傍箇所
【図１】
2012172533.tif 000003
【図２】
2012172533.tif 000004
【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】
2012172533.tif 000009
【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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