(57)【要約】【課題】鉄系金属製のロータを使用するバルブタイミング調整装置の軽量化を図る。【解決手段】シール部材６の凹部６ａを各ベーン５ａ〜５ｄの先端部に嵌合して、遅角側油圧室１０と進角側油圧室１１の間のオイル漏れを規制する。これにより、ベーン５ａ〜５ｄの幅をシール部材６の幅より薄くでき、ロータ４を軽量化できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気バルブまたは排気バルブの開閉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、
内部に突出して複数の油圧室を形成する複数のシューを有する鉄系金属製のケースと、
前記油圧室を進角側と遅角側に区画する複数のベーンを有し、前記ケース内に同軸上に保持された鉄系金属製のロータと、
前記ベーン先端部と前記ケースの間を塞ぎ、前記進角側と前記遅角側の油圧室間のオイル漏れを規制する非鉄系金属製のシール部材とを備え、
前記シール部材は、前記ベーン先端部より幅を広くして前記ベーン先端部に嵌合する凹部を設けたことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
シール部材のケースと摺動する面に突起部を設けたことを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
ロータとシール部材の線膨張係数を同等としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
シール部材の凹部の開口端面に段差を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項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】
この発明は、エンジンの吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブタイミング調整装置では、図６に示す拡大図のようにロータのベーン１００の先端に凹部１０１を形成し、その凹部１０１にシール部材１０２を配置して、ベーン１００とケース内周面１０３との間からのオイル漏れを規制していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５９５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車の燃費向上を目的として部材の軽量化策が種々採用されており、バルブタイミング調整装置においても軽量化の課題があり、材料削減等の対策が求められている。
【０００５】
従来のバルブタイミング調整装置は、アルミニウム合金または鉄系焼結材料で形成される。アルミニウム合金で形成する場合、軽量化のメリットがある反面、加工精度および強度が低いというデメリットがある。鉄系焼結材料で形成する場合、加工精度および強度が高いというメリットがある反面、重量化するデメリットがある。機械加工を施す部位を抑制する目的で、ロータを鉄系焼結材料で形成することが増えており、例えば上記特許文献１のベーン１００を鉄系焼結材料で形成する場合には、シール部材１０２の幅ｗ１に加え、凹部１０２両端に製造上必要な肉厚ｗ２を設けるため、ベーン幅（ｗ１＋ｗ２＋ｗ２）を薄くできず、軽量化に限界があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、鉄系金属製のロータを使用するバルブタイミング調整装置の軽量化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るバルブタイミング調整装置は、内部に突出して複数の油圧室を形成する複数のシューを有する鉄系金属製のケースと、油圧室を進角側と遅角側に区画する複数のベーンを有し、ケース内に同軸上に保持された鉄系金属製のロータと、ベーン先端部とケースの間を塞ぎ、進角側と遅角側の油圧室間のオイル漏れを規制する非鉄系金属製のシール部材とを備え、シール部材は、ベーン先端部より幅を広くして当該ベーン先端部に嵌合する凹部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ベーン先端部を被覆するようにシール部材を嵌合したので、鉄系金属製のベーンを薄くして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置を図１のＡＡ線に沿って切断した断面図である。
【図３】実施の形態１に係るバルブタイミング調整装置において、シール部材を示す拡大図である。
【図４】図４（ａ）は図３のＢ矢視図、図４（ｂ）はＣＣ線に沿った断面図である。
【図５】シール部材の拡大図であり、矢印Ｄの油圧力を受けた状態を示す。
【図６】従来のバルブタイミング調整装置におけるベーンとシール部材の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１および図２において、バルブタイミング調整装置１のケース２は、図示しないエンジンのクランクシャフトからの駆動力を、図示しない吸気側カムシャフトに伝達するためのスプロケット部２ａを外周部に一体的に形成している。そして、スプロケット部２ａに噛合する不図示のチェーンを介して、エンジンの回転駆動力を、バルブタイミング調整装置１と図示しないボルトにて締結された吸気側カムシャフトに伝達することで、クランクシャフトとカムシャフトが同期して回転可能となっている。
また、ケース２の内周部には、４つの油圧室を形成するためのシュー３ａ〜３ｄが突設されている。
【００１１】
ロータ４は、ボス部４ａから外周側へ突出するベーン５ａ〜５ｄが形成されており、各ベーン５ａ〜５ｄがケース２に形成された４つの油圧室をそれぞれ遅角側油圧室１０と進角側油圧室１１とに区画すると共に、油圧の受圧部になる。このロータ４の一方の面が不図示の吸気側カムシャフトとの合わせ面４ｂになっており、カムシャフト端部がボス部４ａ内側に挿入されボルトにて締結されている。ロータ４はケース２の内部に同軸上に保持され、回転時、シュー３ａ〜３ｄの先端とボス部４ａが摺動する。ケース２とロータ４は何れも、摺動機能を有する部位のみ機械加工が施された、鉄系の焼結材料で成形されている。
【００１２】
さらに、ケース２とロータ４は、その両端面をカバー１２とハウジング１３で封止されており、それらは４つのボルト１４で締結されている。また、ロータ４のボス部４ａには、径方向に貫通形成された進角側通路１５ａ〜１５ｂと、遅角側通路１６ａ，１６ｂとがあり、カムシャフト側に形成された各油通路と連通する。
【００１３】
ロータ４のベーン５ａ〜５ｄは、一定幅を持つ板状に形成されている。これらベーン５ａ〜５ｄの先端部には、各油圧室間のオイル流れを規制するシール部材６が装着されており、シール部材６の内部に板ばね７が設置されている。シール部材６は、ケース２およびロータ４に用いる鉄系金属と同等の線膨張係数を有する非鉄系金属材料、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）等の樹脂で形成されている。
【００１４】
図３はシール部材６の拡大図であり、Ｂ矢視図を図４（ａ）に示し、ＣＣ線に沿った断面図を図４（ｂ）に示す。以下、ベーン５ｂとそのシール部材６を例に構成を説明するが、その他のベーン５ａ，５ｃ，５ｄと各シール部材６の構成も同様である。
シール部材６は、ベーン５ｂの先端部に嵌合するための凹部６ａが形成されており、両脚部６ｂがベーン５ｂに被さることにより、ロータ４の回転時にシール部材６が脱落しないようになっている。また、この凹部６ａ内に設置された板ばね７のばね力によりシール部材６がケース２の内周面に圧接された状態で摺動し、油圧室間のオイル漏れを防止する。ただし、ロータ４の回転時の摺動抵抗を抑制するために、シール部材６の先端面（ケース２との摺動面）に突起部６ｃを形成し、この突起部６ｃのみがケース２に圧接して摺動する構成にしている。
【００１５】
また、先立って説明した従来構造（図６に示す）に比べ、図３に示す本構造ではベーン５ｂの先端部からケース２の内周面までの距離、即ち、シール部材６によるシール長さが長い。そのため、温度変化によりロータ４およびシール部材６に変形が生じた場合、シール性に及ぼす影響が大きい。そこで、ロータ４に用いる鉄系金属材料とシール部材６に用いる樹脂材料の線膨張係数を同等にして、シール部材６によるシール部分からのオイル漏れ増加を防止する。
【００１６】
また、シール部材６とベーン５ｂの組立性向上のため、ベーン５ｂの幅Ｗに対して凹部６ａの幅を若干広くして、所定のクリアランスを設定しておく。図５に示す拡大図に、クリアランスを強調して表す。進角側または遅角側何れかの油圧が作用したとき、その油圧力（図５では矢印Ｄで示す進角側の油圧力）によって、シール部材６が幅Ｗの方向に押圧されてベーン５ｂの一方面に密着する。よって、クリアランスからのオイル漏れはない。
【００１７】
また、シール部材６の、凹部６ａの開口端面（即ち、脚部６ｂの先端面）には、所定の段差６ｄを設けてある。段差６ｄがあることで、例えばシール部材６を樹脂成形する場合にヒケ等が発生せず、かつ、ベーン５ｂ先端部からケース２内周面までの間をシールするシール部分の平面度を確保できるようになり、シール部材６の安定した生産が容易になる。また、脚部６ｂの先端側はシールとして機能するより、ベーン５ｂからの脱落防止用として機能する部位であるので、そこに段差６ｄを設けてもシール性に影響はない。
【００１８】
先立って説明した従来構造（図６に示す）では、焼結による工法の都合上、ベーン１００の凹部１０１の両端に肉厚ｗ２が必要となる。そのため、ベーン１００の幅は、油圧力に耐え得る強度の厚み以上に厚くなっていた。
これに対し、本実施の形態１の構造では、ベーン５ａ〜５ｄに凹部を形成する必要がないので、油圧力に耐え得る強度を確保できる厚みまで、または焼結による工法の都合上最低限必要な厚みまで、幅Ｗを薄くすることができる。このように、ベーン５ａ〜５ｄの幅Ｗをシール部材６の幅より薄くしてシール部材６を外装し、さらに、ベーン５ａ〜５ｄの先端側を軽量の樹脂材料で構成したシール部材６に置き換えることにより、鉄系焼結材料の使用量を低減でき、ロータ４の軽量化を図ることができる。従って、強度およびシール性等の機能を確保しつつ、バルブタイミング調整装置１の軽量化を容易に達成できる。
なお、ベーン５ａ〜５ｄのうちの何れか１つ（図示例ではベーン５ａ）は、シュー３ａ，３ｂに当接して最遅角位置および最進角位置を規制する当接部となるので、カムシャフトのトルク力に耐え得る強度を確保するために根元を肉厚形状にする。
【００１９】
以上より、実施の形態１によれば、バルブタイミング調整装置１は、内部に突出して４つの油圧室を形成する４つのシュー３ａ〜３ｄを有する鉄系金属製のケース２と、各油圧室を遅角側油圧室１０と進角側油圧室１１に区画する４つのベーン５ａ〜５ｄを有し、ケース２内に同軸上に保持された鉄系金属製のロータ４と、各ベーン５ａ〜５ｄの先端部とケース２内周面との間を塞ぎ、遅角側油圧室１０と進角側油圧室１１の間のオイル漏れを規制する非鉄系金属製のシール部材６とを備え、シール部材６は、ベーン５ａ〜５ｄの先端部より幅を広くして当該先端部に嵌合する凹部６ａを設ける構成にした。このため、軽量材料のシール部材６によってオイル漏れを抑制しつつ、鉄系金属製のロータ４の体積を低減することができ、容易に軽量化を図ることができる。
【００２０】
また、実施の形態１によれば、バルブタイミング調整装置１は、シール部材６のケース２と摺動する面に突起部６ｃを設ける構成にした。このため、シール部材６とケース２との摺動面積を小さくでき、ロータ４の動作時の摺動抵抗を抑制することができる。
【００２１】
また、実施の形態１によれば、バルブタイミング調整装置１は、ロータ４とシール部材６の線膨張係数を同等にする構成にした。このため、ロータ４とシール部材６の熱変形があっても、シール部材６とケース２の摺動部分からのオイル漏れを抑制することができる。
【００２２】
また、実施の形態１によれば、バルブタイミング調整装置１は、シール部材６の凹部６ａの開口端面に段差６ｄを設ける構成にした。このため、シール部材６を樹脂成形する場合に生産性を向上することができる。
【００２３】
なお、上記説明では、バルブタイミング調整装置１を吸気側カムシャフトに連結する例を説明したが、排気側カムシャフトに連結した場合も同様である。また、バルブタイミング調整装置１として油圧室を４つ形成した例を説明したが、４つ以外であってもよい。
【００２４】
また、上記図示例では、ロータ４のボス部４ａとケース２のシュー３ａ〜３ｄとの間を所定のクリアランスに設定し、摺動部兼オイルシール部を形成したため、ベーン４ａ〜４ｄの根元側にシール部材を設けなかったが、これに限定されるものではなく、ボス部４ａとシュー３ａ〜３ｄの間にシール部材を設けてもよい。
【００２５】
その他にも、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  バルブタイミング調整装置、２  ケース、２ａ  スプロケット部、３ａ〜３ｄ  シュー、４  ロータ、４ａ  ボス部、５ａ〜５ｄ  ベーン、６  シール部材、６ａ  凹部、６ｂ  脚部、６ｃ  突起部、６ｄ  段差、７  板ばね、１０  遅角側油圧室、１１  進角側油圧室、１２  カバー、１３  ハウジング、１４  ボルト、１５ａ〜１５ｂ  進角側通路、１６ａ，１６ｂ  遅角側通路、１００  ベーン、１０１  凹部、１０２  シール部材、１０３  ケース内周面。
【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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