JP2000002102A

JP2000002102A - 内燃機関用バルブタイミング調整装置

Info

Publication number: JP2000002102A
Application number: JP14847499A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamazaki; 博之山▲崎▼; Kazutoshi Iwasaki; 和俊岩▲さき▼; Michio Adachi; 美智雄安達; Masayasu Ushida; 正泰牛田; Hisashi Kayano; 久茅野; Isamu Inai; 勇稲井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化可能なバルブタイミング調整装置を提
供すること。【解決手段】駆動軸とともに回転するハウジング部材
であって、ハウジング部材の一方の側壁１と他方の側壁
と周壁とが一体に形成されたシューハウジング３とで構
成されたハウジング部材と、従動軸とともに回転し、ハ
ウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲に限
り相対回動可能に収容されるベーンロータ９とを備え、
一方の側壁１には、ギアが形成されていることを特徴と
している。これにより、一体に形成されたシューハウジ
ング３の外径によらずに、ギアが形成された一方の側壁
１の外径を定めることができるので、装置を小型化する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の吸気バルブおよび排
気バルブの少なくともいずれか一方の開閉時期（以下、
「開閉時期」をバルブタイミングという）を運転条件に
応じて変更するためのバルブタイミング調整装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気バルブおよび排気バルブ
の少なくともいずれか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として特開平５−２１４９
０７号公報および実開平２−５０１０５号公報に開示さ
れるものが知られている。これらのバルブタイミング調
整装置は、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフト
から従動軸としてのカムシャフトに駆動力を伝達する駆
動力伝達手段にベーンを用いている。ベーンはハウジン
グ内に相対回動自在に収容され、ハウジングに対するベ
ーンの位相差を作動油等の液圧により制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−２１４９０
７号公報に開示されるバルブタイミング調整装置のハウ
ジングは、一つの周壁とこの周壁の軸方向両端面を覆う
二つの側壁とから構成されている。このようにハウジン
グを三部材で構成すると、次のような問題が生じる。

【０００４】（１）作動流体の漏れを防止するために周
壁と各側壁との接合面にシール部材が必要となるので、
部品点数が増加するとともに、周壁と各側壁との接合面
にシール部材を配設させるための溝の分だけハウジング
の外径が大きくなる。

【０００５】（２）各部材の加工精度および組付精度の
ばらつきにより、ハウジングを構成する両側壁の軸受け
部における芯ずれが増大する。

【０００６】このような三部材でハウジングを構成する
バルブタイミング調整装置に対し、実開平２−５０１０
５号公報に開示されるものではハウジングを構成するギ
ア側壁と周壁とが一体に形成されているので、前述した
ような問題点を解決することができる。

【０００７】しかしながら、このような構造にするとギ
ア側壁の径はハウジングの周壁の径によって決定され、
ギア側壁を小径化することができなくなってしまい、全
体の部品の大きさが制約される。さらに、ハウジングの
周壁と一方の側壁とを一体に形成した場合、周壁と側壁
との内壁角部が鈍り内壁角部におけるシール性が低下す
るという問題がある。また、その材質についても硬さ、
強度等の面で制約される。

【０００８】本発明の目的は、小型化可能なバルブタイ
ミング調整装置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、製造コストを低減す
るとともに軽量化を実現し、駆動軸と従動軸との位相差
を高精度に制御可能な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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
エンジン用バルブタイミング調整装置は、内燃機関の駆
動軸から内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの少な
くともいずれか一方を開閉する従動軸に駆動力を伝達す
る駆動力伝達系に設けられる内燃機関用バルブタイミン
グ調整装置において、駆動軸または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であって、ハウジン
グ部材の一方の側壁が駆動軸または従動軸のいずれか一
方と結合し、他方の側壁と周壁とが一体に形成されたハ
ウジング部材と、駆動軸または従動軸の他方とともに回
転し、ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度
範囲に限り相対回動可能に収容されるベーン部材とを備
え、一方の側壁には、ギアが形成されていることを特徴
としている。

【００１１】これによると、ハウジング部材の一方の側
壁と駆動軸または従動軸のいずれか一方とを結合させ、
他方の側壁と周壁とを一体に形成し、前記一方の側壁に
より、駆動力の伝達が行われる。そのため、一体に形
成された他方の側壁と周壁との外径によらずに、ギアが
形成された一方の側壁の外径を定めることができ、部品
の大きさの制約を小さくすることが可能となる。即ち、
ハウジング部材の周壁の径に関係なく駆動力の伝達を行
う側壁の径を小径化できる。したがって、装置の体格を
小さくすることができる。

【００１２】さらに、ハウジング部材を構成する部品
点数が減少し部材同士の接合部が減少するのでシール性
が向上する。さらにまた、ハウジング部材およびシー
ル部材の部品点数が減少するので組付けが容易になる。
さらにまた、ハウジング部材の部品点数が減少するこ
とにより、加工精度および組付精度のばらつきにともな
う芯ずれが減少する。さらにまた、駆動力を受ける側
壁と周壁とを一体に形成しないことにより、駆動力を受
ける側壁が性能上必要な特性（例えば硬さ、強度等）と
無関係にハウジング部材の周壁と駆動力を受けない側の
側壁とを一体に形成する部材の材質を例えばアルミ等に
選択することができる。

【００１３】請求項２に記載の内燃機関用バルブタイミ
ング調整装置は、前記一方の側壁の外径は、前記他方の
側壁および前記周壁の外径よりも小さいことを特徴とし
ている。

【００１４】請求項３に記載の内燃機関用バルブタイミ
ング調整装置では、他方の側壁と周壁とは、アルミによ
って一体に形成されていることを特徴としている。

【００１５】これによると、アルミで形成することによ
り、ハウジング部材の加工が容易になり、かつ装置が軽
量化される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。本発明の一実施例に
よるエンジン用バルブタイミング調整装置を図１および
図２に示す。図１に示すハウジング部材の側壁としての
タイミングギア１は、図示しないギア列により図示しな
いエンジンの駆動軸としてのクランクシャフトと結合し
て駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転
する。従動軸としてのカムシャフト２は、タイミングギ
ア１から駆動力を伝達され、図示しない吸気バルブおよ
び排気バルブの少なくともいずれか一方を開閉駆動す
る。カムシャフト２は、タイミングギア１に対し所定の
位相差をおいて回動可能である。タイミングギア１およ
びカムシャフト２は図１に示す矢印Ｘ方向からみて時計
方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。

【００１７】タイミングギア１とシューハウジング３と
の間には、薄板上に形成されたリアプレート１８が介在
している。このリアプレート１８により、タイミングギ
ア１とシューハウジング３との間からの油漏れを防止し
ている。タイミングギア１、シューハウジング３および
リアプレート１８は駆動側回転体としてハウジング部材
を構成し、ボルト２０により同軸上に固定されている。

【００１８】シューハウジング３は周壁４と側壁として
のフロントプレート５とからなり、アルミダイカストに
より一体に形成されている。シューハウジング３はタイ
ミングギア１と別体に形成されているので、タイミング
ギア１はシューハウジング３よりも外径を小さくするこ
ともできる。図２に示すように、シューハウジング３は
周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー３ａ、
３ｂ、３ｃを有している。シュー３ａ、３ｂ、３ｃの周
方向の三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベ
ーン９ａ、９ｂ、９ｃを収容する収容室としての扇状空
間部４０が形成されており、シュー３ａ、３ｂ、３ｃの
内周面は、断面円弧状に形成されている。

【００１９】図３に示すように、シューハウジング３の
周壁４とフロントプレート５とが形成する内壁角部３ｄ
は直角ではなく鈍っている。この内壁角部３ｄの鈍り
は、型による成形加工であれば型摩耗、切削加工であれ
ば切削工具摩耗により生じる。フロントプレート５とリ
アプレート１８との間の軸長Ｌ1 は本実施例ではＬ1 ＝
２２〜２５mmに設定されている。

【００２０】図２に示すように、ベーン部材としてのベ
ーンロータ９は周方向にほぼ等間隔にベーン９ａ、９
ｂ、９ｃを有し、このベーン９ａ、９ｂ、９ｃがシュー
３ａ、３ｂ、３ｃの周方向の間隙に形成されている扇状
空間部内に回動可能に収容されている。図１に示すよう
に、ベーンロータ９およびブッシュ６は、ボルト２１に
よりカムシャフト２に一体に固定されており、従動側回
転体を構成している。ベーンロータ９と一体に固定され
るブッシュ６は、フロントプレート５の内周壁に相対回
動可能に嵌合している。

【００２１】図２および図４に示すように、ベーンロー
タ９の外周壁と周壁４の内周壁との間には微小クリアラ
ンス５０が設けられている。このクリアランス５０の大
きさは、内壁角部３ｄとベーンロータ９の角部との干渉
を避け、ならびにシューハウジング３とベーンロータ９
との芯ずれを考慮して設定されている。図３に示すよう
に、シール部材１６は、ベーン９ａ、９ｂ、９ｃの外周
壁に形成された溝９ｅ、ならびに図示しないがベーンロ
ータ９のボス部９ｄの外周壁に形成された溝９ｅに嵌合
している。図３には板ばね１７を図示していない。シー
ル部材１６はＰＰＳ樹脂を基材とし、ＰＰＳ樹脂よりも
硬質の無機充填材を配合して形成されている。ＰＰＳ樹
脂は耐油性に優れて劣化しにくく、かつ膨潤しにくいの
でシール部材１６として用いることが望ましい。ＰＰＳ
樹脂および配合される無機充填材はシューハウジング３
より軟質である。シール部材１６はそれぞれ板ばね１７
の付勢力および遠心力により径方向外側の周壁４に向け
て押されており、油圧室間においてクリアランス５０を
通り作動油が漏れることを防止している。ＰＰＳ樹脂に
代えて、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミ
ド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチ
レンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレ
ート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリオキシメチ
レン）、フェノール樹脂、テフロン樹脂を用いてもよ
い。

【００２２】シール部材１６の軸長Ｌ2 は、Ｌ1 ≧Ｌ2
に設定されている。また、図５に示すベーンロータ９か
らのシール部材１６の突出量ｆ、つまりクリアランス５
０の大きさは、シューハウジング３の内径をａ、ベーン
ロータ９の外径をｂ、内壁角部３ｄの鈍り寸法をｃ（図
４参照）とすると、次式（１）で表される。

【００２３】ｆ＝ａ−ｂ＞ｃ＋（シューハウジング３とベーンロータ９の軸ずれ量）・・・（１）図６に示すＰ1 はシール部材１６が進角油圧室から受け
る作動油圧を示し、Ｐ2はシール部材１６が遅角油圧室
から受ける作動油圧を示している。またｄはシール部材
１６の厚みを表している。

【００２４】シュー３ａとベーン９ａとの間に遅角油圧
室１０が形成され、シュー３ｂとベーン９ｂとの間に遅
角油圧室１１が形成され、シュー３ｃとベーン９ｃとの
間に遅角油圧室１２が形成されている。また、シュー３
ａとベーン９ｂとの間に進角油圧室１３が形成され、シ
ュー３ｂとベーン９ｃとの間に進角油圧室１４が形成さ
れ、シュー３ｃとベーン９ａとの間に進角油圧室１５が
形成されている。

【００２５】以上の構成により、カムシャフト２および
ベーンロータ９はタイミングギア１およびシューハウジ
ング３に対して同軸に相対回動可能である。図１に示す
ように、ガイドリング１９は、収容孔２３を形成するベ
ーン９ａの内壁に圧入保持され、このガイドリング１９
にストッパピストン７が挿入されている。従って、スト
ッパピストン７はカムシャフト２の軸方向に摺動可能に
ベーン９ａに収容され、かつスプリング８によりフロン
トプレート５側に付勢されている。ストッパ穴５ａはフ
ロントプレート５に形成されており、このストッパ穴５
ａにテーパ穴２２ａを有するガイドリング２２が圧入保
持されている。ストッパピストン７はスプリング８の付
勢力によりテーパ穴２２ａに嵌合可能である。タイミン
グギア１に形成された連通路２４はフランジ部７ａより
も右側の収容孔２３に連通するとともに大気解放されて
いるので、ストッパピストン７の移動が妨げられない。

【００２６】フランジ部７ａの左側の油圧室３７は、油
路３９を介して進角油圧室１５と連通している。進角油
圧室１５に作動油が供給されると、スプリング８の付勢
力に抗してストッパピストン７はテーパ穴２２ａから抜
け出す。また、ストッパピストン７の先端部に形成され
た油圧室３８は、図２に示す油路４１を介して遅角油圧
室１０と連通している。遅角油圧室１０に作動油が供給
されると、スプリング８の付勢力に抗してストッパピス
トン７はテーパ穴２２ａから抜け出す。

【００２７】ストッパピストン７の位置とテーパ穴２２
ａの位置とは、クランクシャフトに対してカムシャフト
２が最遅角位置にあるとき、つまりシューハウジング３
に対してベーンロータ９が最遅角位置にあるときにスト
ッパピストン７がテーパ穴２２ａに嵌合するように設定
されている。ストッパピストン７とテーパ穴２２ａとは
ロック機構を構成している。

【００２８】図１および図２に示すようにベーンロータ
９のボス部９ｄには、ブッシュ６との当接部において油
路２９が設けられており、カムシャフト２との当接部に
おいて油路３３が設けられている。油路２９および３３
はそれぞれ円弧状に形成されている。油路２９は、油路
２７、２５を介して図示しない駆動手段としての油圧源
またはドレインと連通している。さらに油路２９は、油
路３０、３１、３２により遅角油圧室１０、１１、１２
と連通しており、油路４１を介して油圧室３８と連通し
ている。

【００２９】油路３３は、油路２８、２６を介して図示
しない駆動手段としての油圧源またはドレインと連通し
ている。さらに油路３３は、油路３４、３５、３６によ
り進角油圧室１３、１４、１５と連通しており、進角油
圧室１５、油路３９を介して油圧室３７と連通してい
る。次に、バルブタイミング装置の作動について説明す
る。

【００３０】エンジン通常運転時、遅角油圧室１０、１
１、１２、進角油圧室１３、１４、１５に供給する作動
油の油圧によりストッパピストン７はテーパ穴２２ａか
ら抜け出しているので、シューハウジング３に対しベー
ンロータ９は相対回動自在である。そして、各油圧室に
加わる油圧を制御することにより、クランクシャフトに
対するカムシャフト２の位相差を調整する。

【００３１】エンジンが停止すると、遅角油圧室１０、
１１、１２、進角油圧室１３、１４、１５に作動油が供
給されなくなるので、ベーンロータ９はシューハウジン
グ３に対し図２に示す最遅角位置で停止する。油圧室３
７、３８にも作動油が供給されないので、ストッパピス
トン７はスプリング８の付勢力によりテーパ穴２２ａに
嵌合する。

【００３２】エンジンが再始動しても、遅角油圧室１
０、１１、１２、進角油圧室１３、１４、１５に作動油
が供給されるまではストッパピストン７はテーパ穴２２
ａに嵌合したままであり、クランクシャフトに対しカム
シャフト２は最遅角位置に保持されている。これによ
り、作動油が各油圧室に供給されるまでの間、フロント
プレート５にベーンロータ９がロックされるので、シュ
ーハウジング３とベーンロータ９とがカムの変動トルク
により衝突することを防止する。

【００３３】各遅角油圧室または各進角油圧室に作動油
が供給され、油圧室３７または３８に作動油が供給され
ると、ストッパピストン７は図１の右側に力を受けるの
で、スプリング８の付勢力に抗してテーパ穴２２ａから
ストッパピストン７が抜け出す。これにより、ロック機
構によるフロントプレート５とベーンロータ９との結合
が解除されるので、遅角油圧室１０、１１、１２、進角
油圧室１３、１４、１５に加わる作動油圧によりシュー
ハウジング３に対してベーンロータ９が相対回動し、ク
ランクシャフトに対するカムシャフト２の相対位相差が
調整される。

【００３４】次に、シール部材１６の摩耗過程について
図７に基づいて説明する。図７には溝９ｅおよび板ばね
１７を図示していない。

【００３５】図７の（Ａ）に示すように、溝９ｅにシ
ール部材１６を嵌合した初期の状態では、シール部材１
６の角部はすべて直角である。シール部材１６は板ばね
１７の付勢力および遠心力により矢印方向に押されてい
るので、内壁角部３ｄと摺動するシール部材１６の角部
に力が集中する。シール部材１６はシューハウジング
３よりも軟質の材質で形成されているので、時間経過に
ともない図７の（Ｂ）に示すように内壁角部３ｄと摺動
するシール部材１６の角部、つまり肩部が摩耗してく
る。さらに摩耗が進み内壁角部３ｄ全体とシール部材
１６とが摺動するようになると、摩耗されてきたシール
部材１６の角部に対する力の集中がなくなる。これによ
り初期摩耗が終了し、これ以後定常摩耗に移行する。

【００３６】このように、内壁角部３ｄの形状とシール
部材１６の角部の形状とが合致すると、シール部材１６
と周壁４との間のクリアランスがほぼ消滅するので、各
油圧室間の作動油漏れをシール部材１６により良好に低
減できる。

【００３７】次に、シール部材１６に配合する無機充填
材の違いによるシューハウジング３およびシール部材１
６の摩耗量を測定した結果を図８に示す。

【００３８】図８の（Ｂ）に示すように、アルミプレー
ト１００の上にバーベル１０１を載置し、このバーベル
１０１に一定圧力Ｐを加えながらアルミプレート１００
を速度Ｖで回転させたのち、アルミプレート１００およ
びバーベル１０１の摩耗量を計測した。バーベル１０１
の基材はＰＰＳ樹脂であり、Ｐ＝０．５kgf/mm2 、Ｖ＝
０．５ｍ／ｓである。

【００３９】計測の結果、図８の（Ａ）に示すように、
無機充填材を含まないＰＰＳ樹脂だけでバーベル１０１
を形成したものは、アルミプレート１００の摩耗量は比
較的少ないがＰＰＳ樹脂が柔らかい材質であるためにバ
ーベル１０１の摩耗量が大きくなっている。ＰＰＳ樹脂
が柔らかい材質であるにも関わらずタルクやチタン酸カ
リウムを充填したものに比べ、アルミプレート１００の
摩耗量が大きくなっているのは、アルミプレート１００
から生じるアルミ粉がＰＰＳ樹脂が柔らかい材質である
が故にバーベル１０１に埋め込まれ、この埋め込まれた
アルミ粉によりアルミプレート１００が摩耗されるから
である。チタン酸カリウムは小さい針状に形成されてい
る。

【００４０】ＰＰＳ樹脂よりも硬質のタルクやチタン酸
カリウムを充填したものに比べＰＰＳ樹脂だけのものは
アルミプレート１００の摩耗量が大きいとはいえ、シー
ル部材１６として使用できる範囲である。

【００４１】ＧＦ（ガラス繊維）を充填したものはＧＦ
（硬度７〜８）が硬い材質であるためにバーベル１０１
の摩耗量は少ないがアルミプレート１００の摩耗量が大
きくなっている。つまり、ＧＦはシューハウジング３に
対する攻撃性が高くシューハウジング３の摩耗量が大き
くなるので、ＧＦはシール部材１６に配合する無機充填
材として不適である。しかし、後述するようにシール部
材１６にＧＦを配合することによりシール部材１６の線
膨張係数がシューハウジング３に近づきシール性を向上
することができるので、シューハウジング３の線膨張係
数にシール部材１６の線膨張係数を近づけることを主眼
にするならＧＦを充填材として用いてもよい。

【００４２】これに対し、タルク５０％またはチタン酸
カリウム３０％を充填したものは、アルミプレート１０
０およびバーベル１０１の摩耗量がともに少ないことが
判った。つまり、シール部材１６の形成にはＰＰＳ樹脂
に適度な硬度を有する無機充填材を配合することがより
効果的であることが判った。タルクおよびチタン酸カリ
ウムはそれぞれモース硬度２、４である。タルク、チタ
ン酸カリウム以外にも、ＰＰＳ樹脂よりも硬質でありモ
ース硬度５以下の脆性材料であれば、シール部材１６に
充填する無機充填材として使用できる。例えば、クレー
（硬度２）、マイカ（硬度３）、水酸化アルミニウム
（硬度３）、ワラスナイト（硬度４．５）、グラファイ
ト（硬度１〜２）、酸化亜鉛（硬度４．２）である。

【００４３】無機充填材以外にもカーボンファイバ（硬
度１〜２）を用いることも可能である。これら充填材
は、鉄やアルミと摺動することによりシール部材１６の
表面から脱落して穴を形成するのではなく、充填材が摩
耗し、発生した充填材の摩耗粉がアルミ粉や異物を一緒
に外部に排出する。これら充填材の配合量は、成形材料
中の重量％で５〜７０％が好ましい。その理由は、配合
量が５％未満であるとシューハウジング３との摺動効果
が十分ではなく、７０％を超えるとＰＰＳ樹脂との混練
が困難になるとともに射出成形時の流れが悪くなるから
である。さらに好適には３０〜６０％である。３０〜６
０％の配合量はハウジング部材がアルミの場合に好まし
く、アルミの線膨張係数に近いシール部材を得ることが
できる。例えば、使用温度範囲として−４０°Ｃ〜１５
０°Ｃの全域で良好なシール性を維持できる。

【００４４】さらに、シール部材１６の基材にこれら充
填材を配合することにより、シール部材１６の線膨張係
数がシューハウジング３に近づく。シューハウジング３
とシール部材１６との線膨張係数の差が小さくなること
により、温度変化に伴いシール部材１６およびシューハ
ウジング３が膨張および収縮してもシューハウジング３
とシール部材１６との軸方向クリアランスが変化せず、
漏れ量の増加がなく、かつシール部材１６がシューハウ
ジング３の内壁とほぼ一様な力で摺動する。したがっ
て、シール部材１６が過度に摩耗したり、油圧室間で油
漏れが生じたりすることを防止できる。線膨張係数をシ
ューハウジング３に近づけることを主眼にするなら、前
述したように充填材としてシール部材１６にＧＦを配合
してもよい。

【００４５】上記充填材の内シューハウジング３に対す
る攻撃性が低くシューハウジング３を摩耗させにくい材
質は、タルク、クレー、針状のチタン酸カリウム、カー
ボンファイバ、グラファイト、針状の酸化亜鉛である。

【００４６】また、シール部材１６の線膨張係数をシュ
ーハウジング３に近づける効果はないが、攻撃性の低い
テフロン樹脂を粉末状にして前述したＰＰＳ樹脂等の基
材に充填することにより、シューハウジング３に対する
攻撃性をより低下することができる。粉末状のテフロン
樹脂と前述した充填材とを併用することにより、線膨張
係数をシューハウジング３に近づけるとともに、シュー
ハウジング３に対する攻撃性を低下することができる。

【００４７】図９に、本実施例に対しシール部材を用い
ずシューハウジング６０とベーンロータ６１との直接の
摺動によりシールを行う比較例を示す。比較例のシュー
ハウジング６０も周壁と側壁の一方とを一体に形成した
ものである。

【００４８】比較例のシューハウジング６０にも本実施
例と同様に内壁角部６０ａが形成されている。この内壁
角部６０ａとの干渉を避けるため、ベーンロータ６１の
角部６１ａは切欠かれており、この角部６１ａの切欠に
よりクリアランス６２が形成される。このクリアランス
６２に作動油が漏れると油圧室の圧力が低下するので、
バルブタイミングの制御応答性が低下する。さらに、シ
ューハウジング６０とベーンロータ６１とが直接摺動す
るのでシューハウジング６０とベーンロータ６１との径
方向における高い加工精度が要求される。さらにまた、
シューハウジング６０とベーンロータ６１との摺動部が
摩耗することにより摺動部にクリアランスが形成され易
くなる。このクリアランスから作動油が漏れ、バルブタ
イミングの制御応答性が低下する。

【００４９】これに対して本実施例では、シール部材１
６が摩耗し、内壁角部の形状にシール部材１６の角部の
形状が合致するので比較例に示したクリアランスが形成
されない。さらに、シューハウジング３よりもシール部
材１６が軟質であるため、周壁４のシール部材１６との
摺動面の摩耗量が低減する。したがって、シール部材１
６との摺動頻度の高い周壁４の局所的な摩耗を防止し、
作動油の漏れを低減できるのでバルブタイミングの制御
応答性が向上する。さらに、特定位置で作動油漏れを起
こすことがないので、任意の位置でベーンロータ９を確
実に保持することができる。また、シューハウジング３
とベーンロータ９とが径方向で直接摺動する必要がない
ので、径方向における加工が容易になる。さらにまた、
金属同士のシューハウジング３とベーンロータ９とが径
方向で摺動しないので互いの摩耗を防止することができ
る。

【００５０】また図１０に示す本実施例の変形例のよう
に、内壁角部３ｄに対応するシール部材５５の肩部に内
壁角部３ｄの鈍りを覆うように予め面取り５５ａを設け
てもよい。この実施例ではシール部材５５の長手方向両
端の肩部のうち、内壁角部３ｄと対向する肩部のみに面
取り５５ａを設け、他方の残る肩部を直角の鋭い角部と
した。したがって、内壁角部３ｄにほぼ沿うとともに、
シューハウジング３とリアプレート１８とで形成される
角部にも合致する。これにより、シール部材５５を組付
けた当初からシール部材５５は周壁４およびフロントプ
レート５の内壁と摺動し、油圧室間の油漏れを防止する
ことができる。変形例では一方の肩部だけに面取り５５
ａを設けたが、他方の肩部にも面取り５５ａを設けても
よい。両肩部に面取り５５ａを設けることにより、シー
ル部材の肩部の位置を逆に組付けても内壁角部３ｄに面
取り５５ａが面するので、組付け間違いを防ぎ組付けが
容易になる。

【００５１】以上説明した本実施例では、周壁４とフロ
ントプレート５とをアルミダイカストにより一体に形成
してシューハウジング３を構成し、シューハウジング３
はタイミングギア１と別体に形成されている。したがっ
て、シューハウジング３の外径に関係なくタイミングギ
ア１の外径を極力小さくできるので、シューハウジング
３およびタイミングギア１からなるハウジング部材だけ
でなく全体の体格を小型化可能である。

【００５２】また本実施例では、シューハウジング３よ
りも軟質のＰＰＳ樹脂をシール部材１６の基材とし、こ
のＰＰＳ樹脂にＰＰＳ樹脂よりも硬質でシューハウジン
グ３よりも軟質のモース硬度５以下の充填材を配合した
ことにより、シューハウジング３をアルミで形成するこ
とが可能になった。したがって、シューハウジングが軽
量化し、加工性が向上した。

【００５３】さらに、摺動により発生するシューハウジ
ング３のアルミ粉や作動油に混入した鉄粉等の異物がシ
ール部材１６に配合された無機充填材が摩耗するときに
発生する摩耗粉とともに排出されるので、シール部材１
６と摺動するシューハウジング３の摺動面がアルミ粉や
異物により摩耗することを防止できる。

【００５４】本実施例では、周壁４と側壁としてのフロ
ントプレート５とを一体に形成してハウジング部材とし
てのシューハウジング３を構成したが、周壁と側壁とを
一体に形成しないでハウジング部材を構成してもよい。
この場合も、ハウジング部材よりも軟質の樹脂材料で形
成したシール部材をハウジング部材とベーン部材との回
転摺動部に配設することにより、ハウジング部材の摩耗
を低減するとともに、ハウジング部材の局所的な摩耗を
低減できる。したがって、回転摺動部における作動油の
漏れ、特に特定位置における作動油の漏れが低減するの
で、ベーン部材を中間位置において保持する等のハウジ
ング部材に対するベーン部材の高精度な位相制御を確実
に行うことができる。

【００５５】また本実施例では、シール部材１６により
周壁４の内周壁とベーンロータ９の外周壁とをシールす
るので、シューハウジング３とベーンロータ９の径方向
のクリアランスを高精度に加工する必要がない。したが
って、部材の加工が容易になる。また本発明では、シュ
ーハウジングを鉄系焼結材で形成する場合はシール部材
をアルミ、樹脂またはゴム、シューハウジングをアルミ
で形成する場合はシール部材をゴムで形成することも可
能である。

【００５６】また本実施例では、タイミングギア１によ
りクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフト２に伝
達する構成を採用したが、タイミングプーリまたはチェ
ーンスプロケット等を用いる構成にすることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるバルブタイミング調整
装置を示す縦断面図である。

【図２】本実施例のバルブタイミング調整装置を示す横
断面図である。

【図３】本実施例のシール部材を含む模式的縦断面図で
ある。

【図４】本実施例の周壁とベーンロータとのクリアラン
スを示す模式的縦断面図である。

【図５】本実施例のシール部材の作動状態を示す模式的
横断面図である。

【図６】図５の要部拡大図である。

【図７】シール部材の摩耗過程を示す断面図であり、
（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は中間状態を示し、
（Ｃ）は最終状態を示している。

【図８】（Ａ）はシール部材に充填する充填材と摩耗量
との関係を示す特性図であり、（Ｂ）は摩耗量の試験治
具を示す模式図である。

【図９】本実施例の比較例を示す模式的断面図である。

【図１０】本実施例の変形例を示す模式的断面図であ
る。

【図１１】従来のシール部材によるハウジングの摩耗状
態を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・タイミングギア（ハウジング部材、一方の側
壁）、２・・・カムシャフト（従動軸）、３・・・シューハウ
ジング（ハウジング部材）３ａ、３ｂ、３ｃ・・・シュ
ー、４・・・周壁（ハウジング部材）、５・・・フロントプレ
ート（ハウジング部材、他方の側壁）、７・・・ストッパ
ピストン、９・・・ベーンロータ（ベーン部材）、９ａ、
９ｂ、９ｃ・・・ベーン（ベーン部材）、１６・・・シール部
材、４０・・・扇状空間部（収容室）、５５・・・シール部
材、５５ａ・・・面取り。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達美智雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者牛田正泰愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者茅野久愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者稲井勇愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気バ
ルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方を開閉
する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ
る内燃機関用バルブタイミング調整装置において、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であって、前記ハウジング部材の
一方の側壁が前記駆動軸または前記従動軸のいずれか一
方と結合し、他方の側壁と周壁とが一体に形成されたハ
ウジング部材と、前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前
記ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲
に限り相対回動可能に収容されるベーン部材とを備え、前記一方の側壁には、ギアが形成されていることを特徴
とする内燃機関用バルブタイミング調整装置。
【請求項２】前記一方の側壁の外径は、前記他方の側
壁および前記周壁の外径よりも小さいことを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関用バルブタイミング調整装
置。
【請求項３】前記他方の側壁と前記周壁とは、アルミ
によって一体に形成されていることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の内燃機関用バルブタイミング
調整装置。