JP2002256823A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール溝の底部側への作動流体の回り込みを
無くし、交番トルクの影響を受けながらバルブタイミン
グを変更したとしても、圧力室間に作動流体の漏れが生
じないようにする。また、流体シールの倒れを防止して
バルブタイミング制御時の作動をスムーズにする。 【解決手段】 流体シール１８に弾性変形可能な脚部３
６ａ〜３６ｄを設け、下方側の脚部３６ｃ，３６ｄをシ
ール溝１７ａの側壁３７と底壁３９に弾発力をもって密
接させ、上方側の脚部３６ａ，３６ｂを相手部材の摺動
面３８に密接させる。下方側の脚部３６ｃ，３６ｄによ
ってシール溝１７ａの背部側への作動流体の回り込みを
防止すると共に、流体シール１８の倒れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
や排気弁の開閉タイミングを運転条件に応じて制御する
バルブタイミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のバルブタイミング制御装
置として、例えば、特開平１１−３０１１１号公報等に
開示されているものが知られている。

【０００３】この公報に記載のバルブタイミング制御装
置は、外方に突出するベーンを有するベーンロータをカ
ムシャフトの端部に一体的に取付ける一方で、内部に複
数の隔壁を有するハウジング部材をクランクシャフトの
回転が伝達されるタイミングスプロケットに一体的に取
り付け、ベーンロータをハウジング部材の内部に回動可
能に収容して、ベーンとその両側の隔壁との間に進角室
と遅角室を形成すると共に、これらの各室に対し、機関
の運転状態に応じて適宜油圧を給排するようにしてい
る。したがって、進角室と遅角室の一方に高圧の作動油
を供給し、他方の室の作動油をドレンさせることによっ
て、タイミングスプロケットとカムシャフトの回転位相
が操作され、その結果、吸気弁や排気弁のバルブ開閉の
タイミングが変更される。

【０００４】また、ベーンと隔壁の各先端面には軸方向
に沿ってシール溝が形成され、この各シール溝に、進角
室と遅角室の間の作動油の漏れを防止する流体シールが
配置されている。この流体シールは、樹脂等の液密性の
高い低摩擦材によって形成されたシール部品と、このシ
ール部品を相手部材側に付勢する板ばねによって構成さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のバ
ルブタイミング制御装置の場合、シール部品をシール溝
の側壁に常時密接させることが難しいため、一方の液室
の作動油がシール部品とシール溝の側壁との隙間に入り
込み、その入り込んだ作動油がシール溝の底部を回り込
んで他方の液室に漏れ出る可能性がある。

【０００６】つまり、シール部品は、摩耗抵抗等を考慮
すると、どうしても弾性変形しにくく溝への装着が難し
い材質を選定せざるを得ず、このことから通常シール溝
に対して若干幅が狭くなるように形成されている。した
がって、シール部品とシール溝の側壁との間にどうして
も隙間ができ、上記のような作動油の漏れの可能性が生
じる。

【０００７】特に、ベーンロータを用いるこの種のバル
ブタイミング制御装置においては、バルブタイミングの
変更操作時に、ベーンロータがカムシャフトから交番ト
ルク（バルブスプリングと駆動カムの形状に起因する変
動トルク）を受けると、ベーンロータがそのトルクによ
って回転方向前後に変動しつつ作動するため、シール部
品がシール溝の溝幅中央に位置する時間が長くなり、上
記の作動油の漏れを招く可能性がより大きい。したがっ
て、バルブタイミングの変更操作を完了するまでに時間
がかかり、作動応答性の点で芳しくない。

【０００８】また、上記従来のバルブタイミング制御装
置の場合、バルブタイミングの変更操作時にベーンロー
タが交番トルクを受けると、シール部品に対してシール
溝の側壁が回転方向前後に急激に動くため、このときシ
ール部品がシール溝内で倒れを生じる可能性がある。そ
して、このようにシール部品に倒れが生じた場合には、
シール性が悪化すると共に、ベーン部材のスムーズな動
作に支障を来し、この状態が続くとシール部品のシール
寿命の低下につながる。

【０００９】本発明の目的とするところは、シール溝の
底部側への作動油流体の回り込みを無くして、バルブタ
イミングの変更操作時にカムシャフトからの交番トルク
を受けた場合であっても、流体シール部分からの作動流
体の漏れを確実に防止できるようにすることにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、流体シールの
倒れを防止して、バルブタイミングの変更操作を常時ス
ムーズに行え、しかも、流体シールのシール寿命をも延
ばすことができるようにすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、本発明は、内燃機関の駆動軸から回
転を伝達される回転伝達部材と、この回転伝達部材から
動力を伝達されて機関弁を作動させるカムシャフトと、
前記回転伝達部材とカムシャフトの一方に一体化され、
径方向外方に突出する少なくとも一つのベーンを有する
ベーンロータと、前記回転伝達部材とカムシャフトの他
方に一体化され、前記ベーンロータを内部に回転可能に
収容するハウジング部材と、このハウジング部材の内部
に、前記ベーンの前後面に臨んで設けられた進角室及び
遅角室と、この進角室と遅角室に選択的に流体を供給又
は排出する流体給排手段と、前記ベーンロータとハウジ
ング部材の摺動面の一方側に形成されたシール溝と、こ
のシール溝内に配置され、相手部材の摺動面に密接して
前記進角室と遅角室の間の流体の漏れを防止する流体シ
ールと、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置
において、前記流体シールを、相手部材に摺動可能に密
接するシール部と、このシール部の背部側に一体に設け
られ、シール溝内に長手方向の一端から他端に連続して
密接して保持される弾性保持部と、を備えた構成とし
た。

【００１２】したがって、流体シールのシール部が交番
トルクの影響等を受けてシール溝の溝幅中央側に若干動
いたとしても、弾性保持部がシール部の背部側において
シール溝内の長手方向全域に亙って密接しているため、
作動流体のシール溝の底部側への回り込みは阻止され
る。

【００１３】そして、流体シールの弾性保持部はシール
溝の両側壁方向に弾発力を付与するように構成すること
が好ましく、このような構成とした場合には、弾性保持
部とシール溝の側壁との間が密閉されると共に、両側壁
に作用する弾発力によって流体シールの倒れがより確実
に防止される。

【００１４】また、流体シールの弾性保持部はシール溝
に密接する弾性変形可能な複数の脚部を備えた構成とし
ても良い。この場合、脚部がシール溝に密接することに
よって、シール溝の底部側への流体の回り込みを阻止す
ることが可能になる。そして、弾性保持部は脚部の形状
によって弾性を持たせることができるため、シール部と
同じ材質で一体に形成することができる。したがって、
この構成を採用した場合には、流体シールの成形が容易
になる分、製造コストの削減を図ることが可能になる。

【００１５】さらに、弾性保持部の少なくとも一対の脚
部は、シール溝の両側壁に対して弾発力をもって密接さ
せることが好ましく、例えば、弾性保持部全体を断面略
Ｘ字状に形成しても良い。このように弾性保持部全体を
断面略Ｘ字状に形成した場合には、シール溝の底部側に
指向する脚部と相手部材側に指向する脚部の間の窪み部
分に入り込んだ流体が、相手部材側に指向する脚部を相
手部材の摺動面に押し付けるように作用する。したがっ
て、進角室と遅角室の間の流体の漏れはより確実に防止
される。また、シール部と弾性保持部を同材質によって
形成し、Ｘ字状断面を成す二つの脚部をシール部として
相手部材に当接させるようにするならば、流体シールを
上下逆向きにしてシール溝に取付けても何等問題となら
ない。このため、流体シールの組付けが容易になり、組
付作業性が向上する。

【００１６】弾性保持部の略Ｘ字状断面は、すべて脚部
が点対称となるように形成すれば、シール溝に対して流
体シールをいずれの向きで取付けても何等問題とはなら
ない。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１〜図４は本発明の第１の実施形態を示
すものであり、図１は内燃機関の吸気側カムシャフト
（以下、単に「カムシャフト」と言う）１の一端に設け
られたバルブタイミング制御装置２の縦断面図を示し、
図２は同装置の別の断面図、図３は流体シール１８の装
着部の拡大断面図、図４は流体シール１８の斜視図を夫
々示す。

【００１９】図１に示すようにカムシャフト１はジャー
ナル部３を有し、このジャーナル部３がシリンダヘッド
４に回転自在に支持されると共に、外周に図外の駆動カ
ムが一体に設けられている。この駆動カムには、機関弁
としての図外の吸気弁がバルブスプリングで付勢された
状態で当接しており、この吸気弁は駆動カムが回転する
ことによって開閉作動するようになっている。

【００２０】カムシャフト１は、その前端部とジャーナ
ル部３の各外周に夫々二つの環状溝５ａ，５ｂと６ａ，
６ｂが形成されている。前端部側の環状溝５ａ，５ｂと
ジャーナル部３側の環状溝６ａ，６ｂは夫々カムシャフ
ト１の内部に形成された第１通路７ａと第２通路７ｂに
よって連通している。これらの第１，第２通路７ａ，７
ｂには、内燃機関を潤滑するためのオイルポンプ８から
選択的に油圧が供給されるようになっている。

【００２１】カムシャフト１の前端部には、外周に４枚
のベーン９ａ〜９ｄが一体に形成されたベーンロータ９
が環状溝５ａ，５ｂを覆い、かつ、ノックピン１０で回
転方向に位置決めした状態で嵌合され、更に、その状態
においてカムボルト１１によって螺子止め固定されてい
る。

【００２２】ベーンロータ９には、第１通路７ａに連通
する進角通路１２ａ〜１２ｄと、第２通路７ｂに連通す
る遅角通路１３ａ〜１３ｄが夫々設けられている。この
ベーンロータ９は焼結成形によって形成されているが、
進角通路１２ａ〜１２ｄは、焼結成形時に同時に造形さ
れる溝によって構成されている。尚、遅角通路１３ａ〜
１３ｄは焼結成形したベーンロータ９に対し、外周より
径方向内側に向けてドリルによる穴あけを行い、そのと
き形成された穴によって構成されている。また、図２に
示すように、ベーンロータ９の一つのベーン９ａは他の
ものに比較して幅広に形成されており、このベーン９ａ
には大径部と小径部を備えたロックピン摺動孔１５が貫
通形成され、このロックピン摺動孔１５には後述するロ
ックピン１６が摺動自在に収容されている。更に、各ベ
ーン９ａ〜９ｄの先端面には所定幅をもって軸方向一端
から他端に延びるシール溝１７ａが形成され、このシー
ル溝１７ａに後述する流体シール１８が収容配置されて
いる。

【００２３】ベーンロータ９は、ハウジング部材１９の
内部に同軸にかつ相対回動可能に収容されている。ハウ
ジング部材１９は、外周面に回転伝達部材としてのチェ
ーンスプロケット２４が形成された筒状のハウジング本
体１９ａと、このハウジング本体１９ａの前面側（図１
中左側）に配置されたフロントプレート１９ｂと、ハウ
ジング本体１９ａの後面側（図１中右側）に配置され、
カムシャフト１の前端部が貫通挿入されるリヤプレート
１９ｃとから構成され、これらが複数の締結ボルト２０
によって一体に結合されている。尚、チェーンスプロケ
ット２４にはタイミングチェーン２５が掛けられ、この
タイミングチェーン２５を介して内燃機関のクランクシ
ャフトの回転が伝達されるようになっている。

【００２４】ハウジング本体１９ａはベーンロータ９と
同様に焼結成形によって形成されているが、ハウジング
本体１９ａの内周側には、図２に示すように４つの台形
状の隔壁２１ａ〜２１ｄが周方向に離間して突設されて
いる。ベーンロータ９の各ベーン９ａ〜９ｄは隣接する
隔壁２１ａ〜２１ｄの間に配置され、これにより、各ベ
ーン９ａ〜９ｄの周方向両側に進角室２２ａ〜２２ｄと
遅角室２３ａ〜２３ｄが形成されている。そして、各進
角室２２ａ〜２２ｄと遅角室２３ａ〜２３ｄには前記進
角通路１２ａ〜１２ｄと遅角通路１３ａ〜１３ｄが夫々
開口するようになっている。

【００２５】また、ハウジング部材１９の各隔壁２１ａ
〜２１ｄの先端面には、ベーン９ａ〜９ｄの先端面と同
様に軸方向の一端から他端に延びるシール溝１７ｂが形
成され、このシール溝１７ｂに同様の流体シール１８が
収容配置されている。

【００２６】フロントプレート１９ｂは、カムボルト１
１を挿入すべくリング状に形成されており、その内周縁
部には後述するロックピン１６の背部に作用する圧力を
大気に開放すべく開放孔３０が形成されている。

【００２７】一方、リヤプレート１９ｃは、同様にカム
シャフト１を挿入すべくリング状に形成されているが、
その外周縁部の所定位置には、高硬度の材料から成る係
止部材２６が圧入固定され、この係止部材２６に、後述
するロックピン１６が嵌合されるロックピン係止穴２７
が形成されている。このロックピン係止穴２７は、開口
部に向かって先開きとなるテーパ形状に形成されてい
る。また、係止部材２６には、ロックピン係止穴２７の
底部に作動油を給排するための第１解除通路２８が形成
されている。この第１解除通路２８はリヤプレート１９
ｃに形成された通路溝２９を介して進角通路１２ａに連
通し、常時進角室２２ａ〜２２ｄと同圧が作用するよう
になっている。

【００２８】ところで、前記ベーン９ａのロックピン摺
動孔１５には、図１に示すようにロックピン１６の他に
合成樹脂製のスプリングリテーナ３１とコイルスプリン
グ３２とが収容されている。ロックピン１６は大径部１
６ａと小径部１６ｂを備えており、更に小径部１６ｂの
先端には、先端に向けて先細りとなるテーパ部１６ｃが
形成されている。また、コイルスプリング３２はロック
ピン１６をリヤプレート１９ｃ側に、スプリングリテー
ナ３１をフロントプレート１９ｂ側に夫々付勢し、ベー
ンロータ９がハウジング部材１９に対して最遅角位置に
回動したときにロックピン１６をロックピン係止穴２７
に嵌合させるようになっている。したがって、ロックピ
ン１６は、コイルスプリング３２、スプリングリテーナ
３１、ロックピン係止穴２７と共にロック機構を構成
し、ハウジング部材１９とベーンロータ９の組付位置を
最遅角側で機械的にロックする。

【００２９】また、ロックピン摺動孔１５は、図１に示
すようにフロントプレート１９ｂ側が大径に、リヤプレ
ート１９ｂ側が小径に形成され、これらの間に段差部が
設けられているが、これらの段差部とロックピン１６の
大径部１６ａの間には環状の解除室１４が設けられてい
る。この解除室１４には、図２に示すように遅角室２３
ａに連通する第２解除通路３３が開口し、遅角室２３ａ
の圧力が導入されるようになっている。このため、遅角
室２３ａの油圧が所定圧力以上となった場合には、ロッ
クピン１６がコイルスプリング３２の力に抗してスプリ
ングリテーナ３１側に移動し、ロックピン係止穴２７と
の嵌合が解除される。また、ロックピン１６の先端部に
は前述の通り、第１解除通路２８を通して進角室２２ａ
の油圧が作用するため、進角室２２ａの油圧が所定圧力
以上になった場合には、やはりロックピン１６がコイル
スプリング３２の力に抗して後退し、ロックピン係止穴
２７との嵌合が解除される。尚、ベーンロータ９が進角
側から遅角側に作動するときには、遅角室２３ａの圧力
が解除室１４に作用してコイルスプリング３２を押し縮
めるが、逆に遅角側から進角側に作動するときにはロッ
クピン１６の先端部がロックピン係止穴２７から離反し
ているため、進角室２２ａの圧力がロックピン１６に作
用せず、ロックピン１６の先端部はベーンロータ９の作
動中コイルスプリング３２の力を受けてリヤプレート１
９ｃに摺接する。このため、ロックピン１６の先端は平
坦に形成されている。

【００３０】スプリングリテーナ３１に関しては、ベー
ンロータ９の作動状態に拘らず常にフロントプレート１
９ｂ側に付勢されており、このフロントプレート１９ｂ
との当接面も平坦に形成されている。また、このスプリ
ングリテーナ３１には、作動油を通過可能とするために
外周に複数の切欠きを有する大径のばね受け部３１ａが
設けられており、更にロックピン１６側には、コイルス
プリング３２の保持、倒れの防止及びロックピン１６の
ストッパを兼ねた突起３１ｂが設けられている。

【００３１】このように構成されたベーンロータ９とハ
ウジング部材１９の組付角を制御するために、流体吸排
手段としての電磁切換弁３４が設けられている。この電
磁切換弁３４は、戻しばね３５と電磁力とのバランスに
よってポートを３位置で適宜切換えるものであり、弁体
が中間位置にあるときには第１，第２通路７ａ，７ｂに
対する作動油の吸排を遮断し、弁体が一方に変位したと
きには、第２通路７ｂをオイルポンプ８に、第１通路７
ａをドレンに夫々接続し、弁体が他方に変位したときに
は逆に第１通路７ａをオイルポンプ８に、第２通路７ｂ
をドレンに夫々接続する。尚、ベーンロータ９とハウジ
ング部材１９の組付角を任意の位置で保持する場合に
は、弁体を中間位置に維持することにより、第１，第２
通路７ａ，７ｂに対する作動油の吸排を遮断する。この
電磁切換弁３４は、カム角センサ、クランク角センサ、
水温センサ等からの情報に応じてコントローラにより制
御される。

【００３２】ここで、前記各ベーン９ａ〜９ｄと隔壁２
１ａ〜２１ｄのシール溝１７ａ，１７ｂに収容配置され
る流体シール１８について図３，図４によって説明す
る。ただし、ベーン９ａ〜９ｄ側と隔壁２１ａ〜２１ｄ
側のシール構造は基本的に同構造とされているため、以
下ではベーン９ａ〜９ｄ側のものを例に説明し、隔壁２
１ａ〜２１ｄ側については、図中の対応する部分に対応
する符号を括弧に入れて付すものとする。

【００３３】流体シール１８は、全体がＰＴＦＥ，ＰＥ
ＥＫ等の合成樹脂によって一体に、かつ、長手方向に亙
って同一断面に形成されている。この流体シール１８の
断面は４つの脚部３６ａ〜３６ｄが四方に延びる略Ｘ字
状に形成されており、シール溝１７ａ（１７ｂ）の上方
側に延出する二つの脚部３６ａ，３６ｂの先端が相手部
材であるハウジング本体１９ａ（ベーンロータ９）の摺
動面３８に密接すると共に、下方側の二つの脚部３６
ｃ，３６ｄがシール溝１７ａ（１７ｂ）の両側壁３７，
３７と底壁３９に跨って当接するようになっている。

【００３４】この流体シール１８の材質自体は殆ど伸縮
性を持たないが、断面が略Ｘ字状であり、各脚部３６ａ
〜３６ｄが曲げ方向の弾性変形を許容する構造となって
いるため、下方側の脚部３６ｃ，３６ｄはシール溝１７
ａ（１７ｂ）の両側壁３７と底壁３９に対して弾発力を
もって当接している。この実施形態においては、上方側
の二つの脚部３６ａ，３６ｂの先端が本発明におけるシ
ール部を構成し、下方側の二つの脚部３６ｃ，３６ｄを
含む残余の部分が本発明における弾性保持部を構成して
いる。また、この実施形態の流体シール１８の場合、脚
部３６ａ〜３６ｄがすべて同一長さで、上下左右につい
て夫々対称に形成されているが、その断面は全体に縦長
のＸ字断面に形成されており、上方側の二つの脚部３６
ａ，３６ｂは相手部材の摺動面３８には密接するもの
の、シール溝１７ａ（１７ｂ）の両側壁３７，３７に対
しては非接触となっている。したがって、上方側の各脚
部３６ａ，３６ｂとシール溝１７ａ（１７ｂ）の側壁３
７上端との間には隙間４８，４９があり、上下の対応す
る脚部３６ａ，３６ｄ及び３６ｂ，３６ｃとこれらに対
峙する側壁３７とによって囲まれた断面略三角形状の側
壁空間４０には進角室２２ａ〜２２ｄまたは遅角室２３
ａ〜２３ｄからの作動油の流入が可能となっている。

【００３５】つづいて、以上のように構成されたこの実
施形態のバルブタイミング制御装置の作動について説明
する。

【００３６】内燃機関が始動されると、オイルポンプ８
によって吸引された作動油は、カムシャフト１のジャー
ナル部３側の環状溝６ｂ、第２通路７ｂ、前端部側の環
状溝５ｂ、ベーンロータ９の遅角通路１３ａ〜１３ｄを
通って遅角室２３ａ〜２３ｄに供給される一方、進角室
２２ａ〜２２ｄの作動油は、進角通路１２ａ〜１２ｄ、
環状通路５ａ、第１通路７ａ、環状通路６ａを通ってド
レンされる。これにより、ベーン９ａ〜９ｄは最遅角側
に位置されることとなる。このとき、ロックピン１６
は、作動油圧が所定値に上昇するまでロック状態を維持
するが、作動油圧が所定値以上になると、ロックピン１
６が後退してロック状態が解除される。

【００３７】ここで、バルブタイミングを進角させる場
合、電磁切換弁３４の通電を制御して進角室１２ａ〜１
２ｄとオイルポンプ８を連通し、遅角室２３ａ〜２３ｄ
側をドレンさせる。これにより、ベーン９ａ〜９ｄは、
ハウジング部材１９に対して進角方向に作動し、その結
果、回転位相が進角側に変更される。

【００３８】また、任意の位置で位相を維持する場合に
は、電磁切換弁３４に対する通電を制御して、進角室１
２ａ〜１２ｄ及び遅角室２３ａ〜２３ｄへの作動油の供
給、排出を遮断する。これにより、ベーン９ａ〜９ｄ
は、ハウジング部材１９に対して所定位置で位相を維持
することが可能となる。尚、作動油の漏れ等により回転
位相がずれることがあるが、この場合、フィードバック
制御を行うことで即座にずれが修正される。

【００３９】更に、内燃機関の停止時に機関が慣性運転
を続けている間は、オイルポンプ８から供給される作動
油が低圧となるが、このとき吸気弁からカムシャフト１
に入力される交番トルクのうちの遅角方向のトルク成分
と進角方向のトルク成分の差により、ベーン９ａ〜９ｄ
は最遅角位置に戻され、その際、ロックピン１６はロッ
クピン係止穴２７に嵌合されてロック状態とされる。こ
こで機関が完全に停止するまでにベーン９ａ〜９ｄが最
遅角位置まで戻らなかった場合には、内燃機関の再始動
時のクランキングの際に、交番トルクに起因する前記と
同様の戻し作用により最遅角位置に戻され、そこでロッ
クピン１６によるロックが行われる。

【００４０】また、このバルブタイミング制御装置２が
作動する場合において、ベーン９ａ〜９ｂに装着された
流体シール１８は以下のように機能する。

【００４１】流体シール１８は、前述のように下方側の
脚部３６ｃ，３６ｄが弾性変形しつつシール溝１７ａ
（１７ｂ）の両側壁３７，３７と底壁３９に傾斜角をも
って密接し、その一方で上方側の脚部３６ａ，３６ｂが
若干弾性変形して相手部材（ハウジング部材１９または
ベーンロータ９）の摺動面３８に密接している（図３参
照）。したがって、基本的にベーン９ａ〜９ｄや隔壁２
１ａ〜２１ｄは相手部材に対して上方側の脚部３６ａ，
３６ｂの弾発力をもった密接によって作動油の流通を阻
止し、また、シール溝１７ａ（１７ｂ）の底壁３９側の
作動油の回り込みは下方側の脚部３６ｃ，３６ｄのシー
ル溝１７ａ（１７ｂ）に対する弾発力をもった密接によ
って阻止する。

【００４２】また、ベーンロータ９の作動時等には、進
角室２２ａ〜２２ｄまたは遅角室２３ａ〜２３ｄの高圧
の作動油が、上方側の脚部３６ａ，３６ｂとシール溝１
７ａ（１７ｂ）の側壁３７上端との隙間４８，４９を通
して側壁空間４０に入り込む。したがって、今、例えば
一方の隙間４８を通して高圧の作動油が一方の側壁空間
４０に入り込んだとすると、その作動油の圧力は脚部３
６ａ，３６ｄをシール溝１７ａ（１７ｂ）の他方側の側
壁３７方向に付勢しようとするが、このとき下方側の脚
部３６ｃ，３６ｄは側壁３７，３７に対して弾発力をも
って密接しているため、下方側の脚部３６ｄは圧力を受
けて変位することがなく、上方側の脚部３６ａのみが対
角位置にある脚部３６ｃを支点に変位して相手部材の摺
動面３８に押し付けられる。よって、ベーンロータ９の
作動時には、上方側の脚部３６ａまたは３６ｂが作動油
の圧力に応じた力で相手部材に押し付けられ、作動油の
漏れはより確実に防止される。

【００４３】この実施形態は略Ｘ字状断面の流体シール
１８を採用したものであるが、この流体シール１８を用
いたことにより、以下のような特有の効果を得ることが
できる。 （１）下方側の脚部３６ｃ，３６ｄをシール溝１７ａ
（１７ｂ）の側壁３７と底壁３９に弾発力をもたせて密
接させたことから、シール溝１７ａ（１７ｂ）の底壁３
９側への作動油の回り込みを確実に防止することがで
き、しかも、脚部３６ｃ，３６ｄが底壁３９から受ける
弾性反力によって上方側の脚部３６ａ，３６ｂを相手部
材の摺動面３８に密接させることができることから、相
手部材との接触部を通しての直接的な作動油の漏れをも
確実に防止することができる。したがって、これらのこ
とからベーンロータ９の作動時における作動油の漏れを
少なくし、作動応答性を高めることができる。 （２）下方側の脚部３６ｃ，３６ｄをシール溝１７ａ
（１７ｂ）の側壁３７に弾発力をもって密接させている
ことから、流体シール１８自体の倒れを確実に防止する
ことができる。したがって、この倒れに起因するシール
不良や相手部材の損傷、シール寿命の低下等を無くすこ
とができる。 （３）上方側の脚部３６ａ，３６ｂとシール溝１７ａ
（１７ｂ）の側壁３７上端の間に隙間４８，４９を設
け、作動油の圧力を上方側の脚部３６ａ，３６ｂの摺動
面３８に対する押付力として利用できるようにしている
ことから、作動油の漏れをより確実に防止することがで
きる。 （４）流体シール１８全体を同材質によって一体に形成
すると共に、複数の脚部３６ａ〜３６ｄを有する断面形
状とすることにより、シール溝１７ａ（１７ｂ）等に対
する当接部に弾発力をもたせるようにしているため、板
ばね等の別体部品を用いる必要がないのは勿論のこと、
シール部と弾性保持部を別材料で成形する必要もなく、
流体シール１８を低コストで極めて容易に製造すること
ができる。 （５）流体シール１８全体を上下と左右が対称となる略
Ｘ字状の断面形状に形成したことから、上下を反転させ
てシール溝１７ａ（１７ｂ）に組付けても何等問題がな
く、したがって、流体シール１８の組付作業が容易にな
る。

【００４４】次に、図５に示す本発明の第２の実施形態
について説明する。尚、この第２の実施形態も含め以下
で説明する実施形態はすべてシール溝に装着される流体
シールの構造のみが異なり、他の部分の構造は第１の実
施形態と同様となっている。また、第１の実施形態と同
一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略するも
のとする。

【００４５】図５に示す流体シール１１８は、すべての
脚部３６ａ〜３６ｄが点対称となるような略Ｘ字状断面
に形成され、隣接する脚部が相互に直交している点と、
上方側の脚部３６ａ，３６ｂがシール溝１７ａ（１７
ｂ）の側壁３７に密接している点で第１の実施形態のも
のと異なっている。各脚部３６ａ〜３６ｄの弾発力は第
１の実施形態と同様にシール溝１７ａ（１７ｂ）と相手
部材の摺動面３８に作用するが、側壁空間４０には作動
油の圧力が作用せず、上方側の脚部３６ａ，３６ｂに対
する作動油による付勢作用は得ることができない。その
代わりに、各脚部３６ａ〜３６ｄは若干肉厚に形成さ
れ、相手部材に対して広い面積で接触するようになって
いる。

【００４６】この流体シール１１８はすべての脚部３６
ａ〜３６ｄが点対称となるように形成されているため、
上下左右のどの向きからシール溝１７ａ（１７ｂ）に組
付けても同様の機能を得ることができる。したがって、
第１の実施形態のものよりも、さらに組付作業は容易と
なる。

【００４７】また、図６は、本発明の第３の実施形態を
示すものであり、この実施形態の流体シール２１８は、
上方側に脚部を設ける代わりに、相手部材の摺動面３８
に密接する偏平状、若しくは、断面半円状の頭部４１を
設けた点で第１の実施形態のものと異なっている。流体
シール２１８の下部側にはシール溝１７ａ（１７ｂ）の
側壁３７と底壁３９に密接する一対の脚部３６ｃ，３６
ｄが設けられ、これらの脚部３６ｃ，３６ｄの付根部外
側には頭部４１側に連続する窪み４２が設けられてい
る。そして、頭部４１とシール溝１７ａ（１７ｂ）の両
側の側壁３７上端部との間には隙間４８，４９が設けら
れ、側壁空間４０に進角室または遅角室の作動油が流入
するようになっている。

【００４８】したがって、この実施形態の場合にも、流
体シール２１８の倒れが側壁３７に弾接する脚部３６
ｃ，３６ｄによって阻止され、側壁空間４０に導入され
た作動油の圧力が窪み４２部分を中心として頭部４１を
傾斜させるように作用する。これにより、頭部４１が広
い面積でもって相手部材に接触し、しかも、このとき作
動油の力による頭部４１の傾斜によって高い接触面圧を
得ることができる。この結果、作動油の漏れはより確実
に防止される。

【００４９】さらにまた、図７，図８は本発明の第４の
実施形態を示すものであり、この実施形態の流体シール
３１８は、以上で説明した他の実施形態と同様に全体が
同一材料で形成されているが、その断面形状が大きく異
なっている。

【００５０】即ち、流体シール３１８は、全体が断面略
Ｕ字状に形成され、そのＵ字形状の開口側の端縁がシー
ル溝１７ａ（１７ｂ）の側壁３７と底壁３９に弾発力を
もって密接する脚部４３ａを構成し、Ｕ字形状の湾曲し
た頂部４３ｂが相手部材の摺動面３８に密接するように
なっている。また、この流体シール３１８は、シール溝
１７ａ（１７ｂ）に装着する前の状態では、図８に示す
ように両脚部４３ａ，４３ａがシール溝１７ａ（１７
ｂ）の溝幅よりも広く開き、脚部４３ａの下端から頂部
４３ｂまでの高さが、シール溝１７ａ（１７ｂ）の底壁
３９から相手部材の摺動面３８までの高さよりも高くな
るように設定されている。

【００５１】そして、流体シール３１８は、シール溝１
７ａ（１７ｂ）に装着された状態において脚部４３ａ，
４３ａがシール溝１７ａ（１７ｂ）の側壁３７に弾接
し、さらにこの状態で頂部４３ｂが相手部材の摺動面３
８に密接することによって頂部４３ｂが下方側に押さ
れ、頂部４３ｂを中心として全体が幅方向に広がるよう
に変形すると共に、脚部４３ａ，４３ａの下端がシール
溝１７ａ（１７ｂ）の底壁３９に押付けられる。

【００５２】したがって、この流体シール３１８は、シ
ール溝１７ａ（１７ｂ）に装着された状態において脚部
４３ａ，４３ａがシール溝１７ａ（１７ｂ）の側壁３７
と底壁３９に弾発力をもって密接し、このとき底壁３９
から受ける反力によって頂部４３ｂが、図７中の矢印で
示すように相手部材に弾発力をもって密接する。尚、こ
の実施形態においては、頂部４３ｂの相手部材との接触
面が本発明におけるシール部を構成し、残余の部分が弾
性保持部を構成している。

【００５３】この流体シール３１８は、両側の脚部４３
ａがシール溝１７ａ（１７ｂ）の側壁３７に弾発力をも
って密接するため、他の実施形態と同様にシール溝１７
ａ（１７ｂ）の底部側への作動油の回り込みを確実に防
止することができると共に、流体シール３１８全体の倒
れも防止することができる。ただし、装着状態において
頂部４３ｂが緩やかな曲面となって相手部材の摺動面３
８に接触するため、他の実施形態に比較して摺動抵抗を
小さくすることができるという利点がある。

【００５４】以上の実施形態はすべて流体シール全体を
同一材料によって一体に形成し、主に脚部の曲げ反力に
よってシール溝の側壁に弾発力をもって密接するように
したが、流体シールをシール溝に弾発力をもって密接さ
せるための手段としては、例えば、図９に示すように
（同図中、流体シールは符号４１８で示す。）相手部材
に密接するシール部４４をＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ等の硬質
で摺動抵抗の小さい合成樹脂によって形成すると共に、
シール溝に弾発力をもって密接する弾性保持部４５をニ
トリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の軟質のゴム
材料によって形成し、両者を加硫接着によって一体化す
るようにしても良い。

【００５５】また、この場合さらにシール部の倒れを確
実に防止するためには、図１０に示すように（同図中、
流体シールは符号５１８で示す。）シール部４７の略下
半部をゴム材料から成る弾性保持部４６内に埋設するよ
うにしても良い。

【００５６】さらに以上で説明した実施形態は、回転伝
達部材としてタイミングスプロケットを用いたが、ゴム
材等から成るベルトによって駆動されるタイミングプー
リを用いるようにしても良い。この場合、駆動力の伝達
時に発生する騒音をより低減することができる。

【００５７】また、本発明にかかるバルブタイミング制
御装置は吸気側のカムシャフトに限らず、排気側のカム
シャフトに適用しても良い。さらにまた、ベーンロータ
はその胴部とベーンを一体成形したものに限らず、胴部
とベーンを夫々別々に成形し、これらを成形後に結合し
たものであっても良い。

【００５８】また、以上で説明した実施形態は、ハウジ
ング部材を回転伝達部材と一体化し、ベーン部材をカム
シャフトと一体化したものについて説明したが、逆にハ
ウジング部材をカムシャフトと一体化し、ベーン部材を
回転伝達部材と一体化しても良い。さらに、以上の実施
形態では、シール溝と流体シールをベーン部材のベーン
とハウジング部材の隔壁の両方に設けたものについて説
明したが、シール溝と流体シールはベーンと隔壁のいず
れか一方にのみ設けるようにしても良い。尚、このよう
に一方側にのみ設ける場合には、作動時の摺動ストロー
クが長くなるベーン側に設けた方が作動油の漏れ防止の
観点からは好ましい。

【００５９】また、上記の実施形態においては、任意の
位置で回転位相を保持しようとするときに、流体給排手
段である電磁切換弁の通電量の制御によって進角室と遅
角室に対する作動油の供給と排出を遮断するようにして
いるが、進角室と遅角室に同圧の作動油を供給すること
によって回転位相を保持するようにしても良い。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明は、相手部材に密接
するシール部の背部側に、シール溝に密接して保持され
る弾性保持部を一体に設けたため、シール溝の底部側へ
の流体の回り込みと、流体シールの倒れを確実に防止す
ることができ、その結果、作動油の漏れによる作動応答
性の低下を無くすことができると共に、流体シールの倒
れによる作動不良や流体シール寿命の低下を無くすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線
に沿う断面図。

【図２】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面
図。

【図３】同実施形態における流体シール装着部の拡大断
面図。

【図４】同実施形態の流体シールの斜視図。

【図５】本発明の第２の実施形態における流体シール装
着部の拡大断面図。

【図６】本発明の第３の実施形態における流体シール装
着部の拡大断面図。

【図７】本発明の第４の実施形態における流体シール装
着部の拡大断面図。

【図８】同実施形態における流体シールの組付前の状態
を示す拡大正面図。

【図９】本発明の第５の実施形態における流体シールの
拡大斜視図。

【図１０】同実施形態における流体シール装着部の拡大
断面図。

【符号の説明】

１…カムシャフト ２…バルブタイミング制御装置 ９…ベーンロータ ９ａ〜９ｄ…ベーン １７ａ，１７ｂ…シール溝 １８，１１８，２１８，３１８，４１８，５１８…流体
シール ２２ａ〜２２ｄ…進角室 ２３ａ〜２３ｄ…遅角室 ２４…タイミングスプロケット ３４…電磁切換弁（流体吸排手段） ３６ａ，３６ｂ…脚部（シール部） ３６ｃ，３６ｄ…脚部（弾性保持部） ４１…頭部（シール部） ４４，４７…シール部 ４５，４６…弾性保持部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から回転を伝達される
   回転伝達部材と、 この回転伝達部材から動力を伝達されて機関弁を作動さ
   せるカムシャフトと、 前記回転伝達部材とカムシャフトの一方に一体化され、
   径方向外方に突出する少なくとも一つのベーンを有する
   ベーンロータと、 前記回転伝達部材とカムシャフトの他方に一体化され、
   前記ベーンロータを内部に回転可能に収容するハウジン
   グ部材と、 このハウジング部材の内部に、前記ベーンの前後面に臨
   んで設けられた進角室及び遅角室と、 この進角室と遅角室に選択的に流体を供給又は排出する
   流体給排手段と、 前記ベーンロータとハウジング部材の摺動面の一方側に
   形成されたシール溝と、 このシール溝内に配置され、相手部材の摺動面に密接し
   て前記進角室と遅角室の間の流体の漏れを防止する流体
   シールと、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装
   置において、 前記流体シールを、相手部材に摺動可能に密接するシー
   ル部と、このシール部の背部側に一体に設けられ、シー
   ル溝内に長手方向の一端から他端に連続して密接して保
   持される弾性保持部と、を備えた構成としたことを特徴
   とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】 前記弾性保持部は、シール溝の両側壁方
   向に弾発力を付与することを特徴とする請求項１に記載
   の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 【請求項３】 前記弾性保持部は、シール溝に密接する
   弾性変形可能な複数の脚部を備えていることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置。
4. 【請求項４】 前記弾性保持部の少なくとも一対の脚部
   は、シール溝の両側壁に対して弾発力をもって密接する
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタ
   イミング制御装置。
5. 【請求項５】 前記弾性保持部を断面略Ｘ字状に形成し
   たことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブ
   タイミング制御装置。
6. 【請求項６】 前記弾性保持部をすべての脚部が点対称
   となる断面略Ｘ字状に形成したことを特徴とする請求項
   ５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。