JP2009068448A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で作動油の漏れを低減し、高精度に従動軸の位相の制御が可能なバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】ベーンロータ５０のボス部５１は、軸に対して傾斜する外壁テーパ面５６を有している。ハウジング１１は、ボス部５１の外壁テーパ面５６に当接する内壁テーパ面３７を有している。外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用によりベーンロータ５０からハウジング１１に対してスラスト方向の力が働く。これにより、ベーンロータ５０はハウジング１１を押圧し、ベーンロータ５０がハウジング１１を押圧する軸方向側のベーンロータ５０の端面５７とハウジング１１との間に形成されているクリアランス２１の軸方向の幅ｄは一定に保たれる。その結果、このクリアランス２１は、ベーンロータ５０がハウジング１１を押圧する軸方向側のベーンロータ５０の端面５７に設けられているシール部材６０によって良好に塞がれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミング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。

従来、エンジンのクランクシャフトと同期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットを介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェーンスプロケットとカムシャフトとの相対回転による位相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方の開閉を行うベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来のベーン式のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータをハウジング部材に対して相対回転可能に収容させるため、ベーンロータとハウジング部材との間にはクリアランスが形成されている。なお、ベーンロータをボルトなどで組み付ける際、ベーンロータが変形しベーンロータにそりが生じることがある。そのため、ベーンロータとハウジング部材との間のクリアランスは、そりなどを考慮して軸方向に所定の幅が設定されている。そして、このクリアランスすなわちベーンロータの軸方向の端面とハウジング部材との間にはシール部材が設けられ、クリアランスを通じた作動油の漏れを低減している。

しかしながら、ベーンロータとハウジング部材との間にクリアランスが形成されていることにより、エンジン回転時など、ハウジング部材はベーンロータに対し軸方向へ相対的に移動する場合がある。そのため、ハウジング部材のベーンロータに対する相対的な軸方向の位置が一定に保たれず、クリアランスの軸方向の幅が随時変化する。このような場合、クリアランスをシール部材によって十分に塞ぐことが困難となり、ひいては作動油の漏れを低減できないという問題が生じるおそれがある。
特許第３５６７５５１号

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で作動油の漏れを低減し、高精度に従動軸の位相の制御が可能なバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、ベーンロータの支持部は、軸に対して傾斜する外壁テーパ面を有している。ハウジング部材は、支持部の外壁テーパ面に当接する内壁テーパ面を有している。エンジン回転時、駆動力伝達部材からハウジング部材に対して径方向内向きの力が加わると、内壁テーパ面から外壁テーパ面にラジアル方向の力が働く。そして、外壁テーパ面と内壁テーパ面との相互作用によりベーンロータからハウジング部材に対してスラスト方向の力が働く。これにより、ベーンロータはハウジング部材を押圧し、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向側のベーンロータ端面とハウジング部材との間に形成されているクリアランスの軸方向の幅は一定に保たれる。その結果、このクリアランスは、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向側のベーンロータ端面に設けられているシール部材によって良好に塞がれる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れを低減でき、高精度に従動軸の位相を制御することができる。

請求項２記載の発明では、駆動力伝達部材が係合するギアは、支持部の軸方向一端面と軸方向他端面との間においてハウジング部材の外周壁に設けられている。すなわち、ギアは、ハウジング部材の外周においてベーンロータの支持部の径方向外側に設けられている。そのため、駆動力伝達部材からハウジング部材に対して加わる径方向内向きの力が支持部の外壁テーパ面に対して直接的に働く。これにより、ベーンロータからハウジング部材に対して効果的にスラスト方向の力が働く。その結果、ベーンロータはハウジング部材を押圧し、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向側のベーンロータ端面とハウジング部材との間に形成されているクリアランスの軸方向の幅はより安定して一定に保たれ、このクリアランスはシール部材によって良好に塞がれる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れをより低減でき、高精度に従動軸の位相を制御することができる。

請求項３記載の発明では、ベーンロータのハウジング部材に対する相対回転を規制する規制部材を備えている。規制部材は、ハウジング部材の内壁のうち、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向とは反対側の内壁に設けられた嵌合部に嵌合する。ベーンロータがハウジング部材を押圧することにより、ハウジング部材の、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向とは反対側の内壁は、ベーンロータに押し付けられる。したがって、規制部材は、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向とは反対側の内壁とベーンロータとの間のクリアランスの影響を受けることなく、嵌合部に嵌合することができる。また、請求項３記載の発明では、ベーンロータがハウジング部材を押圧する軸方向側のベーンロータ端面にシール部材を設けるとき、シール部材に規制部材を通すための通孔を形成する必要がなく、また、シール部材を容易に組み付けることができる。したがって、シール部材の加工および組み付けにかかるコストを低減することができる。

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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１〜７に示す。第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを調整する。

図１に示すように、バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング部材としてのハウジング１１およびベーンロータ５０などを備えている。ハウジング１１は、フロントプレートハウジング２０、シューハウジング３０およびプレートハウジング４０を有している。フロントプレートハウジング２０、シューハウジング３０およびプレートハウジング４０は、ボルト１２によって同軸上に固定されている。シューハウジング３０は、外周にギア１３を有している。

図３に示すように、ハウジング１１のギア１３、図示しないクランクシャフトに同軸に固定されているギア８、および図示しない排気弁を開閉駆動するカムシャフトに同軸に固定されているギア９に、チェーン７が巻き掛けられている。駆動力伝達部材としてのチェーン７はギア１３に係合している。ハウジング１１は、チェーン７によってエンジンの駆動軸であるクランクシャフトとギア８を介して接続している。これにより、ハウジング１１は、クランクシャフトから駆動力が伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。ハウジング１１は、図３に示すように時計方向へ回転する。

図１に示す従動軸としてのカムシャフト１５は、ハウジング１１を経由してクランクシャフトの駆動力が伝達される。カムシャフト１５は、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト１５は、プレートハウジング４０に対し所定の位相差をおいて回転可能にプレートハウジング４０に挿入されている。なお、カムシャフト１５のプレートハウジング４０に挿入される部分の外径は、プレートハウジング４０の内径よりもやや小さい。

ベーンロータ５０は、カムシャフト１５の回転軸方向端面と接している。カムシャフト１５およびベーンロータ５０は、ボルト１４により同軸上に固定されている。ベーンロータ５０とカムシャフト１５との回転方向の位置決めは、ベーンロータ５０およびカムシャフト１５に図示しない位置決めピンをはめ込むことにより行われる。このような構成により、ベーンロータ５０およびカムシャフト１５は、ハウジング１１に対して同軸に相対回転可能である。カムシャフト１５、ハウジング１１およびベーンロータ５０は、図１に示す矢印Ｘ方向から見て時計方向へ回転する。以下、この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト１５の進角方向とする。

図４に示すように、ハウジング１１のシューハウジング３０は、筒状の周壁３１と、周壁３１から径方向内側へ延びるシュー３２、３３、３４、３５とを有している。シュー３２、３３、３４、３５は、略台形状に形成され、周壁３１の回転方向にほぼ等間隔に配置されている。シュー３２、３３、３４、３５により回転方向に所定角度範囲で四箇所に形成された間隙にはそれぞれベーンを収容する扇状の収容室３６が四室形成されている。

ベーンロータ５０は、支持部としてのボス部５１と、ボス部５１の外周側に回転方向へほぼ等間隔に配置されたベーン５２、５３、５４、５５とを有している。ベーンロータ５０は、ハウジング１１に対し相対回転可能にハウジング１１の内部に収容されている。ベーン５２、５３、５４、５５は各収容室３６に回転可能に収容されている。なお、ベーンロータ５０の軸方向の長さは、シューハウジング３０の軸方向の長さよりも短い。

ベーン５２、５３、５４、５５は、各収容室３６を遅角油圧室と進角油圧室とに仕切っている。すなわち、シュー３２とベーン５２との間に遅角油圧室８１が形成され、シュー３３とベーン５３との間に遅角油圧室８２が形成され、シュー３４とベーン５４との間に遅角油圧室８３が形成され、シュー３５とベーン５５との間に遅角油圧室８４が形成されている。また、シュー３５とベーン５２との間に進角油圧室９１が形成され、シュー３２とベーン５３との間に進角油圧室９２が形成され、シュー３３とベーン５４との間に進角油圧室９３が形成され、シュー３４とベーン５５との間に進角油圧室９４が形成されている。

図１および図４に示すように、ボス部５１は、略円柱状に形成され、軸に対して傾斜する外壁テーパ面５６を径方向外側に有している。すなわち、ボス部５１の外壁テーパ面５６における外径は、軸方向カムシャフト１５側へ向かうにしたがい拡大している。シュー３２、３３、３４、３５のボス部５１側には、ボス部５１の外壁テーパ面５６に接する内壁テーパ面３７が形成されている。内壁テーパ面３７は、外壁テーパ面５６と同様にボス部５１の軸に対して傾斜している。上述のように、カムシャフト１５の外径はプレートハウジング４０の内径よりもやや小さく設定されている。そのため、ボス部５１の外壁テーパ面５６とシューハウジング３０の内壁テーパ面３７とは同一傾斜角つまり所定の角度αをもって当接し、ボス部５１はハウジング１１に対して軸受けの役割を果たす。

外壁テーパ面５６および内壁テーパ面３７の形状について図２に基づいてさらに説明する。図２は、説明の理解を容易にするため、各部材の形状的な特徴を強調した模式的断面図である。図２に示すように、ボス部５１の軸を通りかつ軸に平行な仮想平面と外壁テーパ面５６との交線を延長した線Ｌ１は、軸に対して所定の角度α傾斜している。同様に、ボス部５１の軸を通りかつ軸に平行な仮想平面と内壁テーパ面３７との交線を延長した線Ｌ２も、軸に対して所定の角度α傾斜している。線Ｌ１および線Ｌ２は、ボス部５１の反カムシャフト１５側でボス部５１の軸と交わる。このように、外壁テーパ面５６および内壁テーパ面３７は、ボス部５１の軸に対して同様の角度で傾斜している。そのため、ベーンロータ５０は、外壁テーパ面５６がシューハウジング３０の内壁テーパ面３７と摺動しつつ、ハウジング１１に対し相対回転可能である。

図１および図２に示すように、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間にシール部材６０が設けられている。シール部材６０は、フロントプレートハウジング２０とシューハウジング３０との間に挟み込まれている。シール部材６０は、例えばステンレスなどの金属あるいは樹脂などの材料からなる。図５および図６に示すように、シール部材６０は、略円盤状に形成されている。また、シール部材６０には、軸方向の一方へ略円形状に突出する突出部６４が形成されている。突出部６４は、板状のシール部材６０を例えばプレス加工するなどして形成され、軸方向に弾性変形可能である。

図５および図７に示すように、シール部材６０のほぼ中心部には、ボルト１４を通すための通孔６１が形成されている。なお、通孔６１の径は、ボルト１４の頭部１４１の底部１４２の外径よりやや大きく設定されている。また、シール部材６０には、ボルト１２が通されるシューハウジング３０の通孔３８に対応する位置に四つの通孔６２が形成されている。シール部材６０は、通孔６２にボルト１２が通されフロントプレートハウジング２０とシューハウジング３０との間に挟み込まれることにより周方向の位置決めがなされている。また、シール部材６０には、一方の端面側と他方の端面側との間で作動油を行き来させるための通孔６３が形成されている。

ベーンロータ５０の軸方向の長さは、シューハウジング３０の軸方向の長さよりも短い。そのため、図２に示すように、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間には、クリアランス２１が形成される。シール部材６０は、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間すなわちクリアランス２１に設けられ、シール部材６０の突出部６４はベーンロータ５０のフロントプレートハウジング２０側の端面５７に摺動可能に接触している。突出部６４は、軸方向に弾性変形可能である。そのため、ハウジング１１がベーンロータ５０に対し軸方向へ相対的に移動することによりクリアランス２１の軸方向の幅ｄが変化しても、突出部６４はベーンロータ５０の端面５７への接触を維持する。この構成により、クリアランス２１はシール部材６０で塞がれ、クリアランス２１を通じた作動油の漏れを低減することができる。なお、突出部６４は、略円形状に限らず、ベーンロータ５０の端面５７の形状に合わせて突出させてもよい。これにより、クリアランス２１はシール部材６０で確実に塞がれ、クリアランス２１を通じた作動油の漏れをより低減することができる。

図４に示すように、シール部材１６は、ベーン５２、５３、５４、５５とシューハウジング３０の周壁３１との間に配設されている。シール部材１６は、ベーン５２、５３、５４、５５の外周壁に設けた溝にはめ込まれており、例えばばねなどにより周壁３１の内周壁に向けて押し付けられている。この構成により、シール部材１６は各遅角油圧室と各進角油圧室とを液密に保持し、各遅角油圧室と各進角油圧室との間に作動油が漏れることを防止している。

図１に示すように、ベーンロータ５０は、ベーン５２に軸方向に貫く穴部５２１を有している。穴部５２１のフロントプレートハウジング２０側には、円盤部材５２２が設けられている。円盤部材５２２は、略円盤状に形成され、穴部５２１に圧入されることによってベーン５２に固定されている。穴部５２１には、規制部材としてのストッパピストン１００およびスプリング１０１が収容されている。ストッパピストン１００は、略円筒状に形成され、穴部５２１に軸方向へ往復移動可能に収容されている。スプリング１０１は、軸方向の一方の端部が円盤部材５２２に接し、他方の端部がストッパピストン１００に接している。スプリング１０１は、軸方向へ伸びる力を有している。これにより、スプリング１０１は、ストッパピストン１００をプレートハウジング４０側へ付勢している。

プレートハウジング４０に形成された凹部４２には、嵌合部としての嵌合リング１０２が圧入保持されている。ストッパピストン１００は、嵌合リング１０２に嵌合可能である。ストッパピストン１００および嵌合リング１０２の嵌合側は、テーパ状に形成されている。そのため、ストッパピストン１００は、嵌合リング１０２に滑らかに嵌合する。ストッパピストン１００のプレートハウジング４０側に形成された油圧室１０３、ならびにストッパピストン１００の外周に形成された油圧室１０４に供給される作動油の圧力は、嵌合リング１０２からストッパピストン１００が抜け出す方向へ働く。ストッパピストン１００は、油圧室１０３および油圧室１０４から受ける力とスプリング１０１の付勢力とのバランスにより、嵌合リング１０２に嵌合したり嵌合リング１０２から抜け出たりする。図４に示すように、油圧室１０３は通路５２３を経由して進角油圧室９１と連通し、油圧室１０４は通路５２４を経由して遅角油圧室８１と連通している。

図４はシューハウジング３０に対してベーンロータ５０が最も遅角した状態を示しており、この状態においてストッパピストン１００は嵌合リング１０２に嵌合しているので、ベーンロータ５０はプレートハウジング４０と連結されプレートハウジング４０に対する相対回転が規制される。そのため、ベーンロータ５０は、プレートハウジング４０すなわちハウジング１１とともに回転する。このとき、ベーン５４は、シュー３３の側面に接している。したがって、クランクシャフトからカムシャフト１５に回転駆動力が伝達され、カムシャフト１５に正・負の反転トルクが生じてもベーンロータ５０とハウジング１１とは相対的な回転振動を発生することなく、打音の発生が防止される。ストッパピストン１００が嵌合リング１０２から抜け出ると、ベーンロータ５０はプレートハウジング４０との連結を解除され、シューハウジング３０に対して最遅角位置から最進角位置の角度範囲内で相対回転自在である。

図１に示すように、流体供給源としてのオイルポンプ１は、オイルタンク２から汲み上げた作動油を供給通路３に供給する。切換弁７０は、公知の電磁スプール弁であり、カムシャフト１５の軸受６よりもオイルポンプ１側において、供給通路３および排出通路４と、遅角通路８０、進角通路９０との間に設置されている。切換弁７０は、電子制御装置（ＥＣＵ）５から電磁駆動部７１に供給されるデューティー比制御された駆動電流により切換制御される。切換弁７０のスプール７２は、駆動電流のデューティー比に基づいて変位する。このスプール７２の位置により、切換弁７０は、遅角油圧室８１、８２、８３、８４および進角油圧室９１、９２、９３、９４への作動油の供給、ならびに遅角油圧室８１、８２、８３、８４および進角油圧室９１、９２、９３、９４からの作動油の排出を切り換える。上述の切換制御によって、切換弁７０は、状態７０１、状態７０２または状態７０３に切り換わる。切換弁７０の状態７０１は、切換弁７０への通電をオフした状態である。

軸受６により回転を支持されているカムシャフト１５の外周壁には、環状通路１５１、１５２が形成されている。環状通路１５１は遅角通路８０と接続し、環状通路１５２は進角通路９０と接続している。カムシャフト１５の内部には、四つの遅角通路８５および四つの進角通路９５が形成されている。遅角通路８５は環状通路１５１と接続し、進角通路９５は環状通路１５２と接続している。

図４に示すように、ベーンロータ５０のボス部５１の内部には四つの遅角通路８６が形成されている。そして、各遅角通路８６は、遅角通路８５と、ボス部５１の内部に形成され各遅角油圧室に連通する遅角通路８７とを接続している。これにより、遅角通路８０と各遅角油圧室とは、環状通路１５１、遅角通路８５、８６、８７を経由して連通する。また、ボス部５１の内部には四つの進角通路９６が形成されている。そして、各進角通路９６は、進角通路９５と、ボス部５１の内部に形成され各進角油圧室に連通する進角通路９７とを接続している。これにより、進角通路９０と各進角油圧室とは、環状通路１５２、進角通路９５、９６、９７を経由して連通する。

次にバルブタイミング調整装置１０の作動を説明する。
（１）図１および図４に示すように、エンジン始動時オイルポンプ１からの作動油が油圧室１０３および１０４にまだ導入されていないとき、クランクシャフトの回転に伴いベーンロータ５０はシューハウジング３０に対して最遅角位置にあり、ストッパピストン１００はスプリング１０１の付勢力により嵌合リング１０２に嵌合しており、ベーンロータ５０はストッパピストン１００によりプレートハウジング４０と連結されている。

（２）切換弁７０の状態７０１が選択されてオイルポンプ１から作動油が圧送されると、遅角通路８０、環状通路１５１、遅角通路８５、８６、８７を経由して遅角油圧室８１、８２、８３、８４に作動油が流入するとともに、通路５２４を通じて油圧室１０４に作動油が流入する。油圧室１０４に流入した作動油の圧力が高まると、ストッパピストン１００は、スプリング１０１の付勢力に抗して穴部５２１のフロントプレートハウジング２０側にストッパピストン１００を押し込む方向に働く。すると、ストッパピストン１００が嵌合リング１０２から完全に抜け出るので、ベーンロータ５０はプレートハウジング４０との連結を解除される。しかしながら、遅角油圧室８１、８２、８３、８４に流入した作動油の圧力がそれぞれベーン５２、５３、５４、５５の側面に作用するので、ベーンロータ５０はシューハウジング３０に対して依然として図４に示す最遅角位置に保持される。そのため、ベーンロータ５０とシューハウジング３０との打音の発生は防止される。

（３）切換弁７０が状態７０１から状態７０３に切り換わると、オイルポンプ１から進角通路９０、環状通路１５２、進角通路９５、９６、９７を経由して進角油圧室９１、９２、９３、９４に作動油が流入するとともに、通路５２３を通じて油圧室１０３に作動油が流入する。また、このとき、遅角油圧室８１、８２、８３、８４、油圧室１０４はオイルタンク２へ開放される。油圧室１０３へ流入した作動油の圧力がストッパピストン１００の先端面に作用するので、ストッパピストン１００はスプリング１０１の付勢力に抗して穴部５２１のフロントプレートハウジング２０側に押し込まれたままとなる。進角油圧室９１、９２、９３、９４に流入した作動油の圧力がそれぞれベーン５２、５３、５４、５５の側面に作用するので、ベーンロータ５０はシューハウジング３０に対して図４に示す進角方向へ回転し、カムシャフト１５により開閉駆動される吸気弁のバルブタイミングが早められる。シューハウジング３０に対してベーンロータ５０が回転することによりベーンロータ５０が最遅角位置から移動すると、ストッパピストン１００と嵌合リング１０２との周方向位置がずれるので、ストッパピストン１００は嵌合リング１０２に嵌合しなくなる。

（４）再び切換弁７０の状態７０１を選択すると、ベーンロータ５０はシューハウジング３０に対して図４に示す遅角方向へ回転し、カムシャフト１５により開閉駆動される吸気弁のバルブタイミングが遅らされる。ベーンロータ５０がシューハウジング３０に対して進角方向あるいは遅角方向へ回転している途中で切換弁７０の状態７０２を選択すると、遅角油圧室８１、８２、８３、８４および進角油圧室９１、９２、９３、９４の作動油は流入および流出が遮断され、ベーンロータ５０は中間の位置に保持され、所望のバルブタイミングを得ることができる。

次にエンジン回転時のバルブタイミング調整装置１０の挙動について図２および図３に基づいて説明する。
ハウジング１１のギア１３には、チェーン７が巻き掛けられている。これにより、ハウジング１１には、チェーン７の張力Ｆ１がギア１３においてラジアル方向すなわち径方向内向きに働く。ベーンロータ５０のボス部５１はハウジング１１に対して軸受の役割を果たし、ボス部５１の外壁テーパ面５６とシューハウジング３０の内壁テーパ面３７とが接する。外壁テーパ面５６および内壁テーパ面３７は、ボス部５１の軸に対して所定の角度α傾斜している。そのため、チェーン７からの張力Ｆ１がハウジング１１を伝達することによって内壁テーパ面３７から外壁テーパ面５６に対してラジアル方向の力が働くと、外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用により、内壁テーパ面３７すなわちハウジング１１に対してスラスト力Ｆ２が働く。スラスト力Ｆ２は、ハウジング１１の軸方向フロントプレートハウジング２０側向きの力である。これにより、ハウジング１１は、ベーンロータ５０によって軸方向フロントプレートハウジング２０側へ押圧される。その結果、プレートハウジング４０はベーンロータ５０の端面５８に押し付けられ、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間に形成されたクリアランス２１の軸方向の幅ｄは一定に保たれる。

プレートハウジング４０がベーンロータ５０の端面５８に押し付けられることにより、プレートハウジング４０とベーンロータ５０との間からの作動油の漏れを低減することができる。また、クリアランス２１の幅ｄが一定に保たれることにより、シール部材６０はクリアランス２１を効果的に塞ぐことができる。これにより、クリアランス２１を通じた作動油の漏れを低減することができる。

なお、チェーン７の張力Ｆ１は、エンジンが高速に回転するほど大きくなる。そのため、ハウジング１１に対してスラスト力Ｆ２を働かせつつもエンジンの高速回転時においてスラスト力Ｆ２が過大とならないようにするために、外壁テーパ面５６および内壁テーパ面３７のボス部５１の軸に対する傾斜角度αは３°〜１０°の範囲で設定するのが好ましい。

以上説明したように、第１実施形態では、外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用により、ハウジング１１に対してスラスト力Ｆ２が働く。これにより、ハウジング１１は一定の方向に押圧され、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間に形成されたクリアランス２１の軸方向の幅ｄが一定に保たれる。その結果、シール部材６０によりクリアランス２１を良好に塞ぐことができ、クリアランス２１を通じた作動油の漏れを低減することができる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れを低減でき、高精度にカムシャフト１５の位相を制御することができる。

また、第１実施形態では、ギア１３は、ベーンロータ５０の端面５７と端面５８の幅Ｗの範囲内においてハウジング１１の外周壁に環状に設けられている。すなわち、ギア１３は、ハウジング１１の外周においてボス部５１の径方向外側に設けられている。そのため、チェーン７の張力Ｆ１は、ギア１３を経由して直接的に外壁テーパ面５６に対して働く。これにより、ハウジング１１に対してより効果的にスラスト力Ｆ２が働き、クリアランス２１の軸方向の幅ｄをより安定して一定に保つことができる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れをより低減でき、高精度にカムシャフト１５の位相を制御することができる。

第１実施形態では、ストッパピストン１００は、プレートハウジング４０に設けられた嵌合リング１０２に嵌合する。すなわち、ストッパピストン１００は、外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用によりベーンロータ５０がハウジング１１を押圧する軸方向とは反対側に位置するプレートハウジング４０に設けられた嵌合リング１０２に嵌合する。ベーンロータ５０がハウジング１１を押圧することにより、プレートハウジング４０はベーンロータ５０の端面５８に押し付けられる。したがって、ストッパピストン１００は、ベーンロータ５０とプレートハウジング４０との間に形成されるクリアランス４１の影響を受けることなく、嵌合リング１０２に嵌合することができる。また、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間に形成されたクリアランス２１にシール部材６０を設けるとき、シール部材６０にストッパピストン１００を通すための通孔を形成する必要がなく、また、シール部材６０を容易に組み付けることができる。したがって、シール部材６０の加工および組み付けにかかるコストを低減することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を図８に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第２実施形態は、第１実施形態の変形であり、第１実施形態と基本的に同一の部材を有するが、一部の部材の形状および配置が第１実施形態と異なる。

第２実施形態の場合、ボス部５１の外壁テーパ面５６とシューハウジング３０の内壁テーパ面３７は、第１実施形態とは異なる向きに所定の角度α傾斜している。すなわち、ボス部５１の軸を通りかつ軸に平行な仮想平面と外壁テーパ面５６との交線を延長した線Ｌ１、およびボス部５１の軸を通りかつ軸に平行な仮想平面と内壁テーパ面３７との交線を延長した線Ｌ２は、軸に対して所定の角度α傾斜しており、ボス部５１のカムシャフト１５側で軸と交わる。

シール部材６０は、ベーンロータ５０とプレートハウジング４０との間に設けられている。シール部材６０は、プレートハウジング４０とシューハウジング３０との間に挟みこまれている。シール部材６０の突出部６４は、ベーンロータ５０のプレートハウジング４０側の端面５８に摺動可能に接触している。また、シール部材６０の通孔６１の径は、カムシャフト１５のベーンロータ５０側端部の外径よりやや大きく設定されている。このような構成により、シール部材６０は、ベーンロータ５０とプレートハウジング４０との間に形成されたクリアランス４１を塞いでいる。油圧室１０３および嵌合リング１０２は、フロントプレートハウジング２０のベーンロータ５０側内壁に設けられている。
ギア１３は、第１実施形態と同様に、ベーンロータ５０の端面５７と端面５８の幅Ｗの範囲内においてハウジング１１の外周壁に環状に設けられている。すなわち、ギア１３は、ハウジング１１の外周においてボス部５１の径方向外側に設けられている。

第２実施形態の場合、エンジン回転時、チェーン７からの張力Ｆ１がハウジング１１を伝達することによって内壁テーパ面３７から外壁テーパ面５６に対してラジアル方向の力が働くと、外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用により、ハウジング１１に対してハウジング１１の軸方向プレートハウジング４０側向きのスラスト力Ｆ２が働く。これにより、ハウジング１１は、ベーンロータ５０によって軸方向プレートハウジング４０側へ押圧される。その結果、フロントプレートハウジング２０はベーンロータ５０の端面５７に押し付けられ、ベーンロータ５０とプレートハウジング４０との間に形成されたクリアランス４１の軸方向の幅ｄ２は一定に保たれる。

フロントプレートハウジング２０がベーンロータ５０の端面５７に押し付けられることにより、フロントプレートハウジング２０とベーンロータ５０との間からの作動油の漏れを低減することができる。また、クリアランス４１の幅ｄ２が一定に保たれることにより、シール部材６０はクリアランス４１を良好に塞ぐことができる。これにより、クリアランス４１を通じた作動油の漏れを低減することができる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れを低減でき、高精度にカムシャフト１５の位相を制御することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図９に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第３実施形態は、第１実施形態の変形であり、ギア１３の配置が第１実施形態と異なる。

第３実施形態の場合、チェーン７が係合するギア１３は、プレートハウジング４０の外周に環状に設けられている。すなわち、ギア１３は、ベーンロータ５０の端面５７と端面５８の幅Ｗの範囲外においてハウジング１１の外周壁に設けられている。第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ベーンロータ５０のボス部５１は、ハウジング１１に対して軸受の役割を果たしている。そのため、エンジン回転時、チェーン７からの張力Ｆ１がハウジング１１を伝達することによって内壁テーパ面３７から外壁テーパ面５６に対してラジアル方向の力が働くと、外壁テーパ面５６と内壁テーパ面３７との相互作用により、ハウジング１１に対してスラスト力Ｆ２が働く。これにより、第１実施形態と同様、ハウジング１１は、ベーンロータ５０によって軸方向フロントプレートハウジング２０側へ押圧される。その結果、ベーンロータ５０とフロントプレートハウジング２０との間に形成されたクリアランス２１の軸方向の幅ｄは一定に保たれ、シール部材６０によりクリアランス２１を良好に塞ぐことができ、クリアランス２１を通じた作動油の漏れを低減することができる。したがって、簡単な構成で作動油の漏れを低減でき、高精度にカムシャフト１５の位相を制御することができる。

（その他の実施形態）
上述の第２実施形態におけるハウジングのギアは、シューハウジングではなくプレートハウジングの外周に設けてもよい。すなわち、本発明の他の実施形態では、ギアは、ハウジングの外周であればどの位置に設けてもよい。ギアがハウジングの外周に設けられていれば、ベーンロータのボス部がハウジングに対して軸受の役割を果たすことによりボス部の外壁テーパ面にラジアル方向の力が働くからである。

上述の複数の実施形態では、クランクシャフトからハウジングへ駆動力を伝達するための駆動力伝達部材として、チェーンが用いられている。しかしながら、本発明の他の実施形態では、駆動力伝達部材は、チェーンではなくベルトやギアであってもよい。駆動力伝達部材がベルトやギアの場合であっても、チェーンの張力と同様にハウジングに対して径方向内向きの力が働くからである。これにより、ハウジングにスラスト力が働き、ハウジングは所望の方向へ押圧される。その結果、ベーンロータとハウジングとの間のクリアランスの軸方向の幅は一定に保たれ、シール部材によってこのクリアランスを良好に塞ぐことができる。

また、上述の複数の実施形態では、バルブタイミング調整装置をエンジンの吸気弁に適用する例について説明した。しかし、本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整装置を排気弁に適用してもよい。なお、本発明は、ストッパピストンを備えていないバルブタイミング調整装置に適用することもできる。

本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置およびその油路の構成を示す概略図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置の各部の形状の特徴を強調した模式的断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置に駆動力伝達部材が巻き掛けられた状態を示す図。 図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。 本発明の第１実施形態によるバルブタイミング装置のシール部材を示す図。 図５をＶＩ方向から見た図。 図４に示すバルブタイミング装置にシール部材を取り付けた状態を示す図。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング装置を示す断面図。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング装置を示す断面図。

符号の説明

１０：バルブタイミング調整装置、１１：ハウジング（ハウジング部材）、１５：カムシャフト（従動軸）、２０：フロントプレートハウジング（ハウジング部材）、３０：シューハウジング（ハウジング部材）、３６：収容室、３７：内壁テーパ面、４０：プレートハウジング（ハウジング部材）、５０：ベーンロータ、５１：ボス部（支持部）、５２、５３、５４、５５：ベーン、５６：外壁テーパ面、６０：シール部材、８１、８２、８３、８４：遅角油圧室（油圧室）、９１、９２、９３、９４：進角油圧室（油圧室）

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉する従動軸に駆動軸からの駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、
   前記駆動力伝達部材から駆動力を受けるとともに前記駆動力伝達部材と係合し、前記駆動軸と同期して回転するギアと、
   前記ギアを外周に環状に形成するハウジング部材と、
   支持部および前記支持部とともに回転するベーンを有し、前記支持部は前記従動軸とともに回転し、前記ベーンは前記ハウジング部材に形成された収容室に収容され前記ハウジング部材に対し所定角度範囲に限って相対回転可能であるベーンロータと、
   前記ベーンロータの軸方向端面において前記ベーンロータと前記ハウジング部材との間に設けられ、前記ベーンを周方向に駆動する油圧室からの圧油漏れを防止するシール部材とを備え、
   前記支持部は、軸に対して傾斜する外壁テーパ面を有し、
   前記ハウジング部材は、前記外壁テーパ面に当接する内壁テーパ面を有し、
   前記シール部材は、前記外壁テーパ面と前記内壁テーパ面との相互作用によって前記ベーンロータが前記ハウジング部材を押圧する軸方向側の前記ベーンロータ端面に設けられていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記ギアは、前記ベーンロータの軸方向一端面と軸方向他端面との間において前記ハウジング部材の外周壁に設けられている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。
3. 前記ベーンに形成された穴部に軸方向へ往復移動可能に収容され、前記ベーンロータの前記ハウジング部材に対する相対回転を規制する規制部材をさらに備え、
   前記規制部材は、前記ハウジング部材の内壁のうち、前記ベーンロータが前記ハウジング部材を押圧する軸方向とは反対側の内壁に設けられた嵌合部に嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載のバルブタイミング調整装置。

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