JP2012167609A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 独立したリリーフバルブを必要とせず、リリーフバルブ開弁時に流れる圧油により内部の異物を排出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９は、オイルポンプから供給される作動油によってシューハウジング３に対して相対回動する。シールプレートユニット５００は、ベーンロータ９とスプロケット１との間に設けられ、通常作動時、進角油圧室８５と遅角油圧室８１との間の内部漏れを防止する。例えば、ベーンロータ９が進角方向へ作動中、進角油圧室８５の油圧が所定のリリーフ圧以上の高圧となると、油圧Ｐにより、可撓部５１がスプロケット１側に撓み、ベーンロータ９との間にリリーフ通路５４を形成する。これにより、シールプレートユニット５００がリリーフバルブの機能を有する。また、バルブタイミング調整装置内部の異物を圧油により排出することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、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バルブタイミングを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、内燃機関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動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。
ベーン式のバルブタイミング調整装置では、ベーン部を有するベーンロータが、ハウジングに対して相対回動可能に収容される。ベーン部の回転方向の一方側には進角油圧室が形成され、ベーン部の回転方向の他方側には遅角油圧室が形成される。進角油圧室または遅角油圧室の一方にオイルポンプ等の油圧供給源から作動油が供給され、進角油圧室または遅角油圧室の他方から作動油が排出されることにより、ベーンロータが油圧駆動されてハウジングに対して相対回動する。

ここで、例えば油圧系統の故障や異物等による油路の詰まりによって油圧回路が異常高圧となった場合にバルブタイミング調整装置や配管に過剰な油圧が作用することを防止するため、又は、必要以上の高油圧でオイルポンプを駆動させると内燃機関の効率が悪くなるため、所定のリリーフ圧以上の過剰圧を逃がすリリーフバルブを設ける場合がある。
例えば、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置では、オイルポンプと油圧制御弁との間にオイルフィルタが設けられ、このオイルフィルタを迂回するバイパス油路にリリーフバルブが設けられている。オイルフィルタの目詰まり等によってオイルフィルタのオイルポンプ側と油圧制御弁側との差圧が所定値以上となると、リリーフバルブが開弁し、作動油はバイパス油路を通って油圧制御弁に供給される。

特許第２９９８５６５号公報

特許文献１の構成では、独立したリリーフバルブを油路に設ける必要があり、部品コストや設置スペースが増大する。また、バイパス油路がバルブタイミング調整装置の外部に設けられるため、バルブタイミング調整装置の内部に異物が有る場合、リリーフバルブの閉弁時または開弁時に拘わらず、バルブタイミング調整装置内部の異物を作動油により排出することができない。したがって、内部の異物によるバルブタイミング調整装置の作動不良を防止することができない。

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、独立したリリーフバルブを必要とせず、リリーフバルブ開弁時に流れる圧油により内部の異物を排出可能なバルブタイミング調整装置を提供することである。

請求項１〜５に記載の発明は、内燃機関の駆動軸と、当該駆動軸の駆動力により回転駆動されて吸気弁および排気弁を開閉する従動軸との位相を変化させることによって、吸気弁および排気弁の少なくとも一方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係る発明である。

請求項１に記載のバルブタイミング調整装置は、第１ハウジング、ベーンロータ、第２ハウジングおよびシールプレートユニットを備える。
第１ハウジングは、駆動軸または従動軸の一方とともに回転し、当該一方の軸の軸方向の端面に開口を有するカップ状を呈する。ベーンロータは、第１ハウジングに収容され、駆動軸または従動軸の他方とともに回転し、第１ハウジングに対し所定角度範囲で相対回動可能な複数のベーン部を有し、ベーン部の回転方向の一方側に進角油圧室が形成され、ベーン部の回転方向の他方側に遅角油圧室が形成される。
第２ハウジングは、第１ハウジングの開口を塞ぐように第１ハウジングに固定される。

シールプレートユニットは、第１ハウジングのベーンロータに対して第２ハウジング側に収容され、１枚のプレートにより又は複数のプレートが積層されて構成され、板厚方向に弾性変形可能であってベーンロータの端面および第２ハウジングの端面に当接する。
シールプレートユニットは、複数の支持部と可撓部とを有する。複数の支持部は、進角油圧室側と遅角油圧室側とを結ぶ方向に延び、相対的に剛性が高い。可撓部は、複数の支持部同士の間に形成され、ベーンロータに当接可能であり、かつ相対的に剛性が低く油圧によって撓むことが可能である。
そして、進角油圧室または遅角油圧室の少なくともいずれか一方の油圧が所定の圧力以上となったとき、可撓部が第２ハウジング側に凹むように撓むことでベーンロータとの間に進角油圧室と遅角油圧室とを連通可能なリリーフ通路を形成する。

シールプレートユニットの基本的な機能は、ベーンロータの端面と第１ハウジングの端面との間のスラストクリアランスを埋め、進角油圧室と遅角油圧室との間で圧油が漏れる「内部漏れ」を抑制することである。内部漏れを抑制することで、オイルポンプから供給される圧油がバルブタイミング調整のために有効に使われる効率を向上する。そのため、オイルポンプのエネルギー効率が向上し、またバルブ開閉タイミングによる位相制御の精度を向上させることができる。

それに加え本発明では、進角油圧室または遅角油圧室の少なくともいずれか一方の油圧が所定の圧力以上となった場合において、シールプレートユニットの可撓部が撓んでリリーフ通路を形成し、進角油圧室と遅角油圧室とを連通させる。すなわち、故意に内部漏れを起こさせる。
これにより、シールプレートユニットがリリーフバルブの機能を有するため、独立したリリーフバルブを設ける必要がなくなる。また、バルブタイミング調整装置の内部に異物が有る場合、リリーフ通路に圧油が流れることにより異物を排出することができる。よって、内部の異物によるバルブタイミング調整装置の作動不良を防止することができる。

請求項２に記載の発明によると、シールプレートユニットは、ベーンロータ側に配置される可撓プレートと、第２ハウジング側に配置され支持部を形成する支持プレートとが積層されて構成される。可撓プレートのうち支持プレートの支持部に当接する被支持部以外の部分が可撓部を構成する。
これにより、可撓プレートと支持プレートとをそれぞれの特性に適した板厚または材質で形成し、それを組み合わせてシールプレートユニットを構成することができる。よって、リリーフ圧等の仕様に応じてシールプレートユニットの設計、調整等が容易となる。

請求項３に記載の発明によると、シールプレートユニットは、可撓部と支持部とを有する１枚のシールプレートにより構成される。
これにより、部品点数を低減することができる。

請求項４に記載の発明によると、複数の支持部は、リブによって構成される。
これにより、支持部と可撓プレートとの接触面積を広く取ることができる。したがって、支持部は、可撓プレートをより堅固に支持し、可撓部の撓みをより安定させることができる。

請求項５に記載の発明によると、複数の支持部は、連続して配列される複数の突起によって構成される。
支持部をリブで構成する場合と比較すると、複数の突起を配列した突起列により支持部を構成する場合、突起列の全体のサイズをリブのサイズと同等とすれば、複数の突起自体の総面積はリブの面積より小さくなる。そのため、プレス加工による応力を低減することができ、シールプレートの強度を向上させることができる。また、プレス金型は、突起用の同一形状の入れ子ピンを複数製作し、主型に組み付けることができるため、型製作およびメンテナンスが容易となる。

本発明の第１、第２実施形態のバルブタイミング調整装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置が適用される内燃機関を示す模式図である。 本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置の最遅角位置を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１実施形態の可撓プレートを示す平面図である。 本発明の第１実施形態の支持プレートを示す（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 バルブタイミング調整装置の通常作動時における図３の（ａ）Ａ５−Ａ５断面、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面の模式図である。 バルブタイミング調整装置の高圧時における図３の（ａ）Ａ５−Ａ５断面、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面の模式図である。 本発明の第２実施形態のバルブタイミング調整装置の最遅角位置を示す第１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２実施形態のシールプレートを示す（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。 バルブタイミング調整装置の通常作動時における図８の（ａ）Ｅ−Ｅ断面、（ｂ）Ｆ−Ｆ断面の模式図である。 バルブタイミング調整装置の高圧時における図８の（ａ）Ｅ−Ｅ断面、（ｂ）Ｆ−Ｆ断面の模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。バルブタイミング調整装置９９は、図２に示すように、内燃機関９６の吸気弁９０側に適用され、クランクシャフト９７と所定の位相差で吸気弁９０を開閉する装置である。
スプロケット１はカムシャフト２に同軸に設置されている。排気弁ギア９１はカムシャフト９２に、駆動軸ギア９８はクランクシャフト９７に、それぞれ同軸に固定されている。カムシャフト２は吸気弁９０を開閉し、カムシャフト９２は排気弁９３を開閉する。チェーン９５がスプロケット１、排気弁ギア９１および駆動軸ギア９８に巻き掛けられて周回することにより、クランクシャフト９７の駆動力がスプロケット１および排気弁ギア９１に伝達され、これらが同期して回転する。
クランクシャフト９７は、特許請求の範囲に記載の「駆動軸」に相当し、吸気弁９０側のカムシャフト２は、特許請求の範囲に記載の「従動軸」に相当する。

まず、図１〜図３を参照して、バルブタイミング調整装置９９の概略構成を説明する。
バルブタイミング調整装置９９は、「ハウジング部材」としてのスプロケット１およびシューハウジング３に対するベーンロータ９の相対回動位置が変化することによりバルブタイミングを調整する。ここで、「進角させる」とはバルブタイミングを早めることをいい、「遅角させる」とはバルブタイミングを遅らせることをいう。図３における時計回り方向が「進角方向」であり、反時計回り方向が「遅角方向」である。また、対象物の進角方向の側を「進角側」といい、対象物の遅角方向の側を「遅角側」という。
ベーンロータ９がスプロケット１およびシューハウジング３に対して相対回動する「所定角度範囲内」の上下限を「最進角位置」および「最遅角位置」という。図３は、最遅角位置での断面図である。図１は、図３のＡ１−Ｏ−Ａ２−Ａ３−Ａ４断面に対応する。

次に、バルブタイミング調整装置９９の構成を順に説明する。以下の説明では、図１の右側を「後ろ側」、図１の左側を「前側」と表す。
スプロケット１およびシューハウジング３は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「第２ハウジング」および「第１ハウジング」に相当する。
スプロケット１は、クランクシャフト９７から駆動力を伝達されて回動する。スプロケット１は、中央部にカムシャフト２が嵌合する軸受穴１ａを有する。スプロケット１は、また、ねじ１４が貫通するねじ穴１ｈを有する。

シューハウジング３は、スプロケット１に当接する側が開口し、内側に収容室４を形成する有底の蓋状をなす。収容室４は、シュー部３ａ〜３ｄ、及び、中央壁部３ｅに囲まれた空間である。シュー部３ａ〜３ｄは、中央壁部３ｅを中心として４方向の径外方向に放射状に膨らんで設けられる。収容室４の底部には、ワッシャ穴３ｆが形成される。
シュー部３ａ〜３ｄのそれぞれの周方向の間には中央壁部３ｅが形成される。中央壁部３ｅの断面は、ベーンロータ９のロータボディ部９ｅに対応する円弧状をなす。中央壁部３ｅには、４本のねじ１４が螺合する４つのタップ孔３ｈが形成されている。

シュー部３ａ〜３ｄのそれぞれの内壁面の断面も円弧状をなす。また、シュー部３ａ〜３ｄのそれぞれの進角側および遅角側の壁は中央壁部３ｅとつながっている。シュー部３ａ〜３ｄは、それぞれベーンロータ９のベーン部９ａ〜９ｄを収容する。ここで、ベーン部９ａのみ、ベーン部９ｂ、９ｃ、９ｄよりも周方向の幅が大きく、最遅角位置でベーン部９ａの遅角側の側面がシュー部３ａの遅角側の内壁に当接し、最進角位置でベーン部９ａの進角側の側面がシュー部３ａの進角側の内壁に当接するように形成されている。一方、ベーン部９ｂ、９ｃ、９ｄの遅角側の側面、進角側の側面は、いずれも最遅角位置、最進角位置でシュー部３ｂ、３ｃ、３ｄの内壁に当接しない。

ベーンロータ９は、ロータボディ部９ｅとベーン部９ａ〜９ｄとからなり、収容室４に収容される。ロータボディ部９ｅはシューハウジング３の中央壁部３ｅに対応し、ベーン部９ａ〜９ｄはシュー部３ａ〜３ｄに対応する。ベーンロータ９がシューハウジング３に対して相対回動することにより、下記４組の遅角油圧室と進角油圧室とが形成される。

（ａ）シュー部３ａとべーン部９ａとロータボディ部９ｅとに囲まれる空間において、ベーン部９ａの進角側の空間は遅角油圧室８１を形成し、ベーン部９ａの遅角側の空間は進角油圧室８５を形成する。
（ｂ）シュー部３ｂとべーン部９ｂとロータボディ部９ｅとに囲まれる空間において、ベーン部９ｂの進角側の空間は遅角油圧室８２を形成し、ベーン部９ｂの遅角側の空間は進角油圧室８６を形成する。
（ｃ）シュー部３ｃとべーン部９ｃとロータボディ部９ｅとに囲まれる空間において、ベーン部９ｃの進角側の空間は遅角油圧室８３を形成し、ベーン部９ｃの遅角側の空間は進角油圧室８７を形成する。
（ｄ）シュー部３ｄとべーン部９ｄとロータボディ部９ｅとに囲まれる空間において、ベーン部９ｄの進角側の空間は遅角油圧室８４を形成し、ベーン部９ｄの遅角側の空間は進角油圧室８８を形成する。

これらの遅角油圧室８１、８２、８３、８４と進角油圧室８５、８６、８７、８８とは、それぞれ、ベーン部９ａ〜９ｄおよびロータボディ部９ｅによって区画されている。
ロータボディ部９ｅの外周部およびベーン部９ａ〜９ｄの外周部には、それぞれ、シューハウジング３の内壁面に面しラジアルクリアランスからの内部漏れを防止するためのシール部材７が、板ばね８に付勢される状態で設置される。

一方、スラストクリアランスについて、シューハウジング３の収容室４の深さはベーンロータ９の厚さよりもわずかに大きく形成され、収容室４の深さからベーンロータ９の厚さを差し引いた値がスラストクリアランスとなる。このスラストクリアランスからの内部漏れを防止するため、後述のシールプレートユニット５００が設けられる。

ベーンロータ９は、中央に貫通穴９ｈを有する。貫通穴９ｈの後ろ側のリアインロー部９ｆと貫通穴９ｈの前側のフロントインロー部９ｇとは、同軸精度良く形成される。
リアインロー部９ｆの内壁にはカムシャフト２の先端部２ａの外壁が嵌合する。また、リアインロー部９ｆの底面は、平面度、及び、中心軸に対する直角度が精度良く形成される。これにより、カムシャフト２の先端面とリアインロー部９ｆの底面とが精度良く面接触し、接触面からの油漏れを防止することができる。

フロントインロー部９ｇの内壁にはセンターワッシャ５の外壁が嵌合する。また、フロントインロー部９ｇの底面は、平面度、及び、中心軸に対する直角度が精度良く形成される。これにより、センターワッシャ５の端面とフロントインロー部９ｇの底面とが精度良く面接触し、接触面からの油漏れを防止することができる。

カムシャフト２の先端面の中央には、ベーンロータ９の貫通穴９ｈと接続する中央穴２ｂが形成される。また中央穴２ｂの底部にタップ穴２ｃが形成される。
センターワッシャ５は、ベーンロータ９の反対側にザグリ部が形成され、中央に貫通穴を有している。センターボルト１５は、センターワッシャ５、ベーンロータ９の貫通穴９ｈ、カムシャフト２の中央穴２ｂを貫通し、タップ穴２ｃに所定の締付トルクで締め込まれる。このときセンターボルト１５の頭部座面がセンターワッシャ５のザグリ底面に当接し、その摩擦により緩みが防止される。これにより、カムシャフト２とベーンロータ９とが同軸に締結される。

次にシールプレートユニット５００の構成について、図４、図５を参照して説明する。
シールプレートユニット５００は、図４に示す可撓プレート５０と図５に示す支持プレート５５とが積層されて形成される。図４は、可撓プレート５０をベーンロータ９側から視た図である。図５（ａ）は、支持プレート５５をベーンロータ９側から視た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面の拡大図である。

可撓プレート５０の外形は、シュー部３ａ〜３ｄに対応する扇状部５０ａ〜５０ｄと中央壁部３ｅに対応する環状部５０ｅとからなっている。環状部５０ｅは、カムシャフト２の先端部２ａに嵌合するための嵌合穴５３を有している。
支持プレート５５の外形も同様に、シュー部３ａ〜３ｄに対応する扇状部５５ａ〜５５ｄと中央壁部３ｅに対応する環状部５５ｅとからなっている。環状部５５ｅは、カムシャフト２の先端部２ａに嵌合するための嵌合穴５８を有している。

可撓プレート５０および支持プレート５５は、例えばステンレス板をプレス加工して形成される。このとき、可撓プレート５０と支持プレート５５とは、板厚または材質の異なるプレートで形成されてもよい。例えば、可撓プレート５０の板厚を支持プレート５５の板厚よりも薄くしてもよい。あるいは、可撓プレート５０を相対的に剛性が低く弾性変形しやすい材質で形成し、支持プレート５５を相対的に剛性が高い材質で形成してもよい。

支持プレート５５の扇状部５５ａ〜５５ｄおよび環状部５５ｅの全域にわたって、基面部５６からベーンロータ９１側に突き出す複数のリブ５７が設けられている。複数のリブ５７は、回転軸Ｏを中心とする円弧状に径方向内側から外側に向かって配列される４列のリブ５７１、５７２、５７３、５７４からなっている。リブ５７１は環状部５５ｅに形成され、リブ５７２、５７３、５７４は、扇状部５５ａ〜５５ｄに形成されている。リブ５７１〜５７４は、相対的に剛性が高く、特許請求の範囲に記載の「支持部」に相当する。

可撓プレート５０は、支持プレート５５のリブ５７１〜５７４の上面に当接するように積層される。可撓プレート５０と支持プレート５５とは、例えば、接着、スポット溶接、かしめ等で一体に接合されてシールプレートユニット５００を形成してもよい。あるいは、可撓プレート５０を支持プレート５５に載置するのみで接合しなくてもよい。
可撓プレート５０の扇状部５０ａ〜５０ｄのうち支持プレート５５のリブ５７１〜５７４に当接する被支持部５２を除く略平面状の部分は可撓部５１を構成する。可撓部５１は、相対的に剛性が低く油圧によって撓むことが可能である。

可撓部５１の上端面から基面部５６の下端面までの自由高さＨｅは、ベーンロータ９とスプロケット１とのスラストクリアランスよりわずかに大きく形成される。これにより、シールプレートユニット５００のリブ５７１〜５７４が板厚方向に弾性変形することで、可撓部５１がベーンロータ９の端面に当接するとともに、基面部５６がスプロケット１の端面に当接する（図６参照）。

次に油圧の供給および排出に関する構成を説明する。
カムシャフト２のジャーナル部４２は、図示しないシリンダヘッドに設けられた軸受部４１により回転可能に支持されるとともに回転軸方向への移動を規制されている。遅角主油路３８、進角主油路３９は、それぞれカムシャフト２内部の遅角導入油路２８、進角導入油路２９に連通する。
ベーンロータ９内部で、遅角導入油路２８は、油路を経由して遅角油圧室８１、８２、８３、８４と連通し、進角導入油路２９は、油路を経由して進角油圧室８５、８７、８８、８９と連通する。図３には、遅角油圧室８１に連通する油路３１、進角油圧室８５に連通する油路３５を例示している。

切替バルブ４９のオイルパン４５側の２つのポートには、オイルポンプ４６からの圧油を圧送する圧送油路４７とオイルパン４５へ油を排出する排出油路４８とが接続される。また、切替バルブ４９のバルブタイミング調整装置９９側の２つのポートには、遅角主油路３８と進角主油路３９とが接続される。
切替バルブ４９は、下記（イ）〜（ハ）の３モードを切り替えることができる。
（イ）圧送油路４７と遅角主油路３８とを連通し、排出油路４８と進角主油路３９とを連通する逆送モード４９ａ
（ロ）いずれの連通をも遮断する停止モード４９ｂ
（ハ）圧送油路４７と進角主油路３９とを連通し、排出油路４８と遅角主油路３８とを連通する正送モード４９ｃ
以上の構成により、切替バルブ４９の切替操作によって、オイルポンプ４６からの圧油を遅角油圧室８１、８２、８３、８４へ、または、進角油圧室８５、８６、８７、８８へ選択的に供給すること、または、いずれへの供給も停止することができる。

（作動）
次にバルブタイミング調整装置９９の作動を説明する。ここで、進角方向への作動を「進角作動」、遅角方向への作動を「遅角作動」という。
（Ｉ）図３に示すように、エンジン始動時、ポンプ４６からの圧油が遅角油圧室８１、８２、８３、８４、進角油圧室８５、８６、８７、８８のいずれにもまだ導入されていない初期状態では、ベーンロータ９は最遅角位置にある。

（ＩＩ）進角作動状態では、切替バルブ４９の正送モード４９ｃを選択すると、オイルポンプ４６からの圧油は、供給油路４７、進角主油路３９、進角導入油路２９を経由して進角油圧室８５、８６、８７、８８に分配される。進角油圧室８５、８６、８７、８８の油圧がそれぞれベーン部９ａ〜９ｄの遅角側の側面に作用するため、ベーンロータ９は進角方向へ相対回動する。このときの最大作動位置が「最進角位置」となる。
これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが早められる。また、遅角油圧室８１、８２、８３、８４の圧油は、遅角導入油路２８、遅角主油路３８、排出油路４８を経由してオイルパン４５に排出される。

（ＩＩＩ）次に、遅角作動状態では、切替バルブ４９の逆送モード４９ａを選択すると、オイルポンプ４６からの圧油は、圧送油路４７、遅角主油路３８、遅角導入油路２８を経由して遅角油圧室８１、８２、８３、８４に分配される。遅角油圧室８１、８２、８３、８４の油圧がそれぞれベーン部９ａ〜９ｄの進角側の側面に作用するため、ベーンロータ９は遅角方向へ相対回動する。
これにより、カムシャフト２のバルブタイミングが遅らされる。また、進角油圧室８５、８６、８７、８８の圧油は、進角導入油路２９、進角主油路３９、排出油路４８を経由してオイルパン４５に排出される。

（ＩＶ）ベーンロータ９が進角方向あるいは遅角方向へ相対回動している途中で切替バルブ４９の停止モード４９ｂが選択されると、遅角油圧室８１、８２、８３、８４および進角油圧室８５、８６、８７、８８の圧油は流入および流出が遮断され、ベーンロータ９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。

以上、（Ｉ）〜（ＩＶ）の過程において油圧系統の故障や異物等による油路の詰まりによって進角油圧室８５、８６、８７、８８または遅角油圧室８１、８２、８３、８４の油圧が所定のリリーフ圧以上の高圧となった場合、本実施形態では、シールプレートユニット５００がリリーフバルブとして機能する。このシールプレートユニット５００の作用について、図６、図７を参照して説明する。
図６（ａ）および次の図７（ａ）は図３のＡ５−Ａ５断面図であり、図１のＱ部拡大図に相当する。図６（ｂ）および次の図７（ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図である。参考のため、図６（ａ）、図７（ａ）に、図３のＣ−Ｃ断面に対応する断面線を図示した。
図６、図７は、シュー部３ａ〜３ｄを代表してシュー部３ａの断面を示す。

バルブタイミング調整装置９９の停止時、あるいは、進角油圧室８５およびは遅角油圧室８１の油圧が所定のリリーフ圧未満での通常作動時には、図６に示すように、可撓部５１がベーンロータ９の端面に当接し基面部５６がスプロケット１の端面に当接することで、シールプレートユニット５００の弾性力により内部漏れシール性が確保される。

一方、図７に示すように、オイルポンプ４６からの圧油が進角油圧室８５に供給されベーンロータ９が進角方向へ作動中（矢印Ｍ）、何らかの理由で進角油圧室８５の油圧が所定のリリーフ圧以上となったと仮定する。すると、可撓部５１が油圧Ｐを受けてスプロケット１側に撓み、ベーンロータ９の端面との間にリリーフ通路５４を形成する。このとき、可撓部５１を支持しているリブ５７１〜５７４は進角油圧室８５と遅角油圧室８１とを結ぶ方向に延びているため、リリーフ通路５４は、進角油圧室８５と遅角油圧室８１とを結ぶ方向に形成される。そのため、進角油圧室８５の過剰な圧油はリリーフ通路５４を経由して遅角油圧室８１にリリーフされ（破線矢印Ｒ）、オイルパン４５へ排出される。

これにより、本実施形態では、シールプレートユニット５００がリリーフバルブとして機能するため、独立したリリーフバルブを油路に設ける必要がない。
また、バルブタイミング調整装置９９の内部に異物が有る場合、リリーフ通路５４を圧油が流れることにより異物を排出することができる。よって、内部の異物によるバルブタイミング調整装置９９の作動不良を防止することができる。

さらに、シールプレートユニット５００は、可撓プレート５０と支持プレート５５とをそれぞれの特性に応じた板厚または材質で形成し、それを組み合わせて構成することができる。よって、リリーフ圧等の仕様に応じてシールプレートユニット５００の設計、調整等が容易となる。

加えて、後述する第２実施形態のように複数の突起列で支持部を構成する場合に比べ、支持プレート５５の支持部をリブで構成することで、可撓プレート５０との接触面積を広く取ることができる。したがって、リブ５７は、可撓プレート５０をより堅固に支持し、可撓部５１の撓みをより安定させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のバルブタイミング調整装置について、図１および図８〜図１１を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してシールプレートユニットの構成のみが異なる。第１実施形態と共通の図１は、図８のＡ１−Ｏ−Ａ２−Ａ３−Ａ４断面図に相当する。
以下の説明では、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態のシールプレートユニットは、図９に示すように、１枚のシールプレート６０から構成される。図９（ａ）は、シールプレート６０をベーンロータ９側から視た図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＧ−Ｇ断面の拡大図である。シールプレート６０の外形は、第１実施形態の可撓プレート５０および支持プレート５５と同様に、シュー部３ａ〜３ｄに対応する扇状部６０ａ〜６０ｄと中央壁部３ｅに対応する環状部６０ｅとからなる。環状部６０ｅは、カムシャフト２の先端部２ａに嵌合するための嵌合穴６３を有している。シールプレート６０は、例えばステンレス板をプレス加工して形成される。

扇状部６０ａ〜６０ｄおよび環状部６０ｅの外縁部６２０は、スプロケット１側に屈曲している。また、扇状部６０ａ〜６０ｄおよび環状部６０ｅの全域にわたって、板面からスプロケット１側に突き出す複数の突起６２が設けられている。複数の突起６２は、回転軸Ｏを中心とする円弧状に径方向内側から外側に向かって４列に配列され、突起列６２１、６２２、６２３、６２４を形成している。突起列６２１は環状部６０ｅに形成され、突起列６２２、６２３、６２４は、扇状部６０ａ〜６０ｄに形成されている。また、外縁部６２０および突起列６２１〜６２４の高さは略同一である。

突起列６２１〜６２４は、相対的に剛性が高く、特許請求の範囲に記載の「支持部」に相当する。また、外縁部６２０のうち扇状部６０ａ〜６０ｄの径方向外側の円弧状部分も「支持部」の一部を構成する。
扇状部６０ａ〜６０ｄのうち上記の外縁部６２０および複数の突起６２を除く略平面部分は可撓部６１を構成する。可撓部６１は、相対的に剛性が低く油圧によって撓むことが可能である。

可撓部６１の上端面から外縁部６２０および突起列６２１〜６２４の下端までの自由高さＨｅは、ベーンロータ９とスプロケット１とのスラストクリアランスよりわずかに大きく形成される。これにより、シールプレート６０の外縁部６２０および突起列６２１〜６２４が板厚方向に弾性変形することで、図１０に示すように、可撓部６１がベーンロータ９の端面に当接するとともに、突起６２の下端および外縁部６２０の下端がスプロケット１の端面に当接する。

本実施形態では、シールプレート６０がリリーフバルブとして機能する。このシールプレート６０の作用について、図１０、図１１を参照して説明する。
図１０（ａ）および次の図１１（ａ）は図８のＥ−Ｅ断面図であり、図１のＱ部拡大図に相当する。図１０（ｂ）および次の図１１（ｂ）は図８のＦ−Ｆ断面図である。参考のため、図１０（ａ）、図１１（ａ）に、図８のＦ−Ｆ断面に対応する断面線を図示した。
図１０、図１１は、シュー部３ａ〜３ｄを代表してシュー部３ａの断面を示す。

バルブタイミング調整装置９９の停止時、あるいは、進角油圧室８５およびは遅角油圧室８１の油圧が所定のリリーフ圧未満での通常作動時には、図１０に示すように、可撓部６１がベーンロータ９の端面に当接し突起６２の下端および外縁部６２０の下端がスプロケット１の端面に当接することで、シールプレート６０の弾性力により内部漏れシール性が確保される。

一方、図１１に示すように、オイルポンプ４６からの圧油が進角油圧室８５に供給されベーンロータ９が進角方向へ作動中（矢印Ｍ）、何らかの理由で進角油圧室８５の油圧が所定のリリーフ圧以上となったと仮定する。すると、可撓部６１が油圧Ｐを受けてスプロケット１側に撓み、ベーンロータ９の端面との間にリリーフ通路６４を形成する。このとき、可撓部６１を支持している突起列６２１〜６２４は進角油圧室８５と遅角油圧室８１とを結ぶ方向に延びているため、リリーフ通路６４は、進角油圧室８５と遅角油圧室８１とを結ぶ方向に形成される。そのため、進角油圧室８５の過剰な圧油はリリーフ通路６４を経由して遅角油圧室８１にリリーフされ（破線矢印Ｒ）、オイルパン４５へ排出される。

これにより、第１実施形態と同様、シールプレート６０がリリーフバルブとして機能するため、独立したリリーフバルブを油路に設ける必要がない。また、バルブタイミング調整装置９９の内部に異物が有る場合、リリーフ通路６４を圧油が流れることにより異物を排出することができる。よって、内部の異物によるバルブタイミング調整装置９９の作動不良を防止することができる。

また、シールプレートユニットが１枚のシールプレート６０で構成されるため、第１実施形態に比べ、部品点数を低減することができる。
さらに、第１実施形態に対し、支持部は、リブでなく突起列によって構成される。この場合、突起列の全体のサイズをリブのサイズと同等とすれば、複数の突起自体の総面積はリブの面積より小さくなる。そのため、プレス加工による応力を低減することができ、シールプレートの強度を向上させることができる。また、プレス金型は、突起用の同一形状の入れ子ピンを複数製作し、主型に組み付けることができるため、型製作およびメンテナンスが容易となる。

（その他の実施形態）
（ア）上記第１実施形態は、積層タイプのシールプレートユニット５００で支持部がリブ５７１〜５７４で構成される形態であり、上記第２実施形態は、１枚タイプのシールプレート６０で支持部が突起列６２１〜６２４で構成される形態である。これに対し、積層タイプのシールプレートユニットの支持部が突起列で構成されてもよく、１枚タイプのシールプレートの支持部がリブで構成されてもよい。

（イ）支持部としてのリブまたは突起列は、４列に限らず、２列以上であればよい。
（ウ）積層タイプのシールプレートユニットは、１枚の可撓プレートと１枚の支持プレートから構成される形態に限らず、可撓プレートまたは支持プレートのいずれかを２枚以上、あるいは、可撓プレートおよび支持プレートの両方を２枚以上積層させて構成してもかまわない。

（エ）バルブタイミング調整装置は、吸気弁９０側に限らず、排気弁９３側に適用されてもよい。この場合、排気弁９３側のカムシャフト９２が特許請求の範囲に記載の「従動軸」に相当し、上記実施形態と逆の位相制御が行われる。すなわち、初期状態が最進角位置、最大作動状態が最遅角位置となる。
（オ）シュー部、ベーン部、及び、それに対応するシールプレートの扇状部の数は、各４個に限定されず、いくつであってもよい。

（カ）「第２ハウジング」は、上記実施形態のスプロケット１に限らず、クランクシャフト９７からの駆動力をタイミングベルトによって伝達されるプーリであってもよい。
（キ）ベーンロータ９と共に回転する回転軸は、内燃機関９６の従動軸であるカムシャフト２、９２に限らず、駆動軸であるクランクシャフト９７であってもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施することができる。

１ ・・・スプロケット（第２ハウジング）、
２ ・・・カムシャフト（従動軸）、
３ ・・・シューハウジング（第１ハウジング）、
３ａ〜３ｄ ・・・シュー部、
９ ・・・ベーンロータ、
９ａ〜９ｄ ・・・ベーン部、
５００ ・・・シールプレートユニット、
５０ ・・・可撓プレート、
５１、６１ ・・・可撓部、
５２ ・・・被支持部、
５４、６４ ・・・リリーフ通路、
５５ ・・・支持プレート、
５６ ・・・基面部、
５７ ・・・リブ（支持部）、
５７１〜５７４ ・・・リブ（支持部）、
６０ ・・・シールプレート、
６２ ・・・（複数の）突起（支持部）、
６２１〜６２３ ・・・突起列（支持部）、
８１、８２、８３、８４・・・遅角油圧室、
８５、８６、８７、８８・・・進角油圧室、
９０ ・・・吸気弁、
９３ ・・・排気弁、
９７ ・・・クランクシャフト（駆動軸）、
９９ ・・・バルブタイミング調整装置。

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動軸と、当該駆動軸の駆動力により回転駆動されて吸気弁および排気弁を開閉する従動軸との位相を変化させることによって、吸気弁および排気弁の少なくとも一方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、
   前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転し、当該一方の軸の軸方向の端面に開口を有するカップ状の第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングに収容され、前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記第１ハウジングに対し所定角度範囲で相対回動可能な複数のベーン部を有し、前記ベーン部の回転方向の一方側に進角油圧室が形成され、前記ベーン部の回転方向の他方側に遅角油圧室が形成されるベーンロータと、
   前記第１ハウジングの前記開口を塞ぐように前記第１ハウジングに固定される第２ハウジングと、
   前記第１ハウジングの前記ベーンロータに対して前記第２ハウジング側に収容され、１枚のプレートにより又は複数のプレートが積層されて構成され、板厚方向に弾性変形可能であって前記ベーンロータの端面および前記第２ハウジングの端面に当接するシールプレートユニットと、
   を備え、
   前記シールプレートユニットは、
   前記進角油圧室側と前記遅角油圧室側とを結ぶ方向に延び相対的に剛性が高い複数の支持部と、前記複数の支持部同士の間に形成され、前記ベーンロータに当接可能であり、かつ、相対的に剛性が低く油圧によって撓むことが可能な可撓部と、を有し、
   前記進角油圧室または前記遅角油圧室の少なくともいずれか一方の油圧が所定の圧力以上となったとき、前記可撓部が前記第２ハウジング側に凹むように撓むことで前記ベーンロータとの間に前記進角油圧室と前記遅角油圧室とを連通可能なリリーフ通路を形成することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記シールプレートユニットは、前記ベーンロータ側に配置される可撓プレートと、前記第２ハウジング側に配置され前記支持部を形成する支持プレートとが積層されて構成され、
   前記可撓プレートのうち前記支持プレートの前記支持部に当接する被支持部以外の部分が前記可撓部を構成することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記シールプレートユニットは、前記可撓部と前記支持部とを有する１枚のシールプレートにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記複数の支持部は、リブによって構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記複数の支持部は、連続して配列される複数の突起によって構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

Images