JP2013185692A - 流体ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ特性の変動を抑制する。
【解決手段】ブレーキ回転体１３０は、軸方向において筐体内部から筐体外部へ貫通するブレーキ軸１３１を有する。筐体１１０に設けられる磁束ガイド１７４は、流体空間１１４の一部であるシール空間部１１４ｃを内周側のブレーキ軸１３１との間に形成する。ブレーキ軸１３１は、流体空間１１４のうちシール空間部１１４ｃよりも軸方向の筐体内部側にあるギャップ状空間部１１４ａに、露出する大径外周面１８２と、大径外周面１８２よりも小径に形成され、流体空間１１４のうちシール空間部１１４ｃよりも軸方向の筐体外部側にある容積空間部１１４ｅに、露出する小径外周面１８３と、大径外周面１８２と小径外周面１８３とに開口することにより、空間部１１４ａ，１１４ｅ間を連通する連通通路１８６とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体ブレーキ装置に関し、特にバルブタイミング調整装置に好適な流体ブレーキ装置に関する。

従来、筐体内部の流体空間に封入されてブレーキ回転体と接触する磁気粘性流体に磁束を通過させることにより、磁気粘性流体の粘度を可変制御する流体ブレーキ装置が、知られている。この種の流体ブレーキ装置は、比較的小電力にてブレーキ回転体にブレーキトルクを与え得るので、例えば内燃機関においてバルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の相対位相（以下、「機関位相」という）を、当該ブレーキトルクに応じて調整するバルブタイミング調整装置等に、好適である（特許文献１，２参照）。

さて、流体ブレーキ装置の一種として特許文献２に開示のものでは、筐体に設けられる磁束ガイドと、ブレーキ回転体のうち内周側のブレーキ軸との間に、流体空間の一部であるシール空間部が形成されている。ここで、磁束ガイドからシール空間部を通じて磁束がブレーキ軸に案内されることで、当該シール空間部の磁気粘性流体が粘度上昇して膜状に捕捉される。こうして形成されるシール膜によれば、ブレーキ軸が貫通する軸方向の筐体内部側から筐体外部側へと向かう磁気粘性流体の流動を、流体空間において当該流体自身で規制できるので、磁気粘性流体の筐体外部への漏出によりブレーキ特性が変動することを抑制可能となる。

特開２００８−５１０９３号公報 特開２０１０−１２１６１４号公報

しかし、特許文献２に開示の装置において磁気粘性流体は、筐体外部へ漏出しないよう、狭小なシール空間部に留められることになるので、当該シール空間部では、発熱等によって局所的に劣化するおそれがある。ここで、シール空間部に留められた磁気粘性流体が劣化すると、シール膜の強度を保てなくなり、結果的に筐体外部への漏出を招いてしまうことから、ブレーキ特性の変動抑制という点でさらなる改善が求められている。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブレーキ特性の変動を抑制する流体ブレーキ装置を、提供することにある。

本発明は、流体空間（１１４）を内部に形成する筐体（１１０）と、流体空間に封入され、通過する磁束に応じて粘度が変化する磁気粘性流体（１４０）と、流体空間において磁束を磁気粘性流体に通過させることにより、当該磁気粘性流体の粘度を可変制御する粘度制御手段（１５０，２００）と、軸方向において筐体内部側から筐体外部側へ貫通するブレーキ軸（１３１）を有し、流体空間において磁気粘性流体と接触することにより、当該磁気粘性流体の粘度に応じたブレーキトルクが入力されるブレーキ回転体（１３０）と、筐体に設けられ、内周側のブレーキ軸との間に流体空間の一部であるシール空間部（１１４ｃ，１１４ｄ）を形成し、当該シール空間部を通じて磁束をブレーキ軸に案内する磁束ガイド（１７４，１７５）とを、備える流体ブレーキ装置であって、ブレーキ軸は、流体空間のうちシール空間部よりも軸方向の筐体内部側にある内空間部（１１４ａ）に、露出する大径外周面（１８２）と、大径外周面よりも小径に形成され、流体空間のうちシール空間部よりも軸方向の筐体外部側にある外空間部（１１４ｅ，１１４ｆ）に、露出する小径外周面（１８３）と、大径外周面と小径外周面とに開口することにより、内空間部と外空間部との間を連通する連通通路（１８６，２１８６，３１８６，４１８６，５１８６）とを、有することを特徴とする。

このような本発明によると、ブレーキ回転体のブレーキ軸において大径外周面と小径外周面とに開口する連通通路は、流体空間のうち内空間部と外空間部との間を連通するので、当該連通通路には、流体空間に封入された磁気粘性流体が流通する。このとき回転するブレーキ軸のうち、大径外周面における連通通路の開口付近では、ベルヌーイの定理に従って磁気粘性流体の圧力が、小径外周面における連通通路の開口付近よりも小さくなる。

これにより、各外周面の開口付近の間では圧力差が生じるので、連通通路内では、小径外周面の露出する外空間部側から、大径外周面の露出する内空間部側へと磁気粘性流体が流動する。また、流動の結果として、シール空間部よりも筐体内部側の内空間部へ流入した磁気粘性流体は、当該シール空間部を通じて磁束ガイドからブレーキ軸に案内される磁束の作用を受けることで、当該シール空間部に向かって磁気吸引される。さらに磁気吸引の結果として、シール空間部から筐体外部側の外空間部へと押し出される磁気粘性流体は、上述の圧力差に起因して、小径外周面の開口から連通通路に吸入される。こうしたことから、シール空間部に捕捉される磁気粘性流体を、筐体外部には漏出させることなく、循環させることができる。したがって、シール空間部における磁気粘性流体の局所劣化を回避して、ブレーキ特性の変動を抑制することが可能となる。

また、本発明の特徴としては、上記磁束ガイドとしての内磁束ガイド（１７４）よりも軸方向の筐体外部側において筐体に設けられ、シール空間部（１１４ｄ）を内周側のブレーキ軸との間に形成する外磁束ガイド（１７５）を、さらに備える。このような特徴では、上記磁束ガイドとしての内磁束ガイドより筐体外部側に設けられる外磁束ガイドによっても、磁束を案内するシール空間部を、内周側のブレーキ軸との間に形成できる。故に、内磁束ガイド及びブレーキ軸間のシール空間部から押し出された磁気粘性流体の一部が、連通通路へ吸入されずに外空間部に残留したとしても、当該残留流体が外磁束ガイド及びブレーキ軸間のシール空間部にて捕捉され得る。これによれば、磁気粘性流体の筐体外部への漏出を補助的に規制して、ブレーキ特性の変動抑制効果を高めることが可能となる。

第一実施形態による流体ブレーキ装置を備えたバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 第一実施形態における磁気粘性流体の特性を説明するためのグラフである。 図１のシール構造を拡大して示す断面図である。 図５の磁気シール軸を拡大して示す断面図である。 図６の磁気シール軸の側面図である。 図６のVIII−VIII線断面図である。 図６のIX−IX線断面図である。 図７の変形例による磁気シール軸を示す側面図である。 図８の変形例による磁気シール軸を示す断面図である。 図７の変形例による磁気シール軸を示す側面図である。 図８の変形例による磁気シール軸を示す断面図である。 第二実施形態による磁気シール軸を拡大して示す断面図である。 第三実施形態による磁気シール軸を拡大して示す断面図である。 第四実施形態による磁気シール軸を拡大して示す断面図である。 図１６の磁気シール軸の側面図である。 図１６のXVIII−XVIII線断面図である。 図１６のXIX−XIX線断面図である。 第五実施形態によるシール構造を拡大して示す断面図である。 図５の変形例による流体ブレーキ装置を拡大して示す断面図である。 図５の変形例による流体ブレーキ装置を拡大して示す断面図である。 図５の変形例による流体ブレーキ装置を拡大して示す断面図である。 図５の変形例による流体ブレーキ装置を拡大して示す断面図である。

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。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように本発明の第一実施形態は、流体ブレーキ装置１００を備えたバルブタイミング調整装置１に関する。車両に搭載されるバルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に、設けられている。ここでカム軸２は、内燃機関の「動弁」のうち吸気弁（図示しない）を機関トルクの伝達により開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は、当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

図１〜３に示すようにバルブタイミング調整装置１は、流体ブレーキ装置１００に加えて、制御回路２００、位相調整機構３００等を組み合わせてなり、クランク軸に対するカム軸２の相対位相である機関位相を調整することで、所望のバルブタイミングを実現する。

（流体ブレーキ装置）
図１に示す電動式の流体ブレーキ装置１００は、筐体１１０、ブレーキ回転体１３０、磁気粘性流体１４０、コイル１５０及びシール構造１６０を備えている。

全体として中空形状の筐体１１０は、固定部材１１１及びカバー部材１１２を有している。磁性材により段付円筒状に形成される固定部材１１１は、内燃機関のチェーンケース等の固定節（図示しない）に固定される。磁性材により円形皿状に形成されるカバー部材１１２は、固定部材１１１を軸方向に挟んで位相調整機構３００とは反対側に、配置されている。固定部材１１１に液密に嵌入固定されるカバー部材１１２は、固定部材１１１との間に挟む空間を、筐体１１０内部の流体空間１１４として形成している。

ブレーキ回転体１３０は、ブレーキ軸１３１及びブレーキロータ１３２を有している。金属により円柱状に形成されるブレーキ軸１３１は、筐体１１０の各構成要素１１１，１１２と同軸上に配置されている。ブレーキ軸１３１は、軸方向において固定部材１１１を筐体１１０内部側から筐体１１０外部側へと貫通することで、当該外部の位相調整機構３００と連繋している。ブレーキ軸１３１の軸方向中間部は、固定部材１１１に設けられた軸受１１６により、回転可能に支持されている。こうした構成のブレーキ回転体１３０は、内燃機関の運転中にクランク軸から出力される機関トルクが位相調整機構３００より伝達されることで、一定方向（図２，３の反時計方向）に回転する。

図１に示すように、磁性材により円環板状に形成されるブレーキロータ１３２は、ブレーキ軸１３１のうち位相調整機構３００とは反対側の軸方向端部から外周側へ突出することにより、筐体１１０内部の流体空間１１４に収容されている。かかる収容形態によりブレーキロータ１３２は、流体空間１１４の一部を構成する円環形のギャップ状空間部１１４ａ，１１４ｂ（図５も参照）を、それぞれ筐体１１０の各構成要素１１１，１１２との間に形成している。

磁気粘性流体１４０は、流体空間１１４に予封入されて筐体１１０内部を満たしている。機能性流体の一種である磁気粘性流体１４０は、非磁性のベース液に粉状の磁性粒子を懸濁状に分散させてなる。磁気粘性流体１４０のベース液としては、オイル等といった液状の非磁性材が用いられ、より好ましくは内燃機関の潤滑オイルと同種のオイルが用いられる。磁気粘性流体１４０の磁性粒子としては、カルボニル鉄等といった粉状の磁性材が用いられる。こうした成分構成の磁気粘性流体１４０は、通過する磁束の密度に追従して見かけ上の粘度が図４の如く上昇変化することで、当該粘度に比例して降伏応力が増大する特性を、有している。

図１に示すようにコイル１５０は、樹脂ボビン１５１に金属線材を巻回してなり、ブレーキロータ１３２の外周側に同軸上に配置されている。コイル１５０は、固定部材１１１及びカバー部材１１２に挟まれた状態で、筐体１１０に保持されている。かかる保持状態のコイル１５０が通電されると、固定部材１１１から一方のギャップ状空間部１１４ａ、ブレーキロータ１３２、他方のギャップ状空間部１１４ｂ及びカバー部材１１２へと順次通過する磁束が、発生する。したがって、ブレーキ回転体１３０の回転中には、コイル１５０の発生磁束が各ギャップ状空間部１１４ａ，１１４ｂの磁気粘性流体１４０を通過することで、回転方向と逆方向（図２，３の時計方向）のブレーキトルクが当該流体１４０の粘度に応じた大きさでブレーキロータ１３２に入力される。

図１，５に示すようにシール構造１６０は、流体空間１１４のうち軸方向のギャップ状空間部１１４ａ及び軸受１１６間となる箇所に、配置されている。シール構造１６０は、固定部材１１１とブレーキ軸１３１との間をシールすることで、磁気粘性流体１４０が筐体１１０外部へ漏出するのを規制する。

（制御回路）
図１に示す制御回路２００は、マイクロコンピュータを主体に構成され、流体ブレーキ装置１００の外部に配置されている。制御回路２００は、流体ブレーキ装置１００のコイル１５０と電気接続されている。内燃機関の運転中において制御回路２００は、コイル１５０への通電電流を制御することで、磁気粘性流体１４０の粘度を可変制御する。かかる可変制御の結果、ブレーキ回転体１３０へ入力されるブレーキトルクは、コイル１５０への通電電流に追従して増減することになる。以上、制御回路２００及びコイル１５０が共同して「粘度制御手段」を構成している。

（位相調整機構）
図１〜３に示すように位相調整機構３００は、駆動回転体１０、従動回転体２０、アシスト部材３０、遊星キャリア４０及び遊星歯車５０を備えている。

図１，２に示すように駆動回転体１０は、金属により円筒状に形成されている。駆動回転体１０の周壁部は、歯底円よりも小径の歯先円を有する駆動側内歯車部１４と、外周側へ突出する複数のスプロケット歯１６とを、形成している。駆動回転体１０は、スプロケット歯１６とクランク軸の歯との間にてタイミングチェーン（図示なし）を掛け渡されることで、クランク軸と連繋する。かかる連繋形態により内燃機関の運転中は、クランク軸から出力される機関トルクが伝達されることで、駆動回転体１０がクランク軸と連動して一定方向（図２，３の反時計方向）に回転する。

図１，３に示すように従動回転体２０は、金属により有底円筒状に形成され、駆動回転体１０の内周側に同軸上に配置されている。従動回転体２０の周壁部は、歯底円よりも小径の歯先円を有する従動側内歯車部２２を、形成している。従動回転体２０の底壁部は、カム軸２と同軸上に連繋している。かかる連繋形態により内燃機関運転中の従動回転体２０は、カム軸２と連動して一定方向（図２，３の反時計方向）に回転しつつ、駆動回転体１０に対して相対回転可能となっている。

図１に示すように、金属製のねじりコイルばねからなるアシスト部材３０は、駆動回転体１０の内周側に同軸上に配置されている。アシスト部材３０は、回転体１０，２０にそれぞれ係止される両端部３１，３２の間にてねじれ変形することで、駆動回転体１０に対する遅角側へと従動回転体２０を付勢する。

図１〜３に示すように遊星キャリア４０は、金属により円筒状に形成され、継手４３を介してブレーキ軸１３１と同軸上に連繋している。かかる連繋形態により内燃機関運転中の遊星キャリア４０は、ブレーキ回転体１３０と一体に一定方向（図２，３の反時計方向）へと回転しつつ、駆動回転体１０に対して相対回転可能となっている。遊星キャリア４０の周壁部は、円筒面状の軸受部４６を形成している。回転体１０，２０及びブレーキ軸１３１に対して偏心配置される軸受部４６は、遊星ベアリング４８を介して遊星歯車５０の中心孔５１に同軸上に嵌入されている。かかる嵌入形態により遊星歯車５０は、軸受部４６により軸受されることで、遊星運動可能となっている。

遊星歯車５０は、金属により段付円筒状に形成されている。遊星歯車５０の周壁部は、歯底円よりも大径の歯先円を有する外歯車部５２，５４を、形成している。駆動側外歯車部５２は、駆動側内歯車部１４の径方向内周側に配置され、当該内歯車部１４と噛合している。従動側外歯車部５４は、従動側内歯車部２２の径方向内周側に配置され、当該内歯車部２２と噛合している。

以上の構成により位相調整機構３００は、ブレーキ回転体１３０へ入力されるブレーキトルクと、当該ブレーキトルクとは逆方向へブレーキ回転体１３０に作用するアシスト部材３０のアシストトルクに応じて、機関位相を調整する。具体的には、ブレーキトルクの保持等によりブレーキ回転体１３０が駆動回転体１０と同速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対して相対回転しない。その結果、遊星歯車５０が遊星運動せずに回転体１０，２０と連れ回りするので、機関位相が保持される。一方、ブレーキトルクの増大等により、ブレーキ回転体１３０がアシストトルクに抗して駆動回転体１０よりも低速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する遅角側へ相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する進角側へ相対回転するので、機関位相が進角する。また一方、ブレーキトルクの減少等により、ブレーキ回転体１３０がアシストトルクを受けて駆動回転体１０よりも高速の回転を実現するときには、遊星キャリア４０が当該回転体１０に対する進角側へ相対回転する。その結果、遊星歯車５０が遊星運動して従動回転体２０が駆動回転体１０に対する遅角側へ相対回転するので、機関位相が遅角するのである。

（シール構造）
以下、図１，５に示すシール構造１６０の詳細を、説明する。尚、以下の説明では、筐体１１０の内部を単に「筐体内部」といい、筐体１１０の外部を単に「筐体外部」という。また、ブレーキ軸１３１の軸方向、径方向及び回転方向を、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」及び「回転方向」という。

図５に示すようにシール構造１６０は、筐体１１０に設けられる磁気シールスリーブ１７０と、ブレーキ軸１３１に設けられる磁気シール軸１８０とから、構成されている。

磁気シールスリーブ１７０は、磁気シールド１７２、永久磁石１７３及び一対の磁束ガイド１７４，１７５を有している。磁気シールド１７２は、磁束の通過を規制可能なオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材により、有底円筒状に形成されている。磁気シールド１７２は、ブレーキ軸１３１と同軸上に配置されることで、当該ブレーキ軸１３１の一部である磁気シール軸１８０を外周側から回転方向に沿って囲んでいる。磁気シールド１７２は、開口部と底壁部とをそれぞれ軸方向の筐体外部側と筐体内部側とに向けた状態で、固定部材１１１に嵌合固定されている。

永久磁石１７３は、例えばフェライト磁石等により、円筒状に形成されている。永久磁石１７３は、磁気シールド１７２に同軸上に嵌合固定されることで、磁気シール軸１８０の外周側を回転方向に沿って囲んでいる。永久磁石１７３は、軸方向の両端部にそれぞれ相反極性の磁極Ｎ，Ｓを形成しており、図５に模式的に示すように磁束ＭＦを、それら磁極Ｎ，Ｓ間に定常的に発生させる。

各磁束ガイド１７４，１７５は、炭素鋼等の磁性材により、回転方向に連続する円環板状に形成されている。各磁束ガイド１７４，１７５は、磁気シールド１７２に同軸上に嵌合固定されることで、磁気シール軸１８０の外周側を回転方向に沿って囲んでいる。一方の磁束ガイド１７４に対して他方の磁束ガイド１７５が軸方向の筐体外部側に離れて位置することで、軸方向においては、それら磁束ガイド１７４，１７５の間に永久磁石１７３が挟持されている。本実施形態の各磁束ガイド１７４，１７５は、相互間の永久磁石１７３よりも内周側へ内フランジ状に突出している。以上、本実施形態では、筐体内部側の磁束ガイド１７４が「内磁束ガイド」に相当し、筐体外部側の磁束ガイド１７５が「外磁束ガイド」に相当している。

図５，６に示すように磁気シール軸１８０は、一対の突出ガイド１８４，１８５、大径外周面１８２、小径外周面１８３及び連通通路１８６を有している。

各突出ガイド１８４，１８５は、ブレーキ軸１３１を構成する炭素鋼等の磁性材により、回転方向に連続する円環板状に形成されている。各突出ガイド１８４，１８５は、それぞれ対応する磁束ガイド１７４，１７５の内周側に同軸上に設けられることで、一方の突出ガイド１８４に対して他方の突出ガイド１８５は、軸方向の筐体外部側に離間している。各突出ガイド１８４，１８５は、それぞれの対応磁束ガイド１７４，１７５へ向かって外フランジ状に突出している。かかる突出形態により各突出ガイド１８４，１８５は、図５に示すように流体空間１１４の一部を構成するシール空間部１１４ｃ，１１４ｄを、それぞれの対応磁束ガイド１７４，１７５との間に形成している。以上、本実施形態では、筐体内部側の突出ガイド１８４が「内突出ガイド」に相当し、筐体外部側の突出ガイド１８５が「外突出ガイド」に相当している。

図５，６に示すように大径外周面１８２は、ブレーキ軸１３１の外周面の一部として、回転方向に連続する円筒面状に形成されている。大径外周面１８２は、ブレーキロータ１３２に対して軸方向の筐体外部側に隣接し、且つ突出ガイド１８４に対して軸方向の筐体内部側に離間している。かかる隣接並びに離間形態により大径外周面１８２は、図５に示す流体空間１１４のうち、ガイド１７４，１８４間のシール空間部１１４ｃよりも軸方向の筐体内部側に位置するギャップ状空間部１１４ａに、露出している。以上、本実施形態では、ギャップ状空間部１１４ａが「内空間部」に相当している。

図５，６に示すように小径外周面１８３は、ブレーキ軸１３１の外周面の一部分として、大径外周面１８２よりも小径の円筒面状に、回転方向に連続して形成されている。小径外周面１８３は、突出ガイド１８４に対して軸方向の筐体外部側に隣接し、且つ突出ガイド１８５に対して軸方向の筐体内部側に隣接している。かかる隣接形態により小径外周面１８３は、図５に示す流体空間１１４のうち、ガイド１７４，１８４間のシール空間部１１４ｃよりも軸方向の筐体外部側に位置する容積空間部１１４ｅに、露出している。ここで容積空間部１１４ｅは、軸方向の両側にて連通するシール空間部１１４ｃ，１１４ｄよりも拡大された容積をもって、永久磁石１７３の内周側に形成されている。以上、本実施形態では、容積空間部１１４ｅが「外空間部」に相当している。

図５，６に示すように連通通路１８６は、それぞれ二本ずつの通路部１８７，１８８間を共通の一本の通路部１８９により接続してなる。具体的に各大径側通路部１８７は、図６〜８に示す大径外周面１８２において回転方向に等間隔をあけた箇所に、開口している。各大径側通路部１８７は、それぞれ大径外周面１８２における開口１８７ａからブレーキ軸１３１の回転中心線Ｏへと向かって、径方向に延伸している。図５に示すように各大径側通路部１８７の開口１８７ａは、大径外周面１８２の露出するギャップ状空間部１１４ａと連通している。

各小径側通路部１８８は、図６，７，９に示す小径外周面１８３において回転方向に等間隔をあけた箇所に、開口している。各小径側通路部１８８は、それぞれ小径外周面１８３における開口１８８ａから回転中心Ｏへと向かって、径方向に延伸している。図５に示すように各小径側通路部１８８の開口１８８ａは、小径外周面１８３の露出する容積空間部１１４ｅと連通している。

図７〜９に示すように本実施形態では、各大径側通路部１８７と各小径側通路部１８８の回転方向の位置が軸方向視において重なっているが、図１０〜１３に変形例を示すように各大径側通路部１８７と各小径側通路部１８８とが回転方向においてずれていてもよい。尚、図１０，１１は、各大径側通路部１８７が各小径側通路部１８８に対して約９０度ずれた変形例を、示している。また、図１２，１３は、各大径側通路部１８７が各小径側通路部１８８に対して約４０度ずれた変形例を、示している。

図６〜９に示すように共通通路部１８９は、回転中心線Ｏ上を軸方向に延伸することで、各通路部１８７，１８８のうち開口１８７ａ，１８８ａとは反対側の端部１８７ｂ，１８８ｂに、接続されている。したがって、かかる接続形態をもって形成される連通通路１８６は、図５に示す空間部１１４ａ，１１４ｅの間を、シール空間部１１４ｃを迂回して連通することになる。尚、本実施形態において共通通路部１８９の通路面積（即ち、延伸方向に直交する断面積）は、各大径側通路部１８７及び各小径側通路部１８８の通路面積よりも大きくなるように設定されている。

ここまで説明のシール構造１６０によると、図５の如く軸方向の大径外周面１８２及び小径外周面１８３間に位置する突出ガイド１８４には、外周側の磁束ガイド１７４により、永久磁石１７３の発生磁束ＭＦがシール空間部１１４ｃを通じて案内される。また、図５の如く小径外周面１８３よりも軸方向の筐体外部側に位置する突出ガイド１８５には、外周側の磁束ガイド１７５により、永久磁石１７３の発生磁束ＭＦがシール空間部１１４ｄを通じて案内される。

このような案内作用により磁束ＭＦが高密度に通過するシール空間部１１４ｃ，１１４ｄでは、通過磁束ＭＦの作用を受ける磁気粘性流体１４０中の磁性粒子が、耐圧性の高い膜状に捕捉されることとなる。こうして形成されるシール膜によれば、筐体内部側から筐体外部側へ向かう磁気粘性流体１４０の流動を、流体空間１１４のうち筐体１１０及びブレーキ軸１３１間のシール空間部１１４ｃ，１１４ｄにて、当該流体１４０自身により規制できるのである。

さらにシール構造１６０によると、磁気シール軸１８０の大径外周面１８２と小径外周面１８３とに開口する連通通路１８６は、流体空間１１４のうち空間部１１４ａ，１１４ｅ間を連通するので、当該連通通路１８６には、流体空間１１４に封入された磁気粘性流体１４０が流通する。このとき回転するブレーキ軸１３１の磁気シール軸１８０のうち、大径外周面１８２における連通通路１８６の開口１８７ａ付近では、ベルヌーイの定理に従って磁気粘性流体１４０の圧力が、小径外周面１８３における連通通路１８６の開口１８８ａ付近よりも小さくなる。

これにより、各外周面１８２，１８３の開口１８７ａ，１８８ａ付近の間では圧力差が生じるので、連通通路１８６内では、小径外周面１８３の露出する容積空間部１１４ｅ側から、大径外周面１８２の露出するギャップ状空間部１１４ａ側へと磁気粘性流体１４０が流動する。また、流動の結果として、シール空間部１１４ｃよりも筐体内部側のギャップ状空間部１１４ａに流入した磁気粘性流体１４０は、当該シール空間部１１４ｃを通じて案内される磁束ＭＦの作用を受けることで、当該シール空間部１１４ｃに向かって磁気吸引される。さらに磁気吸引の結果として、磁束ガイド１７４及び磁気シール軸１８０間のシール空間部１１４ｃから筐体外部側の容積空間部１１４ｅへと押し出される磁気粘性流体１４０は、上述の圧力差に起因して、小径外周面１８３の開口１８８ａから連通通路１８６に吸入される。こうしたことから、シール空間部１１４ｃに捕捉される磁気粘性流体１４０を、筐体外部には漏出させることなく、循環させることができる。したがって、シール空間部１１４ｃにおける磁気粘性流体１４０の局所劣化を回避して、ブレーキ特性の変動を抑制することが可能となる。

加えてシール構造１６０では、磁束ガイド１７４よりも筐体外部側に設けられる磁束ガイド１７５によっても、磁束ＭＦを案内するシール空間部１１４ｄが磁気シール軸１８０との間に形成される。故に、シール空間部１１４ｃから押し出された磁気粘性流体１４０の一部が、連通通路１８６へ吸入されずに容積空間部１１４ｅに残留したとしても、当該残留流体１４０がシール空間部１１４ｄにて捕捉され得る。これによれば、磁気粘性流体１４０の筐体外部への漏出を補助的に規制して、ブレーキ特性の変動抑制効果を高めることが可能となる。

また加えて、各外周面１８２，１８３の間から突出ガイド１８４が突出するシール構造１６０によると、当該突出ガイド１８４と突出側の磁束ガイド１７４とを近付けて、シール空間部１１４ｃにおける通過磁束ＭＦの密度を高めることができる。それと共に、小径外周面１８３よりも筐体外部側から突出ガイド１８５が突出するシール構造１６０によると、当該突出ガイド１８５と突出側の磁束ガイド１７５とを近付けて、シール空間部１１４ｄにおける通過磁束ＭＦの密度を高めることができる。さらにシール構造１６０では、磁気シール軸１８０において突出形態の各突出ガイド１８４，１８５よりも小径外周面１８３を小径化して、各外周面１８２，１８３の開口１８７ａ，１８８ａ付近の空間部１１４ａ，１１４ｅ間に、大きな圧力差を生じさせることができる。以上によれば、筐体内部側シール空間部１１４ｃに捕捉される磁気粘性流体１４０を循環させつつも、当該シール空間部１１４ｃにおいてだけでなく、補助的な筐体外部側シール空間部１１４ｄにおいてもシール膜の強度を確保できる。したがって、ブレーキ特性の変動抑制効果を高めることが可能となる。

さらに加えて、連通通路１８６のうち、大径外周面１８２にて回転方向に間隔をあけた複数箇所に開口する大径側通路部１８７と、小径外周面１８３にて回転方向に間隔をあけた複数箇所の小径側通路部１８８との間は、共通通路部１８９により接続されている。故にブレーキ軸１３１の回転中は、大径外周面１８２における複数箇所の開口１８７ａ付近と、小径外周面１８３における複数の開口１８８ａ付近との間にて圧力差が生じることで、容積空間部１１４ｅ側からギャップ状空間部１１４ａ側へ向かう磁気粘性流体１４０の流動量が増大する。これによれば、シール空間部１１４ｃに捕捉される磁気粘性流体１４０の循環効率、ひいてはブレーキ特性の変動抑制効果を高めることが、可能となる。しかも共通通路部１８９は、複数の大径側通路部１８７と複数の小径側通路部１８８とに共通であることから、磁気粘性流体１４０の循環効率を高めるための構造を簡素化することも、可能となる。

以上説明したように、ブレーキ特性の変動を抑制可能なシール構造１６０を備える流体ブレーキ装置１００によれば、バルブタイミング調整装置１において当該ブレーキ特性が左右する機関位相の調整精度を、高精度に維持可能となる。さらに、流体ブレーキ装置１００において磁気粘性流体１４０により形成されるシール膜によれば、ブレーキ軸１３１に与える摩擦抵抗が低減され得るので、当該摩擦抵抗に起因して内燃機関の燃費低下を招くトルクロスの回避も、可能となるのである。

（第二実施形態）
図１４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の連通通路２１８６において共通通路部２１８９は、ブレーキ軸１３１の回転中心線Ｏに平行に延伸することで、各通路部１８７，１８８の端部１８７ｂ，１８８ｂに接続されている。このような連通通路２１８６によっても、シール空間部１１４ｃを迂回して空間部１１４ａ，１１４ｅの間を連通させられるので、第一実施形態と同様な作用効果を発揮できるのである。

（第三実施形態）
図１５に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の連通通路３１８６において共通通路部３１８９は、ブレーキ軸１３１の回転中心線Ｏに対して例えば約３０度傾斜した方向に延伸することで、各通路部１８７，１８８の端部１８７ｂ，１８８ｂに接続されている。このような連通通路３１８６によっても、シール空間部１１４ｃを迂回して空間部１１４ａ，１１４ｅの間を連通させられるので、第一実施形態と同様な作用効果を発揮できるのである。

（第四実施形態）
図１６〜１９に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。第四実施形態の連通通路４１８６は、共通通路部１８９に代えて、各大径側通路部１８７と各小径側通路部１８８との間を個別に接続する二本の個別通路部４１８９を、有している。各個別通路部４１８９は、ブレーキ軸１３１の回転中心線Ｏに平行に延伸することで、それぞれ対応する通路部１８７，１８８の端部１８７ｂ，１８８ｂに接続されている。本実施形態において各個別通路部４１８９の通路面積（即ち、延伸方向に直交する断面積）は、各大径側通路部１８７及び各小径側通路部１８８の通路面積と実質等しくなるように、設定されている。このような連通通路４１８６によると、シール空間部１１４ｃを迂回して空間部１１４ａ，１１４ｅの間を連通させられるので、共通通路部１８９を有した構造による以外の作用効果を、第一実施形態と同様に発揮できる。

さらに連通通路４１８６のうち、大径外周面１８２にて回転方向に間隔をあけた複数箇所に開口する大径側通路部１８７と、小径外周面１８３にて回転方向に間隔をあけた複数箇所の小径側通路部１８８との間は、それぞれ個別の個別通路部４１８９により接続されている。故にブレーキ軸１３１の回転中は、大径外周面１８２における複数箇所の開口１８７ａ付近と、小径外周面１８３における複数の開口１８８ａ付近との間にて圧力差が生じることで、容積空間部１１４ｅ側からギャップ状空間部１１４ａ側へ向かう磁気粘性流体１４０の流動量が増大する。しかも連通通路４１６８のうち、容積空間部１１４ｅ側の一小径側通路部１８８から一個別通路部４１８９を経てギャップ状空間部１１４ａ側の一大径側通路部１８７に到る経路では、それら通路部の通路面積が互いに等しいので、流動する磁気粘性流体１４０に与える圧損が減少する。これら流動量増大並びに圧損現象作用によれば、シール空間部１１４ｃに捕捉される磁気粘性流体１４０の循環効率、ひいてはブレーキ特性の変動抑制効果を高めることが、可能となるのである。

（第五実施形態）
図２０に示すように、本発明の第五実施形態は第四実施形態の変形例である。第五実施形態の連通通路５１８６において通路部１８７，１８８と実質等しい通路面積の二本の個別通路部５１８９は、回転中心線Ｏに対して例えば約３０度傾斜した方向に延伸することで、それぞれ対応する通路部１８７，１８８の端部１８７ｂ，１８８ｂに接続されている。このような連通通路５１８６によっても、シール空間部１１４ｃを迂回して空間部１１４ａ，１１４ｅの間を連通させられるので、第四実施形態と同様な作用効果を発揮できるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用できる。

具体的には、第一〜第五実施形態において通路部１８７，１８８，４１８９，５１８９の本数については、二本以外の適数に設定しても勿論よい。また、図２１に変形例を示すように第一〜第五実施形態では、突出ガイド１８４，１８５を設けないで、小径外周面１８３と磁束ガイド１７４，１７５との間にシール空間部１１４ｃ，１１４ｄを形成してもよい。さらに、図２２に変形例を示すように第一〜第五実施形態では、筐体外部側のシール空間部１１４ｃを形成するガイド１７５，１８５を、設けなくてもよい。

またさらに、図２３，２４に変形例を示すように第一〜第五実施形態では、小径側通路部１８８の開口する小径外周面１８３を、突出ガイド１８４，１８５間の小径外周面１８３に代えて（図２３）又は加えて（図２４）、突出ガイド１８５よりも筐体外部側に設けることで、流体空間１１４のうちシール空間部１１４ｄよりも筐体外部側の容積空間部１１４ｆに露出させてもよい。尚、これら変形例では、容積空間部１１４ｆが「外空間部」に相当する。

加えて第一〜第三実施形態では、共通通路部１８９，２１８９，３１８９の通路面積を、通路部１８７，１８８の通路面積と実質等しく設定してもよい。また加えて、第四及び第五実施形態では、各個別通路部４１８９，５１８９の通路面積を、通路部１８７，１８８の通路面積と相異ならせて設定してもよい。

さらに加えて本発明は、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置の他、ブレーキトルクを利用する各種の装置に適用することが、可能である。

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、１００ 流体ブレーキ装置、１１０ 筐体、１１４ 流体空間、１１４ａ ギャップ状空間部、１１４ｃ，１１４ｄ シール空間部、１１４ｅ，１１４ｆ 容積空間部、１３０ ブレーキ回転体、１３１ ブレーキ軸、１４０ 磁気粘性流体、１５０ コイル、１６０ シール構造、１７０ 磁気シールスリーブ、１７４，１７５ 磁束ガイド、１８０ 磁気シール軸、１８２ 大径外周面、１８３ 小径外周面、１８４，１８５ 突出ガイド、１８６，２１８６，３１８６，４１８６，５１８６ 連通通路、１８７ 大径側通路部、１８７ａ，１８８ａ 開口、１８８ 小径側通路部、１８９，２１８９，３１８９ 共通通路部、２００ 制御回路、３００ 位相調整機構、４１８９，５１８９ 個別通路部、ＭＦ 磁束

Claims (7)

1. 流体空間（１１４）を内部に形成する筐体（１１０）と、
   前記流体空間に封入され、通過する磁束に応じて粘度が変化する磁気粘性流体（１４０）と、
   前記流体空間において磁束を前記磁気粘性流体に通過させることにより、当該磁気粘性流体の粘度を可変制御する粘度制御手段（１５０，２００）と、
   軸方向において前記筐体内部側から前記筐体外部側へ貫通するブレーキ軸（１３１）を有し、前記流体空間において前記磁気粘性流体と接触することにより、当該磁気粘性流体の粘度に応じたブレーキトルクが入力されるブレーキ回転体（１３０）と、
   前記筐体に設けられ、内周側の前記ブレーキ軸との間に前記流体空間の一部であるシール空間部（１１４ｃ，１１４ｄ）を形成し、当該シール空間部を通じて磁束を前記ブレーキ軸に案内する磁束ガイド（１７４，１７５）とを、備える流体ブレーキ装置であって、
   前記ブレーキ軸は、
   前記流体空間のうち前記シール空間部よりも前記軸方向の前記筐体内部側にある内空間部（１１４ａ）に、露出する大径外周面（１８２）と、
   前記大径外周面よりも小径に形成され、前記流体空間のうち前記シール空間部よりも前記軸方向の前記筐体外部側にある外空間部（１１４ｅ，１１４ｆ）に、露出する小径外周面（１８３）と、
   前記大径外周面と前記小径外周面とに開口することにより、前記内空間部と前記外空間部との間を連通する連通通路（１８６，２１８６，３１８６，４１８６，５１８６）とを、有することを特徴とする流体ブレーキ装置。
2. 前記ブレーキ軸は、
   前記軸方向の前記大径外周面と前記小径外周面との間において前記磁束ガイドへ向かって突出し、当該磁束ガイドとの間の前記シール空間部を通じて前記磁束を案内される突出ガイド（１８４，１８５）を、さらに有することを特徴とする請求項１に記載の流体ブレーキ装置。
3. 前記磁束ガイドとしての内磁束ガイド（１７４）よりも前記軸方向の前記筐体外部側において前記筐体に設けられ、前記シール空間部（１１４ｄ）を内周側の前記ブレーキ軸との間に形成する外磁束ガイド（１７５）を、さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体ブレーキ装置。
4. 前記ブレーキ軸は、
   前記軸方向の前記大径外周面と前記小径外周面との間において前記内磁束ガイドへ向かって突出し、当該内磁束ガイドとの間の前記シール空間部（１１４ｃ）を通じて前記磁束を案内される内突出ガイド（１８４）と、
   前記小径外周面よりも前記軸方向の前記筐体外部側において前記外磁束ガイドへ向かって突出し、当該外磁束ガイドとの間の前記シール空間部（１１４ｄ）を通じて前記磁束を案内される外突出ガイド（１８５）とを、さらに有することを特徴とする請求項３に記載の流体ブレーキ装置。
5. 前記連通通路（１８６，２１８６，３１８６）は、
   前記大径外周面において回転方向に間隔をあけた箇所に開口する複数の大径側通路部（１８７）と、
   前記小径外周面において回転方向に間隔をあけた箇所に開口する複数の小径側通路部（１８８）と、
   各前記大径側通路部と各前記小径側通路部との間を共通に接続する共通通路部（１８９，２１８９，３１８９）とにより、形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置。
6. 前記連通通路（４１８６，５１８６）は、
   前記大径外周面において回転方向に間隔をあけた箇所に開口する複数の大径側通路部（１８７）と、
   前記小径外周面において回転方向に間隔をあけた箇所に開口する複数の小径側通路部（１８８）と、
   各前記大径側通路部と各前記小径側通路部との間を個別に接続する複数の個別通路部（４１８９，５１８９）とにより、形成され、
   各前記大径側通路部と各前記小径側通路部と各前記個別通路部とは、互いに等しい通路面積を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置。
7. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸（２）が開閉する動弁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であって、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体ブレーキ装置（１００）と、
   前記流体ブレーキ装置の前記筐体外部において前記ブレーキ軸と連繋し、当該流体ブレーキ装置の前記ブレーキ回転体へ入力される前記ブレーキトルクに応じて前記クランク軸と前記カム軸との間の相対位相を調整する位相調整機構（３００）と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。

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