JP5907131B2 - トルク調整装置及びバルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本発明の第一実施形態によるトルク調整装置100を適用したバルブタイミング調整装置1は、車両において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に示すように第一実施形態のトルク調整装置100は、流体ブレーキ装置である。トルク調整装置100は、中空体110、調整回転体130、機能性流体140、ソレノイドコイル150及びシール構造160を備えている。
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、トルク調整装置100の外部に配置されている。制御回路200は、ソレノイドコイル150及び車両のバッテリ4と電気接続されている。機関運転中にバッテリ4から電力供給を受ける制御回路200は、ソレノイドコイル150への通電電流を制御対象として、機能性流体140の粘度を通過磁束に追従させて可変制御する。その結果、回転軸131に与えられるブレーキトルクが正確に増減調整される。尚、このように第一実施形態では、制御回路200及びソレノイドコイル150が共同して、「粘度制御手段」を構成している。
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。
金属製の遊星歯車50は、歯先円が歯底円よりも大径の外歯車部52,54を有している。駆動側外歯車部52は、駆動側内歯車部14の内周側に偏心配置され、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の内周側に偏心配置されて、当該内歯車部22と噛合している。
以下、シール構造160の詳細構成を説明する。図1,5に示すように、機能性流体140を中空体110の内部に閉じ込めておくためのシール構造160は、シールホルダ161、粒子シール162、液体シール163、中間流体164及びコーティング膜165を有している。尚、以下の説明では、中空体110及び回転軸131の共通の軸方向を単に「軸方向」という。また、以下の説明では、流体室114を形成する中空体110の内部を単に「内部」といい、位相調整機構300が配置される中空体110の外部を単に「外部」という。
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
図8に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態によるバルブタイミング調整装置1にて流体ブレーキ装置として適用されるトルク調整装置100の変形例である。
図9に示すように本発明の第三実施形態は、流体クラッチ装置としてのトルク調整装置3100であり、工作機械のトルク伝達系に設けられる。トルク調整装置3100は、第一実施形態にはない電磁ユニット3170と、第一実施形態とは異なる構成の中空体3110及び調整回転体3130と、第一実施形態と同様な構成の機能性流体140及びシール構造160とを、備えている。
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することができる。
Claims (10)
- 流体室(114)を内部に形成する中空体(110,3110)と、
磁性粒子(140p)がベース液(140l)に分散されてなり、前記流体室に封入されて通過磁束に追従して粘度変化する機能性流体(140)と、
前記流体室の前記機能性流体に磁束を通過させることにより、前記機能性流体の粘度を可変制御する粘度制御手段(150,200,3172,3173)と、
前記中空体を内外に貫通する回転軸(131,2131)を有し、前記流体室の前記機能性流体と接触することにより、前記機能性流体の粘度に応じて前記回転軸に与えるトルクが調整される調整回転体(130,3130)と、
前記中空体及び前記回転軸の間をシールするシール構造(160,2160)とを、
備えるトルク調整装置であって、
前記シール構造は、
前記回転軸の外周部(133,2133)を囲んで前記中空体に保持され、前記流体室に連通するシールギャップ(162g)を前記回転軸との間に形成することにより、前記中空体の内部側から外部側へ向かう前記磁性粒子の流動を規制する粒子シール(162)と、
前記粒子シールよりも前記外部側において前記中空体に保持され、前記回転軸の外周部と液密に摺接することにより、当該回転軸との間をシールする液体シール(163)と、
前記粒子シール及び前記液体シールの間に挟まれた中間室(166)を満たす液状の中間流体(164)と、
前記回転軸の外周部のうち、金属により形成されて前記粒子シールとの間に前記シールギャップを挟むシール外周部(133s,2133s)に、少なくとも設けられ、前記磁性粒子よりも高硬度に形成されるコーティング膜(165)とを、
有し、
前記コーティング膜の表面粗さ(R)は、前記磁性粒子の外径(φ)よりも小さく設定されることを特徴とするトルク調整装置。 - 前記コーティング膜は、前記回転軸の外周部全体に設けられることを特徴とする請求項1に記載のトルク調整装置。
- 前記コーティング膜は、ダイヤモンドライクカーボンにより形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルク調整装置。
- 前記シールギャップの幅(W)は、前記磁性粒子の外径(φ)よりも小さく設定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トルク調整装置。
- 前記回転軸(2131)の外周部(2133)のうち、前記コーティング膜が設けられる少なくとも前記シール外周部(2133s)は、前記回転軸の回転方向(Dr)に辿った場合に前記内部側から前記外部側へ向かって遠ざかる雄螺子状に、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トルク調整装置。
- 前記粒子シールは、ポリテトラフルオロエチレンによりメッシュ形態に形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のトルク調整装置。
- 前記中間流体は、前記ベース液と同質の液体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のトルク調整装置。
- 前記中空体(110)は、位置固定されて前記調整回転体(130)を回転可能に支持し、
前記調整回転体を制動するブレーキトルクが前記機能性流体の粘度に応じて調整されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のトルク調整装置。 - 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8に記載のトルク調整装置(100)と、
前記中空体の外部において前記回転軸と連繋し、前記回転軸から与えられる前記ブレーキトルクに応じて、前記クランク軸に対する前記カム軸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。 - 前記中空体(3110)と前記調整回転体(3130)とは、互いに相対回転可能に設けられ、
前記中空体及び前記調整回転体の間を伝達されるクラッチトルクが前記機能性流体の粘度に応じて調整されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のトルク調整装置。
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