(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトによって駆動する駆動回転体と、制御回転体と、前記駆動回転体を同軸かつ相対回動可能に支持するカムシャフトと、前記駆動回転体に対する相対回動トルクを前記制御回転体に付与する回動操作力付与手段と、前記駆動回転体に対する制御回転体の相対回動に応じて前記カムシャフトと駆動回転体の組付角を変更する組付角変更機構と、該組付角変更機構に設けられてカムトルクによる駆動回転体とカムシャフトの組付角のズレを防止するセルフロック機構と、を有するエンジンの位相可変装置であって、
前記セルフロック機構は、
前記カムシャフトに一体化された偏心円カムと
前記カムシャフトの中心軸から前記偏心円カムのカム中心へ向かう偏心方向において前記カムシャフトの中心よりも偏心側で前記偏心円カムの外周を両側から保持する保持溝と、前記制御回転体から前記相対回動トルクを前記偏心円カムに伝達する連結機構と、を有するロックプレートと、
前記駆動回転体に一体に形成され、前記ロックプレートの外周を内接させる円筒部と、を備えることを特徴とするエンジンの位相可変装置。
【請求項２】
前記保持溝がロックプレートの径方向に延伸して形成され、
前記偏心円カムの外周に取付けられたロックプレートブッシュを有し、
前記ロックプレートブッシュは、前記偏心方向を挟んで左右両側に設けられて前記保持溝に挟持される一対の平面を外周に有することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項３】
前記ロックプレートが前記保持溝からロックプレートの外周面方向に向けて形成された一対のスリットによって２分割されたことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項４】
前記スリットの一方には、２分割された前記ロックプレートに該スリットの幅を拡張する方向の付勢力を付与する付勢手段が設けられたことを特徴とする、請求項３に記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項５】
前記ロックプレートは、前記保持溝からロックプレートの外周面方向に向けて開口するスリットを有すると共に、前記偏心方向を挟んだ左右両側における前記ロックプレートの外径が内接する前記円筒部の内周面の内径よりも若干大きく形成されたことにより、前記ロックプレートの外周面の曲率が前記円筒部の内周面の曲率より小さく形成されたことを特徴とする、請求項２するに記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項６】
前記ロックプレートブッシュが一対のスリットによって２分割されたことを特徴とする、請求項４または５に記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項７】
前記ロックプレートブッシュの一対の平面は、前記偏心方向を挟んで左右に突出した一対の段差面であって、前記一対の段差面は、前記偏心方向において前記偏心円カムのカム中心よりも偏心側に設けられたことを特徴とする、請求項２から６のうちいずれかに記載のエンジンの位相可変装置。
【請求項８】
前記連結機構は、前記制御回転体とロックプレートにそれぞれ設けられた一対の連結孔と、該連結孔の双方に係合する連結部材によって形成され、
前記制御回転体側またはロックプレート側のうちいずれか一方側の連結孔と、前記連結部材との間には、微少なクリアランスが形成されたことを特徴とする請求項１から７のうちいずれかに記載のエンジンの位相可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトとカムシャフトの組付角（相対位相角）を変更してバルブの開閉タイミングを変化させる位相可変機構にバルブ側からの外乱トルクによる組付角のズレを防止するセルフロック機構を設けた自動車用エンジンの位相可変装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトとカムシャフトの組付角（相対位相角）を変更してバルブの開閉タイミングを変化させる位相可変機構において、バルブ側からの外乱トルクによる組付角のズレを防止するセルフロック機構を設けたエンジンの位相可変装置には、下記特許文献１に示すものがある。下記特許文献１の装置は、カムシャフト中心軸周りの所定位置に連続して設けられた複数の偏心円部材（偏心円カム１１０、第１リンク１１１、第２リンク１１２）により各部材の偏心中心が４節リンク的な動作をする４節リンク機構１０８を構成し、この４節リンク機構１０８を第１または第２電磁クラッチ（１０５、１０６）に制動される第１または第２制御回転体（１０２、１０３）を介して操作することにより、カムシャフトとクランクシャフト側によって動作する駆動回転体１０１の組付角を変更するものである。
【０００３】
この４節リンク機構１０８は、カムシャフトと一体の偏心円カム１１０、偏心円カム１１０によって偏心回動可能に支持された第１リンク１１１、及び第１リンク１１１によって偏心回動可能に支持された第２リンク１１２が、第１または第２制御回転体（１０２、１０３）のいずれかが制動されることに連動して、各支持軸周りを偏心回動し、カムシャフトとクランクシャフト（駆動回転体１０１）の相対位相角を進角側または遅角側のいずれかに変更する。
【０００４】
一方、バルブスプリングからの反動により、駆動回転体１０１に対する相対回動トルク（かかるトルクを外乱トルクという。以下同じ）がカムシャフトに発生した場合には、駆動回転体１０１の駆動円筒１１５に設けられた第１リンクのガイド溝１１３に第１リンク１１１が押しつけられることにより、偏心円部材（１１０〜１１２）が偏心回動不能に保持されて、カムシャフトと駆動回転体１０１（クランクシャフト）の組付角のズレが防止される。下記特許文献１のエンジンの位相可変装置は、上述した通り、外乱トルクによるカムシャフトとクランクシャフトの組付角のズレを防止するセルフロック機構を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ２００９／６０３２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のエンジンの位相可変装置に設けられたセルフロック機構は、４節リンク機構１０８を介して構成され、４節リンク機構１０８の動作精度を保ちながらセルフロック構造を実現しなければならない。従って、セルフロック機構を実現するという観点では、構造が複雑で製造コストがかかると言えるため、より簡素なセルフロック機構を実現することが望ましい。
【０００７】
従って、本願のエンジンの位相可変装置は、従来より簡素な構成を有し、容易かつ安価に実現されたセルフロック機構を有するエンジンの位相可変装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のエンジンの位相可変装置は、クランクシャフトによって駆動する駆動回転体と、制御回転体と、前記駆動回転体を同軸かつ相対回動可能に支持するカムシャフトと、前記駆動回転体に対する相対回動トルクを前記制御回転体に付与する回動操作力付与手段と、前記駆動回転体に対する制御回転体の相対回動に応じて前記カムシャフトと駆動回転体の組付角を変更する組付角変更機構と、該組付角変更機構に設けられてカムトルクによる駆動回転体とカムシャフトの組付角のズレを防止するセルフロック機構と、を有するエンジンの位相可変装置であって、前記セルフロック機構は、前記カムシャフトに一体化された偏心円カムと前記カムシャフトの中心から前記偏心円カムのカム中心へ向かう偏心方向において前記カムシャフトの中心よりも偏心側で前記偏心円カムの外周を両側から保持する保持溝と、前記制御回転体から前記相対回動トルクを前記偏心円カムに伝達する連結機構と、を有するロックプレートと、前記駆動回転体に一体に形成され、前記ロックプレートの外周を内接させる円筒部と、を備えるようにした。
【０００９】
（作用）バルブから外乱トルクがカムシャフトに入力されると、カムシャフトと一体になって回動するロックプレートは、カムシャフトと一体の偏心円カムを偏心回動不能に保持する保持溝を介して略径方向の力を受け、駆動回転体の円筒部に押しつけられる。その結果、クランクシャフトによって駆動する駆動回転体とカムシャフトは、外乱トルクによって相対回動不能に保持されるため、駆動回転体とカムシャフトの組付角は、外乱トルクによってずれることなく保持される。
【００１０】
また、請求項２は、請求項１のエンジンの位相可変装置であって、前記保持溝がロックプレートの径方向に延伸して形成され、前記偏心円カムの外周に取付けられたロックプレートブッシュを有し、前記ロックプレートブッシュは、前記偏心方向を挟んで左右両側に設けられて前記保持溝に挟持される一対の平面を外周に有するようにした。
【００１１】
（作用）偏心円カムをロックプレートブッシュを介して保持溝に保持させ、かつロックプレートブッシュを一対の平面を介して保持溝に面接触させることにより、偏心円カムを保持溝に直接、線接触させる場合に比べて保持溝に発生する接触応力が低減されるため、接触箇所に偏摩耗が発生せず、ロックプレートと偏心円カムがガタつくことなく保持される。前記ガタつきが防止された結果、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力が瞬時にかつ確実に発生する。
【００１２】
また、請求項３は、請求項２のエンジンの位相可変装置であって、前記ロックプレートを前記保持溝からロックプレートの外周面方向に向けて形成された一対のスリットによって２分割した。
【００１３】
（作用）カムシャフトの偏心円カムをロックプレートブッシュを介してロックプレートの保持溝に面接触させた場合には、外乱トルクの発生時にロックプレートを駆動回転体の円筒部に押しつける略径方向の力よりも、ロックプレートを円筒部に対して相対回動させるトルクが支配的になって、セルフロック機能が働きにくくなる場合がある。ロックプレートを保持溝から外周面に伸びるスリットで２つに分割した場合には、分断により、一方のロックプレートに生じた相対回動トルクが他方のロックプレートに伝達されなくなる。従って、外乱トルクの発生時には、ロックプレートに発生する前記相対回動トルクが低減され、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を向上させることが出来る。
【００１４】
また、請求項４は、請求項３に記載のエンジンの位相可変装置であって、前記スリットの一方に、２分割された前記ロックプレートに該スリットの幅を拡張する方向の付勢力を付与する付勢手段を設けた。
【００１５】
（作用）スリットの片方にスリットを押し拡げる付勢力を付与することにより、製造誤差等によって発生するロックプレートと駆動回転体の円筒部間の間隙、及びロックプレートブッシュと保持溝間の間隙がより小さくなるため、セルフロック発生時の各部材のガタツキが低減される。即ち、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を瞬時に発生させることが出来る。
【００１６】
また、請求項５は、請求項２に記載のエンジンの位相可変装置であって、前記ロックプレートに前記保持溝からロックプレートの外周面方向に向けて開口するスリットを設けると共に、前記偏心方向を挟んだ左右両側における前記ロックプレートの外径を内接する前記円筒部の内径よりも微少長さ大きく形成した。
【００１７】
（作用）ロックプレートは、その外径が円筒部の内径より若干大きく、円筒部から内向きの付勢力を受けた状態で内接する。その結果、製造誤差等によって発生するロックプレートと駆動回転体の円筒部間の間隙、及びロックプレートブッシュと保持溝間の間隙は、より小さくなる。即ち、この構成によれば、請求項４と同様にセルフロック発生時の各部材のガタツキが低減されて、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を瞬時に発生させることが出来る。
【００１８】
また、請求項６は、請求項４または５に記載のエンジンの位相可変装置であって、前記ロックプレートブッシュを一対のスリットによって２分割した。
【００１９】
（作用）請求項６によれば、ロックプレートブッシュを分割した状態で、付勢手段からロックプレートを介してロックプレートブッシュに付勢力を付与することにより、ロックプレートブッシュを分割しない場合に必ず発生するロックプレートブッシュと偏心円カムとの間の間隙をより小さく出来るため、セルフロック発生時の各部材のガタツキが更に低減される。即ち、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を更に瞬時に発生させることが出来る。尚、偏心円カム及びロックプレートブッシュの寸法精度を緩和できるため、製造コストが抑えられる。
【００２０】
また、請求項７は、請求項２から６のうちいずれかに記載のエンジンの位相可変装置であって、前記ロックプレートブッシュの一対の平面を、前記偏心方向を挟んで左右に突出した一対の段差面とし、前記一対の段差面を、前記偏心方向において前記偏心円カムのカム中心よりも偏心側に設けた。
【００２１】
（作用）保持溝とロックプレートブッシュの間には、厳密には製造誤差によるガタつきが発生する。平面を段差状に形成し、段差状平面の当り位置をカムシャフトの中心に対して、偏心円カムのカム中心よりも偏心した位置に配置した場合には、段差の無い平面を直接保持溝に接触させる場合に比べ、外乱トルクが発生して平面が保持溝へ接触するまでの円弧状の移動距離が小さくなる。言い換えると、ガタつきが更に低減される。即ち、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を更に瞬時に発生させることが出来る。
【００２２】
請求項８は、請求項１から７のうちいずれかに記載のエンジンの位相可変装置であって、前記連結機構を、前記制御回転体とロックプレートにそれぞれ設けられた一対の連結孔と、該連結孔の双方に係合する連結部材によって形成し、前記制御回転体側またはロックプレート側のうちいずれか一方側の連結孔と、前記連結部材との間に微少なクリアランスを形成した。
【００２３】
（作用）制御回転体とロックプレートの位置関係を強固に拘束し過ぎた場合には、製造誤差により、外乱の発生時にロックプレートが駆動回転体の円筒部に押しつけられにくくなる場合がある。連結孔の一方と連結部材間に微少なクリアランスを設ければ、ロックプレートの略径方向への動作が規制されにくくなるため、外乱発生時におけるロックプレートの駆動回転体円筒部への押圧力を向上させることが出来る。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１のエンジンの位相可変装置によれば、駆動回転体の円筒部、円盤形のロックプレート及び保持溝という従来よりも簡素な構造を実現することにより、容易かつ安価にセルフロック機構を提供出来る。
【００２５】
請求項２のエンジンの位相可変装置によれば、セルフロック機構の耐久性が向上し、セルフロック機能がより確実に発揮される。
【００２６】
請求項３から８のエンジンの位相可変装置によれば、セルフロック機能が更に確実に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】エンジンの位相可変装置の第１実施例を装置前方から見た分解斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図を装置後方から見た図である。
【図３】第１実施例の正面図（カバー７０を除く）である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＥ−Ｅ断面図である
【図６】（ａ）図４のＢ−Ｂ断面図である。（ｂ）図４のＣ−Ｃ断面図である。（ｃ）図４のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】第１実施例のセルフロック機構の説明図である。
【図８】セルフロック機構の第２実施例を示す図４のＥ−Ｅ相当箇所の断面図である。
【図９】第２実施例のばね部材のバリエーション説明図である。
【図１０】ロックプレートのバリエーション説明図である。
【図１１】セルフロック機構の第３実施例を示す図４のＥ−Ｅ相当箇所の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態を図によって説明する。各実施例に示すエンジンの位相可変装置は、エンジンに組付けられ、クランクシャフトの回転に同期して吸排気弁が開閉するようにクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するとともに、エンジンの負荷や回転数などの運転状態によってエンジンの吸排気弁の開閉タイミングを変化させるための装置である。
【００２９】
図１〜６により第１実施例の装置の構成について説明する。第１実施例におけるエンジンの位相可変装置１は、クランクシャフトによって駆動回転する駆動回転体２、第１制御回転体３（請求項１の制御回転体）、カムシャフト６（図４）、回動操作力付与手段９、組付角変更機構１０、セルフロック機構１１によって構成される。尚、以降においては、図１における第２電磁クラッチ側を装置前方、駆動回転体２側を装置後方とする。また、装置前方から見た駆動回転体２のカムシャフト中心軸Ｌ０周りの回転方向を進角側Ｄ１方向（時計回り）、Ｄ１と逆方向を遅角側Ｄ２方向（反時計回り）として説明する。
【００３０】
駆動回転体２は、クランクシャフトから駆動力を受けるスプロケット４と円筒部２０を有する駆動円筒５が複数のボルト２ａによって一体化されて構成されている。図４に示すカムシャフト６は、センターシャフト７の中央円孔７ｅとカムシャフト前方の雌ねじ孔６ａにボルト３７を挿入することで、センターシャフト７の後端側に同軸かつ相対回動不能に一体化されている。
【００３１】
第１制御回転体３は、前縁のフランジ部３ａと後方に連続する円筒部３ｂと底部３ｃが連続した有底円筒形状を有する。底部３ｃには、中心の貫通円孔３ｄ、一対のピン孔２８，中心軸Ｌ０から所定半径を有する円周上に設けられた円周方向溝３０、中心軸Ｌ０から溝への距離が進角側Ｄ１方向に向けて減少する曲線状の縮径ガイド溝３１を有する。
【００３２】
センターシャフト７は、第１円筒部７ａ、フランジ部７ｂ、第２円筒部７ｃ、カムシャフト中心軸Ｌ０から偏心したカム中心Ｌ１を有する偏心円カム１２、第３円筒部７ｄが後方側から前方側（図１の第２制御回転体側。以下同じ）に向けて軸方向に連続されて形成されている。駆動回転体２は、ボルト２ａによって一体化されたスプロケット４と駆動円筒５がフランジ部７ｂを間に挟んだ状態で、円孔（４ａ，５ａ）を介し、第１及び第２円筒部（７ａ，７ｃ）によってセンターシャフト７に回動可能に支持されると共に、センターシャフト７を介してカムシャフト６に支持される。また、第３円筒部７ｄは、第１制御回転体３の中央円孔３ｄに挿入される。尚、駆動回転体２，第１制御回転体３，カムシャフト６，センターシャフト７は、中心軸Ｌ０上に同軸に配置される。
【００３３】
回動操作力付与手段９は、第１制御回転体３を制動し、駆動回転体２に対する相対回動トルクを付与する第１電磁クラッチ２１と、第１制御回転体３に第１電磁クラッチ２１と逆向きの相対回動トルクを付与する逆回転機構２２によって構成される。
【００３４】
組付角変更機構１０は、カムシャフト６と制御回転体３を相対回動不能に一体化する機構であって、駆動回転体２を相対回動可能に支持するセンターシャフト７と、セルフロック機構１１、及び連結機構１６によって構成される。
【００３５】
セルフロック機構１１は、駆動回転体２とセンターシャフト７との間に介装され、カムシャフト６が図示しないバルブスプリングから受ける外乱トルクを原因とした、駆動回転体２とカムシャフト６の組付角のズレの発生を防止する機構であり、センターシャフト７の偏心円カム１２，ロックプレートブッシュ１３、ロックプレート１４，駆動回転体２の円筒部２０によって構成される。
【００３６】
ロックプレートブッシュ１３は、図１と図５に示すようにセンターシャフト７の偏心円カム１２に係合させる円孔１３ａを中央に有し、外周両端に一対の平面（２３，２４）を有し、カムシャフト中心軸Ｌ０とカム中心Ｌ１を結ぶ直線Ｌ２（以下同じ。以降は、単に直線Ｌ２とする）に対して平面（２３，２４）が略平行になるように偏心円カム１２の外周に回動可能に取付けられる。
【００３７】
ロックプレート１４は、全体として円盤状に形成され、径方向に延びる略長方形状の保持溝１５を有する。また、ロックプレート１４は、保持溝１５の短面（１５ａ、１５ｂ）からロックプレート１４の外周に向かって直線状に伸びる一対のスリット（２５，２６）によって等分割された一対の構成部材（１４ａ，１４ｂ）から構成される。また、ロックプレートブッシュ１３の平面（２３，２４）は、それぞれ保持溝１５の長面（１５ｃ，１５ｄ）に接触して保持される。
【００３８】
ロックプレート１４は、保持溝１５の長面（１５ｃ，１５ｄ）がロックプレートブッシュ１３の平面（２３，２４）を挟持した状態で、その外周面（１４ｃ，１４ｄ）が駆動円筒５の円筒部２０に内接する。その際、偏心円カム１２の外周は、カム中心Ｌ１において直線Ｌ２と直交する直線Ｌ３（以下同じ、以降は単に直線Ｌ３とする）よりも更に偏心側（Ｌ０からＬ１を超えて更に偏心した方向）に配置された部分が、ロックプレートブッシュ１３を介してロックプレート１４の保持溝１５に保持される。
【００３９】
また、連結機構１６は、一対の連結ピン（２７，２７）と、制御回転体３の底部３ｃに設けられた一対の第１ピン孔（２８、２８）と、ロックプレート１４の構成部材（１４ａ，１４ｂ）にそれぞれ構成された第２ピン孔（２９，２９）によって構成される。連結ピン２７は、第１ピン孔２８と第２ピン孔２９のうちいずれか一方に嵌合固定され、他方との間には、微少隙間が画成された状態で挿入される。ロックプレート１４は、後述するセルフロック機構１１により、外乱トルクの発生時に駆動円筒５の円筒部２０の内周面２０ａに押しつけられて、相対回動不能に保持される。連続ピン２７を挿入する第１及び第２ピン孔（２８，２９）のうちいずれか一方に設けられる微少間隙は、第１制御回転体３に固定されたロックプレート１４が、製造誤差により内周面２０ａに押しつけられにくくなる現象を緩和するために設けられる。
【００４０】
ロックプレートブッシュ１３を挟持しつつ、駆動円筒５の円筒部２０に内接したロックプレート１４は、連結ピン２７が第１及び第２ピン孔（２８，２９）に挿入されることによって、制御回転体３に相対回動不能に一体化される。その結果、センターシャフト７（カムシャフト６）は、偏心円カム１２、ロックプレートブッシュ１３及びロックプレート１４を介し、制御回転体３に相対回動不能に一体化される。
【００４１】
カムシャフト６は、回動操作力付与手段９からトルクを受けた制御回転体３と一体になり、駆動回転体２に対して、進角側Ｄ１方向または遅角側Ｄ２方向のいずれかに相対回動する。その結果、カムシャフト６と駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）の組付角が変更されて、バルブの開閉タイミングが変更される。
【００４２】
ここで、回動操作力付与手段９について説明すると、第１電磁クラッチ２１は、図示しないエンジンの内部に固定されて第１制御回転体３の前方に配置される。第１制御回転体３は、フランジ部３ａの前面３ｅを第１電磁クラッチ２１の摩擦材２１ａに吸着されることによって、Ｄ１方向に回転する駆動回転体２に対して回転遅れを生じる。
【００４３】
また、逆回転機構２２は、第１制御回転体３の円周方向溝３０と縮径ガイド溝３１、第２制御回転体３２、円盤状のピンガイドプレート３３、第２制御回転体３２を制動する第２電磁クラッチ３８、第１及び第２リンクピン（３４，３５）、リング部材３６によって構成される。
【００４４】
第２制御回転体３２は、第１制御回転体３の円筒部３ｂの内側に配置され、中心軸Ｌ０を中心として設けられた貫通円孔３２ａを介してセンターシャフト７の第３円筒部７ｄに回動可能に支持される。また第２制御回転体３２は、中心Ｏ１がカムシャフト中心軸Ｌ０から偏心した段差状の偏心円孔３２ｂを後方に有し、偏心円孔３２ｂには、リング部材３６が摺動回動可能に内接する。
【００４５】
円盤状のピンガイドプレート３３は、第１制御回転体３の円筒部３ｂの内側において底部３ｃと第２制御回転体３２との間に配置され、中心部の貫通円孔３３ａを介してセンターシャフト７の第３円筒部７ｄに回動可能に支持される。またピンガイドプレート３３は、貫通円孔３３ａに接続しない位置から略径方向に延びる略径方向溝３３ｂと略径方向ガイド溝３３ｃを有する。略径方向溝３３ｂは、円周方向溝３０に対応した位置において貫通円孔３３ａの近傍から外周縁まで突き抜けて形成され、略径方向ガイド溝３３ｃは、縮径ガイド溝３１に対応した位置において外周縁部近傍まで長円状に形成される。
【００４６】
また、第１リンクピン３４は、細丸軸３４ａと細丸軸３４ａの前端に係合一体化した中空太丸軸３４ｂから形成される。中空太丸軸は３４ｂは、略径方向溝３３ｂによって両側から挟持され、細丸軸３４ａの後端は、円周方向溝３０及び保持溝１５に挿通されて、駆動円筒５の取付孔５ｂに固定される。また、細丸軸３４ａは、溝方向にそって円周方向溝３０の両端を移動する。
【００４７】
第２リンクピン３５は、細丸軸３５ａの後端に太丸軸３５ｂが一体形成されてなる第１部材３５ｃ、中空第１軸３５ｄ、中空第２軸３５ｅ及び中空第３軸３５ｆによって形成される。中空第１軸から中空第３軸（３５ｄ〜３５ｆ）は、太丸軸３５ｂ側に向けて順番に細丸軸３５ａに挿着されて後方に抜け止めされる。太丸軸３５ｂは、保持溝１５に挿入される。また、中空第１軸３５ｄは、外周形状が縮径ガイド溝３１に沿った円弧形状を有し、縮径ガイド溝３１に上下を保持されると共に縮径ガイド溝３１に沿って移動する。中空第２軸３５ｅは、円筒形状を有し、略径方向ガイド溝３３ｃに両側を保持されると共に略径方向ガイド溝３３ｃに沿って移動する。中空第３軸３５ｆは、円筒形状を有し、リング部材３６の円孔３６ａに回動可能に連結される。
【００４８】
尚、センターシャフト７の第３円筒部７ｄの先端には、中央に円孔（３９ａ，４０ａ）を有するホルダー３９とワッシャ４０が前方から配置され、ホルダー３９、ワッシャ４０及びセンターシャフト７は、円孔（３９ａ，４０ａ）と円孔７ｅに挿入したボルト３７を雌ネジ穴６ａに取り付けることで、カムシャフト６に相対回動不能に固定される。その結果、センターシャフト７の外周に配置された図４の駆動回転体２から第２制御回転体３２に至る部品は、カムシャフト６のフランジ部６ｂとホルダー３９との間に抜け止め固定され、ワッシャ４０の厚さを調整する事で、これら部品の軸方向のクリアランスが適正化される。また、ボルトと第１及び第２電磁クラッチ（２１，３８）の前方には、カバー７０が配置される。
【００４９】
ここで、回動操作力付与手段９によるカムシャフト６と駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）の組付角の変更動作について説明する。通常、第１制御回転体３は、駆動回転体２と一体になってＤ１方向に回転している（図６（ｃ）を参照）。第１制御回転体３が第１電磁クラッチ２１に吸着されて制動された場合、センターシャフト７（カムシャフト６）は、一体化された第１制御回転体３と共にＤ１方向に回転する駆動回転体２に対してＤ２方向に回転遅れを生じる。その結果、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）に対するカムシャフト６の組付角は、遅角側Ｄ２方向に変更されて図示しないバルブの開閉タイミングが変化する。
【００５０】
その際、図６（ｃ）に示す第２リンクピン３５の中空第１軸３５ｄは、縮径ガイド溝３１内を略時計回りとなるＤ３方向に移動し、図６（ｂ）の中空第２軸３５ｅは、略径方向ガイド溝３３ｃを中心軸Ｌ０に向かってＤ４方向に移動し、図６（ａ）の中空第３軸３５ｆは、リング部材３６に円孔３２ｂ内における摺動回動トルクを付与する。また、第１リンクピン３４の細丸軸３４ａは、円周方向溝３０内を時計回りＤ１方向に移動する。また、円周方向溝３０の両端（３０ａ，３０ｂ）は、移動した細丸軸３４ａが当接するストッパとして作用する。
【００５１】
一方、第２制御回転体３２は、通常、駆動回転体２と共にＤ１方向に回転している（図６（ａ））。第２電磁クラッチ３８を作動させると、第２制御回転体３２は、前面３２ｃが摩擦材３８ａに吸着され、第１制御回転体３に対してＤ２方向に回転遅れを生じる。図６（ａ）のリング部材３６は、内接する偏心円孔３２ｂがＤ２方向に偏心回動することにより、偏心円孔３２ｂ内を摺動回動する。図６（ｂ）の中空第２軸３５ｅは、リンク部材３６の動作により、中空第３軸３５ｆ及び中空第１軸３５ｄと共に略径方向ガイド溝３３ｃに沿って外周方向Ｄ５方向に移動する。その際、図６（ｃ）の第１制御回転体３は、第１電磁クラッチ２１の作動時とは逆に、縮径溝３１内を略半時計回り方向Ｄ６方向に移動する中空第１軸３５ｄから縮径溝３１を介して進角側Ｄ１方向の相対回動トルクを受け、Ｄ１方向に回転する駆動回転体２に対して更に進角側Ｄ１方向に相対回動する。その結果、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）に対するカムシャフト６の組付角は、進角側Ｄ１方向に戻されて、図示しないバルブの開閉タイミングが変化する。
【００５２】
次にセルフロック機構１１の動作について説明する。センターシャフト７（カムシャフト６）と駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）の組付角は、上述したとおり、回動操作力付与手段９で制御回転体３を駆動回転体２に対して進角側Ｄ１方向または遅角側Ｄ２方向のいずれかに相対回動させることで決定される。しかし、カムシャフト６には、図示しないバルブスプリングから反動による外乱トルクが入力されるため、外乱トルクにより、カムシャフト６と駆動回転体２の間に組付角のズレが発生した場合には、バルブの開閉タイミングに予期せぬ狂いが生じてしまう。本実施例のセルフロック機構１１は、その外乱トルクの発生を逆用して、前記組付角のズレを防止する。
【００５３】
図７は、カムシャフト６（センターシャフト７）に時計回りＤ１方向または反時計回りＤ２方向のいずれかに外乱トルクが発生した際にロックプレート１４の外周面（１４ｃ、１４ｄ）と駆動円筒５の円筒部２０の内周面との間に働く力とセルフロック作用を表す。
【００５４】
カムシャフト６とセンターシャフト７が外乱トルクを遅角側Ｄ２方向または進角側Ｄ１方向に受けると、偏心円カム１２は、カム中心Ｌ１がカムシャフト中心軸Ｌ０周りに偏心回動しようとする偏心回動トルクをＤ２またはＤ１方向に受ける。カム中心軸Ｌ１は、カムシャフト中心軸Ｌ０から距離ｓだけ偏心するものとし、Ｌ０とＬ１を結ぶ直線をＬ２とし、Ｌ１を通りＬ２に直交する直線をＬ３とすると、ロックプレートブッシュ１３は、偏心円カム１２がＤ２方向の外乱トルクを受けると、直線Ｌ３と偏心円カム１２との交点Ｐ１において、偏心円カム１２から直線Ｌ３に沿ってＬ１からＰ１方向の力Ｆ１を受ける。また、ロックプレートブッシュ１３は、偏心円カム１２がＤ１方向の外乱トルクを受けると、直線Ｌ３と偏心円カム１２との交点Ｐ２において、偏心円カム１２から直線Ｌ３に沿ってＬ１からＰ２方向の力Ｆ２を受ける。
【００５５】
また、力（Ｆ１，Ｆ２）は、直線Ｌ３上において、互いに面接触する平面（２３，２４）と保持溝１５の長面（１５ｃ、１５ｄ）を介してロックプレートブッシュ１３からロックプレート１４に伝達される。また、力（Ｆ１，Ｆ２）は、直線Ｌ３とロックプレート構成部材（１４ａ，１４ｂ）の外周面（１４ｃ、１４ｄ）との交点（Ｐ３，Ｐ４）において、ロックプレート１４から駆動円筒５の円筒部内周面２０ａに伝達される。
【００５６】
駆動円筒５の円筒部内周面２０ａとロックプレート１４の外周面（１４ｃ、１４ｄ）との間には、力（Ｆ１，Ｆ２）を原因として、駆動円筒５とロックプレート１４の相対回動を妨げる局所的な摩擦力が交点Ｐ３及びＰ４に発生する。前記局所的な摩擦力は、以下のように表される。まず、交点Ｐ３及びＰ４を通り、ロックプレート構成部材外周面（１４ｃ、１４ｄ）の接線方向に延びる直線をそれぞれＬ４、Ｌ３に直交する直線をＬ５、直線Ｌ４に直交する直線をＬ６とし、直線Ｌ４とＬ５の傾き及び直線Ｌ３とＬ６の傾きを交点Ｐ３においてθ１とし、交点Ｐ４においてθ２（このθ１とθ２を以降は、摩擦角という。）とし、摩擦面の摩擦係数をμとすると、駆動回転体２とカムシャフト６との間で組付角のズレを引き起こす力は、交点Ｐ３とＰ４における接線方向の力Ｆ１・sinθ１及びＦ２・sinθ２によってそれぞれ表される。また、円筒部内周面２０ａとロックプレート１４の外周面（１４ｃ、１４ｄ）との摺動を妨げる逆方向の局所的な摩擦力は、μ・Ｆ１・cosθ１及びμ・Ｆ２・cosθ２によってそれぞれ表される。
【００５７】
前記摩擦力が組付角のずれを引き起こす力よりも大きい場合、駆動円筒５とロックプレート１４の間は、互いに相対回動不能に保持される。その場合、ロックプレートブッシュ１３と偏心円カム１２（センターシャフト７）もまた、駆動円筒５に対して相対回動不能に保持される。その結果、駆動回転体２とカムシャフト６は、外乱トルクの発生により、相対回動不能にロックされ、カムシャフト６と駆動回転体２（クランクシャフト）との間には、組付角のずれが発生しない。
【００５８】
Ｆ１・sinθ１＜μ・Ｆ１・cosθ１及びＦ２・sinθ２＜μ・Ｆ２・cosθ２の条件を満たす場合には、ロックプレート１４と駆動円筒５の摺動を妨げる局所的な摩擦力が組付角のずれを生じる力より大きくなるため、両者の間には、セルフロック作用が発生する。従って、θ１＜tan-1μ、θ２＜tan-1μを満たすように摩擦角θ１とθ２を設定した場合、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）とカムシャフト６との間には、外乱発生時にセルフロック機能が働くため、外乱による組付角のずれが発生することなく防止される。
【００５９】
尚、偏心円カム１２と保持溝１５の間に平面（２３，２４）を有するロックプレートブッシュ１３を介装した場合には、長面（１５ｃ、１５ｄ）との面接触により、セルフロック時に保持溝１５に発生する接触応力が少なくなる。しかし、セルフロック機能は、中心（Ｌ０，Ｌ１）を通る直線Ｌ２と長面（１５ｃ，１５ｄ）が略平行になるように直接偏心円カム１２を保持溝１５に保持させても機能するため、ロックプレートブッシュ１３を省略してもよい。
【００６０】
次に、図８によりエンジンの位相可変装置に関するセルフロック機構の第２実施例を説明する。第２実施例のセルフロック機構４１は、ロックプレートブッシュ４２及びロックプレート４３の形状が異なり、ばね部材４４（請求項４の付勢手段）を含む以外、第１実施例のセルフロック機構１１と共通の構成を有する。
【００６１】
具体的には、第２実施例のロックプレートブッシュ４２の形状は、平面（２３，２４）が設けられていないリング形状を有する他、第１実施例のロックプレートブッシュ１３と共通する。また、第２実施例のロックプレート４３は、ばね部材４４の取付用にスリット４７をスリット４６より大きく形成した他、実施例のロックプレート１４と形状が共通する。
【００６２】
リング状のロックプレートブッシュ４２は、円孔４２ａを介して偏心円カム１２に取り付けられる。また、円盤状のロックプレートブッシュ４２は、径方向に延びる略長方形状の保持溝４５を有する。また、ロックプレートブッシュ４２は、保持溝４５の短面（４５ａ、４５ｂ）からロックプレート４３の外周に向かって直線状に伸びる一対のスリット（４６，４７）によって等分割された一対の構成部材（４３ａ，４３ｂ）によって構成される。スリット４６は、第１実施例のロックプレート１４のスリット２５と同形状を有するが、スリット４７は、スリット４６より幅が大きいため、第１実施例のスリット２６と異なる。
【００６３】
また、スリット４７には、ばね部材４４が取り付けられる。ばね部材４４は、円弧状凸部４４ａの両端部に外側に屈曲する返し部（４４ｂ、４４ｃ）を設けた形状を有し、円弧状凸部４４ａの幅は、スリット４７の幅より大きく形成される。ばね部材４４は、円弧状凸部４４ａをスリット４７に嵌入し、返し部（４４ｂ、４４ｃ）に構成部材（４３ａ，４３ｂ）の外周面（４３ｃ、４３ｄ）を保持させることにより、スリット４７を幅方向に押し拡げるような付勢力を構成部材（４３ａ，４３ｂ）に与える。その結果、セルフロック機構４１においては、ロックプレート構成部材（４３ａ，４３ｂ）の外周面（４３ｃ、４３ｄ）と駆動円筒５の円筒部内周面２０ａとの間に形成される製造誤差等による間隙や、ロックプレートブッシュ４２と保持溝４５間に形成される間隙が小さくなり、セルフロック発生時の各部材のガタツキが低減されることによって、セルフロック時におけるロックプレート４３の円筒部２０への押圧力が向上するため、確実なセルフロック作用が発生する。
【００６４】
また、外乱トルクによって偏心円カム１２のカム中心Ｌ１から直線Ｌ３に沿って駆動円筒５の円筒部内周面２０ａに伝達される力（Ｆ１，Ｆ２）は、直線Ｌ３とロックプレートブッシュ４２の外周との交点（Ｐ５，Ｐ６）における線接触により、ロックプレートブッシュ４２からロックプレート構成部材（４３ａ、４３ｂ）にそれぞれ伝達され、更に直線Ｌ３と外周面（４３ｃ、４３ｄ）との交点（Ｐ７，Ｐ８）において、駆動円筒５の円筒部内周面２０ａに作用する。その際、交点（Ｐ７，Ｐ８）から接線方向に延びる線と、直線Ｌ３に直交する線との間に形成される第１実施例の（θ１、θ２）に相当する摩擦角を第１実施例と同様の範囲（θ１＜tan-1μ、θ２＜tan-1μ）に設定することにより、ロックプレート４３と駆動円筒５の円筒部２０間には、外乱トルクによるセルフロック機能が構築される。
【００６５】
尚、スリット４７を幅方向に押し拡げる付勢手段は、ばね部材４４を図８のように設ける他、図９（ａ）（ｂ）に示すものでもよい。即ち、図９（ａ）においては、スリット４７の外周端部にカムシャフト中心軸Ｌ０方向に向かって先すぼまり状に切り欠かれた切欠部（４７ａ、４７ｂ）を設け、切欠部（４７ａ、４７ｂ）に台形部材４８ａを配置している。台形部材４８ａは、外周側にばね部材４４に相当する形状のばね部材４８ｂの取り付け部４８ｃを有し、取り付けたばね部材４８ｂから中心軸Ｌ０に向かってＤ７方向の付勢力を受けて、切欠部（４７ａ、４７ｂ）の面に垂直な力を付与することで、スリット４７を押し拡げるものである。
【００６６】
また、図９（ｂ）においては、ロックプレート構成部材（４３ａ、４３ｂ）の外周に沿って、Ｃ字型の板ばね部材４９を配置することで、スリット４７を幅方向に押し拡げ、スリット４６の幅を狭める方向にロックプレート構成部材（４３ａ、４３ｂ）を付勢している。板ばね部材４９は、ロックプレート構成部材（４３ａ、４３ｂ）に対してＣ字の開口部がスリット４６に対応するよう配置される。また、板ばね部材４９は、例えば、図９（ｂ）の左側半分を構成部材４３ａに固定し、右半分を取り付けた構成部材４３ｂが構成部材４３ａに対して略Ｄ２方向の付勢トルクを受けるようにすればよい。ロックプレート構成部材（４３ａ、４３ｂ）の外周面（４３ｃ、４３ｄ）は、板ばね部材４９によって駆動円筒５の円筒部内周面２０ａに向けて付勢される。その結果、駆動円筒５の円筒部内周面２０ａとロックプレート４３の外周面（４３ｃ、４３ｄ）との間、及びロックプレートブッシュ５０と保持溝４５と間に形成される製造誤差等による間隙は、板ばね部材４９の付勢力によって小さくなり、ガタツキが低減されるため、確実なセルフロック作用が発生する。
【００６７】
また、ロックプレートブッシュは、図９（ｂ）の符号５０に示すように、直線Ｌ２の延長線上に配置されるスリット（５０ｃ，５０ｄ）で等分割したロックプレートブッシュ構成部材（５０ａ，５０ｂ）によって構成してもよい。ロックプレートブッシュを分割した場合には、更にロックプレートブッシュ５０の内周面５０ｅと偏心円カム１２の外周との間に形成される製造誤差等による間隙が小さくなるため、ガタツキが低減されて更に確実なセルフロック作用が発生する。図８，９に示すばね部材４４等の付勢手段を設けた場合には、その付勢力によって製造誤差によるガタつきを低減できるため、偏心円カム１２、ロックプレートブッシュ（４２，５０）、ロックプレート４３の寸法精度を緩和して安価に製造することが出来る。
【００６８】
また、ロックプレートは、図１０に示すように、保持溝５２からロックプレート５１の外周面５１ａに開口するスリット５３を一箇所にのみ設けた略Ｃ型に形成（符号５１）し、例えばロックプレート５１の左右方向（直線Ｌ３に沿った方向）の外径を円筒部２０の内周面２０ａの内径よりも若干大きくするなどして、内周面２０ａ（図１０の左右ｄ２、ｄ３方向）に常に力を付勢させるように組付けてもよい。その場合には、図８及び図９各図のようなばね部材を省略しつつ同じ効果を得る事が出来る。
【００６９】
次に、エンジンの位相可変装置に関するセルフロック機構の第３実施例を図１１によって説明する。第３実施例のセルフロック機構６１は、第２実施例のセルフロック機構４１からばね部材４４を省略し、ロックプレートブッシュ４２の形状を符号６２のものに変えた他、第２実施例のセルフロック機構４１と共通の構成を有する。
【００７０】
ロックプレートブッシュ６２は、左右に一対の平坦面（６２ａ、６２ｂ）を有し、平坦面（６２ａ、６２ｂ）から左右外側に突出する一対の段差部（６２ｃ，６２ｄ）に設けられた一対の平行な段差面（６３，６４）を有する。
【００７１】
ロックプレートブッシュ６２は、段差面（６３，６４）が、カムシャフト中心軸Ｌ０からカム中心Ｌ１方向に延びる直線Ｌ２と平行になるように、円孔６２ｅを介して偏心円カム１２に取り付けられる。一方、段差面（６３，６４）は、偏心円カム１２への取り付けによって、直線Ｌ２に対して左右対称かつカム中心Ｌ１より偏心した位置に配置されるよう形成される。即ち、段差面（６３，６４）は、直線Ｌ３と平坦面（６２ａ、６２ｂ）の交点（Ｃ１，Ｃ２）から更に偏心した方向（Ｌ０からＬ１へ向かうｄ１方向）の領域において、平坦面（６２ａ、６２ｂ）から左右外側に突設した位置に設けられる。また、平面６３，６４の中央を結ぶ直線Ｌ７は、直線Ｌ３と略平行であり、カム中心Ｌ１よりもカムシャフト中心軸Ｌ０から偏心した交点Ｃ３において直線Ｌ２に直交する。段差面（６３，６４）は、それぞれ保持溝４５の長面（４５ａ，４５ｂ）によって保持される。
【００７２】
偏心円カム１２がＤ２またはＤ１方向の外乱トルクを受けると、保持溝４５の長面（４５ａ、４５ｂ）は、偏心円カム１２のカム中心Ｌ１より偏心した位置で面接触する段差面（６３，６４）を介して直線Ｌ７に沿った左右外向きの力（Ｆ３，Ｆ４）を受ける。更に力（Ｆ３，Ｆ４）は、直線Ｌ７とロックプレート構成部材（４３ａ，４３ｂ）の外周面（４３ｃ、４３ｄ）との交点（Ｐ９，Ｐ１０）において、ロックプレート４３から駆動円筒５の円筒部内周面２０ａに伝達され、ロックプレート４３と駆動円筒５の円筒部２０間に作用する。その際、交点（Ｐ９，Ｐ１０）から接線方向に延びる線と、直線Ｌ７に直交する線との間に形成される第１実施例の（θ１、θ２）に相当する摩擦角を第１実施例と同様の範囲（θ１＜tan-1μ、θ２＜tan-1μ）に設定することにより、ロックプレート４３と駆動円筒５の円筒部２０間には、外乱トルクによるセルフロック機能が構築される。
【００７３】
尚、段差面（６３，６４）と保持溝４５との間には、製造誤差等による微少隙間が発生する。第３実施例のように偏心円カム１２のカム中心軸Ｌ１よりも偏心した位置で保持溝４５に接触するよう設けられた段差面（６３，６４）は、第１実施例のような段差の無い平面（２３，２４）が保持溝１５に保持される場合に比べて微少隙間によるガタつきが少なくなる。即ち、微少隙間が有る状態で外乱トルクが発生すると、平面は、保持面に接触するまで中心軸Ｌ０周りに移動するが、カム中心Ｌ１より偏心位置にある段差面（６３，６４）が保持溝４５に接触する点と回転中心までの距離は、段差の無い平面（２３，２４）が保持溝１５に接触する点と回転中心までの距離に比べて長いため、同じ隙間量であったとしても、隙間量による組付角度の振れ量を小さくする事が出来る。その結果、ばね部材４４をスリット４７から取り除いても、ガタつきを低減させることにより、外乱発生時におけるロックプレート４３の円筒部２０への押圧力を向上させて、セルフロック機能を確実にすることが出来る。
【符号の説明】
【００７４】
１              エンジンの位相可変装置
２              駆動回転体
３              第１制御回転体（請求項１の制御回転体）
６              カムシャフト
９              回動操作力付与手段
１０            組付角変更機構
１１            セルフロック機構
１２            偏心円カム
１３            ロックプレートブッシュ
１４            ロックプレート
１４ａ、１４ｂ  ロックプレート構成部材
１５            保持溝
１６            連結機構
２０            円筒部
２３、２４      一対の平面
２５，２６      一対のスリット
２７            連結部材
２８            制御回転体の連結孔
２９            ロックプレートの連結孔
４４            付勢手段（ばね部材）
５０            ロックプレートブッシュ
５１            Ｃ字型ロックプレート
５３            スリット
６３，６４      段差面
Ｌ０            カムシャフト中心軸
Ｌ１            偏心円カムのカム中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005616440.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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