(57)【要約】【課題】  内燃機関用カム軸位相可変装置において、エンジン始動時にカム軸に作用する変動トルクを利用してカム軸の位相を中間的な位置に自力で復帰させロックすることができ、且つ、実用性と量産性の高い構造を提供する。【解決手段】  カム軸と共に回転する第１の回転体と、第１の回転体に対して同軸上にかつ位相角を可変に設けられスプロケット１と共に回転する第２の回転体６と、前記位相角を固定する固定機構とを備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、固定機構は楔形状部が形成された楔部材１６を有し、第１の回転体と第２の回転体とは楔部材と当接する当接面１６ｄ，１６ｃを有し、第１の回転体と第２の回転体とのうち少なくともいずれか一方の当接面を、回転中心からのこの当接面に作用する荷重の作用線までの距離が、回転中心からこの当接面上における荷重の作用点までの距離よりも小さくなるように形成した。【選択図】  図４
2008069676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプロケットと共に回転する第１の回転体と、第１の回転体に対して同軸上にかつ位相角を可変に設けられカム軸と共に回転する第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体との位相角を固定する固定機構とを備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記固定機構は、楔形状部が形成された楔部材を有し、
第１の回転体と第２の回転体とは、前記楔部材と当接する当接面を有し、
第１の回転体と第２の回転体とのうち少なくともいずれか一方の当接面を、第１の回転体及び第２の回転体の回転軸方向に対して傾斜させると共に、回転中心からのこの当接面に作用する荷重の作用線までの距離が、回転中心からこの当接面上における前記荷重の作用点までの距離よりも小さくなるように形成したことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記当接面は第１の回転体及び第２の回転体の回転中心からの放射方向に対して傾斜して設けられることにより、回転中心から前記作用線までの距離が回転中心から前記作用点までの距離よりも小さくなることを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項３】
スプロケットと共に回転する第１の回転体と、第１の回転体に対して同軸上にかつ位相角を可変に設けられカム軸と共に回転する第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体との位相角を固定する固定機構とを備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記固定機構は、楔形状部が形成された楔部材を有し、
第１の回転体と第２の回転体とは、前記楔部材と当接する受部を有し、
第１の回転体と第２の回転体の前記受部のそれぞれに、前記楔部材の挿入方向に相互の間隔が狭くなる当接面を有し、
前記当接面のうち少なくともいずれか一方の当接面は、第１の回転体及び第２の回転体の回転軸方向に対して傾斜しており、かつ第１の回転体及び第２の回転体の回転中心からの放射方向に対して傾斜していることを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記固定機構は、前記楔部材を前記当接面への挿入方向に付勢する弾性部材と、前記楔部材を前記当接面からの抜き方向に油圧力を発生する油圧機構とを有することを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項５】
請求項３に記載の内燃機関用カム軸位相可変装置において、
第１の回転体は所定の半径を有する内周面を有し、
第２の回転体は所定の半径を有する外周面を有し、
第１の回転体と第２の回転体とは、前記内周面と前記外周面とが対向するように配置されており、
第１の回転体の前記受部は、前記内周面より径が大きくなる側に設けられ、
第２の回転体の前記受部は、前記外周面より径が小さくなる側に設けられたことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関用カム軸位相可変装置において、
第１の回転体と第２の回転体とは、第１の回転体と第２の回転体とに設けられた前記当接面の対と楔形状部とによって位相角を制限される方向に対して逆の方向に位相角を制限する第２の当接面の対を有し、第２の当接面の対は中間部材を介して当接することにより位相角を制限し、第２の当接面の対の一方に、それらが制限する位相角の調整範囲を拡大する段部を有することを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記当接面を前記楔部材の挿入方向に対して１１度以下の角度を付けて形成したことを特徴とする内燃機関用カム軸位相可変装置。
【請求項８】
第１回転部材と第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材とを有し、第１回転部材と第２回転部材との相対的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
第１回転部材から第２回転部材への動力伝達経路における駆動側の部材に装置全体の回転方向を向いた駆動部材進角面を形成し、
前記動力伝達経路における従動側の部材に装置全体の回転方向と逆方向を向いた従動部材遅角面を形成し、
駆動部材進角面と従動部材遅角面の一方を半径方向に対して軸直角断面内で内周側を向くように傾斜させると共に、他方を軸直角断面内で外周側を向くように傾斜させ、
第１回転部材に対して第２回転部材が遅角方向に位相角を変化させることで駆動部材進角面と従動部材遅角面とに挟まれる楔部材と、前記楔部材を第１回転部材及び第２回転部材の回転軸方向の一方に付勢する付勢手段と前記回転軸方向の他方に移動させる駆動手段とを設け、
各軸直角断面における駆動部材進角面と従動部材遅角面との距離が付勢手段による付勢方向の断面であるほど小さくしたことを特徴とする位相可変装置。
【請求項９】
請求項８に記載の位相可変装置において、所定の半径を有する円筒面の内と外の一方に前記駆動部材進角面と、他方に前記従動部材遅角面を配置したことを特徴とする位相可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２つの回転部材間の位相角を制御する装置に係わり、特にクランクシャフトによりカムシャフトを介して駆動される給気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変とする内燃機関用可変バルブタイミング機構（Valve Timing Controller 、以下、ＶＴＣと称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組み付けられる弁開閉用の回転軸（カムシャフト）と、この回転軸に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクシャフトからの回転動力が伝達される回転伝達部材（ボディ）と、回転軸に径方向に延在して設けられ回転伝達部材に形成された複数個の凹部内に配設された複数個のベーンと、回転軸と回転伝達部材との間に形成されベーンによって進角用室（進角用油圧室）と遅角用室（遅角用油圧室）とに二分される流体圧室と、進角用室に流体を給排する第１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、回転軸と回転伝達部材との相対位相が所定の位相であるときに回転軸と回転伝達部材との相対位相を保持する位相保持機構(ロック機構又は固定機構)とを備えた弁開閉時期制御装置（ＶＴＣ）が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、位相保持機構として、回転伝達部材に、回転軸の径方向外方に延びる規制部と、この規制部の径方向外端から径方向に拡開して延在する扇形状の案内部とを有する係止溝を形成し、規制部に嵌入されることで回転伝達部材と回転軸の相対位相を保持可能な係止部を有する係止部材と、係止部材を回転軸の径方向内方に向けて付勢する付勢手段とを備えた構成が記載されている。
【０００４】
この弁開閉時期制御装置では、上記構成を備えることにより、ベーンにより遅角用室の容積が最小とされる最大進角状態における回転軸と回転伝達部材の相対位相とベーンにより進角用室の容積が最小とされる最大遅角状態における回転軸と回転伝達部材の相対位相との間の中間的な相対位相であって、内燃機関が始動可能な弁開閉時期にあるときの相対位相時に係止部材の係止部が係止溝の規制部に嵌入されるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３４３８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１を含めた従来技術において、油圧ＶＴＣで最大進角状態と最大遅角状態との中間で相対位相を保持するロック機構を実現するためにブレークスルーしなければならない技術課題として、（１）ロック位置までの駆動力に関する課題、（２）変動トルクの存在に関する課題、が挙げられる。
（１）ロック位置までの駆動力について説明すると、エンジン始動時にロック位置でロックされている必要があり、前回のエンジン停止時から停止中およびクランキング中の期間に、前回エンジンが停止したときのＶＴＣ位相からロック位置まで位相が変換（シフト）されていなければならない。上記の期間はＶＴＣの本来の駆動力（油圧駆動では油圧，電磁駆動では電磁力）が得られないので、バネ力や摩擦抵抗などにより自力でロック位置に向かう駆動力を確保しなければならない。
【０００７】
さらに、相対位相を中間位置でロックする場合には、前回のエンジン停止時のＶＴＣ位相によっては自力でロック位置へ復帰する際の位相変換方向が遅角方向だけでなく進角方向の場合も有りうる。カムシャフトにはバルブスプリングからの反力で変動トルクが作用しているが、その平均値はその軸受けやカム面における摩擦抵抗により常に遅角方向の値を持っている。ロック位置への復帰方向が遅角方向への一方向であればこの摩擦抵抗トルクに期待ができるが、遅角方向に加えて進角方向の場合の駆動力としては十分でない。両方向に位相変換するための駆動力を確保することが新たに必要とされる。
（２）変動トルクの存在について説明する。相対位相を中間位置でロックするためには自力でロック位置に復帰するため、遅角方向に加えて進角方向への駆動力も必要であるが単に両方向の自力駆動力を発生するだけで良ければ、力の方向の異なる２つのバネを組み合わせれば良い。しかし、カムシャフトにバルブスプリングからの反力による変動トルクが作用していることが課題を複雑にしている。自力で復帰する位置は２つのバネ力（正確にはそのバネ力が発生するトルク）以外にカムシャフトに作用する変動トルクも含めたトータルモーメントの釣合いで決まるので、釣合い位置は必ず変動することとなる。
【０００８】
また、カムシャフトに作用するトルク変動は、ＶＴＣ位相をロックする手段としてロックピンを組み込む方式とした場合に、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を小さくし過ぎると両者が嵌合し難くなり、さらに、ロックピンと穴の嵌め合い隙間を大きくし過ぎるとガタにより打音，損傷等が発生しやすくなるという課題を生じる。
【０００９】
ロックピンおよび嵌合穴をテーパ状に形成すると、上述の嵌合し難いという課題は一見解決できそうであるが、部品寸法と組み立てにおける誤差からピン軸と穴軸とは所詮完全には一致させ得ない（特に、径方向のずれはゼロにできない）ので打音の課題は残ることとなる。また、テーパ状とすることでロックピンを解除する方向の分力が発生し、ロック機能の信頼性を損なうという新たな課題も懸念される。
【００１０】
特許文献１に記載された弁開閉時期制御装置では、進角方向と遅角方向の両方向から最大進角状態と最大遅角状態との中間に存在するロック位置(以下、中間ロック位置という)へ自動復帰させる構成について十分な配慮が成されているとは言えない。特許文献１では、半径方向に付勢される係止部材が中間ロック位置に復帰する際の案内となる扇形状の案内部の係止部材の移動方向に対する傾斜角が大きいので、トルク変動が作用したときに中間ロック位置から遠ざかる方向に動かされ易い。係止部がトルク変動によって中間ロック位置から遠ざかる方向に動かされるのを防ぐためには、係止部材を回転軸の径方向内方に向けて付勢する付勢手段の付勢力を大きくすればよいが、付勢力を大きくすると係止部と案内部の摩擦力が大きくなって係止部材の移動が滑らかに行われにくくなるなど、その他の課題が生じてくる。
【００１１】
本発明の目的は、中間ロック位置への自動復帰を確実に行えるロック機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関用カム軸位相可変装置は、スプロケットと共に回転する第１の回転体と、第１の回転体に対して同軸上にかつ位相角を可変に設けられカム軸と共に回転する第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体との位相角を固定する固定機構とを備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記固定機構は、楔形状部が形成された楔部材を有し、
第１の回転体と第２の回転体とは、前記楔部材と当接する当接面を有し、
第１の回転体と第２の回転体とのうち少なくともいずれか一方の当接面を、第１の回転体及び第２の回転体の回転軸方向に対して傾斜させると共に、回転中心からのこの当接面に作用する荷重の作用線までの距離が、回転中心からこの当接面上における前記荷重の作用点までの距離よりも小さくなるように形成したものである。
【００１３】
このとき、前記当接面は第１の回転体及び第２の回転体の回転中心からの放射方向に対して傾斜して設けられることにより、回転中心から前記作用線までの距離が回転中心から前記作用点までの距離よりも小さくなるようにするとよい。
【００１４】
また第１の回転体と第２の回転体とは、第１の回転体と第２の回転体とに設けられた前記当接面の対と楔形状部とによって位相角を制限される方向に対して逆の方向に位相角を制限する第２の当接面の対を有し、第２の当接面の対は中間部材を介して当接することにより位相角を制限し、第２の当接面の対の一方に、それらが制限する位相角の調整範囲を拡大する段部を有するとよい。
【００１５】
また前記当接面を前記楔部材の挿入方向に対して１１度以下の角度を付けて形成するとよい。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の内燃機関用カム軸位相可変装置は、スプロケットと共に回転する第１の回転体と、第１の回転体に対して同軸上にかつ位相角を可変に設けられカム軸と共に回転する第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体との位相角を固定する固定機構とを備えた内燃機関用カム軸位相可変装置において、
前記固定機構は、楔形状部が形成された楔部材を有し、
第１の回転体と第２の回転体とは、前記楔部材と当接する受部を有し、
第１の回転体と第２の回転体の前記受部のそれぞれに、前記楔部材の挿入方向に相互の間隔が狭くなる当接面を有し、
前記当接面のうち少なくともいずれか一方の当接面は、第１の回転体及び第２の回転体の回転軸方向に対して傾斜しており、かつ第１の回転体及び第２の回転体の回転中心からの放射方向に対して傾斜しているものである。
【００１７】
このとき、前記固定機構は、前記楔部材を前記当接面への挿入方向に付勢する弾性部材と、前記楔部材を前記当接面からの抜き方向に油圧力を発生する油圧機構とを有するとよい。
【００１８】
また、第１の回転体は所定の半径を有する内周面を有し、第２の回転体は所定の半径を有する外周面を有し、第１の回転体と第２の回転体とは、前記内周面と前記外周面とが対向するように配置されており、第１の回転体の前記受部は、前記内周面より径が大きくなる側に設けられ、第２の回転体の前記受部は、前記外周面より径が小さくなる側に設けられるとよい。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の位相可変装置は、第１回転部材と第１回転部材を介して回転駆動される第２回転部材とを有し、第１回転部材と第２回転部材との相対的な回転方向位置である位相角を制御する位相可変装置において、
第１回転部材から第２回転部材への動力伝達経路における駆動側の部材に装置全体の回転方向を向いた駆動部材進角面を形成し、
前記動力伝達経路における従動側の部材に装置全体の回転方向と逆方向を向いた従動部材遅角面を形成し、
駆動部材進角面と従動部材遅角面の一方を半径方向に対して軸直角断面内で内周側を向くように傾斜させると共に、他方を軸直角断面内で外周側を向くように傾斜させ、
第１回転部材に対して第２回転部材が遅角方向に位相角を変化させることで駆動部材進角面と従動部材遅角面とに挟まれる楔部材と、前記楔部材を第１回転部材及び第２回転部材の回転軸方向の一方に付勢する付勢手段と前記回転軸方向の他方に移動させる駆動手段とを設け、
各軸直角断面における駆動部材進角面と従動部材遅角面との距離が付勢手段による付勢方向の断面であるほど小さくしたものである。
【００２０】
このとき、所定の半径を有する円筒面の内と外の一方に前記駆動部材進角面と、他方に前記従動部材遅角面を配置するとよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、楔部材と当接する傾斜面から楔部材に対して付与されるトルク変動に基づく押し戻し力が小さくなり、中間ロック位置への自動復帰を確実に行えるロック機構を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る実施例においては、以下の構成を備えている。
【００２３】
内燃機関用の可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）に適用した場合の一例を説明する。
【００２４】
内燃機関（以下、単にエンジンという）のクランク軸によりこれと同期して回転駆動される第１回転部材と、第１回転部材を介して回転駆動されカム軸と一体に連結された第２回転部材とを設けている。
【００２５】
従って、ＶＴＣにおいて、第１回転部材は駆動部材となり、第２回転部材は従動部材となる。次に、第１回転部材に対して装置全体の回転方向を向いた駆動部材進角面を固定し、第２回転部材に対して装置全体の回転方向と逆方向を向いた従動部材遅角面を固定し、所定の半径を有する円筒面の内と外の一方に駆動部材進角面、他方に従動部材遅角面を配し、更に第１回転部材に対して第２回転部材が遅角方向に位相角を変化させることで駆動部材進角面と従動部材遅角面に挟まれる楔部材を設けている。
【００２６】
また、第１回転部材に対して装置全体の回転方向と逆方向を向いた駆動部材遅角面を固定し、第２回転部材に装置全体の回転方向を向いた従動部材進角面を固定し、駆動部材遅角面と従動部材進角面とを中間部材を介して当接させることにより第１回転部材に対する第２回転部材の進角方向の位相変化を制限する規制部を形成している。
【００２７】
また、楔部材および中間部材を一方の軸方向に移動させようとするバネ力などを利用した付勢手段と逆の軸方向に移動させる油圧ピストンなどによる駆動手段とを設けている。
【００２８】
さらに、駆動部材進角面と従動部材遅角面は軸に直角な断面におけるそれらの間の距離が付勢手段による付勢方向の断面ほど小さくなるよう形成してあり、これらの面とそれぞれ当接する楔部材の楔部材遅角面と楔部材進角面も、それら同士の距離が付勢手段による付勢方向の断面ほど小さくなるよう形成してある。また、中間部材を介して当接する駆動部材遅角面と従動部材進角面の間の軸に直角な断面における距離は、駆動手段による駆動方向の断面における距離が付勢手段による付勢方向の断面における距離よりもより大きく形成してある。
【００２９】
なお、本発明を適用したＶＴＣには、上記の構成とは別に、エンジン始動後の通常の制御状態において第１回転部材と第２回転部材との位相を変化させるための位相変換機構も組み込まれているものとする。
【００３０】
この結果、位相変換機構が機能せず楔部材および中間部材が付勢手段により一方の軸方向に移動しようとしているエンジン停止時あるいは再始動時のクランキング中において、以下に説明する原理によりどの位置からでも位相変換範囲の中間位置にあるロック位置に向かう駆動力を発生し、所定の中間ロック位置に自動復帰させて位相を固定する事が出来る。
【００３１】
上記の未だ中間ロック状態にない状態では、楔部材が駆動部材進角面と従動部材遅角面とに挟まれて遅角方向の位相変換が規制された状態と、駆動部材遅角面と従動部材進角面とが中間部材を介して当接し進角方向の位相変換が規制された状態とが同時には実現されていないため、第１回転部材（スプロケットと一体化）と第２回転部材（カムシャフトと一体化）は互いに相対回転して位相変換する事が可能である。
【００３２】
この時、カムシャフトには摩擦抵抗によって平均的には必ず正の値のトルク（カムシャフトの回転を遅らせようとする遅角方向のトルク）が作用しているので、第１回転部材に対して第２回転部材は必ず遅角方向へ位相変換を行う。これによって楔部材は駆動部材進角面と従動部材遅角面に挟まれて遅角方向の位相変換が規制される状態となる。カムシャフトにはバルブスプリングからの反力により正負の範囲にわたって変化する変動トルクが作用しており、上記の楔部材には平均的な遅角方向トルクよりさらに大きな遅角方向トルクのピーク値が作用するが、そのピークトルクが作用しても次の理由によって楔部材が付勢手段により移動しようとしていた方向と逆方向に押し戻されることはない。
【００３３】
楔部材と駆動部材進角面の接触部から楔部材と従動部材遅角面の接触部までの距離は前記付勢手段の付勢方向に向かって減少する構成になっているが、ここではその割合を十分小さくしてあるので遅角方向トルクによって楔部材に作用する接触力に比べてその反付勢方向分力（楔部材を押し戻そうとする力）は十分小さくすることが出来る。一方、楔部材に作用する摩擦抵抗（楔部材が押し戻されるのを防止する力）は概ね上記の接触力に比例して大きくなり得るので、結局、摩擦抵抗により反付勢方向分力が打ち消されるためである。
【００３４】
カムシャフトから正負の範囲にわたって変化する変動トルクが作用するので、次の瞬間には第１回転部材に対して第２回転部材が負のトルクによって進角方向に位相変換しようとする。上記の通り中間ロック状態にないこの段階では未だ進角方向への位相変換が可能であるので、楔部材は挟まれた状態から解放されて駆動部材進角面と従動部材遅角面との間の接触力が消滅する。この結果、楔部材は摩擦抵抗に阻害されることなくバネ力などを利用した付勢手段によって一方の軸方向に移動することになる。楔部材が上記軸方向に移動することは駆動部材進角面と従動部材遅角面との距離が広がることを意味しており、駆動部材進角面の固定された第１回転部材に対して従動部材遅角面の固定された第２回転部材が進角方向に自動的に位相変換していく。
【００３５】
第１回転部材と第２回転部材との間には中間部材を介した進角方向位相変化の規制部が形成されているので、前記した進角方向への自動的な位相変換はこの規制部まで継続して終了する。この時点で、楔部材が駆動部材進角面と従動部材遅角面に挟まれて遅角方向の位相変換が規制された状態と、駆動部材遅角面と従動部材進角面とが中間部材を介して当接し進角方向の位相変換が規制された状態とが同時に実現し、第１回転部材と第２回転部材とがどちらの方向にも相対回転できないロック状態が実現する。
【００３６】
このロック状態となった後に初爆をさせてエンジンが始動し、給油ポンプから十分な油圧が供給されるようになると、油圧ピストンなどを用いた駆動手段が作動し楔部材と中間部材を逆の軸方向に駆動する。楔部材がこの軸方向へ移動すると駆動部材進角面と従動部材遅角面の少なくとも一方との間に隙間が発生し、第２回転部材が第１回転部材に対して遅角方向に位相変換できるようになる。また、中間部材がこの軸方向へ移動しても駆動部材遅角面と従動部材進角面の少なくとも一方との間に隙間が発生し、第２回転部材が第１回転部材に対して進角方向に位相変換できるようになる。すなわち、上記のロック位置が、可変バルブタイミング機構ＶＴＣにおける位相変換領域の中の中間位置である事がわかる。このようにしてロック状態が解除されると、本発明部分とは別に組み込まれている従来の位相変換機構を用いた通常状態での位相変換制御が可能となる。
【００３７】
以上の説明において、構造的には、駆動部材進角面及び従動部材遅角面は本質的にそれぞれ進角方向及び遅角方向を指向する面であり、駆動部材遅角面及び従動部材進角面は本質的にそれぞれ遅角方向側及び進角方向側を指向する面である。一方、駆動部材進角面と従動部材遅角面とは第１回転部材に対する第２回転部材の遅角方向への位相変換を規制する面であり、駆動部材遅角面と従動部材進角面とはそれぞれ第１回転部材に対する第２回転部材の進角方向への位相変換を規制する面である。従って、機能的に見れば、駆動部材進角面及び従動部材遅角面はそれぞれ第１回転部材（駆動部材）に形成された遅角方向位相変換規制面及び第２回転部材（従動部材）に形成された遅角方向位相変換規制面である。また、駆動部材遅角面と従動部材進角面はそれぞれ第１回転部材（駆動部材）に形成された進角方向位相変換規制面及び第２回転部材（従動部材）に形成された進角方向位相変換規制面である。
【００３８】
尚、以下で説明する実施例においては、楔部材と中間部材とは一つの部材で構成している。
【実施例１】
【００３９】
以下、本発明の実施例１である中間位置ロック機能を有する内燃機関用カム軸位相可変装置を図１ないし図８により説明する。図１は本実施例の中間位置ロック解除状態での側断面図であり図２におけるＡ−Ａ断面を示している。図２は図１におけるＢ−Ｂ断面による横断面図である。図３は本実施例の中間位置ロック状態での側断面図であり図４におけるＣ−Ｃ断面を示している。図４は図３におけるＤ−Ｄ断面による横断面図である。図５は図２または図４における円周Ｃ断面などを平面上に展開したものであり中間位置ロックの作動説明図である。図６は実施例１における中間位置ロックの作動説明図で、遅角側から進角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図である。図７は実施例１における中間位置ロックの作動説明図で、進角側から遅角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図である。図８は中間位置ロックの解除油圧室への油圧経路図である。図９，図１０，図１１はそれぞれ本実施例の解除ピストン，アダプタ，楔部材の形状説明図である。
【００４０】
図１ないし図７において、第１の回転部材を構成するスプロケット１はその外周の歯部１ａに噛み合う歯付きベルト（図示せず）を介し１／２に減速されてエンジンのクランク軸により回転駆動される。スプロケット１にはボディ２とフロントプレート３が組み立てボルト４により固定され一体化されている。従って本実施例では、第１の回転部材はスプロケット１，ボディ２及びフロントプレート３を含んで構成されている。カムシャフト５には第２の回転部材であるベーン６がセンターボルト７により固定されている。図２および図４に示すようにボディ２とベーン６の間には遅角用油圧室８と進角用油圧室９が３対形成されており、軸方行の両端開口部をスプロケット１とフロントプレート３に閉塞され、アペックスシール１０により半径方向隙間をシールされて密閉空間となっている。
【００４１】
図１および図２に示した中間位置ロック解除状態では、スプロケット１，ボディ２，解除ピストン１１などに囲まれた解除油圧室１２に図８に示す油圧経路を経由してエンジンによって駆動された給油ポンプ（図示せず）から油圧が導入されており、解除ピストン
１１がロックバネ１３の力に逆らってフロント側（図１の左方向）に最大限押し出された状態である。解除ピストン１１はフロントプレート３に当接することでフロント側への最大変位を規制されている。また、ボディ２に固定されたピン１４がその溝部１１ａに挿入されており、解除ピストン１１がボディ２の内部で軸周りに勝手に回転するのを防止している。解除ピストン１１にはアダプタ１５が固定されており、その一部が楔部材１６の溝部１６ａに嵌合されており楔部材１６もフロント側に押し出されている。アダプタ１５は圧入ピン１７によって解除ピストン１１に固定されている。
【００４２】
解除油圧室１２に至る上記油圧経路を、図８を用いて説明する。油圧はまずカムシャフト５の周囲に一点鎖線で表示されたカムシャフト軸受けの油圧供給孔から、カムシャフト５の外周に形成された油圧溝の１つである解除油圧溝５ａに供給される。他の２つの油圧溝は遅角用油圧室８および進角用油圧室９に油圧を供給するための溝であるが、その後の経路は従来技術と同じでありここでは説明を省略する。解除油圧溝５ａに供給された油圧は第１給油孔５ｂ，第２給油孔５ｃ，第３給油孔５ｄを経由して、スプロケット１の回転を支持するカムシャフト５の外周円筒面に至る。第３給油孔５ｄの開口部に対応するスプロケット１の内周円筒面には、カッターで三日月状の形状をした溝部１ｃが形成されている。溝部１ｃは円周方向に十分な長さを有しており、スプロケット１とカムシャフト５とが位相角の制御範囲で相対回転しても常に第３給油孔５ｄとの連通は保たれる。溝部１ｃからは、第４給油孔１ｄ，第５給油孔１ｅを経由して解除油圧室１２に油圧が供給される。なお、第４給油孔１ｄの外周部への開口はプラグ１８によって塞がれている。
【００４３】
ボディ２に形成されている３個所の円筒内周面部の一つには駆動部材進角面２ａと駆動部材遅角面２ｂが形成されており、この内側に対向するベーン６中央部の円筒外周面部には従動部材遅角面６ａと従動部材進角面６ｂが形成されている。駆動部材進角面２ａと駆動部材遅角面２ｂは図４に示されるように半径方向に対して内周側に傾斜しており、更に図５ないし図７に示される様にエンジン側の軸方向に向かって相互の間隔が減少するように傾斜した形状をしている。すなわち、駆動部材進角面２ａは上記軸方向に向かって進角方向に傾斜しており、駆動部材遅角面２ｂは上記軸方向に向かって遅角方向に傾斜している。特に、駆動部材遅角面２ｂがボディ２の軸方向エンジン側の一部のみに形成されているのに対して、駆動部材進角面２ａは軸方向フロント側により長く形成されている。駆動部材遅角面２ｂのフロント側にはステップ部２ｃに続く別の遅角逃げ面２ｄが形成され、これによって、遅角逃げ面２ｄと駆動部材進角面２ａとの円周方向距離が駆動部材遅角面２ｂと駆動部材進角面２ａとの円周方向距離よりもステップ的に大きくなるように形成されている。一方、従動部材遅角面６ａと従動部材進角面６ｂは断面内では半径方向に対して外周側を向くように傾斜しているが、それぞれ図２と図４に示された形状を比較しても分かる通り、軸方向には変化のないストレートな形状である。
【００４４】
実施例１における楔部材１６は、第１回転部材であるボディ２と第２回転部材であるベーン６との遅角方向位相変化を規制する楔部材と、進角方向位相変化を規制する中間部材、の両方の機能を兼ねた部材となっている。このため、楔部材１６を規制部材１６と呼んでも良い。楔部材１６には、楔部材進角面に相当する内周側進角面１６ｃ，楔部材遅角面に相当する外周側遅角面１６ｄ，中間部材進角面に相当する外周側進角面１６ｅ及び中間部材遅角面に相当する内周側遅角面１６ｂが形成されている。ここにおいて、進角面及び遅角面はそれぞれ本質的に進角方向側及び遅角方向側を指向する面を表現している。外周側遅角面１６ｄ及び内周側進角面１６ｃは機能的にはそれぞれ駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面６ａと当接して遅角方向への位相変換を規制する遅角方向位相変換規制面を構成する。内周側遅角面１６ｂ及び外周側進角面１６ｅは機能的にはそれぞれ従動部材進角面６ｂ及び駆動部材遅角面２ｂと当接して進角方向への位相変換を規制する進角方向位相変換規制面を構成する。
【００４５】
中間部材遅角面に相当する内周側遅角面１６ｂと楔部材進角面に相当する内周側進角面１６ｃは、それぞれ従動部材遅角面６ａと従動部材進角面６ｂに常時拘束されており、楔部材１６は常にベーン６と共に円周方向に移動する。楔部材遅角面に相当する外周側遅角面１６ｄと中間部材進角面に相当する外周側進角面１６ｅは、図５（ａ）に示す中間位置ロック解除状態で楔部材１６がフロント側に押し出されることで、それぞれ駆動部材進角面２ａと遅角逃げ面２ｄに対向するようになり、少なくとも一方の対向面との間に円周方向の隙間を有している。したがって、この隙間の大きさに対応した位相角だけボディ２とベーン６とが位相変換できる。図５（ａ）はボディ２とベーン６の位相が中間ロック位相のままでロックを解除された状態であるが、楔部材１６の遅角方向の隙間Ｌ１は図５(ｂ)の中間位置ロック状態における楔部材１６が図５（ａ）の楔部材１６の位置まで軸方向に移動した距離Ｌと、駆動部材進角面２ａの図５における傾斜角θ１のタンジェントの積になる。駆動部材遅角面２ｂと遅角逃げ面２ｄの図５における傾斜角が共にθ２で等しい場合、楔部材１６の進角方向の隙間Ｌ２は、上記の楔部材１６の移動距離Ｌと傾斜角θ２のタンジェントの積とステップ部２ｃの円周方向長さの和になる。すなわちステップ部２ｃの円周方向長さを大きくすることで、実施例１のＶＴＣでは中間位置ロック位置より遅角側の位相制御範囲に比べて進角側の位相制御範囲を大きく設定している。
【００４６】
ボディ２とベーン６は遅角用油圧室８に昇圧された油を導入してその容積を増大させつつ進角用油圧室９の油を排出してその容積を減少させることで遅角方向（カムシャフトの回転位相が遅れる方向）に位相変換をさせ、逆に、進角用油圧室９の容積を増大させつつ遅角用油圧室８の容積を減少させることで進角方向(カムシャフトの回転位相が進む方向)に位相変換させる事ができ、これらで従来の油圧を用いたベーン式の位相変換機構が形成されている。解除ピストン１１を図１または図５（ａ）のように中間位置ロック解除位置に保持しておけば、位相変換機構によってＶＴＣの位相制御を行う事が出来る。
【００４７】
図３および図４に示した中間位置ロック状態では、解除油圧室１２の油圧が導入されておらず、解除ピストン１１がロックバネ１３の力によってエンジン側（図１の右方向）に最大限押し込まれた状態である。この実施例１では一緒に軸方向に移動する楔部材１６がボディ２およびベーン６と楔係合することで解除ピストン１１はエンジン側への最大変位を規制されている。この時、楔部材１６は周囲の駆動部材進角面２ａ，駆動部材遅角面
２ｂ，従動部材遅角面６ａ，従動部材進角面６ｂのいずれとも密着しており、ボディ２とベーン６は駆動部材進角面２ａと従動部材遅角面６ａによって楔部材１６が挟まれることによって遅角方向への位相変換を規制され、駆動部材遅角面２ｂと従動部材進角面６ｂによっても中間部材の機能を兼ねる楔部材１６が挟まれることによって進角方向への位相変換が規制される。すなわち、第１回転部材であるボディ２と第２回転部材であるベーン６とはロックされた状態になる。なお実施例１においては、スプロケット１において楔部材１６の先端が近接してくる部分に逃げ部１ｂが形成されており、解除ピストン１１がエンジン側への最大変位した時に楔部材１６が周囲と確実に密着し、変動トルクに対するガタ付きが起こりにくい構造となっている。
【００４８】
図６の（ａ）から（ｄ）までの各図は、ＶＴＣを中間ロック位置より遅角側で運転している状態でエンジンが停止した時に、エンジン停止過程や次の始動時のクランキング中に自力で所定の中間ロック位置まで位相変換してロック状態になる過程の一例を示したものである。図６（ａ）はエンジン運転中に楔部材１６が溝部１６ａに解除ピストン１１からの油圧力を受けて図の下方向に移動することで中間ロック機構が解除され、且つ、ＶＴＣとして中間ロック位置より遅角側に位相制御されている状態である。エンジン停止に伴い解除ピストン１１に供給されていた油圧が無くなると、位相はそのままであっても楔部材１６は図６（ｂ）のようにロックバネ１３の力を受けて図の上方（エンジン側）に移動する。この軸方向移動によって楔部材１６は図６（ｂ）のように駆動部材進角面２ａと従動部材遅角面６ａによって挟まれた状態となる。なお、図中のハッチング部は面同士が接触している部分を表示している。その結果、ボディ２から楔部材１６を介してベーン６に回転力が伝達され、カムシャフト５が回転を始めバルブスプリング（図示せず）からの反力による変動トルクが上記の動力伝達部に作用する。この変動トルクは正負の領域に亘って変化するトルクである。その中のベーン６を遅角方向に位相変換させようとする正のトルクが作用して駆動部材進角面２ａからの反力が楔部材１６を押し戻そうとするが、駆動部材進角面２ａの軸方向に対する傾斜角が小さいためにその軸方向の分力成分は小さく摩擦抵抗によって阻止され、楔部材１６が図中の下方に押し戻されることはない。上記の軸方向分力成分が小さくなる理由を更に詳しく解説する。楔部材１６が押し戻されるのに抵抗する摩擦力の大きさは駆動部材進角面２ａからの反力（接触力）に比例する。駆動部材進角面２ａからの反力は駆動部材進角面２ａにほぼ垂直に作用し、駆動部材進角面２ａが図４に示されるように半径方向に対して傾斜しているため、半径方向成分とこれに直角な方向の成分に分けられる。後者のみが図６上に面内力として表示される。その方向は図６上の駆動部材進角面２ａの傾斜線に直角な方向である。楔部材１６を軸方向に押し戻そうとする軸方向力はこの面内力の軸方向分力として作用する。すなわち、まず駆動部材進角面２ａが図４に示されるように半径方向に対して内周側に傾斜していることが駆動部材進角面２ａからの反力に対する上記の面内力の比率を小さくしており、更に図６上で駆動部材進角面２ａの軸方向に対する傾斜角が小さいことが上記の面内力に対する軸方向分力の比率を小さくしている。言い換えると図６における前記傾斜角が極端に小さくなくても、図４の半径方向に対する傾斜を持たせることで、楔部材１６を押し戻す軸方向力を摩擦抵抗に比べて小さくでき、変動トルクにより楔部材１６が図中の下方に押し戻されることを阻止することが出来る。図６における前記傾斜角が極端に小さくなくても良いということは、楔部材１６の限定された軸方向移動距離Ｌに対して図５（ａ）における遅角方向の隙間Ｌ１をより大きくで確保できるということであり、中間ロック位置から遅角側への制御領域を広く確保するのに役立つ。
【００４９】
一方、ベーン６を進角方向に位相変換させようとする負のトルクが作用すると、楔部材１６を挟み込む力が消滅して上記の摩擦抵抗がなくなり、楔部材１６はロックバネ１３の力によって図６（ｃ）のようにさらに図中の上方に移動する。その際、楔部材１６およびベーン６は進角方向に位相変換をしている。この進角方向への位相変換が進行すると、楔部材１６は最終的に図６（ｄ）のように中間部材として駆動部材遅角面２ｂと従動部材進角面６ｂにも挟まれたロック状態となる。すなわち、カムシャフト５に作用する変動トルクを利用することで中間ロック位置に向かって進角方向に自動復帰し、ロック状態とすることが可能である。
【００５０】
図７の（ａ）から（ｅ）までの各図は、ＶＴＣを中間ロック位置より進角側で運転している状態でエンジンが停止した時に、エンジン停止過程や次の始動時のクランキング中に自力で所定の中間ロック位置まで位相変換してロック状態になる過程の一例を示したものである。図７（ａ）はエンジン運転中に楔部材１６が溝部１６ａに解除ピストン１１からの油圧力を受けて図の下方向に移動することで中間ロック機構が解除され、且つ、ＶＴＣとして中間ロック位置より進角側に位相制御されている状態である。エンジン停止に伴い解除ピストン１１に供給されていた油圧が無くなると、位相はそのままであっても楔部材１６は図７（ｂ）のようにロックバネ１３の力を受けて図の上方（エンジン側）に移動する。この軸方向移動によって楔部材１６は図７（ｂ）のようにその先端部がボディ２のステップ部２ｃに当接して停止する。エンジン始動時のクランキングが始まると、クランクシャフトにより駆動されてスプロケット１およびボディ２は回転を始めるが、楔部材１６が駆動部材進角面２ａと従動部材遅角面６ａによって挟まれた状態とならないとベーン６から駆動力を伝達されず静止したままである。つまり、楔部材１６が駆動部材進角面２ａに接触するまでは必然的に楔部材１６はボディ２に対して遅角方向に位相変換を行う。この遅角方向の位相変換の過程では、まず図７（ｃ）までのように楔部材１６は軸方向に移動せず先端部がボディ２のステップ部２ｃに沿った状態で遅角方向(中間ロック位置方向)への位相変換を行う。次に、遅角方向への位相変換が進行して楔部材１６の先端部がステップ部２ｃの範囲を通り過ぎると、楔部材１６はロックバネ１３の力によって軸方向への移動を行い、図７（ｄ）のように楔部材１６と駆動部材遅角面２ｂが接触した状態となる。図７（ｄ）において楔部材１６は依然として遅角方向に位相変換しようとしているので、上記の接触力はロックバネ１３によって楔部材１６が押し込まれるのを阻止するだけの摩擦抵抗を発生することが出来ず、遅角方向の位相変換はさらに進行する。最終的に図７（ｅ）のロック状態となり、中間ロック位置に向かって遅角方向に自動復帰したことになる。
【００５１】
以上のように実施例１では、遅角側からも進角側からも中間ロック位置に向かって自動復帰されてロックすることが可能である。また、ロック時に楔部材１６周囲の接触面のガタを排除することができ、ボディ２にステップ部２ｃが形成してある事により中間位置ロック解除状態での位相変換の制御範囲を拡大することが出来る。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明の実施例２である中間位置ロック機能を有する内燃機関用カム軸位相可変装置を図１２ないし図１７により説明する。図１２は本実施例の中間位置ロック状態での側断面図であり、図１３におけるＦ−Ｆ断面を示している。図１３は図１２におけるＧ−Ｇ断面による横断面図である。図１４，図１５は本実施例の中間位置ロックの作動説明図で、ベーンの円筒面部を平面上に展開し、それぞれ遅角側から進角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図と進角側から遅角方向に向かう中間位置への復帰過程を説明した図である。図１６，図１７はそれぞれ本実施例の構成部品である楔部材，解除ピストンの形状説明図である。
【００５３】
実施例２においては、スプロケット１９，ボディ２０，フロントプレート２１，ベーン２２，解除ピストン２３，解除油圧室２４，楔部材２５の形状が実施例１のそれに対して変更されており、スペーサ２６が新たに追加されている。
【００５４】
実施例２のボディ２０に形成された駆動部材進角面２０ａと駆動部材遅角面２０ｂは、いずれも軸方向傾斜のないストレートな面である。楔部材２５の外周側遅角面２５ａと外周側進角面２５ｂも軸方向にストレートであり、それぞれボディ２０の駆動部材進角面
２０ａと駆動部材遅角面２０ｂに拘束されている。すなわち実施例２では楔部材２５はボディ２０と一緒に回転し相対回転はない。実施例１においては、ボディ２に内蔵された解除ピストン１１と楔部材１６との間の円周方向変位がアダプタ１５を介することで可能になっていたが、実施例２ではこの必要がなく、解除ピストン２３と楔部材２５とはピン
２７によって直接結合され、軸方向に一体で移動する構成になっている。またこの構成によって、解除ピストン２３がボディ２０の内部で回転するのを規制することができるので、実施例１における解除ピストンの溝部１１ａやピン１４は必要ない。この結果、図９と図１７を比較すると分かるように、実施例２の解除ピストン２３は突起部の少ないよりシンプルな形状になっている。
【００５５】
実施例２では一方で、図１４および図１５に示すようにベーン２２に形成された従動部材遅角面２２ａに軸方向の傾斜が形成されている。しかし、従動部材進角面２２ｂ，進角逃げ面２２ｄは軸方向にストレートな形状としている。つまり実施例２では、実施例１と違って軸方向の傾斜を有する面をベーン２２のほうに形成しているが、その傾斜面は一箇所のみで最小限の数になっている。
【００５６】
上記のベーン２２の各壁面に当接する楔部材２５の内周側進角面２５ｃには従動部材遅角面２２ａに対応させて軸方向の傾斜が形成されているが、内周側遅角面２５ｄは軸方向にストレートな面である。結局、楔部材２５においても軸方向に傾斜した面は内周側進角面２５ｃの一箇所のみになっている。
【００５７】
「進角面」及び「遅角面」の構造的な定義の仕方は実施例１と同様であり、これらの面を実施例１と同様に機能的な「規制面」として定義することもできる。楔部材２５を実施例１と同様に楔部材と中間部材とに分けると、外周側遅角面２５ａと内周側進角面２５ｃとがそれぞれ楔部材遅角面と楔部材進角面とに対応し、外周側進角面２５ｂと内周側遅角面２５ｄとがそれぞれ中間部材進角面と中間部材遅角面とに対応する。
【００５８】
なお、これまでの説明およびこれからの説明において「軸方向に傾斜した面」として表現されている面は、あくまでも円筒面を平面上に展開した後の形状を想定した便宜的な表現であり、実際には螺旋状の曲面であることは言うまでもない。また各壁面は、軸直角断面内においては半径方向に対して内周方向あるいは外周方向に傾斜しているが、これは実施例１と同様に変動トルクにより楔部材２５が図中の下方に押し戻されることを阻止しつつ、すなわち、進角方向への自力復帰性を確保しつつ、中間ロック位置から遅角側への制御領域を広く確保するのに役立っている。
【００５９】
実施例２では、解除ピストン２３を収納するボディ２０ボア部のスプロケット１９側の端部に段差部２０ｃが形成されており、この段差部２０ｃにスペーサ２６が組み込まれている。図１２の中間位置ロック状態では、解除ピストン２３がロックバネ１３に付勢されてスペーサ２６を介してスプロケット１９の端面に当接して停止している。この時、楔部材２５は解除ピストン２３に連動して停止しているので、その先端部が楔係合して停止している訳ではない。中間位置ロック状態において楔部材２５と周囲の壁面との間には理論上隙間が存在することになるが、スペーサ２６の厚みを選定して解除ピストン２３および楔部材２５の軸方向停止位置を調整し、楔部材２５と周囲の壁面との隙間をガタつきが問題にならない微小な値に調整することが可能である。一方、楔部材２５は周囲の壁面と同時には密着せず、楔の食込み現象の心配がなくなるので、中間位置ロック状態を解除しようとする際に楔部材２５を付勢力と反対方向に確実に駆動することができる。
【００６０】
図１４の（ａ）から（ｄ）までの各図は、実施例２のＶＴＣを中間ロック位置より遅角側で運転している状態でエンジンが停止した時に、エンジン停止過程や次の始動時のクランキング中に自力で所定の中間ロック位置まで位相変換してロック状態になる過程の一例を示したものである。図１４（ａ）はエンジン運転中に楔部材２５がピン２７を介して解除ピストン２３からの油圧力を受けて図の下方向に移動することで中間ロック機構が解除され、且つ、ＶＴＣとして中間ロック位置より遅角側に位相制御されている状態である。エンジン停止に伴い解除ピストン２３に供給されていた油圧が無くなると、位相はそのままであっても楔部材２５は図１４（ｂ）のようにロックバネ１３の力を受けて図の上方
（エンジン側）に移動する。この軸方向移動によって楔部材２５は図１４（ｂ）のように駆動部材進角面２０ａと従動部材遅角面２２ａによって挟まれた状態となる。なお、図中のハッチング部は面同士が接触している部分を表示している。その結果、ボディ２０から楔部材２５を介してベーン２２に回転力が伝達され、カムシャフト５が回転を始めバルブスプリング（図示せず）からの反力による変動トルクが上記の動力伝達部に作用する。この変動トルクの中の正トルクが作用しても、楔部材２５の内周側進角面２５ｃと従動部材遅角面２２ａに軸方向の傾斜が小さく形成されているので、実施例１と同じ理由で楔部材
２５が図中の下方に押し戻されることはない。ベーン２２を進角方向に位相変換させようとする負のトルクが作用すると摩擦抵抗がなくなり、楔部材２５はロックバネ１３の力によって図１４（ｃ）のように進角方向に位相変換をしながらさらに図中の上方に移動する。最終的には図１４（ｄ）のように中間部材として駆動部材遅角面２０ｂと従動部材進角面２２ｂにも挟まれたロック状態となる。なお、実施例２においては、解除ピストン２３がスペーサ２６を介してスプロケット１９に当接して止まるので、図１４（ｄ）において楔部材２５は厳密には周囲の壁面と同時に密着して楔係合している訳でなく微小な隙間を持って拘束されている。図中のハッチング部はその拘束面もここでは実質的な接触部と解釈して表示したものである。実施例２においても、カムシャフト５に作用する変動トルクを利用することで中間ロック位置に向かって進角方向に自動復帰し、ロック状態とすることが可能である。
【００６１】
図１５の（ａ）から（ｅ）までの各図は、実施例２のＶＴＣを中間ロック位置より進角側で運転している状態でエンジンが停止した時に、エンジン停止過程や次の始動時のクランキング中に自力で所定の中間ロック位置まで位相変換してロック状態になる過程の一例を示したものである。図１５（ａ）はエンジン運転中に楔部材２５が油圧により図の下方向に移動することで中間ロック機構が解除され、且つ、ＶＴＣとして中間ロック位置より進角側に位相制御されている状態である。エンジン停止に伴い上記の油圧が無くなると、位相はそのままであっても楔部材２５は図１５（ｂ）のようにロックバネ１３の力を受けて図の上方（エンジン側）に移動する。この軸方向移動によって楔部材２５は図１５(ｂ)のようにその先端部がベーン２２のステップ部２２ｃに当接して停止する。エンジン始動時のクランキングが始まると、クランクシャフトにより駆動されてスプロケット１９およびボディ２０は回転を始めるが、楔部材２５が駆動部材進角面２０ａと従動部材遅角面
２２ａによって挟まれた状態とならないとベーン２２は駆動力を伝達されず静止したままである。つまり、従動部材遅角面２２ａに接触するまでは必然的に楔部材２５はボディ
２０と共にベーン２２に対して遅角方向に位相変換を行う。この遅角方向の位相変換の過程では楔部材２５は軸方向に移動せず先端部がステップ部２２ｃに沿った状態で遅角方向への位相変換を行う。次に、楔部材２５の先端部がステップ部２２ｃの範囲を通り過ぎると、楔部材２５は遅角方向への位相変換と同時にロックバネ１３の力によって軸方向への移動も開始し、図１５（ｃ）のように従動部材進角面２２ｂと従動部材遅角面２２ａの間にある程度入り込んで駆動部材進角面２０ａと従動部材遅角面２２ａによって挟まれた状態となる。ここから先は図１４における（ｃ）から（ｄ）の過程と全く同じで、最終的に、中間部材の機能も兼ねた楔部材２５が駆動部材遅角面２０ｂと従動部材進角面２２ｂにも挟まれ中間位置ロック状態となる。つまり、中間ロック位置に向かって遅角方向にも自動復帰できたことになる。このことから、楔部材２５を進角方向位相変化の規制部における中間部材としてみた時、その規制部における各接触面には軸方向の傾斜が必要でないことが分かる。
【００６２】
実施例１及び２では、以下の特徴を有する。
【００６３】
第１の回転体であるボディ２，２０と第２の回転体であるベーン６，２２に、楔部材
１６，２５と当接する受部を形成している。この受部は、ボディ２，２０側では駆動部材進角面２ａ，２０ａと駆動部材遅角面２ｂ，２０ｂとによって構成され、ベーン６，２２側では従動部材遅角面６ａ，２２ａと従動部材進角面６ｂ，２２ｂとによって構成される。ボディ２，２０側の受部の駆動部材進角面２ａ，２０ａとベーン６，２２側の受部の従動部材遅角面６ａ，２２ａとは、楔部材１６，２５の楔形状部と当接するように楔部材
１６，２５の挿入方向に相互の間隔が狭くなる２つの当接面を構成している。これらの当接面のうち少なくともいずれか一方の当接面を、第１の回転体及び第２の回転体の回転軸方向（挿入方向）に対して傾斜させ、かつ第１の回転体及び第２の回転体の回転中心からの放射方向に対して傾斜させる。実施例１（図３）においては駆動部材進角面２ａを回転軸方向及び放射方向に対して傾斜させ、実施例２（図１３）においては従動部材遅角面
２２ａを回転軸方向及び放射方向に対して傾斜させている。駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面２２ａが受ける荷重の作用線、又は楔部材１６，２５が駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面２２ａから受ける力の作用線は、駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面２２ａにほぼ垂直となる。上記のように、駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面22ａを回転軸方向及び放射方向に対して傾斜させたことにより、第１の回転体及び第２の回転体の回転中心から荷重又は力の作用線までの距離は、第１の回転体及び第２の回転体の回転中心から荷重又は力の作用点までの距離に対して小さくなる。これにより、楔部材１６，２５が駆動部材進角面２ａ及び従動部材遅角面２２ａから受ける力を小さくすることができ、楔部材１６，２５を抜き方向に押し戻す力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１であるカム軸位相可変装置の中間位置ロック解除状態での側断面図で、図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図２】実施例１であるカム軸位相可変装置の中間位置ロック解除状態での横断面図で、図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【図３】実施例１であるカム軸位相可変装置の中間位相ロック状態での側断面図で、図４におけるＣ−Ｃ断面図。
【図４】実施例１であるカム軸位相可変装置の中間位相ロック状態での横断面図で、図３におけるＤ−Ｄ断面図。
【図５】実施例１における中間位置ロックの作動説明図で、図２または図４における円周Ｅ断面の展開図。
【図６】実施例１における中間位置ロックの作動説明図で、遅角側から進角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図。
【図７】実施例１における中間位置ロックの作動説明図で、進角側から遅角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図。
【図８】中間位置ロックの解除油圧室への油圧経路図。
【図９】実施例１における解除ピストンの形状説明図。
【図１０】実施例１におけるアダプタの形状説明図。
【図１１】実施例１における楔部材の形状説明図。
【図１２】実施例２であるカム軸位相可変装置の中間位置ロック状態での側断面図で、図１３におけるＦ−Ｆ断面図。
【図１３】実施例２であるカム軸位相可変装置の中間位置ロック状態での横断面図で、図１２におけるＧ−Ｇ断面図。
【図１４】実施例２における中間位置ロックの作動説明図で、遅角側から進角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図。
【図１５】実施例２における中間位置ロックの作動説明図で、進角側から遅角方向に向かう中間位置への復帰過程説明図。
【図１６】実施例２における楔部材の形状説明図。
【図１７】実施例２における解除ピストンの形状説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１，１９…スプロケット、１ａ，１９ａ…歯部、１ｂ，１９ｂ…逃げ部、１ｃ，１１ａ，１６ａ…溝部、１ｄ…第４給油孔、１ｅ…第５給油孔、２，２０…ボディ、２ａ，２０ａ…駆動部材進角面、２ｂ，２０ｂ…駆動部材遅角面、２ｃ，２２ｃ…ステップ部、２ｄ…遅角逃げ面、３，２１…フロントプレート、４…ボルト、５…カムシャフト、５ａ…解除油圧溝、５ｂ…第１給油孔、５ｃ…第２給油孔、５ｄ…第３給油孔、６，２２…ベーン、６ａ，２２ａ…従動部材遅角面、６ｂ，２２ｂ…従動部材進角面、７…センターボルト、８…遅角用油圧室、９…進角用油圧室、１０…アペックスシール、１１，２３…解除ピストン、１２，２４…解除油圧室、１３…ロックバネ、１４，２７…ピン、１５…アダプタ、１６，２５…楔部材、１６ｂ，２５ｄ…内周側遅角面、１６ｃ，２５ｃ…内周側進角面、１６ｄ，２５ａ…外周側遅角面、１６ｅ，２５ｂ…外周側進角面、１７…圧入ピン、１８…プラグ、２０ｃ…段差部、２２ｄ…進角逃げ面、２６…スペーサ。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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