(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材とを磁力による保持力で一体回転可能に接続する回転伝動部材の継手装置であって、
上記駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記駆動側部材と非駆動側部材との少なくともいずれか一方側に設けるとともに、
上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、
上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記他方側の部材における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電することを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記永久磁石の磁力を、上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束密度が飽和密度近くになるように設定したことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記他方側の部材を鉄系材料で構成するとともに、その磁束方向における断面積を小さく設定したことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記他方側の部材を軟鉄としたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記駆動側部材と非駆動側部材のうち径方向外側に位置する部材に上記永久磁石が、径方向内側に位置する部材よりもさらに径方向内側に上記励磁コイルが、それぞれ配置されていることを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項６】
請求項１において、
上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束と上記励磁コイルの磁束とが共に通る部位と上記永久磁石との中間にエアギャップが形成されていることを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記エアギャップの上記永久磁石軸方向における幅寸法を、該永久磁石の軸方向寸法よりも小さく設定したことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
上記エアギャップ内に、非磁性物質を充填したことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項９】
請求項１において、
上記永久磁石が備えられた上記一方側の部材が接する回転部材の該永久磁石に近い表面層を非磁性層とするとともに内部層を磁性層としたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１０】
請求項６または７において、
上記他方側の部材における上記永久磁石と対向する部位に補助永久磁石を備えるとともに、
該補助永久磁石の着磁方向を上記永久磁石の着磁方向と同方向としたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１１】
請求項１において、
上記他方側の部材と上記励磁コイルとのエアギャップ部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受を配置したことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１２】
請求項５において、
上記他方側の部材に、該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１３】
同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材とを磁力による保持力で一体回転可能に接続する回転伝動部材の継手装置であって、
上記駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記駆動側部材と非駆動側部材との少なくともいずれか一方側に設けるとともに、
上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、
さらに上記他方側の部材に該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１４】
同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、
上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれが一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、
上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、
上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記他方側の部材における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電し、
さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えたことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【請求項１５】
同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、
上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれか一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、
上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、上記他方側の部材を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、
さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えたことを特徴とする可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回転伝動部材の継手装置および該装置を使用した可変バルブタイミング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転駆動される駆動側部材から非駆動側部材へ断続的に回転力を伝達する場合の方法として、機械式のクラッチ機構とか、電磁石を用いた電磁クラッチ等が知られている。ところが、これら各クラッチ機構はいずれも摩擦材の接触・非接触によってトルク伝達の有無をコントロールするものであるため、長時間使用の後には摩擦材の摩耗とか摩擦係数の変化など、信頼性という面において問題が多かった。
【０００３】
かかる問題を解決するひとつの方法として、永久磁石の磁気吸引力を利用して非接触状態でトルク伝達を行う継手装置が知られている。この永久磁石を利用した継手装置は、接触機構をもたないため、長時間の使用の後においても性能劣化が少なく信頼性という点において優れるものである。そして、この永久磁石を利用した継手装置においては、上記永久磁石の磁気吸引力による駆動側部材と非駆動側部材との一体連結の保持状態を解除するに際しては、保持解除用の励磁コイルを備え、該励磁コイルに通電してその磁力により上記永久磁石の保持力を減少させるようになっている。
【０００４】
また、かかる永久磁石を利用した継手装置をエンジンの可変バルブタイミング装置に適用することも考えられるが、この場合には、上記駆動側部材と非駆動側部材との回転位相変更時の駆動手段として一般に電磁ブレーキが適用され、該電磁ブレーキによって駆動側部材に制動力をかけるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記永久磁石による駆動側部材と非駆動側部材との一体連結の保持力は、これら両部材の対向部位にそれぞれ形成され所定のギャップをもって対向する凸極を通してこれら両部材のいずれか一方側に配置した上記永久磁石により生成される磁束が他方側の部材へ流入し各凸極同士が対向した回転位置においてここを通過する磁束の密度が高くなることで得られるものである。従って、保持状態の解除時において上記保持力を減少させるには、上記凸極を介して上記駆動側部材と非駆動側部材の間に跨がって流れる永久磁石の磁束密度を下げることが必要となる。
【０００６】
この場合、この永久磁石の磁束密度を下げる方法のひとつとして、励磁コイルの磁束と永久磁石の磁束とが共に通る部位における励磁コイルの磁束方向を上記永久磁石の磁束方向と逆方向に設定し、該励磁コイルの磁束を永久磁石の磁束を打ち消す方向に作用させて上記両部材間を通る永久磁石の磁束密度を下げる方法が考えられる。
【０００７】
ところが、このように励磁コイルを、永久磁石の磁束密度を下げる方向に作用させる場合、以下に述べるような理由により、上記励磁コイルに極めて大きな起磁力（アンペアターン：ＡＴ）が要求され、その結果、励磁コイルの巻数が多くなり装置のコンパクト化が阻害され、また大電流の通電により消費電力が多くなるとかスイッチあるいは電線等の大容量化が必要になり、延いてはコストアップを招来する等の問題があった。
【０００８】
即ち、永久磁石は、所定の保持力を確保する必要上、元々強力な磁力をもつものが採用されているため、この永久磁石の磁力に打ち勝ってその磁束を打ち消すためには励磁コイルに非常に大きな起磁力が必要となるものである（図１３の曲線Ｌ1を参照）。
【０００９】
また、励磁コイルの磁力はその磁束経路における透磁率の大きさに左右され、磁束経路中に透磁率が極めて低いエアギャップが存在する場合にはこのエアギャップ部分において磁力が減衰されるので、所要の磁力を得るためにはこの減衰分を考慮してさらに高い電流を励磁コイルに流す必要がある。従って、継手装置の設計に際しては、励磁コイルの磁束経路中におけるエアギャップの数をできるだけ少なくするように構造上において十分に配慮することが必要となる。
【００１０】
そこで本願発明は、永久磁石による保持状態を解除させるに必要な励磁コイルの起磁力を可及的に小さくすることで装置のコンパクト化あるいはコストダウンを図り得るようにした継手装置及びかかる継手装置を使用した可変バルブタイミング装置を提案することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【本願発明の技術的背景】
本願発明者らは、永久磁石による保持力を低減させるための励磁コイルの必要起磁力をより小さく抑えるための手段を検討する過程において、「磁気飽和」という現象に着目した。
【００１２】
即ち、磁界内に鉄心等の強磁性体を入れた場合、図１２に曲線Ｌで示すように、鉄心内の磁束密度が磁界が強くなるに従って増大変化するが、磁界がある強さに達すると、磁界の増大変化に拘わらず磁束密度がほとんど変化しない状態となる。このように、磁界の増大変化に拘わらず磁束密度がほとんど変化しない状態を「磁気飽和」という。この「磁気飽和」領域においては、飽和磁束密度以上の磁束は存在できず鉄心から迫り出される。
【００１３】
だとすれば、永久磁石の磁束が流入している部分に対して励磁コイルによって磁束をかけてその部分の磁束密度を飽和させると、該励磁コイルの磁束によって次第に上記永久磁石の磁束が磁束経路から迫り出されることになる。従って、例えば、非駆動側部材に永久磁石を配置し、駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がって流れる永久磁石の磁束によってこれらを一体回転可能に保持する構成の場合、励磁コイルの磁束によって飽和磁束密度状態となり、上記永久磁石の磁束が上記駆動側部材側から迫り出され、これら両者間に跨がって流れる上記永久磁石の磁束密度が低減されることで、該永久磁石による保持作用が容易に解除されることになる。
【００１４】
この場合、上記励磁コイルは、上記駆動側部材における磁束経路中の磁束密度を飽和させるに足りる磁束が生成できればよく、例えば従来のように永久磁石の磁束を打ち消すような磁束を生成する必要がある場合に比して、より小さな起磁力で良いことになる。さらに、この場合において、上記永久磁石の磁束密度を飽和磁束密度の近くに設定しておけば、この上にさらに励磁コイルにより磁束がかけられると、直ぐに飽和磁束密度に達し、永久磁石の磁束密度が磁束経路から迅速に迫り出されることになる。
【００１５】
これらの結果、図１３に曲線Ｌ2で示すように、上記励磁コイルの起磁力が小さい段階で上記永久磁石の保持力が急速に低下し、直線Ｌ3で示す保持解除の目標保持力を下回り、保持状態が解除されることになる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
以上の如き知見に基づき、本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１７】
本願の第１の発明では、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材とを磁力による保持力で一体回転可能に接続する回転伝動部材の継手装置であって、
上記駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記駆動側部材と非駆動側部材との少なくともいずれか一方側に設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記他方側の部材における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電することを特徴としている。
【００１８】
本願の第２の発明では、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記永久磁石の磁力を、上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束密度が飽和密度近くになるように設定したことを特徴としている。
【００１９】
本願の第３の発明では、上記第２の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材を鉄系材料で構成するとともに、その磁束方向における断面積を小さく設定したことを特徴としている。
【００２０】
本願の第４の発明では、上記第３の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材を軟鉄としたことを特徴としている。
【００２１】
本願の第５の発明では、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と非駆動側部材のうち径方向外側に位置する部材に上記永久磁石を、径方向内側に位置する部材よりもさらに径方向内側に上記励磁コイルを、それぞれ配置したことを特徴としている。
【００２２】
本願の第６の発明では、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束と上記励磁コイルの磁束とが共に通る部位と上記永久磁石との中間にエアギャップを形成したことを特徴としている。
【００２３】
本願の第７の発明では、上記第６の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記エアギャップの上記永久磁石軸方向における幅寸法を、該永久磁石の軸方向寸法よりも小さく設定したことを特徴としている。
【００２４】
本願の第８の発明では、上記第６又は第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記エアギャップ内に、非磁性物質を充填したことを特徴としている。
【００２５】
本願の第９の発明では、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記永久磁石が備えられた上記一方側の部材が接する回転部材の該永久磁石に近い表面層を非磁性層とするとともに内部層を磁性層としたことを特徴としている。
【００２６】
本願の第１０の発明では、上記第６又は第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材における上記永久磁石と対向する部位に補助永久磁石を備えるとともに、該補助永久磁石の着磁方向を上記永久磁石の着磁方向と同方向としたことを特徴としている。
【００２７】
本願の第１１の発明では、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材と上記励磁コイルとのエアギャップ部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受を配置したことを特徴としている。
【００２８】
本願の第１２の発明では、上記第５の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材に、該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けたことを特徴としている。
【００２９】
本願の第１３の発明では、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材とを磁力による保持力で一体回転可能に接続する回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記駆動側部材と非駆動側部材との少なくともいずれか一方側に設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、さらに上記他方側の部材に該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けたことを特徴としている。
【００３０】
本願の第１４の発明にかかる可変バルブタイミング装置では、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれが一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記他方側の部材における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電し、さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えたことを特徴としている。
【００３１】
本願の第１５の発明にかかる可変バルブタイミング装置では、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれが一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えたことを特徴としている。
【００３２】
【発明の効果】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００３３】
（イ）  本願の第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記駆動側部材と非駆動側部材との少なくともいずれか一方側に設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記他方側の部材における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電するようにしているので、上記他方側の部材においては、上記永久磁石の磁束に加えて、上記励磁コイルの磁束が流入し、その部分の磁束密度が飽和磁束密度に達することで上記永久磁石の磁束は上記励磁コイルの磁束によって次第に該永久磁石側に迫り出され、該永久磁石が備えられた上記一方側の部材からこれが備えられていない上記他方側の部材に流入する上記永久磁石の磁束が低減され、該永久磁石の磁束による上記駆動側部材と非駆動側部材との間の保持力が低下し、結果的に、これらの保持状態が解除されることになる。
【００３４】
この場合、上記励磁コイルの磁束によって上記永久磁石の磁束を上記他方側の部材から迫り出して該永久磁石による磁束を低下させるものであるため、例えば従来のように永久磁石の磁束方向と逆方向に励磁コイルの磁束を生成させて該永久磁石の磁束を打ち消す場合に比して、該励磁コイルの必要起磁力が小さくて良いことになる。また、上記励磁コイルが上記他方側の部材を挟んで上記永久磁石と反対側に配置されていることから、該励磁コイルから上記他方側の部材に至る磁束経路中においては該励磁コイルと上記他方側の部材との間にエアギャップが一つだけ存在する状態であり、該励磁コイルの磁束が上記エアギャップにより減衰される度合いが少なく、それだけ上記励磁コイルの必要起磁力を低く抑えることができる。
【００３５】
このように保持解除のための励磁コイルの起磁力を低く抑えることができる結果、該励磁コイルにおけるコイルの巻数を少なくしてそのコンパクト化が図れるとともに、該励磁コイルに通電する電流値を低く設定できることでスイッチあるいは電線等の電気部品の小容量化が促進されそれだけコストダウンが図れる、等の効果が奏せられるものである。
【００３６】
（ロ）  本願の第２の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記永久磁石の磁力を、上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束密度が飽和密度近くになるように設定しているので、上記励磁コイルの励磁により生成される磁束により即座に磁束密度が飽和状態に達して上記永久磁石の磁束が迫り出されることとなり、上記励磁コイルによる保持解除の応答性が高められる。
【００３７】
（ハ）  本願の第３の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第２の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材を鉄系材料で構成するとともに、その磁束方向における断面積を小さく設定しているので、該鉄系材料はより弱い磁界のもとで飽和磁束密度に達するという性状を有していること、及び磁束密度は磁束方向における断面積が小さい程高くなることからして、上記励磁コイルの磁束による上記永久磁石の磁束の迫り出し、即ち、永久磁石の保持力の低下が、上記励磁コイルの起磁力がより低い段階で達成されることになり、それだけ上記（イ）に記載の効果がさらに顕著となるものである。
【００３８】
（ニ）  本願の第４の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第３の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材を、鉄系材料のうちでも、その磁束密度が飽和状態に達する磁界の強さが最も低い部類に属する軟鉄としているので、上記（ハ）に記載の効果がさらに顕著となるものである。
【００３９】
（ホ）  本願の第５の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と非駆動側部材のうち径方向外側に位置する部材に上記永久磁石を、径方向内側に位置する部材よりもさらに径方向内側に上記励磁コイルを、それぞれ配置しているので、該励磁コイルのコイル径は、例えばこれを径方向外側に位置する部材よりもさらにその径方向外側に配置する場合に比して、可及的に小さくなる。この結果、例えば励磁コイルのコイル長さを同じとした場合には、励磁コイルの径が小さくなる分だけコイル巻数を増やすことができ、それだけ同じ起磁力を得るに必要な励磁電流を低くすることができることになる。
【００４０】
また、保持力を発生する上記駆動側部材と非駆動側部材との間のエアギャップの径（即ち、保持力を規定するモーメントアームの長さ）が、例えば励磁コイルを径方向外側に位置する部材よりもさらにその径方向外側に配置する場合に比して、大きくなり、この結果、永久磁石の必要保持力を同じとした場合には上記モーメントアームが大きくなる分だけ上記エアギャップ部分の凸極における磁気吸引力小さく設定することができる。従って、この磁気吸引力が小さい分だけ、これを低減させるための上記励磁コイルの必要起磁力を小さく抑えることができるものである。
【００４１】
（ヘ）  本願の第６の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材における上記永久磁石の磁束と上記励磁コイルの磁束とが共に通る部位と上記永久磁石との中間にエアギャップを形成しているので、上記永久磁石からの磁束は上記エアギャップの透磁率が極めて低いことから該エアギャップを通ってショートサーキットすることなく上記他方側の部材へ容易に流入することとなり、該他方側の部材における上記永久磁石の磁束密度が確保され、また励磁コイル側の磁束も上記エアギャップの存在により上記永久磁石側に流入することなく上記他方側の部材へスムーズに流入し該他方側の部材における励磁コイルの磁束密度が良好に維持される。従って、上記励磁コイルを励磁しての保持解除時には、上記他方側の部材での磁束密度の飽和が容易且つ確実となり、結果的に励磁コイルのより小さな起磁力での保持解除が確保されることになる。
【００４２】
（ト）  本願の第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第６の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記エアギャップの上記永久磁石軸方向における幅寸法を、該永久磁石の軸方向寸法よりも小さく設定しているので、上記エアギャップの幅寸法が小さい分だけ該エアギャップ部分の透磁率が増大する。この結果、保持解除時において上記他方側の部材に流入していた上記永久磁石の磁束が該部材から永久磁石側に迫り出される場合、上記エアギャップの幅寸法が大きい場合に比して、上記磁束が上記エアギャップ部分に流入すること、即ち、上記他方側の部材からの迫り出しが容易となり、それだけ保持解除時における上記励磁コイルの起磁力を低く抑えることが可能となるものである。
【００４３】
（チ）  本願の第８の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第６又は第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記エアギャップ内に、非磁性物質を充填しているので、上記非磁性物質により上記エアギャップ内に磁性体が付着して該エアギャップ部分の透磁率が大きくなり過ぎること（即ち、エアギャップ部分の磁気抵抗が小さくなり過ぎること）が防止される。従って、上記励磁コイルの磁束の上記エアギャップ側への流入が可及的に阻止され、上記他方側の部材における磁束密度の減少が抑制される（換言すれば、上記励磁コイルの磁束が上記他方側の部材における磁束飽和に有効に利用される）。この結果、上記エアギャップ側への磁束流入が無い分だけ上記励磁コイルの必要起磁力を小さく抑えることができるものである。
【００４４】
（リ）  本願の第９の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記永久磁石が備えられた上記一方側の部材が接する回転部材の該永久磁石に近い表面層を非磁性層とするとともに内部層を磁性層としているので、例えば上記回転部材の全体を非磁性層とする場合に比して、保持解除時に上記他方側の部材から迫り出された上記永久磁石の磁束が上記回転部材側に流入すること、即ち、該磁束の他方側の部材からの迫り出しが容易となり、それだけ上記励磁コイルの起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００４５】
（ヌ）  本願の第１０の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第６又は第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの他方側における上記永久磁石と対向する部位に補助永久磁石を備えるとともに、該補助永久磁石の着磁方向を上記永久磁石の着磁方向と同方向としているので、上記励磁コイルの励磁による保持解除時には上記永久磁石の磁束の一部は上記他方側の部材に流入するが、この他方側の部材に流入する一部の磁束は上記補助永久磁石の磁束によってさらに上記一方側の部材側へ確実に迫り出されて上記エアギャップ部分に封じ込められることになり、それだけ上記励磁コイルの起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００４６】
（ル）  本願の第１１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記他方側の部材と上記励磁コイルとのエアギャップ部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受を配置しているので、該エアギャップ部分の透磁率が大きくなって磁気抵抗が低下することで、該エアギャップ部分を通って上記他方側の部材に流入する上記励磁コイルの磁束の減衰が可及的に抑制され、それだけ該励磁コイルの起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００４７】
（ヲ）  本願の第１２の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記第５の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの他方側に、該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けているので、例えば上記ディスク部の外形寸法が所定値に抑えられている場合には、その内径が小さくなった分だけ該ディスク部の面積を大きくとることが可能となり、それだけ上記ディスク部の寿命を高めることができその耐久性が向上する。
【００４８】
また、上記ディスク部を上記他方側の部材寄りに設けることで、上記一方側の部材と他方側の部材との間における保持力発生用のギャップ面の径寸法を上記ディスク部に制約されることなく大きくとることが可能である。従って、必要保持力を同じとすれば、ギャップ面の径が大きい分だけ（即ち、モーメントアームの長さが長くなった分だけ）上記永久磁石の磁力を小さく設定することができる。この結果、保持解除時において上記永久磁石の磁束を迫り出すための上記励磁コイルの起磁力を低く設定することが可能となるものである。
【００４９】
（ワ）  本願の第１３の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成して上記保持力を発生させるための永久磁石を上記一方側の部材に設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、上記他方側の部材を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、さらに上記他方側の部材に該部材よりもさらに小径の内径寸法をもつ電磁ブレーキ用のディスク部を設けているので、例えば上記ディスク部の外形寸法が所定値に抑えられている場合には、その内径が小さくなった分だけ該ディスク部の面積を大きくとることが可能となり、それだけ上記ディスク部の寿命を高めることができその耐久性が向上する。
【００５０】
また、上記ディスク部を上記他方側の部材寄りに設けることで、上記一方側の部材と他方側の部材との間における保持力発生用のギャップ面の径寸法を上記ディスク部に制約されることなく大きくとることが可能である。従って、必要保持力を同じとすれば、ギャップ面の径が大きい分だけ（即ち、モーメントアームの長さが長くなった分だけ）上記永久磁石の磁力を小さく設定することができる。この結果、上記励磁コイルを励磁して上記永久磁石の磁束を迫り出す場合においても、また上記永久磁石の磁束を励磁コイルの磁束により打ち消す場合においても、上記永久磁石の磁力が小さい分だけ上記励磁コイルの起磁力を低く設定することが可能となるものである。
【００５１】
（カ）  本願の第１４の発明にかかる回転伝動部材の継手装置は、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれが一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、上記励磁コイルに対して、上記永久磁石と上記励磁コイルとに挟まれた上記駆動側部材と非駆動側部材のうちのいずれか他方側における該永久磁石と励磁コイルが対向する部位での該励磁コイルにより生成される磁束方向が上記永久磁石の磁束と同方向となるように通電し、さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えて構成されているので、上記励磁コイルを励磁して上記永久磁石による上記駆動側部材と非駆動側部材との保持状態を解除する場合、上記他方側の部材における磁束飽和による上記永久磁石の磁力の迫り出しにより上記励磁コイルの低い起磁力で且つ迅速に保持解除を行うことができるとともに、保持解除の後、上記駆動手段により上記駆動側部材を加速あるいは減速させることで上記プーリーとカムシャフトとの回転位相を変更してバルブタイミングを変更することができる。従って、本発明の可変バルブタイミング装置によれば、保持解除時の通電量が少なく且つ応答性の良好なバルブタイミングの変更が可能となるものである。
【００５２】
（ヨ）  本願の第１５の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、同軸状に配置された駆動側部材と非駆動側部材のうち、該駆動側部材をクランク軸により駆動されるプーリーに、上記非駆動側部材をカムシャフトに、それぞれ接続する一方、上記駆動側部材と非駆動側部材のうちの少なくともいずれが一方側に該駆動側部材と非駆動側部材との間に跨がる磁束を生成してこれらを一体回転可能とする上記保持力を発生させるための永久磁石を設けるとともに、上記永久磁石の磁力による上記保持力を減少させて上記駆動側部材と非駆動側部材との接続状態を解除させるための励磁コイルを、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他方側を挟んで上記永久磁石に対向する位置に固定配置し、さらに、上記駆動側部材に対してこれを加速及び減速させる方向に駆動力を付与する駆動手段を備えているので、上記励磁コイルを励磁して上記永久磁石による上記駆動側部材と非駆動側部材との保持状態を解除する場合、上記他方側の部材における磁束飽和による永久磁石の磁束の迫り出し、あるいは該永久磁石の磁束の打ち消しによって保持解除を行うことができるとともに、保持解除の後、上記駆動手段により上記駆動側部材を加速あるいは減速させることで上記プーリーとカムシャフトとの回転位相を変更してバルブタイミングを変更することができる。従って、本発明の可変バルブタイミング装置によれば、応答性の良好なバルブタイミングの変更が可能となるものである。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００５４】
Ａ：第１の実施形態
図１には、エンジンのカム軸１とクランク軸（図示省略）により回転駆動されるプーリー２とを回転角位相可変に連結する継手装置Ｚ1を可変バルブタイミング装置に組み込んだ状態を示している。以下、この継手装置Ｚ1を中心にその構成等を説明する。
【００５５】
Ａ：継手装置Ｚ1の構成
継手装置Ｚ1は、カム軸１と該カム軸１の端部外周に相対回転可能に支承されたプーリー２とを回転角位相可変に連結するものであって、その具体的構造は以下の通りである。
【００５６】
上記カム軸１の先端側には、その外周にヘリカルスプライン３ａを刻設した中空長軸状の中間軸３と、該中間軸３の先端部に外嵌された鍔つき中空軸状の第１コア４とが、締結ボルト２５により上記カム軸１と同軸上に締結固定されており、これら中間軸３と第１コア４は上記カム軸１と一体回転される。尚、上記第１コア４は、軸受７１によりケーシング１１側に回転自在に支承されている。
【００５７】
上記中間軸３の径方向外側位置には、ディスク部５ｂを備えるとともにその内周面に平行スプライン５ａを刻設した第２コア５が上記中間軸３と同軸上に配置されている。そして、この第２コア５の内周と上記中間軸３の外周との間には、該第２コア５側の平行スプライン５ａと該中間軸３側のヘリカルスプライン３ａとに同時に噛合するアドバンシングプレート６が配置されている。また、このアドバンシングプレート６は、爪部材２０を介して上記プーリー２に連結されている。さらに、上記プーリー２と第２コア５との間には、渦巻きバネで構成されるリターンスプリング７が設けられている。
【００５８】
一方、上記第１コア４の外周側には、図１及び図２に示すように、ドーナツ状形態をもつ永久磁石８と、該永久磁石８をその厚さ方向に挟んだ状態で配置されたドーナツ状形態をもつ左右一対のヨーク９，９とが軸方向に挟着状態で取り付けられている。この場合、上記ヨーク９は、上記永久磁石８よりも大径とされるとともに、その外周面にはその軸方向に延びる凸条で構成される凸極９ｃ，９ｃ，・・が形成されている。また、このヨーク９の一側には、円形の凹部９ａが形成されている。この凹部９ｃは、上記永久磁石８をその軸方向から嵌合させて該永久磁石８の径方向及び軸方向の位置決め固定を行うものであり、その深さは上記永久磁石８の厚さ寸法の略１／３程度とされている。従って、この一対のヨーク９，９と上記永久磁石８との組付状態においては、図１に示すように、該各ヨーク９，９の一側外周部に形成された環状の環状隆起部９ｂ，９ｂが所定間隔をもって対向し、これらの間に環状の第３エアギャップ２３を形成することになる。尚、上記永久磁石８とヨーク９，９とは、上記第１コア４を介して上記カム軸１に連結されてこれと一体回転する構造となっており、これら各部材によってインナーロータ１０が構成される。また、上記ヨーク９，９は、特許請求の範囲中の「非駆動側部材」に該当する。
【００５９】
上記インナーロータ１０の径方向外側には、上記第２コア５の一端部に同軸状に取り付けられたアウタロータ１１が位置している。このアウタロータ１１は、特許請求の範囲中の「駆動側部材」に該当するものであって、例えば軟鉄等の鉄系の強磁性材で構成されている。そして、このアウタロータ１１の内周面における上記インナーロータ１０側の各ヨーク９，９の外周面に対向する部位には、その軸方向に延びる凸条で構成される凸極１１ａ，１１ａ，・・が形成されており、これら各凸極１１ａ，１１ａｃ，・・は上記ヨーク９側の凸極９ｃ，９ｃ，・・と所定の第１エアギャップ２１をもって径方向に近接対向する。さらに、上記アウタロータ１１の内周面における上記永久磁石８に対応する部位には、上記インナーロータ１０側の上記第３エアギャップ２３と同様の幅寸法をもつ環状の周溝１１ｂが形成されており、この周溝１１ｂの形成により上記アウタロータ１１は該周溝１１ｂに対応する部位はその断面積が他の部位に比して小さくなっている（以下、この部位を「小断面部１７」という）。
【００６０】
一方、上記アウタロータ１１の径方向外側には、励磁コイル１２が、ケーシング３０側に固定され且つその内部に環状空間を形成した一対のヨーク１３，１４の該環状空間内に収容された状態で配置されている。この各ヨーク１３，１４の上記アウタロータ１１の上記周溝１１ｂ形成部位の背面側に近接対向する側の端部１３ａ，１４ａは、上記永久磁石８と対応する部位において相互に離間し、これらの間に第４エアギャップ２４を形成している。さらに、上記励磁コイル１２の径方向外側には、ブレーキコイル１５が配置され、該ブレーキコイル１５の磁力によりシュー部材１６を上記第２コア５のディスク部５ｂに押圧付勢することで該第２コア５に所定の制動力をかけるようになっている。
【００６１】
Ｂ：継手装置Ｚ1の作動等
上記継手装置Ｚ1の作動等を説明すると次の通りである。
この継手装置Ｚ1は、上記カム軸１とエンジンのクランクシャフト（図示省略）によりタイミングベルト（図示省略）を介して回転駆動されるプーリー２とを、その回転位相を保持した状態で一体的連結して回転させる「位相保持」と、上記カム軸１とプーリー２との位相保持状態を解除してこれら両者の位相変更を可能とする「位相解除」とをエンジン回転数の運転状態に応じて選択できるものであって、上記「位相保持」はこれを上記永久磁石８の磁力により行い、上記「位相解除」はこれを上記励磁コイル１２の磁力により上記永久磁石８の磁力を調整することで行うようになっている。また、「位相変更」は、「位相解除」の状態において上記ブレーキコイル１５による制動力と上記リターンスプリング７の復元力を駆動力として上記アドバンシングプレート６の軸方向変位により行われる。以下、これら各作動についてそれぞれ具体的に説明する。
【００６２】
位相保持
「位相保持」は、上記励磁コイル１２を非励磁とした状態において上記永久磁石８の磁力により行われる。即ち、図３に実磁束線で示すように、上記励磁コイル１２を非励磁とした状態においては、上記永久磁石６により生成される磁束Ｆ1は、該永久磁石８から一方のヨーク９及び第１エアギャップ２１を経て上記アウタロータ１１に流入し、該アウタロータ１１の小断面部１７部分を通って再び上記第１エアギャップ２１及び他方のヨーク９を経て永久磁石８に帰還する経路をとる。この磁束Ｆ1が上記各ヨーク９，９と上記アウタロータ１１とに跨がって流れる場合、上記各ヨーク９側の凸極９ｃとアウタロータ１１側の凸極１１ａとが径方向において対向した時、これらの間を流れる磁束の密度が最大となり、その磁力により上記ヨーク９，９（即ち、これに連結された上記カム軸１）とアウタロータ１１（即ち、これに連結されたプーリー２）とはその時点の回転位相を保持したまま相対回転が規制され、これら両者は一体回転可能とされる。
【００６３】
この「位相保持」状態での動力伝達経路は次の通りである。即ち、上記インナーロータ１０側の各ヨーク９，９と上記アウタロータ１１とが「位相保持」により一体化されることで上記第２コア５と中間軸３（即ち、カム軸１）とが一体化され、上記アドバンシングプレート６はロック状態となる。従って、上記プーリー２の回転力は、該プーリー２から爪部材２０、アドバンシングプレート９、中間軸３を順次経て上記カム軸１に伝達される。
【００６４】
位相解除
「位相解除」は、上記励磁コイル１２の磁力により行われる。即ち、図３に実磁束線で示すように、上記励磁コイル１２が励磁されると、上記各ヨーク１３，１４内を通り且つ上記第４エアギャップ２４部分においてはこれを迂回して上記第２エアギャップ２２を介して上記アウタロータ１１の小断面部１７側に流入する磁束Ｆ2が生成される。この場合、上記励磁コイル１２の磁束Ｆ2と上記永久磁石８側の磁束Ｆ1の磁束方向が上記ヨーク８の小断面部１７部分において同方向となるように設定されているので、該小断面部１７部分においては磁束が飽和し、上記永久磁石８側の磁束Ｆ1は上記励磁コイル１２側の磁束Ｆ2によって該永久磁石８側に迫り出され、同図に破磁束線で示す磁束Ｆ1のように、上記アウタロータ１１側へは流入せずに上記各ヨーク９，９側のみにおいて循環する経路をとることになる。この結果、上記ヨーク９側の凸極９ｃと上記アウタロータ１１側の凸極１１ａとの間を流れる磁束密度が可及的に小さくなって位相を保持することができず、結果的に上記インナーロータ１０とアウタロータ１１との相対回転（即ち、上記カム軸１とプーリー２との相対回転）が許容される状態となり、位相保持状態が解除されることになる。
【００６５】
ところで、このような永久磁石８の磁力による回転位相の保持と励磁コイル１２による回転位相の保持解除とを行う構成のものにおいては、保持解除時において上記励磁コイル１２の起磁力をいかに低く抑えられるかが課題であることは既述の通りである。この実施形態のものにおいては、上記励磁コイル１２の起磁力を低く抑えるために以下のような特有の構成を採用している。
【００６６】
第１の特有な構成は、保持解除時に上記アウタロータ１１における上記永久磁石８の磁束Ｆ1を低減させるに際して、上記アウタロータ１１部分における上記永久磁石８の磁束Ｆ1と上記励磁コイル１２の磁束Ｆ2の磁束方向を同方向とし、「磁束飽和」を利用して上記永久磁石８の磁束を上記アウタロータ１１からインナーロータ１０側に迫り出すようにした点である。このような「磁束飽和」を利用することで、例えば永久磁石８の磁束を励磁コイル１２の磁束で打ち消す手法の場合に比して、該励磁コイル１２の起磁力を低く抑えることができるものである。
【００６７】
第２の特有な構成は、上記励磁コイル１２を、アウタロータ１１を挟んで上記インナーロータ１０の永久磁石８に対向する位置に固定配置した点である。かかる構成により、上記励磁コイル１２から上記アウタロータ１１に至る磁束経路中においては該励磁コイル１２とアウタロータ１１との間には一つの第２エアギャップ２２のみが存在することとなり、かかるエアギャップの数が少ない分だけ
上記励磁コイル１２の磁束の減衰が抑制され、それだけ上記励磁コイル１２の必要起磁力が低く抑えられるものである。
【００６８】
第３の特有の構成は、上記永久磁石８の磁力を、上記アウタロータ１１における上記永久磁石８の磁束密度が飽和密度近くになるように設定した点である。かかる構成により、上記励磁コイル１２の励磁により生成される磁束により上記アウタロータ１１における磁束密度が即座に飽和状態に達し、上記永久磁石８の磁束がアウタロータ１１から迫り出されることとなり、結果的に、上記励磁コイル１２による保持解除の応答性が高められるものである。
【００６９】
第４の特有の構成は、上記アウタロータ１１における磁束経路中に小断面部１７を設けた点である。かかる構成により、上記小断面部１７部分における磁束密度を飽和させるに必要な上記励磁コイル１２の起磁力がより一層小さくなるものである。
【００７０】
第５の特有な構成は、上記アウタロータ１１を、弱い磁界のもとで飽和磁束密度に達するという性状を有する鉄系材料、特に軟鉄で構成した点である。かかる構成により、上記アウタロータ１１における磁束密度を飽和させるに必要な上記励磁コイル１２の起磁力が低く抑えられることになる。
【００７１】
第６の特有な構成は、上記アウタロータ１１における上記永久磁石８の磁束と上記励磁コイル１２の磁束とが共に通る部位、具体的には上記小断面部１７部分と、上記永久磁石８との中間に、第３エアギャップ２３を形成した点である。かかる構成により、上記永久磁石８からの磁束は上記第３エアギャップ２３の透磁率が極めて低いことから該第３エアギャップ２３を通ってショートサーキットすることなく上記アウタロータ１１へ容易に流入することとなり、該アウタロータ１１における上記永久磁石８の磁束密度が確保される一方、励磁コイル１２側の磁束も上記第３エアギャップ２３の存在により上記永久磁石８側に流入することなく上記アウタロータ１１側へスムーズに流入し、これらにより上記アウタロータ１１における励磁コイル１２の磁束密度が良好に維持される。従って、上記励磁コイル１２を励磁しての保持解除時には、上記アウタロータ１１での磁束密度の飽和が容易且つ確実となり、結果的に励磁コイル１２のより小さな起磁力での保持解除が確保されることになる。
【００７２】
第７の特有の構成は、上記左右一対のヨーク９，９の側面にそれぞれ環状隆起部９ｂ，９ｂを形成し、該環状隆起部９ｂ，９ｂを上記第３エアギャップ２３を挟んだ状態で対向させることで該第３エアギャップ２３部分における軸方向の幅寸法を上記永久磁石８の厚さ寸法よりも所定量だけ小さくした点である。かかる構成により、上記第３エアギャップ２３の幅寸法が小さい分だけ該第３エアギャップ２３部分の透磁率が増大し、この結果、保持解除時において上記アウタロータ１１側に流入していた上記永久磁石８の磁束が該アウタロータ１１から永久磁石８側に迫り出される場合、上記第３エアギャップ２３の幅寸法が大きい場合に比して、上記磁束が上記第３エアギャップ２３部分に流入すること、即ち、上記アウタロータ１１側からの迫り出しが容易となり、それだけ保持解除時における上記励磁コイル１２の起磁力を低く抑えることが可能となるものである。
【００７３】
位相変更
「位相変更」は、上記ブレーキコイル１５による制動力と上記リターンスプリング７の復元力とを駆動力として上記アドバンシングプレート６により行われる。即ち、上記第２コア５に制動力がかけられると、該第２コア５が上記プーリー２に対して進角側あるいは遅角側に相対回転し、この第２コア５の回転を受けて上記アドバンシングプレート６が回転して軸方向へ移動する。このアドバンシングプレート６の軸方向への移動に伴い、該アドバンシングプレート６と上記中間軸３とにおけるヘリカルスプラインの捩れ角に応じてこれら両者の回転位相が進角側あるいは遅角側に変化し、結果的に上記カム軸１が上記プーリー２に対して進角方向あるいは遅角方向へ位相変更されることになる。
【００７４】
また、このブレーキコイル１５の制動力による位相変更に伴って上記プーリー２と第２コア５とが相対回転するが、この相対回転により上記リターンスプリング７が復元力を増大させる方向に巻上げられる。従って、「位相解除」の時点において上記ブレーキコイル１５が非作動である場合には、上記リターンスプリング７の復元力が上記プーリー２と第２コア５との間に作用し、上記アドバンシングプレート６が軸方向へ移動することで、上記カム軸１が上記プーリー２に対して遅角方向あるいは進角方向へ位相変更されることになる。
【００７５】
Ｂ：第２の実施形態
図６には、第２の実施形態にかかる継手装置Ｚ2の要部を示している。この継手装置Ｚ2は、上記第１の実施形態にかかる継手装置Ｚ1と同様の基本構成をもつものであって、該第１の実施形態のそれと異なる点は、上記一対のヨーク９，９の対向部位に形成された第３エアギャップ２３内に、非磁性物質でなる充填材２６を充填した点である。
【００７６】
かかる構成とすることで、上記充填材２６により上記第３エアギャップ２３内に磁性体が付着して該第３エアギャップ２３部分の透磁率が大きくなり過ぎること（即ち、第３エアギャップ２３部分の磁気抵抗が小さくなり過ぎること）が防止される。従って、上記励磁コイル１２の磁束の上記第３エアギャップ２３側への流入が可及的に阻止され、上記アウタロータ１１における磁束密度の減少が抑制される（換言すれば、上記励磁コイル１２の磁束が上記アウタロータ１１における磁束飽和に有効に利用される）。この結果、上記第３エアギャップ２３側への磁束流入が無い分だけ上記励磁コイル１２の必要起磁力を小さく抑えることができるものである。
【００７７】
Ｃ：第３の実施形態
図５には、第３の実施形態にかかる継手装置Ｚ3の要部を示している。この継手装置Ｚ3は、上記第１の実施形態にかかる継手装置Ｚ1と同様の基本構成をもつものであって、該第１の実施形態のそれと異なる点は、上記アウタロータ１１の上記周溝１１ｂ内に補助永久磁石１８を配置するとともに、該補助永久磁石１８の着磁方向を上記永久磁石８の着磁方向と同方向とした点と、上記アウタロータ１１の外周面と上記励磁コイル１２の各ヨーク１３，１４の内周面との間の第２エアギャップ２２部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受２８を配置した点である。かかる特有の構成により次のような効果が得られる。
【００７８】
先ず、上記アウタロータ１１の上記周溝１１ｂ内に補助永久磁石１８を配置するとともに、該補助永久磁石１８の着磁方向を上記永久磁石８の着磁方向と同方向とすることで、保持解除時において上記永久磁石８の磁束を確実に上記第３エアギャップ２３側に封じ込むことができる。即ち、上記励磁コイル１２の励磁による保持解除時には、上記永久磁石８の磁束Ｆ1の大部分は、上記励磁コイル１２の磁束により迫り出されて破磁束線Ｆ1で示すように上記第３エアギャップ２３を通って流れるが、その一部は上記アウタロータ１１側に流入する。この場合、上記補助永久磁石１８を設けることで、上記アウタロータ１１に流入する一部の磁束は該補助永久磁石１８の磁束Ｆ3によって該アウタロータ１１側への流入が阻止される。この結果、上記永久磁石８の磁束が上記第３エアギャップ２３側へ確実に封じ込められ、該永久磁石８による保持力が皆無に近い状態とされる。従って、保持解除用の上記励磁コイル１２の起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００７９】
一方、上記アウタロータ１１の外周面と上記励磁コイル１２の各ヨーク１３，１４の内周面との間の第２エアギャップ２２部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受２８を配置することで、上記励磁コイル１２の磁束の減衰が可及的に抑制される。即ち、上記第２エアギャップ２２部分に、鉄粉又は鉄系材料でなるスベリ軸受を配置することで、該第２エアギャップ２２部分の透磁率が大きくなってその部分の磁気抵抗が低下する。この結果、上記第２エアギャップ２２部分を通って上記アウタロータ１１に流入する上記励磁コイル１２の磁束の減衰が可及的に抑制され、それだけ該励磁コイル１２の起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００８０】
Ｄ：第４の実施形態
図６には、第４の実施形態にかかる継手装置Ｚ4の要部を示している。この継手装置Ｚ4は、上記第１の実施形態にかかる継手装置Ｚ1と同様の基本構成をもつものであって、該第１の実施形態のそれと異なる点は、上記第１コア４の外周面における上記インナーロータ１０の内周面と対向する部位に非磁性材でなるカラー部材２７を設けた点である。このようにカラー部材２７を配置することで、上記第１コア４の上記インナーロータ１０に対応する部位においては、その表面層が非磁性層とされ、また上記第１コア４そのものでなる内部層は磁性層とされる。この結果、例えば上記第１コア４の全体を非磁性層とする場合に比して、保持解除時に上記アウタロータ１１から迫り出された上記永久磁石８の磁束が上記第１コア４側に流入し易くなる。従って、上記永久磁石８の磁束のアウタロータ１１からの迫り出しが容易となり、それだけ上記励磁コイルの起磁力を小さく抑えることが可能となるものである。
【００８１】
Ｅ：第５の実施形態
図７及び図８には、第５の実施形態にかかる継手装置Ｚ5を示している。この継手装置Ｚ5は、カム軸３１の先端部に取り付けられた第１コア３２に、永久磁石３７とその外周面に複数の凸極（図示省略）を設けた左右一対のヨーク３８，３８を取り付けてこれら永久磁石３７とヨーク３８，３８とでインナーロータ３６を構成している。また、上記インナーロータ３６の外周側に、その内周面に複数の凸極を形成した筒状のアウタロータ３５を配置するとともに、該アウタロータ３５を中間部材３４を介して第２コア３３に連結している。尚、上記第２コア３３には、上記各実施形態の場合と同様に、図示しないプーリーがアドバンシングプレートを介して連結されるとともに、上記第２コア３３と上記プーリーの間にはリターンスプリング（図示省略）が配置されている。
【００８２】
さらに、上記アウタロータ３５の径方向外側には、ヨーク４０を備えた励磁コイル３９を配置している。そして、このように径方向に重合状態で配置された上記励磁コイル３９と上記インナーロータ３６の側方には、ブレーキコイル４１が配置されている。
【００８３】
このように、上記インナーロータ３６とアウタロータ３５と励磁コイル３９とを径方向に重合させて配置し、それらの側方に上記ブレーキコイル４１を配置することで、例えば上記第１の実施形態における継手装置Ｚ1のように上記励磁コイル１２の径方向外側にさらにブレーキコイル１５を重合状態で配置する場合に比して、該継手配置Ｚ5の径方向長さを短くできることになる。
【００８４】
尚、この継手装置Ｚ5における「位相保持」、「保持解除」及び「位相変更」については上記第１の実施形態にかかる継手装置Ｚ1の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００８５】
Ｆ：第６の実施形態
図９及び図１０には、第６の実施形態にかかる継手装置Ｚ6を示している。この継手装置Ｚ6は、上記第５の実施形態にかかる継手装置Ｚ5と同様に、該継手装置Ｚ6の径方向のコンパクト化を図るためにブレーキコイル５５を、径方向に重合配置される励磁コイル５３とアウタロータ５０の軸方向の側方に配置した構成をもつものであるが、永久磁石５１の配置構成等において上記第５の実施形態にかかる継手装置Ｚ5と異なる。
【００８６】
即ち、この継手装置Ｚ6は、カム軸４５にインナーロータ４７を連結するとともに、該インナーロータ４７の径方向外側に、永久磁石５１と該永久磁石５１の両側方に配置された一対のヨーク５２，５２とからなるアウタロータ５０を配置している。そして、このアウタロータ５０は、これをコア４８を介して図示しないプーリーに接続している。また、上記インナーロータ４７の径方向内側にヨーク５４を備えた励磁コイル５３を配置している。従って、この実施形態のものにおいては、上記アウタロータ５０側が駆動側、上記インナーロータ４７側が被駆動側となっている。
【００８７】
このように、径方向に重合配置されるインナーロータ４７とアウタロータ５０のうち、径方向外側に位置するアウタロータ５０に上記永久磁石５１を、径方向内側に位置する上記インナーロータ４７よりもさらに径方向内側に上記励磁コイル５３を、それぞれ配置すると、該励磁コイル５３のコイル径は、例えば該励磁コイル５３を上記各実施形態の如くアウタロータの径方向外側に配置する場合に比して、小さくなる。この結果、例えば励磁コイル５３のコイル長さを同じとした場合には、該励磁コイル５３の径が小さくなる分だけコイル巻数を増やすことができ、それだけ同じ起磁力を得るに必要な励磁電流を低くすることができることになる。
【００８８】
また、保持力を発生する上記インナーロータ４７とアウタロータ５０との間のエアギャップ４７の径（即ち、保持力を規定するモーメントアームの長さ）が、例えば励磁コイル５３をインナーロータ４７の径方向外側に配置する場合に比して、大きくなり、この結果、上記永久磁石５１の必要保持力を同じとした場合には上記モーメントアームが大きくなる分だけ上記エアギャップ４９部分の凸極における磁気吸引力小さく設定することができる。従って、この磁気吸引力が小さい分だけ、これを低減させるための上記励磁コイル５３の必要起磁力を小さく抑えることができるものである。
【００８９】
Ｇ：第７の実施形態
図１１には、第７の実施形態にかかる継手装置Ｚ7を示している。この継手装置Ｚ7は、エンジンの冷却ファン６２の継手として適用されたものであって、クランク軸６０にアウタロータ６３を設けるとともに、該アウタロータ６３の径方向内側に永久磁石６５と一対のヨーク６６，６６とからなるインナーロータ６４を配置し、さらに上記アウタロータ６３の径方向外側にヨーク６８を備えた励磁コイル６７を配置している。そして、上記インナーロータ６４は、これを上記冷却ファン６２が取り付けられたファン軸６１に連結している。
【００９０】
かかる構成とすることで、上記励磁コイル６７の非励磁状態においては、上記永久磁石６５により生成される磁束が上記各ヨーク６６，６６と上記アウタロータ６３との間を流れ、該インナーロータ６４とアウタロータ６３との間に所定の保持力が作用している。従って、上記クランク軸６０により上記ファン軸６１が回転駆動され、上記冷却ファン６２による送風状態が実現される。
【００９１】
これに対して、上記励磁コイル６７が励磁されると、その磁力により上記永久磁石６５の磁束が上記アウタロータ６３側から迫り出されて上記保持力が低減される。従って、上記クランク軸６０とファン軸６１とが非連結状態とされ、上記冷却ファン６２は送風停止状態となる。
【００９２】
このように、上記継手装置Ｚ7を冷却ファン６２の継手として適用すると、上記励磁コイル６７の励磁・非励磁の操作のみによって上記冷却ファン６２の運転・停止を制御することができ、且つ励磁による保持解除を小さな起磁力（即ち、小通電量）で行うことができるので、例えば従来のように上記クランク軸６０とファン軸６１との間に電磁クラッチ等を設け、クラッチコイルの磁力によってクランク軸６０とファン軸６１とを一体回転可能に接続する場合に比して、装置のコンパクト化あるいは低コスト化が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる継手装置をエンジンの可変バルブタイミング装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図２】図１に示した継手装置における永久磁石等の分解斜視図である。
【図３】図１のV部の拡大図である。
【図４】本願発明の第２の実施形態にかかる継手装置の要部構造説明図である。
【図５】本願発明の第３の実施形態にかかる継手装置の要部構造説明図である。
【図６】本願発明の第４の実施形態にかかる継手装置の要部構造説明図である。
【図７】本願発明の第５の実施形態にかかる継手装置をエンジンの可変バルブタイミング装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図８】図７のVIII部の拡大図である。
【図９】本願発明の第６の実施形態にかかる継手装置をエンジンの可変バルブタイミング装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図１０】図９のX部の拡大図である。
【図１１】本願発明の第７の実施形態にかかる継手装置をエンジンの冷却ファンに組み込んだ状態を示す断面図である。
【図１２】「磁界−磁束密度」特性図である。
【図１３】「起磁力−保持力」特性図である。
【符号の説明】
１はカム軸、２はプーリー、３は中間軸、４は第１コア、５は第２コア、６はアドバンシングプレート、７はリターンスプリング、８は永久磁石、９はヨーク、９ｃは凸極、１０はインナーロータ、１１はアウタロータ、１１ａは凸極、１２は励磁コイル、１３はヨーク、１４はヨーク、１５はブレーキコイル、１６はシュー部材、１７は小断面部、１８は補助永久磁石、２０は爪部材、２１〜２４はエアギャップ、２５は締結ボルト、２６は充填材２、２７はカラー部材、３１はカム軸、３２は第１コア、３３は第２コア、３４は中間部材、３５はアウタロータ、３６はインナーロータ、３７は永久磁石、３８はヨーク、３９は励磁コイル、４０はヨーク、４１はブレーキコイル、４５はカム軸、４６はコア、４７はインナーロータ、４８はコア、５０はアウタロータ、５１は永久磁石、５２はヨーク、５３は励磁コイル、５４はヨーク、５５はブレーキコイル、６０はクランク軸、６１はファン軸、６２は冷却ファン、６３はアウタロータ、６４はインナーロータ、６５は永久磁石、６６はヨーク、６７は励磁コイル、６８はヨークである。
【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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