(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させる駆動手段と、を備え、
上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大き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２】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、を備えていて、
上記回転伝動部材の駆動側部材がエンジンにより駆動されるプーリであり、被駆動側部材が該プーリにより駆動されるカムシャフトであって、
上記プーリとカムシャフトとの位相を上記保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を上記解除手段により解除し得る如くする一方、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えており、
上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大き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３】
請求項２において、上記カムシャフトからのバックトルクが大きくなる時期と、上記解除手段への通電量を大きくする時期とを対応させたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項４】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、を備えていて、
上記回転伝動部材の駆動側部材がエンジンにより駆動されるプーリであり、被駆動側部材が該プーリにより駆動されるカムシャフトであって、
上記プーリとカムシャフトとの位相を上記保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を上記解除手段により解除し得る如くする一方、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えており、
上記解除手段に通電して上記保持手段による位相保持力を低下させた状態で上記駆動手段により上記プーリとカムシャフトとの位相を変化させる一方、位相角が所定の目標位相角に到達する以前に上記解除手段への通電を停止して上記保持手段による位相保持力を復活させることを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項５】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、を備えていて、
上記回転伝動部材の駆動側部材がエンジンにより駆動されるプーリであり、被駆動側部材が該プーリにより駆動されるカムシャフトであって、
上記プーリとカムシャフトとの位相を上記保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を上記解除手段により解除し得る如くする一方、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えており、
上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形に基づいて上記プーリとカムシャフトとの位相差を算出す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５において、上記解除手段への印加電圧の周波数を、上記プーリとカムシャフトとの位相変化に基づいて生じる位相信号の周波数よりも大き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７】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、を備えていて、
上記回転伝動部材の駆動側部材がエンジンにより駆動されるプーリであり、被駆動側部材が該プーリにより駆動されるカムシャフトであって、
上記プーリとカムシャフトとの位相を上記保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を上記解除手段により解除し得る如くする一方、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えており、
上記保持手段の永久磁石の磁力劣化時に上記解除手段に通電して上記永久磁石を着磁させる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７において、上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形の振幅の変化に基づいて上記永久磁石の磁力劣化を検出することを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項９】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、を備えていて、
上記回転伝動部材の駆動側部材がエンジンにより駆動されるプーリであり、被駆動側部材が該プーリにより駆動されるカムシャフトであって、
上記プーリとカムシャフトとの位相を上記保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を上記解除手段により解除し得る如くする一方、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えており、
上記保持手段の永久磁石による保持トルクが低下した時に上記解除手段に電流を供給して上記永久磁石の磁界を強める方向の磁界を発生させて該永久磁石を増磁させることを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１０】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、
上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成し、
上記解除手段への通電と上記モータへの通電とを同時に行うことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１１】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、
上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成し、
上記被駆動側部材のトルク変動が正の時に上記モータを制動運転し、上記被駆動側部材のトルク変動が負の時に上記モータを駆動運転する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１１において、上記駆動側部材と被駆動側部材との間に、遊星歯車機構を配置し、該遊星歯車機構を介して上記モータの駆動力を上記駆動側部材から被駆動側部材に伝達するようにしたことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１３】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、
上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成し、
上記解除手段の異常により上記保持手段による上記駆動側部材と被駆動側部材との位相保持が不良となった時に上記モータを制動運転して該モータの制動力により位相保持を行うことを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１４】
駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、
上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、
上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成し、
上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータを逆相制動又は発電制動にて運転することを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１５】
請求項１４において、上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも小さい場合には該モータを回生制動にて運転し、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも大きい場合には該モータを逆相制動又は発電制動にて運転することを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【請求項１６】
エンジンにより駆動されるプーリと該プーリを介して駆動されるカムシャフトとを磁力により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、
上記プーリとカムシャフトとの回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、
上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、
上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させるモータとを備え、
上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うとともに、上記カムシャフトのトルク変動が正の時に上記モータを制動運転し、上記カムシャフトのトルク変動が負の時に上記モータを駆動運転することを特徴とする回転伝動部材の継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、駆動側と被駆動側とに分割された回転伝動部材の継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、エンジンにより駆動されるプーリと該プーリを介して駆動されるカムシャフトとを位相可変に接続するバルブタイミング可変装置等の駆動側部材と被駆動側部材とからなる回転伝動部材の継手装置においては、電磁クラッチで駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相保持を行うとともに、これらの位相変更を電磁マグネットの電磁力を利用して行うようにしたものが知られている。尚、位相変更を電磁マグネットの電磁力を利用して行うものとしては、例えば特開平３−２０６３０７号公報に開示されるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように駆動側部材と被駆動側部材との位相保持に電磁クラッチを使用した場合には、これが接触式機構であることから耐久性あるいは作動応答性という点において問題があるとともに、位相保持期間中は連続して電磁クラッチに通電する必要があることからその消費電力が大きく、特に自動車用エンジンのバルブタイミング可変装置の如く蓄電容量に限界のあるバッテリーを電源として使用するものにあっては信頼性という点において問題を生じるものである。
【０００４】
そこで本願発明は、耐久性及び作動応答性に優れるとともに省電力で例え自動車用エンジンのバルブタイミング可変装置に適用しても高い信頼性を確保することのできる回転伝動部材の継手装置を提供せんとしてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００６】
本願の第１の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【０００７】
また、上記第１の発明では、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。さらに、上記第１の発明では、上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大きく設定している。
【０００８】
本願の第２の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【０００９】
また、上記第２の発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとするとし、該プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。
【００１０】
さらに、上記第２の発明では、上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大きく設定している。
【００１１】
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、上記カムシャフトからのバックトルクが大きくなる時期と、上記解除手段への通電量を大きくする時期とを対応させている。
【００１２】
本願の第４の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【００１３】
また、上記第４の発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとするとし、該プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。
【００１４】
さらに、上記第４の発明では、上記解除手段に通電して上記保持手段による位相保持力を低下させた状態で上記駆動手段により上記プーリとカムシャフトとの位相を変化させる一方、位相角が所定の目標位相角に到達する以前に上記解除手段への通電を停止して上記保持手段による位相保持力を復活させている。
【００１５】
本願の第５の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【００１６】
また、上記第５の発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとするとし、該プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。
【００１７】
さらに、上記第５の発明では、上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形に基づいて上記プーリとカムシャフトとの位相差を算出する。
【００１８】
本願の第６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、上記解除手段への印加電圧の周波数を、上記プーリとカムシャフトとの位相変化に基づいて生じる位相信号の周波数よりも大きく設定したことを特徴としている。
【００１９】
本願の第７の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【００２０】
また、上記第７の発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとするとし、該プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。
【００２１】
さらに、上記第７の発明では、上記保持手段の永久磁石の磁力劣化時に上記解除手段に通電して上記永久磁石を着磁させる。
【００２２】
本願の第８の発明では、上記第７の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形の振幅の変化に基づいて上記永久磁石の磁力劣化を検出することを特徴としている。
【００２３】
本願の第９の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えている。
【００２４】
また、上記第９の発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとするとし、該プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えている。
【００２５】
さらに、上記第９の発明では、上記保持手段の永久磁石による保持トルクが低下した時に上記解除手段に電流を供給して上記永久磁石の磁界を強める方向の磁界を発生させて該永久磁石を増磁させる。
【００２６】
本願の第１０の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成している。
【００２７】
また、上記第１０の発明では、上記解除手段への通電と上記モータへの通電とを同時に行う。
【００２８】
本願の第１１の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成している。
【００２９】
また、上記第１１の発明では、上記被駆動側部材のトルク変動が正の時に上記モータを制動運転し、上記被駆動側部材のトルク変動が負の時に上記モータを駆動運転する。
【００３０】
本願の第１２の発明では、上記第１１の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記駆動側部材と被駆動側部材との間に、遊星歯車機構を配置し、該遊星歯車機構を介して上記モータの駆動力を上記駆動側部材から被駆動側部材に伝達するようにした。
【００３１】
本願の第１３の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成している。
【００３２】
また、上記第１３の発明では、上記解除手段の異常により上記保持手段による上記駆動側部材と被駆動側部材との位相保持が不良となった時に上記モータを制動運転して該モータの制動力により位相保持を行う。
【００３３】
本願の第１４の発明では、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成している。
【００３４】
また、上記第１４の発明では、上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータを逆相制動又は発電制動にて運転する。
【００３５】
本願の第１５の発明では、上記第１４の発明にかかる回転伝動部材の継手装置において、上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも小さい場合には該モータを回生制動にて運転し、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも大きい場合には該モータを逆相制動又は発電制動にて運転することを特徴としている。
【００３６】
本願の第１６の発明では、エンジンにより駆動されるプーリと該プーリを介して駆動されるカムシャフトとを磁力により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、上記プーリとカムシャフトとの回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うとともに、上記カムシャフトのトルク変動が正の時に上記モータを制動運転し、上記カムシャフトのトルク変動が負の時に上記モータを駆動運転することを特徴としている。
【００３７】
【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。
【００３８】
（１）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、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段とを備えているので、駆動側部材と被駆動側部材の位相保持には給電は不要で、これらの位相保持を解除する場合においてのみ上記解除手段に給電すればよく、例えば電磁クラッチにより位相保持を行うようにした場合の如く全運転期間の大半を占める位相保持期間中に連続して給電する必要がある場合に比して、消費電力の格段の低減が図れ、特にバッテリー容量に限界のある自動車用エンジンのバルブタイミング可変装置に適用する場合にその利点が顕著となるものである。
【００３９】
（２）また、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、上記（１）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えているので、上記解除手段に通電してその磁界により上記保持手段における永久磁石の磁界による駆動側部材と被駆動側部材との間の位相保持力を解除した状態で上記駆動手段を作動させることで容易に上記駆動側部材と被駆動側部材との位相変更を行うことができ、該駆動手段を適宜選択することで、例えば位相変更量は比較的小さいものの位相変更に必要なトルクが比較的大きいエンジンのバルブタイミング可変装置とか、被駆動側部材を駆動側部材に対して大きく増速させる必要のあるアシストターボチャージャの継手機構、等にも広く適用できるものである。
【００４０】
（３）さらに、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、上記（１）、（２）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大きく設定するようにしているので、位相保持の解除操作の初期、即ち、上記駆動側部材と被駆動側部材とが同期状態にあって上記永久磁石により発生する磁束が該駆動側部材と被駆動側部材との間にを通過する際の磁束密度の変化が最も大きく、これらの間に作用する磁気吸引力が最も大きな時期（換言すれば、保持解除の必要トルクが最も大きな時期）には解除手段の通電量を大きくすることで同期状態から脱調状態（即ち、駆動側部材と被駆動側部材との位相がずれてこれらの間の磁束密度の変化が小さく磁気吸引力も比較的低い状態、換言すれば、保持解除の必要トルクが少ない状態）への移行が容易となり、また脱調状態への移行後は少ない通電量の解除手段により脱調状態が維持される。即ち、解除手段の通電量が位相保持の解除に必要なトルクの大きさに対応して設定されることで、例えば保持解除の期間中、一定の通電量を維持する場合に比して、消費電力の低減が図れるものである。
【００４１】
（４）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（１）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記回転伝動部材の駆動側部材をエンジンにより駆動されるプーリとし、被駆動側部材を該プーリにより駆動されるカムシャフトとしたエンジンのバルブタイミング可変装置において、上記プーリとカムシャフトとの位相を保持手段により保持するとともに、該保持手段による位相保持を解除手段により解除し得る如くする一方、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させる駆動手段を備えているので、上記保持手段によりプーリーとカムシャフトとの位相を保持してこれらを一体回転させるとともに、バルブタイミングの変更時には解除手段により保持手段の位相保持力を解除してプーリーとカムシャフトとを切り離し、駆動手段によりプーリーとカムシャフトとを相対回転させてこれらの位相を変更し、しかる後、再度上記保持手段により位相保持を行うことでバルブタイミングを変えることができるものであり、給電が必要なのは位相保持の解除時における解除手段と位相変更時における駆動手段のみであり、例えば電磁クラッチによりプーリーとカムシャフトとの位相保持を行う場合の如く位相保持の期間中該電磁クラッチへの給電が必要である場合に比して、消費電力が少なくて済み、容量に制限のあるバッテリーを電源とする自動車用エンジンのバルブタイミング可変装置として最適である。
【００４２】
（５）また、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（１）、（４）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、上記解除手段への通電初期における所定期間の通電量をそれ以外の期間の通電量よりも大きく設定するようにしているので、位相保持の解除操作初期の同期状態から脱調状態への移行時には解除手段の大通電量によって該同期状態から脱調状態への移行が容易ならしめられ、また脱調状態への移行後は解除手段への小通電量により脱調状態が維持される、即ち、解除手段の通電量が位相保持の解除に必要なトルクの大きさに対応して設定されるものであり、これにより、例えば保持解除の期間中、一定の通電量を維持する場合に比して、消費電力の低減が図れるものである。
【００４３】
（６）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（５）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記カムシャフトからのバックトルクが大きくなる時期と、上記解除手段への通電量を大きくする時期とを対応させるようにしているので、バックトルクが大きい分だけ同期状態から脱調状態へ移行が容易な時期に解除手段の通電量を大きくして確実に脱調状態へ移行させ、後は解除手段への通電量を少なくして脱調状態を維持させることができ、例えば位相保持の解除期間中一定の通電量を維持する場合に比して、解除手段における消費電力の低減が図れるものである。
【００４４】
（７）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（１）、（４）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記解除手段に通電して上記保持手段による位相保持力を低下させた状態で上記駆動手段により上記プーリとカムシャフトとの位相を変化させる一方、位相角が所定の目標位相角に到達する以前に上記解除手段への通電を停止して上記保持手段による位相保持力を復活させるようにしているので、位相角は目標位相角の近傍においてハンチングを生じることなくスムーズに目標位相角に設定され、それだけ位相変更の応答性が向上するものである。また、かかる効果は、保持手段が永久磁石の磁界を利用した非接触式構造であって駆動手段の駆動力と保持手段の位相保持力とが重合しても支障を生じないことにより初めてもたらされるものである。
【００４５】
（８）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（１）、（４）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形に基づいて上記プーリとカムシャフトとの位相差を算出するようにしているので、別途に位相差検出手段を設ける必要がなく、それだけ装置のコンパクト化あるいは低コスト化が図れるものである。
【００４６】
（９）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（８）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記解除手段への印加電圧の周波数を、上記プーリとカムシャフトとの位相変化に基づいて生じる位相信号の周波数よりも大きく設定するようにしているので、位相信号による波形と印加電圧による波形とを容易に区別することができ、それだけ位相差の検出精度が向上し、作動上の信頼性が一段と高められることになる。
【００４７】
（１０）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（１）、（４）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記保持手段の永久磁石の磁力劣化時に上記解除手段に通電して上記永久磁石を着磁させるようにしているので、該永久磁石の劣化にかかわらず該永久磁石の磁力、即ち、位相保持力が常時適正に維持され、バルブタイミングの狂いよるエンジンの運転性の悪化等の不具合が未然に且つ確実に防止されるものである。
【００４８】
（１１）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（１０）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記解除手段に矩形波電圧を印加し該解除手段に生じる電流波形又は矩形波電流を印加し該解除手段に生じる電圧波形の振幅の変化に基づいて上記永久磁石の磁力劣化を検出するようにしているので、別途に磁力劣化検出手段を設ける必要がなく、それだけ装置のコンパクト化あるいは低コスト化が図れるものである。
【００４９】
（１２）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（１）、（４）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記保持手段の永久磁石による保持トルクが低下した時に上記解除手段に電流を供給して上記永久磁石の磁界を強める方向の磁界を発生させて該永久磁石を増磁させるようにしているので、該永久磁石の保持トルクの低下にかかわらず、保持手段による位相保持力が常時適正に維持され、バルブタイミングの狂いよるエンジンの運転性の悪化等の不具合が未然に且つ確実に防止されるものである。
【００５０】
（１３）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、駆動側部材と被駆動側部材とに分割された回転伝動部材の該駆動側部材と被駆動側部材とを磁力により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、上記駆動側部材と被駆動側部材との回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記駆動側部材と被駆動側部材とを相対回転させて該駆動側部材と被駆動側部材との回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うように構成しているので、位相進角と位相遅角との間における必要トルクの相違、即ち、位相進角時の必要トルクが位相遅角時の必要トルクよりも大きいことと、モータの駆動運転時の駆動力と制動運転時の制動力の相違、即ち、制動力が駆動力よりも大きいこととが対応し、より大きいトルクを必要とする位相進角はモータの制動力を使用して行われ、大きいトルクを必要としない位相遅角はモータの駆動力を使用して行われることとなり、例えば位相進角をモータの駆動力で行い、位相遅角を制動力で行うようにした場合の如く所要の駆動力を得るためにモータ容量を大きくしなければならないというようなことがなく、該モータをより小容量のものとすることができ、それだけ装置のコンパクト化及び低コスト化、並びにモータの消費電力の低減が図れるものである。
【００５１】
（１４）また、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（１３）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、上記解除手段への通電と上記モータへの通電とを同時に行うようにしているので、例えば、解除手段により保持手段の位相保持力が解除された時点でモータにより位相変更を行わしめる場合に比して、位相変更指令から実際に位相変更が行われるまでの時間を短くすることができ、それだけ位相変更の作動応答性が高められるものである。かかる効果は、保持手段による位相保持が永久磁石の磁界を利用した非接触式であり、例え位相保持力が残存している間にモータにより位相変更操作が行われても支障を生じないという構造に基づいて初めて達成されるものである。
【００５２】
（１５）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（１３）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記被駆動側部材のトルク変動が正の時（即ち、被駆動側部材に対して駆動側部材側から大きい駆動トルクが作用している時）に上記モータを制動運転し、上記被駆動側部材のトルク変動が負の時（即ち、被駆動側部材に対して駆動側部材側から小さい駆動トルクが作用している時）に上記モータを駆動運転するようにしているので、この被駆動側部材のトルク変動分だけ上記モータの制動に要する仕事及び駆動に要する仕事が低減され、それだけモータの消費電力の低減が図れるものである。
【００５３】
（１６）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（１５）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記駆動側部材と被駆動側部材との間に、遊星歯車機構を配置し、該遊星歯車機構を介して上記モータの駆動力を上記駆動側部材から被駆動側部材に伝達するようにしているので、該遊星歯車機構のトルク増大効果により、上記モータの必要駆動力及び必要制動力を小さくすることができ、更なる消費電力の低減が期待できるものである。
【００５４】
（１７）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、上記（１３）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記解除手段の異常により上記保持手段による上記駆動側部材と被駆動側部材との位相保持が不良となった時に上記モータを制動運転して該モータの制動力により位相保持を行うようにしているので、上記解除手段の異常発生にかかわらず位相保持力が常時適正に維持され、上記駆動側部材と被駆動側部材との位相保持が確実ならしめられ、それだけ作動上の信頼性が高められるものである。
【００５５】
（１８）本願の第１４の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、上記（１３）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータを、大きな制動トルクが得られる逆相制動又は発電制動にて運転するようにしているので、例えば、モータを大きな制動トルクを得ることが困難な回生制動運転とするような場合に比して、該モータの小容量化を図ることができ、延いては該モータの消費電力の低減にも寄与し得るものである。
【００５６】
（１９）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、上記（１８）に記載の効果に加えて次のような効果が得られる。即ち、この発明では、上記モータの制動力を利用して位相進角を行う時、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも小さい場合には該モータを、大きな制動トルクは得られないが被駆動側部材側からの回生電力を回収できる回生制動にて運転し、該モータに対する要求制動トルクが該モータの駆動トルクよりも大きい場合には該モータを、大きな制動トルクが得られる逆相制動又は発電制動にて運転するようにしているので、位相進角時の要求制動トルクに応じたモータの制動運転により、確実な位相進角による作動上の信頼性の確保と上記モータの消費電力の低減とを両立することができるものである。
【００５７】
（２０）本願の第１６の発明にかかる回転伝動部材の継手装置によれば、エンジンにより駆動されるプーリと該プーリを介して駆動されるカムシャフトとを磁力により一体回転可能に接続するエンジンのバルブタイミング可変装置において、上記プーリとカムシャフトとの回転方向における相対位置を永久磁石の磁界による吸引力で保持してこれらを一体回転可能とする保持手段と、上記保持手段に近接して配置され上記永久磁石の磁界を弱める方向の磁界を発生する解除手段と、上記プーリとカムシャフトとを相対回転させて該プーリとカムシャフトとの回転方向の位相を変化させるモータとを備え、上記モータを制動運転することで位相進角を行い、該モータを駆動運転することで位相遅角を行うとともに、上記カムシャフトのトルク変動が正の時（即ち、カムシャフトに対してプーリー側から大きい駆動トルクが作用している時）に上記モータを制動運転し、上記カムシャフトのトルク変動が負の時（即ち、カムシャフトに対してプーリー側から小さい駆動トルクが作用している時）に上記モータを駆動運転するようにしているので、このカムシャフトのトルク変動分だけ上記モータの制動に要する仕事及び駆動に要する仕事が低減され、それだけモータの消費電力の低減が図れるものである。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明にかかる回転伝動部材の継手装置をいくつかの好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００５９】
《第１の実施形態》
図１及び図２には、本願の請求項１〜３及び５〜９に記載の発明にかかる回転伝動部材の継手装置の実施形態であるエンジンのバルブタイミング可変装置部分を示している。以下、このバルブタイミング可変装置の具体的構造及び作動等について説明する。
【００６０】
（構造説明）
図１及び図２において、符号１はシリンダヘッド、２は上記シリンダヘッド１の端部に設けたケーシング１０及びケーシング１１内にその外端部を突出させた状態で配置されたカムシャフト（特許請求の範囲中の「被駆動側部材」に該当する）である。
【００６１】
上記カムシャフト２の外端部にはボス部材３が同軸上に嵌合配置されるとともに、該ボス部材３は結合ボルト２７によって上記カムシャフト２に連結固定されている。従って、該カムシャフト２とボス部材３とは、上記ケーシング１１との間に設けた軸受２９により支承されて一体的に回転する。さらに、上記ボス部材３の上記カムシャフト２寄りの端部にはフランジ４が一体形成されている。このフランジ４には、三枚のリング部材７〜８と二枚の永久磁石６，６とが、該各永久磁石６，６を各リング部材７〜９の間にそれぞれ挟んだ状態で結合ボルト３７，３７，・・により固定され、これら各リング部材７〜９と各永久磁石６，６とでインナーロータ５を構成している。このインナーロータ５はその外端部が軸受３０により支承されており、上記カムシャフト２と一体的に回転するようになっている。さらに、上記インナーロータ５とその軸心寄りに位置する上記ボス部材３との間に形成された環状の空間内には、上記ケーシング１１に固定された筒状部材１２が嵌装配置されている。そして、この筒状部材１２の外周側の上記各永久磁石６，６に対応する位置にはそれぞれ解除コイル１３，１３（特許請求の範囲中の「解除手段」に該当する）が配置されている。
【００６２】
尚、上記永久磁石６は、厚さ方向の一側がＮ極、他側がＳ極とされる。また、上記各リング部材７〜９の外周には、図２に示すように、周方向に所定ピッチで凸極７ａ〜９ａが形成されている。また、上記解除コイル１３，１３のコイルの巻き方向は、これに通電した時、上記永久磁石６による磁界を弱める方向の磁界を発生するような方向に設定されている。
【００６３】
一方、上記カムシャフト２には、上記インナーロータ５の外側に近接状態で嵌合するアウターロータ１５が軸受２８を介して回転自在に取り付けられている。そして、このアウターロータ１５の内周には、図２に示すように、上記インナーロータ５の各リング部材７〜９と同様に、周方向に所定ピッチで凸極１５ａ，１５ａ，・・が形成されている。また、このアウターロータ１５の外周に形成したフランジ部１６には、上記ケーシング１１側に固定配置された電磁ブレーキ１８の摺動子１８ａが接離可能に近接対向状態で配置されている。
【００６４】
さらに、上記アウターロータ１５の裏面側には、筒部材１９が上記カムシャフト２の外周との間に所定の環状空間をもった状態で該カムシャフト２と同軸状に固定されている。この筒部材１９の内周面には内ネジ２１が形成されている。また、上記カムシャフト２のうち、上記筒部材１９に対応する部分の外周面には、所定の傾斜角（例えば３０°）をもつヘリカルスプライン２２が形成されている。そして、この筒部材１９とカムシャフト２との間には、その外周面に外ネジを、内周面にヘリカルスプラインを、それぞれ形成するとともに、その周方向に所定間隔で複数の係合部２０ａ，２０ａ，・・を設けたスライダ２０が嵌合配置されている。尚、この係合部２０ａの係合面方向は、スライダ２０の軸方向と平行ではなく、上記ヘリカルスプライン２２の傾斜方向と逆の方向へ所定角度（例えば３０°）だけ傾斜している。
【００６５】
一方、上記筒部材１９の径方向外側には、その外周面にタイミングベルト２５掛止用の歯を形成したプーリー２４が配置されている。このプーリー２４は、軸受３８を介して上記シリンダヘッド１側に回転自在に支承されている。さらに、このプーリー２４には、複数の係合爪２６ａ，２６ａ，・・を設けた係合部材２６が固定されており、該各係合爪２６ａ，２６ａ，・・は上記スライダ２０の各係合部２０ａ，２０ａ，・・にそれぞれ係合している。さらに、上記筒部材１９（即ち、上記アウターロータ１５）と上記プーリー２４との間には、渦巻きバネ２３が嵌装配置されている。
【００６６】
尚、上記ヘリカルスプライン２２及びスライダ２０の係合部の傾斜方向並びに上記渦巻きバネ２３の巻方向は、上記プーリー２４の回転方向と進角・遅角方向とに対応して設定されている。即ち、例えば、上記プーリー２４がカムシャフト２の左端部側から見て右回転しているとすると、進角操作時（即ち、上記電磁ブレーキ１８により上記アウターロータ１５にブレーキをかけて該アウターロータ１５をプーリー２４に対して位相が遅れる方向に操作する場合）に、上記スライダ２０が図上左方向へ移動し上記結合ボルト２７がプーリー２４よりも位相が進むように上記内ネジ２１のネジ方向及びヘリカルスプライン２２とスライダ２０の係合部２０ａの傾斜方向を設定している。さらに、上記アウターロータ１５はプーリー２４に対して遅角方向へ回動するが、この時、上記渦巻きバネ２３が縮径変化してバネ力を蓄えるように該渦巻きバネ２３の巻方向を設定している。
【００６７】
また、上記各解除コイル１３，１３と上記電磁ブレーキ１８は、ＥＣＵ３２からの制御信号を受けて作動するＶＶＴコントローラ３１により通電制御が行われる。このＶＶＴコントローラ３１による各解除コイル１３，１３及び電磁ブレーキ１８の作動制御については後述する。
【００６８】
以上がこのバルブタイミング可変装置の具体的構造である。
【００６９】
（作動説明）
Ａ：基本作動
Ａ−ａ：位相保持
プーリー２４とカムシャフト２との位相保持は、各永久磁石６，６の磁気吸引力により行われる。即ち、図１に示した磁力線のように、各永久磁石６，６によりインナーロータ５とアウターロータ１５との間に跨がって磁界が生じ、この磁界による磁気吸引力でインナーロータ５とアウターロータ１５とが非接触状態のまま位相保持される。従って、スライダ２０を介してアウターロータ１５とカムシャフト２とが一体化され、プーリー２４のトルクは係合部材２６→スライダ２０→カムシャフト２と伝達され、プーリー２４とカムシャフト２とが位相を保持したまま一体的に回転することになる。
【００７０】
尚、この位相保持状態においては、上記インナーロータ５とアウターロータ１５は同期状態（即ち、図２に示すように、インナーロータ５を構成する各リング部材７〜９の凸極７ａ〜９ａがアウターロータ１５の凸極１５ａと対向し相対回転差がない状態）とされる。因に、インナーロータ５を構成する各リング部材７〜９の凸極７ａ〜９ａとアウターロータ１５の凸極１５ａとが回転方向に所定以上相対変位した脱調状態においては磁束密度の変化が小さい状態となる。従って、位相保持力は、同期状態において最も強く、脱調状態になると急激に弱くなる。この実施形態においては、このような磁束特性に着目して保持解除の制御を行うようにしているが、これについては後述する。
【００７１】
Ａ−ｂ：進角操作
進角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持状態を解除した上で、該インナーロータ５とアウターロータ１５とを進角方向へ相対回転させることで行われる。即ち、先ず、解除コイル１３，１３に通電し磁界を発生させる。この解除コイル１３，１３の磁力による磁界によって上記永久磁石６，６の磁力による磁界の強さが弱められ、該永久磁石６，６の磁界による上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持力が減少し、該インナーロータ５とアウターロータ１５との非接触での連結状態が解除されこれらの相対回転が可能とされる。
【００７２】
ここで、電磁ブレーキ１８に通電し、その接触子１８ａを上記アウターロータ１５のフランジ部１６に接触させてこれに所定の制動力をかける。すると、アウターロータ１５はエンジンにより駆動されているプーリー２４に対して遅角側に相対回転し、このアウターロータ１５の回転に伴って該アウターロータ１５と噛合しているスライダ２０が図１上における左方向へ移動する。このスライダ２０の移動に伴って、カムシャフト２は、上記スライダ２０の係合面２０ａの傾斜角に対応して進角側に回動されるとともにヘリカルスプライン２２の傾斜角に対応して進角方向に回動されることで上記プーリー２４との位相が進角方向に変更せしめられるものである。
【００７３】
また、上記電磁ブレーキ１８によりアウターロータ１５に制動力をかけることで該アウターロータ１５とプーリー２４とが相対回転するが、この相対回転の変位力を受けて渦巻きバネ２３が縮径しバネ力を蓄える。
【００７４】
カムシャフト２の進角量が目標値に達すると、上記電磁ブレーキ１８への通電を停止して上記アウターロータ１５への制動力を解除するとともに、電磁ブレーキ１８への通電も停止し上記永久磁石６，６の磁界の強さを回復させて上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相を保持させる。
【００７５】
尚、上記カムシャフト２の位相変更量の検出は上記解除コイル１３，１３に発生する電流波形もしくは電圧波形によって行われるが、これは後述する。また、永久磁石６，６の磁界による位相保持力の異常あるいは不良等には上記解除コイル１３，１３の制御により対処するようにしているが、これについても後述する。
【００７６】
Ａ−ｃ：遅角操作
遅角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持状態を解除した上で該インナーロータ５とアウターロータ１５とを遅角方向へ相対回転させることで行われる。即ち、先ず、解除コイル１３，１３に通電し磁界を発生させて上記永久磁石６，６の磁界による上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持力を減少させ、該インナーロータ５とアウターロータ１５との非接触での連結状態を解除する。
【００７７】
すると、アウターロータ１５は上記渦巻きバネ２３のバネ力により上記プーリー２４に対して進角側に相対回転し、このアウターロータ１５の回転に伴って該アウターロータ１５と噛合しているスライダ２０が図１上における右方向へ移動する。このスライダ２０の移動に伴って、カムシャフト２は、上記スライダ２０の係合面２０ａの傾斜角に対応して遅角側に回動されるとともにヘリカルスプライン２２の傾斜角に対応して遅角方向に回動されることで上記プーリー２４との位相が遅角方向に変更せしめられる。
【００７８】
カムシャフト２の遅角量が目標値に達すると、上記電磁ブレーキ１８への通電を停止し、上記永久磁石６，６の磁界の強さを回復させて上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相を保持させる。
【００７９】
Ａ−ｄ：基本作動における利点
このように、この実施形態のものにおいては、永久磁石６，６の磁気吸引力により位相保持を行い、解除コイル１３，１３により位相保持の解除を行い、またプーリー２４のトルクを利用して位相変更を行うものであることから、進角操作時には解除コイル１３，１３と電磁ブレーキ１８とに通電し、遅角操作時には解除コイル１３，１３のみに通電すればよく、例えば電磁石で位相保持をするとともに位相の進角及び遅角操作をも電磁石で行うような構成のものに比して、必要電力量を低減することができ、特に自動車用エンジンの如くバッテリーの蓄電能力に制限があるような場合にはその効果が顕著となる。
【００８０】
Ｂ：進角・遅角操作に付随する制御
Ｂ−ａ：位相保持の解除時における消費電力低減のための制御
永久磁石６の磁気吸引力によりインナーロータ５とアウターロータ１５（即ち、カムシャフト２とプーリー２４）との位相保持を行う構成であるため、位相変更時には解除コイル１３に通電して永久磁石６による位相保持力を弱める必要がある。この場合、解除コイル１３への電流供給時期を適正に制御することで保持解除に伴う消費電力を低減するようにしている。このための制御として以下の二つが考えられる。
【００８１】
第１の制御
第１の制御は、上記インナーロータ５とアウターロータ１５との同期状態と脱調状態との間における永久磁石６の磁界による位相保持力の相違に着目した制御である。即ち、上述のように、永久磁石６の磁界による位相保持力には、「同期状態の位相保持力（τ2）＞脱調状態の位相保持力（τ1）」の関係がある（図３参照）。そして、この「同期状態」は、インナーロータ５側の凸極７ａ〜９ａとアウターロータ１５側の凸極１５ａとが対向した状態（即ち、位相を保持している時の状態）であるため位相保持力の解除操作の初期段階に対応する。
【００８２】
このため、図３の下部に示すように、同期状態に対応する解除操作の初期段階において解除コイル１３に大きな解除電流（電流値Ｉ2）を流し、その後の脱調状態においては小さな解除電流（電流値Ｉ1）を流して脱調状態を維持する。このようにすることで、容易且つ確実に位相保持状態を解除することができるとともに、解除に必要な消費電力の低減が図れるものである。
【００８３】
第２の制御
第２の制御は、カムシャフト２のバックトルクの変動に着目した制御である。即ち、エンジンの回転に伴いエンジン側からカムシャフト２側にかかるバックトルクは図４の上部に示すようにトルク（α）→（γ）の間で変動する。このバックトルクは脱調方向に作用するものであることから、このバックトルクが大きいということはそれだけ脱調に必要なトルクが少ないということである。従って、バックトルクが大きい範囲（例えばバックトルクβ→γの範囲）に対応させて解除コイル１３に大きな解除電流（電流値Ｉ2）を流すことで容易に同期状態から脱調させることができる。その後は、小さな解除電流（電流値Ｉ1）を流して脱調を維持すれば良い。かかる制御とすることで、位相保持力の解除に伴う消費電力の低減が図れるものである。
【００８４】
Ｂ−ｂ：位相差を検出するための制御
エンジンの運転状態に最適なバルブタイミングを得るためには、現在のプーリー２４とカムシャフト２との位相差を把握するとともに、位相の変更指令に対して実際にどの程度位相が変化したかを把握することが必要であり、かかる位相差の検出方法として従来一般にはプーリー２４と一体に回転する部材とカムシャフト２と一体に回転する部材のそれぞれに回転センサを設け、これら二つの回転センサに現れる信号の時間差を測定するようにしていた。ところが、このような位相差検出方法では回転センサが必要であることからコストアップになる。そこで、この実施形態のものにおいては、回転センサを設けることなく解除コイル１３に生じる電流あるいは電圧波形から位相差を検出し得るようにしたものである。
【００８５】
即ち、図５に示すように、位相変更操作の間、常時通電される解除コイル１３の印加電圧を図５に示すような所定の周波数をもつ矩形波とする。但し、この場合の印加電圧の周波数を、インナーロータ５の凸極７ａ〜９ａとアウターロータ１５の凸極１５ａとが相対移動することにより生じるインダクタンスの変化の周波数よりも大きな周波数に設定し、これら両者を区別できるようにする。
【００８６】
解除コイル１３に通電した後、該解除コイル１３に生じる電流値あるいは電圧値を検出する（図６参照）。この検出電流値あるいは検出電圧値を高周波フィルターにかけてここから解除コイル１３に印加した矩形波成分を除去すると図７に示すような低周波の電流値波形あるいは電圧値波形が得られる。ここで得られた低周波の波形は、インナーロータ５の凸極７ａ〜９ａとアウターロータ１５の凸極１５ａとの相対移動に起因するインダクタンス変化の結果として生じたものであって、この波形の１波長（Ｌ）はインナーロータ５及びアウターロータ１５の凸極ピッチに相当する。従って、この波形の山の数をカウントすることでインナーロータ５とアウターロータ１５の位相差、即ち、プーリー２４とカムシャフト２との位相差が求められるものである。
【００８７】
Ｂ−ｃ：位相保持力の低下に対処するための制御
プーリー２４とカムシャフト２との位相保持は永久磁石６の磁界によりインナーロータ５とアウターロータ１５との間に作用する磁気吸引力で行われるが、この磁気吸引力は磁束密度の二乗に比例し磁極間距離の２乗に反比例する。従って、永久磁石６の劣化により磁力が低下した場合とか、何らかの原因により磁極間距離（この実施形態の場合にあってはインナーロータ５とアウターロータ１５との距離）が大きくなった場合には位相保持力が低下することになる。このような位相保持力の低下はバルブタイミングの狂いにつながるため、かかる位相保持力の低下に対処する必要があり、その対処方法として以下の二つの制御が考えられる。
【００８８】
第１の制御
第１の制御は、永久磁石６の劣化による位相保持力の低下に対処するためのものであり、磁力の低下した永久磁石６に再着磁させて磁力の回復を図り、適正な位相保持力を確保するものである。即ち、永久磁石６の磁力が劣化により低下した場合には、図８に示すように、解除コイル１３に通電し該解除コイル１３により生じる磁界により永久磁石６に着磁させてその磁力を回復させるものである。
【００８９】
ここで、この永久磁石６の劣化による磁力低下は次のようにして検出される。即ち、上述の位相差検出制御の場合と同様に、解除コイル１３に通電して上記永久磁石６による位相保持力を解除する際、該解除コイル１３に矩形波の電圧を印加し、インナーロータ５とアウターロータ１５とを相対回転させての位相変更時において上記解除コイル１３に発生する電流値あるいは電圧値を検出する。この検出電流値あるいは検出電圧値を高周波フィルターにかけてここから解除コイル１３に印加した矩形波成分を除去することで、インナーロータ５の凸極７ａ〜９ａとアウターロータ１５の凸極１５ａとの相対移動に起因するインダクタンス変化の結果として生じた低周波の電流値波形あるいは電圧値波形を得る。この場合、インダクタンスの変化は永久磁石６に磁力低下がない正常時には大きく、磁力低下が生じた異常時には小さいことから、図９に示すように、正常時の波形と異常時の波形との間には振幅の差が生じる。従って、この両者の波形振幅の差（△Ｈ）を求めることで永久磁石６の磁力低下の有無を判断することができる。
【００９０】
《第２の実施形態》
図１０には、本願の請求項１〜９に記載の発明にかかる回転伝動部材の継手装置の実施形態であるエンジンのバルブタイミング可変装置部分を示している。
【００９１】
以下、このバルブタイミング可変装置の具体的構造及び作動等について説明する。
【００９２】
（構造説明）
この実施形態のものは、位相保持機構と解除機構と駆動機構を共に上記第１の実施形態のものと同様とし、これと異なる点は、上記第１の実施形態のものにおいてはプーリー２４とカムシャフト２との位相変更作用をヘリカルスプライン２２の傾斜角とスライダ２０の係合面２０ａの傾斜角とによって達成するようにしていたのに対して、これを遊星歯車機構４７により達成するようにした点である。
【００９３】
即ち、この実施形態のものにおいては、アウターロータ１５と一体回転する筒部材１９とエンジンにより駆動されるプーリー２４との間に渦巻きバネ２３を配置する一方、該プーリー２４と一体的に設けたキャリア５０に複数のピニオンギヤ４９，４９，・・を取り付けるとともに、該各ピニオンギヤ４９，４９，・・をカムシャフト２と一体回転する筒状部材５２に設けたインターナルギヤ４８と、上記インナーロータ５と一体回転する上記筒部材１９側に設けたサンギヤ５１とに噛合させて遊星歯車機構４７を構成している。
【００９４】
尚、上記第１の実施形態のものと同一部材についてはこれと同一の符号を付することでその説明を省略する。
【００９５】
（作動説明）
Ａ−ａ：位相保持
プーリー２４とカムシャフト２との位相保持は、各永久磁石６，６の磁気吸引力により行われ、その作動は上記第１の実施形態の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００９６】
Ａ−ｂ：進角操作
進角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持状態を解除した上で、該インナーロータ５とアウターロータ１５とを進角方向へ相対回転させることで行われる。即ち、先ず、解除コイル１３，１３に通電し磁界を発生させる。この解除コイル１３，１３の磁力による磁界によって上記永久磁石６，６の磁力による磁界の強さが弱められ、該永久磁石６，６の磁界による上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持力が減少し、該インナーロータ５とアウターロータ１５との非接触での連結状態が解除されこれらの相対回転が可能とされる。
【００９７】
ここで、電磁ブレーキ１８に通電し、その接触子１８ａを上記アウターロータ１５のフランジ部１６に接触させてこれに所定の制動力をかける。すると、インナーロータ５と一体回転するインターナルギヤ４８及びカムシャフト２は、キャリア５０と一体回転するプーリー２４よりも早く回転することとなり、該カムシャフト２の位相はプーリー２４の位相に対して進角されることになる。また、上記電磁ブレーキ１８によりアウターロータ１５に制動力をかけることで該アウターロータ１５とプーリー２４とが相対回転するが、この相対回転の変位力を受けて渦巻きバネ２３が縮径しバネ力を蓄える。
【００９８】
上記カムシャフト２の進角量が目標値に達すると、上記電磁ブレーキ１８への通電を停止して上記アウターロータ１５への制動力を解除するとともに、電磁ブレーキ１８への通電も停止し、上記永久磁石６，６の磁界の強さを回復させて上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相を保持させる。
【００９９】
Ａ−ｃ：遅角操作
遅角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持状態を解除した上で該インナーロータ５とアウターロータ１５とを遅角方向へ相対回転させることで行われる。即ち、先ず、解除コイル１３，１３に通電し磁界を発生させて上記永久磁石６，６の磁界による上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相保持力を減少させ、該インナーロータ５とアウターロータ１５との非接触での連結状態を解除する。
【０１００】
すると、アウターロータ１５は上記渦巻きバネ２３のバネ力を受けて上記インナーロータ５よりも速く回転し、従ってアウターロータ１５と一体回転するインターナルギヤ４８及びカムシャフト２は、キャリア５０と一体回転するプーリー２４よりも遅く回転することとなり、該カムシャフト２の位相はプーリー２４の位相に対して遅角されることになる。
【０１０１】
上記カムシャフト２の遅角量が目標値に達すると、上記電磁ブレーキ１８への通電を停止し、上記永久磁石６，６の磁界の強さを回復させて上記インナーロータ５とアウターロータ１５との位相を保持させる。
【０１０２】
Ａ−ｄ：基本作動における利点
このように、この実施形態のものにおいては、プーリー２４の駆動トルクと渦巻きバネ２３のバネ力とによって該プーリー２４とカムシャフト２との位相を変更するものであるが、その場合、該プーリー２４とカムシャフト２との間に遊星歯車機構４７を介装し、該遊星歯車機構４７の減速作用によるトルク増大効果を利用するようにしているので、例えばかかる遊星歯車機構４７を有しない（換言すれば、減速作用を利用しない）上記第１の実施形態のものに比して、上記渦巻きバネ２３の必要バネ力を低減させることができ、延いては渦巻きバネ２３のコンパクト化あるいは低コスト化が図れるものである。
【０１０３】
尚、この実施形態のものにおいても、上記第１の実施形態において説明したような「進角・遅角操作に付随する制御」を適用し得ることは勿論である。
【０１０４】
《第３の実施形態》
図１３及び図１４には、本願の請求項１０〜１６に記載の発明にかかる回転伝動部材の継手装置の実施形態であるエンジンのバルブタイミング可変装置部分を示している。以下、このバルブタイミング可変装置の具体的構造及び作動等について説明する。
【０１０５】
（構造説明）
図中、符号１はシリンダヘッド、２はカムシャフトであり、該カムシャフト２の先端側には結合ボルト２７によりそれぞれ後述する筒状部材５２と筒部材４４とインナーロータ４３とが順次同軸状に締結固定され、これら各部材はカムシャフトと一体的に回転し得るようになっている。
【０１０６】
上記インナーロータ４３は、その軸心寄りにボス部４３ａを、その外周寄りに周壁部４３ｂをそれぞれ形成した略有底筒状部材であって、該周壁部４３ｂの外周には、図１３及び図１４に示すように、異なる極性をもつ一対の永久磁石６，６を軸方向に併置するとともにこれら一対の永久磁石６，６を周方向に所定間隔で複数組配置している。また、上記周壁部４３ａとボス部４３ｂの中間の凹部内には、ケーシング１０側に固定保持された解除コイル１３を上記各永久磁石６，６，・・に近接した状態で収容している。
【０１０７】
さらに、上記インナーロータ４３の外側には、上記各永久磁石６，６，・・に近接対向するようにしてアウタロータ４２が配置されている。そして、このアウタロータ４２は、そのボス部４２ａを軸受５４を介して上記筒部材４４支持させることで回動自在とされるとともに、該ボス部４２ａの側方には次述する遊星歯車機構４７のサンギヤ５１が設けられている。尚、上記アウタロータ４２の内周面には、図１４に示すように、上記各永久磁石６，６，・・に対応するようにして軸方向に延びる凸極４３ｃ，４３ｃ，・・が形成されている。
【０１０８】
上記遊星歯車機構４７は、上記アウタロータ４２側に設けられた上記サンギヤ５１と、上記筒状部材５２の内周面に形成されたインターナルギヤ４８と、これらインターナルギヤ４８とサンギヤ５１との間に噛合配置された複数のピニオンギヤ４９，４９，・・と、タイミングベルト２５の掛止用歯を備えたプーリー２４と一体的に形成されて上記各ピニオンギヤ４９，４９，・・と係止するキャリア５０とで構成されている。尚、上記プーリー２４は、軸受５５を介して上記シリンダヘッド１側に回転自在に支持されている。
【０１０９】
一方、上記アウタロータ４２の径方向外側には、ステータ４１が近接配置され、該ステータ４１と上記アウタロータ４２とで誘導モータ４０が構成されている。このモータ４０は、所定の駆動電流を受けて所定の駆動力を発生する駆動運転と、負荷側からの動力を吸収しながら所定の制動力を発生する制動運転とを行えるようになっている。この場合、このモータ４０が発生する駆動力と制動力との間には「駆動力＜制動力」の関係があり、また進角操作力と遅角操作力との間には「進角操作力＞遅角操作力」の関係があることから、この実施形態のものにおいては、進角時にはモータ４０の制動力を利用し、遅角時にはモータ４０の駆動力を利用するように該モータ４０の極性を設定している。さらに、この実施形態においては、進角・遅角応答性あるいは駆動トルクの低減という観点からモータ４０の駆動電流制御を行うとともに、制動運転においても制動トルクの確保等の観点から進角・遅角特性に応じて回生制動と逆相制動あるいは発電制動とを選択するようにしているが、これらの制御については後述する。
【０１１０】
以上がこのバルブタイミング可変装置の具体的構造である。
【０１１１】
（作動説明）
基本作動
Ａ−ａ：位相保持
プーリー２４とカムシャフト２との位相保持は、各永久磁石６，６，・・の磁気吸引力により行われる。即ち、図１１に示した磁力線のように、各永久磁石６，６，・・によりインナーロータ４３とアウタロータ４２との間に跨がって磁界が生じ、この磁界による磁気吸引力でインナーロータ４３とアウタロータ４２とが非接触状態のまま位相保持される。従って、遊星歯車機構４７はロック状態となり、インナーロータ４３とアウタロータ４２とが一体化され、プーリー２４のトルクはキャリア５０→ピニオンギヤ４９→インターナルギヤ４８→筒状部材５２→カムシャフト２と伝達され、プーリー２４とカムシャフト２とが所定の位相を保持したまま一体的に回転することになる。
【０１１２】
Ａ−ｂ：進角操作
進角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ４３とアウタロータ４２との位相保持状態を解除した上で、該インナーロータ４３とアウタロータ４２とを進角方向へ相対回転させることで行われる。
【０１１３】
即ち、先ず、解除コイル１３に通電し磁界を発生させる。この解除コイル１３の磁力による磁界によって上記永久磁石６，６．・・の磁界の強さが弱められ、該永久磁石６，６，・・の磁界による上記インナーロータ４３とアウタロータ４２との位相保持力が減少し、該インナーロータ４３とアウタロータ４２との非接触での連結状態が解除されこれらの相対回転が可能とされる。
【０１１４】
ここで、ステータ４１に通電してモータ４０を制動運転し、インナーロータ４３に対してアウタロータ４２の回転を遅くする。すると、インナーロータ４３と一体回転するインターナルギヤ４８及びカムシャフト２は、キャリア５０と一体回転するプーリー２４よりも早く回転することとなり、該カムシャフト２の位相はプーリー２４の位相に対して進角されることになる。
【０１１５】
上記カムシャフト２の進角量が目標値に達すると、上記ステータ４１への通電を停止してモータ４０の制動力を解除するとともに、解除コイル１３への通電も停止し、上記永久磁石６，６，・・の磁界の強さを回復させ、上記インナーロータ４３とアウタロータ４２との間に磁気吸引力を作用させてその位相を保持させる。
【０１１６】
Ａ−ｃ：遅角操作
遅角操作は、上記永久磁石６，６による磁界を弱めてインナーロータ４３とアウタロータ４２との位相保持状態を解除した上で該インナーロータ４３とアウタロータ４２とを遅角方向へ相対回転させることで行われる。即ち、先ず、解除コイル１３に通電し磁界を発生させて上記永久磁石６，６・・の磁界による上記インナーロータ４３とアウタロータ４２との位相保持力を減少させ、該インナーロータ４３とアウタロータ４２との非接触での連結状態を解除する。
【０１１７】
ここで、上記ステータ４１に通電して上記モータ４０を駆動運転し、その駆動力によりインナーロータ４３に対してアウタロータ４２の回転を速くする。すると、インナーロータ４３と一体回転するインターナルギヤ４８及びカムシャフト２は、キャリア５０と一体回転するプーリー２４よりも遅く回転することとなり、該カムシャフト２の位相はプーリー２４の位相に対して遅角されることになる。
【０１１８】
上記カムシャフト２の遅角量が目標値に達すると、上記ステータ４１への通電を停止してモータ４０の駆動力を解除するとともに、解除コイル１３への通電も停止し、上記永久磁石６，６，・・の磁界の強さを回復させ、上記インナーロータ４３とアウタロータ４２との間に磁気吸引力を作用させてその位相を保持させる。
【０１１９】
Ａ−ｄ：基本作動における利点
このように、この実施形態のものにおいては、モータ４０のトルク特性、即ち、制動トルク＞駆動トルクという関係と、位相変更に必要なカムシャフト２への入力トルク特性、即ち、位相進角＞位相遅角という関係とを考慮して、位相進角をモータ４０の制動運転にて、位相遅角をモータ４０の駆動運転にて、それぞれ行うようにしているので、該モータ４０の必要駆動トルクが小さくなり該モータ４０の小容量化、延いては装置全体のコンパクト化が図れるとともに消費電力の低減が図れるものである。しかも、この場合、プーリー２４とカムシャフト２との間に遊星歯車機構４７を介装して該遊星歯車機構４７の減速作用によりトルク増大を図るようにしているので、上記モータ４０の小容量化がさらに促進されるものである。
【０１２０】
Ｂ：進角・遅角操作に付随する制御
Ｂ−ａ：応答性確保のための解除電流の制御
モータ動力により位相変更を行う場合、従来一般には図１４に破線図示するように位相変更操作の末期（即ち、目標位相角の近傍）において進角操作と遅角操作とを小刻みに繰り返して最終的に目標位相角に合致させるようにしていたため、この位相角のハンチング現象により位相変更の応答性に問題があった。そこで、この実施形態のものにおいては、かかる目標位相角近傍での位相角のハンチングを抑えることで位相変更の応答性を良好ならしめるべく、解除コイル１３への通電制御を行うようにしている。即ち、図１３に示すように、位相角（θ）の（α）→（β）への位相変更指令が出されると（ステップＳ１）、解除コイル１３に通電して永久磁石６による位相保持力を解除する（ステップＳ２）とともにモータ４０を運転して（ステップＳ３）位相変更を行うが、その場合、現在の位相角（θ）と目標位相角（β）との偏差（β−θ）が所定値（φ）以下となった時点において（ステップＳ４）、解除コイル１３への通電を停止して（ステップＳ５）永久磁石６の位相保持力を復帰させるとともにモータ４０の運転を停止させる（ステップＳ６）。このように、解除コイル１３の通電停止を位相角が目標位相角に達する以前に行うことで、図１４に実線図示する如く、目標位相角の近傍でのハンチングを生じることなく位相角をより迅速に目標位相角に合致させることができるものであり、それだけ位相変更の応答性が良好となるものである。
【０１２１】
Ｂ−ｂ：位相変更の応答性確保のための駆動電流制御
位相保持手段にて位相保持を行い、解除手段にて保持解除を行い、さらに駆動手段にて位相変更を行う場合、例えば上記位相保持手段が電磁クラッチ等の接触式構造である場合には、位相保持手段と駆動手段との同時作動ができない。このため、進角操作時には、図１９に示すように、進角指令が出された後、先ず解除指令を出し、さらにその後に制動指令を出すことになる。また、遅角操作時には、図２０に示すように、遅角指令が出された後、先ず解除指令を出し、さらにその後に駆動指令を出すことになる。従って、進角操作時及び遅角操作時のいずれの場合においても、位相変更指令が出てから実際に位相変更が行われるまでに比較的時間がかかり、これが位相変更の応答性の悪化の一因となっていた。
【０１２２】
そこで、この実施形態においては、位相保持手段が永久磁石６を利用した非接触機構であることに着目し、位相変更の応答性を確保すべく駆動電流を制御するようにしている。
【０１２３】
即ち、この実施形態のものにおいては位相保持手段が永久磁石６を利用した非接触機構であることから、位相保持手段と駆動手段が同時作動したとしても何ら問題はない。このため、図１５及び図１６に示すように、進角時及び遅角時共に、ＶＶＴコントローラ３１から解除コイル１３への解除指令（即ち、解除コイル１３への通電指令）の出力と同時に、モータ４０のステータ４１へ駆動あるいは制動指令（即ち、ステータ４１への通電指令）を出力するものである。
【０１２４】
このような制御とすることで、進角操作時及び遅角操作時共に、図１７及び図１８に示すように、解除指令と制動あるいは駆動指令とが同時に出されることで、図１９及び図２０に示す従来構造のものに比べて、進角あるいは遅角指令が出されてから実際に進角あるいは遅角操作が行われるまでの時間が短くなり、それだけ進角・遅角応答性が良好となるものである。
【０１２５】
Ｂ−ｃ：モータ４０の駆動トルク低減のための制御
一般に、モータ動力で位相変更を行う方式のものにあっては、例えば油圧力を利用する方式のものに比して、位相変更に関与する可動部分の慣性が比較的大きく、このため位相変更の応答性を高めるためにはより大きな駆動トルクを必要とし、結果的にモータの大型化を招くことになる。そこで、この実施形態においては、カムシャフト２の駆動トルクの変動特性に着目し、このトルク変動を利用してモータの駆動電流を制御することでモータの駆動トルク低減、延いてはモータの小容量化、省電力化を図るようにしている。
【０１２６】
即ち、図２１及び図２２のそれぞれの上段に示すように、プーリー２４によりカムシャフト２を駆動する場合における駆動トルク（即ち、カムシャフト２の駆動に必要とされるトルク）は、バルブ反力の影響を受けてサインカーブ状に変動する。
【０１２７】
従って、モータ４０を制動運転させる進角操作時には、図２１に示すように、トルク変動正の時（即ち、プーリー２４側からカムシャフト２に大きな駆動力が働いている時）にモータ４０に通電してこれを制動運転すれば、図２１に破線図示するトルク変動を利用しない場合に比して、より少ない仕事量で進角を行うことができる。また、モータ４０を駆動運転させる遅角操作時には、図２２に示すように、トルク変動負の時（即ち、プーリー２４側からカムシャフト２に小さな駆動力が働いている時）にモータ４０に通電してこれを駆動運転すれば、図２２に破線図示するトルク変動を利用しない場合に比して、より少ない仕事量で遅角を行うことができる。これらの結果、モータ４０の駆動トルクの低減により、その小容量化、延いては装置のコンパクト化が図れるものである。
【０１２８】
Ｂ−ｄ：進角操作時の制動トルクを確保するための制御
一般に位相進角に必要なトルクは位相遅角に必要なトルクよりも大きく、またモータ４０においてはこれを制動運転した時の制動トルクの方が駆動運転した時の駆動トルクよりも大きく、このためこの実施形態のものにおいては位相進角にモータ４０の制動力を利用し、位相遅角に駆動力を利用するようにしている。しかし、モータ４０による位相変更に伴う消費電力の低減を図るには、できるだけ小容量のモータでより大きな制動力が得られるようにする必要がある。そこで、この実施形態のものにおいては、モータの制動運転の形態を選択することでその容量アップを招くことなくより大きな制動力を確保し消費電力の低減を図るべくモータの制動制御を行うようにしている。
【０１２９】
即ち、モータの制動運転の主な形態として、逆相制動と発電制動と回生制動とがある。これら各制動のうち、逆相制動と発電制動は回生制動に比して大きな制動トルクを得ることができ、また回生制動はカムシャフト２側の運動エネルギーを回生電力として回収することができる。このような各制動の特性に着目して、以下の二つの制御を提案する。
【０１３０】
第１の制御
第１の制御は、制動力を重視した制御であって、図２３に示すように、進角操作時におけるモータ４０の制動を大きな制動力が得られる逆相制動又は発電制動とし、ＥＣＵ３２から進角指令が出力された場合、バッテリー３３からＶＶＴコントローラ３１を介してモータ４０に制動電力を供給して該モータ４０を逆相制動運転又は発電制動運転するものである。この場合、カムシャフト２側の運動エネルギーはモータ４０において熱エネルギーとして放出される。
【０１３１】
このような制御とすれば、より小容量のモータ４０により大きな制動力を得ることができることから、消費電力の低減が期待できるものである。
【０１３２】
第２の制御
第２の制御は、制動力を重視しつつより一層の消費電力の低減を狙った制御である。即ち、モータ４０に対する要求制動トルクが大きい時（即ち、位相変更量が比較的大きくその作動応答時間が短くなければならないような場合）には、上記第１の制御と同様にモータ４０を逆相制動運転あるいは発電制動運転としてより大きな制動力を確保する一方、モータ４０に対する要求制動トルクが小さい時（即ち、位相変更量が比較的少なくその作動応答時間が多少長くても良いような場合）には、図２４に示すように、上記モータ４０を回生制動運転し、カムシャフト２側の運動エネルギーを回生電力としてバッテリー３３側に回収するものである。この制御によれば、モータ４０の小容量化と電力回収とによって更なる消費電力の低減が期待できるものである。
【０１３３】
Ｂ−ｅ：エンジン始動時対策のための制御
エンジンにおいてバルブタイミングは負荷あるいはエンジン回転数等の条件に対応して常時最適にコントロールされる必要があり、特にエンジン始動時においては吸気弁と排気弁のバルブオーバラップをできるだけ小さくして始動性を確保する必要がある。従って、バルブタイミング可変装置においては、エンジン始動時の進角量を初期値（知有情は最小値）に設定することが必要である。
【０１３４】
しかし、実際のエンジンの運転においては、必ずしも進角量が初期値になってからイグニッションスイッチを切るとは限らず、大きな進角量のままイグニッションスイッチが切られることもある。かかる状態でエンジンの再始動を行うと、バルブタイミングが不適切であることから始動性が悪化することになる。
【０１３５】
そこで、この実施形態のものにおいては、エンジン始動時には常に進角量が初期値になるように制御することでエンジンの始動性を確保するようにしている。
【０１３６】
図２５に上記制御の前提となる電気回路を示している。ここでは、バッテリー３３を、エンジン３４制御用のＥＣＵ３２とバルブタイミング制御用のＶＶＴコントローラ３１とに並列に接続してこれら両者を別系統とするとともに、上記ＥＣＵ３２側の系統にイグニッションスイッチ３５を、ＶＶＴコントローラ３１側の系統にＶＶＴスイッチ３６をそれぞれ配置している。かかる回路構成の下で、以下の二つの制御を提案する。
【０１３７】
第１の制御
第１の制御は、エンジンの始動操作時に、スタータ始動の先立って進角量を初期値に設定するものである。即ち、図２６に示すように、イグニッションスイッチのＯＮ信号が入力されると（ステップＳ１）、現在の位相角（θ）と位相角の初期値（α）と比較し（ステップＳ２）、現在の位相角が初期値に設定されている場合には、直ちにスタータを始動させる（ステップＳ８）。これに対して、現在の位相角が初期値より進角していると判断された場合には、解除コイル１３に通電して（ステップＳ３）永久磁石６の磁界によるプーリー２４とカムシャフト２との間の位相保持力を解除し、モータ４０を駆動運転して（ステップＳ４）位相を初期値側に遅角させる。そして、現在の進角量が初期値に合致すると（ステップＳ５）、モータ４０を停止させ（ステップＳ６）、解除コイル１３への通電を停止して（ステップＳ７）位相保持を行い、しかる後、スタータを始動させる（ステップＳ８）。
【０１３８】
第２の制御
第２の制御は、エンジンの停止時に進角量を初期値に設定するものである。即ち、図２７に示すように、イグニッションスイッチのＯＦＦ信号が入力されると（ステップＳ１）、現在の位相角（θ）と位相角の初期値（α）と比較し（ステップＳ２）、現在の位相角が初期値に設定されている場合には、直ちにＶＶＴスイッチ３６をＯＦＦとする（ステップＳ８）。
【０１３９】
これに対して、現在の位相角が初期値より進角していると判断された場合には、解除コイル１３に通電して（ステップＳ３）永久磁石６の磁界によるプーリー２４とカムシャフト２との間の位相保持力を解除し、モータ４０を駆動運転して（ステップＳ４）位相を初期値側に遅角させる。そして、現在の進角量が初期値に合致すると（ステップＳ５）、モータ４０を停止させ（ステップＳ６）、解除コイル１３への通電を停止して（ステップＳ７）位相保持を行い、しかる後、ＶＶＴスイッチ３６をＯＦＦとする（ステップＳ８）。
【０１４０】
以上の各制御のいずれにおいても、実際にエンジンが始動される時点においては常に進角量が初期値に設定されているため、良好な始動性が確保されるものである。
【０１４１】
《第４の実施形態》
図２８には、本願の請求項１に記載の発明にかかる回転伝動部材の継手装置の実施形態であるアシスト機構を備えたエンジンのターボチャージャを示している。以下、このターボチャージャの具体的構造及び作動等について説明する。
【０１４２】
（構造説明）
図２８において、符号８１はケーシング、８２はタービンロータ、８３はコンプレッサロータ、８４はタービン側シャフト、８５はコンプレッサ側シャフトである。この実施形態のものは、従来のようにタービンロータ８２とコンプレッサロータ８３とを同軸にて連結した場合、タービンロータ８２の質量がコンプレッサロータ８３の質量に比して格段に大きいことから、所謂、ターボラグが問題となるので、低速・低負荷域においてはタービンロータ８２とコンプレッサロータ８３とを切り離してコンプレッサロータ８３を増速させ、高速・高負荷域ではタービンロータ８２とコンプレッサロータ８３とを接続してこれらを一体回転させるようにしたものである。そして、タービン側シャフト８４とコンプレッサ側シャフト８５との接続機構に本願発明を適用している。
【０１４３】
即ち、同軸状に近接対向するコンプレッサ側シャフト８５とタービン側シャフト８４のうち、コンプレッサ側シャフト８５の先端部には筒状の永久磁石８７を設ける一方、タービン側シャフト８４の先端部には支持部材８６を介して上記永久磁石８８と近接対向するように筒状の永久磁石８７を設けるとともに該永久磁石８７の径方向外側には該永久磁石８８に近接対向するようにして解除コイル８９を設けている。
【０１４４】
一方、上記コンプレッサ側シャフト８５の外周側に嵌挿配置され該コンプレッサ側シャフト８５と一体回転するスリーブ９０に周方向に所定間隔で多数のブレード６１を形成するとともに、該ブレード６１，６１，・・に対応する位置にオイルノズル６３を開口させ、該オイルノズル６３にオイル通路６２側から高圧オイルを供給してこれを該オイルノズル６３からオイルジェットとして上記各ブレード６１，６１，・・に噴射するようにしている。
【０１４５】
尚、ここではコンプレッサロータ８３の増速手段（即ち、アシスト機構）としてオイルジェットを採用しているが、これを他の手段、例えばモーターとすることも可能である。
（作動説明）
エンジンの高速・高負荷域での作動
この運転領域においては、タービンロータ８２駆動用の排気ガス量が十分にあり、高い過給作用を得ることができる領域であるため、解除コイル８９への通電を停止し、永久磁石８７と永久磁石８８との間に発生する磁界による磁気吸引力によりタービン側シャフト８４とコンプレッサ側シャフト８５との位相を保持させる。従って、この状態ではタービン側シャフト８４とコンプレッサ側シャフト８５とは位相を保持したまま一体回転可能であり、上記タービンロータ８２のトルクがそのままコンプレッサロータ８３に伝達され、該コンプレッサロータ８３による吸気の過給が行われる。
【０１４６】
エンジンの低速・低負荷域での作動
この運転領域においては、排気ガス量が少なくタービンロータ８２の回転によりコンプレッサロータ８３を駆動したのでは高い過給作用を得ることができない。このため、この運転領域においては、上記解除コイル８９に通電して該解除コイル８９により発生する磁界によって上記永久磁石８７と永久磁石８８との間に発生する磁界の強さを弱めて上記タービン側シャフト８４とコンプレッサ側シャフト８５との間の位相保持力を解除しこれらを相対回転可能に分離させる。
【０１４７】
しかる後、オイルノズル６３からブレード６１，６１，・・にオイルジェットを供給することで、上記コンプレッサ側シャフト８５（即ち、コンプレッサロータ８３）は、オイルジェットの運動エネルギーを受けて増速回転し、上記コンプレッサロータ８３により高い吸気過給作用を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかかる回転伝動部材の継手装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のII-II断面図である。
【図３】位相変更時における保持トルク及び解除電流の時間的変化状態を示す特性図である。
【図４】位相変更時におけるカムシャフトのトルク並びに解除電流の時間的変化状態を示す特性図である。
【図５】解除コイルへの印加電圧（電流）の波形図である。
【図６】解除コイルに生じる電流（電圧）の波形図である。
【図７】解除コイルの電流（電圧）波形と位相角との相関関係説明図である。
【図８】永久磁石への再着磁操作時の制御ブロック図である。
【図９】解除コイルの異常判断の説明図である。
【図１０】本願発明にかかる回転伝動部材の継手装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本願発明にかかる回転伝動部材の継手装置の第３の実施形態を示す断面図である。
【図１２】図１１のXII-XII断面図である。
【図１３】図１１に示した継手装置における解除電流の制御フロチャートである。
【図１４】位相変更時における位相角の時間的変化状態を示す特性図である。
【図１５】位相遅角時の制御ブロック図である。
【図１６】位相進角時の制御ブロック図である。
【図１７】本願発明における位相遅角時の位相角特性図である。
【図１８】本願発明における位相進角時の位相角特性図である。
【図１９】従来一般的な位相遅角時の位相角特性図である。
【図２０】従来一般的な位相進角時の位相角特性図である。
【図２１】カムシャフトの駆動トルクとモータの制動トルクとの相関図である。
【図２２】カムシャフトの駆動トルクとモータの制動トルクとの相関図である。
【図２３】逆相制動、発電制動時における電力の流れの説明図である。
【図２４】回生制動時における電力の流れの説明図である。
【図２５】本願発明における電源系統図である。
【図２６】エンジン始動時の制御フロチャートである。
【図２７】エンジン停止時の制御フロチャートである。
【図２８】本願発明にかかる回転伝動部材の継手装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１はシリンダヘッド、２はカムシャフト、３はボス部材、４はフランジ、５はインナーロータ、６は永久磁石、７〜９はリング部材、１０及び１１はケーシング、１２は筒状部材、１３は解除コイル、１５はアウターロータ、１６はフランジ部、１８は電磁ブレーキ、１９は筒部材、２０はスライダ、２１は内ネジ、２２はヘリカルスプライン、２３は渦巻きバネ、２４はプーリー、２５はタイミングベルト、２６は係合部材、２７は結合ボルト、２８〜３０は軸受、３１はＶＶＴコントローラ、３２はＥＣＵ、３３はバッテリー、３４はエンジン、３５はイグニッションスイッチ、３６はＶＶＴスイッチ、４０はモータ、４１はステータ、４２はアウタロータ、４３はインナーロータ、４４は筒部材、４７は遊星歯車機構、４８はインターナルギヤ、４９はピニオンギヤ、５０はキャリア、５１はサンギヤ、５２は筒状部材、５４及び５５は軸受、６１はブレード、６２はオイル通路、６３はオイルノズル、８０はターボチャージャ、８１はケーシング、８２はタービンロータ、８３はコンプレッサロータ、８４はタービン側シャフト、８５はコンプレッサ側シャフト、８６は支持部材、８７は永久磁石、８８は永久磁石、８９は解除コイル、９０はスリーブである。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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