特許 6029691 自動車用エンジンの位相可変装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6029691

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】自動車用エンジンの位相可変装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/356 20060101AFI20161114BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/356 Z

【請求項の数】3

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-556305(P2014-556305)

(86)(22)【出願日】2013年1月11日

(86)【国際出願番号】JP2013050417

(87)【国際公開番号】WO2014109050

(87)【国際公開日】20140717

【審査請求日】2015年12月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227157

【氏名又は名称】日鍛バルブ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087826

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀人

(74)【代理人】

【識別番号】100139745

【弁理士】

【氏名又は名称】丹波 真也

(74)【代理人】

【識別番号】100166327

【弁理士】

【氏名又は名称】舟瀬 芳孝

(74)【代理人】

【識別番号】100168088

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 悠

(72)【発明者】

【氏名】本間 弘一

(72)【発明者】

【氏名】永洞 真康

(72)【発明者】

【氏名】渡部 貴史

【審査官】 大城 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１４５１７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０４９７２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／００１８１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／３５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒部を有し、クランクシャフトによって駆動する駆動回転体と、
制御回転体及び駆動回転体を同軸かつ相対回動可能に支持するカムシャフトと、
前記制御回転体に進角方向または遅角方向のトルクを付与する回動操作力付与手段と、
カムシャフトの外周にフランジ状に一体形成された保持部と、
外周面が前記円筒部に内接し、かつ受圧部が前記保持部によってカムシャフトに対して相対回動不能に保持される複数のロックプレートと、
前記制御回転体に設けられ、制御回転体に付与されたトルクを複数のロックプレートに伝達する複数の伝達部材と、を有し、
カムトルクを受けた保持部が、ロックプレートを駆動回転体の円筒部に押し付けるセルフロック機構によって、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を維持し、
回動操作力付与手段が、カムシャフトにトルクを伝達することによって前記相対位相角を変更し、エンジンバルブの開閉タイミングを変更する、自動車用エンジンの位相可変装置において、
前記保持部は、複数のプレート押圧面からなる多角柱形状を有し、
前記ロックプレートは、一のプレート押圧面によって第１受圧部を支持される第１部材と、一のプレート押圧面に隣接するプレート押圧面によって第２受圧部を支持される第２部材と、前記第１部材及び第２部材を互いに引き離す方向に付勢する圧縮ばねと、を有し、
前記複数の伝達部材が、前記複数のロックプレートの間にそれぞれ微小隙間を空けて配置されたことを特徴とする、自動車用エンジンの位相可変装置。

【請求項2】

前記第１部材の第１受圧部は、対向するプレート押圧面の進角側領域に接触することなく、遅角側領域のみに接触可能に形成され、
前記第２部材は、対向するプレート押圧面の遅角側領域に接触することなく、進角側領域のみに接触可能に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の自動車用エンジンの位相可変装置。

【請求項3】

前記保持部は、６以上のロックプレート押圧面からなる多角柱形状を有し、
前記複数のロックプレートが、ロックプレート押圧面数の半数組設けられたことを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車用エンジンの位相可変装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相角を変更してエンジンバルブの開閉タイミングを変更する位相可変機構に、カムシャフトに発生するカムトルクによる前記相対位相角のズレを防止するセルフロック機構を設けた自動車用エンジンの位相可変装置に関する技術である。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の図１に示される自動車用エンジンの位相可変装置は、クランクシャフトによって駆動する駆動回転体に対し、カムシャフトに同軸に一体化されたセンターシャフトを第１電磁クラッチまたは逆回転機構によって進角方向（駆動回転体の回転方向）または遅角方向（駆動回転体の回転方向に対する逆方向）のいずれかに相対回動させて、駆動回転体とカムシャフトの相対位相角を変化させることで、エンジンバルブの開閉タイミングを変更するものである。

【0003】

特許文献１の図１、図６（ｂ）に示されるように、カムシャフトと一体のセンターシャフトに設けられた六角柱型の保持部には、駆動回転体の円筒部の内周面に内接する３つのロックプレートが、センターシャフトに対して相対回動不能な状態に保持される。各ロックプレートは、第１制御回転体に設けられた二つのピンと、圧縮コイルばねにより、第１制御回転体と一体になって回動する。第１制御回転体が、第１電磁クラッチまたは逆回転機構によってトルクを受けると、第１制御回転体からトルクを受ける３つのロックプレートは、保持部を介してセンターシャフトを駆動回転体に対して進角方向または遅角方向のいずれかに相対回動させ、エンジンバルブの開閉タイミングを変化させる。

【0004】

一方、カムシャフトには、特許文献１の図８に示されるようにエンジンバルブの開閉時において、バルブスプリングの反力によるカムトルクが入力される。カムトルクは、進角方向と遅角方向に交互に入力され、駆動回転体に対する相対回動トルクとしてカムシャフトに作用する。従って、カムトルクは、第１電磁クラッチまたは逆回転機構の停止時において、保持されていた駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角にズレを生じさせる原因となる。そこで、特許文献１の自動車用エンジンの位相可変装置には、カムトルクを受けたセンターシャフトが、駆動回転体に対して相対回動しないように保持されることによって、前記相対位相角のズレを防止するセルフロック機構が設けられている。

【0005】

セルフロック機構は、主に、駆動回転体の円筒部と、前記円筒部の内周面に内接する複数のロックプレートと、６つのプレート押圧面によってロックプレートを保持する六角柱状の保持部によって構成される。遅角方向のカムトルクを受けたセンターシャフトの保持部は、各プレート押圧面の中央から進角方向にずれた位置において、各ロックプレートにカムシャフト中心軸に直交する向きのセルフロック力を作用させる。また、進角方向のカムトルクを受けたセンターシャフトの保持部は、各プレート押圧面の中央から遅角方向にずれた位置において、カムシャフト中心軸に直交する向きのセルフロック力を各ロックプレートに作用させる。

【0006】

各ロックプレートの円弧状の外周面は、前記セルフロック力により、駆動回転体の円筒部の内周面に押し付けられ、駆動回転体の円筒部の内周面及び各ロックプレートの間には、カムトルクと逆向きの摩擦トルクが発生する。特許文献１のセルフロック機構は、カムトルクの発生時に、カムトルク以上の摩擦トルクを各ロックプレートと駆動回転体との間に発生させることにより、センターシャフトを駆動回転体に対して相対回動不能に保持するセルフロック効果を発生させる。

【0007】

尚、特許文献１の自動車用エンジンの位相可変装置は、第１電磁クラッチまたは逆回転機構によって駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更しようとする方向に対して、逆向きのカムトルクによるセルフロック効果が発生している場合（例えば、前記相対位相角を遅角側に変更した場合において、進角方向のカムトルクに基づくセルフロック効果が発生している場合）、第１電磁クラッチまたは逆回転機構は、駆動回転体と各ロックプレートの間に発生する摩擦トルクに打ち勝つトルクを第１制御回転体に付与することが出来ないため、相対位相角を変更することが出来ない。

【0008】

従って、特許文献１の自動車用エンジンの位相可変装置においては、カムトルクの方向が駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更しようとする方向に対して逆向きから同じ方向に切り替わることによりセルフロック効果が解除された時、または、セルフロック効果が、前記相対位相角を変更しようとする方向と同じ方向のカムトルクによって発生している場合において、セルフロック効果を発生させる摩擦トルクにうち勝つトルクを第１電磁クラッチまたは逆回転機構から第１制御回転体に付与することにより、駆動回転体に対するセンターシャフト（カムシャフト）の相対位相角を変更している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／７６０９９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

各ロックプレートとセンターシャフトの保持部との間には、製造誤差等による微小隙間が形成されることで、ガタつきが生じる場合がある。特許文献１の３つのロックプレートにおいては、図６（ａ）に示されるように、３つのロックプレートの３つの境界に配置された二つのピンと、一つの圧縮コイルばねによって、３つのロックプレートを保持部に付勢し、微小隙間の発生を抑制しようとしている。

【0011】

しかし、特許文献１の圧縮コイルばね及び２つのピンによって各ロックプレートをセンターシャフトの保持部に付勢した場合、各ロックプレートと保持部との間の一部の場所で微小隙間の抑制が不十分になるために、３つのロックプレート全てに力が伝達するまでの時間、即ちセルフロック効果が発生するまでの時間が長くなる問題が発生する。セルフロック効果が発生するまでの時間が長くなると、カムトルクなどの外乱によるガタつきが、センターシャフトの保持部と各ロックプレートとの間に発生しやすくなる点で問題がある。

【0012】

一方、駆動回転体の円筒部と各ロックプレートの間にセルフロック効果が発生している間、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角は、駆動回転体の円筒部と各ロックプレートの間に発生する摩擦トルクに逆らって変更しなければならない。従って、駆動回転体に対するセンターシャフト（カムシャフト）の相対位相角の変更動作をする際に各ロックプレートと駆動回転体との間に発生するセルフロック効果は、第１電磁クラッチまたは逆回転機構による相対位相角の変更動作を低下させるおそれがある点で望ましくない。

【0013】

上記課題に鑑み、本願発明は、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更しない場合に各ロックプレートとカムシャフトとの間に発生するガタつきを防止し、かつカムトルクと同方向に前記相対位相角を変更しようとする場合において、変更動作をより迅速にした自動車用エンジンの位相可変装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

請求項１の自動車用エンジンの位相可変装置は、円筒部を有し、クランクシャフトによって駆動する駆動回転体と、制御回転体及び駆動回転体を同軸かつ相対回動可能に支持するカムシャフトと、前記制御回転体に進角方向または遅角方向のトルクを付与する回動操作力付与手段と、カムシャフトの外周にフランジ状に一体形成された保持部と、外周面が前記円筒部に内接し、かつ受圧部が前記保持部によってカムシャフトに対して相対回動不能に保持される複数のロックプレートと、前記制御回転体に設けられ、制御回転体に付与されたトルクを複数のロックプレートに伝達する複数の伝達部材と、を有しカムトルクを受けた保持部が、ロックプレートを駆動回転体の円筒部に押し付けるセルフロック機構によって、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を維持し、回動操作力付与手段が（制御回転体、伝達部材、ロックプレート、保持部を介して）カムシャフトにトルクを伝達することによって前記相対位相角を変更し、エンジンバルブの開閉タイミングを変更する、自動車用エンジンの位相可変装置において、前記保持部は、複数のプレート押圧面からなる多角柱形状を有し、前記ロックプレートは、一のプレート押圧面によって第１受圧部を支持される第１部材と、一のプレート押圧面に隣接するプレート押圧面によって第２受圧部を支持される第２部材と、前記第１部材及び第２部材を互いに引き離す方向に付勢する圧縮ばねと、を有し、前記複数の伝達部材が、前記複数のロックプレートの間にそれぞれ微小隙間を空けて配置されるようにした。

【0015】

（作用）各ロックプレートの第１部材と第２部材は、伝達部材との間に形成された微小隙間の分だけ、駆動回転体の円筒部の内周面に沿って互いに引き離される方向に移動出来る。従って、圧縮ばねによって互いに引き離される方向の付勢力を受けた第１部材と第２部材は、各受圧部と、ロックプレート押圧面との間に製造誤差などによる隙間がある場合、前記製造誤差などによる隙間を埋める方向に移動し、第１受圧部の外側端部及び第２受圧部の外側端部において、ロックプレート押圧面にそれぞれ接触する。その結果、ロックプレートと受圧部との間に製造誤差等による隙間が、解消される。

【0016】

尚、第１部材と第２部材の各受圧部の内側端部は、受圧部の外側端部が、圧縮ばねによってプレート押圧面に付勢されることによって、プレート押圧面から浮き上がる。

【0017】

従って、カムシャフトにカムトルクが発生すると、各ロックプレートの第１部材と第２部材のうち一方は、カムシャフト中心軸に直交する方向のセルフロック力をカムシャフトの保持部から受けて駆動回転体の円筒部に押し付けられることにより、円筒部に対して移動出来ないように保持される。また、第１部材と第２部材のうちもう一方は、受圧部の内側端部が、カムシャフトの保持部から離れているため、セルフロック力を受けない状態に保持される。

【0018】

駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角は、回動操作力付与手段によって制御回転体に伝達されたトルクを複数の伝達部材から複数のロックプレートにそれぞれ伝達することによって変更される。回動操作力付与手段から制御回転体に付与されたトルクを複数の伝達部材から、第１部材と第２部材のうちセルフロック力を受けていない方の部材に作用させた場合、セルフロック力を受けていない方の部材の受圧部は、圧縮コイルばねによる付勢力を伝達部材のトルクによって相殺されるため、保持部から浮き上がり、保持部との間に隙間を形成する。

【0019】

セルフロック力を受けていない方の部材とロックプレートとの間に隙間が形成された状態において、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更する方向と同じ方向にカムトルクの方向が切り替わった場合、第１部材及び第２部材のうち、セルフロック力を受けていた方の部材は、セルフロック効果を解除され、もう一方の部材は、伝達部材からトルクを伝達されている間、保持部と受圧部との間に形成された隙間によって、保持部と接触しない状態、即ちセルフロック効果を解除した状態に維持される。

【0020】

つまり、ロックプレートを形成する第１部材と第２部材の双方において、セルフロック効果を解除した状態で駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更出来るため、前記相対位相角が迅速に変更される。

【0021】

また、請求項２は、請求項１の自動車用エンジンの位相可変装置であって、前記第１部材は、対向するプレート押圧面の進角側領域に接触することなく、遅角側領域のみに接触可能に形成され、前記第２部材は、対向するプレート押圧面の遅角側領域に接触することなく、進角側領域のみに接触可能に形成されるようにした。

【0022】

（作用）第１部材の第１受圧部は、ロックプレート押圧面の進角側領域に接触出来ず、第２部材の第２受圧部は、ロックプレート押圧面の遅角側領域に接触出来ない。その結果、センターシャフトに進角方向に作用するカムトルクに基づいて保持部に作用するセルフロック力は、各ロックプレートの第１部材にしか作用せず、カムシャフトに遅角方向に作用するカムトルクに基づいて保持部に作用するセルフロック力は、各ロックプレートの第２部材にしか作用しない。即ち、第１部材と第２部材のうち一方は、駆動回転体に対してロックされない状態に保持される。

【0023】

その状態で、回動操作力付与手段によって制御回転体に付与したトルクを伝達部材から、第１部材と第２部材のうちセルフロック力を受けていない方の部材に作用させた場合、ロックプレートを形成する第１部材と第２部材の双方において、セルフロック効果を解除されるため、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角が、迅速に変更される。

【0024】

また、請求項３は、請求項１または２に記載の自動車用エンジンの位相可変装置であって、前記保持部は、６以上のロックプレート押圧面からなる多角柱形状を有し、前記複数のロックプレートが、ロックプレート押圧面数の半数組設けられた。

【0025】

（作用）駆動回転体の円筒部の内周面に対して、３以上のロックプレートを周方向略等分複数箇所に設けたことにより、各ロックプレートは、セルフロック効果の発生時において、前記内周面の全周に均等に押し付けられやすくなる。仮にロックプレートが駆動回転体の円筒部の内周面全周に均等に押し付けられない場合、押し付けられたロックプレートは、前記内周面に食い込み易くなって、セルフロック機能の解除を阻害する。しかし、請求項３の自動車用エンジンの位相可変装置における各ロックプレートは、駆動回転体の円筒部の内周面全周に均等に押し付けられることによって、前記内周面に食い込まないため、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更する際にセルフロック機能が確実に解除される。

【発明の効果】

【0026】

請求項１から請求項３の自動車用エンジンの位相可変装置によれば、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更しない場合において、圧縮コイルばねによって複数のロックプレートをカムシャフトの保持部に付勢することによって両者のガタツキを防止できる。更に、セルフロック機能を解除した状態で駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更出来るため、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を迅速に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】自動車用エンジンの位相可変装置の実施例を装置前方から見た分解斜視図である。

【図2】自動車用エンジンの位相可変装置の実施例を装置後方から見た分解斜視図である。

【図3】第１実施例の自動車用エンジンの位相可変装置の正面図である。

【図4】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図5】（ａ）図４のＢ−Ｂ断面図である。（ｂ）図４のＣ−Ｃ断面図である。（ｃ）図４のＤ−Ｄ断面図である。

【図6】（ａ）図４のＥ−Ｅ断面図である。（ｂ）図４のＦ−Ｆ断面図である。

【図7】（ａ）は、図６（ａ）の第１ロックプレート及び保持部の拡大部分断面図である。（ｂ）は、図６（ａ）の第２ロックプレート及び保持部の拡大部分断面図である。（ｃ）は、図６（ａ）の第３ロックプレート及び保持部の拡大部分断面図である。

【図8】（ａ）は、図１の第１ロックプレートの周辺を前方から見た拡大図である。（ｂ）は、図１の第２ロックプレートの周辺を前方から見た拡大図である。（ｃ）は、図１の第３ロックプレートの周辺を前方から見た拡大図である。

【図9】（ａ）本実施例において、進角方向（Ｄ１方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第１ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。（ｂ）進角方向（Ｄ１方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第２ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。（ｃ）進角方向（Ｄ１方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第３ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。

【図10】（ａ）本実施例において、進角方向（Ｄ２方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第１ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。（ｂ）進角方向（Ｄ２方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第２ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。（ｃ）進角方向（Ｄ２方向）のカムトルクがカムシャフトに発生した際に第３ロックプレートに作用するセルフロック効果の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本実施例に示す自動車用エンジンの位相可変装置は、エンジンに組付けられ、クランクシャフトの回転に同期して吸排気弁が開閉するようにクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するとともに、エンジンの負荷や回転数などの運転状態によってエンジンの吸排気弁の開閉タイミングを変更するための装置である。

【0029】

本実施例の自動車用エンジンの位相可変装置１は、図１から図６に示す通り、クランクシャフトによって駆動回転する駆動回転体２、第１制御回転体３、カムシャフト６、相対位相角変更機構１０、セルフロック機構１１によって構成される。

【0030】

尚、各図においては、第２電磁クラッチ側を装置前方（符号Ｆｒ方向）、駆動回転体側を装置後方（符号Ｒｅ方向）として説明する。また、（上方：下方：左方：右方＝Ｕｐ、Ｄｗ、Ｌｅ、Ｒｉ）として説明する。また、カムシャフト６の中心軸線Ｌ０周りに回転する駆動回転体２の回転方向については、装置前方から見て時計回りとなる方向を進角方向（符号Ｄ１方向）、反時計回りとなる方向を遅角方向（符号Ｄ２方向）として説明する。

【0031】

図１，図２、図４、図６に示すとおり、駆動回転体２は、クランクシャフトから駆動力を受けるスプロケット４と駆動円筒５と円板９を一体化することによって構成されている。スプロケット４は、中心の円孔４ａと、円孔４ａの周囲に複数設けられた段差付挿通孔４ｂを有する。駆動円筒５は、底部５ｃ及び円筒部２０からなる有底円筒形状を有する。底部５ｃは、中心に設けられる円孔５ａと、円孔５ａの周囲に設けられる複数の（本実施例では６箇所の）雌ねじ孔５ｂが設けられる。底部５ｃの前面には、各雌ねじ孔５ｂの形成位置に沿ってリング形状の有底溝５ｄが設けられる。また、円筒部２０の前面２０ｂには、複数の（本実施例では８箇所の）雌ねじ孔２０ｃが設けられている。

【0032】

円板９は、図１，図２、図６（ａ）に示す通り、中心の円孔９ａ、複数の（本実施例では８箇所の）段差付挿通孔９ｂ、周方向等間隔に設けられた複数の（本実施例では３箇所の）の円周方向溝９ｃ及び後述する軸状部材３２を固定する固定孔９ｄを有する。スプロケット４は、段差付挿通孔４ｂに複数のボルト２ａを挿通し、かつ駆動円筒５の雌ねじ孔５ｂにネジ止めすることで駆動円筒５に一体化される。また、円板９は、複数のボルト２ｂを段差付挿通孔９ｂに挿通し、かつ円筒部２０の雌ねじ孔２０ｃにネジ止めすることで駆動円筒５に一体化される。

【0033】

図１，図２、図４、図５（ｃ）に示すとおり、第１制御回転体３は、前縁部にフランジ部３ａを有する円筒部３ｂとその後方に連続する底部３ｃによって形成される。底部３ｃには、中心の円孔３ｄ、複数のピン固定孔２８、中心軸線Ｌ０から所定半径を有する円周上に設けられた円周方向溝３０、中心軸線Ｌ０からガイド溝への距離が進角側Ｄ１方向に向けて減少する曲線状の第１縮径ガイド溝３１が設けられる。

【0034】

また、図４に示すとおり、カムシャフト６は、カムシャフト本体６ａと、センターシャフト７によって形成される。カムシャフト本体６ａは、外周に設けられた複数のカム６ｂと、中心に設けられた雌ねじ孔６ｃを有する。図１，図２、図４に示すとおり、センターシャフト７は、中心軸線Ｌ０に沿って前後に連続する第１円筒部７ａ、フランジ部７ｂ、第２円筒部７ｃ、及び第３円筒部７ｄを有する。第３円筒部７ｄの基端部の周囲には、ロックプレートの保持部１２がフランジ状に形成され、センターシャフト７の中心には、円孔７ｅが形成される。カムシャフト本体６ａは、円孔７ｅとの雌ねじ孔６ｃにボルト３７を挿入することによって、センターシャフト７に同軸かつ相対回動不能に一体化される。

【0035】

保持部１２は、正多角形の垂直断面（中心軸線Ｌ０に直交する断面）を有する偶数のプレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）によって形成される。尚、本実施例における保持部１２は、図１，図６（ａ）に示すように、正６角形の垂直断面（中心軸線Ｌ０に直交する断面）を有する６つのプレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）によって形成されている。

【0036】

図１、図２，図４に示すとおり、スプロケット４は、円孔４ａを介してセンターシャフト７の第１円筒部７ａに回動可能に支持され、駆動円筒５は、円孔５ａに第２円筒部７ｃを挿通されると共に複数のボルト２ａによってスプロケット４に一体化される。駆動円筒５の底部５ｃの有底溝５ｄには、後述するガイドリング８が取り付けられ、ガイドリング８の前方には、後述するロックプレート１４が配置される。円板９は、ロックプレート１４の前方に配置される。また、円板９は、円孔９ａにセンターシャフト７の第３円筒部７ｄを挿通されると共に複数のボルト２ｂによって駆動円筒５に一体化される。

【0037】

スプロケット４，駆動円筒５及び円板９からなる駆動回転体２は、センターシャフト７によって回動可能に支持される。また、第１制御回転体３は、中心の円孔３ｄを介してセンターシャフト７の第３円筒部７ｄに支持され、駆動回転体２，第１制御回転体３，カムシャフト６，センターシャフト７は、中心軸線Ｌ０上に同軸に配置される。

【0038】

図１，図２、図４に示す、相対位相角変更機構１０は、クランクシャフトの回転に連動する駆動回転体２に対し、センターシャフト７に一体化されたカムシャフト６を進角方向Ｄ１または遅角方向Ｄ２のいずれかに相対回動させる機構である。相対位相角変更機構１０は、第１制御回転体３、センターシャフト７，セルフロック機構１１、及び軸状部材３２、第１制御回転体３を制動することによって駆動回転体２に対して相対回動させる第１電磁クラッチ２１、及び駆動回転体２に対して、第１電磁クラッチ２１の作動時と逆向きに第１制御回転体３を相対回動させる逆回転機構２２によって構成される。

【0039】

セルフロック機構１１は、駆動回転体２とセンターシャフト７との間に介装され、カムシャフト６が図示しないバルブスプリングから受けるカムトルクを原因とした、駆動回転体２に対するカムシャフト６の組付角のズレの発生を防止する機構であり、センターシャフト７の保持部１２，ロックプレート１４，駆動回転体２の円筒部２０によって構成される。

【0040】

ロックプレート１４は、図１，図６（ｂ）、図７に示すように、保持部１２のプレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）の数の半数組（本実施例では３組）設けられる。本実施例においてロックプレート１４は、第１ロックプレート１４ａ、第２ロックプレート１４ｂ及び第３ロックプレート１４ｃの３つによって形成される。各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）は、それぞれ扇形に近似する形状を第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）に２分割してなる形状を有する。第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、それぞれ駆動回転体２の円筒部２０の内周面２０ａに沿った円弧形状の外周面（１８ｄ、１９ｄ）を有する。また、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の内周面には、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）が設けられ、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の内周面には、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）が設けられる。一対になる第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の対向面（２３ｃ、２３ｄ）には、それぞれ段差孔（２３ａ，２３ｂ）がそれぞれ設けられる。また、隣り合うロックプレートの隣接面（２３ｇ、２３ｈ）には、周方向内側に凹む凹部（２３ｅ、２３ｆ）がそれぞれ設けられる。また各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の裏面には、ガイドリング８を係合させる円弧形状の有底溝２３ｉがそれぞれ設けられる。

【0041】

第１部材（１８ａ〜１８ｃ）は、軸状部材（２４ａ〜２４ｃ）によって第２部材（１９ａ〜１９ｃ）に連結される。軸状部材（２４ａ〜２４ｃ）は、外周に圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）を配置した状態で、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の段差孔（２３ａ，２３ｂ）にを挿入固定される。圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）は、カムシャフト中心軸線Ｌ０に直交する方向に配置される。第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）によって互いに離間する方向に付勢される。

【0042】

また、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、図６（ｂ）及び図７に示す通り、共に凸となる曲面として形成される。

【0043】

尚、図６（ａ）及び図７に示す符号Ｓ１〜Ｓ６は、中心軸線Ｌ０を通り、各プレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）に直交する仮想面（Ｓ１〜Ｓ６）を示す。また、符号Ｃ１〜Ｃ６は、仮想面（Ｓ１〜Ｓ６）と各プレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）との交線を示す。また、センターシャフト７に設けられた保持部１２の各プレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）は、交線（Ｃ１〜Ｃ６）から進角方向にある進角側領域（１３ａ〜１３ｆ）と、交線（Ｃ１〜Ｃ６）から遅角方向にある遅角側領域（１３ｇ〜１３Ｌ）によって構成される。

【0044】

図６（ｂ）及び図７に示すように、各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）は、保持部１２と、駆動回転体２の円筒部２０の内周面２０ａとの間に配置される。第１部材（１８ａ〜１８ｃ）及び第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面（１８ｄ、１９ｄ）は、内周面２０ａに内接する。また、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）は、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）に対向して配置され、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）に対向して配置される。

【0045】

第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）は、図８（ａ）〜（ｃ）に示す通り、それぞれの外側端部２３ｊが内側端部２３ｋに向けて、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）から徐々に離間する凸型曲面として形成されるため、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）の進角側領域（１３ａ，１３ｃ，１３ｅ）に接触することなく、遅角側領域（１３ｇ，１３ｉ，１３ｋ）のみに接触可能に形成される。また、また、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、それぞれの外側端部２３ｍから内側端部２３ｎに向けて、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）から徐々に離間する凸型曲面として形成されるため、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）の遅角側領域（１３ｈ，１３ｊ，１３Ｌ）に接触することなく、進角側領域（１３ｂ，１３ｄ，１３ｆ）のみに接触可能に形成される。

【0046】

尚、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）は、円筒部２０の内周面２０ａに沿って遅角方向Ｄ２にスライドする付勢力を第１部材（１８ａ〜１８ｃ）に付与し、かつ円筒部２０の内周面２０ａに沿って進角方向Ｄ１にスライドする付勢力を第１部材（１８ａ〜１８ｃ）に付与する。その結果、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）の外側端部２３ｊは、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）によってプレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）の遅角側領域１３ｂにそれぞれ付勢され、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）の外側端部２３ｍは、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）によってプレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）の進角側領域１３ａにそれぞれ付勢される。従って、本実施例の自動車用エンジンの位相可変装置においては、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更しない場合において、各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）とセンターシャフト７の保持部１２との間にガタツキが発生しない。

【0047】

また、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）の外側端部２３ｊは、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）の遅角側領域１３ｂから進角方向（Ｄ１方向）のカムトルクによるセルフロック力Ｆを受ける（図８（ａ）を参照）。第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）の外側端部２３ｍは、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）の進角側領域１３ａから遅角方向（Ｄ２方向）のカムトルクによるセルフロック力Ｆを受ける。

【0048】

駆動円筒５の有底溝５ｄに取り付けられたガイドリング８は、図１及び図２に示す通り、ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の裏面の有底溝２３ｉに係合される。

【0049】

また、図２及び図５（ｃ）に示す、第１制御回転体３の３つのピン固定孔２８には、第１制御回転体３の裏面側から３つのトルク伝達ピン２６（請求項１の伝達部材）が取り付けられる。３つのトルク伝達ピン２６は、中空太丸軸２６ａと、その内側に係合固定される細丸軸２６ｂから構成され、細丸軸２６ｂは、ピン固定孔２８に取り付けられる。一方、中空太丸軸２６ａは、円板９の円周方向溝９ｃから円板９の後方に突出し、各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の凹部２３と、凹部２３ｆとの間に配置される。

【0050】

図７（ａ）（ｂ）に示す通り、凹部（２３ｅ，２３ｆ）と中空太丸軸２６ａとの間には、それぞれ微小隙間（２６ｃ、２６ｄ）が設けられる。微小隙間（２６ｃ、２６ｄ）は、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）による付勢力を受けた第１部材（１８ａ〜１８ｃ）及び第２部材（１９ａ〜１９ｃ）を微小隙間（２６ｃ、２６ｄ）の長さ分だけＤ２方向及びＤ１方向に移動可能にする。各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）と保持部１２の間に製造誤差による隙間が発生した場合、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）及び第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）の付勢力によって微小隙間（２６ｃ、２６ｄ）の長さ分だけ移動し、プレート押圧面（１２ａ〜１２ｆ）に押し付けられるため、各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）と、保持部１２との間には、ガタツキが発生しない。

【0051】

また、円板９の固定孔９ｄには、図１、図２、図６（ｂ）に示すとおり、太丸軸３２ａと細丸軸３２ｂからなる軸状部材３２の太丸軸３２ａが固定される。細丸軸３２ｂの先端は、第１制御回転体３の円周方向溝３０に挿通されて、底部３ｃの前方に突出する。

【0052】

また、図１，図２、図４に示す通り、第１電磁クラッチ２１は、図示しないエンジンの内部に固定されたカバー部材３６に固定された状態で、第１制御回転体３の前方に配置される。作動時の第１電磁クラッチ２１は、第１制御回転体３のフランジ部３ａの前面３ｅを吸着して摩擦材２１ａに接触させる。また、逆回転機構２２は、第１制御回転体３の第１縮径ガイド溝３１、軸状部材３２、第２電磁クラッチ３８，第２制御回転体３９，第２制御回転体３９の第２縮径ガイド溝４０，クランク部材４１、第１及び第２のピン機構（４２，４３）によって構成される。

【0053】

図１，図２、図５（ａ）に示すとおり、第２制御回転体３９は、円盤形状を有し、かつ中心の貫通円孔３９ａと第２縮径ガイド溝４０を有する。第２制御回転体３９は、貫通円孔３９ａを介し、センターシャフト７の第３円筒部７ｄによって回動可能に支持される。第２縮径ガイド溝４０は、後方に開口する有底溝であり、かつ中心軸線Ｌ０から第２縮径ガイド溝４０への距離が遅角側Ｄ２方向に向けて減少する曲線溝で有る。第１及び第２制御回転体（３，３９）の前面（３ｅ、３９ｂ）は、図４に示すように互いに面一となるように配置され、第１及び第２制御回転体（３、３９）はボルト３７に取付けられるホルダー４４によって前方に抜け止めされる。また、第１電磁クラッチ２１の内側において、第２制御回転体３９の前方には、第２電磁クラッチ３８が配置される。作動時の第２電磁クラッチ３８は、第２制御回転体３９の前面３９ｂを吸着して摩擦材３８ａに接触させる。

【0054】

図１，図５（ｂ）に示すように、第１制御回転体３の前方に配置されるクランク部材４１は、半径方向に厚肉となるリング部本体４５と、リング部本体４５から半径方向外側に突出する突出部４６と、リング部本体４５の外周の一部を切り欠いて薄肉部として形成された切欠部４７と、を有する。切欠部４７は、突出部４６から進角方向（Ｄ１方向）の領域にほぼ形成されている。突出部４６には、前後に貫通するピン孔４８が形成される。リング部本体４５には、前後に貫通する第１及び第２ピン孔（４９，５０）が設けられる。第１及び第２ピン孔（４９，５０）は、図５（ｂ）において、突出部から遅角方向（Ｄ２方向）の領域に形成されている。

【0055】

図１、図５（ｃ）、図６（ａ）に示すとおり、第１制御回転体３の第１縮径ガイド溝３１から前方に突出した細丸軸３２ｂは、クランク部材４１のピン孔４８に係合し、クランク部材４１は、円板９に固定された細丸軸３２ｂによって回動可能に支持される。

【0056】

また、図１，図２に示すとおり、第１のピン機構４２は、軸状部材４２ａと、第１中空長円軸４２ｂによって構成される。軸状部材４２ａは、小径部４２ｃを介してクランク部材４１の第１のピン孔４９に後方から固定され、第１中空長円軸４２ｂは、クランク部材４１の後方で、軸状部材４２ａによって回動自在に支持される。第２のピン機構４３は、軸状部材４３ａと、第２中空長円軸４３ｂによって構成される。軸状部材４３ａは、小径部４３ｃを介してクランク部材４１の第２ピン孔５０に前方から固定され、第２中空長円軸４３ｂは、クランク部材４１の前方で、軸状部材４３ａによって回動自在に支持される。第１中空長円軸４２ｂは、第１縮径ガイド溝３１に係合し、かつ第１縮径ガイド溝３１に沿って変位可能に保持される。第２中空長円軸４３ｂは、第２縮径ガイド溝４０に係合し、かつ第２縮径ガイド溝４０に沿って変位可能に保持される。

【0057】

ここで、図９と図１０によりセルフロック機構１１について説明する。駆動回転体２と共に回転するカムシャフト６には、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を変更する場合または、変更しない場合のいずれにおいても、バルブスプリング（図示せず）によるカムトルクが、進角方向であるＤ１方向と遅角方向であるＤ２方向に交互に入力されている。カムトルクは、第１及び第２電磁クラッチ（２１，３９）の停止時、即ち、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角を保持する場合において、駆動回転体２に対するカムシャフト６の相対位相角にズレを生じさせることにより、バルブの開閉タイミングを狂わせるおそれがある。セルフロック機構１１は、カムトルクの発生時に第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄまたは第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄのいずれかを駆動円筒５の円筒部２０の内周面２０ａに押し付けて、保持部１２を有するセンターシャフト７を駆動回転体２に対して回動不能に保持するセルフロック効果により、前記相対位相角のズレを防止するものである。

【0058】

図９（ａ）〜（ｃ）は、カムシャフト６に進角方向であるＤ１方向にカムトルクが発生した場合におけるセルフロック効果を示すものである。カムシャフト６のセンターシャフト７が、進角方向であるＤ１方向のカムトルクを受けると、断面正六角形の保持部１２は、Ｄ１方向に回動しようとする。その際、第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）は、外側端部２３ｊにおいてプレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）の遅角側領域（１３ｇ，１３ｉ，１３ｋ）からカムシャフトの回転中心軸線Ｌ０に直交する方向のセルフロック力Ｆ１を受ける。

【0059】

一方、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）の内側端部２３ｎは、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）に接触しないように離間して配置されているため、保持部１２がＤ１方向に回動しても、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）からカムシャフトの回転中心軸線Ｌ０に直交する方向の力を受けない。従って、この場合、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、駆動回転体２の円筒部２０の内周面に対して周方向に移動可能に維持される。

【0060】

図９（ａ）〜（ｃ）において、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外側端部２３ｊを通り、仮想面（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５）に平行な仮想面をそれぞれ（Ｓ７〜Ｓ９）とし、仮想面（Ｓ７〜Ｓ９）と、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄとの交線を（Ｐ１〜Ｐ３）とすると、円筒部２０の内周面２０ａは、交線（Ｐ１〜Ｐ３）において第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄから力Ｆ１を受ける。力Ｆ１は、円筒部２０の内周面２０ａと、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄとの間に摩擦力を発生させる。

【0061】

前記摩擦力は、以下のように表される。まず、図８（ａ）において、交線（Ｐ１〜Ｐ３）を通り、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄの接線方向に延びる直線をそれぞれＬ１とし、仮想面（Ｓ４〜Ｓ６）にそれぞれ直交する直線をＬ２とし、直線Ｌ１に直交する直線をＬ３とし、Ｌ３と仮想面（Ｓ４〜Ｓ６）との傾きをそれぞれθ１（以降は、θ１を摩擦角という）とし、摩擦面の摩擦係数をμとする。カムトルクにより、駆動回転体２に対するセンターシャフト７（カムシャフト６）の相対位相角にズレを発生させる力は、交線（Ｐ１〜Ｐ３）において、外周面１８ｄの接線方向の力Ｆ・sinθ１としてそれぞれ表される。一方、円筒部２０の内周面２０ａと、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の外周面１８ｄとの間に発生する摩擦力は、μ・Ｆ１・cosθ１によってそれぞれ表される。

【0062】

前記摩擦力が相対位相角にズレを発生させる力よりも大きい場合、即ち、Ｆ１・sinθ１＜μ・Ｆ１・cosθ１の条件を満たす場合、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）は、セルフロック力Ｆに基づく摩擦力により、円筒部２０の内周面２０ａに対して相対回動出来ない。従って、θ１＜tan^-1μを満たすように摩擦角θ１を設定した場合、保持部１２を介して第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）を保持するセンターシャフト７（カムシャフト６）は、円筒部２０を有する駆動回転体２に対して相対回動出来ないように保持される。

【0063】

一方、図１０（ａ）〜（ｃ）は、カムシャフト６（センターシャフト７）に遅角方向であるＤ２方向のカムトルクが発生した場合におけるセルフロック効果を示すものである。センターシャフト７が、Ｄ２方向のカムトルクを受けると断面正六角形の保持部１２は、Ｄ２方向に回動しようとする。その際、第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、外側端部２３ｍにおいてプレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）の進角側領域（１３ｂ，１３ｄ，１３ｆ）からカムシャフトの回転中心軸線Ｌ０に直交する方向のセルフロック力Ｆ２を受ける。

【0064】

一方、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）の内側端部２３ｋは、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）に接触しないように離間して配置されているため、保持部１２がＤ２方向に回動しても、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）からカムシャフトの回転中心軸線Ｌ０に直交する方向の力を受けない。従って、この場合、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）は、駆動回転体２の円筒部２０の内周面に対して周方向に移動可能に維持される。

【0065】

図１０（ａ）〜（ｃ）において、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外側端部２３ｍを通り、仮想面（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６）に平行な仮想面をそれぞれ（Ｓ１０〜Ｓ１２）とし、仮想面（Ｓ１０〜Ｓ１２）と、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄとの交線を（Ｐ４〜Ｐ６）とすると、円筒部２０の内周面２０ａは、交線（Ｐ４〜Ｐ６）において、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄから力Ｆ２を受ける。力Ｆ２は、円筒部２０の内周面２０ａと、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄとの間に以下に示す摩擦力を発生させる。

【0066】

まず、図１０（ａ）〜（ｃ）において、交線（Ｐ４〜Ｐ６）から第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄの接線方向に延びる直線をそれぞれＬ４とし、仮想面（Ｓ１０〜Ｓ１２）にそれぞれ直交する直線をＬ５とし、直線Ｌ４に直交する直線をＬ６とし、Ｌ６と仮想面（Ｓ１０〜Ｓ１２）との傾きをそれぞれθ２（以降は、θ２を摩擦角という）とする。カムトルクにより、駆動回転体２に対するセンターシャフト７（カムシャフト６）の相対位相角にズレを発生させる力は、交線（Ｐ４〜Ｐ６）において、それぞれ第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄの接線方向の力Ｆ２・sinθ２として表される。一方、円筒部２０の内周面２０ａと、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の外周面１９ｄとの間に発生する摩擦力は、μ・Ｆ２・cosθ２によってそれぞれ表される。

【0067】

即ち、Ｆ２・sinθ２＜μ・Ｆ２・cosθ２の条件を満たす場合、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、円筒部２０の内周面２０ａに対して相対回動出来ない。従って、θ２＜tan^-1μを満たすように摩擦角θ２を設定した場合、センターシャフト７（カムシャフト６）は、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）に対して相対回動出来ないように保持される。

【0068】

図９及び図１０に示す通り、セルフロック機構１１においては、進角方向であるＤ１方向または遅角方向であるＤ２方向のいずれのカムトルクがカムシャフト６に発生しても、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）に対するカムシャフト６の相対位相角がズレることなく保持される、セルフロック効果が発生する。

【0069】

次に、駆動回転体２に対するセンターシャフト７（カムシャフト６）の相対位相角の変更動作を説明する。第１及び第２電磁クラッチ（２１、３８）が作動していない場合、カムシャフト６、第１制御回転体３及び第２制御回転体３９は、クランクシャフト（図示せず）によって駆動する駆動回転体２と共にＤ１方向に回転する（図１及び図５（ａ）（ｃ）を参照）。

【0070】

駆動回転体２に対するセンターシャフト７（カムシャフト）の相対位相角を遅角方向であるＤ２方向に変更する場合には、第１電磁クラッチ２１を作動させる。第１電磁クラッチ２１によって吸着された第１制御回転体３は、摩擦材２１ａと接触することによって制動トルクを受け、駆動回転体２に対してＤ２方向に回転遅れを生じる。

【0071】

その際、図６（ｂ）及び図８（ａ）〜（ｃ）に示す、３つのトルク伝達ピン２６は、円板９の円周方向溝９ｃ内を遅角方向であるＤ２方向に移動し、かつ図６（ｂ）に示す第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の凹部２３ｆにそれぞれ接触し、Ｄ２方向の回動トルクを第２部材（１９ａ〜１９ｃ）に付与する。

【0072】

進角方向であるＤ１方向のカムトルクがカムシャフトに基づくセルフロック力が第１部材（１８ａ〜１８ｃ）に作用している場合において、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）による付勢力をトルク伝達ピン２６によって伝達された、第１電磁クラッチ２１によるＤ２方向の制動トルクによって相殺されるため、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）から浮き上がり、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）と、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）との間には、隙間が形成される。

【0073】

第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）と、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）との間に隙間が形成された状態において、カムシャフトに発生するカムトルクの方向がＤ２方向に切り替わった場合、セルフロック力を受けていた第１部材（１８ａ〜１８ｃ）は、セルフロック効果を解除され、第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）と、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）との間に隙間が形成された状態でトルク伝達ピン２６からトルクを受ける。

【0074】

つまり、ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）は、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）の双方において、駆動回転体２の円筒部２０の内周面２０ａとの間に発生するセルフロック効果を解除された状態でトルク伝達ピン２６から遅角方向であるＤ２方向のトルクを受けると共に、当該トルクをセンターシャフト７の保持部１２に伝達する。カムシャフト６は、セルフロック効果を解除された状態でセンターシャフトの保持部１２に遅角方向であるＤ２方向のトルクが作用することにより、駆動回転体２に対して遅角方向に相対回動する。その結果、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角は、遅角方向であるＤ２方向に変更され、図示しないエンジンバルブの開閉タイミングが変更される。

【0075】

その際、図５（ｂ）（ｃ）に示す通り、軸状部材４２ａに支持された第１中空長円軸４２ｂは、第１縮径ガイド溝３１によってガイドされながら、第１縮径ガイド溝３１内を略時計回りとなるＤ３方向に移動する。その際、クランク部材４１は、第１のピン孔４９に連結された軸状部材４２ａが第１縮径ガイド溝３１に沿って第１制御回転体３の半径方向内側に移動することにより、軸状部材３２の周りを反時計回りＤ２方向に回動する。一方、第２ピン孔５０に連結された軸状部材４３ａがクランク部材４１によって移動すると、第２中空長円軸４３ｂは、第２縮径ガイド溝４０内を略反時計回りとなるＤ４方向に移動することにより、第２縮径ガイド溝４０の内周面に半径方向内向きの力を付与する。その結果、第２制御回転体３９は、センターシャフト７に対して進角方向であるＤ１方向に相対回動する。

【0076】

一方、駆動回転体２に対するセンターシャフト７（カムシャフト６）の相対位相角を進角方向であるＤ１方向に変更する場合には、第２電磁クラッチ３８を作動させる。第２電磁クラッチ３８によって吸着された第２制御回転体３９は、摩擦材３８ａと接触することによって制動される。

【0077】

図５（ａ）に示す通り、第２電磁クラッチ３８によって制動された第２制御回転体３９は、センターシャフト７に対して遅角方向であるＤ２方向に回転遅れを生じる。第２中空長円軸４３ｂは、第２縮径ガイド溝４０の内周面から力を受けることにより、第２縮径ガイド溝４０内を略時計回りとなるＤ５方向に移動し、クランク部材４１に連結された軸状部材４２ａは、第１制御回転体３の半径方向外側に移動する。その際、図５（ｃ）に示す第１中空長円軸４２ｂは、第１縮径ガイド溝３１内を略反時計回りとなるＤ６方向に移動し、第１縮径ガイド溝３１の内周面に半径方向外向きの力を付与する。第１制御回転体３は、第１縮径ガイド溝３１内をＤ６方向に移動する第１のピン機構４２の第１中空長円軸４２ｂにより、駆動回転体２に対し、進角方向であるＤ１方向に相対回動するトルクを受ける。

【0078】

その際、図６（ｂ）及び図８（ａ）〜（ｃ）に示す、３つのトルク伝達ピン２６は、円板９の円周方向溝９ｃ内を進角方向であるＤ１方向に移動し、かつ図６（ｂ）に示す第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の凹部２３ｅにそれぞれ接触し、Ｄ１方向の回動トルクを第１部材（１８ａ〜１８ｃ）に付与する。

【0079】

遅角方向であるＤ２方向のカムトルクがカムシャフトに基づくセルフロック力が第２部材（１９ａ〜１９ｃ）に作用している場合において、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）の第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）は、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）による付勢力をトルク伝達ピン２６によって伝達された、Ｄ１方向のトルクによって相殺されるため、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）から浮き上がり、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）と、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）との間には、隙間が形成される。

【0080】

第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）と、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）との間に隙間が形成された状態において、カムシャフトに発生するカムトルクの方向がＤ１方向に切り替わった場合、セルフロック力を受けていた第２部材（１９ａ〜１９ｃ）は、セルフロック効果を解除され、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）は、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）と、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）との間に隙間が形成された状態でトルク伝達ピン２６からトルクを受ける。

【0081】

ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）は、駆動回転体２の円筒部２０の内周面２０ａとの間に発生するセルフロック効果を解除された状態でトルク伝達ピン２６から進角方向であるＤ１方向のトルクを受けると共に、当該トルクをセンターシャフト７の保持部１２に伝達する。カムシャフト６は、セルフロック効果を解除された状態で進角方向であるＤ１方向のトルクを受けることにより、駆動回転体２に対して進角方向に相対回動する。その結果、駆動回転体に対するカムシャフトの相対位相角は、進角方向であるＤ１方向に戻され、図示しないエンジンバルブの開閉タイミングが変更される。

【0082】

また、図９及び図１０に示す通り、このセルフロック機構１１によれば、Ｄ１方向またはＤ２方向のいずれのカムトルクを受けても、第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）の全てにセルフロック機能が発生する。第１から第３ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）は、駆動回転体２の駆動円筒５の円筒部２０の内周面２０ａ内の周方向等分複数箇所に配置されている。従って、円筒部２０の内周面２０ａには、均等な力Ｆにより、全周にわたって均等なセルフロック効果が発生する。全周にわたって均等なセルフロック効果が発生した場合、ロックプレート１４は、セルフロック効果の発生時に円筒部２０の内周面２０ａに食い込まなくなり、駆動回転体２は、カムシャフトの中心軸線Ｌ０に対して傾かなくなる。従って、駆動回転体２に対するカムシャフト６の相対位相角を変更する際に、ロックプレート１４と円筒部２０との間には、余分な摩擦力が発生せず、駆動回転体２と駆動回転体２を保持するセンターシャフト７との間にも、余分な摩擦力が発生しない。その結果、第１または第２電磁クラッチ（２１，３９）の作動時において、駆動回転体２（図示しないクランクシャフト）に対するカムシャフト６の相対位相角は、セルフロック機構１１の影響を受けることなくスムーズに変更される。

【0083】

尚、保持部１２の形状は、４以上の偶数の正多角形断面及びプレート押圧面を有するものであればよく、正６角形断面及び６つのプレート押圧面を有する形状に限られない。

【0084】

また、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）は、プレート押圧面（１２ａ，１２ｃ，１２ｅ）の進角側領域（１３ａ，１３ｃ，１３ｅ）に接触しない形状であれば、凸型曲面に限られない。また、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）は、プレート押圧面（１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ）の遅角側領域（１３ｈ，１３ｊ，１３Ｌ）に接触しない形状であれば、凸型曲面に限られない。例えば、第１受圧部（１５ａ〜１５ｃ）の進角側領域（１３ａ，１３ｃ，１３ｅ）に対向する部分と、第２受圧部（１６ａ〜１６ｃ）受圧部（１５ａ〜１５ｃの遅角側領域（１３ｈ，１３ｊ，１３Ｌ）に対向する部分を共に外周面（１８ｄ、１９ｄ）に向かって凹む段差状にしても良い。

【0085】

また、圧縮コイルばね（２５ａ〜２５ｃ）は、第１部材（１８ａ〜１８ｃ）と第２部材（１９ａ〜１９ｃ）互いに離間する方向に付勢するばね部材であればよく、コイルばねに限られない。

【0086】

また、トルク伝達ピン２６は、第１制御回転体３から各ロックプレートの間に突出する形態を有し、第１電磁クラッチ２１または逆回転機構２２によるトルクを各ロックプレート（１４ａ〜１４ｃ）に伝達できるものであれば、ピンに限られない。

【符号の説明】

【0087】

１ 自動車用エンジンの位相可変装置
２ 駆動回転体
６ カムシャフト
１０ 相対位相角変更機構
１１ セルフロック機構
１２ 保持部
１２ａ〜１２ｆ プレート押圧面
１３ａ〜１３ｆ 進角側領域
１３ｇ〜１３Ｌ 遅角側領域
１４ ロックプレート
１４ａ〜１４ｃ 第１から第３ロックプレート
１５ａ〜１５ｃ 第１受圧部
１６ａ〜１６ｃ 第２受圧部
１８ａ〜１８ｃ 第１部材
１９ａ〜１９ｃ 第２部材
２０ 円筒部
２５ 圧縮コイルばね（請求項１の圧縮ばね）
２６ トルク伝達ピン（請求項１の伝達部材）
２６ｃ、２６ｄ 微小隙間
Ｌ０ カムシャフトの回動中心軸線
Ｄ１ 進角方向
Ｄ２ 遅角方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】