JPH10108487A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 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。 【解決手段】 駆動側部材１１と非駆動側部材１０との
間に跨がる磁束を生成して保持力を発生させるための永
久磁石８を上記駆動側部材１１と非駆動側部材１０との
少なくともいずれか一方側に設けるとともに、永久磁石
８の磁力による保持力を減少させて駆動側部材１１と非
駆動側部材１０との接続状態を解除させるための励磁コ
イル１２を、該駆動側部材と非駆動側部材のいずれか他
方側を挟んで永久磁石８に対向する位置に固定配置し、
該励磁コイル１２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。

Description

【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Ｚ
₁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１
１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２
４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１
１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Ｆ
₁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１
２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１
２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１
１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１
１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１
１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１
２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２
３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１
１ｂ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１
２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Ｚ
₅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５
１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４
７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６
６，６６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、３
８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、６
１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。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。