JP2007255258A - 可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間ロック位置より進角・遅角両方向へ位相変換し、中間ロック位置への自己復帰駆動力として戻りバネを使用しない可変バルブタイミング制御装置。
【解決手段】スプロケット１とベーンロータ７との相対回転位置である位相変換を制御する位相可変制御装置において、スプロケット１とベーンロータ７の相対回転を一方向にのみ許容する遅角方向ロック解除状態と、逆回転方向のみ許容する進角方向ロック解除状態と、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容しない両方向ロック状態と、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容する両方向ロック解除とを選択できる動力伝達機構を設け、更に、両方向ロック状態と両方向ロック解除状態とを切り替えるピストン１４を設け、ピストン１４の駆動により両方向ロック状態から両方向ロック解除状態に遷移する過程において、第１の円周方向のくさび係合と第２の円周方向のくさび係合とを交互に解除する。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの給排気バルブの開閉時期を運転状態に応じて可変制御する可変バルブタイミング制御装置に係わり、特に、油圧を用いたベーン式の可変バルブタイミング制御装置に関する。

従来より、スプロケット等の回転伝達装置を介してエンジンのクランクシャフトにより駆動されるカムシャフトの回転位相を可変に制御することにより、エンジンの吸気または排気バルブの開閉時期を可変制御する可変バルブタイミング制御装置が知られている。

その一例であるベーン式の可変バルブタイミング制御装置では、第１回転部材であるスプロケットの内部に第２回転部材であってカムシャフトと一体回転するベーンロータと、ベーンロータを進角側または遅角側に回転させる進角油圧室および遅角油圧室とが設けられている。エンジン運転状態に応じて進角油圧室と遅角油圧室へ油圧を給排することにより、ベーンロータは進角または遅角側に回転し、これにより生じるスプロケットとカムシャフトの回転位相変化すなわち第１回転部材と第２回転部材の回転位相変化から吸気または排気バルブの開閉時期の位相を変えている。

一般に可変バルブタイミング制御装置を駆動する油圧の発生源であるオイルポンプはクランクシャフトに同期して回転駆動され、エンジン始動時などには十分な油圧動力を供給できないことがある。このような場合、カムシャフトが受ける回転変動トルクに同期してベーンロータはスプロケットに対して相対駆動され、意図しないバルブの開閉時期変化によるエンジン始動性の低下、或いはスプロケットとベーンロータとの衝突による打音が生じる。これらを防止するためにベーンロータとスプロケットとの間には両者の相対回転をロックする機構が設けられている。

ロック機構によるエンジン始動時のロック位置はエンジン始動可能な位相でなければならず、従ってロック位置を位相制御範囲の最遅角位置としている従来技術の可変バルブタイミング制御装置ではエンジン始動後にロック位置より更に遅角側に位相変換することができず、得られるメリットが限定されていた。

そこで、従来技術として、エンジン始動時のロック位置を中間位置とする中間ロック機構が提案されており（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）、これらの従来技術はいずれも中間ロック位置にてロックピンを相手部材に係合することで相対回転を規制する構造を備えている。
特開２００３−２１４１２３号公報 特開平１１−２２３１１２号公報

しかしながら、上記従来例ではエンジン始動前の位相が中間ロック位置にない場合、エンジン始動期間中に自力で中間ロック位置へと戻らなければならないという課題がある。カムシャフトにはバルブスプリングの反力等による正負のトルク変動が作用しており、その平均値は摩擦抵抗により遅角方向に作用する正の値となるトルクである。従って、エンジン始動前に中間ロック位置より進角側に位置した場合にはこのトルク変動を駆動力として中間ロック位置へ戻ることが可能だが、中間ロック位置より遅角側に位置した場合には進角方向への駆動力が確保できないので中間ロック位置へと戻ることができず、エンジン始動性の低下、或いはスプロケットとベーンロータとの衝突による打音発生といった課題が生じる。

そこで、上記特許文献２を含む従来技術では、ベーンロータが中間ロック位置より遅角側に位置する場合に、スプロケットに対してベーンロータを進角方向へ駆動するトルクを発生するバネを組み合わせることで駆動力の確保という課題を解消している。しかし、ロック解除後の位相変換時、前記バネは中間ロック位置より遅角側に位相変換する際には遅角方向への回転を妨げる方向に作用するため、応答速度が低下するという課題が生じた。

更に、エンジン停止直後のエンジン再始動時などは進角・遅角油圧室に油が残っており、回転を妨げる方向に粘性抵抗が作用するのでそれに抗して遅角側から中間ロック位置へ自己復帰するのに十分なバネ力を負荷する必要がある。しかし、前記バネ力を強くすればするほど中間ロック位置より遅角方向への回転が妨げられ、自己復帰時と位相変換時の応答性とはトレードオフの関係にあることがわかる。

本発明は、中間位置でのロックによる確実なエンジン始動と打音の発生防止、中間ロック位置より進角・遅角両方向への位相変換を実現するとともに、中間ロック位置への自己復帰の駆動力としてカムシャフトのトルク変動を利用することで前記バネを廃止し、位相変換時の応答性低下を生じることなく中間位置でのロックが可能な可変バルブタイミング制御装置を実現することを目的としてしている。

さらに、本発明は、ロック解除の際には、カムシャフトに作用する正負のトルク変動が交互に作用する性質を利用し、進角・遅角方向のロック解除タイミングに時間差を設けて一方の方向のロックを解除した後に他方の方向のロックを解除することで、進角・遅角両方向のロックを同時に解除するのに比較して小さな力でロックを解除可能な構成を採用している。この構成によって、小型かつ高応答なロック解除機構とすることが可能な可変バルブタイミング制御装置を実現することを本発明の目的としている。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。ここでは、本発明の実施形態における構成例を対応付けして記述する。
第１回転部材（１）と、前記第１回転部材（１）を介して駆動される第２回転部材（７）と、前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）の相対回転を一方向にのみ許容する第１の状態（図６の状態）、前記一方向と逆回転方向のみ許容する第２の状態（図７の状態）、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容しない第３の状態（図３の状態）、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容する第４の状態（図５の状態）、を取り得る動力伝達機構と、を有し、さらに、前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）の相対回転位置である位相角を制御する位相変換手段（８）を有する位相可変制御装置であって、
前記動力伝達機構は、前記第１回転部材（１）と一体回転する第３回転部材（カム１１）と、前記第２回転部材（７）と一体回転する第４回転部材（リング１０）の一方の回転部材（リング１０）に円筒面を有し、他方の回転部材（カム１１）の前記円筒面に対向する部位に複数の平面部（１１ａ）を持つ閉曲面を有し、
さらに、前記円筒面と前記平面部（１１ａ）の間の１つの空間内に一対のくさび部材（１２，１２）を有し、前記一対のくさび部材（１２，１２）の一方を第１の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部（１１ａ）との間でくさび係合させ、他方のくさび部材を逆方向である第２の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部（１１ａ）との間でくさび係合させるための弾性部材（１３）を有し、
前記第１の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第１の状態（図６の状態）を形成し、前記第２の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第２の状態（図７の状態）を形成し、前記一対のくさび部材の双方のくさび係合を解除しないことで前記第３の状態（図３の状態）を形成する構成とする。

また、前記位相可変制御装置において、前記閉曲面を有する他方の回転部材（カム１１）に拘束されて円周方向に移動するくさび係合の解除機構（１６，１７）を設け、前記一方の回転部材（リング１０）に前記解除機構（１６，１７）の一部を案内するガイド部（１０ｂ）を設け、前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）の相対的な回転に連動する前記解除機構（１６，１７）の動きにより前記第１の状態（図６の状態）と前記第２の状態（図７の状態）と前記第３の状態（図３の状態）とを切り替える構成とする。

また、前記位相可変制御装置において、前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）の間に作用する一方向と逆方向の変動トルクに基づいて、前記第１の状態（図６の状態）または前記第２の状態（図７の状態）から前記第３の状態（図３の状態）に自動復帰する構成とする。

また、前記位相可変制御装置において、前記動力伝達機構が前記第３の状態（図３の状態）にあるときの前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）の相対的な回転位置に対して、一方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第１の状態（図６の状態）になり、逆方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第２の状態（図７の状態）となり、前記第１の状態（図６の状態）と前記第２の状態（図７の状態）はいずれも前記第３の状態（図３の状態）にあるときの前記第１回転部材（１）と前記第２回転部材（７）との相対的な回転位置に向かう方向の回転を許容する構成とする。

また、前記位相可変制御装置において、前記第３の状態（図３の状態）と前記第４の状態（図５の状態）とを切り替える第５回転部材（１４）を設け、前記第５回転部材（１４）を駆動することにより前記第３の状態（図３の状態）から前記第４の状態（図５の状態）に遷移する過程において、前記第１の円周方向のくさび係合と前記第２の円周方向のくさび係合の一方を先に解除し他方をその後で解除する構成とする。

本発明により、エンジン始動時のロック位置から進角・遅角の両方向への位相変換が可能となり、燃費・排気・出力に対する効果の拡大を実現すると共に、小型な構成の可変バルブタイミング制御装置を提供することができる。

「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置について、図１〜図８を参照して以下詳細に説明する。本発明の第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置は、吸入側カムシャフト用のベーン式の油圧駆動可変バルブタイミング制御装置を構成例としている。

第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置は、タイミングチェーン（不図示）を介しクランクシャフトによって回転駆動されるスプロケット１と、このチェーンスプロケット１と一体に固定されるハウジング２とフロントプレート３と、前記一体化されたチェーンスプロケット１、ハウジング２、フロントプレート３を回転可能に支持するカムシャフト５と、このカムシャフト５の一端にフロントカバー１８を介してカムボルト６によって一体に結合されて前記ハウジング２の内部に回転自在に収容されたベーンロータ７と、このベーンロータ７をエンジンの運転状態に応じて油圧によりハウジング２に対して相対回転させる油圧給排手段８と、エンジン始動時等にハウジング２とベーンロータ５の相対回転を規制するためのリング１０、カム１１、ローラ１２、予圧バネ１３で構成されるくさび係合方式のロック機構部と、このロック機構部によるロックを解除する機能とロック作用時にカムシャフト位相が中間ロック位置に位置しないときに中間ロック位置方向への相対回転を規制するロックを解除し、カムシャフト５のトルク変動により進角・遅角の両方向から中間ロック位置へと自己復帰させる機能の両方の機能を有する進角ロック解除レバー１６、遅角ロック解除レバー１７、レバーピン３２と、ロックを解除する機能のみを有するピストン１４、ピストンバネ１５とで構成されるロック解除機構部と、を備えている。

ベーンロータ７はその外周面に本実施形態の場合には放射状に４つのベーン部７ａを備えている（図２を参照）。ベーンロータ７はハウジング２の軸心位置に配置され、各ベーン部７ａはハウジング２の隣接する仕切壁２ａ間に配置されている。ベーンロータ７の各ベーン７ａの一側面とそれに対峙するハウジング２の仕切壁２ａとの間に進角油圧室２０と遅角油圧室２１が形成される。ベーンロータ７をハウジング２に対して進角方向へ回転駆動する際に油圧が供給される部屋が進角油圧室２０であり、遅角方向へ回転駆動する際に油圧が供給される部屋が遅角油圧室２１である。各ベーンロータ７とハウジング２の円筒状の各シール部はバネ付勢されたシール部材２２がそれぞれ装着され、隣接する進角油圧室２０と遅角油圧室２１間とをシールしている。

油圧給排手段８は、進角油圧室２０への油圧を給排する第１油通路２３と、遅角油圧室２１への油圧を給排する第２油通路２４と、ピストン油圧室１９（図４を参照）への油圧を給排する第３油通路２５とを有している。第１油通路２３と第２油通路２４は通路切換用の３ポジション方式の第１電磁切換弁２８を介して、一方にオイルポンプ２６が接続され他方にドレン油路２７に接続された状態、若しくは両方がオイルポンプ２６とドレン油路２７のいずれとも遮断された状態に維持される。第３油通路２５にはオイルポンプ２６とドレン油路２７のどちらか一方が通路切換用の第２電磁切替弁２９を介して接続される。

第１油通路２３はカムシャフト５に環状に形成された第１油通路溝２３ａからカムシャフト５内に形成された油通路（不図示）を介してベーンロータ７の進角油圧室２０に連通する。第２油通路２４はカムシャフト５に環状に形成された第２油通路溝２４ａからカムシャフト５内に形成された油通路（不図示）を介してベーンロータ７の遅角油圧室２１に連通する。第３油通路２５はカムシャフト５に環状に形成された第３油通路溝２５ａからカムシャフト５、及びベーンロータ７に形成された第３油通路給油路２５ｂを介してピストン油圧室１９（図４）に連通する。

第１電磁切換弁２８は４ポート３位置型であり、内部の弁体が第１、第２油通路２３、２４とオイルポンプ２６、ドレン油路２７との接続を切換制御するように構成され、ＥＣＵ３１（エンジンコントロールユニット）からの制御信号によって作動する。第２電磁切換弁２９は３ポート２位置型であり、内部の弁体が第３油通路２５とオイルポンプ２６、ドレン油路２７との接続を切換制御するように構成され、ＥＣＵ３１（エンジンコントロールユニット）からの制御信号によって作動する。ＥＣＵ３１はクランク角センサ、カム角センサ、吸入空気量を検出するエアフローセンサからの信号によって運転状態を検出する。また、クランク角、カム角センサ等からの信号によりスプロケット１とカムシャフト５の相対回転位置を検出する。

中間ロック機構はリング１０、カム１１、ローラ１２、予圧バネ１３で構成されるくさび係合方式のロック機構部と、このロック機構部によるロックの作用・作用解除、及びロック作用時にカムシャフト５の位相が中間ロック位置にない場合に中間ロック位置方向へのロックを選択的に解除したり両方向へのロックを同時に解除したりするための進角ロック解除レバー１６、遅角ロック解除レバー１７、レバーピン３２、および、両方向へのロックの同時解除だけのためのピストン１４、ピストンバネ１５、で構成されるロック解除機構部と、を備えている
リング１０の端面には一対の突起形状のリング突起１０ａと、複数個の円弧形状のレバー連動溝１０ｂが形成され（図３を参照）、リング突起１０ａはフロントカバー１８に形成された一対の切り欠きガイド１８ａと微小なすき間を有して勘合し、半径方向には微小に移動可能だが、回転方向には一体となって駆動されるように支持されている。従って、リング１０はフロントプレート３とフロントカバー１８との間に軸方向に挟まれる形で支持され、フロントプレート３に対しては相対回転可能に、フロントカバー１８に対しては半径方向には微小に移動可能だが軸周りに一体で回転するようになっている。

カム１１は多数の平面部１１ａを有すると共に、フロントプレート３とフロントカバー１８に軸方向に挟まれる形で支持され、更にフロントプレート３に形成された一対のプレート突起３ａと微小なすき間を有して勘合する切欠ガイド部１１ｂが形成されており、カム１１はフロントプレート３に対して半径方向には微小に移動可能、かつ回転方向には一体となって駆動されるように支持されている。

カム１１の平面部１１ａとリング１０の間の空間には円筒形状のくさび部材であるローラ１２が各平面部１１ａに対して一対ずつ挿入されており、更にそれら一対のローラ１２間に予圧バネ１３が挿入されている。予圧バネ１３は各ローラ１２を離間する方向に押し出すように設定されているので、各ローラ１２が平面部１１ａとリング１０との間隔が狭くなる方向に押し込められてくさび係合を形成し、平面部１１ａとリング１０すなわちスプロケット１とベーンロータ７とはどちらの方向にも相対的に変位する事ができない状態となる（図３）。

ピストン１４は、カム１１、フロントプレート３、ベーンロータ７、及びフロントカバー１８で形成される空間内を軸方向に相対運動可能に配置され、ピストンバネ１５による軸方向の押付け力が作用している。フロントカバー１８、ベーンロータ７、及びピストン１４で囲まれた空間であるピストン油圧室１９（図４）は、カムシャフト５、及びベーンロータ７に形成された第３油通路給油路２５ｂを介して第３油通路２５に連通しており、第２電磁切換弁２９によりオイルポンプ２６或いはドレン油路２７と接続する構成となっている。ピストン１４にリング状に形成された受圧面１４ａは（図４を参照）、第３油通路２５から給油される油圧により軸方向に駆動力を受け、対向するピストンバネ１５の軸方向押付け力との大小関係によりピストン１４の移動方向が決まる。

ピストン１４の外周面に軸方向に形成されたスライダ突起１４ｂはカム１１の内周面に形成されたスライダ溝１１ｄに、円周方向に微小のすき間を有した状態で挿入されている。従って、ピストン１４はカム１１に対して軸方向に相対移動可能、かつスライダ突起１４ｂとスライダ溝１１ｄ間に設けた円周方向の微小すき間分だけ相対回転を許容される構成となる。

進角ロック解除レバー１６と遅角ロック解除レバー１７は（図５を参照）、カム１１に結合された円筒状のレバーピン３２を支点として平面内を回転可能に支持され、進角レバーヘッド１６ａ、遅角レバーヘッド１７ａとがリング１０とカム１１の平面部１１ａで囲まれた空間に位置するように配置される。

進角ロック解除レバー１６、遅角ロック解除レバー１７の進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃは、ピストン１１の円環部に形成された軸方向に勾配を有する進角方向ロック解除斜面１４ｃと遅角方向ロック解除斜面１４ｄにそれぞれ当接している（図８を参照）。

ピストン１４の軸方向の移動方向は、ピストンバネ１５による軸方向押付け力と、油圧の給排により受圧面１４ａで発生するピストンバネに抗する方向の押付け力との大小関係で決まる。

図１に示すようにピストンバネ１５の押付け力が勝りピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にあり更に中間ロック位置の位相にあるとき、進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃとピストン１４の進角ロック解除斜面１４ｃと遅角ロック解除斜面１４ｄの位置関係は図８に示す「（１）両方向ロック状態」のようになる。図８に示す両方向ロック状態にあるときの中間ロック機構の位置関係は図３に示す通りであり、１対のローラ１２は予圧バネ１３により離間する方向に押されてリング１０の内周面、及びカム１１の平面部１１ａと接触してくさび係合によるロック状態を形成し、リング１０とカム１１の相対回転が規制される。

なお、両レバー突起１６ｂ，１７ｂは、リング１０のレバー連動溝１０ｂの円弧部分に突き当たることで進角ロック解除レバー１６と遅角ロック解除レバー１７の両レバーヘッド１６ａ，１７ａがローラ１２より離間する方向の回転が規制されるが、両レバー突起１６ｂ，１７ｂがリング１０のレバー連動溝１０ｂの円弧部分に突き当たった状態にあるとき、両レバーヘッド１６ａ，１７ａとローラ１２との間には微少なすき間が確保されており両方向へのくさび係合によるロックが維持されている。

図１と同じようにピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にはあるが中間ロック位置の位相にはないとき、ロック機構部の位置関係は図６、図７に示すように位相変換方向と逆方向のくさび係合ロックが解除される状態となる。図６はピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にある状態において中間ロック位置より遅角方向に位相変換している場合を、図７はピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にある状態において中間ロック位置より進角方向に位相変換している場合を示している。これらの状態は、図４に示すようにピストン１４がフロントカバー１８に突き当たる位置にあって図８の「（４）両方向ロック解除状態」となり位相変換を自由に行っている状態でエンジンが停止され、ピストン１４の受圧面１４ａに作用する油圧が抜けてピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置に移動して発生する状態である。

図６に示すようにカム１１を固定して図示すると、ピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にある状態において中間ロック位置より遅角方向に位相変換している場合、カム１１に対してリング１０が遅角方向に相対回転する。このとき進角レバー突起１６ｂはリング１０のレバー連動溝１０ｂの範囲から外れてリング１０の内周面により遅角回転方向に押され、進角ロック解除レバー１６はレバーピン３２回りに回転し、進角方向ロックを解除する方向にローラ１２を押しやり進角方向ロックを解除する。

図７に示すように、ピストン１４がベーンロータ７に突き当たる位置にある状態において中間ロック位置より進角方向に位相変換している場合、カム１１に対してリング１０が進角方向に相対回転する。このとき遅角レバー突起１７ｂはリング１０のレバー連動溝１０ｂの範囲から外れてリング１０の内周面により進角回転方向に押され、遅角ロック解除レバー１７はレバーピン３２回りに回転して遅角方向ロックを解除する方向にローラ１２を押しやり、遅角方向ロックを解除する。

図４に示すようにピストン１４の押付け力が勝り、ピストン１４がフロントカバー１８に突き当たる位置にあるとき、進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃとピストン１１の進角方向ロック解除斜面１４ｃと遅角方向ロック解除斜面１４ｄの位置関係は図８に示す「（４）両方向ロック解除状態」のようになる。図８に示す両方向ロック解除状態にあるときの中間ロック機構の位置関係は図５に示す通りであり、ピストン１４が油圧により軸方向に移動することで進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃがピストン１１の進角方向ロック解除斜面１４ｃ、遅角方向ロック解除斜面１４ｄに沿って円周方向に移動し、両解除レバーヘッド１６ａ、１７ａとがくさび係合によるロック状態にあるローラ１２を、予圧バネを押しつぶす方向に押し出して両方向のロックを解除する。

両方向ロック解除状態にあるとき、進角ロック解除レバー１６、遅角ロック解除レバー１７はくさび係合によるロックを解除する方向にレバーピン３２を支点として回転したところに位置し、両レバー突起１６ｂ、１７ｂはリング１０の内周面より内側に位置することとなる。従って、位相変換に際してスプロケット１とカムシャフト５の相対回転によりカム１１とリング１０に相対回転が生じた場合でも、レバーピン３２を介してカム１１と一体回転する両解除レバー１６、１７の突起１６ｂ、１７ｂがリング１０と接触することは無いので位相変換に支障は生じない。

ピストン１４のスライダ突起１４ｂとカム１１のスライダ溝１１ｄの間には円周方向に微小のすき間を設け、すき間の大きさに応じたピストン１４とカム１１との相対回転を許容している。また、カムシャフト５にはバルブスプリングによる正負の交番トルクが作用し、正トルク（遅角方向トルク）作用時は遅角方向ロック部位で遅角方向への位相変換を規制し、負トルク（進角方向トルク）作用時は進角方向ロック部位で進角方向への位相変換を規制する。従って、正トルク作用時は進角方向ロック部位の負荷は小さく、負トルク作用時は遅角方向ロック部位の負荷は小さいこととなる。

以上の構成により、ピストン１４を軸方向に駆動して両ロック解除レバー１６，１７によりくさび係合を解除する際、ピストン１４は負荷の小さい、すなわち解除必要力の小さい解除レバーを回転させる方向にカム１１に対して相対回転しながら軸方向に駆動される。これは、解除必要力の大きな解除レバーが動かずピストン１４のロック解除斜面１４ｃと１４ｄのいずれかこれに接しながら滑る効果である。このように正負の交番トルクに応じて負荷トルクの小さい方向の解除レバーを解除する方向にピストン１４はカム１１に対して相対回転を繰返しながら軸方向に駆動され両方向のロックを解除する。

換言すると、図３に示す中間ロック位置で両方向ロック状態から図５に示す両方向ロック解除状態に移行するに際して、カムシャフト５からの正負の交番トルクに応じてリング１０が遅角方向又は進角方向に回転し、ロック解除レバー１６，１７のいずれかの負荷が小さくなるとともに、さらに、ピストン１４が図８の左方向に駆動されると（エンジン始動に伴って）、ピストン１４は１４ｂと１１ｄとのすき間の分だけカム１１に対して相対回転しながら図８で左動し、負荷の小さいロック解除レバーをまず動作させ、次いで負荷の大きかったロック解除レバーがカムシャフト５からの交番トルクの符号の変化によって負荷を減少させるとこれをピストン１４のロック解除斜面１４ｃ又は１４ｄで動作させて、両方向のロックを解除することとなる。

また、ロック解除過程において進角油圧室２０、遅角油圧室２１へと交互に油圧を供給してベーンロータ７を交互に進角方向、遅角方向へと付勢することで、付勢している方向とは逆方向のくさび係合部の荷重を軽減することが可能となる。従って、ベーンロータ７が進角方向に付勢されて遅角方向ロック部位の負荷が小さい状態においてピストン油圧室１９に油圧が供給されてピストン１４が軸方向へと駆動されると、ピストン１４解除斜面１４ｃがレバー端部１６ｃに沿って滑り解除力のより小さい遅角ロック解除レバー１７を駆動する方向へとカム１１に対して相対回転し、図８の「（２）遅角方向ロック解除過程」に示すように遅角方向ロックを解除する（図７を参照）。

さらに、遅角方向ロック解除とほぼ同じタイミングでベーンロータ７が遅角方向に付勢されて進角方向ロック部位の負荷が小さい状態となり、油圧によりピストン１４が更に軸方向へと駆動されると、今度はピストン１４解除斜面１４ｄがレバー端部１７ｃに沿って滑り進角レバー端部１６ｃは進角方向ロックを解除する方向に変位を受け、図８の「（３）進角方向ロック解除過程」に示すように進角方向ロックを解除する（図６を参照）。

以上の過程から、両ロック解除レバー１６，１７を同時に作動させるのではなくて、負荷の小さい方から順にレバー解除することで、より小さなピストン１４の推力でロック解除を可能にする、或いは同じ推力でもロック解除に要する時間をより短くすることが可能となる。

また、前記解除過程ではベーンロータ７を進角方向に付勢して遅角方向ロックを解除した後、ベーンロータ７を遅角方向に付勢して進角方向ロックを解除したが、順番を逆にしても結果は同じこととなる。

本実施形態においては、リング１０がカムシャフト５と共に回転し、カム１１がスプロケット１と共に回転する構造としたが、リング１０がスプロケット１と共に回転し、カム１１がカムシャフト５と共に回転する構造としても良い。また、本実施形態においては、リング１０とフロントカバー１８とを微小なすき間を有して勘合させ、リング１０がフロントカバー１８に対して半径方向に微小移動可能としているが、完全に一体固定し半径方向の微小移動を規制する構造としても良い。また、本実施形態においては、カム１１とフロントプレート３とを微小なすき間を有して勘合させ、カム１１がフロントプレート３に対して半径方向に微小移動可能としているが、完全に一体固定し半径方向の微小移動を規制する構造としても良い。

（動作の説明）
本発明の第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の動作について以下説明する。図１〜図３は中間ロック位置でのロック状態を示す図であり、図４、図５はピストン１４によるロック解除機構が作用しているロック解除状態を示す図である。

本実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置はオイルポンプ２６により供給される油圧で駆動され、進角油圧室２０と遅角油圧室２１とに給排される油圧によってベーンロータ７がハウジング２に対して進角・遅角方向へ相対回転することで位相変換され、目標位相での保持は油圧回路を閉じた状態とすることで実現される。

エンジン始動時、中間ロック機構のロック状態と非ロック状態とを切り替える機能を有するピストン１４を駆動する油圧を供給する第３油通路２５は第２電磁切替弁によりドレン油路２７に連通されており、ピストン１４はピストンバネ１５による軸方向押し付け力を受けて図１に示すようにベーンロータ７に当接した位置となる。ピストン１４が前記当接位置にあるとき、ピストン１４の進角ロック解除斜面１４ｃ、遅角ロック解除斜面１４ｄと進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃとの位置関係は図８に示す「（１）両方向ロック状態」となり１６ｃと１４ｃ、１７ｃと１４ｄがそれぞれ離れた状態であるので、中間ロック位置においてはロック解除レバー１６，１７が図３に示すようにレバーピン３２を支点としてレバー突起１６ｂ，１７ｂがリング１０のレバー連動溝１０ｂに接触するまで回転することができる。これによって両レバーヘッド１６ａ，１７ａとローラ１２との間には円周方向にすきまを有した状態に位置する。したがって、中間ロック位置においてはローラ１２、リング１０の内周面、カム１１の平面部１１ａとでくさび係合によるロック状態が形成され、カム１１とリング１０との相対回転、すなわちスプロケット１とカムシャフト５の相対回転が規制される中間ロック状態となる。

図２、図３に示すように中間ロック位置でのロック状態において、くさび係合を形成する部品間のガタや弾性変形、くさび係合面での滑りなどにより、意図しない位相変換が生じた場合や、中間ロック位置以外の位置に位相制御されているときにエンジンが停止しピストン１４がベーンロータ７にピストンバネ１５で押し付けられた状態になった場合には中間位置への自己収束機能が作用する。

まず、中間ロック位置から遅角方向へ位相が変位している場合、カム１１を固定して図示すると図６に示すようにリング１０がカム１１に対して遅角方向に相対回転した位置となる。遅角方向への位相変換により、進角レバー突起１６ｂがリング１０のレバー連動溝１０ｂの範囲から外れリング１０の内周面によって押され、進角ロック解除レバー１６を円周方向駆動し、進角レバーヘッド１６ａが進角方向のロックをになうローラ１２をロック解除方向へと押しやるため進角方向のロックが解除される。

進角方向のロックが解除されると、リング１０はカムシャフト５のトルク変動が遅角方向に作用しているときには遅角方向のロックにより相対回転が規制されるが、進角方向のトルク変動が作用するとリング１０は進角方向へと相対回転し中間ロック位置へと戻ってくる。中間ロック位置へ戻ると、進角レバー突起１６ｂがリング１０の内周面から外れてレバー連動溝１０ｂの範囲に入ってくるので、進角ロック解除レバー１６をロック解除方向へ押しやる力がなくなるため、図３に示す中間ロック位置でのロック状態となる。

同様に、中間ロック位置から進角方向へ位相が変位している場合も、遅角レバー突起１７ｂがリング１０のレバー連動溝１０ｂの範囲から外れリング１０の内周面によって押され、遅角ロック解除レバー１７をロック解除方向に駆動することで遅角方向ロックが解除され、遅角方向に作用するトルク変動により中間ロック位置へと戻り、両方向の相対回転が規制されるロック状態となる。

中間ロック機構による中間位置でのロックは、エンジン停止時、或いはエンジン始動時のクランキング中、に確実に作動することが必須であり、エンジン始動前にスプロケット１とカムシャフト５の位相が中間ロック位相に位置しない場合、すなわちカム１１とリング１０の相対回転角が中間ロック位置にない場合、クランキング中に中間ロック位置へと戻りロック状態となることが求められる。

しかしながら、本実施形態では、エンジン始動前に中間ロック位置にない場合でも意図しない位相変換が生じた場合でも、上述した中間ロック位置への自己収束機能が作用し、カムシャフト５のトルク変動により進角・遅角の両方向から中間ロック位置へと戻り両方向ロック状態となる。

（ロックの解除）
エンジン始動後、カムシャフト５に作用するトルク変動に抗してベーンロータ７をスプロケット１に対して相対回転しないように保持するのに十分な油圧がオイルポンプ２６より供給される、或いはベーンロータ７をスプロケット１に対して保持するのに十分な油圧が供給され、なおかつ中間ロック位置より位相変換する必要性が生じたときに、第３油通路２５がオイルポンプ２６と接続する位置に第２電磁切換弁２９を切換、ピストン油圧室１９に油圧を供給してピストン１４をピストンバネ１５に抗して軸方向に駆動する。

ピストン１４が油圧により軸方向へ駆動され、図４に示すようにフロントプレート３に当接する状態に位置すると、ピストン１４の進角ロック解除斜面１４ｃ、遅角ロック解除斜面１４ｄと進角レバー端部１６ｃ、遅角レバー端部１７ｃとの位置関係は図８に示す「（４）両方向ロック解除状態」となり、ロック解除レバー１６，１７は図５に示すようにレバーピン３２を支点とした回転により両レバーヘッド１６ａ，１７ａがそのくさび係合を解除する方向にローラ１２を押し出す。

従って、ローラ１２、リング１０の内周面、カム１１の平面部１１ａとで形成される、くさび係合によるロック状態が解除される。また、進角・遅角レバー突起１６ｂ，１７ｂはリング１０の内周面より内側に位置するようになるので、カム１０とリング１１の相対回転が生じた場合でもリング１０のどの部分にも接触せず動かされることが無いので、従って位相変換に影響を及ぼすことは無い。

上記のロック解除状態となることでカム１１とリング１０の相対回転、すなわちスプロケット１とカムシャフト５の相対回転が許容され、進角・遅角油圧室２０、２１に油圧を給排することで位相変換が実現される。このロック解除状態は通常、オイルポンプ２６よりピストン油圧室１９へと油圧が供給されることで維持され、エンジン停止動作により第３油通路２５とドレン油路２７とを接続する位置に第２電磁切換弁２９が切換えられたとき、或いは何らかの原因で油圧の低下が生じてピストンばね１５の軸方向駆動力に抗することことができなくなったときに、ピストン１４はベーンロータ７に当節する位置に押し戻されて再びロック状態となる。

（ロックの解除過程）
本実施形態のロック解除の特徴は両方向ロック状態から両方向ロック解除状態に至る過程において、進角方向ロックと遅角方向ロックを交互に解除する構成としている点にある。これはカムシャフト５に作用するトルク変動が正負の交番トルクである特徴を利用しており、遅角方向トルク（正トルク）が作用しているときは進角回転をロックするくさび係合部にかかる荷重が小さいので進角方向ロックを解除し、反対に進角方向トルク（負トルク）が作用しているときは遅角回転をロックするくさび係合部にかかる荷重が小さいので遅角方向ロックを解除するのである。

ピストン１４のスライダ突起１４ｂとカム１１のスライダ溝１１ｄの間には円周方向に設けられた微小すき間の分だけ、ピストン１４とカム１１との相対回転が許容されている。また、ピストン１４はくさび係合部が負荷する回転トルクに抗して進角・遅角ロック解除レバー１６，１７を駆動してローラ１２を解除方向に押し出す力を発生する。従って、ピストン１４が、両方向ロック状態にある位置から軸方向に動き出すことで（図８でピストン１４が左方向に移動することで）、進角・遅角ロック解除斜面が１４ｃ、１４ｄがそれぞれ進角・遅角レバー端部１６ｃ、１７ｃと接し、解除力が大きく動かし難い方向の解除レバー端部を案内としてピストン１４のロック解除斜面が滑ることで、解除力のより小さい方向のロック解除レバーを駆動する方向にピストン１４はカム１１に対して相対回転（１４ｂと１１ｄの間のすき間分だけ）する。

上記の解除過程において進角方向トルクが作用している場合には、図８「（２）遅角方向ロック解除過程」、及び図９に示すように、ピストン１４はカム１１に対して相対回転することで遅角ロック解除レバー１７のみを回転駆動して遅角方向ロックを解除する（遅角レバー端部１７ｃをピストン１４の遅角ロック解除斜面１４ｄで押圧することによって）。

ここで、遅角方向ロック解除後の遅角ロック解除レバー１７にはくさび係合部の負荷が作用しないので容易に回転できピストン１４の遅角ロック解除斜面１４ｄをほとんど拘束することはない。ピストン１４はそのスライダ突起１４ｂがカム１１のスライダ溝１１ｂに拘束されるので今度は回転せずに軸方向へ移動し、遅角回転方向トルクが作用している間に進角ロック解除斜面１４ｃが動き易くなった進角レバー端部１６ｃを押して進角方向ロックを解除する。スタイダ突起１４ｂとスライダ溝１１ｂの隙間分だけカム１１とピストン１４とが微小量相対回転できることは、前記したように最初に解除力のより小さい方向のロック解除レバーを駆動する方向にピストン１４はカム１１に対して相対回転する際の必要事項である。

上述したロック解除過程では、遅角方向ロックを解除した後、進角方向ロックを解除したが順番を逆にしても結果は同じことなる。また、両方向ロック状態から両方向ロック解除状態に至る過程では、進角・遅角方向ロックを交互に複数回にわたって少しずつ解除することも可能である。

（オルダム機構（Ｏｌｄｈａｍ’ｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ））
リング１０とフロントカバー１８とは、リング突起１０ａと切り欠きガイド１８ａとを介して半径方向には微小に移動可能だが、回転方向には一体となって駆動されるように支持されている（例えば円形形状のフロントカバー１８の円周の周面から中心部に向けて例えば矩形の切り欠きを設け、この切りかけのガイド１８ａに図３に示すようなリング突起１０ａを挿入して嵌合支持する）。また、カム１１とフロントプレート３とは、カム溝１１ｂとプレート突起３ａとを介して半径方向には微小に移動可能、かつ回転方向には一体となって駆動されるように支持されている（図３を参照）。リング１０とフロントカバー１８の半径方向の移動方向と、カム１１とフロントプレート３の半径方向の移動方向は概略垂直をなす方向（直交する方向）となっている（オルダム機構を形成）。

従って、両方向ロック状態にあるときにスプロケット１の軸中心とベーンロータ７の軸中心との間にずれが生じた場合でも、スプロケット１あるいはベーンロータ７に対して軸直角面内で並進方向に自由に相対変位ができることによって、リング１０とカム１１とはそれらの間の相対位置関係を保持しそれらの間のくさび係合部位に生じる荷重のバランスを保つことができる。このため、１箇所のくさび係合で荷重を保持するようなことは無く信頼性の高い装置とすることができる。

また、上述したロック解除過程において進角油圧室２０、遅角油圧室２１へと交互に油圧を供給してベーンロータ７をスプロケット１に対して交互に進角方向、遅角方向へと付勢することで、付勢方向とは逆方向のくさび係合部の荷重を軽減することが可能となる。従って、前記ベーンロータ７の付勢と、ピストン１４のスライダ突起１４ｂとカム１１のスライダ溝１１ｄの間に設けた円周方向のすき間に応じたピストン１４とカム１１との相対回転の許容の組み合わせによっても、小さな力で進角・遅角ロックを解除することが可能となり、小型で応答性の高いロック解除機構を実現することが可能となる。

また、このロック解除過程ではベーンロータ７を進角方向に付勢して遅角方向ロックを解除した後、ベーンロータ７を遅角方向に付勢して進角方向ロックを解除したが、順番を逆にしても結果は同じこととなる。

「第２の実施形態」
本発明の第２の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置について、図１１と図１２を参照して以下説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と構成、動作共に基本を同じくしているので、ここでは、第２の実施形態が第１の実施形態に対して異なっている部分のみを説明する。

第２の実施形態は、第１の実施形態のピストン１４に代えて、非対称ピストン４０を用い、また、非対称ピストン４０のスライダ突起４０ｂとカム１１のスライダ溝１１ｄの間には円周方向の相対回転を許容するすき間は設けず、非対称ピストン４０はカム１１と一体回転し、かつ軸方向の相対移動を許容する構成となっている。

非対称ピストン４０に形成される進角ロック解除斜面４０ｃ、遅角ロック解除斜面４０ｄは、軸方向の異なる位置に形成されており、従って、オイルポンプ２６よりピストン油圧室１９に油圧が供給されて非対称ピストン４０が軸方向へと移動すると（図１２の図示例で左方向に移動すると）、図１２に示すように遅角方向ロック、進角方向ロックの順にロックが解除されることなる。

従って、本発明の第１の実施形態と同様にロックを解除する際、進角方向トルクが作用している間に非対称ピストン４０を軸方向に駆動して遅角方向ロックを解除することで、図１２「（１）両方向ロック状態」から「（２）遅角方向ロック解除過程」となり、遅角方向ロックが解除される。

また、遅角方向ロック解除後の遅角方向トルクが作用している間に非対称ピストン４０を軸方向に駆動して進角方向ロックを解除することで、図１２の「（２）遅角方向ロック解除状態」から「（３）両方向ロック解除状態」となり、両方ロック解除状態が完成する。このように、遅角ロック解除レバーと進角ロック解除レバーの２つのロック解除レバーを順序付けして非対称ピストン４０の遅角ロック解除斜面４０ｄと進角ロック解除斜面４０ｃで作動させるものである（同時に２つの解除レバーを動作させない）。

また、第１の実施形態と同様、ロック解除過程において進角油圧室２０、遅角油圧室２１へと交互に油圧を供給してベーンロータ７をスプロケット１に対して交互に進角方向、遅角方向へと付勢することで、付勢方向とは逆方向のくさび係合部の荷重を軽減することが可能となる。従って、より小さな力で進角・遅角ロックを解除することが可能となり、小型で応答性の高いロック解除機構を実現することが可能となる。

また、上述した第２の実施形態のロック解除過程ではベーンロータ７を進角方向に付勢して遅角方向ロックを解除した後、ベーンロータ７を遅角方向に付勢して進角方向ロックを解除したが、非対称ピストン４０の形状を変更することで順番を逆にしても同じ結果を得ることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置は、次のような構成を備え機能を奏することを主たる特徴の１つとするものである。すなわち、第１回転部材（例えば、スプロケット１）と、前記第１回転部材を介して駆動される第２回転部材（例えば、ベーンロータ７）と、前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対回転を一方向にのみ許容する第１の状態（図６の状態）、前記一方向に対して逆回転方向のみ許容する第２の状態（図７の状態）、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容しない第３の状態（図３の状態）、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容する第４の状態（図５の状態）のいずれも取り得る動力伝達機構と、を有し、さらに、前記第３の状態（図３の状態）と前記第４の状態（図５の状態）とを切り替える第５回転部材（ピストン１４）を設け、前記第５回転部材（ピストン１４）の駆動により前記第３の状態（図３状態）から前記第４の状態（図５の状態）に遷移する過程において、前記第１の円周方向のくさび係合と前記第２の円周方向のくさび係合の一方のくさび係合を解除した後に他方のくさび係合を解除するものである（図８と図１２を参照）。

本発明の第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の全体構成を示す図であり、図３のＡ−Ａ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり、図１のＢ−Ｂ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（遅角・進角の両方向ロック状態）、図１のＣ−Ｃ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の全体構成を示す図であり、図５のＤ−Ｄ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（遅角・進角の両方向ロック解除状態）、図４のＥ−Ｅ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（自己収束機能における進角方向ロック解除状態）、図４のＥ−Ｅ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（自己収束機能における遅角方向ロック解除状態）、図４のＥ−Ｅ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（両方向ロック状態、遅角・進角方向ロック解除過程、及び両方向ロック解除状態）、図３のＦ−Ｆ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（遅角方向ロック解除過程）、図１のＣ−Ｃ線断面図である。 第１の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（進角方向ロック解除過程）、図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（遅角・進角の両方向ロック状態）、図１のＣ−Ｃ線相当の断面図である。 第２の実施形態に係る可変バルブタイミング制御装置の構成を示す図であり（両方向ロック状態、遅角方向ロック解除状態、及び両方向ロック解除状態）、図１１のＧ−Ｇ線断面図である。

符号の説明

１…スプロケット、２…ハウジング、２ａ…仕切壁、３…フロントプレート、３ａ…プレート突起、３ｂ…、４…ボディボルト、５…カムシャフト、６…カムボルト、７…ベーンロータ、７ａ…ベーン部、８…油圧給排手段、１０…リング、１０ａ…リング突起、１０ｂ…レバー連動溝、１１…カム、１１ａ…平面部、１１ｂ…カム溝、１１ｃ…カム貫通穴、１１ｄ…スライダ溝、１２…ローラ、１３…予圧バネ、１４…ピストン、１４ａ…受圧面、１４ｂ…スライダ突起、１４ｃ…進角ロック解除斜面、１４ｄ…遅角ロック解除斜面、１５…ピストンバネ、１６…進角ロック解除レバー、１６ａ…進角レバーヘッド、１６ｂ…進角レバー突起、１６ｃ…進角レバー端部、１７…遅角ロック解除レバー、１７ａ…遅角レバーヘッド、１７ｂ…遅角レバー突起、１７ｃ…遅角レバー端部、１８…フロントカバー、１８ａ…切り欠きガイド（フロントカバー溝）、１８ｂ…カバー貫通穴、１９…ピストン油圧室、２０…進角油圧室、２１…遅角油圧室、２２…シール部材、２３…第１油通路、２３ａ…第１油通路溝、２４…第２油通路、２４ａ…第２油通路溝、２５…第３油通路、２５ａ…第３油通路溝、２５ｂ…第３油通路給油路、２６…オイルポンプ、２７…ドレン油路、２８…第１電磁切換弁、２９…第２電磁切替弁、３０…カムシャフト軸受部、３１…ＥＣＵ、３２…レバーピン、４０…非対称ピストン、４０ａ…受圧面、４０ｂ…スライダ突起、４０ｃ…進角ロック解除斜面、４０ｄ…遅角ロック解除斜面、

Claims (11)

1. 第１回転部材と、前記第１回転部材を介して駆動される第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対回転を一方向にのみ許容する第１の状態、前記一方向と逆回転方向のみ許容する第２の状態、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容しない第３の状態、前記一方向と前記逆回転方向の両方向とも許容する第４の状態を取り得る動力伝達機構と、を有し、さらに、前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対回転位置である位相角を制御する位相変換機構を有する位相可変制御装置であって、
   前記動力伝達機構は、前記第１回転部材と一体回転する第３回転部材と、前記第２回転部材と一体回転する第４回転部材の一方の回転部材に円筒面を有し、他方の回転部材の前記円筒面に対向する部位に複数の平面部を持つ閉曲面を有し、
   さらに、前記円筒面と前記平面部の間の１つの空間内に一対のくさび部材を有し、前記一対のくさび部材の一方を第１の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部との間でくさび係合させ、他方のくさび部材を逆方向である第２の円周方向に押して前記円筒面と前記平面部との間でくさび係合させるための弾性部材を有し、
   前記第１の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第１の状態を形成し、前記第２の円周方向に押されたくさび部材のくさび係合のみを解除することにより前記第２の状態を形成し、前記一対のくさび部材の双方のくさび係合を解除しないことで前記第３の状態を形成する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
2. 請求項１において、
   前記閉曲面を有する他方の回転部材に拘束されて円周方向に移動するくさび係合の解除機構を設け、前記一方の回転部材に前記解除機構の一部を案内するガイド部を設け、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対的な回転に連動する前記解除機構の動きにより前記第１の状態と前記第２の状態と前記第３の状態とを切り替える
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に作用する一方向と逆方向の変動トルクに基づいて、前記第１の状態または前記第２の状態から前記第３の状態に自動復帰する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
4. 請求項１、２または３において、
   前記動力伝達機構が前記第３の状態にあるときの前記第１回転部材と前記第２回転部材の相対的な回転位置に対して、一方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第１の状態になり、逆方向に相対回転すると前記動力伝達機構が前記第２の状態となり、
   前記第１の状態と前記第２の状態はいずれも前記第３の状態にあるときの前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対的な回転位置に向かう方向の回転を許容する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項において、
   前記第３の状態と前記第４の状態とを切り替える第５回転部材を設け、前記第５回転部材を駆動することにより前記第３の状態から前記第４の状態に遷移する過程において、前記第１の円周方向のくさび係合と前記第２の円周方向のくさび係合の一方のくさび係合を解除した後に他方のくさび係合を解除する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
6. 請求項５において、
   前記第５回転部材を駆動することにより前記第３の状態から前記第４の状態に遷移する過程において、前記第１回転部材に対して前記第２回転部材を前記位相変換機構により前記第１の円周方向に付勢してその反対の円周方向の相対運動を阻止するくさび係合を解除し、第２の円周方向に付勢してその反対の円周方向の相対運動を阻止するくさび係合を解除する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
7. 請求項５または６において、
   前記第５回転部材は、前記第３回転部材と前記第４回転部材の少なくとも１つの回転部材に対して軸方向に相対運動可能であり、前記第３の回転部材と前記第４の回転部材の中で、平面部のある閉曲面を持つ方の回転部材に対して円周方向に設けたすき間の分だけ相対回転を許容された状態で一体回転する
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
8. 請求項５ないし７のいずれか１つの請求項において、
   前記第５回転部材に、前記第１の円周方向のくさび係合解除機構が駆動される斜面と、前記第２の円周方向のくさび係合解除機構が駆動される斜面とを設け、第５回転部材の軸方向の異なる位置で第１の円周方向のくさび係合と第２の円周方向のくさび係合が解除される
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
9. 請求項８において、
   前記第５回転部材は、前記第３の回転部材と前記第４の回転部材の中で、平面部のある閉曲面を持つ方の回転部材に対して相対回転を規制される
   ことを特徴とする位相可変制御装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１つの請求項において、
    前記第１回転部材と前記第３回転部材との相対回転を規制し、前記第２回転部材と前記第４回転部材との相対回転を規制し、前記第３回転部材と前記第４回転部材とが軸直角面内で相対的な並進運動を行うことを許容する
    ことを特徴とする位相可変制御装置。
11. 請求項５において、
    前記位相変換機構は、外部指令に基づいて前記第１回転部材と前記第２回転部材の位相角を制御し、さらに、前記第５回転部材を前記第１回転部材および前記第２回転部材の回転軸方向に変位制御する
    ことを特徴とする位相可変制御装置。

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