JP5181016B2 - エンジンのバルブ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトの回転位相を変化させて、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを制御するエンジンのバルブ制御装置に関する。

エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを制御するための装置としては、例えば、エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達されるスプロケットと動弁機構を構成するカムシャフトが一体となって回動するように構成されて、スプロケットとカムシャフトとは同期して回転するが、電磁ブレーキ手段により回転ドラムに制動力が作用すると、回転ドラムにはスプロケットに対する回転遅れが生じ、この回転ドラムの回転遅れに連係して、スプロケットに対するカムシャフトの位相が変わる位相可変装置が提案されている（特許文献１参照）。

この位相可変装置においては、クラッチケースの摩擦材と回転ドラム間の相対摺動部には、カムシャフト内に設けたオイル通路、クラッチケースの半径方向内側に設けたオイル溜まりおよびクラッチケースの内周壁前縁部に設けたオイル導入用の切り欠きを介してエンジンオイルが導入される構造を採用しているので、摩擦材と回転ドラムの相対摺動面を冷却することができる。

特開２００２−３７１８１４号公報（第４頁から第６頁、図１〜図４参照）

特許文献１に記載されている位相可変装置では、スプロケット本体に対するカムシャフトの位相を変化させるに際して、位相角の初期位置以外では、ねじりコイルばね（リターンスプリング）の弾性力に抗して、電磁クラッチの駆動によって回転ドラムに制動力を作用させなければならず、位相角可変時および位相角を可変にした後（位相角を決定した後）も、電磁クラッチの駆動に伴う電力が常時消費される。しかも、回転ドラムに作用する制動力に応じて中間部材をカムシャフトの軸方向に沿って移動させるために、中間部材にヘリカルスプラインを形成し、スプロケット本体には、中間部材のヘリカルスプラインと噛み合うヘリカルスプラインを形成し、内筒部には、中間部材のヘリカルスプラインと噛み合うヘリカルスプラインを形成し、中間部材の軸方向の移動距離を位相角に変換する位相角変換機構を採用しているので、位相角変換機構が複雑となり、コストアップとなる。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、位相角を決定した後は、電力を消費することなく、位相角を決定した位相角に保持することができるエンジンのバルブ制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係るエンジンのバルブ制御装置においては、エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、筒状に形成されてその一部が前記外筒部に摺動自在に連結され、且つ前記内筒部外周に前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置された中間部材と、前記エンジンの運転状態に応じて、前記中間部材の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記中間部材の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記内筒部と前記中間部材は前記位相調整機構を介して互いに連結され、前記位置制御機構は、前記中間部材外周の軸方向一端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第１のランプと、前記中間部材外周の軸方向他端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して、前記第１のランプとは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第２のランプと、前記第１のランプと前記第２のランプを間にして、前記中間部材外周側に互いに分かれて配置されているとともに、前記内筒部の周囲に回転可能に配置された複数の回転ドラムと、進角時と遅角時に電磁力を発生し、それ以外のときには電磁力の発生を停止し、前記進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチと、前記中間部材外周のうち前記一方の回転ドラムと前記他方の回転ドラムとの間の部位に回転自在に配置されて、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムからの回転力を受けて回転するローラとを備え、前記一方の回転ドラムの、前記他方の回転ドラムとの対向面側には、前記第１のランプと係合可能であって、前記第１のランプを前記カムシャフト側に押圧するための第３のランプが形成され、前記他方の回転ドラムの、前記一方の回転ドラムとの対向面側には、前記第２のランプと係合可能であって、前記第２のランプを前記カムシャフトから離れる方向に押圧するための第４のランプが形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記中間部材を軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記中間部材の軸方向変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記中間部材に固定されて、その一部が前記中間部材内周から前記内筒部外周に向けて突出されたピンと、前記ピンを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成されたガイド溝とを備え、前記ピンは、前記中間部材の軸方向変位に応じて前記ガイド溝内を移動し、前記中間部材の軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記ガイド溝に付与し、前記中間部材の軸方向変位に応答して、前記中間部材の軸方向変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなる構成とした。

（作用）位置調整機構は、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整するときにのみ通電状態となって、中間部材を軸方向に変位させ、それ以外のときには非通電状態となって中間部材の軸方向変位を阻止する。エンジンからの回転力が外筒部から中間部材と内筒部を介してカムシャフトに伝達されているときに、通電状態の位置調整機構により、中間部材が軸方向に変位すると、この軸方向変位が位相調整機構により、内筒部の周方向変位に変換され、内筒部の周方向変位に伴って外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が調整される。すなわち、中間部材が最進角位置と最遅角位置との間にあるときに、中間部材が軸方向変位すると、ピンが中間部材の軸方向変位に応じてガイド溝内を移動し、中間部材の軸方向変位に伴う力が内筒部の周方向変位のための力としてガイド溝に付与され、中間部材の軸方向変位に伴って内筒部が周方向に変位し、中間部材の軸方向における位置に応じて、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、中間部材を進角位置または遅角位置に位置決めすることができる。外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部外周のスプロケットまたはカムシャフトから中間部材へのトルク入力に対して、このトルク入力に伴う中間部材の軸方向変位を非通電状態の位置調整機構が阻止する。このため、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部外周のスプロケットまたはカムシャフトからトルクが入力されても、電力を消費することなく、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を指定の位相に保持することができ、消費電力を低減することができる。
具体的には、進角制御するに際して、中間部材が外筒部とともに回転しているときに、一方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、一方の回転ドラムに回転力を付与すると、一方の回転ドラムの回転に伴って、一方の回転ドラムの第３のランプが第１のランプをカムシャフト側に押圧するとともに、ローラを回転させる。このとき、中間部材は、第３のランプが第１のランプをカムシャフト側に押圧するに伴って、カムシャフト側に移動する。この後、一方の電磁クラッチを非通電状態とすると、一方の回転ドラムの回転が停止されるとともに、中間部材の移動が停止され、中間部材は任意の進角位置に位置決めされる。一方、中間部材が進角位置にあるときに、他方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、他方の回転ドラムに回転力を付与すると、他方の回転ドラムの回転に伴って、他方の回転ドラムの第４のランプが第２のランプをカムシャフトから離れる方向に押圧するとともに、ローラを回転させる。このとき、中間部材は、第４のランプが第２のランプをカムシャフトから離れる方向に押圧するに伴って、カムシャフトから離れる方向に移動する。この後、他方の電磁クラッチを非通電状態とすると、中間部材は任意の遅角位置に位置決めされる。すなわち、中間部材を任意の進角または遅角位置に移動させるときにのみいずれかの電磁クラッチを通電状態とし、それ以外のときには各電磁クラッチを非通電状態とすることで、中間部材を任意の進角または遅角位置にセットすることができ、消費電力を低減することができる。

請求項２に係るエンジンのバルブ制御装置においては、エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、筒状に形成されてその一部が前記外筒部に摺動自在に連結され、且つ前記内筒部外周に前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置された中間部材と、前記エンジンの運転状態に応じて、前記中間部材の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記中間部材の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記内筒部と前記中間部材は前記位相調整機構を介して互いに連結され、前記位置制御機構は、前記中間部材外周の軸方向一端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第１のランプと、前記中間部材外周の軸方向他端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して、前記第１のランプとは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第２のランプと、前記第１のランプと前記第２のランプを間にして、前記中間部材外周側に互いに分かれて配置されているとともに、前記内筒部の周囲に回転可能に配置された複数の回転ドラムと、進角時と遅角時に電磁力を発生し、それ以外のときには電磁力の発生を停止し、前記進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチと、前記中間部材外周のうち前記一方の回転ドラムと前記他方の回転ドラムとの間の部位に回転自在に配置されて、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムからの回転力を受けて回転するローラとを備え、前記一方の回転ドラムの、前記他方の回転ドラムとの対向面側には、前記第１のランプと係合可能であって、前記第１のランプを前記カムシャフト側に押圧するための第３のランプが形成され、前記他方の回転ドラムの、前記一方の回転ドラムとの対向面側には、前記第２のランプと係合可能であって、前記第２のランプを前記カムシャフトから離れる方向に押圧するための第４のランプが形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記中間部材を軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記中間部材の軸方向変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記中間部材に固定されて、その一部が前記中間部材内周から前記内筒部外周に向けて突出されたボールと、前記ボールを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成されたガイド溝とを備え、前記ボールは、前記中間部材の軸方向変位に応じて前記ガイド溝内を移動し、前記中間部材の軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記ガイド溝に付与し、前記中間部材の軸方向変位に応答して、前記中間部材の軸方向変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなる構成とした。

（作用）位置調整機構は、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整するときにのみ通電状態となって、中間部材を軸方向に変位させ、それ以外のときには非通電状態となって中間部材の軸方向変位を阻止する。エンジンからの回転力が外筒部から中間部材と内筒部を介してカムシャフトに伝達されているときに、通電状態の位置調整機構により、中間部材が軸方向に変位すると、この軸方向変位が位相調整機構により、内筒部の周方向変位に変換され、内筒部の周方向変位に伴って外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が調整される。すなわち、中間部材が最進角位置と最遅角位置との間にあるときに、中間部材が軸方向変位すると、ボールが中間部材の軸方向変位に応じてガイド溝内を移動し、中間部材の軸方向変位に伴う力が内筒部の周方向変位のための力としてガイド溝に付与され、中間部材の軸方向変位に伴って内筒部が周方向に変位し、中間部材の軸方向における位置に応じて、外筒部とカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、中間部材を進角位置または遅角位置に位置決めすることができる。外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部外周のスプロケットまたはカムシャフトから中間部材へのトルク入力に対して、このトルク入力に伴う中間部材の軸方向変位を非通電状態の位置調整機構が阻止する。このため、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部外周のスプロケットまたはカムシャフトからトルクが入力されても、電力を消費することなく、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を指定の位相に保持することができ、消費電力を低減することができる。
具体的には、進角制御するに際して、中間部材が外筒部とともに回転しているときに、一方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、一方の回転ドラムに回転力を付与すると、一方の回転ドラムの回転に伴って、一方の回転ドラムの第３のランプが第１のランプをカムシャフト側に押圧するとともに、ローラを回転させる。このとき、中間部材は、第３のランプが第１のランプをカムシャフト側に押圧するに伴って、カムシャフト側に移動する。この後、一方の電磁クラッチを非通電状態とすると、一方の回転ドラムの回転が停止されるとともに、中間部材の移動が停止され、中間部材は任意の進角位置に位置決めされる。一方、中間部材が進角位置にあるときに、他方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、他方の回転ドラムに回転力を付与すると、他方の回転ドラムの回転に伴って、他方の回転ドラムの第４のランプが第２のランプをカムシャフトから離れる方向に押圧するとともに、ローラを回転させる。このとき、中間部材は、第４のランプが第２のランプをカムシャフトから離れる方向に押圧するに伴って、カムシャフトから離れる方向に移動する。この後、他方の電磁クラッチを非通電状態とすると、中間部材は任意の遅角位置に位置決めされる。すなわち、中間部材を任意の進角または遅角位置に移動させるときにのみいずれかの電磁クラッチを通電状態とし、それ以外のときには各電磁クラッチを非通電状態とすることで、中間部材を任意の進角または遅角位置にセットすることができ、消費電力を低減することができる。

請求項３に係るエンジンのバルブ制御装置においては、請求項１または２に記載のエンジンのバルブ制御装置において、前記第１のランプと第２のランプと第３のランプおよび第４のランプの傾斜角をθとし、前記ローラから前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムに作用する力であって、前記各回転ドラムの軸心と平行な力をＰとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムの周方向に作用するジャーナルフリクションをＦｒとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムと前記中間部材との間の摩擦係数をμとしたときに、前記中間部材が任意の進角位置または遅角位置にあって、前記中間部材に対する軸方向変位が行われないときの、前記外筒部またはカムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記傾斜角θは、
Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０
の関係を満たしてなる構成とした。

（作用）中間部材が任意の進角位置または遅角位置にあって、進角制御または遅角制御が行われないときに、外筒部またはカムシャフトから中間部材にトルクが入力された場合でも、上記式の値が負となるので、ローラが動かない（回転しない）状態にあり、ローラから一方の回転ドラムまたは他方の回転ドラムにトルクが伝達されることはなく、中間部材は、任意の進角位置または遅角位置に保持され、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

請求項４に係るエンジンのバルブ制御装置においては、請求項１から３のうちいずれかに記載のエンジンのバルブ制御装置において、前記複数の回転ドラムは、前記内筒部の軸方向一端部外周に固定されたストッパと前記外筒部との間に配置され、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムと前記ストッパとの間に弾性体が装着され、前記弾性体の弾性力により、前記複数の回転ドラムが前記カムシャフト側に押圧されてなる構成とした。

（作用）弾性体の弾性力により、複数の回転ドラムがカムシャフト側に押圧されているため、外筒部とカムシャフト間の位相角が決定された後、外筒部またはカムシャフトから中間部材にトルク入力があっても、このトルク入力によって中間部材がカムシャフトから離れる方向に移動するのを阻止することができる。すなわち、外筒部とカムシャフト間の位相角が決定された後は、カムシャフトから反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部を含む駆動軸側と内筒部を含む従動軸側をより確実に自己保持状態（セルフロック状態）とすることができ、外筒部とカムシャフト間の位相角を、中間部材の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

請求項５に係るエンジンのバルブ制御装置においては、エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置されて、前記外筒部内周側と前記内筒部外周側とを結ぶ連結ピンと、前記エンジンの運転状態に応じて前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記位置制御機構は、前記内筒部と前記外筒部との間に回転自在に配置されて、且つ外筒部の径方向に沿って互いに隣接して配置された複数の回転ドラムと、通電時に電磁力を発生し、非通電時には電磁力の発生を停止し、通電に伴う進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、通電に伴う遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチとを備え、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムには、前記連結ピンを挿通する第１のガイド穴が前記一方の回転ドラムの軸心と直交する直線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って直線状に形成され、他方の回転ドラムには、前記連結ピンを挿通する第２のガイド穴が前記他方の回転ドラムの軸心と直交する直線に対して、前記第１のガイド穴とは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って直線状に形成され、前記第１のガイド穴の長手方向に沿った一対の縁は第１のランプとして形成され、前記第２のガイド穴の長手方向に沿った一対の縁は第２のランプとして形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記連結ピンを前記内筒部の軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記連結ピンへのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記連結ピンを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成された第１のガイド溝および前記外筒部内周に、前記外筒部の軸方向に沿って形成された第２のガイド溝を備え、前記連結ピンの両端側は、前記位置制御機構による軸方向変位に応じて前記第１のガイド溝と第２のガイド溝内を移動し、前記位置制御機構による軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記第１のガイド溝に付与し、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位に応答して、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなる構成とした。

（作用）位置調整機構は、外筒部とカムシャフト間の位相を可変に調整するときにのみ通電状態となって、連結ピンを内筒部の軸方向に沿って変位させ、それ以外のときには非通電状態となって、連結ピンの内筒部の軸方向における変位を阻止する。エンジンからの回転力が外筒部から連結ピンと内筒部を介してカムシャフトに伝達されているときに、通電状態の位置調整機構により、連結ピンが内筒部の軸方向に沿って変位すると、この軸方向変位が位相調整機構によって、内筒部の周方向変位に変換され、内筒部の周方向変位に伴って外筒部とカムシャフト間の位相が調整される。すなわち、連結ピンが最進角位置と最遅角位置との間にあるときに、連結ピンが内筒部の軸方向に沿って変位すると、連結ピンの長手方向一端側が第１のガイド溝内を移動し、連結ピンの長手方向他端側が第２のガイド溝内を移動し、連結ピンの、内筒部の軸方向における変位に伴う力が内筒部の周方向変位のための力として第１のガイド溝に付与され、連結ピンの、内筒部の軸方向における変位に伴って内筒部が周方向に変位し、連結ピンの、内筒部の軸方向おける位置に応じて、外筒部とカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、連結ピンを進角位置または遅角位置に位置決めすることができる。外筒部とカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部またはカムシャフトから中間部材へのトルク入力に対して、このトルク入力に伴う連結ピンの、内筒部の軸方向における変位を非通電状態の位置調整機構が阻止する。このため、外筒部とカムシャフト間の位相が決定された後は、外筒部またはカムシャフトからトルクが入力されても、電力を消費することなく、外筒部とカムシャフト間の位相を指定の位相に保持することができ、消費電力を低減することができる。
具体的には、進角制御するに際して、内筒部と外筒部がとともに回転しているときに、一方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、一方の回転ドラムに回転力を付与すると、一方の回転ドラムの回転に伴って、一方の回転ドラムの第１のランプが連結ピンをカムシャフト側に押圧すると、連結ピンの長手方向両端側が第１のガイド溝と第２のガイド溝に沿って移動するとともに、連結ピンの中間部が第１のガイド穴に沿って移動し、連結ピン全体がカムシャフト側に移動する。この後、一方の電磁クラッチを非通電状態とすると、一方の回転ドラムの回転が停止されるとともに、連結ピンの移動が停止され、連結ピンは任意の進角位置に位置決めされる。一方、連結ピンが進角位置にあるときに、他方の電磁クラッチから電磁力を発生させて、他方の回転ドラムに回転力を付与すると、他方の回転ドラムの回転に伴って、他方の回転ドラムの第２のランプが連結ピンをカムシャフトから離れる方向に押圧すると、連結ピンの長手方向両端側が第１のガイド溝と第２のガイド溝に沿って移動するとともに、連結ピンの中間部が第２のガイド穴に沿って移動し、連結ピン全体がカムシャフトから離れる方向に移動する。この後、他方の電磁クラッチを非通電状態とすると、連結ピンは任意の遅角位置に位置決めされる。すなわち、連結ピンを任意の進角または遅角位置に移動させるときにのみいずれかの電磁クラッチを通電状態とし、それ以外のときには各電磁クラッチを非通電状態とすることで、連結ピンを任意の進角または遅角位置にセットすることができ、消費電力を低減することができる。

請求項６に係るエンジンのバルブ制御装置においては、請求項５に記載のエンジンのバルブ制御装置において、前記第１のランプと第２のランプの傾斜角をθとし、前記連結ピンから前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムに作用する力であって、前記各回転ドラムの軸心と平行な力をＰとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムの周方向に作用するジャーナルフリクションをＦｒとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムと前記連結ピンとの間の摩擦係数をμとしたときに、前記連結ピンが任意の進角位置または遅角位置にあって、前記連結ピンに対する、内筒部の軸方向に沿った軸方向変位が行われないときの、前記外筒部またはカムシャフトから前記連結ピンへのトルク入力に対して、前記傾斜角θは、
Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０
の関係を満たしてなる構成とした。

（作用）連結ピンが任意の進角位置または遅角位置にあって、進角制御または遅角制御が行われないときに、外筒部またはカムシャフトから連結ピンにトルクが入力された場合でも、上記式の値が負となるので、連結ピンから一方の回転ドラムまたは他方の回転ドラムにトルクが伝達されることはなく、連結ピンは、任意の進角位置または遅角位置に保持され、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

請求項７に係るエンジンのバルブ制御装置においては、請求項１、請求項２、、請求項５のうちいずれかに記載のエンジンのバルブ制御装置において、前記複数の回転ドラムのうち前記外筒部に隣接した回転ドラムと前記外筒部との間には環状のリテーナが装着され、前記リテーナには、複数個の貫通孔が周方向に沿って分散して形成され、前記各貫通孔には前記回転ドラムと前記外筒部に接触する回転体が回転自在に装着されてなる構成とした。

（作用）外筒部に隣接した回転ドラムと外筒部との間には環状のリテーナが装着され、リテーナに形成された貫通孔には、回転ドラムと外筒部に接触する回転体が回転自在に装着されているので、外筒部に隣接した回転ドラムの回転に伴う力が回転体を介して外筒部に作用しても、外筒部に隣接した回転ドラムと外筒部との間の摩擦抵抗を回転体の回転によって下げることができ、結果として、回転ドラムの作動時における必要トルクを下げることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係るエンジンのバルブ制御装置 によれば、中間部材の軸方向における位置に応じて、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、中間部材を進角位置または遅角位置に位置決めすることができ、さらに、消費電力を低減することができる。

請求項２に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、中間部材の軸方向における位置に応じて、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、中間部材を進角位置または遅角位置に位置決めすることができ、さらに、消費電力を低減することができる。

また、請求項１及び請求項２に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、中間部材を任意の進角または遅角位置にセットすることができるとともに、消費電力を低減することができる。

請求項３に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、中間部材を、任意の進角位置または遅角位置に保持するとともに、自己保持状態（セルフロック状態）とるることができる。

請求項４に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相角が決定された後は、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相角を、中間部材の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

請求項５に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、連結ピンの、内筒部の軸方向おける位置に応じて、外筒部外周のスプロケットとカムシャフト間の位相を可変に調整することができるとともに、連結ピンを進角位置または遅角位置に位置決めすることができ、さらに、電力を低減することができる。

また、請求項５に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、連結ピンを任意の進角または遅角位置にセットすることができるとともに、消費電力を低減することができる。

請求項６に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、連結ピンを、任意の進角位置または遅角位置に保持することができるとともに、連結ピンを自己保持状態（セルフロック状態）とすることができる。

請求項７に係るエンジンのバルブ制御装置によれば、回転ドラムの作動時における必要トルクを下げることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図、図２は、外筒部と小径外筒部の正面図、図３（ａ）は、外筒部の断面図、図３（ｂ）は、外筒部の背面図、図４（ａ）は、内筒部の平面図、図４（ｂ）は、内筒部外周側の展開図、図５（ａ）は、中間部材の平面図、図５（ｂ）は、中間部材の正面図、図５（ｃ）は、中間部材外周側の展開図、図６は、中間部材にピンとローラを組付けた状態を示す図、図７（ａ）は、ピンの断面図、図７（ｂ）は、ローラの平面図、図７（ｃ）は、ローラの断面図、図７（ｄ）は、ローラピンの平面図、図８（ａ）は、カバーの背面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図９（ａ）は、フロント側回転ドラムの平面図、図９（ｂ）は、フロント側回転ドラムの正面図、図９（ｃ）は、フロント側回転ドラム外周側の展開図、図１０（ａ）は、リヤ側回転ドラムの正面図、図１０（ｂ）は、リヤ側回転ドラムの断面図、図１０（ｃ）は、リヤ側回転ドラム内周側の展開図、図１１（ａ）は、フロント側回転ドラムとリヤ側回転ドラムおよび中間部材との関係を説明するための展開図、図１１（ｂ）は、内筒部の回転方向を説明するための図、図１２は、本発明の第２実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図、図１３は、本発明の第３実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図、図１４は、本発明の第４実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の要部縦断面図、図１５は、第４実施例における外筒部の背面図、図１６（ａ）は、第４実施例におけるフロント側回転ドラムとリヤ側回転ドラムとの関係を説明するための図、図１６（ｂ）は、第４実施例におけるフロント側回転ドラム外周側の展開図、図１６（ｃ）は、第４実施例におけるリヤ側回転ドラム外周側の展開図、図１７は、本発明の第５実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の要部縦断面図、図１８は、第５実施例におけるリテーナの正面図、図１９は、第５実施例におけるリヤ側回転ドラムとローラおよび外筒部の関係を説明するための展開図である。

これらの図においては、本発明に係るエンジンのバルブ制御装置は、例えば、自動車用エンジンに組み付けられた形態でエンジンオイル雰囲気下で用いられ、クランクシャフトの回転に同期して吸排気バルブ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気バルブまたは排気バルブの開閉のタイミングを変化させるための装置として構成されている。

具体的には、エンジンのバルブ制御装置は、図１に示すように、エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される円環状外筒部１０と、外筒部１０内周側に外筒部１０と同軸で且つ外筒部１０に対し相対回動可能に配置されて、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフト２に同軸上に連結された円環状内筒部１２と、円筒状に形成されて、内筒部１２外周に内筒部１２の軸方向に沿って移動自在に配置された中間部材１４と、エンジンの運転状態に応じて中間部材１４の軸方向における位置を制御する位置制御機構１６と、中間部材１４の軸方向における位置に応じて外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相を可変に調整する位相調整機構１８とを備えて構成されている。

内筒部１２の内周側にはカムシャフト２の軸方向一端側が嵌合され、このカムシャフト２の軸方向一端側には、カムボルト２０が締結されている。カムボルト２０は、内筒部１２の軸方向一端側に、ストッパ２２を介して固定されている。ストッパ２２は、内筒部１２の軸方向一端側外周面に固定されている。

外筒部１０は、図２及び図３に示すように、駆動軸側の筒体として、スプロケット２４が外周側に複数個配列されており、スプロケット２４には、エンジンのクランクシャフトの駆動力がチェーンを介して伝達されるようになっている。外筒部１０は、エンジンのクランクシャフトの駆動力がチェーンを介してスプロケット２４に伝達されたときに、クランクシャフトに同期して回転し、この回転に伴う駆動力を位相調整機構１８を介して内筒部１２に伝達する。

外筒部１０の内周側には、内筒部１２を挿通するための貫通孔２６が形成されているとともに、位相調整機構１８の一要素として、貫通孔２６の縁に連なる一対の連結溝２８が外筒部１０の軸方向に沿って相対向して形成されている。各連結溝２８は、中間部材１４との連結部として、断面が略矩形形状に形成されている。外筒部１０のヘッドＨ側には、外筒部１０に隣接して、小径外筒部３０が並設されており、小径外筒部３０は内筒部１２外周に配置されて、ボルト３２によって外筒部１０に固定されている。この小径外筒部３０は、その外周側に複数個のスプロケット３４を備え、スプロケット３４に、エンジンのクランクシャフトの駆動力がチェーンを介して伝達されたときに、クランクシャフトに同期して回転するようになっている。

内筒部１２は、カムシャフト２に連結される筒体として構成されており、図４に示すように、内筒部１２の外周側には、ヘッドＨ側から連結部３６、フランジ部３８、大径部４０、小径部４２が形成され、内周側にはカムボルト挿通孔４４、カムシャフト嵌合孔４６が形成されている（図１参照）。連結部３６はカムシャフト２の軸方向端部側と連結され、フランジ部３８は、小径外筒部３０の内周側段部に挿入される。大径部４０外周には、位相調整機構１８の一要素として、一対のガイド溝４８、５０がスパイラル状に形成されている。ガイド溝４８、５０は、最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応した位置に亘って形成されている。

中間部材１４は、図５に示すように、小径部５２、大径部５４を有する筒体として構成され、内筒部１２の大径部４０外周側に、内筒部１２の軸方向に沿って移動自在に配置されている（図１および図４参照）。中間部材１４の小径部５２の軸方向一端側には、一対の突起５６が一体となって形成されている。各突起５６は、外筒部１０の連結溝２８と連結可能な連結部として、略矩形形状（長方形形状）に形成されている。各突起５６は、外筒部１０の軸方向に沿って摺動自在に外筒部１０の連結溝２０内に挿入されている。

すなわち、中間部材１４は、その一部（突起５６）が外筒部１０の軸方向に沿って摺動自在に外筒部１０に連結され、外筒部１０とともに回転するようになっている。中間部材１４の大径部５４は、周方向に沿って略三角形形状に形成されたガイド５８、６０、６２、６４を備えており、各ガイド５８〜６４は、小径部５２の外周側の領域を略四分割するように配置され、ガイド６０、６４の一部には凹部６６、６８が形成されている。

各凹部６６、６８にはピン挿通孔７０、７２が形成されている。ピン挿通孔７０、７２には、図６及び図７に示すように、円筒状に形成されたピン７４が挿入される。各ピン７４は、その先端部が中間部材１４の内周側に突出するように、ピン挿通孔７０、７２に挿入され、突出した先端部がそれぞれ内筒部１２外周側のガイド溝４８、５０に装着されるようになっている。この際、各ピン７４は、中間部材１４の軸方向変位に応じてガイド溝４８、５０内を移動し、中間部材１４の軸方向変位に伴う力を内筒部１２の周方向変位のための力としてガイド溝４８、５０に付与するようになっている。

各凹部６６、６８には、略椀形状に形成されたローラ７６が装着される。ローラ７６の底部には、貫通孔７８が形成されており、貫通孔７８には、ピン７４内に挿入可能なローラピン８０が挿入される。各凹部６６、６８に装着されたローラ７６の貫通孔７８にローラピン８０が挿入されると、ローラピン８０は、頭部８２を残してピン７４内に挿入され、頭部８２がローラ７４の底部に装着される。この場合、ローラ７６は、ローラピン８０を回転中心として、各凹部６６、６８に回転自在に装着される。

各ガイド５８〜６４は、フロント側回転ドラム８４とリヤ側回転ドラム８６の移動をガイドする凸部として構成され、各ガイド５８〜６４の一方の側壁は、位置決め用ランプ（第１のランプ）８８、９０、９２、９４として中間部材１４の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に直線状に形成され、他方の側壁は、ランプ８８、９０、９２、９４とは周方向における位相が異なる位置決め用（第２のランプ）ランプ９６、９８、１００、１０２として中間部材１４の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に直線状に形成されている（図５（ｃ）参照）。ランプ８８、９０とランプ９２、９４は１８０度ごとに傾斜が漸次変化する形状に形成され、ランプ９６、９８とランプ１００、１０２は、１８０度ごとに傾斜が漸次変化する形状に形成されている。但し、ガイド５８におけるランプ８８とランプ９０は互いに位相が９０度ずれている。

中間部材１４の位置（内筒部１２の軸方向における位置）を制御するための位置制御機構１６は、環状に形成された回転ドラム８４、８６と環状に形成された電磁クラッチ１０４、１０６を備えており、回転ドラム８４と回転ドラム８６は、中間部材１４を間にして、中間部材１４の両側に分かれて配置されている（図１参照）。電磁クラッチ１０４、１０６は、図８に示すように、ソレノイド１０８、１１０がリード線１１２、１１４を介して制御回路（図示せず）に接続され、ピン１１６、１１８がカバー１２０の穴１２２、１２４内に挿入されて、周り止め固定されている。制御回路は、エンジンの運転状態を検出し、エンジンの運転状態に応じた制御信号を電磁クラッチ１０４、１０６などに出力し、電磁クラッチ１０４、１０６のオンオフを制御するようになっている。なお、カバー１２０は、エンジンチェーンケース１２６に固定されている。

回転ドラム８４は、図９に示すように、略円筒状に形成された小径部１３０と大径部１３２を備え、内筒部１２の外周側に回転自在に配置されている。小径部１３０のヘッドＨ側には、切り欠きによるランプ１３４、１３６が回転ドラム８４の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に直線状に形成されており、ランプ１３４、１３６は１８０度ごとに傾斜が漸次変化する形状に形成されている。この小径部１３０は、中間部材１４の小径部５２のクランクプーリＣＰ側に装着され、ランプ１３４、１３６（第３のランプ）が中間部材１４のランプ（第１のランプ）８８、９０、９２、９４と係合するように配置されるとともに、ローラ７６に当接するように配置される。大径部１３２は、ストッパ２２と当接する位置に配置され、大径部１３２とストッパ２２との当接により、回転ドラム８４のクランクプーリＣＰ側への移動が阻止されるようになっている。

回転ドラム８６は、図１０に示すように、略円筒状に形成された小径部１３８と大径部１４０を備え、中間部材１４の外周側に回転自在に配置されている。小径部１３８と大径部１４０の内周側には、ガイド溝としてのランプ１４２、１４４が回転ドラム８６の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に直線状に形成されており、ランプ１４２、１４４は１８０度ごとに傾斜が漸次変化する形状に形成されている。この小径部１３８は、外筒部１０の円環状凹部１０ａ内に装着され、円環状凹部１０ａとの当接により、回転ドラム８６のヘッドＨへの移動が阻止されるようになっている。大径部１４０は、中間部材１４の小径部５２のヘッドＨ側に装着され、ランプ（第４のランプ）１４２、１４４が中間部材１４のランプ（第２のランプ）９６、９８、１００、１０２と係合するように配置されるとともに、ローラ７６に当接するように配置される。

回転ドラム８４、８６の軸方向における位置は電磁クラッチ１０４、１０６のオンオフ状態によって制御され、電磁クラッチ１０４は、進角制御時に、ソレノイド１０８が通電されたときにオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。電磁クラッチ１０６は、遅角制御時に、ソレノイド１１０が通電されたときにオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。ソレノイド１０８または１１０が通電されると、回転ドラム８４または８６の軸方向への移動に伴って中間部材１４が進角位置または遅角位置に移動するようになっている。

具体的には、ソレノイド１０８とソレノイド１１０が非通電状態にあるときには、回転ドラム８４、８６は、中間部材１４に回転力を付与することなく、中間部材１４とともに回転し、例えば、吸気バルブの開閉タイミングを制御する場合、アイドリング時には、中間部材１４は最遅角位置にある。この後、進角制御するために、ソレノイド１０８のみを通電すると、図１１（ａ）に示すように、回転ドラム８４が矢印Ｘ方向に回転し、回転ドラム８４の回転力が回転ドラム８４のランプ１３４、１３６から中間部材１４のランプ８８、９０、９２、９４とローラ７６に付与される。

これにより、中間部材１４に装着されたピン７４が内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動するとともに、中間部材１４の突起５６が外筒部１０の連結溝２８に沿って移動するに伴って、内筒部１２が矢印Ｙ方向に回転し（図１１（ｂ）参照）、中間部材１４が内筒部１２の軸方向に沿ってヘッドＨ側（カムシャフト側または進角側）に移動する。中間部材１４が最遅角位置から最進角位置に移動する過程で、任意のタイミングでソレノイド１０８を非通電状態にすると、電磁クラッチ１０４がオフとなって、中間部材１４は任意の進角位置に位置決めされる。

このとき、中間部材１４の移動に伴って、外筒部１０と内筒部１２に対しては、互いに逆方向の周方向変位であって、中間部材１４の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１０は、クランクプーリＣＰ側から見て反時計周りに回転し、内筒部１２は、クランクプーリＣＰ側から見て時計周り（矢印Ｙ方向）に回転し、外筒部１０とカムシャフト２間の位相が進角側に調整される。

一方、中間部材１４が最進角位置にあるときに、遅角制御するために、ソレノイド１１０のみを通電して電磁クラッチ１０６をオンにすると、回転ドラム８６が矢印Ｘ方向に回転し（図１１（ａ）参照）、回転ドラム８６の回転力が回転ドラム８６のランプ１４２、１４４から中間部材１４のランプ９６、９８、１００、１０２とローラ７６に付与される。これにより、中間部材１４のピン７４が内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動するとともに、中間部材１４の突起５６が外筒部１０の連結溝２８に沿って移動するに伴って、内筒部１２が矢印Ｚ方向に回転し（図１１（ｂ）参照）、中間部材１４が内筒部１２の軸方向に沿ってクランクプーリＣＰ側（遅角側）に移動する。中間部材１４が最進角位置から最遅角位置に移動する過程で、任意のタイミングでソレノイド１１０を非通電状態にすると、電磁クラッチ１０６がオフとなって、中間部材１４は任意の遅角位置に位置決めされる。

このとき、中間部材１４の移動に伴って、外筒部１０と内筒部１２に対しては、互いに逆方向の周方向変位であって、中間部材１４の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１０は、クランクプーリＣＰ側から見て時計周りに回転し、内筒部１２は、クランクプーリＣＰ側から見て反時計周り（矢印Ｚ方向）に回転し、外筒部１０とカムシャフト２間の位相が遅角側に調整される。

中間部材１４が任意の進角位置または遅角位置にあるときに、ソレノイド１０８、１１０をそれぞれ非通電状態にすると、回転ドラム８４、８６は、中間部材１４に回転力を付与することなく、中間部材１４とともに回転する。この後、進角制御するときには、ソレノイド１０８を通電することで、中間部材１４を他の進角位置に位置決めでき、また、遅角制御するときには、ソレノイド１１０を通電することで、中間部材１４を他の遅角位置に位置決めできる。

一方、ソレノイド１０８、１１０がそれぞれ非通電状態となって、中間部材１４が任意の進角位置または遅角位置に位置決めされたときには、中間部材１４は、その位置に自己保持されるようになっている。

すなわち、回転ドラム８４のランプ１３４、１３６と中間部材１４のランプ８８、９０、９２、９４は、図１１に示すように、傾斜角（回転ドラム８４の軸心と直交する線に対して傾斜した角度）θが、摩擦角以下で且つ０度を越える角度であって、以下の（１）式を満たす値に設定されている。
Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０ ……（１）
ここで、Ｐは、ローラ７６から回転ドラム８４、８６に対して作用する力であって、回転ドラム８４、８６の軸心と平行となる力、Ｆｒは、回転ドラム８４、８６の周方向に作用するジャーナルフリクション、μは、回転ドラム８４または回転ドラム８６と中間部材１４との間の摩擦係数である。なお、回転ドラム８６のランプ１４２、１４４と中間部材１４のランプ９６、９８、１００、１０２の傾斜角θも（１）式を満たす値に設定されている。

回転ドラム８４のランプ１３４、１３６と中間部材１４のランプ８８、９０、９２、９４の傾斜角θを（１）式を満たす値に設定すると、中間部材１４が任意の進角位置または遅角位置にあって、進角制御または遅角制御が行われないときに、外筒部１０またはカムシャフト２から中間部材１４にトルクが入力された場合でも、（１）式の値が負となるので、ローラ７６が動かない（回転しない）状態にあり、ローラ７６から回転ドラム８４、８６にトルクが伝達されず、中間部材１４は、任意の進角位置または遅角位置に保持され、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

本実施例においては、ソレノイド１０８またはソレノイド１１０の通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置に移動する過程では、中間部材１４の移動に伴う軸方向変位に応答して、突起５６が外筒部１０の連結溝２８に沿って移動するとともに、ピン７４が内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動し、内筒部１２に対して、中間部材１４の軸方向における位置に応じた周方向変位が付与され、内筒部１２の周方向変位（内筒部１２の回転）に伴って外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相が可変に調整される。

一方、ソレノイド１０８およびソレノイド１１０の非通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置にセットされ、外筒部１０とカムシャフト２間の位相角が決定されたときには、外筒部１０外周のスプロケット２４またはカムシャフト２からのトルク入力に対して、ロータ７６が回転しない状態にあって、中間部材１４の軸方向の移動が停止され、中間部材１４から回転ドラム８４または８６へのトルク入力の伝達が阻止されるので、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側はトルク伝達が非可逆で、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

本実施例によれば、ソレノイド１０８またはソレノイド１１０の通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置に移動する過程では、中間部材１４の移動に伴う軸方向変位に応答して、突起５６を外筒部１０の連結溝２８に沿って移動させるとともに、ピン７４を内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動させ、中間部材１４の軸方向変位を内筒部１２の周方向変位に変換させるようにしたため、中間部材１４の位置に応じて外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相を可変に調整することができる。

また、本実施例によれば、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側が自己保持状態（セルフロック状態）となり、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角を、中間部材１４の位置によって決定された位相角に保持することができ、消費電力を低減することができる。

さらに、本実施例によれば、位置制御機構１６や位相調整機構１８を少ない部品で構成することができ、コスト低減に寄与することができる。

また、本実施例によれば、リターンスプリングの弾性力に抗して、中間部材１４を移動させる必要はなく、ソレノイド１０８またはソレノイド１１０を通電するだけで、中間部材１４を移動させることができるので、リターンスプリングを用いたものよりも消費電力を低減することができる。

次に、本発明の第２実施例を図１２に従って説明する。本実施例は、ピン７４の代わりに、ボール（剛球）１４６を用い、中間部材１４のピン挿通孔７０、７２内にボール１４６を挿入して固定し、ボール１４６の一部を中間部材１４内周から内筒部１２外周に向けて突出させ、中間部材１４の軸方向変位に応じて、ボール１４６がガイド溝４８、５０内を移動し、中間部材１４の軸方向変位に伴う力を内筒部１２の周方向変位のための力として、ガイド溝４８、５０に付与するようにしたものであり、他の構成は第１実施例と同様である。

この際、中間部材１４が最進角位置と最遅角位置との間にあるときに、中間部材１４が軸方向変位すると、ボール１４６が中間部材１４の軸方向変位に応じてガイド溝４８、５０内を移動するとともに、中間部材１４の突起５６が外筒部１０の連結溝２８に沿って移動し、中間部材１４の軸方向変位に伴う力が内筒部１２の周方向変位のための力としてガイド溝４８、５０に付与される。中間部材１４の軸方向変位に伴って内筒部１２が周方向に変位すると、中間部材１４の軸方向における位置に応じて、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相を可変に調整することができるとともに、中間部材１４を進角位置または遅角位置に位置決めすることができる。

本実施例によれば、ソレノイド１０８またはソレノイド１１０の通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置に移動する過程では、中間部材１４の移動に伴う軸方向変位に応答して、ボール１４６が内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動し、外筒部１０と内筒部１２に対して、互いに逆方向の周方向変位であって、中間部材１４の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相が可変に調整される。

一方、ソレノイド１０８およびソレノイド１１０の非通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置にセットされ、外筒部１０とカムシャフト２間の位相角が決定されたときには、外筒部１０またはカムシャフト２からのトルク入力に対して、中間部材１４の軸方向の移動が停止され、中間部材１４から回転ドラム８４または８６へのトルク入力の伝達が阻止されるので、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側はトルク伝達が非可逆で、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

すなわち、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側が自己保持状態（セルフロック状態）となり、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角を、中間部材１４の位置によって決定された位相角に保持することができ、消費電力を低減することができる。

次に、本発明の第３実施例を図１３に従って説明する。本実施例は、内筒部１２の外周側のうちストッパ２２と回転ドラム８４との間に、円環状の弾性体である皿ばね１４８を装着し、皿ばね１４８の弾性力を回転ドラム８４、８６に付与するようにしたものであり、他の構成は、第１実施例または第２実施例と同様である。

皿ばね１４８の弾性力は、内筒部１２の軸方向に沿った力であって、回転ドラム８４、８６をヘッドＨ（カムシャフト側）に押圧するように作用する。このため、ソレノイド１０８およびソレノイド１１０の非通電に伴って、中間部材１４が進角位置または遅角位置にセットされ、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角が決定された後、外筒部１０外周のスプロケット２４またはカムシャフト２から中間部材１４にトルク入力があっても、このトルク入力によって中間部材１４がクランクプーリＣＰへ移動するのを阻止することができる。

すなわち、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側をより確実に自己保持状態（セルフロック状態）とすることができ、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角を、中間部材１４の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

本実施例によれば、第１実施例または第２実施例と同様の効果を奏することができるとともに、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側をより確実に自己保持状態（セルフロック状態）とすることができ、外筒部１０外周のスプロケット２４とカムシャフト２間の位相角を、中間部材１４の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

次に、本発明の第４実施例を図１４乃至図１６に従って説明する。本実施例は、外筒部１０の代わりに、外筒部１５０を用い、回転ドラム８４、８６の代わりに、回転ドラム１５２、１５４を用い、電磁クラッチ１０４、１０６の代わりに、電磁クラッチ１５６、１５８を用い、中間部材１４の代わりに、連結ピン１６０を用い、位置制御機構１６の代わりに、位置制御機構１６Ａを用い、位相調整機構１８の代わりに、位相調整機構１８Ａを用いたものであり、他の構成は第１実施例と同様である。

具体的には、外筒部１５０は、図１４および図１５に示すように、駆動軸側の筒体として、外筒部１０よりも軸方向の長さが長く形成され、スプロケット１６２が外周側中央部に複数個配列されており、スプロケット１６２には、エンジンのクランクシャフトの駆動力がチェーンを介して伝達されるようになっている。外筒部１５０は、エンジンのクランクシャフトの駆動力がチェーンを介してスプロケット１６２に伝達されたときに、クランクシャフトに同期して回転し、この回転に伴う駆動力を位相調整機構１８Ａを介して内筒部１２に伝達する。

外筒部１５０の内周側には、内筒部１２および回転ドラム１５２、１５４を挿通するための貫通孔１６４が形成されているとともに、位相調整機構１８Ａの一要素として、貫通孔１６４の縁に連なる一対のガイド溝１６６が相対向して形成されている。各ガイド溝１６６は、連結ピン１６０との連結部として、断面が略矩形形状に形成されているとともに、連結ピン１６０の移動をガイドするために、外筒部１５０の軸方向に沿って、最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応した位置に亘って形成されている。外筒部１５０のヘッドＨ側には、外筒部１５０に隣接して、小径外筒部３０が並設されており、小径外筒部３０は内筒部１２外周に配置されて、ボルト３２によって外筒部１５０に固定されている。

一対の連結ピン１６０は、外筒部１５０と内筒部１２とを連結するための連結部材として、略円柱状に形成されており、長手方向（軸方向）の一端側が、回転ドラム１５２、１５４を貫通して、内筒部１２のガイド溝（第１のガイド溝）４８、５０内に装着され、他端側が、回転ドラム１５２、１５４を貫通して、外筒部１５０のガイド溝（第２のガイド溝）１６６内に装着されている。各連結ピン１６０は、位置制御機構１６Ａによって内筒部１２の軸方向における位置が制御され、各連結ピン１６０が位置制御機構１６Ａによって内筒部１２の軸方向に沿って変位すると、各連結ピン１６０の一端側が内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動し、各連結ピン１６０の他端側が外筒部１５０のガイド溝１６６に沿って移動する。この際、各連結ピン１６０は、内筒部１２の軸方向に沿った軸方向変位に伴う力を内筒部１２の周方向変位のための力としてガイド溝４８、５０に付与するようになっている。

各連結ピン１６０の位置を制御するための位置制御機構１６Ａは、環状に形成された回転ドラム１５２、１５４と環状に形成された電磁クラッチ１５６、１５８を備えており、回転ドラム１５２と回転ドラム１５４は、回転ドラム１５２を内側として、内筒部１２と外筒部１５０との間に重ねて配置されている。電磁クラッチ１５６、１５８は、ソレノイド１６８、１７０が制御回路（図示せず）に接続され、制御回路からの制御信号によってオンオフ制御されるようになっている。

回転ドラム１５２は、略円筒状に形成されて、内筒部１２の外周側に回転自在に配置されている。この回転ドラム１５２には、図１６に示すように、連結ピン１６０を挿通するとともに、連結ピン１６０の移動をガイドするためのガイド穴（第１のガイド穴）１７２が、回転ドラム１５２の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に、且つ周方向に沿って形成されている。ガイド穴１７２の長手方向両端側には半円形部１７４、１７６が形成され、半円形部１７４と半円形部１７６との間に、一対のランプ（第１のランプ）１７８、１８０が相対向して直線状に形成されている。ランプ１７８、１８０は、ガイド穴１７２の長手方向に沿った一対の縁として、回転ドラム１５２の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に直線状に形成されている。

回転ドラム１５４は、略円筒状に形成されて、回転ドラム１５２の外周側に回転自在に配置されている。この回転ドラム１５４には、図１６に示すように、連結ピン１６０を挿通するとともに、連結ピン１６０の移動をガイドするためのガイド穴（第２のガイド穴）１８２が、回転ドラム１５４の軸心と直交する線に対して、ガイド穴１７２とは逆方向に傾斜する方向に、且つ周方向に沿って形成されている。ガイド穴１８２の長手方向両端側には半円形部１８４、１８６が形成され、半円形部１８４と半円形部１８６との間に、ランプ（第２のランプ）１８８、１９０が相対向して直線状に形成されている。ランプ１７８、１８０は、ガイド穴１８２の長手方向に沿った一対の縁として、回転ドラム１５４の軸心と直交する線に対して傾斜する方向に、周方向に沿って直線状に形成されている。

回転ドラム１５２、１５４の軸方向における位置は電磁クラッチ１５６、１５８のオンオフ状態によって制御され、電磁クラッチ１５６は、進角制御時に、ソレノイド１６８が通電されたときにオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。電磁クラッチ１５８は、遅角制御時に、ソレノイド１７０が通電されたときにオンとなり、それ以外のときにはオフとなる。ソレノイド１６８または１７０が通電されると、回転ドラム１５２または１５４の軸方向（内筒部１２における軸方向）への移動に伴って各連結ピン１６０が進角位置または遅角位置に移動するようになっている。

具体的には、ソレノイド１６８とソレノイド１７０が非通電状態にあるときには、回転ドラム１５２、１５４は、各連結ピン１６０に回転力を付与することなく、外筒部１５０や内筒部１２とともに回転し、そのときの回転ドラム１５２、１５４の位置によって各連結ピン１６０の位置が決定される。

例えば、吸気バルブの開閉タイミングを制御する場合、アイドリング時には、各連結ピン１６０は最遅角位置にある。この後、進角制御するために、ソレノイド１６８のみを通電すると、回転ドラム１５２が矢印Ｘ方向に回転し、回転ドラム１５２の回転力が回転ドラム１５２のランプ１７８から各連結ピン１６０に付与される。これにより、各連結ピン１６０は、回転ドラム１５２のガイド穴１７２と内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動するとともに、内筒部１２の軸方向に沿ってヘッドＨ側（カムシャフト側または進角側）に移動する。各連結ピン１６０が最遅角位置から最進角位置に向かって移動する過程で、任意のタイミングでソレノイド１６８を非通電状態にすると、電磁クラッチ１５６がオフとなって、各連結ピン１６０は任意の進角位置に位置決めされる。

このとき、各連結ピン１６０の移動に伴って、外筒部１５０と内筒部１２に対しては、互いに逆方向の周方向変位であって、各連結ピン１６０の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１５０は、クランクプーリＣＰ側から見て反時計周りに回転し、内筒部１２は、クランクプーリＣＰ側から見て時計周りに回転し、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相が進角側に調整される。

一方、各連結ピン１６０が最進角位置にあるときに、遅角制御するために、ソレノイド１７０のみを通電して電磁クラッチ１５８をオンにすると、回転ドラム１５４が矢印Ｘ方向に回転し、回転ドラム１５４の回転力が回転ドラム１５４のランプ１９０から各連結ピン１６０に付与される。これにより、各連結ピン１６０は、回転ドラム１５４のガイド穴１８２と内筒部１２のガイド溝４８、５０に沿って移動するとともに、内筒部１２の軸方向に沿ってクランクプーリＣＰ側（カムシャフトから離れる方向または遅角側）に移動する。各連結ピン１６０が最進角位置から最遅角位置に向かって移動する過程で、任意のタイミングでソレノイド１７０を非通電状態にすると、電磁クラッチ１５８がオフとなって、各連結ピン１６０は任意の遅角位置に位置決めされる。

このとき、各連結ピン１６０の移動に伴って、外筒部１５０と内筒部１２に対しては、互いに逆方向の周方向変位であって、各連結ピン１６０の、内筒部１２の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１５０は、クランクプーリＣＰ側から見て時計周りに回転し、内筒部１２は、クランクプーリＣＰ側から見て反時計周りに回転し、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相が遅角側に調整される。

各連結ピン１６０が任意の進角位置または遅角位置に位置決めされた後、進角制御するときには、ソレノイド１６８を通電することで、各連結ピン１６０を他の進角位置に位置決めでき、また、遅角制御するときには、ソレノイド１７０を通電することで、各連結ピン１６０を他の遅角位置に位置決めできる。

一方、ソレノイド１６８、１７０がそれぞれ非通電状態となって、各連結ピン１６０が任意の進角位置または遅角位置に位置決めされたときには、各連結ピン１６０は、その位置に自己保持されるようになっている。

すなわち、回転ドラム１５２のランプ１７８、１８０と回転ドラム１５４のランプ１８８、１９０は、図１６（ａ）に示すように、傾斜角（回転ドラム１５２、１５４の軸心と直交する線に対して傾斜した角度）θが、摩擦角以下で且つ０度を越える角度であって、以下の（２）式を満たす値に設定されている。
Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０ ……（２）
ここで、Ｐは、各連結ピン１６０から回転ドラム１５２、１５４に対して作用する力であって、回転ドラム１５２、１５４の軸心と平行となる力、Ｆｒは、回転ドラム１５２、１５４の周方向に作用するジャーナルフリクション、μは、回転ドラム１５２または回転ドラム１５４と各連結ピン１６０との間の摩擦係数である。

回転ドラム１５２のランプ１７８、１８０と回転ドラム１５４のランプ１８８、１９０の傾斜角θを（２）式を満たす値に設定すると、各連結ピン１６０が任意の進角位置または遅角位置にあって、進角制御または遅角制御が行われないときに、外筒部１５０外周のスプロケット１６２またはカムシャフト２から各連結ピン１６０にトルクが入力された場合でも、（２）式の値が負となるので、各連結ピン１６０から回転ドラム１５２、１５４にトルクが伝達されず、各連結ピン１６０は、任意の進角位置または遅角位置に保持され、自己保持状態（セルフロック状態）となる。

さらに、各回転ドラム１５２、１５４の軸方向中央部には、スプロケット１６２に連結されたチェーンの張力が外筒部１５０を介して作用し、チェーン張力によって各回転ドラム１５２、１５４が内筒部１２側に押圧されるため、ソレノイド１６８およびソレノイド１７０の非通電に伴って、各連結ピン１６０が進角位置または遅角位置にセットされ、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相角が決定された後、外筒部１５０外周のスプロケット１６２またはカムシャフト２から各連結ピン１６０にトルク入力があっても、このトルク入力によって各連結ピン１６０がクランクプーリＣＰへ移動するのを阻止することができる。

すなわち、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１５０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側をより確実に自己保持状態（セルフロック状態）とすることができ、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相角を、各連結ピン１６０の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

本実施例によれば、ソレノイド１６８またはソレノイド１７０の通電に伴って、各連結ピン１６０が進角位置または遅角位置に移動する過程では、各連結ピン１６０が内筒部１２のガイド溝４８、５０と回転ドラム１５２のガイド穴１７２および回転ドラム１５４のガイド穴１８２に沿って移動し、各連結ピン１６０が、内筒部１２の軸方向に沿って変位すると、外筒部１５０と内筒部１２に対して、互いに逆方向の周方向変位であって、各連結ピン１６０の、内筒部１２の軸方向における位置に応じて大きさの異なる周方向変位が付与され、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相が可変に調整される。

また、本実施例によれば、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相角が決定された後は、カムシャフト２から反力を受けても、電力を消費することなく、外筒部１５０を含む駆動軸側と内筒部１２を含む従動軸側をより確実に自己保持状態（セルフロック状態）とすることができ、外筒部１５０外周のスプロケット１６２とカムシャフト２間の位相角を、各連結ピン１６０の位置によって決定された位相角に、より確実に保持することができ、消費電力を低減することができる。

さらに、本実施例によれば、位置制御機構１６Ａや位相調整機構１８Ａを少ない部品で構成することができ、コスト低減に寄与することができる。

また、本実施例によれば、リターンスプリングの弾性力に抗して、各連結ピン１６０を移動させる必要はなく、ソレノイド１６８またはソレノイド１７０を通電するだけで、各連結ピン１６０を移動させることができるので、リターンスプリングを用いたものよりも消費電力を低減することができる。

次に、本発明の第５実施例を図１７乃至図１９に従って説明する。本実施例は、外筒部１０に隣接する回転ドラム８６と外筒部１０との間に、環状のリテーナ１９２を装着し、リテーナ１９２に、複数個の貫通孔１９４を周方向に沿って分散して形成し、各貫通孔１９４には、回転ドラム８６と外筒部１０側面に接触する回転体としてのローラ１９６を回転自在に装着したものであり、他の構成は第１実施例と同様である。なお、回転体としては、ローラ１９６の代わりにボールを用いることもできる。

本実施例によれば、回転ドラム８６と外筒部１０との間に環状のリテーナ１９２が装着され、リテーナ１９２に形成された各貫通孔１９４には、回転ドラム８６と外筒部１０に接触するローラ１９６が回転自在に装着されているので、回転ドラム８６の回転に伴う力がローラ１９６を介して外筒部１０に作用しても、回転ドラム８６と外筒部１０との間の摩擦抵抗をローラ１９６の回転によって下げることができ、結果として、回転ドラム８６の作動時における必要トルクを下げることができる。

なお、本実施例に係る構成を、第１実施例に適用したものについて述べたが、第２実施例乃至第４実施例にも本実施例に係る構成を適用することができる。

本発明の第１実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図である。 外筒部と小径外筒部の正面図である。 （ａ）は、外筒部の断面図、（ｂ）は、外筒部の背面図である。 （ａ）は、内筒部の平面図、（ｂ）は、内筒部外周側の展開図である。 （ａ）は、中間部材の平面図、（ｂ）は、中間部材の正面図、（ｃ）は、中間部材外周側の展開図である。 中間部材にピンとローラを組付けた状態を示す図である。 （ａ）は、ピンの断面図、（ｂ）は、ローラの平面図、（ｃ）は、ローラの断面図、（ｄ）は、ローラピンの平面図である。 （ａ）は、カバーの背面図、（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ）は、フロント側回転ドラムの平面図、（ｂ）は、フロント側回転ドラムの正面図、（ｃ）は、フロント側回転ドラム外周側の展開図である。 （ａ）は、リヤ側回転ドラムの正面図、（ｂ）は、リヤ側回転ドラムの断面図、（ｃ）は、リヤ側回転ドラム内周側の展開図である。 （ａ）は、フロント側回転ドラムとリヤ側回転ドラムおよび中間部材との関係を説明するための展開図、（ｂ）は、内筒部の回転方向を説明するための図である。 本発明の第２実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図である。 本発明の第３実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の縦断面図である。 本発明の第４実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の要部縦断面図である。 第４実施例における外筒部の背面図である。 （ａ）は、第４実施例におけるフロント側回転ドラムとリヤ側回転ドラムとの関係を説明するための図、（ｂ）は、第４実施例におけるフロント側回転ドラム外周側の展開図、（ｃ）は、第４実施例におけるリヤ側回転ドラム外周側の展開図である。 本発明の第５実施例を示すエンジンのバルブ制御装置の要部縦断面図である。 第５実施例におけるリテーナの正面図である。 第５実施例におけるリヤ側回転ドラムとローラおよび外筒部の関係を説明するための展開図である。

１０ 外筒部
１２ 内筒部
１４ 中間部材
１６、１６Ａ 位置制御機構
１８、１８Ａ 位相調整機構
３０ 小径外筒部
４８、５０ ガイド溝
７４ ピン
７６ ローラ
８４、８６ 回転ドラム
８８、９０、９２、９４、９６、９８、１００、１０２ ランプ
１０４、１０６ 電磁クラッチ
１０８、１１０ ソレノイド
１３４、１３６、１４２、１４４ ランプ
１４６ ボール
１４８ 皿ばね
１５０ 外筒部
１５２、１５４ 回転ドラム
１５６、１５８ 電磁クラッチ
１６０ 連結ピン
１６６ ガイド穴
１６８、１７０ ソレノイド
１９２ リテーナ
１９６ ローラ

Claims (7)

1. エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、筒状に形成されてその一部が前記外筒部に摺動自在に連結され、且つ前記内筒部外周に前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置された中間部材と、前記エンジンの運転状態に応じて、前記中間部材の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記中間部材の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記内筒部と前記中間部材は前記位相調整機構を介して互いに連結され、前記位置制御機構は、前記中間部材外周の軸方向一端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第１のランプと、前記中間部材外周の軸方向他端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して、前記第１のランプとは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第２のランプと、前記第１のランプと前記第２のランプを間にして、前記中間部材外周側に互いに分かれて配置されているとともに、前記内筒部の周囲に回転可能に配置された複数の回転ドラムと、進角時と遅角時に電磁力を発生し、それ以外のときには電磁力の発生を停止し、前記進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチと、前記中間部材外周のうち前記一方の回転ドラムと前記他方の回転ドラムとの間の部位に回転自在に配置されて、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムからの回転力を受けて回転するローラとを備え、前記一方の回転ドラムの、前記他方の回転ドラムとの対向面側には、前記第１のランプと係合可能であって、前記第１のランプを前記カムシャフト側に押圧するための第３のランプが形成され、前記他方の回転ドラムの、前記一方の回転ドラムとの対向面側には、前記第２のランプと係合可能であって、前記第２のランプを前記カムシャフトから離れる方向に押圧するための第４のランプが形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記中間部材を軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記中間部材の軸方向変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記中間部材に固定されて、その一部が前記中間部材内周から前記内筒部外周に向けて突出されたピンと、前記ピンを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成されたガイド溝とを備え、前記ピンは、前記中間部材の軸方向変位に応じて前記ガイド溝内を移動し、前記中間部材の軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記ガイド溝に付与し、前記中間部材の軸方向変位に応答して、前記中間部材の軸方向変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなるエンジンのバルブ制御装置。
2. エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、筒状に形成されてその一部が前記外筒部に摺動自在に連結され、且つ前記内筒部外周に前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置された中間部材と、前記エンジンの運転状態に応じて、前記中間部材の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記中間部材の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記内筒部と前記中間部材は前記位相調整機構を介して互いに連結され、前記位置制御機構は、前記中間部材外周の軸方向一端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第１のランプと、前記中間部材外周の軸方向他端側に、前記中間部材の軸心と直交する線に対して、前記第１のランプとは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って形成された第２のランプと、前記第１のランプと前記第２のランプを間にして、前記中間部材外周側に互いに分かれて配置されているとともに、前記内筒部の周囲に回転可能に配置された複数の回転ドラムと、進角時と遅角時に電磁力を発生し、それ以外のときには電磁力の発生を停止し、前記進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチと、前記中間部材外周のうち前記一方の回転ドラムと前記他方の回転ドラムとの間の部位に回転自在に配置されて、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムからの回転力を受けて回転するローラとを備え、前記一方の回転ドラムの、前記他方の回転ドラムとの対向面側には、前記第１のランプと係合可能であって、前記第１のランプを前記カムシャフト側に押圧するための第３のランプが形成され、前記他方の回転ドラムの、前記一方の回転ドラムとの対向面側には、前記第２のランプと係合可能であって、前記第２のランプを前記カムシャフトから離れる方向に押圧するための第４のランプが形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記中間部材を軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記中間部材の軸方向変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記中間部材に固定されて、その一部が前記中間部材内周から前記内筒部外周に向けて突出されたボールと、前記ボールを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成されたガイド溝とを備え、前記ボールは、前記中間部材の軸方向変位に応じて前記ガイド溝内を移動し、前記中間部材の軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記ガイド溝に付与し、前記中間部材の軸方向変位に応答して、前記中間部材の軸方向変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなるエンジンのバルブ制御装置。
3. 前記第１のランプと第２のランプと第３のランプおよび第４のランプの傾斜角をθとし、前記ローラから前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムに作用する力であって、前記各回転ドラムの軸心と平行な力をＰとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムの周方向に作用するジャーナルフリクションをＦｒとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムと前記中間部材との間の摩擦係数をμとしたときに、前記中間部材が任意の進角位置または遅角位置にあって、前記中間部材に対する軸方向変位が行われないときの、前記外筒部またはカムシャフトから前記中間部材へのトルク入力に対して、前記傾斜角θは、
   Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０
   の関係を満たしてなることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのバルブ制御装置。
4. 前記複数の回転ドラムは、前記内筒部の軸方向一端部外周に固定されたストッパと前記外筒部との間に配置され、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムと前記ストッパとの間に弾性体が装着され、前記弾性体の弾性力により、前記複数の回転ドラムが前記カムシャフト側に押圧されてなることを特徴とする請求項１から３のうちいずれかに記載のエンジンのバルブ制御装置。
5. エンジンのクランクシャフトの駆動力が伝達される外筒部と、前記外筒部内周側に相対回転可能に配置されて、前記エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉させるカムシャフトに同軸上に連結された内筒部と、前記内筒部の軸方向に沿って移動自在に配置されて、前記外筒部内周側と前記内筒部外周側とを結ぶ連結ピンと、前記エンジンの運転状態に応じて前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における位置を制御する位置制御機構と、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における位置に応じて前記外筒部外周のスプロケットと前記カムシャフト間の位相を可変に調整する位相調整機構とを備え、前記位置制御機構は、前記内筒部と前記外筒部との間に回転自在に配置されて、且つ外筒部の径方向に沿って互いに隣接して配置された複数の回転ドラムと、通電時に電磁力を発生し、非通電時には電磁力の発生を停止し、通電に伴う進角時には、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムに回転力を付与し、通電に伴う遅角時には、前記複数の回転ドラムのうち他方の回転ドラムに回転力を付与する複数の電磁クラッチとを備え、前記複数の回転ドラムのうち一方の回転ドラムには、前記連結ピンを挿通する第１のガイド穴が前記一方の回転ドラムの軸心と直交する直線に対して傾斜する方向で且つ周方向に沿って直線状に形成され、他方の回転ドラムには、前記連結ピンを挿通する第２のガイド穴が前記他方の回転ドラムの軸心と直交する直線に対して、前記第１のガイド穴とは逆方向に傾斜する方向で且つ周方向に沿って直線状に形成され、前記第１のガイド穴の長手方向に沿った一対の縁は第１のランプとして形成され、前記第２のガイド穴の長手方向に沿った一対の縁は第２のランプとして形成されることによって、前記電磁クラッチへの通電時に前記連結ピンを前記内筒部の軸方向に変位させ、前記電磁クラッチへの非通電時には、前記外筒部外周のスプロケットまたは前記カムシャフトから前記連結ピンへのトルク入力に対して、前記トルク入力に伴う前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位を阻止し、前記位相調整機構は、前記連結ピンを最進角位相に対応した位置から最遅角位相に対応して位置まで案内する溝として、前記内筒部外周にスパイラル状に形成された第１のガイド溝および前記外筒部内周に、前記外筒部の軸方向に沿って形成された第２のガイド溝を備え、前記連結ピンの両端側は、前記位置制御機構による軸方向変位に応じて前記第１のガイド溝と第２のガイド溝内を移動し、前記位置制御機構による軸方向変位に伴う力を前記内筒部の周方向変位のための力として前記第１のガイド溝に付与し、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位に応答して、前記連結ピンの、前記内筒部の軸方向における変位を前記内筒部の周方向変位に変換してなるエンジンのバルブ制御装置。
6. 前記第１のランプと第２のランプの傾斜角をθとし、前記連結ピンから前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムに作用する力であって、前記各回転ドラムの軸心と平行な力をＰとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムの周方向に作用するジャーナルフリクションをＦｒとし、前記一方の回転ドラムまたは前記他方の回転ドラムと前記連結ピンとの間の摩擦係数をμとしたときに、前記連結ピンが任意の進角位置または遅角位置にあって、前記連結ピンに対する、内筒部の軸方向に沿った軸方向変位が行われないときの、前記外筒部またはカムシャフトから前記連結ピンへのトルク入力に対して、前記傾斜角θは、
   Ｐ×ｃｏｓ（θ）−Ｐ×μ−Ｆｒ＜０
   の関係を満たしてなることを特徴とする請求項５に記載のエンジンのバルブ制御装置。
7. 前記複数の回転ドラムのうち前記外筒部に隣接した回転ドラムと前記外筒部との間には環状のリテーナが装着され、前記リテーナには、複数個の貫通孔が周方向に沿って分散して形成され、前記各貫通孔には前記回転ドラムと前記外筒部に接触する回転体が回転自在に装着されてなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５のうちいずれかに記載のエンジンのバルブ制御装置。

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