JP3965710B2 - 回転数検出装置および該装置を使用したバルブタイミング検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回転数検出装置および該装置を使用したバルブタイミング検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の回転体から他方の回転体へ断続的にトルク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】
一方、非接触状態でトルク伝達を行うものとして、永久磁石の吸引力を利用したマグネットカップリングが知られている。このマグネットカップリングによれば、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。また、この他に、このマグネットカップリングにおいては、励磁コイルに通電してその磁力により上記永久磁石の吸引力を調整することで該永久磁石による両回転体間の保持トルクを制御することが可能であるとか、両回転体間の相対的な回転差を上記励磁コイルのインピーダンスの変化から検出することができる、等の利点がある。かかる利点から、このマグネットカップリングをエンジンのバルブタイミングを可変とする機構に適用することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のマグネットカップリングにおいては、上述のように励磁コイルのインピーダンスの変化から回転信号を得るようにしているが、このインピーダンスの変化はレベル的に小さいため、ノイズと判別しにくく、信頼性という点において問題が残るものであった。また、回転信号を継続的に得るためには、励磁コイルに継続的に通電する必要があり、場合によっては回転信号の検出が困難になることもある。
【０００５】
そこで本願発明は、回転数を高い信頼性をもって確実に検出できるようにした回転数検出装置および該装置を使用したバルブタイミング検出装置を提案せんとしてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００７】
本願の第１の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材側に磁束を流入させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に上記第２の回転部材側と上記励磁コイル側との間のエアギャップが該第２の回転部材の回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することを特徴としている。
【０００８】
本願の第２の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を、上記永久磁石の磁束経路上において該永久磁石に近接する位置に設けたことを特徴としている。
【０００９】
本願の第３の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の径方向の内側に上記永久磁石を、径方向の外側に上記励磁コイルを配置したことを特徴としている。
【００１０】
本願の第４の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の径方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の軸方向の一方側に上記永久磁石と励磁コイルとを設けたことを特徴としている。
【００１１】
本願の第５の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルの磁束方向を、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において上記永久磁石の磁束のうち上記第２の回転部材のみを通って該永久磁石側に帰還する磁束の方向と同方向となるように設定したことを特徴としている。
【００１２】
本願の第６の発明では、上記第５の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルのヨーク部分に補助永久磁石を設け、該補助永久磁石の磁束方向を上記励磁コイルの磁束方向と同方向に設定するとともに、上記補助永久磁石の磁力を、上記永久磁石の磁束のうち上記励磁コイルのヨーク側に流入する磁束の磁力よりも所定値だけ大きく設定したことを特徴としている。
【００１３】
本願の第７の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンの吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのそれぞれに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、上記吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのいずれか一方に気筒判別手段を備えるとともに、上記気筒判別手段が備えられたカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第１の回転部材に連結し、上記気筒判別上記が備えられていないカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第２の回転部材に連結したことを特徴としている。
【００１４】
本願の第８の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンのカムシャフトに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、エンジンのクランクシャフトに気筒判別手段を備えるとともに、上記カムシャフトを上記回転数検出装置の第２の回転部材に連結したことを特徴としている。
【００１５】
【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。
【００１６】
(1) 本願の第１の発明にかかる回転数検出装置は、同軸上に配置された第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材側に磁束を流入させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に上記第２の回転部材側と上記励磁コイル側との間のエアギャップが該第２の回転部材の回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数するようにしている。
【００１７】
この発明の回転数検出装置によれば、励磁コイルの非通電時には永久磁石により生成される磁束が第２の回転部材側の回転面からエアギャップを通って該回転面に対向する上記励磁コイル側に流入し、また励磁コイルの通電時には該励磁コイルにより生成される磁束が上記エアギャップを通って上記第２の回転部材の回転面側に流入する。従って、これらいずれの場合においても、上記第２の回転部材の回転に伴って上記回転面が回転すると誘導電圧が発生する。この場合、上記回転面の回転により上記エアギャップが周期的に変化しこれに伴って磁気抵抗が周期的に変化するが、この磁気抵抗の変化時に上記誘導電圧が高くなる。このため、上記回転面の回転に伴う誘導電圧の電圧値は、該回転面の回転に対応して正弦波状の特性をもって増減変化することになる。この正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出することができるものである。この場合、この誘導電圧の変化はインピーダンスに比べて大きいため、ノイズに対して有利であり、それだけ信頼性の高い回転数検出が可能となるものである。
【００１８】
(2) 本願の第２の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を、上記永久磁石の磁束経路上において該永久磁石に近接する位置に設けているので、上記回転面部分における磁束密度が高くなり、それだけ高い電圧値の誘導電圧が得られることとなり、結果的に該誘導電圧に基づく回転数検出の信頼性が高まることになる。
【００１９】
(3) 本願の第３の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の径方向の内側に上記永久磁石を、径方向の外側に上記励磁コイルを配置しているので、上記第２の回転部材に軸方向のスラスト力が作用したとしても該第２の回転部材と上記励磁コイルとの径方向における相対位置、即ち、上記エアギャップの大きさには変化がなく、従って安定した回転数信号を得ることが可能となる。
【００２０】
(4) 本願の第４の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の径方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の軸方向の一方側に上記永久磁石と励磁コイルとを設けているので、例えば上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに上記第２の回転部材の径方向の一方側に上記永久磁石を、他方側に上記励磁コイルを配置する構成の場合に比して、装置の軸方向におけるコンパクト化が図れるとともに、軸方向においてコンパクトとなった分だけ上記第２の回転部材の他方側に例えばブレーキ等の他の機器の配置が可能となるものである。
【００２１】
(5) 本願の第５の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルの通電方向を、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において上記永久磁石の磁束のうち上記第２の回転部材のみを通って該永久磁石側に帰還する磁束の方向と同方向となるように設定しているので、上記励磁コイルに通電してその磁力により上記永久磁石の磁束調整を行う場合、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位においてはここを通る磁束の飽和によって上記永久磁石側の磁束が上記第２の回転部材側から第１の回転部材側に迫り出され該第１の回転部材と第２の回転部材とをその間のエアギャップを介して通る磁束の磁束密度が小さくなり、上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転の保持状態が解除されこれら両者の相対回転が許容される。
【００２２】
この場合、第１の回転部材と第２の回転部材との間の保持状態を解除するために上記励磁コイル側に要求される磁束密度は、上記の如き磁束飽和を利用する場合には、例えば永久磁石の磁束方向と励磁コイルの磁束方向とを逆方向として該励磁コイルの磁束により上記永久磁石の磁束を打ち消す場合に比して少なくて良いことから、上記励磁コイルの通電電圧をより低く抑えることができるものである。
【００２３】
(6) 本願の第６の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルのヨーク部分に補助永久磁石を設け、該補助永久磁石の磁束方向を上記励磁コイルの磁束方向と同方向に設定するとともに、上記補助永久磁石の磁力を、上記永久磁石の磁束のうち上記励磁コイルのヨーク側に流入する磁束の磁力よりも所定値だけ大きく設定している。このため、上記励磁コイルが非励磁状態とされる上記第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持状態においては、上記補助永久磁石の磁束によって上記永久磁石の磁束のうち、上記励磁コイルのヨークから上記回転面部分に流入する磁束が打ち消され、該補助永久磁石の磁束のみが上記回転面部分からこれに対向する上記励磁コイルのヨーク側に流入し、上記第２の回転部材の回転に伴って上記回転面が回転することで正弦波状に増減変化する誘導電圧が得られ、この誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数が検出される。
【００２４】
また、この回転位相の保持状態から上記励磁コイルが励磁されてその磁束により上記永久磁石の磁束が上記第２の回転部材側から第１の回転部材側に迫り出されて回転位相の保持解除が行われる場合には、上記回転面部分に上記励磁コイルの磁束が流入するが、この磁束の方向は上記補助永久磁石の磁束方向と同方向とされているため、該励磁コイルの磁束によって上記補助永久磁石の磁束が打ち消されるということはなく、上記回転面と上記励磁コイルのヨーク部分との間には上記補助永久磁石の磁束と励磁コイルの磁束とが共に存在し、これらの磁束によって正弦波状に増減変化する誘導電圧が得られ、この誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数が検出される。さらに、回転位相の解除状態から上記励磁コイルが非励磁とされて保持状態とされる場合には、上記回転面部分における上記励磁コイルの磁束は消滅するが、上記補助永久磁石の磁束はそのまま存在し、この補助永久磁石の磁束により上記第２の回転部材の回転数の検出が行われる。即ち、この発明によれば、回転位相の保持状態と解除状態との間における制御形態の切り替え時にも継続的に上記第２の回転部材の回転数検出が可能となるものである。
【００２５】
(7) 本願の第７の発明にかかるバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記励磁コイルの回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンの吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのそれぞれに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、上記吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのいずれか一方に気筒判別手段を備えるとともに、上記気筒判別手段が備えられたカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第１の回転部材に連結し、上記気筒判別上記が備えられていないカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第２の回転部材に連結しているので、上記第１の回転部材の回転信号と上記第２の回転部材の回転信号とを、それぞれ上記気筒判別手段の検出信号と比較することで、上記第１の回転部材と第２の回転部材とにそれぞれ連結された吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相量がそれぞれ検出されることになる。
【００２６】
従って、この発明のバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持と解除を行う機構に組み込まれた回転数検出装置を利用することで別個にカムシャフトの回転数検出用のセンサを設けることなく吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの回転位相を検出することができることから、装置の簡略化あるいは低コスト化を図ることができるものである。
【００２７】
(8) 本願の第８の発明にかかるバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンのカムシャフトに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、エンジンのクランクシャフトに気筒判別手段を備えるとともに、上記カムシャフトを上記回転数検出装置の第２の回転部材に連結しているので、該第２の回転部材の回転信号を上記気筒判別手段の検出信号と比較することで上記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相量を検出することができる。
【００２８】
従って、この発明のバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持と解除を行う機構に組み込まれた回転数検出装置を利用することで別個にカムシャフトの回転数検出用のセンサを設けることなくカムシャフトの回転位相を検出することができることから、装置の簡略化あるいは低コスト化を図ることができるものである。
【００２９】
【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。
【００３０】
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機構Ｚ1を示している。この継手機構Ｚ1には、本願発明にかかる回転数検出装置が組み込まれており、この回転数検出装置を利用することで吸・排気弁のバルブタイミングが検出できるようになっている。
【００３１】
Ａ：継手機構Ｚ1の構成
継手機構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。
【００３２】
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ボス部材４とが、締結ボルト２３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とボス部材４は上記カム軸１と一体回転される。尚、上記ボス部材４は、軸受３２によりケーシング１１側に回転自在に支承されている。
【００３３】
上記中間軸３の径方向外側位置には、ディスク部５ａを備えるとともにその内周面にはネジ５ｂを刻設した中空軸部材５が上記中間軸３と同軸上に配置されている。そして、この中空軸部材５の内周と上記中間軸３の外周との間には、該中空軸部材５側のネジ５ｂ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１９が配置されている。また、このアドバンシングプレート１９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と中空軸部材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２１が設けられている。
【００３４】
一方、上記ボス部材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６と、該永久磁石６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７，７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７は、上記永久磁石６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７ｃ，７ｃ，・・が形成されている。また、このヨーク７の一側には、円形の凹部７ｂが形成されている。この凹部７ｂは、上記永久磁石６をその軸方向から嵌合させて該永久磁石６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６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７，７と上記永久磁石６との組付状態においては、図１に示すように、該各ヨーク７，７の一側外周部に形成された環状の環状隆起部７ａ，７ａが所定間隔をもって対向し、これらの間に環状のエアギャップ２５を形成することになる。尚、上記ボス部材４と永久磁石６とヨーク７，７とは、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９が構成される。また、上記ヨーク７は、特許請求の範囲中の「第１の回転部材」に該当する。
【００３５】
上記インナーロータ９の径方向外側には、上記中空軸部材５の一端部に同軸状に取り付けられたヨーク８が位置している。このヨーク８は、特許請求の範囲中の「第２の回転部材」に該当するものであって、図１〜図５に示すように、上記ヨーク７の外径より所定寸法だけ大きな内径寸法をもつ円筒部８ａと該円筒部８ａの一端から径方向外方へ延出する複数（この実施形態のものにおいては４個）の突片部８ｂ，８ｂ，・・とで構成されている。尚、この突片部８ｂ，８ｂ，・・は、これが上記中空軸部材５のディスク部５ａに取り付けられることで、該ディスク部５ａの表面から隆起する凸極２９，２９，・・を形成する。従って、このヨーク８の突片部８ｂ，８ｂ，・・と上記ディスク部５ａとで構成される面が特許請求の範囲中の「回転面」に該当することになる。また、このヨーク８の上記円筒部８ａの内周面における上記各ヨーク７，７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８ｃ，８ｃ，・・が形成されており、これら各凸極８ｃ，８ｃ，・・は上記ヨーク７側の凸極７ｃ，７ｃ，・・とエアギャップ２４をもって径方向に近接対向する。さらに、上記ヨーク８の円筒部８ａの内周面における上記永久磁石６に対応する部位には、上記インナーロータ９側の上記エアギャップ２５と同様の幅寸法をもつ環状の凹溝２６が形成されており、この凹溝２６の形成により上記円筒部８ａのうち該凹溝２６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２７」という）。尚、上記ヨーク８と中空軸部材５とでアウタロータ１０が構成されている。
【００３６】
上記ヨーク８の円筒部８ａの径方向外側には、励磁コイル１２が、ケーシング１１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の上記円筒部８ａに近接対向する側の端部１３ａ，１４ａは、上記永久磁石６と対応する部位において相互に離間し、これらの間にエアギャップ３０を形成している。また、上記各ヨーク１３，１４のうち、上記ヨーク８の突片部８ｂ，８ｂ，・・、即ち、上記凸極２９，２９，・・に近接対向する部位の外面側には、図３〜図５に示すように、該各凸極２８，２８，・・にそれぞれ対応するようにして複数の凸極２８，２８，・・が形成されている。
【００３７】
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１６と該ブレーキコイル１６の磁力を受けて上記中空軸部材５のディスク部５ａに押圧付勢されるシュー部材１７とを備えたブレーキ１５が配置されている。
【００３８】
Ｂ：継手機構Ｚ1の作動等
上記継手機構Ｚ1の作動等を説明すると次の通りである。この継手機構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６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６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１５の制動力と上記リターンスプリング２１の復元力を駆動力として上記アドバンシングプレート１９の軸方向変位により行われる。さらに、この実施形態のものにおいては、この継手機構Ｚ1の構造を有効に利用することで上記プーリー２の回転数を検出するようになっている。以下、これら各作動についてそれぞれ具体的に説明する。
【００３９】
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６の磁力により行われる。即ち、図５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、第１〜第３の磁束Ｆ11〜Ｆ13の三つの経路に別れる。
【００４０】
第１磁束Ｆ11は、上記永久磁石６から一方のヨーク７及びエアギャップ２４を経て上記ヨーク８の突片部８ｂに流入し、該円筒部８ａの小断面部２７部分を通って再び上記エアギャップ２４及び他方のヨーク７を経て永久磁石６に帰還する経路をとる。
【００４１】
第２の磁束Ｆ12は、上記永久磁石６側から上記ヨーク８の円筒部８ａに流入した後、該円筒部８ａからさらに上記励磁コイル１２の一方のヨーク１３に流入し、該ヨーク１３から他方のヨーク１４を経てそのまま上記ヨーク８側に流入し、再び上記永久磁石６側に帰還する経路をとる。
【００４２】
第３の磁束Ｆ13は、上記第２の磁束Ｆ12が上記ヨーク１４側において分岐して該ヨーク１４からエアギャップ１８を経て上記ヨーク８の突片部８ｂ側に流入し、該突片部８ｂからさらに円筒部８ａを通って上記永久磁石６に帰還する経路をとる。
【００４３】
これら三つの磁束Ｆ11〜Ｆ13が上記各ヨーク７，７と上記ヨーク８とに跨がって流れる場合、上記各ヨーク７側の凸極７ｃとヨーク８側の凸極８ｃ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７，７（即ち、これに連結された上記カム軸１）とヨーク８（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。尚、上記第２の磁束Ｆ12は上記ヨーク８と各ヨーク１３，１４の間に跨がって流れるが、これらの間には凸極が形成されていないのでこれら両者間に位相保持力は作用せず、該両者は相対回転可能とされる。
【００４４】
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、上記ヨーク７とヨーク８とが「位相保持」により一体化されることで上記中空軸部材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１９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１９、中間軸３を順次経て上記カム軸１に伝達される。
【００４５】
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５に破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内を循環する第１の磁束Ｆ21と、該第１の磁束Ｆ21から分岐して上記ヨーク８の突片部８ｂ側に流入して上記ヨーク１４側に帰還する第２の磁束Ｆ22とが生成される。この場合、上記第１の磁束Ｆ21と上記永久磁石６側の第１の磁束Ｆ11の上記ヨーク８の小断面部２７部分における磁束方向が同方向に設定されているので、該小断面部２７部分において磁束が飽和し、上記永久磁石６側の第１の磁束Ｆ11は上記励磁コイル１２側の第１の磁束Ｆ21によって該永久磁石６側に迫り出され、同図に破磁束線で示す磁束Ｆ14のように、上記ヨーク８側へは流入せずにヨーク７，７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７側の凸極７ｃと上記ヨーク８側の凸極８ｃ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、結果的に上記ヨーク７とヨーク８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。
【００４６】
位相変更
「位相変更」は、上記ブレーキ１５の制動力と上記リターンスプリング２１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１９により行われる。即ち、上記ブレーキ１５により上記中空軸部材５に制動力をかけると、該中空軸部材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、この中空軸部材５の回転を受けて上記アドバンシングプレート１９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１９の軸方向への移動に伴い、該アドバンシングプレート１９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。
【００４７】
また、このブレーキ１５の制動力による位相変更に伴って上記プーリー２と中空軸部材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２１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１５が非作動である場合には、上記リターンスプリング２１の復元力が上記プーリー２と中空軸部材５との間に作用し、上記アドバンシングプレート１９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。
【００４８】
尚、上記ブレーキ１５の制動力と上記リターンスプリング２１の復元力のいずれを「進角駆動力」として利用するか、あるいは「遅角駆動力」として利用するかは、所望の位相変更特性に応じて任意に選択可能である。
【００４９】
また、所定の「位相変更」が完了した後は、上記励磁コイル１２を非励磁として上記永久磁石６による「位相保持」が行われる。
【００５０】
回転数の検出
この実施形態のものにおいては、上述の如き位相可変の継手機構Ｚ1の構造を有効に利用して上記プーリー２側の回転数を検出するようにしている。即ち、上記カム軸１とプーリー２との「位相保持」状態においては上記永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13が、また「位相解除」状態においては上記励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22が、エアギャップ１８を介して上記ヨーク８の凸極２９と上記ヨーク１４の凸極２８との間に流れている。そして、上記ヨーク１４（即ち、励磁コイル１２）は固定されているので、上記中空軸部材５の回転に伴い上記ヨーク８と励磁コイル１２とが相対回転し、上記エアギャップ１８が周期的に変化することから、該励磁コイル１２には誘導電圧が発生する。この場合、この誘導電圧は、上記エアギャップ１８の周期的な変化に伴なう磁気抵抗の変化に対応し、該磁気抵抗が変化する時点においては磁束密度が増大することから高くなり、この結果、誘導電圧は周期的に電圧値が増減変化する正弦波状の特性をもつことになる。従って、この誘導電圧の周波数を計数することで上記ヨーク８の回転数、即ち、上記プーリー２の回転数を検出することができるものである。
【００５１】
このように、この実施形態のものにおいては、継手機構Ｚ1の構成要素の一部（即ち、上記ヨーク８とヨーク１４）を利用して凸極２８，２９を形成することのみによって、何ら専用のセンサを設けることなく、上記永久磁石６及び上記励磁コイル１２の磁束によって上記プーリー２の回転数を検出することができるものであり、構造の簡略化あるいはコストダウンの促進という点において有利である。
【００５２】
また、この場合、回転数の検出を誘導電圧の変化によって行うようにしているが、この誘導電圧の変化は、従来の回転数検出装置が回転数検出に利用していたコイルのインピーダンスの変化に比して大きいことから、回転信号がノイズ信号より左右されるということが少なく、それだけ高い信頼性をもって回転数検出を行うことができるものである。
【００５３】
さらに、回転数の検出は、上記ヨーク１４側の凸極２８と上記ヨーク８の凸極２９との間を流れる磁束による誘導電圧の変化を利用するものであるため、該各凸極２８，２９部分における磁束密度が高い程、高い誘導電圧値が得られ回転数の検出がさらに容易となる。かかる観点から、この実施形態のものにおいては、上記角凸極２８，２９の形成位置をできるだけ上記永久磁石６に近づけて設けることで、上記各凸極２８，２９部分における磁束の減衰の影響を可及的に回避して高い磁束密度が得られるようにしている。
【００５４】
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機構Ｚ2の要部を示している。この継手機構Ｚ2は、上記第１の実施形態にかかる継手機構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、上記励磁コイル１２の上記各ヨーク１３，１４の端部間に設けられていた上記エアギャップ３０内に環状形態の補助永久磁石３５を配置した点である。かかる構成としたのは、上記ヨーク８側の凸極２９とヨーク１４側の凸極２８とを通る磁束による該ヨーク８の回転数（即ち、上記プーリー２の回転数）を検出するに際して、「位相保持」と「保持解除」との間の切り替え時においても継続的に上記プーリー２の回転数検出（換言すれば、回転信号の出力）が行えるようにするためである。即ち、上記第１の実施形態の場合には、上記凸極２８と凸極２９の間を永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13と励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22とが逆方向に流れる構成とされているため、例えば永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13によって回転数の検出が行われている「位相保持」状態から、上記励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22による回転数の検出が行われる「位相解除」状態への切り替え時には、瞬時ではあるが、上記磁束Ｆ13と磁束Ｆ22とが打ち消しあって磁束が消滅し、回転数の検出が行えない時期がある。このような磁束が消滅して回転数検出が行えないような事態の発生を未然に且つ確実に防止せんとするのがこの第２の実施形態の趣旨である。
【００５５】
具体的には次の通りである。
【００５６】
先ず、上記補助永久磁石３５の磁束Ｆ3は、上記各ヨーク１３，１４を循環する第１の磁束Ｆ31と、該第１の磁束Ｆ31から分岐して上記ヨーク８の凸極２９側に流入してから上記補助永久磁石３５側に帰還する第２の磁束Ｆ32の二つの経路をとる。そして、この磁束Ｆ3は、その方向が、上記ヨーク８の小断面部２７に対応する部位において上記励磁コイル１２の第１の磁束Ｆ21と同方向となるように設定されている。また、この補助永久磁石３５の磁力は、上記永久磁石６の第１の磁束Ｆ11を上記小断面部２７から永久磁石６側に迫り出させることがなく（即ち、上記永久磁石６による位相保持作用を減殺させず）且つ該永久磁石６の第２の磁束Ｆ12を打ち消すことができるような値に設定している。
【００５７】
このような設定とすることで、「位相保持」状態では、上記補助永久磁石３５の第１の磁束Ｆ31によって上記永久磁石６の第２の磁束Ｆ12が打ち消され、上記凸極２８と凸極２９の間には上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32のみが流れ、この第２の磁束Ｆ32によって回転数検出が行われる。
【００５８】
一方、「位相保持」状態から「保持解除」への切り替え時には、上記励磁コイル１２が励磁されその磁束Ｆ2が生成されるが、この磁束Ｆ2のうち上記凸極２８と凸極２９の間を流れる第２の磁束Ｆ22と、上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32とはその磁束方向が同方向とされているので、該励磁コイル１２の磁束Ｆ2によって上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32が影響を受けるということがなく、「位相保持」状態から「保持解除」への切り替え時にも継続的にプーリー２の回転数が検出されるものである。
【００５９】
Ｃ：第３の実施形態
図７及び図８には、第３の実施形態にかかる継手機構Ｚ3の要部が示されている。
【００６０】
継手機構Ｚ3の構造
この実施形態の継手機構Ｚ3は、カム軸４１の先端部に取り付けられたボス部材４３に、永久磁石４５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４４，４４を取り付けてこれらボス部材４３とヨーク４４と永久磁石４５でインナーロータ３９を構成している。また、上記インナーロータ３９の外周側に、その内周面に複数の凸極を形成した筒状のヨーク４６を配置するとともに、該ヨーク４６には中間部材４７を介してフランジ部材４８及び中空軸部材３８を取り付け、これらヨーク４６と中間部材４７とフランジ部材４８とでアウタロータ４０を構成している。さらに、上記中空軸部材３８には、上記第１及び第２の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、上記中空軸部材３８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。
【００６１】
さらに、上記ヨーク４６の径方向外側には、ヨーク５１を備えた励磁コイル５０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５０と上記インナーロータ３９との側方には、ブレーキコイル５６と該ブレーキコイル５６の磁力を受けて上記フランジ部材４８に対して摺接せしめられるシュー部材５７を備えたブレーキ５５が配置されている。
【００６２】
一方、図８及び図９に示すように、上記ヨーク４６の一端には周方向に延びる凸極５８，５８，・・が形成されるとともに、上記励磁コイル５０のヨーク５１の一端側の内周面上にも上記ヨーク４６側の凸極５８，５８，・・と対応するようにして周方向に延びる凸極５９，５９，・・が形成されている。
【００６３】
このように、上記インナーロータ３９とヨーク４６と励磁コイル５０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５５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機構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１５を重合状態で配置する場合に比して、該継手配置Ｚ3の軸方向長さを短くできることになる。
【００６４】
継手機構Ｚ3の作動等
この継手機構Ｚ 3 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機構Ｚ1の場合と同様であるのでその説明は省略し、本願発明の要旨である回転数の検出についてのみ説明する。
【００６５】
図８に示すように、「位相保持」状態においては、上記永久磁石４５の磁束が上記ヨーク４４からヨーク４６を経て上記凸極５８部分から上記ヨーク５１の凸極５９側に流入する。従って、上記ヨーク４６が上記励磁コイル５０に対して相対回転することで該励磁コイル５０に誘導電圧が発生し、その周波数を計数することで上記小断面部４６ａの回転数、即ち、上記プーリーの回転数が検出される。
【００６６】
一方、「保持解除」状態では、図８には磁束線を示していないが、上記励磁コイル５０の励磁によってその磁束が上記ヨーク４６の小断面部４６ａにおいて上記永久磁石４５側の磁束方向と同方向に向けて流れる。従って、上記小断面部４６ａ部分における磁束飽和により上記永久磁石４５側の磁束が上記ヨーク４６側から永久磁石４５側に迫り出され、これにより「保持解除」が行われる。この場合、上記凸極５８と凸極５９の間には上記励磁コイル５０の磁束が流入することで上記ヨーク４６の回転数、即ち、上記プーリーの回転数が検出されるものである。
【００６７】
このように、誘導電圧の変化によってプーリーの回転数を検出する場合における利点等は全て上記第１及び第２の実施形態における場合と同様であるが、それに加えて、特にこの実施形態の如く回転数検出に拘わる上記各凸極５８と凸極５９をそれぞれヨーク４６とヨーク５１の周方向に形成した場合には、例え上記アウタロータ４０側にスラスト力がかかってこれが軸方向へ変位したとしても、これらの間のエアギャップの大きさ、即ち、このエアギャップの量に対応した磁気抵抗の大きさが変化しないので、上記ヨーク４６の回転に伴う誘導電圧をより安定的に得ることができ、延いては回転数検出の高精度化が図れるという利点が得られるものである。
【００６８】
Ｄ：第４の実施形態
図１０及び図１１には、第４の実施形態にかかる継手機構Ｚ4を示している。
【００６９】
継手機構Ｚ4の構造
この継手機構Ｚ4は、カム軸４１の先端部にインナーロータ３９となるヨーク４６を取り付けている。また、上記ヨーク４６の径方向外側にボス部材４３相対回転可能に配置するとともに、該ボス部材４３には永久磁石４５と左右一対のヨーク４４，４４を取り付け、これらボス部材４３とヨーク４４，４４と永久磁石４５とでアウタロータ４０を構成している。また、上記ボス部材４３は、中空軸部材３８を介して図示しないプーリー側に連結されている。
【００７０】
さらに、上記ヨーク４６の径方向内側には、ケーシング４２側に固定されたヨーク５１に収容された状態で励磁コイル５０が配置されている。また、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５０と上記アウタロータ４０の軸方向側方位置には、ブレーキコイル５６とシュー部材５７とを備えたブレーキ５５が配置され、該シュー部材５７は上記ブレーキコイル５６の磁力を受けて上記中空軸部材３８側に固定されたフランジ部材４８に摺接することでプーリー側に所定の制動力をかけるようになっている。
【００７１】
一方、エアギャップ３６を介して近接対向する上記ヨーク５１の側面と上記ヨーク４６の側面には、それぞれ径方向に延びる凸条で構成される凸極５９と凸極５８がそれぞれ周方向に所定間隔で形成されている。
【００７２】
継手機構Ｚ4の作動等
この継手機構Ｚ4の基本的な作動は上記各実施形態の継手機構Ｚ1〜Ｚ3と同様であるのでその説明は省略し、ここでは本願発明の要旨である回転数検出を中心に説明する。
【００７３】
「位相保持」状態では、図１１に実磁束線で示すように上記永久磁石４５の磁束の一部が上記ヨーク４６側の凸極５８から上記励磁コイル５０のヨーク５１側の凸極５９側に流入しており、上記ヨーク４６の回転（即ち、上記カム軸１）の回転に伴って上記両凸極５８，５９間の磁気抵抗が周期的に変化することで正弦波状の誘導電圧が発生し、この誘導電圧の周波数を計数することで上記カム軸４１の回転数が検出されるものである。
【００７４】
「保持解除」状態では、上記励磁コイル５０の磁束の一部が上記凸極５８と凸極５９の間を流れ、この両凸極５８，５９間の磁束によって上記カム軸１の回転数が検出される。
【００７５】
このように、この実施形態の継手機構Ｚ4は、上記各実施形態の継手機構とは異なって、上記カム軸１の回転数を検出できる構成となっている。従って、この実施形態の継手機構Ｚ4の如くカム軸１の回転数を検出できるものと、上記各実施形態の継手機構Ｚ1〜Ｚ3の如くプーリーの回転数を検出できるものとを適宜組み合わせることで、エンジンのバルブタイミングを専用の回転センサ等を設けずに容易に検出できることになる。以下、これら継手機構Ｚ1〜Ｚ4を用いたバルブタイミング検出装置について説明する。
【００７６】
Ｅ：バルブタイミング検出装置
図１２には、ＤＯＨＣエンジンにおいてその排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２の一端にそれぞれプーリー７１，７２と継手機構６４，６５を取り付け、上記各カム軸６１，６２を、これらの各プーリー７１，７２とクランク軸６３側のプーリー７３との間に掛け回したタイミングベルト７４を介して該クランク軸６３により回転駆動するようにした駆動系を示している。また、上記カム軸６２には、気筒判別センサ６６が取り付けられている。そして、この例では、上記各カム軸６１，６２に設けられる上記各継手機構６４，６５のうち、一方の継手機構６４は上記第１〜第３の実施形態において説明した継手機構Ｚ1〜Ｚ3のようにプーリー７１の回転数を検出し得る構造のものを使用し、他方の継手機構６５は上記第４の実施形態において説明した継手機構Ｚ4のように排気側カム軸６２の回転数を検出し得る構造のものを使用する。
【００７７】
かかる構成とすれば、図１３に示す如く気筒判別センサ６６と継手機構６４，６５からそれぞれ回転信号が出力される。ここで、排気側カム軸６１のプーリー７１の回転数を検出する継手機構６４の回転信号を基準とし、この回転信号を、吸気側カム軸６２の回転数を検出する継手機構６５の回転信号と気筒判別センサ６６の回転信号とを比較すると、気筒判別センサ６６の回転信号における偏位量△ｔ1が排気側カム軸６１のバルブタイミングを、継手機構６５の回転信号における偏位量△ｔ2が吸気側カム軸６２のバルブタイミングを、それぞれ表すことになる。
【００７８】
従って、エンジン制御上の必要から本来的に設けられている上記気筒判別センサ６６と、バルブタイミング可変用に設けられる上記各継手機構６４，６５とを利用することで、従来のように専用のカム軸回転数センサを設けなくても、各カム軸６１，６２のバルブタイミングを容易に検出することができるものである。
【００７９】
尚、この他の例としては、例えば図１２に鎖線図示するようにクランク軸６３側に気筒判別センサ６６を設けたものにあっては、上記排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２のそれぞれに設けられる各継手機構６４，６５を共にカム軸の回転数を検出し得る構造とし、上記気筒判別センサ６６の回転信号を基準としてこれと上記各継手機構６４，６５の回転信号とを比較することで排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２のバルブタイミングをそれぞれ検出することができる。
【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回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図２】 図１に示した継手機構における永久磁石等の分解斜視図である。
【図３】 図１のIII-III拡大矢視図である。
【図４】 図３のIV-IV矢視図である。
【図５】 図１のV部の拡大図である。
【図６】 本願発明の第２の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の構造説明図である。
【図７】 本願発明の第３の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図８】 図７のVIII部の拡大図である。
【図９】 図８に示した継手機構における回転検出部の要部斜視図である。
【図１０】 本願発明の第４の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図１１】 図１０のX部の拡大図である。
【図１２】 継手機構のエンジン側への配置形態を示す斜視図である。
【図１３】 回転位相量の検出方法の説明図である。
【符号の説明】
１はカム軸、２はプーリー、３は中間軸、４はボス部材、５は中空軸部材、６は永久磁石、８７はヨーク、８はヨーク、９はインナーロータ、１０はアウタロータ、１１はケーシング、１２は励磁コイル、１３及びヨーク１４はヨーク１３、１５はブレーキ、１６はブレーキコイル、１７はシュー部材、１９はアドバンシングプレート、２０は爪部材、２１はリターンスプリング、２３は締結ボルト、２５はエアギャップ、２６は凹溝、２７は小断面部、２８及び２９は凸極、３０はエアギャップ、３１〜３３は軸受、３５は補助永久磁石、３８は中空軸部材、３９はインナーロータ、４０はアウタロータ、４１はカム軸、４２はケーシング、４３はボス部材、４４はヨーク、４５は永久磁石、４６はヨーク、４７は中間部材、４８はフランジ部材、４９はエアギャップ、５０は励磁コイル、５１はヨーク、５２〜５４は軸受、５５はブレーキ、５６はブレーキコイル、５７はシュー部材、５８及び５９は凸極、６１及び６２はカム軸、６３はクランク軸、６４及び６５はバルブタイミング可変装置、６６は気筒判別センサ、６７は検出子である。
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回転数検出装置および該装置を使用したバルブタイミング検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の回転体から他方の回転体へ断続的にトルク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】
一方、非接触状態でトルク伝達を行うものとして、永久磁石の吸引力を利用したマグネットカップリングが知られている。このマグネットカップリングによれば、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。また、この他に、このマグネットカップリングにおいては、励磁コイルに通電してその磁力により上記永久磁石の吸引力を調整することで該永久磁石による両回転体間の保持トルクを制御することが可能であるとか、両回転体間の相対的な回転差を上記励磁コイルのインピーダンスの変化から検出することができる、等の利点がある。かかる利点から、このマグネットカップリングをエンジンのバルブタイミングを可変とする機構に適用することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のマグネットカップリングにおいては、上述のように励磁コイルのインピーダンスの変化から回転信号を得るようにしているが、このインピーダンスの変化はレベル的に小さいため、ノイズと判別しにくく、信頼性という点において問題が残るものであった。また、回転信号を継続的に得るためには、励磁コイルに継続的に通電する必要があり、場合によっては回転信号の検出が困難になることもある。
【０００５】
そこで本願発明は、回転数を高い信頼性をもって確実に検出できるようにした回転数検出装置および該装置を使用したバルブタイミング検出装置を提案せんとしてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００７】
本願の第１の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材側に磁束を流入させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に上記第２の回転部材側と上記励磁コイル側との間のエアギャップが該第２の回転部材の回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することを特徴としている。
【０００８】
本願の第２の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を、上記永久磁石の磁束経路上において該永久磁石に近接する位置に設けたことを特徴としている。
【０００９】
本願の第３の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の径方向の内側に上記永久磁石を、径方向の外側に上記励磁コイルを配置したことを特徴としている。
【００１０】
本願の第４の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の径方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の軸方向の一方側に上記永久磁石と励磁コイルとを設けたことを特徴としている。
【００１１】
本願の第５の発明では、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルの磁束方向を、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において上記永久磁石の磁束のうち上記第２の回転部材のみを通って該永久磁石側に帰還する磁束の方向と同方向となるように設定したことを特徴としている。
【００１２】
本願の第６の発明では、上記第５の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルのヨーク部分に補助永久磁石を設け、該補助永久磁石の磁束方向を上記励磁コイルの磁束方向と同方向に設定するとともに、上記補助永久磁石の磁力を、上記永久磁石の磁束のうち上記励磁コイルのヨーク側に流入する磁束の磁力よりも所定値だけ大きく設定したことを特徴としている。
【００１３】
本願の第７の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンの吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのそれぞれに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、上記吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのいずれか一方に気筒判別手段を備えるとともに、上記気筒判別手段が備えられたカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第１の回転部材に連結し、上記気筒判別上記が備えられていないカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第２の回転部材に連結したことを特徴としている。
【００１４】
本願の第８の発明では、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンのカムシャフトに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、エンジンのクランクシャフトに気筒判別手段を備えるとともに、上記カムシャフトを上記回転数検出装置の第２の回転部材に連結したことを特徴としている。
【００１５】
【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。
【００１６】
(1) 本願の第１の発明にかかる回転数検出装置は、同軸上に配置された第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材側に磁束を流入させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に上記第２の回転部材側と上記励磁コイル側との間のエアギャップが該第２の回転部材の回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数するようにしている。
【００１７】
この発明の回転数検出装置によれば、励磁コイルの非通電時には永久磁石により生成される磁束が第２の回転部材側の回転面からエアギャップを通って該回転面に対向する上記励磁コイル側に流入し、また励磁コイルの通電時には該励磁コイルにより生成される磁束が上記エアギャップを通って上記第２の回転部材の回転面側に流入する。従って、これらいずれの場合においても、上記第２の回転部材の回転に伴って上記回転面が回転すると誘導電圧が発生する。この場合、上記回転面の回転により上記エアギャップが周期的に変化しこれに伴って磁気抵抗が周期的に変化するが、この磁気抵抗の変化時に上記誘導電圧が高くなる。このため、上記回転面の回転に伴う誘導電圧の電圧値は、該回転面の回転に対応して正弦波状の特性をもって増減変化することになる。この正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出することができるものである。この場合、この誘導電圧の変化はインピーダンスに比べて大きいため、ノイズに対して有利であり、それだけ信頼性の高い回転数検出が可能となるものである。
【００１８】
(2) 本願の第２の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を、上記永久磁石の磁束経路上において該永久磁石に近接する位置に設けているので、上記回転面部分における磁束密度が高くなり、それだけ高い電圧値の誘導電圧が得られることとなり、結果的に該誘導電圧に基づく回転数検出の信頼性が高まることになる。
【００１９】
(3) 本願の第３の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の径方向の内側に上記永久磁石を、径方向の外側に上記励磁コイルを配置しているので、上記第２の回転部材に軸方向のスラスト力が作用したとしても該第２の回転部材と上記励磁コイルとの径方向における相対位置、即ち、上記エアギャップの大きさには変化がなく、従って安定した回転数信号を得ることが可能となる。
【００２０】
(4) 本願の第４の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の径方向に向けて形成するとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の軸方向の一方側に上記永久磁石と励磁コイルとを設けているので、例えば上記第２の回転部材における上記回転面を該第２の回転部材の円周方向に向けて形成するとともに上記第２の回転部材の径方向の一方側に上記永久磁石を、他方側に上記励磁コイルを配置する構成の場合に比して、装置の軸方向におけるコンパクト化が図れるとともに、軸方向においてコンパクトとなった分だけ上記第２の回転部材の他方側に例えばブレーキ等の他の機器の配置が可能となるものである。
【００２１】
(5) 本願の第５の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルの通電方向を、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において上記永久磁石の磁束のうち上記第２の回転部材のみを通って該永久磁石側に帰還する磁束の方向と同方向となるように設定しているので、上記励磁コイルに通電してその磁力により上記永久磁石の磁束調整を行う場合、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位においてはここを通る磁束の飽和によって上記永久磁石側の磁束が上記第２の回転部材側から第１の回転部材側に迫り出され該第１の回転部材と第２の回転部材とをその間のエアギャップを介して通る磁束の磁束密度が小さくなり、上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転の保持状態が解除されこれら両者の相対回転が許容される。
【００２２】
この場合、第１の回転部材と第２の回転部材との間の保持状態を解除するために上記励磁コイル側に要求される磁束密度は、上記の如き磁束飽和を利用する場合には、例えば永久磁石の磁束方向と励磁コイルの磁束方向とを逆方向として該励磁コイルの磁束により上記永久磁石の磁束を打ち消す場合に比して少なくて良いことから、上記励磁コイルの通電電圧をより低く抑えることができるものである。
【００２３】
(6) 本願の第６の発明にかかる回転数検出装置によれば、上記第１の発明にかかる回転数検出装置において、上記励磁コイルのヨーク部分に補助永久磁石を設け、該補助永久磁石の磁束方向を上記励磁コイルの磁束方向と同方向に設定するとともに、上記補助永久磁石の磁力を、上記永久磁石の磁束のうち上記励磁コイルのヨーク側に流入する磁束の磁力よりも所定値だけ大きく設定している。このため、上記励磁コイルが非励磁状態とされる上記第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持状態においては、上記補助永久磁石の磁束によって上記永久磁石の磁束のうち、上記励磁コイルのヨークから上記回転面部分に流入する磁束が打ち消され、該補助永久磁石の磁束のみが上記回転面部分からこれに対向する上記励磁コイルのヨーク側に流入し、上記第２の回転部材の回転に伴って上記回転面が回転することで正弦波状に増減変化する誘導電圧が得られ、この誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数が検出される。
【００２４】
また、この回転位相の保持状態から上記励磁コイルが励磁されてその磁束により上記永久磁石の磁束が上記第２の回転部材側から第１の回転部材側に迫り出されて回転位相の保持解除が行われる場合には、上記回転面部分に上記励磁コイルの磁束が流入するが、この磁束の方向は上記補助永久磁石の磁束方向と同方向とされているため、該励磁コイルの磁束によって上記補助永久磁石の磁束が打ち消されるということはなく、上記回転面と上記励磁コイルのヨーク部分との間には上記補助永久磁石の磁束と励磁コイルの磁束とが共に存在し、これらの磁束によって正弦波状に増減変化する誘導電圧が得られ、この誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数が検出される。さらに、回転位相の解除状態から上記励磁コイルが非励磁とされて保持状態とされる場合には、上記回転面部分における上記励磁コイルの磁束は消滅するが、上記補助永久磁石の磁束はそのまま存在し、この補助永久磁石の磁束により上記第２の回転部材の回転数の検出が行われる。即ち、この発明によれば、回転位相の保持状態と解除状態との間における制御形態の切り替え時にも継続的に上記第２の回転部材の回転数検出が可能となるものである。
【００２５】
(7) 本願の第７の発明にかかるバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記励磁コイルの回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンの吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのそれぞれに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、上記吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのいずれか一方に気筒判別手段を備えるとともに、上記気筒判別手段が備えられたカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第１の回転部材に連結し、上記気筒判別上記が備えられていないカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトを上記第２の回転部材に連結しているので、上記第１の回転部材の回転信号と上記第２の回転部材の回転信号とを、それぞれ上記気筒判別手段の検出信号と比較することで、上記第１の回転部材と第２の回転部材とにそれぞれ連結された吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相量がそれぞれ検出されることになる。
【００２６】
従って、この発明のバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持と解除を行う機構に組み込まれた回転数検出装置を利用することで別個にカムシャフトの回転数検出用のセンサを設けることなく吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトの回転位相を検出することができることから、装置の簡略化あるいは低コスト化を図ることができるものである。
【００２７】
(8) 本願の第８の発明にかかるバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンのカムシャフトに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置において、エンジンのクランクシャフトに気筒判別手段を備えるとともに、上記カムシャフトを上記回転数検出装置の第２の回転部材に連結しているので、該第２の回転部材の回転信号を上記気筒判別手段の検出信号と比較することで上記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相量を検出することができる。
【００２８】
従って、この発明のバルブタイミング検出装置によれば、第１の回転部材と第２の回転部材との回転位相の保持と解除を行う機構に組み込まれた回転数検出装置を利用することで別個にカムシャフトの回転数検出用のセンサを設けることなくカムシャフトの回転位相を検出することができることから、装置の簡略化あるいは低コスト化を図ることができるものである。
【００２９】
【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。
【００３０】
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機構Ｚ1を示している。この継手機構Ｚ1には、本願発明にかかる回転数検出装置が組み込まれており、この回転数検出装置を利用することで吸・排気弁のバルブタイミングが検出できるようになっている。
【００３１】
Ａ：継手機構Ｚ1の構成
継手機構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。
【００３２】
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ボス部材４とが、締結ボルト２３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とボス部材４は上記カム軸１と一体回転される。尚、上記ボス部材４は、軸受３２によりケーシング１１側に回転自在に支承されている。
【００３３】
上記中間軸３の径方向外側位置には、ディスク部５ａを備えるとともにその内周面にはネジ５ｂを刻設した中空軸部材５が上記中間軸３と同軸上に配置されている。そして、この中空軸部材５の内周と上記中間軸３の外周との間には、該中空軸部材５側のネジ５ｂ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１９が配置されている。また、このアドバンシングプレート１９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と中空軸部材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２１が設けられている。
【００３４】
一方、上記ボス部材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６と、該永久磁石６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７，７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７は、上記永久磁石６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７ｃ，７ｃ，・・が形成されている。また、このヨーク７の一側には、円形の凹部７ｂが形成されている。この凹部７ｂは、上記永久磁石６をその軸方向から嵌合させて該永久磁石６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６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７，７と上記永久磁石６との組付状態においては、図１に示すように、該各ヨーク７，７の一側外周部に形成された環状の環状隆起部７ａ，７ａが所定間隔をもって対向し、これらの間に環状のエアギャップ２５を形成することになる。尚、上記ボス部材４と永久磁石６とヨーク７，７とは、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９が構成される。また、上記ヨーク７は、特許請求の範囲中の「第１の回転部材」に該当する。
【００３５】
上記インナーロータ９の径方向外側には、上記中空軸部材５の一端部に同軸状に取り付けられたヨーク８が位置している。このヨーク８は、特許請求の範囲中の「第２の回転部材」に該当するものであって、図１〜図５に示すように、上記ヨーク７の外径より所定寸法だけ大きな内径寸法をもつ円筒部８ａと該円筒部８ａの一端から径方向外方へ延出する複数（この実施形態のものにおいては４個）の突片部８ｂ，８ｂ，・・とで構成されている。尚、この突片部８ｂ，８ｂ，・・は、これが上記中空軸部材５のディスク部５ａに取り付けられることで、該ディスク部５ａの表面から隆起する凸極２９，２９，・・を形成する。従って、このヨーク８の突片部８ｂ，８ｂ，・・と上記ディスク部５ａとで構成される面が特許請求の範囲中の「回転面」に該当することになる。また、このヨーク８の上記円筒部８ａの内周面における上記各ヨーク７，７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８ｃ，８ｃ，・・が形成されており、これら各凸極８ｃ，８ｃ，・・は上記ヨーク７側の凸極７ｃ，７ｃ，・・とエアギャップ２４をもって径方向に近接対向する。さらに、上記ヨーク８の円筒部８ａの内周面における上記永久磁石６に対応する部位には、上記インナーロータ９側の上記エアギャップ２５と同様の幅寸法をもつ環状の凹溝２６が形成されており、この凹溝２６の形成により上記円筒部８ａのうち該凹溝２６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２７」という）。尚、上記ヨーク８と中空軸部材５とでアウタロータ１０が構成されている。
【００３６】
上記ヨーク８の円筒部８ａの径方向外側には、励磁コイル１２が、ケーシング１１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の上記円筒部８ａに近接対向する側の端部１３ａ，１４ａは、上記永久磁石６と対応する部位において相互に離間し、これらの間にエアギャップ３０を形成している。また、上記各ヨーク１３，１４のうち、上記ヨーク８の突片部８ｂ，８ｂ，・・、即ち、上記凸極２９，２９，・・に近接対向する部位の外面側には、図３〜図５に示すように、該各凸極２８，２８，・・にそれぞれ対応するようにして複数の凸極２８，２８，・・が形成されている。
【００３７】
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１６と該ブレーキコイル１６の磁力を受けて上記中空軸部材５のディスク部５ａに押圧付勢されるシュー部材１７とを備えたブレーキ１５が配置されている。
【００３８】
Ｂ：継手機構Ｚ1の作動等
上記継手機構Ｚ1の作動等を説明すると次の通りである。この継手機構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６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６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１５の制動力と上記リターンスプリング２１の復元力を駆動力として上記アドバンシングプレート１９の軸方向変位により行われる。さらに、この実施形態のものにおいては、この継手機構Ｚ1の構造を有効に利用することで上記プーリー２の回転数を検出するようになっている。以下、これら各作動についてそれぞれ具体的に説明する。
【００３９】
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６の磁力により行われる。即ち、図５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、第１〜第３の磁束Ｆ11〜Ｆ13の三つの経路に別れる。
【００４０】
第１磁束Ｆ11は、上記永久磁石６から一方のヨーク７及びエアギャップ２４を経て上記ヨーク８の突片部８ｂに流入し、該円筒部８ａの小断面部２７部分を通って再び上記エアギャップ２４及び他方のヨーク７を経て永久磁石６に帰還する経路をとる。
【００４１】
第２の磁束Ｆ12は、上記永久磁石６側から上記ヨーク８の円筒部８ａに流入した後、該円筒部８ａからさらに上記励磁コイル１２の一方のヨーク１３に流入し、該ヨーク１３から他方のヨーク１４を経てそのまま上記ヨーク８側に流入し、再び上記永久磁石６側に帰還する経路をとる。
【００４２】
第３の磁束Ｆ13は、上記第２の磁束Ｆ12が上記ヨーク１４側において分岐して該ヨーク１４からエアギャップ１８を経て上記ヨーク８の突片部８ｂ側に流入し、該突片部８ｂからさらに円筒部８ａを通って上記永久磁石６に帰還する経路をとる。
【００４３】
これら三つの磁束Ｆ11〜Ｆ13が上記各ヨーク７，７と上記ヨーク８とに跨がって流れる場合、上記各ヨーク７側の凸極７ｃとヨーク８側の凸極８ｃ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７，７（即ち、これに連結された上記カム軸１）とヨーク８（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。尚、上記第２の磁束Ｆ12は上記ヨーク８と各ヨーク１３，１４の間に跨がって流れるが、これらの間には凸極が形成されていないのでこれら両者間に位相保持力は作用せず、該両者は相対回転可能とされる。
【００４４】
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、上記ヨーク７とヨーク８とが「位相保持」により一体化されることで上記中空軸部材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１９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１９、中間軸３を順次経て上記カム軸１に伝達される。
【００４５】
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５に破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内を循環する第１の磁束Ｆ21と、該第１の磁束Ｆ21から分岐して上記ヨーク８の突片部８ｂ側に流入して上記ヨーク１４側に帰還する第２の磁束Ｆ22とが生成される。この場合、上記第１の磁束Ｆ21と上記永久磁石６側の第１の磁束Ｆ11の上記ヨーク８の小断面部２７部分における磁束方向が同方向に設定されているので、該小断面部２７部分において磁束が飽和し、上記永久磁石６側の第１の磁束Ｆ11は上記励磁コイル１２側の第１の磁束Ｆ21によって該永久磁石６側に迫り出され、同図に破磁束線で示す磁束Ｆ14のように、上記ヨーク８側へは流入せずにヨーク７，７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７側の凸極７ｃと上記ヨーク８側の凸極８ｃ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、結果的に上記ヨーク７とヨーク８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。
【００４６】
位相変更
「位相変更」は、上記ブレーキ１５の制動力と上記リターンスプリング２１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１９により行われる。即ち、上記ブレーキ１５により上記中空軸部材５に制動力をかけると、該中空軸部材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、この中空軸部材５の回転を受けて上記アドバンシングプレート１９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１９の軸方向への移動に伴い、該アドバンシングプレート１９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。
【００４７】
また、このブレーキ１５の制動力による位相変更に伴って上記プーリー２と中空軸部材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２１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１５が非作動である場合には、上記リターンスプリング２１の復元力が上記プーリー２と中空軸部材５との間に作用し、上記アドバンシングプレート１９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。
【００４８】
尚、上記ブレーキ１５の制動力と上記リターンスプリング２１の復元力のいずれを「進角駆動力」として利用するか、あるいは「遅角駆動力」として利用するかは、所望の位相変更特性に応じて任意に選択可能である。
【００４９】
また、所定の「位相変更」が完了した後は、上記励磁コイル１２を非励磁として上記永久磁石６による「位相保持」が行われる。
【００５０】
回転数の検出
この実施形態のものにおいては、上述の如き位相可変の継手機構Ｚ1の構造を有効に利用して上記プーリー２側の回転数を検出するようにしている。即ち、上記カム軸１とプーリー２との「位相保持」状態においては上記永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13が、また「位相解除」状態においては上記励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22が、エアギャップ１８を介して上記ヨーク８の凸極２９と上記ヨーク１４の凸極２８との間に流れている。そして、上記ヨーク１４（即ち、励磁コイル１２）は固定されているので、上記中空軸部材５の回転に伴い上記ヨーク８と励磁コイル１２とが相対回転し、上記エアギャップ１８が周期的に変化することから、該励磁コイル１２には誘導電圧が発生する。この場合、この誘導電圧は、上記エアギャップ１８の周期的な変化に伴なう磁気抵抗の変化に対応し、該磁気抵抗が変化する時点においては磁束密度が増大することから高くなり、この結果、誘導電圧は周期的に電圧値が増減変化する正弦波状の特性をもつことになる。従って、この誘導電圧の周波数を計数することで上記ヨーク８の回転数、即ち、上記プーリー２の回転数を検出することができるものである。
【００５１】
このように、この実施形態のものにおいては、継手機構Ｚ1の構成要素の一部（即ち、上記ヨーク８とヨーク１４）を利用して凸極２８，２９を形成することのみによって、何ら専用のセンサを設けることなく、上記永久磁石６及び上記励磁コイル１２の磁束によって上記プーリー２の回転数を検出することができるものであり、構造の簡略化あるいはコストダウンの促進という点において有利である。
【００５２】
また、この場合、回転数の検出を誘導電圧の変化によって行うようにしているが、この誘導電圧の変化は、従来の回転数検出装置が回転数検出に利用していたコイルのインピーダンスの変化に比して大きいことから、回転信号がノイズ信号より左右されるということが少なく、それだけ高い信頼性をもって回転数検出を行うことができるものである。
【００５３】
さらに、回転数の検出は、上記ヨーク１４側の凸極２８と上記ヨーク８の凸極２９との間を流れる磁束による誘導電圧の変化を利用するものであるため、該各凸極２８，２９部分における磁束密度が高い程、高い誘導電圧値が得られ回転数の検出がさらに容易となる。かかる観点から、この実施形態のものにおいては、上記角凸極２８，２９の形成位置をできるだけ上記永久磁石６に近づけて設けることで、上記各凸極２８，２９部分における磁束の減衰の影響を可及的に回避して高い磁束密度が得られるようにしている。
【００５４】
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機構Ｚ2の要部を示している。この継手機構Ｚ2は、上記第１の実施形態にかかる継手機構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、上記励磁コイル１２の上記各ヨーク１３，１４の端部間に設けられていた上記エアギャップ３０内に環状形態の補助永久磁石３５を配置した点である。かかる構成としたのは、上記ヨーク８側の凸極２９とヨーク１４側の凸極２８とを通る磁束による該ヨーク８の回転数（即ち、上記プーリー２の回転数）を検出するに際して、「位相保持」と「保持解除」との間の切り替え時においても継続的に上記プーリー２の回転数検出（換言すれば、回転信号の出力）が行えるようにするためである。即ち、上記第１の実施形態の場合には、上記凸極２８と凸極２９の間を永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13と励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22とが逆方向に流れる構成とされているため、例えば永久磁石６側の第３の磁束Ｆ13によって回転数の検出が行われている「位相保持」状態から、上記励磁コイル１２側の第２の磁束Ｆ22による回転数の検出が行われる「位相解除」状態への切り替え時には、瞬時ではあるが、上記磁束Ｆ13と磁束Ｆ22とが打ち消しあって磁束が消滅し、回転数の検出が行えない時期がある。このような磁束が消滅して回転数検出が行えないような事態の発生を未然に且つ確実に防止せんとするのがこの第２の実施形態の趣旨である。
【００５５】
具体的には次の通りである。
【００５６】
先ず、上記補助永久磁石３５の磁束Ｆ3は、上記各ヨーク１３，１４を循環する第１の磁束Ｆ31と、該第１の磁束Ｆ31から分岐して上記ヨーク８の凸極２９側に流入してから上記補助永久磁石３５側に帰還する第２の磁束Ｆ32の二つの経路をとる。そして、この磁束Ｆ3は、その方向が、上記ヨーク８の小断面部２７に対応する部位において上記励磁コイル１２の第１の磁束Ｆ21と同方向となるように設定されている。また、この補助永久磁石３５の磁力は、上記永久磁石６の第１の磁束Ｆ11を上記小断面部２７から永久磁石６側に迫り出させることがなく（即ち、上記永久磁石６による位相保持作用を減殺させず）且つ該永久磁石６の第２の磁束Ｆ12を打ち消すことができるような値に設定している。
【００５７】
このような設定とすることで、「位相保持」状態では、上記補助永久磁石３５の第１の磁束Ｆ31によって上記永久磁石６の第２の磁束Ｆ12が打ち消され、上記凸極２８と凸極２９の間には上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32のみが流れ、この第２の磁束Ｆ32によって回転数検出が行われる。
【００５８】
一方、「位相保持」状態から「保持解除」への切り替え時には、上記励磁コイル１２が励磁されその磁束Ｆ2が生成されるが、この磁束Ｆ2のうち上記凸極２８と凸極２９の間を流れる第２の磁束Ｆ22と、上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32とはその磁束方向が同方向とされているので、該励磁コイル１２の磁束Ｆ2によって上記補助永久磁石３５の第２の磁束Ｆ32が影響を受けるということがなく、「位相保持」状態から「保持解除」への切り替え時にも継続的にプーリー２の回転数が検出されるものである。
【００５９】
Ｃ：第３の実施形態
図７及び図８には、第３の実施形態にかかる継手機構Ｚ3の要部が示されている。
【００６０】
継手機構Ｚ3の構造
この実施形態の継手機構Ｚ3は、カム軸４１の先端部に取り付けられたボス部材４３に、永久磁石４５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４４，４４を取り付けてこれらボス部材４３とヨーク４４と永久磁石４５でインナーロータ３９を構成している。また、上記インナーロータ３９の外周側に、その内周面に複数の凸極を形成した筒状のヨーク４６を配置するとともに、該ヨーク４６には中間部材４７を介してフランジ部材４８及び中空軸部材３８を取り付け、これらヨーク４６と中間部材４７とフランジ部材４８とでアウタロータ４０を構成している。さらに、上記中空軸部材３８には、上記第１及び第２の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、上記中空軸部材３８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。
【００６１】
さらに、上記ヨーク４６の径方向外側には、ヨーク５１を備えた励磁コイル５０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５０と上記インナーロータ３９との側方には、ブレーキコイル５６と該ブレーキコイル５６の磁力を受けて上記フランジ部材４８に対して摺接せしめられるシュー部材５７を備えたブレーキ５５が配置されている。
【００６２】
一方、図８及び図９に示すように、上記ヨーク４６の一端には周方向に延びる凸極５８，５８，・・が形成されるとともに、上記励磁コイル５０のヨーク５１の一端側の内周面上にも上記ヨーク４６側の凸極５８，５８，・・と対応するようにして周方向に延びる凸極５９，５９，・・が形成されている。
【００６３】
このように、上記インナーロータ３９とヨーク４６と励磁コイル５０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５５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機構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１５を重合状態で配置する場合に比して、該継手配置Ｚ3の軸方向長さを短くできることになる。
【００６４】
継手機構Ｚ3の作動等
この継手機構Ｚ 3 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機構Ｚ1の場合と同様であるのでその説明は省略し、本願発明の要旨である回転数の検出についてのみ説明する。
【００６５】
図８に示すように、「位相保持」状態においては、上記永久磁石４５の磁束が上記ヨーク４４からヨーク４６を経て上記凸極５８部分から上記ヨーク５１の凸極５９側に流入する。従って、上記ヨーク４６が上記励磁コイル５０に対して相対回転することで該励磁コイル５０に誘導電圧が発生し、その周波数を計数することで上記小断面部４６ａの回転数、即ち、上記プーリーの回転数が検出される。
【００６６】
一方、「保持解除」状態では、図８には磁束線を示していないが、上記励磁コイル５０の励磁によってその磁束が上記ヨーク４６の小断面部４６ａにおいて上記永久磁石４５側の磁束方向と同方向に向けて流れる。従って、上記小断面部４６ａ部分における磁束飽和により上記永久磁石４５側の磁束が上記ヨーク４６側から永久磁石４５側に迫り出され、これにより「保持解除」が行われる。この場合、上記凸極５８と凸極５９の間には上記励磁コイル５０の磁束が流入することで上記ヨーク４６の回転数、即ち、上記プーリーの回転数が検出されるものである。
【００６７】
このように、誘導電圧の変化によってプーリーの回転数を検出する場合における利点等は全て上記第１及び第２の実施形態における場合と同様であるが、それに加えて、特にこの実施形態の如く回転数検出に拘わる上記各凸極５８と凸極５９をそれぞれヨーク４６とヨーク５１の周方向に形成した場合には、例え上記アウタロータ４０側にスラスト力がかかってこれが軸方向へ変位したとしても、これらの間のエアギャップの大きさ、即ち、このエアギャップの量に対応した磁気抵抗の大きさが変化しないので、上記ヨーク４６の回転に伴う誘導電圧をより安定的に得ることができ、延いては回転数検出の高精度化が図れるという利点が得られるものである。
【００６８】
Ｄ：第４の実施形態
図１０及び図１１には、第４の実施形態にかかる継手機構Ｚ4を示している。
【００６９】
継手機構Ｚ4の構造
この継手機構Ｚ4は、カム軸４１の先端部にインナーロータ３９となるヨーク４６を取り付けている。また、上記ヨーク４６の径方向外側にボス部材４３相対回転可能に配置するとともに、該ボス部材４３には永久磁石４５と左右一対のヨーク４４，４４を取り付け、これらボス部材４３とヨーク４４，４４と永久磁石４５とでアウタロータ４０を構成している。また、上記ボス部材４３は、中空軸部材３８を介して図示しないプーリー側に連結されている。
【００７０】
さらに、上記ヨーク４６の径方向内側には、ケーシング４２側に固定されたヨーク５１に収容された状態で励磁コイル５０が配置されている。また、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５０と上記アウタロータ４０の軸方向側方位置には、ブレーキコイル５６とシュー部材５７とを備えたブレーキ５５が配置され、該シュー部材５７は上記ブレーキコイル５６の磁力を受けて上記中空軸部材３８側に固定されたフランジ部材４８に摺接することでプーリー側に所定の制動力をかけるようになっている。
【００７１】
一方、エアギャップ３６を介して近接対向する上記ヨーク５１の側面と上記ヨーク４６の側面には、それぞれ径方向に延びる凸条で構成される凸極５９と凸極５８がそれぞれ周方向に所定間隔で形成されている。
【００７２】
継手機構Ｚ4の作動等
この継手機構Ｚ4の基本的な作動は上記各実施形態の継手機構Ｚ1〜Ｚ3と同様であるのでその説明は省略し、ここでは本願発明の要旨である回転数検出を中心に説明する。
【００７３】
「位相保持」状態では、図１１に実磁束線で示すように上記永久磁石４５の磁束の一部が上記ヨーク４６側の凸極５８から上記励磁コイル５０のヨーク５１側の凸極５９側に流入しており、上記ヨーク４６の回転（即ち、上記カム軸１）の回転に伴って上記両凸極５８，５９間の磁気抵抗が周期的に変化することで正弦波状の誘導電圧が発生し、この誘導電圧の周波数を計数することで上記カム軸４１の回転数が検出されるものである。
【００７４】
「保持解除」状態では、上記励磁コイル５０の磁束の一部が上記凸極５８と凸極５９の間を流れ、この両凸極５８，５９間の磁束によって上記カム軸１の回転数が検出される。
【００７５】
このように、この実施形態の継手機構Ｚ4は、上記各実施形態の継手機構とは異なって、上記カム軸１の回転数を検出できる構成となっている。従って、この実施形態の継手機構Ｚ4の如くカム軸１の回転数を検出できるものと、上記各実施形態の継手機構Ｚ1〜Ｚ3の如くプーリーの回転数を検出できるものとを適宜組み合わせることで、エンジンのバルブタイミングを専用の回転センサ等を設けずに容易に検出できることになる。以下、これら継手機構Ｚ1〜Ｚ4を用いたバルブタイミング検出装置について説明する。
【００７６】
Ｅ：バルブタイミング検出装置
図１２には、ＤＯＨＣエンジンにおいてその排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２の一端にそれぞれプーリー７１，７２と継手機構６４，６５を取り付け、上記各カム軸６１，６２を、これらの各プーリー７１，７２とクランク軸６３側のプーリー７３との間に掛け回したタイミングベルト７４を介して該クランク軸６３により回転駆動するようにした駆動系を示している。また、上記カム軸６２には、気筒判別センサ６６が取り付けられている。そして、この例では、上記各カム軸６１，６２に設けられる上記各継手機構６４，６５のうち、一方の継手機構６４は上記第１〜第３の実施形態において説明した継手機構Ｚ1〜Ｚ3のようにプーリー７１の回転数を検出し得る構造のものを使用し、他方の継手機構６５は上記第４の実施形態において説明した継手機構Ｚ4のように排気側カム軸６２の回転数を検出し得る構造のものを使用する。
【００７７】
かかる構成とすれば、図１３に示す如く気筒判別センサ６６と継手機構６４，６５からそれぞれ回転信号が出力される。ここで、排気側カム軸６１のプーリー７１の回転数を検出する継手機構６４の回転信号を基準とし、この回転信号を、吸気側カム軸６２の回転数を検出する継手機構６５の回転信号と気筒判別センサ６６の回転信号とを比較すると、気筒判別センサ６６の回転信号における偏位量△ｔ1が排気側カム軸６１のバルブタイミングを、継手機構６５の回転信号における偏位量△ｔ2が吸気側カム軸６２のバルブタイミングを、それぞれ表すことになる。
【００７８】
従って、エンジン制御上の必要から本来的に設けられている上記気筒判別センサ６６と、バルブタイミング可変用に設けられる上記各継手機構６４，６５とを利用することで、従来のように専用のカム軸回転数センサを設けなくても、各カム軸６１，６２のバルブタイミングを容易に検出することができるものである。
【００７９】
尚、この他の例としては、例えば図１２に鎖線図示するようにクランク軸６３側に気筒判別センサ６６を設けたものにあっては、上記排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２のそれぞれに設けられる各継手機構６４，６５を共にカム軸の回転数を検出し得る構造とし、上記気筒判別センサ６６の回転信号を基準としてこれと上記各継手機構６４，６５の回転信号とを比較することで排気側カム軸６１と吸気側カム軸６２のバルブタイミングをそれぞれ検出することができる。
【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回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図２】 図１に示した継手機構における永久磁石等の分解斜視図である。
【図３】 図１のIII-III拡大矢視図である。
【図４】 図３のIV-IV矢視図である。
【図５】 図１のV部の拡大図である。
【図６】 本願発明の第２の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の構造説明図である。
【図７】 本願発明の第３の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図８】 図７のVIII部の拡大図である。
【図９】 図８に示した継手機構における回転検出部の要部斜視図である。
【図１０】 本願発明の第４の実施形態にかかる回転数検出装置を備えた継手機構の縦断面図である。
【図１１】 図１０のX部の拡大図である。
【図１２】 継手機構のエンジン側への配置形態を示す斜視図である。
【図１３】 回転位相量の検出方法の説明図である。
【符号の説明】
１はカム軸、２はプーリー、３は中間軸、４はボス部材、５は中空軸部材、６は永久磁石、８７はヨーク、８はヨーク、９はインナーロータ、１０はアウタロータ、１１はケーシング、１２は励磁コイル、１３及びヨーク１４はヨーク１３、１５はブレーキ、１６はブレーキコイル、１７はシュー部材、１９はアドバンシングプレート、２０は爪部材、２１はリターンスプリング、２３は締結ボルト、２５はエアギャップ、２６は凹溝、２７は小断面部、２８及び２９は凸極、３０はエアギャップ、３１〜３３は軸受、３５は補助永久磁石、３８は中空軸部材、３９はインナーロータ、４０はアウタロータ、４１はカム軸、４２はケーシング、４３はボス部材、４４はヨーク、４５は永久磁石、４６はヨーク、４７は中間部材、４８はフランジ部材、４９はエアギャップ、５０は励磁コイル、５１はヨーク、５２〜５４は軸受、５５はブレーキ、５６はブレーキコイル、５７はシュー部材、５８及び５９は凸極、６１及び６２はカム軸、６３はクランク軸、６４及び６５はバルブタイミング可変装置、６６は気筒判別センサ、６７は検出子である。
Claims (8)
- 第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、
上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、
上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材側に磁束を流入させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、
さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に上記第２の回転部材側と上記励磁コイル側との間のエアギャップが該第２の回転部材の回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することを特徴とする回転数検出装置。 - 請求項１において、
上記第２の回転部材における上記回転面が、上記永久磁石の磁束経路上において該永久磁石に近接する位置に設けられていることを特徴とする回転数検出装置。 - 請求項１において、
上記第２の回転部材における上記回転面が該第２の回転部材の円周方向に向けて形成されるとともに、
上記回転面に対して上記第２の回転部材の径方向の内側に上記永久磁石が、径方向の外側に上記励磁コイルが配置されていることを特徴とする回転数検出装置。 - 請求項１において、
上記第２の回転部材における上記回転面が該第２の回転部材の径方向に向けて形成されるとともに、上記回転面に対して上記第２の回転部材の軸方向の一方側に上記永久磁石と励磁コイルとが設けられていることを特徴とする回転数検出装置。 - 請求項１において、
上記励磁コイルは、その磁束方向が、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において上記永久磁石の磁束のうち上記第２の回転部材のみを通って該永久磁石側に帰還する磁束の方向と同方向となるように設定されていることを特徴とする回転数検出装置。 - 請求項５において、
上記励磁コイルのヨーク部分に補助永久磁石を設け、
該補助永久磁石の磁束方向を上記励磁コイルの磁束方向と同方向に設定するとともに、
上記補助永久磁石の磁力を、上記永久磁石の磁束のうち上記励磁コイルのヨーク側に流入する磁束の磁力よりも所定値だけ大きく設定したことを特徴とする回転数検出装置。 - 第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンの吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのそれぞれに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置であって、
上記吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトのいずれか一方に気筒判別手段が備えられるとともに、
上記気筒判別手段が備えられたカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトが上記第１の回転部材に連結され、
上記気筒判別上記が備えられていないカムシャフトに対応する上記回転数検出装置は該カムシャフトが上記第２の回転部材に連結されていることを特徴とするバルブタイミング検出装置。 - 第１の回転部材と第２の回転部材とを同軸上に配置し、上記第１の回転部材と第２の回転部材とが近接して対峙する部位において該第１の回転部材側に、上記第２の回転部材側へ磁束を流入させて該第２の回転部材を吸引し上記第１の回転部材と第２の回転部材との一体回転を可能とする永久磁石を設ける一方、上記第２の回転部材の配置側には該第２の回転部材に磁束を生成させて上記永久磁石による吸引力を調整して上記第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転を可能とする直流の励磁コイルを固定配置し、さらに上記第２の回転部材における上記永久磁石及び励磁コイルの磁束経路中に該励磁コイル側とのエアギャップが回転に伴って周期的に変化するような回転面を設け、上記励磁コイルに発生する正弦波状の誘導電圧の周波数を計数することで上記第２の回転部材の回転数を検出するように構成された回転数検出装置を、エンジンのカムシャフトに組付けてバルブタイミングを検出するようにしたバルブタイミング検出装置であって、
エンジンのクランクシャフトに気筒判別手段が備えられるとともに、
上記カムシャフトが上記回転数検出装置の第２の回転部材に連結されていることを特徴とするバルブタイミング検出装置。
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