(57)【要約】【課題】この発明は、制御軸に加わるバルブ反力を低減し、可動部をバルブ反力から保護することを目的とする。【解決手段】可変機構１６の制御軸１８は、モータ２０により減速機構２２を介して回転駆動され、その回転角に応じてバルブの作用角を変化させる。減速機構２２には、制御軸１８に加わるバルブ反力を低減するために、このバルブ反力と逆方向の磁力を制御軸１８に作用させる反力低減機構３４を設ける。反力低減機構３４は、固定磁石３６と可動磁石３８とにより構成し、固定磁石３６はギヤケース２８の最大側ストッパ３０に設け、可動磁石３８は減速機構２２の従動ギヤ２６に設ける。これにより、簡単な構造で制御軸１８や減速機構２２に加わるバルブ反力を低減させることができる。また、磁石３６，３８の取付位置等を調整するだけで、磁力が作用する回転範囲を自由に設定することができる。【選択図】図３
2010096052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの作用角またはリフト量である制御パラメータを変化させるために、ハウジングに回転可能に支持された制御軸を有し、前記制御軸が回転することにより当該回転角に応じて前記制御パラメータが増減する可変機構と、
前記可変機構の制御軸を回転させるためのアクチュエータと、
前記バルブ側から前記制御軸に加わる反力を低減するために、前記反力と逆方向の磁力を前記制御軸に作用させる反力低減機構と、
を備えることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記反力低減機構は、前記制御軸が前記制御パラメータの増大方向に回転されるにつれて、前記磁力を増大させる構成としてなる請求項１に記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記反力低減機構は、前記ハウジング側と前記制御軸側にそれぞれ設けられ、前記制御軸の回転角に応じて互いの相対位置が変化する２つの磁性部材であり、これら２つの磁性部材のうち一方の磁性部材は磁石により構成し、他方の磁性部材は磁石または磁性体により構成してなる請求項１または２に記載の可変動弁装置。
【請求項４】
前記２つの磁性部材は前記制御軸の回転方向で互いに対向するように配置し、前記制御軸が前記制御パラメータの増大方向に回転されるにつれて、これらの磁性部材が互いに接近する構成としてなる請求項３に記載の可変動弁装置。
【請求項５】
前記２つの磁性部材は前記制御軸の軸方向で互いに対向することが可能な位置に配設し、前記制御軸の回転角に応じて該各磁性部材の対向面積が変化する構成としてなる請求項３に記載の可変動弁装置。
【請求項６】
前記アクチュエータの出力側に設けられた駆動ギヤと、前記制御軸に設けられた従動ギヤと、これらのギヤを収容するギヤケースとからなり、前記アクチュエータの回転出力を減速して前記制御軸に伝達する減速機構を備え、
前記磁性部材は、前記減速機構のギヤケースと前記従動ギヤとにそれぞれ設けてなる請求項３乃至５のうち何れか１項に記載の可変動弁装置。
【請求項７】
前記従動ギヤは磁性体により形成し、前記制御軸側の磁性部材を構成してなる請求項６に記載の可変動弁装置。
【請求項８】
前記ギヤケースは、前記従動ギヤが当接することにより前記制御軸の回転角を規制するストッパを備え、
前記ハウジング側の磁性部材は前記ストッパに取付ける構成としてなる請求項６または７に記載の可変動弁装置。
【請求項９】
前記ハウジング側の磁性部材は磁石により構成し、前記ストッパは前記磁石の近傍でヨークとして機能させるために磁性体により形成してなる請求項６乃至８のうち何れか１項に記載の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関等に搭載され、バルブのリフト量、作用角等を可変に設定するのに用いて好適な可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００４−３３２６７１号公報）に開示されているように、バルブのリフト量、作用角等を制御軸の回転角に応じて変化させる構成とした可変動弁装置が知られている。この種の従来技術による可変動弁装置は、モータにより減速機構を介して制御軸を駆動し、制御軸を所望のバルブ特性が得られる目標回転角まで回転させるものである。
【０００３】
ここで、制御軸には、バルブスプリングやロストモーションスプリングの反力（バルブ反力）が作用する。このバルブ反力は、制御軸を介して減速機構のギヤの噛み合い部にも作用する。このため、内燃機関の定常運転中のように、制御軸が一定の回転角に保持されると、ギヤ同士が一定の位置で噛み合ったままバルブ反力を受けることになり、ギヤの噛み合い部では潤滑不足による磨耗が生じ易くなる。このため、従来技術では、制御軸が目標回転角に達した後（待機動作中）にも、モータを微小に作動させ、ギヤの噛み合い部を潤滑するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３２６７１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、バルブ反力によるギヤの磨耗を防止するために、待機動作中にモータを微小動作させる構成としている。しかしながら、この方法では、バルブ反力がギヤに作用し続けることになる。しかも、バルブ反力は、制御軸を大作用角方向に回転させるにつれて増大する。このため、従来技術では、制御軸が大作用角側の回転角に保持される場合などに、大きなバルブ反力が作用するギヤの磨耗を十分に防止できず、更にはモータの微小動作により消費電力が増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、バルブ側から制御軸に加わる反力を低減することができ、アクチュエータを無理に作動させなくても、可動部の磨耗等を抑制することが可能な可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、バルブの作用角またはリフト量である制御パラメータを変化させるために、ハウジングに回転可能に支持された制御軸を有し、前記制御軸が回転することにより当該回転角に応じて前記制御パラメータが増減する可変機構と、
前記可変機構の制御軸を回転させるためのアクチュエータと、
前記バルブ側から前記制御軸に加わる反力を低減するために、前記反力と逆方向の磁力を前記制御軸に作用させる反力低減機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明によると、前記反力低減機構は、前記制御軸が前記制御パラメータの増大方向に回転されるにつれて、前記磁力を増大させる構成としている。
【０００９】
第３の発明によると、前記反力低減機構は、前記ハウジング側と前記制御軸側にそれぞれ設けられ、前記制御軸の回転角に応じて互いの相対位置が変化する２つの磁性部材であり、これら２つの磁性部材のうち一方の磁性部材は磁石により構成し、他方の磁性部材は磁石または磁性体により構成している。
【００１０】
第４の発明によると、前記２つの磁性部材は前記制御軸の回転方向で互いに対向するように配置し、前記制御軸が前記制御パラメータの増大方向に回転されるにつれて、これらの磁性部材が互いに接近する構成としている。
【００１１】
第５の発明によると、前記２つの磁性部材は前記制御軸の軸方向で互いに対向することが可能な位置に配設し、前記制御軸の回転角に応じて該各磁性部材の対向面積が変化する構成としている。
【００１２】
第６の発明によると、前記アクチュエータの出力側に設けられた駆動ギヤと、前記制御軸に設けられた従動ギヤと、これらのギヤを収容するギヤケースとからなり、前記アクチュエータの回転出力を減速して前記制御軸に伝達する減速機構を備え、
前記磁性部材は、前記減速機構のギヤケースと前記従動ギヤとにそれぞれ設ける構成としている。
【００１３】
第７の発明によると、前記従動ギヤは磁性体により形成し、前記制御軸側の磁性部材を構成している。
【００１４】
第８の発明によると、前記ギヤケースは、前記従動ギヤが当接することにより前記制御軸の回転角を規制するストッパを備え、
前記ハウジング側の磁性部材は前記ストッパに取付ける構成としている。
【００１５】
第９の発明によると、前記ハウジング側の磁性部材は磁石により構成し、前記ストッパは前記磁石の近傍でヨークとして機能させるために磁性体により形成する構成としている。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、反力低減機構は、バルブ側から制御軸に加わる反力（バルブ反力）と逆方向の磁力を発生し、この磁力を回転トルクとして制御軸に作用させることができる。これにより、バルブ反力を磁力により低減させることができ、バルブ反力がアクチュエータやギヤ等の可動部に作用するのを回避することができる。この結果、ギヤの磨耗を抑制し、またアクチュエータを負荷から保護することができ、耐久性を向上させることができる。
【００１７】
また、磁力を利用して非接触的にバルブ反力を抑えることにより、反力低減機構の構造を簡略化し、そのコストダウンを図ることができる。さらに、反力低減機構によりバルブ反力を低減できるので、アクチュエータのトルクによりバルブ反力に対抗する必要がなくなり、アクチュエータへの通電を抑えることができる。これにより、反力低減機構がない場合と比較してアクチュエータの消費電力を節約することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、反力低減機構は、制御軸が制御パラメータの増大方向に回転されるにつれて、制御軸に加える磁力を増大させることができる。これにより、例えば制御パラメータの増大側では、バルブ反力が大きくなっても、制御軸に加わるバルブ反力を大きな磁力により確実に低減させることができる。また、制御パラメータの減少側では、バルブ反力が小さくなるので、これに対応して磁力を適度に抑えることができる。これにより、バルブ反力を適度に利用してギヤの歯打ち音等を防止することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、例えば２つの磁石、または磁石と磁性体とを用いることにより、反力低減機構を容易に構成することができる。しかも、磁性部材の取付位置等を調整するだけで、制御軸の回動範囲のうち磁力が作用する角度範囲を自由に設定することができる。これにより、必要な回動範囲だけで磁力を選択的に作用させることができる。
【００２０】
第４の発明によれば、２つの磁性部材を制御軸の回転方向で互いに対向するように配置することができる。これにより、制御軸の回転角に応じて磁力が変化する構成を容易に実現することができる。また、２つの磁性部材を制御軸と垂直な同一平面内に配置できるので、反力低減機構を制御軸の軸方向に対して小型化することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、２つの磁性部材を制御軸の軸方向で対向させることにより、制御軸が回転しても、磁性部材の対向距離を一定寸法に保持することができる。従って、対向距離の変化により磁力が変動することがないので、この磁力により制御軸に加わる回転トルクを安定させることができる。しかも、制御軸が大きく回転しても、磁性部材の対向距離が増えることはないので、必要であれば、磁力が作用する回転範囲を容易に広げることができ、広い回転範囲でバルブ反力を低減させることができる。また、磁石を対向配置とすれば、磁石の形状を制御軸の回転方向に延ばすことが可能となる。これにより、磁石量体積を容易に増やすことができ、その分だけ吸引力を増大させることができる。
【００２２】
第６の発明によれば、磁性部材を、減速機構のギヤケースと従動ギヤとにそれぞれ設けることができ、磁性部材の取付スペースを容易に確保することができる。即ち、磁性部材の取付スペースとして減速機構を利用することができるから、ハウジングや制御軸に専用の取付部等を設ける必要がなくなり、全体の構造を簡略化することができる。
【００２３】
第７の発明によれば、ハウジング側の磁性部材と従動ギヤとの間に磁力を発生することができる。これにより、制御軸側には磁石を配置しなくてもよいので、全体として磁石の量や個数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。また、従動ギヤを磁性部材として兼用することができるので、反力低減機構の構造を簡略化することができる。
【００２４】
第８の発明によれば、磁性部材の取付スペースとしてギヤケース内のストッパを利用することができ、取付構造を簡略化することができる。
【００２５】
第９の発明によれば、磁石の近傍でストッパをヨークとして機能させることができる。即ち、制御軸側の磁性部材がストッパに接近したときには、この磁性部材とストッパとの間に閉磁路を形成することができ、その分だけ制御軸側の磁性部材に作用する磁力を強くすることができる。これにより、例えば磁石量を減らしたとしても、強い磁力により十分な吸引力を確保することができ、バルブ反力を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。図１に示すように、本実施の形態のシステムは、内燃機関１０を備えており、そのシリンダヘッド１２には、カムシャフト１４と共に可変機構１６が搭載されている。
【００２７】
可変機構１６は、例えば特開２００４−３３２６７１号、特開２００５−２４８８４９号等の公報に記載されているように、吸気バルブの制御パラメータである作用角およびリフト量を可変に設定するもので、一般的に公知な機構である。なお、以下の説明では、作用角のみを記載し、リフト量の記載は省略するものとする。可変機構１６は、作用角を変化させるための制御軸１８を備えている。制御軸１８は、ハウジングとしてのシリンダヘッド１２に回転可能に支持されており、モータ２０により正方向および逆方向に回転駆動される。そして、可変機構１６の作動時には、制御軸１８の回転角に応じて前記パラメータが増減する。具体的には、制御軸１８を一定の方向（以下、大作用角方向と称す）に回転させると、作用角が徐々に増大する。また、制御軸１８を逆方向（小作用角方向と称す）に回転させると、作用角が徐々に減少するように構成されている。
【００２８】
モータ２０は、内燃機関１０を運転制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)等により駆動されるもので、減速機構２２を介して制御軸１８を回転させる。モータ２０は、減速機構２２のギヤケース２８に取付けられている。減速機構２２は、モータ２０の回転出力を減速して制御軸１８に伝達するもので、駆動ギヤ２４、従動ギヤ２６、ギヤケース２８等を備えている。ここで、駆動ギヤ２４は、例えば平歯車等により構成されており、モータ２０の出力軸に固定されている。従動ギヤ２６は、例えば駆動ギヤよりもギヤ径が大きな扇形の歯車等により構成されており、制御軸１８に固定された状態で駆動ギヤ２４と噛合している。
【００２９】
ギヤケース２８は、シリンダヘッド１２と共にハウジングを構成しており、シリンダヘッド１２の側面部に取付けられている。ギヤケース２８内には、シリンダヘッド１２から突出する制御軸１８の端部側が挿入され、駆動ギヤ２４と従動ギヤ２６が収容されている。図２は、図１中のギヤケースを拡大して示す斜視図である。この図に示すように、ギヤケース２８内には、制御軸１８の回転範囲を規制する最大側ストッパ３０と最小側ストッパ３２とが設けられている。これらのストッパ３０，３２は、ギヤケース２８の底部側から制御軸１８の軸方向に突出し、従動ギヤ２６と当接可能な位置まで延びている。
【００３０】
図３は、ギヤケース内の部品を示す正面図である。制御軸１８の最大回転角は、吸気バルブの最大作用角（例えば２５０°ＣＡ）に対応して予め設定されている。最大側ストッパ３０は、制御軸１８が大作用角方向に回転されて最大回転角に達したときに、従動ギヤ２６と当接する。なお、本実施の形態では、最大側ストッパ３０に後述の固定磁石３６を設けているため、最大側ストッパ３０の位置は、最大回転角において従動ギヤ２６が固定磁石３６に当接するように、予め調整されている。一方、制御軸１８の最小回転角は、吸気バルブの最小作用角（例えば１００°ＣＡ）に対応して予め設定されている。最小側ストッパ３２は、制御軸１８が小作用角方向に回転されて最小回転角に達したときに、従動ギヤ２６と当接するように構成されている。
【００３１】
上述のシステムでは、ＥＣＵの制御により、内燃機関の運転状態に応じて吸気バルブの作用角が決定され、ＥＣＵからの通電によりモータ２０が駆動される。そして、モータ２０が作動すると、その回転出力が減速機構２２を介して制御軸１８に伝達され、制御軸１８が回転する。これにより、吸気バルブの作用角は、可変機構１６により制御軸１８の回転角に対応した大きさに設定される。
【００３２】
ここで、吸気バルブは、バルブスプリングによって閉弁方向に常時付勢されている。また、可変機構１６は、その可動部を閉弁時の位置に向けて付勢するロストモーションスプリングを備えている。そして、内燃機関の運転時には、バルブ駆動用のカムがバルブスプリングやロストモーションスプリングのばね力に抗して吸気バルブを周期的に押動し、これにより吸気バルブが開，閉される。このため、吸気バルブの開弁時には、これらのスプリングのばね力が反力（バルブ反力）となってカムに付加される。このバルブ反力は、カムから可変機構１６を介して制御軸１８にも作用する。この場合、制御軸１８には、バルブ反力が小作用角方向への回転トルクとなって加わることになる。
【００３３】
図４は、吸気バルブの作用角と制御軸に加わるバルブ反力との関係を示す特性線図である。この図に示すように、吸気バルブの作用角が大きくなるにつれて、制御軸１８に加わるバルブ反力は増大する。また、バルブ反力は、制御軸１８を介して減速機構２２の各ギヤ２４，２６にも作用する。このため、特に制御軸１８が大作用角側の回転角に保持されているときには、ギヤ２４，２６の接触面に大きなバルブ反力が加わることになり、ギヤの磨耗が促進される虞れがある。
【００３４】
このため、本実施の形態のシステムは、制御軸１８に加わるバルブ反力を磁力により低減する反力低減機構３４を備えている。反力低減機構３４は、ギヤケース２８（ハウジング側）の最大側ストッパ３０に固定された固定磁石３６と、従動ギヤ２６（制御軸側）に固定された可動磁石３８とを備えている。これらの磁石３６，３８は永久磁石により形成され、制御軸１８の回転方向（周方向）で互いに対向している。そして、磁石３６，３８の対向部位は、互いに異なる極性（Ｓ極とＮ極）を有している。
【００３５】
なお、本実施の形態では、ハウジング側と制御軸側にそれぞれ設ける磁性部材として磁石３６，３８を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、２つの磁性部材のうち一方の磁性部材を磁石により構成し、他方の磁性部材は、金属等の磁性体（磁石に引付けられるが、自らは磁石ではないもの）により構成してもよい。また、本発明において、磁石３６，３８は永久磁石に限るものではなく、例えば通電時に磁石となる電磁石を使用してもよい。
【００３６】
このように構成される反力低減機構３４では、制御軸１８の回転角に応じて磁石３６，３８の相対位置が変化する。即ち、制御軸１８が大作用角方向に回転するにつれて、可動磁石３８が固定磁石３６に接近し、これらの磁石間には吸引方向の磁力が発生する。この磁力は、小作用角方向に作用するバルブ反力とは逆方向の回転トルク、即ち、大作用角方向への回転トルクとなり、従動ギヤ２６を介して制御軸１８に付加される。図５は、吸気バルブの作用角と制御軸に加わる磁力（回転トルク）との関係を示す特性線図である。
【００３７】
磁石３６，３８間の対向距離は、制御軸１８が大作用角方向に回転するにつれて短くなるので、これに伴って反力低減機構３４の磁力は徐々に増大する。即ち、制御軸１８に加わる磁力の回転トルクは、図５に示すように、バルブ反力が大きくなる大作用角側で増大するので、大作用角側では、大きな磁力によりバルブ反力を低減させたり、バルブ反力を打消すことができる。また、磁石３６，３８間の対向距離は、制御軸１８が小作用角方向に回転するにつれて長くなるので、これに伴って反力低減機構３４の磁力は減少する。このため、制御軸１８に加わる磁力の回転トルクは、バルブ反力が小さくなる小作用角側において、殆ど零に近い大きさまで減少する。従って、小作用角側では、磁力を適度に抑えることができる。
【００３８】
図６は、吸気バルブの作用角とモータの消費電力との関係を示す特性線図である。図中の実線は反力低減機構３４を用いた場合を示し、点線は反力低減機構３４がない場合を示している。可変機構１６の制御時には、バルブ反力に抗して制御軸１８を所望の回転角に保持するために、モータ２０に余分な通電を行う必要がある。しかし、本実施の形態では、反力低減機構３４によりバルブ反力を低減できるので、モータ２０のトルクによりバルブ反力に対抗する必要がなくなり、モータ２０への通電を抑えることができる。
【００３９】
従って、本実施の形態によれば、図６に示すように、反力低減機構３４がない場合と比較してモータ２０の消費電力を節約することができ、特に大作用角側では、この効果を顕著に発揮することができる。また、大きなバルブ反力が減速機構２２やモータ２０に作用するのを回避することができる。これにより、ギヤ２４，２６の磨耗を抑制し、またモータ２０を負荷から保護することができるので、耐久性を向上させることができる。また、磁力を利用して非接触的にバルブ反力を抑えることにより、反力低減機構３４の構造を簡略化し、そのコストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、従来の技術では、例えばウォームギヤ等からなる減速機構を制御軸とモータとの間に介在させ、ウォームギヤの逆効率（従動側から駆動側への動力伝達効率）の低さを利用することにより、バルブ反力が制御軸からモータに伝わるのを抑える構成も考えられる。しかし、この構成では、ウォームギヤの逆効率を低くすると、正効率（駆動側から従動側への動力伝達効率）も低下するという問題がある。また、小作用角側では、逆効率を低くすることによりバルブ反力が減少すると、ギヤのバックラッシュによる騒音（歯打ち音等）が発生し易くなる。
【００４１】
これに対し、本実施の形態では、減速機構２２の逆効率を利用する必要がないので、動力伝達を効率よく行うことができる。しかも、磁石３６，３８の取付位置等を調整するだけで、制御軸１８の回動範囲のうち磁力が作用する角度範囲を自由に設定することができる。これにより、磁力によるバルブ反力の低減効果を大作用角側だけで選択的に発揮することができる。そして、小作用角側では、磁力が作用しないので、バルブ反力を適度に利用してギヤの歯打ち音等を防止することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、２つの磁石３６，３８を制御軸１８の回転方向で互いに対向するように配置している。これにより、制御軸１８の回転角に応じて磁力が変化する構成を容易に実現することができる。また、磁石３６，３８を制御軸１８と垂直な同一平面内に配置できるので、反力低減機構３４を軸方向に対して小型化することができる。
【００４３】
さらに、これらの磁石３６，３８は、減速機構２２のギヤケース２８と従動ギヤ２６とにそれぞれ設けることができ、磁石の取付スペースを容易に確保することができる。即ち、磁石３６，３８の取付スペースとして減速機構２２を利用することができるから、シリンダヘッド１２や制御軸１８に専用の取付部等を設ける必要がなくなり、全体の構造を簡略化することができる。特に、固定磁石３６の取付スペースとしてギヤケース２８内の最大側ストッパ３０を利用したので、その取付構造をより簡略化することができる。
【００４４】
実施の形態２．
次に、図７乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４５】
［実施の形態２の特徴］
図７は、本発明の実施の形態２において、ギヤケース内の部品を示す正面図であり、図８は、ギヤケース内を図７中の矢示Ａ−Ａ方向からみた断面図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に、可変機構１６、制御軸１８、モータ２０、減速機構２２、反力低減機構５０を備えており、反力低減機構５０は、固定磁石５２と可動磁石５４とにより構成されている。しかし、本実施の形態では、図７及び図８に示すように、２つの磁石５２，５４を制御軸１８の軸方向で互いに対向することが可能な位置に配設しており、この点で実施の形態１とは構成が異なるものである。
【００４６】
固定磁石５２は、例えば略扇形の扁平な永久磁石等により構成されており、従動ギヤ２６と対向する位置でギヤケース２８の底面に固定されている。そして、本実施の形態に示す一例において、固定磁石５２の位置は、図７に示すように、従動ギヤ２６の回転範囲全体のうち大作用角側の位置、即ち、最大側ストッパ３０の近傍位置に設定されている。
【００４７】
一方、可動磁石５４は、固定磁石５２とほぼ同様の形状を有し、従動ギヤ２６の裏面に固定されている。このため、制御軸１８（従動ギヤ２６）が小作用角側に回転されているときに、磁石５２，５４の位置は、制御軸１８の回転方向に沿って互いにずれた状態となっている。また、制御軸１８が大作用角方向に回転したときには、これらの磁石５２，５４が軸方向に対して斜めに重なり合うようになる。これにより、磁石５２，５４の一部は軸方向の隙間を挟んで対向した状態となり、その対向面積は制御軸１８の回転角に応じて変化する構成となっている。
【００４８】
ここで、磁石５２，５４間の対向距離（クリアランス）は予め一定の寸法に設定されており、このクリアランスは、制御軸１８の回転に伴って磁石５２，５４の相対位置が変位するときにも前記一定寸法に保持される。図９は、磁石間のクリアランスと吸引力との関係を示す特性線図である。この図に示すように、磁石間に生じる吸引力（磁力）は、両者間のクリアランスに応じて変化する。このため、制御軸１８の回転角に応じてクリアランスが変化する場合には、制御軸１８に付加される磁力（回転トルク）の大きさも回転角に応じて変動することになり、トルクを安定させるのが難しい。これに対し、本実施の形態では、制御軸１８が回転するときに、磁石５２，５４間のクリアランスが一定寸法に保持されるから、回転トルクを安定させることができる。
【００４９】
図１０は、磁石間に生じる吸引力の状態を示す説明図である。この図に示すように、磁石５２，５４が斜めに重なり合うようになると、吸引力が斜め方向に作用するので、吸引力のうちの回転方向成分は回転トルクとなって従動ギヤ２６に付加される。また、この図において、図１０(a)は磁石を軸方向に着磁した場合を示し、図１０(b)は磁石を軸方方向に対して斜めに着磁した場合を示している。このように、磁石５２，５４を予め斜め方向に着磁しておけば、より強い磁力（即ち、回転トルク）を発生することができる。
【００５０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、反力低減機構５０の磁石５２，５４を軸方向で対向させたから、クリアランスの変化を抑えて吸引力を安定させることができる。しかも、制御軸１８が大きく回転しても、クリアランスが増えることはないので、必要であれば、磁力５２，５４が作用する回転範囲を容易に広げることができ、大作用角側から小作用角側に至る広い範囲でバルブ反力を低減させることができる。
【００５１】
また、磁石５２，５４を対向配置とすれば、磁石の形状を制御軸１８の回転方向に延ばすことが可能となる。これにより、磁石量体積を容易に増やすことができ、その分だけ吸引力を増大させることができる。さらに、磁石５２，５４を斜め方向に磁化することにより、吸引力を増大させることもできる。
【００５２】
実施の形態３．
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
［実施の形態３の特徴］
図１１は、本発明の実施の形態３において、ギヤケース内の部品を示す斜視図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に、可変機構１６、制御軸１８、モータ２０、減速機構２２、反力低減機構６０を備えている。しかし、反力低減機構６０は、最大側ストッパ６２と、固定磁石６４と、減速機構２２の従動ギヤ６６とを用いて構成されており、この点で実施の形態１とは構成が異なるものである。
【００５４】
ここで、最大側ストッパ６２は、略Ｕ字状の磁性体により構成されており、制御軸１８の回転範囲を規制するストッパとしての機能だけでなく、固定磁石６４の周囲に磁路を形成するヨークとしての機能も備えている。そして、固定磁石６４は、略Ｕ字状をなす最大側ストッパ６２の内側に嵌合されており、従動ギヤ６６に面した部位以外を最大側ストッパ６２により取囲まれている。一方、従動ギヤ６６は、制御軸１８側に配置される磁性部材を構成しており、磁性体により形成されている。このため、本実施の形態では、実施の形態１における可動磁石３８が廃止されている。
【００５５】
図１２は、本発明の実施の形態３において、制御軸が大作用角側に回転された状態を示す説明図である。この図に示すように、従動ギヤ６６が最大側ストッパ６２に接近すると、固定磁石６４の周囲には、最大側ストッパ６２と従動ギヤ６６とを経由した閉磁路が形成される。これにより、閉磁路が形成される分だけ従動ギヤ６２に作用する磁力を強くすることができる。
【００５６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、実施の形態１，２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、従動ギヤ６６を磁性体により形成したので、大作用角側では、固定磁石６４と従動ギヤ６６との間に磁力を発生させることができる。これにより、制御軸１８側には永久磁石を配置しなくてもよいので、全体として永久磁石の量や個数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。また、従動ギヤ６６を磁性部材として兼用することができるので、反力低減機構６０の構造を簡略化することができる。
【００５７】
ここで、片方の磁性部材として永久磁石ではなく、磁性体を用いた場合において、磁石と磁性体との間に生じる磁力では、十分な吸引力を得られない場合がある。しかし、本実施の形態では、最大側ストッパ６２を磁性体により構成し、当該ストッパにより固定磁石６４を取囲む構成としたので、このストッパ６２をヨークとして機能させることができる。即ち、従動ギヤ６６と最大側ストッパ６２との間に強い磁力を発生させることができ、例えば固定磁石６４の磁石量を減らしたとしても、強い磁力により十分な吸引力を確保することができる。
【００５８】
ここで、図１３は、磁石の近傍にヨークを配置した場合とヨークがない場合のそれぞれについて、制御軸に加わるバルブ反力と作用角との関係を示す特性線図である。この図に示すように、ヨークとなる最大側ストッパ６２を配置した場合には、ヨークがない場合（比較例）と比較して、反力低減機構６０により十分な吸引力を発生させることができ、バルブ反力を確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】図１中のギヤケースを拡大して示す斜視図である。
【図３】ギヤケース内の部品を示す正面図である。
【図４】吸気バルブの作用角と制御軸に加わるバルブ反力との関係を示す特性線図である。
【図５】吸気バルブの作用角と制御軸に加わる磁力（回転トルク）との関係を示す特性線図である。
【図６】吸気バルブの作用角とモータの消費電力との関係を示す特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、ギヤケース内の部品を示す正面図である。
【図８】ギヤケース内を図７中の矢示Ａ−Ａ方向からみた断面図である。
【図９】磁石間のクリアランスと吸引力との関係を示す特性線図である。
【図１０】磁石間に生じる吸引力の状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、ギヤケース内の部品を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において、制御軸が大作用角側に回転された状態を示す説明図である。
【図１３】磁石の近傍にヨークを配置した場合とヨークがない場合のそれぞれについて、制御軸に加わるバルブ反力と作用角との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  内燃機関
１２  シリンダヘッド（ハウジング）
１４  カムシャフト
１６  可変機構
１８  制御軸
２０  モータ（アクチュエータ）
２２  減速機構
２４  駆動ギヤ
２６  従動ギヤ
２８  ギヤケース（ハウジング）
３０  最大側ストッパ
３２  最小側ストッパ
３４，５０，６０  反力低減機構
３６，５２，６４  固定磁石（磁性部材）
３８，５４  可動磁石（磁性部材）
６２  最大側ストッパ（ヨーク）
６６  従動ギヤ（磁性部材）
【図１】
2010096052.tif 000003
【図２】
2010096052.tif 000004
【図３】
2010096052.tif 000005
【図４】
2010096052.tif 000006
【図５】
2010096052.tif 000007
【図６】
2010096052.tif 000008
【図７】
2010096052.tif 000009
【図８】
2010096052.tif 000010
【図９】
2010096052.tif 000011
【図１０】
2010096052.tif 000012
【図１１】
2010096052.tif 000013
【図１２】
2010096052.tif 000014
【図１３】
2010096052.tif 000015