(57)【要約】【課題】幅広いリフト可変域で制御軸の回転を的確にアシストすることのできる可変動弁装置を提供する。【解決手段】バルブのリフト量を可変に設定するための制御軸１２を有し、制御軸１２をリフト増大方向へ回転させることによってリフト量が増大し、制御軸１２をリフト減少方向へ回転させることによってリフト量が減少する可変動弁機構１０と、リフト量に応じたバルブ反力で、前記制御軸をリフト減少方向へ付勢するバルブ反力付勢機構と、制御軸１２とともに回転し、トーションスプリング２０の一端を支持するための第１支持点２２と、制御軸１２に回転自在に配置され、トーションスプリング２０の他端を支持するための第２支持点２４と、を備え、バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、第２支持点２４をトーションスプリング２０の圧縮方向に回転させる。【選択図】図１
2009228542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブのリフト量を可変に設定するための制御軸を有し、前記制御軸をリフト増大方向へ回転させることによって前記リフト量が増大し、前記制御軸をリフト減少方向へ回転させることによって前記リフト量が減少する可変動弁装置と、
前記リフト量に応じたバルブ反力で、前記制御軸をリフト減少方向へ付勢するバルブ反力付勢機構と、
変位量に応じた反力で、前記制御軸をリフト増大方向へ付勢する弾性部材と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、前記弾性部材の支点位置を前記弾性部材の反力増大方向へ可変させる支点位置可変手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記制御軸の外周に巻きついて配置されたトーションスプリングであり、
前記支点位置可変手段は、
前記制御軸とともに回転し、前記トーションスプリングの一端を支持するための第１支持部と、
前記制御軸に回転自在に配置され、前記トーションスプリングの他端を支持するための第２支持部と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、前記第２支持部を前記トーションスプリングの圧縮方向に回転させる回転手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置。
【請求項３】
前記回転手段は、前記第２支持部の回転角が、前記制御軸の回転角よりも大きくなるように回転させることを特徴とする請求項２記載の可変動弁装置。
【請求項４】
バルブのリフト量を可変に設定するための制御軸を有し、前記制御軸をリフト増大方向に回転させることによって前記リフト量が増大し、前記制御軸をリフト減少方向に回転させることによって前記リフト量が減少する可変動弁装置と、
前記リフト量に応じたバルブ反力で、前記制御軸をリフト減少方向に付勢するバルブ反力付勢機構と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力に対向して、前記制御軸をリフト増大方向へ付勢するカム機構と、を備え、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力は、前記制御軸がリフト増大方向へ回転するほど大きくなり、
前記カム機構は、
前記制御軸に固定されたカムと、
前記カムを所定の方向から押圧する押圧部と、
を含み、前記カムのカムプロフィールは、前記制御軸がリフト増大方向に回転するほど、前記カム機構による付勢力が大きくなるように形成されていることを特徴とする可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変動弁装置に係り、特に、バルブのリフト量を可変可能な可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開平６−１５９０２５号公報に開示されるように、バルブの開弁特性を可変に設定するためのレバーを設け、当該レバーを複数のコントロールカムで交互に押圧することにより、バルブのリフト量を段階的に可変に設定する可変動弁装置が知られている。この装置では、コントロールカムは、アクチュエータによって回転可能なコントロールシャフトに回動自在に設けられ、コントロールシャフトに固定されたストッパリングと、トーションスプリングとを介して接続されている。
【０００３】
上記従来の可変動弁装置においては、大きなバルブ反力がコントロールカムに作用している。このため、コントロールカムを隣の山へ転がす場合に、アクチュエータの駆動力のみでは困難な場合が想定される。そこで、上記従来の可変動弁装置では、アクチュエータによりコントロールシャフトを回転駆動して、トーションスプリングを予め所定角度ねじっておき、カムのベースサークル域に移った段階でトーションスプリングに蓄えられた弾性エネルギを利用してコントロールカムを所定位置に転がすこととしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５９０２５号公報
【特許文献２】特開平１１−３２４６２５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２３２５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、制御軸に作用するバルブ反力は、当該制御軸が大リフト方向に回転するほど大きくなる。一方において、トーションスプリングを用いて制御軸を大リフト方向へ付勢することにより発生する回転力（以下、「アシスト力」と称する）は、その構造上、当該制御軸がリフト増大方向に回転するほど小さくなってしまう。このため、制御軸が大リフト量側の回転角であるときには、バルブ反力が大きいにもかかわらずアシスト力が小さくなってしまい、リフト可変動作の応答性が低下してしまうおそれがある。また、この対策として、トーションスプリングによる付勢力をより大きなものとすると、制御軸が小リフト量側の回転角であるときにバルブ反力が小さいにもかかわらずアシスト力が大きくなりすぎることにより、リフト可変動作の制御性が悪化してしまうおそれがある。このように、従来の可変動弁装置においては、バルブ反力の大きさに応じて制御軸の回転を的確にアシストすることが困難であった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、幅広いリフト可変域で制御軸の回転を的確にアシストすることのできる可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、可変動弁装置であって、
バルブのリフト量を可変に設定するための制御軸を有し、前記制御軸をリフト増大方向へ回転させることによって前記リフト量が増大し、前記制御軸をリフト減少方向へ回転させることによって前記リフト量が減少する可変動弁装置と、
前記リフト量に応じたバルブ反力で、前記制御軸をリフト減少方向へ付勢するバルブ反力付勢機構と、
変位量に応じた反力で、前記制御軸をリフト増大方向へ付勢する弾性部材と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、前記弾性部材の支点位置を前記弾性部材の反力増大方向へ可変させる支点位置可変手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記弾性部材は、前記制御軸の外周に巻きついて配置されたトーションスプリングであり、
前記支点位置可変手段は、
前記制御軸とともに回転し、前記トーションスプリングの一端を支持するための第１支持部と、
前記制御軸に回転自在に配置され、前記トーションスプリングの他端を支持するための第２支持部と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、前記第２支持部を前記トーションスプリングの圧縮方向に回転させる回転手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記回転手段は、前記第２支持部の回転角が、前記制御軸の回転角よりも大きくなるように回転させることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、可変動弁装置であって、
バルブのリフト量を可変に設定するための制御軸を有し、前記制御軸をリフト増大方向に回転させることによって前記リフト量が増大し、前記制御軸をリフト減少方向に回転させることによって前記リフト量が減少する可変動弁装置と、
前記リフト量に応じたバルブ反力で、前記制御軸をリフト減少方向に付勢するバルブ反力付勢機構と、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力に対向して、前記制御軸をリフト増大方向へ付勢するカム機構と、を備え、
前記バルブ反力付勢機構による付勢力は、前記制御軸がリフト増大方向へ回転するほど大きくなり、
前記カム機構は、
前記制御軸に固定されたカムと、
前記カムを所定の方向から押圧する押圧部と、
を含み、前記カムのカムプロフィールは、前記制御軸がリフト増大方向に回転するほど、前記カム機構による付勢力が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
可変動弁装置の制御軸には、バルブのリフト量に応じたバルブ反力により、制御軸をリフト減少方向へ付勢する付勢力が作用している。第１の発明によれば、変位量に応じた反力で、前記制御軸をリフト増大方向へ付勢する弾性部材を備え、バルブ反力付勢機構による付勢力が大きいほど、弾性部材の支点位置が反力増大方向へ可変される。このため、本発明によれば、バルブ反力による付勢力が大きいほど、弾性部材の反力による付勢力（アシスト力）を増大方向へ可変させることができるので、制御軸の回転を効果的にアシストすることができる。
【００１２】
トーションスプリングの一端は、制御軸とともに回転する第１支持部に支持されている。このため、トーションスプリングの圧縮量は、制御軸がリフト増大方向に回転するほど減少する。つまり、制御軸をリフト増大方向へ付勢する付勢力（アシスト力）は、制御軸がリフト増大方向に回転するほど減少してしまう。第２の発明によれば、トーションスプリングの他端は、制御軸に回転自在に配置された第２支持部に支持されている。そして、制御軸が回転するほど、第２支持部がトーションスプリングの圧縮方向に回転される。このため、本発明によれば、制御軸をリフト増大方向に回転させた場合に、アシスト力が減少する事態を効果的に抑制することができる。
【００１３】
バルブ反力により、制御軸をリフト減少方向に付勢する付勢力は、制御軸がリフト増大方向に回転するほど大きくなる。第３の発明によれば、第２支持部の回転角が制御軸の回転角よりも大きくなるように第２支持部が回転される。このため、本発明によれば、バルブ反力による付勢力が大きくなるにつれて、アシスト力を大きくすることができるので、幅広いリフト量可変域で制御軸の回転を的確にアシストすることができる。
【００１４】
第４の発明によれば、制御軸に固定されたカムは所定方向から押圧されている。このため、制御軸に作用するカムからの付勢力は、当該カムのカムプロフィールにより異なることとなる。本発明によれば、カムのカムプロフィールは、制御軸がリフト増大方向に回転するほど、当該カムを介して制御軸に作用するアシスト力が大きくなるように形勢されている。このため、本発明によれば、バルブ反力による付勢力が大きくなるにつれて、アシスト力を大きくすることができるので、幅広いリフト量可変域で制御軸の回転を的確にアシストすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本実施の形態のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。尚、図１中（Ａ）は、本実施の形態のシステム構成を説明するための簡易図を、（Ｂ）は、本実施の形態のシステムの一部を（Ａ）中のＢ方向から見た図を示している。この図に示すように、本実施の形態のシステムは、可変動弁機構１０を備えている。可変動弁機構１０は、例えば、後述する制御軸１２の回転角に応じて、ロッカーアーム（図示せず）の揺動量や揺動タイミングを変化させて、リフト量、作用角、バルブタイミングといったバルブの開弁特性を連続的に変更できるように構成されている。具体的には、本実施の形態における可変動弁機構１０は、例えば、特開２００７−１３２３２５号公報等に記載されているような公知の技術を用いて構成されている。
【００１７】
また、図１に示すとおり、本実施の形態の可変動弁機構１０は、制御軸１２を備えている。また、可変動弁機構１０には、制御軸１２を任意の角度に回転駆動するためのモータ１４が付設されている。
【００１８】
また、モータ１４と制御軸１２との間には、減速機構が介在している。減速機構は、モータ１４の回転出力を減速しつつ、制御軸１２に大きな回転トルクを伝達するものである。具体的には、減速機構は、この図に示すように、モータ１４の出力軸に取り付けられたウォームシャフト１６と、制御軸１２の外周側に固定されたウォームホイール１８とにより構成されている。
【００１９】
ウォームシャフト１６は、モータ１４の出力軸と同軸に配置され、当該出力軸とともに回転するものである。ウォームシャフト１６は、ウォームホイール１８と噛合した状態に保持されている。
【００２０】
一方、ウォームホイール１８は、略扇形をなす平板状のギア部品として形成され、制御軸１２から径方向に外向きに突出している。そして、ウォームホイール１８は、モータ１４によりウォームシャフト１６を介して回転駆動され、制御軸１２とともに回転する仕組みになっている。
【００２１】
また、本実施の形態のシステムは、制御軸１２を大リフト方向へ付勢するためのトーションスプリング２０が配置されている。具体的には、トーションスプリング２０は、巻きバネの圧縮方向が小リフト方向となるように制御軸１２の外周に巻きつけられ、その一端がウォームホイール１８における第１支持点２２に、他端が後述する第２支持点２４にそれぞれ支持されている。
【００２２】
制御軸１２には、回転プレート２６が回転自在に配置されている。回転プレート２６には、上述した第２支持点２４が設けられ、トーションスプリング２０の一端が支持されている。また、回転プレート２６には、当該プレートを任意の角度に回転駆動するためのアクチュエータ２８が付設されている。アクチュエータ２８としては、モータ等の電動アクチュエータ、油圧駆動アクチュエータ等の公知のアクチュエータを用いることができる。
【００２３】
また、本実施の形態のシステムは、その制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０が備えられている。ＥＣＵ３０は、エンジンの運転状態などに基づいて、最適なリフト量を特定する他、当該リフト量を実現するためのモータ１４の回転角制御や、アクチュエータ２８の制御等を実行する。
【００２４】
［実施の形態１における動作］
次に、図１乃至図４を参照して本実施の形態のシステムの動作について説明する。
【００２５】
（バルブのリフト量の変更動作）
バルブのリフト量を減少させる場合には、モータ１４を作動させることにより、出力軸をリフト量の減少方向に回転させる。出力軸の回転は、ウォームシャフト１６を介してウォームホイール１８に伝達される。これにより、可変動弁機構１０の制御軸１２は、ウォームホイール１８と一緒にリフト減少方向に回転駆動されて、バルブのリフト量が制御軸１２の回転角に応じて減少する。
【００２６】
一方、バルブのリフト量を増大させる場合には、モータ１４の出力軸をリフト量の増大方向に回転させる。この結果、可変動弁機構１０の制御軸１２は、ウォームシャフト１６およびウォームホイール１８を介してリフト増大方向へ回転駆動されて、バルブのリフト量が制御軸１２の回転角に応じて増大する。
【００２７】
（実施の形態１の特徴）
エンジンの運転状態に基づいてバルブのリフト量が特定されると、当該リフト量を実現すべく、制御軸の回転制御が実行される。より具体的には、制御軸１２の実回転角が所望のリフト量を実現するための目標回転角に一致するように、モータ１４が適当に駆動される。
【００２８】
ここで、制御軸１２には、バルブスプリングやロストモーションスプリング（何れも図示せず）の付勢力によるバルブ反力が作用している。リフト量の増大時には、このバルブ反力がリフト減少方向への回転トルクとなって制御軸１２に作用する。また、このバルブ反力は、リフト量が大きくなるにつれて増大する。このため、大リフト量側の回転角となったときには、大きな回転トルクによって制御軸１２を駆動する必要がある。
【００２９】
そこで、トーションスプリング２０の付勢力を利用して、制御軸１２の回転をアシストすることが考えられる。しかしながら、従来のシステムにおけるトーションスプリングの構造は、図１に示すシステムにおける第２支持点２４が可動しない。つまり、トーションスプリング２０の圧縮量は、ウォームホイール１８の位置、すなわち制御軸１２の回転角のみに依存している。このため、制御軸１２が大リフト量側に回転するほど、当該トーションスプリング２０の付勢によるアシスト力は小さくなってしまう。
【００３０】
図２は、従来のシステムにおけるリフト量と制御軸１２の回転トルクとの関係を説明するための図である。図２中、（ａ）の実線は、バルブ反力により制御軸１２に作用する回転トルクを示している。また、（ｂ）の実線は、制御軸１２に作用するアシストトルクを示している。また、（ｃ）の実線は、制御軸１２に作用する回転トルクの総和、すなわち、制御軸１２を回転させるために必要な負荷トルクを示している。
【００３１】
この図に示すとおり、制御軸１２が大リフト量側の回転角であるときには、バルブ反力によるトルクが大きいにもかかわらずアシストトルクが小さくなっている。このため、かかるバルブ可変領域においてリフト可変動作の応答性が低下してしまうおそれがある。また、この対策として、バネ定数の大きなトーションスプリングを使用し、制御軸１２に作用する付勢力をより大きなものとすることが考えられる。しかしながら、図２に示すとおり、アシストトルクは、その構造上、制御軸１２が小リフト量側の回転角であるほど大きくなってしまう。このため、上記対策では、小リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、アシストトルクが必要以上に増大してしまうおそれがあり、リフト可変動作の制御性が悪化してしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態１のシステムでは、リフト量の可変動作に応じて、トーションスプリング２０の圧縮量を変化させることとしている。図３は、回転プレート２６の回転動作を説明するための図である。図３中、（Ａ）は、可変動弁機構１０のリフト量を小リフト量側に可変する場合の回転プレート２６の回転動作を、（Ｂ）は、可変動弁機構１０のリフト量を大リフト量側に可変する場合の回転プレート２６の回転動作を、それぞれ示している。
【００３３】
図３中（Ａ）に示すとおり、可変動弁機構１０のリフト量を小リフト量側に可変する場合には、モータ１４が駆動されて、ウォームホイール１８および制御軸１２が図中ａの方向に回転される。ウォームホイール１８がａ方向に回転すると、第１支持点２２もａ方向に回転するため、トーションスプリング２０は圧縮される。このため、制御軸１２が小リフト量側の回転角であるときには、バルブ反力によるトルクが小さいにもかかわらず、アシストトルクが大きくなってしまう。
【００３４】
そこで、図３（Ａ）に示すとおり、本実施の形態のシステムでは、リフト量を小リフト量側に可変する場合に、アクチュエータ２８が駆動されて、回転プレート２６が図中ａ方向に回転される。回転プレート２６がａ方向に回転されると、トーションスプリング２０の圧縮量が減少するため、アシストトルクは小さくなる。これにより、小リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の制御性が悪化してしまう事態が回避される。支持プレートの回転角は、モータ１４の負荷トルクが所望の値となるように設定される。
【００３５】
一方、図３中（Ｂ）に示すとおり、可変動弁機構１０のリフト量を大リフト量側に可変する場合には、モータ１４が駆動されて、ウォームホイール１８および制御軸１２が図中ｂの方向に回転される。ウォームホイール１８がｂ方向に回転すると、第１支持点２２もｂ方向に回転するため、トーションスプリング２０の圧縮量は減少する。このため、制御軸１２が大リフト量側の回転角であるときには、バルブ反力によるトルクが大きいにもかかわらず、アシストトルクが小さくなってしまう。
【００３６】
そこで、図３（Ｂ）に示すとおり、リフト量を大リフト量側に可変する場合には、回転プレート２６が図中ｂ方向に回転される。回転プレート２６がｂ方向に回転すると、第２支持点２４がｂ方向に移動する。このため、トーションスプリング２０の圧縮量が増加して、アシストトルクが大きくなる。これにより、大リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の応答性が低下してしまう事態が回避される。回転プレート２６の回転角は、モータ１４の負荷トルクが所望の値となるように設定される。好ましくは、回転プレート２６の回転角を制御軸１２の回転角よりも大きくすることで、バルブ反力による回転トルクが大きくなるほど、アシストトルクが大きくなるように設定することができる。
【００３７】
図４は、本実施の形態１における可変動弁機構１０のリフト量と制御軸１２の回転トルクとの関係を説明するための図である。図４中、（ａ）の実線は、バルブ反力により制御軸１２に作用する回転トルクを示している。また、（ｂ）の実線は、制御軸１２に作用するアシストトルクを示している。また、（ｃ）の実線は、制御軸１２に作用する回転トルクの総和、すなわち、制御軸１２を回転させるために必要な負荷トルクを示している。
【００３８】
この図に示すとおり、バルブ反力によるトルクが大きくなるにつれて、アシストトルクも大きくなっている。このため、小リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の制御性が悪化してしまう事態を抑制しつつ、大リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の応答性が低下してしまう事態を抑制することができる。
【００３９】
このように、本実施の形態１のシステムによれば、制御軸１２がリフト増大方向に回転するほど、回転プレート２６がトーションスプリング２０の圧縮方向に回転される。このため、バルブ反力による回転トルクが大きくなるほど、アシストトルクの大きさを、回転プレート２６を回転させない場合に比して大きくすることができるので、幅広いバルブ可変領域において、制御軸１２の回転を有効にアシストすることができる。これにより、モータ１４の動作範囲全域で負荷トルクを低減することができるので、モータ１４等のアクチュエータの体格低減、消費電力低減、および保持電力低減を図ることができる。
【００４０】
ところで、上述した実施の形態１においては、回転プレート２６をアクチュエータ２８で回転させることにより、第２支持点２４を移動させて、トーションスプリング２０の圧縮量を変化させることとしている。しかしながら、トーションスプリング２０の変位量を変化させる方法はこれに限られず、制御軸１２の回転に応じて第２支持点２４を移動させることができるのであれば、他の機構を用いることとしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施の形態１においては、弾性部材としてトーションスプリング２０を使用することとしているが、本発明に使用可能な弾性部材はこれに限られない。すなわち、弾性部材の反力により制御軸１２をリフト増大方向に付勢し、且つ、当該弾性部材の一端（第２支持点）を制御軸１２の回転に応じて移動させることができるのであれば、巻きバネ等の他の弾性部材でもよい。
【００４２】
尚、上述した実施の形態１においては、可変動弁機構１０が前記第１の発明における「可変動弁装置」に、バルブスプリングやロストモーションスプリングが前記第１の発明における「バルブ反力付勢機構」に、トーションスプリング２０が前記第１の発明における「弾性部材」に、回転プレート２６が前記第１の発明における「支点位置可変手段」に、それぞれ相当している。
【００４３】
また、上述した実施の形態１においては、第１支持点２２が前記第２の発明における「第１支持部」に、第２支持点２４が前記第２の発明における「第２支持部」に、回転プレート２６が前記第２の発明における「回転手段」に、それぞれ相当している。
【００４４】
実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
図５は、本実施の形態のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。尚、図５中（Ａ）は、本実施の形態のシステム構成を説明するための簡易図を、図５中（Ｂ）は、本実施の形態のシステムの一部を（Ａ）中のＢ方向から見た図を示している。また、図５において図１と共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４５】
図５に示すように、制御軸１２にはカム４０が固定されている。カム４０は、プロフィールの異なる２つのカム面４２ａ，４２ｂを有している。一方のカム面である非作用面４２ａはカム基礎円の周面であり、制御軸１２の中心からの距離を一定に形成されている。他方のカム面である作用面４２ｂは制御軸１２の中心からの距離が次第に大きくなり、頂部を超えた後に次第に小さくなるように形成されている。尚、以下、非作用面４２ａと作用面４２ｂとを特に区別しないときには、単に「カム面４２」と称することとする。カム面４２にはリフタ４４が接触している。リフタ４４と可変動弁機構１０の固定面との間には、巻きバネ４６が配置されている。リフタ４４は、巻きバネ４６の反力により、カム面４２に押し付けられている。
【００４６】
［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１においては、トーションスプリング２０の圧縮量を変化させることで、幅広いリフト可変域において制御軸１２の回転を有効にアシストすることとしている。一方、本実施の形態２のシステムにおいては、トーションスプリング２０の反力に替えて、カム機構を利用して制御軸１２に作用する付勢力を変化させることとする。以下、制御軸１２の回転に応じたカム機構の動作について詳細に説明する。
【００４７】
図６は、カム４０の回転角とアシストトルクの大きさとの関係を説明するための図である。図６において、制御軸１２の回転角がθ０〜θ１の範囲は、リフタ４４と作用面４２ｂとの接触点Ｐ１が非作用面４２ａ上にある。このため、制御軸１２に作用するアシストトルクは変化しない。ここで、制御軸１２がリフト減少方向に回転してθ１となると、接触点Ｐ１が非作用面４２ａから作用面４２ｂへ移行する。このため、制御軸１２が更にリフト減少方向に回転すると、接触点Ｐ１が制御軸１２の中心から放れる方向へ移動し、巻きバネ４６の反力が当該制御軸１２をリフト増大方向に付勢する。これにより、アシストトルクが急激に上昇する。制御軸１２が更にリフト減少方向に回転すると、θ２を境に接触点Ｐ１は再び制御軸１２の中心方向へ移動する。このため、θ２以降アシストトルクは徐々に下降する。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、θ２以降のアシストトルクの変化を利用して、制御軸１２の回転を有効にアシストすることとする。具体的には、制御軸１２の動作角が、図６におけるθ３からθ４の間となるように、制御軸１２とカム４０との位置関係を決定することとする。
【００４９】
図７は、カム４０によるアシストトルクの可変動作について説明するための図である。尚、図７中の（Ａ）は制御軸１２が最小リフト時の回転角（図６中のθ４）に可変された場合の状態を、（Ｂ）は制御軸１２が最大リフト時の回転角（図６中のθ３）に可変された場合の状態を、それぞれ示している。この図に示すとおり、リフト量を小リフト量側に可変する場合には、アシストトルクが小さくなる。これにより、小リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の制御性が悪化してしまう事態が回避される。
【００５０】
一方、図７中（Ｂ）に示すとおり、可変動弁機構１０のリフト量を大リフト量側に可変する場合には、アシストトルクが大きくなる。これにより、大リフト量側の回転角のバルブ可変領域において、リフト可変動作の応答性が低下してしまう事態が回避される。
【００５１】
このように、本実施の形態２のシステムによれば、制御軸１２がリフト増大方向に回転するほど、カム４０を介して付勢されるアシストトルクが大きくなる。このため、バルブ反力による回転トルクが大きくなるほど、アシストトルクの大きさを大きくすることができるので、幅広いバルブ可変領域において、制御軸１２の回転を有効にアシストすることができる。これにより、モータ１４の動作範囲全域で負荷トルクを低減することができるので、モータ１４等のアクチュエータの体格低減、消費電力低減、および保持電力低減を図ることができる。
【００５２】
ところで、上述した実施の形態２においては、リフタ４４とカム面４２とが直接接する構造となっているが、リフタ４４とカム面４２との間にローラを介在させる構造としてもよい。これにより、フリクションロスを更に低減することができる。
【００５３】
尚、上述した実施の形態２においては、可変動弁機構１０が前記第４の発明における「可変動弁装置」に、バルブスプリングやロストモーションスプリングが前記第１の発明における「バルブ反力付勢機構」に、リフタ４４および巻きバネ４６が前記第４の発明における「押圧部」に、それぞれ相当している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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】従来のシステムにおけるリフト量と制御軸の回転トルクとの関係を説明するための図である。
【図３】回転プレート２６の回転動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１のシステムにおけるリフト量と制御軸の回転トルクとの関係を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２のシステムにおけるカムの回転角とアシストトルクの大きさとの関係を説明するための図である。
【図７】カムによるアシストトルクの可変動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  可変動弁機構
１２  制御軸
１４  モータ
１６  ウォームシャフト
１８  ウォームホイール
２０  トーションスプリング
２２  第１支持点
２４  第２支持点
２６  回転プレート
２８  アクチュエータ
３０  ECU(Electronic Control Unit)
４０  カム
４２  カム面
４２ａ  非作用面
４２ｂ  作用面
４４  リフタ
４６  巻きバネ
Ｐ１  接触点
【図１】
2009228542.tif 000003
【図２】
2009228542.tif 000004
【図３】
2009228542.tif 000005
【図４】
2009228542.tif 000006
【図５】
2009228542.tif 000007
【図６】
2009228542.tif 000008
【図７】
2009228542.tif 000009