JP2007295675A - 電動ブレーキ及びバルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通電停止中における回転軸の保持要求を満たす電動ブレーキの提供。
【解決手段】回転自在に設けられる回転軸と、磁気ヒステリシス特性を有し、回転軸と共に回転するヒステリシス部材と、ヒステリシス部材を挟む両側に設けられ、それぞれヒステリシス部材の回転方向に複数の磁極を形成する第一及び第二永久磁石部材と、第一永久磁石部材に対して第二永久磁石部材を相対回転駆動する駆動手段とを備える電動ブレーキ１００において、駆動手段は、第二永久磁石部材と共に回転する駆動軸１３１と、駆動軸１３１を回転駆動するためのトルクを通電により発生する電磁アクチュエータ１３２と、駆動軸１３１をストッパ位置において止めるストッパ１４３と、駆動軸１３１をストッパ位置へ向かって回転方向に付勢する弾性部材１３４とを有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動ブレーキ及びそれを備えたバルブタイミング調整装置に関する。

従来、磁気ヒステリシス特性を有し回転軸と共に回転するヒステリシス部材を一対の永久磁石部材間に配置し、それら永久磁石部材間の相対位相に応じたブレーキトルクを回転軸に発生する電動ブレーキが知られている。

この種の電動ブレーキは、例えば特許文献１に開示される如く内燃機関のバルブタイミング調整装置に適用されて、クランク軸及びカム軸の間の相対位相（以下、機関位相という）をブレーキトルクに応じて変化させるのに使用される。
特開２００４−１１５３７号公報

上記特許文献１に開示の電動ブレーキでは、一方の永久磁石部材を回転駆動するためのトルクを電動モータにより発生しているが、電動モータへの通電が停止すると、永久磁石部材及び電動モータの間のウォーム歯車がセルフロックする。その結果、永久磁石部材間の相対位相が保持されるが、当該保持位相はウォーム歯車におけるセルフロック位置によって変化する。故に、保持位相でのブレーキトルクが小さくなり過ぎると、回転軸の保持が困難となるおそれがあるため、特許文献１に開示の構成は、通電停止状態において回転軸の保持が要求される電動ブレーキには適さない。ここで、例えばバルブタイミング調整装置に電動ブレーキが適用される場合、内燃機関と共に電動ブレーキへの通電が停止した状態で回転軸が回転すると、機関位相が変化して内燃機関の次の始動を困難にするおそれがある。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、通電停止状態において回転軸の保持要求を満たす電動ブレーキを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、内燃機関の運転を最適化するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、ヒステリシス部材の回転方向に複数の磁極を形成する第一及び第二永久磁石部材は、ヒステリシス部材を挟む両側に設けられる。これにより、永久磁石部材間の相対位相に応じた磁束がヒステリシス部材を通過することになるので、磁気ヒステリシス特性を有するヒステリシス部材が回転軸と共に回転しようとすると、ヒステリシス部材には通過磁束に応じたブレーキトルクが発生する。即ち、永久磁石部材間の相対位相に応じてブレーキトルクが発生する。そして、このブレーキトルクはヒステリシス部材から回転軸へ作用することになるので、回転軸におけるブレーキトルクは、駆動手段が第二永久磁石部材を第一永久磁石部材に対して相対回転駆動することにより調整することができる。また、永久磁石部材の採用により、通電とは関係なくヒステリシス部材の通過磁束を発生させることができるので、通電停止状態であっても、回転軸へブレーキトルクを与えることが可能となる。

さらに、請求項１に記載の発明によると、駆動手段の弾性部材は、駆動手段の電磁アクチュエータへの通電により第二永久磁石部材と共に回転駆動される駆動手段の駆動軸を、ストッパ位置へ向かって回転方向に付勢する。故に、電磁アクチュエータへの通電が停止すると、弾性部材により付勢される駆動軸がストッパ位置へ向かって回転し、駆動手段のストッパによりストッパ位置において止められる。その結果、永久磁石部材間の相対位相が保持されるが、当該保持位相は常に一定となる。したがって、保持位相でのブレーキトルクを、回転軸を保持するためのトルクに設定しておくことにより、通電停止状態であっても、回転自在の回転軸を保持することができる。

尚、第一及び第二永久磁石部材は、請求項２に記載の発明のように、磁極としてのＮ極及びＳ極をヒステリシス部材の回転方向に交互に形成するものであることが、大きなブレーキトルクを得る上で望ましいが、互いに異なる磁極のみを形成するもの等であってもよい。

また、第一及び第二永久磁石部材は、永久磁石のみから形成されるものであってもよいし、永久磁石と他の素材とを組み合わせて形成されるものであってもよい。

ここで、回転軸におけるブレーキトルクを最小にする駆動軸の回転位置を最小位置と定義し、回転軸におけるブレーキトルクを最大にする駆動軸の回転位置を最大位置と定義する。

請求項３に記載の発明によると、ストッパ位置は、最小位置を駆動軸の回転方向に挟んで最大位置とは反対側に設定される。これにより、最小位置及び最大位置の間において駆動軸を回転させてブレーキトルクの可変量を確保しつつ、回転軸を保持するためのブレーキトルクを与える範囲内において自由にストッパ位置を設定することができる。そこで、例えば回転軸を保持するための最小限のブレーキトルクを与えるようにストッパ位置を設定する場合、各永久磁石部材に必要な磁力を低減することができるので、特にその場合は、各永久磁石部材の小型化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によると、駆動手段の通電制御回路は、電磁アクチュエータへの通電により駆動軸をストッパ位置及び最小位置の間へ回転させた後、アクチュエータへの通電を停止する。ここで、駆動軸が最小位置からストッパ位置へ回転するに従って回転軸におけるブレーキトルクが増大するので、通電停止後、駆動軸がストッパ位置へ達するまでにブレーキトルクが減少して回転軸の回転が許容される事態を回避することができる。

請求項５に記載の発明によると、最小位置から、最大位置と一致するストッパ位置へ駆動軸が回転するに従って、回転軸におけるブレーキトルクが増大する。故に、最小位置及びストッパ位置の間において駆動軸を回転させてブレーキトルクの可変量を確保しつつ、通電停止後、駆動軸がストッパ位置へ達するまでにブレーキトルクが減少して回転軸の回転が許容される事態を回避することができる。

請求項６に記載の発明であるバルブタイミング調整装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動ブレーキを備えるので、当該電動ブレーキの電磁アクチュエータへの通電が停止された状態であっても、回転軸を保持することができる。そして特に電動ブレーキの駆動手段は、内燃機関の停止に伴って電磁アクチュエータへの通電を停止する通電制御回路を有するので、内燃機関の停止状態では回転軸が保持されて、位相変化機構により機関位相も保持される。したがって、内燃機関の停止中は、内燃機関の次の始動を許容する機関位相を継続して維持し、また内燃機関の運転中は、機関位相を変化させて運転状況に合わせたバルブタイミングを実現することができる。即ち、請求項６に記載の発明によれば、内燃機関の運転を最適化することができる。

内燃機関が停止すると、バルブ反力によりカム軸から回転トルクが作用し、その回転トルクが位相変化機構を通じて回転軸へ作用することがある。そこで、請求項７に記載の発明によると、内燃機関の停止状態において電動ブレーキは、位相変化機構から回転軸へ作用するトルクよりも大きなブレーキトルクを回転軸に発生する。故に、上述の如くバルブ反力に起因したトルクが回転軸へ作用したとしても、回転軸を保持して機関位相を始動位相に留めることができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を示している。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設けられている。バルブタイミング調整装置１はクランク軸及びカム軸２の間の機関位相を変化させることにより、内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを調整する。また特に本実施形態のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の停止中、内燃機関の次の始動を許容する始動位相を機関位相として実現する。

具体的にバルブタイミング調整装置１は、電気制御系４及び位相変化機構６を組み合わせてなる。

電気制御系４は、電動ブレーキ１００及び通電制御回路１５０を備えている。電動ブレーキ１００は、回転軸１１１と共に回転するヒステリシス部材１１２を一対の永久磁石部材１１３，１１４間に配置し、それら永久磁石部材１１３，１１４間の相対位相に応じたブレーキトルクを回転軸１１１に発生するヒステリシスブレーキである。通電制御回路１５０は駆動ドライバ及びその制御用マイクロコンピュータ等から構成されており、電動ブレーキ１００の外部及び／又は内部に配置されて電動ブレーキ１００のモータ１３２と電気的に接続されている。通電制御回路１５０は、モータ１３２への通電を内燃機関の運転状況等に応じて制御する。ここで、特に本実施形態の通電制御回路１５０は、内燃機関の停止に伴ってモータ１３２への通電を停止する機能を有する。このような通電制御に従うことにより電動ブレーキ１００は、回転軸１１１に発生するブレーキトルクを保持又は増減する。

位相変化機構６は、駆動側回転体１０、従動側回転体２０、付勢部材３０、遊星キャリア４０、遊星歯車５０を備えている。

図１，２に示すように駆動側回転体１０は、二段円筒状のスプロケット１２と二段円筒状の歯車部材１３とを同軸上に螺子止めしてなる。スプロケット１２には、外周側へ突出する形態で複数の歯１９が形成されており、これらの歯１９とクランク軸の複数の歯との間で環状のタイミングチェーンが巻き掛けられる。故に、クランク軸から出力された機関トルクがタイミングチェーンを通じてスプロケット１２へ入力されるときに駆動側回転体１０は、クランク軸と連動して当該クランク軸に対する相対位相を保ちつつ回転中心Ｏ周りに回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図２，３の反時計方向となる。

図１，２に示すように歯車部材１３の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある駆動側内歯車部１４を形成している。

図１に示すように従動側回転体２０は有底円筒状であり、スプロケット１２の内周側に同心的に配置されている。従動側回転体２０の底部は、カム軸２に同軸上にボルト固定される固定部２１を形成している。このボルト固定により従動側回転体２０は、カム軸２と連動して当該カム軸２に対する相対位相を保ちつつ回転中心Ｏ周りに回転可能となっており、また駆動側回転体１０に対して相対回転可能となっている。尚、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が進角する相対回転方向が図２，３の方向Ｘであり、駆動側回転体１０に対して従動側回転体２０が遅角する相対回転方向が図２，３の方向Ｙである。

図１，３に示すように従動側回転体２０の周壁部は、歯先円が歯底円の内周側にある従動側内歯車部２２を形成している。ここで、従動側内歯車部２２の内径は駆動側内歯車部１４の内径よりも大きく設定され、従動側内歯車部２２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも多く設定されている。従動側内歯車部２２は、駆動側内歯車部１４に対して軸方向にずれて隣接する形態でスプロケット１２の内周側に嵌合している。

図１に示すように付勢部材３０はねじりコイルばねからなり、スプロケット１２の内周側に同心的に配置されている。付勢部材３０の一端部３１はスプロケット１２に連繋し、付勢部材３０の他端部３２は固定部２１に連繋している。これらの連繋により付勢部材３０は、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対して遅角させる側（即ち、図２，３の方向Ｙ）へ付勢している。

図１〜３に示すように遊星キャリア４０は全体として筒状であり、円筒面状の内周面部４１が回転体１０，２０及び回転軸１１１に対して同心的に配置されている。この内周面部４１には溝部４２が開口しており、当該溝部４２に嵌合する継手４３を介して遊星キャリア４０が回転軸１１１に連結されている。この連結により遊星キャリア４０は、回転軸１１１と共に回転中心Ｏ周りに回転可能となっており、また駆動側回転体１０に対して相対回転可能となっている。

遊星キャリア４０は、円筒面状の外周面により偏心部４４を形成している。偏心部４４は内歯車部１４，２２に対し偏心して配置され、遊星歯車５０の中心孔５１の内周側にベアリング４５を介して嵌合している。この嵌合により遊星歯車５０は、偏心部４４の偏心中心Ｅ周りに自転しつつ偏心部４４の回転方向に公転する遊星運動を実現可能となっている。

遊星歯車５０は二段円筒状であり、歯先円が歯底円の外周側にある駆動側外歯車部５２及び従動側外歯車部５４をそれぞれ小径部分及び大径部分によって形成している。ここで、駆動側外歯車部５２の歯数は駆動側内歯車部１４の歯数よりも所定数Ｎ（ここでは二つ）少なく設定され、また従動側外歯車部５４の歯数は従動側内歯車部２２よりも所定数Ｎ少なく設定されている。したがって、従動側外歯車部５４の歯数は駆動側外歯車部５２の歯数よりも多くなっている。駆動側外歯車部５２は駆動側内歯車部１４の内周側に配置され、当該歯車部１４の一部と噛み合っている。また、従動側外歯車部５４は従動側内歯車部２２の内周側に配置され、当該歯車部２２の一部と噛み合っている。

以上の構成により駆動側回転体１０の内部には、遊星歯車５０を介して駆動側内歯車部１４と従動側内歯車部２２とが連繋してなる差動歯車機構６０が形成されている。この機構６０によると、回転軸１１１におけるブレーキトルクの保持等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して相対回転しないときには、遊星歯車５０が外歯車部５２，５４の内歯車部１４，２２との噛合位置を保ちつつ要素１０，２０，４０，１１１と連れ回りする。したがって、機関位相は変化せず、バルブタイミングが保持される。

一方、回転軸１１１におけるブレーキトルクの増大等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転するときには、遊星歯車５０が外歯車部５２，５４の内歯車部１４，２２との噛合位置を変化させつつ遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転する。したがって、機関位相はクランク軸に対するカム軸２の進角側へと変化し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。

また一方、回転軸１１１におけるブレーキトルクの減少等により遊星キャリア４０が駆動側回転体１０に対して方向Ｘへ相対回転するときには、遊星歯車５０が外歯車部５２，５４の内歯車部１４，２２との噛合位置を変化させつつ遊星運動することにより、従動側回転体２０が駆動側回転体１０に対して方向Ｙへ相対回転する。したがって、機関位相はクランク軸に対するカム軸２の遅角側へと変化し、それに合わせてバルブタイミングが遅角する。

次に、第一実施形態の特徴部分について詳細に説明する。

図１，４に示すように電動ブレーキ１００は、ハウジング部１０２、磁気カップリング部１１０及び駆動部１３０を備えている。ハウジング部１０２は全体として中空状であり、磁気カップリング部１１０及び駆動部１３０を内部に収容している。ハウジング部１０２は、ステー（図示しない）を介して内燃機関に固定される。

磁気カップリング部１１０は、回転軸１１１、ヒステリシス部材１１２、永久磁石部材１１３，１１４等から構成されている。回転軸１１１は、ベアリング１１５を介してハウジング部１０２に回転自在に支持されている。ヒステリシス部材１１２は、磁気ヒステリシス特性（例えば図５参照）を発現する半硬磁性材から形成されている。ヒステリシス部材１１２は円環板状であり、回転軸１１１の外周側に同心的に配置されている。ヒステリシス部材１１２はホルダ１１６を介して回転軸１１１に固定され、回転軸１１１と共に回転中心Ｏ回りに回転可能となっている。

永久磁石部材１１３，１１４は、磁化された硬磁性材から形成されている。永久磁石部材１１３，１１４は円環板状であり、ヒステリシス部材１１２を軸方向に挟む両側においてヒステリシス部材１１２と同軸上に配置されている。一方の第一永久磁石部材１１３はハウジング部１０２に固定されているが、他方の第二永久磁石部材１１４は回転リング１１７に固定されており、当該回転リング１１７がベアリング１１８を介して回転軸１１１に支持されている。この支持により第二永久磁石部材１１４は、第一永久磁石部材１１３に対して相対回転可能となっている。即ち、第一永久磁石部材１１３に対する第二永久磁石部材１１４の相対位相（以下、磁石位相という）が可変となっている。

各永久磁石部材１１３，１１４は、磁気ギャップを挟んでヒステリシス部材１１２と向き合う磁極面１２０，１２１に複数の磁極を形成している。具体的に磁極の形成形態は、図６に模式的に示すように、Ｎ極及びＳ極がヒステリシス部材１１２の回転方向に交互に並んだ形態である。このように磁極が形成された永久磁石部材１１３，１１４の間においてヒステリシス部材１１２を通過する磁束は、磁石位相に応じて変化する。したがって、回転軸１１１と共にヒステリシス部材１１２が回転しようとすると、磁石位相に応じた磁気摩擦がヒステリシス部材１１２に発生し、当該磁気摩擦がブレーキトルクとしてヒステリシス部材１１２から回転軸１１１へと作用する。

ここで、図７（Ａ）に模式的に示すように各永久磁石部材１１３，１１４の同極同士が完全に正対する磁石位相Ｐ１では、回転軸１１１におけるブレーキトルクが図８に示す最大トルクＴ１となる。また、図７（Ｂ）に模式的に示すように各永久磁石部材１１３，１１４の異極同士が完全に正対する磁石位相Ｐ２では、回転軸１１１におけるブレーキトルクが図８に示す最小トルクＴ２となる。尚、図８に示す磁石位相Ｐ３は、内燃機関の停止状態（モータ１３２への通電停止状態）において回転軸１１１を保持するための保持トルクとして、最小トルクＴ２よりも大きなブレーキトルクＴ３を回転軸１１１へ与える位相である。そして特に本実施形態では、内燃機関の停止状態において位相変化機構６から回転軸１１１へ作用する回転トルクＴ４よりも保持トルクＴ３が大きくなるように、磁石位相Ｐ３が設定されている。

図１に示すように駆動部１３０は、駆動軸１３１、モータ１３２、減速機構１３３及び弾性部材１３４等から構成されている。駆動軸１３１は第二永久磁石部材１１４と同軸上に配置され、連結部材１３５を介して回転リング１１７に連結されている。この連結により駆動軸１３１は、第二永久磁石部材１１４と共に回転中心Ｏ周りに回転可能となっている。モータ１３２は、通電によりコイル（図示しない）を励磁させて出力軸１３６を回転駆動する電磁アクチュエータである。このようなモータ１３２としては、例えばＤＣモータ、ステッピングモータ等が使用される。モータ１３２は通電制御回路１５０と電気的に接続されており、通電制御回路１５０からの制御信号に従う位置へ出力軸１３６を回転させる。

図１，４に示すように減速機構１３３は、複数の平歯車１３７，１３８，１３９が噛み合ってなる歯車機構であり、駆動軸１３１及び出力軸１３６の間を接続している。減速機構１３３は、出力軸１３６からの出力トルクを減速して駆動軸１３１へ伝達することにより、駆動軸１３１を第二永久磁石部材１１４と共に回転させる。したがって、駆動部１３０では、通電制御回路１５０からの制御に従って出力軸１３６、さらには駆動軸１３１が回転し、それにより磁石位相が調整される。

図４に示す減速機構１３３において、駆動軸１３１に同心的に固定の平歯車１３７は、回転方向の一周未満の部分に歯車部１４０が限定されてなる部分歯車である。この平歯車１３７の回転方向において歯車部１４０の両端部１４１，１４２と向き合うハウジング部１０２の二箇所には、ストッパ１４３，１４４が形成されている。一方のストッパ１４３は、駆動軸１３１の回転位置が第一ストッパ位置となるときに歯車部１４０の一端部１４１を係止して、磁石位相を図８の位相Ｐ３に設定する。即ち、駆動軸１３１が第一ストッパ位置において止められるときには、回転軸１１１におけるブレーキトルクが保持トルクＴ３となる。これに対して他方のストッパ１４４は、駆動軸１３１の回転位置が第二ストッパ位置となるときに歯車部１４０の他端部１４２を係止して、磁石位相を図８の位相Ｐ１に設定する。即ち、駆動軸１３１が第二ストッパ位置において止められるときには、回転軸１１１におけるブレーキトルクが最大トルクＴ１となる。

このように第一及び第二ストッパ位置が定義されている本実施形態では、回転軸１１１におけるブレーキトルクが最小トルクＴ２となるときの駆動軸１３１の回転位置、即ち最小位置が、それらストッパ位置の間に設定されている。したがって、駆動軸１３１が最小位置から第一ストッパ位置へ向かって回転するときにはブレーキトルクが増大傾向を示し、また駆動軸１３１が最小位置から第二ストッパ位置へ向かって回転するときにもブレーキトルクが増大傾向を示す。

図１，４に示すように弾性部材１３４はねじりコイルばねからなり、駆動軸１３１と同心的に配置されている。弾性部材１３４の一端部１４５はハウジング部１０２に連繋し、弾性部材１３４の他端部１４６は平歯車１３７を介して駆動軸１３１に連繋している。このような連繋により弾性部材１３４は、駆動軸１３１を第一ストッパ位置へ向かって回転方向に付勢している。したがって、第一ストッパ位置は、回転軸１１１におけるブレーキトルクが最小トルクＴ２となる最小位置よりも、弾性部材１３４の付勢側にある。

以上の特徴を有する第一実施形態では、内燃機関の停止に伴ってモータ１３２への通電が停止すると、弾性部材１３４の付勢トルクにより駆動軸１３１が第一ストッパ位置へ向かって回転する。その後、駆動軸１３１の回転が第一ストッパ位置において止められると、磁石位相が図８の位相Ｐ３となるので、回転軸１１１におけるブレーキトルクとしては保持トルクＴ３が得られる。したがって、内燃機関の停止後にカム軸２がバルブ反力により回転し、その回転トルクＴ４が位相変化機構６を通じて回転軸１１１へ伝達されたとしても、回転トルクＴ４よりも大きな保持トルクＴ３の発生により、回転軸１１１の回転位置が保持される。故に、例えば内燃機関を停止させる直前にモータ１３２への通電によって駆動軸１３１を回転駆動し、回転軸１１１を始動位相の実現位置へ回転させることにより、内燃機関の停止中には継続して始動位相を維持することができる。

また、第一実施形態によると、内燃機関の運転中は、モータ１３２への通電により駆動軸１３１を回転駆動して回転軸１１１におけるブレーキトルクを保持又は増減することができるので、内燃機関の運転状況に合わせたバルブタイミングを実現することができる。ここで特に電動ブレーキ１００では、駆動軸１３１の回転位置について、保持トルクＴ３を与える第一ストッパ位置及び最大トルクＴ１を与える第二ストッパ位置の間に、最小トルクＴ２を与える最小位置が設定されている。換言すれば、最小位置を駆動軸１３１の回転方向に挟んで第二ストッパ位置とは反対側に第一ストッパ位置が設定されている。故に、例えば内燃機関の定常運転時には、最小位置及び第二ストッパ位置の間において駆動軸１３１を回転させることにより、ブレーキトルクの可変量を大きく確保することができる。したがって、その場合には、最小位置及び第二ストッパ位置の間から外れた第一ストッパ位置について、設定自由度が高くなる。また、例えば内燃機関の停止前等のアイドル運転時には、最小位置及び第一ストッパ位置の間へ駆動軸１３１を回転させておくことにより、当該運転後の内燃機関の停止から駆動軸１３１が第一ストッパ位置へ達するまでの間は、ブレーキトルクが最小トルクＴ２よりも大きな範囲で増大することとなる。したがって、その場合には、ブレーキトルクが最小トルクＴ２となって回転軸１１１の回転が許容される事態を回避することができる。

このような第一実施形態によれば、内燃機関の運転を最適化することが可能である。

尚、ここまで説明した第一実施形態では、ハウジング部１０２及び駆動部１３０が共同して特許請求の範囲に記載の「駆動手段」を構成し、モータ１３２が特許請求の範囲に記載の「電磁アクチュエータ」に相当する。また、第一実施形態では、一方のストッパ１４３が特許請求の範囲に記載の「ストッパ」に相当し、第一ストッパ位置が特許請求の範囲に記載の「ストッパ位置」に相当する。

（第二実施形態）
図９に示すように本発明の第二実施形態では、駆動軸１３１が第一ストッパ位置において止められるときにブレーキトルクが最大トルクＴ１となり、また駆動軸１３１が第二ストッパ位置において止められるときにブレーキトルクが最小トルクＴ２となる。したがって、第二実施形態では、駆動軸１３１が第二ストッパ位置から第一ストッパ位置へ向かって回転するときにブレーキトルクが増大傾向を示し、また内燃機関の停止状態において回転軸１１１を保持するための保持トルクが最大トルクＴ１に設定されている。

こうした特徴を有する第二実施形態では、内燃機関の停止に伴ってモータ１３２への通電が停止すると、駆動軸１３１が第一ストッパ位置まで回転して止められることにより、保持トルクとしての最大トルクＴ１が得られる。したがって、内燃機関の停止中は、第一実施形態と同様に回転軸１１１を保持して始動位相を維持することができる。また、例えば内燃機関の定常運転時にもアイドル運転時にも、第一及び第二ストッパ位置の間において駆動軸１３１を回転させることにより、ブレーキトルクの可変量の確保と、内燃機関停止後に駆動軸１３１が止められるまでの回転軸１１１の保持とを両立することができる。

このような第二実施形態によっても、内燃機関の運転を最適化することが可能である。

（他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。

例えば、各永久磁石部材１１３，１１４については、図１０に変形例を示すように、一方において複数のＮ極がヒステリシス部材１１２の回転方向に並び、且つ他方において複数のＳ極がヒステリシス部材１１２の回転方向に並ぶ構成であってもよい。また、各永久磁石部材１１３，１１４については、ヒステリシス部材１１２を径方向に挟む両側においてヒステリシス部材１１２と同心的に配置してもよい。

さらに、電磁アクチュエータとしては、モータ１３２の代わりにロータリソレノイドを用いてもよい。また、駆動部１３０を設けないで、駆動軸１３１を出力軸１３６に連結又は駆動軸１３１を出力軸１３６と一体に形成してもよい。この場合、歯車部１４０の端部１４１，１４２に相当する部位を軸１３１，１３６に設ける、又は当該部位を有する部材を軸１３１，１３６に固定することにより、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

加えて、付勢部材３０の付勢トルクは、従動側回転体２０を駆動側回転体１０に対して進角させる側（即ち、図２，３の方向Ｘ）へ作用するものであってもよい。また、回転体１０をカム軸２と連動して回転させ、且つ回転体２０をクランク軸と連動して回転させてもよい。さらにまた、位相変化機構６の構造については、電動ブレーキのブレーキトルクを利用してクランク軸及びカム軸間の相対位相を変化させ得る構造であれば、上述の実施形態の如き構造以外であってもよい。

さらに加えて、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に適用してもよい。また、本発明の電動ブレーキは、バルブタイミング調整装置以外にも、例えば回転軸と共に回転する回転体から線材を巻出及び当該回転体へ線材を巻取する装置に適用してもよい。この場合、線材の巻出位置を通電停止状態において保持することができるので、省エネルギー化に貢献することができる。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す図であって、図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 本発明の第一実施形態による電動ブレーキを示す一部切欠側面図である。 図４の電動ブレーキの特性を説明するためのグラフである。 図４の電動ブレーキの構成を説明するための模式図である。 図４の電動ブレーキの作動を説明するための模式図である。 図４の電動ブレーキの作動を説明するためのグラフである。 本発明の第一実施形態による電動ブレーキの作動を説明するためのグラフである。 図６の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、４ 電気制御系、６ 位相変化機構、１０ 駆動側回転体、１２ スプロケット、１３ 歯車部材、１４ 駆動側内歯車部、２０ 従動側回転体、２２ 従動側内歯車部、３０ 付勢部材、４０ 遊星キャリア、５０ 遊星歯車、５２ 駆動側外歯車部、５４ 従動側外歯車部、６０ 差動歯車機構、１００ 電動ブレーキ、１０２ ハウジング部（駆動手段）、１１０ 磁気カップリング部、１１１ 回転軸、１１２ ヒステリシス部材、１１３ 第一永久磁石部材、１１４ 第二永久磁石部材、１２０，１２１ 磁極面、１３０ 駆動部（駆動手段）、１３１ 駆動軸、１３２ モータ（電磁アクチュエータ）、１３３ 減速機構、１３４ 弾性部材、１３６ 出力軸、１３７，１３８，１３９ 平歯車、１４０ 歯車部、１４１，１４２ 端部、１４３ ストッパ、１５０ 通電制御回路、Ｏ 回転中心、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 磁石位相、Ｔ１ 最大トルク、Ｔ２ 最小トルク、Ｔ３ 保持トルク

Claims (7)

1. 回転自在に設けられる回転軸と、
   磁気ヒステリシス特性を有し、前記回転軸と共に回転するヒステリシス部材と、
   前記ヒステリシス部材を挟む両側に設けられ、それぞれ前記ヒステリシス部材の回転方向に複数の磁極を形成する第一永久磁石部材及び第二永久磁石部材と、
   前記第一永久磁石部材に対して前記第二永久磁石部材を相対回転駆動する駆動手段と、
   を備える電動ブレーキにおいて、
   前記駆動手段は、前記第二永久磁石部材と共に回転する駆動軸と、前記駆動軸を回転駆動するためのトルクを通電により発生する電磁アクチュエータと、前記駆動軸をストッパ位置において止めるストッパと、前記駆動軸を前記ストッパ位置へ向かって回転方向に付勢する弾性部材とを有することを特徴とする電動ブレーキ。
2. 前記第一永久磁石部材及び前記第二永久磁石部材は、前記磁極としてのＮ極及びＳ極を前記ヒステリシス部材の回転方向に交互に形成することを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ。
3. 前記回転軸におけるブレーキトルクを最小にする前記駆動軸の回転位置を最小位置と定義し、前記回転軸におけるブレーキトルクを最大にする前記駆動軸の回転位置を最大位置と定義すると、
   前記ストッパ位置は、前記最小位置を前記駆動軸の回転方向に挟んで前記最大位置とは反対側に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ブレーキ。
4. 前記駆動手段は、前記電磁アクチュエータへの通電により前記駆動軸を前記ストッパ位置及び前記最小位置の間へ回転させた後、前記アクチュエータへの通電を停止する通電制御回路を有し、
   前記駆動軸が前記最小位置から前記ストッパ位置へ回転するに従って、前記回転軸におけるブレーキトルクが増大することを特徴とする請求項３に記載の電動ブレーキ。
5. 前記回転軸におけるブレーキトルクを最小にする前記駆動軸の回転位置を最小位置と定義し、前記回転軸におけるブレーキトルクを最大にする前記駆動軸の回転位置を最大位置と定義すると、
   前記ストッパ位置は前記最大位置と一致し、
   前記駆動軸が前記最小位置から前記ストッパ位置へ回転するに従って、前記回転軸におけるブレーキトルクが増大することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ブレーキ。
6. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動ブレーキであって、前記内燃機関の停止に伴って前記電磁アクチュエータへの通電を停止する通電制御回路を前記駆動手段が有する電動ブレーキと、
   前記回転軸の回転に応じて前記クランク軸及び前記カム軸の間の相対位相を変化させる位相変化機構と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
7. 前記内燃機関の停止状態において前記電動ブレーキは、前記位相変化機構から前記回転軸へ作用するトルクよりも大きなブレーキトルクを前記回転軸に発生することを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。

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