JP2008215313A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に適したバルブタイミング調整を達成するバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】装置１は、電動モータ４と、電動モータ４への通電により電動モータ４を回転駆動し内燃機関の停止に伴って当該通電をカットする通電制御回路６と、電動モータ４の回転出力に応じてクランク軸及びカム軸２間の相対位相を調整する位相調整機構８とを備え、電動モータ４は、通電制御回路６からの通電に応じて回転することで回転出力を位相調整機構８へ与えるモータ軸１０２と、モータ軸１０２を支持するハウジング１００と、モータ軸１０２に固定され相反磁極をモータ軸１０２の回転方向に交互に形成する第一永久磁石部材１２０と、ハウジング１００に固定されて磁気ギャップ１４０を挟んで第一永久磁石部材１２０と向き合い相反磁極を前記回転方向に交互に形成する第二永久磁石部材１３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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関する。

従来、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の相対位相（以下、「機関位相」という）を、電動モータの回転出力に応じて位相調整機構により調整するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている。そして、こうしたバルブタイミング調整装置の一種に、内燃機関の停止に伴って電動モータが停止した状態下、内燃機関の次の始動を許容する位相（以下、「始動位相」という）に機関位相を保持可能としたものが、特許文献１に開示されている。

具体的に、特許文献１に開示のバルブタイミング調整装置では、案内溝を形成する案内回転体の回転により当該案内溝内を可動体が案内され、それによって機関位相が変化するように位相調整機構を構成している。ここで案内溝は、案内回転体の径方向軸線に対して相反側へ傾斜した二領域からなるＶ字状を呈しており、内燃機関及び電動モータの停止状態においては、案内溝の一方の領域の端部に可動体が定位することによって始動位相が実現されるようになっている。
特開２００５―０９８１４２号公報

しかし、特許文献１に開示のバルブタイミング調整装置では、内燃機関及び電動モータの停止状態においてバルブ反力によりカム軸が回転して発生したカムトルクが、当該カム軸から位相調整機構へと伝達されることがある。それ故、案内溝の領域形状によっては、領域端部に可動体を保持させておくことが困難となり、その結果、機関位相が所望の始動位相からずれて内燃機関を適切に始動し得なくなるおそれがある。

そこで、内燃機関及び電動モータの停止状態において可動体の保持が可能となるように、案内溝の領域形状を調整することが考えられる。しかし、その場合には、案内溝の領域形状が制限されることになるため、内燃機関の運転に適したバルブタイミング調整を十分に達成し得なくなるおそれがある。したがって、両者のトレードオフバランスを図ることが、余儀なくされてしまうのである。

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、内燃機関に適したバルブタイミング調整を達成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に記載の発明は、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であって、電動モータと、電動モータへ通電することにより電動モータを回転駆動し、内燃機関の停止に伴って当該通電をカットする通電制御手段と、電動モータの回転出力に応じて機関位相を調整する位相調整機構とを備え、電動モータは、通電制御手段からの通電に応じて回転することにより、機関位相調整のための回転出力を位相調整機構へ与えるモータ軸と、モータ軸を回転自在に支持する支持部材と、モータ軸に固定され、相反する磁極をモータ軸の回転方向に交互に形成する第一永久磁石部材と、支持部材に固定されて磁気ギャップを挟んで第一永久磁石部材と向き合い、相反する磁極をモータ軸の回転方向に交互に形成する第二永久磁石部材とを有することを特徴とする。

このような請求項１に記載の発明によると、相反する磁極をモータ軸の回転方向に交互に形成し磁気ギャップを挟んで向き合う第一永久磁石部材及び第二永久磁石部材の間には、磁界が形成される。ここで第一永久磁石部材はモータ軸に固定され、第二永久磁石部材はモータ軸を支持する支持部材に固定されるので、回転側となる第一永久磁石部材には、その停止状態において、モータ軸の回転位置ずれを妨げる向きに保持トルクが発生する。故に、内燃機関の停止に伴う通電カットにより電動モータが停止した状態下、カム軸のカムトルクが位相調整機構を通じてモータ軸へ伝達されたとしても、第一永久磁石部材に発生する保持トルクによってモータ軸を保持することができる。したがって、内燃機関及び電動モータの停止状態においては、モータ軸からの回転出力に応じて位相調整機構によって調整される機関位相を所望の始動位相に保持して、内燃機関の始動性を確保することが可能となる。以上、請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の特に始動に適したバルブタイミング調整を達成することができるのである。

請求項２に記載の発明によると、第一永久磁石部材と第二永久磁石部材とは、モータ軸の径方向において向き合う。これによれば、第一永久磁石部材及び第二永久磁石部材がモータ軸の軸方向に沿ってラップすることになるので、当該軸方向において電動モータを小型化することができるのである。尚、第一永久磁石部材と第二永久磁石部材とについては、請求項３に記載の発明のように、モータ軸の軸方向において向き合わせてもよい。

請求項４に記載の発明によると、電動モータは、モータ軸にコギングトルクを発生するモータステータを有する。これによれば、内燃機関及び電動モータの停止状態においてカムトルクがモータ軸へ伝達されたとしても、第一永久磁石部材に発生する保持トルクのみならず、電動モータに固有のコギングトルクも利用してモータ軸を確実に保持することができるのである。

請求項５に記載の発明によると、モータステータは、第一磁石部材に作用することによりモータ軸を回転させる磁界を、通電制御手段からの通電により形成する。これによれば、内燃機関の停止状態において保持トルクを発生させる機能のみならず、内燃機関の運転中のバルブタイミング調整時にモータ軸を回転させる機能をも、第一永久磁石部材によって担うことができる。このような一部材への機能の集約は、部品点数を削減してコストを低減することを可能にする。

請求項６に記載の発明によると、通電制御手段は、内燃機関の停止に必須の条件を検知した場合に、電動モータへの通電を制御することにより所定の機関位相を実現した後、当該通電をカットする。これによれば、通電カット時点において一定の機関位相が実現された状態で電動モータが停止することになるので、当該停止後において第一永久磁石部材に発生の保持トルクによって保持しておく機関位相としては、安定した始動位相を実現することが可能となるのである。

請求項７に記載の発明によると、位相調整機構は、クランク軸と連動して回転する第一回転体と、カム軸と連動して回転する第二回転体と、案内溝を形成し、電動モータのモータ軸の回転出力に応じて回転する案内回転体と、案内回転体の回転により案内溝内を案内される可動体と、第一回転体と第二回転体と可動体とに連繋し、可動体の変位により機関位相を変化させるリンク機構部とを有する。

上述したように内燃機関及び電動モータの停止状態においては、第一永久磁石部材に発生の保持トルクによってモータ軸、ひいては機関位相が保持される。したがって、請求項７に記載の発明による位相調整機構の案内溝には、内燃機関の運転に適した形状を優先的に付与することができるのである。

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は車両に搭載され、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置されている。バルブタイミング調整装置１は電動モータ４、通電制御回路６及び位相調整機構８を組み合わせてなり、クランク軸及びカム軸２間の機関位相によって決まるバルブタイミングを調整する。尚、本実施形態においてカム軸２は内燃機関の吸気弁を開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

電動モータ４はブラシレスモータであり、ハウジング１００、モータ軸１０２及びモータステータ１０３を備えている。

ハウジング１００は、ステー（図示しない）を介して内燃機関に固定される固定節である。ハウジング１００には、軸受１０１が複数設けられている。各軸受１０１は、モータ軸１０２の軸本体１０４を支持している。この支持によりモータ軸１０２は、図２の方向Ｘ，Ｙへ正逆回転自在となっている。

図１，２に示すように、モータ軸１０２において軸本体１０４から外周側へ突出するロータ部１０５には、複数の永久磁石１０６がモータ軸１０２の回転方向において等間隔に固定されている。各永久磁石１０６は、ロータ部１０５の外周面１１０側に形成する磁極の極性がモータ軸１０２の回転方向において交互に相反するように、配置されている。本実施形態において各永久磁石１０６は、ロータ部１０５の内部に埋設されているが、ロータ部１０５の外周面１１０に固定されていてもよい。

モータステータ１０３はロータ部１０５の外周側に同心的に配置されて、ハウジング１００に固定されている。モータステータ１０３は、コア１０８及びコイル１０９を有している。コア１０８は鉄片を積層して形成され、モータ軸１０２の回転方向において等間隔に複数配置されている。各コア１０８は、磁気ギャップ１１２を挟んでロータ部１０５の外周面１１０と向き合っている。各コア１０８に個別に巻装されているコイル１０９には、通電制御回路６が電気的に接続されている。

図１に示すように通電制御回路６は、例えば電動モータ４の駆動ドライバ及び当該ドライバの制御用マイクロコンピュータ等から構成され、電動モータ４の外部及び／又は内部に配置されている。通電制御回路６は、電動モータ４の各コイル１０９への通電を内燃機関の運転状況等に応じて制御する。

したがって、通電制御回路６からの通電に応じて電動モータ４は、各永久磁石１０６へ作用させる回転磁界を各コイル１０９の励磁によって形成することで、当該回転磁界に従う方向Ｘ，Ｙ（図２参照）のモータトルクをモータ軸１０２に発生させる。その結果、モータ軸１０２が回転駆動されて、当該モータ軸１０２と連結される位相調整機構８へ回転出力としてのモータトルクが与えられることになる。

また一方、通電カット状態の電動モータ４では、各コア１０８が各永久磁石１０６の形成磁界の作用によって磁化される。その結果、モータ軸１０２のロータ部１０５には、回転位置に応じて正負に交番するコギングトルクが発生することになる。

図１に示すように位相調整機構８は、駆動側回転体１０、従動側回転体１８、遊星歯車機構部３０及びリンク機構部５０を備えている。

図１，３に示すように、駆動側回転体１０は全体として中空形状であり、遊星歯車機構部３０、リンク機構部５０等を収容している。駆動側回転体１０は、二段円筒状のスプロケット１１の大径側端部に二段円筒状のカバー１２の大径側端部を同軸上に螺子止めしてなる。スプロケット１１は複数の歯１６を有しており、これらの歯１６とクランク軸の複数の歯との間においてタイミングチェーンが巻き掛けられる。したがって、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１１へ伝達されるときには、駆動側回転体１０がクランク軸と連動して、当該クランク軸との間の相対位相を保ちつつ回転する。このとき駆動側回転体１０の回転方向は、図３の時計方向となる。

図１，３に示すように従動側回転体１８は、軸部１７及び一対の連繋部１９を有している。円筒状の軸部１７は、駆動側回転体１０と同心的に配置されている。軸部１７の一端部は、スプロケット１１の内周側に摺動回転自在に嵌合していると共に、同軸上のカム軸２の一端部にボルト固定されている。これにより従動側回転体１８は、カム軸２と連動して当該カム軸２との間の相対位相を保ちつつ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１８が進角する相対回転方向が図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１８が遅角する相対回転方向が図３の方向Ｙである。

図１，３に示すように各連繋部１９は、軸部１７を径方向に挟む二箇所から外周側へ突出する平板状にそれぞれ形成されている。

図１，４に示すように遊星歯車機構部３０は、太陽歯車３１、遊星キャリア３２、遊星歯車３３及び案内回転体３４等から構成されている。

外歯車からなる太陽歯車３１は、カバー１２に同心的にリベットかしめされて駆動側回転体１０と一体に回転可能となっている。したがって、太陽歯車３１はクランク軸と連動して、当該クランク軸との間の相対位相を保ちつつ回転する。

全体として筒状の遊星キャリア３２において駆動側回転体１０及びモータ軸１０２と同心的な内周面３５には溝部３６が開口しており、当該溝部３６に嵌合する継手３７を介して遊星キャリア３２がモータ軸１０２の軸本体１０４と連結されている。これにより遊星キャリア３２は、モータ軸１０２と一体に回転可能となっており、また回転体１０，１８に対して相対回転可能となっている。

遊星キャリア３２はさらに、駆動側回転体１０及び太陽歯車３１に対して偏心する外周面３８を有している。

遊星歯車３３は、太陽歯車３１よりも歯数が所定数だけ多い内歯車部３９を有している。遊星歯車３３は、太陽歯車３１の外周側に内歯車部３９が位置するようにして太陽歯車３１に対し偏心して配置され、当該偏心側とは反対側において内歯車部３９を太陽歯車３１に噛合させている。遊星歯車３３は、遊星キャリア３２の外周面３８にベアリング４０を介して嵌合している。これにより遊星歯車３３は、遊星キャリア３２によって遊星運動自在に支持されている。ここで遊星運動とは、遊星歯車３３が太陽歯車３１に対する偏心軸線周りに自転しつつ、遊星キャリア３２の回転方向へ公転する運動をいう。

図１，５に示すように、案内回転体３４は円環板状に形成され、回転体１０，１８と同心的に且つ遊星歯車３３に対して偏心して配置されている。案内回転体３４は、軸部１７の外周側に摺動回転自在に嵌合している。これにより案内回転体３４は、回転体１０，１８に対して相対回転可能となっている。

図１，４に示すように案内回転体３４は、回転方向へ等間隔をあけた複数箇所に円筒孔状の係合孔４８を有している。また、それに対応して遊星歯車３３は、自転方向（本実施形態では、遊星歯車３３の周方向と一致する）に等間隔をあけた複数箇所に柱状の係合突起４９を有している。各係合突起４９は、それぞれ対応する係合孔４８に個別に遊挿されて係合する。案内回転体３４は、各係合孔４８への各係合突起４９の係合により遊星歯車３３の自転運動を抽出して、当該自転運動に応じた回転運動を実現する。

こうした構成の遊星歯車機構部３０では、駆動側回転体１０に対して遊星キャリア３２が相対回転しないときには、遊星歯車３３が遊星運動することなく駆動側回転体１０と共に回転し、各係合突起４９が各係合孔４８を回転側へ押圧する。その結果、案内回転体３４が駆動側回転体１０との間の相対位相を保ちつつ、図６の時計方向へ回転する。

モータトルクが方向Ｘへ増大すること等により駆動側回転体１０に対して遊星キャリア３２が方向Ｘへ相対回転するときには、遊星歯車３３が太陽歯車３１との噛合歯を変えつつ遊星運動することで、各係合突起４９が各係合孔４８を回転側へ押圧する力が増大する。その結果、駆動側回転体１０に対して案内回転体３４が方向Ｘへ相対回転する。

また一方、モータトルクが方向Ｙへ増大すること等により駆動側回転体１０に対して遊星キャリア３２が方向Ｙへ相対回転するときには、遊星歯車３３が太陽歯車３１との噛合歯を変えつつ遊星運動することで、各係合突起４９が各係合孔４８を反回転側へ押圧する。その結果、駆動側回転体１０に対して案内回転体３４が方向Ｙへ相対回転する。

図１，３，５，６に示すようにリンク機構部５０は、一対の第一リンク５２、一対の第二リンク５３、溝形成部５４及び一対の可動体５６等から構成されている。尚、図１，３，５は、機関位相が最遅角位相となるときの作動状態を示し、図６は、機関位相が最進角位相となるときの作動状態を示している。また、図３，５，６では、断面を表すハッチングの図示を省略している。

図１，３に示すように各第一リンク５２は、それぞれ円弧形の平板状に形成されて軸部１７を径方向に挟む二箇所に配置され、スプロケット１１の所定箇所に回り対偶によって連繋している。各第二リンク５３は、それぞれω字形の平板状に形成されて軸部１７を径方向に挟む二箇所に配置され、対応する連繋部１９に回り対偶によって連繋し且つ対応する第一リンク５２に回り対偶によって連繋している。

図１，５に示すように溝形成部５４は、案内回転体３４において遊星歯車３３とは反対側の端面を含む部分によって形成されている。溝形成部５４は、軸部１７を径方向に挟む二箇所にそれぞれ案内溝５８を形成している。各案内溝５８は所定の幅をもって延伸し、当該延伸方向において軸部１７の中心からの距離が変化する渦巻形の曲線状を呈している。

図１，３，５に示すように、各可動体５６は円柱軸状に形成され、軸部１７に対して偏心して配置されている。各可動体５６の一端部は柱筒二部材によって形成され、対応する案内溝５８内に滑動自在に嵌合している。各可動体５６の他端部は、対応する第一リンク５２に相対回転自在に嵌合し、各可動体５６の中間部は、対応する第二リンク５３に圧入固定されている。かかる嵌合及び圧入固定により各可動体５６は、リンク５２，５３に連繋している。

こうした構成のリンク機構部５０では、案内回転体３４が駆動側回転体１０との間の相対位相を保っているときには、各可動体５６がそれぞれ案内溝５８内を案内されずに案内回転体３４と共に回転する。このとき、連繋するリンク５２，５３同士の相対位置関係は変化しないので、従動側回転体１８が駆動側回転体１０との間の相対位相を保ちつつ図５，６の時計方向へ回転する。したがって、機関位相が変化せず、バルブタイミングが保持される。

駆動側回転体１０に対して案内回転体３４が方向Ｘへ相対回転するときには、各可動体５６が案内溝５８内を案内されて軸部１７側へ変位する。その結果、各第二リンク５３が可動体５６により押圧されて連繋部１９と共に方向Ｘへ駆動されるため、駆動側回転体１０に対して従動側回転体１８が方向Ｘへ相対回転する（図６参照）。したがって、機関位相がクランク軸に対するカム軸２の進角側へ変化し、それに合わせてバルブタイミングが進角する。

また一方、駆動側回転体１０に対して案内回転体３４が方向Ｙへ相対回転するときには、各可動体５６が案内溝５８内を案内されて軸部１７とは反対側へ変位する。その結果、各第二リンク５３が可動体５６により引張られて連繋部１９と共に方向Ｙへ駆動されるため、駆動側回転体１０に対して従動側回転体１８が方向Ｙへ相対回転する（図５参照）。したがって、機関位相がクランク軸に対するカム軸２の遅角側へ変化し、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的構成について説明する。

図１に示すように電動モータ４は、一対の永久磁石部材１２０，１３０をさらに備えている。各永久磁石部材１２０，１３０は、磁化された磁性材から形成されている。

図７，８に示すように、第一永久磁石部材１２０は円環板状を呈しており、第一フレーム１２２を介してモータ軸１０２のロータ部１０５の一端部に同軸上に固定されている。この固定により第一永久磁石部材１２０は、モータ軸１０２と一体に回転可能となっている。

また一方、第二永久磁石部材１３０は第一永久磁石部材１２０よりも小径の円環板状を呈しており、第二フレーム１３２を介してハウジング１００に固定されている。この固定により第二永久磁石部材１３０は、軸方向に沿って第一永久磁石部材１２０と部分的にラップするようにして、第一永久磁石部材１２０の内周側に同心的に配置されている。即ち、第二永久磁石部材１３０と第一永久磁石部材１２０とは、磁気ギャップ１４０を挟んで径方向において向き合っており、それら部材１３０，１２０の配置スペースが軸方向において縮小された形となっている。

図８に示すように、磁気ギャップ１４０を挟む第一永久磁石部材１２０の内周面１２４及び第二永久磁石部材１３０の外周面１３４は、それぞれ第一磁極面１２４及び第二磁極面１３４として磁極を形成している。ここで、各磁極面１２４，１３４における磁極の形成形態は、図９に示すように、極性の相反する磁極がモータ軸１０２の回転方向において交互に並ぶ形態である。したがって、図８に示す各磁極面１２４，１３４間の磁気ギャップ１４０には、常時、磁界が形成されることとなる。

こうした構成により、図７の各コイル１０９への通電がカットされてモータトルクが消失した状態においては、各磁極面１２４，１３４の相反する磁極同士が向き合うようにして、第一永久磁石部材１２０がモータ軸１０２と共に停止する。また、この停止状態からモータ軸１０２が第一永久磁石部材１２０と共に回転して位置ずれしようとすると、当該回転位置ずれを妨げる向きの保持トルクが第一永久磁石部材１２０に発生する。尚、各コイル１０９への通電状態においては、保持トルクよりも大きなモータトルクが発生してモータ軸１０２の回転駆動が妨げられないようになっている。

次に、第一実施形態の特徴的作動を説明する。

アイドル回転状態の内燃機関がイグニッションスイッチのオフ指令等の停止指令を受けて停止するときには、通電制御回路６がその停止指令を検知して各コイル１０９への通電を制御することにより、機関位相を図１０に示す所定の位相Ｐｃに保持する。

この位相保持状態のまま、内燃機関の回転数が閾値Ｒｔｈ（例えば２００ｒｐｍ）以下に低下すると、通電制御回路６が各コイル１０９への通電をカットする。その結果、第一永久磁石部材１２０に発生する保持トルクやロータ部１０５に発生するコギングトルク等によりモータ軸１０２が完全停止し、また内燃機関も完全停止に至る。ここで、電動モータ４への通電カットから内燃機関の完全停止までの時間は非常に短い（例えば０．１秒程度）ので、図１０に示すように機関位相は、通電カット時点における位相Ｐｃよりも僅かに遅角側の位相Ｐｓに安定して止まることとなる。そこで、本実施形態では、停止した内燃機関の次の始動を許容しさらに燃費を向上させる始動位相として、最遅角位相及び最進角位相の間の中間位相Ｐｓが設定されるのである。

こうして内燃機関が停止してから次の始動までの間においては、バルブ反力によりカム軸２が回転して発生したカムトルクが、位相調整機構８を通じてモータ軸１０２まで伝達されることがある。そこで、本実施形態では、第一永久磁石部材１２０に発生させる保持トルクについて、位相調整機構８を通じてモータ軸１０２へ作用するカムトルクの予測最大値よりも大きくなるように、設定する。これにより、モータ軸１０２に作用するカムトルクを保持トルクによって相殺し得るので、モータ軸１０２、ひいては始動位相Ｐｓを保持したまま、次の始動に備えることができるのである。

尚、図１１は、永久磁石部材１２０，１３０の軸方向のラップ長（図７のＬ参照）と保持トルクとの相関を示している。この図から、カムトルクを相殺するために、より大きな保持トルクを得るには、永久磁石部材１２０，１３０のラップ長を可及的に長く設定すればよいことが判る。

以上説明した第一実施形態によると、内燃機関及び電動モータ４の停止状態においては、第一永久磁石部材１２０に発生する保持トルクの作用によって始動位相Ｐｓが保持されるので、内燃機関の始動時には、その始動に最適なバルブタイミングを得ることができる。

また、そうした保持トルクの作用によって始動位相Ｐｓが保持されることによれば、当該位相保持に適した形状を案内溝５８に付与する必要がなくなるので、内燃機関運転中のバルブタイミング調整に最適な形状を案内溝５８に付与することができるのである。

さらに、第一実施形態によると、通電カットされた電動モータ４の停止状態においては、モータ軸１０２のロータ部１０５にコギングトルクが発生するので、当該コギングトルクもモータ軸１０２の保持に利用して位相Ｐｓの保持性を高めることができる。

尚、このような第一実施形態では、通電制御回路６が特許請求の範囲に記載の「通電制御手段」に相当し、軸受１０１の設けられたハウジング１００が特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当し、駆動側回転体１０及び従動側回転体２０がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「第一回転体」及び「第二回転体」に相当している。

（第二実施形態）
図１２に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態において、モータ軸１０２に固定の第一永久磁石部材２２０とハウジング１００に固定の第二永久磁石部材２３０とは、磁気ギャップ２４０を挟んで軸方向に向き合っている。これにより、各永久磁石部材２２０，２３０の互いに向き合う端面２２４，２３４がそれぞれ磁極面２２４，２３４として、相反する磁極をモータ軸１０２の回転方向に交互に形成している。

このような第二実施形態によっても、永久磁石部材２２０，２３０間に磁界を形成して回転側の第一永久磁石部材２２０に保持トルクを発生させることができるので、内燃機関の始動時には、その始動に最適なバルブタイミングを得ることができる。

（第三実施形態）
図１３に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態において第一永久磁石部材３２０は、モータ軸１０２のロータ部１０５よりも軸方向に長く形成され、当該ロータ部１０５の外周面１１０に直に固定されている。これにより第一永久磁石部材３２０は、その径方向において、内周側の第二永久磁石部材１３０と磁気ギャップ３４０を挟んで向き合っているのみならず、外周側の各コア１０８とも磁気ギャップ３１２を挟んで向き合っている。尚、本実施形態では、第一永久磁石部材３２０とモータステータ１０３との作用により所望のモータトルク及びコギングトルクが発生するように、各永久磁石部材３２０，１３０の磁極面３２４，１３４において形成される磁極数が設定されている。

このような第三実施形態によっても、永久磁石部材３２０，１３０間に磁界を形成して回転側の第一永久磁石部材３２０に保持トルクを発生させることができるので、内燃機関の始動時には、その始動に最適なバルブタイミングを得ることができる。しかも、第一永久磁石部材３２０は、保持トルクを発生させる機能のみならず、モータトルク及びコギングトルクを発生させる機能も担っており、そうした一部材への機能集約によって部品点数の削減並びにコストの低減を図ることができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれら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することができる。

第一永久磁石部材１２０，２２０，３２０及び第二永久磁石部材１３０，２３０が形成する磁極の数については、相反する極性がモータ軸１０２の回転方向に交互に並ぶ限りにおいて適数に設定することができる。また、第一永久磁石部材１２０，２２０については、その複数に対し同数の第二永久磁石部材１３０，２３０を組み合わせて設けるようにしてもよい。さらに、第一永久磁石部材３２０については、その一つに対し複数の第二永久磁石部材１３０を組み合わせて設けるようにしてもよい。さらにまた、径方向において向き合う第一永久磁石部材１２０，３２０及び第二永久磁石部材１３０については、当該径方向における内外関係を上述のものとは逆、即ち第一永久磁石部材１２０，３２０の外周側に第二永久磁石部材１３０が配置された形としてもよい。

電動モータ４としては、上述の如き構成のブラシレスモータ以外にも、本発明の作用効果が得られる限りにおいて、各種のモータを採用することができる。また、位相調整機構８としては、上述の如き案内溝５８を利用する機構以外にも、モータ軸１０２からの回転出力に応じて機関位相を調整可能且つカム軸２のカムトルクをモータ軸１０２まで伝達可能な限りにおいて、各種の機構を採用することができる。例えば位相調整機構８のリンク機構部５０として、上述の如く一対のリンク５２，５３を組み合わせたもの以外であっても、可動体５６を通じてカムトルクを案内回転体３４まで伝達可能なリンク機構を採用してもよいのである。

「始動位相」については、上述した最遅角位相及び最進角位相の間の中間位相Ｐｓ以外にも、最遅角位相又は最進角位相に設定してもよい。また、「内燃機関の停止に必須の条件」としては、内燃機関が停止する際に必ず現出する条件であれば、上述した内燃機関の停止指令以外にも、例えば内燃機関のアイドル回転数等を採用してもよい。

そして、本発明は、上述した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も適用することができるのである。

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３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。 図１のIV−IV線断面図である。 図１のV−V線断面図である。 図５とは異なる作動状態を示す断面図である。 図１の要部を拡大して示す断面図である。 図７のVIII−VIII線断面図である。 本発明の第一実施形態の特徴を模式的に示す分解図である。 本発明の第一実施形態の特徴的作動を示す模式図である。 本発明の第一実施形態の保持トルクについて説明するための特性図である。 本発明の第二実施形態の要部を拡大して示す断面図であって、図７に対応する図である。 本発明の第三実施形態の要部を拡大して示す断面図であって、図７に対応する図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、４ 電動モータ、６ 通電制御回路（通電制御手段）、８ 位相調整機構、１０ 駆動側回転体（第一回転体）、１８ 従動側回転体（第二回転体）、３０ 遊星歯車機構部、３４ 案内回転体、５０ リンク機構部、５４ 溝形成部、５６ 可動体、５８ 案内溝、１００ ハウジング（支持部材）、１０１ 軸受、１０２ モータ軸、１０３ モータステータ、１０４ 軸本体、１０５ ロータ部、１０６ 永久磁石、１０８ コア、１０９ コイル、１１０ 外周面、１２０，２２０，３２０ 第一永久磁石部材、１２４ 内周面・第一磁極面、１３０，２３０ 第二永久磁石部材、１３４ 外周面・第二磁極面、１４０，２４０，３４０ 磁気ギャップ、２２４，２３４ 端面・磁極面、Ｐｃ 位相（所定の相対位相）、Ｐｓ 始動位相

Claims (7)

1. 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であって、
   電動モータと、
   前記電動モータへ通電することにより前記電動モータを回転駆動し、前記内燃機関の停止に伴って当該通電をカットする通電制御手段と、
   前記電動モータの回転出力に応じて前記クランク軸及び前記カム軸間の相対位相を調整する位相調整機構とを備え、
   前記電動モータは、
   前記通電制御手段からの通電に応じて回転することにより、前記回転出力を前記位相調整機構へ与えるモータ軸と、
   前記モータ軸を回転自在に支持する支持部材と、
   前記モータ軸に固定され、相反する磁極を前記モータ軸の回転方向に交互に形成する第一永久磁石部材と、
   前記支持部材に固定されて磁気ギャップを挟んで前記第一永久磁石部材と向き合い、相反する磁極を前記回転方向に交互に形成する第二永久磁石部材とを有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記第一永久磁石部材と前記第二永久磁石部材とは、前記モータ軸の径方向において向き合うことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記第一永久磁石部材と前記第二永久磁石部材とは、前記モータ軸の軸方向において向き合うことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記電動モータは、
   前記支持部材に固定され、前記モータ軸にコギングトルクを発生するモータステータを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記モータステータは、前記第一磁石部材に作用することにより前記モータ軸を回転させる磁界を、前記通電制御手段からの通電により形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記通電制御手段は、前記内燃機関の停止に必須の条件を検知した場合に、前記電動モータへの通電を制御することにより所定の前記相対位相を実現した後、当該通電をカットすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
7. 位相調整機構は、
   前記クランク軸と連動して回転する第一回転体と、
   前記カム軸と連動して回転する第二回転体と
   案内溝を形成し、前記回転出力に応じて回転する案内回転体と、
   前記案内回転体の回転により前記案内溝内を案内される可動体と、
   前記第一回転体と前記第二回転体と前記可動体とに連繋し、前記可動体の変位により前記相対位相を変化させるリンク機構部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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