JP2001107713A - 内燃機関のアクチュエータユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータユニット１０のベースプレー
ト１２の剛性を効果的に向上する。 【解決手段】 ベースプレート１２の内面１２ａ側に、
制御軸の一端に連携するピストンロッド２４を備えた油
圧シリンダ２０を固定する。ベースプレート１２の内面
１２ａに、この内面１２ａに沿って直線状に延び、内部
に作動油路４２が形成された油路用リブ４０を突出形成
する。油圧シリンダ２０の中心軸線２０ａと油路用リブ
４０の中心軸線４０ａとを互いに交差させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば吸・排気弁
（吸気弁又は／及び排気弁）のリフト特性を変化させる
可変動弁装置の制御軸を駆動制御するアクチュエータユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の運転状態に応じて吸・排気弁
の開閉時期や作動角を変化させる可変動弁装置が従来よ
り種々提案されており、例えば特開平９−４１９２２号
公報、特開平１１−１０７７２４号には、このような可
変動弁装置の一例が記載されている。簡単に説明する
と、機関の回転に同期して回転する駆動軸の外周に、各
気筒の吸・排気弁を駆動するカムシャフトが設けられ、
このカムシャフトと駆動軸とを、気筒列方向に延設され
た制御軸を介して、リンク部材により機械的に連携させ
ている。制御軸の一端には、例えば油圧式のアクチュエ
ータユニットが連結されており、このアクチュエータユ
ニットで制御軸の回転位相を変化させることにより、吸
・排気弁の開閉時期や作動角が変化するようになってい
る。

【０００３】このアクチュエータユニットは、例えば上
記の特開平０９−０４１９２２号公報の図１や特開昭９
−２６６０６８号の図２に示されているように、シリン
ダヘッドやロッカーカバーの後端部に取り付けられるベ
ースプレートを主体とし、このベースプレートに、制御
軸を駆動する油圧シリンダが取り付けられるとともに、
ベースプレートの外面側に、油圧シリンダへの供給油圧
を制御する制御弁が取り付けられた構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクチュエータユニットでは、ベースプレートの剛
性が低いと、油圧シリンダのピストンロッドや制御弁の
円滑な動作が阻害され、制御精度の低下を招くととも
に、シリンダヘッドやロッカカバーとのシール性の低下
を招く虞がある。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、ベースプレートの剛性を効果的に向上す
ることを一つの目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の気
筒列方向に延びる制御軸を駆動制御する油圧式のアクチ
ュエータユニットに関する。この制御軸は、例えば上記
公報に記載されているような可変動弁装置に設けられる
もので、具体的には請求項８の発明のように、その回転
位相に応じて吸・排気弁のリフト特性を変化させるよう
になっている。

【０００７】そして、請求項１の発明に係るアクチュエ
ータユニットは、内燃機関の気筒列方向一端部に取り付
けられるベースプレートと、このベースプレートの内面
側に設けられ、上記制御軸の一端に連携するピストンロ
ッドを備えた油圧シリンダと、上記ベースプレートの内
面に突出形成され、この内面に沿って直線状に延び、内
部に作動油路が形成された油路用リブと、を有し、上記
油圧シリンダと油路用リブとを互いに交差するように配
置したことを特徴としている。

【０００８】この構成によれば、機能部品である油圧シ
リンダ及び油路用リブを利用して、ベースプレートの面
剛性を効果的に向上することができる。この結果、油圧
シリンダのピストンロッド等の円滑な動作が阻害される
こともなく、その制御精度が向上するとともに、このベ
ースプレートが取り付けられる内燃機関の一端部とのシ
ール性が向上する。

【０００９】より好ましくは請求項２の発明のように、
上記ベースプレートが上下方向でシリンダヘッドとロッ
カーカバーにまたがって配設され、かつ、上記油圧シリ
ンダ及び油路用リブを、それぞれシリンダヘッドとロッ
カーカバーとの境界面をまたぐように配設する。

【００１０】この場合、ベースプレートとシリンダヘッ
ドとのシール性、及びベースプレートとロッカーカバー
とのシール性の双方を向上することができる。

【００１１】上記油圧シリンダは、好ましくは請求項３
の発明のように、そのピストンロッドの先端側が相対的
に上側となるように配置されている。

【００１２】この場合、油圧シリンダとピストンロッド
の摺動部からの作動油漏れが防止されるとともに、油圧
シリンダのエア抜き性が向上する。

【００１３】請求項４の発明は、上記ベースプレートの
外面側に、上記油圧シリンダへの供給油圧を制御する制
御弁が設けられ、上記作動油路は、制御弁への出口側が
相対的に上側となるように設定されていることを特徴と
している。

【００１４】この場合、作動油路の出口側からの作動油
漏れが防止されるとともに、作動油路のエア抜き性が向
上する。

【００１５】請求項５の発明は、吸・排気弁のカムシャ
フトの作動角を検出する作動角センサが、上記ベースプ
レートの内面より突出するセンサ取付ボス部に取り付け
られ、このセンサ取付ボス部が、内燃機関の一端に接合
されるベースプレート周壁部並びに油路用リブと実質的
に一体化されていることを特徴としている。

【００１６】この場合、センサ取付ボス部，油路用リ
ブ，及びベースプレート周壁部の剛性が効果的に向上す
る。この結果、作動角センサの検出精度が向上するとと
もに、ベースプレートの取付剛性及びシール性が更に向
上する。

【００１７】より好ましくは請求項６の発明のように、
上記センサ取付ボス部を、上記ベースプレート周壁部に
沿って延長形成する。

【００１８】請求項７の発明は、上記油圧シリンダが、
複数の取付ボルトによりベースプレートへ固定される取
付プレート部を有し、内燃機関の一端に接合するベース
プレート周壁部に沿うように配置される取付プレート部
の外周部に、補強リブを形成するとともに、上記取付ボ
ルトのボス部を形成したことを特徴としている。

【００１９】この場合、油圧シリンダの取付剛性ととも
にベースプレート周壁部の剛性が効果的に向上し、ベー
スプレートの取付剛性及びシール性の更なる向上を図る
ことことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機能部
品である油圧シリンダ及び油路用リブを利用して、ベー
スプレートの剛性を効果的に向上することができる。こ
の結果、油圧シリンダのピストンロッド等の円滑な動作
が阻害されることがなく、制御精度が向上するととも
に、ベースプレートと内燃機関の一端部とのシール性が
向上する。

【００２１】特に請求項３，４の発明によれば、油圧シ
リンダ，作動油路における作動油漏れが抑制されるとと
もに、エア抜き性が向上する。

【００２２】更に請求項５〜７の発明によれば、ベース
プレート周壁部の剛性が効率的に向上し、このベースプ
レートの取付剛性及びシール性が更に有効に向上する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。

【００２４】図１は本発明の第１実施例に係るアクチュ
エータユニット１０を示す平面図，図２〜４はそれぞれ
図１のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
また、図５は、上記アクチュエータユニット１０が取り
付けられる内燃機関のシリンダヘッド１，ロッカーカバ
ー２を分解して示しており、図６はロッカーカバー２を
外した状態での上面対応図である。

【００２５】先ず図５，６を参照して、本実施例のアク
チュエータユニット１０が適用される内燃機関及びその
可変動弁装置について説明する。シリンダヘッド１の上
部には、吸気弁側の駆動軸３及び排気弁側の駆動軸（図
示省略）が全気筒にわたって気筒列方向に延設されてい
る。各駆動軸３は、軸受部３ａでシリンダヘッド１の上
部に回転可能に支持され、かつ、図５，６において左側
となる一端に図示せぬスプロケットが取り付けられ、タ
イミングチェーンを介して機関のクランクシャフトに連
動（同期）して回転する。

【００２６】この内燃機関では、吸気弁側の駆動軸３に
上述したような可変動弁装置が適用されている。簡単に
説明すると、駆動軸３の外周には、各気筒の吸気弁を駆
動するカムシャフト４が回転可能に外嵌されており、各
カムシャフト４と駆動軸３とは、気筒列方向に延びる制
御軸５を介して、図外のリンク部材により機械的に連携
されている。後述するように、この制御軸５の後端（図
５，６の右端）に、本実施例のアクチュエータユニット
１０が連結されており、このアクチュエータユニット１
０により制御軸５を所定の回転位置に駆動制御すること
により、駆動軸３に対するカムシャフト４の回転位相が
変化し、吸気弁のリフト特性が変化するようになってい
る。

【００２７】このアクチュエータユニット１０は、内燃
機関の気筒列方向一端部（図５，６の右端部）、より具
体的にはシリンダヘッド１及びロッカーカバー２の開口
する後端部を覆うように、上下方向で両者１，２にまた
がって取り付けられるベースプレート１２を主体として
いる。

【００２８】このベースプレート１２は、図１〜４にも
示すように、アルミニウム合金等により一体に鋳造され
るもので、その周壁部１４が全周にわたって内燃機関側
すなわち内側（図５，６の左側）に突出する略薄皿状を
なしている。この周壁部１４の中で、ロッカーカバー２
下面とシリンダヘッド１上面との境界面６よりも下側部
分の先端面１４ａは、ボルト孔１６を挿通する複数のボ
ルト（図示省略）を介してシリンダヘッド１の後端面１
ａに接合，固定される。なお、この先端面１４ａには、
シリンダヘッド後端面１ａとの間を液密にシールする例
えばＦＩＰＧ（液体ガスケット）等のシール材用の溝１
４ｂが形成されている。

【００２９】また、このようにシリンダヘッド１に固定
されたアクチュエータユニット１０に、ロッカーカバー
２が上方から固定される。ここで、周壁部１４の中で境
界面６より上側部分の外周面１４ｃには、ロッカーカバ
ー２の後端部の内周面が接合され、このロッカーカバー
２内周面には、上記外周面１４ｃとの間を液密にシール
するシール材用の溝２ａが形成されている。

【００３０】更に、ベースプレート１２には、シリンダ
ヘッド１及びロッカーカバー２の内部に臨んだ内面１２
ａの一側（図１の左側）に、周壁部１４と同じ高さＤの
シリンダ取付部１８が突出形成されており、このシリン
ダ取付部１８に、制御軸５を回転駆動する油圧シリンダ
２０が合計５個の取付ボルト２２によって締結固定され
ている。

【００３１】油圧シリンダ２０は、アルミ等により一体
に鋳造されるもので、ピストンロッド２４が摺動可能に
嵌挿される略円筒状のシリンダ本体に、薄板状の取付プ
レート部２６が一体化された構造となっている。取付プ
レート部２６の外周部には、所定高さの補強リブ２８が
形成されるとともに、取付ボルト２２用のボス部３０が
間欠的に形成されており、このボス部３０の大半（本実
施例では４つ）は、周壁部１４と一体的に連なってい
る。

【００３２】上記ピストンロッド２４の先端には、制御
軸５の後端に取り付けられたリンクプレート３２の径方
向溝３２ａに摺動可能に嵌合する連結ピン３４が設けら
れており、油圧シリンダ２０によりピストンロッド２４
が伸縮されると、連結ピン３４及びリンクプレート３２
を介して制御軸５が回動される。

【００３３】一方、ベースプレート外面１２ｂ側には、
油圧シリンダ２０への供給油圧を制御する電磁式の制御
弁が設けられている。この制御弁は、図２，６にも示す
ように、ベースプレート外面１２ｂに突出形成された略
円筒状のスリーブ部３６と、このスリーブ部３６の内部
を摺動するスプールを駆動するソレノイド部３８と、を
有している。このソレノイド部３８は、図外の制御部に
よって、機関の運転状態に応じて電気的に制御される。

【００３４】また、ベースプレート１２の内面１２ａに
は、断面略円筒状に隆起する油路用リブ４０が一体的に
突出形成されている。この油路用リブ４０は、周壁部１
４と同じ高さＤで、ベースプレート内面１２ａに沿って
直線状に延びてシリンダ取付部１８と一体化されてお
り、その内部には、シリンダヘッド１側から制御弁のス
リーブ部３６へ作動油を供給する断面円形をなす作動油
路４２が穿設されている。

【００３５】詳述すると、ベースプレート１２には、作
動油路４２の出口側とスリーブ部３６とを連通する出口
側油路４４が形成されており、この出口側油路４４内に
は逆止弁４６が設けられている。この逆止弁４６は、リ
ターンスプリング４８及び座部５０を有しており、作動
油路４２側への逆流を防止する機能を備えている。

【００３６】なお、図１の符号５１は、スリーブ部３６
のドレーン孔であり、このドレーン孔５１は、シリンダ
ヘッド１内部に開放されている。また、図示していない
が、ベースプレート１２には、スリーブ部３６から油圧
シリンダ２０へ所定圧の作動油を供給する油路が形成さ
れている。

【００３７】ベースプレート１２の入口側（図２の右
側）には、シリンダヘッド１側と作動油路４２とを連通
する導入油路５２が形成されている。この導入油路５２
の周辺部５４には、導入油路５２の開口周縁部に沿って
シール溝５４ａが形成されている。なお、作動油路４２
の加工用の開口端部５６は、適宜に閉詮されている。

【００３８】更に、ベースプレート１２には、カムシャ
フトの作動角を検出する作動角センサ６０が取り付けら
れている。なお、符号５８は作動角センサ６０の配線用
のコネクタである。

【００３９】図１にも示すように、このセンサ６０が取
り付けられるセンサ取付ボス部６２は、上記導入油路５
２の周辺部５４とともに、周壁部１４及び油路用リブ４
０と同じ高さＤでベースプレート内面１２ａから突出形
成されており、これら周壁部１４や油路用リブ４０と滑
らかに連続し、実質的に一体化されている。

【００４０】更に、ベースプレート１２の内面１２ａに
は、リンクプレート３２を、制御軸５に取り付けられる
までの間、仮保持しておくための凸部６４が突出形成さ
れており、この凸部６４もまた、周壁部１４と同じ高さ
Ｄに設定され、周壁部１４と一体化されている。

【００４１】そして本実施例では、図１に示すように、
ベースプレート１２の取付面に垂直な方向から見て、油
圧シリンダ２０の中心軸線２０ａと、油路用リブ４０の
中心軸線４０ａとを、互いに交差するように配置してい
る。つまり、油圧シリンダ２０を、油路用リブ４０と交
差するように取り付けている。

【００４２】これにより、ベースプレート１２の面剛性
が効果的に向上し、ベースプレート１２のねじれ等によ
り油圧シリンダ２０のピストンロッド２４や制御弁の円
滑な動作が阻害されることがなく、その制御精度が向上
するとともに、シリンダヘッド１やロッカーカバー２と
のシール性が向上する。また、アクチュエータとしての
機能を有する油圧シリンダ２０及び油路用リブ４０を利
用して面剛性を効果的に向上させているため、面剛性を
向上させるために別途リブを設けたり厚肉に形成した場
合に比して、ベースプレート１２が軽量化，簡素化され
る。

【００４３】特に本実施例では、油圧シリンダ２０及び
油路用リブ４０を、それぞれシリンダヘッド１とロッカ
ーカバー２との境界面６をまたぐように配設しているた
め、これら油圧シリンダ２０及び油路用リブ４０によっ
て、ベースプレート１２とシリンダヘッド１とのシール
性、及びベースプレート１２とロッカーカバー２とのシ
ール性の双方が向上する。

【００４４】しかも図１に示すように、油圧シリンダ２
０は、ピストンロッド２４の先端側が相対的に上側とな
るように配置されている。この結果、油圧シリンダ２０
とピストンロッド２４との摺動部６６からの作動油漏れ
が抑制されるとともに、油圧シリンダ２０のエア抜き性
が向上する。

【００４５】同様に、作動油路４２は、出口側油路４４
が形成された制御弁への出口側が相対的に上側となるよ
うに設定されている。この結果、作動油路４２の出口側
からの作動油漏れが抑制されるとともに、作動油路４２
のエア抜き性が向上する。

【００４６】また、ベースプレート１２の一側（図１の
左側）では、ベースプレート周壁部１４に沿うように油
圧シリンダ２０の取付プレート部２６の外周部が配置さ
れ、かつ、この外周部に、補強リブ２８及び取付ボルト
用ボス部３０が形成されているため、ベースプレート周
壁部１４の剛性が効率的に向上し、シリンダヘッド１や
ロッカーカバー２との取付剛性及びシール性をより確実
に確保することができる。

【００４７】しかも、ベースプレート１２の他側（図１
の右側）では、ベースプレート周壁部１４に沿うように
導入油路周辺部５４，センサ取付ボス部６２，及び凸部
６４が突出形成され、かつ、上記の周辺部５４及びセン
サ取付ボス部６２が、油路用リブ４０や周壁部１４と実
質的に一体化されている。この結果、この部分の剛性が
効果的に向上し、作動角センサ６０の検出精度が向上す
るとともに、シリンダヘッド１やロッカーカバー２との
取付剛性及びシール性をより確実に確保することができ
る。

【００４８】図７は、本発明の第２実施例に係るアクチ
ュエータユニットを示している。この第２実施例は、基
本的には図１に示す第１実施例と同様の構成であるが、
作動角センサ６０のセンサ取付ボス部６２とベースプレ
ート１２の凸部６４とに連なる延長部６８（図７の斜線
部分）が、周壁部１４に沿って突出形成されている。言
い換えると、センサ取付ボス部６２を、周壁部１４に沿
って凸部６４まで延長形成している。

【００４９】この場合、延長部６８が形成された周壁部
１４の上側部分の剛性が向上し、特にロッカーカバー２
との取付剛性及びシール性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るアクチュエータユニ
ットを示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

【図５】上記アクチュエータユニット及びシリンダヘッ
ド，ロッカーカバーを示す分解図。

【図６】ロッカーカバーを外した状態でのアクチュエー
タユニットの取付状態を示す上面対応図。

【図７】本発明の第２実施例に係るアクチュエータユニ
ットを示す平面図。

【符号の説明】

１０…アクチュエータユニット １２…ベースプレート １４…周壁部 ２０…油圧シリンダ ２４…ピストンロッド ２６…取付プレート部 ２８…補強リブ ３０…ボス部 ３６…スリーブ部（制御弁） ３８…ソレノイド部（制御弁） ４０…油路用リブ ４２…作動油路 ６２…センサ取付ボス部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日高 章 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA23 BA37 CA04 CA13 CA15 CA21 CA24 CA27 CA29 CA30 CA36 CA46 CA48 CA51 CA57 DA22 EA08 FA27 3G024 AA05 AA08 AA39 BA05 BA29 DA08 EA01 FA08 GA02 GA26 HA07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の気筒列方向に延びる制御軸を
   駆動制御する油圧式のアクチュエータユニットにおい
   て、 内燃機関の気筒列方向一端部に取り付けられるベースプ
   レートと、このベースプレートの内面側に設けられ、上
   記制御軸の一端に連携するピストンロッドを備えた油圧
   シリンダと、上記ベースプレートの内面に突出形成さ
   れ、この内面に沿って直線状に延び、内部に作動油路が
   形成された油路用リブと、を有し、 上記油圧シリンダと油路用リブとを互いに交差するよう
   に配置したことを特徴とする内燃機関のアクチュエータ
   ユニット。
2. 【請求項２】 上記ベースプレートが上下方向でシリン
   ダヘッドとロッカーカバーにまたがって配設され、か
   つ、上記油圧シリンダ及び油路用リブを、それぞれシリ
   ンダヘッドとロッカーカバーとの境界面をまたぐように
   配設したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   アクチュエータユニット。
3. 【請求項３】 上記油圧シリンダは、そのピストンロッ
   ドの先端側が相対的に上側となるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のア
   クチュエータユニット。
4. 【請求項４】 上記ベースプレートの外面側に、上記油
   圧シリンダへの供給油圧を制御する制御弁が設けられ、 上記作動油路は、制御弁への出口側が相対的に上側とな
   るように設定されていることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の内燃機関のアクチュエータユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 吸・排気弁のカムシャフトの作動角を検
   出する作動角センサが、上記ベースプレートの内面より
   突出するセンサ取付ボス部に取り付けられ、このセンサ
   取付ボス部が、内燃機関の一端に接合されるベースプレ
   ート周壁部並びに油路用リブと実質的に一体化されてい
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内
   燃機関のアクチュエータユニット。
6. 【請求項６】 上記センサ取付ボス部を、上記ベースプ
   レート周壁部に沿って延長形成したことを特徴とする請
   求項５に記載の内燃機関のアクチュエータユニット。
7. 【請求項７】 上記油圧シリンダが、複数の取付ボルト
   によりベースプレートへ固定される取付プレート部を有
   し、 内燃機関の一端に接合するベースプレート周壁部に沿う
   ように配置される取付プレート部の外周部に、補強リブ
   を形成するとともに、上記取付ボルトのボス部を形成し
   たことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内
   燃機関のアクチュエータユニット。
8. 【請求項８】 上記制御軸の回転位相に応じて、内燃機
   関の吸・排気弁のリフト特性が変化するように構成され
   ていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
   の内燃機関のアクチュエータユニット。