JP2005351280A - アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動ポンプの回転駆動にオイルポンプからのアシスト力を付与して、該電動ポンプの小型化とコストの低減化を図る。
【解決手段】 一対の第１作動室２８と第２作動室２９に給排される油圧によって圧縮比可変装置に駆動力を出力する油圧駆動機構２１と、正逆回転可能な電動モータ３６によって駆動され、前記第１、第２作動室に油圧を油通路３３，３４を介して選択的に給排する電動ポンプ２２とを備えている。また、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ２３から油圧モータ２４に供給された油圧によって、前記電動モータに駆動アシスト力を付与すると共に、オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する電磁切換弁２５を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、内燃機関の可変動弁装置などを駆動するアクチュエータ装置に関する。

従来のアクチュエータ装置としては、種々提供されており、その一つとして内燃機関の可変動弁機構であるバルブタイミング制御機構を駆動する以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すれば、バルブタイミング制御機構としては、前記開口端がフロントカバーとリアカバーで閉塞されたタイミングプーリの筒状のハウジング内部に、カムシャフトの端部に固定されたベーン部材が回転自在に収納されていると共に、ハウジングの内周面に直径方向から互いに内方へ突出されたほぼ台形状の２つの隔壁部とベーン部材の２つの羽根部との間に進角側油室と遅角側油室が画成されている。

そして、アクチュエータ装置である正逆回転駆動する電動ポンプが、機関運転状態に応じて前記進角側油室と遅角側油室のいずれか一方に油圧を選択的に供給し、かかる駆動油圧によりベーン部材を正逆回転させることによりタイミングプーリとカムシャフトとの相対回動位相を変化させて、吸気弁のバルブタイミングを可変制御するようになっている。
特開２００１−２７１６１６公報

しかしながら、前記従来のアクチュエータ装置にあっては、駆動対象である可変動弁機構によっては、電動ポンプの電動モータに掛かる駆動負荷が比較的大きくなる場合がある。

このため、電動モータの駆動容量を大きくせざるを得ず、コストの高騰が余儀なくされている。

本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、供給油圧によって外部の機器類を駆動させる油圧駆動機構と、電動モータによって回転駆動され、前記油圧駆動機構に油圧を供給する電動ポンプと、内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、前記オイルポンプからの吐出油圧によって回転駆動され、出力軸が前記電動モータの駆動軸に連結された油圧モータと、前記オイルポンプから前記油圧モータへの油圧の供給を制御する制御機構とを備えたことを特徴としている。

この発明によれば、前記電動モータに、前記オイルポンプによって駆動する油圧モータによりアシスト回転力を付与するため、電動モータの出力トルクを十分小さくすることが可能になる。この結果、電動モータの小型化が図れる。

なお、電動モータが停止している際には、オイルポンプからの油圧が、制御機構によって油圧モータへ供給されないようになるため、不用意に電動モータが回転駆動してしまうことはない。

請求項２に記載の発明は、少なくとも一対の第１作動室と第２作動室とを有し、該第１作動室と第２作動室に給排される油圧によって機器類に駆動力を出力する油圧駆動機構と、前記第１作動室と第２作動室に油圧を給排する閉回路の油通路と、正逆回転可能な電動モータによって駆動され、前記第１作動室と第２作動室に油圧を前記油通路を介して選択的に給排する電動ポンプと、内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、前記電動モータの駆動軸に連結された出力軸を有し、該出力軸に前記オイルポンプにより吐出された油圧が回転力として作用する油圧モータと、前記オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する制御機構とを備えたことを特徴としている。

この発明によれば、前記請求項１の発明の作用効果に加えて、正逆回転可能な電動ポンプを設けたことによって、第１作動室あるいは第２作動室に油圧を給排させるための切換弁が不要になる。

このため、装置の構造の複雑化を抑制できると共に、コストの高騰を防止できる。

請求項３に記載の発明にあっては、前記油圧駆動機構は、内燃機関の回転数の増加に応じて作動負荷が増加する構造であることを特徴としている。

この発明によれば、一般に前記オイルポンプは内燃機関の回転数に応じて作動油の吐出量が多くなることから、油圧駆動機構の駆動に必要なときに必要な量を十分に確保することが可能になる。

以下、本発明に係るアクチュエータ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、アクチュエータ装置を内燃機関の圧縮比可変機構に適用したものを示している。

すなわち、内燃機関１は、図２及び図３に示すように、レシプロ型エンジンであって、シリンダブロック２の上端部に設けられたシリンダヘッド３に、それぞれ吸気側カムシャフト４と排気側カムシャフト５によって吸気、排気ポートを開閉自在に設けられた吸気弁６と排気弁７を有し、シリンダブロック２内に設けられたライナー２ａ内にピストン８が摺動自在に設けられていると共に、シリンダヘッド３とピストン８の冠部との間に燃焼室９が設けられている。

そして、前記ピストン８は、圧縮比可変機構１０によって機関運転状態に応じて上下ストローク移動して前記燃焼室９の圧縮比を可変制御されるようになっている。

前記圧縮比可変機構１０は、クランクシャフト１１に結合されたクランクアーム１１ａと上端部がピストン８に連係されたコンロッド１２の下端部との間に、両端部がピン１３，１４を介してそれぞれ回動自在に連結されたほぼく字形状の第１リンク１５と、一端部がピン１６を介して前記コンロッド１２の下端部に回動自在に連結された第２リンク１７と、該第２リンク１７の他端部に偏心カム１８を介して連係されたアクチュエータ装置とから構成されている。

前記偏心カム１８は、前記第２リンク１７の他端部中央に形成された摺動用孔１７ａ内に摺動自在に保持されている。

前記アクチュエータ装置は、図１及び図２に示すように、シリンダヘッド３の端壁３ａにブラケット２０を介して取り付けられた油圧駆動機構２１と、該油圧駆動機構２１に油圧を給排する電動ポンプ２２と、前記クランクシャフト１１によって駆動するオイルポンプ２３と、該オイルポンプ２３からの供給油圧によって回転駆動し、前記電動ポンプ２２にアシスト回転力を付与する油圧モータ２４と、前記オイルポンプ２３と油圧モータ２４との間に設けられて、該油圧モータ２４への油圧の供給を制御する制御機構である電磁切換弁２５と、該電磁切換弁２５に制御電流を出力して流路を切り換え制御するコントローラ２６とから主として構成されている。

前記油圧駆動機構２１は、前記ブラケット２０に固定されたハウジング２７と、該ハウジング２７の内部に回動自在に設けられて、ハウジング２７内部を一対の第１作動室２８と第２作動室２９に隔成するベーン部材３０と、一端部３１ａが前記偏心カム１８に軸方向から連結され、他端部３１ｂが前記ベーン部材３０の基部３０ａに連結された制御軸３２と、前記電動ポンプ２２から前記第１、第２作動室２８，２９に油圧を選択的に給排する第１、第２油通路３３，３４とを備えている。

前記ハウジング２７は、図１に示すように、ほぼ逆扇状に形成され、前端開口を閉塞するフロントカバー２７ａと後端開口を閉塞するリアーカバー２７ｂが本体に螺子止め固定されている。

また、前記ベーン部材３０は、基部３０ａが前記制御軸３２の他端部３２ｂにボルト４１によって固定されていると共に、ほぼ鳩尾状に形成された先端部３０ｂの円弧状先端面３０ｃがハウジング２７の円弧状底面に液密的に摺動するようになっている。

さらに、前記第１作動室２８と第２作動室２９は、ハウジング２７の両側に穿設された一対の油孔２８ａ、２９ａに接続された前記第１、第２油通路３３，３４から選択的に給排される油圧により容積を変化させることによって、前記ベーン部材３０が約１００度の角度範囲内で回動させるようになっている。したがって、この回動角度範囲内で前記制御軸３２を回転制御するようになっている。

また、前記第１、第２作動室２８，２９には、該各作動室２８，２９を含む油圧回路内からリークして不足した作動油が、前記両油通路３３，３４間の連通路４２及び該連通路４２に設けられた逆止弁４３，４４を介してリザーバタンク４５から補給通路４６を通って補給されるようになっている。

なお、前記両油通路３３，３４間に設けられたバイパス通路４７には、オイルポンプ２３からのパイロット圧によって作動するパイロット弁４８によって開閉制御されるようになっている。すなわち、このパイロット弁４８は、機関を停止した瞬間などにおいてオイルポンプ２３からの供給油圧が所定以下（例えば０．５気圧以下）になった場合に開成して両作動室２８，２９をバイパス通路４７を介して連通路させることにより、ベーン部材３０を所定の回転位置まで回転させて、制御軸３２を介して機関再始動に適した圧縮比に制御するものである。

前記電動ポンプ２２は、例えばトロコイド型の可逆式ポンプ３５と、該可逆式ポンプ３５を駆動軸３６ａを介して正逆回転駆動させる電動モータ３６を備え、前記可逆式ポンプ３５は、吐出ポート（吸入ポート）と吸入ポート（吐出ポート）がそれぞれ前記各油通路３３，３４に連通している。また、前記電動モータ３６は、前記コントローラ２６から出力された制御電流によって回転駆動及び停止並びに正逆回転制御されるようになっている。

なお、前記電動モータ３６は、バッテリーの蓄電量が不足して回転が困難な場合に、前記油圧モータ２４の回転駆動力によって回転されると、回生電流を発生させてバッテリーに蓄電させる機能も有している。

前記オイルポンプ２３は、メインオイルギャラリー３７を介して内燃機関１の各部に潤滑油を供給する一般的なものであって、前記メインギャラリー３７から分岐したアシスト通路３８の下流端が前記電磁切換弁２５に接続されている。

前記油圧モータ２４は、正逆回転可能に形成され、第１給排ポート３９と第２給排ポート４０が前記電磁切換弁２５に接続されていると共に、モータ軸２４ａが前記電動モータ３６の駆動軸３６ａに同軸上に連結されている。

前記電磁切換弁２５は、３方向２位置型であって、前記コントローラ２６からの制御電流によって、機関回転数が所定以下の低回転領域などでは、内部のスプール弁体がほぼ中立位置に移動して、前記アシスト通路３８と前記第１給排ポート３９あるいは第２給排ポート４０との連通を遮断して、両給排ポート３９，４０を連通させるが、機関回転数が所定以上になると、スプール弁体がいずれか一方の最大位置に摺動して、アシスト通路３８が各給排ポート３９，４０のいずれか一方に選択的に連通すると同時に、前記他方の給排ポート３９、４０とドレン通路４１を連通させるようになっている。

ここで、機関回転数が所定以下とは、例えば約２０００ｒｐｍ以下の回転域であり、この回転域はオイルポンプ２３の吐出圧の立ち上がり途中であり、また、機関回転数が約２０００ｒｐｍ以上の回転域は、吐出圧が十分に立ち上がって余剰油がリリーフ弁から排出される領域である。

前記コントローラ２６は、機関回転数を検出する図外のクランク角センサや、吸入空気量により機関負荷を検出するエアーフローメータ及びスロットル開度センサ、機関水温センサなどの各センサ類から現在の機関運転状態を検出すると共に、前記制御軸３２の回転角度を検出する回転角センサからのフィードバック信号を入力する。これらの情報信号に基づいて、前記電動モータ３６の制御を行うと共に、電磁切換弁２４の開閉制御を行うようになっている。なお、コントローラ２６は、前記電動モータ３６が故障して駆動できない場合は、これを検知してインスツルメントパネルに設けられた警告手段である図外の警告ランプを点灯させるようになっている。

以下、図５のフローチャート図に基づいてコントローラ２６による電動ポンプ２２や油圧モータ２４の制御について説明する。

まず、ステップ１では、前記クランク角センサによって検出された現在の機関回転数Ｎや、スロットル開度センサによって検出されたスロットル開度θ及び水温センサによって検出された機関水温Ｔを読み込む。

ステップ２では、前記ステップ１で読み込まれた各情報信号から前記制御軸３２の目標回転角度値θ_CTを算出し、ステップ３では、前記回転角センサから検出された実際の制御軸３２の回転角度値θ_CAを読み込む。

ステップ４では、前記目標回転角度値θ_CTから実際の回転角度値θ_CAを差し引いた値Δθを求める。

次に、ステップ５では、絶対値Δθがしきい値αよりも小さいか否かを判断する。ここで、小さいと判断した場合、つまり、目標回転角度値θ_CTに近くなった場合は、ステップ６に移行する。

このステップ６では、電動モータ３６の回転駆動を停止する処理を行い、同時にステップ７で、電磁切換弁２４のスプール弁体を中立位置に保持する制御を行う。すなわち、両給排ポート３９，４０を電磁切換弁２４側で連通させると同時に、前記オイルポンプ２３から油圧モータ２４への油圧の供給を遮断制御して終わる。

これによって、各作動室２９，３０には油圧が供給されないことから、ベーン部材３０は回転せずに現在の位置に保持され、したがって、制御軸３２も回転が停止された状態になり、目標の圧縮比状態を維持することになる。

また、前記ステップ５において、絶対値Δθがしきい値αよりも大きいと判断した場合は、ステップ８に移行し、ここでは、前記Δθの回転角度が０よりも大きいか否かを判断する。

ここで、０よりも大きいと判断した場合は、ステップ９において、電動モータ３６を正転駆動させると共に、ステップ１０において、電磁切換弁２５のスプール弁体を一方向の最大位置に移動させる。

これによって、例えば、アシスト通路３８と第１給排ポート３９を連通させると共に、第２給排ポート４０とドレン通路４１を連通させる。これによって、油圧モータ２４が順方向に回転駆動して前記電動モータ３６の駆動をアシストする。

したがって、ポンプ３５から第１油通路３３に吐出された作動油圧が第１作動室２８に供給されて高圧状態になると共に、第２作動室２９の作動油が第２油通路３４から可逆式ポンプ３５の吸入ポート側に戻されて、低圧状態になる。このため、ベーン部材３０が、図１中、時計方向（矢印方向）に回転して、制御軸３２を介して制御カム１８を同方向に回転させる。

よって、第２リンク１７が、図３に示すように、右軸方向に移動して第１リンク１５をクランクアーム１１ａに対して右方向へ傾斜状に倒して、コンロッド１２がピストン８を下方向へのストローク位置に変更させる。したがって、燃焼室９を低圧縮比状態に制御する。

一方、前記ステップ８において、前記Δθの回転角度が０よりも小さいと判断した場合は、ステップ１１において、電動モータ３６を逆転駆動させると共に、ステップ１２において、電磁切換弁２５のスプール弁体を他方向の最大位置に移動させる。

その後、ステップ５にリターンして前述の制御ルーチンを繰り返し行う。

これによって、例えば、アシスト通路３８と第２給排ポート４０を連通させると共に、第１給排ポート３９とドレン通路４１を連通させる。これによって、油圧モータ２４が逆方向に回転駆動して前記電動モータ３６の駆動をアシストする。

したがって、今度は、ポンプ３５から第２油通路３４に吐出された作動油圧が第２作動室２９に供給されて高圧状態になると共に、第１作動室２８の作動油が第１油通路３３から可逆式ポンプ３５の反対側の吸入ポート（吐出ポート）に戻されて低圧状態になる。このため、ベーン部材３０が、図１中、反時計方向に回転して、制御軸３２を介して制御カム１８を同方向に回転させる。

よって、第２リンク１７が、図４に示すように、左軸方向に移動して第１リンク１５をクランクアーム１１ａに対して立ち上げ方向に移動させて、コンロッド１２がピストン８を上方へのストローク位置に変更させる。したがって、燃焼室９を高圧縮比状態に制御する。

以上のように、この実施形態によれば、前記電動モータ３６に油圧モータ２４からアシスト回転力を付与するため、電動モータ３６の出力トルクを十分小さくすることが可能になる。この結果、電動ポンプ２２小型化が図れる。

また、電動モータ３６が停止している際には、オイルポンプ２３からの油圧が、電磁切換弁２５によって油圧モータ２４へ供給されないようになるため、不用意に電動モータ３６が回転駆動してしまうことがないと共に、無駄な消費が防止されて、内燃機関各部位への潤滑油の供給不足を解消できる。

さらに、正逆回転可能な電動ポンプ２２を設けたことによって、前記第１作動室２８あるいは第２作動室２９に油圧を給排させるための切換弁が不要になるため、装置の構造の複雑化を抑制できると共に、コストの高騰を防止できる。

また、前記コントローラ２６は、機関回転数Ｎが前述したように、所定以下の場合には、電磁切換弁２５のスプール弁体を中立位置に保持してアシスト通路３８と油圧モータ２４の両給排ポート３９，４０との連通を遮断して、オイルポンプ２３の吐出圧をアシスト力として利用せずに、所定回転以上の場合にのみオイルポンプ２３の吐出された余剰圧をアシスト力として利用するようにしたため、低回転時における機関各部への潤滑油の供給不足が解消できる。

また、前記電磁切換弁２５による通路遮断と同時に、該両給排ポート３９，４０を連通させるため、停止状態の油圧モータ２４が電動モータ３６の駆動負荷になることがない。

さらに、既存のオイルポンプ２３を利用して電動ポンプ２２をアシスト作動させるため、アシスト専用のポンプを新たに設ける必要がなく、構造の簡素化が図れると共に、コストの高騰を抑制できる。

また、電動モータ３６の異常、例えば電気的な故障によって通電されなくなり、作動不能になった場合には、オイルポンプ２３からの油圧によって油圧モータ２４を介して電動モータ３６を駆動させることができる。したがって、該電動ポンプ２２の駆動により油圧駆動機構２１を駆動させることが可能になる。したがって、機器類の駆動に大きな影響を与えることがない。

さらに、電動モータ３６の異常が発生した場合は、警告ランプが点灯するため、例えば運転者は電動モータ３６の異常を認識することにより、故障に対して速やかに対応できる。

図６及び図７は第２の実施形態を示し、アクチュエータ装置を、内燃機関のベーンタイプのバルブタイミング制御装置の吸気側に適用したものである。

概略を説明すれば、このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動されるスプロケット５０と、該スプロケット５０に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト５１と、スプロケット５０とカムシャフト５１との間に配置されて、該両者の相対回動位置を変換する位相変換機構であるアクチュエータ装置とを備えている。

前記スプロケット５０は、ほぼ円板状に形成され、外周にタイミングチェーンが噛合する歯部５０ａを有していると共に、中央の挿通孔５０ｂを介して前記カムシャフト５１の外周面に相対回転自在に支持されている。

前記カムシャフト５１は、シリンダヘッドに図外のカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面所定位置にバルブリフターを介して吸気弁を開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられている。

前記アクチュエータ装置は、基本的に第１の実施形態とほぼ同様であって、油圧駆動機構２１と、電動ポンプ２２，オイルポンプ２３，油圧モータ２４、電磁切換弁２５，コントローラ２６とから主として構成されている。

前記油圧駆動機構２１は、前記スプロケット５０の前端面にボルト５２によって固定された円筒状のハウジング５３と、前記カムシャフト５１の前端部に固定用ボルト５４により軸方向から固定されて前記ハウジング５３内に回転自在に収容されたベーン部材５５と、前記ハウジング５３内に形成されて、該ハウジング５３内周面有する４つの隔壁部５３ａとベーン部材５５とによって隔成されたそれそれ４つの第１作動室である進角側油室５６及び第２作動室である遅角側油室５７とを備えている。

前記ハウジング５３は、後端開口が前記スプロケット５０の前端面よって閉塞されていると共に、前端開口が４本のボルトによって固定された円板状のフロントカバー５８によって閉塞されている。

前記ベーン部材５５は、前記固定用ボルト５４によってカムシャフト５１の前端部に軸方向から固定されたベーンロータ５５ａと、該ベーンロータ５５ａ外周面の円周方向のほぼ９０°位置に放射状に突設された４つのベーン部５５ｂとから構成されており、前記ベーン部５５ｂは、それぞれが各隔壁部５３ａ間に配置されている。

前記各進角側油室５６と各遅角側油室５７とは、ベーンロータ５５ａ内にクロス状に貫通形成された図外の連通孔によって同じ油室同士がそれぞれ連通されている。

そして、前記進角側油室５６に、カムシャフト５１内に形成された第１油孔５８を介して第１油通路３３が連通し、遅角側油室５７に、同じくカムシャフト５１内に形成された第２油孔５９を介して第２油通路３４が連通している。

他の構成は、第１実施形態と同様であるから同じ符号を付して具体的な説明を省略する。

以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関始動後の低回転低負荷領域（アイドリング運転領域）では、この運転状態を検出したコントローラ２６が電動モータ３６に制御電流を供給すると共に、電磁切換弁２５のスプール弁体を中立位置に保持してアシスト通路３８と油圧モータ２４との連通を遮断する。

このため、電動ポンプ２２から吐出された作動油は、第２油通路３４から第２油孔５９を介して遅角側油室５７内に流入して高圧状態になる一方、進角側油室５６内の作動油が第１油通路３３を通って可逆式ポンプ３５の吸入ポートに還流して、進角側油室５６内が低圧状態になる。

したがって、遅角側油室５７の容積が拡大して、各ベーン部５５ｂを、図７の時計方向へ回転させる。したがって、カムシャフト５１は、スプロケット５０に対して相対回転位相を遅角側に変換される。

この結果、吸気弁の開閉タイミングが遅角側となり、かかる低回転低負荷時において、バルブオーバーラップを小さくしてシリンダ内の残留ガスの割合を減少させることにより、燃焼効率が向上して機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。

また、前述のように、各遅角側油室５７内に作動油が充満してカムシャフト２が最大遅角側に回動した場合は、この状態を検出した図外のタイミングセンサからの信号によってコントローラ２６が電動モータ３６の回転を停止させる。これにより、ベーン部材５５ｂは、この最大遅角側の回転位置に保持される。

一方、機関回転数が約１０００〜４０００ｒｐｍの低中回転運転域でかつ高負荷領域になると、今度は、電動モータ３６に逆転駆動する制御電流が通電されていると共に、電磁切換弁２５に制御電流が出力されて、スプール弁体を一方向の最大位置に摺動させ、アシスト通路３８と例えば第１給排ポート３９とを連通させると共に、第２給排ポート４０をドレン通路４１に連通させる。これによって、油圧モータ２４が回転駆動して、電動モータ３６の逆回転駆動にアシスト力を付与する。

これによって、各遅角側油室５７内の作動油が第２油孔５９、第２油通路３４から可逆式ポンプ３５に戻されて低圧になると同時に、第１油通路３３から各進角側油室５６内に供給されて、それぞれの内部が高圧になる。このため、ベーン部材５５は、図７に示すように、反時計方向へ回転して、カムシャフト５１を自身の回転方向と同方向に回動させ、スプロケット５０に対する相対回動位相を進角側に変換する。

この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角してかかる運転領域における機関のトルクを向上させることができる。

また、カムシャフト５１が最大進角側に回動した場合は、前述のようにコントローラ２６が電動モータ３６の回転を停止させると共に、電磁切換弁２５を中間位置に保持する。これにより、ベーン部材５５は、この最大進角側の回転位置に保持される。

また、機関を停止させるまでの間のアイドリング運転では、前述のように、バルブタイミングは電動ポンプ２２と電磁切換弁２５の制御によって遅角側に制御されるが、この時点からイグニッションキーをオフ操作して、機関の回転が停止までの間に、電動ポンプ２２が瞬間的に駆動してベーン部材５５を僅かに進角側に回転制御して始動が可能な状態を保持する。このため、機関再始動性が良好になる。

なお、他の作用効果は、前記第１の実施形態と同様である。

図８〜図１０は第３の実施形態を示し、アクチュエータ装置を、機関弁の作動角とバルブリフト量を可変にするいわゆるＶＥＬと称される可変動弁装置に適用したものである。

この可変動弁装置は、本出願人が先に数多く出願したもので、その一つとして、例えば特開２０００−２３４５０８などに開示されており、概略を説明すれば、この吸気弁側に適用されたもので、クランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸６０と、該駆動軸６０の外周に一体的に設けられて、軸心が駆動軸６０の軸心から偏心した駆動カム６１と、該駆動カム６１の回転力を受ける多節リンク状の伝達機構６２と、該伝達機構６２から揺動力が伝達されて、一気筒当たり一対の吸気弁６３の上端部に有する各バルブリフター６４の上面を各カム面６５ａが摺接して各吸気弁６３をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カム６５とを備えている。

前記伝達機構６２は、前記揺動カム６５の上方に配置されて制御軸３２に揺動自在に支持されたロッカアーム６６と、円環状の一端部が駆動カム６１の外周面に嵌合しかつ他端部がロッカアーム６６の一端部にピンを介して回転自在に連結されたリンクアーム６７と、一端部がロッカアーム６６の他端部にピンを介して回転自在に連結され、他端部が前記揺動カム６５のカムノーズ部６５ｂにピンを介して回転自在に連結されたリンクロッド６８とから構成されている。

また、前記制御軸３２は、シリンダヘッドの上端部に設けられた軸受によって回転自在に支持されていると共に、その外周面には、軸心が制御軸の軸心から所定量だけ偏心した制御カム６９が固定されており、アクチュエータ装置により機関運転状態に応じて回転制御されるようになっている。

このアクチュエータ装置は、第１の実施形態の構造とほぼ同一であるから、具体的な説明は省略する。なお、アクチュエータ装置の前記コントローラ２６は、回転角度センサ７０によって制御軸３２の検出された回転角度を制御要素としている。

そして、例えば、機関低回転低負荷域では、アクチュエータ装置の前述した作動によって、図９に示すように、制御軸３２が一方向に回転して制御カム６９を一方向へ回動させ、軸心が制御軸３２の軸心の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸６０から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム６６の他端部とリンクロッド６８の枢支点は、駆動軸６０に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム６５は、リンクロッド６８を介してカムノーズ部６５ｂ側が強制的に引き上げられる。

よって、駆動カム６１が回転してリンクアーム６７を介してロッカアーム６６の一端部を押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド６８を介して揺動カム６５及びバルブリフター６４に伝達されるが、そのリフト量は充分小さくなる。

したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量Ｌが最も小さくなることにより、各吸気弁６３の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。

さらに、機関高回転領域に移行した場合は、アクチュエータ装置によって制御軸３２が制御カム６９を図１０に示す位置から時計方向へ回転させて、軸心が下方向へ移動する。このため、ロッカアーム６６は、今度は全体が駆動軸６０方向へ移動して他端部によって各揺動カム６５のカムノーズ部６５ｂをリンクロッド６８を介して下方へ押圧して該各揺動カム６５全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。

したがって、各揺動カム６５の各バルブリフター６４の上面に対するカム面６５ａの当接位置が、カムノーズ部６５ｂ側（リフト部側）に移動する。このため、各吸気弁６３の開作動時に駆動カム６１が回転してロッカアーム６６の一端部をリンクアーム６７を介して押し上げると、バルブリフター６４に対するそのリフト量Ｌ２は十分に大きくなる。

よって、かかる高回転領域では、バルブリフト量が最大に大きくなり、各吸気弁６３の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。

したがって、この実施形態でも、アクチュエータ装置によって各吸気弁６３の作動角やバルブリフト量を運転状態の変化に応答性良く制御することが可能になる。

また、前記アクチュエータ装置を、例えば本出願人が先に出願した例えば、特開平７−１１９４２５公報に記載された内燃機関の吸排気制御装置（ＶＶＥ）に適用することも可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 前記オイルポンプは、内燃機関の各部位を潤滑する潤滑油用であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ装置。

既存のオイルポンプを利用して油圧ポンプを介して電動ポンプをアシスト作動させるため、アシスト専用のポンプを新たに設ける必要がなく、構造の簡素化が図れると共に、コストの高騰を抑制できる。

請求項（２） 前記制御機構は、少なくとも前記電動ポンプの駆動停止時には、前記オイルポンプから油圧モータへの油圧の供給を停止させると共に、前記油圧モータの油圧流入口と油圧流出口を連通するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

この発明によれば、電動モータが駆動停止している場合は、制御機構によって、オイルポンプから油圧モータへの油圧の供給が遮断されることから、電動ポンプの不用意な駆動が防止されると共に、無駄な消費が防止されて、内燃機関各部位への潤滑油の供給不足を解消できる。

請求項（３） 前記制御機構は、電磁切換弁によって構成され、前記電動モータの異常を検出した際には、前記電動モータへの通電を停止して、前記電磁切換弁の作動による前記油圧モータの作動のみで前記電動ポンプを駆動することを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

電動モータの異常、例えば電気的な故障によって通電されなくなり、作動不能になった場合には、オイルポンプからの油圧によって油圧モータを介して電動モータを駆動させることができる。したがって、該電動ポンプの駆動により油圧駆動機構を駆動させることが可能になる。したがって、機器類の駆動に大きな影響を与えることがない。

請求項（４） 前記電動モータの異常を知らせる警告手段を設けたことを特徴とする請求項（３）に記載のアクチュエータ装置。

例えば運転者が、警告手段によって電動モータの異常を検知することにより、故障に対する速やかな対応が可能になる。

請求項（５） 前記制御機構は、電磁切換弁によって構成され、該電磁切換弁の作動による前記油圧モータの作動のみで前記電動ポンプを駆動すると共に、バッテリーの蓄電量が所定以下の場合には、前記電動モータへの通電を停止させると共に、前記油圧モータで駆動され前記電動モータの駆動力を前記バッテリーに回生電流として供給することを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

油圧モータによって電動モータを駆動させて、この駆動力を回生電流としてバッテリーに取り込んで、蓄電することが可能になる。

請求項（６） 前記油圧駆動機構が駆動する機器類を、内燃機関の可変動弁機構としたことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

請求項（７） 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御するものであることを特徴とする請求項（６）に記載のアクチュエータ装置。

請求項（８） 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御するものであることを特徴とする請求項（６）に記載のアクチュエータ装置。

請求項（９） 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブリフタとバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御することを特徴とする請求項（６）に記載のアクチュエータ装置。

請求項（１０） 前記油圧駆動機構が駆動する機器類を、内燃機関の圧縮比を可変制御する可変圧縮比機構としたことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、アクチュエータ装置を、内燃機関の他の機器類にも適用できる。また、第２の実施形態における前記位相変換機構としてはベーンタイプの他に、油圧を用いて移動する例えばヘリカル歯車などであってもよい。

本発明に係るアクチュエータ装置の第１の実施形態を示す概略図である。 同アクチュエータ装置の縦断面図である。 同アクチュエータ装置を内燃機関の圧縮比可変装置に適用した状態を示す概略断面図である。 同圧縮比可変装置の作用説明図である。 本実施形態のコントローラによる制御フローチャート図である。 アクチュエータ装置を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した第２の実施形態を示す概略図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 アクチュエータ装置を内燃機関の異なる可変動弁装置に適用した第３の実施形態を示す概略図である。 同可変動弁装置の作用を示す図８のＢ−Ｂ線断面図である。 同可変動弁装置のさらに異なる作用を示す図８のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

２１…油圧駆動機構
２２…電動ポンプ
２３…オイルポンプ
２４…油圧モータ
２５…電磁切換弁（制御機構）
２６…コントローラ
２７…ハウジング
２８…第１作動室
２９…第２作動室
３３・３４…油通路
３５…可逆式ポンプ
３６…電動モータ
３８…アシスト通路
３９・４０…給排ポート

Claims (3)

1. 供給油圧によって外部の機器類を駆動させる油圧駆動機構と、
   電動モータによって回転駆動され、前記油圧駆動機構に油圧を供給する電動ポンプと、
   内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、
   前記オイルポンプからの吐出油圧によって回転駆動され、出力軸が前記電動モータの駆動軸に連結された油圧モータと、
   前記オイルポンプから前記油圧モータへの油圧の供給を制御する制御機構と、
   を備えたことを特徴とするアクチュエータ装置。
2. 少なくとも一対の第１作動室と第２作動室とを有し、該第１作動室と第２作動室に給排される油圧によって機器類に駆動力を出力する油圧駆動機構と、
   前記第１作動室と第２作動室に油圧を給排する閉回路の油通路と、
   正逆回転可能な電動モータによって駆動され、前記第１作動室と第２作動室に油圧を前記油通路を介して選択的に給排する電動ポンプと、
   内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、
   前記電動モータの駆動軸に連結された出力軸を有し、該出力軸に前記オイルポンプにより吐出された油圧が回転力として作用する油圧モータと、
   前記オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する制御機構と、
   を備えたことを特徴とするアクチュエータ装置。
3. 前記油圧駆動機構は、内燃機関の回転数の増加に応じて作動負荷が増加する構造であることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。
   

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