JP2007113652A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータの潤滑、特にアクチュエータ内部に設けられた機械的運動機構の潤滑に関する。 The present invention relates to lubrication of an actuator, and more particularly to lubrication of a mechanical motion mechanism provided inside the actuator.
各種のアクチュエータに用いられる回転−直動変換機構として、サンシャフト、プラネタリシャフト及びナットを組み合わせた遊星差動ネジ型回転−直動変換機構が知られている(例えば特許文献1参照)。 As a rotation-linear motion conversion mechanism used for various actuators, a planetary differential screw type rotation-linear motion conversion mechanism in which a sun shaft, a planetary shaft, and a nut are combined is known (see, for example, Patent Document 1).
このような機械的運動機構を潤滑するために、アクチュエータには外部から潤滑油が供給される。遊星差動ネジ型回転−直動変換機構などのように機械的運動機構が複雑な形状をしている場合には、隅々まで十分に潤滑油を行き渡らせると共に、十分な流速で循環をさせて内部の異物を排出させる機能が必要となる。
しかし複雑な形状の機械的運動機構に潤滑油を十分な流速で循環させようとした場合には、機械的運動機構を収納しているハウジングの多数箇所から十分な流速の潤滑油を注入しなくてはならず、潤滑油路が多数となりアクチュエータ自体が大型化してしまう。 However, when lubricating oil is circulated through a mechanical motion mechanism with a complex shape at a sufficient flow rate, it is not necessary to inject lubricating oil at a sufficient flow rate from many locations in the housing that houses the mechanical motion mechanism. In other words, the number of lubricating oil paths becomes large and the actuator itself becomes large.
又、このように大量の潤滑油をハウジング内に注入することになると、アクチュエータの駆動開始時に、特に潤滑油の温度が低い時には、アクチュエータ内に潤滑油が大量に存在することが逆に機械的運動機構に過大なフリクションを生じさせ、駆動開始が困難となるおそれがある。このことは、アクチュエータが内燃機関、特に内燃機関運転に重要なバルブ駆動に適用されている場合には、内燃機関の始動を困難とするおそれもある。 In addition, when a large amount of lubricating oil is injected into the housing in this way, when the actuator starts driving, especially when the temperature of the lubricating oil is low, the presence of a large amount of lubricating oil in the actuator is conversely mechanical. This may cause excessive friction in the motion mechanism and make it difficult to start driving. This may make it difficult to start the internal combustion engine when the actuator is applied to an internal combustion engine, particularly a valve drive important for the operation of the internal combustion engine.
本発明は、アクチュエータ内に配置された機械的運動機構に対して、潤滑機構を大型化することなく十分な潤滑を可能とすると共に、異物排出や駆動開始を容易とすることを目的とするものである。 It is an object of the present invention to enable sufficient lubrication of a mechanical motion mechanism disposed in an actuator without increasing the size of the lubrication mechanism, and to facilitate foreign matter discharge and drive start. It is.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載のアクチュエータは、潤滑油の供給口及び複数の排出口以外は油密状態とされている潤滑空間内に配置された機械的運動機構により生じる駆動力の出力にて外部機構を駆動するアクチュエータであって、前記排出口は、前記潤滑空間内の最低位置に存在することで、前記供給口から潤滑油が供給されていない場合には、前記潤滑空間内のほぼ全潤滑油を排出可能とすると共に、排出能力が前記供給口からの供給能力よりも低い最低位置排出口と、前記供給口から潤滑油が供給されることにより、前記潤滑空間内にて前記機械的運動機構に対して設定された潤滑油面設定レベルに、潤滑油面が存在する状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量と等しい潤滑油を排出し、前記潤滑油面設定レベルに潤滑油面が到達していない状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量未満の潤滑油を排出し、前記潤滑油面設定レベルを潤滑油面が越えた状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量を越える潤滑油を排出する潤滑油供給時排出口とを備えていることを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The actuator according to claim 1 is configured such that an external mechanism is generated by an output of a driving force generated by a mechanical motion mechanism disposed in a lubrication space that is in an oil-tight state except for a supply port and a plurality of discharge ports of the lubricant. An actuator for driving, wherein the discharge port is present at the lowest position in the lubrication space, and when no lubrication oil is supplied from the supply port, almost all the lubrication oil in the lubrication space is removed. It is possible to discharge, and the lowest position discharge port whose discharge capability is lower than the supply capability from the supply port, and lubricating oil is supplied from the supply port, so that the mechanical motion mechanism is provided in the lubrication space. In the state where the lubricating oil level exists at the set lubricating oil level, the lubricating oil equal to the supply amount by the supply port is discharged together with the lowest position discharge port, and the lubricating oil level is set to the lubricating oil level setting level. Arrived In a state where the lubricating oil is not supplied by the supply port together with the lowest position discharge port, the lubricant is discharged by the supply port. When the lubricating oil level exceeds the lubricating oil level setting level, the supply port is used together with the lowest position discharge port. And a lubricating oil supply outlet for discharging lubricating oil exceeding the supply amount.
最低位置排出口は排出能力が供給口からの供給能力よりも低いことから、供給口から潤滑油が供給されると、潤滑油は最低位置排出口の高さを越えて潤滑油面は上昇する。しかし潤滑油供給時排出口が存在することにより、機械的運動機構に対して設定された潤滑油面設定レベルまで到達した後は、これ以上の潤滑油面の上昇はせず、潤滑油面は潤滑油面設定レベルで安定することになる。 Since the lowest position discharge port has a lower discharge capacity than the supply capacity from the supply port, when lubricating oil is supplied from the supply port, the lubricating oil rises beyond the height of the lowest position discharge port and the lubricating oil level rises . However, due to the presence of the lubricant supply outlet, after reaching the lubricant level setting level set for the mechanical motion mechanism, the lubricant level does not rise any further, It will be stable at the lubricant level setting level.
このように供給口から潤滑油が供給される時には、潤滑空間内の潤滑油は、機械的運動機構に対して設定された潤滑油面設定レベルとなっている。このことから、少ない供給口、例えば1つの供給口であっても、潤滑空間内に配置された機械的運動機構に対して、十分な潤滑が潤滑機構を大型化することなく可能となる。 In this way, when the lubricating oil is supplied from the supply port, the lubricating oil in the lubricating space is at the lubricating oil level setting level set for the mechanical motion mechanism. For this reason, even with a small number of supply ports, for example, one supply port, sufficient lubrication can be achieved without increasing the size of the lubrication mechanism with respect to the mechanical motion mechanism disposed in the lubrication space.
更に、供給口からの潤滑油供給が停止された時には、潤滑空間内の殆ど全ての潤滑油は自重により、潤滑空間内の最低位置に存在する最低位置排出口から潤滑空間外に排出される。このため、機械的運動機構が複雑な形状であっても自重により潤滑油全体に下方に向かう流れを形成でき、このことにより異物を下方へ押し流し、潤滑空間外へ排出することができる。 Further, when the supply of the lubricating oil from the supply port is stopped, almost all the lubricating oil in the lubricating space is discharged out of the lubricating space from its lowest position discharge port existing at the lowest position in the lubricating space by its own weight. For this reason, even if the mechanical motion mechanism has a complicated shape, a downward flow can be formed in the entire lubricating oil due to its own weight, whereby foreign matter can be pushed downward and discharged out of the lubricating space.
したがって多数の供給口から隅々まで異物を流し去るような流速で潤滑油を流入させる必要がなく、潤滑機構を大型化することなく機械的運動機構全体の異物排出が容易となる。 Therefore, it is not necessary to allow the lubricating oil to flow in at such a flow rate that the foreign matter flows away from the many supply ports, and the foreign matter can be easily discharged from the mechanical motion mechanism without increasing the size of the lubricating mechanism.
更に、アクチュエータ駆動開始時において供給口から未だ潤滑油が供給されていない状態では、潤滑空間内は機械的運動機構の表面を濡らしている潤滑油膜のみであり、潤滑空間内には殆ど潤滑油は存在しない。このため、例え低温時であっても、機械的運動機構に過大なフリクションを生じさせることがない。このためアクチュエータの駆動開始が容易となる。 Further, when the lubricant is not yet supplied from the supply port at the start of driving the actuator, the lubricating space is only the lubricating oil film that wets the surface of the mechanical motion mechanism, and almost no lubricating oil is contained in the lubricating space. not exist. For this reason, excessive friction is not generated in the mechanical motion mechanism even at low temperatures. This makes it easy to start driving the actuator.
請求項2に記載のアクチュエータでは、請求項1において、前記潤滑油供給時排出口は、前記最低位置排出口よりも高い位置に配置され、前記潤滑油供給時排出口自身の上下幅領域を前記潤滑油面設定レベルとし、前記潤滑油供給時排出口は、前記潤滑油面が前記上下幅領域のいずれかにある状態にて前記最低位置排出口と共に前記供給量と等しい潤滑油量を排出する流路面積に設定されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the discharge port at the time of supplying the lubricating oil is disposed at a position higher than the discharge port at the lowest position, and the vertical width region of the discharge port at the time of supplying the lubricating oil is The lubricating oil level setting level is set, and the lubricating oil supply discharge port discharges the lubricating oil amount equal to the supply amount together with the lowest position discharging port in a state where the lubricating oil surface is in any of the vertical width regions. The channel area is set.
このように潤滑油供給時排出口の流路面積を設定することにより、潤滑油供給時排出口自身の上下幅領域を潤滑油面設定レベルとすることができる。このことにより、該当する流路面積を有する潤滑油供給時排出口を形成する際の上下位置調節によって、供給口からの潤滑油供給時に、機械的運動機構に対して設定された潤滑油面設定レベルに潤滑油面が来るようにすることが容易にできる。 Thus, by setting the flow passage area of the outlet when supplying the lubricating oil, the vertical width region of the outlet when supplying the lubricating oil itself can be set to the lubricating oil level setting level. This makes it possible to adjust the lubricating oil level set for the mechanical motion mechanism when supplying the lubricating oil from the supply port by adjusting the vertical position when forming the lubricating oil supply discharge port having the corresponding channel area. It is easy to make the lubricant level come to the level.
請求項3に記載のアクチュエータでは、請求項1又は2において、内燃機関に固定されることで、該内燃機関に設けられた機構を前記外部機構として駆動することを特徴とする。 The actuator according to a third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the mechanism provided in the internal combustion engine is driven as the external mechanism by being fixed to the internal combustion engine.
このように内燃機関用のアクチュエータとして、内燃機関に設けられた機構を駆動する場合には、内燃機関運転中は内燃機関側のオイルポンプから供給口を介して供給される潤滑油は潤滑空間内の機械的運動機構を十分に潤滑できる。このため潤滑機構は小さくて良く、内燃機関が大型化することがない。 Thus, when driving a mechanism provided in an internal combustion engine as an actuator for the internal combustion engine, the lubricating oil supplied from the oil pump on the internal combustion engine side through the supply port is not lubricated in the lubricating space during operation of the internal combustion engine. Can sufficiently lubricate the mechanical movement mechanism. For this reason, the lubrication mechanism may be small and the internal combustion engine will not be enlarged.
更に、内燃機関及びアクチュエータが停止して潤滑油の供給が停止されると、潤滑空間内の殆ど全ての潤滑油は自重により、潤滑空間内の最低位置に存在する最低位置排出口から潤滑空間外に排出される。このため、機械的運動機構が複雑な形状であっても自重により潤滑油に下方に向かう流れを形成して、異物を下方へ押し流し、最低位置排出口から潤滑空間外に排出することができる。 Further, when the internal combustion engine and the actuator are stopped and the supply of the lubricating oil is stopped, almost all the lubricating oil in the lubricating space is removed from the lowest position discharge port at the lowest position in the lubricating space by its own weight. To be discharged. For this reason, even if the mechanical motion mechanism has a complicated shape, a downward flow is formed in the lubricating oil by its own weight, and the foreign matter can be pushed downward and discharged out of the lubricating space from the lowest position discharge port.
したがって多数の供給口から隅々まで異物を流し去るような流速で潤滑油を流入させる必要がなく、潤滑機構を大型化することなく機械的運動機構全体の異物排出が容易となる。このことも内燃機関の大型化抑制に貢献する。 Therefore, it is not necessary to allow the lubricating oil to flow in at such a flow rate that the foreign matter flows away from the many supply ports, and the foreign matter can be easily discharged from the mechanical motion mechanism without increasing the size of the lubricating mechanism. This also contributes to suppressing the increase in size of the internal combustion engine.
更に、内燃機関始動時にアクチュエータの駆動を開始する際には、機械的運動機構の表面を濡らしている潤滑油膜のみであり、潤滑空間内には殆ど潤滑油は存在しないので、例え低温時であっても、機械的運動機構に過大なフリクションを生じさせることがない。このためアクチュエータの駆動開始が容易となり、内燃機関始動も容易となる。 Furthermore, when starting the actuator when starting the internal combustion engine, only the lubricating oil film wets the surface of the mechanical motion mechanism, and there is almost no lubricating oil in the lubricating space, so even at low temperatures. However, excessive friction is not generated in the mechanical motion mechanism. For this reason, the driving of the actuator can be easily started, and the internal combustion engine can be easily started.
請求項4に記載のアクチュエータでは、請求項3において、前記外部機構は、内燃機関のバルブカムリフト量を無段階に変更する機構であることを特徴とする。
アクチュエータが内燃機関のバルブカムリフト量を無段階に変更する機構を駆動するものである場合に、内燃機関の始動性を効果的に向上できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the external mechanism is a mechanism that changes the valve cam lift amount of the internal combustion engine steplessly.
When the actuator drives a mechanism that changes the valve cam lift amount of the internal combustion engine steplessly, the startability of the internal combustion engine can be effectively improved.
請求項5に記載のアクチュエータでは、請求項4において、前記外部機構は、複数気筒に架け渡されたコントロールシャフトの軸方向移動により、内燃機関のバルブカムリフト量を無段階に変更する機構であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the actuator according to the fourth aspect, the external mechanism is a mechanism that changes the valve cam lift amount of the internal combustion engine in a stepless manner by the axial movement of a control shaft spanned across a plurality of cylinders. It is characterized by.
アクチュエータの機械的運動機構としてはコントロールシャフトの軸方向駆動を行う機構を挙げることができ、潤滑機構を大型化することなく十分な潤滑を可能として円滑なバルブカムリフト量制御が可能となると共に、異物排出や内燃機関始動開始を容易とすることができる。 An example of the mechanical motion mechanism of the actuator is a mechanism that drives the control shaft in the axial direction. The lubrication mechanism can be sufficiently lubricated without increasing the size of the lubrication mechanism. Emission and start of internal combustion engine start can be facilitated.
請求項6に記載のアクチュエータでは、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記機械的運動機構は、サンシャフト、プラネタリシャフト及びナットを有する遊星差動ネジ型回転−直動変換機構であることを特徴とする。
The actuator according to
機械的運動機構が遊星差動ネジ型回転−直動変換機構である場合には、機械的運動機構の形状が複雑であるため、特に本発明の効果が顕著となる。
請求項7に記載のアクチュエータでは、請求項6において、前記サンシャフト、前記プラネタリシャフト及び前記ナットは、ネジと歯車とにより噛み合っていることを特徴とする。
When the mechanical motion mechanism is a planetary differential screw type rotation-linear motion conversion mechanism, the shape of the mechanical motion mechanism is complicated, and thus the effect of the present invention is particularly remarkable.
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the sun shaft, the planetary shaft, and the nut are engaged with each other by a screw and a gear.
遊星差動ネジ型回転−直動変換機構が、ネジと歯車とにより噛み合う構成の場合には、更に形状が複雑であり、一層本発明の効果が顕著となる。 In the case where the planetary differential screw type rotation-linear motion conversion mechanism is configured to mesh with a screw and a gear, the shape is further complicated, and the effect of the present invention becomes more remarkable.
[実施の形態1]
図1は上述した発明が適用されたアクチュエータ2を鉛直面で切断した要部縦断面図である。アクチュエータ2は内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量を調節するものである。内燃機関のシリンダヘッドあるいはカムキャリア(ここではカムキャリア4として説明)にはコントロールシャフトの軸方向移動により吸気バルブのバルブリフト量を無段階に変更できる可変動弁機構が設けられている。この可変動弁機構のコントロールシャフトを、アクチュエータ2に設けられているサンシャフト6の先端に接続して軸方向に駆動することにより、吸気バルブのバルブリフト量を調節する。このバルブリフト量調節により、内燃機関の各気筒への吸入空気量を調節し、内燃機関出力を制御できる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of an
アクチュエータ2の外形を構成するケーシング8はカムキャリア4の外周面に固定されている。ケーシング8から軸方向に突出するサンシャフト6はカムキャリア4内に挿入され、前述したごとく、サンシャフト6の先端はカムキャリア4に囲まれた内部空間(図示カムキャリア4の右側)において各気筒上に配置されている可変動弁機構のコントロールシャフトに接続されている。
A
ケーシング8の内部には、ベアリング10を介して遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12(機械的運動機構に相当)が取り付けられている。この遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12は、前記サンシャフト6、外側を形成する円筒状のナット14、及びサンシャフト6の回りに配置されているプラネタリシャフト16を備えている。
Inside the
サンシャフト6は、ナット14の内部空間に配置されている部分において、平歯ギヤ部6a、ネジ部6b、及びストレートスプライン部6cを備えている。尚、平歯ギヤ部6aの端面にはサンシャフト6の軸方向移動量を検出するためのコア18が取り付けられており、ナット14の一端に取り付けられたコイル20と共に変位センサを構成している。
The
ナット14は内周面に第1平歯ギヤ部14a、ネジ部14b、及び第2平歯ギヤ部14cを備えている。
プラネタリシャフト16は、複数本、例えば9本が、ナット14とサンシャフト6との間に当位相間隔に配置されている。この各プラネタリシャフト16は、平歯ギヤ部16a、ネジ部16b、及び平歯ギヤ−ネジ部16cを備えている。尚、平歯ギヤ−ネジ部16cは、平歯ギヤとネジとの両方が共に形成されている部分であり、平歯ギヤとも噛み合い、ネジとも噛み合うように形成されている。
The
A plurality of, for example, nine
プラネタリシャフト16とナット14との噛み合い状態は、プラネタリシャフト16の平歯ギヤ部16aはナット14側の第1平歯ギヤ部14aに、ネジ部16bはネジ部14bに、平歯ギヤ−ネジ部16cは第2平歯ギヤ部14cに噛み合わされている。尚、2つのネジ部14b,16bは、ピッチ円径の比とネジ条数の比とが同じであり、プラネタリシャフト16がナット14の内周面にて転動してもナット14とプラネタリシャフト16との間で軸方向での相対的移動は生じない。
The
プラネタリシャフト16とサンシャフト6との噛み合い状態は、プラネタリシャフト16の平歯ギヤ部16aはサンシャフト6側の平歯ギヤ部6aに、ネジ部16bと平歯ギヤ−ネジ部16cとは共にネジ部6bに噛み合わされている。尚、サンシャフト6のストレートスプライン部6cはケーシング8の開口部分に形成されているストレートスプライン部8aに噛み合わされていることにより、サンシャフト6の軸方向移動は可能としているが、軸周りでの回転は規制している。
When the
ここでプラネタリシャフト16のネジ部16b及び平歯ギヤ−ネジ部16cと、サンシャフト6のネジ部6bは、ピッチ円径の比とネジ条数の比とが異なる。このため、プラネタリシャフト16が、ナット14の回転により、サンシャフト6の周りで転動すると、軸回転が規制されているサンシャフト6は、ナット14とプラネタリシャフト16とに対して軸方向での相対的移動を生じる。すなわち差動を生じる。
Here, the threaded
ナット14の外周には電動モータのロータ22が取り付けられており、ケーシング8の内部にてロータ22に対向して配置されたコイル24に対する通電制御により、ナット14をケーシング8内で回転させることができる。
A
上述したごとくに遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12が構成されているため、電気回路によるコイル24に対する通電制御によりロータ22を介してナット14を回転させると、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12において上述したごとく差動が生じて、サンシャフト6が軸方向に移動する。したがって変位センサのコイル20から検出されるサンシャフト6の変位が目標位置を示すようにナット14の回転量を調節することにより、可変動弁機構側のコントロールシャフトの軸方向位置を制御でき、吸気バルブのバルブリフト量を所望の状態に制御できる。このような制御により、サンシャフト6を図1の状態よりも図示右側へ移動させた状態を図2に示す。
Since the planetary differential screw type rotation-linear
ここで遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12内において、サンシャフト6、ナット14、及びプラネタリシャフト16の間での潤滑を行うために、ナット14の内部空間に潤滑油が供給される。尚、コイル24側に潤滑油が入り込まないように、コイル20が配置されているナット14の基端側は蓋部材26にて覆われている。更にナット14の先端側はケーシング8との間にリング状のシール部材28を配置している。
Here, in the planetary differential screw type rotation-linear
このようにして油密状態にされた潤滑空間30には、カムキャリア4の油路4a側からケーシング8に形成された供給口8bを介して潤滑油が供給される。ここでは内燃機関の出力を動力として機能しているオイルポンプからエンジンオイルが潤滑油として供給される。
Lubricating oil is supplied from the
ケーシング8に供給された潤滑油は、第1排出口8c(潤滑油供給時排出口に相当:図1では断面より手前であるが破線で高さ位置を示す)と第2排出口8d(最低位置排出口に相当)との両方から排出され、それぞれカムキャリア4側の排出油路4b,4cを介して、カムキャリア4の内部空間に排出される。
Lubricating oil supplied to the
ここでケーシング8に形成された供給口8b、第1排出口8c、及び第2排出口8dの位置関係を図3の右側面図に示す。尚、ケーシング8の中心軸は水平状態に配置されているので、供給口8bが最も高い位置に存在し、第1排出口8cが中間の高さ位置であり、第2排出口8dが最低位置に設けられている。
Here, the positional relationship among the
ここで潤滑油の油面がレベルLaにある時に供給口8bからの供給油量Voと、第1排出口8cの排出油量Va及び第2排出口8dの排出油量Vbとの関係は、内燃機関の運転時には、式1のごとくである。尚、レベルLaは第1排出口8cの上下幅領域W内に存在する。
Here, when the oil level of the lubricating oil is at the level La, the relationship between the supply oil amount Vo from the
[式1]
Vo=Va+Vb
Va>0
第2排出口8dは流路面積が小さく、第2排出口8dの排出油量Vbのみでは、供給口8bからの供給油量Voを全て排出できない。したがって、潤滑空間30内に潤滑油が存在しない状態にて供給口8bから潤滑油を供給した場合には、油面が第1排出口8cの上端と下端との間のレベルLaに達するまではVo>Va+Vbであり、潤滑空間30内で油面が上昇する。
[Formula 1]
Vo = Va + Vb
Va> 0
The
そして第1排出口8cの下端からレベルLaに到達するまでは、第1排出口8cの排出油量Vaが生じかつ増加する。そしてレベルLaに達すると前記式1の関係となる。すなわち、第1排出口8cの排出油量Vaと第2排出口8dの排出油量Vbとの合計と、供給口8bからの供給油量Voとが等しくなる。このため油面上昇が停止する。尚、第1排出口8cの流路面積は十分に大きく設定されているので、油面がレベルLaを越えた場合には、第1排出口8cの排出油量Vaは更に大きくなり、Vo<Va+Vbとなる。このため油面はレベルLaを越えることはなく、レベルLaで安定することになる。
And until it reaches the level La from the lower end of the
ここでレベルLaが存在する上下幅領域W(潤滑油面設定レベルに相当)は遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12内部の潤滑に必要でかつ適切な油面レベルとなるように、第1排出口8cの高さ位置が設定してある。したがって、内燃機関運転時においては潤滑空間30内の潤滑油量は常に適切で十分な状態に維持される。
Here, the vertical width region W (corresponding to the lubricating oil level setting level) where the level La is present is an oil level that is necessary and appropriate for lubrication inside the planetary differential screw type rotation-linear
そして内燃機関の停止によりオイルポンプが停止すると、供給口8bからの供給油量Voは0となる。したがって潤滑空間30内の潤滑油は、最初は第1排出口8cと第2排出口8dとの両方から、その後に第2排出口8dのみから潤滑油が排出されることになる。尚、第1排出口8cからは空気が潤滑空間30内に入るので、第2排出口8dからの潤滑油の排出は促進される。
When the oil pump is stopped due to the stop of the internal combustion engine, the supply oil amount Vo from the
このことにより最終的には、第2排出口8dの下端レベルLbまで潤滑空間30内の潤滑油が排出される。第2排出口8dの下端レベルLbは潤滑空間30における最低位置であるので、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12の表面等のわずかな潤滑油を除いて、潤滑空間30内のほぼ全ての潤滑油が排出されることになる。
As a result, the lubricating oil in the
そして内燃機関の始動時には、潤滑空間30内にほとんど潤滑油が存在しない状態で、アクチュエータ2が起動されることになる。更にオイルポンプの回転開始により供給口8bを介して潤滑空間30内に潤滑油が供給されるので、油面がレベルLaに上昇するまで潤滑油が潤滑空間30内に満たされる。
When the internal combustion engine is started, the
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).最低位置排出口である第2排出口8dは排出能力が供給口8bからの供給能力よりも低い。更に第1排出口8cは、供給口8bから供給される供給油量Voを十分に排出できる流路面積に形成されている。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The
このため内燃機関運転時に供給口8bから潤滑油が供給されると、潤滑油は第2排出口8dを越えて、油面は機械的運動機構である遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12に対して設定された潤滑油面の設定レベルである上下幅領域W、ここではその中のレベルLaまで到達して安定する。
For this reason, when lubricating oil is supplied from the
このように潤滑空間30における潤滑油面は、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12に対して設定された上下幅領域Wに存在していることになる。このことから、少ない供給口、ここでは供給口8bが1つであっても、アクチュエータ2の潤滑空間30内に配置された遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12に対して、潤滑機構、例えばオイルポンプや油路構成などを大型化することなく十分な潤滑が可能となる。
Thus, the lubricating oil surface in the
更に、潤滑油の供給が停止されるアクチュエータ2の非駆動時(内燃機関停止時)には、潤滑空間30内の殆ど全ての潤滑油は自重により、潤滑空間30内の最低位置に存在する第2排出口8dからアクチュエータ2の外部に排出される。このため、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12が複雑な形状であっても自重により潤滑油に下方に向かう流れを形成して、異物を伴って下方へ流れ落ち、第2排出口8dから外部に排出される。この時、第1排出口8cから空気が潤滑空間30内に入ることにより、潤滑油の自重による流れを速くすることができる。
Further, when the
したがって多数の供給口から隅々まで異物を流し去るような流速で潤滑油を流入させる必要がなく、オイルポンプや油路構成を大型化することなく遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12全体の異物排出が容易となる。
Therefore, it is not necessary to allow the lubricating oil to flow in at such a flow rate that foreign matter flows away from many supply ports, and the planetary differential screw type rotation-linear
更に、アクチュエータ2の駆動開始時には、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12の表面を濡らしている潤滑油膜のみであり、潤滑空間30内には殆ど潤滑油は存在しないので、例え低温時であっても、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12に過大なフリクションを生じさせることがない。このためアクチュエータ2の駆動開始が容易となり、更にこのことにより内燃機関の始動も容易となる。
Further, when the
(ロ).特にアクチュエータ2は内燃機関のバルブカムリフト量、中でも吸気バルブのバルブリフト量を無段階に調節する可変動弁機構を駆動するものである。したがってこのような内燃機関の安定運転に重要な役割を果たす可変動弁機構を、始動時に駆動する時に過大なフリクションが生じないので、内燃機関の始動性も効果的に向上できる。
(B). In particular, the
(ハ).遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12は、サンシャフト6、ナット14、及びプラネタリシャフト16により構成され、更にネジと歯車とにより噛み合う構成も含まれている。このように遊星差動ネジ型回転−直動変換機構12の形状が複雑であるが、上述したごとく供給口8b、第1排出口8c及び第2排出口8dが形成されているので、(イ)及び(ロ)に述べた効果が顕著なものとなる。
(C). The planetary differential screw type rotation-linear
[実施の形態2]
本実施の形態では、図4の要部縦断面図及び図5の右側面図に示すごとく、供給口107がサンシャフト106に設けられている。このためアクチュエータ102のケーシング108には第1排出口108c(図4では断面より手前であるが破線で高さ位置を示す)及び第2排出口108dが開口し、供給口は存在しない。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, the
尚、供給口107への潤滑油供給は、サンシャフト106の先端に取り付けられる可変動弁機構のコントロールシャフトからなされている。このコントロールシャフトはカムキャリア104あるいはシリンダヘッドに設けられているジャーナル軸受に開口する油路を介してオイルポンプからのエンジンオイルを潤滑油として供給されている。
The lubricating oil is supplied to the
ここで供給油量Vo、排出油量Va,Vb、上下幅領域W、レベルLa,Lbについては前記実施の形態1と同一である。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
Here, the supply oil amount Vo, the discharged oil amounts Va and Vb, the vertical width region W, and the levels La and Lb are the same as those in the first embodiment.
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(イ).前記実施の形態1と同様な効果を生じる。更に、供給口107の潤滑油吹き出し口107aがサンシャフト106、ナット114及びプラネタリシャフト116の噛み合わせ部分の近くに配置できるので、始動時においても早期に潤滑油を噛み合わせ部分に供給でき、内燃機関の始動性向上に一層効果的である。
(I). The same effect as in the first embodiment is produced. Further, since the lubricating
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1において、供給口は、第1排出口及び第2排出口よりも高い位置に設定したが、このように配置する必要はない。例えば図6の(A)に示すごとくケーシング208において、供給口208bを第1排出口208cと同一の高さとしても良く、図6の(B)に示すごとく第1排出口208cと第2排出口208dとの中間の高さ位置に配置しても良い。更に供給口208bを第2排出口208dと同一の高さ位置、すなわち重ならないようにして、共に潤滑空間の最低位置に配置しても良い。
[Other embodiments]
(A). In the first embodiment, the supply port is set at a position higher than the first discharge port and the second discharge port, but it is not necessary to arrange in this manner. For example, as shown in FIG. 6A, in the
(b).前記各実施の形態では、第1排出口により決定される上下幅領域W及びレベルLaは、潤滑空間における高さ方向のほぼ中央位置に設定したが、潤滑空間において要求される油面に対応して第1排出口の高さを調節することで上下幅領域W及びレベルLaの高さを設定することができる。例えば、図7の(A)に示すごとく、内燃機関運転中のケーシング308内における潤滑空間の油面を中央の高さよりも高めたい場合には、第1排出口308cをより高い位置にして、上下幅領域W及びレベルLaを高くする。この場合も第2排出口308dは最低位置に設定されている。尚、供給口308bは第1排出口308cより高い位置に配置されているが、第1排出口308cより低くても良い。
(B). In each of the embodiments described above, the vertical width region W and the level La determined by the first discharge port are set at approximately the center position in the height direction in the lubrication space, but correspond to the oil level required in the lubrication space. By adjusting the height of the first discharge port, the height of the vertical width region W and the level La can be set. For example, as shown in FIG. 7A, when the oil level of the lubricating space in the
図7の(B)に示すごとく、内燃機関運転中のケーシング408内における潤滑空間の油面を最大限高めたい場合には、第1排出口408cを最大限高い位置にして上下幅領域W及びレベルLaを最大限高くする。この場合も第2排出口408dは最低位置に設定されている。尚、供給口408bは第1排出口408cを避けるため、第1排出口408cより低い位置に配置されている。第1排出口408cと供給口408bとが重ならないようにして、共に潤滑空間の最高位置に配置しても良い。
As shown in FIG. 7 (B), when it is desired to maximize the oil level in the lubricating space in the
(c).前記各実施の形態の供給口、第1排出口及び第2排出口は円形の孔や通路として形成されていたが他の形状に形成しても良い。更に第1排出口及び第2排出口については複数設けても良い。特に第1排出口については複数設けることで全体としての流路面積を調節しても良い。 (C). The supply port, the first discharge port, and the second discharge port in each of the above embodiments are formed as circular holes or passages, but may be formed in other shapes. Further, a plurality of first discharge ports and second discharge ports may be provided. In particular, the flow path area as a whole may be adjusted by providing a plurality of first discharge ports.
(d).各実施の形態では、アクチュエータ内部の機械的運動機構として、サンシャフト、ナット及びプラネタリシャフトによる機構の例を挙げたが、これ以外の機械的運動機構、例えばボールネジ機構、ボルトとナットによるネジ機構等にも上述したアクチュエータにおける潤滑構成を適用できる。 (D). In each embodiment, an example of a mechanism using a sun shaft, a nut, and a planetary shaft is given as an example of a mechanical motion mechanism inside the actuator. However, other mechanical motion mechanisms such as a ball screw mechanism, a screw mechanism using a bolt and a nut, etc. In addition, the lubricating configuration in the actuator described above can be applied.
アクチュエータにて駆動される外部機構としては、内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量を無段階に調節できる可変動弁機構であったが、内燃機関の排気バルブのバルブリフト量を無段階に調節できる可変動弁機構でも良い。尚、外部機構としては、可変動弁機構に限らない。 The external mechanism driven by the actuator is a variable valve mechanism that can adjust the valve lift amount of the intake valve of the internal combustion engine steplessly. However, the valve lift amount of the exhaust valve of the internal combustion engine can be adjusted steplessly. A variable valve mechanism may be used. The external mechanism is not limited to a variable valve mechanism.
2…アクチュエータ、4…カムキャリア、4a…油路、4b,4c…排出油路、6…サンシャフト、6a…平歯ギヤ部、6b…ネジ部、6c…ストレートスプライン部、8…ケーシング、8a…ストレートスプライン部、8b…供給口、8c…第1排出口、8d…第2排出口、10…ベアリング、12…遊星差動ネジ型回転−直動変換機構、14…ナット、14a…第1平歯ギヤ部、14b…ネジ部、14c…第2平歯ギヤ部、16…プラネタリシャフト、16a…平歯ギヤ部、16b…ネジ部、16c…平歯ギヤ−ネジ部、18…コア、20…コイル、22…ロータ、24…コイル、26…蓋部材、28…シール部材、30…潤滑空間、102…アクチュエータ、104…カムキャリア、106…サンシャフト、107…供給口、107a…潤滑油吹き出し口、108…ケーシング、108c…第1排出口、108d…第2排出口、114…ナット、116…プラネタリシャフト、208…ケーシング、208b…供給口、208c…第1排出口、208d…第2排出口、308…ケーシング、308b…供給口、308c…第1排出口、308d…第2排出口、408…ケーシング、408b…供給口、408c…第1排出口、408d…第2排出口、La,Lb…レベル、Va,Vb…排出油量、Vo…供給油量、W…上下幅領域。 2 ... Actuator, 4 ... Cam carrier, 4a ... Oil passage, 4b, 4c ... Discharge oil passage, 6 ... Sunshaft, 6a ... Spur gear portion, 6b ... Screw portion, 6c ... Straight spline portion, 8 ... Casing, 8a ... straight spline part, 8b ... supply port, 8c ... first discharge port, 8d ... second discharge port, 10 ... bearing, 12 ... planetary differential screw type rotation-linear motion conversion mechanism, 14 ... nut, 14a ... first Spur gear portion, 14b ... screw portion, 14c ... second spur gear portion, 16 ... planetary shaft, 16a ... spur gear portion, 16b ... screw portion, 16c ... spur gear-screw portion, 18 ... core, 20 ... Coil, 22 ... Rotor, 24 ... Coil, 26 ... Lid member, 28 ... Seal member, 30 ... Lubrication space, 102 ... Actuator, 104 ... Cam carrier, 106 ... Sunshaft, 107 ... Supply port, 107a Lubricating oil outlet, 108 ... casing, 108 c ... first outlet, 108 d ... second outlet, 114 ... nut, 116 ... planetary shaft, 208 ... casing, 208 b ... supply port, 208 c ... first outlet, 208 d ... 2nd discharge port, 308 ... casing, 308b ... supply port, 308c ... 1st discharge port, 308d ... 2nd discharge port, 408 ... casing, 408b ... supply port, 408c ... 1st discharge port, 408d ... 2nd discharge port , La, Lb ... level, Va, Vb ... discharged oil amount, Vo ... supplied oil amount, W ... vertical width region.
Claims (7)
前記排出口は、
前記潤滑空間内の最低位置に存在することで、前記供給口から潤滑油が供給されていない場合には、前記潤滑空間内のほぼ全潤滑油を排出可能とすると共に、排出能力が前記供給口からの供給能力よりも低い最低位置排出口と、
前記供給口から潤滑油が供給されることにより、前記潤滑空間内にて前記機械的運動機構に対して設定された潤滑油面設定レベルに、潤滑油面が存在する状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量と等しい潤滑油を排出し、前記潤滑油面設定レベルに潤滑油面が到達していない状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量未満の潤滑油を排出し、前記潤滑油面設定レベルを潤滑油面が越えた状態では前記最低位置排出口と共に前記供給口による供給量を越える潤滑油を排出する潤滑油供給時排出口と、
を備えていることを特徴とするアクチュエータ。 An actuator that drives an external mechanism with an output of a driving force generated by a mechanical motion mechanism disposed in a lubrication space that is oil-tight except for a supply port and a plurality of discharge ports of the lubricant,
The outlet is
By being present at the lowest position in the lubrication space, when no lubrication oil is supplied from the supply port, almost all the lubrication oil in the lubrication space can be discharged, and the discharge capacity is the supply port. The lowest outlet, which is lower than the supply capacity from
When the lubricating oil is supplied from the supply port, the lowest position discharge port in a state where the lubricating oil surface exists at the lubricating oil surface setting level set for the mechanical motion mechanism in the lubricating space. In addition, the lubricating oil equal to the amount supplied by the supply port is discharged, and when the lubricating oil level does not reach the lubricating oil level setting level, the lubricating oil less than the supply amount by the supplying port is discharged together with the lowest position discharging port. A lubricating oil supply outlet for discharging the lubricating oil exceeding the supply amount by the supply port together with the lowest position outlet in a state where the lubricating oil level exceeds the lubricating oil level setting level;
An actuator characterized by comprising:
前記潤滑油供給時排出口は、前記潤滑油面が前記上下幅領域のいずれかにある状態にて前記最低位置排出口と共に前記供給量と等しい潤滑油量を排出する流路面積に設定されていることを特徴とするアクチュエータ。 In Claim 1, the discharge port at the time of lubricating oil supply is disposed at a position higher than the discharge port at the lowest position, and the vertical width region of the discharge port at the time of supply of the lubricating oil is the lubricating oil surface setting level,
The discharge port at the time of supplying the lubricating oil is set to a flow passage area that discharges a lubricating oil amount equal to the supply amount together with the lowest position discharge port in a state where the lubricating oil surface is in any of the upper and lower width regions. An actuator characterized by comprising:
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