JP2007138906A - コントロールシャフト軸方向位置調節装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コントロールシャフトの軸方向位置にて内燃機関バルブ特性を調節する可変動弁機構に用いてもアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できるコントロールシャフト軸方向位置調節装置の提供。
【解決手段】アクチュエータ2に設けられたサンシャフト12とコントロールシャフト8との接続部分に、吸気バルブのバルブリフト量を調節する可変動弁機構から与えられる衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構50を設けている。衝撃吸収機構50の長さは、過大な衝撃が生じた時にリリーフ弁56が開放されることにより変化する。この長さ変化により衝撃が吸収されて減衰し、アクチュエータ2側に過大な衝撃が伝達されるのを防止している。したがってアクチュエータ2の内でも、特に遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制でき、内燃機関の軽量化小型化に貢献できる。
【選択図】図1
【解決手段】アクチュエータ2に設けられたサンシャフト12とコントロールシャフト8との接続部分に、吸気バルブのバルブリフト量を調節する可変動弁機構から与えられる衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構50を設けている。衝撃吸収機構50の長さは、過大な衝撃が生じた時にリリーフ弁56が開放されることにより変化する。この長さ変化により衝撃が吸収されて減衰し、アクチュエータ2側に過大な衝撃が伝達されるのを防止している。したがってアクチュエータ2の内でも、特に遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制でき、内燃機関の軽量化小型化に貢献できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構のコントロールシャフトを軸方向に駆動するアクチュエータを備えたコントロールシャフト軸方向位置調節装置に関する。
コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構が知られている(例えば特許文献1参照)。内燃機関制御においては、バルブリフト量などのバルブ特性を高精度に調節することが重要である。したがって上記コントロールシャフトを例えば電動モータなどの回転駆動源により高精度に駆動するためには、アクチュエータに組み込まれたボールネジ型回転−直動変換機構や遊星差動ネジ型回転−直動変換機構(例えば特許文献2参照)によって回転を直動に変換することで高精度な軸方向駆動を実行することが検討されている。
特開2001−263015号公報(第7−8頁、図5−20)
特開平10−196757号公報(第3頁、図1)
このような可変動弁機構では、バルブを駆動する際の衝撃がコントロールシャフトを介して軸方向へ伝達されてアクチュエータに到達する。このため衝撃力のピーク時には、アクチュエータの内部機構、特に回転−直動変換機構に過大な衝撃荷重が掛かり、小型の回転−直動変換機構では耐久性に問題を生じるおそれがある。したがって内部の回転−直動変換機構の耐久性を高めるためにアクチュエータの大型化や重量増加あるいは高コスト材料使用の必要性が生じる。更にこのことに伴って内燃機関全体の大型化、重量増加あるいは高コスト化といった問題が生じる。
本発明は、コントロールシャフトの軸方向位置にて内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構に用いる場合にアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できるコントロールシャフト軸方向位置調節装置の提供を目的とするものである。
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に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置は、コントロールシャフトの軸方向位置により内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構に対して、前記コントロールシャフトの一端に駆動軸にて接続することで前記コントロールシャフトを軸方向に駆動するアクチュエータを備えたコントロールシャフト軸方向位置調節装置であって、前記アクチュエータの駆動軸と前記可変動弁機構のコントロールシャフトとのいずれか、あるいは前記駆動軸と前記コントロールシャフトとの接続部分に、前記可変動弁機構から前記アクチュエータへの衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構を設けたことを特徴とする。
請求項1に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置は、コントロールシャフトの軸方向位置により内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構に対して、前記コントロールシャフトの一端に駆動軸にて接続することで前記コントロールシャフトを軸方向に駆動するアクチュエータを備えたコントロールシャフト軸方向位置調節装置であって、前記アクチュエータの駆動軸と前記可変動弁機構のコントロールシャフトとのいずれか、あるいは前記駆動軸と前記コントロールシャフトとの接続部分に、前記可変動弁機構から前記アクチュエータへの衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構を設けたことを特徴とする。
このように衝撃力の伝達経路である駆動軸、コントロールシャフト、あるいは駆動軸とコントロールシャフトとの接続部分に衝撃吸収機構を設けたことにより、可変動弁機構からの衝撃力は衝撃吸収機構にて減衰された後にアクチュエータの内部機構に負荷されることになる。したがってアクチュエータに対する衝撃は弱められることから耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
請求項2に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項1において、前記可変動弁機構により調節されるバルブ特性は、吸気バルブ又は排気バルブのバルブリフト量であることを特徴とする。
このように可変動弁機構としては吸気バルブ又は排気バルブのバルブリフト量を調節する機構を挙げることができる。このようなバルブリフト量をコントロールシャフトを介して調節する際に受ける衝撃を低減でき、アクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
請求項3に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項1又は2において、前記衝撃吸収機構は、前記可変動弁機構からの衝撃伝達方向において長さを変化させることにより前記衝撃伝達を抑制する長さ可変手段と、前記可変動弁機構からの衝撃が低レベルである場合には衝撃伝達方向における長さを基準長さに復帰させる長さ復帰手段とを備えていることを特徴とする。
衝撃吸収機構が上記長さ可変手段を備えていることによりアクチュエータへの衝撃を抑制できると共に、上記長さ復帰手段を備えていることにより衝撃吸収後にアクチュエータの駆動軸の軸方向位置調節量と、可変動弁機構におけるコントロールシャフトの軸方向位置調節量との対応関係を復帰させることができる。
このことによりアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できると共に、衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
請求項4に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項3において、前記長さ可変手段は、前記衝撃伝達方向にて伸縮可能であることにより前記衝撃吸収機構自身の衝撃伝達方向における長さを変化させる共に内部に液体を充填した液体室と、前記液体室の伸縮に伴って生じる前記液体室の内外間の前記液体の流れに対して抵抗を与えて衝撃を吸収する流動抵抗機構とを備え、前記長さ復帰手段は、前記液体室の伸縮状態を前記衝撃伝達方向にて基準状態とする圧力又は付勢力を発生することにより、前記衝撃吸収機構自身を基準長さとすることを特徴とする。
このような液体を充填した上記液体室と上記流動抵抗機構とにて長さ可変手段を構成することにより、液体が液体室内外間で抵抗状態で流れることにより可変動弁機構からの衝撃を吸収して、アクチュエータへの衝撃を抑制できる。更に長さ復帰手段は基準長さとする圧力又は付勢力を発生するものであることから、衝撃吸収後において液体室は元の伸縮状態に戻り、衝撃吸収機構は容易に基準長さに復帰できる。
このことによりアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できると共に、衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
請求項5に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項3において、前記長さ可変手段は、内部に液体を充填した液体室と、前記液体室内部に配置されていると共に前記衝撃伝達方向に移動可能であることにより前記衝撃吸収機構自身の衝撃伝達方向における長さを変化させるピストンと、前記ピストンの移動に伴って生じる前記液体室の内外間での又は前記液体室内での前記液体の流れに対して抵抗を与えて衝撃を吸収する流動抵抗機構とを備え、前記長さ復帰手段は、前記液体室内部での前記ピストンの位置を前記衝撃伝達方向にて基準位置とする圧力又は付勢力を発生することにより、前記衝撃吸収機構自身を基準長さとすることを特徴とする。
このような内部に液体を充填した上記液体室、上記ピストン及び上記流動抵抗機構を用いて長さ可変手段を構成することにより、ピストンの移動に伴い、液体が液体室内外間で、あるいは液体室内で、抵抗状態で流れることで可変動弁機構からの衝撃を吸収して、アクチュエータへの衝撃を抑制できる。更に長さ復帰手段がピストンの位置を衝撃伝達方向にて基準位置とするように圧力又は付勢力を発生することで、衝撃吸収後に液体室とピストンとの位置関係は元に戻り、衝撃吸収機構は容易に基準長さに復帰できる。
このことによりアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できると共に、衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
請求項6に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項4又は5において、前記流動抵抗機構は、オリフィスであることを特徴とする。
このようにオリフィスにて液体の流れに対して容易に抵抗を与えることができ、可変動弁機構からの衝撃を吸収することができる。
このようにオリフィスにて液体の流れに対して容易に抵抗を与えることができ、可変動弁機構からの衝撃を吸収することができる。
請求項7に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項4又は5において、前記流動抵抗機構は、前記液体室内の圧力が開放圧以上となると開弁して前記液体室外へ前記液体を排出するリリーフ弁又はチェック弁であることを特徴とする。
このようにリリーフ弁又はチェック弁にて液体室内の圧力が開放圧未満では閉じておくことにより、可変動弁機構からの衝撃が低い状態では衝撃吸収機構は基準長さに固定されて高精度なバルブ特性制御を行うことができる。そして高い衝撃が可変動弁機構から伝達されてきた場合には、リリーフ弁又はチェック弁が開くことによりアクチュエータへの衝撃が緩和できる。高い衝撃が去った後は長さ復帰手段により直ちに衝撃吸収機構は基準長さに復帰できる。
したがってアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できると共に、衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
請求項8に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項3において、前記長さ可変手段は、液体が充填された液体室内に前記衝撃伝達方向に積層状に配置されて、前記液体を間に収納可能な複数の板状体からなることを特徴とする。
このような積層した板状体間に収納可能な液体量は、可変動弁機構から伝達されてきた衝撃により変化する。このため板状体間から液体が押し出される際には流動抵抗が生じ、前記液体の流れに対する抵抗を強めて効果的に衝撃を吸収することができる。
請求項9に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項8において、前記板状体は、自身の弾性力により、常に前記液体を収納する空間を前記板状体間に形成する付勢力を発生することにより前記長さ復帰手段を兼ねていることを特徴とする。
このように板状体自身の弾性力により衝撃吸収機構を基準長さに復帰させることができ、板状体に長さ可変手段と長さ復帰手段との両方の機能を兼ねさせることができる。
請求項10に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項3〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、バネであることを特徴とする。
請求項10に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項3〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、バネであることを特徴とする。
このように長さ復帰手段としてバネを用いることにより、このバネの復元力にて衝撃吸収機構を基準長さに復帰させることができる。
請求項11に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項4〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、前記液体室内に存在する前記液体へ圧力を与える液圧供給機構であることを特徴とする。
請求項11に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項4〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、前記液体室内に存在する前記液体へ圧力を与える液圧供給機構であることを特徴とする。
このように液圧供給機構により液体室内の液体に圧力を与え、この圧力により復元力を生じさせて衝撃吸収機構を基準長さに復帰させることができる。
請求項12に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項1〜11のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転運動を前記駆動軸の軸方向移動運動に変換する遊星差動ネジ型回転−直動変換機構とを備えたことを特徴とする。
請求項12に記載のコントロールシャフト軸方向位置調節装置では、請求項1〜11のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転運動を前記駆動軸の軸方向移動運動に変換する遊星差動ネジ型回転−直動変換機構とを備えたことを特徴とする。
このようにアクチュエータを構成することができ、前述したごとく衝撃吸収機構を設けたことにより、特に遊星差動ネジ型回転−直動変換機構への可変動弁機構からの衝撃が抑制され、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
[実施の形態1]
図1は上述した発明が適用されたコントロールシャフト軸方向位置調節装置を鉛直面で切断した要部縦断面図である。本コントロールシャフト軸方向位置調節装置が適用される車両用内燃機関の平面図を図2に示す。
図1は上述した発明が適用されたコントロールシャフト軸方向位置調節装置を鉛直面で切断した要部縦断面図である。本コントロールシャフト軸方向位置調節装置が適用される車両用内燃機関の平面図を図2に示す。
コントロールシャフト軸方向位置調節装置は、アクチュエータ2を備え、このアクチュエータ2の制御により内燃機関4における吸気バルブ6のバルブリフト量を調節するものである。図2に示したごとく内燃機関4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4aとして説明)には、コントロールシャフト8の軸方向移動により吸気バルブ6のバルブリフト量を無段階に変更できる可変動弁機構10が設けられている。このコントロールシャフト8を、アクチュエータ2に設けられているサンシャフト12(駆動軸に相当)の先端に接続して軸方向に移動することにより、アクチュエータ2により吸気バルブ6のバルブリフト量を調節することができる。このバルブリフト量調節により、内燃機関4の各気筒(ここでは4気筒#1,#2,#3,#4)への吸入空気量を調節して内燃機関出力を制御できる。
各気筒#1〜#4には、それぞれ2つの吸気バルブ6と2つの排気バルブ14との4バルブが配置されている。この内、各気筒#1〜#4の2つの吸気バルブ6を、各可変動弁機構10の両側の2つの揺動カム10aを揺動することにより開閉駆動している。
この2つの揺動カム10aの中央に配置されている入力部10bは、そのローラ10c部分が、吸気カムシャフト16に設けられた吸気カム16aの回転により揺動させられる。入力部10bの揺動は、ギヤ機構により両側の揺動カム10aに伝達され、このことにより両側の揺動カム10aが揺動して、各吸気バルブ6を開閉駆動する。
前記ギヤ機構は、ヘリカルギヤ機構からなり、コントロールシャフト8に連結することで、コントロールシャフト8の軸方向位置に応じて揺動カム10aと入力部10bとの揺動軸周りの位相差を変更する。このことにより吸気カム16aによる入力部10bの揺動角は同じでも、両側の揺動カム10aの各吸気バルブ6に対する揺動開始位相がコントロールシャフト8の軸方向位置により連続的に変更できるので、各吸気バルブ6のバルブリフト量はアクチュエータ2により連続的に変更できる。この構成は例えば特許文献1に記載されている構成と同じである。
排気バルブ14については、排気カムシャフト18に設けられた排気カム18aの回転により可変動弁機構10を介さずに直接開閉駆動される。
尚、吸気カムシャフト16及び排気カムシャフト18にはタイミングチェーン20側にバルブタイミング調節機構16b,18bが設けられて、それぞれ開閉タイミングの進角遅角が調節可能となっている。
尚、吸気カムシャフト16及び排気カムシャフト18にはタイミングチェーン20側にバルブタイミング調節機構16b,18bが設けられて、それぞれ開閉タイミングの進角遅角が調節可能となっている。
図1に示したごとくアクチュエータ2の外形を構成するケーシング22はカムキャリア4aの外周面に固定されている。ケーシング22から軸方向に突出するサンシャフト12はカムキャリア4a内を通過して、前述したごとく、サンシャフト12の先端はカムキャリア4aに囲まれた内部空間においてコントロールシャフト8に接続されている。
ケーシング22の内部には、ベアリング24を介して遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26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26は、前記サンシャフト12、外側を形成する円筒状のナット28、及びサンシャフト12の回りに配置されているプラネタリシャフト30を備えている。
サンシャフト12は、ナット28の内部空間に配置されている部分において、平歯ギヤ部12a、ネジ部12b、及びストレートスプライン部12cを備えている。尚、平歯ギヤ部12a側の端面にはサンシャフト12の軸方向移動量を検出するためのコア32が取り付けられており、ナット28の一端に取り付けられたコイル34と共に変位センサ36を構成している。
ナット28は内周面に第1平歯ギヤ部28a、ネジ部28b、及び第2平歯ギヤ部28cを備えている。
プラネタリシャフト30は、複数本、例えば9本が、ナット28とサンシャフト12との間に等位相間隔に配置されている。この各プラネタリシャフト30は、平歯ギヤ部30a、ネジ部30b、及び平歯ギヤ−ネジ部30cを備えている。尚、平歯ギヤ−ネジ部30c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。
プラネタリシャフト30は、複数本、例えば9本が、ナット28とサンシャフト12との間に等位相間隔に配置されている。この各プラネタリシャフト30は、平歯ギヤ部30a、ネジ部30b、及び平歯ギヤ−ネジ部30cを備えている。尚、平歯ギヤ−ネジ部30c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。
プラネタリシャフト30とナット28との噛み合い状態は、プラネタリシャフト30の平歯ギヤ部30aはナット28側の第1平歯ギヤ部28aに、ネジ部30bはネジ部28bに、平歯ギヤ−ネジ部30cは第2平歯ギヤ部28cに噛み合わされている。尚、2つのネジ部28b,30b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30がナット28の内周面にて転動してもナット28とプラネタリシャフト30との間で軸方向での相対的移動は生じない。
プラネタリシャフト30とサンシャフト12との噛み合い状態は、プラネタリシャフト30の平歯ギヤ部30aはサンシャフト12側の平歯ギヤ部12aに、ネジ部30bと平歯ギヤ−ネジ部30cとは共にネジ部12bに噛み合わされている。尚、サンシャフト12のストレートスプライン部12cはケーシング22の開口部分に形成されているストレートスプライン部22aに噛み合わされていることにより、サンシャフト12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。
ここでプラネタリシャフト30のネジ部30b及び平歯ギヤ−ネジ部30cと、サンシャフト12のネジ部12b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30が、ナット28の回転により、サンシャフト12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12は、ナット28とプラネタリシャフト30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。このことによりサンシャフト12はナット28の回転に応じた軸方向位置に移動する。
ナット28の外周には電動モータのロータ38が取り付けられており、ケーシング22の内部にてロータ38に対向して配置されたコイル40に対する通電制御により、ナット28をケーシング22内で回転させることができる。このことによりコイル40に対する通電制御によりサンシャフト12の軸方向位置を制御できる。
図1に示したごとく、コントロールシャフト8とサンシャフト12との接続部分には、衝撃吸収機構50が設けられている。衝撃吸収機構50は、サンシャフト12内に設けられたシリンダ室52、シリンダ室52内に配置されロッド54aによりコントロールシャフト8の一端に接続されたピストン54、シリンダ室52内の油圧が開弁圧以上になると開弁するリリーフ弁56を有している。
ロッド54aは油密状態にてシリンダ室52内に挿入され、内部には軸方向にコントロールシャフト8側から連続する油路54bが形成されている。この油路54bへは可変動弁機構10を介して内燃機関4のシリンダヘッド側からの潤滑油路が接続されていて、内燃機関4側のエンジンオイルが作動油(液体に相当)として供給されている。
油路54bは、ピストン54にて分けられたシリンダ室52の内でも、コントロールシャフト8側の空間に開口して、この空間を油圧室52a(液体室に相当)として作動油圧を与えている。尚、シリンダ室52の内で、アクチュエータ2側については(図1ではピストン54が密着して容積は0状態である)、外気室52bとなっており、通路52cにより大気側に開放されている。
一方、油圧室52aは油路56aによりリリーフ弁56に接続している。油圧室52aの油圧が開放圧以上となればリリーフ弁56は開弁する。ここではコントロールシャフト8がサンシャフト12を引き出す力が急激に大きくなり、ピストン54が油圧室52a内の作動油を急激に圧縮して油圧室52a内の油圧が過剰上昇した場合に到達する油圧を、リリーフ弁56の開放圧として設定している。したがってコントロールシャフト8からの過大な衝撃が伝達されることにより、予め設定した油圧以上の過大な油圧が生じた時のみリリーフ弁56が開いてピストン54は図1に示した位置から図示左側に移動可能となる。すなわち油圧室52a内の油圧が急激に過剰上昇する前の図3の(A)の状態から、油圧が急激に上昇した後の(B)に示すごとくの状態となると、シリンダ室52からロッド54aまでを含む長さ、すなわち衝撃吸収機構50の長さが、長さW1から長さW2へと長くなる。尚、コントロールシャフト8における引き出し力(衝撃力)が小さく、過大油圧未満の時には油圧室52a内の作動油圧によりピストン54は外気室52bの容積を0として密着している。したがって図3の(A)に示したごとく、衝撃吸収機構50の長さは基準長さW1に維持している。
上述したごとくの遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26がアクチュエータ2内に設けられているため、図2に示したECU60による制御信号Ds出力によりコイル40に対して通電制御が行われてロータ38を介してナット28を回転させることができる。このことにより遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26において上述したごとく差動が生じて、サンシャフト12が軸方向に移動する。したがって変位センサ36のコイル34から検出されるサンシャフト12の軸移動量SLが目標位置を示すようにナット28の回転量を調節することにより、衝撃吸収機構50を介して可変動弁機構10側のコントロールシャフト8の軸方向位置を制御できる。すなわち過大な引っ張り衝撃がコントロールシャフト8に生じない限り、吸気バルブ6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、例えば図4に示すごとく、図1の状態よりもサンシャフト12を図示左側へ最大限移動させてケーシング22から更に突出させることができる。
ここで図1の状態ではコントロールシャフト8は最大限右側に軸方向移動した位置であり吸気バルブ6のバルブリフト量は最大となる。図4の状態ではコントロールシャフト8は最大限左側に軸方向移動した位置であり吸気バルブ6のバルブリフト量は最小となる。この図1と図4との状態間で、サンシャフト12によりコントロールシャフト8の軸方向位置を連続的に調節することにより、吸気バルブ6のバルブリフト量を連続的に調節でき、内燃機関4の出力をスロットルバルブを用いなくても連続的に調節できる。尚、この吸気バルブ6のバルブリフト量調節は、内燃機関4に配置した各種センサから得られたアクセル開度ACCP、機関回転数NE、吸入空気量GA、冷却水温THW、空燃比AF等の各種運転データに基づいてECU60が演算することにより目標値を定めて実行される。
コントロールシャフト8の引っ張り力に抗して、図4の状態から図1の状態にコントロールシャフト8の軸方向位置を移動させるほど、可変動弁機構10の揺動カム10aが吸気バルブ6を押し出すストロークと時間(開弁期間)とが長くなる。このため、吸気バルブ6のバルブスプリングから受ける反力により、コントロールシャフト8において可変動弁機構10側(左側)に戻ろうとする軸力が大きくなる。したがって図5の(A)に示すごとく、内燃機関4が高負荷になるほど、コントロールシャフト8からアクチュエータ2に与えられる引っ張り力としての衝撃力も大きくなる。このため吸気バルブ6のバルブリフト量が大きくなる高負荷ほど、衝撃吸収機構50におけるピストン54が油圧室52a内の作動油を圧縮して油圧室52a内の油圧を急激に上昇させることから、油圧室52aが過大な油圧(ここではリリーフ弁56の開放圧)に到達する可能性が高くなる。
このような状況で、図5の(B)に示すごとく過大な衝撃(図示破線)がコントロールシャフト8側に発生すると、前記図3の(B)に示したごとく、油圧室52aの油圧がリリーフ弁56の開放圧以上となる。このため、この破線部分については、リリーフ弁56が開弁して作動油を排出する。したがって油圧室52aの容積が一時的に減少し外気室52bの容積が増加するようにピストン54が図示左側に相対移動する。したがって衝撃吸収機構50の長さは一時的に基準長さW1よりも長く(ここでは長さW2)なることにより衝撃の過大な部分を吸収する。尚、リリーフ弁56が開放することで排出された作動油は、カムキャリア4aより内側のシリンダヘッド上に排出される。
図5の(B)において過大な衝撃(破線の部分)が終了するとリリーフ弁56が閉弁し、その後、直ちに油路54bから油圧室52a内部に作動油が供給されるので、衝撃吸収機構50の長さは直ちに基準長さW1に復帰する。したがって吸気バルブ6のバルブリフト量調節においては、変位センサ36にて検出される軸移動量SLとコントロールシャフト8の実際の軸移動量とが、吸気バルブ6の開弁期間内に一時的にずれるのみであり、実質的に吸気量に問題を生じない。特に、衝撃が問題となるのは高負荷時であり吸気バルブ6のバルブリフト量が大きい時であるので、内燃機関出力制御には問題を生じることはない。
上述した構成において、油圧室52a、ピストン54及びリリーフ弁56が長さ可変手段に、液圧供給機構としての油路54b及びこの油路54bを介して作動油圧を供給する油圧ポンプを含む内燃機関4側の油圧系統が長さ復帰手段に相当する。
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).本実施の形態のコントロールシャフト軸方向位置調節装置は、アクチュエータ2に設けられたサンシャフト12とコントロールシャフト8との接続部分に、吸気バルブ6のバルブリフト量を調節する可変動弁機構10からアクチュエータ2へ与えられる衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構50を設けている。
(イ).本実施の形態のコントロールシャフト軸方向位置調節装置は、アクチュエータ2に設けられたサンシャフト12とコントロールシャフト8との接続部分に、吸気バルブ6のバルブリフト量を調節する可変動弁機構10からアクチュエータ2へ与えられる衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構50を設けている。
この衝撃吸収機構50は、リリーフ弁56の開放によりシリンダ室52内でピストン54が移動できる構成とすることで長さ可変手段が実現されており、衝撃伝達方向において長さを変化させることができる。この長さ変化は、特に過大な衝撃が生じた時にリリーフ弁56が開放されることによりなされ、この過大な衝撃時での長さ変化により衝撃が吸収されて減衰し、アクチュエータ2側に過大な衝撃が伝達されるのを防止している。したがってアクチュエータ2の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
特に、アクチュエータ2は遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26を利用しているので、この遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26への可変動弁機構10からの衝撃が抑制され、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構26の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
このことで内燃機関4の小型化・軽量化に貢献できる。
(ロ).液圧供給機構としての油路54bと内燃機関4側の油圧系統とが長さ復帰手段として機能している。このため、コントロールシャフト8からの衝撃伝達が低いレベルの場合には衝撃吸収機構50の衝撃伝達方向における長さを基準長さW1に維持すると共に、衝撃吸収時に一時的に衝撃吸収機構50が基準長さW1より長くなっても衝撃吸収後には直ちに復帰させている。
(ロ).液圧供給機構としての油路54bと内燃機関4側の油圧系統とが長さ復帰手段として機能している。このため、コントロールシャフト8からの衝撃伝達が低いレベルの場合には衝撃吸収機構50の衝撃伝達方向における長さを基準長さW1に維持すると共に、衝撃吸収時に一時的に衝撃吸収機構50が基準長さW1より長くなっても衝撃吸収後には直ちに復帰させている。
このことにより衝撃吸収後にアクチュエータ2のサンシャフト12の軸方向位置調節量と、可変動弁機構10におけるコントロールシャフト8の軸方向位置調節量との対応関係を容易に復帰させることができる。
このことにより衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
(ハ).流動抵抗機構としてリリーフ弁56を用いている。したがって可変動弁機構10からの衝撃が小さい内燃機関低負荷運転状態では、油圧室52a内の圧力は開放圧未満状態を継続するのでリリーフ弁56は継続して閉じている。このことにより高精度な吸入空気量制御が必要な内燃機関低負荷運転の場合には、衝撃吸収機構50は基準長さW1に継続して固定されるので、高精度なバルブ特性制御を行うことができる。
(ハ).流動抵抗機構としてリリーフ弁56を用いている。したがって可変動弁機構10からの衝撃が小さい内燃機関低負荷運転状態では、油圧室52a内の圧力は開放圧未満状態を継続するのでリリーフ弁56は継続して閉じている。このことにより高精度な吸入空気量制御が必要な内燃機関低負荷運転の場合には、衝撃吸収機構50は基準長さW1に継続して固定されるので、高精度なバルブ特性制御を行うことができる。
そして内燃機関高負荷運転時に過大な衝撃が可変動弁機構10から伝達されてきた場合には、油圧室52a内の圧力は一時的に開放圧以上となる。この開放圧以上となった時にリリーフ弁56が一時的に開くことによりアクチュエータ2への衝撃が吸収され緩和できる。そして過大な衝撃が去った後は上述したごとく直ちに衝撃吸収機構50は基準長さW1に復帰できる。
この衝撃吸収時は高負荷時での吸気バルブ6の開弁期間であり、大きいバルブリフト量にて開弁する期間内に、わずかにバルブリフト量が低下しても内燃機関4の運転には問題を生じない。
[実施の形態2]
本実施の形態では、図6の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト108とサンシャフト112との間に衝撃吸収機構150を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
本実施の形態では、図6の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト108とサンシャフト112との間に衝撃吸収機構150を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
コントロールシャフト108の先端には先端部108aを残して、側面側、図6では下側に収納空間108bが形成されている。図の紙面にて垂直な軸にて180°配置が異なるが、サンシャフト112についても同じく、先端には先端部112aを残して、側面側、図6では上側に収納空間112bが形成されている。このコントロールシャフト108の先端部108aがサンシャフト112の収納空間112bに配置され、サンシャフト112の先端部112aがコントロールシャフト108の収納空間108bに配置される。このことによりコントロールシャフト108とサンシャフト112とは同軸に配置されて、かつ収納空間108b,112b同士を重複させている。
この収納空間108b,112bの重複部分には、2つのシリンダ152,154を、一方のシリンダ152を他方のシリンダ154の内側に密着させて摺動可能にして組み合わせて形成した液体室156が設けられている。この液体室156内には圧縮バネ158が配置され、2つのシリンダ152,154を分離する方向に、すなわち液体室156の容積増加方向に付勢している。このため各シリンダ152,154の端面側は各先端部108a,112aの内側面に当接して密着している。コントロールシャフト108には油路108cが形成されて先端部108aまで到達している。この油路108cは先端部108aにおいて一つのシリンダ154の端面に形成された開口部154aを介して液体室156内に接続されている。この油路108cへは前記実施の形態1と同様に、可変動弁機構を介して内燃機関のシリンダヘッド側からの潤滑油路が接続されていて、内燃機関側のエンジンオイルが作動油として供給されている。
もう一つのシリンダ152に形成された開口部152aはサンシャフト112の先端部112aに形成された油路112cに接続される。このことで液体室156はリリーフ弁160に接続されている。このリリーフ弁160は前記実施の形態1のリリーフ弁と同一の機能を果たす。
コントロールシャフト108からの引っ張り方向の衝撃が過大ではない場合には、図6の(A)に示したごとく、リリーフ弁160は開かず、かつ油路108cからの供給圧力と圧縮バネ158の付勢力により、2つのシリンダ152,154の間隔は最大状態が維持される。このため衝撃吸収機構50の長さは最小状態、すなわち基準長さW11に維持される。
コントロールシャフト108からの引っ張り方向の衝撃が過大となった場合には、2つのシリンダ152,154の間隔は縮められる方向に力が加わって、液体室156内の油圧が急激に上昇する。このため作動油はリリーフ弁160の開放圧以上となってリリーフ弁160が開放し、液体室156内の作動油は排出される。
したがって図6の(B)のごとく液体室156は軸方向に縮小し、衝撃吸収機構150の長さは基準長さW11から一時的に伸びる。このことにより衝撃の過大な部分を吸収する。
上述した構成において、リリーフ弁160が流動抵抗機構に相当する。圧縮バネ158と、液圧供給機構としてのコントロールシャフト108の油路108c及びこの油路108cを介して作動油圧を供給する油圧ポンプを含む内燃機関側の油圧系統とが長さ復帰手段に相当する。
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。
(イ).ピストンを用いずにシリンダ152,154の組み合わせによる構成においても、前記実施の形態1と同様な効果を生じる。更に圧縮バネ158も長さ復帰手段を構成しているので、過大な衝撃が去った後は、油圧と圧縮バネ158の付勢力とにより迅速に基準長さW11に復帰できる。
(イ).ピストンを用いずにシリンダ152,154の組み合わせによる構成においても、前記実施の形態1と同様な効果を生じる。更に圧縮バネ158も長さ復帰手段を構成しているので、過大な衝撃が去った後は、油圧と圧縮バネ158の付勢力とにより迅速に基準長さW11に復帰できる。
[実施の形態3]
本実施の形態では、図7の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト208とサンシャフト212との間に衝撃吸収機構250を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
本実施の形態では、図7の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト208とサンシャフト212との間に衝撃吸収機構250を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
コントロールシャフト208の先端には作動油が封入されている液体室208aが設けられ、該液体室208a内にはピストン208bが配置されている。このピストン208bには軸方向に貫通するオリフィス208cとチェック弁208dとが設けられている。チェック弁208dはピストン208bに形成された貫通孔208eに、図示右側から柔軟な板状の弁体208fにて覆われている。したがってピストン208bの図示右側の油圧が図示左側より高い場合は、オリフィス208cのみにより、液体室208a内においてピストン208bの図示右側から図示左側に作動油が移動する。ピストン208bの図示左側の油圧が図示右側より高い場合には、図8に示したごとく弁体208fが開くので、オリフィス208cと共に大径の貫通孔208eによっても、液体室208a内の作動油は図示左側から図示右側に移動できる。
このピストン208bは中心部においてロッド212aが接続され、このロッド212aを介してサンシャフト212の先端に取り付けられている。更に衝撃吸収機構250の内部機構を覆っている円筒状カバー252は軸方向の端部にて中心方向に向いたフランジ状係止部252a,252bを有している。これらフランジ状係止部252a,252bは、それぞれコントロールシャフト208とサンシャフト212とにおいて外周に形成した周溝254,256内に配置されることで、円筒状カバー252はコントロールシャフト208とサンシャフト212との両者に係合している。このことにより、円筒状カバー252を介してコントロールシャフト208とサンシャフト212とが接続されている。
サンシャフト212の周溝256内には、フランジ状係止部252bと共に、フランジ状係止部252bの内側に圧縮バネ258が配置されている。このことによりフランジ状係止部252bはサンシャフト212の周溝256内において図示右側に付勢されている。
上述したごとく構成されているので、サンシャフト212とコントロールシャフト208とが離れる方向に力が作用しても、圧縮バネ258の付勢力以下の力である場合には、図7の(A)に示すごとくフランジ状係止部252bはサンシャフト212の周溝256の図示右端に固定された状態を継続する。したがって衝撃吸収機構250の長さは基準長さW21に維持される。すなわちコントロールシャフト208とサンシャフト212との距離関係は固定されているので、アクチュエータにより可変動弁機構は高精度に制御される。
コントロールシャフト208からの引っ張り方向の衝撃が過大となって圧縮バネ258の付勢力を越える力が作用した場合には、図7の(B)に示すごとくフランジ状係止部252bは圧縮バネ258の付勢力に抗して圧縮バネ258を縮める。このことによりコントロールシャフト208とサンシャフト212との間が離れる。この離間動作に際して液体室208a内のピストン208bは、チェック弁208dが閉じた状態で移動しようとする。したがって作動油がオリフィス208cのみを流れることで大きい抵抗状態でピストン208bが移動することになりコントロールシャフト208からの衝撃を吸収することになる。例えば図7の(B)のごとくに衝撃吸収機構250の長さは大きい抵抗状態で長さW22となる。
図7の(B)のごとくに移動した状態から、衝撃が小さくなり圧縮バネ258の付勢力により、衝撃吸収機構250が基準長さW21に戻る場合には、図8に示すごとくチェック弁208dの弁体208fが開き、大径の貫通孔208eも作動油の流動経路となる。したがって衝撃吸収機構250の長さは、直ちに図7の(A)の基準長さW21の状態に戻る。
上述した構成において、液体室208a、ピストン208b、及び流動抵抗機構としてのオリフィス208cが長さ可変手段に相当し、圧縮バネ258が長さ復帰手段に相当する。
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).衝撃吸収機構250は、長さ復帰手段として圧縮バネ258のみを用い、流動抵抗機構としてオリフィス208cを用いた構成とし、サンシャフト212とコントロールシャフト208との接続部分に配置して、可変動弁機構からアクチュエータへ与えられる衝撃伝達を抑制している。
(イ).衝撃吸収機構250は、長さ復帰手段として圧縮バネ258のみを用い、流動抵抗機構としてオリフィス208cを用いた構成とし、サンシャフト212とコントロールシャフト208との接続部分に配置して、可変動弁機構からアクチュエータへ与えられる衝撃伝達を抑制している。
この衝撃吸収機構250は、圧縮バネ258の付勢力に抗して液体室208a内でピストン208bが移動できる構成とすることで、衝撃伝達方向において長さを変化させることができる。この長さ変化は、特に圧縮バネ258の初期付勢力よりも過大な衝撃が生じた時にオリフィス208cを作動油が通過しつつピストン208bが移動することによりなされる。すなわち図9に示すごとく、衝撃力が初期付勢力を越えると実線のごとくサンシャフト212に与えられる衝撃力の上昇は緩和される。尚、破線は衝撃吸収機構250が存在しない場合の衝撃力上昇を示す。
このように衝撃吸収機構250の長さ変化により衝撃を吸収して減衰し、アクチュエータ側に過大な衝撃が伝達されるのを防止している。したがってアクチュエータの耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
特に、実施の形態1と同じくアクチュエータは遊星差動ネジ型回転−直動変換機構を利用しているので、遊星差動ネジ型回転−直動変換機構の耐久性を維持しつつ大型化等を抑制できる。
このことで内燃機関の小型化・軽量化に貢献できる。
(ロ).しかも圧縮バネ258が長さ復帰手段として機能して、コントロールシャフト208からの衝撃伝達が低いレベルの場合には衝撃吸収機構250の長さを基準長さW21に維持すると共に、衝撃吸収時に一時的に衝撃吸収機構250が基準長さW21より長くなっても衝撃吸収後には直ちに復帰させている。
(ロ).しかも圧縮バネ258が長さ復帰手段として機能して、コントロールシャフト208からの衝撃伝達が低いレベルの場合には衝撃吸収機構250の長さを基準長さW21に維持すると共に、衝撃吸収時に一時的に衝撃吸収機構250が基準長さW21より長くなっても衝撃吸収後には直ちに復帰させている。
特に復帰時にはチェック弁208dが開くので、衝撃吸収後においても、迅速に基準長さW21に戻り、高精度なバルブ特性制御を継続できる。
このことにより衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
このことにより衝撃発生前において高精度なバルブ特性制御を実行でき、衝撃吸収後においても直ちに高精度なバルブ特性制御を継続できる。
[実施の形態4]
本実施の形態では、図10の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト308とサンシャフト312との間に衝撃吸収機構350を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
本実施の形態では、図10の(A)、(B)に示すごとく、コントロールシャフト308とサンシャフト312との間に衝撃吸収機構350を設けている。これ以外の構成については前記実施の形態1と同じである。
衝撃吸収機構350の内部機構を覆っている円筒状カバー352は軸方向の端部に中心方向に向いたフランジ状係止部352a,352bを有し、それぞれコントロールシャフト308とサンシャフト312とにおいて外周に形成した周溝308a,312a内に配置されている。このことによりコントロールシャフト308とサンシャフト312とが接続されている。
円筒状カバー352内部には、コントロールシャフト308側に形成した油路308bから内燃機関側のエンジンオイルが作動油として供給されている。更に円筒状カバー352内部を満たした後の過剰な作動油は更に円筒状カバー352の上部に設けられた排出口352cからシリンダヘッド上へ排出される。
サンシャフト312の周溝312a内にはフランジ状係止部352bと共に、図11に示すごとくリング状に形成された板バネ機能を有する板状体354が、複数、ここでは8枚が湾曲方向を交互にして積層された積層体355の状態で配置されている。この板状体354の間にも板状体354の合わせ目の隙間から作動油が入っている。尚、図11の(A)は積層体355の正面図、(B)は右側面図、(C)は斜視図、(D)は鉛直面にて切断した状態で示す斜視図である。
このような構成により、サンシャフト312とコントロールシャフト308とが離れる方向に力が作用しても、積層体355の付勢力以下の力である場合には、図10の(A)に示すごとくフランジ状係止部352bはサンシャフト312の周溝312aの図示右端に固定された状態が維持される。このため衝撃吸収機構350の長さは基準長さW31を維持され、コントロールシャフト308とサンシャフト312との距離関係は固定されるので、アクチュエータにより可変動弁機構は高精度に制御される。
コントロールシャフト308からの引っ張り方向の衝撃が過大となった場合には、図10の(B)に示すごとく、積層体355の付勢力に抗してフランジ状係止部352bは 積層体355を縮めることにより、コントロールシャフト308とサンシャフト312との間を離す。この離間動作に際して液体室353内の積層体355は軸方向にて縮むので、湾曲した板状体354間に存在する作動油が、主として板状体354同士の周縁の接触部354aから大きい抵抗状態で吹き出される。このことにより衝撃を吸収することになる。例えば図10の(B)のごとくに衝撃吸収機構350の長さは大きい抵抗状態にて長さW32となる。
図7の(B)のごとくに移動した状態から、衝撃が小さくなると積層体355の付勢力により、衝撃吸収機構350が迅速に基準長さW31に戻る。
上述した構成において、板状体354の積層体355が長さ可変手段と長さ復帰手段とに相当する。
上述した構成において、板状体354の積層体355が長さ可変手段と長さ復帰手段とに相当する。
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
(イ).長さ可変手段及び長さ復帰手段として板状体354の積層体355を用いた構成によっても、前記実施の形態3と同様な効果を生じる。
(イ).長さ可変手段及び長さ復帰手段として板状体354の積層体355を用いた構成によっても、前記実施の形態3と同様な効果を生じる。
[その他の実施の形態]
(a).前記各実施の形態においては、衝撃吸収機構50,150,250,350はコントロールシャフトとサンシャフトとの間に配置したが、図12に示すごとくコントロールシャフト408側に設けても良い。この場合には、コントロールシャフト408が衝撃吸収機構50,150,250,350を間にして2つの部分408a,408bに軸方向に分かれている。コントロールシャフト408とサンシャフト412とは接続部品414にて直結させる。
(a).前記各実施の形態においては、衝撃吸収機構50,150,250,350はコントロールシャフトとサンシャフトとの間に配置したが、図12に示すごとくコントロールシャフト408側に設けても良い。この場合には、コントロールシャフト408が衝撃吸収機構50,150,250,350を間にして2つの部分408a,408bに軸方向に分かれている。コントロールシャフト408とサンシャフト412とは接続部品414にて直結させる。
又、図13に示すごとくサンシャフト512側に設けても良い。この場合には、サンシャフト512が衝撃吸収機構50,150,250,350を間にして2つの部分512a,512bに軸方向に分かれている。コントロールシャフト508とサンシャフト512とは接続部品514にて直結させる。
(b).前記各実施の形態ではコントロールシャフトによりサンシャフトが引っ張り出される方向での衝撃であった。しかし、可変動弁機構に対する配置によっては、コントロールシャフトがサンシャフトに押しつけられる方向での衝撃を受ける場合がある。この場合には次のように衝撃吸収機構50,150,250,350を配置して用いる。
すなわち前記実施の形態1(図1〜5)では、油圧室52aを外気室に、外気室52bを油圧室に変更し、これに対応して油路54bからの作動油の供給及びリリーフ弁56の配置も外気室52b側に変更する。
前記実施の形態2(図6)では、コントロールシャフト108とサンシャフト112とに先端部108a,112aは形成しない。一方のシリンダ152はコントロールシャフト108に当接し、他方のシリンダ154はサンシャフト112に当接して、液体室156をコントロールシャフト108とサンシャフト112とで単純に挟持する構成とする。そして一方のシリンダ152の開口部152aから作動油を供給し、他方のシリンダ154の開口部154aにはリリーフ弁160を接続する。
前記実施の形態3(図7〜9)では、チェック弁208dの弁体208fを、ピストン208bにおいてコントロールシャフト208側に設ける。そして圧縮バネ258はコントロールシャフト208とサンシャフト212との間に配置して、コントロールシャフト208とサンシャフト212とを離間させる方向に付勢する。
前記実施の形態4(図10,11)では、コントロールシャフト308とサンシャフト312との間に板状体354の積層体355を配置して、積層体355の付勢力によりコントロールシャフト308とサンシャフト312とを離間させる。
前記各実施の形態を上述のごとく構成し直すことにより、コントロールシャフトがサンシャフトを押しつける方向での衝撃を与える構成に対応でき、各実施の形態の効果を生じる。
(c).前記実施の形態において用いたリリーフ弁の代わりに、同じ開弁圧を有するチェック弁を用いても良い。
(d).前記実施の形態2(図6)において、2つの先端部108a,112a間には圧縮バネのみを配置し、作動油は供給しないようにした構成でも良い。あるいは圧縮バネの代わりにゴム状弾性体を配置しても良い。
(d).前記実施の形態2(図6)において、2つの先端部108a,112a間には圧縮バネのみを配置し、作動油は供給しないようにした構成でも良い。あるいは圧縮バネの代わりにゴム状弾性体を配置しても良い。
前記実施の形態4(図10,11)についても積層体355の代わりに円筒形のゴム状弾性体を配置しても良い。この場合に液体室353内は作動油を供給せずに、外気開放状態にしても良い。
2…アクチュエータ、4…車両用内燃機関、4a…カムキャリア、6…吸気バルブ、8…コントロールシャフト、10…可変動弁機構、10a…揺動カム、10b…入力部、10c…ローラ、12…サンシャフト、12a…平歯ギヤ部、12b…ネジ部、12c…ストレートスプライン部、14…排気バルブ、16…吸気カムシャフト、16a…吸気カム、16b…バルブタイミング調節機構、18…排気カムシャフト、18a…排気カム、18b…バルブタイミング調節機構、20…タイミングチェーン、22…ケーシング、22a…ストレートスプライン部、24…ベアリング、26…遊星差動ネジ型回転−直動変換機構、28…ナット、28a…第1平歯ギヤ部、28b…ネジ部、28c…第2平歯ギヤ部、30…プラネタリシャフト、30a…平歯ギヤ部、30b…ネジ部、30c…平歯ギヤ−ネジ部、32…コア、34…コイル、36…変位センサ、38…ロータ、40…コイル、50…衝撃吸収機構、52…シリンダ室、52a…油圧室、52b…外気室、52c…通路、54…ピストン、54a…ロッド、54b…油路、56…リリーフ弁、56a…油路、60…ECU、108…コントロールシャフト、108a…先端部、108b…収納空間、108c…油路、112…サンシャフト、112a…先端部、112b…収納空間、112c…油路、150…衝撃吸収機構、152,154…シリンダ、152a,154a…開口部、156…液体室、158…圧縮バネ、160…リリーフ弁、208…コントロールシャフト、208a…液体室、208b…ピストン、208c…オリフィス、208d…チェック弁、208e…貫通孔、208f…弁体、212…サンシャフト、212a…ロッド、250…衝撃吸収機構、252…円筒状カバー、252a,252b…フランジ状係止部、254,256…周溝、258…圧縮バネ、308…コントロールシャフト、308a…周溝、308b…油路、312…サンシャフト、312a…周溝、350…衝撃吸収機構、352…円筒状カバー、352a,352b…フランジ状係止部、352c…排出口、353…液体室、354…板状体、354a…接触部、355…積層体、408…コントロールシャフト、408a,408b…部分、412…サンシャフト、414…接続部品、508…コントロールシャフト、512…サンシャフト、512a,512b…部分、514…接続部品。
Claims (12)
- コントロールシャフトの軸方向位置により内燃機関のバルブ特性を調節する可変動弁機構に対して、前記コントロールシャフトの一端に駆動軸にて接続することで前記コントロールシャフトを軸方向に駆動するアクチュエータを備えたコントロールシャフト軸方向位置調節装置であって、
前記アクチュエータの駆動軸と前記可変動弁機構のコントロールシャフトとのいずれか、あるいは前記駆動軸と前記コントロールシャフトとの接続部分に、前記可変動弁機構から前記アクチュエータへの衝撃伝達を抑制する衝撃吸収機構を設けたことを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。 - 請求項1において、前記可変動弁機構により調節されるバルブ特性は、吸気バルブ又は排気バルブのバルブリフト量であることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項1又は2において、前記衝撃吸収機構は、
前記可変動弁機構からの衝撃伝達方向において長さを変化させることにより前記衝撃伝達を抑制する長さ可変手段と、
前記可変動弁機構からの衝撃が低レベルである場合には衝撃伝達方向における長さを基準長さに復帰させる長さ復帰手段と、
を備えていることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。 - 請求項3において、
前記長さ可変手段は、
前記衝撃伝達方向にて伸縮可能であることにより前記衝撃吸収機構自身の衝撃伝達方向における長さを変化させる共に内部に液体を充填した液体室と、
前記液体室の伸縮に伴って生じる前記液体室の内外間の前記液体の流れに対して抵抗を与えて衝撃を吸収する流動抵抗機構とを備え、
前記長さ復帰手段は、
前記液体室の伸縮状態を前記衝撃伝達方向にて基準状態とする圧力又は付勢力を発生することにより、前記衝撃吸収機構自身を基準長さとすることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。 - 請求項3において、
前記長さ可変手段は、
内部に液体を充填した液体室と、
前記液体室内部に配置されていると共に前記衝撃伝達方向に移動可能であることにより前記衝撃吸収機構自身の衝撃伝達方向における長さを変化させるピストンと、
前記ピストンの移動に伴って生じる前記液体室の内外間での又は前記液体室内での前記液体の流れに対して抵抗を与えて衝撃を吸収する流動抵抗機構とを備え、
前記長さ復帰手段は、
前記液体室内部での前記ピストンの位置を前記衝撃伝達方向にて基準位置とする圧力又は付勢力を発生することにより、前記衝撃吸収機構自身を基準長さとすることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。 - 請求項4又は5において、前記流動抵抗機構は、オリフィスであることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項4又は5において、前記流動抵抗機構は、前記液体室内の圧力が開放圧以上となると開弁して前記液体室外へ前記液体を排出するリリーフ弁又はチェック弁であることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項3において、前記長さ可変手段は、液体が充填された液体室内に前記衝撃伝達方向に積層状に配置されて、前記液体を間に収納可能な複数の板状体からなることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項8において、前記板状体は、自身の弾性力により、常に前記液体を収納する空間を前記板状体間に形成する付勢力を発生することにより前記長さ復帰手段を兼ねていることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項3〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、バネであることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項4〜8のいずれかにおいて、前記長さ復帰手段は、前記液体室内に存在する前記液体へ圧力を与える液圧供給機構であることを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
- 請求項1〜11のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、
電動モータと、
前記電動モータの回転運動を前記駆動軸の軸方向移動運動に変換する遊星差動ネジ型回転−直動変換機構と、
を備えたことを特徴とするコントロールシャフト軸方向位置調節装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005337673A JP2007138906A (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | コントロールシャフト軸方向位置調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005337673A JP2007138906A (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | コントロールシャフト軸方向位置調節装置 |
Publications (1)
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JP2007138906A true JP2007138906A (ja) | 2007-06-07 |
Family
ID=38202078
Family Applications (1)
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JP2005337673A Pending JP2007138906A (ja) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | コントロールシャフト軸方向位置調節装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2007138906A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009275767A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 回転直線運動変換機構 |
-
2005
- 2005-11-22 JP JP2005337673A patent/JP2007138906A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009275767A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 回転直線運動変換機構 |
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