JP2007321739A - Driving device of valve lift control device - Google Patents
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Abstract
Description
モータの回動を制御軸の往復直線運動に変換し、制御軸の軸方向位置により被制御体の制御量を調整するバルブリフト制御装置の駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a valve lift control device that converts rotation of a motor into a reciprocating linear motion of a control shaft and adjusts a control amount of a controlled body according to an axial position of the control shaft.
カム軸と吸気または排気バルブとの間に仲介駆動機構を設けてバルブのリフト量を調整する駆動装置が知られている(特許文献1参照)。特許文献1の装置において、仲介駆動機構は、制御軸と制御軸に設けかれた揺動カムと制御軸を軸方向位置に駆動するアクチュエータとから構成されている。吸気または排気カムと揺動カムとの相対リフト差は、制御軸が軸方向に駆動されることにより調整され、その結果、バルブのリフト量が制御される。ここでアクチュエータは、油圧により制御軸を軸方向に駆動している。
There is known a drive device that adjusts the lift amount of a valve by providing an intermediate drive mechanism between a camshaft and an intake or exhaust valve (see Patent Document 1). In the apparatus of
また、近年、制御軸の軸方向位置を調整する方法として、制御軸の一端側に設定した圧力室の油圧を用いる代わりに、駆動部にモータを用いる電気式駆動装置が考えられている(特許文献2参照)。このような電気式駆動装置では、モータより出力された駆動トルクを回転カム等で制御軸の軸方向に動力を変換することにより、制御軸の軸方向位置を調整している。
このような電気式駆動装置では、制御軸を軸方向に駆動するために必要な動力を出力するモータの信頼性が重要となる。ところで、電気式駆動装置はエンジンに接続されている。そのため、エンジンの振動がモータに伝わり、モータが振動により故障する虞があるため、モータの信頼性確保が大きな課題となっている。 In such an electric drive device, the reliability of the motor that outputs the power necessary to drive the control shaft in the axial direction is important. By the way, the electric drive unit is connected to the engine. Therefore, the vibration of the engine is transmitted to the motor, and the motor may be damaged due to the vibration. Therefore, ensuring the reliability of the motor is a big issue.
特許文献1においては、駆動装置のモータが出力側で片持ち状態で支持されており、支持されている側と反対側のモータ本体が、エンジンの振動で振れることにより、モータが故障する虞がある。特に、全長の長いモータを駆動装置に用いた場合では、エンジンの振動でモータ本体が大きく振れる傾向があり、モータが故障し易くなると考えられる。
In
そこで、本発明の目的は、エンジンの振動が電気式駆動装置に伝わりモータ本体が振動し故障することを防止する内燃機関の駆動装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine drive device that prevents the vibration of the engine from being transmitted to the electric drive device and the motor body from vibrating and failing.
そこで、請求項1に係る発明では、制御軸の軸方向位置を変化させることにより、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブリフト量を制御するバルブリフト制御装置の駆動装置において、制御軸の軸方向位置を変化させるために必要な動力を出力する動力出力装置と、動力出力装置を出力する動力を制御軸に伝達する駆動部と動力出力装置が収納されているハウジングとを備え、動力出力装置はモータ本体と動力出力部とからなるモータを含んでおり、ハウジングは駆動部が設けられている動力出力装置の出力側に対して反対側でモータ本体を固定している。
Accordingly, in the invention according to
車両搭載時では、エンジンとバルブリフト制御装置の駆動装置は接続されている。このため、駆動出力装置の出力側で片持ち状態で支持している場合では、エンジンの振動により支持されている反対側のモータ本体が大きく振動し、モータが故障する虞がある。これに対して、請求項1に係る発明では、駆動部が設けられている動力出力装置の出力側に対して反対側でモータ本体を固定しているので、エンジンの振動によるモータ本体の揺れを低減させることができる。
When the vehicle is mounted, the engine and the drive device of the valve lift control device are connected. For this reason, when the output side of the drive output device is supported in a cantilevered state, the motor body on the opposite side supported by the vibration of the engine may vibrate greatly and the motor may break down. On the other hand, in the invention according to
また、請求項2に係る発明のように、駆動部を潤滑させる潤滑剤が動力出力装置に流れ込むことを防止するシール部材を動力出力装置に設けてもよい。バルブリフト制御装置の駆動装置の駆動部には、潤滑剤が用いられている。この潤滑剤が動力出力装置に流れ込むと故障する虞があるため、請求項2に係る発明では、動力出力装置に対して潤滑剤が流れ込むことを防止することができる。 Further, as in the invention according to claim 2, the power output device may be provided with a seal member that prevents the lubricant that lubricates the drive unit from flowing into the power output device. A lubricant is used in the drive unit of the drive device of the valve lift control device. Since this lubricant may break down when it flows into the power output device, the invention according to claim 2 can prevent the lubricant from flowing into the power output device.
また、請求項3に係る発明のように、シール部材を動力出力装置の出力側に取付けるようにしても良い。 Further, as in the invention according to claim 3, the seal member may be attached to the output side of the power output apparatus.
さらに、請求項4に係る発明のように、ハウジングの内周にシール部材が嵌合される溝部を設け、前記シール部材を前記溝部に嵌合し、動力出力装置がハウジングに支持されるようにしてもよい。つまり、シール部材は動力出力装置の出力側に取付けられているため、シール部材をハウジング内周の溝に嵌合することにより動力出力装置がハウジングに支持されることになる。これにより、モータ本体がハウジングに固定されるだけでなく、動力出力装置の出力側もハウジングに支持されるので、モータの振動をより低減することが可能になり、ハウジングとの微少振動によるフレティングも低減させることができる。 Further, as in the invention according to claim 4, a groove portion into which the seal member is fitted is provided on the inner periphery of the housing, the seal member is fitted into the groove portion, and the power output device is supported by the housing. May be. That is, since the seal member is attached to the output side of the power output device, the power output device is supported by the housing by fitting the seal member into the groove on the inner periphery of the housing. As a result, not only the motor body is fixed to the housing, but also the output side of the power output device is supported by the housing, so it is possible to further reduce motor vibration and fretting due to minute vibration with the housing. Can also be reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態によるバルブリフト制御装置を図2に、バルブリフト量を制御する機構を図3示す。バルブリフト制御装置10は車両のエンジンに設けられ、当該エンジンの吸気バルブ11のバルブリフト量を制御する。バルブリフト制御装置10は、変化機構12と駆動装置20とから構成されている。
FIG. 2 shows a valve lift control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a mechanism for controlling the valve lift amount. The valve
変化機構12は、制御軸13と共に制御軸13の軸方向へ直線運動可能なスライダギア14に入力部15及び揺動カム16をヘリカルスプライン嵌合させており、制御軸13の軸方向位置に応じて入力部15と揺動カム16との相対位相差が変化する。入力部15はカム軸17の吸気カム18に接触し、また揺動カム16は吸気バルブ11のロッカーアーム19に接触可能に設けられており、入力部15と揺動カム16との相対位相差に応じてロッカーアーム19の揺動角度が変化する。したがって、変化機構12では、制御軸13の軸方向位置が変化するのに合わせて吸気バルブ11のバルブリフト量が変化する。尚、本実施形態において吸気バルブ11から制御軸13へと伝達されるバルブ反力は、駆動装置20側へ向かう軸力として制御軸13に作用する。
The changing
駆動装置20は、変化機構12の制御軸13を軸方向へ直線駆動する。図4及び図5に示すように駆動装置20は、ハウジング21、電動モータ30、直動従節40、回転カム50、角度センサ60及び制御部70を備えている。
The
固定節としてのハウジング21は、エンジンに対して相対運動不能に位置固定されている。ハウジング21には、直動従節40の案内軸43が嵌挿される案内孔23が制御軸13と同軸上に形成されている。
The
電動モータ30はDCブラシモータであり、ハウジング21に相対運動不能に固定されたモータ本体としてのモータカバー31の内周側に動力出力部としてのモータ軸32、及び図示しないコイルを収容している。モータ軸32にはモータギア33が装着されている。コイルには制御部70が接続されており、制御部70によるコイルの通電によってモータ軸32に駆動トルクが発生し当該モータ軸32がモータギア33と共に正逆回転する。
The
直動従節40は、出力軸41及び接触子としてのローラ46を有している。出力軸41は、案内孔23に対応する有底円筒状に形成されている。出力軸41の底部側端部42は、制御軸13のスライダギア14が設けられる端部とは反対側の端部に同軸に連係している。案内軸43はハウジング21の案内孔23に嵌合しており、案内孔23に対して軸方向へ相対摺動可能である。出力軸41において外周壁面に開口し軸方向へ延びる溝44には、ハウジング21に装着された回り止め部材45が軸方向へ相対摺動可能に嵌合している。これにより、出力軸41は周方向への回転を防止されている。ローラ46は出力軸41の内部に収容され、出力軸41により正逆回転可能に支持されている。出力軸41が軸支するローラ46の回転軸47は制御軸13の軸線に対して垂直である。ローラ46は出力軸41の開口側端部48よりも僅かに突出している。
The linearly driven
回転カム50は板カムであり、ハウジング21により正逆回転可能に支持されている。ハウジング21がベアリング26を介して軸支する回転カム50のカム軸51は制御軸13の軸線に対して垂直である。カム軸51の両端部には、それぞれカム駆動ギア52及びセンサ駆動ギア53が装着されている。カム駆動ギア52に噛み合う中間ギア54がモータギア33に噛み合うことで、電動モータ30の発生した駆動トルクを増大して回転カム50へと伝達する減速機構55が構成されている。カム駆動ギア52の回転角度範囲は、カム駆動ギア52に装着されたストッパ部材56がハウジング21の図示しない係止部に係止されることによって制限される。
The
回転カム50の外周面からなるカム面57は、ローラ46において出力軸41の開口側端部48から突出する突出部分49に接触している。これにより回転カム50は、制御軸13の軸方向においてローラ46の制御軸13とは反対側に位置している。回転カム50の回転時には、カム面57においてローラ46が接触する接触点Pのカムリフト量に応じて直動従節40が制御軸13の軸方向へ直線運動するため、直動従節40の出力軸41に連係している制御軸13もまた軸方向へ直線運動する。
A
図4及び図6に示すように角度センサ60は、センサギア61、マグネットホルダ62、マグネット63及び磁気検出素子64を有している。センサギア61はセンサ駆動ギア53と噛み合うことで、回転カム50と同期して回転する同期回転体を構成している。マグネットホルダ62は円筒状に形成され、センサギア61に同軸に装着されている。マグネットホルダ62の内周壁において回転中心Oを挟む二箇所には、マグネット63が装着されている。二つのマグネット63は、相対する面65側に形成される磁極が互いに逆となるように配置されている。磁気検出素子64はホール素子であり、マグネット63から投影される磁束量に基づいてセンサギア61の回転角度を検出する。磁気検出素子64は制御部70に接続されており、検出した回転角度を電圧により表す検出信号を制御部70へと送信する。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
図4に示す制御部70は磁気検出素子64の検出信号を受信し、当該検出信号の電圧により表されるセンサギア61の回転角度に基づいて接触点Pにおける回転カム50のカムリフト量を算定する。さらに制御部70は、算定されたカムリフト量に対応する制御軸13の軸方向位置に基づいて実際のバルブリフト量を算定し、当該実際のバルブリフト量と目標のバルブリフト量との差を埋めるように電動モータ30への通電を制御する。ここで目標のバルブリフト量は、エンジン回転数、アクセル開度等の車両の運転状況に基づいて決定される物理量である。
4 receives the detection signal of the
このようなバルブリフト制御装置10において、電動モータ30が制御部70により通電駆動されると、電動モータ30の発生した駆動トルクが減速機構55を通じて回転カム50へと伝達される。この伝達されら駆動トルクにより回転カム50が回転すると、制御軸13と共に直動従節40は制御軸13の軸方向へと直線運動する。このとき、変化機構12が制御軸13の軸方向位置に応じてバルブリフト量を変化させるため、作用角や最大バルブリフト量等といったエンジンのバルブ特性が調整される。
In such a valve
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。 Next, the characteristic part of this embodiment is demonstrated.
本実施形態のように、駆動装置のハウジング21を、駆動装置のモータ出力軸37と、このモータ出力軸37に対して反対側のモータ本体端部39とを支持するハウジング形状にすることによって、エンジンの振動が駆動装置に伝わることを低減させることができる。また、モータ出力軸37に設置されたシール部材35は、潤滑剤が電動モータ30に流れ込むことを防止する機能のみでなく、モータギア33が異常によりロックした状態となった場合に、ショックを吸収する弾性材としても機能することができる。
As in this embodiment, the
本実施形態では、電動モータ30を覆うハウジング21を図1に示す形状とした。図1において、ハウジング21は、電動モータ30を覆う形状となるように成形されている。モータ出力軸37に対して反対側のモータ本体端部39は、モータ固定面38とハウジング21をモータ固定ボルト34で止めることによって固定されている。このように、モータ出力軸37とモータ本体端部39とによりモータ出力軸37固定するハウジング21の形状とすることにより、エンジン振動によるモータ本体端部39の振れを防止することができる。
In the present embodiment, the
また、モータ出力軸37では、ハウジング21の内径に設けられた溝にOリング形状のシール部材35が挿入されている。このシール部材35にモータ出力軸37を挿入することによって、電動モータ30のモータ出力軸37が固定されている。このシール部材35によって、モータギア33等の駆動部を潤滑する潤滑剤が電動モータ30の内部に流れ込むことを防止することが可能になる。
In the
駆動装置20の電動モータが出力軸側で片持ち状態で支持されている場合では、電動モータ出力軸37の反対側のモータ本体端部39が、エンジンの振動で振れることにより、モータが故障する虞があった。しかし、本実施形態の形状のように、電動モータ30のモータ出力軸37をOリング形状のシール部材35により支持し、且つ、モータ先端部39により電動モータ30を固定するハウジング21の形状とすることによりハウジングとの微少振動によるフレティングを防止することができる。また、電動モータ30のモータ出力軸37とモータ本体端部39とで支持することで、電動モータが片持ち状態で支持されている場合に比べ電動モータを支持する支点が遠くなるため、シール部材35は、潤滑剤が電動モータ30の内部に流れ込むことを防止するだけではなく、弾性材として機能することが可能となる。これにより、モータギア33が突然ロックした場合においても、シール部材35により衝撃力を吸収することで、電動モータ30やギア部等の破壊を抑制することができる。
When the electric motor of the
また、モータ出力軸37をOリング形状のシール部材35により固定することで、電動モータ30の位置決めを行う際に、出力部の加工精度を厳しくしなくても、シール部材35によりモータ出力軸37を誘導し支持することができる。つまり、モータ出力軸37の位置決めが容易になる。
Further, by fixing the
以上、本実施形態のような形状にすることによって、エンジンの振動が駆動装置に伝わることでモータ本体端部39が振動し、モータが故障することを防止することができる。これによって、駆動装置のモータの信頼性を向上させることが可能になる。
As described above, by adopting the shape as in the present embodiment, it is possible to prevent the motor main
また、本実施形態では、電動モータ30を固定するハウジング形状として、モータ先端により電動モータを挿入し、モータ固定面38により固定したが、電動モータ30を側面より挿入し、固定するハウジング形状で良い。また、本実施形態は、排気バルブに適用してもよく、その場合、本実施形態と同様に適用できる。
In the present embodiment, the
10 バルブリフト制御装置
13 制御軸
21 ハウジング
30 モータ
35 シール部材
39 モータ本体端部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御軸の軸方向位置を変化させるために必要な動力を出力する動力出力装置と、
前記動力出力装置から出力される動力を前記制御軸に伝達する駆動部と
前記動力出力装置が収納されているハウジングとを備え、
前記動力出力装置は、モータ本体と動力出力部とからなるモータを含み、
前記ハウジングは、前記駆動部が設けられている前記動力出力装置の出力側に対して反対側で前記モータ本体を固定していることを特徴とするバルブリフト制御装置の駆動装置。 In the drive device of the valve lift control device that controls the valve lift amount of at least one of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine by changing the axial position of the control shaft,
A power output device that outputs power necessary to change the axial position of the control shaft;
A drive unit that transmits power output from the power output device to the control shaft; and a housing in which the power output device is housed.
The power output device includes a motor including a motor main body and a power output unit,
The drive device for a valve lift control device, wherein the housing fixes the motor body on the opposite side to the output side of the power output device in which the drive unit is provided.
前記動力出力装置は、前記シール部材が前記溝部に嵌合されることで前記ハウジングに支持されていることを特徴とする請求項3に記載のバルブリフト制御装置の駆動装置。
The housing includes a groove portion on the inner periphery in which the seal member is fitted,
4. The drive device for a valve lift control device according to claim 3, wherein the power output device is supported by the housing by fitting the seal member into the groove. 5.
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