JP2008255962A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】モータを冷却するとともに、送りねじ機構の噛み込みを容易に解除するアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータ30は、送りねじ機構40によりモータ60の回転駆動力をロータ46の回転から駆動ねじ42の矢印A、B方向への直線運動に変換し、駆動ねじ42と連結している制御軸12を直線駆動する。制御軸12の軸方向位置に応じて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が変化する。センサロータ80は、環状の永久磁石86を支持しロータ46とともに回転する。センサロータ80の永久磁石86と板厚方向反対側のロータコア62側には、周方向に複数のフィン84が等角度間隔に設けられている。センサロータ80に設けたフィン84の径方向外側には、ハウジング本体32およびセンサハウジング34の周壁を貫通して貫通孔210が形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】アクチュエータ30は、送りねじ機構40によりモータ60の回転駆動力をロータ46の回転から駆動ねじ42の矢印A、B方向への直線運動に変換し、駆動ねじ42と連結している制御軸12を直線駆動する。制御軸12の軸方向位置に応じて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が変化する。センサロータ80は、環状の永久磁石86を支持しロータ46とともに回転する。センサロータ80の永久磁石86と板厚方向反対側のロータコア62側には、周方向に複数のフィン84が等角度間隔に設けられている。センサロータ80に設けたフィン84の径方向外側には、ハウジング本体32およびセンサハウジング34の周壁を貫通して貫通孔210が形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量を制御軸の軸方向位置に応じて変化させるバルブリフト制御装置のアクチュエータに関する。
従来、吸気バルブまたは排気バルブのリフト量を制御軸の軸方向位置に応じて変化させるバルブリフト制御装置のアクチュエータとして、モータにより筒状のロータを回転駆動し、ロータの回転運動をロータの内周側に設置される駆動ねじの直線運動に変換する送り機構を用いて制御軸を直線駆動するアクチュエータが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、バルブリフト制御装置の制御軸は、吸気バルブまたは排気バルブのバルブスプリングから軸方向に荷重を受ける。アクチュエータのモータにはバルブスプリングの荷重に抗して制御軸を駆動するトルクを発生する駆動電流が供給されるので、モータが発熱して温度が上昇しモータの発生トルクが低下するという問題がある。
また、駆動ねじが軸方向移動範囲の両端のいずれかのストッパに達して移動を規制されている状態で、モータがロータをさらに回転させて駆動ねじをストッパに押し付け送りねじ機構のねじ同士が噛み込む結果、モータがロータを回転不能になることがある。
この送りねじ機構のねじ同士の噛み込みは、例えば、ロータの回転量を検出する回転センサの検出信号を制御装置(Electronic Control Unit;ECU)に送るとともに、モータに駆動電流を供給する駆動装置(Electronic Drive Unit;EDU)の電源が瞬断する場合に生じる。連続バルブリフト可変用のアクチュエータは、一定の間隔でEDUからECUへ軸方向の位置を送信し、ECUからEDUへ回転制御信号が送信されている。アクチュエータの軸方向の位置は、回転センサの検出信号から算出される。そのため、例えば1/4回転ごとに同一の回転信号を出力する回転センサを用いる場合、ある軸方向の位置における信号と、そこからちょうど1/4回転したときの軸方向の位置における信号とは同一になる。その結果、電源の瞬断でEDUからECUへアクチュエータの位置が出力されないときに送りねじ機構が1/4回転以上すると、電源が回復したときに実際の軸方向の位置とは異なる信号がECUへ送られる。これにより、駆動ねじが軸方向の誤った位置へ制御され、駆動ねじがストッパに突き当たってもモータがロータをさらに回転させて駆動ねじをストッパに押し付け、送りねじ機構のねじ同士が噛み込む。ねじ同士が噛み込むことにより、モータがロータを回転不能な状態となる。この噛み込み状態から復帰するためには、外力により送りねじ機構を回転させるしかない。特に、High端側でねじ同士が噛み込むと、高いスラスト荷重により、締結された部分を解除することができず、アクチュエータを取り付けた状態でEDUを外しねじを回転させる必要がある。したがって、作業が非常に煩雑かつ困難である。
この送りねじ機構のねじ同士の噛み込みは、例えば、ロータの回転量を検出する回転センサの検出信号を制御装置(Electronic Control Unit;ECU)に送るとともに、モータに駆動電流を供給する駆動装置(Electronic Drive Unit;EDU)の電源が瞬断する場合に生じる。連続バルブリフト可変用のアクチュエータは、一定の間隔でEDUからECUへ軸方向の位置を送信し、ECUからEDUへ回転制御信号が送信されている。アクチュエータの軸方向の位置は、回転センサの検出信号から算出される。そのため、例えば1/4回転ごとに同一の回転信号を出力する回転センサを用いる場合、ある軸方向の位置における信号と、そこからちょうど1/4回転したときの軸方向の位置における信号とは同一になる。その結果、電源の瞬断でEDUからECUへアクチュエータの位置が出力されないときに送りねじ機構が1/4回転以上すると、電源が回復したときに実際の軸方向の位置とは異なる信号がECUへ送られる。これにより、駆動ねじが軸方向の誤った位置へ制御され、駆動ねじがストッパに突き当たってもモータがロータをさらに回転させて駆動ねじをストッパに押し付け、送りねじ機構のねじ同士が噛み込む。ねじ同士が噛み込むことにより、モータがロータを回転不能な状態となる。この噛み込み状態から復帰するためには、外力により送りねじ機構を回転させるしかない。特に、High端側でねじ同士が噛み込むと、高いスラスト荷重により、締結された部分を解除することができず、アクチュエータを取り付けた状態でEDUを外しねじを回転させる必要がある。したがって、作業が非常に煩雑かつ困難である。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、モータを冷却するとともに、送りねじ機構の噛み込みを容易に解除するアクチュエータを提供することを目的とする。
請求項1から5に記載の発明によると、送りねじ機構の筒状ロータとともにフィンロータが回転しモータに送風することによりモータを冷却することができる。これにより、モータの温度上昇を低減し、モータの発生トルクの低下を防止できる。
また、フィンの径方向外側のハウジングに貫通孔が形成されているので、送りねじ機構のねじ同士が噛み込んでいるときに、貫通孔から挿入した治具等によりフィンロータのフィンを押してフィンロータを回転することができる。そして、フィンロータとともに送りねじ機構のロータが回転すれば、送りねじ機構のねじ同士の噛み込みをアクチュエータを分解することなく解除できる。
また、フィンの径方向外側のハウジングに貫通孔が形成されているので、送りねじ機構のねじ同士が噛み込んでいるときに、貫通孔から挿入した治具等によりフィンロータのフィンを押してフィンロータを回転することができる。そして、フィンロータとともに送りねじ機構のロータが回転すれば、送りねじ機構のねじ同士の噛み込みをアクチュエータを分解することなく解除できる。
請求項2に記載の発明によると、筒状ロータとともに回転する回転センサのセンサロータにフィンを設けセンサロータがフィンロータを兼ねるので、部品点数を減少できる。
請求項3に記載の発明によると、アクチュエータを設置した状態でハウジングの天地方向の下方側に貫通孔が形成されているので、貫通孔から異物が入ることを極力防止できる。
請求項3に記載の発明によると、アクチュエータを設置した状態でハウジングの天地方向の下方側に貫通孔が形成されているので、貫通孔から異物が入ることを極力防止できる。
請求項4に記載の発明によると、フィンロータの回転軸を挟んで両側に貫通孔が形成されているので、送りねじ機構のねじ同士が筒状ロータの回転方向のどちらで噛み込んでも、貫通孔からフィンを押して噛み込み方向と反対側にフィンロータを回転させ、送りねじ機構のねじ同士の噛み込みを解除できる。
ところで、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が増加する方向(以下、リフト量が増加する方向をHigh端側という。)に制御軸が軸方向に移動すると、制御軸がバルブスプリングから受ける荷重が増加する。制御軸が受けるHigh端側の荷重は、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が減少する方向(以下、リフト量が減少する方向をLow端側という。)に制御軸が軸方向に移動するときに制御軸がバルブスプリングから受ける荷重よりも大きい。その結果、Low端側よりもHigh端側に制御軸を直線駆動するときにモータは大きな負荷を受けるので、モータの発熱量が増加する。
ところで、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が増加する方向(以下、リフト量が増加する方向をHigh端側という。)に制御軸が軸方向に移動すると、制御軸がバルブスプリングから受ける荷重が増加する。制御軸が受けるHigh端側の荷重は、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量が減少する方向(以下、リフト量が減少する方向をLow端側という。)に制御軸が軸方向に移動するときに制御軸がバルブスプリングから受ける荷重よりも大きい。その結果、Low端側よりもHigh端側に制御軸を直線駆動するときにモータは大きな負荷を受けるので、モータの発熱量が増加する。
そこで、請求項5に記載の発明によると、High端側に筒状ロータが回転するときのフィンの送風量は、Low端側に筒状ロータが回転するときのフィンの送風量よりも多くなっているので、Low端側に回転するときよりもHigh端側にモータが回転するときに送風量を増加してモータを冷却することができる。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブリフト制御装置を図3に示す。バルブリフト制御装置10は、車両に搭載され、内燃機関の吸気バルブ2のリフト量を制御する。尚、本実施形態の構成では、吸気バルブ2のリフト量とともに作用角も変化する。バルブリフト制御装置10は、制御軸12と、変化機構20と、アクチュエータ30とから構成されている。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブリフト制御装置を図3に示す。バルブリフト制御装置10は、車両に搭載され、内燃機関の吸気バルブ2のリフト量を制御する。尚、本実施形態の構成では、吸気バルブ2のリフト量とともに作用角も変化する。バルブリフト制御装置10は、制御軸12と、変化機構20と、アクチュエータ30とから構成されている。
制御軸12は、アクチュエータ30の駆動ねじ42と連結されており、駆動ねじ42により矢印A、Bの直線方向に往復駆動される。本実施形態では、矢印A方向がHigt端側であり、矢印B方向がLow端側でである。
変化機構20は、制御軸12の軸方向に制御軸12とともに直線運動するスライダギア22、24を、ローラ27を有する入力部26および揺動カム28にヘリカルスプライン結合させて構成されている。このヘリカルスプライン結合により、制御軸12の軸方向位置に応じて入力部26と揺動カム28との角度差である相対位相差が変化する。入力部26のローラ27はカム軸6の吸気カム7に接触し、また揺動カム28は吸気バルブ2のロッカーアーム4に接触可能に設けられている。揺動カム28は、ロッカーアーム4を介し、バルブスプリング3の荷重に抗して吸気バルブ2を開閉駆動する。そして、入力部26と揺動カム28との相対位相差に応じてロッカーアーム4の揺動角度は変化する。したがって、変化機構20では、制御軸12の軸方向位置が変化するのに応じて吸気バルブ2のリフト量(以下、単にバルブリフト量という)が変化し、それによって吸気バルブ2の作用角や最大バルブリフト量等といったバルブ特性が制御される。尚、本実施形態において吸気バルブ2を開閉駆動するときに、制御軸12および駆動ねじ42がバルブスプリング3から受ける荷重は、矢印B方向へ向かう引張り荷重として作用する。
変化機構20は、制御軸12の軸方向に制御軸12とともに直線運動するスライダギア22、24を、ローラ27を有する入力部26および揺動カム28にヘリカルスプライン結合させて構成されている。このヘリカルスプライン結合により、制御軸12の軸方向位置に応じて入力部26と揺動カム28との角度差である相対位相差が変化する。入力部26のローラ27はカム軸6の吸気カム7に接触し、また揺動カム28は吸気バルブ2のロッカーアーム4に接触可能に設けられている。揺動カム28は、ロッカーアーム4を介し、バルブスプリング3の荷重に抗して吸気バルブ2を開閉駆動する。そして、入力部26と揺動カム28との相対位相差に応じてロッカーアーム4の揺動角度は変化する。したがって、変化機構20では、制御軸12の軸方向位置が変化するのに応じて吸気バルブ2のリフト量(以下、単にバルブリフト量という)が変化し、それによって吸気バルブ2の作用角や最大バルブリフト量等といったバルブ特性が制御される。尚、本実施形態において吸気バルブ2を開閉駆動するときに、制御軸12および駆動ねじ42がバルブスプリング3から受ける荷重は、矢印B方向へ向かう引張り荷重として作用する。
図1に示すように、アクチュエータ30は、ハウジング本体32、センサハウジング34、およびカバー36を有するハウジング内に、送りねじ機構40およびモータ60等を収容している。ハウジング本体32とセンサハウジング34とカバー36とはボルト38で結合されている。ハウジング本体32とセンサハウジング34には、後述するセンサロータ80のフィン84の径方向外側においてフィン84と略同一平面上に位置するハウジング本体32の周壁32aおよびセンサハウジング34の周壁34aを貫通し、アクチュエータ30の内部空間200と外部とを連通する貫通孔210が形成されている。貫通孔210の貫通方向の延長は、ほぼセンサロータ80に設けたフィン84に達する。図1および図2に示すように、貫通孔210は、センサロータ80の回転軸を挟んで両側に、アクチュエータ30を搭載した状態で天地方向の下方側のハウジング本体32およびセンサハウジング34に形成されている。天地方向の下方側に貫通孔210が形成されているので、貫通孔210からアクチュエータ30内に異物が侵入することを極力防止できる。
アクチュエータ30は、送りねじ機構40によりモータ60の回転駆動力を駆動ねじ42の矢印A、B方向への直線運動に変換し、駆動ねじ42と連結している制御軸12を直線駆動する。アクチュエータ30は、図2の矢印A、B方向が略水平方向となるようにして車両に搭載されている。
ハウジング本体32は、底部33をエンジンヘッド等に嵌合した状態で内燃機関にボルト固定されている。ハウジング本体32の底部33の内周側に、円筒状のブッシュ39がビスでかしめ固定されている。これにより、ブッシュ39はハウジング本体32に対して軸方向への直線移動を許可されるが回転を規制される。ブッシュ39の内周壁には、直線のスプラインが形成されている。
ハウジング本体32は、底部33をエンジンヘッド等に嵌合した状態で内燃機関にボルト固定されている。ハウジング本体32の底部33の内周側に、円筒状のブッシュ39がビスでかしめ固定されている。これにより、ブッシュ39はハウジング本体32に対して軸方向への直線移動を許可されるが回転を規制される。ブッシュ39の内周壁には、直線のスプラインが形成されている。
送りねじ機構40は、互いに同軸の駆動ねじ42と円筒状のロータ46とを組み合わせてなる台形ねじ機構である。駆動ねじ42の底部33付近の外周には、ブッシュ39のスプラインと結合する直線のスプライン43が形成されている。このスプライン結合により、駆動ねじ42の回転は規制される。また、ロータ46の内周に収容されている箇所の駆動ねじ42の外周にはロータ46の雌ねじ47と噛み合う雄ねじ44が形成されている。雄ねじ44および雌ねじ47の歯断面は台形状である。このように、駆動ねじ42がブッシュ39とスプライン結合し、ロータ46とねじ結合しているので、ロータ46が回転すると駆動ねじ42はブッシュ39に軸方向に案内されて矢印A、B方向に直線移動する。すなわち、送りねじ機構40は、ロータ46の回転運動を駆動ねじ42の直線運動に変換する機構である。駆動ねじ42と制御軸12とは継手14により連結されている。このように駆動ねじ42と制御軸12とが連結されているので、駆動ねじ42は制御軸12と直線運動するとともに、制御軸12から吸気バルブ2の反力を受ける。駆動ねじ42の軸方向の移動範囲は、継手14がHigh端側でハウジング本体32の底部33の外壁面に当接する位置、ならびに駆動ねじ42の外周に取り付けられているリング45が底部33の内壁面に当接する位置で規定される。
ロータ46は、径方向および軸方向においてベアリング52、53で回転を支持されている。ボルト57はハウジング本体32とねじ結合してベアリングホルダ56をハウジング本体32に取り付けている。ベアリングホルダ56とベアリング52との間には皿ばね58が設置されている。皿ばね58は、ハウジング本体32に向けてベアリング52を押し付ける軸方向の荷重をベアリング52に加えている。オイルシール54は、ハウジング本体32の内周面とロータ46の端部外周面との間に設置されており、ハウジング本体32とロータ46との間を液密にシールしている。
スリーブ50はロータ46の制御軸12と反対側の端部内周に圧入しており、スリーブ50の内周側に円筒状のブッシュ51が取り付けられている。センサハウジング34の中央部にはスリーブ50に向けて突出してブッシュ51の内周側に嵌合し、ブッシュ51と摺動する筒部35が形成されている。センサハウジング34の筒部35はブッシュ51を介してスリーブ50と回転するロータ46を軸受けしている。
モータ60は、ブラシレスのIPM(Interior Permanent Magnet)モータであり、ロータコア62、永久磁石64、ステータコア70、ボビン72、コイル74等から構成されている。ロータコア62は駆動ねじ42の軸方向に積層された磁性鋼板により円筒状に形成され、ロータ46の外周壁に固定されている。永久磁石64は、ロータコア62を貫通して周方向に複数形成されている組付孔に埋め込まれている。複数の永久磁石64は、周方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されている。モータ60のロータコア62および永久磁石64は、EDU100からコイル74に供給される駆動電流に応じてロータ46とともにHigh端側およびLow端側の正逆方向に回転する。本実施形態では、図1の左側のカバー36側から見てモータ60の時計回りの回転方向がHigh端側であり、反時計回りの回転方向がLow端側である。
ステータコア70は、駆動ねじ42の軸方向に積層された磁性鋼板により構成されており、ハウジング本体32の内周壁に固定されている。ステータコア70は、ロータコア62の外周を囲んで環状に形成されており、内側のロータコア62に向けて突出するティースを周方向に複数設けている。ボビン72はステータコア70の各ティースの外周に嵌合しており、ボビン72にコイル74が巻回されている。
フィンロータとしてのセンサロータ80は、ビス66によりロータコア62に取り付けられており、環状の永久磁石86を支持している。センサロータ80および永久磁石86はロータ46とともに回転する。センサロータ80をモータ60側から見た図4に示すように、センサロータ80の永久磁石86と板厚方向反対側のロータコア62側には、周方向に複数のフィン84が等角度間隔に設けられている。フィン84は、半径方向に延びる板状であり、例えばセンサロータ80を製造するときに環状の支持板82とともにプレス加工等により形成される。
モータ60はバルブスプリング3から受ける反力に抗して駆動ねじ42および制御軸12を直線駆動するので発熱する。そこで、ロータ46とともにフィン84を有するセンサロータ80が正逆方向に回転すると、フィン84がモータ60に向けて送風する。これにより、モータ60を冷却しモータ60の温度上昇を低減することができる。
図1に示すように、永久磁石86は、環状溝を挟んで内周側および外周側にそれぞれ環状部87を有している。各環状部87は、回転方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されており、環状部87同士の磁極数は異なっている。環状部87の一方はロータ46の回転位置を検出するために使用され、環状部87の他方はロータ46の回転量をカウントするために使用される。
ホール素子92を搭載した基板90はセンサハウジング34に取り付けられている。ホール素子92は、永久磁石86の内周側および外周側の環状部87とそれぞれ向き合うように基板90に設置されている。ホール素子92は、ロータ46とともに永久磁石86が回転することによる磁束密度の変化を検出する。ホール素子92が検出する検出信号はEDU100から図示しないECUに送出される。センサロータ80、永久磁石86およびホール素子92は、ロータ46の回転量を検出する回転センサを構成している。
EDU100は、図示しないECUが送る制御信号に基づいてコイル74に供給する駆動電流を制御し、モータ60の回転方向および回転量を制御する。ECUは、EDU100から送出されるホール素子92の検出信号をパルスとしてカウントし、例えばLow端を基準位置とし、この基準位置におけるパルス数を0としてロータ46の回転方向に応じてパルス数を加算または減算することにより、基準位置からのロータ46の回転量に応じた現在の駆動ねじ42の軸方向の駆動位置、つまり吸気バルブ2のリフト量を算出する。そして、ECUは、各種センサの検出信号から内燃機関の運転状態を判定し、内燃機関の運転状態に最適な吸気バルブ2のリフト量を算出する。そして、算出したリフト量になるようにEDU100に制御信号を送出する。ECUとEDU100とは、ホール素子92の検出信号およびコイル74に供給する駆動電流の制御信号をコネクタ94を介してやりとりする。
ところで、EDU100の電源が瞬断する間にロータ46が回転し、駆動ねじ42が軸方向に直線移動すると、EDU100の電源が回復したときに、EDU100がECUに送出するホール素子92の検出信号が示す駆動ねじ42の軸方向位置と、駆動ねじ42の実際の軸方向位置との間に誤差が生じる。すると、ECUは誤った駆動ねじ42の軸方向位置に基づきEDU100に制御信号を送出しモータ60を回転させるので、駆動ねじ42が軸方向の移動範囲の両端のいずれか一方に達し、継手14がHigh端側で底部33の外壁面、あるいはリング45がLow端側で底部33の内壁面に当接しても、さらにモータ60を回転させることがある。その結果、駆動ねじ42の雄ねじ44とロータ46の雌ねじ47とが噛み込み、モータ60の駆動力では送りねじ機構40の噛み込みを解除できなくなる。第1実施形態では、ハウジング本体32およびセンサハウジング34の周壁を貫通して形成された貫通孔210の貫通方向の延長がフィン84に達しているので、貫通孔210に棒状の治具を挿入しフィン84を押しことにより、送りねじ機構40の噛み込み方向と反対側にセンサロータ80を回転させることができる。これにより、送りねじ機構40のねじ同士の噛み込みを、アクチュエータ30を分解することなく解除できる。
また、センサロータ80の回転軸を挟んで両側に貫通孔210が形成されているので、High端側またはLow端側のいずれで送りねじ機構40のねじ同士が噛み込んでも、噛み込み方向と反対側にフィン84を押して送りねじ機構40のねじ同士の噛み込みを解除できる。
また、通常使用時には、ねじまたは封止栓等で貫通孔210を塞ぎ、アクチュエータ30内への異物の侵入を防止してもよい。
また本実施形態では、センサロータ80にフィン84を設けセンサロータ80がフィンロータを兼ねているので、部品点数を減少できる。
また、通常使用時には、ねじまたは封止栓等で貫通孔210を塞ぎ、アクチュエータ30内への異物の侵入を防止してもよい。
また本実施形態では、センサロータ80にフィン84を設けセンサロータ80がフィンロータを兼ねているので、部品点数を減少できる。
(第2、第3実施形態)
本発明の第2実施形態を図5に示し、第3実施形態を図6に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
図5に示す第2実施形態では、センサロータ110に設けた板状のフィン112は、Higt端側に向けて内周側が傾斜している。また、図6に示す第3実施形態では、センサロータ120に設けたフィン122のHigt端側の面が凸面になっている。
本発明の第2実施形態を図5に示し、第3実施形態を図6に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
図5に示す第2実施形態では、センサロータ110に設けた板状のフィン112は、Higt端側に向けて内周側が傾斜している。また、図6に示す第3実施形態では、センサロータ120に設けたフィン122のHigt端側の面が凸面になっている。
ところで、吸気バルブ2のリフト量が増加するHigh端側に制御軸12を直線駆動する場合、吸気バルブ2のリフト量が減少するLow端側に制御軸12を直線駆動する場合よりも、バルブスプリング3から受ける反力は大きくなる。その結果、High端側に制御軸12を直線駆動するときにモータ60が受ける負荷は、Low端側に制御軸12を直線駆動するときに受ける負荷よりも大きくなるので、モータ60の発熱量が増加する。
そこで第2、第3実施形態では、フィン112、122を上記の形状にすることにより、High端側にセンサロータ110、120が回転するときに、Low端側に回転するよりもモータ60に送風する送風量を増加している。これにより、モータ60の発熱量が増加するHigh端側にロータ46が回転するときに、送風量を増加してモータ60を冷却することができる。
(他の実施形態)
上記実施形態では、フィンを設けたセンサロータの回転軸を挟んだ両側に貫通孔210を形成した。これに対し、フィンを押してセンサロータとともにロータ46を回転できるのであれば、貫通孔210の数は1個または3個以上でもよい。また、アクチュエータを搭載した状態で天地方向の下方側に限らず、貫通孔210をハウジングのどの位置に形成してもよい。ただし、吸気バルブ2側からモータ60が受ける負荷は、Low端側よりもHigh端側にロータ46を回転するときに大きくなるので、Low端側よりもHigh端側にロータ46を回転駆動するときに送りねじ機構40が噛み込み易くなる。したがって、少なくともHigh端側での噛み込みを解除するために、Low端側にセンサロータを回転できる位置に貫通孔210を形成することが望ましい。
上記実施形態では、フィンを設けたセンサロータの回転軸を挟んだ両側に貫通孔210を形成した。これに対し、フィンを押してセンサロータとともにロータ46を回転できるのであれば、貫通孔210の数は1個または3個以上でもよい。また、アクチュエータを搭載した状態で天地方向の下方側に限らず、貫通孔210をハウジングのどの位置に形成してもよい。ただし、吸気バルブ2側からモータ60が受ける負荷は、Low端側よりもHigh端側にロータ46を回転するときに大きくなるので、Low端側よりもHigh端側にロータ46を回転駆動するときに送りねじ機構40が噛み込み易くなる。したがって、少なくともHigh端側での噛み込みを解除するために、Low端側にセンサロータを回転できる位置に貫通孔210を形成することが望ましい。
また、上記実施形態では永久磁石86を取り付けている回転センサのセンサロータにフィンを設けセンサロータがフィンロータを兼ねている。これに対し、ロータ46とともに回転しセンサロータとは別部材のフィンロータにフィンを設けてもよい。
また、上記実施形態では、駆動ねじ42とロータ46とが直接に噛み合っている送りねじ機構40について説明したが、駆動ねじ42とロータ46とが歯車やボール等を介して間接的に結合する送りねじ機構を用いてもよい。さらに上記実施形態では、駆動ねじ42と制御軸12とを互いに同軸に連結しているが、制御軸12に対して駆動ねじ42を偏心させて連結してもよい。
また、上記実施形態では、駆動ねじ42とロータ46とが直接に噛み合っている送りねじ機構40について説明したが、駆動ねじ42とロータ46とが歯車やボール等を介して間接的に結合する送りねじ機構を用いてもよい。さらに上記実施形態では、駆動ねじ42と制御軸12とを互いに同軸に連結しているが、制御軸12に対して駆動ねじ42を偏心させて連結してもよい。
また、上記実施形態では、ロータ46の回転位置および回転量を検出するセンサ素子としてホール素子92を用いているが、そのようなセンサ素子として、例えば磁気抵抗素子を用いてもよい。また、センサ素子の数については適宜設定可能である。
また、アクチュエータ30と組み合わされる変化機構20としては、制御軸12の軸方向位置に応じてバルブリフト量を変化させるものであれば、上記実施形態の図3に示す構成以外のものを用いてもよい。また、吸気バルブ2の反力が駆動ねじ42に矢印A方向に加わる変化機構20をアクチュエータ30と組み合わせて用いてもよい。さらに、内燃機関の排気バルブ、あるいは吸気バルブおよび排気バルブの両バルブのリフト量を変化させる変化機構20をアクチュエータ30と組み合わせて用いてもよい。
また、アクチュエータ30と組み合わされる変化機構20としては、制御軸12の軸方向位置に応じてバルブリフト量を変化させるものであれば、上記実施形態の図3に示す構成以外のものを用いてもよい。また、吸気バルブ2の反力が駆動ねじ42に矢印A方向に加わる変化機構20をアクチュエータ30と組み合わせて用いてもよい。さらに、内燃機関の排気バルブ、あるいは吸気バルブおよび排気バルブの両バルブのリフト量を変化させる変化機構20をアクチュエータ30と組み合わせて用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
2:吸気バルブ、3:バルブスプリング、10:バルブリフト制御装置、12:制御軸、20:変化機構、30:アクチュエータ、32:ハウジング本体(ハウジング)、34:センサハウジング(ハウジング)、36:カバー(ハウジング)、40:送りねじ機構、42:駆動ねじ、46:ロータ(筒状ロータ)、60:モータ、80、110、120:センサロータ(フィンロータ)、84、112、122:フィン
Claims (5)
- 内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のリフト量を制御軸の軸方向位置に応じて変化させるバルブリフト制御装置のアクチュエータにおいて、
筒状ロータ、および前記筒状ロータの内周側に設置され前記制御軸を直線駆動する駆動ねじを有し、前記筒状ロータの回転運動を前記駆動ねじの軸方向の直線運動に変換する送りねじ機構と、
通電により前記筒状ロータを回転駆動するモータと、
前記筒状ロータの回転量を検出する回転センサと、
前記筒状ロータとともに回転することにより送風するフィンを有するフィンロータと、
前記送りねじ機構、前記モータ、前記回転センサおよび前記フィンロータを収容し、前記フィンの径方向外側において貫通孔を形成しているハウジングと、
を備えることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記回転センサは、前記筒状ロータとともに回転し前記フィンを有するセンサロータと、前記センサロータの回転量を検出するセンサ部とを有することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記貫通孔は、前記ハウジングの天地方向の下方側に形成されてい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。
- 前記貫通孔は、前記フィンロータの回転軸を挟んで両側に形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方のリフト量を増加させる方向に前記筒状ロータが回転するときの前記フィンの送風量は、リフト量を減少させる方向に前記筒状ロータが回転するときの前記フィンの送風量よりも多いことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
Priority Applications (1)
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JP2007101595A JP2008255962A (ja) | 2007-04-09 | 2007-04-09 | アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010270607A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Denso Corp | バルブリフト可変機構用駆動装置 |
CN103161582A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 现代自动车株式会社 | 对控制进气阀开启和闭合的致动器进行控制的装置和方法 |
CN109572656A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-04-05 | 株式会社万都 | 电子制动系统的致动器 |
-
2007
- 2007-04-09 JP JP2007101595A patent/JP2008255962A/ja active Pending
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CN109572656B (zh) * | 2017-09-29 | 2023-04-25 | 汉拿万都株式会社 | 电子制动系统的致动器 |
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