JP2009008003A - Valve lift actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方である制御対象バルブのバルブリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、当該バルブリフト量を変化させるための制御軸を直線駆動するバルブリフトアクチュエータに関する。 The present invention relates to a valve lift control device that controls a valve lift amount of a control target valve that is at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine, and a valve that linearly drives a control shaft for changing the valve lift amount. The present invention relates to a lift actuator.
従来、回転体の回転に応じて直動軸が制御軸と共に軸方向へ直線移動する回転直動変換機構を用いることにより、制御軸に大きな駆動軸力を与えるようにしたバルブリフトアクチュエータが知られている。このようなバルブリフトアクチュエータの一種として、特許文献1には、回転直動変換機構の回転体を電動モータによって回転駆動するものが開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a valve lift actuator that applies a large driving shaft force to a control shaft by using a rotation / linear motion conversion mechanism in which the linear motion shaft moves linearly in the axial direction together with the control shaft according to the rotation of the rotating body. ing. As a kind of such a valve lift actuator, Patent Document 1 discloses that a rotating body of a rotation / linear motion conversion mechanism is rotationally driven by an electric motor.
具体的に、特許文献1に開示のバルブリフトアクチュエータでは、互いに隣接する第一収容室及び第二収容室が本体ハウジングの内部に形成され、本体ハウジング及び回転体間をシールするシール部材がそれら収容室の境界部分に配置されている。ここで回転体は、第一端部が第一収容室にて開口し第二端部が第二収容室にて閉塞される有底筒状に形成され、当該回転体の内部において直動軸が回転体と螺合している。また、通電により回転体を回転駆動する電動モータは、第二収容室に収容されている。 Specifically, in the valve lift actuator disclosed in Patent Document 1, a first storage chamber and a second storage chamber that are adjacent to each other are formed inside the main body housing, and a seal member that seals between the main body housing and the rotating body is stored therein. Located at the boundary of the chamber. Here, the rotating body is formed in a bottomed cylindrical shape having a first end opened in the first housing chamber and a second end closed in the second housing chamber, and a linear motion shaft is formed inside the rotating body. Is screwed to the rotating body. An electric motor that rotates the rotating body by energization is accommodated in the second accommodation chamber.
このような構成の下、本体ハウジングの供給孔部を通じて第一収容室へ供給される潤滑油は、第一収容室にて開口する回転体の内部へ浸入することにより、回転体及び直動軸の螺合部分に対して潤滑作用並びに冷却作用を発揮する。一方、第一収容室へ供給された潤滑油は、シール部材によって第二収容室への流入を防止され、また回転体内部へ浸入した潤滑油は、第二収容室側の回転体端部の閉塞によって第二収容室への流入を防止されている。故に、第二収容室に収容される電動モータが潤滑油に接触して故障する事態の回避が、可能となっている。
ところで、特許文献1に開示のバルブリフトアクチュエータにおいては、潤滑油が第一収容室側の端部から回転体の内部へ浸入し、閉塞された第二収容室側の端部へ向かって回転体の内部を流動する。そのため、回転体内部では、潤滑油が滞留し続けるおそれがある。このように回転体内部に潤滑油が滞留する場合、回転体及び直動軸の螺合部分に発生する磨耗粉等の異物が回転体内部から排出され難くなるため、耐久性の低下が懸念される。また、回転体内部での潤滑油の滞留は当該内部からの放熱を阻害するため、潤滑油の劣化により、耐久性の低下を招くことも考えられるのである。 By the way, in the valve lift actuator disclosed in Patent Document 1, the lubricant infiltrates from the end portion on the first storage chamber side into the inside of the rotary body, and toward the closed end portion on the second storage chamber side. Flows inside. Therefore, there is a possibility that the lubricating oil may stay in the rotating body. When the lubricating oil stays inside the rotating body in this way, foreign matter such as abrasion powder generated at the threaded portion of the rotating body and the linear motion shaft is difficult to be discharged from the inside of the rotating body, and there is a concern about a decrease in durability. The Further, the retention of the lubricating oil inside the rotating body hinders the heat radiation from the inside, and therefore, it is conceivable that the durability is lowered due to the deterioration of the lubricating oil.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐久性の高いバルブリフトアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide a highly durable valve lift actuator.
請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方である制御対象バルブのバルブリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、バルブリフト量を変化させるための制御軸を直線駆動するバルブリフトアクチュエータであって、互いに隣接する第一収容室及び第二収容室を内部に形成し、第一収容室へ潤滑液を供給する供給孔部並びに第一収容室から外部へ潤滑液を排出する排出孔部を有する本体ハウジングと、第一収容室において第一端部が開口し第二収容室において第二端部が閉塞される有底筒状に形成され、雌ねじ部を内周部に有する回転体と、雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有し、回転体の回転に応じて制御軸と共に軸方向へ直線移動する直動軸と、第一収容室及び第二収容室の境界部分に配置され、本体ハウジング及び回転体の間をシールするシール部材と、第二収容室に収容され、通電により回転体を回転駆動する電動モータと、を備え、直動軸は、雌ねじ部よりも第一端部側において回転体の内周部により摺動自在に支持されるフランジ部並びにフランジ部を挟んで雌ねじ部側と第一収容室側とを連通する連通孔部を有することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a valve lift control device for controlling a valve lift amount of a valve to be controlled which is at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine, and a control shaft for changing the valve lift amount. A valve lift actuator that is linearly driven and includes a first storage chamber and a second storage chamber that are adjacent to each other, and a supply hole for supplying a lubricant to the first storage chamber and lubrication from the first storage chamber to the outside. A main body housing having a discharge hole for discharging the liquid, and a bottomed cylindrical shape in which the first end is opened in the first storage chamber and the second end is closed in the second storage chamber; A rotary body having a peripheral portion, a male screw portion that is screwed with the female screw portion, a linear movement shaft that moves linearly in the axial direction together with the control shaft according to the rotation of the rotary body, a first storage chamber, and a second storage chamber At the boundary of And a sealing member that seals between the main body housing and the rotating body, and an electric motor that is housed in the second storage chamber and that rotates the rotating body when energized. A flange portion that is slidably supported by the inner peripheral portion of the rotating body on one end portion side, and a communication hole portion that communicates the female screw portion side and the first storage chamber side with the flange portion interposed therebetween. .
このように請求項1に記載の発明によると、第二収容室側の第二端部が閉塞された有底筒状の回転体の内周部は、直動軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部よりも第一端部側において、直動軸のフランジ部を摺動自在に支持する。故に、第二端部側から第一端部側へ向かう軸方向に直動軸が直線移動するときには、フランジ部及び第二端部の間において回転体内部の空間の体積が増大する。ここで直動軸の連通孔部は、フランジ部を挟む両側、即ち回転体の第一端部が開口する第一収容室側と雌ねじ部側とを連通する。したがって、本体ハウジングの供給孔部を通じて第一収容室へ供給された潤滑液は、フランジ部及び第二端部間の空間の体積増大により、連通孔部を通じて当該空間へ吸入される。これにより、雌ねじ部及び雄ねじ部の間に潤滑液を確実に供給して、潤滑作用及び冷却作用を発揮することができるのである。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the inner peripheral portion of the bottomed cylindrical rotating body whose second end portion on the second storage chamber side is closed is screwed with the male screw portion of the linear motion shaft. The flange portion of the linear motion shaft is slidably supported on the first end portion side of the female screw portion. Therefore, when the linear motion shaft linearly moves in the axial direction from the second end side toward the first end side, the volume of the space inside the rotating body increases between the flange portion and the second end portion. Here, the communicating hole portion of the linear motion shaft communicates both sides sandwiching the flange portion, that is, the first accommodating chamber side where the first end portion of the rotating body is opened and the female screw portion side. Therefore, the lubricating liquid supplied to the first storage chamber through the supply hole portion of the main body housing is sucked into the space through the communication hole portion due to the increase in the volume of the space between the flange portion and the second end portion. As a result, the lubricating liquid can be reliably supplied between the female screw portion and the male screw portion to exhibit a lubricating action and a cooling action.
また一方、第一端部側から第二端部側へ向かう軸方向に直動軸が直線移動するときには、フランジ部及び第二端部間において回転体内部の空間の体積が減少し、当該空間の潤滑液が連通孔部を通じて第一収容室へ吐出される。ここで、第一収容室へ吐出された潤滑液は、本体ハウジングの排出孔部を通じて外部へ排出される。したがって、磨耗粉等の異物を含んだ潤滑液が回転体内部に滞留することを抑制して、当該潤滑液を回転体内部から第一収容室、さらには本体ハウジングの外部へと効率的に排出することができるのである。さらに、回転体内部に発生した熱を潤滑液と共に放出して、当該内部における潤滑液の劣化を回避することもできるのである。 On the other hand, when the linear movement shaft moves linearly in the axial direction from the first end side to the second end side, the volume of the space inside the rotating body decreases between the flange portion and the second end portion, and the space The lubricant is discharged into the first storage chamber through the communication hole. Here, the lubricating liquid discharged to the first storage chamber is discharged to the outside through the discharge hole portion of the main body housing. Therefore, the lubricant containing foreign matter such as wear powder is prevented from staying inside the rotating body, and the lubricating liquid is efficiently discharged from the inside of the rotating body to the first storage chamber and further to the outside of the main body housing. It can be done. Furthermore, the heat generated inside the rotating body can be released together with the lubricating liquid, and deterioration of the lubricating liquid inside the rotating body can be avoided.
加えて、第一収容室への供給潤滑液は、第一及び第二収容室の境界部分のシール部材によって第二収容室への流入を防止され、また連通孔部を通じて回転体内部へ吸入された潤滑液は、回転体の第二端部の閉塞によって第二収容室への流入を防止されることになる。したがって、第二収容室に収容される電動モータを潤滑液から保護することができるのである。 In addition, the lubricant supplied to the first storage chamber is prevented from flowing into the second storage chamber by the seal member at the boundary between the first and second storage chambers, and is sucked into the rotating body through the communication hole. In addition, the lubricating liquid is prevented from flowing into the second storage chamber by closing the second end of the rotating body. Therefore, the electric motor accommodated in the second accommodating chamber can be protected from the lubricating liquid.
以上、請求項1に記載の発明によれば、潤滑液による回転体内部の潤滑性及び冷却性が長期に亘って確保されると共に、電動モータの故障が回避されることになるので、高い耐久性を実現することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the lubricity and the cooling performance inside the rotating body by the lubricating liquid are ensured over a long period of time, and the failure of the electric motor is avoided. Can be realized.
請求項2に記載の発明によると、連通孔部は、フランジ部を軸方向に貫通する。これによれば、直動軸が軸方向へ直線移動することにより連通孔部内を流動することになる潤滑液の流動抵抗は、フランジ部を当該軸方向に貫通する連通孔部内では、小さくなる。したがって、直動軸の直線移動に応じた潤滑液の吸入及び吐出効率を高めることができるのである。
According to invention of
請求項3に記載の発明は、水平面上において直動軸の軸方向が水平方向に実質的に一致するように設置されるバルブリフトアクチュエータであって、フランジ部は、最下部において外周部が切り欠かれた形状を呈し、連通孔部は、フランジ部の外周部の切り欠きと回転体の内周部との間に形成される。このように、フランジ部の外周部の最下部にある切り欠きと、当該フランジ部を摺動支持する回転体の内周部との間に形成された連通孔部によれば、回転体の内周部の最下部にある潤滑液まで確実に吐出することができるのである。
The invention according to
請求項4に記載の発明によると、直動軸は、フランジ部において連通孔部が開口する端面から第一収容室側へ突出する突出部を有し、本体ハウジングは、フランジ部と反対側から突出部に当接することにより直動軸の移動を止めるストッパ部を有する。これによれば、潤滑液及び異物の排出のために回転体内部の空間体積を変化させるフランジ部を、直動軸の移動を止めるためにも利用して、構成の簡素化を図りつつバルブリフト量の調整範囲を内燃機関に適正化することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the linear movement shaft has a protruding portion that protrudes from the end surface where the communication hole portion opens in the flange portion toward the first housing chamber, and the main body housing is formed from the opposite side of the flange portion. It has a stopper portion that stops the movement of the linear motion shaft by coming into contact with the protruding portion. According to this, the flange portion that changes the space volume inside the rotating body for discharging the lubricating liquid and foreign matter is also used to stop the movement of the linear motion shaft, and the valve lift is achieved while simplifying the configuration. It is possible to make the adjustment range of the amount appropriate for the internal combustion engine.
請求項5に記載の発明によると、直動軸は、連通孔部としての第一連通孔部、雌ねじ部よりも第二端部側において回転体の内周部により摺動自在に支持される摺動端部並びに摺動端部を挟んで雌ねじ部側と第二端部側とを連通する第二連通孔部を有する。このように請求項5に記載の発明では、第二端部が閉塞された有底筒状の回転体の内周部は、雌ねじ部よりも当該第二端部側において直動軸の摺動端部を摺動自在に支持する。故に、第一端部側から第二端部側へ向かう軸方向に直動軸が直線移動するときには、第二端部及び摺動端部の間において回転体内部の空間の体積が減少する。ここで、直動軸の第二連通孔部は、摺動端部を挟む両側、即ち第二端部側と雌ねじ部側とを連通する。したがって、摺動端部の雌ねじ部側から回転体及び摺動端部の摺動界面を通じて摺動端部の第二端部側の空間へと漏出した潤滑液を、当該空間の体積減少により、第二連通孔部を通じて元へ戻すことができる。これによれば、第一端部側から第二端部側へ向かう直動軸の直線移動を摺動端部の第二端部側の潤滑液が阻害することについて、抑制できるのである。 According to the fifth aspect of the present invention, the linear motion shaft is slidably supported by the inner peripheral portion of the rotating body on the second end side of the first through hole portion as the communication hole portion and the female screw portion. And a second communicating hole portion that communicates the female screw portion side and the second end portion side with the sliding end portion interposed therebetween. As described above, in the invention described in claim 5, the inner peripheral portion of the bottomed cylindrical rotating body whose second end portion is closed slides the linear motion shaft closer to the second end portion than the female screw portion. The end is slidably supported. Therefore, when the linear movement shaft linearly moves in the axial direction from the first end portion side to the second end portion side, the volume of the space inside the rotating body decreases between the second end portion and the sliding end portion. Here, the second communication hole portion of the linear motion shaft communicates both sides sandwiching the sliding end portion, that is, the second end portion side and the female screw portion side. Therefore, the lubricating liquid leaked from the internal threaded portion side of the sliding end portion to the space on the second end side of the sliding end portion through the sliding interface of the rotating body and the sliding end portion, due to the volume reduction of the space, It can be returned to the original through the second communication hole. According to this, the linear movement of the linear motion shaft from the first end portion side to the second end portion side can be suppressed from being inhibited by the lubricating liquid on the second end portion side of the sliding end portion.
請求項6に記載の発明によると、雌ねじ部と雄ねじ部とは、ボール部材を介して間接的に螺合する。これにより、雌ねじ部及び雄ねじ部の間では、ボール部材周囲の空隙を通じて潤滑液が軸方向に流動し易くなるので、回転体内部における潤滑性及び冷却性が向上する。
According to the invention described in
尚、雌ねじ部と雄ねじ部とについては、例えばボール部材以外の遊星歯車を介して間接的に螺合するものであってもよいし、請求項7に記載の発明のように直接的に螺合するものであってもよい。 The female screw portion and the male screw portion may be indirectly screwed via planetary gears other than the ball member, for example, or may be directly screwed as in the invention according to claim 7. You may do.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment.
(第一実施形態)
図2は、本発明の第一実施形態によるバルブリフトアクチュエータ10を備えたバルブリフト制御装置1を示している。バルブリフト制御装置1は車両に搭載され、内燃機関2の吸気バルブ3を制御対象バルブとしてバルブリフト量を制御する。このバルブリフト制御装置1は、変化機構4及びバルブリフトアクチュエータ10等から構成されている。
(First embodiment)
FIG. 2 shows a valve lift control device 1 including a
まず、変化機構4について説明する。変化機構4は、例えば特開2001−263015号公報等に開示の如き図2の構成を有し、内燃機関2に組み込まれている。具体的に変化機構4は、バルブリフトアクチュエータ10の直動軸34に接続される制御軸12を備えている。この制御軸12と共に直線移動するスライダギア14は、入力部15と揺動カム16とにヘリカルスプライン嵌合しており、制御軸12の軸方向の移動位置に応じて、それら入力部15及び揺動カム16の間の相対位相差が変化するようになっている。ここで、入力部15はカム軸17の吸気カム18と接触しており、また揺動カム16は吸気バルブ3のロッカーアーム19と接触可能に設けられており、それら入力部15及び揺動カム16間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4では、バルブリフトアクチュエータ10によって直線駆動される制御軸12の移動位置に応じて吸気バルブ3のバルブリフト量が変化し、それによって作用角や最大バルブリフト量等といったバルブ特性が調整されることとなる。尚、本実施形態において吸気バルブ3から制御軸12へと伝達されるバルブスプリング反力は、バルブリフトアクチュエータ10とは反対側へ向かう軸力として、制御軸12へ作用するようになっている。
First, the changing
次に、バルブリフトアクチュエータ10について説明する。図3に示すようにバルブリフトアクチュエータ10は、本体ハウジング20、回転直動変換機構30、オイルシール40、電動モータ50及び通電回路部60を備えている。
Next, the
本体ハウジング20は金属からなり、有底の段付円筒状を呈している。本体ハウジング20は、内燃機関2のシリンダヘッド6の固定壁部7に底壁部21側が嵌合した状態で、内燃機関2に位置固定されている。本体ハウジング20は、互いに隣接する第一収容室22及び第二収容室23を内部に形成している。ここで第一収容室22は、第二収容室23よりも底壁部21側、即ち内燃機関2側に位置している。
The
回転直動変換機構30は、回転体31及び直動軸34を複数のボール部材36を介して間接的に螺合させてなるボールねじ機構である。
The rotation / linear
回転体31は、全体として有底の段付円筒状を呈する金属製の回転ナットであり、第一収容室22と第二収容室23とに跨る形態でそれら収容室22,23に収容されている。かかる収容下、回転体31の軸方向の一端部311は、第一収容室22において開口する第一端部311を構成している一方、回転体31の軸方向の他端部312は、第二収容室23において閉塞される第二端部312を構成している。回転体31の内周部32において軸方向の中間部には、雌ねじ部320が設けられている。この雌ねじ部320は、回転体31の径方向内側へ向かって開口し螺旋状に延伸する雌ねじ溝320aを形成している。回転体31の外周部において軸方向の中間部は、本体ハウジング20に設けられたラジアル軸受24によって外周側から支持されている。これにより回転体31は、周方向両側へ回転自在となっている。
The rotating
直動軸34は、全体として丸棒状を呈する金属製のねじ軸であり、本体ハウジング20の底壁部21を軸方向に直線移動自在に貫通している。直動軸34において、軸方向の一端部341並びに当該端部341よりも他端部342側に設けられた雄ねじ部340は、回転体31内に同心上に挿入されている。ここで雄ねじ部340は、直動軸34の径方向外側へ向かって開口し螺旋状に延伸する雄ねじ溝340aを形成しており、当該雄ねじ溝340aと雌ねじ部320の雌ねじ溝320aとの間には、金属製のボール部材36の複数が転動自在に介装されている。このように、雄ねじ部340と雌ねじ部320とがボール部材36を介して螺合している回転直動変換機構30においては、直動軸34の軸方向の直線移動位置が回転体31の周方向の回転位置に応じて変化するようになっている。即ち、回転直動変換機構30は、回転体31の回転運動を直動軸34の直線運動へ変換するのである。
The
直動軸34においてシリンダヘッド6内に挿入されている側の端部342は、カップリング35を介して変化機構4の制御軸12と同軸上に接続されている。これにより直動軸34は、制御軸12と共に軸方向へ直線移動可能となっていると共に、吸気バルブ3のバルブスプリング反力に起因する軸力が制御軸12側から伝達されるようになっている。
An
「シール部材」としてのオイルシール40は、回転体31の外周側において、第一収容室22及び第二収容室23の境界部分に配置されている。かかる配置下、オイルシール40は、第一収容室22及び第二収容室23の間を液密に仕切る状態で、それら収容室22,23を形成する本体ハウジング20及び回転体31の間をシールしている。
The
電動モータ50は、モータロータ51及びモータステータ52を組み合わせてなるブラシレスモータであり、第二収容室23に収容されている。
The
モータロータ51は、ロータコア53、駆動磁石54、センサ磁石55及び磁性ホルダ56を有している。ロータコア53は磁性材からなり、円筒状を呈している。ロータコア53は回転体31に同心上に外嵌されており、それによってモータロータ51が回転体31と共に周方向両側へ回転可能となっている。駆動磁石54は永久磁石からなり、ロータコア53において周方向に等間隔をあけた複数個所に装着されている。ロータコア53の周方向に隣り合う駆動磁石54同士は、相反する磁極をロータコア53の外周面側に形成する。センサ磁石55は永久磁石からなり、円環状を呈している。センサ磁石55は、磁性ホルダ56を介してロータコア53に同軸上に固定されており、それによって回転体31と共に回転可能となっている。センサ磁石55は、軸方向の一端面側に形成する複数の磁極が周方向に隣り合うもの同士で相反するように、構成されている。
The
モータステータ52はステータコア57及びステータコイル58を有している。ステータコア57は磁性材からなり、円環ブロック状を呈している。ステータコア57はモータロータ51の外周側に同心上に配置されて、本体ハウジング20に固定されている。ステータコア57には、内周側へ突出する複数のティース部59が設けられている。これらティース部59には、ステータコイル58がそれぞれ個別に巻装されている。
The
通電回路部60は、ドライバハウジング62、モータドライバ70及び制御回路80を有している。
The
ドライバハウジング62は、三部材64,65,66を組み合わせてなる。ここでベース部材64は、本体ハウジング20の開口側端部にボルト固定されている。中間部材65は、本体ハウジング20との間にベース部材64を挟持する形態で本体ハウジング20の開口側端部にボルト固定されている。カバー部材66は、ベース部材64とは反対側から中間部材65に嵌合固定されている。以上によりドライバハウジング62は、第二収容室23の第一収容室22とは反対側に隣接して配置され、モータドライバ70を収容するドライバ室67を形成している。
The
モータドライバ70は、例えばブリッジ回路及び駆動用IC等からなり、中間部材65及びベース部材64を貫通するハーネス71を介してモータステータ52の各ステータコイル58と電気接続されている。モータドライバ70は、各ステータコイル58を通電してそれらコイル58を所定順序で励磁することにより、モータロータ51へ作用する回転磁界を発生させる。したがって、モータロータ51と共に回転体31が各ステータコイル58による発生磁界の方向へと回転駆動され、それに応じて直動軸34が直線駆動されることになる。
The
モータドライバ70には、ベース部材64を貫通する内周孔部68を通じて第二収容室23内へ露出する複数の磁気検出素子72が設けられている。各磁気検出素子72は例えばホール素子であり、モータロータ51のセンサ磁石55と軸方向に対向可能に配置されている。各磁気検出素子72は、センサ磁石55から受ける磁気作用に基づいて回転体31(モータロータ51)の回転位置を検出する。ここで、モータドライバ70は制御回路80と電気接続されており、検出した回転体31の回転位置を制御回路80へ与えるようになっている。
The
制御回路80は、本実施形態では内燃機関用の制御回路を兼ねており、ハウジング20,62の外部に配置されている。制御回路80は、モータドライバ70から与えられる回転体31の回転位置に基づいて、直動軸34(制御軸12)の直線移動位置を算出する。さらに制御回路80は、算出した直動軸34の直線移動位置から吸気バルブ3の実バルブリフト量を推定し、当該実バルブリフト量と目標バルブリフト量との差分に基づくフィードバック制御指令をモータドライバ70へ与える。この制御指令に従ってモータドライバ70から各ステータコイル58への通電が制御されることにより、制御軸12が直動軸34と共に直線駆動されて目標バルブリフト量が実現されることとなる。尚、目標バルブリフト量については、例えば内燃機関の回転数、アクセル開度等の車両の運転状況に基づいて、制御回路80が設定するようになっている。
In this embodiment, the
次に、第一実施形態の特徴的構成について、詳しく説明する。 Next, the characteristic configuration of the first embodiment will be described in detail.
図3に示すように内燃機関2のシリンダヘッド6は、搬送路90を形成している。この搬送路90は内燃機関2のオイルポンプ8と繋がっており、固定壁部7において本体ハウジング20が嵌合する嵌合孔部91まで延伸している。ここでオイルポンプ8は、内燃機関2の回転出力によって駆動されるメカポンプである。したがって、オイルポンプ8から「潤滑液」として吐出される潤滑油は、内燃機関2の運転中に常に搬送路90を通じて、本体ハウジング20まで供給されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
シリンダヘッド6はさらに、固定壁部7を挟んで本体ハウジング20とは反対側に排出室92を形成している。この排出室92はオイルポンプ8のオイルオイルパン9と繋がっており、後述するように本体ハウジング20の内部から外部の排出室92へ排出される潤滑油がオイルポンプ8へ戻されるようになっている。
The
図1,4に示す段付円筒状の本体ハウジング20において、第一収容室22を内周側に形成し且つ嵌合孔部91に嵌合して固定壁部7に固定される小径側の周壁部94には、供給孔部96が形成されている。この供給孔部96は、周壁部94の内、外周面間を径方向に貫通する円筒孔状に形成されており、第一収容室22並びに嵌合孔部91の内周面に開口する搬送路90の開口部901と連通している。これにより、搬送路90の潤滑油が供給孔部96を通じて第一収容室22へ供給されようになっている。
In the stepped cylindrical
本体ハウジング20において周壁部94の一端部を閉塞している底壁部21には、排出孔部98が形成されている。この排出孔部98は、直動軸34の外周側において底壁部21の内、外面間を軸方向に貫通する円筒孔状に形成されており、第一収容室22及び排出室92の間を連通している。これにより、第一収容室22の潤滑油が排出孔部98を通じて排出室92へ排出されるようになっている。
A
本体ハウジング20において、底壁部21に装着されて直動軸34が貫通する金属製のストッパ部材25は、ストッパ部26を形成している。このストッパ部26は、直動軸34の中心軸線に対して略垂直且つ第一収容室22側を向く平坦面からなる。
In the
尚、以上の特徴を有する本体ハウジング20は、本実施形態では、底壁部21及びストッパ部材25を貫通する直動軸34の軸方向(図1,3,4の左右方向)が水平面上の水平方向と実質的に一致するように、設置されている。
In the
図1,4に示す直動軸34において、軸方向の雄ねじ部340よりも端部342側には、フランジ部344が設けられている。このフランジ部344は、図1,4,5に示すように、直動軸34の中心軸線に略垂直且つ円形の外周部345が最下部にて切り欠かれた平板状を呈している。また、図1,4に示すように直動軸34には、フランジ部344の端面344aから端部342側へ突出する突出部343が設けられている。この突出部343は、フランジ部344よりも小径の円柱状を呈しており、ストッパ部26と略平行な先端面343aを有している。したがって、第二端部312側から第一端部311側へ向かう軸方向に直動軸34が直線移動するときには、突出部343の先端面343aがフランジ部344とは反対側のストッパ部26に当接することにより当該直線移動が止められて、バルブリフト量の調整範囲が適正範囲に制限されることになる。
In the
回転体31の内周部32において第一端部311を構成する大径部分321は、直動軸34のフランジ部344の外周部345に摺動自在に嵌合している。これにより回転体31の内周部32は、図1,4,5に示すように、雌ねじ部320よりも第一端部311側にてフランジ部344を支持し且つフランジ部344の外周部345の切り欠き345aとの間に第一連通孔部346を形成している。そして、このように形成される第一連通孔部346は、図4に示すように、フランジ部344の最下部を軸方向に貫通して突出部343の外周側の端面344aに開口する形となる。したがって、本実施形態の第一連通孔部346は、フランジ部344を軸方向に挟む両側、即ち第一端部311が開口する第一収容室22側と雌ねじ部320側とを連通しているのである。尚、本実施形態では、第一連通孔部346に対応して、排出孔部98が本体ハウジング20の底壁部21の最下部に設けられている。
The
図1,4に示すように、回転体31の内周部32において第二端部312を構成する小径部分322は、直動軸34の端部341の外周部347に摺動自在に嵌合している。これにより回転体31の内周部32は、雌ねじ部320よりも第二端部312側にて端部341を支持している。また、このように回転体31の内周部32によって支持される端部341には、当該端部341を軸方向に挟む両側、即ち回転体31において第二端部312を構成する閉塞底部33側と雌ねじ部320側とを連通するように、第二連通孔部348がL字状に設けられている。したがって、本実施形態では、第二連通孔部348を形成する端部341が特許請求の範囲に記載の「摺動端部」に相当しており、以下では、当該端部341を摺動端部341と称するものとする。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
以上の特徴により回転体31の内部においては、ねじ部320,340の螺合部分を挟むフランジ部344及び第二端部312の間に第一空間313が、また第二端部312を構成する閉塞底部33及び摺動端部341の間に第二空間314が画成されている。
Due to the above characteristics, the
次に、第一実施形態の特徴的作動について、詳しく説明する。 Next, the characteristic operation of the first embodiment will be described in detail.
バルブリフトアクチュエータ10において、内燃機関2の運転中は、搬送路90からの潤滑油が供給孔部96を通じて本体ハウジング20内部の第一収容室22へと供給される。かかる潤滑油の供給下、第二端部312側から第一端部311側へ向かう軸方向に直動軸34が直線駆動されるときには、図1に示すように第一空間313の体積が増大する。その結果、第一空間313の内圧が低下し、第一収容室22への供給潤滑油が第一連通孔部346を通じて第一空間313へ吸入されることになる。
In the
このとき、直動軸34が移動する軸方向にフランジ部344を貫通してなる第一連通孔部346内においては、潤滑油の流動抵抗が可及的に小さくなるので、潤滑油の吸入効率が高くなる。さらに、第一空間313のねじ部320,340間においては、ボール部材36周囲の空隙を通じて潤滑油が軸方向へ流動し易くなる。したがって、吸入作用によって第一空間313へ浸入した潤滑油をねじ部320,340間に確実に供給して、潤滑作用及び冷却作用を発揮することができるのである。
At this time, the flow resistance of the lubricating oil becomes as small as possible in the first through-
尚、図5に示すように本実施形態のフランジ部344には、直動軸34の中心軸線よりも上側において、当該フランジ部344を軸方向に貫通する空気抜き孔部349が第一連通孔部346と別に設けられている。これにより、内燃機関2の始動直後において第一収容室22へ供給される潤滑油が第一連通孔部346を通じて第一空間313へ浸入する際には、第一空間313に溜まっていた空気を上方の空気抜き孔部349から排出して、当該油浸入を促進させることが可能となる。
As shown in FIG. 5, the
一方、第一端部311側から第二端部312側へ向かう軸方向に直動軸34が直線移動するときには、図4に示すように第一空間313の体積が減少する。その結果、第一空間313の内圧が上昇し、第一空間313への浸入潤滑油が第一連通孔部346を通じて第一収容室22側へと吐出されることになる。
On the other hand, when the
このとき、潤滑油の流動抵抗が可及的に小さくなる構成の第一連通孔部346によれば、潤滑油の吐出効率が高くなる。さらに、回転体31の内周部32に嵌合するフランジ部344の外周部345の最下部に設けられた第一連通孔部346によれば、当該内周部32の最下部にある潤滑油まで、吐出可能となる。
At this time, according to the first through-
このようにして第一収容室22へ吐出された潤滑油は、その吐出圧によって、第一連通孔部346と対応した位置の排出孔部98から排出室92へと確実に排出されることになる。したがって、磨耗粉等の異物を含んだ潤滑油が回転体31の内部に滞留することを抑制して、当該潤滑油を本体ハウジング20の外部へ効率的に排出することができるのである。さらに、回転体31の内部熱を潤滑油と共に放出して、当該内部における潤滑油の劣化を回避することもできるのである。
Thus, the lubricating oil discharged to the
また、第二空間314には、回転体31の内周部32と直動軸34の摺動端部341との摺動界面を通じて、第一空間313の潤滑油が漏出し易い。しかし、第一端部311側から第二端部312側へ向かう軸方向に直動軸34が直線移動するときには、第二空間314の図4に示す如き体積減少並びに内圧上昇により、第一空間313から第二空間314への漏出潤滑油が第二連通孔部348を通じて元の第一空間313へ戻されることになる。したがって、第一端部311側から第二端部312側へ向かう直動軸34の直線移動が第二空間314の潤滑油によって阻害される事態を、抑制することができるのである。
Further, the lubricating oil in the
加えて、第一収容室22への供給潤滑油は、オイルシール40の働きによって、第二収容室23への流入を防止される。また、回転体31内部への浸入潤滑油は、第二端部312の閉塞によって、当該端部312から第二収容室23への流入を防止される。これらにより、第二収容室23に収容される電動モータ50や、第二収容室23に磁気検出素子72が露出するモータドライバ70(図3参照)を、潤滑油から保護することができるのである。
In addition, the lubricating oil supplied to the
以上、第一実施形態によれば、回転体31内部の潤滑性及び冷却性が長期に亘って確保されると共に、電動モータ50やモータドライバ70の故障が回避され得るので、高い耐久性の下、バルブリフト量を高精度に制御することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the lubricity and cooling performance inside the rotating
(第二実施形態)
図6に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の回転直動変換機構1030は、回転体1031及び直動軸1034を直接的に螺合させてなる送りねじ機構である。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 6, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. The rotation / linear
具体的には、回転体1031の内周部1032において第一及び第二端部311,312間に設けられる雌ねじ部1320は、歯断面が台形のねじ溝1320a及びねじ山1320bを形成している。また、直動軸1034において摺動端部341及びフランジ部344間に設けられる雄ねじ部1340は、歯断面が台形のねじ溝1340a及びねじ山1340bを形成しており、それらねじ溝1340a及びねじ山1340bがそれぞれ雌ねじ部1320のねじ山1320b及びねじ溝1320aと螺合している。これにより、本実施形態の回転直動変換機構1030においても、直動軸1034の軸方向の直線移動位置が回転体1031の周方向の回転位置に応じて変化するようになっている。
Specifically, an
このような回転直動変換機構1030を備えた第二実施形態のバルブリフトアクチュエータ1010においても、フランジ部344及び連通孔部346,348等の働きにより、第一実施形態と同様の効果を享受することができるのである。
Also in the
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present invention. .
具体的に、第一連通孔部346については、フランジ部344の外周部345の最下部の代わりに又はそれに加えて、例えば外周部345の最下部以外やフランジ部344の径方向中間部等に設けるようにしてもよい。また、第二連通孔部348については、設けないようにしてもよい。
Specifically, for the first series of through
回転直動変換機構30としては、ボール部材36の代わりに、例えば遊星歯車等の回転部材を介してねじ部320,340が間接的に螺合するものを、採用してもよい。また、回転直動変換機構30,1030においては、直動軸34,1034のストッパ機能をフランジ部344に担わせないようにしてもよい。さらにまた、回転直動変換機構30,1030においては、直動軸34,1034が制御軸12に対して偏心接続されていてもよい。
As the rotation / linear
電動モータ50としては、上述したブラシレスモータ以外のモータを採用してもよい。さらにまた、メカポンプからなる内燃機関2のオイルポンプ8以外にも、例えば内燃機関2の運転に伴って又は適時に作動する電動ポンプ等の流体供給源を潤滑油(液)の供給に用いてもよい。
As the
バルブリフトアクチュエータ10,1010が組み合わされる変化機構4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ことが可能なものであれば、例えばバルブ反力がバルブリフトアクチュエータ10側へ向かう軸力として制御軸12へ作用するものを採用してもよい。また、変化機構4としては、排気バルブを制御対象バルブとするものや、吸気バルブ及び排気バルブの双方を制御対象とするものを採用してもよい。
As the
1 バルブリフト制御装置、2 内燃機関、3 吸気バルブ(制御対象バルブ)、4 変化機構、6 シリンダヘッド、8 オイルポンプ、10,1010 バルブリフトアクチュエータ、12 制御軸、20 本体ハウジング、21 底壁部、22 第一収容室、23 第二収容室、26 ストッパ部、30,1030 回転直動変換機構、31,1031 回転体、32,1032 内周部、33 閉塞底部、34,1034 直動軸、36 ボール部材、40 オイルシール(シール部材)、50 電動モータ、60 通電回路部、70 モータドライバ、90 搬送路、901 開口部、92 排出室、94 周壁部、96 供給孔部、98 排出孔部、311 第一端部、312 第二端部、313 第一空間、314 第二空間、320,1320 雌ねじ部、320a 雌ねじ溝、321 大径部分、322 小径部分、340,1340 雄ねじ部、340a 雄ねじ溝、341 摺動端部、343 突出部、343a 先端面、344 フランジ部、344a 端面、345 外周部、346 第一連通孔部(連通孔部)、347 外周部、348 第二連通孔部、1320a,1340a ねじ溝、1320b,1340b ねじ山 1 valve lift control device, 2 internal combustion engine, 3 intake valve (valve to be controlled), 4 change mechanism, 6 cylinder head, 8 oil pump, 10, 1010 valve lift actuator, 12 control shaft, 20 body housing, 21 bottom wall , 22 1st storage chamber, 23 2nd storage chamber, 26 Stopper part, 30, 1030 Rotation linear motion conversion mechanism, 31, 1031 Rotating body, 32, 1032 Inner peripheral part, 33 Blocking bottom part, 34, 1034 Linear motion shaft, 36 ball member, 40 oil seal (seal member), 50 electric motor, 60 energization circuit part, 70 motor driver, 90 transport path, 901 opening part, 92 discharge chamber, 94 peripheral wall part, 96 supply hole part, 98 discharge hole part 311 first end, 312 second end, 313 first space, 314 second space, 320, 1320 female Threaded part, 320a Female thread groove, 321 Large diameter part, 322 Small diameter part, 340, 1340 Male thread part, 340a Male thread groove, 341 Sliding end part, 343 Projection part, 343a Tip face, 344 Flange part, 344a End face, 345 Outer part 346 First communication hole portion (communication hole portion), 347 outer peripheral portion, 348 second communication hole portion, 1320a, 1340a thread groove, 1320b, 1340b thread
Claims (7)
互いに隣接する第一収容室及び第二収容室を内部に形成し、前記第一収容室へ潤滑液を供給する供給孔部並びに前記第一収容室から外部へ前記潤滑液を排出する排出孔部を有する本体ハウジングと、
前記第一収容室において第一端部が開口し前記第二収容室において第二端部が閉塞される有底筒状に形成され、雌ねじ部を内周部に有する回転体と、
前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有し、前記回転体の回転に応じて前記制御軸と共に軸方向へ直線移動する直動軸と、
前記第一収容室及び前記第二収容室の境界部分に配置され、前記本体ハウジング及び前記回転体の間をシールするシール部材と、
前記第二収容室に収容され、通電により前記回転体を回転駆動する電動モータと、を備え、
前記直動軸は、前記雌ねじ部よりも前記第一端部側において前記内周部により摺動自在に支持されるフランジ部並びに前記フランジ部を挟んで前記雌ねじ部側と前記第一収容室側とを連通する連通孔部を有することを特徴とするバルブリフトアクチュエータ。 In a valve lift control device that controls a valve lift amount of a control target valve that is at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine, a valve lift actuator that linearly drives a control shaft for changing the valve lift amount. And
A first storage chamber and a second storage chamber that are adjacent to each other are formed inside, a supply hole portion that supplies the lubricant to the first storage chamber, and a discharge hole portion that discharges the lubricant from the first storage chamber to the outside. A body housing having
A rotating body having a bottomed cylindrical shape in which the first end is opened in the first storage chamber and the second end is closed in the second storage chamber;
A linear motion shaft that has a male thread portion that is screwed with the female thread portion and linearly moves in the axial direction together with the control shaft according to the rotation of the rotating body;
A seal member disposed at a boundary portion between the first storage chamber and the second storage chamber and sealing between the main body housing and the rotating body;
An electric motor housed in the second housing chamber and driven to rotate the rotating body by energization,
The linear motion shaft includes a flange portion that is slidably supported by the inner peripheral portion on the first end side of the female screw portion, and the female screw portion side and the first storage chamber side across the flange portion. A valve lift actuator having a communication hole portion that communicates with the valve lift actuator.
前記フランジ部は、最下部において外周部が切り欠かれた形状を呈し、
前記連通孔部は、前記外周部の切り欠きと前記内周部との間に形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブリフトアクチュエータ。 A valve lift actuator installed on a horizontal plane so that an axial direction of the linear movement axis substantially coincides with a horizontal direction;
The flange portion has a shape in which the outer peripheral portion is cut out at the bottom,
3. The valve lift actuator according to claim 1, wherein the communication hole portion is formed between a cutout of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion.
前記本体ハウジングは、前記フランジ部と反対側から前記突出部に当接することにより前記直動軸の移動を止めるストッパ部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブリフトアクチュエータ。 The linear motion shaft has a protruding portion that protrudes from the end surface where the communication hole portion opens in the flange portion toward the first storage chamber,
The said main body housing has a stopper part which stops the movement of the said linear motion shaft by contact | abutting to the said protrusion part from the opposite side to the said flange part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Valve lift actuator.
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