JP2009209714A - Actuator for variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータに接続されて回転するコントロールシャフトで可変動弁機構を作動させて内燃機関の少なくともバルブリフトを変更する可変動弁機構用アクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator for a variable valve mechanism that operates at least a valve lift of an internal combustion engine by operating a variable valve mechanism with a control shaft that is connected to an electric motor and rotates.
内燃機関のシリンダヘッドに可変動弁機構のコントロールシャフトを支持し、その一端にコントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータを接続するとともに、その他端にコントロールシャフトの回動可能範囲を機械的に規制するストッパ手段を設けたものが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、コントロールシャフトの両端にアクチュエータおよびストッパ手段を設けているので、ストッパ手段でコントロールシャフトの回動可能範囲を機械的に規制しているときに、ストッパ手段から遠い位置にあるアクチュエータのトルクでコントロールシャフトが捩じれてしまい、コントロールシャフトの回動可能範囲を精度良く規制することが難しいという問題がある。 By the way, the above-mentioned conventional one is provided with actuators and stopper means at both ends of the control shaft, so that when the pivotable range of the control shaft is mechanically restricted by the stopper means, it is at a position far from the stopper means. The control shaft is twisted by the torque of the actuator, and there is a problem that it is difficult to accurately regulate the rotatable range of the control shaft.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変動弁機構のコントロールシャフトの回転をストッパ手段で抑制したときに、コントロールシャフトの捩じれによる過剰な回転を最小限に抑えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to minimize excessive rotation due to twisting of the control shaft when the rotation of the control shaft of the variable valve mechanism is suppressed by the stopper means. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、電動モータに接続されて回転するコントロールシャフトで可変動弁機構を作動させて内燃機関の少なくともバルブリフトを変更する可変動弁機構用アクチュエータにおいて、前記コントロールシャフトの一方の軸端側に、該コントロールシャフトに前記電動モータの駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記コントロールシャフトの回動可能範囲を規制するストッパ手段とを設けたことを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータが提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a variable valve mechanism that operates at least a valve lift of an internal combustion engine by operating a variable valve mechanism with a control shaft that is connected to an electric motor and rotates. In the valve mechanism actuator, driving force transmitting means for transmitting the driving force of the electric motor to the control shaft on one shaft end side of the control shaft, and stopper means for restricting a rotatable range of the control shaft; There is proposed a variable valve mechanism actuator characterized in that
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記駆動力伝達手段は、前記電動モータにより回転するウオームと、前記コントロールシャフトに設けられて前記ウオームに噛合するウオームホイールとを備え、前記ストッパ手段は、前記ウオームホイールに設けられた第1ストッパ部材と、該第1ストッパ部材が当接可能な第2ストッパ部材とを備えることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータが提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the driving force transmitting means is provided on the worm rotated by the electric motor and the control shaft and meshes with the worm. A variable valve mechanism including a worm wheel, wherein the stopper means includes a first stopper member provided on the worm wheel and a second stopper member with which the first stopper member can abut. Actuators are proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記第1ストッパ部材は前記ウオームホイールの軸方向端面に一体的に形成されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータが提案される。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the first stopper member is integrally formed on the axial end surface of the worm wheel. A mechanism actuator is proposed.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項2または請求項3の構成に加えて、前記コントロールシャフトの一方の軸端に該コントロールシャフトの回転位置を検出するセンサが設けられ、前記第1ストッパ部材は前記ウオームホイールと前記センサとの間に配置されることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータが提案される。
According to the invention described in
また請求項5に記載された発明によれば、請求項2〜請求項4の何れか1項の構成に加えて、前記ウオームを収納するアクチュエータハウジングが前記コントロールシャフトの下方に配置され、前記アクチュエータハウジングに前記第2ストッパ部材が設けられることを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータが提案される。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the second to fourth aspects, an actuator housing that houses the worm is disposed below the control shaft, and the actuator An actuator for a variable valve mechanism is proposed in which the second stopper member is provided in a housing.
尚、実施の形態の回転角センサ20は本発明のセンサに対応し、実施例のウオーム22およびウオームホイール23は本発明の駆動力伝達手段に対応し、実施の形態の第1、第2ストッパ部材42,43は本発明のストッパ手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、電動モータにより回転して可変動弁機構を作動させるコントロールシャフトの一方の軸端側に、コントロールシャフトに電動モータの駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、コントロールシャフトの回動可能範囲を規制するストッパ手段とを設けたので、駆動力伝達手段およびストッパ手段を可及的に近接させてコントロールシャフトの捩じれを抑制し、コントロールシャフトの過剰な回転を最小限に抑えることができる。 According to the configuration of the first aspect, the driving force transmitting means for transmitting the driving force of the electric motor to the control shaft is provided on one shaft end side of the control shaft that is rotated by the electric motor to operate the variable valve mechanism. Since the stopper means that regulates the pivotable range of the shaft is provided, the drive force transmission means and the stopper means are brought as close as possible to suppress the twisting of the control shaft and minimize the excessive rotation of the control shaft Can be suppressed.
また請求項2の構成によれば、駆動力伝達手段を電動モータにより回転するウオームと、コントロールシャフトに設けられてウオームに噛合するウオームホイールとで構成し、ストッパ手段をウオームホイールに設けられた第1ストッパ部材と、第1ストッパ部材が当接可能な第2ストッパ部材とで構成したので、第1、第2ストッパ部材を当接させることで、ウオームホイールが設けられたコントロールシャフトの回転を確実に阻止することができる。 According to the second aspect of the present invention, the driving force transmitting means is composed of a worm that is rotated by an electric motor and a worm wheel that is provided on the control shaft and meshes with the worm, and the stopper means is provided on the worm wheel. Since the first stopper member and the second stopper member with which the first stopper member can come into contact are configured, the first and second stopper members are brought into contact with each other to reliably rotate the control shaft provided with the worm wheel. Can be prevented.
また請求項3の構成によれば、第1ストッパ部材をウオームホイールの軸方向端面に一体的に形成したので、部品点数を削減できるだけでなく、ウオームホイールおよび第1ストッパ部材の剛性を相互に高め合うことができる。 According to the third aspect of the present invention, since the first stopper member is integrally formed on the end face in the axial direction of the worm wheel, not only the number of parts can be reduced, but also the rigidity of the worm wheel and the first stopper member can be increased mutually. Can fit.
また請求項4の構成によれば、コントロールシャフトの一方の軸端にその回転位置を検出するセンサを設け、第1ストッパ部材をウオームホイールとセンサとの間に配置したので、コントロールシャフトのうち、第1ストッパ部材に加わる荷重により捩じれる部分が第1ストッパ部材とウオームホイールとの間に制限され、第1ストッパ部材とセンサとの間には捩じれが発生しないので、センサによるコントロールシャフトの回転角位置の検出精度を最大限に確保することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the sensor for detecting the rotational position is provided at one shaft end of the control shaft, and the first stopper member is disposed between the worm wheel and the sensor. The portion twisted by the load applied to the first stopper member is limited between the first stopper member and the worm wheel, and no twist is generated between the first stopper member and the sensor. The position detection accuracy can be ensured to the maximum.
また請求項5の構成によれば、ウオームを収納するアクチュエータハウジングをコントロールシャフトの下方に配置し、このアクチュエータハウジングに第2ストッパ部材を設けたので、第2ストッパ部材を設けるための特別の部材が不要になって部品点数を削減することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the actuator housing for storing the worm is disposed below the control shaft and the second stopper member is provided on the actuator housing, the special member for providing the second stopper member is provided. It becomes unnecessary and can reduce the number of parts.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図9は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は可変動弁機構を備えた多気筒エンジンのシリンダヘッドの平面図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線拡大断面図、図4は図2の4−4線断面図、図5は図2の5−5線断面図、図6は図2の6−6線断面図、図7は図2の7−7線断面図、図8は図2の8−8線矢視図、図9は図8の9方向矢視図である。
1 to 9 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a cylinder head of a multi-cylinder engine having a variable valve mechanism, and FIG. 2 is a line 2-2 in FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 6 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 2, FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 2, and FIG. 9 is a sectional view taken along
図1に示すように、直列多気筒エンジンのシリンダヘッド11には、その下面に形成される燃焼室12…を開閉する各2個の吸気弁13…が設けられており、これらの吸気弁13…のバルブリフトおよび/またはバルブタイミングが、各気筒毎に設けられた可変動弁機構14…により制御される。可変動弁機構14…としては種々の構造のものが公知であり、本願発明は任意の構造の可変動弁機構14…を採用することができる。シリンダヘッド11の上面には複数の可変動弁機構14…の配列方向に沿ってコントロールシャフト15が配置されており、コントロールシャフト15に所定間隔で設けられたカム15a…により可変動弁機構14…の作動が制御される。
As shown in FIG. 1, a
シリンダヘッド11の長手方向一端部の上面には、コントロールシャフト15を駆動するアクチュエータ16が設けられる。アクチュエータ16は、シリンダヘッド11の上面に4本のボルト17A,17A;17B,17Bで固定されたアクチュエータハウジング18を備えており、コントロールシャフト15の一端部はアクチュエータハウジング18の近傍に設けた軸受部19に回転自在に支持される。シリンダヘッド11の端壁から突出するコントロールシャフト15の先端には、その回転位置を検出する回転角センサ20が設けられる。
An
シリンダヘッド11の側壁には、紙面に垂直な方向に見てコントロールシャフト15と直交する方向に電動モータ21が支持されており、この電動モータ21のモータ出力軸29に設けたウオーム22(図2参照)がコントロールシャフト15に設けたウオームホイール23に噛合することで、電動モータ21の駆動力によってコントロールシャフト15が回転駆動される。
An
図1〜図3から明らかなように、板状の第1ストッパ部材42がウオームホイール23の軸方向端面に一体に形成されており、この一体化されたウオームホイール23および第1ストッパ部材42が、コントロールシャフト15の端部に一体に形成されたフランジ15bに、コントロールシャフト15の周囲に120°間隔で配置された3本のボルト41A,41B,41Cで固定される。
As apparent from FIGS. 1 to 3, a plate-like
第1ストッパ部材は対称面P(図3参照)を挟んで対称な形状であり、対称面Pに対して対称な二つの平面状のストッパ面42a,42bを備えている。3本のボルト41A,41B,41Cは対称面Pに対して非対称に配置されている。即ち、図3において3本のボルト41A,41B,41Cは、対称面Pを基準として時計方向に角度θだけ回転した位置に配置される。
The first stopper member has a symmetrical shape with respect to the symmetry plane P (see FIG. 3), and includes two
次に、図1〜図4、図8および図9に基づいて、コントロールシャフト15を駆動するアクチュエータ16の構造を詳述する。
Next, the structure of the
図2および図3から明らかなように、シリンダヘッド11の上面は水平面に対して傾斜しており、その傾斜方向に沿ってアクチュエータハウジング18が4本のボルト17A,17A;17B,17Bで固定される。
As apparent from FIGS. 2 and 3, the upper surface of the
図8および図9から明らかなように、アクチュエータハウジング18は基本的に円筒状の部材であって、その側部に前記4本のボルト17A,17A;17B,17Bが貫通するボス部18a〜18dが形成され、その上面にウオームホイール23の下部が嵌合する開口18eが形成される。開口18eの一方の側縁18fは直線状に形成され、他方の側縁18gはV字状に形成される。
As apparent from FIGS. 8 and 9, the
図1および図3から明らかなように、アクチュエータハウジング18の前記他方の側縁18gの上面に、細長い板状の第2ストッパ部材43が前記2本のボルト17B,17Bで共締めされる。2本のボルト17B,17Bに挟まれた第2ストッパ部材43の上面に二つのストッパ面43a,43bが突設されており、一方のストッパ面43aは第1ストッパ部材42の一方のストッパ面42aに当接可能であり、他方のストッパ面43bは第1ストッパ部材42の他方のストッパ面42bに当接可能である。
As is apparent from FIGS. 1 and 3, an elongated plate-like
図2から明らかなように、アクチュエータハウジング18の高い方の端部内周面には内径が拡大した段部18hが形成されており、その段部18hに第1ボールベアリング24のアウターレース24aと、電動モータ21のケーシングの結合筒部21aが嵌合される。アクチュエータハウジング18の低い方の端部内周面には内径が拡大した段部18iおよび雌ねじ部18jが形成されており、その段部18iに嵌合する第2ボールベアリング25のアウターレース25aが、その雌ねじ部18jに螺合するロックナット26で固定される。
As is apparent from FIG. 2, a
アクチュエータハウジング18の内部に配置されるウオーム軸27は、その一端側の第1ジャーナル27aが、前記第1ボールベアリング24のアウターレース24aに複数のボール24b…を介して相対回転自在に支持されたインナーレース24cに圧入される。またウオーム軸27は、その他端側の第2ジャーナル27bが、前記第2ボールベアリング25のアウターレース25aに複数のボール25b…を介して相対回転自在に支持されたインナーレース25cに嵌合し、ロックナット28で固定される。
The
電動モータ21のケーシングの結合筒状21aの内部に延びるモータ出力軸29は、その先端部が各6個の山部および谷部を円周方向に交互に有する凹凸係合部29aを有しており、この凹凸係合部29aは、ウオーム軸27の第1ジャーナル27aの内周に形成した各6個の山部および谷部を円周方向に交互に有する凹凸係合部27cに係合する(図5参照)。カップリング30を構成する電動モータ21のモータ出力軸29の凹凸係合部29aとウオーム軸27の凹凸係合部27cとはスプライン状に係合して回転を伝達するが、その接触面には僅かな隙間が形成されており、モータ出力軸29の軸線とウオーム軸27の軸線との径方向のずれを吸収しながら回転を伝達するようになっている。
The
ウオーム軸27の第1ジャーナル27aの軸線方向内側に大径部27dが形成されており、この大径部27dの外周にアクチュエータハウジング18の内周面が僅かな隙間α(図2、図4および図6参照)を介して対向する。また前記大径部27dの上部に対向するアクチュエータハウジング18の内周面には、そこをオイルが通過可能な三日月状の切欠き18k(図2および図6参照)が形成される。更に、ウオーム軸27の第2ジャーナル27bの軸線方向内側に大径部27eが形成されており、この大径部27eの外周にアクチュエータハウジング18の内周面が僅かな隙間β(図2および図4参照)を介して対向する。
A
そしてコントロールシャフト15の軸端に設けたウオームホイール23が、ウオーム軸27の中央部に形成されたウオーム22に、アクチュエータハウジング18の開口18eを介して噛合する。
The
図2および図8から明らかなように、アクチュエータハウジング18の下面にはオイル供給溝18mおよび集塵室18nが開口しており、オイル供給溝18mはシリンダヘッド11に形成したオイル供給通路11aを介して図示せぬオイルポンプに連通する。オイル供給溝18mのオイル供給通路11aから離れた端部にはオイルジェット18oが形成されており、このオイルジェット18oはアクチュエータハウジング18の内部において、アクチュエータハウジング18と、第1ボールベアリング24のアウターレース24aおよびボール24b…と、ウオーム軸27の大径部27dとにより区画された環状のオイル溜め31に連通する。このオイル溜め31の上部の最も高い位置に、前記切欠き18kが開口する。
As apparent from FIGS. 2 and 8, an
図4および図7から明らかなように、アクチュエータハウジング18の開口18eを区画する直線状の側縁18fから、アクチュエータハウジング18の内面に沿って突出部18pが形成される。この突出部18pはウオーム22およびウオームホイール23の噛合部に対向するように、ウオーム22の外周面およびウオームホイール23の一方の側面に僅かな隙間γを介して対向する。特に、アクチュエータハウジング18の底壁がウオーム22の外周面に沿うように円弧状断面に形成されていることで、ウオーム22の外周面は、180°以上の範囲に亘って前記隙間γにより囲まれている。
As apparent from FIGS. 4 and 7, a projecting
シリンダヘッド11のオイル供給通路11aに対向するアクチュエータハウジング18のオイル供給溝18mから上方に分岐するオイル案内溝18qの上端に、ウオーム22およびウオームホイール23の噛合部の上部を指向するオイルジェット18rが形成される。ウオーム22およびウオームホイール23の噛合部の軸線方向の幅W1よりも、アクチュエータハウジング18の突出部18pが軸線方向の幅W2の方が大きく設定される。
An
アクチュエータハウジング18の底壁の最も低い側に小径の絞り部18sが形成されており、この絞り部18sが集塵室18nに連通する。シリンダヘッド11の上面には集塵室11bが前記集塵室18nに一体に連なるように形成される。集塵室11bの低い側の側壁から延びるドレン通路11cは、オイルフィルタ32を介してシリンダヘッド11の内部空間に連通する。
A small-
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
電動モータ21を駆動してモータ出力軸29が回転すると、モータ出力軸29にカップリング30を介して接続されたウオーム軸27に形成したウオーム22からウオームホイール23に回転が減速されて伝達され、コントロールシャフト15が回転して可変動弁機構14…が作動することで、吸気弁13…のバルブリフトおよびバルブタイミングが変化する。
When the
このとき、電動モータ21のモータ出力軸29をウオーム軸27に接続するカップリング30を、ウオーム軸27に一体に形成した筒状の第1ジャーナル27aの内周に、モータ出力軸29の外周を凹凸係合部27c,29aを介して相対回転不能に嵌合して構成するとともに、筒状の第1ジャーナル27aの外周をアクチュエータハウジング18の内周に第1ボールベアリング24を介して回転自在に支持したので、単一の第1ボールベアリング24でモータ出力軸29およびウオーム軸27の両方をカップリング30の位置で同時に支持することができ、その接続部の振動や摩耗を効果的に抑制することができる。
At this time, the
しかも筒状の第1ジャーナル27aをウオーム軸27に一体に形成したので、カップリング30の部品点数の削減および小型化が可能になるだけでなく、モータ出力軸29の少なくとも一部が軸直角方向に見て第1ボールベアリング24に重なるので、単一の第1ボールベアリング24でモータ出力軸29およびウオーム軸27の径方向の振れを確実に抑制することができる。
In addition, since the cylindrical
さて、図示せぬオイルポンプからシリンダヘッド11のオイル供給通路11aを介してアクチュエータハウジング18の下面のオイル供給溝18mに供給されたオイルは、オイル供給溝18mに連なるオイルジェット18oを介してアクチュエータハウジング18のオイル溜め31に噴出し、そのオイル溜め31に臨む第1ボールベアリング24を潤滑する。第1ボールベアリング24を潤滑したオイルは第1オイル貯留室33に流入し、そこに配置されたカップリング30を潤滑し、余剰となったオイルはアクチュエータハウジング18の上部に形成された切欠き18k(図2および図6参照)を通過して第2オイル貯留室34に流入する。第2オイル貯留室34には、前記オイル溜め31からウオーム軸27の大径部27dの外周の隙間αを通過したオイルも流入し、ウオーム22とウオームホイール23との噛合部を潤滑する。
The oil supplied from an oil pump (not shown) to the
このとき、ウオーム軸27を第1ボールベアリング24を介して回転自在に支持するアクチュエータハウジング18に形成した第2オイル貯留室34の内部でウオーム22およびウオームホイール23を噛合させ、その第2オイル貯留室34に間接的にオイルを供給するオイルジェット18oをアクチュエータハウジング18の第1ボールベアリング24の取付部に開口させたので、第1ボールベアリング24の一部がアクチュエータハウジング18のオイルレベルL(図2参照)よりも高い位置に配置されていても、第1ボールベアリング24を確実に潤滑できるだけでなく、第1ボールベアリング24に摩耗粉の混入が少ない綺麗なオイルを供給して耐久性を高めることができる。
At this time, the
しかも、ウオーム軸27と第1ボールベアリング24とアクチュエータハウジング18とによってウオーム軸27の外周を囲む環状のオイル溜め31を区画し、オイル溜め31の下部にオイルジェット18oを開口させるとともに、オイル溜め31の上部に対向する部分に切欠き18kを形成したので、オイルジェット18oから供給されたオイルをオイル溜め31の保持して第1ボールベアリング24を確実に潤滑した後、余剰のオイルを第1オイル貯留室33から切欠き18kを介して第2オイル貯留室34に供給することができる。
Moreover, an
また第2オイル貯留室34の内部において、オイルは高い位置にある第1ボールベアリング24側から低い位置にある第2ボールベアリング25側へと流れるが、図7から明らかなように、ウオーム22とウオームホイール23との噛合部の周囲にはアクチュエータハウジング18の突起18pによって狭い隙間γが形成されているため、その隙間を通過するオイルを前記噛合部に確実に作用させて潤滑効果を高めることができる。しかもアクチュエータハウジング18の下面のオイル供給溝18mに供給されたオイルが、オイル案内溝18qからオイルジェット18rを介してウオーム22とウオームホイール23との噛合部の上部に噴出するので、そのオイルによって前記噛合部の潤滑効果を更に高めることができる。
In the second
特に、オイルジェット18rの開口を上方から見てウオーム22と重なる位置に形成し(図7参照)、かつウオーム22およびウオームホイール23の噛合部を、ウオーム22の外周に対向する突出部18pの内周面の軸方向の幅内に設けたので(図4参照)、オイルジェット18rから出たオイルは重力で流下してウオーム22の外周に対向するアクチュエータハウジング18の突出部18pとの間に保持され、ウオーム22およびウオームホイール23の噛合部にオイルを充分に作用させて潤滑効果を高めることができる。
In particular, the opening of the
そしてウオーム22とウオームホイール23との噛合部を潤滑したオイルの一部は、ウオーム軸27の大径部27eの外周の隙間βを通過して第2ボールベアリング25を潤滑した後、シリンダヘッド11の上面から重力で図示せぬオイルパンに戻される。また噛合部を潤滑したオイルの他の一部は、第2オイル貯留室34の最も低い位置に設けられた絞り部18sから集塵室18n,11bに流入し、その集塵室18n,11bにオイル中に含まれる摩耗粉等の異物が捕集される。そして集塵室18n,11bのオイルがドレン通路11cに設けたオイルフィルタ32を通過して排出される際に、オイルに含まれる摩耗粉がフィルタ32によって濾過される。そしてオイルフィルタ32から流出する濾過後のオイルは、シリンダヘッド11の上面からオイルパンに戻される。
A part of the oil that has lubricated the meshing portion of the
このように、集塵室18n,11bでオイルに含まれる摩耗粉を捕集するので、摩耗粉の噛み込みによるウオーム22およびウオームホイール23の噛合部の摩耗を抑制し、その耐久性を高めることができる。このとき、第2オイル貯留室34と集塵室18n,11bとの間に絞り部18sを設けたので、絞り部18sでオイルの流量を規制して第2オイル貯留室34に充分な量のオイルを貯留することができ、しかも絞り部18sは集塵室18n,11bの断面積に比べて小径に形成されているため、一旦集塵室18n,11bに捕獲された摩耗粉が絞り部18sを通過して第2オイル貯留室34に戻ることはない。
As described above, since the dust collected in the oil is collected in the
また集塵室18n,11bからドレン通路11cを介して排出されるオイル量をオイルジェット18o,18rから最終的に第2オイル貯留室34に供給されるオイル量よりも少なく設定したので、第2オイル貯留室34に常に充分な量のオイルを貯留してウオーム22およびウオームホール23の噛合部の潤滑を確実に潤滑することができる。
Further, since the amount of oil discharged from the
さて、コントロールシャフト15の回動可能範囲は、バルブリフトの最小側と最大側とで規制されており、バルブリフトが小さくなり過ぎて内燃機関の始動が困難になったり、バルブリフトが大きくなり過ぎて吸気弁13,13がピストンと干渉したりするのを防止している。通常、コントロールシャフト15の回動可能範囲の規制は電動モータ21の制御により行われるが、万一電動モータ21の制御系が故障したときのことを考慮して、機械的なストッパ手段でコントロールシャフト15の回動可能範囲の規制している。
Now, the pivotable range of the
図3は、コントロールシャフト15およびウオームホイール23が時計方向の限界回転位置(最小バルブリフト位置)で、機械的なストッパにより強制的に停止させられた状態を示している。即ち、コントロールシャフト15と一体の第1ストッパ部材42の一方のストッパ面42aが、アクチュエータハウジング18の上面に固定した第2ストッパ部材43の一方のストッパ面43aにa点で当接することで、コントロールシャフト15の時計方向の更なる回転が規制され、始動に必要な最小バルブリフトが確保される。
FIG. 3 shows a state in which the
逆に、コントロールシャフト15およびウオームホイール23が反時計方向の限界回転位置(最大バルブリフト位置)では、第1ストッパ部材42の他方のストッパ面42bが第2ストッパ部材43の他方のストッパ面43aにb点で当接することで、コントロールシャフト15の反時計方向の更なる回転が規制され、吸気弁13…とピストンとの干渉が回避される。
Conversely, when the
図3から明らかなように、最小バルブリフト位置あるいは最大バルブリフト位置で第1ストッパ部材42のストッパ面42a,42bが第2ストッパ部材43のストッパ面43a,43bに当接するとき、第1ストッパ部材42のストッパ面42a,42bは、第2ストッパ部材43、アクチュエータハウジング18およびシリンダヘッド11の上面に対して平行、つまり第2ストッパ部材43およびアクチュエータハウジング18をシリンダヘッド11に締結するボルト17B,17Bの方向に対して直交しているので、コントロールシャフト15のトルクによる荷重が第2ストッパ部材43からアクチュエータハウジング18を介してシリンダヘッド11に効率的に伝達され、第2ストッパ部材43やアクチュエータハウジング18に特別の補強を施すことなく、第2ストッパ部材43の締結剛性を高めてコントロールシャフト15の最小バルブリフト位置あるいは最大バルブリフト位置を精度良く規制することができる。
As apparent from FIG. 3, when the stopper surfaces 42a and 42b of the
しかも第2ストッパ部材43は、アクチュエータハウジング18をシリンダヘッド11に締結する4本のボルト17A,17A;17B,17Bのうち、2本のボルト17B,17Bによって共締めされるので、ボルトの本数を削減できるだけでなく、第2ストッパ部材43をボルトでアクチュエータハウジング18に締結し、更にアクチュエータハウジング18を別のボルトでシリンダヘッド11に締結する場合に比べて、第2ストッパ部材43の締結剛性を高めることができる。またアクチュエータハウジング18を利用して第2ストッパ部材43をシリンダヘッド11に締結するので、第2ストッパ部材43を支持する特別の部材が不要になって部品点数の削減が可能になるだけでなく、剛性の高いアクチュエータハウジング18を利用して第2ストッパ部材43を強固に締結することができる。
Moreover, the
またアクチュエータハウジング18および第2ストッパ部材43をコントロールシャフト15よりもシリンダヘッド11側に設け、第1ストッパ部材42をウオームホイール23の軸方向端面に一体に形成したので、第1ストッパ部材42およびウオームホイール23の一体化により部品点数を削減することができるだけでなく、ストッパ手段の軸方向の寸法を小型化することができる。
Further, since the
また図3から明らかなように、第1ストッパ部材42をコントロールシャフト15のフランジ15aに締結する3本のボルト41A,41B,41Cは、最小バルブリフト時にコントロールシャフト15と第2ストッパ部材43との間に存在する本数(実線で図示したボルト41B,41Cの2本)が、最大バルブリフト時にコントロールシャフト15と第2ストッパ部材43との間に存在する本数(鎖線で図示したボルト41A)の1本よりも多いので、発生する頻度が最大バルブリフト時よりも遥かに高い最小バルブリフト時に第2ストッパ部材43から第1ストッパ部材42が繰り返し当接荷重の反力を受けても、第1、第2ストッパ部材42,43の当接部に近い位置に多数本のボルトが配置されていることで、コントロールシャフト15に対する第1ストッパ部材42の締結剛性を充分に確保することができる。
As is apparent from FIG. 3, the three
また電動モータ21により回転して可変動弁機構14を作動させるコントロールシャフト15の一方の軸端側に、コントロールシャフト15に電動モータ21の駆動力を伝達するウオーム22およびウオームホイール23と、コントロールシャフト15の回動可能範囲を規制する第1、第2ストッパ部材42,43とを設けたので、ウオーム22およびウオームホイール23と第1、第2ストッパ部材42,43とを可及的に近接させてコントロールシャフト15の捩じれを抑制し、コントロールシャフト15の過剰な回転を最小限に抑えることができる。
Further, a
また第1ストッパ部材42をウオームホイール23の軸方向端面に一体的に形成したので、部品点数を削減できるだけでなく、ウオームホイール23および第1ストッパ部材42の剛性を相互に高め合うことができる。
In addition, since the
またコントロールシャフト15の一方の軸端に回転角センサ20を設け、第1ストッパ部材42をウオームホイール23と回転角センサ20との間に配置したので、コントロールシャフト15のうち、第1ストッパ部材42に加わる荷重により捩じれる部分が第1ストッパ部材42とウオームホイール23との間に抑えられ、第1ストッパ部材42と回転角センサ20との間には捩じれが発生せず、回転角センサ20によるコントロールシャフト15の回転角位置の検出精度を最大限に確保することができる。
Further, since the
次に、図10に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第2の実施の形態は、第1の実施の形態のアクチュエータ16の位置を、コントロールシャフト15の一端側から他端側に移動させたものである。この第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
In the second embodiment, the position of the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では駆動力伝達手段をウオーム22およびウオームホイール23で構成しているが、駆動力伝達手段はそれに限定されるものではない。
For example, in the embodiment, the driving force transmission means includes the
また実施の形態では第1ストッパ部材42をアクチュエータハウジング18を介してシリンダヘッド11に締結しているが、アクチュエータハウジング18以外の部品を介してシリンダヘッド11に締結することもできる。
In the embodiment, the
14 可変動弁機構
15 コントロールシャフト
18 アクチュエータハウジング
20 回転角センサ(センサ)
21 電動モータ
22 ウオーム(駆動力伝達手段)
23 ウオームホイール(駆動力伝達手段)
42 第1ストッパ部材(ストッパ手段)
43 第2ストッパ部材(ストッパ手段)
14
21
23 Worm wheel (drive force transmission means)
42 First stopper member (stopper means)
43 Second stopper member (stopper means)
Claims (5)
前記コントロールシャフト(15)の一方の軸端側に、該コントロールシャフト(15)に前記電動モータ(21)の駆動力を伝達する駆動力伝達手段(22,23)と、前記コントロールシャフト(15)の回動可能範囲を規制するストッパ手段(42,43)とを設けたことを特徴とする可変動弁機構用アクチュエータ。 In a variable valve mechanism actuator for operating at least a valve lift of an internal combustion engine by operating a variable valve mechanism (14) with a control shaft (15) connected to an electric motor (21) and rotating,
Driving force transmitting means (22, 23) for transmitting the driving force of the electric motor (21) to the control shaft (15) on one shaft end side of the control shaft (15), and the control shaft (15) An actuator for a variable valve mechanism, characterized in that it is provided with stopper means (42, 43) for restricting the pivotable range of the valve mechanism.
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