JP2011193559A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 アクチュエータの電動モータの内部空間への水やオイルの浸入を防止しながら、電動モータの内部空間のブリージングを可能にする。
【解決手段】 オイルで潤滑される減速ギヤ機構５８，５９を収納するギヤハウジング４１，４２の壁部に、ギヤハウジング４１，４２の内部空間から隔絶されて大気に連通する空気室６１を区画し、その空気室６１をブリージング孔４３ａを介して電動モータ４８のモータハウジング４３の内部空間に連通させたので、電動モータ４８の内部空間をモータハウジング４３のブリージング孔４３ａおよび空気室６１を介して大気に連通させてブリージングを可能にしながら、ギヤハウジング４１，４２内のオイルが電動モータ４８の内部空間に浸入するのを防止することができる。しかも外部の水がブリージング孔４３ａを介して電動モータ４８の内部空間に浸入しようとしても、その手前に存在する容積のある空気室６１に阻止されて電動モータ４８の内部空間への浸入が阻止される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、オイルで潤滑される減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングに電動モータのモータハウジングを一体に形成し、前記電動モータのモータ軸の回転を前記減速ギヤ機構で減速して出力するアクチュエータに関する。

アクチュエータで作動するコントロールシャフトをシリンダヘッドに回転自在に支持し、このコントロールシャフトで可変動弁機構を作動させて機関弁のバルブリフトやバルブタイミングを制御する可変動弁装置において、前記アクチュエータを、減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングと、このギヤハウジングに結合される電動モータとで構成したものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００９−９７４０２号公報

ところで、かかるアクチュエータの電動モータのモータハウジングの内部空間が大気に対して密閉されていると、大気との温度差によりモータハウジングの内圧が大気圧に対して増減した際に、電動モータの各部に設けられたＯリングに大きな荷重が作用して耐久性を低下させる原因となるため、モータハウジングにブリージング孔を形成して該モータハウジングの内部空間を大気に連通させる必要がある。

しかしながら、単にモータハウジングにブリージング孔を形成しただけでは、ブリージング孔を通してモータハウジングの内部空間に水が浸入してしまう虞があり、これを防ぐためにモータハウジングの内部空間をアクチュエータのギヤハウジングの内部空間に連通させると、ギヤハウジングの内部空間に存在するオイルがブリージング孔を通してモータハウジングの内部空間に浸入してしまう問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータの電動モータの内部空間への水やオイルの浸入を防止しながら、電動モータの内部空間のブリージングを可能にすることを目的とする。

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、オイルで潤滑される減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングに電動モータのモータハウジングを一体に形成し、前記電動モータのモータ軸の回転を前記減速ギヤ機構で減速して出力するアクチュエータにおいて、前記ギヤハウジングの壁部に該ギヤハウジングの内部空間から隔絶されて大気に連通する空気室を区画し、前記空気室をブリージング孔を介して前記モータハウジングの内部空間に連通させたことを特徴とするアクチュエータが提案される。

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、前記ギヤハウジングはガスケットを介して内燃機関のシリンダヘッドに結合され、前記空気室は前記ガスケットに形成した連通孔と、前記シリンダヘッドに形成した空気室とを介して大気に連通することを特徴とするアクチュエータが提案される。

尚、実施の形態の第１、第２ギヤハウジング４１，４２は本発明のギヤハウジングに対応し、実施の形態のウオームホイール５８およびウオーム５９は本発明の減速ギヤ機構に対応し、実施の形態の第１空気室６１は本発明のギヤハウジングの空気室に対応し、実施の形態の第２、第３空気室６２，６３は本発明のシリンダヘッドの空気室に対応する。

請求項１の構成によれば、オイルで潤滑される減速ギヤ機構を収納するギヤハウジングの壁部に、ギヤハウジングの内部空間から隔絶されて大気に連通する空気室を区画し、その空気室をブリージング孔を介して電動モータのモータハウジングの内部空間に連通させたので、電動モータの内部空間をモータハウジングのブリージング孔および空気室を介して大気に連通させてブリージングを可能にしながら、ギヤハウジング内のオイルが電動モータの内部空間に浸入するのを防止することができる。しかも外部の水がブリージング孔を介して電動モータの内部空間に浸入しようとしても、その手前に存在する容積のある空気室に阻止されて電動モータの内部空間への浸入が阻止される。

また請求項２の構成によれば、ギヤハウジングがガスケットを介して結合される内燃機関のシリンダヘッドに空気室を形成し、ギヤハウジングの空気室を、ガスケットに形成した連通孔と、シリンダヘッドに形成した空気室とを介して大気に連通させたので、電動モータの内部空間はブリーザ孔、ギヤハウジングの空気室、ガスケットの連通孔およびシリンダヘッドの空気室よりなるラビリンスを介して大気に連通することになり、電動モータの内部空間への水の浸入を一層確実に防止することができる。

内燃機関のシリンダヘッドの斜視図。 図１の２方向矢視図。 図２の３−３線断面図。 アクチュエータの斜視図。 シリンダヘッドのアクチュエータ取付座面の斜視図。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、直列４気筒内燃機関のシリンダヘッド１１は、シリンダブロック１２に結合されるロアヘッド１３と、ロアヘッド１３に結合されるアッパーヘッド１４とを備え、アッパーヘッド１４がヘッドカバー１５により覆われる。

アッパーヘッド１４は、ロアヘッド１３に結合される本体部１６と、本体部１６の上面にボルト１７…で結合される５個の第１キャップ部材１８…と、第１キャップ部材１８…の上面にボルト１９…で結合される５個の第２キャップ部材２０…と、本体部１６の上面にボルト２１…で結合される５個の第３キャップ部材２２…とを備える。本体部１６と第１キャップ部材１８…との間に４個のコントロールカム２３が形成されたコントロールシャフト２４が回転自在に支持され、第１キャップ部材１８…と第２キャップ部材２０…との間に４個の吸気カム２５…が形成された吸気カムシャフト２６が回転自在に支持され、本体部１６と第３キャップ部材２２…との間に４個の排気カム２７…が形成された排気カムシャフト２８が回転自在に支持される。

アッパーヘッド１４の本体部１６の一方の端面には端壁２９が起立しており、端壁２９の外側面にはコントロールシャフト２４を往復回転駆動するアクチュエータ３０と、前記排気カムシャフト２８により駆動される負圧ポンプ３１とが設けられる。シリンダヘッド１１には図示せぬ可変動弁機構が設けられており、コントロールシャフト２４のコントロールカム２３で可変動弁機構を作動させることで、機関弁としての吸気バルブのバルブリフトやバルブタイミングを変更するようになっている。

尚、可変動弁機構の構造は、例えば特開２００８−３０３７６５号公報や特開２００８−０４５５４０号公報に示されるように種々のものが公知であるが、本願発明は任意の構造の可変動弁機構に対して適用することができる。

図２に示すように、アッパーヘッド１４の端壁２９に固定されるアクチュエータ３０は、第１ギヤハウジング４１と、第２ギヤハウジング４２と、モータドライバー４４と、ヒートシンク４５とを積層して構成され、第１、第２ギヤハウジング４１，４２がガスケット６０を挟んで３本のボルト４６…でアッパーヘッド１４の端壁２９に締結され、モータドライバー４４およびヒートシンク４５が３本のボルト４７…で第２ギヤハウジング４２に締結される。そして第２ギヤハウジング４２の側面に直流ブラシレスモータよりなる電動モータ４８が設けられる。

電動モータ４８の外郭は第２ギヤハウジング４２と一体に形成されたモータハウジング４３と、モータハウジング４３にボルト４９…で結合されたモータケース５０とで構成される。電動モータ４８は、モータケース５０の内部にボルト５１で固定されたステータ５２と、ステータ５２の内部に配置されたロータ５３と、ロータ５３を回転自在に支持するモータ軸５４とを備えており、モータ軸５４は第１、第２ギヤハウジング４１，４２の内部に延出してローラベアリング５５およびボールベアリング５６で回転自在に支持される。一方、コントロールシャフト２４の軸端部は端壁２９を貫通して第１、第２ギヤハウジング４１，４２内に延出し、そこにボルト５７で固定されたウオームホイール５８がモータ軸５４に一体に形成されたウオーム５９に噛合する。

図３〜図５に示すように、第１、第２ギヤハウジング４１，４２にはガスケット６０に向かって開口する第１空気室６１が形成される。この第１空気室６１はウオームホイール５８およびウオーム５９が収納される第１、第２ギヤハウジング４１，４２の内部空間から隔絶されており、従って第１、第２ギヤハウジング４１，４２の内部空間に存在するオイルが浸入することはない。第１空気室６１はモータハウジング４３に形成したブリージング孔４３ａを介して電動モータ４８の内部空間に連通する。

一方、アッパーヘッド１４の端壁２９には前記ガスケット６０に臨む第２空気室６２および第３空気室６３が凹設されており、第２空気室６２はガスケット６０の連通孔６０ａを介して前記第１空気室６１に連通するとともに、端壁２９に形成した連通孔２９ａを介して第２空気室６２に連通する。そして第２空気室６２は端壁２９に形成した２個の連通孔２９ｂ，２９ｃを介して大気に連通する。

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。

電動モータ４８の内部空間は、モータハウジング４３のブリージング孔４３ａと、第１、第２ギヤハウジング４１，４２の第１空気室６１と、ガスケット６０の連通孔６０ａと、シリンダヘッド１１の端壁２９の第２空気室６２と、端壁２９の連通孔２９ａと、端壁２９の第３空気室６３と、端壁２９の連通孔２９ｂ，２９ｃとで構成されるラビリンスを介して大気に連通するため、温度変化による電動モータ４８の内圧の変化を抑制して電動モータ４８のＯリング等の損傷を防止することができる。

また洗車時等に水が端壁２９の連通孔２９ｂ，２９ｃを通過して第３空気室６３に浸入しても、前記ラビリンスにより阻止されて電動モータ４８の内部空間に浸入することが確実に防止され、電動モータ４８の浸水による損傷を未然に防止することができる。また運転中に発熱して高温になる電動モータ４８の外表面が水に接触して冷却されると、その内部空間の空気が収縮して発生する負圧で水を吸い込もうとするが、第１〜第３空気室６１，６２，６３の容積が充分に大きいため、吸い込まれた水が電動モータ４８の内部空間に浸入することはない。

更に、ウオームホイール５８およびウオーム５９を潤滑するオイルが存在する第１、第２ギヤハウジング４１，４２の内部空間は、その第１、第２ギヤハウジング４１，４２に形成された第１空気室６１から隔絶されているため、オイルが第１空気室６１およびブリージング孔４３ａを介して電動モータ４８の内部空間に浸入することはない。

また第１、第２ギヤハウジング４１，４２の第１空気室６１は、その内部に収納されるウオームホイール５８と干渉しないデッドスペースを利用して形成されるため、第１空気室６１を形成するために第１、第２ギヤハウジング４１，４２を特別に大型化する必要がなくなってアクチュエータ３０の小型化が可能になる。

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。

例えば、実施の形態では可変動弁機構を作動させるアクチュエータ３０を例示したが、本発明のアクチュエータの用途は任意である。

また実施の形態では第２、第３空気室６２，６３を設けているが、第２、第３空気室６２，６３を省略して第１空気室６１を直接大気に連通させても良い。

また本発明の減速ギヤ機構は実施の形態のウオームホイール５８およびウオーム５９の組み合せで構成されるものに限定されず、任意の種類のギヤの組み合せで構成することができる。

１１ シリンダヘッド
４１ 第１ギヤハウジング（ギヤハウジング）
４２ 第２ギヤハウジング（ギヤハウジング）
４３ モータハウジング
４３ａ ブリージング孔
４８ 電動モータ
５４ モータ軸
５８ ウオームホイール（減速ギヤ機構）
５９ ウオーム（減速ギヤ機構）
６０ ガスケット
６０ａ 連通孔
６１ 第１空気室（ギヤハウジングの空気室）
６２ 第２空気室（シリンダヘッドの空気室）
６３ 第３空気室（シリンダヘッドの空気室）

Claims (2)

1. オイルで潤滑される減速ギヤ機構（５８，５９）を収納するギヤハウジング（４１，４２）に電動モータ（４８）のモータハウジング（４３）を一体に形成し、前記電動モータ（４８）のモータ軸（５４）の回転を前記減速ギヤ機構（５８，５９）で減速して出力するアクチュエータにおいて、
   前記ギヤハウジング（４１，４２）の壁部に該ギヤハウジング（４１，４２）の内部空間から隔絶されて大気に連通する空気室（６１）を区画し、前記空気室（６１）をブリージング孔（４３ａ）を介して前記モータハウジング（４３）の内部空間に連通させたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記ギヤハウジング（４１，４２）はガスケット（６０）を介して内燃機関のシリンダヘッド（１１）に結合され、前記空気室（６１）は前記ガスケット（６０）に形成した連通孔（６１ａ）と、前記シリンダヘッド（１１）に形成した空気室（６２，６３）とを介して大気に連通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。

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