JP2016138568A - 内燃機関用リンク機構のアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 コストを削減しつつアクチュエータ内の回転体を軸支可能な内燃機関用リンク機構のアクチュエータを提供すること。【解決手段】 本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータでは、モータケーシングに挿通し駆動モータにより回転駆動する出力軸の回転速度を減速して制御軸に伝達する減速機と、制御軸を回転自在に支持すると共に、前記減速機を収容する減速機収容室を有するハウジングと、減速機収容室へ潤滑油を供給する潤滑油供給油路と、モータケーシング内に設けられ、出力軸を回転自在に軸支する第１軸受と、減速機収容室内に設けられ、出力軸を回転自在に軸支する第２軸受と、モータケーシングと出力軸との間をシールするシール部材と、を備えた。【選択図】 図７

Description

本発明は、例えば、内燃機関の機関弁の作動特性を可変にする可変動弁機構に用いられるリンク機構や、内燃機関の機械的な実圧縮比を可変にする可変圧縮比機構に用いられるリンク機構のアクチュエータに関する。

従来、可変圧縮比機構として、特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、複リンク式ピストン及びクランク機構を利用して、ピストンのストローク特性を変化させることにより、内燃機関の機械的な圧縮比を変更可能としている。すなわち、ピストンとクランクシャフトをアッパリンクとロアリンクを介して連結し、ロアリンクの姿勢を駆動モータや減速機等を有するアクチュエータによって制御する。これにより、ピストンのストローク特性を変化させ、機関圧縮比を制御している。
また、従来のアクチュエータとしては特許文献２に記載の技術が知られている。この公報には、筒状のヨークと、このヨークの内側に回転可能に設けられるロータと、ロータのシャフトに摺接するオイルシールと、ヨークに対してシャフトを支持する２つのベアリングを備えている。

特開２０１１−１６９１５２号公報 特開２００３−１９９２８２号公報

特許文献１に記載の技術ではアクチュエータの駆動にモータを用いているが、特許文献２に開示されているモータの技術を特許文献１に適用した場合、オイルシールにより密封されたモータ内にモータシャフトを軸支するベアリングが２つ有り、それぞれに潤滑が必要であり、コストがかかるおそれがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コストを削減しつつアクチュエータ内の回転体を軸支可能な内燃機関用リンク機構のアクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータでは、モータケーシングに挿通し駆動モータにより回転駆動する出力軸の回転速度を減速して制御軸に伝達する減速機と、制御軸を回転自在に支持すると共に、前記減速機を収容する減速機収容室を有するハウジングと、減速機収容室へ潤滑油を供給する潤滑油供給油路と、モータケーシング内に設けられ、出力軸を回転自在に軸支する第１軸受と、減速機収容室内に設けられ、出力軸を回転自在に軸支する第２軸受と、モータケーシングと出力軸との間をシールするシール部材と、を備えた。

よって、潤滑油が供給される減速機収容室内に第２軸受を配置したため、第２軸受に潤滑油を供給することができ、コストを削減できる。

本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの斜視図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの平面図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの左側面図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの要部断面図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。 実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのハウジングとカバーとの結合部における拡大断面図である。 実施例２の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。 実施例３の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。 実施例１の波動歯車型減速機を表す分解斜視図である。

〔実施例１〕
図１は本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。基本的な構成は、特開２０１１−１６９１５２号公報の図１に記載されているものと同じであるため、簡単に説明する。内燃機関のシリンダブロックのシリンダ内を往復運動するピストン１には、ピストンピン２を介してアッパリンク３の上端が回転自在に連結されている。アッパリンク３の下端には、連結ピン６を介してロアリンク５が回転自在に連結されている。ロアリンク５には、クランクピン４ａを介してクランクシャフト４が回転自在に連結されている。また、ロアリンク５には、連結ピン８を介して第１制御リンク７の上端部が回転自在に連結されている。第１制御リンク７の下端部は、複数のリンク部材を有する連結機構９と連結されている。連結機構９は、第１制御軸１０と、第２制御軸１１と、第１制御軸１０及び第２制御軸１１とを連結する第２制御リンク１２と、を有する。

第１制御軸１０は、内燃機関内部の気筒列方向に延在するクランクシャフト４と平行に延在する。第１制御軸１０は、内燃機関本体に回転自在に支持される第１ジャーナル部１０ａと、第１制御リンク７の下端部が回転自在に連結される制御偏心軸部１０ｂと、第２制御リンク１２の一端部１２ａが回転自在に連結された偏心軸部１０ｃと、を有する。第１アーム部１０ｄは、一端が第１ジャーナル部１０ａと連結され、他端が第１制御リンク７の下端部と連結される。制御偏心軸部１０ｂは、第１ジャーナル部１０ａに対して所定量偏心した位置に設けられる。第２アーム部１０ｅは、一端が第１ジャーナル部１０ａと連結され、他端が第２制御リンク１２の一端部１２ａと連結される。偏心軸部１０ｃは、第１ジャーナル部１０ａに対して所定量偏心した位置に設けられる。第２制御リンク１２の他端部１２ｂは、アームリンク１３の一端が回転自在に連結されている。アームリンク１３の他端には、第２制御軸１１が連結されている。アームリンク１３と第２制御軸１１は相対移動しない。第２制御軸１１は、後述するハウジング２０内に複数のジャーナル部を介して回転自在に支持されている。

第２制御リンク１２は、レバー形状であり、偏心軸部１０ｃに連結された一端部１２ａは、略直線的に形成されている。一方、アームリンク１３が連結された他端部１２ｂは、湾曲形成されている。一端部１２ａの先端部には、偏心軸部１０ｃが回動自在に挿通される挿通孔１２ｃが貫通形成されている。他端部１２ｂは、図６のＡ−Ａ断面図に示すように、二股状に形成された先端部１２ｄを有する。先端部１２ｄには、連結用孔１２ｅが貫通形成されている。また、アームリンク１３の突起部１３ｂには、連結用孔１２ｅと略同径の連結用孔１３ｃが貫通形成されている。二股状に形成された各先端部１２ｄの間には、アームリンク１３の突起部１３ｂが挟み込まれ、この状態で、連結ピン１４が連結用孔１２ｅ及び１３ｃを貫通し、圧入固定される。

アームリンク１３は、図５の要部断面図に示すように、第２制御軸１１とは別体として形成されている。アームリンク１３は、鉄系金属材料によって形成された肉厚部材であり、略中央に圧入用孔１３ａが貫通形成された円環状部と、外周に向けて突出したＵ字形状の突起部１３ｂと、を有する。圧入用孔１３ａは、第２制御軸１１の各ジャーナル部の間に形成された固定部２３ｂが圧入され、この圧入により第２制御軸１１とアームリンク１３とが固定される。突起部１３ｂには、連結ピン１４が回動自在に支持される連結用孔１３ｃが形成されている。この連結用孔１３ｃの軸心（連結ピン１４の軸心）は、第２制御軸１１の軸心から径方向に所定量偏心している。

第２制御軸１１は、内燃機関用リンク機構のアクチュエータの一部である波動歯車型減速機２１を介して駆動モータ２２から伝達されたトルクによって回転位置が変更される。第２制御軸１１の回転位置が変更されると、第２制御リンク１２の姿勢が変化して第１制御軸１０が回転し、第１制御リンク７の下端部の位置を変更する。これにより、ロアリンク５の姿勢が変化し、ピストン１のシリンダ内におけるストローク位置やストローク量を変化させ、これに伴って機関圧縮比を変更する。

（内燃機関用リンク機構のアクチュエータの構成）
図２は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの斜視図、図３は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの平面図、図４は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの左側面図、図５は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの要部断面図、図６は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。内燃機関用リンク機構のアクチュエータは、図２〜図６に示すように、駆動モータ２２と、駆動モータ２２の先端側に取り付けられた波動歯車型減速機２１と、波動歯車型減速機２１を内部に収容するハウジング２０と、ハウジング２０に回転自在に支持された第２制御軸１１と、を有する。

（駆動モータの構成）
駆動モータ２２は、ブラシレスモータであり、有底円筒状のモータケーシング４５と、モータケーシング４５の内周面に固定された筒状のコイル４６と、コイル４６の内側に回転自在に設けられたロータ４７と、一端部４８ａがロータ４７の中心に固定されたモータ駆動軸４８と、モータ駆動軸４８の回転角度を検出するレゾルバ５５と、を有する。モータ駆動軸４８は、モータケーシング４５の底部に設けられたボールベアリング５２により回転可能に支持されている。モータケーシング４５は、前端外周に４つのボス部４５ａを有する。ボス部４５ａには、ボルト４９が挿通するボルト挿通孔４５ｂが貫通形成されている。

レゾルバ５５は、モータ駆動軸４８の外周に圧入固定されたレゾルバロータ５５ａと、レゾルバロータ５５ａの外周面に形成された複歯状のターゲットを検出するセンサ部５５ｂと、を有し、モータケーシング４５の開口から突出した位置に設けられる。センサ部５５ｂは、２本のビスによってカバー２８の内部に固定されると共に、図外のコントロールユニットに検出信号を出力する。モータケーシング４５をカバー２８に取り付ける際は、レゾルバ５５の端面とカバー２８との間にＯリング５０を介在させつつボス部４５ａにボルト４９を挿通し、カバー２８の駆動モータ２２側に形成された雄ねじ部にボルト４９を締め付ける。これにより、モータケーシング４５をカバー２８に固定する。モータケーシング４５及びカバー２８によって駆動モータ２２を収容するモータ収容室は、潤滑油等を供給しない乾燥室として構成する。

（第２制御軸の構成）
第２制御軸１１は、軸方向に延在された軸部本体２３と、軸部本体２３から拡径した固定用フランジ２４とを有する。第２制御軸１１は、鉄系金属材料により軸部本体２３及び固定用フランジ２４が一体形成されている。軸部本体２３は、軸方向に段差形状が形成され、先端部側の小径な第１ジャーナル部２３ａと、アームリンク１３の圧入用孔１３ａが第１ジャーナル部２３ａ側から圧入される中径な固定部２３ｂと、固定用フランジ２４側の大径な第２ジャーナル部２３ｃとを有する。また、固定部２３ｂと第２ジャーナル部２３ｃとの間には、第１段差部２３ｄが形成されている。また、第１ジャーナル部２３ａと固定部２３ｂとの間には、第２段差部２３ｅが形成されている。

第１段差部２３ｄは、アームリンク１３の圧入用孔１３ａを第１ジャーナル部２３ａ側から固定部２３ｂに圧入する。このとき、第２ジャーナル部２３ｃ側の一方側の圧入用孔１３ａ端部が軸方向から当接し、アームリンク１３の第２ジャーナル部２３ｃ側への移動を規制する。一方、第２段差部２３ｅは、軸部本体２３をハウジング２０内に形成された支持孔３０内に挿通した際、支持孔３０の段差孔縁部３０ｃに当接し、第２制御軸１１の軸方向であって波動歯車型減速機２１側とは反対側への移動を規制する。
固定用フランジ２４は、外周部の円周方向に６つのボルト挿通孔２４ａが等間隔に形成されている。このボルト挿通孔２４ａに６本のボルト２５を挿通し、スラストプレート２６を介して波動歯車型減速機２１の内歯であるサーキュラスプライン２７と結合する。

第２制御軸１１の軸内には、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油を導入する導入部を有する。導入部は、固定用フランジ２４の中央に形成され、図外の油孔から潤滑油が供給される円錐状の油室６４ａと、油室６４ａから第２制御軸の軸心方向に沿って形成された軸方向油路６４ｂとを有する。第２制御軸１１の軸内には、軸方向油路６４ｂに連通する複数の径方向油路６５ａ，６５ｂを有する。径方向油路６５ａの径方向外側は、第１ジャーナル部２３ａの外周面と第１軸受孔３０ａとの間のクリアランスに開口し、第１ジャーナル部２３ａに潤滑油を供給する。径方向油路６５ｂは、アームリンク１３の内部に形成された油孔６５ｃに連通しており、油孔６５ｃを介して連結用孔１３ｃの内周面と連結ピン１４の外周面との間に潤滑油を供給する。

（ハウジングの構成）
ハウジング２０は、アルミニウム合金材料によって略立方体形状に形成されている。ハウジング２０の後端側には大径円環状の開口溝部２０ａが形成されている。この開口溝部２０ａは、Ｏリング５１を介してカバー２８により閉塞される。カバー２８は、中央位置にモータ軸貫通孔２８ａが貫通するモータ軸貫通孔２８ａと、径方向外周側に向けて拡径された４つのボス部２８ｂとを有する。カバー２８とハウジング２０とは、ボス部２８ｂに貫通形成されたボルト挿通孔にボルト４３を挿通することで締結固定される。

開口溝部２０ａの開口方向と直交する側面には、アームリンク１３と連結された第２制御リンク１２用の開口となる一側面２０ｂが形成されている（図５参照）。第１側面２０ｂのハウジング２０内部には、アームリンク１３及び第２制御リンク１２の作動領域となる収容室２９が形成されている。開口溝部２０ａと収容室２９との間には、第２制御軸１１の第２ジャーナル部２３ｃが貫通する減速機側貫通孔３０ｂが形成されている。収容室２９の軸方向側面には、第２制御軸１１の第１ジャーナル部２３ａが貫通する支持孔３０が形成されている。また、支持孔３０から軸方向に延長された保持孔３１内には、第２制御軸１１の回転角度を検出する角度センサ３２が収容されている。また、ハウジング２０には、角度センサ３２を冷却する冷却水の供給用パイプ４４ａ及び排出用パイプ４４ｂが接続されている（図５参照）。

（角度センサの構成）
角度センサ３２は、保持孔３１の内周面に圧入固定されたキャップ状のセンサカバー３２ａと、センサカバー３２ａの内周側に配置され第２制御軸１１と一体に回転するロータ３２ｂと、センサカバー３２ａの中央に設けられ、ロータ３２ｂの回転位置を検出するセンサ部３２ｃと、を有する。ロータ３２ｂは、先端突起部３２ｄが第２制御軸１１の軸部本体２３の先端側に形成されたロータ固定用孔２３ｓに圧入固定されている。センサ部３２ｃは、検出されたロータ位置信号を、機関運転状態を検出する図外のコントロールユニットに出力する。

（波動歯車型減速機の構成）
波動歯車型減速機２１は、ハーモニックドライブ（登録商標）型であって、各構成部品がカバー２８によって閉塞されたハウジング２０の開口溝部２０ａ内に収容されている。波動歯車型減速機２１は、第２制御軸１１の固定用フランジ２４にボルト固定され、内周に複数の内歯２７ａが形成された円環状の第１サーキュラスプライン２７と、第１サーキュラスプライン２７の内径側に配置され、撓み変形可能であって外周面に内歯２７ａと噛合する外歯３６ａを有するフレックススプライン３６と、楕円形上に形成され外周面がフレックススプライン３６の内周面に沿って摺動する波動発生器であるウェーブジェネレータ３７と、フレックススプライン３６の外径側に配置され、内周面に外歯３６ａと噛合する内歯３８ａが形成された第２サーキュラスプライン３８と、を有する。

第１サーキュラスプライン２７の外周側には、円周方向等間隔位置に各ボルト２５のナット部となる雄ねじ穴２７ｂが形成されている。フレックススプライン３６は、金属材料によって形成され、撓み変形可能な薄肉円筒状部材である。フレックススプライン３６の外歯３６ａの歯数は、第１サーキュラスプライン２７の内歯２７ａの歯数と同数となっている。

ウェーブジェネレータ３７は、楕円形状の本体部３７１と、本体部３７１の外周とフレックススプライン３６の内周との間の相対回転を許容するボールベアリング３７２と、を有する。本体部３７１の中央には、貫通孔３７ａが形成されている。貫通孔３７ａの内周にはセレーションが形成され、モータ駆動軸４８の他端部４８ｂ外周に形成されたセレーションとセレーション結合する。尚、キー溝による結合やスプライン結合であってもよく、特に限定しない。本体部３７１の駆動モータ側側面３７１ａには、貫通孔３７ａの外周を取り囲むように駆動モータ側に延設された円筒状部３７１ｂを有する。この円筒状部３７１ｂの断面形状は真円形状であり、円筒状部３７１ｂ外周の直径は、本体部３７１の短径よりも小径とされている（図７、図１０参照）。

第２サーキュラスプライン３８の外周には、カバー２８と締結するためのフランジ３８ｂが形成されている。フランジ３８ｂには、６つのボルト挿通孔３８ｃが貫通形成されている。第２サーキュラスプライン３８とカバー２８との間に第２スラストプレート４２を介装し、ボルト４１をボルト挿通孔３８ｃに挿入して第２サーキュラスプライン３８及び第２スラストプレート４２をカバー２８に締結固定する。第２スラストプレート４２は、フレックススプライン３６と同等もしくはそれ以上の耐摩耗性を有する鉄系金属材料から形成されている。これにより、フレックススプライン３６に生じるスラスト力からカバー２８の摩耗を防ぐと共に、後述するボールベアリング３００の軸方向位置を規制する。詳細については後述する。第２サーキュラスプライン３８の内歯３８ａの歯数は、フレックススプライン３６の外歯３６ａの歯数より２歯だけ多い。よって、第１サーキュラスプライン２７の内歯２７ａの歯数よりも、第２サーキュラスプライン３８の内歯３８ａの歯数が２歯だけ多い。波動歯車型減速機構にあっては、この歯数の差によって減速比が決定されるため、極めて大きな減速比が得られる。

（回転体の支持構造について）
図７は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのハウジングとカバーとの結合部における拡大断面図である。カバー２８の波動歯車型減速機２１側の端面２８１には、ボルト４１が螺合する雌ねじ部２８ｃと、第２スラストプレート４２の厚みと略同じ深さであって第２スラストプレート４２を収装するプレート収容部２８１ａと、プレート収容部２８１ａから駆動モータ２２側に屈曲形成された有底円筒状の段差部であるベアリング収容部２８１ｂと、ベアリング収容部２８１ｂの底面２８１ｃの内径位置において軸方向ウェーブジェネレータ側に立設された円筒状のシール収容部２８１ｄと、を有する。上述のモータ軸貫通孔２８ａは、シール収容部２８１ｄよりも更に内径側に形成されている。

ベアリング収容部２８１ｂには、開放型のボールベアリング３００が収容されている。ボールベアリング３００は、スラスト方向の荷重を受け得る四点接触型の転がり軸受であり、外輪３０１と、内輪３０２と、外輪３０１と内輪３０２との間に配置されたボール３０３とを有する。ボールベアリング３００の軸方向の厚みは、ベアリング収容部２８１ｂの軸方向深さと略同一である。また、ボールベアリング３００の外径は、ボールベアリング５２の外径よりも大径とされ、ベアリング容量を十分に確保している。外輪３０１は、ベアリング収容部２８１ｂに収容されている。外輪３０１の波動歯車型減速機２１側の端面は、第２スラストプレート４２と当接し、外輪３０１の駆動モータ２２側の端面は、底面２８１ｃと当接する。これにより、外輪３０１をボールベアリング３００の軸方向であって、波動歯車型減速機２１側及び駆動モータ２２側の両方向に対する位置を規制する。また、ベアリング収容部２８１ｂがウェーブジェネレータ３７の駆動モータ２２側に設けられている。すなわち、ボールベアリング３００をより駆動モータ２２に近い位置で支持することで、モータ駆動軸４８の変形を抑制し、第２制御軸１１側への軸方向寸法の増大を抑制している。

外輪３０１の外径は、第１及び第２サーキュラスプライン２７，３８の内径よりも大径とされている。よって、ボールベアリング３００の軸方向及び径方向の荷重許容量を確保できる。また、外輪３０１の内径は、フレックススプライン３６の内径よりも小径とされている。よって、外輪３０１と波動歯車型減速機２１との間に介在される第２スラストプレート４２が外輪３０１の波動歯車型減速機２１側の端面を覆う領域を拡大でき、第２スラストプレート４２の耐久性を向上できる。

内輪３０２の内周には、ウェーブジェネレータ３７の本体部３７１から延設された円筒状部３７１ｂの外周側に固定（圧入）されている。ここでの固定とは、圧入に限定されるものではなく、例えば段差及びスナップリングで軸方向位置規制されるものも含まれる。これにより、モータ駆動軸４８は、モータケーシング４５との間に設けられたボールベアリング５２により支持されると共に、本体部３７１及び円筒状部３７１ｂを介してボールベアリング３００によっても支持される。よって、モータ駆動軸４８を両持ち支持することが可能となり、駆動モータ２２の作動安定性を確保できる。また、仮に本体部３７１とモータ駆動軸４８とを別々にベアリングで支持する場合、それぞれのベアリングの中心位置を精度よく合わせる必要があり、製造コストが懸念される。特に、それぞれのベアリングが複数の分割部材に亘って設けられる場合、特に位置精度が問題となる。これに対し、カバー２８側でのみ波動歯車型減速機２１を支持したため、組み付け性が良好となり、また、製造容易性を向上できる。

ここで、波動歯車型減速機２１の作動時における作用に基づいて、上記構成の効果を説明する。駆動モータ２２から回転駆動力が入力されると、ウェーブジェネレータ３７の本体部３７１が回転する。このとき、フレックススプライン３６は撓み変形しつつ第２サーキュラスプライン３８と部分的に噛合い、減速された回転を第１サーキュラスプライン２７及び第２制御軸１１に出力する。このように、フレックススプライン３６に撓み変形が生じると、内歯２７a，３８aや外歯３６aが平歯であっても伝達トルクの分力が軸方向に発生するため、ウェーブジェネレータ３７にスラスト力が発生する。また、フレックススプライン３６はトルク伝達に際し捩れが発生し、この捩れによってもウェーブジェネレータ３７にスラスト力が発生する。一方、内燃機関側からのトルクによって第２制御軸１１から回転トルクが入力されると、やはりフレックススプライン３６に撓み変形や捩れ変形が生じ、ウェーブジェネレータ３７には、モータ駆動軸４８側からトルクが入力されたときに生じるスラスト力と反対方向のスラスト力が発生する。このスラスト力を例えばフレックススプライン３６の端面とスラストプレート２６との間や、フレックススプライン３６と第２スラストプレート４２との間のみで受けてしまうと、フレックススプライン３６の耐久性の悪化や、スラストプレート２６及び第２スラストプレート４２の耐久性の悪化を招くおそれがある。

また、発生するスラスト力は、入力されるトルクの大きさと比例関係にある。例えば、ウェーブジェネレータ３７の両端に支持ベアリングを配置し、その両端の支持ベアリングで夫々の方向に作用するスラスト力を受けることで、上記各スラストプレートやフレックススプライン３６の耐久性向上を図ることが考えられる。しかしながら、内燃機関の主運動系から伝達される負荷トルクが大きくなると、支持ベアリングの信頼性を向上する必要がある。そうすると、支持ベアリングのサイズアップによってベアリング容量を確保する必要があり、軸方向にスペースを確保する必要から装置全体の大型化を招き、また複数のベアリングの容量アップに伴うコストアップを招く。

そこで、実施例１では、本体部３７１を直接支持するボールベアリング３００を配置した。更に、ボールベアリング３００をカバー２８側に配置すると共に、カバー２８と第２スラストプレート４２とで軸方向位置を規制した。これにより、ウェーブジェネレータ３７の両側にベアリング等を配置する場合に比べて、部品点数を抑制しつつ、軸方向の短縮化を図ることができる。また、ボールベアリング３００を介してモータ駆動軸４８や本体部３７１の軸方向の位置を規制することで、ウェーブジェネレータ３７にスラスト力が作用したとしても安定した保持を達成できる。また、ボールベアリング３００でスラスト力を受け止めるため、フレックススプライン３６から第２スラストプレート４２へ作用する力を抑制でき、フレックススプライン３６及び第２スラストプレート４２の耐久性の悪化を防止できる。

また、ボールベアリング３００を潤滑室である減速機収容室内に配置した。仮に、乾燥室であるモータ収容室内にベアリングを配置する場合、潤滑を確保するために潤滑油封入タイプの高価なベアリングを採用する必要がある。これに対し、潤滑室内であれば、潤滑油が供給されるため、開放型のボールベアリングを採用することができ、コストを削減できる。

（シール部の構成）
円筒状部３７１ｂの内径側には、円筒状部３７１ｂの内周面よりも小径のシール収容部２８１ｄを有する。シール収容部２８１ｄの内周と、モータ駆動軸４８の外周との間には、波動歯車型減速機２１を収容する開口溝部２０ａと駆動モータ２２との間を液密にシールするシール部材３１０が設けられている。シール収容部２８１ｄは、円筒状部３７１ｂの内径側において立設する。言い換えると、シール収容部２８１ｄは、円筒状部３７１ｂ及びボールベアリング３００と径方向から見て重なるように形成されている。よって、軸方向寸法の増大を抑制できる。

また、シール部材３１０によって、駆動モータ２２を収容するモータ収容室である乾燥室と、第２制御軸１１や波動歯車型減速機２１を収容する減速機収容室である潤滑室とに分割される。このとき、乾燥室側にボールベアリング５２を一つ設け、潤滑室側にボールベアリング３００を設けたため、潤滑室側のボールベアリング３００は、外部からの潤滑が可能である。よって、ボールベアリング３００として開放型のボールベアリングが採用でき、低コスト化を図ることができる。尚、乾燥室側のボールベアリング５２は例えば潤滑油封入式ベアリング等を採用することで、特段の潤滑機構を備えることなく、耐久性を確保すればよい。

［実施例１の効果］
以下、実施例１に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータが奏する効果を列挙する。
（１）一端部が内燃機関のリンク機構に連結された第２制御リンク１２（制御リンク）と、回転することで第2制御リンク１２の姿勢を変更する第２制御軸１１（制御軸）と、モータケーシング４５に挿通したモータ駆動軸４８及びウェーブジェネレータ３７（出力軸）を回転駆動する駆動モータ２２と、モータ駆動軸４８の回転速度を減速して第２制御軸１１に伝達する波動歯車型減速機２１（減速機）と、第２制御軸１１を回転自在に支持すると共に、波動歯車型減速機２１を収容する減速機収容室を有するハウジング２０と、ハウジング２０に設けられ、減速機収容室へ潤滑油を供給する軸方向油路６４ｂ及び径方向油路６５ａ（潤滑油供給油路）と、モータケーシング４５内に設けられ、モータ駆動軸４８を回転自在に軸支するボールベアリング５２（第１軸受）と、減速機収容室内に設けられ、モータ駆動軸４８及びウェーブジェネレータ３７を回転自在に軸支するボールベアリング３００（第２軸受）と、モータケーシング４５とモータ駆動軸４８との間をシールするシール部材３１０と、を備えたことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
すなわち、ボールベアリング３００を潤滑室である減速機収容室内に配置した。仮に、乾燥室であるモータ収容室内にベアリングを配置する場合、潤滑を確保するために潤滑油封入タイプの高価なベアリングを採用する必要がある。これに対し、潤滑室内であれば、潤滑油が供給されるため、開放型のボールベアリング３００を採用することができ、コストを削減できる。

（２）上記（１）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、波動歯車型減速機２１は、モータ駆動軸４８と連結したウェーブジェネレータ３７（減速機入力部）を有し、ウェーブジェネレータ３７の軸方向駆動モータ側に円筒状部３７１ｂが延設され、ボールベアリング３００は、円筒状部３７１ｂの外周と減速機収容室との間に設けられていることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、モータ駆動軸４８の軸受と、ウェーブジェネレータ３７の軸受とを一つのボールベアリング３００により兼用したため、部品点数を削減できる。
（３）上記（２）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、円筒状部３７１ｂの径方向内側にシール部材３１０が位置していることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、シール部材３１０とボールベアリング３００を径方向から見てオーバーラップして配置でき、軸方向寸法を短縮化できる。
（４）上記（３）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、ボールベアリング３００は、開放型のボールベアリングであることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、波動歯車型減速機２１や第２制御軸１１を潤滑するための潤滑油が摺動部に入りやすく、潤滑性を確保できる。
（５）上記（４）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、ボールベアリング３００は、ボールベアリング５２よりも大径に構成したことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、ベアリング容量を十分に確保できる。
（６）上記（１）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、ボールベアリング３００は、波動歯車型減速機２１の軸方向駆動モータ２２側に設けられていることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、ボールベアリング３００をより駆動モータ２２に近い位置で支持することで、モータ駆動軸４８の変形を抑制しつつ、第２制御軸１１側への軸方向寸法の増大を抑制できる。
（７）上記（１）に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、減速機は、波動歯車型減速機２１であって、第２制御軸１１と一体回転するフレックススプライン３６と、フレックススプライン３６の外周に配置され、内歯を有する第１サーキュラスプライン２７と、モータ駆動軸４８によって回転し、フレックススプライン３６を楕円形に撓ませてフレックススプライン３６の外歯を第２サーキュラスプライン３８の内歯に部分的に噛み合わせると共に、フレックススプライン３６と第２サーキュラスプライン３８との噛合い箇所を回転させるウェーブジェネレータ３７と、を有することを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
よって、非常に大きな減速比を得ることができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図８は実施例２の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。実施例１では、モータ駆動軸４８及びウェーブジェネレータ３７の本体部３７１を、ボールベアリング５２とボールベアリング３００の２つで軸支した。これに対し、実施例２では、更に、ウェーブジェネレータ３７の第２制御軸１１側にボールベアリング４００を設けた点が異なる。具体的には、本体部３７１の端面から延設された筒状部３７１ｃを設け、第２制御軸１１の固定用フランジ２４端面に円環状の段差部２４ｂを設け、筒状部３７１ｃ及び段差部２４ｂによりボールベアリング４００を保持している。これにより、モータ駆動軸４８やウェーブジェネレータ３７をより安定的に保持できる。また、ウェーブジェネレータ３７の第２制御軸１１側に向けたスラスト力が発生した際、ボールベアリング４００によりスラスト力を受けることで、ボールベアリング３００や第２スラストプレート４２の負担を軽減し、耐久性の向上を図ることができる。また、減速機収容室となる潤滑室内にボールベアリング４００を追加するため、開放型のボールベアリングを採用でき、コストアップを抑制できる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図９は実施例３の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。実施例１では、モータ駆動軸４８及びウェーブジェネレータ３７の本体部３７１を、ボールベアリング５２とボールベアリング３００の２つで軸支した。これに対し、実施例２では、更に、ベアリング収容部２８１ｂの底面２８１ｃから、駆動モータ２２側のモータ収容室側に向けて立設された円筒状のベアリング収容部２８１ｅと、ベアリング収容部２８１ｅとモータ駆動軸４８との間に配置されたボールベアリング５００を有する。
実施例３のように、モータ駆動軸４８を３カ所で軸支する必要がある場合においても、軸支の１つであるボールベアリング３００を潤滑室内に配置できることから、コストアップを抑制できる。また、このように、モータ駆動軸４８をモータ収容室内の２か所において軸支することで、モータ駆動軸４８やウェーブジェネレータ３７をより安定的に保持できる。また、ベアリング収容部２８１ｅの底面２８１ｆとボールベアリング５００の端面とを当接することで、軸方向波動歯車型減速機２１側へのスラスト力に伴う移動を規制することができ、ボールベアリング３００や第２スラストプレート４２の負担を軽減し、耐久性の向上を図ることができる。

〔他の実施例〕
以上、各実施例に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を採用しても構わない。例え、実施例１では、円筒状部３７１ｂの外周にボールベアリング３００の内輪３０２を圧入固定した。これに対し、外輪３０１をハウジング２０に圧入固定してもよい。これにより、例えば、カバー２８，モータケーシング４５及びボールベアリング３００をモジュール化できるため、波動歯車型減速機２１を容易に組み付けられる。

また、各実施例では、内燃機関の圧縮比を可変とする機構に本内燃機関用リンク機構のアクチュエータを採用したが、吸気バルブや排気バルブの作動タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構のリンク機構に本アクチュエータを採用してもよい。また、ベアリングとして開放型のボールベアリングを採用した例を示したが、開放型のボールベアリングに限らず、樹脂バンド付きのベアリングでもよいし、グリス封入式やローラベアリング等を採用してもよい。
また、モータ駆動軸４８と本体部３７１とをセレーション結合した例を示したが、ボルトとナットによって締結してもよい。

１ ピストン
３ アッパリンク
４ クランクシャフト
４ａ クランクピン
５ ロアリンク
７ 制御リンク
９ 連結機構
１０ 第１制御軸
１１ 第２制御軸
１２ 第２制御リンク
１３ アームリンク
２０ ハウジング
２０ａ 開口溝部
２１ 波動歯車型減速機
２２ 駆動モータ
２３ 軸部本体
２３ａ 第１ジャーナル部
２３ｃ 第２ジャーナル部
２３ｄ 第１段差部
２３ｅ 第２段差部
２４ｂ 段差部
２６ スラストプレート
２７ 第１サーキュラスプライン
２７ａ 内歯
２８ カバー
２８ａ モータ軸貫通孔
２９ 収容室
３０ 支持孔
３０ａ 軸受孔
３０ｂ 減速機側貫通孔
３０ｃ 段差孔縁部
３１ 保持孔
３２ 角度センサ
３６ フレックススプライン
３６ａ 外歯
３７ ウェーブジェネレータ
３８ 第２サーキュラスプライン
３８ａ 内歯
３８ｂ フランジ
３８ｃ ボルト挿通孔
４１ ボルト
４２ 第２スラストプレート
４３ ボルト
４４ａ 供給用パイプ
４４ｂ 排出用パイプ
４５ モータケーシング
４８ モータ駆動軸
４８ａ 一端部
４８ｂ 他端部
５２ ベアリング
２８１ 端面
２８１ａ プレート収容部
２８１ｂ ベアリング収容部
２８１ｃ 底面
２８１ｄ シール収容部
２８１ｅ ベアリング収容部
２８１ｆ 底面
３００ ボールベアリング
３０１ 外輪
３０２ 内輪
３０３ ボール
３１０ シール部材
３７１ 本体部
３７１ａ 駆動モータ側側面
３７１ｂ 円筒状部
３７１ｃ 筒状部
３７２ ボールベアリング
４００ ボールベアリング
５００ ボールベアリング

Claims (7)

1. 一端部が内燃機関のリンク機構に連結された制御リンクと、
   回転することで前記制御リンクの姿勢を変更する制御軸と、
   モータケーシングに挿通した出力軸を回転駆動する駆動モータと、
   前記出力軸の回転速度を減速して前記制御軸に伝達する減速機と、
   前記制御軸を回転自在に支持すると共に、前記減速機を収容する減速機収容室を有するハウジングと、
   該ハウジングに設けられ、前記減速機収容室へ潤滑油を供給する潤滑油供給油路と、
   前記モータケーシング内に設けられ、前記出力軸を回転自在に軸支する第１軸受と、
   前記減速機収容室内に設けられ、前記出力軸を回転自在に軸支する第２軸受と、
   前記モータケーシングと前記出力軸との間をシールするシール部材と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
2. 請求項１に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記減速機は、前記出力軸と連結した減速機入力部を有し、
   該減速機入力部の軸方向駆動モータ側に円筒状部が延設され、
   前記第２軸受は、前記円筒状部の外周と前記減速機収容室との間に設けられていることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
3. 請求項２に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記円筒状部の径方向内側に前記シール部材が位置していることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
4. 請求項３に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記第２軸受は、開放型のボールベアリングであることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
5. 請求項４に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記第２軸受は、前記第１軸受よりも大径に構成したことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
6. 請求項１に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記第２軸受は、前記減速機の軸方向前記駆動モータ側に設けられていることを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
7. 請求項１に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
   前記減速機は、波動歯車型減速機であって、
   前記制御軸と一体回転するフレックススプラインと、
   該フレックススプラインの外周に配置され、内歯を有するサーキュラスプラインと、
   前記駆動モータの出力軸によって回転し、前記フレックススプラインを楕円形に撓ませて前記フレックススプラインの外歯を前記サーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせると共に、前記フレックススプラインと前記サーキュラスプラインとの噛合い箇所を回転させるウェーブジェネレータと、
   を有することを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。

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