JP5117139B2 - 可変動弁装置のアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブリフト量や作動角等を機関駆動状態に応じて可変制御する可変動弁装置などに用いられるアクチュエータに関する。

従来の内燃機関の可変動弁装置に用いられるアクチュエータとしては、種々提供されており、その１つとして例えば以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

概略を説明すれば、この可変動弁装置は、クランクシャフトから回転駆動力が伝達される駆動軸と、該駆動軸の外周に固定された駆動カムと、揺動することにより一気筒あたり２つの吸気弁を開閉作動させる揺動カムと、該揺動カムと前記駆動カムとの間に介装され、該駆動カムの回転駆動力を揺動運動に変換して前記揺動カムに伝達するロッカアームなどからなる伝達機構と、前記ロッカアーム中央に有する支持孔内に挿通配置された偏心制御カム及び該偏心制御カムを回転制御する制御軸からなる制御機構と、前記制御軸を機関の運転状態に応じて回転制御するアクチュエータと、を備えている。

前記アクチュエータは、シリンダヘッドの後端部に取り付けられ、内部に潤滑油が貯留されたハウジングと、該ハウジング内において両端部がそれぞれ通常のボールベアリングによって回転自在に支持されて、電動モータによって正逆回転されるボール螺子軸と、該ボール螺子軸の外周面に形成された雄ねじ部に内周の雌ねじが螺合して軸方向へ移動可能なボールナットと、二股状の一端部が前記ボールナットの両側部にピンを介して揺動自在に連係されたリンク部材と、基端部が前記制御軸の一端部に固定される一方、突出端が前記リンク部材の他端部に回転自在に連係された連結アームと、を備えている。

かかる構成から、前記電動モータの正逆回転駆動に伴って前記ボール螺子軸が正逆回転して前記ボールナットが軸方向へ移動することにより、前記リンク部材を介して前記制御軸の回転位置が制御される。これによって、前記偏心制御カムが前記ロッカアームの揺動支点を変化させることとなり、かかる揺動支点の変化に基づき前記吸気弁のバルブリフト特性を変化させるようになっている。
特開２００５−１８００３５号公報

しかしながら、前記従来のアクチュエータにあっては、シリンダヘッドの後端部に突出するように、つまり該シリンダヘッドの後端部からオーバーハングした状態で取り付けられていることから、電動モータにシリンダヘッドの振動が増幅されて伝達されてしまう。このため、電動モータ内のコイルに悪影響を与え、場合によっては断線やショートなどの不具合が生じてしまうおそれがあった。

本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、シリンダヘッドの端部から突出した状態で取り付けられても、電動モータのコイルの破損等を防止し得る可変動弁装置のアクチュエータを提供するものである。

本発明は、シリンダヘッドの端部に外方へ突出するように固設され、機関運転状態に応じて電動モータの駆動力に基づき減速機構を介して制御部材を駆動することにより、機関弁の作動特性を変更するアクチュエータであって、前記減速機構を収容するハウジングと、該ハウジングに取り付けられ、内部に前記電動モータの回転駆動要素を収容するモータヨーク及び該モータヨークと前記ハウジングとの間に介装される取付ブラケットを有するモータケーシングと、を備え、前記ハウジングの端面と前記取付ブラケットの取付面との間に、金属材料からなる板部材の両端面に弾性体を固定してなる弾性部材を挟持すると共に、前記モータヨークの取付面と前記取付ブラケットの取付面との間にも、金属材料からなる板部材の両端面に弾性体を固定してなる第２の弾性部材を挟持することによって構成されることを特徴としている。

この発明によれば、減速機構のハウジングと電動モータのモータケーシングの間に弾性部材を介装したことから、該弾性部材の弾性によってハウジングを介して伝達されるシリンダヘッドの振動を減衰させることが可能となる。これにより、本アクチュエータがシリンダヘッドの端部に外方へ突出するように設けられる場合でも、シリンダヘッドから発振された振動は弾性部材を介して減衰されてモータケーシングへと伝達されることとなり、前記シリンダヘッドの振動による電動モータの故障を防止することができる。

以下、本発明に係るアクチュエータを内燃機関の可変動弁装置に適用した実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、この実施の形態では、図７に示すように、可変動弁装置をＶ型６気筒内燃機関の吸気側に適用したものであって、左右バンク（ＲＨバンク、ＬＨバンク）のシリンダヘッド１，１にそれぞれ設けられている。

便宜上、右バンク側の可変動弁装置について説明すれば、図８〜図１０に示すように、図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、バルブスプリング３，３によって閉方向に付勢された一対の吸気弁２，２と、該各吸気弁２，２のバルブリフト量を可変制御する可変機構４と、該可変機構４の作動位置を制御する制御機構５と、該制御機構５を回転駆動するアクチュエータ６と、を備えている。

前記可変機構４は、シリンダヘッド１の上部に有する軸受１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、該駆動軸１３に圧入等により固設された駆動カム１５と、駆動軸１３の外周面に揺動自在に支持されて、各吸気弁２，２の上端部に配設されたバルブリフター１６，１６の上面に摺接して各吸気弁２，２を開作動させる２つの揺動カム１７，１７と、前記駆動カム１５と揺動カム１７，１７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動運動に変換して揺動カム１７，１７に揺動力として伝達する伝達手段と、を備えている。

前記駆動軸１３は、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや、該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトから回転駆動力が伝達されており、この回転方向は図１２中、時計方向（矢印方向）に設定されている。

前記軸受１４は、図１３Ａに示すように、シリンダヘッド１の上端部に設けられて駆動軸１３の上部を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部に設けられて、後述する制御軸３２を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方から共締め固定されている。

前記駆動カム１５は、ほぼリング状を呈し、円環状のカム本体と、該カム本体の外端面に一体に設けられた筒状部と、からなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔が貫通形成されていると共に、カム本体の軸心Ｙが駆動軸１３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしている。

前記両揺動カム１７は、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円環状のカムシャフト２０の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト２０が駆動軸１３に回転自在に支持されている。また、先端部のカムノーズ部２１側にピン孔が貫通形成されていると共に、下面には各バルブリフター１６に摺接するカム面２２がそれぞれ形成されている。このカム面２２は、カムシャフト２０側の基円面と、該基円面からカムノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部２１の先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されており、該基円面とランプ面及びリフト面が揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフター１６の上面の所定位置に当接するようになっている。

前記伝達手段は、駆動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、該ロッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７とを連係するリンクロッド２５と、を備えている。

前記ロッカアーム２３は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カム３３に回転自在に支持されている。また、筒状基部の外端部に突設された前記一端部２３ａには、ピン２６が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、基部の内端部に突設された前記他端部２３ｂには、リンクロッド２５の一端部と連結するピン２７が嵌入するピン孔が形成されている。

前記リンクアーム２４は、比較的大径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体が回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されている一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。

前記リンクロッド２５は、ロッカアーム２３側が凹状のほぼく字形状に形成され、両端部２５ａ，２５ｂには前記ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７のカムノーズ部２１の各ピン孔に挿入した各ピン２７，２８の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔が貫通形成されている。

なお、前記各ピン２６，２７，２８の一端部には、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移動を規制するスナップリングがそれぞれ設けられている。

前記制御機構１９は、駆動軸１３の上方位置に同じ軸受１４に回転自在に支持された制御軸３２と、該制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム２３の揺動支点となる制御カム３３と、を備えている。

前記制御軸３２は、駆動軸１３と並行に機関前後方向に配設されていると共に、所定位置のジャーナル部が前記軸受１４のメインブラケット１４ａとサブブラケット１４ｂとの間に回転自在に軸受されている。

前記制御カム３３は、円筒状を呈し、軸心Ｐ２位置が制御軸３２の軸心Ｐ１から所定分だけ偏倚している。

前記各アクチュエータ６，６は、図１〜図１２に示すように構成されており、それぞれのシリンダヘッド１，１に対する配置は、図１１に示すように、右バンク（ＲＨバンク）側が水平線Ｑとほぼ平行に取り付け配置されているのに対し、左バンク（ＬＨバンク）側が水平線Ｑから所定の傾斜角度θをもって取り付けられている。

まず、右バンク側のアクチュエータ６について説明すれば、図６〜図８に示すように、シリンダヘッド１の後端部に取り付けられたハウジング３５と、該ハウジング３５内部に収容され、前記制御軸３２に連係された減速機構であるボール螺子機構３６と、前記ハウジング３５の一端部に固定され、前記ボール螺子機構３６を介して前記制御軸３２に回転駆動力を付与する電動モータ３７と、から構成されている。

前記ハウジング３５は、アルミ合金材料などによって一体に形成され、内部に前記制御軸３２の軸方向とほぼ直角方向に沿って配置されて、ボール螺子機構３６が収容配置される細長い収容室３５ａと、該収容室３５ａの上端部中央に上方へ突出して、内部に前記制御軸３２の一端部３２ａが臨む膨出室３５ｂが形成されている。

さらに、前記収容室３５ａは、軸方向の一端部に円形状の開口部３５ｃが形成されていると共に、他端部側が端壁３５ｄによって閉塞されている。一方、前記膨出室３５ｂは、シリンダヘッド１側の開口端がこのシリンダヘッド１の内部に連通している。

前記ボール螺子機構３６は、前記ハウジング３５の収容室３５ａ内に前記電動モータ３７の駆動シャフト５７と同軸上に配置された出力軸であるボール螺子軸４０と、該ボール螺子軸４０の外周に螺合する移動ナットであるボールナット４１と、前記膨出室３５ｂ内で前記制御軸３２の一端部３２ａに軸方向から連結された連係アーム４２と、該連係アーム４２と前記ボールナット４１を連係するリンク部材４３と、から主として構成されていると共に、この連係アーム４２とリンク部材４３によってリンク機構が構成されている。

前記ボール螺子軸４０は、両端部を除いた外周面全体に所定幅のねじ部であるボール循環溝４４が螺旋状に連続して形成されていると共に、前記収容室３５ａの一端開口部３５ｃと他端部の小径部内にそれぞれ臨んだ両端部４０ａ，４０ｂが第１、第２ボールベアリング４５，４６によって回転自在に軸受けされている。

前記電動モータ３７側の第１ボールベアリング４５は、１列のボール溝に複数のボールが転動自在に設けられて、アウターレースの外周面が一端開口部３５ｃの内側に圧入固定されていると共に、ベアリングキャップ４７によって軸方向に位置決め固定されている。

つまり、このベアリングキャップ４７は、ほぼ円筒状に形成されていると共に、電動モータ３７側の後端部外周面に前記開口部３５ｃの内周面に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が形成されて、前記雌ねじ部にねじ込まれつつ前端縁で前記第１ボールベアリング４５の比較的肉厚なアウターレース４５ａの一側面を押圧して対向する段差面との間で第１ボールベアリング４５を軸方向へ位置決め固定するようになっている。

一方、先端側の第２ボールベアリング４６は、前記第１ボールベアリング４５とほぼ同じ構造であって、１列のボール溝に複数のボールが転動自在に設けられ、アウターレースの外周面が他端壁３５ｄの小径部内に圧入固定されている。

さらに、ボール螺子軸４０は、一端部４０ａの先端の六角軸と電動モータ３７の駆動シャフト５７の先端部が円筒状の連結部材４８によって同軸上において軸方向移動可能に、かつ、相互に屈折変位不能に結合され、かかる結合によって電動モータ３７の回転駆動力を前記ボール螺子軸４０に伝達すると共に、ボール螺子軸４０の軸方向の僅かな移動を許容している。

前記ボールナット４１は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝４４と共同して複数のボール４９を転動自在に保持するガイド溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、複数のボール４９の循環列をボールナット４１の軸方向の前後二箇所に設定された２つのディフレクタが設けられている。つまり、このディフレクタは、前記ボール循環溝４４とガイド溝の間を転動する前記複数のボール４９を同一溝内に循環させるべく同循環列内に再び戻すようにボール４９を案内するものであって、この循環列を軸方向の前後二箇所に設けたものである。

前記ボールナット４１は、前記各ボール４９を介してボール螺子軸４０の回転運動をボールナット４１の直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。また、このボールナット４１は、軸方向ほぼ中央位置に前記リンク部材４３の一端部が枢支ピン５０によって回転自在に連結されている。

前記連係アーム４２は、ほぼ異形状に形成され、ほぼ菱形の基部が制御軸３２の一端部３２ａに軸方向から一体的に固定されていると共に、前記基部の一端側に突設された突部に前記リンク部材４３の他端部が枢支ピン５１によって回転自在に連結されている。そして、前記連係アーム４２の突部に、前記リンク部材４３の他端部が前記枢支ピン５１を介して回転自在に連結されている。

なお、前記両枢支ピン５０，５１は、その両外側端部にかしめ加工が施され、これによって前記リンク部材４３の両端部がボールナット４１及び連係アーム４２にそれぞれ連結されている。

このようにして、前記リンク部材４３は、前記ボールナット４１の移動に伴い前記各ピン５０，５１を介して傾動可能になっており、完全に傾倒した姿勢では、内側の空間部が前記ボール螺子軸４０の上端部に嵌入し、該ボール螺子軸４０の軸線とほぼ平行となるまで傾倒可能になっている。

また、前記ボールナット４１の軸方向一端部に設けられたスプリングリテーナ５２と第２ボールベアリング４６側に有する保持溝底面との間には、前記ボールナット４１を電動モータ３７方向へ付勢するコイルスプリング５３が弾装されている。

前記電動モータ３７は、いわゆる比例型のＤＣモータによって構成され、図１に示すように、ほぼ有底円筒状に形成されて内部に後述するアーマチュア５８や永久磁石６２などからなる回転駆動要素を収容するモータヨーク５４並びに該モータヨーク５４をハウジング３５に取り付けるための取付ブラケット５５からなるモータケーシング５６と、該モータケーシング５６の内部中央にその軸線に沿って収容配置された駆動シャフト５７と、該駆動シャフト５７の外周部に相対回転不能に外嵌固定されたほぼ円筒状のアーマチュア５８と、該アーマチュア５８の外周部にそれぞれ巻回された複数のコイル５９と、前記駆動シャフト５７の先端側外周に外嵌され、前記各コイル５９の両端が接続される整流子６０と、図外の電源に接続され、前記整流子６０を介して各コイル５９に電力を供給する一対のブラシ６１，６１と、前記アーマチュア５８の外周側に前記駆動シャフト５７を挟んで径方向に対向配置され、互いに対極の磁極を有する一対の永久磁石６２，６２と、を備えている。

前記モータケーシング５６のモータヨーク５４は、プレス成形してなり、内部軸方向に沿ってほぼ円筒状の収容空間５４ａを有し、該収容空間５４ａの軸方向一端部には円形状の開口部５４ｂが形成されている。そして、このモータヨーク５４の一端開口部５４ｂの周縁には、該モータヨーク５４の周壁と連続するほぼ矩形状のフランジ部５４ｃが折曲形成されている。一方、前記収容空間５４ａの他端部側は端壁５４ｄによって閉塞され、該端壁５４ｄには軸方向に沿って内側から外側へ突出する突出部が形成されていると共に、該突出部の内周には、後述する第３ボールベアリング７３が嵌着保持される凹状の軸受保持部６３が形成されている。

前記フランジ部５４ｃには、その四隅に、モータヨーク５４と取付ブラケット５５とを結合するためのボルト７０が挿通するボルト挿通孔５４ｅがそれぞれ軸方向に沿って貫通形成されていると共に、該フランジ部５４ｃの前記取付ブラケット５５との対向端面には、平坦状の取付面５４ｆが形成されている。

前記取付ブラケット５５は、異形筒状に形成され、軸方向一端部には前記ハウジング３５の一端開口部３５ｃの内径とほぼ同じ外径に設定され、該一端開口部３５ｃ内に圧入される段差縮径状のハウジング側嵌合突部５５ａが形成されている一方、他端部にも前記モータヨーク５４の一端開口部５４ｂ内に嵌挿される段差縮径状のヨーク側嵌合突部５５ｂが突出形成されている。

そして、かかる両嵌合突部５５ａ，５５ｂの間には、モータヨーク５４のフランジ部５４ｃとほぼ同じ外形状に形成された大径部５５ｃが設けられており、該大径部５５ｃの両端面には、いずれも平坦状をなすハウジング側取付面５５ｄ及びヨーク側取付面５５ｅがそれぞれ形成されていると共に、前記ヨーク側取付面５５ｅには、前記モータヨーク５４の各ボルト挿通孔５４ｅに対応する位置に、前記各ボルト７０が螺着する四つのねじ穴５５ｆが形成されている。

前記ハウジング側嵌合突部５５ａの外周面には、周方向に沿ってシール溝５５ｇが切欠形成されており、該シール溝５５ｇ内にはハウジング３５の一端開口部３５ｃの内周面に圧接するシール部材７１が嵌着されている。これにより、ハウジング３５の収容室３５ａ内を循環する潤滑油の液密性が確保されている。

また、前記取付ブラケット５５の内周には、軸方向中間位置よりも前記ハウジング側嵌合突部５５ａ側に若干偏倚した位置に段差縮径状の縮径部が形成されており、該縮径部のハウジング３５側の開口端部の内周には凹状のシール嵌着部５５ｈが形成されている。このシール嵌着部５５ｈには周知のメカニカルシール７２が嵌着され、このメカニカルシール７２によって取付ブラケット５５の一端開口部側を前記駆動シャフト５７を介してシールして、ハウジング３５内を循環する潤滑油のモータヨーク５４内への流入防止が図られている。一方、前記縮径部のヨーク側の開口端部の内周には、後述する第４ボールベアリング７４が嵌着保持される凹状の軸受保持部６４が形成されている。

さらに、前記取付ブラケット５５の縮径部における前記モータヨーク５４側の端面には、前記各ブラシ６１，６１の先端が前記整流子６０に接触するように、該ブラシ６１，６１がビスによってそれぞれ固定されている。

そして、この取付ブラケット５５の取付面とハウジング３５の一端開口部３５ｃの端面３５ｅとの間には、第１の弾性部材（端面に弾性体を有する板部材）である第１ガスケット６５が挟持状態に介装されている。

この第１ガスケット６５は、図４に示すように、芯金となる金属材料からなるほぼ矩形状の板部材６５ａの両端面にゴム材料によって形成された弾性体であるラバープレート６５ｂ，６５ｂが加硫接着などによって固定されたものである。そして、この第１ガスケット６５には、図２に示すように、その中央位置に前記取付ブラケット５５のハウジング側嵌合突部５５ａが挿通する貫通孔６５ｃが貫通形成されていると共に、四隅には、この第１ガスケット６５を前記ハウジング３５の一端面３５ｅに固定するための図外のボルトが挿通するボルト挿通孔６５ｄが貫通形成されている。

また、前記第１ガスケット６５の外周縁の所定位置には、図２及び図３に示すように、前記板部材６５ａの一部を垂直方向へ折曲形成してなる突起部６５ｅが設けられていて、この突起部６５ｅは、図１に示すように、前記取付ブラケット５５の大径部５５ｃの一端側外周縁においてこれに対応する位置に切欠形成された係止溝５５ｉに係止することにより、第１ガスケット６５をハウジング３５にボルト締結するときの回り止めとして機能するものである。これにより、第１ガスケット６５をハウジング３５に固定する際の組付作業性の向上が図られている。

同じように、前記モータヨーク５４のフランジ部５４ｃの取付面５４ｆと前記取付ブラケット５５のヨーク側取付面５５ｅの間にも、前記第１ガスケット６５とほぼ同じ構成を有する第２の弾性部材である第２ガスケット６６が挟持状態に介装されており、前記モータヨーク５４と取付ブラケット５５と一緒に前記各ボルト７０によって共締め固定されている。

この第２ガスケット６６は、中央位置に形成されて前記取付ブラケット５５のヨーク側嵌合突部５５ｂが挿通する貫通孔６６ａの内径が異なるのみで、その他の部分については前記第１ガスケット６５と同じ構成を有している。なお、この第２ガスケット６６の突起部６６ｅは、前記モータヨーク５４のフランジ部５４ｃの外周面の所定位置に切欠形成された切欠溝５４ｇに係止するようになっている。

また、前記駆動シャフト５７は、後端部が前記モータヨーク５４内の軸受保持部６３に嵌着された第３ボールベアリング７３によって回転自在に支持されている一方、先端部が前記取付ブラケット５５内部の軸受保持部６４に嵌着された第４ボールベアリング７４によって回転自在支持されている。

これら第３、第４ボールベアリング７３，７４は、いずれも同じ構成を有する軸受であるため、便宜上、第３ボールベアリング７３についてのみ説明すると、この第３ボールベアリング７３は、図５に示すように、内部にグリスが封入され、両側面が金属製のシールドによって閉止されたものであり、アウターレース７３ａの外周面には縦断面ほぼ矩形状となる環状溝６７が少なくとも一つ切欠形成されていて、該環状溝６７には周知のＯリング７５が嵌着されている。なお、図５に示す本実施の形態では、アウターレース７３ａの軸方向両端側に二つ環状溝６７が形成してある。

この環状溝６７は、少なくとも一つが軸方向内側、つまりそのベアリングが軸支する側を一端側とすれば他端側の端部近傍となる軸方向の所定位置に設けられている。なお、この環状溝６７は、前述した軸方向内側の端部により接近した位置に設けることが望ましい。

また、前記環状溝６７の溝深さＤは、Ｏリング７５が環状溝６７に嵌着された状態においてＯリング７５の外周側がこの環状溝６７の径方向外側に若干突出するように設けられている。なお、通常は、前記溝深さＤがＯリング７５の線径よりも若干小さくなるように設定されている。換言すれば、この第３ボールベアリング７３を軸受保持部６３に嵌着した状態において、Ｏリング７５の外周側の面が軸受保持部６３の内周面に弾接するようになっている。

上記構成に基づき前記電動モ−タ３７は、図１２に示すように、機関運転状態を検出するコントロールユニット６８からの制御電流に基づいて回転駆動するようになっている。なお、このコントロールユニット６８は、図外のクランク角センサやエアーフローメータ、水温センサ及び駆動軸回転角センサ、並びに制御軸３２の回転位置を検出するポテンショメータ６９などの各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関の運転状態を演算するなどして、電動モータ３７に制御電流を出力している。

なお、左バンク側のアクチュエータ６については、図９、図１０に示すように、前記右バンク側のアクチュエータ６に対して上下反対に配置される点において異なっているが、構造的には右バンク側のアクチュエータ６とほぼ同一になっているため、具体的な説明は省略するものとする。

以下、本実施の形態に係るアクチュエータ６（便宜上、右バンク側のみ）の作動を簡単に説明すれば、まず、例えば、機関のアイドリング運転時を含む低回転運転領域では、コントロールユニット６８から出力された制御電流によって電動モータ３７が回転してこの回転トルクによりボール螺子軸４０が回転する。そうすると、この回転に伴って各ボール４９がボール循環溝４４とガイド溝との間を転動しながらボールナット４１を図６の最大左方向へ直線状に移動させる。これにより、制御軸３２は、リンク部材４３と連係アーム４２とによって時計方向に回転駆動される。

この結果、制御カム３３は、図１３Ａ、Ｂに示すように、軸心Ｐ２が制御軸３２の軸心Ｐ１の回りを同一半径で回転し、肉厚部が駆動軸１３から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム２３の他端部２３ｂとリンクロッド２５の枢支点は駆動軸１３に対して上方向へ移動することになるため、各揺動カム１７は、リンクロッド２５を介してカムノーズ部２１側が強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。

よって、駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量は充分小さくなる。

したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量Ｌ１が図１５に示すように最も小さくなるため、前記各吸気弁２の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。

また、機関高回転領域に移行した場合には、コントロールユニット６８からの制御電流によって電動モータ３７が逆回転して、この回転トルクがボール螺子軸４０に伝達されて回転する。そうすると、この回転に伴ってボールナット４１が各ボール４９を介して図６の右方向へと直線移動する。

この結果、制御軸３２は、制御カム３３を図１３に示す位置から時計方向へ回転させることにより、図１４Ａ、Ｂに示すように軸心Ｐ２を下方向へ回動させる。これにより、ロッカアーム２３は、今度は全体が駆動軸１３方向寄りに移動して他端部２３ｂが揺動カム１７のカムノーズ部２１をリンクロッド２５を介して下方へ押圧することになり、該揺動カム１７全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。

よって、駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａが押し上げられることから、そのバルブリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量Ｌ２は大きくなる。

よって、かかる高回転領域では、各吸気弁２のバルブリフト量Ｌ２が図１５に示すように、最も大きくなり、該各吸気弁２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。

また、前記ボール螺子軸４０の回転力をボール循環溝４４とガイド溝との間で各ボール４９がほぼ転がり接触状態で転動することによってボールナット４１に伝達するようになっていることから、各部間の摩擦抵抗が極めて小さくなり、ボールナット４１の移動が円滑になると共に移動応答性が向上する。この結果、機関運転状態の変化に応じて制御軸３２による前記各吸気弁２のバルブリフト制御応答性も良好になる。

また、前記ボールナット４１は、コイルスプリング６２のばね力によって電動モータ３７側へ付勢されていることから、ガイド溝とボール循環溝４４との間のバックラッシが低減され、ボールナット４１の移動時、特に移動変換時における前記ガイド溝とボール循環溝４４の歯部間の打音の発生が効果的に防止される。

また、とりわけ、この実施の形態では、前記ボール螺子機構３６のハウジング３５と電動モータ３７のモータケーシング３８との間、つまり、前記ハウジング３５の一端面３５ｅと前記取付ブラケット５５のハウジング側取付面５５ｄとの間に前記第１ガスケット６５を介装したことから、本実施の形態のようにアクチュエータ６をシリンダヘッド１の端部に外方へ突出するように配置する場合でも、機関運転中にハウジング３５を介して伝達されるシリンダヘッド１の振動を、第１ガスケット６５のラバープレート６５ｂの弾性によって減衰させることが可能となっている。これにより、前記ハウジング３５を介して伝達されるシリンダヘッド１の振動がモータケーシング３８に伝達され難くなっている。

しかも、前記第１ガスケット６５には、その両端面にラバープレート６５ｂ，６５ｂが設けられていることから、該両ラバープレート６５ｂ，６５ｂの弾性に基づく二重の減衰作用により、前記ハウジング３５を介して伝達されるシリンダヘッド１の振動をより充分に減衰することが可能となっている。

さらに、前記モータケーシング３８にも、前記モータヨーク５４の取付面５４ｆと取付ブラケット５５のヨーク側取付面５５ｅとの間に、前記第１ガスケット６５と同一の構成を有する前記第２ガスケット６６が介装されていることから、第１ガスケット６５により減衰しきれなかった前記シリンダヘッド１の振動を、第２ガスケット６６のラバープレート６６ｂ，６６ｂの弾性によってさらに減衰させることが可能となっている。

しかも、このとき、前記取付ブラケット５５によって直接保持された前記第４ボールベアリング７４のアウターレース７４ａの外周面には、取付ブラケット５５の軸受保持部６４の内周面に弾接する前記Ｏリング７５が嵌着されており、該Ｏリング７５の弾性によっても取付ブラケット５５の振動を減衰させることが可能となっている。これにより、前記ハウジング３５から取付ブラケット５５に伝達された前記シリンダヘッド１の振動が第４ボールベアリング７４を介して駆動シャフト５７に直接伝達されないようになっている。

そして、さらに前記モータヨーク５４に直接保持される第３ボールベアリング７３のアウターレース７３ａの外周面にも前記Ｏリング７５が嵌着されていることから、前記第１ガスケット６５及び第２ガスケット６６の両減衰作用によっても前記シリンダヘッド１からの振動を充分に減衰させることができず、該振動が取付ブラケット５５からモータヨーク５４へと伝達されてしまった場合でも、該モータヨーク５４に伝達された振動は前記第３ボールベアリング７３に嵌着されたＯリング７５の弾性によってさらに減衰させることが可能となっている。換言すれば、前記シリンダヘッド１の振動がモータヨーク５４まで及んでも、該振動は前記Ｏリング７５の減衰作用によっても減衰されることから、第３ボールベアリング７３を介して駆動シャフト５７に伝達される前記シリンダヘッド１の振動を最小限に抑えることができる。

したがって、この実施の形態によれば、ハウジング３５とモータケーシング３８の各対向端面間に介装された第１ガスケット６５の弾性によって前記ハウジング３５を介して伝達される前記シリンダヘッド１の振動を減衰させることが可能となり、アクチュエータ６をシリンダヘッド１の端部に外方へ突出するように配置する場合でも、前記シリンダヘッドの振動による電動モータ３７の故障を防止することができる。

さらに、前記モータヨーク５４の取付面５４ｆと取付ブラケット５５のヨーク側取付面５５ｅの間にも前記第２ガスケット６６を介装したことにより、ハウジング３５を介して伝達される前記シリンダヘッド１の振動を一層減衰させることが可能になり、該シリンダヘッド１の振動による電動モータ３７の故障リスクをより低減することができる。

そして、特に前記第３、第４ボールベアリング７３，７４の各アウターレース７３ａ，７４ａの外周面に各Ｏリング７５，７５をそれぞれ嵌着することにより、モータヨーク５４及び取付ブラケット５５の各軸受保持部６３，６４に内に前記各ボールベアリング７３，７４をそれぞれ弾性保持する構成を採用したことから、前記アーマチュア５８と一体的に構成されて前記コイル５９に密接に連係する駆動シャフト５７に対し、モータヨーク５４や取付ブラケット５５に伝達された前記シリンダヘッド１の振動が前記各ボールベアリング７３，７４を介して直接伝達されるおそれがない。これにより、振動によって最も影響の受けやすく故障の原因となりやすい前記コイル５９の断線やショートをより効果的に防止でき、かかる振動による電動モータ３７の故障リスクのより一層の低減化が図れる。

また、このとき、前記各Ｏリング７５，７５を、第３、第４ボールベアリング７３，７４に対して軸方向内側の端部近傍に設けたことによって、該各Ｏリング７５，７５のシール作用により、前記各ボールベアリング７３，７４のアウターレース７３ａ，７４ａの外周面と前記各軸受保持部６３，６４の内周面との間に形成されるそれぞれの隙間内への粉塵など（コンタミ）の侵入を抑制することが可能となると共に、前記各隙間内におけるコンタミの堆積空間を最小限に抑えることが可能となる。この結果、前記各ボールベアリング７３，７４の軸受機能の適正化や耐久性の向上が図れることは勿論、前記各隙間内にコンタミが堆積することによる前記各Ｏリング７５，７５の減衰（振動吸収）作用の低下を防止することができる。よって、かかる効果は、前記各Ｏリング７５，７５を前記ボールベアリング７３，７４の軸方向内側の端部により近づけて配置することによって、一層有効となる。

本発明は、前記実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記各ガスケット６５，６６のラバープレート６５ｂ，６６ｂは該各ガスケット６５，６６の一端面にのみ設けることも可能であり、この場合には、各ガスケット６５，６６による減衰作用は小さくなるものの、各ガスケット６５，６６の製造コストの低廉化を図ることができる。

また、前記第１、第２ガスケット６５，６６は必ずしも両方設ける必要はなく、前記第１ガスケット６５のみを設けることとしてもよい。つまり、これらのガスケットの数量や厚み（層数）は、前記電動モータ３７に伝達される前記シリンダヘッド１の振動の大きさなどによって適宜設計変更可能である。

さらに、前記実施の形態では、前記第３、第４ボールベアリング７３，７４に対して前記各Ｏリング７５，７５を一つずつ設けることとしたが、各ボールベアリング７３，７４に設ける各Ｏリング７５，７５の数量は、前記シリンダヘッド１の振動の大きさに応じて適宜設計変更可能である。

また、ボール螺子の循環列を形成する例として、ディフレクタを示したが、チューブなどを用いて循環列を形成する方式であってもよい。また、出力軸と移動ナットとは、ボール４９を用いずにボルトとナットの関係のみによって直接噛合させることも可能である。

そして、本発明は、吸気弁側の他に排気弁側あるいは両方の弁側に適用することが可能である。

本発明に係るアクチュエータに用いられる電動モータの半断面図であり、本発明の要部を説明する要部拡大図である。 本発明に係るアクチュエータに用いる電動モータの取付ブラケットと減速機構のハウジングとの間に介装される第１（第２）ガスケットの縦断面図である。 図２のＣ方向からみた矢視図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明に係る右バンク側のアクチュエータの一部縦断面図である。 同アクチュエータのシリンダヘッドに取り付けられる側の側面図である。 図４のＤ−Ｄ線断面図である。 左バンク側のアクチュエータの一部縦断面図である。 同アクチュエータのシリンダヘッドに取り付けられる側の側面図である。 本発明に係るアクチュエータがＶ型内燃機関に取り付けられた状態を示す概略図である。 本発明に係るアクチュエータ装置と可変機構との相関関係を示す斜視図である。 Ａは可変動弁装置における最小リフト制御時の閉弁作用を示す図１２のＡ矢視図、Ｂは同最小リフト制御時の開弁作用を示す図１２のＡ矢視図である。 Ａは可変動弁装置における最大リフト制御時の閉弁作用を示す図１２のＡ矢視図、Ｂは同最大リフト制御時の開弁作用を示す図１２のＡ矢視図である。 本実施の形態の可変動弁装置による各吸気弁のバルブリフト特性図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド
２…吸気弁（機関弁）
６…アクチュエータ
３２…制御軸（制御部材）
３５…ハウジング
３６…ボール螺子機構（減速機構）
３７…電動モータ
３８…モータケーシング
５４…モータヨーク
５５…取付ブラケット
６５…第１ガスケット（弾性部材）
６６…第２ガスケット（第２の弾性部材）
６７…環状溝
７３…第３ボールベアリング（弾性部材）
７４…第４ボールベアリング（第２の弾性部材）
７５…Ｏリング

Claims (8)

1. シリンダヘッドの端部に外方へ突出するように固設され、機関運転状態に応じて電動モータの駆動力に基づき減速機構を介して制御部材を駆動することにより、機関弁の作動特性を変更するアクチュエータであって、
   前記減速機構を収容するハウジングと、
   該ハウジングに取り付けられ、内部に前記電動モータの回転駆動要素を収容するモータヨーク及び該モータヨークと前記ハウジングとの間に介装される取付ブラケットを有するモータケーシングと、を備え、
   前記ハウジングの端面と前記取付ブラケットの取付面との間に、金属材料からなる板部材の両端面に弾性体を固定してなる弾性部材を挟持状態に介装すると共に、前記モータヨークの取付面と前記取付ブラケットの取付面との間にも、金属材料からなる板部材の両端面に弾性体を固定してなる第２の弾性部材を挟持状態に介装したことを特徴とする可変動弁装置のアクチュエータ。
2. 前記電動モータの駆動シャフトを前記モータケーシングの内部に収容配置された複数の軸受によって回転自在に支持すると共に、
   該複数の軸受のうち少なくとも一つの軸受と前記モータケーシングとの間に第３の弾性部材を介装したことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
3. 前記第３の弾性部材を、前記軸受の外周面とモータケーシングの内周面の間に介装し、かつ、前記軸受の外周面において前記回転駆動要素に近接する側の軸方向位置に配設したことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
4. 前記電動モータの駆動シャフトを、前記減速機構に対し屈折変位しないように構成したことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
5. 前記制御部材は、前記電動モータの回転駆動力に基づいて回転駆動することによって機関弁の作動特性を変更する一方、
   前記減速機構は、前記ハウジング内に配設された複数の軸受を介して回転自在に収容され、外周にねじ部が形成された出力軸と、
   該出力軸のねじ山に噛み合って、該出力軸の回転に伴い軸方向へ移動する移動ナットと、
   該移動ナットの直線運動を回転運動に変換し、この回転運動を前記制御部材に伝達するリンク機構と、
   前記出力軸と前記電動モータの駆動シャフトとを連結して、該電動モータの回転駆動力を前記出力軸に伝達する連結部材と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
6. 前記連結部材は、前記出力軸と前記電動モータの駆動シャフトとが相互に屈折変位しないように両者を連結することを特徴とする請求項５に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
7. 前記電動モータの駆動シャフトを、前記モータケーシングの内部に収容配置された複数の軸受によって回転自在に支持すると共に、
   該複数の軸受のうち少なくとも一つの軸受の外周に環状溝を形成して、該環状溝に環状弾性部材を嵌着させたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
8. 前記環状溝を、前記電動モータの回転駆動要素に近接する側の軸方向位置に形成したことを特徴とする請求項７に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

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