JP5907056B2

JP5907056B2 - 駆動装置

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Publication number: JP5907056B2
Application number: JP2012273318A
Authority: JP
Inventors: 高橋　裕也; 裕也高橋; 敏広高原; 鈴木　康義; 康義鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: JP2014122552A

Description

本発明は、動力源の回転運動を制御軸部材の往復直線運動に変換し、制御軸部材の軸方向位置に応じて被制御部の制御量を調整する駆動装置に関する。

従来、動力源の回転運動を駆動カムによって制御軸部材の往復直線運動に変換し、制御軸部材の軸方向位置に応じて被制御部の制御量を調整する駆動装置が知られている。こうした駆動装置は、一般に、「被制御部」である相手方装置に取り付けられ、制御軸部材の往復直線運動が相手方装置の可動部に伝達されるように連結される。
例えば特許文献１に開示されたバルブリフト調整機構では、「被制御部」に相当するバルブリフト調整機構のコントロールシャフトの一端が駆動装置（リフト量調整アクチュエータ）の出力軸に連結されている。

特許第３７９９９４４号公報

従来、駆動装置をバルブリフト調整機構に取り付ける工程では、各部品の寸法ばらつき等を吸収するため、例えば当接させる面同士の間に数枚のシムを挟み込むことによって、駆動装置の出力軸とバルブリフト調整装置との初期位置を調整する必要があった。このシム調整には作業時間がかかり、生産性を低下させる要因となっていた。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動装置を被制御部に取り付ける工程において、初期位置を容易に調整可能な駆動装置を提供することにある。

本発明は、制御軸部材の軸方向位置に応じて被制御部の制御量を調整する駆動装置に係る。この駆動装置は、動力源と、動力源の駆動力によりカム軸部材を中心として回転する駆動カムと、駆動カムの輪郭に接するように被制御部から付勢された接触部と、駆動カムの回転運動に伴いカム軸部材と直交する方向に往復直線運動する支持部材と、支持部材と共に往復直線運動する制御軸部材と、動力源の駆動力を停止したときの駆動カムの回転位置を制御する制御手段とを備えている。

駆動カムは「複数の保持部からなり、動力源の駆動力が停止したとき接触部に接触可能な保持領域」が形成されている。この複数の保持部は、互いに隣接し、回転中心から輪郭までの距離である輪郭径が段階的に変化する。
制御手段は、駆動装置と被制御部との相対位置に応じて、動力源の駆動力を停止したとき接触部に接する保持部を保持領域の中から選択する。
ここで、動力源は、例えばモータ等で構成される。また、接触部は、例えば支持部材に回転可能に支持された円筒状のローラで構成される。さらに、支持部材及び制御軸部材が往復直線移動する方向は、カム軸部材と概ね垂直な方向であって、厳密に直交していなくてもよい。

本発明では、駆動カムの保持領域は、互いに隣接し輪郭径が段階的に変化する複数の保持部からなる。また、制御手段は、動力源の駆動力を停止したとき、接触部に接する保持部を保持領域の中から選択する。
例えば、隣接する複数の保持部の輪郭径の差を、従来のシム調整に用いていたシム１枚の厚さと同等に設定すれば、制御手段が、接触部に接する保持部として１つ隣の保持部を選択する度に、シムを１枚追加又は除去するのと同等の調整機能を有することとなる。
これにより、駆動装置を被制御部に取り付ける工程において、駆動装置と被制御部との相対位置に応じて、初期位置を容易に調整することができる。したがって、従来に比べ、作業時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

さらに、駆動カムに複数の保持領域が形成されることにより、動力源の駆動力を停止したとき、制御軸部材を複数の軸方向位置において多段階に保持することができる。この場合、複数の保持領域間で、対応する保持部同士の輪郭径の差を一定とすることで、制御軸部材の相対ストロークを一定とすることができる。
また、保持部は、正転方向及び逆転方向のいずれにも輪郭径が増加するポケット部によって構成されることが好ましく、ポケット部は、特に平面で構成されることが好ましい。
本発明の駆動装置は、例えば、「被制御部の制御量」として、エンジンの吸気弁または排気弁のリフト量を調整するバルブリフト調整装置に有効に適用される。

本発明の第１実施形態による駆動装置の要部を示す模式図である。本発明の第１実施形態による駆動装置を示す部分断面斜視図である。本発明の第１実施形態による駆動装置が適用されるバルブリフト調整装置の模式図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。本発明の第１実施形態による駆動カムの模式図である。駆動カムのカム角度と輪郭径との関係を示す図である。本発明の第１実施形態による駆動カムの第１保持領域の（ａ）拡大模式図、（ｂ）カム角度と輪郭径との関係を示す図である。本発明の第２実施形態による駆動カムの第１保持領域の（ａ）拡大模式図、（ｂ）カム角度と輪郭径との関係を示す図である。本発明の第３実施形態による駆動カムの第１保持領域の（ａ）拡大模式図、（ｂ）カム角度と輪郭径との関係を示す図である。本発明の第４実施形態による駆動カムの第１保持領域の（ａ）拡大模式図、（ｂ）カム角度と輪郭径との関係を示す図である。従来のシム調整を説明する説明図である。本発明の第５、第６実施形態による駆動装置の要部を示す模式図である。本発明の第７、第８実施形態による駆動装置の要部を示す模式図である。本発明の他の実施形態による駆動装置の要部を示す模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態による駆動装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置について、図１〜図７を参照して説明する。
図３、図４に示すように、本実施形態の駆動装置は、制御軸部材３０の軸方向位置に基づいて、例えば４気筒エンジン９０の吸気弁９１のリフト量Ｌを調整するバルブリフト調整装置１００の駆動装置１０として用いられる。

バルブリフト調整装置１００は、往復直線運動可能な制御軸部材３０を備えた駆動装置１０、制御軸部材３０に連結された延長軸３５、及び、エンジン９０の気筒数に応じた数のヘリカルスプライン３４、ローラ３６、揺動カム３８のセット等から構成されている。なお、「延長軸３５」は、特許文献１の「コントロールシャフト」に相当する。本実施形態では、駆動装置１０の視点から、制御軸部材３０に対して「延長軸３５」という。
ヘリカルスプライン３４は、例えば内壁が延長軸３５の外壁とはす歯で係合しており、制御軸部材３０及び延長軸３５の往復直線運動に応じて回転する。これにより、延長軸３５の中心とローラ３６とを結ぶ仮想線ｓ１と、延長軸３５の中心と揺動カム３８のノーズ３８１とを結ぶ仮想線ｓ２とがなす開き角ψが変化する。

ローラ３６は、吸気弁用カムシャフト９３のカム部に当接している。吸気弁用カムシャフト９３の回転に伴ってローラ３６の位置が変化すると、それに連動して揺動カム３８が揺動する。揺動カム３８のノーズ３８１は吸気弁９１の基端に当接しており、揺動カム３８の揺動に応じて吸気弁９１がリフトする。したがって、制御軸部材３０及び延長軸３５の軸方向位置を調整し、開き角ψを変化させることにより、吸気弁９１のリフト量Ｌを調整することができる。
なお、本実施形態のバルブリフト調整装置１００は、排気弁用カムシャフト９４の回転に伴う排気弁９２のリフト量については調整しない。

ここで、吸気弁９１は、鍔部９１１に当接するバルブスプリング９５の付勢力Ｆｓにより、図４の上向きである閉弁方向に付勢されている。この付勢力Ｆｓは、揺動カム３８のノーズ３８１を押し上げ、ヘリカルスプライン３４に対し、図４の反時計回り方向の回転力Ｆｒを生成する。本実施形態では、ヘリカルスプライン３４の回転力Ｆｒは、延長軸３５及び制御軸部材３０を引っ張る方向（図３の上向き）の荷重Ｆａに変換される。
このように本実施形態では、「被制御部」であるヘリカルスプライン３４側から制御軸部材３０に対し、制御軸部材３０を駆動カム５０１から離す方向に荷重Ｆａが加わっている。

次に、駆動装置１０の全体構成について、図１、図２を参照して説明する。
図２に示すように、駆動装置１０は、「動力源」としてのモータ２０、制御軸部材３０、支持枠４１、ローラ４４、駆動カム５０１（図１参照）、角度センサ６０、「制御手段」としてのＥＣＵ（電子制御装置）８０、及びＥＤＵ（駆動回路）８２等を有している。駆動装置１０は、ＥＣＵ８０及びＥＤＵ８２の指令に基づき、モータ２０が駆動トルクを発生する。
モータ２０は、例えばＤＣモータであり、コイルが巻回された回転子２２、及び、回転子２２の径外側に設けられる永久磁石２４を有している。回転子２２と共に回転するモータ２０のシャフト２６の端部に、モータギア２８が取り付けられている。

制御軸部材３０は、モータ２０のシャフト２６と略直交している。制御軸部材３０の一方の端部３２は、支持枠４１の結合部４２と、クリップ４３によって結合している。
四角形状の支持枠４１は、駆動カム５０１の回転中心Ｐに対し径方向の一方側であって制御軸部材３０と反対側に設けられている。図１（ｂ）に示すように、円筒状のローラ４４は、支持枠４１に固定されたピン４１１によって、回転可能に軸支されている。
支持枠４１及びローラ４４は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」及び「接触部」に相当する。支持枠４１及びローラ４４は、駆動カム５０１の回転運動を往復直線運動に変換して制御軸部材に伝達する伝達部４０を構成する。

駆動カム５０１は、回転中心Ｐから輪郭までの距離である輪郭径Ｒが周方向で不均一であり、支持枠４１の内側に、回転中心Ｐを中心としてカム軸部材５１と共に回転可能に設けられている。また、上述の荷重Ｆａにより、制御軸部材３０と支持枠４１を介して連結されたローラ４４は、駆動カム５０１の輪郭に接触点Ｃで接するように付勢されている。
ここで、駆動カム５０１の回転中心Ｐ、ローラの軸Ｑ、接触点Ｃは、制御軸部材３０の軸Ｊ上に配置されている。なお、ローラ４４と駆動カム５０１との「接触点Ｃ」は、三次元的には図１（ｂ）の上下方向に延びる線分であり、正しくは「接触線」である。しかしここでは、図１（ａ）等に表された二次元的な解釈に基づき、「接触点Ｃ」ということにする。

駆動カム５０１の回転運動に伴い、接触点Ｃにおける輪郭径Ｒが変化することで、ローラ４４、支持枠４１及び制御軸部材３０は、図１の左右方向に往復直線運動する。
また、モータ２０の駆動力を停止したときローラ４４に接触する部分として、駆動カム５０１の外周に保持領域５５１、５５２、５５３が形成されている。特に本実施形態では３つの保持領域が形成されているため、ＥＣＵ８０は、どの保持領域をローラ４４に接触させた状態でモータ２０の駆動力を停止させるか選択する。これにより、制御軸部材３０の軸方向位置を、最後退位置、中間位置、最前進位置のいずれか選択した位置で保持することができる。つまり、非通電時における保持位置を多段階に設定することができる。

さらに、各保持領域５５１、５５２、５５３は、互いに隣接する複数の保持部から構成されており、ＥＣＵ８０は、どの保持領域のどの保持部をローラ４４に接触させた状態でモータ２０の駆動力を停止させるか選択する。この保持領域及び保持部についての詳細な構成、及び、ＥＣＵ８０による選択作用については後述する。

カム軸部材５１は、モータ２０のシャフト２６と略平行に配置されている。カム軸部材５１のモータ２０側の端部にはカムギア６４が取り付けられており、モータ２０と反対側の端部には、カムギア６６が取り付けられている。カムギア６４は、モータギア２８と噛み合っている。

角度センサ６０は、カムギア６６と噛み合うセンサギア６２を有している。角度センサ６０は、センサギア６２の回転角度をホール素子等の磁気検出素子により検出する。
ＥＣＵ８０は、角度センサ６０の検出信号、及びアクセル開度等の他のセンサ検出信号が入力され、入力されたセンサ検出信号に基づいて、ＥＤＵ８２に制御信号を出力する。
ＥＤＵ８２は、ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて、モータ２０を駆動する。
特に本実施形態では、ＥＣＵ８０は、モータ２０の通電を停止したとき、駆動カム５０１の回転角を制御し、ローラ４４に接触させる保持部を選択することを特徴とする。

ここで、駆動装置１０をバルブリフト調整装置１００に取り付ける工程における従来の問題点について、図１１を参照して説明する。
図１１に示すように、駆動装置１０側は、制御軸部材３０の先端に、径方向に貫通する第１通孔３０１が形成されている。一方、バルブリフト調整装置１００側は、延長軸３５の先端に、径方向に貫通する第２通孔３２１が形成されたパイプ状のカップリング３２が固定されている。第１通孔３０１及び第２通孔３２１は、略同径であり、制御軸部材３０の先端をカップリング３２に所定長さ挿入したとき、同一軸上に配置される。この位置でピン３３を第２通孔３２１の一方側から第１通孔３０１を通して第２通孔３２１の他方側へ挿入することにより、制御軸部材３０とカップリング３２とを連結可能となる。

ここで、駆動装置１０の取付側端面Ｖ１から第１通孔３０１の中心までの長さをｕ１、バルブリフト調整装置１００の基準面Ｖ２から第２通孔３２１の中心までの長さをｕ２とする。仮にｕ１＝ｕ２であれば、駆動装置１０の取付側端面Ｖ１を直接バルブリフト調整装置１００の基準面Ｖ２に当接させたとき、第１通孔３０１と第２通孔３２１との位置が一致する。

しかし現実の製品では、各部品の寸法ばらつき等により、常に「ｕ１＝ｕ２」の関係を実現することは困難である。そこで、各部品の寸法公差の上下限を考慮し、図１１（ａ）に示すように「ｕ１≧ｕ２」となるように関係寸法を設定しておく。そして、個体毎の現物寸法に基づき、図１１（ｂ）に示すように、（ｕ１−ｕ２）に相当する厚さｔのシムを基準面Ｖ２と取付側端面Ｖ１との間に介装することで、第１通孔３０１と第２通孔３２１との位置を一致させ、ピン３３を挿入する。この作業を「初期位置の調整」という。
この場合、厚さｔを得るために、基準厚さのシムを数枚重ねて用いてもよいし、厚さの異なる複数種類のシムを準備しておき、適当な厚さのシムを選んで用いてもよい。

このシム調整には作業時間を要し、生産性を低下させる要因となっていた。そこで本実施形態の駆動装置１０は、初期位置の調整において、駆動装置１０の内部で制御軸部材３０の初期ストローク、すなわち寸法ｕ１を調整することで、シム調整を行うことなく、バルブリフト調整装置１００への取り付けを好適に実行することを目的とする。そのために駆動装置１０は、特に駆動カム５０１の形状、及び、ＥＣＵ８０による制御の構成に特徴を有している。

続いて、本発明の特徴的部分である駆動カム５０１の詳細な構成について、図５〜図７を参照して説明する。
図５（ａ）に示すように、駆動カム５０１は、カム軸部材５１を中心として、外周に３箇所の保持領域５５１、５５２、５５３が形成されている。この駆動カム５０１において、回転中心Ｐに対し図の右方向をカム角度θの基準軸ｘとする。カム角度θは、基準軸ｘ（θ＝０）から反時計回り方向を正とする。駆動カム５０１は、図５（ａ）の時計回り方向である正転方向に回転する。

第１保持領域５５１は、カム角度θ１とカム角度θ２との間に設定され、輪郭径Ｒ１Ａの部分を含んでいる。第２保持領域５５２は、カム角度θ３とカム角度θ４との間に設定され、輪郭径Ｒ２Ａの部分を含んでいる。第３保持領域５５３は、カム角度θ５とカム角度θ６との間に設定され、輪郭径Ｒ３Ａの部分を含んでいる。
各保持領域における上記の輪郭径Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａの技術的意味については後述する。３つの保持領域における輪郭径Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａの関係は、図６に示すように、「Ｒ３Ａ＞Ｒ２Ａ＞Ｒ１Ａ」となっている。

第１保持領域５５１から第２保持領域５５２までの間、及び、第２保持領域５５２から第３保持領域５５３までの間には、それぞれ、駆動カム５０１の回転に伴って輪郭径Ｒが漸増する徐変部５９１、５９２が形成されている。第３保持領域５５３から第１保持領域５５１までの間には、輪郭径Ｒが直線的に急減するつなぎ部５９３が形成されている。
第１保持領域５５１、第２保持領域５５２、第３保持領域５５３は、それぞれ、制御軸部材３０の軸方向の「最後退位置、中間位置、最前進位置」に対応し、さらにバルブリフト調整装置１００における吸入弁９１のリフト量Ｌの「低モード、中モード、高モード」に対応する。

各保持領域５５１、５５２、５５３は、さらに複数の保持部により階段状に形成されている。例えば第１保持領域５５１は、保持部５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ（以下、適宜「保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃ」のように記す）からなる。保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃは、互いに隣接し、輪郭径Ｒが段階的に変化する。
詳しくは図７に示すように、本実施形態の保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃは平面で構成されている。平面の保持部においては、駆動カム５０１の回転中心Ｐから輪郭までの距離である輪郭径Ｒは、保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃの両端で最大であり、中央部で極小となる。この極小輪郭径ＲをＲ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃとする。また、極小部を基準に考えると、正転方向及び逆転方向のいずれにも輪郭径Ｒが増加する。

この「正転方向及び逆転方向のいずれにも輪郭径Ｒが増加する部分」を「ポケット部」という。本実施形態の保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃは、平面のポケット部として構成されている。以下、適宜、保持部５５１Ａを「ポケット部５５１Ａ」のようにもいう。
ポケット部をローラ４４に接触させると、ポケット部の端部から中央部へ向かう回転力が発生し、接触点Ｃが極小部に一致したとき回転力がゼロとなる。こうして、駆動カム５０１は、周方向の回転がロックされた状態となり、安定した位置に保持される。これを「ポケット効果」という。本実施形態では、ポケット効果により、駆動カム５０１の回転位置、及び制御軸部材３０の軸方向位置を一定の位置に保持することができる。

また、図７（ｂ）に示すように、１段目と２段目の保持部５５１Ａ、５５１Ｂの極小輪郭径Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの段差高Δと、２段目と３段目の保持部５５１Ｂ、５５１Ｃの極小輪郭径Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃの段差高Δとは同等に設定されている。
駆動装置１０をバルブリフト調整装置１００に取り付ける初期位置調整においては、例えば１段目の保持部５５１Ａをローラ４４に接触させる場合と、２段目の保持部５５１Ｂをローラ４４に接触させる場合とで、制御軸部材３０のストロークが段差高Δだけシフトする。そこで、従来のシム調整に用いていたシム１枚の厚さと同等に段差高Δを設定すれば、ＥＣＵ８０が、ローラ４４に接触させる保持部を１段変えて選択する度に、シムを１枚追加又は除去するのと同等の調整機能を有することとなる。

以上のように図７を参照して説明した第１保持領域５５１の保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃの構成は、第２保持領域５５２の保持部５５２Ａ／Ｂ／Ｃ、及び、第３保持領域５５３の保持部５５３Ａ／Ｂ／Ｃについても同様である。しかも、図６に示すように、すべての保持領域５５１、５５２、５５３において、段差高Δは共通に設定されている。

その結果、複数の保持領域間で、対応する保持部同士の輪郭径Ｒの差が一定となる。例えば、第１保持領域５５１と第２保持領域５５２との輪郭径Ｒの差は、１段目の保持部５５１Ａ、５５２Ａ同士、２段目の保持部５５１Ｂ、５５２Ｂ同士、３段目の保持部５５１Ｃ、５５２Ｃ同士の間で、いずれもＤ１で一定となる。同様に、第２保持領域５５２と第３保持領域５５３との輪郭径Ｒの差は、対応する保持部同士の間で、いずれもＤ２で一定である。この輪郭径Ｒの差は、制御軸部材３０の軸方向の最後退位置、中間位置、最前進位置間の「相対ストローク」に反映される。

次に、本実施形態の駆動装置１０をバルブリフト調整装置１００に取り付ける工程での初期位置の調整、及び、取り付け後の駆動装置１０の作動について説明する。
駆動装置１０をバルブリフト調整装置１００に取り付ける工程では、暫定的に、例えば第１保持領域５５１の１段目の保持部５５１Ａをローラ４４に接触させた位置で、駆動装置１０の取付側端面Ｖ１をバルブリフト調整装置１００の基準面Ｖ２に当接させる。このとき、第１通孔３０１と第２通孔３２１との位置のずれに応じて、制御軸部材３０のストロークをどれだけシフトさせればよいか判断し、そのシフト量に該当する保持部を選択してＥＣＵ８０のプログラムに記憶させる。そして、選択した保持部がローラ４４に接触する位置で、取り付けを完了する。

例えば初期位置調整で第１保持領域５５１の２段目の保持部５５１Ｂを選択した場合、ＥＣＵ８０のプログラムは、保持部５５１Ｂに対応して、第２保持領域５５２では保持領域５５２Ｂ、第３保持領域５５３では保持領域５５３Ｂの組合せを使用するようにする。これにより、駆動装置１０の個体毎に初期位置の調整でいずれの保持部を選択するかによらず、制御軸部材３０の最後退位置と中間位置との相対ストロークをＤ１に、中間位置と最前進位置との相対ストロークをＤ２に、一定に設定することができる。

取り付け後の駆動装置１０の作動については、エンジン９０の運転中、ＥＤＵ８２の指令によりモータ２０が駆動されると、モータ２０の駆動トルクは、モータギア２８及びカムギア６４を経由して、カム軸部材５１及び駆動カム５０１に伝達される。駆動カム５０１が回転すると、駆動カム５０１と接するローラ４４を支持している支持枠４１が、接触点Ｃにおける輪郭径Ｒの変化に応じて、カム軸部材５１と直交する方向に往復直線運動する。そして、支持枠４１と結合された制御軸部材３０が往復直線運動し、これに伴い、バルブリフト調整装置１００の延長軸３５が往復直線運動する。
制御軸部材３０及び延長軸３５の軸方向位置に応じて、バルブリフト調整装置１００のヘリカルスプライン３４が回転し、ローラ３６と揺動カム３８との位置に基づく開き角ψ（図４参照）が変化し、吸気弁９１のリフト量Ｌが変化する。

エンジン９０を停止するとき、ＥＣＵ８０は、停止時の制御軸部材３０の軸方向位置に対応する駆動カム５０１の保持領域を判断し、さらに、プログラムに基づき保持部を選択してＥＤＵ８２に指令する。ＥＤＵ８２は、ＥＣＵ８０の指令に応じて、指令された保持領域の保持部がローラ４４に接する位置で駆動カム５０１が停止するようにモータ２０への通電を停止する。
こうしてモータ２０の駆動力が停止したとき、保持部の極小輪郭径に対応するカム角度で、駆動カム５０１は周方向への回転がロックされ、駆動カム５０１の回転位置、及び制御軸部材３０の軸方向位置が一定の位置で保持される。

次に、本実施形態の駆動装置１０の効果について説明する。
（１）本実施形態では、駆動カム５０１の保持領域５５１等は、互いに隣接し輪郭径Ｒが段階的に変化する複数の保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃ等からなる。また、ＥＣＵ８０は、モータ２０の駆動力を停止したとき、ローラ４４に接する保持部を保持領域の中から選択する。
これにより、駆動装置１０をバルブリフト調整装置１００に取り付ける工程において、従来のようにシム調整を行うことなく、制御軸部材３０と延長軸３５との相対位置に応じて、初期位置を容易に調整することができる。したがって、従来に比べ、作業時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

（２）本実施形態では、駆動カム５０１は、複数の保持領域５５１、５５２、５５３が形成されている。これにより、モータ２０の駆動力を停止したとき、制御軸部材３０を複数の軸方向位置において多段階に保持することができる。
（３）さらに、複数の保持領域５５１、５５２、５５３は、対応する保持部同士の輪郭径Ｒの差が一定となるように形成されている。また、ＥＣＵ８０は、モータ２０の駆動力を停止したとき、各保持領域について対応する保持部を選択する。
これにより、駆動装置１０の個体毎に初期位置の調整でいずれの保持部を選択するかによらず、制御軸部材３０の相対ストロークを一定とすることができる。

（４）本実施形態では、保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃ等は、正転方向及び逆転方向のいずれにも輪郭径が増加するポケット部によって構成されている。これにより、モータ２０の駆動力を停止したとき、駆動カム５０１の回転位置、及び制御軸部材３０の軸方向位置を一定の位置に保持することができる。
そのため、この駆動装置１０が適用されたバルブリフト調整装置１００では、エンジン９０の運転時に、吸気弁９１のバルブリフト量を所定量で保持することができる。したがって、エンジンの始動性を確保しつつ、運転中の燃費を向上することができる。
（５）さらに、本実施形態では、保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃが平面のポケット部で構成されているため、駆動カム５０１の加工が容易である。また、円筒のローラ４４と、平面の保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃとが接触するため、円筒同士が接する構成に比べ、ヘルツ応力が低下し、接触面圧を低減することが可能となる。

次に、本発明の第２〜第４実施形態による駆動装置について、図８〜図１０を参照して説明する。第２〜第４実施形態の駆動装置は、第１実施形態に対し、駆動カムの保持部の形状のみが異なる。図８〜図１０は、第１実施形態の図７に対応し、複数の保持領域のうち第１保持領域のみを拡大して示す。いずれの実施形態の複数の保持部も、互いに隣接し輪郭径Ｒが段階的に変化することで、上記の「初期位置調整機能」を発揮する。また、複数の保持領域間にて、対応する保持部同士の輪郭径Ｒの差が一定になるように設定される点は、第１実施形態に準ずる。
以下、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
図８に示すように、第２実施形態の駆動カム５０２は、第１保持領域５６１における各保持部５６１Ａ／Ｂ／Ｃが平面でなく、凹曲面のポケット部として構成されている。図８（ｂ）は、第２実施形態の輪郭径軌跡Ｓ２を第１実施形態の輪郭径軌跡Ｓ１（二点鎖線）と対比して示す。
このように、保持部５６１Ａ／Ｂ／Ｃの極小輪郭径Ｒ１Ａ^-、Ｒ１Ｂ^-、Ｒ１Ｃ^-は、第１実施形態の第１保持領域５５１における保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃの極小輪郭径Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃよりもさらに小さく設定されている。したがって、各保持部５６１Ａ／Ｂ／Ｃの端部から輪郭径Ｒの極小部である中央部へ向かう回転力が大きくなり、ポケット効果がより大きくなる。

（第３実施形態）
図９に示すように、第３実施形態の駆動カム５０３は、第１保持領域５７１における各保持部５７１Ａ／Ｂ／Ｃが平面でなく、円弧曲面より内側に位置する凸曲面のポケット部として構成されている。図９（ｂ）は、第３実施形態の輪郭径軌跡Ｓ３を第１実施形態の輪郭径軌跡Ｓ１（二点鎖線）と対比して示す。
このように、保持部５７１Ａ／Ｂ／Ｃの極小輪郭径Ｒ１Ａ⁺、Ｒ１Ｂ⁺、Ｒ１Ｃ⁺は、第１実施形態の第１保持領域５５１における保持部５５１Ａ／Ｂ／Ｃの極小輪郭径Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃよりも大きく、且つ各保持部５７１Ａ／Ｂ／Ｃの両端の輪郭径Ｒよりも小さくなるように設定されている。この実施形態でも、各保持部５７１Ａ／Ｂ／Ｃにて正転方向及び逆転方向のいずれにも輪郭径Ｒが増加するため、ポケット効果が得られる。

（第４実施形態）
図１０に示すように、第４実施形態の駆動カム５０４は、第１保持領域５８１における各保持部５８１Ａ／Ｂ／Ｃが円弧曲面で構成されている。図１０（ｂ）に示すように、第４実施形態の輪郭径軌跡Ｓ４は、各保持部５８１Ａ／Ｂ／Ｃの輪郭径Ｒ１Ａ^○、Ｒ１Ｂ^○、Ｒ１Ｃ^○が一定の階段状を呈する。すなわち第４実施形態ではポケット部が形成されない。ただし、この実施形態でも、本発明の主要な効果である「初期位置調整機能」を発揮することができる。

次に、本発明の第５〜第８実施形態による駆動装置について、図１２、図１３を参照して説明する。第５〜第８実施形態の駆動装置は、第１実施形態に対し、支持枠及びローラの構成が異なる。
（第５、第６実施形態）
第５、第６実施形態について、図１２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の図１（ｂ）と対応する、ローラ部の軸方向断面図である。

第１実施形態のローラ４４が円柱状であるのに対し、図１２（ａ）に示す第５実施形態のローラ４４Ａは略球状であり、支持枠４１Ａに固定されたピン４１１によって、ピン４１１を軸とする周方向に回転可能に軸支されている。ローラ４４Ａと駆動カム５０１とは、接触点Ｃで点接触する。円柱状のローラ４４が、駆動カム５０１との二次元の軸ずれを吸収することができるのに対し、略球状のローラ４４Ａは、駆動カム５０１との三次元の軸ずれを吸収することができる。また、回転することで摩擦抵抗が減少し、摩耗量を低減することができる。球状であるため、接触点Ｃが移動しても、駆動カム５０１との距離を一定に保つことができ、好ましい。
第５実施形態の変形例として、ローラは、完全な球状に限らず、駆動カム５０１に接触する帯状部分のみが凸曲面状に形成されていてもよい。また、ローラ側にピンを固定し、支持枠側に軸受穴を形成してもよい。

他方、図１２（ｂ）に示す第６実施形態では、ローラに代え、「接触部」としてボール４４Ｂが用いられる。また、支持枠４１Ｂは、互いに対向する凹球面の間に、ボール４４Ｂを全方向に回転自在に支持している。ボール４４Ｂは、第５実施形態のローラ４４Ａと同様に、駆動カム５０１との三次元の軸ずれを吸収することができることに加え、全方向自在に回転することで摩擦抵抗が減少し、摩耗量を低減することができる。
なお、第５、第６実施形態では、第１実施形態の駆動カム５０１に代えて、第２〜第４実施形態の駆動カム５０２〜５０４を用いてもよい。

（第７、第８実施形態）
第７、第８実施形態について、図１３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１３は、第１実施形態の図１（ａ）と対応し、カム軸部材５１の軸方向から支持枠を見た図である。ただし、駆動カム５０１については、１つの平面のポケット部（例として５５１Ａを示す。）を誇張して示すため、外郭形状を簡略化し、他のポケット部等の図示を省略する。

第７、第８実施形態では、ローラ４４が無く、支持枠４５、４６の端部が直接ポケット部５５１Ａと接触する。よって、部品点数を低減することができる。
図１３（ａ）に示す第７実施形態では、支持枠４５に形成された球面又は凸曲面の端面４５１がポケット部５５１Ａと点接触する。これにより、駆動カム５０１との三次元の軸ずれを吸収することができる。

図１３（ｂ）に示す第８実施形態では、支持枠４６に形成された平面端部４６１がポケット部５５１Ａと面接触する。すなわち「接触点Ｃ」が「接触面」として形成される。これにより、接触面の面圧を低減することができる。また、モータ２０の駆動力を停止したとき、ポケット部５５１Ａが平面端部４６１と当接するように回転力が発生するため、ポケット効果が最大となる。さらに、支持枠４６の加工が容易となるため、製造コストを低減することができる。
第７、第８実施形態の支持枠４５、４６は、特許請求の範囲に記載の「接触部」と「支持部材」とが一体に形成されたものである。また、第７、第８実施形態の変形例として、端部を形成する別部材が、支持枠本体に固定されてもよい。

（その他の実施形態）
（ア）駆動カムの具体的な輪郭形状、保持領域の数、及び各保持領域の保持部の数は、上記実施形態に例示したものに限らない。制御軸部材３０の軸方向位置について多段階での保持を要しない場合には、保持領域は１箇所でよい。
（イ）ローラ４４が駆動カム５０１に接するように付勢するための構成として、上記実施形態では、被制御部側から制御軸部材３０を引っ張る方向へ荷重Ｆａが加わる例について説明した。この他、本発明の駆動装置は、制御軸部材が直接、または他の部材を介して間接的に駆動カム５０１を押す方向へ荷重が加わる場合にも適用することができる。

例えば、図１４に示す形態では、紙面の右方向から制御軸部材４７、４８、４９を押す方向への荷重Ｆｂが加わる。制御軸部材４７、４８、４９は、駆動カム５０１の回転に伴って、紙面の左右方向に往復移動する。ここで、駆動カム５０１については、図１３と同様、１つのポケット部５５１Ａを誇張し、他の部分の図示を省略する。

図１４（ａ）に示すように平面の先端面４７１を有する制御軸部材４７を用いる形態では、先端面４７１とポケット部５５１Ａとが平面同士で直接面接触する。したがって、第８実施形態と同様の効果が得られる。
図１４（ｂ）に示すように、球面又は凸曲面の先端面４８１を有する制御軸部材４８を用いる形態では、先端面４８１とポケット部５５１Ａとが接触点Ｃで点接触する。したがって、第７実施形態と同様の効果が得られる。

また、図１４（ａ）、（ｂ）の形態では、制御軸部材４７、４８が駆動カム５０１と直接接触するため、他の部材を介在して運動を伝達する構成に比べ、位置のバラツキを低減することができる。
これらの形態の制御軸部材４７、４８は、特許請求の範囲に記載の「接触部」、「支持部材」、及び「制御軸部材」の３つが一体に形成されたものである。

一方、図１４（ｃ）に示すように先端の凹部４９１に別体のボール４９２を全方向に回転自在に収容した制御軸部材４９を用いる形態では、ボール４９２とポケット部５５１Ａとが接触点Ｃで点接触する。したがって、第５、第６実施形態と同様の効果が得られる。また、制御軸部材４９とボール４９２とを部品毎に最適な材質で形成することができる。
この形態の制御軸部材４９は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」と「制御軸部材」とが一体に形成されたものである。また、ボール４９２は「接触部」に相当する。

（ウ）動力源は、上記実施形態のＤＣモータに限らず、ＡＣモータその他の電動モータ、或いは、油圧、圧縮空気、電磁力等で作動するアクチュエータ等を用いてもよい。
（エ）バルブリフト調整装置においてリフト量を調整する機構は、上記実施形態の構成に限らない。また、バルブリフト調整装置は、吸気弁に限らず、排気弁のリフト量を調整するものであってもよい。

（オ）本発明の駆動装置は、バルブリフト調整装置に限らず、制御軸部材の軸方向位置に応じて被制御部の制御量を調整可能なあらゆる装置に適用することができる。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。

１０・・・駆動装置、
２０・・・モータ（動力源）、
３０・・・制御軸部材、
４１、４１Ａ、４１Ｂ・・・支持枠（支持部材）、
４４、４４Ａ・・・ローラ（接触部）、４４Ｂ・・・ボール（接触部）、
４５、４６・・・支持枠（支持部材、接触部）、
５０１〜５０４・・・駆動カム、５１・・・カム軸部材、
５５１、５５２、５５３、５６１、５７１、５８１・・・保持領域、
５５１Ａ／Ｂ／Ｃ、５５２Ａ／Ｂ／Ｃ、５５３Ａ／Ｂ／Ｃ、
５６１Ａ／Ｂ／Ｃ、５７１Ａ／Ｂ／Ｃ、５８１Ａ／Ｂ／Ｃ・・・保持部、
８０・・・ＥＣＵ（制御手段）、
１００・・・バルブリフト調整装置。

Claims

制御軸部材の軸方向位置に応じて被制御部の制御量を調整する駆動装置であって、
動力源（２０）と、
回転中心（Ｐ）から輪郭までの距離である輪郭径（Ｒ）が周方向で不均一であり、前記動力源の駆動力によりカム軸部材（５１）を中心として回転する駆動カム（５０１〜５０４）と、
前記駆動カムの回転中心に対し径方向の一方側に設けられ、前記駆動カムの輪郭に接触点（Ｃ）で接するように前記被制御部から付勢された接触部（４４、４４Ａ、４４Ｂ、４５、４６）と、
前記接触部を支持し、前記駆動カムの回転運動に伴う前記接触点における前記輪郭径の変化に応じて、前記カム軸部材と直交する方向に往復直線運動する支持部材（４１、４１Ａ、４１Ｂ、４５、４６）と、
前記支持部材に結合され、前記支持部材と共に軸方向に往復直線運動する制御軸部材（３０）と、
前記動力源の駆動力を停止したときの前記駆動カムの回転位置を制御する制御手段（８０）と、
を備え、
前記駆動カムは、互いに隣接し前記輪郭径が段階的に変化する複数の保持部（５５１Ａ／Ｂ／Ｃ、５５２Ａ／Ｂ／Ｃ、５５３Ａ／Ｂ／Ｃ、５６１Ａ／Ｂ／Ｃ、５７１Ａ／Ｂ／Ｃ、５８１Ａ／Ｂ／Ｃ）からなり前記動力源の駆動力が停止したとき前記接触部に接触可能な保持領域（５５１、５５２、５５３、５６１、５７１、５８１）が形成されており、
前記制御手段は、当該駆動装置と前記被制御部との相対位置に応じて、前記動力源の駆動力を停止したとき前記接触部に接する前記保持部を前記保持領域の中から選択することを特徴とする駆動装置（１０）。
前記駆動カムは、複数の前記保持領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
複数の前記保持領域は、対応する前記保持部同士の前記輪郭径の差が一定に形成されており、
前記制御手段は、各前記保持領域について、対応する前記保持部を選択することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
複数の前記保持部は、正転方向及び逆転方向のいずれにも前記輪郭径が増加するポケット部によって構成されてい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駆動装置。
前記ポケット部は、平面で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。