(57)【要約】【課題】スライド軸をスムーズな作動と応答性で、かつ、少ない消費電力でスライド運動させることができる動弁装置を提供することである。【解決手段】スライド軸９のスライド軸受に、円筒状のリテーナ１５ａに設けた多数の保持孔にボール１５ｂを保持したリニアボールベアリング１５を用いることにより、スライド軸９のスライド運動に対する摩擦抵抗を転がり摩擦とし、スライド軸９をスムーズな作動と応答性で、かつ、少ない消費電力でスライド運動させることができるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータで回転駆動される伝達歯車の回転を、ねじ送り機構を介して鋼製のスライド軸のスライド運動に変換し、このスライド軸を前記伝達歯車と共用の軸受と複数のスライド軸受とで支持して、前記スライド軸のスライド運動により３次元状マップをもつカムをカム軸方向にスライド移動させるようにした動弁装置において、前記スライド軸受に、円筒状のリテーナに設けた多数の保持孔にボールを保持したリニアボールベアリングを用いたことを特徴とする動弁装置。
【請求項２】
前記スライド軸の前記リニアボールベアリングで支持される部位を高周波焼入れした請求項１に記載の動弁装置。
【請求項３】
前記スライド軸を、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理した請求項１または２に記載の動弁装置。
【請求項４】
前記リニアボールベアリングのボールを、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理した請求項１乃至３のいずれかに記載の動弁装置。
【請求項５】
前記ボールの素材とするＣｒ含有鋼を高炭素クロム鋼ＳＵＪ２とした請求項４に記載の動弁装置。
【請求項６】
前記ねじ送り機構のねじをボールねじとした請求項１乃至５のいずれかに記載の動弁装置。
【請求項７】
前記ボールねじのボール循環方式をこま式とした請求項６に記載の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や自動二輪車のエンジンの動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動二輪車のエンジンの動弁装置には、駆動モータで回転駆動される伝達歯車の回転を、ねじ送り機構を介してスライド軸のスライド運動に変換し、このスライド軸のスライド運動により、スライド軸と平行に配設された吸気側と排気側のカム軸に装着された３次元状マップを持つ各カムを軸方向にスライド移動させて、吸気側と排気側のバルブリフト量を無段階に可変としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたものでは、前記スライド軸のねじ送り機構をねじりスプラインとし、スライド軸を伝達歯車と共用の軸受と複数のスライド軸受とで支持して、このスライド軸受をすべり軸受としている。なお、このスライド軸は、１つのエンジンに対して共用で１本配設され、気筒数やバルブ数が多くなるほど長くなり、この長さに応じて、スライド軸受の数も多くなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７６６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された動弁装置は、スライド軸をスライド自在に支持するスライド軸受をすべり軸受としているので、スライド軸が長くなると、そのスライド運動に対するすべり摩擦抵抗が大きくなり、スライド軸のスムーズな作動と応答性が得られないとともに、駆動モータの消費電力が増大する問題がある。また、動弁装置が配設されるエンジンのシリンダヘッドのヘッドカバーで覆われる内側は１５０℃程度の高温となるので、すべり軸受の潤滑油の性能が低下し、すべり摩擦抵抗がより大きくなる問題もある。
【０００６】
さらに、特許文献１に記載の動弁装置は、スライド軸のねじ送り機構をねじりスプラインとしているので、ねじりスプラインでのすべり摩擦抵抗によって、伝達歯車の回転運動をスライド軸のスライド運動に変換するときのエネルギロスが大きくなる問題もある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、スライド軸をスムーズな作動と応答性で、かつ、少ない消費電力でスライド運動させることができる動弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、駆動モータで回転駆動される伝達歯車の回転を、ねじ送り機構を介して鋼製のスライド軸のスライド運動に変換し、このスライド軸を前記伝達歯車と共用の軸受と複数のスライド軸受とで支持して、前記スライド軸のスライド運動により３次元状マップをもつカムをカム軸方向にスライド移動させるようにした動弁装置において、前記スライド軸受に、円筒状のリテーナに設けた多数の保持孔にボールを保持したリニアボールベアリングを用いた構成を採用した。
【０００９】
すなわち、スライド軸のスライド軸受に、円筒状のリテーナに設けた多数の保持孔にボールを保持したリニアボールベアリングを用いることにより、スライド軸のスライド運動に対する摩擦抵抗を転がり摩擦とし、スライド軸をスムーズな作動と応答性で、かつ、少ない消費電力でスライド運動させることができるようにした。
【００１０】
前記スライド軸の前記リニアボールベアリングで支持される部位を高周波焼入れすることにより、長いスライド軸であっても、熱ひずみによる反り曲がり変形を生じさせることなく、リニアボールベアリングで支持される部位を焼入れ処理することができる。
【００１１】
前記スライド軸を、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理することにより、１５０℃程度の高温環境下で使用されるスライド軸の軟化を抑制することができる。また、高温焼戻しによって内部の残留オーステナイト量が減少するので、残留オーステナイトの分解による寸法経年変化も抑制することができる。
【００１２】
前記リニアボールベアリングのボールを、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理することにより、１５０℃程度の高温環境下で使用されるボールの軟化を抑制することができる。
【００１３】
前記ボールの素材とするＣｒ含有鋼は高炭素クロム鋼ＳＵＪ２とするとよい。
【００１４】
前記ねじ送り機構のねじをボールねじとすることにより、伝達歯車の回転運動をスライド軸のスライド運動に変換するときのエネルギロスを低減することができる。
【００１５】
前記ボールねじのボール循環方式をこま式とすることにより、ナットを外径寸法がコンパクトな円筒形のものとして、組み込みの設計を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の動弁装置は、スライド軸のスライド軸受に、円筒状のリテーナに設けた多数の保持孔にボールを保持したリニアボールベアリングを用いたので、スライド軸をスムーズな作動と応答性で、かつ、少ない消費電力でスライド運動させることができる。
【００１７】
前記スライド軸のリニアボールベアリングで支持される部位を高周波焼入れすることにより、長いスライド軸であっても、熱ひずみによる反り曲がり変形を生じさせることなく、リニアボールベアリングで支持される部位を焼入れ処理することができる。
【００１８】
前記スライド軸を、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理することにより、１５０℃程度の高温環境下で使用されるスライド軸の軟化を抑制することができる。また、残留オーステナイトの分解による寸法経年変化も抑制することができる。
【００１９】
前記リニアボールベアリングのボールを、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理することにより、１５０℃程度の高温環境下で使用されるボールの軟化を抑制することができる。
【００２０】
前記ねじ送り機構のねじをボールねじとすることにより、伝達歯車の回転運動をスライド軸のスライド運動に変換するときのエネルギロスを低減することができる。
【００２１】
前記ボールねじのボール循環方式をこま式とすることにより、ナットを外径寸法がコンパクトな円筒形のものとして、組み込みの設計を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この動弁装置は、図１および図２に示すように、シリンダヘッド１の吸気側と排気側とに、気筒ごとにそれぞれ２つ、合計４つずつの吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂを配列した並列２気筒エンジン用のものである。なお、図２は、図１における吸気側のＡ−Ａ断面と排気側のＢ−Ｂ断面を半分ずつ示している。各吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂは、スイングアーム３ａ、３ｂに支持されたタペットローラ４ａ、４ｂを介して、吸気側と排気側のカム軸５ａ、５ｂに装着された各カム６ａ、６ｂによって作動され、各カム６ａ、６ｂは各カム軸５ａ、５ｂにスライド可能に装着され、軸方向に緩やかに傾斜する３次元状マップをもつものとされている。各カム軸５ａ、５ｂは、両端部を軸受７で回転自在に支持され、一端側に取り付けられたスプロケット８によって、クランク軸（図示省略）から回転を伝達される。
【００２３】
前記シリンダヘッド１のヘッドカバー１ａで覆われる内側には、各カム軸５ａ、５ｂと平行に１本のスライド軸９が配設されており、駆動モータ１０で回転駆動される伝達歯車１１の回転が、ねじ送り機構としてのボールねじ１２を介してスライド軸９のスライド運動に変換され、スライド軸９に装着された各フォーク１３が各カム６ａ、６ｂと係合して、各カム６ａ、６ｂを軸方向にスライド移動させ、吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂのリフト量を無段階に変えるようになっている。拡大図示は省略するが、ボールねじ１２は、ボールをナット内に設けたこまで循環させるこま式のものとされている。
【００２４】
前記スライド軸９は、一端側を伝達歯車１１と共用の軸受１４で支持され、他端側と中間部の２箇所を、スライド軸受としてのリニアボールベアリング１５でスライド自在に支持されている。
【００２５】
図３は、代表例として、前記スライド軸９の他端側を拡大して示す。リニアボールベアリング１５は、円筒状のリテーナ１５ａに設けた多数の保持孔にボール１５ｂを保持したものであり、ボール１５ｂは、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を素材として、２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理されている。また、スライド軸９は、Ｃｒが１．３質量％以上含有されるＣｒ含有鋼を素材として、リニアボールベアリング１５で支持される部位Ｃを高周波焼入れされるとともに、全体を２６０℃以上の焼戻し温度で高温焼戻し処理されている。図示は省略するが、前記スライド軸９の中間部のリニアボールベアリング１５で支持される部位も同じ構成とされている。
【００２６】
上述した実施形態では、動弁装置を並列２気筒エンジン用のものとし、スライド軸を２箇所でリニアボールベアリングによって支持するようにしたが、本発明に係る動弁装置は、さらに多気筒のエンジン用のものとすることもでき、スライド軸を３箇所以上でリニアボールベアリングによって支持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】動弁装置の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  シリンダヘッド
１ａ  ヘッドカバー
２ａ  吸気バルブ
２ｂ  排気バルブ
３ａ、３ｂ  スイングアーム
４ａ、４ｂ  タペットローラ
５ａ、５ｂ  カム軸
６ａ、６ｂ  カム
７  軸受
８  スプロケット
９  スライド軸
１０  駆動モータ
１１  伝達歯車
１２  ボールねじ
１３  フォーク
１４  軸受
１５  リニアボールベアリング
１５ａ  リテーナ
１５ｂ  ボール
【図１】
2010025047.tif 000003
【図２】
2010025047.tif 000004
【図３】
2010025047.tif 000005