(57)【要約】【課題】オイル排出路が長くなることを抑制し、併せてハウジング内のオイルを排出する際の排出性を向上させる。【解決手段】回動直動変換式のアクチュエータ１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に固定された軸受部３１とを備えている。軸受部３１には凹部３１ａが形成されており、凹部３１ａの底壁３４にサンシャフト１６が挿通支持されている。サンシャフト１６は、ロットの回動に連動して往復動する。サンシャフト１６の往復動は、ストッパ１７が軸受部３１の凹部３１ａの底壁３４に当接することによって規制される。軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３には、側壁３３とストッパ１７との隙間３７を部分的に拡大する切り欠き３６が形成されている。軸受部３１には、切り欠き３６に開口して切り欠き３６とハウジング１１の外部とを連通するオイル排出路３５が形成されている。【選択図】図２
2014122655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定された軸受部と、
前記軸受部に形成された凹部の底壁に挿通支持され、回動部の回動に連動して往復動する出力軸と、
前記出力軸に設けられ、前記底壁に当接することで前記出力軸の往復動を規制するストッパと、
前記凹部の側壁に形成されて同側壁と前記ストッパとの隙間を部分的に拡大する切り欠きと、
前記軸受部に設けられ、前記切り欠きに開口して同切り欠きと前記ハウジングの外部とを連通するオイル排出路と
を備えるアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回動部の回動に連動して出力軸を往復動させる回動直動変換式のアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ハウジングにより往復動可能に支持された出力軸を回動部の回動に連動して往復動させる回動直動変換式のアクチュエータが記載されている。こうしたアクチュエータでは、出力軸にストッパを設け、そのストッパをハウジングの内壁に当接させることにより、出力軸の往復動を規制するようにしている。また、このアクチュエータでは、ハウジング内のオイルを外部に排出するオイル排出路がハウジングに形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４５０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハウジングにおいて出力軸を往復動可能に支持する部位には、出力軸のラジアル荷重が作用するため、耐摩耗性が要求される。そこで、ハウジングに同ハウジングとは別部材の軸受部を固定し、この軸受部によって出力軸を往復動可能に支持することが考えられる。図４は、このようにハウジングに軸受部を固定して、同軸受部にて出力軸を支持するようにした構成の例である。
【０００５】
図４に示すように、ハウジング５１に固定された軸受部５２には凹部５３が形成され、この凹部５３の底壁５４に出力軸６０が挿通支持されている。また、出力軸６０に設けられたストッパ６１がこの凹部５３の底壁５４に当接することにより、出力軸６０の往復動が規制される。こうした構成によれば、軸受部５２により出力軸６０のラジアル荷重を受けることができるため、例えばハウジング５１よりも耐摩耗性に優れる材料により軸受部５２を形成することにより、アクチュエータ５０の耐用寿命を長くすることができる。
【０００６】
しかしながら、このように軸受部５２を別部材としてハウジング５１に固定するようにした場合には、オイル排出路を形成する部位が限定されることとなる。そのため、ハウジング５１内のオイルをオイル排出路から排出するためには、同オイル排出路を長くせざるを得ない。このようにオイル排出路が長くなると、同オイル排出路での管路損失が増大してオイルの排出性が低下することとなる。また、ストッパ６１と凹部５３の側壁５５との間の隙間は、省スペース化を図るために極力小さく設定される。このため、ストッパ６１と凹部５３の底壁５４との間に流入したオイルが排出されにくくなり、アクチュエータ５０の応答性を低下させることとなる。
【０００７】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的はオイル排出路が長くなることを抑制し、併せてハウジング内のオイルを排出する際の排出性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためのアクチュエータは以下の構成を備える。すなわち、このアクチュエータは、ハウジングと、ハウジングに固定された軸受部と、軸受部に形成された凹部の底壁に挿通支持され、回動部の回動に連動して往復動する出力軸と、出力軸に設けられ、底壁に当接することで出力軸の往復動を規制するストッパとを備える。さらに、アクチュエータは、凹部の側壁に形成されて同側壁とストッパとの隙間を部分的に拡大する切り欠きと、軸受部に設けられ、切り欠きに開口して同切り欠きとハウジングの外部とを連通するオイル排出路とを備える。
【０００９】
上記構成によれば、軸受部の凹部に流入したオイルはその側壁に形成された切り欠きからオイル排出路を通じて外部に排出される。このため、オイル排出路を長くすることなく、ハウジング内のオイルを速やかに外部に排出することができる。また、ストッパと凹部の底壁との間に流入したオイルも、切り欠きを通じてオイル排出路に流すことができる。さらに、ストッパが出力軸とともに凹部の底壁に接近するように移動することにより、凹部に滞留するオイルを切り欠きを通じてオイル排出路に押し出すことができる。したがって、オイル排出路が長くなることを抑制し、併せてハウジング内のオイルを排出する際の排出性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】アクチュエータの一実施形態について、その構造を示す部分断面図。
【図２】同実施形態におけるアクチュエータの拡大図。
【図３】図２の３−３線における断面構造を示す断面図。
【図４】従来のアクチュエータの構造を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、回動直動変換式のアクチュエータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、アクチュエータ１０は、ハウジング１１と、このハウジング１１に組み付けられた制御部１２とを主要な外郭構成としている。ハウジング１１の内部には、回動部としての円筒状のナット１５と、同ナット１５の中心に設けられた出力軸としてのサンシャフト１６と、ナット１５とサンシャフト１６との間に配置された複数のプラネタリシャフト１８とを備える回動直動変換機構１４が設けられている。
【００１２】
ナット１５は、その径方向外側において、ハウジング１１の内部に設けられた軸受１３によって回動可能に支持されている。ハウジング１１の内部には、ナット１５に固定されたロータ２０と、ナット１５の径方向外側においてロータ２０と対向して配置されるステータ２１とが設けられている。こうしたロータ２０とステータ２１とにより電動モータが構成される。
【００１３】
サンシャフト１６には、その全周にわたり軸方向に沿って伸びるスプライン１６ａが形成されるとともに、サンシャフト１６よりも外径が大きいストッパ１７が固定されている。ハウジング１１の端部には、凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａにはハウジング１１とは別部材の軸受部３１が挿入され固定されている。軸受部３１には凹部３１ａが形成されており、この凹部３１ａがハウジング１１の内部に開口している。また、凹部３１ａの底壁３４にはスプライン３４ａが形成されている。このスプライン３４ａにサンシャフト１６のスプライン１６ａが噛み合うことにより、同サンシャフト１６が底壁３４に挿通支持されている。サンシャフト１６は、凹部３１ａの底壁３４にストッパ１７が当接することで、その往復動が規制される。これにより、サンシャフト１６は、所定の範囲内でその軸方向に往復動する。サンシャフト１６の先端部には、接続部４０を介して可変動弁機構の制御軸４１が連結されている。
【００１４】
また、ハウジング１１の内部にはオイルが供給されており、このオイルによって回動直動変換機構１４内の潤滑がなされている。
図２に示すように、軸受部３１には、同軸受部３１の底壁３４を軸方向に貫通することにより、ハウジング１１の内部と外部とを連通する複数のオイル排出路３５が形成されている。また、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３には、複数の切り欠き３６が形成されている。切り欠き３６は、サンシャフト１６の軸方向において、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３の一端から他端にかけて形成されている。そして、各オイル排出路３５は、切り欠き３６にそれぞれ開口している。また、ハウジング１１において軸受部３１と隣接する部位には、ハウジング１１の内部空間を拡大するとともに、軸受部３１の切り欠き３６とそれぞれ連通する切り欠き１１ｂが形成されている。ここで、このハウジング１１の切り欠き１１ｂの断面形状は、軸受部３１の切り欠き３６と同じである。
【００１５】
図３に示すように、オイル排出路３５及び軸受部３１の切り欠き３６は、サンシャフト１６の周方向に所定の角度間隔を隔ててそれぞれ３つ形成されている。図３では、３つの切り欠き３６にそれぞれ符号「３６Ａ」、「３６Ｂ」、及び「３６Ｃ」を付している。これら切り欠き３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにより、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３とストッパ１７との隙間３７が部分的に拡大されている。そして、軸受部３１の切り欠き３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃは、オイル排出路３５とそれぞれ連通するように、同オイル排出路３５とサンシャフト１６の周方向で同位置に形成されている。また、図３に図示されてはいないが、ハウジング１１における切り欠き１１ｂも、同じくサンシャフト１６の周方向に３つ形成されている。そして、切り欠き１１ｂは、軸受部３１の切り欠き３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃとそれぞれ連通するように、これら切り欠き３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃとサンシャフト１６の周方向で同位置に形成されている。
【００１６】
ここで、オイルの排出性を高めるうえでは、軸受部３１とハウジング１１にそれぞれ形成された切り欠き３６，１１ｂの形状について次の関係が満たされることが望ましい。すなわち、サンシャフト１６の中心軸を中心として、切り欠き３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃは軸受部３１の凹部３１ａの内部にそれぞれ角度ＤＡ，ＤＢ，ＤＣに対応する長さをもって開口している。サンシャフト１６の中心軸から軸受部３１の側壁３３の内周面までの長さは長さＲである。ストッパ１７の外周面と軸受部３１の側壁３３の内周面との隙間は長さΔｄである。そして、これらの値は以下の関係式（１）を満たす値となっている。尚、以下の関係式（１）において、「π」は円周率であり、「Ｌ」は軸受部３１とハウジング１１にそれぞれ形成された切り欠き３６，１１ｂの軸方向における長さである。
【００１７】
６×Δｄ×Ｌ  ＜  （（ＤＡ＋ＤＢ＋ＤＣ）／３６０）×２×π×Ｒ×Ｌ  ・・・  （１）
【００１８】
ここで、上式（１）の左辺は、切り欠き３６，１１ｂに流入するオイルが、ストッパ１７の外周面と凹部３１ａ，１１ａの内周面との間の隙間を流れる際の流通面積であり、右辺は各切り欠き３６，１１ｂの開口面積である。
【００１９】
次に、こうしたアクチュエータ１０の作用について説明する。
アクチュエータ１０では、制御部１２によってステータ２１が電磁駆動されることにより、ロータ２０に回転駆動力が生じる。これにより、ナット１５が回転し、この回転に伴ってプラネタリシャフト１８が自転しながらサンシャフト１６の周りを公転する。サンシャフト１６は、同サンシャフト１６のスプライン１６ａと軸受部３１の凹部３１ａの底壁３４のスプライン３４ａとにより、その軸周りの回転が係止されている。このため、プラネタリシャフト１８の自転及び公転によって生じる同プラネタリシャフト１８とサンシャフト１６との差動により、同サンシャフト１６がその軸方向に往復動する。このように、アクチュエータ１０においては、ナット１５の回動に連動してサンシャフト１６が往復動する。
【００２０】
サンシャフト１６が往復動すると、その移動に連動して可変動弁機構の制御軸４１が軸方向に移動する。この移動により内燃機関の可変動弁機構が機能して、内燃機関の動弁系、例えば各気筒に設けられた吸気バルブのバルブ作用角（あるいはバルブリフト量）が連続的に調節される。
【００２１】
アクチュエータ１０の回動直動変換機構１４内を潤滑したオイルは、軸受部３１の凹部３１ａに流入する。こうして軸受部３１の凹部３１ａに流入したオイルは、同凹部３１ａの側壁３３の切り欠き３６に流入する。そして、オイルは、軸受部３１における凹部３１ａの切り欠き３６からオイル排出路３５を通じて外部に排出される。このように、軸受部３１の凹部３１ａに流入したオイルは、切り欠き３６を通じて速やかにオイル排出路３５に流入し、さらに外部に排出されるため、オイルの排出性を高めることができる。特に、切り欠き３６，１１ｂの開口面積とストッパ１７の外周面から軸受部３１の側壁３３の内周面までの隙間とは、上記関係式（１）を満たす値となっている。これにより、オイルは、ストッパ１７の外周面と、軸受部３１の側壁３３の内周面やハウジング１１の凹部１１ａの内周面との間の隙間から、切り欠き３６，１１ｂに流入しやすくなっている。
【００２２】
このため、例えば、サンシャフト１６の軸方向において、オイル排出路をハウジング１１及び軸受部３１を貫通して形成するとともに、このオイル排出路を各凹部３１ａ，１１ａの内部と連通する別のオイル排出路に連通させる等、オイル排出路３５を長くしなくても、ハウジング１１内のオイルを外部に排出することができる。
【００２３】
また、切り欠き３６は、サンシャフト１６の軸方向において、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３の一端から他端まで形成されている。このため、サンシャフト１６の軸方向におけるストッパ１７の位置に因らず、同ストッパ１７と凹部３１ａの底壁３４との間と、軸受部３１の側壁３３の切り欠き３６とは連通した状態となっている。これにより、ストッパ１７と底壁３４との間に流入したオイルが、切り欠き３６を通じてオイル排出路３５に流れることとなる。
【００２４】
さらに、ストッパ１７がサンシャフト１６の往復動に伴って軸受部３１の凹部３１ａの底壁３４に接近するように移動することにより、凹部３１ａに滞留するオイルを切り欠き３６を通じてオイル排出路３５に押し出すことができる。したがって、こうしたストッパ１７による切り欠き３６へのオイルの押し出しによっても、オイルの排出性を高めることができる。
【００２５】
上述したアクチュエータ１０によれば以下の効果を奏することができる。
（１）軸受部３１の凹部３１ａに流入したオイルが、その側壁３３に形成された切り欠き３６からオイル排出路３５を通じて外部に排出される。これにより、オイル排出路３５が長くなることを抑制し、併せてハウジング１１内のオイルを排出する際の排出性を向上させることができる。
【００２６】
尚、上述の実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・軸受部３１の切り欠き３６（３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ）、オイル排出路３５、及びハウジング１１の切り欠き１１ｂは、互いに連通状態となる範囲内であれば、サンシャフト１６の周方向において互いにずれた位置に形成してもよい。
【００２７】
・軸受部３１の切り欠き３６は、サンシャフト１６の周方向において、２つ以下としてもよいし、４つ以上としてもよい。要するに、切り欠き３６は、サンシャフト１６の周方向に部分的に形成され、ハウジング１１内のオイルの排出性を向上させる効果が得られるものでさえあれば、その数は自由に設定可能である。切り欠き３６に連通するオイル排出路３５も、切り欠き３６の数に合わせ、サンシャフト１６の周方向において、２つ以下としてもよいし、４つ以上としてもよい。
【００２８】
・切り欠き３６は、サンシャフト１６の軸方向において、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３の一端から他端までの範囲の一部分に形成するようにしてもよい。
・ハウジング１１の切り欠き１１ｂは省略することが可能である。こうした変形例においても、軸受部３１の凹部３１ａの側壁３３における切り欠き３６によって、ハウジング１１内のオイルを排出することはできる。
【符号の説明】
【００２９】
１０…アクチュエータ、１１…ハウジング、１５…ナット、１６…サンシャフト、１７…ストッパ、３１…軸受部、３１ａ…凹部、３３…側壁、３４…底壁、３５…オイル排出路、３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ…切り欠き、３７…隙間。
【図１】
2014122655.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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