(57)【要約】【課題】  体格の小型化と耐久性の向上とを両立するバルブリフト制御装置のアクチュエータを提供する。【解決手段】  変化機構の制御軸と共に軸方向に直線運動するねじ軸３９、並びにねじ軸３９と同軸に配置されて回転運動する回転軸３８を有し、回転軸３８の回転運動をねじ軸３９の直線運動に変換する送りねじ機構２１と、通電により回転軸３８を回転駆動するモータ部２６と、回転軸３８に装着される内輪５６を有し、回転軸３８に働くラジアル力を支持する転がり軸受２３と、回転軸３８の軸方向において送りねじ機構２１を挟んで変化機構とは反対側に配置され、モータ部２６に通電する通電部２９と、転がり軸受２３の外輪５７を軸方向の通電部２９側から係止することにより転がり軸受２３の軸方向変位を規制する係止部６４とを設ける。【選択図】    図１
2006214290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方についてリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、前記リフト量を制御軸の軸方向位置に応じて変化させる変化機構の当該制御軸を直線駆動するアクチュエータであって、
前記制御軸と共に軸方向に直線運動するねじ軸、並びに前記ねじ軸と同軸に配置されて回転運動する回転軸を有し、前記回転軸の回転運動を前記ねじ軸の直線運動に変換する送りねじ機構と、
通電により前記回転軸を回転駆動するモータ部と、
前記回転軸に装着される内輪を有し、前記回転軸に働くラジアル力を支持する転がり軸受と、
前記回転軸の軸方向において前記送りねじ機構を挟んで前記変化機構とは反対側に配置され、前記モータ部に通電する通電部と、
前記転がり軸受の外輪を軸方向の前記通電部側から係止することにより前記転がり軸受の軸方向変位を規制する係止部とを備えることを特徴とするバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項２】
前記転がり軸受は玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項３】
前記転がり軸受はアンギュラコンタクト式のころ軸受であることを特徴とする請求項１に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ねじ軸は、前記吸気バルブ及び前記排気バルブのうち制御対象バルブから前記制御軸に伝達されるバルブ反力によって軸方向の前記変化機構側に付勢され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バルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項５】
前記外輪と前記係止部との間に介装され、復原力によって前記転がり軸受を軸方向の前記変化機構側に付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項６】
前記外輪と前記係止部との間において前記弾性部材に許容される圧縮量の最大値を最大圧縮量と定義したとき、前記回転軸の軸方向において、前記回転軸と前記通電部との間の隙間量は前記弾性部材の前記最大圧縮量よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項７】
前記回転軸と共に回転する磁石部と、
前記回転軸の軸方向において前記磁石部よりも前記通電部側に配置され、前記磁石部の磁気作用を受けることにより前記回転軸の回転角を検出するセンサ部とを備え、
前記外輪と前記係止部との間において前記弾性部材に許容される圧縮量の最大値を最大圧縮量と定義したとき、前記回転軸の軸方向において、前記磁石部と前記センサ部との間の隙間量は前記弾性部材の前記最大圧縮量よりも大きいことを特徴とする請求項５又は６に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項８】
前記回転軸は、軸方向の前記変化機構側から前記内輪に係合する係合部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンという）の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方についてリフト量を制御するバルブリフト制御装置のアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブリフト制御装置において、制御対象バルブのリフト量を制御軸の軸方向位置に応じて変化させる変化機構の当該制御軸を直線駆動するために、各種のアクチュエータが用いられている。
こうしたバルブリフト制御装置のアクチュエータとしては、モータ部の回転駆動力を減速機構及びカム機構を通じて直線駆動力に変換し、当該直線駆動力を制御軸に伝達するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５０３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のアクチュエータでは、大きな直線駆動力を制御軸に与えるために、減速機構とカム機構とを組み合わせて用いなくてはならない。そのため、全体としての体格を小さくするには限界があることから、設置個所に制約が生じる等の問題を招くおそれがある。
【０００５】
そこで本発明者らは、減速機構及びカム機構の代わりに、回転軸の回転運動をねじ軸の直線運動に変換する送りねじ機構を用いた構造について、鋭意研究を行ってきた。一般に送りねじ機構は、互いに同軸の回転軸とねじ軸とを直接的に又は間接的に連繋させた比較的簡素な構成によって大きな直線駆動力を得ることができるので、減速機構及びカム機構を組み合わせる場合に比べて、アクチュエータの体格を小さくすることができる。
【０００６】
しかしながら、本発明者らがさらに研究を進めたところ、モータ部への通電を行う通電部をアクチュエータに組み込む場合、送りねじ機構を挟んで変化機構とは反対側に通電部を配置しようとすると、次の問題が生じることが判明した。その問題とは、変化機構側に向かってねじ軸に作用するスラスト力がモータ部等の異常によって急増すると、変化機構とは反対側、即ち通電部側に向かう大きなスラスト反力が回転軸に作用して当該回転軸が通電部に衝突してしまうというものである。このような衝突は、通電部を構成する電気回路等の破損や故障を招くことから、アクチュエータの耐久性を向上する上で回避すべき事象である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、体格の小型化と耐久性の向上とを両立するバルブリフト制御装置のアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、通電部は、送りねじ機構の回転軸の軸方向において送りねじ機構を挟んで変化機構とは反対側に配置される。そして係止部は、回転軸に働くラジアル力を支持する転がり軸受についてその外輪を軸方向の通電部側から係止することにより、当該転がり軸受の軸方向変位を規制する。これにより、通電部側に向かう大きなスラスト力が回転軸に作用することがあっても、転がり軸受の内輪に装着された回転軸は通電部側に向かう軸方向変位を規制されて通電部との衝突を回避され得る。したがって、請求項１に記載の発明によれば、通電部の破損及び故障を防止して耐久性を向上することができる。さらに請求項１に記載の発明によると、モータ部の回転駆動力を制御軸の直線駆動力に変換する機構として比較的簡素な構成の送りねじ機構が用いられ、しかも通電部が送りねじ機構を挟んで変化機構とは反対側に配置されるので、体格の小型化を実現することができる。またさらに請求項１に記載の発明によると、通電部がアクチュエータに組み込まれるので、通電部とアクチュエータとの間のハーネス類を省略することができ、それによりコストを低減することができる。
【０００８】
尚、上述した衝突の回避効果は、通電部側に向かう回転軸のスラスト力が外輪に伝達され易い転がり軸受、例えば請求項２に記載の発明の如き玉軸受や、請求項３に記載の発明の如きアンギュラコンタクト式のころ軸受等を用いた場合に特に顕著となる。
また、送りねじ機構は、ねじ軸と回転軸とが直接的に噛合するものであってもよいし、ねじ軸と回転軸とが歯車や玉等を介して間接的に連繋するものであってもよい。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、ねじ軸は、吸気バルブ及び排気バルブのうち制御対象バルブから制御軸に伝達されるバルブ反力によって軸方向の変化機構側に付勢される。このような構成においては、例えばねじ軸が変化機構側に向かうようにアクチュエータを駆動させた状態でねじ軸が緊急停止すると、ねじ軸のスラスト力が変化機構側に増大する。これにより、通電部側に向かう大きなスラスト反力が回転軸に作用することとなるが、上述の如き係止部の作用によって当該反力方向への軸方向変位が回転軸について規制されるため、回転軸と通電部との衝突が回避され得る。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、転がり軸受の外輪と係止部との間に介装される弾性部材は、復原力によって転がり軸受を軸方向の変化機構側に付勢するので、当該転がり軸受の内輪に装着された回転軸には、変化機構側に向かうスラスト力が作用することとなる。したがって、このスラスト力は通電部側に向かうスラスト力を打ち消すように働くので、回転軸の通電部側への軸方向変位を抑制することができる。さらに、通電部側に向かう大きなスラスト力が回転軸に作用したときには、弾性部材の圧縮量が最大となったところで係止部が当該弾性部材を介して外輪を係止することができるので、回転軸の軸方向変位の規制効果も確実に得られる。またさらに、弾性部材の介装によって外輪と係止部との間のガタが低減されるという効果も得られる。
【００１１】
ここで、転がり軸受の外輪と係止部との間において弾性部材に許容される圧縮量の最大値を最大圧縮量と定義する。
請求項６に記載の発明によると、回転軸の軸方向において、回転軸と通電部との間の隙間量は弾性部材の最大圧縮量よりも大きい。そのため、最大に圧縮された弾性部材を介して係止部が外輪を係止することにより回転軸の軸方向変位が規制された状態では、回転軸と通電部との間に軸方向の隙間が残存することとなる。したがって、回転軸と通電部との衝突を確実に回避することができる。
【００１２】
回転軸の回転角を監視することによって、ねじ軸の軸方向位置、ひいてはねじ軸と共に直線運動する制御軸の軸方向位置を知ることができる。
請求項７に記載の発明によると、磁石部は回転軸と共に回転し、また回転軸の軸方向において磁石部よりも通電部側に配置されるセンサ部は、磁石部の磁気作用を受けることにより回転軸の回転角を検出するので、その検出結果から制御軸の軸方向位置を知ることができる。さらに請求項７に記載の発明によると、回転軸の軸方向において、磁石部とセンサ部との間の隙間量は弾性部材の最大圧縮量よりも大きい。そのため、最大に圧縮された弾性部材を介して係止部が外輪を係止することにより回転軸の軸方向変位が規制されるときには、磁石部とセンサ部との間に軸方向の隙間が残存することとなる。これにより、磁石部とセンサ部との衝突が確実に回避され得るので、磁石部及びセンサ部の破損、位置ずれ等に起因する回転角検出精度の悪化が防止される。
【００１３】
通電部側に向かって大きなスラスト力が回転軸に作用すると、転がり軸受の内輪に対して回転軸が軸方向の通電部側に位置ずれし、それによって係止部の作用が十分に得られなくおそれがある。
請求項８に記載の発明によると、回転軸の係合部が軸方向の変化機構側から転がり軸受の内輪を係合するので、通電部側に向かう大きなスラスト力が回転軸に作用したとしても、上述の如き位置ずれが回避される。したがって、係止部の作用を十分に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態によるバルブリフト制御装置を図２に示す。車両に搭載されるバルブリフト制御装置２は、エンジン４の吸気バルブ６についてリフト量を制御する。バルブリフト制御装置２は、変化機構８とアクチュエータ１０とから構成されている。
【００１５】
変化機構８は、例えば特開２００１−２６３０１５号公報等に開示される如き図２の構成を有し、エンジン４に組み込まれている。具体的に図２の変化機構８では、制御軸１２の軸方向に制御軸１２と共に直線運動可能なスライダギア１４を入力部１５及び揺動カム１６にヘリカルスプライン嵌合させており、制御軸１２の軸方向位置に応じて入力部１５と揺動カム１６との相対位相差が変化する。入力部１５はカム軸１７の吸気カム１８に接触し、また揺動カム１６は吸気バルブ６のロッカーアーム１９に接触可能に設けられており、入力部１５と揺動カム１６との相対位相差に応じてロッカーアーム１９の揺動角度が変化する。したがって、変化機構８では、制御軸１２の軸方向位置が変化するのに応じて吸気バルブ６のリフト量（以下、単にバルブリフト量という）が変化し、それによって作用角や最大バルブリフト量等といったバルブ特性が調整される。尚、本実施形態において吸気バルブ６から制御軸１２へと伝達されるバルブ反力は、アクチュエータ１０とは反対側へ向かうスラスト力として制御軸１２に作用する。
【００１６】
アクチュエータ１０は、変化機構８の制御軸１２を軸方向に直線駆動するものである。図３に示すようにアクチュエータ１０は、本体ケース２０、送りねじ機構２１、スラスト軸受２２、ラジアル軸受２３、オイルシール２４、変位規制部２５、モータ部２６、磁石部２７、センサ部２８及び通電部２９を備えている。尚、アクチュエータ１０は、図の左右方向が略水平方向となるようにして車両に搭載されている。
【００１７】
本体ケース２０は有底筒状に形成され、底部３１がエンジン４の取付孔３０に嵌合した状態でエンジン４にボルト固定されている。本体ケース２０は、軸方向において互いに隣接する第一空間３２及び第二空間３３を内部に形成している。ここで、第二空間３３よりも底部３１側に位置する第一空間３２には、本体ケース２０を貫通するオイル供給孔３４を通じてエンジン４のオイルポンプ３５から潤滑油が供給されるようになっている。尚、図３においては、第一空間３２と第二空間３３との境界線Ｂを二点鎖線にて模式的に示している。
【００１８】
送りねじ機構２１は、互いに同軸の回転軸３８とねじ軸３９とを組み合わせてなる台形ねじ機構である。回転軸３８は全体として有底円筒状を呈しており、第一空間３２と第二空間３３とに跨って配置されることで通電部２９と変化機構８の制御軸１２との間に位置している。図１に示すように回転軸３８は、歯断面が台形の雌ねじ４０が内周壁に切られているナット４１と、当該ナット４１に装着されたリッド４２及びサークリップ４３を有している。ナット４１は、それと同軸に配置されたスラスト軸受２２とラジアル軸受２３とで軸受されることにより、周方向に正逆回転可能となっている。ナット４１の一端部４１ａは第一空間３２に開口し、ナット４１の他端部４１ｂは第二空間３３においてリッド４２により閉塞されている。リッド４２は、ナット４１と同軸の円筒状に形成されて軸方向の通電部２９側に向かって開口するスリーブ部４４を有している。サークリップ４３はＣ字状に形成されてナット４１の外周壁の周方向溝４５に嵌められており、ナット４１に対して軸方向に相対変位不能となっている。
【００１９】
ねじ軸３９は、本体ケース２０の底部３１を貫通してナット４１の内部空間４６と第一空間３２とエンジン４のオイル通路４７とに跨って配置され、通電部２９と変化機構８の制御軸１２との間に位置している。ねじ軸３９においてナット４１側の端部の外周壁には、歯断面が台形の雄ねじ４８が切られており、当該雄ねじ４８がナット４１の雌ねじ４０と螺合している。これにより、回転軸３８が回転することによってねじ軸３９が軸方向変位するようになっている。即ち送りねじ機構２１では、回転軸３８の回転運動がねじ軸３９の直線運動に変換されるのである。図３に示すように、ねじ軸３９においてオイル通路４７側の端部は、継ぎ手部材４９を介して制御軸１２のスライダギア１４とは反対側の端部に同軸に連結されている。これによりねじ軸３９は、制御軸１２と共に直線運動可能となっており、且つ上記バルブ反力によって軸方向の制御軸１２側へと付勢されるようになっている。
【００２０】
図１に示すようにねじ軸３９の中央部の外周壁には、インボリュートスプライン５０が形成されている。また、本体ケース２０において底部３１に嵌通された回転規制ブッシュ５１の内周壁には、このインボリュートスプライン５０に径方向で凹凸嵌合するインボリュートスプライン５２が形成されている。本実施形態では、そのようなインボリュートスプライン５０，５２同士の嵌合により、回転規制ブッシュ５１に対するねじ軸３９の摺動抵抗を低減しつつねじ軸３９の回転並びに心ずれを規制可能となっており、それによって送りねじ機構２１における運動変換効率が高められている。さらに本実施形態では、第一空間３２の潤滑油がねじ軸３９と回転規制ブッシュ５１との間の隙間を通じて本体ケース２０の外部のオイル通路４７に排出されるようになっている。尚、エンジン４において、オイル通路４７に排出された潤滑油はオイルポンプ３５（図３参照）へと戻される。
【００２１】
回転軸３８に働くスラスト力を支持するスラスト軸受２２は、第一空間３２に配置されている。本実施形態のスラスト軸受２２は、内輪５３と外輪５４との間に玉状の転動体５５を挟持してなるアキシアルコンタクト式の玉軸受である。外輪５４は、本体ケース２０の内周壁に嵌合している。内輪５３はナット４１の端部４１ａに軸方向の制御軸１２側から係合しており、また外輪５４には本体ケース２０の底部３１が軸方向の制御軸１２側から係合している。
【００２２】
回転軸３８に働くラジアル力を支持するラジアル軸受２３は、第二空間３３に配置されている。本実施形態のラジアル軸受２３は、内輪５６と外輪５７との間に玉状の転動体５８を挟持してなるラジアルコンタクト式の玉軸受である。内輪５６はナット４１の外周壁に嵌合装着されており、この内輪５６にサークリップ４３が軸方向の制御軸１２側から係合している。外輪５７は、本体ケース２０の内壁から円筒状に突出するリテーナ部５９の内周壁に嵌合している。
【００２３】
オイルシール２４は、本体ケース２０とナット４１の端部４１ａとの間に介装されている。このオイルシール２４は第一空間３２と第二空間３３との境界線Ｂ上に配置され、サークリップ４３を挟んでラジアル軸受２３とは反対側に位置している。このような構成によりオイルシール２４は、本体ケース２０とナット４１との間を液密にシールしている。
【００２４】
変位規制部２５はストッパ６０とウェーブワッシャ６１とで構成され、第二空間３３に配置されている。ストッパ６０は、嵌合部６２、固定部６３及び係止部６４を有している。嵌合部６２は円筒状に形成され、リテーナ部５９の外周壁に嵌合している。固定部６３は、嵌合部６２の一端部から外周側に突出する円環板状に形成され、本体ケース２０の内壁にねじ止めされている。係止部６４は、嵌合部６２の他端部から内周側に突出する円環板状に形成され、ラジアル軸受２３の軸方向において外輪５７よりも通電部２９側に配置されている。そして、この係止部６４と外輪５７との間に円環板状のウェーブワッシャ６１が介装されている。ウェーブワッシャ６１は、係止部６４及び外輪５７に同軸に配置されて軸方向に圧縮されている。この圧縮によりウェーブワッシャ６１には復原力が生じており、当該復原力は、ラジアル軸受２３を制御軸１２側に付勢するスラスト力として外輪５７に作用している。また、ウェーブワッシャ６１の復原力は外輪５７だけでなく、通電部２９側に向かうスラスト力として係止部６４にも作用しているので、係止部６４と外輪５７との間のガタが低減されている。
【００２５】
モータ部２６は、回転ロータ６５とステータ６６とを組み合わせてなるブラシレスモータであり、第二空間３３に配置されている。回転ロータ６５は、円環板状の鉄片が積層されてなるロータコア６７と、当該ロータコア６７に装着された永久磁石６８及び磁石カバー６９を有している。ロータコア６７はナット４１の端部４１ｂの外周壁に同軸に嵌合装着されており、回転軸３８と共に正逆回転可能となっている。即ち回転軸３８は、モータ部２６におけるモータ軸としての機能も担っている。永久磁石６８は、ロータコア６７の外周縁近傍において周方向に等間隔をあけた複数個所に埋設されている。磁石カバー６９は非磁性体で円環板状に形成され、ロータコア６７の軸方向両側にそれぞれ設けられている。これにより二つの磁石カバー６９は、複数の永久磁石６８を間に挟み込んで軸方向に位置決めしている。
【００２６】
ステータ６６は回転ロータ６５の外周側に配置され、内周側に突出した複数の突出部７０ａを持つ円環板状のステータコア７０と、各突出部７０ａにそれぞれ対応して設けられたコイル７１及びボビン７２を有している。ステータコア７０は鉄片の積層によってブロック状に形成され、本体ケース２０の内周壁に装着されている。そして、このステータコア７０の各突出部７０ａにコイル７１がボビン７２を介して巻装されている。
【００２７】
磁石部２７は磁石ホルダ７４と、センサ部２８側の端面において複数の磁極を円周状に有する永久磁石７５とで構成され、第二空間３３に配置されている。磁石ホルダ７４は磁性体で形成され、ロータコア６７の通電部２９側に磁石カバー６９と共にリベット固定されている。永久磁石７５は、凹凸嵌合と磁気作用とを利用することで、磁石ホルダ７４の所定箇所に位置決めして保持されている。したがって、それら永久磁石７５及び磁石ホルダ７４からなる磁石部２７は、回転ロータ６５及び回転軸３８と共に正逆回転可能となっている。
【００２８】
センサ部２８は複数のホール素子７６で構成されており、回転軸３８の軸方向の磁石部２７よりも通電部２９側に配置されて第二空間３３に露出している。各ホール素子７６は通電部２９の所定箇所にそれぞれ保持されており、磁石部２７の永久磁石７５から磁気作用を受けることにより回転軸３８の回転角を検出する。本実施形態では、永久磁石７５の各磁極の位置を変化させる回転軸３８の回転角に対して各ホール素子７６の出力が所定の相関関係を示すように、センサ部２８及び磁石部２７が構成されている。さらに本実施形態では、スラスト力が作用していない状態での回転軸３８の軸方向において、ホール素子７６と永久磁石７５との正対時におけるそれら要素７６，７５間の隙間量Ｃ１がウェーブワッシャ６１の最大圧縮量よりも大きくなるように、センサ部２８及び磁石部２７が配置されている。ここで最大圧縮量とは、スラスト力が回転軸３８に作用していない状態でのウェーブワッシャ６１に許容される圧縮量の最大値をいう。
【００２９】
図３に示すように通電部２９は、本体ケース２０にボルト固定された回路ケース８０と、回路ケース８０に収容された駆動回路８１とを有している。回路ケース８０は、共にカップ状に形成されたベース部材８２とカバー部材８３とで構成されている。ベース部材８２は、その底部８４によって本体ケース２０の開口を覆うと共に、本体ケース２０とは反対側に向かって開口している。図１に示すようにベース部材８２は、底部８４から本体ケース２０側に突出する支持部８５を有している。支持部８５は円筒状に形成され、リッド４２のスリーブ部４４内に同軸に挿入されている。本実施形態では、スラスト力が作用していない状態での回転軸３８の軸方向において、底部８４とスリーブ部４４との間の隙間量Ｃ２並びに支持部８５とリッド４２との間の隙間量Ｃ３がウェーブワッシャ６１の最大圧縮量よりも大きくなるように、ベース部材８２及び回転軸３８が配置されている。また本実施形態では、支持部８５とスリーブ部４４との間に円筒状の摺動ブッシュ８６が介装されており、スリーブ部４４は摺動ブッシュ８６を介して支持部８５に支持されている。これによりスリーブ部４４の径方向変位が規制されるので、ラジアル軸受２３の軸受個所を支点とする回転軸３８の傾きを防止することができる。
【００３０】
図３に示すように、ベース部材８２の開口縁部にはカバー部材８３の開口縁部が液密に重なり合っており、それらベース部材８２とカバー部材８３とで囲まれた空間８７に駆動回路８１が配置されている。駆動回路８１は、回路素子８８が実装された複数の基板８９を回転軸３８の軸方向に複数並べてなる電気回路である。駆動回路８１は、モータ部２６の各コイル７１に電気接続されていると共に、回路ケース８０の外部の制御回路９０にターミナル（図示しない）を介して電気接続される。また図１に示すように、駆動回路８１においてベース部材８２の底部８４に嵌合保持された基板８９ａと当該底部８４との間には、センサ部２８の各ホール素子７６を実装してなる基板９１が介装されており、駆動回路８１はそれらのホール素子７６にも電気接続されている。尚、基板９１に実装された各ホール素子７６は、ベース部材８２の底部８４を貫通する貫通孔９２を通じて第二空間３３に露出している。
【００３１】
制御回路９０は、各ホール素子７６の出力を駆動回路８１を通じて受け取ることにより回転軸３８の回転角、さらには制御軸１２の軸方向位置を認識する電気回路である。さらに制御回路９０は、認識した制御軸１２の軸方向位置から実際のバルブリフト量を推定し、当該実際のバルブリフト量と目標のバルブリフト量との差分を埋めるための通電を駆動回路８１に指令する。この指令を受けて駆動回路８１は、各コイル７１への通電を制御することにより、それらのコイル７１を所定の順で励磁して回転ロータ６５及び回転軸３８を回転駆動する。これにより、ねじ軸３９及び制御軸１２が軸方向に直線駆動されるため、目標のバルブリフト量が実現される。尚、目標のバルブリフト量とは、エンジン回転数、アクセル開度等の車両の運転状況に基づいて決定される物理量である。
【００３２】
このような本実施形態によれば、例えばねじ軸３９が制御軸１２側に向かうようにアクチュエータ１０を駆動させた状態でねじ軸３９が緊急停止すると、ねじ軸３９のスラスト力が制御軸１２側に増大する。その結果、通電部２９側に向かう大きなスラスト反力が回転軸３８に作用するため、回転軸３８がラジアル軸受２３と共に通電部２９側に軸方向変位する。しかし、ウェーブワッシャ６１の圧縮量が最大となったところでラジアル軸受２３の外輪５７がウェーブワッシャ６１を介して係止部６４に係止されるため、当該係止作用によってラジアル軸受２３、さらには回転軸３８の軸方向変位が規制される。そして特に本実施形態では、回転軸３８の軸方向においてベース部材８２と回転軸３８との間の隙間量Ｃ２，Ｃ３がウェーブワッシャ６１の最大圧縮量よりも大きく設定されているので、回転軸３８の軸方向変位が規制された状態ではそれら要素８２，３８間に隙間が残存することとなる。したがって、駆動回路８１を保持するベース部材８２と回転軸３８との衝突を確実に回避することができるので、ベース部材８２及び駆動回路８１の破損や駆動回路８１の故障等を防止して耐久性を向上することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、回転軸３８の軸方向において磁石部２７とセンサ部２８との間の隙間量Ｃ１がウェーブワッシャ６１の最大圧縮量よりも大きく設定されている。そのため、最大に圧縮されたウェーブワッシャ６１を介して外輪５７が軸方向の通電部２９側から係止部６４に係止されて回転軸３８の軸方向変位が規制された状態では、磁石部２７とセンサ部２８との間に隙間が残存することとなる。したがって、磁石部２７とセンサ部２８との衝突を確実に回避することができるので、磁石部２７及びセンサ部２８の破損、位置ずれ等に起因する回転角検出精度の悪化が防止される。
【００３４】
さらに本実施形態によれば、圧縮状態で配置されたウェーブワッシャ６１がその復原力によってラジアル軸受２３を軸方向の制御軸１２側に付勢しているので、回転軸３８には常に、制御軸１２側に向かうスラスト力が作用することとなる。そしてこのスラスト力は、通電部２９側に向かう上記スラスト反力を打ち消すように働くので、回転軸３８の通電部２９側への軸方向変位を抑制することができる。
【００３５】
またさらに本実施形態によれば、回転軸３８のサークリップ４３がラジアル軸受２３の内輪５６に軸方向の制御軸１２側から係合している。そのため、通電部２９側に向かう大きな上記スラスト反力が回転軸３８に作用したとしても、内輪５６に嵌合する回転軸３８のナット４１は当該内輪５６に対して軸方向の通電部２９側に位置ずれすることがない。それ故、係止部６４の作用によって回転軸３８の軸方向変位を規制するときには、回転軸３８を所望の位置に停止させることができる。
【００３６】
さらにまた、本実施形態によれば、モータ部２６の回転駆動力を制御軸１２の直線駆動力に変換する機構として、回転軸３８とねじ軸３９とからなる比較的簡素な構成の送りねじ機構２１が用いられている。それに加えて本実施形態によれば、回転軸３８の軸方向において通電部２９が送りねじ機構２１を挟んで制御軸１２とは反対側に配置されているので、アクチュエータ１０の体格を小型にすることができる。
さらに加えて本実施形態によれば、通電部２９がアクチュエータ１０に組み込まれているので、通電部２９とアクチュエータ１０との間のハーネス類を省略することができ、それによりコストを低減することができる。
【００３７】
以上、本実施形態では、吸気バルブ６が特許請求の範囲に記載の「制御対象バルブ」に相当し、ラジアル軸受２３が特許請求の範囲に記載の「転がり軸受」に相当し、ウェーブワッシャ６１が特許請求の範囲に記載の「弾性部材」に相当し、サークリップ４３が特許請求の範囲に記載の「係合部」に相当する。
【００３８】
ここまで本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は当該実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば上述の実施形態では、回転軸３８とねじ軸３９とが直接に噛み合ってなる送りねじ機構２１を用いているが、回転軸３８とねじ軸３９とが歯車や玉等を介して間接的に連繋してなる送りねじ機構２１を用いてもよい。また、上述の実施形態では、回転軸３８の構成要素４１，４２，４３を互いに別部材で形成しているが、それらのうちの少なくとも二つを一部材で形成してもよい。さらに上述の実施形態では、ねじ軸３９と制御軸１２とを互いに同軸に連繋しているが、制御軸１２に対してねじ軸３９を偏心させて連繋してもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、ラジアルコンタクト式の玉軸受をラジアル軸受２３として用いている。これに対し、例えば図４の如きアンギュラコンタクト式のころ軸受をラジアル軸受２３として用いてもよいし、アンギュラコンタクト式の玉軸受をラジアル軸受２３として用いてもよい。
さらに上述の実施形態では、アキシアルコンタクト式の玉軸受をスラスト軸受２２として用いているが、例えばアンギュラコンタクト式又はアキシアルコンタクト式のころ軸受をスラスト軸受２２として用いてもよい。また、スラスト軸受２２を設置しないようにしてもよい。
【００４０】
またさらに上述の実施形態では、制御回路９０を回路ケース８０の外部に設けているが、制御回路９０を通電部２９の構成要素として回路ケース８０に収容させてもよい。
さらにまた、上述の実施形態では、ウェーブワッシャ６１を係止部６４とラジアル軸受２３の外輪５７との間に介装しているが、そのような介装により圧縮されて復原力を生じる弾性部材であれば、ウェーブワッシャ６１に代えて用いてもよい。また、係止部６４と外輪５７との間にウェーブワッシャ６１を介装しないようにしてもよい。
【００４１】
加えて上述の実施形態では、回転ロータ６５に永久磁石６８が埋設されてなるＩＰＭブラシレスモータをモータ部２６として用いているが、例えばＤＣモータ等、公知の各種のモータをモータ部２６として用いることができる。
また加えて上述の実施形態では、センサ部２８を構成するセンサ素子としてホール素子７６を用いているが、そのようなセンサ素子として、例えば磁気抵抗素子を用いてもよい。また、センサ部２８を構成するセンサ素子の数については、適宜設定可能である。
【００４２】
さらに加えて、アクチュエータ１０と組み合わされる変化機構８としては、制御軸１２の軸方向位置に応じてバルブリフト量を変化させるものであれば、上述の実施形態で説明した図２以外の構成のものを用いてもよい。また、制御軸１２に伝わるバルブ反力によってねじ軸３９を軸方向の通電部２９側に付勢する変化機構８をアクチュエータ１０と組み合わせて用いてもよい。さらに、エンジンの排気バルブのリフト量を変化させる変化機構８をアクチュエータ１０と組み合わせて用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態によるバルブリフト制御装置のアクチュエータについて要部を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるバルブリフト制御装置を示す部分断面模式図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の一実施形態によるバルブリフト制御装置のアクチュエータを示す断面図である。
【図４】図１に示す実施形態の変形例によるバルブリフト制御装置のアクチュエータについて要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
２  バルブリフト制御装置、４  エンジン（内燃機関）、６  吸気バルブ（制御対象バルブ）、８  変化機構、１０  アクチュエータ、１２  制御軸、２０  本体ケース、２１  送りねじ機構、２２  スラスト軸受、２３  ラジアル軸受（転がり軸受）、２４  オイルシール、２５  変位規制部、２６  モータ部、２７  磁石部、２８  センサ部、２９  通電部、３８  回転軸、３９  ねじ軸、４１  ナット、４２  リッド、４３  サークリップ（係合部）、５６  内輪、５７  外輪、６０  ストッパ、６１  ウェーブワッシャ（弾性部材）、６４  係止部、６５  回転ロータ、６６  ステータ、７４  磁石ホルダ、７５  永久磁石、７６  ホール素子、８０  回路ケース、８１  駆動回路、９０  制御回路
【図１】
2006214290.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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