(57)【要約】【課題】軸方向の長さを可及的に短くして全体のコンパクト化を図り得る可変圧縮比機構のアクチュエータを提供する。【解決手段】内部に形成された支持孔３０内に第２制御軸１１の軸部本体２３を回転自在に支持するハウジング本体２８と、駆動モータ２２を減速して第２制御軸に伝達する減速機２１と、外輪が固定用フランジ２４に固定されると共に、内輪がウエーブジェネレータ３７の内周部３７ｄの軸方向一端部に固定された第１ボールベアリング３９と、外輪がカバー２９に固定されると共に、内輪がウエーブジェネレータの内周部の軸方向他端部に固定された第２ボールベアリング４０と、を備え、ウエーブジェネレータの内周部の軸方向両端面に、凹部３７ｄ、３７ｅをそれぞれ形成し、これらに前記各ボールベアリングを収容配置した。【選択図】図６
2015145646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンの上死点位置と下死点位置の少なくとも一方を変化させて、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構のアクチュエータであって、
一端部が前記可変圧縮比機構に連結されて、前記ピストンの位置特性を変化させる制御リンクと、
該制御リンクの他端部にアームリンクを介して偏心状態に連結された制御軸と、
内部に形成された支持孔内に前記制御軸を回転自在に支持するハウジングと、
駆動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する波動歯車型減速機と、
前記制御軸と前記波動歯車型減速機の波動発生器との間に設けられて、該波動発生器の軸方向一端部を回転自在に支持する第１軸受部と、
前記ハウジングと前記波動発生器との間に設けられて、該波動発生器の軸方向他端部を回転自在に支持する第２軸受部と
を備え、
前記第１、第２軸受部のうちの少なくとも一方側の一部を、前記波動発生器の外周部の軸方向幅長さよりも内側に配置したことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸は、前記ハウジング内に前記アームリンクを挟んだ軸方向の前後位置に形成された２つの軸受孔によってハウジング内に回転自在に支持されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、内部に前記波動歯車型減速機を収容する減速機収容部を有し、前記ハウジングの後端側の軸受孔を、前記減速機収容部側へ延出させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、内部に前記減速機を収容する減速機収容部を有し、前記ハウジングの後端側の軸受孔を、前記減速機収容部側へ延出させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータであって、
前記波動歯車型減速機は、
前記制御軸と一体に回転すると共に内周面に内歯が形成された第１内歯車と、
前記ハウジングに固定され、内周面に前記第１内歯車の内歯より少ない歯数の内歯が形成された第２内歯車と、
前記第１、第２内歯車の内側に跨ってかつ同心状に配置され、外周面に前記第２内歯車の内歯と同数の外歯が形成された撓み変形可能な外歯車と、
を有し、
前記波動発生器は、外周面が前記外歯車の内周面に摺接可能に配置されて、前記駆動モータの回転によって前記外歯車の外歯を前記第１、第２内歯車の各内歯に噛み合わせるように構成されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項６】
内燃機関のピストンの上死点位置と下死点位置の少なくとも一方を変化させて、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構のアクチュエータであって、
駆動モータによって回転駆動する制御軸と、
一端部が前記可変圧縮比機構に連結され、他端部が前記制御軸に連係されて該制御軸の回転によって前記ピストンの位置特性を変化させる制御リンクと、
内部に形成された支持孔内に前記制御軸を回転自在に支持するハウジングと、
駆動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する波動歯車型減速機と、
外輪が前記制御軸の内周部に固定されると共に、内輪が前記波動歯車型減速機の波動発生器の内周部の軸方向一端部に固定された第１軸受部と、
外輪が前記ハウジングに固定されると共に、内輪が前記波動発生器の内周部の軸方向他端部に固定された第２軸受部と
を備え、
前記波動発生器の内周部の軸方向両端面の少なくともいずれか一方に、凹部を形成する共に、
前記第１、第２軸受部のうちの少なくとも一方の一部を、前記凹部内に収容配置したことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、内部に前記波動歯車型減速機を収容する減速機収容部を有し、前記ハウジングの後端側の軸受孔を、前記減速機収容部側へ延出させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【請求項８】
内燃機関用リンク機構の駆動に用いられるアクチュエータであって、
一端部が前記リンク機構に連結された制御リンクと、
該制御リンクの他端部がアームリンクを介して回転自在に連結された制御軸と、
該制御軸を内部に回転自在に支持するハウジングと、
駆動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する波動歯車型減速機と、
前記制御軸と前記波動歯車型減速機の波動発生器の軸方向一端部との間に設けられた第１軸受部と、
前記ハウジングと前記波動発生器の軸方向他端部との間に設けられた第２軸受部と、
を備え、
前記第１、第２軸受部のうちの少なくとも一方側の一部を、前記波動発生器の外周部の軸方向幅長さよりも内側に配置したことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、内部に前記波動歯車型減速機を収容する減速機収容部を有し、前記ハウジングの後端側の軸受孔を、前記減速機収容部側へ延出させたことを特徴とする内燃機関用リンク機構のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の吸気弁や排気弁の機関弁の作動特性を可変にする可変動弁機構に用いられる内燃機関用リンク機構や、内燃機関の機械的な実圧縮比を可変にする可変圧縮比機構のアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
これら従来の可変圧縮比機構としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、この可変圧縮比機構は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用して、ピストンのストローク特性を変化させることにより、内燃機関の機械的な圧縮比を変更可能にしている。
【０００４】
つまり、ピストンとクランクシャフトをアッパリンクとロアリンクを介して連結して、ロアリンクの姿勢を駆動モータや減速機などからなるアクチュエータによって制御することにより、前記ピストンのストローク特性を変化させて機関圧縮比を制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６９１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記公報記載の従来の可変圧縮比機構のアクチュエータにあっては、内部に制御軸は回転自在に支持されたハウジングの一端部に前記減速機を設けると共に、該減速機の端部に前記駆動モータを同軸上に配置していることから、構造上、アクチュエータ全体の軸方向の長さが大きくなってしまう。この結果、機関本体の下部内へのレイアウトが制約されて配置が困難になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、アクチュエータの軸方向の長さを可及的に短くして全体のコンパクト化を図り得るリンク機構と可変圧縮比機構のアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、とりわけ、一端部が前記可変圧縮比機構に連結されて、前記ピストンの位置特性を変化させる制御リンクと、該制御リンクの他端部にアームリンクを介して偏心状態に連結された制御軸と、内部に形成された支持孔内に前記制御軸を回転自在に支持するハウジングと、駆動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する波動歯車型減速機と、前記制御軸と前記波動歯車型減速機の波動発生器との間に設けられて、該波動発生器の軸方向一端部を回転自在に支持する第１軸受部と、前記ハウジングと前記波動発生器との間に設けられて、該波動発生器の軸方向他端部を回転自在に支持する第２軸受部とを備え、
前記第１、第２軸受部のうちの少なくとも一方側の一部を、前記波動発生器の外周部の軸方向幅長さよりも内側に配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、アクチュエータの軸方向の長さを可及的に短くして全体のコンパクト化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る可変圧縮比機構の実施形態を模式的に記載した概略図である。
【図２】本発明の可変圧縮比機構のアクチュエータを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に供されるアクチュエータを分解して示す斜視図である。
【図４】同アクチュエータの平面図である。
【図５】同アクチュエータの左側面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本実施形態の要部断面図である。
【図８】本実施形態における制御軸にアームリンクを組み付ける状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る可変圧縮比機構のアクチュエータの実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、ガソリン仕様の直列４気筒の内燃機関の機械圧縮比を変化可能な前記可変圧縮比機構（ＶＣＲ）とそのアクチュエータが設けられている。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の可変圧縮比機構を模式的に記載したもので、これは前記従来技術として掲げた特開２０１１−１６９１５２号公報の図１に記載されているものと同じであるから簡単に説明する。
【００１２】
内燃機関のシリンダブロックのシリンダ内を往復運動するピストン１のピストンピンに２に上端が回転自在の連結されたアッパリンク３と、クランクシャフト４のクランクピン４ａに回転自在に連結されたロアリンク５と、を備えている。前記ロアリンク５は、アッパリンク３の下端が連結ピン６を介して回転自在に連結されていると共に、第１制御リンク７の上端部が連結ピン８を介して回転自在に連結されている。
【００１３】
前記第１制御リンク７は、下端部が複数のリンク部材によって構成された連結機構９に連結されている。この連結機構９は、第１制御軸１０と制御軸である第２制御軸１１及び該両者１０，１１を連結する制御リンクである第２制御リンク１２と、を備えている。
【００１４】
前記第１制御軸１０は、クランクシャフト４と平行に機関内部を気筒列方向に延びており、機関本体に回転自在に支持される第１ジャーナル部１０ａと、各気筒の第１制御リンク７の下端部が回転自在に取り付けられる複数の制御偏心軸部１０ｂと、前記第２制御リンク１２の一端部１２ａが回転自在に取り付けられた偏心軸部１０ｃと、を備えている。
【００１５】
前記制御偏心軸部１０ｂは、第１アーム部１０ｄを介して第１ジャーナル部１０ａに対して所定量偏心した位置に設けられ、同じく偏心軸部１０ｃは、第２アーム部１０ｅを介して第１ジャーナル部１０ａに対して所定量偏心した位置に設けられている。
【００１６】
前記第２制御軸１１は、後述するハウジング２０内に複数のジャーナル部を介して回転自在に支持されていると共に、第２制御リンク１２の他端部１２ｂに回転自在に取り付けられたアームリンク１３が連結固定されている。
【００１７】
前記第２制御リンク１２は、図２及び図３に示すように、レバー状に形成されて、前記偏心軸部１０ｃに連結された一端部１２ａがほぼ直線状に形成されているのに対して、アームリンク１３が連結された他端部１２ｂがほぼ湾曲状に折曲形成されている。前記一端部１２ａの先端部には、前記偏心軸部１０ｃが回動自在に挿通される挿通孔１２ｃが貫通形成されている。一方、他端部１２ｂは、二股状に形成されたそれぞれの先端部１２ｄ、１２ｄの間に前記アームリンク１３の後述する突起部１３ａが挟持状態に保持されると共に、該突起部１３ａと連結する連結ピン１４が圧入固定される固定用孔１２ｅ、１２ｅが貫通形成されている。
【００１８】
アームリンク１３は、前記第２制御軸１１とは分離して形成され、鉄系金属によって肉厚な円環状に形成されて、中央に前記第２制御軸１１の前後の各ジャーナル部の間に形成された固定部に圧入固定される圧入用孔１３ａが貫通形成されていると共に、外周には、径方向へ突出したＵ字形状の前記突起部１３ｂが一体に形成されている。この突起部１３ｂには、前記連結ピン１４が回動自在に支持される連結用孔１３ｃが形成されており、この連結用孔１３ｃの軸心(連結ピン１４)が前記突起部１３ｂを介して第２制御軸１１の軸心から径方向へ所定量偏心している。
【００１９】
前記第２制御軸１１は、アクチュエータの一部である減速機２１を介して前記駆動モータ２２から伝達された回転力によって回転位置が変更されることによって、前記第２制御リンク１２を介して制御シャフト１０が回転して第１制御リンク７の下端部の位置が移動する。これにより、ロアリンク５の姿勢が変化することによってピストン１のストローク特性の変化に伴って機関圧縮比が変化するようになっている。
【００２０】
前記アクチュエータは、図２〜図７に示すように、前記第２制御軸１１と、該第２制御軸１１を内部に回転自在に支持するハウジング２０と、該ハウジング２０の後端側内部に設けられた減速機２１と、該減速機２１の後端側に取り付けられた駆動モータ２２と、から主として構成されている。
【００２１】
前記第２制御軸１１は、鉄系金属によって一体に形成された軸部本体２３と、該軸部本体２３の後端部に一体に設けられた固定用フランジ２４とを有している。前記軸部本体２３は、軸方向に段差径状に形成され、先端部側の小径な第１ジャーナル部２３ａと、前記アームリンク１３が前記圧入用孔１３ａを介して第１ジャーナル部２３ａ側から圧入される中央部側の中径な固定部２３ｂと、前記固定用フランジ２４側の大径な第２ジャーナル部２３ｃとを有している。また、前記固定部２３ｂと第２ジャーナル部２３ｃの間には、第１段差部２３ｄが形成されていると共に、前記第１ジャーナル部２３ａと固定部２３ｂとの間には、第２段差部２３ｅが形成されている。
【００２２】
前記第１段差部２３ｄは、前記アームリンク１３の圧入用孔１３ａを固定部２３ｂに第１ジャーナル部２３ａ側から圧入した際に、第２ジャーナル部２３ｃ側の一方側孔縁が軸方向から当接してアームリンク１３の第２ジャーナル部２３ｃ方向への移動を規制するようになっている。一方、前記第２段差部２３ｅは、軸本体２３を支持孔３０内に挿通した際に、支持孔３０の後述する段差孔縁３０ｃに当接して軸方向に移動を規制するようになっている。
【００２３】
前記固定用フランジ２４は、外周部に６つのボルト挿通孔２４ａが円周方向の等間隔位置に貫通形成されていると共に、該各ボルト挿通孔２４ａを挿通した６本のボルト２５によってスラストプレート２６を介して減速機２１の内歯車であるサーキュラスプライン２７に結合されている。
【００２４】
また、この固定用フランジ２４は、内周部の後述するハウジング本体２８の第１収容室２８ａ側に円環状の第１軸受支持部２４ｂが突設されている。この第１軸受支持部２４ｂは、内周側に第１支持溝２４ｃが形成されている。
【００２５】
前記ハウジング２０は、アルミニウム合金材によって全体がほぼ立方体状に形成されたハウジング本体２８と、該ハウジング本体２８の後端側内部に有する大径円環溝状の第１収容室２８ａの一端開口を、Ｏリング５１を介して閉塞するカバー２９と、によって構成されている。
【００２６】
前記ハウジング本体２８は、前記第１収容室２８ａよりも内部前方位置に、横方向に沿って形成された第２収容室２８ｂが設けられていると共に、前記第１収容室２８ａの底面から内部軸方向には、前記制御軸１３の軸部本体２３を挿通配置させる支持孔３０が第２収容室２８ｂに対して直交する方向から貫通形成されている。
【００２７】
また、前記支持孔３０から軸方向に延長された保持孔３１内には、前記制御軸１３の回転角度位置を検出する角度センサ３２が収容配置されている。
【００２８】
前記カバー２９は、ハウジング本体２８と同じくアルミニウム合金材によって形成され、中央にモータ軸挿通孔２９ａが貫通形成されていると共に、外周面に径方向へ突設した４つのボス部２９ｂにボルト挿通孔が貫通形成されており、該各ボルト挿通孔に駆動モータ２２側から挿通した４本のボルト４３によって前記ハウジング本体２８に固定されている。
【００２９】
また、このカバー２９は、前記第１収容室２８ａ側の内端面の内周部に円環状の第２軸受支持部２９ｃが突設されていると共に、内端面の外周部には後述する第２サーキュラスプライン３８を結合するボルト４１が螺着される６つの雌ねじ孔２９ｄが軸方向に沿って形成されている。また、カバー２９の後端には、後述するモータハウジング４５を結合するボルト４９が螺着される雌ねじ孔２９ｅが形成されている。
【００３０】
前記第２軸受支持部２９ｃは、第１収容室２８ａ方向へ突出されて、内周側に円環状の第２支持溝２９ｆが形成されている。
【００３１】
前記第２収容室２８ｂは、図６及び図７に示すように、前記連結ピン１４による制御リンク１２の他端部１２ｂとアームリンク１３との連結部位を収容配置するものであり、したがって、全体のスペースは、前記制御リンク１２やアームリンク１３の自由な揺動を確保するスペースに形成されていると共に、幅長さが制御リンク１２の他端部１２ｂの幅よりも僅かに大きく形成されて作動時のガタを抑制している。
【００３２】
前記支持孔３０は、図６に示すように、内周面の外径が前記第２制御軸１１の軸部本体２３の外径に合わせて段差径状に形成され、前記第１ジャーナル部２３ａが軸受けされる小径な第１軸受孔３０ａと、前記固定部２３ｂに対応した位置、つまり前記第２収容室２８ｂに開口した部位と、前記第２ジャーナル部２３ｃが軸受けされる大径な第２軸受孔３０ｂと、から構成されている。
【００３３】
前記第１軸受孔３０ａの第２収容室２８ｂに臨む段差孔縁３０ｃは、前記第２軸部本体２３を支持孔３０に挿入した際に、前記第２段差部２３ｅが軸方向から当接してそれ以上の挿入を規制するようになっている。なお、軸部本体２３の支持孔３０に対する最大の挿入移動位置規制は、前記固定用フランジ２４の内周部が第２軸受孔３０ｂの外側孔縁に当接することによっても行われるようになっている。
【００３４】
前記角度センサ３２は、図２及び図３に示すように、前記保持孔３１の内周面に圧入固定されたキャップ状のセンサカバー３２ａと、該センサカバー３２ａの内周側に配置された角度検出用のロータ３２ｂと、センサカバー３２ａの中央に設けられて、前記ロータ３２ｂの回転位置を検出するセンサ部３２ｃとから主として構成されている。前記センサ部３２ｃは、検出された信号を、機関運転状態を検出する図外のコントロールユニットに出力するようになっている。前記ロータ３２ｂは、先端突起部３２ｄが前記軸部本体２３の先端側の固定用孔に圧入固定されている。
【００３５】
前記センサカバー３２ａは、ガスケット３３によって前記保持孔３１との間がシールされていると共に、２本のボルト３４によって前記センサ部３２ｃと一緒にハウジング２０に取り付けられている。また、センサカバー３２ａの円筒部の外周には、３つのＯリング３５が設けられ、これによって、センサ部３２ｃ方向へのオイルの侵入を規制するようになっている。
【００３６】
前記減速機２１は、波動歯車型であって、各構成部品が前記カバー２８によって閉塞された前記ハウジング本体２８の第１収容室２８ａ内に収容されている。すなわち、前記固定用フランジ２４にボルト固定され、内周に複数の内歯２７ａが形成された円環状の前記第１サーキュラスプライン２７と、該第１サーキュアスプライン２７の内側に配置されて、外周面に前記各内歯２７ａに噛合する複数の外歯３６ａを有する外歯車であるフレックススプライン３６と、楕円形状に形成された外周面が前記フレックススプライン３６の内周面の一部に沿って摺動する波動発生器であるウエーブジェネレータ３７と、前記第１サーキュアスプライン２７の軸方向一側に配置されて、内周面に前記フレックススプライン３６の各外歯３６ａに噛合する内歯３８ａが形成された第２サーキュラスプライン３８と、から主として構成されている。
【００３７】
前記第１サーキュラスプライン２７は、円周方向の等間隔位置に前記各ボルト２５が螺着する６つの雌ねじ孔２７ｂが形成されている。
【００３８】
前記フレックススプライン３６は、金属材によって撓み変形可能な薄肉円筒状に形成されて、前記各外歯３６ａの歯数が前記第１サーキュラスプライン２７の各内歯２７ａの歯数よりも一つだけ少なくなっている。
【００３９】
前記ウエーブジェネレータ３７は、図６にも示すように、ほぼ円環状に形成されて中央に比較大径な貫通孔３７ａが形成されていると共に、該貫通孔３７ａの内周面に複数の内歯３７ｂが形成されている。このウエーブジェネレータ３７の楕円状の外周面が平面状に形成されて、前記フレックススプライン３６の平面状の内周面に摺接するようになっている。
【００４０】
このウエーブジェネレータ３７は、外周部３７ｃの軸方向幅Ｗが比較的小さく形成されていると共に、内周部３７ｄの軸方向両端面にそれぞれ凹部３７ｅ、３７ｆが形成されて全体がくびれ状に形成されている。すなわち、前記両凹部３７ｅ、３７ｆによって内周部３７ｄの軸方向幅Ｗ１が外周部３７ｃの軸方向幅Ｗよりも十分に小さい幅に形成されて、全体がくびれ状に形成されている。
【００４１】
また、前記内周部３７ｄの内側、つまり前記貫通孔３７ａの軸方向の前後孔縁には、それぞれ円筒状の突起部３７ｇ、３７ｈが一体に形成されている。そして、前記各突起部３７ｇ、３７ｈと前記固定用フランジ２４の第１支持溝２４ｃ及びカバー２９の第２支持溝２９ｆとの間にそれぞれ配置された前後の第１、第２ボールベアリング３９、４０によってウエーブジェネレータ３７全体が回転自在に支持されている。
【００４２】
具体的に説明すると、前記第１ボールベアリング３９は、内輪が前記一方の突起部３７ｇの外周面に圧入固定され、外輪が前記第１支持溝２４ｃの内周面に圧入固定されている。一方、第２ボールベアリング４０は、内輪が前記他方の突起部３７ｈの外周面に圧入固定され、外輪が前記第２支持溝２９ｆの内周面に圧入固定されている。したがって、前記第１、第２ボールベアリング３９，４０は、軸方向で対向するそれぞれの内側の一部が前記外周部３７ｃの軸方向幅Ｗよりも内側に位置して、外周部３７ｃを径方向でオーバラップする形になっている。
【００４３】
前記第２サーキュラスプライン３８は、外周側に有するフランジ３８ｂに６つのボルト挿通孔が貫通形成され、この各ボルト挿通孔を挿通した６本のボルト４１によって前記カバー２８の内端部に第２スラストプレート４２を介して固定されている。また、この第２サーキュラスプライン３８の各内歯３８ａは、歯数が前記フレックススプライン３６の外歯３６ａと同じ数になっており、したがって、前記第１サーキュラスプライン２７の各内歯２７ａの歯数よりも一つだけ少なく設定されている。このような歯数の差によって減速比が決定されるようになっている。
【００４４】
前記駆動モータ２２は、ブラシレスの電動モータであって、図３及び図６に示すように、有底円筒状のモータケーシング４５と、該モータケーシング４５の内周面に固定された筒状のコイル４６と、該コイル４６の内側に回転自在に設けられた磁石ロータ４７と、一端部４８ａが磁石ロータ４７の軸中央に固定されたモータ軸４８と、から主として構成されている。
【００４５】
前記モータケーシング４５は、前端外周に形成された４つのボス部４５ａに有するボルト挿通孔４５ｂを挿通する４つのボルト４９によって前記カバー２８の後端部にＯリング５０を介して取り付けられている。また、モータケーシング４５の外周には、前記コントロールユニットから制御電流を入力するコネクタ部６７が一体に設けられている。
【００４６】
前記磁石ロータ４７は、外周に正極と負極の磁極が周方向へ交互に配置されていると共に、軸中央に前記モータ軸４８の一端部４８ａが圧入固定される固定用孔４７ａが貫通形成されている。
【００４７】
前記モータ軸４８は、前記磁石ロータ４７の一端面から突出した一端部４８ａの先端部がモータケーシング４５の端壁内に外輪が固定されたボールベアリング５２によって軸受けされている一方、他端部４８ｂもカバー２８のモータ軸挿通孔２８ａの内周に外輪が固定されたボールベアリング５３によって軸受けされている。また、前記他端部４８ｂの外周面には、前記ウエーブジェネレータ３７の前記内歯３７ｂが噛合する外歯４８ｃが形成されている。
【００４８】
前記ボールベアリング５３は、ほぼ円盤状のリテーナ５４を介してビス５５により前記カバー２８の保持溝内に保持されている。
【００４９】
前記モータ軸４８の軸方向ほぼ中央位置には、該モータ軸４８の回転角度を検出するレゾルバ５５が配置されている。このレゾルバ５５は、モータ軸４８の外周に圧入固定されたレゾルバロータ５５ａと、該レゾルバロータ５５ａの外周面に形成された複葉状のターゲットを検出するセンサ部５５ｂと、から構成されている。このセンサ部５５ｂは、２本のビス５６によってカバー２８の内部に固定されていると共に、前記コントロールユニットに検出信号を出力するようになっている。
【００５０】
また、前記第２制御軸１１の内部軸方向と径方向には、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油を導入する導入部と、該導入路に連通する複数の径方向孔６５ａ、６５ｂが形成されている。つまり、前記導入部は、固定用フランジ２４の中央に形成されて、図外の油孔から潤滑油が供給される円錐状の油室６４ａと、該油室６４ａから第２制御軸１１の内部軸心方向に沿って形成された軸方向孔６４ｂとから構成されている。
【００５１】
前記一方の径方向孔６５ａは、内端が前記軸方向孔６４ｂの先端部に開口形成され、外端が第１ジャーナル部２３ａの外周面と第１軸受孔３０ａとの間のクリアランスに開口して、ここに潤滑油を供給するようになっている。他方の径方向孔６５ｂは、図７に示すように、前記アームリンク１３の内部に形成された油孔６５ｃに連通しており、この油孔６５ｃを介して前記連結用孔１３ｃの内周面と連結ピン１４の外周面との間に潤滑油を供給するようになっている。
【００５２】
〔本実施形態の作用効果〕
前記構成の本実施形態によれば、前記第２制御軸１１の軸部本体２３にアームリンク１３を収容室２８ｂ内で圧入固定する際には、図８に示すように、まず、予め前記制御リンク１２の他端部１２ｂとアームリンク１３の突起部１３ｂとを連結ピン１４で連結した状態で、この連結部位を、２つの治具６２、６３によって前記収容室２８ｂ内に収容しつつ位置決め固定しておき、この状態で前記軸部本体２３を圧入用孔１３ａに先端部(第１ジャーナル部２３ａ)側から挿通すると共に、固定部２３ｂの外周面に軸方向から圧入して前記第１段差部２３ｄが一方側孔縁に突き当たるまで圧入する。
【００５３】
その後、前記各治具６２，６３を取り外せば、第２制御軸１１に対するアームリンク１３の組み付け作業が完了する。
【００５４】
このように、本実施形態にあっては、前記第２制御軸１１とアームリンク１３とを分割形成して、軸部本体２３に対して収容室２８ｂ内でアームリンク１３を連結するようにしたことから、両者２３，１３を一体に形成した従来のように、前記ハウジング本体２８の前記モータ軸挿通孔３０の内径を、アームリンク１３を挿通させるために大きく形成する必要がなく、また、ハウジング本体２８を上下に分割する必要が全くない。
【００５５】
したがって、ハウジング２０全体の大型化が抑制されて、該ハウジング２０の小型化と軽量化を図ることができる。この結果、可変圧縮比機構の機関への搭載性が向上する。
【００５６】
また、第２制御軸１１とアームリンク１３とを別体とすることによって、アームリンク１３の長さの自由度が向上して、収容室２８ｂの大きさに応じて長く設定することができることから、制御リンク１２から第２制御軸１１側への逆入力荷重を低減することが可能になる。これによって、減速機２１や駆動モータ２２の負荷を軽減させることができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、前記ウエーブジェネレータ３７の全体の軸方向幅が小さく形成され、特に、内周部３７ｄの両端面に形成された各凹部３７ｅ、３７ｆによってくびれ状に形成されていることから軸方向幅Ｗ１が小さくなっているため、前記第１、第２ボールベアリング３９，４０の配設位置を互いに近接させることができる。したがって、これら第１、第２ボールベアリング３９，４０を支持する前記カバー２９と固定用フランジ２７の位置を互いに近づけて配置することができることから、ハウジング２０全体の軸方向の長さを十分に短くすることが可能になる。この結果、前記ハウジング本体２８の小型化と相俟ってさらにハウジング２０全体の軸方向の小型化が図れる。
【００５８】
しかも、前記固定用フランジ２７の位置を、前記カバー２９側へ僅かに移動させることができることから、前記第２軸受孔３０ｂの軸方向長さをさらに長くすることができる。これによって、第２軸受孔３０ｂによる前記第２ジャーナル部２３ｃの軸受け面積を大きくすることができるので、第２軸受孔３０ｂによってさらに大きな荷重を受けることが可能になる。
【００５９】
すなわち、前記制御リンク１２には、前記ピストン１で発生する大きな交番トルクが伝達され、この交番荷重が前記アームリンク１３から第２制御軸１１の軸部本体２３に伝達されて、前記第１、第２ジャーナル部２３ａ、２３ｃから第１、第２軸受孔３０ａ、３０ｂの内周面に大きな荷重が伝達されて両者間の面圧が大きくなる。この大きな面圧と高速の摺動摩擦によって、アルミニウム合金材の第１、第２軸受孔３０ａ、３０ｃの内周面に摩耗が発生して、前記第１、第２ジャーナル部２３ａ、２３ｃと第１、第２軸受孔３０ａ、３０ｂとの間に比較的大きなクリアランスが発生するおそれがある。
【００６０】
このクリアランスが大きくなると、交番荷重により第２制御軸１１が前記第２ボールベアリング４０を支点として軸部本体２３の先端部である第１ジャーナル部２３ａ側が揺動し易くなり、これによって、前記交番荷重を第１ボールベアリング３９や、前記ウエーブジェネレータ３７を介してフレックススプライン３６で受けることになる。従来では、前記ウエーブジェネレータ３７の内周部が軸方向に長く形成されていたことから、第２ボールベアリング４０を支点とした揺動量が大きくなって前記フレックススプライン３６に大きな偏荷重が作用して部分的に撓み変形し易くなり、また、第１ボールベアリング３９の軌道面の片当たりによる潤滑不良や局部面圧の増加によってそれぞれに耐久性が低下するおそれがあった。
【００６１】
そこで、本実施形態では、第１ボールベアリング３９の位置を駆動モータ２２側へ寄せることにより、固定用フランジ２４も同方向へ寄せることができ、この結果、前記第２軸受孔３０ｄの軸方向長さを長くすることができることから、支点である第２ボールベアリング４０から作用点であるフレックススプライン３６や第１ボールベアリング３９までのオーバハング量を小さくして、軸部本体２３の揺動量を小さく抑制できる。この結果、フレックススプライン３６の部分的な撓み量を小さくすることができると共に、第２ボールベアリング４０の片当たりの発生を抑制することができることから、これらの耐久性の低下を抑制することが可能になる。
【００６２】
また、前記支持孔３０の前後２つの第１、第２軸受孔３０ａ、３０ｂに、前後２つの第１、第２ジャーナル部２３ａ、２３ｃを介して前記軸部本体２３を軸受けしたことから、第２制御軸１１を常時安定して支持することが可能になり、前記交番荷重による振動や騒音をさらに抑制することが可能になる。
【００６３】
さらに本実施形態では、前記軸部本体２３を、最大径の第２ジャーナル部２３ｃから中径の固定部２３ｂ及び最小径の第１ジャーナル部２３ａと段階的(竹の子状)に小径化したことから支持孔３０への挿通性が良好になる。
【００６４】
また、前記アームリンク１３を、圧入用孔１３ａを介して軸部本体２３の固定部２３ｂに軸方向から圧入固定したことから、両者１３，２３の連結作業が容易になる。
【００６５】
さらに、軸部本体２３の第２段差部２３ｅを、支持孔３０の段差孔縁３０ｃに当接させることによって軸部本体２３挿通時の軸方向の位置決めが容易になり、また、軸部本体２３の第１段差部２３ｄを利用して圧入時における前記アームリンク１３の軸方向の位置規制ができることから、この点でも位置決めが容易になる。
【００６６】
また、前記第２制御軸１１の軸部本体２３を鉄系金属によって形成する一方、前記第１、第２軸受孔３０ａ、３０ｂを含むハウジング２０全体をアルミニウム合金材によって形成し、前記第１軸受孔３０ａが小径状に形成されていることから熱膨張、収縮による鉄とアルミニウム合金の差が少なくなり、これによって第１ジャーナル部２３ａと第１軸受孔３０ａとの間のガタによる振れの発生を抑制できる。
【００６７】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、たとえば、前記軸部本体２３に対するアームリンク１３の固定手段としては、圧入以外に、例えばスプライン結合やボルト結合による手段でもよい。
【００６８】
また、本発明は、可変圧縮比機構のアクチュエータばかりか、他の内燃機関用リンク機構のアクチュエータにも適用することができる。
【００６９】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項３に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記第１軸受部は、外輪がハウジングに固定されている一方、内輪が前記波動発生器の内周部の軸方向一端部に固定されて、該波動発生器の一端をハウジングに回転自在に支持させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｂ〕
請求項ａに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記第２軸受部は、外輪が前記制御軸の内周部に固定されている一方、内輪が前記波動発生器の内周部の軸方向他端部に固定されて、該波動発生器の他端を前記制御軸に回転自在に支持させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｃ〕
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸は、前記ハウジング内に前記アームリンクを挟んだ軸方向の前後位置に形成された２つの軸受孔によってハウジング内に回転自在に支持されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｄ〕
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御リンクは、前記制御軸に固定されたアームリンクの偏心部に回転自在に連結されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｅ〕
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸の回転角度を、前記制御軸の先端部に設けられた角度センサーによって検知したことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｆ〕
請求項１に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記可変圧縮比機構は、前記制御軸とは異なる第１制御軸を有し、この第１制御軸の回転によってピストンの位置が変更され、
前記制御リンクは、前記第１制御軸に偏心して連結され、前記制御リンクの姿勢が変更されると、前記第１制御軸の回転角度が変更されることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｇ〕
請求項ｃに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、内部に前記減速機を収容する減速機収容部を有し、前記ハウジングの後端側の軸受孔を、前記減速機収容部側へ延出させたことを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【００７０】
この発明によれば、制御軸の軸受孔を減速機の波動発生器方向に延出していることから、該軸受孔の軸方向の長さを大きくすることが可能になることから、この軸受孔によってさらに大きな荷重を受けることが可能になる。
〔請求項ｈ〕
請求項ｃに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸は、前記ハウジングの２つの軸受孔に軸受けされる第１、第２ジャーナル部の外径が先端部の第１ジャーナル部よりも基端側の第２ジャーナル部の方が大きく形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【００７１】
この発明によれば、第１ジャーナル部の外径より第２ジャーナル部の外径を大きくしたので、より大きな荷重を受けることができる。
〔請求項ｉ〕
請求項ｈに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御リンクは、前記制御軸に圧入固定されたアームリンクの偏心部に回転自在に連結されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｊ〕
請求項５に記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸は、減速機側の基端部にフランジ部を有し、該フランジ部の外周側が前記第１内歯車の外周に固定されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｋ〕
請求項ｊに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記フランジ部の内周側に前記第２軸受部の外周を支持する凹部が形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｌ〕
請求項ｋに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記波動発生器は、内周側に前記制御軸側に延出した軸受支持部が形成され、該軸受支持部の外周に前記第２軸受部の内輪が固定されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｍ〕
請求項ｌに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記第２軸受部の前記波動発生器側の端部が、前記波動発生器と外歯車の摺接範囲とオーバラップするように配置されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｎ〕
請求項ｈに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記制御軸は、内部軸方向に油通路が形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｏ〕
請求項ｎに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記アームリンクの内部には、前記油通路と前記制御リンクとアームリンクの連結部を連通する油孔が形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
〔請求項ｐ〕
請求項ｋに記載の可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、
前記フランジ部の前記凹部を形成する凹部形成部は、前記フランジ部の外周に対して前記波動発生器側に突出していると共に、前記凹部形成部の少なくとも一部が前記第１内歯車の軸方向内側にオーバラップした状態で配置されていることを特徴とする可変圧縮比機構のアクチュエータ。
【符号の説明】
【００７２】
１…ピストン
１１…第２制御軸(制御軸)
１２…第２制御リンク(制御リンク)
１２ａ…一端部
１２ｂ…他端部
１３…アームリンク
１３ａ…圧入用孔
１３ｂ…突起部
１３ｃ…連結用孔
２０…ハウジング
２１…減速機
２２…駆動モータ
２３…軸部本体
２３ａ…第１ジャーナル部
２３ｂ…固定部
２３ｃ…第２ジャーナル部
２４ｂ…第１軸受支持部
２８…ハウジング本体(ハウジング)
２８ａ…第１収容室(収容部)
２８ｂ…第２収容室
２９…カバー(ハウジング)
２９ｃ…第２軸受支持部
３０…支持孔
３０ａ…第１軸受孔
３０ｂ…第２軸受孔
３７…ウエーブジェネレータ(波動発生器)
３７ｃ…外周部
３７ｄ…内周部
３７ｅ・３７ｆ…凹部
３７ｇ・３７ｈ…突起部
３９…第１ボールベアリング(第１軸受部)
４０…第２ボールベアリング(第２軸受部)
【図１】
2015145646.tif 000003
【図２】
2015145646.tif 000004
【図３】
2015145646.tif 000005
【図４】
2015145646.tif 000006
【図５】
2015145646.tif 000007
【図６】
2015145646.tif 000008
【図７】
2015145646.tif 000009
【図８】
2015145646.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月31日(2014.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2015145646.tif 000011