(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のリンク機構と連結され、回転することで前記リンク機構の姿勢を変更する制御軸と、
前記制御軸を回転自在に支持する軸受部を有するハウジングと、
出力軸を回転駆動する駆動モータと、
前記出力軸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、
前記制御軸又は前記ハウジングの一方に設けられ、前記制御軸又は前記ハウジングの他方と接触することで、前記制御軸の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する規制機構と、
を備え、
前記制御軸は、前記リンク機構と連結するアームを有し、
前記ハウジングは、前記アームを収容可能とする凹部を有し、
前記軸受部は、前記ハウジングの前記凹部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に設けられた第１軸受部と、前記凹部よりも前記制御軸の回転軸方向一端側に設けられた第２軸受部とから成り、
前記規制機構は、前記第１軸受部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に設けられ、
前記規制機構は、前記制御軸の外周に圧入された環状部材と、前記ハウジングに設けられ、前記環状部材の軸方向軸受側と対向する対向面とを有し、
前記制御軸は、前記第１軸受部に軸支されるジャーナル部と、前記ジャーナル部の軸方向他端側に設けられ、前記ジャーナル部の直径より小さい中径部と、前記中径部の軸方向他端側に設けられ、前記中径部より小径となる小径部と、を有し、
前記中径部に前記環状部材が圧入されると共に、前記小径部に被検出部が固定される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２】
請求項１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、前記第１軸受部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に開口する開口部を有すると共に、前記開口部を閉塞するカバーを有し、
前記規制機構は、前記開口部に設けられている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３】
請求項２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、
前記制御軸は、前記制御軸の軸方向において前記規制機構より他端側に被検出部を有し、
前記ハウジングは、前記被検出部の回転角度を検出する検出部を有し、
前記規制機構は前記被検出部と離間している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４】
請求項３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、前記軸受部と前記内燃機関の油路を連通する軸受供給油路と、前記被検出部が配置されるセンサ室とを有し、
前記規制機構は、前記軸受部の前記検出部側と軸方向において対向する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に用いられるリンク機構のアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変圧縮比機構として、特許文献１に記載の技術が知られている。この公報には、複リンク式ピストン及び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としている。すなわち、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、ロアリンクの姿勢を駆動モータや波動歯車型減速機を有するアクチュエータに接続された制御軸の回動によって制御する。これにより、ピストンのストローク特性を変化させ、機関圧縮比を制御している。また、波動歯車型減速機の軸方向両側にそれぞれベアリングが設けられ、これにより波動歯車型減速機を回転可能に支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、波動歯車型減速機の軸方向両側をベアリングで支持しているため、波動歯車型減速機へのトルク入力もしくは逆トルク入力がなされると、波動歯車型減速機に捩れが発生し、制御軸にスラスト方向の荷重が発生してしまう。そうすると、波動歯車型減速機側へのスラスト荷重により波動歯車型減速機の耐久性が低下し、また、波動歯車型減速機を支持するベアリングの耐久性が低下するという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、波動歯車型減速機や軸受部の耐久性を向上可能な内燃機関用リンク機構のアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータでは、制御軸を回転自在に支持する軸受部を有するハウジングと、駆動モータに接続された出力軸の回転速度を減速して制御軸に伝達する波動歯車型減速機と、を備え、制御軸又はハウジングの一方に、制御軸又はハウジングの他方と接触することで制御軸の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する規制機構を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、波動歯車型減速機や軸受部の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。
【図２】実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの断面図である。
【図３】実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの部分拡大断面図である。
【図４】実施例１のロータ近傍の各部品の関係を表す概略図である。
【図５】実施例１の波動歯車型減速機の分解斜視図である。
【図６】実施例２の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ部分拡大断面図である。
【図７】実施例２のリテーニングプレートを表す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は本発明の内燃機関用リンク機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図、図２は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの断面図、図３は実施例１の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの部分拡大断面図である。基本的な構成は、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ため、簡単に説明する。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には、ピストンピン２を介してアッパリンク３の上端が回転自在に連結されている。アッパリンク３の下端には、連結ピン６を介してロアリンク５が回転自在に連結されている。ロアリンク５には、クランクピン４ａを介してクランクシャフト４が回転自在に連結されている。また、ロアリンク５には、連結ピン８を介して第１制御リンク７の上端部が回転自在に連結されている。第１制御リンク７の下端部は、複数のリンク部材を有する連結機構９と連結されている。連結機構９は、第１制御軸１０と、第２制御軸１１と、第１制御軸１０及び第２制御軸１１とを連結する第２制御リンク１２と、を有する。
【０００９】
第１制御軸１０は、内燃機関内部の気筒列方向に延在するクランクシャフト４と平行に延在する。第１制御軸１０は、内燃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、第１制御リンク７の下端部が回転自在に連結される制御偏心軸部１０ｂと、第２制御リンク１２の一端部１２ａが回転自在に連結された偏心軸部１０ｃと、を有する。第１アーム部１０ｄは、一端が第１ジャーナル部１０ａと連結され、他端が第１制御リンク７の下端部と連結される。制御偏心軸部１０ｂは、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る。第２アーム部１０ｅは、一端が第１ジャーナル部１０ａと連結され、他端が第２制御リンク１２の一端部１２ａと連結される。偏心軸部１０ｃは、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る。第２制御リンク１２の他端部１２ｂは、アームリンク１３の一端が回転自在に連結されている。アームリンク１３の他端には、第２制御軸１１が連結されている。アームリンク１３と第２制御軸１１は相対移動しない。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。
【００１０】
第２制御リンク１２は、レバー形状であり、偏心軸部１０ｃに連結された一端部１２ａは、略直線的に形成されている。一方、アームリンク１３が連結された他端部１２ｂは、湾曲形成されている。一端部１２ａの先端部には、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。他端部１２ｂは、二股状に形成された先端部１２ｄを有する。先端部１２ｄには、連結用孔１２ｅが貫通形成されている。また、アームリンク１３の突起部１３ｂには、連結用孔１２ｅと略同径の連結用孔１３ｃが貫通形成されている。二股状に形成された各先端部１２ｄの間には、アームリンク１３の突起部１３ｂが挟み込まれ、この状態で、連結ピン１４が連結用孔１２ｅ及び１３ｃを貫通し、圧入固定される。
【００１１】
アームリンク１３は、第２制御軸１１とは別体として形成されている。アームリンク１３は、鉄系金属材料によって形成された肉厚部材であり、略中央に圧入用孔１３ａが貫通形成された円環状部と、外周に向けて突出したＵ字形状の突起部１３ｂと、を有する。圧入用孔１３ａは、第２制御軸１１の各ジャーナル部の間に形成された固定部２３ｂが圧入され、この圧入により第２制御軸１１とアームリンク１３とが固定される。突起部１３ｂには、連結ピン１４が回動自在に支持される連結用孔１３ｃが形成されている。この連結用孔１３ｃの軸心（連結ピン１４の軸心）は、第２制御軸１１の軸心から径方向に所定量偏心している。
【００１２】
第２制御軸１１は、内燃機関用リンク機構のアクチュエータの一部である波動歯車型減速機２１を介して駆動モータ２２から伝達されたトルクによって回転位置が変更される。第２制御軸１１の回転位置が変更されると、第２制御リンク１２の姿勢が変化して第１制御軸１０が回転し、第１制御リンク７の下端部の位置を変更する。これにより、ロアリンク５の姿勢が変化し、ピストン１のシリンダ内におけるストローク位置やストローク量を変化させ、これに伴って機関圧縮比を変更する。
【００１３】
（内燃機関用リンク機構のアクチュエータの構成）
内燃機関用リンク機構のアクチュエータは、図２に示すように、駆動モータ２２と、駆動モータ２２の先端側に取り付けられた波動歯車型減速機２１と、波動歯車型減速機２１を内部に収容するハウジング２０と、ハウジング２０に回転自在に支持された第２制御軸１１と、を有する。
【００１４】
（駆動モータの構成）
駆動モータ２２は、ブラシレスモータであり、有底円筒状のモータケーシング４５と、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、コイル４６の内側に回転自在に設けられたロータ４７と、一端部４８ａがロータ４７の中心に固定されたモータ駆動軸４８と、モータ駆動軸４８の回転角度を検出するレゾルバ５５と、を有する。モータ駆動軸４８は、モータケーシング４５の底部に設けられたボールベアリング５２により回転可能に支持されている。モータケーシング４５は、前端外周に４つのボス部４５ａを有する。ボス部４５ａには、ボルト４９が挿通するボルト挿通孔４５ｂが貫通形成されている。
【００１５】
レゾルバ５５は、モータ駆動軸４８の外周に圧入固定されたレゾルバロータ５５ａと、レゾルバロータ５５ａの外周面に形成された複歯状のターゲットを検出するセンサ部５５ｂと、を有し、モータケーシング４５の開口から突出した位置に設けられる。センサ部５５ｂは、２本のビスによってカバー２８の内部に固定されると共に、図外のコントロールユニットに検出信号を出力する。モータケーシング４５をカバー２８に取り付ける際は、レゾルバ５５の端面とカバー２８との間にＯリング等のシール材を介在させつつボス部４５ａにボルト４９を挿通し、カバー２８の駆動モータ２２側に形成された雄ねじ部にボルト４９を締め付ける。これにより、モータケーシング４５をカバー２８に固定する。モータケーシング４５及びカバー２８によって駆動モータ２２を収容するモータ収容室は、潤滑油等を供給しない乾燥室として構成する。
【００１６】
（第２制御軸の構成）
第２制御軸１１は、軸方向に延在された軸部本体２３と、軸部本体２３から拡径した固定用フランジ２４とを有する。第２制御軸１１は、鉄系金属材料により軸部本体２３及び固定用フランジ２４が一体形成されている。軸部本体２３は、軸方向に段差形状が形成され、角度センサ３２の内周に位置するセンサ軸部２３１と、センサ軸部２３１よりも大径であって、第２制御軸１１の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する規制部材であるリテーナ５００が圧入固定されたリテーナ軸部２３２とを有する（図３，図４参照）。センサ軸部２３１の外周には、角度センサ３２の部品として機能するロータ３２ｂを有する（図３，図４参照）。また、第２制御軸１１は、リテーナ軸部２３２よりも波動歯車型減速機側において、先端部側の小径な第１ジャーナル部２３ａと、アームリンク１３の圧入用孔１３ａが第１ジャーナル部２３ａ側から圧入される中径な固定部２３ｂと、固定用フランジ２４側の大径な第２ジャーナル部２３ｃとを有する。また、固定部２３ｂと第２ジャーナル部２３ｃとの間には、第１段差部２３ｄが形成されている。また、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。また、第１ジャーナル部２３ａとリテーナ軸部２３２との間には、第３段差部２３ｆが形成されている。この第３段差部２３ｆは、リテーナ５００をリテーナ軸部２３２に圧入する際のストッパとなるため、容易に圧入することができる。
【００１７】
第１段差部２３ｄは、アームリンク１３の圧入用孔１３ａを第１ジャーナル部２３ａ側から固定部２３ｂに圧入するとき、第２ジャーナル部２３ｃ側の一方側の圧入用孔１３ａ端部が軸方向から当接する。これにより、アームリンク１３の第２ジャーナル部２３ｃ側への移動を規制する。一方、第２段差部２３ｅは、軸部本体２３をハウジング２０内に形成された支持孔３０に圧入された軸受３０１内に挿通した際、支持孔３０及び軸受３０１の段差孔縁部３０ｃに当接することで、第２制御軸１１の軸方向であって波動歯車型減速機２１側とは反対側への移動を規制する。尚、軸部本体２３は、軸受３０１の第１軸受孔３０１ａ内を回動自在であって、かつ、若干の軸方向移動を許容可能に支持されている。言い換えると、第１軸受孔３０１ａの内周と軸部本体２３との間には若干の隙間を有する。
固定用フランジ２４は、外周部の円周方向に６つのボルト挿通孔２４ａが等間隔に形成されている。このボルト挿通孔２４ａに６本のボルト２５を挿通し、スラストプレート２６を介して波動歯車型減速機２１の内歯である波動歯車出力軸部材２７と結合する。
【００１８】
第２制御軸１１の軸内には、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を有する。導入部は、固定用フランジ２４の中央に形成され、後述する軸方向油路６４ｂから潤滑油が供給される円錐状の油室６４ａと、油室６４ａから第２制御軸の軸心方向に沿って形成された軸方向油路６４ｂとを有する。油室６４ａに供給された潤滑油は、後述する波動歯車型減速機２１に供給される。また、第２制御軸１１の軸内には、軸方向油路６４ｂに連通する複数の径方向油路６５ａ，６５ｂを有する。
【００１９】
軸方向油路６４ｂの油室６４ａと反対側の端部には、軸方向油路６４ｂを閉塞する封止部材４００を有する（図３参照）。軸受３０１の径方向には、後述する第２潤滑油供給油路２０２と連通し、第２制御軸１１の径方向油路６５ａに臨む位置で開口する軸受部潤滑油供給油路３０２を有する。径方向油路６５ａの径方向外側は、第１ジャーナル部２３ａの外周面と第１軸受孔３０１ａとの間のクリアランスに開口し、第１ジャーナル部２３ａに潤滑油を供給する。また、径方向油路６５ａが形成された軸方向位置の外周には径方向油路６５ａの直径と略同一幅の溝であるグルーブが形成され、第１ジャーナル部２３ａの外周に供給された潤滑油が全周からガイドされて径方向油路６５ａに流れ込み、軸方向油路６４ｂへと供給される。径方向油路６５ｂは、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、油孔６５ｃを介して連結用孔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。
【００２０】
（ハウジングの構成）
ハウジング２０は、アルミニウム合金材料によって略立方体形状に形成されている。ハウジング２０の後端側には大径円環状の開口溝部２０ａが形成されている。この開口溝部２０ａは、Ｏリング５１を介してカバー２８により閉塞される。カバー２８は、中央位置にモータ軸貫通孔２８ａが貫通するモータ軸貫通孔２８ａと、径方向外周側に向けて拡径された４つのボス部２８ｂとを有する。カバー２８とハウジング２０とは、ボス部２８ｂに貫通形成されたボルト挿通孔にボルト４３を挿通することで締結固定される。
【００２１】
開口溝部２０ａの開口方向と直交する側面には、アームリンク１３と連結された第２制御リンク１２用の開口が形成されている。この開口が形成されたハウジング２０内部には、アームリンク１３及び第２制御リンク１２の作動領域となる収容室２９が形成されている。開口溝部２０ａと収容室２９との間には、第２制御軸１１の第２ジャーナル部２３ｃが貫通する減速機側貫通孔３０ｂが形成されている。収容室２９の軸方向側面には、第２制御軸１１の第１ジャーナル部２３ａが貫通する支持孔３０が形成されている。
【００２２】
支持孔３０の角度センサ３２側端部には、支持孔３０の開口よりも大径のリテーナ収容孔３１が形成されている。支持孔３０の角度センサ３２側の開口とリテーナ収容孔３１との間には、第２制御軸１１に対して略直行方向に形成された段差面３１ａを有する。リテーナ５００は、段差面３１ａと当接することで、第２制御軸１１の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する。
ハウジング２０内には、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油を導入する第１潤滑油供給油路２０１と、第２潤滑油供給油路２０２とを有する。第１潤滑油供給油路２０１は、第２制御軸１１と略直行方向に延在する。また、第２潤滑油供給油路２０２は、第１潤滑油供給油路２０１と支持孔３０とを接続する。リテーナ収容孔３１の下方には、リテーナ収容孔３１と連通すると共に潤滑油を収容室２９側に還流する潤滑油還流油路２０３を有する。
【００２３】
（角度センサの構成）
角度センサ３２は、リテーナ収容孔３１をハウジング２０の外部から閉塞するように取り付けられたセンサホルダ３２ａを有する。センサホルダ３２ａは、内周部に検知コイル３２ａ２が配置された貫通孔３２ａ１と、ボルトによりハウジング２０に固定するためのフランジ部３２ａ２とを有する。センサホルダ３２ａとハウジング２０との間にはシールリングが設けられ、リテーナ収容孔３１と外部との間の液密性を確保する。また、センサホルダ３２ａの外周側には、貫通孔３２ａ１を閉塞するセンサカバー３２ｃを有する。センサカバー３２ｃとセンサホルダ３２ａとの間にはシールリングが設けられ、リテーナ収容孔３１や貫通孔３２ａ１と外部との間の液密性を確保する。
貫通孔３２ａ１内には、外周にロータ３２ｂが取り付けられたセンサ軸部２３１が挿入されている。図４は実施例１のセンサホルダ３２ａを外して軸方向から見た図である。ロータ３２ｂは、図４に示すように略楕円形上の部品である。角度センサ３２は、貫通孔３２ａ１の内周とロータ３２ｂとの間に設定された距離がロータ３２ｂの回転により変化したことを検知コイルのインダクタンス変化により検出する。これにより、ロータ３２ｂの回動位置、すなわち第２制御軸１１の回転角度を検出する。角度センサ３２は、上述したように所謂レゾルバセンサであり、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回転角度情報を出力する。
【００２４】
（波動歯車型減速機の構成）
図５は実施例１の波動歯車型減速機の分解斜視図である。波動歯車型減速機２１は、ハーモニックドライブ（登録商標）型であって、各構成部品がカバー２８によって閉塞されたハウジング２０の開口溝部２０ａ内に収容されている。波動歯車型減速機２１は、第２制御軸１１の固定用フランジ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第１波動歯車出力軸部材２７と、第１波動歯車出力軸部材２７の内径側に配置され、撓み変形可能であって外周面に内歯２７ａと噛合する外歯３６ａを有する可撓性外歯車３６と、楕円形上に形成され外周面が可撓性外歯車３６の内周面に沿って摺動するこれは、可撓性外歯車３６は撓み変形可能に設けられているため、波動発生器からの入力またはアームリンク１３にかかるエンジン側からの波動歯車出力軸部材２７への逆入力によって可撓性外歯車３６が捩れるように変形し、この捩れによって可撓性外歯車３６の外歯３６ａが軸方向に対して斜めに変形し、それに勘合する波動歯車出力軸部材２７に結合されている第２制御軸１１がスラスト方向に移動するために起きる。波動発生器３７と、可撓性外歯車３６の外径側に配置され、内周面に外歯３６ａと噛合する内歯３８ａが形成された第２波動歯車固定軸部材３８と、を有する。
【００２５】
第１波動歯車出力軸部材２７の外周側には、円周方向等間隔位置に各ボルト２５のナット部となる雄ねじ穴２７ｂが形成されている。可撓性外歯車３６は、金属材料によって形成され、撓み変形可能な薄肉円筒状部材である。可撓性外歯車３６の外歯３６ａの歯数は、第１波動歯車出力軸部材２７の内歯２７ａの歯数と同数となっている。
【００２６】
波動発生器３７は、楕円形状の本体部３７１と、本体部３７１の外周と可撓性外歯車３６の内周との間の相対回転を許容するボールベアリング３７２と、を有する。本体部３７１の中央には、貫通孔３７ａが形成されている。貫通孔３７ａの内周にはセレーションが形成され、モータ駆動軸４８の他端部４８ｂ外周に形成されたセレーションとセレーション結合する。尚、キー溝による結合やスプライン結合であってもよく、特に限定しない。本体部３７１の駆動モータ側側面３７１ａには、貫通孔３７ａの外周を取り囲むように駆動モータ側に延設された円筒状部３７１ｂを有する。この円筒状部３７１ｂの断面形状は真円形状であり、円筒状部３７１ｂ外周の直径は、本体部３７１の短径よりも小径とされている。
【００２７】
第２波動歯車固定軸部材３８の外周には、カバー２８と締結するためのフランジ３８ｂが形成されている。フランジ３８ｂには、６つのボルト挿通孔３８ｃが貫通形成されている。第２波動歯車固定軸部材３８とカバー２８との間に第２スラストプレート４２を介装し、ボルト４１をボルト挿通孔３８ｃに挿入して第２波動歯車固定軸部材３８及び第２スラストプレート４２をカバー２８に締結固定する。第２スラストプレート４２は、可撓性外歯車３６と同等もしくはそれ以上の耐摩耗性を有する鉄系金属材料から形成されている。これにより、可撓性外歯車３６に生じるスラスト力からカバー２８の摩耗を防ぐと共に、後述するボールベアリング３００の軸方向位置を規制する。第２波動歯車固定軸部材３８の内歯３８ａの歯数は、可撓性外歯車３６の外歯３６ａの歯数より２歯だけ多い。よって、第１波動歯車出力軸部材２７の内歯２７ａの歯数よりも、第２波動歯車固定軸部材３８の内歯３８ａの歯数が２歯だけ多い。波動歯車型減速機構にあっては、この歯数の差によって減速比が決定されるため、極めて大きな減速比が得られる。
【００２８】
（回転体の支持構造について）
カバー２８の波動歯車型減速機２１側の端面２８１には、ボルト４１が螺合する雌ねじ部２８ｃと、第２スラストプレート４２の厚みと略同じ深さであって第２スラストプレート４２を収装するプレート収容部２８１ａと、プレート収容部２８１ａから駆動モータ２２側に屈曲形成された有底円筒状の段差部であるベアリング収容部２８１ｂと、ベアリング収容部２８１ｂの底面２８１ｃの内径位置において軸方向波動発生器側に立設された円筒状のシール収容部２８１ｄと、を有する。上述のモータ軸貫通孔２８ａは、シール収容部２８１ｄよりも更に内径側に形成されている。
【００２９】
ベアリング収容部２８１ｂには、開放型のボールベアリング３００が収容されている。ボールベアリング３００は、スラスト方向の荷重を受け得る四点接触型の転がり軸受である。ボールベアリング３００の軸方向の厚みは、ベアリング収容部２８１ｂの軸方向深さと略同一である。また、ボールベアリング３００の外径は、ボールベアリング５２の外径よりも大径とされ、ベアリング容量を十分に確保している。ボールベアリング３００の外輪は、ベアリング収容部２８１ｂに収容されている。ボールベアリング３００の外輪の波動歯車型減速機２１側の端面は、第２スラストプレート４２と当接し、ボールベアリング３００の外輪の駆動モータ２２側の端面は、底面２８１ｃと当接する。これにより、ボールベアリング３００の外輪をボールベアリング３００の軸方向であって、波動歯車型減速機２１側及び駆動モータ２２側の両方向に対する位置を規制する。また、ベアリング収容部２８１ｂが波動発生器３７の駆動モータ２２側に設けられている。すなわち、ボールベアリング３００をより駆動モータ２２に近い位置で支持することで、モータ駆動軸４８の変形を抑制し、第２制御軸１１側への軸方向寸法の増大を抑制している。
【００３０】
ボールベアリング３００の外輪の外径は、第１及び第２波動歯車固定軸部材２７，３８の内径よりも大径とされている。また、ボールベアリング３００の外輪の内径は、可撓性外歯車３６の内径よりも小径とされている。ボールベアリング３００の内輪の内周には、波動発生器３７の本体部３７１から延設された円筒状部３７１ｂの外周側に固定（圧入）されている。ここでの固定とは、圧入に限定されるものではなく、例えば段差及びスナップリングで軸方向位置規制されるものも含まれる。これにより、モータ駆動軸４８は、モータケーシング４５との間に設けられたボールベアリング５２により支持されると共に、本体部３７１及び円筒状部３７１ｂを介してボールベアリング３００によっても支持される。
【００３１】
第２制御軸１１は、第１ジャーナル部２３ａと第２ジャーナル部２３ｃにおいて、ハウジング２０に対して回転可能に支持されている。この第２制御軸１１には、内燃機関の主運動系から交番荷重が入力される。よって、この交番荷重に抗して第２制御軸１１を回動するためには、波動歯車型減速機２１による減速が必要である。しかしながら、この波動歯車型減速機２１は、減速時に軸方向の荷重を発生するため、第２制御軸１１にも軸方向の荷重が作用する。また、アームリンク１３の倒れに起因した軸方向荷重が作用する。これは、可撓性外歯車３６は撓み変形可能に設けられているため、波動発生器３７からの入力またはアームリンク１３にかかるエンジン側からの波動歯車出力軸部材２７への逆入力によって可撓性外歯車３６が捩れるように変形し、この捩れによって可撓性外歯車３６の外歯３６ａが軸方向に対して斜めに変形し、それに勘合する波動歯車出力軸部材２７に結合されている第２制御軸１１がスラスト方向に移動するために起きる。このとき、第２制御軸１１が軸方向に過度に移動すると、波動歯車型減速機２１に不要な荷重が作用し、耐久性の低下を招くおそれがある。そこで、第２制御軸１１に軸方向波動歯車型減速機側に向いた規制面５０１を有するリテーナ５００を設け、ハウジング２０側に、規制面５０１と当接する段差面３１ａを形成した。これにより、第２制御軸１１が波動歯車型減速機側に過剰に移動することを規制する規制機構として機能させることとした。
【００３２】
（シール部の構成）
円筒状部３７１ｂの内径側には、円筒状部３７１ｂの内周面よりも小径のシール収容部２８１ｄを有する。シール収容部２８１ｄの内周と、モータ駆動軸４８の外周との間には、波動歯車型減速機２１を収容する開口溝部２０ａと駆動モータ２２との間を液密にシールするシール部材３１０が設けられている。シール収容部２８１ｄは、円筒状部３７１ｂの内径側において立設する。言い換えると、シール収容部２８１ｄは、円筒状部３７１ｂ及びボールベアリング３００と径方向から見て重なるように形成されている。
【００３３】
（潤滑油の供給について）
第1潤滑油供給油路２０１から供給された潤滑油は、第２潤滑油供給油路２０２、軸受部潤滑油供給油路３０２及び径方向油路６５ａを経由して軸方向油路６４ｂへと流れる。このとき、軸受部潤滑油供給油路３０２から径方向油路６５ａへ潤滑油が流れる際、第２制御軸１１の第１ジャーナル部２３ａと軸受３０１内周との間の隙間にも潤滑油が供給される。この隙間に供給された潤滑油は、アームリンク１３側へ流れると共に、角度センサ３２側へも流れる。尚、リテーナ５００の側面と段差面３１ａとの間に供給された潤滑油は、図２の下方に設けられた潤滑油還流油路２０３から収容室２９側に還流される。
【００３４】
このとき、角度センサ３２側に潤滑油が積極的に供給されてしまうと、軸方向油路６４ｂへの潤滑油供給量が減少してしまい、波動歯車型減速機２１を十分に潤滑出来ないおそれがある。また、エンジン内部を流通した高温の潤滑油が角度センサ３２に飛散すると、角度センサ３２の耐久性の低下を招くおそれがある。そこで、実施例１では、軸方向油路６４ｂ端部を封止する封止部材４００を設けると共に、第２制御軸１１の角度センサ３２側端部を遮蔽する略円盤状のリテーナ５００を設けることとした。これにより、軸部本体２３外周と軸受３０１内周との間の隙間に過剰に潤滑油が供給されることがなく、軸方向油路６４ｂへの潤滑油供給量を確保できる。また、リテーナ５００により角度センサ３２への潤滑油の飛散を防止すると共に、リテーナ５００と段差面３１ａとの間の隙間を通って流出する潤滑油はリテーナ５００の外周に捕獲されて下方へと流れ落ちる。よって、角度センサ３２への潤滑油の飛散を抑制することができ、角度センサ３２の耐久性の低下を回避できる。
【００３５】
また、リテーナ５００の第２制御軸１１側の側面である規制面５０１と段差面３１ａ及び軸受３０１の角度センサ３２側端部とが離間して配置されている。言い換えると、規制面５０１と段差面３１ａとの間には若干の隙間を有する。この隙間は、第２制御軸１１が軸方向波動歯車型減速機２１側に移動した際には隙間が無くなり、第２段差部２３ｅが段差孔縁部３０ｃと当接したときは隙間を有する。
【００３６】
すなわち、第２制御軸１１が鉄系金属材料であるのに対し、ハウジング２０がアルミニウム合金材料で形成されているために形成されるため、アクチュエータの温度が上昇した際、両者の線膨張係数が異なる。よって、ハウジング２０が第２制御軸１１よりも膨張すると、第２制御軸１１とハウジング２０との間のフリクションが増大し、燃費悪化を招くおそれがある。しかしながら、隙間によって第２段差部２３ｅと段差孔縁部３０ｃ及びリテーナ５００の規制面５０１と段差面３１ａの両方が当接することを回避でき、フリクションの増大を抑制できる。また、第２制御軸１１が軸方向波動歯車型減速機２１側へ移動した際、リテーナ５００と段差面３１ａとが当接することで、第２制御軸１１の過剰な移動を規制できる。
【００３７】
［実施例１の効果］
以下、実施例１に記載の内燃機関用リンク機構のアクチュエータが奏する効果を列挙する。
（１）内燃機関のリンク機構と連結され、回転することでリンク機構の姿勢を変更する第２制御軸１１と、第２制御軸１１を回転自在に支持する軸受部を有するハウジング２０と、モータ駆動軸４８及び波動発生器３７（出力軸）を回転駆動する駆動モータ２２と、モータ駆動軸４８の回転速度を減速して第２制御軸１１に伝達する波動歯車型減速機２１と、第２制御軸１１に設けられ、ハウジング２０の他方と接触することで、第２制御軸１１の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制するリテーナ５００（規制機構）と、を備えた。
よって、軸受部や波動歯車型減速機２１の耐久性の向上を図ることができる。尚、実施例１では、リテーナ５００を第２制御軸１１側に設けたが、ハウジング２０側にリテーナ５００を設定し、第２制御軸１１の軸方向への移動を規制してもよい。
【００３８】
（２）第２制御軸１１は、リンク機構と連結するアームリンク１３（アーム）を有し、ハウジング２０は、アームリンク１３を収容可能とする収容室２９（凹部）を有し、軸受部は、ハウジングの収容室２９よりも第２制御軸１１の回転軸方向他端側に設けられた支持孔３０（第１軸受部）と、収容室２９よりも第２制御軸１１の回転軸方向一端側に設けられた減速機側貫通孔３０ｂ（第２軸受部）とから成り、リテーナ５００は、支持孔３０よりも第２制御軸１１の回転軸方向他端側である角度センサ３２側に設けられている。
収容室２９は、形状が複雑であるため、加工を追加することが困難である。これに対し、第２制御軸１１の回転軸方向他端側である角度センサ３２側にリテーナ５００を配置することで、容易な加工によって規制機構を構成できる。
【００３９】
（３）ハウジング２０は、第１ジャーナル部２３ａよりも第２制御軸１１の回転軸方向他端側に開口するリテーナ収容孔３１（開口部）を有すると共に、リテーナ収容孔３１を閉塞するセンサホルダ３２ａ（カバー）を有し、リテーナ５００は、リテーナ収容孔３１に設けられている。
よって、第２制御軸１１をハウジング２０に挿入して組み付けた後に、リテーナ５００を組み付けることができ、収容室２９に規制機構を構成するよりも製造容易性を確保できる。
（４）第２制御軸１１は、第２制御軸１１の軸方向においてリテーナ５００より他端側にロータ３２ｂ（被検出部）を有し、ハウジング２０は、ロータ３２ｂの回転角度を検出するセンサホルダ３２ａ（検出部）を有し、リテーナ５００はロータ３２ｂと離間している。
よって、アームリンク１３等からノッキング等の異常入力に伴う振動等が入力されたとしても、ロータ３２ｂ側に異常入力を伝達しにくい構造とすることで、角度センサ３２のセンサ検出値のズレや、検出精度の低下を抑制できる。
【００４０】
（５）ハウジング２０は、第１ジャーナル部２３ａと内燃機関の油路を連通する軸受部潤滑供給油路３０２（軸受供給油路）と、ロータ３２ｂが配置されるセンサ室とを有し、リテーナ５００は、支持孔３０の角度センサ３２側と軸方向において対向する。
よって、潤滑油がリテーナ５００により角度センサ３２に飛散することを回避でき、センサへの影響を抑制できる。
（６）リテーナ５００は、第２制御軸１１の外周に圧入された環状部材であり、ハウジング２０に設けられ、リテーナ５００の軸方向支持孔３０側と対向する段差面３１ａ（対向面）とを有する。
よって、第２制御軸１１に部材を追加し、ハウジング側に当接する面を形成するのみで規制機構を構成できるため、安価である。
（７）第２制御軸１１は、第１ジャーナル部２３ａ（第１軸受部に軸支されるジャーナル部）と、第１ジャーナル部２３ａの軸方向他端側に設けられ、第１ジャーナル部２３ａの直径より小さいリテーナ軸部２３２（中径部）と、リテーナ軸部２３２の軸方向他端側に設けられ、より小径となるセンサ軸部２３１（小径部）と、を有し、リテーナ軸部２３２に環状部材であるリテーナ５００が圧入されると共に、センサ軸部２３１にロータ３２ｂが固定される。
よって、リテーナ５００を圧入する際に、径の違いによる段差をストッパとして機能させることができ、容易に圧入できる。
（８）第２制御軸１１は、軸方向に貫通した軸方向油路６４ｂ（内孔）を有し、軸方向油路６４ｂの軸方向角度センサ３２側を封止する封止部材４００を有する。
よって、波動歯車型減速機２１側への潤滑油量を確保しつつ角度センサ３２への潤滑油の飛散を回避できる。
（９）封止部材４００は、第２制御軸１１の回転軸方向において、第１ジャーナル部２３ａよりも角度センサ３２側（他端側）に圧入されている。よって、圧入に伴う変形等が第１ジャーナル部２３ａの精度に影響を与えることを回避できる。
（１０）第２制御軸１１は、第２制御軸１１の軸方向においてリテーナ５００より角度センサ３２側にロータ３２ｂを有し、ハウジング２０は、ロータ３２ｂの回転角度を検出するセンサホルダ３２ａを有し、封止部材４００は、円柱状に設けられていると共に、ロータ３２ｂの内周側であるセンサ軸部２３１の軸方向油路６４ｂ内に圧入されている。
よって、角度センサ３２への潤滑油の飛散を回避できる。
【００４１】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図６は実施例２の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのＡ−Ａ部分拡大断面図、図７は実施例２のリテーニングプレートを表す正面図である。実施例１では、規制機構として、リテーナ５００を第２制御軸１１に圧入固定し、ハウジング２０に形成された段差面３１ａと当接する構成とした。これに対し、実施例２では、ハウジング２０にリテーニングプレート５０５を設け、リテーニングプレート５０５を第２制御軸１１に形成した係止溝２３２ｂに係合する構成としたものである。
【００４２】
係止溝２３２ｂは、リテーナ軸部２３２と第１ジャーナル部２３ａとの間の第３段差部２３ｆにおいて、リテーナ軸部２３２外周よりも内径側に形成されている。リテーナ軸部２３２は、断面が長円形状とされている。リテーナ軸部２３２の短径部には係止溝２３２ｂが形成されておらず、短径部から長径部に向かうにつれて、係止溝２３２ｂの底部が短径部と一致するように係止溝２３２ｂが形成されている。
【００４３】
リテーニングプレート５０５は、円環状のプレート部材を半分に分割した半円プレートを２枚一組として構成したものである。リテーニングプレート５０５は、内周縁５０６と、外周縁５０７と、角度センサ３２側に対向する第１側面５０５ａと、波動歯車型減速機２１側に対向する第２側面５０５ｂと、固定ボルト５０９が貫通するボルト穴５０５ｃとを有する。ハウジング２０の段差面３１ａには、固定ボルト５０９が噛み合う雌ねじ部２３ｆ１が２か所形成されている。リテーニングプレート５０５は、固定ボルト５０９によりハウジング２０の段差面３１ａに固定される。ハウジング２０に固定されたリテーニングプレート５０５は、内周縁５０６が係止溝２３２ｂに所定量Ｌ１だけ入り込むことで、第２制御軸１１の波動歯車型減速機２１側への軸方向移動を規制する。
【００４４】
実施例２のリテーナ収容孔３１は、第２制御軸１１の軸心を通る円周と、軸心から所定方向にオフセットした円周とを組み合わせた長穴形状とされている。リテーナ収容孔３１の内周であって、第２制御軸１１の軸心との距離が最も遠い部分は、リテーニングプレート５０５の外周縁５０７との間に隙間Ｌ２を有する。隙間Ｌ２は、Ｌ１よりも大きくなるように形成されている。よって、ハウジング２０に第２制御軸１１を組み付けた後、半円プレートであるリテーニングプレート５０５の一方をリテーナ収容孔３１に組み付ける。このとき、隙間Ｌ２を有する部分からリテーニングプレート５０５を挿入し、第３段差部２３ｆに当接させ、係止溝２３２ｂにはめ込む。その状態で、リテーニングプレート５０５を１８０度回動させ、固定ボルト５０９により固定する。次に、他方のリテーニングプレート５０５を挿入し、係止溝２３２ｂにはめ込んだ後、固定ボルト５０９により固定する。これにより、リテーナ収容孔３１を最小のサイズに形成しつつ、第２制御軸１１を規制する規制機構を提供することができる。
【００４５】
以上説明したように、実施例２にあっては、下記の作用効果が得られる。
（１１）規制機構は、第２制御軸１１の外周に設けられた第２制御軸１１の回転軸方向一端側に向いた係止溝２３２ｂ（規制面）と、ハウジング２０に設けられ、係止溝２３２ｂと当接するリテーニングプレート５０５（当接部材）とを有する。
よって、第２制御軸１１を係止する位置を角度センサ３２に近接配置することができ、温度上昇に伴う線膨張係数の違いが生じたとしても、角度センサ３２の検出精度に与える影響を抑制できる。
（１２）係止溝２３２ｂは、第２制御軸１１の外周に設けられた環状の溝における第２制御軸１１の軸方向他端側の側面であって、リテーニングプレート５０５は、環状の溝である係止溝２３２ｂに係入可能であって、ハウジング２０に固定される板状部材である。
よって、第２制御軸１１の軸方向両側への移動を規制することができる。
（１３）リテーニングプレート５０５は、ハウジング２０の開口部であるリテーナ収容孔３１に固定ボルト５０９によって固定される。
よって、第２制御軸１１をハウジング２０に組み付けた後、簡単に規制機構を構成することができる。
【００４６】
〔他の実施例〕
以上、各実施例に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を採用しても構わない。例えば、実施例１では内燃機関の圧縮比を可変とする機構に本内燃機関用リンク機構のアクチュエータを採用したが、吸気バルブや排気バルブの作動タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構のリンク機構に本アクチュエータを採用してもよい。
また、第１実施例では規制部材であるリテーナ５００を第２制御軸１１と別体で構成したが、一体に形成しても良い。
また、第２実施例でリテーニングプレート５０５をハウジング２０と別体に構成したが、ハウジング２０を分割してリテーニングプレート５０５に相当する部分を一体に形成しても良い。
【００４７】
以上説明した実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
内燃機関用リンク機構のアクチュエータは、その一つの態様において、内燃機関のリンク機構と連結され、回転することで前記リンク機構の姿勢を変更する制御軸と、前記制御軸を回転自在に支持する軸受部を有するハウジングと、出力軸を回転駆動する駆動モータと、前記出力軸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、前記制御軸又は前記ハウジングの一方に設けられ、前記制御軸又は前記ハウジングの他方と接触することで、前記制御軸の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する規制機構と、を備える。
より好ましい態様では、上記態様において、前記制御軸は、前記リンク機構と連結するアームを有し、前記ハウジングは、前記アームを収容可能とする凹部を有し、前記軸受部は、前記ハウジングの前記凹部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に設けられた第１軸受部と、前記凹部よりも前記制御軸の回転軸方向一端側に設けられた第２軸受部とから成り、前記規制機構は、前記第１軸受部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に設けられている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ハウジングは、前記第１軸受部よりも前記制御軸の回転軸方向他端側に開口する開口部を有すると共に、前記開口部を閉塞するカバーを有し、前記規制機構は、前記開口部に設けられている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記制御軸は、前記制御軸の軸方向において前記規制機構より他端側に被検出部を有し、前記ハウジングは、前記被検出部の回転角度を検出する検出部を有し、前記規制機構は前記被検出部と離間している。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ハウジングは、前記軸受部と前記内燃機関の油路を連通する軸受供給油路と、前記被検出部が配置されるセンサ室とを有し、前記規制機構は、前記軸受部の前記検出部側と軸方向において対向する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記規制機構は、前記制御軸の外周に圧入された環状部材と、前記ハウジングに設けられ、前記環状部材の軸方向軸受側と対向する対向面とを有する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記制御軸は、前記第１軸受部に軸支されるジャーナル部と、前記ジャーナル部の軸方向他端側に設けられ、前記ジャーナル部の直径より小さい中径部と、前記中径部の軸方向他端側に設けられ、前記中径部より小径となる小径部と、を有し、前記中径部に前記環状部材が圧入されると共に、前記小径部に被検出部が固定される。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記制御軸は、軸方向に貫通した内孔を有し、前記内孔の軸方向検出部側を封止する封止部材を有する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記封止部材は、前記制御軸の回転軸方向において、前記ジャーナル部よりも他端側に圧入されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記制御軸は、前記制御軸の軸方向において前記規制機構より他端側に被検出部を有し、前記ハウジングは、前記被検出部の回転角度を検出する検出部を有し、前記封止部材は、円柱状に設けられていると共に、前記被検出部の内周側に圧入している。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記規制機構は、前記制御軸の外周に設けられた前記制御軸の回転軸方向一端側に向いた規制面と、前記ハウジングに設けられ、前記規制面と当接する当接部材と、からなる。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記規制面は、前記制御軸の外周に設けられた環状の溝における前記制御軸の軸方向他端側の側面であって、前記当接部材は、前記環状の溝に係入可能であって、前記ハウジングに固定される板状部材である。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記当接部材は、前記ハウジングの開口部にボルトによって固定される。
また、他の観点から、内燃機関用リンク機構のアクチュエータは、ある態様において、内燃機関の圧縮比を可変とするリンク機構と連結し、回転することで前記リンク機構の姿勢を変化させて前記内燃機関の圧縮比を変更する制御軸と、前記制御軸を回転自在に支持する軸受部を有するハウジングと、出力軸を回転駆動する駆動モータと、前記出力軸の回転速度を減速して前記制御軸の一端側に伝達する波動歯車型減速機と、前記制御軸又は前記ハウジングに設けられ、前記制御軸の軸方向波動歯車型減速機側への移動を規制する規制機構と、を有する。
好ましくは、上記態様において、前記制御軸は、前記制御軸の軸方向において前記軸受部より他端側に被検出部を有し、前記ハウジングは、前記被検出部の回転角度を検出する検出部を有し、前記規制機構は、前記被検出部と離間している。
更に好ましくは、上記態様において、前記ハウジングは、前記軸受部と前記内燃機関の油路を連通する軸受供給油路と、前記被検出部が配置されるセンサ室とを有し、前記規制機構は、前記軸受部の前記検出部側と軸方向において対向する。
【符号の説明】
【００４８】
７    制御リンク
９    連結機構
１０    第１制御軸
１１    第２制御軸
１２    第２制御リンク
１３    アームリンク
２０    ハウジング
２０ａ    開口溝部
２１    波動歯車型減速機
２２    駆動モータ
２３    軸部本体
２３ａ    第１ジャーナル部
２３ｃ    第２ジャーナル部
２３ｄ    第１段差部
２３ｅ    第２段差部
２４ｂ    段差部
２６    スラストプレート
２７    第１波動歯車出力軸部材
２７ａ    内歯
２８    カバー
２８ａ    モータ軸貫通孔
２９    収容室
３０    支持孔
３０ａ    軸受孔
３０ｂ    減速機側貫通孔
３０ｃ    段差孔縁部
３１    リテーナ収容孔
３１ａ    段差面
３２    角度センサ
３２ａ    センサホルダ
３２ａ２    検知コイル
３２ｂ    ロータ
４５    モータケーシング
４８    モータ駆動軸
６４ｂ    軸方向油路
４００    封止部材
５００    リテーナ
５０１    規制面
５０５    リテーニングプレート
【図１】
0006589686.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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