(57)【要約】【課題】故障を防止するバルブリフトアクチュエータの提供。【解決手段】バルブリフトアクチュエータは、係合部１３２が設けられ制御軸と共に軸方向へ直線運動する直動軸３４並びに回転運動する回転体３２を有し、回転体３２の回転運動を直動軸３４の直線運動へ変換する回転直動変換機構３０と、通電により回転体を回転駆動する電動モータと、ストッパ部１２０が設けられ内燃機関２に対して位置固定される固定節としてのハウジング２０と、直動軸３４の軸方向において係合部１３２及びストッパ部１２０の間に配置され、係合部１３２が係合することにより直動軸３４と共に直線運動し、当該直線運動による移動端においてストッパ部１２０により係止されるピストン１４０と、ストッパ部１２０及びピストン１４０の間へ粘性流体を供給する流体供給手段としての供給室１１２及びピストン室１１４とを備える。【選択図】図１
2008274857.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のリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、当該制御対象バルブのリフト量を変化させるための制御軸を直線駆動するバルブリフトアクチュエータであって、
係合部が設けられ前記制御軸と共に軸方向へ直線運動する直動軸並びに回転運動する回転体を有し、前記回転体の回転運動を前記直動軸の直線運動へ変換する回転直動変換機構と、
通電により前記回転体を回転駆動する電動モータと、
ストッパ部が設けられ、前記内燃機関に対して位置固定される固定節と、
前記直動軸の軸方向において前記係合部及び前記ストッパ部の間に配置され、前記係合部が係合することにより前記直動軸と共に直線運動し、当該直線運動による移動端において前記ストッパ部により係止されるピストンと、
前記ストッパ部及び前記ピストンの間へ粘性流体を供給する流体供給手段と、
を備えることを特徴とするバルブリフトアクチュエータ。
【請求項２】
前記流体供給手段は、
内部に前記ストッパ部が露出する形態で前記固定節に設けられ、前記ピストンを収容するピストン室と、
前記ピストン室に連通する形態で前記固定節に設けられ、流体供給源から前記粘性流体が供給される供給室と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項３】
前記回転直動変換機構を収容し前記ピストン室に連通する収容室が前記固定節に設けられ、
前記回転直動変換機構を潤滑するための潤滑液が前記粘性流体として前記供給室へ供給されることを特徴とする請求項２に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項４】
前記直動軸の軸方向において前記ストッパ部よりも前記ピストンとは反対側へ凹む凹部が前記固定節に設けられ、この凹部の内部により前記ピストン室の一部が形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項５】
前記固定節には、前記ストッパ部としての第一ストッパ部並びに前記直動軸の軸方向において前記第一ストッパ部とは反対側へ直線運動する前記ピストンを係止する第二ストッパ部が設けられることを特徴とする請求項４に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項６】
前記固定節は、
前記第一ストッパ部を形成する第一部材と、
前記第一部材に装着され、前記直動軸の軸方向において前記ピストンを挟んで前記第一ストッパ部とは反対側且つ前記直動軸の径方向において前記係合部よりも外側に前記第二ストッパ部を形成する第二部材と、
を組み合わせてなることを特徴とする請求項５に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項７】
零点位置設定期間において、前記電動モータへの通電により前記直動軸を前記移動端へ向かって押し付ける駆動軸力を発生した状態において前記直動軸が制止される位置を、零点位置として設定する零点位置設定手段と、
前記零点位置設定期間後のリフト量制御期間において、前記零点位置を基準とする前記直動軸の移動位置に基づいて前記電動モータへの通電を制御することにより、前記リフト量を制御するリフト量制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【請求項８】
前記ピストンは、前記直動軸の径方向において前記直動軸及び前記固定節の間に挟持され、前記直動軸及び前記固定節により前記直動軸の軸方向へ摺動自在に支持されることを特徴とする請求項７に記載のバルブリフトアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、当該制御対象バルブのリフト量（以下、「バルブリフト量」ともいう）を変化させるための制御軸を直線駆動するバルブリフトアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御軸と共に軸方向へ直線運動する直動軸に対して回転運動する回転体を連繋させてなる回転直動変換機構を用いて、制御軸に大きな駆動軸力を与えるようにしたバルブリフトアクチュエータが知られている。そして、こうしたバルブリフトアクチュエータの一種として、特許文献１には、回転直動変換機構の回転体を電動モータによって回転駆動するものが開示されている。
【０００３】
具体的に、この特許文献１に開示のバルブリフトアクチュエータでは、電動モータへの通電を制御することにより、回転体の回転運動、ひいては直動軸の直線運動を制御して、状況に応じたリフト量を実現するようにしている。
【特許文献１】２００６−２１４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、本発明者は、特許文献１に開示されるような構成のバルブリフトアクチュエータにおいて、内燃機関に対して位置固定される固定節に設けたストッパ部により直動軸を係止することで、直動軸の移動範囲を内燃機関に適した範囲に設定する技術について、鋭意研究を行ってきた。その結果、次の問題が生じることが判明したのである。
【０００５】
例えば駆動回路の暴走、電源の瞬断等、電動モータへの通電に関する異常が発生すると、回転体の回転運動が制御不能な状態となり、直動軸がストッパ部に衝突することがある。この場合、直動軸のストッパ部への衝突力は、回転体の慣性トルクが変換されることによって過大な力となるため、直動機構の構成要素同士が互いに食い込み、最悪、当該食い込みが解けずに故障に至るおそれがあったのである。
【０００６】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、その目的は、故障を防止するバルブリフト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に記載の発明は、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のリフト量を制御するバルブリフト制御装置において、当該制御対象バルブのリフト量を変化させるための制御軸を直線駆動するバルブリフトアクチュエータであって、係合部が設けられ制御軸と共に軸方向へ直線運動する直動軸並びに回転運動する回転体を有し、回転体の回転運動を直動軸の直線運動へ変換する回転直動変換機構と、通電により回転体を回転駆動する電動モータと、ストッパ部が設けられ、内燃機関に対して位置固定される固定節と、直動軸の軸方向において係合部及びストッパ部の間に配置され、係合部が係合することにより直動軸と共に直線運動し、当該直線運動による移動端においてストッパ部により係止されるピストンと、ストッパ部及びピストンの間へ粘性流体を供給する流体供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると、係合部の係合により直動軸と共に直線運動するピストンは、内燃機関に対して位置固定の固定節に設けられたストッパ部により、当該直線運動による移動端にて係止される。ここでピストンは、直動軸の軸方向において係合部及びストッパ部間に配置されるため、電動モータへの通電に関する異常発生により回転体の回転運動が制御不能になると、直動軸がピストンを介してストッパ部に衝突し、直動機構の構成要素同士に食い込みが生じることが懸念される。しかし、ストッパ部及びピストンの間には粘性流体が供給されるため、ストッパ部にピストンを介して衝突しようとする直動軸に対し、当該粘性流体の粘性抵抗によりダンパ作用を発揮することができる。このようなダンパ作用の発揮によれば、ピストンを介した直動軸のストッパ部への衝突力が緩和されることになるので、直動機構の構成要素同士の食い込みによる故障を防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、流体供給手段は、内部にストッパ部が露出する形態で固定節に設けられ、ピストンを収容するピストン室と、ピストン室に連通する形態で固定節に設けられ、流体供給源から粘性流体が供給される供給室と、を有する。これによれば、ピストンが収容されると共にストッパ部が内部に露出するピストン室には、供給室が連通する形となるので、流体供給源から供給室へ供給された粘性流体を、当該ピストン室内のピストン及びストッパ部の間へと確実に流入させることができるのである。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、回転直動変換機構を収容しピストン室に連通する収容室が固定節に設けられ、回転直動変換機構を潤滑するための潤滑液が粘性流体として供給室へ供給される。これによれば、ピストンが収容されると共にストッパ部が内部に露出するピストン室には、収容室と供給室とが連通する形となるので、流体供給源から供給室へ供給される粘性流体としての潤滑液を、当該ピストン室内のピストン及びストッパ部間のみならず、収容室へも流入させることができる。したがって、ダンパ作用と、収容室内の回転直動変換機構の潤滑作用とを、一供給室への供給流体によって果たすことができるので、それら作用の実現に必要な構成を簡素化することが可能になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によると、直動軸の軸方向においてストッパ部よりもピストンとは反対側へ凹む凹部が固定節に設けられ、この凹部の内部によりピストン室の一部が形成される。このような構成において、ピストン室の一部を形成する凹部内には、流体供給源から供給室へ供給された粘性流体が流入する。故に、直動軸の軸方向においてストッパ部よりもピストンと反対側へ凹む凹部内の粘性流体を、移動端での係止によってストッパ部への当接状態となったピストンに接触させることができる。これによれば、凹部内の粘性流体の圧力をピストンに作用させてストッパ部とは反対側へピストンを直線運動させることが可能になるので、当接により粘性流体の排除されたストッパ部及びピストン間へ再び粘性流体を流入させて、次の衝突に備えることができるのである。
【００１２】
請求項５に記載の発明によると、固定節には、上記ストッパ部としての第一ストッパ部並びに直動軸の軸方向において第一ストッパ部とは反対側へ直線運動するピストンを係止する第二ストッパ部が設けられる。このような構成では、第一ストッパ部による係止状態において凹部内の粘性流体の圧力を作用させることにより第一ストッパ部とは反対側へ直線運動させたピストンを、今度は第二ストッパ部により係止することができる。これによれば、第二ストッパ部により係止されたピストンと第一ストッパ部との間には、直動軸の軸方向において常に一定の距離が確保されることになるので、当該距離以上に移動端から離れた直動軸が再度移動端側へ直線運動するような場合には、ダンパ作用を安定的に発揮することができるのである。
【００１３】
直動軸の軸方向において第一ストッパ部とは反対側へ直線運動するピストンを係止する第二ストッパ部が設けられる構成では、当該軸方向において第一及び第二ストッパ部の間にピストンが配置されることになる。そこで、請求項６に記載の発明によると、固定節は、第一ストッパ部を形成する第一部材と、第一部材に装着され、直動軸の軸方向においてピストンを挟んで第一ストッパ部とは反対側且つ直動軸の径方向において係合部よりも外側に第二ストッパ部を形成する第二部材と、を組み合わせてなる。故に、直動軸の軸方向で第一及び第二ストッパ部間にピストンが配置される構成は、例えばピストンを第一ストッパ部に隣接させて配置した後、第一及び第二ストッパ部間にピストンを挟むようにして第二部材を第一部材に装着することで、容易に実現することができる。また、直動軸の軸方向においてピストンを挟んで第一ストッパ部と反対側には、第二ストッパ部と係合部とが配置されることになるが、直動軸の径方向において係合部よりも外側に形成される第二ストッパ部は、係合部の直線運動を阻害することがないのである。
【００１４】
請求項７に記載の発明によると、零点位置設定期間において、電動モータへの通電により直動軸を移動端へ向かって押し付ける駆動軸力を発生した状態において直動軸が制止される位置を、零点位置として設定する零点位置設定手段と、零点位置設定期間後のリフト量制御期間において、零点位置を基準とする直動軸の移動位置に基づいて電動モータへの通電を制御することにより、バルブリフト量を制御するリフト量制御手段とを備える。このような構成では、電動モータへの通電により発生する駆動軸力を受けて移動端へ向かって押し付けられる直動軸は、当該移動端においてストッパ部により係止されることで制止する。故に、零点位置として設定される直動軸の制止位置は、直動軸の移動端を正確に表すものとなる。したがって、そのような零点位置を基準とする直動軸の移動位置に基づいて電動モータへの通電を制御することによれば、バルブリフト量を正確に制御することが可能になるのである。
【００１５】
請求項８に記載の発明によると、ピストンは、直動軸の径方向において直動軸及び固定節の間に挟持され、それら直動軸及び固定節により直動軸の軸方向へ摺動自在に支持される。これによれば、ピストン及び直動軸の各々の直線運動を許容しつつ、ピストンの軸方向に対する傾きを防止して当該傾きに起因する零点位置のずれを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態によるバルブリフトアクチュエータ１０を備えたバルブリフト制御装置１を示している。バルブリフト制御装置１は車両に搭載され、内燃機関２の吸気バルブ３を制御対象バルブとしてその実バルブリフト量を制御する。このバルブリフト制御装置１は、具体的には、変化機構４及びバルブリフトアクチュエータ１０等から構成されている。
【００１８】
まず、変化機構４について説明する。変化機構４は、例えば特開２００１−２６３０１５号公報等に開示されるような図２の構成を有し、内燃機関２に組み込まれている。具体的に図２の変化機構４では、制御軸１２と共に直線運動可能なスライダギア１４が入力部１５及び揺動カム１６にヘリカルスプライン嵌合しており、制御軸１２の軸方向の移動位置に応じて入力部１５と揺動カム１６との間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に接触しており、また揺動カム１６は吸気バルブ３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及び揺動カム１６間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４では、制御軸１２の移動位置に応じて吸気バルブ３の実バルブリフト量が変化し、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こととなる。尚、本実施形態において吸気バルブ３から制御軸１２へと伝達されるバルブ反力は、バルブリフトアクチュエータ１０とは反対側へ向かう軸力として制御軸１２に作用するようになっている。
【００１９】
次に、バルブリフトアクチュエータ１０について説明する。図３に示すようにバルブリフトアクチュエータ１０は、変化機構４の制御軸１２を軸方向に直線駆動するものである。バルブリフトアクチュエータ１０は、本体ハウジング２０、回転直動変換機構３０、オイルシール４０、電動モータ５０、回路ハウジング６０、駆動回路７０及び制御回路８０を備えている。
【００２０】
本体ハウジング２０は有底の段付筒状を呈しており、内燃機関２のシリンダヘッド６の固定壁７に底壁２１側が嵌合した状態において、内燃機関２に対し位置固定されている。本体ハウジング２０は、軸方向に互い隣接する第一収容室２２及び第二収容室２３を内部に形成している。ここで、第二収容室２３よりも底壁２１側に位置する第一収容室２２には、後に詳述する如く、内燃機関２のオイルポンプ８から供給される潤滑油が流入するようになっている。
【００２１】
回転直動変換機構３０は、回転体３２と直動軸３４とを直接的に連繋させてなる送りねじ機構である。回転体３２は全体として有底円筒状の回転ナットであり、第一収容室２２と第二収容室２３とに跨る形態でそれら収容室２２，２３内に収容されている。回転体３２の軸方向中間部には、歯断面が台形の雌ねじ部３３が設けられている。この雌ねじ部３３の外周側において回転体３２は、本体ハウジング２０に設けられたラジアル軸受２４によって周方向へ正逆回転自在に軸支されている。これにより、回転体３２の軸方向一端部が第一収容室２２内おいて開口する一方、回転体３２の軸方向他端部が第二収容室２３内において閉塞された形となっている。
【００２２】
直動軸３４は全体として丸棒状のねじ軸であり、本体ハウジング２０の底壁２１を軸方向に貫通している。直動軸３４の軸方向一端部側は回転体３２内に同心配置されており、歯断面が台形の雄ねじ部３５が当該端部側に設けられている。この雄ねじ部３５は、回転体３２の雌ねじ部３３に螺合によって連繋している。これにより、直動軸３４の軸方向の移動位置が回転体３２の周方向の回転位置に応じて変化するようになっている。即ち回転直動変換機構３０では、回転体３２の回転運動が直動軸３４の直線運動へ変換されるようになっている。
【００２３】
直動軸３４の軸方他端部側はシリンダヘッド６内へ進入しており、当該端部が継手部材３６を介して制御軸１２に同軸連結されている。これにより直動軸３４は、制御軸１２と共に軸方向へ直線運動可能となっていると共に、吸気バルブ３のバルブ反力に起因する軸力が制御軸１２側から伝達されるようになっている。
【００２４】
オイルシール４０は、第一収容室２２と第二収容室２３との境界線上に配置され、回転体３２と本体ハウジング２０の周壁２５との間をシールしている。また、回転体３２内から第一収容室２２内へ露出する直動軸３４と回転体３２の第一収容室２２側端部との間には、常に隙間３８が確保されるようになっており、当該隙間３８が第一収容室２２と連通している。これらにより本実施形態では、第一収容室２２へ流入した潤滑油が回転体３２及び周壁２５の間から第二収容室２３へ漏れることを防止しつつ、当該潤滑油を回転体３２及び直動軸３４間の隙間３８へ導入してねじ部３３，３５の螺合部分を潤滑するようにしている。さらに本実施形態では、回転体３２の第二収容室２３側端部の閉塞により、潤滑油が回転体３２内から第二収容室２３内へ漏れることも防止している。
【００２５】
電動モータ５０は、モータロータ５１とモータステータ５２とを組み合わせてなるブラシレスモータであり、潤滑油の流入しない第二収容室２３内に収容されている。モータロータ５１は、ロータコア５３、駆動磁石５４及びセンサ磁石５５を有している。円筒状を呈するロータコア５３は回転体３２に同心外嵌されており、それによってモータロータ５１が回転体３２と共に周方向へ正逆回転可能となっている。駆動磁石５４は永久磁石からなり、ロータコア５３において周方向に等間隔をあけた複数個所にそれぞれ装着されている。ロータコア５３の周方向において隣り合う駆動磁石５４同士は、相反する磁極をロータコア５３の外周面側に形成する。センサ磁石５５は永久磁石からなり、円環状を呈している。センサ磁石５５は、磁性ホルダ５６を介してロータコア５３に同軸固定されており、それによって回転体３２と共に正逆回転可能となっている。センサ磁石５５は、軸方向の一端面側に形成する複数の磁極が周方向に隣り合うもの同士で相反するように、構成されている。
【００２６】
モータステータ５２は、ステータコア５７及びステータコイル５８を有している。円環ブロック状を呈するステータコア５７はモータロータ５１の外周側に同心配置されて、本体ハウジング２０の周壁２５に固定されている。ステータコア５７には、内周側へ突出する複数のティース部５９が設けられている。これら各ティース５９部には、ステータコイル５８がそれぞれ個別に巻装されている。
【００２７】
回路ハウジング６０は、三部材６１，６２，６３を組み合わせてなる。ここでベース部材６１は、本体ハウジング２０の周壁２５の開口側端部にボルト固定されている。中間部材６２は、本体ハウジング２０との間にベース部材６１を挟持する形態で周壁２５の開口側端部にボルト固定されている。カバー部材６３は、ベース部材６１とは反対側から中間部材６２に嵌合固定されている。これら三部材６１，６２，６３は共同して、駆動回路７０を収容する回路室６４を形成している。
【００２８】
駆動回路７０は例えばインバータ回路からなり、中間部材６２及びベース部材６１を貫通するハーネス７１を介して電動モータ５０の各ステータコイル５８に電気接続されている。駆動回路７０は、各ステータコイル５８を通電してそれらコイル５８を所定順序で励磁することにより、モータロータ５１の各駆動磁石５４に作用する回転磁界を発生させる。この回転磁界の方向へモータロータ５１が回転体３２と共に回転駆動され、それに応じて直動軸３４が直線駆動されることとなる。
【００２９】
駆動回路７０は、ベース部材６１を貫通する内周孔６５を通じて第二収容室２３内へ露出する複数の磁気検出素子７２を有している。各磁気検出素子７２は例えばホール素子であり、モータロータ５１のセンサ磁石５５と軸方向に対向可能に配置されている。各磁気検出素子７２は、センサ磁石５５から受ける磁気作用に基づいて回転体３２の回転位置を検出する。ここで、駆動回路７０は制御回路８０と電気接続されており、検出した回転体３２の回転位置を制御回路８０へ与えるようになっている。
【００３０】
制御回路８０は、本実施形態では内燃機関用の制御回路を兼ねており、ハウジング２０，６０の外部に配置される。制御回路８０は、駆動回路７０から与えられる回転体３２の回転位置に基づいて、直動軸３４（制御軸１２）の移動位置を算出する。さらに制御回路８０は、算出した直動軸３４の移動位置から実バルブリフト量を推定し、当該実バルブリフト量と目標バルブリフト量との差分に基づくフィードバック制御指令を駆動回路７０へ与える。この制御指令に従って駆動回路７０から各ステータコイル５８への通電が制御されることにより、制御軸１２を直動軸３４と共に直線駆動して目標バルブリフト量を実現するのに必要な駆動軸力が、直動軸３４に発生するのである。尚、本実施形態において目標バルブリフト量は、内燃機関の回転数、アクセル開度等の車両の運転状況に基づいて、制御回路８０が設定するようになっている。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴的構成について詳細に説明する。
【００３２】
図１，３に示すように内燃機関２のシリンダヘッド６は、搬送通路９０を形成している。この搬送通路９０はオイルポンプ８に連通し、固定壁７において本体ハウジング２０が嵌合する嵌合孔９２まで延伸している。ここでオイルポンプ８は、内燃機関２の回転出力によって駆動されるメカポンプであり、故にオイルポンプ８から「潤滑液」として吐出される潤滑油は、内燃機関２の運転中に常に搬送通路９０を通じて本体ハウジング２０へ供給されるようになっている。
【００３３】
図１に示すように本体ハウジング２０の底壁２１は、当該底壁２１と共に周壁２５を形成するベース部材１００において直動軸３４を外周側から支持する円環板状部分１０２に、円環状のリング部材１０４を同心装着してなる。ここで、各部材１００，１０４は金属によって形成されており、特に本実施形態では螺合によって互いに固定されている。また、このように形成される底壁２１には、オリフィス導入口１１０、供給室１１２、ピストン室１１４、第一ストッパ部１２０及び第二ストッパ部１２２が設けられている。
【００３４】
オリフィス導入口１１０は、ベース部材１００の外周面に開口する円環溝部１１１内に形成されており、それによって搬送通路９０と連通している。供給室１１２は、ベース部材１００において径方向に延伸する円筒孔部１１３内に形成されており、それによってオリフィス導入口１１０と連通している。
【００３５】
ピストン室１１４は、ベース部材１００において供給室１１２よりも内周側且つ直動軸３４の円筒面部１３０（後に詳述）の外周側に設けられており、直動軸３４の軸方向において第一収容室２２へ向かって開口している。これによりピストン室１１４は、供給室１１２及び第一収容室２２と連通していると共に、円筒面部１３０を内部に露出させている。ここで特に、本実施形態のピストン室１１４は、ベース部材１００において直動軸３４と同心形成された円筒孔部１１５内と、ベース部材１００の円筒孔部１１３よりも内周側において円筒孔部１１５へ向かって開口する凹部１１６内と、リング部材１０４の中心孔部１１７内とに形成されている。
【００３６】
以上により、図１，３に示す搬送通路９０からオリフィス導入口１１０へ導入される潤滑油は供給室１１２へと供給され、さらに供給室１１２からピストン室１１４を経由して第一収容室２２に流入するようになっている。
【００３７】
図１に示すように第一ストッパ部１２０は、ベース部材１００において供給室１１２よりも内周側且つ直動軸３４の円筒面部１３０の外周側に設けられ、円筒孔部１１５が形成するピストン室１１４内に露出している。ここで特に、本実施形態の第一ストッパ部１２０は、直動軸３４の軸方向において回転体３２側を向き且つ当該軸方向に対して垂直な円環面状に形成されている。そして、ピストン室１１４の一部を形成する凹部１１６は、このような第一ストッパ部１２０に対して直動軸３４の軸方向の制御軸１２側へ凹んだ形となっている。
【００３８】
第二ストッパ部１２２は、リング部材１０４において中心孔部１１７の外周側に設けられ、円筒孔部１１５が形成するピストン室１１４内に露出している。ここで特に、本実施形態の第二ストッパ部１２２は、第一ストッパ部１２０とは反対側を向き当該第一ストッパ部１２０に対して平行な円環面状に形成されている。
【００３９】
図１，３に示すように、直動軸３４において制御軸１２側端部と雄ねじ部３５との間には、円筒面部１３０及び係合部１３２が設けられている。円筒面部１３０は、図１に示すように直動軸３４の金属製の軸本体１３４に設けられており、軸方向へストレートに延伸している。係合部１３２は、円筒面部１３０に同心外嵌されて直動軸３４を構成する金属製の係合リング１３６に設けられており、円筒面部１３０よりも径方向外側へ突出した形となっている。これにより係合部１３２は、直動軸３４の軸方向において第一ストッパ部１２０よりも回転体３２側且つ直動軸３４の径方向において第二ストッパ部１２２よりも内側において、直線運動可能となっている。ここで、特に本実施形態の係合部１３２は、直動軸３４の軸方向において制御軸１２側を向き且つ当該軸方向に対して垂直な円環面状に形成されている。
【００４０】
以上の構成に加えて本実施形態のバルブリフトアクチュエータ１０は、ピストン１４０を備えている。ピストン１４０は金属により形成され、大径部１４２及び小径部１４３を有する段付円筒状を呈している。大径部１４２は、ピストン室１１４の一部を形成する円筒孔部１１５の内周側且つ直動軸３４の円筒面部１３０の外周側に同心配置されている。小径部１４３は、ピストン室１１４の別の一部を形成する中心孔部１１７の内周側且つ円筒面部１３０の外周側に同心配置されている。これらによりピストン１４０は、径方向の円筒孔部１１５及び円筒面部１３０間に大径部１４２を挟持され、それら円筒孔部１１５及び円筒面部１３０により軸方向へ摺動自在に支持された状態で、ピストン室１１４内に収容されている。したがって、供給室１１２からピストン室１１４へ流入した潤滑油は、ピストン１４０と円筒孔部１１５との間並びにピストン１４０と円筒面部１３０との間の摺動隙間を抜けて、第一収容室２２へと流入可能となっている。
【００４１】
ここで、特に本実施形態のピストン１４０は、小径部１４３の軸方向の大径部１４２とは反対側端部に、係合部１３２に対して平行に向き合う円環面部１４４を形成している。これによりピストン１４０は、軸方向の制御軸１２側へ直線運動する係合部１３２が円環面部１４４に図４の如く係合することにより、直動軸３４と共に直線運動可能となっている。
【００４２】
また、本実施形態のピストン１４０は、大径部１４２の軸方向の小径部１４３とは反対側端部に、第一ストッパ部１２０に対して平行に向き合う円環面部１４５を形成している。これによりピストン１４０は、係合部１３２及び第一ストッパ部１２０の間に配置された形となっており、係合部１３２の係合によって共に直線運動する直動軸３４の移動端において、第一ストッパ部１２０が円環面部１４５に図５の如く当接可能となっている。この円環面部１４５との当接により第一ストッパ部１２０は、ピストン１４０を係止して直動軸３４と共に制止させる。
【００４３】
さらに、本実施形態のピストン１４０の円環面部１４５は、軸方向において凹部１１６の開口と向き合っている。これにより凹部１１６は、第一ストッパ部１２０よりもピストン１４０とは反対側へ凹んだ形となっており、ピストン１４０は、供給室１１２から当該凹部１１６内のピストン室１１４へ流入した潤滑油の圧力を受けることで第一ストッパ部１２０と反対側へ直線運動可能となっている。
【００４４】
まらさらに、本実施形態のピストン１４０は、大径部１４２の軸方向の小径部１４３側端部に、第二ストッパ部１２２に対して平行に向き合う円環面部１４６を形成している。これにより、ピストン１４０を軸方向に挟んで第一ストッパ部１２０と反対側に第二ストッパ部１２２が配置された形となっており、第一ストッパ部１２０と反対側へ直線運動するピストン１４０の円環面部１４６に第二ストッパ部１２２が図１の如く当接可能となっている。この円環面部１４６との当接により第二ストッパ部１２２は、直動軸３４の直線運動を許容しつつピストン１４０を係止することができるのである。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴的作動について説明する。
【００４６】
車両のイグニッションスイッチのオンにより内燃機関２が始動すると、オイルポンプ８が潤滑油の吐出作動を開始する。これにより、潤滑油がピストン室１１４へ供給され始めるが、内燃機関２の始動直後においては当該機関２の回転数が低いことにより、潤滑油の圧力も低い状態となっている。そこで、制御回路８０は、この低油圧状態において零点位置設定処理を実施する。
【００４７】
具体的に、零点位置設定処理において制御回路８０は、駆動回路７０へ制御指令を与えて電動モータ５０を通電することにより、直動軸３４を制御軸１２側の移動端へ向かって押し付ける駆動軸力（以下、「押付軸力」という）を発生させる。ここで、特に本実施形態では、目標バルブリフト量を最小バルブリフト量とする制御指令に応じて、押付軸力が発生するようになっている。
【００４８】
こうした押付軸力の発生により直動軸３４は、図４に示す移動位置で係合部１３２をピストン１４０に係合させ、さらに当該係合状態を維持したままピストン１４０と共に直線運動する。このとき、ピストン室１１４内においてピストン１４０と第一ストッパ部１２０との間には潤滑油が流入しているが、当該潤滑油の圧力は低い状態にある。そのため、係合部１３２からの押付軸力の伝達によってピストン１４０は、潤滑油の圧力に抗して確実に第一ストッパ部１２０と当接することができるのである（図５参照）。
【００４９】
したがって、零点位置設定処理における制御回路８０は、押付軸力の発生状態下、第一ストッパ部１２０によるピストン１４０の係止によって直動軸３４が制止されたか否かを、回転体３２の回転位置に基づいて判定する。その結果、直動軸３４の制止によって回転体３２の回転位置が設定時間以上変化しない場合には、制御回路８０は、当該回転位置に対応した直動軸３４の移動位置を零点位置に設定する。このとき、図５に示すように円筒孔部１１５及び円筒面部１３０間での挟持状態が維持されているピストン１４０は、円環面部１４５に平行な第一ストッパ部１２０に対して確実に面接触した状態となるので、制御回路８０により設定される零点位置は、直動軸３４の制御軸１２側の移動端を正確に表すものとなる。
【００５０】
以上により零点位置設定処理が終了した後には、制御回路８０は、車両の運転状況に応じて実バルブリフト量を制御するリフト量制御処理を実施する。具体的に、リフト量制御処理において制御回路８０は、零点位置を基準とする直動軸３４の移動位置を正確に算出し、当該算出結果から実バルブリフト量を推定する。さらに制御回路８０は、こうして推定した実バルブリフト量と、車両の運転状況を反映させた目標バルブリフト量とから、駆動回路７０へ与える制御指令を生成する。その結果、電動モータ５０への通電が制御指令に従って制御され、さらに当該通電に従って回転体３２の回転運動及び軸３４，１２の直線運動が制御されることになるため、目標バルブリフト量が適正に実現されるのである。
【００５１】
このようなリフト量制御処理中において、駆動回路７０の暴走や駆動回路７０の電源の瞬電等により、電動モータ５０への通電に関する異常が発生すると、回転体３２の回転運動が制御不能となる。この場合、係合部１３２をピストン１４０に係合させて制御軸１２側の移動端まで直線運動した直動軸３４がピストン１４０を介して第一ストッパ部１２０と衝突し、回転体３２及び直動軸３４のねじ部３３，３５同士に食い込みが生じることが懸念される。
【００５２】
しかし、内燃機関２の始動から時間が経過したリフト量制御処理中においては、内燃機関２の回転数と共に潤滑油の圧力が上昇した状態となっている。また、供給室１１２からピストン室１１４へ供給される潤滑油は粘性流体として、当該ピストン室１１４内のピストン１４０に対して粘性抵抗によるダンパ作用を発揮可能となっている。これらにより、直動軸３４がピストン１４０を介して第一ストッパ部１２０に衝突しようとするときには、ピストン室１１４内のピストン１４０及び第一ストッパ部１２０間において潤滑油が圧縮されることにより、ピストン１４０に対するダンパ作用が発揮されることになる。このダンパ作用によれば、ピストン１４０を介した直動軸３４の第一ストッパ部１２０への衝突力が緩和されるので、本実施形態では、ねじ部３３，３５同士の食い込みによる故障を防止することができるのである。しかも、こうしたダンパ作用を発揮する潤滑油は、第一収容室２２へ流入することにより回転直動変換機構３０の潤滑作用も発揮するので、本実施形態では、それら二種類の作用を実現するための構成が簡素化された形となっているのである。
【００５３】
さて、直動軸３４がピストン１４０を介して第一ストッパ部１２０に衝突すると、凹部１１６内のピストン室１１４では潤滑油の圧力が上昇し、当該圧力がピストン１４０に作用する状態となる。そのため、衝突後において電動モータ５０への通電が復帰し、リフト量制御処理によって直動軸３４が回転体３２側へ駆動されると、凹部１１６内の潤滑油の圧力によってピストン１４０が第一ストッパ部１２０とは反対側へ押し戻される。しかし、本実施形態では、ピストン１４０を挟んで第一ストッパ部１２０とは反対側に第二ストッパ部１２２が設けられているので、図１の如く直動軸３４の係合部１３２が第二ストッパ部１２２よりも回転体３２側へ駆動されるのに応じて、ピストン１４０が第二ストッパ部１２２と当接する。このようにして第二ストッパ部１２２に係止されたピストン１４０と第一ストッパ部１２０との間には、常に一定の軸方向距離が確保されることになるので、それら要素１４０，１２０間へ流入する潤滑油によって、安定したダンパ作用を発揮することができるのである。
【００５４】
また、こうした効果を得るためにピストン１４０は、軸方向のストッパ部１２０，１２２間に配置された形となっているが、本実施形態では、それらストッパ部１２０，１２２が別々の部材１００，１０４から形成されている。故に、ピストン１４０を第一ストッパ部１２０と隣接させてピストン室１１４内に配置した後、ストッパ部１２０，１２２間にピストン１４０を挟むようにしてリング部材１０４をベース部材１００に装着することで、ピストン１４０の上記配置形態を容易に実現することができるのである。
【００５５】
尚、以上説明した実施形態では、オリフィス導入口１１０、供給室１１２及びピストン室１１４が共同して「流体供給手段」を構成し、オイルポンプ８が特許請求の範囲に記載の「流体供給源」に相当し、本体ハウジング２０が特許請求の範囲に記載の「固定節」に相当し、第一収容室２２が特許請求の範囲に記載の「収容室」に相当し、ベース部材１００が特許請求の範囲に記載の「第一部材」に相当し、リング部材１０４が特許請求の範囲に記載の「第二部材」に相当する。また、零点位置設定処理を実施する制御回路８０及び駆動回路７０が共同して特許請求の範囲に記載の「零点位置設定手段」を構成し、内燃機関２の始動直後に制御回路８０が零点位置設定処理を実施する期間が「零点位置設定期間」に相当し、リフト量制御処理を実施する制御回路８０及び駆動回路７０が共同して特許請求の範囲に記載の「リフト量制御手段」を構成し、零点位置設定処理の終了後に制御回路８０がリフト量制御処理を実施する期間が「リフト量制御期間」に相当する。
【００５６】
（他の実施形態）
さて、ここで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く、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００５７】
具体的には、図６に変形例を示すように、ピストン１４０を軸方向に挟む第一ストッパ部１２０と第二ストッパ部１２２及び係合部１３２との位置関係を上述の実施形態とは逆にして、直動軸３４の回転体３２側の移動端においてピストン１４０が第一ストッパ部１２０により係止されるようにしてもよい。尚、この場合には、例えば図６に示すように、供給室１１２からピストン室１１４へ流入した潤滑油をシリンダヘッド６の内室１５０へ戻すと共に、供給室１１２及びピストン室１１４とは別の経路１５２を通じて潤滑油を第一収容室２２へ流入させる構成とすることができる。また、図７に別の変形例を示すように、上述の実施形態の構成と図６の変形例の構成とを組み合わせて、直動軸３４の両側の移動端においてピストン１４０が第一ストッパ部１２０により係止されるようにしてもよい。但し、この場合には、例えば図７に示すように、図６の変形例の経路１５２を設けないようにすることができる。
【００５８】
第二ストッパ部１２２を形成するリング部材１０４については、上述した螺合以外にも、例えば圧入や溶着、接着等によってベース部材１００に装着させてもよいし、ベース部材１００との一体成形により形成してもよい。尚、後者の場合には、例えばリング部材１０４に相当する部分をベース部材１００に対して変形させることで、ストッパ部１２０，１２２間にピストン１４０が配置される形態を容易に実現することができるのである。
【００５９】
オリフィス導入口１１０については設けないようにして、供給室１１２及びピストン室１１４のみから「流体供給手段」を構成してもよい。また、「流体供給源」については、「流体供給手段」の一構成要素としてバルブリフトアクチュエータ１０が備えていてもよい。さらに、「流体供給源」としては、上述した内燃機関２のオイルポンプ（メカポンプ）８を用いる以外にも、例えば内燃機関２の運転に伴って又は適時に作動する電動ポンプを用いてもよい。
【００６０】
回転直動変換機構３０としては、例えば回転体（回転ナット）３２と直動軸（ねじ軸）３４とが歯車や玉等を介して間接的に連繋してなるものを採用してもよい。また、直動軸３４については、制御軸１２に対して偏心連結させてもよい。さらに、電動モータ５０としては、上述したブラシレスモータ以外のモータを用いてもよい。
【００６１】
バルブリフトアクチュエータ１０が組み合わされる変化機構４の構成としては、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得るものであれば、上述した構成以外にも、例えばバルブ反力がバルブリフトアクチュエータ１０側へ向かう軸力として制御軸１２に作用する構成であってもよい。また、変化機構４については、排気バルブを制御対象バルブとするものや、吸、排気バルブの双方を制御対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態によるバルブリフトアクチュエータの特徴部分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アクチュエータを備えたバルブリフト制御装置を示す部分断面模式図（ａ）及び横断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の一実施形態によるバルブリフトアクチュエータを示す断面図である。
【図４】図１とは別の作動状態を示す拡大断面図である。
【図５】図１，４とは別の作動状態を示す拡大断面図である。
【図６】図３の変形例を示す断面図である。
【図７】図３の別の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  バルブリフト制御装置、２  内燃機関、３  吸気バルブ、４  変化機構、６  シリンダヘッド、８  オイルポンプ（流体供給源）、１０  バルブリフトアクチュエータ、１２  制御軸、２０  本体ハウジング（固定節）、２１  底壁、２２  第一収容室（収容室）、２３  第二収容室、３０  回転直動変換機構、３２  回転体、３３  雌ねじ部、３４  直動軸、３５  雄ねじ部、５０  電動モータ、６０  回路ハウジング、７０  駆動回路（零点位置設定手段・リフト量制御手段）、８０  制御回路（零点位置設定手段・リフト量制御手段）、９０  搬送通路、９２  嵌合孔、１００  ベース部材（第一部材）、１０４  リング部材（第二部材）、１１０  オリフィス導入口（流体供給手段）、１１１  円環溝部、１１２  供給室（流体供給手段）、１１３  円筒孔部、１１４  ピストン室（流体供給手段）、１１５  円筒孔部、１１６  凹部、１１７  中心孔部、１２０  第一ストッパ部、１２２  第二ストッパ部、１３０  円筒面部、１３２  係合部、１３４  軸本体、１３６  係合リング、１４０  ピストン、１４２  大径部、１４３  小径部、１４４，１４５，１４６  円環面部
【図１】
2008274857.tif 000003
【図２】
2008274857.tif 000004
【図３】
2008274857.tif 000005
【図４】
2008274857.tif 000006
【図５】
2008274857.tif 000007
【図６】
2008274857.tif 000008
【図７】
2008274857.tif 000009