(57)【要約】【課題】潤滑油の供給量に関係なく送りねじ機構全体の潤滑を促進し、軸受部の潤滑が確保され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】ハウジング本体３２に供給通路１０１が設けられ、内ハウジング３３に供給通路１０２が設けられている。軸受部９０は、外輪部９１、内輪部９２およびボール９３から構成され、外輪部９１と内輪部９２との間に供給通路１０２に接続する軸方向通路１０３が形成される。内輪部９２は軸方向に離れた第一内輪９２１と第二内輪９２２とから構成され、軸方向通路１０３は第一内輪９２１と第二内輪９２２との間に設けられた径方向通路１０４に接続する。ナット６０の回転軸内通路１０６は、径方向通路１０４から雄ねじ部５２と雌ねじ部６１との噛み合い部分までを接続する。これにより、供給通路１０１、１０２へ供給された潤滑剤は、軸受部９０およびナット６０と駆動ねじ軸５１との噛み合い部分を潤滑する。【選択図】図１
2008286105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブまたは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、前記吸気バルブまたは前記排気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、
前記制御軸とともに軸方向に直線運動するねじ軸、なら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、
前記回転軸に働く径方向の力および軸方向の力を支持する軸受部と、
前記軸受部を経由して前記送りねじ機構の前記ねじ軸と前記回転軸との間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、
を備えるバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【請求項２】
前記送りねじ機構、前記モータ部および前記軸受部を収容するハウジングを備え、
前記潤滑剤供給部は、前記ハウジングを貫いて外部の潤滑剤供給源に接続する供給通路と、前記供給通路の前記潤滑剤供給源とは反対側に接続し前記軸受部の内部に形成される軸受内通路と、前記回転軸を径方向に貫いて外周側が前記軸受内通路に接続し内周側が前記ねじ軸との噛み合い部に接続する回転軸内通路と、を有する請求項１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】
前記軸受部は、前記ハウジングと接する外輪部と、前記回転軸に接する内輪部と、前記外輪部と前記内輪部との間を回転可能に支持する転がり部材と、を有し、
前記内輪部は、軸方向に分割され、前記制御軸側に設けられる第一内輪と、前記第一内輪に対向して前記モータ部側に軸方向に所定の間隔をおいて設けられる第二内輪と、を有し、
前記軸受内通路は、前記内輪部と前記外輪部との間に設けられ前記供給通路に接続する軸方向通路と、前記第一内輪と前記第二内輪との間に設けられ前記軸方向通路および前記回転軸内通路に接続する径方向通路と、を有する請求項２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、内燃機関の吸気バルブまたは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は、制御対象となるバルブのリフト量を制御軸の軸方向の位置に応じて変化させる変化機構を備えている。この変化機構は、各種のアクチュエータによって制御軸が直線駆動される。このようなバルブリフト制御装置のアクチュエータとして、例えば特許文献１に開示されているように送りねじ機構を設けることにより、モータの回転駆動力を軸方向の駆動力に変換するアクチュエータが提案されている。
【０００３】
このような送りねじ機構を備えるアクチュエータは、互いに同軸の回転軸とねじ軸とを直接的または間接的に連係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。そのため、送りねじ機構を備えるアクチュエータは、アクチュエータの体格の小型化を図ることができる。
しかしながら、引用文献１をはじめとする従来のアクチュエータの場合、送りねじ機構の制御軸側の端部から潤滑のための潤滑油が供給されるとともに、供給された潤滑油は送りねじ機構の径方向外側から内側へ流れる。そのため、送りねじ機構の潤滑を十分に図るためには、相当量の潤滑油を送りねじ機構へ供給する必要がある。その結果、例えば内燃機関の始動直後のように潤滑油の供給量が少ないとき、送りねじ機構の潤滑が不十分になるおそれがある。
【０００４】
また、送りねじ機構を支持する軸受部は、例えばグリスなどによって潤滑されている。そのため、送りねじ機構の回転数が高い場合など、軸受部は摩擦熱によって高温となり、グリスの劣化を招きやすくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２１４２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、潤滑油の供給量に関係なく送りねじ機構全体の潤滑を促進し、かつ軸受部の潤滑が確保され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】
【０００６】
請求項１記載の発明では、潤滑剤供給部は、軸受部を経由して送りねじ機構部のねじ軸と回転軸との間に潤滑剤を供給する。すなわち、潤滑剤は、潤滑剤供給部により軸受部を潤滑しつつ、ねじ軸と回転軸との間に供給される。潤滑剤を送りねじ機構部のねじ軸と回転軸との間に供給することにより、送りねじ機構部はねじ軸と回転軸との接触部分の全体が潤滑剤によって潤滑される。したがって、潤滑油の供給量に関係なく送りねじ機構全体の潤滑を促進することができ、かつ軸受部の潤滑を確保することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、潤滑剤供給部は、供給通路、軸受内通路および回転軸内通路を有する。これにより、潤滑剤供給源から供給される潤滑剤は、ハウジングを貫く供給通路から軸受部の内部に形成される軸受内通路に流入する。そのため、潤滑剤は、軸受部を潤滑する。そして、潤滑剤は、軸受内通路から回転軸を径方向に貫く回転軸内通路を経由してねじ軸と回転軸との接触部分に供給される。そのため、潤滑剤は、送りねじ機構を潤滑する。したがって、潤滑油の供給量に関係なく送りねじ機構全体の潤滑を促進することができ、かつ軸受部の潤滑を確保することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、軸受部は外輪部および内輪部から構成され、内輪部はさらに第一内輪および第二内輪を有している。外輪部と内輪部との間には、転がり部材が設けられるため、隙間が形成される。また、第一内輪と第二内輪との間には、軸方向へ所定の隙間が形成される。これにより、供給通路から軸受部へ流入した潤滑剤は、外輪部と内輪部との間に形成される軸方向通路から第一内輪と第二内輪との間に形成される径方向通路へ流入する。径方向通路は回転軸内通路に連通しているため、軸受部を通過した潤滑剤は回転軸内通路を経由して回転軸とねじ軸との間に供給される。したがって、軸受部の内輪部を所定の隙間を有する第一内輪および第二内輪で構成することにより、簡単な構造で軸受内通路を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態によるアクチュエータを適用したバルブリフト制御装置を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態によるアクチュエータを適用したバルブリフト制御装置を図２に示す。バルブリフト制御装置１０は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と省略する。）１１の吸気バルブ１２のリフト量を制御する。なお、バルブリフト制御装置１０は、排気バルブのリフト量を制御してもよい。また、バルブリフト制御装置１０は、例えばディーゼルエンジンの吸気バルブまたは排気バルブのリフト量を制御してもよい。バルブリフト制御装置１０は、制御軸１３と、変化機構部２０と、アクチュエータ３０とから構成されている。
【００１０】
制御軸１３は、アクチュエータ３０と連結されており、アクチュエータ３０により軸方向へ直線状に往復駆動される。
変化機構部２０は、制御軸１３の軸方向に制御軸１３とともに直線運動するスライダギア１４を、ローラを有する入力部１５および揺動カム１６にヘリカルスプライン結合させて構成されている。このヘリカルスプライン結合により、制御軸１３の軸方向位置に応じて入力部１５と揺動カム１６との相対的な位相差が変化する。入力部１５のローラは、カム軸１７の吸気カム１８に接する。また、揺動カム１６は、吸気バルブ１２のロッカーアーム１９と接触可能に設けられている。揺動カム１６は、ロッカーアーム１９を挟んでコイルばね１２１の荷重に抗して吸気バルブ１２を開閉駆動する。そして、入力部１５と揺動カム１６との相対的な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、変化機構部２０では、制御軸１３の軸方向の位置が変化するのに応じて、吸気バルブ１２のリフト量（以下、単に「バルブリフト量」という。）が変化し、それによって吸気バルブ１２の作用角度や最大バルブリフト量などのバルブ特性が制御される。コイルばね１２１の押し付け力は、吸気バルブ１２から制御軸１３へバルブ反力して伝達される。このバルブ反力は、アクチュエータ３０とは反対側へ向かう力として制御軸１３へ常に加わる。このバルブ反力が加わる方向は、吸気バルブ１２のリフト量が小さくなるＬｏｗ端方向である。
【００１１】
図１は、アクチュエータ３０の断面図である。アクチュエータ３０は、ハウジング３１を備えている。ハウジング３１は、ハウジング本体３２および内ハウジング３３から構成されている。アクチュエータ３０は、ハウジング３１の内部に送りねじ機構部５０およびモータ部７０などを収容している。ハウジング本体３２と内ハウジング３３とはボルト３４で結合されている。アクチュエータ３０は、送りねじ機構部５０によりモータ部７０の回転運動を駆動ねじ軸５１のＬｏｗ端方向またはＨｉｇｈ端方向への直線運動に変換する。そして、アクチュエータ３０は、駆動ねじ軸５１と接続している制御軸１３を軸方向へ直線状に往復駆動する。アクチュエータ３０は、図１のＬｏｗ端方向およびＨｉｇｈ端方向が略水平となるように車両に搭載されている。ハウジング本体３２は、有底の筒状に形成されている。アクチュエータ３０は、エンジン１１のカム軸１７の端部に固定される。
【００１２】
送りねじ機構部５０は、ねじ軸としての駆動ねじ軸５１と、回転軸としての円筒状のナット６０から構成された送りねじである。駆動ねじ軸５１は、外周側に雄ねじ部５２が形成されている。ナット６０は、内周側に雌ねじ部６１が形成されている。駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２とナット６０の雌ねじ部６１とは、互いに噛み合っている。ナット６０が回転すると、ナット６０に噛み合っている駆動ねじ軸５１は回転することなく軸方向へ移動する。すなわち、送りねじ機構部５０は、ナット６０の回転運動を駆動ねじ軸５１の直線運動に変換する機構である。送りねじ機構部５０は、例えば台形ねじ、遊星ねじあるいはボールねじなど任意のねじを適用することができる。ナット６０の制御軸１３とは反対側の端部には、リッド６２が設けられている。リッド６２は、ナット６０に固定されている。リッド６２は、駆動ねじ軸５１の制御軸１３とは反対側の端部を支持している。
【００１３】
モータ部７０は、ロータコア７１、永久磁石７２、ステータコア７３、ボビン７４およびコイル７５などから構成されている。ロータコア７１は、円筒状に形成され、ナット６０の外周側にナット６０と一体に取り付けられている。ロータコア７１をナット６０の外周側に取り付けることにより、リッド６２はロータコア７１とナット６０との間に挟み込まれる。永久磁石７２は、ロータコア７１の外周に周方向に交互に異なる磁極を形成して複数設けられている。ロータコア７１および永久磁石７２は、ナット６０とともに正方向および逆方向へ回転する。
【００１４】
ステータコア７３は、駆動ねじ軸５１の軸方向に積層された磁性鋼板によって形成されている。ステータコア７３は、ボルト７６によってハウジング３１に固定されている。ステータコア７３は、内周側にティース７７を有している。ティース７７は、ステータコア７３の周方向へ複数設けられている。各ティース７７には、ボビン７４が取り付けられている。ボビン７４には、コイル７５が巻かれている。
【００１５】
軸受部９０は、ナット６０と同軸に設けられ、ナット６０を径方向外側から支持している。軸受部９０は、ナット６０を正方向および逆方向へ回転可能に支持している。軸受部９０は、外輪部９１、内輪部９２および転がり部材としてのボール９３から構成されている。外輪部９１は、ハウジング３１の内ハウジング３３に例えば圧入などにより固定されている。内輪部９２は、制御軸１３側の第一内輪９２１と、モータ部７０側の第二内輪９２２とを有している。第一内輪９２１および第二内輪９２２は、駆動ねじ軸５１の軸方向へ所定の間隔を形成して対向して設けられている。外輪部９１と内輪部９２との間には、転がり部材としてのボール９３が設けられている。外輪部９１と内輪部９２との間にボール９３を設けることにより、外輪部９１と内輪部９２とは周方向へ滑らかに相対回転可能である。また、第一内輪９２１と第二内輪９２２との間に隙間を形成することにより、ナット６０の軸方向への変位すなわちスラスト方向の変位はこの隙間の変化によって吸収される。これにより、軸受部９０は、ナット６０を径方向へ回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持するボールベアリングを構成する。
【００１６】
第一内輪９２１は、ナット６０の外周側にナット６０と軸方向へ相対移動可能に取り付けられている。一方、第二内輪９２２は、ナット６０の外周側に例えば圧入などにより固定されている。ナット６０の外周側において第一内輪９２１の制御軸１３側には、固定部材９４、支持部材９５および弾性部材９６が設けられている。固定部材９４は、ナット６０の外周側に固定されている。弾性部材９６は、例えば皿ばねなどにより構成され、第一内輪９２１と支持部材９５との間に挟み込まれている。これにより、第一内輪９２１は、弾性部材９６によって第二内輪９２２側へ押し付けられている。ナット６０と内ハウジング３３との間には、シール部９７が設けられている。シール部９７は、ナット６０と内ハウジング３３との間を液密にシールしている。
【００１７】
アクチュエータ３０は、潤滑剤供給部を備えている。潤滑剤供給部は、ハウジング３１、軸受部９０およびナット６０にそれぞれ形成されている。ハウジング本体３２は、潤滑剤供給部を構成する供給通路１０１を有している。また、内ハウジング３３は、潤滑剤供給部を構成する供給通路１０２を有している。供給通路１０１はハウジング本体３２を貫き、供給通路１０２は内ハウジングを貫いている。供給通路１０１は、軸受部９０とは反対側の端部が例えばオイルポンプなどの図示しない潤滑剤供給源に接続している。潤滑剤供給源から供給される潤滑剤としては、例えばエンジンオイルなどの潤滑油が適用される。
【００１８】
軸受部９０は、上述のようにボール９３を挟んで外輪部９１と内輪部９２とが設けられている。そのため、外輪部９１と内輪部９２とは、それらの間に駆動ねじ軸５１の軸方向へ伸びる軸方向通路１０３を形成している。軸方向通路１０３は、内ハウジング３３と、ナット６０と、軸受部９０との間に形成される空間部１０４を経由して供給通路１０２に接続している。一方、軸受部９０の内輪部９２は、所定の間隔を有する第一内輪９２１と第二内輪９２２とから構成されている。このように第一内輪９２１と第二内輪９２２との間に隙間を形成することにより、第一内輪９２１と第二内輪９２２とはそれらの間に駆動ねじ軸５１の径方向へ伸びる径方向通路１０５を形成する。すなわち、所定の間隔を設けて対向して配置される第一内輪９２１と第二内輪９２２との間には、径方向通路１０５が形成される。径方向通路１０５は、軸方向通路１０３に接続している。これら軸方向通路１０３および径方向通路１０５は、軸受内通路を構成している。径方向通路１０５は、円環状の第一内輪９２１および第二内輪９２２により、軸受部９０の周方向へ連続して円環状に形成される。
【００１９】
ナット６０は、筒状の壁部を径方向へ貫く回転軸内通路１０６を有している。回転軸内通路１０６は、径方向外側の端部が軸受部９０の径方向通路１０５に接続している。また、回転軸内通路１０６は、径方向内側の端部が雌ねじ部６１と駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２との噛み合い部分に接続している。回転軸内通路１０６は、ナット６０の周方向へ単数または複数設けられている。
【００２０】
潤滑剤供給源から供給された潤滑剤は、供給通路１０１、１０２を経由して空間部１０４に供給される。軸受部９０の軸方向通路１０３の端部は、この空間部１０４に接続している。これにより、空間部１０４に供給された潤滑剤は、空間部１０４から軸受部９０の軸方向通路１０３に流入する。軸方向通路１０３に流入した潤滑剤は、外輪部９１と内輪部９２との間、外輪部９１または内輪部９２とボール９３との間を経由して径方向通路１０５へ流入する。このように軸方向通路１０３に流入した潤滑剤は、ボール９３と外輪部９１の内壁および内輪部９２の外壁との間を潤滑する。
【００２１】
軸方向通路１０３を通過した潤滑剤は、径方向通路１０５を経由して回転軸内通路１０６へ流入する。回転軸内通路１０６に流入した潤滑剤は、ナット６０の雌ねじ部６１と駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２との噛み合い部へ流入する。これにより、ナット６０の雌ねじ部６１と駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２との間は、流入した潤滑剤によって潤滑される。ナット６０の雌ねじ部６１と駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２との間に流入した潤滑剤は、雌ねじ部６１と雄ねじ部５２との間を潤滑しつつ、一部はナット６０のリッド６２側へ流れる。また、その他の潤滑剤は、ナット６０と、駆動ねじ軸５１と、内ハウジング３３との間に形成される溜まり部１０７へ流れる。内ハウジング３３は、底部３５を貫く潤滑剤通路１０８を有している。これにより、溜まり部１０７へ流入した潤滑剤は、潤滑剤通路１０８を経由して外部の図示しない潤滑剤供給源へ還流される。
【００２２】
以上のように、潤滑剤供給源から供給された潤滑剤は、供給通路１０１、１０２、空間部１０４、軸方向通路１０３、径方向通路１０５、回転軸内通路１０６、ナット６０の雌ねじ部６１と駆動ねじ軸５１の雄ねじ部５２との噛み合い部、溜まり部１０７および潤滑剤通路１０８を経由して循環する。これにより、潤滑剤は、軸受部９０およびナット６０と駆動ねじ軸５１の噛み合い部分の全体を潤滑しながら循環する。
【００２３】
以上説明した本発明の一実施形態では、潤滑剤は軸受部９０およびナット６０と駆動ねじ軸５１の噛み合い部分の全体を潤滑する。したがって、潤滑油の供給量に関係なくナット６０と駆動ねじ軸５１の噛み合い部分の全体を潤滑を潤滑することができるとともに、軸受部９０も潤滑することができる。
また、本発明の一実施形態では、潤滑剤を供給する供給通路１０１、１０２は、ハウジング３１を貫いて形成される。そして、軸受部９０では、構造上形成される外輪部９１と内輪部９２との間の隙間を軸方向通路１０３とし、内輪部９２を第一内輪９２１と第二内輪９２２とに分割しこの間を径方向通路１０５としている。さらに、回転軸内通路１０６は、筒状のナット６０の壁部を径方向に貫いている。これらの供給通路１０１、１０２、軸方向通路１０３および径方向通路１０５、ならびに回転軸内通路１０６は、精密に位置合わせをしなくても、潤滑剤は流動可能である。したがって、位置合わせが簡略化され加工工数および部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造でナット６０と駆動ねじ軸５１との噛み合い部分の全体の潤滑および軸受部９０の潤滑を確保することができる。
【００２４】
（その他の実施形態）
本発明の一実施形態では、ナット６０と内ハウジング３３との間にシール部９７を設ける例について説明した。しかし、上述のような一実施形態の場合、軸受部９０の外輪部９１と内ハウジング３３との間、および軸受部９０の第二内輪９２２とナット６０との間はシール部材によって液密が確保されている。そのため、シール部９７を廃止しても、潤滑剤がモータ部７０側へ流入することはない。したがって、シール部９７を廃止し、部品点数を低減することもできる。
【００２５】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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の概略を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態によるアクチュエータを適用したバルブリフト制御装置を示す模式図であって、（Ａ）はその構成を示す部分断面図、（Ｂ）はカム近傍の制御軸に垂直な断面を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０：バルブリフト制御装置、１１：エンジン（内燃機関）、１２：吸気バルブ、１３：制御軸、２０：変化機構部、３０：アクチュエータ、３１：ハウジング、３２：ハウジング本体、３３：内ハウジング、５０：送りねじ機構部、５１：駆動ねじ軸（ねじ軸）、６０：ナット（回転軸）、７０：モータ部、９０：軸受部、９１：外輪部、９２：内輪部、９３：ボール（転がり部材）、１０１：供給通路（潤滑剤供給部）、１０２：供給通路（潤滑剤供給部）、１０３：軸方向通路（潤滑剤供給部、軸受内通路）、１０５：径方向通路（潤滑剤供給部、軸受内通路）、１０６：回転軸内通路（潤滑剤供給部）、９２１：第一内輪、９２２：第二内輪
【図１】
2008286105.tif 000003
【図２】
2008286105.tif 000004