(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンの振動が駆動装置に伝わりモータ先端部が振動し故障することを防止する内燃機関の駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置のハウジング２１を、駆動装置のモータ出力軸３７と、このモータ出力軸３７に対して反対側のモータ先端部３９とを支持するハウジング形状にすることによって、エンジンの振動が駆動装置に伝わることを低減させることができる。また、モータ出力軸３７にシール部材３５を設置させることによって、潤滑剤が電動モータ３０に流れ込むことをを防止するシール部材としても機能する。また、シール部材３５によりギアが異常によりロックした状態となった場合においても、シール部材３５によってショックを吸収することができる弾性部材としても機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御軸の軸方向位置を変化させることにより、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バルブリフト量を制御するバルブリフト制御装置の駆動装置において、
前記制御軸の軸方向位置を変化させるために必要な動力を出力する動力出力装置と、
前記動力出力装置から出力される動力を前記制御軸に伝達する駆動部と
前記動力出力装置が収納されているハウジングとを備え、
前記動力出力装置は、モータ本体と動力出力部とからなるモータを含み、
前記ハウジングは、前記駆動部が設けられている前記動力出力装置の出力側に対して反対側で前記モータ本体を固定していることを特徴とするバルブリフト制御装置の駆動装置。
【請求項２】
前記動力出力装置に設けられ、前記駆動部を潤滑させる潤滑剤が前記動力出力装置に流れ込むことを防止するシール部材を備え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駆動装置。
【請求項３】
前記シール部材は、前記動力出力装置の出力側に取付けられることを特徴とする請求項２に記載のバルブリフト制御装置の駆動装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記シール部材が嵌合される溝部を内周に備え、
前記動力出力装置は、前記シール部材が前記溝部に嵌合されることで前記ハウジングに支持されていることを特徴とする請求項３に記載のバルブリフト制御装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モータの回動を制御軸の往復直線運動に変換し、制御軸の軸方向位置により被制御体の制御量を調整するバルブリフト制御装置の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カム軸と吸気または排気バルブとの間に仲介駆動機構を設けてバルブのリフト量を調整する駆動装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の装置において、仲介駆動機構は、制御軸と制御軸に設けかれた揺動カムと制御軸を軸方向位置に駆動するアクチュエータとから構成されている。吸気または排気カムと揺動カムとの相対リフト差は、制御軸が軸方向に駆動されることにより調整され、その結果、バルブのリフト量が制御される。ここでアクチュエータは、油圧により制御軸を軸方向に駆動している。
【０００３】
また、近年、制御軸の軸方向位置を調整する方法として、制御軸の一端側に設定した圧力室の油圧を用いる代わりに、駆動部にモータを用いる電気式駆動装置が考えられている（特許文献２参照）。このような電気式駆動装置では、モータより出力された駆動トルクを回転カム等で制御軸の軸方向に動力を変換することにより、制御軸の軸方向位置を調整している。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電気式駆動装置では、制御軸を軸方向に駆動するために必要な動力を出力するモータの信頼性が重要となる。ところで、電気式駆動装置はエンジンに接続されている。そのため、エンジンの振動がモータに伝わり、モータが振動により故障する虞があるため、モータの信頼性確保が大きな課題となっている。
【０００５】
特許文献１においては、駆動装置のモータが出力側で片持ち状態で支持されており、支持されている側と反対側のモータ本体が、エンジンの振動で振れることにより、モータが故障する虞がある。特に、全長の長いモータを駆動装置に用いた場合では、エンジンの振動でモータ本体が大きく振れる傾向があり、モータが故障し易くなると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、エンジンの振動が電気式駆動装置に伝わりモータ本体が振動し故障することを防止する内燃機関の駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、請求項１に係る発明では、制御軸の軸方向位置を変化させることにより、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バルブリフト量を制御するバルブリフト制御装置の駆動装置において、制御軸の軸方向位置を変化させるために必要な動力を出力する動力出力装置と、動力出力装置を出力する動力を制御軸に伝達する駆動部と動力出力装置が収納されているハウジングとを備え、動力出力装置はモータ本体と動力出力部とからなるモータを含んでおり、ハウジングは駆動部が設けられている動力出力装置の出力側に対して反対側でモータ本体を固定している。
【０００８】
車両搭載時では、エンジンとバルブリフト制御装置の駆動装置は接続されている。このため、駆動出力装置の出力側で片持ち状態で支持している場合では、エンジンの振動により支持されている反対側のモータ本体が大きく振動し、モータが故障する虞がある。これに対して、請求項１に係る発明では、駆動部が設けられている動力出力装置の出力側に対して反対側でモータ本体を固定しているので、エンジンの振動によるモータ本体の揺れを低減させることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明のように、駆動部を潤滑させる潤滑剤が動力出力装置に流れ込むことを防止するシール部材を動力出力装置に設けてもよい。バルブリフト制御装置の駆動装置の駆動部には、潤滑剤が用いられている。この潤滑剤が動力出力装置に流れ込むと故障する虞があるため、請求項２に係る発明では、動力出力装置に対して潤滑剤が流れ込むことを防止することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明のように、シール部材を動力出力装置の出力側に取付けるようにしても良い。
【００１１】
さらに、請求項４に係る発明のように、ハウジングの内周にシール部材が嵌合される溝部を設け、前記シール部材を前記溝部に嵌合し、動力出力装置がハウジングに支持されるようにしてもよい。つまり、シール部材は動力出力装置の出力側に取付けられているため、シール部材をハウジング内周の溝に嵌合することにより動力出力装置がハウジングに支持されることになる。これにより、モータ本体がハウジングに固定されるだけでなく、動力出力装置の出力側もハウジングに支持されるので、モータの振動をより低減することが可能になり、ハウジングとの微少振動によるフレティングも低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
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、バルブリフト量を制御する機構を図３示す。バルブリフト制御装置１０は車両のエンジンに設けられ、当該エンジンの吸気バルブ１１のバルブリフト量を制御する。バルブリフト制御装置１０は、変化機構１２と駆動装置２０とから構成されている。
【００１４】
変化機構１２は、制御軸１３と共に制御軸１３の軸方向へ直線運動可能なスライダギア１４に入力部１５及び揺動カム１６をヘリカルスプライン嵌合させており、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１１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１２では、制御軸１３の軸方向位置が変化するのに合わせて吸気バルブ１１のバルブリフト量が変化する。尚、本実施形態において吸気バルブ１１から制御軸１３へと伝達されるバルブ反力は、駆動装置２０側へ向かう軸力として制御軸１３に作用する。
【００１５】
駆動装置２０は、変化機構１２の制御軸１３を軸方向へ直線駆動する。図４及び図５に示すように駆動装置２０は、ハウジング２１、電動モータ３０、直動従節４０、回転カム５０、角度センサ６０及び制御部７０を備えている。
【００１６】
固定節としてのハウジング２１は、エンジンに対して相対運動不能に位置固定されている。ハウジング２１には、直動従節４０の案内軸４３が嵌挿される案内孔２３が制御軸１３と同軸上に形成されている。
【００１７】
電動モータ３０はＤＣブラシモータであり、ハウジング２１に相対運動不能に固定されたモータ本体としてのモータカバー３１の内周側に動力出力部としてのモータ軸３２、及び図示しないコイルを収容している。モータ軸３２にはモータギア３３が装着されている。コイルには制御部７０が接続されており、制御部７０によるコイルの通電によってモータ軸３２に駆動トルクが発生し当該モータ軸３２がモータギア３３と共に正逆回転する。
【００１８】
直動従節４０は、出力軸４１及び接触子としてのローラ４６を有している。出力軸４１は、案内孔２３に対応する有底円筒状に形成されている。出力軸４１の底部側端部４２は、制御軸１３のスライダギア１４が設けられる端部とは反対側の端部に同軸に連係している。案内軸４３はハウジング２１の案内孔２３に嵌合しており、案内孔２３に対して軸方向へ相対摺動可能である。出力軸４１において外周壁面に開口し軸方向へ延びる溝４４には、ハウジング２１に装着された回り止め部材４５が軸方向へ相対摺動可能に嵌合している。これにより、出力軸４１は周方向への回転を防止されている。ローラ４６は出力軸４１の内部に収容され、出力軸４１により正逆回転可能に支持されている。出力軸４１が軸支するローラ４６の回転軸４７は制御軸１３の軸線に対して垂直である。ローラ４６は出力軸４１の開口側端部４８よりも僅かに突出している。
【００１９】
回転カム５０は板カムであり、ハウジング２１により正逆回転可能に支持されている。ハウジング２１がベアリング２６を介して軸支する回転カム５０のカム軸５１は制御軸１３の軸線に対して垂直である。カム軸５１の両端部には、それぞれカム駆動ギア５２及びセンサ駆動ギア５３が装着されている。カム駆動ギア５２に噛み合う中間ギア５４がモータギア３３に噛み合うことで、電動モータ３０の発生した駆動トルクを増大して回転カム５０へと伝達する減速機構５５が構成されている。カム駆動ギア５２の回転角度範囲は、カム駆動ギア５２に装着されたストッパ部材５６がハウジング２１の図示しない係止部に係止されることによって制限される。
【００２０】
回転カム５０の外周面からなるカム面５７は、ローラ４６において出力軸４１の開口側端部４８から突出する突出部分４９に接触している。これにより回転カム５０は、制御軸１３の軸方向においてローラ４６の制御軸１３とは反対側に位置している。回転カム５０の回転時には、カム面５７においてローラ４６が接触する接触点Ｐのカムリフト量に応じて直動従節４０が制御軸１３の軸方向へ直線運動するため、直動従節４０の出力軸４１に連係している制御軸１３もまた軸方向へ直線運動する。
【００２１】
図４及び図６に示すように角度センサ６０は、センサギア６１、マグネットホルダ６２、マグネット６３及び磁気検出素子６４を有している。センサギア６１はセンサ駆動ギア５３と噛み合うことで、回転カム５０と同期して回転する同期回転体を構成している。マグネットホルダ６２は円筒状に形成され、センサギア６１に同軸に装着されている。マグネットホルダ６２の内周壁において回転中心Ｏを挟む二箇所には、マグネット６３が装着されている。二つのマグネット６３は、相対する面６５側に形成される磁極が互いに逆となるように配置されている。磁気検出素子６４はホール素子であり、マグネット６３から投影される磁束量に基づいてセンサギア６１の回転角度を検出する。磁気検出素子６４は制御部７０に接続されており、検出した回転角度を電圧により表す検出信号を制御部７０へと送信する。
【００２２】
図４に示す制御部７０は磁気検出素子６４の検出信号を受信し、当該検出信号の電圧により表されるセンサギア６１の回転角度に基づいて接触点Ｐにおける回転カム５０のカムリフト量を算定する。さらに制御部７０は、算定されたカムリフト量に対応する制御軸１３の軸方向位置に基づいて実際のバルブリフト量を算定し、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を埋めるように電動モータ３０への通電を制御する。ここで目標のバルブリフト量は、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。
【００２３】
このようなバルブリフト制御装置１０において、電動モータ３０が制御部７０により通電駆動されると、電動モータ３０の発生した駆動トルクが減速機構５５を通じて回転カム５０へと伝達される。この伝達されら駆動トルクにより回転カム５０が回転すると、制御軸１３と共に直動従節４０は制御軸１３の軸方向へと直線運動する。このとき、変化機構１２が制御軸１３の軸方向位置に応じてバルブリフト量を変化させるため、作用角や最大バルブリフト量等といったエンジンのバルブ特性が調整される。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
【００２５】
本実施形態のように、駆動装置のハウジング２１を、駆動装置のモータ出力軸３７と、このモータ出力軸３７に対して反対側のモータ本体端部３９とを支持するハウジング形状にすることによって、エンジンの振動が駆動装置に伝わることを低減させることができる。また、モータ出力軸３７に設置されたシール部材３５は、潤滑剤が電動モータ３０に流れ込むことを防止する機能のみでなく、モータギア３３が異常によりロックした状態となった場合に、ショックを吸収する弾性材としても機能することができる。
【００２６】
本実施形態では、電動モータ３０を覆うハウジング２１を図１に示す形状とした。図１において、ハウジング２１は、電動モータ３０を覆う形状となるように成形されている。モータ出力軸３７に対して反対側のモータ本体端部３９は、モータ固定面３８とハウジング２１をモータ固定ボルト３４で止めることによって固定されている。このように、モータ出力軸３７とモータ本体端部３９とによりモータ出力軸３７固定するハウジング２１の形状とすることにより、エンジン振動によるモータ本体端部３９の振れを防止することができる。
【００２７】
また、モータ出力軸３７では、ハウジング２１の内径に設けられた溝にＯリング形状のシール部材３５が挿入されている。このシール部材３５にモータ出力軸３７を挿入することによって、電動モータ３０のモータ出力軸３７が固定されている。このシール部材３５によって、モータギア３３等の駆動部を潤滑する潤滑剤が電動モータ３０の内部に流れ込むことを防止することが可能になる。
【００２８】
駆動装置２０の電動モータが出力軸側で片持ち状態で支持されている場合では、電動モータ出力軸３７の反対側のモータ本体端部３９が、エンジンの振動で振れることにより、モータが故障する虞があった。しかし、本実施形態の形状のように、電動モータ３０のモータ出力軸３７をＯリング形状のシール部材３５により支持し、且つ、モータ先端部３９により電動モータ３０を固定するハウジング２１の形状とすることによりハウジングとの微少振動によるフレティングを防止することができる。また、電動モータ３０のモータ出力軸３７とモータ本体端部３９とで支持することで、電動モータが片持ち状態で支持されている場合に比べ電動モータを支持する支点が遠くなるため、シール部材３５は、潤滑剤が電動モータ３０の内部に流れ込むことを防止するだけではなく、弾性材として機能することが可能となる。これにより、モータギア３３が突然ロックした場合においても、シール部材３５により衝撃力を吸収することで、電動モータ３０やギア部等の破壊を抑制することができる。
【００２９】
また、モータ出力軸３７をＯリング形状のシール部材３５により固定することで、電動モータ３０の位置決めを行う際に、出力部の加工精度を厳しくしなくても、シール部材３５によりモータ出力軸３７を誘導し支持することができる。つまり、モータ出力軸３７の位置決めが容易になる。
【００３０】
以上、本実施形態のような形状にすることによって、エンジンの振動が駆動装置に伝わることでモータ本体端部３９が振動し、モータが故障することを防止することができる。これによって、駆動装置のモータの信頼性を向上させることが可能になる。
【００３１】
また、本実施形態では、電動モータ３０を固定するハウジング形状として、モータ先端により電動モータを挿入し、モータ固定面３８により固定したが、電動モータ３０を側面より挿入し、固定するハウジング形状で良い。また、本実施形態は、排気バルブに適用してもよく、その場合、本実施形態と同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の駆動出力装置を覆うハウジング形状である。
【図２】本実施形態のバルブリフト制御装置である。
【図３】本実施形態のバルブリフト制御装置の駆動装置を示す断面図である。
【図４】本実施形態のバルブリフト制御装置の駆動装置である。
【図５】本実施形態のバルブリフト制御装置の駆動装置を示す断面図である。
【図６】本実施形態のバルブリフト制御装置の角度センサの要部を示す斜視図（Ａ）及び（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  バルブリフト制御装置
１３  制御軸
２１  ハウジング
３０  モータ
３５  シール部材
３９  モータ本体端部
【図１】
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【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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