JP2005273507A - 可変動弁装置のアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 制御軸に取り付けられる連係アームやこれに設けられた永久磁石の経時的なガタの発生を防止して、検出センサによる制御軸の回転位置検出精度の低下を防止し得るアクチュエータを提供する。
【解決手段】 電動モータ３６の回転駆動によってボール螺子軸４５を回転させて、複数のボール５４を介して軸方向へ直線移動するボールナット４６を有すると共に、該ボールナットと制御軸３２との間を連係する連係アーム４７及びリンク部材４８とを備えている。前記連係アームの基部４７ａを制御軸の取付フランジ３２ａに２本のボルト５８，５８によって取付固定することにより、制御軸に作用する交番トルクによる経時的な前記ボルトの緩みを防止して、突出部６０に設けられた永久磁石６２のガタの発生を抑制して、検出センサ４４の検出精度の低下を防止した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブリフト量や作動角等を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置のアクチュエータに関する。

従来の可変動弁装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

概略を説明すれば、この可変動弁装置は、機関のクランク軸からスプロケットを介して回転駆動される駆動軸と、該駆動軸の外周に一定の隙間をもって同軸上に配置され、駆動軸と相対回転自在なカムシャフトと、駆動軸とカムシャフトとの間に介装されて、機関運転状態に応じて両者の回転位相を変化させて吸気弁の開閉時期を可変制御する可変機構と、該可変機構を駆動するアクチュエータとを備えている。このアクチュエータは、可変機構の作動を制御機構を介して制御する電動モータと、該電動モータの回転力を制御軸に伝達するボール螺子伝達手段とを備えている。

このボール螺子伝達手段は、ハウジング内に軸受によって回転自在に支持されて、前記電動モータによって回転駆動されるボール螺子軸と、該ボール螺子軸の外周に噛合してボール螺子軸の回転に伴い軸方向へ移動する円筒状のボールナットと、該ボールナットの直線移動を回転運動に変換して前記制御軸に回転伝達するリンク機構とから構成されている。

このリンク機構は、一端部がボールナットの外面に枢支されたリンク部材と、一端が前記制御軸の一端部に１本のボルトによって軸方向から固定され、他端がリンク部材の他端に回動自在に連結された連係アームとから構成されている。

また、前記ハウジングには、前記制御軸の回転位置を検出するポテンショメータが設けられており、このポテンショメータは、前記連係アームの先端に固定されたセンターピンと、該センターピンの先端部が係入して回動させるセンターアームと、該センターアームの回動位置に基づいて前記制御軸の位置をフィードバックして検出するセンサー部とから構成されている。

そして、機関運転状態の変化に応じて、前記ポテンショメータなどからの情報信号の入力したコントロールユニットによって電動モータを正逆いずれかの方向へ回転駆動する。これにより、ボール螺子軸が回転してボールナットが軸方向に沿って移動し、この移動力をリンク部材と連係アームを介して前記制御軸に伝達して、該制御軸を所定方向に回転制御する。これによって、可変機構が、吸気弁の作動角及び開閉時期を可変制御し、機関低回転から高回転までの機関性能を向上させるようになっている。
特開２００２−１５５７１６号公報

しかしながら、この従来の可変動弁装置にあっては、前記連係アームが、前記制御軸に対して軸心方向へ螺着した１本のボルトによって取り付けられているため、振動などによって前記ボルトが経時的に緩んでしまうおそれがある。

すなわち、制御軸は、吸気弁のバルブスプリングのばね力などに起因して可変機構に伝達される正逆の交番トルク（振動）を常時受けていることから、経時的に前記ボルトが緩みが発生してしまうおそれがある。

この結果、連係アームに回転方向にガタが発生して、前記センサーピンが位置ずれを起こして、制御軸の回転位置を正確に検出することができなくなるおそれがある。

本発明は、前記従来のアクチュエータの実状に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明にあっては、とりわけ、アクチュエータは、前記制御軸の一端に複数のボルトによって固定された固定部材と、該固定部材に非磁性体からなる突出部を介して設けられた永久磁石と、該永久磁石の回転状態を検出する検出器とを備えたことを特徴としている。

この発明によれば、固定部材が制御軸に対して複数のボルトによって強固に締結固定されていることから、該制御軸に伝達された前記交番トルクによるボルトの緩みの発生が防止される。このため、該固定部材のガタ付きが確実に防止されて、該制御軸に突出部を介して設けられた永久磁石の回転位置も安定する。

したがって、検出器による制御軸の回転位置の検出精度の低下を防止することが可能になる。

請求項２に記載の発明は、アクチュエータは、前記固定部材に径方向に沿って一体に設けられて、前記制御軸と一体に回動するアーム部と、外周にねじ部が形成された出力軸を機関の運転状態に応じて回転駆動制御する回転付与機構と、前記出力軸の外周に設けられて、該出力軸の回転に伴い前記ねじ部を介して軸方向へ移動する移動部材と、前記アーム部と移動部材との間に揺動自在に連結されて、前記移動部材の軸方向の移動を回転運動に変換して前記制御軸に伝達するリンク部材とを備えたことを特徴としている。

この発明によれば、前記アーム部は、複数のボルトによって制御軸に固定された固定部材に一体に設けられていることから、回転付与機構から移動部材などを介してアーム部に大きな回転荷重が作用しても前記アーム部の回転方向の位置ずれを防止できる。

請求項３に記載の発明は、前記突出部を、先端部が前記複数のボルトの頭部位置よりも軸方向へ突出した位置となる長さに設定したことを特徴としている。

この発明によれば、永久磁石が突出部によって金属製の各ボルトの頭部と十分に離間した位置に配置されていることから、永久磁石から各ボルト頭部への磁界が流れることがない。したがって、該永久磁石の回転による検出器の検出精度の低下を防止できる。

以下、本発明に係る可変動弁装置のアクチュエータの各実施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態では、内燃機関の可変動弁装置が吸気弁側に適用され、１気筒当たり２つの吸気弁を備え、かつ吸気弁のバルリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。

すなわち、可変動弁装置は、図５〜図１０に示すように、シリンダヘッド１に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられて、バルブスプリング３，３によって閉方向に付勢された一対の吸気弁２，２と、該各吸気弁２，２のバルブリフト量を可変制御する可変機構４と、該可変機構４の作動位置を制御する制御機構５と、該制御機構５を回転駆動するアクチュエータである駆動機構６とを備えている。

前記可変機構４は、シリンダヘッド１の上部に有する軸受１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、該駆動軸１３に圧入等により固設された偏心回転カムである駆動カム１５と、駆動軸１３の外周面に揺動自在に支持されて、各吸気弁２，２の上端部に配設されたバルブリフター１６，１６の上面に摺接して各吸気弁２，２を開作動させる２つの揺動カム１７，１７と、駆動カム１５と揺動カム１７，１７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動カム１７，１７の揺動力として伝達する伝達手段とを備えている。

前記駆動軸１３は、図７にも示すように、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや、該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図中、時計方向（矢印方向）に設定されている。

前記軸受１４は、図９Ａに示すように、シリンダヘッド１の上端部に設けられて駆動軸１３の上部を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部に設けられて後述する制御軸３２を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ、１４ｂが一対のボルト１４ｃ、１４ｃによって上方から共締め固定されている。

前記駆動カム１５は、図８にも示すように、ほぼリング状を呈し、円環状のカム本体と、該カム本体の外端面に一体に設けられた筒状部とからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔が貫通形成されていると共に、カム本体の軸心Ｙが駆動軸１３の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この駆動カム１５は、駆動軸１３に対し前記両バルブリフター１６，１６に干渉しない一方の外側に駆動軸挿通孔を介して圧入固定されていると共に、カム本体の外周面が偏心円のカムプロフィールに形成されている。

前記両揺動カム１７は、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円環状のカムシャフト２０の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト２０が内周面を介して駆動軸１３に回転自在に支持されている。また、先端部のカムノーズ部２１側にピン孔が貫通形成されていると共に、下面には、カム面２２が形成され、カムシャフト２０側の基円面と、該基円面からカムノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部２１の先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されており、該基円面とランプ面及びリフト面が、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフター１６の上面の所定位置に当接するようになっている。

前記伝達手段は、駆動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、該ロッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７とを連係するリンクロッド２５とを備えている。

前記ロッカアーム２３は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カム３３に回転自在に支持されている。また、筒状基部の外端部に突設された前記一端部２３ａには、ピン２６が嵌入するピン孔が貫通形成されている一方、基部の内端部に突設された前記他端部２３ｂには、リンクロッド２５の一端部と連結するピン２７が嵌入するピン孔が形成されている。

前記リンクアーム２４は、比較的大径な円環状の基部２４ａと、該基部２４ａの外周面所定位置に突設された突出端２４ｂとを備え、基部２４ａの中央位置には、前記駆動カム１５のカム本体が回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されている一方、突出端２４ｂには、前記ピン２６が回転自在に挿通するピン孔が貫通形成されている。

前記リンクロッド２５は、ロッカアーム２３側が凹状のほぼく字形状に形成され、両端部２５ａ，２５ｂには前記ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７のカムノーズ部２１の各ピン孔に挿入した各ピン２７，２８の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔が貫通形成されている。

なお、各ピン２６，２７，２８の一端部には、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移動を規制するスナップリングがそれぞれが設けられている。

前記制御機構５は、駆動軸１３の上方位置に同じ軸受１４に回転自在に支持された制御軸３２と、該制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム２３の揺動支点となる制御カム３３とを備えている。

前記制御軸３２は、図５に示すように、駆動軸１３と並行に機関前後方向に配設されていると共に、所定位置のジャーナル部が前記軸受１４のメインブラケット１４ａ、とサブブラケット１４ｂとの間に回転自在に軸受されている。また、駆動機構６側の一端縁に、円盤状の取付フランジ３２ａが一体に設けられていると共に、該取付フランジ３２ａの外周側の２個所に有する突部に雌ねじ孔３２ｂ、３２ｂが貫通形成されている（図１参照）。この両雌ねじ孔３２ｂ、３２ｂは、その形成位置が径方向の１８０度位置ではなく、円周方向の非対称位置になっている。

前記制御カム３３は、円筒状を呈し、軸心Ｐ２位置が制御軸３２の軸心Ｐ１から所定分だけ偏倚している。

前記駆動機構６は、図１〜図５に示すように、シリンダヘッド１の後端部に固定されたハウジング３５と、該ハウジング３５の一端部に固定された回転力付与機構である電動モータ３６と、ハウジング３５の内部に設けられて電動モータ３６の回転駆動力を前記制御軸３２に伝達するボール螺子伝達機構３７とから構成されている。

前記ハウジング３５は、図３及び図４に示すように、アルミ合金材などによって一体に形成され、内部に前記制御軸３２の軸方向とほぼ直角方向に沿って配置されて、ボール螺子伝達機構３７が収容配置される細長い収容部３５ａと、該収容部３５ａの上端部中央に上方へ突出して、内部に前記制御軸３２の一端部３２ａが臨む膨出室３５ｂが形成されて、この両室３５ａ、３５ｂによって作動室が構成されている。

また、この作動室３５ａ、３５ｂは、前端開口がシール部材を介して図外のカバーによって閉塞されるようになっている。さらに、前記収容室３５ａは、軸方向の一端部に円形状の開口部３５ｃが形成されていると共に、他端部側が壁部３５ｄによって閉塞されている。

前記電動モ−タ３６は、比例型のＤＣモータによって構成され、ほぼ円筒状のモータケーシング３８の先端部３８ａが前記収容室３５ａの一端開口部３５ｃを封止する状態で固定されている。また、電動モ−タ３６は、一端開口部３５ｃの内周面に圧入された円筒状のリテーナ３９の内周側に設けられたメカニカルシール３９ａによって駆動シャフト３６ａを介してシールされている。また、電動モータ３６は、図５に示すように、機関の運転状態を検出するコントロールユニット４０からの制御信号によって駆動するようになっている。

このコントロールユニット４０は、クランク角センサ４１やエアーフローメータ４２、水温センサ４３や、制御軸３２の回転位置を検出する後述の検出センサ４４等の各種のセンサからの検出信号をフィードバックして現在の機関運転状態を演算などにより検出して、前記電動モータ３６に制御信号を出力している。

前記ボール螺子伝達機構３７は、前記ハウジング３５の収容室３５ａ内に電動モータ３６の駆動シャフト３６ａとほぼ同軸上に配置されたボール螺子軸４５と、該ボール螺子軸４５の外周に螺合する移動部材であるボールナット４６と、膨出室３５ｂ内で前記制御軸３２の取付フランジ３２ａに直径方向に沿って連結された連係アーム４７と、該連係アーム４７と前記ボールナット４６とを連係するリンク部材４８とから主として構成されており、前記連係アーム４７とリンク部材４８によって伝達機構が構成されている。

前記ボール螺子軸４５は、両端部を除く外周面全体に所定幅のねじ部であるボール循環溝４９が螺旋状に連続して形成されていると共に、収容室３５ａの一端開口部３５ｃと他端部の小径部内にそれぞれ臨んだ両端部４５ａ、４５ｂがボールベアリング５０、５１によって回転自在に軸受けされている。前記一方のボールベアリング５０は、一端開口部３５ｃの内側に圧入固定されていると共に、他方のボールベアリング５１は、他端部の小径部の内部に圧入固定されている。

さらに、ボール螺子軸４５は、一端部４５ａの先端の六角軸と電動モータ３６の駆動シャフト３６ａの先端部が円筒状の連結部材５２によって同軸上で軸方向移動可能に結合され、かかる結合によって電動モータ３６の回転駆動力を前記ボール螺子軸４５に伝達すると共に、ボール螺子軸４５の軸方向の僅かな移動を許容している。

前記ボールナット４６は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝４９と共同して複数のボール５４を転動自在に保持するガイド溝５３が螺旋状に連続して形成されていると共に、複数のボール５４の循環列をボールナット４６の軸方向の前後２個所に設定する２つのディフレクタが取り付けられている。つまり、このディフレクタは、前記ボール循環溝４９とガイド溝５３との間を転動する前記複数のボール５４を同一溝内に循環させるために、同循環列内に再び戻すようにボール５４を案内するものであり、この循環列を軸方向の前後２個所に設けたものである。

そして、ボールナット４６は、各ボール５４を介してボール螺子軸４５の回転運動をボールナット４６に直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。

また、ボールナット４６は、図２〜図６に示すように、前記制御軸３２側の外端部に、前記リンク部材４８の他端部が回転自在に連結される枢支部５５が設けられていると共に、該枢支部５５の下部近傍にリンク部材４８の傾倒と揺動を許容する左右一対の切欠溝５６が形成されている。

前記枢支部５５は、ボールナット４６の軸方向の電動モータ３６側の端縁にほぼ円筒状に一体に形成されて、内部に枢支ピン５７が貫通固定されていると共に、上端部がボールナット４６の上部外面より僅かに突出している。

一方、切欠溝５６は、前記枢支部５５の基端側からボールナット４６の上端部をほぼ半Ｕ字形状に切り欠いて形成され、リンク部材４８の他端部外周面との間に隙間Ｃが形成されている。

前記連係アーム４７は、図１〜図４に示すように、ほぼ雨滴状に形成され、前記制御軸３２の取付フランジ３２ａに２本のボルト５８，５８によって固定された固定部材であるフランジ状の基部４７ａと、該基部４７ａの外周端から径方向に延設されたアーム部４７ｂとから構成されている。

前記基部４７ａは、外周側の突部の前記制御軸３２の取付フランジ３２ａの雌ねじ孔３２ｂ、３２と対応した位置に、前記両ボルト５８，５８を挿通する２つのボルト挿通孔４７ｃ、４７ｃがそれぞれ貫通形成されている。したがって、両ボルト５８，５８位置は、円周方向の非対称位置になっている。一方、前記アーム部４７ｂは、先細り状の先端部に後述のピン５９が挿通するピン孔が貫通形成されている。

前記リンク部材４８は、板材をプレス成型によって横断面ほぼコ字形状に折曲形成してなり、平行な一対の板状リンク部４８ａ、４８ａと、該両リンク部４８ａ、４８ａをほぼ中央で結合する結合部４８ｂとから構成されている。

また、リンク部材４８は、一端部が両リンク部４８ａ、４８ａによって前記連係アーム４７のアーム部４７ｂを挟持状態に嵌合していると共に、該一端部に穿設されたピン孔と前記アーム部先端部のピン孔にそれぞれ挿通されたピン５９を介して前記アーム部４７ｂの先端部に揺動自在に連結されている。一方、他端部は、リンク部４８ａ、４８ａが枢支部５５を挟んだ状態で配置されていると共に、ここにそれぞれ形成されたピン孔に前記ピン５７が挿通して枢支部５５に対して回転自在に連結されている。

したがって、このリンク部材４８は、図３及び図４にも示すように、枢支部５５を介してボール螺子軸４５の軸心とほぼ平行でかつボールナット４６の外面軸方向にほぼ沿って傾倒かつ揺動可能に設けられており、完全に傾倒した姿勢では上端部がボールナット４６の外面から上方へ僅かに突出した形になっている。

また、前記連係アーム４７の基部４７ａの外面ほぼ中央位置には、図１にも示すように、前記制御軸３２と同軸上の突出部６０が軸方向に沿って突設されている。この突出部６０は、基部４７ａと同じく金属材によって制御軸３２によりも小径な円柱状に一体に形成されていると共に、その先端面に非磁性材である合成樹脂材の保持部６１が射出成形によって一体的に固定されている。

前記保持部６１は、突出部５８と同径のほぼ円形状に形成され、先端部に保持溝６１ａが形成されている。この保持溝６１ａは、図２にも示すように、対向内面６１ｂ、６１ｂがほぼ平行直線状の二面幅に形成され、その内部に、前記制御軸３２の回転位置を検出する前記検出センサ４４の一部構成するほぼ円板状の永久磁石６２が保持固定されていると共に、深さが前記永久磁石６２の幅よりも大きく設定されている。

したがって、前記永久磁石６２は、両側縁が保持溝６１ａの対向内面６１ｂ、６１ｂに合わせた二面幅状に形成されていると共に、全体が保持溝６１ａ内部に埋没された形に収容保持されて、保持溝６１ａの周壁６１ｃによって放射方向へ磁力線が漏出しないようになっている。また、この永久磁石６２の位置は、前記突出部５８や保持部６１を介して前記各ボルト５８、５８の頭部５８ａ、５８ａ位置から軸方向へ十分に離間されている。

前記検出センサ４４は、前記永久磁石６２と、該永久磁石６２の前方位置に配置されて前記ハウジング３５の内周面に固定されたセンサケーシング６３と、該センサケーシング６３の内部に埋設されたホール素子６４とから構成されている。前記センサケーシング６３は、前端部に前記永久磁石６３と保持部６１を所定隙間をもって嵌入する円柱溝６３ａが形成されている一方、前記ホール素子６４は、横断ほぼコ字形状に形成されて、前記永久磁石６２の回転によりＮ極とＳ極からの磁界を検出して前記コントロールユニット４０に検出信号を出力するようになっている。

以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、例えば、機関のアイドリング運転時を含む低回転運転領域には、コントロールユニット４０からの制御信号によって電動モータ３６に伝達された回転トルクは、ボール螺子軸４５に伝達されて回転すると、この回転に伴って各ボール５４がボール循環溝４９とガイド溝５３との間を転動しながらボールナット４６を図３に示すように、最大左方向へ直線状に移動させる。

これによって制御軸３２は、図９に示すように、リンク部材４８と連係アーム４７とによって時計方向に回転駆動される。

したがって、制御カム３３は、軸心Ｐ２が図９Ａ、Ｂに示すように制御軸３２の軸心Ｐ１の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸１３から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム２３の他端部２３ｂとリンクロッド２５の枢支点は、駆動軸１３に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム１７は、リンクロッド２５を介してカムノーズ部２１側が強制的に引き上げられて全体が時計方向へ回動する。

よって、駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量は充分小さくなる。

したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量Ｌ１が図１１に最も小さくなることにより、各吸気弁２の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。

また、この時点における制御軸３２に作用する正負の交番トルクは、十分小さく、したがって連係アーム４７やリンク部材４８を介してボールナット４６に伝達される荷重も小さいことから、ボール螺子軸４５及びボールナット４６のねじ部に対する大きな集中荷重の発生はない。したがって、各ボール５４によるボール螺子軸４５とボールナット４６との間の摩耗などの発生が防止される。

また、機関高回転領域に移行した場合は、コントロールユニット４０からの制御信号によって電動モータ３６が逆回転し、この回転トルクがボール螺子軸４５に伝達されて回転すると、この回転に伴ってボールナット４６が各ボール５４を介して図３に示す位置から図４に示す右方向へ直線移動する。

したがって、制御軸３２は、制御カム３３を図９に示す位置から時計方向へ回転させて、図１０Ａ、Ｂに示すように軸心Ｐ２を下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム２３は、今度は全体が駆動軸１３方向寄りに移動して他端部２３ｂが揺動カム１７のカムノーズ部２１をリンクロッド２５を介して下方へ押圧して該揺動カム１７全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。

よって、駆動カム１５が回転してリンクアーム２４を介してロッカアーム２３の一端部２３ａを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド２５を介して揺動カム１７及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量Ｌ２は大きくなる。

よって、かかる高回転領域では、各吸気弁２のバルブリフト量Ｌ２が図１１に示すように、最大に大きくなり、該各吸気弁２の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。

そして、この時点における正負の交番トルクは、最小リフト時の場合よりも大きくなる。ところが、ボール螺子軸４５とリンク部材４８との間のなす角度が、最小リフト時よりは小さくなるため、ラジアル荷重は十分抑制され、前述のように、制御軸３２から連係アーム４７及びリンク部材４８を介して伝達された大きな交番荷重を、各ボール５４を介してボールナット４６のガイド溝５３とボール螺子軸４５のボール循環溝４９の円周方向の全域で受けることになるから、かかる入力荷重が円周方向に分散されて集中荷重の発生を十分に回避することができる。

したがって、ガイド溝５３とボール循環溝４９間での摩耗などの発生を効果的に防止できることから、装置の耐久性の向上が図れる。

しかも、前述のように、ボール螺子軸４５の回転力をボール循環溝４９とガイド溝５３間で各ボール５４がほぼ転がり接触状態で転動することによりボールナット４６に伝達するようになっており、各部間の摩擦抵抗が極めて小さくなることから、ボールナット４６の移動が円滑になると共に、移動応答性が向上する。この結果、機関運転状態変化に応じて制御軸３２による吸気弁２，２のバルブリフト制御応答性も良好になる。

また、この実施形態によれば、連係アーム４７は、基部４７ａが、制御軸３２に対して２本のボルト５８，５８によって固定されていることから、制御軸３２に作用する前記交番トルクによる各ボルト５８、５８の緩みの発生が防止される。

このため、該連係アーム４７のガタ付きが確実に防止されて、突出部６０と保持部６１を介して設けられた永久磁石６２の回転位置も安定するので、検出センサ４２による制御軸３２の回転位置の検出精度の低下を防止することが可能になる。

また、前記アーム部４７ｂは、前述のように、基部４７ａが前記２本のボルト５８、５８によって制御軸３２の一端部の取付フランジ３２ａに一体に固定されていることから、電動モータ３６からボールナット４６などを介してアーム部４７ｂに大きな回転荷重が作用しても前記アーム部４７ｂの回転方向の位置ずれを防止できる。

さらに、永久磁石６２が突出部６０と保持部６１とによって金属製の各ボルト５８、５８の頭部５８ａ、５８ａと軸方向へ十分に離間した位置に配置されていることから、永久磁石６２から各ボルト頭部５８ａ、５８へ磁力線が漏出することがない。したがって、該永久磁石６２の回転による検出センサ４４の検出精度の低下を防止できる。

しかも、前記記突出部６０を連係アーム４７の基部４７ａに一体に設けたことから、作動中における両者４７ａ、６０間の回転方向の位置ずれが防止されるため、突出部６０の位置精度を高くすることが可能になる。

さらに、各ボルト５８，５８が円周方向の非対称位置に配置されていることから、制御軸３２の取付フランジ３２ａに対して連係アーム４７の基部４７ａを取り付ける際に、誤取付けが防止される。この結果、永久磁石６２のホール素子６４に対する回転方向の誤った位置決めを防止できる。

前記永久磁石６２を保持溝６１ａ内に埋没状態に収容固定したことから、永久磁石６２の径方向への磁界の影響を回避することが可能になり、したがって、検出センサ４４による検出精度を向上させることができる。

さらに、前記リンク部材４８を、板材をプレス成形によって折曲変形して形成するだけであるから、その成形作業が容易になると共に、中実の場合に比較して軽量化が図れる。このため、慣性質量が小さくなって、ボールナット４６の移動負荷を小さくすることが可能になる。

また、この実施形態では、前記リンク部材４８の傾倒や揺動を許容する枢支部５５を切欠溝５６の内部に設けたことから、枢支部５５をボール螺子軸４５に十分に近づけることが可能になり、したがって、リンク部材４８を傾倒した際におけるユニット体全体のコンパクト化をさらに促進することができる。

つまり、枢支部５５の一部を切欠溝５６の内部に配置した状態になっていることから、リンク部材４８も、その分、ボールナット４６内に収容された形になる。

また、リンク部材４８の枢支部５５がボールナット４６の外端部に形成されているので、ボールナット４６の肉厚を大きくすることが可能になり、これによって十分な強度とスペースを確保することができる。

図１２は本発明の第２の実施形態を示し、前記保持溝６１ａが、二面幅状ではなく、ほぼ円形状に形成される一方、永久磁石６２もこれと同じく円板状に形成されている。また、前記保持部６１の先端部に、保護キャップ６５を設けたものである。

この保護キャップ６５は、非磁性材である合成樹脂材によって形成され、図１３に示すように、前記保持部６１を完全に被覆するようなほぼ円筒状に形成されていると共に、前端壁６５ａのほぼ中央に前記保持溝６１ａ内の永久磁石６２の前面全体がホール素子６４側に露呈させる円形状の開口窓６５ｂが形成されている。

したがって、この実施形態によれば、保護キャップ６５によって、各構成部材の組付時に保持部６１や永久磁石６２が他の部材に干渉するのを防止できると共に、永久磁石６２の外周側から放射方向への磁界の漏出をさらに抑制することが可能になる。

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、例えば電動モータ３６の配置はエンジンルームのレイアウトによって自由に変更でき、図３、図４に示す左側ではなく反対の右側にしてもよい。また、回転付与機構としては電動モータの他に、油圧モータなどであってもよい。

また、前記保持部６１を、突出部６０の軸方向に対して雌雄ねじによって固定したり、凹凸嵌合によって固定することも可能であり、また、その外径も永久磁石６２の外径等に応じて自由に設定することができる。また、保持部６１は、非磁性材であれば、例えば硬質ゴムやアルミニュウムなどの他の材料であってもよい。

さらに、ボール螺子の循環列を形成する例として、ディフレクタを示したが、チューブなどを用いて循環列を形成する方式であってもよい。また、螺子軸と移動部材とは、ボール５４を用いずにボルト、ナットの関係で直接噛合させることも可能である。

また、本発明は、吸気弁側の他に排気弁側あるいは両方の弁側に適用することが可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 前記突出部を固定部材に軸方向に沿って一体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

この発明によれば、前記突出部を固定部材に一体に設けたことから、突出部の位置精度を高くすることが可能になる。つまり、両者を別体に設けた場合には、作動中において互いに位置ずれが生じて制御軸の検出誤差などが発生し易くなるが、本発明の場合ではこれらの問題が一掃される。

請求項（２） 前記各ボルトが挿通する前記固定部材のボルト挿通孔の位置を、円周方向の非対称位置に設定したことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

この発明によれば、制御軸に対して固定部材を複数のボルトによって取り付ける際に、各ボルト挿通孔の位置が非対称位置になっていることから、誤取付けが防止される。この結果、永久磁石の検出器に対する回転方向の誤った位置決めを防止できる。

請求項（３） 前記永久磁石を、前記突出部の非磁性体の先端部に形成された保持溝内に固定したことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

この発明によれば、永久磁石を保持溝内に配置固定したことから、永久磁石の径方向への磁界の影響を回避させることが可能になり、したがって、検出器による検出精度を向上させることができる。

請求項（４） 前記突出部先端の保持溝を、前記固定部材を各ボルトによっって制御軸に固定した際に、該各ボルトの頭部と軸方向で永久磁石の磁界に影響しない離間した位置に設定したことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

この発明によれば、永久磁石の磁界が、各ボルトの頭部を通過することが全くないことから、ボルトによる検出精度の低下を確実に防止できる。

請求項（５） 前記機関弁の作動状態を制御軸を介して可変にする可変機構は、機関のクランク軸に同期して回転し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、支軸に揺動自在に支持されて、カム面がバルブリフター上面を摺接して機関弁を開閉作動させる揺動カムと、一端部が前記駆動カムに機械的に連係し、他端部がリンクロッドを介して揺動カムに連係したロッカアームとを備え、
機関運転状態に応じて前記ロッカアームの揺動支点を変化させることにより、揺動カムのカム面のバルブリフター上面に対する当接位置を変化させて機関弁のバルブリフトを可変にするように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変動弁装置のアクチュエータ。

図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施形態に供される制御軸に対する連係アームの取付状態を示す図１のＢ矢視図である。本発明の第１の実施形態に供されるボール螺子軸とボールナット及びリンク部材のユニット体を示す側面図である。 本実施形態における最小リフト制御時の駆動機構の作動説明図である。 本実施形態における最大リフト制御時の駆動機構の作動説明図である。 本実施形態が適用される可変機構及び駆動機構の斜視図ある。 本実施形態が適用される可変機構及び駆動機構の他方からみた斜視図ある。 本実施形態が適用される可変機構及び駆動機構の平面図ある。 本実施形態に供される可変機構の及び制御機構の斜視図である。 Ａは可変動弁装置における最小リフト制御時の閉弁作用を示す図８のＣ矢視図、Ｂは同最小リフト制御時の開弁作用を示す図８のＣ矢視図である。 Ａは可変動弁装置における最大リフト制御時の閉弁作用を示す図８のＣ矢視図、Ｂは同最大リフト制御時の開弁作用を示す図８のＣ矢視図である。 本実施形態の可変動弁装置による各吸気弁のバルブリフト特性図である。 本発明の第２の実施形態を示す要部断面図である。 本実施形態に供される保護キャップを示す斜視図である。

符号の説明

２…吸気弁（機関弁）
４…可変機構
６…駆動機構（アクチュエータ）
３２…制御軸
３２ａ…取付フランジ
３７…螺子伝達手段
４４…検出センサ
４５…ボール螺子軸
４６…ボールナット（移動部材）
４７…連係リンク（伝達機構）
４７ａ…基部
４７ｂ…アーム部
４８…リンク部材（伝達機構）
４９…ボール循環溝（ねじ部）
５８…ボルト
６０…突出部
６１…保持部
６１ａ…保持溝
６２…永久磁石

Claims (3)

1. 機関運転状態に応じて制御軸の回転位置を制御することによって機関弁の作動状態を変化させる可変動弁装置のアクチュエータであって、
   前記アクチュエータは、前記制御軸の一端に複数のボルトによって固定された固定部材と、
   該固定部材に非磁性体からなる突出部を介して設けられた永久磁石と、
   該永久磁石の回転状態を検出する検出器とを備えたことを特徴とする可変動弁装置のアクチュエータ。
2. 前記アクチュエータは、前記固定部材に径方向に沿って一体に設けられて、前記制御軸と一体に回動するアーム部と、
   外周にねじ部が形成された出力軸を機関の運転状態に応じて回転駆動制御する回転付与機構と、
   前記出力軸の外周に設けられて、該出力軸の回転に伴い前記ねじ部を介して軸方向へ移動する移動部材と、
   前記アーム部と移動部材と間に揺動自在に連結されて、前記移動部材の軸方向の移動を回転運動に変換して前記制御軸に伝達するリンク部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
3. 前記突出部を、先端部が前記複数のボルトの頭部位置よりも軸方向へ突出した位置となる長さに設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の可変動弁装置のアクチュエータ。
   

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