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JP2017032070A - 内燃機関用リンク機構のアクチュエータ - Google Patents

内燃機関用リンク機構のアクチュエータ Download PDF

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JP2017032070A JP2015152661A JP2015152661A JP2017032070A JP 2017032070 A JP2017032070 A JP 2017032070A JP 2015152661 A JP2015152661 A JP 2015152661A JP 2015152661 A JP2015152661 A JP 2015152661A JP 2017032070 A JP2017032070 A JP 2017032070A
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Abstract

【課題】 減速機の潤滑を十分に行うことができる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。
【解決手段】 制御リンクの姿勢を変更する制御軸に形成され、減速機に潤滑油を供給する油路と、減速機側である一端側は減速機に向かって開口し、他端側は油路に連通する開口部と、を備え、開口部の一端側の内径は、油路の一端側の外径よりも大径であるようにした。
【選択図】 図6

Description

本発明は、内燃機関用リンク機構のアクチュエータに関する。
この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。特許文献1には、複リンク式ピストン?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、内燃機関の圧縮比を変更可能にしている可変圧縮比機構が開示されている。
特開2013-241846号公報
電動モータとリンクとの間の減速機に潤滑油を供給する必要があるが、上記特許文献1の技術にあっては、減速機に潤滑油を供給する油路について明確な記載がない。単に減速機に潤滑油を供給するだけでは、減速機全体に潤滑油を行き渡らせることができず、減速機の潤滑が不十分となるおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、減速機の潤滑を十分に行うことができる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である。
上記目的を達成するため、第一発明では、制御リンクの姿勢を変更する制御軸に形成された油路と、減速機側である一端側は減速機に向かって開口し、他端側は油路に連通する開口部と、を備え、開口部の一端側の内径は、油路の一端側の外径よりも大径であるようにした。
第二発明では、内燃機関の可変圧縮比機構の特性を変化させる制御軸に形成された油路と、減速機側である一端側は減速機に向かって開口し、他端側は油路に連通する開口部と、を備え、開口部の一端側の内径は、制御軸の外径よりも大径であるようにした。
第三発明では、制御リンクの姿勢を変更する制御軸に形成された油路と、減速機側である一端側は減速機と前記減速機の回転軸方向に対向して開口し、他端側は油路に連通する開口部と、を備えた。
よって、減速機の潤滑性が向上する。
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。 実施例1の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの斜視図である。 実施例1の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの平面図である。 実施例1の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの左側面図である。 実施例1の内燃機関用リンク機構のアクチュエータの要部断面図である。 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。 実施例1の内燃機関用リンク機構のアクチュエータのハウジングとカバーとの結合部における拡大断面図である。 実施例1の波動歯車型減速機を表す分解斜視図である。 実施例1の内燃機関用リンク機構の角度センサ近傍を表す拡大断面図である。 実施例2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。 実施例3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。 実施例4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。 実施例5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。 実施例6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。
〔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を介して第一制御リンク7の上端部が回転自在に連結されている。第一制御リンク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、第一制御軸10と、第二制御軸11と、第一制御軸10及び第二制御軸11とを連結する第二制御リンク12と、を有する。
第一制御軸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。第一制御軸10は、内燃機関本体に回転自在に支持される第一ジャーナル部10aと、第一制御リンク7の下端部が回転自在に連結される制御偏心軸部10bと、第二制御リンク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。
第一アーム部10dは、一端が第一ジャーナル部10aと連結され、他端が第一制御リンク7の下端部と連結される。制御偏心軸部10bは、第一ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置に設けられる。第二アーム部10eは、一端が第一ジャーナル部10aと連結され、他端が第二制御リンク12の一端部12aと連結される。
偏心軸部10cは、第一ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置に設けられる。第二制御リンク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、第二制御軸11が連結されている。アームリンク13と第二制御軸11は相対移動しない。第二制御軸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。
第二制御リンク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(図2参照)。他端部12bは、図6のアクチュエータの断面図に示すように、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。
アームリンク13は、図5のアクチュエータの要部断面図に示すように、第二制御軸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、第二制御軸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、この圧入により第二制御軸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、第二制御軸11の軸心から径方向に所定量偏心している。
第二制御軸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。第二制御軸11の回転位置が変更されると、第二制御リンク12の姿勢が変化して第一制御軸10が回転し、第一制御リンク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。
[内燃機関用リンク機構のアクチュエータの構成]
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斜視図、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平面図、図4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左側面図、図5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要部断面図、図6は図4におけるA−A断面図である。内燃機関用リンク機構のアクチュエータは、図2〜図6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二制御軸11と、を有する。
(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。
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50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。
(第二制御軸の構成)
第二制御軸11は、回転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。第二制御軸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が鍛造成形で一体形成されている。軸部本体23は、回転軸方向に段差形状が形成され、先端部側の小径な第一ジャーナル部23aと、アームリンク13の圧入用孔13aが第一ジャーナル部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側の大径な第二ジャーナル部23cとを有する。また、固定部23bと第二ジャーナル部23cとの間には、第一段差部23dが形成されている。また、第一ジャーナル部23aと固定部23bとの間には、第二段差部23eが形成されている。
第一段差部23dは、アームリンク13の圧入用孔13aを第一ジャーナル部23a側から固定部23bに圧入するとき、第二ジャーナル部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の第二ジャーナル部23c側への移動を規制する。一方、第二段差部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に圧入された第一軸受305内に挿通した際、支持孔30及び第一軸受305の段差孔縁部30cに当接することで、第二制御軸11の回転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、第一軸受305の第一軸受孔301a内を回動自在であって、かつ、若干の回転軸方向移動を許容可能に支持されている。言い換えると、第一軸受孔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の内歯である出力軸部材27と結合する。
第二制御軸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、第二制御軸11の内部に軸心方向に沿って形成された軸方向油路64bと、軸方向油路64bと接続し、軸方向油路64bから潤滑油が供給される開口部64aとを有する。開口部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。開口部64aは、軸方向油路64b側から波動歯車型減速機21に向かって徐々に内径が拡大する円錐状に形成されている。開口部64aは、軸部本体23及び固定用フランジ24を鍛造成形する際に同時に形成される。開口部64aを形成するときの肉が固定用フランジ24となるため、開口部64aの一端側から他端側までの制御軸の回転軸方向長さは、固定用フランジ24の厚さよりも長く形成される。開口部64aの波動歯車型減速機21側の内径は、軸方向油路64bの内径よりも大径に形成されている。軸方向油路64bは、開口部64aとの連結部において絞り64b1を有している。絞り64b1は、開口部64aの底部に開口している。絞り64a1の内径は、軸方向油路64bの内径よりも小径に形成されている。また第二制御軸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。
軸方向油路64bの開口部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9参照)。封止部材400は、軸方向油路64b端部を封止する突起状の封止部401と、第二制御軸11の角度センサ32側端部を遮蔽する略円盤状の遮蔽部402と、軸方向角度センサ32側に延在され後述する角度センサ32の部品として機能するロータ32bとを有する。遮蔽部402の外径は、少なくとも第一軸受305内周よりも大径とされている。封止部材400は、その封止部401が軸方向油路64bの角度センサ32側端部に形成されたロータ固定用孔23s内に圧入固定され、軸方向油路64bの一端を閉塞すると共に第二制御軸11と一体に回動する。第一軸受305の径方向には、後述する 第二潤滑油供給油路202と連通し、第二制御軸11の径方向油路65aよりも波動歯車型減速機21で開口する軸受部潤滑油供給油路305aを有する(図9参照)。
径方向油路65aの径方向外側は、第一ジャーナル部23aの外周面と第一軸受孔301aとの間のクリアランスに開口し、第一ジャーナル部23aに潤滑油を供給する。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。
(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。
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と連結された第二制御リンク12用の開口となる一側面20bが形成されている(図5参照)。一側面20bのハウジング20内部には、アームリンク13及び第二制御リンク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、第二制御軸11の第二ジャーナル部23cが貫通する減速機側貫通孔30bが形成されている。第二ジャーナル部23cと減速機側貫通孔30bとの間には、第二軸受304が設けられている。収容室29の軸方向側面には、第二制御軸11の第一ジャーナル部23aが貫通する支持孔30が形成されている。
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一潤滑油供給油路201と、第二潤滑油供給油路202とを有する。第一潤滑油供給油路201は、第二制御軸11と略直行方向に延在する。また、第二潤滑油供給油路202は、第一潤滑油供給油路201と支持孔30とを接続する。また、支持孔30には、支持孔30の開口から径方向に拡径した段差面31aと、段差面31aから軸方向に延長されたセンサ収容孔31とを有する(図9参照)。センサ収容孔31内には、第二制御軸11の回転角度であるロータ32bの回転角度を検出する角度センサ32が収容されている。センサ収容孔31の下方には、センサ収容孔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。
(角度センサの構成)
角度センサ32は、センサ収容孔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32a3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、センサ収容孔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、センサ収容孔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、封止部材400のロータ32bが挿入されている。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の変化を検知コイル32a2のインダクタンス変化によりロータ32bの回動位置、すなわち第二制御軸11の回転角度を検出する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。
(波動歯車型減速機の構成)
図8は実施例1の波動歯車型減速機21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、第二制御軸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出力軸部材27と、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を有する入力軸部材36と、楕円形上に形成され外周面が入力軸部材36の内周面に沿って摺動する波動発生器であるウェーブジェネレータ37と、入力軸部材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が形成された固定軸部材38と、を有する。
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。入力軸部材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。入力軸部材36の外歯36aの歯数は、出力軸部材27の内歯27aの歯数と同数となっている。
ウェーブジェネレータ37は、楕円形状の本体部371と、本体部371の外周と入力軸部材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(図7、図8参照)。
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。固定軸部材38とカバー28との間に第二スラストプレート42を介装し、ボルト41をボルト挿通孔38cに挿入して固定軸部材38及び第二スラストプレート42をカバー28に締結固定する。第二スラストプレート42は、入力軸部材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、入力軸部材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の回転軸方向位置を規制する。固定軸部材38の内歯38aの歯数は、入力軸部材36の外歯36aの歯数より2歯だけ多い。よって、出力軸部材27の内歯27aの歯数よりも、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。
(回転体の支持構造について)
図7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ハウジング20とカバー28との結合部における拡大断面図である。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、第二スラストプレート42の厚みと略同じ深さであって第二スラストプレート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の内径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。
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り、外輪301と、内輪302と、外輪301と内輪302との間に配置されたボール303とを有する。ボールベアリング300の回転軸方向の厚みは、ベアリング収容部281bの回転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、モータ駆動軸48を軸支するボールベアリング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。外輪301は、ベアリング収容部281bに収容されている。外輪301の波動歯車型減速機21側の端面は、第二スラストプレート42と当接し、外輪301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、外輪301をボールベアリング300の回転軸方向であって、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がウェーブジェネレータ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、第二制御軸11側への回転軸方向寸法の増大を抑制している。
外輪301の外径は、出力軸部材27及び固定軸部材38の内径よりも大径とされている。また、外輪301の内径は、入力軸部材36の内径よりも小径とされている。内輪302の内周には、ウェーブジェネレータ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回転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。
(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。
(潤滑油の供給について)
図9は実施例1の内燃機関用リンク機構の角度センサ32近傍を表す拡大断面図である。第一潤滑油供給油路201から供給された潤滑油は、第二潤滑油供給油路202及び軸受部潤滑油供給油路305aを経由して、第二制御軸11の第一ジャーナル部23aの外周と第一軸受305の内周との間の隙間に供給される。
軸受部潤滑油供給油路305aは、第一軸受305の回転軸方向中央部分よりもアームリンク13側に形成されている。第一ジャーナル部23aには、アームリンク13側から力が入力される。第一ジャーナル部23aと第一軸受305との接触面において、角度センサ32側に比べてアームリンク13側には大きな力が作用する。そのため、第二制御軸11の第一ジャーナル部23aの外周と第一軸受305の内周との間の隙間に供給された潤滑油は、角度センサ32側に流れる。この隙間に供給された潤滑油は、径方向油路65aを経由して軸方向油路64bへと流れる。また、第一ジャーナル部23aと第一軸受305との接触面において、角度センサ32側に比べてアームリンク13側には大きな力が作用するため、角度センサ32側に比べてアームリンク13側の面圧が高くなる。そのため、積極的にアームリンク13側に潤滑油を供給することで油膜切れを抑制し得る。
軸方向油路64bに流入した潤滑油の一部は、径方向油路65bを経由して、アームリンク13の油孔65cに送られ、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。残りの潤滑油は絞り64b1において流速が増加され、開口部64a内を広がるように分散し、波動歯車型減速機21全体に潤滑油を供給する(図6参照)。
尚、遮蔽部402と側面と段差面31aとの間に供給された潤滑油は、図9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。
[作用]
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ため、波動歯車型減速機21への潤滑油の供給は、第二制御軸11側から行う必要がある。第二制御軸11側から波動歯車型減速機21への潤滑油の供給するためには、第二制御軸11の軸方向油路64bを形成することが考えられる。しかし、軸方向油路64bのみから供給される潤滑油では、波動歯車型減速機21の中心部分にしか潤滑油を供給することができない。波動歯車型減速機21が回転していない状態では、波動歯車型減速機21の上部に潤滑油を供給することができなかった。また波動歯車型減速機21が回転している状態であっても回転速度が潤滑油を飛散させるほど速くはないため、潤滑油を波動歯車型減速機21の上部に掻き揚げることができず、波動歯車型減速機21の上部に十分な量の潤滑油を供給することができなかった。また、ハウジング20の開口溝部20aに開口する潤滑油供給の油路を設けて、波動歯車型減速機21の重力方向上側から供給することも考えられるが、波動歯車型減速機21は円環状の出力軸部材27と、固定軸部材38と、薄肉円筒状部材の入力軸部材36を有し、かつ、出力軸部材27には第二制御軸11の固定用フランジ24が固定されているため、出力軸部材27及び固定軸部材38の内周側に潤滑油が回り込み難い。
そこで実施例1では、第二制御軸11内に形成した軸方向油路64bの波動歯車型減速機21側に、波動歯車型減速機21に向かって開口する開口部64aを設けた。換言すれば、開口部64aは波動歯車型減速機21の回転軸方向に対向して開口するように設けられている。そして、開口部64aの第二制御軸11側の内径は、第二制御軸11の外径よりも大径となるようにした。これにより、潤滑油が開口部64a内を広がるため、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、軸方向油路64bの開口部64aとの連結部に絞り64b1を設けた。絞り64b1において潤滑油の圧力を増して、開口部64a内に潤滑油が噴射されるため、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。さらに、絞り64b1により、潤滑油が軸方向油路64bの軸心部分に集められる流れを形成し、この流れが開口部64aで径方向に広がる流れに変わる。よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、開口部64aの波動歯車型減速機21側の内径は、軸方向油路64bの絞り64b1の内径よりも大径に形成した。これにより、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、開口部64aの波動歯車型減速機21側から角度センサ32側までの回転軸方向長さが、固定用フランジ24の厚さよりも長くなるように形成した。これにより、第二制御軸11を鍛造成形する際に、固定用フランジ24も同時に形成することができ、製造性を向上させることができる。
また実施例1では、波動歯車型減速機21は、第二制御軸11の固定用フランジ24と連結する出力軸部材27を有し、出力軸部材27の内周に、入力軸部材36の外歯36aとか噛み合う内歯27aを形成した。これにより、開口部64aにより潤滑油を分散させて、出力軸部材27の内歯27aと入力軸部材36の外歯36aとの噛みあい部分に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、波動歯車型減速機21は、内部にボールベアリング372を有するウェーブジェネレータ37と、波動歯車型減速機21と出力軸部材27との間に設けられた入力軸部材36とを備えた。これにより、開口部64aにより潤滑油を分散させて、波動歯車型減速機21の各噛み合い部分及びボールベアリング372に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、内燃機関用リンク機構を、複リンク式ピストン?クランク機構によってピストン1のストローク特性を変化させる内燃機関の可変圧縮比機構とした。これにより、内燃機関の運転状態に応じて圧縮比を変更可能にすることができる。
また実施例1では、第二制御軸11は鍛造により一体成形されるとともに、開口部64aを第二制御軸11を鍛造成形する際に形成するようにした。これにより、開口部64aを容易に形成することができる。
また実施例1では、開口部64aを軸方向油路64b側から波動歯車型減速機21に向かって徐々に内径が拡大する円錐状に形成した。これにより、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、軸方向油路64bが開口部64aの他端側の底部に開口するようにした。これにより、開口部64aの拡大する内周面に沿って潤滑油が広がり、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
また実施例1では、第二制御軸11をハウジング20に対して第一軸受305と第二軸受304によって支持するようにした。そして、波動歯車型減速機21から距離が遠い位置に配置した第一軸受305に形成した軸受部潤滑油供給油路305aを経由して、第二制御軸11の径方向油路65bから軸方向油路64bに潤滑油を供給するようにした。開口部64aに対して遠い位置から軸方向油路64bを延ばすことにより、軸方向油路64bを開口部64aの他端側の底部に連結する油路を形成し易くすることができる。
[効果]
(1) 一端部が内燃機関のリンク機構に連結された第二制御リンク12(制御リンク)と、回転することで第二制御リンク12の姿勢を変更する第二制御軸11(制御軸)と、駆動モータ22(電動モータ)の回転速度を減速して第二制御軸11に伝達する波動歯車型減速機21(減速機)と、第二制御軸11に形成され、波動歯車型減速機21に潤滑油を供給する軸方向油路64b(油路)と、波動歯車型減速機21側である一端側は波動歯車型減速機21に向かって開口し、他端側は軸方向油路64bに連通する開口部64aと、を備え、開口部64aの一端側の内径を、軸方向油路64bの一端側の外径よりも大径に形成した。
よって、潤滑油が開口部64a内を広がるため、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(2) 軸方向油路64bは、開口部64aとの連結部に絞り64b1を有するようにした。
よって、絞り64b1において潤滑油の圧力を増して、開口部64a内に潤滑油が噴射されるため、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(3) 開口部64aの一端側の内径を、絞り64b1の内径よりも大径に形成した。
よって、開口部64a内を潤滑油が広がり、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(4) 第二制御軸11は一端側に波動歯車型減速機21と連結する固定用フランジ24(フランジ部)を有し、開口部64aの一端側から他端側までの制御軸の回転軸方向長さを、固定用フランジ24の厚さよりも長く形成した。
よって、第二制御軸11を鍛造成形する際に、固定用フランジ24も同時に形成することができ、製造性を向上させることができる。
(5) 波動歯車型減速機21は、第二制御軸11の固定用フランジ24と連結する環状の出力軸部材27(出力部材)を有し、出力軸部材27の内周に歯車の噛み合い部を設けた。
よって、開口部64aにより潤滑油を分散させて、出力軸部材27の内歯27aと入力軸部材36の外歯36aとの噛みあい部分に潤滑油を供給することができる。
(6) 波動歯車型減速機21は、駆動モータ22のモータ駆動軸48(出力軸)と連結し内部にボールベアリング372(玉軸受)を有するウェーブジェネレータ37(波動発生器)と、ウェーブジェネレータ37と出力軸部材27との間に設けられた入力軸部材36(可撓性歯車)と、を備えた。
よって、開口部64aにより潤滑油を分散させて、波動歯車型減速機21の各噛み合い部分及びボールベアリング372に潤滑油を供給することができる。
(7) 内燃機関用リンク機構を、複リンク式ピストン?クランク機構によってピストンのストローク特性を変化させる内燃機関の可変圧縮比機構でとした。
よって、内燃機関の運転状態に応じて圧縮比を変更可能にすることができる。
(8) 第二制御軸11は鍛造により一体成形されるとともに、開口部64aを第二制御軸11を鍛造成形する際に形成するようにした。
よって、開口部64aを容易に形成することができる。
(9) 開口部64aの内周面は円錐状であって、第二制御軸11の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が拡径するように形成した。
よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(10) 軸方向油路64bを、開口部64aの他端側の底部に開口するようにした。
よって、開口部64aの拡大する内周面に沿って潤滑油が広がり、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(11) 第二制御軸11をハウジング20に対して第一軸受305と第二軸受304の2つの軸受によって支持するとともに、2つの軸受のうち、減速機からの距離が遠い位置に配置した第一軸受305の位置において、第二制御軸11の外部から軸方向油路64b内に潤滑油を供給するようにした。
よって、開口部64aに対して遠い位置から軸方向油路64bを延ばすことにより、軸方向油路64bを開口部64aの他端側の底部に連結する油路を形成し易くすることができる。
(12) 回転することで内燃機関の可変圧縮比機構の特性を変化させる第二制御軸11(制御軸)と、駆動モータ22(電動モータ)の回転速度を減速して第二制御軸11に伝達する波動歯車型減速機21(減速機)と、第二制御軸11に形成され、波動歯車型減速機21に潤滑油を供給する軸方向油路64bと、波動歯車型減速機21側である一端側は波動歯車型減速機21に向かって開口し、他端側は軸方向油路64bに連通する開口部64aと、を備え、開口部64aの一端側の内径を、第二制御軸11の外径よりも大径とした。
よって、潤滑油が開口部64a内を広がるため、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(13) 軸方向油路64bは、開口部64aとの連結部に絞り64b1(縮径部)を有するようにした。
よって、絞り64b1において潤滑油の圧力を増して、開口部64a内に潤滑油が噴射されるため、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(14) 開口部64aの一端側の内径を、絞り64b1の内径よりも大径に形成した。
よって、開口部64a内を潤滑油が広がり、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
(15) 一端部が内燃機関のリンク機構に連結された第二制御リンク12(制御リンク)と、 回転することで第二制御リンク12の姿勢を変更する第二制御軸11(制御軸)と、駆動モータ22(電動モータ)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21(減速機)と、第二制御軸11に形成され、波動歯車型減速機21に潤滑油を供給する軸方向油路64bと、波動歯車型減速機21側である一端側は波動歯車型減速機21と前記波動歯車型減速機21の回転軸方向に対向して開口し、他端側は軸方向油路64bに連通する開口部64aと、を備えた。
よって、潤滑油が波動歯車型減速機21の回転軸方向から供給されるため、波動歯車型減速機21の径方向外側から潤滑油を供給する場合と比較して、出力軸部材27、固定軸部材38と入力軸部材36の間やウェーブジェネレータ37などの波動歯車型減速機21の構成要素に潤滑油が供給され易い。よって波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
〔実施例2〕
実施例2では、開口部64a内の潤滑油をガイドするガイド部材500を設けた。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図10は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。開口部64a内の潤滑油をガイドするガイド部材500が設けられている。ガイド部材500は、第二制御軸11とは別の部材により形成されている。ガイド部材500は、円筒状に形成された円筒部500aと、円筒部500aの一端側に一体に形成され、外径が円錐状である円錐部500bを有している。円筒部500aの外径は、第二制御軸11の軸方向油路64bの内径よりも大径に形成されている。開口部64aの底部には、円筒部500aが挿入される挿入部64a1が形成されている。
円筒部500aの他端側から円筒部500aの軸芯部を軸方向に延びる軸方向油路500cが形成されている。軸方向油路500cは、円筒部500aの他端側側面に開口し、一端側は円錐部500bの途中まで形成されている。円筒部500aの外周面に開口し、軸方向油路500cに連通する径方向油路500dが形成されている。
[作用]
絞り64b1から噴射された潤滑油は、ガイド部材500の軸方向油路500c内に流入し、径方向油路500dから開口部64a内に送られる。開口部64aに送られた潤滑油は、開口部64aの内周と円錐部500bの外周との間に沿って流れ、波動歯車型減速機21に供給される。
[効果]
(16) 開口部64aに、開口部64aの内周側であって軸方向油路64bの内径よりも外側に潤滑油をガイドするガイド部材500を設けた。
よって、潤滑油はガイド部材500により開口部64a内を軸方向油路64bの内径よりも外側にガイドされるため、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
〔実施例3〕
実施例3では、開口部64aの形状を実施例1の形状から変更した。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図11は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。開口部64aは、その内径が軸方向油路64bの内径よりも大径な円筒状に形成されている。
[効果]
(17) 開口部64aの内周面を円柱状に形成した。
よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。また開口部64aの成形を容易にすることができる。
〔実施例4〕
実施例4では、開口部64aの形状を実施例1の形状から変更した。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図12は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。開口部64aは、軸方向油路64b側に形成された小径部64a2と、波動歯車型減速機21側に形成された大径部64a3とを有している。小径部64a2は、その内径が軸方向油路64bの内径よりも大径な円筒状に形成されている。大径部64a3は、その内径が小径部64a2の内径よりも大径な円筒状に形成されている。
[効果]
(18) 開口部64aの内周面を、第二制御軸11の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が段状に拡径するように形成した。
よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。また開口部64aの成形を容易にすることができる。
〔実施例5〕
実施例5では、開口部64aの形状を実施例1の形状から変更した。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図13は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。開口部64aは、軸方向油路64b側から波動歯車型減速機21に向かって徐々に内径が拡大するようにされている。ただし、実施例1のように円錐形状ではなく、その開口部64aの回転軸方向断面は曲面状に形成されている。
[効果]
(19) 開口部64aの内周面を、第二制御軸11の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が拡径するように形成した。
よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
〔実施例6〕
実施例6では、開口部64aに連通する油路の回航位置を実施例1から変更した。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図14は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。実施例6では軸方向油路64bを廃止し、開口部64aの内周面であって、開口部64aの回転軸方向の他端側から一端側の間において開口する斜方向油路64cを形成した。斜方向油路64cは、その軸方向が波動歯車型減速機21の上部に向かって延びるように設けられている。
[効果]
(20) 開口部64aの内周面は、第二制御軸11の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が拡径するように形成され、斜方向油路64cは、開口部64aの内周面の第二制御軸11の回転軸方向の他端部と一端側部の間において開口するようにした。
よって、広範囲に潤滑油を分散させることができ、波動歯車型減速機21の広い範囲に潤滑油を供給することができる。
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例1ないし実施例3に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例1ないし実施例3に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
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、例えば特開2009-150244のように吸気バルブや排気バルブの作動特性を可変とする内燃機関の可変動弁装置のリンク機構に本アクチュエータを採用してもよい。
[請求項以外の技術的思想]
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
(A) 請求項4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、
前記減速機は、前記制御軸の前記フランジ部と連結する環状の出力部材を有し、
前記出力部材の内周に歯車の噛み合い部が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。
(B) 上記(A)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、
前記減速機は波動歯車型減速機であって、
前記減速機は、前記電動モータの出力軸と連結し内部に玉軸受を有する波動発生器と、前記波動発生器と前記出力部材との間に設けられた可撓性歯車と、を備えた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。
(C) 上記(A)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、
前記内燃機関用リンク機構は、複リンク式ピストン?クランク機構によってピストンのストローク特性を変化させる内燃機関の可変圧縮比機構であ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。
(D) 請求項4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、
前記制御軸は鍛造により一体成形されるとともに、前記開口部は前記制御軸を鍛造成形する際に形成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。
(E) 請求項5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、
前記油路は、前記開口部の他端側の底部に開口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。
(F) 上記(E)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、
前記制御軸は前記ハウジングに対して2つの軸受によって支持されるとともに、前記2つの軸受のうち、前記減速機からの距離が遠い位置に配置した軸受の位置において、前記制御軸の外部から前記油路内に潤滑油を供給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。
(G) 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、
前記開口部は、前記開口部の内周側であって前記油路の内径よりも外側に前記潤滑油をガイドするガイド部材を有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。
(H) 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、
前記開口部の内周面は円柱状に形成さ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。
(I) 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、
前記開口部の内周面は、前記制御軸の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が段状に拡径するように形成さ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。
(J) 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、
前記開口部の内周面は、前記制御軸の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が拡径するように形成され、
前記油路は、前記開口部の内周面の前記制御軸の回転軸方向の他端部と一端側部の間において開口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。
(K) 請求項8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、
前記制御軸は一端側に前記減速機と連結するフランジ部を有し、
前記開口部の一端側から他端側までの前記制御軸の回転軸方向長さは、前記フランジ部の厚さよりも長い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。
11 第二制御軸(制御軸)
12 第二制御リンク(制御リンク)
21 波動歯車型減速機(減速機)
22 駆動モータ(電動モータ)
24 固定用フランジ(フランジ部)
27 出力軸部材(出力部材)
36 入力軸部材(可撓性歯車)
37 ウェーブジェネレータ(波動発生器)
48 モータ駆動軸(出力軸)
64a 開口部
64b 軸方向油路(油路)
64b1 絞り(縮径部)
301 第一軸受
304 第二軸受
372 ボールベアリング(玉軸受)
500 ガイド部材

Claims (9)

  1. 一端部が内燃機関のリンク機構に連結された制御リンクと、
    前記制御リンクの他端部が連結し、回転することで前記制御リンクの姿勢を変更する制御軸と、
    電動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する減速機と、
    前記制御軸の内部に形成された油路と、
    前記減速機側である一端側は前記減速機に向かって開口し、他端側は前記油路に連通する開口部と、
    を備え、
    前記開口部の一端側の内径は、前記油路の一端側の外径よりも大径であ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。
  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、
    前記油路は、前記開口部との連結部に絞りを有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。
  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、
    前記開口部の一端側の内径は、前記絞りの内径よりも大径であ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。
  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、
    前記制御軸は一端側に前記減速機と連結するフランジ部を有し、
    前記開口部の一端側から他端側までの前記制御軸の回転軸方向長さは、前記フランジ部の厚さよりも長い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。
  5. 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、
    前記開口部の内周面は円錐状であって、前記制御軸の回転軸方向の他端側から一端側に向かって内径が拡径するように形成さ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。
  6. 回転することで内燃機関の可変圧縮比機構の特性を変化させる制御軸と、
    電動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する減速機と、
    前記制御軸の内部に形成された油路と、
    前記減速機側である一端側は前記減速機に向かって開口し、他端側は前記油路に連通する開口部と、
    を備え、
    前記開口部の一端側の内径は、前記制御軸の外径よりも大径であ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。
  7. 請求項6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、
    前記油路は、前記開口部との連結部に縮径部を有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。
  8. 請求項7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、
    前記開口部の一端側の内径は、前記縮径部の内径よりも大径であ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。
  9. 一端部が内燃機関のリンク機構に連結された制御リンクと、
    回転することで前記制御リンクの姿勢を変更する制御軸と、
    電動モータの回転速度を減速して前記制御軸に伝達する減速機と、
    前記制御軸の内部に形成された油路と、
    前記減速機側である一端側は前記減速機と前記減速機の回転軸方向に対向して開口し、他端側は前記油路に連通する開口部と、
    を備えた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。
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