JP2006046254A - Valve system - Google Patents

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Daisaku Kawada
大作 川田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low cost and compact valve system capable of avoiding a problem such as noise. <P>SOLUTION: Since an opposite inclined surface 5c of a nut 5 abuts on a inclined surface of a groove G to suppress displacement in a radial direction thereof, high frequency vibration of the nut 5 is reduced. Even if relative clearance among a screw shaft 4, the nut 5 and a ball is relatively large, collision of those is mitigated to suppress generation of noise. A pair of the opposite inclined surfaces 5c abut on the inclined surface of the groove G to prevent rotation of the nut 5. Consequently, both of rotation and displacement in the radial direction of the nut 5 is compatibly achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、動弁機構に関し、特に、バルブの開閉タイミング等を変更できる動弁機構に関する。   The present invention relates to a valve operating mechanism, and more particularly to a valve operating mechanism capable of changing valve opening / closing timing and the like.

近年における車両に搭載される内燃機関においては、エンジン回転数や負荷に応じてバルブの開閉タイミングを変更する可変 バルブタイミング式の動弁 機構を用いることが多くなった。かかる動弁 機構においては、例えば油圧を付与することで、クランクシャフトに同期するスプロケットとカムシャフトとの位相を変更することができ、それによりバルブタイミングを可変 とすることができる。   In recent years, an internal combustion engine mounted on a vehicle often uses a variable valve timing type valve operating mechanism that changes a valve opening / closing timing in accordance with an engine speed or a load. In such a valve operating mechanism, for example, by applying hydraulic pressure, the phases of the sprocket and camshaft synchronized with the crankshaft can be changed, thereby making the valve timing variable.

しかるに、上記従来技術の動弁機構においては、バルブタイミング等を可変 とするために油圧が必要となり、従って油圧ポンプを備える必要がある。内燃機関においては、一般的には各部潤滑のための油圧ポンプが設置されているが、可変 バルブタイミング等を達成するために油圧を用いるとすると、より大容量の油圧ポンプが必要となり、しかも、その動力はクランクシャフトより取り出されるようになっているので、その分燃費が悪化するという問題がある。   However, in the valve mechanism of the prior art described above, hydraulic pressure is required to make the valve timing variable, and therefore it is necessary to provide a hydraulic pump. In an internal combustion engine, hydraulic pumps are generally installed for lubrication of each part, but if hydraulic pressure is used to achieve variable valve timing, etc., a larger capacity hydraulic pump is required. Since the power is extracted from the crankshaft, there is a problem that fuel consumption is deteriorated accordingly.

これに対し、電動モータの動力を用いてバルブタイミング等を変更する機構が、例えば以下の特許文献1に開示されているように公知となっている。かかる技術によれば、電動モータの動力を用いてバルブタイミング等を変更することにより、クランクシャフトより直接動力を取り出す必要がなくなり、燃費の向上が図れることとなる。
特開2002−256832号公報 特公平6−73797号公報
On the other hand, a mechanism for changing the valve timing or the like using the power of the electric motor is known as disclosed in, for example, Patent Document 1 below. According to such a technique, by changing the valve timing or the like using the power of the electric motor, it is not necessary to take out the power directly from the crankshaft, and the fuel efficiency can be improved.
JP 2002-256832 A Japanese Patent Publication No. 6-73797

ところで、上記特許文献1に開示された機構においては、電動モータの駆動力を、ねじ軸とナットとを含むボールねじ機構を介して、バルブタイミング等を可変とするコントロールシャフトに伝達している。ここで、内燃機関の動作時にカムシャフト回転により発生した正逆二方向に繰り返される高周波の力が、動弁機構側からコントロールシャフトへ伝達され、更にコントロールシャフトを介して、ボールねじ機構にも伝達される。   Incidentally, in the mechanism disclosed in Patent Document 1, the driving force of the electric motor is transmitted to a control shaft whose valve timing is variable via a ball screw mechanism including a screw shaft and a nut. Here, a high-frequency force repeated in the forward and reverse directions generated by the camshaft rotation during operation of the internal combustion engine is transmitted from the valve mechanism side to the control shaft, and further to the ball screw mechanism via the control shaft. Is done.

しかるに、例えば大量生産されるボールねじ機構は、一般的にはその精度誤差範囲が大きくても、むしろコストを下げることに主眼がおかれる傾向がある。そのため、ボールねじ機構の円滑な動作を確保すべく、ねじ軸、ナット、ボールの相対隙間を比較的大きく取らざるを得ないという実情がある。ところが、上述したように、高周波の力がコントロールシャフトからボールねじ機構に伝達された場合、ねじ軸、ナット、ボールの相対隙間が比較的大きいと、ねじ軸とナットとの微少な高周波振動に従って、常にねじ軸、ナット、ボールによる衝突が繰り返され、それにより異音や騒音を発生するという問題が生じる。   However, for example, ball screw mechanisms that are mass-produced generally tend to focus on lowering the cost even if the accuracy error range is large. Therefore, in order to ensure the smooth operation of the ball screw mechanism, there is a fact that the relative clearance between the screw shaft, the nut, and the ball must be relatively large. However, as described above, when a high-frequency force is transmitted from the control shaft to the ball screw mechanism, if the relative clearance between the screw shaft, the nut, and the ball is relatively large, according to the minute high-frequency vibration between the screw shaft and the nut, The collision with the screw shaft, nut and ball is always repeated, which causes a problem of generating abnormal noise and noise.

一方、特許文献2には、ねじ軸に取り付けた制振部材により、ねじ軸の径方向の振動を抑制する構成が記載されている。このような制振部材をナットに設けることも考えられるが、ナットの回り止めとの関係をどのようにするかという問題がある。   On the other hand, Patent Document 2 describes a configuration in which vibration in the radial direction of the screw shaft is suppressed by a damping member attached to the screw shaft. Although it is conceivable to provide such a damping member on the nut, there is a problem of how to make a relationship with the nut detent.

本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、低コスト且つコンパクトでありながら、異音等の問題を回避できる動弁機構を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a valve mechanism that can avoid problems such as abnormal noise while being low-cost and compact.

本発明の動弁機構は、バルブの開閉状態を変更可能な動弁機構において、
回転変位することで、バルブの開閉状態を変更するコントロールシャフトと、
電動モータと、
前記電動モータの動力を、前記コントロールシャフトに伝達するボールねじ機構とを備え、
前記ボールねじ機構は、前記電動モータにより回転駆動され外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝間に転動自在に配置された複数のボールと、前記ナットに係合することにより前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを行う抑制手段とを有することを特徴とする。
The valve operating mechanism of the present invention is a valve operating mechanism capable of changing the open / close state of the valve.
A control shaft that changes the open / closed state of the valve by rotational displacement;
An electric motor;
A ball screw mechanism that transmits the power of the electric motor to the control shaft;
The ball screw mechanism is opposed to a screw shaft that is rotationally driven by the electric motor and has a male screw groove formed on an outer peripheral surface thereof, and a nut that is disposed so as to surround the screw shaft and has a female screw groove formed on an inner peripheral surface thereof. It has a plurality of balls arranged so as to be able to roll between both screw grooves, and a restraining means for preventing rotation of the nut and restraining displacement in the radial direction by engaging with the nut. .

本発明の動弁機構によれば、前記ボールねじ機構が、前記電動モータにより回転駆動され外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝間に転動自在に配置された複数のボールと、前記ナットに係合することにより前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを行う抑制手段とを有するので、前記ナットの回り止めを達成しつつ、前記抑制手段が前記ナットにおける高周波振動を低減し、それにより前記ねじ軸、前記ナット、前記ボールの相対隙間が比較的大きい場合でも、それらの衝突を緩和し、それによりコンパクトな構成ながら異音や騒音の発生を抑制することができる。尚、「バルブの開閉状態」とは、バルブタイミング、バルブリフト量、位相等をいうが、これに限られない。   According to the valve mechanism of the present invention, the ball screw mechanism is disposed so as to surround the screw shaft and to be surrounded by a screw shaft that is rotationally driven by the electric motor and has an external thread groove formed on the outer peripheral surface. A nut formed with a female thread groove, a plurality of balls arranged to roll between the opposing thread grooves, and engaging the nut to prevent rotation of the nut and suppression of radial displacement. And the suppression means reduces the high-frequency vibrations in the nut while achieving the rotation prevention of the nut, thereby even when the relative clearance between the screw shaft, the nut, and the ball is relatively large. , These collisions can be mitigated, and thereby the generation of abnormal noise and noise can be suppressed with a compact configuration. The “valve open / closed state” refers to valve timing, valve lift, phase, etc., but is not limited thereto.

前記抑制手段は、ハウジングに設けられ、前記ナットに係合し軸線方向に延在する溝を含むと、前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを実現できるので好ましい。尚、前記ナットの外周全てもしくは一部と、前記ハウジングとを接触もしくは微少スキマを介在させて配置すると、前記ナットに生じるコジリ変位を、前記ハウジングに対して前記ナットを拘束することで抑制し、或いは騒音を生じさせる振動を抑制できる。即ち、「係合」とは接触状態のみならず、微少スキマを介在させつつ配置された状態を含む。   It is preferable that the restraining means is provided in the housing and includes a groove that engages with the nut and extends in the axial direction, since it is possible to prevent rotation of the nut and restrain radial displacement. In addition, if all or a part of the outer periphery of the nut is placed in contact with the housing or a slight gap is interposed, galling displacement generated in the nut is suppressed by restraining the nut with respect to the housing, Alternatively, vibration that causes noise can be suppressed. That is, the “engagement” includes not only the contact state but also a state in which the minute gap is disposed.

前記抑制手段は、ハウジングに設けられ、前記ナットに係合し軸線方向に延在するガイドシャフトを含むと、前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを実現できるので好ましい。かかる場合、前記ガイドシャフトは、前記ナットに形成された溝や孔に係合すると良く、前記ナットの溝や孔と、前記ガイドシャフトとを接触もしくは微少スキマを介在させて配置すると、前記ナットに生じるコジリ変位を、前記ガイドシャフトに対して前記ナットを拘束することで抑制し、或いは騒音を生じさせる振動を抑制できる。   The suppression means is preferably provided in the housing and includes a guide shaft that engages with the nut and extends in the axial direction, so that it is possible to prevent rotation of the nut and suppression of radial displacement. In such a case, the guide shaft may be engaged with a groove or hole formed in the nut, and if the groove or hole of the nut and the guide shaft are arranged in contact or with a slight gap therebetween, The resulting galling displacement can be suppressed by restraining the nut with respect to the guide shaft, or vibration that causes noise can be suppressed.

前記抑制手段は、前記ナットとハウジングとの間に配置され、軸線直交方向断面をとったとき、少なくとも一部が非円形である外周面と内周面とを有するカラーを含むと、前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを実現できるので好ましい。前記ナットの外周全てもしくは一部と、前記カラーとを接触もしくは微少スキマを介在させて配置すると、前記ナットに生じるコジリ変位を、前記カラーに対して前記ナットを拘束することで抑制し、或いは騒音を生じさせる振動を抑制できる。   When the restraining means is disposed between the nut and the housing and includes a collar having an outer peripheral surface and an inner peripheral surface, at least a part of which is non-circular when the cross section in the direction perpendicular to the axis is taken, This is preferable because rotation prevention and suppression of radial displacement can be realized. When all or part of the outer periphery of the nut is in contact with the collar or with a slight gap interposed therebetween, galling displacement generated in the nut is suppressed by restraining the nut with respect to the collar, or noise. The vibration which produces can be suppressed.

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態であるボールネジ機構を含む、バルブタイミング及びバルブリフトを変更できる動弁 機構の斜視図である。尚、図1においては、理解しやすいように、内燃機関1気筒の吸気側の2本のバルブについて図示している。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a valve mechanism that can change the valve timing and valve lift, including the ball screw mechanism according to the present embodiment. In FIG. 1, for easy understanding, two valves on the intake side of one cylinder of the internal combustion engine are illustrated.

図1において、不図示のシリンダヘッドに回転自在に取り付けられたドライブシャフト101と、コントロールシャフト102とが並行に延在している。ドライブシャフト101には円盤状の偏心カム101aが形成されており、コントロールシャフト102にも、円盤状の偏心カム102aが形成されている。ドライブシャフト101の偏心カム101aに係合する孔103aを備えた第1リンク103の上部が、コントロールシャフト102側に延在し、コントロールシャフト102の偏心カム102aに係合する孔104aを備えたロッカーアーム104の一端に枢動可能に取り付けられている。ロッカーアーム104の他端には、第2リンク105の上端が枢動可能に取り付けられており、第2リンク105の下端は、ドライブシャフト101に対して揺動自在に取り付けられたアウトプットカム106に当接するように配置されている。アウトプットカム106は、一対の円筒状のバルブリフタ107の上面に当接しており、各バルブリフタ107は、バルブ108のステム上端に当接している。   In FIG. 1, a drive shaft 101 rotatably attached to a cylinder head (not shown) and a control shaft 102 extend in parallel. A disc-shaped eccentric cam 101 a is formed on the drive shaft 101, and a disc-shaped eccentric cam 102 a is also formed on the control shaft 102. An upper portion of the first link 103 having a hole 103a that engages with the eccentric cam 101a of the drive shaft 101 extends to the control shaft 102 side, and a rocker having a hole 104a that engages with the eccentric cam 102a of the control shaft 102 The arm 104 is pivotally attached to one end. The upper end of the second link 105 is pivotally attached to the other end of the rocker arm 104, and the lower end of the second link 105 is attached to an output cam 106 that is swingably attached to the drive shaft 101. It arrange | positions so that it may contact | abut. The output cam 106 is in contact with the upper surfaces of a pair of cylindrical valve lifters 107, and each valve lifter 107 is in contact with the upper end of the stem of the valve 108.

コントロールシャフト102の一端には、その回転位置を検出するポジションセンサ109が取り付けられ、又、第3のリンク110を介して、ナット5に連結されている。ナット5とねじ軸4とは、回転運動と軸線運動とを変換可能に連結されており、更にねじ軸4と電動モータ1の回転軸と連結されている。ECU111は、ポジションセンサ109からの信号を受信し、それに応じて電動モータ1を駆動制御するようになっている。   A position sensor 109 for detecting the rotational position is attached to one end of the control shaft 102, and is connected to the nut 5 via the third link 110. The nut 5 and the screw shaft 4 are coupled so as to be able to convert rotational motion and axial motion, and are further coupled to the screw shaft 4 and the rotational shaft of the electric motor 1. The ECU 111 receives a signal from the position sensor 109 and controls the drive of the electric motor 1 accordingly.

図2は、図1のボールねじ機構の側面図であり、図3は、図2のボールねじ機構をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。尚、図2,3においては、電動モータ1と第3のリンク110は省略して示している。   2 is a side view of the ball screw mechanism of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the ball screw mechanism of FIG. 2 taken along line III-III and viewed in the direction of the arrow. In FIGS. 2 and 3, the electric motor 1 and the third link 110 are omitted.

図3において、左端を不図示の電動モータに連結されるねじ軸4は、その両端に形成された円筒部4a、4aにおいて、ハウジングHに対して、軸受6,7により回転自在に且つ軸線方向移動不能に支持されている。ねじ軸4の中央外周面には、雄ねじ溝4b(一部のみ図示)が形成されている。略円筒状のナット5は、ねじ軸4を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝(不図示)を形成している。不図示のボールが対向する両ねじ溝間に転動自在に配置されている。ねじ軸4と,ナット5と、不図示のボールとでボールねじ機構を構成する。   In FIG. 3, the screw shaft 4 whose left end is connected to an electric motor (not shown) is rotatably supported by bearings 6 and 7 with respect to the housing H in the cylindrical portions 4 a and 4 a formed at both ends and in the axial direction. It is supported immovably. A male screw groove 4 b (only a part of which is shown) is formed on the central outer peripheral surface of the screw shaft 4. The substantially cylindrical nut 5 is arranged so as to surround the screw shaft 4 and forms a female screw groove (not shown) on the inner peripheral surface. A ball (not shown) is disposed so as to be freely rollable between both screw grooves facing each other. The screw shaft 4, the nut 5, and a ball (not shown) constitute a ball screw mechanism.

ナット5の上部には、第3のリンク110(図1)に連結するための連結部5aが形成されている。ナット5の下部中央の切り欠かれた部位には、ボールを循環させるためのチューブ5bが設けられている。   A connecting portion 5 a for connecting to the third link 110 (FIG. 1) is formed on the nut 5. A tube 5b for circulating the ball is provided at a notched portion in the lower center of the nut 5.

ハウジングHには、一対の斜面からなるテーパ形状の溝Gが設けられており、ここにナット5が対向斜面5cを当接させて配置されている。溝Gの長手方向の長さは、ナット5の全長より長く、従って溝Gに沿って、ナット5は軸線方向に移動可能となっている。尚、チューブ5bはナット5の外周面における軸線寄りの切欠部内にあるので、溝Gに接触することはない。本実施の形態においては、ナット5の対向斜面5c及びハウジングHの溝Gが抑制手段を構成する。   The housing H is provided with a tapered groove G composed of a pair of slopes, and the nut 5 is disposed in contact with the opposing slope 5c. The length in the longitudinal direction of the groove G is longer than the entire length of the nut 5, and therefore the nut 5 can move in the axial direction along the groove G. Since the tube 5b is in a notch near the axis on the outer peripheral surface of the nut 5, it does not contact the groove G. In the present embodiment, the opposing inclined surface 5c of the nut 5 and the groove G of the housing H constitute a suppressing means.

本実施の形態の動弁機構の動作について説明する。ドライブシャフト101が、不図示のクランクシャフトに同期して回転すると、偏心カム101aが偏心運動をして第1のリンク103を上下に往復動させる。第1のリンク103が上下に往復動すると、それに応じてロッカーアーム104が揺動運動をする。ロッカーアーム104の揺動運動により、第2のリンク105が上下に往復動し、アウトプットカム106を揺動させる。アウトプットカム106の揺動により、それに当接するバルブリフタ107を介して、バルブ108が往復動するようになっている。   The operation of the valve mechanism of the present embodiment will be described. When the drive shaft 101 rotates in synchronization with a crankshaft (not shown), the eccentric cam 101a performs an eccentric motion to reciprocate the first link 103 up and down. When the first link 103 reciprocates up and down, the rocker arm 104 swings accordingly. As the rocker arm 104 swings, the second link 105 reciprocates up and down to swing the output cam 106. As the output cam 106 swings, the valve 108 reciprocates via a valve lifter 107 that abuts on the output cam 106.

上述したように、ECU111の駆動制御により、電動モータ1が駆動され、その回転軸と共にねじ軸4が回転するので、その回転は、ナット5の軸線方向移動に円滑に変換され、第3のリンク110が移動することで、コントロールシャフト102が回転変位する。コントロールシャフト102の回転位置に応じて偏心カム102aが回転変位し、それによりロッカーアーム104が変位するので、それに応じて所望のバルブタイミング等を設定できる。   As described above, the electric motor 1 is driven by the drive control of the ECU 111, and the screw shaft 4 rotates together with the rotation shaft thereof. Therefore, the rotation is smoothly converted into the axial movement of the nut 5, and the third link. As the 110 moves, the control shaft 102 is rotationally displaced. Since the eccentric cam 102a is rotationally displaced according to the rotational position of the control shaft 102, and thereby the rocker arm 104 is displaced, a desired valve timing or the like can be set accordingly.

図4は、ロッカーアーム104の位置と、バルブ108のリフト量の変化を示す図である。例えば、コントロールシャフト102を図4(a)、(b)の位置に設定した場合における上死点(a)と下死点(b)との差であるΔ1(図4(b))は、コントロールシャフト102を図4(c)、(d)の位置に設定した場合における上死点(c)と下死点(d)との差であるΔ2(図4(d))に比べ、大きくすることができる。更に、コントロールシャフト102をドライブシャフト101と同期させて回転させることで、バルブタイミングや位相の変更も可能となる。   FIG. 4 is a diagram illustrating changes in the position of the rocker arm 104 and the lift amount of the valve 108. For example, Δ1 (FIG. 4B), which is the difference between the top dead center (a) and the bottom dead center (b) when the control shaft 102 is set to the positions of FIGS. Compared to Δ2 (FIG. 4 (d)), which is the difference between the top dead center (c) and the bottom dead center (d) when the control shaft 102 is set to the position of FIGS. 4 (c) and 4 (d). can do. Furthermore, by rotating the control shaft 102 in synchronism with the drive shaft 101, the valve timing and phase can be changed.

ここで、内燃機関の動作時にドライブシャフト101の回転により発生した正逆二方向に繰り返される高周波の力が、動弁機構側からコントロールシャフト102へ伝達され、更にコントロールシャフト102を介して、ボールねじ機構にも伝達される。本実施の形態によれば、ナット5の対向斜面5cに溝Gの斜面が当接しその半径方向の変位を抑制するので、それによりナット5における高周波振動を低減し、ねじ軸4、ナット5、ボールの相対隙間が比較的大きい場合でも、それらの衝突を緩和し、従って異音や騒音の発生を抑制することができる。又、一対の対向斜面5cが溝Gの斜面に当接することで、ナット5の回り止めが図れる。すなわち、ナット5の回り止め及び半径方向の変位の抑制を同時に達成できる。   Here, a high-frequency force repeated in the forward and reverse directions generated by the rotation of the drive shaft 101 during operation of the internal combustion engine is transmitted from the valve mechanism side to the control shaft 102, and further via the control shaft 102, It is also transmitted to the mechanism. According to the present embodiment, the inclined surface of the groove G abuts on the opposed inclined surface 5c of the nut 5 to suppress the radial displacement thereof, thereby reducing high-frequency vibrations in the nut 5, and the screw shaft 4, the nut 5, Even when the relative clearance between the balls is relatively large, the collision between them can be mitigated, and the generation of abnormal noise and noise can be suppressed. Further, the nut 5 can be prevented from rotating by the pair of opposed inclined surfaces 5c coming into contact with the inclined surface of the groove G. That is, the rotation prevention of the nut 5 and the suppression of the displacement in the radial direction can be achieved at the same time.

図5は、図1に示す動弁機構に用いることができる第2の実施の形態にかかるボールねじ機構の側面図であり、図6は、図5のボールねじ機構をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。尚、図5,6においては、電動モータ1と第3のリンク110及び軸受6,7は省略して示している。   FIG. 5 is a side view of a ball screw mechanism according to a second embodiment that can be used in the valve mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the ball screw mechanism of FIG. And it is the figure seen in the direction of an arrow. 5 and 6, the electric motor 1, the third link 110, and the bearings 6 and 7 are omitted.

本実施の形態のボールねじ機構は、図2,3の実施の形態に対して抑制手段の構成が異なっている。より具体的には、ハウジングHに形成された一対の柱部P、Pの間に、ガイドシャフトGSが掛け渡されている。又、ナット5’の外周面には、半径方向に盛り上がった隆起部5d’が形成され、隆起部5d’の貫通孔5e’にガイドシャフトGSが挿通されている。従って、ナット5’はガイドシャフトGSに沿って軸線方向に移動可能となっている。本実施の形態においては、ナット5’の貫通孔5e’とガイドシャフトGSが抑制手段を構成する。又、貫通孔5e’とガイドシャフトGSとの係合によっても、ナット5’の回り止めを行えるようになっている。それ以外の構成については、図2,3に示す実施の形態と同様であるので説明を省略する。   The ball screw mechanism of the present embodiment differs from the embodiment of FIGS. More specifically, a guide shaft GS is spanned between a pair of pillar portions P, P formed in the housing H. Further, a raised portion 5d 'bulging in the radial direction is formed on the outer peripheral surface of the nut 5', and the guide shaft GS is inserted into the through hole 5e 'of the raised portion 5d'. Therefore, the nut 5 'can move in the axial direction along the guide shaft GS. In the present embodiment, the through hole 5e 'of the nut 5' and the guide shaft GS constitute a suppressing means. Further, the nut 5 'can be prevented from rotating by the engagement between the through hole 5e' and the guide shaft GS. Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIGS.

本実施の形態によれば、ナット5’の貫通孔5d’にガイドシャフトGSが挿通されその半径方向の変位を抑制するので、それによりナット5’における高周波振動を低減し、ねじ軸4、ナット5’、ボールの相対隙間が比較的大きい場合でも、それらの衝突を緩和し、従って異音や騒音の発生を抑制することができる。又、貫通孔5e’がガイドシャフトGSに係合することで、ナット5’の回り止めが図れる。すなわち、ナット5’の回り止め及び半径方向の変位の抑制を同時に達成できる。   According to the present embodiment, since the guide shaft GS is inserted through the through hole 5d ′ of the nut 5 ′ and the radial displacement thereof is suppressed, high-frequency vibration in the nut 5 ′ is thereby reduced, and the screw shaft 4 and nut 5 ′, even when the relative clearance between the balls is relatively large, the collision between them can be mitigated, and therefore the generation of abnormal noise and noise can be suppressed. Further, when the through hole 5e 'engages with the guide shaft GS, the nut 5' can be prevented from rotating. That is, the rotation prevention of the nut 5 ′ and the suppression of the radial displacement can be achieved at the same time.

図7は、図1に示す動弁機構に用いることができる第3の実施の形態にかかるボールねじ機構の側面図である。図8は、図7の構成をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図である。尚、図7においては、電動モータ1と第3のリンク110は省略して示している。   FIG. 7 is a side view of a ball screw mechanism according to a third embodiment that can be used in the valve mechanism shown in FIG. FIG. 8 is a view of the configuration of FIG. 7 taken along line VIII-VIII and viewed in the direction of the arrow. In FIG. 7, the electric motor 1 and the third link 110 are omitted.

本実施の形態のボールねじ機構は、図2,3の実施の形態に対して抑制手段の構成が異なっている。より具体的に説明する。ナット5”には、その外周面を軸線に平行な平面で切り取って形成された一対のナット面5f”が形成されている。ナット面5f”に接続するそれ以外の周方向の面は円筒面の一部となっている。一方、樹脂製のカラー8の内形状は、ナット5”の外形状に一致し、即ちナット面5f”に対応した一対の内周平面8aが形成されている。更にカラー8の外周面には、ハウジングHに形成された矩形断面の溝Gの側面に対応した一対の外周平面8bが形成されており、少なくとも3カ所でカラー8の外周面は、溝Gの側面及び底面と接触している。カラー8の内周平面8aと外周平面8bとの位相は90度ずれているが、これに限られない。カラー8は、ナット5”の止め輪溝5g”に取り付けられた止め輪9により、ナット5”からの脱落が阻止されるようになっている。それ以外の構成については、図2,3に示す実施の形態と同様であるので説明を省略する。ナット5”のナット面5f”、カラー8,ハウジングHの溝Gが抑制手段を構成する。   The ball screw mechanism of the present embodiment differs from the embodiment of FIGS. This will be described more specifically. The nut 5 ″ is formed with a pair of nut surfaces 5f ″ formed by cutting the outer peripheral surface of the nut 5 ″ along a plane parallel to the axis. The other circumferential surface connected to the nut surface 5f ″ is a part of the cylindrical surface. On the other hand, the inner shape of the resin collar 8 matches the outer shape of the nut 5 ″. A pair of inner peripheral planes 8 a corresponding to 5 f ″ is formed. Further, a pair of outer peripheral planes 8 b corresponding to the side surfaces of the groove G having a rectangular cross section formed in the housing H is formed on the outer peripheral surface of the collar 8. The outer peripheral surface of the collar 8 is in contact with the side surface and the bottom surface of the groove G in at least three places, and the phases of the inner peripheral plane 8a and the outer peripheral plane 8b of the collar 8 are shifted by 90 degrees. The collar 8 is prevented from falling off the nut 5 ″ by the retaining ring 9 attached to the retaining ring groove 5g ″ of the nut 5 ″. Other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIGS. The nut surface 5f ″ of the nut 5 ″, the collar 8, and the groove G of the housing H constitute a restraining means.

本実施の形態によれば、ナット5”の外周とハウジングHの溝Gとの間にカラー8が介在し、ナット5”の半径方向の変位を抑制するので、それによりナット5”における高周波振動を低減し、ねじ軸4、ナット5”、ボールの相対隙間が比較的大きい場合でも、それらの衝突を緩和し、従って異音や騒音の発生を抑制することができる。又、カラー8が軸線直交方向断面をとったとき、少なくとも一部が非円形である外周面8bと内周面8aとを有するため、これらがナット5”とハウジングHの溝Gにおける対応する面にそれぞれ係合することで回り止めが図れる。すなわち、ナット5”の回り止め及び半径方向の変位の抑制を同時に達成できる。   According to the present embodiment, since the collar 8 is interposed between the outer periphery of the nut 5 ″ and the groove G of the housing H, the radial displacement of the nut 5 ″ is suppressed. Even when the relative clearance between the screw shaft 4, the nut 5 ″, and the ball is relatively large, the collision between them can be mitigated, and the generation of abnormal noise and noise can be suppressed. Further, when the collar 8 has a cross section in the direction perpendicular to the axis, it has an outer peripheral surface 8b and an inner peripheral surface 8a that are at least partially non-circular, and these correspond to the corresponding surfaces of the nut 5 '' and the groove G of the housing H. , Respectively, to prevent rotation of the nut 5 ″ and to suppress radial displacement at the same time.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、抑制手段とナットとの係合とは、実際に当接する他、微少スキマを隔てて対峙する場合を含む。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, the engagement between the restraining means and the nut includes a case where the restraining means and the nut are actually brought into contact with each other with a minute gap therebetween.

本実施の形態にかかるバルブタイミング及びバルブリフトを変更できる動弁 機構の斜視図である。It is a perspective view of the valve operating mechanism which can change the valve timing and valve lift concerning this Embodiment. 第1の実施の形態にかかるボールねじ機構の側面図である。It is a side view of the ball screw mechanism concerning a 1st embodiment. 図2のボールねじ機構をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the ball screw mechanism of FIG. 2 by the III-III line | wire, and looked at the arrow direction. ロッカーアーム104の位置と、バルブ108のリフト量の変化を示す図である。It is a figure which shows the position of the rocker arm 104, and the change of the lift amount of the valve | bulb. 第2の実施の形態にかかるボールねじ機構の側面図である。It is a side view of the ball screw mechanism concerning a 2nd embodiment. 図5のボールねじ機構をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the ball screw mechanism of FIG. 5 by the VI-VI line and looked at the arrow direction. 第3の実施の形態にかかるボールねじ機構の側面図である。It is a side view of the ball screw mechanism concerning a 3rd embodiment. 図7の構成をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the structure of FIG. 7 by the VIII-VIII line, and looked at the arrow direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ
4 ねじ軸
5、5’、5” ナット
6,7 軸受
8 カラー
9 止め輪
101 ドライブシャフト
101a 偏心カム
102 コントロールシャフト
102a 偏心カム
103 リンク
104 ロッカーアーム
105 第2リンク
106 アウトプットカム
107 バルブリフタ
108 バルブ
109 ポジションセンサ
110 第3リンク
C 円筒部
G 溝
GS ガイドシャフト
H ハウジング
P 柱部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 4 Screw shaft 5, 5 ', 5 "Nut 6, 7 Bearing 8 Collar 9 Retaining ring 101 Drive shaft 101a Eccentric cam 102 Control shaft 102a Eccentric cam 103 Link 104 Rocker arm 105 Second link 106 Output cam 107 Valve lifter 108 Valve 109 Position sensor 110 Third link
C Cylindrical part G Groove GS Guide shaft H Housing P Column

Claims (4)

バルブの開閉状態を変更可能な動弁機構において、
回転変位することで、バルブの開閉状態を変更するコントロールシャフトと、
電動モータと、
前記電動モータの動力を、前記コントロールシャフトに伝達するボールねじ機構とを備え、
前記ボールねじ機構は、前記電動モータにより回転駆動され外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝間に転動自在に配置された複数のボールと、前記ナットに係合することにより前記ナットの回転防止と半径方向の変位の抑制とを行う抑制手段とを有することを特徴とする動弁機構。
In the valve mechanism that can change the open / close state of the valve,
A control shaft that changes the open / closed state of the valve by rotational displacement;
An electric motor;
A ball screw mechanism that transmits the power of the electric motor to the control shaft;
The ball screw mechanism is opposed to a screw shaft that is rotationally driven by the electric motor and has a male screw groove formed on an outer peripheral surface thereof, and a nut that is disposed so as to surround the screw shaft and has a female screw groove formed on an inner peripheral surface thereof. It has a plurality of balls arranged so as to be able to roll between both screw grooves, and a restraining means for preventing rotation of the nut and restraining displacement in the radial direction by engaging with the nut. Valve mechanism.
前記抑制手段は、ハウジングに設けられ、前記ナットに係合し軸線方向に延在する溝を含むことを特徴とする請求項1に記載の動弁機構。   The valve mechanism according to claim 1, wherein the suppressing means includes a groove provided in the housing and engaging with the nut and extending in an axial direction. 前記抑制手段は、ハウジングに設けられ、前記ナットに係合し軸線方向に延在するガイドシャフトを含むことを特徴とする請求項1に記載の動弁機構。   2. The valve operating mechanism according to claim 1, wherein the suppressing means includes a guide shaft provided in the housing and engaged with the nut and extending in the axial direction. 前記抑制手段は、前記ナットとハウジングとの間に配置され、軸線直交方向断面をとったとき、少なくとも一部が非円形である外周面と内周面とを有するカラーを含むことを特徴とする請求項1に記載の動弁機構。

The restraining means is disposed between the nut and the housing, and includes a collar having an outer peripheral surface and an inner peripheral surface, at least a part of which is non-circular when taken in an axial orthogonal cross section. The valve operating mechanism according to claim 1.

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