JP2006292012A - Ball screw mechanism and valve system - Google Patents

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Daisaku Kawada
大作 川田
Akio Sakai
明男 酒井
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NSK Ltd
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0073Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "Delphi" type

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw mechanism and an actuator which maintain a long rolling fatigue life even under comparatively poor lubricating conditions. <P>SOLUTION: The force F that presses a ball 6 between an internal thread groove 5b and an external thread groove 4a forming one rolling passage, and the force F that presses the ball 6 between an internal thread groove 5a and the external thread groove 4a forming the other rolling passage, arise respectively due to a deviation Δ. Since the force F has components opposed to an axial direction, even if high frequency force whose direction is changeable in two normal and reverse directions arises between a nut 5 and a screw shaft 4, the occurrence of noise is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボールネジ機構及び動弁機構に関し、例えば、自動車のエンジン内に設置されアクチュエータで駆動される可変バルブタイミング式の動弁機構及びそれに用いると好適なボールねじ機構に関する。   The present invention relates to a ball screw mechanism and a valve mechanism, for example, a variable valve timing type valve mechanism that is installed in an engine of an automobile and is driven by an actuator, and a ball screw mechanism that is suitable for use therewith.

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等を可変とすることができる。   In internal combustion engines mounted on vehicles in recent years, a variable valve timing type valve operating mechanism that changes the opening / closing timing of a valve in accordance with the engine speed and load has increased. 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 it possible to vary the valve timing and the like.

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 above prior art, 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, a hydraulic pump for lubricating each part is generally installed, 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
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 from the crankshaft, and the fuel efficiency can be improved.
JP 2002-256832 A

しかるに、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されている。ここで、ねじ軸とナットとを介して動力伝達を行う場合、その間に生じる摩擦により、省電力が図れないといった問題がある。そこで、外周面にネジ溝を備えたねじ軸と、内周面にネジ溝を備えたナットとを組み合わせ、更に対向する両ネジ溝で形成される転送路に複数のボールを転動させて、小さな摩擦力で回転運動と直線運動とを変換できるボールねじ機構を用いることが考えられる。   However, in the mechanism disclosed in Patent Document 1, the driving force of the electric motor is transmitted to a control shaft that can vary valve timing and the like via a screw shaft and a nut. Here, when power transmission is performed via the screw shaft and the nut, there is a problem that power saving cannot be achieved due to the friction generated therebetween. Therefore, by combining a screw shaft having a thread groove on the outer peripheral surface and a nut having a thread groove on the inner peripheral surface, and rolling a plurality of balls on a transfer path formed by both opposing screw grooves, It is conceivable to use a ball screw mechanism that can convert rotational motion and linear motion with a small frictional force.

しかるに、かかるボールねじ機構を用いた場合において、内燃機関の可変動弁機構のコントロールシャフトには、カムシャフト駆動により発生した、方向が正逆2方向に変わりうる高周波の力が生じ、かかる力が、コントロールシャフトに係合されたボールねじ機構にも伝達されることとなる。この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力は、ナットとねじ軸との間に相対移動を生じさせることとなるが、方向が一方向でないことから、転走路内で、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、騒音を発生するという問題があった。   However, when such a ball screw mechanism is used, the control shaft of the variable valve mechanism of the internal combustion engine generates a high-frequency force generated by the camshaft drive, the direction of which can be changed in two forward and reverse directions. Then, it is also transmitted to the ball screw mechanism engaged with the control shaft. The force transmitted from the control shaft to the ball screw mechanism causes a relative movement between the nut and the screw shaft, but since the direction is not unidirectional, the screw shaft, nut, There was a problem that the collision with the ball was repeated, thereby generating abnormal noise and noise.

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、騒音や異音を抑えることができるボールネジ機構及び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 thereof is to provide a ball screw mechanism and a valve mechanism that can suppress noise and abnormal noise.

本発明のボールねじ機構は、
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形成された複数の転走路に沿って、それぞれ転動自在に配置された複数のボールと、
前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す複数の循環部材と、を有し、
1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝を、そのリードに沿って延長した場合、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝とズレが生じるようになっていることを特徴とする。
The ball screw mechanism of the present invention is
A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a plurality of rolling paths formed between the opposing screw grooves, and
A plurality of circulating members attached to the nut and returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
When the female thread groove forming one rolling path is extended along the lead, the female thread groove forming another rolling path is displaced.

本発明のボールねじ機構において、1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝を、そのリードに沿って延長した場合、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝とズレが生じるようになっているので、かかるズレにより、1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間において前記ボールを押圧する力と、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間において前記ボールを押圧する力とがそれぞれ生じるため、前記ナットと前記ねじ軸との間に、方向が正逆2方向に変わりうる高周波の力が生じた場合でも、騒音や異音の発生を抑制することができる。   In the ball screw mechanism of the present invention, when the female screw groove forming one rolling path is extended along the lead, the female screw groove forming the other rolling path is displaced, so that Due to such deviation, the ball pressing force between the female screw groove and the male screw groove forming one rolling path, and the ball between the female screw groove and the male screw groove forming another rolling path. Therefore, even when a high-frequency force is generated between the nut and the screw shaft, the direction of which can be changed in two forward and reverse directions, the generation of noise and abnormal noise can be suppressed. it can.

更に、前記ねじ軸の軸線方向断面において、1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝における前記ボールが接触する点の法線と、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝に前記ボールが接触する点の法線とは、少なくとも軸線方向外向きに対向していると好ましい。かかる場合、1つの転走路におけるナット、ボール、ねじ軸の接触する作用線(法線に一致する)と、別の転走路におけるナット、ボール、ねじ軸の接触する作用線(法線に一致する)とは、互いに離れた位置で前記ねじ軸の軸線と交差する。かかる交差点を作用点という。この2つの作用点距離は、リードに沿って延長したときに雌ねじ溝にズレのない従来のボールねじ機構の持つ作用点距離よりも大きくなり、より大きなモーメント荷重を受けることができる。   Furthermore, in the axial cross section of the screw shaft, the normal line of the point where the ball contacts in the female thread groove forming one rolling path, and the point where the ball contacts the female thread groove forming another rolling path The normal line is preferably at least facing outward in the axial direction. In this case, the line of contact between the nut, ball and screw shaft in one rolling path (matches the normal) and the line of contact of the nut, ball and screw shaft in another rolling path (matches the normal) ) Intersects the axis of the screw shaft at positions separated from each other. Such an intersection is called an action point. The distance between the two action points becomes larger than the action point distance of the conventional ball screw mechanism in which the female screw groove is not displaced when extended along the lead, and can receive a larger moment load.

更に、1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝と、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝とは不連続であると好ましい。   Furthermore, it is preferable that the female thread groove forming one rolling path and the female thread groove forming another rolling path are discontinuous.

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及びアクチュエータを用いて、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 operating mechanism capable of changing valve timing and valve lift using the ball screw mechanism and actuator 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.

被駆動部材である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が取り付けられている。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、ねじ軸4と電動モータ1とは、ウォームギヤ機構(2,3)を介して所定の減速比を与えるように連結されている。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 that detects the rotational position is attached to one end of the control shaft 102 that is a driven member, and a nut 5 is attached via a third link 110. The nut 5 and the screw shaft 4 are connected so as to be able to convert rotational motion and axial motion, and the screw shaft 4 and the electric motor 1 give a predetermined reduction ratio via the worm gear mechanism (2, 3). So that they are connected. The ECU 111 receives a signal from the position sensor 109 and controls the drive of the electric motor 1 accordingly.

不図示のハウジングに固定された電動モータ1の回転軸1aの先端には、ウォーム2が形成されている。ウォーム2は、ウォームホイール3に噛合している。ウォームホイール3は、ねじ軸4に連結されており、ねじ軸4の周囲には、ナット5が配置されている。ナット5の外周に、第3のリンク110(ナット5の回り止めを兼ねる)の下端が連結され、その上端は、コントロールシャフト102と一体的に回転するように連結されている。尚、ウォーム2とウォームホイール3とで、ウォームギヤ機構を構成する。   A worm 2 is formed at the tip of the rotating shaft 1a of the electric motor 1 fixed to a housing (not shown). The worm 2 meshes with the worm wheel 3. The worm wheel 3 is connected to a screw shaft 4, and a nut 5 is disposed around the screw shaft 4. The lower end of the third link 110 (also serving as a detent for the nut 5) is connected to the outer periphery of the nut 5, and the upper end thereof is connected to rotate integrally with the control shaft 102. The worm 2 and the worm wheel 3 constitute a worm gear mechanism.

図2は、図1の動弁機構に用いるボールねじ機構の部分断面斜視図である。図2において、ボールねじ機構は、外周面に雄ねじ溝4aを形成したねじ軸4と、ねじ軸4を包囲するように配置され且つ内周面に不連続で2本の雌ねじ溝5a、5bを形成したナット5と、対向する両ねじ溝4a、5a及び5b間に形成された2つの転走路に沿って、それぞれ転動自在に配置された複数のボール6と、ナット5に取り付けられ、転走路の一端から他端へとボール6を戻す2つの循環部材(コマ)7,7とからなる。   2 is a partial cross-sectional perspective view of a ball screw mechanism used in the valve mechanism of FIG. In FIG. 2, the ball screw mechanism includes a screw shaft 4 having a male screw groove 4a formed on the outer peripheral surface, and two female screw grooves 5a and 5b which are arranged so as to surround the screw shaft 4 and are discontinuous on the inner peripheral surface. Along with the formed nut 5 and a plurality of balls 6 arranged so as to be freely rollable along two rolling paths formed between the opposing screw grooves 4a, 5a and 5b, the nut 5 is attached to the nut 5. It consists of two circulation members (tops) 7 and 7 for returning the ball 6 from one end of the runway to the other end.

図3は、本実施の形態にかかるボールねじ機構の軸線方向断面を拡大して示す図である。図3において、右方の雌ねじ溝5bをリードに沿って(リード角一定で)延長していったとき、図の断面では点線で示す位置に仮想雌ねじ溝(5Bとする)が形成されることとなるが、本実施の形態では、仮想雌ねじ溝5Bに対して距離Δだけずれた位置に、別の雌ねじ溝5aを形成している。かかるズレ量Δが大きすぎると、いずれかの転走路内にボール6が入らなくなるので、2つの転走路にボール6を装填したときにガタが生じない程度のズレ量Δを設定することが望ましい。雄ねじ溝4a、雌ねじ溝5a、5bは、全てピッチは等しく3mmである。なお、このような雌ねじ溝5a、5bは、ナット5内において3次元に移動可能な工具を用いることで、形成することができる。   FIG. 3 is an enlarged view showing an axial cross section of the ball screw mechanism according to the present embodiment. In FIG. 3, when the right female screw groove 5b is extended along the lead (with a constant lead angle), a virtual female screw groove (5B) is formed at a position indicated by a dotted line in the cross section of the figure. However, in the present embodiment, another female screw groove 5a is formed at a position shifted by a distance Δ with respect to the virtual female screw groove 5B. If the amount of deviation Δ is too large, the ball 6 will not enter any of the rolling paths, so it is desirable to set the amount of deviation Δ so that no play occurs when the balls 6 are loaded on the two rolling paths. . The male screw grooves 4a and the female screw grooves 5a and 5b all have the same pitch of 3 mm. Such female thread grooves 5 a and 5 b can be formed by using a tool that can move three-dimensionally within the nut 5.

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、回転軸1aが回転すると、噛合しているウォーム2とウォームホイール3とが回転し、ねじ軸4に回転力が伝達される。ねじ軸4の回転は、ボール6を介してナット5の軸線方向移動に円滑に変換され、第3のリンク110の下端が揺動することで、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, when the electric motor 1 is driven by the drive control of the ECU 111 and the rotating shaft 1a rotates, the meshed worm 2 and worm wheel 3 rotate, and the rotational force is transmitted to the screw shaft 4. . The rotation of the screw shaft 4 is smoothly converted into the axial movement of the nut 5 via the ball 6, and the lower end of the third link 110 swings, so that 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.

図3に示すように、ズレΔにより、一方の転走路を形成する雌ねじ溝5bと雄ねじ溝4aとの間においてボール6を押圧する力Fと、他の転走路を形成する雌ねじ溝5aと雄ねじ溝4aとの間においてボール6を押圧する力Fとがそれぞれ生じ、この力Fは軸線方向に対向する成分を有するため、ナット5とねじ軸4との間に、方向が正逆2方向に変わりうる高周波の力が生じた場合でも、騒音や異音の発生を抑制することができる。   As shown in FIG. 3, due to the deviation Δ, a force F pressing the ball 6 between the female thread groove 5b and the male thread groove 4a forming one rolling path, and the female thread groove 5a and the male thread forming the other rolling path. A force F that presses the ball 6 is generated between the groove 4a and the force F has a component that opposes the axial direction, so that the direction is in two directions, the forward and reverse directions, between the nut 5 and the screw shaft 4. Even when a high-frequency force that can be changed is generated, the generation of noise and abnormal noise can be suppressed.

図5は、比較例として示すボールねじ機構の軸線方向断面図である。かかる比較例においては、右方の雌ねじ溝5b’をリードに沿って延長していったとき、それに対してずれた位置に別の雌ねじ溝5aを形成しているが、雌ねじ溝5b’にボール6が接触する面(図5で右側面)は、雌ねじ溝5a’にボール6が接触する面(図5で左側面)と軸線方向外向きに対向している。   FIG. 5 is an axial sectional view of a ball screw mechanism shown as a comparative example. In this comparative example, when the right female screw groove 5b ′ is extended along the lead, another female screw groove 5a is formed at a position shifted from the lead, but the ball is formed in the female screw groove 5b ′. The surface 6 contacts (the right side surface in FIG. 5) faces the surface (the left side surface in FIG. 5) where the ball 6 contacts the female thread groove 5a ′ outward in the axial direction.

図6は、本実施の形態にかかるボールねじ機構の軸線方向断面図である。本実施の形態においては、図3に示すものと同様であるが、雌ねじ溝5bにボール6が接触する面(図6で左側面)は、雌ねじ溝5aにボール6が接触する面(図6で右側面)と軸線方向外向きに対向している。   FIG. 6 is a cross-sectional view in the axial direction of the ball screw mechanism according to the present embodiment. In the present embodiment, the surface is the same as that shown in FIG. 3, but the surface on which the ball 6 contacts the female screw groove 5b (the left side surface in FIG. 6) is the surface on which the ball 6 contacts the female screw groove 5a (FIG. 6). And the right side surface).

ここで、ねじ軸とナットとの間に軸線方向の力が生じたとき、雌ねじ溝とボールとの接点と、雄ねじ溝とボールとの接点とを結ぶ作用線(接点における法線に一致)を延長し、ねじ軸の軸線と交差する点を作用点と定義する。図3に示すように本実施の形態では、2つの転走路において力の方向が異なり、左右2通りあるので作用点は2つ生じることとなる。   Here, when an axial force is generated between the screw shaft and the nut, the action line connecting the contact point between the female screw groove and the ball and the contact point between the male screw groove and the ball (matches the normal line at the contact point) The point that extends and intersects the axis of the screw shaft is defined as the point of action. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the direction of force is different in the two rolling paths, and there are two left and right, so two action points are generated.

図5に示す比較例に対し図6に示す実施の形態においては、作用線の方向が逆になり、従って、比較例の作用点P1,P1の間隔Aより、本実施の形態の作用点P2,P2の間隔Bの方が大きくなる。これは、ねじ軸4に対してナット5がモーメント力M(図2参照)を受けた場合に、比較例よりも本実施の形態の方が剛性が高いことを意味する。即ち、本実施の形態によれば、図1の第3のリンク110を介して、ナット5がモーメント力を受けた場合でも、これに十分抗することができる。   In the embodiment shown in FIG. 6 with respect to the comparative example shown in FIG. 5, the direction of the action line is reversed. Therefore, the action point P2 of the present embodiment is determined from the interval A between the action points P1 and P1 of the comparison example. , P2 has a larger interval B. This means that when the nut 5 receives the moment force M (see FIG. 2) with respect to the screw shaft 4, the present embodiment has higher rigidity than the comparative example. That is, according to the present embodiment, even when the nut 5 receives a moment force via the third link 110 of FIG.

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。   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.

本実施の形態であ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 which are this Embodiment. 図1の動弁機構に用いるボールねじ機構の部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view of the ball screw mechanism used for the valve operating mechanism of FIG. 本実施の形態にかかるボールねじ機構の軸線方向断面を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the axial direction cross section of the ball screw mechanism concerning this Embodiment. ロッカーアーム104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 rocker arm 104 position and the change of the lift amount of the valve | bulb 108. FIG. 比較例として示すボールねじ機構の軸線方向断面図である。It is an axial direction sectional view of a ball screw mechanism shown as a comparative example. 図5の構成の矢印VI部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the arrow VI part of the structure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ
1a 回転軸
2 ウォーム
3 ウォームホイール
4 ねじ軸
4a 雄ねじ溝
5 ナット
5B 仮想雌ねじ溝
5a 雌ねじ溝
5b 雌ねじ溝
6 ボール
7 循環部材
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
103a 孔
104 ロッカーアーム
104a 孔
105 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 リンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 1a Rotating shaft 2 Worm 3 Worm wheel 4 Screw shaft 4a Male thread groove 5 Nut 5B Virtual female thread groove 5a Female thread groove 5b Female thread groove 6 Ball 7 Circulating member 101 Drive shaft 101a Eccentric cam 102 Control shaft 102a Eccentric cam 103 Link 103a Hole 104 Rocker arm 104a Hole 105 Link 106 Output cam 107 Valve lifter 108 Valve 109 Position sensor 110 Link

Claims (4)

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形成された複数の転走路に沿って、それぞれ転動自在に配置された複数のボールと、
前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す複数の循環部材と、を有し、
1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝を、そのリードに沿って延長した場合、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝とズレが生じるようになっていることを特徴とするボールねじ機構。
A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a plurality of rolling paths formed between the opposing screw grooves, and
A plurality of circulating members attached to the nut and returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
A ball screw mechanism characterized in that when the female thread groove forming one rolling path is extended along the lead, the female thread groove forming another rolling path is displaced.
前記ねじ軸の軸線方向断面において、1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝における前記ボールが接触する点の法線と、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝に前記ボールが接触する点の法線とは、少なくとも軸線方向外向きに対向していることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ機構。   In the axial cross section of the screw shaft, the normal of the point where the ball contacts in the female thread groove forming one rolling path and the method of the point where the ball contacts the female thread groove forming another rolling path The ball screw mechanism according to claim 1, wherein the wire is opposed to at least an axially outward direction. 1つの転走路を形成する前記雌ねじ溝と、他の転走路を形成する前記雌ねじ溝とは不連続であることを特徴とする請求項1又は2に記載のボールねじ機構。   The ball screw mechanism according to claim 1 or 2, wherein the female screw groove forming one rolling path and the female screw groove forming another rolling path are discontinuous. 請求項1〜3のいずれかに記載のボールネジ機構を有することを特徴とする動弁機構。
A valve operating mechanism comprising the ball screw mechanism according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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