JP2011127555A

JP2011127555A - Actuator

Info

Publication number: JP2011127555A
Application number: JP2009288614A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ono; 隆小野
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator capable of using a general ball bearing while inhibiting the occurrence of a play between the ball bearing and a housing. <P>SOLUTION: A ball screw shaft 45 with an end 45a rotatably supported by the ball bearing 50 is rotated by the rotation drive of an electric motor 36 to move a ball nut 46 linearly in the axial direction and a control shaft is thereby rotatively controlled to variably control a valve lift amount of an intake valve. The outer ring 50a of the ball bearing is pressed from the axial direction by a spring force of a disk spring 63 via a ring member 62 and a washer 64 and is elastically held between the ring member and a stepped support face 35f of the housing 35 to absorb the play of the ball bearing to the housing by the repeated minute movement of the ball screw shaft in the axial direction during operation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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に用いられるアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator used in a variable valve operating apparatus that variably controls, for example, a valve lift amount and an operating angle of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine according to an engine operating state.

従来の内燃機関における可変動弁装置のアクチュエータは、電動モータの回転を減速する減速機を有し、この減速機として前記電動モータによって正逆回転制御される螺子軸と、該螺子軸の外周面に形成された雄ねじ部に内周の雌ねじ部が螺合して、螺子軸の回転に伴って軸方向へ移動可能な移動ナットとなどからなる螺子機構を用いたものがある。 An actuator of a variable valve device in a conventional internal combustion engine has a speed reducer that decelerates the rotation of an electric motor, a screw shaft that is controlled to rotate forward and backward by the electric motor as the speed reducer, and an outer peripheral surface of the screw shaft The internal threaded part is screwed into the externally threaded part, and a screw mechanism including a moving nut that can move in the axial direction as the screw shaft rotates is used.

前記移動ナットには、カムシャフトに発生した正負の交番トルクが制御軸を介して伝達されると共に、前記螺子軸にも伝達される。このため、前記螺子軸を軸支する前記ボールベアリングに軸方向のトルク荷重が前後方向に作用することから、ボールベアリングとハウジングが衝接して異音が発生するおそれがあった。 Positive and negative alternating torque generated on the camshaft is transmitted to the moving nut via the control shaft and also to the screw shaft. For this reason, since an axial torque load acts on the ball bearing supporting the screw shaft in the front-rear direction, the ball bearing and the housing may come into contact with each other to generate noise.

そこで、以下の特許文献１に記載した技術のように、ボールベアリングの外輪の肉厚を大きく形成し、この外輪の軸方向の一側面を、ハウジングに螺着した押圧部材によって軸方向から押圧することによってボールベアリングとハウジングとの間でのガタの発生を抑制して、異音の発生を防止するようになっている。 Therefore, as in the technique described in Patent Document 1 below, the outer ring of the ball bearing is made thick, and one axial side surface of the outer ring is pressed from the axial direction by a pressing member screwed to the housing. As a result, the occurrence of backlash between the ball bearing and the housing is suppressed, and the generation of abnormal noise is prevented.

特開２００５−２９１１６６号公報JP 2005-291166 A

しかしながら、特許文献１に記載のアクチュエータにあっては、前記螺子軸が交番トルクを受けたり、温度変化による膨張や収縮を繰り返すことによって、前記押圧部材の雄ねじ部がへたって緩んだり、塑性変形などが生じてしまうおそれがある。この結果、ボールベアリング全体が、経時的にガタが発生してハウジングに干渉し異音が発生するといった技術的課題を招いている。 However, in the actuator described in Patent Document 1, when the screw shaft receives an alternating torque or repeatedly expands and contracts due to a temperature change, the male thread portion of the pressing member loosens or is plastically deformed. May occur. As a result, the entire ball bearing has a technical problem in that the backlash generates over time, interferes with the housing and generates abnormal noise.

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、とりわけ、螺子軸を回転自在に支持する一対の軸受のうち、一方の軸受を、電動モータとハウジングの内面との間に介装された付勢部材によって軸方向から弾性的に支持したことを特徴としている。 The present invention has been devised in view of the actual state of the conventional actuator, and in particular, one of the pair of bearings that rotatably support the screw shaft is provided between the electric motor and the inner surface of the housing. It is characterized in that it is elastically supported from the axial direction by an urging member interposed between the two.

この発明によれば、一方の軸受が付勢部材によって軸方向のガタを吸収することから、ハウジングと干渉がなくなり異音の発生を抑制することができる。 According to this invention, since one bearing absorbs the backlash of an axial direction with an urging | biasing member, there is no interference with a housing and generation | occurrence | production of abnormal noise can be suppressed.

本発明の第１実施形態のアクチュエータを一部断面して示す側面図である。It is a side view which shows a partial cross section of the actuator of the first embodiment of the present invention. 本実施形態のアクチュエータの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the actuator of this embodiment. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本実施形態のアクチュエータが適用された可変動弁装置を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the variable valve apparatus to which the actuator of this embodiment was applied. 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１のＡ矢視図、Ｂは同最小リフト制御時の開弁作用を示す図１のＡ矢視図である。1A is a view as viewed in the direction of an arrow A in FIG. 1 showing a valve closing action at the time of minimum lift control in the variable valve apparatus, and B is a view of an arrow A in FIG. 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１のＡ矢視図、Ｂは同最大リフト制御時の開弁作用を示す図１のＡ矢視図である。1A is a view as viewed from an arrow A in FIG. 1 showing a valve closing action at the time of maximum lift control in the variable valve apparatus, and B is a view as seen from an arrow A of FIG. 1 showing a valve opening action at the time of the maximum lift control. 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。It is a valve lift characteristic view of each intake valve by the variable valve operating apparatus of this embodiment. 第２実施形態におけるアクチュエータを示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the actuator in 2nd Embodiment.

以下、本発明に係るアクチュエータを内燃機関の可変動弁装置に適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、この実施形態では、可変動弁装置をＶ型６気筒の内燃機関の吸気側に適用し、図面では片側３気筒に適用した場合を示している。 Hereinafter, an embodiment in which an actuator according to the present invention is applied to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the variable valve operating device is applied to the intake side of a V-type 6-cylinder internal combustion engine, and the drawing shows a case where it is applied to one-side 3 cylinders.

〔第１実施形態〕
前記可変動弁装置は、図４〜図６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気筒あたり一対の吸気弁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。 [First Embodiment]
As shown in FIGS. 4 to 6, the variable valve operating device is slidably provided on the cylinder head 1 via a valve guide (not shown) and is urged in the closing direction by valve springs 3 and 3. A pair of intake valves 2, 2 per cylinder, a variable mechanism 4 that variably controls the valve lift amount of each intake valve 2, 2, a control mechanism 5 that controls the operating position of the variable mechanism 4, and the control mechanism And a drive mechanism 6 that is an actuator that rotationally drives the motor 5.

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に揺動力として伝達する伝達機構と、を備えている。 The variable mechanism 4 includes a hollow drive shaft 13 rotatably supported by a bearing 14 provided on the upper portion of the cylinder head 1, and a drive cam 15 which is an eccentric rotary cam fixed to the drive shaft 13 by press-fitting or the like. And is pivotally supported on the outer peripheral surface of the drive shaft 13 and slidably contacts the upper surfaces of the valve lifters 16, 16 disposed at the upper ends of the intake valves 2, 2 to open the intake valves 2, 2. Transmission that transmits the rotational force of the drive cam 15 to the swing cams 17 and 17 as a swing force linked to the two swing cams 17 and 17 to be operated and the drive cam 15 and the swing cams 17 and 17. And a mechanism.

前記駆動軸１３は、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４中、時計方向（矢印方向）に設定されている。 The drive shaft 13 is arranged along the longitudinal direction of the engine, and is driven from an engine crankshaft via a driven sprocket (not shown) provided at one end, a timing chain wound around the driven sprocket, and the like. A rotational force is transmitted, and this rotational direction is set in the clockwise direction (arrow direction) in FIG.

前記軸受１４は、図５Ａ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。 As shown in FIG. 5A, the bearing 14 is provided at the upper end portion of the cylinder head 1 to support the upper portion of the drive shaft 13, and the control shaft described later is provided at the upper end portion of the main bracket 14a. The brackets 14a and 14b are rotatably fastened together by a pair of bolts 14c and 14c.

前記駆動カム１５は、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。 The drive cam 15 has a substantially ring shape, and includes an annular cam main body and a cylindrical portion integrally provided on the outer end surface of the cam main body, and a drive shaft insertion hole is formed through the inner shaft. In addition, the axis Y of the cam body is offset from the axis X of the drive shaft 13 in the radial direction by a predetermined amount.

前記両揺動カム１７は、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円筒状のカムシャフト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が形成されている。この各カム面２２は、カムシャフト２０側のベースサークル面と、該ベースサークル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を有しており、該ベースサークル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。 Both the swing cams 17 have substantially the same raindrop shape and are integrally provided at both ends of the cylindrical camshaft 20, and the camshaft 20 is connected to the drive shaft 13 via the inner peripheral surface. Is supported rotatably. In addition, a pin hole is formed through the tip of the cam nose portion 21 and a cam surface 22 is formed on the lower surface. Each cam surface 22 includes a base circle surface on the camshaft 20 side, a ramp surface extending in an arc shape from the base circle surface to the cam nose portion 21 side, and a maximum lift of the cam nose portion 21 from the ramp surface to the tip side of the cam nose portion 21. A lift surface is connected to the top surface, and the base circle surface, the ramp surface, and the lift surface come into contact with predetermined positions on the upper surface of each valve lifter 16 according to the swing position of the swing cam 17. ing.

前記伝達機構は、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。 The transmission mechanism includes a rocker arm 23 disposed above the drive shaft 13, a link arm 24 linking the one end 23 a of the rocker arm 23 and the drive cam 15, the other end 23 b of the rocker arm 23, and the swing cam 17. And a link rod 25 that links the two.

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。 The rocker arm 23 is rotatably supported by a control cam 33 (to be described later) through a support hole at a cylindrical base portion at the center. Further, the one end portion 23a protruding from the outer end portion of the cylindrical base portion has a pin hole through which the pin 26 is fitted, while the other end portion protruding from the inner end portion of the base portion. 23b has a pin hole into which a pin 27 connected to one end of the link rod 25 is inserted.

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。 The link arm 24 includes an annular base portion 24a having a relatively large diameter and a projecting end 24b projecting at a predetermined position on the outer peripheral surface of the base portion 24a. The drive cam is located at the center of the base portion 24a. A fitting hole 24c into which 15 cam bodies are rotatably fitted is formed, and a pin hole through which the pin 26 is rotatably inserted is formed in the protruding end 24b.

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。 The link rod 25 is formed in a substantially square shape having a concave shape on the rocker arm 23 side, and is inserted into each pin hole of the other end portion 23b of the rocker arm 23 and the cam nose portion 21 of the swing cam 17 at both end portions 25a and 25b. Pin insertion holes through which end portions of the pins 27 and 28 are rotatably inserted are formed.

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図外のスナップリングがそれぞれ設けられている。 A snap ring (not shown) that restricts the movement of the link arm 24 and the link rod 25 in the axial direction is provided at one end of each pin 26, 27, 28.

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。 The control mechanism 5 is rotatably mounted on the same bearing 14 at a position above the drive shaft 13, and is fixed to the outer periphery of the control shaft 32 and is slidably fitted into a support hole of the rocker arm 23. And a control cam 33 serving as a rocking fulcrum of the rocker arm 23.

前記制御軸３２は、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と共に、前記駆動機構６によって正転あるいは逆転方向へ回転制御されるようになっている。 The control shaft 32 is disposed in the longitudinal direction of the engine in parallel with the drive shaft 13, and a journal portion at a predetermined position is rotatably supported between the main bracket 14a and the sub bracket 14b of the bearing 14. In addition, the rotation is controlled in the forward or reverse direction by the drive mechanism 6.

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。 The control cam 33 has a cylindrical shape, and the position of the axis P2 is deviated from the axis P1 of the control shaft 32 by a predetermined amount.

また、前記制御軸３２は、一方側の最大回転位置と他方側の最大回転位置がストッパ機構３１によって規制されるようになっている。このストッパ機構３１は、シリンダヘッド１の上端部に突設された図外のストッパ壁と、制御軸３２の外周面に一体的に固定されたストッパ部材３１ａとから構成され、前記ストッパ部材３１ａの両側縁がストッパ壁の対向面にそれぞれ当接して制御軸３２の正逆最大回転位置を規制するようになっている。 Further, the control shaft 32 is configured such that the maximum rotation position on one side and the maximum rotation position on the other side are regulated by the stopper mechanism 31. The stopper mechanism 31 includes a stopper wall (not shown) that protrudes from the upper end of the cylinder head 1 and a stopper member 31a that is integrally fixed to the outer peripheral surface of the control shaft 32. Both side edges come into contact with the opposing surfaces of the stopper wall to regulate the maximum forward / reverse rotation position of the control shaft 32.

前記駆動機構６は、図１及び図２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電動モータ３６と、ハウジング３５の内部空間に収容されて、該電動モータ３６の回転力を前記制御軸３２に伝達する減速機であるボール螺子機構３７と、から構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the drive mechanism 6 includes a housing 35 fixed to the rear end portion of the cylinder head 1, an electric motor 36 fixed to one end portion of the housing 35, and the interior of the housing 35. The ball screw mechanism 37 is a speed reducer that is housed in a space and transmits the rotational force of the electric motor 36 to the control shaft 32.

前記ハウジング３５は、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、ボール螺子機構３７が収容配置された細長い収容室３５ａと、該収容室３５ａの上端部に上方へ突出して、内部に前記制御軸３２の一端部３２ａが臨む膨出室３５ｂと、電動モータ３６と反対側を閉塞する隔壁３５ｃとをそれぞれ有している。 The housing 35 is integrally formed of an aluminum alloy material or the like, is disposed along the direction substantially perpendicular to the axial direction of the control shaft 32 inside, and an elongated housing chamber 35a in which a ball screw mechanism 37 is housed. Each of the housing chambers 35a has a bulging chamber 35b that protrudes upward from the upper end portion of the housing chamber 35a and faces the one end portion 32a of the control shaft 32, and a partition wall 35c that closes the opposite side of the electric motor 36.

さらに、前記収容室３５ａは、隔壁３５ｃと軸方向反対側の位置に円筒形状の開口部３５ｄが形成されていると共に、該開口部３５ｄの内側には後述するボールベアリングを保持する小径段差状のベアリング保持溝３５ｅが形成されており、このベアリング保持溝３５ｅは内側端に段差支持面３５ｆが形成されている。 Further, the storage chamber 35a has a cylindrical opening 35d formed at a position opposite to the partition wall 35c in the axial direction, and a small-diameter stepped shape for holding a ball bearing described later inside the opening 35d. A bearing holding groove 35e is formed, and a step support surface 35f is formed at the inner end of the bearing holding groove 35e.

前記電動モ−タ３６は、一般的な比例型のＤＣモータによって構成され、アルミ合金材によってほぼ円筒状に形成されたモータケーシング３８の先端側に矩形ブロックの固定部３８ａが一体に設けられている。この固定部３８ａは、先端側に前記収容室３５ａの前記開口部３５ｄを封止するほぼ円筒状の嵌入部３８ｂが一体に設けられており、前記嵌入部３８ｂが開口部３５ｄ内に嵌入した状態で複数のボルト３９によってハウジング３５に固定されている。前記嵌入部３８ｂは、先端部に小径な円筒状の環状突起３８ｃが一体に設けられている。 The electric motor 36 is constituted by a general proportional type DC motor, and a rectangular block fixing portion 38a is integrally provided at the front end side of a motor casing 38 formed in a substantially cylindrical shape by an aluminum alloy material. Yes. The fixing portion 38a is integrally provided with a substantially cylindrical fitting portion 38b for sealing the opening portion 35d of the storage chamber 35a on the distal end side, and the fitting portion 38b is fitted in the opening portion 35d. And fixed to the housing 35 by a plurality of bolts 39. The fitting portion 38b is integrally provided with a cylindrical annular projection 38c having a small diameter at the tip.

前記電動モータ３６の出力軸である駆動シャフト３６ａは、図１及び図２に示すように、前記固定部３８ａと嵌入部３８ｂ及び前記環状突起３８ｃの内部軸心方向に連続して形成された挿通孔３８ｄ内に挿通されて、段差小径状に形成された先端部３６ｂが前記開口部３５ｄ内に臨んでいると共に、先端部３６ｂの外周にセレーション凹凸が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a drive shaft 36a, which is an output shaft of the electric motor 36, is inserted through the fixed portion 38a, the fitting portion 38b, and the annular protrusion 38c in the inner axial direction. A tip portion 36b that is inserted into the hole 38d and has a stepped small diameter faces the opening 35d, and serration irregularities are formed on the outer periphery of the tip portion 36b.

また、駆動シャフト３６ａの前記先端部３６ｂ側と前記挿通孔３８ｄとの間には、前記収容室３５ａからモータケーシング３８内に潤滑油の流入を阻止するシール部材６０が設けられている。 Further, a seal member 60 is provided between the tip end portion 36b side of the drive shaft 36a and the insertion hole 38d to prevent lubricating oil from flowing into the motor casing 38 from the housing chamber 35a.

さらに、電動モータ３６は、図１及び図４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から出力された制御電流によって正逆回転駆動するようになっている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the electric motor 36 is driven to rotate forward and backward by a control current output from a control unit 40 that detects the operating state of the engine.

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ポテンショメータ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にコネクタを介して制御電流を出力している。 The control unit 40 feeds back detection signals from various sensors such as a crank angle sensor 41, an air flow meter 42, a water temperature sensor 43, and a potentiometer 44 to detect the rotational position of the control shaft 32, and feeds back the current engine. The operating state is detected by calculation or the like, and a control current is output to the electric motor 36 via a connector.

前記ボール螺子機構３７は、図１に示すように、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ナットであるボールナット４６と、膨出室３５ｂ内で前記制御軸３２の一端部３２ａに軸方向からボルト５９によ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いる。 As shown in FIG. 1, the ball screw mechanism 37 includes a ball screw shaft 45 disposed substantially coaxially with the drive shaft 36 a of the electric motor 36 in the housing chamber 35 a of the housing 35, and the ball screw shaft 45. A ball nut 46 that is a moving nut screwed to the outer periphery, a linkage arm 47 that is connected to one end portion 32a of the control shaft 32 by a bolt 59 in the bulging chamber 35b from the axial direction, the linkage arm 47 and the ball The link member 48 that links the nut 46 is mainly configured.

前記ボール螺子軸４５は、軸方向の両端部４５ａ、４５ｂ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、軸方向の一端部４５ａが前記収容室３５ａの一端開口部３５ｄ内に臨んで軸受であるボールベアリング５０によって回転自在に軸受けされている。一方、他端部４５ｂが前記端壁３５ｃ内のベアリング保持穴３５ｇに固定された軸受であるプレーンベアリング５１によって回転自在に軸受けされている。 In the ball screw shaft 45, a ball circulation groove 49, which is a screw portion having a predetermined width, is continuously formed in a spiral shape on the entire outer peripheral surface excluding both end portions 45a and 45b in the axial direction, and one end portion in the axial direction. 45a faces the one end opening 35d of the storage chamber 35a and is rotatably supported by a ball bearing 50 as a bearing. On the other hand, the other end 45b is rotatably supported by a plain bearing 51 which is a bearing fixed to the bearing holding hole 35g in the end wall 35c.

前記ボール螺子軸４５の一端部４５ａは、段差小径状に形成されて、先端面が前記駆動シャフト３６の先端面に所定隙間をもって対峙していると共に、軸本体との間に段差部４５ｃが形成されている。一方、ボルト螺子軸４５の他端部４５ｂは、軸本体より僅かに小径に形成されている。 One end portion 45a of the ball screw shaft 45 is formed to have a small stepped diameter, the tip surface faces the tip surface of the drive shaft 36 with a predetermined gap, and the step portion 45c is formed between the shaft main body. Has been. On the other hand, the other end 45b of the bolt screw shaft 45 is formed to have a slightly smaller diameter than the shaft main body.

また、ボール螺子軸４５の一端部４５ａの先端部と該先端部に軸方向から対峙する前記電動モータ３６のモータ軸３６ａの先端部３６ｂとは、円筒状の継手部材であるカップリング５２によって同軸上で互いに軸方向へ移動可能に連結されている。かかる両者４５ａ、３６ｂの連結によって電動モータ３６の回転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。 The tip of one end 45a of the ball screw shaft 45 and the tip 36b of the motor shaft 36a of the electric motor 36 facing the tip from the axial direction are coaxially connected by a coupling 52 which is a cylindrical joint member. They are connected to each other so as to be movable in the axial direction. By connecting the both 45a and 36b, the rotational force of the electric motor 36 is transmitted to the ball screw shaft 45, and the ball screw shaft 45 is allowed to move slightly in the axial direction.

前記カップリング５２は、内部軸方向に段差径状の連結用孔５２ａが形成されて、該連結用孔５２ａの前記ボールベアリング５０側に形成された大径孔を介して前記ボール螺子軸４５の一端部４５ａの先端部に圧入固定されている。また、連結用孔５２ａの大径孔と反対側の小径孔の内周面に形成されたセレーション部に前記駆動シャフト３６ａの先端部３６ｂがセレーション結合されており、このセレーション結合は、駆動シャフト３６ａが連結用孔５２ａ内で軸方向へ自由に移動可能な状態になっている。これによって、前記駆動シャフト３６ａとボール螺子軸４５とは、カップリング５２を介して互いに軸方向へ相対的に移動可能になっている。 The coupling 52 is formed with a connecting hole 52a having a stepped diameter in the direction of the internal axis, and the ball screw shaft 45 has a large diameter hole formed on the ball bearing 50 side of the connecting hole 52a. It is press-fitted and fixed to the tip of the one end 45a. Further, the tip portion 36b of the drive shaft 36a is serrated to the serration portion formed on the inner peripheral surface of the small-diameter hole opposite to the large-diameter hole of the connecting hole 52a, and this serration coupling is connected to the drive shaft 36a. Is freely movable in the axial direction within the connecting hole 52a. Thus, the drive shaft 36 a and the ball screw shaft 45 are movable relative to each other in the axial direction via the coupling 52.

前記ボールベアリング５０は、前記ボール螺子軸４５の一端部４５ａ側を軸支する一般的な構造であって、外輪５０ａと内輪５０ｂとの間に複数のボール５０ｃが転動自在に保持されている。前記外輪５０ａは、前記ベアリング支持溝３５ｅ内に嵌合保持され、外周面がベアリング支持溝３５ｅの内周面と僅かな隙間をもって遊嵌状態になっていると共に、軸方向内側の一側面が前記ベアリング支持溝３５ｅの段差支持面３５ｆに軸方向から当接して一方軸方向の移動が規制されている。前記内輪５０ｂは、内周面５０ｄを介して前記ボール螺子軸４５の一端部４５ａに軽圧入されていると共に、内周部の軸方向一端縁が前記一端部４５ａの段差部４５ｃに軸方向から当接して一方軸方向の移動が規制されている。 The ball bearing 50 has a general structure that supports the one end 45a side of the ball screw shaft 45, and a plurality of balls 50c are rotatably held between an outer ring 50a and an inner ring 50b. . The outer ring 50a is fitted and held in the bearing support groove 35e, and its outer peripheral surface is loosely fitted with a slight gap with the inner peripheral surface of the bearing support groove 35e, and one side surface in the axial direction is the above-described one side surface. The movement in the one axial direction is restricted by contacting the step supporting surface 35f of the bearing supporting groove 35e from the axial direction. The inner ring 50b is lightly press-fitted into one end portion 45a of the ball screw shaft 45 via an inner peripheral surface 50d, and one axial end edge of the inner peripheral portion extends from the axial direction to the step portion 45c of the one end portion 45a. The movement in one axial direction is restricted by contact.

また、前記ボールベアリング５０は、外輪５０ａが前記開口部３５ｄの内部に設けられた付勢機構６１によって前記ハウジング３５の段差支持面３５ｆ方向へ付勢されつつ支持されている。 The ball bearing 50 is supported while the outer ring 50a is urged in the direction of the step support surface 35f of the housing 35 by an urging mechanism 61 provided inside the opening 35d.

前記付勢機構６１は、図１及び図２に示すように、前記開口部３５ｄのベアリング支持溝３５ｅ側に有する環状段差面３５ｈに近接して配置された円環部材６２と、円環部材６２の一側面に当接した付勢部材である皿ばね６３と、該皿ばね６３と前記環状突起３８ｃの先端面との間に介装されたワッシャ６４とから構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the urging mechanism 61 includes an annular member 62 disposed in the vicinity of the annular step surface 35h on the bearing support groove 35e side of the opening 35d, and an annular member 62. And a washer 64 interposed between the disc spring 63 and the tip surface of the annular projection 38c.

前記円環部材６２は、図２に示すように、鉄系金属によって肉厚円環状に形成され、その外径が前記開口部３５ｄの内径よりも僅かに小さく設定されて軸方向へ移動可能になっていると共に、電動モータ３６と反対側の一側面の内周部６２ａが前記外輪５０ａの他側面に当接しており、前記一側面の外周部と前記環状段差面３５ｈとの間に、前記内周部の当接を確保する微小隙間Ｃが形成されている。また、円環部材６２は、軸心側の中央位置に前記カップリング５２の外周面に所定間隔をもって嵌合する嵌合孔６２ｂが形成されている。 As shown in FIG. 2, the annular member 62 is formed in a thick annular shape with an iron-based metal, and its outer diameter is set slightly smaller than the inner diameter of the opening 35d so that it can move in the axial direction. And an inner peripheral portion 62a on one side opposite to the electric motor 36 is in contact with the other side surface of the outer ring 50a, and between the outer peripheral portion on the one side surface and the annular step surface 35h, A minute gap C is formed to ensure contact of the inner periphery. In addition, the annular member 62 is formed with a fitting hole 62b that is fitted to the outer peripheral surface of the coupling 52 with a predetermined interval at a central position on the axial center side.

前記皿ばね６３は、鉄系金属によって円環状に形成され、その外径が前記円環部材６２とほぼ同一に設定されていると共に、電動モータ３６と反対側の一側面の外周部が前記円環部材６２の他側面の外周部に弾接し、また他側面の内周部が前記ワッシャ６４の一側面に弾接している。また、中央位置には前記円環部材６２の嵌合孔６２ｂと同じくカップリング５２の外周面に所定間隔をもって嵌合する嵌合孔が形成されている。 The disc spring 63 is formed in an annular shape from an iron-based metal, and has an outer diameter set substantially the same as that of the annular member 62, and an outer peripheral portion on one side opposite to the electric motor 36 is the circular shape. The ring member 62 is in elastic contact with the outer peripheral portion of the other side surface, and the inner peripheral portion of the other side surface is elastically in contact with one side surface of the washer 64. Further, a fitting hole is formed at the center position to be fitted to the outer peripheral surface of the coupling 52 at a predetermined interval, like the fitting hole 62b of the annular member 62.

前記ワッシャ６４は、鉄系金属によって円環状に形成され、その外径が前記外輪５０ａの外径とほぼ同一に設定されていると共に、中央位置に前記カップリング５２の外周面に対して摺動可能な孔が形成されている。また、ワッシャ６４の一側面には、前記モータケーシング３８の環状突起３８ｃの先端面が軸方向から圧接して前記皿ばね６３にばね力を発生させている。 The washer 64 is formed in an annular shape from an iron-based metal, and its outer diameter is set to be substantially the same as the outer diameter of the outer ring 50a, and slides with respect to the outer peripheral surface of the coupling 52 at a central position. Possible holes are formed. Further, the tip surface of the annular projection 38c of the motor casing 38 is pressed against the side surface of the washer 64 from the axial direction to generate a spring force on the disc spring 63.

すなわち、前記モータケーシング３８をハウジング３５の開口部３５ｂ側にボルト３９によって取り付ける際に、前記嵌入部３８ｂを開口部３５ｂ内に軸方向から嵌入すると共に環状突起３８ｃの先端面でワッシャ６４の電動モータ３６側の一側面を軸方向から押圧すると、自由状態にあった皿ばね６３は前記円環部材６２との間で圧縮変形してばね力が発生する。したがって、前記外輪５０ｂは、皿ばね６３による軸方向のばね力によって、円環部材６２と前記段差支持面３５ｆとの間に挟持されながら弾持固定されるのである。 That is, when the motor casing 38 is attached to the opening 35b side of the housing 35 with the bolt 39, the fitting portion 38b is fitted into the opening 35b from the axial direction, and the electric motor of the washer 64 is fitted to the front end surface of the annular protrusion 38c. When one side surface of the 36 side is pressed from the axial direction, the disc spring 63 in a free state is compressed and deformed between the annular member 62 and a spring force is generated. Therefore, the outer ring 50b is elastically fixed while being sandwiched between the annular member 62 and the step support surface 35f by the axial spring force of the disc spring 63.

一方、ボールベアリング５０の内輪５０ｂは、予め前記カップリング５２の一端面と前記ボール螺子軸４５の段差部４５ｃとの間に、挟持状態で固定されている。つまり、前記カップリング５２をボール螺子軸４５の一端部４５ａに軸方向から圧入することによって、該カップリング５２の一端面と段差部４５ｃとの間に挟持状態に固定されるのである。 On the other hand, the inner ring 50 b of the ball bearing 50 is fixed in advance between the one end surface of the coupling 52 and the stepped portion 45 c of the ball screw shaft 45. That is, by pressing the coupling 52 into the one end portion 45a of the ball screw shaft 45 from the axial direction, the coupling 52 is fixed between the one end surface of the coupling 52 and the stepped portion 45c.

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と共同して図外の複数のボールを転動自在に保持するガイド溝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とガイド溝との間を転動する前記複数のボール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。 The ball nut 46 is formed in a substantially cylindrical shape, and a guide groove for continuously holding a plurality of balls not shown in the figure is formed in a spiral manner in cooperation with the ball circulation groove 49 on the inner peripheral surface. At the same time, two deflectors for setting the circulating rows of a plurality of balls at two positions in the axial direction of the ball nut 46 are attached. In other words, this deflector guides the balls so as to return to the circulation row again in order to circulate the plurality of balls rolling between the ball circulation grooves 49 and the guide grooves in the same groove. Yes, this circulation train is provided at two positions in the front and rear in the axial direction.

前記ボールナット４６は、各ボール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、このボールナット４６は、軸方向のほぼ中央の両側部が前記リンク部材４８の一端部に左右一対の枢支ピン５３、５４を介して回転自在に連結されている。 The ball nut 46 is applied with a moving force in the axial direction while converting the rotational motion of the ball screw shaft 45 into a linear motion to the ball nut 46 via each ball. In addition, the ball nut 46 is rotatably connected to both ends at the center in the axial direction to one end of the link member 48 via a pair of left and right pivot pins 53 and 54.

前記連係アーム４７は、図１に示すように、ほぼ菱形状に形成され、基部が制御軸３２の一端部３２ａに軸方向から一対のボルト５９によって結合固定されていると共に、基部の一端側に突設された突部４７ａに前記リンク部材４８の他端部が枢支ピン５５によって回転自在に連結されている。 As shown in FIG. 1, the linkage arm 47 is formed in a substantially rhombus shape, and a base portion is coupled and fixed to one end portion 32 a of the control shaft 32 by a pair of bolts 59 from the axial direction, and on one end side of the base portion. The other end of the link member 48 is rotatably connected by a pivot pin 55 to the projecting portion 47a.

前記リンク部材４８は、図３にも示すように、板材をプレス成形によってほぼＨ字形状に形成され、平行な一対の細長い平板状リンク部の一端部４８ａ、４８ａが前記ボールナット４６の両側に跨がって配置されて前記枢支ピン５３，５４を介してボールナット４６に回転自在に連結されている。 As shown in FIG. 3, the link member 48 is formed in a substantially H shape by press-molding a plate material, and one end portions 48 a and 48 a of a pair of parallel flat plate-like link portions are formed on both sides of the ball nut 46. It is arranged across the bridge and is rotatably connected to the ball nut 46 via the pivot pins 53 and 54.

前記枢支ピン５３，５４は、各基端部５３ａ、５４ａが前記リンク部材４８の一端部４８ａ、４８ａに貫通形成された圧入用孔４８ｃ、４８ｃに圧入固定されていると共に、各先端部５３ｂ、５４ｂが前記ボールナット４６の両側部に径方向に沿って穿設された係入孔４６ａ、４６ａに回転摺動自在に係入している。前記基端部５３ａ、５４ａは、ほぼバレル状に形成されて外周縁５３ｃ、５４ｃが円環状に切欠形成されていると共に、各先端部５３ｂ、５４ｂとの境界部５３ｄ、５４ｄも円環状に切欠形成されている。したがって、各枢支ピン５３，５４は、前記各切欠によって軽量化が図れると共に、境界部５３ｄ、５４ｄによって各先端部５３ｂ、５４ｂの各係入孔４６ａ、４６ａ内での摺動性が良好になる。 The pivot pins 53, 54 are press-fitted and fixed to press-fitting holes 48c, 48c formed through the one end portions 48a, 48a of the link member 48 at the base end portions 53a, 54a, respectively. , 54b are slidably engaged with engagement holes 46a, 46a formed in the both sides of the ball nut 46 along the radial direction. The base end portions 53a and 54a are formed in a substantially barrel shape, and outer peripheral edges 53c and 54c are formed in an annular shape, and boundaries 53d and 54d with the distal end portions 53b and 54b are also formed in an annular shape. Is formed. Therefore, the pivot pins 53 and 54 can be reduced in weight by the notches, and the slidability in the engagement holes 46a and 46a of the distal end portions 53b and 54b can be improved by the boundary portions 53d and 54d. Become.

また、前記ボールナット４６の軸方向の一端部に設けられた円板状のスプリングリテーナ５６と、端壁３５ｃの内面に形成されたスプリング保持溝５７との間には、前記ボールナット４６を電動モータ３６の方向（制御軸３２を最小バルブリフト量の回転制御軸方向）へ付勢するコイルスプリング５８が弾装されている。このコイルスプリング５８は、ばね力が比較的小さく設定されて、前記ボールナット４６を電動モータ３６方向へ押圧することによって前記ボール環状溝４９とガイド溝及びボールとの間の隙間(バックラッシ隙間)を吸収してボールナット４６の軸方向のガタ付きを抑制するようになっている。 The ball nut 46 is electrically driven between a disc-shaped spring retainer 56 provided at one end of the ball nut 46 in the axial direction and a spring holding groove 57 formed on the inner surface of the end wall 35c. A coil spring 58 that urges the motor 36 in the direction of the motor 36 (in the direction of the rotation control axis with the minimum valve lift) is mounted. The coil spring 58 is set to have a relatively small spring force, and presses the ball nut 46 toward the electric motor 36 to create a gap (backlash gap) between the ball annular groove 49 and the guide groove and the ball. It absorbs and the backlash of the ball nut 46 in the axial direction is suppressed.

また、前記ハウジング３５の収容室３５ａ内には、図外の潤滑油供給通路から潤滑油が供給されて、前記環状突起３８ｃに径方向へ貫通形成された油孔６５を介して前記カップリング５２や付勢機構６１などに潤滑油が供給されるようになっている。 Also, the coupling oil is supplied into the housing chamber 35a of the housing 35 through an oil hole 65 which is supplied from a lubricating oil supply passage (not shown) and penetrates the annular protrusion 38c in the radial direction. Lubricating oil is supplied to the biasing mechanism 61 and the like.

以下、本実施形態に係るアクチュエータの作動を説明する。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では、コントロールユニット４０から出力された制御電流によって電動モータ３６が回転してこの回転トルクによりボール螺子軸４５が回転する。 Hereinafter, the operation of the actuator according to the present embodiment will be described. For example, in the low rotation operation region including the idling operation of the engine, the electric motor 36 is rotated by the control current output from the control unit 40, and the ball screw shaft 45 is rotated by this rotational torque.

そうすると、この回転に伴って各ボールがボール循環溝４９とガイド溝との間を転動しながらボールナット４６を、図１に示すように、図中、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、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、前記ストッパ機構３１によってそれ以上の回転が規制される。 Then, with this rotation, each ball moves between the ball circulation groove 49 and the guide groove, and the ball nut 46 is linearly moved in the maximum left direction in the drawing as shown in FIG. As a result, the control shaft 32 is rotationally driven clockwise by the link member 48 and the linkage arm 47, and further rotation is restricted by the stopper mechanism 31.

したがって、制御カム３３は、軸心Ｐ２が図５Ａ、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。 Therefore, in the control cam 33, the shaft center P2 rotates around the shaft center P1 of the control shaft 32 with the same radius as shown in FIGS. 5A and 5B, and the thick portion moves away from the drive shaft 13 upward. . As a result, the other fulcrum 23b of the rocker arm 23 and the pivot point of the link rod 25 move upward with respect to the drive shaft 13, so that each swing cam 17 is connected to the cam nose portion 21 via the link rod 25. The side is forcibly pulled up and the whole is rotated clockwise.

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を介して各揺動カム１７及び各バルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量は十分に小さくなる。 Therefore, when the drive cam 15 rotates and pushes up the one end portion 23 a of the rocker arm 23 via the link arm 24, the valve lift amount is transmitted to each swing cam 17 and each valve lifter 16 via the link rod 25. However, the lift amount becomes sufficiently small.

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７に示すよう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、制御軸３２をストッパ位置から浮かせてＬ１よりも若干高いリフトとし、リフト量の微細な制御を行うようにしてもよい。 Therefore, in such a low rotation region of the engine, the valve lift amount L1 becomes the smallest as shown in FIG. 7, so that the opening timing of each intake valve 2 is delayed and the valve overlap with the exhaust valve is reduced. For this reason, improvement in fuel consumption and stable rotation of the engine can be obtained. Alternatively, the control shaft 32 may be lifted from the stopper position so that the lift is slightly higher than L1, and the lift amount may be finely controlled.

また、例えば、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からの制御電流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が各ボールを介して図１に示す位置から右方向へ直線移動する。 Further, for example, when the engine is shifted to the high engine speed region, the electric motor 36 is rotated in reverse by the control current from the control unit 40, and this rotational torque is transmitted to the ball screw shaft 45 and rotated. The ball nut 46 moves linearly from the position shown in FIG.

したがって、前記制御軸３２は、図５Ａ、Ｂの位置から反時計方向へ回転して、ストッパ機構３１によって規制されるまで同方向に回転する。これにより、制御カム３３は、図６Ａ、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。 Therefore, the control shaft 32 rotates counterclockwise from the position of FIGS. 5A and 5B and rotates in the same direction until it is regulated by the stopper mechanism 31. As a result, the control cam 33 rotates the axis P2 downward as shown in FIGS. 6A and 6B. For this reason, the rocker arm 23 is now moved toward the drive shaft 13 in its entirety, and the other end 23b presses the cam nose portion 21 of the swing cam 17 downward via the link rod 25, thereby moving the swing cam. 17 is rotated counterclockwise by a predetermined amount.

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、そのリフト量は大きくなる。 Therefore, when the drive cam 15 rotates and pushes up the one end portion 23a of the rocker arm 23 via the link arm 24, the valve lift amount is transmitted to the swing cam 17 and the valve lifter 16 via the link rod 25. The lift amount increases.

したがって、かかる高回転領域では、各吸気弁２のバルブリフト量Ｌ３が図７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。 Accordingly, in such a high rotation region, the valve lift amount L3 of each intake valve 2 is maximized as shown in FIG. 7, and the opening timing of each intake valve 2 is advanced and the closing timing is delayed. As a result, the intake charging efficiency is improved and a sufficient output can be secured.

なお、機関の停止時には、前記コイルスプリング５８のばね力によってボールナット４６をボール螺子軸４５の軸方向の中間位置に保持することができるので、前記制御軸３２を介して吸気弁２，２を機関再始動に適したリフト量に制御することができる。これによって、良好な始動性が得られる。 When the engine is stopped, the ball nut 46 can be held at an intermediate position in the axial direction of the ball screw shaft 45 by the spring force of the coil spring 58, so that the intake valves 2 and 2 are connected via the control shaft 32. It is possible to control the lift amount suitable for restarting the engine. As a result, good startability can be obtained.

そして、本実施形態では、前述のように、作動中に前記ボール螺子軸４５が、制御軸３２から伝達された交番トルクなどによって軸方向へ微小に繰り返し移動しても、前記ボールベアリング５０内輪５０ｂはこれと一緒に微小移動するものの前記外輪５０ａは、皿ばね６３のばね力によって円環部材６２と段差支持面３５ｆとの間に弾性的に挟持されることから、外輪５０ａとハウジング３５の軸方向にはガタが発生しない。この結果、外輪５０ａのハウジング３５に対する干渉のおそれがなく、異音の発生を抑制できる。 In the present embodiment, as described above, even if the ball screw shaft 45 is repeatedly moved in the axial direction by an alternating torque transmitted from the control shaft 32 during operation, the inner ring 50b of the ball bearing 50 is used. However, the outer ring 50a is elastically sandwiched between the annular member 62 and the step support surface 35f by the spring force of the disc spring 63, so that the shaft of the outer ring 50a and the housing 35 is There is no play in the direction. As a result, there is no possibility of interference with the housing 35 of the outer ring 50a, and the generation of abnormal noise can be suppressed.

特に、前述のように、外輪５０ａのガタを効果的に抑制できることから、耐久性の低下も抑制できる。 In particular, as described above, the backlash of the outer ring 50a can be effectively suppressed, so that a decrease in durability can also be suppressed.

また、ボールベアリング５０の内輪５０ｂは、ボール螺子軸４５の段差部４５ｃとカップリング５２との間に挟持状態に固定されているから、前記ボール螺子軸４５の軸方向の微小移動と一緒に微小移動するが、前記外輪５０ａが皿ばね６３によって軸方向に弾性的に保持されているので、前記軸方向の微小移動によるボール５０ｃとの干渉が皿ばね６３の弾性力によって吸収される。この結果、ボールベアリング５０自体のガタによる異音の発生も抑制することができる。 Further, since the inner ring 50b of the ball bearing 50 is fixed between the stepped portion 45c of the ball screw shaft 45 and the coupling 52, the inner ring 50b is minute together with the minute movement of the ball screw shaft 45 in the axial direction. Although the outer ring 50a is elastically held in the axial direction by the disc spring 63, the interference with the ball 50c due to the minute axial movement is absorbed by the elastic force of the disc spring 63. As a result, it is possible to suppress the occurrence of abnormal noise due to the backlash of the ball bearing 50 itself.

しかも、前記ボールベアリング５０は、外輪５０ａなどの形状を特別なものではなく一般的なものを用いることができるので、コストの高騰を抑制できる。 In addition, the ball bearing 50 can use a general shape rather than a special shape such as the outer ring 50a, so that an increase in cost can be suppressed.

また、前記皿ばね６３のばね力は、高硬度の円環部材６２やワッシャ６４が直接受け、ハウジング３５やモータケーシング３８には直接作用しないことから、たとえボール螺子軸４５の軸方向へ微小に繰り返し移動して皿ばね６３のばね荷重が大きくなっても、軟硬度のハウジング３５やモータケーシング３８の部分的な箇所の経時的な座屈やへたりなどの発生などを抑制できる。 Further, the spring force of the disc spring 63 is directly received by the hard ring member 62 and the washer 64, and does not directly act on the housing 35 or the motor casing 38, so even if it is minute in the axial direction of the ball screw shaft 45. Even if it moves repeatedly and the spring load of the disc spring 63 becomes large, it is possible to suppress the occurrence of buckling or sag over time at a part of the soft hardness housing 35 or the motor casing 38.

さらに、各構成部材の組付時に、前記付勢機構６１の皿ばね６３などを予め開口部３５ｂの内部に配置しておき、その後、モータケーシング３８を開口部３５ｂから軸方向内部へ押圧しつつボルト３９を締め付けることによって、同時に前記皿ばね６３のばね力を発生させるようになっていることから、これらの構成部品の組付作業能率が向上する。 Further, when assembling each component member, the disc spring 63 of the biasing mechanism 61 and the like are arranged in the opening 35b in advance, and then the motor casing 38 is pressed from the opening 35b to the inside in the axial direction. Since the spring force of the disc spring 63 is generated at the same time by tightening the bolt 39, the assembly work efficiency of these components is improved.

また、本実施形態では、前記ボールベアリング５０を、ハウジング３５のベアリング保持溝３５ｅ内に収容保持するようにしたため、このベアリング保持溝３５ｅの大きさに応じてボールベアリング５０の外径を大小任意の大きさに設定できるので、仕様に応じたボールベアリング５０を選択することが可能になる。
〔第２実施形態〕
図８は本発明の第２実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同じであるが、異なるところは、ボールベアリング５０の内輪５０ｂの固定手段や付勢機構６１の各構成部材の配置などを変更したものである。 Further, in the present embodiment, the ball bearing 50 is accommodated and held in the bearing holding groove 35e of the housing 35. Therefore, the outer diameter of the ball bearing 50 can be arbitrarily increased or decreased according to the size of the bearing holding groove 35e. Since the size can be set, it is possible to select the ball bearing 50 according to the specification.
[Second Embodiment]
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, the basic structure of which is the same as that of the first embodiment, except that the arrangement of the components of the inner ring 50b of the ball bearing 50 and the biasing mechanism 61 is different. Etc. are changed.

すなわち、前記ボール螺子軸４５は、小径な一端部４５ａが第１実施形態のものよりも長く形成されて、この一端部４５ａの外周面に前記ボールベアリング５０の内輪５０ｂが圧入固定されていると共に、該一端部４５ａの先端部に前記カップリング５２が連結用孔５２ａの大径部を介して圧入固定されている。 That is, the ball screw shaft 45 has a small-diameter end portion 45a longer than that of the first embodiment, and an inner ring 50b of the ball bearing 50 is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the end portion 45a. The coupling 52 is press-fitted and fixed to the distal end portion of the one end portion 45a through the large diameter portion of the connecting hole 52a.

前記ボールベアリング５０は、全体が第１実施形態のものよりも大径に形成されて、前記開口部３５ｂの内部に配置されている。 The entire ball bearing 50 has a larger diameter than that of the first embodiment, and is disposed inside the opening 35b.

前記付勢機構６１は、前記開口部３５ｂの環状段差面３５ｈに前記円環部材６２の一側面が軸方向から当接されていると共に、該円環部材６２の他側面に前記皿ばね６３が当接配置されている。また、この皿ばね６３の他側面が、前記ボールベアリング５０の外輪５０ａの軸方向一側面に弾接しており、前記外輪５０ａの他側面に大径なワッシャ６４が軸方向から当接している。 In the urging mechanism 61, one side surface of the annular member 62 is in contact with the annular step surface 35h of the opening 35b from the axial direction, and the disc spring 63 is disposed on the other side surface of the annular member 62. Abutment is arranged. Further, the other side surface of the disc spring 63 is in elastic contact with one side surface in the axial direction of the outer ring 50a of the ball bearing 50, and a large-diameter washer 64 is in contact with the other side surface of the outer ring 50a from the axial direction.

そして、前記ワッシャ６４は、外側面に前記モータケーシング３８の環状突起３８ｃの先端面が圧接している。 The washer 64 is in pressure contact with the front end surface of the annular projection 38c of the motor casing 38 on the outer surface.

したがって、前記ボールベアリング５０は、モータケーシング３８の嵌入部３８ｂを開口部３５ｂ内に軸方向から嵌入してボルト３９によってハウジング３５に固定すると、前記環状突起３８ｃの前端面が外輪５０ａを押圧して前記皿ばね６３にばね力を発生させる。したがって、前記外輪５０ａは、皿ばね６３の付勢力を介して該皿ばね６３とワッシャ６４の内側面との間に挟持状態で弾性保持されている。 Accordingly, when the fitting portion 38b of the motor casing 38 is fitted in the opening 35b from the axial direction and fixed to the housing 35 by the bolt 39, the front end surface of the annular protrusion 38c presses the outer ring 50a. A spring force is generated in the disc spring 63. Therefore, the outer ring 50 a is elastically held in a sandwiched state between the disc spring 63 and the inner surface of the washer 64 through the biasing force of the disc spring 63.

このように、ボールベアリング５０の外輪５０ａが皿ばね６３とワッシャ６４との間に弾性的に固定されていることから、前記ボール螺子軸４５の軸方向の繰り返し微小移動があっても、ボールベアリング５０とハウジング３５との間のガタの発生が十分に抑制される。したがって、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。 As described above, since the outer ring 50a of the ball bearing 50 is elastically fixed between the disc spring 63 and the washer 64, the ball bearing can be operated even if the ball screw shaft 45 is repeatedly moved in the axial direction. The play between the housing 50 and the housing 35 is sufficiently suppressed. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.

また、ボールベアリング５０は、特別な構造のものではなく、一般的なものを使用することができるので、コストの高騰を抑制できることは第１実施形態と同様である。 Further, since the ball bearing 50 is not of a special structure but can be a general one, it is the same as in the first embodiment that the cost increase can be suppressed.

さらに、ボールベアリング５０の内輪５０ｂは、ボール螺子軸４５の一端部４５ａに圧入固定されているから、前記ボール螺子軸４５の軸方向の微小移動と一緒に微小移動するが、前記外輪５０ａが皿ばね６３によって軸方向に弾性的に保持されているので、前記軸方向の微小移動によるボール５０ｃとの干渉を皿ばね６３の弾性力によって吸収できる。この結果、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。他の作用効果は第１実施形態と同様である。 Further, since the inner ring 50b of the ball bearing 50 is press-fitted and fixed to one end portion 45a of the ball screw shaft 45, the inner ring 50b moves minutely together with the minute movement of the ball screw shaft 45 in the axial direction. Since the spring 63 is elastically held in the axial direction, the interference with the ball 50c due to the minute movement in the axial direction can be absorbed by the elastic force of the disc spring 63. As a result, the same effect as the first embodiment can be obtained. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

また、この実施形態では、第１実施形態のような、段差状のベアリング保持溝３５ｅを設ける必要がなくなるので、製造作業が容易になる。 Further, in this embodiment, it is not necessary to provide the step-shaped bearing holding groove 35e as in the first embodiment, so that the manufacturing operation is facilitated.

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、付勢部材として皿ばね６３以外に、円環状のウエーブばねなどを用いることも可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, and an annular wave spring or the like can be used as the biasing member in addition to the disc spring 63.

なお、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。 In addition, although the deflector was shown as an example which forms the circulation line of a ball screw, the system which forms a circulation line using a tube etc. may be used.

また、前記駆動シャフトをカップリングの連結用孔に軸方向から圧入固定して、ボール螺子軸の一端部を連結用孔に軸方向移動可能にセレーション結合させて、互いに軸方向へ相対的に移動させることも可能である。 The drive shaft is press-fitted and fixed in the coupling hole of the coupling from the axial direction, and one end portion of the ball screw shaft is serrated and coupled to the coupling hole so as to be movable in the axial direction, and move relative to each other in the axial direction. It is also possible to make it.

さらに、前記各実施形態では、ボール螺子機構３７を用いているが、ボール５４を用いずに螺子軸を外周に雄ねじが形成されたボルト形式とし、移動ナットも内周に前記雄ねじに噛合するナット形式のものとすることも可能である。 Further, in each of the above embodiments, the ball screw mechanism 37 is used, but without using the ball 54, the screw shaft is a bolt type in which a male screw is formed on the outer periphery, and the moving nut is also a nut that meshes with the male screw on the inner periphery. It can also be of the form.

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。 Further, the present invention can be applied to the exhaust valve side or both valve sides in addition to the intake valve side.

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載のアクチュエータであって、
前記付勢部材は皿ばねによって構成したことを特徴とするアクチュエータ。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載のアクチュエータにおいて、
前記一方の軸受の外径は、前記皿ばねの外径よりも小さく形成され、前記皿ばねの外周部と前記一方の軸受との間に、前記皿ばねの外径と同径以上の外径を有する円環部材が介装されていることを特徴とするアクチュエータ。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載のアクチュエータであって、
前記一方の軸受は、ボールベアリングによって構成され、該ボールベアリングの内輪に前記継手部材が当接する一方、外輪に前記円環部材が当接していることを特徴とするアクチュエータ。
〔請求項ｄ〕請求項ａに記載のアクチュエータにおいて、
前記皿ばねの内周部が電動モータ側に配置され、前記電動モータと皿ばねの内周部との間には、前記電動モータの皿ばねと対向する部位よりも高硬度のワッシャが介装されていることを特徴とするアクチュエータ。 The technical ideas of the invention other than the claims ascertained from the embodiment will be described below.
[Claim a] The actuator according to claim 1,
The actuator according to claim 1, wherein the biasing member is constituted by a disc spring.
[Claim b] In the actuator according to claim a,
The outer diameter of the one bearing is formed smaller than the outer diameter of the disc spring, and the outer diameter of the disc spring is equal to or larger than the outer diameter of the disc spring between the outer periphery of the disc spring and the one bearing. An actuator having an annular member interposed therebetween.
[Claim c] The actuator according to claim b,
The one bearing is constituted by a ball bearing, and the joint member is in contact with an inner ring of the ball bearing, and the annular member is in contact with an outer ring.
[Claim d] In the actuator according to claim a,
The inner peripheral portion of the disc spring is disposed on the electric motor side, and a washer having a hardness higher than that of the portion facing the disc spring of the electric motor is interposed between the electric motor and the inner peripheral portion of the disc spring. An actuator characterized by being made.

この発明によれば、前記皿ばねの撓み変形による荷重を前記ワッシャが受けることから、たとえ前記電動モータの対向する部位がアルミニウムなどの低硬度の材料であったとしても該部位の経時的なへたり等を抑制できる。
〔請求項ｅ〕請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記螺子軸の一端側に形成された段差部と前記継手部材との間に、前記一方の軸受の内輪を挟持状態に支持固定したことを特徴とするアクチュエータ。
〔請求項ｆ〕請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記一方の軸受の内輪を前記螺子軸の一端部に圧入によって固定したことを特徴とするアクチュエータ。 According to the present invention, since the washer receives a load due to the bending deformation of the disc spring, even if the opposing portion of the electric motor is made of a low-hardness material such as aluminum, the portion of the electric motor is changed over time. Can be suppressed.
(Claim e) In the actuator according to claim 1,
An actuator characterized in that an inner ring of the one bearing is supported and fixed in a sandwiched state between a step portion formed on one end side of the screw shaft and the joint member.
[Claim f] In the actuator according to claim 1,
An actuator characterized in that an inner ring of the one bearing is fixed to one end of the screw shaft by press-fitting.

〔請求項ｇ〕請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記付勢部材をウエーブばねによって構成したことを特徴とするアクチュエータ。 [Claim g] In the actuator according to claim 1,
An actuator characterized in that the urging member is constituted by a wave spring.

２…吸気弁（機関弁）
４…可変機構
５…制御機構
６…駆動機構
３２…制御軸
３３…制御カム
３５…ハウジング
３５ａ…収容空間
３５ｄ…開口部
３５ｅ…ベアリング保持溝
３５ｆ…段差支持面
３６…電動モータ
３６ａ…駆動シャフト(出力軸)
３７…ボール螺子機構(減速機)
３８…モータハウジング
３８ａ…固定部
３８ｂ…嵌入部
３８ｃ…環状突起
４５…ボール螺子軸(回転軸)
４５ａ・４５ｂ…両端部
４５ｃ…段差部
４６…ボールナット（移動ナット）
５０…ボールベアリング
５０ａ…外輪
５０ｂ…内輪
５０ｃ…ボール
５２…カップリング(継手部材)
６１…付勢機構
６２…円環部材
６３…皿ばね(付勢部材)
６４…ワッシャ 2 ... Intake valve (engine valve)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Variable mechanism 5 ... Control mechanism 6 ... Drive mechanism 32 ... Control shaft 33 ... Control cam 35 ... Housing 35a ... Accommodating space 35d ... Opening 35e ... Bearing holding groove 35f ... Step support surface 36 ... Electric motor 36a ... Drive shaft ( (Output shaft)
37 ... Ball screw mechanism (reduction gear)
38 ... motor housing 38a ... fixed portion 38b ... insertion portion 38c ... annular protrusion 45 ... ball screw shaft (rotary shaft)
45a, 45b ... Both ends 45c ... Stepped portion 46 ... Ball nut (moving nut)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Ball bearing 50a ... Outer ring 50b ... Inner ring 50c ... Ball 52 ... Coupling (joint member)
61: Biasing mechanism 62 ... Ring member 63 ... Belleville spring (biasing member)
64 ... Washer

Claims

An actuator used in a variable valve operating device that varies the operating characteristics of an engine valve,
An electric motor that is rotationally driven according to the operating state of the engine;
A housing in which the electric motor is fixed to one end opening and has an internal space continuous to the opening;
A screw shaft that is rotatably supported in the internal space of the housing via a pair of bearings, to which the rotational force of the electric motor is transmitted;
A moving nut that moves in the axial direction of the screw shaft as the screw shaft rotates;
A joint member that connects one end of the screw shaft opposed to the axial direction and the output shaft of the electric motor so as to be movable in the axial direction;
An actuator comprising: an urging member which is elastically mounted between the electric motor and the one bearing and generates an urging force in a direction to separate the two from each other.

An actuator used in a variable valve operating device that varies the operating characteristics of an engine valve,
An electric motor that is rotationally driven according to the operating state of the engine;
A housing in which the electric motor is fixed to one end opening and has an internal space continuous to the opening;
An axial support surface provided on the inner surface of the internal space of the housing;
A screw shaft that is rotatably supported in the internal space of the housing via a pair of bearings, to which the rotational force of the electric motor is transmitted;
A moving nut that moves in the axial direction of the screw shaft as the screw shaft rotates;
A joint member that connects one end of the screw shaft opposed to the axial direction and the output shaft of the electric motor so as to be movable in the axial direction;
The electric motor and the axial support surface of the housing are spaced apart from each other between the one bearing and the electric motor and / or between the one bearing and the axial support surface. And an urging member that generates an urging force in the direction.

An actuator used in a variable valve operating device that varies the operating characteristics of an engine valve,
An electric motor that is rotationally driven according to the operating state of the engine;
A housing in which the electric motor is fixed to one end opening and has an internal space continuous to the opening;
An axial support surface provided on the inner surface of the internal space of the housing;
A screw shaft that is rotatably supported in the internal space of the housing via a pair of bearings, to which the rotational force of the electric motor is transmitted;
A moving nut that moves in the axial direction of the screw shaft as the screw shaft rotates;
A joint member that connects one end of the screw shaft opposed to the axial direction and the output shaft of the electric motor so as to be movable in the axial direction;
A biasing member that biases the one bearing toward the electric motor side or the axial support surface side between the electric motor and the axial support surface of the housing; Characteristic actuator.