(57)【要約】【課題】  ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で機械的に保持できる位置保持機構付きボールねじを提供する。【解決手段】  負荷される反力に対してねじ軸１の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、位置保持機構４が、環状の励磁コイル８と、この励磁コイル８内に嵌挿された磁性材料からなる棒状の突出部材１０と、この突出部材１０を所定の方向に付勢する弾性部材９とを備え、ナット２の駒部材６に対応した位置に埋設され、当該駒部材６の連結溝７の一部に開口部７ａが形成されると共に、励磁コイル８に所定の印加電圧を付与することにより、弾性部材９に抗して突出部材１０を吸引して軸方向に駆動し開口部７ａに出没させることによりボール３の転動を制御し、ねじ軸１の軸方向の位置を選択的に保持するようにした。【選択図】図１
2006090438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、
前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、
前記位置保持機構が前記ナットの前記駒部材に対応した位置に埋設され、当該駒部材の連結溝の一部に開口部が形成されると共に、この開口部に前記位置保持機構を構成する突出部材を出没させることにより前記ボールの転動を制御し、前記ねじ軸の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたことを特徴とする位置保持機構付きボールねじ。
【請求項２】
前記位置保持機構が、環状の励磁コイルと、この励磁コイル内に嵌挿された磁性材料からなる棒状の突出部材と、この突出部材を所定の方向に付勢する弾性部材とを備え、前記励磁コイルに所定の印加電圧を付与することにより、前記弾性部材に抗して前記突出部材を吸引してその長手方向に駆動する請求項１に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項３】
前記位置保持機構が、圧電素子と、この圧電素子に係合する棒状の突出部材と、この突出部材を所定の方向に付勢する弾性部材とを備え、前記圧電素子に所定の印加電圧を付与することにより、前記弾性部材に抗して前記突出部材をその長手方向に駆動する請求項１に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項４】
前記位置保持機構が、前記ナットの一端面から軸方向に沿って穿設された装着孔に埋設され、前記突出部材が前記連結溝の側面に形成された開口部に配置されている請求項１乃至３いずれかに記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項５】
前記位置保持機構が、前記ナットの外周面から径方向に沿って穿設された前記駒窓に埋設され、前記突出部材が前記連結溝の底部に形成された開口部に配置されている請求項１乃至３いずれかに記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項６】
前記突出部材の先端が、前記連結溝の形状に沿った円弧面または傾斜面に形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の位置保持機構付きボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の可変動弁装置等に使用されるボールねじに関し、特に、ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向の位置を保持できる位置保持機構付きボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁装置として、該機関の吸排気バルブのリフト量や作用角等、その動弁特性を変化させることのできる可変動弁装置が知られている。こうした可変動弁装置は、例えばカムシャフトが軸方向に変化するとバルブを開閉駆動するカムのプロフィールが変化する三次元カムを用いることにより実現され、カムシャフトと共に回転するカムの回転運動を、揺動カムを介して吸排気バルブに伝達すると共に、それらカムおよび吸排気バルブと揺動カムとの相互の作動態様をコントロールシャフトの軸方向の変位によって変更する可変動弁装置が知られている。
【０００３】
前記動弁特性を変化させるためのシャフトの軸方向への変位機構として、電動モータを用いた電動アクチュエータによるものが提案されている。この電動アクチュエータは、該電動アクチュエータへの給電態様を通じてカムシャフトやコントロールシャフトの軸方向の位置を制御できるため、制御性や応答性に優れている。しかし、吸排気バルブの動弁特性を所望に維持すべく同シャフトの軸方向における位置を保持するためには、電動アクチュエータに対する持続的な通電が必要となり、大きな電力消費が余儀なくされる。
【０００４】
こうした問題を解決したものとして、図５に示すような内燃機関の可変動弁装置が知られている。この可変動弁装置において、三次元カム５０を有するカムシャフト５１は、その回転により内燃機関の燃焼室に連通するポートを開閉するバルブ５２の往復動を駆動する。電動アクチュエータ５３は、軸方向に変位する出力軸５４を有し、軸受５５を介して連結されたカムシャフト５１をその軸方向に変位させてバルブ５２の動弁特性を可変とする。また、電動アクチュエータ５３は、フレーム５６内に装着された励磁コイル５７と、その内周側に回転自在に支持された回転子５８を有している。この回転子５８は、励磁コイル５７への通電に応じて回動し、ボールねじ５９におけるねじ軸６１を軸方向に変位させると共に、ボールねじ５９のボール６３の移動を選択的に拘束する拘束機構６０を備えている。
【０００５】
この拘束機構６０は、図６に拡大して示すように、ボールねじ５９に設けられ、ねじ軸６１およびこのねじ軸６１に螺合されるナット６２の間のボール６３の移動を阻止するストッパ６４と、このストッパ６４の突出動作に対応して動作するストッパ掛止部６５とを有している。ナット６２の内周面には、ねじ軸６１に形成された螺旋状のねじ溝６１ａと共にボール６３の転動路を構成するねじ溝６２ａが形成され、転動路を周回経路とする駒部材６６が装着されている。これにより、ボール６３は、ねじ軸６１の外周に沿って終端のないねじ溝６１ａおよび駒部材６６に留まってナット６２から脱落することなく移動可能になると共に、ナット６２の回転に伴いねじ軸６１が軸方向に移動する。
【０００６】
ストッパ６４は、電磁石６７、弾性部材６８、および突出部材６９で構成され、この突出部材６９がナット６２のねじ溝６２ａに対応する部分に設けられた孔７０に挿入されている。そして、この突出部材６９によるボール６３の移動の阻止動作を切り替えるために、弾性部材６８がこの突出部材６９をねじ軸６１側に常時付勢する一方、電磁石６７はそのコイルの励磁電流に応じて突出部材６９を吸引してこれをねじ溝６１ａから引き抜く。すなわち、電磁石６７に通電がなされると、突出部材６９が電磁石６７に吸引されて引き上げられ、ねじ軸６１上のボール６３がねじ溝６１ａに沿って転動できるようになる。このため、励磁コイル５７の励磁状態に対応して回転子５８が回転可能となり、ねじ軸６１の軸方向の変位が許容される。また、電磁石６７への通電が遮断されると、突出部材６９がねじ溝６１ａに突出してボール６３の転動を阻止する。このため、回転子５８が拘束されて回転不可になり、ねじ軸６１の軸方向の位置が保持される。
【特許文献１】特開２００４−１９６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然しながら、この従来の拘束機構６０において、突出部材６９がタイミング良くねじ溝６１ａ上のボール６３、６３間に突出できれば良いが、ボール６３上に突出した場合にはその位置保持動作がフェールしてしまう恐れがあり、信頼性の面で課題がある。また、ナット６２のねじ溝６２ａ上に孔７０を開口する必要があるため、この孔７０を乗り越えてボール６３が転動するとなると、ボール６３の挙動が安定せず騒音や振動を発生させると言った問題がある。さらに、孔７０を乗り越えてボール６３が転動することにより、孔７０のエッジ部に過大な応力が発生し、ボールねじ５９の短寿命を招来する恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で機械的に保持できる位置保持機構付きボールねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が前記ナットの前記駒部材に対応した位置に埋設され、当該駒部材の連結溝の一部に開口部が形成されると共に、この開口部に前記位置保持機構を構成する突出部材を出没させることにより前記ボールの転動を制御し、前記ねじ軸の軸方向の位置を選択的に保持するようにした構成を採用した。
【００１０】
このように、負荷される反力に対してねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、位置保持機構がナットの駒部材に対応した位置に埋設され、当該駒部材の連結溝の一部に開口部が形成されると共に、この開口部に位置保持機構を構成する突出部材を出没させることによりボールの転動を制御し、ねじ軸の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたので、突出部材の突出タイミングに拘わらず、ボールの転動を阻止することができ、信頼性を格段に向上させることができる。また、ナットのねじ溝上に孔等を開口する必要がないため、何らボールの挙動に影響を及ぼさず、騒音や振動の発生を防止してボールねじにおける所望の寿命を確保することができる。
【００１１】
また、前記位置保持機構が、請求項２に記載の発明のように、環状の励磁コイルと、この励磁コイル内に嵌挿された磁性材料からなる棒状の突出部材と、この突出部材を所定の方向に付勢する弾性部材とを備え、前記励磁コイルに所定の印加電圧を付与することにより、前記弾性部材に抗して前記突出部材を吸引してその長手方向に駆動する構成であっても良いし、請求項３に記載の発明のように、圧電素子と、この圧電素子に係合する棒状の突出部材と、この突出部材を所定の方向に付勢する弾性部材とを備え、前記圧電素子に所定の印加電圧を付与することにより、前記弾性部材に抗して前記突出部材をその長手方向に駆動する構成であっても良い。
【００１２】
また、前記位置保持機構が、請求項４に記載の発明のように、前記ナットの一端面から軸方向に沿って穿設された装着孔に埋設され、前記突出部材が前記連結溝の側面に形成された開口部に配置されていても良いし、請求項５に記載の発明のように、前記ナットの外周面から径方向に沿って穿設された前記駒窓に埋設され、前記突出部材が前記連結溝の底部に形成された開口部に配置されていても良い。
【００１３】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記突出部材の先端が、前記連結溝の形状に沿った円弧面または傾斜面に形成されていれば、突出部材が連結溝の開口部を閉塞した状態ではその連結溝の一部をなすことができ、駒部材内でのスムーズなボールの転動を許容することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る位置保持機構付きボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が前記ナットの前記駒部材に対応した位置に埋設され、当該駒部材の連結溝の一部に開口部が形成されると共に、この開口部に前記位置保持機構を構成する突出部材を出没させることにより前記ボールの転動を制御し、前記ねじ軸の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたので、突出部材の突出タイミングに拘わらず、ボールの転動を阻止することができ、信頼性を格段に向上させることができる。また、ナットのねじ溝上に孔等を開口する必要がないため、何らボールの挙動に影響を及ぼさず、騒音や振動の発生を防止してボールねじにおける所望の寿命を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が、環状の励磁コイルと、この励磁コイル内に嵌挿された磁性材料からなる棒状の突出部材と、この突出部材を所定の方向に付勢する弾性部材とを備え、前記ナットの前記駒部材に対応した位置の軸方向に埋設され、当該駒部材の連結溝の一部に開口部が形成されると共に、前記励磁コイルに所定の印加電圧を付与することにより、前記弾性部材に抗して前記突出部材を吸引して軸方向に駆動し前記開口部に出没させることにより前記ボールの転動を制御し、前記ねじ軸の軸方向の位置を選択的に保持するようにした。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る位置保持機構付きボールねじの第１の実施形態を示す平面図、（ｂ）はその側面図である。
この位置保持機構付きボールねじは、外周に螺旋状のねじ溝１ａが形成されたねじ軸１と、このねじ軸１に外嵌され、内周に前記ねじ溝１ａに対応する螺旋状のねじ溝２ａが形成されたナット２と、これら両ねじ溝１ａ、２ａの間に収容された多数のボール３、およびナット２に装着された位置保持機構４とを備えている。
【００１７】
各ねじ溝１ａ、２ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール３との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動を抑制することができる。
【００１８】
円筒状のナット２の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝２ａの一部を切欠く楕円状の駒窓５が穿設され、この駒窓５に楕円状の駒部材６が嵌合されている。駒部材６の内方には、ねじ溝２ａの隣合う１周分同士を連結し、Ｓ字状に湾曲した連結溝７が形成され、この連結溝７とねじ溝２ａの略１周の部分とでボール３の転動路を構成している。そして、転動路内の内外のねじ溝１ａ、２ａ間に介在された多数のボール３はねじ溝１ａ、２ａに沿って転動し、駒部材６の連結溝７に案内されてねじ軸１のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝１ａに戻り、再びねじ溝１ａ、２ａに沿って転動する。また、連結溝７の深さは、ボール３が連結溝７内でねじ軸１におけるねじ溝１ａのねじ山を越えることができる深さとされている。
【００１９】
駒部材６は金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込むことにより成形される。前記金属粉としては、後に浸炭焼入が可能な材質が好ましく、例えば、Ｃ（炭素）が０．３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が１〜２ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）からなるものとする。なお、駒部材６の材質はこれに限らず、例えば、ＰＡ（ポリアミド）６６等の射出成形可能な熱可塑性樹脂によって形成しても良い。
【００２０】
ボール３の組み込みは、ナット２の駒窓５に駒部材６をナット２の内径側から装着した後、ねじ軸１の軸端からナット２を当てがい、ボール３を両ねじ溝１ａ、２ａ間に順次挿入しながらナット２を回転させ、ナット２をねじ軸１に移動させることによって行う。これ以外にも、ナット２の駒窓５に駒部材６を装着した後、図示しない仮軸を用いてボール３を同様に挿入するようにしても良い。
【００２１】
位置保持機構４は、励磁コイル８、コイルスプリング等からなる弾性部材９、および突出部材１０で構成され、ナット２の一端面から軸方向に沿って穿設された装着孔１１に埋設されている。突出部材１０は磁性材料からなり、環状の励磁コイル８内に嵌挿された可動鉄心部１０ａと、弾性部材９の座面となるフランジ部１０ｂ、およびこのフランジ部１０ｂから軸方向に延びる開閉ピン１０ｃとで構成され、全体として棒状に形成されている。この位置保持機構４は、励磁コイル８に電圧を印加することにより、その磁気力によって突出部材１０に直線的な運動を与える、所謂プランジャ型のリニア電磁ソレノイドを構成している。１２は装着孔１１を密閉する板状のカバーで、固定ねじ１３を介してナット２の端面に締結されている。
【００２２】
位置保持機構４は駒部材６に対応した位置に装着されている。駒部材６の連結溝７の一部には開口部７ａが形成され、開閉ピン１０ｃがこの開口部７ａに出没自在に挿入されている。また、開閉ピン１０ｃの先端が連結溝７の形状に沿った円弧面または傾斜面に形成され、最も突出した状態で連結溝７の一部をなしている。すなわち、この開閉ピン１０ｃの軸方向の移動により、連結溝７の開口部７ａが閉塞状態となり、連続したＳ字状の連結溝７を構成する。
【００２３】
次に、図２および図３を用いて本発明に係る位置保持機構付きボールねじの動作について説明する。図２は、ボールねじにおけるねじ軸１が位置保持機構４に拘束されることなく自由に軸方向に変位できる状態を示している。
ここでは、弾性部材９は装着孔１１の底面１１ａとフランジ部１０ｂとの間に張架された状態で取り付けられ、励磁コイル８に電圧が印加されていない時、すなわち、自然状態では、突出部材１０の開閉ピン１０ｃは弾性部材９の付勢力によって最大に突出（図中右側）し、駒部材６における連結溝７の開口部７ａを閉塞している。この状態では、駒部材６の連結溝７内をボール３がスムーズに転動でき、ねじ軸１が位置保持機構４に拘束されることなく自由に軸方向に変位することができる。
【００２４】
一方、変位信号を受けて励磁コイル８に印加電圧が付与されると、吸引力が可動鉄心部１０ａに作用し、弾性部材９の付勢力に対抗して突出部材１０が引き抜かれる。すなわち、開閉ピン１０ｃが図中左側に移動して連結溝７の開口部７ａが開き、連結溝７が一部開口状態となる。この状態では、連結溝７の開口部７ａ内にボール３の一部が侵入し、ボール３、３の中心が連結溝７に沿った所定の転動軌道Ｒからずれて、所謂千鳥状態になって転動が阻止される。したがって、その結果ねじ軸１が位置保持機構４に拘束され軸方向に変位することができず、ナット２の回転が防止されてその位置が保持される。
【００２５】
また、励磁コイル８への通電が遮断されると、可動鉄心部１０ａに作用していた吸引力が解かれ、弾性部材９の付勢力によって突出部材１０が駒部材６側に突出し、連結溝７の開口部７ａを閉塞して連結溝７内を再びボール３がスムーズに転動することができる。
【００２６】
なお、ここでは、位置保持機構４として励磁コイル８に印加電圧を付与し、その吸引力によって弾性部材９の付勢力に抗して突出部材１０を引き込む作動をなす構成を例示したが、これに限らず、前述した構成・動作とは逆に、図示はしないが弾性部材９を圧縮した状態で取り付け、励磁コイル８に通電することにより弾性部材９の付勢力に抗して突出部材１０を駒部材６側に突出させるようにしても良い。
【００２７】
本実施形態においては、従来の拘束機構のように、ナットのねじ溝内に突出部材を突出させ、ボールの転動を阻止するのではなく、駒部材６の連結溝７の一部に開口部７ａが形成され、この開口部７ａに突出部材１０を構成する開閉ピン１０ｃを出没させることによりボール３の転動を制御し、ねじ軸１の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたので、突出部材１０の突出タイミングに拘わらずボール３の転動を阻止することができ、信頼性を格段に向上させることができる。また、ナット２のねじ溝２ａ上に孔等を開口する必要がないため、何らボール３の挙動に影響を及ぼさず、騒音や振動の発生を防止してボールねじにおける所望の寿命を確保することができる。
【実施例２】
【００２８】
図４は、本発明に係る位置保持機構付きボールねじの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態と位置保持機構の構成と配置が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２９】
この位置保持機構付きボールねじは、外周に螺旋状のねじ溝１ａが形成されたねじ軸１と、このねじ軸１に外嵌され、内周に前記ねじ溝１ａに対応する螺旋状のねじ溝１４ａが形成されたナット１４と、これら両ねじ溝１ａ、１４ａの間に収容された多数のボール３、およびナット１４に装着された位置保持機構１５とを備えている。
【００３０】
円筒状のナット１４の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝１４ａの一部を切欠く楕円状の駒窓５が穿設され、この駒窓５に楕円状の駒部材１６が嵌合されている。駒部材１６の内方には、ねじ溝１４ａの隣合う１周分同士を連結し、Ｓ字状に湾曲した連結溝１７が形成され、この連結溝１７とねじ溝１４ａの略１周の部分とでボール３の転動路を構成している。そして、転動路内の内外のねじ溝１ａ、１４ａ間に介在された多数のボール３はねじ溝１ａ、１４ａに沿って転動し、駒部材１６の連結溝１７に案内されてねじ軸１のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝１ａに戻り、再びねじ溝１ａ、１４ａに沿って転動する。また、連結溝１７の深さは、ボール３が連結溝１７内でねじ軸１におけるねじ溝１ａのねじ山を越えることができる深さとされている。
【００３１】
位置保持機構１５は、突出部材１８と、この突出部材１８の一端に係合された圧電素子１９と、皿ばね等からなる弾性部材２０とで構成され、ナット１４の外周面から径方向に沿って穿設された駒窓５に埋設されている。突出部材１８は、弾性部材２０の座面となるフランジ部１８ａ、およびこのフランジ部１８ａから長手方向に延びる開閉ピン１８ｂとで構成され、全体として棒状に形成されている。この位置保持機構１５は、圧電素子１９に電圧を印加することにより、その伸張力によって突出部材１０に直線的な運動を与えるプランジャ型のリニア電磁ソレノイドを構成している。
【００３２】
位置保持機構１５は駒部材１６に対応した位置に装着されている。駒部材１６の連結溝１７の底部には開口部１７ａが形成され、開閉ピン１８ｂがこの開口部１７ａに出没自在に挿入されている。また、開閉ピン１８ｂの先端が連結溝１７の形状に沿った円弧面または傾斜面に形成され、最も突出した状態で連結溝１７の一部をなしている。すなわち、この開閉ピン１８ｂの径方向の移動により、連結溝１７の開口部１７ａが閉塞状態となり、連続したＳ字状の連結溝１７を構成する。
【００３３】
ここでは、圧電素子１９に電圧が印加されていない時は、突出部材１８の開閉ピン１８ｂは弾性部材２０の付勢力によって没入し（図中上部）、駒部材１６における連結溝１７の開口部７ａが開き、連結溝１７が一部開口状態となる。この状態では、連結溝１７の開口部１７ａ内にボール３の一部が侵入し、ボール３、３の中心が連結溝１７に沿った所定の転動軌道Ｒからずれて千鳥状態になり転動が阻止される（図中破線で示す）。したがって、ねじ軸１が位置保持機構１５に拘束され軸方向に変位することができず、ナット１４の回転が防止されてその位置が保持される。
【００３４】
一方、変位信号を受けて圧電素子１９に印加電圧が付与されるとこの圧電素子１９が伸張し、弾性部材２０の付勢力に対抗して突出部材１８が突出される。すなわち、開閉ピン１８ｂが径方向内方（図中下部）に移動して連結溝１７の開口部１７ａを閉塞する。この状態では、駒部材１６の連結溝１７内をボール３がスムーズに転動でき、ねじ軸１が位置保持機構１５に拘束されることなく自由に軸方向に変位することができる。
【００３５】
また、圧電素子２０への通電が遮断されると、突出部材１５に作用していた力が解かれ、弾性部材２０の付勢力によって突出部材１８が没入し（図中上部）、連結溝１７の開口部１７ａが開いてボール３がロックする。
【００３６】
本実施形態においても前述した実施形態と同様、駒部材１６の連結溝１７の一部に開口部１７ａが形成され、圧電素子２０の拡縮により開口部１７ａに開閉ピン１８ｂが出没する。これによりボール３の転動を制御し、ねじ軸１の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたので、突出部材１８の突出タイミングに拘わらず、ボール３の転動を阻止することができ、信頼性を格段に向上させることができる。また、駒部材１６を装着する駒窓５内に位置保持機構１５が埋設されているので、ナット１４のねじ溝１４ａ上に孔等を開口する必要がない。したがって、加工工数が削減できて低コスト化が図れると共に、騒音や振動の発生を防止してボールねじにおける所望の寿命を確保することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る位置保持機構付きボールねじは、内燃機関の可変動弁装置等の電動アクチュエータに使用され、ねじ軸に負荷される反力に対し、ねじ軸の軸方向の変位を制御する位置保持機構を備えたボールねじに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は、本発明に係る位置保持機構付きボールねじの第１の実施形態を示す平面図である。  （ｂ）は、同上側面図である。
【図２】本発明に係る位置保持機構付きボールねじの動作を示す説明図で、ボールねじにおけるねじ軸が位置保持機構に拘束されることなく自由に軸方向に変位できる状態を示している。
【図３】本発明に係る位置保持機構付きボールねじの動作を示す説明図で、ボールねじにおけるねじ軸が位置保持機構に拘束され、その位置が保持された状態を示している。
【図４】本発明に係る位置保持機構付きボールねじの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】従来の内燃機関の可変動弁装置を示す部分断面図である。
【図６】同上、可変動弁装置に設けられる拘束機構を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・・・・・・・ねじ軸
１ａ、２ａ、１４ａ・・ねじ溝
２、１４・・・・・・・ナット
３・・・・・・・・・・ボール
４、１５・・・・・・・位置保持機構
５・・・・・・・・・・駒窓
６、１６・・・・・・・駒部材
７、１７・・・・・・・連結溝
７ａ、１７ａ・・・・・開口部
８・・・・・・・・・・励磁コイル
９、２０・・・・・・・弾性部材
１０、１８・・・・・・突出部材
１０ａ・・・・・・・・可動鉄心部
１０ｂ、１８ａ・・・・フランジ部
１０ｃ、１８ｂ・・・・開閉ピン
１１・・・・・・・・・装着孔
１１ａ・・・・・・・・底面
１２・・・・・・・・・カバー
１３・・・・・・・・・固定ねじ
１９・・・・・・・・・圧電素子
５０・・・・・・・・・三次元カム
５１・・・・・・・・・カムシャフト
５２・・・・・・・・・バルブ
５３・・・・・・・・・電動アクチュエータ
５４・・・・・・・・・出力軸
５５・・・・・・・・・軸受
５６・・・・・・・・・フレーム
５７・・・・・・・・・励磁コイル
５８・・・・・・・・・回転子
５９・・・・・・・・・ボールねじ
６０・・・・・・・・・拘束機構
６１・・・・・・・・・ねじ軸
６１ａ、６２ａ・・・・ねじ溝
６２・・・・・・・・・ナット
６３・・・・・・・・・ボール
６４・・・・・・・・・ストッパ
６５・・・・・・・・・ストッパ掛止部
６６・・・・・・・・・駒部材
６７・・・・・・・・・電磁石
６８・・・・・・・・・弾性部材
６９・・・・・・・・・突出部材
７０・・・・・・・・・孔
Ｒ・・・・・・・・・・転動軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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