(57)【要約】【課題】連結軸を介してボールねじナットに作用する外力によって作動性や耐久性の低下を招くような回転モーメントがボールねじナットに発生することを防止することのできるアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】レバーとボールねじナット２３２とを連結する連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線を、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心Ｏを通り且つボールねじ軸２３１の中心軸線ＣＬと直交する直線３２上に設ける。【選択図】　図２
2004144285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、
前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじ軸の中心軸線と直交する直線上に配置したことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、
前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじナットの径方向に対して垂直な平面上に配置したことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項３】
モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、
前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじ軸の中心軸線に対して垂直な平面上に配置したことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項４】
モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、
前記連結軸を介して前記ボールねじナットに作用する外力のラジアル成分によって発生する回転モーメントと前記外力のアキシャル成分によって発生する回転モーメントの作用方向が互いに反対方向となる位置に前記連結軸を配置したことを特徴とするアクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、給排気弁のバルブタイミングやバルブリフト量をエンジンの回転状態に応じて変更する可変バルブタイミング機構などで用いられるアクチュエータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給排気弁のバルブタイミングやバルブリフト量をエンジンの回転状態に応じて変更する装置として、図２２に示すような可変バルブタイミング機構が下記の非特許文献１に開示されている。この可変バルブタイミング機構はバルブ１１のバルブタイミングとリフト量を可変制御するコントロールシャフト１２を備えており、このコントロールシャフト１２と一体に形成された偏心カム１３を支点として揺動運動するロッカーアーム１４には、ドライブシャフト１５と一体に回転するインプットカム１６がリンク１７を介して連結されているとともに、ドライブシャフト１５を中心に揺動運動するアウトプットカム１８がリンク１９を介して連結されている。
【０００３】
また、図２２に示される可変バルブタイミング機構はコントロールシャフト１２を介してバルブタイミングとバルブリフト量を制御するコントロールレバー２０ａ，２０ｂと、これらのコントロールレバー２０ａ，２０ｂを介してコントロールシャフト１２を軸芯回りに駆動するアクチュエータ２１とを備えており、アクチュエータ２１は電動モータ２２と、この電動モータ２２の回転運動を直線運動に変換するボールねじ２３と、このボールねじ２３のボールねじ軸２３１に電動モータ２２の回転トルクを伝えるベベルギヤ４１，４２とから構成されている。さらに、図２２に示される可変バルブタイミング機構はコントロールシャフト１２の回転位置を検出する位置センサ２４を備えており、この位置センサ２４の出力信号は電動モータ２２を駆動制御するＥＣＵ２５に供給される構成となっている。
【０００４】
このような構成において、図示しないクランク軸に同期してドライブシャフト１５が回転すると、ロッカーアーム１４が偏心カム１３を支点として揺動運動する。そして、これに同期してアウトプットカム１８がドライブシャフト１５を中心に揺動運動することによって、バルブリフタ２６を介してアウトプットカム１８と当接するバルブ１１が開閉運動する。
【０００５】
また、ＥＣＵ２５からの信号によりアクチュエータ２１の電動モータ２２が回転すると、ボールねじ２３のボールねじナット２３２が軸方向に直線運動する。そして、これに同期してコントロールレバー２０ａ，２０ｂが該レバー２０ａ，２０ｂとボールねじナット２３２とを連結する連結軸２８，２８を支点として揺動運動することで、コントロールシャフト１２が電動モータ２２の回転量に応じて軸芯回りに回動し、さらにロッカーアーム１４が偏心カム１３を支点として揺動運動することによって、バルブ１１のバルブタイミングとバルブリフト量がエンジンの回転状態に応じて変更される。
【０００６】
【非特許文献１】
「自動車技術」ＶＯＬ．５６，Ｎｏ．２，２００２　社団法人自動車技術会出版、Ｐ．４４−４９
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような可変バルブタイミング機構では、バルブ１１のバルブタイミングとバルブリフト量をエンジンの回転状態に応じて任意に変更することが可能であるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述した可変バルブタイミング機構では、図２３に示すように、コントロールレバー２０ａ，２０ｂを介して連結軸２８，２８に外力Ｆが作用すると、ボールねじ２３のボールねじナット２３２に回転モーメントＭが発生し、この回転モーメントＭによって図２４中黒塗りで示すボール２３４に過大な偏荷重が加わる。このため、ボールねじのボールやボールねじ溝が比較的早期に摩耗してアクチュエータ２１の作動性や耐久性が低下し、コントロールレバー２０ａ，２０ｂを介してコントロールシャフト１２を軸芯回りに長期間に亘って高精度に駆動することが困難となる場合があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、連結軸を介してボールねじナットに作用する外力によってボールねじナットに発生する回転モーメントの大きさを低減することのできるアクチュエータ装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る発明は、モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじ軸の中心軸線と直交する直線上に配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明のうち請求項２に係る発明は、モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじナットの径方向に対して垂直な平面上に配置したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のうち請求項３に係る発明は、モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、前記連結軸の中心軸線を、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に形成された螺旋状ボール転動路の全体中心を通り且つ前記ボールねじ軸の中心軸線に対して垂直な平面上に配置したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のうち請求項４に係る発明は、モータと、このモータにより回転駆動されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動に伴って軸方向に直線運動するボールねじナットと、このボールねじナットに前記ボールねじ軸と直交するように設けられた連結軸とを備えたアクチュエータ装置において、前記連結軸を介して前記ボールねじナットに作用する外力のラジアル成分によって発生する回転モーメントと前記外力のアキシャル成分によって発生する回転モーメントの作用方向が互いに反対方向となる位置に前記連結軸を配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る発明では、連結軸から螺旋状ボール転動路の全体中心までのアキシャル方向及びラジアル方向の距離が零となる。これにより、連結軸を介してボールねじナットに外力が作用しても回転モーメントがボールねじナットに発生することがないので、ボールねじのボールに過大な偏荷重が加わることを防止できる。
【００１３】
請求項２及び３に係る発明では、連結軸を介してボールねじナットに外力が作用してもボールねじナットには外力のアキシャル成分またはラジアル成分による回転モーメントしか発生しないので、外力のアキシャル成分とラジアル成分による回転モーメントがボールねじナットに発生するものに比べて、ボールねじナットに発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、外力のアキシャル成分によって発生する回転モーメントの作用方向とラジアル成分によって発生する回転モーメントの作用方向が互いに反対方向となるので、ボールねじナットに発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示す図であり、図１に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ装置は、電動モータ２２と、この電動モータ２２の回転運動を直線運動に変換してコントロールレバー等のレバーに伝えるボールねじ２３とを備えている。
【００１６】
ボールねじ２３は電動モータ２２により回転駆動されるボールねじ軸２３１を備えており、このボールねじ軸２３１の外周面には、ボールねじ溝２３３ｓ（図２参照）がボールねじ軸２３１の一端部から他端部に亘って形成されている。また、ボールねじ２３は円筒状のボールねじナット２３２を備えており、このボールねじナット２３２の内周面にはボールねじ溝２３３ｎ（図２参照）が形成されている。
【００１７】
ボールねじ溝２３３ｓ，２３３ｎは互いに対向しており、ボールねじ軸２３１が軸芯回りに回転すると、ボールねじ軸２３１とナット２３２との間に組み込まれた複数個のボール２３４がねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動し、これに伴ってボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動するようになっている。そして、ボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動すると、図示しないレバーが該レバーとボールねじナット２３２とを連結する連結軸３０ａ，３０ｂ（３０ｂは図２参照）を支点として揺動運動し、これに同期して上記レバーと連結されたコントロールシャフト等の軸が軸芯回りに回動するようになっている。なお、ねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動したボール２３４は、ボール循環部材としてのボール循環チューブ２３６内を転動して初期位置に戻るようになっている。
【００１８】
連結軸３０ａ，３０ｂはボールねじナット２３２の外側面に突設されており、これら連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線は、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成された螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏ（図３参照）を通り且つボールねじ軸２３１の中心軸線ＣＬ（図２参照）と直交する直線３２上に設けられている。
【００１９】
ここで、螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏとは、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路全体の中心位置を指している。たとえば、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路の数が２つの場合には、図４に示すように、第１の螺旋状ボール転動路２３５ａの中心位置Ｏａと第２の螺旋状ボール転動路２３５ｂの中心位置Ｏｂとの中間位置が全体中心Ｏとなり、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路の数が３つの場合には、２番目の螺旋状ボール転動路の中心位置が全体中心Ｏとなる。
【００２０】
このように構成されるアクチュエータ装置では、電動モータ２２の回転トルクによってボールねじ軸２３１が軸芯回りに回転すると、ボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動する。そして、これに同期して図示しないレバーが連結軸３０ａ，３０ｂを支点として揺動運動することで、コントロールシャフト等の軸が軸芯回りに回動する。
【００２１】
上述のように、連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線をボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成された螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏを通り且つボールねじ軸２３１の中心軸線ＣＬと直交する直線３２上に設けると、連結軸３０ａ，３０ｂから螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏまでのアキシャル方向及びラジアル方向の距離が零となる。これにより、図５（ａ）に矢印で示す方向の外力ＦＡあるいは図５（ｂ）に矢印で示す方向の外力ＦＢがレバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに作用してもボールねじナット２３２に回転モーメントが発生することがないので、レバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに加わる外力ＦＡ又はＦＢによってボールねじ２３のボール２３４に過大な偏荷重が加わることを防止できる。したがって、ボール２３４やボールねじ溝２３３ｓ，２３３ｎの早期摩耗が抑制され、アクチュエータ装置の作動性や耐久性の低下を防止することができる。
【００２２】
次に、図６乃至図１９を参照して本発明の他の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
同図に示すように、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ボールねじナット２３２に２つのボール循環チューブ２３６を組み付け、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に２つのボール転動路を形成した点であり、上記以外の構成は第１の実施形態と同様の構成である。
【００２３】
図７は、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
同図に示すように、第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ボールねじ２３のボール２３４を循環させるボール循環部材としてボール循環こま２３９を用いた点であり、上記以外の構成は第１の実施形態と同様の構成である。
図８は、本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
同図に示すように、第４の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、ボールねじ２３のボール２３４を循環させるボール循環部材としてボール循環こま２３９を用いた点であり、上記以外の構成は第２の実施形態と同様の構成である。
【００２４】
図９乃至図１２は本発明の第５の実施形態を示す図であり、図９に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ装置は、電動モータ２２と、この電動モータ２２の回転運動を直線運動に変換してコントロールレバー等のレバーに伝えるボールねじ２３とを備えている。
ボールねじ２３は電動モータ２２により回転駆動されるボールねじ軸２３１を備えており、このボールねじ軸２３１の外周面には、ボールねじ溝２３３ｓがボールねじ軸２３１の一端部から他端部に亘って形成されている。また、ボールねじ２３は円筒状のボールねじナット２３２を備えており、このボールねじナット２３２の内周面にはボールねじ溝２３３ｎが形成されている。
【００２５】
ボールねじ溝２３３ｓ，２３３ｎは互いに対向しており、ボールねじ軸２３１が軸芯回りに回転すると、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に組み込まれた複数個のボール２３４がねじ側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動し、これに伴ってボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動するようになっている。そして、ボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動すると、図示しないレバーが該レバーとナット２３２とを連結する連結軸３０ａ，３０ｂ（３０ｂは図１０参照）を支点として揺動運動し、これに同期して上記レバーと連結されたコントロールシャフト等の軸が軸芯回りに回動するようになっている。なお、ねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動したボール２３４は、ボール循環部材としてのボール循環チューブ２３６内を転動して初期位置に戻るようになっている。
【００２６】
連結軸３０ａ，３０ｂはボールねじナット２３２の外側面に突設されており、これら連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線は、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成された螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏ（図９参照）を通り且つボールねじナット２３２の径方向に対して垂直な平面３３（図９及び図１１参照）上に設けられている。
【００２７】
ここで、螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏとは、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路全体の中心位置を指している。たとえば、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路の数が２つの場合には、図４に示すように、第１の螺旋状ボール転動路２３５ａの中心位置Ｏａと第２の螺旋状ボール転動路２３５ｂの中心Ｏｂとの中間位置が全体中心Ｏとなり、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成される螺旋状ボール転動路の数が３つの場合には、２番目の螺旋状ボール転動路の中心が全体中心Ｏとなる。
【００２８】
このように構成されるアクチュエータ装置では、図２５に示すものと比較してボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。すなわち、図２５に示すアクチュエータ装置では、レバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに外力Ｆが作用すると、外力Ｆのアキシャル成分Ｆａによる回転モーメントＭａとラジアル成分Ｆｒによる回転モーメントＭｒがボールねじナット２３２に発生するが、本実施形態では、図１２に示すように、連結軸３０ａ，３０ｂに外力ＦＡ（又は外力ＦＢ）が作用しても外力ＦＡ（又は外力ＦＢ）のラジアル成分ＦＡｒ（又はＦＢｒ）による回転モーメントＭＡｒ（またはＭＢｒ）がボールねじナット２３２に発生するだけなので、図２５に示すものと比較して、ボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。これにより、連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線を螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏを通り且つボールねじ軸２３１の中心軸線ＣＬと直交する直線３２上に設けることができない場合であっても、ボールねじナット２３２に発生する回転モーメントによってアクチュエータ装置の作動性や耐久性が低下することを防止することができる。
【００２９】
図１３乃至図１６は本発明の第６の実施形態を示す図であり、図１３に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ装置は、電動モータ２２と、この電動モータ２２の回転運動を直線運動に変換してコントロールレバー等のレバーに伝えるボールねじ２３とを備えている。
ボールねじ２３は電動モータ２２により回転駆動されるボールねじ軸２３１を備えており、このボールねじ軸２３１の外周面には、ボールねじ溝２３３ｓがボールねじ軸２３１の一端部から他端部に亘って形成されている。また、ボールねじ２３は円筒状のボールねじナット２３２を備えており、このボールねじナット２３２の内周面にはボールねじ溝２３３ｎが形成されている。
【００３０】
ボールねじ溝２３３ｓ，２３３ｎは互いに対向しており、ボールねじ軸２３１が軸芯回りに回転すると、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に組み込まれた複数個のボール２３４がねじ側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動し、これに伴ってボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動するようになっている。そして、ボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動すると、図示しないレバーが該レバーとナット２３２とを連結する連結軸３０ａ，３０ｂ（３０ｂは図１４参照）を支点として揺動運動し、これに同期して上記レバーと連結されたコントロールシャフト等の軸が軸芯回りに回動するようになっている。なお、ねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動したボール２３４は、ボール循環部材としてのボール循環チューブ２３６内を転動して初期位置に戻るようになっている。
【００３１】
連結軸３０ａ，３０ｂはボールねじナット２３２の外側面に突設されており、これら連結軸３０ａ，３０ｂの中心軸線は、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に形成された螺旋状ボール転動路２３５の全体中心Ｏ（図１４及び図１５参照）を通り且つボールねじ軸２３１の中心軸線ＣＬに対して垂直な平面３４（図１５参照）上に設けられている。
【００３２】
このように構成される第６の実施形態では、図２５に示すものと比較してボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。すなわち、図２５に示すアクチュエータ装置では、レバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに外力Ｆが作用すると、外力Ｆのアキシャル成分Ｆａによる回転モーメントＭａとラジアル成分Ｆｒによる回転モーメントＭｒがボールねじナット２３２に発生するが、本実施形態では、図１６に示すように、連結軸３０ａ，３０ｂに外力ＦＡ（又は外力ＦＢ）が作用しても外力ＦＡ（又は外力ＦＢ）のアキシャル成分ＦＡａ（又はＦＢａ）による回転モーメントＭＡａ（又はＭＢａ）がボールねじナット２３２に発生するだけなので、図２５に示すものと比較して、ボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。
【００３３】
図１７乃至図１９は本発明の第７の実施形態を示す図であり、図１７に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ装置は、電動モータ２２と、この電動モータ２２の回転運動を直線運動に変換してコントロールレバー等のレバーに伝えるボールねじ２３とを備えている。
ボールねじ２３は電動モータ２２により回転駆動されるボールねじ軸２３１を備えており、このボールねじ軸２３１の外周面には、ボールねじ溝２３３ｓがボールねじ軸２３１の一端部から他端部に亘って形成されている。また、ボールねじ２３は円筒状のボールねじナット２３２を備えており、このボールねじナット２３２の内周面にはボールねじ溝２３３ｎが形成されている。
【００３４】
ボールねじ溝２３３ｓ，２３３ｎは互いに対向しており、ボールねじ軸２３１が軸芯回りに回転すると、ボールねじ軸２３１とボールねじナット２３２との間に組み込まれた複数個のボール２３４がねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動し、これに伴ってボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動するようになっている。そして、ボールねじナット２３２がボールねじ軸２３１の軸方向に直線運動すると、図示しないレバーが該レバーとボールねじナット２３２とを連結する連結軸３０ａ，３０ｂ（３０ｂは図１８参照）を支点として揺動運動し、これに同期して上記レバーと連結されたコントロールシャフト等の軸が軸芯回りに回動するようになっている。なお、ねじ軸側ボールねじ溝２３３ｓとナット側ボールねじ溝２３３ｎとの間を転動したボール２３４は、ボール循環部材としてのボール循環チューブ２３６内を転動して初期位置に戻るようになっている。
【００３５】
連結軸３０ａ，３０ｂはボールねじナット２３２の外側面に突設されており、これらの連結軸３０ａ，３０ｂは、図１９に示すように、連結軸３０ａ，３０ｂを介してボールねじナット２３２に作用する外力のラジアル成分によってボールねじナット２３２に発生する回転モーメントＭｒの作用方向とアキシャル成分によってボールねじナット２３２に発生する回転モーメントＭａの作用方向が互いに反対方向となる位置に設けられている。
【００３６】
このように構成されるアクチュエータ装置では、図２５に示すものに比べてボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。すなわち、図２５に示すアクチュエータ装置では、レバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに外力Ｆが作用すると、外力Ｆのラジアル成分Ｆｒによって発生する回転モーメントＭｒとアキシャル成分Ｆａによって発生する回転モーメントＭａの作用方向が同じ方向となる。これに対し、本実施形態では、図１９（ａ）に矢印で示す方向の外力ＦＡまたは図１９（ｂ）に矢印で示す方向の外力ＦＢがレバーを介して連結軸３０ａ，３０ｂに作用すると、外力ＦＡ（またはＦＢ）のラジアル成分ＦＡｒ（またはＦＢｒ）によって発生する回転モーメントＭＡｒ（またはＭＢｒ）とアキシャル成分ＦＡａ（またはＦＢａ）によって発生する回転モーメントＭＡａ（またはＭＢａ）の作用方向が互いに反対方向となるので、ボールねじナット２３２に発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。
【００３７】
なお、上述した各実施形態ではボールねじナットに２本の連結軸を設けたが、連結軸の本数は必ずしも２本である必要はなく、１本であってもよい。また、上述した各実施形態ではコントロールシャフト等の軸と連結軸がコントロールレバー等のレバーで連結された場合を例示したが、コントロールシャフト等の軸と連結軸とは、圧縮や引張力の働くバネ機構で連結されていてもよい。
【００３８】
また、上述した各実施形態では連結軸３０ａ，３０ｂがボールねじナット２３２の側面から突出するボールねじに本発明を適用した場合を例示したが、図２０に示す第８の実施形態のように、コントロールレバー２０ａ，２０ｂに連結軸３０ａ，３０ｂを固設するとともに、ボールねじナット２３２の両側面に穴３１をそれぞれ設け、これらの穴３１に連結軸３０ａ，３０ｂを回動自在に嵌合させてもよい。また、図２１に示す第９の実施形態のように、連結軸３０ａ，３０ｂの中心部にネジ挿通孔３２を設けるとともに、ボールねじナット２３２の両側面に形成された穴３１の底面中央にネジ穴３３をそれぞれ設け、これらのネジ穴３３に連結軸３０ａ，３０ｂのネジ挿通孔３２を挿通する止めネジ３４をねじ込んで連結軸３０ａ，３０ｂをボールねじナット２３２に取り付けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、連結軸から螺旋状ボール転動路の全体中心までのアキシャル方向及びラジアル方向の距離が零となる。これにより、連結軸を介してボールねじナットに外力が作用しても回転モーメントがボールねじナットに発生することがないので、ボールねじのボールに過大な偏荷重が加わることを防止することができる。これにより、ボールねじナットとコントロールシャフトとをレバーやバネ機構で連結する場合、ボールねじに加わるモーメントを低く抑え、長寿命化を図ることができる。
【００４０】
請求項２及び３に係る発明によれば、連結軸を介してボールねじナットに外力が作用してもボールねじナットには外力のアキシャル成分またはラジアル成分による回転モーメントしか発生しないので、外力のアキシャル成分とラジアル成分による回転モーメントがボールねじナットに発生するものに比べて、ボールねじナットに発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。また、ボールねじナットとコントロールシャフトとをレバーやバネ機構で連結する場合、ボールねじに加わるモーメントを低く抑え、長寿命化を図ることができる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、外力のアキシャル成分によって発生する回転モーメントとラジアル成分によって発生する回転モーメントの作用方向が互いに反対方向となるので、ボールねじナットに発生する回転モーメントの大きさを小さくすることができる。また、ボールねじナットとコントロールシャフトとをレバーやバネ機構で連結する場合、ボールねじに加わるモーメントを低く抑え、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の螺旋状ボール転動路を示す図である。
【図４】螺旋状ボール転動路の数が複数の場合における螺旋状ボール転動路の全体中心を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の作用説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置の一部断面平面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置の螺旋状ボール転動路を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置の作用説明図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置の一部断面平面図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置の螺旋状ボール転動路を示す図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置の作用説明図である。
【図１７】本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図１８】本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図である。
【図１９】本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ装置の作用説明図である。
【図２０】本発明の第８の実施形態に係るアクチュエータ装置の斜視図である。
【図２１】本発明の第９の実施形態に係るアクチュエータ装置の斜視図である。
【図２２】可変バルブタイミング機構の斜視図である。
【図２３】可変バルブタイミング機構のコントロールシャフトを駆動する従来のアクチュエータの側面図である。
【図２４】図２３に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図２５】従来のアクチュエータ装置のボールねじナットに発生する回転モーメントを示す図である。
【符号の説明】
１１　　バルブ
１２　　コントロールシャフト
１３　　偏心カム
１４　　ロッカーアーム
１５　　ドライブシャフト
１６　　インプットカム
１７　　リンク
１８　　アウトプットカム
１９　　リンク
２０ａ，２０ｂ　　コントロールレバー
２１　　アクチュエータ
２２　　電動モータ
２３　　ボールねじ
２３１　　ボールねじ軸
２３２　　ボールねじナット
２３４　　ボール
２４　　位置センサ
２５　　ＥＣＵ
２６　　バルブリフタ
２８ａ，２８ｂ　　連結軸
３０ａ，３０ｂ　　連結軸
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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