(57)【要約】【課題】プラネタリシャフトが傾くことに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを抑制することのできる遊星差動式運動変換機構を提供する。【解決手段】遊星差動式運動変換機構１００は、円筒状のロータ１０と該ロータ１０に内挿されるサンシャフト２０との間に複数のプラネタリシャフト３０を介装し、これら各部材に設けられた螺子のリード角の差を利用してロータ１０の回転運動をサンシャフト２０の直線運動に変換する。遊星差動式運動変換機構１００は、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分にロータ１０側から当接して同フロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するように変位することを規制する支持部材５１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のロータと該ロータに内挿されるサンシャフトとの間に複数のプラネタリシャフトを介装し、前記プラネタリシャフトの両端部にそれぞれ設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、前記一対のプラネタリギアを連結する前記プラネタリシャフトの中間部の外周面に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差を利用して前記ロータの回転運動を前記サンシャフトの直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構において、
前記プラネタリシャフトの中間部における前記プラネタリギア近傍の部分に前記ロータ側から当接して同プラネタリギアが前記ロータに近接するように変位することを規制する支持部材を備える
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記サンシャフトには、同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用し、前記支持部材は、前記プラネタリシャフトの中間部において前記荷重の作用方向側の前記プラネタリギア近傍に位置する部分に当接する
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記支持部材は、前記サンシャフトの外周を囲むようにして前記ロータの内部に配設され、前記ロータに固定される外輪と、前記プラネタリシャフトの中間部に当接する内輪とを含む転がり軸受である
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項４】
円筒状のロータと該ロータに内挿されるサンシャフトとの間に複数のプラネタリシャフトを介装し、前記プラネタリシャフトの両端部にそれぞれ設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、前記一対のプラネタリギアを連結する前記プラネタリシャフトの中間部の外周面に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差を利用して前記ロータの回転運動を前記サンシャフトの直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構において、
前記プラネタリシャフトの中間部における前記プラネタリギア近傍の部分に前記サンシャフト側から当接して同プラネタリギアが前記サンシャフトに近接するように変位することを規制する支持部材を備える
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項５】
請求項４に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記サンシャフトには、同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用し、前記支持部材は、前記プラネタリシャフトの中間部において前記荷重の作用方向とは反対側の前記プラネタリギア近傍に位置する部分に当接する
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記支持部材は、前記サンシャフトに挿通されて同サンシャフトに固定される内輪と、前記プラネタリシャフトの中間部に当接する外輪とを含む転がり軸受である
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のロータと該ロータに内挿されるサンシャフトとの間に複数のプラネタリシャフトを介装し、これらの各部材に形成されて互いに螺合する螺子の作用を利用してロータの回転運動をサンシャフトの直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした遊星差動式運動変換機構としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図６は、この運動変換機構を模式的に示す構成図である。同図６に示されるように、円筒状のロータ１０には、サンシャフト２０が内挿されており、これらロータ１０とサンシャフト２０との間には、複数のプラネタリシャフト３０（図６では、その１つのみを示す）が介装されている。プラネタリシャフト３０は、その両端部に設けられた一対のプラネタリギア３２ａ，３２ｂ、及びこれらプラネタリギア３２ａ，３２ｂを連結する中間部３５によって構成されている。これら一対のプラネタリギア３２ａ，３２ｂは、ロータ１０の内周面に固定された一対のリングギア１２ａ，１２ｂとサンシャフト２０の外周面に設けられた一対のサンギア２２ａ，２２ｂとにそれぞれ噛合されている。また、プラネタリシャフト３０の中間部３５の外周面に螺子３１が設けられており、この螺子３１は、ロータ１０の内周面におけるリングギア１２ａ，１２ｂの間の部分に設けられた螺子１１と、サンシャフト２０の外周面におけるサンギア２２ａ，２２ｂの間の部分に設けられた螺子２１との双方に螺合されている。なお、この運動変換機構にあっては、ロータ１０の螺子１１とプラネタリシャフト３０の螺子３１とのリード角が一致している一方、プラネタリシャフト３０の螺子３１とサンシャフト２０の螺子２１とのリード角は異なっている。
【０００３】
こうした構造により、ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対的に回転すると、プラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動する。このようにプラネタリシャフト３０が転動する際に、プラネタリシャフト３０がロータ１０に対してその軸方向に相対的に変位しないが、サンシャフト２０はロータ１０に対して螺子２１と螺子３１とのリード角差の分だけその軸方向に変位する。すなわち、こうした遊星差動式運動変換機構にあっては、ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対的に回転すると、このロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される。
【特許文献１】特開２００７−１９２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようにロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される際に、プラネタリシャフト３０において同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクが発生することがある。具体的には、例えばロータ１０の回転によりサンシャフト２０が図６の方向Ｒに駆動される場合に、プラネタリシャフト３０の螺子３１においてサンシャフト２０の螺子２１と噛合される部位に方向Ｆへの抵抗荷重ｆ１が生じるとともに、プラネタリシャフト３０の螺子３１においてロータ１０の螺子１１と噛合される部位に方向Ｒへの駆動荷重ｆ２が生じることがある。これら荷重ｆ１，ｆ２により、プラネタリシャフト３０を左回りに傾斜させるトルクＷが同プラネタリシャフト３０に発生する。また、サンシャフト２０が図６の方向Ｆに駆動される場合には、プラネタリシャフト３０を右回りに傾斜させるトルクが発生することとなる。すなわち、ロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される際に、プラネタリギア３２ａ，３２ｂの一方がサンシャフト２０に近接するとともに他方がロータ１０に近接するように同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクが発生することがある。
【０００５】
一方、この遊星差動式運動変換機構にあっては、リード角の異なる螺子と、この螺子を挟むように配設される一対のギアとによってロータ１０及びサンシャフト２０とプラネタリシャフト３０とを噛合させているため、各部材を滑らかに運動させるためには、各部材の間にある程度のクリアランスを設けることが必要とされる。ここで、このように各部材の間にクリアランスを設けた場合に、上述したようにプラネタリシャフト３０において同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクが発生すると、そのクリアランスの分だけロータ１０とサンシャフト２０との間でプラネタリシャフト３０は、プラネタリギア３２ａ，３２ｂの一方がサンシャフト２０に近接するとともに他方がロータ１０に近接するように傾斜することとなる。
【０００６】
このようにプラネタリシャフト３０が傾斜すると、それらプラネタリギア３２ａ，３２ｂと、ロータ１０の内周面に形成されたリングギア１２ａ，１２ｂ、及びサンシャフトの外周面に形成されたサンギア２２ａ，２２ｂとが接触する部分ではこれらのギア同士が傾いた状態で接触し、片当たりするようになる。また、プラネタリシャフト３０の螺子３１と、ロータ１０の螺子１１及びサンシャフト２０の螺子２１との噛合部分においても同様に片当たりが生じ、これらの部分においてギアや螺子の偏磨耗や欠損が発生しやすくなり、遊星差動式運動変換機構の耐久性が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラネタリシャフトが傾くことに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを抑制することのできる遊星差動式運動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、円筒状のロータと該ロータに内挿されるサンシャフトとの間に複数のプラネタリシャフトを介装し、前記プラネタリシャフトの両端部にそれぞれ設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、前記一対のプラネタリギアを連結する前記プラネタリシャフトの中間部の外周面に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差を利用して前記ロータの回転運動を前記サンシャフトの直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構において、前記プラネタリシャフトの中間部における前記プラネタリギア近傍の部分に前記ロータ側から当接して同プラネタリギアが前記ロータに近接するように変位することを規制する支持部材を備えることをその要旨とする。
【０００９】
同構成では、プラネタリシャフトの中間部におけるプラネタリギア近傍の部分にロータ側から当接する支持部材により、同プラネタリギアがロータに近接するように変位することを規制するようにしている。そのため、ロータの回転運動がサンシャフトの直線運動に変換される際に、プラネタリシャフトの一対のプラネタリギアのうち支持部材側に位置する一方がロータに近接するとともに他方がサンシャフトに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させようとするトルクが同プラネタリシャフトに対して作用した場合であっても、その支持部材により同支持部材側に位置するプラネタリギアがロータ側に変位することが規制され、そのトルクによりプラネタリシャフトが傾斜することが抑制される。したがって、上記構成によれば、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを抑制することができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記サンシャフトには、同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用し、前記支持部材は、前記プラネタリシャフトの中間部において前記荷重の作用方向側の前記プラネタリギア近傍に位置する部分に当接することをその要旨とする。
【００１１】
サンシャフトにおいて同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する場合には、一対のプラネタリギアのうちその荷重の作用方向側に位置する一方がロータに近接するとともに他方がサンシャフトに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させようとするトルクが同プラネタリシャフトに対して常に作用する。したがってこの場合、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して上述したような螺子やギアの偏摩耗や欠損がより顕著なものとなる。
【００１２】
この点、上記構成によれば、プラネタリシャフトの中間部においてサンシャフトに作用する荷重の作用方向側のプラネタリギア近傍に位置する部分にロータ側から当接する支持部材を備えるため、一対のプラネタリギアのうちその荷重の作用方向側に位置する一方がロータに近接するとともに他方がサンシャフトに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させるトルクが常に発生する場合であっても、そのトルクによるプラネタリシャフトの傾斜が抑制される。その結果、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記支持部材は、前記サンシャフトの外周を囲むようにして前記ロータの内部に配設され、前記ロータに固定される外輪と、前記プラネタリシャフトの中間部に当接する内輪とを含む転がり軸受であることをその要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、ロータがサンシャフトに対して相対的に回転することによりプラネタリシャフトがロータの内周面とサンシャフトの外周面に沿って転動する際に、プラネタリシャフトの中間部に当接している内輪がその中間部の回転方向と同じ方向に回転することができ、中間部が内輪の内周面上を摺動することが抑制される。そのため、例えばロータに固定されて同ロータに対して相対的に回転できる部材を備えていない支持部材を採用した場合と比較して、プラネタリシャフトが転動する際に支持部材とプラネタリシャフトの中間部との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構の駆動に対する摩擦抵抗が増大することを抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、円筒状のロータと該ロータに内挿されるサンシャフトとの間に複数のプラネタリシャフトを介装し、前記プラネタリシャフトの両端部にそれぞれ設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、前記一対のプラネタリギアを連結する前記プラネタリシャフトの中間部の外周面に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差を利用して前記ロータの回転運動を前記サンシャフトの直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構において、前記プラネタリシャフトの中間部における前記プラネタリギア近傍の部分に前記サンシャフト側から当接して同プラネタリギアが前記サンシャフトに近接するように変位することを規制する支持部材を備えることをその要旨とする。
【００１６】
同構成では、プラネタリシャフトの中間部におけるプラネタリギア近傍の部分にサンシャフト側から当接する支持部材により、同プラネタリギアがサンシャフトに近接するように変位することを規制するようにしている。そのため、ロータの回転運動がサンシャフトの直線運動に変換される際に、プラネタリシャフトの一対のプラネタリギアのうち支持部材側に位置する一方がサンシャフトに近接するとともに他方がロータに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させようとするトルクが同プラネタリシャフトに対して作用した場合であっても、その支持部材により同支持部材側に位置するプラネタリギアがサンシャフト側に変位することが規制され、そのトルクによりプラネタリシャフトが傾斜することが抑制される。したがって、上記構成によれば、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記サンシャフトには、同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用し、前記支持部材は、前記プラネタリシャフトの中間部において前記荷重の作用方向とは反対側の前記プラネタリギア近傍に位置する部分に当接することをその要旨とする。
【００１８】
サンシャフトにおいて同サンシャフトの軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する場合には、一対のプラネタリギアのうちその荷重の作用方向とは反対側に位置する一方がサンシャフトに近接するとともに他方がロータに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させようとするトルクが同プラネタリシャフトに対して常に作用する。したがってこの場合、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して上述したような螺子やギアの偏摩耗や欠損がより顕著なものとなる。
【００１９】
この点、上記構成によれば、プラネタリシャフトの中間部においてサンシャフトに作用する荷重の作用方向とは反対側のプラネタリギア近傍に位置する部分にサンシャフト側から当接する支持部材を備えるため、一対のプラネタリギアのうちその荷重の作用方向とは反対側の一方がサンシャフトに近接するとともに他方がロータに近接するように同プラネタリシャフトを傾斜させるトルクが常に発生する場合であっても、そのトルクによるプラネタリシャフトの傾斜が抑制される。その結果、プラネタリシャフトが傾斜することに起因して同プラネタリシャフトに形成された螺子やギア、並びにこれらの螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏磨耗や欠損が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記支持部材は、前記サンシャフトに挿通されて同サンシャフトに固定される内輪と、前記プラネタリシャフトの中間部に当接する外輪とを含む転がり軸受であることをその要旨とする。
【００２１】
同構成によれば、ロータがサンシャフトに対して相対的に回転することによりプラネタリシャフトがロータの内周面とサンシャフトの外周面に沿って転動する際に、プラネタリシャフトの中間部に当接している外輪がその中間部の回転方向と同じ方向に回転することができ、中間部が外輪の外周面上を摺動することが抑制される。そのため、例えばサンシャフトに固定されて同サンシャフトに対して相対的に回転できる部材を備えていない支持部材を採用した場合と比較して、プラネタリシャフトが転動する際に支持部材とプラネタリシャフトの中間部との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構の駆動に対する摩擦抵抗が増大することを抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明を内燃機関の機関バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更する可変動弁機構を駆動するアクチュエータに搭載される遊星差動式運動変換機構に適用した第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構の内部構成を示す部分断面図である。同図１に示されるように、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００は、円筒状のロータ１０にサンシャフト２０を内挿するとともに、サンシャフト２０とロータ１０との間に複数のプラネタリシャフト３０を介装させることにより構成されている。なお、遊星差動式運動変換機構１００にあっては、サンシャフト２０を取り囲むように９本のプラネタリシャフト３０を等角度間隔で配設しているが、図１ではそのうちの２本のみを図示している。
【００２４】
以下、遊星差動式運動変換機構１００の内部構造を更に詳しく説明する。図１に示されるようにロータ１０の内周面には、その中央部分にフロント側（図中の右側）からリア側（図中の左側）に向かって左回りに進行する５条の左螺子からなる螺子１１が形成されている。更にロータ１０の内周面には、この螺子１１を挟むようにフロント側リングギア１２ａとリア側リングギア１２ｂとが固定されている。各リングギア１２ａ，１２ｂは、その歯すじがロータ１０の中心軸Ｃの延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。
【００２５】
一方、このロータ１０に内挿されたサンシャフト２０の外周面には、ロータ１０に形成された螺子１１に対向する位置にフロント側からリア側に向かって右回りに進行する４条の右螺子からなる螺子２１が形成されている。また更にサンシャフト２０の外周面には、この螺子２１を挟むようにフロント側サンギア２２ａとリア側サンギア２２ｂとが形成されている。各サンギア２２ａ，２２ｂは、その歯すじがサンシャフト２０の中心軸Ｃの延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。
【００２６】
そして、これらロータ１０とサンシャフト２０との間に介装された各プラネタリシャフト３０には、そのフロント側端部にフロント側プラネタリギア３２ａが、リア側端部にリア側プラネタリギア３２ｂがそれぞれ形成されている。これらの各プラネタリギア３２ａ，３２ｂは、その歯すじがプラネタリシャフト３０の中心軸延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。そして、フロント側プラネタリギア３２ａはロータ１０に形成されたフロント側リングギア１２ａとサンシャフト２０に形成されたフロント側サンギア２２ａとの双方に噛合しており、リア側プラネタリギア３２ｂはロータ１０に形成されたリア側リングギア１２ｂとサンシャフト２０に形成されたリア側サンギア２２ｂとの双方に噛合している。
【００２７】
また、各プラネタリギア３２ａ，３２ｂを連結するプラネタリシャフト３０の中間部３５の外周面には、ロータ１０の内周面に形成された螺子１１とサンシャフト２０の外周面に形成された螺子２１との双方に螺合する螺子３１が形成されている。この螺子３１はフロント側からリア側に向かって左回りに進行する１条の左螺子である。
【００２８】
また、プラネタリシャフト３０にあっては、リア側プラネタリギア３２ｂが同プラネタリシャフト３０の中間部３５から脱着可能に形成されている。具体的には、プラネタリシャフト３０は、中間部３５及びフロント側プラネタリギア３２ａが一体に形成された本体部と、リア側プラネタリギア３２ｂとによって構成されている。リア側プラネタリギア３２ｂには、その中心軸に沿って延びる軸受孔３４が形成されており、これに対して中間部３５にはこの軸受孔３４に挿入される軸部３３が設けられている。これにより、プラネタリシャフト３０にあっては、中間部３５に形成された軸部３３をリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４に挿入することによってリア側プラネタリギア３２ｂと中間部３５とが連結されている。
【００２９】
また、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、図１の左側に示されるようにロータ１０のリア側の端部にこれを閉塞する蓋体４０を嵌合し、このように中間部３５から脱着可能に形成されたリア側プラネタリギア３２ｂが中間部３５から脱落することを抑制するようにしている。
【００３０】
このように構成された遊星差動式運動変換機構１００にあっては、ロータ１０、サンシャフト２０及びプラネタリシャフト３０のそれぞれが各部材に形成された螺子及びギアを介して互いに噛合している。そのため、ロータ１０をサンシャフト２０に対して相対回動させることにより、ロータ１０の回転力がこれらの螺子及びギアを介してプラネタリシャフト３０に伝達され、プラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動するようになる。
【００３１】
ここで、ロータ１０の螺子１１とプラネタリシャフト３０の螺子３１にあっては、そのピッチ円径の比と螺子条数の比とがどちらも「５：１」に設定されている。これにより、ロータ１０の螺子１１とプラネタリシャフト３０の螺子３１にあっては、そのリード角がともに等しくなっている。そのため、プラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面に沿って転動するとき、ロータ１０とプラネタリシャフト３０との間では軸方向の相対的な変位は生じない。
【００３２】
一方、プラネタリシャフト３０の螺子３１とサンシャフト２０の螺子２１にあっては、ピッチ円径の比と螺子条数の比とが異なっている。具体的にはピッチ円径の比が「１：３」に設定されているのに対して、上述したようにプラネタリシャフト３０の螺子３１の螺子条数が１条であり、サンシャフト２０の螺子２１の螺子条数は４条であるため、螺子条数の比は「１：４」に設定されている。これにより、サンシャフト２０の螺子２１とプラネタリシャフト３０の螺子３１にあっては、そのリード角が異なっている。そのため、プラネタリシャフト３０が、サンシャフト２０の外周面に沿って転動するときにはこのリード角の差の分だけサンシャフト２０とプラネタリシャフト３０とが軸方向にずれて、その相対的な位置が変化するようになる。
【００３３】
要するに遊星差動式運動変換機構１００にあっては、ロータ１０をサンシャフト２０に対して相対回動させることにより、プラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動し、サンシャフト２０が上記リード角の差の分だけ軸方向に変位する。そのため、遊星差動式運動変換機構１００を通じてロータ１０に入力される回転運動をサンシャフト２０の直線運動に変換して出力することができる。
【００３４】
この遊星差動式運動変換機構１００は、内燃機関の吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するバルブ特性変更機構の制御軸を駆動するアクチュエータに搭載される。具体的には、ロータ１０の外周面上に永久磁石が取り付けられ、同ロータ１０が電動モータのロータとして機能するように構成される。そして、図１の右側に示されるサンシャフト２０の先端部２４がバルブ特性変更機構の制御軸に連結される。なお、バルブ特性変更機構は、制御軸の軸方向の変位に伴って機関バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するものである。
【００３５】
図１の右側に示されるようにサンシャフト２０の外周面にはストレートスプライン２３が形成されている。このストレートスプライン２３は、遊星差動式運動変換機構１００がバルブ特性変更機構のアクチュエータとして内燃機関に固定された際に、内燃機関のケーシングの開口部分に形成されているストレートスプラインに噛み合わされる。これにより、サンシャフト２０はストレートスプライン２３の作用によって軸方向の移動は許されるが、回転は規制されるようになる。
【００３６】
このように本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００をバルブ特性変更機構のアクチュエータに適用して内燃機関に取り付けることにより、同遊星差動式運動変換機構１００を通じてモータの回転運動を制御軸の軸方向の直線運動に変換し、制御軸の軸方向位置を調節することができるようになる。すなわち、モータの回転量を制御することによりバルブ特性変更機構を制御して吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を任意に変更することができるようになる。
【００３７】
ところで、機関バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更する内燃機関のバルブ特性変更機構の制御軸には、バルブスプリングの反力によって機関バルブの最大リフト量及び開弁期間を小さくする方向（図中では方向Ｆ）に制御軸を変位させる荷重が常に作用する。そのため、制御軸と連結されるサンシャフト２０には一方向の荷重Ｇが常に作用することになる。
【００３８】
これにより、プラネタリシャフト３０の螺子３１においてサンシャフト２０の螺子２１と噛合される部位に方向Ｆへの荷重ｆ１が生じるとともに、プラネタリシャフト３０の螺子３１においてロータ１０の螺子１１と噛合される部位に方向Ｒへの荷重ｆ２が生じることがある。これら荷重ｆ１，ｆ２により、プラネタリシャフト３０を左回りに傾斜させるトルク、すなわちプラネタリシャフト３０のリア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するとともにフロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するように同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクＷが常に発生する。
【００３９】
一方、上述したように遊星差動式運動変換機構１００にあっては、リード角の異なる螺子と、この螺子を挟むように配設される一対のギアとによってロータ１０及びサンシャフト２０とプラネタリシャフト３０とを噛合させているため、各部材を滑らかに運動させるためには、各部材の間にある程度のクリアランスを設けることが必要とされる。ここで、このように各部材の間にクリアランスを設けた場合に、上述したようにプラネタリシャフト３０において同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクＷが発生すると、そのクリアランスの分だけロータ１０とサンシャフト２０との間でプラネタリシャフト３０は、プラネタリシャフト３０のリア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するとともにフロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するように傾斜することとなる。
【００４０】
こうしてプラネタリシャフト３０が傾斜すると、プラネタリシャフト３０のプラネタリギア３２ａ，３２ｂと、ロータ１０の内周面に形成されたリングギア１２ａ，１２ｂ、及びサンシャフトの外周面に形成されたサンギア２２ａ，２２ｂとが接触する部分ではこれらのギア同士が傾いた状態で接触し、片当たりするようになる。また、プラネタリシャフト３０の螺子３１と、ロータ１０の螺子１１及びサンシャフト２０の螺子２１との噛合部分においても同様に片当たりが生じ、これらの部分においてギアや螺子の偏磨耗や欠損が発生しやすくなり、遊星差動式運動変換機構の耐久性が低下するおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、上述したようにプラネタリシャフト３０が傾斜することに起因する螺子及びギアの偏摩耗や欠損を抑制する構成を採用するようにしている。以下、この構成について説明する。
【００４２】
図１に示されるように、ロータ１０の内周面において螺子１１とフロント側リングギア１２ａとの間の部分には、円環状の支持部材５１が内嵌されている。この支持部材５１は、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分、正確には、中間部３５の外周面に形成された螺子１１におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分にロータ１０側から当接することにより、フロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するように変位することを規制している。
【００４３】
以下、図２を参照して遊星差動式運動変換機構１００の組み立て方法について説明する。
まず、図２に示されるようにリア側プラネタリギア３２ｂを取り外した状態のプラネタリシャフト３０の本体部をサンシャフト２０の周囲に配設し、フロント側サンギア２２ａとフロント側プラネタリギア３２ａとを噛合させるとともに、サンシャフト２０の螺子２１に螺子３１を噛合させる。そして、上述の支持部材５１をロータ１０の内周面において螺子１１とフロント側リングギア１２ａとの間の部分に嵌入し、プラネタリシャフト３０とサンシャフト２０との噛合状態を保持するとともに、サンシャフト２０及び中間部３５にリア側からロータ１０を被せ、これを回転させながらその螺子１１を中間部３５の螺子３１に螺合させる。
【００４４】
こうしてサンシャフト２０、中間部３５及びロータ１０をそれぞれ噛合させて一体に組み付けた後、ロータ１０の内周面にフロント側リングギア１２ａとリア側リングギア１２ｂとをそれぞれ固定する。そして、リングギア１２ａ，１２ｂを取り付けた後、リア側プラネタリギア３２ｂをリア側リングギア１２ｂ及びリア側サンギア２２ｂの双方に噛合させつつ、中間部３５に組み付ける。
【００４５】
そして、このようにリア側プラネタリギア３２ｂを組み付け、ロータ１０、サンシャフト２０及びプラネタリシャフト３０をそれぞれに形成されたギア及び螺子によって互いに噛合させた状態とした後、ロータ１０のリア側の端部に蓋体４０を嵌合し、遊星差動式運動変換機構１００の組み立てが完了する。
【００４６】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分、すなわち中間部３５においてサンシャフト２０に作用する荷重Ｇの作用方向側のプラネタリギア３２ａ近傍に位置する部分にロータ１０側から当接する支持部材５１により、同プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するように変位することを規制するようにした。このため、ロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される際に、プラネタリシャフト３０のフロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するとともにリア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するように同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクＷが常に発生する場合であっても、その支持部材５１によりフロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０側に変位することが規制され、そのトルクＷによりプラネタリシャフト３０が傾斜することが抑制される。その結果、プラネタリシャフト３０が傾斜することに起因して同プラネタリシャフト３０に形成された螺子やギア、並びにこれら螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏摩耗や欠損が発生することを好適に抑制することができる。
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる第２の実施形態について上記の第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この第２の実施形態の遊星差動式運動変換機構も、その基本的な構造は先に説明した第１の実施形態の遊星差動式運動変換機構１００と同様であり、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材の構成のみが、その第１の実施形態と異なっている。
【００４７】
第１の実施形態では、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材として円環状の支持部材５１を採用している。ここで、ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対回動することによりプラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動する際に、中間部３５の螺子１１が支持部材５１の内周面上を摺動することがある。そのため、プラネタリシャフト３０が転動する際に支持部材５１と中間部３５の螺子１１との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構１００の駆動に対する摩擦抵抗が増大するおそれがある。
【００４８】
そこで、第２の実施形態では、以下に説明する支持部材を採用することにより、こうした不都合を好適に抑制するようにしている。
図３は、第２の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構の内部構成を示す部分断面図である。同図３に示されるように、第２の実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構１００にあっては、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材として機能する玉軸受５２がサンシャフト２０の外周を囲むようにしてロータ１０の内部に配設されている。この玉軸受５２は、ロータ１０の内周面に固定される外輪５２ａ、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分に当接する内輪５２ｂ、並びにこれら外輪５２ａと内輪５２ｂとの間に設けられた玉５２ｃによって構成されている。
【００４９】
以上説明した第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果（１）に加えて、更に以下の効果（２）が得られるようになる。
（２）ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対回動することによりプラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動する際に、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接している内輪５２ｂがロータ１０の回転方向と同じ方向に回転することができ、中間部３５の螺子１１がその内輪５２ｂの外周面上を摺動することが抑制される。そのため、例えばロータ１０に固定されて同ロータ１０に対して相対的に回転できる部材を備えていない支持部材を採用した場合と比較して、プラネタリシャフト３０が転動する際に支持部材と中間部３５との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構１００の駆動に対する摩擦抵抗が増大することを抑制することができる。
（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を図４を参照して説明する。図４は、第３の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構の内部構成を示す部分断面図である。
【００５０】
第１の実施形態では、中間部３５においてサンシャフト２０に作用する荷重Ｇの作用方向側のプラネタリギア、すなわちフロント側プラネタリギア３２ａ近傍に位置する部分にロータ１０側から当接する支持部材５１を備えている。これに対して、本実施形態では、中間部３５においてその荷重Ｇの作用方向とは反対側のプラネタリギア、すなわちリア側プラネタリギア３２ｂ近傍に位置する部分にサンシャフト２０側から当接する支持部材を備えている。
【００５１】
具体的には、図４に示されるように、サンシャフト２０の外周面においてリア側サンギア２２ｂと螺子２１との間の部分には、円環状の支持部材５３が外嵌されている。この支持部材５３は、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分、正確には、中間部３５の外周面に形成された螺子１１におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分にサンシャフト２０側から当接することにより、リア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するように変位することを規制している。
【００５２】
なお、本実施形態にかかるサンシャフト２０にあっては、サンギア２２ｂが同サンシャフト２０の本体部から脱着可能に形成されている。このサンシャフト２０の組み立てに際して、支持部材５３がサンシャフト２０に外嵌された後に、サンギア２２ｂがサンシャフト２０の本体部に装着される。
【００５３】
以上説明した第３の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（３）プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分、すなわち中間部３５においてサンシャフト２０に作用する荷重Ｇの作用方向とは反対側のプラネタリギア近傍に位置する部分にサンシャフト２０側から当接する支持部材５３により、同プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するように変位することを規制するようにした。このため、ロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される際に、プラネタリシャフト３０のフロント側プラネタリギア３２ａがロータ１０に近接するとともにリア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０に近接するように同プラネタリシャフト３０を傾斜させるトルクＷが常に発生する場合であっても、その支持部材５３によりリア側プラネタリギア３２ｂがサンシャフト２０側に変位することが規制され、そのトルクＷによりプラネタリシャフト３０が傾斜することが抑制される。その結果、プラネタリシャフト３０が傾斜することに起因して同プラネタリシャフト３０に形成された螺子やギア、並びにこれら螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏摩耗や欠損が発生することを好適に抑制することができる。
（第４の実施形態）
以下、本発明にかかる第４の実施形態について上記の第３の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この第４の実施形態の遊星差動式運動変換機構も、その基本的な構造は先に説明した第３の実施形態の遊星差動式運動変換機構１００と同様であり、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材の構成のみが、その第３の実施形態と異なっている。
【００５４】
第３の実施形態では、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材として円環状の支持部材５３を採用している。ここで、ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対回動することによりプラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動する際に、中間部３５の螺子１１が支持部材５３の外周面上を摺動することがある。そのため、プラネタリシャフト３０が転動する際に支持部材５３と中間部３５の螺子１１との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構１００の駆動に対する摩擦抵抗が増大するおそれがある。
【００５５】
そこで、第４の実施形態では、以下に説明する支持部材を採用することにより、こうした不都合を好適に抑制するようにしている。
図５は、第４の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構の内部構成を示す部分断面図である。同図５に示されるように、第４の実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構１００にあっては、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接する支持部材として機能する玉軸受５４が設けられている。この玉軸受５４は、サンシャフト２０に挿通されて同サンシャフト２０に固定される内輪５４ａ、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分に当接する外輪５４ｂ、並びにこれら内輪５４ａと外輪５４ｂとの間に設けられた玉５４ｃによって構成されている。
【００５６】
以上説明した第４の実施形態によれば、上記第３の実施形態の効果（３）に加えて、更に以下の効果（４）が得られるようになる。
（４）ロータ１０がサンシャフト２０に対して相対回動することによりプラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面とに沿って転動する際に、プラネタリシャフト３０の中間部３５に当接している外輪５４ｂがロータ１０の回転方向と同じ方向に回転することができ、中間部３５の螺子１１がその外輪５４ｂの外周面上を摺動することが抑制される。そのため、例えばサンシャフト２０に固定されて同サンシャフト２０に対して相対的に回転できる部材を備えていない支持部材を採用した場合と比較して、プラネタリシャフト３０が転動する際に支持部材と中間部３５との摺動に起因して遊星差動式運動変換機構１００の駆動に対する摩擦抵抗が増大することを抑制することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態では、支持部材５１をロータ１０とは別の部材として設ける構成を採用しているが、この支持部材５１をロータ１０と一体に形成する構成を採用することもできる。
【００５８】
・また、第３の実施形態では、支持部材５３をサンシャフト２０とは別の部材として設ける構成を採用しているが、この支持部材５３をサンシャフト２０と一体に形成する構成を採用することもできる。
【００５９】
・上記第２及び第４の実施形態では、支持部材として玉軸受５２，５４を採用しているが、これに限らず、円筒コロ軸受等、他の転がり軸受を採用してもよい。
・上記第１及び第２の実施形態では、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分にロータ１０側から当接する支持部材を備える構成、第３及び第４実施形態では、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分にサンシャフト２０側から当接する支持部材を備える構成を採用している。プラネタリシャフト３０の傾斜をより確実に抑制するために、プラネタリシャフト３０の中間部３５におけるフロント側プラネタリギア３２ａ近傍の部分にロータ１０側から当接する支持部材、及びプラネタリシャフト３０の中間部３５におけるリア側プラネタリギア３２ｂ近傍の部分にサンシャフト２０側から当接する支持部材の双方を備える構成を採用することができる。
【００６０】
・上記各実施形態では、サンシャフト２０に方向Ｆへの荷重Ｇが常に作用する場合について説明したが、制御軸が図１の方向Ｒに変位するほど最大リフト量及び開弁期間が小さくなる可変動弁機構を駆動するアクチュエータに本発明を適用する場合には、サンシャフト２０に方向Ｒへの荷重Ｇ１が常に作用することとなる。この場合には、プラネタリシャフト３０を右回りに傾斜させるトルクが発生するため、中間部３５において荷重Ｇ１の作用方向側に位置するプラネタリギア、すなわちリア側プラネタリギア３２ｂ近傍に位置する部分にロータ１０側から当接し、同リア側プラネタリギア３２ｂがロータ１０に近接するように変位することを規制する支持部材を設ける構成を採用することができる。また、中間部３５において荷重Ｇ１の作用方向とは反対側に位置するプラネタリギア、すなわちフロント側プラネタリギア３２ａ近傍に位置する部分にサンシャフト２０側から当接し、同フロント側プラネタリギア３２ａがサンシャフト２０に近接するように変位することを規制する支持部材を設ける構成を採用することもできる。要するに、プラネタリシャフト３０が右回りに傾斜することを規制する支持部材を設ければよい。こうした構成を採用することにより、上記実施形態と同様に、プラネタリシャフト３０が傾斜することに起因して同プラネタリシャフト３０に形成された螺子やギア、並びにこれら螺子やギアと噛合する螺子やギアの歯面に偏摩耗や欠損が発生することを抑制することができる。また、ロータ１０の回転運動がサンシャフト２０の直線運動に変換される際に、プラネタリシャフト３０を左回りに傾斜させるトルク、及び同プラネタリシャフト３０を右回りに傾斜させるトルクの双方が発生し得る場合には、プラネタリシャフト３０が左回りに傾斜することを規制する支持部材、及びプラネタリシャフト３０が右回りに傾斜することを規制する支持部材の双方を設ける構成を採用することが望ましい。
【００６１】
・吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するバルブ特性変更機構を駆動するアクチュエータとして本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００を具備するアクチュエータを適用する構成を例示した。これに対して本願発明の遊星差動式運動変換機構１００を具備するアクチュエータを排気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するバルブ特性変更機構のアクチュエータとして適用することもできる。また、機関バルブのバルブ特性変更機構のアクチュエータ以外のアクチュエータとしても、本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００を具備するアクチュエータを適用することができる。
【００６２】
・上記各実施形態におけるロータ１０、サンシャフト２０及びプラネタリシャフト３０に形成された螺子の条数及びリード角は、螺子２１のリード角と螺子３１のリード角との差を利用してロータ１０の回転運動をサンシャフト２０の直線運動に変換することのできる螺子の条数及びリード角の設定態様の一例に過ぎない。すなわち、本願発明は上記各実施形態で示した螺子条数及びリード角で形成された螺子１１，２１，３１を有する遊星差動式運動変換機構１００に限定して適用されるものではない。
【００６３】
・遊星差動式運動変換機構１００のロータ１０に永久磁石を取り付け、ロータ１０自体をモータのロータとして構成するアクチュエータを例示したが、本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００は、こうした構成のアクチュエータに限定して適用されるものではない。例えば、電動モータの駆動力をギアやベルト、チェーン等を介してロータ１０に伝達するアクチュエータであっても本願発明の遊星差動式運動変換機構１００を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構についてその内部構成を示す部分断面図。
【図２】同実施形態にかかるサンシャフト、プラネタリシャフト及びロータの組み付け態様を示す斜視図。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構についてその内部構成を示す部分断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構についてその内部構成を示す部分断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかる遊星差動式運動変更機構についてその内部構成を示す部分断面図。
【図６】従来の遊星差動式運動変換機構を模式的に示す構成図。
【符号の説明】
【００６５】
１０…ロータ、１１…螺子、１２ａ…フロント側リングギア、１２ｂ…リア側リングギア、２０…サンシャフト、２１…螺子、２２ａ…フロント側サンギア、２２ｂ…リア側サンギア、２３…ストレートスプライン、２４…先端部、３０…プラネタリシャフト、３１…螺子、３２ａ…フロント側プラネタリギア、３２ｂ…リア側プラネタリギア、３３…軸部、３４…軸受孔、３５…中間部、４０…蓋体、５１…支持部材、５２…玉軸受、５２ａ…外輪、５２ｂ…内輪、５２ｃ…玉、５３…支持部材、５４…玉軸受、５４ａ…内輪、５４ｂ…外輪、５４ｃ…玉、１００…遊星差動式運動変換機構。
【図１】
2010038285.tif 000003
【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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