(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この螺子と噛合する螺子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、並びに同遊星差動式運動変換機構を具備する動力装置を提供する。【解決手段】遊星差動式運動変換機構１００は、サンシャフト２０に荷重Ｆが常に作用する状況下で使用される。遊星差動式運動変換機構１００にあっては、サンシャフト２０に設けられる螺子がプラネタリシャフト３０の転動に伴って軸方向に変位する差動螺子部２１ａと、同プラネタリシャフト３０の転動に伴って軸方向に変位しない非差動螺子部２１ｂとに分割されている。非差動螺子部２１ｂは、サンシャフト本体２０ａにおける差動螺子部２１ａと荷重Ｆの作用方向とは反対側に位置するリア側サンギア２２ｂとの間にサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられている。【選択図】図１
2010019282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のロータと同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、同プラネタリシャフトの両端部に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、同プラネタリシャフトの外周面における前記一対のプラネタリギアの間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ることによって各部材を噛合させ、前記プラネタリシャフトの螺子のリード角とこれと噛合する前記サンシャフトの螺子のリード角と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、
同遊星差動式運動変換機構は前記サンシャフトにその軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する状況下で使用されるものであり、前記サンシャフトの螺子は、噛合する前記プラネタリシャフトの螺子とリード角が異なり前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位する差動螺子部と、噛合する前記プラネタリシャフトの螺子とリード角が等しく前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位しない非差動螺子部とに分割されてなり、同非差動螺子部が前記差動螺子部及び前記一対のサンギアが固定されたサンシャフト本体における前記差動螺子部と前記荷重の作用方向とは反対側に位置する前記サンギアとの間に同サンシャフト本体に対して相対回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられてなる
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、
前記プラネタリシャフトに設けられた螺子は、前記差動螺子部と噛合する部分から前記非差動螺子部と噛合する部分に亘ってリード角の均一な１つの螺子部として形成されており、
前記差動螺子部はそのリード角が同プラネタリシャフトの螺子のリード角と異なるように設定されて前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位するように形成されてなるとともに、前記非差動螺子はそのリード角が前記プラネタリシャフトの螺子のリード角と等しく設定されて前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位しないように形成されてなる
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又は請求項２に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記非差動螺子は、前記プラネタリシャフトの螺子の前記荷重の作用方向とは反対側の端部において同プラネタリシャフトの螺子と噛合するように組み付けられてなる
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構を具備し、モータの駆動力によって前記ロータを前記サンシャフトの中心軸を中心に回転させることにより前記サンシャフトを軸方向に変位させる動力装置。
【請求項５】
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リフト期間を変更する内燃機関のバルブ特性変更機構と組み合わされ、前記サンシャフトを前記制御軸に連結することにより、同制御軸を軸方向に変位させる動力装置として適用される
請求項４に記載の動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円環状のロータと、このロータに内挿されるサンシャフトと、これらロータ及びサンシャフトの間に介装されるプラネタリシャフトとを備え、これらの各部材に形成されて互いに噛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、並びにこれを具備する動力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転力を利用して制御軸をその軸方向に変位させる動力装置には、モータの回転運動を制御軸の直線運動に変換する運動変換機構が搭載されている。例えば、こうした運動変換機構として、特許文献１には、モータによって回転駆動される円環状のロータにサンシャフトを内挿し、これらロータと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させるとともに、各部材にそれぞれ設けられた螺子を互いに噛合させた遊星差動式の運動変換機構が記載されている。
【０００３】
この遊星差動式運動変換機構は、いわゆる差動螺子を有しており、プラネタリシャフトに形成された螺子とサンシャフトに形成された螺子とのリード角が異なっている。これにより、ロータの回転運動に伴ってプラネタリシャフトがサンシャフトの外周面上を転動すると、このリード角の違いの分だけサンシャフトが軸方向に変位するようになる。
【０００４】
こうした遊星差動式運動変換機構にあっては、プラネタリシャフトに形成された前記螺子を挟むように同プラネタリシャフトの両端部に一対のプラネタリギアを設け、サンシャフトの外周面に形成されたサンギアと、ロータの内周面に形成されたリングギアとの双方にこれを噛合させてこれらのギアを介してロータの回転力をプラネタリシャフトに伝達するようにしている。こうした構成によれば、ギアを介して確実に回転力が伝達されるようになるため、螺子の噛合部分における滑りを抑制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効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００７‐１７７９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、サンシャフトに軸方向の荷重が作用している状況下で遊星差動式運動変換機構が使用される場合には、ロータとサンシャフトとの間に介装されたプラネタリシャフトにこれを回転させる力が作用し、ロータとサンシャフトとの間でプラネタリシャフトが傾くこととなる。
【０００６】
具体的には、図８の右側に矢印で示されるようにサンシャフト２０に図８の右側に向かって荷重Ｆが作用している場合には、プラネタリシャフト３０の螺子３１におけるサンシャフト２０の螺子２１と噛合する部分には図８の右側に向かう方向の荷重ｆ１が作用する。一方で、プラネタリシャフト３０の螺子３１におけるロータ１０の螺子１１と噛合する部分にはロータ１０から受ける抵抗力によって図８の左側に向かう方向の荷重ｆ２が作用する。その結果、プラネタリシャフト３０には、図８の中央に矢印で示されるように同プラネタリシャフト３０を左周りに回転させる力が作用するようになる。
【０００７】
この回転力の作用によってプラネタリシャフト３０が傾くと、ロータ１０の螺子１１とプラネタリシャフト３０の螺子３１とが当接している部分における荷重Ｆの作用方向側に位置する部位（図８における破線で囲んだ部位Ｘ）ではこれらの螺子同士が傾いた状態で接触し、片当たりするようになる。その結果、この部位において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。
【０００８】
また、サンシャフト２０の螺子２１は、サンシャフト２０がその軸方向に変位したときに同螺子２１の螺子山がプラネタリシャフト３０の両端部に形成されたプラネタリギア３２ａ，３２ｂに当接しないように図８に示されるように螺子１１及び螺子３１よりもその全長が短く設定されている。そのため、図８に示されるようにサンシャフト２０を荷重Ｆの作用方向側に繰り出している状態のときには、プラネタリシャフト３０の螺子３１における荷重Ｆとは反対側の部位（図８における破線で囲んだ部位Ｙ）では、サンシャフト２０の螺子２１による支えがなくなってしまう。そのため、このようにサンシャフト２０を荷重Ｆの作用方向側に繰り出している状態のときには、上記の回転力の作用に起因してプラネタリシャフト３０が特に傾きやすくなり、螺子の偏磨耗や欠損の発生がより顕著なものとなる。
【０００９】
この発明は上記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この螺子と噛合する螺子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、並びに同遊星差動式運動変換機構を具備する動力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成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、円環状のロータと同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、同プラネタリシャフトの両端部に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、同プラネタリシャフトの外周面における前記一対のプラネタリギアの間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ることによって各部材を噛合させ、前記プラネタリシャフトの螺子のリード角とこれと噛合する前記サンシャフトの螺子のリード角と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、同遊星差動式運動変換機構は前記サンシャフトにその軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する状況下で使用されるものであり、前記サンシャフトの螺子は、噛合する前記プラネタリシャフトの螺子とリード角が異なり前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位する差動螺子部と、噛合する前記プラネタリシャフトの螺子とリード角が等しく前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位しない非差動螺子部とに分割されてなり、同非差動螺子部が前記差動螺子部及び前記一対のサンギアが固定されたサンシャフト本体における前記差動螺子部と前記荷重の作用方向とは反対側に位置する前記サンギアとの間に同サンシャフト本体に対して相対回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられてなることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、非差動螺子部はサンシャフトに対して相対回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられているとともに、プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位しないようにそのリード角が設定されている。そのため、非差動螺子部は、プラネタリシャフトが転動するのに伴ってサンシャフト本体が軸方向に変位するときであっても同サンシャフト本体に対して軸方向にスライドし、プラネタリシャフトに対しては軸方向に変位せずにその位置を維持し続ける。そのため、上記請求項１に記載の構成によれば、サンシャフト本体が前記荷重の作用方向に繰り出されて差動螺子部が荷重の作用方向側に変位しているときであっても、非差動螺子部が前記荷重の作用方向とは反対側の位置に保持されるようになる。これにより、サンシャフト本体の軸方向の位置によらず、プラネタリシャフトの前記荷重の作用方向とは反対側の部位を常に非差動螺子部によって支持することができるようになり、プラネタリシャフトの傾きを好適に抑制することができるようになる。すなわち、上記請求項１に記載の発明によれば、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この螺子と噛合する螺子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。
【００１２】
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、前記プラネタリシャフトに設けられた螺子は、前記差動螺子部と噛合する部分から前記非差動螺子部と噛合する部分に亘ってリード角の均一な１つの螺子部として形成されており、前記差動螺子部はそのリード角が同プラネタリシャフトの螺子のリード角と異なるように設定されて前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位するように形成されてなるとともに、前記非差動螺子はそのリード角が前記プラネタリシャフトの螺子のリード角と等しく設定されて前記プラネタリシャフトの転動に伴って軸方向に変位しないように形成されてなることをその要旨とする。
【００１３】
具体的には、上記請求項２に記載の発明によるようにその全長に亘ってリード角が均一に設定されたプラネタリシャフトの螺子に対し、差動螺子部のリード角を異ならせるとともに、非差動螺子部のリード角を等しく設定することにより、プラネタリシャフトの転動に伴い差動螺子部が軸方向に変位する一方で非差動螺子部が軸方向に変位しない上記請求項１に記載の発明の構成を具現化することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記非差動螺子は、前記プラネタリシャフトの螺子の前記荷重の作用方向とは反対側の端部において同プラネタリシャフトの螺子と噛合するように組み付けられてなることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、プラネタリシャフトの螺子は、前記荷重の作用方向とは反対側の端部において常に非差動螺子部によって支持される。これにより、前記荷重の作用に起因してプラネタリシャフトに作用する回転力の支点となる位置から離間した位置においてプラネタリシャフトが支持されることとなる。そのため、上記請求項３に記載の構成によれば、非差動螺子部によってより効果的にプラネタリシャフトの傾きを抑制することができるようになる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構を具備し、モータの駆動力によって前記ロータを回転させることにより前記サンシャフトを軸方向に変位させる動力装置である。
【００１７】
具体的には、上記構成のように請求項１〜３に記載の遊星差動式運動変換機構は、ロータを回転させるモータと組み合わされ、モータの回転力を利用してサンシャフトを軸方向に変位させる動力装置に適用される。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、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リフト期間を変更する内燃機関のバルブ特性変更機構と組み合わされ、前記サンシャフトを前記制御軸に連結することにより、同制御軸を軸方向に変位させる動力装置として適用される請求項４に記載の動力装置である。
【００１９】
機関バルブの最大リフト量及びリフト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リフト期間を小さくする方向に制御軸を変位させる荷重が常に作用する。そのため、こうしたバルブ特性変更機構の制御軸を駆動する動力装置にあっては、制御軸と連結されるサンシャフトに一方向の荷重が常に作用するようになり、この荷重の作用に起因する耐久性の低下が特に顕著なものとなる。そのため、請求項５に記載の発明のように、こうしたバルブ特性変更機構の動力装置として、上記請求項４に記載の動力装置を適用することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明にかかる遊星差動式運動変換機構を、内燃機関の吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更するバルブ特性変更機構を駆動する動力装置に搭載される遊星差動式運動変換機構として具体化した一実施形態について、図１〜６を参照して説明する。
【００２１】
図１は本実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構１００の内部構造を示す断面図である。尚、以下の説明では図１における右側を遊星差動式運動変換機構１００におけるフロント側、図１における左側をリア側として説明を行う。
【００２２】
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。尚、本実施形態の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。
【００２３】
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からリア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の中心軸の延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。
【００２４】
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と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差動螺子部２１ａが形成されている。またサンシャフト２０の外周面にはこの差動螺子部２１ａ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の中心軸の延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。
【００２５】
更に図１に示されるようにサンシャフト２０におけるリア側サンギア２２ｂと差動螺子部２１ａとの間には、３条の右螺子からなる非差動螺子部２１ｂが設けられている。この非差動螺子部２１ｂは、差動螺子部２１ａ及び各サンギア２２ａ，２２ｂが固定されたサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられている。具体的には、サンシャフト本体２０ａにおいて非差動螺子部２１ｂが外挿されるスライド軸部２０ｂは、図２に示されるようにその断面形状が四角形をなしている。尚、図２は図１におけるＡ‐Ａ線方向の断面図である。そして、非差動螺子部２１ｂは図２に示されるようにこのスライド軸部２０ｂよりも僅かに大きく形成された四角形の軸受孔２５を有しており、この軸受孔２５に同スライド軸部２０ｂを挿通する態様でサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられている。
【００２６】
このように非差動螺子部２１ｂが取り付けられたサンシャフト２０とロータ１０との間に介装された各プラネタリシャフト３０の外周面には、図１に示されるようにロータ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差動螺子部２１ａ及び非差動螺子部２１ｂとの双方に噛合する螺子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。
【００２７】
また、図１に示されるように各プラネタリシャフト３０には、この螺子３１を挟むように、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。
【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のシャフト本体３５から脱着可能に形成されている。具体的には図１に示されるようにプラネタリシャフト３０は、螺子３１及びフロント側プラネタリギア３２ａが一体に形成されたシャフト本体３５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、これに対してシャフト本体３５には螺子３１側の先端部にこの軸受孔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、シャフト本体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とシャフト本体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が嵌合されている。蓋体４０は、図１に示されるようにロータ１０の内周面に嵌合されることにより、リア側プラネタリギア３２ｂと対向するように配設され、ロータ１０のリア側の開口部分を閉塞してリア側プラネタリギア３２ｂの脱落を防止する。
【００３０】
上記のように構成された本実施形態の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】
また、プラネタリシャフト３０の螺子３１とサンシャフト２０の非差動螺子部２１ｂにあっては、そのピッチ円形の比と螺子条数の比とがどちらも「１：３」に設定されている。これにより、プラネタリシャフト３０の螺子３１とサンシャフト２０の非差動螺子部２１ｂにあっても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がサンシャフト２０の外周面に沿って転動するとき、プラネタリシャフト３０と非差動螺子部２１ｂとの間では軸方向の相対的な変位は生じない。
【００３３】
一方、プラネタリシャフト３０の螺子３１とサンシャフト２０の差動螺子部２１ａ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。具体的にはこれらのピッチ円径の比が「１：３」に設定されているのに対して、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の差動螺子部２１ａ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の差動螺子部２１ａとプラネタリシャフト３０の螺子３１にあっては、そのリード角が互いに異なり、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差動螺子部２１ａ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。
【００３４】
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、上記リード角の差の分だけ差動螺子部２１ａがずれるのに伴ってサンシャフト２０が軸方向に変位する。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。また、このとき非差動螺子部２１ｂとプラネタリシャフト３０との間では相対的は変位が生じないため、非差動螺子部２１ｂはサンシャフト本体２０ａに対してスライドし、プラネタリシャフト３０に対して相対的に変位せずにその位置を保持する。
【００３５】
以下、図３〜５を参照して本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００の組み立て方法を説明する。尚、図３はサンシャフト２０の分解斜視図である。図３に示されるようにサンシャフト本体２０ａにはフロント側サンギア２２ａ及び差動螺子部２１ａが設けられている。サンシャフト本体２０ａにおける差動螺子部２１ａよりもリア側の部分は、上述したように断面四角形状のスライド軸部２０ｂになっており、その先端部は同スライド軸部２０ｂよりも小径の嵌合軸部２０ｃになっている。
【００３６】
図３に破線で示されるようにサンシャフト本体２０ａのスライド軸部２０ｂには非差動螺子部２１ｂが外挿され、嵌合軸部２０ｃにリア側サンギア２２ｂが嵌合される。尚、リア側サンギア２２ｂに形成された軸受孔２６の内径は嵌合軸部２０ｃの外径と略等しく設定されている。そして、リア側サンギア２２ｂが嵌合軸部２０ｃに嵌合された状態でサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つスライド不能に固定されることにより、サンシャフト本体２０ａに非差動螺子部２１ｂが回動不能且つスライド可能に取り付けられたサンシャフト２０の組み立てが完了する。
【００３７】
次に、こうして組み立てられたサンシャフト２０の周囲に図４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シャフト本体３５を配設し、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の差動螺子部２１ａ及び非差動螺子部２１ｂに螺子３１を噛合させる。尚、このとき非差動螺子部２１ｂが螺子３１のリア側端部と噛合するように非差動螺子部２１ｂの位置を調整し、これらを噛合させる。
【００３８】
そして、図３に示されるようにこの状態でサンシャフト２０及びシャフト本体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をシャフト本体３５の螺子３１に螺合させる。
【００３９】
こうしてサンシャフト２０、シャフト本体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、図５に示されるようにロータ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、図５に示されるように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、リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４にシャフト本体３５の軸部３３を挿入しこれらを連結する。
【００４０】
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を嵌合する。こうして蓋体４０をロータ１０のリア側端部に固定することにより、遊星差動式運動変換機構１００の組み立てが完了する。
【００４１】
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リフト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動力装置に搭載される。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及び図３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。尚、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リフト期間を変更するものである。尚、図１及び図３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動力装置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。
【００４２】
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動力装置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リフト期間を任意に変更することができるようになる。
【００４３】
ところで、機関バルブの最大リフト量及びリフト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リフト期間を小さくする方向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には例えば図１に矢印で示されるように一方向の荷重Ｆが作用することになる。サンシャフト２０に軸方向の荷重Ｆが作用することにより、プラネタリシャフト３０には、そのフロント側端部をロータ１０側に近づけるとともに、リア側端部をサンシャフト２０側に近づけるようにこれを傾けようとする回転力が作用するようになる。
【００４４】
これに対して、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、上述したようにロータ１０の回転に伴ってプラネタリシャフト３０がサンシャフト２０の外周面上を転動するときに、プラネタリシャフト３０との間で軸方向の相対的な変位を生じない非差動螺子部２１ｂを設けるようにしている。そのため、図６（ａ）に示されるようにサンシャフト２０がリア側に位置している場合であっても、図６（ｂ）に示されるようにサンシャフト２０がフロント側に位置している場合であっても、プラネタリシャフト３０のリア側の部位が非差動螺子部２１ｂによって常に遊星差動式運動変換機構１００の内周側から支持されるようになっている。
【００４５】
以下、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００における非差動螺子部２１ｂの作用を更に詳しく説明する。尚、図６（ａ）は同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構１００のサンシャフト２０がリア側に位置しているときの状態を示す模式図であり、図６（ｂ）は同サンシャフト２０がフロント側に位置しているときの状態を示す模式図である。図６（ａ），（ｂ）にあっては各螺子のリード角の違いを斜線の傾き角の違いで模式的に示している。
【００４６】
図６（ａ）に示されるようにプラネタリシャフト３０に形成された螺子３１とサンシャフト２０の差動螺子部２１ａでは、そのリード角が異なっている。そのため、ロータ１０の回転に伴って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の外周面との間で転動すると、サンシャフト本体２０ａに一体に形成された差動螺子部２１ａとプラネタリシャフト３０との間で軸方向に相対的な変位が生じ、図６（ｂ）に示されるようにサンシャフト本体２０ａがフロント側に変位するようになる。
【００４７】
このとき、図６（ｂ）に示されるようにサンシャフト本体２０ａに対してスライド可能に取り付けられた非差動螺子部２１ｂはそのリード角がプラネタリシャフト３０の螺子３１と等しく設定されているため、プラネタリシャフト３０が転動してもプラネタリシャフト３０との間で軸方向の変位を生じない。これにより、図６（ｂ）に示されるようにサンシャフト２０がフロント側に繰り出されたときであっても、非差動螺子部２１ｂはサンシャフト本体２０ａに対してスライドし、プラネタリシャフト３０の螺子３１のリア側端部と噛合したままその位置を保持する。
【００４８】
このように本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、サンシャフト２０が軸方向に変位した場合であっても、非差動螺子部２１ｂはサンシャフト本体２０ａに対してスライドし、プラネタリシャフト３０の螺子３１のリア側端部に噛合した状態が維持される。
【００４９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、非差動螺子部２１ｂがサンシャフト２０に対して相対回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けられているとともに、プラネタリシャフト３０の転動に伴って軸方向に変位しないようにそのリード角が設定されている。そのため、非差動螺子部２１ｂは、プラネタリシャフト３０が転動するのに伴ってサンシャフト本体２０ａが軸方向に変位するときであっても同サンシャフト本体２０ａに対して軸方向にスライドし、プラネタリシャフト３０に対しては軸方向に変位せずにその位置を維持し続ける。そのため、サンシャフト本体２０ａが荷重Ｆの作用方向に繰り出されて差動螺子部２１ａが荷重Ｆの作用方向側に変位するときであっても、非差動螺子部２１ｂが荷重Ｆの作用方向とは反対側の位置に保持されるようになる。これにより、サンシャフト本体２０ａの軸方向の位置によらず、プラネタリシャフト３０の荷重Ｆの作用方向とは反対側のリア側の部位を常に非差動螺子部２１ｂによって支持することができるようになり、プラネタリシャフト３０の傾きを好適に抑制することができるようになる。すなわち、プラネタリシャフト３０が傾く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３１やこの螺子３１と噛合する螺子１１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。
【００５０】
（２）プラネタリシャフト３０の螺子３１は、荷重Ｆの作用方向とは反対側のリア側の端部において常に非差動螺子部２１ｂによって支持される。これにより、荷重Ｆの作用に起因してプラネタリシャフトに３０作用する回転力の支点となる位置から離間した位置においてプラネタリシャフト３０が支持されることとなる。そのため、非差動螺子部２１ｂによってより効果的にプラネタリシャフト３０の傾きを抑制することができるようになる。
【００５１】
（３）また、リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４にシャフト本体３５の軸部３３を挿入することによりこれらを連結し、プラネタリシャフト３０としているため、リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４とシャフト本体３５の軸部３３との間にはクリアランスが存在している。こうしたクリアランスが存在することも荷重Ｆの作用に起因してプラネタリシャフト３０のシャフト本体３５が傾きやすい要因の１つになっている。これに対して上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、こうしたクリアランスが存在するリア側の部位において螺子３１に対して非差動螺子部２１ｂを噛合させ、プラネタリシャフト３０の傾きを抑制するようにしている。そのため、こうしたクリアランスの存在に起因して遊星差動式運動変換機構１００の内周側に傾きやすくなっているプラネタリシャフト３０のリア側の部位を効果的に支持してその傾きを抑制することができるようになる。
【００５２】
尚、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。
・上記実施形態では、プラネタリシャフト３０の螺子３１のリア側端部に非差動螺子部２１ｂが噛合するように同非差動螺子部２１ｂを配設する構成を示した。これに対して非差動螺子部２１ｂの配設位置は差動螺子部２１ａよりもリア側の部位、すなわち荷重Ｆの作用方向とは反対側の部位であればよい。しかし、プラネタリシャフト３０の傾きを好適に抑制するためには、プラネタリシャフト３０に作用する回転力の支点から極力離間した位置においてプラネタリシャフト３０の螺子３１を支持することが望ましい。そのため、サンシャフト２０の変位量の確保と遊星差動式運動変換機構１００の小型化とを両立させつつ、好適にプラネタリシャフト３０を支持する上では、上記実施形態のようにプラネタリシャフト３０に作用する回転力の支点から最も離間したリア側端部において螺子３１と噛合するように非差動螺子部２１ｂを配設することが望ましい。
【００５３】
・図７（ａ）に示されるようにサンシャフト２０に形成される差動螺子部２１ａと非差動螺子部２１ｂとのリード角を等しくするとともに、プラネタリシャフト３０の螺子３１を差動螺子部２１ａと噛合する第１螺子部３１ａと、非差動螺子部２１ｂと噛合する第２螺子部３１ｂとに分割する構成を採用することもできる。この場合には、第１螺子部３１ａを上記実施形態の螺子３１と同様に差動螺子部２１ａとのリード角が異なるように形成する一方、第２螺子部３１ｂを非差動螺子部２１ｂとそのリード角が等しくなるように形成する。
【００５４】
こうした構成を採用した場合であっても、第２螺子部３１ｂと非差動螺子部２１ｂのリード角が等しく設定されているため、図７（ｂ）に示されるようにプラネタリシャフト３０の転動に伴って差動螺子部２１ａが軸方向に変位してサンシャフト２０がフロント側に変位したときに非差動螺子部２１ｂが軸方向に変位せずにその位置が保持されるようになる。
【００５５】
尚、こうした構成を採用する場合にあってはプラネタリシャフト３０に形成された第１螺子部３１ａ及び第２螺子部３１ｂと噛合するロータ１０の螺子１１も第１螺子部３１ａ、第２螺子部３１ｂに併せて２つに分割し、そのリード角をそれぞれこれらの螺子と等しく設定する必要がある。そのため、製造工程の煩雑化や製造コストの増大を抑制する上では上記実施形態のようにプラネタリシャフト３０の螺子３１をフロント側からリア側までリード角の均一な１つの螺子として構成し、サンシャフト２０の螺子を差動螺子部２１ａと非差動螺子部２１ｂに分割する構成を採用することが望ましい。
【００５６】
・また、上記実施形態では、バルブスプリングの反力によってサンシャフト２０に図１における右向きの荷重Ｆが作用することを説明したが、バルブ特性変更機構の構成によってはバルブスプリングの反力によって図１における左向きの荷重が作用する場合もある。尚、この場合には、サンシャフト２０に荷重が作用することによってプラネタリシャフト３０が傾く方向が上記実施形態とは反対になり、プラネタリシャフト３０にはそのフロント側端部を遊星差動式運動変換機構１００の内周側に閉じるとともに、リア側端部を外周側に開くようにこれを傾ける回転力が作用するようになる。そのため、この場合には上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００とは反対に差動螺子部２１ａよりもフロント側に非差動螺子部２１ｂを設ける構成を採用すればよい。
【００５７】
・上記実施形態では、スライド軸部２０ｂを断面四角形状とし、これに同スライド軸部２０ｂよりも僅かに大きく形成された軸受孔２５を有する非差動螺子部２１ｂを外挿することにより、非差動螺子部２１ｂをサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付ける構成を示した。これに対して、非差動螺子部２１ｂをサンシャフト本体２０ａに回動不能且つスライド可能に取り付ける構成は適宜変更することができる。例えば、スライド軸部２０ｂを六角形や星形等の断面形状をなす軸として形成し、軸受孔２５をこれよりも僅かに大きく且つ同じ断面形状に形成する構成を採用すれば、非差動螺子部２１ｂをサンシャフト本体２０ａに対して回動不能且つ軸方向にスライド可能に取り付けることができる。
【００５８】
・上記実施形態では、ロータ１０の内周面に形成される螺子１１を左螺子、サンシャフト２０の外周面に形成される差動螺子部２１ａ及び非差動螺子部２１ｂを右螺子、プラネタリシャフト３０の外周面に形成される螺子３１を左螺子にした構成を示したが、これらの螺子は互いに噛合する螺子の関係が同じであれば、その向きが反対であってもよい。すなわち、螺子１１として右螺子を形成し、差動螺子部２１ａ及び非差動螺子部２１ｂとして左螺子を形成し、螺子３１として右螺子を形成することもできる。こうした構成を採用した場合であっても、ロータ１０を回転させることによりサンシャフト２０を軸方向に変位させることができる。
【００５９】
・また、上記実施形態において示した各螺子１１，２１，３１の条数は、差動螺子部２１ａ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条数の設定態様の一例に過ぎない。すなわち、本願発明はここで示した螺子条数で形成された各螺子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。
【００６０】
・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動力装置を例示したが、本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００は、こうした構成の動力装置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に伝達する動力装置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。
【００６１】
・吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更するバルブ特性変更機構を駆動する動力装置として本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００を具備する動力装置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を具備する動力装置を排気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更するバルブ特性変更機構の動力装置として適用することもできる。
【００６２】
・また、本願発明にかかる遊星差動式運動変換機構１００によれば、サンシャフト２０に軸方向の荷重が作用することに起因するプラネタリシャフト３０の傾きを抑制することができる。そのため、本願発明は、上記のように制御軸から一方向の荷重を受けるバルブ特性変更機構の動力装置に搭載される遊星差動式運動変換機構に限らず、軸方向に荷重を受ける制御軸を駆動する動力装置に搭載される遊星差動式運動変換機構全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構の断面図。
【図２】同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構の図１におけるＡ‐Ａ線方向の断面図。
【図３】同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のサンシャフトの分解斜視図。
【図４】同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のサンシャフト、プラネタリシャフトのシャフト本体及びロータの組み付け態様を示す斜視図。
【図５】同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のプラネタリギアの組み付け態様を示す斜視図。
【図６】（ａ）は同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のサンシャフトがリア側に位置しているときの状態を示す模式図、（ｂ）は同サンシャフトがフロント側に位置しているときの状態を示す模式図。
【図７】（ａ）は同実施形態の変更例にかかる遊星差動式運動変換機構のサンシャフトがリア側に位置しているときの状態を示す模式図、（ｂ）は同サンシャフトがフロント側に位置しているときの状態を示す模式図。
【図８】サンシャフトに軸方向の荷重が作用することによりプラネタリシャフトが傾くことを説明する模式図。
【符号の説明】
【００６４】
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、２０ａ…サンシャフト本体、２０ｂ…スライド軸部、２０ｃ…嵌合軸部、２１ａ…差動螺子部、２１ｂ…非差動螺子部、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、２５…軸受孔、２６…軸受孔、３０…プラネタリシャフト、３１…螺子、３１ａ…第１螺子部、３１ｂ…第２螺子部、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…シャフト本体、４０…蓋体、１００…遊星差動式運動変換機構。
【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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