(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のフロント側端部３０ａにロータ１０側から当接して同フロント側端部３０ａ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１２ａを備える。【選択図】図１
2010025234.tif 000002
【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、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の部分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少なくとも一方の端部に前記ロータ側から当接して同プラネタリギアの端部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両端部のうち前記荷重の作用方向側に位置する端部に当接する
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、前記リングギアと一体に形成されてなる
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項４】
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、前記プラネタリシャフトの端部に挿通されて同端部に固定される内輪と、前記リングギア及び前記ロータのいずれか一方の内周面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。
【請求項５】
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、前記リングギア及び前記ロータのいずれか一方に固定される外輪と、前記プラネタリシャフトの端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６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構において、
前記支持部材に当接する前記プラネタリシャフトの端部には、前記遊星差動式運動変換機構の組み立てに際して掴持される掴持部が形成され、前記支持部材は同掴持部に当接する
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９は、この運動変換機構を模式的に示す構成図である。同図９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９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の両端部３０ａ，３０ｂには、一対のプラネタリギア３２ａ，３２ｂがそれぞれ設けられており、これらプラネタリギア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１２，１３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の外周面におけるプラネタリギア３２ａ，３２ｂの間の部分に螺子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１２，１３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９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９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、それらプラネタリシャフト３０の端部がサンシャフト２０に近接するとともに他端がロータ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、一端がサンシャフト２０に近接するとともに他端がロータ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、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と、ロータ１０の内周面に形成されたリングギア１２，１３、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、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の部分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少なくとも一方の端部に前記ロータ側から当接して同プラネタリギアの端部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、ロータ側からプラネタリシャフトの端部に当接する支持部材により、同プラネタリシャフトの端部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両端部のうち支持部材に当接される端部がロータに近接するとともに他端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、プラネタリシャフトの端部に支持部材が当接することにより同端部がロータ側に変位することが規制されるため、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両端部のうち前記荷重の作用方向側に位置する端部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、プラネタリシャフトの両端部のうちその負荷の作用方向側に位置する端部がロータに近接するとともに他端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、サンシャフトに常に作用する荷重の作用方向側に位置するプラネタリシャフトの端部にロータ側から当接する支持部材備えるため、プラネタリシャフトの両端部のうちその負荷の作用方向側の端部がロータに近接するとともに他端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、プラネタリシャフトの端部に支持部材が当接することにより同端部がロータ側に変位することが規制されるため、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。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、前記リングギアと一体に形成されてなることをその要旨とする。
同構成によれば、支持部材がリングギアと一体に形成されるため、例えば支持部材を別部材として設けた場合と比較して、遊星差動式運動変換機構の部材点数の増加を抑制することができる。
【００１４】
請求項４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、前記プラネタリシャフトの端部に挿通されて同端部に固定される内輪と、前記リングギア及び前記ロータのいずれか一方の内周面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。
【００１５】
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、リングギア又はロータに当接している外輪がロータの回転方向と同じ方向に回転することができ、リングギア又はロータ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、例えばプラネタリシャフトの端部に固定されてこの端部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リングギア又はロータ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。
【００１６】
請求項５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、前記リングギア及び前記ロータのいずれか一方に固定される外輪と、前記プラネタリシャフトの端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。
【００１７】
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端部に当接している内輪がその端部の回転方向と同じ方向に回転することができ、プラネタリシャフトの端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、例えばリングギア又はロータに固定されてリングギア又は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端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。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記支持部材に当接する前記プラネタリシャフトの端部には、前記遊星差動式運動変換機構の組み立てに際して掴持される掴持部が形成され、前記支持部材は同掴持部に当接することをその要旨とする。
【００１９】
遊星差動式運動変換機構の組み立て方法として、プラネタリシャフトとサンシャフトとを係合させた後に、治具等によりプラネタリシャフトの端部に形成された掴持部を掴持するとともに、プラネタリシャフトにロータを被せ、同ロータを回転させながらロータの螺子とプラネタリシャフトの螺子とを螺合させる方法を採用することができる。こうした組み立て方法を採用した場合、請求項３に記載されるように、支持部材がこの掴持部に当接する構成を採用することにより、例えば支持部材に当接する部材をその掴持部とは別に設ける構成を採用した場合と比較して、プラネタリシャフトの構造の複雑化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（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一の実施形態について図１〜図４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。
【００２２】
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１２とリア側リングギア１３とが固定されている。各リングギア１２，１３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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、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３０ａにフロント側プラネタリギア３２ａが、リア側端部３０ｂ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１２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１３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。また、フロント側端部３０ａには、遊星差動式運動変換機構１００の組み立てに際して掴持される掴持部３６が形成されている。なお、同運動変換機構１００の組み立て方法については、後に図３及び図４を参照して詳細に説明する。
【００２６】
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、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。
【００２７】
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、このようにシャフト本体３５から脱着可能に形成されたリア側プラネタリギア３２ｂがシャフト本体３５から脱落することを抑制するようにしている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
なお、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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のリア側端部３０ｂがサンシャフト２０に近接するとともにフロント側端部３０ａ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。
【００３７】
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のリア側端部３０ｂがサンシャフト２０に近接するとともにフロント側端部３０ａがロータ１０に近接するように傾斜することとなる。
【００３８】
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の両端部３０ａ，３０ｂに形成されたプラネタリギア３２ａ，３２ｂと、ロータ１０の内周面に形成されたリングギア１２，１３、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。
【００３９】
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好適に抑制する構成を採用するようにしている。以下、図２を併せ参照してこの構成について説明する。なお、図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。
【００４０】
図１及び図２に示されるように、ロータ１０のフロント側リングギア１２には、円環状の支持部材１２ａが同フロント側リングギア１２と一体に形成されている。この支持部材１２ａは、プラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａに形成された掴持部３６にロータ１０側から当接することにより、同フロント側端部３０ａ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。
【００４１】
以下、図３及び図４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３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、治具によりフロント側端部３０ａに形成された掴持部３６を掴持することにより、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。
【００４２】
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４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１２とリア側リングギア１３とをそれぞれ固定する。そして、リングギア１２，１３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１３及びリア側サンギア２２ｂの双方に噛合させつつ、シャフト本体３５に組み付ける。
【００４３】
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。
【００４４】
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のフロント側端部３０ａ、すなわちサンシャフト２０に常に作用する荷重Ｇの作用方向側に位置するプラネタリシャフト３０の端部にロータ１０側から当接する支持部材１２ａにより、プラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａ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のフロント側端部３０ａがロータ１０に近接するとともにリア側端部３０ｂ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、プラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａに支持部材１２ａが当接することにより同端部３０ａがロータ１０側に変位することが規制される。その結果、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、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。
【００４５】
（２）支持部材１２ａをリングギア１２と一体に形成するようにした。これにより、例えば支持部材１２ａを別部材として設けた場合と比較して、遊星差動式運動変換機構１００の部材点数の増加を抑制することができる。
【００４６】
（３）支持部材１２ａが遊星差動式運動変換機構１００の組み立てに際して掴持される掴持部３６に当接する構成を採用するようにした。これにより、例えば支持部材１２ａに当接する部材を掴持部３６とは別に設ける構成を採用した場合と比較して、プラネタリシャフト３０の構造の複雑化を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のフロント側端部３０ａ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のフロント側端部３０ａに当接する支持部材がリングギア１２と一体に形成される構成を採用するようにしている。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、掴持部３６が支持部材１２ａ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１２ａとプラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａ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５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り、図６は、図５の６−６線に沿った断面図である。
【００４９】
これら図５及び図６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のフロント側端部３０ａに当接する支持部材として機能する９つの玉軸受５０がそれらフロント側端部３０ａに形成された掴持部３６に対応してそれぞれ設けられている。これら玉軸受５０は、それら掴持部３６に挿通されて同掴持部３６に固定される内輪５１、リングギア１２に当接する外輪５２、並びにこれら内輪５１と外輪５２との間に設けられた玉５３によって構成されている。
【００５０】
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）及び（３）に加えて、更に以下の効果（４）を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、リングギア１２に当接している外輪５２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、リングギア１２が外輪５２の外周面上を摺動することが抑制される。そのため、例えばプラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａに固定され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リングギア１２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７及び図８を参照して説明する。図７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り、図８は、図７の８−８線に沿った断面図である。
【００５１】
これら図７及び図８に示されるように、第３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のフロント側端部３０ａに当接する支持部材として機能する玉軸受６０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６０は、ロータ１０の内周面に固定される外輪６１、フロント側端部３０ａに形成された掴持部３６に当接する内輪６２、並びにこれら外輪６１と内輪６２との間に設けられた玉６３によって構成されている。
【００５２】
以上説明した第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果（１）及び（３）に加えて、更に以下の効果（５）を得られるようになる。
（５）ロータ１０がサンシャフト２０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３０がロータ１０の内周面とサンシャフト２０の外周面に沿って転動する際に、フロント側端部３０ａに形成された掴持部３６に当接している内輪６２がその掴持部３６の回転方向と同じ方向に回転することができる。そのため、例えばリングギア１２に固定されてリングギア１２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プラネタリシャフト３０のフロント側端部３０ａ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。
【００５３】
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１２ａをリングギア１２と一体に形成するようにしているが、例えばこのように支持部材１２ａをリングギア１２と一体に形成するための加工が困難である場合には、支持部材を別部材として設けてもよい。なお、この場合、支持部材がロータ１０又はリングギア１２に内嵌される構成を採用することができる。
【００５４】
・上記第２の実施形態では、支持部材として機能する玉軸受５０の外輪５２がリングギア１２に当接する構成を採用しているが、これに限らず、その外輪５２がロータ１０に当接する構成を採用することもできる。
【００５５】
・また、上記第３の実施形態では、支持部材として機能する玉軸受６０の外輪６１がロータ１０の内周面に固定される構成を採用しているが、これに限らず、その外輪がリングギア１２に固定される構成を採用することもできる。
【００５６】
・上記第２及び第３の実施形態では、支持部材として玉軸受５０，６０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。
・上記各実施形態では、遊星差動式運動変換機構１００の組み立てに際して掴持される掴持部３６に支持部材が当接する構成を採用している。これに限らず、例えば掴持部３６の位置や寸法等により、支持部材とその掴持部３６とが当接することが困難である場合には、支持部材に当接する部材をその掴持部３６とは別に設ける構成を採用することもできる。
【００５７】
・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、サンシャフト２０に常に作用する荷重Ｇ１の作用方向側に位置するプラネタリシャフト３０の端部、すなわちプラネタリシャフト３０のリア側端部３０ｂにロータ１０側から当接し、同リア側端部３０ｂ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、ロータ１０側からフロント側端部３０ａに当接する支持部材、及びリア側端部３０ｂに当接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。
【００５８】
・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。
【００５９】
・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。
【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】
【００６１】
【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】図１の２−２線に沿った断面図。
【図３】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４】同実施形態にかかるリングギアの組み付け態様を示す斜視図。
【図５】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６】図５の６−６線に沿った断面図。
【図７】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８】図７の８−８線に沿った断面図。
【図９】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】
【００６２】
１０…ロータ、１１…螺子、１２…フロント側リングギア、１２ａ…支持部材、１３…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、３０ａ…フロント側端部、３０ｂ…リア側端部、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…シャフト本体、３６…掴持部、４０…蓋体、５０…玉軸受、５１…内輪、５２…外輪、５３…玉、６０…玉軸受、６１…外輪、６２…内輪、６３…玉、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】
2010025234.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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