(57)【要約】【課題】モータが停止されているときの逆効率の増大を抑制しつつ、モータを駆動しているときの正効率を向上させることのできる遊星差動式動力装置を提供する。【解決手段】遊星差動式動力装置２００は、太陽軸２０に形成された螺子２１のリード角と遊星軸３０に形成された螺子３１のリード角との差を利用して円環軸１０の回転運動を太陽軸２０の直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構１００を具備し、モータの駆動力によって円環軸１０を回転させることにより太陽軸２０に連結された制御軸３１０を軸方向に変位させる。遊星差動式動力装置２００は、遊星軸３０の両端部に設けられた一対の遊星歯車３２ａ，３２ｂの相対位相を変化させる位相可変機構５００を備えている。【選択図】図１
2010223374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環軸と同円環軸に内挿される太陽軸との間に複数の遊星軸を介装し、同遊星軸の両端部に設けられた一対の遊星歯車を前記円環軸の内周面に設けられた一対の円環歯車と前記太陽軸の外周面に形成された一対の太陽歯車との双方にそれぞれ噛合させるとともに、同遊星軸の外周面における前記一対の遊星歯車の間に形成された螺子を前記円環軸の内周面に形成された螺子と前記太陽軸の外周面に形成された螺子との双方に螺合させることによってこれら各軸同士を噛合させ、前記太陽軸に形成された螺子のリード角と前記遊星軸に形成された螺子のリード角との差を利用して前記円環軸の回転運動を前記太陽軸の直線運動に変換する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円環軸を回転させることにより前記太陽軸に連結された制御軸を軸方向に変位させる遊星差動式動力装置において、
前記一対の円環歯車の相対位相を変化させる位相可変機構を備える
ことを特徴とする遊星差動式動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円環軸と、この円環軸に内挿される太陽軸と、これら円環軸及び太陽軸の間に介装される遊星軸とを備え、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円環軸の回転運動を太陽軸の直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構を具備する遊星差動式動力装置に関する。
【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軸方向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軸に太陽軸を内挿し、これら円環軸と太陽軸との間に複数の遊星軸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、遊星軸に形成された螺子と太陽軸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、円環軸の回転運動に伴って遊星軸が太陽軸の外周面上を転動すると、このリード角の違いの分だけ太陽軸が軸方向に変位するようになる。
【０００４】
このように差動螺子を利用して円環軸の回転運動を太陽軸の直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構を具備する遊星差動式動力装置によれば、円環軸の回転運動を減速した上で直線運動に変換し、太陽軸を軸方向に変位させることができる。そのため、モータの回転角を制御することによって太陽軸に連結された制御軸の軸方向の位置を非常に高い精度で制御することができる。
【０００５】
また、こうした遊星差動式動力装置によれば、差動螺子の間に生じる摩擦を利用して太陽軸の直線運動が円環軸の回転運動に変換されるときの効率であるいわゆる逆効率を「０」にすることができる。こうして逆効率を「０」にすれば、モータが停止されているときに制御軸に軸方向の荷重が作用する場合であっても、その荷重の影響で遊星軸及び円環軸が回転駆動されることを抑制することができ、制御軸の位置を保持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７‐１３９１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような遊星差動式運動変換機構を具備する遊星差動式動力装置にあっては、モータによって円環軸が回転駆動されたときに円環軸の回転運動を太陽軸の直線運動に変換する際の効率、すなわち正効率を向上させることが望まれる。しかしながら、正効率を向上させるために各螺子の噛合部分に生じる摩擦を低減させると、これに伴って逆効率も向上して逆効率が「０」ではなくなってしまい、制御軸に軸方向の荷重が作用したときにこの荷重の影響によって太陽軸が軸方向に変位するようになってしまう。その結果、モータの制御量によらずに制御軸が変位することとなり、モータの回転角に応じて制御軸の位置を正確に制御することができなくなってしまう。
【０００８】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はモータが停止されているときの逆効率の増大を抑制しつつ、モータを駆動しているときの正効率を向上させることのできる遊星差動式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】
【０００９】
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、円環軸と同円環軸に内挿される太陽軸との間に複数の遊星軸を介装し、同遊星軸の両端部に設けられた一対の遊星歯車を前記円環軸の内周面に設けられた一対の円環歯車と前記太陽軸の外周面に形成された一対の太陽歯車との双方にそれぞれ噛合させるとともに、同遊星軸の外周面における前記一対の遊星歯車の間に形成された螺子を前記円環軸の内周面に形成された螺子と前記太陽軸の外周面に形成された螺子との双方に螺合させることによってこれら各軸同士を噛合させ、前記太陽軸に形成された螺子のリード角と前記遊星軸に形成された螺子のリード角との差を利用して前記円環軸の回転運動を前記太陽軸の直線運動に変換する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円環軸を回転させることにより前記太陽軸に連結された制御軸を軸方向に変位させる遊星差動式動力装置において、前記一対の円環歯車の相対位相を変化させる位相可変機構を備えることをその要旨とする。
【００１０】
上記構成にあっては、遊星差動式運動変換機構に円環軸の内周面に設けられた一対の円環歯車の相対位相を変化させる位相可変機構を設けるようにしている。そのため、この位相可変機構によって一対の円環歯車の相対位相を変化させることにより、遊星軸の両端部に設けられてこれら一対の円環歯車とそれぞれ噛合している一対の遊星歯車の太陽軸上における相対位相を変化させ、太陽軸に対して遊星軸を傾けることができるようになる。
【００１１】
遊星差動式運動変換機構にあっては、太陽軸の螺子と遊星軸の螺子とのリード角が異なっているため、これらの噛合部分において螺子山同士が平行にならずに傾いた状態で接触している。そして、遊星差動式運動変換機構にあっては、この噛合部分に生じる摩擦の大きさによって正効率及び逆効率が変化する。具体的には、噛合する螺子山の間に生じる摩擦が小さいときほど正効率及び逆効率が増大し、摩擦が大きいときほど正効率及び逆効率が低下する。この点、上記請求項１に記載の発明によれば、上述したように位相可変機構によって一対の円環歯車の相対位相を変化させることにより、太陽軸に対して遊星軸を傾けることができる。こうして太陽軸に対する遊星軸の傾きを変化させれば、太陽軸に形成された螺子と遊星軸に形成された螺子との噛合部分における各螺子山の傾きを変化させることができ、それによってこの噛合部分に生じる摩擦の大きさを増減させることができる。したがって、上記請求項１に記載の発明によれば、モータが停止されているときには太陽軸と遊星軸とにそれぞれ形成された螺子の間に生じる摩擦を利用して逆効率を「０」にする一方、モータを駆動しているときには一対の円環歯車の相対位相を変化させて太陽軸に対して遊星軸を傾けてこれら太陽軸及び遊星軸にそれぞれ形成された螺子の間に生じる摩擦を低減させ、正効率を向上させることができる。すなわち、上記請求項１に記載の構成によれば、位相可変機構により太陽軸に形成された螺子と遊星軸に形成された螺子との噛合部分に生じる摩擦の大きさを増減させ、モータが停止されているときの逆効率の増大を抑制しつつ、モータを駆動しているときの正効率を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる遊星差動式動力装置の断面図。
【図２】同実施形態にかかる遊星差動式動力装置の遊星軸の分解図。
【図３】（ａ），（ｂ）は同実施形態にかかる位相可変機構の動作態様を示す模式図。
【図４】機関停止中の遊星軸と太陽軸との関係を示す遊星軸と太陽軸の正面図。
【図５】機関運転中の遊星軸と太陽軸との関係を示す遊星軸と太陽軸の正面図。
【図６】（ａ）は機関停止中の各螺子の噛合態様を示す模式図，（ｂ）は機関運転中の各螺子の噛合態様を示す模式図。
【図７】（ａ），（ｂ）はこの発明の変更例にかかる遊星差動式動力装置の位相可変機構の動作態様を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明にかかる遊星差動式動力装置を、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。
【００１４】
図１は本実施形態にかかる遊星差動式動力装置２００の断面図である。図１に示されるように本実施形態の遊星差動式動力装置２００は、内燃機関のシリンダヘッド３００に取り付けられ、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。バルブ特性変更機構は、制御軸３１０を軸方向に変位させることにより同制御軸３１０の位置に対応して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ものであり、図１の右方向に制御軸３１０を変位させるほど吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間が小さくなる。
【００１５】
遊星差動式動力装置２００にあっては、モータが回転するのに伴ってハウジング２１０から突出した太陽軸２０がその軸方向に変位する。図１の右側に示されるように太陽軸２０は、その先端部が留め具３２０によってバルブ特性変更機構の制御軸３１０と連結されている。これにより、遊星差動式動力装置２００を制御して太陽軸２０の軸方向の変位量を制御することにより、バルブ特性変更機構の制御軸３１０の軸方向の位置を変位させ、吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更することができる。
【００１６】
遊星差動式動力装置２００は、その内部にモータの回転運動を太陽軸２０の軸方向の直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構１００を有している。図１に示されるように遊星差動式運動変換機構１００は、円筒状の円環軸１０に太陽軸２０を内挿するとともに、太陽軸２０と円環軸１０との間に複数の遊星軸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、太陽軸２０を取り囲むように９本の遊星軸３０を等角度間隔で配設している。
【００１７】
以下、この遊星差動式運動変換機構１００の構成を詳しく説明する。尚、以下の説明では図１における右側、すなわち遊星差動式動力装置２００における太陽軸２０が突出している方向をフロント側、図１における左側をリア側として説明を行う。
【００１８】
図１に示されるように円環軸１０の外側には、外周面上に永久磁石が取り付けられたカバー１５が固定されている。カバー１５は、図１に示されるように軸受２２０を介して遊星差動式動力装置２００のハウジング２１０に回動可能に固定されている。尚、ハウジング２１０の内周面におけるカバー１５に固定された永久磁石と対向可能な位置には、ステータ２３０が取り付けられており、このステータ２３０を励磁することによりカバー１５とともに円環軸１０が回転するようになっている。すなわち、遊星差動式動力装置２００にあっては、このステータ２３０とカバー１５に固定された永久磁石とにより円環軸１０を回転させるモータが構成されている。
【００１９】
また、円環軸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。そして、円環軸１０の内周面にはこの螺子１１を挟むようにフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂとが設けられている。
【００２０】
円環軸１０に内挿された太陽軸２０の外周面には、円環軸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螺子２１が形成されている。また、太陽軸２０の外周面にはこの螺子２１を挟むようにフロント側太陽歯車２２ａとリア側太陽歯車２２ｂとが形成されている。
【００２１】
尚、図１の右側に示されるように太陽軸２０の外周面の一部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、ハウジング２１０の開口部分に形成されているストレートスプライン２１５に噛み合わされている。これにより、太陽軸２０は、これらストレートスプライン２３，２１５の噛み合いの作用によってハウジング２１０に対して回転は規制されているが、軸方向には移動可能な状態になっている。
【００２２】
円環軸１０と太陽軸２０との間に介装された各遊星軸３０の外周面には、図１に示されるように円環軸１０の内周面に形成された螺子１１と太陽軸２０の外周面に形成された螺子２１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。
【００２３】
また、図１に示されるように各遊星軸３０には、この螺子３１を挟むように、そのフロント側の端部にフロント側遊星歯車３２ａが、リア側の端部にリア側遊星歯車３２ｂがそれぞれ形成されている。そして、フロント側遊星歯車３２ａが円環軸１０に設けられたフロント側円環歯車１２ａと太陽軸２０に形成されたフロント側太陽歯車２２ａとの双方に噛合しており、リア側遊星歯車３２ｂが円環軸１０に設けられたリア側円環歯車１２ｂと太陽軸２０に形成されたリア側太陽歯車２２ｂとの双方に噛合している。
【００２４】
尚、図２に示されるように遊星軸３０は、螺子３１及びフロント側遊星歯車３２ａが一体に形成された軸本体３５と、この軸本体３５と別体に形成されたリア側遊星歯車３２ｂとによって構成されている。尚、図２は、遊星軸３０を分解して示す分解図である。
【００２５】
図２に示されるようにリア側遊星歯車３２ｂには、その中心軸に沿って延びる軸受孔３４が形成されている。一方で軸本体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。そして、軸本体３５に形成された軸部３３をリア側遊星歯車３２ｂの軸受孔３４に挿入することによってリア側遊星歯車３２ｂと軸本体３５とが連結されている。このようにしてリア側遊星歯車３２ｂと軸本体３５とが連結されていることにより、遊星軸３０にあては、リア側遊星歯車３２ｂが軸本体３５から脱着可能であり、且つ軸本体３５に対して回動可能な状態となっている。
【００２６】
遊星軸３０の両端部に遊星歯車３２ａ，３２ｂが設けられていると、太陽軸２０、遊星軸３０、円環軸１０を一体に組み付ける際に各部材の螺子及び歯車が干渉してその組み付け作業が困難になる。これに対して上記のようにリア側遊星歯車３２ｂを軸本体３５から脱着可能としていれば、リア側遊星歯車３２ｂを取り外した状態にて太陽軸２０の周囲に軸本体３５を配設し、この状態で円環軸１０を太陽軸２０及び軸本体３５に被せてその螺子１１を軸本体３５の螺子３１に螺合させることができる。そして、こうして円環軸１０、軸本体３５、太陽軸２０の螺子をそれぞれ螺合させた後にリア側遊星歯車３２ｂを組み付けることにより、各部材を容易に組み付けることができるようになる。
【００２７】
上記のように本実施形態の遊星差動式動力装置２００における遊星差動式運動変換機構１００にあっては、円環軸１０、太陽軸２０及び遊星軸３０のそれぞれが各部材に形成された螺子及び歯車を介して互いに係合している。
【００２８】
ここで、円環軸１０の螺子１１と遊星軸３０の螺子３１とは、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。そのため、円環軸１０の螺子１１と遊星軸３０の螺子３１とは、そのリード角がともに等しくなっている。これにより、遊星軸３０が円環軸１０の内周面に沿って転動した場合には円環軸１０と遊星軸３０との間では軸方向の相対的な変位は生じない。
【００２９】
一方、遊星軸３０の螺子３１と太陽軸２０の螺子２１とは、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、上述したように遊星軸３０の螺子３１の螺子条数が１条であり、太陽軸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。そのため、太陽軸２０の螺子２１と遊星軸３０の螺子３１とは、そのリード角が異なっている。これにより、遊星軸３０が、太陽軸２０の外周面に沿って転動した場合にはこのリード角の差の分だけ太陽軸２０と遊星軸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。
【００３０】
また、上記のように遊星差動式運動変換機構１００にあっては、このような螺子に加えて歯車を介して円環軸１０、太陽軸２０及び遊星軸３０が互いに噛合されている。そのため、モータの駆動力によって円環軸１０を太陽軸２０に対して相対回動させることにより、円環軸１０の回転力が各歯車を介して遊星軸３０に伝達され、遊星軸３０が太陽軸２０の外周面上で転動するようになる。そして、遊星軸３０が太陽軸２０の外周面上で転動すると、上述したリード角の違いの分だけ太陽軸２０が軸方向に変位するようになる。すなわちモータから入力される回転運動を遊星差動式運動変換機構１００を通じて太陽軸２０の直線運動に変換して出力することができる。
【００３１】
このようにリード角の異なる螺子同士を噛合させたいわゆる差動螺子を利用して円環軸１０の回転運動を太陽軸２０の直線運動に変換する遊星差動式運動変換機構１００を具備する本実施形態の遊星差動式動力装置２００によれば、円環軸１０の回転運動を減速した上で直線運動に変換し、太陽軸２０を軸方向に変位させることができる。
【００３２】
そのため、モータの回転角を制御することによって太陽軸２０に連結された制御軸３１０の軸方向の位置を非常に高い精度で制御することができる。
また、こうした遊星差動式動力装置２００によれば、差動螺子の間に生じる摩擦を利用して太陽軸２０の直線運動が円環軸１０の回転運動に変換されるときの効率であるいわゆる逆効率を「０」にすることができる。そのため、モータが停止されているときに制御軸３１０に軸方向の荷重が作用する場合であっても、その荷重の影響で遊星軸３０及び円環軸１０が回転駆動されることを抑制することができ、制御軸３１０の位置を保持することができる。
【００３３】
ところで、上記のような差動螺子を利用した遊星差動式運動変換機構１００を具備する本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、モータによって円環軸１０が回転駆動されたときに円環軸１０の回転運動を太陽軸２０の直線運動に変換する際の効率、すなわち正効率を向上させることが望まれる。
【００３４】
しかしながら、正効率を向上させるために各螺子の噛合部分に生じる摩擦を低減させると、これに伴って逆効率も向上して逆効率が「０」ではなくなってしまい、制御軸３１０に軸方向の荷重が作用したときにこの荷重の影響によって太陽軸２０が軸方向に変位して、制御軸３１０の位置を保持することができなくなってしまう。
【００３５】
尚、バルブ特性変更機構の制御軸３１０には、吸気バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングの反力によって吸気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同制御軸３１０を変位させる荷重が常に作用する。そのため、本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、制御軸３１０及び太陽軸２０に図１に矢印で示されるようにフロント側に向かう荷重Ｆが常に作用している。
【００３６】
これに対して、図１に示されるように本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、遊星差動式運動変換機構１００のフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂとの相対位相を変化させる位相可変機構５００を設けるようにしている。尚、位相可変機構５００は、円環軸１０に対してフロント側円環歯車１２ａを相対回動させることにより、円環軸１０に固定されたリア側円環歯車１２ｂに対するフロント側円環歯車１２ａの位相を変化させるものであり、図１に示されるように供給通路５１１及び油路５１０を通じて作動油によって駆動される。
【００３７】
図１に示されるように油路５１０は、円環軸１０内に形成されており、ハウジング２１０及びシリンダヘッド３００内に形成された供給通路５１１に接続されている。供給通路５１１における油路５１０と接続する部分には、図１に示されるように円環軸１０の先端部と対向するように円形に油溝５１２が形成されている。そして、ハウジング２１０及びシリンダヘッド３００内に形成された供給通路５１１と、円環軸１０に形成された油路５１０とは、この油溝５１２を介して接続されている。
【００３８】
これにより、円環軸１０が回転しているときにも供給通路５１１と油路５１０とは油溝５１２を介して接続された状態が維持されるようになっており、常に位相可変機構５００に作動油を供給することができるようになっている。尚、本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、機関運転中にオイルポンプよって圧送された作動油が位相可変機構５００に供給されるようになっており、機関停止中には位相可変機構５００への作動油の供給が停止されるようになっている。
【００３９】
以下、図３を併せ参照して位相可変機構５００の構成を詳しく説明する。尚、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、円環軸１０内に設けられた位相可変機構５００の動作態様を示す模式図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）はフロント側からリア側に向かって位相可変機構５００を見た状態を示している。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）にあっては、説明の便宜上、９本の遊星軸３０のうちの１本のみを図示している。
【００４０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、フロント側円環歯車１２ａの外周面の一部に凸部１３が形成されており、この凸部１３を円環軸１０内に形成された油圧室５２０に収容することにより位相可変機構５００を構成している。
【００４１】
油圧室５２０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるようにフロント側円環歯車１２ａの周方向に沿って延びるように形成されており、油圧室５２０の中には、フロント側円環歯車１２ａを図３（ａ）及び図３（ｂ）における右回りに回転させるように凸部１３を付勢するスプリング５３０が収容されている。
【００４２】
また、油圧室５２０には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように凸部１３よりも右側、すなわちスプリング５３０が収容されている部位とは反対側の部位に作動油を供給するように油路５１０が接続されている。
【００４３】
これにより、本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、油路５１０を通じて油圧室５２０に作動油を導入することにより、図３（ｂ）に矢印で示されるようにスプリング５３０の付勢力に抗してフロント側円環歯車１２ａを左回りに回動させることができる。このように本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、油圧室５２０内の油圧を制御することによってフロント側円環歯車１２ａを回動させ、機関運転に伴ってリア側円環歯車１２ｂに対するフロント側円環歯車１２ａの位相を変更することができるようになっている。
【００４４】
具体的には、機関停止中には作動油の供給が停止され、油圧室５２０には作動油が供給されないため、図３（ａ）に示されるように凸部１３がスプリング５３０の付勢力によって油圧室５２０内において最も右側に位置するように付勢され、円環軸１０内におけるフロント側円環歯車１２ａの位相がリア側円環歯車１２ｂと同一の位相に保持される。
【００４５】
尚、このようにフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂの位相が揃っているときには、これら円環歯車１２ａ，１２ｂとそれぞれ噛合している遊星歯車３２ａ，３２ｂの太陽軸２０上における位相も揃っており、図４に示されるように遊星軸３０は太陽軸２０の中心軸線Ｃに略平行な状態となっている。
【００４６】
一方で、機関運転中には、油路５１０を介して油圧室５２０に作動油が供給されるようになるため、図３（ｂ）に矢印で示されるようにフロント側円環歯車１２ａはスプリング５３０の付勢力に抗して左回りに回動することとなる。こうしてフロント側円環歯車１２ａが回動すると、このフロント側円環歯車１２ａとフロント側太陽歯車２２ａとに噛合しているフロント側遊星歯車３２ａは、図３（ｂ）に示されるようにフロント側円環歯車１２ａの回動に伴ってフロント側太陽歯車２２ａの外周面上を左回りに転動するようになる。これに対して、リア側円環歯車１２ｂはそのまま位相が変化しないため、このリア側円環歯車１２ｂに噛合しているリア側遊星歯車３２ｂは図３（ｂ）に一点鎖線で示されるように転動せずにその場に保持される。
【００４７】
これにより、遊星軸３０にあっては、太陽軸２０上におけるフロント側遊星歯車３２ａとリア側遊星歯車３２ｂの相対位相が異なるようになり、それに伴って遊星軸３０は図５に示されるように太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して傾くようになる。
【００４８】
尚、図４及び図５は、太陽軸２０と同太陽軸２０に噛合している遊星軸３０の正面図であり、図４はフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂとの位相が揃っている機関停止中の状態を示し、図５はフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂとの位相が異なっている機関運転中の状態を示している。また、図４及び図５にあっては、説明の便宜上、９本の遊星軸３０のうちの１本のみを図示している。
【００４９】
このように本実施形態の遊星差動式動力装置２００によれば、モータを駆動する機関運転時に位相可変機構５００によってフロント側円環歯車１２ａを回動させることにより、太陽軸２０に対して遊星軸３０を傾けることができるようになる。
【００５０】
以下、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照してこのように機関運転時に遊星軸３０を傾けることによる作用について詳しく説明する。尚、図６（ａ）及び図６（ｂ）は円環軸１０に形成された螺子１１と遊星軸３０に形成された螺子３１との噛合部分、並びに太陽軸２０に形成された螺子２１と遊星軸３０に形成された螺子３１との噛合部分における各螺子同士の噛合態様を示す模式図である。そして、図６（ａ）は太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して遊星軸３０が平行になっている機関停止中の各螺子の噛合態様を示しており、図６（ｂ）は太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して遊星軸３０が傾いている機関運転中の各螺子の噛合態様を示している。
【００５１】
尚、図６（ａ）及び図６（ｂ）にあっては、上段において円環軸１０と遊星軸３０との噛合部分における螺子１１と螺子３１の各螺子山の噛合態様を示し、下段において太陽軸２０と遊星軸３０との噛合部分における螺子２１と螺子３１の各螺子山の噛合態様を示している。また、上段及び下段のいずれにおいても遊星軸３０を二点鎖線で示し、各螺子山の噛合部分を遊星軸３０側から同遊星軸３０を透過させて見た状態を示している。
【００５２】
上述したように太陽軸２０に形成された螺子２１のリード角と遊星軸３０に形成された螺子３１のリード角は異なっている。そのため、図６（ａ）の下段に示されるように太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して遊星軸３０が平行になっているときには螺子２１の螺子山と螺子３１の螺子山とが平行にならずに互いに傾いた状態で噛合している。
【００５３】
一方で、円環軸１０に形成された螺子１１のリード角と遊星軸３０に形成された螺子３１のリード角は等しいため、図６（ａ）の上段に示されるように太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して遊星軸３０が平行になっているときには螺子１１の螺子山と螺子３１の螺子山とは互いに平行な状態で噛合している。
【００５４】
遊星差動式運動変換機構１００にあっては、噛合する螺子山の間に生じる摩擦が小さいときほど正効率及び逆効率が増大し、摩擦が大きいときほど正効率及び逆効率が低下する。そして、これらの螺子２１と螺子３１との噛合部分に生じる摩擦の大きさは、噛合している各螺子２１，３１の螺子山のなす角の大きさに応じて変化する。具体的にはこれらの螺子２１，３１がなす角が大きいほど各螺子山が片当たりするようになってこの噛合部分において生じる摩擦が大きくなり、螺子２１，３１が平行に近づいてこれらのなす角が小さくなるほど摩擦が小さくなる。
【００５５】
そのため、上記のように遊星軸３０が太陽軸２０の中心軸線Ｃに平行になっている機関停止時にあっては、太陽軸２０の螺子２１と遊星軸３０の螺子３１とが互いに傾いた状態で噛合しているため、この噛合部分において各螺子山が片当たりすることによってこの噛合部分において生じる摩擦が大きくなっており、逆効率が「０」になっている。
【００５６】
これに対して、上述したように機関運転時に位相可変機構５００を通じて遊星軸３０を太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して傾けた場合には、図６（ｂ）の下段に示されるように遊星軸３０の螺子３１の螺子山と太陽軸２０の螺子２１の螺子山とのなす角度が小さくなり、これらの螺子山が平行に近づくようになる。こうしてこれらの螺子山を平行に近づけることにより、これらの螺子山が噛合する部分に生じる摩擦を減少させ、正効率を向上させることができる。
【００５７】
尚、このように遊星軸３０の螺子３１の螺子山と、太陽軸２０の螺子２１の螺子山とのなす角を小さくするように遊星軸３０を傾けた場合には、図６（ｂ）の上段に示されるように円環軸１０の螺子１１の螺子山と遊星軸３０の螺子３１の螺子山とが平行ではなくなり、これらの螺子山がなす角が大きくなる。そのため、円環軸１０の螺子１１と遊星軸３０の螺子３１との噛合部分にあっては各螺子山が片当たりするようになり、摩擦が増大してしまう。そのため、例えば、螺子３１の螺子山を螺子２１の螺子山に完全に平行になるまで遊星軸３０を傾けた場合には、螺子１１と螺子３１との噛合部分において各螺子山が大きく傾いた状態で噛合することとなり、この部分に生じる摩擦が過剰に大きくなってしまい、正効率を向上させることができなくなってしまう。そこで、本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、正効率を向上させることができるように、螺子１１と螺子３１との噛合部分における摩擦力が過剰に大きくならない程度に僅かに螺子３１の螺子山を螺子２１の螺子山の傾きに近づけるように遊星軸３０を傾けるようにしている。例えば、本実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、遊星軸３０の螺子３１の螺子山が円環軸１０の螺子１１の螺子山となす角と、遊星軸３０の螺子３１の螺子山が太陽軸２０の螺子２１の螺子山となす角とが略等しくなるように遊星軸３０を傾けるようにしている。
【００５８】
以上説明した本実施形態の遊星差動式動力装置２００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動力装置２００にあっては、円環軸１０に設けられたフロント側円環歯車１２ａを回動させる位相可変機構５００を設け、この位相可変機構によって機関運転時に円環軸１０の内周面に設けられた一対の円環歯車１２ａ，１２ｂの相対位相を変化させるようにしている。これにより、遊星軸３０の両端部に設けられてこれら一対の円環歯車１２ａ，１２ｂにそれぞれ噛合している一対の遊星歯車３２ａ，３２ｂの太陽軸２０上における相対位相を変化させ、太陽軸２０に対して遊星軸３０を傾けることができる。
【００５９】
こうして太陽軸２０に対する遊星軸３０の傾きを変化させれば、太陽軸２０に形成された螺子２１と遊星軸３０に形成された螺子３１との噛合部分における各螺子山の傾きを変化させることができ、それによってこの噛合部分に生じる摩擦の大きさを増減させることができる。
【００６０】
そして、上記実施形態の遊星差動式動力装置２００にあっては、モータが停止されている機関停止中には、太陽軸２０と遊星軸３０とにそれぞれ形成された螺子２１，３１の間に生じる摩擦を利用して逆効率を「０」にするようにしている。その一方で、モータを駆動する機関運転中には、一対の円環歯車１２ａ，１２ｂの相対位相を変化させて太陽軸２０に対して遊星軸３０を傾けて、これら太陽軸２０及び遊星軸３０にそれぞれ形成された螺子２１，３１の間に生じる摩擦を低減させ、正効率を向上させるようにしている。
【００６１】
すなわち、上記実施形態の遊星差動式動力装置２００によれば、位相可変機構５００を操作することにより太陽軸２０に形成された螺子２１と遊星軸３０に形成された螺子３１との噛合部分に生じる摩擦の大きさを増減させ、モータが停止されているときの逆効率の増大を抑制しつつ、モータを駆動しているときの正効率を向上させることができる。
【００６２】
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。
・上記実施形態にあっては、位相可変機構の一例として、作動油の油圧を利用してフロント側円環歯車１２ａを回動させる位相可変機構５００を例示したが、位相可変機構の構成はフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂとの相対位相を変更することのできるものであればよく、その構成は適宜変更することができる。
【００６３】
例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、作動油の供給を必要とせずに作動する位相可変機構６００を採用することもできる。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるようにこの位相可変機構６００にあっては、円環軸１０内に油圧室５２０に替えて収容室６１０を形成し、フロント側円環歯車１２ａに形成された凸部１３をこの収容室６１０に収容することにより位相可変機構６００を構成している。
【００６４】
収容室６１０は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように油圧室５２０と同様にフロント側円環歯車１２ａの周方向に沿って延びるように形成されている。そして、収容室６１０の中には、フロント側円環歯車１２ａを図７（ａ）及び図７（ｂ）における右回りに回転させるように凸部１３を付勢するスプリング６２０が設けられている。
【００６５】
そのため、機関停止中には図７（ａ）に示されるように凸部１３がスプリング６２０の付勢力によって収容室６１０内において最も右側に位置するように付勢され、フロント側円環歯車１２ａの位相がリア側円環歯車１２ｂと同一の位相に保持される。そして、このときには、遊星差動式運動変換機構１００におけるフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂの位相が揃っているため、これら円環歯車１２ａ，１２ｂにそれぞれ噛合している遊星歯車３２ａ，３２ｂの位相も揃っており、図４に示されるように遊星軸３０は太陽軸２０の中心軸線Ｃに略平行な状態となる。
【００６６】
一方で、機関運転中にモータが駆動され円環軸１０が図７（ｂ）に矢印で示されるように右回りに回動されたときには、各歯車及び各螺子に作用する摩擦等に起因する抵抗力によってフロント側円環歯車１２ａはスプリング６２０が所定量収縮するまで回動せずにその場にとどまることとなる。その結果、円環軸１０とともに回動するリア側円環歯車１２ｂに噛合しているリア側遊星歯車３２ｂが図７（ｂ）に一点鎖線で示されるように円環軸１０の回動に伴って太陽軸２０上を転動するのに対し、フロント側円環歯車１２ａに噛合しているフロント側遊星歯車３２ａは回動せずにその場にとどまることとなる。
【００６７】
このように図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した位相可変機構６００によれば、モータが駆動されて円環軸１０が右回りに回動されるときにフロント側円環歯車１２ａとリア側円環歯車１２ｂの位相がずれるようになる。
【００６８】
これにより、遊星軸３０にあっては、太陽軸２０上におけるフロント側遊星歯車３２ａとリア側遊星歯車３２ｂの相対位相が異なるようになり、それに伴って遊星軸３０は図５に示されるように太陽軸２０の中心軸線Ｃに対して傾くようになる。
【００６９】
すなわち、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した位相可変機構６００によれば、モータを駆動させて円環軸１０を一方に回動させるときに遊星軸３０を傾けることができ、モータが停止されているときの逆効率の増大を抑制しつつ、モータを一方に駆動しているときの正効率を向上させることができるようになる。
【００７０】
・また、上記実施形態にあっては遊星差動式運動変換機構１００のフロント側の部分に位相可変機構を設け、機関運転時にフロント側円環歯車１２ａを回動させて遊星軸３０を傾ける構成を示した。これに対して遊星差動式運動変換機構１００のリア側の部分に位相可変機構を設け、リア側円環歯車１２ｂを回動させてフロント側円環歯車１２ａとの相対位相を変更することにより、遊星軸３０を傾ける構成を採用することもできる。
【００７１】
・また、遊星差動式運動変換機構１００のフロント側とリア側との双方に位相可変機構を設け、これら位相可変機構を操作することにより遊星軸３０を傾ける構成を採用することもできる。
【００７２】
・上記実施形態にあっては、モータを駆動する機関運転中に位相可変機構を操作して遊星軸３０を傾ける構成を例示したが、モータを駆動するときに各螺子の間に生じる摩擦を小さくして正効率を向上させ、モータを停止させているときに摩擦を大きくすることによって逆効率を「０」にするように遊星軸３０の傾ける構成であればよい。そのため、噛合する螺子同士の傾きに応じて遊星軸３０を傾ける条件は適宜変更することができ、例えば、機関停止中に遊星軸３０を傾けて摩擦を大きくする構成を採用することもできる。
【００７３】
・上記実施形態では、円環軸１０の内周面に形成される螺子１１を左螺子、太陽軸２０の外周面に形成される螺子２１を右螺子、遊星軸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、円環軸１０の内周面に５条の右螺子を形成し、太陽軸２０の外周面に４条の左螺子を形成し、遊星軸３０の外周面に１条の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、円環軸１０を回転させることにより太陽軸２０を軸方向に変位させることができる。
【００７４】
・また、上記実施形態において示した円環軸１０、太陽軸２０、遊星軸３０にそれぞれ形成される螺子の条数は、各螺子のリード角との差を利用して円環軸１０の回転運動を太陽軸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ほんの一例である。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螺子を有する遊星差動式運動変換機構１００を具備する遊星差動式動力装置２００に限定して適用されるものではない。
【００７５】
・上記実施形態では、軸本体３５に軸部３３を設ける一方、リア側遊星歯車３２ｂにこの軸部３３が挿入される軸受孔３４を形成する構成を示したが、これとは逆に軸本体３５に軸受孔を形成し、リア側遊星歯車３２ｂに軸部を設ける構成を採用することもできる。
【００７６】
・また、上記実施形態では、遊星軸３０における図１の左側のリア側遊星歯車３２ｂを軸本体３５から取り外し可能にする構成を示した。これに対して、図１の右側のフロント側遊星歯車３２ａを軸本体から取り外し可能とし、遊星軸３０をリア側遊星歯車３２ｂと螺子３１とを備える軸本体と、フロント側遊星歯車３２ａとに分割する構成を採用することもできる。
【００７７】
・遊星差動式運動変換機構１００の円環軸１０に永久磁石が取り付けられたカバー１５を固定し、円環軸１０自体をモータの円環軸として構成する遊星差動式動力装置２００を例示したが、本願発明は、こうした構成の遊星差動式動力装置２００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歯車やベルト、チェーン等を介して円環軸１０に伝達する遊星差動式動力装置であっても本願発明を適用することができる。
【００７８】
・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動力装置２００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動力装置２００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。
【００７９】
・尚、本願発明は、上記のようなバルブ特性変更機構の動力装置に限らず、モータ等の回転運動を直線運動として出力する遊星差動式動力装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…円環軸、１１…螺子、１２ａ…フロント側円環歯車、１２ｂ…リア側円環歯車、１３…凸部、１５…カバー、２０…太陽軸、２１…螺子、２２ａ…フロント側太陽歯車、２２ｂ…リア側太陽歯車、２３…ストレートスプライン、３０…遊星軸、３１…螺子、３２ａ…フロント側遊星歯車、３２ｂ…リア側遊星歯車、３３…軸部、３４…軸受孔、３５…軸本体、１００…遊星差動式運動変換機構、２００…遊星差動式動力装置、２１０…ハウジング、２１５…ストレートスプライン、２２０…軸受、２３０…ステータ、３００…シリンダヘッド、３１０…制御軸、３２０…留め具、５００…位相可変機構、５１０…油路、５１１…供給通路、５１２…油溝、５２０…油圧室、５３０…スプリング、６００…位相可変機構、６１０…収容室、６２０…スプリング。
【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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