(57)【要約】【課題】二重に螺合部を形成した回転−直動変換機構においてリードを小さくせずに入力される回転量に対して各部の直動量を小さくする。【解決手段】遊星歯車差動ネジ装置70は、外ナット72、内ナット74及びシャフト76がボールネジ80,82にて螺合され、外輪歯車72c,72d、遊星歯車74h,74i及び太陽歯車76b,76cにより噛合されている。外ナット72を回転させると、内ナット74は減速回転して外ナット72との回転量差と外側ボールネジ80のリードとに対応した軸方向移動量となる。更にシャフト76は減速された内ナット74の回転量と内側ボールネジ82のリードとに対応した軸方向移動量となる。したがって内ナット74及びシャフト76は共に抑制された軸方向移動量となる。このためボールネジ80,82のリードを小さくしなくても回転量に対して各部の直動量を小さくでき、遊星歯車差動ネジ装置70のサイズの変化が小さくなるので組み込むエンジン等の大型化を抑制できる。【選択図】図７
2008309226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にネジ部が形成されているシャフトと、外周面と内周面とにネジ部が形成されて該内周面のネジ部により前記シャフトの外周面のネジ部と螺合する内ナットと、内周面にネジ部が形成されて該内周面のネジ部により前記内ナットの外周面のネジ部と螺合する外ナットとからなる差動ネジ装置であって、
前記シャフトには太陽歯車が形成され、前記内ナットには周方向に配列された回転軸と該回転軸に回転可能に配置された遊星歯車が設けられ、前記外ナットには外輪歯車が形成されていることにより遊星歯車機構を構成していることを特徴とする遊星歯車差動ネジ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シャフトと前記内ナットとの螺合部におけるネジ方向と、前記内ナットと前記外ナットとの螺合部におけるネジ方向とは逆方向に形成されていることを特徴とする遊星歯車差動ネジ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記２つの螺合部の一方又は両方が、前記ネジ部がボールネジにて構成されていることを特徴とする遊星歯車差動ネジ装置。
【請求項４】
前記外ナットを回転可能とし、前記シャフトを回転不能でかつ軸方向移動可能として、請求項１〜３のいずれかに記載の遊星歯車差動ネジ装置を組み込んだことを特徴とする回転−直動変換機構。
【請求項５】
請求項４に記載の回転−直動変換機構と、前記外ナットを回転駆動する回転駆動部とを備えることで該回転駆動部の回転駆動力を直進駆動力に変換して出力することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５において、コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に対して、前記コントロールシャフトに前記遊星歯車差動ネジ装置のシャフトを連結することで、前記コントロールシャフトの軸方向移動位置を調節するものであることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト、内ナット及び外ナットからなる遊星歯車差動ネジ装置、この遊星歯車差動ネジ装置を用いた回転−直動変換機構、この回転−直動変換機構を用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータなどの回転駆動力を直動に変換し直動アクチュエータとする回転−直動変換機構としてボールネジが知られている（例えば特許文献１，２参照）。特にこの特許文献１，２では中心にあるシャフトの軸方向移動（直動）速度を調節するためにボールネジを内外二重に配置した構成を採用している。すなわち２つのボールネジによる移動方向を同一方向にして直動を高速化する例が記載され、更に特許文献１では２つのボールネジの移動方向を逆方向にして直動を低速化する例が記載されている。
【特許文献１】特開平６−３２２３７号公報（第４−５頁、図１−３）
【特許文献２】特開平６−２１８６４７号公報（第３−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１，２では、二重に形成されたナットの内で、外側のナットは回転不能とされており、電動モータは、外周面と内周面とにネジ部が形成されている内側のナットを回転させている。したがって電動モータの回転速度がそのまま内側のナットの回転速度となり、内側のナットの直動における減速程度は外側のボールネジのリードがそのまま反映される。
【０００４】
更にこの内側のナットの内部にあるシャフトについても、電動モータの回転速度がそのまま内側のナットの回転速度となっているため、シャフトの直動における減速程度は内側のボールネジのリードがそのまま反映されることになる。
【０００５】
電動モータの回転を直動に変換して高精度な軸方向出力を得るには電動モータの回転量に対して内側のナットやシャフトの直動量を小さくする必要がある。すなわちボールネジのリードを小さくする必要がある。
【０００６】
しかしボールネジにおける耐荷重性を維持するためには、ボールの径を或る程度大きくしておく必要があるので、小リード化には限界がある。これはボールネジに限らず通常のネジをネジ部とした場合も同じである。
【０００７】
特許文献１，２のごとく内側のナットが電動モータに直結する構成では、リードがそのまま回転−直動変換における減速程度に反映されるので、小リード化の限界を考慮すると電動モータの回転量に対して内側のナットやシャフトの直動量を小さくすることができない。
【０００８】
外側のナットに対して内側のナットとシャフトとを逆方向に移動させることで、２つのボールネジのトータルではシャフトの直動の減速程度を大きくできる。しかし、このようにしても、各部（内側のナットやシャフト）の直動量は、個々のボールネジのリードがそのまま反映されて大きいままである。
【０００９】
したがって回転−直動変換機構の駆動に必要な配置スペースが大きくなり配置には不利となる。
本発明は、二重に螺合部を形成した回転−直動変換機構において、リードを小さくせずに入力される回転量に対して各部の直動量を小さくすることを目的とするものである。
【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に記載の遊星歯車差動ネジ装置は、外周面にネジ部が形成されているシャフトと、外周面と内周面とにネジ部が形成されて該内周面のネジ部により前記シャフトの外周面のネジ部と螺合する内ナットと、内周面にネジ部が形成されて該内周面のネジ部により前記内ナットの外周面のネジ部と螺合する外ナットとからなる差動ネジ装置であって、前記シャフトには太陽歯車が形成され、前記内ナットには周方向に配列された回転軸と該回転軸に回転可能に配置された遊星歯車が設けられ、前記外ナットには外輪歯車が形成されていることにより遊星歯車機構を構成していることを特徴とする。
【００１１】
このようにシャフト、内ナット及び外ナットは、各ネジ部にて螺合されていると共に、太陽歯車、遊星歯車及び外輪歯車が形成されていることにより遊星歯車機構を形成している。したがって例えばシャフトを回転させないようにして外ナットを回転させると、遊星歯車機構のギヤ比に応じて内ナットの回転は減速される。このため外ナットと内ナットとの螺合により、外ナットと内ナットとの回転速度差に対応して内ナットが軸方向に直動する。すなわち内ナットの直動量は、外ナットの回転量とネジ部のリードとに対応した直動量ではなく、内ナットが減速されて外ナットと同じ方向に回転するため、外ナットと内ナットとの回転量の差とネジ部のリードとに対応した直動量となり、直動量は小さくなる。
【００１２】
更に内ナットとシャフトとの螺合により、内ナットの回転速度に対応してシャフトが直動する。この場合もシャフトの直動量は外ナットと同じ回転量とネジ部のリードに対応した直動量ではなく、外ナットよりも減速されている内ナットの回転量とネジ部のリードとに対応した直動量となり、直動量は小さくなる。
【００１３】
したがって内ナット及びシャフト共に外ナットの回転量とリードとに対応する直動量よりも抑制された直動量となる。この関係は、外ナットを回転させないようにしてシャフトを回転させて、内ナットと外ナットとを直動させる場合も、外ナットとシャフトとが入れ替わるが、同じである。
【００１４】
すなわち課題の項にて述べたごとく耐荷重性維持のためにネジ部の小リード化に限界があるが、このリードを小さくしなくても入力される回転量に対して各部の直動量を小さくすることができる。
【００１５】
請求項２に記載の遊星歯車差動ネジ装置では、請求項１において、前記シャフトと前記内ナットとの螺合部におけるネジ方向と、前記内ナットと前記外ナットとの螺合部におけるネジ方向とは逆方向に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように内側の螺合部と外側の螺合部とで逆ネジとすることにより、外ナットに対する内ナットの軸方向での移動方向と、内ナットに対するシャフトの軸方向での移動方向とを逆方向にすることができる。
【００１７】
このことにより、シャフトあるいは外ナットの直動は、外ナットあるいはシャフトの回転に対して更に減速されたものとなる。このことにより回転駆動力の入力による直動量の調節が、より高精度なものとなる。
【００１８】
請求項３に記載の遊星歯車差動ネジ装置では、請求項１又は２において、前記２つの螺合部の一方又は両方が、前記ネジ部がボールネジにて構成されていることを特徴とする。
このようにボールネジにて一方の螺合部又は両方の螺合部を構成することにより、回転駆動力の入力による、円滑でより高精度な直動量調節が可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の回転−直動変換機構は、前記外ナットを回転可能とし、前記シャフトを回転不能でかつ軸方向移動可能として、請求項１〜３のいずれかに記載の遊星歯車差動ネジ装置を組み込んだことを特徴とする。
【００２０】
このように遊星歯車差動ネジ装置を組み込んだ回転−直動変換機構は前述のごとく、内ナット及びシャフト共に外ナットの回転とリードとに対応する直動よりも抑制された直動となる。したがってリードを小さくしなくても入力される回転量に対して各部の直動量を小さくすることができるので、二重に螺合部を形成した回転−直動変換機構の設置のためのスペースを小さくすることができると共に、更に回転に対して高精度な直動量を実現することができる。
【００２１】
請求項５に記載のアクチュエータは、請求項４に記載の回転−直動変換機構と、前記外ナットを回転駆動する回転駆動部とを備えることで該回転駆動部の回転駆動力を直進駆動力に変換して出力することを特徴とする。
【００２２】
このように外ナットを回転駆動部にて回転駆動することで、回転−直動変換機構によりシャフトを軸方向に移動させることができる。このアクチュエータにおいては、リードを小さくしなくても回転量に対して内ナット及びシャフトの直動量を小さくすることができる。したがってアクチュエータの設置のためのスペースを小さくすることができる。更に回転駆動部による回転により高精度なシャフトの直動量を実現することができる。
【００２３】
請求項６に記載のアクチュエータでは、請求項５において、コントロールシャフトを軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を可変とする内燃機関の可変動弁機構に対して、前記コントロールシャフトに前記遊星歯車差動ネジ装置のシャフトを連結することで、前記コントロールシャフトの軸方向移動位置を調節するものであることを特徴とする。
【００２４】
このようにアクチュエータが内燃機関の可変動弁機構に用いられることで、内燃機関の大型化を抑制でき、高精度なバルブ特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施の形態１］
図１，２は、上述した発明が適用された多気筒内燃機関（ここでは直列４気筒のガソリンエンジン：以下、「エンジン」と略す）２における可変動弁機構４の構成を示している。この図１はエンジン２上部における主としてカムキャリア６の平面構成及び可変動弁機構４の配置と制御構成との説明図である。図２は１つの気筒における縦断面を表している。尚、カムキャリア６が存在せず、可変動弁機構４が直接シリンダヘッド上に配置されていても良い。
【００２６】
本実施の形態のエンジン２は車両用であり、シリンダブロック８、ピストン１０及びシリンダブロック８上に取り付けられたシリンダヘッド１２を備えている。
シリンダブロック８には、複数の気筒、本実施の形態では４つの気筒２ａ（＃１気筒），２ｂ（＃２気筒），２ｃ（＃３気筒），２ｄ（＃４気筒）が直列で形成され、各気筒２ａ〜２ｄには、シリンダブロック８、ピストン１０及びシリンダヘッド１２にて区画された燃焼室１４が形成されている。
【００２７】
各気筒２ａ〜２ｄには、それぞれ２つの吸気バルブ１６及び２つの排気バルブ１８の４バルブが配置されている。吸気バルブ１６は吸気ポート２０を、排気バルブ１８は排気ポート２２を開閉する。各吸気ポート２０又は吸気マニホールドには各気筒２ａ〜２ｄの吸気ポート２０に燃料を噴射するためのフューエルインジェクタが配置されている。
【００２８】
このエンジン２では可変動弁機構４により吸気バルブ１６のバルブ作用角が調節されて吸入空気量を調節できる。ただし実際には最大バルブリフト量も同時に変化しているので、以下、バルブ作用角に対する説明は最大バルブリフト量の説明を兼ねている。
【００２９】
吸気バルブ１６のリフト駆動は、仲介駆動機構２４及びローラロッカーアーム２６を介して、吸気カムシャフト２８に設けられた吸気カム３０の回転によるバルブ駆動力が伝達されることにより可能となっている。このバルブ駆動力伝達において、アクチュエータ３２の機能により全ての仲介駆動機構２４による伝達状態が調節されることで吸気バルブ１６のバルブ作用角の大きさが調節される。尚、吸気カムシャフト２８は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構３４に設けられたタイミングスプロケットとタイミングチェーン３６とを介してエンジン２のクランクシャフト３８の回転に連動している。このバルブタイミング可変機構３４により吸気バルブ１６のバルブ作用角の進角・遅角が調節される。
【００３０】
各気筒２ａ〜２ｄの排気バルブ１８は、エンジン２の回転に連動して回転する排気カムシャフト４０に設けられた排気カム４２により、ローラロッカーアーム４４を介して一定の大きさのバルブ作用角で開閉されている。尚、排気カムシャフト４０は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構４６に設けられたタイミングスプロケットとタイミングチェーン３６とを介してエンジン２のクランクシャフト３８の回転に連動している。このバルブタイミング可変機構４６により排気バルブ１８のバルブ作用角の進角・遅角が調節される。
【００３１】
上述した吸気カムシャフト２８、排気カムシャフト４０、アクチュエータ３２、仲介駆動機構２４及びバルブタイミング可変機構３４，４６は、カムキャリア６上に一体に組み込まれている。このカムキャリア６は、シリンダヘッド１２に取り付けられてエンジン本体の一部を形成する。
【００３２】
仲介駆動機構２４は図３，４の部分破断斜視図に示すごとくである。図３の(Ａ)は仲介駆動機構２４の正面側の部分破断斜視図、(Ｂ)は背面側の部分破断斜視図、図４は更にスライダギヤ４８の内部に至る部分破断斜視図を示している。
【００３３】
仲介駆動機構２４は、中央に設けられた入力部５０、入力部５０の一端側に配置された第１揺動カム５２、第１揺動カム５２とは反対側に入力部５０を挟んで配置された第２揺動カム５４及び内部に配置されたスライダギヤ４８を備えている。これらの構成は中央を貫いて配置されているロッカーシャフト５６にてカムキャリア６上に揺動可能に支持されている。
【００３４】
管状のロッカーシャフト５６の内部にはコントロールシャフト５８が配置され、このコントロールシャフト５８に取り付けられているピン６０は、ロッカーシャフト５６に形成された長孔６２を通過して先端がスライダギヤ４８に形成された周方向の溝に係止している。このことによりスライダギヤ４８はコントロールシャフト５８に対して揺動可能であるが、軸方向移動には連動する。
【００３５】
スライダギヤ４８は３つのヘリカルスプライン部４８ａ，４８ｂ，４８ｃを有している。中央のヘリカルスプライン部４８ａは入力部５０内面のヘリカルスプラインに噛合し、両側のヘリカルスプライン部４８ｂ，４８ｃはそれぞれ揺動カム５２，５４内面のヘリカルスプラインに噛合している。
【００３６】
入力部５０で噛合するヘリカルスプラインと揺動カム５２，５４で噛合するヘリカルスプラインとはねじれ角が異なる。ここではねじれ方向が逆となっている。具体的には入力部５０では左ネジ、揺動カム５２，５４では右ネジとされている。このことにより吸気バルブ１６の開弁時におけるバルブスプリング１６ａの反力により、コントロールシャフト５８にはアクチュエータ３２とは反対方向（図３のＬ方向）への軸力が生じている。
【００３７】
アクチュエータ３２にて軸力に抗してコントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６からアクチュエータ３２側へ引き出す方向（図３のＨ方向）に移動させると入力部５０のローラ５０ｄが揺動カム５２，５４のカム部５２ｄ，５４ｄから離れる方向に相対揺動する。逆に軸力方向へコントロールシャフト５８をアクチュエータ３２側からロッカーシャフト５６内へ戻す方向（図３のＬ方向）に移動させると入力部５０のローラ５０ｄが揺動カム５２，５４のカム部５２ｄ，５４ｄに近づく方向に相対揺動する。
【００３８】
したがってコントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６から引き出す方向（図３のＨ方向）に移動させることによりバルブ作用角を連続的に大きくすることができる。逆に、コントロールシャフト５８をロッカーシャフト５６内へ戻す方向（図３のＬ方向）に移動させることによりバルブ作用角を連続的に小さくすることができる。
【００３９】
このようにコントロールシャフト５８の軸方向位置を調節するアクチュエータ３２は、後述するごとく遊星歯車差動ネジ装置を利用した回転−直動変換機構に、回転駆動部として電動モータを組み合わせたものである。
【００４０】
このアクチュエータ３２の回転制御は、エンジン制御用のＥＣＵ（電子制御ユニット）６４により、アクチュエータ３２に付属しているＥＤＵ（電子制御ドライバーユニット）３２ａに対してなされる。尚、アクチュエータ３２の駆動軸３２ｂ（後述する遊星歯車差動ネジ装置７０のシャフト７６と同じもの）は接続部分３２ｃにてコントロールシャフト５８に接続している。そしてこの駆動軸３２ｂの軸方向位置をストロークセンサ３２ｄがコントロールシャフト５８のストロークＳｔとして検出している。
【００４１】
ＥＣＵ６４は、ストロークセンサ３２ｄにより検出されるコントロールシャフト５８のストロークＳｔ、アクセルペダル６６に設けられたアクセル開度センサ６８により検出されるアクセル開度ＡＣＣＰや他の各種データを入力している。そしてこれらのデータに基づいて、ＥＤＵ３２ａに駆動指令を発して、ドライバーの加速指示に対応して適切なバルブ作用角となるようにアクチュエータ３２を駆動している。
【００４２】
アクチュエータ３２内に配置された遊星歯車差動ネジ装置７０を図５〜８に示す。図５は斜視図、図６の(Ａ)は左側面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は正面図、図７は縦断斜視図、図８は破断分解図である。
【００４３】
この遊星歯車差動ネジ装置７０は、アクチュエータ３２内にて電動モータのロータが外周面に取り付けられている外ナット７２、外ナット７２の内側に配置された内ナット７４、及び内ナット７４の中心に配置されたシャフト７６（前述したごとく駆動軸３２ｂと同じもの）から構成されている。
【００４４】
外ナット７２を図９，１０に示す。図９は斜視図、図１０の(Ａ)は左側面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は正面図である。図示するごとく外ナット７２の本体７２ａは円筒形をなし、外周面には電動モータのロータ位置決め用の突条７２ｂが形成されている。内周面には軸方向両端側に外輪歯車７２ｃ，７２ｄが形成され、中央部には外側ボールネジ８０（図７：ボールは外して表示）のためのネジ部７２ｅが形成されている。このネジ部７２ｅは左ネジであり、１回転当たりのリードは−５．６ｍｍである。
【００４５】
内ナット７４を図１１，１２に示す。図１１は斜視図、図１２の(Ａ)は左側面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は正面図である。図示するごとく内ナット７４の本体７４ａは円筒状をなし、外周面には、外ナット７２のネジ部７２ｅに内側から対向することにより外側ボールネジ８０（図７）を構成するネジ部７４ｂが軸方向の全域に形成されている。したがってこのネジ部７４ｂは左ネジであり、１回転当たりのリードは−５．６ｍｍである。
【００４６】
本体７４ａの内周面には中央部に内側ボールネジ８２（図７：ボールは外して表示）のためのネジ部７４ｃが形成されている。このネジ部７４ｃは右ネジであり、１回転当たりのリードは３．６ｍｍである。
【００４７】
本体７４ａの軸方向の各端面７４ｄ，７４ｅには軸方向に突出する支持軸７４ｆ，７４ｇが等位相間隔に各９本取り付けられており、この支持軸７４ｆ，７４ｇには回転可能にそれぞれ遊星歯車７４ｈ，７４ｉが配置されている。
【００４８】
シャフト７６を図１３に示す。図１３の(Ａ)は斜視図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は右側面図、(Ｄ)は正面図である。図示するごとくシャフト７６の本体７６ａは円柱状をなし、外周面には軸方向に、２つの太陽歯車７６ｂ，７６ｃを形成し、この２つの太陽歯車７６ｂ，７６ｃの間にネジ部７６ｄを形成している。このネジ部７６ｄは内ナット７４のネジ部７４ｃに内側から対向することにより内側ボールネジ８２（図７）を形成する。したがってこのネジ部７６ｄは右ネジであり、１回転当たりのリードは３．６ｍｍである。
【００４９】
本体７６ａの基端側端面７６ｅにはストロークセンサ３２ｄの一部を構成するロッド７６ｆが形成されている。
図１４の斜視図に示すごとくシャフト７６に対して内ナット７４を組み合わせると、内ナット７４の内周面のネジ部７４ｃがシャフト７６のネジ部７６ｄに対向する。このことにより、図７に示したごとくボール軌道８２ａが生じて、内側ボールネジ８２が形成される。ボールの循環経路８２ｂは破線で示すごとく内ナット７４側に設けられている。
【００５０】
同時に内ナット７４の遊星歯車７４ｈ，７４ｉはシャフト７６の太陽歯車７６ｂ，７６ｃに噛合する。
更に図１４の構成に対して外ナット７２を組み合わせることで、外ナット７２の内周面のネジ部７２ｅが内ナット７４の外周面のネジ部７４ｂに対向する。このことにより、図７に示したごとくボール軌道８０ａが生じて、外側ボールネジ８０が形成される。ボールの循環経路８０ｂは破線で示すごとく外ナット７２側に設けられている。
【００５１】
同時に外ナット７２の外輪歯車７２ｃ，７２ｄは、内ナット７４の遊星歯車７４ｈ，７４ｉに噛合する。
このことにより遊星歯車差動ネジ装置７０が完成する。そしてこの遊星歯車差動ネジ装置７０がアクチュエータ３２内に組み込まれ、シャフト７６の太陽歯車７６ｃの一部を利用して、アクチュエータ３２のハウジングとの間でシャフト７６を回転不能でかつ軸方向移動可能として支持される。このことにより遊星歯車差動ネジ装置７０は回転−直動変換機構として構成され、アクチュエータ３２が完成する。
【００５２】
次に回転−直動変換機構としての機能を説明する。初期位置として外ナット７２、内ナット７４及びシャフト７６は図１５の(Ａ)に示す状態に配置されているとする。駆動軸３２ｂ、すなわちシャフト７６を、図１に示したカムキャリア６側からアクチュエータ３２側に引き出す動作をさせるために、アクチュエータ３２の電動モータにより外ナット７２を、ロッド７６ｆ側から見て時計回りに１０回転させる。
【００５３】
ここで遊星歯車差動ネジ装置７０における遊星歯車機構は、ギヤ比が、太陽歯車７６ｂ，７６ｃ：遊星歯車７４ｈ，７４ｉ：外輪歯車７２ｃ，７２ｄ＝３：１：５に形成されているものとする。このため、減速比（入力／出力）は１．６であるので、遊星歯車７４ｈ，７４ｉが設けられている内ナット７４は６．２５回転となる。
【００５４】
したがって外ナット７２と内ナット７４との間での相対的回転は３．７５（１０−６．２５）回転となる。外側ボールネジ８０でのリードは１回転に付き−５．６ｍｍであるので、内ナット７４は、外ナット７２に対して前方（カムキャリア６側）へ距離Ｄ１＝２１ｍｍ（５．６ｍｍ×３．７５回転）の移動を生じる。
【００５５】
そして内ナット７４とシャフト７６との間での相対的回転は前述したごとく６．２５回転となる。内側ボールネジ８２でのリードは１回転に付き３．６ｍｍであるので、シャフト７６は、内ナット７４に対して後方へ距離Ｄ２＝２２．５ｍｍ（３．６ｍｍ×６．２５回転）の移動を生じる。
【００５６】
したがって外ナット７２に対するシャフト７６の移動は、図１５の(Ｂ)に示すごとく後方へ距離Ｄ３＝１．５ｍｍ（Ｄ２−Ｄ１）となる。このように外ナット７２が１０回転して、駆動軸３２ｂを１．５ｍｍ引き出すことになる。すなわちアクチュエータ３２は１回転で０．１５ｍｍの出力となる。
【００５７】
比較例１として、従来技術のごとく遊星歯車機構が存在せず、内側ボールネジと外側ボールネジとが共に右ネジである状態で、外ナットが固定され、内ナットを電動モータにて直接回転させる場合を考える。この状態で内ナットを１０回転させる。比較例１では外ナットと内ナットとの間での相対的回転は１０回転となる。外側ボールネジでのリードは１回転に付き５．６ｍｍであるので、内ナットは外ナットに対して前方へ５６ｍｍ（５．６ｍｍ×１０回転）移動する。
【００５８】
比較例１では内ナットとシャフトとの間での相対的回転はやはり１０回転となる。内側ボールネジでのリードは１回転に付き３．６ｍｍであるので、シャフトは内ナットに対して後方へ３６ｍｍ（３．６ｍｍ×１０回転）移動する。
【００５９】
したがって外ナットに対するシャフトの移動は、２０ｍｍ（５６ｍｍ−３６ｍｍ）となる。このように外ナットが１０回転して、駆動軸を２０ｍｍ移動させることになる。すなわち比較例１では１回転で２．０ｍｍの出力となる。
【００６０】
このように本実施の形態では、外ナット７２の１回転に対して、外ナット７２に対して内ナット７４は２．１ｍｍの移動、シャフト７６は０．１５ｍｍの移動となる。比較例１では内ナットの１回転に対して、外ナット７２に対して内ナットは５．６ｍｍの移動、シャフトは２ｍｍの移動となる。本実施の形態では減速効果が極めて高いことが判る。
【００６１】
比較例２として、上記比較例１の構成の内で、内側ボールネジにおけるリードを大きくして１回転に付き５．４５ｍｍとした場合を考える。この場合、内ナットの１０回転ではシャフトは内ナットに対して後方へ５４．５ｍｍ（５．４５ｍｍ×１０回転）移動する。前述したごとく外側ボールネジでのリードは１回転に付き５．６ｍｍであるので、内ナットは外ナットに対して前方へ５６ｍｍ（５．６ｍｍ×１０回転）移動する。したがって比較例２では外ナットに対するシャフトの移動は、１．５ｍｍ（５６ｍｍ−５４．５ｍｍ）となる。このように外ナットが１０回転して、駆動軸を１．５ｍｍ移動させることになる。すなわち比較例２ではシャフトの軸方向移動量自体は本実施の形態と同じく１回転で０．１５ｍｍの出力となる。
【００６２】
しかしこの比較例２でも、比較例１と同じく、内ナットは外ナットに対して前方へ５６ｍｍ移動することになる。しかし本実施の形態では内ナット７４は前述したごとく距離Ｄ１＝２１ｍｍの軸方向移動量に止まっている。このようにアクチュエータ３２内において遊星歯車差動ネジ装置７０の各部の直動量が小さくなる。
【００６３】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．アクチュエータ３２に回転−直動変換機構として組み込まれている遊星歯車差動ネジ装置７０は、外ナット７２、内ナット７４及びシャフト７６が、ボールネジ８０，８２にて螺合されていると共に遊星歯車機構としても構成されている。したがって外ナット７２を電動モータにより回転駆動させると、遊星歯車機構のギヤ比に応じて内ナット７４の回転は減速される。このため外側ボールネジ８０により外ナット７２と内ナット７４との回転速度差に対応して内ナット７４が軸方向に移動する。すなわち内ナット７４の軸方向移動量は外ナット７２の回転量と外側ボールネジ８０のリードとに対応した軸方向移動量ではなく、内ナット７４が減速されて外ナット７２と同じ方向に回転するため、その回転量の差と外側ボールネジ８０のリードとに対応した軸方向移動量（図１５：Ｄ１）となる。
【００６４】
更に内側ボールネジ８２においては内ナット７４の回転速度に対応してシャフト７６が軸方向に移動する。この場合もシャフト７６の軸方向移動量は、外ナット７２と同じ回転量と内側ボールネジ８２のリードとに対応した軸方向移動量ではなく、外ナット７２よりも減速されている内ナット７４の回転量と内側ボールネジ８２のリードとに対応した軸方向移動量（図１５：Ｄ２）となる。
【００６５】
したがって内ナット７４及びシャフト７６は共に、外ナット７２の回転量とボールネジ８０，８２のリードとに対応する軸方向移動量よりも抑制された移動量となる。したがってボールネジ８０，８２は耐荷重性維持のために小リード化に限界があるが、前記比較例との関係にて説明したごとくこれらのリードを小さくしなくても回転量に対して各部の直動量を小さくすることができ、アクチュエータ３２駆動時の遊星歯車差動ネジ装置７０のサイズの変化が小さくて済む。あるいは遊星歯車差動ネジ装置７０全体を収納したアクチュエータ３２を大型化させずに済む。
【００６６】
したがって遊星歯車差動ネジ装置７０を回転−直動変換機構として組み込んでいるアクチュエータ３２を配置するエンジン２の大型化を抑制できる。
（ロ）．外側ボールネジ８０と内側ボールネジ８２とでネジ方向が逆方向に形成されている。このことにより外ナット７２に対する内ナット７４の軸方向での移動方向と、内ナット７４に対するシャフト７６の軸方向での移動方向とを逆方向にすることができる。
【００６７】
このためシャフト７６の軸方向移動速度は、外ナット７２の回転速度に対応する軸方向移動速度よりも、更に抑制された移動速度とすることができる。したがって回転駆動力の入力による高精度な軸方向位置調節が可能となるので、前述した耐荷重性維持と共に、更に高い減速比を達成でき、可変動弁機構４を介してアクチュエータ３２にて高精度なバルブリフト量調節が可能となる。
【００６８】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態では、内側ボールネジが右ネジ、外側ボールネジが左ネジであったが、これとは逆に内側ボールネジが左ネジ、外側ボールネジが右ネジでも良い。
【００６９】
又、内側ボールネジと外側ボールネジとを共に右ネジ、共に左ネジとしても良い。この場合には、シャフトの軸方向移動量は、外ナットに対する内ナットの軸方向移動量と内ナットに対するシャフトの軸方向移動量との和となる。この場合も内ナットが回転される従来技術に比較して、内ナット及びシャフト共に外ナットの回転速度に対応する軸方向移動速度よりも抑制された移動速度となる。したがってリードを小さくしなくても回転量に対して各部の直動量を小さくすることができ、耐荷重性を維持しつつ、直動量を高精度に調節することができる。
【００７０】
（ｂ）．前記実施の形態において内側と外側の２つのネジ部はボールネジであったが、内ボールネジと外ボールネジとの一方又は両方は、ボールネジでなく通常のネジとしても良い。
【００７１】
（ｃ）．本実施の形態では、シャフトを回転不能でかつ軸方向移動可能としていたが、外ナット側を回転不能でかつ軸方向移動可能とし、シャフトに対して電動モータにて回転駆動力を与えることにより、外ナットにて直動力を出力するものであっても良く、同様な効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施の形態１のカムキャリア上の構成説明図。
【図２】同じくエンジン縦断面図。
【図３】同じく仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図４】同じく仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図５】同じくアクチュエータ内部における遊星歯車差動ネジ装置の斜視図。
【図６】同じく遊星歯車差動ネジ装置の構成説明図。
【図７】同じく遊星歯車差動ネジ装置の縦断斜視図。
【図８】同じく遊星歯車差動ネジ装置の破断分解図。
【図９】同じく遊星歯車差動ネジ装置の外ナットの斜視図。
【図１０】同じく遊星歯車差動ネジ装置の外ナットの構成説明図。
【図１１】同じく遊星歯車差動ネジ装置の内ナットの斜視図。
【図１２】同じく遊星歯車差動ネジ装置の内ナットの構成説明図。
【図１３】同じく遊星歯車差動ネジ装置のシャフトの構成説明図。
【図１４】同じくシャフトに対して内ナットを取り付けた状態の斜視図。
【図１５】実施の形態１の効果を示す遊星歯車差動ネジ装置の駆動状態説明図。
【符号の説明】
【００７３】
２…エンジン、２ａ〜２ｄ…気筒、４…可変動弁機構、６…カムキャリア、８…シリンダブロック、１０…ピストン、１２…シリンダヘッド、１４…燃焼室、１６…吸気バルブ、１６ａ…バルブスプリング、１８…排気バルブ、２０…吸気ポート、２２…排気ポート、２４…仲介駆動機構、２６…ローラロッカーアーム、２８…吸気カムシャフト、３０…吸気カム、３２…アクチュエータ、３２ａ…ＥＤＵ、３２ｂ…駆動軸、３２ｃ…接続部分、３２ｄ…ストロークセンサ、３４…バルブタイミング可変機構、３６…タイミングチェーン、３８…クランクシャフト、４０…排気カムシャフト、４２…排気カム、４４…ローラロッカーアーム、４６…バルブタイミング可変機構、４８…スライダギヤ、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ…ヘリカルスプライン部、５０…入力部、５０ｄ…ローラ、５２，５４…揺動カム、５２ｄ，５４ｄ…カム部、５６…ロッカーシャフト、５８…コントロールシャフト、６０…ピン、６２…長孔、６４…ＥＣＵ、６６…アクセルペダル、６８…アクセル開度センサ、７０…遊星歯車差動ネジ装置、７２…外ナット、７２ａ…本体、７２ｂ…突条、７２ｃ，７２ｄ…外輪歯車、７２ｅ…ネジ部、７４…内ナット、７４ａ…本体、７４ｂ，７４ｃ…ネジ部、７４ｄ，７４ｅ…端面、７４ｆ，７４ｇ…支持軸、７４ｈ，７４ｉ…遊星歯車、７６…シャフト、７６ａ…本体、７６ｂ，７６ｃ…太陽歯車、７６ｄ…ネジ部、７６ｅ…基端側端面、７６ｆ…ロッド、８０…外側ボールネジ、８０ａ…ボール軌道、８０ｂ…循環経路、８２…内側ボールネジ、８２ａ…ボール軌道、８２ｂ…循環経路。
【図１】
2008309226.tif 000003
【図２】
2008309226.tif 000004
【図３】
2008309226.tif 000005
【図４】
2008309226.tif 000006
【図５】
2008309226.tif 000007
【図６】
2008309226.tif 000008
【図７】
2008309226.tif 000009
【図８】
2008309226.tif 000010
【図９】
2008309226.tif 000011
【図１０】
2008309226.tif 000012
【図１１】
2008309226.tif 000013
【図１２】
2008309226.tif 000014
【図１３】
2008309226.tif 000015
【図１４】
2008309226.tif 000016
【図１５】
2008309226.tif 000017