(57)【要約】【課題】リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじのねじ山が破損することを抑制できる回転直線運動変換機構を提供する。【解決手段】回転直線運動変換機構においては、リングシャフト２におけるねじ部２１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｒが、プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａとテーパ部４１Ｂとの境界Ｋｐに対し、所定量Ｘ分だけ同シャフト４の端部寄り（テーパ部４１Ｂ）寄りに位置するようにされている。このため、バックラッシに起因するプラネタリシャフト４の軸線方向についての変位が生じたとしても、それに伴い上記境界Ｋｐが上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位することは抑制される。従って、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４の不完全な形状のねじ山に対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山が噛み合うことを抑制できるようになる。【選択図】図１０
2009281566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ状をなして内周面に雌ねじが形成されたリングシャフトと、その前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじが形成されたサンシャフトと、そのサンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじに噛み合わされる雄ねじが形成された複数のプラネタリシャフトとを備える回転直線運動変換機構において、
前記リングシャフトの雌ねじは、同シャフトの内周面における同シャフトの軸線と平行に延びる部分であるねじ部、及び、同シャフトの内周面における前記ねじ部の端から同シャフトの端部側に向かうほど拡径する部分であるテーパ部にそれぞれ形成されるものであり、
前記プラネタリシャフトの雄ねじは、同シャフトの内周面における同シャフトの軸線と平行に延びる部分であるねじ部、及び、同シャフトの内周面における前記ねじ部の端から同シャフトの端部側に向かうほど縮径する部分であるテーパ部にそれぞれ形成されるものであり、
前記リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界は、前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し、同シャフトの前記端部寄りに位置している
ことを特徴とする回転直線運動変換機構。
【請求項２】
前記サンシャフトは、その軸線方向の一方側への荷重を受けるものであり、
前記リングシャフトにおいて前記荷重の作用方向前方側に位置するねじ部とテーパ部との境界が、前記プラネタリシャフトにおいて前記荷重の作用方向前方側に位置するねじ部とテーパ部との境界に対し、同シャフトの前記端部寄りに位置している
請求項１記載の回転直線運動変換機構。
【請求項３】
前記リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界は、前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し、予め定められた所定量Ｘだけ同シャフトの前記端部寄りに位置し、
前記所定量Ｘに関しては、前記プラネタリシャフトの雄ねじが前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじと噛み合った状態のもとにおいて、前記プラネタリシャフトが前記リングシャフトの軸線方向に変位することの可能な距離に対応した値に設定されている
請求項１又は２記載の回転直線運動変換機構。
【請求項４】
前記所定量Ｘに関しては、前記プラネタリシャフトの雄ねじが前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじと噛み合った状態のもとにおいて、前記プラネタリシャフトのねじ部における軸線方向長さを「Ｌ」、同プラネタリシャフトの前記リングシャフトの軸線に対する傾斜角を「θ」、その傾斜角θをもって傾斜した状態の前記プラネタリシャフトにおける前記リングシャフトの径方向ついての最大変位量を「α」とすると、次の式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値に設定される
請求項３記載の内燃機関の回転直線運動変換機構。
【請求項５】
前記リングシャフトに関しては、同リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界が前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同シャフトの端部寄りに位置するように、前記リングシャフトのテーパ部における最大径部分の位置を固定した状態で同テーパ部における前記リングシャフトの軸線に対する傾斜角度が大きくされている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転直線運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転運動を直線運動に変換するための機構として、例えば特許文献１に示される回転直線運動変換機構が知られている。
この回転直線運動変換機構は、パイプ状をなすリングシャフト、リングシャフト内に同シャフトの同一軸線上で延びるように配置されるサンシャフト、及び、サンシャフトとリングシャフトとの間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置される複数のプラネタリシャフトを備えている。また、リングシャフトの内周には雌ねじが形成されるとともに、サンシャフトの外周及びプラネタリシャフトの外周には雄ねじが形成されている。そして、プラネタリシャフトの雄ねじは、サンシャフトの雄ねじと噛み合わされるとともに、リングシャフトの雌ねじと噛み合わされている。
【０００３】
こうした構造の回転直線運動変換機構においては、リングシャフトを回転運動させたとき、それに伴いプラネタリシャフトが自身の軸線を中心に自転しながらサンシャフトの軸線を中心に公転する遊星運動を行い、更にプラネタリシャフトの遊星運動によりサンシャフトが軸線方向に直線運動する。従って、上記回転直線運動変換機構では、リングシャフトの回転運動がサンシャフトの直線運動へと変換されることとなる。
【０００４】
上記回転直線運動変換機構のプラネタリシャフトを製造する際には、転造により同シャフトの外周面に雄ねじが形成される。すなわち、プラネタリシャフトの棒状の素材をその軸線周りに回転可能に支持した状態で一対のねじ型の間に配置し、同素材の外周面に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てる。この状態で一対のねじ型の一方と他方とを上記素材の軸線と直交する方向に相対移動させると、それらねじ型の対向面に形成された加工歯が同素材の外周面を押圧し、それによって同外周面に雄ねじが形成される。
【０００５】
なお、プラネタリシャフトの素材においては、円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに同素材の端部に向かうほど上記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆくテーパ部とが設けられており、それらねじ部及びテーパ部の外周面に上記転造により雌ねじが形成されることとなる。このように製造されたプラネタリシャフトは、回転直線運動変換機構におけるサンシャフトの雄ねじ及びリングシャフトの雌ねじと噛み合わされる。プラネタリシャフトにおける雄ねじの形成されるねじ部とテーパ部のうち、テーパ部は、同プラネタリシャフトの雄ねじをサンシャフトやリングシャフトといった他の部品のねじ山に噛み合わせる際、それを円滑に行うべく形成されるものである。
【０００６】
ちなみに、プラネタリシャフトにおけるねじ部の軸線方向についての端部の位置、言い換えればねじ部とテーパ部との境界の位置、及びテーパ部における同シャフトの軸線に対する傾斜角度に関しては、以下に示される［１］〜［３］の点を考慮して定められることとなる。［１］プラネタリシャフトの雄ねじが形成されるねじ部において必要な軸線方向長さを確保可能であること。［２］上記ねじ部の軸線方向についての端部において、転造によりねじ山を適正な形状に形成可能であること。［３］プラネタリシャフトの軸線方向長さが許容最大値以下に収まること。
【０００７】
ここで、上記［２］に関して、テーパ部におけるプラネタリシャフトの軸線に対する傾斜角度が大きくなるほど、ねじ部の端部でねじ山を転造により適正な形状に形成することが困難になる。これは、テーパ部におけるプラネタリシャフトの軸線に対する傾斜角度が大きくなるということは、ねじ部の端部でねじ山を転造により盛り上げて形成する際、その盛り上げるための余肉が少なくなることを意味し、そのような状態で形成されたねじ山は適正な形状とすることが困難なためである。このため、上記ねじ部の端部でねじ山を転造により適正な形状とするためには、テーパ部におけるプラネタリシャフトの軸線に対する傾斜角度を大きくすることが好ましい。
【０００８】
ただし、上記ねじ山の形状を適正なものとすべく、テーパ部におけるプラネタリシャフトの軸線に対する傾斜角度を小さくすると、そのテーパ部の軸線方向長さが長くなることは避けられず、それを確保するためにねじ部の軸線方向長さを短くしたり、プラネタリシャフト全体の軸線方向長さを長くしたりしなければならなくなる可能性がある。このため、プラネタリシャフトに関しては、上記［１］〜［３］の点のうち、互いに背反する［２］の点と［１］及び［３］の点とがそれぞれ実現できるよう、プラネタリシャフトにおけるねじ部の軸線方向についての端部の位置、言い換えればねじ部とテーパ部との境界の位置、及びテーパ部における同シャフトの軸線に対する傾斜角度が定められている。
【０００９】
また、上記回転直線運動変換機構のリングシャフトを製造する際には、同シャフトの内周面に雌ねじを切削や転造によって形成するために、例えば以下のような作業が行われることとなる。すなわち、リングシャフトの円筒状の素材に形成された下穴の一端から切削用もしくは転造用のタップを挿入し、そのタップを軸線周りに回転させつつ上記下穴の他端に向けて軸線方向に変位させる。このタップには雌ねじを形成するための形成歯が設けられており、上述したようにタップを回転させつつ下穴の他端部に向けて変位させると、上記形成歯による切削もしくは転造を通じてリングシャフトの素材の内周面に雌ねじが形成される。なお、このように切削もしくは転造により形成された雌ねじの始端部（下穴の一端側の端部）においては、切削と転造とのいずれの場合であれ、ねじ山の形状が不完全な形状となる。
【００１０】
このようにリングシャフトにおける雌ねじの始端部（下穴の一端側の端部）において、ねじ山の形状が不完全となることを回避すべく、上記下穴の一端側の端部にリングシャフトの端部側に向かうほど拡径するテーパ部を設けることが考えられる（特許文献２参照。）。この場合、上記下穴に関しては、その内周面における同下穴の中心線（リングシャフトの軸線）と平行に延びる部分であるねじ部と、そのねじ部の端からリングシャフトの端部側に向かうほど拡径する部分である上記テーパ部とを有し、それらねじ部及びテーパ部にそれぞれ雌ねじが形成されることとなる。このように下穴において上記ねじ部の他に上記テーパ部を設けることで、下穴のねじ部における上記雌ねじの始端部に対応する部分に余肉が与えられるため、切削もしくは転造により形成される上記ねじ部の雌ねじの始端部において、ねじ山の形状が不完全な形状となることは抑制される。
【００１１】
下穴の中心線に対する上記テーパ部の傾斜角度に関して、上記ねじ部における雌ねじの始端部のねじ山の形状を適正とするための角度としては、切削により同雌ねじを形成する場合と転造により同雌ねじを形成する場合とで比較すると、転造を採用した場合の方が小さい角度となる傾向がある。これは、転造による雌ねじの形成では、タップの形成歯により下穴の余肉を盛り上げてねじ山を所望の形状に形成している関係から、下穴を削って雌ねじのねじ山を形成する切削に比べ、上記テーパ部の傾斜角度が大きくなって同テーパ部での余肉が減少したときに、上記雌ねじの始端部におけるねじ山の形状が不完全なものとなりやすいためである。
【００１２】
なお、転造により雌ねじを形成する場合に上記テーパ部の傾斜角度が大きくなりすぎると、上記ねじ部の雌ねじの始端部におけるねじ山の形状に関しては不完全な形状、すなわち同ねじ山の頂部が欠けた形状となる。このように上記ねじ部の雌ねじの始端部におけるねじ山が不完全な形状になると、その分だけ同ねじ山の強度が低下することは避けられない。従って、同ねじ山にプラネタリシャフトの雄ねじが噛み合った状態で、回転直線運転変換機構が作動し、プラネタリシャフトの雄ねじとリングシャフトの雌ねじとの間で力の伝達が行われると、上記不完全な形状となるねじ山が破損するおそれがある。
【００１３】
ちなみに、リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界の位置、及びテーパ部における下穴の中心線（同シャフトの軸線）に対する傾斜角度に関しては、以下に示される［４］〜［６］の点を考慮して定められることとなる。［４］リングシャフトの雌ねじが形成されるねじ部において必要な軸線方向長さを確保可能であること。［５］上記ねじ部の軸線方向についての端部において、切削や転造によってねじ山を形成する際、そのねじ山を適正な形状に形成可能であること。［６］リングシャフトの軸線方向長さが許容最大値以下に収まること。
【００１４】
ここで、上記［４］に関しては、リングシャフト全体の軸線方向長さを可能な限り小さくして回転直線運動変換機構を小型化する観点から、同シャフトのねじ部の軸線方向長さを必要最小限の値とすることが好ましい。また、上記［５］に関しては、テーパ部におけるリングシャフトの軸線に対する傾斜角度を小さくするほど、雌ねじの形成されるねじ部の端部でねじ山を適正な形状に形成しやすくはなる。ただし、上記テーパ部の傾斜角度を小さくするほど同テーパ部の軸線方向長さが長くなり、それを確保するためにねじ部の軸線方向長さを短くしたり、リングシャフト全体の軸線方向長さを長くしたりしなければならなくなる。このように上記［４］〜［６］の点のうち、［５］の点と［４］及び［６］の点とは互いに背反するものである。リングシャフトに関しては、同シャフトのねじ部の軸線方向長さを必要最小限の値としつつ、上記［４］〜［６］の点がそれぞれ実現できるよう、リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界の位置、及びテーパ部における下穴の中心線（同シャフトの軸線）に対する傾斜角度が定められている。
【００１５】
上記のように製造されたプラネタリシャフト及びリングシャフトを用いた回転直線運動変換機構では、プラネタリシャフトにおけるねじ部の軸線方向長さがリングシャフトのねじ部の軸線方向長さに等しい値とされ、プラネタリシャフトとリングシャフトとがそれらの軸線方向についての相対位置を次のように定めた状態で組み立てられる。すなわち、プラネタリシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界がリングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界に対応して位置するよう、それらプラネタリシャフトとリングシャフトとの軸線方向についての相対位置が定められ、その状態で回転直線運動変換機構が組み立てられる。これは、プラネタリシャフトの雄ねじとリングシャフトの雌ねじと噛み合う部分における同シャフトの軸線方向についての長さを必要とされる値、すなわち上記雄ねじと上記雌ねじとの間での力の伝達に必要とされる値にしつつ、リングシャフト及びプラネタリシャフトの各々のねじ部の軸線方向長さを必要最小限に抑えるためである。
【特許文献１】特開２００７−１７７９１２公報（図２）
【特許文献２】特開２００２−２２７８１７公報（段落［０００７］、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
回転直線運動変換機構において、上述したように、プラネタリシャフトにおけるねじ部の軸線方向長さを設定するとともに、プラネタリシャフトとリングシャフトとの軸線方向についての相対位置を定めることで、上記効果が得られるようにはなる。すなわち、プラネタリシャフトの雄ねじとリングシャフトの雌ねじと噛み合う部分における同シャフトの軸線方向についての長さを上記雄ねじと上記雌ねじとの間での力の伝達に必要とされる値にしつつ、リングシャフト及びプラネタリシャフトの各々のねじ部の軸線方向長さを必要最小限に抑えることができるようにはなる。
【００１７】
しかし、プラネタリシャフトの雄ねじとリングシャフトの雌ねじとの間、及び、プラネタリシャフトの雄ねじとサンシャフトの雄ねじとの間には、それぞれバックラッシが存在しているため、それらバックラッシに対応した分だけプラネタリシャフトがリングシャフトの軸線方向に変位可能となる。こうしたプラネタリシャフトの上記軸線方向についての変位が生じると、プラネタリシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界がリングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界に対し同テーパ部寄りに変位する可能性がある。こうした変位が生じた場合、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじのねじ山に対しプラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うことになる。
【００１８】
ここで、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじのねじ山に関しては、不完全な形状となることは避けられない。これは、同テーパ部では同シャフトのねじ部に比べて切削や転造により同ねじ山を形成する際の余肉が少なくなるためである。仮に、上記テーパ部のねじ山を適正な形状にできるほど上記余肉を多くとれるよう、リングシャフトの軸線に対する傾斜角度を小さくしたとすると、上記テーパ部の軸線方向長さが長くなることは避けられず、同リングシャフトが許容レベル以上に長くなってしまう。このため、テーパ部の上記傾斜角度に関しては、上記［５］の点を実現可能な程度に小さくすることはできるものの、テーパ部に形成されるねじ山を適正な形状とすることのできる程度まで小さくすることはできない。従って、上記テーパ部のねじ山が不完全な形状となることは避けられない。
【００１９】
従って、上記バックラッシに起因するプラネタリシャフトの軸線方向についての変位により、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじのねじ山に対しプラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うと、次のような不具合が生じる。すなわち、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじの不完全な形状のねじ山に対しプラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うことになり、回転直線運動変換機構の動作に伴い上記雌ねじと上記雄ねじとの間で力の伝達が行われるとき、上記不完全な形状のねじ山が破損するおそれがある。
【００２０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじのねじ山が破損することを抑制できる回転直線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】
【００２１】
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。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、パイプ状をなして内周面に雌ねじが形成されたリングシャフトと、その前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじが形成されたサンシャフトと、そのサンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじに噛み合わされる雄ねじが形成された複数のプラネタリシャフトとを備える回転直線運動変換機構において、前記リングシャフトの雌ねじは、同シャフトの内周面における同シャフトの軸線と平行に延びる部分であるねじ部、及び、同シャフトの内周面における前記ねじ部の端から同シャフトの端部側に向かうほど拡径する部分であるテーパ部にそれぞれ形成されるものであり、前記プラネタリシャフトの雄ねじは、同シャフトの内周面における同シャフトの軸線と平行に延びる部分であるねじ部、及び、同シャフトの内周面における前記ねじ部の端から同シャフトの端部側に向かうほど縮径する部分であるテーパ部にそれぞれ形成されるものであり、前記リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界は、前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し、同シャフトの前記端部寄りに位置していることを要旨とした。
【００２２】
回転直線運動変換機構において、プラネタリシャフトの雄ねじとリングシャフトの雌ねじとの間、及び、プラネタリシャフトの雄ねじとサンシャフトの雄ねじとの間には、それぞれバックラッシが存在しており、それらバックラッシに対応した分だけプラネタリシャフトがリングシャフトの軸線方向に変位可能となる。上記構成によれば、リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界がプラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同シャフトの端部寄りに位置するようにされているため、プラネタリシャフトの上記変位に伴い同プラネタリシャフトの上記境界がリングシャフトの上記境界に対し同シャフトのテーパ部寄りに変位することは抑制される。従って、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじの不完全な形状のねじ山に対し、プラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うことを抑制でき、ひいてはその噛み合いに伴う不具合の発生を抑制できるようになる。詳しくは、回転直線運動変換機構の動作を通じて上記雌ねじと上記雄ねじとの間で力の伝達が行われるとき、上記不完全な形状となって強度の不足しているねじ山が上記力の伝達を通じて破損するという不具合の発生を抑制できるようになる。
【００２３】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記サンシャフトは、その軸線方向の一方側への荷重を受けるものであり、前記リングシャフトにおいて前記荷重の作用方向前方側に位置するねじ部とテーパ部との境界が、前記プラネタリシャフトにおいて前記荷重の作用方向前方側に位置するねじ部とテーパ部との境界に対し、同シャフトの前記端部寄りに位置していることを要旨とした。
【００２４】
上記構成によれば、サンシャフトがその軸線方向の一方側への荷重を受けて引っ張られると、そのサンシャフトの雄ねじと噛み合う雄ねじを有するプラネタリシャフトが、それら雄ねじを介してサンシャフトからの上記荷重の伝達を受け、同シャフトの軸線方向の一方側へと引っ張られる。その結果、プラネタリシャフトの雄ねじにおける上記軸線方向の他方側の端部を支点として同雄ねじにおける上記軸線方向の一方側の端部がサンシャフトから離れる方向に上記プラネタリシャフトが傾こうとする。このようにプラネタリシャフトが傾こうとすると、同シャフトの雄ねじにおける上記軸線方向の一方側の端部が、リングシャフトの雌ねじにおける上記軸線方向の一方側の端部に位置する部分に押し付けられることになる。
【００２５】
ここで、プラネタリシャフトが上記軸線方向の一方側への荷重を受けて引っ張られ、上記バックラッシに起因して上記軸線方向一方側に変位したとき、仮に、同プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界がリングシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同テーパ部寄りの位置に変位したとすると、次のような不具合が生じる。すなわち、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじの不完全な形状のねじ山に対しプラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うとともに、プラネタリシャフトが上述したように傾こうとすることにより、リングシャフトの上記不完全な形状のねじ山に対しプラネタリシャフトの上記ねじ山が押し付けられることとなる。その結果、回転直線運動変換機構が動作するとき、リングシャフトにおける上記不完全な形状のねじ山に働く力が大きくなり、そのねじ山が破損する可能性が高くなる。
【００２６】
しかし、プラネタリシャフトが上記軸線方向の一方側への荷重の伝達を受けて引っ張られ、上記バックラッシに起因して上記軸線方向一方側に変位したとき、同プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界がリングシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同テーパ部寄りに変位することは抑制される。従って、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじの不完全な形状のねじ山に対し、プラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うことを抑制でき、上述した不具合が発生することを抑制できるようになる。
【００２７】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、前記リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界は、前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し、予め定められた所定量Ｘだけ同シャフトの前記端部寄りに位置し、前記所定量Ｘに関しては、前記プラネタリシャフトの雄ねじが前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじと噛み合った状態のもとにおいて、前記プラネタリシャフトが前記リングシャフトの軸線方向に変位することの可能な距離に対応した値に設定されていることを要旨とした。
【００２８】
プラネタリシャフトに関しては、その雄ねじとリングシャフトの雌ねじとの間、及び上記雄ねじとサンシャフトの雄ねじとの間にそれぞれ存在するバックラッシに対応した分だけ、リングシャフトの軸線方向に変位可能となる。上記構成によれば、所定量Ｘがプラネタリシャフトにおける上記バックラッシに起因した上記軸線方向に変位可能な距離に対応した値に設定され、リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界がプラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し上記所定量Ｘだけ同シャフトの端部寄りに位置するようにされる。従って、プラネタリシャフトが上記バックラッシに起因して上記軸線方向に変位したとき、プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界がリングシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同テーパ部側に位置することはなくなる。このため、リングシャフトのテーパ部に形成された雌ねじの不完全な形状のねじ山に対し、プラネタリシャフトのねじ部に形成された雄ねじのねじ山が噛み合うことを回避することができ、ひいては同噛み合いに起因して上記ねじ山が破損することを的確に回避できるようになる。また、リングシャフトのねじ部とテーパ部との境界をプラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し上記所定量Ｘだけ同シャフトの端部寄りに位置させるに際し、リングシャフトの上記境界がプラネタリシャフトの上記境界に対し必要以上に同シャフトの端部側に位置するようになることが抑制される。
【００２９】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記所定量Ｘに関しては、前記プラネタリシャフトの雄ねじが前記リングシャフトの雌ねじ及び前記サンシャフトの雄ねじと噛み合った状態のもとにおいて、前記プラネタリシャフトのねじ部における軸線方向長さを「Ｌ」、同プラネタリシャフトの軸線の前記リングシャフトの軸線に対する傾斜角を「θ」、その傾斜角θをもって傾斜した状態の前記プラネタリシャフトにおける前記リングシャフトの径方向ついての最大変位量を「α」とすると、次の式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値に設定されることを要旨とした。
【００３０】
式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」において、「Ｌ・sinθ 」という項はプラネタリシャフトをリングシャフトの軸線に対し平行な状態から傾斜角θまで傾斜させるために必要とされるリングシャフト雌ねじとサンシャフトの雄ねじとの間の径方向についての幅を表している。そして、上記式の右辺は、プラネタリシャフトが傾斜角θをもって傾斜した状態での同プラネタリシャフトのねじ部におけるねじ山と同ねじ山に噛み合うねじ山との間の上記軸線方向についての距離の近似値となる。従って、上記式を用いて所定量Ｘを求めることにより、その所定量Ｘをプラネタリシャフトの上記軸線方向についての変位可能な距離に対応する値とすることができるようになる。
【００３１】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記リングシャフトに関しては、同リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界が前記プラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同シャフトの端部寄りに位置するように、前記リングシャフトのテーパ部における最大径部分の位置を固定した状態で同テーパ部における前記リングシャフトの軸線に対する傾斜角度が大きくされていることを要旨とした。
【００３２】
上記構成によれば、リングシャフトのねじ部を同シャフトの端部側に長くしつつ、それに応じて同シャフトのテーパ部における同シャフトの軸線に対する傾斜角度を大きくしてゆくことにより、リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界がプラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同シャフトの端部寄りに位置するようにされる。このため、リングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界をプラネタリシャフトのねじ部とテーパ部との境界に対し同シャフトの端部寄りに位置させるべく、リングシャフトのねじ部を同シャフトの端部側に長くする際、リングシャフトのテーパ部における最大径部分の位置を同シャフトの端部側に動かさずにすむ。仮に、リングシャフトのテーパ部における最大径部分の位置を同シャフトの端部側に動かしたとすると、それに応じてリングシャフトを長くする必要の生じる可能性があるが、そうしたことを回避してリングシャフトの軸線方向長さの増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
図１に示されるように、回転直線運動変換機構１は、軸方向へ延びる空間を内部に有するパイプ状のリングシャフト２と、リングシャフト２の内部に配置されて同シャフト２と同軸上で延びるサンシャフト３と、サンシャフト３の周囲に同サンシャフト３及び上記リングシャフト２と平行に配置される複数のプラネタリシャフト４とを備えている。これらリングシャフト２、サンシャフト３、及びプラネタリシャフト４の詳細について、以下に列記する。
【００３４】
［リングシャフト２］
図２（ａ）に示されるように、リングシャフト２は、パイプ状のリングシャフト本体２１を備えている。リングシャフト本体２１の内周面においては、その長手方向中央部にリングシャフト２の軸線と平行に延びるねじ部２１Ａが形成されるとともに、同ねじ部２１Ａの端からリングシャフト本体２１の端部側に向かうほど拡径するテーパ部２１Ｂが形成されている。そして、それらねじ部２１Ａ及びテーパ部２１Ｂには雌ねじ２４が形成されている。また、リングシャフト本体２１の内周面における雌ねじ２４よりも前面寄りの部分（図中右寄りの部分）には前面リングギヤ２２が固定され、雌ねじ２４よりも背面寄りの部分（図中左寄りの部分）には背面リングギヤ２３が固定されている。前面リングギヤ２２及び背面リングギヤ２３は、図２（ｂ）に示されるように、互いに同一形状となる平歯の内歯車としてリング状に形成されている。そして、それら前面リングギヤ２２及び背面リングギヤ２３はそれぞれ、リングシャフト本体２１の内周面における雌ねじ２４よりも前面寄りの部分、及び雌ねじ２４よりも背面寄りの部分に圧入されている。
【００３５】
［サンシャフト３］
図３（ａ）に示されるように、サンシャフト３は、外周面に雄ねじ３４を有するサンシャフト本体３１の同雄ねじ３４よりも前面側（図中の右側）に前面サンギヤ３２を設けるとともに、同サンシャフト本体３１の雄ねじ３４よりも背面側（図中の左側）に背面サンギヤ３３を設けたものである。上記前面サンギヤ３２は、平歯の外歯車としてサンシャフト本体３１と一体に形成されている。また、上記背面サンギヤ３３は、図３（ｂ）に示されるようにサンシャフト本体３１と別体となっており、前面サンギヤ３２と同一形状となる平歯の外歯車として円筒状に形成されている。そして、背面サンギヤ３３は、その内周面をサンシャフト本体３１の外周面における雄ねじ３４よりも背面寄りの部分に対し圧入等により固定されている。
【００３６】
［プラネタリシャフト４］
図４（ａ）に示されるように、プラネタリシャフト４は、外周面に雄ねじ４４を有するプラネタリシャフト本体４１の同雄ねじ４４よりも前面側（図中の右側）の部分に前面プラネタリギヤ４２を設けるとともに、上記雄ねじ４４よりも背面側（図中の左側）に背面プラネタリギヤ４３を設けたものである。上記雄ねじ４４は、プラネタリシャフト本体４１の外周におけるプラネタリシャフト４の軸線と平行に延びる部分であるねじ部４１Ａ、及び、プラネタリシャフト本体４１の外周面における上記ねじ部４１Ａの端から同プラネタリシャフト本体４１の端部側に向かうほど縮径する部分であるテーパ部４１Ｂにそれぞれ形成されている。この雄ねじ４４は、リングシャフト２（図１）の雌ねじ２４と噛み合うとともに、サンシャフト３（図１）の雄ねじ３４とも噛み合っている。上記前面プラネタリギヤ４２は、平歯の外歯車としてプラネタリシャフト本体４１と一体に形成されており、リングシャフト２（図１）の前面リングギヤ２２と噛み合うとともに、サンシャフト３（図１）の前面サンギヤ３２とも噛み合っている。一方、上記背面プラネタリギヤ４３は、図４（ｂ）に示されるようにプラネタリシャフト本体４１と別体となっており、前面プラネタリギヤ４２と同一形状となる平歯の外歯車として円筒状に形成され、図４（ｃ）に示されるように内部に同ギヤ４３の中心線上に延びる軸受孔４３Ｈが形成されている。そして、この軸受孔４３Ｈにプラネタリシャフト本体４１における雄ねじ４４の背面寄りの部分である背面シャフト４１Ｒを挿入することで、背面プラネタリギヤ４３がプラネタリシャフト本体４１に対して相対回転可能に組み付けられている。この背面プラネタリギヤ４３は、リングシャフト２（図１）の背面リングギヤ２３及びサンシャフト３（図１）の背面サンギヤ３３と噛み合っている。
【００３７】
以上のように構成された図１の回転直線運動変換機構１は、例えば内燃機関の吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を駆動するために用いられる。詳しくは、可変動弁機構を駆動するための電動モータと同可変動弁機構との間に回転直線運動変換機構１が設けられ、同機構１のリングシャフト２に対し上記電動モータが接続されるとともに、同機構１のサンシャフト３がその回転を規制した状態で可変動弁機構に接続される。そして、電動モータが駆動されてリングシャフト２が回転すると、そのリングシャフト２の回転運動が回転直線運動変換機構１によりサンシャフト３の軸線方向への直線運動に変換され、そのサンシャフト３の直線運動を通じて可変動弁機構が駆動される。
【００３８】
ここで、回転直線運動変換機構１において、リングシャフト２の回転運動をサンシャフト３の直線運動へと変換することは、以下のように行われることとなる。すなわち、電動モータの駆動を通じてリングシャフト２に回転運動が入力されると、前面リングギヤ２２と各前面プラネタリギヤ４２との噛み合い、背面リングギヤ２３と各背面プラネタリギヤ４３との噛み合い、及び雌ねじ２４と各雄ねじ４４との噛み合いを通じて、回転運動するリングシャフト２から各プラネタリシャフト４への力の伝達が行われる。この力の伝達により、各プラネタリシャフト４が自身の軸線を中心に自転しつつサンシャフト３の軸線を中心に公転する遊星運動を行う。更に、こうした各プラネタリシャフト４の遊星運動が行われると、各前面プラネタリギヤ４２と前面サンギヤ３２との噛み合い、各背面プラネタリギヤ４３と背面サンギヤ３３との噛み合い、及び各雄ねじ４４と雄ねじ３４との噛み合いを通じて、遊星運動する各プラネタリシャフト４からサンシャフト３への力の伝達が行われる。このとき、サンシャフト３の回転方向への変位が規制されていると、上記力の伝達を通じてサンシャフト３が軸線方向に変位する。
【００３９】
このように電動モータが回転直線運動変換機構１を介して可変動弁機構を駆動することにより、内燃機関の吸気バルブのバルブ特性が可変とされるようになる。なお、可変動弁機構には吸気バルブを開閉動作させる際の反力が作用し、更には回転直線運動変換機構１のサンシャフト３には可変動弁機構を介して上記反力が同シャフト３の軸線方向一方側（前面側）に向かう荷重として作用することになる。
【００４０】
次に、プラネタリシャフト４における雄ねじ４４の形成について、図５を参照して説明する。同図は、プラネタリシャフト本体４１（図４（ｂ））を形成するための素材Ｗｐ、及び、素材Ｗｐに雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２をそれぞれ転造により形成するための転造工具５１を示す斜視図である。
【００４１】
上記素材Ｗｐは、プラネタリシャフト本体４１（図４（ｂ））に対し雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２を形成する前のものであって丸棒状をなしている。そして、素材Ｗｐの外周面においては、同素材Ｗｐの長手方向中央部にねじ部４１Ａが形成されるとともに、同ねじ部４１Ａの端部に繋がって素材Ｗｐの端部に向かうほどねじ部４１Ａと同一の径から徐々に縮径してゆくテーパ部４１Ｂが形成されている。更に、素材Ｗｐには、それらねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂに隣り合うよう形成された円柱状の前面シャフト４１Ｆ、及び上記背面シャフト４１Ｒが設けられている。上記前面シャフト４１Ｆは素材Ｗｐにおける前面側の端部に位置し、上記背面シャフト４１Ｒは素材Ｗｐにおける背面側の端部に位置している。
【００４２】
そして、上記素材Ｗｐのねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂに雄ねじ４４（図４（ｂ））を形成するとともに前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２（図４（ｂ）を形成することで、雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２を有するプラネタリシャフト本体４１が製造されることとなる。なお、素材Ｗｐへの雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の形成は、上記転造工具５１を用いた転造によって行われる。
【００４３】
この転造工具５１は、上記雄ねじ４４を形成するためのねじ型５２と、上記前面プラネタリギヤ４２を形成するためのギヤ型５３とを備えている。これらねじ型５２及びギヤ型５３は、並設されるとともに、それぞれ上下一対となっている（図５には下側のねじ型５２及びギヤ型５３のみ図示）。そして、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とは、それらの長手方向について相対移動可能となっている。上側のねじ型５２と下側のねじ型５２との対向面５２ａには、それらねじ型５２の移動方向に対し素材Ｗｐに形成予定の雄ねじ４４のリード角に対応した角度だけ傾斜した複数の加工歯５２ｂが形成されている。また、上側のギヤ型５３と下側のギヤ型５３との対向面５３ａには、それらギヤ型５３の移動方向に対し直交する方向に延びる複数の加工歯５２ｂが形成されている。
【００４４】
そして、素材Ｗｐに対する雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の転造による形成は、以下のようにして行われる。すなわち、素材Ｗｐをその軸線周りに回転可能に支持し、素材Ｗｐの前面シャフト４１Ｆが上下一対のギヤ型５３の間に位置するとともに、素材Ｗｐのねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂが上下一対のねじ型５２の間に位置するよう上記素材Ｗｐが配置される。この状態で、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とをそれらの長手方向（素材Ｗｐと直交する方向）において互いに逆方向に移動させ、それらの相対移動が行われる。このとき、素材Ｗｐがその軸線を中心に転がりながら、同素材Ｗｐのねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂに対し、上下一対のねじ型５２の対向面５２ａに形成された加工歯５２ｂが押圧され、それによってねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂに雄ねじ４４が形成される。また、その際には素材Ｗｐの前面シャフト４１Ｆに対し上下一対のギヤ型５３の対向面５３ａに形成された加工歯５３ｂが押圧され、それによって前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２が形成される。
【００４５】
次に、リングシャフト２における雌ねじ２４の形成について、図６を参照して説明する。図６は、リングシャフト本体２１（図２（ｂ））を形成するための素材Ｗｒ、及び、素材Ｗｒに雌ねじ２４を転造により形成するための転造タップ６１を示した側断面図である。
【００４６】
上記素材Ｗｒは、リングシャフト本体２１（図２（ｂ））に対し雌ねじ２４を形成する前のものであって同雌ねじ２４を形成するための下穴２５を有するパイプ状をなしている。そして、素材Ｗｒにおける下穴２５の内周面においては、同下穴２５の中心線（リングシャフト本体２１の軸線）の延びる方向についての中央部にねじ部２１Ａが形成されるとともに、そのねじ部２１Ａの端部に繋がって素材Ｗｒの端部に向かうほどねじ部２１Ａと同一の径から徐々に拡径してゆくテーパ部２１Ｂが形成されている。
【００４７】
そして、上記素材Ｗｒのねじ部２１Ａ及びテーパ部２１Ｂに雌ねじ２４（図２（ｂ））を形成することで、雌ねじ２４を有するリングシャフト本体２１が製造されることとなる。なお、素材Ｗｒへの雌ねじ２４の形成は、上記転造タップ６１を用いた転造によって行われる。この転造タップ６１は、素材Ｗｒの下穴２５の内周面におけるねじ部２１Ａ及びテーパ部２１Ｂに上記雌ねじ２４を形成するための複数の形成歯６２を備えている。
【００４８】
素材Ｗｒに対する雌ねじ２４の形成を行う際には、同素材Ｗｒに形成された下穴２５の一端（図中の上端）から転造タップ６１が挿入され、その転造タップ６１を軸線周りに回転させつつ上記下穴２５の他端に向けて軸線方向に変位させることが行われる。このように転造タップ６１を回転させつつ下穴２５の他端部に向けて変位させると、上記形成歯６２による転造を通じて下穴２５の内周面におけるねじ部２１Ａ及びテーパ部２１Ｂに雌ねじ２４が形成される。
【００４９】
次に、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａ及びテーパ部４１Ｂの詳細、並びにリングシャフト２のねじ部２１Ａ及びテーパ部２１Ｂの詳細について、更にはそれらプラネタリシャフト４及びリングシャフト２の回転直線運動変換機構１での組み付け状態について説明する。
【００５０】
図７は、回転直線運動変換機構１においてプラネタリシャフト４がリングシャフト２及びサンシャフト３に対し組み付けられた状態を模式的に示したものである。プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａの軸線方向長さ、及びテーパ部４１Ｂにおける同シャフト４の軸線に対する傾斜角度βｐに関しては、［背景技術］の欄に記載した［１］〜［３］の点が実現される値に定められている。また、リングシャフト２におけるねじ部２１Ａの軸線方向長さ、及びテーパ部２１Ｂにおける同シャフト２の軸線に対する傾斜角度βｒに関しては、［背景技術］の欄に記載した［４］〜［６］の点が実現される値に定められている。
【００５１】
また、回転直線運動変換機構１においては、プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａの軸線方向長さをリングシャフト２におけるねじ部２１Ａの軸線方向長さと等しくし、プラネタリシャフト４とリングシャフト２との上記軸線方向についての相対位置を次のように定めることが考えられる。すなわち、図８に示されるように、プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａとテーパ部４１Ｂとの境界Ｋｐがリングシャフト２におけるねじ部２１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｒに対応して位置するよう、それらプラネタリシャフト４とリングシャフト２との軸線方向についての相対位置を定めることが考えられる。この場合、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４とリングシャフト２の雌ねじ２４と噛み合う部分の軸線方向長さを必要とされる値、すなわち上記雄ねじ４４と上記雌ねじ２４との間での力の伝達に必要とされる値にしつつ、それら雄ねじ４４及び雌ねじ２４の軸線方向長さを必要最小限に抑えて回転直線運動変換機構１の小型化を図ることができる。
【００５２】
図９は、このときのプラネタリシャフト４の前面側の境界Ｋｐ周り、及びリングシャフト２の前面側の境界Ｋｒ周りを拡大して示した模式図である。
プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａ（実線）及びテーパ部４１Ｂ（実線）には、それぞれ雄ねじ４４が形成されている。このプラネタリシャフト４の雄ねじ４４は、同プラネタリシャフト４の素材Ｗｐのねじ部４１Ａ（二点鎖線）及びテーパ部４１Ｂ（二点鎖線）を上述した転造を用いて実線で示される形状へと塑性変形させることにより形成されている。このように雄ねじ４４の形成されたねじ部４１Ａの端部において、同雄ねじ４４のねじ山４４ａが不完全な形状となることはない。これは、テーパ部４１Ｂにおけるプラネタリシャフト４（素材Ｗｐ）の軸線に対する傾斜角度βｐが、上記［２］の点を実現できるように定められているためである。
【００５３】
一方、リングシャフト２のねじ部２１Ａ（実線）とテーパ部２１Ｂ（実線）には、それぞれ雌ねじ２４が形成されている。このリングシャフト２の雌ねじ２４は、同リングシャフト２の素材Ｗｒのねじ部２１Ａ（二点鎖線）及びテーパ部２１Ｂ（二点鎖線）を上述した転造を用いて実線で示される形状へと塑性変形させることにより形成されている。このように雌ねじ２４の形成されたねじ部２１Ａの端部において、同雌ねじ２４のねじ山２４ａが不完全な形状となることはない。これは、テーパ部２１Ｂにおけるリングシャフト２（素材Ｗｒ）の軸線に対する傾斜角度βｒが、上記［４］の点を実現できるように定められているためである。
【００５４】
以上のように、リングシャフト２のねじ部２１Ａの端部に位置するねじ山２４ａ、及びプラネタリシャフト４のねじ部４１Ａの端部に位置するねじ山４４ａが不完全な形状にはならないため、言い換えれば上記ねじ山２４ａ，４４ａが適正な形状になるため、回転直線運動変換機構１の作動時に上記ねじ山２４ａ，４４ａが破損することはない。すなわち、回転直線運動変換機構１の作動時であって、リングシャフト２の雌ねじ２４とプラネタリシャフト４の雄ねじ４４との間で力の伝達が行われる際、上記ねじ山２４ａ，４４ａが不完全な形状となって強度不足になっていることに起因して同ねじ山２４ａ，４４ａが破損するという不具合の発生は回避される。
【００５５】
ところで、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４とリングシャフト２の雌ねじ２４との間、及び、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４とサンシャフト３（図７）の雄ねじ３４との間には、それぞれバックラッシが存在しているため、それらバックラッシに対応した分だけプラネタリシャフト４がリングシャフト２の軸線方向に変位可能となる。こうしたプラネタリシャフト４の上記軸線方向についての変位が生じると、プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａとテーパ部４１Ｂとの境界Ｋｐがリングシャフト２におけるねじ部２１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄り（図７〜９の右寄り）に変位する可能性がある。こうした変位が生じた場合、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４のねじ山２４ａ（図９）に対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山４４ａ（図９）が噛み合うおそれがある。
【００５６】
ここで、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおいては、雌ねじ２４のねじ山２４ａを転造により適正な形状に形成することが困難になり、図９に示されるように同ねじ山２４ａが頂部の欠けた不完全な形状となることは避けられない。これは、テーパ部２１Ｂにおけるリングシャフト２（素材Ｗｒ）の軸線に対する傾斜角度βｒが大きくなると、テーパ部２１Ｂにねじ山２４ａを転造により盛り上げて形成する際、その盛り上げるための余肉が少なくなることが関係している。また、上記ねじ山２４ａの形状が頂部の欠けた形状とならないようにするため、テーパ部２１Ｂの上記傾斜角度βｒを小さくすることも考えられるが、この場合はテーパ部２１Ｂにおけるリングシャフト２の軸線方向についての長さが長くなることは避けられず、同リングシャフト２が許容レベル以上に長くなってしまう。このため、テーパ部２１Ｂの傾斜角度βｒに関しては、上記［５］の点を実現可能な程度に小さくすることはできるものの、テーパ部２１Ｂのねじ山２４ａが頂部の欠けた形状となることを回避可能な程度まで小さくすることはできない。従って、テーパ部２１Ｂのねじ山２４ａにおいては、その頂部が欠けた状態となることは避けられない。
【００５７】
そして、上記バックラッシに対応した分のプラネタリシャフト４の軸線方向への変位を通じて、プラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐがリングシャフト２の上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位すると、次のような状況が生じる。すなわち、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに不完全な形状で形成されるねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａのねじ山４４ａが噛み合うようになる。その結果、回転直線運動変換機構１の動作に伴いリングシャフト２の雌ねじ２４とプラネタリシャフト４の雄ねじ４４との間で力の伝達が行われるとき、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに不完全な形状に形成されて強度の不足する上記ねじ山２４ａが破損するおそれがある。
【００５８】
特に、回転直線運動変換機構１のサンシャフト３には吸気バルブを開閉駆動させる際の反力が同シャフト３の前面側（図７の右側）に向かう荷重として作用し、その荷重の作用に起因してリングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける上記ねじ山２４ａ（図９）に破損の生じる可能性が高くなる。すなわち、サンシャフト３（図７）が上記荷重を受けて前面側に引っ張られると、そのサンシャフト３の雄ねじ３４と噛み合う雄ねじ４４を有するプラネタリシャフト４が、それらの雄ねじ３４，４４を介してサンシャフト３から上記荷重の伝達を受け、同シャフト３の前面側（図７の右側）に引っ張られる。その結果、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４における背面側（図７の左側）の端部を支点として同雄ねじ４４における前面側の端部がサンシャフト３から離れる方向（図７の矢印方向）に上記プラネタリシャフト４が傾こうとする。このようにプラネタリシャフト４が傾こうとすると、同シャフト４の雄ねじ４４における前面側の端部が、リングシャフト２の雌ねじ２４における前面側の端部に位置する部分に押し付けられることになる。これにより、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける上記不完全な形状のねじ山２４ａ（図９）に対し、プラネタリシャフト４のねじ部２１Ａのねじ山４４ａが押し付けられ、回転直線運動変換機構１の動作時にリングシャフト２における上記不完全な形状のねじ山２４ａに働く力が大きくなり、そのねじ山２４ａに破損の生じる可能性が高くなる。
【００５９】
この実施形態では、上述した不具合に対処するため、図１０に示されるように、リングシャフト２の上記境界Ｋｒがプラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐに対し、予め定められた所定量Ｘ分だけ同シャフト４の端部寄り（テーパ部４１Ｂ）寄りに位置するようにされる。
【００６０】
詳しくは、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置を固定した状態で、図１１に示されるように同テーパ部２１Ｂが実線で示される位置から二点鎖線で示される位置へと変えられ、それによって上記境界Ｋｒが上記境界Ｋｐに対し所定量Ｘ分だけテーパ部４１Ｂ寄りに位置するようテーパ部２１Ｂの傾斜角度βｒが大きくされる。なお、このようにリングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置を固定した状態で、傾斜角度βｒを大きくすることにより、境界Ｋｒを境界Ｋｐに対し所定量Ｘだけテーパ部４１Ｂ寄りに位置させるようにした場合、上記傾斜角度βｒと上記所定量Ｘとの間に図１２に実線で示される関係が存在する。すなわち、傾斜角度βｒを大きくすればするほど所定量Ｘが大きくなってゆく。
【００６１】
ちなみに、上記所定量Ｘとして、この実施形態では、図１に示されるようにプラネタリシャフト４の雄ねじ４４がリングシャフト２の雌ねじ２４及びサンシャフト３の雄ねじ４４と噛み合った状態のもとにおいて、プラネタリシャフト４がリングシャフト２の軸線方向に変位することの可能な距離に対応した値に設定されている。
【００６２】
図１０に示されるように、上記境界Ｋｒが上記境界Ｋｐに対し所定量Ｘ分だけプラネタリシャフト４の端部寄りに位置するようにされていれば、上記バックラッシに起因するプラネタリシャフト４の軸線方向についての変位が生じたとしても、それに伴い上記境界Ｋｐが上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位することは抑制される。より詳しくは、プラネタリシャフト４の軸線方向についての変位により、上記境界Ｋｐがテーパ部２１Ｂ寄りに変位したとしても、その境界Ｋｐの変位は上記境界Ｋｒと一致する位置（図９の位置）までにとどめられる。従って、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４の不完全な形状のねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山４４ａが噛み合うことを抑制でき、ひいてはその噛み合いに伴う上記不具合の発生を抑制できるようになる。すなわち、回転直線運動変換機構１の動作を通じて上記雌ねじ２４と上記雄ねじ４４との間で力の伝達が行われるとき、上記不完全な形状となって強度の不足しているねじ山２４ａが上記力の伝達を通じて破損することを抑制できるようになる。
【００６３】
なお、プラネタリシャフト４のテーパ部４１Ｂの傾斜角度βｐ（図９）に関しては、同テーパ部４１Ｂに転造によって形成されるねじ山４４ａを適正な形状とすることの可能な範囲内で最大となるように設定されている。このため、上記境界Ｋｒが上記境界Ｋｐに対しねじ部４１Ａ寄りに位置しているとき、プラネタリシャフト４のテーパ部４１Ｂに形成されるねじ山４４ａに対し、リングシャフト２のねじ部２１Ａに形成されるねじ山２４ａが噛み合ったとしても、れらねじ山２４ａ，４４ａ間での力の伝達によりねじ山４４ａが破損することはない。
【００６４】
次に、上記所定量Ｘの設定について、図１３を参照して詳しく説明する。同図は、リングシャフト２の雌ねじ２４とサンシャフト３の雄ねじ３４との間におけるプラネタリシャフト４のねじ部２１Ａの状態を模式的に示したものである。
【００６５】
所定量Ｘに関しては、次の式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値に設定される。この式において、「Ｌ」はプラネタリシャフト４のねじ部４１Ａにおける軸線方向長さである。また、「θ」は、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４がリングシャフト２の雌ねじ２４及びサンシャフト３の雄ねじ３４と噛み合った状態のもとでのプラネタリシャフト４の軸線のリングシャフト２の軸線に対する傾斜角である。更に、「α」は、その上記傾斜角θをもって傾斜した状態のプラネタリシャフト４におけるリングシャフト２の径方向（図中上下方向）についての最大変位量である。
【００６６】
上記式において、右辺の「Ｌ・sinθ 」という項はプラネタリシャフト４をリングシャフト２の軸線に対し平行な状態から傾斜角θまで傾斜させるために必要とされるリングシャフト２の雌ねじ２４とサンシャフト３の雄ねじ３４との間の径方向についての幅を表している。そして、上記式の右辺は、プラネタリシャフト４が傾斜角θをもって傾斜した状態での同プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａにおけるねじ山と同ねじ山に噛み合うねじ山、すなわちリングシャフト２のねじ部２１Ａにおけるねじ山及びサンシャフト３の雄ねじ３４のねじ山との間の上記軸線方向についての距離の近似値となる。従って、上記式を用いて所定量Ｘを求めることにより、その所定量Ｘがプラネタリシャフトの上記軸線方向についての変位可能な距離に対応する値となる。
【００６７】
そして、上記所定量Ｘを「｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ」という値に設定したときには、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける同シャフト２の軸線に対する実際の傾斜角度が上記所定量Ｘに対応する傾斜角度βｒ（図１２）に設定され、それによって上記所定量Ｘが確保されるようになる。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）回転直線運動変換機構１においては、リングシャフト２におけるねじ部２１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｒが、プラネタリシャフト４におけるねじ部４１Ａとテーパ部４１Ｂとの境界Ｋｐに対し、所定量Ｘ分だけ同シャフト４の端部寄り（テーパ部４１Ｂ）寄りに位置するようにされている。このため、バックラッシに起因するプラネタリシャフト４の軸線方向についての変位が生じたとしても、それに伴い上記境界Ｋｐが上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位することは抑制される。従って、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４の不完全な形状のねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山４４ａが噛み合うことを抑制できるようになる。仮に、同噛み合いが生じている場合、回転直線運動変換機構１の動作を通じて上記雌ねじ２４と上記雄ねじ４４との間で力の伝達が行われるとき、上記不完全な形状となって強度の不足しているねじ山２４ａが上記力の伝達を通じて破損するおそれがある。しかし、上記噛み合いの抑制を通じて、こうしたねじ山２４ａの破損が抑制されるようになる。
【００６９】
（２）回転直線運動変換機構１のサンシャフト３に吸気バルブを開閉駆動させる際の反力が同シャフト３の前面側に向かう荷重が作用すると、サンシャフト３の雄ねじ３４と噛み合う雄ねじ４４を有するプラネタリシャフト４が、それらの雄ねじ３４，４４を介してサンシャフト３から上記荷重の伝達を受け、同シャフト３の前面側に引っ張られる。その結果、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４における背面側の端部を支点として同雄ねじ４４における前面側の端部がサンシャフト３から離れる方向に上記プラネタリシャフト４が傾こうとし、同シャフト４の雄ねじ４４における前面側の端部が、リングシャフト２の雌ねじ２４における前面側の端部に位置する部分に押し付けられる。これにより、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける上記不完全な形状のねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部２１Ａのねじ山４４ａが押し付けられ、回転直線運動変換機構１の動作時にリングシャフト２における上記不完全な形状のねじ山２４ａに働く力が大きくなり、そのねじ山２４ａに破損の生じる可能性が高くなる。
【００７０】
しかし、上記（１）に記載したようにリングシャフト２の上記境界Ｋｒをプラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐに対し所定量Ｘ分だけテーパ部４１Ｂ寄りに位置させることで、プラネタリシャフト４が上記荷重を受けて前面側に変位したとき、上記境界Ｋｐが上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位することは抑制される。従って、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４の不完全な形状のねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山４４ａが噛み合うことを抑制でき、上述した不具合が発生することを抑制できるようになる。
【００７１】
（３）上記所定量Ｘに関しては、プラネタリシャフト４の雄ねじ４４がリングシャフト２の雌ねじ２４及びサンシャフト３の雄ねじ４４と噛み合った状態のもとにおいて、プラネタリシャフト４がリングシャフト２の軸線方向に変位することの可能な距離に対応した値に設定されている。このため、バックラッシに起因するプラネタリシャフト４の軸線方向についての変位が生じたとしても、それに伴い上記境界Ｋｐが上記境界Ｋｒに対しテーパ部２１Ｂ寄りに変位することは回避される。従って、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂに形成された雌ねじ２４の不完全な形状のねじ山２４ａに対し、プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａに形成された雄ねじ４４のねじ山４４ａが噛み合うことを的確に回避することができ、ひいては同噛み合いに起因して上記ねじ山４４ａが破損することを的確に回避できるようになる。また、リングシャフト２の上記境界Ｋｒをプラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐに対し所定量Ｘだけ同シャフト４の端部寄りに位置させるに際し、上記境界Ｋｒが上記境界Ｋｐに対し必要以上に同シャフト４の端部側に位置するようになることが抑制されるようにもなる。
【００７２】
（４）所定量Ｘに関しては、上記式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値に設定される。上記式の右辺は、プラネタリシャフト４が傾斜角θをもって傾斜した状態での同プラネタリシャフト４のねじ部４１Ａにおけるねじ山４４ａと同ねじ山４４ａに噛み合うねじ山、すなわちリングシャフト２のねじ部２１Ａにおけるねじ山２４ａ及びサンシャフト３の雄ねじ３４のねじ山との間の上記軸線方向についての距離の近似値となる。従って、上記式を用いて所定量Ｘを求めることにより、その所定量Ｘがプラネタリシャフトの上記軸線方向についての変位可能な距離に対応する値となる。
【００７３】
（５）上記境界Ｋｒを上記境界Ｋｐに対し所定量Ｘ分だけテーパ部４１Ｂ寄り（プラネタリシャフト４の端部寄り）に位置させることは、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置を固定した状態で、同テーパ部２１Ｂのリングシャフト２の軸線に対する傾斜角度βｒを大きくすることによって実現される。このため、上記境界Ｋｒを上記境界Ｋｐに対しテーパ部４１Ｂ寄りに位置させるべく、リングシャフト２のねじ部２１Ａを同シャフト２の端部側に長くする際、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置を同シャフト２の端部側に動かさずにすむ。仮に、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置を同シャフト２の端部側に動かしたとすると、それに応じてリングシャフト２を長くする必要の生じる可能性があるが、そうしたことを回避してリングシャフト２の軸線方向長さの増大を抑えることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・リングシャフト２のねじ部２１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｒをプラネタリシャフト４のねじ部４１Ａとテーパ部２１Ｂとの境界Ｋｐに対し同シャフト４の端部寄りに位置させるようにする際、リングシャフト２のテーパ部２１Ｂにおける最大径部分の位置をプラネタリシャフト４の端部側に変位させてもよい。
【００７５】
・所定量Ｘは、上記式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値よりも大きい値であってもよい。この場合、同所定量Ｘの上限値に関しては、リングシャフト２のねじ部２１Ａの端部に位置するねじ山４４ａが不完全な形状になることのないテーパ部２１Ｂの傾斜角度βｒの最大値に対応する値となる。
【００７６】
・所定量Ｘは、上記式「Ｘ＝｛α＋（Ｌ・sinθ ）｝・tanθ 」に基づき求められる値よりも小さい値であってもよい。この場合でも上記（１）と同等の効果は得られる。
・リングシャフト２の上記境界Ｋｒをプラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐに対し同シャフト４の端部寄りに位置させることに関しては、リングシャフト２の前面側、言い換えれば吸気バルブの開閉駆動による反力としてサンシャフト３が受ける荷重の荷重方向前方側のみで行ってもよい。
【００７７】
・サンシャフト３に吸気バルブの開閉駆動に伴う反力等の荷重が作用しない回転直線運動変換機構１に本発明を適用してもよい。この場合、リングシャフト２の上記境界Ｋｒをプラネタリシャフト４の上記境界Ｋｐに対し同シャフト４の端部寄りに位置させることに関して、それをリングシャフト２の前面側と背面側との両方で行うことが好ましい。
【００７８】
・リングシャフト２に関しては、雌ねじ２４が切削により形成されるものであってもよい。この場合、転造タップ６１に代えて切削タップを用いてリングシャフト２の素材Ｗｒに対する雌ねじ２４の形成が行われる。なお、素材Ｗｒに対する雌ねじ２４の形成に切削タップを使用する代わりに、切削加工に用いる他の周知の工具を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態の回転直線運動変換機構の内部構造を示す斜視図。
【図２】（ａ）は同機構におけるリングシャフトの中心線に沿った断面構造を示す断面図であり、（ｂ）は同リングシャフトを分解した状態を示す断面図。
【図３】（ａ）は同機構におけるサンシャフトを示す側面図であり、（ｂ）は同サンシャフトを分解した状態を示す側面図。
【図４】（ａ）は同機構におけるプラネタリシャフトを示す側面図であり、（ｂ）は同プラネタリシャフトを分解した状態を示す側面図であり、（ｃ）は同プラネタリシャフトを構成する背面プラネタリギヤの中心線に沿った断面構造を示す断面図。
【図５】プラネタリシャフトの素材の構造、及びその素材に対し雄ねじ及び前面プラネタリギヤを形成するための転造工具の構造を示す斜視図。
【図６】リングシャフトの素材の構造、及びその素材に対し雌ねじを形成するための転造タップの構造を示す側断面図。
【図７】回転直線運動変換機構において、プラネタリシャフトがリングシャフト及びサンシャフトに対し組み付けられた状態を示す模式図。
【図８】プラネタリシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界に対するリングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界の位置関係を示す模式図。
【図９】プラネタリシャフトの上記境界周り、及びリングシャフトの上記境界周りを拡大して示した模式図。
【図１０】プラネタリシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界に対するリングシャフトにおけるねじ部とテーパ部との境界の位置関係を示す模式図。
【図１１】リングシャフトの上記境界をプラネタリシャフトの上記境界に対し同シャフトの端部側に位置させる手法を示す模式図。
【図１２】所定量Ｘと傾斜角度βｒとの関係を示したグラフ。
【図１３】リングシャフトの雌ねじとサンシャフトの雄ねじとの間におけるプラネタリシャフトのねじ部の状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００８０】
１…回転直線運動変換機構、２…リングシャフト、３…サンシャフト、４…プラネタリシャフト、２１…リングシャフト本体、２１Ａ…ねじ部、２１Ｂ…テーパ部、２２…前面リングギヤ、２３…背面リングギヤ、２４…雌ねじ、２４ａ…ねじ山、２５…下穴、３４…雄ねじ、３１…サンシャフト本体、３２…前面サンギヤ、３３…背面サンギヤ、４１…プラネタリシャフト本体、４１Ａ…ねじ部、４１Ｂ…テーパ部、４１Ｆ…前面シャフト、４１Ｒ…背面シャフト、４２…前面プラネタリギヤ、４３…背面プラネタリギヤ、４３Ｈ…軸受孔、４４…雄ねじ、４４ａ…ねじ山、５１…転造工具、５２…ねじ型、５２ａ…対向面、５２ｂ…加工歯、５３…ギヤ型、５３ａ…対向面、５３ｂ…加工歯、６１…転造タップ、６２…形成歯。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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