(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にあっては、ロータ１０の内周面にリア側プラネタリギア３２ｂの軸方向の変位を規制する蓋体４０が固定されている。蓋体４０には、リア側プラネタリギア３２ｂに形成された軸受孔３４と対向する位置に円形の溝４１が形成されており、この溝４１には、リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４に摺動可能に嵌合してプラネタリシャフト３０のリア側の端部を支持するボール４２が嵌合されている。【選択図】図１
2009281444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って貫通する軸受孔が形成された第２プラネタリギアと長手方向における中央部分に螺子が形成されて一端に第１プラネタリギアが形成されるとともに他端に前記第２プラネタリギアの前記軸受孔に挿入される軸部が形成されたシャフト本体とに分割されて前記軸受孔に前記軸部を挿入することによって連結されるプラネタリシャフトと、内周面に前記プラネタリシャフトと噛合する螺子及び一対のリングギアが設けられた円環状のロータと、外周面に前記プラネタリシャフトと噛合する螺子及び一対のサンギアが設けられたサンシャフトとを備え、前記ロータと同ロータに内挿された前記サンシャフトとの間に複数の前記プラネタリシャフトを介装させ、各部材に形成された前記螺子及び前記ギアを介してこれら各部材を噛合させるとともに、前記螺子の作用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、
前記ロータの内周面に固定されて前記第２プラネタリギアの軸方向の変位を規制するとともに前記第２プラネタリギアの前記軸受孔と対向する位置に円形の溝が形成された規制部材と、前記軸受孔と前記溝との双方に摺動可能に嵌合して前記プラネタリシャフトの前記第２プラネタリギア側の端部を支持する支持部材とを備える
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
【請求項２】
前記支持部材は、その直径が前記第２プラネタリギアの前記軸受孔の直径よりも大きく、その一部が前記規制部材に形成された前記溝と同軸受孔との双方に嵌合するボールからなる
請求項１に記載の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の組み立て方法であって、
前記第２プラネタリギアを取り外した状態の複数の前記シャフト本体を前記サンシャフトの外周面上に配設して、これに前記シャフト本体の前記第２プラネタリギアが取り外されている方向から前記リングギアが取り付けられる前の前記ロータを被せて前記シャフト本体の螺子に対し同ロータの内周面に形成された螺子を螺合させ、その後に前記ロータの内周面に前記リングギアを固定してから前記第２プラネタリギアを同リングギアと前記サンギアとの双方に噛合させつつ前記シャフト本体に連結して前記ロータと前記サンシャフトと前記プラネタリシャフトとを互いに噛合させた後、前記第２プラネタリギアの前記軸受孔の開口部に前記支持部材を嵌装し、その状態で前記規制部材を前記第２プラネタリギアと対向するように前記ロータの内周面に固定することにより、前記支持部材を同規制部材に形成された前記溝に嵌合させる
ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構の組み立て方法。
【請求項４】
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及びその組み立て方法、並びに同遊星差動式運動変換機構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。
【０００５】
しかしながら、このようにプラネタリシャフトの両端部に一対のプラネタリギアが設けられていると、サンシャフト、プラネタリシャフト、ロータを一体に組み付ける際に各部材の螺子及びギアが干渉してその組み付けが困難になる。そこで特許文献１に記載の遊星差動式運動変換機構のプラネタリシャフトにあっては、プラネタリシャフトの両端部に設けられる一対のプラネタリギアのうち、一方のプラネタリギアを脱着可能にしている。具体的には、図６に示されるように螺子３１が形成されたシャフト本体３５に第１プラネタリギア３２ａが固定されている一方、第２プラネタリギア３２ｂがシャフト本体３５と別体に形成されている。そして、シャフト本体３５に形成された軸部３３を第２プラネタリギア３２ｂに形成された軸受孔３４に挿入することにより第２プラネタリギア３２ｂとシャフト本体３５とが連結される。
【０００６】
こうした構成によれば、図７に示されるように第２プラネタリギア３２ｂを取り外した状態にてサンシャフト２０の周囲にシャフト本体３５を配設し、サンシャフト２０の螺子２１とシャフト本体３５の螺子３１を噛合させた状態でロータ１０をサンシャフト２０及びシャフト本体３５に被せ、その螺子１１をシャフト本体３５に形成された螺子３１に螺合させることができる。そして、こうしてロータ１０、シャフト本体３５、サンシャフト２０の螺子をそれぞれ噛合させた後に第２プラネタリギア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。
【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】
【０００７】
ところで、遊星差動式運動変換機構にあっては、上述したように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及びサンシャフトとプラネタリシャフト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。しかしながら、サンシャフトに軸方向の荷重が作用すると、このクリアランスの分だけ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。
【０００８】
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における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り、ロータ１０とサンシャフト２０との間で同プラネタリシャフト３０が傾くようになる。尚、これとは反対にサンシャフト２０に図８の左側に向かって荷重が作用している場合には、プラネタリシャフト３０を図８における右回りに回転させる力が作用して同プラネタリシャフト３０が傾くようになる。すなわち、サンシャフト２０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３０は、その一端が遊星差動式運動変換機構の外周側に開くとともに、他端が内周側に閉じるように傾くようになる。
【０００９】
こうしてプラネタリシャフト３０が傾くと、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１２ａ，１２ｂ、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。
【００１０】
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、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とともに、こうした遊星差動式運動変換機構の容易な組み立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、中心軸に沿って貫通する軸受孔が形成された第２プラネタリギアと長手方向における中央部分に螺子が形成されて一端に第１プラネタリギアが形成されるとともに他端に前記第２プラネタリギアの前記軸受孔に挿入される軸部が形成されたシャフト本体とに分割されて前記軸受孔に前記軸部を挿入することによって連結されるプラネタリシャフトと、内周面に前記プラネタリシャフトと噛合する螺子及び一対のリングギアが設けられた円環状のロータと、外周面に前記プラネタリシャフトと噛合する螺子及び一対のサンギアが設けられたサンシャフトとを備え、前記ロータと同ロータに内挿された前記サンシャフトとの間に複数の前記プラネタリシャフトを介装させ、各部材に形成された前記螺子及び前記ギアを介してこれら各部材を噛合させるとともに、前記螺子の作用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、前記ロータの内周面に固定されて前記第２プラネタリギアの軸方向の変位を規制するとともに前記第２プラネタリギアの前記軸受孔と対向する位置に円形の溝が形成された規制部材と、前記軸受孔と前記溝との双方に摺動可能に嵌合して前記プラネタリシャフトの前記第２プラネタリギア側の端部を支持する支持部材とを備えることをその要旨とする。
【００１２】
シャフト本体と、第２プラネタリギアとに分割されてシャフト本体に形成された軸部を第２プラネタリギアに形成された軸受孔に挿入することによりこれらが連結されるプラネタリシャフトを備える遊星差動式運動変換機構にあっては、第２プラネタリギアがシャフト本体から脱落するのを抑制するために、ロータの内周面に第２プラネタリギアの軸方向の変位を規制する規制部材を設けることが望ましい。
【００１３】
上記請求項１に記載の構成にあっては、こうした規制部材における第２プラネタリギアの軸受孔と対向する位置に円形の溝を設けるとともに、この溝と第２プラネタリギアの軸受孔との双方に摺動可能に嵌合する支持部材を設けるようにしている。そのため、プラネタリシャフトの第２プラネタリギア側の端部が軸受孔と規制部材の溝の双方に嵌合された支持部材によって支持されるようになり、同プラネタリシャフトの遊星差動式運動変換機構の径方向への変位が規制されるようになる。これにより、サンシャフトに軸方向の荷重が作用することに起因してプラネタリシャフトにその一端を遊星差動式運動変換機構の外周側に開くとともに、他端を内周側に閉じるようにこれを傾ける力が作用した場合であっても、その傾きが抑制されるようになる。したがって上記請求項１に記載の構成によれば、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。また、規制部材によって第２プラネタリギアの軸方向の変位が規制されるため、第２プラネタリギアがシャフト本体から脱落することも抑制することができるようになる。
【００１４】
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、前記支持部材は、その直径が前記第２プラネタリギアの前記軸受孔の直径よりも大きく、その一部が前記規制部材に形成された前記溝と同軸受孔との双方に嵌合するボールからなることをその要旨とする。
【００１５】
具体的には上記請求項２に記載されているように、支持部材として第２プラネタリギアに形成された軸受孔の直径よりもその直径が大きく設定されたボールを適用することができる。こうした構成を採用すれば、第２プラネタリギアの軸受孔と、規制部材に形成された溝との双方にボールの一部が嵌合するようになり、プラネタリシャフトの遊星差動式運動変換機構の径方向への傾きを好適に抑制することができるようになる。また、遊星差動式運動変換機構の駆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際には、プラネタリシャフトがロータの内周面に固定された規制部材に対して円を描くように相対的に変位するようになる。これに対して、上記請求項２のように支持部材としてボールを適用した構成によれば、規制部材に対してプラネタリシャフトが相対的に変位する際にボールが規制部材に形成された円形の溝と軸受孔との間で転がるようになる。そのため、プラネタリシャフトを円滑に転動させつつ、同プラネタリシャフトの遊星差動式運動変換機構における径方向の変位を規制して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。
【００１６】
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の組み立て方法であって、前記第２プラネタリギアを取り外した状態の複数の前記シャフト本体を前記サンシャフトの外周面上に配設して、これに前記シャフト本体の前記第２プラネタリギアが取り外されている方向から前記リングギアが取り付けられる前の前記ロータを被せて前記シャフト本体の螺子に対し同ロータの内周面に形成された螺子を螺合させ、その後に前記ロータの内周面に前記リングギアを固定してから前記第２プラネタリギアを同リングギアと前記サンギアとの双方に噛合させつつ前記シャフト本体に連結して前記ロータと前記サンシャフトと前記プラネタリシャフトとを互いに噛合させた後、前記第２プラネタリギアの前記軸受孔の開口部に前記支持部材を嵌装し、その状態で前記規制部材を前記第２プラネタリギアと対向するように前記ロータの内周面に固定することにより、前記支持部材を同規制部材に形成された前記溝に嵌合させることをその要旨とする。
【００１７】
上記請求項３に記載の組み立て方法によれば、第２プラネタリギアを取り外した状態でサンシャフトとシャフト本体とロータとを組み付け、その後に第２プラネタリギアを取り付けるため、各部材の組み付けに際して各部材の螺子及びギアが干渉することを回避することができる。また、第２プラネタリギアを組み付けた後に、同第２プラネタリギアの軸受孔に支持部材を嵌装し、その状態でロータの内周面に第２プラネタリギアと対向するように規制部材を固定することによって支持部材を規制部材の溝と第２プラネタリギアの軸受孔との双方に嵌合させることができる。すなわち、上記請求項３に記載の遊星差動式運動変換機構の組み立て方法によれば、プラネタリシャフトが傾く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容易に組み立てることができるようになる。
【００１８】
請求項４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。
【００１９】
具体的には、上記構成のように請求項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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、プラネタリシャフトにはこれを同じ方向に傾ける力が作用し続けることとなる。そのため、こうした動力装置にあってはプラネタリシャフトが傾くことによる偏磨耗等が特に進行しやすくなり、耐久性の低下が顕著なものとなる。そこで、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】
【００２２】
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１〜４を参照して説明する。
【００２３】
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における右方向を遊星差動式運動変換機構１００におけるフロント側、図１における左方向をリア側として説明を行う。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。
【００２４】
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Ｃの延伸方向に沿って延びる平歯ギアである。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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。
【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を嵌合し、この蓋体４０とリア側プラネタリギア３２ｂとの間に金属のボール４２を介装させている。
【００３０】
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する。蓋体４０にはリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４と対向する位置に円形の溝４１が形成されており、この溝４１には軸受孔３４の直径よりも大きな直径を有するボール４２が嵌合されている。ボール４２は、蓋体４０の溝４１に嵌合された状態において図１に示されるようにリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４にもその一部が嵌合されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【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。
【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、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。
【００３５】
以下、図２〜４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。
まず、図２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、図２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。
【００３６】
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３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３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。
【００３７】
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、図４に示されるように各リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４の開口部にボール４２を載せ、ロータ１０のリア側の端部に蓋体４０を嵌合する。尚、図４にあっては蓋体４０の一部を切り欠いてその断面構造を示している。
【００３８】
蓋体４０をロータ１０に嵌合することにより、蓋体４０に形成された円形の溝４１にボール４２が嵌合し、ボール４２がリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４と溝４１との双方に嵌合した状態で保持されるようになる。このように蓋体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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、図１に破線矢印で示されるようにプラネタリシャフト３０のフロント側の端部をロータ１０側に近づけるとともに、リア側の端部をサンシャフト２０側に近づけるように同プラネタリシャフト３０を傾ける力が作用するようになる。
【００４２】
これに対して、以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
（１）シャフト本体３５と、リア側プラネタリギア３２ｂとに分割されてシャフト本体３５に形成された軸部３３をリア側プラネタリギア３２ｂに形成された軸受孔３４に挿入することによりこれらが連結されるプラネタリシャフト３０を備える遊星差動式運動変換機構１００にあっては、リア側プラネタリギア３２ｂがシャフト本体３５から脱落するのを抑制するために、ロータ１０の内周面にリア側プラネタリギア３２ｂの軸方向の変位を規制する規制部材を設けることが望ましい。
【００４３】
上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、こうした規制部材として蓋体４０を設けている。そして、蓋体４０におけるリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４と対向する位置に円形の溝４１を設けるとともに、この溝４１とリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４との双方に摺動可能に嵌合する支持部材としてボール４２を設けるようにしている。そのため、プラネタリシャフト３０のリア側の端部が軸受孔３４と溝４１との双方に嵌合されたボール４２によって支持されるようになり、同プラネタリシャフト３０の遊星差動式運動変換機構１００の径方向への変位が規制されるようになる。これにより、サンシャフト２０に荷重Ｆが作用することに起因して図１に破線矢印で示されるようにプラネタリシャフト３０にそのフロント側端部を遊星差動式運動変換機構１００の外周側に開くとともに、リア側端部を内周側に閉じるようにこれを傾ける力が作用した場合であっても、その傾きが抑制されるようになる。したがって、上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００によれば、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やプラネタリギア３２ａ，３２ｂ、並びにこれらの螺子３１やプラネタリギア３２ａ，３２ｂ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。また、蓋体４０によってリア側プラネタリギア３２ｂの軸方向の変位が規制されるため、リア側プラネタリギア３２ｂがシャフト本体３５から脱落することも抑制することができるようになる。
【００４４】
（２）支持部材としてリア側プラネタリギア３２ｂに形成された軸受孔３４の直径よりもその直径が大きく設定されたボール４２を適用するようにしている。そのため、リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４と、蓋体４０に形成された溝４１との双方にボール４２の一部が嵌合するようになり、プラネタリシャフト３０の遊星差動式運動変換機構１００の径方向への傾きを好適に抑制することができるようになる。また、遊星差動式運動変換機構１００の駆動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際には、プラネタリシャフト３０がロータ１０の内周面に固定された蓋体４０に対して円を描くように相対的に変位するようになる。これに対して、上記実施形態のように支持部材としてボール４２を適用した構成によれば、蓋体４０に対してプラネタリシャフト３０が相対的に変位する際にボール４２が蓋体４０に形成された円形の溝４１と軸受孔３４との間で転がるようになる。そのため、プラネタリシャフト３０を円滑に転動させつつ、同プラネタリシャフト３０の遊星差動式運動変換機構１００における径方向の変位を規制して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。
【００４５】
（３）上記実施形態の組み立て方法によれば、リア側プラネタリギア３２ｂを取り外した状態でサンシャフト２０とシャフト本体３５とロータ１０とを組み付け、その後にリア側プラネタリギア３２ｂを取り付けるため、各部材の組み付けに際して各部材の螺子及びギアが干渉することを回避することができる。また、リア側プラネタリギア３２ｂを組み付けた後に、同リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４にボール４２を嵌装し、その状態で蓋体４０をリア側プラネタリギア３２ｂと対向するようにロータ１０の内周面に固定することによってボール４２を蓋体４０の溝４１とリア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４との双方に嵌合させることができる。すなわち、プラネタリシャフト３０が傾くことを抑制することのできる遊星差動式運動変換機構１００を容易に組み立てることができるようになる。
【００４６】
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、支持部材としてボール４２を例示したが、これは支持部材の一例であり、蓋体４０に形成された溝４１と軸受孔３４との双方に嵌合し、プラネタリシャフト３０の傾きを抑制することのできるものであれば、支持部材の構成は適宜変更することができる。例えば、図５に示されるように蓋体４０の溝４１に摺動可能に嵌合されるリング状のフレーム４４を備え、同フレーム４４から突出するピン４５を各リア側プラネタリギア３２ｂの軸受孔３４に嵌合することによってプラネタリシャフト３０を支持する支持部材４３を採用することもできる。
【００４７】
・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のフロント側の端部を遊星差動式運動変換機構１００の中心側に閉じるとともに、リア側の端部を外周側に開くように同プラネタリシャフト３０を傾ける力が作用するようになる。尚、こうした場合にも本実形態の遊星差動式運動変換機構１００によれば、蓋体４０の溝４１に嵌合したボール４２の作用によってプラネタリシャフト３０の傾きが抑制されるようになる。
【００４８】
・上記実施形態では、リア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５から取り外せるようにする構成を示した。これに替えてフロント側プラネタリギア３２ａをシャフト本体から取り外せるように構成し、プラネタリシャフト３０をリア側プラネタリギア３２ｂと螺子３１とが一体に形成されたシャフト本体と、これに回動自在に連結されるフロント側プラネタリギア３２ａとに分割することもできる。尚、こうした構成を採用した場合には、ロータ１０の内周面におけるフロント側プラネタリギア３２ａと対向する位置にフロント側プラネタリギア３２ａの軸方向の変位を規制する規制部材を設け、この規制部材に形成された溝とフロント側プラネタリギア３２ａの軸受孔との双方に支持部材を嵌合させればよい。尚、この場合、フロント側プラネタリギア３２ａと対向する規制部材には更にサンシャフト２０を挿通させる貫通孔を形成する必要がある。
【００４９】
・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螺子２１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５条の右螺子を形成し、螺子２１として４条の左螺子を形成し、螺子３１として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、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。
【００５０】
・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、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。
【００５１】
・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。
【００５２】
・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。
【００５３】
・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に作用する荷重の方向にかかわらず、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、制御軸を軸方向に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】
【００５４】
【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３】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４】同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のボール及び蓋体の組み付け態様を示す斜視図。
【図５】同実施形態の変更例にかかる遊星差動式運動変換機構における支持部材及び蓋体の組み付け態様を示す斜視図。
【図６】従来の遊星差動式運動変換機構のプラネタリシャフトを分解して示す正面図。
【図７】従来の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】
【００５５】
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、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、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、４０…蓋体、４１…溝、４２…ボール、４３…支持部材、４４…フレーム、４５…ピン、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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