JP2007162744A - 回転−直動変換機構およびその組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て時の作業性に優れるとともに、バックラッシが所望の大きさに設定される回転−直動変換機構およびその組み立て方法を提供する。
【解決手段】回転−直動変換機構の組み立て方法は、サンシャフト３１の直線運動とナット５１の回転運動とを、サンシャフト３１とナット５１との間に配置され、サンシャフト３１およびナット５１に螺合する複数のプラネタリシャフト４１を介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構の組み立て方法である。回転−直動変換機構の組み立て方法は、ナット５１に複数のプラネタリシャフト４１およびサンシャフト３１を内挿する組み立て工程と、組み立て工程の後、サンシャフト３１を拡径する工程と、ナット５１を縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含むバックラッシ縮小工程とを備える。
【選択図】図７

Description

この発明は、一般的には、回転−直動変換機構およびその組み立て方法に関し、より特定的には、遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構およびその組み立て方法に関する。

従来の回転−直動変換機構に関して、たとえば、特開平１０−１９６７５７号公報には、効率を向上させるとともに、１回転当たりの直動量を小さくすることを目的とした回転−直動変換機構が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された回転−直動変換機構は、シャフト、ローラおよびナットを備えるローラねじ機構から構成されている。シャフト、ローラおよびナットには、ねじが形成されている。各ねじの螺合を通じてナットの回転運動がローラおよびシャフトへと順に伝わり、シャフトが直線運動する。ローラおよびナットには、さらに、歯車が設けられている。ローラは、自らに設けられた歯車をナットに設けられた歯車に噛み合わせた状態で、自転しながらシャフトの周りを公転する。

また、実開平５−４５２９４号公報には、新しい機構により歯部のバックラッシを除去することを目的とした遊星歯車装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２では、各遊星歯車が、軸線方向に微小移動可能な状態に支持されている。遊星歯車には、弾性力によって軸線方向の予圧が負荷されている。
特開平１０−１９６７５７号公報 実開平５−４５２９４号公報

上述の特許文献に開示されるような遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構では、歯車やギヤのバックラッシを小さく設定することによって、回転と直動との相互を高精度かつ高効率に変換したり、静粛性の向上を図ることが可能となる。しかしながら、バックラッシを小さく設定すると、歯車やギヤの寸法精度を厳しく管理する必要が生じたり、組み立て時の作業性が低下したりするおそれが生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、組み立て時の作業性に優れるとともに、バックラッシが所望の大きさに設定される回転−直動変換機構およびその組み立て方法を提供することである。

この発明の１つの局面に従った回転−直動変換機構の組み立て方法は、ねじ軸の直線運動とナットの回転運動とを、ねじ軸とナットとの間に配置され、ねじ軸およびナットに螺合する複数の遊星ねじローラを介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構の組み立て方法である。回転−直動変換機構の組み立て方法は、ナットに複数の遊星ねじローラおよびねじ軸を内挿する組み立て工程と、組み立て工程の後、ねじ軸を拡径する工程と、ナットを縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含むバックラッシ縮小工程とを備える。

このように構成された回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、ねじ軸、複数の遊星ねじローラおよびナットの間のバックラッシを大きく設定した状態で組み立て工程を実施し、その後、バックラッシ縮小工程を実施する。このため、小さく設定されたバックラッシに起因して、複数の遊星ねじローラおよびねじ軸をナットに内挿し難くなるということがない。これにより、回転−直動変換機構の組み立て時の作業性を向上させることができる。また、バックラッシ縮小工程により、バックラッシを所望の大きさに設定することができる。

また、ねじ軸、ナットおよび複数の遊星ねじローラは、それぞれ、ねじ軸と複数の遊星ねじローラとの間および複数の遊星ねじローラとナットとの間で噛み合う歯車が形成されたギヤ部を有する。このように構成された回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、ねじ軸、複数の遊星ねじローラおよびナットのそれぞれに形成されたねじ部に加え、ギヤ部のバックラッシに関しても、上述と同様の効果を得ることができる。

また好ましくは、ギヤ部は、ねじ軸および複数の遊星ねじローラに一体に設けられ、ナットに別体に設けられている。組み立て工程は、ねじ軸の外周上に複数の遊星ねじローラを配置することによって、ナットの内径よりも小さい直径を有する、ねじ軸と複数の遊星ねじローラとからなるサブアッセンブリを組み立てる工程と、サブアッセンブリをナットに内挿する工程と、サブアッセンブリを内挿する工程の後、ナットにギヤ部を設ける工程とを含む。このように構成された回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、ナットと複数の遊星ねじローラとを螺合させながら、ねじ軸および複数の遊星ねじローラをナットに内挿する必要がなくなる。

この発明に従った回転−直動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸の外周上に配置されたナットと、ねじ軸とナットとの間に配置され、ねじ軸およびナットに螺合する複数の遊星ねじローラとを備え、ねじ軸の直線運動とナットの回転運動とを、複数の遊星ねじローラを介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構である。ナットは、ねじ軸を中心とした周方向に分割され、ねじ部が形成された複数の部分と、その複数の部分が内挿され、複数の部分を一体にする筒状部材とを有する。

このように構成された回転−直動変換機構によれば、ねじ軸、遊星ねじローラおよびナットの間のバックラッシの大きさの影響を受けることなく、回転−直動変換機構を組み立てることができる。このため、組み立て時の作業性に優れるとともに、バックラッシが所望の大きさに設定される回転−直動変換機構を実現することができる。

この発明の別の局面に従った回転−直動変換機構の組み立て方法は、上述に記載の回転−直動変換機構の組み立て方法である。回転−直動変換機構の組み立て方法は、ねじ軸の外周上に、複数の遊星ねじローラおよび複数の部分を配置する組み立て工程と、その組み立て工程の後、筒状部材に複数の部分を圧入する工程と、複数の部分を筒状部材に内挿し、筒状部を縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含む一体化工程とを備える。

このように構成された回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、組み立て時の作業性を向上させることができる。また、一体化工程により、バックラッシを所望の大きさに設定することができる。

以上説明したように、この発明に従えば、組み立て時の作業性に優れるとともに、バックラッシが所望の大きさに設定される回転−直動変換機構およびその組み立て方法を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、バルブリフト可変機構を示す正面図である。図２は、図１中のバルブリフト可変機構を部分的に示す斜視図である。図２中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされている。図１および図２中のバルブリフト可変機構に、本実施の形態における組み立て方法によって製造された回転−直動変換機構が接続される。

図１および図２を参照して、バルブリフト可変機構１００は、内燃機関のバルブ（本実施の形態では、吸気バルブ）のバルブリフト量を可変とする機構である。内燃機関は、ガソリンエンジンであっても良いし、ディーゼルエンジンであっても良い。内燃機関は車両に搭載される。

バルブリフト可変機構１００は、内燃機関のシリンダヘッド内に設けられている。そのシリンダヘッド内には、カム１０３が形成されたカムシャフト１０２、揺動可能に軸支されたロッカアーム１０６およびロッカアーム１０６の揺動に応じて開閉駆動される吸気バルブ１０１が配設されている。バルブリフト可変機構１００は、一方向に延びる駆動軸２０と、駆動軸２０の外周面を覆う支持パイプ１０８と、支持パイプ１０８の外周面上で駆動軸２０の軸方向に並んで配置された入力アーム１０４および揺動カム１０５とを備える。

なお、この内燃機関では、各気筒にそれぞれ一対の吸気バルブ１０１およびロッカアーム１０６が設けられており、一対の吸気バルブ１０１が、１つのカム１０３によって開閉駆動される。バルブリフト可変機構１００には、各気筒に設けられた１つのカム１０３に対応して、１つの入力アーム１０４が設けられている。入力アーム１０４の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１０１のそれぞれに対応して、２つの揺動カム１０５が設けられている。

支持パイプ１０８は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１０２に対して平行に配置されている。支持パイプ１０８は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定されている。支持パイプ１０８の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸２０が挿入されている。支持パイプ１０８の外周面上には、駆動軸２０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム１０４および２つの揺動カム１０５が設けられている。

入力アーム１０４は、支持パイプ１０８の外周面から離れる方向に突出するアーム部１０４ａと、アーム部１０４ａの先端に回転可能に接続されたローラ部１０４ｂとを有する。入力アーム１０４は、ローラ部１０４ｂがカム１０３に当接可能な位置に配置されるように設けられている。

揺動カム１０５は、支持パイプ１０８の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部１０５ａを有する。ノーズ部１０５ａの一辺（図１中の下方側の辺）には、凹状に湾曲したカム面１０５ｂが形成されている。吸気バルブ１０１には、バルブスプリングが設けられている。その付勢力によって、カム面１０５ｂには、ロッカアーム１０６に回転可能に取り付けられたローラ１０６ａが押し付けられる。

入力アーム１０４および揺動カム１０５は、一体となって駆動軸２０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１０２が回転すると、カム１０３に当接された入力アーム１０４が揺動し、この入力アーム１０４の動きに連動して揺動カム１０５も揺動する。この揺動カム１０５の動きが、ロッカアーム１０６を介して吸気バルブ１０１に伝わり、これによって吸気バルブ１０１が開閉駆動される。

バルブリフト可変機構１００は、さらに、支持パイプ１０８の軸芯周りにおいて、入力アーム１０４と揺動カム１０５との相対位相差を変更する機構を備えており、この機構によって、吸気バルブ１０１のバルブリフト量を適宜変更する。つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム１０４および揺動カム１０５の揺動角に対するロッカアーム１０６の揺動角が拡大され、吸気バルブ１０１のバルブリフト量が増大される。また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム１０４および揺動カム１０５の揺動角に対するロッカアーム１０６の揺動角が縮小され、吸気バルブ１０１のバルブリフト量が低減される。

次に、上記の相対位相差を変更する機構について、より詳細な説明を行なう。図２に示されるように、入力アーム１０４および２つの揺動カム１０５と、支持パイプ１０８の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ１０８に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギア１０７が収容されている。

スライダギア１０７には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア１０７ｂが設けられている。また、スライダギア１０７には、ヘリカルギア１０７ｂの両側に位置して、ヘリカルギア１０７ｂとは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア１０７ｃがそれぞれ設けられている。

一方、スライダギア１０７を収容する空間を規定する入力アーム１０４および２つの揺動カム１０５の表面には、ヘリカルギア１０７ｂおよび１０７ｃに対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成されている。つまり、入力アーム１０４には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア１０７ｂに噛み合っている。また、揺動カム１０５には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア１０７ｃに噛み合っている。

スライダギア１０７には、一方のヘリカルギア１０７ｃとヘリカルギア１０７ｂとの間に位置して、周方向に延びる長穴１０７ａが形成されている。また、支持パイプ１０８には、長穴１０７ａの一部と重なるように、軸方向に延びる長穴１０８ａが形成されている。支持パイプ１０８の内部に挿通された駆動軸２０には、これら２つの長穴１０７ａおよび１０８ａの重なった部分を通じて突出する係止ピン２０ａが一体に設けられている。

駆動軸２０がその軸方向に移動すると、スライダギア１０７が係止ピン２０ａにより押されるため、ヘリカルギア１０７ｂおよび１０７ｃが同時に駆動軸２０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギア１０７ｂおよび１０７ｃの移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム１０４および揺動カム１０５は、軸方向に移動しないため、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸２０の軸芯周りに回動する。このとき、入力アーム１０４と揺動カム１０５とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆であるため、回動方向が互いに逆方向となる。これにより、入力アーム１０４と揺動カム１０５との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１０１のバルブリフト量が変更される。

図３は、図１中のバルブリフト可変機構に接続された回転−直動変換機構を示す断面図である。続いて、回転−直動変換機構の構造について説明を行なう。

図３を参照して、回転−直動変換機構１０は、中心軸２０１上に延びるサンシャフト３１と、サンシャフト３１の外周上で中心軸２０１と平行に延び、中心軸２０１周りの周方向に並んで配設された複数のプラネタリシャフト４１と、複数のプラネタリシャフト４１を取り囲むように設けられたナット５１とを備える。サンシャフト３１は、中心軸２０１上で図２中の駆動軸２０と並ぶように配置されており、中心軸２０１の軸方向に駆動軸２０を押し引きする。

サンシャフト３１、プラネタリシャフト４１およびナット５１は、金属から形成されている。サンシャフト３１、プラネタリシャフト４１およびナット５１は、たとえばステンレス系金属から形成されている。

サンシャフト３１は、図示しないカップリング機構等により駆動軸２０と接続される一方端３１ｍと、その反対側に配置される他方端３１ｎとを有する。サンシャフト３１には、孔３５が形成されている。孔３５は、中心軸２０１の軸方向に延びている。孔３５は、一方端３１ｍおよび他方端３１ｎに開口している。

サンシャフト３１は、ねじ部３３と、ギヤ部３６および３８とを有する。サンシャフト３１には、ねじ部３３が一体に設けられ、ギヤ部３６および３８が別体に設けられている。ギヤ部３６および３８は、サンシャフト３１に嵌め合わされている。

ねじ部３３は、サンシャフト３１の外周面に形成された雄ねじによって構成されている。ギヤ部３６および３８は、サンシャフト３１の外周面に形成され、中心軸２０１を中心に周方向に歯が並ぶ平歯ギヤによって構成されている。ギヤ部３６とギヤ部３８とは、中心軸２０１の軸方向に離間して設けられている。ギヤ部３６は、他方端３１ｎ側に設けられ、ギヤ部３８は、一方端３１ｍ側に設けられている。ねじ部３３は、ギヤ部３６とギヤ部３８との間に設けられている。ねじ部３３、ギヤ部３６およびギヤ部３８は、互いにほぼ等しいピッチ円直径を有する。

ナット５１は、中心軸２０１を中心とする筒形状を有する。ナット５１は、図示しない軸受けにより、中心軸２０１を中心に回転自在に支持されている。ナット５１は、サンシャフト３１との間に隙間を設けて配置されている。ナット５１は、ねじ部５２を有する。ねじ部５２は、ナット５１の内周面に形成された雌ねじによって構成されている。ねじ部５２を構成する雌ねじは、サンシャフト３１のねじ部３３を構成する雄ねじとは逆向きである。

ナット５１には、リングギヤ５５および５６が固定されている。リングギヤ５５および５６は、ナット５１とは別体に設けられている。リングギヤ５５および５６は、たとえば圧入によりナット５１に固定されている。リングギヤ５５および５６は、中心軸２０１の軸方向に沿ったねじ部５２の両側に設けられている。リングギヤ５５および５６の内周面には、中心軸２０１を中心に周方向に歯が並ぶ平歯ギヤが形成されている。ねじ部５２、リングギヤ５５およびリングギヤ５６は、互いにほぼ等しいピッチ円直径を有する。

回転−直動変換機構１０は、さらに、ナット５１に対して回転運動を入力するモータ７１を備える。モータ７１は、ナット５１に固定されたロータ７２と、ロータ７２の外周上に配設され、コイル７５が巻回されたステータ７３とから構成されている。コイル７５に通電することにより、ナット５１がロータ７２とともに中心軸２０１を中心に回転する。

プラネタリシャフト４１は、サンシャフト３１とナット５１との間の隙間に配設されている。プラネタリシャフト４１は、ねじ部４５と、ギヤ部４３および４４とを有する。プラネタリシャフト４１には、ねじ部４５、ギヤ部４３およびギヤ部４４が一体に設けられている。

ねじ部４５は、プラネタリシャフト４１の外周面に形成された雄ねじによって構成されている。ねじ部４５は、サンシャフト３１のねじ部３３と、ナット５１のねじ部５２とに螺合する。ねじ部４５を構成する雄ねじは、ねじ部３３を構成する雄ねじとは同じ向きであり、ねじ部５２を構成する雌ねじとは逆向きである。

サンシャフト３１のねじ部３３を構成する雄ねじ、プラネタリシャフト４１のねじ部４５を構成する雄ねじおよびナット５１のねじ部５２を構成する雌ねじは、いずれも同一のピッチを有する多条ねじである。これら各ねじのピッチ円直径を、それぞれ、Ｄｓ、ＤｐおよびＤｎとし、各ねじの条数を、それぞれ、Ｎｓ、ＮｐおよびＮｎとする。本実施の形態では、サンシャフト３１を中心軸２０１の軸方向にストロークさせるため、たとえば、Ｎｓ：Ｎｐ：Ｎｎ＝（Ｄｓ＋１）：Ｄｐ：Ｄｎの関係を満たすように各ねじの条数が決定されている。なお、各ねじのピッチ円直径と条数とは、これ以外の関係も採り得る。

ギヤ部４３および４４は、プラネタリシャフト４１の外周面に形成された平歯ギヤから構成されている。ギヤ部４３を構成する平歯ギヤは、サンシャフト３１のギヤ部３６を構成する平歯ギヤと、リングギヤ５５に形成された平歯ギヤとに噛み合う。ギヤ部４４を構成する平歯ギヤは、サンシャフト３１のギヤ部３８を構成する平歯ギヤと、リングギヤ５６に形成された平歯ギヤとに噛み合う。ねじ部４５、ギヤ部４３およびギヤ部４４は、互いにほぼ等しいピッチ円直径を有する。本実施の形態では、ギヤ部４３にさらに、平歯ギヤに重なって雄ねじが形成されている。

なお、以上に挙げたギヤ部やリングギヤに形成される歯車は、平歯ギヤに限定されない。

ナット５１が回転すると、その回転運動は、ナット５１およびプラネタリシャフト４１間のねじ部の噛み合いにより、プラネタリシャフト４１に伝わる。この際、プラネタリシャフト４１のギヤ部４３と、リングギヤ５５およびサンシャフト３１のギヤ部３６とのそれぞれの間で平歯ギヤが噛み合い、プラネタリシャフト４１のギヤ部４４と、リングギヤ５６およびサンシャフト３１のギヤ部３８とのそれぞれの間で平歯ギヤが噛み合う。これにより、プラネタリシャフト４１は、強制駆動され、中心軸２０１の軸方向に静止したまま、自転しながら中心軸２０１を中心に公転する。また同時に、プラネタリシャフト４１は、これら平歯ギヤの噛み合いにより、中心軸２０１の軸方向に平行な姿勢に保持される。

プラネタリシャフト４１の回転運動は、プラネタリシャフト４１およびサンシャフト３１間のねじ部の噛み合いにより、サンシャフト３１に伝わる。結果、サンシャフト３１は、中心軸２０１の軸方向に直線運動する。

図４から図９は、この発明の実施の形態１において、図３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の工程を示す図である。続いて、図３中の回転−直動変換機構１０の組み立て方法について説明を行なう。

図４を参照して、ギヤ部３６および３８が設けられていない状態のサンシャフト３１の外周上に、複数のプラネタリシャフト４１を放射状に配置し、サンシャフト３１と複数のプラネタリシャフト４１とからなるサブアッセンブリを組み立てる。

図５を参照して、先の工程で得たサブアッセンブリを、サンシャフト３１の他方端３１ｎ側からナット５１に挿入する。ナット５１のねじ部５２とプラネタリシャフト４１のギヤ部４３とが重なり始めたら、ナット５１を回転させる。これにより、ねじ部５２にギヤ部４３およびねじ部４５を順次、螺合させながら、サブアッセンブリをナット５１の所定の位置まで挿入する。

この際、サンシャフト３１、プラネタリシャフト４１およびナット５１の間でねじ部のバックラッシが大きく設定されている。このため、サンシャフト３１および複数のプラネタリシャフト４１からなるサブアッセンブリをナット５１に挿入する作業を容易に行なうことができる。

図６を参照して、リングギヤ５５および５６を、それぞれ、サンシャフト３１の他方端３１ｎおよび一方端３１ｍ側からナット５１に嵌め合わせる。ギヤ部３６および３８を、それぞれ、サンシャフト３１の他方端３１ｎおよび一方端３１ｍ側からサンシャフト３１に嵌め合わせる。

この際、サンシャフト３１、プラネタリシャフト４１およびナット５１の間でギヤ部のバックラッシが大きく設定されている。このため、ナット５１にリングギヤ５５および５６を嵌め合わせ、サンシャフト３１にギヤ部３６および３８を嵌め合わせる作業を容易に行なうことができる。以上の工程により、回転−直動変換機構１０が仮に組み上がる。

図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。図９は、図７中のＩＸ−ＩＸ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。

図７から図９を参照して、次に、組み上がった回転−直動変換機構１０を、ローラ８１とローラ８２との間に配置する。ナット５１は、ナット５１の外周面５１ａがローラ８１およびローラ８２に接触するように配置される。ローラ８１およびローラ８２の軸間距離を適当な値に調整する。軸間距離は、バックラッシの縮小寸法や、ナット５１が変形した後の形状の戻り代等を考慮して決定される。本実施の形態では、バックラッシの縮小寸法は、ナット５１の直径で、たとえば数１０μｍから数１００μｍ程度である。

ナット５１を押圧した状態でローラ８１およびローラ８２を回転させることより、ナット５１を縮径する。これにより、ナット５１およびプラネタリシャフト４１間のねじ部およびギヤ部のバックラッシが縮小される。

さらに、サンシャフト３１に形成された孔３５にシャフト８６を圧入することにより、サンシャフト３１を拡径する。これにより、サンシャフト３１およびプラネタリシャフト４１間のねじ部およびギヤ部のバックラッシが縮小される。以上の工程により、図３中の回転−直動変換機構１０を完成させる。

本実施の形態では、ローラ８１およびローラ８２を回転させることにより、ナット５１が回転するため、中心軸２０１を中心にその周方向に並ぶプラネタリシャフト４１の位置が絶えず変化する。このため、中心軸２０１周りのすべての位置においてねじ部およびギヤ部のバックラッシを均一に縮小することができる。

なお、本実施の形態では、ナット５１を縮径する工程とサンシャフト３１を拡径する工程との両方を実施したが、バックラッシが十分に縮小される場合には、いずれか一方の工程を実施しても良い。

この発明の実施の形態１における回転−直動変換機構の組み立て方法は、ねじ軸としてのサンシャフト３１の直線運動とナット５１の回転運動とを、サンシャフト３１とナット５１との間に配置され、サンシャフト３１およびナット５１に螺合する複数の遊星ねじローラとしてのプラネタリシャフト４１を介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構１０の組み立て方法である。回転−直動変換機構１０の組み立て方法は、ナット５１に複数のプラネタリシャフト４１およびサンシャフト３１を内挿する組み立て工程と、組み立て工程の後、サンシャフト３１を拡径する工程と、ナット５１を縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含むバックラッシ縮小工程とを備える。

このように構成された、この発明の実施の形態１における回転−直動変換機構１０の組み立て方法によれば、ナット５１に、サンシャフト３１と複数のプラネタリシャフト４１とからなるサブアッセンブリを挿入する際には、ねじ部およびギヤ部のバックラッシが大きく設定され、回転−直動変換機構１０が組み上がった後に、そのバックラッシが縮小される。このため、組み立て時の作業性を低下させることなく、回転−直動変換機構１０に含まれるねじ部およびギヤ部間のバックラッシを最小限に設定することができる。

バックラッシが最小限に設定された回転−直動変換機構１０では、サンシャフト３１の移動方向が反転した時に生じるヒステリシスを低減することができる。また、サンシャフト３１に対する負荷荷重が中心軸２０１の軸方向に変動した場合にねじ部およびギヤ部で発生する歯打ち音を、小さく抑えることができる。

通常、ねじや歯車のバックラッシを最小限に設定するためには、たとえば一対の平歯ギヤの場合、ギヤの軸間距離を調整する等の方法が考えられる。しかしながら、遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構１０では、プラネタリシャフト４１の相対ピッチを移動させると、機構の減速比が変化し、回転と直動との関係が変化する。また、想定したピッチ円上でナット５１、プラネタリシャフト４１およびサンシャフト３１が噛み合わなくなる。このため、ねじ部の噛み合い位置で余計な滑りが発生し、運動の変換効率が低下するおそれが生じる。

また、ねじや歯車のバックラッシを最小限に設定する方法として、ねじ、ギヤの形状を高精度に仕上げたり、仕上がった寸法を測定して適当な組み合わせとなる部品を選択したりする方法が考えられる。しかしながら、この場合、部品コストや製造コストの増大を招くおそれがある。

一方、本実施の形態によれば、これらの問題点を解決し、高精度かつ高効率で、低コストで製造される回転−直動変換機構１０を実現することができる。

なお、本実施の形態では、本発明による組み立て方法を内燃機関のバルブリフト可変機構に接続される回転−直動変換機構１０に適用したが、これに限定されず、直線駆動が必要となる各種機構に接続される回転−直動変換機構に適用することができる。また本発明を、入力された直線運動を回転運動に変換して出力する回転−直動変換機構に適用することもできる。

（実施の形態２）
図１０から図１２は、この発明の実施の形態２において、回転−直動変換機構の組み立て方法の工程を示す断面図である。

図１０を参照して、本実施の形態における組み立て方法により製造される回転−直動変換機構では、プラネタリシャフト４１のギヤ部４３に雄ねじが形成されておらず、平歯ギヤのみが形成されている。サンシャフト３１には、ねじ部３３と、ギヤ部３６および３８とが一体に設けられている。

本実施の形態における組み立て方法では、まず、サンシャフト３１の外周上に複数のプラネタリシャフト４１を放射状に配置し、サンシャフト３１と複数のプラネタリシャフト４１とからなるサブアッセンブリを組み立てる。このとき、本実施の形態では、サブアッセンブリは、ナット５１の内径よりも小さい直径を有する。

図１１を参照して、サブアッセンブリを、サンシャフト３１の他方端３１ｎ側からナット５１に挿入する。本実施の形態では、サブアッセンブリの直径がナット５１の内径よりも小さいため、ナット５１のねじ部５２にプラネタリシャフト４１のギヤ部４３およびねじ部４５を螺合させることなく、サブアッセンブリをナット５１の所定の位置まで挿入する。

図１２を参照して、リングギヤ５５および５６を、それぞれ、サンシャフト３１の他方端３１ｎおよび一方端３１ｍ側からナット５１に嵌め合わせる。続いて、実施の形態１における図７から図９に示すバックラッシ縮小工程を実施し、回転−直動変換機構を完成させる。

このように構成された、この発明の実施の形態２における回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

加えて、本実施の形態では、サンシャフト３１と複数のプラネタリシャフト４１とからなるサブアッセンブリをナット５１に挿入する際、ねじ部５２にギヤ部４３およびねじ部４５を螺合させる必要がない。このため、サンシャフト３１に、ねじ部３３と、ギヤ部３６および３８とを一体に設けることができる。また、実施の形態１のようにギヤ部４３に雄ねじを形成する必要がないため、ギヤ部４３と、ギヤ部３６およびリングギヤ５５との間のギヤ部の噛み合い率を十分に確保することができる。また、ギヤ部の噛み合い率を十分に確保できるため、中心軸２０１の軸方向のギヤ部４３の長さを短く設定することが可能となる。

（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３における回転−直動変換機構を示す断面図である。図中には、実施の形態１における図８に対応する断面位置が表わされている。図１４から図１６は、図１３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の工程を示す断面図である。図１５は、図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。

本実施の形態における回転−直動変換機構は、実施の形態２における回転−直動変換機構と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

図１３および図１４を参照して、本実施の形態では、ナット５１が、部分５１ｐおよび５１ｑと円筒９１とを有する。部分５１ｐおよび５１ｑは、実施の形態１における図８中のナット５１を中心軸２０１を中心とする周方向に２つに分割した形状を有する。互いに組み合わされた部分５１ｐと部分５１ｑとは、円筒９１に挿入されている。円筒９１は、部分５１ｐと部分５１ｑとを一体に保持している。実施の形態１における図３中のリングギヤ５５および５６に替えて、部分５１ｐおよび５１ｑには、ギヤ部５７および５８が設けられている。部分５１ｐおよび５１ｑには、ねじ部５２、ギヤ部５７およびギヤ部５８が一体に設けられている。

なお、本実施の形態では、ナット５１が部分５１ｐおよび５１ｑの２つの部分を有する場合について説明したが、ナット５１は、中心軸２０１を中心とする周方向にナット５１が３以上に分割された複数の部分を有しても良い。

続いて、図１３中の回転−直動変換機構の組み立て方法について説明を行なう。図１４および図１５を参照して、サンシャフト３１の外周上に、複数のプラネタリシャフト４１を放射状に配置する。さらに、複数のプラネタリシャフト４１を取り囲むように、サンシャフト３１の外周上に部分５１ｐおよび５１ｑを配置する。

図１６を参照して、サンシャフト３１および複数のプラネタリシャフト４１が内挿された部分５１ｐおよび５１ｑを、円筒９１に圧入し、部分５１ｐおよび５１ｑを一体化する。以上の工程により、図１３中の回転−直動変換機構を完成させる。

図１７は、図１６中に示す工程の変形例を示す断面図である。図１７を参照して、本変形例では、図１６中に示す工程に替えて、サンシャフト３１および複数のプラネタリシャフト４１が内挿された部分５１ｐおよび５１ｑを、円筒９１に挿入する。実施の形態１における図７から図９に示す工程と同様の工程により、円筒９１を縮径し、部分５１ｐおよび５１ｑを一体化する。

このように構成された、この発明の実施の形態３における回転−直動変換機構およびその製造方法によれば、実施の形態１および２に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

バルブリフト可変機構を示す正面図である。 図１中のバルブリフト可変機構を部分的に示す斜視図である。 図１中のバルブリフト可変機構に接続された回転−直動変換機構を示す断面図である。 この発明の実施の形態１において、図３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第１の工程を示す図である。 この発明の実施の形態１において、図３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第２の工程を示す図である。 この発明の実施の形態１において、図３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第３の工程を示す図である。 この発明の実施の形態１において、図３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第４の工程を示す図である。 図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。 図７中のＩＸ−ＩＸ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。 この発明の実施の形態２において、回転−直動変換機構の組み立て方法の第１の工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態２において、回転−直動変換機構の組み立て方法の第２の工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態２において、回転−直動変換機構の組み立て方法の第３の工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における回転−直動変換機構を示す断面図である。 図１３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第１の工程を示す断面図である。 図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。 図１３中の回転−直動変換機構の組み立て方法の第２の工程を示す断面図である。 図１６中に示す工程の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 回転−直動変換機構、３１ サンシャフト、３３，４５，５２ ねじ部、３６，３８，４３，４４，５７，５８ ギヤ部、４１ プラネタリシャフト、５１ ナット、５１ｐ，５１ｑ 部分、５５，５６ リングギヤ、９１ 円筒。

Claims (5)

1. ねじ軸の直線運動とナットの回転運動とを、前記ねじ軸と前記ナットとの間に配置され、前記ねじ軸および前記ナットに螺合する複数の遊星ねじローラを介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構の組み立て方法であって、
   前記ナットに前記複数の遊星ねじローラおよび前記ねじ軸を内挿する組み立て工程と、
   前記組み立て工程の後、前記ねじ軸を拡径する工程と、前記ナットを縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含むバックラッシ縮小工程とを備える、回転−直動変換機構の組み立て方法。
2. 前記ねじ軸、前記ナットおよび前記複数の遊星ねじローラは、それぞれ、前記ねじ軸と前記複数の遊星ねじローラとの間および前記複数の遊星ねじローラと前記ナットとの間で噛み合う歯車が形成されたギヤ部を有する、請求項１に記載の回転−直動変換機構の組み立て方法。
3. 前記ギヤ部は、前記ねじ軸および前記複数の遊星ねじローラに一体に設けられ、前記ナットに別体に設けられており、
   前記組み立て工程は、
   前記ねじ軸の外周上に前記複数の遊星ねじローラを配置することによって、前記ナットの内径よりも小さい直径を有する、前記ねじ軸と前記複数の遊星ねじローラとからなるサブアッセンブリを組み立てる工程と、
   前記サブアッセンブリを前記ナットに内挿する工程と、
   前記サブアッセンブリを内挿する工程の後、前記ナットに前記ギヤ部を設ける工程とを含む、請求項２に記載の回転−直動変換機構の組み立て方法。
4. ねじ軸と、
   前記ねじ軸の外周上に配置されたナットと、
   前記ねじ軸と前記ナットとの間に配置され、前記ねじ軸および前記ナットに螺合する複数の遊星ねじローラとを備え、
   前記ねじ軸の直線運動と前記ナットの回転運動とを、前記複数の遊星ねじローラを介して相互に変換する遊星作動ねじ型の回転−直動変換機構であって、
   前記ナットは、前記ねじ軸を中心とした周方向に分割され、ねじ部が形成された複数の部分と、前記複数の部分が内挿され、前記複数の部分を一体にする筒状部材とを有する、回転−直動変換機構。
5. 請求項４に記載の回転−直動変換機構の組み立て方法であって、
   前記ねじ軸の外周上に、前記複数の遊星ねじローラおよび前記複数の部分を配置する組み立て工程と、
   前記組み立て工程の後、前記筒状部材に前記複数の部分を圧入する工程と、前記複数の部分を前記筒状部材に内挿し、前記筒状部を縮径する工程との少なくともいずれか一方の工程を含む一体化工程とを備える、回転−直動変換機構の組み立て方法。

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