JP2009281443A - 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 - Google Patents

Abstract

【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は、プラネタリシャフト３０の両端部に設けられた一対のプラネタリギア３２ａ，３２ｂのうちサンシャフト２０の軸方向に作用する荷重Ｆの作用方向とは反対側に位置するリア側プラネタリギア３２ｂに対して遊星差動式運動変換機構１００の中心側から当接し、プラネタリシャフト３０のリア側の端部を支持するスリーブ４１を備えている。
【選択図】図１

Description

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螺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。

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螺合させた遊星差動式の運動変換機構が記載されている。

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。

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。
特開２００７‐１９２３８８号公報

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している状況下で遊星差動式運動変換機構が使用される場合には、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。

具体的には、図５の右側に矢印で示されるようにサンシャフト２０に図５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５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５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５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。

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。

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。

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、円環状のロータと同ロータに内挿される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し、同プラネタリシャフトの両端部に設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、同プラネタリシャフトの外周面における前記一対のプラネタリギアの間に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させることによって各部材を噛合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差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、同遊星差動式運動変換機構は前記サンシャフトにその軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する状況下で使用されるものであり、前記プラネタリシャフトの両端部に設けられた前記一対のプラネタリギアのうち前記荷重の作用方向とは反対側に位置するプラネタリギアに同遊星差動式運動変換機構の中心側から当接して同プラネタリシャフトの前記荷重の作用方向とは反対側の端部を支持する支持部材を備えることをその要旨とする。

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の荷重の作用方向側の端部が遊星差動式運動変換機構の外周側に開くとともに、反対側の端部が同遊星差動式運動変換機構の中心側に閉じるように同プラネタリシャフトを傾ける力が作用するようになる。これに対して請求項１に記載の発明にあっては、前記荷重の作用方向と反対側に位置するプラネタリギアに遊星差動式運動変換機構の中心側から当接する支持部材を設けるようにしている。そのため、上記構成によれば、支持部材によってプラネタリシャフトの前記荷重の作用方向とは反対側の端部が遊星差動式運動変換機構の中心側から支持されることとなり、前記荷重の作用に起因してプラネタリシャフトを傾ける力が作用した場合であっても、プラネタリシャフトの傾きを抑制することができるようになる。したがって上記請求項１に記載の発明によれば、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。

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、前記プラネタリシャフトは前記螺子を挟むように配設される前記一対のプラネタリギアのうち前記荷重の作用方向とは反対側に位置する第１プラネタリギアが他方の第２プラネタリギア及び前記螺子を含むシャフト本体に対して脱着可能に形成されているとともに、前記ロータにおける前記荷重の作用方向とは反対側の端部には同端部を閉塞する蓋体が設けられており、前記支持部材は、同蓋体から延びるスリーブとして同蓋体と一体に形成されてなり、同蓋体を前記ロータの前記荷重の作用方向とは反対側の端部に固定したときに同スリーブが前記第１プラネタリギアに同遊星差動式運動変換機構の中心側から当接することをその要旨とする。

中央部分に螺子が形成された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。これに対して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シャフト本体に対して脱着可能にすれば、このプラネタリギアを取り外した状態においてシャフト本体とサンシャフトとロータとを組み付け、その後に同プラネタリギアをシャフト本体に取り付けることができるようになり、遊星差動式運動変換機構の組み立て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。尚、このように一方のプラネタリギアを脱着可能にする場合には、この脱着可能に形成されたプラネタリギアが脱落するのを抑制するためにロータの端部を閉塞する蓋体を設けることが望ましい。

これに対して上記請求項１に記載の発明にあっては、前記荷重の作用方向とは反対側に位置する第１プラネタリギアをシャフト本体に対して脱着可能にするとともに、同第１プラネタリギアの脱落を抑制するためにロータの端部に固定される蓋体に支持部材を一体に形成するようにしている。このように支持部材を蓋体と一体に形成することにより、蓋体とは別に支持部材を形成するようにした場合と比較して部品点数を削減することができ、部品点数の増大による組み付けの煩雑化や、コストの増大を抑制することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、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１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１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第１プラネタリギアを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、前記蓋体を前記ロータの前記荷重が作用する方向とは反対側の端部に固定することをその要旨とする。

上記請求項３に記載の組み立て方法によれば、第１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１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１プラネタリギアの脱落を抑制するための蓋体をロータの端部に固定することによってプラネタリシャフトの傾きを抑制する支持部材が第１プラネタリギアに当接するようになる。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による耐久性の低下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。

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。

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。

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。

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、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制御軸を駆動する動力装置として、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。

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。

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が、図１ではそのうちの２本のみを図示している。

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。

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。

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との双方に螺合する螺子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。

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。

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。

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、このようにシャフト本体３５から脱着可能に形成されたリア側プラネタリギア３２ｂがシャフト本体３５から脱落することを抑制するようにしている。

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とともに、リア側プラネタリギア３２ｂの軸方向の変位を規制して同リア側プラネタリギア３２ｂが軸部３３から脱落することを抑制する。また、蓋体４０には、図１に示されるようにその中央部分に円筒状のスリーブ４１が形成されており、このスリーブ４１の外周面がリア側プラネタリギア３２ｂに遊星差動式運動変換機構１００における中央側、すなわち図１における中心軸Ｃ側から当接し、リア側プラネタリギア３２ｂを支持している。

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。

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。

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。

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。

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。

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、シャフト本体３５に組み付ける。

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。

蓋体４０をロータ１０に嵌合することにより、蓋体４０に形成された円筒状のスリーブ４１は、図４に示されるようにその外周面がリア側プラネタリギア３２ｂの遊星差動式運動変換機構１００における中心側の部分に当接するようになる。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。

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。

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。

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。

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）荷重Ｆの作用方向と反対側に位置するリア側プラネタリギア３２ｂに遊星差動式運動変換機構１００の中心側から当接する支持部材として、蓋体４０から延びるスリーブ４１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のリア側の端部がこのスリーブ４１によって遊星差動式運動変換機構１００の中心側から支持されることとなり、荷重Ｆの作用に起因してプラネタリシャフト３０を傾ける力が作用した場合であっても、プラネタリシャフト３０の傾きを抑制することができるようになる。したがって、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。

（２）中央部分に螺子３１が形成されたプラネタリシャフト３０の両端部にプラネタリギア３２ａ，３２ｂが設けられていると、サンシャフト２０、プラネタリシャフト３０、ロータを１０一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。これに対して上記実施形態のようにプラネタリシャフト３０の両端部に設けられる一対のプラネタリギア３２ａ，３２ｂのうち、一方のプラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５に対して脱着可能にすれば、このプラネタリギア３２ｂを取り外した状態においてシャフト本体３５とサンシャフトとロータとを組み付けることができるようになる。そして、その後にプラネタリギア３２ｂをシャフト本体に取り付けることができるようになり、遊星差動式運動変換機構１００の組み立て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。尚、このように一方のプラネタリギア３２ｂを脱着可能にする場合には、プラネタリギア３２ｂが脱落することを抑制するためにロータ１０の端部を閉塞する蓋体４０が設けることが望ましい。

これに対して上記実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、荷重Ｆの作用方向とは反対側に位置するリア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５に対して脱着可能にするとともに、ロータ１０のリア側の端部に固定される蓋体４０に支持部材としてスリーブ４１を一体に形成するようにしている。このようにプラネタリギア３２ｂの脱落を抑制する蓋体４０と一体に支持部材としてのスリーブ４１を形成することにより、蓋体４０とは別に支持部材を形成するようにした場合と比較して部品点数を削減することができる。そのため、部品点数の増大による組み付けの煩雑化や、コストの増大を抑制することができるようになる。

（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、蓋体４０をロータ１０のリア側の端部に固定することによって、プラネタリシャフト３０の傾きを抑制する支持部材として機能するスリーブ４１がリア側プラネタリギア３２ｂに当接するようなる。すなわち、プラネタリシャフト３０が傾くことによる耐久性の低下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。

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、シャフト本体３５に軸部３３を設ける一方、フロント側プラネタリギア３２ａ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、これとは逆にシャフト本体３５に軸受孔を形成し、フロント側プラネタリギア３２ａに軸部を設ける構成を採用することもできる。

・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が遊星差動式運動変換機構１００の中心側に閉じるとともに、リア側の端部が外周側に開くように同プラネタリシャフト３０が傾くようになる。そのため、この場合にはフロント側プラネタリギア３２ａをシャフト本体３５から脱着可能に形成し、フロント側にサンシャフト２０が挿通される貫通孔を有する蓋体を固定するとともに、この蓋体から延びてフロント側プラネタリギア３２ａを遊星差動式運動変換機構１００の中心側から支持するスリーブを設ける構成を採用すればよい。こうした構成を採用すれば上記実施形態と同様に蓋体に設けられたスリーブによってプラネタリシャフト３０を支持し、同プラネタリシャフト３０の傾きを抑制することができる。

・また、支持部材として蓋体４０から延びるスリーブ４１を例示したが、支持部材は蓋体と一体に形成されていなくてもよい。しかし、支持部材を蓋体と別体に形成した場合には、部品点数が増加するため、その組み付け作業が煩雑化するとともに、コストが増大してしまう。そのため、こうした組み付け作業の繁雑化やコストの増大を抑制する上では上記実施形態のように蓋体４０と一体に形成することが望ましい。

・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。

・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。

・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。

・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。

・また、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搭載される遊星差動式運動変換機構１００に限らず、制御軸から一方向の荷重を受け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。

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。 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。 プラネタリギアの組み付け態様を示す斜視図。 蓋体の組み付け態様を示す斜視図。 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

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…スリーブ、１００…遊星差動式運動変換機構。

Claims (5)

1. 円環状のロータと同ロータに内挿される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し、同プラネタリシャフトの両端部に設けられた一対のプラネタリギアを前記ロータの内周面に設けられた一対のリングギアと前記サンシャフトの外周面に設けられた一対のサンギアとの双方にそれぞれ噛合させるとともに、同プラネタリシャフトの外周面における前記一対のプラネタリギアの間に設けられた螺子を前記ロータの内周面に設けられた螺子と前記サンシャフトの外周面に設けられた螺子との双方に螺合させることによって各部材を噛合させ、前記各部材に設けられた螺子のリード角の差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、
   同遊星差動式運動変換機構は前記サンシャフトにその軸方向の一方に向かう荷重が常に作用する状況下で使用されるものであり、前記プラネタリシャフトの両端部に設けられた前記一対のプラネタリギアのうち前記荷重の作用方向とは反対側に位置するプラネタリギアに同遊星差動式運動変換機構の中心側から当接して同プラネタリシャフトの前記荷重の作用方向とは反対側の端部を支持する支持部材を備える
   ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
2. 請求項１に記載の遊星差動式運動変換機構において、
   前記プラネタリシャフトは前記螺子を挟むように配設される前記一対のプラネタリギアのうち前記荷重の作用方向とは反対側に位置する第１プラネタリギアが他方の第２プラネタリギア及び前記螺子を含むシャフト本体に対して脱着可能に形成されているとともに、前記ロータにおける前記荷重の作用方向とは反対側の端部には同端部を閉塞する蓋体が設けられており、
   前記支持部材は、同蓋体から延びるスリーブとして同蓋体と一体に形成されてなり、同蓋体を前記ロータの前記荷重の作用方向とは反対側の端部に固定したときに同スリーブが前記第１プラネタリギアに同遊星差動式運動変換機構の中心側から当接する
   ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
3. 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１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１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第１プラネタリギアを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、前記蓋体を前記ロータの前記荷重が作用する方向とは反対側の端部に固定する
   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。
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。
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。

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