JP4938726B2 - 遊星差動ネジ型回転直動変換機構及びアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、太陽ネジと太陽歯車とを設けた太陽軸、遊星ネジと遊星歯車とを設けて太陽軸の周上に配列された複数の遊星軸、及びナットと円環内歯車とを設けて遊星軸の配列外側に配置された円環軸を備えた遊星差動ネジ型回転直動変換機構、及びこの遊星差動ネジ型回転直動変換機構を備えたアクチュエータに関する。

コントロールシャフトのスライドによって、バルブ特性の一つであるバルブ作用角を変更する内燃機関の可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１〜４参照）。この可変動弁機構を駆動するアクチュエータとしては、電動モータなどの回転駆動源を用いる場合には、回転力をコントロールシャフトをスライドさせるための直動に変換させる必要がある。このために特許文献１〜４では、遊星差動ネジ型回転直動（直線運動）変換機構を備えた回転直動式アクチュエータ（電動アクチュエータとも言う）を用いている。
特開２００７−１２７０４４号公報（第２２−２６頁、図１７−２２） 特開２００７−１９８３２０号公報（第４−６頁、図２−３） 特開２００７−１２７１８９号公報（第２９−３３頁、図１６−２１） 特開２００７−１２７１８８号公報（第１６−２６頁、図１７−２８）

上記特許文献の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、いずれも複数本の遊星軸（プラネタリシャフトとも言う）を、太陽軸（サンシャフト、制御軸とも言う）と円環軸（リングシャフト、内歯歯車とも言う）との間に円環状に配列した状態で配置している。具体的には９本を位相間隔を均等にして配置している。

このように９本を円環状に配置するのは、円環軸を電動モータにて回転させて、太陽軸を軸方向に直動させた場合に、その太陽軸の先端が軸方向とは直交する方向に振れることを抑制して安定した軸方向駆動を生じさせるためである。

遊星軸はネジとギヤとが形成されており、構造的に複雑であるため加工工数が多くなり製造コスト的に多数本用いるのは不利である。このため本数を低減することが考えられる。しかし単純に遊星軸の本数を低減したのでは太陽軸の保持安定性が悪化して、駆動時に太陽軸における直交方向の振れ量（以下、「ブレ量」と称する）が大きくなる。この大きいブレ量によりアクチュエータの制御精度が低下するおそれがある。又、大きいブレ量により駆動時の摩擦が増加して遊星差動ネジ型回転直動変換機構の変換効率が低下し、駆動時の消費エネルギーが増加するおそれもある。

このため車両などに搭載された内燃機関の可変動弁機構を駆動するためのアクチュエータに、遊星ネジの本数を低減した遊星差動ネジ型回転直動変換機構を適用した場合には内燃機関の制御精度が低下したり、駆動エネルギーが増加したりして、内燃機関の燃費が悪化することも考えられる。

本発明は、遊星軸の本数を低減させても太陽軸のブレ量の増加を抑制できる遊星差動ネジ型回転直動変換機構及びアクチュエータの提供を目的とするものである。

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に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構は、太陽ネジと太陽歯車とを設けた太陽軸、遊星ネジと遊星歯車とを設けて前記太陽軸の周上に配列された複数の遊星軸、及びナットと円環内歯車とを設けて前記遊星軸の配列外側に配置された円環軸を備え、ネジ間の差動により円環軸と太陽軸との間で回転直動間の変換を行う遊星差動ネジ型回転直動変換機構であって、前記遊星軸の配列内に遊星ネジが形成されていない遊星歯車のみの無ネジ遊星軸を配置したことを特徴とする。

本遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、遊星軸の配列内に遊星ネジが形成されていない遊星歯車のみの無ネジ遊星軸を配置した構成としている。このように無ネジ遊星軸は遊星歯車のみの形成であることから、遊星ネジが形成されている遊星軸に比較して製造が極めて容易で製造コストが低い。しかも遊星歯車としては機能していることから、遊星軸と共に太陽軸のブレ量を抑制することができる。

このように無ネジ遊星軸は太陽軸の保持安定性については遊星軸と同様に機能できるので、製造コストの高い遊星軸の本数を低減させても、十分に太陽軸のブレ量増加を抑制することができる遊星差動ネジ型回転直動変換機構を実現できる。

請求項２に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項１において、前記太陽軸は前記太陽ネジの軸方向両側に前記太陽歯車を配置し、前記遊星軸は前記遊星ネジの軸方向両側に前記遊星歯車を配置し、前記円環軸は前記ナットの軸方向両側に前記円環内歯車を配置した形状であり、前記無ネジ遊星軸は前記遊星軸における遊星歯車と同形状の遊星歯車のみからなり、この遊星歯車が前記遊星軸による２つの遊星歯車配列内に配置されていることを特徴とする。

このように無ネジ遊星軸としては、遊星軸における遊星歯車と同形状の遊星歯車のみからなるものとしても良い。このことにより前述したごとく製造コストの高い遊星軸の本数を低減させても十分に太陽軸のブレ量増加を抑制することができる遊星差動ネジ型回転直動変換機構を実現できる。

しかも遊星軸の遊星歯車を製造する工程を利用できるので、製造工程が簡素化できて製造コストの低減を促進できる。
請求項３に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項２において、前記２つの遊星歯車配列内における前記無ネジ遊星軸同士がシャフトにて連結されていることを特徴とする。

このように無ネジ遊星軸としては、軸方向の２つの無ネジ遊星軸同士をシャフトにて連結した構成としても良い。例えば遊星軸から遊星ネジを除いた構成とすることによって、２つの無ネジ遊星軸がシャフトのみにて接続された構成とすることができる。このことによっても無ネジ遊星軸は、前述したごとく、製造コストの高い遊星軸の本数を低減させても十分に太陽軸のブレ量増加を抑制することができる遊星差動ネジ型回転直動変換機構を実現できる。

しかも遊星軸の製造工程を利用できるので、製造工程が簡素化できて製造コストの低減を促進できる。
更に、軸方向の２つの無ネジ遊星軸同士がシャフトにて連結されていることから、駆動がより安定したものとなり、太陽軸のブレ量を抑制する効果が一層高められる。

請求項４に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項１〜３のいずれか一項において、３本の前記遊星軸と３の倍数の本数の前記無ネジ遊星軸とを備えると共に、３本の前記遊星軸は位相間隔を均等にして配置され、前記遊星軸と前記無ネジ遊星軸とを総合した配置についても位相間隔を均等にされていることを特徴とする。

３本の遊星軸と３の倍数の本数の無ネジ遊星軸とで上述した位相間隔となるように配列が形成されていることで、少ない本数の遊星軸としても効果的に太陽軸のブレ量増加を抑制することができる。

請求項５に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項４において、前記無ネジ遊星軸は、前記遊星軸の前記遊星歯車間にそれぞれ２本配置されていることを特徴とする。

このように無ネジ遊星軸を配置することで、遊星軸と無ネジ遊星軸とで９本を太陽軸と円環軸との間に配置できる。したがって遊星軸は３本という少ない本数であっても、従来のごとくの本数の遊星軸を配置した構成と同様に太陽軸のブレ量が抑制される。こうして製造コストの高い遊星軸の本数を低減させても、十分に太陽軸のブレ量増加を抑制できる遊星差動ネジ型回転直動変換機構を実現できる。

請求項６に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項１〜３のいずれか一項において、６本の前記遊星軸と３の倍数の本数の前記無ネジ遊星軸とを備えると共に、６本の前記遊星軸は２本を１組として組間の位相間隔を均等にして配置され、前記無ネジ遊星軸は前記遊星軸の組間のみに配置されると共に、前記遊星軸と前記無ネジ遊星軸とを総合した配置についても位相間隔を均等にされていることを特徴とする。

６本の遊星軸と３の倍数の本数の無ネジ遊星軸とで上述した位相間隔となるように配列が形成されていることで、少ない本数の遊星軸としても効果的に太陽軸のブレ量増加を抑制することができる。

請求項７に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構では、請求項６において、前記無ネジ遊星軸は、前記遊星軸の前記遊星歯車間にそれぞれ１本配置されていることを特徴とする。

このように無ネジ遊星軸を配置することで、遊星軸と無ネジ遊星軸とで９本を太陽軸と円環軸との間に配置できる。したがって遊星軸は６本という少ない本数であっても、従来のごとくの本数の遊星軸を配置した構成と同様に太陽軸のブレ量が抑制される。こうして製造コストの高い遊星軸の本数を低減させても、十分に太陽軸のブレ量増加を抑制できる遊星差動ネジ型回転直動変換機構を実現できる。

請求項８に記載のアクチュエータは、回転駆動源の回転を直線運動に変換して出力するアクチュエータであって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構を備え、前記遊星差動ネジ型回転直動変換機構の円環軸を前記回転駆動源にて回転させることにより、前記太陽軸に接続された部材を直線運動させることを特徴とする。

このように請求項１〜７のいずれか一項に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構を備えたアクチュエータとすることにより、遊星軸の本数低減により全体として製造コストを低減させても、十分に太陽軸のブレ量増加を抑制できる。したがって太陽軸に接続された部材の直線運動についても、この部材のブレ量を十分に抑制できるので、制御精度が高く、駆動エネルギーが低いアクチュエータを実現できる。

請求項９に記載のアクチュエータでは、請求項８において、前記部材は軸方向にスライドさせることによりバルブ特性を変更する内燃機関の可変動弁機構に設けられたコントロールシャフトであることを特徴とする。

このようにアクチュエータを、内燃機関の可変動弁機構に設けられたコントロールシャフトを駆動させるものとすることにより、遊星軸の本数低減により全体として製造コストを低減させても、コントロールシャフトの軸方向移動時におけるブレ量を抑制することができる。このため可変動弁機構を高精度に駆動でき、内燃機関の燃費悪化を防止することができる。

［実施の形態１］
図１は内燃機関の可変動弁機構に用いられるアクチュエータに組み込まれた遊星差動ネジ型回転直動変換機構２の内部構成を示す破断斜視図、図２はその縦断面図である。遊星差動ネジ型回転直動変換機構２は、円環軸４、太陽軸６、複数の遊星軸８、及び複数の無ネジ遊星軸１０を主体として構成されている。複数の遊星軸８と複数の無ネジ遊星軸１０とは太陽軸６の周上に配列されて、円環軸４の回転時に、円環軸４と太陽軸６との間にて自転及び公転する。

円環軸４は、ナット１２と、このナット１２の内周面の内でネジが形成されていない領域に固定された円環内歯車（ここでは平歯ギヤ）１４，１６とを備えている。ナット１２は、ここでは５条からなる左ネジである。

太陽軸６は、太陽歯車（ここでは平歯ギヤ）１８，２０、太陽ネジ２２、及びストレートスプライン２４を備えている。更に太陽軸６の基端側、すなわち太陽歯車２０側の端部には太陽軸６の軸方向移動量（ストローク量）を検出するためのコア２６が形成されており、円環軸４を一方側で閉塞しているキャップ２８内に形成されたコイル３０と共に変位センサを構成している。太陽ネジ２２は、ここでは４条からなる右ネジである。

遊星軸８は、複数本、ここでは３本が、円環軸４及び太陽軸６と軸方向を同一にして、円環軸４と太陽軸６との間に等位相間隔（ここでは１２０°間隔）に配置されている。各遊星軸８は、遊星歯車（ここでは平歯ギヤ）３２，３４及び遊星ネジ３６を備えている。この遊星軸８の遊星歯車３２，３４は円環軸４側の円環内歯車１４，１６に、遊星軸８の遊星ネジ３６は円環軸４側のナット１２に噛み合わされていることにより、遊星軸８と円環軸４との間の噛合状態が形成されている。

このように噛み合っている円環軸４のナット１２と遊星軸８の遊星ネジ３６とは、ピッチ円径の比とネジ条数の比とが同じく「５：１」である。したがって遊星軸８が円環軸４の内周面にて転動により自転しつつ公転しても円環軸４と遊星軸８との間で軸方向での相対的移動は生じない。

更に遊星軸８の遊星歯車３２，３４は太陽軸６側の太陽歯車１８，２０に、遊星軸８の遊星ネジ３６は太陽軸６の太陽ネジ２２に噛み合わされていることにより、遊星軸８と太陽軸６との間の噛合状態が形成されている。尚、太陽軸６のストレートスプライン２４は、後述するごとく遊星差動ネジ型回転直動変換機構２がアクチュエータ内に配置されて内燃機関に固定される際に、アクチュエータ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。したがって太陽軸６は、ストレートスプライン２４にてケーシングのストレートスプラインに対して摺動することで軸方向移動は許されるが軸回転は阻止されることになる。

そして上述したごとくの噛合状態にある遊星軸８の遊星ネジ３６と太陽軸６の太陽ネジ２２とは、ピッチ円径比とネジ条数比とが異なる。すなわちピッチ円径の比は「１：３」であるが、遊星軸８の遊星ネジ３６のネジ条数は１条であり、太陽軸６の太陽ネジ２２のネジ条数は４条であるので、ネジ条数比は「１：４」である。このため遊星軸８が、円環軸４の回転により太陽軸６の周囲に転動により自転しつつ公転すると、軸回転が規制されている太陽軸６は、円環軸４と遊星軸８とに対して軸方向での相対的移動を生じる。すなわち差動を生じる。

本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構２は、太陽軸６と円環軸４との間にある遊星軸８の配列内に、更に複数の無ネジ遊星軸１０が配置されている。
これらの無ネジ遊星軸１０は、図３に示すごとくの歯車単体である。図３の(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は斜視図である。この無ネジ遊星軸１０の形状は、遊星軸８の遊星歯車３２，３４とは歯数及び径は全く同じである。更に軸方向長さについてもほぼ同一にされている。尚、遊星軸８の遊星歯車３２，３４と全く同一形状としても良い。

この無ネジ遊星軸１０は、遊星軸８の配列において、一方側の３つの遊星歯車３２の間にそれぞれ２本、合計６本の無ネジ遊星軸１０が配置され、他方側の３つの遊星歯車３４の間にもそれぞれ２本、合計６本の無ネジ遊星軸１０が配置されている。したがって遊星差動ネジ型回転直動変換機構２には１２本の無ネジ遊星軸１０が遊星軸８の配列内に存在することになる。

これらの無ネジ遊星軸１０は、２つの遊星歯車３２，３４のいずれの軸方向位置においても、遊星軸８と無ネジ遊星軸１０とを総合した配置については位相間隔を均等にされている。すなわち図４，５に示す軸直交断面図のごとく、各軸方向位置において、３本の遊星軸８（遊星歯車３２，３４）と６本の無ネジ遊星軸１０との合計９本が、４０°間隔で環状に配列されている。尚、図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５の(Ａ)はＹ−Ｙ断面図、(Ｂ)はＺ−Ｚ断面図である。

３本の遊星軸８については、遊星差動ネジ型回転直動変換機構２の軸方向へのずれは、前記キャップ２８とこれとは反対側のキャップ４０により防止されている。このキャップ２８，４０に加えて、各６本、合計１２本の無ネジ遊星軸１０については、軸方向内側へのずれを防止するために、環状のストッパー４４，４６が配置されている。このため無ネジ遊星軸１０は、軸方向において遊星軸８の遊星歯車３２，３４と同位置に止まって遊星歯車としての機能を果たすことができる。

上述のごとく構成された遊星差動ネジ型回転直動変換機構２を、図６の縦断面図に示すごとくハウジング５０内に配置することでアクチュエータ５２を構成することができる。すなわち円環軸４の外面に電動モータ用のロータ５４を取り付け、ロータ５４に対向してステータ５６をハウジング５０側に取り付けることより電動モータを構成する。太陽軸６のストレートスプライン２４はハウジング５０に形成されたストレートスプライン５８に咬合した状態でハウジング５０の外部に突出させる。このように構成することで電動のアクチュエータ５２とすることができる。

この電動のアクチュエータ５２では、外部の制御回路からの信号によりハウジング５０内部に形成した電動モータ（ロータ５４とステータ５６）を回転させ、このことにより円環軸４を回転させることができる。この回転により、円環軸４、太陽軸６及び遊星軸８の各ネジの噛合状態による上述したごとくの差動が生じ、円環軸４の回転量に応じたスライド量にて太陽軸６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５２は内燃機関の可変動弁機構に適用している。したがって制御回路にて、変位センサのコイル３０により検出される太陽軸６のスライド量が目標位置を示すように円環軸４の回転量を調節することができる。太陽軸６の接続端部４８には可変動弁機構側のコントロールシャフト（請求項の部材に相当）が接続されているので、制御回路によりコントロールシャフトの軸方向位置が調節できる。このことにより、バルブ作用角、例えば吸気バルブのバルブ作用角を調節でき、吸入空気量を制御して内燃機関の出力を調節できる。

このように遊星差動ネジ型回転直動変換機構２をアクチュエータ５２に組み込んで円環軸４を電動モータにより回転させた場合において、太陽軸６の接続端部４８に生じたブレ量の測定結果を図７のグラフに示す。遊星軸８と無ネジ遊星軸１０との配列が約１回転半公転する間に太陽軸６の接続端部４８における上下（Ｙ軸）左右（Ｘ軸）のブレ量（μｍ）を測定したものである。実線が、本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構２を組み込んだアクチュエータ５２による測定結果である。破線は、無ネジ遊星軸１０を除いて、３本の遊星軸８のみの遊星差動ネジ型回転直動変換機構を用いた場合の測定結果である。

３本の遊星軸８のみでは破線にて示されているごとく大きいブレ量が発生することが判る。３本の遊星軸８と６本の無ネジ遊星軸１０との組み合わせでは実線にて示されているごとく、非常にブレ量が小さいことが判る。このブレ量の小ささは従来のごとく９本すべて遊星軸８を用いた場合とほぼ同等である。

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）．本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構２では、遊星軸８の配列内に遊星ネジが形成されていない遊星歯車のみの無ネジ遊星軸１０を配置した構成としている。このように無ネジ遊星軸１０は遊星歯車のみの形成であることから遊星ネジ３６が存在する遊星軸８に比較して製造が極めて容易で製造コストが低い。しかも無ネジ遊星軸１０は遊星歯車としては機能していることから、遊星軸８と共に太陽軸６のブレを抑制することができる。

このように無ネジ遊星軸１０は太陽軸６の保持安定性については遊星軸８と同様に機能できるので、製造コストの高い遊星軸８の本数を低減させても、十分に太陽軸６のブレ量増加を抑制することができる。

特に、本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構２では、太陽軸６は太陽ネジ２２の両側に太陽歯車１８，２０を配置し、遊星軸８は遊星ネジ３６の両側に遊星歯車３２，３４を配置し、円環軸４はナット１２の両側に円環内歯車１４，１６を配置した形状である。これに対して、無ネジ遊星軸１０は、遊星軸８の遊星歯車３２，３４の各配列位置に、それぞれ３の倍数の本数、ここでは６本が配置されている。そして３本の遊星軸８と各６本の無ネジ遊星軸１０とで均等な位相間隔となるように配列が形成されている。

このように無ネジ遊星軸１０を配置することで、遊星軸８との合計で、従来と同一の本数を円環軸４と太陽軸６との間に配置できる。したがって３本という少ない本数の遊星軸８であっても、従来のごとくの本数の遊星軸を配置した構成と同様に太陽軸６の保持安定性が得られる。こうして製造コストの高い遊星軸８の本数を１／３に低減させても、安価な無ネジ遊星軸１０により十分に太陽軸６のブレ量増加を抑制することができる遊星差動ネジ型回転直動変換機構２を実現できる。

この遊星差動ネジ型回転直動変換機構２が組み込まれたことにより、回転駆動源としての電動モータの回転を直線運動に変換して出力するように構成されたアクチュエータ５２は、遊星軸８の本数低減により全体として製造コストを低減させることができる。そしてこのように製造コストを低減させても、上述した理由により、内燃機関に設けられた可変動弁機構のコントロールシャフトを軸方向にスライドさせる場合に、その運動時のブレ量を抑制することができる。このため可変動弁機構を高精度に駆動でき、駆動エネルギーが低いアクチュエータ５２を実現できる。特にこのアクチュエータ５２は内燃機関のバルブ特性を変更するものであることから、内燃機関の省エネに不利とならないバルブ特性変更、ここでは吸気弁のバルブ作用角調節が実現できる。したがって内燃機関の燃費悪化を防止することができる。

（ロ）．尚、本実施の形態では無ネジ遊星軸１０の形状は遊星軸８の遊星歯車３２，３４とはわずかに端面の面取り状態が異なるのみであり、他の形状は同じであるので、遊星軸８の遊星歯車３２，３４と同一の製造工程にて製造可能であり、製造工程が簡素化できて製造コストの低減を促進できる。

更に無ネジ遊星軸１０を遊星軸８の遊星歯車３２，３４と全く同形とすれば、より効果的に製造コストの低減が可能となる。
［実施の形態２］
図８に本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構１０２の破断斜視図を示す。本実施の形態では遊星軸１０８の配列において、軸方向の両端にてそれぞれ配置されている遊星歯車１３２，１３４の位置には、前記実施の形態１の無ネジ遊星軸と同様に無ネジ遊星軸１１０が配置されている。このように無ネジ遊星軸１１０は軸方向両端で２つ設けられているが、この無ネジ遊星軸１１０の２つが１組として、シャフト１１１ａにて連結されて１本の連結無ネジ遊星軸１１１とされている点が前記実施の形態１と異なる。したがって本実施の形態の連結無ネジ遊星軸１１１は、遊星軸１０８とは遊星ネジ１３６が存在しないのみで、他は同様な構成をなしている。このためキャップ１２８，１４０のみで連結無ネジ遊星軸１１１の軸方向のずれは防止されるので、前記実施の形態１では設けられていた内側の環状のストッパーは存在しない。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．２つ１組の無ネジ遊星軸１１０をシャフト１１１ａにて接続した連結無ネジ遊星軸１１１は、遊星軸１０８において遊星ネジ１３６を除いた形状に相当する。

このことによっても連結無ネジ遊星軸１１１は、前記実施の形態１にて述べたごとく、製造コストが低く、円環軸１０４の回転時に遊星軸１０８と共に太陽軸１０６のブレ量を抑制することができる。したがって製造コストの高い遊星軸１０８の本数を本実施の形態のごとくに低減させても十分に太陽軸１０６のブレ量増加を抑制することができる。

このことから遊星差動ネジ型回転直動変換機構１０２をアクチュエータに組み込んだ場合に、内燃機関の可変動弁機構を高精度に駆動でき、駆動エネルギーが低いアクチュエータを実現でき、内燃機関の燃費悪化を防止することができる。

しかも連結無ネジ遊星軸１１１の成形は、遊星軸１０８の製造工程を利用できるので、製造工程が簡素化できて製造コストの低減を促進できる。
更に１組の無ネジ遊星軸１１０と遊星歯車１３２，１３４とは面取り形状が違うのみであるが、全く同一形状とすれば、更に製造コストの低減を促進できる。

［実施の形態３］
図９に本実施の形態の遊星差動ネジ型回転直動変換機構２０２の軸直交方向での断面図を示す。本実施の形態では前記実施の形態１の遊星軸と同形状の遊星軸２０８が６本存在し、円環軸２０４と太陽軸２０６との間に配列されている。この遊星軸２０８の配列における軸方向両側の遊星歯車２３２，２３４の各配列内には、それぞれ３の倍数の本数、ここでは３本の無ネジ遊星軸２１０が含まれている。この無ネジ遊星軸２１０は前記実施の形態１の無ネジ遊星軸と同形状である。

尚、６本の遊星軸２０８は２本１組として位相間隔を均等に配置されている。したがって６本の遊星軸２０８の軸方向両側においても、それぞれ、６本の遊星歯車２３２，２３４を２本１組として位相間隔を均等にして配置されている。更にこの遊星歯車２３２，２３４と無ネジ遊星軸２１０とを総合した位相間隔についても均等にして配置されている。他の構成は前記実施の形態１と同じである。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．このように遊星軸２０８を６本とし、各遊星歯車２３２，２３４の配列内にそれぞれ３本の無ネジ遊星軸２１０を配置した構成としても、３本の無ネジ遊星軸２１０が用いられている分、製造コストが低減でき、前記実施の形態１の効果を生じる。

特に遊星軸２０８が６本であることにより、この遊星差動ネジ型回転直動変換機構２０２を用いたアクチュエータは、コントロールシャフトなどから受ける負荷荷重に対する耐久性を特に高くする場合に有効である。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態３においては、軸方向両側の各３本の無ネジ遊星軸２１０はシャフトにて連結されていないが、前記実施の形態２のごとくシャフトにて連結しても良い。

（ｂ）．前記各実施の形態においては、一例として、太陽歯車、遊星歯車、無ネジ遊星軸、円環内歯車は平歯車であったが、平歯車以外、例えば歯のねじれ角が存在するハス歯歯車でも良い。

（ｃ）．前記各実施の形態では、一例として、円環軸のナット、遊星軸の遊星ネジ、及び太陽軸の太陽ネジの間のピッチ円径比は「５：１：３」、ネジ条数比は「５：１：４」となるように設計し、このことにより差動を生じさせて、円環軸の回転によって太陽軸を軸方向に移動させていた。これ以外のピッチ円径比とネジ条数比との組み合わせにより差動を生じさせても良い。

（ｄ）．前記各実施の形態では無ネジ遊星軸は中実に形成されていたが、中空状態に形成しても良い。このことにより遊星差動ネジ型回転直動変換機構の軽量化を図ることができ、遊星差動ネジ型回転直動変換機構の駆動エネルギーを低くでき、高応答な遊星差動ネジ型回転直動変換機構にできると共に、内燃機関に適用した場合には燃費の向上に貢献できる。

実施の形態１の遊星差動ネジ型回転直動変換機構の破断斜視図。 同じく軸方向に沿った縦断面図。 実施の形態１の遊星差動ネジ型回転直動変換機構に用いられる無ネジ遊星軸の構成説明図。 図２におけるＸ−Ｘ断面図。 図２におけるＹ−Ｙ断面図及びＺ−Ｚ断面図。 上記遊星差動ネジ型回転直動変換機構を組み込んだアクチュエータの縦断面図。 上記アクチュエータにおける太陽軸のブレ量の測定結果を示すグラフ。 実施の形態２の遊星差動ネジ型回転直動変換機構の破断斜視図。 実施の形態３の遊星差動ネジ型回転直動変換機構の軸直交方向の断面図。

符号の説明

２…遊星差動ネジ型回転直動変換機構、４…円環軸、６…太陽軸、８…遊星軸、１０…無ネジ遊星軸、１２…ナット、１４，１６…円環内歯車、１８，２０…太陽歯車、２２…太陽ネジ、２４…ストレートスプライン、２６…コア、２８…キャップ、３０…コイル、３２，３４…遊星歯車、３６…遊星ネジ、４０…キャップ、４４，４６…ストッパー、４８…接続端部、５０…ハウジング、５２…アクチュエータ、５４…ロータ、５６…ステータ、５８…ストレートスプライン、１０２…遊星差動ネジ型回転直動変換機構、１０４…円環軸、１０６…太陽軸、１０８…遊星軸、１１０…無ネジ遊星軸、１１１…連結無ネジ遊星軸、１１１ａ…シャフト、１２８…キャップ、１３２，１３４…遊星歯車、１３６…遊星ネジ、１４０…キャップ、２０２…遊星差動ネジ型回転直動変換機構、２０４…円環軸、２０６…太陽軸、２０８…遊星軸、２１０…無ネジ遊星軸、２３２，２３４…遊星歯車。

Claims (9)

1. 太陽ネジと太陽歯車とを設けた太陽軸、遊星ネジと遊星歯車とを設けて前記太陽軸の周上に配列された複数の遊星軸、及びナットと円環内歯車とを設けて前記遊星軸の配列外側に配置された円環軸を備え、ネジ間の差動により円環軸と太陽軸との間で回転直動間の変換を行う遊星差動ネジ型回転直動変換機構であって、
   前記遊星軸の配列内に遊星ネジが形成されていない遊星歯車のみの無ネジ遊星軸を配置したことを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
2. 請求項１において、前記太陽軸は前記太陽ネジの軸方向両側に前記太陽歯車を配置し、前記遊星軸は前記遊星ネジの軸方向両側に前記遊星歯車を配置し、前記円環軸は前記ナットの軸方向両側に前記円環内歯車を配置した形状であり、前記無ネジ遊星軸は前記遊星軸における遊星歯車と同形状の遊星歯車のみからなり、この遊星歯車が前記遊星軸による２つの遊星歯車配列内に配置されていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
3. 請求項２において、前記２つの遊星歯車配列内における前記無ネジ遊星軸同士がシャフトにて連結されていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、３本の前記遊星軸と３の倍数の本数の前記無ネジ遊星軸とを備えると共に、３本の前記遊星軸は位相間隔を均等にして配置され、前記遊星軸と前記無ネジ遊星軸とを総合した配置についても位相間隔を均等にされていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
5. 請求項４において、前記無ネジ遊星軸は、前記遊星軸の前記遊星歯車間にそれぞれ２本配置されていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
6. 請求項１〜３のいずれか一項において、６本の前記遊星軸と３の倍数の本数の前記無ネジ遊星軸とを備えると共に、６本の前記遊星軸は２本を１組として組間の位相間隔を均等にして配置され、前記無ネジ遊星軸は前記遊星軸の組間のみに配置されると共に、前記遊星軸と前記無ネジ遊星軸とを総合した配置についても位相間隔を均等にされていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
7. 請求項６において、前記無ネジ遊星軸は、前記遊星軸の前記遊星歯車間にそれぞれ１本配置されていることを特徴とする遊星差動ネジ型回転直動変換機構。
8. 回転駆動源の回転を直線運動に変換して出力するアクチュエータであって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の遊星差動ネジ型回転直動変換機構を備え、前記遊星差動ネジ型回転直動変換機構の円環軸を前記回転駆動源にて回転させることにより、前記太陽軸に接続された部材を直線運動させることを特徴とするアクチュエータ。
9. 請求項８において、前記部材は軸方向にスライドさせることによりバルブ特性を変更する内燃機関の可変動弁機構に設けられたコントロールシャフトであることを特徴とするアクチュエータ。

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