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
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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
【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。
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。
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。
(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。
・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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008132260A JP2009281443A (ja) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008132260A JP2009281443A (ja) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009281443A true JP2009281443A (ja) | 2009-12-03 |
Family
ID=41452113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008132260A Pending JP2009281443A (ja) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | 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 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009281443A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010061084A1 (de) | 2009-12-08 | 2011-07-21 | DENSO CORPORATION, Aichi-pref. | System zum Ankurbeln einer internen Verbrennungsmaschine durch in Eingriff bringen von einem Ritzel mit einem Zahnkranz |
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2008
- 2008-05-20 JP JP2008132260A patent/JP2009281443A/ja active Pending
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DE102010061084A1 (de) | 2009-12-08 | 2011-07-21 | DENSO CORPORATION, Aichi-pref. | System zum Ankurbeln einer internen Verbrennungsmaschine durch in Eingriff bringen von einem Ritzel mit einem Zahnkranz |
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