アクチュエータおよびエンジンの可変動弁機構
【課題】回転動力を発生する駆動源４０と、駆動源４０で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構５０と、駆動源４０および変換機構５０を収納するハウジング３１とを備えるアクチュエータ３０において、このアクチュエータ３０の停止時に、太陽軸５２の意図せぬ軸方向変位を抑制または防止する。
【解決手段】変換機構５０は、駆動源４０で回転駆動される円環軸５１と、円環軸５１の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通される太陽軸５２と、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周数ヶ所に配置される遊星軸５３とを備える。ハウジング３１は、太陽軸５２の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部３３を有する。太陽軸５２のオススプライン５２ｄにおける円周方向所定領域が、ハウジング３１の筒部３３のメススプライン３３ａに径方向から押し付けられた状態とされている。
【解決手段】変換機構５０は、駆動源４０で回転駆動される円環軸５１と、円環軸５１の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通される太陽軸５２と、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周数ヶ所に配置される遊星軸５３とを備える。ハウジング３１は、太陽軸５２の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部３３を有する。太陽軸５２のオススプライン５２ｄにおける円周方向所定領域が、ハウジング３１の筒部３３のメススプライン３３ａに径方向から押し付けられた状態とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換して出力するアクチュエータ、およびエンジンバルブ（インテークバルブやエキゾーストバルブ）のバルブ特性（バルブリフト量、作用角）を変更するための可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に、エンジンの可変動弁機構が示されている。この可変動弁機構は、シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備えている。
【０００３】
バルブリフト機構は、コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備えている。
【０００４】
この可変動弁機構の動作を説明する。アクチュエータによりコントロールシャフトとともにスライダギヤを軸方向に変位させると、スライダギヤの入力ヘリカルスプラインと入力アームのヘリカルスプラインとの運動変換作用およびスライダギヤの出力ヘリカルスプラインと出力アームの各ヘリカルスプラインとの運動変換作用によって、入力アームと出力アームとが相対回転することになり、これによってエンジンバルブのバルブ特性が変更されるようになる。
【０００５】
アクチュエータは、入力された回転運動を直線運動に変換して出力するための変換機構と、この変換機構に回転運動を入力するためのモータとを備えた構成になっている。
【０００６】
前記のモータは、例えばブラシレスモータとされており、ステータとロータとを備えている。ステータはハウジングの内周に固定され、ロータは変換機構の太陽軸の外周に固定されている。
【０００７】
前記の変換機構は、例えばモータにより回転運動させられる円環軸と、この円環軸の内径側に同心状に挿通される太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に介装される複数の遊星軸とを備えた構成になっている。
【０００８】
円環軸は、複列アンギュラタイプの玉軸受を介してハウジングの内側小筒部に回転可能かつ軸方向移動不可能に固定されている。
【０００９】
円環軸の内周面において、軸方向中間領域にはメスネジが設けられ、また、軸方向両端には内歯歯車が固定されている。太陽軸の外周面において、軸方向所定領域にはオスネジが設けられ、また、このオスネジの軸方向両側には傾き防止用ギヤが設けられている。遊星軸の外周面において、軸方向中間領域にはオスネジが設けられ、また、軸方向両端には傾き防止用ギヤが設けられている。
【００１０】
そして、遊星軸のオスネジが円環軸のメスネジと太陽軸のオスネジとにそれぞれ噛み合わされ、また、遊星軸の軸方向両端の傾き防止用ギヤが円環軸の軸方向両端の内歯歯車と太陽軸の軸方向両端の傾き防止用ギヤとにそれぞれ嵌合されている。
【００１１】
太陽軸においてハウジングの外側小筒部から外部に突き出される外端部は、可変動弁機構のコントロールシャフトに一体に連結されている。この太陽軸の外端部は、軸方向変位可能にかつ回転不可能にハウジングの外側小筒部に支持されている。このような支持形態を実現するために、太陽軸の外端部の外周面にオススプラインを、また、ハウジングの外側小筒部の内周面にメススプラインをそれぞれ設け、前記オススプラインと前記メススプラインとを嵌合させるようにしている。
【００１２】
次に、前記アクチュエータの動作を簡単に説明する。モータに通電することによりロータおよび円環軸を回転させると、太陽軸が回転不可能にハウジングに支持されているので、各遊星軸がそれぞれ自転しながら太陽軸の周りを公転する。この各遊星軸の自転および公転に伴い、円環軸のメスネジと遊星軸のオスネジと太陽軸のオスネジとの送りネジ作用によって、太陽軸がハウジングのメススプラインに案内されて軸方向に変位する。これにより、太陽軸と一体のコントロールシャフトが軸方向に沿って変位されるので、このコントロールシャフトの軸方向変位に応答してバルブリフト機構を介してエンジンバルブの最大リフト量が連続的に変化させられるようになる。
【００１３】
ところで、特許文献２には、前記した構成のアクチュエータにおいて、遊星軸の使用数を減らすことにより低コスト化および軽量化を図ったうえで、この遊星軸の使用数を減らした分、短尺な無ネジ遊星歯車を用いることにより太陽軸の振れを抑制するように構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１２７１８９号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献１に係る従来例の可変動弁機構では、エンジンのバルブスプリングからバルブリフト機構の出力アームに加えられる力と、エンジンのカムシャフトからバルブリフト機構の入力アームに加えられる力とが、バルブリフト機構の入力アームおよび出力アームの各ヘリカルスプラインとスライダギヤのヘリカルスプラインとの噛み合い部分により、軸方向一方へのスラスト荷重に変換されてスライダギヤに作用する。このスラスト荷重は、コントロールシャフトを反アクチュエータ側に引っ張る方向のスラスト荷重となる。
【００１６】
ところで、エンジンが停止している状態でも、前記バルブスプリングの反力がバルブリフト機構の出力アームに定常的に作用している関係より、次のような現象が発生しうることを知見した。
【００１７】
つまり、前記引っ張り方向のスラスト荷重が作用するコントロールシャフトには、アクチュエータの太陽軸が一体に連結されている関係より、コントロールシャフトに作用する引っ張り方向のスラスト荷重が太陽軸にも作用することになるので、円環軸のメスネジと太陽軸のオスネジと遊星軸のオスネジとの送りネジ作用によって、太陽軸がアクチュエータのハウジングから軸方向に引き出される現象が発生しうる。
【００１８】
通常、円環軸を支持する玉軸受の内部フリクションや、変換機構内部に供給されるオイルをハウジング内のモータ配置空間へ漏洩させないようにするためのオイルシールのフリクションや、モータのステータ・ロータ間に作用する磁力などが、円環軸を非回転とするための回転抑止力になっている。
【００１９】
しかしながら、玉軸受の構成要素やオイルシールやモータの構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータの製品毎に前記回転抑止力にばらつきが生じる。
【００２０】
仮に、前記回転抑止力が小さくなっている場合には、前記したような太陽軸およびコントロールシャフトの引き出し現象が起こる可能性が高くなるので、エンジン停止状態において太陽軸およびコントロールシャフトの停止位置が本来の停止位置からずれる可能性が高くなる。
【００２１】
このような理由により、甚だしい場合には、アクチュエータの動作を制御するためのコントローラにおいて前記太陽軸およびコントロールシャフトの停止位置に関する記憶情報と、実際のコントロールシャフトの停止位置とが整合しなくなる。その結果、アクチュエータを再起動させるときに、太陽軸およびコントロールシャフトの目標停止位置と実際の停止位置とが一致しなくなるなど、バルブリフト機構によるバルブ特性の変更精度が低下することになりかねない。
【００２２】
このような事情に鑑み、本発明は、回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータにおいて、当該アクチュエータの停止時に、太陽軸の意図せぬ軸方向変位を抑制または防止することを目的としている。
【００２３】
また、本発明は、エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構において、アクチュエータの停止時に、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することを抑制または防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータであって、前記変換機構は、軸方向変位が規制された状態で前記回転動力で回転駆動されかつ内周にメスネジを有する円環軸と、この円環軸の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通されかつ外周の軸方向所定領域にオスネジを有する太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に配置されかつ外周に前記円環軸のメスネジと前記太陽軸のオスネジとにそれぞれ螺合されるオスネジを有する遊星軸とを備え、前記ハウジングは、前記太陽軸の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部を有し、この筒部内周にはメススプラインが設けられ、また、前記太陽軸の外周の軸方向所定領域には、前記メススプラインに嵌合するオススプラインが設けられ、前記太陽軸のオススプラインにおける円周方向所定領域が、前記筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた状態とされている、ことを特徴としている。
【００２５】
この構成では、駆動源で発生する回転動力を円環軸に入力すると、回転不可能な太陽軸の周りを遊星軸が自転しながら公転することになり、円環軸のメスネジと遊星軸のオスネジと太陽軸のオスネジとの送りネジ作用でもって、太陽軸が軸方向のいずれか一方に変位されることになる。このとき、太陽軸は、そのオススプラインとハウジングの筒部のメススプラインとによって、回転せずに軸方向に変位するようになる。つまり、太陽軸のオススプラインと筒部のメススプラインとは、太陽軸の回り止めと軸方向ガイドとを兼ねる働きをするようになっている。
【００２６】
そして、このように直線的に変位させられる太陽軸の外周のオススプラインにおける円周方向所定領域が、ハウジングの筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた、いわゆる局部押し付け状態になっていると、この押し付けられた部分では、太陽軸を軸方向に変位させる際に前記押し付け部分以外の領域に比べて大きな摩擦抵抗が発生する。これにより、アクチュエータ停止時において、例えば太陽軸に対して軸方向に押し引きされる外力が加わったときに、前記摩擦抵抗により太陽軸が軸方向に変位しにくくなる。
【００２７】
ここで、本発明に係るアクチュエータを従来例で説明したような可変動弁機構のアクチュエータとして適用する場合、エンジン停止時において、可変動弁機構のコントロールシャフトから従来例で説明したような引っ張り方向のスラスト荷重がアクチュエータの太陽軸に作用することになるが、そのような場合でも、前記太陽軸が前記したように軸方向に変位しにくい状態にされているから、太陽軸が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、遊星軸が自転および公転しにくくなる。
【００２８】
これにより、アクチュエータの停止時に、前記太陽軸が前記コントロールシャフトからの引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、当該太陽軸が軸方向に変位する可能性が低下するようになる。そのために、アクチュエータの停止時において、太陽軸の停止位置が狂いにくくなるので、アクチュエータを再起動させるときに太陽軸の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【００２９】
このように、本発明の前記構成では、従来例で説明したような回転抑止力に頼ることなく、太陽軸の軸方向変位を抑制または防止することが可能になるから、次のような点でもメリットがある。
【００３０】
なお、前記回転抑止力は、円環軸を支持する玉軸受の内部フリクションや、変換機構内部に供給されるオイルがハウジング内におけるモータの配置空間に漏洩することを防止するためのオイルシールのフリクションや、駆動源としてのモータのステータ・ロータ間に作用する磁力などにより得られる。この回転抑止力は、玉軸受の構成要素やオイルシールやモータの構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータの製品毎にばらつきがある。そこで、製造公差や組立公差を高精度に管理することにより前記回転抑止力を一定レベル以上にすることが可能であるものの、その場合には製造コストが嵩むなど、好ましくない。このような製造コストの嵩む対処が、本発明では不要になるのである。
【００３１】
好ましくは、前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定して前記筒部内において前記太陽軸を意図的に偏らせる状態にすることによって確保される。
【００３２】
なお、複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定するには、例えば複数の遊星軸の少なくとも一部を円周方向に不等間隔で配列するように組み込むようにしたり、あるいは例えば遊星軸を間引くようにしたり、することによって達成することができる。
【００３３】
このように、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定すると、当該２つの遊星軸が存在する領域において、円環軸に対する太陽軸の支持剛性が他領域に比べて低下することになる。これにより、前記ハウジングの筒部内において前記太陽軸が偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００３４】
しかも、前記のように、複数の遊星軸の少なくとも一部を円周方向に不等間隔で配列するように組み込むだけであって、余分な部品を追加する必要がないから、アクチュエータの製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００３５】
好ましくは、前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記太陽軸の中心を前記ハウジングの筒部の中心に対して意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保される。
【００３６】
このように、太陽軸をオフセット組み込みすると、余分な部品を追加せずに、前記局部押し付け状態を確保することが可能になるから、アクチュエータの製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００３７】
また、本発明は、エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構において、シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備え、前記バルブリフト機構は、前記コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備え、かつ前記コントロールシャフトの直線運動を通じて前記入力アームと前記出力アームとを相対回転させることで前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更する構成であり、前記アクチュエータは、前記特徴構成を有する構成とされ、このアクチュエータの太陽軸においてハウジングから外部へ突出する外端部が、前記コントロールシャフトに同軸となる状態で一体に連結されている、ことを特徴としている。
【００３８】
このように、可変動弁機構の駆動源として前記特徴構成を有するアクチュエータを用いる場合、可変動弁機構のコントロールシャフトから従来例で説明したような引っ張り方向のスラスト荷重がアクチュエータの太陽軸に作用することになる。しかしながら、そのような状況が発生したとしても、前記太陽軸が前記したように軸方向に変位しにくい状態にされているので、太陽軸が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、遊星軸が自転および公転しにくくなる。これにより、前記コントロールシャフトに引っ張り方向のスラスト荷重がかかっても、このコントロールシャフトと連結される太陽軸が軸方向に変位する可能性が低下する。
【００３９】
そのため、アクチュエータが停止しているときに、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することが抑制または防止される。これにより、アクチュエータの停止時において、前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を目標値に保つことが可能になるので、アクチュエータを再起動するときに可変動弁機構のコントロールシャフトの位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係るアクチュエータは、当該アクチュエータの停止時に、太陽軸の意図せぬ軸方向変位を抑制または防止することができる。これにより、アクチュエータを再起動するときに太陽軸の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【００４１】
また、本発明に係るエンジンの可変動弁機構は、アクチュエータの停止時に、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することを抑制または防止することができる。これにより、アクチュエータの停止時において、バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を目標値に保つことが可能になるので、アクチュエータを再起動するときにコントロールシャフトの位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る実施形態１で、可変動弁機構をエンジンに搭載した状態を示す平面図である。
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。
【図３】図１の可変動弁機構の外観を示す斜視図である。
【図４】図２のバルブリフト機構を分離した状態を示す斜視図である。
【図５】図２のバルブリフト機構を分離して一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図６】図２のバルブリフト機構により発生するスラスト荷重の発生原理を説明するための図である。
【図７】図１のアクチュエータを示す断面図である。
【図８】図７の（８）−（８）線断面の矢視図である。
【図９】図７の（９）−（９）線断面の矢視図である。
【図１０】実施形態１の応用例１で、図８に対応する図である。
【図１１】実施形態１の応用例２で、図８に対応する図である。
【図１２】実施形態１の応用例３で、図８に対応する図である。
【図１３】本発明に係る実施形態２で、図９に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１から図９に本発明の実施形態１を示している。この実施形態１では、本発明に係る可変動弁機構１０を直列４気筒エンジンに搭載した例を挙げているが、可変動弁機構１０の適用対象となるエンジンの型式や気筒数は特に限定されない。
【００４５】
図１に示すように、シリンダヘッド１には、インテークカムシャフト２およびエキゾーストカムシャフト３が回転自在に搭載されている。インテークカムシャフト２およびエキゾーストカムシャフト３は、図示していないが、クランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される。
【００４６】
また、図２に示すように、インテークバルブ４は、インテークカムシャフト２のカム（インテークカム）２ａおよびバルブスプリング６を介して各シリンダ１ａのインテークポート１ｂを開閉するように作動される。エキゾーストバルブ５は、エキゾーストカムシャフト３のカム（エキゾーストカム）３ａおよびバルブスプリング６を介して各シリンダ１ａのエキゾーストポート１ｃを開閉するように作動される。図２において、７はローラロッカーアームである。
【００４７】
シリンダヘッド１上には、図１に示すように、可変動弁機構１０がインテークカムシャフト２に隣接して配置されている。この可変動弁機構１０は、インテークバルブ４のバルブ作用角（ＩＮＣＡＭ）を変更することが可能な構成になっている。このバルブ作用角ＩＮＣＡＭは、インテークバルブ４が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置まで移動する期間におけるクランクシャフトの回転角度を示す。
【００４８】
具体的に、可変動弁機構１０は、図３に示すように、ロッカーシャフト１１、コントロールシャフト１２、シリンダ１ａと同数のバルブリフト機構２０、アクチュエータ３０などを備えている。この可変動弁機構１０の基本構成は、特許文献１（特開２００７−１２７１８９号公報）に記載されている可変動弁機構とほぼ同じであるので、ここでは簡単に説明する。
【００４９】
ロッカーシャフト１１は、シリンダヘッド１上においてインテークカムシャフト２に隣り合う位置に回転運動および直線運動が不可能な状態で固定されている。コントロールシャフト１２は、ロッカーシャフト１１内に回転運動不可能かつ直線運動可能な状態で挿通されている。
【００５０】
バルブリフト機構２０は、ロッカーシャフト１１の外周に各シリンダ１ａに対応して組み付けられてインテークバルブ４を運動させる。このバルブリフト機構２０は、図４に示すように、スライダギヤ２１と、入力アーム２２と、２つの出力アーム２３，２３とを備えている。
【００５１】
スライダギヤ２１は、コントロールシャフト１２に連動して直線運動可能とされている。入力アーム２２は、スライダギヤ２１に組み付けられてインテークカムシャフト２により運動させられる。２つの出力アーム２３，２３は、スライダギヤ２１に組み付けられてインテークバルブ４を運動させる。
【００５２】
入力アーム２２および２つの出力アーム２３，２３は、スライダギヤ２１とそれぞれヘリカルスプラインを通じて噛み合わされている。スライダギヤ２１は、回転運動および直線運動ともに可能とされ、入力アーム２２は、回転運動可能かつ直線運動不能とされ、出力アーム２３は、回転運動可能かつ直線運動不能とされている。これにより、スライダギヤ２１の直線運動に伴い入力アーム２２と２つの出力アーム２３，２３とが互いに相対回転する。
【００５３】
スライダギヤ２１の外周において、軸方向中間には右ねじれの入力ヘリカルスプライン２１ａが形成されており、また、軸方向両端には左ねじれの出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂが形成されている。すなわち、入力ヘリカルスプライン２１ａと出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂとは、歯すじのねじれ方向がコントロールシャフト１２の中心線に対して互いに反対となるように形成されている。
【００５４】
入力アーム２２の内周には、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａと噛み合う入力ヘリカルスプライン２２ａが形成されている。この入力アーム２２の外周側には、インテークカム２ａと接触するローラ２２ｂが支持片２２ｃ，２２ｃに支軸２２ｄを介して回転自在に支持されている。
【００５５】
２つの出力アーム２３，２３の各内周には、スライダギヤ２１の軸方向両端の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂと噛み合う出力ヘリカルスプライン２３ａ，２３ａが形成されている。両出力アーム２３の外周側には、インテークバルブ４用のローラロッカーアーム７に当接するノーズ２３ｂが設けられている。
【００５６】
アクチュエータ３０は、コントロールシャフト１２をその軸方向に直線的に押し引きさせるものである。ここで、コントロールシャフト１２がアクチュエータ３０から押し出される方向（遠ざけられる方向）を正方向（Ｆ）とし、アクチュエータ３０へ引き込まれる方向（近づけられる方向）を逆方向（Ｒ）とする。
【００５７】
アクチュエータ３０は、図７に示すように、モータ４０と、変換機構５０とをハウジング３１内に収納した構成になっている。
【００５８】
ハウジング３１は、シリンダヘッド１に固定されている。モータ４０は、例えばブラシレスモータとされており、ロータコイルＣを有するステータ４１および永久磁石を有するロータ４２を備えている。ステータ４１はハウジング３１の内周に固定され、ロータ４２は変換機構５０の太陽軸５２の外周に固定されている。
【００５９】
変換機構５０は、モータ４０から伝達される回転運動を直線運動に変換してコントロールシャフト１２に出力するもので、円環軸５１と、太陽軸５２と、複数の遊星軸５３・・・とを備えている。
【００６０】
円環軸５１の内径側に太陽軸５２が同心状に所定空間を介して挿通されており、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周数ヶ所に遊星軸５３が配置されている。
【００６１】
円環軸５１の内周面において、軸方向中間領域にはメスネジ５１ａが設けられ、軸方向両端には内歯歯車５４，５５が固定されている。太陽軸５２の外周面において、軸方向所定領域にはオスネジ５２ａが設けられ、このオスネジ５２ａの軸方向両側には傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃが設けられている。遊星軸５３の外周面において、軸方向中間領域にはオスネジ５３ａが設けられ、軸方向両端には傾き防止用ギヤ５３ｂ，５３ｃが設けられている。なお、前記傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃ，５３ｂ，５３ｃは、例えば平歯ギヤとされている。
【００６２】
そして、遊星軸５３のオスネジ５３ａが円環軸５１のメスネジ５１ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとにそれぞれ噛み合わされており、また、遊星軸５３の軸方向両端の傾き防止用ギヤ５３ｂ，５３ｃが円環軸５１の軸方向両端の内歯歯車５４，５５と太陽軸５２の軸方向両端の傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃとにそれぞれ噛み合わされている。
【００６３】
円環軸５１は、複列アンギュラタイプの玉軸受５６を介してハウジング３１の内側小筒部３２に回転可能かつ軸方向移動不可能に固定されており、モータ４０により正逆方向に回転駆動されるようになっている。
【００６４】
また、太陽軸５２の外端部５２ｅ（図７の左端部）は、継手５７によって可変動弁機構１０のコントロールシャフト１２に一体に連結されている。この太陽軸５２の外端部５２ｅの外周面には、オススプライン５２ｄが設けられており、このオススプライン５２ｄは、ハウジング３１の外側小筒部３３の内周面に設けられるメススプライン３３ａに嵌合されている。この両スプライン５２ｄ，３３ａの嵌合により、太陽軸５２の外端部５２ｅが、ハウジング３１の外側小筒部３３に軸方向変位可能にかつ回転不可能に支持されるようになる。つまり、オススプライン５２ｄとメススプライン３３ａとが、太陽軸５２およびコントロールシャフト１２の回り止めと軸方向ガイドとを兼ねる働きをするようになっている。
【００６５】
太陽軸５２において外端部５２ｅ寄りの領域には、太陽軸５２の軸方向変位ストロークを規制するためのストッパ６１，６２が設けられている。内側ストッパ６１は、太陽軸５２の外周においてオススプライン５２ｄの内端側（ハウジング３１の内側）に固定され、また、外側ストッパ６２は、太陽軸５２の外周においてオススプライン５２ｄの外端側（ハウジング３１の外側）に固定されている。そして、太陽軸５２をハウジング３１の外側に突き出すように軸方向変位させたときに、内側ストッパ６１がハウジング３１の外側小筒部３３の内壁面に当接すると、太陽軸５２が停止される。一方、太陽軸５２をハウジング３１の内側に引き込むように軸方向変位させたときに、外側ストッパ６２がハウジング３１の外側小筒部３３の外壁面に当接すると、太陽軸５２が停止される。このように２つのストッパ６１，６２でもって太陽軸５２の軸方向変位ストロークを規制するようにしている。
【００６６】
さらに、アクチュエータ３０には、モータ４０のロータ４２および変換機構５０の円環軸５１の回転角を検出するための回転角検出装置６３が設けられている。この回転角検出装置６３は、ロータ４２に回転一体に固定された磁石６４と、この磁石６４に対向するようにハウジング３１の内面に取り付けられたセンサ６５とを備えている。
【００６７】
磁石６４は、円周方向に例えば４８極の磁性体を配置することで円板形状に形成されている。この磁石６４の中心軸は、ロータ４２の回転軸に一致している。また、センサ６５は、ホール素子によって構成されたロータリエンコーダ式の相対位置センサとされている。このセンサ６５からは、ロータ４２の回転角に応じたパルス状の信号が、回転角信号として出力され、その信号はコントローラ（例えばエンジン制御用のＥＣＵなど）８に入力される。
【００６８】
このコントローラ８によって、エンジンの運転状態に基づいたインテークバルブ４の最大リフト量の制御目標値が設定されるとともに、センサ６５から出力される回転角信号に基づいてインテークバルブ４の最大リフト量の現在値が検出される。そして、最大リフト量の現在値を制御目標値と一致させるように、アクチュエータ３０の駆動制御を行うようになっている。
【００６９】
このように構成されたアクチュエータ３０の動作を説明する。ステータ４１のコイルＣに通電することによりロータ４２および円環軸５１を回転させると、太陽軸５２が回転不可能にハウジング３１に支持されているので、各遊星軸５３がそれぞれ自転しながら太陽軸５２の周りを公転し、この各遊星軸５３の自転および公転に伴い、遊星軸５３のオスネジ５３ａと円環軸５１のメスネジ５１ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの送りネジ作用によって、太陽軸５２がハウジング３１のメススプライン３３ａに案内されて軸方向に移動する。これにより、太陽軸５２と一体のコントロールシャフト１２が軸方向に沿って非回転状態で移動されることになり、このコントロールシャフト１２により、各バルブリフト機構２０を介してインテークバルブ４の最大リフト量が連続的に変化されることになる。
【００７０】
なお、アクチュエータ３０において、ロータ４２および円環軸５１を回転させることにより太陽軸５２を軸方向に変位させる形態を「正効率」と言う。その反対に、太陽軸５２が軸方向に変位することによりロータ４２および円環軸５１が回転される形態を「逆効率」と言う。
【００７１】
ところで、このような構成のアクチュエータ３０では、従来例で説明したように、コントロールシャフト１２を経て太陽軸５２に一方向のスラスト荷重が定常的に作用されるようになっている。このスラスト荷重は、太陽軸５２を引っ張る向きになっている。このようなスラスト荷重が発生する理由を、図６を参照して説明する。
【００７２】
可変動弁機構３においては、インテークカムシャフト２を通じて入力アーム２２のローラ２２ｂへ加えられる力がスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａ（図中のスライダギヤ入力部に相当）へ伝達されるため、入力アーム２２のローラ２２ｂに加えられる力の方向とスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａの歯すじのねじれ方向との関係により、正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重がスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａに生じるようになる。
【００７３】
一方で、バルブスプリング６，６を通じて出力アーム２３，２３のノーズ２３ｂ，２３ｂへ加えられる力がスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂ（図中のスライダギヤ出力部に相当）へ伝達されるため、ノーズ２３ｂ，２３ｂに加えられる力の方向とスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂの歯すじのねじれ方向との関係により、正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重がスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂに生じるようになる。
【００７４】
なお、バルブリフト機構２０においては、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａのねじれ方向と出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂのねじれ方向とが互いに反対方向に設定されているとともに、インテークカムシャフト２を通じて入力アーム２２のローラ２２ｂへ加えられる力と略反対方向の力がバルブスプリング６，６を通じて出力アーム２３，２３へ加えられるため、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａおよび出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂに生じるスラスト荷重の方向が一致する。
【００７５】
この正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重が、コントロールシャフト１２およびそれと一体の太陽軸５２に作用し、このスラスト荷重によってコントロールシャフト１２および太陽軸５２がアクチュエータ３０側からバルブリフト機構２０側へ引っ張られるようになるのである。
【００７６】
このように、前記スラスト荷重は、バルブスプリング６，６の反力に起因しているので、エンジンやアクチュエータ３０が停止している状態でも常に発生している。
【００７７】
このように、エンジンやアクチュエータ３０が停止している状態でも、太陽軸５２が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けているので、遊星軸５３は一方向へ自転および公転する力を受けていることになり、円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの送りネジ作用でもって、太陽軸５２を押し出そうとする状態になる。
【００７８】
そこで、この実施形態１では、図９に示すように、太陽軸５２の外周のオススプライン５２ｄにおける円周方向所定領域を、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに意図的に径方向（太線矢印１００の方向参照）から押し付けた状態にしている。この押し付け状態を、局部押し付け状態と言うことにする。
【００７９】
この局部押し付け状態を確保するために、例えば図８に示すように、複数の遊星軸５３の中から両端に位置する２つの遊星軸５３，５３の中心間距離を他に比べて大きく設定することにより、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周所定領域における太陽軸５２の支持剛性を他領域に比べて低下させるようにしている。なお、前記中心間距離とは、２つの遊星軸５３の中心間において当該遊星軸５３の公転時の中心移動軌跡（図８の二点鎖線参照）に沿って離隔する距離のことである。
【００８０】
これにより、図９に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して径方向（太線矢印１００の方向）に偏る状態になり、その結果、前記局部押し付け状態が確保されることになる。なお、図８や図９では、太陽軸５２の偏り状態を誇張して記載している。この太陽軸５２の偏りは、当該太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの噛み合い部分のクリアランスを詰める程度とすることが可能である他、前記両スプライン歯を適宜弾性変形させるような状態にすることも可能である。
【００８１】
具体的に、図８に示した遊星軸５３の配列パターンについて説明する。図示した変換機構５０において、遊星軸５３の最大許容使用数を例えば９つと仮定すると、そこから３つ間引いて遊星軸５３の使用数を６つとし、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周所定領域に配置される遊星軸５３の数を他領域に比べて少なくする。図８に示す例では、前記対向環状空間の右半分領域に遊星軸５３を配置させない状態にしている。
【００８２】
このようにすると、６つの遊星軸５３・・・の中から両端に位置する２つの遊星軸５３，５３の中心間距離が他に比べて大きくなるとともに、当該２つの遊星軸５３，５３が存在する右半分領域において、円環軸５１に対する太陽軸５２の支持剛性が他領域に比べて低下することになる。これにより、図８に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して径方向に偏る状態になって、図９に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して径方向に偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００８３】
そして、前記局部押し付け状態を確保した場合には、太陽軸５２を軸方向に変位させるときに当該太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの間の摩擦抵抗が前記局部押し付け状態を確保していない場合に比べると大きくなる。そのため、アクチュエータ３０を停止している状態において、例えば太陽軸５２に対して前記引っ張り方向のスラスト荷重が加わっていても、前記摩擦抵抗により太陽軸５２が軸方向に変位する可能性が低下するようになる。
【００８４】
このように、アクチュエータ３０の停止時において、太陽軸５２を軸方向にたやすく動かないようにすることが可能になるので、アクチュエータ３０を再起動させるときに太陽軸５２の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。しかも、前記したように、複数の遊星軸５３の配列パターンを工夫することによって、余分な部品を追加しないようにしているから、アクチュエータ３０の製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００８５】
ところで、実施形態１では、遊星軸５３が公転する関係より、この公転動作に伴い局部押し付け部分が円周方向に逐一移り変わるようになる。そのため、円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの噛み合い部分や、太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの接触部分については、円周方向で略均等に経年摩耗するようになって、前記ネジやスプラインが偏摩耗する可能性が低下すると言える。
【００８６】
以上説明したように、この実施形態１では、従来例で説明したような回転抑止力に頼ることなく、意図しない太陽軸５２の軸方向変位を抑制または防止することが可能になるから、次のような点でもメリットがある。
【００８７】
つまり、前記回転抑止力は、円環軸５１を支持する玉軸受５６の内部フリクションや、変換機構５０内部に供給されるオイルがハウジング３１内におけるモータ４０の配置空間に漏洩することを防止するためのオイルシール５８のフリクションや、駆動源としてモータ４０のステータ・ロータ間に作用する磁力などにより得られる。この回転抑止力は、玉軸受５６の構成要素やオイルシール５８やモータ４０の構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータ３０の製品毎にばらつきがある。そこで、製造公差や組立公差を高精度に管理することにより前記回転抑止力を一定レベル以上にすることが可能であるものの、その場合には製造コストが嵩むなど、好ましくない。このような製造コストの嵩む対処が、この実施形態１では不要になるのである。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。
【００８９】
（１）図１において、インテークバルブ４のバルブ特性を変更するように可変動弁機構１０を配置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでない。例えば図示していないが、エキゾーストバルブ５のバルブ特性を変更するように可変動弁機構１０を配置することが可能である。また、例えばインテークバルブ４のバルブ特性とエキゾーストバルブ５のバルブ特性とをそれぞれ個別に変更するように２つの可変動弁機構１０を配置することも可能である。
【００９０】
（２）上記実施形態１では、アクチュエータ３０において、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け状態を確保するために、複数の遊星軸５３の配列パターンを工夫する例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでない。
【００９１】
複数の遊星軸５３の配列パターンについては、例えば図１０から図１２に示すように変えることが可能である。図１０から図１２に示す応用例１−３では、遊星軸５３の最大許容使用数を例えば９つであると想定して、この最大許容使用数から３つ間引いて遊星軸５３の使用数を６つにする例を挙げている。なお、図１０に示す応用例１および図１１に示す応用例２の場合、上半分と下半分とに同数の遊星軸５３を配置したうえで、遊星軸５３の配列を左右方向に沿う横線を軸とした線対称にしているが、図１２に示す応用例３の場合、前記のように線対称にしていない。
【００９２】
ここで例示する応用例１−３においてのみ、６つの遊星軸５３に添付する符号を５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆにしている。また、図１０から図１２の遊星軸５３Ａ〜５３Ｆの配列や離隔寸法は、技術思想を判りやすくするために誇張して記載している。
【００９３】
まず、図１０に示す応用例１では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を９０度ずつに４分割するように、対向環状空間の中心を通る斜め右４５度上がり方向に沿う斜め右上がり線２０１と斜め右４５度下がり方向に沿う斜め右下がり線２０２とを規定しておいて、上領域３０１と下領域３０２と左領域３０３とにそれぞれ２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｅ，５３Ｆ，５３Ｃ，５３Ｄを配置し、右領域３０４のみに遊星軸配置無しとする。
【００９４】
そして、上領域３０１に配置される２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂと下領域３０２に配置される２つの遊星軸５３Ｅ，５３Ｆとをそれぞれやや右寄りにずらして、左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄを左領域３０３の両端に大きく離すように設定している。
【００９５】
さらに、上半分に配置される３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃどうしの各中心間距離と、下半分に配置される３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆどうしの各中心間距離をそれぞれ略一定にするように規則正しく配置する。これらの中心間距離よりも、左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄの中心間距離を大きくし、さらに、この左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄの中心間距離よりも、上領域３０１に配置される図中右端の遊星軸５３Ａと下領域３０２に配置される図中右端の遊星軸５３Ｆとの中心間距離を大きく設定する。
【００９６】
この応用例１の配列パターンにすれば、右領域３０４における太陽軸５２の支持剛性が他の３つの領域３０１，３０２，３０３に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００９７】
次いで、図１１に示す応用例２では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を９０度ずつに４分割するように、対向環状空間の中心を通る上下方向に沿う縦線２１１と左右方向に沿う横線２１２とを規定しておいて、左上領域３１１と左下領域３１２とにそれぞれ２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄを配置し、右上領域３１３と右下領域３１４とにそれぞれ１つの遊星軸５３Ｆ，５３Ｅを配置する。
【００９８】
そして、左上領域３１１と左下領域３１２との左半分に配置される計４つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの中から両端に位置する２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｄと右上領域３１３に配置される１つの遊星軸５３Ｆと右下領域３１４に配置される１つの遊星軸５３Ｅとについて、円周方向で隣り合うどうしの中心間距離を、左上領域３１１と左下領域３１２との左半分に配置される計４つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの各中心間距離よりも大きくする。
【００９９】
この応用例２の配列パターンにすれば、右上領域３１３の遊星軸５３Ｆと右下領域３１４の遊星軸５３Ｅとの間における太陽軸５２の支持剛性が他の領域に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【０１００】
さらに、図１２に示す応用例３では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を１８０度ずつに２分割するように、対向環状空間の中心を通る斜め右４５度下がり方向に沿う斜め右下がり線２２１を規定しておいて、左斜め下半分領域３２１に３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを配置して、右斜め上半分領域３２２に３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆを配置する。
【０１０１】
そして、左斜め下半分領域３２１では、その円周方向ほぼ中間に３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃどうしの中心間距離を略一定にするように規則正しく配置する。一方、右斜め上半分領域３２２では、３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆを不規則に配置する。つまり、右斜め上半分領域３２２においては、中央に配置される遊星軸５３Ｅとその右側に配置される遊星軸５３Ｄとの中心間距離を、中央に配置される遊星軸５３Ｅとその左側に配置される遊星軸５３Ｆとの中心間距離よりも大きく設定している。
【０１０２】
この応用例３の不等配列パターンにすれば、遊星軸５３Ｄの少し上の位置における太陽軸５２の支持剛性が他の領域に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【０１０３】
以上説明した応用例１−３の場合も、上記実施形態１とほぼ同様の作用、効果が得られる。ところで、実施形態１と応用例１−３とにおいて、外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け部分に発生する摩擦抵抗の大小関係は、実施形態１＞応用例１＞応用例２＞応用例３となる。一方、実施形態１と応用例１−３とにおいて、太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの接触部分における経年摩耗、ならびに円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの噛み合い部分の経年摩耗の大小関係は、実施形態１＜応用例１＜応用例２＜応用例３となる。これらの知見により、前記要求される摩擦抵抗と経年摩耗とを考慮して、適宜の形態を実施することが可能になる。
【０１０４】
（３）図１３を参照して、本発明の実施形態２を説明する。この実施形態２では、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け状態について、太陽軸５２の中心Ｐ１を外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して太線矢印１００の方向に意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保している。
【０１０５】
この実施形態２のように、太陽軸５２をオフセット組み込みすると、余分な部品を追加せずに、前記局部押し付け状態を確保することが可能になるから、アクチュエータ３０の製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ シリンダヘッド
２ インテークカムシャフト
４ インテークバルブ
１０ 可変動弁機構
１１ ロッカーシャフト
１２ コントロールシャフト
２０ バルブリフト機構
２１ スライダギヤ
２２ 入力アーム
２３ 出力アーム
３０ アクチュエータ
３１ ハウジング
３３ ハウジングの外側小筒部
３３ａ 外側小筒部のメススプライン
４０ モータ
５０ 変換機構
５１ 円環軸
５１ａ 円環軸のメスネジ
５２ 太陽軸
５２ａ 太陽軸のオスネジ
５２ｂ 太陽軸の傾き防止用ギヤ
５２ｃ 太陽軸の傾き防止用ギヤ
５２ｄ 太陽軸のオススプライン
５２ｅ 太陽軸の外端部
５３ 遊星軸
５３ａ 遊星軸のオスネジ
５３ｂ 遊星軸の傾き防止用ギヤ
５３ｃ 遊星軸の傾き防止用ギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換して出力するアクチュエータ、およびエンジンバルブ（インテークバルブやエキゾーストバルブ）のバルブ特性（バルブリフト量、作用角）を変更するための可変動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に、エンジンの可変動弁機構が示されている。この可変動弁機構は、シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備えている。
【０００３】
バルブリフト機構は、コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備えている。
【０００４】
この可変動弁機構の動作を説明する。アクチュエータによりコントロールシャフトとともにスライダギヤを軸方向に変位させると、スライダギヤの入力ヘリカルスプラインと入力アームのヘリカルスプラインとの運動変換作用およびスライダギヤの出力ヘリカルスプラインと出力アームの各ヘリカルスプラインとの運動変換作用によって、入力アームと出力アームとが相対回転することになり、これによってエンジンバルブのバルブ特性が変更されるようになる。
【０００５】
アクチュエータは、入力された回転運動を直線運動に変換して出力するための変換機構と、この変換機構に回転運動を入力するためのモータとを備えた構成になっている。
【０００６】
前記のモータは、例えばブラシレスモータとされており、ステータとロータとを備えている。ステータはハウジングの内周に固定され、ロータは変換機構の太陽軸の外周に固定されている。
【０００７】
前記の変換機構は、例えばモータにより回転運動させられる円環軸と、この円環軸の内径側に同心状に挿通される太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に介装される複数の遊星軸とを備えた構成になっている。
【０００８】
円環軸は、複列アンギュラタイプの玉軸受を介してハウジングの内側小筒部に回転可能かつ軸方向移動不可能に固定されている。
【０００９】
円環軸の内周面において、軸方向中間領域にはメスネジが設けられ、また、軸方向両端には内歯歯車が固定されている。太陽軸の外周面において、軸方向所定領域にはオスネジが設けられ、また、このオスネジの軸方向両側には傾き防止用ギヤが設けられている。遊星軸の外周面において、軸方向中間領域にはオスネジが設けられ、また、軸方向両端には傾き防止用ギヤが設けられている。
【００１０】
そして、遊星軸のオスネジが円環軸のメスネジと太陽軸のオスネジとにそれぞれ噛み合わされ、また、遊星軸の軸方向両端の傾き防止用ギヤが円環軸の軸方向両端の内歯歯車と太陽軸の軸方向両端の傾き防止用ギヤとにそれぞれ嵌合されている。
【００１１】
太陽軸においてハウジングの外側小筒部から外部に突き出される外端部は、可変動弁機構のコントロールシャフトに一体に連結されている。この太陽軸の外端部は、軸方向変位可能にかつ回転不可能にハウジングの外側小筒部に支持されている。このような支持形態を実現するために、太陽軸の外端部の外周面にオススプラインを、また、ハウジングの外側小筒部の内周面にメススプラインをそれぞれ設け、前記オススプラインと前記メススプラインとを嵌合させるようにしている。
【００１２】
次に、前記アクチュエータの動作を簡単に説明する。モータに通電することによりロータおよび円環軸を回転させると、太陽軸が回転不可能にハウジングに支持されているので、各遊星軸がそれぞれ自転しながら太陽軸の周りを公転する。この各遊星軸の自転および公転に伴い、円環軸のメスネジと遊星軸のオスネジと太陽軸のオスネジとの送りネジ作用によって、太陽軸がハウジングのメススプラインに案内されて軸方向に変位する。これにより、太陽軸と一体のコントロールシャフトが軸方向に沿って変位されるので、このコントロールシャフトの軸方向変位に応答してバルブリフト機構を介してエンジンバルブの最大リフト量が連続的に変化させられるようになる。
【００１３】
ところで、特許文献２には、前記した構成のアクチュエータにおいて、遊星軸の使用数を減らすことにより低コスト化および軽量化を図ったうえで、この遊星軸の使用数を減らした分、短尺な無ネジ遊星歯車を用いることにより太陽軸の振れを抑制するように構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１２７１８９号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献１に係る従来例の可変動弁機構では、エンジンのバルブスプリングからバルブリフト機構の出力アームに加えられる力と、エンジンのカムシャフトからバルブリフト機構の入力アームに加えられる力とが、バルブリフト機構の入力アームおよび出力アームの各ヘリカルスプラインとスライダギヤのヘリカルスプラインとの噛み合い部分により、軸方向一方へのスラスト荷重に変換されてスライダギヤに作用する。このスラスト荷重は、コントロールシャフトを反アクチュエータ側に引っ張る方向のスラスト荷重となる。
【００１６】
ところで、エンジンが停止している状態でも、前記バルブスプリングの反力がバルブリフト機構の出力アームに定常的に作用している関係より、次のような現象が発生しうることを知見した。
【００１７】
つまり、前記引っ張り方向のスラスト荷重が作用するコントロールシャフトには、アクチュエータの太陽軸が一体に連結されている関係より、コントロールシャフトに作用する引っ張り方向のスラスト荷重が太陽軸にも作用することになるので、円環軸のメスネジと太陽軸のオスネジと遊星軸のオスネジとの送りネジ作用によって、太陽軸がアクチュエータのハウジングから軸方向に引き出される現象が発生しうる。
【００１８】
通常、円環軸を支持する玉軸受の内部フリクションや、変換機構内部に供給されるオイルをハウジング内のモータ配置空間へ漏洩させないようにするためのオイルシールのフリクションや、モータのステータ・ロータ間に作用する磁力などが、円環軸を非回転とするための回転抑止力になっている。
【００１９】
しかしながら、玉軸受の構成要素やオイルシールやモータの構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータの製品毎に前記回転抑止力にばらつきが生じる。
【００２０】
仮に、前記回転抑止力が小さくなっている場合には、前記したような太陽軸およびコントロールシャフトの引き出し現象が起こる可能性が高くなるので、エンジン停止状態において太陽軸およびコントロールシャフトの停止位置が本来の停止位置からずれる可能性が高くなる。
【００２１】
このような理由により、甚だしい場合には、アクチュエータの動作を制御するためのコントローラにおいて前記太陽軸およびコントロールシャフトの停止位置に関する記憶情報と、実際のコントロールシャフトの停止位置とが整合しなくなる。その結果、アクチュエータを再起動させるときに、太陽軸およびコントロールシャフトの目標停止位置と実際の停止位置とが一致しなくなるなど、バルブリフト機構によるバルブ特性の変更精度が低下することになりかねない。
【００２２】
このような事情に鑑み、本発明は、回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータにおいて、当該アクチュエータの停止時に、太陽軸の意図せぬ軸方向変位を抑制または防止することを目的としている。
【００２３】
また、本発明は、エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構において、アクチュエータの停止時に、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することを抑制または防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータであって、前記変換機構は、軸方向変位が規制された状態で前記回転動力で回転駆動されかつ内周にメスネジを有する円環軸と、この円環軸の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通されかつ外周の軸方向所定領域にオスネジを有する太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に配置されかつ外周に前記円環軸のメスネジと前記太陽軸のオスネジとにそれぞれ螺合されるオスネジを有する遊星軸とを備え、前記ハウジングは、前記太陽軸の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部を有し、この筒部内周にはメススプラインが設けられ、また、前記太陽軸の外周の軸方向所定領域には、前記メススプラインに嵌合するオススプラインが設けられ、前記太陽軸のオススプラインにおける円周方向所定領域が、前記筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた状態とされている、ことを特徴としている。
【００２５】
この構成では、駆動源で発生する回転動力を円環軸に入力すると、回転不可能な太陽軸の周りを遊星軸が自転しながら公転することになり、円環軸のメスネジと遊星軸のオスネジと太陽軸のオスネジとの送りネジ作用でもって、太陽軸が軸方向のいずれか一方に変位されることになる。このとき、太陽軸は、そのオススプラインとハウジングの筒部のメススプラインとによって、回転せずに軸方向に変位するようになる。つまり、太陽軸のオススプラインと筒部のメススプラインとは、太陽軸の回り止めと軸方向ガイドとを兼ねる働きをするようになっている。
【００２６】
そして、このように直線的に変位させられる太陽軸の外周のオススプラインにおける円周方向所定領域が、ハウジングの筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた、いわゆる局部押し付け状態になっていると、この押し付けられた部分では、太陽軸を軸方向に変位させる際に前記押し付け部分以外の領域に比べて大きな摩擦抵抗が発生する。これにより、アクチュエータ停止時において、例えば太陽軸に対して軸方向に押し引きされる外力が加わったときに、前記摩擦抵抗により太陽軸が軸方向に変位しにくくなる。
【００２７】
ここで、本発明に係るアクチュエータを従来例で説明したような可変動弁機構のアクチュエータとして適用する場合、エンジン停止時において、可変動弁機構のコントロールシャフトから従来例で説明したような引っ張り方向のスラスト荷重がアクチュエータの太陽軸に作用することになるが、そのような場合でも、前記太陽軸が前記したように軸方向に変位しにくい状態にされているから、太陽軸が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、遊星軸が自転および公転しにくくなる。
【００２８】
これにより、アクチュエータの停止時に、前記太陽軸が前記コントロールシャフトからの引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、当該太陽軸が軸方向に変位する可能性が低下するようになる。そのために、アクチュエータの停止時において、太陽軸の停止位置が狂いにくくなるので、アクチュエータを再起動させるときに太陽軸の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【００２９】
このように、本発明の前記構成では、従来例で説明したような回転抑止力に頼ることなく、太陽軸の軸方向変位を抑制または防止することが可能になるから、次のような点でもメリットがある。
【００３０】
なお、前記回転抑止力は、円環軸を支持する玉軸受の内部フリクションや、変換機構内部に供給されるオイルがハウジング内におけるモータの配置空間に漏洩することを防止するためのオイルシールのフリクションや、駆動源としてのモータのステータ・ロータ間に作用する磁力などにより得られる。この回転抑止力は、玉軸受の構成要素やオイルシールやモータの構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータの製品毎にばらつきがある。そこで、製造公差や組立公差を高精度に管理することにより前記回転抑止力を一定レベル以上にすることが可能であるものの、その場合には製造コストが嵩むなど、好ましくない。このような製造コストの嵩む対処が、本発明では不要になるのである。
【００３１】
好ましくは、前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定して前記筒部内において前記太陽軸を意図的に偏らせる状態にすることによって確保される。
【００３２】
なお、複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定するには、例えば複数の遊星軸の少なくとも一部を円周方向に不等間隔で配列するように組み込むようにしたり、あるいは例えば遊星軸を間引くようにしたり、することによって達成することができる。
【００３３】
このように、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定すると、当該２つの遊星軸が存在する領域において、円環軸に対する太陽軸の支持剛性が他領域に比べて低下することになる。これにより、前記ハウジングの筒部内において前記太陽軸が偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００３４】
しかも、前記のように、複数の遊星軸の少なくとも一部を円周方向に不等間隔で配列するように組み込むだけであって、余分な部品を追加する必要がないから、アクチュエータの製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００３５】
好ましくは、前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記太陽軸の中心を前記ハウジングの筒部の中心に対して意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保される。
【００３６】
このように、太陽軸をオフセット組み込みすると、余分な部品を追加せずに、前記局部押し付け状態を確保することが可能になるから、アクチュエータの製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００３７】
また、本発明は、エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構において、シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備え、前記バルブリフト機構は、前記コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備え、かつ前記コントロールシャフトの直線運動を通じて前記入力アームと前記出力アームとを相対回転させることで前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更する構成であり、前記アクチュエータは、前記特徴構成を有する構成とされ、このアクチュエータの太陽軸においてハウジングから外部へ突出する外端部が、前記コントロールシャフトに同軸となる状態で一体に連結されている、ことを特徴としている。
【００３８】
このように、可変動弁機構の駆動源として前記特徴構成を有するアクチュエータを用いる場合、可変動弁機構のコントロールシャフトから従来例で説明したような引っ張り方向のスラスト荷重がアクチュエータの太陽軸に作用することになる。しかしながら、そのような状況が発生したとしても、前記太陽軸が前記したように軸方向に変位しにくい状態にされているので、太陽軸が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けても、遊星軸が自転および公転しにくくなる。これにより、前記コントロールシャフトに引っ張り方向のスラスト荷重がかかっても、このコントロールシャフトと連結される太陽軸が軸方向に変位する可能性が低下する。
【００３９】
そのため、アクチュエータが停止しているときに、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することが抑制または防止される。これにより、アクチュエータの停止時において、前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を目標値に保つことが可能になるので、アクチュエータを再起動するときに可変動弁機構のコントロールシャフトの位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係るアクチュエータは、当該アクチュエータの停止時に、太陽軸の意図せぬ軸方向変位を抑制または防止することができる。これにより、アクチュエータを再起動するときに太陽軸の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【００４１】
また、本発明に係るエンジンの可変動弁機構は、アクチュエータの停止時に、バルブリフト機構の入力アームと出力アームとが意図せずに相対回転することを抑制または防止することができる。これにより、アクチュエータの停止時において、バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を目標値に保つことが可能になるので、アクチュエータを再起動するときにコントロールシャフトの位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る実施形態１で、可変動弁機構をエンジンに搭載した状態を示す平面図である。
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。
【図３】図１の可変動弁機構の外観を示す斜視図である。
【図４】図２のバルブリフト機構を分離した状態を示す斜視図である。
【図５】図２のバルブリフト機構を分離して一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図６】図２のバルブリフト機構により発生するスラスト荷重の発生原理を説明するための図である。
【図７】図１のアクチュエータを示す断面図である。
【図８】図７の（８）−（８）線断面の矢視図である。
【図９】図７の（９）−（９）線断面の矢視図である。
【図１０】実施形態１の応用例１で、図８に対応する図である。
【図１１】実施形態１の応用例２で、図８に対応する図である。
【図１２】実施形態１の応用例３で、図８に対応する図である。
【図１３】本発明に係る実施形態２で、図９に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１から図９に本発明の実施形態１を示している。この実施形態１では、本発明に係る可変動弁機構１０を直列４気筒エンジンに搭載した例を挙げているが、可変動弁機構１０の適用対象となるエンジンの型式や気筒数は特に限定されない。
【００４５】
図１に示すように、シリンダヘッド１には、インテークカムシャフト２およびエキゾーストカムシャフト３が回転自在に搭載されている。インテークカムシャフト２およびエキゾーストカムシャフト３は、図示していないが、クランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される。
【００４６】
また、図２に示すように、インテークバルブ４は、インテークカムシャフト２のカム（インテークカム）２ａおよびバルブスプリング６を介して各シリンダ１ａのインテークポート１ｂを開閉するように作動される。エキゾーストバルブ５は、エキゾーストカムシャフト３のカム（エキゾーストカム）３ａおよびバルブスプリング６を介して各シリンダ１ａのエキゾーストポート１ｃを開閉するように作動される。図２において、７はローラロッカーアームである。
【００４７】
シリンダヘッド１上には、図１に示すように、可変動弁機構１０がインテークカムシャフト２に隣接して配置されている。この可変動弁機構１０は、インテークバルブ４のバルブ作用角（ＩＮＣＡＭ）を変更することが可能な構成になっている。このバルブ作用角ＩＮＣＡＭは、インテークバルブ４が最も閉弁側の位置から最も開弁側の位置まで移動する期間におけるクランクシャフトの回転角度を示す。
【００４８】
具体的に、可変動弁機構１０は、図３に示すように、ロッカーシャフト１１、コントロールシャフト１２、シリンダ１ａと同数のバルブリフト機構２０、アクチュエータ３０などを備えている。この可変動弁機構１０の基本構成は、特許文献１（特開２００７−１２７１８９号公報）に記載されている可変動弁機構とほぼ同じであるので、ここでは簡単に説明する。
【００４９】
ロッカーシャフト１１は、シリンダヘッド１上においてインテークカムシャフト２に隣り合う位置に回転運動および直線運動が不可能な状態で固定されている。コントロールシャフト１２は、ロッカーシャフト１１内に回転運動不可能かつ直線運動可能な状態で挿通されている。
【００５０】
バルブリフト機構２０は、ロッカーシャフト１１の外周に各シリンダ１ａに対応して組み付けられてインテークバルブ４を運動させる。このバルブリフト機構２０は、図４に示すように、スライダギヤ２１と、入力アーム２２と、２つの出力アーム２３，２３とを備えている。
【００５１】
スライダギヤ２１は、コントロールシャフト１２に連動して直線運動可能とされている。入力アーム２２は、スライダギヤ２１に組み付けられてインテークカムシャフト２により運動させられる。２つの出力アーム２３，２３は、スライダギヤ２１に組み付けられてインテークバルブ４を運動させる。
【００５２】
入力アーム２２および２つの出力アーム２３，２３は、スライダギヤ２１とそれぞれヘリカルスプラインを通じて噛み合わされている。スライダギヤ２１は、回転運動および直線運動ともに可能とされ、入力アーム２２は、回転運動可能かつ直線運動不能とされ、出力アーム２３は、回転運動可能かつ直線運動不能とされている。これにより、スライダギヤ２１の直線運動に伴い入力アーム２２と２つの出力アーム２３，２３とが互いに相対回転する。
【００５３】
スライダギヤ２１の外周において、軸方向中間には右ねじれの入力ヘリカルスプライン２１ａが形成されており、また、軸方向両端には左ねじれの出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂが形成されている。すなわち、入力ヘリカルスプライン２１ａと出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂとは、歯すじのねじれ方向がコントロールシャフト１２の中心線に対して互いに反対となるように形成されている。
【００５４】
入力アーム２２の内周には、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａと噛み合う入力ヘリカルスプライン２２ａが形成されている。この入力アーム２２の外周側には、インテークカム２ａと接触するローラ２２ｂが支持片２２ｃ，２２ｃに支軸２２ｄを介して回転自在に支持されている。
【００５５】
２つの出力アーム２３，２３の各内周には、スライダギヤ２１の軸方向両端の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂと噛み合う出力ヘリカルスプライン２３ａ，２３ａが形成されている。両出力アーム２３の外周側には、インテークバルブ４用のローラロッカーアーム７に当接するノーズ２３ｂが設けられている。
【００５６】
アクチュエータ３０は、コントロールシャフト１２をその軸方向に直線的に押し引きさせるものである。ここで、コントロールシャフト１２がアクチュエータ３０から押し出される方向（遠ざけられる方向）を正方向（Ｆ）とし、アクチュエータ３０へ引き込まれる方向（近づけられる方向）を逆方向（Ｒ）とする。
【００５７】
アクチュエータ３０は、図７に示すように、モータ４０と、変換機構５０とをハウジング３１内に収納した構成になっている。
【００５８】
ハウジング３１は、シリンダヘッド１に固定されている。モータ４０は、例えばブラシレスモータとされており、ロータコイルＣを有するステータ４１および永久磁石を有するロータ４２を備えている。ステータ４１はハウジング３１の内周に固定され、ロータ４２は変換機構５０の太陽軸５２の外周に固定されている。
【００５９】
変換機構５０は、モータ４０から伝達される回転運動を直線運動に変換してコントロールシャフト１２に出力するもので、円環軸５１と、太陽軸５２と、複数の遊星軸５３・・・とを備えている。
【００６０】
円環軸５１の内径側に太陽軸５２が同心状に所定空間を介して挿通されており、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周数ヶ所に遊星軸５３が配置されている。
【００６１】
円環軸５１の内周面において、軸方向中間領域にはメスネジ５１ａが設けられ、軸方向両端には内歯歯車５４，５５が固定されている。太陽軸５２の外周面において、軸方向所定領域にはオスネジ５２ａが設けられ、このオスネジ５２ａの軸方向両側には傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃが設けられている。遊星軸５３の外周面において、軸方向中間領域にはオスネジ５３ａが設けられ、軸方向両端には傾き防止用ギヤ５３ｂ，５３ｃが設けられている。なお、前記傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃ，５３ｂ，５３ｃは、例えば平歯ギヤとされている。
【００６２】
そして、遊星軸５３のオスネジ５３ａが円環軸５１のメスネジ５１ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとにそれぞれ噛み合わされており、また、遊星軸５３の軸方向両端の傾き防止用ギヤ５３ｂ，５３ｃが円環軸５１の軸方向両端の内歯歯車５４，５５と太陽軸５２の軸方向両端の傾き防止用ギヤ５２ｂ，５２ｃとにそれぞれ噛み合わされている。
【００６３】
円環軸５１は、複列アンギュラタイプの玉軸受５６を介してハウジング３１の内側小筒部３２に回転可能かつ軸方向移動不可能に固定されており、モータ４０により正逆方向に回転駆動されるようになっている。
【００６４】
また、太陽軸５２の外端部５２ｅ（図７の左端部）は、継手５７によって可変動弁機構１０のコントロールシャフト１２に一体に連結されている。この太陽軸５２の外端部５２ｅの外周面には、オススプライン５２ｄが設けられており、このオススプライン５２ｄは、ハウジング３１の外側小筒部３３の内周面に設けられるメススプライン３３ａに嵌合されている。この両スプライン５２ｄ，３３ａの嵌合により、太陽軸５２の外端部５２ｅが、ハウジング３１の外側小筒部３３に軸方向変位可能にかつ回転不可能に支持されるようになる。つまり、オススプライン５２ｄとメススプライン３３ａとが、太陽軸５２およびコントロールシャフト１２の回り止めと軸方向ガイドとを兼ねる働きをするようになっている。
【００６５】
太陽軸５２において外端部５２ｅ寄りの領域には、太陽軸５２の軸方向変位ストロークを規制するためのストッパ６１，６２が設けられている。内側ストッパ６１は、太陽軸５２の外周においてオススプライン５２ｄの内端側（ハウジング３１の内側）に固定され、また、外側ストッパ６２は、太陽軸５２の外周においてオススプライン５２ｄの外端側（ハウジング３１の外側）に固定されている。そして、太陽軸５２をハウジング３１の外側に突き出すように軸方向変位させたときに、内側ストッパ６１がハウジング３１の外側小筒部３３の内壁面に当接すると、太陽軸５２が停止される。一方、太陽軸５２をハウジング３１の内側に引き込むように軸方向変位させたときに、外側ストッパ６２がハウジング３１の外側小筒部３３の外壁面に当接すると、太陽軸５２が停止される。このように２つのストッパ６１，６２でもって太陽軸５２の軸方向変位ストロークを規制するようにしている。
【００６６】
さらに、アクチュエータ３０には、モータ４０のロータ４２および変換機構５０の円環軸５１の回転角を検出するための回転角検出装置６３が設けられている。この回転角検出装置６３は、ロータ４２に回転一体に固定された磁石６４と、この磁石６４に対向するようにハウジング３１の内面に取り付けられたセンサ６５とを備えている。
【００６７】
磁石６４は、円周方向に例えば４８極の磁性体を配置することで円板形状に形成されている。この磁石６４の中心軸は、ロータ４２の回転軸に一致している。また、センサ６５は、ホール素子によって構成されたロータリエンコーダ式の相対位置センサとされている。このセンサ６５からは、ロータ４２の回転角に応じたパルス状の信号が、回転角信号として出力され、その信号はコントローラ（例えばエンジン制御用のＥＣＵなど）８に入力される。
【００６８】
このコントローラ８によって、エンジンの運転状態に基づいたインテークバルブ４の最大リフト量の制御目標値が設定されるとともに、センサ６５から出力される回転角信号に基づいてインテークバルブ４の最大リフト量の現在値が検出される。そして、最大リフト量の現在値を制御目標値と一致させるように、アクチュエータ３０の駆動制御を行うようになっている。
【００６９】
このように構成されたアクチュエータ３０の動作を説明する。ステータ４１のコイルＣに通電することによりロータ４２および円環軸５１を回転させると、太陽軸５２が回転不可能にハウジング３１に支持されているので、各遊星軸５３がそれぞれ自転しながら太陽軸５２の周りを公転し、この各遊星軸５３の自転および公転に伴い、遊星軸５３のオスネジ５３ａと円環軸５１のメスネジ５１ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの送りネジ作用によって、太陽軸５２がハウジング３１のメススプライン３３ａに案内されて軸方向に移動する。これにより、太陽軸５２と一体のコントロールシャフト１２が軸方向に沿って非回転状態で移動されることになり、このコントロールシャフト１２により、各バルブリフト機構２０を介してインテークバルブ４の最大リフト量が連続的に変化されることになる。
【００７０】
なお、アクチュエータ３０において、ロータ４２および円環軸５１を回転させることにより太陽軸５２を軸方向に変位させる形態を「正効率」と言う。その反対に、太陽軸５２が軸方向に変位することによりロータ４２および円環軸５１が回転される形態を「逆効率」と言う。
【００７１】
ところで、このような構成のアクチュエータ３０では、従来例で説明したように、コントロールシャフト１２を経て太陽軸５２に一方向のスラスト荷重が定常的に作用されるようになっている。このスラスト荷重は、太陽軸５２を引っ張る向きになっている。このようなスラスト荷重が発生する理由を、図６を参照して説明する。
【００７２】
可変動弁機構３においては、インテークカムシャフト２を通じて入力アーム２２のローラ２２ｂへ加えられる力がスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａ（図中のスライダギヤ入力部に相当）へ伝達されるため、入力アーム２２のローラ２２ｂに加えられる力の方向とスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａの歯すじのねじれ方向との関係により、正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重がスライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａに生じるようになる。
【００７３】
一方で、バルブスプリング６，６を通じて出力アーム２３，２３のノーズ２３ｂ，２３ｂへ加えられる力がスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂ（図中のスライダギヤ出力部に相当）へ伝達されるため、ノーズ２３ｂ，２３ｂに加えられる力の方向とスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂの歯すじのねじれ方向との関係により、正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重がスライダギヤ２１の出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂに生じるようになる。
【００７４】
なお、バルブリフト機構２０においては、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａのねじれ方向と出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂのねじれ方向とが互いに反対方向に設定されているとともに、インテークカムシャフト２を通じて入力アーム２２のローラ２２ｂへ加えられる力と略反対方向の力がバルブスプリング６，６を通じて出力アーム２３，２３へ加えられるため、スライダギヤ２１の入力ヘリカルスプライン２１ａおよび出力ヘリカルスプライン２１ｂ，２１ｂに生じるスラスト荷重の方向が一致する。
【００７５】
この正方向（Ｆ）へ向かうスラスト荷重が、コントロールシャフト１２およびそれと一体の太陽軸５２に作用し、このスラスト荷重によってコントロールシャフト１２および太陽軸５２がアクチュエータ３０側からバルブリフト機構２０側へ引っ張られるようになるのである。
【００７６】
このように、前記スラスト荷重は、バルブスプリング６，６の反力に起因しているので、エンジンやアクチュエータ３０が停止している状態でも常に発生している。
【００７７】
このように、エンジンやアクチュエータ３０が停止している状態でも、太陽軸５２が前記引っ張り方向のスラスト荷重を受けているので、遊星軸５３は一方向へ自転および公転する力を受けていることになり、円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの送りネジ作用でもって、太陽軸５２を押し出そうとする状態になる。
【００７８】
そこで、この実施形態１では、図９に示すように、太陽軸５２の外周のオススプライン５２ｄにおける円周方向所定領域を、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに意図的に径方向（太線矢印１００の方向参照）から押し付けた状態にしている。この押し付け状態を、局部押し付け状態と言うことにする。
【００７９】
この局部押し付け状態を確保するために、例えば図８に示すように、複数の遊星軸５３の中から両端に位置する２つの遊星軸５３，５３の中心間距離を他に比べて大きく設定することにより、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周所定領域における太陽軸５２の支持剛性を他領域に比べて低下させるようにしている。なお、前記中心間距離とは、２つの遊星軸５３の中心間において当該遊星軸５３の公転時の中心移動軌跡（図８の二点鎖線参照）に沿って離隔する距離のことである。
【００８０】
これにより、図９に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して径方向（太線矢印１００の方向）に偏る状態になり、その結果、前記局部押し付け状態が確保されることになる。なお、図８や図９では、太陽軸５２の偏り状態を誇張して記載している。この太陽軸５２の偏りは、当該太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの噛み合い部分のクリアランスを詰める程度とすることが可能である他、前記両スプライン歯を適宜弾性変形させるような状態にすることも可能である。
【００８１】
具体的に、図８に示した遊星軸５３の配列パターンについて説明する。図示した変換機構５０において、遊星軸５３の最大許容使用数を例えば９つと仮定すると、そこから３つ間引いて遊星軸５３の使用数を６つとし、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間の円周所定領域に配置される遊星軸５３の数を他領域に比べて少なくする。図８に示す例では、前記対向環状空間の右半分領域に遊星軸５３を配置させない状態にしている。
【００８２】
このようにすると、６つの遊星軸５３・・・の中から両端に位置する２つの遊星軸５３，５３の中心間距離が他に比べて大きくなるとともに、当該２つの遊星軸５３，５３が存在する右半分領域において、円環軸５１に対する太陽軸５２の支持剛性が他領域に比べて低下することになる。これにより、図８に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して径方向に偏る状態になって、図９に示すように、太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して径方向に偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００８３】
そして、前記局部押し付け状態を確保した場合には、太陽軸５２を軸方向に変位させるときに当該太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの間の摩擦抵抗が前記局部押し付け状態を確保していない場合に比べると大きくなる。そのため、アクチュエータ３０を停止している状態において、例えば太陽軸５２に対して前記引っ張り方向のスラスト荷重が加わっていても、前記摩擦抵抗により太陽軸５２が軸方向に変位する可能性が低下するようになる。
【００８４】
このように、アクチュエータ３０の停止時において、太陽軸５２を軸方向にたやすく動かないようにすることが可能になるので、アクチュエータ３０を再起動させるときに太陽軸５２の位置制御を高精度に行うことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できる。しかも、前記したように、複数の遊星軸５３の配列パターンを工夫することによって、余分な部品を追加しないようにしているから、アクチュエータ３０の製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【００８５】
ところで、実施形態１では、遊星軸５３が公転する関係より、この公転動作に伴い局部押し付け部分が円周方向に逐一移り変わるようになる。そのため、円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの噛み合い部分や、太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの接触部分については、円周方向で略均等に経年摩耗するようになって、前記ネジやスプラインが偏摩耗する可能性が低下すると言える。
【００８６】
以上説明したように、この実施形態１では、従来例で説明したような回転抑止力に頼ることなく、意図しない太陽軸５２の軸方向変位を抑制または防止することが可能になるから、次のような点でもメリットがある。
【００８７】
つまり、前記回転抑止力は、円環軸５１を支持する玉軸受５６の内部フリクションや、変換機構５０内部に供給されるオイルがハウジング３１内におけるモータ４０の配置空間に漏洩することを防止するためのオイルシール５８のフリクションや、駆動源としてモータ４０のステータ・ロータ間に作用する磁力などにより得られる。この回転抑止力は、玉軸受５６の構成要素やオイルシール５８やモータ４０の構成要素の製造公差や組立公差によって、アクチュエータ３０の製品毎にばらつきがある。そこで、製造公差や組立公差を高精度に管理することにより前記回転抑止力を一定レベル以上にすることが可能であるものの、その場合には製造コストが嵩むなど、好ましくない。このような製造コストの嵩む対処が、この実施形態１では不要になるのである。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。
【００８９】
（１）図１において、インテークバルブ４のバルブ特性を変更するように可変動弁機構１０を配置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでない。例えば図示していないが、エキゾーストバルブ５のバルブ特性を変更するように可変動弁機構１０を配置することが可能である。また、例えばインテークバルブ４のバルブ特性とエキゾーストバルブ５のバルブ特性とをそれぞれ個別に変更するように２つの可変動弁機構１０を配置することも可能である。
【００９０】
（２）上記実施形態１では、アクチュエータ３０において、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け状態を確保するために、複数の遊星軸５３の配列パターンを工夫する例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでない。
【００９１】
複数の遊星軸５３の配列パターンについては、例えば図１０から図１２に示すように変えることが可能である。図１０から図１２に示す応用例１−３では、遊星軸５３の最大許容使用数を例えば９つであると想定して、この最大許容使用数から３つ間引いて遊星軸５３の使用数を６つにする例を挙げている。なお、図１０に示す応用例１および図１１に示す応用例２の場合、上半分と下半分とに同数の遊星軸５３を配置したうえで、遊星軸５３の配列を左右方向に沿う横線を軸とした線対称にしているが、図１２に示す応用例３の場合、前記のように線対称にしていない。
【００９２】
ここで例示する応用例１−３においてのみ、６つの遊星軸５３に添付する符号を５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆにしている。また、図１０から図１２の遊星軸５３Ａ〜５３Ｆの配列や離隔寸法は、技術思想を判りやすくするために誇張して記載している。
【００９３】
まず、図１０に示す応用例１では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を９０度ずつに４分割するように、対向環状空間の中心を通る斜め右４５度上がり方向に沿う斜め右上がり線２０１と斜め右４５度下がり方向に沿う斜め右下がり線２０２とを規定しておいて、上領域３０１と下領域３０２と左領域３０３とにそれぞれ２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｅ，５３Ｆ，５３Ｃ，５３Ｄを配置し、右領域３０４のみに遊星軸配置無しとする。
【００９４】
そして、上領域３０１に配置される２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂと下領域３０２に配置される２つの遊星軸５３Ｅ，５３Ｆとをそれぞれやや右寄りにずらして、左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄを左領域３０３の両端に大きく離すように設定している。
【００９５】
さらに、上半分に配置される３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃどうしの各中心間距離と、下半分に配置される３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆどうしの各中心間距離をそれぞれ略一定にするように規則正しく配置する。これらの中心間距離よりも、左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄの中心間距離を大きくし、さらに、この左領域３０３に配置される２つの遊星軸５３Ｃ，５３Ｄの中心間距離よりも、上領域３０１に配置される図中右端の遊星軸５３Ａと下領域３０２に配置される図中右端の遊星軸５３Ｆとの中心間距離を大きく設定する。
【００９６】
この応用例１の配列パターンにすれば、右領域３０４における太陽軸５２の支持剛性が他の３つの領域３０１，３０２，３０３に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【００９７】
次いで、図１１に示す応用例２では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を９０度ずつに４分割するように、対向環状空間の中心を通る上下方向に沿う縦線２１１と左右方向に沿う横線２１２とを規定しておいて、左上領域３１１と左下領域３１２とにそれぞれ２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄを配置し、右上領域３１３と右下領域３１４とにそれぞれ１つの遊星軸５３Ｆ，５３Ｅを配置する。
【００９８】
そして、左上領域３１１と左下領域３１２との左半分に配置される計４つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの中から両端に位置する２つの遊星軸５３Ａ，５３Ｄと右上領域３１３に配置される１つの遊星軸５３Ｆと右下領域３１４に配置される１つの遊星軸５３Ｅとについて、円周方向で隣り合うどうしの中心間距離を、左上領域３１１と左下領域３１２との左半分に配置される計４つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの各中心間距離よりも大きくする。
【００９９】
この応用例２の配列パターンにすれば、右上領域３１３の遊星軸５３Ｆと右下領域３１４の遊星軸５３Ｅとの間における太陽軸５２の支持剛性が他の領域に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【０１００】
さらに、図１２に示す応用例３では、円環軸５１と太陽軸５２との対向環状空間を１８０度ずつに２分割するように、対向環状空間の中心を通る斜め右４５度下がり方向に沿う斜め右下がり線２２１を規定しておいて、左斜め下半分領域３２１に３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを配置して、右斜め上半分領域３２２に３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆを配置する。
【０１０１】
そして、左斜め下半分領域３２１では、その円周方向ほぼ中間に３つの遊星軸５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃどうしの中心間距離を略一定にするように規則正しく配置する。一方、右斜め上半分領域３２２では、３つの遊星軸５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆを不規則に配置する。つまり、右斜め上半分領域３２２においては、中央に配置される遊星軸５３Ｅとその右側に配置される遊星軸５３Ｄとの中心間距離を、中央に配置される遊星軸５３Ｅとその左側に配置される遊星軸５３Ｆとの中心間距離よりも大きく設定している。
【０１０２】
この応用例３の不等配列パターンにすれば、遊星軸５３Ｄの少し上の位置における太陽軸５２の支持剛性が他の領域に比べて低下することになるので、図中の太線矢印１００で示す方向に、太陽軸５２の中心Ｐ１が円環軸５１の中心Ｐ２に対して偏る状態になって、図９に示したように太陽軸５２の中心Ｐ１がハウジング３１の外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して偏る状態になるので、前記局部押し付け状態が確保されることになる。
【０１０３】
以上説明した応用例１−３の場合も、上記実施形態１とほぼ同様の作用、効果が得られる。ところで、実施形態１と応用例１−３とにおいて、外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け部分に発生する摩擦抵抗の大小関係は、実施形態１＞応用例１＞応用例２＞応用例３となる。一方、実施形態１と応用例１−３とにおいて、太陽軸５２のオススプライン５２ｄと外側小筒部３３のメススプライン３３ａとの接触部分における経年摩耗、ならびに円環軸５１のメスネジ５１ａと遊星軸５３のオスネジ５３ａと太陽軸５２のオスネジ５２ａとの噛み合い部分の経年摩耗の大小関係は、実施形態１＜応用例１＜応用例２＜応用例３となる。これらの知見により、前記要求される摩擦抵抗と経年摩耗とを考慮して、適宜の形態を実施することが可能になる。
【０１０４】
（３）図１３を参照して、本発明の実施形態２を説明する。この実施形態２では、ハウジング３１の外側小筒部３３のメススプライン３３ａに対する太陽軸５２のオススプライン５２ｄの局部押し付け状態について、太陽軸５２の中心Ｐ１を外側小筒部３３の中心Ｐ３に対して太線矢印１００の方向に意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保している。
【０１０５】
この実施形態２のように、太陽軸５２をオフセット組み込みすると、余分な部品を追加せずに、前記局部押し付け状態を確保することが可能になるから、アクチュエータ３０の製造コストが無駄に上昇することを回避できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ シリンダヘッド
２ インテークカムシャフト
４ インテークバルブ
１０ 可変動弁機構
１１ ロッカーシャフト
１２ コントロールシャフト
２０ バルブリフト機構
２１ スライダギヤ
２２ 入力アーム
２３ 出力アーム
３０ アクチュエータ
３１ ハウジング
３３ ハウジングの外側小筒部
３３ａ 外側小筒部のメススプライン
４０ モータ
５０ 変換機構
５１ 円環軸
５１ａ 円環軸のメスネジ
５２ 太陽軸
５２ａ 太陽軸のオスネジ
５２ｂ 太陽軸の傾き防止用ギヤ
５２ｃ 太陽軸の傾き防止用ギヤ
５２ｄ 太陽軸のオススプライン
５２ｅ 太陽軸の外端部
５３ 遊星軸
５３ａ 遊星軸のオスネジ
５３ｂ 遊星軸の傾き防止用ギヤ
５３ｃ 遊星軸の傾き防止用ギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータであって、
前記変換機構は、軸方向変位が規制された状態で前記回転動力で回転駆動されかつ内周にメスネジを有する円環軸と、この円環軸の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通されかつ外周の軸方向所定領域にオスネジを有する太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に配置されかつ外周に前記円環軸のメスネジと前記太陽軸のオスネジとにそれぞれ螺合されるオスネジを有する遊星軸とを備え、
前記ハウジングは、前記太陽軸の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部を有し、この筒部内周にはメススプラインが設けられ、また、前記太陽軸の外周の軸方向所定領域には、前記メススプラインに嵌合するオススプラインが設けられ、
前記太陽軸のオススプラインにおける円周方向所定領域が、前記筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた状態とされている、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定して前記筒部内において前記太陽軸を意図的に偏らせる状態にすることによって確保される、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記太陽軸の中心を前記ハウジングの筒部の中心に対して意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保される、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構であって、
シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備え、
前記バルブリフト機構は、前記コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備え、かつ前記コントロールシャフトの直線運動を通じて前記入力アームと前記出力アームとを相対回転させることで前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更する構成であり、
前記アクチュエータは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の構成とされ、このアクチュエータの太陽軸においてハウジングから外部へ突出する外端部が、前記コントロールシャフトに同軸となる状態で一体に連結されている、ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構。
【請求項１】
回転動力を発生する駆動源と、駆動源で発生する回転動力を直線駆動力に変換する変換機構と、前記駆動源および変換機構を収納するハウジングとを備える構成のアクチュエータであって、
前記変換機構は、軸方向変位が規制された状態で前記回転動力で回転駆動されかつ内周にメスネジを有する円環軸と、この円環軸の内径側に軸方向変位可能に所定空間を介して挿通されかつ外周の軸方向所定領域にオスネジを有する太陽軸と、円環軸と太陽軸との対向環状空間の円周数ヶ所に配置されかつ外周に前記円環軸のメスネジと前記太陽軸のオスネジとにそれぞれ螺合されるオスネジを有する遊星軸とを備え、
前記ハウジングは、前記太陽軸の軸方向一端側を外部に突き出させるための筒部を有し、この筒部内周にはメススプラインが設けられ、また、前記太陽軸の外周の軸方向所定領域には、前記メススプラインに嵌合するオススプラインが設けられ、
前記太陽軸のオススプラインにおける円周方向所定領域が、前記筒部のメススプラインに径方向から押し付けられた状態とされている、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記複数の遊星軸の中から適宜の隣り合う２つの遊星軸の中心間距離を他に比べて大きく設定して前記筒部内において前記太陽軸を意図的に偏らせる状態にすることによって確保される、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記筒部のメススプラインに対する前記太陽軸のオススプラインの局部押し付け状態は、前記太陽軸の中心を前記ハウジングの筒部の中心に対して意図的に偏心させた状態で組み込むことによって確保される、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
エンジンバルブのバルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更するエンジンの可変動弁機構であって、
シリンダヘッドに固定状態で配置されるロッカーシャフトと、このロッカーシャフト内に軸方向変位可能に挿入されるコントロールシャフトと、ロッカーシャフトの外周に組み付けられてエンジンバルブを運動させるバルブリフト機構と、コントロールシャフトを軸方向変位させるためのアクチュエータとを備え、
前記バルブリフト機構は、前記コントロールシャフトと連動して移動可能なスライダギヤと、このスライダギヤに組み付けられてエンジンバルブのカムシャフトにより運動する入力アームと、前記スライダギヤに組み付けられてエンジンバルブを運動させる出力アームとを備え、かつ前記コントロールシャフトの直線運動を通じて前記入力アームと前記出力アームとを相対回転させることで前記バルブ作用角および最大バルブリフト量の少なくとも一方を変更する構成であり、
前記アクチュエータは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の構成とされ、このアクチュエータの太陽軸においてハウジングから外部へ突出する外端部が、前記コントロールシャフトに同軸となる状態で一体に連結されている、ことを特徴とするエンジンの可変動弁機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１７９３５９（Ｐ２０１１−１７９３５９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２７３６（Ｐ２０１０−４２７３６）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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