JP2009275766A - 遊星差動式運動変換機構、並びにこれを具備する動力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギア及び螺子部を含むシャフト本体と、同シャフト本体に回動自在に組み付けられるギアとから構成されるプラネタリシャフトを備える遊星差動式運動変換機構において、シャフト本体と一体に形成されたギアやこれと噛合するリングギアの歯面が摩耗することを抑制する。
【解決手段】遊星差動式運動変換機構１００にあっては、ロータ１０の内周面に設けられたフロント側リングギア１２ａとプラネタリシャフト３０のシャフト本体に固定されたフロント側プラネタリギア３２ａとの噛合部分における歯面間のクリアランスが、リア側リングギア１２ｂとプラネタリシャフト３０のシャフト本体に回動自在に連結されたリア側プラネタリギア３２ｂとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくなるように設定されている。
【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、並びにこれ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同士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。

ところで、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の両端部にサンシャフトの外周面及びロータの内周面に形成されたギアに噛合するギアを設け、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。

しかしながら、このようにプラネタリシャフトの両端部に一対の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。そこで特許文献１に記載の遊星差動式運動変換機構のプラネタリシャフトにあっては、プラネタリシャフトの両端部に設けられる一対のギアのうち、一方のギアを脱着可能にしている。具体的には、図４に示されるように、螺子部１ｃが形成されたシャフト本体１ｘに第１ギア１ｂが固定される一方、同シャフト本体１ｘに形成された軸部１ｄを第２ギア１ａに形成された軸受孔１ｅに挿入することにより第２ギア１ａとシャフト本体１ｘとが相対回動自在に連結される。

こうした構成によれば、図５に示されるように第２ギア１ａを取り外した状態にてサンシャフト２の周囲にシャフト本体１ｘを配設し、この状態でロータ３をサンシャフト２及びシャフト本体１ｘに被せてその螺子をシャフト本体１ｘの螺子部１ｃに螺合させることができる。そして、こうしてロータ３、シャフト本体１ｘ、サンシャフト２の螺子をそれぞれ螺合させた後に第２ギア１ａを組み付けることにより、各部材を容易に組み付けることができるようになる。また、各ギア１ａ，１ｂ及びこれらにそれぞれ噛合するギアの製造誤差等によって第２ギア１ａと第１ギア１ｂとの回転位相には僅かな差が生じるが、上記のようにシャフト本体１ｘと第２ギア１ａの連結部分における相対回動が許容されていれば、こうした回転位相の差に起因してプラネタリシャフト１にねじれが生じることも抑制することができる。
特開２００７‐１７７９１２号公報

ところで、ロータ３から各ギア１ａ，１ｂにトルクが入力されるとき、シャフト本体１ｘに回動自在に組み付けられている第２ギア１ａは、シャフト本体１ｘをサンシャフト２の外周面に沿って公転させる作用のみを担う。その一方で、シャフト本体１ｘと一体に形成されている第１ギア１ｂは、シャフト本体１ｘを公転させる作用に加えて、シャフト本体１ｘを自転させる作用も担っている。このため、ロータ３から入力されるトルクは第１ギア１ｂ側により多く配分され、第１ギア１ｂには第２ギア１ａよりも大きな反力が作用することとなる。その結果、第１ギア１ｂにおける接触面圧が第２ギア１ａにおける接触面圧よりも大きくなり、第１ギア１ｂは第２ギア１ａよりもその摩耗が進行しやすくなる。第１ギア１ｂ側における摩耗が進行すると、プラネタリシャフト１が傾きやすくなり、ひいては各ギア１ａ，１ｂや螺子部１ｃにおいて片当たりが生じやすくなる等してプラネタリシャフト１の耐久性が低下するおそれがある。

本願発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はギア及び螺子部を含むシャフト本体と、同シャフト本体に回動自在に組み付けられるギアとから構成されるプラネタリシャフトを備える遊星差動式運動変換機構、並びにこれを具備する動力装置において、シャフト本体と一体に形成されたギアやこれと噛合するリングギアの歯面が摩耗することを抑制することにある。

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、シャフト本体に形成された螺子部を挟むように配設される第１ギア及び第２ギアを有し、前記第１ギアがシャフト本体に固定される一方、前記第２ギアが前記シャフト本体に回動自在に連結されるプラネタリシャフトと、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を備え、前記ロータと同ロータに内挿された前記サンシャフトとの間に前記プラネタリシャフトを介装させるとともに、前記螺子部と前記各ギアとによってこれら各部材を噛合させ、前記ロータの回転運動を前記螺子部の作用を利用して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、前記ロータの内周面に設けられて前記第１ギアに噛合する第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記ロータの内周面に設けられて前記第２ギアに噛合する第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることをその要旨とする。

上記構成によれば、各ギアを介してロータからプラネタリシャフトにトルクが伝達される際に、歯面間のクリアランスが小さい分だけ、第１リングギアの歯面と第１ギアの歯面とが接触するよりも先に第２リングギアの歯面と第２ギアの歯面とが接触するようになる。すなわち、第２ギア側でトルクの伝達が開始されてから、第１リングギアの歯面と第１ギアの歯面とが接触して第１ギア側でのトルクの伝達が開始されるようになる。そして、このように第２ギア側においてトルクの伝達が開始されてから第１ギア側でのトルクの伝達が開始されるようにすることにより、第１ギア及び第２ギアを介してプラネタリシャフトに伝達されるトルクのうち第１ギア側に配分されるトルクを減少させることができる。これにより、第１リングギアの歯面と第１ギアの歯面との接触面圧を低下させることができ、シャフト本体と一体に形成された第１ギアやこれに噛合する第１リングギアの歯面が摩耗することを抑制することができる。

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、前記ロータからトルクが入力されたときに前記第１リングギアの歯面と第１ギアの歯面との間に生じる接触面圧と、前記第２リングギアの歯面と第２ギアの歯面との間に生じる接触面圧とが等しくなるように前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスの大きさが設定されることをその要旨とする。

第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを過度に大きくすると、第２ギア側に配分されるトルクが増大し、第１ギア及びこれに噛合する第１リングギアの摩耗は抑制されるものの、第２ギア及びこれに噛合する第２リングギアの摩耗が増大することが懸念される。このため、これら第１ギア及びこれに噛合する第１リングギア、並びに第２ギア及びこれに噛合する第２リングギアの双方についてその摩耗を好適に抑制する上では、上記請求項２に記載の発明のように、第１リングギアの歯面と第１ギアの歯面との間に生じる接触面圧と、第２リングギアの歯面と第２ギアの歯面との間に生じる接触面圧とが等しくなるように第２リングギアと第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスの大きさを設定することが望ましい。

請求項３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において、前記第１ギアの歯厚を前記第２ギアの歯厚よりも薄くすることによって前記第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることをその要旨とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構において、前記第１リングギアの歯厚を前記第２リングギアの歯厚よりも薄くすることによって前記第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることをその要旨とする。

具体的には、上記請求項３に記載の発明のように第１ギアの歯厚を第２ギアの歯厚よりも薄くすることによって第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを増大させることができ、第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを第２リングギアと第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることができる。

また、上記請求項４に記載の発明のようにロータの内周面に設けられて第１ギアに噛合する第１リングギアの歯厚を第２ギアに噛合する第２リングギアの歯厚よりも薄くすることによっても第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを増大させることができ、第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを第２リングギアと第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることができる。また更には請求項３に記載の構成に上記請求項４に記載の構成を組み合わせ、第１リングギア及び第１ギアの双方の歯厚を薄くすることにより第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを増大させ、第１リングギアと第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを第２リングギアと第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくすることもできる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項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１〜４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。

以下、この発明にかかる遊星差動式運動変換機構を、電動モータの駆動力によって制御軸を軸方向に変位させ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１〜３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の一部を破断してその内部構造を示す破断斜視図である。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における前方として説明を行う。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。また、図１に示されるようにロータ１０の両端部にはフロント側蓋体４０と、リア側蓋体５０とがそれぞれ固定されている。

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５条の左螺子からなる螺子部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部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に形成された螺子部１１と対向する位置に４条の右螺子からなる螺子部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部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部１１とサンシャフト２０の外周面に形成された螺子部２１との双方に螺合する螺子部３１が形成されている。この螺子部３１に形成される螺子は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、この螺子部３１を挟むように、その前端部にフロント側プラネタリギア３２ａが、後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。

このように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。

ここで、ロータ１０の螺子部１１とプラネタリシャフト３０の螺子部３１とは、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の螺子部１１に形成されている螺子とプラネタリシャフト３０の螺子部３１に形成されている螺子とは、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したとき、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の螺子部３１とサンシャフト２０の螺子部２１とは、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の螺子部３１の螺子条数が１条であり、サンシャフト２０の螺子部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の螺子部２１に形成されている螺子とプラネタリシャフト３０の螺子部３１に形成されている螺子は、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した場合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。

上記のように遊星差動式運動変換機構１００にあっては、螺子及びギアを介してロータ１０、サンシャフト２０及びプラネタリシャフト３０が互いに噛合されている。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がサンシャフト２０の外周面上で転動するようになる。そして、プラネタリシャフト３０がサンシャフト２０の外周面上で転動すると、上述したリード角の違いの分だけサンシャフト２０が軸方向に変位するようになる。すなわち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。

この遊星差動式運動変換機構１００は、制御軸を軸方向に変位させ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て同ロータ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が制御軸に連結される。

また、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が動力装置のハウジングに固定される際に、ハウジ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移動は許されるが、軸回転は阻止されるようになる。

このように本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００を動力装置に適用することにより、モータの回転運動を同遊星差動式運動変換機構１００を通じて制御軸の軸方向の直線運動に変換し、モータの回転量を制御することにより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。

ところで、本実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構１００におけるプラネタリシャフト３０は、リア側プラネタリギア３２ｂが取り外し可能に構成されている。これは、プラネタリシャフト３０の端部にフロント側プラネタリギア３２ａとリア側プラネタリギア３２ｂとが形成された状態では、ロータ１０、サンシャフト２０及びプラネタリシャフト３０を互いに組み付ける際に、それぞれの部材に形成されたギア及び螺子が干渉してしまい、その組み付けが困難になるためである。

以下、図２を参照してこのプラネタリシャフト３０の構成を詳しく説明する。尚、図２はプラネタリシャフト３０の分解図である。図２に示されるように本実施形態にかかるプラネタリシャフト３０は、螺子部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が形成されている。一方、これに対してシャフト本体３５には螺子部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、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とを相対回動自在に連結することができる。

このようにリア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５から取り外すことができるようにプラネタリシャフト３０を構成しておけば、リア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５から取り外した状態でロータ１０、サンシャフト２０、シャフト本体３５を互いに組み付けることにより、これらを容易に組み付けることができるようになる。具体的には、リア側プラネタリギア３２ｂを取り外した状態においてサンシャフト２０の周囲にシャフト本体３５を配設し、この状態でサンシャフト２０及びシャフト本体３５にシャフト本体３５の軸部３３側からロータ１０を被せてその螺子部１１をシャフト本体３５の螺子部３１に螺合させる。そして、このようにロータ１０、シャフト本体３５、サンシャフト２０の螺子をそれぞれ螺合させた後に、リア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５に組み付けることにより、容易に各部材を組み付けることができる。そして、このように各部材を組み付けた後に、ロータ１０にリングギア１２ａ，１２ｂを固定し、最後にフロント側蓋体４０とリア側蓋体５０とをロータ１０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。

また、遊星差動式運動変換機構１００の駆動中には、フロント側プラネタリギア３２ａ、リア側プラネタリギア３２ｂ及びこれらにそれぞれ噛合するギアの製造誤差等によってフロント側プラネタリギア３２ａとリア側プラネタリギア３２ｂとの回転位相には僅かな差が生じることがある。このとき、上記のように軸受孔３４に軸部３３を挿入することにより、シャフト本体３５とリア側プラネタリギア３２ｂとを連結していれば、これらの相対回動が許容されるため、こうした回転位相の差に起因してプラネタリシャフト３０にねじれが生じることも抑制することができる。

ところで、ロータ１０から各プラネタリギア３２ａ，３２ｂにトルクが入力されているとき、シャフト本体３５と回動自在に連結されているリア側プラネタリギア３２ｂは、シャフト本体３５をサンシャフト２０の外周面に沿って公転させる作用のみを担う。一方で、シャフト本体３５と一体に形成されているフロント側プラネタリギア３２ａは、シャフト本体３５を公転させる作用に加えて、シャフト本体３５を自転させる作用も担っている。このため、ロータ１０から入力されるトルクはフロント側プラネタリギア３２ａに多く配分されるようになり、フロント側プラネタリギア３２ａにはリア側プラネタリギア３２ｂよりも大きな反力が作用することとなる。その結果、フロント側プラネタリギア３２ａの歯面とフロント側リングギア１２ａの歯面との間に生じる接触面圧がリア側プラネタリギア３２ｂの歯面とリア側リングギア１２ｂとの間に生じる接触面厚よりも大きくなり、フロント側プラネタリギア３２ａはリア側プラネタリギア３２ｂよりもその摩耗が進行しやすくなる。

そして、こうしたフロント側プラネタリギア３２ａの摩耗が進行すると、駆動中にプラネタリシャフト３０がロータ１０とサンシャフト２０との間で傾くようになり、ひいては各プラネタリギア３２ａ，３２ｂや螺子部３１において片当たりが生じやすくなる等してプラネタリシャフト３０の耐久性が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態のプラネタリシャフト３０にあっては、通常は等しく設定されるフロント側プラネタリギア３２ａの歯厚Ｔａとリア側プラネタリギア３２ｂの歯厚Ｔｂとをあえて異ならせ、フロント側プラネタリギア３２ａの歯厚Ｔａをリア側プラネタリギア３２ｂの歯厚Ｔｂよりも薄くするようにしている。

以下、フロント側リングギア１２ａとフロント側プラネタリギア３２ａとの噛合状態と、リア側リングギア１２ｂとリア側プラネタリギア３２ｂと噛合状態とを比較して示す図３（ａ），（ｂ）を参照して本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００における各プラネタリギア３２ａ，３２ｂの歯厚Ｔａ，Ｔｂの設定態様について説明する。尚、図３（ａ）は各プラネタリギア３２ａ，３２ｂと各リングギア１２ａ，１２ｂとの噛合部分の状態を示す説明図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）において一点鎖線で囲まれた部分Ａの拡大図である。図３（ａ），（ｂ）にあっては、フロント側プラネタリギア３２ａを二点差線で示し、リア側プラネタリギア３２ｂを実線で示している。また、説明の便宜上、各プラネタリギア３２ａ，３２ｂの歯厚Ｔａ，Ｔｂの差及び各プラネタリギア３２ａ，３２ｂとこれに噛合する各リングギア１２ａ，１２ｂとのクリアランスＣＬａ，ＣＬｂを誇張して示している。

図３（ａ）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にあっては、フロント側リングギア１２ａの歯厚ＴＲａとリア側リングギア１２ｂの歯厚ＴＲｂは等しく設定されている。一方で、フロント側プラネタリギア３２ａの歯厚Ｔａは、リア側プラネタリギア３２ｂの歯厚Ｔｂよりも薄く設定されている。

そのため、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、図３（ｂ）に示されるようにフロント側プラネタリギア３２ａの歯面とフロント側リングギア１２ａの歯面とのクリアランスＣＬａが、リア側プラネタリギア３２ｂの歯面とリア側リングギア１２ｂの歯面とのクリアランスＣＬｂよりも大きくなっている。これにより、本実施形態の遊星差動式運動変換機構１００にあっては、以下のような作用効果が得られるようになる。

・各プラネタリギア３２ａ，３２ｂを介してロータ１０からプラネタリシャフト３０にトルクが伝達される際に、フロント側における歯面間のクリアランスＣＬａがリア側における歯面間のクリアランスＣＬｂよりも小さい分だけ、フロント側リングギア１２ａの歯面とフロント側プラネタリギア３２ａの歯面とが接触するよりも先にリア側リングギア１２ｂの歯面とリア側プラネタリギア３２ｂの歯面とが接触するようになる。すなわち、リア側でトルクの伝達が開始されてから、フロント側リングギア１２ａの歯面とフロント側プラネタリギア３２ａの歯面とが接触してフロント側でのトルクの伝達が開始されるようになる。そして、このようにリア側においてトルクの伝達が開始されてからフロント側でのトルクの伝達が開始されるようにすることにより、フロント側プラネタリギア３２ａ及びリア側プラネタリギア３２ｂを介してプラネタリシャフト３０に伝達されるトルクのうちフロント側プラネタリギア３２ａに配分されるトルクを減少させることができる。これにより、フロント側リングギア１２ａの歯面とフロント側プラネタリギア３２ａの歯面との接触面圧を低下させることができ、フロント側プラネタリギア３２ａやこれに噛合するフロント側リングギア１２ａの歯面が摩耗することを抑制することができる。

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。
・フロント側のクリアランスＣＬａを過度に大きくすると、リア側プラネタリギア３２ｂに配分されるトルクが増大し、フロント側プラネタリギア３２ａ及びこれに噛合するフロント側リングギア１２ａの摩耗は抑制されるものの、リア側プラネタリギア３２ｂ及びこれに噛合するリア側リングギア１２ｂの摩耗が増大することが懸念される。そのため、これらフロント側プラネタリギア３２ａ及びこれに噛合するフロント側リングギア１２ａ、並びにリア側プラネタリギア３２ｂ及びこれに噛合するリア側リングギア１２ｂの双方についてその摩耗を好適に抑制する上では、フロント側リングギア１２ａの歯面とフロント側プラネタリギア３２ａの歯面との間に生じる接触面圧と、リア側リングギア１２ｂの歯面とリア側プラネタリギア３２ｂの歯面との間に生じる接触面圧とが等しくなるようにフロント側のクリアランスＣＬａの大きさ設定することが望ましい。

・上記実施形態では、フロント側プラネタリギア３２ａの歯厚Ｔａをリア側プラネタリギア３２ｂの歯厚Ｔｂよりも薄くすることによって、フロント側のクリアランスＣＬａをリア側のクリアランスＣＬｂよりも大きくする構成を示した。しかし、これはフロント側のクリアランスＣＬａをリア側のクリアランスＣＬｂよりも大きくするための構成の一例に過ぎない。すなわち、本願発明はこうした構成に限定されるものではないため、例えば各リングギア１２ａ，１２ｂの歯厚ＴＲａ，ＴＲｂを異ならせることにより、フロント側のクリアランスＣＬａをリア側のクリアランスＣＬｂよりも大きくすることもできる。具体的には、フロント側リングギア１２ａの歯厚ＴＲａをリア側リングギア１２ｂの歯厚ＴＲｂよりも薄くすることによってフロント側のクリアランスＣＬａをリア側のクリアランスＣＬｂよりも大きくする構成を採用することもできる。

・また更にはフロント側リングギア１２ａ及びフロント側プラネタリギア３２ａの双方の歯厚を薄くすることによりフロント側リングギア１２ａとフロント側プラネタリギア３２ａとの噛合部分における歯面間のクリアランスＣＬａを増大させ、フロント側のクリアランスＣＬａをリア側のクリアランスＣＬｂよりも大きくする構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、軸部３３を軸受孔３４に挿入することによりフロント側プラネタリギア３２ａとシャフト本体３５とを相対回動自在に連結する構成を示したが、本願発明はこうした構成に限定されるものではない。すなわち、フロント側プラネタリギア３２ａを回動可能に支持することのできるものであれば連結部分の構成は適宜変更することができる。例えば、上記実施形態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にこの軸受孔に挿入される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、リア側プラネタリギア３２ｂをシャフト本体３５から取り外せるようにする構成を示した。これに替えてフロント側プラネタリギア３２ａをシャフト本体から取り外せるように構成し、プラネタリシャフト３０をリア側プラネタリギア３２ｂと螺子部３１とが一体に形成されたシャフト本体と、これに回動自在に連結されるフロント側プラネタリギア３２ａとに分割することもできる。尚、こうした構成を採用した場合には、ロータ１０の回転に伴ってプラネタリシャフト３０に伝達されるトルクは、シャフト本体に一体に形成されるリア側プラネタリギア３２ｂに多く分配されることとなる。そのため、こうした構成を採用する場合にあっては、上記実施形態とは反対にリア側のクリアランスＣＬｂをフロント側のクリアランスＣＬａよりも大きくするように、各ギアの歯厚等を調整すればよい。

・上記実施形態では、ロータ１０の螺子部１１に形成される螺子を左螺子、サンシャフト２０の螺子部２１に形成される螺子を右螺子、プラネタリシャフト３０の螺子部３１に形成される螺子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、螺子部１１に５条の右螺子を形成し、螺子部２１に４条の左螺子を形成し、螺子部３１に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螺子部１１，２１，３１にそれぞれ形成される螺子の条数は、螺子部２１に形成された螺子のリード角と螺子部３１に形成された螺子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各螺子部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。

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内部構造を示す破断斜視図。 同実施形態にかかる遊星差動式運動変換機構のプラネタリシャフトの分解図。 （ａ）はプラネタリギアとリングギアとの噛合部分の状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）における部分Ａの拡大図。 従来の遊星差動式運動変換機構のプラネタリシャフトの分解図。 サンシャフト、プラネタリシャフト、ロータの組み付け態様を示す斜視図。

符号の説明

１０…ロータ、１１…螺子部、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…螺子部、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…螺子部、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…フロント側蓋体，５０…リア側蓋体、１００…遊星差動式運動変換機構。

Claims (5)

1. シャフト本体に形成された螺子部を挟むように配設される第１ギア及び第２ギアを有し、前記第１ギアがシャフト本体に固定される一方、前記第２ギアが前記シャフト本体に回動自在に連結されるプラネタリシャフトと、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を備え、前記ロータと同ロータに内挿された前記サンシャフトとの間に前記プラネタリシャフトを介装させるとともに、前記螺子部と前記各ギアとによってこれら各部材を噛合させ、前記ロータの回転運動を前記螺子部の作用を利用して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、
   前記ロータの内周面に設けられて前記第１ギアに噛合する第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記ロータの内周面に設けられて前記第２ギアに噛合する第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくする
   ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
2. 前記ロータからトルクが入力されたときに前記第１リングギアの歯面と前記第１ギアの歯面との間に生じる接触面圧と、前記第２リングギアの歯面と前記第２ギアの歯面との間に生じる接触面圧とが等しくなるように前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスの大きさが設定されてなる
   請求項１に記載の遊星差動式運動変換機構。
3. 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において、
   前記第１ギアの歯厚を前記第２ギアの歯厚よりも薄くすることによって前記第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくする
   ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の遊星差動式運動変換機構において、
   前記第１リングギアの歯厚を前記第２リングギアの歯厚よりも薄くすることによって前記第１リングギアと前記第１ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスを前記第２リングギアと前記第２ギアとの噛合部分における歯面間のクリアランスよりも大きくする
   ことを特徴とする遊星差動式運動変換機構。
5. 請求項１〜４のいずれか一項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。

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