JP4784526B2 - 回転直線運動変換機構の製造方法 - Google Patents
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Description
この回転直線運動変換機構は、軸方向へ延びる空間を内部に有する円環軸と円環軸の内部に配置される太陽軸と太陽軸の周囲に配置される複数の遊星軸との組み合わせにより構成されている。また、円環軸の雌ねじ及び太陽軸の雄ねじと遊星軸の雄ねじとがそれぞれ噛み合わされている。こうした構造の回転直線運動変換機構においては、円環軸を回転運動させたとき、円環軸から伝達された力を通じて遊星軸が太陽軸のまわりで遊星運動することにより、太陽軸が直線運動するようになる。すなわち、円環軸の回転運動を太陽軸の直線運動に変換することが可能となっている。
請求項1に記載の発明は、内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される複数の遊星軸とを備えてなり、前記円環軸に設けられる雌ねじを円環ねじとし、同円環軸に設けられる歯車を円環歯車とし、前記太陽軸に設けられる雄ねじを太陽ねじとし、同太陽軸に設けられる歯車を太陽歯車とし、前記遊星軸に設けられる雄ねじを遊星ねじとし、同遊星軸に設けられる歯車を遊星歯車とすると、前記円環ねじ及び前記太陽ねじと前記遊星ねじとが噛み合わされることと、前記円環歯車及び前記太陽歯車と前記遊星歯車とが噛み合わされることと、前記円環軸及び前記太陽軸の一方の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記円環軸及び前記太陽軸の他方の直線運動が得られることとの条件を満たしてなり、前記円環軸は前記円環ねじが設けられた円環軸本体と前記円環歯車が形成された円環歯車部とを備えてなり、前記遊星軸は前記遊星ねじが設けられた遊星軸本体と前記遊星歯車が形成された遊星歯車部とを備えてなる回転直線運動変換機構について、その製造を行う製造方法であって、前記太陽軸と前記円環軸本体と前記遊星軸本体との組み合わせにより構成される集合体を軸集合体として、同軸集合体を組み立てる第1工程と、前記第1工程を経た後に、前記太陽歯車と前記遊星歯車とを噛合させつつ前記遊星軸本体に前記遊星歯車部を取り付ける第2工程と、前記第2の工程を経た後に、前記遊星歯車と前記円環歯車とを噛合させつつ前記円環軸本体に前記円環歯車部を取り付ける第3工程とを備えることをその要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の回転直線運動変換機構の製造方法において、前記矯正工程は、同一円周を通過する形状であり且つ平行に延びる形状である複数の挿入部とそれら挿入部に一体形成された基部とにより構成される矯正治具を用い、前記軸集合体の内部における前記太陽軸と前記円環軸本体と前記遊星軸本体とにより囲繞された部分に前記矯正治具の各挿入部を挿入して同矯正治具を前記軸集合体に取り付ける工程であることをその要旨とする。
図1及び図2を参照して、回転直線運動変換機構1の構造について説明する。
図1及び図2に示すように、回転直線運動変換機構1は、内部に空間が設けられたリングシャフト2と、リングシャフト2の内部に配置されるサンシャフト3と、リングシャフト2内においてサンシャフト3の周囲に配置される複数のプラネタリシャフト4との組み合わせにより構成されている。また、サンシャフト3を支持するための要素として前面カラー11及び背面カラー12が設けられている。各プラネタリシャフト4は、サンシャフト3のまわりにおいて等間隔に配置されている。なお、本実施形態では9本のプラネタリシャフト4が備えられている構造の回転直線運動変換機構1を想定しているが、プラネタリシャフト4の配置数は適宜変更することができる。
図3及び図4を参照して、リングシャフト2の構造について説明する。なお、図3(A)はリングシャフト2の平面構造を、図3(B)はリングシャフト2の側面構造をそれぞれ示している。また、図4(A)は中心線に沿うリングシャフト2の断面構造を、図4(B)はリングシャフト2の一部を分解した状態の断面構造をそれぞれ示している。
図5を参照して、サンシャフト3の構造について説明する。なお、図5(A)はサンシャフト3の平面構造を、図5(B)は中心線に沿うサンシャフト3の断面構造をそれぞれ示している。
図6を参照して、プラネタリシャフト4の構造について説明する。なお、図6(A)はプラネタリシャフト4の平面構造を、図6(B)は中心線に沿うプラネタリシャフト4の断面構造をそれぞれ示している。
背面プラネタリギア44はプラネタリシャフト本体41とは各別に形成されており、同プラネタリシャフト本体41の背面側の端部に設けられている。この背面プラネタリギア44は、詳しくは、その軸受孔44Hに上記プラネタリシャフト本体41の本体ギア部41Cが挿入されることにより、プラネタリシャフト本体41に組み付けられる。また背面プラネタリギア44は、一方の端面がプラネタリシャフト本体41と接触した状態でプラネタリシャフト本体41に組み付けられる。さらに背面プラネタリギア44は、プラネタリシャフト本体41に組み付けられた状態において、自身の中心線がプラネタリシャフト本体41の中心線と整合するように構成されている。プラネタリシャフト本体41に対する背面プラネタリギア44の組み付け態様について、本実施の形態では背面プラネタリギア44がプラネタリシャフト本体41に対して回転できるようにすきまばめを採用している。なお、プラネタリシャフト本体41と背面プラネタリギア44との相対的な回転を得るための組み付け態様として、すきまばめ以外の組み付け態様を採用することもできる。
図7〜図10を参照して、回転直線運動変換機構1における各構成要素の関係について説明する。なお、図7はサンシャフト3の中心線に沿う回転直線運動変換機構1の断面構造を示している。また、図8は図7のDA−DA線に沿う回転直線運動変換機構1の断面構造を、図9は図7のDB−DB線に沿う回転直線運動変換機構1の断面構造を、図10は図7のDC−DC線に沿う回転直線運動変換機構1の断面構造をそれぞれ示している。
(a)リングシャフト2について、リングシャフト本体21と前面リングギア23及び背面リングギア24との相対的な回転が不能にされている。また、リングシャフト本体21と前面カラー11及び背面カラー12との相対的な回転が不能にされている。
(b)プラネタリシャフト4について、プラネタリシャフト本体41と背面プラネタリギア44との相対的な回転が許容されている。
回転直線運動変換機構1においては、各ギアの歯数及び各ねじの条数の設定態様に基づいて、回転運動を直線運動に変換するための動作方式(運動変換方式)が決定される。すなわち、運動変換方式として、リングシャフト2の回転運動によりサンシャフト3を直線運動させる太陽軸変位方式と、サンシャフト3の回転運動によりリングシャフト2を直線運動させる円環軸変位方式とのいずれかを選択することができる。以下、各運動変換方式における回転直線運動変換機構1の動作態様について説明する。
図11〜図26を参照して、回転直線運動変換機構1の製造方法について説明する。
本実施の形態では、以下に示す工程A〜工程Iを含めて回転直線運動変換機構が製造される。
ここで、回転直線運動変換機構1は、プラネタリシャフト4の姿勢が基準姿勢(プラネタリシャフト4の中心線がサンシャフト3の中心線に対して平行になる姿勢)となるように製造される。そうした回転直線運動変換機構1の製造過程において、リングシャフト2とサンシャフト3との間でプラネタリシャフト4が上記基準姿勢に対して傾いた状態となることが本願発明者により確認されている。
図16および図17に示すように、矯正治具6は円筒形状に形成された基部61と同基部61の軸方向における一方(図16における左側)の端部から突出する形状の複数(本実施の形態では9本)の挿入部62とを備えている。基部61と各挿入部62とは一体形成されており、各挿入部62は上記基部61の周方向において等間隔おきに且つ平行に延びるように形成されている。
図18は、第3アッセンブリ53に矯正治具6が取り付けられた状態における同第3アッセンブリ53の内部構造を模式的に示している。
[工程H(図21)]工程Gの後に、前面リングギア23及び背面リングギア24をリングシャフト本体21に圧入する。
図22に示すように、支持治具7は円筒形状に形成されており、内径の異なる3つの部分(具体的には、内径の小さい順に小径部71、中径部72、大径部73)を備えている。支持治具7の前面側に小径部71が配置され、背面側に大径部73が配置され、それら小径部71と大径部73との間に中径部72が配置されている。また、小径部71の内径がサンシャフト3(図21)の前面側の部分の外径より若干大きく設定され、中径部72の内径が矯正治具6の基部61の外径より若干大きく設定され、大径部73の内径がリングシャフト本体21の外径より若干大きく設定される。
・第5アッセンブリ55の前面側が鉛直方向下方となり背面側が鉛直方向上方となるように同第5アッセンブリ55を配置する。
・大径部73の内部にリングシャフト本体21の前面側の部分が挿入される。
・中径部72の内部に矯正治具6の前面側の端部が挿入される。
・大径部73及び中径部72の境界に形成される段部に矯正治具6の前面側の端面が当接する。
・小径部71にサンシャフト3の前面側の端部が挿入される。
図23に示すように、圧入治具8は円筒形状に形成されており、その前面側の部分の内径がリングシャフト本体21(図21)の外径より若干小さく設定されている。そして圧入治具8は、リングシャフト本体21の背面側の端部を覆うように、且つ前面側の端部がリングシャフト本体21のフランジ25に当接するように、第5アッセンブリ55に取り付けられる。
図24に示すように、圧入治具9は有蓋円筒形状に形成されている。また圧入治具9は、その外径が背面リングギア24の外径より若干小さく設定されており、その内径が矯正治具6(図21)の各挿入部62の外周側の面を繋ぐ仮想線の径より若干大きく設定されている。そして圧入治具9は、その開口側の端部が第5アッセンブリ55の背面側からリングシャフト本体21の内周面に沿うように挿入されるとともに、同端部が背面リングギア24の背面側の端面に当接するように取り付けられる。
図25に示すように、アダプタ8Aは有蓋円筒形状に形成されており、その内径が上記圧入治具9の外径より若干大きく設定されている。そしてアダプタ8Aは、その開口側の端部が上記圧入治具8(図21)の背面側の端部に当接するように、且つ圧入治具9の背面側の部分を覆うように取り付けられる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
・前面リングギア23や背面リングギア24を、例えば接着による方法を用いるなど、圧入以外の方法によりリングシャフト本体21に固定するようにしてもよい。
Claims (4)
- 内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される複数の遊星軸とを備えてなり、
前記円環軸に設けられる雌ねじを円環ねじとし、同円環軸に設けられる歯車を円環歯車とし、前記太陽軸に設けられる雄ねじを太陽ねじとし、同太陽軸に設けられる歯車を太陽歯車とし、前記遊星軸に設けられる雄ねじを遊星ねじとし、同遊星軸に設けられる歯車を遊星歯車とすると、前記円環ねじ及び前記太陽ねじと前記遊星ねじとが噛み合わされることと、前記円環歯車及び前記太陽歯車と前記遊星歯車とが噛み合わされることと、前記円環軸及び前記太陽軸の一方の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記円環軸及び前記太陽軸の他方の直線運動が得られることとの条件を満たしてなり、
前記円環軸は前記円環ねじが設けられた円環軸本体と前記円環歯車が形成された円環歯車部とを備えてなり、前記遊星軸は前記遊星ねじが設けられた遊星軸本体と前記遊星歯車が形成された遊星歯車部とを備えてなる回転直線運動変換機構について、その製造を行う製造方法であって、
前記太陽軸と前記円環軸本体と前記遊星軸本体との組み合わせにより構成される集合体を軸集合体として、同軸集合体を組み立てる第1工程と、
前記第1工程を経た後に、前記太陽歯車と前記遊星歯車とを噛合させつつ前記遊星軸本体に前記遊星歯車部を取り付ける第2工程と、
前記第2の工程を経た後に、前記遊星歯車と前記円環歯車とを噛合させつつ前記円環軸本体に前記円環歯車部を取り付ける第3工程と
を備えることを特徴とする回転直線運動変換機構の製造方法。 - 請求項1に記載の回転直線運動変換機構の製造方法において、
前記遊星軸本体の中心線が前記太陽軸の中心線に対して平行になる前記遊星軸本体の姿勢を基準姿勢とすると、前記第1工程を経た後に、以後の工程を行うのに先立ち、前記遊星軸本体の姿勢を前記基準姿勢に矯正する矯正工程を更に備える
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の製造方法。 - 請求項2に記載の回転直線運動変換機構の製造方法において、
前記矯正工程は、同一円周を通過する形状であり且つ平行に延びる形状である複数の挿入部とそれら挿入部に一体形成された基部とにより構成される矯正治具を用い、前記軸集合体の内部における前記太陽軸と前記円環軸本体と前記遊星軸本体とにより囲繞された部分に前記矯正治具の各挿入部を挿入して同矯正治具を前記軸集合体に取り付ける工程である
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の製造方法において、
当該回転直線運動変換機構は、前記円環歯車として第1円環歯車及び第2円環歯車が設けられることと、前記円環軸の一方の端部に前記第1円環歯車が設けられるとともに他方の端部に前記第2円環歯車が設けられることと、前記円環歯車部として前記第1円環歯車が設けられた第1円環歯車部と前記第2円環歯車が設けられた第2円環歯車部とを備えることと、前記太陽歯車として第1太陽歯車及び第2太陽歯車が前記太陽ねじを間に挟む位置に設けられることと、前記遊星歯車として第1遊星歯車及び第2遊星歯車が設けられることと、前記遊星軸の一方の端部に前記第1遊星歯車が設けられるとともに他方の端部に前記第2遊星歯車が設けられることと、前記第1遊星歯車が前記遊星軸本体に設けられるとともに前記第2遊星歯車が前記遊星歯車部に形成されることと、前記第1円環歯車及び前記第1太陽歯車と前記第1遊星歯車とが噛み合わされることと、前記第2円環歯車及び前記第2太陽歯車と前記第2遊星歯車とが噛み合わされることとの条件を満たしてなるものであり、
前記第2工程は、前記第2太陽歯車と前記第2遊星歯車とを噛合させつつ前記遊星軸本体に前記遊星歯車部を取り付ける工程であり、
前記第3工程は、前記第2遊星歯車と前記第2円環歯車とを噛合させつつ前記円環軸本体に前記第2円環歯車部を取り付ける工程であり、
前記第1工程を経た後に、前記第1遊星歯車と前記第1円環歯車とを噛合させつつ前記円環軸本体に前記第1円環歯車部を取り付ける第4工程を更に備える
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の製造方法。
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