JPH06249311A - 運動変換機構 - Google Patents

運動変換機構

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JPH06249311A
JPH06249311A JP5033843A JP3384393A JPH06249311A JP H06249311 A JPH06249311 A JP H06249311A JP 5033843 A JP5033843 A JP 5033843A JP 3384393 A JP3384393 A JP 3384393A JP H06249311 A JPH06249311 A JP H06249311A
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JP
Japan
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rail
movement
arc
motion
pitch
Prior art date
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Pending
Application number
JP5033843A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Takenaka
浩之 竹中
Katsumi Mori
勝美 森
Takeshi Nachi
毅 名知
Tomohiro Kiriyama
朝浩 桐山
Mikiaki Hirai
幹了 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Teijin Seiki Co Ltd
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Priority to EP94301235A priority patent/EP0612936B1/en
Priority to DE69400766T priority patent/DE69400766T2/de
Publication of JPH06249311A publication Critical patent/JPH06249311A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • F16H19/043Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack for converting reciprocating movement in a continuous rotary movement or vice versa, e.g. by opposite racks engaging intermittently for a part of the stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/02Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms the movements of two or more independently moving members being combined into a single movement

Abstract

(57)【要約】 【目的】曲線運動への変換を可能にして用途の拡大を図
ることを目的とする。 【構成】本発明は、曲面を有する凹凸を所定ピッチで配
列したレールと、前記凹凸と同一ピッチで滑動方向に並
ぶ少なくとも2個を1組として前記レール上を滑動する
少なくとも3組の滑動体と、入力軸の回転に同期して回
転する複数の回転プレートとを備え、前記回転プレート
の数を前記滑動体の組と同数とするとともに、各回転プ
レートの回転軸を上記レールと直交する方向の軸とし、
且つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相差をつ
け、更に、各回転プレートに前記滑動体の1組を取り付
けて構成した運動変換機構において、前記レールを円弧
状に形成するとともに、該レールの円弧状内面に前記凹
凸を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転運動を直線または
曲線運動に変換する運動変換機構に関し、小型で大きな
推力を発生できる運動変換機構に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、回転運動を「直線」運動に変換
する運動変換機構は、基本的な機械要素の1つとして多
用され、例えば、直線状のラックと円板状のピニオンと
を噛み合せて構成する、いわゆるラック&ピニオン機構
が代表である。この機構は、ピニオンの回転運動をギヤ
の噛み合いによってラックに伝え、ラックの直線運動に
変換するものであるが、ピニオンとラックの噛み合い面
積が少なく、大きな推力を得るには、ラック及びピニオ
ンの歯幅を拡大する必要があり、大型化を免れないとい
う欠点がある。
【0003】そこで、本出願人は先に「直線運動機構」
(特願平4−333198号、平成4年12月14日)
を提案している。図5はその概念構成図である。1は別
設の電気モータによって駆動される入力軸、2〜4は回
転プレート(少なくとも3枚)、K2a〜K2dは円筒状の
滑動体(要求推力に依存する個数で少なくとも2個以
上;図は4個の例)、6は曲面を有する凹凸(例えばサ
イクロイド歯形)を所定ピッチで配列した直線レールで
ある。なお、滑動体をレール側に取り付け、サイクロイ
ド歯形を回転プレート側に形成するようにしてもよい。
【0004】入力軸1には、120度ずつの位相差を持
った第1の偏心クランクシャフト7a〜7cが一体的に
取り付けられており、この第1の偏心クランクシャフト
7a〜7cは、同位相の第2の偏心クランクシャフト8
a〜8cと共に、3枚の回転プレート2〜4を、レール
6と直交する方向の軸上に回転可能に保持する。滑動体
2a〜K2dは、手前の回転プレート2に所定ピッチ(但
し、レール6の凹凸のピッチと同一ピッチ)で取り付け
られており、回転プレート2の回転運動に伴ってレール
6上を滑動(但し、滑動体K2a〜K2dが車輪のような回
転体であれば転動)する。なお、中間と奥の回転プレー
ト3、4についても、手前の回転プレート2と同様に各
々4個の滑動体が取り付けられている。以下、中間の回
転プレート3の滑動体には符号K3a〜K3dを、また、奥
の回転プレート4の滑動体には符号K4a〜K4dを付すも
のとする。すなわち符号Kia〜Kid(但しiは組番号で
2〜4)で表す。
【0005】このような構成において、図6に示すよう
に、入力軸の回転角度が、0度、90度、180度及び
270度としたときの回転プレート2〜4、滑動体Kia
〜K id(但し、連続する2つで代表;便宜的にKiaとK
ib)と、レール6の凹凸の位置関係は以下のとおりとな
る。3枚の回転プレート2〜4の間には、第1及び第2
の偏心クランクシャフト7a〜7c、8a〜8cによっ
て120度ずつの回転位相差がつけられている。便宜的
に、回転プレート2の回転角度を基準(すなわち入力軸
1との位相差をゼロ)として、他の回転プレート3、4
の回転位相をそれぞれ+120度、+240度とする
と、回転プレート2がレール6の所定位置にあるとき
は、他の回転プレート3、4はその所定位置から+12
0度、+240度進んだ位置にある。言い替えれば、レ
ール6に形成された凹凸の1ピッチを360度とする
と、1/3ピッチ(120度)ずつずれて滑動体Kia
ibと凹凸が当接することになる。
【0006】したがって、1組の滑動体Kia、Kibが凹
凸の登り斜面に当接しているとき(符号「イ」〜「ホ」
参照)には、他の少なくとも1組の滑動体Kia、Kib
凹凸の下り斜面に当接しているから(符号「ヘ」〜
「ヌ」参照)、登り斜面を乗り越えるのに必要な推力
を、他の少なくとも1つの滑動体Kia、Kibから得るこ
とができる。
【0007】すなわち、入力軸1が1回転する間に、少
なくとも1組の滑動体Kia〜Kidが必ず凹凸の下り斜面
に当接するため、レール6を押動するのに必要な推進力
が、滑動体Kia〜Kidの軸長と個数に対応した大きさで
得られ、小型で強力な運動変換機構が実現される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
願に係る運動変換機構にあっては、レール6が直線状で
あったため、直線運動への変換しかできず、用途が限ら
れるという問題点があった。 [目的]そこで、本発明は、曲線運動への変換を可能に
して用途の拡大を図ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、曲面を有する凹凸を所定ピッチで配列し
たレールと、前記凹凸と同一ピッチで滑動方向に並ぶ少
なくとも2個を1組として前記レール上を滑動する少な
くとも3組の滑動体と、入力軸の回転に同期して回転す
る複数の回転プレートとを備え、前記回転プレートの数
を前記滑動体の組と同数とするとともに、各回転プレー
トの回転軸を上記レールと直交する方向の軸とし、且
つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相差をつ
け、更に、各回転プレートに前記滑動体の1組を取り付
けて構成した運動変換機構において、前記レールを円弧
状に形成するとともに、該レールの円弧状内面に前記凹
凸を形成したことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明では、入力軸に与えられた回転運動がレ
ールの円弧形状に沿った方向の運動、すなわち曲線運動
に変換される。従って、レールの曲率を変えることによ
り、様々な用途に適用できるようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1〜図4は本発明に係る運動変換機構の実施例
を示す図である。なお、それぞれの実施例の運動変換機
構の基本的な動作原理は、先願に係る「直線運動機構」
(図5、図6)と同一であるため、以下では、先願に係
る「直線運動機構」との相違を中心に説明するものとす
る。第1実施例 図1(a)(b)において、10は円弧状に形成された
レール(本実施例の場合無端レール)である。レール1
0の円弧状内面10aには、多数の円筒状のピン10b
が所定間隔Lごとに半埋設されており、これらのピン1
0bによって、曲面を有する所定ピッチLの凹凸が形成
されている。
【0012】11はケース、11aは第1シャフト(以
下、入力軸)、11bは第2シャフトである。ケース1
1の内部には、そのA−A矢視断面図を図2(a)に示
すように、2枚の側板12、13にベアリング14、1
5を介して回転自在に支持された入力軸11a、この入
力軸11aに軸支されたn枚(n≧3;ここではn=
3)の偏心円板17〜19、及び、各偏心円板17〜1
9にローラベアリング20〜22を介して回転自在に係
合するn枚の回転プレート23〜25が収納されてい
る。なお、26はカバープレート、27はレール10の
補強部材、28は補強部材27とケース11との間を相
対運動可能に係合するボール、29はボール28の循環
通路である。
【0013】ここで、図2の中段に示すように、偏心円
板17〜19の入力軸11aからの偏心量は同一であ
り、且つ、各々の偏心角度が360度÷n(ここではn
=3であるから120度)に設定されているため、入力
軸11aの回転運動は、120度の位相差をもってそれ
ぞれの回転プレート23〜25に伝えられる。なお、図
示を略すが第2シャフト11bにも、入力軸11aと同
様なn枚の偏心円板が軸支されており、その偏心量及び
偏心角度は、入力軸11aのものと同一(同位相)であ
る。
【0014】図2(b)は、回転プレート23、24ま
たは25(以下、23で代表)の外観図である。回転プ
レート23には、2つの丸穴23a、23bと、複数の
波状突起(滑動体)23cとが形成されており、1つの
丸穴23aは入力軸11aの偏心円板17を係合させる
ためのもの、他の1つの丸穴23bは第2シャフト11
bの図示を略した偏心円板を係合させるためのものであ
る。波状突起23cのピッチはレール10に形成された
凹凸のピッチLと同一で、且つ、その端面は滑らかな曲
面形状(例えばサイクロイド歯形と同一形状)に仕上げ
られており、各回転プレートに2個以上(個数は要求推
力に依存する)の波状突起が形成される。なお、波状突
起23cは、図示のような回転プレートと一体形成され
たものに限らず、車輪のように転動するものであっても
構わない。
【0015】このような構成において、入力軸11aに
回転運動を与えると、3枚の回転プレート23〜25に
位相差120度の円運動が発生する。このとき、各回転
プレート23〜25の波状突起(代表して23c)と、
レール10の凹凸との接触位置が位相差120度(すな
わち凹凸の1/3ピッチ)の間隔でずれているため、常
に、1枚の回転プレートの波状突起によってレール10
の凹凸が押され、この押圧動作が順次に繰り返される結
果、入力軸11aの1回転あたりレール10の1ピッチ
に相当する速度でレール10とケース11との間に相対
運動が生じる。
【0016】従って、ケース11を固定すると、レール
10が旋回し、あるいは、レール10を固定すると、こ
のレール10上でケース11が走行するから、何れも入
力軸11aに加えられた回転運動を曲線運動へと変換す
ることができる。なお、上記実施例では、レール10を
無開放端の無端レールとしているが、これに限るもので
はなく、図3(a)に示すように、両端開放のレール3
0としてもよい。このようにすると、例えば、同図
(b)に示すように、航空機の舵面駆動部に適用でき
る。すなわち、30は所定半径Rの円周の一部に相当す
る円弧を有する両端開放のレールであり、レール30の
両端は長さRのアーム31、32を介して支点33に揺
動自在に連結されている。なお、34はケース11を固
定する機体側部材、35はプラップ等の舵である。
【0017】入力軸11aに回転運動を加えると、レー
ル30が半径Rの円周上を移動し、このレール30に取
り付けられた舵35の角度(舵角)が変化する。レール
30に形成された凹凸のピッチを狭くするほど舵角の精
密なコントロールが可能になり、また、回転プレートの
波状突起の数を増やすほど操舵力を大きくすることがで
きる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように構成した
ので、回転運動を曲線運動に変換することができ、応用
範囲を拡げた運動変換機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の全体の外観図及びレールの部分外観
図である。
【図2】一実施例のケース内部の断面図及び回転プレー
トの外観図である。
【図3】他の実施例の外観図及び舵面駆動機構への適用
概念図である。
【図4】先願に係る運動変換機構の概念構成図である。
【図5】先願に係る運動変換機構の作用説明図である。
【符号の説明】
10、30:レール 11a:第1シャフト(入力軸) 23〜25:回転プレート 23c:波状突起(滑動体)
フロントページの続き (72)発明者 桐山 朝浩 岐阜県不破郡垂井町宮代字尾崎1110−1 帝人製機株式会社岐阜第一工場内 (72)発明者 平井 幹了 岐阜県不破郡垂井町宮代字尾崎1110−1 帝人製機株式会社岐阜第一工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】曲面を有する凹凸を所定ピッチで配列した
    レールと、前記凹凸と同一ピッチで滑動方向に並ぶ少な
    くとも2個を1組として前記レール上を滑動若しくは転
    動する少なくとも3組の滑動体と、入力軸の回転に同期
    して回転する複数の回転プレートとを備え、前記回転プ
    レートの数を前記滑動体の組と同数とするとともに、各
    回転プレートの回転軸を上記レールと直交する方向の軸
    とし、且つ、各回転プレート間の回転運動に所定の位相
    差をつけ、更に、各回転プレートに前記滑動体の1組を
    取り付けて構成した運動変換機構において、 前記レールを円弧状に形成するとともに、該レールの円
    弧状内面に前記凹凸を形成したことを特徴とする運動変
    換機構。
JP5033843A 1993-02-24 1993-02-24 運動変換機構 Pending JPH06249311A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5033843A JPH06249311A (ja) 1993-02-24 1993-02-24 運動変換機構
EP94301235A EP0612936B1 (en) 1993-02-24 1994-02-22 Mechanism for transforming rotational into curvilinear motion
DE69400766T DE69400766T2 (de) 1993-02-24 1994-02-22 Mechanismus zur Umwandlung einer drehenden in eine krummlinige Bewegung

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JP5033843A JPH06249311A (ja) 1993-02-24 1993-02-24 運動変換機構

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JP (1) JPH06249311A (ja)
DE (1) DE69400766T2 (ja)

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EP0612936B1 (en) 1996-10-23
EP0612936A1 (en) 1994-08-31
DE69400766D1 (de) 1996-11-28
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