KR100978773B1

KR100978773B1 - 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치

Info

Publication number: KR100978773B1
Application number: KR1020087004190A
Authority: KR
Inventors: 노부요시 스기타니
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2010-08-30
Also published as: CN101248298A; EP1918612A4; WO2007023827A1; US8082818B2; JP2007056952A; JP4186969B2; DE602006014550D1; EP1918612B1; CN101248298B; EP1918612A1; KR20080027956A; US20080196529A1

Abstract

본 발명의 목적은, 헬리컬 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구와 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구를 조합하여, 비교적 간단한 구조로 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 정확하고, 또한 안정적이며 또한 효율적으로 실시하는 것이다. 서로 평행한 회전축선을 갖는 태양축 (14), 유성축 (20), 링축 (16) 을 갖고, 태양축, 유성축, 링축에는 각각 서로 협동하여 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 (22), 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 (28), 헬리컬상 링 톱니 바퀴 (42) 와, 각각 서로 협동하여 제 2 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 나사상 태양 톱니 바퀴 (26), 나사상 유성 톱니 바퀴 (30), 나사상 링 톱니 바퀴 (44) 가 설치되고, 나사상 유성 톱니 바퀴 (30) 에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 (26) 및 나사상 링 톱니 바퀴 (44) 중 어느 일방의 톱니수 비는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 (28) 에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 (22) 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴 (42) 의 톱니수 비와 상이하다.

Description

유성식 회전 일직선 운동 변환 장치{PLANETARY DEVICE FOR CONVERSION BETWEEN ROTARY MOTION AND LINEAR MOTION}

본 발명은, 회전 일직선 운동 변환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 실시하는 유성식의 회전 일직선 운동 변환 장치에 관한 것이다.

회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 유성식의 회전 일직선 운동 변환 장치 중 하나로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-196757호에 기재되어 있는 바와 같이, 서로 협동하여 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 다수 열의 나사상 태양 톱니 바퀴와 나사상 유성 톱니 바퀴와 나사상 링 톱니 바퀴를 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴의 수나사 및 나사상 링 톱니 바퀴의 암나사는 서로 역방향이며, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 나사의 열 수 및 유효 직경이 특정한 관계로 설정된 유성식의 회전 일직선 운동 변환 장치가 종래부터 알려져 있다.

또 본원 출원인의 출원에 관련된 국제공개공보 제WO2004/094870호에 기재되어 있는 바와 같이, 서로 협동하여 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 다수 열의 나사상 태양 톱니 바퀴와 나사상 유성 톱니 바퀴와 나사상 링 톱니 바퀴를 갖고, 나 사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 서로 역방향의 나사로 나사 결합하고, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴는 서로 동일 방향의 나사로 나사 결합하며, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 나사의 유효 직경 및 열 수의 관계가 특정한 관계로 설정되어, 유성 톱니 바퀴 기구 및 차동 나사의 원리의 양자를 이용하여 정확하게 회전 운동을 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 유성식 차동 나사형 회전 일직선 운동 변환 장치도 이미 알려져 있다.

또 미국 특허공보 2683379호에는, 국제공개공보 WO2004/094870호에 기재된 운동 변환 장치와 유사한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치로서, 나사상 태양 톱니 바퀴와 나사상 유성 톱니 바퀴와 나사상 링 톱니 바퀴와 함께, 평톱니의 유성 톱니 바퀴 및 링 톱니 바퀴를 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 서로 동일 방향 (순방향) 의 나사로 나사 결합하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치가 기재되어 있다.

상기 서술한 일본 공개특허공보 평10-196757호에 기재된 종래의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 나사상 태양 톱니 바퀴와 나사상 유성 톱니 바퀴 사이에서의 미끄러짐 등에서 기인하여 작동이 불안정해지기 쉬워, 실용에 이용하는 것이 불가능하다는 문제가 있다. 또 상기 서술한 국제공개공보 제WO2004/094870호에 기재된 앞의 제안에 관련된 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 회전 운동을 정확하게 직선 운동으로 변환할 수 있지만, 확실한 작동을 확보하고자 하면 구조가 복잡해지고, 또 직선 연동을 회전 운동으로 변환할 수 없다. 또 상기 서술한 미국 특허 2683379호에 기재된 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 링축의 회전에 대한 태양축의 진행량이 나사상의 태양 톱니 바퀴, 유성 톱니 바퀴, 링 톱니 바퀴의 톱니수에 의존하여, 회전 운동량에 대한 직선 운동량의 변환 비율을 자유롭게 설정할 수 없고, 또한 변환 효율이 낮다는 문제가 있다.

발명의 개시

발명의 주요 목적은, 회전 전달을 규제는 헬리컬 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구와 그 유성 톱니 바퀴 기구와 협동하여 운동 변환을 실시하는 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구를 조합함으로써, 비교적 간단한 구조로 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 정확하고, 또한 안정적이며, 또한 효율적으로 실시할 수 있는 유성식의 회전 일직선 운동 변환 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 서로 평행한 회전축선을 갖는 태양축, 유성축, 링축을 갖고, 태양축, 유성축, 링축에는 각각 서로 협동하여 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴와, 각각 서로 협동하여 제 2 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴가 설치되고, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴 중 어느 일방의 톱니수 비는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치가 제공된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴 중 어느 일방의 톱니수 비는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하므로, 후에 상세하게 설명하는 바와 같이, 태양축 및 링축이 상대적으로 회전되면, 톱니수 비가 상이한 나사상 태양 톱니 바퀴가 설치된 태양축 또는 나사상 링 톱니 바퀴가 설치된 링축이 각각 링축, 태양축에 대해 상대적으로 회전축선을 따라 직선 운동하고, 반대로 태양축 및 링축이 상대적으로 회전축선을 따라 직선 운동되면, 톱니수 비가 상이한 나사상 태양 톱니 바퀴가 설치된 태양축 또는 나사상 링 톱니 바퀴가 설치된 링축이 각각 링축, 태양축에 대해 상대적으로 회전 운동하고, 따라서 태양축과 링축 사이에서의 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 실시하게 할 수 있다.

또한, 상기 구성에 의하면, 후에 상세하게 설명하는 바와 같이, 링축 또는 태양축의 1 회전당의 태양축 또는 링축의 직선 운동 (진행량) 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수, 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수, 나사상 톱니 바퀴의 피치만에 의해 결정되고, 따라서 열 수차나 비틀림각의 차에 따라 직선 운동이 발생되는 상기 각 특허 문헌에 기재된 종래의 회전 일직선 운동 변환 장치와는 완전히 상이한 작동 원리로 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 정확하고, 또한 안정적이며 또한 효율적으로 실시하게 할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zs, Zp, Zn 으로 하고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zss, Zps, Zns 로 하면, 각 톱니수 사이에는

(Zss / Zps) : (Zns / Zps) ≠ (Zs / Zp) : (Zn / Zp)

의 관계가 되도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비 중 어느 일방이 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 형상을 확실하게 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 태양축 및 링축이 상대적으로 회전되면, 톱니수 비가 상이한 나사상 태양 톱니 바퀴가 설치된 태양축 또는 나사상 링 톱니 바퀴가 설치된 링축이 각각 링축, 태양축에 대해 상대적으로 회전축선을 따라 직선 운동하고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 피치를 P 로 하면, 태양축 및 링축의 상대적 1 회전당의 직선 운동의 진행축 Lj 는

Lj = P·(Zs·Zns - Zss·Zn) / (Zs + Zn)

이도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수 등에 관계없이, 링축 또는 태양축의 1 회전에 의해 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수, 나사상 톱니 바퀴의 피치만에 의해 결정되는 진행량으로 태양축 또는 링축을 직선 연동시킬 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 일방 혹은 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비 중 어느 일방이 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 상황을 확실하게 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴에는 전위가 실시되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비 중 어느 일방이 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 상황을 확실하게 확보할 수 있으며 동시에, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 각 톱니 바퀴의 적정한 맞물림을 확보할 수 있다.

또한 상기 구성에 있어서, 태양축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수의 합 및 링축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수의 합은 -2 이상 2 이하가 되도록 되어 있어도 된다.

일반적으로, 톱니 바퀴에 있어서는, (1) 절하를 방지한다, (2) 톱니 바퀴의 중심간 거리를 조정한다, (3) 미끄러짐률이 작은 톱니 길이부에 있어서 맞물림을 확보하는 등의 목적으로 전위를 실시하는 것이 일반적으로 행해지고 있는데, 본 발명의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수가 통상적인 유성 톱니 바퀴 장치의 경우와는 상이한 특수한 톱니수로 설정되어야 하며, 그 때문에 특수한 톱니수의 설정을 가능하게 하기 위한 전위가 필요하다.

즉, 태양축의 주위에 유성축을 등각도 격치 (隔置) 된 상태로 배치되어야 하고, 또 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴에 대한 각 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 맞물림의 위상이 서로 상이한 것이 바람직하기 때문에, 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수가 제약되어, 톱니 바퀴에 있어서 일반적인 전위 계수를 확보할 수 없다.

본 발명의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 미끄러짐률이 작은 영역에 있어서의 톱니의 맞물림을 확보하기 위해서는, 태양축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수의 합이 -2 이상 2 이하인 것이 바람직하고, 링축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수의 합이 -2 이상 2 이하인 것이 바람직하며, 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수는 전위 계수와의 합이 -2 이상 2 이하가 되는 톱니수로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 태양축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수의 합 및 링축이 회전 축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수의 합은 -2 이상 2 이하이므로, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수를 톱니 바퀴의 맞물림에 있어서 통상적으로 사용되는 톱니 길이의 범위로 할 수 있고, 이로써 작은 미끄러짐률의 영역에 있어서 톱니의 맞물림을 확보할 수 있다.

또한 상기 구성에 있어서, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴는 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등한 나사 톱니형을 갖도록 되어 있어도 된다.

또한, 일반적으로, 서로 나사 결합하는 1 세트의 나사는 그들의 나사의 맞물림이 적정하게 행해지도록, 그들의 압력각 및 톱니 직각 모듈은 서로 동일하게 설정된다. 그런데 본 발명의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비 중 어느 일방은 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하므로, 각 나사상 톱니 바퀴의 비틀림각이 상이하고, 그 때문에 압력각, 톱니 직각 모듈, 진행각이 상이할 수 밖에 없다.

그러나 압력각, 톱니 직각 모듈, 진행각이 서로 상이해도, 톱니 직각 법선 피치, 즉, 나사상 톱니 바퀴의 작용 평면 (접촉선이 그리는 평면) 에 있어서 법선 피치를 동일하게 하면, 나사상 톱니 바퀴를 적정하게 맞물리게 할 수 있다.

상기 구성에 의하면, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴는 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등한 나사 톱니형을 갖기 때문에, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 일방이 차동 톱니수를 갖고, 나사상 톱니 바퀴의 비틀림각이 상이하여, 이로써 압력각, 톱니 직각 모듈, 진행각이 상이함에도 불구하고 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 적정한 맞물림을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각은 서로 역방향이며, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 축방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 갖도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 선 접촉에 의한 적정한 맞물림을 확보할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 비틀림각은 동일 방향의 서로 상이한 값이며, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 축방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 갖도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 선 접촉에 의한 적정한 맞물림을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각은 서로 동일 방향이고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 축방향 압력각이 서로 상이하며, 또한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 서로 점 접촉하는 톱니형을 갖도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 점 접촉에 의한 맞물림을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비는 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 피치 원직경의 비와 상이하도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴 중 어느 일방의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 상황을 확실히 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경은 각각 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 맞물림 피치 원직경과 실질적으로 동일하도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구에 의한 원활한 회전 전달을 확보하며 동시에, 원활한 운동 변환을 확보할 수 있다. 또한 이 경우의 「실질적으로 동일」이란, 기준 피치 원직경 및 맞물림 피치 원직경의 서로 그 밖에 대한 비가 0.9 이상 1.1 이하, 바람직하게는 0.95 이상 1.05 이하인 것을 의미한다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축의 수는 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 약수는 아니게 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴에 대한 각 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 미끄러짐을 저감시킬 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축의 수는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수이며 동시에, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수이며, 또한 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수는 유성축의 수와 1 이외에 공약수를 갖지 않도록 되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 후에 설명하는 바와 같이 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴에 대한 각 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 맞물림의 위상이 서로 상이하여, 각 헬리컬상 톱니 바퀴의 맞물림의 중첩에 의해 큰 맞물림률로 원활한 회전 전달을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 유성축의 회전축선을 따른 특정한 동일 영역에 설치되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴는 태양축의 적어도 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 유성축의 회전축선을 따른 서로 상이한 영역에 설치되고, 이것에 의해 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴가 태양축의 서로 상이한 영역에 설치되어 있는 경우에 비해, 회전 일직선 운동 변환 장치의 회전축선을 따른 방향의 길이를 작게 할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 링축에는 특정한 영역의 양단부에 대향하는 두 개의 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 맞물리는 한 쌍의 헬리컬상 링 톱니 바퀴가 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 특정한 영역의 일단부에 대향하는 하나의 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 맞물리는 하나의 헬리컬상 링 톱니 바퀴가 설치되어 있는 경우에 비해, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 헬리컬상 링 톱니 바퀴와의 확실한 맞물림을 달성하여, 회전 일직선 운동 변환 장치의 원활한 작동을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 유성축의 회전축선을 따른 특정한 동일 영역에 설치되고, 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴는 링축의 적어도 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 유성축의 회전축선을 따른 서로 상이한 영역에 설치되고, 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴가 링축의 서로 상이한 영역에 설치되어 있는 경우에 비해, 회전 일직선 운동 변환 장치의 회전축선을 따른 방향의 길이를 작게 할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 태양축에는 특정한 영역의 양단부에 대향하는 두 개의 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 나사 결합하는 한 쌍의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴가 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 특정한 영역의 일단부에 대향하는 하나의 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 맞물리는 하나의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴가 설치되어 있는 경우에 비해, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 헬리컬상 태양 톱니 바퀴와의 확실한 맞물림을 달성하여, 회전 일직선 운동 변환 장치의 원활한 작동을 확보할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 유성축의 회전축선을 따른 특정한 동일 영역에 설치되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴는 태양축의 적어도 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 형성되고, 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴는 링축의 적어도 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 적어도 어느 하나가 회전축선을 따른 서로 상이한 영역에 설치되어 있는 경우에 비해, 회전 일직선 운동 변환 장치의 회전축선을 따른 방향의 길이를 작게 할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구는 회전축선을 따른 서로 상이한 영역에 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구가 회전축선을 따른 동일 영역에 설치되어 있는 경우에 비해, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 각 톱니 바퀴를 용이하고, 또한 저렴하게 형성할 수 있다.

또 상기 구성에 있어서, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하게, 링축의 회전 운동과 태양축의 직선 운동 사이의 운동 변환을 실시하도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하게, 태양축의 회전 운동과 링축의 직선 운동 사이의 운동 변환을 실시하도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 태양축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수 Xnp 와 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수 Xns 의 합을 Xnps 라고 하면, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수 Xnp 및 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수 Xns 는 각각 하기 식 1 및 2 에 따라 전위 계수의 합 Xnps 을 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수 Zp 및 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 Zs 으로 내분하는 값으로 설정되어 있어도 된다.

Xnp = XnpsZp / (Zp + Zs) …(1)

Xns = XnpsZs / (Zp + Zs) …(2)

또 상기 구성에 있어서, 링축이 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수 Xnp 와 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수 Xnn 의 합을 Xnpn 이라고 하면, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수 Xnp 및 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수 Xns 는 각각 하기 식 3 및 4 에 따라 전위 계수의 합 Xnpn 을 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수 Zp 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 Zn 으로 내분하는 값으로 설정되어 있어도 된다.

Xnp = XnpnZp / (Zp + Zn) …(3)

Xnn = XnpnZn / (Zp + Zn) …(4)

또 상기 구성에 있어서, 각 유성축의 양단은 태양축의 주위에 원 고리 형상으로 연장되는 한 쌍의 캐리어 부재에 의해 그 자체의 축선의 주위에 자전 가능하고, 또한 태양축 및 링축의 주위에 공전 가능하게 지지되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 한 쌍의 캐리어 부재는 회전축선의 주위에서 회전축선을 따라 연장하는 복수개의 연결 부재에 의해 서로 일체적으로 연결되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 각 유성축의 양단부는 원추면을 갖고, 한 쌍의 캐리어 부재는 각 유성축의 양단부의 원추면을 받는 원추면을 갖도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 한 쌍의 캐리어 부재의 원추면은 각 유성축의 양단부의 원추면의 개각도보다 개각도가 큰 영역과 작은 영역을 갖고, 두 개의 영역 사이의 능선부에서 각 유성축의 양단부의 원추면을 지지하도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축에 대해 회전축선을 따른 양측에는 태양축과 링축 사이의 상대 직선 운동을 허용하면서 그들 사이의 상대 회전을 원활하게 실시하게 하는 베어링이 설치되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축은 상기 특정한 동일 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 한 쌍의 헬리컬상 링 톱니 바퀴는 링축의 내면에 압입에 의해 고정되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축은 상기 특정한 동일 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖고, 링축은 적어도 상기 특정한 영역에 대향하는 영역에 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 한 쌍의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴는 태양축의 외면에 압입에 의해 고정되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축은 상기 특정한 동일 영역에 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖고, 태양축은 적어도 상기 특정한 영역에 대향하는 영역에 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖고, 링축은 적어도 상기 특정한 영역에 대향하는 영역에 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부를 갖도록 되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 링축은 일방의 면에 양 톱니부를 갖는 평판을 형성하고, 일방의 면이 내측이 되도록 평판을 원통형으로 가공하고, 서로 맞닿는 단부를 일체로 연결함으로써 형성되어 있어도 된다.

또 상기 구성에 있어서, 유성축은 전조 (轉造) 에 의해 형성되어 있어도 된다.

[작동 원리]

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는, 종래 기술의 순방향 나사의 관계 및 역방향 나사의 관계 중 어느 것에도 적용 가능한 것이다. 따라서 순방향 나사의 관계 및 역방향 나사의 관계의 양자에 공통의 작동 원리에 대해 설명한다.

(1) 톱니수 비 및 피치 원직경의 관계

나사상 톱니 바퀴도 맞물림에 있어서 축선이 서로 평행하게 배치되는 톱니 바퀴이고, 축선에 수직인 평면 (정면 방향) 에 있어서 톱니 바퀴의 맞물림을 갖고, 그 톱니수는 소위 나사나 웜 기어에 있어서의 열 수와 동일하다.

태양축, 유성축, 링축의 나사상 톱니 바퀴 및 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수 및 기준 피치 원직경을 하기의 표 1 과 같이 정의한다.

본 발명의 구조의 경우에는, 태양축 또는 링축이 트러스트 방향, 즉, 회전축선을 따른 방향으로 유성축에 대해 상대적으로 변위한다. 태양축이 유성축에 대해 상대적으로 변위하는 경우에는, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하므로, 하기 식 5 및 6 이 성립된다.

Zns / Zps = Zn / Zp …(5)

Zss / Zps ≠ Zs / Zp …(6)

또한 나사상 유성 톱니 바퀴 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴는, 회전축선의 주위에 동심원상으로 회전하고, 태양 톱니 바퀴의 외측에서 링 톱니 바퀴의 내측을 공전하므로, 서로 동일한 공전 반경, 즉, 중심간 거리 a 를 갖고, 중심간 거리 a 는 하기 식 7 에 의해 나타난다.

a = dns - dps = dn - dp …(7)

또 링축이 유성축에 대해 상대적으로 변위하는 경우에는, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이하므로, 하기 식 8 및 9 가 성립된다.

Zns / Zps ≠ Zn / Zp …(8)

Zss / Zps = Zs / Zp …(9)

또 이 경우에도 나사상 유성 톱니 바퀴 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴는 태양 톱니 바퀴의 외측에서 링 톱니 바퀴의 내측을 공전하므로, 중심간 거리 a 는 하기 식 10 에 의해 나타난다.

a = dss + dps = ds + dp …(10)

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 상기 식 5, 6 또는 상기 식 8, 9 에 나타내는 바와 같이 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구 사이에서 유성 톱니 바퀴에 대한 태양 톱니 바퀴 또는 링 톱니 바퀴의 톱니수 비가 상이하므로, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구 사이에서 각 톱니 바퀴의 회전 각도에 차가 발생하려고 하고, 그 회전 각도의 차는 톱니수 비의 차에 대응한다. 그러나 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 각 톱니 바퀴는 서로 일체이므로, 회전 각도의 차는 발생하지 못하고, 회전 각도의 차를 흡수하도록 태양축 또는 링축이 그 밖의 것에 대해 축선 방향으로 변위한다. 또 이 경우 축선 방향으로 변위하는 축은 유성 톱니 바퀴에 대한 톱니수 비가 상이한 축이다. 즉, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 경우에는 태양축이 상대 변위하고, 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 경우에는 링축이 상대 변위한다.

바꿔 말하면, 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는, 2 종류의 유성 톱니 바퀴 기구 사이에 유성 톱니 바퀴에 대한 태양 톱니 바퀴 또는 링 톱니 바퀴의 톱니수 비에 차가 있는 경우에 발생하는 회전 각도차를 이용하여, 나사상 톱니 바퀴에 존재하는 나사 비틀림각에 의해 회전 각도차에 대응하는 축선 방향 변위를 얻는 것에 의해 운동 변환하는 기구이며, 그 축선 방향 변위량, 즉, 진행량은 톱니수 비의 차가 클수록 크고, 나사상 톱니 바퀴의 피치가 클수록 크다.

(2) 진행량

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서 축선 방향으로 변위하는 축의 진행량 Lj 는, 나사상 톱니 바퀴 및 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수를 상기 표 1 과 같이 하고, 나사상 톱니 바퀴의 축방향 피치를 P 로 하면, 하기 식 11 에 의해 나타난다.

Lj = P·(Zs·Zns - Zss·Zn) / (Zs + Zn) …(11)

진행량 Lj 는, 축선 방향으로 변위하는 축이 태양축 및 링축의 어느 경우에도 동일하므로, 링축에 대해 태양축이 상대적으로 변위하는 경우에 대해서 상기 식 11 의 도출을 설명한다.

통상적인 헬리컬 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 경우에는, 회전 전달에 의해 발생하는 태양 톱니 바퀴 및 유성 톱니 바퀴의 회전 방향이 역이므로, 이들의 톱니 바퀴의 비틀림각의 방향은 서로 역방향이다. 그래서 유성 톱니 바퀴 및 태양 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴의 비틀림 방향이 역방향인 경우에 태양 톱니 바퀴의 톱니수를 정 (正) 으로 하고, 비틀림 방향이 동일한 방향인 경우에 태양 톱니 바퀴의 톱니수를 부 (負) 로 한다. 즉, 역방향 나사를 정, 순방향 나사를 부로 한다.

태양축과 링축 사이에 1 회전의 상대 회전을 주었을 경우의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 공전 각도는, 헬리컬상 톱니 바퀴의 맞물림에 의해 일의적으로 결정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴에 대해 Zs / (Zs + Zn) 이다. 또한 나사상 유성 톱니 바퀴의 공전 각도는 Zss / (Zss + Zns) 인데, 나사상 유성 톱니 바퀴는 축선 방향으로 변위 가능하고, 그 공전 각도는 헬리컬상 톱니 바퀴의 맞물림에 의한 공전 각도에 속박되어, 그 공전 각도차만큼 태양축이 축선 방향으로 변위한다.

공전 각도차는 Zs / (Zs + Zn) - Zss / (Zss + Zns) 이고, 이것은 나사상 톱니 바퀴에 있어서 하기 식 12 에 의해 나타내지는 태양축 및 링축의 상대 회전에 상당한다.

{Zs / (Zs + Zn) - Zss / (Zss + Zns)} / {Zss / (Zss + Zns)} …(12)

상기 식 12 를 정리하면, 태양축 및 링축의 상대 회전은 하기 식 13 에 의해 나타난다. 따라서 태양축만이 하기 식 13 의 회전 각도만큼 불필요하게 회전하여, 축선 방향의 상대 변위를 일으키는 것으로 생각할 수 있다.

(Zs·Zns - Zss·Zn) / {Zss·Zs + Zn)} …(13)

따라서 상대 변위량은 하기 식 14 로 나타내어지고, 이것을 정리함으로써 진행량 Lj 는 상기 식 11 과 같이 된다. 또한, 링축이 상대 변위하는 경우에는 상기 각 식의 Zss 가 Zns 가 되지만, 최종적으로는 진행량 Lj 는 상기 식 11 과 같이 된다.

Zss·P·(Zs·Zns - Zss·Zn) / {Zss·Zs + Zn)} …(14)

상기 식 11 로부터 알 수 있는 바와 같이, 진행량 Lj 는 나사상 톱니 바퀴의 톱니수, 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수 및 피치만으로 결정된다. 바꿔 말하면, 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서의 진행량은, 상기 종래 기술의 란에 있어서 설명한 종래의 회전 일직선 운동 변환 장치와 같이 열 수차나 비틀림각의 차이에 의해 발생하는 것이 아니고, 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치의 작동 원리는 종래의 장치와는 완전히 상이하다.

(3) 유성축의 배치 가능 개수

주지와 같이, 일반적인 유성 톱니 바퀴 장치에 있어서의 유성 톱니 바퀴의 배치 가능 개수는 태양 톱니 바퀴의 톱니수와 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수이다. 따라서 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서의 유성축의 개수는, 「나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니수 (열 수) 와 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 (열 수) 의 합의 약수」및 「헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 톱니수와 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수」의 양자에게 공통의 약수이다. 또 일반적으로, 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 (열 수) 는 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수보다 작다. 따라서 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수가 유성 톱니 바퀴의 배치 가능 개수를 결정한다.

(4) 기준 톱니수, 기본 톱니수 비, 차동 톱니수

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치의 구조나 작동을 설명하는 데에 있어서, 「기준 톱니수」, 「기본 톱니수 비」, 「차동 톱니수」를 정의하여, 이들의 개념을 사용하는 것이 유용하므로, 이들의 용어에 대해 설명한다.

(4-1) 기준 톱니수

일반적인 유성 톱니 바퀴 기구에 있어서는, 태양 톱니 바퀴, 유성 톱니 바퀴, 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경 ds, dp, dn 사이에는 하기 식 15 로 나타나는 관계가 있고, 태양 톱니 바퀴, 유성 톱니 바퀴, 링 톱니 바퀴의 톱니수 Zs, Zp, Zn 사이에는 하기 식 16 으로 나타나는 관계가 있다.

dn = ds + 2·dp …(15)

Zn = Zs + 2·Zp …(16)

또 각 톱니 바퀴의 모듈을 동일하게 할 필요가 있으므로, 기준 피치 원직경 ds, dp, dn 및 톱니수 Zs, Zp, Zn 사이에는 하기 식 17 로 나타나는 관계가 있다.

dn / Zn = ds / Zs = dp / Zp …(17)

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는 태양 톱니 바퀴 및 링 톱니 바퀴 중 어느 일방에 있어서의 상기 각 관계가, 2 종의 톱니 바퀴, 즉, 나사상 톱니 바퀴 및 헬리컬상 톱니 바퀴 중 어느 일방 또는 그 양쪽 모두에 있어서 변경되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 세 가지의 관계 (상기 식 15 ∼ 17) 를 만족하는 태양 톱니 바퀴, 유성 톱니 바퀴, 링 톱니 바퀴의 톱니수를 「기준 톱니수」라고 정의한다.

(4-2) 기본 톱니수 비

또 상기 세 가지의 관계를 만족하는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 기준 톱니수를 각각 Zsk, Zpk, Znk 로 하고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴의 기준 톱니수를 각각 Zssk, Zpsk, Znsk 로 하며, 하기 식 18 로 나타나는 태양 톱니 바퀴와 유성 톱니 바퀴 사이의 기준 톱니수의 톱니수 비 K 를 「기본 톱니수 비」라고 정의한다.

K = Zsk / Zpk = Zssk / Zpsk …(18)

(4-3) 차동 톱니수

각 톱니 바퀴의 톱니수와 상기 기준 톱니수의 차를 「차동 톱니수」라고 정의한다. 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는, 태양 톱니 바퀴 및 링 톱니 바퀴 중 어느 일방에 있어서, 또한 2 종류의 톱니 바퀴, 즉, 나사상 톱니 바퀴 및 헬리컬상 톱니 바퀴 중 어느 일방 또는 그 양쪽 모두에 있어서, 차동 톱니수를 갖는다.

(5) 운동 변환 효율

회전 일직선 운동 변환 장치는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고 혹은 직선 운동을 회전 운동으로 변환하므로, 전자의 운동 변환의 효율을 정효율로 하고, 후자의 운동 변환의 효율을 역효율로 한다.

(5-1) 역효율

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에는 나사상 톱니 바퀴의 맞물림이 존재하므로, 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용하면, 나사상 유성 톱니 바퀴가 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴보다 톱니면의 접촉에 의한 힘을 받는다. 나사상 유성 톱니 바퀴가 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 받는 회전축선을 따른 방향의 힘을 F 로 하여, 나사상 유성 톱니 바퀴가 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 받는 힘에 대해 생각한다.

나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴가 서로 역방향의 비틀림각을 갖는 경우를 정으로 하고, 나사상 태양 톱니 바퀴의 진행각을 θs 로 한다.

힘 F 는 나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니면에 있어서 톱니면에 수직인 힘과 톱니면에 따른 방향의 힘으로 분해되는 것으로 생각할 수도 있다. 톱니면에 수직인 힘에 의해 마찰력이 발생되어, 그 마찰력에 의해 톱니면에 따른 방향의 힘을 약하게 할 수 있다. 따라서 톱니면에 따른 방향의 마찰 계수를 μ 로 하면, 나사상 태양 톱니 바퀴의 톱니면 방향에 발생하는 힘 Fsh 는 하기 식 19 에 의해 나타난다.

Fsh = F·{Sin(θs) - μ·cos(θs)} …(19)

이 힘 Fsh 는 나사상 유성 톱니 바퀴의 톱니면 방향의 힘 Fsph 로 변환된다. 나사상 유성 톱니 바퀴의 진행각을 θp 로 하면, 힘 Fsph 는 하기 식 20 에 의해 나타난다.

Fsph = F·{sin(θs) - μ·cos(θs)}·cos(θs - θp) …(20)

따라서 힘 Fsph 를 나사상 유성 톱니 바퀴의 회전 방향의 힘, 즉, 축선에 수직인 단면 (정면 방향) 에 따른 힘으로 변환하면, 그 힘 Fs 는 하기 식 21 에 의해 나타난다.

Fs = F·{sin(θs) - μ·cos(θs)}·cos(θs - θp)·cos(θp) …(21)

동일하게 나사상 유성 톱니 바퀴가 나사상 링 톱니 바퀴로부터 받는 회전 방향의 힘 Fn 은 하기 식 22 에 의해 나타난다.

Fn = F·{sin(θs) - μ·cos(θs)}·cos(θn - θp)·cos(θp) …(22)

따라서 축력 F 에 의해 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘은, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터의 힘 Fs 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터의 힘 Fn 이고, 이들의 힘은 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴가 서로 역방향의 비틀림각을 갖는 경우에는 나사상 태양 톱니 바퀴의 주위의 동일한 둘레 방향에 발생한다.

나사상 태양 톱니 바퀴로부터의 힘 Fs 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터의 힘 Fn 은 나사상 유성 톱니 바퀴에 대해 두 개의 힘으로 작용한다. 그 중 하나는 나사상 유성 톱니 바퀴를 그 축선의 주위로 회전시키는 힘, 즉, 자전력이며, 다른 하나는 나사상 유성 톱니 바퀴를 공전시키는 힘, 즉, 공전력이다. 자전력을 Fpj 라고 하고, 공전력을 Fpk 라고 하면, 이들의 힘은 각각 하기 식 23 및 24 에 의해 나타난다.

Fpj = Fs - Fn …(23)

Fpk = Fs + Fn …(24)

나사상 유성 톱니 바퀴는 Fpj > 0 의 경우에 마찰력을 이겨내고 자전하여, 역효율은 정의 값이 된다. 따라서 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용하면, 태양축 및 링축의 일방이 타방에 대해 상대적으로 회전한다. 이에 대해 나사상 유성 톱니 바퀴는 Fpj ≤ 0 인 경우에는 자전하지 않고, 역효율은 0 이 된다. 따라서 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용해도, 태양축 및 링축은 서로 그 밖의 것에 대해 상대적으로 회전하지 않는다. 역효율 ηn 은 하기 식의 식 25 에 의해 나타난다.

ηn = 2·π·Fpj·dns / (F·Lj) …(25)

다음으로 태양축 및 링축 사이에 상대 회전력이 작용하면 태양축이 직선 운동하는 태양축 변위형 및 태양축 및 링축 사이에 상대 회전력이 작용하면 링축이 직선 운동하는 링축 변위형에 대해, 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용했을 경우에 유성축이 회전하는 방향을 정의 회전 방향으로 하여, 유성축을 회전시키는 힘을 설명한다.

(5-1-1) 태양축 변위형

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 순방향 나사의 관계를 갖는 경우, 역방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 정인 경우, 역방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 부인 경우의 각 경우에 대해 유성축을 회전시키는 힘을 설명한다.

(5-1-1-1) 순방향 나사

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 순방향 나사의 관계를 갖는 경우에는, 자전력 Fpj 는 정의 값이 되어, 유성축은 회전한다. 즉, 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용하는 경우에, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 동일하고, 유성축의 회전 방향은 정방향이다.

따라서 나사상 톱니 바퀴의 리드각이 극단적으로 작은 경우와 마찬가지로 마찰력에 의해 유성축의 회전이 저지되는 경우를 제외하고, 역효율 ηn 은 정효율과 마찬가지로 1 > ηn ≥ 0 이 된다.

(5-1-1-2) 역방향 나사 (차동 톱니수 > 0)

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 서로 역방향 비틀림각을 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴의 비틀림각이 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각보다 크며, 이로써 차동 톱니수가 정의 값인 경우이다.

이 경우에는 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 역이며, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘이 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘보다 크기 때문에, 자전력 Fpj 는 정의 값이 되지만, 상기 5-1-1-1 의 순방향 나사의 경우보다 작다.

따라서 나사상 톱니 바퀴의 리드각이나 마찰력에 의해, 유성축이 회전하지 않는 경우, 즉, 역효율 ηn 이 0 인 경우와 유성축이 회전하는 경우, 즉, 역효율 ηn 이 작은 정의 값의 경우가 있다.

(5-1-1-3) 역방향 나사 (차동 톱니수 < 0)

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 서로 역방향 비틀림각을 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴의 비틀림각이 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각보다 작으며, 이로써 차동 톱니수가 부의 값인 경우이다.

이 경우에는 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 역이며, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘이 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘보다 작기 때문에, 자전력 Fpj 는 부의 값이 되어, 유성축은 회전하지 않고, 따라서 나사상 톱니 바퀴의 리드각이나 마찰력에 관계없이 역효율 ηn 은 반드시 0 이 된다. 바꿔 말하면 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치가 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위해서 사용되는 경우에, 외력에 의한 직선 운동이 회전 운동으로 변환되는 것을 방지할 수 있다.

(5-1-2) 링축 변위형

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 순방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 정인 경우, 순방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 부인 경우, 역방향 나사의 관계를 갖는 경우의 각 경우에 대해 유성축을 회전시키는 힘을 설명한다.

(5-1-2-1) 순방향 나사 (차동 톱니수 > 0)

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 순방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 정인 경우에는, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 역이며, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘이 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘보다 크기 때문에, 자전력 Fpj 는 정의 값이 되지만, 상기 5-1-1-1 의 순방향 나사의 경우보다 작고, 따라서 역효율 ηn 은 0 보다 크고 0.4 정도보다 작은 값이 된다.

(5-1-2-2) 순방향 나사 (차동 톱니수 < 0)

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 순방향 나사의 관계를 갖고 차동 톱니수가 부인 경우에는, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 역이며, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘이 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘보다 작기 때문에, 상기 5-1-1-2 의 역방향 나사 (차동 톱니수 < 0) 의 경우와 마찬가지로, 자전력 Fpj 는 부의 값이 되어, 유성축은 회전하지 않고, 따라서 나사상 톱니 바퀴의 리드각이나 마찰력에 관계없이 역효율 ηn 은 반드시 0 이 된다.

(5-1-2-3) 역방향 나사

나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴가 역방향 나사의 관계를 갖는 경우에는, 태양축 및 링축 사이에 회전축선을 따른 방향의 힘이 작용하는 경우에, 나사상 태양 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향 및 나사상 링 톱니 바퀴로부터 나사상 유성 톱니 바퀴에 인가되는 힘의 회전 방향의 방향이 동일하고, 유성축의 회전 방향은 정방향이다.

따라서 상기 5-1-1-1 의 순방향 나사의 경우와 마찬가지로, 나사상 톱니 바퀴의 리드각이 극단적으로 작은 경우와 마찬가지로 마찰력에 의해 유성축의 회전이 저지되는 경우를 제외하고, 역효율 ηn 은 정효율과 마찬가지로 1 > ηn ≥ 0 이 된다.

(5-2) 정효율

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 헬리컬상 톱니 바퀴의 맞물림 및 나사상 톱니 바퀴의 맞물림에 의해 회전 전달이 행해진다. 따라서 회전 방향의 변위는 톱니 바퀴의 미끄러짐률을 수반하는 회전이다. 또 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는 각 축이 그것에 평행한 회전축선을 갖는 유성 톱니 바퀴 기구이며, 태양축 또는 링축이 다른 축에 대해 상대적으로 축선 방향으로 변위하므로, 축선 방향의 변위는 미끄러짐 마찰을 수반하는 변위이다.

따라서 미끄러짐률을 σ 로 하고, 구름 마찰 계수를 μk 로 하고, 미끄러짐 마찰 계수를 μ 로 하면, 정효율 ηa 는 하기 식 25 에 의해 나타난다.

ηa = 1 - (μk + μ·σ + μ) …(25)

통상적인 톱니의 맞물림의 경우에는, 미끄러짐률 σ 는 0.1 정도이고, 구름 마찰 계수 μk 는 기름 윤활에서는 0.01 정도이고, 미끄러짐 마찰 계수 μ 는 기름 윤활에서는 0.1 정도이므로, 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치의 일반적인 정효율 ηa 는 하기 식 26 과 같고, 이상적인 설계를 실시하면, 88％ 정도의 높은 정효율을 달성할 수 있다.

ηa = 1 - (0.01 + 0.1·0.1 + 0.1) = 0.88 …(26)

이상의 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서 효율을 태양축 변위형 및 링축 변위형에 대해 정리하면, 각각 도 26(a) 및 도 26(b) 와 같다. 또한 도 26(a) 및 도 26(b) 에 있어서, ○ 는 가장 일반적인 효율을 나타내고, 쌍두 화살표는 설정 가능한 효율의 범위를 나타내고 있다.

(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 태양축, 유성축, 링축의 회전 중심이 일정하게 유지되는 것이 바람직하고, 복수의 헬리컬상 유성 톱니 바퀴가 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴와 끊임없이 맞물리는 것이 바람직하며, 이것은 특히 헬리컬상 톱니 바퀴가 평톱니 바퀴인 경우에 중요하다. 그러기 위해서는 「유성축의 개수가 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 약수는 아니다 (유성축의 개수 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수가 1 이외의 공약수를 갖지 않는다)」라는 바람직한 관계가 만족되어야 한다. 이 조건이 만족되고 있는 경우에는, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴에 대한 각 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 맞물림의 위상이 서로 상이하여, 각 헬리컬상 톱니 바퀴의 맞물림의 중첩에 의해 큰 맞물림률로 원활한 회전 전달이 확보된다.

또한, 본원에 있어서, 「헬리컬상 태양 톱니 바퀴」, 「헬리컬상 유성 톱니 바퀴」, 「헬리컬상 링 톱니 바퀴」를 「헬리컬상 톱니 바퀴」라고 총칭하고, 「나사상 태양 톱니 바퀴」, 「나사상 유성 톱니 바퀴」, 「나사상 링 톱니 바퀴」를 「나사상 톱니 바퀴」라고 총칭한다. 또 「헬리컬상 톱니 바퀴」란, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴를 서로 맞물리게 하여 유성 톱니 바퀴 기구를 구성할 수 있도록, 톱니의 비틀림각이 25°이하인 톱니 바퀴이며, 톱니의 비틀림각이 0°인 톱니 바퀴, 즉, 평톱니 바퀴를 포함하는 것이다. 이에 대해 「나사상 톱니 바퀴」란 웜 기어의 형태를 이루고, 톱니가 축선의 주위에 나선상으로 연장하여, 비틀림각이 진행각보다 큰 톱니 바퀴이다.

도 1a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 1 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 1b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 1c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 2a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 2 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 2b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 2c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 3a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 3 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 3b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 3c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 4a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 4 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 4b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 4c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 5a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 5 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 5b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 5c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 6a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 6 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 6b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 6c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 7a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 7 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 7b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 7c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 8a 및 도 8b 는 각각 태양축의 회전 운동을 링축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 8 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 회전축선에 수직인 단면도이다.

도 9a 및 도 9b 는 각각 제 2 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 9 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 10a 및 도 10b 는 각각 제 9 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 10 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 11a 및 도 11b 는 각각 제 10 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 11 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 12a 는 제 2 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 「직선 운동 변환 장치의 제 12 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 12b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 12c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 13a 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 13 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 13b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 13c 는 회전축선을 따른 링축을 나타내는 단면도이다.

도 14a 는 제 13 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 14 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이고, 도 14b 는 회전축선에 수직인 단면도이며, 도 14c 는 태양축의 요부의 우측면도이다.

도 15a 및 도 15b 는 각각 태양축의 회전 운동을 링축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 15 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 회전축선에 수직인 단면도이다.

도 16a 및 도 16b 는 각각 제 8 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 16 실시예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도 및 회전축선에 수직인 단면도이다.

도 17a 및 도 17b 는 각각 카고형 리테이너의 예 1 을 나타내는 축선에 평행한 단면도 및 좌측면도이다.

도 18a 및 도 18b 는 각각 카고형 리테이너의 예 2 를 나타내는 축선에 평행한 단면도 및 좌측면도이다.

도 19a 및 도 19b 는 각각 카고형 리테이너의 예 3 을 나타내는 축선에 평행한 단면도 및 좌측면도이다.

도 20a 및 도 20b 는 각각 카고형 리테이너의 예 4 를 나타내는 축선에 평행한 단면도 및 좌측면도이다.

도 21 은 상기 서술한 제 10 실시예와 동일한 구조를 갖는 회전 일직선 운동 변환 장치에 대해 소정 수의 유성축의 내측에 나사상 태양 톱니 바퀴를 삽입하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 22 는 상기 서술한 제 10 실시예와 동일한 구조를 갖는 회전 일직선 운동 변환 장치에 대해 유성축이 회전하지 않도록 고정시켜, 태양축에 헬리컬상 태양 톱니 바퀴를 장착하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 23 은 상기 서술한 제 10 실시예와 동일한 구조를 갖는 회전 일직선 운동 변환 장치에 대해 태양축, 리테이너, 유성축을 링축으로 끼워맞춰, 각 헬리컬상 톱니 바퀴를 고정시키는 공정을 나타내는 도면이다.

도 24a 및 도 24b 는 각각 유성축의 양단의 원추면을 지지하는 캐리어 부재 의 수정예를 나타내는 확대 단면도이다.

도 25 는 볼베어링의 이너 레이스가 캐리어 부재에 압입에 의해 고정된 제 10 실시예의 수정예를 나타내는 회전축선을 따른 단면도이다.

도 26a 및 도 26b 는 각각 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서 태양축 변위형의 효율 및 링축 변위형의 효율을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명을 몇 가지의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

제 1 실시예

도 1a ∼ 도 1c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 1 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 1a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 1 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 1b 는 제 1 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 1c 는 제 1 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

도 1a ∼ 도 1c 에 있어서, 10 은 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치를 전체적으로 나타내고 있고, 회전 일직선 운동 변환 장치 (10) 는 공통의 회전축선 (12) 을 따라 연장하여 서로 끼워맞추는 태양축 (14) 및 링축 (16) 과, 태양축 (14) 과 링축 (16) 사이에 배치되어 회전축선 (12) 에 평행한 회전축선 (18) 을 따 라 연장하는 네 개의 유성축 (20) 을 가지고 있다. 유성축 (20) 은 회전축선 (12) 의 주위에 90°의 각도로 서로 균등하게 격치되어 있다.

태양축 (14) 의 내단부 (도 1a 의 좌단부) 에는 링상의 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 가 압입 등의 수단에 의해 고정되어 있고, 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 는 평톱니의 바깥 톱니 바퀴를 가지고 있다. 태양축 (14) 의 외단부 (도 1a 의 우단부) 에는 회전축선 (12) 에 평행하고, 서로 평행한 두 개의 평면부 (24) 가 형성되어, 도 1 에는 나타나지 않은 그 밖의 부재에 상대 회전 불능이며 또한 왕복 운동 가능하게 연결되도록 되어 있다. 태양축 (14) 의 중앙부에는 3 조의 수나사 (26) 가 설치되어 있다. 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 수나사 (26) 는 회전축선 (12) 을 따라 서로 격치되어 있다.

각 유성축 (20) 에는 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와 맞물리는 평톱니의 바깥 톱니 바퀴 (28) 및 수나사 (26) 와 나사 결합하는 1 조의 수나사 (30) 가 설치되어 있고, 바깥 톱니 바퀴 (28) 및 수나사 (30) 는 회전축선 (18) 을 따라 서로 격치되어 있다. 바깥 톱니 바퀴 (28) 는 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 보다 큰 축선 방향 길이를 갖고, 이로써 태양축 (14) 이 회전축선 (12) 을 따라 유성축 (20) 및 링축 (16) 에 대해 상대적으로 변위해도 바깥 톱니 바퀴 (28) 는 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와의 맞물림을 유지하도록 되어 있다.

각 유성축 (20) 은 양단에서 원 고리판 형상의 캐리어 부재 (32 및 34) 에 의해 회전축선 (18) 의 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어 부재 (32 및 34) 의 외주면과 링축 (16) 의 내면 사이에는 감마 (減摩) 링 (36) 이 배치 형 성되고, 이것에 의해 캐리어 부재 (32 및 34) 는 링축 (16) 에 대해 상대적으로 회전축선 (12) 의 주위에 자유롭게 회전할 수 있게 되어 있다. 또 링축 (16) 의 내면에는 C 링 (38 및 40) 이 고정되고, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 링축 (16) 의 내면에 형성된 단차부와 C 링 (38 및 40) 사이에 축선 방향으로 유지되어 있다. 캐리어 부재 (32 및 34) 는 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 태양축 (14) 의 외경보다 큰 내경을 갖고, 이로써 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 태양축 (14) 은 회전축선 (12) 을 따라 캐리어 부재 (32 및 34) 에 대해 상대적으로 변위할 수 있게 되어 있다.

링축 (16) 의 두 개의 단차부 사이의 내면, 즉, 소경부의 내면에는 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴 (28) 와 맞물리는 링 톱니 바퀴 부재 (42) 가 압입 등의 수단에 의해 고정되어 있고, 링 톱니 바퀴 부재 (42) 는 평톱니의 내부 톱니 바퀴를 가지고 있다. 또 링축 (16) 의 소경부의 내면에는 유성축 (20) 의 수나사 (30) 와 나사 결합하는 5 조의 암나사 (44) 가 설치되어 있고, 링 톱니 바퀴 부재 (42) 및 암나사 (44) 는 회전축선 (18) 을 따라 서로 격치되어 있다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 는 서로 협동하여 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하고 있고, 각각 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴로서 기능한다. 또 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 는 서로 협동하여 제 2 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하고 있어, 각각 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴로서 기능한다.

나사상 톱니 바퀴로서의 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 는 서로 나사 결합하고, 수나사 (26) 및 수나사 (30) 는 서로 역방향의 비틀림각을 갖고, 수나사 (30) 및 암나사 (44) 는 서로 동일 방향의 비틀림각을 갖는다. 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 피치, 압력각, 모듈은 서로 동일하다. 제 1 실시예의 회전 일직선 운동 변환 장치 (10) 에 있어서는, 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 열 수, 바꿔 말하면 회전축선 (12 및 18) 에 수직인 단면에 있어서의 톱니수는 각각 3, 1, 5 이며, 따라서 차동 톱니수는 0 이다.

다음으로 헬리컬상 톱니 바퀴로서의 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 에 대해 설명한다. 일반적으로, 나사상 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경의 비와 크게 떨어지게 각 평톱니 바퀴의 톱니수 비를 설정할 수 없다. 즉, 톱니 바퀴의 전위에 의해, 나사상 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경의 비에 대한 각 평톱니 바퀴의 톱니수 비의 관계를 어느 정도 변화시킬 수 있지만, 각 평톱니 바퀴가 상당히 큰 톱니 길이를 갖지 않는 한 큰 전위를 실현하지 못하고, 현실적으로는 나사상 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경의 비에 대한 각 평톱니 바퀴의 톱니수 비의 차는 30％ 이내로 제한된다고 생각할 수 있다.

제 1 실시예에 있어서는, 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수는 9 이고, 링축 (16) 의 암나사 (44) 의 톱니수는 나사상 톱니 바퀴의 수나사 (30) 및 암나사 (44) 의 톱니수 비 1 : 5 에 대응하는 45 이다. 또한 나사상 톱니 바퀴의 수나사 (26) 및 수나사 (30) 의 톱니수 비는 3 : 1 이므로, 태양축 (14) 의 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 톱니수가 27 로 설정되면, 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 비는 나사상 톱니 바퀴의 수나사 (26) 및 수나사 (30) 의 톱니수 비와 동일해진다. 따라서 이 경우에는 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴는 서로 동일한 톱니수 비가 되고, 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구는, 회전 전달의 각 감속비가 서로 일치하여, 어느 쪽도 회전 전달만을 실시하는 유성 톱니 바퀴 기구가 되어, 회전 운동을 직선 운동으로 변환할 수 없다.

이에 대해 제 1 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 의 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 톱니수는, 나사상 톱니 바퀴의 수나사 (26) 및 수나사 (30) 의 톱니수 비 3 : 1 에 대응하는 27 과는 상이한 31 이다. 따라서 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수는 4 이며, 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 비는 31 : 9 이다. 이들의 톱니수 비의 차에 의해, 링축 (16) 이 회전되면, 평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 태양축 (14) 의 회전 각도와 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 태양축 (14) 의 회전 각도 사이에 차가 생기지 않도록 태양축 (14) 이 유성축 (20) 및 링축 (16) 에 대해 상대적으로 회전축선 (12) 을 따라 변위하고, 이로써 링축 (16) 의 회전 운동이 태양축 (14) 의 직선 운동으로 변환된다.

일반적으로, 평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구 및 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구가 어느 쪽도 원활하게 회전 전달을 행할 수 있기 위해서는, 평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 기준 피치 원직경의 비와 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 기준 피치 원직경의 비가 가능한 한 동일한 것이 바람직하 다. 그러나 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수의 비는 31 : 9 : 45 로서, 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수의 비 3 : 1 : 5 와는 상이하다.

따라서 평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 차동 톱니수를 확보하면서 두 개의 유성 톱니 바퀴 기구의 기준 피치 원직경의 비가 가능한 한 동일해지도록, 차동 톱니수가 설정된 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와 일체적으로 회전하는 수나사 (26) 의 기준 피치 원직경을 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 톱니수 비에 대응하는 값에서 변경함으로써, 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 기준 피치 원직경의 비를 가능한 한 평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 톱니수 비에 가깝게 한다.

구체적으로 서술하면, 나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구의 톱니수 비에 대응하는 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 기준 피치 원직경을 각각 10.5, 3.5, 17.5 로 하면, 수나사 (30) 의 기준 피치 원직경이 10.6 으로 증대 변경되어 있다.

종래 기술에서는, 나사상 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경의 비는 열 수의 비이어야만 하여, 태양 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경만을 변경할 수는 없었다. 그러나 본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치 (10) 는, 나사상 톱니 바퀴 헬리컬상 톱니 바퀴 (평톱니 바퀴) 의 톱니수 비의 차에 의해 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구이다. 따라서 나사상 태양 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경을 변경해도, 피치 및 리드각이 동일하면 변환되는 직선 운동량은 변함없다.

그러나 나사상 태양 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경을 변경하면, 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴는 리드각이 서로 상이한 나사상 톱니 바퀴의 맞물림이 된다. 따라서 제 1 실시예의 나사상 톱니 바퀴는 리드각 (진행각) 이 상이한 맞물림을 허용하는 나선형 톱니형상의 톱니를 가지고 있다 (이 점은 후술하는 제 2 실시예에 대해서도 마찬가지이다).

이 제 1 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

1. 태양축 변위형으로, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 역방향인 나사상 톱니 바퀴

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 0

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 4

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 3 : 1 : 5

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 31 : 9 : 45

7. 유성축의 개수 = 4

8. 피치 = 1

9. 진행량 = 0.263

10. 나사상 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경 (맞물림 피치 원직경)

태양 톱니 바퀴 = 10.5, 유성 톱니 바퀴 = 3.5, 링 톱니 바퀴 = 17.5

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 제 1 실시예에 의하면, 링축 (16) 의 회전 운동을 높은 정효율 및 높은 변환 해상도 (태양축 (14) 의 직선 운동량에 대한 링축 (16) 의 회전 운동량의 비) 로 태양축 (14) 의 직선 운동으로 변환할 수 있다.

또한 이 제 1 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수는 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (4 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (9) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

또 이 제 1 실시예에 있어서는, 다른 실시예에 비해 유성축 (20) 의 개수가 적고, 유성축 (20) 사이에 충분한 공간이 있으므로, 평판상의 캐리어 부재 (32 및 34) 를 대신하여 후술과 같이 평판상의 두 개의 캐리어 부재가 유성축 (20) 사이에 배치되는 복수의 연결 부재에 의해 일체적으로 연결된 강성이 높은 카고형의 캐리어 부재를 사용할 수 있고, 또 후술과 같이 카고형의 조립 지그를 사용하는 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립을 용이하게 실시할 수 있다. 이것은 후술하는 제 4, 제 7 실시예 등에 대해서도 마찬가지이다.

제 2 실시예

도 2a ∼ 도 2c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 2 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 2a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 2 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 2b 는 제 2 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 2c 는 제 2 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다. 또한 도 2a ∼ 도 2c 에 있어서 도 1a ∼ 도 1c 에 나타난 부재와 동일한 부재에는 도 1a ∼ 도 1c 에 있어서 붙여진 부호와 동일한 부호가 붙어 있고, 이것은 후술하는 다른 실시예의 도면에 대해서도 마찬가지이다.

이 제 2 실시예는, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 유성축 (20) 이 9 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 4, 1, 5 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 31, 10, 50 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 -0.556 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 2 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 4 : 1 : 5

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 31 : 10 : 50

7. 유성축의 개수 = 9

8. 피치 = 1

9. 진행량 = -0.556

또한 이 제 2 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (9 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (10) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

또 이 제 2 실시예에 의하면, 링축 (16) 의 회전 방향에 대한 태양축 (14) 의 직선 운동 방향을 상기 서술한 제 1 실시예의 경우와는 역방향으로 할 수 있고, 또 유성축의 개수가 9 개로 많기 때문에, 상기 서술한 제 1 실시예의 경우에 비해 내하중성이 우수하고, 높은 토크의 전달 및 변환이 가능하다.

제 3 실시예

도 3a ∼ 도 3c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하 도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 3 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 3a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 3 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 3b 는 제 3 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 3c 는 제 3 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 3 실시예는, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 및 나사상 유성 톱니 바퀴인 수나사 (30) 이 서로 동일 방향의 비틀림각을 갖고, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 -8 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 유성축 (20) 이 9 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 -5, 1, 5 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 31, 10, 50 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 -5 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 3 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

1. 태양축 변위형으로, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 동일 방향의 나사상 톱니 바퀴

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = -8

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = -5 : 1 : 5

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 31 : 10 : 50

7. 유성축의 개수 = 9

8. 피치 = 1

9. 진행량 = -5

또한 이 제 3 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (9 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (10) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

또 이 제 3 실시예에 의하면, 링축 (16) 의 회전 운동량에 대한 태양축 (14) 의 직선 운동량의 비를 다른 실시예의 경우에 비해 높게 할 수 있어, 정효율 및 역효율 모두 높고, 태양축 (14) 의 직선 운동을 높은 효율로 링축 (16) 의 회전 운동으로 변환할 수 있다. 또 제 2 실시예의 경우와 마찬가지로, 유성축의 개수가 9 개로 많기 때문에, 상기 서술한 제 1 실시예의 경우에 비해 내하중성이 우수하 여, 높은 토크의 전달 및 변환이 가능하다.

제 4 실시예

도 4a ∼ 도 4c 는 링축의 회전 연동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 4 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 4a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 4 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 4b 는 제 4 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 4c 는 제 4 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 4 실시예는, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 0 으로 설정되고, 유성축 (20) 이 9 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 4, 1, 5 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 27, 9, 45 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 -0.625 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 4 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 0

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 4 : 1 : 5

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 27 : 9 : 45

7. 유성축의 개수 = 9

8. 피치 = 1

9. 진행량 = -0.625

또한 이 제 4 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있지만, 유성축 (20) 의 개수 (9 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (9) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있지 않다.

따라서 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 는 서로 동일한 위상으로 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 및 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 링 톱니 바퀴 부재 (42) 와 맞물린다. 그 때문에 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니의 부근이 동위상이 되어, 정상극에 의해 클리어런스를 형성하여도, 톱니 바닥 및 톱니 끝의 부근이 항상 발생한다. 따라서 전달 토크의 변동 (토크 리플) 이 크고, 편측에 의한 마모 등이 발생하기 쉽다. 톱니 바닥 및 톱니 끝의 클리어런스를 유지하려면, 유성축의 중심간 거리를 정밀도 좋게 일정하게 유지할 필요가 있고, 따라서 이 제 ４ 실시예의 경우에는 베어링 등에 의해 태양축 (14) 과 캐리어 부재 (32 및 34) 사이 및 링축 (16) 과 캐리어 부재 사이의 위치 관계가 양호하게 유지되는 것이 바람직하다.

또 이 제 4 실시예에, 링축 (16) 의 회전 방향에 대한 태양축 (14) 의 직선 운동 방향을 상기 서술한 제 1 실시예의 경우와는 역방향으로 할 수 있고, 또 유성축의 개수가 9 개로 많기 때문에, 상기 서술한 제 1 실시예의 경우에 비해 내하중성이 우수하여, 높은 토크의 전달 및 변환이 가능하다.

제 5 실시예

도 5a ∼ 도 5c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 5 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 5a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 5 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 5b 는 제 5 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 5c 는 제 5 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 5 실시예는, 기본 톱니수 비가 4 로 설정되고, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 -1 로 설정되고, 유성축 (20) 이 11 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 5, 1, 6 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 39, 10, 60 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 -0.667 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 5 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

2. 기본 톱니수 비 K = 4

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = -1

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 5 : 1 : 6

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 39 : 10 : 60

7. 유성축의 개수 = 11

8. 피치 = 1

9. 진행량 = -0.667

또한 이 제 5 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (11 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (10) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

특히 이 제 5 실시예는, 기본 톱니수 비 K 를 4 로 설정함으로써 태양축 (14) 을 굵게 해도 본 발명의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치를 구성할 수 있는 것을 나타내고 있다. 태양축 (14) 을 굵게 하면, 유성축 (20) 의 수를 많게 할 수 있으며 동시에, 유성축의 직경을 상대적으로 작게 할 수 있으므로, 링축 (16) 의 외경에 대한 태양축 (14) 의 직경의 비를 크게 할 수 있다. 따라서 링축 (16) 의 외경이 동일한 경우에 대해서 보면, 다른 실시예에 비해 태양축 (14) 의 직경을 크게 하여 그 강성을 높게 할 수 있고, 이로써 전달할 수 있는 토크도 크게 할 수 있으며, 반대로 태양축 (14) 의 외경이 동일한 경우에 대해서 보면, 다른 실시예에 비해 링축 (16) 의 외경을 작게 할 수 있고, 따라서 이 제 5 실시예에 의하면 소형이고 고강도의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치를 구성할 수 있다.

제 6 실시예

도 6a ∼ 도 6c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 6 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 6a 는 회전축선에 따르는 단면에서 제 6 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 6b 는 제 6 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 6c 는 제 6 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 6 실시예는, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 -1 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 -2 로 설정되고, 유성축 (20) 이 7 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 2, 1, 5 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 25, 9, 45 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 0.5 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 6 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = -1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = -2

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 2 : 1 : 5

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 25 : 9 : 45

7. 유성축의 개수 = 7

8. 피치 = 1

9. 진행량 = 0.5

또한 이 제 6 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또, 유성축 (20) 의 개수 (7 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (9) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

또 이 제 6 실시예의 구조는 상기 서술한 일본 공개특허공보 평10-196757호에 기재된 구조에 근사하다. 그러나 이 제 6 실시예의 구조 및 작동은 상기 서술한 일본 공개특허공보 평10-196757호에 기재된 것과 상이하므로, 태양축 (14) 의 진행량은 다른 실시예의 경우와 동일한 나사상 톱니 바퀴의 톱니수와 헬리컬상 톱니 바퀴의 톱니수 비와 피치만에 의해 결정되고, 나사상 톱니 바퀴의 열 수가 일본 공개특허공보 평10-196757호에 기재된 구조의 경우와 동일해도, 태양축 (14) 의 진행량은 특허 문헌 1 에 기재된 구조의 경우와 상이하다.

제 7 실시예

도 7a ∼ 도 7c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 7 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 7a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 7 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 7b 는 제 7 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 7c 는 제 7 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 7 실시예는, 기본 톱니수 비가 5 로 설정되고, 나사상 태양 톱니 바퀴인 수나사 (26) 의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 차동 톱니수가 3 으로 설정되고, 유성축 (20) 이 5 개 형성되고, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수가 각각 11, 2, 14 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수가 각각 58, 11, 77 이며, 링축 (16) 의 1 회전당의 태양축 (14) 의 진행량이 -0.259 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 작동한다.

이 제 7 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

2. 기본 톱니수 비 K = 5

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 3

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 11 : 2 : 14

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 58 : 11 : 77

7. 유성축의 개수 = 5

8. 피치 = 1

9. 진행량 = -0.259

또한 이 제 7 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (5 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 톱니수 (11) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

이 제 7 실시예에 의하면, 나사상 유성 톱니 바퀴인 수나사 (30) 의 톱니수가 2 (열 수가 2 조) 이고, 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수는 1 이며, 따라서 다른 실시예의 경우에 비해 나사상 톱니 바퀴의 비틀림각을 크게 할 수 있어, 이로써 나사상 톱니 바퀴의 회전 전달을 강고하게 할 수 있다.

또 이 제 7 실시예에 의하면, 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수가 1 로 설정되고, 헬리컬상 톱니 바퀴의 차동 톱니수가 3 으로 설정됨으로써, 2 종류의 톱니 바퀴의 톱니수 비가 가까워지고, 이로써 다른 실시예의 경우에 비해 태양축 (14) 의 진행량을 작게 하여, 매우 높은 변환 해상도에서 링축 (16) 의 회전 운동을 태양축 (14) 의 직선 운동으로 변환할 수 있다.

제 8 실시예

도 8a 및 도 8b 는 태양축의 회전 운동을 링축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 8 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 8a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 8 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 8b 는 제 8 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이다.

이 제 8 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 에 나사상 태양 톱니 바퀴로서의 수나사 (26) 가 설치되고, 그 축선 방향 양측에 헬리컬상 태양 톱니 바퀴로서의 두 개의 평톱니의 바깥 톱니 바퀴 (50 및 52) 가 설치되어 있다. 바깥 톱니 바퀴 (50 및 52) 는 태양축 (14) 에 직접 형성되어 있어도 되고, 또 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와 동일한 톱니 바퀴 부재가 태양축 (14) 에 압입 등에 의해 고정됨으로써 형성되어 있어도 된다.

또 이 제 8 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 이 회전되면 링축 (16) 이 직선 운동하므로, 상기 서술한 제 1 내지 제 7 실시예와 같이 태양축 (14) 의 일단에 평 면부 (24) 가 형성되는 것이 아니라, 링축 (16) 의 외주면에 회전축선 (12) 에 평행으로 서로 평행한 두 개의 평면부 (54) 가 형성되고, 도 8a 및 도 8b 에는 나타나지 않은 그 밖의 부재에 상대 회전 불능하며, 또한 왕복 운동 가능하게 연결되도록 되어 있다.

각 유성축 (20) 에는 나사상 유성 톱니 바퀴로서의 1 조의 수나사 (30) 가 설치되고, 수나사 (30) 의 축선 방향 양측에는 수나사 (30) 와 동일한 비틀림각 및 피치를 갖고, 수나사 (26) 와 나사 결합하는 수나사로서의 기능 및 각각 바깥 톱니 바퀴 (50, 52) 와 맞물리는 평톱니의 바깥 톱니 바퀴로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 양 톱니부 (56 및 58) 가 형성되어 있다.

도 8a 및 도 8b 에는 나타나지 않지만, 각 유성축 (20) 의 양단부는 캐리어 부재 (32 및 34) 와 동일한 캐리어 부재에 의해 회전축선 (18) 의 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 단, 이 제 8 실시예에 있어서 캐리어 부재는, 각 유성축 (20) 이 태양축 (14) 에 대해 상대적으로 축선 방향으로 변위하지 않도록, C 링 등에 의해 태양축 (14) 에 대해 장착되어 있다. 또한 이 제 8 실시예에 있어서는, 후술과 같이 각 유성축 (20) 이 태양축 (14) 및 링축 (16) 에 대해 적정한 위치 관계로 유지되므로, 캐리어 부재가 생략되어도 된다.

링축 (16) 의 도 8a 의 좌측의 대직경부의 내면에는 유성축 (20) 의 양 톱니부 (56) 와 맞물리는 링 톱니 바퀴 부재 (42) 가 압입 등의 수단에 의해 고정되어 있고, 링 톱니 바퀴 부재 (42) 는 평톱니의 내부 톱니 바퀴를 가지고 있다. 또 링축 (16) 의 소경부의 내면에는 유성축 (20) 의 수나사 (30) 및 양 톱니부 (56, 58) 와 나사 결합하는 5 조의 암나사 (44) 가 설치되어 있다. 이 제 8 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 이 회전됨으로써 링축 (16) 이 태양축 (14) 및 유성축 (20) 에 대해 상대적으로 직선 운동하므로, 링축 (16) 의 직선 운동 범위는 유성축 (20) 의 양 톱니부 (56) 와 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 맞물림이 유지되는 범위로 제한된다.

또 이 제 8 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 과 유성축 (20) 사이에서는 회전 전달만이 행해지고, 그들 사이에 축선 방향의 상대 변위가 발생하지 않도록, 또 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이에서는 회전 전달이 행해지며 동시에, 그들 사이에 축선 방향의 상대 변위가 발생하도록, 각 평톱니 및 나사상 톱니 바퀴의 톱니수가 설정되어 있다. 구체적으로는 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 의 톱니수는 3, 1, 6 이고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴인 바깥 톱니 바퀴 (50 및 52), 양 톱니부 (56 및 58), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니수는 30, 10, 51 이다.

이 제 8 실시예에 있어서도, 축선 방향의 하중에 의해 나사상 톱니 바퀴에 마찰 손실이 발생해, 나사상 톱니 바퀴의 맞물림의 계면에 있어서 축선 방향의 변위력으로 변환된다. 이 경우, 나사상 톱니 바퀴에는 나사상 톱니 바퀴의 진행각에 수직인 방향으로 넘어뜨리려는 힘이 작용한다. 따라서 평톱니 바퀴와 나사상 톱니 바퀴가 축선 방향으로 서로 격치된 상태로 설치되어 있는 경우에는, 태양축 (14), 유성축 (20), 링축 (16) 의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴에는 회전 전달 구동력에 추가로 축선 방향 하중에 따른 비틀림 응력이 반드시 발생한다.

이 비틀림 응력에 의한 유성축 (20) 의 바람직한 변위를 억제하여, 회전 전달을 순조롭게 실시하게 할 수 있도록, 제 8 실시예에 있어서는 태양축 및 유성축에 대해서 나사상 톱니 바퀴의 축선 방향 양측에 평톱니의 맞물림부가 형성되어 있다. 비틀림 응력에 의해 발생하는 변위에는, 유성축 자체의 비틀림 변위 및 유성축이 태양축의 주위로 경사하여 넘어지는 변위가 있고, 나사상 톱니 바퀴의 축선 방향 양측에 평톱니의 맞물림부가 형성된 제 8 실시예의 구조에 의하면, 이들 두 개 중 어느 하나의 바람직한 변위도 효과적으로 억제할 수 있다.

또한 도시한 제 8 실시예에 있어서는, 링축 (16) 에는 스페이스의 여건상 양 톱니부 (58) 와 맞물리는 링 톱니 바퀴 부재는 설치되지 않지만, 양 톱니부 (58) 와 맞물리는 링 톱니 바퀴 부재 (42) 와 동일한 링 톱니 바퀴 부재가 설치되어, 유성축 (20) 의 바람직한 변위가 한층 효과적으로 억제되도록 수정되어도 된다.

또 이 제 8 실시예에 있어서는, 각 유성축 (20) 은 그들의 양단부에 양 톱니부 (56 및 58) 를 갖고, 상기 서술한 제 1 실시예 내지 7 에 있어서 바깥 톱니 바퀴 (28) 에 대응하는 평톱니의 바깥 톱니 바퀴를 가지고 있지 않다. 따라서 유성축 (20) 을 전조에 의해 절삭 가공에 비해 용이하고, 또한 저렴하며, 또한 고정밀도로 제조할 수 있다. 또 전조에 의하면 절삭 가공에 비해 톱니면의 표면 조도를 낮게 하며 동시에, 톱니면의 표면 경도를 높게 할 수 있다. 나아가 모든 유성축 (20) 에 있어서 수나사 (30) 의 위상과 평톱니의 톱니 바퀴의 위상의 관계가 동일해야하나, 전조에 의하면 수나사 (30) 및 평톱니의 톱니 바퀴로서 기능하는 양 톱니부 (56 및 58) 를 동시에 가공할 수 있고, 따라서 절삭 가공의 경우에 비해 2 종류의 톱니 바퀴의 위상을 모든 유성축에서 확실하고, 또한 용이하게 동일하게 할 수 있다.

이 제 8 실시예의 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양을 정리하면 이하와 같다.

1. 링축 변위형으로, 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴는 역방향인 나사상 톱니 바퀴

2. 기본 톱니수 비 K = 3

3. 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

4. 평톱니 바퀴의 차동 톱니수 = 1

5. 나사상 톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 3 : 1 : 6

6. 평톱니 바퀴의 톱니수 비 (태양 : 유성 : 링) = 30 : 10 : 51

7. 유성축의 개수 = 9

8. 피치 = 1

9. 진행량 = 0.3333

또한 이 제 8 실시예의 각 톱니 바퀴의 톱니수도 상기 서술한 「(3) 유성축의 배치 가능 개수」의 조건을 충족시키고 있다. 또 유성축 (20) 의 개수 (9 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴인 양 톱니부 (56 및 58) 의 톱니수 (10) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있다.

제 9 실시예

도 9a 및 도 9b 는 제 2 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 9 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 9a 는 회전축선을 따른 단면에서 일부 해칭을 생략하여 제 9 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 9b 는 제 9 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 9 실시예에 있어서는, 각 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴 (28) 와는 반대측의 단부에 제 8 실시예의 양 톱니부 (58) 와 동일한 양 톱니부 (58) 가 형성되어 있고, 링축 (16) 의 링 톱니 바퀴 부재 (42) 와는 반대측의 단부에 평톱니의 내부 톱니 바퀴를 갖고 링 톱니 바퀴 부재 (42) 보다 짧은 축선 방향 길이를 갖는 링 톱니 바퀴 부재 (60) 가 설치되어 있다. 양 톱니부 (58) 는 태양축 (14) 의 수나사 (26) 와 맞물리며 동시에, 링 톱니 바퀴 부재 (60) 와 맞물려 있다. 이 제 9 실시예의 그 밖의 점은 상기 서술한 제 2 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양도 제 2 실시예와 동일하다.

이렇게 하여, 이 제 9 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 은 그들의 양단부에 링축 (16) 과 평톱니의 맞물림부를 갖기 때문에, 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로, 태양축 (14) 과 각 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이에서의 회전 전달시에 발생하는 비틀림 응력에서 기인하는 유성축 (20) 의 바람직한 변위를 효과적으로 억제할 수 있다.

또 이 제 9 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 은 그들의 양단부에 링축 (16) 과 평톱니의 맞물림부를 갖는데, 2 개의 평톱니의 맞물림부의 일방은 양 톱니부 (58) 에 의해 확정되어 있으므로, 유성축 (20) 을 그 양 톱니부 (58) 의 측의 단부로부터 태양축 (14) 과 링축 (16) 사이에 밀어 넣음으로써 태양축 (14) 과 링축 (16) 사이의 소정의 위치에 장착할 수 있고, 따라서 두 개의 평톱니의 맞물림부의 양쪽 모두가 평톱니의 바깥 톱니 바퀴에 의해 확정되는 구조의 경우에 비해, 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립을 용이하게 실시할 수 있다.

또 일반적으로, 평톱니의 톱니 바퀴로서 서로 맞물리는 한 쌍의 톱니 바퀴의 일방이 양 톱니부인 경우에는, 서로 맞물리는 한 쌍의 톱니 바퀴의 양자가 순수한 평톱니 바퀴인 경우에 비해, 톱니의 접촉 면적이 작고, 그 때문에 헤르츠 응력이 높아진다. 제 9 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 은 그들의 양단부에 링축 (16) 에 대한 두 개의 평톱니의 맞물림부를 갖는데, 두 개의 평톱니의 맞물림부를 확정하는 타방의 톱니 바퀴는 바깥 톱니 바퀴 (28) 이며, 이것은 순수한 평톱니 바퀴이므로, 예를 들어 제 8 실시예나 후술하는 제 10 실시예의 경우와 같이, 두 개의 평톱니의 맞물림부가 모두 양 톱니부에 의해 확정되는 구조의 경우에 비해, 평톱니의 맞물림부의 헤르츠 응력을 저하시킬 수 있다.

제 10 실시예

도 10a 및 도 10b 는 제 9 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 10 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 10a 는 회전축선을 따른 단면에서 일부 해칭을 생략하여 제 10 실시예를 나타내는 단면도 이며, 도 10b 는 제 10 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 10 실시예에 있어서는, 각 유성축 (20) 은 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로 그들의 양단부에 양 톱니부 (56 및 58) 를 갖고, 제 9 실시예의 바깥 톱니 바퀴 (28) 가 양 톱니부 (56) 로 치환된 형태를 이루고 있다.

이렇게 하여, 이 제 10 실시예에 의하면, 상기 서술한 제 8 및 제 9 실시예의 경우와 마찬가지로, 태양축 (14) 과 각 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이에서의 회전 전달시에 발생하는 비틀림 응력에서 기인하는 유성축 (20) 의 바람직한 변위를 효과적으로 억제할 수 있으며 동시에, 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로, 전조에 의해 유성축 (20) 을 용이하고, 또한 저렴하며, 또한 고정밀도로 제조할 수 있다.

또한 이 제 10 실시예의 그 밖의 점은 상기 서술한 제 2 및 제 9 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양도 제 2 실시예와 동일하다.

제 11 실시예

도 11a 및 도 11b 는 제 10 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 11 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 11a 는 회전축선을 따른 단면에서 일부 해칭을 생략하여 제 11 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 11b 는 제 11 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 11 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 의 수나사 (26) 에 대해 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와는 반대측에 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 와 동일한 평톱니의 태양 톱니 바퀴 부재 (62) 가 설치되고, 태양 톱니 바퀴 부재 (62) 는 태양축 (14) 에 압입에 의해 고정되어 있다. 또 양 톱니부 (58) 및 이것에 맞물리는 링 톱니 바퀴 부재 (60) 의 축선 방향 길이가 상기 서술한 제 10 실시예의 경우보다 길게 설정되어 있는 점을 제외하고, 링축 (16) 및 유성축 (20) 은 상기 서술한 제 10 실시예의 경우와 마찬가지로 구성되어 있고, 태양 톱니 바퀴 부재 (62) 는 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (58) 와 맞물려 있다.

바꿔 말하면, 제 11 실시예는 제 10 실시예의 구조에 태양 톱니 바퀴 부재 (62) 가 부가된 형태를 이루고, 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 에 의해 구성되는 제 2 유성 톱니 바퀴 기구 (나사상 톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구) 의 축선 방향 양측에 두 개의 제 1 유성 톱니 바퀴 기구 (평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구) 가 설치되고, 일방의 제 1 유성 톱니 바퀴 기구는 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 양 톱니부 (56), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 에 의해 구성되며, 타방의 제 1 유성 톱니 바퀴 기구는 태양 톱니 바퀴 부재 (62), 양 톱니부 (58), 링 톱니 바퀴 부재 (60) 에 의해 구성된 구조를 가지고 있다.

이렇게 하여 이 제 11 실시예에 의하면, 상기 서술한 제 1 내지 제 10 실시예에 비해 태양축 (14) 과 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이의 회전 전달을 한층 확실하고, 또한 원활하게 실시하게 하여, 회전 운동과 직선 운동 사이의 운동 변환을 확실하고, 또한 원활하게 실시하게 할 수 있고, 또 태양축 (14) 과 각 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이에서의 회전 전달시에 발생하는 비틀림 응력에서 기인하는 유성축 (20) 의 바람직한 변위를 한층 효과적으로 억제할 수 있으며, 나아가 상기 서술 한 제 8 실시예 및 10 의 경우와 마찬가지로, 전조에 의해 유성축 (20) 을 용이하고, 또한 저렴하며, 또한 고정밀도로 제조할 수 있다.

또한 이 제 11 실시예의 그 밖의 점은 상기 서술한 제 2 및 제 9 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양도 제 2 실시예와 동일하다.

또 이 제 11 실시예에 있어서 양 톱니부 (58) 및 링 톱니 바퀴 부재 (60) 의 축선 방향 길이가 상기 서술한 제 10 실시예의 경우보다 길게 설정되어 있는 것은, 2 개의 제 1 유성 톱니 바퀴 기구 (평톱니 바퀴의 유성 톱니 바퀴 기구) 가 설치되어 있는 것의 효과를 확보하기 위해서는, 연동 변환에 의해 태양축 (14) 이 유성축 (20) 및 링축 (16) 에 대해 상대적으로 회전축선 (12) 을 따라 변위해도, 양 톱니부 (58) 와 태양축 (14) 의 수나사 (26) 의 맞물림이 유지되어야 하기 때문이다.

제 12 실시예

도 12a ∼ 도 12c 는 제 2 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 12 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 12a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 12 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 12b 는 제 12 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 12c 는 제 12 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 12 실시예는, 상기 서술한 제 2 실시예에 있어서의 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니형이 평톱니는 아 니고 톱니의 비틀림각이 10°의 「헬리컬」로 치환된 형태를 이루고 있어, 따라서 상기 서술한 제 2 실시예의 경우에 비해 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 사이의 회전 전달을 상기 서술한 제 2 실시예의 경우에 비해 원활하게 실시하게 할 수 있다.

일반적으로, 헬리컬상의 유성 톱니 바퀴는 태양 톱니 바퀴, 유성 톱니 바퀴, 링 톱니 바퀴의 톱니가 비틀림각을 갖기 때문에, 평톱니의 유성 톱니 바퀴에 비해 조립이 곤란하고, 비틀림각이 25°이하가 아니면 헬리컬상의 유성 톱니 바퀴의 조립을 할 수 없다. 따라서 이 제 12 실시예에 있어서의 태양 톱니 바퀴 부재 (22), 바깥 톱니 바퀴 (28), 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 톱니의 비틀림각은 25°이하, 바람직하게는 15°이하, 더욱 바람직하게는 10°이하로 설정된다.

또한 이 제 12 실시예의 그 밖의 점은 상기 서술한 제 2 실시예와 마찬가지로 구성되어 있고, 따라서 평톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴의 사양도 제 2 실시예와 동일하다. 또 상기 서술한 바와 같이, 링축 (16) 의 회전 운동이 태양축 (14) 의 직선 운동으로 변환될 때의 진행량은 나사상 톱니 바퀴의 톱니수, 헬리컬 톱니 바퀴의 톱니수 및 피치만에 의해 결정되고, 헬리컬 톱니 바퀴의 톱니의 비틀림각에는 의존하지 않기 때문에, 진행량도 제 2 실시예의 경우와 동일하다.

또 도시하는 제 12 실시예에 있어서는, 각각 하나의 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구가 설치되고, 제 1 유성 톱니 바퀴 기구가 헬리컬의 유성 톱니 바퀴 기구에 설정되어 있지만, 상기 서술한 제 11 실시예의 경우와 같이, 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 양측에 제 1 유성 톱니 바퀴 기구가 설치된 구조에 있어서, 양자의 제 1 유성 톱니 바퀴 기구가 헬리컬의 유성 톱니 바퀴 기구에 설정되어도 된다. 단 그 경우에는 태양축 (14) 및 링축 (16) 의 헬리컬 톱니 바퀴가 동일한 속도로 유성축 (20) 의 헬리컬 톱니 바퀴에 맞물리게 하여 장착되어야 하므로, 이 실시예의 경우보다 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립이 곤란해진다.

제 12 실시예

도 13a ∼ 도 13c 는 링축의 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 13 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 13a 는 회전축선을 따른 단면에서 해칭을 생략하여 제 13 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 13b 는 제 13 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 13c 는 회전축선을 따른 단면에서 해칭을 생략하여 제 13 실시예의 링축을 나타내는 단면도이다.

이 제 13 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 에는 제 12 실시예에 있어서의 태양 톱니 바퀴 부재 (22) 의 헬리컬 톱니 바퀴로서의 기능 및 나사상 톱니 바퀴인 수나사 (26) 로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 양 톱니부 (64) 가 형성되어 있다. 양 톱니부 (64) 의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양은 제 12 실시예의 경우와 동일하다.

또 제 13 실시예에 있어서는, 각 유성축 (20) 에는 그 전체에 걸쳐서 제 12 실시예에 있어서 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 헬리컬 톱니 바퀴로서의 기능 및 나사상 톱니 바퀴인 수나사 (30) 로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 양 톱니부 (66) 가 형성되어 있다. 양 톱니부 (66) 의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양도 제 12 실시예의 경우와 동일하다.

따라서 각 유성축 (20) 은 헬리컬 톱니 바퀴로서의 기능 및 수나사 (30) 로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 다수의 볼록부를 갖고, 태양축 (14) 은 양 톱니부 (64) 가 형성된 영역에 유성축 (20) 의 볼록부를 받아들임으로써 헬리컬 톱니 바퀴로서의 기능 및 수나사 (26) 로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 다수의 오목부를 갖고, 태양축 (14) 및 각 유성축 (20) 은 회전축선 (12) 에 수직인 단면에서 보아 나선형 톱니 바퀴의 톱니형을 이루고 있다.

상기 서술한 제 9 내지 제 11 의 실시예의 경우와 마찬가지로, 링축 (16) 의 내면에는 회전축선 (12) 을 따라 서로 격치된 상태에서 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 가 압입에 의해 고정되어 있지만, 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 의 톱니는 헬리컬이며, 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 는 각 유성축 (20) 의 양단부와 맞물려 있다.

또 캐리어 부재 (32 및 34) 에 대해 유성축 (20) 과는 반대측에는 볼베어링 (68 및 70) 이 설치되어 있다. 볼베어링 (68 및 70) 의 아우터 레이스는 각각 C 링 (38a 및 40a) 에 의해 변위하지 않도록 링축 (16) 의 내면에 고정되어 있고, 볼베어링 (68 및 70) 의 이너 레이스의 내면은 태양축 (14) 의 왕복 운동을 허용하도록 태양축 (14) 의 외면으로부터 조금 격치되어 있다.

이렇게 하여 이 제 13 실시예에 의하면, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴로서 기능하는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구 및 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴로서 기능하는 제 2 유성 톱니 바퀴 기구 가운데, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴와 나사상 태양 톱니 바퀴 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 나사상 유성 톱니 바퀴가 동일한 축선 방향의 영역에 설치되어 있고, 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 를 그들의 전체 길이에 걸쳐서 태양축 (14) 의 양 톱니부 (64) 와 맞물리게 할 수 있고, 따라서 태양축 (14) 및 유성축 (20) 의 나사상 톱니 바퀴의 맞물림 계면에 발생하는 비틀림이나 넘어짐을 유발하는 힘을, 회전축선 (12) 에 수직인 동일한 단면에 있어서 서로 인접하는 평톱니의 맞물림에 의해 담지할 수 있고, 이로써 상기 서술한 제 9 내지 제 11 실시예의 경우와 마찬가지로, 유성축 (20) 의 비틀림 변위를 효과적으로 억제할 수 있다.

또는 헬리컬상 톱니 바퀴가 평톱니의 톱니 바퀴인 경우에는, 평톱니의 톱니 바퀴에 있어서 발생한 비틀림 응력이 나사상 톱니 바퀴에 반력으로서 전달되지만, 이 제 13 실시예 헬리컬상 톱니 바퀴는 헬리컬의 톱니 바퀴이므로, 비틀림 응력에 의한 불필요한 힘의 발생을 확실하고, 또한 효과적으로 저감시킬 수 있다. 주지와 같이, 톱니 바퀴의 맞물림의 계면에 있어서는 반드시 미끄러짐 마찰과 구름 마찰이 혼재하고, 마찰 손실은 톱니압에 비례한다. 제 13 실시예에 의하면, 2 종류의 톱니의 맞물림에 있어서의 톱니압을 저감시킬 수 있기 때문에, 상기 서술한 다른 실시예에 비해 마찰 손실을 저감시키고, 이로써 태양축 (14) 과 유성축 (20) 사이의 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

단, 각 유성축 (20) 은 그들의 양단부로 헬리컬의 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 와 맞물리므로, 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립에 있어서, 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 는 서로 등속으로 링축 (16) 에 압입되어야 한다.

또 이 제 13 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 는 그들의 전체 길이에 걸쳐서 태양축 (14) 의 양 톱니부 (64) 와 맞물리므로, 양 톱니부 (64) 의 회전축선 (12) 에 따른 방향의 범위를 크게 함으로써, 유성축 (20) 및 링축 (16) 에 대한 태양축 (14) 의 직선 운동 거리를 크게 할 수 있고, 태양축 (14) 의 직선 운동 거리가 유성축 (20) 의 평톱니 또는 헬리컬의 바깥 톱니 바퀴 (28) 등의 축선 방향의 길이로 제한되는 상기 서술한 다른 실시예의 경우에 비해, 링축 (16) 의 동일한 축선 방향 길이에 대해서 보아 태양축 (14) 의 직선 운동 거리를 크게 할 수 있으며, 반대로 태양축 (14) 의 동일한 직선 운동 거리에 대해서 보아 링축 (16) 의 축선 방향 길이를 작게 할 수 있다.

또 이 제 13 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 에는 그 전체에 걸쳐서 톱니부 (66) 가 형성되어 있으므로, 헬리컬상 톱니 바퀴 또는 양 톱니부와 나사상 톱니 바퀴를 갖는 상기 서술한 다른 실시예의 경우에 비해, 전조에 의해 유성축 (20) 을 용이하고, 또한 저렴하게 제조할 수 있고, 또는 헬리컬상 톱니 바퀴 또는 양 톱니부와 나사상 톱니 바퀴 사이의 톱니의 위상의 정밀도가 문제가 되는 경우도 없다.

마찬가지로, 태양축 (14) 도 양 톱니부 (64) 만이 형성되면 되고, 별체의 헬리컬상 톱니 바퀴를 압입에 의해 태양축 (14) 에 고정시키는 공정도 불필요하며, 양 톱니부 (64) 를 전조에 의해 용이하게 형성 가능하므로, 별체 헬리컬상 톱니 바퀴가 압입에 의해 태양축 (14) 에 고정되는 것이 필요한 상기 서술한 다른 실시예 의 경우에 비해, 태양축 (14) 을 용이하고, 또한 저렴하게 제조할 수 있다.

또 태양축 (14) 의 양 톱니부 (64) 는 태양축의 비가공 재료의 표면에 전조에 의해 오목한 형상의 톱니형을 가공함으로써 형성 가능하지만, 각 오목한 형상부 사이의 부분이 올라와, 전조 후의 양 톱니부 (64) 의 외면은 면조도가 높아 고정밀도로 평탄한 원통면이 되지 않는다. 그러나 전조 후의 태양축의 외면을 센터리스 연마함으로써 용이하고, 또한 능률적으로 태양축의 외면을 고정밀도로 평탄한 원통면으로 할 수 있다.

또한, 이 제 13 실시예에 의하면, 각 유성축 (20) 의 축선 방향 양측에 볼베어링 (68 및 70) 이 설치되어 있으므로, 태양축 (14) 과 링축 (16) 사이에 그들을 서로 그 밖의 것에 대해 경사시키는 응력이 작용해도, 그 응력을 담지할 수 있고, 따라서 경사 응력에서 기인하는 과대한 하중이 각 톱니 바퀴의 맞물림부에 작용하여 톱니압이 증대하는 것을 방지할 수 있고, 또 태양축 (14) 은 양 톱니부 (64) 및 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 의 톱니 끝와 톱니 바닥 사이에 소정의 클리어런스를 확실하게 확보하여 태양축 (14), 유성축 (20), 링축 (16) 의 원활한 회전을 확보할 수 있다.

제 14 실시예

도 14a ∼ 도 14c 는 제 13 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 14 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 14a 는 회전축선을 따른 단면에서 해칭을 생략하여 제 14 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 14b 는 제 14 실시예의 축선 방향 중앙부를 회전축선에 수직인 단면으로 해 칭을 생략하여 나타내는 단면도이며, 도 14c 는 제 14 실시예의 태양축의 요부를 나타내는 우측면도이다.

이 제 14 실시예에 있어서는, 상기 서술한 제 13 실시예에 있어서의 태양축 (14) 의 양 톱니부 (64) 의 헬리컬의 톱니형이 평톱니의 톱니형으로 변경되고, 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 의 헬리컬 톱니형이 평톱니의 톱니형으로 변경되어 있고, 이 실시예의 그 밖의 점은 상기 서술한 제 13 실시예와 마찬가지로 구성되어 있으며, 따라서 양 톱니부 (64 및 66) 의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양은 상기 서술한 제 2 및 제 12 실시예의 경우와 동일하다.

일반적으로, 헬리컬의 유성 톱니 바퀴는 조립이 곤란하지만, 이 제 14 실시예의 양 톱니부 (64 및 66) 의 톱니형은 평톱니이므로, 상기 서술한 제 13 실시예의 경우에 비해 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립을 용이하고, 또한 능률적으로 실시할 수 있다.

또 이 제 14 실시예에 의하면, 상기 서술한 다른 실시예의 경우와 마찬가지로, 유성축 (20) 의 개수 (9 개) 및 헬리컬상 유성 톱니 바퀴로서도 기능하는 양 톱니부 (66) 의 톱니수 (10) 는 상기 서술한 「(6) 유성축의 개수와 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 바람직한 관계」를 충족시키고 있고, 따라서 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 는 태양축 (14) 의 양 톱니부 (64) 및 링축 (16) 의 링 톱니 바퀴 부재 (42, 60) 에 대해 서로 상이한 위상으로 맞물리므로, 톱니형이 평톱니이어도 각 톱니 바퀴 사이에서 원활하게 회전 전달을 실시하게 할 수 있다.

제 15 실시예

도 15a 및 도 15b 는 태양축의 회전 운동을 링축의 직선 운동으로 운동 변환하도록 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 15 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 15a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 15 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 15b 는 제 15 실시예의 축선 방향 중앙부를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이다.

이 제 15 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 은 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로 구성되고, 수나사 (26) 와 그 축선 방향 양측에 형성된 평톱니의 바깥 톱니 바퀴 (50 및 52) 를 가지고 있다. 그러나 태양축 (14) 이 회전하므로, 태양축 (14) 의 도면에서 우단부에는 제 2 실시예 등에 있어서의 평면부 (24) 에 대응하는 평면부는 형성되어 있지 않다. 또한 수나사 (26) 의 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양 및 바깥 톱니 바퀴 부재 (50, 52) 의 헬리컬 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양은 제 8 실시예의 경우와 동일하다.

또 이 제 15 실시예에 있어서는, 상기 서술한 제 13 및 제 14 실시예의 경우와 마찬가지로, 각 유성축 (20) 에는 그 전체에 걸쳐서 제 12 실시예에 있어서의 바깥 톱니 바퀴 (28) 의 헬리컬 톱니 바퀴로서의 기능 및 나사상 톱니 바퀴인 수나사 (30) 로서의 기능의 양쪽 모두의 기능을 완수하는 양 톱니부 (66) 가 형성되어 있다. 양 톱니부 (66) 의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양은 제 12 내지 제 14의 실시예의 경우와 동일하다.

또 이 제 15 실시예에 있어서는, 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로, 링축 (16) 이 태양축 (14) 및 유성축 (20) 에 대해 상대적으로 직선 운동하 므로, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 각각 C 링 (38 및 40) 에 의해 태양축 (14) 에 대해 회전 가능하게 지지되고, 캐리어 부재 (32 및 34) 의 바깥 둘레는 링축 (16) 의 내면으로부터 조금 격치되어 있다.

또 상기 서술한 제 13 및 제 14 실시예의 경우와 마찬가지로, 각 유성축 (20) 의 축선 방향 양측에 볼베어링 (68 및 70) 이 설치되어 있지만, 이 실시예에 있어서는 태양축 (14) 이 회전하므로, 볼베어링 (68 및 70) 의 이너 레이스가 각각 C 링 (38a 및 40a) 에 의해 변위하지 않도록 태양축 (14) 의 외면에 고정되어 있고, 볼베어링 (68 및 70) 의 아우터 레이스의 외면은 링축 (16) 의 왕복 운동을 허용하도록 링축 (16) 의 내면으로부터 조금 격치되어 있다.

또한, 이 제 15 실시예에 있어서는, 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로, 링축 (16) 의 외주면에는 회전축선 (12) 에 평행으로 서로 평행한 두 개의 평면부 (54) 가 형성되고, 링축 (16) 은 도 15 에는 나타나지 않은 그 밖의 부재로 상대 회전 불능하며 또한 왕복 운동 가능하게 연결되도록 되어 있다. 또 링축 (16) 의 내면에는 상기 서술한 제 8 실시예에 있어서의 링 톱니 바퀴 부재 (42) 의 평톱니로서의 기능 및 암나사 (44) 로서의 기능을 완수하는 양 톱니부 (72) 가 그 전체 영역에 걸쳐서 형성되어 있다. 양 톱니부 (72) 는 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 의 각 볼록부를 받아들이는 다수의 오목부를 갖고, 양자의 볼록부 및 오목부가 서로 맞물림으로써, 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 는 그들의 전체 길이에 걸쳐서 톱니부 (72) 와 맞물려 있다.

양 톱니부 (72) 의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제 원 사양은 상기 서술한 제 14 실시예의 경우와 동일하고, 따라서 각 유성축 (20) 의 양 톱니부 (66) 는 태양축 (14) 의 수나사 (26) 및 링축 (16) 의 양 톱니부 (72) 에 대해 서로 상이한 위상으로 맞물리므로, 상기 서술한 제 14 실시예의 경우와 마찬가지로, 양 톱니부의 톱니형이 평톱니이어도 각 톱니 바퀴 사이에서 원활하게 회전 전달을 실시하게 할 수 있다.

또한 상기 서술한 바와 같이, 전조에 의하면 바깥 톱니 바퀴의 양 톱니부를 용이하게 형성할 수 있는데, 원통체의 내면에 전조에 의해 다수의 오목부로 이루어지는 양 톱니부를 형성하는 것은 곤란하다. 따라서 이 제 15 실시예에 있어서 링축 (16) 은, 평판상의 링축 비가공 재료의 일방의 표면에 전조에 의해 다수의 오목부를 형성하고, 오목부가 형성된 측이 내측이 되도록 링축 비가공 재료를 원통형으로 가공하며, 서로 맞닿는 단부를 용접 등에 의해 일체로 연결하고, 내면을 원통 연삭하여, 두 개의 평면부 (54) 를 형성함으로써 제조되어도 되고, 이 제조 방법에 의하면 다른 방법의 경우에 비해 이 실시예의 링축 (16) 을 용이하고, 또한 저렴하게 제조할 수 있다.

제 16 실시예

도 16a 및 도 16b 는 제 8 실시예의 수정예로서 구성된 본 발명에 의한 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 제 16 실시예를 나타내고 있고, 특히 도 16a 는 회전축선을 따른 단면에서 제 16 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 16b 는 제 16 실시예의 평톱니의 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 회전축선에 수직인 단면에서 해칭을 생략하여 나타내는 단면도이다.

이 제 16 실시예는, 링축 (16) 의 암나사 (44) 가 각 유성축 (20) 의 수나사 (30) 에 대해 역방향의 비틀림각을 갖고, 따라서 암나사 (44) 의 톱니수가 -6 이고, 유성축 (20) 의 수가 3 이며, 나사상 톱니 바퀴의 차동 톱니수가 -11 인 점을 제외하고, 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와 마찬가지로 구성되어 있고, 각 톱니 바퀴의 헬리컬 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴로서의 톱니의 제원 사양은 이상의 점을 제외하고 제 8 실시예의 경우와 동일하다.

이 제 16 실시예에 의하면, 암나사 (44) 가 각 유성축 (20) 의 수나사 (30) 에 대해 역방향의 비틀림각을 갖기 때문에, 태양축 (14) 의 1 회전에 대한 링축 (16) 의 진행량은 -4.111 이고, 상기 서술한 제 8 실시예의 경우와는 역의 방향으로 태양축 (14) 을 직선 운동시킬 수 있으며 동시에, 상기 서술한 제 ３ 실시예의 경우와 마찬가지로, 다른 실시예에 비해 입력 회전 운동량에 대한 출력 직선 운동량의 비를 크게 할 수 있다.

[실시예의 정리]

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 제 1 내지 제 7 실시예 및 제 9 내지 제 14 의 실시예에 의하면, 링축 (16) 을 회전시킴으로써 링축 (16) 및 유성축 (20) 에 대해 상대적으로 태양축 (14) 을 직선 운동시킬 수 있고, 이로써 링축 (16) 의 회전 운동을 태양축 (14) 의 직선 운동으로 변환할 수 있다. 또, 나사상 톱니 바퀴의 리드각의 설정 등에 의해 태양축 (14) 의 직선 운동을 링축 (16) 의 회전 운동으로 변환할 수 있다.

마찬가지로, 상기 서술한 제 8, 제 15, 제 16 실시예에, 태양축 (14) 을 회 전시킴으로써 태양축 (14) 및 유성축 (20) 에 대해 상대적으로 링축 (16) 을 직선 운동시킬 수 있고, 이로써 태양축 (14) 의 회전 운동을 링축 (16) 의 직선 운동으로 변환할 수 있다. 또한, 나사상 톱니 바퀴의 리드각의 설정 등에 의해 링축 (16) 의 직선 운동을 태양축 (14) 의 회전 운동으로 변환할 수 있다.

또한, 상기 서술한 제 2 실시예, 제 4 내지 제 8 실시예, 제 11 내지 제 16 의 실시예에 있어서는, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 등은 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 나사상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴인 수나사 (26) 및 수나사 (30) 등의 축방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 가져, 수나사 (26) 및 수나사 (30) 등은 선 접촉으로 적정하게 맞물린다.

또 상기 서술한 제 2 실시예, 제 4 내지 제 8 실시예, 제 11 내지 제 16 의 실시예에 있어서는, 나사상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (30) 및 암나사 (44) 등의 비틀림각은 동일 방향의 서로 상이한 값이며, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 등은 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 수나사 (30) 및 암나사 (44) 등의 축방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 가져, 수나사 (30) 및 암나사 (44) 등은 선 접촉으로 적정하게 맞물린다.

또 상기 서술한 제 3 및 제 11 실시예에 있어서는, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴인 수나사 (26), 수나사 (30), 암나사 (44) 등은 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 수나사 (26) 및 수 나사 (30) 등의 축방향 압력각이 서로 상이하며, 또한 수나사 (26) 및 수나사 (30) 등이 서로 점 접촉하는 톱니형을 갖고, 수나사 (26) 및 수나사 (30) 등은 점 접촉으로 서로 맞물린다.

또 태양축 (14) 및 링축 (16) 이 상대 회전하면 태양축 (14) 이 회전축선 (12) 을 따라 직선 운동하는 상기 서술한 제 1 내지 제 7 실시예 및 제 9 내지 제 14 의 실시예에 있어서는, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 (바깥 톱니 바퀴 (28) 등) 의 전위 계수와의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 (태양 톱니 바퀴 부재 (22) 등) 의 전위 계수의 합은 -2 이상 2 이하이다. 또 이들의 실시예에 있어서는, 각 톱니 바퀴의 전위 계수는 상기 서술한 식 1 및 2 에 따라 설정되어 있다.

마찬가지로 태양축 (14) 및 링축 (16) 이 상대 회전하면 링축 (16) 이 회전축선 (12) 을 따라 직선 운동하는 상기 서술한 제 8, 제 15, 제 16 실시예에 있어서는, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 (바깥 톱니 바퀴 (28) 등) 의 전위 계수와 헬리컬상 링 톱니 바퀴 (링 톱니 바퀴 부재 (42) 등) 의 전위 계수의 합은 -2 이상 2 이하이다. 또 이들의 실시예에 있어서는, 각 톱니 바퀴의 전위 계수는 상기 서술한 식 3 및 4 에 따라 설정되어 있다.

이상의 각 실시예의 사양이나 특징을 정리하여 일람표로 하면, 하기의 표 2 와 같다. 또한 제 1 내지 제 8 실시예는 톱니수 등의 사양이 상이한 것이며, 제 9 내지 제 16 실시예는 톱니 바퀴의 형태가 상이한 것이다. 또 제 9 내지 제 14 실시예의 톱니수 등의 사양은 제 2 실시예와 동일하고, 제 15 실시예의 톱니수 등의 사양은 제 8 실시예와 동일하다.

[카고형 리테이너]

또 상기 서술한 각 실시예에 있어서는, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 서로 독립적인 부재이지만, 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립시 및 조립 후에도 각 유성축 (20) 이 서로 그 밖의 것에 대해 또 태양축 (14) 이나 링축 (16) 에 대해 소정의 위치 관계로 유지되도록, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 회전축선 (12) 에 평행으로 연장하는 봉형상의 연결 부재에 의해 일체적으로 연결된 카고형의 리테이너로서 구성되어도 된다.

예를 들어 도 17a 내지 도 20b 는 각각 카고형 리테이너의 예 1 내지 예 4 를 나타내고 있고, 도 17a 내지 도 20a 는 각각 축선에 평행한 단면도이며, 도 17b 내지 도 20b 는 각각 좌측면도이다. 또한 이들의 도면에 있어서, 서로 동일한 부분에는 동일한 부호가 붙어 있다. 또 도 17a 내지 도 20a 의 단면도에 있어서는, 유성축은 상기 서술한 제 1 내지 제 7 실시예에 있어서의 유성축 (20) 과 동일한 유성축이 배치된 상태로 도시되어 있다.

예 1 및 예 2 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는, 캐리어 부재 (32 및 34) 에는 각각 둘레 방향에 등각도의 간격으로 9 개의 구멍 (76 및 78) 이 형성되어 있고, 구멍 (76 및 78) 은 축선 (80) 을 따라 서로 정합하고 있다. 9 개의 구멍 (76 및 78) 중 둘레 방향에 120°의 각도 간격에 있는 3 개의 구멍에는 각각 봉형상의 연결 부재 (82) 의 단부가 압입에 의해 삽입되어 있고, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 3 개의 연결 부재 (82) 에 의해 일체적으로 연결되어 있다.

또 나머지의 6 개의 구멍 (76 및 78) 중 둘레 방향에 120°의 각도 간격에 있는 3 개의 구멍에는 유성축 (20) 의 단부가 그들 자체적인 축선 (84) 의 주위에 캐리어 부재 (32 및 34) 에 대해 회전 가능하게 삽입되어 있다. 따라서 예 1 및 2 의 카고형 리테이너 (74) 는, 먼저 캐리어 부재 (32 및 34) 의 구멍 (76 및 78) 에 3 개의 유성축 (20) 의 단부가 삽입되고, 그 후 캐리어 부재 (32 및 34) 의 그 밖의 구멍 (76 및 78) 에 3 개의 연결 부재 (82) 의 단부가 압입에 의해 삽입됨으로써 형성된다.

또 예 1 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는, 캐리어 부재 (32 및 34) 의 내주연에 축선 (80) 의 주위에 등각도 간격으로 복수의 절결 (86) 이 형성되어 있고, 예 2 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는, 캐리어 부재 (32 및 34) 의 바깥 둘레에 축선 (80) 의 주위에 등각도 간격으로 복수의 절결 (86) 이 형성되어 있다. 따라서 절결 (86) 에 공구의 고리를 걸어맞춤시켜 카고형 리테이너 (74) 가 축선 (80) 의 주위로 회전하는 것을 저지한 상태에서 3 개의 유성축 (20) 의 내측에 태양축 (14) 을 밀어 넣음으로써, 혹은 절결 (86) 에 공구의 고리를 걸어맞춤시키고 카고형 리테이너 (74) 를 축선 (80) 의 주위로 회전시키는 것에 의해 링축 (16) 에 밀어 넣음으로써, 각 유성축 (20) 의 상호 관계를 소정의 관계로 유지하면서 모든 유성축 (20) 을 캐리어 부재 (32 및 34) 와 함께 태양축 (14) 또는 링축 (16) 에 용이하고, 또한 능률적으로 장착할 수 있다.

또 예 3 및 4 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는, 구멍 (76 및 78) 은 축선 (80) 의 주위에 120°의 각도 간격으로 3 개 형성되어 있고, 캐리어 부재 (32 및 34) 는 양단에서 3 개의 구멍에 압입된 3 개의 연결 부재 (82) 에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 캐리어 부재 (32 및 34) 에는 각각 구멍 (76, 78) 및 서로 그 밖의 것에 대해 축선 (80) 의 주위에 등각도 간격으로 6 개의 U 형 홈 (88 및 90) 이 형성되어 있다. U 형 홈 (88 및 90) 은, 예 3 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는 직경 방향 외측으로 열려 있고, 예 4 의 카고형 리테이너 (74) 에 있어서는 직경 방향 외측으로 열려 있다.

따라서 예 3 의 카고형 리테이너 (74) 는 유성축 (20) 을 태양축 (14) 에 장착하는 데에 적절하고, 카고형 리테이너 (74) 를 태양축 (14) 에 끼워맞춰, 직경 방향 외측으로부터 U 형 홈 (88 및 90) 에 유성축 (20) 의 양단부를 삽입함으로써 유성축 (20) 을 태양축 (14) 에 장착, 그 후 사용하지 않은 U 형 홈 (88 또는 90) 에 공구의 고리를 걸어맞춤시켜 카고형 리테이너 (74) 를 축선 (80) 의 주위로 회전시켜 링축 (16) 에 밀어 넣음으로써, 각 유성축 (20) 의 상호의 관계를 소정의 관계로 유지하면서 모든 유성축 (20) 을 캐리어 부재 (32, 34) 및 태양축 (14) 과 함께 링축 (16) 에 용이하고, 또한 능률적으로 장착할 수 있다.

이에 대해 예 4 의 카고형 리테이너 (74) 는 유성축 (20) 을 링축 (16) 에 장착하는 데에 적절하고, 카고형 리테이너 (74) 를 링축 (16) 에 끼워맞춤시켜, 직경 방향 내측으로부터 U 형 홈 (88 및 90) 에 유성축 (20) 의 양단부를 삽입함으로써 유성축 (20) 을 링축 (16) 에 장착하고, 그 후 사용하지 않은 U 형 홈 (88 또는 90) 에 공구의 고리를 걸어맞춤시켜 카고형 리테이너 (74) 가 축선 (80) 의 주위로 회전하는 것을 저지한 상태에서 3 개의 유성축 (20) 의 내측에 태양축 (14) 을 밀어 넣음으로써, 각 유성축 (20) 의 상호의 관계를 소정의 관계로 유지하면서 모든 유성축 (20) 을 캐리어 부재 (32, 34) 및 링축 (16) 과 함께 태양축 (14) 에 용이하고, 또한 능률적으로 장착할 수 있다.

또한 상기 서술한 예 1 내지예 4 와 같은 카고형 리테이너에 의하면, 회전 일직선 운동 변환 장치의 조립 후에도 각 유성축 (20) 을 서로 그 밖의 것에 대해 또 태양축 (14) 이나 링축 (16) 에 대해 소정의 위치 관계로 유지할 수 있고, 또 캐리어 부재 (32 및 34) 를 서로 소정의 위치 관계로 유지할 수 있으므로, 태양축 (14) 과 각 유성축 (20) 과 링축 (16) 사이에서의 회전 전달시에 발생하는 비틀림 응력에서 기인하는 유성축 (20) 의 바람직한 변위를 효과적으로 억제할 수 있다.

[회전 일직선 운동 변환 장치의 조립]

본 발명의 회전 일직선 운동 변환 장치는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴로 이루어지는 제 1 유성 톱니 바퀴 기구와, 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴로 이루어지는 제 2 유성 톱니 바퀴 기구를 갖고, 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 나사상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 나사상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 나사상 링 톱니 바퀴가 각각 일체를 이루므로, 나사상 톱니 바퀴의 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 장착 방법이 중요하다.

그리고 나사상 유성 톱니 바퀴를 먼저 나사상 태양 톱니 바퀴에 장착하는지, 나사상 링 톱니 바퀴에 장착하는지에 의해 순서가 상이하지만, 어느 장착 순서에 의하더라도 회전 일직선 운동 변환 장치를 조립할 수 있다.

A. 먼저 나사상 유성 톱니 바퀴를 나사상 태양 톱니 바퀴에 장착하는 경우

먼저 상기 서술한 카고형 리테이너 (74) 를 본뜬 지그 또는 카고형 리테이너 (74) 에 소정 수의 유성축 (20) 을 배치한다. 다음으로 나사상 태양 톱니 바퀴를 삽입한다. 이 경우, 태양축 (14) 을 회전시키면서 유성축 (20) 사이에 삽입함으로써, 태양축 (14) 의 주위에 소정 수의 유성축 (20) 이 배치된 상태로 한다 (공정 A1).

다음으로 유성축 (20) 이 회전하지 않도록 고정시킨다 (공정 A2). 이 경우, 유성 톱니 바퀴 기구의 구조상 당연하지만, 리테이너를 태양축 (14) 에 대해 회전하지 않도록 고정시키거나, 유성축 (20) 의 톱니 바퀴에 회전 저지 부재를 걸어맞춤시키면, 유성축 (20) 이 태양축 (14) 에 대해 회전하지 않도록 고정시킬 수 있다. 또한 헬리컬상 태양 톱니 바퀴가 나사상 태양 톱니 바퀴와는 별도의 부재인 경우에는 태양축 (14) 에 헬리컬상 태양 톱니 바퀴를 고정시킨다.

다음으로 태양축 (14), 리테이너, 유성축 (20) 을 일체로 하여, 태양축 (14) 의 축선의 주위로 회전시키면서 링축 (16) 에 삽입함으로써, 링축 (16) 의 내부 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴에 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴를 나사 결합시키고, 이로써 태양축 (14), 리테이너, 유성축 (20) 을 링축 (16) 에 걸어맞춤시킨다 (공정 A3).

또한 이 밀어 넣음에는 링축 (16) 의 내부 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴와 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴 사이에 큰 백러쉬가 필요한데, 유성축 (20) 의 회전을 허용하여 태양축 (14) 과의 사이에 적당한 마찰을 주면, 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴와 링축 (16) 의 내부 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴 사이에 어느 정도의 미끄러짐을 유발할 수 있고, 따라서 유성축을 회전시키면서 태양축 (14), 리테이너, 유성축 (20) 을 링축 (16) 에 밀어 넣을 수 있고, 따라서 링축 (16) 의 내부 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴와 유성축 (20) 의 바깥 톱니 바퀴의 나사상 톱니 바퀴 사이의 백러쉬를 작게 할 수 있다.

태양축 (14) 및 유성축 (20) 이 링축 (16) 에 대해 적정하게 장착되면, 태양축 (14), 유성축 (20), 링축 (16) 의 헬리컬상 톱니 바퀴의 위상이 갖추어지므로, 이들의 헬리컬상 톱니 바퀴를 서로 맞물리게 하여 각 헬리컬상 톱니 바퀴를 고정시킬 수 있다 (공정 A4).

예를 들어, 도 21 내지 도 23 은 상기 서술한 제 10 실시예와 동일한 구조를 갖는 회전 일직선 운동 변환 장치에 대해 조립 순서를 나타내고 있다. 도 21 은 상기 공정 A1 을 나타내고, 도 22 는 상기 공정 A2 를 나타내고 있으며, 도 22 에 있어서 부호 92 는 회전 저지 부재를 나타내고 있다. 또 도 23 은 상기 공정 A3 및 A4 를 나타내고 있다.

B. 먼저 나사상 유성 톱니 바퀴를 나사상 링 톱니 바퀴에 장착하는 경우

먼저 상기 서술한 카고형 리테이너 (74) 를 본뜬 지그 또는 카고형 리테이너 (74) 에 소정 수의 유성축 (20) 을 배치한다. 다음으로 링축 (16) 에 유성축 (20) 및 리테이너 (74) 를 삽입한다. 이 경우, 카고형 리테이너 (74) 를 회전시키면서 삽입할 수 있다. 즉, 유성축 (20) 및 링축 (16) 의 나사상 톱니 바퀴가 서로 동일한 비틀림각을 가지고 있어도, 어느 정도의 미끄러짐이 발생하므로, 미끄러짐에 의해 나사로서 작용해, 이로써 링축 (16) 에 유성축 (20) 및 리테이너 (74) 를 삽입할 수 있다.

또 유성축 (20) 의 회전을 저지하여 나사로서 삽입하는 경우에는, 유성축의 톱니 바퀴를 연결하도록 태양축의 톱니 바퀴를 본뜬 부재를 유성축의 두 개 이상의 톱니 바퀴에 걸어맞춤시키거나, 리테이너 및 적어도 하나의 유성축의 회전을 저지하면 된다.

다음으로 태양축 (14) 을 회전시키면서 소정 수의 유성축 (20) 사이에 삽입함으로써, 유성축 (20) 의 내측에 태양축 (14) 을 삽입하고, 태양축 (14) 이 유성축 (20) 및 링축 (16) 에 대해 적정하게 장착되어, 태양축 (14), 유성축 (20), 링축 (16) 의 헬리컬상 톱니 바퀴의 위상이 갖추어진 단계에서, 이들의 헬리컬상 톱니 바퀴를 서로 맞물리게 하여 각 헬리컬상 톱니 바퀴를 고정시킨다.

[카고형 리테이너의 클리어런스]

리테이너가 사용되는 본 발명의 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치에 있어서는, 리테이너에 대해 유성축을 임시 장착할 때에 어느 정도의 클리어런스가 필요하고, 또 클리어런스를 형성함으로써 유성축의 톱니 바퀴부의 단면과 리테이너 사이의 마찰에 의한 손실을 삭감할 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 리테이너를 사용하면, 필요 개수의 유성축을 리테이너에 임시 장착하여, 리테이너에 임시 장착된 상태에서 복수의 유성축을 나사상 태양 톱니 바퀴 또는 나사상 링 톱니 바퀴에 장착할 수 있으므로, 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치의 장착성을 매우 높게 할 수 있는데, 리테이너에 대해 유성축을 임시 장착할 때에 유성축의 톱니 바퀴부의 단면과 리테이너 사이에 어느 정도의 클리어런스가 필요하고, 또 클리어런스를 형성함으로써 유성축의 톱니 바퀴부의 단면과 리테이너 사이의 마찰에 의한 손실을 삭감할 수 있다.

예를 들어, 태양축이 유성축 및 링축에 대해 상대적으로 축선 방향으로 변위되는 경우에는, 리테이너에 임시 장착된 복수의 유성축의 내측에 태양축이 밀어 넣어짐으로써 삽입되는데, 나사상 톱니 바퀴의 톱니 뿌리는 축선의 주위에 나선상으로 연장되어, 복수의 유성축의 축선 방향의 위상이 서로 일치하는 상태가 아니면 태양축을 삽입할 수 없기 때문에, 모든 유성축의 축선 방향의 위치의 차의 최대치는 유성축의 축선 방향의 1 피치분이어야 하고, 유성축의 톱니 바퀴부의 단면과 리테이너 사이에는 유성축의 축선 방향의 1 피치분의 클리어런스가 필요하다.

또, 예를 들어 조립 후에 두 개의 캐리어 부재를 서로 접근시킴으로써, 조립시에 필요한 클리어런스를 조립 후에 없앨 수 있지만, 지그 등에 의해 스프링 기능을 갖게 하여, 조립시에 자동적으로 클리어런스를 없애는 방법이나, 카고형상의 리테이너 자체를 수지 등으로 형성하여 인성을 갖게 함으로써, 보다 작은 클리어런스로도 조립이 가능하다. 또한, 리테이너 자체가 없는 구성인 경우에도, 리테이너를 본뜬 지그에 클리어런스를 설정하여, 조립 후에 지그를 제거하면, 능률적인 조립이 가능하다.

이상에 있어서는 본 발명을 특정한 실시예에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 서술한 실시예로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다른 여러 가지의 실시예가 가능한 것은 당업자에게 명백할 것이다.

예를 들어, 상기 서술한 각 실시예에 있어서는, 유성축 (20) 의 양단은 원주형을 이루고, 이것을 회전 가능하게 지지하는 캐리어 부재 (32 및 34) 의 구멍도 원통형을 이루고 있지만, 특히 유성축 (20) 의 톱니가 전조에 의해 형성되는 경우에는 유성축 (20) 의 양단에 각도 120°의 원추면이 형성되고, 그 원추면에 의해 심출 (心出) 된 상태에서 전조가 행해지므로, 이 원추면은 유성축 (20) 의 축선에 엄밀하게 정합하고 있다.

따라서 캐리어 부재 (32 및 34) 의 구멍은 도 23a 에 나타나 있는 바와 같이, 각도 120°의 원추면 (92) 을 갖고, 그 원추면 (92) 에서 유성축 (20) 의 양단의 원추면을 지지하도록 수정되어도 되고, 또 도 23b 에 나타나 있는 바와 같이, 각도 120°보다 개각도가 큰 제 1 원추면 (92A) 과 각도 120°보다 개각도가 작은 제 2 원추면 (92B) 을 갖고, 제 1 원추면 (92A) 과 제 2 원추면 (92B) 사이의 능선부에서 유성축 (20) 의 양단의 원추면을 지지하도록 수정되어도 된다.

이들의 수정예에 의하면 상기 서술한 각 실시예의 경우에 비해 유성축 (20) 에 작용하는 트러스트력을 효과적으로 담지하여 유성축 (20) 의 트러스트 변위를 효과적으로 방지할 수 있고, 특히 후자의 수정예에 의하면 전자의 수정예에 비해 유성축 (20) 의 양단부와 캐리어 부재 (32 및 34) 의 접촉 면적을 저감시켜 그들 사이의 마찰 저항을 매우 작게 할 수 있다.

또 상기 서술한 제 1 내지 제 12 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 과 링축 (16) 사이에 베어링은 설치되지 않지만, 이들의 실시예에 있어서도 제 13 내지 제 15 실시예에 있어서의 볼베어링 (68 및 70) 과 동일한 베어링이 유성축 (20) 에 대해 회전축선 (12) 에 따른 적어도 일방의 측에 배치 형성되어도 되고, 반대로 제 1 내지 제 12 실시예에 있어서 볼베어링 (68 및 70) 이 생략되어도 된다.

또 상기 서술한 제 13 내지 제 15 실시예에 있어서의 베어링은 볼베어링 (68 및 70) 이지만, 이들의 실시예에 있어서 베어링이나 제 1 내지 제 12 실시예에 있어서 추가되어도 되는 베어링은 로터 베어링이어도 되고, 또 볼베어링 (68 및 70) 은 캐리어 부재 (32 및 34) 와는 독립적인 부재로서 장착되어 있지만, 예를 들어 제 10 실시예의 수정예로서 도 24 에 나타나 있는 바와 같이, 볼베어링 (68 및 70) 의 이너 레이스 또는 아우터 레이스가 캐리어 부재 (32 및 34) 에 압입에 의해 고정되어, 볼베어링 (68 및 70) 의 이너 레이스 또는 아우터 레이스가 C 링 (72 및 74) 에 의해 변위하지 않도록 링축 (16) 의 내면 또는 태양축 (14) 의 외면에 고정되어도 된다.

또 상기 서술한 제 13 및 제 14 실시예에 있어서는, 링축 (16) 에는 나사상 링 톱니 바퀴로서의 암나사 (44) 와는 독립적으로 헬리컬상 링 톱니 바퀴로서의 링 톱니 바퀴 부재 (42 및 60) 가 설치되어 있고, 제 15 실시예에 있어서는, 태양축 (14) 에는 나사상 태양 톱니 바퀴로서의 수나사 (26) 와는 독립적으로 헬리컬상 태양 톱니 바퀴로서의 바깥 톱니 바퀴 부재 (50 및 52) 가 설치되어 있지만, 제 13 및 제 14 실시예에 있어서는 암나사 (44) 및 링 톱니 바퀴 부재 (42, 60) 의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부가 형성됨으로써, 또 제 15 실시예에 있어서는, 수나사 (26) 및 바깥 톱니 바퀴 부재 (50, 52) 의 양자의 기능을 완수하는 양 톱니부가 형성됨으로써, 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구의 모든 헬리컬상 톱니 바퀴 및 나사상 톱니 바퀴가 회전축선 (12) 에 따른 동일 영역에 설치되어도 된다.

Claims

서로 평행한 회전축선을 갖는 태양축, 유성축, 링축을 갖고, 상기 태양축, 상기 유성축, 상기 링축에는 각각 서로 협동하여 제 1 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 헬리컬상 링 톱니 바퀴와, 각각 서로 협동하여 제 2 유성 톱니 바퀴 기구를 구성하는 나사상 태양 톱니 바퀴, 나사상 유성 톱니 바퀴, 나사상 링 톱니 바퀴가 형성되고, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비 중 어느 일방은 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴에 대한 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비와 상이한 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zs, Zp, Zn 으로 하고, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zss, Zps, Zns 로 하면, 각 톱니수 사이에는

(Zss / Zps) : (Zns / Zps) ≠ (Zs / Zp) : (Zn / Zp)

의 관계가 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 태양축 및 상기 링축이 상대적으로 회전되면, 상기 톱니수 비가 상이한 상기 나사상 태양 톱니 바퀴가 설치된 상기 태양축 또는 상기 나사상 링 톱니 바퀴가 설치된 상기 링축이 각각 상기 링축, 상기 태양축에 대해 상대적으로 상기 회전축선을 따라 직선 운동하고, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 피치를 P 로 하면, 상기 태양축 및 상기 링축의 상대적 1 회전당의 상기 직선 운동의 진행량 Lj 는

Lj = P·(Zs·Zns - Zss·Zn) / (Zs + Zn)

인 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경을 각각 ds, dp, dn 으로 하고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zs, Zp, Zn 으로 하고,

dn = ds + 2·dp

Zn = Zs + 2·Zp

dn / Zn = ds / Zs = dp / Zp

의 세가지 식을 만족시키는 톱니수 Zs, Zp, Zn을 각각 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 「기준 톱니수」로 하고, 각 톱니 바퀴의 실제 톱니수와 상기 기준 톱니수의 차이를 「차동 톱니수」로 하고,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 일방 혹은 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경을 각각 ds, dp, dn 으로 하고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zs, Zp, Zn 으로 하고,

dn = ds + 2·dp

Zn = Zs + 2·Zp

dn / Zn = ds / Zs = dp / Zp

의 세가지 식을 만족시키는 톱니수 Zs, Zp, Zn을 각각 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 「기준 톱니수」로 하고, 각 톱니 바퀴의 실제 톱니수와 상기 기준 톱니수의 차이를 「차동 톱니수」로 하고,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴에는 전위가 실시되어 있는 (addendum-modify) 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 태양축이 상기 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수 (addendum modification coefficient) 와, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴의 전위 계수의 합 및 상기 링축이 상기 회전축선을 따라 직선 운동하는 경우에 있어서의 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 전위 계수와 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 전위 계수의 합은 -2 이상 2 이하인 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경을 각각 ds, dp, dn 으로 하고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수를 각각 Zs, Zp, Zn 으로 하고,

dn = ds + 2·dp

Zn = Zs + 2·Zp

dn / Zn = ds / Zs = dp / Zp

의 세가지 식을 만족시키는 톱니수 Zs, Zp, Zn을 각각 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 「기준 톱니수」로 하고, 각 톱니 바퀴의 실제 톱니수와 상기 기준 톱니수의 차이를 「차동 톱니수」로 하고,

상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 일방은 차동 톱니수를 갖고, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등한 나사 톱니형을 갖는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각은 서로 역방향이고, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴의 축방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나사상 유성 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 비틀림각은 동일 방향의 서로 상이한 값이며, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 상기 나사상 유성 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 축 방향 압력각이 서로 상이한 나선형 톱니형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴의 비틀림각은 서로 동일 방향이며, 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 그들의 톱니 직각 법선 피치가 서로 동등하고, 또한 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 축 방향 압력각이 서로 상이하고, 또한 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴가 서로 점 접촉하는 톱니형을 갖는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수 비는 상기 나사상 태양 톱니 바퀴, 상기 나사상 유성 톱니 바퀴, 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 피치 원직경의 비와 상이한 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 기준 피치 원직경은 각각 상기 나사상 유성 톱니 바퀴에 대한 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 맞물림 피치 원직경과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유성축의 수는 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수의 약수가 아닌 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유성축의 수는 상기 나사상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수이며 동시에, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴의 톱니수의 합의 약수이며, 또한 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴의 톱니수는 상기 유성축의 수와 1 이외에 공약수를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴는 상기 유성축의 상기 회전축선을 따르는 특정한 동일 영역에 설치되고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 태양 톱니 바퀴는 상기 태양축의 상기 특정 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 링축에는 상기 특정 영역의 양단부에 대향하는 두 개의 영역에 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 맞물리는 한 쌍의 헬리컬상 톱니 바퀴가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴는 상기 유성축의 상기 회전축선을 따르는 특정한 동일 영역에 설치되고, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 상기 링축의 상기 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 태양축에는 상기 특정한 영역의 양단부에 대향하는 2 개 영역에 상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴와 맞물리는 한 쌍의 헬리컬상 태양 톱니 바퀴가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 헬리컬상 유성 톱니 바퀴 및 상기 나사상 유성 톱니 바퀴는 상기 유성축의 상기 회전축선을 따르는 특정한 동일 영역에 설치되고, 상기 헬리컬상 태양 톱니 바퀴 및 상기 나사상 태양 톱니 바퀴는 상기 태양축의 상기 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되고, 상기 헬리컬상 링 톱니 바퀴 및 상기 나사상 링 톱니 바퀴는 상기 링축의 상기 특정한 영역에 대향하는 동일 영역에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 유성 톱니 바퀴 기구는 상기 회전축선을 따르는 서로 상이한 영역에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유성식 회전 일직선 운동 변환 장치.