KR101040917B1 - 회전 직선 운동 변환 기구 - Google Patents

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Abstract

원환축과, 상기 원환축의 내부에 배치되는 태양축과, 상기 태양축의 주위에 배치되는 유성축과, 상기 원환축과 상기 유성축 사이에서 힘을 전달하는 제 1 기어 기구 및 제 2 기어 기구를 구비하는 회전 직선 운동 변환 기구가 개시되어 있다. 유성축은, 상기 제 1 기어 기구의 일부를 구성하는 제 1 유성 기어와, 상기 제 2 기어 기구의 일부를 구성하는 제 2 기어를 가지며, 그 유성축은 상기 제 1 유성 기어와 상기 제 2 유성 기어 사이의 상대적인 회전이 허용되도록 구성된다
Figure R1020097001176
회전 직선 운동 변환기구, 유성 기어

Description

회전 직선 운동 변환 기구{MECHANISM FOR CONVERTING ROTATIONAL MOTION INTO LINEAR MOTION}
본 발명은, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 회전 직선 운동 변환 기구에 관한 것이다.
상기 회전 직선 운동 변환 기구로는, 예를 들어 특허 문헌 1 에 기재된 변환 기구가 알려져 있다. 이 변환 기구는, 축방향으로 연장되는 공간을 내부에 갖는 원환축과 원환축의 내부에 배치되는 태양축과 태양축의 주위에 배치되는 복수의 유성축을 구비하고 있다. 또, 유성축의 외주에 형성된 수나사가, 원환축의 내주에 형성된 암나사와, 태양축의 외주에 형성된 수나사에 각각 맞물림으로써, 이들 각 구성 요소 사이에서 힘이 전달된다. 원환축을 회전 운동시켰을 때 얻어지는 유성축의 유성 운동을 통해 태양축이 원환축의 축방향을 따라 직선 운동한다. 즉, 상기 변환 기구는, 원환축에 입력된 회전 운동을 태양축의 직선 운동으로 변환한다.
상기 변환 기구에 있어서는, 원환축과 유성축 사이에서 나사의 맞물림에 추가하여 기어 기구의 맞물림에 의해서도 힘이 전달되도록 2 개의 기어 기구가 형성되어 있다. 즉, 상기 변환 기구는, 원환축의 일단에 형성된 제 1 원환 기어와, 그 제 1 원환 기어에 맞물리도록 유성축의 일단에 형성된 제 1 유성 기어에 의해 구성되는 기어 기구와, 원환축의 타단에 형성된 제 2 원환 기어와, 그 제 2 원환 기어에 맞물리도록 유성축의 타단에 형성된 제 2 유성 기어에 의해 구성되는 기어 기구를 갖고 있다.
그런데, 상기 특허 문헌 1 의 변환 기구에 있어서는, 제 1 원환 기어의 회전 위상과 제 2 원환축 기어의 회전 위상이 상이할 때, 이 회전 위상의 어긋남에서 기인되어 유성축이 기준 자세 (유성축의 중심선이 태양축의 중심선에 대해 평행이 되는 자세) 에 대해 기운 상태에서 원환축과 태양축 사이에 배치된다. 이로써, 원환축과 유성축과 태양축 사이에 있어서 각 나사의 맞물림이 불균일해지므로, 국부적인 마모의 증대나 그것에 수반되는 회전 운동으로부터 직선 운동으로의 변환 효율의 저하가 발생한다. 또한, 이러한 문제는, 상기 변환 기구에 한정되지 않고, 유성축의 기어와 원환축 및 태양축의 적어도 일방의 기어에 의해 구성되는 기어 기구를 복수 구비하는 변환 기구이면 동일하게 발생한다.
특허 문헌 1 : 국제 공개 WO2004/094870호
발명의 개시
본 발명의 목적은, 유성축의 기어와, 원환축 및 태양축의 적어도 일방의 기어의 맞물림에서 기인되는 유성축의 기울기를 억제할 수 있는 회전 직선 운동 변환 기구를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태에 따라, 축방향으로 연장되는 공간을 내부에 갖는 원환축과, 상기 원환축의 내부에 배치되는 태양축과, 상기 태양축의 주위에 배치되는 유성축과, 상기 원환축과 상기 유성축 사이에서 힘을 전달하는 제 1 기어 기구 및 제 2 기어 기구를 구비하고, 상기 원환축 및 상기 태양축 중 일방의 회전 운동을, 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 원환축 및 상기 태양축 중 타방의 축방향을 따른 직선 운동으로 변환하는 회전 직선 운동 변환 기구가 제공된다. 유성축은, 상기 제 1 기어 기구의 일부를 구성하는 제 1 유성 기어와, 상기 제 2 기어 기구의 일부를 구성하는 제 2 유성 기어를 갖는다. 유성축은 상기 제 1 유성 기어와 상기 제 2 유성 기어 사이의 상대적인 회전이 허용되도록 구성된다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 축방향으로 연장되는 공간을 내부에 갖는 원환축과, 상기 원환축의 내부에 배치되는 태양축과, 상기 태양축의 주위에 배치되는 유성축과, 상기 유성축과 상기 태양축 사이에서 힘을 전달하는 제 1 기어 기구 및 제 2 기어 기구를 구비하고, 상기 유성축 및 상기 태양축 중 일방의 회전 운동을, 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 유성축 및 상기 태양축 중 타방의 축방향을 따른 직선 운동으로 변환하는 회전 직선 운동 변환 기구가 제공된다. 유성축은, 상기 제 1 기어 기구의 일부를 구성하는 제 1 유성 기어와, 제 2 기어 기구의 일부를 구성하는 제 2 유성 기어를 갖는다. 유성축은 상기 제 1 유성 기어와 상기 제 2 유성 기어 사이의 상대적인 회전이 허용되도록 구성된다.
도 1 은 본 발명에 관련된 회전 직선 운동 변환 기구를 구체화한 제 1 실시 형태에 대해 그 변환 기구의 사시도.
도 2 는 도 1 의 변환 기구의 내부 구조를 나타내는 사시도.
도 3(A) 는, 도 1 의 변환 기구에 있어서의 원환축의 단면도. (B) 는, 도 1 의 원환축의 일부를 분해한 상태를 나타내는 단면도.
도 4(A) 는, 도 1 의 변환 기구에 있어서의 태양축의 정면도. (B) 는, (A) 의 태양축의 일부를 분해한 상태를 나타내는 정면도.
도 5(A) 는, 도 1 의 변환 기구에 대해 플래너터리 샤프트의 정면도. (B) 는, (A) 의 일부를 분해한 상태를 나타내는 정면도. (C) 는, (A) 의 배면 플래너터리 기어의 중심선을 따른 단면도.
도 6 은 도 1 의 변환 기구의 중심선을 따른 단면도.
도 7 은 도 1 의 변환 기구의 도 6 의 7-7 선을 따른 단면도.
도 8 은 도 1 의 변환 기구의 도 6 의 8-8 선을 따른 단면도.
도 9 는 도 1 의 변환 기구의 도 6 의 9-9 선을 따른 단면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도 1∼도 9 를 참조하여 설명한다. 이하에서는, 본 실시형태의 회전 직선 운동 변환 기구 (1) 의 구조, 동 변환 기구 (1) 의 동작 양태, 동 변환 기구 (1) 의 동작 원리의 순서에 따라 설명한다.
<변환 기구 (1) 의 구조>
도 1 및 도 2 를 참조하여 변환 기구 (1) 의 구조의 개략에 대해 설명한다.
변환 기구 (1) 는, 축방향으로 연장되는 공간을 내부에 갖는 원환축 (2) 과, 원환축 (2) 의 내부에 배치되는 태양축 (3) 과, 태양축 (3) 의 주위에 배치되는 복수의 플래너터리 샤프트 (4) 의 조합에 의해 구성되어 있다. 원환축 (2) 및 태양축 (3) 은, 각각의 중심선이 서로 정합 (整合) 되는 상태 또는 실질적으로 정합되는 상태로 배치되어 있다. 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 는, 각각의 중심선이 서로 평행이 되는 상태 또는 실질적으로 평행이 되는 상태로 배치되어 있다. 또, 각 플래너터리 샤프트 (4) 는 태양축 (3) 의 둘레에 있어서 등간격으로 배치되어 있다.
본 실시형태에서는, 변환 기구 (1) 의 각 구성 요소에 대해, 자신의 중심선이 태양축 (3) 의 중심선과 정합되는 자세 및 실질적으로 정합되는 자세를 정합 자세로 한다. 또, 자신의 중심선이 태양축 (3) 의 중심선과 평행이 되는 자세 및 실질적으로 평행이 되는 자세를 평행 자세로 한다. 즉, 원환축 (2) 은, 정합 자세로 유지된 상태로 배치되어 있다. 또, 각 플래너터리 샤프트 (4) 는 평행 자세로 유지된 상태로 배치되어 있다.
변환 기구 (1) 에 있어서, 원환축 (2) 에 형성된 나사 및 기어와, 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 형성된 나사 및 기어가 맞물림으로써, 원환축 (2) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서 그 일방의 구성 요소로부터 타방의 구성 요소에 힘이 전달된다. 또, 태양축 (3) 에 형성된 나사 및 기어와, 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 형성된 나사 및 기어가 맞물림으로써, 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서 그 일방의 구성 요소로부터 타방의 구성 요소에 힘이 전달된다.
변환 기구 (1) 는, 이러한 각 구성 요소의 조합에 기초하여 다음과 같이 동작한다. 원환축 (2) 및 태양축 (3) 의 일방의 구성 요소가, 원환축 (2) (태양축 (3)) 의 중심선을 회전축으로 하여 회전 운동할 때, 동 구성 요소로부터 전달된 힘을 통해 각 플래너터리 샤프트 (4) 가 태양축 (3) 의 둘레에서 유성 운동한다. 이로써, 각 플래너터리 샤프트 (4) 로부터 원환축 (2) 및 태양축 (3) 에 전달된 힘을 통해 원환축 (2) 및 태양축 (3) 이 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 원환축 (2) (태양축 (3)) 의 중심선과 평행하게 이동한다.
이와 같이, 변환 기구 (1) 는, 원환축 (2) 및 태양축 (3) 의 일방의 회전 운동을 원환축 (2) 및 태양축 (3) 의 타방의 직선 운동으로 변환한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 태양축 (3) 의 축방향에 대해, 태양축 (3) 이 원환축 (2) 으로부터 밀려 나오는 방향을 전면 (前面) 방향 (FR) 으로 하고, 태양축 (3) 이 원환축 (2) 내로 끌려 들어가는 방향을 배면 방향 (RR) 으로 하고 있다. 또, 변환 기구 (1) 의 임의의 위치를 기준으로 했을 때, 이 기준 위치보다 전면 방향 (FR) 측의 범위를 전면측으로 하고, 동 기준 위치보다 배면 방향 (RR) 측의 범위를 배면측으로 하고 있다.
원환축 (2) 에는, 태양축 (3) 을 지지하는 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 가 고정되어 있다. 원환축 (2) 과 전면 칼라 (51) 와 배면 칼라 (52) 가 일체적으로 운동한다. 원환축 (2) 에 있어서는, 전면측의 개구부가 전면 칼라 (51) 에 의해 폐색되어 있다. 또, 배면측의 개구부가 배면 칼라 (52) 에 의해 폐색되어 있다.
태양축 (3) 은, 전면 칼라 (51) 의 베어링 (51A) 및 배면 칼라 (52) 의 베어링 (52A) 에 의해 지지되어 있다. 한편, 각 플래너터리 샤프트 (4) 는, 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 중 어느 것에 의해서도 지지되어 있지 않다. 즉, 변환 기구 (1) 에 있어서는, 태양축 (3) 의 직경 방향의 위치가 나사 및 기어와의 맞물림과 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 에 의해 구속되어 있는 한편, 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 직경 방향의 위치가 나사 및 기어의 맞물림에 의해서만 구속되어 있다.
변환 기구 (1) 에는, 원환축 (2) 의 내부 (원환축 (2), 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 나사 및 기어가 맞물려 있는 지점) 를 바람직하게 윤활하기 위해 다음과 같은 구조가 채용되고 있다. 원환축 (2) 의 내부에 윤활유를 공급하기 위한 기름구멍 (51H) 이 전면 칼라 (51) 에 복수 형성되어 있다. 또, 원환축 (2) 의 내부를 시일하는 시일링 (53) 이 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 의 각각에 장착되어 있다. 또한, 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 는 베어링 요소에 상당한다.
도 3 을 참조하여 원환축 (2) 의 구조에 대해 설명한다. 원환축 (2) 은, 원환축 본체 (21) 와 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 의 조합에 의해 구성되어 있다. 원환축 (2) 에 있어서는, 원환축 본체 (21) 의 중심선 (축선) 이 원환축 (2) 의 중심선 (축선) 에 상당한다. 따라서, 원환축 본체 (21) 의 중심선이 태양축 (3) 의 중심선과 정합 또는 실질적으로 정합될 때 원환축 (2) 의 정합 자세가 확보된다. 또한, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 는, 각각 내부 이의 원환 기어에 상당한다.
원환축 본체 (21) 는, 내주면에 암나사 (24) 가 형성된 본체 나사부 (21A) 와, 제 1 원환 기어 (22) 가 장착되는 본체 기어부 (21B) 와, 제 2 원환 기어 (23) 가 장착되는 본체 기어부 (21C) 를 포함하고 있다.
제 1 원환 기어 (22) 는, 평치(平齒)의 내부 기어로서 원환축 본체 (21) 와는 각각 별개로 형성되어 있다. 또, 제 1 원환 기어 (22) 는, 원환축 본체 (21) 에 장착되었을 때 자신의 중심선이 원환축 본체 (21) 의 중심선과 정합되도록 구성되어 있다. 원환축 본체 (21) 에 대한 제 1 원환 기어 (22) 의 장착 양태에 대해, 본 실시형태에서는 압입에 의해 제 1 원환 기어 (22) 를 원환축 본체 (21) 에 고정시키도록 하고 있다. 또한, 압입 이외의 방법에 의해 제 1 원환 기어 (22) 를 원환축 본체 (21) 에 고정시킬 수도 있다.
제 2 원환 기어 (23) 는, 평치의 내부 기어로서 원환축 본체 (21) 와는 각각 별개로 형성되어 있다. 또, 제 2 원환 기어 (23) 는, 원환축 본체 (21) 에 장착되었을 때 자신의 중심선이 원환축 본체 (21) 의 중심선과 정합되도록 구성되어 있다. 원환축 본체 (21) 에 대한 제 2 원환 기어 (23) 의 장착 양태에 대해, 본 실시형태에서는 압입에 의해 제 2 원환 기어 (23) 를 원환축 본체 (21) 에 고정시키도록 하고 있다. 또한, 압입 이외의 방법에 의해 제 2 원환 기어 (23) 를 원환축 본체 (21) 에 고정시킬 수도 있다.
원환축 (2) 에 있어서, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 는 동일 형상의 기어로서 구성되어 있다. 즉, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 의 제원 (諸元) (기준 피치원직경이나 잇수 등) 이 서로 동등한 값으로 설정되어 있다.
태양축 (3) 은, 태양축 본체 (31) 와 제 2 태양 기어 (33) 의 조합에 의해 구성되어 있다. 태양축 (3) 에 있어서는, 태양축 본체 (31) 의 중심선 (축선) 이 태양축 (3) 의 중심선 (축선) 에 상당한다.
태양축 본체 (31) 는, 외주면에 수나사 (34) 가 형성된 본체 나사부 (31A) 와, 평치의 외부 기어인 제 1 태양 기어 (32) 가 형성된 본체 기어부 (31B) 와, 제 2 태양 기어 (33) 가 장착되는 본체 기어부 (31C) 를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 제 1 태양 기어 (32) 및 제 2 태양 기어 (33) 는, 각각 외부 이의 태양 기어에 상당한다.
제 2 태양 기어 (33) 는, 평치의 외부 기어로서 태양축 본체 (31) 와는 각각 별도로 형성되어 있다. 또, 태양축 본체 (31) 에 장착되었을 때 자신의 중심선이 태양축 본체 (31) 의 중심선과 정합되도록 구성되어 있다. 태양축 본체 (31) 에 대한 제 2 태양 기어 (33) 의 장착 양태에 대해, 본 실시형태에서는 압입에 의해 제 2 태양 기어 (33) 를 태양축 본체 (31) 에 고정시키도록 하고 있다. 또한, 압입 이외의 방법에 의해 제 2 태양 기어 (33) 를 태양축 본체 (31) 에 고정시킬 수도 있다.
태양축 (3) 에 있어서, 제 1 태양 기어 (32) 및 제 2 태양 기어 (33) 는 동일 형상의 기어로서 구성되어 있다. 즉, 제 1 태양 기어 (32) 및 제 2 태양 기어 (33) 의 제원 (기준 피치원직경이나 잇수 등) 이 서로 동등한 값으로 설정되어 있다.
도 5 를 참조하여 플래너터리 샤프트 (4) 의 구조에 대해 설명한다. 플래너터리 샤프트 (4) 는, 플래너터리 샤프트 본체 (41) (유성축 본체) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 조합에 의해 구성되어 있다. 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서는, 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 중심선 (축선) 이 플래너터리 샤프트 (4) 의 중심선 (축선) 에 상당한다. 따라서, 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 중심선이 태양축 (3) 의 중심선에 대해 평행 또는 실질적으로 평행이 될 때, 플래너터리 샤프트 (4) 의 평행 자세가 확보된다.
플래너터리 샤프트 본체 (41) 는, 외주면에 수나사 (44) 가 형성된 본체 나사부 (41A) 와, 평치의 외부 기어인 전면 플래너터리 기어 (42) (제 1 유성 기어) 가 형성된 본체 기어부 (41B) 와, 배면 플래너터리 기어 (43) (제 2 유성 기어) 가 장착되는 배면측 샤프트 (41R) 와, 변환 기구 (1) 의 조립시 지그에 끼워 넣어지는 전면측 샤프트 (41F) 를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 배면 플래너터리 기어 (43) 는, 각각 외부 이의 유성 기어에 상당한다.
배면 플래너터리 기어 (43) 는, 평치의 외부 기어로서 플래너터리 샤프트 본체 (41) 와는 각각 별개로 형성되어 있다. 또, 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 배면측 샤프트 (41R) 가 베어링 구멍 (43H) 에 삽입됨으로써 배면 플래너터리 기어 (43) 가 플래너터리 샤프트 본체 (41) 에 장착된다. 또, 플래너터리 샤프 트 본체 (41) 에 장착된 상태에 있어서, 자신의 중심선이 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 중심선과 정합되도록 구성되어 있다.
플래너터리 샤프트 본체 (41) 에 대한 배면 플래너터리 기어 (43) 의 장착 양태에 대해, 본 실시형태에서는 배면 플래너터리 기어 (43) 가 플래너터리 샤프트 본체 (41) 에 대해 회전할 수 있도록 헐거운 끼워맞춤을 채용하고 있다. 또한, 플래너터리 샤프트 본체 (41) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전을 얻기 위한 장착 양태로서, 헐거운 끼워맞춤 이외의 장착 양태를 채용할 수도 있다.
플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 배면 플래너터리 기어 (43) 는 동일 형상의 기어로서 구성되어 있다. 즉, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 배면 플래너터리 기어 (43) 의 제원 (기준 피치원직경이나 잇수 등) 이 서로 동등한 값으로 설정되어 있다.
도 6∼도 9 를 참조하여 변환 기구 (1) 에 있어서의 각 구성 요소의 관계에 대해 설명한다. 또한, 여기서는 9 개의 플래너터리 샤프트 (4) 가 구비되어 있는 변환 기구 (1) 를 예시하고 있는데, 플래너터리 샤프트 (4) 의 수는 적절히 변경할 수 있다.
변환 기구 (1) 에 있어서는, 각 구성 요소의 동작이 이하의 (a)∼(c) 에 기재하는 바와 같이 허용 또는 제한되어 있다.
(a) 원환축 (2) 에 대해, 원환축 본체 (21) 와, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 의 상대적인 회전이 불능으로 되어 있다. 또, 원환축 본체 (21) 와 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 의 상대적인 회전이 불능으로 되어 있다.
(b) 태양축 (3) 에 대해, 태양축 본체 (31) 와 제 2 태양 기어 (33) 의 상대적인 회전이 불능으로 되어 있다.
(c) 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해, 플래너터리 샤프트 본체 (41) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전이 허용되고 있다.
변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환축 (2), 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 나사 및 기어의 맞물림을 통해, 이들 각 구성 요소 사이에서 다음과 같이 힘이 전달된다.
원환축 (2) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서는, 원환축 본체 (21) 의 암나사 (24) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 수나사 (44) 가 맞물린다. 또, 원환축 본체 (21) 의 제 1 원환 기어 (22) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 전면 플래너터리 기어 (42) 가 맞물린다. 또, 원환축 본체 (21) 의 제 2 원환 기어 (23) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 배면 플래너터리 기어 (43) 가 맞물린다.
이로써, 원환축 (2) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 일방에 회전 운동이 입력되었을 때에는, 암나사 (24) 와 수나사 (44) 의 맞물림, 제 1 원환 기어 (22) 와 전면 플래너터리 기어 (42) 의 맞물림, 및 제 2 원환 기어 (23) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 맞물림을 통해, 원환축 (2) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 타방에 힘이 전달된다.
태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서는, 태양축 본체 (31) 의 수나사 (34) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 수나사 (44) 가 맞물린다. 또, 태양축 본체 (31) 의 제 1 태양 기어 (32) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 전면 플래너터리 기어 (42) 가 맞물린다. 또, 태양축 본체 (31) 의 제 2 태양 기어 (33) 와 각 플래너터리 샤프트 본체 (41) 의 배면 플래너터리 기어 (43) 가 맞물린다.
이로써, 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 일방에 회전 운동이 입력되었을 때에는, 수나사 (34) 와 수나사 (44) 의 맞물림, 제 1 태양 기어 (32) 와 전면 플래너터리 기어 (42) 의 맞물림, 및 제 2 태양 기어 (33) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 맞물림을 통해, 태양축 (3) 및 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 타방에 힘이 전달된다.
이와 같이, 변환 기구 (1) 는, 원환축 (2) 의 암나사 (24) 와 태양축 (3) 의 수나사 (34) 와 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 에 의해 구성되는 감속 기구, 제 1 원환 기어 (22) 와 제 1 태양 기어 (32) 와 각 전면 플래너터리 기어 (42) 에 의해 구성되는 감속 기구 (제 1 기어 기구), 및 제 2 원환 기어 (23) 와 제 2 태양 기어 (33) 와 각 배면 플래너터리 기어 (43) 에 의해 구성되는 감속 기구 (제 2 기어 기구) 를 구비하고 있다.
<변환 기구 (1) 의 동작 양태>
변환 기구 (1) 에 있어서는, 각 기어의 잇수 및 각 나사의 줄수의 설정 양태에 기초하여, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위한 동작 방식 (운동 변환 방식) 이 결정된다. 즉, 운동 변환 방식으로서, 원환축 (2) 의 회전 운동에 의해 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 태양축 변위 방식과, 태양축 (3) 의 회전 운동에 의해 원환축 (2) 을 직선 운동시키는 원환축 변위 방식 중 어느 것을 선택할 수 있다. 이하, 각 운동 변환 방식에 있어서의 변환 기구 (1) 의 동작 양태에 대해 설명한다.
(A) 운동 변환 방식으로서 태양축 변위 방식이 채용되고 있는 경우에 있어서는, 다음과 같이 회전 운동으로부터 직선 운동으로의 변환이 실시된다. 원환축 (2) 에 회전 운동을 입력했을 때, 제 1 원환 기어 (22) 와 각 전면 플래너터리 기어 (42) 의 맞물림, 제 2 원환 기어 (23) 와 각 배면 플래너터리 기어 (43) 의 맞물림, 및 암나사 (24) 와 각 수나사 (44) 의 맞물림을 통해, 원환축 (2) 으로부터 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 힘이 전달됨으로써, 각 플래너터리 샤프트 (4) 가 태양축 (3) 의 둘레에 있어서 자신의 샤프트 (4) 의 중심축을 회전 중심으로 하여 자전하면서, 태양축 (3) 의 중심축을 회전 중심으로 하여 공전한다. 그리고, 이 플래너터리 샤프트 (4) 의 유성 운동에 수반하여, 각 전면 플래너터리 기어 (42) 와 제 1 태양 기어 (32) 의 맞물림, 각 배면 플래너터리 기어 (43) 와 제 2 태양 기어 (33) 의 맞물림, 및 각 수나사 (44) 와 수나사 (34) 의 맞물림을 통해 각 플래너터리 샤프트 (4) 로부터 태양축 (3) 에 힘이 전달됨으로써, 태양축 (3) 이 축방향으로 변위된다.
(B) 운동 변환 방식으로서 원환축 변위 방식이 채용되고 있는 경우에 있어서는, 다음과 같이 회전 운동으로부터 직선 운동으로의 변환이 실시된다. 태양축 (3) 에 회전 운동을 입력했을 때, 제 1 태양 기어 (32) 와 각 전면 플래너터리 기어 (42) 의 맞물림, 제 2 태양 기어 (33) 와 각 배면 플래너터리 기어 (43) 의 맞물림, 및 수나사 (34) 와 각 수나사 (44) 의 맞물림을 통해, 태양축 (3) 으로부터 각 플래너터리 샤프트 (4) 에 힘이 전달됨으로써, 각 플래너터리 샤프트 (4) 가 태양축 (3) 의 둘레에 있어서, 자신의 샤프트 (4) 의 중심축을 회전 중심으로 하여 자전하면서, 태양축 (3) 의 중심축을 회전 중심으로 하여 공전한다. 그리고, 이 플래너터리 샤프트 (4) 의 유성 운동에 수반하여, 각 전면 플래너터리 기어 (42) 와 제 1 원환 기어 (22) 의 맞물림, 각 배면 플래너터리 기어 (43) 와 제 2 원환 기어 (23) 의 맞물림, 및 각 수나사 (44) 와 암나사 (24) 의 맞물림을 통해 각 플래너터리 샤프트 (4) 로부터 원환축 (2) 에 힘이 전달됨으로써, 원환축 (2) 이 축방향으로 변위된다.
<변환 기구 (1) 의 동작 원리>
변환 기구 (1) 의 동작 원리에 대해 설명한다. 이하에서는, 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 기어에 대해, 기준 피치원직경 및 잇수를 각각 이하의 (A)∼(F) 와 같이 나타낸다. 또, 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 나사에 대해, 기준 피치원직경 및 줄수를 각각 이하의 (a)∼(f) 와 같이 나타낸다.
「각 기어의 기준 피치원직경 및 잇수」
(A) 원환 기어 유효 직경 DGr : 각 링 기어 (22, 23) 의 기준 피치원직경.
(B) 태양 기어 유효 직경 DGs : 각 썬 기어 (32, 33) 의 기준 피치원직경.
(C) 유성 기어 유효 직경 DGp : 각 플래너터리 기어 (42, 43) 의 기준 피치 원직경.
(D) 원환 기어 잇수 ZGr : 각 링 기어 (22, 23) 의 잇수.
(E) 태양 기어 잇수 ZGs : 각 썬 기어 (32, 33) 의 잇수.
(F) 유성 기어 잇수 ZGp : 각 플래너터리 기어 (42, 43) 의 잇수.
「각 나사의 기준 피치원직경 및 줄수」
(a) 원환 나사 유효 직경 DSr : 원환축 (2) 의 암나사 (24) 의 기준 피치원직경.
(b) 태양 나사 유효 직경 DSs : 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 기준 피치원직경.
(c) 유성 나사 유효 직경 DSp : 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 기준 피치원직경.
(d) 원환 나사 줄수 ZSr : 원환축 (2) 의 암나사 (24) 의 줄수.
(e) 태양 나사 줄수 ZSs : 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 줄수.
(f) 유성 나사 줄수 ZSp : 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 줄수.
변환 기구 (1) 에 있어서, 태양축 (3) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위되는 경우, 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 태양 나사 줄수 ZSs 의 비 (유성 대 태양 줄수비 ZSA) 가 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 태양 기어 잇수 ZGs 의 비 (유성 대 태양 잇수비 ZGA) 와 상이하다. 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 원환 나사 줄수 ZSr 의 비 (유성 대 원환 줄수비 ZSB) 는 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 원환 기어 잇수 ZGr 의 비 (유성 대 원환 잇수비 ZGB) 와 동등해진다. 즉, 하기의 [식 11] 및 [식 12] 가 성립된다.
ZSs/ZSp≠ZGs/ZGp …[식 11]
ZSr/ZSp=ZGr/ZGp …[식 12]
변환 기구 (1) 에 있어서, 원환축 (2) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위되는 경우, 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 원환 나사 줄수 ZSr 의 비 (유성 대 원환 줄수비 ZSB) 가 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 원환 기어 잇수 ZGr 의 비 (유성 대 원환 잇수비 ZGB) 와 상이하다. 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 태양 나사 줄수 ZSs 의 비 (유성 대 태양 줄수비 ZSA) 는 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 태양 기어 잇수 ZGs 의 비 (유성 대 태양 잇수비 ZGA) 와 동등해진다. 즉, 하기의 [식 21] 및 [식 22] 가 성립된다.
ZSr/ZSp≠ZGr/ZGp …[식 21]
ZSs/ZSp=ZGs/ZGp …[식 22]
여기서, 암나사 (24) 와 수나사 (34) 와 수나사 (44) 에 의해 구성되는 감속 기구를 제 1 유성 감속 기구로 하고, 각 링 기어 (22, 23) 와 각 썬 기어 (32, 33) 와 각 플래너터리 기어 (42, 43) 에 의해 구성되는 감속 기구를 제 2 유성 감속 기구로 한다.
태양축 (3) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위되는 경우에는, [식 11] 및 [식 12] 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유성 감속 기구의 유성 대 태양 줄수비 ZSA 와 제 2 유성 감속 기구의 유성 대 태양 잇수비 ZGA 가 상이하다. 원환축 (2) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 원환축 (2) 의 축방향을 따른 방향으로 변위되는 경우에는, [식 21] 및 [식 22] 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유성 감속 기구의 유성 대 원환 줄수비 ZSB 와 제 2 유성 감속 기구의 유성 대 원환 잇수비 ZGB 가 상이하다.
이 결과, 상기의 어느 경우에도 제 1 유성 감속 기구와 제 2 유성 감속 기구 사이에 있어서 줄수비와 잇수비의 차이에 대응한 분만큼 회전 각도에 차이를 발생시키고자 하는 힘이 작용한다. 그러나, 제 1 유성 감속 기구의 나사 및 제 2 유성 감속 기구의 기어가 일체적으로 구성되어 있음으로써, 제 1 유성 감속 기구와 제 2 유성 감속 기구 사이에서 회전 각도의 차이를 발생시킬 수 없기 때문에, 태양축 (3) 또는 원환축 (2) 이 회전 각도의 차이를 흡수하도록 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위된다. 이 때, 축방향으로 변위되는 구성 요소 (태양축 (3) 또는 원환축 (2)) 는 다음과 같이 결정된다. (a) 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 태양 나사 줄수 ZSs 의 비가 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 태양 기어 잇수 ZGs 의 비와 상이한 경우에는, 태양축 (3) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위된다.
(b) 유성 나사 줄수 ZSp 에 대한 원환 나사 줄수 ZSr 의 비가 유성 기어 잇수 ZGp 에 대한 원환 기어 잇수 ZGr 의 비와 상이한 경우에는, 원환축 (2) 이 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해 축방향으로 변위된다.
이와 같이, 변환 기구 (1) 는, 2 종류의 유성 감속 기구 사이에 있어서 플래너터리 샤프트 (4) 에 대한 태양축 (3) 또는 원환축 (2) 의 줄수비와 잇수비의 차이에 따라 발생하려고 하는 회전 각도의 차이를 이용하여, 각 나사를 통해 회전 각도의 차이에 대응하는 축방향에 대한 변위를 얻음으로써 회전 운동을 직선 운동으로 변환한다.
<잇수 및 줄수의 설정 양태>
변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환축 (2) 및 태양축 (3) 중 어느 일방에 대해, 이하에서 설명하는 「유효 잇수」 및 「유효 줄수」 의 적어도 일방을 「0」 이외의 값으로 함으로써, 유성 대 태양 줄수비 ZSA 와 유성 대 태양 잇수비 ZGA 의 관계에 기초하는 태양축 (3) 의 직선 운동, 또는 유성 대 원환 줄수비 ZSB 와 유성 대 원환 잇수비 ZGB 의 관계에 기초하는 원환축 (2) 의 직선 운동을 얻는 것이 가능해진다.
[1] 「유효 잇수의 설정」
링 기어와 썬 기어와 플래너터리 기어에 의해 구성되는 일반적인 유성 감속 기구 (유성 기어식 감속 기구), 즉 기어의 맞물림을 통해 회전의 감속을 실시하는 유성 기어식 감속 기구에 있어서는, 하기 [식 31]∼[식 33] 으로 나타내는 관계가 성립된다. [식 31] 은, 링 기어, 썬 기어 및 플래너터리 기어의 각 기준 피치원직경 사이에 성립하는 관계를 나타낸다. [식 32] 는, 링 기어, 썬 기어 및 플래너터리 기어의 각 잇수 사이에 성립하는 관계를 나타낸다. [식 33] 은, 링 기어, 썬 기어 및 플래너터리 기어의 기준 피치원직경과 잇수 사이에 성립하는 관계를 나타낸다.
DAr=DAs+2×DAp …[식 31]
ZAr=ZAs+2×ZAp …[식 32]
DAr/ZAr=DAs/ZAs=DAp/ZAp …[식 33]
DAr : 링 기어의 기준 피치원직경
DAs : 썬 기어의 기준 피치원직경
DAp : 플래너터리 기어의 기준 피치원직경
ZAr : 링 기어의 잇수
ZAs : 썬 기어의 잇수
ZAp : 플래너터리 기어의 잇수
본 실시형태의 변환 기구 (1) 에 있어서, 제 2 유성 감속 기구, 즉 링 기어 (22, 23) 와 썬 기어 (32, 33) 와 플래너터리 기어 (42, 43) 에 의해 구성되는 감속 기구가, 상기 유성 기어식 감속 기구와 동일한 구성을 갖는다고 가정한 경우, 각 기어의 기준 피치원직경 사이에 성립하는 관계, 각 기어의 잇수 사이에 성립하는 관계, 및 각 기어의 기준 피치원직경과 잇수 사이에 성립하는 관계는 각각 하기 [식 41]∼[식 43] 에 의해 나타낸다.
DGr=DGs+2×DGp …[식 41]
ZGr=ZGs+2×ZGp …[식 42]
DGr/ZGr=DGs/ZGs=DGp/ZGp …[식 43]
상기 [식 41]∼[식 43] 의 관계를 만족할 때의 링 기어 (22, 23), 썬 기어 (32, 33) 및 플래너터리 기어 (42, 43) 의 잇수를 기준 잇수로 하면, 「유효 잇수」 는 각 기어의 잇수와 기준 잇수의 차이로서 나타낸다. 변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환축 (2) 및 태양축 (3) 중 어느 일방에 대해 유효 잇수를 「0」 이외의 값으로 설정함으로써 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 것이 가능해진다. 즉, 링 기어 (22, 23) 에 대한 기준 잇수를 기준 원환 잇수 ZGR 로 나타내고, 썬 기어 (32, 33) 에 대한 기준 잇수를 기준 태양 잇수 ZGS 로 나타낸 경우, 하기 [식 44] 및 [식 45] 중 어느 일방이 성립하도록 링 기어 (22, 23) 또는 썬 기어 (32, 33) 의 잇수를 설정함으로써, 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 것이 가능해진다.
ZGr-ZGR≠0 …[식 44]
ZGs-ZGS≠0 …[식 45]
상기 [식 44] 가 성립할 때에는, 원환축 (2) 이 직선 운동한다. 한편, 상기 [식 45] 가 성립할 때에는, 태양축 (3) 이 직선 운동한다. 또한, 구체적인 설정 양태에 대해서는 「잇수 및 줄수의 설정 양태에 대한 구체예」 에 나타낸다.
[2] 「유효 줄수의 설정」
링 기어에 상당하는 원환 나사와 썬 기어에 상당하는 태양 나사와 플래너터리 기어에 상당하는 유성 나사에 의해 구성되는 상기 유성 기어식 감속 기구와 동일한 유성 감속 기구 (유성 나사식 감속 기구), 즉 나사의 맞물림을 통해 상기 유성 기어식 감속 기구와 동일하게 회전의 감속만을 실시하는 유성 나사식 감속 기구에 있어서는, 하기 [식 51]∼[식 53] 으로 나타내는 관계가 성립된다. [식 51] 은, 원환 나사, 태양 나사 및 유성 나사의 각 기준 피치원직경 사이에 성립하는 관계를 나타낸다. [식 52] 는, 원환 나사, 태양 나사 및 유성 나사의 줄수 사이 에 성립하는 관계를 나타낸다. [식 53] 은, 원환 나사, 태양 나사 및 유성 나사의 기준 피치원직경과 줄수 사이에 성립하는 관계를 나타낸다.
DBr=DBs+2×DBp …[식 51]
ZBr=ZBs+2×ZBp …[식 52]
DBr/ZBr=DBs/ZBs=DBp/ZBp …[식 53]
DBr : 원환 나사의 기준 피치원직경
DBs : 태양 나사의 기준 피치원직경
DBp : 유성 나사의 기준 피치원직경
ZBr : 원환 나사의 줄수
ZBs : 태양 나사의 줄수
ZBp : 유성 나사의 줄수
본 실시형태의 변환 기구 (1) 에 있어서, 제 1 유성 감속 기구가 상기 유성 나사식 감속 기구와 동일한 구성을 갖는다고 가정한 경우, 각 나사의 기준 피치원직경 사이에 성립하는 관계, 각 나사의 줄수 사이에 성립하는 관계, 및 각 나사의 기준 피치원직경과 줄수 사이에 성립하는 관계는 각각 하기 [식 61]∼[식 63] 에 의해 나타낸다.
DGr=DGs+2×DGp …[식 61]
ZGr=ZGs+2×ZGp …[식 62]
DGr/ZGr=DGs/ZGs=DGp/ZGp …[식 63]
상기 [식 61]∼[식 63] 의 관계를 만족할 때의 원환축 (2) 의 암나사 (24), 태양축 (3) 의 수나사 (34) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 줄수를 기준 줄수로 하면, 「유효 줄수」 는 각 나사의 줄수와 기준 줄수의 차이로서 나타낸다. 변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환축 (2) 및 태양축 (3) 중 어느 일방에 대해 유효 줄수를 「0」 이외의 값으로 설정함으로써 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 것이 가능해진다. 즉, 원환축 (2) 의 암나사 (24) 에 대한 기준 줄수를 기준 원환 줄수 ZSR 로 나타내고, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 에 대한 기준 줄수를 기준 태양 줄수 ZSS 로 나타낸 경우, 하기 [식 64] 및 [식 65] 중 어느 일방이 성립하도록 줄수를 설정함으로써, 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 것이 가능해진다.
ZSr-ZSR≠0 …[식 64]
ZSs-ZSS≠0 …[식 65]
상기 [식 64] 가 성립할 때에는, 원환축 (2) 이 직선 운동한다. 한편, 상기 [식 65] 가 성립할 때에는, 태양축 (3) 이 직선 운동한다. 또한, 구체적인 설정 양태에 대해서는 「잇수 및 줄수의 설정 양태에 대한 구체예」 에 나타낸다.
<플래너터리 샤프트의 배치수>
일반적인 유성 기어식 감속 기구에 있어서의 유성 기어의 개수는 태양 기어의 잇수와 원환 기어의 잇수의 합의 약수 (約數) 이다. 따라서, 변환 기구 (1) 에 있어서의 플래너터리 샤프트 (4) 의 개수 (플래너터리 배치수 Np) 는, 「태양 나사 줄수 ZSs 와 원환 나사 줄수 ZSr 의 합의 약수」 및 「태양 기어 잇수 ZGs 와 원환 기어 잇수 ZGr 의 합의 약수」 의 양자에 공통인 약수이다.
<각 기어의 잇수비와 유효 직경비의 관계>
변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환 기어 잇수 ZGr 과 태양 기어 잇수 ZGs 와 유성 기어 잇수 ZGp 의 비 (전체 잇수비 ZGT) 를, 원환 기어 유효 직경 DGr 과 태양 기어 유효 직경 DGs 와 유성 기어 유효 직경 DGp 의 비 (전체 유효 직경비 ZST) 와 동등하게 설정함으로써, 각 나사와 각 기어가 동시에 맞물린다. 즉, 하기 [식 71] 의 관계가 성립하도록 각 기어의 잇수 및 각 나사의 줄수를 설정함으로써 각 나사와 각 기어가 동시에 맞물린다.
ZGr:ZGs:ZGp=DGr:DGs:DGp …[식 71]
그러나, 이 경우에는, 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 회전 위상이 동일해지므로, 회전에 수반되는 각 플래너터리 기어 (42, 43) 와 링 기어 (22, 23) 와 썬 기어 (32, 33) 의 맞물림의 개시 및 종료가 동시가 된다. 이로써, 각 기어의 맞물림에 의한 토크 변동이 발생하기 때문에, 작동음의 증대나 기어의 내구성의 저하가 우려된다.
그래서, 변환 기구 (1) 에서는, 다음의 (A)∼(C) 의 조건이 성립하는 범위 내에서 전체 잇수비 ZGT 와 전체 유효 직경비 ZST 가 상이한 값으로 설정된다. 또한, (A)∼(C) 의 조건의 적어도 하나가 성립하는 범위 내에서 전체 잇수비 ZGT 와 전체 유효 직경비 ZST 가 상이한 값으로 설정되어도 된다.
(A) 상기 [식 71] 의 관계가 성립할 때의 태양 기어 잇수 ZGs 를 표준 태양 잇수 ZGSD 로 했을 때, 실제의 태양 기어 잇수 ZGs 가 표준 태양 잇수 ZGSD 와 상 이하다.
(B) : 상기 [식 71] 의 관계가 성립할 때의 원환 기어 잇수 ZGr 을 표준 원환 잇수 ZGRD 로 했을 때, 실제의 원환 기어 잇수 ZGr 이 표준 원환 잇수 ZGRD 와 상이하다.
(C) : 플래너터리 배치수 Np 가 유성 기어 잇수 ZGp 의 약수와는 상이한, 즉 플래너터리 배치수 Np 와 유성 기어 잇수 ZGp 가 「1」 이외의 약수를 갖지 않는다.
이로써, 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림이 동시에 얻어지는 동작 양태와, 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 회전 위상이 서로 상이한 동작 양태가 확보되므로, 기어끼리의 맞물림에 의한 토크 변동이 억제된다.
<잇수 및 줄수의 설정 양태에 대한 구체예>
변환 기구 (1) 에 대해, 그 사양을 나타내는 주된 항목으로는, 상기 유효 줄수 및 유효 잇수를 포함한 이하의 (A)∼(I) 의 각 항목을 들 수 있다.
(A) 운동 변환 방식
(B) 태양-유성간의 나사의 관계
(C) 플래너터리 샤프트의 수
(D) 나사의 줄수비
(E) 기어의 잇수비
(F) 나사의 유효 직경비
(G) 기어의 유효 직경비
(H) 유효 줄수
(I) 유효 잇수
이하에 상기 각 항목의 내용에 대해 설명한다.
(A) 의 「운동 변환 방식」 은, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위한 동작 방식을 나타낸다. 즉, 원환축 (2) 의 회전 운동에 의해 태양축 (3) 을 직선 운동시킬 때, 운동 변환 방식은 「태양축 변위 방식」 이다. 태양축 (3) 의 회전 운동에 의해 원환축 (2) 을 직선 운동시킬 때, 운동 변환 방식은 「원환축 변위 방식」 이다.
(B) 의 「태양-유성간의 나사의 관계」 는, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 와 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 사이에 있어서의 비틀림 방향의 관계를 나타낸다. 즉, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 서로 반대 방향이 되는 관계일 때, 태양-유성간의 나사의 관계는 「역방향」 이 된다. 또, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 서로 동일 방향이 되는 관계일 때, 태양-유성간의 나사의 관계는 「순방향」 이 된다.
(C) 의 「플래너터리 샤프트의 수」 는, 태양축 (3) 의 주위에 배치되는 플래너터리 샤프트 (4) 의 수를 나타낸다.
(D) 의 「나사의 줄수비」 는, 태양 나사 줄수 ZSs 와 유성 나사 줄수 ZSp 와 원환 나사 줄수 ZSr 의 비를 나타낸다. 즉, 「나사의 줄수비」 는 「 ZSs:ZSp:ZSr」 이다.
(E) 의 「기어의 잇수비」 는, 태양 기어 잇수 ZGs 와 유성 기어 잇수 ZGp 와 원환 기어 잇수 ZGr 의 비를 나타낸다. 즉, 기어의 잇수비는 ZGs:ZGp:ZGr 이다.
(F) 의 「나사의 유효 직경비」 는, 태양 나사 유효 직경 DSs 와 유성 나사 유효 직경 DSp 와 원환 나사 유효 직경 DSr 의 비를 나타낸다. 즉, 나사의 유효 직경비는 DSs:DSp:DSr 이다.
(G) 의 「기어의 유효 직경비」 는, 태양 기어 유효 직경 DGs 와 유성 기어 유효 직경 DGp 와 원환 기어 유효 직경 DGr 의 비를 나타낸다. 즉, 기어의 유효 직경비는 DGs:DGp:DGr 이다.
(H) 의 「유효 줄수」 는, 실제의 나사의 줄수 (상기 (D) 의 줄수) 와 기준 줄수의 차이를 나타낸다. 즉, 운동 변환 방식이 태양축 변위 방식일 때, 유효 줄수는 상기 (D) 에 있어서의 태양 나사 줄수 ZSs 로부터 기준 태양 줄수 ZSS 를 감산한 값이다. 운동 변환 방식이 원환축 변위 방식일 때, 유효 줄수는 상기 (D) 에 있어서의 원환 나사 줄수 ZSr 로부터 기준 원환 줄수 ZSR 을 감산한 값이다.
(I) 의 「유효 잇수」 는, 실제의 기어의 잇수 (상기 (E) 의 잇수) 와 기준 잇수의 차이를 나타낸다. 즉, 운동 변환 방식이 태양축 변위 방식일 때, 유효 잇수는 상기 (E) 에 있어서의 태양 기어 잇수 ZGs 로부터 기준 태양 잇수 ZGS 를 감산한 값이다. 또, 운동 변환 방식이 원환축 변위 방식일 때, 유효 잇수는 상 기 (E) 에 있어서의 원환 기어 잇수 ZGr 로부터 기준 원환 잇수 ZGR 을 감산한 값이다.
이하, 상기 각 항목의 구체적인 설정 양태를 예시한다.
[설정예 1]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「4」
(D) 나사의 줄수비 : 「3:1:5」
(E) 기어의 잇수비 : 「31:9:45」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「3:1:5」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「3.44:1:5」
(H) 유효 줄수 : 「0」
(I) 유효 잇수 : 「4」
[설정예 2]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「9」
(D) 나사의 줄수비 : 「4:1:5」
(E) 기어의 잇수비 : 「31:10:50」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「3:1:5」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「3.1:1:5」
(H) 유효 줄수 : 「1」
(I) 유효 잇수 : 「1」
[설정예 3]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「순방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「9」
(D) 나사의 줄수비 : 「-5:1:5」
(E) 기어의 잇수비 : 「31:10:50」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「3:1:5」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「3.1:1:5」
(H) 유효 줄수 : 「-8」
(I) 유효 잇수 : 「1」
[설정예 4]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「11」
(D) 나사의 줄수비 : 「5:1:6」
(E) 기어의 잇수비 : 「39:10:60」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「4:1:6」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「3.9:1:6」
(H) 유효 줄수 : 「1」
(I) 유효 잇수 : 「-1」
[설정예 5]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「7」
(D) 나사의 줄수비 : 「2:1:5」
(E) 기어의 잇수비 : 「25:9:45」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「3:1:5」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「2.78:1:5」
(H) 유효 줄수 : 「-1」
(I) 유효 잇수 : 「-2」
[설정예 6]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「5」
(D) 나사의 줄수비 : 「11:2:14」
(E) 기어의 잇수비 : 「58:11:77」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「6:1:8」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「5.8:1.1:7.7」
(H) 유효 줄수 : 「1」
(I) 유효 잇수 : 「3」
[설정예 7]
(A) 운동 변환 방식 : 「원환축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「9」
(D) 나사의 줄수비 : 「3:1:6」
(E) 기어의 잇수비 : 「30:10:51」
(F) 나사의 유효 직경비 : 「3:1:5」
(G) 기어의 유효 직경비 : 「3:1:5.1」
(H) 유효 줄수 : 「1」
(I) 유효 잇수 : 「1」
<실시형태의 효과> 이상 상세하게 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 이하에 나타내는 이점이 얻어진다.
(1) 전면 플래너터리 기어 및 배면 플래너터리 기어가 샤프트 본체와 일체로 형성되어 있는 플래너터리 샤프트를 갖는 회전 직선 운동 변환 기구 (기본 운동 변환 기구) 의 대비에 기초하여, 본 실시형태의 변환 기구 (1) 를 통해 발휘되는 작용 효과에 대해 설명한다.
상기 기본 운동 변환 기구에 있어서는, 제 1 원환 기어와 제 2 원환 기어 사이에 회전 위상의 어긋남이 발생할 때, 이 위상의 어긋남에 따라 플래너터리 샤프트가 태양축 (원환축) 의 중심축에 대해 기운 상태로 원환축과 태양축 사이에 배치된다. 이로써, 원환축과 태양축과 플래너터리 샤프트 (4) 사이에 있어서 나사의 맞물림이 불균일해지기 때문에, 국부적으로 나사 및 기어의 면압이 증대된다. 이 결과, 국부적인 마모가 발생하기 때문에 변환 기구의 수명의 저하, 및 마모의 증대에서 기인되는 회전 운동으로부터 직선 운동으로의 변환 효율의 저하가 발생한다.
이에 대하여, 본 실시형태의 변환 기구 (1) 에서는, 전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전이 허용되도록 플래너터리 샤프트 (4) 를 구성하고 있으므로, 제 1 원환 기어 (22) 와 제 2 원환 기어 (23) 사이에 있어서의 회전 위상의 어긋남이 흡수된다. 즉, 제 1 원환 기어 (22) 와 제 2 원환 기어 (23) 사이에 회전 위상의 어긋남이 발생할 때, 샤프트 본체 (41) 에 대한 배면 플래너터리 기어 (43) 의 회전 (전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전) 을 통해 상기 회전 위상의 어긋남이 흡수된다. 이로써, 제 1 원환 기어 (22) 의 회전 위상과 제 2 원환 기어 (23) 의 회전 위상의 어긋남에서 기인되는 플래너터리 샤프트 (4) 의 기울기가 억제되므로, 원환축 (2) 과 태양축 (3) 과 플래너터리 샤프트 (4) 사이에 있어서 나사끼리의 균일한 맞물림 및 기어끼리의 균일한 맞물림이 확보된다. 이 결과, 변환 기구 (1) 의 수명의 향상 및 운동의 변환 효율의 향상이 도모된다.
(2) 플래너터리 샤프트 (4) 의 기울기를 억제하기 위해, 예를 들어 다음과 같이 변환 기구 (1) 가 제조된다. 즉, 변환 기구 (1) 의 제조 과정에 있어서, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 의 회전 위상을 관리하면서 각 구성 요소를 조합함으로써, 제 1 원환 기어 (22) 의 회전 위상과 제 2 원환 기어 (23) 의 회전 위상의 어긋남을 작게 한다. 그러나, 이 경우에는 각 기어의 회전 위상을 엄밀하게 관리할 필요가 있기 때문에, 생산성이 저하된다. 또, 그러한 각 기어의 회전 위상의 관리를 실시했다고 해도 위상의 어긋남이 충분히 저감되지 않는 것도 상정되므로, 바람직한 대책이라고는 하기 어렵다.
이에 대하여, 본 실시형태의 변환 기구 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이 전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전을 통해 회전 위상의 어긋남을 흡수하는 구조를 채용하고 있기 때문에, 생산성의 향상을 도모함과 함께 보다 바람직하게 플래너터리 샤프트 (4) 의 기울기를 억제할 수 있다.
(3) 본 실시형태의 변환 기구 (1) 의 플래너터리 샤프트 (4) 에 있어서, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 수나사 (44) 는 샤프트 본체 (41) 에 일체적으로 형성되어 있다. 이 결과, 플래너터리 샤프트 (4) 의 제조시, 전면 플래너터리 기어 (42) 와 수나사 (44) 와 동시에 전조 (轉造) 하는 것이 가능해지므로, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
(4) 본 실시형태의 변환 기구 (1) 에 있어서는, 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림과, 전면 칼라 (51) 및 배면 칼라 (52) 에 의해 태양축 (3) 의 직경 방향의 위치가 구속되어 있다. 각 플래너터리 샤프트 (4) 는, 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림에 의해 그 샤프트 (4) 의 직경 방향의 위치가 구속되어 있다. 이 결과, 각 플래너터리 샤프트 (4) 를 구속하는 구성 요소가 보다 적은 상태로 변환 기구 (1) 가 구성되어 있으므로, 각 플래너터리 샤프트 (4) 가 태양축 (3) 의 중심축의 방향에 대해 기우는 것을 바람직하게 억제할 수 있다.
(5) 본 실시형태의 변환 기구 (1) 에서는, 전면 칼라 (51) 에 복수의 기름구멍 (51H) 이 형성되어 있다. 이로써, 기름구멍 (51H) 을 통해 나사 및 기어의 맞물림부에 윤활유를 공급하는 것이 가능해지므로, 나사 및 기어의 수명 향상을 도모할 수 있다. 또, 기름구멍 (51H) 을 통해 윤활유가 공급됨으로써 변환 기구 (1) 내부의 이물질이 외부로 배출되기 때문에, 이물질에서 기인되는 변환 효율의 저하나 동작 불량 등을 억제할 수 있다.
(6) 본 실시형태의 변환 기구 (1) 에서는, 상기 (A)∼(C) 의 조건이 성립하는 범위 내에서 전체 잇수비 ZGT 와 전체 유효 직경비 ZST 가 상이한 값으로 설정되어 있다. 이로써, 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림이 동시에 얻어지는 동작 양태와, 각 플래너터리 샤프트 (4) 의 회전 위상이 서로 상이한 동작 양태가 확보되기 때문에, 기어끼리의 맞물림에 의한 토크 변동을 억제할 수 있다. 또, 이것에 수반하여 작동음의 저감이나 내구성의 향상이 도모된다.
<실시형태의 변경예>
또한, 상기 제 1 실시형태는, 예를 들어 이하에 나타내는 바와 같이 변경하여 실시할 수도 있다.
·상기 제 1 실시형태에서는, 전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터 리 기어 (43) 의 상대적인 회전을 허용하기 위한 구성으로서, 샤프트 본체 (41) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 를 각각 별개로 형성하는 구성을 채용했지만, 예를 들어 다음과 같이 변경할 수도 있다. 샤프트 본체 (41) 와 전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 를 각각 별도로 형성하고, 이들 각 요소가 서로 상대적으로 회전할 수 있도록 조합한다. 이로써, 전면 플래너터리 기어 (42) 와 배면 플래너터리 기어 (43) 의 상대적인 회전이 허용된다.
상기 제 1 실시형태의 변환 기구 (1) 는, 2 종류의 유성 감속 기구 사이에 있어서 플래너터리 샤프트 (4) 에 대한 태양축 (3) 또는 원환축 (2) 의 잇수비와 줄수비의 차이에 따라 발생하는 회전 각도의 차이를 통해 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 등의 동작 원리에 기초하여 동작하는 변환 기구이다. 이에 대하여, 이하에 설명하는 본 실시형태의 변환 기구에 있어서는, 이하의 동작 원리에 기초하여 동작하는 변환 기구이다. 또한, 제 2 실시형태의 변환 기구에 있어서는, 이하에서 설명하는 구성을 채용한 점에 있어서 상기 제 1 실시형태의 변환 기구 (1) 와 상이하며, 그 이외에 대해서는 상기 제 1 실시형태의 변환 기구 (1) 와 동일한 구성을 채용하고 있다.
<변환 기구 (1) 의 동작 원리>
유성 기어식 감속 기구를 헬리컬 기어에 의해 구성하는 경우에는, 각 기어의 회전 방향의 관계로부터 썬 기어의 잇줄과 플래너터리 기어의 잇줄이 서로 반대 방향으로 설정됨과 함께, 이들 기어의 비틀림각이 동일한 크기로 설정된다. 또, 링 기어로는, 플래너터리 기어와 동일 방향의 비틀림각을 갖는 기어가 채용된다.
따라서, 나사의 맞물림에 의해 상기 유성 기어식 감속 기구와 동일한 감속 기구 (유성 나사식 감속 기구) 를 구성하기 위해서는, 썬 기어에 상당하는 태양 나사, 플래너터리 기어에 상당하는 유성 나사 및 링 기어에 상당하는 원환 나사에 대해, 이들 각 나사의 피치 및 리드각이 동일한 크기로 설정됨과 함께 태양 나사가 역방향의 나사로 설정된다. 이 유성 나사식 감속 기구에 있어서는, 어느 구성 요소도 다른 구성 요소에 대해 축방향으로 변위되지 않는다. 한편, 이러한 축방향에 대한 상대적인 변위가 발생하지 않는 상태를 기준 상태로 하여, 나사의 맞물림을 확보하면서 태양 나사 또는 원환 나사의 리드각을 기준 상태로부터 변경함으로써, 태양 나사 또는 원환 나사를 축방향으로 변위시키는 것이 가능해진다.
일반적으로, 2 개의 나사를 완전하게 맞물리게 하기 위해서는, 그들 나사의 피치를 서로 동일한 크기로 설정할 필요가 있다. 또, 상기 유성 나사식 감속 기구에 있어서, 태양 나사, 유성 나사 및 원환 나사의 각 리드각을 모두 동등하게 하기 위해서는, 태양 나사와 유성 나사와 원환 나사의 기준 피치원직경의 비를 태양 나사와 유성 나사와 원환 나사의 줄수의 비와 일치시킬 필요가 있다.
따라서, 유성 나사식 감속 기구에 있어서, 어느 구성 요소도 축방향으로 변위되지 않는 조건이란 다음의 (1)∼(3) 의 조건이 된다.
(1) 태양 나사, 유성 나사 및 원환 나사에 대해, 태양 나사만이 역나사인 관계.
(2) 태양 나사, 유성 나사 및 원환 나사에 대해, 각 나사의 피치가 동일한 크기.
(3) 태양 나사와 유성 나사와 원환 나사의 기준 피치원직경의 비가 태양 나사와 유성 나사와 원환 나사의 줄수의 비와 동일한 크기.
이에 대하여, 태양 나사 또는 원환 나사의 줄수를 상기 (2) 의 줄수로부터 정수의 줄수만큼 증감시킨 경우에는, 태양 나사 또는 원환 나사를 다른 나사에 대해 축방향으로 변위시키는 것이 가능해진다. 그래서, 본 실시형태에서는 이 생각을 반영시킨 변환 기구 (1) 를 구성함으로써, 변환 기구 (1) 에 의한 회전 운동으로부터 직선 운동으로의 변환을 실현하고 있다.
태양축 변위 방식을 채용하는 경우에는, 변환 기구 (1) 는, 다음의 (A)∼(D) 의 조건이 만족되도록 구성된다. 한편, 원환축 변위 방식을 채용하는 경우에는, 변환 기구 (1) 는, 다음의 (A)∼(C) 및 (E) 의 조건이 만족되도록 구성된다.
(A) 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 서로 반대.
(B) 원환축 (2) 의 암나사 (24) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 동일.
(C) 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 에 대해, 각 나사의 피치가 동일한 크기.
(D) 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 각 나사에 있어서의 기준 피치원직경과 줄수의 관계에 대해, 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 모두가 축방향으로 상대적으로 변위되지 않을 때의 관계를 기준 관계로 했을 때, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 줄수가 기준 관계에 있어서의 줄수보다 정수의 값만큼 크거나 또는 작다.
(E) 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 각 나사에 있어서의 기준 피치원직경과 줄수의 관계에 대해, 원환축 (2), 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 모두가 축방향으로 상대적으로 변위되지 않을 때의 관계를 기준 관계로 했을 때, 원환축 (2) 의 암나사 (24) 의 줄수가 기준 관계에 있어서의 줄수보다 정수의 값만큼 크거나 또는 작다.
<잇수 및 줄수의 설정 양태>
변환 기구 (1) 에 있어서, 원환축 (2) 과 태양축 (3) 과 플래너터리 샤프트 (4) 사이에 축방향에 대한 상대적인 변위가 발생하지 않는다고 가정한 경우, 나사의 기준 피치원직경과 나사의 줄수 사이에는 [식 81] 로 나타내는 관계가 성립된다.
DSr:DSs:DSp=ZSr:ZSs:ZSp …[식 81]
상기 [식 81] 의 관계를 만족할 때의 원환축 (2) 의 암나사 (24), 태양축 (3) 의 수나사 (34) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 줄수를 「기준 줄수」 로 하고, 각 나사의 줄수와 기준 줄수의 차이를 「유효 줄수」 로 하면, 변환 기구 (1) 에 있어서는, 원환축 (2) 및 태양축 (3) 중 어느 일방에 대해 「유효 줄수」 를 「0」 이외의 값으로 설정함으로써 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 을 직선 운동시키는 것이 가능해진다. 즉, 원환축 (2) 의 암나사 (24) 에 대한 기준 줄수를 기준 원환 줄수 ZSR 로 하고, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 에 대한 기준 줄수를 기준 태양 줄수 ZSS 로 했을 때, 하기 [식 82] 및 [식 83] 중 어느 일방이 성립하도록 줄수를 설정함으로써, 원환축 (2) 또는 태양축 (3) 이 직선 운동한다.
ZSr-ZGR≠0 …[식 82]
ZSs-ZGS≠0 …[식 83]
또한, 구체적인 설정 양태에 대해서는 「줄수의 설정 양태에 대한 구체예」 에 나타낸다.
<줄수의 설정 양태에 대한 구체예>
본 실시형태의 변환 기구 (1) 에 대해, 그 사양을 나타내는 주된 항목으로는, 상기 기준 피치원직경의 비 및 줄수의 비를 포함한 이하의 (A)∼(E) 의 각 항목을 들 수 있다.
(A) 운동 변환 방식
(B) 태양-유성간의 나사의 관계
(C) 플래너터리 샤프트의 수
(D) 나사의 줄수비
(E) 유효 줄수
먼저, 상기 각 항목의 내용에 대해 설명한다.
(A) 의 「운동 변환 방식」 은, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위한 동작 방식을 나타낸다. 즉, 원환축 (2) 의 회전 운동에 의해 태양축 (3) 을 직선 운동시킬 때, 운동 변환 방식은 「태양축 변위 방식」 이 된다. 또, 태양축 (3) 의 회전 운동에 의해 원환축 (2) 을 직선 운동시킬 때, 운동 변환 방식은 「원환축 변위 방식」 이 된다.
(B) 의 「태양-유성간의 나사의 관계」 는, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 와 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 사이에 있어서의 비틀림 방향의 관계를 나타낸다. 즉, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 서로 반대 방향이 되는 관계일 때, 태양-유성간의 나사의 관계는 「역방향」 이 된다. 또, 태양축 (3) 의 수나사 (34) 의 비틀림 방향과 플래너터리 샤프트 (4) 의 수나사 (44) 의 비틀림 방향이 서로 동일 방향이 되는 관계일 때, 태양-유성간의 나사의 관계는 「순방향」 이 된다.
(C) 의 「플래너터리 샤프트의 수」 는, 태양축 (3) 의 주위에 배치되는 플래너터리 샤프트 (4) 의 수를 나타낸다.
(D) 의 「나사의 줄수비」 는, 태양 나사 줄수 ZSs 와 유성 나사 줄수 ZSp 와 원환 나사 줄수 ZSr 의 비를 나타낸다. 즉, 나사의 줄수비는 ZSs:ZSp:ZSr 이다.
(E) 의 「유효 줄수」 는, 실제의 나사의 줄수 (상기 (D) 의 줄수) 와 기준 줄수의 차이를 나타낸다. 즉, 운동 변환 방식이 태양축 변위 방식일 때, 유효 줄수는 상기 (D) 에 있어서의 태양 나사 줄수 ZSs 로부터 기준 태양 줄수 ZSS 를 감산한 값이다. 또, 운동 변환 방식이 원환축 변위 방식일 때, 유효 줄수는 상기 (D) 에 있어서의 원환 나사 줄수 ZSr 로부터 기준 원환 줄수 ZSR 을 감산한 값이다.
이하, 상기 각 항목의 구체적인 설정 양태를 예시한다.
[설정예 1]
(A) 운동 변환 방식 : 「태양축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「9」
(D) 나사의 줄수비 : 「4:1:5」
(F) 유효 줄수 : 「1」
[설정예 2]
(A) 운동 변환 방식 : 「원환축 변위 방식」
(B) 태양-유성간의 나사의 관계 : 「역방향」
(C) 플래너터리 샤프트의 수 : 「9」
(D) 나사의 줄수비 : 「3:1:6」
(E) 유효 줄수 : 「1」
<잇수비 및 유효 직경비에 대해>
본 실시형태의 변환 기구 (1) 에 있어서는, 각 기어의 잇수 및 기준 피치원직경과, 각 나사의 줄수 및 기준 피치원직경에 대해, 추가로 다음과 같은 설정 양태가 채용된다.
[A] 유성 나사 유효 직경 DSp 와 유성 기어 유효 직경 DGp 가 동일한 크기로 설정된다. 또, 유성 기어 잇수 ZGp 와 원환 기어 잇수 ZGr 의 비가 유성 나사 유효 직경 DSp 와 원환 나사 유효 직경 DSr 의 비와 동일한 크기로 설정된다. 따라서, 유성 기어 잇수 ZGp 와 원환 기어 잇수 ZGr 의 비가 유성 나사 줄수 ZSp 와 원환 나사 줄수 ZSr 의 비와 동등해진다. 이로써, 원환축 (2) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 회전수의 관계가 링 기어 (22, 23) 와 플래너터리 기어 (42, 43) 의 잇수의 비에 의해 정확하게 규제됨과 함께, 유성 나사 유효 직경 DSp 와 원환 나사 유효 직경 DSr 의 비가 본래 설정되어야 할 유효 직경의 비로 유지된다.
[B] 유성 나사 유효 직경 DSp 와 유성 기어 유효 직경 DGp 가 동일한 크기로 설정된다. 또, 유성 기어 잇수 ZGp 와 태양 기어 잇수 ZGs 의 비가 유성 나사 유효 직경 DSp 와 태양 나사 유효 직경 DSs 의 비와 동일한 크기로 설정된다. 따라서, 유성 기어 잇수 ZGp 와 태양 기어 잇수 ZGs 의 비가 유성 나사 줄수 ZSp 와 태양 나사 줄수 ZSs 의 비와 동등해진다. 이로써, 태양축 (3) 및 플래너터리 샤프트 (4) 의 회전수의 관계가 썬 기어 (32, 33) 와 플래너터리 기어 (42, 43) 의 잇수의 비에 의해 정확하게 규제됨과 함께, 유성 나사 유효 직경 DSp 와 태양 나사 유효 직경 DSs 의 비가 본래 설정되어야 할 유효 직경의 비로 유지된다.
<실시형태의 효과>
이상 상세하게 서술한 바와 같이, 상기 제 2 실시형태에 관련된 변환 기구 (1) 에 의하면, 상기 제 1 실시형태에 의한 상기 (1)∼(4) 및 (5) 에 나타내는 효과가 얻어지게 된다.
<실시형태의 변경예>
또한, 상기 제 2 실시형태는, 예를 들어 이하에 나타내는 바와 같이 변경하여 실시할 수도 있다.
·상기 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 원환 기어 (22) 및 제 2 원환 기어 (23) 의 적어도 일방을 생략해도 된다. 즉, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 배면 플래너터리 기어 (43) 의 적어도 일방을 원환축 (2) 에 맞물리게 하지 않은 구조로 변경해도 된다.
·상기 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 태양 기어 (32) 및 제 2 태양 기어 (33) 의 적어도 일방을 생략해도 된다. 즉, 전면 플래너터리 기어 (42) 및 배면 플래너터리 기어 (43) 의 적어도 일방을 태양축 (3) 에 맞물리게 하지 않은 구조로 변경해도 된다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 축방향으로 연장되는 공간을 내부에 가짐과 함께, 암나사와 내부 이의 제 1 및 제 2 원환 기어를 포함하는 원환축과,
    상기 원환축의 내부에 배치됨과 함께, 수나사와 외부 이의 제 1 및 제 2 태양 기어를 포함하는 태양축과,
    상기 태양축의 주위에 배치됨과 함께, 수나사와 외부 이의 제 1 및 제 2 유성 기어를 포함하는 복수의 유성축을 구비하고, 상기 유성축의 수나사는, 상기 원환축의 암나사 및 상기 태양축의 수나사에 맞물리고, 상기 제 1 유성 기어는 상기 제 1 원환 기어 및 상기 제 1 태양 기어에 맞물리고, 상기 제 2 유성 기어는 상기 제 2 원환 기어 및 상기 제 2 태양 기어에 맞물리고, 상기 원환축 및 상기 태양축 중 일방의 회전 운동을, 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 원환축 및 상기 태양축 중 타방의 축방향을 따른 직선 운동으로 변환하는 회전 직선 운동 변환 기구에 있어서,
    상기 유성축은, 상기 제 1 유성 기어와 상기 제 2 유성 기어 사이의 상대적인 회전이 허용되도록 구성되는 변환 기구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유성축은, 상기 수나사 및 상기 제 1 유성 기어를 포함하여 일체적으로 형성된 유성축 본체와, 그 유성축 본체와는 각각 별도로 형성된 상기 제 2 유성 기어의 조합에 의해 구성되고, 상기 제 2 유성 기어가 상기 유성축 본체에 대해 회전 가능한 변환 기구.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 유성축은, 상기 수나사를 포함하여 일체적으로 형성된 유성축 본체와, 그 유성축 본체와는 각각 별도로 형성된 상기 제 1 유성 기어 및 상기 제 2 유성 기어의 조합에 의해 구성되고, 상기 제 1 유성 기어 및 상기 제 2 유성 기어의 각각이 유성축 본체에 대해 회전 가능한 변환 기구.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 원환축은, 상기 암나사를 포함하여 일체적으로 형성된 원환축 본체와, 그 원환축 본체와는 각각 별도로 형성된 상기 제 1 원환 기어 및 상기 제 2 원환 기어의 조합에 의해 구성되고, 상기 제 1 원환 기어 및 상기 제 2 원환 기어의 각각이 유성축 본체에 대해 회전 가능한 변환 기구.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 원환축에 대해, 상기 암나사와 상기 제 1 원환 기어와 상기 제 2 원환 기어가 일체적으로 운동하는 변환 기구.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 태양축이 상기 수나사 및 상기 제 1 태양 기어를 포함하여 일체적으로 형성된 태양축 본체와, 그 태양축 본체와는 각각 별도로 형성된 상기 제 2 태양 기어의 조합에 의해 구성되고, 상기 제 2 태양 기어가 상기 태양축 본체에 대해 운동하는 변환 기구.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 태양축에 대해, 상기 수나사와 상기 제 1 태양 기어와 상기 제 2 태양 기어가 일체적으로 회전 가능한 변환 기구.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 원환 기어의 잇수와 상기 각 태양 기어의 잇수와 상기 각 유성 기어의 잇수의 비를 잇수비로 하고, 상기 각 원환 기어의 기준 피치원직경과 상기 각 태양 기어의 기준 피치원직경과 상기 각 유성 기어의 기준 피치원직경의 비를 유효 직경비로 했을 때, 상기 잇수비와 상기 유효 직경비를 상이한 값으로 설정한 변환 기구.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 원환축에 고정시킨 베어링 요소와, 상기 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림에 의해, 상기 태양축의 직경 방향의 위치가 구속되고, 상기 나사끼리의 맞물림 및 기어끼리의 맞물림에 의해, 상기 유성축의 직경 방향의 위치가 구속되는 변환 기구.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 베어링 요소는, 상기 원환축의 양단의 개구부를 폐색하도록 상기 원환축에 고정되는 1 쌍의 것이고, 상기 원환축과 상기 태양축과 상기 유성축 사이에 있어서의 상기 나사끼리의 맞물림부 및 기어끼리의 맞물림부에 윤활유를 공급하기 위한 구멍을, 상기 베어링 요소에 형성한 변환 기구.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 원환 기어 및 상기 제 2 원환 기어가 동일 형상을 갖고, 상기 제 1 태양 기어 및 상기 제 2 태양 기어가 동일 형상을 가지며, 상기 제 1 유성 기어 및 상기 제 2 유성 기어가 동일 형상을 갖는 변환 기구.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유성축의 수나사의 줄수를 유성 나사 줄수로 하고, 상기 태양축의 수나사의 줄수를 태양 나사 줄수로 하고, 상기 유성 기어의 잇수를 유성 기어 잇수로 하고, 상기 태양 기어의 잇수를 태양 기어 잇수로 했을 때, 상기 유성 나사 줄수에 대한 상기 태양 나사 줄수의 비와 상기 유성 기어 잇수에 대한 상기 태양 기어 잇수의 비가 상이하고,
    상기 원환축의 회전 운동에 수반되는 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 태양축이 직선 운동하는 변환 기구.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 유성축의 수나사의 줄수를 유성 나사 줄수로 하고, 상기 원환축의 암나사의 줄수를 원환 나사 줄수로 하고, 상기 유성 기어의 잇수를 유성 기어 잇수로 하고, 상기 원환 기어의 잇수를 원환 기어 잇수로 했을 때, 상기 유성 나사 줄수에 대한 상기 원환 나사 줄수의 비와 상기 유성 기어 잇수에 대한 상기 원환 기어 잇수의 비가 상이하고,
    상기 태양축의 회전 운동에 수반되는 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 원환축이 직선 운동하는 변환 기구.
  17. 제 4 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원환축의 암나사의 비틀림 방향과 상기 유성축의 수나사의 비틀림 방향이 서로 동일한 방향이고, 상기 태양축의 수나사의 비틀림 방향과 상기 유성축의 수나사의 비틀림 방향이 서로 반대 방향이고, 상기 원환축의 암나사와 상기 태양축의 수나사와 상기 유성축의 수나사가 서로 동일한 피치를 가지며,
    상기 원환축, 상기 태양축 및 상기 유성축의 나사에 있어서의 기준 피치원직경과 줄수의 관계에 대해, 상기 원환축과 상기 태양축과 상기 유성축 사이에서 축방향에 대한 상대적인 변위가 발생하지 않을 때의 관계를 기준 관계로 했을 때, 상기 태양축의 수나사의 줄수가 그 기준 관계에 있어서의 줄수와 상이하고,
    상기 원환축의 회전 운동에 수반되는 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 태양축이 직선 운동하는 변환 기구.
  18. 제 4 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원환축의 암나사의 비틀림 방향과 상기 유성축의 수나사의 비틀림 방향이 서로 동일한 방향이고, 상기 태양축의 수나사의 비틀림 방향과 상기 유성축의 수나사의 비틀림 방향이 서로 반대 방향이고, 상기 원환축의 암나사와 상기 태양축의 수나사와 상기 유성축의 수나사가 서로 동일한 피치를 가지며,
    상기 원환축, 상기 태양축 및 상기 유성축의 나사에 있어서의 기준 피치원직경과 줄수의 관계에 대해, 상기 원환축과 상기 태양축과 상기 유성축 사이에서 축방향에 대한 상대적인 변위가 발생하지 않을 때의 관계를 기준 관계로 했을 때, 상기 원환축의 암나사의 줄수가 그 기준 관계에 있어서의 줄수와 상이하고,
    상기 태양축의 회전 운동에 수반되는 상기 유성축의 유성 운동을 통해 상기 원환축이 직선 운동하는 변환 기구.
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