WO2007023827A1 - 遊星式回転-直線運動変換装置 - Google Patents

遊星式回転-直線運動変換装置 Download PDF

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WO2007023827A1
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WO
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gear
planetary
helical
sun
screw
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PCT/JP2006/316443
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French (fr)
Inventor
Nobuyoshi Sugitani
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2252Planetary rollers between nut and screw
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    • Y10T74/19795Parallel to shaft

Definitions

  • the present invention relates to a rotational-linear motion conversion device, and more particularly to a planetary rotational-linear motion conversion device that performs motion conversion between rotational motion and linear motion.
  • a multi-threaded sun-shaped sun gear that cooperates with each other to form a planetary gear mechanism and It has a screw-like planetary gear and a screw-like ring gear, and the screw-like sun gear and screw-like planetary tooth * are screwed in with screws in opposite directions, and the screw-like sun gear and screw-like ring gear are the same
  • the effective diameter and number of threads of the screw-shaped sun gear, screw-shaped planetary gear, and screw-shaped ring gear are set to a specific relationship, and the planetary gear mechanism and differential screw
  • a planetary differential screw-type rotational linear motion converter configured to accurately convert rotational motion into linear motion using both of these principles.
  • US Pat. No. 2 6 8 3 3 7 9 discloses a planetary rotational linear motion similar to the motion conversion device described in International Publication No. WO 2 0.0 4/0 9 4 8 7 0.
  • a planetary rotation / linear motion conversion device that is screwed with a (forward) screw is described.
  • the main object of the present invention is to combine a planetary gear mechanism of a helical gear that regulates rotation and rotation transmission and a planetary gear mechanism of a screw-like gear that performs motion conversion in cooperation with the planetary gear mechanism.
  • the present invention has a sun axis, a planetary axis, and a ring axis having rotation axes parallel to each other, and the sun axis, the planetary axis, and the ring axis cooperate with each other to constitute the first planetary gear mechanism.
  • the tooth ratio of either the screw-shaped sun gear or the screw-shaped ring gear with respect to the screw-shaped planetary gear is a helical planetary gear.
  • a planetary rotation-linear motion conversion device characterized by being different from the gear ratio of a helical ring gear.
  • the tooth number ratio of either the threaded sun gear or the threaded ring gear with respect to the threaded planetary gear is the same as that of the helical sun gear or the helical ring gear with respect to the helical planetary gear. Since this is different from the positive number ratio, as will be described in detail later, when the sun shaft and the ring shaft are relatively rotated, a sun shaft or a threaded ring gear provided with a threaded sun gear with a different tooth number ratio is provided.
  • the sun shaft with the screw-shaped sun gear or the ring shaft with the screw-shaped ring gear with different number ratios It can rotate relative to the ring axis and the sun axis, so that a motion conversion between rotational and linear motion can be performed between the sun axis and the ring axis.
  • the linear movement (advance amount) of the solar shaft or the ring shaft per rotation of the ring shaft or the sun shaft is the number of teeth of the screw gear, and the helical gear.
  • the helical sun gear, the helical planetary gear, and the helical ring gear have Zs, Zp, and Zn as the number of teeth, respectively. If the number of teeth on the ring gear is Zss, Zps, and Zns, respectively,
  • the helical sun gear and the helical ring gear with respect to the helical planetary gear are any one of the tooth number ratios of the screw-like sun gear and the screw-like ring gear with respect to the screw-like planetary gear. It is possible to ensure a situation different from the number ratio of teeth.
  • the sun shaft provided with the screw-shaped sun gear having a different gear ratio or the ring shaft provided with the screw-shaped ring gear is provided.
  • the pitch of the threaded sun gear, threaded planetary gear, and threaded ring gear is P.
  • the amount of linear movement Lj per rotation is
  • the number of teeth of the screw-type sun gear and the screw-type ring gear can be increased by one rotation of the ring shaft or the sun shaft.
  • the solar shaft or ring shaft can be linearly moved with an advance amount determined only by the number of teeth of the helical sun gear and the helical ring gear and the pitch of the screw gear.
  • one of the helical sun gear and the helical ring gear or one of the screw-like sun gear and the screw-like ring gear may have a differential number of teeth.
  • the helical sun gear and the helical ring gear with respect to the helical planetary gear are any one of the tooth number ratios of the screw-like sun gear and the screw-like ring gear with respect to the screw-like planetary gear. It is possible to ensure a situation different from the number ratio of teeth.
  • one of the helical sun gear and the helical ring gear has a differential number of teeth, the helical sun gear, the helical planetary gear, and the helical ring gear.
  • the gears may be dislocated.
  • any one of the tooth ratios of the threaded sun gear and the threaded ring gear with respect to the threaded planetary gear is different from that of the helical sun gear and the helical ring gear with respect to the helical planetary gear.
  • a situation different from the gear ratio can be surely secured, and an appropriate balance between the gears of the first and second planetary gear mechanisms can be secured.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear and the dislocation coefficient of the helical sun gear and the ring shaft rotate when the sun axis moves linearly along the rotation axis.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear and the dislocation coefficient of the helical ring gear in the case of linear movement along the axis may be from 1 to 2.
  • the number of teeth of the helical gear is the case of a normal planetary gear device. It must be set to a special number of teeth that is different from, so a shift is necessary to enable the setting of a special number of teeth.
  • the planetary axis must be arranged around the sun axis at an equiangular distance, and each helical planetary gear has a stagnation with respect to the helical sun gear and the helical ring gear. Since the phase of the mating is preferably different from each other, the number of teeth of the helical gear is limited, and a general shift coefficient cannot be secured in the gear.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear and the dislocation coefficient of the helical sun gear is not less than 1 and not more than 2. If the ring shaft moves linearly along the axis of rotation, The sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear and the dislocation coefficient of the helical ring gear is preferably 12 or more and 2 or less, and the number of teeth of the helical gear is 12 or more. The number of teeth is preferably set to 2 or less.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear and the dislocation coefficient of the helical sun gear and the rig axis are the rotation axis when the sun axis moves linearly along the rotation axis.
  • the sum of the displacement coefficient of the helical planetary gear and the displacement coefficient of the helical ring gear in the case of linear motion along the line is 1 to 2 and 2 or less.
  • the dislocation coefficient of helical ring gears can be in the range of tooth height normally used in gear meshing, ensuring tooth meshing in the region of smaller slip ratio can do.
  • one of the threaded sun gear and the threaded ring gear has a differential number of teeth, and 'the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded ring gear have a tooth perpendicular normal pitch. They may have the same tooth profile.
  • a set of screws that are screwed to each other is set to have the same pressure angle and right-angle module so that the screws are properly engaged.
  • one of the ratios of the number of teeth of the threaded sun gear and the threaded ring gear with respect to the threaded planetary gear is a helical with respect to the helical planetary gear. Since the number of teeth of the helical sun gear and helical ring gear is different, the twist angle of each screw gear is different, so the pressure angle, tooth right angle module, and lead angle must be different.
  • the tooth right angle normal pitch that is, the normal pitch in the working plane of the screw gear (the plane drawn by the contact line) is the same, the screw The gears can be properly stitched together.
  • one of the thread-shaped sun gear and the thread-shaped ring gear has a differential number of teeth
  • the thread-shaped sun gear, the thread-shaped planetary gear, and the thread-shaped ring gear have the same tooth perpendicular normal pitch. Since it has a screw tooth shape, one of the screw-shaped sun gear and the screw-shaped ring gear has a differential number of teeth, and the screw wheel has a different twist angle, so that the pressure angle, tooth right angle module, and lead angle are In spite of the difference, it is possible to ensure proper engagement of the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded ring gear. .
  • the twist angle of the threaded sun gear and the threaded planetary wheel is opposite to each other, and the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded ring gear have a normal angle normal to their teeth.
  • the threaded sun gear and the threaded planetary gear may have the same involute tooth profile with different axial pressure angles. According to this configuration, proper engagement by line contact between the threaded sun gear and the threaded planetary gear is achieved. Can be secured.
  • the torsion angles of the threaded planetary gear and the threaded ring gear are different from each other in the same direction, and the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded ring gear have their straight teeth.
  • the angular normal pitch is equal to each other, and the axial pressure angles of the threaded planetary gear and the threaded ring gear may be different from each other.
  • the torsion angles of the threaded sun gear and the threaded planetary gear are the same as each other, and the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded ring gear have a normal tooth normal pitch.
  • the screw-shaped sun gear and the screw-type planetary gear may be different from each other, and the screw-shaped sun gear and the screw-type planetary gear may have tooth shapes that are in point contact with each other.
  • the gear ratio of the helical sun gear, the helical planetary gear, and the helical ring gear is the pitch circle diameter of the threaded sun gear, the screwed planetary gear, and the threaded ring gear.
  • the ratio may be different.
  • the helical sun gear and the helical ring gear with respect to the helical planetary gear have a gear ratio of one of the threaded sun gear and the threaded ring gear with respect to the screwed planetary gear. It is possible to ensure a situation different from the number ratio of teeth.
  • the reference pitch circle diameter of the threaded sun gear and the threaded ring gear is the meshing pitch of the helical sun gear and the helical ring gear with respect to the threaded planetary gear, respectively. It may be substantially the same as the circle diameter.
  • the ratio of the reference pitch circle diameter and the mesh pitch pitch diameter to each other is 0.9 or more and 1.1 or less, preferably 0.9 or more and 1.0 or more. Means 5 or less.
  • the number of planetary shafts may not be a divisor of the number of teeth of the helical planetary gear. According to this structure, each helical planetary tooth for the helical sun gear and the helical ring gear Car slip can be reduced.
  • the number of planetary shafts is a divisor of the sum of the number of teeth of the threaded sun gear and the threaded ring gear, and the number of teeth of the helical sun gear and the helical ring gear.
  • the number of teeth of the helical planetary gear may be such that it has no common divisor other than the number of planetary shafts and one.
  • the helical planetary gear and the screw-like planetary gear are provided in a specific same region along the rotation axis of the planetary shaft, and the helical sun-gear and the screw-like sun gear are It may be provided in at least the same area facing a specific area.
  • the helical planetary gear and the screw-like planetary gear are provided in different regions along the rotation axis of the planetary shaft, whereby the helical sun-gear and the screw-like sun gear are arranged on the solar axis.
  • the length in the direction along the rotation axis of the rotation-linear motion conversion device can be reduced as compared with the case where the rotation-linear motion conversion devices are provided in different regions.
  • the ring shaft may be provided with a pair of helical ring gears that mesh with the helical planetary gears in two regions facing both ends of the specific region.
  • the helical planetary gear and the screw-like planetary gear are provided in the same specific region along the rotation axis of the planetary shaft, and the helical ring gear and the screw-like ring gear are the ring shafts. At least, it may be provided in the same region facing a specific region.
  • the helical planetary gear and the screw-like planetary gear are provided in different regions along the rotation axis of the planetary shaft, and the helical ring gear and the screw-like ring gear are mutually connected to the ring shaft.
  • the length in the direction along the rotation axis of the rotation-linear motion conversion device can be reduced as compared with the case where the rotation-linear motion conversion device is provided in different regions.
  • the sun shaft may be provided with a pair of helical sun gears that are screwed into the helical planetary gear in two regions facing both ends of the specific region.
  • the sun shaft may be provided with a pair of helical sun gears that are screwed into the helical planetary gear in two regions facing both ends of the specific region.
  • the helical planetary gear and the screw-like planetary gear are along the rotation axis of the planetary shaft.
  • the helical ring gear and the threaded ring gear may be provided in the same region facing at least a specific region of the ring shaft.
  • At least one of the helical planetary gear and the screw-shaped planetary gear, the helical sun gear and the screw-shaped sun gear, the helical ring gear, and the screw-shaped ring gear is on the rotation axis.
  • the length in the direction along the rotation axis of the rotation-linear motion conversion device can be reduced.
  • the first and second planetary gear mechanisms may be provided in different regions along the rotation axis.
  • the gears of the first and second planetary gear mechanisms can be easily and It can be formed inexpensively.
  • the screw ratio of the screw-shaped sun gear to the screw-shaped planetary gear is different from the gear ratio of the helical ring gear to the helical planetary gear. It may be designed to convert motion between linear motions.
  • the tooth ratio of the screw ring gear to the screw planetary gear is different from the tooth ratio of the helical sun gear to the helical planetary gear. It is also possible to perform motion conversion between these linear motions.
  • the sum of the dislocation coefficient Xnp of the helical planetary gear and the dislocation coefficient Xns of the helical sun gear is Xnps when the sun axis moves linearly along the rotation axis.
  • the dislocation coefficient Xnp of the helical planetary gear and the dislocation coefficient Xns of the helical sun gear are the sum of the dislocation coefficients Xnps according to the following equations 1 and 2, respectively, and the number of teeth of the helical planetary gear Z p Also, it may be set to a value that is internally divided by the number of teeth Z s of the helical sun gear.
  • Xnp Xnps Z p / (Z p + Z s) (1)
  • Xns Xnps Z s / (Z p + Z s) (2)
  • the sum of the dislocation coefficient Xnp of the helical planetary gear and the dislocation coefficient Xnn of the helical ring gear is Xnpn
  • the dislocation coefficient Xnp of the helical planetary gear and the dislocation coefficient Xns of the helical sun gear are the sum of the dislocation coefficients Xnpn according to the following equations 3 and 4, respectively.
  • the number Zp and the helical ring gear may be set to a value that is internally divided by the number of teeth Zn.
  • Xnn Xnpn Z n / (Z p + Z n) (4)
  • both ends of each planetary shaft can rotate around its own axis and revolve around the sun axis and the ring axis by a pair of carrier members extending annularly around the sun axis. It may be supported as much as possible. .
  • the pair of carrier members may be integrally connected to each other by a plurality of connecting members extending along the rotation axis around the rotation axis.
  • both end portions of each planetary shaft may have conical surfaces
  • the pair of carrier members may have conical surfaces that receive conical surfaces at both end portions of each planetary shaft.
  • the conical surfaces of the pair of carrier members have a region where the opening angle is larger and a region smaller than the opening angle of the conical surface at both ends of each planetary shaft, and a ridge line between the two regions.
  • the conical surface of both ends of each planetary shaft may be supported by the portion.
  • bearings are provided on both sides along the rotation axis with respect to the planetary axis so as to allow relative linear motion between the sun axis and the ring axis and smoothly perform the relative rotation between them.
  • the planetary shaft may have both tooth portions that function as both a helical planetary gear and a screw planetary gear in the specific same region.
  • the pair of helical ring teeth and the wheel may be fixed to the inner surface of the ring shaft by press fitting.
  • the planetary shaft has both tooth portions that function as both a helical planetary gear and a screw-like planetary gear in the specific same region, and the ring shaft has at least the specific region.
  • the region opposite to may be provided with both tooth portions that function as both a helical ring gear and a threaded ring gear.
  • the pair of helical sun gears may be fixed to the outer surface of the sun shaft by press fitting.
  • the planetary shaft has both teeth serving as both a helical planetary gear and a screw-type planetary gear in the specific same region, and the sun shaft is at least the specific planetary gear.
  • the region facing the region has both tooth portions that function as both a sun-shaped sun gear and a screw-shaped Shenyang gear, and the ring shaft is at least in the region facing the specific region. Both tooth portions that perform the functions of both the ring gear and the threaded ring gear may be provided.
  • the ring shaft forms a flat plate having both teeth on one surface, and the flat plate is processed into a cylindrical shape so that one surface is on the inner side, and the ends contacting each other are integrally connected. May be formed.
  • the planetary shaft may be formed by rolling.
  • the rotational linear motion conversion device of the present invention can be applied to both the forward screw and reverse screw relationships of the prior art. Therefore, the operating principle common to both the forward screw relationship and the reverse screw relationship will be described.
  • a screw-shaped gear is also a gear whose axes are arranged in parallel with each other, and has a gear mesh on a plane (front direction) perpendicular to the axis, and the number of teeth is the same as that of a so-called screw or worm gear. It is equal to the number of lines in
  • the number of teeth and the reference pitch circle diameter of the sun shaft, planetary shaft, ring shaft screw gear and helical gear are defined as shown in Table 1 below.
  • the sun axis or the ring axis is the thrust direction, that is, the direction along the rotation axis. It is displaced relative to the planetary axis.
  • the gear ratio of the screw sun gear to the screw planetary gear is the tooth ratio of the helical sun gear to the helical planet gear. Since they are different, the following equations 5 and 6 hold.
  • the sun gear or the planetary gear between the first and second planetary gear mechanisms as shown in the above formulas 5 and 6 or the above formulas 8 and 9 or Since the gear ratios of the ring gears are different, it is likely that a difference will occur in the rotation angle of each gear between the first and second planetary gear mechanisms, and the difference in rotation angle corresponds to the difference in the gear ratio. . However, since the gears of the first and second planetary gear mechanisms are integral with each other, a difference in rotation angle cannot be generated. On the other hand, it is displaced in the axial direction. In this case, the axis displaced in the axial direction is an axis having a different gear ratio with respect to the planetary gear.
  • the rotational linear motion conversion device of the present invention has a planetary gear between two types of planetary gear mechanisms.
  • the rotation angle difference that occurs when there is a difference in the gear ratio of the sun gear or ring gear to the gear
  • the movement is converted by obtaining the axial displacement corresponding to the rotation angle difference by the torsion angle existing in the screw gear
  • the amount of axial displacement that is, the advance amount is larger as the difference in the gear ratio is larger, and is larger as the pitch of the screw gear is larger.
  • the amount of advancement Lj of the shaft displaced in the axial direction is the number of teeth of the screw gear and helical gear as shown in Table 1 above, and the axial direction of the screw gear When the pitch is P, it is expressed by the following formula 11.
  • the revolution angle of a helical planetary gear when a relative rotation of one rotation is given between the sun axis and the ring axis is uniquely determined by the meshing of the helical gears.
  • it is ZsZ (Zs + Zn).
  • the revolution angle of the screw planetary gear is ZssZ (Zss + Zns), but the screw planetary gear can be displaced in the axial direction, and its revolution angle is constrained to the revolution angle due to the meshing of the helical gears.
  • the sun axis is displaced in the axial direction by the difference in revolution angle.
  • the revolution angle difference is ZsZ (Zs + Zn) -Zss / (Zss + Zns), which corresponds to the relative rotation of the sun axis and the ring axis expressed by the following formula 12 for the screw gear.
  • the advance amount Lj is the number of teeth of the screw gear, and the helical gear It is determined only by the number of teeth and the pitch.
  • the advance amount in the rotation / linear motion conversion device of the present invention is generated by the difference in the number of lines and the twist angle as in the conventional rotation / linear motion conversion device described in the section of the prior art.
  • the operating principle of the rotational linear motion converter of the present invention is completely different from that of the conventional device.
  • the number of planetary gears that can be arranged in a general planetary gear device is a divisor of the sum of the number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the ring gear. Therefore, the number of planet shafts in the rotation-linear motion converter of the present invention is a divisor of the sum of the number of teeth of the threaded sun gear (number of threads) and the number of teeth of the threaded ring gear (number of threads). It is a divisor that is common to both “the divisor of the sum of the number of teeth of the helical sun gear and the number of teeth of the helical ring gear”.
  • the number of teeth (number of threads) of a screw gear is smaller than the number of teeth of a helical gear. Therefore, the divisor of the sum of the number of teeth of the threaded sun gear and the threaded ring gear determines the number of planetary gears that can be arranged.
  • each of the above relationships in either the sun gear or the ring gear has either one of two types of gears, that is, a screw gear or a helical gear, or its It is characterized by changes in both.
  • the number of teeth of the sun gear, planetary gear, and ring gear that satisfies the above three relationships (the above formulas 15 to 17) is defined as the “reference number of teeth”.
  • the helical sun gear, helical planetary gear, and helical ring gear satisfying the above three relationships are Zsk, Zpk, and Znk, respectively.
  • the reference number of teeth for the gear and the threaded ring gear is Zssk, Zpsk, and Znsk, respectively. Defined as ratio.
  • the difference between the number of teeth of each gear and the above reference number of teeth is defined as “differential number of teeth”.
  • the rotational linear motion converter of the present invention is a sun gear or a ring gear, and two kinds of gears, that is, a screw gear or a helical gear, or both, Has a differential number of teeth.
  • the force F can be considered to be decomposed at the tooth surface of the threaded sun gear into a force perpendicular to the tooth surface and a force along the tooth surface.
  • a friction force is generated by a force perpendicular to the tooth surface, and the force in the direction along the tooth surface is weakened by the friction force. Therefore, if the friction coefficient in the direction along the tooth surface is ⁇ , The force F sh generated in the direction of the tooth surface of the positive gear is expressed by the following equation (19).
  • Fn F ⁇ ⁇ s i n ( ⁇ n; — ⁇ ⁇ c o s ( ⁇ n) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 5 0 ⁇ — 0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 5 (0 ⁇ )
  • the force applied to the screw planetary gear by the axial force F is the force F s from the screw sun gear and the force F n from the screw ring gear, and these forces are the screw planetary gear and the screw.
  • the sun-shaped sun gears have twist angles opposite to each other, they occur in the same circumferential direction around the thread-shaped sun gear.
  • the force F s from the threaded sun gear and the force Fn from the threaded ring gear act as two forces on the threaded planetary gear.
  • One is the force that rotates the screw planetary gear around its axis, that is, the rotation force
  • the other is the force that revolves the screw planetary gear, that is, the revolution force. If the rotation force is Fpj and the revolution force is Fpk, these forces are expressed by the following equations 23 and 24, respectively.
  • Threaded planetary gears rotate by overcoming frictional force when Fpj> 0, and reverse efficiency is positive. Therefore, when a force in the direction along the rotation axis acts between the sun axis and the ring axis, one of the sun axis and the ring axis rotates relative to the other. In contrast, the screw planetary gear does not rotate in the case of F p j O, and the reverse efficiency is zero. Therefore, even if a force in the direction along the rotation axis acts between the sun axis and the ring axis, the sun axis and the ring axis do not rotate relative to each other. Reverse efficiency ⁇ is below
  • a solar axis displacement type in which the solar axis moves linearly when a relative rotational force acts between the sun axis and the ring axis, and a ring axis that moves along the vertical axis when a relative rotational force acts between the sun axis and the ring axis.
  • the force for rotating the planetary axis will be described, assuming that the direction in which the planetary axis rotates when the force in the direction along the rotation axis acts between the sun axis and the ring axis.
  • the rotation force Fpj becomes a positive value and the planetary shaft rotates. That sun shaft ⁇ Pi; if force along the rotation axis between the ring axis is applied, the screw from the orientation and the screw ring gear in the rotational direction of the force applied to the screw planetary gears than screw sun gear The direction of the rotation direction of the force applied to the planetary gear is the same, and the rotation direction of the planetary shaft is the positive direction.
  • the reverse efficiency n is 1> 77 n ⁇ 0 as in the normal efficiency.
  • the threaded sun gear and the threaded planetary gear have opposite twist angles, and the twisted angle of the threaded sun gear is larger than the twisted angle of the threaded planetary gear, so that the number of differential teeth is positive. It is the case.
  • the threaded sun gear and the threaded planetary gear have opposite helix angles, and the helix angle of the threaded sun gear is smaller than the helix angle of the threaded planetary gear, so that the number of differential teeth is negative. If it is a value. ''
  • the direction of the rotation direction of the force applied to the screw-type planetary gear from the screw-shaped sun gear and the direction of the rotation direction of the force applied to the screw-type planetary gear from the screw-shaped ring gear are opposite, and the screw-shaped Since the force applied to the screw planetary gear from the sun gear is smaller than the force applied to the screw planetary gear from the screw ring gear, the rotation force Fpj becomes a negative value, the planetary shaft does not rotate, Accordingly, the reverse efficiency 77 n is always 0 regardless of the lead angle of the screw gear.
  • the rotating / linear motion converting device of the present invention is used to convert rotational motion into linear motion, it is possible to prevent linear motion due to external force from being converted into rotational motion.
  • the rotation force Fpj is a positive value because it is greater than the applied force, but it is smaller than that of the forward screw of 5-1 _ 1 1 1 above, so the reverse efficiency 77 ⁇ is greater than 0 and 0 The value is smaller than about 4.
  • the reverse efficiency 7J n is 1> 7j n ⁇ 0 as well as positive efficiency.
  • rotation transmission is performed by the meshing of the helical gears and the meshing of the screw gears. Therefore, the displacement in the rotation direction is rotation accompanied by the slip ratio of the gear.
  • the rotational linear motion converter of the present invention is a planetary gear mechanism in which each axis has a rotation axis parallel to the axis, and the sun axis or the ring axis is displaced in the axial direction relative to the other axes.
  • the displacement of is a displacement accompanied by sliding friction.
  • ⁇ a 1 — ( ⁇ ] ⁇ + ⁇ ⁇ ⁇ + ⁇ ) (.2 5)
  • the sliding ratio ⁇ is about 0.1
  • the rolling friction coefficient / zk is about 0.01 for oil lubrication
  • the sliding friction coefficient / ⁇ is 0 for oil lubrication. Therefore, the general positive efficiency a of the rotation / linear motion conversion device of the present invention is as shown in the following equation 26, and if an ideal design is applied, a high positive efficiency of about 88% is achieved. Efficiency can be achieved.
  • the rotation center of the sun axis, the planetary axis, and the ring axis is one. It is preferable that a plurality of helical planetary gears mesh with a helical sun gear and a helical ring gear without interruption, and this is particularly This is important when the spur gear is a spur gear.
  • “The number of planetary shafts is not a divisor of the number of teeth of the helical planetary gear.
  • helical sun gear “helical planetary gear” and “helical ring gear” are collectively referred to as “helical gear” and “screw” “Spiral sun gear”, “Screw planetary gear”, and “Screw ring gear” are collectively referred to as “Screw gear”.
  • the “helical gear” means that a helical gear, a helical planetary gear, and a helical ring gear can be combined together to form a planetary gear mechanism. Gears with a helix angle of 25 ° or less, including gears with a helix angle of 0 °, ie spur gears.
  • a “screw gear” is a gear in the form of a worm gear, with teeth extending spirally around the axis and having a larger twist angle than the lead angle.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view along the rotational axis showing a first embodiment of a planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert rotational motion of the ring shaft into linear motion of the solar shaft
  • FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation line
  • FIG. 1C is a right side view of the main part 5 of the solar axis.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view along the rotational axis showing a second embodiment of the planetary rotation-straight-line motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis, and
  • FIG. 2C is a right side view of the main part of the solar shaft.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view along the rotational axis showing a third embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft
  • 3B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis
  • FIG. 3C is a right side view of the main part of the sun axis.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view along the rotational axis showing a fourth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the solar shaft
  • 4B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis
  • FIG. 4C is a right side view of the main part of the sun axis.
  • FIG. 5A shows the present invention configured to convert the rotational movement of the ring axis into the linear movement of the sun axis.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the rotational axis showing a fifth embodiment of the planetary rotation / linear motion converting device according to FIG. 5B,
  • FIG. 5B is a cross-sectional view perpendicular to the rotational axis, and
  • FIG. FIG. 5A shows the present invention configured to convert the rotational movement of the ring axis into the linear movement of the sun axis.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the rotational axis showing a fifth embodiment of the planetary rotation / linear motion converting device according to FIG. 5B
  • FIG. 5B is a cross-sectional view perpendicular to the rotational axis
  • FIG. 6A is a cross-sectional view along the rotational axis showing a sixth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the solar shaft
  • Fig. 6B is a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation
  • Fig. 6C is a right side view of the main part of the sun axis.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view along the rotational axis showing the seventh embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis
  • FIG. 7C is a right side view of the main part 'of the solar axis.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are rotation axes showing an eighth embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the sun shaft into the linear motion of the ring shaft, respectively.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A and a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are cross-sectional views along the rotational axis showing the ninth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured as a modification of the second embodiment, and the solar shaft. It is a right view of the principal part. "
  • FIG. 1 OA and FIG. 10B are cross-sectional views along the axis of rotation and the sun showing a tenth embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention, each of which is configured as a modification of the ninth embodiment. It is a right view of the principal part of an axis
  • FIG. 1 1 A and FIG. 1 1 B are respectively a cross-sectional view along a rotation axis showing an eleventh embodiment of a planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured as a modification of the tenth embodiment. It is a right view of the principal part of a solar axis.
  • FIG. 12A is a sectional view taken along the rotational axis of the twelfth embodiment of the planetary rotational linear motion converter according to the present invention configured as a modification of the second embodiment. Is a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation ', and Fig. 12C is a right side view of the main part of the solar axis.
  • FIG. 13 A is a cross-sectional view along the rotational axis showing the thirteenth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the solar shaft.
  • FIGS. 1 and 3B are cross-sectional views perpendicular to the rotation axis
  • FIG. 13 C is a cross-sectional view showing the ring axis along the rotation axis.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view along the rotational axis showing the fourteenth embodiment of the planetary rotation-linear motion converter according to the present invention, which is configured as a modification of the thirteenth embodiment.
  • B is a cross-sectional view perpendicular to the axis of rotation, and
  • Fig. 14C is a right side view of the main part of the sun axis.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a rotation axis and a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis showing a fifth embodiment of the planetary rotation / linear motion conversion device according to the present invention configured as described above.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are a cross-sectional view along a rotational line showing a sixteenth embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention, which is configured as a modification of the eighth embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are a cross-sectional view and a left side view parallel to the axis showing Example 1 of the saddle type retainer, respectively.
  • FIGS. 18A and 18B are a cross-sectional view and a left side view, respectively, parallel to the line showing Example 2 of the saddle type retainer.
  • FIGS. 19A and 18B are a cross-sectional view and a left side view parallel to the axis showing Example 3 of the vertical retainer, respectively.
  • FIG. 20A and FIG. 20B are a cross-sectional view and a left side view parallel to the axis showing Example 4 of the saddle type retainer, respectively.
  • FIG. 21 is a diagram showing a step of inserting a threaded sun gear inside a predetermined number of planetary shafts in the rotational linear motion converter having the same structure as that of the tenth embodiment described above.
  • FIG. 22 is a diagram showing a process of fixing the planetary shaft so as not to rotate and attaching a helical sun gear to the sun shaft in the rotation-linear motion conversion device having the same structure as the tenth embodiment described above. is there.
  • Fig. 23 shows the process of fixing the helical gears by fitting the solar shaft, the retainer and the planetary shaft to the ring shaft in the rotating linear motion converter having the same structure as the tenth embodiment described above. It is a figure. ,
  • FIGS. 24A and 24B are enlarged sectional views showing modified examples of the carrier member that supports the conical surfaces at both ends of the planetary shaft.
  • FIG. 25 is a sectional view taken along the rotational axis showing a modified example of the tenth embodiment in which the inner race of the pole bearing is fixed to the carrier member by press fitting.
  • FIG. 26A and FIG. 26B are diagrams showing the efficiency of the solar axis displacement type and the efficiency of the ring axis displacement type in the rotary linear motion converter of the present invention, respectively.
  • FIG. 1A to FIG. 1C show a first embodiment of a planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • 1A is a cross-sectional view showing the first embodiment in a cross section along the rotation axis
  • FIG. 1B shows a first planetary gear mechanism composed of spur gears of the first embodiment perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 1C is a right side view showing the main part of the solar shaft of the first embodiment.
  • 10 indicates a planetary rotation / linear motion converter as a whole, and the rotation / linear motion converter 10 extends along a common rotation axis 1 2 and is mutually connected.
  • Four planets extending along the rotating axis 1 8 parallel to the rotating axis 1 2 arranged between the sun axis 14 and the ring axis 1 6 to be fitted and the sun axis 14 and the ring axis 16 Axis 20.
  • the planetary shafts 20 are evenly spaced from one another around the rotation axis 12 at an angle of 90 °.
  • a ring-shaped sun gear member 2 2 is fixed to the inner end portion of the sun shaft 14 (left end portion in FIG. 1A) by means such as press fitting, and the sun gear member 2 2 has flat teeth. is doing.
  • the outer end of the solar shaft 1 4 (the right end of FIG. 1A) is provided with two plane portions 2 4 parallel to the rotation axis 1 2 and parallel to each other, and other members not shown in FIG.
  • the non-rotatable one is connected so as to be able to reciprocate.
  • Three male screws 26 are provided at the center of the sun shaft 14.
  • the sun gear member 2 2 and the male screw 26 are spaced apart from each other along the rotational axis 12.
  • Each planetary shaft 20 is provided with a spur toothed external gear 28 that meshes with the sun gear member 22 and a single male screw 3 ⁇ that engages with the male screw 26, and the external gear 28 and male screw. 30 are spaced apart from each other along the axis of rotation 18.
  • the external gear 28 has an axial length greater than that of the sun gear member 22, so that the sun shaft 14 is relatively aligned with the planetary shaft 20 and the ring shaft 16 along the rotational axis 12. Even when displaced, the external gear 28 is kept in contact with the sun gear member 22.
  • Each planetary shaft 20 is supported at both ends by an annular carrier member 3 2 and 3 4 so as to be rotatable around a rotation axis 18.
  • An anti-friction ring 3 6 is disposed between the outer peripheral surface of the carrier members 3 2 and 3 4 and the inner surface of the ring shaft 1 6, so that the carrier members 3 2 and 3 4 are relative to the ring shaft 1 6. It can be freely rotated around the rotation axis 1 2. Also, the C-rings 3 8 and 40 are fixed to the inner surface of the ring shaft 16, and the carrier members 3 2 and 3 4 are formed on the step formed on the inner surface of the ring shaft 16 and the C-rings 3 8 and 40. Is held in the axial direction.
  • the carrier members 3 2 and 3 4 have an inner diameter larger than the outer diameter of the sun gear member 2 2 and the sun shaft 14, so that the sun gear member 2 2 and the sun shaft 14 are along the rotational axis 12. The carrier members 3 2 and 3 4 can be displaced relative to each other.
  • the external gear 2 8 of the planetary shaft 2 0 On the inner surface between the two step portions of the ring shaft 1 6, that is, on the inner surface of the small diameter portion, the external gear 2 8 of the planetary shaft 2 0 A ring gear member 42 that meshes with the ring gear member 4 is fixed by means of press-fitting, and the ring gear member 42 has flat teeth.
  • the inner surface of the small-diameter portion of the ring shaft 16 is provided with five female screws 4 4 that are engaged with the male screw 30 of the planetary shaft 20, and the ring gear member 4 2 and the female screw 4 4 are rotating shafts 1 8 are spaced apart from one another.
  • the sun gear member 2 2, the external gear 2 8, and the ring gear member 4 2 cooperate with each other to form a first planetary gear mechanism, each of which is a helical sun gear, It functions as a helical planetary gear and a helical ring gear.
  • the male screw 26, the male screw 30 and the female screw 44 work together to form a second planetary gear mechanism, which functions as a threaded sun gear, a threaded planetary gear, and a threaded ring gear, respectively.
  • male screw 2 6, male screw 30 and female screw 4 4 as screw gears are screwed together, male screw 26 and male screw 30 have mutually opposite twist angles, and male screw 30 and female screw 4 4 are mutually connected. It has a twist angle in the same direction.
  • the pitch, pressure angle, and module of male screw 26, male screw 30, and female screw 44 are the same.
  • the number of male screws 26, male screws 30, female screws 44 is changed to a cross section perpendicular to the rotational axes 2 and 18.
  • the number of teeth is 3, 1 and 5, respectively, so the number of differential teeth is 0.
  • the sun gear member 2 2, the external gear 28, and the ring gear member 4 2 as helical gears will be described.
  • the gear shift can change the ratio of the gear ratio of each spur gear to the ratio of the reference pitch circle diameter of the screw gear to some extent, but as long as each spur gear does not have an excessively large tooth height. Large dislocations cannot be realized, and in reality, the deviation of the ratio of the number of teeth of each spur gear to the ratio of the reference pitch circle diameter of the screw gear is limited to 30%.
  • the number of teeth of the external gear 2 8 of the free shaft 20 is 9, and the number of teeth of the female screw 4 4 of the ring shaft 16 is male screw 30 and female screw of the screw gear.
  • the tooth number ratio of 4 is 4 5 corresponding to 1: 5.
  • the ratio of the number of teeth of the male screw 26 and the male screw 30 of the screw gear is 3: 1, when the number of teeth of the sun gear member 2 2 of the sun shaft 14 is set to 27, the sun gear member 2
  • the ratio of the number of teeth of the external gear 2 and the planetary shaft 20 is equal to the ratio of the number of teeth of the male screw 26 and the male screw 30 of the screw gear.
  • the spur gear and the screw gear have the same gear ratio
  • the planetary gear mechanism of the spur gear and the screw gear has the same reduction ratio of the rotation transmission, and both transmit only the rotation transmission. It becomes a planetary gear mechanism to perform, and rotational motion cannot be converted into linear motion.
  • the number of teeth of the sun gear member 2 2 of the sun shaft 14 corresponds to the ratio of the number of teeth 3 6 of the male screw 2 6 of the screw-shaped wheel and the male screw 30. Yes 2 7 is different from 3 7.
  • Yotsu The number of differential teeth of the sun gear member 2 2 is 4, and the gear ratio of the sun gear member 2 2 and the external gear 28 is 3
  • the reference pitch circle diameter i of the planetary gear mechanism of the spur gear and the planetary gear of the screw-shaped gear are used. It is preferred that the ratio of the reference pitch circle diameter of the mechanism is as identical as possible. However, the ratio of the number of teeth of material 2 2, external gear 2 8, ring gear member 4 2 is 3 1: 9: 4 5, and the number of teeth of male screw 2 6, male screw 3 0, female screw 4 4 The ratio is different from 3: 1: 5.
  • the reference pitch circle diameters of male screw 26, male screw 30 and female screw 44 corresponding to the gear ratio of the planetary gear mechanism of the screw gear are 10.5 and 3.5, respectively. , 17.5, the reference pitch circle diameter of the male screw 30 is increased to 10.6. .
  • the ratio of the reference pitch circle diameter of the screw gear must be the ratio of the number of threads, and it was not possible to change only the reference pitch circle diameter of the solar gear.
  • the rotational linear motion converter 10 of the present invention is a mechanism that converts rotational motion into linear motion based on the difference in the number of teeth between the screw gear and the helical gear (spur gear). Therefore, even if the reference pitch circle diameter of the threaded sun gear is changed, the converted linear momentum does not change if the pitch and the lead angle are the same.
  • the screw-shaped gear of the first embodiment has an involute tooth shape that allows the meshing with different lead angles (advance angles) (this is the same in the second embodiment described later). is there) .
  • the rotational motion of the ring shaft 16 is converted to a high positive efficiency and high conversion resolution (the rotational momentum of the ring shaft 16 relative to the linear momentum of the solar shaft 14). Ratio) can be converted into a linear motion of the solar axis 14.
  • the number of teeth of each gear in the first embodiment satisfies the condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged” described above.
  • the number (4) of planetary shaft 20 and the number of teeth (9) of external gear 28, which is a helical planetary gear, are the same as the above-mentioned (6) Number of planetary shafts and number of teeth of helical planetary gear. The preferred relationship is satisfied.
  • the number of planetary shafts 20 is smaller than in the other embodiments, and there is sufficient space between the planetary shafts 20.
  • FIGS. 2A to 2C show a second embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • FIG. 2A is a sectional view showing the second embodiment in a section along the rotational axis
  • FIG. 2B is a first planetary gear comprising the spur gear of the second embodiment
  • FIG. 2C is a right side view showing the main part of the solar shaft of the second embodiment, in which the mechanism is shown with the hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis.
  • the same members as those shown in FIGS. 1A to 1C are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 1A to 1C. This also applies to the figures of other examples described later. It is.
  • the number of differential teeth of the male screw 26, which is a threaded sun gear is set to 1
  • the number of differential teeth of the sun gear member 22, which is a helical sun gear is set to 1.
  • Nine planetary shafts 20 are provided, and the number of teeth of the threaded sun gear, threaded planetary gear, threaded ring gear male thread 26, male thread 30, female thread 44 is 4, 1, 5 respectively.
  • the sun gear member 22, the helical planetary gear, and the helical ring gear 22, the external gear 28, and the ring gear member 42 have 3 1, 10, and 50 teeth respectively, and the ring
  • the configuration is the same as in the first embodiment described above except that the advance amount of the sun shaft 14 per rotation of the shaft 16 is 0.5'56. Therefore, in the case of the first embodiment, Operates in the same way.
  • the number of teeth of each gear in the second embodiment also satisfies the above-mentioned condition “(3)“ Number of planetary shafts that can be arranged ”. Also, the number of planetary shafts 20 (9) and the number of teeth (1 0) of the outer gear 28, which is a helical planetary gear, is' (6) The number of planetary shafts is a helical shape. The preferable relationship with the number of gears is satisfied.
  • the linear motion direction of the sun shaft 14 with respect to the rotation direction of the ring shaft 16 can be made opposite to that in the first embodiment described above, and the planetary shaft Since the number is nine, the load resistance is superior to that of the first embodiment described above, and high torque transmission and conversion are possible.
  • FIGS. 3A to 3C show a third embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • 3A is a cross-sectional view showing the third embodiment in a cross section along the rotation axis
  • FIG. 3B is a cross section perpendicular to the rotation axis of the first free gear mechanism of the spur gear of the third embodiment.
  • FIG. 3C is a right side view showing the main part of the solar shaft of the third embodiment.
  • the male thread 26 that is a threaded sun gear and the male thread 30 that is a threaded planetary gear have the same twist angle, and the number of differential teeth of the male thread 26 that is a threaded sun gear is the same.
  • 1 is set to 8
  • the number of differential teeth of the sun gear member 22 which is a helical sun gear is set to 1
  • 9 planetary shafts 20 are provided, screw sun gear, screw planetary gear, screw shape
  • the number of teeth of the male thread 26, male thread 30, female thread 44, which are ring gears, is one, five, one, and five, respectively, and is a helical sun gear, a helical planetary gear, or a helical ring gear.
  • the number of teeth of a sun gear member 22, an external gear 28, and a ring gear member 42 is 3 1, 1,0 and 50, respectively, and the advance amount of the sun shaft 14 per rotation of the ring shaft 16 is -5. Except for a certain point, it is configured in the same manner as in the first embodiment described above, and thus operates in the same manner as in the first embodiment.
  • the number of teeth of each gear of the third embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged”. Also, the number of planetary shafts 20 (9) and the number of teeth of the external gear 28 which is a helical planetary gear (10) satisfies the above-mentioned “(6) Preferred relationship between the number of planetary shafts and the number of teeth of a helical planetary gear”. .
  • the ratio of the linear movement amount of the sun shaft 14 to the rotational momentum of the ring shaft 16 can be made higher than in the other embodiments, and the accuracy rate and All of the reverse efficiencies are high, and the linear linkage of the sun axis 14 can be converted into the rotational movement of the ring axis 16 with high efficiency.
  • the number of planetary shafts is nine, which is greater than in the case of the first embodiment described above. Is possible.
  • Fourth Embodiment 'FIGS. 4A to 4C show a fourth embodiment of the planetary rotation / linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • 4A is a sectional view showing the fourth embodiment in a section along the rotational axis
  • FIG. 4B is a first planetary gear mechanism composed of spur gears of the fourth embodiment.
  • FIG. 4C is a right side view showing the main part of the solar shaft of the fourth embodiment.
  • the number of differential teeth of the male screw 26 that is a threaded sun gear is set to 1
  • the number of differential teeth of the sun gear member 22 that is a helical sun gear is set to 0
  • Nine planetary shafts 20 are provided, and the number of teeth of threaded sun gear, threaded planetary gear, threaded ring gear male thread 26, male thread 30, female thread 44 is 4, 1, 5, respectively.
  • the number of teeth of the sun gear member 22 which is a helical sun gear, a helical planetary gear, a helical ring gear, an external gear 28 and a ring tooth table member 42 is 27, 9 and 45, respectively, and the ring shaft
  • the configuration of the first embodiment is the same as that of the first embodiment except that the advance amount of the sun shaft 14 per rotation of 1 6 is 1 0.6 2 5. Operates in the same way as
  • the number of teeth of each gear in the fourth embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts to be arranged”, but the number of planetary shafts 20 (9)
  • the number of teeth (9) of the external gear 28, which is a planetary gear, does not satisfy the above-mentioned “(6) Preferred relationship between the number of planetary shafts and the number of teeth of a helical planetary gear”.
  • the external gear 28 which is a helical planetary gear meshes with the sun gear member 2 2 which is a helical sun gear and the ring gear member 4 2 which is a helical ring gear at the same phase. .
  • the contact of the teeth of the external gear 28 is in the same phase, and even if clearance is provided by the crest, contact with the bottom of the tooth and the tip of the tooth always occurs. Therefore, the fluctuation of transmission torque (torque ripple) is large and wear due to uneven contact is likely to occur.
  • the solar shaft 1 4 It is preferable that the positional relationship between the carrier member 3 2 and the carrier member 3 4 and the ring shaft 16 and the carrier member is maintained well.
  • the linear motion direction of the sun shaft 14 with respect to the rotation direction of the ring shaft 16 can be made opposite to the case of the first embodiment described above, and the planetary shaft Since there are many of the nine, the load resistance is superior to that of the first embodiment described above, and high torque transmission and conversion are possible. .
  • FIGS. 5A to 5C show a fifth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • FIG. 5A is a sectional view showing the fifth embodiment in a section along the rotational axis
  • FIG. 5B is a first planetary gear mechanism comprising a spur gear of the fifth embodiment
  • FIG. 5C is a right side view showing the main part of the sun shaft of the fifth embodiment, with hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis.
  • the basic gear ratio is set to 4, the number of differential teeth of the male thread 26 that is a threaded sun gear is set to 1, and the sun gear member 2 that is a helical sun gear 2
  • the number of differential teeth of 2 is set to 1, 1 planetary shaft 20 is provided, 1 screw-shaped sun gear, screw-shaped planetary gear, screw-shaped ring gear
  • the number of teeth of male screw 26, male screw 30 and female screw 44 is 5, 1 and 6, respectively
  • the sun gear member 22 is a helical sun gear, a helical planetary gear, a helical ring gear
  • the number of teeth of the external gear 28 and the ring gear member 42 is 39, 10 and 60, respectively, except that the advance amount of the sun shaft 14 per rotation of the ring shaft 16 is 0.667.
  • the configuration is the same as in the first embodiment, and therefore operates in the same manner as in the first embodiment.
  • the number of teeth of each gear of the fifth embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged”.
  • the number of planetary shafts (1 1) and the number of teeth (1 0) of external gear 28, which is a helical planetary gear, are the same as the above-mentioned (6) Number of planetary shafts and the number of teeth of a helical planetary gear. Satisfies the “favorable relationship with numbers”.
  • the fifth embodiment shows that the planetary rotational linear motion converter of the present invention can be configured even if the sun shaft 14 is made thicker by setting the basic tooth number ratio to 4. If the sun axis 14 is made thicker, the number of planet axes 20 can be increased and the diameter of the planet axis can be made relatively small. The diameter ratio can be increased. Therefore, in the case where the outer diameter of the ring shaft 16 is the same, the diameter of the sun shaft 14 can be increased and its rigidity can be increased compared to the other embodiments, so that the torque that can be transmitted is also large. On the contrary, when the outer diameter of the sun shaft 14 is the same, the outer diameter of the ring shaft 16 can be made smaller than that of the other embodiments. According to the example A high-strength planetary rotational linear motion converter can be constructed.
  • FIG. 6A to 6C show a sixth embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft, and in particular, FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view showing the sixth embodiment in a cross section along the rotation axis, and FIG. 6B shows the first planetary gear mechanism composed of spur gears of the sixth embodiment perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 6C is a right side view showing the main part of the solar shaft of the sixth embodiment.
  • the number of differential teeth of the male screw 26 which is a threaded sun gear is set to ⁇ 1
  • the number of differential teeth of the sun gear member 22 which is a helical sun gear is set to one two. 7 planetary shafts 20 are installed, and the threaded sun gear, threaded planetary gear, threaded ring gear male thread 26, male thread 3
  • the number of teeth of the female screw 44 is 2, 1, 5 and 7 respectively, a helical sun gear, a helical planetary gear, a sun gear member 22 that is a helical ring gear, an external gear 28, a ring gear
  • the number of teeth of member 42 is 25, 9 and 45, respectively, except that the amount of advance of the sun shaft 14 per rotation of the ring shaft 16 is 0.5.
  • the configuration is the same as in the embodiment, and therefore operates in the same way as in the first embodiment.
  • the number of teeth of each gear of the sixth embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged”. Also, the number of planetary shafts 20 (7) and the number of teeth of the external gear 28 which is a helical planetary gear (9) satisfies the above-mentioned “(6) Preferred relationship between the number of planetary shafts and the number of teeth of a helical planetary gear”. .
  • the structure of the sixth embodiment is similar to the structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-196675. However, the structure and operation of the sixth embodiment is the same as that disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10_1967.
  • the amount of advance of the sun shaft 14 is determined by only the number of teeth of the screw gear and the ratio of the number of teeth of the helical gear and the pitch. Even if the number of threaded gears is the same as that of the structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-196775, the sun shaft 1
  • the advance amount of 4 is different from that of the structure described in Patent Document 1.
  • FIGS. 7A to 7C show a seventh embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft.
  • FIG. 7A is a sectional view showing the seventh embodiment in a section along the rotational axis
  • FIG. 7B is a first planetary gear comprising the spur gear of the seventh embodiment.
  • FIG. 7C is a right side view showing the main part of the sun shaft of the seventh embodiment, in which the mechanism is shown with the hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis.
  • the basic gear ratio is set to 5
  • the number of differential teeth of the male screw 26 that is a screw-shaped sun gear is set to 1
  • the sun gear member 22 that is a helical sun gear is The number of differential teeth is set to 3
  • five planetary shafts 20 are provided, and the number of teeth of the threaded sun gear, threaded planetary gear, threaded ring gear male thread 26, male thread 30, and female thread 44 1, 2, and 14, respectively, and the number of teeth of a helical sun gear, a helical planetary gear, a sun gear member 22 that is a helical ring gear, an external gear 28, and a ring gear member 42, respectively.
  • the number of teeth of each gear of the seventh embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged”.
  • the number of planetary shafts 20 (5) and the number of teeth (11) of the outer planetary gear 28, which is a helical planetary gear, are equal to the number of planetary shafts described above in (6)
  • the preferable relationship with the number of teeth ” is satisfied.
  • the number of teeth of the male screw 30 that is a screw-type planetary gear is 2 (the number of threads is 2), and the number of differential teeth of the screw-shaped gear is 1.
  • the twist angle of the thread gear can be increased as compared with the case of the embodiment, whereby the rotation transmission of the thread gear can be strengthened.
  • the number of differential teeth of the screw gear is set to 1
  • the number of differential teeth of the helical gear is set to 3, so that the teeth of the two types of gears are set.
  • the number ratio is close, which reduces the amount of advance of the sun axis 14 compared to the other embodiments, and the ring axis with a very high conversion resolution.
  • the rotational motion of 1 6 can be converted into the linear motion of the sun axis 14.
  • FIGS. 8A and 8B show an eighth embodiment of the planetary rotation-linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the sun shaft into the linear motion of the ring shaft.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing the eighth embodiment in a cross section along the rotation axis.
  • FIG. 8B shows the first star gear mechanism comprising the spur gears of the eighth embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in which hatching is omitted in a cross section perpendicular to a rotation axis.
  • the sun shaft 14 is provided with a screw and a male screw 26 as a sun gear, and on both sides in the axial direction, there are two spur teeth as a helical sun gear.
  • Gears 50 and 52 are provided.
  • the external gears 50 and 52 may be formed directly on the sun shaft 14, and are formed by fixing a gear member similar to the sun gear member 2 2 to the sun shaft 14 by press fitting or the like. May be.
  • the flat portion 24 is not provided at one end of the sun shaft 14 as in the first to seventh embodiments described above, but is parallel to the rotational axis 12 on the outer peripheral surface of the ring shaft 16.
  • Two parallel flat portions 54 are provided, and are connected to a saddle member (not shown in FIGS. 8A and 8B) so as not to be relatively rotatable and reciprocally movable. '
  • Each planetary shaft 20 is provided with one male screw 30 as a male screw-shaped planetary gear, and the male screw 30 has the same helix angle and pitch as the male screw 30 on both axial sides of the male screw 30.
  • Both teeth 5 6 and 5 8 are provided, which function as both male screw to be screwed and functions as a spur toothed external gear that meshes with the external gears 50 and 52, respectively. Yes.
  • each planetary shaft 20 are rotatably supported around the rotation axis 18 by carrier members similar to the carrier members 32 and 34.
  • the carrier member in the eighth embodiment is attached to the solar shaft 14 by a C ring or the like so that each planetary shaft 20 does not displace relative to the solar shaft 14 in the axial direction.
  • each planetary shaft 20 is maintained in an appropriate positional relationship with respect to the sun shaft 14 and the ring shaft 16 as will be described later, so that the carrier member may be omitted. .
  • a ring gear member 42 that engages with both teeth 56 of the planetary shaft 20 is fixed to the inner surface of the large diameter portion on the left side of the ring shaft 16 in FIG. 8A by means such as press-fitting.
  • the member 42 has flat teeth.
  • male screws 30 of the planetary shaft 20 there are provided male screws 30 of the planetary shaft 20 and five female screws 44 that are screwed with the both teeth portions 56, 58.
  • the ring shaft 16 moves linearly relative to the sun shaft 14 and the planetary shaft 20 by rotating the solar shaft 14.
  • the linear motion range is limited to a range in which the meshing between the two gear portions 56 of the planetary shaft 20 and the ring gear member 42 is maintained.
  • each spur gear and screw gear is set so that rotation transmission is performed between them and a relative displacement in the axial direction is generated between them.
  • threaded sun gear, screw planetary gear, threaded ring gear male thread 2 6, male thread 3 0, female thread 4 4 has 3 teeth
  • both tooth portions 5 6 and 5 8, and the number of teeth of the ring gear member 4 2 are 30, 10 and 51.
  • friction loss occurs in the threaded gear due to the axial load, It is converted into an axial displacement force at the meshing interface of the screw gear.
  • a force that causes the screw gear to tilt in a direction perpendicular to the advance angle of the screw gear acts on the screw gear. Therefore, when the spur gear and the screw gear are provided in a state of being separated from each other in the axial direction, the spur gear and the screw gear of the sun shaft 14, the planetary shaft 20, and the ring shaft 16.
  • torsional stress is always generated according to the axial load.
  • the sun shaft and the planetary shaft are arranged on both sides in the axial direction of the threaded gear.
  • a flat tooth meshing portion is provided.
  • the displacement caused by the torsional stress includes the torsional displacement of the planetary shaft itself and the displacement in which the planetary shaft tilts and tilts around the sun axis. According to the structure of the eighth embodiment in which the section is provided, any of these two undesirable displacements can be effectively suppressed.
  • the ring shaft 16 is not provided with a ring gear member that meshes with the both teeth 58 for reasons of space.
  • a ring gear member similar to the mating ring gear member 42 may be provided and modified so that unwanted displacement of the planetary shaft 20 is more effectively suppressed.
  • each planetary shaft 20 has both tooth portions 5 6 and 5 8 at both ends thereof, and the external gear 2 in the first to seventh embodiments described above.
  • No spur gear corresponding to 8 is provided. Therefore, the planetary shaft 20 can be manufactured easily, inexpensively, and with high precision by rolling, as compared with cutting. In addition, rolling can reduce the surface roughness of the tooth surface and increase the surface hardness of the tooth surface as compared to cutting.
  • the relationship between the phase of the male screw 30 and the phase of the spur gear must be the same for all planetary shafts 20.
  • both the male screw 30 and the spur gear function as a gear. Teeth 5 6 and 5 8 can be machined at the same time, so the phases of the two gears can be reliably and easily identical on all planetary shafts compared to cutting. . .
  • Ring shaft displacement type, threaded sun gear and threaded planetary gear are reverse threaded gears
  • the number of teeth of each gear of the eighth embodiment also satisfies the above-mentioned condition of “(3) Number of planetary shafts that can be arranged”. Also, the number of planetary shafts 20 (9) and both toothed parts 56 and 5 which are helical planetary gears.
  • the number of teeth (10) of 8 satisfies the above-mentioned “(6) Preferred relationship between the number of planetary shafts and the number of teeth of a helical planetary gear”. .
  • FIGS. 9A and 9B show a ninth embodiment of the planetary rotation / linear motion conversion device according to the present invention, which is formed as a modification of the second embodiment
  • 9A is a cross-sectional view showing the ninth embodiment, with some hatching omitted in the cross section along the rotational axis
  • FIG. 9B is a right side view showing the main part of the sun axis of the ninth p embodiment. is there.
  • each planetary shaft 20 is provided with both tooth portions 58 similar to the both tooth portions 58 of the eighth embodiment at the end opposite to the external gear 28.
  • a ring gear member 60 having a flat tooth at the end opposite to the ring gear member 42 of the ring shaft 16 and having a shorter axial length than the ring gear member 42 is provided. Yes.
  • Both tooth portions 58 mesh with the male screw 26 of the sun shaft 14 and mesh with the ring gear member 60.
  • the other points of the ninth embodiment are the same as those of the second embodiment described above. Therefore, the specifications of the spur gear and the screw gear are the same as those of the second embodiment.
  • each planetary shaft 2,0 has a ring shaft 16 and a flat tooth meshing portion at both ends thereof, so that it is the same as in the eighth embodiment. It is possible to effectively suppress undesired displacement of the planetary shaft 20 caused by torsional stress generated during rotation transmission between the solar shaft 14, each planetary shaft 20, and the ring shaft 16. it can.
  • each planetary shaft 20 has a ring shaft 16 and a flat tooth meshing portion at both ends thereof, but one of the two flat gear meshing portions is both.
  • tooth 58 defined by tooth 58 Therefore, the planetary shaft 20 is screwed between the sun shaft 14 and the ring shaft 16 from the end portions of both teeth 58, so that a predetermined distance between the sun shaft 14 and the ring shaft 16 is obtained. Therefore, it is possible to assemble the rotation / linear motion conversion device in comparison with the structure in which both of the meshing portions of the two spur teeth are defined by the spur external gear. It can be done easily. ⁇
  • each planetary shaft 20 has two flat teeth meshing portions with respect to the ring shaft 16 at both ends thereof, but the two flat gear meshing portions.
  • the other gear that defines the external gear is an external gear 28, which is a pure spur gear, so that, for example, in the case of the eighth embodiment and the tenth embodiment described later, two spur teeth Compared to the structure in which each of the meshing portions is defined by both tooth portions, the Hertzian stress at the meshing portion of the flat teeth can be reduced.
  • FIGS. 10A and 10B show a tenth embodiment of a planetary rotation / linear motion conversion device according to the present invention configured as a modification of the ninth embodiment.
  • FIG. 1 OA is a cross-sectional view showing the tenth embodiment with some hatching omitted along the cross section along the rotation axis
  • FIG. 10B shows the main part of the solar shaft of the tenth embodiment. It is a right view.
  • each planetary shaft 20 has both teeth 5 6 and 58 at both ends as in the above-mentioned eighth embodiment, and the ninth embodiment
  • the external gear 2 8 in the example is replaced with the tooth part 5 6.
  • the rotation between the solar axis 14, the planetary axes 20, and the ring axis 16 is performed.
  • Undesirable displacement of the planetary shaft 20 due to the torsional stress generated during transmission can be effectively suppressed, and the planetary shaft 20 can be formed by rolling as in the case of the eighth embodiment described above. It can be manufactured easily, inexpensively and with high precision. ,
  • FIG. 1 1 A and FIG. 1 1 B show the eleventh embodiment of the planetary rotating linear motion converter according to the present invention, which is configured as a modification of the tenth embodiment.
  • Fig. 1 1 A shows a section along the axis of rotation.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the eleventh embodiment with some hatching omitted, and
  • FIG. 11B is a right side view showing the main part of the sun shaft of the eleventh embodiment. .
  • a flat toothed sun gear member 6 2 similar to the sun gear member 2 2 on the opposite side of the sun gear member 2 2 with respect to the male screw 26 of the large intestine shaft 14.
  • the sun gear member 6 2 is fixed to the sun shaft 14 by a pressure member.
  • the ring shaft 16 and the planetary gear are different except that the axial length of both the tooth portions 58 and the ring gear member 60 meshing with the tooth portions 58 is set longer than that of the tenth embodiment described above.
  • the shaft 20 is configured in the same manner as in the tenth embodiment described above, and the sun gear 'wheel member 62 is in mesh with both tooth portions 58 of each planetary shaft 20.
  • the first to ( ⁇ one embodiment has a configuration in which the sun gear member 62 is added to the structure of the tenth embodiment, and includes a male screw 26, a male screw 30 and a female screw 44.
  • Two first planetary gear mechanisms are provided on both axial sides of the two planetary gear mechanisms (screw-shaped planetary gear mechanisms). It is composed of a gear member 22, both teeth portions 56, and a ring gear member 42, and the other first planetary gear mechanism is composed of a sun gear member 62, both teeth portions 58, and a ring gear member 60.
  • Two first planetary gear mechanisms are provided on both axial sides of the two planetary gear mechanisms (screw-shaped planetary gear mechanisms). It is composed of a gear member 22, both teeth portions 56, and a ring gear member 42, and the other first planetary gear mechanism is composed of a sun gear member 62, both teeth portions 58, and a ring gear member 60.
  • the rotation transmission between the solar shaft 14, the planetary shaft 20, and the ring shaft 16 is more reliable as compared with the first to tenth embodiments described above. And smoothly convert the motion between the rotational motion and the linear motion between the solar axis 14, each planetary axis 20, and the ring axis 16.
  • the undesired displacement of the planetary shaft 20 caused by the torsional stress generated during the rotation transmission in the rotation can be more effectively suppressed, and furthermore, as in the case of the above eighth embodiment and 10 By rolling, the planetary shaft 20 can be manufactured easily, inexpensively and with high accuracy.
  • the axial lengths of both the tooth portions 58 and the ring gear member 60 are set longer than in the tenth embodiment described above.
  • the solar shaft 14 is connected to the planet shaft 20 and the ring shaft 16 by motion conversion. This is because, even when displaced relatively along the rotational axis 12, the meshing between the teeth 58 and the male screw 26 of the sun shaft 14 must be maintained.
  • FIGS. 12A to 12C show a twelfth embodiment of a planetary rotation linear motion conversion device according to the present invention configured as a modification of the second embodiment, In particular, FIG.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view showing a twelfth embodiment in a cross section along the rotation axis
  • FIG. 12B is a first planetary wheel comprising a spur gear of the twelfth embodiment
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the mechanism with hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis
  • FIG. 12C is a right side view showing the main part of the sun shaft of the twelfth embodiment.
  • the tooth shapes of the sun gear 3 ⁇ 45 material 22, the external gear 28, and the ring gear member 42 in the second embodiment described above are not spur teeth but the tooth twist angle is 1. It is replaced with 0 ° “Hasubana”. Therefore, the sun gear member 2 2, the external gear 2 8, and the ring gear member 4 2 are compared with the case of the second embodiment described above. This rotation transmission can be performed more smoothly than in the case of the second embodiment described above.
  • the torsion angle of the teeth of the sun gear member 2 2, the external gear 2 8, and the ring gear member 4 2 in this twelfth embodiment is 25 ° or less, preferably 15 ° or less, more preferably 1 Set to 0 ° or less.
  • the other points of the twelfth embodiment are the same as those of the second embodiment described above. Therefore, the specifications of the spur gear and the screw gear are the same as those of the second embodiment. Further, as described above, the advance amount when the rotational motion of the ring shaft 16 is converted into the linear motion of the sun shaft 14 is determined only by the number of teeth of the screw gear, the number of teeth of the helical gear, and the pitch, Since it does not depend on the helical angle of the helical gear teeth, the advance amount is the same as in the second embodiment.
  • first and second planetary gear mechanisms are provided, and the first planetary gear mechanism is set as a helical planetary gear mechanism.
  • the first planetary gear mechanisms of the two are It may be set to a helical planetary gear mechanism, in which case the helical gears of the sun shaft 14 and the ring shaft 16 are converted to the helical gear of the planetary shaft 20 at the same speed. Since it must be assembled together, it is more difficult to assemble the rotation-linear motion conversion device than in this embodiment.
  • FIGS. 1 3 to 1 3 C show a thirteenth embodiment of the planetary rotational linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the ring shaft into the linear motion of the sun shaft, Especially figure
  • FIG. 13 A is a cross-sectional view showing the thirteenth embodiment with hatching omitted in the cross section along the rotation axis
  • FIG. 13 B is a first view of the spur gear of the thirteenth embodiment
  • FIG. 13C is a cross-sectional view of the planetary gear mechanism of FIG. 13 with the hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis
  • FIG. It is sectional drawing which shows an axis
  • the sun shaft 14 has a function as the helical gear of the sun gear member 2 2 in the twelfth embodiment and a male screw 26 which is a screw-like gear. Both teeth 6 4 are provided to perform both functions.
  • the specifications of the teeth of both the tooth portions 64 as the helical gear and the screw gear are the same as in the twelfth embodiment.
  • each planetary shaft 20 has a function as a helical gear of the external gear 28 in the twelfth embodiment and a screw-like gear throughout.
  • both tooth portions 6 6 that perform both functions as a male screw 30.
  • the specifications of the teeth as the helical gears and the screw-shaped gears of the both tooth portions 6 6 are the same as those in the twelfth embodiment.
  • each planetary shaft 20 has a number of convex portions that function both as a helical gear and as a male screw 30, and the sun shaft 14 has both teeth 6 4
  • the projecting portion of the planetary shaft 20 is received in the provided area, thereby having a number of concave portions that function both as a helical gear and as a male screw 26, and the sun shaft 14 and each 3 ⁇ 4
  • the star shaft 20 has a tooth profile of an involute gear when viewed in a cross section perpendicular to the rotational axis 12.
  • the ring gear members 4 2 and 60 are pressed into the inner surface of the ring shaft 16 while being spaced apart from each other along the rotational axis 12. Although fixed, the teeth of the ring gear members 42 and 60 are helical, and the ring gear members 42 and 60 are in mesh with both ends of each planetary shaft 20.
  • the ball bearing 6 3 and 3 4 is opposite to the planet shaft 20 on the opposite side of the planetary shaft 20.
  • the helical sun gear, the helical planetary gear Of the first planetary gear mechanism that functions as the ring gear, the first planetary gear mechanism of the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism that functions as the screw-shaped ring gear and the screw-shaped planetary gear.
  • the helical sun gear and the threaded sun gear, and the helical planetary gear and the screw planetary gear are provided in the same axial direction region. They can be engaged with both teeth 6 4 of the sun shaft 14 over their entire length, so that the twisting and falling generated at the meshing interface of the screw shafts of the sun shaft 14 and the planetary shaft 20 can be prevented.
  • the inducing force can be carried by the meshing of adjacent flat teeth in the same cross section perpendicular to the axis of rotation 12 ', which makes it possible to implement the ninth embodiment to the eleventh embodiment described above. As in the above case, the torsional displacement of the planetary shaft 20 can be effectively suppressed.
  • the helical gear is a spur gear
  • the torsional stress generated in the spur gear is transmitted as a reaction force to the spur gear. Since the helical gear is a helical gear, generation of unnecessary force due to torsional stress can be reliably and effectively reduced.
  • sliding friction and rolling friction are always mixed at the gear meshing interface, and the friction loss is proportional to the tooth pressure. According to the thirteenth embodiment, it is possible to reduce the tooth pressure in the contact between the two kinds of teeth, so that the friction loss is reduced as compared with the other embodiments described above.
  • the transmission efficiency between the solar shaft 14 and the planetary shaft 20 can be improved.
  • each planetary shaft 20 meshes with the helical ring gear member 4 2 and 60 at both ends thereof, the ring gear member 4 2 and 6 are used when assembling the rotation-linear motion conversion device. 0 must be press-fitted into the ring shaft 16 at a constant speed.
  • both the toothed portions 6 6 of each planetary shaft 20 mate with both the toothed portions 6 4 of the sun shaft 14 over the entire length thereof.
  • the linear movement distance of the solar axis 14 relative to the planetary axis 20 and the ring axis 16 can be increased.
  • the linear movement distance of the sun axis 14 can be increased by looking at the length, and conversely the axial length of the ring axis 16 can be reduced by looking at the same linear movement distance of the sun axis 1.4. it can.
  • each planetary shaft 20 is provided with both teeth 66 throughout, so that a helical gear or both teeth and a screw gear
  • the planetary shaft 20 can be easily and inexpensively manufactured by rolling as compared with the above-described other embodiments having Or the accuracy of the phase of the teeth between the two tooth portions and the screw gear does not become a problem.
  • the sun shaft 14 only needs to be provided with both teeth 6 4, and a separate helical gear is not required to be fixed to the sun shaft 14 by press fitting. Can be easily formed by rolling, compared to the other embodiments described above, where a separate helical gear needs to be fixed to the sun shaft 14 by press fitting.
  • the sun shaft 14 can be manufactured easily and inexpensively.
  • Both teeth 6 4 of the sun shaft 14 can be formed by processing a concave tooth profile on the surface of the rough material of the sun shaft by rolling.
  • the outer surfaces of both teeth 64 have high surface roughness and do not become flat cylindrical surfaces with high accuracy.
  • the outer surface of the sun shaft after rolling can be centerless polished to easily and efficiently make the outer surface of the sun shaft into a flat cylindrical surface with high accuracy.
  • ball bearings 6 8 and 70 are provided on both sides in the axial direction of each planetary shaft 20, so that the space between the sun shaft 14 and the ring shaft 16 is reduced. Even if stress that inclines them relative to each other acts on the gears, the stress can be carried, so that an excessive load due to the inclination stress acts on the meshing part of each gear and the tooth pressure
  • the sun shaft 14 has a predetermined clearance between the tooth tips of the tooth portions 6 4 and the tooth portions 6 6 of each planetary shaft 20 and the tooth bottom. Securely ensuring the smooth rotation of the sun shaft 14, the planetary shaft 20, and the ring shaft 16.
  • FIGS. 14A to 14C show a fourteenth embodiment of a planetary rotation / linear motion converter according to the present invention, which is configured as a modification of the thirteenth embodiment.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view showing the fourteenth embodiment with the hatching omitted in the cross section along the rotational axis
  • FIG. 14B is the center in the axial direction of the fourteenth embodiment
  • FIG. 14C is a right side view showing a main part of the sun shaft of the fourteenth embodiment, with hatching omitted in a cross section perpendicular to the rotation axis.
  • the helical tooth profile of both teeth 6 4 of the sun shaft 14 in the thirteenth embodiment is changed to a flat tooth profile.
  • the helical tooth profile of both teeth 66 of each planetary shaft 20 has been changed to a flat tooth profile, and the other points of this embodiment are the same as in the thirteenth embodiment described above. Therefore, the specifications of the teeth of both the tooth portions 64 and 66 as helical gears and screw-like gears are the same as those in the second and twelfth embodiments described above.
  • the number of planetary shafts 20 (9) and the two toothed portions 6 6 that also function as helical planetary gears As in the other embodiments described above, the number of planetary shafts 20 (9) and the two toothed portions 6 6 that also function as helical planetary gears.
  • the number of teeth '(1 0) satisfies the above-mentioned “(6) Preferred relationship between the number of planetary axes and the number of teeth of the helical planetary gear”.
  • both teeth 6 6 of the 20 are meshed with the two teeth 6 4 of the sun shaft 1 4 and the ring gear members 4 2 and 6 0 of the ring shaft 1 6 at different phases, the tooth profile is flat. Even if it rotates smoothly between each gear
  • FIG. 15A and FIG. 15B show the tenth of the planetary rotation / linear motion conversion device according to the present invention configured to convert the rotational motion of the sun shaft into the linear motion of the ring shaft.
  • FIG. 15A is a sectional view showing the fifteenth embodiment in a section along the rotational axis
  • FIG. 15B is the center in the axial direction of the fifteenth embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a section with a hatching omitted in a cross section perpendicular to a rotation axis.
  • the sun shaft 14 is configured in the same manner as in the eighth embodiment described above, and the male screw 26 and the outside of the spur teeth formed on both sides in the axial direction thereof. Gears 50 and 52 are provided. However, since the sun shaft 14 rotates, the plane portion corresponding to the plane portion 24 in the second embodiment is not provided at the right end portion in the figure of the sun shaft 14.
  • the specifications of the teeth of the male screw 26 as the threaded gear and the specifications of the teeth of the external gear members 50 and 52 as the helical gears are the same as in the eighth embodiment.
  • each planetary axis 20 is entirely!
  • both teeth 6 6 are provided which serve both as a helical gear of the external gear 28 and as a male screw 30 as a screw gear. It has been.
  • the specifications of the teeth of both the tooth portions 66 as helical gears and screw-like gears are the same as those in the twelfth and fourteenth embodiments.
  • the ring axis 16 moves linearly relative to the sun axis 14 and the planetary axis 20 as in the case of the above eighth embodiment.
  • Members 3 2 and 3 4 are supported by C-rings 3 8 and 4 0 so as to be rotatable with respect to the sun axis 1 4, respectively, and are carrier members
  • the outer peripheries of 3 2 and 3 4 are slightly spaced from the inner surface of the ring shaft 16.
  • ball bearings 68 and 70 are provided on both sides in the axial direction of each planetary shaft 20. Since the shaft 14 rotates, the inner races of the ball bearings 6 8 and 70 are fixed to the outer surface of the sun shaft 14 so that they are not displaced by the C rings 3 8 A and 40 A, respectively.
  • the outer surface of the outer ring of 8 and 70 is slightly spaced from the inner surface of the ring shaft 16 to allow the ring shaft 16 to reciprocate.
  • two outer peripheral surfaces of the ring shaft 16 are parallel to the rotation axis 12 and parallel to each other.
  • the ring shaft 16 is connected to other members not shown in FIG. 15 so that they cannot rotate relative to each other and can reciprocate.
  • both tooth portions 72 that serve as the flat teeth of the ring gear member 42 and the function of the female screw 44 in the above-mentioned eighth embodiment in the entire region. Formed.
  • Both teeth 72 have a number of recesses that receive the flanges of both teeth 66 of each planetary shaft 20, and the projections and recesses of both mesh with each other.
  • the 20 teeth 6 6 are in mesh with the teeth 7 2 over their entire length.
  • both the tooth portions 7 2 as the helical gear and the screw-like gear are the same as those in the above-mentioned fourteenth embodiment, and therefore the both tooth portions 6 6 of each planetary shaft 20.
  • both teeth of the external teeth can be easily formed by rolling as described above, but it is difficult to form both teeth having a large number of recesses by rolling on the inner surface of the cylindrical body.
  • the ring shaft 16 in the fifteenth embodiment is formed such that a large number of concave portions are formed by rolling on one surface of a flat plate-shaped ring shaft, and the side on which the concave portions are formed is inward.
  • This can be manufactured by processing the ring-shaft rough material into a cylindrical shape, connecting the ends that contact each other together by welding, etc., cylindrically grinding the inner surface, and forming two flat portions 54. According to the method, the ring shaft 16 of this embodiment can be easily and inexpensively manufactured as compared with other methods.
  • FIG. 16 shows a sixteenth embodiment of the planetary rotation / linear motion converter according to the present invention, which is constructed as a modification of the eighth embodiment.
  • Figure 16A shows a cross section along the axis of rotation.
  • 16B is a cross-sectional view showing the sixteenth embodiment, and
  • FIG. 16B shows the first planetary gear mechanism made of spur gears of the sixteenth embodiment hatched in a cross section perpendicular to the rotation axis. It is sectional drawing shown abbreviate
  • the female screw 4 4 of the ring shaft 16 has a reverse twist angle with respect to the male screw 30 of each planetary shaft 20, so that the number of teeth of the female screw 44 is one six.
  • the female screw 44 since the female screw 44 has a reverse twist angle with respect to the male screw 30 of each planetary shaft 20, the advance of the ring shaft 16 with respect to one rotation of the solar shaft 14.
  • the amount is 4.1 1 1 1 and the solar axis 14 can be linearly moved in the direction opposite to that in the eighth embodiment, and the same as in the third embodiment.
  • the ratio of the output linear momentum to the input rotational momentum can be increased as compared with the other embodiments.
  • the sun axis 14 can be linearly moved, and the rotational movement of the ring axis 16 can be converted into the linear movement of the sun axis 14.
  • the linear motion of the sun shaft 14 can be converted into the rotational motion of the ring shaft 16 by setting the lead angle of the screw gear.
  • the ring axis 1 is relative to the sun axis 14 and the planet axis 20 by rotating the sun axis 14. 6 can be linearly moved, and the rotational movement of the sun axis 14 can be converted into the linear movement of the ring axis 16.
  • the linear motion of the ring shaft 16 can be converted to the rotational motion of the sun shaft 14 by setting the lead angle of the screw gear.
  • the threaded sun gear, the threaded planetary gear, and the threaded planetary gear are used.
  • Male thread 2 6 Male thread 3
  • Threaded planetary gear and screw-shaped ring gear male screw 3 0 and female screw 4 4 etc. have different torsional angles in the same direction, threaded sun gear, threaded planetary gear, threaded ring gear
  • the male screw 2 6, male screw 3 0, female screw 4 4, etc. are involute bowls whose tooth perpendicular normal pitch is equal to each other and whose axial pressure angles are different from each other, such as male screw 30 and female screw 4 4, etc.
  • the male screw 30 and female screw 4 4 etc. fit properly in line contact.
  • the normal normal pitch is equal to each other and the axial pressure angles of male screw 2 6 and male screw 3 0 etc. are different from each other 1 male screw 2 6 and male screw 3 0 etc. have tooth forms where they are in point contact with each other, male screw 2 6
  • the male male thread 30 and the like rub against each other by point contact.
  • the sun shaft 14 moves linearly along the rotation shaft 1 2 and the first to seventh embodiments and the ninth to fourteenth embodiments described above.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear (external gear 28, etc.) and the dislocation coefficient of the helical sun gear (sun gear member 22 etc.) is 1 2 or more and 2 or less. is there.
  • the shift coefficient of each gear is set according to the above equations 1 and 2.
  • the ring shaft 16 moves linearly along the rotation axis 12 in the above eighth, fifteenth and sixteenth embodiments.
  • the sum of the dislocation coefficient of the helical planetary gear (external gear 28, etc.) and the dislocation coefficient of the helical ring gear (ring gear member 42, etc.) is 1 or more and 2 or less.
  • the shift coefficient of each gear is set according to the above equations 3 and 4. '
  • the first to eighth embodiments have different specifications such as the number of teeth
  • the ninth to sixteenth embodiments have different gear forms.
  • the specifications of the number of teeth in the ninth to fourteenth examples are the same as in the second example
  • the specifications of the number of teeth in the fifteenth example are the same as in the eighth example. .
  • the carrier members 3 2 and 3 4 are members independent of each other. Forces The planetary shafts 20 are not connected to each other during and after the assembly of the rotational linear motion converter.
  • the carrier members 3 2 and 3 4 are integrated by a rod-like connecting member extending parallel to the rotation axis 1.2 so that the sun shaft 14 and the ring shaft 16 are maintained in a predetermined positional relationship. It may be configured as a bowl-shaped retainer coupled to the.
  • FIGS. 17A to 20B show examples 1 to 4 of the saddle type retainer, respectively, and FIGS. 17A to 20A are sectional views parallel to the axis, respectively.
  • FIG. 20B is a left side view.
  • the same reference numerals are assigned to the same parts.
  • the planetary axis is the same as the planetary axis 20 in the first to seventh embodiments described above. It is shown in the figure. .
  • the three holes at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction have the ends of the planetary shaft 20 around the axis 8 4 of their own.
  • the parts 3 2 and 3 4 are inserted so as to be rotatable. Accordingly, in the vertical retainer 7 4 of Examples 1 and 2, first, the ends of the three planetary shafts 20 are inserted into the holes 7 6 and 7 8 of the carrier members 3 2 and 3 4, and then the carrier members 3 2 and 3 are inserted. It is formed by inserting the ends of two connecting members 82 into the other holes 7 6 and 7 8 by press-fitting.
  • a plurality of notches 8 6 are provided at equiangular intervals around the axis 8 0 on the inner peripheral edge of the carrier members 3 2 and 3 4.
  • a plurality of notches 86 are provided at equiangular intervals around the axis 80 on the outer peripheral edges of the carrier members 32 and 34. Accordingly, the sun shaft 14 is connected to the inner side of the three planetary shafts 20 in a state where the hooks of the tool are engaged with the notches 8 6 to prevent the vertical retainer 7 4 from rotating around the axis 80.
  • the planetary shafts 20 are connected to each other by screwing them into the ring shaft 16 by screwing them in or by engaging the hooks of the tool in the notches 86 and rotating the saddle type retainers 74 around the axis 80. of All the planetary shafts 20 can be easily and efficiently assembled together with the carrier members 3 2 and 3 4 to the solar shaft 14 or the ring shaft 16 while maintaining the predetermined relationship.
  • the carrier member 3 2 and 3 4 are integrally connected by three connecting members 8 2 press-fitted into three holes at both ends.
  • the carrier members 3 2 and 3 4 are respectively formed with six U-shaped grooves 8 8 and 90 at equiangular intervals around the axis 8 0 with respect to the holes 7 6 and 7 8 and the other. .
  • U-shaped grooves 8 8 and 90 are open radially outward in the vertical retainer 7 4 of Example 3, and open radially outward in the vertical retainer 7 4 of Example 4. Yes.
  • the vertical retainer 7 4 of Example 3 is suitable for assembling the planetary shaft 20 to the solar shaft 14, and the vertical retainer 7 4 is fitted to the solar shaft 14, and the U-shaped groove 8 from the radially outer side 8 Attach the planetary shaft 20 to the sun shaft 14 by inserting both ends of the planetary shaft 20 into 8 and 90, and then engage the work claw with the unused U-shaped groove 8 8 or 90.
  • the cage retainer 7 4 By rotating the cage retainer 7 4 about the axis 80 and screwing it into the ring shaft 16, all the planetary shafts 20 are maintained while maintaining the mutual relationship between the planetary shafts 20. Can be easily and efficiently assembled to the ring shaft 16 together with the carrier members 3 2 and 3 4 and the sun shaft 14.
  • the vertical retainer 7 4 of Example 4 is suitable for assembling the planetary shaft 20 to the ring shaft 16, and the vertical retainer 7 4 is fitted to the ring shaft 16, and the U shape is formed from the radially inner side.
  • the planetary shafts 20 are engaged with each other. All the planetary shafts 20 can be easily and efficiently assembled to the solar shaft 14 together with the carrier members 3 2 and 3 4 and the ring shaft 16 while maintaining the mutual relationship between them.
  • the planetary shafts 20 are connected to each other and the sun shaft 14 to the ring shaft 16 after the assembly of the rotational linear motion converter. Since the carrier members 3 2 and 3 4 can be maintained in a predetermined positional relationship with each other, the space between the sun axis 14, each planetary axis 20, and the ring axis 16 can be maintained. Undesirable displacement of the planetary shaft 20 due to the torsional stress generated during rotation transmission in can be effectively suppressed. [Assembly of rotation-linear motion converter]
  • the rotation linear motion converter of the present invention includes a helical sun gear, a helical planetary gear, a first planetary gear mechanism comprising a helical ring gear, a threaded sun gear, a threaded planetary gear, A second planetary gear mechanism comprising a screw ring gear, a helical sun gear and a screw sun gear, a helical planetary gear and a screw planetary gear, a helical ring gear and Since the threaded ring gears are integrated with each other, the assembly method of the second planetary gear mechanism of the threaded gear is important.
  • the procedure differs depending on whether the screw-type planetary gear is first assembled to the screw-shaped sun gear or the screw-shaped ring gear, but the rotating linear motion converter can be assembled by any of the assembly procedures.
  • a predetermined number of planetary shafts 20 are arranged on a jig simulating the above-described saddle type retainer 74 or the saddle type retainer 74.
  • the threaded sun gear is then inserted.
  • a predetermined number of planetary shafts 20 are arranged around the solar shaft 14 by inserting between the planetary shafts 20 while rotating the solar shaft 14 ( Process A 1).
  • the planetary shaft 20 is fixed so as not to rotate (step A 2).
  • the structure of the planetary gear mechanism is natural, but the force to fix the retainer against rotation with respect to the sun shaft 14, the helical gear of the planetary shaft 20!
  • the planetary axis 20 can be fixed so as not to rotate with respect to the sun axis 14. If the helical sun gear is a separate member from the threaded sun gear, the sun shaft 14 is fixed to the sun shaft 14.
  • the sun shaft 14, the retainer, and the planetary shaft 20 are integrated into the ring shaft 16 while rotating around the axis of the sun shaft 14, so that the inner teeth of the ring shaft 16 are threaded.
  • the externally threaded gear of the planetary shaft 20 is screwed into the gear, and thereby the sun shaft 14, the retainer, and the planetary shaft 20 are fitted to the ring shaft 16 (step A 3).
  • This screwing requires a large backlash between the internal threaded gear of the ring shaft 16 and the externally threaded gear of the planetary shaft 20, but the rotation of the planetary shaft 20 is allowed and the sun shaft If moderate friction is applied between 1 and 4, a certain amount of slip can be induced between the externally threaded gear of the planetary shaft 20 and the internally threaded gear of the ring shaft 16 and thus the planetary shaft.
  • the sun shaft 14, retainer, planetary shaft 2 0 can be screwed into the ring shaft 16 6 while rotating the shaft, so the internal gear thread of the ring shaft 16 and the external screw of the planetary shaft 20 The backlash between the gears can be reduced.
  • FIGS. 21 to 23 show an assembling procedure for the rotating linear motion converting device having the same structure as that of the tenth embodiment.
  • FIG. 21 shows the step A 1
  • FIG. 22 shows the step A 2
  • reference numeral 92 in FIG. 22 shows a rotation preventing member.
  • FIG. 23 shows steps A 3 and A 4 described above. .
  • a predetermined number of planetary shafts 20 are arranged on a jig simulating the above-described saddle type retainer 74 or the saddle type retainer 74.
  • the planetary shaft 20 and the retainer 7 4 are inserted into the ring shaft 16.
  • the vertical retainer 74 can be inserted while rotating. That is, even if the screw gears of the planetary shaft 20 and the ring shaft 16 have the same torsion angle, a certain amount of slippage occurs, so that the slip acts as a screw, and thus the ring shaft.
  • a planetary shaft 20 and a retainer 7 4 can be inserted into 1 6.
  • a member simulating the helical gear of the sun shaft is connected to the planetary shaft so that the helical gear of the planetary shaft is connected.
  • the sun axis 14 is inserted into a predetermined number of planet axes 20 while rotating the sun axis 14, so that the sun axis 14 is inserted inside the planet axis 20, and the sun axis 14 is connected to the planet axis 20.
  • This is a stage where the helical gears of the sun shaft 14, the planetary shaft 20, and the ring shaft 16 are aligned in phase with the helical shaft 16.
  • the helical gears are fixed with each other.
  • the sun axis when the sun axis is displaced in the axial direction relative to the planetary axis and the ring axis, the sun axis is inserted by screwing into a plurality of planetary axes temporarily assembled in the retainer.
  • the teeth of the toothed gear extend spirally around the axis, and the sun axis cannot be inserted unless the phases of the axes of the planetary axes coincide with each other.
  • the maximum difference in the position of the direction must be one pitch in the axial direction of the planetary axis, and 'is the one pitch in the axial direction of the planetary axis between the end face of the gear section of the planetary axis and the retainer. Clearance is required.
  • the clearance required during assembly can be eliminated after assembly, but a spring function can be provided by a jig, etc., and the clearance can be automatically eliminated during assembly.
  • a spring function can be provided by a jig, etc., and the clearance can be automatically eliminated during assembly.
  • both ends of the planetary shaft 20 have a cylindrical shape, and the holes of the carrier members 3 2 and 3 4 that rotatably support the planetary shaft 20 are also cylindrical.
  • the teeth of the shaft 20 are formed by rolling, conical surfaces with an angle of 120 ° are formed at both ends of the planetary shaft 20, and rolling is performed in a state centered by the conical surfaces. So this conical surface is strictly aligned with the axis of the planetary axis 20.
  • the holes of the carrier members 3 2 and 3 4 have a conical surface 9 2 at an angle of 120 ° as shown in FIG. It may be modified to support both ends of the conical surface, and the first conical surface 9 2 A and the angle 1 2 0 ° are larger than the angle 1 2 0 ° as shown in Figure 2 3 B. And a second conical surface 9 2 B having a smaller opening angle than both ends of the planetary shaft 20 at the ridgeline between the first conical surface 9 2 A and the second conical surface 9 2 B It may be modified to support a conical surface.
  • the thrust acting on the planet shaft 20 as compared with the case of each of the above-described embodiments. It is possible to effectively prevent the thrust displacement of the planetary shaft 20 by effectively carrying the force.
  • both of the planetary shaft 20 and the second part of the planetary shaft 20 are compared with the former modification example.
  • the contact area with the carrier members 3 2 and 3 4 can be reduced, and the frictional resistance between them can be made very small.
  • the thirteenth embodiment is also provided.
  • the bearings similar to the ball bearings 68 and 70 in the fifteenth embodiment may be disposed on at least one side along the rotational axis 12 with respect to the planetary shaft 20, and vice versa.
  • the ball bearings 68 and 70 in the first to twelfth embodiments may be omitted.
  • the bearings in the thirteenth to fifteenth embodiments are ball bearings 68 and 70.
  • the bearings in these embodiments and the first to twelfth embodiments may be a rotor bearing, and the ball bearings 6 8 and 70 are forces S that are designed to be incorporated as independent members from the carrier members 3 2 and 3 4, for example,
  • inner races or outer races of ball bearings 6 8 and 70 are fixed to the carrier members 3 2 and 3 4 by press-fitting, and Bono bearing 6 8 and
  • the inner race or water race of 70 may be fixed to the inner surface of the ring shaft 16 or the outer surface of the sun shaft 14 so as not to be displaced by the C rings 7 2 and 7 4.
  • the ring shaft 16 has a ring shaft as a helical ring gear independently of the female thread 44 as a threaded ring gear.
  • Vehicle members 4 2 and 60 are provided, and in the fifteenth embodiment, the sun shaft 14 is provided with a helical sun independently of the male screw 2 6 as a threaded sun gear.
  • the force S provided with the external gear members 50 and 52 as a gear, and in the thirteenth and fourteenth embodiments, both the female screw 4 4 and the ring gear members 4 2 and 60
  • both tooth portions that fulfill the functions and in the fifteenth embodiment, both tooth portions that fulfill the functions of both the male screw 26 and the external gear members 50 and 52 are provided. Accordingly, all the helical gears and screw gears of the first and second planetary gear mechanisms may be provided in the same region along the rotation axis 12.

Abstract

本発明の目的は、はすば歯車の遊星歯車機構とねじ状歯車の遊星歯車機構とを組み合せ、比較的簡単な構造にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行うことである。互いに平行な回転軸線を有する太陽軸14、遊星軸20、リング軸16を有し、太陽軸、遊星軸、リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状太陽歯車22、はすば状遊星歯車28、はすば状リング歯車42と、それぞれ互いに共働して第二の遊星歯車機構を構成するねじ状太陽歯車26、ねじ状遊星歯車30、ねじ状リング歯車44とが設けられ、ねじ状遊星歯車30に対するねじ状太陽歯車26及びねじ状リング歯車44の何れか一方の歯数比ははすば状遊星歯車28に対するはすば状太陽歯車22及びはすば状リング歯車42の歯数比と異なる。

Description

明 細 書 遊星式回転一直線運動変換装置 技術分野' .
本発明は、 回転—直線運動変換装置に係り、更に詳細には回転運動と直線運動との間の運 動変換を行う遊星式の回転—直線運動変換装置に係る。 背景技術
回転運動を直線運動に変換する'遊星式の回転一直線運動変換装置の一つとして、例えば特 開平 1 0— 1 9 6 7 5 7号公報に記載されている如く、互いに共働して遊星歯車機構を構成 する多条のねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車とねじ状リング歯車とを有し、ねじ状太陽歯車 の雄ねじ及ぴねじ状リング歯車の雌ねじは互いに逆方向であり、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊 星歯車、ねじ状リング歯車のねじの条数及ぴ有効径が特定の関係に設定された遊星式の回転 一直線運動変換装置が従来より知られている。
また本願出願人の出願にかかる国際公開 WO 2 0 0 4 / 0 9 4 8 7 0号公報に記載され ている如く、互いに共働して遊星歯車機構を構成する多条のねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯 車とねじ状リング歯車とを有し、ねじ状太陽歯車及ぴねじ状遊星歯 *は互いに逆方向のねじ にて螺合し、 ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車は互いに同一方向のねじにて螺合し、 ね じ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車のねじの有効径及び条数の関係が特定の 関係に設定され、遊星歯車機構及ぴ差動ねじの原理の両者を利用して正確に回転運動を直線 運動に運動変換するよう構成された遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置も既に知ら れている。
また米国特許 2 6 8 3 3 7 9号公報には、国際公.開 WO 2 0 .0 4 / 0 9 4 8 7 0.号公報に 記載された運動変換装置に類似する遊星式回転一直線運動変換装置であって、ねじ状太陽歯 車とねじ状遊星歯車とねじ状リング歯車と共に、平歯の遊星歯車及ぴリング歯車を有し、 ね じ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに同一方向 (順方向) のねじにて螺合する遊星式回 転一直線運動変換装置が記載されている。
上述の特開平 1 0— 1 9 6 7 5 7号公報に記載された従来の回転一直線運動変換装置に 於いては、ねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車との間に於ける滑り等に起因して作動が不安定 になり易く、実用に供することができないという問題がある。 また上述の国際公開 WO 2 0 0 4 / 0 9 4 8 7 0号公報に記載された先の提案にかかる回転一直線運動変換装置に於い
'ては、 回転運動を正確に直線運動に変換することはできるが、確実な作動を確保しようとす ると構造が複雑にならざるを得ず、 また直線運動を回転運動に変換することができない。 ま た上述の米国特許 2 6 8 3 3 7 9号公報に記載された回転一直線運動変換装置に於いては、 リング軸の回転に対する太陽軸の進み量がねじ状の太陽歯車、遊星歯車、 リング歯車の歯数
'に依存し、 回転運動量に対する直線運動量の変換比率を自由に設定することができず、 また 変換効率が低いという問題がある。 発明の開示 '
本発明の主要な目的は、回.転伝達を規制するはすば歯車の遊星歯車機構と該遊星歯車機構 と共働して運動変換を行うねじ状歯車の遊星歯車機構:とを組み合せることにより、'比較的簡 単な構造にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行 うことのできる遊星式の回転一直線運動変換装置を提供することである。
本発明によれば、 互いに平行な回転軸線を有する太陽軸、 遊星軸、 リング軸を有し、 太陽 軸、遊星軸、 リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状 太陽齒車、 はすば状遊星肯車、 はすば状リング齒車と、 それぞれ互いに共働して第二の遊星 歯車機構を構成するねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車とが設けられ、 ね じ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の何れか一方の歯数比ははす ぼ状遊星歯.車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なることを 特徴とする遊星式回転—直線運動変換装置が提供される。
この構成によれば、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の何れ か一方の歯数比ははすば状遊星歯車に対するはす 状太陽歯事及びはすば状リング歯車の 肯数比と異なるので、後に詳細に説明する如く、 太陽軸及びリング軸が相対的に回転される と、歯数比が異なるねじ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられた リング軸がそれぞれリング軸、太陽軸に対し相対的に回転軸線に沿って直線運動し、逆に太 陽軸及ぴリング軸が相対的に回転軸線に沿って直線運動せしめられると、歯数比が異なるね じ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられたリング軸がそれぞれ リング軸、 太陽軸に対し相対的に回転運動し、 従って太陽軸とリング軸との間に於いて回転 運動と直線運動との間の運動変換を行わせることができる。
また上記構成によれば、 後に詳細に説明する如く、 リング軸又は太陽軸の 1回転当りの太 陽軸又はリング軸の直線運動 (進み量) はねじ状歯車の歯数、 はすば状歯車の歯数、 ねじ状 歯車のピッチのみによって決定され、従って条数差やねじれ角の違いによって直線運動が発 生される上記各特許文献に記載された従来の回転一直線運動変換装置とは全く異なる作動 原理にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行わせ ることができる。
上記構成に於いて、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車の歯数を それぞれ Zs、 Zp、 Znとし、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車の歯数 をそれぞれ Zss、 Zps、 Zns とすると、 各歯数の間には
(Z ss/Zps) : (Zns/Zps) ≠ (Zs/Zp) : (Zn/Zp)
の関係があるようになっていてよい。
この構成によれば、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数 比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及ぴはすば状リング歯車の 歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。
また上記構成に於いて、 太陽軸及ぴリング軸が相対的に回転されると、 歯数比が異なるね じ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられ.たリング軸がそれぞれ リング軸、 太陽軸に対し相対的に回転軸線に沿って直線運動し、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊 星歯車、 ねじ状リング歯車のピッチを Pとすると、 太陽軸及ぴリング軸の相対的 1回転当り の直線運動の進み量 Ljは
L j = P · (Zs · Zns— Zss · Zn) / (Zs+ Zn) '
であるようになっていてよい。
この構成によれば、 ねじ状遊星歯車及びはすば状遊星歯車の歯数等に関係なく、 リング軸 又は太陽軸の 1回転によりねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数、はすば状太陽歯車 及びはすば状リング歯車の歯数、ねじ状歯車のピッチのみによって決定される進み量にて太 陽軸又はリング軸を直線運動させることができる。
また上記構成に於いて、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の一方若しくはねじ状 太陽歯車及びねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有するようになっていてよい。 この構成によれば、ねじ状遊星凿車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数 比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の 歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。
また上記構成に於いて、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の一方は差動歯数を有 し、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車には転位が施されていてよ い。
この構成によれば、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数 比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の 歯数比と異なる状況を確実に確保することができると共に、第一及び第二の遊星歯車機構の 各歯車の適正な嚙み合いを確保することができる。
また上記構成に於いて、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊 星歯車の転位係数とはすば状太陽歯車の転位係数との和及びリング軸が回転軸線に沿って 直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数とはすば状リング歯車の転位係数 との和は一 2以上 2以下であるようになっていてよい。
一般に、歯車に於いては、 (1 )切下げを防止する、 (2 )歯車の中心間距離を調整する、 ( 3 )滑り率が小さい歯丈部に於ける嚙み合いを確保する等の目的で転位を施すことが一般 的に行われているが、本発明の遊星式回転—直線運動変換装置に於いては、 上述の如くはす ば状歯車の歯数が通常の遊星歯車装置の場合とは異なる特殊な歯数に設定されなければな らず、 そのため特殊な歯数の設定を可能にするための転位が必要である。
即ち太陽軸の周りに遊星軸を等角度隔置された状態にて配置されなければならず、またす ば状太陽歯車及ぴはすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯車の嚙み合いの位相が相 互に異なることが好ましいので、 はすば状歯車の歯数が制約され、 歯車に於いて一般的な転 位係数を確保することができない。
本発明の遊星式回転一直線運動変換装置に於いては、滑り率が小さい領域に於ける歯の嚙 み合いを確保するためには、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合にははすば状遊星 歯車の転位係数とはすば状太陽歯車の転位係数との和が一 2以上 2以下であることが好ま しく、 リング軸が回転軸線に沿って直線運動する場合にははすば状遊星歯車の転位係数とは すば状リング歯車の転位係数との和が一 2以上 2以下であることが好ましく、はすば状歯車 の歯数は転位係数との和が一 2以上 2以下となる歯数に設定されることが好ましい。 上構成によれば、太陽軸が回転軸線に沿つて直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車 の転位係数とはすば状太陽歯車の転位係数との和及びリ グ軸が回転軸線に沿つて直線運 動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数とはすば状リング歯車の転位係数との和 'は一 2以上 2以下であるので、はすば状遊星歯車及びはすば状リング歯車の転位係数を歯車 の嚙み合いに於いて通常使用される歯丈の範囲にすることができ、 これにより小さい滑り率 の領域に於ける歯の嚙み合いを確保することができる。
また上記構成に於いて、 ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車,の一方は差動歯数を有し、 'ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互い 等しいね じ歯形を有するようになつていてよい。
また一般に、互いに螺合する一組のねじはそれらのねじの嚙み合いが適正に行われるよう、 それらの圧力角及び歯直角モジュールは互いに同一に設定される。 しかるに本発明の遊星式 回転一直線運動変換装置に於いては、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リ ング歯車の歯数比の何れか一方ははすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及ぴはすば 状リング歯車の歯数比と異なるので、 各ねじ状歯車のねじれ角が異なり、 そのため圧力角、 歯直角モジュール、 進み角が異ならざるを得ない。
しかし圧力角、 歯直角モジュール、 進み角が互いに異なっていても、 歯直角法線ピッチ、 即ちねじ状歯車の作用平面 (接触線が描く平面) に於ける法線ピッチを同一にすれば、 ねじ 状歯車を適正に嚙み合せることができる。
上記構成によれば、 ねじ状太陽歯車及ぴねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有し、 ねじ 状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互いに等しいねじ歯 形を有するので、 ねじ状太陽歯車及ぴねじ状リング歯車の一方が差動歯数を有し、 ねじ状歯 車のねじれ角が異なり、 これにより圧力角、 歯直角モジュール、 進み角が異なるにも拘らず ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車の適正な嚙み合せを確保することがで さる。 .
また上記構成に於いて、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星齒車のねじれ角は互いに逆方向で あり、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが 互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なるィン ボリユート歯形を有するようになつていてよい。 この構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の線接触による適正な嚙み合せを 確保することができる。
また上記構成に於いて、ねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車のねじれ角は同一方向の互 いに異なる値であり、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車はそれらの歯直 角法線ピツチが互いに等しく且つねじ状遊星歯車及びねじ状リ'ング歯車の軸方向圧力角が 互いに異なるインポリユート歯形を有するようになっていてよい。
この構成によれば、ねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車の線接触による適正な嚙み合せ を確保することができる。 ·
• また上記構成に於いて、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに同一方向 であり、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチ が互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なり且 つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに点接触する歯形を有するようになっていて よい。
'この構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の点接触による嚙み合せを確保す ることができる。
また上記構成に於いて、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車の歯 数比はねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車のピッチ円直径の比と異なるよ うになっていてよい。
この構成によれば、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及ぴねじ状リング歯車の何れ か一方の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の 歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。
また上記構成に於いて、ねじ状太陽歯車及ぴねじ状リング歯車の基準ピッチ円直径はそれ ぞれねじ状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及ぴはすば状リング歯車の嚙み合いピッチ 円直径と実質的に同一であるようになっていてよい。
この構成によれば、第一及び第二の遊星歯車機構による円滑な回転伝達を確保すると共に、 円滑な運動変換を確保することができる。 尚この場合の 「実質的に同一」 とは、 基準ピッチ 円直径及ぴ嚙み合いピッチ円直径の互いに他に対する比が 0 . 9以上 1 . 1以下、 好ましく は 0 . 9 5以上1 . 0 5以下であることを意味する。
また上記構成に於いて、遊星軸の数ははすば状遊星歯車の歯数の約数ではないようになつ ていてよい。 この構成によれば、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯 車の滑りを低減することができる。
また上記構成に於いて、遊星軸の数はねじ状太陽歯車及.びねじ状リング歯車の歯数の和の 約数であると共にはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数の和の約数であり且つ はすば状遊星歯車の歯数は遊星軸の数と 1以外に公約数を有しないようになつていてよい。 この構成によれば、後に説明する如くはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車に対する 各はすば状遊星歯車の嚙み合いの位相が相互に異なり、各はすば状歯車の嚙み合いの重なり により大きい嗨み合い率にて円滑な回転伝達を確保することができる。
' また上記構成に於いて、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う 特定の同一の領域に設けられ、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車は太陽軸の少なく とも 特定の領域に対向する同一の領域に設けられていてよい。
この構成によれば、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車が遊星軸の回転軸線に沿う互い に異なる領域に設けられ、 これによりはすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車が太陽軸の互い に異なる領域に設けられている場合に比して、回転—直線運動変換装置の回転軸線に沿う方 向の長さを小さくすることができる。
また上記構成に於いて、 リング軸には特定の領域の両端部に対向する二つの領域にはすば 状遊星歯車と嚙み合う一対のはすば状リング歯車が設けられていてよい。
この構成によれば、特定の領域の一端部に対向する一つの領域にすば状遊星歯車と嚙み合 う一つのはすば状リング歯車が設けられている場合に比して、すば^遊星歯車とはすば状リ ング歯車との確実な嚙み合いを達成し、回転一直線運動変換装置の円滑な作動を確保するこ とができる。
また上記構成に於いて、はすば状遊星歯車及ぴねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う 特定の同一の領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車はリング軸の少な く とも特定の領域に対向する同一の領域に設けられていてよい。
この構成によれば、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車が遊星軸の罔転軸線に沿う互い に異なる領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車がリング軸の互いに異 なる領域に設けられている場合に比して、回転一直線運動変換装置の回転軸線に沿う方向の 長さを小さくすることができる。
また上記構成に於いて、太陽軸には特定の領域の両端部に対向する二つの領域にはすば状 遊星歯車に螺合する一対のはすば状太陽歯車が設けられていてよい。 この構成によれば、特定の領域の一端部に対向する一つの領域にはすば状遊星歯車と嚙み 合う一つのはすば状太陽歯車が設けられている場合に比して、すば状遊星歯車とはすば状太 陽歯車とのとの確実な嚙み合いを達成し、回転—直線運動変換装置の円滑な作動を確保する 'ことができる。
また上記構成に於いて、はすば状遊星歯車及ぴねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う. 特定の同一の領域に設けられ、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車は太陽軸の少なくとも 特定の領域に対向する同一の領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車は リング軸の少なくとも特定の領域に対向する同一の領域に設けられていてよい。
この構成によれば、 はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車、 はすば状太陽歯車及ぴねじ状 太陽歯車、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車の少なくとも何れかが回転軸線に沿う 互いに異なる領域に設けられている場合に比して、回転一直線運動変換装置の回転軸線に沿 う方向の長さを小さくすることができる。
また上記構成に於いて、第一及び第二の遊星歯車機構は回転軸線に沿う互いに異なる領域 に設けられていてよい。
この構成によれば、第一及び第二の遊星歯車機構が回転軸線に沿う同一の領域に設けられ ている場合に比して、第一及び第二の遊星歯車機構の各歯車を容易に且つ低廉に形成するこ とができる。
また上記構成に於いて、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の食数比がはすば状遊星 歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なり、 リング軸の回転運動と太陽軸の直線運 動との間の運動変換を行うようになっていてよい。
また上記構成に於いて、ねじ状遊星歯車に対するねじ状リング歯車の歯数比がはすば状遊 星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比と異なり、太陽軸の回転運動とリング軸の直線運 動との間の運動変換を行うようになっていてよい。
また上記構成に於いて、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊 星歯車の転位係数 Xnp とはすば状太陽歯車の転位係数 Xns との和を Xnps とすると、 はす ば状遊星歯車の転位係数 Xnp及ぴはすば状太陽歯車の転位係数 Xnsはそれぞれ下記の式 1 及び 2に従って転位係数の和 Xnpsをはすば状遊星歯車の歯数 Z p及びはすば状太陽歯車の 歯数 Z sで内分する値に設定されていてよい。
Xnp= Xnps Z p/ ( Z p+ Z s) ( 1 ) Xns= Xnps Z s/ ( Z p+ Z s) ··· ·· · ( 2 )
また上記構成に於いて、 リング軸が回転軸線に沿って直..線運動する場合に於けるはすば状 遊星歯車の転位係数 Xnp とはすば状リング歯車の転位係数 Xnn との和を Xnpn とすると、 'はすば状遊星歯車の転位係数 Xnp及びはすば状太陽歯車の転位係数 Xnsはそれぞれ下記の 式 3及ぴ 4に従って転位係数の和 Xnpnをはすば状遊星歯車の歯数 Z p及ぴはすば状リング 歯車の歯数 Z nで内分する値に設定されていてよい。
Figure imgf000011_0001
Xnn= Xnpn Z n/ ( Z p+ Z n) …… (4 )
また上記構成に於いて、各遊星軸の両端は太陽軸の周りに円環状に延在する一対のキヤリ ァ部材によりそれ自身の軸線の周りに自転可能に且つ太陽軸及びリング軸の周りに公転可 能に支持されていてよい。 .
また上記構成に於いて、一対のキヤリァ部材は回転軸線の周りにて回転軸線に沿って延在 する複数個の連結部材により互いに一体的に連結されていてよい。
また上記構成に於いて、各遊星軸の両端部は円錐面を有し、一対のキャリア部材は各遊星 軸の両端部の円錐面を受ける円錐面を有するようになつていてよい。
また上記構成に於いて、一対のキヤリァ部材の円錐面は各遊星軸の両端部の円錐面の開角 度よりも開角度が大きい領域と小さい領域とを有し、二つの領域の間の稜線部にて各遊星軸 の両端部の円錐面を支持するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、遊星軸に対し回転軸線に沿う両側には太陽軸とリング軸との間の 相対直線運動を許容しつつそれらの間の相対回転を円滑に行わせるベアリングが設けられ ていてよい.。
また上記構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊 星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、一対のはすば状リング歯,車はリング軸の内面に圧入により固定さ れていてよい。
また上記構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊 星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、 リング軸は少なくとも前記特定の領域に対向す る領域にはすば状リング歯車及びねじ状リング歯車の両者の機能を果たす両歯部を有する ようになっていてよい。 また上記構成に於いて、一対のはすば状太陽歯車は太陽軸の外面に圧入により固定されて いてよい。
また上記構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊 星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、太陽軸は少なく とも前記特定の領域に対向する 領域にはすば状太陽歯車及ぴねじ状夭陽歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、 リング軸 は少なく とも前記特定の領域に対向する領域にはすば状リング歯車及びねじ状リング歯車 の両者の機能を果たす両歯部を有するようになつていてよい。 '
また上記構成に於いて、 リング軸は一方の面に両歯部を有する平板を形成し、 一方の面が 内側になるよう平板を円筒形に加工し、互いに当接する端部を一体に連結することにより形 成されていてよい。
また上記構成に於いて、 遊星軸は転造により形成されていてよい。
[作動原理]
本発明の回転一直線運動変換装置は、従来技術の順^^向ねじの関係及ぴ逆方向ねじの関係 の何れにも適用可能なものである。従って順方向ねじの関係及び逆方向ねじの関係の両者に 共通の作動原理について説明する。
( 1 ) 歯数比及ぴピッチ円直径の関係
ねじ状歯車も嚙み合いに際し軸線が互いに平行に配置される歯車であり、軸線に垂直な平 面 (正面方向) に於いて歯車の嚙合いを有し、 その歯数は所謂ねじやウォームギヤに於ける 条数と等しい。
太陽軸、 遊星軸、 リング軸のねじ状歯車及びはすば状歯車の歯数及び基準ピッチ円直径を 下記の表 1·の通り定義する。
[表 1 ]
Figure imgf000012_0001
本発明の構造の場合には、 太陽軸又はリング軸がスラスト方向、 即ち回転軸線に沿う方向 に遊星軸に対し相対的に変位する。 '太陽軸が遊星軸に対し相対的に変位する場合には、 ねじ 状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯 車の歯数比と異なるので、 下記の式 5及び 6が成立する。
Figure imgf000013_0001
またねじ状遊星歯車及ぴはすば状遊星歯車は、 回転軸線の周りに同心円状に回転し、太陽 歯車の外側でリング歯車の内側を公転するので、 互いに同一の公転半径、 即ち中心間距離 a 'を有し、 中心間距離 aは下記の式 7により表される。
a = d ns— d ps = d n— d p ( 7 )
またリング軸が遊星軸に対し相対的に変位する場合には、ねじ状遊星歯車に対するねじ状 リング歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なるの で、 下記の式 8及ぴ 9が成立する。
Z ns/ Z ps≠ Z n/ Z p ( 8 )
Figure imgf000013_0002
またこの場合にもねじ状遊星歯車及びはすば状遊星歯車は太陽歯車の外側でリング歯車 の内側を公転するので、 中心間距離 aは下記の式 1 0により表される。
a = d ss + d ps = d s+ ρ 0 )
本発明の回転—直線運動変換装置に於いては、 上記式 5、 6又は上記式 8、 9に示される 通り第一及び第二の避星歯車機構の間に於いて遊星歯車に対する太陽歯車又はリング歯車 の歯数比が異なるので、第一及び第二の遊星歯車機構の間に於いて各歯車の回転角度に差が 発生しょうとし、 その回転角度の差は歯数比の差に対応する。 しかし第一及び第二の遊星歯 車機構の各歯車は相互に一体であるので、 回転角度の差は発生することができず、 回転角度 の差を吸収するよう太陽軸又はリング軸が他に対し軸線方向に変位する。またこの場合軸線 方向に変位する軸は遊星歯車に対する歯数比が異なる軸である。即ちねじ状遊星歯車に対す るねじ状太陽歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比と異な る場合には太陽軸が相対変位し、ねじ状遊星歯車に対するねじ状リング歯車の *数比がはす ば状遊星歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なる場合にはリング軸が相対変位 する。
換言すれば、本発明の回転一直線運動変換装置は、二種類の遊星歯車機構の間に遊星歯車 に対する太陽歯車又はリング歯車の歯数比に差がある場合に発生する回転角度差を利用し、 ねじ状歯車に存在するねじれ角によって回転角度差に対応する軸線方向変位を得ることに より運動変換する機構であり、 その軸線方向変位量、 即ち進み量は、 歯数比の差が大きいほ ど大きく、 ねじ状歯車のピッチが大きいほど大きい。 '
(2) 進み量
本発明の回転一直線運動変換装置に於いて軸線方向に変位する軸の進み量 Ljは、 ねじ状 歯車及ぴはすば状歯車の歯数を上記表 1の通りとし、ねじ状歯車の軸方向ピッチを Pとする と、 下記の式 1 1により表される。
Lj=P - (Zs - Zns-Zss - Zn) / (Zs+Zn) …… (1 1)
進み量 L jは、 軸線方向に変位する軸が太陽軸及ぴリング軸の何れの場合にも同一である ので、 リング軸に対し太陽軸が相対的に変位する場合について上記式 1 1の導出を説明する。 通常のはすば歯車の遊星歯車機構の場合には、回転伝達によって発生する太陽歯車及び遊 星歯車の回転方向が逆であるので、.これらの歯車のねじれ角の向きは互いに逆向きである。 そこで遊星歯車及び太陽歯車のねじ状歯車のねじれ方向が逆向きである場合に太陽歯車の 歯数を正とし、 ねじれ方向が同一の方向である場合に太陽歯車の歯数を.負とする。 即ち、 逆 方向ねじを正、 順方向ねじを負とする。
太陽軸とリング軸との間に 1回転の相対回転を与えた場合のすば状遊星歯車の公転角度 は、 はすば状歯車の嚙み合いによって一義的に決定され、 すば状太陽歯車に対し ZsZ (Zs + Zn) である。 またねじ状遊星歯車の公転角度は ZssZ (Zss+Zns) であるが、 ねじ状 遊星歯車は軸線方向に変位可能であり、その公転角度ははすば状歯車の嚙み合いによる公転 角度に束縛され、 その公転角度差の分だけ太陽軸が軸線方向へ変位する。
公転角度差は ZsZ (Zs+Zn) -Zss/ (Zss+Zns) であり、 これはねじ状歯車にと つて下記の式 1 2により表される太陽軸及びリング軸の相対回転に相当する。
{ Zs/ (Zs+Zn) -Zss/ (Zss+Zns) } / .{Zss/ (Zss+Zns) } (1 2)
.上記式 1 2を整理すると、太陽軸及びリング軸の相対回転は下記の式 1 3により表される。 よって太陽軸のみが下記の式 1 3の回転角度分に余計に回転し、軸線方向の相対変位を生じ ると考えることができる。
(Zs * Zns-Zss - Zn) / {Zss * (Zs+Zn) } (1 3)
従って相対変位量は下記の式 14にて表され、 これを整理することにより進み量 Ljは上 記式 1 1の通りになる。 尚、 リング軸が相対変位する場合には上記各式の Zssが Zns にな るが、 最終的には進み量 Ljは上記式 1 1の通りになる。,
Zss · P · (Zs · Zns— Zss · Zn) {Zss . (Zs+Zn) } (1 4) 上記式 1 1より解る如く、 進み量 Ljはねじ状歯車の歯数、 はすば状歯車の歯数及ぴピッ チのみによって決定される。 換言すれば、 本発明の回転一直線運動変換装置に於ける進み量 は、上記従来技術の欄に於いて説明した従来の回転一直線運動変換装置の如く条数差やねじ れ角の違いによって発生するものではなく、本発明の回転一直線運動変換装置の作動原理は 従来の装置とは全く異なる。
(3) 遊星軸の配置可能個数
周知の如く、一般的な遊星歯車装置に於ける遊星歯車の配置可能個数は太陽歯車の歯数と リング歯車の歯数との和の約数である。 よって本発明の回転—直線運動変換装置に於ける遊 星軸の個数は、 「ねじ状太陽歯車の歯数 (条数) とねじ状リング歯車の歯数 (条数) との和 の約数」 及ぴ 「はすば状太陽歯車の歯数とはすば状リ.ング歯車の歯数との和の約数」 の両者 に共通の約数である。 また一般に、 ねじ状歯車の歯数 '(条数) ははすば状歯車の歯数よりも 小さい。 よってねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数の和の約数が遊星歯車の配置可 能個数を決定する。
(4) 基準歯数.、 基本歯数比、 差動歯数 '
本発明の回転一直線運動変換装置の構造や作動を説明する上で、 「基準歯数」 、 「基本歯 数比」 、 「差動歯数」 を定義し、 これらの概念を使用することが有用であるので、 これらの 用語について説明する。
( 4 - 1 ) 基準歯数
一般的な遊星歯車機構に於いては、 太陽歯車、 遊星歯車、 リング歯車の基準ピッチ円直径 ds、 dp、 dnの間には下記の式 1 5にて表わされる関係があり、 太陽歯車、 遊星歯車、 リ ング歯車の歯数 Zs、 Zp、 Znの間には下記の式 1.6にて表わされる関係がある。
. dn= ds+ 2 · d …… (1 5)
Zn= Zs+ 2 · Zp (1 6)
また各歯車のモジュールを等しくする必要があるので、 基準ピッチ円直径 ds、 dP dn 及び歯数 Zs、 Zp、 Znの間には下記の式 1 7にて表わされる関係がある。
Figure imgf000015_0001
本発明の回転一直線運動変換装置は太陽歯車及ぴリング歯車の何れか一方に於ける上記 各関係が、 二種の歯車、 即ちねじ状歯車及ぴはすば状歯車,の何れか一方又はその両方に於い て変更されていることを特徴としている。
上記三つの関係 (上記式 1 5〜1 7) を満足する太陽歯車、 遊星歯車、 リング歯車の歯数 を 「基準歯数」 と定義する。
(4- 2) 基本歯数比 .
また上記三つの関係を満足するはすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯 車の基準歯数をそれぞれ Zsk、 Zpk、 Znk とし、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ 状リング歯車の基準歯数をそれぞれ Zssk、 Zpsk、 Znskとして、 下記の式 1 8にて表わさ れる太陽歯車と遊星歯車との間の基準歯数の歯数比 Kを 「基本歯数比」 と定義する。
K= Z sk/ Z pk= Z ssk/ Z psk (1 8)
(4一 3) 差動歯数
各歯車の歯数と上記基準歯数との差を 「差動歯数」 .と定義する。 本発明の回転一直線運動 変換装置は、太陽歯車及びリング歯車の何れか一方に於いて且つ二種類の歯車、 即ちねじ状 歯車及ぴはすば状歯車の何れか一方又はその両方に於いて、 差動歯数を有する。
(5) 運動変換効率
回転一直線運動変換装置は回転運動を直線運動に変換し若しくは直線運動を回転運動に 変換するので、前者の運動変換の効率を正効率とし、後者の運動変換の効率を逆効率とする。 (5 - 1) 逆効率
本発明の回転一直線運動変換装置にはねじ状歯車の嚙み合せが存在するので、太陽軸及び リング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用すると、ねじ状遊星歯車はねじ状太陽歯車及 ぴねじ状リング歯車より歯面の接触による力を受ける。'ねじ状遊星歯車がねじ状太陽歯車よ り受ける回転軸線に沿う方向の力を Fとして、ねじ状遊星歯車がねじ状太陽歯車より受ける 力について考える。 .
ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が互いに逆方向のねじれ角を有する場合を正として、 ねじ状太陽歯車の進み角を 0 sとする。
力 Fはねじ状太陽歯車の歯面に於いて歯面に垂直な力と歯面に沿う方向の力とに分解さ れると考えられてよい。 歯面に垂直な力によって摩擦力が発生され、 その摩擦力によって歯 面に沿う方向の力が弱められる。 よって歯面に沿う方向の摩擦係数を μとすると、 ねじ状太 陽歯車の歯面方向に発生する力 F shは下記の式 1 9により表わされる。
F sh= F · { s i n ( 0 s)— μ · c o s ( 0 s) } ( 1 9)
この力 Fshはねじ状遊星歯車の歯面方向の力 Fsphに変換される。ねじ状遊星歯車の進み :角を 0 Pとすると、 力 Fsphは下記の式 2 0により表わされる。■
F sph= F · { s i η, ( Θ s) - · c o s ( Θ s) } · c o s ( Θ s- θ p) ( 2 0) よって力 Fsphをねじ状遊星歯車の回転方向の力、 即ち軸線に垂直な断面 (正面方向) に 沿う力に変換すると、 その力 Fsは下記の式 2 1により表わされる。
F s= F · { s i η s)— · c o s ( 0 s)} · c o s (, 0 s— 0 p ' co s ( 9 p)
…… (2 1 )
同様にねじ状遊星歯車がねじ状リング歯車から受ける回転方向の力 Fnは下記の式 2 2に より表わされる。 ノ
Fn= F · { s i n ( θ n;— μ · c o s ( θ n)} · ο ο 5 0 η— 0 ρ · ο ο 5 (0 ρ)
'…… (2 2 )
従って軸力 Fによってねじ状遊星歯車に印加される力は、ねじ状太陽歯車からの力 F s及 びねじ状リング歯車よりの力 F nであり、 これらの力はねじ状遊星歯車.及びねじ状太陽歯車 が互いに逆方向のねじれ角を有する場合にはねじ状太陽歯車の周りの同一の周方向に発生 する。
ねじ状太陽歯車からの力 F s及びねじ状リング歯車よりの力 F nはねじ状遊星歯車に対 し二つの力として作用する。 その一つはねじ状遊星歯車をその軸線の周りに回転させる力、 即ち自転力であり、 もう一つはねじ状遊星歯車を公転させる力、 即ち公転力である。 自転力 を Fpj とし、 公転力を Fpk とすると、 これらの力はそれぞれ下記の式 2 3及ぴ 2 4により 表わされる。
Fpj= Fs- Fn ( 2 3 )
Fpk= Fs+ Fn …… (2 4) .
.ねじ状遊星歯車は Fpj > 0の場合に摩擦力に打ち勝って自転し、 逆効率は正の値となる。 従って太陽軸及ぴリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用すると、太陽軸及ぴリング 軸の一方が他方に対し相対的に回転する。 これに対しねじ状遊星歯車は F p j Oの場合に は自転せず、 逆効率は 0となる。 従って太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力 が作用しても、 太陽軸及びリング軸は互いに他に対し相対的に回転しない。 逆効率 ηηは下
― 1 ο― 記の式 25により表わされる。
7j n= 2 · π · Fpj - dns/ (F - Lj) …… (25).
次に太陽軸及びリング軸の間に相対回転力が作用すると太陽軸が直線運動する太陽軸変 位型及び太陽軸及びリング軸の間に相対回転力が作用するとリング軸が ί線運動するリン グ軸変位型について、太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用した場合に 遊星軸が回転する方向を正の回転方向として、 遊星軸を回転させる力を説明する。
(5- 1 - 1) 太陽軸変位型 ,
ねじ状太陽歯車及ぴねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有する場合、逆方向ねじの関係 を有し差動歯数が正の場合、逆方向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合の各場合について 遊星軸を回転させる力を説明する。
(5- 1 - 1 - 1) 順方向ねじ
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有する場合には、 自転力 Fpj は正の値になり、 遊星軸は回転する。即ち太陽軸及ぴ;リング軸の間に回転軸線に沿う方向の 力が作用する場合に、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き 及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが同一であり、 遊星軸の回転方向は正方向である。
よってねじ状歯車のリード角が極端に小さい場合の如く摩擦力により遊星軸の回転が阻 止される場合を除き、 逆効率 nは正効率と同様 1 > 77 n≥ 0となる。
(5 - 1 - 1 - 2) 逆方向ねじ (差動歯数〉 0)
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに逆方向ねじれ角を有し、ねじ状太陽歯車のね じれ角がねじ状遊星歯車のねじれ角よりも大きく、これにより差動歯数が正の値である場合 である。
この場合にはねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及ぴ ねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状 太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印 加される力よりも大きいので、 自転力 Fpj は正の値になるが、 上記 5— 1一 1一 1の順方 向ねじの場合よりも小さい。
従ってねじ状歯車のリード角や摩擦力によって、遊星軸が回転しない場合、 即ち逆効率 nが 0の場合と、 遊星軸が回転する場合、 即ち逆効率 ηηが小さい正の値の場合とがある。 (5 - 1 - 1 -2) 逆方向ねじ (差動歯.数く 0)
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに逆方向ね Cれ角を有し、ねじ状太陽歯車のね じれ角がねじ状遊星歯車のねじれ角よりも小さく、これにより差動歯数が負の値である場合 である。 ' '
この場合にはねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及び ねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状 太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印 加される力よりも小さいので、 自転力 Fpj は負の値になり、 遊星軸は回転せず、 従ってね じ状歯車のリ一ド角ゃ摩擦力に関係なく逆効率 77 nは必ず 0になる。 換言すれば本発明の回 転一直線運動変換装置が回転運動を直線運動に変換するために使用される場合に、外力によ る直線運動が回転運動に変換されることを防止することができる。 ■
(5 - 1 - 2) リング軸変位型
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの,関係を有し差動歯数が正の場合、順方 向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合、逆方向ねじの関係を有する場合の各場合について 遊星軸を回転させる力を説明する。
(5 - 1 -2- 1) 順方向ねじ (差動歯数 >0)
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有し差動歯数が正の場合には、 ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯 車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりね じ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力より も大きいので、 自転力 Fpj は正の値になるが、 上記 5— 1 _ 1一 1の順方向ねじの場合よ りも小さく、 従って逆効率 77 ηは 0よりも大きく 0. 4程度よりも小さい値になる。
(5 - 1 - 2- 2) 順方向ねじ (差動 #数< 0)
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合には、 ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及ぴねじ状リング歯 車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりね じ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力より も小さいので、 上記 5— 1 _ 1一 2の逆方向ねじ (差動歯数 < 0) の場合と同様、 自転力 F pj は負の値になり、 遊星軸は回転せず、 従ってねじ状歯車のリード角や摩擦力に関係なく 逆効率 η nは必ず 0になる。
(5 - 1 - 2 - 3) 逆方向ねじ
ねじ状太陽歯車及ぴねじ状遊星歯車が逆方向ねじの関係を有する場合には、太陽軸及ぴリ ング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用する場合に、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯 車に印加される力め回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加され る力の回転方向の向きが同一であり、 遊星軸の回転方向は正方向である。 .
従って上記 5— 1 - 1 - 1の順方向ねじの場合と同様、ねじ状歯車のリード角が極端に小 'さい場合の如く摩擦力により遊星軸の回転が阻止される場合を除き、 逆効率 7J nは正効率と 同様 1 > 7j n≥ 0となる。
(5 - 2) 正効率
本発明の回転一直線運動変換装置に於いては、はすば状歯車の嚙み合い及びねじ状歯車の 嚙み合いにより回転伝達が行われる。従って回転方向の変位は歯車の滑り率を伴う回転であ る。 また本発明の回転一直線運動変換装置は各軸がそれに平行な回転軸線を有する遊星歯車 機構であり、 太陽軸又はリング軸が他の軸に対し相対的に軸線方向へ変位するので、 軸線方 向の変位は滑り摩擦を伴う変位である。
よって滑り率を σとし、 転がり摩擦係数を /z kとし、 滑り摩擦係数を μとすると、 正効率 η aは下記の式 2 5により表わされる。
η a= 1 — ( μ]ί+ μ · σ + μ ) (.2 5)
通常の歯の嚙み合いの場合には、 滑り率 σは 0. 1程度であり、 転がり摩擦係数/ z kは油 潤滑では 0. 0 1程度であり、 滑り摩擦係数/ ίは油潤滑では 0. 1程度であるので、 本発明 の回転 ^直線運動変換装置の一般的な正効率 aは下記の式 2 6の通りであり、 理想的な設 計を施せば、 8 8 %程度の高い正効率を達成することができる。
7) a= 1 - (0. 0 1 + 0. 1 · 0. 1 + 0. 1 ) = 0. 8 8 (2 6)
以上の本発明の回転一直線運動変換装置に於ける効率を太陽軸変位型及びリング軸変位 型についてまとめると、それぞれ図 2 6 (Α)及ぴ図 2 6 (Β) の通りである。 尚図 2 6 (Α) 及ぴ図 2 6 (Β) に於いて、 〇は最も一般的な効率を示し、 双頭の矢印は設定可能な効率の 範囲を示している。
(6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係
本発明の回転一直線運動変換装置に於いては、 太陽軸、 遊星軸、 リング軸の回転中心が一 定に維持されることが好ましく、複数のはすば状遊星歯車がはすば状太陽歯車及ぴはすば状 リング歯車と間断なく嚙み合うことが好ましく、このこと,は特にはすば状歯車が平歯車であ る場合に重要である。 そのためには 「遊星軸の個数がはすば状遊星歯車の歯数の約数ではな
'い (遊星軸の個数及びはすば状遊星歯車の歯数が 1以外の公約数を持たない) '」 という好ま しい関係が満たされなければならない。 この条件が満たされている場合には、 はすば状太陽 歯車及びはすば状リング歯車に対す ¾各はすば状遊星歯車の嚙み合いの位相が相互に異な り、各はすば状歯車の嚙み合いの重なりにより大きい嚙み合い率にて円滑な回転伝達が確保
'される。
尚、 本願に於いて、 「はすば状太陽歯'車」 、 「はすば状遊星歯車」 、 「はすば状リング歯 車」 を 「はすば状歯車」 と総称し、 「ねじ状太陽歯車」 、 「ねじ状遊星歯車」 、 「ねじ状リ ング歯車」 を 「ねじ状歯車」 と総称する。 また 「はすば状歯車」 とははすば状太陽歯車、 は すば状遊星歯車、はすば状リング歯車を互いに嚙み合せて遊星歯車機構を構成することがで きるよう、 歯のねじれ角が 2 5 ° 以下の歯車であり、翁のねじれ角が 0 ° の歯車、 即ち平歯 車を含むものである。 これに対し 「ねじ状歯車」 とはウォームギヤの形態をなし、 歯が軸線 の周りに螺旋状に延在し、 ねじれ角が進み角よりも大きい歯車である。 . 図面の簡単な説明
図 1 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第一の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 1 Bは回転 線に垂直な断面図であり、 図 1 Cは太陽軸の要 ¾5の右側面図である。
. 図 2 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 によ 遊星式回転一直綠運動変換装置の第二の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 2 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 2 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 3 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第三の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 3 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 3 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 4 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第四の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 4 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 4 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 5 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第五の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 5 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 5 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 6 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第六の実施例を示す回 軸線に沿う断面図であり、 図 6 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 6 Cは太陽軸の要部の右側面図である。' 図 7 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明 による遊星式回転一直線運動変換装置の第七の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、 図 7 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 図 7 Cは太陽軸の要部'の右側面図である。
図 8 A及ぴ図 8 Bはそれぞれ太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよ う構成された本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第八の実施例を示す回転軸線 に沿う断面図及び回転軸線に垂直な断面図である。
図 9 A及ぴ図 9 Bはそれぞれ第二の実施例の修正例として構成された本発明による遊星 式回転一直線運動変換装置の第九の実施例を示す回転軸線に沿う断面図及び太陽軸の要部 の右側面図である。 "
図 1 O A及ぴ図 1 0 Bはそれぞれ第九の実施例の修正例として構成された本発明による 遊星式回転一直線運動変換装置の第十の実施例を示す回転軸線に沿う断面図及ぴ太陽軸の 要部の右側面図である。 ' '
図 1 1 A及ぴ図 1 1 Bはそれぞれ第十の実施例の修正例として構成された本発明による 遊星式回転一直線運動変換装置の第十一の実施例を示す回転軸線に沿う断面図及び太陽軸 の要部の右側面図である。
図 1 2 Aは第二の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回転一直線運動 変換装置の第十二の実施例を示チ回転軸線に沿う断面図であり、図 1 2 Bは回転軸線に垂直 な断面図で'あり、 図 1 2 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 1 3 Aはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式回転一直線運動変換装置の第十三の実施例を示す回転軸線に沿う断面図で あり、 図 1 ·3 Bは回転軸線に垂直な断面図であり、 .図 1 3 Cは回転軸線に沿うリング軸を示 す断面図である。
図 1 4 Aは第十三の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回転一直線運 動変換装置の第十四の実施例を示す回転軸線に沿う断面図であり、図 1 4 Bは回転軸線に垂 直な断面図であり、 図 1 4 Cは太陽軸の要部の右側面図である。
図 1 5 A及ぴ図 1 5 Bはそれぞれ太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換す るよう構成された本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第 +五の実施例を示す回 転軸線に沿う断面図及ぴ回転軸線に垂直な断面図である。
図 1 6 A及ぴ図 1 6 Bはそれぞれ第八の実施例の修正例として構成された本発明による 遊星式回転一直線運動変換装置の第十六の実施例を示す回転 線に沿う断面図及び回転軸 線に垂直な断面図である。
図 1 7 A及び図 1 7 Bはそれぞれ籠型リテーナの例 1を示す軸線に平行な断面図及び左 側面図である。
図 1 8 A及び図 1 8 Bはそれぞれ籠型リテーナの例 2を示す 線に平行な断面図及び左 側面図である。
図 1 9 A及ぴ図 1 8 Bはそれぞれ籠型リテーナの例 3を示す軸線に平行な断面図及び左 側面図である。
図 2 0 A及ぴ図 2 0 Bはそれぞれ籠型リテーナの例 4を示す軸線に平行な断面図及び左 側面図である。
図 2 1は上述の 十の実施例と同一の構造を有する回転一直線運動変換装置について所 定数の遊星軸の内側にねじ状太陽歯車を揷入する工程を示す図である。
図 2 2は上述の第十の実施例と同一の構造を有する回転一直線運動変換装置について遊 星軸が回転しないように固定し、太陽軸にはすば状太陽歯車を取り付ける工程を示す図であ る。
図 2 3は上述の第十の実施例と同一の構造を有する回転一直線運動変換装置について太 陽軸、 リテーナ、 遊星軸をリング軸に嵌合させ、 各ばすば状歯車を固定する工程を示す図で ある。 . ,
図 2 4 A及び図 2 4 Bはそれそ、れ遊星軸の両端の円錐面を支持するキヤリァ部材の修正 例を示す拡大断面図である。
図 2 5はポールべァリングのィンナレースがキヤリァ部材に圧入により固定された第十 の実施例の修正例を示す回転軸線に沿う断面図である。
図 2 6 A及び図 2 6 Bはそれぞれ本発明の回転 直線運動変換装置に於ける太陽軸変位 型の効率及ぴリング軸変位型の効率を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。 第一の実施例 図 1 A〜図 1 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第一の実施例を示しており、特に図 1 Aは 回転軸線に沿う断面にて第一の実施例を示す断面図であり、図 1 Bは第一の実施例の平歯の 歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 1 Cは第一の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
図 1 A〜図 1 Cに於いて、 1 0は遊星式回転一直線運動変換装置を全体的に示しており、 回転一直線運動変換装置 1 0は共通の回転軸線 1 2に沿って延在し互いに嵌合する太陽軸 1 4及びリング軸 1 6と、太陽軸 1 4とリング軸 1 6との間に配齄され回転軸線 1 2に平行 な回転軸線 1 8に沿って延在する四つの遊星軸 2 0とを有している。遊星軸 2 0は回転軸線 1 2の周りに 9 0 ° の角度にて互いに均等に隔置されている。
太陽軸 1 4の内端部 (図 1 Aの左端部) にはリング状の太陽歯車部材 2 2が圧入等の手段 により固定されており、太陽歯車部材 2 2は平歯の外歯を有している。 太陽軸 1 4の外端部 (図 1 Aの右端部) には回転軸線 1 2に平行で互いに平行な二つの平面部 2 4が設けられ、 図 1には示されていない他の部材 相対回転不能に 1つ往復動可能に連結されるようにな つている。 太陽軸 1 4の中央部には 3条の雄ねじ 2 6が設けられている。 太陽歯車部材 2 2 及び雄ねじ 2 6は回転軸線 1 2に沿って互いに隔置されている。
各遊星軸 2 0には太陽歯車部材 2 2と嚙み合う平歯の外歯車 2 8及び雄ねじ 2 6と螺合 する 1条の雄ねじ 3◦が設けられており、外歯車 2 8及ぴ雄ねじ 3 0は回転軸線 1 8に沿つ て互いに隔置されている。外歯車 2 8は太陽歯車部材 2 2よりも大きい軸線方向長さを有し、 これにより太陽軸 1 4が回転軸線 1 2に沿って遊星軸 2 0及ぴリング軸 1 6に対し相対的 に変位しても外歯車 2 8は太陽歯車部材 2 2との嚙み合いを維.持するようになっている。 各遊星軸 2 0は両端にて円環 ¾状のキャリア部材 3 2及ぴ 3 4により回転軸線 1 8の周 りに回転可能に支持されている。キャリア部材 3 2及び 3 4の外周面とリング軸 1 6の内面 との間には減摩リング 3 6が配設され、これによりキャリア部材 3 2及び 3 4はリング軸 1 6に対し相対的に回転軸線 1 2の周りに自由に 転し得るようになっている。またリング軸 1 6の内面には Cリング 3 8及び 4 0が固定され、.キャリア部材 3 2及ぴ 3 4はリング軸 1 6の内面に形成された段差部と Cリング 3 8及び 4 0との間に軸線方向に保持されている。 キヤリァ部材 3 2及ぴ 3 4は太陽歯車部材 2 2及ぴ太陽軸 1 4の外径よりも大きい内径を 有し、これにより太陽歯車部材 2 2及び太陽軸 1 4は回転軸線 1 2に沿ってキヤリァ部材 3 2及ぴ 3 4に対し相対的に変位し得るようになっている。
リング軸 1 6の二つの段差部の間の内面、即ち小径部の内面には遊星軸 2 0の外歯車 2 8 と嚙み合うリング歯車部材 4 2が圧入 の手段により固定されており、 リング歯車部材 4 2 は平歯の内歯を有している。またリング軸 1 6の小径部の内面には遊星軸 2 0の雄ねじ 3 0 と螺合する 5条の雌ねじ 4 4が設けられており、 リング歯車部材 4 2及ぴ雌ねじ 4 4は回転 軸線 1 8に沿って互いに隔置されている。
以上の説明より解る如く、 太陽歯車部材 2 2、 外歯車 2 8、 リング歯車部材 4 2は互いに 共働して第一の遊星歯車機構を構成しており、 それぞれはすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯 車、 はすば状リング歯車として機能する。 また雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4は互い に共働して第二の遊星歯車機構を構成しており、それぞれねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車として機能する。
ねじ状歯車としての雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4は互いに螺合し、 雄ねじ 2 6及 び雄ねじ 3 0は互いに逆方向のねじれ角を有し、雄ねじ 3 0及び雌ねじ 4 4は互いに同一方 向のねじれ角を有する。 雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4のピッチ、 圧力角、 モジユー ルは互いに等しい。 第一の実施例の回転一直線運動変換装置 1 0に於いては、 雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4の条数、 換: すれば回転軸線 2及ぴ 1 8に垂直な断面に於ける歯 数はそれぞれ 3、 1、 5であり、 従って差動歯数は 0である。
次にはすば状歯車としての太陽歯車部材 2 2、 外歯車 2 8、 リング歯車部材 4 2について 説明する。 一般に、 ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比と大きく離れて各平歯車の歯数比を 設定することはできない。 即ち歯車の転位により、 ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比に対 する各平歯車の歯数比の関係をある程度変化させることはできるが、各平歯車が余程大きな 歯丈を持たない限り大きな転位を実現することはできず、現実的にはねじ状歯車の基準ピッ チ円直径の比に対する各平歯車の歯数比のずれは 3 0 %以内に制限されると考えられる。 第一の実施例に於いては、 遊羞軸 2 0の外歯車 2 8の歯数は 9であり、 リング軸 1 6の雌 ねじ 4 4の歯数はねじ状歯車の雄ねじ 3 0及び雌ねじ 4 4の歯数比 1 : 5に対応する 4 5で ある。 またねじ状歯車の雄ねじ 2 6及び雄ねじ 3 0の歯数比は 3 : 1であるので、 太陽軸 1 4の太陽歯車部材 2 2の歯数が 2 7に設定されると、太陽歯車部材 2 2及び遊星軸 2 0の外 歯車 2 8の歯数比はねじ状歯車の雄ねじ 2 6及び雄ねじ 3 0の歯数比と同一になる。従って この場合には平歯車及ぴねじ状歯車は互いに同一の歯数比となり、平歯車及びねじ状歯車の 遊星歯車機構は、 回転伝達の各減速比が互いに一致し、 何れも回転伝達のみを行う遊星歯車 機構となり、 回転運動を直線運動に変換することができない。
これに対し第一の実施例に於いては、 太陽軸 1 4の太陽歯車部材 2 2の歯数は、 ねじ状歯 車の雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0の歯数比 3 : 1に対応する 2 7とは異なる 3 1である。 よつ て太陽歯車部材 2 2の差動歯数は 4であり、太陽歯車部材 2 2及び外歯車 2 8の歯数比は 3
1 : 9である。 これらの歯数比の差により、 リング軸 1 6が回転されると、 平歯車の遊星歯 車機構の太陽軸' 1 4の回転角度とねじ状歯車の遊星歯車機構の太陽軸 1 4の回転角度との 間に差が生じないよう太陽軸 1 4が遊星軸 2 0及ぴリング軸 1 6に対し相対的に回転軸線 1 2に沿って変位し、 これにより リング軸 1 6の回転運動が太陽軸 1 4の直線運動に変換さ れ'る。
一般に、平歯車の遊星歯車機構及びねじ状歯車の遊星歯車機構が何れも円滑に回転伝達を 行い得るためには、平歯車の遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の i とねじ状歯車の遊星歯車 機構の基準ピッチ円直径の比とができるだけ同一である'ことが好ましい。 しかし太陽歯車部. 材 2 2、外歯車 2 8、 リング歯車部材 4 2の歯数の比は 3 1 : 9 : 4 5であり、雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4の歯数の比 3 : 1 : 5とは異なる。
従って平歯車の遊星歯車機構の差動歯数を確保しつつ二つの遊星歯車機構の基準ピッチ 円直径の比ができるだけ同一になるよう、差動歯数が設定された太陽歯車部材 2 2と一体的 に回転する雄ねじ 2 6の基準ピッチ円直径をねじ状歯車の遊星歯車機構の歯数比に対応す る値より変更することにより、ねじ状歯車の遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の比をできる だけ平歯車の遊星歯車機構の歯数比に近づける。
具体的に述べるならば、 ねじ状歯車の遊星歯車機構の歯数比に'対応する雄ねじ 2 6、 雄ね じ 3 0、 雌ねじ 4 4の基準ピッチ円直径をそれぞれ 1 0 . 5、 3 . 5、 1 7 . 5とすると、 雄ねじ 3 0の基準ピッチ円直径が 1 0 . 6に増大変更されている。 .
従来技術では、 ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比は条数の比でなければならず、 太陽歯 車の基準ピッチ円直径のみを変更することはできなかった。 しかし本発明の回転一直線運動 変換装置 1 0は、 ねじ状歯車とはすば状歯車 (平歯車) の歯数比の差によって回転運動を直 線運動に変換する機構である。 よってねじ状太陽歯車の基準ピッチ円直径を変更しても、 ピ ツチ及びリード角が同一であれば変換される直線運動量は変わらない。
しかしねじ状太陽歯車の基準ピッチ円直径を変更すると、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽 歯車はリード角が互いに異なるねじ状歯車の嚙み合いとなる。従って第一の実施例のねじ状 歯車はリード角 (進み角) が異なる嚙み合いを許容するインポリュート歯形の歯を有してい る (この点は後述の第二の実施例についても同様である) 。
この第一の実施例の平歯車及ぴねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1 . 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2 . 基本歯数比 K = 3 3. ねじ状歯車の差動歯数 =0
4. 平歯車の差動歯数 =4
5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 3 : 1 : 5
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =31 : 9 : 45
7. 遊星軸の個数 =4
8. ピッチ =1
9. 進み量 = 0. 26 3
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径) '
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 = 3. 5、 リング歯車 = 1 7. 5
以上の説明より解る如く、 この第一の実施例によれば、 リング軸 1 6の回転運動を高い正 効率及ぴ高い変換解像度 (太陽軸 1 4の直線運動量に対するリング軸 1 6の回転運動量の 比) にて太陽軸 14の直線運動に変換することができる。
尚この第一の実施例の各歯車の歯数は上述の 「 (3) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 20の個幾 (4個) 及びはす 状遊星歯車である外歯車 28の歯数 (9) は上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充足 している。
またこの第一の実施例に於いては、 他の実施例に比して遊星軸 20の個数が少なく、 遊星 軸 20の間に十分な空間があるので、平板状のキヤリァ部材 3 2及ぴ 34に代えて後述の如 く平板状の二つのキヤリァ部材が遊星軸 20の間に配置される複数の連結部材により一体 的に連結された剛性の高い籠型のキヤリァ部材を使用することができ、また後述の如く籠型 の組立て治具を使用する回転一直線運動変換装置の組立てを容易に行うことができる。 この ことは後述の第四、 第七の実施 等についても同様である。
第二の実施例 図 2 A〜図 2 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転—直線運動変換装置の第二の実施例を示しており、特に図 2 Aは 回転軸線に沿う断面にて第二の実施例を示す断面図であり、図' 2 Bは第二の実施例の平歯の 歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 2 Cは第二の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。 尚図 2 A〜図 2 Cに於いて図 1 A〜図 1 Cに示された部材と同一の部材には図 1 A〜図 1 Cに於いて付 された符号と同一の符号が付されており、 このことは後述の他の実施例の図についても同様 である。
この第二の実施例は、 ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26.の差動歯数が 1に設定され、 はす ば状太陽歯車である太陽歯車部材 22の差動歯数が 1に設定され、遊星軸 20が 9個設けら れ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車である雄ねじ 26、 雄ねじ 30、 雌ねじ 44の歯数がそれぞれ 4、 1、 5であり、 はすば状太陽 車、 はすば状遊星歯車、 は すば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯車部材 42の歯数がそれ ぞれ 3 1、 10、 50であり、 リング軸 1 6の 1回転当りの太陽軸 14の進み量が一 0. 5 ' 56である点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成されており、 従って第一の実施例の 場合と同様に作動する。
この第二の実施例の平歯車及ぴねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及ぴねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 3 .
3. ねじ状歯車の差動歯数 = 1 '
4. 平歯車の差動歯数 = 1
5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =4 : 1 : 5
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 31 : 1 0 : 50
7. 遊星軸の個数 = 9
8. ピッチ =1
9. 進み量 =一 0. 556
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嗨み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 = 3. 5、 リング歯車 = 1 7. 5
尚この第二の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3) '遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 2 0の個数 (9個) 及ぴはすば状遊星歯車である外歯車 28の歯数 (1 0) は'上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状.遊星歯車の翁数との好ましい関係」 を充 足している。
またこの第二の実施例によれば、 リング軸 1 6の回転方向に対する太陽軸 14の直線運動 方向を上述の第一の実施例の場合とは逆方向にすることができ、また遊星軸の個数が 9個で あり多いので、 上述の第一の実施例の場合に比して耐荷重性に優れ、 高いトルクの伝達及ぴ 変換が可能である。 第三の実施例
図 3 A〜図 3 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第三の実施例を示しており、特に図 3 Aは 回転軸線に沿う断面にて第三の実施例を示す断面図であり、図 3 Bは第三の実施 の平歯の 歯車より る第一の遊 歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 3 Cは第三の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第三の実施例は、ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26及びねじ状遊星歯車である雄ねじ 30が互いに同一方向のねじれ角を有し、ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26の差動歯数が一 8に設定され、 はすば状太陽歯車である太陽歯車部材 22の差動歯数が 1に設定され、 遊星 軸 20が 9個設けられ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車である雄ねじ 2 6、 雄ねじ 30、 雌ねじ 44の歯数がそ ぞれ一 5、 1、 5であり、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯車 部材 42の歯数がそれぞれ 3 1、 1,0、 50であり、 リング軸 1 6の 1回転当りの太陽軸 1 4の進み量が— 5である点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成されており、 従って第 一の実施例の場合と同様に作動する。
この第三の実施例の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は同一方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 3
3. ねじ状歯車の差動歯数 =_ 8
4. 平歯車の差動歯数 = 1 .
5. ねじ状.歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =— 5 : 1 : 5
6. 羊歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 31 : 1 0 : 50
7. 遊星軸の個数 = 9
8. ピッチ =1 ,
9. 進み量 =— 5
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 =3. 5、 リング歯車 = 1 7. 5
尚この第三の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 20の個数 (9個) 及びはすば状遊星歯車である外歯車 28の歯数 (1 0) は上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充 足している。 .
またこの第三の実施例によれば.、 リング軸 1 6の回転運動量に対する太陽軸 14の直線運 動量の比を他の実施例の場合に比して高くすることができ、正劾率及び逆効率の何れも高く、 太陽軸 14の直線連動を高い効率にてリング軸 1 6の回転運動に変換することができる。ま た第二の実施例の場合と同様、 遊星軸の個数が 9個であり多いので、 上述の第一の実施例の 場合に比して耐荷重性に優れ、 高いトルクの伝達及び変換が可能である。
第四の実施例 ' 図 4 A〜図 4 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第四の実施例を示しており、特に図 4 Aは 回転軸線に沿う断面にて第四の実施例を示す断面図であり、図 4 Bは第四の実施例の平歯の 歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 4 Cは第四の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第四の実施例は、 ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26の差動歯数が 1に設定され、 はす ば状太陽歯車である太陽歯車部材 22の差動歯数が 0に設定され、遊星軸 20が 9個設けら れ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車である雄ねじ 26、 雄ねじ 30、 雌ねじ 44の歯数がそれぞれ 4、 1、 5であり、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 は すば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯卓部材 42の歯数がそれ ぞれ 27、 9、 45であり、 リング軸 1 6の 1回転当りの太陽軸 1 4の進み量が一 0. 6 2 5である点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成されており、 従って第一の実施例の場 合と同様に作動する。
この第四の実施例の平歯車及ぴねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 3 ,
3.. ねじ状歯車の差動歯数 = 1
4. 平歯車の差動歯数 =0
5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =4 : 1 : 5
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 27 : 9 : 45
7. 遊星軸の個数 = 9 8 . ピッチ = 1
9 . 進み量 0 . 6 2 5
1 0 . ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0 . 5、 遊星歯車 = 3 . 5、 リング歯車 = 1 7 . 5
尚この第四の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3 ) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足しているが、 遊星軸 2 0の個数 (9個) 及ぴはすば状遊星歯車である外歯車 2 8の歯数 ( 9 ) は上述の 「 (6 ) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充足 していない。
従ってはすば状遊星歯車である外歯車 2 8は互いに同一の位相ではすば状太陽歯車であ る太陽歯車部材 2 2及びはすば状リング歯車であるリング歯車部材 4 2と嚙み合う。そのた め外歯車 2 8の歯の当たりが同位相となり、 頂げきによってクリアランスを設けても、 歯底 及ぴ歯先の当たりが常 発生する。 よって伝達トルクの変動 (トルクリ ップル) が大きく、 偏当りによる摩耗等が発生し易い。 歯底及び歯先のク.リアランスを保持するには、 遊星軸の 中心間距離を精度良く一定に保つ必要があり、従ってこの第四の実施例の場合にはベアリン グ等により太陽軸 1 4とキヤリァ部材 3 2及び 3 4との間及ぴリング軸 1 6とキャリア部 材との間の位置関係が良好に維持されることが好ましい。
またこの第四の実施例によれば、 リング軸 1 6の回転方向に対する太陽軸 1 4の直線運動 方向を上述の第一の実施例の場合とは逆方向にすることができ、 また遊星軸の個数が 9個で あり多いので、 上述の第一の実施例の場合に比して耐荷重性に優れ、 高いトルクの伝達及ぴ 変換が可能である。 .
第五の実施例 図 5 A〜図 5 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第五の実施例を示しており、特に図 5 Aは 回転軸線に沿う断面にて第五の実施例を示す断面図であり、図 5 Bは第五の実施例の平歯の 齒車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 5 Cは第五の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第五の実施例は、 基本歯数比が 4に設定され、 ねじ状太陽歯車である雄ねじ 2 6の差 動歯数が 1に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材 2 2の差動歯数が一 1に設定 され、 遊星軸 2 0が 1 1個設けられ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車 である雄ねじ 26、 雄ねじ 30、 雌ねじ 44の歯数がそれぞれ 5、 1、 6であり、 はすば状 太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯車部材 42の歯数がそれぞれ 39、 10、 60であり、 リング軸 1 6の 1回転当り の太陽軸 14の進み量が一0. 6 67である点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成さ れており、 従って第一の実施例の場合と同様に作動する。
この第五の実施例の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 4
3. ねじ状歯車の差動歯数 = 1
4. 平歯車の差動歯数 =一 1
5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 5 : 1 : 6
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 3 9 : 1 0 : 60
7. 遊星軸の個数 = 1 1 '
8. ピッチ =1
9. 進み量 =— 0. 6 6 7
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 = 3. 5、 リング歯車 = 1 7. 5
尚この第五の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 20の個数 (1 1個) 及びはすば状遊星歯車である外歯車 28の歯 数 (1 0) は上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を 充足してい'る。
特にこの第五の実施例は、基本歯数比 Κを 4に設定することにより太陽軸 14を太く して も本発明の遊星式回転一直線運動変換装置を構成し得ることを示している。太陽軸 14を太 くすると、 遊星軸 20の数を多くすることができると共に、 遊星軸の径を相対的に小さくす ることができるので、 リング軸 1 6の外径に対する太陽軸 1 4の径の比を大きくすることが できる。 従ってリング軸 1 6の外径が同一の場合についてみると、 他の実施例に比して太陽 軸 14の径を大きく してその剛性を高くすることができ、 これにより伝達し得るトルクも大 きくすることができ、 逆に太陽軸 14の外径が同一の場合についてみると、 他の実施例に比 してリング軸 1 6の外径を小さくすることができ、従ってこの第五の実施例によれば小型で 高強度の遊星式回転一直線運動変換装置を構成することができる。
第六の実施例
図 6 A〜図 6 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転—直線運動変換装置の第六の実施例を示しており、特に図 6 Aは 回転軸線に沿う断面にて第六の実施例を示す断面図であり、図 6 Bは第六の実施例の平歯の 歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 6 Cは第六の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第六の実施例は、 ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26の差動歯数が— 1に設定され、 は すば状太陽歯車である太陽歯車部材 22の差動歯数が一 2に設定され、遊星軸 20が 7個設 けられ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車である雄ねじ 26、 雄ねじ 3
0.雌ねじ 44の歯数がそれぞれ 2、 1、 5七あり、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯車部材 42の歯数がそ れぞれ 25、 9、 45であり、 リン.グ軸 1 6の 1回転当りの太陽軸 14の進み量が 0. 5で ある点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成されており、 従って第一の実施例の場合と 同様に作動する。
この第六の実施例の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 3
3. ねじ状歯車の差動歯数 =一 1
4. 平歯車の差動歯数 =一 2 .
5. ねじ状.歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =2 : 1 : 5
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =25 : 9 : 45
7. 遊星軸の個数 = 7
8. ピッチ =1 ,
9. 進み量 =0. 5
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 = 3. 5、 リング歯車 = 1 7. 5
尚この第六の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 20の個数 (7個) 及びはすば状遊星歯車である外歯車 28の歯数 (9) は上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充足 している。 .
またこの第六の実施例の構造は前述の特開平 1 0— 1 96 7 5 7号公報に記載された構 造に近似している。 しかしこの第六の実施例の構造及び作動は前述の特開平 1 0 _ 1 96 7
57号公報に記載されたものと異なるので、太陽軸 1 4の進み量は他の実施例の場合と同様 ねじ状歯車の歯数とはすば状歯車の歯数比とピッチとのみにより決定され、ねじ状歯車の条 数が特開平 1 0— 1 96 75 7号公報に記載された構造の場合と'同一であっても、太陽軸 1
4の進み量は特許文献 1に記載された構造の場合と異なる。
第七の実施例 図 7 A〜図 7 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成され た本発明による遊星式回転一直線運動変換 置の第七の実施例を示してお.り、特に図 7 Aは 回転軸線に沿う断面にて第七の実施例を示す断面図であり、図 7 Bは第七の実施例の平歯の 歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す 断面図であり、 図 7 Cは第七の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第七の実施例は、 基本歯数比が 5に設定され、 ねじ状太陽歯車である雄ねじ 26の差 動歯数が 1に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材 22の差動歯数が 3に設定さ れ、 遊星軸 20が 5.個設けられ、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車であ る雄ねじ 26、 雄ねじ 30、 雌ねじ 44の歯数がそれぞれ 1 1、 2、 14であり、 はすば状 太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車である太陽歯車部材 22、 外歯車 28、 リング歯車部材 42の歯数がそれぞれ 58、 1 1、 7 7であり、 リング軸 1 6の 1回転当り の太陽軸 1.4の進み量が一 0. 259である点を除き、 上述の第一の実施例と同様に構成さ れており、 従って第一の実施例の場合と同様に作動する。
この第七の実施例の平歯車及ぴねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1. 太陽軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2. 基本歯数比 K= 5
3. ねじ状歯車の差動歯数 = 1
4. 平歯車の差動歯数 = 3
5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 1 1 : 2 : 14
6. 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) =58 : 1 1 : 7 7 7 . 遊星軸の個数 = 5 .
8 . ピッチ = 1
9 . 進み量 =— 0 . 2 5 9
1 0 . ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嚙み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0 ., 5、 遊星歯車 = 3 . 5、 リング歯車 = 1 7 . 5
尚この第七の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3 ) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 2 0の個数 (5個) 及びはすば状遊星歯車である外歯車 2 8の歯数 ( 1 1 ) は上述の 「 (6 ) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充 足している。
この第七の実施例によれば、 ねじ状遊星歯車である雄ねじ 3 0の歯数が 2 (条数が 2条) であり、 ねじ状歯車の差動歯数は 1であり、従って他の実施例の場合に比してねじ状歯車の ねじれ角を大きくする とができ、これによりねじ状歯車の回転伝達を強固なものにするこ とができる。
またこの第七の実施例によれば、 ねじ状歯車の差動歯数が 1に設定され、 はすば状歯車の 差動歯数が 3に設定されることにより、 二種類の歯車の歯数比が近くなり、 これにより他の 実施例の場合に比して太陽軸 1 4の進み量を小さくし、非常に高い変換解像度にてリング軸
1 6の回転運動を太陽軸 1 4の直線運動に変換することができる。
第八の実施例
図 8 A及ぴ図 8 Bは太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構成さ れた本発明による遊星式回転—直線運動変換装置の第八の実施例を示しており、特に図 8 A は回転軸線.に沿う断面にて第八の実施例を示す断面図であり、図 8 Bは第八の実施例の平歯 の歯車よりなる第一の ¾星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示 す断面図である。
この第八の実施例に於いては、太陽軸 1 4にねじ.状太陽歯車としての雄ねじ 2 6が設けら れ、その軸線方向両側にはすば状太陽歯車としての二つの平歯の外歯車 5 0及び 5 2が設け られている。 外歯車 5 0及ぴ 5 2は太陽軸 1 4に直接形成されていてもよく、 また太陽歯車 部材 2 2と同様の歯車部材が太陽軸 1 4に圧入等により固定されることにより形成されて いてもよい。
またこの第八の実施例に於いては、太陽軸 1 4が回転されるとリング軸 1 6が直線運動す るので、上述の第一乃至第七の実施例の如く太陽軸 1 4の一端に平面部 2 4が設けられるの ではなく、 リング軸 1 6の外周面に回転軸線 1 2に平行で.互いに平行な二つの平面部 5 4が 設けられ、図 8 A及ぴ図 8 Bには示されていない俾の部材に相対回転不能に且つ往復動可能 に連結されるようになっている。 '
各遊星軸 2 0にほねじ状遊星歯車としての 1条の雄ねじ 3 0が設けられ、雄ねじ 3 0の軸 線方向両側には雄ねじ 3 0と同一のねじれ角及びピッチを有し雄ねじ 2 6と螺合する雄ね じとしての機能及ぴそれぞれ外歯車 5 0、 5 2と嚙み合う平歯の外歯車としての機能の両方 の機能を果たす両歯部 5 6及ぴ 5 8が設けられている。
図 8 A及び図 8 Bには示されていないが、各遊星軸 2 0の両端部はキヤリア部材 3 2及び 3 4と同様のキヤリァ部材により回転軸線 1 8の周りに回転可能に支持されている。但しこ の第八の実施例に於けるキヤリァ部材は、各遊星軸 2 0が太陽軸 1 4に対し相対的に軸線方 向へ変位しないよう、 Cリング等により太陽軸 1 4に対し取り付けられている。 尚この第八 の実施例に於いては、後述の如く各遊星軸 2 0が太陽軸 1 4及びリング軸 1 6に対し適正な 位置関係に維持されるので、 キヤリァ部材が省略されてもよい。
リング軸 1 6の図 8 Aの左側の大径部の内面 は遊星軸 2 0の両歯部 5 6と嚙み合うリ ング歯車部材 4 2が圧入等の手段により固定されており、 リング歯車部材 4 2は平歯の内歯 を有している。 またリング軸 1 6の小径部の内面には遊星軸 2 0の雄ねじ 3 0及び両歯部 5 6、 5 8と螺合する 5条の雌ねじ 4 4が設けられている。 この第八の実施例に於いては、 太 陽軸 1 4が回転されることにより リング軸 1 6が太陽軸 1 4及び遊星軸 2 0に対し相対的 に直線運動するので、 リング軸 1 6の直線運動範囲は遊星軸 2 0の両歯部 5 6とリング歯車 部材 4 2との嚙み合いが維持される範囲に制限される。
またこの第八の実施例に於いては、太陽軸 1 4と遊星'軸 2 0との間に於いては回転伝達の みが行われそれらの間に軸線方向の相対変位が発生しないよう、また遊星軸 2 0とリング軸
1 6との間に於いては回転伝達が行われると共にそれらの間に軸線方向の相対変位が発生 するよう、 各平歯及びねじ状歯車の歯数が設定されている。 具体的にはねじ状太陽歯車、 ね じ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車である雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4の歯数は 3、
1、 6であり、 はすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車である外歯車 5
0及ぴ5 2、 両歯部 5 6及ぴ 5 8、 リング歯車部材 4 2の歯数は 3 0、 1 0、 5 1である。 この第八の実施例に於いても、 軸線方向の荷重によってねじ状歯車に摩擦損失が発生し、 ねじ状歯車の嚙み合いの界面に於いて軸線方向の変位力に変換される。 この場合ねじ状歯車 にはねじ状歯車の進み角に垂直な方向へ倒れさせようとする力が作用する。従って平歯車と ねじ状歯車とが軸線方向に互いに隔置された状態にて設けられている場合には、太陽軸 1 4、 遊星軸 2 0、 リング軸 1 6の平歯車及ぴねじ状歯車には回転伝達駆動力に加えて軸線方向荷 重に応じたねじり応力が必ず発生する。 . このねじり応力による遊星軸 2 0の好ましからざる変位を抑制し、回転伝達をスムーズに 行わせるべく、第八の実施例に於いては太陽軸及び遊星軸についてねじ状歯車の軸線方向両 側に平歯の嚙み合い部が設けられている。 ねじり応力に.よって発生する変位には、 遊星軸自 体のねじり変位及ぴ遊星軸が太陽軸の周りに傾斜して倒れる変位があり、ねじ状歯車の軸線 方向両側に平歯の嚙み合い部が設けられた第八の実施例の構造によれば、 これら二つの何れ の好ましからざる変位をも効果的に抑制す^)ことができる。
尚図示の第八の実施例に於いては、 リング軸 1 6にはスペースの都合上両歯部 5 8と嚙み 合うリング歯車部材は設けられていないが、両歯部 5 8と嚙み合うリング歯車部材 4 2と同 様のリング歯車部材が設けられ、遊星軸 2 0の好ましからざる変位が一層効果的に抑制され るよう修正されてもよい。
またこの第八の実施例に於いては、各遊星軸 2 0はそれらの両端部に両歯部 5 6及び 5 8 を有し、上述の第一の実施例乃至 7に於ける外歯車 2 8に対応する平歯の外歯車を有してい ない。従って遊星軸 2 0を転造により切削加工に比して容易に且つ ¾廉に且つ高精度に製造 することができる。また転造によれば切削加工に比して歯面の表面粗さを低くすると共に歯 面の表面硬さを高くすることができる。更に全ての遊星軸 2 0に於いて雄ねじ 3 0の位相と 平歯の歯車の位相との関係が同一でなければならないが、転造によれば雄ねじ 3 0及び平歯 の歯車として機能する両歯部 5 6及び 5 8を同時に加工することができ、従って切削加工の 場合に比して二種類の歯車の位相を全ての遊星軸に於いて確実に且つ容易に同一にするこ とができる。 .
. この第八の実施例の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
1 . リング軸変位型で、 ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
2 . 基本歯数比 K = 3
3 . ねじ状歯車の差動歯数- 1
4 . 平歯車の差動歯数 = 1 5. ねじ状歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 3 : 1 : 6
6 · 平歯車の歯数比 (太陽:遊星: リング) = 30 : 1 0 : 5 1
7. 遊星軸の個数- 9
8. ピッチ =1
9. 進み量 = 0. 33 33
1 0. ねじ状歯車の基準ピッチ円直径 (嗨み合いピッチ円直径)
太陽歯車 = 1 0. 5、 遊星歯車 = 3. 5、 リング歯車 = 1 '7. 5
' 尚この第八の実施例の各歯車の歯数も上述の 「 (3) 遊星軸の配置可能個数」 の条件を充 足している。 また遊星軸 20の個数 (9個) 及びはすば状遊星歯車である両歯部 56及び 5
8の歯数 (1 0) は上述の 「 (6) 遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関 係」 を充足している。 .
第九の実施例 図 9 A及び図 9 Bは第二の実施例の修正例として椿成された本発明による遊星式回転一 直線運動変換装置の第九の実施例を示しており、特に図 9 Aは回転軸線に沿う断面にて一部 ハッチングを省略して第九の実施例を示す断面図であり、図 9 Bは第九 p実施例の太陽軸の 要部を示す右側面図である。
との第九の実施例に於いては、各遊星軸 20の外歯車 28とは反対側の端部に第八の実施 例の両歯部 58と同様の両歯部 58が設けられており、 リング軸 1 6のリング歯車部材 42 とは反対側の端部に平歯の内歯を有しリング歯車部材 4 2よりも短い軸線方向長さを有す るリング歯車部材 60が設けられている。両歯部 58は太陽軸 14の雄ねじ 26と嚙み合う と共にリング歯車部材 60と嚙み合っている。 この第九の実施例の他の点は上述の第二の実 施例と同様に構成されており、従って平歯車及びねじ状歯車の仕様も第二の実施例と同一で ある。
かく してこの第九の実施例によれば、各遊星軸 2,0はそれらの両端部にリング軸 1 6と平 歯の嚙み合い部を有するので、 第八の実施例の場合と同様、 太陽軸 14と各遊星軸 20とリ ング軸 1 6との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する遊星軸 20の好 ましからざる変位を効果的に抑制することができる。
またこの第九の実施例によれば、各遊星軸 20はそれらの両端部にリング軸 1 6と平歯の 嚙み合い部を有するが、二つの平歯の嚙み合い部の一方は両歯部 58により郭定されている ので、遊星軸 2 0をその両歯部 5 8の側の端部より太陽軸 1 4とリング軸 1 6との間にねじ 込むことにより太陽軸 1 4とリング軸 1 6との間の所定の位置に組み込むことができ、従つ て二つの平歯の嚙み合い部の両方が平歯の外歯車により郭定される構造の場合に比して、回 転一直線運動変換装置の組み立てを容易に行うことができる。 ·
また一般に、平歯の歯車として互いに嚙み合う一対の歯車の一方が両歯部である場合には、 互いに嚙み合う一対の歯車の両者が純粋の平歯車である場合に比して、歯の接触面積が小さ く、 そのためヘルツ応力が高くなる。 第九の実施例によれば、 各遊星軸 2 0はそれらの両端 部にリング軸 1 6に対する二つの平歯の嚙み合い部を有^ Tるが、二つの平歯の嚙み合い部を 郭定する他方の歯車は外歯車 2 8であり、 これは純粋の平歯車であるので、 例えば第八の実 施例や後述の第十の実施例の場合の如く、二つの平歯の嚙み合い部が何れも両歯部により郭 定される構造の場合に比して、 平歯の嚙み合い部のへルツ応力を低下させることができる。
第十の実施例 図 1 0 A及び図 1 0 Bは第九の実施例の修正例とレて構成された本発明による遊星式回 転一直線運動変換装置の第十の実施例を示しており、特に図 1 O Aは回転軸線に沿う断面に て一部ハッチングを省略して第十の実施例を示す断面図であり、図 1 0 Bは第十の実施例の 太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第十の実施例に於いては、各遊星軸 2 0は上述の第八の実施例の場合と同様それらの 両端部に両歯部 5 6及ぴ 5 8を有し、第九の実施例の外歯車 2 8が^歯部 5 6に置き換えら れた形態をなしている。
かく してこの第十の実施例によれば、 上述の第八及び第九の実施例の場合と同様、 太陽軸 1 4と各遊星軸 2 0とリング軸 1 6との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に 起因する遊星軸 2 0の好ましからざる変位を効果的に抑制することができると共に、上述の 第八の実施例の場合と同様、転造により遊星軸 2 0を容易に且つ低廉に且つ高精度に製造す ることができる。 ,
尚この第十の実施例の他の点は上述の第二及び第九の実施例と同様に構成されており、従 つて平歯車及びねじ状歯車の仕様も第二の実施例と同一である。
第■! -ーの実施例 図 1 1 A及び図 1 1 Bは第十の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回 転一直線運動変換装置の第十一の実施例を示しており、特に図 1 1 Aは回転軸線に沿う断面 にて一部ハッチングを省略して第十一の実施例を示す断面図であり、図 1 1 Bは第十一の実 施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。 .
この第十 の実施例に於いては、太腸軸 1 4の雄ねじ 2 6に対し太陽歯車部材 2 2とは反 対の側に太陽歯車部材 2 2と同様の平歯の太陽歯車部材 6 2が設けられ、太陽歯車部材 6 2 は太陽軸 1 4に圧人により固定されている。また両歯部 5 8及びこれに嚙み合うリング歯車 部材 6 0の軸線方向長さが上述の第十の実施例の場合よりも長く設定されている点を除き、 リング軸 1 6及ぴ遊星軸 2 0は上述の第十め実施例の場合と同様'に構成されており、太陽歯 '車部材 6 2は各遊星軸 2 0の両歯部 5 8と嚙み合っている。
換言すれば、第 ~( ^一の実施例は第十の実施例の構造に太陽歯車部材 6 2が付加された形態 をなし、 雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4により構成される第二の遊星歯車機構 (ねじ 状歯車の遊星歯車機構) の軸線方向両側に二つの第一の遊星歯車機構(平歯車の遊星歯車機 構) が設けられ、 一方の第一の遊星歯車機構は太陽歯車部材 2 2、 両歯部 5 6、 リング歯車 部材 4 2により構成され、 他方の第一の遊星歯車機構は太陽歯車部材 6 2、 両歯部 5 8、 リ ング歯車部材 6 0により構成された構造を有している。
かくしてこの第十一の実施例によれば、上述の第一乃至第十の実施例.に比して太陽軸 1 4 と遊星軸 2 0とリング軸 1 6 との間の回転伝達を一層確実に且つ円滑に行わせて回転運動 と直線運動との間の運動変換を確実に且つ円滑に行わせることができ、また太陽軸 1 4と各 遊星軸 2 0とリング軸 1 6との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する 遊星軸 2 0の好ましからざる変位を一層効果的に抑制することができ、更には上述の第八の 実施例及び 1 0の場合と同様、転造により遊星軸 2 0を容易に且つ低廉に且つ高精度に製造 することが'できる。
尚この第十一の実施例の他の点は上述の第二及び第九の実施例と同様に構成されており、 従って平歯車及ぴねじ状歯車の仕様も第二の実施例と同一である。
またこの第十一の実施例に於いて両歯部 5 8及ぴリング歯車部材 6 0の軸線方向長さが 上述の第十の実施例の場合よりも長く設定されているのは、二つの第一の遊星歯車機構 (平 歯車の遊星歯車機構) が設けられていることの効果を確保するためには、運動変換により太 陽軸 1 4が遊星軸 2 0及ぴリング軸 1 6に対し相対的に回転軸線 1 2に沿って変位しても、 両歯部 5 8と太陽軸 1 4の雄ねじ 2 6との嚙み合いが維持されなければならないからであ る。 第十二の実施例 図 1 2 A〜図 1 2 Cは第二の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回転 一直線運動変換装置の第十二の実施例を示しており、特に図 1 2 Aは回転軸線に沿う断面に て第十二の実施例を示す断面図であり、図 1 2 Bは第十二の実施例の平歯の歯車よりなる第 一の遊星 ¾車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図であり、図 1 2 Cは第十二の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第十二の実施例は、 上述の第二の実施例に於ける太陽歯車 ¾5材 2 2、 外歯車 2 8、 リ ング歯車部材 4 2の歯形が平歯ではなく歯のねじれ角が 1 0 ° の 「はすば」 に置き換えられ た形態をなしており、 従って上述の第二の実施例の場合に比して太陽歯車部材 2 2、 外歯車 2 8、 リング歯車部材 4 2の間の回転伝達を上述の第二の実施例の場合に比して円滑に行わ せることができる。
一般に、 はすばの遊星歯車は太陽歯車、 遊星歯車、 リング歯車の歯がねじれ角を有するの で、 平歯の遊星歯車に比して組み立てが困難であり、 .ねじれ角が 2 5 ° 以下でなければはす ばの遊星歯車の組み立てができない。従ってこの第十二の実施例に於ける太陽歯車部材 2 2、 外歯車 2 8、 リング歯車部材 4 2の歯のねじれ角は 2 5 ° 以下、 好ましくは 1 5 ° 以下、 更 に好ましくは 1 0 ° 以下に設定される。
尚この第十二の実施例の他の点は上述の第二の実施例と同様に構成されており、従って平 歯車及びねじ状歯車の仕様も第二の実施例と同一である。 また上述の如く、 リング軸 1 6の 回転運動が太陽軸 1 4の直線運動に変換される際の進み量はねじ状歯車の歯数、はすば歯車 の歯数及びピッチのみにより決定され、 はすば歯車の歯のねじれ角には依存しないので、 進 み量も第二の実施例の場合と同一である。
また図示の第十二の実施例に於いては、それぞれ一 の第一及び第二の遊星歯車機構が設 けられ、 第一の遊星歯車機構がはすばの遊星歯車機構に設定されているが、 上述の第" } ^一の 実施例の場合の如く、第二の遊星歯車機構の両側に第一の遊星歯車機構が設けられた構造に 於いて、 両者の第一の遊星歯車機構がはすばの遊星歯車機構に設定されてもよい。 但しその 場合には太陽軸 1 4及ぴリング軸 1 6のはすば歯車が同一の速度にて遊星軸 2 0のはすば 歯車に嚙み合わせて組み付けられなければならないので、 この実施例の場合よりも回転—直 線運動変換装置の組み立てが困難になる。
第十三の実施例 図 1 3 ~図1 3 Cはリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成 された本発明による遊星式回転一直線運動変換装置の第十三の実施例を示しており、特に図
1 3 Aは回転軸線に沿う断面にてハッチングを省略して第十三の実施例を示す断面図であ り、図 1 3 Bは第十三の実施例の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直 な断面にてハッチングを省略して示す断面図であり、図 1 3 Cは回転軸線に沿う断面にてハ ツチングを省略して第十三の実施例のリング軸を示す断面図である。
この第十三の実施例に於いては、太陽軸 1 4には第十二の実施例に於ける太陽歯車部材 2 2のはすば歯車としての機能及びねじ状歯車である雄ねじ 2 6としての機能の両方の機能 を果たす両歯部 6 4が設けられている。 尚両歯部 6 4のはすば歯車及びねじ状歯車としての 歯の諸元仕様は第十二の実施例の場合と同一である。
また第十三の実施例に於いては、各遊星軸 2 0にはその全体に亘り第十二の実施例に於け る外歯車 2 8のはすば歯車としての機能及びねじ状歯車である雄ねじ 3 0としての機能の 両方の機能を果たす両歯部 6 6が設けられている。 尚両歯部 6 6のはすば歯車及ぴねじ状歯 車としての歯の諸元仕様も第十二の実施例の場合と同一である。
従.つて各遊星軸 2 0ははすば歯車としての機能及ぴ雄ねじ 3 0としての機能の両方の機 能を果たす多数の凸部を有し、太陽軸 1 4は両歯部 6 4が設けられた領域に遊星軸 2 0の凸 部を受け入れる.ことによりはすば歯車としての機能及び雄ねじ 2 6としての機能の両方の 機能を果たす多数の凹部を有し、太陽軸 1 4及び各 ¾星軸 2 0は回転軸線 1 2に垂直な断面 で見てィンボリュ一ト歯車の歯形をなしている。
上述の第九乃至第十一の実施例の場合と同様、 リング軸 1 6の内面には回転軸線 1 2に沿 つて互いに隔置された状態にてリング歯車部材 4 2及び 6 0が圧入により固定されている が、 リング歯車部材 4 2及び 6 0の歯ははすばであり、 リング歯車部材 4 2及ぴ 6 0は各遊 星軸 2 0の両端部と嚙み合っている。
またキャリア部材 3 2及び 3 4に対し遊星軸 2 0とは反対の側にはボールべァリング 6
8及び 7 0が設けられている。ボールベアリング 6 8及ぴ 7 0のァウタレースはそれぞれ C リング 3 8 A及び 4 O Aにより変位しないようリング軸 1 6の内面に固定されており、ポー ルベアリング 6 8及び 7 0のィンナレースの内面は太陽軸 1 4の往復動を許すよう太陽軸
1 4の外面より僅かに隔置されている。
かく してこの第十三の実施例によれば、 すば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リ ング歯車として機能する第一の遊星歯車機構及ぴねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状 リング歯車として機能する第二の遊星歯車機構のうち、第一及ぴ第二の遊星歯車機構のはす ば状太陽歯車とねじ状太陽歯車及びはすば状遊星歯車とねじ状遊星歯車とが同一の軸線方 向の領域に設けられており、各遊星軸 2 0の両歯部 6 6をそれらの全長に亘り太陽軸 1 4の 両歯部 6 4と嚙み合わせることができ、従って太陽軸 1 4及ぴ遊星軸 2 0のねじ状歯車の嚙 み合い界面に発生するねじれや倒れを誘発する力を、回転軸線 1 2に垂直な同一の断面に於 いて互いに隣接する平歯の嚙み合いによって担持することができ'、これにより上述の第九乃 '至第十一の実施例の場合と同様、遊星軸 2 0のねじれ変位を効果的に抑制することができる。
またはすば状歯車が平歯の歯車である場合には、平歯の歯車に於いて発生したねじり応力 がねじ状歯車へ反力として伝達されるが、この第十三の実施例のはすば状歯車ははすばの歯 車であるので、ねじり応力による不要な力の発生を確実に且つ効果的に低減することができ る。 周知の如く、 歯車の嚙み合いの界面に於いては必ずすベり摩擦と転がり摩擦が混在し、 摩擦損失は歯圧に比例する。 第十三の実施例によれば.、二種類の歯の嚙み合いに於ける歯圧 を低減することができるので、 上述の他の実施例に比して摩擦損失を低減し、 これにより太 陽軸 1 4と遊星軸 2 0との間の伝達効率を向上させることができる。
ただし、各遊星軸 2 0はそれらの両端部にてはすばのリング歯車部材 4 2及び 6 0と嚙み 合うので、 回転—直線運動変換装置の組み立てに際し、 リング歯車部材 4 2及ぴ 6 0は互い に等速にてリング軸 1 6に圧入されなければならない。
またこの第十三の実施例によれば、各遊星軸 2 0の両歯部 6 6はそれらの全長に亘り太陽 軸 1 4の両歯部 6 4と嚙み合うので、両歯部 6 4の回転軸線 1 2に沿う方向の範囲を大きく することにより、遊星軸 2 0及びリング軸 1 6に対する太陽軸 1 4の直線運動距離を大きく することができ、太陽軸 1 4の直線運動距離が遊星軸 2 0の平歯又ははすばの外歯車 2 8な どの軸線方向の長さに制限される上述の他の実施例の場合に比して、 リング軸 1 6の同一の 軸線方向長さについて見て太陽軸 1 4の直線運動距離を大きぐすることができ、逆に太陽軸 1. 4の同一の直線運動距離について見てリング軸 1 6の軸線方向長さを小さくすることが できる。
またこの第十三の実施例によれば、各遊星軸 2 0にはその全体に亘り両歯部 6 6が設けら れているので、はすば状歯車又は両歯部とねじ状歯車とを有する上述の他の実施例の場合に 比して、 転造により遊星軸 2 0を容易に且つ低廉に製造することができ、 またはすば状歯車 又は両歯部とねじ状歯車との間の歯の位相の精度が問題となることもない。
同様に、太陽軸 1 4も両歯部 6 4のみが設けられればよく、別体のはすば状歯車を圧入に より太陽軸 1 4に固定する工程も不要であり、両歯部 6 4を転造により容易に形成可能であ るので、別体のはすば状歯車が圧入により太陽軸 1 4に固定されることが必要な上述の他の 実施例の場合に比して、. 太陽軸 1 4を容易に且つ低廉に製造することができる。
また太陽軸 1 4の両歯部 6 4は太陽軸の粗材の表面に転造により凹状の歯形を加工する ことにより形成可能であるが、各凹状部の間の部分が盛り上がり 転造後の両歯部 6 4の外 面は面粗度が高く高精度に平坦な円筒面にならない。 しかし転造後の太陽軸の外面をセンタ レス研磨することにより容易に且つ能率よく太陽軸の外面を高精度に平坦な円筒面にする ことができる。
更にこの第十三の実施例によれば、各遊星'軸 2 0の軸線方向両側にボールべァリング 6 8 及び 7 0が設けられているので、太陽軸 1 4とリング軸 1 6との間にそれらを互いに他に対 し傾斜させる応力が作用しても、 その応力を担持する.ことができ、従って傾斜応力に起因す る過大な荷重が各歯車の嚙み合い部に作用し歯圧が増大することを防止することができ、ま た太陽軸 1 4は両歯部 6 4及び各遊星軸 2 0の両歯部 6 6の歯先と歯底との間に所定のク リアランスを確実に確保して太陽軸 1 4、遊星軸 2 0、 リング軸 1 6の円滑な回転を確保す ることができる。
第十四の実施例 図 1 4 A〜図 1 4 Cは第十三の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回 転一直線運動変換装置の第十四の実施例を示しており、特に図 1 4 Aは回転軸線に沿う断面 にてハッチ.ングを省略して第十四の実施例を示す断面図であり、図 1 4 Bは第十四の実施例 の軸線方向中央部を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図であり、図 1 4 Cは第十四の実施例の太陽軸の要部を示す右側面図である。
この第十四の実施例に於いては、上述の第十三の.実施例に於.ける太陽軸 1 4の両歯部 6 4 のはすばの歯形が平歯の歯形に変更され、各遊星軸 2 0の両歯部 6 6のはすばの歯形が平歯 の歯形に変更されており、この実施例の他の点は上述の第十三の実施例と同様に構成されて おり、従って両歯部 6 4及ぴ 6 6のはすば歯車及ぴねじ状歯車としての歯の諸元仕様は上述 の第二及ぴ第十二の実施例の場合と同一である。
一般に、 はすばの遊星歯車は組み立てが困難であるが、 この第十四の実施例の両歯部 6 4 及び 6 6の歯形は平歯であるので、上述の第十三の実施例の場合に比して回転—直線運動変 換装置の組み立てを容易に且つ能率よく行うことができる。
またこの第十四の実施例によれば、上述の他の実施例の場合と同様、遊星軸 2 0の個数( 9 個) 及びはすば状遊星歯車としても機能する両歯部 6 6の歯数'(1 0 ) は上述の 「 (6 ) 遊 星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」 を充足しており、 従って各遊星軸
2 0の両歯部 6 6は太陽軸 1 4の両歯部 6 4及ぴリング軸 1 6のリング歯車部材 4 2、 6 0 に対し互いに異なる位相にて嚙み合うので、歯形が平歯であっても各歯車の間にて円滑に回
'転伝達を行わせることができる。
第十玉の実施例 図 1 5 A及び図 1 5 Bは太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構 成された本発明による遊星式回転一直線運豳変換装置の第十五の実施例を示しており、特に 図 1 5 Aは回転軸線に沿う断面にて第十五の実施例を示す断面図であり、図 1 5 Bは第十五 の実施例の軸線方向中央部を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図 である。
この第十五の実施例に於いては、太陽軸 1 4は上述の第八の実施例の場合と'同様に構成さ れ、 雄ねじ 2 6とその軸線方向両側に形成された平歯の外歯車 5 0及び 5 2を有している。 しかし太陽軸 1 4が回転するので、太陽軸 1 4の図にて右端部には第二の実施例等に於ける 平面部 2 4に対応する平面部は設けられていない。 尚雄ねじ 2 6のねじ状歯車としての歯の 諸元仕様及び外歯車部材 5 0、 5 2のはすば歯車としての歯の諸元仕様は第八の実施例の場 合と同一である。
またこの第十五の実施例に於いては、 上述の第十三及ぴ第十四の実施例の場合と同様、 各 遊星軸 2 0にはその全体に!:り第十二の実施例に於ける外歯車 2 8のはすば歯車としての 機能及ぴねじ状歯車である雄ねじ 3 0としての機能の両方の機能を果たす両歯部 6 6が設 けられている。 尚両歯部 6 6のはすば歯車及ぴねじ状歯車としての歯の諸元仕様は第十二乃 ¾第十四の実施例の場合と同一である。
またこの第十五の実施例に於いては、 上述の第八の実施例の場合と同様、 リング軸 1 6が 太陽軸 1 4及び遊星軸 2 0に対し相対的に直線運動するので、キヤリァ部材 3 2及び 3 4は それぞれ Cリング 3 8及び 4 0により太陽軸 1 4に対し回転可能に支持され、キャリア部材
3 2及ぴ 3 4の外周縁はリング軸 1 6の内面より僅かに隔置されている。 また上述の第十三及び第十四の実施例の場合と同様、各遊星軸 2 0の軸線方向両側にボー ルベアリング 6 8及び 7 0が設けられているが、 この実施例に於いては太陽軸 1 4が回転す るので、ボールベアリング 6 8及ぴ 7 0のィンナレースがそれぞれ Cリング 3 8 A及ぴ 4 0 Aにより変位しないよう太陽軸 1 4の外面に固定されており、ボールベアリング 6 8及ぴ 7 0のァウタレースめ外面はリング軸 1 6の往復動を許すよう リング軸 1 6の内面より僅か に隔置されている。
更にこの第十五の実施例に於いては、 上述の第八の実施例の場合と同様、 リング軸 1 6の 外周面には回転軸線 1 2に平行で互いに平行な二つの平面部 5 4が設けられ、 リング軸 1 6 は図 1 5には示されていない他の部材に相対回転不能に且つ往復動可能に連結されるよう になっている。 またリング軸 1 6の内面には上述の第八の実施例に於けるリング歯車部材 4 2の平歯としての機能及び雌ねじ 4 4としての機能を果たす両歯部 7 2がその全領域に苴 り形成されている。両歯部 7 2は各遊星軸 2 0の両歯部 6 6の各 ώ部を受け入れる多数の凹 部を有し、 両者の凸部及ぴ凹部が互いに嚙み合うこと.により、 各遊星軸 2 0の両歯部 6 6は それらの全長に亘り両歯部 7 2と嚙み合っている。
両歯部 7 2のはすば歯車及ぴねじ状歯車としての歯の諸元仕様は上述の第十四の実施例 の場合と同一であり、従って各遊星軸 2 0の両歯部 6 6は太陽軸 1 4の雄ねじ 2 6及びリン グ軸 1 6の両歯部 7 2に対し互いに異なる位相にて嚙み合うので、上述の第十四の実施例の 場合と同様、両歯部の歯形が平歯であっても各歯車の間にて円滑に回転伝達を行わせること ができる。
尚上述の如く転造によれば外歯の両歯部を容易に形成することができるが、円筒体の内面 に転造により多数の凹部よりなる両歯部を形成することは困難である。従ってこの第十五の 実施例に於けるリング軸 1 6は、平板状のリング軸粗材の一方の表面に転造により多数の凹 部を形成し、 凹部が形成された側が内側になるようリング軸粗材を円筒形に加工し、 互いに 当接する端部を溶接等により一体に連結し、 内面を円筒研削し、 二つの平面部 5 4を形成す ることにより製造されてよく、 この製造方法によれば他の方法の場合に比してこの実施例の リング軸 1 6を容易に且つ低廉に製造することができる。
第十六の実施例 図 1 6 Α及ぴ図 1 6 Bは第八の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式回 転一直線運動変換装置の第十六の実施例を示しており、特に図 1 6 Aは回転軸線に沿う断面 にて第十六の実施例を示す断面図であり、図 1 6 Bは第十六の実施例の平歯の歯車よりなる 第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図である。 この第十六の実施例は、 リング軸 1 6の雌ねじ 4 4が各遊星軸 2 0の雄ねじ 3 0に対し逆 方向のねじれ角を有し、従つて雌ねじ 4 4の歯数が一 6であり、遊星軸 2 0の数が 3であり、 ねじ状歯車の差動歯数が— 1 1である点を除き、上述の第八の実施例の場合と同様に構成さ れており、尚各歯車のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は以上の点を除き第 八の実施例の場合と同一である。
この第十六の実施例によれば、雌ねじ 4 4が各遊星軸 2 0の雄ねじ 3 0に対し逆方向のね じれ角を有するので、 太陽軸 1 4の 1回転に対するリング軸 1 6の進み量は一 4 . 1 1 1で あり、上述の第八の実施例の場合とは逆の方向へ太陽軸 1 4を直線運動させることができる とともに、 上述の第三の実施例の場合と同様、 他の実施例に比して入力回転運動量に対する 出力直線運動量の比を大きくすることができる。
[実施例のまとめ] ,
以上の説明より解る如く、 この第一乃至第七の実施例及び第九乃至第十四の実施例によれ ば、 リング軸 1 6を回転させることにより リング軸 1 6及び遊星軸 2 0 .に対し相対的に太陽 軸 1 4を直線運動させることができ、 これにより リング軸 1 6の回転運動を太陽軸 1 4の直 線運動に変換することができる。またねじ状歯車のリード角の設定等により太陽軸 1 4の直 線運動をリング軸 1 6の回転運動に変換することができる。 '
同様に、 上述の第八、 第十五、 第十六の実施例によれば、 太陽軸 1 4を回転させることに より太陽軸 1 4及ぴ遊星軸 2 0に対し相対的にリング軸 1 6を直線運動させることができ、 これにより太陽軸 1 4の回転運動をリング軸 1 6の直線運動に変換することができる。また ねじ状歯車のリード角の設定等により リング軸 1 6の直線運動を太陽軸 1 4の回転運動に 変換することができる。
尚、上述の第二の実施例、第四乃至第八の実施例、第 ^一乃至第十六の実施例に於いては、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状遊星歯車である雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ
4 4等はそれらの歯直角法線ピツチが互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯 車である雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0等の軸方向圧力角が互いに異なるインボリユート歯形 を有し、 雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0等は線接触にて適正に嚙み合う。
また上述の第二の実施例、第四乃至第八の実施例、第十一乃至第十六の実施例に於いては、 ねじ状遊星歯車及びね.じ状リング歯車である雄ねじ 3 0及ぴ雌ねじ 4 4等のねじれ角は同 一方向の互いに異なる値であり、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車であ る雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4等はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ 雄ねじ 3 0及ぴ雌ねじ 4 4等の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュ一ト齒形を有し、雄 ねじ 3 0及び雌ねじ 4 4等は線接触にて適正に嚙み合う。
また上述の第三及び第 H "—の実施例に於いては、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ 状リング歯車である雄ねじ 2 6、 雄ねじ 3 0、 雌ねじ 4 4等はそれらの歯直角法線ピッチが '互いに等しく且つ雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0等の軸方向圧力角が互いに異なり 1つ雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0等が互いに点接触する歯形を有し、雄ねじ 2 6及ぴ雄ねじ 3 0等は点接 触にて互いに嚙み合う。
また太陽軸 1 4及ぴリング軸 1 6が相対回転すると太陽軸 1 4が回転軸籙1 2に沿って 直線運動する上述の第一乃至第七の実施例及び第九乃至第十四の実施例に於いては、はすば 状遊星歯車 (外歯車 2 8等) の転位係数とはすば状太陽歯車 (太陽歯車部材 2 2等) の転位 係数との和は一 2以上 2以下である。 またこれらの実施例に於いては、 各歯車の転位係数は .上述の式 1及び 2に従って設定されている。
同様に太陽軸 1 4及ぴリング軸 1 6が相対回転するとリング軸 1 6が回転軸線 1 2に沿 つて直線運動す.る上述の第八、 第十五、 第十六の実施例に於いては、 はすば状遊星歯車 (外 歯車 2 8等) の転位係数とはすば状リング歯車 (リング歯車部材 4 2等) の転位係数との和 は一 2以上 2以下である。 またこれらの実施例に於いては、 各歯車の転位係数は上述の式 3 及び 4に従って設定されている。'
以上の各実施例の仕様や特徴をまとめて一覧表にすると、 下記の表 2の通りである。 尚第 一乃至第八の実施例は歯数等の仕様が異なるものであり、第九乃至第十六の実施例は歯車の 形態が異なるものである。また第九乃至第十四の実施例の齒数等の仕様は第二の実施例と同 一であり、 第十五の実施例の歯数等の仕様は第八の実施例と同一である。
Figure imgf000049_0001
[籠型リテーナ] .
また上述の各実施例に於いては、キャリア部材 3 2及ぴ 3 4は相互に独立した部材である 力 回転一直線運動変換装置の組み立て時及ぴ組み立て後にも各遊星軸 2 0が互い他に対し また太陽軸 1 4ゃリング軸 1 6に対し所定の位置関係に維持されるよう、キヤリァ部材 3 2 及ぴ 3 4は回転軸線 1 .2に平行に延在する棒状の連結部材により一体的に連結された籠型 のリテーナとして構成されてもよい。
例えば図 1 7 A乃至図 2 0 Bはそれぞれ籠型リテーナの例 1乃至例 4を示しており、図 1 7 A乃至図 2 0 Aはそれぞれ軸線に平行な断面図であり、図 1 7 B乃至図 2 0 Bはそれぞれ 左側面図である。尚これらの図に於いて、互いに同一の部分には同一の符号が付されている。 また図 1 7 A乃至図 2 0 Aの断面図に於いては、遊星軸は上述の第一乃至第七の実施例に於 ける遊星軸 2 0と同一の遊星軸が配置された状態にて図示されている。 .
例 1及ぴ例 2の籠型リテーナ 7 4に於いては、キヤリア部材 3 2及ぴ 3 4にはそれぞれ周 方向に等角度の間隔にて 9個の孔 7, 6及び 7 8が形成されており、孔 7 6及び 7 8は軸線 8 0に沿って互いに整合している。 9個の孔 7 6及ぴ 7 8のうち周方向に 1 2 0 ° の角度間隔 にある三つの孔にはそれぞれ棒状の連結部材 8 2の端部が圧入により挿入されており、キヤ リァ部材 3 2及ぴ 3 4は三つの連結部材 8 2により一体的に連結されている。
また残りの 6.個の孔 7 6及び 7 8のうち周方向に 1 2 0 ° の角度間隔にある三つの孔に は遊星軸 2 0の端部がそれら自身の軸線 8 4の周りにキヤリァ部材 3 2及び 3 4に対し回 転可能に揷入されている。 従って例 1及び 2の籠型リテーナ 7 4は、 まずキャリア部材 3 2 及び 3 4の孔 7 6及び 7 8に三つの遊星軸 2 0の端部が挿入され、 しかる後キャリア部材 3 2及び 3 4の他の孔 7 6及ぴ 7 8に Ξつの連結部材 8 2の端部が圧入によって揷入される ことにより形成される。
また例 1の籠型リテーナ 7 4に於いては、キャリア部材 3 2及び 3 4の内周縁に軸線 8 0 の周りに等角度間隔にて複数の切欠き 8 6が設けられており、例 2の籠型リテーナ 7 4に於 いては、キヤリァ部材 3 2及び 3 4の外周縁に軸線 8 0の周りに等角度間隔にて複数の切欠 き 8 6が設けられている。従って切欠き 8 6に工具の爪を係合させて籠型リテーナ 7 4が軸 線 8 0の周りに回転することを阻止した状態で三つの遊星軸 2 0の内側に太陽軸 1 4をね じ込むことにより、或いは切欠き 8 6に工具の爪を係合させ籠型リテーナ 7 4を軸線 8 0の 周りに回転させることによってリング軸 1 6にねじ込むことにより、各遊星軸 2 0の相互の 関係を所定の関係に維持しつつ全ての遊星軸 2 0をキヤリァ部材 3 2及び 3 4と共に太陽 軸 1 4又はリング軸 1 6に容易に且つ能率よく組み付けることができる。
また例 3及ぴ 4の籠型リテーナ 7 4に於いては、孔 7 6及ぴ 7 8は軸線 8 0の周りに 1 2 0 ° の角度間隔にて三つ設けられており、 キヤリァ部材 3 2及び 3 4は両端にて三つの孔に 圧入された三つの連結部材 8 2により一体的に連結されている。 キヤリァ部材 3 2·及ぴ 3 4 にはそれぞれ孔 7 6、 7 8及ぴ互いに他に対し軸線 8 0の周りに等角度間隔にて六つの U形 溝 8 8及び 9 0が形成されている。 U形溝 8 8及ぴ 9 0は、 例 3の籠型リテーナ 7 4に於い ては径方向外側に開いており、例 4の籠型リテーナ 7 4に於いては径方向外側に開いている。 従って例 3の籠型リテーナ 7 4は遊星軸 2 0を太陽軸 1 4に組み付けるのに適しており、 籠型リテーナ 7 4を太陽軸 1 4に嵌合させ、径方向外側より U形溝 8 8及び 9 0に遊星軸 2 0の両端部を揷入することにより遊星軸 2 0を太陽軸 1 4に組み付け、 しかる後未使用の U 形溝 8 8又は 9 0に工 の爪を係合させて籠型リテーナ 7 4を軸線 8 0の周りに回転させ てリング軸 1 6にねじ込むことにより、各遊星軸 2 0の相互の関係を所定の関係に維持しつ つ全ての遊星軸 2 0をキヤリァ部材 3 2、 3 4及び太陽軸 1 4と共にリング軸 1 6に容易に 且つ能率よく組み付けることができる。
これに対し例 4の籠型リテーナ 7 4は遊星軸 2 0をリング軸 1 6に組み付けるのに適し ており、 籠型リテーナ 7 4をリング軸 1 6に嵌合させ、 径方向内側より U形溝 8 8及ぴ 9 0 に遊星軸 2 0の両端部を挿入することにより遊星軸 2 0をリング軸' 1 6に組み付け、 しかる 後未使用の U形溝 8 8又は 9 0に工具の爪を係合させて籠型リテーナ 7 4が軸線 8 0の周 りに回転することを阻止した状態で三つの遊星軸 2 0の内側に太陽軸 1 4をねじ込むこと により、.各遊星軸 2 0の相互の関係を所定の関係に維持しつつ全ての遊星軸 2 0をキャリア 部材 3 2、 3 4及ぴリング軸 1 6と共に太陽軸 1 4に容易に且つ能率よく組み付けることが できる。
尚上述の例 1乃至例 4の如き籠型リテーナによれば、回転一直線運動変換装置の組み立て 後にも各遊星軸 2 0を互い他に対しまた太陽軸 1 4ゃリング軸 1 6に対し所定の位置関係 に維持することができ、またキャリア部材 3 2及び 3 4を相互に所定の位置関係に維持する ことができるので、太陽軸 1 4と各遊星軸 2 0とリング軸 1 6との間に於ける回転伝達の際 に発生するねじり応力に起因する遊星軸 2 0の好ましからざる変位を効果的に抑制するこ とができる。 [回転—直線運動変換装置の組み立て] .
本発明の回転一直線運動変換装置ははすば状太陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リン グ歯車よりなる第一の遊星歯車機構と、 ねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯 車よりなる第二の遊星歯車機構とを有し、 すば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車、 はすば状遊 星歯車及ぴねじ状遊星歯車、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車がそれぞれ一体をな すので、 ねじ状歯車の第二の遊星歯車機構の組み付け方法が重要である。
そしてねじ状遊星歯車をまずねじ状太陽歯車に組み付けるかねじ状リング歯車に組み付 'けるかによつて手順が異なるが、何れの組み付け手順によっても回転一直線運動変換装置を 組み立てることができる。
A . まずねじ状遊星歯車をねじ状太陽歯車に組み付ける場合
まず上述の籠型リテーナ 7 4を模した治具又は籠型リテーナ 7 4に所定数の遊星軸 2 0 を配置する。 次いでねじ状太陽歯車を挿入する。 この場合、 太陽軸 1 4を回転させながら遊 星軸 2 0の間に揷入することにより.、太陽軸 1 4の周.りに所定数の遊星軸 2 0が配置された 状態にする (工程 A 1 ) 。
次いで遊星軸 2 0が回転しないように固定する (工程 A 2 ) 。 この場合遊星歯車機構の構 造上当然であるが、 リテーナを太陽軸 1 4に対し回転しないよう固定する力、 遊星軸 2 0の はすばの歯車に! 11転阻止部材を係合させれば、遊星軸 2 0が太陽軸 1 4に対し回転しないよ うに固定することができる。尚はすば状太陽歯車がねじ状太陽歯車と.は別部材である場合に は太陽軸 1 4にはすば状太陽凿車を固定する。
次いで太陽軸 1 4、 リテーナ、 遊星軸 2 0を一体のものとして太陽軸 1 4の軸線の周りに 回転させながらリング軸 1 6に揷入することにより、 リング軸 1 6の内歯のねじ状歯車に遊 星軸 2 0の外歯のねじ状歯車を螺合させ、 これにより太陽軸 1 4、 リテーナ、 遊星軸 2 0を リング軸 1 6に嵌合させる (工程 A 3 ) 。
尚このねじ込みにはリング軸 1 6の内歯のネジ状歯車と遊星軸 2 0の外歯のねじ状歯車 との間に大きいバックラッシが必要であるが、遊星軸 2 0の回転を許し太陽軸 1 4との間に 適度の摩擦を与えれば、遊星軸 2 0の外歯のねじ状歯車とリング軸 1 6の内歯のねじ状歯車 との間にある程度の滑りを誘発でき、従って遊星軸を回転させながら太陽軸 1 4、 リテーナ、 遊星軸 2 0をリング軸 1 6にねじ込んでいくことができ、従ってリング軸 1 6の内歯のネジ 状歯車と遊星軸 2 0の外歯のねじ状歯車との間のパックラッシを小さくすることができる。 太陽軸 1 4及ぴ遊星軸 2 0がリング軸 1 6に対し適正に組み付けられると、 太陽軸 1 4、 遊星軸 2 0、 リング軸 1 6のはすば状歯車の位相が揃うの.で、 これらのはすば状歯車を互い に噴み合わせて各はすば状歯車を固定することができる (工程 A 4 ) 。
例えば図 2 1乃至図 2 3は上述の第十の実施例と同一の構造を有する回転一直線運動変 換装置について組み立て手順を示している。 図 2 1は上記工程 A 1を示し、 図 2 2は上記ェ 程 A 2を示しており、 図 2 2に於いて符号 9 2は回転阻止部材を示している。 また図 2 3は 上記工程 A 3及び A 4を示している。 . ·
B . まずねじ状遊星歯車をねじ状リング歯車に組み付ける場合
まず上述の籠型リテーナ 7 4を模した治具又は籠型リテーナ 7 4に所定数の遊星軸 2 0 を配置する。 次いでリング軸 1 6に遊星軸 2 0及ぴリテーナ 7 4を揷入する。 この場合籠型 リテーナ 7 4を回転させながら揷入することができる。即ち遊星軸 2 0及びリング軸 1 6の ねじ状歯車が互いに同一のねじれ角を有していても、 ある程度のすべりが発生するので、 す ベりによってねじとして作用し、 これによりリング軸..1 6に遊星軸 2 0及びリテーナ 7 4を 揷入することができる。
また遊星軸 2 0の回転を阻止してねじとして揷入する場合には、遊星軸のはすばの歯車を 連結するように太陽軸のはすばの歯車を模した部材を遊星軸の二つ以上のはすばの歯車に 係合させるか、 リテーナ及ぴ少なく とも一つの遊星軸の回転を阻止すればよい。
次いで太陽軸 1 4を回転させながら所定数の遊星軸 2 0の間に揷入することにより、遊星 軸 2 0の内側に太陽軸 1 4を揷入し、太陽軸 1 4が遊星軸 2 0及ぴリング軸 1 6に対し適正 に組み付けられ、 太陽軸 1 4、 遊星軸 2 0、 リング軸 1 6のはすば状歯車の位相が揃った段 階で、 これちのはすば状歯車を互いに嚙み合わせて各はすば状歯車を固定する。
[籠型リテ一ナのクリアランス]
リテーナが使用される本宪明の遊星式回転一直線運動変換装置に於いては、 リテーナに対 し遊星軸を仮組みする際にある程度のクリアランスが必要であり、またクリアランスを設け ることにより遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間の摩擦による損失を削減できる。 上述の如く、 リテーナを使用すれば、 必要個数の遊星軸をリテーナに仮組みし、 リテーナ に仮組みされた状態で複数の遊星軸をねじ状太陽歯車又はねじ状リング歯車に組み付ける ことができるので、遊星式回転一直線運動変換装置の組み付け性を極めて高くすることがで きるが、 リテーナに対し遊星軸を仮組みする際に遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間に ある程度のクリアランスが必要であり、またクリアランスを設けることにより遊星軸の歯車 部の端面とリテーナとの間の摩擦による損失を削減できる。
例えば太陽軸が遊星軸及ぴリング軸に対し相対的に軸線方向に変位する場合には、 リテー ナに仮組みされた複数の遊星軸の内側に太陽軸がねじ込みにより揷入されるが、ねじ状歯車 の歯筋は軸線の周りに螺旋状に延在し、複数の遊星軸の軸線方向の位相が相互に一致する状 態でなければ太陽軸を揷入できないので、全ての遊星軸の軸線方向の位置の差の最大値は遊 星軸の軸線方向の 1ピッチ分でなければならず、遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間に 'は遊星軸の軸線方向の 1 ピッチ分のクリアランスが必要である。
また例えば組み立て後に二つのキヤリァ部材を互いに近づけることにより、組み立ての際 に必要なクリアランスを組み立て後に無くすことができるが、 ジグ等によってスプリング機 能を持たせ、 組み立て時に自動的にクリアランスを無くす方法や、 籠状のリテ一ナ自体を樹 脂等にて形成し靭性を持たせることにより、 より小さなクリアランスでも組み立てが可能で ある。 更にリテーナ自体がない構成の場合にも、 リテーナを模したジグにクリアランスを設 定し、 組み立て後にジグを外せば、 能率的な組み立てが可能である。
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例 に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業 者にとって明らかであろう。
例えば上述の各実施例に於いては、 遊星軸 2 0の両端は円柱形をなし、 これを回転可能に 支持するキヤリァ部材 3 2及び 3 4の孔も円筒形をなしているが、特に遊星軸 2 0の歯が転 造により形成される場合には遊星軸 2 0の両端に角度 1 2 0 ° の円錐面が形成され、該円錐 面により心出しされた状態にて転造が行われるので、 この円錐面は遊星軸 2 0の軸線に厳密 に整合している。
従ってキャリア部材 3 2及ぴ 3 4の孔は図 2 3 A.に示されている如く角度 1 2 0 ° の円 錐面 9 2を有し、該円錐面 9 2にて遊星軸 2 0の両端の円錐面を支持するよう修正されても よく、 また図 2 3 Bに示されている如く角度 1 2 0 ° よりも開角度が大きい第一の円錐面 9 2 Aと角度 1 2 0 ° よりも開角度が小さい第二の円錐面 9 2 Bとを有し、第一の円錐面 9 2 Aと第二の円錐面 9 2 Bとの間の稜線部にて遊星軸 2 0の両端の円錐面を支持するよう修 正されてもよい。
これらの修正例によれば上述の各実施例の場合に比して遊星軸 2 0に作用するスラスト 力を効果的に担持して遊星軸 2 0のスラスト変位を効果的に防止することができ、特に後者 の修正例によれば前者の修正例に比して遊星軸 2 0の両¾部とキヤリァ部材 3 2及び 3 4 との接触面積を低減してそれらの間の摩擦抵抗を非常に小さくすることができる。
また上述の第一乃至第十二の実施例に於いては、太陽軸 1 4とリング軸 1 6との間にベア リングは けられていないが、 これらの実施例に於いても第十三乃至第十五の実施例に於け るボールべァリング 6 8及び 7 0と同様のベアリングが遊星軸 2 0に対し回転軸線 1 2に 沿う少なく とも一方の側に配設されてもよく、逆に第一乃至第十二の実施例に於けるボール ベアリング 6 8及び 7 0が省略されてもよい。 ' また上述の第十三乃至第十五の実施例に於けるベアリングはボールベアリング 6 8及ぴ 7 0であるが、 これらの実施例に於けるベアリングや第一乃至第十二の実施例に於いて追加 されてよいベアリングはロータベアリング あってもよく、またボールベアリング 6 8及び 7 0はキヤリァ部材 3 2及ぴ 3 4とは独立の部材として組み込まれるようになっている力 S、 例えば第十の実施例の修正例として図 2 4に示され いる如く、ボールベアリング 6 8及ぴ 7 0のィンナレース又はァウタレースがキヤリァ部材 3 2及び 3 4に圧入により固定され、 ボーノレべァリング 6 8及ぴ 7 0のインナレース又はァウタレースが Cリング 7 2及ぴ 7 4 により変位しないようリング軸 1 6の内面又は太陽軸 1 4の外面に固定されてもよい。 また上述の第十三及ぴ第十四の実施例に於いては、 リング軸 1 6にはねじ状リング歯車と しての雌ねじ 4 4とは独立にはすば状リング歯車としてのリング齒車部材 4 2及び 6 0が 設けられており、 第十五の実施例に於いては、 太陽軸 1 4にはねじ状太陽歯車としての雄ね じ 2 6とは独立にはすば状太陽歯車としての外歯車部材 5 0及び 5 2が設けられている力 S、 第十三及ぴ第十四の実施例に於いては雌ねじ 4 4及ぴリング歯車部材 4 2、 6 0の両者の機 能を果たす两歯部が設けられることにより、 また第十五の実施例に於いては、 雄ねじ 2 6及 ぴ外歯車部材 5 0、 5 2の両者の機能を果たす両歯部が設けられることにより、 第一及び第 二の遊星歯車機構の全てのはすば状歯車及びねじ状歯車が回転軸線 1 2に沿う同一の領域 に設けられてもよい。

Claims

請求の範囲
1. 互いに平行な回転軸線を有する太陽軸、 遊星軸、 リング軸を有し、 前記太陽軸、 前記遊 星軸、前記リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状太 陽歯車、 はすば状遊星歯車、 はすば状リング歯車と、 それぞれ互いに共働しで第二の遊星歯 車機構を構成するねじ状太陽歯車、 ねじ状遊星歯車、 ねじ状リング歯車とが設けられ、 前記 ねじ状遊星歯車に対する.前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の歯数比の何れか 一方は前記はすば状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車
•の歯数比と異なることを特徴とする遊星式回転一直線運動変換装置。
2. 前記はすば状太陽歯車、 前記はすば状遊星歯車、 前記はすば状リング歯車の歯数をそれ ぞれ Zs、 ZP、 Znとし、 前記ねじ状太陽齒車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯 車の歯数をそれぞれ Zss、 Zps、 Znsとすると、 各歯数の間には
(Zss/Zps) : (Zns/Zps).≠ (Zs/Zp) : (Zn/Z )
の関係があることを特徴とする請求項 1に記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
3. 前記太陽軸及び前記リング軸が相対的に回転されると、 前記歯数比が異なる前記ねじ状 太陽歯車が設けられた前記太陽軸又は前記ねじ状リング歯車が設けられた前記リング軸が それぞれ前記リング軸、 前記太陽軸に対し相対的に前記回転軸線に'沿って直線運動し、 前記 ねじ状太陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯車のピッチを Pとすると、 前記 太陽軸及び前記リング軸の相対的 1回転当りの前記直線運動の進み量 Ljは
L j = P - (Zs · Zns- Zss · Zn) / (Zs+ Zn)
であることを特徴とする請求項 2に記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
4.前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング:歯車の一^若しくは前記ねじ状太陽歯車 及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有することを特徴とする請求項 1乃至 3の 何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
5. 前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の一方は差動歯数を有し、 前記はす ば状太陽歯車、 前記はすば状遊星歯車、 前記はすば状リング歯車には転位が施されているこ とを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
6 . 前記太陽軸が前記回転軸線に沿って直線運動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の 転位係数と前記はすば状太陽歯車の転位係数との和及び前記リング軸が前記回転軸線に沿 つて直線蓮動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の転位係数と前記はすば状リング歯 車の転位係数との和は一 2以上 2以下であることを特徴とする請求項 5に記載の遊星式回 転一直線運動変換装置。 ,
7 . 前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有し、 前記ねじ状太 陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互いに等しいね じ歯形を有することを特徴とする請求項 1 至 4の何れかに記載の遊星式回転一直線運動 変換装置。
8 . 前記ねじ状太陽歯車及ぴ前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに逆方向であり、 前記ね じ状太陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが 互いに等しく且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異 なるインボリユート歯形を有することを特徴とする請求項 1乃至 7の何れかに記載の遊星 式回転一直線運動変換装置。
9 . 前記ねじ状遊星歯車及び前記ねじ状リング歯車のねじれ角は同一方向の互いに異なる値 であり、 前記ねじ状太陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直 角法線ピツチが互いに しく且つ前記ねじ状遊星歯車及ぴ前記ねじ状リング歯車の軸方向 圧力角が互いに異なるィンボリュート歯形を有することを特徴とする請求項 1乃至 7の何 れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
1 0 . 前記ねじ状太陽歯車及ぴ前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに同一方向であり、 前 記ねじ状太陽歯車及ぴ前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく 且つ前記ねじ状太陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互い に異なり且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車が互いに点接触する歯形を有す ることを特徴とする請求項 1乃至 7の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
1 1 . 前記はすば状太陽歯車、 前記はすば状遊星歯車、 前記はすば状リング歯車の歯数比は 前記ねじ状太陽歯車、 前記ねじ状遊星歯車、 前記ねじ状リング歯車のピッチ円直径の比と異 なることを特徴とする請求項 1乃至 1 0の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。.
1 2 .前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の基準ピッチ円直径はそれぞれ前記ね じ状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の嚙み合いピッ チ円直径と実質的に同一であることを特徴とする請求項 1乃至 1 1の何れかに記載の遊星 式回転一直線運動変換装置。
1 3 .前記遊星軸の数は前記はすば状遊星歯車の歯数の約数ではないことを特徴とする請求 項 1乃至 1 2の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
1 4 . 前記遊星軸の数は前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の歯数の和の約数で あると共に前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の歯数の和の約数であり且 つ前記はすば状遊星歯車の歯数は前記遊星軸の数と 1以外に公約数を有しないことを特徴 とする請求項 1乃至 1 3の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
1 5 .前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特 定の同^の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及び前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の 少なく とも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられていることを特徴とする請求 項 1乃至 1 4の何れかに記載の遊星式回転—直線運動変換装置。
1. 6 .前記リング軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星 歯車と嚙み合う一対のはすば状リング歯車が設けられていることを特徴とする請求項 1 5 に記載の遊星式回転一直線運動変換装置。
1 7 . 前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特 定の同一の領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び前記ねじ状リング歯車は前記リン グ軸の少なく とも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられていることを特徴とす る請求項 1乃至 1 4の何れかに遊星式記載の回転—直線運動変換装置。
1 8 . 前記太陽軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星歯 車と嚙み合う一対のはすば状太陽歯車が設けられていることを特徴とする請求項 1 7に記 載の遊星式回転一直線運動変換装置。 ,
1 9 . 前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特 定の同一の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及ぴ前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の 少なく とも前記特定の領域に対向する同一 領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び 前記ねじ状リング歯車は前記リング軸の少なく とも前記特定の領域に対向する同一の領域 に設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 1 4の何れかに記載の遊星式回転—直線 運動変換装置
2 0 . 前記第一及び第二の遊星歯車機構は前記回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられ ていることを特徴とする請求項 1乃至 1 4の何れかに記載の遊星式回転一直線運動変換装 置。
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