JP2007064441A - Rotation-linear motion converting mechanism and its assembling method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、回転−直動変換機構およびその組み立て方法に関し、より特定的には、遊星差動ねじ型の回転−直動変換機構およびその組み立て方法に関する。 The present invention generally relates to a rotation / linear motion conversion mechanism and an assembling method thereof, and more particularly to a planetary differential screw type rotation / linear motion converting mechanism and an assembling method thereof.
従来の回転−直動変換機構に関して、たとえば、特開平10−196757号公報には、効率を向上させるとともに、1回転当たりの直動量を小さくすることを目的とした回転−直動変換機構が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された回転−直動変換機構は、遊星差動ねじ型のローラねじ構造であり、シャフト、ローラおよびナットを備える。ナットが回転すると、ナットに螺合するローラが、シャフトの周りで自転しながら公転し、ローラに螺合するシャフトがその軸方向に移動する。ローラおよびナットには、それぞれ歯車が形成されている。これらの歯車が噛み合うことによって、ローラは、自転、公転しつつ正確に回転する。
上述の特許文献1に開示された回転−直動変換機構では、シャフトの周りで自転しながら公転するローラの姿勢が安定しないため、ローラの歯車に噛み合うサンギヤをシャフトに追加する構造が考えられる。しかしながら、部品精度が悪い場合や、組み立て時、サンギヤの位置決めの調整幅が小さい場合等に、サンギヤをローラの歯車に接触させたままシャフトに組み付けると、サンギヤおよびローラの歯車に過大な負荷が掛かる。この場合、歯車が変形あるいは破損し、回転−直動変換機構の効率が低下したり作動不能となるおそれが生じる。 In the rotation-linear motion conversion mechanism disclosed in Patent Document 1 described above, since the posture of the roller that revolves while rotating around the shaft is not stable, a structure in which a sun gear that meshes with the gear of the roller is added to the shaft can be considered. However, if the component accuracy is poor or the sun gear positioning adjustment range is small during assembly, if the sun gear is assembled to the shaft while being in contact with the roller gear, an excessive load is applied to the sun gear and the roller gear. . In this case, the gear may be deformed or damaged, and the efficiency of the rotation-linear motion conversion mechanism may be reduced or the operation may be disabled.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ギヤの保護によって信頼性の向上が図られた回転−直動変換機構およびその組み立て方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a rotation-linear motion conversion mechanism whose reliability is improved by protection of gears and an assembling method thereof.
この発明に従った回転−直動変換機構は、入力された回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構である。回転−直動変換機構は、ねじ軸と、遊星ねじローラと、リング状のガイドギヤと、ピン部材とを備える。ねじ軸は、外周面を有し、外周面の内側で延びる孔が形成されている。遊星ねじローラは、ねじ軸に螺合するねじ部と、歯車が形成されたギヤ部とを有する。遊星ねじローラは、ねじ軸の外周上に配置され、ねじ軸と平行に延びる。ガイドギヤは、ねじ軸に設けられ、ギヤ部と噛み合う。ピン部材は、ねじ軸に形成された孔に圧入される。ガイドギヤは、外周面上で隙間嵌めとなるようにねじ軸に嵌め合わされる。孔にピン部材が圧入され、外周面が拡径することによって、ガイドギヤがねじ軸に固定されている。 The rotation-linear motion conversion mechanism according to the present invention is a rotation-linear motion conversion mechanism that converts input rotational motion into linear motion. The rotation-linear motion conversion mechanism includes a screw shaft, a planetary screw roller, a ring-shaped guide gear, and a pin member. The screw shaft has an outer peripheral surface, and a hole extending inside the outer peripheral surface is formed. The planetary screw roller includes a screw portion that is screwed onto a screw shaft and a gear portion on which a gear is formed. The planetary screw roller is disposed on the outer periphery of the screw shaft and extends parallel to the screw shaft. The guide gear is provided on the screw shaft and meshes with the gear portion. The pin member is press-fitted into a hole formed in the screw shaft. The guide gear is fitted to the screw shaft so as to be a clearance fit on the outer peripheral surface. A pin member is press-fitted into the hole, and the outer peripheral surface is enlarged, whereby the guide gear is fixed to the screw shaft.
このように構成された回転−直動変換機構によれば、回転−直動変換機構の組み立て時、ガイドギヤをねじ軸に嵌め合わせる際に、ガイドギヤを外周面上で回転させることによって、ガイドギヤとギヤ部との間にクリアランスを容易に確保することができる。このため、ガイドギヤおよび遊星ねじローラのギヤ部を変形、破損させることなく、ガイドギヤをねじ軸に組み付けることができる。これにより、正常な作動が確保された信頼性の高い回転−直動変換機構を実現することができる。 According to the rotation-linear motion conversion mechanism configured as described above, the guide gear and the gear are rotated by rotating the guide gear on the outer peripheral surface when fitting the guide gear to the screw shaft when the rotation-linear motion conversion mechanism is assembled. A clearance can be easily secured between the two parts. For this reason, a guide gear can be assembled | attached to a screw axis | shaft, without deform | transforming and damaging the gear part of a guide gear and a planetary screw roller. As a result, a highly reliable rotation-linear motion conversion mechanism in which normal operation is ensured can be realized.
また好ましくは、ガイドギヤが嵌合される位置のねじ軸の肉厚は、ねじ軸の軸方向に沿った他の位置のねじ軸の肉厚よりも小さい。このように構成された回転−直動変換機構によれば、孔にピン部材が圧入される際、外周面が拡径し易くなる。これにより、ガイドギヤをねじ軸に、より確実に固定することができる。 Preferably, the thickness of the screw shaft at the position where the guide gear is fitted is smaller than the thickness of the screw shaft at another position along the axial direction of the screw shaft. According to the rotation / linear motion conversion mechanism configured as described above, when the pin member is press-fitted into the hole, the outer peripheral surface is easily expanded. Thereby, a guide gear can be more reliably fixed to a screw shaft.
また好ましくは、ピン部材は、孔を規定するねじ軸の内壁に圧接し、テーパ形状に形成された表面を有する。このように構成された回転−直動変換機構によれば、ピン部材が孔に圧入されると、ピン部材の表面から孔を規定するねじ軸の内壁にくさび力が作用する。このため、より大きい力で外周面を拡径させることができる。 Preferably, the pin member has a surface formed in a tapered shape in pressure contact with the inner wall of the screw shaft defining the hole. According to the rotation / linear motion converting mechanism configured as described above, when the pin member is press-fitted into the hole, a wedge force acts on the inner wall of the screw shaft defining the hole from the surface of the pin member. For this reason, an outer peripheral surface can be expanded by bigger force.
この発明に従った回転−直動変換機構の組み立て方法は、入力された回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構の組み立て方法である。回転−直動変換機構は、ねじ軸と、遊星ねじローラと、リング状のガイドギヤと、ピン部材とを備える。ねじ軸は、外周面を有し、外周面の内側で延びる孔が形成されている。遊星ねじローラは、ねじ軸に螺合するねじ部と、歯車が形成されたギヤ部とを有する。遊星ねじローラは、ねじ軸の外周上に配置され、ねじ軸と平行に延びている。ガイドギヤは、ねじ軸に設けられ、ギヤ部と噛み合う。ピン部材は、孔に圧入されている。回転−直動変換機構の組み立て方法は、外周面上で隙間嵌めとなるガイドギヤをねじ軸に嵌め合わせる工程と、ギヤ部に対するガイドギヤの位相を調整する工程と、位相を調整する工程の後、孔にピン部材を圧入し、外周面を拡径することによって、ガイドギヤをねじ軸に固定する工程とを備える。 The assembling method of the rotation-linear motion converting mechanism according to the present invention is an assembling method of the rotational-linear motion converting mechanism for converting the input rotational motion into linear motion. The rotation-linear motion conversion mechanism includes a screw shaft, a planetary screw roller, a ring-shaped guide gear, and a pin member. The screw shaft has an outer peripheral surface, and a hole extending inside the outer peripheral surface is formed. The planetary screw roller includes a screw portion that is screwed onto a screw shaft and a gear portion on which a gear is formed. The planetary screw roller is disposed on the outer periphery of the screw shaft and extends parallel to the screw shaft. The guide gear is provided on the screw shaft and meshes with the gear portion. The pin member is press-fitted into the hole. The assembly method of the rotation / linear motion converting mechanism includes a step of fitting a guide gear, which is a clearance fit on the outer peripheral surface, to the screw shaft, a step of adjusting the phase of the guide gear with respect to the gear portion, and a step of adjusting the phase, And a step of fixing the guide gear to the screw shaft by press-fitting a pin member into the shaft and expanding the outer peripheral surface.
このように構成された回転−直動変換機構の組み立て方法によれば、ガイドギヤをねじ軸に嵌め合わせる工程時、ガイドギヤを外周面上で回転させることによって、ガイドギヤとギヤ部との間にクリアランスを容易に確保することができる。このため、ガイドギヤおよび遊星ねじローラのギヤ部を変形、破損させることなく、ガイドギヤをねじ軸に組み付けることができる。これにより、正常な作動が確保された信頼性の高い回転−直動変換機構を得ることができる。 According to the assembly method of the rotation-linear motion converting mechanism configured as described above, the clearance between the guide gear and the gear portion is obtained by rotating the guide gear on the outer peripheral surface during the process of fitting the guide gear to the screw shaft. It can be secured easily. For this reason, a guide gear can be assembled | attached to a screw axis | shaft, without deform | transforming and damaging the gear part of a guide gear and a planetary screw roller. As a result, a highly reliable rotation-linear motion conversion mechanism that ensures normal operation can be obtained.
以上説明したように、この発明に従えば、ギヤの保護によって信頼性の向上が図られた回転−直動変換機構およびその組み立て方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a rotation-linear motion conversion mechanism in which reliability is improved by protection of gears and an assembling method thereof.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
図1は、この発明の実施の形態における回転−直動変換機構が接続されるバルブリフト可変機構を示す正面図である。図2は、図1中のバルブリフト可変機構を部分的に示す斜視図である。図2中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされている。 FIG. 1 is a front view showing a variable valve lift mechanism to which a rotation-linear motion conversion mechanism according to an embodiment of the present invention is connected. FIG. 2 is a perspective view partially showing the variable valve lift mechanism in FIG. In FIG. 2, a part is broken and shown so that the internal structure can be clearly understood.
図1および図2を参照して、バルブリフト可変機構100は、内燃機関のバルブ(本実施の形態では、吸気バルブ)のバルブリフト量を可変とする機構である。内燃機関は、ガソリンエンジンであっても良いし、ディーゼルエンジンであっても良い。参照する図には示されていないが、図中の駆動軸20の先端には、駆動軸20を直線運動させるための本実施の形態におけるアクチュエータが接続されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, variable
バルブリフト可変機構100は、内燃機関のシリンダヘッド内に設けられている。そのシリンダヘッド内には、カム103が形成されたカムシャフト102、揺動可能に軸支されたロッカアーム106およびロッカアーム106の揺動に応じて開閉駆動される吸気バルブ101が配設されている。バルブリフト可変機構100は、一方向に延びる駆動軸20と、駆動軸20の外周面を覆う支持パイプ108と、支持パイプ108の外周面上で駆動軸20の軸方向に並んで配置された入力アーム104および揺動カム105とを備える。
The variable
なお、この内燃機関では、各気筒にそれぞれ一対の吸気バルブ101およびロッカアーム106が設けられており、一対の吸気バルブ101が、1つのカム103によって開閉駆動される。バルブリフト可変機構100には、各気筒に設けられた1つのカム103に対応して、1つの入力アーム104が設けられている。入力アーム104の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ101のそれぞれに対応して、2つの揺動カム105が設けられている。
In this internal combustion engine, a pair of
支持パイプ108は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト102に対して平行に配置されている。支持パイプ108は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定されている。支持パイプ108の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸20が挿入されている。支持パイプ108の外周面上には、駆動軸20の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム104および2つの揺動カム105が設けられている。
The
入力アーム104は、支持パイプ108の外周面から離れる方向に突出するアーム部104aと、アーム部104aの先端に回転可能に接続されたローラ部104bとを有する。入力アーム104は、ローラ部104bがカム103に当接可能な位置に配置されるように設けられている。
The
揺動カム105は、支持パイプ108の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部105aを有する。ノーズ部105aの一辺(図1中の下方側の辺)には、凹状に湾曲したカム面105bが形成されている。吸気バルブ101には、バルブスプリングが設けられている。その付勢力によって、カム面105bには、ロッカアーム106に回転可能に取り付けられたローラ106aが押し付けられる。
The
入力アーム104および揺動カム105は、一体となって駆動軸20の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト102が回転すると、カム103に当接された入力アーム104が揺動し、この入力アーム104の動きに連動して揺動カム105も揺動する。この揺動カム105の動きが、ロッカアーム106を介して吸気バルブ101に伝わり、これによって吸気バルブ101が開閉駆動される。
The
バルブリフト可変機構100は、さらに、支持パイプ108の軸芯周りにおいて、入力アーム104と揺動カム105との相対位相差を変更する機構を備えており、この機構によって、吸気バルブ101のバルブリフト量を適宜変更する。つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム104および揺動カム105の揺動角に対するロッカアーム106の揺動角が拡大され、吸気バルブ101のバルブリフト量が増大される。また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム104および揺動カム105の揺動角に対するロッカアーム106の揺動角が縮小され、吸気バルブ101のバルブリフト量が低減される。
The variable
次に、上記の相対位相差を変更する機構について、より詳細な説明を行なう。図2に示されるように、入力アーム104および2つの揺動カム105と、支持パイプ108の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ108に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギア107が収容されている。
Next, the mechanism for changing the relative phase difference will be described in more detail. As shown in FIG. 2, the space defined between the
スライダギア107には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア107bが設けられている。また、スライダギア107には、ヘリカルギア107bの両側に位置して、ヘリカルギア107bとは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギア107cがそれぞれ設けられている。
The
一方、スライダギア107を収容する空間を規定する入力アーム104および2つの揺動カム105の表面には、ヘリカルギア107bおよび107cに対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成されている。つまり、入力アーム104には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア107bに噛み合っている。また、揺動カム105には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギア107cに噛み合っている。
On the other hand, helical splines corresponding to the
スライダギア107には、一方のヘリカルギア107cとヘリカルギア107bとの間に位置して、周方向に延びる長穴107aが形成されている。また、支持パイプ108には、長穴107aの一部と重なるように、軸方向に延びる長穴108aが形成されている。支持パイプ108の内部に挿通された駆動軸20には、これら2つの長穴107aおよび108aの重なった部分を通じて突出する係止ピン20aが一体に設けられている。
The
駆動軸20がその軸方向に移動すると、スライダギア107が係止ピン20aにより押されるため、ヘリカルギア107bおよび107cが同時に駆動軸20の軸方向に移動する。このようなヘリカルギア107bおよび107cの移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム104および揺動カム105は、軸方向に移動しないため、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸20の軸芯周りに回動する。このとき、入力アーム104と揺動カム105とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆であるため、回動方向が互いに逆方向となる。これにより、入力アーム104と揺動カム105との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ101のバルブリフト量が変更される。
When the
図3は、この発明の実施の形態における回転−直動変換機構を備えるアクチュエータを示す断面図である。図3を参照して、アクチュエータ10は、空間83を規定するハウジング81と、空間83に配置され、回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構12と、回転−直動変換機構12に対して回転運動を入力するモータ71とを備える。ハウジング81には、図1中のバルブリフト可変機構100が設けられたシリンダヘッドに向かって開口する開口部80が形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an actuator provided with a rotation-linear motion conversion mechanism in the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
回転−直動変換機構12の主要部は、外周面31gを有し、軸201上に延びるサンシャフト31と、外周面31g上で軸201と平行に延び、軸201を中心とした周方向に並んで配設された複数のプラネタリシャフト41と、複数のプラネタリシャフト41を取り囲むように設けられ、軸201を中心に筒状に延びるナット51とから構成されている。サンシャフト31は、軸201上で駆動軸20と並ぶように配置されている。
The main part of the rotation-linear
サンシャフト31は、空間83から開口部80を通じてハウジング81の外側に突出するように設けられている。サンシャフト31は、ハウジング81の外側に位置決めされた一方端31mと、空間83に収容される他方端31nとを有する。一方端31mは、図示しないカップリング機構等により駆動軸20と接続されている。
The
サンシャフト31は、外周面31gにスプラインが形成されたスプライン部32と、外周面31gに雄ねじが形成されたねじ部33とを有する。サンシャフト31の他方端31nには、リング状のサンギヤ36が嵌め合わされている。サンギヤ36の外周面36aには、軸201を中心とした周方向に歯が並ぶ平歯ギヤが形成されている。
The
空間83内のスプライン部32を取り囲む位置には、周り止めカラー58が固定されている。周り止めカラー58の内周面58bには、スプラインが形成されている。周り止めカラー58およびスプライン部32に形成されたスプラインが互いに係合することにより、軸201を中心とするサンシャフト31の回転運動が規制されている。
A
ナット51は、ハウジング81に固定されたベアリング59によって、軸201を中心に回転自在に支持されている。ナット51は、外周面31gと隙間を設けて向い合う内周面51bと、内周面51bの裏側に面する外周面51aとを有する。内周面51bには、ねじ部33に形成された雄ねじとは逆向きの雌ねじが形成されている。
The
ナット51には、雌ねじが形成された内周面51bの両側に位置して、リングギヤ45が固定されている。リングギヤ45の内周面45bには、軸201を中心とした周方向に歯が並ぶ平歯ギヤが形成されている。
A
モータ71は、ロータ72とステータ73とから構成されている。ナット51の外周面51aには、焼嵌め、圧入または接着剤等の手段を用いて、ロータ72が固定されている。ハウジング81には、コイル75が巻回されたステータ73が同様の手段により固定されている。ステータ73は、ロータ72の周りを取り囲むように、軸201を中心に環状に延びて形成されている。ロータ72は、軸201を中心とした周方向に沿って、ステータ73との間に所定の大きさの隙間を設けるように位置決めされている。ロータ72のステータ73に向い合う位置には、軸201を中心として所定の角度ごとに並ぶ永久磁石74が配設されている。
The
コイル75に通電することにより、ロータ72とステータ73との間に磁界が発生する。これにより、ナット51がロータ72とともに軸201を中心に回転する。
By energizing the
図4は、図3中のIV−IV線上に沿った回転−直動変換機構の断面図である。図3および図4を参照して、軸201方向に沿ったプラネタリシャフト41の両側には、軸201を中心に環状に延びるリテーナ48および49がそれぞれ配設されている。プラネタリシャフト41の両端は、リテーナ48および49によって回転自在に支持されている。リテーナ48とリテーナ49とは、軸201を中心とした周方向に所定の間隔ごとに設けられ、プラネタリシャフト41と平行に延びる支柱46によって互いに結合されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the rotation-linear motion conversion mechanism along the line IV-IV in FIG. Referring to FIGS. 3 and 4,
プラネタリシャフト41は、ねじ部43と、ねじ部43の両側にそれぞれ形成されたギヤ部44pおよび44qとを有する。
The
ねじ部43には、サンシャフト31のねじ部33に形成された雄ねじと、ナット51の内周面51bに形成された雌ねじとに螺合する雄ねじが形成されている。ねじ部43に形成される雄ねじは、ねじ部33に形成された雄ねじとは逆向きであり、内周面51bに形成された雌ねじとは同じ向きである。
The
サンシャフト31のねじ部33に形成された雄ねじ、プラネタリシャフト41のねじ部43に形成された雄ねじおよびナット51の内周面51bに形成された雌ねじは、いずれも同一のピッチを有する多条ねじである。サンシャフト31の雄ねじ、プラネタリシャフト41の雄ねじおよびナット51の雌ねじのピッチ円直径を、それぞれ、Ds、DpおよびDnとし、各ねじの条数を、それぞれ、Ns、NpおよびNnとする。本実施の形態では、サンシャフト31を軸201方向にストロークさせるため、たとえば、Ns:Np:Nn=(Ds+1):Dp:Dnの関係を満たすように各ねじの条数が決定されている。なお、各ねじのピッチ円直径と条数とは、これ以外の関係も採り得る。
The male thread formed on the threaded
プラネタリシャフト41のギヤ部44qには、リングギヤ45の内周面45bに形成された平歯ギヤと噛み合う平歯ギヤが形成されている。
A spur gear that meshes with a spur gear formed on the inner
図5は、図3中の2点鎖線Vで囲まれた位置を拡大して示す断面図である。図5中では、図3中で表わされていなかったサンシャフト31およびプラネタリシャフト41の断面形状が表わされている。図6は、図5中のVI−VI線上に沿った回転−直動変換機構の正面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a position surrounded by a two-dot chain line V in FIG. In FIG. 5, cross-sectional shapes of the
図5および図6を参照して、サンシャフト31は、外周面31gよりも小さい直径を有する外周面31aを、他方端31nに有する。サンシャフト31は、軸201方向に沿って外周面31aと外周面31gとの間で段差を有するように形成されている。サンシャフト31には、他方端31nの端面31cに開口するピン圧入孔31hが形成されている。ピン圧入孔31hは、外周面31aおよび31gの内側で軸201に沿って延びている。軸201方向に沿って外周面31aが延在する範囲のサンシャフト31の肉厚は、外周面31gが延在する範囲のサンシャフト31の肉厚よりも小さい。
5 and 6,
ピン圧入孔31hには、円柱形状を有するノックピン61が端面31cより圧入されている。ピン圧入孔31hは、直径D1を有し、ノックピン61は、直径D1よりも大きい直径D2を有する。
A
サンギヤ36は、ピン圧入孔31hにノックピン61が圧入されていない状態で、外周面31a上で隙間嵌めとなるように他方端31nに嵌合されている。ピン圧入孔31hにノックピン61が圧入され、外周面31aが拡径することによって、サンギヤ36が外周面31a上に固定されている。
The
プラネタリシャフト41のギヤ部44pには、リングギヤ45の内周面45bに形成された平歯ギヤと、サンギヤ36の外周面36aに形成された平歯ギヤとに噛み合う平歯ギヤが形成されている。
A spur gear that meshes with a spur gear formed on the inner
以上に説明した回転−直動変換機構12の構造により、ナット51が回転すると、その回転運動は、ナット51およびプラネタリシャフト41に形成されたねじの噛み合いにより、プラネタリシャフト41に伝わる。この際、プラネタリシャフト41のギヤ部44pに形成された平歯ギヤと、リングギヤ45の内周面45bおよびサンギヤ36の外周面36aに形成された平歯ギヤとが噛み合い、プラネタリシャフト41のギヤ部44qに形成された平歯ギヤと、リングギヤ45の内周面45bに形成された平歯ギヤとが噛み合うことによって、プラネタリシャフト41は、強制駆動され、軸201方向に静止したまま、自転しながら軸201を中心に公転する。また同時に、プラネタリシャフト41は、これら平歯ギヤの噛み合いにより、軸201と平行な姿勢に保持される。
When the
プラネタリシャフト41の回転運動は、プラネタリシャフト41およびサンシャフト31に形成されたねじの噛み合いにより、サンシャフト31に伝わる。サンシャフト31は、周り止めカラー58およびスプライン部32に形成されたスプラインの係合によってナット51と供回りすることなく、軸201方向に直動する。
The rotational movement of the
続いて、図3中の回転−直動変換機構12の組み立て工程について説明を行なう。図7は、図3中の回転−直動変換機構の組み立て工程を示す断面図である。
Next, the assembly process of the rotation / linear
図7を参照して、まず、ナット51、サンシャフト31およびプラネタリシャフト41からなる回転−直動変換機構12のサブアッセンブリを組み立てる。次に、サンシャフト31の他方端31nにサンギヤ36を嵌め合わせる。このとき、サンギヤ36の内径D4は、外周面31aの直径D3よりも大きく設定されており、サンギヤ36を外周面31a上で回転させることができる。そこで、サンギヤ36とプラネタリシャフト41のギヤ部44pとが圧接しないようにサンギヤ36を回転させながら軸201周りで位相調整し、その位置でサンギヤ36を他方端31nに押し込む。このような作業により、サンギヤ36をギヤ部44pの歯車に倣わせながらサンシャフト31に組み付けることができる。
Referring to FIG. 7, first, a subassembly of rotation-linear
次に、サンギヤ36およびギヤ部44pの歯面間のクリアランスが均等になるように、サンギヤ36を外周面31a上で回転させ、サンギヤ36の軸201周りの最終的な位相位置を決定する。最後に、ノックピン61をピン圧入孔31hに圧入し、サンギヤ36を外周面31a上に固定する。
Next, the
本実施の形態では、サンギヤ36の固定にノックピン61の圧入を用いることにより、ボルトによる締結等と比較して、サンギヤ36を外周面31a上に強固かつ確実に固定することができる。また、サンギヤ36を外周面31a上に固定する際の作業性を向上させることができる。また、本実施の形態では、外周面31aにおけるサンシャフト31の肉厚が、他の位置における肉厚よりも小さいため、外周面31aをより大きく拡径させることができる。これにより、サンギヤ36を外周面31a上に、より強固かつ確実に固定することができる。
In the present embodiment, by using the press-fitting of the
この発明の実施の形態における回転−直動変換機構12は、ねじ軸としてのサンシャフト31と、遊星ねじローラとしてのプラネタリシャフト41と、リング状のガイドギヤとしてのサンギヤ36と、ピン部材としてのノックピン61とを備える。サンシャフト31は、外周面31aを有し、外周面31aの内側で延びる孔としてのピン圧入孔31hが形成されている。プラネタリシャフト41は、サンシャフト31に螺合するねじ部43と、歯車が形成されたギヤ部44pとを有する。プラネタリシャフト41は、サンシャフト31の外周上に配置され、サンシャフト31と平行に延びる。サンギヤ36は、サンシャフト31に設けられ、ギヤ部44pと噛み合う。ノックピン61は、サンシャフト31に形成されたピン圧入孔31hに圧入される。サンギヤ36は、外周面31a上で隙間嵌めとなるようにサンシャフト31に嵌め合わされる。ピン圧入孔31hにノックピン61が圧入され、外周面31aが拡径することによって、サンギヤ36がサンシャフト31に固定されている。
The rotation-linear
このように構成された、この発明の実施の形態における回転−直動変換機構12によれば、サンギヤ36をサンシャフト31に組み付ける工程時、サンギヤ36およびプラネタリシャフト41のギヤ部44pの歯車が互いに噛み合い始めるまで、サンギヤ36の位相調整を自由に行なうことができる。このため、ナット51やサンシャフト31の部品精度が悪く、サンギヤ36の歯車とギヤ部44pの歯車とが接触し易い状態にあっても、これらの歯車に過大な負荷を掛けることなく、サンシャフト31にサンギヤ36を組み付けることができる。これにより、サンギヤ36やギヤ部44pの歯車の変形、破損に起因して、回転−直動変換機構12の駆動力が低下したり、作動不能となることを防止できる。
According to the rotation / linear
なお、本実施の形態では、本発明による回転−直動変換機構を内燃機関のバルブリフト可変機構に接続したが、これに限定されず、直線駆動が必要となる各種機構に接続することができる。 In the present embodiment, the rotation-linear motion conversion mechanism according to the present invention is connected to the variable valve lift mechanism of the internal combustion engine. However, the present invention is not limited to this and can be connected to various mechanisms that require linear drive. .
図8は、図3中の回転−直動変換機構の第1の変形例を示す断面図である。図8を参照して、本変形例では、ノックピン61が、ピン圧入孔31hに圧入される円柱状の圧入部86と、サンシャフト31の端面31c上で圧入部86から鍔状に広がる係止部87とから構成されている。係止部87は、サンギヤ36の内径よりも大きい直径で軸201を中心に広がっている。係止部87は、サンギヤ36の端面36cに当接している。このような構成により、ノックピン61をピン圧入孔31hに圧入する際、ノックピン61がピン圧入孔31hに埋没することを防止できる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a first modification of the rotation / linear motion conversion mechanism in FIG. 3. Referring to FIG. 8, in this modification, the
図9は、図3中の回転−直動変換機構の第2の変形例を示す断面図である。図9を参照して、本変形例では、ノックピン61およびサンシャフト31が、それぞれ、ノックピン61がピン圧入孔31hに圧入された状態で互いに圧接する外周面61aおよび内壁31bを有する。外周面61aおよび内壁31bは、軸201に対して傾斜するテーパ形状に形成されている。このような構成により、ノックピン61が外周面31aを拡径する力を増大させ、サンギヤ36を外周面31a上により強固に固定することができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second modification of the rotation / linear motion conversion mechanism in FIG. 3. Referring to FIG. 9, in this modification, knock
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
12 回転−直動変換機構、31 サンシャフト、31a,61a 外周面、31b 内壁、31h ピン圧入孔、36 サンギヤ、41 プラネタリシャフト、43 ねじ部、44p ギヤ部、61 ノックピン。 12 rotation-linear motion conversion mechanism, 31 sun shaft, 31a, 61a outer peripheral surface, 31b inner wall, 31h pin press-fitting hole, 36 sun gear, 41 planetary shaft, 43 screw part, 44p gear part, 61 dowel pin.
Claims (4)
外周面を有し、前記外周面の内側で延びる孔が形成されたねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合するねじ部と、歯車が形成されたギヤ部とを有し、前記ねじ軸の外周上に配置され、前記ねじ軸と平行に延びる遊星ねじローラと、
前記ねじ軸に設けられ、前記ギヤ部と噛み合うリング状のガイドギヤと、
前記孔に圧入されるピン部材とを備え、
前記ガイドギヤは、前記外周面上で隙間嵌めとなるように前記ねじ軸に嵌め合わされ、
前記孔にピン部材が圧入され、前記外周面が拡径することによって、前記ガイドギヤが前記ねじ軸に固定されている、回転−直動変換機構。 A rotation-linear motion conversion mechanism that converts input rotational motion into linear motion,
A screw shaft having an outer peripheral surface and formed with a hole extending inside the outer peripheral surface;
A planetary screw roller having a screw portion that is screwed to the screw shaft and a gear portion on which a gear is formed, disposed on the outer periphery of the screw shaft, and extending in parallel with the screw shaft;
A ring-shaped guide gear provided on the screw shaft and meshing with the gear portion;
A pin member press-fitted into the hole,
The guide gear is fitted to the screw shaft so as to be a gap fit on the outer peripheral surface,
A rotation-linear motion conversion mechanism in which a pin member is press-fitted into the hole and the outer peripheral surface is enlarged in diameter, whereby the guide gear is fixed to the screw shaft.
前記ねじ軸に螺合するねじ部と、歯車が形成されたギヤ部とを有し、前記ねじ軸の外周上に配置され、前記ねじ軸と平行に延びる遊星ねじローラと、
前記ねじ軸に設けられ、前記ギヤ部と噛み合うリング状のガイドギヤと、
前記孔に圧入されるピン部材とを備え、
入力された回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構の組み立て方法であって、
前記外周面上で隙間嵌めとなる前記ガイドギヤを前記ねじ軸に嵌め合わせる工程と、
前記ギヤ部に対する前記ガイドギヤの位相を調整する工程と、
前記位相を調整する工程の後、前記孔にピン部材を圧入し、前記外周面を拡径することによって、前記ガイドギヤを前記ねじ軸に固定する工程とを備える、回転−直動変換機構の組み立て方法。 A screw shaft having an outer peripheral surface and formed with a hole extending inside the outer peripheral surface;
A planetary screw roller having a screw portion that is screwed to the screw shaft and a gear portion on which a gear is formed, disposed on the outer periphery of the screw shaft, and extending in parallel with the screw shaft;
A ring-shaped guide gear provided on the screw shaft and meshing with the gear portion;
A pin member press-fitted into the hole,
An assembly method of a rotation-linear motion conversion mechanism that converts input rotational motion into linear motion,
Fitting the guide gear, which is a gap fit on the outer peripheral surface, to the screw shaft;
Adjusting the phase of the guide gear with respect to the gear portion;
After the step of adjusting the phase, the step of fixing the guide gear to the screw shaft by press-fitting a pin member into the hole and expanding the outer peripheral surface, and assembling the rotation-linear motion conversion mechanism Method.
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JP2011158068A (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Toyota Motor Corp | Planetary differential screw type rotation-linear motion converting mechanism and actuator |
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2005
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