ねじ付きシャフト及び回転直線運動変換機構
【課題】面取り部及びねじ部に奇数条の雄ねじを形成する際のシャフト本体の湾曲を許容上限値未満に抑える。
【解決手段】プラネタリシャフト本体の素材Ｗは奇数条の雄ねじを形成予定の本体ねじ部４１Ａと面取り部４１Ｂとを備え、面取り部４１Ｂは素材Ｗの軸線に対し傾斜角度α分だけ傾斜する。素材Ｗは一対のねじ型５２の間に配置される。そして、それらねじ型５２の一方と他方とを上記軸線と直交する方向に相対移動させると、それらねじ型５２の対向面５２ａに形成された加工歯５２ｂにより本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに奇数条の雄ねじが形成される。また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、その傾斜角度αの４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度αの変化に対する雄ねじの形成後におけるプラネタリシャフト本体の湾曲の大きさの変化の変曲点に対応する値以下に設定される。
【解決手段】プラネタリシャフト本体の素材Ｗは奇数条の雄ねじを形成予定の本体ねじ部４１Ａと面取り部４１Ｂとを備え、面取り部４１Ｂは素材Ｗの軸線に対し傾斜角度α分だけ傾斜する。素材Ｗは一対のねじ型５２の間に配置される。そして、それらねじ型５２の一方と他方とを上記軸線と直交する方向に相対移動させると、それらねじ型５２の対向面５２ａに形成された加工歯５２ｂにより本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに奇数条の雄ねじが形成される。また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、その傾斜角度αの４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度αの変化に対する雄ねじの形成後におけるプラネタリシャフト本体の湾曲の大きさの変化の変曲点に対応する値以下に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ付きシャフト及び回転直線運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ付きシャフトは、回転運動を直線運動に変換する回転直線運動変換機構など、駆動力を伝達するための各種機構に用いられている。
こうしたねじ付きシャフトとしては、シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、それらねじ部及び面取り部に転造によって雄ねじを形成したものが知られている。このねじ付きシャフトの雄ねじは、同シャフトとの間で駆動力の伝達を行う他の部品のねじ山と噛み合わされる。なお、ねじ付きシャフトにおける面取り部は、その面取り部及びねじ部に形成された雄ねじと上記他の部品のねじ山とを噛み合わせる際、それを円滑に行うためのものである。
【０００３】
ねじ付きシャフトにおける雄ねじの転造による形成は、例えば特許文献１に示されるように行われる。詳しくは、シャフト本体をその軸線周りに回転可能に支持した状態で一対のねじ型の間に配置し、同シャフト本体のねじ部及び面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てる。この状態で一対のねじ型の一方と他方とをシャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させると、それらねじ型の対向面に形成された加工歯がシャフト本体における面取り部及びねじ部を押圧し、それによって同シャフト本体のねじ部及び面取り部に雄ねじが形成される。
【０００４】
図７及び図８は、上記ねじ型によるシャフト本体への雄ねじの形成態様を模式的に示したものである。なお、図７は偶数条の雄ねじを形成する場合の例を示し、図８は奇数条の雄ねじを形成する場合の例を示している。
【０００５】
これらの図に示されるように、シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５を挟むように配置された一対のねじ型１０３，１０４においては、それらの対向面１０３ａ，１０４ａに複数の加工歯１０３ｂ，１０４ｂが形成されている。これらの加工歯１０３ｂ，１０４ｂは、シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５に上記雄ねじを形成するためのものであって、ねじ型１０３とねじ型１０４とをシャフト本体１０１の軸線と直交する方向に相対移動させる際の移動方向に対し上記形成予定の雄ねじのリード角に対応した角度だけ傾斜している。そして、ねじ型１０３とねじ型１０４とを上述したように相対移動させることで、シャフト本体１０１がねじ型１０３とねじ型１０４との間で転がりながら、同シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５が上記加工歯１０３ｂ，１０４ｂにより押圧され、それによってねじ部１０２及び面取り部１０５に雄ねじが形成される。
【特許文献１】特許第２９０２１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した転造によりシャフト本体のねじ部及び面取り部に雄ねじを形成するに当たり、その形成予定の雄ねじが奇数条の雄ねじである場合には、面取り部に雄ねじを形成する際にシャフト本体に湾曲が生じるおそれがある。
【０００７】
ここで、こうした不具合の発生理由について図７及び図８を参照して説明する。
ねじ部１０２及び面取り部１０５に偶数条の雄ねじを形成する場合、その雄ねじにおけるシャフト本体１０１の径方向についての断面が同シャフト本体１０１の軸線を中心とする線対称となる。このことは、ねじ型１０３の加工歯１０３ｂとねじ型１０４の加工歯１０４ｂとが、図７に示されるように、シャフト本体１０１の軸線方向に互いにずれることなく対応して位置するようにされることを意味する。従って、各加工歯１０３ｂがねじ部１０２及び面取り部１０５を押圧する際にシャフト本体１０１に対し作用する力と、各加工歯１０４ｂねじ部１０２及び面取り部１０５を押圧する際にシャフト本体１０１に対し作用する力とは、互いに逆方向に働いて相殺され、それら力の作用によってシャフト本体１０１が湾曲することは抑制される。
【０００８】
しかし、ねじ部１０２及び面取り部１０５に奇数条の雄ねじを形成する場合には、その雄ねじにおけるシャフト本体１０１の径方向についての断面が同シャフト本体１０１の軸線を中心とする線対称とはならない。このことは、ねじ型１０３の加工歯１０３ｂとねじ型１０４の加工歯１０４ｂとが、図８に示されるように、シャフト本体１０１の軸線方向に互いにずれて位置するようにされることを意味する。従って、面取り部１０５への加工歯１０３ｂ，１０４ｂの押圧に関して、加工歯１０３ｂと加工歯１０４ｂとの一方のみが面取り部１０５を押圧したり、両方が面取り部１０５を押圧するとしてもそれらの押圧の位置や強さが不規則であるという状況が生じる。例えば、図８の例では、面取り部１０５に対する押圧がほぼ加工歯１０３ｂのみによって行われる状況となっている。そして、上述したように面取り部１０５が不規則に押圧される状況では、その押圧に基づく力が面取り部１０５に対しシャフト本体１０１の軸線に向けて作用する。このとき、ねじ部１０２は、各加工歯１０３ｂ，１０４ｂからの押圧によって径方向について固定された状態となる。従って、面取り部１０５への上記力の作用によりシャフト本体１０１がねじ部１０２を支点として大きく湾曲するおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、面取り部及びねじ部に奇数条の雄ねじを形成する際のシャフト本体の湾曲を許容上限値未満に抑えることのできるねじ付きシャフト、及び同シャフトを用いた回転直線運動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、前記シャフト本体を一対のねじ型の間に配置して前記ねじ部及び前記面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てた状態で、それらねじ型の一方と他方とを前記シャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記面取り部及び前記ねじ部に奇数条の雄ねじを形成したねじ付きシャフトにおいて、前記面取り部の前記シャフト本体の軸線に対する傾斜角度に関しては、その傾斜角度の４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度の変化に対する前記雄ねじの形成後における前記シャフト本体の湾曲の変化の変曲点に対応する値以下に設定されていることを要旨とした。
【００１１】
面取り部の傾斜角度が大きくなるほど、面取り部に雄ねじを形成するために同面取り部に対し加工歯による押圧が行われる際、同加工歯が面取り部に食い込む際の深さが深くなり、加工歯の面取り部に対する押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじの形成後におけるシャフト本体の湾曲の大きさに関しては、面取り部の傾斜角度が大きいほど大きくなる傾向がある。更に、上記傾斜角度の単位増加量当たりの上記湾曲の大きさの増加量に関しては、同傾斜角度における４５°以下の領域のうち上記変曲点に対応する値よりも「０」寄りの領域で小となり、上記変曲点に対応する値よりも増加側の領域では大となる傾向がある。以上のことから、上記傾斜角度を上記変曲点に対応する値以下に設定することで、雄ねじ形成後におけるシャフト本体の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじのピッチに基づき、そのピッチが大きいほど小さい値に設定されることを要旨とした。
【００１３】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、隣り合う加工歯の間隔に関しては同雄ねじのピッチが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじのピッチが大きいほど、一対のねじ型の対向面に各々形成された加工歯のうちの一方と他方とのシャフト本体の軸線方向についてのずれ量も大きくなる。このため、面取り部への雄ねじの形成に際して、一方の加工歯による面取り部の押圧が行われるとき、その押圧に基づく力がシャフト本体に対しねじ部からより離れた位置にて同シャフトの軸線に向けて作用する可能性が高くなり、その力の作用によってシャフト本体が固定状態にあるねじ部を支点として曲がりやすくなる。しかし、上記構成によれば、面取り部の傾斜角度に関しては雄ねじのピッチが大きいほど小さい値に設定されるため、それによって上述したシャフト本体の曲がりを的確に抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明では、前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじの高さに基づき、その高さが大であるときほど小さい値に設定されることを要旨とした。
【００１５】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、加工歯の高さに関しては同雄ねじの高さが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじの高さが大であるほど、面取り部への雄ねじの形成に際して、加工歯による面取り部への押圧が強く行われ、その押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ形成後のシャフト本体の湾曲がより大きくなりやすくなる。しかし、上記構成によれば、面取り部の傾斜角度に関しては雄ねじの高さが大であるときほど小さい値に設定されるため、それによって上述したシャフト本体の湾曲を的確に抑制することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記面取り部の傾斜角度αは、前記雄ねじのピッチＰ及び高さＨ、並びに所定の係数Ｋを用いた式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されていることを要旨とした。
【００１７】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、隣り合う加工歯の間隔に関しては同雄ねじのピッチＰが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじのピッチＰが大きいほど、一対のねじ型の対向面に各々形成された加工歯のうち、一方と他方とのシャフト本体の軸線方向についてのずれ量が大きくなる。このため、面取り部への雄ねじの形成に際して、一方の加工歯による面取り部の押圧が行われるとき、その押圧に基づく力がシャフト本体に対しねじ部からより離れた位置にて同シャフトの軸線に向けて作用する可能性が高くなり、その力の作用によってシャフト本体が固定状態にあるねじ部を支点として曲がりやすくなる。
【００１８】
また、加工歯の高さＨに関しては形成予定の雄ねじの高さＨが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじの高さＨが大であるほど、面取り部への雄ねじの形成に際して、加工歯による面取り部への押圧が強く行われ、その押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ形成後のシャフト本体の湾曲がより大きくなりやすくなる。
【００１９】
上記構成によれば、面取り部の傾斜角度αが雄ねじのピッチＰ及び高さＨを用いて上記式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されているため、その傾斜角度αに関しては、雄ねじのピッチＰが大きいほど小さい値に設定されるとともに、雄ねじの高さＨが大となるほど小さい値に設定される。従って、上述したシャフト本体の曲がり（湾曲）が的確に抑制されるようになる。
【００２０】
請求項５記載の発明では、パイプ状をなして内周面に雌ねじ及びギヤ歯が形成されるリングシャフトと、前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじ及びギヤ歯が形成されるサンシャフトと、前記サンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及びギヤ歯に噛み合わされるとともに前記サンシャフトの雄ねじ及びギヤ歯と噛み合わされる雄ねじ及びギヤ歯を外周面に形成した複数のプラネタリシャフトと、を備える回転直線運動変換機構において、前記プラネタリシャフトが請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ付きシャフトとされていることを要旨とした。
【００２１】
回転直線運動変換機構においては、その駆動力の伝達効率を高い状態に維持するため、各プラネタリシャフトをその軸線方向に一直線上に延びるように形成し、かつ各プラネタリシャフトの姿勢をサンシャフトに対し平行となるようにすることが重要である。上記構成によれば、転造による面取り部への雄ねじの形成に伴うプラネタリシャフトの曲がりの大きさが許容上限値未満に抑えられるとともに、そのプラネタリシャフトの曲がりに伴い同シャフトがサンシャフトに対し傾くことも抑制される。従って、回転直線運動変換機構の駆動力の伝達効率を高い状態に維持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を回転直線運動変換機構、及びそれに用いられるプラネタリシャフトに具体化した一実施形態について、図１〜図６に従って説明する。
図１に示されるように、回転直線運動変換機構１は、軸方向へ延びる空間を内部に有するパイプ状のリングシャフト２と、リングシャフト２の内部に配置されて同シャフト２と同軸上で延びるサンシャフト３と、サンシャフト３の周囲にサンシャフト３及びリングシャフト２と平行に配置される複数のプラネタリシャフト４とを備えている。
【００２３】
リングシャフト２は、パイプ状のリングシャフト本体２１における前面寄りの部分（図中右寄りの部分）の内周面に前面リングギヤ２２を嵌め込んで固定するとともに、同リングシャフト本体２１における背面寄りの部分（図中左寄りの部分）の内周面に背面リングギヤ２３を嵌め込んで固定したものである。上記リングシャフト本体２１の長手方向中央部の内周面には雌ねじ２４が形成されている。
【００２４】
サンシャフト３は、外周面に雄ねじ３４を有するサンシャフト本体３１の同雄ねじ３４よりも前面側（図中の右側）に前面サンギヤ３２を設けるとともに、同サンシャフト本体３１の雄ねじ３４よりも背面側（図中の左側）に背面サンギヤ３３を設けたものである。上記前面サンギヤ３２は、サンシャフト本体３１と一体に形成されている。また、上記背面サンギヤ３３は、サンシャフト本体３１と別体となっており、サンシャフト本体３１における背面寄りの部分の外周面に嵌め込むことにより同サンシャフト本体３１に対しその軸線回りに一体回転可能に取り付けられている。
【００２５】
プラネタリシャフト４は、外周面に奇数条の雄ねじ４４を有するプラネタリシャフト本体４１の同雄ねじ４４よりも前面側（図中の右側）の部分に前面プラネタリギヤ４２を設けるとともに、同プラネタリシャフト本体４１の雄ねじ４４よりも背面側（図中の左側）に背面プラネタリギヤ４３を設けたものである。上記雄ねじ４４は、リングシャフト２の雌ねじ２４と噛み合うとともに、サンシャフト３の雄ねじ３４とも噛み合っている。上記前面プラネタリギヤ４２は、プラネタリシャフト本体４１と一体に形成されており、リングシャフト２の前面リングギヤ２２と噛み合うとともに、サンシャフト３の前面サンギヤ３２とも噛み合っている。上記背面プラネタリギヤ４３は、プラネタリシャフト本体４１と別体となっており、プラネタリシャフト本体４１の雄ねじ４４よりも背面寄りの部分に対し同プラネタリシャフト本体４１の軸線回りに相対回転可能となるよう組み付けられている。
【００２６】
以上のように構成された回転直線運動変換機構１においては、リングシャフト２に回転運動が入力される。このようにリングシャフト２に回転運動が入力されると、前面リングギヤ２２と各前面プラネタリギヤ４２との噛み合い、背面リングギヤ２３と各背面プラネタリギヤ４３との噛み合い、及び雌ねじ２４と各雄ねじ４４との噛み合いを通じて、回転運動するリングシャフト２から各プラネタリシャフト４への力の伝達が行われる。この力の伝達により、各プラネタリシャフト４が自身の軸線を中心に自転しつつサンシャフト３の軸線を中心に公転する遊星運動を行う。更に、こうした各プラネタリシャフト４の遊星運動が行われると、各前面プラネタリギヤ４２と前面サンギヤ３２との噛み合い、各背面プラネタリギヤ４３と背面サンギヤ３３との噛み合い、及び各雄ねじ４４と雄ねじ３４との噛み合いを通じて、遊星運動する各プラネタリシャフト４からサンシャフト３への力の伝達が行われる。このとき、サンシャフト３の回転方向への変位を規制しておけば、上記力の伝達を通じてサンシャフト３が軸線方向に変位する。
【００２７】
次に、回転直線運動変換機構１にねじ付きシャフトとして設けられている上記プラネタリシャフト４について、図２を参照して詳しく説明する。なお、図２において、（ａ）はプラネタリシャフト４を示す側面図であり、（ｂ）は同プラネタリシャフト４を分解した状態を示す側面図であり、（ｃ）は同プラネタリシャフト４を構成する背面プラネタリギヤ４３の中心線に沿った断面構造を示す断面図である。
【００２８】
図２（ａ）に示されるように、プラネタリシャフト４は、プラネタリシャフト本体４１の長手方向中央部に設けられて上記雄ねじ４４の形成される円柱状の本体ねじ部４１Ａを備えている。また、プラネタリシャフト本体４１は、上記本体ねじ部４１Ａに繋がるとともにプラネタリシャフト本体４１の端部に向かうほど本体ねじ部４１Ａと同一の径から徐々に縮径してゆき、同本体ねじ部４１Ａと同じく上記雄ねじ４４の形成される面取り部４１Ｂも備えている。プラネタリシャフト本体４１における本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂの雄ねじ４４は転造によって形成されている。この面取り部４１Ｂは、同面取り部４１Ｂ及び本体ねじ部４１Ａに形成された上記雄ねじ４４をサンシャフト３の雄ねじ３４及びリングシャフト２の雌ねじ２４と噛み合わせる際、それを円滑に行うためのものである。
【００２９】
プラネタリシャフト４の前面プラネタリギヤ４２と背面プラネタリギヤ４３とは、互いに同一形状となる平歯の外歯車として形成されている。前面プラネタリギヤ４２は、プラネタリシャフト本体４１における前面寄りの部分である前面シャフト４１Ｆに転造によって形成されている。また、背面プラネタリギヤ４３に関しては、図２（ｂ）に示されるようにプラネタリシャフト本体４１と別体となっており、図２（ｃ）に示されるように内部に同ギヤ４３の中心線上に延びる軸受孔４３Ｈが形成されている。そして、この軸受孔４３Ｈにプラネタリシャフト本体４１における背面寄りの部分である背面シャフト４１Ｒを挿入することで、背面プラネタリギヤ４３がプラネタリシャフト本体４１に対して相対回転可能に組み付けられている。
【００３０】
次に、プラネタリシャフト本体４１を形成するための素材について、図３を参照して説明する。
この素材Ｗは、プラネタリシャフト本体４１（図２（ｂ））に対し雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２を転造により形成する前のものであって丸棒状をなしている。そして、素材Ｗは、その長手方向中央部に形成された円柱状の本体ねじ部４１Ａと、同本体ねじ部４１Ａに繋がるとともに素材Ｗの端部に向かうほど本体ねじ部４１Ａと同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部４１Ｂとを備えている。更に、素材Ｗは、それら本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに隣り合うよう形成された円柱状の前面シャフト４１Ｆ、及び上記背面シャフト４１Ｒを備えている。上記面取り部４１Ｂは素材Ｗの軸線（プラネタリシャフト本体４１の軸線）に対し傾斜角度α分だけ傾斜しており、このことから転造による雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の形成後のプラネタリシャフト本体４１においても面取り部４１Ｂは上記軸線に対し傾斜角度αだけ傾斜することとなる。
【００３１】
次に、素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに雄ねじ４４を、更に同素材Ｗの前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２を、それぞれ転造により形成するための転造工具について、図４を参照して説明する。
【００３２】
同図に示される転造工具５１は、上記雄ねじ４４を形成するためのねじ型５２と、上記前面プラネタリギヤ４２を形成するためのギヤ型５３とを備えている。これらねじ型５２及びギヤ型５３は、並設されるとともに、それぞれ上下一対となっている（図４には下側のねじ型５２及びギヤ型５３のみ図示）。そして、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とは、それらの長手方向について相対移動可能となっている。上側のねじ型５２と下側のねじ型５２との対向面５２ａには、それらねじ型５２の移動方向に対し素材Ｗに形成予定の雄ねじ４４のリード角に対応した角度だけ傾斜した複数の加工歯５２ｂが形成されている。また、上側のギヤ型５３と下側のギヤ型５３との対向面５３ａには、それらギヤ型５３の移動方向に対し直交する方向に延びる複数の加工歯５２ｂが形成されている。
【００３３】
そして、素材Ｗに対する雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の転造による形成は、以下のようにして行われる。すなわち、素材Ｗをその軸線周りに回転可能に支持し、素材Ｗの前面シャフト４１Ｆが上下一対のギヤ型５３の間に位置するとともに、素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂが上下一対のねじ型５２の間に位置するよう上記素材Ｗが配置される。この状態で、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とをそれらの長手方向（素材Ｗと直交する方向）において互いに逆方向に移動させ、それらの相対移動が行われる。このとき、素材Ｗがその軸線を中心に転がりながら、同素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに対し、上下一対のねじ型５２の対向面５２ａに形成された加工歯５２ｂが押圧され、それによって本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに雄ねじ４４が形成される。また、その際には素材Ｗの前面シャフト４１Ｆに対し上下一対のギヤ型５３の対向面５３ａに形成された加工歯５３ｂが押圧され、それによって前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２が形成される。
【００３４】
次に、ねじ型５２による素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成態様について、その形成態様を模式的に示した図５を参照して詳しく説明する。
上下一対のねじ型５２を用いた転造により本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに奇数条の雄ねじ４４を形成する場合、面取り部４１Ｂに雄ねじ４４を形成する際に素材Ｗ（プラネタリシャフト本体４１）に湾曲が生じるおそれがある。
【００３５】
これは、雄ねじ４４におけるプラネタリシャフト本体４１の径方向についての断面が同プラネタリシャフト本体４１の軸線を中心とする線対称とならず、こうした雄ねじ４４を形成するために上側のねじ型５２の加工歯５２ｂと下側のねじ型５２との加工歯５２ｂが上記軸線方向に互いにずらした状態とされることが原因である。この場合、それら加工歯５２ｂの面取り部４１Ｂに対する押圧に関して、上側のねじ型５２の加工歯５２ｂと下側のねじ型５２の加工歯５２ｂとの一方のみが面取り部４１Ｂを押圧したり、両方が面取り部４１Ｂを押圧するとしてもそれらの押圧の位置や強さが不規則になるという状況が生じる。例えば、図５の例では、面取り部４１Ｂに対する上側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧と下側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧とで押圧位置が異なり、下側のねじ型５２の加工歯５２ｂの押圧が上側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧よりも強く行われる状況となっている。そして、上述したように面取り部４１Ｂの不規則な押圧が行われる状況では、その押圧に基づく力が素材Ｗの軸線（プラネタリシャフト本体４１の軸線）に向けて作用する。このとき、本体ねじ部４１Ａは、図中上側と下側との両方の加工歯５２ｂからの押圧によって径方向について固定された状態となる。従って、面取り部４１Ｂへの上記力の作用により、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１が湾曲するおそれがある。
【００３６】
こうした不具合に対処するため、面取り部４１Ｂの傾斜角度αの大きさと雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさとの間にある図６に示される関係を考慮して、プラネタリシャフト４における面取り部４１Ｂの傾斜角度αが次のように小さく設定される。すなわち、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、その傾斜角度αの４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度αの変化に対する雄ねじ４４の形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさの変化の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定されている。
【００３７】
図６から分かるように、傾斜角度αが大きくなるほど、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなる。これは、傾斜角度αが図５に矢印で示されるように大きくなるほど、面取り部４１Ｂに対し加工歯５２ｂによる押圧が行われ、同加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂに対し図中にハッチングで示されるように食い込む際の深さが深くなることが関係している。このように加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂに食い込む際の深さが深くなるということは、加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂに対する押圧が強くなり、その押圧に基づきプラネタリシャフト本体４１（素材Ｗ）に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなることを意味する。このため、雄ねじ４４の形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさに関しては、図６に示されるように面取り部４１Ｂの傾斜角度αが大きいほど大きくなる傾向がある。更に、上記傾斜角度αの単位増加量当たりの上記湾曲の大きさの増加量に関しては、同傾斜角度αにおける４５°以下の領域のうち上記変曲点Ｘに対応する値αＸよりも「０」寄りの領域で小となり、上記変曲点Ｘに対応する値αＸよりも増加側の領域では大となる傾向がある。
【００３８】
以上のことを考慮して、上述したように傾斜角度αを図６の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定することで、雄ねじ４４形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができるようになる。なお、傾斜角度αを小さくしすぎると、面取り部４１Ｂにおけるプラネタリシャフト本体４１の軸線方向についての長さが長くなったり、前面シャフト４１Ｆ及び背面シャフト４１Ｒが太くなったりし、回転直線運動変換機構１を組み立てられなくなるおそれがある。従って、傾斜角度αの最小値としては例えば「０」よりも大きい値であって回転直線運動変換機構１を組み立て可能な最小値が用いられ、その最小値から上記値αＸまでの範囲内の値に傾斜角度αが設定される。
【００３９】
また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、上述したように最小値から値αＸまでの範囲内の値に設定したうえで、更に雄ねじ４４のピッチＰに基づき同ピッチＰが大きいほど小さい値に設定されるとともに、雄ねじ４４の高さＨに基づき同高さＨが大であるときほど小さい値に設定される。
【００４０】
より具体的には、傾斜角度αがピッチＰ、高さＨ、及び所定の係数Ｋを用いた次の式「α＝＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ） …（１）」を満たす値に設定される。なお、上記係数Ｋは、ピッチＰ及び高さＨを含む雄ねじ４４の緒元に基づいて可変設定とされる値であり、この実施形態では例えば「１．５」に設定される。この式（１）を満たす値に傾斜角度αを設定することで、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど傾斜角度αを小さい値に設定すること、及び雄ねじ４４の高さＨが大であるほど傾斜角度αを小さい値に設定することを、それぞれ的確に行うことができるようになる。
【００４１】
ここで、ねじ型５２における隣合う加工歯５２ｂは形成予定の雄ねじ４４に対応した形状とされるため、隣り合う加工歯５２ｂの間隔に関しては、同雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど、上下一対のねじ型５２の対向面５２ａに各々形成された加工歯５２ｂのうち、一方と他方との素材Ｗ（プラネタリシャフト本体４１）の軸線方向についてのずれ量が大きくなる。このため、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成に際して、一方のねじ型５２の加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂの押圧が行われるとき、図５のハッチングで示される位置が本体ねじ部４１Ａに対しより遠い位置になる可能性が高くなる。言い換えれば、上記加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂを押圧する際の力が、素材Ｗに対し本体ねじ部４１Ａからより離れた位置にて同素材Ｗの軸線に向けて作用する可能性が高くなる。その結果、同力の作用によって素材Ｗが固定状態にある本体ねじ部４１Ａを支点として曲がりやすくなる。
【００４２】
また、ねじ型５２における隣合う加工歯５２ｂは形成予定の雄ねじ４４に対応した形状とされるため、加工歯５２ｂの高さＨに関しては形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじ４４の高さＨが大であるほど、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成に際して、図５のハッチングで示される部分の面積が大となり、加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂへの押圧が強く行われ、その押圧に基づき素材Ｗに対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲がより大きくなりやすくなる。
【００４３】
しかし、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、雄ねじ４４のピッチＰ及び高さＨを用いて上記式（１）を満たす値に設定され、それによってピッチＰが大きいほど小さい値となるよう、且つ雄ねじ４４の高さＨが大となるほど小さい値となるよう、的確に設定される。これにより、上述した雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の曲がり（湾曲）を的確に抑制することが可能になる。
【００４４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）プラネタリシャフト４の面取り部４１Ｂの同シャフト４の軸線に対する傾斜角度αを、図６の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定することで、雄ねじ４４形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができる。
【００４５】
（２）面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、形成予定の雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど小さい値に設定される。形成予定の雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど、面取り部４１Ｂへの加工歯５２ｂの押圧が行われるとき、その押圧に基づく力が固定状態にある本体ねじ部４１Ａからより離れた位置にて作用する可能性が高くなり、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなりやすくなる。しかし、上述したように傾斜角度αをピッチＰに基づき設定することで、上記プラネタリシャフト本体４１の湾曲を的確に抑制することが可能になる。
【００４６】
（３）また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど小さい値に設定される。形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど、面取り部４１Ｂへの加工歯５２ｂの押圧が行われるとき、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の食い込みが深くなることから上記押圧が強く行われ、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなりやすくなる。しかし、上述したように傾斜角度αを高さＨに基づき設定することで、上記プラネタリシャフト本体４１の湾曲を的確に抑制することが可能になる。
【００４７】
（４）上記（２）及び（３）でのピッチＰ及び高さＨに基づく傾斜角度αの設定は、式（１）を満たす値に傾斜角度αを設定することによって実現される。これにより、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど傾斜角度αを小さい値に設定すること、及び雄ねじ４４の高さＨが大であるほど傾斜角度αを小さい値に設定することを、的確に行うことができるようになる。
【００４８】
（５）上述した傾斜角度αの設定を通じて雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲を抑制できるため、プラネタリシャフト４を回転直線運動変換機構１に組み付けたとき、同シャフト４がその軸線方向に一直線上に延びなくなったり、同シャフト４の姿勢がサンシャフト３に対し平行に維持できなくなったりすることは抑制される。なお、回転直線運動変換機構１においては、その駆動力の伝達効率を高い状態に維持するために、各プラネタリシャフト４をその軸線方向に一直線上に延びるように形成し、かつ各プラネタリシャフト４の姿勢をサンシャフト３に対し平行となるようにすることが重要である。このため、プラネタリシャフト本体４１が湾曲することで、プラネタリシャフト４がその軸線方向に一直線上に延びなくなったり、同シャフト４の姿勢がサンシャフト３に対し平行に維持できなくなったりすると、上記駆動力の伝達効率を高い状態に維持することが困難になる。しかし、こうした不具合が生じることは抑制されるようになる。
【００４９】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・回転直線運動変換機構１以外のねじ付きシャフトが用いられる機構、及びそのねじ付きシャフトに本発明を適用してもよい。
【００５０】
・サンシャフト３に本発明を適用することも可能である。
・傾斜角度αの設定に関して、必ずしも上記式（１）を用いる必要はない。
・傾斜角度αの設定に関して、形成予定の雄ねじ４４のピッチＰと高さＨとのうち、ピッチＰのみを考慮して設定したり、高さＨのみを考慮して設定したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態の回転直線運動変換機構の内部構造を示す斜視図。
【図２】（ａ）は同機構におけるプラネタリシャフトを示す側面図であり、（ｂ）は同プラネタリシャフトを分解した状態を示す側面図であり、（ｃ）は同プラネタリシャフトを構成する背面プラネタリギヤの中心線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図３】プラネタリシャフト本体を形成するための素材を示す略図。
【図４】同素材に対し雄ねじ及び前面プラネタリギヤを形成するための転造工具の構造を示す斜視図。
【図５】ねじ型によりシャフト本体に奇数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【図６】面取り部の傾斜角度の大きさと雄ねじ形成後のプラネタリシャフト本体の湾曲の大きさとの間の関係を示すグラフ。
【図７】ねじ型によりシャフト本体に偶数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【図８】ねじ型によりシャフト本体い奇数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
１…回転直線運動変換機構、２…リングシャフト、３…サンシャフト、４…プラネタリシャフト、２１…リングシャフト本体、２２…前面リングギヤ、２３…背面リングギヤ、２４…雌ねじ、３１…サンシャフト本体、３２…前面サンギヤ、３３…背面サンギヤ、３４…雄ねじ、４１…プラネタリシャフト本体、４１Ａ…本体ねじ部、４１Ｂ…面取り部、４１Ｆ…前面シャフト、４１Ｒ…背面シャフト、４２…前面プラネタリギヤ、４３…背面プラネタリギヤ、４３Ｈ…軸受孔、４４…雄ねじ、５１…転造工具、５２…ねじ型、５２ａ…対向面、５２ｂ…加工歯、５３…ギヤ型、５３ａ…対向面、５３ｂ…加工歯、Ｗ…素材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ付きシャフト及び回転直線運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ付きシャフトは、回転運動を直線運動に変換する回転直線運動変換機構など、駆動力を伝達するための各種機構に用いられている。
こうしたねじ付きシャフトとしては、シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、それらねじ部及び面取り部に転造によって雄ねじを形成したものが知られている。このねじ付きシャフトの雄ねじは、同シャフトとの間で駆動力の伝達を行う他の部品のねじ山と噛み合わされる。なお、ねじ付きシャフトにおける面取り部は、その面取り部及びねじ部に形成された雄ねじと上記他の部品のねじ山とを噛み合わせる際、それを円滑に行うためのものである。
【０００３】
ねじ付きシャフトにおける雄ねじの転造による形成は、例えば特許文献１に示されるように行われる。詳しくは、シャフト本体をその軸線周りに回転可能に支持した状態で一対のねじ型の間に配置し、同シャフト本体のねじ部及び面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てる。この状態で一対のねじ型の一方と他方とをシャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させると、それらねじ型の対向面に形成された加工歯がシャフト本体における面取り部及びねじ部を押圧し、それによって同シャフト本体のねじ部及び面取り部に雄ねじが形成される。
【０００４】
図７及び図８は、上記ねじ型によるシャフト本体への雄ねじの形成態様を模式的に示したものである。なお、図７は偶数条の雄ねじを形成する場合の例を示し、図８は奇数条の雄ねじを形成する場合の例を示している。
【０００５】
これらの図に示されるように、シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５を挟むように配置された一対のねじ型１０３，１０４においては、それらの対向面１０３ａ，１０４ａに複数の加工歯１０３ｂ，１０４ｂが形成されている。これらの加工歯１０３ｂ，１０４ｂは、シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５に上記雄ねじを形成するためのものであって、ねじ型１０３とねじ型１０４とをシャフト本体１０１の軸線と直交する方向に相対移動させる際の移動方向に対し上記形成予定の雄ねじのリード角に対応した角度だけ傾斜している。そして、ねじ型１０３とねじ型１０４とを上述したように相対移動させることで、シャフト本体１０１がねじ型１０３とねじ型１０４との間で転がりながら、同シャフト本体１０１のねじ部１０２及び面取り部１０５が上記加工歯１０３ｂ，１０４ｂにより押圧され、それによってねじ部１０２及び面取り部１０５に雄ねじが形成される。
【特許文献１】特許第２９０２１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した転造によりシャフト本体のねじ部及び面取り部に雄ねじを形成するに当たり、その形成予定の雄ねじが奇数条の雄ねじである場合には、面取り部に雄ねじを形成する際にシャフト本体に湾曲が生じるおそれがある。
【０００７】
ここで、こうした不具合の発生理由について図７及び図８を参照して説明する。
ねじ部１０２及び面取り部１０５に偶数条の雄ねじを形成する場合、その雄ねじにおけるシャフト本体１０１の径方向についての断面が同シャフト本体１０１の軸線を中心とする線対称となる。このことは、ねじ型１０３の加工歯１０３ｂとねじ型１０４の加工歯１０４ｂとが、図７に示されるように、シャフト本体１０１の軸線方向に互いにずれることなく対応して位置するようにされることを意味する。従って、各加工歯１０３ｂがねじ部１０２及び面取り部１０５を押圧する際にシャフト本体１０１に対し作用する力と、各加工歯１０４ｂねじ部１０２及び面取り部１０５を押圧する際にシャフト本体１０１に対し作用する力とは、互いに逆方向に働いて相殺され、それら力の作用によってシャフト本体１０１が湾曲することは抑制される。
【０００８】
しかし、ねじ部１０２及び面取り部１０５に奇数条の雄ねじを形成する場合には、その雄ねじにおけるシャフト本体１０１の径方向についての断面が同シャフト本体１０１の軸線を中心とする線対称とはならない。このことは、ねじ型１０３の加工歯１０３ｂとねじ型１０４の加工歯１０４ｂとが、図８に示されるように、シャフト本体１０１の軸線方向に互いにずれて位置するようにされることを意味する。従って、面取り部１０５への加工歯１０３ｂ，１０４ｂの押圧に関して、加工歯１０３ｂと加工歯１０４ｂとの一方のみが面取り部１０５を押圧したり、両方が面取り部１０５を押圧するとしてもそれらの押圧の位置や強さが不規則であるという状況が生じる。例えば、図８の例では、面取り部１０５に対する押圧がほぼ加工歯１０３ｂのみによって行われる状況となっている。そして、上述したように面取り部１０５が不規則に押圧される状況では、その押圧に基づく力が面取り部１０５に対しシャフト本体１０１の軸線に向けて作用する。このとき、ねじ部１０２は、各加工歯１０３ｂ，１０４ｂからの押圧によって径方向について固定された状態となる。従って、面取り部１０５への上記力の作用によりシャフト本体１０１がねじ部１０２を支点として大きく湾曲するおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、面取り部及びねじ部に奇数条の雄ねじを形成する際のシャフト本体の湾曲を許容上限値未満に抑えることのできるねじ付きシャフト、及び同シャフトを用いた回転直線運動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、前記シャフト本体を一対のねじ型の間に配置して前記ねじ部及び前記面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てた状態で、それらねじ型の一方と他方とを前記シャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記面取り部及び前記ねじ部に奇数条の雄ねじを形成したねじ付きシャフトにおいて、前記面取り部の前記シャフト本体の軸線に対する傾斜角度に関しては、その傾斜角度の４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度の変化に対する前記雄ねじの形成後における前記シャフト本体の湾曲の変化の変曲点に対応する値以下に設定されていることを要旨とした。
【００１１】
面取り部の傾斜角度が大きくなるほど、面取り部に雄ねじを形成するために同面取り部に対し加工歯による押圧が行われる際、同加工歯が面取り部に食い込む際の深さが深くなり、加工歯の面取り部に対する押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじの形成後におけるシャフト本体の湾曲の大きさに関しては、面取り部の傾斜角度が大きいほど大きくなる傾向がある。更に、上記傾斜角度の単位増加量当たりの上記湾曲の大きさの増加量に関しては、同傾斜角度における４５°以下の領域のうち上記変曲点に対応する値よりも「０」寄りの領域で小となり、上記変曲点に対応する値よりも増加側の領域では大となる傾向がある。以上のことから、上記傾斜角度を上記変曲点に対応する値以下に設定することで、雄ねじ形成後におけるシャフト本体の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじのピッチに基づき、そのピッチが大きいほど小さい値に設定されることを要旨とした。
【００１３】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、隣り合う加工歯の間隔に関しては同雄ねじのピッチが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじのピッチが大きいほど、一対のねじ型の対向面に各々形成された加工歯のうちの一方と他方とのシャフト本体の軸線方向についてのずれ量も大きくなる。このため、面取り部への雄ねじの形成に際して、一方の加工歯による面取り部の押圧が行われるとき、その押圧に基づく力がシャフト本体に対しねじ部からより離れた位置にて同シャフトの軸線に向けて作用する可能性が高くなり、その力の作用によってシャフト本体が固定状態にあるねじ部を支点として曲がりやすくなる。しかし、上記構成によれば、面取り部の傾斜角度に関しては雄ねじのピッチが大きいほど小さい値に設定されるため、それによって上述したシャフト本体の曲がりを的確に抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明では、前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじの高さに基づき、その高さが大であるときほど小さい値に設定されることを要旨とした。
【００１５】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、加工歯の高さに関しては同雄ねじの高さが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじの高さが大であるほど、面取り部への雄ねじの形成に際して、加工歯による面取り部への押圧が強く行われ、その押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ形成後のシャフト本体の湾曲がより大きくなりやすくなる。しかし、上記構成によれば、面取り部の傾斜角度に関しては雄ねじの高さが大であるときほど小さい値に設定されるため、それによって上述したシャフト本体の湾曲を的確に抑制することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記面取り部の傾斜角度αは、前記雄ねじのピッチＰ及び高さＨ、並びに所定の係数Ｋを用いた式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されていることを要旨とした。
【００１７】
ねじ型における隣合う加工歯は形成予定の雄ねじに対応した形状とされるため、隣り合う加工歯の間隔に関しては同雄ねじのピッチＰが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじのピッチＰが大きいほど、一対のねじ型の対向面に各々形成された加工歯のうち、一方と他方とのシャフト本体の軸線方向についてのずれ量が大きくなる。このため、面取り部への雄ねじの形成に際して、一方の加工歯による面取り部の押圧が行われるとき、その押圧に基づく力がシャフト本体に対しねじ部からより離れた位置にて同シャフトの軸線に向けて作用する可能性が高くなり、その力の作用によってシャフト本体が固定状態にあるねじ部を支点として曲がりやすくなる。
【００１８】
また、加工歯の高さＨに関しては形成予定の雄ねじの高さＨが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじの高さＨが大であるほど、面取り部への雄ねじの形成に際して、加工歯による面取り部への押圧が強く行われ、その押圧に基づきシャフト本体に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ形成後のシャフト本体の湾曲がより大きくなりやすくなる。
【００１９】
上記構成によれば、面取り部の傾斜角度αが雄ねじのピッチＰ及び高さＨを用いて上記式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されているため、その傾斜角度αに関しては、雄ねじのピッチＰが大きいほど小さい値に設定されるとともに、雄ねじの高さＨが大となるほど小さい値に設定される。従って、上述したシャフト本体の曲がり（湾曲）が的確に抑制されるようになる。
【００２０】
請求項５記載の発明では、パイプ状をなして内周面に雌ねじ及びギヤ歯が形成されるリングシャフトと、前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじ及びギヤ歯が形成されるサンシャフトと、前記サンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及びギヤ歯に噛み合わされるとともに前記サンシャフトの雄ねじ及びギヤ歯と噛み合わされる雄ねじ及びギヤ歯を外周面に形成した複数のプラネタリシャフトと、を備える回転直線運動変換機構において、前記プラネタリシャフトが請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ付きシャフトとされていることを要旨とした。
【００２１】
回転直線運動変換機構においては、その駆動力の伝達効率を高い状態に維持するため、各プラネタリシャフトをその軸線方向に一直線上に延びるように形成し、かつ各プラネタリシャフトの姿勢をサンシャフトに対し平行となるようにすることが重要である。上記構成によれば、転造による面取り部への雄ねじの形成に伴うプラネタリシャフトの曲がりの大きさが許容上限値未満に抑えられるとともに、そのプラネタリシャフトの曲がりに伴い同シャフトがサンシャフトに対し傾くことも抑制される。従って、回転直線運動変換機構の駆動力の伝達効率を高い状態に維持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を回転直線運動変換機構、及びそれに用いられるプラネタリシャフトに具体化した一実施形態について、図１〜図６に従って説明する。
図１に示されるように、回転直線運動変換機構１は、軸方向へ延びる空間を内部に有するパイプ状のリングシャフト２と、リングシャフト２の内部に配置されて同シャフト２と同軸上で延びるサンシャフト３と、サンシャフト３の周囲にサンシャフト３及びリングシャフト２と平行に配置される複数のプラネタリシャフト４とを備えている。
【００２３】
リングシャフト２は、パイプ状のリングシャフト本体２１における前面寄りの部分（図中右寄りの部分）の内周面に前面リングギヤ２２を嵌め込んで固定するとともに、同リングシャフト本体２１における背面寄りの部分（図中左寄りの部分）の内周面に背面リングギヤ２３を嵌め込んで固定したものである。上記リングシャフト本体２１の長手方向中央部の内周面には雌ねじ２４が形成されている。
【００２４】
サンシャフト３は、外周面に雄ねじ３４を有するサンシャフト本体３１の同雄ねじ３４よりも前面側（図中の右側）に前面サンギヤ３２を設けるとともに、同サンシャフト本体３１の雄ねじ３４よりも背面側（図中の左側）に背面サンギヤ３３を設けたものである。上記前面サンギヤ３２は、サンシャフト本体３１と一体に形成されている。また、上記背面サンギヤ３３は、サンシャフト本体３１と別体となっており、サンシャフト本体３１における背面寄りの部分の外周面に嵌め込むことにより同サンシャフト本体３１に対しその軸線回りに一体回転可能に取り付けられている。
【００２５】
プラネタリシャフト４は、外周面に奇数条の雄ねじ４４を有するプラネタリシャフト本体４１の同雄ねじ４４よりも前面側（図中の右側）の部分に前面プラネタリギヤ４２を設けるとともに、同プラネタリシャフト本体４１の雄ねじ４４よりも背面側（図中の左側）に背面プラネタリギヤ４３を設けたものである。上記雄ねじ４４は、リングシャフト２の雌ねじ２４と噛み合うとともに、サンシャフト３の雄ねじ３４とも噛み合っている。上記前面プラネタリギヤ４２は、プラネタリシャフト本体４１と一体に形成されており、リングシャフト２の前面リングギヤ２２と噛み合うとともに、サンシャフト３の前面サンギヤ３２とも噛み合っている。上記背面プラネタリギヤ４３は、プラネタリシャフト本体４１と別体となっており、プラネタリシャフト本体４１の雄ねじ４４よりも背面寄りの部分に対し同プラネタリシャフト本体４１の軸線回りに相対回転可能となるよう組み付けられている。
【００２６】
以上のように構成された回転直線運動変換機構１においては、リングシャフト２に回転運動が入力される。このようにリングシャフト２に回転運動が入力されると、前面リングギヤ２２と各前面プラネタリギヤ４２との噛み合い、背面リングギヤ２３と各背面プラネタリギヤ４３との噛み合い、及び雌ねじ２４と各雄ねじ４４との噛み合いを通じて、回転運動するリングシャフト２から各プラネタリシャフト４への力の伝達が行われる。この力の伝達により、各プラネタリシャフト４が自身の軸線を中心に自転しつつサンシャフト３の軸線を中心に公転する遊星運動を行う。更に、こうした各プラネタリシャフト４の遊星運動が行われると、各前面プラネタリギヤ４２と前面サンギヤ３２との噛み合い、各背面プラネタリギヤ４３と背面サンギヤ３３との噛み合い、及び各雄ねじ４４と雄ねじ３４との噛み合いを通じて、遊星運動する各プラネタリシャフト４からサンシャフト３への力の伝達が行われる。このとき、サンシャフト３の回転方向への変位を規制しておけば、上記力の伝達を通じてサンシャフト３が軸線方向に変位する。
【００２７】
次に、回転直線運動変換機構１にねじ付きシャフトとして設けられている上記プラネタリシャフト４について、図２を参照して詳しく説明する。なお、図２において、（ａ）はプラネタリシャフト４を示す側面図であり、（ｂ）は同プラネタリシャフト４を分解した状態を示す側面図であり、（ｃ）は同プラネタリシャフト４を構成する背面プラネタリギヤ４３の中心線に沿った断面構造を示す断面図である。
【００２８】
図２（ａ）に示されるように、プラネタリシャフト４は、プラネタリシャフト本体４１の長手方向中央部に設けられて上記雄ねじ４４の形成される円柱状の本体ねじ部４１Ａを備えている。また、プラネタリシャフト本体４１は、上記本体ねじ部４１Ａに繋がるとともにプラネタリシャフト本体４１の端部に向かうほど本体ねじ部４１Ａと同一の径から徐々に縮径してゆき、同本体ねじ部４１Ａと同じく上記雄ねじ４４の形成される面取り部４１Ｂも備えている。プラネタリシャフト本体４１における本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂの雄ねじ４４は転造によって形成されている。この面取り部４１Ｂは、同面取り部４１Ｂ及び本体ねじ部４１Ａに形成された上記雄ねじ４４をサンシャフト３の雄ねじ３４及びリングシャフト２の雌ねじ２４と噛み合わせる際、それを円滑に行うためのものである。
【００２９】
プラネタリシャフト４の前面プラネタリギヤ４２と背面プラネタリギヤ４３とは、互いに同一形状となる平歯の外歯車として形成されている。前面プラネタリギヤ４２は、プラネタリシャフト本体４１における前面寄りの部分である前面シャフト４１Ｆに転造によって形成されている。また、背面プラネタリギヤ４３に関しては、図２（ｂ）に示されるようにプラネタリシャフト本体４１と別体となっており、図２（ｃ）に示されるように内部に同ギヤ４３の中心線上に延びる軸受孔４３Ｈが形成されている。そして、この軸受孔４３Ｈにプラネタリシャフト本体４１における背面寄りの部分である背面シャフト４１Ｒを挿入することで、背面プラネタリギヤ４３がプラネタリシャフト本体４１に対して相対回転可能に組み付けられている。
【００３０】
次に、プラネタリシャフト本体４１を形成するための素材について、図３を参照して説明する。
この素材Ｗは、プラネタリシャフト本体４１（図２（ｂ））に対し雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２を転造により形成する前のものであって丸棒状をなしている。そして、素材Ｗは、その長手方向中央部に形成された円柱状の本体ねじ部４１Ａと、同本体ねじ部４１Ａに繋がるとともに素材Ｗの端部に向かうほど本体ねじ部４１Ａと同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部４１Ｂとを備えている。更に、素材Ｗは、それら本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに隣り合うよう形成された円柱状の前面シャフト４１Ｆ、及び上記背面シャフト４１Ｒを備えている。上記面取り部４１Ｂは素材Ｗの軸線（プラネタリシャフト本体４１の軸線）に対し傾斜角度α分だけ傾斜しており、このことから転造による雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の形成後のプラネタリシャフト本体４１においても面取り部４１Ｂは上記軸線に対し傾斜角度αだけ傾斜することとなる。
【００３１】
次に、素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに雄ねじ４４を、更に同素材Ｗの前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２を、それぞれ転造により形成するための転造工具について、図４を参照して説明する。
【００３２】
同図に示される転造工具５１は、上記雄ねじ４４を形成するためのねじ型５２と、上記前面プラネタリギヤ４２を形成するためのギヤ型５３とを備えている。これらねじ型５２及びギヤ型５３は、並設されるとともに、それぞれ上下一対となっている（図４には下側のねじ型５２及びギヤ型５３のみ図示）。そして、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とは、それらの長手方向について相対移動可能となっている。上側のねじ型５２と下側のねじ型５２との対向面５２ａには、それらねじ型５２の移動方向に対し素材Ｗに形成予定の雄ねじ４４のリード角に対応した角度だけ傾斜した複数の加工歯５２ｂが形成されている。また、上側のギヤ型５３と下側のギヤ型５３との対向面５３ａには、それらギヤ型５３の移動方向に対し直交する方向に延びる複数の加工歯５２ｂが形成されている。
【００３３】
そして、素材Ｗに対する雄ねじ４４及び前面プラネタリギヤ４２の転造による形成は、以下のようにして行われる。すなわち、素材Ｗをその軸線周りに回転可能に支持し、素材Ｗの前面シャフト４１Ｆが上下一対のギヤ型５３の間に位置するとともに、素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂが上下一対のねじ型５２の間に位置するよう上記素材Ｗが配置される。この状態で、上側のねじ型５２及びギヤ型５３と下側のねじ型５２及びギヤ型５３とをそれらの長手方向（素材Ｗと直交する方向）において互いに逆方向に移動させ、それらの相対移動が行われる。このとき、素材Ｗがその軸線を中心に転がりながら、同素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに対し、上下一対のねじ型５２の対向面５２ａに形成された加工歯５２ｂが押圧され、それによって本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに雄ねじ４４が形成される。また、その際には素材Ｗの前面シャフト４１Ｆに対し上下一対のギヤ型５３の対向面５３ａに形成された加工歯５３ｂが押圧され、それによって前面シャフト４１Ｆに前面プラネタリギヤ４２が形成される。
【００３４】
次に、ねじ型５２による素材Ｗの本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成態様について、その形成態様を模式的に示した図５を参照して詳しく説明する。
上下一対のねじ型５２を用いた転造により本体ねじ部４１Ａ及び面取り部４１Ｂに奇数条の雄ねじ４４を形成する場合、面取り部４１Ｂに雄ねじ４４を形成する際に素材Ｗ（プラネタリシャフト本体４１）に湾曲が生じるおそれがある。
【００３５】
これは、雄ねじ４４におけるプラネタリシャフト本体４１の径方向についての断面が同プラネタリシャフト本体４１の軸線を中心とする線対称とならず、こうした雄ねじ４４を形成するために上側のねじ型５２の加工歯５２ｂと下側のねじ型５２との加工歯５２ｂが上記軸線方向に互いにずらした状態とされることが原因である。この場合、それら加工歯５２ｂの面取り部４１Ｂに対する押圧に関して、上側のねじ型５２の加工歯５２ｂと下側のねじ型５２の加工歯５２ｂとの一方のみが面取り部４１Ｂを押圧したり、両方が面取り部４１Ｂを押圧するとしてもそれらの押圧の位置や強さが不規則になるという状況が生じる。例えば、図５の例では、面取り部４１Ｂに対する上側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧と下側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧とで押圧位置が異なり、下側のねじ型５２の加工歯５２ｂの押圧が上側のねじ型５２の加工歯５２ｂによる押圧よりも強く行われる状況となっている。そして、上述したように面取り部４１Ｂの不規則な押圧が行われる状況では、その押圧に基づく力が素材Ｗの軸線（プラネタリシャフト本体４１の軸線）に向けて作用する。このとき、本体ねじ部４１Ａは、図中上側と下側との両方の加工歯５２ｂからの押圧によって径方向について固定された状態となる。従って、面取り部４１Ｂへの上記力の作用により、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１が湾曲するおそれがある。
【００３６】
こうした不具合に対処するため、面取り部４１Ｂの傾斜角度αの大きさと雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさとの間にある図６に示される関係を考慮して、プラネタリシャフト４における面取り部４１Ｂの傾斜角度αが次のように小さく設定される。すなわち、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、その傾斜角度αの４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度αの変化に対する雄ねじ４４の形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさの変化の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定されている。
【００３７】
図６から分かるように、傾斜角度αが大きくなるほど、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなる。これは、傾斜角度αが図５に矢印で示されるように大きくなるほど、面取り部４１Ｂに対し加工歯５２ｂによる押圧が行われ、同加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂに対し図中にハッチングで示されるように食い込む際の深さが深くなることが関係している。このように加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂに食い込む際の深さが深くなるということは、加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂに対する押圧が強くなり、その押圧に基づきプラネタリシャフト本体４１（素材Ｗ）に対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなることを意味する。このため、雄ねじ４４の形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさに関しては、図６に示されるように面取り部４１Ｂの傾斜角度αが大きいほど大きくなる傾向がある。更に、上記傾斜角度αの単位増加量当たりの上記湾曲の大きさの増加量に関しては、同傾斜角度αにおける４５°以下の領域のうち上記変曲点Ｘに対応する値αＸよりも「０」寄りの領域で小となり、上記変曲点Ｘに対応する値αＸよりも増加側の領域では大となる傾向がある。
【００３８】
以上のことを考慮して、上述したように傾斜角度αを図６の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定することで、雄ねじ４４形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができるようになる。なお、傾斜角度αを小さくしすぎると、面取り部４１Ｂにおけるプラネタリシャフト本体４１の軸線方向についての長さが長くなったり、前面シャフト４１Ｆ及び背面シャフト４１Ｒが太くなったりし、回転直線運動変換機構１を組み立てられなくなるおそれがある。従って、傾斜角度αの最小値としては例えば「０」よりも大きい値であって回転直線運動変換機構１を組み立て可能な最小値が用いられ、その最小値から上記値αＸまでの範囲内の値に傾斜角度αが設定される。
【００３９】
また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、上述したように最小値から値αＸまでの範囲内の値に設定したうえで、更に雄ねじ４４のピッチＰに基づき同ピッチＰが大きいほど小さい値に設定されるとともに、雄ねじ４４の高さＨに基づき同高さＨが大であるときほど小さい値に設定される。
【００４０】
より具体的には、傾斜角度αがピッチＰ、高さＨ、及び所定の係数Ｋを用いた次の式「α＝＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ） …（１）」を満たす値に設定される。なお、上記係数Ｋは、ピッチＰ及び高さＨを含む雄ねじ４４の緒元に基づいて可変設定とされる値であり、この実施形態では例えば「１．５」に設定される。この式（１）を満たす値に傾斜角度αを設定することで、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど傾斜角度αを小さい値に設定すること、及び雄ねじ４４の高さＨが大であるほど傾斜角度αを小さい値に設定することを、それぞれ的確に行うことができるようになる。
【００４１】
ここで、ねじ型５２における隣合う加工歯５２ｂは形成予定の雄ねじ４４に対応した形状とされるため、隣り合う加工歯５２ｂの間隔に関しては、同雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど大きくなる。その結果、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど、上下一対のねじ型５２の対向面５２ａに各々形成された加工歯５２ｂのうち、一方と他方との素材Ｗ（プラネタリシャフト本体４１）の軸線方向についてのずれ量が大きくなる。このため、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成に際して、一方のねじ型５２の加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂの押圧が行われるとき、図５のハッチングで示される位置が本体ねじ部４１Ａに対しより遠い位置になる可能性が高くなる。言い換えれば、上記加工歯５２ｂが面取り部４１Ｂを押圧する際の力が、素材Ｗに対し本体ねじ部４１Ａからより離れた位置にて同素材Ｗの軸線に向けて作用する可能性が高くなる。その結果、同力の作用によって素材Ｗが固定状態にある本体ねじ部４１Ａを支点として曲がりやすくなる。
【００４２】
また、ねじ型５２における隣合う加工歯５２ｂは形成予定の雄ねじ４４に対応した形状とされるため、加工歯５２ｂの高さＨに関しては形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど大きくなる。その結果、雄ねじ４４の高さＨが大であるほど、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の形成に際して、図５のハッチングで示される部分の面積が大となり、加工歯５２ｂによる面取り部４１Ｂへの押圧が強く行われ、その押圧に基づき素材Ｗに対しその軸線に向かって作用する力の大きさが大きくなる。このため、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲がより大きくなりやすくなる。
【００４３】
しかし、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、雄ねじ４４のピッチＰ及び高さＨを用いて上記式（１）を満たす値に設定され、それによってピッチＰが大きいほど小さい値となるよう、且つ雄ねじ４４の高さＨが大となるほど小さい値となるよう、的確に設定される。これにより、上述した雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の曲がり（湾曲）を的確に抑制することが可能になる。
【００４４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）プラネタリシャフト４の面取り部４１Ｂの同シャフト４の軸線に対する傾斜角度αを、図６の変曲点Ｘに対応する値αＸ以下に設定することで、雄ねじ４４形成後におけるプラネタリシャフト本体４１の湾曲の大きさを的確に小さくすることができ、その湾曲の大きさを許容上限値未満に抑えることができる。
【００４５】
（２）面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、形成予定の雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど小さい値に設定される。形成予定の雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど、面取り部４１Ｂへの加工歯５２ｂの押圧が行われるとき、その押圧に基づく力が固定状態にある本体ねじ部４１Ａからより離れた位置にて作用する可能性が高くなり、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなりやすくなる。しかし、上述したように傾斜角度αをピッチＰに基づき設定することで、上記プラネタリシャフト本体４１の湾曲を的確に抑制することが可能になる。
【００４６】
（３）また、面取り部４１Ｂの傾斜角度αに関しては、形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど小さい値に設定される。形成予定の雄ねじ４４の高さＨが大となるほど、面取り部４１Ｂへの加工歯５２ｂの押圧が行われるとき、面取り部４１Ｂへの雄ねじ４４の食い込みが深くなることから上記押圧が強く行われ、雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲が大きくなりやすくなる。しかし、上述したように傾斜角度αを高さＨに基づき設定することで、上記プラネタリシャフト本体４１の湾曲を的確に抑制することが可能になる。
【００４７】
（４）上記（２）及び（３）でのピッチＰ及び高さＨに基づく傾斜角度αの設定は、式（１）を満たす値に傾斜角度αを設定することによって実現される。これにより、雄ねじ４４のピッチＰが大きいほど傾斜角度αを小さい値に設定すること、及び雄ねじ４４の高さＨが大であるほど傾斜角度αを小さい値に設定することを、的確に行うことができるようになる。
【００４８】
（５）上述した傾斜角度αの設定を通じて雄ねじ４４形成後のプラネタリシャフト本体４１の湾曲を抑制できるため、プラネタリシャフト４を回転直線運動変換機構１に組み付けたとき、同シャフト４がその軸線方向に一直線上に延びなくなったり、同シャフト４の姿勢がサンシャフト３に対し平行に維持できなくなったりすることは抑制される。なお、回転直線運動変換機構１においては、その駆動力の伝達効率を高い状態に維持するために、各プラネタリシャフト４をその軸線方向に一直線上に延びるように形成し、かつ各プラネタリシャフト４の姿勢をサンシャフト３に対し平行となるようにすることが重要である。このため、プラネタリシャフト本体４１が湾曲することで、プラネタリシャフト４がその軸線方向に一直線上に延びなくなったり、同シャフト４の姿勢がサンシャフト３に対し平行に維持できなくなったりすると、上記駆動力の伝達効率を高い状態に維持することが困難になる。しかし、こうした不具合が生じることは抑制されるようになる。
【００４９】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・回転直線運動変換機構１以外のねじ付きシャフトが用いられる機構、及びそのねじ付きシャフトに本発明を適用してもよい。
【００５０】
・サンシャフト３に本発明を適用することも可能である。
・傾斜角度αの設定に関して、必ずしも上記式（１）を用いる必要はない。
・傾斜角度αの設定に関して、形成予定の雄ねじ４４のピッチＰと高さＨとのうち、ピッチＰのみを考慮して設定したり、高さＨのみを考慮して設定したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態の回転直線運動変換機構の内部構造を示す斜視図。
【図２】（ａ）は同機構におけるプラネタリシャフトを示す側面図であり、（ｂ）は同プラネタリシャフトを分解した状態を示す側面図であり、（ｃ）は同プラネタリシャフトを構成する背面プラネタリギヤの中心線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図３】プラネタリシャフト本体を形成するための素材を示す略図。
【図４】同素材に対し雄ねじ及び前面プラネタリギヤを形成するための転造工具の構造を示す斜視図。
【図５】ねじ型によりシャフト本体に奇数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【図６】面取り部の傾斜角度の大きさと雄ねじ形成後のプラネタリシャフト本体の湾曲の大きさとの間の関係を示すグラフ。
【図７】ねじ型によりシャフト本体に偶数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【図８】ねじ型によりシャフト本体い奇数条の雄ねじを形成する際の同雄ねじの形成態様を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
１…回転直線運動変換機構、２…リングシャフト、３…サンシャフト、４…プラネタリシャフト、２１…リングシャフト本体、２２…前面リングギヤ、２３…背面リングギヤ、２４…雌ねじ、３１…サンシャフト本体、３２…前面サンギヤ、３３…背面サンギヤ、３４…雄ねじ、４１…プラネタリシャフト本体、４１Ａ…本体ねじ部、４１Ｂ…面取り部、４１Ｆ…前面シャフト、４１Ｒ…背面シャフト、４２…前面プラネタリギヤ、４３…背面プラネタリギヤ、４３Ｈ…軸受孔、４４…雄ねじ、５１…転造工具、５２…ねじ型、５２ａ…対向面、５２ｂ…加工歯、５３…ギヤ型、５３ａ…対向面、５３ｂ…加工歯、Ｗ…素材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、前記シャフト本体を一対のねじ型の間に配置して前記ねじ部及び前記面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てた状態で、それらねじ型の一方と他方とを前記シャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記面取り部及び前記ねじ部に奇数条の雄ねじを形成したねじ付きシャフトにおいて、
前記面取り部の前記シャフト本体の軸線に対する傾斜角度に関しては、その傾斜角度の４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度の変化に対する前記雄ねじの形成後における前記シャフト本体の湾曲の変化の変曲点に対応する値以下に設定されている
ことを特徴とするねじ付きシャフト。
【請求項２】
前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじのピッチに基づき、そのピッチが大きいほど小さい値に設定される
請求項１記載のねじ付きシャフト。
【請求項３】
前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじの高さに基づき、その高さが大であるときほど小さい値に設定される
請求項１又は２記載のねじ付きシャフト。
【請求項４】
前記面取り部の傾斜角度αは、前記雄ねじのピッチＰ及び高さＨ、並びに所定の係数Ｋを用いた式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されている
請求項１記載のねじ付きシャフト。
【請求項５】
パイプ状をなして内周面に雌ねじ及びギヤ歯が形成されるリングシャフトと、
前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじ及びギヤ歯が形成されるサンシャフトと、
前記サンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及びギヤ歯に噛み合わされるとともに前記サンシャフトの雄ねじ及びギヤ歯と噛み合わされる雄ねじ及びギヤ歯を外周面に形成した複数のプラネタリシャフトと、
を備える回転直線運動変換機構において、
前記プラネタリシャフトが請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ付きシャフトとされている
ことを特徴とする回転直線運動変換機構。
【請求項１】
シャフト本体に設けられた円柱状のねじ部と、そのねじ部に繋がるとともに前記シャフト本体の端部に向かうほど前記ねじ部と同一の径から徐々に縮径してゆく面取り部とを備え、前記シャフト本体を一対のねじ型の間に配置して前記ねじ部及び前記面取り部に対しそれらねじ型の対向面に形成された複数の加工歯を当てた状態で、それらねじ型の一方と他方とを前記シャフト本体の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記面取り部及び前記ねじ部に奇数条の雄ねじを形成したねじ付きシャフトにおいて、
前記面取り部の前記シャフト本体の軸線に対する傾斜角度に関しては、その傾斜角度の４５°以下の領域のうちの「０」寄りの領域内の値であって、同傾斜角度の変化に対する前記雄ねじの形成後における前記シャフト本体の湾曲の変化の変曲点に対応する値以下に設定されている
ことを特徴とするねじ付きシャフト。
【請求項２】
前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじのピッチに基づき、そのピッチが大きいほど小さい値に設定される
請求項１記載のねじ付きシャフト。
【請求項３】
前記面取り部の傾斜角度に関しては、前記雄ねじの高さに基づき、その高さが大であるときほど小さい値に設定される
請求項１又は２記載のねじ付きシャフト。
【請求項４】
前記面取り部の傾斜角度αは、前記雄ねじのピッチＰ及び高さＨ、並びに所定の係数Ｋを用いた式「α＝Ｈ／（Ｋ・Ｐ）」を満たす値に設定されている
請求項１記載のねじ付きシャフト。
【請求項５】
パイプ状をなして内周面に雌ねじ及びギヤ歯が形成されるリングシャフトと、
前記リングシャフト内に同リングシャフトと同一軸線上で延びるように配置されて外周面に雄ねじ及びギヤ歯が形成されるサンシャフトと、
前記サンシャフトの外周面と前記リングシャフトの内周面との間にそれらシャフトと同方向に延びるように配置されて前記リングシャフトの雌ねじ及びギヤ歯に噛み合わされるとともに前記サンシャフトの雄ねじ及びギヤ歯と噛み合わされる雄ねじ及びギヤ歯を外周面に形成した複数のプラネタリシャフトと、
を備える回転直線運動変換機構において、
前記プラネタリシャフトが請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ付きシャフトとされている
ことを特徴とする回転直線運動変換機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９１９５０（Ｐ２００８−２９１９５０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３９５１９（Ｐ２００７−１３９５１９）
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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