動力変換機構
【課題】２系統の入力系統の差分により機械的出力を得る機構において、機構の小型化を実現するとともに、カム機構の非線形性を利用することができる動力変換機構を提供する。
【解決手段】ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、前記ナット部材の螺合進退変位を利用した動作変換部を備えるものとした。
【解決手段】ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、前記ナット部材の螺合進退変位を利用した動作変換部を備えるものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２系統の入力系統からの回転入力を単一の出力動作に変換する動力変換機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２系統の入力系統からの回転入力を単一の出力動作に変換する機構として、リンク機構や遊星歯車機構などが用いられていた（例えば特許文献１参照）。また、非線形性の出力動作を得る機構として、カム及びカムフォロアを備えてなるカム機構が用いられてきた。
【０００３】
そして、任意の非線形性の出力動作を得るとともに、２系統の回転入力の差分により、単一の出力動作を得る機構を実現する場合、リンク機構とカム機構とを組み合わせたものなどが用いられていた。
【特許文献１】実用新案登録第３１２９４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなものであると、機構を組み合わせることにより機構が大型化・複雑化し、コスト高の一因になるという不具合が生じていた。加えて、カム機構の回転位相変位のみを利用した出力動作を得ようとすると、カムの機械的加工の精度により高精度化に一定の限界があるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、２系統の入力系統の差分により単一の出力動作を得る機構において、比較的小型化・単純化した動力変換機構を実現するとともに、高精度の出力動作を得ることができる動力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】
【０００６】
すなわち、本発明の動力変換機構は、ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、前記ナット部材が、ナット部材の螺合進退変位を出力部材の出力動作に変換する動作変換部を設けたものであることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、第一、第二の入力系統からの入力を受けたねじ部材、ナット部材が所定方向に回転することで、ナット部材を柔軟に螺合進退変位させることができ、ナット部材に設けられた動作変換部において単一の出力動作に変換することができる。しかも、ナット部材を利用して単一の出力動作を得ることができるため、リンク機構や遊星歯車機構等の複雑な機構を利用する場合よりも、比較的簡易かつコンパクトな出力機構を実現することができる。
【０００８】
ここで、ナット部材の「螺合進退変位」とは、ナット部材が正負方向に回転することにより生じるナット部材の回転位相変位や軸方向変位だけでなく、ねじ部材が正負方向に回転することにより生じるナット部材の軸方向変位も含まれる。
【０００９】
前記動作変換部は、前記ナット部材の外周に設けたカム面と、このカム面に当接させたカムフォロアとからなるものを挙げることができる。
【００１０】
ナット部材は、目的とする出力動作に対応するべく任意形状のものとすることができる。このため、ナット部材の螺合進退変位を利用したさまざまな態様の出力動作を設定することができるとともに、高精度の出力動作を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、２系統の入力系統の差分により単一の出力動作を得る動力変換機構において、比較的小型化・単純化した動力変換機構を実現できる。また、任意形状のナット部材の螺合進退変位を利用して、非線形性の出力動作を効果的に得ることが可能な動力変換機構を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明に係る動力変換機構Ｔは、例えば、航空機のフラップ等の駆動機構に用いて好適なものである。
【００１４】
図１に示すように、動力変換機構Ｔは、ボールねじ溝１１を有するねじ部材１と、ねじ部材１を回転させるための第一の入力系統Ｒ１と、ねじ部材１のボールねじ溝１１に、転動体たるボールＢを介して螺合されたナット部材２と、ナット部材２を回転させるための第二の入力系統Ｒ２とを具備する。
【００１５】
ねじ部材１は、ボールねじ溝１１を形成してなるねじ軸１０と、第一の入力系統Ｒ１と接続するねじ部材ギア１２とを具備する。なお、ねじ部材１は、ねじ部材１の両端部に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ１を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。また、ねじ部材１は、ボールねじ溝１１に転動体たるボールＢを介してナット部材２に螺合したものである。
【００１６】
なお、ボールＢの循環動作については通常のものであるため説明を省略する。
【００１７】
第一の入力系統Ｒ１は、図示しないモータ等の駆動源からの駆動力を伝達する第一の入力軸１３と、第一の入力軸１３に設けられ、ねじ部材１に駆動力を伝達する第一のギア１４とを具備する。そして、第一の入力軸１３は、所定箇所に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ２を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。
【００１８】
ナット部材２は、外周面にギア溝２８を形成してなるギア部２４と、外周面にカム面２３を形成し、縦断面形状がテーパ状のカム部２２とから構成される。さらに、ナット部材２は、ナット部材２の螺合進退変位を出力部材３１の出力動作に変換する動作変換部Ｓを備える。
【００１９】
動作変換部Ｓは、ナット部材２のカム部２２の外周面に形成されたカム面２３と、カム面２３に当接させたカムフォロア３とからなる。ここで、カム部２２の縦断面形状は任意形状とすることができ、テーパ状のものに限定されるものではない。また、カム面２３には、カムフォロア３の出力動作を制御するための溝や突起等を配設したものでももちろんよい。
【００２０】
なお、カムフォロア３は出力部材３１と接続し、ナット部材２の螺合進退変位を利用して図示矢印方向への任意の出力を得ることができるように配設されている。
【００２１】
また、ナット部材２は、ねじ部材１の挿通孔の内周にナット側ボールねじ溝２５を形成し、ボールＢを介してねじ部材１に螺合されたものである。
【００２２】
第二の入力系統Ｒ２は、図示しないモータ等の駆動源からの駆動力を伝達する第二の入力軸２６と、第二の入力軸２６に設けられ、ナット部材２に駆動力を伝達する第二ギア２５とを具備する。そして、第二の入力軸２６は、所定箇所に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ３を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。
【００２３】
次に、このような構成をなす動力変換機構Ｔの動作及び作用について説明する。
【００２４】
第一の入力系統Ｒ１及び第二の入力系統Ｒ２は、図示しないモータ等の駆動源により、第一の回転方向ａ又は第二の回転方向ｂに回転し、ねじ部材１及びナット部材２が所定方向に回転するように制御される。ここで、第一の入力系統Ｒ１及び第二の入力系統Ｒ２がそれぞれ同一の方向（例えば、第一の回転方向ａ）に同一の回転速度で回転する場合、ねじ部材１とナット部材２との回転差分が発生しないため、ナット部材２は軸方向変位をせず、所定位置において回転する。
【００２５】
一方、第一の入力系統Ｒ１と第二の入力系統Ｒ２との回転速度が異なるものであれば、ねじ部材１とナット部材２との間に回転差分が発生し、ナット部材２は、回転差分に対応した軸方向変位を行う。
【００２６】
このように、第一、第二の入力系統Ｒ１、Ｒ２の回転速度を制御することにより、ナット部材２を任意に移動させ、所定の出力を得ることができる。さらに、第一、第二の入力系統のそれぞれの回転方向を適宜設定することにより、例えば、ナット部材２の螺合進退変位を高速又は低速のものとするなどの、種々の態様の出力動作を制御することができる。もちろん、第一、第二の入力系統Ｒ１、Ｒ２のうち、一方の系統を停止させ、他方の系統のみを回転させることで、所定の出力を得ることも可能である。
【００２７】
なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００２８】
例えば、ねじ部材やナット部材は、ねじ溝にボールを介して構成したいわゆるボールねじを用いたものに限定されるものではなく、一般的なねじ山を備えてなるようなものでもよい。
【００２９】
また、カムフォロアは、カム面と当接し、所定の出力を得るものであれば、どのような形状のものでもよく、本実施形態のものに限定されるものではない。
【００３０】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示す動力変換機構を示す概略図
【符号の説明】
【００３２】
１…ねじ部材
２…ナット部材
３…出力部材
Ｒ１…第一の入力系統
Ｒ２…第二の入力系統
Ｓ…動作変換部
Ｔ…動力変換機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２系統の入力系統からの回転入力を単一の出力動作に変換する動力変換機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２系統の入力系統からの回転入力を単一の出力動作に変換する機構として、リンク機構や遊星歯車機構などが用いられていた（例えば特許文献１参照）。また、非線形性の出力動作を得る機構として、カム及びカムフォロアを備えてなるカム機構が用いられてきた。
【０００３】
そして、任意の非線形性の出力動作を得るとともに、２系統の回転入力の差分により、単一の出力動作を得る機構を実現する場合、リンク機構とカム機構とを組み合わせたものなどが用いられていた。
【特許文献１】実用新案登録第３１２９４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなものであると、機構を組み合わせることにより機構が大型化・複雑化し、コスト高の一因になるという不具合が生じていた。加えて、カム機構の回転位相変位のみを利用した出力動作を得ようとすると、カムの機械的加工の精度により高精度化に一定の限界があるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、２系統の入力系統の差分により単一の出力動作を得る機構において、比較的小型化・単純化した動力変換機構を実現するとともに、高精度の出力動作を得ることができる動力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】
【０００６】
すなわち、本発明の動力変換機構は、ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、前記ナット部材が、ナット部材の螺合進退変位を出力部材の出力動作に変換する動作変換部を設けたものであることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、第一、第二の入力系統からの入力を受けたねじ部材、ナット部材が所定方向に回転することで、ナット部材を柔軟に螺合進退変位させることができ、ナット部材に設けられた動作変換部において単一の出力動作に変換することができる。しかも、ナット部材を利用して単一の出力動作を得ることができるため、リンク機構や遊星歯車機構等の複雑な機構を利用する場合よりも、比較的簡易かつコンパクトな出力機構を実現することができる。
【０００８】
ここで、ナット部材の「螺合進退変位」とは、ナット部材が正負方向に回転することにより生じるナット部材の回転位相変位や軸方向変位だけでなく、ねじ部材が正負方向に回転することにより生じるナット部材の軸方向変位も含まれる。
【０００９】
前記動作変換部は、前記ナット部材の外周に設けたカム面と、このカム面に当接させたカムフォロアとからなるものを挙げることができる。
【００１０】
ナット部材は、目的とする出力動作に対応するべく任意形状のものとすることができる。このため、ナット部材の螺合進退変位を利用したさまざまな態様の出力動作を設定することができるとともに、高精度の出力動作を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、２系統の入力系統の差分により単一の出力動作を得る動力変換機構において、比較的小型化・単純化した動力変換機構を実現できる。また、任意形状のナット部材の螺合進退変位を利用して、非線形性の出力動作を効果的に得ることが可能な動力変換機構を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明に係る動力変換機構Ｔは、例えば、航空機のフラップ等の駆動機構に用いて好適なものである。
【００１４】
図１に示すように、動力変換機構Ｔは、ボールねじ溝１１を有するねじ部材１と、ねじ部材１を回転させるための第一の入力系統Ｒ１と、ねじ部材１のボールねじ溝１１に、転動体たるボールＢを介して螺合されたナット部材２と、ナット部材２を回転させるための第二の入力系統Ｒ２とを具備する。
【００１５】
ねじ部材１は、ボールねじ溝１１を形成してなるねじ軸１０と、第一の入力系統Ｒ１と接続するねじ部材ギア１２とを具備する。なお、ねじ部材１は、ねじ部材１の両端部に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ１を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。また、ねじ部材１は、ボールねじ溝１１に転動体たるボールＢを介してナット部材２に螺合したものである。
【００１６】
なお、ボールＢの循環動作については通常のものであるため説明を省略する。
【００１７】
第一の入力系統Ｒ１は、図示しないモータ等の駆動源からの駆動力を伝達する第一の入力軸１３と、第一の入力軸１３に設けられ、ねじ部材１に駆動力を伝達する第一のギア１４とを具備する。そして、第一の入力軸１３は、所定箇所に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ２を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。
【００１８】
ナット部材２は、外周面にギア溝２８を形成してなるギア部２４と、外周面にカム面２３を形成し、縦断面形状がテーパ状のカム部２２とから構成される。さらに、ナット部材２は、ナット部材２の螺合進退変位を出力部材３１の出力動作に変換する動作変換部Ｓを備える。
【００１９】
動作変換部Ｓは、ナット部材２のカム部２２の外周面に形成されたカム面２３と、カム面２３に当接させたカムフォロア３とからなる。ここで、カム部２２の縦断面形状は任意形状とすることができ、テーパ状のものに限定されるものではない。また、カム面２３には、カムフォロア３の出力動作を制御するための溝や突起等を配設したものでももちろんよい。
【００２０】
なお、カムフォロア３は出力部材３１と接続し、ナット部材２の螺合進退変位を利用して図示矢印方向への任意の出力を得ることができるように配設されている。
【００２１】
また、ナット部材２は、ねじ部材１の挿通孔の内周にナット側ボールねじ溝２５を形成し、ボールＢを介してねじ部材１に螺合されたものである。
【００２２】
第二の入力系統Ｒ２は、図示しないモータ等の駆動源からの駆動力を伝達する第二の入力軸２６と、第二の入力軸２６に設けられ、ナット部材２に駆動力を伝達する第二ギア２５とを具備する。そして、第二の入力軸２６は、所定箇所に配置された転がり軸受等の軸受Ｊ３を介して図示しないハウジング等の静止部材に正負方向に回転可能に取着されている。
【００２３】
次に、このような構成をなす動力変換機構Ｔの動作及び作用について説明する。
【００２４】
第一の入力系統Ｒ１及び第二の入力系統Ｒ２は、図示しないモータ等の駆動源により、第一の回転方向ａ又は第二の回転方向ｂに回転し、ねじ部材１及びナット部材２が所定方向に回転するように制御される。ここで、第一の入力系統Ｒ１及び第二の入力系統Ｒ２がそれぞれ同一の方向（例えば、第一の回転方向ａ）に同一の回転速度で回転する場合、ねじ部材１とナット部材２との回転差分が発生しないため、ナット部材２は軸方向変位をせず、所定位置において回転する。
【００２５】
一方、第一の入力系統Ｒ１と第二の入力系統Ｒ２との回転速度が異なるものであれば、ねじ部材１とナット部材２との間に回転差分が発生し、ナット部材２は、回転差分に対応した軸方向変位を行う。
【００２６】
このように、第一、第二の入力系統Ｒ１、Ｒ２の回転速度を制御することにより、ナット部材２を任意に移動させ、所定の出力を得ることができる。さらに、第一、第二の入力系統のそれぞれの回転方向を適宜設定することにより、例えば、ナット部材２の螺合進退変位を高速又は低速のものとするなどの、種々の態様の出力動作を制御することができる。もちろん、第一、第二の入力系統Ｒ１、Ｒ２のうち、一方の系統を停止させ、他方の系統のみを回転させることで、所定の出力を得ることも可能である。
【００２７】
なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００２８】
例えば、ねじ部材やナット部材は、ねじ溝にボールを介して構成したいわゆるボールねじを用いたものに限定されるものではなく、一般的なねじ山を備えてなるようなものでもよい。
【００２９】
また、カムフォロアは、カム面と当接し、所定の出力を得るものであれば、どのような形状のものでもよく、本実施形態のものに限定されるものではない。
【００３０】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示す動力変換機構を示す概略図
【符号の説明】
【００３２】
１…ねじ部材
２…ナット部材
３…出力部材
Ｒ１…第一の入力系統
Ｒ２…第二の入力系統
Ｓ…動作変換部
Ｔ…動力変換機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、
前記ナット部材が、ナット部材の螺合進退変位を出力部材の出力動作に変換する動作変換部を設けたものであることを特徴とする動力変換機構。
【請求項２】
前記動作変換部が前記ナット部材の外周に設けたカム面と、このカム面に当接させたカムフォロアとからなる請求項１記載の動力変換機構。
【請求項１】
ねじ溝を有するねじ部材と、このねじ部材を回転させるための第一の入力系統と、前記ねじ溝に螺合されたナット部材と、このナット部材を回転させるための第二の入力系統とを備えてなる動力変換機構であって、
前記ナット部材が、ナット部材の螺合進退変位を出力部材の出力動作に変換する動作変換部を設けたものであることを特徴とする動力変換機構。
【請求項２】
前記動作変換部が前記ナット部材の外周に設けたカム面と、このカム面に当接させたカムフォロアとからなる請求項１記載の動力変換機構。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１１５１７４（Ｐ２００９−１１５１７４Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７７７６（Ｐ２００７−２８７７７６）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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