(57)【要約】【課題】回転直線運動変換機構の仕事の変換効率を正確に測定することのできる回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を提供する。【解決手段】この動作特性測定装置は、リングシャフトにトルクを入力する機能とリングシャフトに入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられるトルク測定装置と、サンシャフト３にスラスト荷重を入力する機能とサンシャフト３に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる荷重測定装置とを含めて構成される。荷重測定装置は、スラスト荷重を生じさせるためのばね機構と、ばね機構とサンシャフト３との間で力の伝達を行うための連結機構５６とを含めて構成される。連結機構５６は、サンシャフト３に接続される第１連結機構６とばね機構に接続される第２連結機構７とを含めて構成される。また、各連結機構６，７がサンシャフト３の径方向において相対的に移動することができるように構成される。【選択図】図２１
2008115882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記円環軸にトルクを入力する機能と前記円環軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記太陽軸にスラスト荷重を入力する機能と前記太陽軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記太陽軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記太陽軸に接続される第１連結機構と前記負荷機構に接続される第２連結機構とが備えられるとともに該第１連結機構と該第２連結機構とが前記太陽軸の径方向において相対的に移動することができるように構成されることと
を特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との間で力の伝達を行うための第３連結機構を含めて構成されるものであり、該第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともなう摺動抵抗を小さくすることができるように構成されるものである
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともないころがり運動をする球体を含めて構成されるものである
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記第１連結機構について、前記太陽軸を締結するための第１連結体と、該連結体の一方の端部に固定される第１伝達体とを含めて構成されることと、前記第２連結機構について、前記第１伝達体を配置するための空間が設けられる第２連結体と、該連結体に固定される第２伝達体とを含めて構成されることと、該第２伝達体について、前記太陽軸の径方向において相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と組み合わせることができるように構成されることと、前記連結機構について、径方向への相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と前記第２伝達体とが組み合わされることを条件１とし、該条件１が成立した状態で前記第１連結体の一方の端部に前記第１伝達体が取り付けられることを条件２とし、該条件２が成立した状態で前記第１伝達体が前記第２連結体の空間に配置されることを条件３とし、該条件３が成立した状態で前記第２伝達体が前記第２連結体に固定されることを条件４として、該条件４が成立するように各構成要素が組み合わされることと
を特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記第１連結体について、前記太陽軸の一方の端部を配置するための第１シリンダと、前記第１伝達体を取り付けるための第１連結軸とが設けられることと、前記第２連結体について、前記第２伝達体を取り付けるための第２シリンダと、前記負荷機構を接続するための第２連結軸とが設けられることと
を特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項６】
内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記円環軸にトルクを入力する機能と前記円環軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記太陽軸にスラスト荷重を入力する機能と前記太陽軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記太陽軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記円環軸の回転による前記軸受と前記太陽軸との接触にともない前記太陽軸を径方向へ移動させる力が前記太陽軸に働いた際に前記太陽軸の径方向における前記負荷機構と前記太陽軸との相対的な移動を許容することができるように構成されることと
を特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸の内周側に雌ねじが設けられることと、前記太陽軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記遊星軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記円環軸の雌ねじ及び前記太陽軸の雄ねじと前記遊星軸の雄ねじとが噛み合わされることとを条件として構成されるものである
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、
前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸に内歯車として第１円環歯車及び第２円環歯車が設けられることと、前記太陽軸に外歯車として第１太陽歯車及び第２太陽歯車が設けられることと、前記遊星軸に外歯車として第１遊星歯車及び第２遊星歯車が設けられることと、前記第１円環歯車及び前記第１太陽歯車と前記第１遊星歯車とが噛み合わされることと、前記第２円環歯車及び前記第２太陽歯車と前記第２遊星歯車とが噛み合わされることとを条件として構成されるものである
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【請求項９】
内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率を測定するための回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を通じて前記動作特性の測定が行われる
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、
前記第２の測定装置を通じて前記太陽軸にスラスト荷重が入力される状態にて前記第１の測定装置を通じて前記円環軸にトルクを入力することにより前記円環軸を規定の回転数にわたり回転させる工程と、該工程にて測定された前記第１の測定装置のトルク及び前記第２の測定装置のスラスト荷重に基づいて、前記回転直線運動変換機構の仕事の変換効率を算出する工程とが含められる
ことを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換する回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転直線運動変換機構は、内周側に雌ねじが設けられる円環軸と、円環軸内に配置されるとともに外周側に雄ねじが設けられる太陽軸と、円環軸内において太陽軸の周囲に配置されるとともに外周側に雄ねじが設けられる複数の遊星軸との組み合わせにより構成されている。また、円環軸の雌ねじ及び太陽軸の雄ねじと遊星軸の雄ねじとがそれぞれ噛み合わされている。そして、円環軸が回転させられたとき、円環軸から伝達された力を通じて遊星軸が太陽軸のまわりで遊星運動することにより、太陽軸の直線運動が得られるようになる。なお、従来の回転直線運動変換機構としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【特許文献１】特開平１０−１９６７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記回転直線運動変換機構においては、太陽軸を円環軸に対して傾ける力が太陽軸に働いたとき、この力が太陽軸から遊星軸に伝達されることによりねじの損傷をまねくおそれがあるため、本願発明者は、円環軸に対する太陽軸の傾きを規制するための軸受を含めて回転直線運動変換機構を構成することを検討している。こうした構成の回転直線運動変換機構においては、円環軸と一体に回転するように軸受が設けられる。そして、太陽軸を円環軸に対して傾ける力が働いたときには、上記傾ける力が遊星軸に伝達される前に太陽軸と軸受との接触を通じて太陽軸の傾きが規制されるため、ねじの損傷が生じることが抑制されるようになる。
【０００４】
一方、回転直線運動変換機構においては、仕事の変換効率、すなわち円環軸の仕事に対する太陽軸の仕事の割合が基準効率（要求される仕事の変換効率）を下回る状態で組み立てられることもある。また、こうした変換効率の低下は、基本的には回転直線運動変換機構を構成する各要素が適切に組み合わされていないことに起因して生じる。従って、測定した仕事の変換効率と基準効率との比較に基づいて各構成要素が適切に組み合わされているか否かを判定することが可能となる。
【０００５】
そこで、本願発明者は、上記軸受が設けられた回転直線運動変換機構について、仕事の変換効率に基づく組付状態の検査を実現するために、円環軸にトルクを入力する機能と円環軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とを備えるトルク測定装置と、太陽軸にスラスト荷重を入力する機能と太陽軸に入力された荷重の大きさを測定する機能とを備える荷重測定装置とにより構成される動作特性測定装置（基本測定装置）を通じて、仕事の変換効率の測定を試みた。具体的には、トルク測定装置を通じて円環軸を規定の回転数にわたり回転させたときのトルク及び荷重の大きさを測定し、これら測定結果に基づいて仕事の変換効率を算出した。
【０００６】
ここで、上記測定試験を通じて得られた荷重に対するトルクの変化の傾向を示す曲線（特性曲線）について、その一例を図２３に示す。同図において、特性曲線Ａは回転直線運動変換機構の動作特性を適切に反映した特性曲線を、特性曲線Ｂは上記測定試験を通じて得られた特性曲線をそれぞれ示す。同図に示されるように、上記測定試験によれば特性曲線Ａとは傾向が大きく異なる特性曲線Ｂが得られることが確認された。このように、上記構造の測定装置においては、荷重に対するトルクの変化を正確に把握することができないため、改良の余地が残されている。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転直線運動変換機構の仕事の変換効率を正確に測定することのできる回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
（１）請求項１に記載の発明は、内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記円環軸にトルクを入力する機能と前記円環軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記太陽軸にスラスト荷重を入力する機能と前記太陽軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記太陽軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記太陽軸に接続される第１連結機構と前記負荷機構に接続される第２連結機構とが備えられるとともに該第１連結機構と該第２連結機構とが前記太陽軸の径方向において相対的に移動することができるように構成されることとことを要旨としている。
【０００９】
上記回転直線運動変換機構においては、太陽軸と軸受との間にクリアランスが形成される。ここで、軸受の内周面が完全な円（正円）であることを前提とすると、太陽軸の中心線と軸受の中心線とが整合しているとき、クリアランスの大きさが中心線まわりにおいて一定となる。これに対して、軸受の内周面が不完全な円であることを前提とすると、太陽軸の中心線と軸受の中心線とが整合していても、クリアランスの大きさが中心線まわりにおいて一定とならない。一方で、回転直線運動変換機構の姿勢が例えば太陽軸が水平方向に沿う姿勢に設定された状態で仕事の変換効率の測定が行われるときには、太陽軸が軸受とのクリアランスを埋めるように移動するため、太陽軸の中心線と軸受の中心線とが整合しない状態となる。この状態において、太陽軸が動作特性測定装置に接続されることなく円環軸に対して回転が入力されたとき、円環軸の回転にともない軸受における相対的に内径の小さい部位が太陽軸と接触することにより、太陽軸を径方向へ移動させる力（横力）が太陽軸に働くようになる。このとき、太陽軸が動作特性測定装置に接続されていないことにより、横力による太陽軸の径方向への移動を妨げる力が動作特性測定装置から太陽軸に加えられることがないため、太陽軸と軸受とが接触しているもののこれら要素間の摩擦が過度に増大することが回避される。これに対して、回転直線運動変換機構が上記姿勢に設定された状態で上述の基本測定装置を通じて変換効率の測定が行われるときには、太陽軸の一方の端部が荷重測定装置に固定されているため、太陽軸に横力が働いたときに太陽軸の径方向への移動を妨げる力が生じるようになる。これにより、上記のケースとは異なり太陽軸と軸受との摩擦が増大するため、この摩擦に起因して変換効率を正確に測定することができなくなる。こうしたことから、変換効率を正確に測定するためには、太陽軸と軸受との接触による太陽軸の径方向への移動が妨げられないように動作特性測定装置を構成することが適当であると考えられる。上記請求項に記載の発明においては、こうした考えに基づいて、第１連結機構が第２連結機構に対して太陽軸の径方向へ移動することができるように連結機構が構成されているため、太陽軸に横力が働いたときに太陽軸と第１連結機構とが一体となり第２連結機構及び負荷機構に対して太陽軸の径方向へ移動することが許容されるようになる。すなわち、横力による太陽軸の径方向への移動が負荷機構を通じて妨げられることが回避される。これにより、仕事の変換効率の測定時における太陽軸と軸受との摩擦の増大が抑制されるため、仕事の変換効率を正確に測定することができるようになる。
【００１０】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との間で力の伝達を行うための第３連結機構を含めて構成されるものであり、該第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともなう摺動抵抗を小さくすることができるように構成されるものであることを要旨としている。
【００１１】
上記請求項に記載の発明によれば、第１連結機構と第２連結機構との相対的な移動にともなう摺動抵抗、すなわち太陽軸の径方向への移動を妨げる力が小さくされるため、仕事の変換効率をより正確に測定することができるようになる。
【００１２】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともないころがり運動をする球体を含めて構成されるものであることを要旨としている。
【００１３】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第１連結機構について、前記太陽軸を締結するための第１連結体と、該連結体の一方の端部に固定される第１伝達体とを含めて構成されることと、前記第２連結機構について、前記第１伝達体を配置するための空間が設けられる第２連結体と、該連結体に固定される第２伝達体とを含めて構成されることと、該第２伝達体について、前記太陽軸の径方向において相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と組み合わせることができるように構成されることと、前記連結機構について、径方向への相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と前記第２伝達体とが組み合わされることを条件１とし、該条件１が成立した状態で前記第１連結体の一方の端部に前記第１伝達体が取り付けられることを条件２とし、該条件２が成立した状態で前記第１伝達体が前記第２連結体の空間に配置されることを条件３とし、該条件３が成立した状態で前記第２伝達体が前記第２連結体に固定されることを条件４として、該条件４が成立するように各構成要素が組み合わされることとことを要旨としている。
【００１４】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第１連結体について、前記太陽軸の一方の端部を配置するための第１シリンダと、前記第１伝達体を取り付けるための第１連結軸とが設けられることと、前記第２連結体について、前記第２伝達体を取り付けるための第２シリンダと、前記負荷機構を接続するための第２連結軸とが設けられることとことを要旨としている。
【００１５】
（６）請求項６に記載の発明は、内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記円環軸にトルクを入力する機能と前記円環軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記太陽軸にスラスト荷重を入力する機能と前記太陽軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記太陽軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記円環軸の回転による前記軸受と前記太陽軸との接触にともない前記太陽軸を径方向へ移動させる力が前記太陽軸に働いた際に前記太陽軸の径方向における前記負荷機構と前記太陽軸との相対的な移動を許容することができるように構成されることとことを要旨としている。
【００１６】
上記請求項に記載の発明では、太陽軸の径方向における負荷機構と太陽軸との相対的な移動を許容することができるように連結機構が構成されているため、太陽軸に横力が働いたとき、横力による太陽軸の径方向への移動が負荷機構を通じて妨げられることが回避されるようになる。これにより、仕事の変換効率の測定時における太陽軸と軸受との摩擦の増大が抑制されるため、仕事の変換効率を正確に測定することができるようになる。
【００１７】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸の内周側に雌ねじが設けられることと、前記太陽軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記遊星軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記円環軸の雌ねじ及び前記太陽軸の雄ねじと前記遊星軸の雄ねじとが噛み合わされることとを条件として構成されるものであることを要旨としている。
【００１８】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸に内歯車として第１円環歯車及び第２円環歯車が設けられることと、前記太陽軸に外歯車として第１太陽歯車及び第２太陽歯車が設けられることと、前記遊星軸に外歯車として第１遊星歯車及び第２遊星歯車が設けられることと、前記第１円環歯車及び前記第１太陽歯車と前記第１遊星歯車とが噛み合わされることと、前記第２円環歯車及び前記第２太陽歯車と前記第２遊星歯車とが噛み合わされることとを条件として構成されるものであることを要旨としている。
【００１９】
（９）請求項９に記載の発明は、内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸と一体に回転するように設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記円環軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記太陽軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率を測定するための回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を通じて前記動作特性の測定が行われることを要旨としている。
【００２０】
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、前記第２の測定装置を通じて前記太陽軸にスラスト荷重が入力される状態にて前記第１の測定装置を通じて前記円環軸にトルクを入力することにより前記円環軸を規定の回転数にわたり回転させる工程と、該工程にて測定された前記第１の測定装置のトルク及び前記第２の測定装置のスラスト荷重に基づいて、前記回転直線運動変換機構の仕事の変換効率を算出する工程とが含められることを要旨としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図１〜図２２を参照して説明する。以下では、回転直線運動変換機構の構造、同変換機構の動作態様、回転直線運動変換機構の動作特性測定装置の構造、及び動作特性の測定方法の順に従って説明を行う。
【００２２】
〔１〕「回転直線運動変換機構の構造」
図１及び図２を参照して、回転直線運動変換機構１の構造について説明する。
回転直線運動変換機構１は、内部に空間が設けられたリングシャフト２（円環軸）と、リングシャフト２の内部に配置されるサンシャフト３（太陽軸）と、リングシャフト２内においてサンシャフト３の周囲に配置される複数のプラネタリシャフト４（遊星軸）とを含めて構成されている。また、サンシャフト３を支持するための前面カラー１１及び背面カラー１４を含めて構成されている。リングシャフト２及びサンシャフト３と各プラネタリシャフト４とは、各々に設けられたねじ及びギアの噛み合わせを通じて一方の要素から他方の要素に力が伝達されるように組み合わされている。各プラネタリシャフト４は、サンシャフト３のまわりにおいて等間隔に配置されている。前面カラー１１には、サンシャフト３を支持するためのすべり軸受１２と、リングシャフト２の前面側の開口部をシールするためのＯリング１３とが設けられている。また、リングシャフト２及びサンシャフト３と各プラネタリシャフト４とが噛み合わされている箇所に潤滑油を供給するための油孔１１Ｈが複数設けられている。背面カラー１４には、サンシャフト３を支持するためのすべり軸受１５と、リングシャフト２の背面側の開口部をシールするためのＯリング１６とが設けられている。
【００２３】
各すべり軸受１２，１５は、サンシャフト３の中心線をリングシャフト２及び各プラネタリシャフト４の中心線に対して傾ける力がサンシャフト３に加えられた場合において、この力がサンシャフト３から各プラネタリシャフト４に伝達される前にサンシャフト３の傾きを規制するための要素として設けられている。これにより、サンシャフト３に上記傾ける力が作用したとき、サンシャフト３と各すべり軸受１２，１５との接触を通じてリングシャフト２及び各プラネタリシャフト４に対するサンシャフト３の傾きが規制されるため、上記傾ける力が回転直線運動変換機構１の内部に伝達されることが抑制されるようになる。また、サンシャフト３のねじ及びギアと各プラネタリシャフト４のねじ及びギアとの噛み合いが過度に不均一となることが抑制されるようになる。
【００２４】
回転直線運動変換機構１は、リングシャフト２及びサンシャフト３と各プラネタリシャフト４との組み合わせを通じて次のように動作する。すなわち、リングシャフト２及びサンシャフト３の一方の構成要素が回転運動するとき、同構成要素から伝達された力を通じて各プラネタリシャフト４がサンシャフト３のまわりで遊星運動する。そして、各プラネタリシャフト４の遊星運動にともない各プラネタリシャフト４からリングシャフト２及びサンシャフト３の他方の構成要素に伝達された力を通じて同構成要素が各プラネタリシャフト４に対して軸方向へ移動する。本実施形態の回転直線運動変換機構１は、リングシャフト２の回転運動をサンシャフト３の直線運動に変換する運動変換機構として構成されている。なお、本実施形態においては、サンシャフト３の軸方向について、サンシャフト３がリングシャフト２から押し出される方向を前面方向ＦＲとし、サンシャフト３がリングシャフト２内に引き込まれる方向を背面方向ＲＲとしている。また、回転直線運動変換機構１の任意の位置を基準としたときに、この基準位置よりも前面方向ＦＲ側を前面側とし、同基準位置よりも背面方向ＲＲ側を背面側としている。
【００２５】
〔２〕「リングシャフトの構造」
図３及び図４を参照して、リングシャフト２の構造について説明する。なお、図３はリングシャフト２の平面構造を示す。また、図４はリングシャフト２の正面構造を示す。また、図５は中心線に沿うリングシャフト２の断面構造を示す。また、図６はリングシャフト２の一部を分解した状態の断面構造を示す。
【００２６】
リングシャフト２の本体（リングシャフト本体２１）には、雌ねじとして形成された円環ねじ２２と、内歯車として形成された前面リングギア２３及び背面リングギア２４とが設けられている。また、前面リングギア２３及び背面リングギア２４として同一形状の平歯車が設けられている。すなわち、前面リングギア２３及び背面リングギア２４の諸元は、互いに等しい値に設定されている。リングシャフト本体２１には、円環ねじ２２が形成された本体ねじ部２１Ａと、前面リングギア２３が組み付けられる本体ギア部２１Ｂと、背面リングギア２４が組み付けられる本体ギア部２１Ｃとが設けられている。
【００２７】
前面リングギア２３は、リングシャフト本体２１とは各別に形成されている。また、リングシャフト本体２１に組み付けられたときに自身の中心線がリングシャフト本体２１の中心線と整合するように構成されている。リングシャフト本体２１に対する前面リングギア２３の組み付け態様について、本実施形態では圧入により前面リングギア２３をリングシャフト本体２１に固定するようにしている。なお、圧入以外の方法により前面リングギア２３をリングシャフト本体２１に固定することもできる。
【００２８】
背面リングギア２４は、リングシャフト本体２１とは各別に形成されている。また、リングシャフト本体２１に組み付けられたときに自身の中心線がリングシャフト本体２１の中心線と整合するように構成されている。リングシャフト本体２１に対する背面リングギア２４の組み付け態様について、本実施形態では圧入により背面リングギア２４をリングシャフト本体２１に固定するようにしている。なお、圧入以外の方法により背面リングギア２４をリングシャフト本体２１に固定することもできる。
【００２９】
〔３〕「サンシャフトの構造」
図７を参照して、サンシャフト３の構造について説明する。なお、図７（Ａ）はサンシャフト３の平面構造を、図７（Ｂ）は中心線に沿うサンシャフト３の断面構造を示す。
【００３０】
サンシャフト３の本体（サンシャフト本体３１）には、雄ねじとして形成された太陽ねじ３２と、外歯車として形成された前面サンギア３３及び背面サンギア３４とが設けられている。また、前面サンギア３３及び背面サンギア３４として同一形状の平歯車が設けられている。すなわち、前面サンギア３３及び背面サンギア３４の諸元は、互いに等しい値に設定されている。サンシャフト本体３１には、外周面に太陽ねじ３２が形成された本体ねじ部３１Ａと、前面サンギア３３が形成された本体ギア部３１Ｂと、背面サンギア３４が組み付けられる本体ギア部３１Ｃとが設けられている。また、サンシャフト本体３１の前面側の端部（前面側端部３１Ｆ）には、サンシャフト本体３１を加工する際の基準として形成されたセンター穴（前面側基準穴３１Ｇ）、及びサンシャフト３を径方向に貫通する孔３１Ｈが設けられている。孔３１Ｈは、後述する動作特性測定装置５のピン６５を挿入することのできるように形成されている。また、自身の中心線がサンシャフト３の中心線に直交するように形成されている。
【００３１】
背面サンギア３４は、サンシャフト本体３１とは各別に形成されている。また、サンシャフト本体３１に組み付けられたときに自身の中心線がサンシャフト本体３１の中心線と整合するように構成されている。サンシャフト本体３１に対する背面サンギア３４の組み付け態様について、本実施形態では圧入により背面サンギア３４をサンシャフト本体３１に固定するようにしている。なお、圧入以外の方法により背面サンギア３４をサンシャフト本体３１に固定することもできる。
【００３２】
〔４〕「プラネタリシャフトの構造」
図８を参照して、プラネタリシャフト４の構造について説明する。なお、図８（Ａ）はプラネタリシャフト４の平面構造を、図８（Ｂ）は中心線に沿うプラネタリシャフト４の断面構造を示す。
【００３３】
プラネタリシャフト４の本体（プラネタリシャフト本体４１）には雄ねじとして形成された遊星ねじ４２と、外歯車として形成された前面プラネタリギア４３及び背面プラネタリギア４４とが設けられている。また、前面プラネタリギア４３及び背面プラネタリギア４４として同一形状の平歯車が設けられている。すなわち、前面プラネタリギア４３及び背面プラネタリギア４４の諸元は、互いに等しい値に設定されている。プラネタリシャフト本体４１には、外周面に遊星ねじ４２が形成された本体ねじ部４１Ａと、前面プラネタリギア４３が形成された本体ギア部４１Ｂと、背面プラネタリギア４４が組み付けられる本体ギア部４１Ｃとが設けられている。
【００３４】
背面プラネタリギア４４は、プラネタリシャフト本体４１とは各別に形成されている。また、プラネタリシャフト本体４１の本体ギア部４１Ｃが軸受孔４４Ｈに挿入されることにより、プラネタリシャフト本体４１に組み付けられる。また、一方の端面がプラネタリシャフト本体４１と接触した状態でプラネタリシャフト本体４１に組み付けられる。また、プラネタリシャフト本体４１に組み付けられた状態において、自身の中心線がプラネタリシャフト本体４１の中心線と整合するように構成されている。プラネタリシャフト本体４１に対する背面プラネタリギア４４の組み付け態様について、本実施形態では背面プラネタリギア４４がプラネタリシャフト本体４１に対して回転できるようにすきまばめが採用されている。なお、プラネタリシャフト本体４１と背面プラネタリギア４４との相対的な回転を得るための組み付け態様として、すきまばめ以外の組み付け態様を採用することもできる。
【００３５】
〔５〕「各構成要素の関係」
図９〜図１２を参照して、回転直線運動変換機構１における各構成要素の関係について説明する。なお、図９は、サンシャフト３の中心線に沿う回転直線運動変換機構１の断面構造を示す。また、図１０は、図９のＤＡ−ＤＡ線に沿う回転直線運動変換機構１の断面構造を示す。また、図１１は、図９のＤＢ−ＤＢ線に沿う回転直線運動変換機構１の断面構造を示す。また、図１２は、図９のＤＣ−ＤＣ線に沿う回転直線運動変換機構１の断面構造を示す。
【００３６】
回転直線運動変換機構１においては、以下の（Ａ）に示すように各構成要素の動作が許容または制限されている。また、以下の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すようにリングシャフト２及びサンシャフト３と各プラネタリシャフト４とのねじ及びギアが噛み合わされている。
【００３７】
（Ａ）リングシャフト２について、リングシャフト本体２１と前面リングギア２３及び背面リングギア２４との相対的な回転が不能にされている。また、リングシャフト本体２１と前面カラー１１及び背面カラー１４との相対的な回転が不能にされている。サンシャフト３について、サンシャフト本体３１と背面サンギア３４との相対的な回転が不能にされている。プラネタリシャフト４について、プラネタリシャフト本体４１と背面プラネタリギア４４との相対的な回転が許容されている。
【００３８】
（Ｂ）リングシャフト２及び各プラネタリシャフト４においては、リングシャフト本体２１の円環ねじ２２と各プラネタリシャフト本体４１の遊星ねじ４２とが噛み合わされている。また、リングシャフト本体２１の前面リングギア２３と各プラネタリシャフト本体４１の前面プラネタリギア４３とが噛み合わされている。また、リングシャフト本体２１の背面リングギア２４と各プラネタリシャフト本体４１の背面プラネタリギア４４とが噛み合わされている。これにより、リングシャフト２及び各プラネタリシャフト４の一方に回転運動が入力されたとき、円環ねじ２２と遊星ねじ４２との噛み合い、前面リングギア２３と前面プラネタリギア４３との噛み合い、及び背面リングギア２４と背面プラネタリギア４４との噛み合いを通じて、リングシャフト２及び各プラネタリシャフト４の他方に力が伝達される。
【００３９】
（Ｃ）サンシャフト３及び各プラネタリシャフト４においては、サンシャフト本体３１の太陽ねじ３２と各プラネタリシャフト本体４１の遊星ねじ４２とが噛み合わされている。また、サンシャフト本体３１の前面サンギア３３と各プラネタリシャフト本体４１の前面プラネタリギア４３とが噛み合わされている。また、サンシャフト本体３１の背面サンギア３４と各プラネタリシャフト本体４１の背面プラネタリギア４４とが噛み合わされている。これにより、サンシャフト３及び各プラネタリシャフト４の一方に回転運動が入力されたとき、太陽ねじ３２と遊星ねじ４２との噛み合い、前面サンギア３３と前面プラネタリギア４３との噛み合い、及び背面サンギア３４と背面プラネタリギア４４との噛み合いを通じて、サンシャフト３及び各プラネタリシャフト４の他方に力が伝達される。
【００４０】
〔６〕「回転直線運動変換機構の動作態様」
回転直線運動変換機構１においては、各ギアの歯数及び各ねじの条数の設定態様に基づいて、回転運動を直線運動に変換するための動作方式（運動変換方式）が決定される。すなわち、運動変換方式として、リングシャフト２の回転運動を通じてサンシャフト３の直線運動が得られる太陽軸変位方式と、サンシャフト３の回転運動を通じてリングシャフト２の直線運動が得られる円環軸変位方式とのいずれかを選択することができる。以下の（Ａ）及び（Ｂ）に、各運動変換方式における回転直線運動変換機構１の動作態様を示す。なお、本実施形態の回転直線運動変換機構１は、太陽軸変位方式の変換機構として構成されている。
【００４１】
（Ａ）運動変換方式として太陽軸変位方式が採用されている場合においては、次のように回転運動から直線運動への変換が行われる。すなわち、リングシャフト２に回転運動が入力されたとき、前面リングギア２３と各前面プラネタリギア４３との噛み合い、背面リングギア２４と各背面プラネタリギア４４との噛み合い、及び円環ねじ２２と各遊星ねじ４２との噛み合いを通じて、リングシャフト２から各プラネタリシャフト４に力が伝達されることにより、各プラネタリシャフト４がサンシャフト３のまわりにおいて自転しつつ公転する。そして、このプラネタリシャフト４の遊星運動にともない、各前面プラネタリギア４３と前面サンギア３３との噛み合い、各背面プラネタリギア４４と背面サンギア３４との噛み合い、及び各遊星ねじ４２と太陽ねじ３２との噛み合いを通じて、各プラネタリシャフト４からサンシャフト３に力が伝達されることにより、サンシャフト３が軸方向へ変位する。
【００４２】
（Ｂ）運動変換方式として円環軸変位方式が採用されている場合においては、次のように回転運動から直線運動への変換が行われる。すなわち、サンシャフト３に回転運動が入力されたとき、前面サンギア３３と各前面プラネタリギア４３との噛み合い、背面サンギア３４と各背面プラネタリギア４４との噛み合い、及び太陽ねじ３２と各遊星ねじ４２との噛み合いを通じて、サンシャフト３から各プラネタリシャフト４に力が伝達されることにより、各プラネタリシャフト４がサンシャフト３のまわりにおいて自転しつつ公転する。そして、このプラネタリシャフト４の遊星運動にともない、各前面プラネタリギア４３と前面リングギア２３との噛み合い、各背面プラネタリギア４４と背面リングギア２４との噛み合い、及び各遊星ねじ４２と円環ねじ２２との噛み合いを通じて、各プラネタリシャフト４からリングシャフト２に力が伝達されることにより、リングシャフト２が軸方向へ変位する。
【００４３】
〔７〕「動作特性測定装置の構成」
図１３〜図１８を参照して、回転直線運動変換機構１の仕事の変換効率、すなわちリングシャフト２の仕事に対するサンシャフト３の仕事の割合（変換効率Ｈ）を測定するための動作特性測定装置５について説明する。なお、図１３は動作特性測定装置５の全体の構造を模式的に示す。また、図１４は動作特性測定装置５の連結機構５６の平面構造を示す。また、図１５は連結機構５６の正面構造を示す。また、図１６は図１５のＤＤ−ＤＤ線に沿う連結機構５６の断面構造を示す。また、図１７は連結機構５６についてその一部が取り除かれた状態の正面構造を示す。また、図１８は連結機構５６について各構成要素に分解された状態の断面構造を示す。
【００４４】
図１３に示されるように、動作特性測定装置５は、リングシャフト２にトルクを入力する機能とリングシャフト２に入力されたトルクの大きさを測定する機能とを備えるトルク測定装置５Ａ（第１の測定装置）と、サンシャフト３にスラスト荷重を入力する機能とサンシャフト３に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とを備える荷重測定装置５Ｂ（第２の測定装置）と、トルク測定装置５Ａ及び荷重測定装置５Ｂの測定結果に基づいて変換効率Ｈを算出する演算装置９とを含めて構成されている。また、サンシャフト３が水平方向に沿う状態で回転直線運動変換機構１を取り付けることができるように構成されている。以降では、サンシャフト３が水平方向に沿う回転直線運動変換機構１の姿勢を基準姿勢とする。
【００４５】
トルク測定装置５Ａは、リングシャフト２を回転させるためのモータ５１と、同モータ５１を通じてリングシャフト２に入力されたトルクの大きさを測定するためのトルク計測器５２と、モータ５１の出力軸５１Ａとリングシャフト２とを接続するためのチャック５３とを含めて構成されている。モータ５１の出力軸５１Ａとチャック５３とは、同一の中心線まわりを一体となり回転するように接続されている。
【００４６】
荷重測定装置５Ｂは、サンシャフト３にスラスト荷重を入力するためのばね機構５４と、同ばね機構５４のばね５４Ａを通じてサンシャフト３に入力された荷重の大きさを測定するための荷重計測器５５と、ばね５４Ａ（荷重測定装置５２）とサンシャフト３との間で力の伝達を行うための連結機構５６とを含めて構成されている。ばね機構５４は、変換効率Ｈの測定に際してサンシャフト３が移動する方向を基準方向として、この基準方向とは反対の方向へ作用するスラスト荷重をサンシャフト３に入力することができるように構成されている。
【００４７】
図１４及び図１５に示されるように、連結機構５６は、サンシャフト３を接続するための第１連結機構６と、ばね５４Ａを接続するための第２連結機構７と、サンシャフト３を第１連結機構６に締結するためのピン６５とを含めて構成されている。第２連結機構７は、自身の中心線がばね５４Ａの中心線と整合するようにばね機構５４に接続されている。
【００４８】
図１６及び図１７に示されるように、連結機構５６は、第１連結機構６と第２連結機構７との間で力の伝達を行うための第３連結機構８を含めて構成されている。また、第３連結機構８を介して第１連結機構６と第２連結機構７とがサンシャフト３の径方向へ相対的に移動することができるように構成されている。
【００４９】
第１連結機構６は、サンシャフト３を接続するための第１連結体６１と、第１連結体６１と第２連結機構７との間で力の伝達を行うための第１伝達板６４とを含めて構成されている。第１連結体６１には、ピン６５と協働してサンシャフト３を接続するための第１シリンダ６２と、第１伝達板６４を取り付けるための第１連結軸６３とが設けられている。第１連結軸６３と第１伝達板６４とは、ねじの噛み合わせを通じて組み合わされている。第１シリンダ６２と第１連結軸６３とは、互いに中心線が整合するように設けられている。第１シリンダ６２には、サンシャフト３の前面側端部３１Ｆを配置するための空間６２Ａが設けられている。また、サンシャフト３の前面側端部３１Ｆが空間６２Ａに収容された状態において、ピン６５を前面側端部３１Ｆの孔３１Ｈに挿入するための孔６２Ｂが設けられている。また、孔６２Ｂ及び孔３１Ｈを通過したピン６５の一方の端部を挿入するための孔６２Ｃが設けられている。ピン６５は、第１シリンダ６２の孔６２Ｂ，６２Ｃ及びサンシャフト３の孔３１Ｈに挿入されることを通じて、第１連結機構６とサンシャフト３とを締結することができるように構成されている。具体的には、円柱形状の本体６５Ａと、円弧形状のフランジ６５Ｂとにより構成されている。フランジ６５Ｂは、本体６５Ａが第１シリンダ６２の孔６２Ｂ，６２Ｃに挿入された際に第１連結機構６に対するピン６５の軸方向への移動を規制するための要素として設けられている。第１連結機構６においては、ピン６５が第１シリンダ６２に挿入されたとき、ピン６５の外周面と各孔６２Ｂ，６２Ｃの内周面との接触を通じて第１シリンダ６２に対するピン６５の姿勢の変化が規制された状態が得られる。また、フランジ６５Ｂと第１シリンダ６２との接触を通じて、第１シリンダ６２に対するピン６５の軸方向への移動が規制された状態が得られる。
【００５０】
第２連結機構７は、ばね５４Ａを接続するための第２連結体７１と、第２連結体７１と第１連結機構６との間で力の伝達を行うための第２伝達板７４とを含めて構成されている。第２連結体７１には、第２伝達板７４を取り付けるための第２シリンダ７２と、荷重計測器５５を介してばね５４Ａを接続するための第２連結軸７３とが設けられている。第２シリンダ７２と第２伝達板７４とは、複数のボルト７５を通じて組み合わされている。第２シリンダ７２と第２連結軸７３とは、互いに中心線が整合するように設けられている。第２シリンダ７２には、第１連結機構６の第１伝達板６４を配置するための空間７２Ａが設けられている。第２シリンダ７２の内径は、サンシャフト３の径方向において相対的な移動が許容される状態で第２シリンダ７２と第１伝達板６４とを組み合わせることができるように設定されている。すなわち、第２シリンダ７２の内径が第１伝達板６４の外径よりも大きく設定されている。第２伝達板７４には、第１連結機構６の第１連結軸６３を挿入するための孔７４Ａが設けられている。孔７４Ａの径は、サンシャフト３の径方向において相対的な移動が許容される状態で第２伝達板７４と第１連結軸６３とを組み合わせることができるように設定されている。すなわち、孔７４Ａの径が第１連結軸６３の径よりも大きく設定されている。
【００５１】
第３連結機構８は、サンシャフト３の径方向において相対的に移動する第１摺動板８１及び第２摺動板８２と、これら摺動板８１，８２の相対的な移動にともなう摺動抵抗を低減するためのボール機構８３とを含めて構成されている。ボール機構８３は、第１摺動板８１及び第２摺動板８２に接触してこれら摺動板８１，８２の相対的な移動にともないころがり運動をする複数のボール８３Ａと、各ボール８３Ａを第１摺動板８１及び第２摺動板８２の間に保持するためのリテーナ８３Ｂとにより構成されている。ボール８３Ａは、リテーナ８３Ｂを通じて第３連結機構８の中心に対して周方向に等間隔に配置されている。リテーナ８３Ｂは、こうしたボール８３Ａの配置を維持することができる環状の要素として構成されている。第１摺動板８１は、ボール機構８３の形状に対応する環状の要素として構成されている。また、圧入により第１連結機構６の第１伝達板６４に固定されている。また、自身の中心線が第１伝達板６４の中心線と整合するように設けられている。第２摺動板８２は、ボール機構８３の形状に環状の要素として構成されている。また、圧入により第２連結機構７の第２伝達板７４に固定されている。また、自身の中心線が第２伝達板７４の中心線と整合するように設けられている。第１摺動板８１及び第２摺動板８２の幅は、これら摺動板の間に生じる相対移動の範囲内においてボール機構８３を的確に保持することができるように設定されている。
【００５２】
図１８を参照して、連結機構５６の組み立て態様について説明する。
連結機構５６の構成要件ついて、第１伝達板６４に第１摺動板８１が固定されることを条件Ａとし、第２伝達板７４に第２摺動板８２が固定されること条件Ｂとし、第１連結軸６３が第２伝達板７４の孔７４Ａに挿入されること、すなわちサンシャフト３の径方向への相対的な移動が許容される状態で第１連結軸６３と第２伝達板７４とが組み合わされることを条件Ｃとする。また、条件Ａ〜条件Ｃが成立した状態で第１摺動板８１と第２摺動板８２との間にボール機構８３が配置されることを条件Ｄとし、この条件Ｄが成立した状態で第１連結軸６３に第１伝達板６４が取り付けられることを条件Ｅとする。また、この条件Ｅが成立した状態で第１伝達板６４が第２シリンダ７２の空間７２Ａに配置されることを条件Ｆとし、この条件Ｆが成立した状態で第２伝達板７４が第２シリンダ７２に固定されること、すなわちサンシャフト３の径方向への相対的な移動が許容される状態で第１連結機構６と第２連結機構７とが組み合わされることを条件Ｇとする。
【００５３】
連結機構５６は、この条件Ｇが成立するように各要素が組み合わせられることを通じて構成されている。これにより、第１連結機構６をサンシャフト３の径方向へ移動させる力が第１連結機構６に働いたとき、第１連結機構６及び第３連結機構８の第１摺動板８１が第２連結機構７に対してサンシャフト３の径方向へ相対的に移動するようになる。また、このときには、第３連結機構８のボール機構８３が第１連結機構６の移動にともないころがり運動するため、第１連結機構６の移動による摺動抵抗が低減されるようになる。このように、連結機構５６は、サンシャフト３の径方向におけるばね機構５４とサンシャフト３との相対的な移動を許容しつつばね５４Ａのスラスト荷重をサンシャフト３に入力することができるように構成されている。
【００５４】
〔８〕「変換効率の測定方法」
変換効率Ｈの測定手順について説明する。
（Ａ）動作特性測定装置５に対する回転直線運動変換機構１の取り付けは、次の手順１〜３を通じて行われる。すなわち、手順１では、リングシャフト２がチャック５３に取り付けられる。手順２では、サンシャフト３の前面側端部３１Ｆが第１シリンダ６２内に挿入される。また、第１シリンダ６２の孔６２Ｂ，６２Ｃ及びサンシャフト３の孔３１Ｈにピン６５を挿入することができるようにサンシャフト３と第１シリンダ６２との位置関係が設定される。手順３では、第１シリンダ６２の孔６２Ｂ，６２Ｃ及びサンシャフト３の孔３１Ｈにピン６５が挿入されることを通じて、サンシャフト３が連結機構５６に取り付けられる。
【００５５】
（Ｂ）変換効率Ｈの測定は、次の手順４〜６を通じて行われる。すなわち、手順４では、上記手順１〜３を通じて回転直線運動変換機構１が動作特性測定装置５に取り付けられた状態において、モータ５１を通じてリングシャフト２が規定の回転数にわたり回転させられる。このとき、サンシャフト３が背面側へ向けて変位するようにリングシャフト２の回転方向が設定される。また、リングシャフト２が規定の回転数にわたり回転する間にモータ５１からリングシャフト２に入力されたトルクの大きさ及びばね５４Ａからサンシャフト３に入力された荷重の大きさが測定される。手順５では、演算装置９において、手順４を通じて測定されたトルク及びリングシャフト２の回転数に基づいてリングシャフト２の仕事が算出される。また、手順４を通じて測定された荷重及びサンシャフト３の変位量に基づいて、サンシャフト３の仕事が算出される。手順６では、演算装置９において、手順５を通じて算出されたリングシャフト２の仕事及びサンシャフト３の仕事に基づいて変換効率Ｈが算出される。なお、サンシャフト３の変位量は、予め把握されているリングシャフト２の１回転あたりのサンシャフト３の変位量に基づいて算出される。
【００５６】
〔９〕「サンシャフトとすべり軸受との関係」
図１９及び図２０を参照して、サンシャフト３とすべり軸受１２（すべり軸受１５）との関係について説明する。なお、図１９及び図２０においては、サンシャフト３に対するすべり軸受１２及びクリアランスＣの大きさを実際のものよりも大きく表現している。
【００５７】
図１９（Ａ）に示されるように、回転直線運動変換機構１においては、サンシャフト３とすべり軸受１２との間にクリアランスＣが形成されている。ここで、すべり軸受１２の内周面が正円（完全な円（図中の一点鎖線））であることを前提とすると、サンシャフト３の中心線とすべり軸受１２の中心線とが整合しているとき、クリアランスＣの大きさが中心線まわりにおいて一定となる。これに対して、すべり軸受１２の内周面が不完全な円（図中の実線）であることを前提とすると、サンシャフト３の中心線とすべり軸受１２の中心線とが整合しているときにおいても、クリアランスＣの大きさが中心線まわりにおいて一定とならない。なお、実際の回転直線運動変換機構１においては、すべり軸受１２の内周面にあわせてサンシャフト３の外周面も不完全な円となるが、以降の説明では便宜上、図１９及び図２０に示されるようにすべり軸受１２の内周面のみが不完全な円である場合を想定する。
【００５８】
図１９（Ｂ）に示されるように、変換効率Ｈの測定に際して回転直線運動変換機構１の姿勢が基準姿勢（サンシャフト３が水平方向に沿う姿勢）に設定されたときには、サンシャフト３がすべり軸受１２とのクリアランスＣを埋めるように移動するため、サンシャフト３の中心線とすべり軸受１２の中心線とが整合しない状態となる。この状態において、サンシャフト３が動作特性測定装置に接続されることなくリングシャフト２に対して回転が入力されると、サンシャフト３とすべり軸受１２との関係は図２０に示されるように変化する。なお、図２０の（Ａ）〜（Ｄ）は、図１９（Ｂ）の状態からリングシャフト２が１回転する間のサンシャフト３とすべり軸受１２との関係について、１／４回転毎の状態を示している。また、図中の破線は、図１９（Ｂ）の状態におけるサンシャフト３の位置を示している。
【００５９】
具体的には、リングシャフト２の回転にともないすべり軸受１２における相対的に内径の小さい部位がサンシャフト３に接触することを通じて、サンシャフト３を径方向へ移動させる力（横力）がサンシャフト３に働くため、サンシャフト３がすべり軸受１２に対して径方向へ移動するようになる。このとき、サンシャフト３が動作特性測定装置に接続されていないことにより、横力によるサンシャフト３の径方向への移動を妨げる力が動作特性測定装置からサンシャフト３に加えられることがないため、サンシャフト３とすべり軸受１２とが接触しているもののこれら要素間の摩擦が過度に増大することが回避される。これに対して、回転直線運動変換機構１の姿勢が基準姿勢に設定された状態で先に述べた基本測定装置を通じて変換効率Ｈの測定が行われるときには、サンシャフト３の一方の端部が荷重測定装置（本実施形態のばね機構５４に相当）に接続されているため、サンシャフト３に横力が働いたときにサンシャフト３の径方向への移動を妨げる力が生じるようになる。これにより、上述したケースとは異なりサンシャフト３とすべり軸受１２との摩擦が増大するため、この摩擦に起因して変換効率Ｈを正確に測定することができなくなる。
【００６０】
こうしたことから、変換効率Ｈを正確に測定するためには、サンシャフト３とすべり軸受１２との接触によるサンシャフト３の径方向への移動が妨げられないように動作特性測定装置５を構成することが適当であると考えられる。そこで、本実施形態の動作特性測定装置５では、そうしたサンシャフト３の挙動を実現するための要素として連結機構５６を設けるようにしている。以下、図２１及び図２２を参照して、変換効率Ｈの測定時における連結機構５６の動作態様について説明する。なお、上述したサンシャフト３とすべり軸受１２との関係についての説明は、すべり軸受１２の内周面及びサンシャフト３の外周面が不完全な円である場合においても同様に適用することができる。
【００６１】
図２１に示されるように、動作特性測定装置５に回転直線運動変換機構１が取り付けられたとき、サンシャフト３がすべり軸受１２に対して鉛直方向下方へ移動するため、サンシャフト３の中心線とすべり軸受１２の中心線とが整合しない状態が得られる。そして、こうした状態においてモータ５１を通じてリングシャフト２に対して回転が入力されることにより、サンシャフト３とすべり軸受１２との接触を通じてサンシャフト３に横力が働くようになる。動作特性測定装置５においては、第１連結機構６が第２連結機構７に対してサンシャフト３の径方向へ移動することができるように連結機構５６が構成されているため、図２２に示されるようにサンシャフト３に横力が働いたときにはサンシャフト３と第１連結機構６とピン６５と第１摺動板８１とが一体となり第２連結機構７及びばね機構５４に対してサンシャフト３の径方向へ移動するようになる。すなわち、横力によるサンシャフト３の径方向への移動がばね機構５４を通じて妨げられることが回避される。これにより、変換効率Ｈの測定時におけるサンシャフト３とすべり軸受１２との摩擦の増大が抑制されるため、変換効率Ｈを正確に測定することができるようになる。また、図２３に示されるように、サンシャフト３の荷重に対するリングシャフト２のトルクの変化の傾向を示す特性曲線として、特性曲線Ａと略同じ傾向を示す特性曲線Ｃが得られることが確認されている。
【００６２】
［実施形態の効果］
以上詳述したように、本実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００６３】
（１）本実施形態の動作特性測定装置５では、サンシャフト３とばね機構５４とを接続する連結機構５６について、ばね機構５４に対するサンシャフト３の径方向への移動を許容することができるように構成されている。これにより、変換効率Ｈの測定時におけるサンシャフト３とすべり軸受１２及びすべり軸受１５の少なくとも一方との摩擦の増大が抑制されるため、変換効率Ｈを正確に測定することができるようになる。
【００６４】
（２）本実施形態の動作特性測定装置５では、第３連結機構８を介して第１連結機構６と第２連結機構７との間で力の伝達が行われるように連結機構５６が構成されている。これにより、第１連結機構６と第２連結機構７との相対的な移動にともなう摺動抵抗、すなわちサンシャフト３の径方向への移動を妨げる力が小さくされるため、変換効率Ｈをより正確に測定することができるようになる。
【００６５】
（３）回転直線運動変換機構１においては、各要素が適切に組み合わされていないことに起因して変換効率Ｈが基準効率（要求される変換効率Ｈ）を下回ることもある。従って、測定された変換効率Ｈと基準効率との比較に基づいて各構成要素が適切に組み合わされているか否かを判定することが可能となる。また、この判定結果に基づいて、変換効率Ｈが基準効率を下回るものについては組み付けの不具合を修正することにより、回転直線運動変換機構１の製造における不良品の率を低減することができるようになる。しかし、こうした方法を通じて不良品の率の低減を図る場合には、変換効率Ｈと基準効率との比較に基づく組付状態についての判定結果が不適切であることにより、回転直線運動変換機構１の製造にかかる作業効率の低下をまねくことが懸念される。すなわち、実際の変換効率Ｈよりも過度に低い値として変換効率Ｈが測定された場合には、この測定された変換効率Ｈが基準効率を下回ることにより、組付状態に不具合が生じていないにもかかわらず組付状態の修正が必要であると判定される。この場合には、不要に回転直線運動変換機構１の分解が行われるため、作業効率の低下がさけられないものとなる。この点、本実施形形態の動作特性測定装置５によれば、上述のように正確に変換効率Ｈを測定することができるため、回転直線運動変換機構１の製造における不良品の率を低減することと同製造にかかる作業効率の低下を抑制こととの両立を実現することができるようになる。
【００６６】
［実施形態の変更例］
なお、上記実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、第１摺動板８１と第２摺動板８２との摩擦を低減するための要素としてボール機構８３を備える構成を採用したが、そうした目的を実現するための手段はボール機構８３に限られず適宜変更することができる。
【００６７】
（その他の技術的思想）
回転直線運動変換機構の動作特性測定装置に関連するその他の技術的思想について、その一例を以下の（Ａ）〜（Ｊ）に示す。
【００６８】
（Ａ）内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸に設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記太陽軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記円環軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記太陽軸にトルクを入力する機能と前記太陽軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記円環軸にスラスト荷重を入力する機能と前記円環軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記円環軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記円環軸に接続される第１連結機構と前記負荷機構に接続される第２連結機構とが備えられるとともに、該第１連結機構と該第２連結機構とが前記円環軸の径方向において相対的に移動することができるように構成されることとを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００６９】
（Ｂ）上記（Ａ）に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との間で力の伝達を行うための第３連結機構を含めて構成されるものであり、該第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともなう摺動抵抗を小さくすることができるように構成されるものであることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７０】
（Ｃ）上記（Ｂ）に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第３連結機構は、前記第１連結機構と前記第２連結機構との相対的な移動にともないころがり運動をする球体を含めて構成されるものであることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７１】
（Ｄ）上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれに記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第１連結機構について、前記円環軸を締結するための第１連結体と、該連結体の一方の端部に固定される第１伝達体とを含めて構成されることと、前記第２連結機構について、前記第１伝達体を配置するための空間が設けられる第２連結体と、該連結体に固定される第２伝達体とを含めて構成されることと、該第２伝達体について、前記円環軸の径方向において相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と組み合わせることができるように構成されることと、前記連結機構について、径方向への相対的な移動が許容される状態で前記第１連結体と前記第２伝達体とが組み合わされることを条件１とし、該条件１が成立した状態で前記第１連結体の一方の端部に前記第１伝達体が取り付けられることを条件２とし、該条件２が成立した状態で前記第１伝達体が前記第２連結体の空間に配置されることを条件３とし、該条件３が成立した状態で前記第２伝達体が前記第２連結体に固定されることを条件４として、該条件４が成立するように各構成要素が組み合わされることとを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７２】
（Ｅ）上記（Ｄ）に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記第１連結体について、前記円環軸の一方の端部を配置するための第１シリンダと、前記第１伝達体を取り付けるための第１連結軸とが設けられることと、前記第２連結体について、前記第２伝達体を取り付けるための第２シリンダと、前記負荷機構を接続するための第２連結軸とが設けられることとを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７３】
（Ｆ）内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸に設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記太陽軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記円環軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率の測定に使用される回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記太陽軸にトルクを入力する機能と前記太陽軸に入力されたトルクの大きさを測定する機能とが備えられる第１の測定装置と、前記円環軸にスラスト荷重を入力する機能と前記円環軸に入力されたスラスト荷重の大きさを測定する機能とが備えられる第２の測定装置とを含めて構成されることと、該第２の測定装置について、スラスト荷重を生じさせるための負荷機構と、該負荷機構と前記円環軸との間で力の伝達を行うための連結機構とを含めて構成されることと、該連結機構について、前記太陽軸の回転による前記軸受と前記太陽軸との接触にともない前記円環軸を径方向へ移動させる力が前記円環軸に働いた際に前記円環軸の径方向における前記負荷機構と前記円環軸との相対的な移動を許容することができるように構成されることとを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７４】
（Ｇ）上記（Ａ）〜（Ｆ）のいずれかに記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸の内周側に雌ねじが設けられることと、前記太陽軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記遊星軸の外周側に雄ねじが設けられることと、前記円環軸の雌ねじ及び前記太陽軸の雄ねじと前記遊星軸の雄ねじとが噛み合わされることとを条件として構成されるものであることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７５】
（Ｈ）上記（Ｇ）に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置において、前記回転直線運動変換機構は、前記円環軸に内歯車として第１円環歯車及び第２円環歯車が設けられることと、前記太陽軸に外歯車として第１太陽歯車及び第２太陽歯車が設けられることと、前記遊星軸に外歯車として第１遊星歯車及び第２遊星歯車が設けられることと、前記第１円環歯車及び前記第１太陽歯車と前記第１遊星歯車とが噛み合わされることと、前記第２円環歯車及び前記第２太陽歯車と前記第２遊星歯車とが噛み合わされることとを条件として構成されるものであることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定装置。
【００７６】
（Ｉ）内部に空間が設けられる円環軸と、該円環軸内に配置される太陽軸と、前記円環軸内において該太陽軸の周囲に配置される遊星軸と、前記円環軸に設けられて前記太陽軸を支持する軸受とが備えられることと、前記太陽軸の回転運動にともなう前記遊星軸の遊星運動を通じて前記円環軸の直線運動が得られることとを条件として構成される回転直線運動変換機構について、その仕事の変換効率を測定するための回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、上記（Ａ）〜（Ｈ）のいずれかに記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を通じて前記動作特性の測定が行われることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定方法。
【００７７】
（Ｊ）上記（Ｉ）に記載の回転直線運動変換機構の動作特性測定方法において、前記第２の測定装置を通じて前記円環軸にスラスト荷重が入力される状態にて前記第１の測定装置を通じて前記太陽軸にトルクを入力することにより前記太陽軸を規定の回転数にわたり回転させる工程と、該工程にて測定された前記第１の測定装置のトルク及び前記第２の測定装置のスラスト荷重に基づいて、前記回転直線運動変換機構の仕事の変換効率を算出する工程とが含められることを特徴とする回転直線運動変換機構の動作特性測定方法。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を具体化した実施形態について、回転直線運動変換機構の斜視構造を示す斜視図。
【図２】同実施形態の回転直線運動変換機構について、その内部構造を示す斜視図。
【図３】同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するリングシャフトについて、その平面構造を示す平面図。
【図４】同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するリングシャフトについて、その正面構造を示す正面図。
【図５】同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するリングシャフトについて、中心線に沿う断面構造を示す断面図。
【図６】同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するリングシャフトについて、その一部を分解した状態の断面構造を示す断面図。
【図７】（Ａ）同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するサンシャフトについて、その平面構造を示す平面図。（Ｂ）同サンシャフトについて、中心線に沿う断面構造を示す断面図。
【図８】（Ａ）同実施形態の回転直線運動変換機構を構成するプラネタリシャフトについて、その平面構造を示す平面図。（Ｂ）同プラネタリシャフトについて、中心線に沿う断面構造を示す断面図。
【図９】同実施形態の回転直線運動変換機構について、中心線に沿う断面構造を示す断面図。
【図１０】同実施形態の回転直線運動変換機構について、図９のＤＡ−ＤＡ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図１１】同実施形態の回転直線運動変換機構について、図９のＤＢ−ＤＢ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図１２】同実施形態の回転直線運動変換機構について、図９のＤＣ−ＤＣ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図１３】同実施形態の回転直線運動変換機構について、全体の構成を模式的に示す模式図。
【図１４】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を構成する連結機構について、その平面構造を示す平面図。
【図１５】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を構成する連結機構について、その正面構造を示す正面図。
【図１６】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を構成する連結機構について、図１５のＤＤ−ＤＤ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図１７】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を構成する連結機構について、その一部を取り除いた状態の正面構造を示す正面図。
【図１８】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置を構成する連結機構について、各構成要素に分解された状態の断面構造を示す断面図。
【図１９】同実施形態の回転直線運動変換機構について、サンシャフトとすべり軸受との関係を示す断面図。
【図２０】同実施形態の回転直線運動変換機構について、サンシャフトとすべり軸受との関係を示す断面図。
【図２１】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置について、連結機構にサンシャフトが接続された状態の断面構造を示す断面図。
【図２２】同実施形態の回転直線運動変換機構の動作特性測定装置について、連結機構にサンシャフトが接続された状態の断面構造を示す断面図。
【図２３】特性測定装置を通じて得られた回転直線運動変換機構の荷重に対するトルクの変化傾向について、その一例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７９】
１…回転直線運動変換機構、１１…前面カラー、１１Ｈ…油孔、１２…すべり軸受、１３…Ｏリング、１４…背面カラー、１５…すべり軸受、１６…Ｏリング、２…リングシャフト、２１…リングシャフト本体（円環軸本体）、２１Ａ…本体ねじ部、２１Ｂ…本体ギア部、２１Ｃ…本体ギア部、２２…円環ねじ、２３…前面リングギア、２４…背面リングギア、３…サンシャフト、３１…サンシャフト本体（太陽軸本体）、３１Ａ…本体ねじ部、３１Ｂ…本体ギア部、３１Ｃ…本体ギア部、３１Ｆ…前面側端部、３１Ｇ…前面側基準穴、３１Ｈ…孔、３２…太陽ねじ、３３…前面サンギア、３４…背面サンギア、４…プラネタリシャフト、４１…プラネタリシャフト本体（遊星軸本体）、４１Ａ…本体ねじ部、４１Ｂ…本体ギア部、４１Ｃ…本体ギア部、４２…遊星ねじ、４３…前面プラネタリギア、４４…背面プラネタリギア、４４Ｈ…軸受孔、５…動作特性測定装置、５Ａ…トルク測定装置、５Ｂ…荷重測定装置、５１…モータ、５１Ａ…出力軸、５２…トルク計測器、５３…チャック、５４…ばね機構、５４Ａ…ばね、５５…荷重計測器、５６…連結機構、６…第１連結機構、６１…第１連結体、６２…第１シリンダ、６２Ａ…空間、６２Ｂ…孔、６２Ｃ…孔、６３…第１連結軸、６４…第１伝達板（第１伝達体）、６５…ピン、６５Ａ…本体、６５Ｂ…フランジ、７…第２連結機構、７１…第２連結体、７２…第２シリンダ、７２Ａ…空間、７３…第２連結軸、７４…第２伝達板（第２伝達体）、７４Ａ…孔、７５…ボルト、８…第３連結機構、８１…第１摺動板、８２…第２摺動板、８３…ボール機構、８３Ａ…ボール（球体）、８３Ｂ…リテーナ、９…演算装置、Ｃ…クリアランス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008115882.tif 000015
【図１４】
2008115882.tif 000016
【図１５】
2008115882.tif 000017
【図１６】
2008115882.tif 000018
【図１７】
2008115882.tif 000019
【図１８】
2008115882.tif 000020
【図１９】
2008115882.tif 000021
【図２０】
2008115882.tif 000022
【図２１】
2008115882.tif 000023
【図２２】
2008115882.tif 000024
【図２３】
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