CN101248299A - 旋转/直线运动转换机构 - Google Patents

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Abstract

旋转/直线运动转换机构包括轴(1)、螺母(2)和辊子(3)，轴(1)在外周表面上具有外螺纹(1a)，螺母(2)在内周表面上具有内螺纹(2a)，辊子(3)布置在轴(1)的外周表面与螺母(2)的内周表面之间。辊子(3)具有与外螺纹(1a)和内螺纹(2a)进行螺纹配合的螺纹3a。正齿轮(3b)和正齿轮(3c)设置在辊子(3)的各部分中。正齿轮(1b)设置在轴(1)的一部分中。正齿轮(1b)与辊子(3)的正齿轮(3b)啮合。内齿(4a)设置在螺母(2)的一部分中。内齿(4a)与辊子(3)的正齿轮(3b)啮合。这提高了当螺母(2)旋转时轴(1)的导程精度。

Description

旋转/直线运动转换机构
技术领域
本发明涉及旋转/直线运动转换机构，其将旋转转换为直线运动或者将直线运动转换为旋转。
背景技术
作为这种传统的旋转/直线运动转换机构，已经公知一种使用例如在日本专利公开No.10-196757中描述的辊子丝杠的机构。
此机构设置有在其外周表面上具有螺纹的轴，在其内周表面上具有螺纹的螺母，以及置于轴的外周表面与螺母的内周表面之间并与每个上述螺纹进行螺纹配合的辊子。螺母和辊子通过齿轮互相啮合。当上述螺母旋转时，辊子自转并绕轴公转，即，执行太阳行星运动，同时与辊子的螺纹进行螺纹配合的轴沿着轴向进行直线运动。
上述旋转/直线运动转换机构中的导程(螺母每转一周轴的行程量)是由在轴、螺母和辊子上分别设置的螺纹数量以及旋转/直线运动转换机构的减速比来确定的。其中，减速比是由各个螺纹的有效直径之比确定的，而各个螺纹的实际有效直径可以由于螺纹的加工精度而变化，或者由于拧在一起的螺纹之间的接触表面的磨损而改变，因而难以获得定常(stableconstant)减速比。
此外，在上述文献所述的机构中，因为轴的中心轴线相对于螺母的中心轴线的位置以及辊子的公转轴线相对于螺母的中心轴线的位置是通过螺纹的啮合确定的，所以轴的中心轴线和辊子的公转轴线容易从螺母的中心轴线偏移。如果轴的中心轴线或者辊子的公转轴线这样从螺母的中心轴线偏移，则每个螺纹的接触表面的位置发生改变，这引起每个螺纹的实际有效直径的改变，在此情况下也不能获得定常减速比。
如果不能这样在旋转/直线运动转换机构中获得定常减速比，则难以基于设计值实现以上导程，这降低了导程精度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种提高了导程精度的旋转/直线运动转换机构。
为了实现前述目的，并根据本发明的一个方面，提供了一种旋转/直线运动转换机构，其包括轴、螺母和辊子，所述轴在外周表面上具有螺纹，所述螺母在内周表面上具有螺纹，所述辊子布置在所述轴的所述外周表面与所述螺母的所述内周表面之间。所述辊子具有与所述轴和所述螺母的螺纹进行螺纹配合的螺纹。所述旋转/直线运动转换机构将所述轴和所述螺母中一个的旋转转换为另一个的直线运动。所述机构包括：第一齿轮，其设置在所述辊子的一部分中；第二齿轮，其设置在所述轴的一部分中；以及第三齿轮，其设置在所述螺母的一部分中。所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，并且所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合。
根据本发明的另一个方面，提供了一种旋转/直线运动转换机构，其包括轴、螺母和辊子，所述轴在外周表面上具有螺纹，所述螺母在内周表面上具有螺纹，所述辊子布置在所述轴的所述外周表面与所述螺母的所述内周表面之间。所述辊子具有与所述轴和所述螺母的螺纹进行螺纹配合的螺纹。所述旋转/直线运动转换机构将所述轴和所述螺母中一个的旋转转换为另一个的直线运动。所述机构包括：第一支撑构件，所述第一支撑构件固定到所述螺母的所述内周表面；多个保持器，每个所述保持器具有围绕所述轴的环形；以及第二支撑构件，所述第二支撑构件固定到所述螺母的内周表面。所述第一支撑构件支撑所述轴的所述外周表面。所述保持器分别支撑所述辊子在轴向上的两个端部。所述第二支撑构件可旋转地支撑所述保持器中至少一个的外周表面。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明第一实施例的旋转/直线运动转换机构的剖视图；
图2是示出第一实施例的辊子的结构的示意图；
图3是示出从图1中的箭头A的方向观察的旋转/直线运动转换机构的结构的示意图(沿着图1的箭头A的视图)；
图4是示出根据第一实施例的旋转/直线运动转换机构的行程精度的曲线图；
图5是示意性示出根据本发明第二实施例的旋转/直线运动转换机构的剖视图；
图6是示出第二实施例的辊子的结构的示意图；以及
图7是沿着图5的线B-B所取的剖视图。
具体实施方式
(第一实施例)
以下将参照图1至4描述根据本发明第一实施例的旋转/直线运动转换机构。
图1是沿着轴向观察的、示出根据此实施例的旋转/直线运动转换机构的剖视图。
如图1所示，旋转/直线运动转换机构包括其外周表面上具有螺纹的轴1、设置在轴1的外侧并在其内周表面上具有螺纹的螺母2、置于轴1的外周表面与螺母2的内周表面之间并具有与轴1的螺纹和螺母2的螺纹进行螺纹配合的螺纹的多个辊子3、设置在螺母2的内周表面上的齿圈4。该旋转/直线运动转换机构通常被称作辊子丝杠机构，其将螺母2的旋转运动转换为轴1的直线运动。以下将详细描述各个部件。
在轴1的外周表面上形成外螺纹1a，并且外螺纹1a可以是例如多线右旋螺纹。
在轴1的在轴向上的端部处，设置具有与轴1的外径基本相同的外径的正齿轮1b。正齿轮1b由与轴1分离的构件制成，并且通过将正齿轮1b的内周表面装配到设置在轴1的端部处的突起部分来将正齿轮1b固定到轴1。也可以将与正齿轮1b的齿相同的齿直接形成在轴1的外周表面上。正齿轮1b形成第二齿轮。
图2示出了辊子3的形状。如图1和图2所示，每个辊子3呈圆柱形，并且在沿着其轴向的整个外周表面上形成与轴1的外螺纹1a螺纹配合的螺纹3a。螺纹3a是例如单线左旋螺纹。此外，多个(本实施例中为九个)辊子3绕轴1的外周表面以均匀的间距布置。而且，正齿轮3b和正齿轮3c设置在每个辊子3的一部分处。
正齿轮3b一体地形成在每个辊子3的轴向的两个端部中与轴1的正齿轮1b相对那侧的端部的外周表面上，使得其与正齿轮1b啮合。而且，正齿轮3b被设置为与轴1的正齿轮1b相对于辊子3沿着轴向相对移动的范围相对应。此外，每个正齿轮3b的齿形成在每个辊子3中的形成螺纹3a的部分(图2中示出的螺纹形成部分)处。对形成螺纹3a和正齿轮3b的齿的部分(图2中示出的齿形成部分)的加工可以例如以下述方式进行：在形成螺纹3a之后形成正齿轮3b的齿，在形成正齿轮3b的齿之后形成螺纹3a，或者同时形成螺纹3a和正齿轮3b的齿。
正齿轮3c一体地形成在每个辊子3的轴向两个端部中与设置上述正齿轮3b的端部相对的端部的外周表面上。正齿轮3c与上述齿圈4啮合。此外，如图2所示，正齿轮3c的齿形成在每个辊子3中形成螺纹3a的部分(图2中示出的螺纹形成部分)处。对形成螺纹3a和正齿轮3c的齿的部分(图2中示出的齿形成部分)的加工可以以与形成正齿轮3b相同的方式进行。
正齿轮3b和正齿轮3c可以是与辊子3分离的构件，并且正齿轮3b和正齿轮3c可以分别组装到辊子3的端部。此外可以将正齿轮3b和正齿轮3c的坯件(齿轮切削之前的齿轮构件)分别组装在辊子3的端部处，然后可以形成螺纹3a和各个齿轮的齿。正齿轮3b和正齿轮3c形成第一齿轮。
与每个辊子3的螺纹3a螺纹配合的内螺纹2a形成在上述螺母2的内周表面上，内螺纹2a例如是螺纹数量与外螺纹1a的螺纹数量不同的多线左旋螺纹。
此外，将分别与每个辊子3的正齿轮3b和正齿轮3c啮合的齿轮设置在螺母2的内周表面的一部分处。更具体而言，在螺母2的内周表面上，设置将与正齿轮3b和正齿轮3c啮合的两个上述齿圈4。
每个齿圈4形成为环状，并且其外周表面固定到螺母2的内周表面。此外，在其内周表面上形成将与正齿轮3b和正齿轮3c的齿啮合的正齿轮式内齿4a，并且内齿4a的内径被设定为与形成在螺母2上的内螺纹2a的内径基本相同。齿圈4分别形成在内螺纹2a的两端部处。内齿4a形成第三齿轮。
当轴1的外螺纹1a的有效直径、每个辊子3的螺纹3a的有效直径以及螺母2的内螺纹2a的有效直径之间的比率由“α∶β∶γ”来表示时，各个齿轮的齿数之间的比例被设定为使得轴1的正齿轮1b的齿数、每个辊子3的正齿轮3b和3c的各个齿数以及每个齿圈4的内齿4a的齿数也由“α∶β∶γ”来表示。因此，使得通过将各个螺纹进行螺纹配合得到的减速比和各个齿轮啮合的减速比彼此一致。
将在以下描述，例如，在这样构造的本实施例的旋转/直线运动转换机构中，在将螺母2支撑为可旋转并不可沿着轴向移动并且将轴1支撑为不可旋转但可沿着轴向移动的情况下的操作。
如果在此情况下螺母2旋转，则辊子3在其与螺母2的内螺纹2a和轴1的外螺纹1a进行螺纹配合的同时，自转并绕轴轴1公转。即，该运动是太阳行星运动，并且轴1沿着轴向直线运动了根据旋转/直线运动转换机构的减速比和各个螺纹的螺纹数量所确定的导程。
如果轴1、每个辊子3和螺母2之间的减速比被设定为“3∶1∶5”，并且轴1的外螺纹1a、每个辊子3的螺纹3a和螺母2的内螺纹2a的螺纹数量被设定为“4个螺纹∶1个螺纹∶5个螺纹”，则当螺母2旋转一周时，轴1的行程量是外螺纹1a的单个螺距。即，此时的导程是外螺纹1a的单个螺距。
如图3(其示出了沿着图1中的箭头A观察的旋转/直线运动转换机构的结构)或图1所示，在此实施例中，固定到螺母2的每个齿圈4的内齿4a与设置在每个辊子3上的正齿轮3c啮合，并且设置在辊子3上的正齿轮3b与设置在轴1的一部分处的正齿轮1b啮合。因此，通过分别设置在轴1、螺母2和辊子3处的各个齿轮之间的啮合来确定旋转/直线运动转换机构的减速比。于是，即使设置在轴1、螺母2或辊子3处的各个螺纹的实际有效直径由于螺纹的加工精度而变化或者由于进行螺纹配合的螺纹之间的接触表面的磨损等而改变，旋转/直线运动转换机构的减速比也可以在不受螺纹有效直径影响的情况下维持在定常值。当螺母2旋转一周时轴1的行程量(即导程)可以维持在定常值，并且可以提高导程精度。
图4示出了根据本实施例的旋转/直线运动转换机构的行程精度。图4中示出的每根线都表示当螺母旋转时轴1的行程量。由L1示出的实线表示在设计根据此实施例的旋转/直线运动转换机构时的行程量，即所谓目标值。由L2示出的点划线表示根据此实施例的旋转/直线运动转换机构的实际行程量。由L3示出的双点划线表示在其中轴、辊子和螺母仅通过螺纹而螺纹配合在一起、不具有齿轮的旋转/直线运动转换机构中当螺母正向旋转时的行程量，即进给量。由L4示出的双点划线表示在不具有齿轮的旋转/直线运动转换机构中在螺母正向旋转之后反向旋转时的行程量，即返回量。
在不具有齿轮的旋转/直线运动转换机构中，由于每个螺纹的有效直径的影响使得减速比变得与设计值不同，并且所述值本身变得不稳定，这容易降低导程精度。因此，如图4所示，目标值(线L1)和实际行程量(线L3和线L4)较大地偏移，并且难以实现所需的行程精度。在不具有齿轮的旋转/直线运动转换机构中，已经确认，即使螺母的旋转周数相同，螺母正向旋转(L3)时的行程量与螺母反向旋转(L4)时的行程量彼此不同。
另一方面，在此实施例的旋转/直线运动转换机构中，旋转/直线运动转换机构的减速比可以如上所述维持在定常值，即设计值，并且可以提高导程精度。因此，如图4所示，实际行程量(线L2)和目标值(线L1)基本彼此一致，并且可以实现所需的行程精度。这样，利用此实施例的旋转/直线运动转换机构，与上述不具有齿轮的旋转/直线运动转换机构相比，可以提高行程精度。
同时，当螺母2的旋转被转换使得轴1进行直线运动时，辊子3和轴1相对于彼此沿着轴1的轴向相对移动，但是在此实施例中与轴1的正齿轮1b相对于辊子3进行相对移动的范围相对应地设置辊子3的正齿轮3b。因此，在保持每个辊子3的正齿轮3b与轴1的正齿轮1b之间的啮合的同时，辊子3和轴1可以相对于彼此移动。于是，即使轴1和辊子3通过齿轮啮合，辊子3和轴1也可以相对于彼此进行相对移动。
此外，在此实施例中，齿圈4(在每个齿圈4上形成与正齿轮3b和正齿轮3c啮合的内齿4a)被制备为螺母2上将与辊子3的正齿轮3b和正齿轮3c啮合的齿轮，并且齿圈设置在螺母2的内周表面上。因此，与将齿轮直接形成在螺母2的内周表面上的情况相比，可以更容易地在螺母2上设置齿轮。
如上所述，根据此实施例，实现了以下优点。
(1)旋转/直线运动转换机构包括：轴1、螺母2和辊子3，轴1在其外周表面上具有外螺纹1a，螺母2在其内周表面上具有内螺纹2a，辊子3布置在轴1的外周表面与螺母2的内周表面之间。每个辊子3具有分别与外螺纹1a和内螺纹2a进行螺纹配合的螺纹3a。在每个辊子3的一部分处设置齿轮(正齿轮3b和正齿轮3c)。分别在轴1的一部分处设置与每个辊子3的齿轮(正齿轮3b)啮合的齿轮(正齿轮1b)，并在螺母2的一部分处设置与每个辊子3的齿轮(正齿轮3c)啮合的齿轮(内齿4a)。
因此，通过设置在轴1、螺母2和辊子3处的各个齿轮之间的啮合来确定旋转/直线运动转换机构的减速比。于是，减速比可以维持在定常值，这提高了导程精度。
(2)能够与轴1的齿轮(正齿轮1b)啮合的每个辊子3的齿轮(正齿轮3b)被设置为与轴1的齿轮(正齿轮1b)相对于辊子3进行相对移动的范围相对应。因此，即使轴1和辊子3通过齿轮啮合，辊子3和轴1也可以相对移动。
(3)齿圈4设置在螺母2的内周表面上，在每个齿圈4上形成构成螺母2的齿轮的内齿4a作为与每个辊子3的齿轮(正齿轮3b和正齿轮3c)啮合的螺母2的齿轮。因此，与将齿轮直接形成在螺母2的内周表面上的情况相比，可以将齿轮更容易地设置在螺母2上。
(第二实施例)
接着，将参照图5至7描述根据本发明第二实施例的旋转/直线运动转换机构。
图5示意性地示出了根据此实施例的旋转/直线运动转换机构的结构沿着轴向的剖视图。
如图5所示，此实施例的旋转/直线运动转换机构包括轴11、设置在轴11的外侧的螺母12、布置在轴11的外周表面与螺母12的内周表面之间并自转和绕轴11公转的多个辊子13、设置在螺母12的内周表面上的齿圈14。设置了分别支撑辊子13轴向两个端部的保持器15、支撑保持器15的轴套16、以及支撑轴11的轴承17，并且旋转/直线运动转换机构还形成将螺母12的旋转转换为轴11的直线运动的辊子丝杠机构。以下将详细描述以上每个构件。
外螺纹11a形成在轴11的外周表面上，并且外螺纹11a是例如多线右旋螺纹。
图6示出了辊子13的形状。如图5和6所示，每个辊子13是圆柱形的，并且包括螺纹部分和设置在螺纹部分的两个端部处的各个轴13b，在所述螺纹部分上，沿着轴向的整个外周表面上形成螺纹13a，螺纹13a与轴11的外螺纹11a进行螺纹配合。螺纹13a是例如单线左旋螺纹。此外，多个(此实施例中为九个)辊子13绕轴11的外周表面以相等的间距布置。设置在每个辊子13的两个端部处的各个轴13b的每个都分别由围绕轴11的以上环形保持器15以可旋转的方式支撑。通过保持器15，在轴11的圆周方向上维持各个辊子13的布置位置(上述相等的间距)。
在每个辊子13的螺纹部分的两端处的外周表面上，分别一体地设置与以上齿圈14啮合的正齿轮13d。即，如图6所示，每个正齿轮13d的齿形成在辊子13中形成螺纹13a的部分(图6中示出的螺纹形成部分)上。对形成螺纹13a和正齿轮13d的齿的部分(图6中示出的齿形成部分)的加工可以以与对以上正齿轮3b和正齿轮3c的加工相似的方式进行。
与每个辊子13的螺纹13a进行螺纹配合的外螺纹12a形成在以上螺母12的内周表面上，并且外螺纹12a是例如具有与外螺纹11a的螺纹数量不同的螺纹数量的多线左旋螺纹。
此外，在螺母12的内周表面的一部分处，设置与辊子13的每个正齿轮13d都啮合的齿轮。更具体而言，在螺母12的内周表面上，设置与各个正齿轮13d啮合的两个上述齿圈14。
每个齿圈14制成为环形，并且外周表面固定到螺母12的内周表面。而且，与正齿轮13d的齿啮合的正齿轮形内齿14a形成在其内周表面上，内齿14a的内径基本等于形成在螺母12上的内螺纹12a的内径。齿圈14分别设置在外螺纹12a的两端处。
当每个辊子13的螺纹13a的有效直径和螺母12的内螺纹12a的有效直径之间的比率被设定为“β∶λ”时，各个齿轮的齿数被设定为使得每个辊子13的正齿轮13d和每个齿圈14的内齿14a的齿数之间的比率也为“β∶λ”。因此，通过将各个螺纹进行螺纹配合得到的减速比与通过将各个齿轮啮合得到的减速比相一致。
每个保持器15的外周表面由用作滑动轴承的轴套16的内周表面可旋转地支撑，并且轴套16压配合到螺母12的内周表面中。作为将轴套16固定到螺母12的方式，可以适当地采用除了压配合之外的任何方式。此外，轴套16形成第二支撑构件。这样设置在辊子13的两端处的各个保持器15在相对于轴套16滑动的同时根据辊子13的公转而在螺母12内旋转。
轴承17分别压配合到上述螺母12的内周表面的轴向两端处，并且由各个轴承17可枢转地支撑轴11。更具体而言，轴承17是减摩轴承，并且轴11的外周表面由轴承17的内座圈17a支撑。每个轴承17的内座圈17a和轴11处于间隙配合状态，使得轴11能够在内座圈17a内移动。每个轴承17的外座圈17b压配合到螺母12的内周表面。作为将外座圈17b固定到螺母12的方式，可以适当的采用除了压配合之外的任何方式。而且，这些轴承17形成第一支撑构件。
以下将描述，在这样构造的本实施例的旋转/直线运动转换机构中，例如在将螺母12支撑为可旋转并不可沿着轴向移动并且将轴11支撑为不可旋转但可沿着轴向移动的情况下的操作。
当在此情况下螺母12旋转时，辊子13在与螺母12的内螺纹12a和轴11的外螺纹11a进行螺纹配合并与各个正齿轮13d和齿圈14的内齿14a啮合的同时，自转并绕轴11公转。即，该运动是太阳行星运动，并且轴1沿着轴向直线运动了根据旋转/直线运动转换机构的减速比和各个螺纹的螺纹数量所确定的导程。
假定轴11的外螺纹11a、每个辊子13的螺纹13a和螺母12的外螺纹12a的有效直径被设定为例如“3∶1∶5”，因此轴11、每个辊子13和螺母12的减速比被设定为“3∶1∶5”。当轴11的外螺纹11a、辊子13的螺纹13a和螺母12的外螺纹12a的螺纹数量被设定为“4个螺纹∶1个螺纹∶5个螺纹”时，则当螺母12旋转一周时，轴11的行程量是外螺纹11a的单个螺距。即，此时的导程是外螺纹11a的单个螺距。
在上述传统机构中，轴的中心轴线相对于螺母的中心轴线的位置以及辊子的公转轴线相对于螺母的中心轴线的位置是通过螺纹的啮合确定的，因而轴的中心轴线和辊子的公转轴线容易从螺母的中心轴线偏移。如果轴的中心轴线或者辊子的公转轴线从螺母的中心轴线偏移，则各个轴线间的距离发生改变，设置在轴、辊子或螺母上的各个螺纹的接触表面的位置发生改变，由此各个螺纹的实际有效直径发生改变，而难以获得定常减速比。
针对于此，在本实施例中，如图7(其示出了旋转/直线运动转换机构在图5中示出的B-B截面中的结构)或图5所示，因为轴11由固定到螺母12的轴承17支撑，所以螺母12的中心轴线可以与轴11的中心轴线相一致。而且，因为保持器15由相似地固定到螺母12的轴套16可旋转地支撑，所以螺母12的中心轴线和每个保持器15的中心轴线(即，辊子13的公转轴线)可以互相一致。
这样，在本实施例的旋转/直线运动转换机构中，因为轴11的中心轴线相对于螺母12的中心轴线的位置由轴承17确定，并且辊子13的公转轴线相对于螺母12的中心轴线的位置由轴套16确定，所以轴11的中心轴线和辊子13的公转轴线可以容易地与螺母12的中心轴线相一致。因此，可以抑制各个轴线间距离如上所述改变，各个螺纹的接触表面的位置是稳定的，结果各个螺纹的实际有效直径可以保持稳定。于是，由各个螺纹的有效直径的比率确定的旋转/直线运动转换机构的减速比可以维持在定常值，并且当螺母12旋转一周时轴11的行程量(即导程)也可以维持在定常值，这提高了导程精度。
如上所述，根据此实施例，实现了以下优点。
(1)在旋转/直线运动转换机构(其包括：轴11、螺母12和辊子13，轴11在其外周表面上具有外螺纹11a，螺母12在其内周表面上具有内螺纹12a，辊子13布置在轴11的外周表面与螺母12的内周表面之间，并具有与外螺纹11a和外螺纹12a分别进行螺纹配合的螺纹13a)中，设置了下述部件。即，设置了轴承17、保持器15和轴套16，轴承17支撑轴11的外周表面并固定到螺母12的内周表面，保持器15具有围绕轴11的环形形状并分别支撑辊子13的两端，轴套16可旋转地支撑每个保持器15的外周表面并固定到螺母12的内周表面。
因此，轴11的中心轴线和辊子13的公转轴线可以容易地与螺母12的中心轴线相一致，因此可以稳定诸如外螺纹11a、内螺纹12a或螺纹13a之类的各个螺纹的接触表面的位置，这稳定了各个螺纹的实际有效直径。因此，旋转/直线运动转换机构的减速比可以维持在定常值，从而可以提高导程精度。
每个以上实施例可以如下所示修改。
在第一实施例中，每个齿圈4的内齿4a可以直接形成在螺母12的内周表面上。在此情况下，可以省略齿圈4。类似的，在第二实施例中，齿圈14的内齿14a可以直接形成在螺母12的内周表面上。在此情况下，可以省略齿圈14。
第一实施例中齿圈4的数量或者第二实施例中齿圈14的数量可以是一。
在第一实施例中，可以任意改变正齿轮1b的布置位置。关键在于在轴1上设置与辊子3上设置的齿轮啮合的齿轮。
在第二实施例中，支撑轴11的第一支撑构件是轴承17，但是第一支撑构件不限于此。该构件可以是任何其他构件，只要其支撑轴11的外周表面并固定到螺母12的内周表面，而且还能够将轴11的中心轴线与螺母12的中心轴线相一致即可。例如，作为减摩轴承的轴承17可以改变为诸如轴套16之类的滑动轴承。
此外，在第二实施例中支撑保持器15的第二支撑构件是轴套16，但是第二支撑构件不限于此。该构件可以是任何其他构件，只要其可旋转地支撑保持器15的外周表面并固定到螺母12的内周表面，而且还能够将辊子13的公转轴线与螺母12的中心轴线相一致即可。例如，作为滑动轴承的轴套16可以改变为诸如轴承17之类的减摩轴承。
在第二实施例中，设置了两个轴套16，但是可以省略轴套16中的一个。此外，在第二实施例中，设置了两个轴承17，但是可以省略轴承17中的一个。即使在这些情况下，轴11的中心轴线和辊子13的公转轴线也可以一定程度地与螺母12的中心轴线相一致。
在第一和第二实施例中，设置在轴的外周表面上的齿轮、设置在每个辊子的外周表面上的齿轮、以及设置在螺母的内周表面上的齿轮被制成正齿轮，但是它们也可以是其他形式的齿轮。例如，它们可以是螺旋齿轮、双螺旋齿轮。
在第一和第二实施例所描述的旋转/直线运动转换机构中，可以通过将螺母支撑为不可旋转并可沿着轴向移动，并且将轴支撑为可旋转并不可沿着轴向移动，来将轴的旋转转换为螺母的直线运动。

Claims (15)

1.一种旋转/直线运动转换机构，其包括轴、螺母和辊子，所述轴在外周表面上具有螺纹，所述螺母在内周表面上具有螺纹，所述辊子布置在所述轴的所述外周表面与所述螺母的所述内周表面之间，所述辊子具有与所述轴和所述螺母的螺纹进行螺纹配合的螺纹，所述旋转/直线运动转换机构将所述轴和所述螺母中一个的旋转转换为另一个的直线运动，所述机构包括：
第一齿轮，其设置在所述辊子的一部分中；
第二齿轮，其设置在所述轴的一部分中，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；以及
第三齿轮，其设置在所述螺母的一部分中，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的机构，其中与所述第二齿轮相对于所述辊子进行相对移动的范围相对应地设置所述第一齿轮。
3.根据权利要求1或2所述的机构，其中所述第一齿轮与所述辊子一体地形成。
4.根据权利要求1或2所述的机构，其中所述第一齿轮由与所述辊子分离的构件形成，并与所述辊子组装在一起。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机构，其中所述第一齿轮是一对第一齿轮中的一个，所述一对第一齿轮的每个设置在所述辊子在轴向上的端部处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机构，其中所述螺母在所述内周表面上具有齿圈，并且其中所述齿圈具有形成第三齿轮的内齿。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机构，其中所述第二齿轮与所述轴一体形成。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的机构，其中所述第二齿轮由与所述轴分离的构件形成，并与所述轴组装在一起。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机构，其中所述第二齿轮设置在所述轴在轴向上的端部处。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的机构，其中所述第一、第二和第三齿轮是正齿轮。
11.一种旋转/直线运动转换机构，其包括轴、螺母和辊子，所述轴在外周表面上具有螺纹，所述螺母在内周表面上具有螺纹，所述辊子布置在所述轴的所述外周表面与所述螺母的所述内周表面之间，所述辊子具有与所述轴和所述螺母的螺纹进行螺纹配合的螺纹，所述旋转/直线运动转换机构将所述轴和所述螺母中一个的旋转转换为另一个的直线运动，所述机构包括：
第一支撑构件，所述第一支撑构件固定到所述螺母的所述内周表面，并支撑所述轴的所述外周表面；
多个保持器，每个所述保持器具有围绕所述轴的环形，所述保持器分别支撑所述辊子在轴向上的两个端部；以及
第二支撑构件，所述第二支撑构件固定到所述螺母的所述内周表面，并可旋转地支撑所述保持器中至少一个的外周表面。
12.根据权利要求11所述的机构，其中所述第一和第二支撑构件中的至少一个是减摩轴承。
13.根据权利要求11所述的机构，其中所述第一和第二支撑构件中的至少一个是滑动轴承。
14.根据权利要求11所述的机构，其中所述第一支撑构件是减摩擦轴承，并且所述第二支撑构件是滑动轴承。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的机构，其中所述轴的所述螺纹是多线螺纹，所述辊子的所述螺纹是单线螺纹，并且所述螺母的螺纹是螺纹数量与所述轴的所述螺纹的螺纹数量不同的多线螺纹。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105605171A (zh) * 2014-10-15 2016-05-25 罗伯特·博世有限公司 带双螺栓的运动转换器
CN106660713A (zh) * 2014-06-25 2017-05-10 莱特拉姆有限责任公司 用于输送机的多方向辊组件
CN109642644A (zh) * 2016-04-08 2019-04-16 戴克特股份公司 倒辊螺杆减速齿轮

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4858288B2 (ja) 2006-06-22 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 回転直線運動変換機構の製造方法及びその実施に使用する治具
JP4516547B2 (ja) * 2006-06-22 2010-08-04 トヨタ自動車株式会社 回転直線運動変換機構
DE102010022893A1 (de) * 2010-06-07 2011-12-08 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Mutter eines Planetenwälzgewindetriebes
FR2984443B1 (fr) * 2011-12-16 2014-01-17 Skf Ab Vis a rouleaux.
EA020935B1 (ru) * 2012-05-11 2015-02-27 Зао "Диаконт" Электромеханический привод с демпфирующим устройством
WO2017025118A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-16 Aktiebolaget Skf Roller screw mechanism with cage
JP6531748B2 (ja) * 2016-11-18 2019-06-19 トヨタ自動車株式会社 動作変換機構およびそれを用いた電動ブレーキアクチュエータ
CN109386581B (zh) * 2018-12-09 2024-01-23 扬州海通电子科技有限公司 一种细牙自锁型滚齿丝杠
WO2021066673A1 (ru) * 2019-10-03 2021-04-08 Геннадий Александрович ОЛЕЙНОВ Безопорное силовое устройство
US10731740B1 (en) * 2020-02-10 2020-08-04 Kan Cui Multiple small-pitch helical drives in linear and rotary actuators

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE496556A (zh) * 1949-07-13
GB819978A (en) 1956-03-06 1959-09-09 Carl Bruno Strandgren Improvements in and relating to a roller bearing device for helicoidal movement
US3173304A (en) * 1962-12-19 1965-03-16 Strandgren Carl Bruno Nut and screw devices
GB1021655A (en) 1963-01-01 1966-03-09 Carl Bruno Strandgren Improvements in and relating to nut and screw devices
US3406584A (en) * 1967-08-21 1968-10-22 Roantree Electro Mech Corp Differential roller nut
FR1577532A (zh) 1968-06-27 1969-08-08
DE2109640A1 (de) * 1971-03-01 1972-09-07 Alfred Loch Kg Maschinenfabrik, 8300 Landshut Aus einer Spindel und einer Gewinde mutter bestehende Baueinheit fur Werk zeugmaschinen
SU488038A1 (ru) 1973-10-24 1975-10-15 Московский Станкоинструментный Институт Винтовой привод
CH637736A5 (fr) 1980-10-09 1983-08-15 Rollvis Sa Dispositif de roulement a rouleaux fonctionnant comme vis et ecrou.
JPS59147151A (ja) 1983-02-09 1984-08-23 Tsubakimoto Seikou:Kk ロ−ラねじ用リテ−ナリングの保持機構
SE440822B (sv) * 1984-03-16 1985-08-19 Bo Granbom Anordning for att omvandla en roterande rorelse till en linjer rorelse
SE451030B (sv) * 1985-04-16 1987-08-24 Origa Forvaltningsbolag Ab Anordning for att omvandla en roterande rorelse till en linjer rorelse
DE8513093U1 (de) * 1985-05-03 1986-08-28 Paul Forkardt GmbH & Co KG, 4006 Erkrath Rollenwälzgewindetrieb
SU1497423A1 (ru) 1987-12-30 1989-07-30 Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро Шахтной Автоматики Планетарна передача винт-гайка качени
WO1997007957A1 (de) 1995-08-25 1997-03-06 Karl Hehl Spritzgiesseinheit für eine kunststoff-spritzgiessmaschine
DE19542453C2 (de) * 1995-11-14 1998-05-20 Karl Hehl Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung
JPH11511083A (ja) 1995-08-25 1999-09-28 ヘール、カルル 合成樹脂射出成形機の射出成形ユニット
JPH10196757A (ja) 1997-01-14 1998-07-31 Akebono Brake Res & Dev Center Ltd 回転−直動変換機構
DE19747074A1 (de) 1997-10-24 1999-04-29 Schaeffler Waelzlager Ohg Lageranordnung
JP2000110908A (ja) 1998-09-30 2000-04-18 Hiroshi Teramachi ねじ装置及びその製造方法
GB0027709D0 (en) 2000-11-14 2000-12-27 Univ Coventry Roller screw
FR2837550B1 (fr) * 2002-03-20 2004-08-27 Transrol Dispositif d'actionnement a rouleaux intermediaires
CN1717553A (zh) 2003-04-24 2006-01-04 丰田自动车株式会社 行星式差动螺纹型旋转－直线运动变换装置
JP4025806B2 (ja) * 2004-06-22 2007-12-26 伸▲よし▼ 杉谷 歯車機構、遊星歯車装置、および回転軸受装置並びに不思議遊星歯車減速装置
JP2007024248A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Nsk Ltd 遊星ローラねじ装置
JP4186969B2 (ja) 2005-08-23 2008-11-26 トヨタ自動車株式会社 遊星式回転−直線運動変換装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106660713A (zh) * 2014-06-25 2017-05-10 莱特拉姆有限责任公司 用于输送机的多方向辊组件
CN106660713B (zh) * 2014-06-25 2019-12-06 莱特拉姆有限责任公司 用于输送机的多方向辊组件
CN105605171A (zh) * 2014-10-15 2016-05-25 罗伯特·博世有限公司 带双螺栓的运动转换器
CN105605171B (zh) * 2014-10-15 2019-08-06 罗伯特·博世有限公司 带双螺栓的运动转换器
CN109642644A (zh) * 2016-04-08 2019-04-16 戴克特股份公司 倒辊螺杆减速齿轮
CN109642644B (zh) * 2016-04-08 2022-04-01 戴克特股份公司 倒辊螺杆减速齿轮

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EP1917459A2 (en) 2008-05-07
WO2007024006A3 (en) 2007-07-05
JP2007057025A (ja) 2007-03-08
EP1917459B1 (en) 2010-12-29
DE602006019270D1 (zh) 2011-02-10
ES2355654T3 (es) 2011-03-29
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RU2008111161A (ru) 2009-09-27
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KR100994082B1 (ko) 2010-11-12

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