JP2007056952A - 遊星式回転−直線運動変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はすば歯車の遊星歯車機構とねじ状歯車の遊星歯車機構とを組み合せ、比較的簡単な構造にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行う。
【解決手段】互いに平行な回転軸線を有する太陽軸１４、遊星軸２０、リング軸１６を有し、太陽軸、遊星軸、リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状太陽歯車２２、はすば状遊星歯車２８、はすば状リング歯車４２と、それぞれ互いに共働して第二の遊星歯車機構を構成するねじ状太陽歯車２６、ねじ状遊星歯車３０、ねじ状リング歯車４４とが設けられ、ねじ状遊星歯車３０に対するねじ状太陽歯車２６及びねじ状リング歯車４４の何れか一方の歯数比ははすば状遊星歯車２８に対するはすば状太陽歯車２２及びはすば状リング歯車４２の歯数比と異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転−直線運動変換装置に係り、更に詳細には回転運動と直線運動との間の運動変換を行う遊星式の回転−直線運動変換装置に係る。

回転運動を直線運動に変換する遊星式の回転−直線運動変換装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、互いに共働して遊星歯車機構を構成する多条のねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車とねじ状リング歯車とを有し、ねじ状太陽歯車の雄ねじ及びねじ状リング歯車の雌ねじは互いに逆方向であり、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車のねじの条数及び有効径が特定の関係に設定された遊星式の回転−直線運動変換装置が従来より知られている。

また本願出願人の出願にかかる下記の特許文献２に記載されている如く、互いに共働して遊星歯車機構を構成する多条のねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車とねじ状リング歯車とを有し、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は互いに逆方向のねじにて螺合し、ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車は互いに同一方向のねじにて螺合し、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車のねじの有効径及び条数の関係が特定の関係に設定され、遊星歯車機構及び差動ねじの原理の両者を利用して正確に回転運動を直線運動に運動変換するよう構成された遊星式差動ねじ型回転−直線運動変換装置も既に知られている。

また下記の特許文献３には、上記特許文献２に類似する遊星式回転−直線運動変換装置であって、ねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車とねじ状リング歯車と共に、平歯の遊星歯車及びリング歯車を有し、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに同一方向（順方向）のねじにて螺合する遊星式回転−直線運動変換装置が記載されている。
特開平１０−１９６７５７号公報 国際公開ＷＯ２００４／０９４８７０号公報 米国特許２６８３３７９号公報

しかし上述の特許文献１に記載された従来の回転−直線運動変換装置に於いては、ねじ状太陽歯車とねじ状遊星歯車との間に於ける滑り等に起因して作動が不安定になり易く、実用に供することができないという問題がある。また上述の特許文献２に記載された先の提案にかかる回転−直線運動変換装置に於いては、回転運動を正確に直線運動に変換することはできるが、確実な作動を確保しようとすると構造が複雑にならざるを得ず、また直線運動を回転運動に変換することができない。また上述の特許文献３に記載された回転−直線運動変換装置に於いては、リング軸の回転に対する太陽軸の進み量がねじ状の太陽歯車、遊星歯車、リング歯車の歯数に依存し、回転運動量に対する直線運動量の変換比率を自由に設定することができず、また変換効率が低いという問題がある。

本発明は、遊星式の従来の回転−直線運動変換装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、回転伝達を規制するはすば歯車の遊星歯車機構と該遊星歯車機構と共働して運動変換を行うねじ状歯車の遊星歯車機構とを組み合せることにより、比較的簡単な構造にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行うことのできる遊星式の回転−直線運動変換装置を提供することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち互いに平行な回転軸線を有する太陽軸、遊星軸、リング軸を有し、前記太陽軸、前記遊星軸、前記リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車と、それぞれ互いに共働して第二の遊星歯車機構を構成するねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車とが設けられ、前記ねじ状遊星歯車に対する前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の何れか一方の歯数比は前記はすば状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の歯数比と異なることを特徴とする遊星式回転−直線運動変換装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記すば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車の歯数をそれぞれＺs、Ｚp、Ｚnとし、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車の歯数をそれぞれＺss、Ｚps、Ｚnsとすると、各歯数の間には
（Ｚss／Ｚps）：（Ｚns／Ｚps）≠（Ｚs／Ｚp）：（Ｚs／Ｚp）
の関係があるよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、前記太陽軸及び前記リング軸が相対的に回転されると、前記歯数比が異なる前記ねじ状太陽歯車が設けられた前記太陽軸又は前記ねじ状リング歯車が設けられた前記リング軸がそれぞれ前記リング軸、前記太陽軸に対し相対的に前記回転軸線に沿って直線運動し、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車のピッチをＰとすると、前記太陽軸及び前記リング軸の相対的１回転当りの前記直線運動の進み量Ｌjは
Ｌj＝Ｐ・（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／（Ｚs＋Ｚn）
であるよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の一方若しくは前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有するよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の一方は差動歯数を有し、前記はすば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車には転位が施されているよう構成される（請求項５の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項５の構成に於いて、前記太陽軸が前記回転軸線に沿って直線運動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の転位係数と前記はすば状太陽歯車の転位係数との和及び前記リング軸が前記回転軸線に沿って直線運動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の転位係数と前記はすば状リング歯車の転位係数との和は−２以上２以下であるよう構成される（請求項６の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有し、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互いに等しいねじ歯形を有するよう構成される（請求項７の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至７の構成に於いて、前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに逆方向であり、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有するよう構成される（請求項８の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至７の構成に於いて、前記ねじ状遊星歯車及び前記ねじ状リング歯車のねじれ角は同一方向の互いに異なる値であり、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状遊星歯車及び前記ねじ状リング歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有するよう構成される（請求項９の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至７の構成に於いて、前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに同一方向であり、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なり且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車が互いに点接触する歯形を有するよう構成される（請求項１０の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１０の構成に於いて、前記はすば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車の歯数比は前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車のピッチ円直径の比と異なるよう構成される（請求項１１の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１１の構成に於いて、前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の基準ピッチ円直径はそれぞれ前記ねじ状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の噛み合いピッチ円直径と実質的に同一であるよう構成される（請求項１２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１２の構成に於いて、前記遊星軸の数は前記はすば状遊星歯車の歯数の約数ではないよう構成される（請求項１３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１３の構成に於いて、前記遊星軸の数は前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の歯数の和の約数であると共に前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の歯数の和の約数であり且つ前記はすば状遊星歯車の歯数は前記遊星軸の数と１以外に公約数を有しないよう構成される（請求項１４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１４の構成に於いて、前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及び前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているよう構成される（請求項１５の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１５の構成に於いて、前記リング軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星歯車と噛み合う一対のはすば状リング歯車が設けられているよう構成される（請求項１６の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１４の構成に於いて、前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び前記ねじ状リング歯車は前記リング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているよう構成される（請求項１７の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１７の構成に於いて、前記太陽軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星歯車に螺合する一対のはすば状太陽歯車が設けられているよう構成される（請求項１８の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１４の構成に於いて、前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及び前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び前記ねじ状リング歯車は前記リング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているよう構成される（請求項１９の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至１４の構成に於いて、前記第一及び第二の遊星歯車機構は前記回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられているよう構成される（請求項２０の構成）。

上記請求項１の構成によれば、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の何れか一方の歯数比ははすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なるので、後に詳細に説明する如く、太陽軸及びリング軸が相対的に回転されると、歯数比が異なるねじ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられたリング軸がそれぞれリング軸、太陽軸に対し相対的に回転軸線に沿って直線運動し、逆に太陽軸及びリング軸が相対的に回転軸線に沿って直線運動せしめられると、歯数比が異なるねじ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられたリング軸がそれぞれリング軸、太陽軸に対し相対的に回転運動し、従って太陽軸とリング軸との間に於いて回転運動と直線運動との間の運動変換を行わせることができる。

また上記請求項１の構成によれば、後に詳細に説明する如く、リング軸又は太陽軸の１回転当りの太陽軸又はリング軸の直線運動（進み量）はねじ状歯車の歯数、はすば状歯車の歯数、ねじ状歯車のピッチのみによって決定され、従って条数差やねじれ角の違いによって直線運動が発生される上記各特許文献に記載された従来の回転−直線運動変換装置とは全く異なる作動原理にて回転運動と直線運動との間の運動変換を正確に且つ安定的に且つ効率よく行わせることができる。

また上記請求項２の構成によれば、すば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車の歯数をそれぞれＺs、Ｚp、Ｚnとし、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車の歯数をそれぞれＺss、Ｚps、Ｚnsとすると、各歯数の間には
（Ｚss／Ｚps）：（Ｚns／Ｚps）≠（Ｚs／Ｚp）：（Ｚs／Ｚp）
の関係があるので、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。

また上記請求項３の構成によれば、太陽軸及びリング軸が相対的に回転されると、歯数比が異なるねじ状太陽歯車が設けられた太陽軸又はねじ状リング歯車が設けられたリング軸がそれぞれリング軸、太陽軸に対し相対的に回転軸線に沿って直線運動し、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車のピッチをＰとすると、太陽軸及びリング軸の相対的１回転当りの直線運動の進み量Ｌjは
Ｌj＝Ｐ・（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／（Ｚs＋Ｚn）
であるので、ねじ状遊星歯車及びはすば状遊星歯車の歯数等に関係なく、リング軸又は太陽軸の１回転によりねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数、ねじ状歯車のピッチのみによって決定される進み量にて太陽軸又はリング軸を直線運動させることができる。

また上記請求項４の構成によれば、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の一方若しくはねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有するので、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。

また上記請求項５の構成によれば、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の一方は差動歯数を有し、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車には転位が施されているので、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数比の何れか一方がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なる状況を確実に確保することができると共に、第一及び第二の遊星歯車機構の各歯車の適正な噛み合いを確保することができる。

一般に、歯車に於いては、（１）切下げを防止する、（２）歯車の中心間距離を調整する、（３）滑り率が小さい歯丈部に於ける噛み合いを確保する等の目的で転位を施すことが一般的に行われているが、本発明の遊星式回転−直線運動変換装置に於いては、上述の如くはすば状歯車の歯数が通常の遊星歯車装置の場合とは異なる特殊な歯数に設定されなければならず、そのため特殊な歯数の設定を可能にするための転位が必要である。

即ち太陽軸の周りに遊星軸を等角度隔置された状態にて配置されなければならず、またすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯車の噛み合いの位相が相互に異なることが好ましいので、はすば状歯車の歯数が制約され、歯車に於いて一般的な転位係数を確保することができない。

本発明の遊星式回転−直線運動変換装置に於いては、滑り率が小さい領域に於ける歯の噛み合いを確保するためには、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合にははすば状遊星歯車の転位係数とはすば状太陽歯車の転位係数との和が−２以上２以下であることが好ましく、リング軸が回転軸線に沿って直線運動する場合にははすば状遊星歯車の転位係数とはすば状リング歯車の転位係数との和が−２以上２以下であることが好ましく、はすば状歯車の歯数は転位係数との和が−２以上２以下となる歯数に設定されることが好ましい。

上記請求項６の構成によれば、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数とはすば状太陽歯車の転位係数との和及びリング軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数とはすば状リング歯車の転位係数との和は−２以上２以下であるので、はすば状遊星歯車及びはすば状リング歯車の転位係数を歯車の噛み合いに於いて通常使用される歯丈の範囲にすることができ、これにより小さい滑り率の領域に於ける歯の噛み合いを確保することができる。

また一般に、互いに螺合する一組のねじはそれらのねじの噛み合いが適正に行われるよう、それらの圧力角及び歯直角モジュールは互いに同一に設定される。しかるに本発明の遊星式回転−直線運動変換装置に於いては、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数比の何れか一方ははすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なるので、各ねじ状歯車のねじれ角が異なり、そのため圧力角、歯直角モジュール、進み角が異ならざるを得ない。

しかし圧力角、歯直角モジュール、進み角が互いに異なっていても、歯直角法線ピッチ、即ちねじ状歯車の作用平面（接触線が描く平面）に於ける法線ピッチを同一にすれば、ねじ状歯車を適正に噛み合せることができる。

上記請求項７の構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有し、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互いに等しいねじ歯形を有するので、ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の一方が差動歯数を有し、ねじ状歯車のねじれ角が異なり、これにより圧力角、歯直角モジュール、進み角が異なるにも拘らずねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車の適正な噛み合せを確保することができる。

また上記請求項８の構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに逆方向であり、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状遊星歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有するので、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の線接触による適正な噛み合せを確保することができる。

また上記請求項９の構成によれば、ねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車のねじれ角は同一方向の互いに異なる値であり、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有するので、ねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車の線接触による適正な噛み合せを確保することができる。

また上記請求項１０の構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに同一方向であり、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なり且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに点接触する歯形を有するので、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車の点接触による噛み合せを確保することができる。

また上記請求項１１の構成によれば、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車の歯数比はねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車のピッチ円直径の比と異なるので、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の何れか一方の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数比と異なる状況を確実に確保することができる。

また上記請求項１２の構成によれば、ねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の基準ピッチ円直径はそれぞれねじ状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の噛み合いピッチ円直径と実質的に同一であるので、第一及び第二の遊星歯車機構による円滑な回転伝達を確保すると共に、円滑な運動変換を確保することができる。尚この場合の「実質的に同一」とは、基準ピッチ円直径及び噛み合いピッチ円直径の互いに他に対する比が０．９以上１．１以下、好ましくは０．９５以上１．０５以下であることを意味する。

また上記請求項１３の構成によれば、遊星軸の数ははすば状遊星歯車の歯数の約数ではないので、はすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯車の滑りを低減することができる。

また上記請求項１４の構成によれば、遊星軸の数はねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数の和の約数であると共にはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車の歯数の和の約数であり且つはすば状遊星歯車の歯数は遊星軸の数と１以外に公約数を有しないので、後に説明する如くはすば状太陽歯車及びはすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯車の噛み合いの位相が相互に異なり、各はすば状歯車の噛み合いの重なりにより大きい噛み合い率にて円滑な回転伝達を確保することができる。

また上記請求項１５の構成によれば、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車は太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているので、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車が遊星軸の回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられ、これによりはすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車が太陽軸の互いに異なる領域に設けられている場合に比して、回転−直線運動変換装置の回転軸線に沿う方向の長さを小さくすることができる。

また上記請求項１６の構成によれば、リング軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域にはすば状遊星歯車と噛み合う一対のはすば状リング歯車が設けられているので、特定の領域の一端部に対向する一つの領域にすば状遊星歯車と噛み合う一つのはすば状リング歯車が設けられている場合に比して、すば状遊星歯車とはすば状リング歯車との確実な噛み合いを達成し、回転−直線運動変換装置の円滑な作動を確保することができる。

また上記請求項１７の構成によれば、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車はリング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているので、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車が遊星軸の回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車がリング軸の互いに異なる領域に設けられている場合に比して、回転−直線運動変換装置の回転軸線に沿う方向の長さを小さくすることができる。

また上記請求項１８の構成によれば、太陽軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域にはすば状遊星歯車と噛み合う一対のはすば状太陽歯車が設けられているので、特定の領域の一端部に対向する一つの領域にはすば状遊星歯車と噛み合う一つのはすば状太陽歯車が設けられている場合に比して、すば状遊星歯車とはすば状太陽歯車とのとの確実な噛み合いを達成し、回転−直線運動変換装置の円滑な作動を確保することができる。

また上記請求項１９の構成によれば、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車は遊星軸の回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車は太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられ、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車はリング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられているので、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車の少なくとも何れかが回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられている場合に比して、回転−直線運動変換装置の回転軸線に沿う方向の長さを小さくすることができる。

また上記請求項２０の構成によれば、第一及び第二の遊星歯車機構は回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられているので、第一及び第二の遊星歯車機構が回転軸線に沿う同一の領域に設けられている場合に比して、第一及び第二の遊星歯車機構の各歯車を容易に且つ低廉に形成することができる。

尚、本願に於いて、「はすば状太陽歯車」、「はすば状遊星歯車」、「はすば状リング歯車」を「はすば状歯車」と総称し、「ねじ状太陽歯車」、「ねじ状遊星歯車」、「ねじ状リング歯車」を「ねじ状歯車」と総称する。また「はすば状歯車」とははすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車を互いに噛み合せて遊星歯車機構を構成することができるよう、歯のねじれ角が２５°以下の歯車であり、歯のねじれ角が０°の歯車、即ち平歯車を含むものである。これに対し「ねじ状歯車」とはウォームギヤの形態をなし、歯が軸線の周りに螺旋状に延在し、ねじれ角が進み角よりも大きい歯車である。

［作動原理］
本発明の回転−直線運動変換装置は、従来技術の順方向ねじの関係及び逆方向ねじの関係の何れにも適用可能なものである。従って順方向ねじの関係及び逆方向ねじの関係の両者に共通の作動原理について説明する。

（１）歯数比及びピッチ円直径の関係
ねじ状歯車も噛み合いに際し軸線が互いに平行に配置される歯車であり、軸線に垂直な平面（正面方向）に於いて歯車の噛合いを有し、その歯数は所謂ねじやウォームギヤに於ける条数と等しい。

太陽軸、遊星軸、リング軸のねじ状歯車及びはすば状歯車の歯数及び基準ピッチ円直径を下記の表１の通り定義する。

本発明の構造の場合には、太陽軸又はリング軸がスラスト方向、即ち回転軸線に沿う方向に遊星軸に対し相対的に変位する。太陽軸が遊星軸に対し相対的に変位する場合には、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比と異なるので、下記の式１及び２が成立する。
Ｚns／Ｚps＝Ｚn／Ｚp ……（１）
Ｚss／Ｚps≠Ｚs／Ｚp ……（２）

またねじ状遊星歯車及びはすば状遊星歯車は、回転軸線の周りに同心円状に回転し、太陽歯車の外側でリング歯車の内側を公転するので、互いに同一の公転半径、即ち中心間距離aを有し、中心間距離aは下記の式３により表される。
ａ=ｄns−ｄps＝ｄn−ｄp ……（３）

またリング軸が遊星軸に対し相対的に変位する場合には、ねじ状遊星歯車に対するねじ状リング歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なるので、下記の式４及び５が成立する。
Ｚns／Ｚps≠Ｚn／Ｚp ……（４）
Ｚss／Ｚps＝Ｚs／Ｚp ……（５）

またこの場合にもねじ状遊星歯車及びはすば状遊星歯車は太陽歯車の外側でリング歯車の内側を公転するので、中心間距離aは下記の式６により表される。
ａ=ｄss＋ｄps＝ｄs+ｄp ……（６）

本発明の回転−直線運動変換装置に於いては、上記式１、２又は上記式４、５に示される通り第一及び第二の遊星歯車機構の間に於いて遊星歯車に対する太陽歯車又はリング歯車の歯数比が異なるので、第一及び第二の遊星歯車機構の間に於いて各歯車の回転角度に差が発生しようとし、その回転角度の差は歯数比の差に対応する。しかし第一及び第二の遊星歯車機構の各歯車は相互に一体であるので、回転角度の差は発生することができず、回転角度の差を吸収するよう太陽軸又はリング軸が他に対し軸線方向に変位する。またこの場合軸線方向に変位する軸は遊星歯車に対する歯数比が異なる軸である。即ちねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比と異なる場合には太陽軸が相対変位し、ねじ状遊星歯車に対するねじ状リング歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なる場合にはリング軸が相対変位する。

換言すれば、本発明の回転−直線運動変換装置は、二種類の遊星歯車機構の間に遊星歯車に対する太陽歯車又はリング歯車の歯数比に差がある場合に発生する回転角度差を利用し、ねじ状歯車に存在するねじれ角によって回転角度差に対応する軸線方向変位を得ることにより運動変換する機構であり、その軸線方向変位量、即ち進み量は、歯数比の差が大きいほど大きく、ねじ状歯車のピッチが大きいほど大きい。

（２）進み量
本発明の回転−直線運動変換装置に於いて軸線方向に変位する軸の進み量Ｌjは、ねじ状歯車及びはすば状歯車の歯数を上記表１の通りとし、ねじ状歯車の軸方向ピッチをPとすると、下記の式７により表される。
Ｌj＝Ｐ・（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／（Ｚs＋Ｚn） ……（７）

進み量Ｌjは、軸線方向に変位する軸が太陽軸及びリング軸の何れの場合にも同一であるので、リング軸に対し太陽軸が相対的に変位する場合について上記式７の導出を説明する。

通常のはすば歯車の遊星歯車機構の場合には、回転伝達によって発生する太陽歯車及び遊星歯車の回転方向が逆であるので、これらの歯車のねじれ角の向きは互いに逆向きである。そこで遊星歯車及び太陽歯車のねじ状歯車のねじれ方向が逆向きである場合に太陽歯車の歯数を正とし、ねじれ方向が同一の方向である場合に太陽歯車の歯数を負とする。即ち、逆ねじを正、順方向ねじを負とする。

太陽軸とリング軸との間に１回転の相対回転を与えた場合のすば状遊星歯車の公転角度は、はすば状歯車の噛み合いによって一義的に決定され、すば状太陽歯車に対しＺs／（Ｚs＋Ｚn）である。またねじ状遊星歯車の公転角度はＺss／（Ｚss＋Ｚns）であるが、ねじ状遊星歯車は軸線方向に変位可能であり、その公転角度ははすば状歯車の噛み合いによる公転角度に束縛され、その公転角度差の分だけ太陽軸が軸線方向へ変位する。

公転角度差はＺs／（Ｚs＋Ｚn）−Ｚss／（Ｚss＋Ｚns）であり、これはねじ状歯車にとって下記の式８により表される太陽軸及びリング軸の相対回転に相当する。
｛Ｚs／（Ｚs＋Ｚn）−Ｚss／（Ｚss＋Ｚns）｝／｛Ｚss／（Ｚss＋Ｚns）｝ ……（８）

はすば状歯車の噛み合いによって上記式８を整理すると、太陽軸及びリング軸の相対回転は下記の式８により表される。よって太陽軸のみが下記の式９の回転角度分に余計に回転し、軸線方向の相対変位を生じると考えることができる。
（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／｛Ｚss・（Ｚs＋Ｚn）｝ ……（９）

従って相対変位量は下記の式１０にて表され、これを整理することにより進み量Ｌjは上記式７の通りになる。尚、リング軸が相対変位する場合には上記各式のＺssがＺnsになるが、最終的には進み量Ｌjは上記式７の通りになる。

Ｚss・Ｐ・（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／｛Ｚss・（Ｚs＋Ｚn）｝ ……（１０）
上記式７より解る如く、進み量Ｌjはねじ状歯車の歯数、はすば状歯車の歯数及びピッチのみによって決定される。換言すれば、本発明の回転−直線運動変換装置に於ける進み量は、上記従来技術の欄に於いて説明した従来の回転−直線運動変換装置の如く条数差やねじれ角の違いによって発生するものではなく、本発明の回転−直線運動変換装置の作動原理は従来の装置とは全く異なる。

（３）遊星軸の配置可能個数
周知の如く、一般的な遊星歯車装置に於ける遊星歯車の配置可能個数は太陽歯車の歯数とリング歯車の歯数との和の約数である。よって本発明の回転−直線運動変換装置に於ける遊星軸の個数は、「ねじ状太陽歯車の歯数（条数）とねじ状リング歯車の歯数（条数）との和の約数」及び「はすば状太陽歯車の歯数とはすば状リング歯車の歯数との和の約数」の両者に共通の約数である。また一般に、ねじ状歯車の歯数（条数）ははすば状歯車の歯数よりも小さい。よってねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車の歯数の和の約数が遊星歯車の配置可能個数を決定する。

（４）基準歯数、基本歯数比、差動歯数
本発明の回転−直線運動変換装置の構造や作動を説明する上で、「基準歯数」、「基本歯数比」、「差動歯数」を定義し、これらの概念を使用することが有用であるので、これらの用語について説明する。

（４−１）基準歯数
一般的な遊星歯車機構に於いては、太陽歯車、遊星歯車、リング歯車の基準ピッチ円直径ｄs、ｄp、ｄnの間には下記の式１１にて表わされる関係があり、太陽歯車、遊星歯車、リング歯車の歯数Ｚs、Ｚp、Ｚnの間には下記の式１２にて表わされる関係がある。
ｄn＝ｄs＋２・ｄp ……（１１）
Ｚn＝Ｚs＋２・Ｚp ……（１２）

また各歯車のモジュールを等しくする必要があるので、基準ピッチ円直径ｄs、ｄp、ｄn及び歯数Ｚs、Ｚp、Ｚnの間には下記の式１３にて表わされる関係がある。
ｄn／Ｚn＝ｄs／Ｚs＝ｄp／Ｚp ……（１３）

本発明の回転−直線運動変換装置は太陽歯車及びリング歯車の何れか一方に於ける上記各関係が、二種の歯車、即ちねじ状歯車及びはすば状歯車の何れか一方又はその両方に於いて変更されていることを特徴としている。

上記三つの関係（上記式１１〜１３）を満足する太陽歯車、遊星歯車、リング歯車の歯数を「基準歯数」と定義する。

（４−２）基本歯数比
また上記三つの関係を満足するはすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車の基準歯数をそれぞれＺsk、Ｚpk、Ｚnkとし、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車の基準歯数をそれぞれＺssk、Ｚpsk、Ｚnskとして、下記の式１４にて表わされる太陽歯車と遊星歯車との間の基準歯数の歯数比Ｋを「基本歯数比」と定義する。
K＝Ｚsk／Ｚpk＝Ｚssk／Ｚpsk ……（１４）

（４−３）差動歯数
各歯車の歯数と上記基準歯数との差を「差動歯数」と定義する。本発明の回転−直線運動変換装置は、太陽歯車及びリング歯車の何れか一方に於いて且つ二種類の歯車、即ちねじ状歯車及びはすば状歯車の何れか一方又はその両方に於いて、差動歯数を有する。

（５）運動変換効率
回転−直線運動変換装置は回転運動を直線運動に変換し若しくは直線運動を回転運動に変換するので、前者の運動変換の効率を正効率とし、後者の運動変換の効率を逆効率とする。

（５−１）逆効率
本発明の回転−直線運動変換装置にはねじ状歯車の噛み合せが存在するので、太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用すると、ねじ状遊星歯車はねじ状太陽歯車及びねじ状リング歯車より歯面の接触による力を受ける。ねじ状遊星歯車がねじ状太陽歯車より受ける回転軸線に沿う方向の力をＦとして、ねじ状遊星歯車がねじ状太陽歯車より受ける力について考える。

ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が互いに逆方向のねじれ角を有する場合を正として、ねじ状太陽歯車の進み角をθsとする。

力Ｆはねじ状太陽歯車の歯面に於いて歯面に垂直な力と歯面に沿う方向の力とに分解されると考えられてよい。歯面に垂直な力によって摩擦力が発生され、その摩擦力によって歯面に沿う方向の力が弱められる。よって歯面に沿う方向の摩擦係数をμとすると、ねじ状太陽歯車の歯面方向に発生する力Ｆshは下記の式１５により表わされる。
Ｆsh＝Ｆ・｛ｓｉｎ(θs)−μ・ｃｏｓ(θs)｝ ……（１５）

この力Ｆshはねじ状遊星歯車の歯面方向の力Ｆsphに変換される。ねじ状遊星歯車の進み角をθpとすると、力Ｆsphは下記の式１６により表わされる。
Ｆsph＝Ｆ・｛ｓｉｎ(θs)−μ・ｃｏｓ(θs)｝・ｃｏｓ(θs-θp) ……（１６）

よって力Ｆsphをねじ状遊星歯車の回転方向の力、即ち軸線に垂直な断面（正面方向）に沿う力に変換すると、その力Ｆsは下記の式１７により表わされる。
Ｆs＝Ｆ・｛ｓｉｎ(θs)−μ・ｃｏｓ(θs)｝・ｃｏｓ(θs−θp)・cｏｓ(θp)
……（１７）

同様にねじ状遊星歯車がねじ状リング歯車から受ける回転方向の力Ｆnは下記の式１８により表わされる。
Ｆn＝Ｆ・｛ｓｉｎ(θn)−μ・ｃｏｓ(θn)｝・ｃｏｓ(θn−θp)・ｃｏｓ(θp)
……（１８）

従って軸力Ｆによってねじ状遊星歯車に印加される力は、ねじ状太陽歯車からの力Ｆｓ及びねじ状リング歯車よりの力Ｆｎであり、これらの力はねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が互いに逆方向のねじれ角を有する場合にはねじ状太陽歯車の周りの同一の周方向に発生する。

ねじ状太陽歯車からの力Ｆｓ及びねじ状リング歯車よりの力Ｆｎはねじ状遊星歯車に対し二つの力として作用する。その一つはねじ状遊星歯車をその軸線の周りに回転させる力、即ち自転力であり、もう一つはねじ状遊星歯車を公転させる力、即ち公転力である。自転力をＦpjとし、公転力をＦpkとすると、これらの力はそれぞれ下記の式１９及び２０により表わされる。
Ｆpj＝Ｆs−Ｆn ……（１９）
Ｆpk＝Ｆs＋Ｆn ……（２０）

ねじ状遊星歯車はＦpj＞０の場合に摩擦力に打ち勝って自転し、逆効率は正の値となる。従って太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用すると、太陽軸及びリング軸の一方が他方に対し相対的に回転する。これに対しねじ状遊星歯車はＦｐｊ≦０の場合には自転せず、逆効率は0となる。従って太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用しても、太陽軸及びリング軸は互いに他に対し相対的に回転しない。逆効率ηnは下記の式２１により表わされる。
ηn＝2・π・Ｆpj・ｄns／（Ｆ・Ｌj） ……（２１）

次に太陽軸及びリング軸の間に相対回転力が作用すると太陽軸が直線運動する太陽軸変位型及び太陽軸及びリング軸の間に相対回転力が作用するとリング軸が直線運動するリング軸変位型について、太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用した場合に遊星軸が回転する方向を正の回転方向として、遊星軸を回転させる力を説明する。

（５−１−１）太陽軸変位型
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有する場合、逆方向ねじの関係を有し差動歯数が正の場合、逆方向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合の各場合について遊星軸を回転させる力を説明する。

（５−１−１−１）順方向ねじ
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有する場合には、自転力Ｆpjは正の値になり、遊星軸は回転する。即ち太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用する場合に、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが同一であり、遊星軸の回転方向は正方向である。

よって極端にねじ状歯車のリード角が小さい場合の如く摩擦力により遊星軸の回転が阻止される場合を除き、逆効率ηnは正効率と同様１＞ηn≧０となる。

（５−１−１−２）逆方向ねじ（差動歯数＞０）
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに逆方向ねじれ角を有し、ねじ状太陽歯車のねじれ角がねじ状遊星歯車のねじれ角よりも大きく、これにより差動歯数が正の値である場合である。

この場合にはねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力よりも大きいので、自転力Ｆpjは正の値になるが、上記５−１−１−１の順方向ねじの場合よりも小さい。

従ってねじ状歯車のリード角や摩擦力によって、遊星軸が回転しない場合、即ち逆効率ηnが０の場合と、遊星軸が回転する場合、即ち逆効率ηnが小さい正の値の場合とがある。

（５−１−１−２）逆方向ねじ（差動歯数＜０）
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が互いに逆方向ねじれ角を有し、ねじ状太陽歯車のねじれ角がねじ状遊星歯車のねじれ角よりも小さく、これにより差動歯数が負の値である場合である。

この場合にはねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力よりも小さいので、自転力Ｆpjは負の値になり、遊星軸は回転せず、従ってねじ状歯車のリード角や摩擦力に関係なく逆効率ηnは必ず０になる。換言すれば本発明の回転−直線運動変換装置が回転運動を直線運動に変換するために使用される場合に、外力により直線運動が回転運動に変換されることを防止することができる。

（５−１−２）リング軸変位型
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有し差動歯数が正の場合、順方向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合、逆方向ねじの関係を有する場合の各場合について遊星軸を回転させる力を説明する。

（５−１−２−１）順方向ねじ（差動歯数＞０）
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有し差動歯数が正の場合には、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力よりも大きいので、自転力Ｆpjは正の値になるが、上記５−１−１−１の順方向ねじの場合よりも小さく、従って逆効率ηnは０よりも大きく０．４程度よりも小さい値になる。

（５−１−２−２）順方向ねじ（差動歯数＜０）
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が順方向ねじの関係を有し差動歯数が負の場合には、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが逆であり、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力がねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力よりも小さいので、上記５−１−１−２の逆方向ねじ（差動歯数＜０）の場合と同様、自転力Ｆpjは負の値になり、遊星軸は回転せず、従ってねじ状歯車のリード角や摩擦力に関係なく逆効率ηnは必ず０になる。

（５−１−２−3）逆方向ねじ
ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車が逆方向ねじの関係を有する場合には、太陽軸及びリング軸の間に回転軸線に沿う方向の力が作用する場合に、ねじ状太陽歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向き及びねじ状リング歯車よりねじ状遊星歯車に印加される力の回転方向の向きが同一であり、遊星軸の回転方向は正方向である。

従って上記５−１−１−１の順方向ねじの場合と同様、極端にねじ状歯車のリード角が小さい場合の如く摩擦力により遊星軸の回転が阻止される場合を除き、逆効率ηnは正効率と同様１＞ηn≧０となる。

（５−２）正効率
本発明の回転−直線運動変換装置に於いては、はすば状歯車の噛み合い及びねじ状歯車の噛み合いにより回転伝達が行われる。従って回転方向には歯車の滑り率を持った回転伝達が行われる。しかしは本発明の回転−直線運動変換装置は軸に平行な回転軸線を有する遊星歯車機構であり、太陽軸又はリング軸が他の軸に対し相対的に軸線方向へ変位するので、軸線方向の変位は滑り摩擦による変位である。

よって滑り率をσとし、転がり摩擦係数をμkとし、滑り摩擦係数をμとすると、正効率ηaは下記の式２１により表わされる。
ηa＝１−（μk＋μ・σ＋μ） ……（２１）

通常の歯の噛み合いの場合には、滑り率σは０．１程度であり、転がり摩擦係数μkは油潤滑では０．０１程度であり、滑り摩擦係数μは油潤滑では、０．１程度であるので、本発明の回転−直線運動変換装置の一般的な正効率ηaは下記の式２２の通りであり、理想的な設計を施せば、８８％程度の高い正効率を達成することができる。
ηa＝１−（０．０１＋０．１・０．１＋０．１）＝０．８８ ……（２２）

以上の本発明の回転−直線運動変換装置に於ける効率を太陽軸変位型及びリング軸変位型についてまとめると、それぞれ図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）の通りである。尚図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）に於いて、〇は最も一般的な効率を示し、双頭の矢印は設定可能な効率の範囲を示している。

（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係
本発明の回転−直線運動変換装置に於いては、太陽軸、遊星軸、リング軸の回転中心が一定に維持されることが好ましく、複数のはすば状遊星歯車がすば状太陽歯車及びすば状リング歯車と間断なく噛み合うことが好ましく、このことは特にはすば状歯車が平歯車である場合に重要である。そのためには「遊星軸の個数がはすば状遊星歯車の歯数の約数ではない（遊星軸の個数及びはすば状遊星歯車の歯数が１以外の公約数を持たない）」という好ましい関係が満たされなければならない。この条件が満たされている場合には、すば状太陽歯車及びすば状リング歯車に対する各はすば状遊星歯車の噛み合いの位相が相互に異なり、各はすば状歯車の噛み合いの重なりにより大きい噛み合い率にて円滑な回転伝達が確保される。

［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至２０の構成に於いて、ねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状リング歯車の歯数比と異なり、リング軸の回転運動と太陽軸の直線運動との間の運動変換を行うよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至２０の構成に於いて、ねじ状遊星歯車に対するねじ状リング歯車の歯数比がはすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比と異なり、太陽軸の回転運動とリング軸の直線運動との間の運動変換を行うよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６乃至２０又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、太陽軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数Ｘnpとはすば状太陽歯車の転位係数Ｘnsとの和をＸnpsとすると、はすば状遊星歯車の転位係数Ｘnp及びはすば状太陽歯車の転位係数Ｘnsはそれぞれ下記の式２３及び２４に従って転位係数の和Ｘnpsをはすば状遊星歯車の歯数Ｚp及びはすば状太陽歯車の歯数Ｚsで内分する値に設定されるよう構成される（好ましい態様３）。
Ｘnp＝ＸnpsＺp／（Ｚp＋Ｚs） ……（２３）
Ｘns＝ＸnpsＺs／（Ｚp＋Ｚs） ……（２４）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６乃至２０又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、リング軸が回転軸線に沿って直線運動する場合に於けるはすば状遊星歯車の転位係数Ｘnpとはすば状リング歯車の転位係数Ｘnnとの和をＸnpnとすると、はすば状遊星歯車の転位係数Ｘnp及びはすば状太陽歯車の転位係数Ｘnsはそれぞれ下記の式２５及び２６に従って転位係数の和Ｘnpnをはすば状遊星歯車の歯数Ｚp及びはすば状リング歯車の歯数Ｚnで内分する値に設定されるよう構成される（好ましい態様４）。
Ｘnp＝ＸnpnＺp／（Ｚp＋Ｚn） ……（２５）
Ｘnn＝ＸnpnＺn／（Ｚp＋Ｚn） ……（２６）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至２０又は上記好ましい態様１乃至４の構成に於いて、各遊星軸の両端は太陽軸の周りに円環状に延在する一対のキャリア部材によりそれ自身の軸線の周りに自転可能に且つ太陽軸及びリング軸の周りに公転可能に支持されているよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、一対のキャリア部材は回転軸線の周りにて回転軸線に沿って延在する複数個の連結部材により互いに一体的に連結されているよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様６の構成に於いて、各遊星軸の両端部は円錐面を有し、一対のキャリア部材は各遊星軸の両端部の円錐面を受ける円錐面を有するよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様７の構成に於いて、一対のキャリア部材の円錐面は各遊星軸の両端部の円錐面の開角度よりも開角度が大きい領域と小さい領域とを有し、二つの領域の間の稜線部にて各遊星軸の両端部の円錐面を支持するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至２０又は上記好ましい態様１乃至８の構成に於いて、遊星軸に対し回転軸線に沿う両側には太陽軸とリング軸との間の相対直線運動を許容しつつそれらの間の相対回転を円滑に行わせるベアリングが設けられているよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１５又は１６又は１９の構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有するよう構成される（好ましい態様１０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１６の構成に於いて、一対のはすば状リング歯車はリング軸の内面に圧入により固定されているよう構成される（好ましい態様１１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１７又は１８又は１９の構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、リング軸は少なくとも前記特定の領域に対向する領域にはすば状リング歯車及びねじ状リング歯車の両者の機能を果たす両歯部を有するよう構成される（好ましい態様１２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１８の構成に於いて、一対のはすば状太陽歯車は太陽軸の外面に圧入により固定されているよう構成される（好ましい態様１３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１９の構成に於いて、遊星軸は前記特定の同一の領域にはすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、太陽軸は少なくとも前記特定の領域に対向する領域にはすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車の両者の機能を果たす両歯部を有し、リング軸は少なくとも前記特定の領域に対向する領域にはすば状リング歯車及びねじ状リング歯車の両者の機能を果たす両歯部を有するよう構成される（好ましい態様１４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１２又は１４の構成に於いて、リング軸は一方の面に両歯部を有する平板を形成し、一方の面が内側になるよう平板を円筒形に加工し、互いに当接する端部を一体に連結することにより形成されているよう構成される（好ましい態様１５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至２０又は好ましい態様１乃至１５の構成に於いて、遊星軸は転造により形成されているよう構成される（好ましい態様１６）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例１を示す断面図、（Ｂ）は実施例１の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例１の太陽軸の要部を示す右側面図である。

図１に於いて、１０は遊星式回転−直線運動変換装置を全体的に示しており、回転−直線運動変換装置１０は共通の回転軸線１２に沿って延在し互いに嵌合する太陽軸１４及びリング軸１６と、太陽軸１４とリング軸１６との間に配置され回転軸線１２に平行な回転軸線１８に沿って延在する四つの遊星軸２０とを有している。遊星軸２０は回転軸線１２の周りに９０°の角度にて互いに均等に隔置されている。

太陽軸１４の内端部（図１（Ａ）の左端部）にはリング状の太陽歯車部材２２が圧入等の手段により固定されており、太陽歯車部材２２は平歯の外歯を有している。太陽軸１４の外端部（図１（Ａ）の右端部）には回転軸線１２に平行で互いに平行な二つの平面部２４が設けられ、図１には示されていない他の部材に相対回転不能に且つ往復動可能に連結されるようになっている。太陽軸１４の中央部には３条の雄ねじ２６が設けられている。太陽歯車部材２２及び雄ねじ２６は回転軸線１２に沿って互いに隔置されている。

各遊星軸２０には太陽歯車部材２２と噛み合う平歯の外歯車２８及び雄ねじ２６と螺合する１条の雄ねじ３０が設けられており、外歯車２８及び雄ねじ３０は回転軸線１８に沿って互いに隔置されている。外歯車２８は太陽歯車部材２２よりも大きい軸線方向長さを有し、これにより太陽軸１４が回転軸線１２に沿って遊星軸２０及びリング軸１６に対し相対的に変位しても外歯車２８は太陽歯車部材２２との噛み合いを維持するようになっている。

各遊星軸２０は両端にて円環板状のキャリア部材３２及び３４により回転軸線１８の周りに回転可能に支持されている。キャリア部材３２及び３４の外周面とリング軸１６の内面との間には減摩リング３６が配設され、これによりキャリア部材３２及び３４はリング軸１６に対し相対的に回転軸線１２の周りに自由に回転し得るようになっている。またリング軸１６の内面にはＣリング３８及び４０が固定され、キャリア部材３２及び３４はリング軸１６の内面に形成された段差部とＣリング３８及び４０との間に軸線方向に保持されている。キャリア部材３２及び３４は太陽歯車部材２２及び太陽軸１４の外径よりも大きい内径を有し、これにより太陽歯車部材２２及び太陽軸１４は回転軸線１２に沿ってキャリア部材３２及び３４に対し相対的に変位し得るようになっている。

リング軸１６の二つの段差部の間、即ち小径部の内面には遊星軸２０の外歯車２８と噛み合うリング歯車部材４２が圧入等の手段により固定されており、リング歯車部材４２は平歯の内歯を有している。またリング軸１６の小径部の内面には遊星軸２０の雄ねじ３０と螺合する５条の雌ねじ４４が設けられており、リング歯車部材４２及び雌ねじ４４は回転軸線１８に沿って互いに隔置されている。

以上の説明より解る如く、太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２は互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成しており、それぞれはすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車として機能する。また雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４は互いに共働して第二の遊星歯車機構を構成しており、それぞれねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車として機能する。

ねじ状歯車としての雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４は互いに螺合し、雄ねじ２６及び雄ねじ３０は互いに逆方向のねじれ角を有し、雄ねじ３０及び雌ねじ４４は互いに同一方向のねじれ角を有する。雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４のピッチ、圧力角、モジュールは互いに等しい。実施例１の回転−直線運動変換装置１０に於いては、雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の条数、換言すれば回転軸線１２及び１８に垂直な断面に於ける歯数はそれぞれ３、１、５であり、従って差動歯数は０である。

次にはすば状歯車としての太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２について説明する。一般に、ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比と大きく離れて各平歯車の歯数比を設定することはできない。即ち歯車の転位により、ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比に対する各平歯車の歯数比の関係をある程度変化させることはできるが、各平歯車が余程大きな歯丈を持たない限り大きな転位を実現することはできず、現実的にはねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比に対する各平歯車の歯数比のずれは３０％以内に制限されると考えられる。

実施例１に於いては、遊星軸２０の外歯車２８の歯数は９であり、リング軸１６の雌ねじ４４の歯数はねじ状歯車の雄ねじ３０及び雌ねじ４４の歯数比１：５に対応する４５である。またねじ状歯車の雄ねじ２６及び雄ねじ３０の歯数比は３：１であるので、太陽軸１４の太陽歯車部材２２の歯数が２７に設定されると、太陽歯車部材２２及び遊星軸２０の外歯車２８の歯数比はねじ状歯車の雄ねじ２６及び雄ねじ３０の歯数比と同一になる。従ってこの場合には平歯車及びねじ状歯車は互いに同一の歯数比となり、平歯車及びねじ状歯車の遊星歯車機構は、回転伝達の各減速比が互いに一致し、何れも回転伝達のみを行う遊星歯車機構となり、回転運動を直線運動に変換することができない。

これに対し実施例１に於いては、太陽軸１４の太陽歯車部材２２の歯数は、ねじ状歯車の雄ねじ２６及び雄ねじ３０の歯数比３：１に対応する２７とは異なる３１である。よって太陽歯車部材２２の差動歯数は４であり、太陽歯車部材２２及び外歯車２８の歯数比は３１：９である。これらの歯数比の差により、リング軸１６が回転されると、平歯車の遊星歯車機構の太陽軸１４の回転角度とねじ状歯車の遊星歯車機構の太陽軸１４の回転角度との間に差が生じないよう太陽軸１４が遊星軸２０及びリング軸１６に対し相対的に回転軸線１２に沿って変位し、これによりリング軸１６の回転運動が太陽軸１４の直線運動に変換される。

一般に、平歯車の遊星歯車機構及びねじ状歯車の遊星歯車機構が何れも円滑に回転伝達を行い得るためには、平歯車の遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の比とねじ状歯車の遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の比とができるだけ同一であることが好ましい。しかし太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数の比は３１：９：４５であり、雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数の比３：１：５とは異なる。

従って平歯車の遊星歯車機構の差動歯数を確保しつつ二つの遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の比ができるだけ同一になるよう、差動歯数が設定された太陽歯車部材２２と一体的に回転する雄ねじ２６の基準ピッチ円直径をねじ状歯車の遊星歯車機構の歯数比に対応する値より変更することにより、ねじ状歯車の遊星歯車機構の基準ピッチ円直径の比をできるだけ平歯車の遊星歯車機構の歯数比に近づける。

具体的に述べるならば、ねじ状歯車の遊星歯車機構の歯数比に対応する雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の基準ピッチ円直径をそれぞれ１０．５、３．５、１７．５とすると、雄ねじ３０の基準ピッチ円直径が１０．６に増大変更されている。

従来技術では、ねじ状歯車の基準ピッチ円直径の比は条数の比でなければならず、太陽歯車の基準ピッチ円直径のみを変更することはできなかった。しかし本発明の回転−直線運動変換装置１０は、ねじ状歯車とはすば状歯車（平歯車）の歯数比の差によって回転運動を直線運動に変換する機構である。よってねじ状太陽歯車の基準ピッチ円直径を変更しても、ピッチ及びリード角が同一であれば変換される直線運動量は変わらない。

しかしねじ状太陽歯車の基準ピッチ円直径を変更すると、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車はリード角が互いに異なるねじ状歯車の噛み合いとなる。従って実施例１のねじ状歯車はリード角（進み角）が異なる噛み合いを許容するインボリュート歯形の歯を有している（この点は後述の実施例２についても同様である）。

この実施例１の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝０
４．平歯車の差動歯数＝４
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３：１：５
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３1：９：４５
７．遊星軸の個数＝４
８．ピッチ＝1
９．進み量＝０．２６３
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

以上の説明より解る如く、この実施例１によれば、リング軸１６の回転運動を高い正効率及び高い変換解像度（太陽軸１４の直線運動量に対するリング軸１６の回転運動量の比）にて太陽軸１４の直線運動に変換することができる。

尚この実施例１の各歯車の歯数は上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（４個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（９）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

またこの実施例１に於いては、他の実施例に比して遊星軸２０の個数が少なく、遊星軸２０の間に十分な空間があるので、平板状のキャリア部材３２及び３４に代えて後述の如く平板状の二つのキャリア部材が遊星軸２０の間に配置される複数の連結部材により一体的に連結された剛性の高い籠型のキャリア部材を使用することができ、また後述の如く籠型の組立て治具を使用する回転−直線運動変換装置の組立てを容易に行うことができる。このことは後述の実施例４、７等についても同様である。

図２はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例２を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例２を示す断面図、（Ｂ）は実施例２の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例２の太陽軸の要部を示す右側面図である。尚図２に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されており、このことは後述の他の実施例の図についても同様である。

この実施例２は、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が１に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が１に設定され、遊星軸２０が９個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ４、１、５であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ３１、１０、５０であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が−０．５５６である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例２の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝１
４．平歯車の差動歯数＝１
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝４：１：５
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３1：１０：５０
７．遊星軸の個数＝９
８．ピッチ＝1
９．進み量＝−０．５５６
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例２の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（９個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（１０）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

またこの実施例２によれば、リング軸１６の回転方向に対する太陽軸１４の直線運動方向を上述の実施例１の場合とは逆方向にすることができ、また遊星軸の個数が９個であり多いので、上述の実施例１の場合に比して耐荷重性に優れ、高いトルクの伝達及び変換が可能である。

図３はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例３を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例３を示す断面図、（Ｂ）は実施例３の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例３の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例３は、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６及びねじ状遊星歯車である雄ねじ３０が互いに同一方向のねじれ角を有し、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が−８に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が１に設定され、遊星軸２０が９個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ−５、１、５であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ３１、１０、５０であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が−５である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例３の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は同一方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝−８
４．平歯車の差動歯数＝１
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝−５：１：５
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３1：１０：５０
７．遊星軸の個数＝９
８．ピッチ＝1
９．進み量＝−５
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例３の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（９個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（１０）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

またこの実施例３によれば、リング軸１６の回転運動量に対する太陽軸１４の直線運動量の比を他の実施例の場合に比して高くすることができ、正効率及び逆効率の何れも高く、太陽軸１４の直線運動を高い効率にてリング軸１６の回転運動に変換することができる。また実施例２の場合と同様、遊星軸の個数が９個であり多いので、上述の実施例１の場合に比して耐荷重性に優れ、高いトルクの伝達及び変換が可能である。

図４はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例４を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例４を示す断面図、（Ｂ）は実施例４の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例４の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例４は、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が１に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が０に設定され、遊星軸２０が９個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ４、１、５であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ２７、９、４５であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が−０．６２５である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例４の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝１
４．平歯車の差動歯数＝０
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝４：１：５
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝２７：９：４５
７．遊星軸の個数＝９
８．ピッチ＝1
９．進み量＝−０．６２５
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例３の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足しているが、遊星軸２０の個数（９個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（９）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足していない。

従ってはすば状遊星歯車である外歯車２８は互いに同一の位相ではすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２及びはすば状リング歯車であるリング歯車部材４２と噛み合う。そのため外歯車２８の歯の当たりが同位相となり、頂げきによってクリアランスを設けても、歯底及び歯先の当たりが常に発生する。よって伝達トルクの変動（トルクリップル）が大きく、偏当りによる摩耗等が発生し易い。歯底及び歯先のクリアランスを保持するには、遊星軸の中心間距離を精度良く一定に保つ必要があり、従ってこの実施例３の場合にはベアリング等により太陽軸１４とキャリア部材３２及び３４との間及びリング軸１６とキャリア部材との間の位置関係が良好に維持されることが好ましい。

またこの実施例４によれば、リング軸１６の回転方向に対する太陽軸１４の直線運動方向を上述の実施例１の場合とは逆方向にすることができ、また遊星軸の個数が９個であり多いので、上述の実施例１の場合に比して耐荷重性に優れ、高いトルクの伝達及び変換が可能である。

図５はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例５を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例５を示す断面図、（Ｂ）は実施例５の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例５の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例５は、基本歯数比が４に設定され、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が１に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が−１に設定され、遊星軸２０が１１個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ５、１、６であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ３９、１０、６０であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が−０．６６７である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例５の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝４
３．ねじ状歯車の差動歯数＝１
４．平歯車の差動歯数＝−１
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝５：１：６
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３９：１０：６０
７．遊星軸の個数＝１１
８．ピッチ＝1
９．進み量＝−０．６６７
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例５の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（１１個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（１０）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

特にこの実施例５は、基本歯数比Ｋを４に設定することにより太陽軸１４を太くしても本発明の遊星式回転−直線運動変換装置を構成し得ることを示している。太陽軸１４を太くすると、遊星軸２０の数を多くすることができると共に、遊星軸の径を相対的に小さくすることができるので、リング軸１６の外径に対する太陽軸１４の径の比を大きくすることができる。従ってリング軸１６の外径が同一の場合についてみると、他の実施例に比して太陽軸１４の径を大きくしてその剛性を高くすることができ、これにより伝達し得るトルクも大きくすることができ、逆に太陽軸１４の外径が同一の場合についてみると、他の実施例に比してリング軸１６の外径を小さくすることができ、従ってこの実施例５によれば小型で高強度の遊星式回転−直線運動変換装置を構成することができる。

図６はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例６を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例６を示す断面図、（Ｂ）は実施例６の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例６の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例６は、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が−１に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が−２に設定され、遊星軸２０が７個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ２、１、５であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ２５、９、４５であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が０．５である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例６の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝−１
４．平歯車の差動歯数＝−２
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝２：１：５
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝２５：９：４５
７．遊星軸の個数＝７
８．ピッチ＝1
９．進み量＝０．５
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例６の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（７個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（９）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

またこの実施例６の構造は前述の特許文献１に記載された構造に近似している。しかしこの実施例６の構造及び作動は前述の特許文献１に記載されたものと異なるので、太陽軸１４の進み量は他の実施例の場合と同様ねじ状歯車の歯数とはすば状歯車の歯数比とピッチとのみにより決定され、ねじ状歯車の条数が特許文献１に記載された構造の場合と同一であっても、太陽軸１４の進み量は特許文献１に記載された構造の場合と異なる。

図７はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例７を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例７を示す断面図、（Ｂ）は実施例７の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例７の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例７は、基本歯数比が５に設定され、ねじ状太陽歯車である雄ねじ２６の差動歯数が１に設定され、はすば状太陽歯車である太陽歯車部材２２の差動歯数が３に設定され、遊星軸２０が５個設けられ、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数がそれぞれ１１、２、１４であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯数がそれぞれ５８、１１、７７であり、リング軸１６の１回転当りの太陽軸１４の進み量が−０．２５９である点を除き、上述の実施例１と同様に構成されており、従って実施例１の場合と同様に作動する。

この実施例７の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．太陽軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝５
３．ねじ状歯車の差動歯数＝１
４．平歯車の差動歯数＝３
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝１１：２：１４
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝５８：１１：７７
７．遊星軸の個数＝５
８．ピッチ＝1
９．進み量＝−０．２５９
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例７の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（５個）及びはすば状遊星歯車である外歯車２８の歯数（１１）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

この実施例７によれば、ねじ状遊星歯車である雄ねじ３０の歯数が２（条数が２条）であり、ねじ状歯車の差動歯数は１であり、従って他の実施例の場合に比してねじ状歯車のねじれ角を大きくすることができ、これによりねじ状歯車の回転伝達を強固なものにすることができる。

またこの実施例７によれば、ねじ状歯車の差動歯数が１に設定され、はすば状歯車の差動歯数が３に設定されることにより、二種類の歯車の歯数比が近くなり、これにより他の実施例の場合に比して太陽軸１４の進み量を小さくし、非常に高い変換解像度にてリング軸１６の回転運動を太陽軸１４の直線運動に変換することができる。

図８は太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例８を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例８を示す断面図、（Ｂ）は実施例８の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図である。

この実施例８に於いては、太陽軸１４にねじ状太陽歯車としての雄ねじ２６が設けられ、その軸線方向両側にはすば状太陽歯車としての二つの平歯の外歯車５０及び５２が設けられている。外歯車５０及び５２は太陽軸１４に直接形成されていてもよく、また太陽歯車部材２２と同様の歯車部材が太陽軸１４に圧入等により固定されることにより形成されていてもよい。

またこの実施例８に於いては、太陽軸１４が回転されるとリング軸１６が直線運動するので、上述の実施例１乃至７の如く太陽軸１４の一端に平面部２４が設けられるのではなく、リング軸１６の外周面に回転軸線１２に平行で互いに平行な二つの平面部５４が設けられ、図８には示されていない他の部材に相対回転不能に且つ往復動可能に連結されるようになっている。

各遊星軸２０にはねじ状遊星歯車としての１条の雄ねじ３０が設けられ、雄ねじ３０の軸線方向両側には雄ねじ３０と同一のねじれ角及びピッチを有し雄ねじ２６と螺合する雄ねじとしての機能及びそれぞれ外歯車５０、５２と噛み合う平歯の外歯車としての機能の両方の機能を果たす両歯部５６及び５８が設けられている。

図８には示されていないが、各遊星軸２０の両端部はキャリア部材３２及び３４と同様のキャリア部材により回転軸線１８の周りに回転可能に支持されている。但しこの実施例８に於けるキャリア部材は、各遊星軸２０が太陽軸１４に対し相対的に軸線方向へ変位しないよう、Ｃリング等により太陽軸１４に対し取り付けられている。尚この実施例８に於いては、後述の如く各遊星軸２０が太陽軸１４及びリング軸１６に対し適正な位置関係に維持されるので、キャリア部材が省略されてもよい。

リング軸１６の図８の左側の大径部の内面には遊星軸２０の両歯部５６と噛み合うリング歯車部材４２が圧入等の手段により固定されており、リング歯車部材４２は平歯の内歯を有している。またリング軸１６の小径部の内面には遊星軸２０の雄ねじ３０及び両歯部５６、５８と螺合する５条の雌ねじ４４が設けられている。この実施例８に於いては、太陽軸１４が回転されることによりリング軸１６が太陽軸１４及び遊星軸２０に対し相対的に直線運動するので、リング軸１６の直線運動範囲は遊星軸２０の両歯部５６とリング歯車部材４２との噛み合いが維持される範囲に制限される。

またこの実施例８に於いては、太陽軸１４と遊星軸２０との間に於いては回転伝達のみが行われそれらの間に軸線方向の相対変位が発生しないよう、また遊星軸２０とリング軸１６との間に於いては回転伝達が行われると共にそれらの間に軸線方向の相対変位が発生するよう、各平歯及びねじ状歯車の歯数が設定されている。具体的にはねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４の歯数は３、１、６であり、はすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車である外歯車５０及び５２、両歯部５６及び５８、リング歯車部材４２の歯数は３０、１０、５１である。

この実施例８に於いても、軸線方向の荷重によってねじ状歯車に摩擦損失が発生し、ねじ状歯車の噛み合いの界面に於いて軸線方向の変位力に変換される。この場合ねじ状歯車にはねじ状歯車の進み角に垂直な方向へ倒れさせようとする力が作用する。従って平歯車とねじ状歯車とが軸線方向に互いに隔置された状態にて設けられている場合には、太陽軸１４、遊星軸２０、リング軸１６の平歯車及びねじ状歯車には回転伝達駆動力に加えて軸線方向荷重に応じたねじり応力が必ず発生する。

このねじり応力による遊星軸２０の好ましからざる変位を抑制し、回転伝達をスムーズに行わせるべく、実施例８に於いては太陽軸及び遊星軸についてねじ状歯車の軸線方向両側に平歯の噛み合い部が設けられている。ねじり応力によって発生する変位には、遊星軸自体のねじり変位及び遊星軸が太陽軸の周りに傾斜して倒れる変位があり、ねじ状歯車の軸線方向両側に平歯の噛み合い部が設けられた実施例８の構造によれば、これら二つの何れの好ましからざる変位をも効果的に抑制することができる。

尚図示の実施例８に於いては、リング軸１６にはスペースの都合上両歯部５８と噛み合うリング歯車部材は設けられていないが、両歯部５８と噛み合うリング歯車部材４２と同様のリング歯車部材が設けられ、遊星軸２０の好ましからざる変位が一層効果的に抑制されるよう修正されてもよい。

またこの実施例８に於いては、各遊星軸２０はそれらの両端部に両歯部５６及び５８を有し、上述の実施例１乃至７に於ける外歯車２８に対応する平歯の外歯車を有していない。従って遊星軸２０を転造により切削加工に比して容易に且つ低廉に且つ高精度に製造することができる。また転造によれば切削加工に比して歯面の表面粗さを低くすると共に歯面の表面硬さを高くすることができる。更に全ての遊星軸２０に於いて雄ねじ３０の位相と平歯の歯車の位相との関係が同一でなければならないが、転造によれば雄ねじ３０及び平歯の歯車として機能する両歯部５６及び５８を同時に加工することができ、従って切削加工の場合に比して二種類の歯車の位相を全ての遊星軸に於いて確実に且つ容易に同一にすることができる。

この実施例８の平歯車及びねじ状歯車の仕様をまとめると以下の通りである。
１．リング軸変位型で、ねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車は逆方向のねじ状歯車
２．基本歯数比Ｋ＝３
３．ねじ状歯車の差動歯数＝１
４．平歯車の差動歯数＝１
５．ねじ状歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３：１：６
６．平歯車の歯数比（太陽：遊星：リング）＝３０：１０：５１
７．遊星軸の個数＝９
８．ピッチ＝1
９．進み量＝０．３３３３
１０．ねじ状歯車の基準ピッチ円直径（噛み合いピッチ円直径）
太陽歯車＝１０．５、遊星歯車＝３．５、リング歯車＝１７．５

尚この実施例８の各歯車の歯数も上述の「（３）遊星軸の配置可能個数」の条件を充足している。また遊星軸２０の個数（９個）及びはすば状遊星歯車である両歯部５６及び５８の歯数（１０）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足している。

図９は実施例２の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例９を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて一部ハッチングを省略して実施例９を示す断面図、（Ｂ）は実施例９の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例９に於いては、各遊星軸２０の外歯車２８とは反対側の端部に実施例８の両歯部５８と同様の両歯部５８が設けられており、リング軸１６のリング歯車部材４２とは反対側の端部に平歯の内歯を有しリング歯車部材４２よりも短い軸線方向長さを有するリング歯車部材６０が設けられている。両歯部５８は太陽軸１４の雄ねじ２６と噛み合うと共にリング歯車部材６０と噛み合っている。この実施例９の他の点は上述の実施例２と同様に構成されており、従って平歯車及びねじ状歯車の仕様も実施例２と同一である。

かくしてこの実施例９によれば、各遊星軸２０はそれらの両端部にリング軸１６と平歯の噛み合い部を有するので、実施例８の場合と同様、太陽軸１４と各遊星軸２０とリング軸１６との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する遊星軸２０の好ましからざる変位を効果的に抑制することができる。

またこの実施例９によれば、各遊星軸２０はそれらの両端部にリング軸１６と平歯の噛み合い部を有するが、二つの平歯の噛み合い部の一方は両歯部５８により郭定されているので、遊星軸２０をその両歯部５８の側の端部より太陽軸１４とリング軸１６との間にねじ込むことにより太陽軸１４とリング軸１６との間の所定の位置に組み込むことができ、従って二つの平歯の噛み合い部の両方が平歯の外歯車により郭定される構造の場合に比して、回転−直線運動変換装置の組み立てを容易に行うことができる。

また一般に、平歯の歯車として互いに噛み合う一対の歯車の一方が両歯部である場合には、互いに噛み合う一対の歯車の両者が純粋の平歯車である場合に比して、歯の接触面積が小さく、そのためヘルツ応力が高くなる。実施例９によれば、各遊星軸２０はそれらの両端部にリング軸１６に対する二つの平歯の噛み合い部を有するが、二つの平歯の噛み合い部を郭定する他方の歯車は外歯車２８であり、これは純粋の平歯車であるので、例えば実施例８や後述の実施例１０の場合の如く、二つの平歯の噛み合い部が何れも両歯部により郭定される構造の場合に比して、平歯の噛み合い部のヘルツ応力を低下させることができる。

図１０は実施例９の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１０を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて一部ハッチングを省略して実施例１０を示す断面図、（Ｂ）は実施例１０の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例１０に於いては、各遊星軸２０は上述の実施例８の場合と同様それらの両端部に両歯部５６及び５８を有し、実施例９の外歯車２８が両歯部５６に置き換えられた形態をなしている。

かくしてこの実施例１０によれば、上述の実施例８及び９の場合と同様、太陽軸１４と各遊星軸２０とリング軸１６との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する遊星軸２０の好ましからざる変位を効果的に抑制することができると共に、上述の実施例８の場合と同様、転造により遊星軸２０を容易に且つ低廉に且つ高精度に製造することができる。

尚この実施例１０の他の点は上述の実施例２及び９と同様に構成されており、従って平歯車及びねじ状歯車の仕様も実施例２と同一である。

図１１は実施例１０の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１１を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて一部ハッチングを省略して実施例１１を示す断面図、（Ｂ）は実施例１１の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例１１に於いては、太陽軸１４の雄ねじ２６に対し太陽歯車部材２２とは反対の側に太陽歯車部材２２と同様の平歯の太陽歯車部材６２が設けられ、太陽歯車部材６２は太陽軸１４に圧入により固定されている。また両歯部５８及びこれに噛み合うリング歯車部材６０の軸線方向長さが上述の実施例１０の場合よりも長く設定されている点を除き、リング軸１６及び遊星軸２０は上述の実施例１０の場合と同様に構成されており、太陽歯車部材６２は各遊星軸２０の両歯部５８と噛み合っている。

換言すれば、実施例１１は実施例１０の構造に太陽歯車部材６２が付加された形態をなし、雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４により構成される第二の遊星歯車機構（ねじ状歯車の遊星歯車機構）の軸線方向両側に二つの第一の遊星歯車機構（平歯車の遊星歯車機構）が設けられ、一方の第一の遊星歯車機構は太陽歯車部材２２、両歯部５６、リング歯車部材４２により構成され、他方の第一の遊星歯車機構は太陽歯車部材６２、両歯部５８、リング歯車部材６０により構成された構造を有している。

かくしてこの実施例１１によれば、上述の実施例１乃至１０に比して太陽軸１４と遊星軸２０とリング軸１６との間の回転伝達を一層確実に且つ円滑に行わせて回転運動と直線運動との間の運動変換を確実に且つ円滑に行わせることができ、また太陽軸１４と各遊星軸２０とリング軸１６との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する遊星軸２０の好ましからざる変位を一層効果的に抑制することができ、更には上述の実施例８及び１０の場合と同様、転造により遊星軸２０を容易に且つ低廉に且つ高精度に製造することができる。

尚この実施例１１の他の点は上述の実施例２及び９と同様に構成されており、従って平歯車及びねじ状歯車の仕様も実施例２と同一である。

またこの実施例１１に於いて両歯部５８及びリング歯車部材６０の軸線方向長さが上述の実施例１０の場合よりも長く設定されているのは、二つの第一の遊星歯車機構（平歯車の遊星歯車機構）が設けられていることの効果を確保するためには、運動変換により太陽軸１４が遊星軸２０及びリング軸１６に対し相対的に回転軸線１２に沿って変位しても、両歯部５８と太陽軸１４の雄ねじ２６との噛み合いが維持されなければならないからである。

図１２は実施例２の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１２を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例１２を示す断面図、（Ｂ）は実施例１２の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例１２の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例１２は、上述の実施例２に於ける太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯形が平歯ではなく歯のねじれ角が１０°の「はすば」に置き換えられた形態をなしており、従って上述の実施例２の場合に比して太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の間の回転伝達を上述の実施例２の場合に比して円滑に行わせることができる。

一般に、はすばの遊星歯車は太陽歯車、遊星歯車、リング歯車の歯がねじれ角を有するので、平歯の遊星歯車に比して組み立てが困難であり、ねじれ角が２５°以下でなければはすばの遊星歯車の組み立てができない。従ってこの実施例１２に於ける太陽歯車部材２２、外歯車２８、リング歯車部材４２の歯のねじれ角は２５°以下、好ましくは１５°以下、更に好ましくは１０°以下に設定される。

尚この実施例１２の他の点は上述の実施例２と同様に構成されており、従って平歯車及びねじ状歯車の仕様も実施例２と同一である。また上述の如く、リング軸１６の回転運動が太陽軸１４の直線運動に変換される際の進み量はねじ状歯車の歯数、はすば歯車の歯数及びピッチのみにより決定され、はすば歯車の歯のねじれ角には依存しないので、進み量も実施例２の場合と同一である。

また図示の実施例１２に於いては、それぞれ一つの第一及び第二の遊星歯車機構が設けられ、第一の遊星歯車機構がはすばの遊星歯車機構に設定されているが、上述の実施例１１の場合の如く、第二の遊星歯車機構の両側に第一の遊星歯車機構が設けられた構造に於いて、両者の第一の遊星歯車機構がはすばの遊星歯車機構に設定されてもよい。但しその場合には太陽軸１４及びリング軸１６のはすば歯車が同一の速度にて遊星軸２０のはすば歯車に噛み合わせて組み付けられなければならないので、この実施例の場合よりも回転−直線運動変換装置の組み立てが困難になる。

図１３はリング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１３を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にてハッチングを省略して実施例１３を示す断面図、（Ｂ）は実施例１３の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は回転軸線に沿う断面にてハッチングを省略して実施例１３のリング軸を示す断面図である。

この実施例１３に於いては、太陽軸１４には実施例１２に於ける太陽歯車部材２２のはすば歯車としての機能及びねじ状歯車である雄ねじ２６としての機能の両方の機能を果たす両歯部６４が設けられている。尚両歯部６４のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は実施例１２の場合と同一である。

また実施例１３に於いては、各遊星軸２０にはその全体に亘り実施例１２に於ける外歯車２８のはすば歯車としての機能及びねじ状歯車である雄ねじ３０としての機能の両方の機能を果たす両歯部６６が設けられている。尚両歯部６６のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様も実施例１２の場合と同一である。

従って各遊星軸２０ははすば歯車としての機能及び雄ねじ３０としての機能の両方の機能を果たす多数の凸部を有し、太陽軸１４は両歯部６４が設けられた領域に遊星軸２０の凸部を受け入れることによりはすば歯車としての機能及び雄ねじ２６としての機能の両方の機能を果たす多数の凹部を有し、太陽軸１４及び各遊星軸２０は回転軸線１２に垂直な断面で見てインボリュート歯車の歯形をなしている。

上述の実施例９乃至１１の場合と同様、リング軸１６の内面には回転軸線１２に沿って互いに隔置された状態にてリング歯車部材４２及び６０が圧入により固定されているが、リング歯車部材４２及び６０の歯ははすばであり、リング歯車部材４２及び６０は各遊星軸２０の両端部と噛み合っている。

またキャリア部材３２及び３４に対し遊星軸２０とは反対の側にはボールベアリング６８及び７０が設けられている。ボールベアリング６８及び７０のアウタレースはそれぞれＣリング３８Ａ及び４０Ａにより変位しないようリング軸１６の内面に固定されており、ボールベアリング６８及び７０のインナレースの内面は太陽軸１４の往復動を許すよう太陽軸１４の外面より僅かに隔置されている。

かくしてこの実施例１３によれば、すば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車として機能する第一の遊星歯車機構及びねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車として機能する第二の遊星歯車機構のうち、第一及び第二の遊星歯車機構のはすば状太陽歯車とねじ状太陽歯車及びはすば状遊星歯車とねじ状遊星歯車とが同一の軸線方向の領域に設けられており、各遊星軸２０の両歯部６６をそれらの全長に亘り太陽軸１４の両歯部６４と噛み合わせることができ、従って太陽軸１４及び遊星軸２０のねじ状歯車の噛み合い界面に発生するねじれや倒れを誘発する力を、回転軸線１２に垂直な同一の断面に於いて互いに隣接する平歯の噛み合いによって担持することができ、これにより上述の実施例９乃至１１の場合と同様、遊星軸２０のねじれ変位を効果的に抑制することができる。

またはすば状歯車が平歯の歯車である場合には、平歯の歯車に於いて発生したねじり応力がねじ状歯車へ反力として伝達されるが、この実施例１３のはすば状歯車ははすばの歯車であるので、ねじり応力による不要な力の発生を確実に且つ効果的に低減することができる。周知の如く、歯車の噛み合いの界面に於いては必ずすべり摩擦と転がり摩擦が混在し、摩擦損失は歯圧に比例する。実施例１３によれば、二種類の歯の噛み合いに於ける歯圧を低減することができるので、上述の他の実施例に比して摩擦損失を低減し、これにより太陽軸１４と遊星軸２０との間の伝達効率を向上させることができる。

ただし、各遊星軸２０はそれらの両端部にてはすばのリング歯車部材４２及び６０と噛み合うので、回転−直線運動変換装置の組み立てに際し、リング歯車部材４２及び６０は互いに等速にてリング軸１６に圧入されなければならない。

またこの実施例１３によれば、各遊星軸２０の両歯部６６はそれらの全長に亘り太陽軸１４の両歯部６４と噛み合うので、両歯部６４の回転軸線１２に沿う方向の範囲を大きくすることにより、遊星軸２０及びリング軸１６に対する太陽軸１４の直線運動距離を大きくすることができ、太陽軸１４の直線運動距離が遊星軸２０の平歯又ははすばの外歯車２８などの軸線方向の長さに制限される上述の他の実施例の場合に比して、リング軸１６の同一の軸線方向長さについて見て太陽軸１４の直線運動距離を大きくすることができ、逆に太陽軸１４の同一の直線運動距離について見てリング軸１６の軸線方向長さを小さくすることができる。

またこの実施例１３によれば、各遊星軸２０にはその全体に亘り両歯部６６が設けられているので、はすば状歯車又は両歯部とねじ状歯車とを有する上述の他の実施例の場合に比して、転造により遊星軸２０を容易に且つ低廉に製造することができ、またはすば状歯車又は両歯部とねじ状歯車との間の歯の位相の精度が問題となることもない。

同様に、太陽軸１４も両歯部６４のみが設けられればよく、別体のはすば状歯車を圧入により太陽軸１４に固定する工程も不要であり、両歯部６４を転造により容易に形成可能であるので、別体のはすば状歯車が圧入により太陽軸１４に固定されることが必要な上述の他の実施例の場合に比して、太陽軸１４を容易に且つ低廉に製造することができる。

また太陽軸１４の両歯部６４は太陽軸の粗材の表面に転造により凹状の歯形を加工することにより形成可能であるが、各凹状部の間の部分が盛り上がり、転造後の両歯部６４の外面は面粗度が高く高精度に平坦な円筒面にならない。しかし転造後の太陽軸の外面をセンタレス研磨することにより容易に且つ能率よく太陽軸の外面を高精度に平坦な円筒面にすることができる。

更にこの実施例１３によれば、各遊星軸２０の軸線方向両側にボールベアリング６８及び７０が設けられているので、太陽軸１４とリング軸１６との間にそれらを互いに他に対し傾斜させる応力が作用しても、その応力を担持することができ、従って傾斜応力に起因する過大な荷重が各歯車の噛み合い部に作用し歯圧が増大することを防止することができ、また太陽軸１４は両歯部６４及び各遊星軸２０の両歯部６６の歯先と歯底との間に所定のクリアランスを確実に確保して太陽軸１４、遊星軸２０、リング軸１６の円滑な回転を確保することができる。

図１４は実施例１３の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１４を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にてハッチングを省略して実施例１４を示す断面図、（Ｂ）は実施例１４の軸線方向中央部を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図、（Ｃ）は実施例１４の太陽軸の要部を示す右側面図である。

この実施例１４に於いては、上述の実施例１３に於ける太陽軸１４の両歯部６４のはすばの歯形が平歯の歯形に変更され、各遊星軸２０の両歯部６６のはすばの歯形が平歯の歯形に変更されており、この実施例の他の点は上述の実施例１３と同様に構成されており、従って両歯部６４及び６６のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は上述の実施例２及び１２の場合と同一である。

一般に、はすばの遊星歯車は組み立てが困難であるが、この実施例１４の両歯部６４及び６６の歯形は平歯であるので、上述の実施例１３の場合に比して回転−直線運動変換装置の組み立てを容易に且つ能率よく行うことができる。

またこの実施例１４によれば、上述の他の実施例の場合と同様、遊星軸２０の個数（９個）及びはすば状遊星歯車としても機能する両歯部６６の歯数（１０）は上述の「（６）遊星軸の個数とはすば状遊星歯車の歯数との好ましい関係」を充足しており、従って各遊星軸２０の両歯部６６は太陽軸１４の両歯部６４及びリング軸１６のリング歯車部材４２、６０に対し互いに異なる位相にて噛み合うので、歯形が平歯であっても各歯車の間にて円滑に回転伝達を行わせることができる。

図１５は太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１５を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例１５を示す断面図、（Ｂ）は実施例１５の軸線方向中央部を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図である。

この実施例１５に於いては、太陽軸１４は上述の実施例８の場合と同様に構成され、雄ねじ２６とその軸線方向両側に形成された平歯の外歯車５０及び５２を有している。しかし太陽軸１４が回転するので、太陽軸１４の図にて右端部には実施例２等に於ける平面部２４に対応する平面部は設けられていない。尚雄ねじ２６のねじ状歯車としての歯の諸元仕様及び外歯車部材５０、５２のはすば歯車としての歯の諸元仕様は実施例８の場合と同一である。

またこの実施例１５に於いては、上述の実施例１３及び１４の場合と同様、各遊星軸２０にはその全体に亘り実施例１２に於ける外歯車２８のはすば歯車としての機能及びねじ状歯車である雄ねじ３０としての機能の両方の機能を果たす両歯部６６が設けられている。尚両歯部６６のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は実施例１２乃至１４の場合と同一である。

またこの実施例１５に於いては、上述の実施例８の場合と同様、リング軸１６が太陽軸１４及び遊星軸２０に対し相対的に直線運動するので、キャリア部材３２及び３４はそれぞれＣリング３８及び４０により太陽軸１４に対し回転可能に支持され、キャリア部材３２及び３４の外周縁はリング軸１６の内面より僅かに隔置されている。

また上述の実施例１３及び１４の場合と同様、各遊星軸２０の軸線方向両側にボールベアリング６８及び７０が設けられているが、この実施例に於いては太陽軸１４が回転するので、ボールベアリング６８及び７０のインナレースがそれぞれＣリング３８Ａ及び４０Ａにより変位しないよう太陽軸１４の外面に固定されており、ボールベアリング６８及び７０のアウタレースの外面はリング軸１６の往復動を許すようリング軸１６の内面より僅かに隔置されている。

更にこの実施例１５に於いては、上述の実施例８の場合と同様、リング軸１６の外周面には回転軸線１２に平行で互いに平行な二つの平面部５４が設けられ、リング軸１６は図１５には示されていない他の部材に相対回転不能に且つ往復動可能に連結されるようになっている。またリング軸１６の内面には上述の実施例８に於けるリング歯車部材４２の平歯としての機能及び雌ねじ４４としての機能を果たす両歯部７２がその全領域に亘り形成されている。両歯部７２は各遊星軸２０の両歯部６６の各凸部を受け入れる多数の凹部を有し、両者の凸部及び凹部が互いに噛み合うことにより、各遊星軸２０の両歯部６６はそれらの全長に亘り両歯部７２と噛み合っている。

両歯部７２のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は実施例の場合と同一であり、従って各遊星軸２０の両歯部６６は太陽軸１４の雄ねじ２６及びリング軸１６の両歯部７２に対し互いに異なる位相にて噛み合うので、上述の実施例１４の場合と同様、両歯部の歯形が平歯であっても各歯車の間にて円滑に回転伝達を行わせることができる。

尚上述の如く転造によれば外歯の両歯部を容易に形成することができるが、円筒体の内面に転造により多数の凹部よりなる両歯部を形成することは困難である。従ってこの実施例１５に於けるリング軸１６は、平板状のリング軸粗材の一方の表面に転造により多数の凹部を形成し、凹部が形成された側が内側になるようリング軸粗材を円筒形に加工し、互いに当接する端部を溶接等により一体に連結し、内面を円筒研削し、二つの平面部５４を形成することにより製造されてよく、この製造方法によれば他の方法の場合に比してこの実施例のリング軸１６を容易に且つ低廉に製造することができる。

図１６は実施例８の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１６を示しており、特に（Ａ）は回転軸線に沿う断面にて実施例１６を示す断面図、（Ｂ）は実施例１６の平歯の歯車よりなる第一の遊星歯車機構を回転軸線に垂直な断面にてハッチングを省略して示す断面図である。

この実施例１６は、リング軸１６の雌ねじ４４が各遊星軸２０の雄ねじ３０に対し逆方向のねじれ角を有し、従って雌ねじ４４の歯数が−６であり、遊星軸２０の数が３であり、ねじ状歯車の差動歯数が−１１である点を除き、上述の実施例８の場合と同様に構成されており、尚各歯車のはすば歯車及びねじ状歯車としての歯の諸元仕様は以上の点を除き実施例８の場合と同一である。

この実施例１６によれば、雌ねじ４４が各遊星軸２０の雄ねじ３０に対し逆方向のねじれ角を有するので、太陽軸１４の１回転に対するリング軸１６の進み量は−４．１１１であり、上述の実施例８の場合とは逆の方向へ太陽軸１４を直線運動させることができるとともに、上述の実施例３の場合と同様、他の実施例に比して入力回転運動量に対する出力直線運動量の比を大きくすることができる。

［実施例のまとめ］
以上の説明より解る如く、この実施例１乃至７及び実施例９乃至１４によれば、リング軸１６を回転させることによりリング軸１６及び遊星軸２０に対し相対的に太陽軸１４を直線運動させることができ、これによりリング軸１６の回転運動を太陽軸１４の直線運動に変換することができる。またねじ状歯車のリード角の設定等により太陽軸１４の直線運動をリング軸１６の回転運動に変換することができる。

同様に、上述の実施例８、１５、１６によれば、太陽軸１４を回転させることにより太陽軸１４及び遊星軸２０に対し相対的にリング軸１６を直線運動させることができ、これにより太陽軸１４の回転運動をリング軸１６の直線運動に変換することができる。またねじ状歯車のリード角の設定等によりリング軸１６の直線運動を太陽軸１４の回転運動に変換することができる。

尚、上述の実施例２、４乃至８、１１乃至１６に於いては、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状遊星歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４等はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つねじ状太陽歯車及びねじ状遊星歯車である雄ねじ２６及び雄ねじ３０等の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有し、雄ねじ２６及び雄ねじ３０等は線接触にて適正に噛み合う。

また上述の実施例２、４乃至８、１１乃至１６に於いては、ねじ状遊星歯車及びねじ状リング歯車である雄ねじ３０及び雌ねじ４４等のねじれ角は同一方向の互いに異なる値であり、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４等はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ雄ねじ３０及び雌ねじ４４等の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有し、雄ねじ３０及び雌ねじ４４等は線接触にて適正に噛み合う。

また上述の実施例３及び１１に於いては、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車である雄ねじ２６、雄ねじ３０、雌ねじ４４等はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ雄ねじ２６及び雄ねじ３０等の軸方向圧力角が互いに異なり且つ雄ねじ２６及び雄ねじ３０等が互いに点接触する歯形を有し、雄ねじ２６及び雄ねじ３０等は点接触にて互いに噛み合う。

また太陽軸１４及びリング軸１６が相対回転すると太陽軸１４が回転軸線１２に沿って直線運動する上述の実施例１乃至７及び実施例９乃至１４に於いては、はすば状遊星歯車（外歯車２８等）の転位係数とはすば状太陽歯車（太陽歯車部材２２等）の転位係数との和は−２以上２以下である。またこれらの実施例に於いては、各歯車の転位係数は上述の式２３及び２４に従って設定されている。

同様に太陽軸１４及びリング軸１６が相対回転するとリング軸１６が回転軸線１２に沿って直線運動する上述の実施例８、１５、１６に於いては、はすば状遊星歯車（外歯車２８等）の転位係数とはすば状リング歯車（リング歯車部材４２等）の転位係数との和は−２以上２以下である。またこれらの実施例に於いては、各歯車の転位係数は上述の式２５及び２６に従って設定されている。

以上の各実施例の仕様や特徴をまとめて一覧表にすると、下記の表２の通りである。尚実施例１乃至８は歯数等の仕様が異なるものであり、実施例９乃至１６は歯車の形態が異なるものである。また実施例９乃至１４の歯数等の仕様は実施例２と同一であり、実施例１５の歯数等の仕様は実施例８と同一である。

［籠型リテーナ］

また上述の各実施例に於いては、キャリア部材３２及び３４は相互に独立した部材であるが、回転−直線運動変換装置の組み立て時及び組み立て後にも各遊星軸２０が互い他に対しまた太陽軸１４やリング軸１６に対し所定の位置関係に維持されるよう、キャリア部材３２及び３４は回転軸線１２に平行に延在する棒状の連結部材により一体的に連結された籠型のリテーナとして構成されてもよい。

例えば図１７乃至図２０はそれぞれ籠型リテーナの例１乃至例４を示す軸線に平行な断面図（Ａ）及び左側面図（Ｂ）である。尚これらの図に於いて、互いに同一の部分には同一の符号が付されている。また（Ａ）の断面図に於いては、遊星軸は上述の実施例１乃至７に於ける遊星軸２０と同一の遊星軸が配置された状態にて図示されている。

例１及び２の籠型リテーナ７４に於いては、キャリア部材３２及び３４にはそれぞれ周方向に等角度の間隔にて９個の孔７６及び７８が形成されており、孔７６及び７８は軸線８０に沿って互いに整合している。９個の孔７６及び７８のうち周方向に１２０°の角度間隔にある三つの孔にはそれぞれ棒状の連結部材８２の端部が圧入により挿入されており、キャリア部材３２及び３４は三つの連結部材８２により一体的に連結されている。

また残りの６個の孔７６及び７８のうち周方向に１２０°の角度間隔にある三つの孔には遊星軸２０の端部がそれら自身の軸線８４の周りにキャリア部材３２及び３４に対し回転可能に挿入されている。従って例１及び２の籠型リテーナ７４は、まずキャリア部材３２及び３４の孔７６及び７８に三つの遊星軸２０の端部が挿入され、しかる後キャリア部材３２及び３４の他の孔７６及び７８に三つの連結部材８２の端部が圧入によって挿入されることにより形成される。

また例１の籠型リテーナ７４に於いては、キャリア部材３２及び３４の内周縁に軸線８０の周りに等角度間隔にて複数の切欠き８６が設けられており、例２の籠型リテーナ７４に於いては、キャリア部材３２及び３４の外周縁に軸線８０の周りに等角度間隔にて複数の切欠き８６が設けられている。従って切欠き８６に工具の爪を係合させて籠型リテーナ７４が軸線８０の周りに回転することを阻止した状態で三つの遊星軸２０の内側に太陽軸１４をねじ込むことにより、或いは切欠き８６に工具の爪を係合させ籠型リテーナ７４を軸線８０の周りに回転させることによってリング軸１６にねじ込むことにより、各遊星軸２０の相互の関係を所定の関係に維持しつつ全ての遊星軸２０をキャリア部材３２及び３４と共に太陽軸１４又はリング軸１６に容易に且つ能率よく組み付けることができる。

また例３及び４の籠型リテーナ７４に於いては、孔７６及び７８は軸線８０の周りに１２０°の角度間隔にて三つ設けられており、キャリア部材３２及び３４は両端にて三つの孔に圧入された三つの連結部材８２により一体的に連結されている。キャリア部材３２及び３４にはそれぞれ孔７６、７８及び互いに他に対し軸線８０の周りに等角度間隔にて六つのＵ形溝８８及び９０が形成されている。Ｕ形溝８８及び９０は、例３の籠型リテーナ７４に於いては径方向外側に開いており、例４の籠型リテーナ７４に於いては径方向外側に開いている。

従って例３の籠型リテーナ７４は遊星軸２０を太陽軸１４に組み付けるのに適しており、籠型リテーナ７４を太陽軸１４に嵌合させ、径方向外側よりＵ形溝８８及び９０に遊星軸２０の両端部を挿入することにより遊星軸２０を太陽軸１４に組み付け、しかる後未使用のＵ形溝８８又は９０に工具の爪を係合させて籠型リテーナ７４を軸線８０の周りに回転させてリング軸１６にねじ込むことにより、各遊星軸２０の相互の関係を所定の関係に維持しつつ全ての遊星軸２０をキャリア部材３２、３４及び太陽軸１４と共にリング軸１６に容易に且つ能率よく組み付けることができる。

これに対し例４の籠型リテーナ７４は遊星軸２０をリング軸１６に組み付けるのに適しており、籠型リテーナ７４をリング軸１６に嵌合させ、径方向内側よりＵ形溝８８及び９０に遊星軸２０の両端部を挿入することにより遊星軸２０をリング軸１６に組み付け、しかる後未使用のＵ形溝８８又は９０に工具の爪を係合させて籠型リテーナ７４が軸線８０の周りに回転することを阻止した状態で三つの遊星軸２０の内側に太陽軸１４をねじ込むことにより、各遊星軸２０の相互の関係を所定の関係に維持しつつ全ての遊星軸２０をキャリア部材３２、３４及びリング軸１６と共に太陽軸１４に容易に且つ能率よく組み付けることができる。

尚上述の例１乃至例４の如き籠型リテーナによれば、回転−直線運動変換装置の組み立て後にも各遊星軸２０を互い他に対しまた太陽軸１４やリング軸１６に対し所定の位置関係に維持することができ、またキャリア部材３２及び３４を相互に所定の位置関係に維持することができるので、太陽軸１４と各遊星軸２０とリング軸１６との間に於ける回転伝達の際に発生するねじり応力に起因する遊星軸２０の好ましからざる変位を効果的に抑制することができる。

［回転−直線運動変換装置の組み立て］
本発明の回転−直線運動変換装置ははすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車よりなる第一の遊星歯車機構と、ねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車よりなる第二の遊星歯車機構とを有し、すば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車、はすば状リング歯車及びねじ状リング歯車がそれぞれ一体をなすので、ねじ状歯車の第二の遊星歯車機構の組み付け方法が重要である。

そしてねじ状遊星歯車をまずねじ状太陽歯車に組み付けるかねじ状リング歯車に組み付けるかによって手順が異なるが、何れの組み付け手順によっても回転−直線運動変換装置を組み立てることができる。

Ａ．まずねじ状遊星歯車をねじ状太陽歯車に組み付ける場合
まず上述の籠型リテーナ７４を模した治具又は籠型リテーナ７４に所定数の遊星軸２０を配置する。次いでねじ状太陽歯車を挿入する。この場合、太陽軸１４を回転させながら遊星軸２０の間に挿入することにより、太陽軸１４の周りに所定数の遊星軸２０が配置された状態にする（工程Ａ１）。

次いで遊星軸２０が回転しないように固定する（工程Ａ２）。この場合遊星歯車機構の構造上当然であるが、リテーナを太陽軸１４に対し回転しないよう固定するか、遊星軸２０のはすばの歯車に回転阻止部材を係合させれば、遊星軸２０が太陽軸１４に対し回転しないように固定することができる。尚はすば状太陽歯車がねじ状太陽歯車とは別部材である場合には太陽軸１４にはすば状太陽歯車を固定する。

次いで太陽軸１４、リテーナ、遊星軸２０を一体のものとして太陽軸１４の軸線の周りに回転させながらリング軸１６に挿入することにより、リング軸１６の内歯のねじ状歯車に遊星軸２０の外歯のねじ状歯車を螺合させ、これにより太陽軸１４、リテーナ、遊星軸２０をリング軸１６に嵌合させる（工程Ａ３）。

尚このねじ込みにはリング軸１６の内歯のネジ状歯車と遊星軸２０の外歯のねじ状歯車との間に大きいバックラッシが必要であるが、遊星軸２０の回転を許し太陽軸１４との間に適度の摩擦を与えれば、遊星軸２０の外歯のねじ状歯車とリング軸１６の内歯のねじ状歯車との間にある程度の滑りを誘発でき、従って遊星軸を回転させながら太陽軸１４、リテーナ、遊星軸２０をリング軸１６にねじ込んでいくことができ、従ってリング軸１６の内歯のネジ状歯車と遊星軸２０の外歯のねじ状歯車との間のバックラッシを小さくすることができる。

太陽軸１４及び遊星軸２０がリング軸１６に対し適正に組み付けられると、太陽軸１４、遊星軸２０、リング軸１６のはすば状歯車の位相が揃うので、これらのはすば状歯車を互いに噛み合わせて各はすば状歯車を固定することができる（工程Ａ４）。

例えば図２１乃至図２３は上述の実施例１０と同一の構造を有する回転−直線運動変換装置について組み立て手順を示している。図２１は上記工程Ａ１を示し、図２２は上記工程Ａ２を示しており、図２２に於いて符号９２は回転阻止部材を示している。また図２３は上記工程Ａ３及びＡ４を示している。

Ｂ．まずねじ状遊星歯車をねじ状リング歯車に組み付ける場合
まず上述の籠型リテーナ７４を模した治具又は籠型リテーナ７４に所定数の遊星軸２０を配置する。次いでリング軸１６に遊星軸２０及びリテーナ７４を挿入する。この場合籠型リテーナ７４を回転させながら挿入することができる。即ち遊星軸２０及びリング軸１６のねじ状歯車が互いに同一のねじれ角を有していても、ある程度のすべりが発生するので、すべりによってねじとして作用し、これによりリング軸１６に遊星軸２０及びリテーナ７４を挿入することができる。

また遊星軸２０の回転を阻止してねじとして挿入する場合には、遊星軸のはすばの歯車を連結するように太陽軸のはすばの歯車を模した部材を遊星軸の二つ以上のはすばの歯車に係合させるか、リテーナ及び少なくとも一つの遊星軸の回転を阻止すればよい。

次いで太陽軸１４を回転させながら所定数の遊星軸２０の間に挿入することにより、遊星軸２０の内側に太陽軸１４を挿入し、太陽軸１４が遊星軸２０及びリング軸１６に対し適正に組み付けられ、太陽軸１４、遊星軸２０、リング軸１６のはすば状歯車の位相が揃った段階で、これらのはすば状歯車を互いに噛み合わせて各はすば状歯車を固定する。

［籠型リテーナのクリアランス］
リテーナが使用される本発明の遊星式回転−直線運動変換装置に於いては、リテーナに対し遊星軸を仮組みする際にある程度のクリアランスが必要であり、またクリアランスを設けることにより遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間の摩擦による損失を削減できる。

上述の如く、リテーナを使用すれば、必要個数の遊星軸をリテーナに仮組みし、リテーナに仮組みされた状態で複数の遊星軸をねじ状太陽歯車又はねじ状リング歯車に組み付けることができるので、遊星式回転−直線運動変換装置の組み付け性を極めて高くすることができるが、リテーナに対し遊星軸を仮組みする際に遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間にある程度のクリアランスが必要であり、またクリアランスを設けることにより遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間の摩擦による損失を削減できる。

例えば太陽軸が遊星軸及びリング軸に対し相対的に軸線方向に変位する場合には、リテーナに仮組みされた複数の遊星軸の内側に太陽軸がねじ込みにより挿入されるが、ねじ状歯車の歯筋は軸線の周りに螺旋状に延在し、複数の遊星軸の軸線方向の位相が相互に一致する状態でなければ太陽軸を挿入できないので、全ての遊星軸の軸線方向の位置の差の最大値は遊星軸の軸線方向の1ピッチ分でなければならず、遊星軸の歯車部の端面とリテーナとの間には遊星軸の軸線方向の1ピッチ分のクリアランスが必要である。

また例えば組み立て後に二つのキャリア部材を互いに近づけることにより、組み立ての際に必要なクリアランスを組み立て後に無くすことができるが、ジグ等によってスプリング機能を持たせ、組み立て時に自動的にクリアランスを無くす方法や、籠状のリテーナ自体を樹脂等にて形成し靭性を持たせることにより、より小さなクリアランスでも組み立てが可能である。更にリテーナ自体がない構成の場合にも、リテーナを模したジグにクリアランスを設定し、組み立て後にジグを外せば、能率的な組み立てが可能である。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、遊星軸２０の両端は円柱形をなし、これを回転可能に支持するキャリア部材３２及び３４の孔も円筒形をなしているが、特に遊星軸２０の歯が転造により形成される場合には遊星軸２０の両端に角度１２０°の円錐面が形成され、該円錐面により心出しされた状態にて転造が行われるので、この円錐面は遊星軸２０の軸線に厳密に整合している。

従ってキャリア部材３２及び３４の孔は図２３（Ａ）に示されている如く角度１２０°の円錐面９２を有し、該円錐面９２にて遊星軸２０の両端の円錐面を支持するよう修正されてもよく、また図２３（Ｂ）に示されている如く角度１２０°よりも開角度が大きい第一の円錐面９２Ａと角度１２０°よりも開角度が小さい第二の円錐面９２Ｂとを有し、第一の円錐面９２Ａと第二の円錐面９２Ｂとの間の稜線部にて遊星軸２０の両端の円錐面を支持するよう修正されてもよい。

これらの修正例によれば上述の各実施例の場合に比して遊星軸２０に作用するスラスト力を効果的に担持して遊星軸２０のスラスト変位を効果的に防止することができ、特に後者の修正例によれば前者の修正例に比して遊星軸２０の両端部とキャリア部材３２及び３４との接触面積を低減してそれらの間の摩擦抵抗を非常に小さくすることができる。

また上述の実施例１乃至１２に於いては、太陽軸１４とリング軸１６との間にベアリングは設けられていないが、これらの実施例に於いても実施例１３乃至１５に於けるボールベアリング６８及び７０と同様のベアリングが遊星軸２０に対し回転軸線１２に沿う少なくとも一方の側に配設されてもよく、逆に実施例１乃至１２に於けるボールベアリング６８及び７０が省略されてもよい。

また上述の実施例１３乃至１５に於けるベアリングはボールベアリング６８及び７０であるが、これらの実施例に於けるベアリングや実施例１乃至１２に於いて追加されてよいベアリングはロータベアリングであってもよく、またボールベアリング６８及び７０はキャリア部材３２及び３４とは独立の部材として組み込まれるようになっているが、例えば実施例１０の修正例として図２４に示されている如く、ボールベアリング６８及び７０のインナレース又はアウタレースがキャリア部材３２及び３４に圧入により固定され、ボールベアリング６８及び７０のインナレース又はアウタレースがＣリング７２及び７４により変位しないようリング軸１６の内面又は太陽軸１４の外面に固定されてもよい。

また上述の実施例１３及び１４に於いては、リング軸１６にはねじ状リング歯車としての雌ねじ４４とは独立にはすば状リング歯車としてのリング歯車部材４２及び６０が設けられており、実施例１５に於いては、太陽軸１４にはねじ状太陽歯車としての雄ねじ２６とは独立にはすば状太陽歯車としての外歯車部材５０及び５２が設けられているが、実施例１３及び１４に於いては雌ねじ４４及びリング歯車部材４２、６０の両者の機能を果たす両歯部が設けられることにより、また実施例１５に於いては、雄ねじ２６及び外歯車部材５０、５２の両者の機能を果たす両歯部が設けられることにより、第一及び第二の遊星歯車機構の全てのはすば状歯車及びねじ状歯車が回転軸線１２に沿う同一の領域に設けられてもよい。

リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例２を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例３を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例４を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例５を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例６を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例７を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例８を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）である。 実施例２の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例９を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び太陽軸の要部の右側面図（Ｂ）である。 実施例９の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１０を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び太陽軸の要部の右側面図（Ｂ）である。 実施例１０の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１１を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び太陽軸の要部の右側面図（Ｂ）である。 実施例２の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１２を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 リング軸の回転運動を太陽軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１３を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、回転軸線に沿うリング軸を示す断面図（Ｃ）である。 実施例１３の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１４を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）、回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）、太陽軸の要部の右側面図（Ｃ）である。 太陽軸の回転運動をリング軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１５を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）である。 実施例８の修正例として構成された本発明による遊星式回転−直線運動変換装置の実施例１６を示す回転軸線に沿う断面図（Ａ）及び回転軸線に垂直な断面図（Ｂ）である。 籠型リテーナの例１を示す軸線に平行な断面図（Ａ）及び左側面図（Ｂ）である。 籠型リテーナの例２を示す軸線に平行な断面図（Ａ）及び左側面図（Ｂ）である。 籠型リテーナの例３を示す軸線に平行な断面図（Ａ）及び左側面図（Ｂ）である。 籠型リテーナの例４を示す軸線に平行な断面図（Ａ）及び左側面図（Ｂ）である。 上述の実施例１０と同一の構造を有する回転−直線運動変換装置について所定数の遊星軸の内側にねじ状太陽歯車を挿入する工程を示す図である。 上述の実施例１０と同一の構造を有する回転−直線運動変換装置について遊星軸が回転しないように固定し、太陽軸にはすば状太陽歯車を取り付ける工程を示す図である。 上述の実施例１０と同一の構造を有する回転−直線運動変換装置について太陽軸、リテーナ、遊星軸をリング軸に嵌合させ、各はすば状歯車を固定する工程を示す図である。 遊星軸の両端の円錐面を支持するキャリア部材の二つの修正例を示す拡大断面図である。 ボールベアリングのインナレースがキャリア部材に圧入により固定された実施例１０の修正例を示す回転軸線に沿う断面図である。 本発明の回転−直線運動変換装置に於ける太陽軸変位型の効率（Ａ）及びリング軸変位型の効率（Ｂ）を示す図である。

符号の説明

１０ 遊星式回転−直線運動変換装置
１４ 太陽軸
１６ リング軸
２０ 遊星軸
２２ 太陽歯車部材
２６ 雄ねじ
２８ 外歯車
３０ 雄ねじ
３２、３４ キャリア部材
４２ リング歯車部材
４４ 雌ねじ
５０、５２ 外歯車
５６、５８ 両歯部
６０ リング歯車部材
６２ 太陽歯車部材
６４、６６ 両歯部
６８、７０ ボールベアリング
７２ 両歯部
７４ 籠型リテーナ
７６、７８ 孔
８６ 切欠き
８８、９０ Ｕ形溝

Claims (20)

1. 互いに平行な回転軸線を有する太陽軸、遊星軸、リング軸を有し、前記太陽軸、前記遊星軸、前記リング軸にはそれぞれ互いに共働して第一の遊星歯車機構を構成するはすば状太陽歯車、はすば状遊星歯車、はすば状リング歯車と、それぞれ互いに共働して第二の遊星歯車機構を構成するねじ状太陽歯車、ねじ状遊星歯車、ねじ状リング歯車とが設けられ、前記ねじ状遊星歯車に対する前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の歯数比の何れか一方は前記はすば状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の歯数比と異なることを特徴とする遊星式回転−直線運動変換装置。
2. 前記すば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車の歯数をそれぞれＺs、Ｚp、Ｚnとし、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車の歯数をそれぞれＺss、Ｚps、Ｚnsとすると、各歯数の間には
   （Ｚss／Ｚps）：（Ｚns／Ｚps）≠（Ｚs／Ｚp）：（Ｚs／Ｚp）
   の関係があることを特徴とする請求項１に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
3. 前記太陽軸及び前記リング軸が相対的に回転されると、前記歯数比が異なる前記ねじ状太陽歯車が設けられた前記太陽軸又は前記ねじ状リング歯車が設けられた前記リング軸がそれぞれ前記リング軸、前記太陽軸に対し相対的に前記回転軸線に沿って直線運動し、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車のピッチをＰとすると、前記太陽軸及び前記リング軸の相対的１回転当りの前記直線運動の進み量Ｌjは
   Ｌj＝Ｐ・（Ｚs・Ｚns−Ｚss・Ｚn）／（Ｚs＋Ｚn）
   であることを特徴とする請求項２に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
4. 前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の一方若しくは前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
5. 前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の一方は差動歯数を有し、前記はすば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車には転位が施されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
6. 前記太陽軸が前記回転軸線に沿って直線運動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の転位係数と前記はすば状太陽歯車の転位係数との和及び前記リング軸が前記回転軸線に沿って直線運動する場合に於ける前記はすば状遊星歯車の転位係数と前記はすば状リング歯車の転位係数との和は−２以上２以下であることを特徴とする請求項５に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
7. 前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の一方は差動歯数を有し、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車は歯直角法線ピッチが互いに等しいねじ歯形を有することを特徴とする請求項１乃至４に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
8. 前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに逆方向であり、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
9. 前記ねじ状遊星歯車及び前記ねじ状リング歯車のねじれ角は同一方向の互いに異なる値であり、前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状遊星歯車及び前記ねじ状リング歯車の軸方向圧力角が互いに異なるインボリュート歯形を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
10. 前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車のねじれ角は互いに同一方向であり、前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車はそれらの歯直角法線ピッチが互いに等しく且つ前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状遊星歯車の軸方向圧力角が互いに異なり且つ前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状遊星歯車が互いに点接触する歯形を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
11. 前記はすば状太陽歯車、前記はすば状遊星歯車、前記はすば状リング歯車の歯数比は前記ねじ状太陽歯車、前記ねじ状遊星歯車、前記ねじ状リング歯車のピッチ円直径の比と異なることを特徴とする請求項１乃至１０に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
12. 前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の基準ピッチ円直径はそれぞれ前記ねじ状遊星歯車に対する前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の噛み合いピッチ円直径と実質的に同一であることを特徴とする請求項１乃至１１に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
13. 前記遊星軸の数は前記はすば状遊星歯車の歯数の約数ではないことを特徴とする請求項１乃至１２に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
14. 前記遊星軸の数は前記ねじ状太陽歯車及び前記ねじ状リング歯車の歯数の和の約数であると共に前記はすば状太陽歯車及び前記はすば状リング歯車の歯数の和の約数であり且つ前記はすば状遊星歯車の歯数は前記遊星軸の数と１以外に公約数を有しないことを特徴とする請求項１乃至１３に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
15. 前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及び前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
16. 前記リング軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星歯車と噛み合う一対のはすば状リング歯車が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
17. 前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び前記ねじ状リング歯車は前記リング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４に遊星式記載の回転−直線運動変換装置。
18. 前記太陽軸には前記特定の領域の両端部に対向する二つの領域に前記はすば状遊星歯車と噛み合う一対のはすば状太陽歯車が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
19. 前記はすば状遊星歯車及び前記ねじ状遊星歯車は前記遊星軸の前記回転軸線に沿う特定の同一の領域に設けられ、前記はすば状太陽歯車及び前記ねじ状太陽歯車は前記太陽軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられ、前記はすば状リング歯車及び前記ねじ状リング歯車は前記リング軸の少なくとも前記特定の領域に対向する同一の領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
20. 前記第一及び第二の遊星歯車機構は前記回転軸線に沿う互いに異なる領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の遊星式回転−直線運動変換装置。
    

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