JP2007078054A - 回転直動変換機構 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力の伝達効率を向上させることのできる回転直動変換機構を提供する。
【解決手段】回転直動変換機構は、外周面に雄ねじ１ａを有するサンシャフト１と、内周面に雌ねじ２ａを有するナット２と、サンシャフト１の外周面及びナット２の内周面との間に介在されて雄ねじ１ａ及び雌ねじ２ａに螺合するねじ３ａを有するプラネタリシャフト３とを備える。ナット２の内周面には内歯４ａを設け、プラネタリシャフト３には内歯４ａに噛み合う平歯車３ｂ及び平歯車３ｃをそれぞれ設ける。さらに、サンシャフト１には、プラネタリシャフト３に設けられた平歯車３ｂに噛み合うシザーズギア１０を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転運動を直線運動に変換する、または直線運動を回転運動に変換する回転直動変換機構に関する。

従来、こうした回転直動変換機構としては、例えば特許文献１に記載のローラねじを用いた機構などがある。
この機構は、外周面にねじを有するサンシャフトと、内周面にねじを有するナットと、サンシャフトの外周面及びナットの内周面との間に介在されて上記各ねじに螺合するプラネタリシャフトとを備えている。そして、上記ナットを回転させるとプラネタリシャフトは自転するとともにサンシャフトの周りを公転し、すなわちプラネタリシャフトはサンシャフトの周りを遊星運動し、同プラネタリシャフトのねじに螺合されているサンシャフトが軸方向に直線運動するようになっている。なお、同機構は、サンシャフトを回転させることでナットを直線運動させることも可能である。

また、同文献に記載の回転直動変換機構では、プラネタリシャフト及びナットを歯車で噛み合わせるようにしており、ナットの歯車でプラネタリシャフトを正確に自転及び公転させるようにしている。
特開平１０−１９６７５７号公報

上述した回転直動変換機構のように、歯車にて駆動力を伝達するようにすれば、ねじの螺合による駆動力伝達と比較して、同駆動力の伝達効率を高めることができるものの、場合によっては伝達トルクが変動するようになる。こうした伝達トルクの変動態様についてその一例を図９に示す。

同図９に示すグラフは、上述したような回転直動変換機構において、サンシャフト及びプラネタリシャフトも歯車で噛み合うように構成し、このように構成された同機構のサンシャフトを回転させたときにナットへ伝達されたトルクを示したものである。

この図９に示されるように、同回転直動変換機構では、サンシャフトからナットへ伝達されるトルクが、同サンシャフトの回転に伴って周期的に増大及び減少を繰り返すようになり、こうした伝達トルクの変動量が大きい場合には、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率は低下してしまうようになる。

なお、ローラねじを用いた回転直動変換機構において、サンシャフト及びプラネタリシャフトのみが歯車にて噛み合う場合、あるいは上記文献記載の回転直動変換機構のようにプラネタリシャフト及びナットのみが歯車にて噛み合う場合であっても、同様な態様で伝達トルクが変動し、駆動力の伝達効率は低下してしまうことがある。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動力の伝達効率を向上させることのできる回転直動変換機構を提供することにある。

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。
請求項１に記載の発明は、外周面にねじを有するサンシャフトと、内周面にねじを有するナットと、前記サンシャフトの外周面と前記ナットの内周面との間に介在されて前記各ねじに螺合するねじを有するプラネタリシャフトとを備え、前記サンシャフト及び前記ナットのいずれか一方の回転運動を他方の直線運動に変換する回転直動変換機構において、前記サンシャフトと前記プラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせるとともに、同サンシャフトに設けられる歯車及び同プラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとしたことをその要旨とする。

同構成では、上記サンシャフト及び上記プラネタリシャフトを歯車で噛み合わせるようにしており、これによりサンシャフト及びプラネタリシャフトをねじにて螺合させるだけの場合と比較して、それら部材間（サンシャフト−プラネタリシャフト間）における駆動力の伝達効率を高めることができる。

ここで、駆動力を歯車にて伝達する場合には、上述したように伝達トルクが周期的に変動するようになり、その変動量が大きい場合には、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率が低下してしまうようになる。このように伝達トルクの変動量が大きい場合に生じやすい駆動力の伝達効率低下は、以下のような態様にて生じる。

すなわち、伝達トルクの変動は、歯車に設けられるバックラッシュによって生じるのであるが、当該歯車の噛み合い率が低い場合には、同時に噛み合う歯数が減少するため、一対の歯の噛み合いが解消されてから、次の一対の歯が噛み合うまでの間で、どの歯も噛み合っていない状態（以下、噛み合い抜けという）が生じやすくなる。そして、この噛み合い抜けが生じている間は、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が切断されるため、被動歯車への伝達トルクは大きく減少し、駆動力の伝達効率は低下してしまう。こうした噛み合い抜けの発生時における伝達トルクの大きな落ち込みが、当該伝達トルクに大きな変動をもたらす要因となる。

また、噛み合い率が高く、常に一対以上の歯が噛み合っている場合であれば、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われ、この場合には、噛み合う歯の切り替わりに際して被動歯車を円滑に回転させることができ、伝達トルクの変動量は小さくなる。一方、上記噛み合い抜けが生じる場合には、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が断続的に行われ、この場合には、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車を回転させるためにより大きなトルクが必要になり、これにより駆動力の伝達効率は低下してしまう。こうした被動歯車の回転に要求されるトルクの増大も、伝達トルクに大きな変動をもたらす要因となる。

このように、伝達トルクの変動は歯車のバックラッシュによって生じ、さらに歯車の噛み合い率が低い場合には、その変動量が大きくなって駆動力の伝達効率は低下するようになる。

また、歯車の噛み合い率が低い場合、歯車の噛み合いはピッチ円付近だけではなく、歯先や歯元でも生じるようになる。そのため、駆動歯車の回転速度が一定であっても被動歯車の回転速度は変動するようになり、駆動歯車と被動歯車の回転速度は合致しなくなる。このように駆動歯車と被動歯車の回転速度がずれてしまうと、駆動歯車が設けられたねじ部と被動歯車が設けられたねじ部との螺合状態は、転がり状態から滑り状態となり、ねじ部での摺動抵抗が増大して駆動力の伝達効率は低下してしまう。

そこで、同構成では、前記サンシャフトと前記プラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせる場合に、それら噛み合う各歯車のいずれか一方、すなわちサンシャフトに設けられる歯車及びプラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方にシザーズギアを使用するようにしている。

このシザーズギアは、１枚の歯車がメインギアとサブギアとで構成されており、さらにサブギアには一定の付勢力が与えられている。そして、この付勢力を利用して当該シザーズギアに噛み合う歯車の歯をメインギア及びサブギアにて挟み込むことにより、バックラッシュを低減することができるようになっている。従って、同構成によれば、サンシャフトに設けられる歯車及びプラネタリシャフトに設けられる歯車のバックラッシュが低減され、サンシャフト及びプラネタリシャフト間における伝達トルクの変動が抑えられるようになる。さらに、シザーズギアに噛み合う歯車の歯がメインギア及びサブギアにて挟み込まれることにより、歯車の噛み合い率が高くなり、上記噛み合い抜けの発生が抑えられるようになる。そのため、歯車の回転中において駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が切断されるといった状況は生じにくくなり、駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

また、噛み合い率が高くなることで、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われるようになり、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車をより小さなトルクで回転させることができるようになる。従って、これによっても駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

さらに、噛み合い率が高くなることで、サンシャフト及びプラネタリシャフトにそれぞれ設けられたねじ部の螺合状態は、滑り状態から転がり状態に近づくようになる。従って、同ねじ部での摺動抵抗は減少するようになり、これによっても駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、外周面にねじを有するサンシャフトと、内周面にねじを有するナットと、前記サンシャフトの外周面と前記ナットの内周面との間に介在されて前記各ねじに螺合するねじを有するプラネタリシャフトとを備え、前記サンシャフト及び前記ナットのいずれか一方の回転運動を他方の直線運動に変換する回転直動変換機構において、前記ナットと前記プラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせるとともに、同ナットに設けられる歯車及び同プラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとしたことをその要旨とする。

同構成では、上記ナット及び上記プラネタリシャフトを歯車で噛み合わせるようにしており、これによりナット及びプラネタリシャフトをねじにて螺合させるだけの場合と比較して、それら部材間（ナット−プラネタリシャフト間）における駆動力の伝達効率を高めることができる。

ここで、上述したように、駆動力を歯車にて伝達する場合には、伝達トルクが周期的に変動するようになり、その変動量が大きい場合には、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率が低下してしまうようになる。この点、同構成でも、ナットとプラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせる場合には、それら噛み合う各歯車のいずれか一方、すなわちナットに設けられる歯車及びプラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方にシザーズギアを使用するようにしている。そのため、ナットに設けられる歯車及びプラネタリシャフトに設けられる歯車のバックラッシュが低減され、ナット及びプラネタリシャフト間における伝達トルクの変動が抑えられるようになる。さらに、シザーズギアに噛み合う歯車の歯がメインギア及びサブギアにて挟み込まれることにより、歯車の噛み合い率が高くなり、上述したような噛み合い抜けの発生が抑えられるようになる。そのため、歯車の回転中において駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が切断されるといった状況は生じにくくなり、駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

また、噛み合い率が高くなることで、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われるようになり、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車をより小さなトルクで回転させることができるようになる。従って、これによっても駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

さらに、噛み合い率が高くなることで、ナット及びプラネタリシャフトにそれぞれ設けられたねじ部の螺合状態は、滑り状態から転がり状態に近づくようになる。従って、同ねじ部での摺動抵抗は減少するようになり、これによっても駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

以下、本発明にかかる回転直動変換機構を具体化した一実施形態について、図１〜図６を併せ参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる回転直動変換機構の構造について、軸方向における断面図を模式的に示している。

この図１に示すように、当該回転直動変換機構は、外周面にねじを有するサンシャフト１、サンシャフト１の外側に設けられて内周面にねじを有するナット２、サンシャフト１の外周面とナット２の内周面との間に介在され、サンシャフト１のねじ及びナット２のねじに螺合するねじを有する複数のプラネタリシャフト３等から構成されている。そして、この回転直動変換機構はナット２の回転運動をサンシャフト１の直線運動に変換する、いわゆるローラネジ機構となっている。以下、上記各構成部材を詳細に説明する。

サンシャフト１の外周面には雄ねじ１ａが形成されており、その雄ねじ１ａは、例えば多条の右ねじとされている。
また、サンシャフト１の端部には、同シャフトの外径とほぼ同一の外径を有するシザーズギア１０が設けられている。このシザーズギア１０は、外径及び歯数が互いに等しいメインギア１１及びサブギア１２等から構成されており、メインギア１１の中心には貫通孔１４が設けられている。この貫通孔１４は、サンシャフト１の端部に設けられた凸部１ｂに嵌合されており、これによりシザーズギア１０はサンシャフト１に固定されている。なお、シザーズギア１０の構造については後述する。

図２に上記プラネタリシャフト３の形状を示す。この図２及び先の図１に示されるように、プラネタリシャフト３は円柱形状をなしており、その軸方向の外周面全体にはサンシャフト１の雄ねじ１ａと螺合するねじ３ａが形成されている。このねじ３ａは、例えば１条の左ねじとされている。また、プラネタリシャフト３はサンシャフト１の外周面を囲むように等ピッチにて複数配設されている。また、このプラネタリシャフト３には平歯車３ｂ及び平歯車３ｃが設けられている。

平歯車３ｂは、プラネタリシャフト３の軸方向における両端部のうち、サンシャフト１のシザーズギア１０に対面する側の端部外周面に一体形成されており、同シザーズギア１０と噛み合うようになっている。また、この平歯車３ｂは、プラネタリシャフト３に対してサンシャフト１のシザーズギア１０が軸方向に相対移動する範囲に対応させて設けられている。また、図２に示すごとく、プラネタリシャフト３においてねじ３ａが形成された部分（同図２に示すねじ形成部）に、上記平歯車３ｂの歯は形成されている。このねじ３ａと平歯車３ｂの歯とが形成された部分（同図２に示す歯形成部）の加工については、例えばねじ３ａを形成した後に平歯車３ｂの歯を形成する、あるいは平歯車３ｂの歯を形成した後にねじ３ａを形成する、あるいはねじ３ａの形成と平歯車３ｂの歯の形成とを同時に行うなどすればよい。

平歯車３ｃは、プラネタリシャフト３の軸方向における両端部のうち、上記平歯車３ｂが設けられた端部とは反対の端部外周面に一体形成されており、後述するリングギア４と噛み合うようになっている。また、平歯車３ｃの歯も図２に示すごとく、プラネタリシャフト３においてねじ３ａが形成された部分（同図２に示すねじ形成部）に形成されている。ねじ３ａと平歯車３ｃの歯とが形成された部分（同図２に示す歯形成部）の加工については、平歯車３ｂと同様な態様で行うことができる。

ちなみに、平歯車３ｂや平歯車３ｃをプラネタリシャフト３とは別部材とし、該平歯車３ｂや該平歯車３ｃをプラネタリシャフト３の端部にそれぞれ組み付けるようにしてもよい。また、平歯車３ｂや平歯車３ｃのブランク（歯切り加工前の歯車部材）をプラネタリシャフト３の端部にそれぞれ組み付け、その後、ねじ３ａ、平歯車３ｂ、及び平歯車３ｃの歯を形成するようにしてもよい。

先の図１に示すように、上記ナット２の内周面にはプラネタリシャフト３のねじ３ａに螺合する雌ねじ２ａが形成されており、その雌ねじ２ａは、例えば雄ねじ１ａとは異なる条数であって多条の左ねじとされている。

また、同ナット２の内周面には、上述した平歯車３ｂや平歯車３ｃにそれぞれ噛み合うリングギア４が２つ設けられている。このリングギア４は環状に形成されており、その外周面はナット２の内周面に固定されている。また、その内周面には平歯車３ｂや平歯車３ｃの歯と噛み合う平歯の内歯４ａが形成されており、この内歯４ａの内径は、ナット２に形成された上記雌ねじ２ａの内径とほぼ同一とされている。そして、同雌ねじ２ａの両端にこのリングギア４がそれぞれ設けられている。

なお、サンシャフト１の雄ねじ１ａの有効径、プラネタリシャフト３のねじ３ａの有効径、ナット２の雌ねじ２ａの有効径の比をそれぞれ「α：β：λ」とした場合に、シザーズギア１０の歯数、平歯車３ｂや平歯車３ｃの各歯数、内歯４ａの歯数の比もそれぞれ「α：β：λ」となるように各歯車の歯数は設定されている。これにより、各ねじの螺合による減速比と各歯車の噛み合いによる減速比とは一致するようになっている。

このように構成された本実施形態の回転直動変換機構において、例えばナット２を回転可能且つ軸方向への移動が不可となるように支持し、サンシャフト１を回転不能且つ軸方向への移動が可能なように支持する場合にあって、ナット２を回転させると、この回転直動変換機構は次のように作動する。すなわち、ナット２を回転させると、プラネタリシャフト３はナット２の雌ねじ２ａ及びサンシャフト１の雄ねじ１ａと螺合しながら、サンシャフト１の周りを自転及び公転する。こうしたプラネタリシャフト３の遊星運動により、サンシャフト１は、同回転直動変換機構の減速比及び各ねじの条数に応じて決定されるリードにて、その軸方向に直線運動する。

ここで、先の図１に示す矢印Ａ側から見た回転直動変換機構の構造を示す図３、或いは先の図１に示されるように、本実施形態では、ナット２に固定されたリングギア４の内歯４ａがプラネタリシャフト３に設けられた平歯車３ｃに噛み合うようになっている。従って、ナット２の内歯４ａでプラネタリシャフト３を正確に自転及び公転させることができるようになっている。

さらに、同プラネタリシャフト３に設けられた平歯車３ｂがサンシャフト１に設けられたシザーズギア１０に噛み合うようになっており、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３をねじにて螺合させるだけの場合と比較して、同サンシャフト１及び同プラネタリシャフト３の間における駆動力の伝達効率を高めることができる。

同様に、リングギア４の内歯４ａがプラネタリシャフト３に設けられた平歯車３ｃに噛み合うようになっており、プラネタリシャフト３及びナット２をねじにて螺合させるだけの場合と比較して、同プラネタリシャフト３及びナット２の間における駆動力の伝達効率も高めることができる。

ところで、駆動力を歯車にて伝達する場合には、先の図９に示したように伝達トルクが周期的に変動するようになり、その変動量が大きい場合には、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率が低下してしまうようになる。このように伝達トルクの変動量が大きい場合に生じやすい駆動力の伝達効率低下は、以下のような態様にて生じる。

すなわち、伝達トルクの変動は、歯車に設けられるバックラッシュによって生じるのであるが、当該歯車の噛み合い率が低い場合には、同時に噛み合う歯数が減少するため、一対の歯の噛み合いが解消されてから、次の一対の歯が噛み合うまでの間で、どの歯も噛み合っていない状態、すなわち噛み合い抜けが生じやすくなる。そして、この噛み合い抜けが生じている間は、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が切断されるため、被動歯車への伝達トルクは大きく減少し、駆動力の伝達効率は低下してしまう。こうした噛み合い抜けの発生時における伝達トルクの大きな落ち込みが、当該伝達トルクに大きな変動をもたらす要因となる。

また、噛み合い率が高く、常に一対以上の歯が噛み合っている場合であれば、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われ、この場合には、噛み合う歯の切り替わりに際して被動歯車を円滑に回転させることができ、伝達トルクの変動量は小さくなる。一方、上記噛み合い抜けが生じる場合には、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が断続的に行われ、この場合には、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車を回転させるためにより大きなトルクが必要になり、これにより駆動力の伝達効率は低下してしまう。こうした被動歯車の回転に要求されるトルクの増大も、伝達トルクに大きな変動をもたらす要因となる。

このように、伝達トルクの変動は歯車のバックラッシュによって生じ、さらに歯車の噛み合い率が低い場合には、その変動量が大きくなって駆動力の伝達効率は低下するようになる。

また、歯車の噛み合い率が低い場合、歯車の噛み合いはピッチ円付近だけではなく、歯先や歯元でも生じるようになる。そのため、駆動歯車の回転速度が一定であっても被動歯車の回転速度は変動するようになり、駆動歯車と被動歯車の回転速度は合致しなくなる。このように駆動歯車と被動歯車の回転速度がずれてしまうと、駆動歯車が設けられたねじ部と被動歯車が設けられたねじ部との螺合状態は、転がり状態から滑り状態となり、ねじ部での摺動抵抗が増大して駆動力の伝達効率は低下してしまう。

そこで、本実施形態では、サンシャフト１とプラネタリシャフト３とを歯車にて噛み合わせるようにしているが、サンシャフト１に設けられる歯車として前記シザーズギア１０を使用するようにしており、これにより上述したような駆動力の伝達効率低下を抑えるようにしている。

図４にシザーズギア１０の分解斜視図、図５に同シザーズギア１０の部分断面図を示す。
この図４に示すように、シザーズギア１０は、大きくはメインギア１１、サブギア１２、シザーズスプリング１３により構成されている。メインギア１１は外周面に歯が形成された円盤形状の平歯車であり、同メインギア１１の中心には、円筒形状の円筒部１５が突設されており、同円筒部１５の内周面が前記貫通孔１４となっている。また、メインギア１１にあって前記円筒部が突設されている側の面には第１ピン１６が突設されている。

サブギア１２はメインギア１１と同径の円盤形状の平歯車であり、外周面にはメインギア１１と同数且つ同一規格の歯が形成されている。サブギア１２の中心にはメインギア１１の円筒部１５の外周面と摺動可能な貫通孔１７が形成されている。また、サブギア１２にあってメインギア１１への組付け面には第２ピン１８が突設されている。

シザーズスプリング１３は一部が欠けた円環形状を成しており、弾性力の高い材料で形成されている。シザーズスプリング１３の両端部にはそれぞれ凹型の第１ピン支持部１３ａ及び第２ピン支持部１３ｂが形成されている。

シザーズギア１０は、シザーズスプリング１３を介してメインギア１１とサブギア１２とを組み付けることによって構成される。
すなわち、図５に示すように、サブギア１２の貫通孔１７にメインギア１１の円筒部１５を挿入することにより、シザーズギア１０は、メインギア１１とサブギア１２とが軸芯に沿って相対回転可能に重なった一枚の歯車として組み付けられる。また、シザーズスプリング１３は、その第１ピン支持部１３ａがメインギア１１に設けられた第１ピン１６に当てられ、同じくその第２ピン支持部１３ｂがサブギア１２の第２ピン１８に当てられた状態にてメインギア１１及びサブギア１２の間に収容される。これにより、シザーズスプリング１３の第１ピン支持部１３ａ及び第２ピン支持部１３ｂの間隔が広がるようにサブギア１２を回動させると、同シザーズスプリング１３にはそのたわみによる弾性力が発生し、サブギア１２にはその回動方向に対して回転戻り方向に作用する付勢力が加わるようになる。こうしたサブギア１２に対する付勢力によって、当該シザーズギア１０に噛み合う相手の歯車の歯は、メインギア１１及びサブギア１２にて前後より挟み込まれるようになる。

図６に、サンシャフト１に設けられたシザーズギア１０とプラネタリシャフト３に設けられた平歯車３ｂとの噛み合い部分についてその拡大図を示す。
ナット２を回転させてサンシャフト１を直線運動させる場合には、平歯車３ｂが駆動歯車となり、シザーズギア１０が被動歯車となるのであるが、同図６に示すように、サブギア１２に付与される上記付勢力によって、駆動歯車である平歯車３ｂの歯は、シザーズギア１０のメインギア１１及びサブギア１２で挟み込まれる。より具体的には、平歯車３ｂの回転方向にあって歯の前面３ｂｆにはメインギア１１の歯の後面１１ｒが当接し、また平歯車３ｂの歯の後面３ｂｒにはサブギア１２の歯の前面１２ｆが当接される。

このように平歯車３ｂの歯は、その前後面をメインギア１１及びサブギア１２によって挟持されることにより、シザーズギア１０や平歯車３ｂのバックラッシュが低減される。
こうしたシザーズギア１０の作用により、本実施形態における回転直動変換機構では、サンシャフト１に設けられた歯車及びプラネタリシャフト３に設けられた歯車のバックラッシュが低減され、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３の間における伝達トルクの変動が抑えられるようになる。さらに、シザーズギア１０に噛み合う歯車の歯、すなわち上記平歯車３ｂがメインギア１１及びサブギア１２によって挟み込まれることにより、シザーズギア１０と平歯車３ｂとの噛み合い率が高くなり、上述したような噛み合い抜けの発生が抑えられるようになる。そのため、歯車の回転中において駆動歯車（本実施形態では平歯車３ｂ）から被動歯車（本実施形態ではシザーズギア１０）への駆動力伝達が切断されるといった状況は生じにくくなり、駆動歯車から被動歯車への駆動力の伝達効率は向上するようになる。従って、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

また、噛み合い率が高くなることで、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われるようになり、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車をより小さなトルクで回転させることができるようになる。従って、これによっても駆動歯車から被動歯車への駆動力の伝達効率は向上するようになり、ひいては当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

さらに、噛み合い率が高くなることで、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３にそれぞれ設けられたねじ部（雄ねじ１ａ及びねじ３ａ）の螺合状態は、滑り状態から転がり状態に近づくようになる。従って、同ねじ部での摺動抵抗は減少するようになり、これによっても当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

ちなみに、シザーズスプリング１３の付勢力によって平歯車３ｂは一定方向に付勢されるため、当該平歯車３ｂはリングギア４の内歯４ａに対しても一定方向に付勢される。従って、平歯車３ｂと内歯４ａとのバックラッシュも自ずと低減されるようになり、ナット２とプラネタリシャフト３との間で生じる伝達トルクの変動等も抑えられるようになると考えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）サンシャフト１及びプラネタリシャフト３を歯車で噛み合わせるようにしており、これによりサンシャフト１及びプラネタリシャフト３をねじにて螺合させるだけの場合と比較して、それら部材間（サンシャフト１とプラネタリシャフト３との間）における駆動力の伝達効率を高めることができるようになる。

（２）同様に、プラネタリシャフト３及びナット２も歯車で噛み合わせるようにしており、これによりナット２及びプラネタリシャフト３をねじにて螺合させるだけの場合と比較して、それら部材間（ナット２とプラネタリシャフト３との間）における駆動力の伝達効率も高めることができるようになる。

（３）プラネタリシャフト３の平歯車３ｂに噛み合うサンシャフト１の歯車として、シザーズギア１０を使用するようにしている。そのため、サンシャフト１に設けられる歯車及びプラネタリシャフト３に設けられる歯車のバックラッシュが低減され、サンシャフト１とプラネタリシャフト３との間における伝達トルクの変動が抑えられるようになる。さらに、それら歯車の噛み合い率が高くなり、上記噛み合い抜けの発生が抑えられるようになるため、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

（４）また、噛み合い率が高くなることで、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われるようになり、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車をより小さなトルクで回転させることができるようになる。従って、これによっても当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

（５）さらに、噛み合い率が高くなることで、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３にそれぞれ設けられたねじ部での摺動抵抗は減少するようになり、これによっても当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記シザーズギア１０の構造は一例であり、要は、シザーズギアに噛み合う相手の歯車の歯を、メインギア及びサブギアにて挟み込むことが可能な構造であればよい。

・ナット２に歯車が設けられていない回転直動変換機構、すなわちナット２及びプラネタリシャフト３がねじの螺合のみで係合する回転直動変換機構にも、本発明は同様に適用することができ、この場合には上記（１）、及び（３）〜（５）に記載の効果を得ることができる。

・サンシャフト１に設けられる歯車をシザーズギア１０とするようにしたが、図７に示すように、サンシャフト１に平歯車１００を設けるとともに、この平歯車１００に噛み合うプラネタリシャフト３側の歯車をシザーズギア３００とするようにしてもよい。すなわち、サンシャフト１とプラネタリシャフト３とを歯車にて噛み合わせる場合には、サンシャフト１に設けられる歯車及びプラネタリシャフト３に設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとするようにすればよい。この場合にも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

・ナット２及びプラネタリシャフト３が歯車で噛み合う場合にも、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３が歯車で噛み合う場合と同様に、上述したような伝達トルクの周期的な変動が発生するようになり、その変動量が大きい場合には、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率が低下してしまうようになる。そこで、ナット２とプラネタリシャフト３とを歯車にて噛み合わせる場合には、ナット２に設けられる歯車及びプラネタリシャフト３に設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとするようにしてもよい。例えば、図８に示すように、プラネタリシャフト３の平歯車３ｂに噛み合うリングギア４の内歯をシザーズギア４００とするようにしてもよい。また、前述したような内歯４ａをリングギア４に設け、この内歯４ａに噛み合うプラネタリシャフト３側の歯車をシザーズギアとするようにしてもよい。

こうした場合にも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。すなわち、ナット２に設けられる歯車及びプラネタリシャフト３に設けられる歯車のバックラッシュが低減され、ナット２及びプラネタリシャフト３の間における伝達トルクの変動が抑えられるようになる。さらに、シザーズギアに噛み合う歯車の歯がメインギア及びサブギアにて挟み込まれることにより、歯車の噛み合い率が高くなり、上述したような噛み合い抜けの発生が抑えられるようになる。そのため、歯車の回転中において駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が切断されるといった状況は生じにくくなり、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

また、噛み合い率が高くなることで、駆動歯車から被動歯車への駆動力伝達が連続して行われるようになり、噛み合う歯の切り替わりに際して、次に噛み合う被動歯車をより小さなトルクで回転させることができるようになる。従って、これによっても当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

さらに、噛み合い率が高くなることで、ナット２及びプラネタリシャフト３にそれぞれ設けられたねじ部の螺合状態は、滑り状態から転がり状態に近づくようになる。従って、同ねじ部での摺動抵抗は減少するようになり、これによっても当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率を向上させることができるようになる。

なお、この変形例は、サンシャフト１に歯車が設けられていない回転直動変換機構、すなわちサンシャフト１及びプラネタリシャフト３がねじの螺合のみで係合する回転直動変換機構にも同様に適用することができ、この場合にも上述した作用効果を得ることができる。

また、上記実施形態で説明した回転直動変換機構のように、プラネタリシャフト３がサンシャフト１及びナット２にそれぞれ歯車にて噛み合うように構成されている場合には、サンシャフト１に設けられる歯車及びナット２に設けられる歯車をシザーズギアとする。或いは、プラネタリシャフト３に設けられる歯車をシザーズギアとすることにより、サンシャフト１及びプラネタリシャフト３の間における駆動力の伝達効率、並びにプラネタリシャフト３及びナット２の間における駆動力の伝達効率をともに向上させることができるようになる。従って、当該回転直動変換機構における駆動力の伝達効率をさらに向上させることができるようになる。

・リングギア４の内歯４ａをナット２の内周面に直接形成するようにしてもよい。この場合にはリングギア４を省略することができる。
・ナット２の内周面に設けられるリングギア４は１つでもよい。

・上記実施形態及びその変形例では、サンシャフト１に設けられる歯車、プラネタリシャフト３に設けられる歯車、及びナット２に設けられる歯車をそれぞれ平歯車としたが、他の歯車としてもしてもよい。例えば、はすば歯車や、やまば歯車としてもよい。

・上記実施形態及びその変形例における回転直動変換機構にあって、ナット２を回転不能且つ軸方向への移動が可能なように支持し、サンシャフト１を回転可能且つ軸方向への移動が不可となるように支持するようにすれば、サンシャフト１の回転をナット２の直線運動に変換することも可能である。

本発明にかかる回転直動変換機構の一実施形態について、その断面構造を示す模式図。 同実施形態におけるプラネタリシャフトの構造を示す模式図。 図１の矢印Ａ側から見た回転直動変換機構の構造を示す模式図（図１の矢視Ａ図）。 シザーズギアの分解斜視図。 シザーズギアの部分断面図。 サンシャフトに設けられたシザーズギアとプラネタリシャフトに設けられた歯車との噛み合い部分を拡大した模式図。 同実施形態の変形例であって、サンシャフトに設けられた歯車とプラネタリシャフトに設けられたシザーズギアとの噛み合い部分を拡大した模式図。 同実施形態の変形例であって、プラネタリシャフトに設けられた歯車とナットに設けられたシザーズギアとの噛み合い部分を拡大した模式図。 歯車にて駆動力を伝達する場合に生じやすい伝達トルクの変動についてその態様を示すグラフ。

符号の説明

１…サンシャフト、１ａ…雄ねじ、１ｂ…凸部、２…ナット、２ａ…雌ねじ、３…プラネタリシャフト、３ａ…ねじ、３ｂ…平歯車、３ｃ…平歯車、３ｂｆ…（平歯車３ｃの）前面、３ｂｒ…（平歯車３ｃの）後面、４…リングギア、４ａ…内歯、１０…シザーズギア、１１…メインギア、１１ｒ…（メインギア１１の）後面、１２…サブギア、１２ｆ…（サブギア１２の）前面、１３…シザーズスプリング、１３ａ…第１ピン支持部、１３ｂ…第２ピン支持部、１４…貫通孔、１５…円筒部、１６…第１ピン、１７…貫通孔、１８…第２ピン、１００…平歯車、３００…シザーズギア、４００…シザーズギア。

Claims (2)

1. 外周面にねじを有するサンシャフトと、内周面にねじを有するナットと、前記サンシャフトの外周面と前記ナットの内周面との間に介在されて前記各ねじに螺合するねじを有するプラネタリシャフトとを備え、前記サンシャフト及び前記ナットのいずれか一方の回転運動を他方の直線運動に変換する回転直動変換機構において、
   前記サンシャフトと前記プラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせるとともに、同サンシャフトに設けられる歯車及び同プラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとした
   ことを特徴とする回転直動変換機構。
2. 外周面にねじを有するサンシャフトと、内周面にねじを有するナットと、前記サンシャフトの外周面と前記ナットの内周面との間に介在されて前記各ねじに螺合するねじを有するプラネタリシャフトとを備え、前記サンシャフト及び前記ナットのいずれか一方の回転運動を他方の直線運動に変換する回転直動変換機構において、
   前記ナットと前記プラネタリシャフトとを歯車にて噛み合わせるとともに、同ナットに設けられる歯車及び同プラネタリシャフトに設けられる歯車のいずれか一方をシザーズギアとした
   ことを特徴とする回転直動変換機構。

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