JPH10159931A - 回転−直動変換機構 - Google Patents
回転−直動変換機構Info
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- JPH10159931A JPH10159931A JP8321356A JP32135696A JPH10159931A JP H10159931 A JPH10159931 A JP H10159931A JP 8321356 A JP8321356 A JP 8321356A JP 32135696 A JP32135696 A JP 32135696A JP H10159931 A JPH10159931 A JP H10159931A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- roller
- nut
- shaft
- threads
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
- F16H25/2252—Planetary rollers between nut and screw
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】効率がよい上に一回転当たりの直動量がを小さ
いローラネジ機構による回転−直動機構を提供する。 【解決手段】 多条の雄ネジを有するシャフト１と多
条の雌ネジを有するナット３の間に前記両ネジに噛み合
うネジを持ったローラ２を介在させてなるローラネジ機
構において、ナット３の雌ネジとシャフト１の雄ネジと
のネジの方向を逆とするとともに、ローラ２のネジ山の
形状を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異なるネ
ジ有効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３のネジ
有効径をｄ N 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有効径
をｄR1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、シャ
フトのネジ有効径をｄs 、ナット３のネジ条数をＪN 、
ローラ２のネジ条数をＪR 、シャフト１のネジ条数をＪ
S とした回転−直動変換機構。 即ち、 α＝ｄN ／ｄR1，でγ＝ｄR2／ｄR1 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR，ＪN ＝α・ＪR
いローラネジ機構による回転−直動機構を提供する。 【解決手段】 多条の雄ネジを有するシャフト１と多
条の雌ネジを有するナット３の間に前記両ネジに噛み合
うネジを持ったローラ２を介在させてなるローラネジ機
構において、ナット３の雌ネジとシャフト１の雄ネジと
のネジの方向を逆とするとともに、ローラ２のネジ山の
形状を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異なるネ
ジ有効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３のネジ
有効径をｄ N 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有効径
をｄR1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、シャ
フトのネジ有効径をｄs 、ナット３のネジ条数をＪN 、
ローラ２のネジ条数をＪR 、シャフト１のネジ条数をＪ
S とした回転−直動変換機構。 即ち、 α＝ｄN ／ｄR1，でγ＝ｄR2／ｄR1 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR，ＪN ＝α・ＪR
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転力を直線運動
に変換する回転−直動変換機構に関するものであり、さ
らに詳細には、ローラネジ機構に関し、効率がよい上に
一回転当たりの直動量を小さくできる回転−直動機構に
関するものである。
に変換する回転−直動変換機構に関するものであり、さ
らに詳細には、ローラネジ機構に関し、効率がよい上に
一回転当たりの直動量を小さくできる回転−直動機構に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のローラネジ機構としては、特開昭
５９−１４７１５１号公報に記載されてもの等が知られ
ている。このローラネジ機構は、図６に示すようにシャ
フト１０、ナット１１、ローラ１２とから構成され、リ
テーナ１３に保持されたローラ１２がシャフト１０とナ
ット１２との間に介在され、シャフト１０が回転すると
ナット１１が軸線方向に直線運動する機構となってい
る。
５９−１４７１５１号公報に記載されてもの等が知られ
ている。このローラネジ機構は、図６に示すようにシャ
フト１０、ナット１１、ローラ１２とから構成され、リ
テーナ１３に保持されたローラ１２がシャフト１０とナ
ット１２との間に介在され、シャフト１０が回転すると
ナット１１が軸線方向に直線運動する機構となってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなローラネジ機構は、 イ）ナットとシャフトのネジが同条数、同向きで、ネジ
のリードはネジピッチ以上として構成されているため、
ナットの一回転当たりのシャフトの移動量をネジピッチ
以下に小さくすることができない。 ロ）ローラのナットに対する軸移動量をなくするには、
ローラに対しナットの条数を多くする必要があるが、こ
うするとナットのリードが大きくなり、所望の軸力を得
るには高トルクの回転動力源、又は高比の減速機が必要
となり、装置の小型化に不利である。 ハ）また、一般にナットを多条としないローラネジ機構
では、ローラがナットに対して相対軸移動をするので、
一公転毎にローラの軸位置の引き戻し機構が必要とな
り、構成が複雑となる。等の問題点がある。
ようなローラネジ機構は、 イ）ナットとシャフトのネジが同条数、同向きで、ネジ
のリードはネジピッチ以上として構成されているため、
ナットの一回転当たりのシャフトの移動量をネジピッチ
以下に小さくすることができない。 ロ）ローラのナットに対する軸移動量をなくするには、
ローラに対しナットの条数を多くする必要があるが、こ
うするとナットのリードが大きくなり、所望の軸力を得
るには高トルクの回転動力源、又は高比の減速機が必要
となり、装置の小型化に不利である。 ハ）また、一般にナットを多条としないローラネジ機構
では、ローラがナットに対して相対軸移動をするので、
一公転毎にローラの軸位置の引き戻し機構が必要とな
り、構成が複雑となる。等の問題点がある。
【０００４】そこで、本発明は、ローラネジ機構におい
て、ナットとシャフトのネジの方向を逆向きとするとと
もに、ローラのネジ山の形状を二つの直線あるいは曲面
を繋ぎあわせた異なるネジ有効径をもったネジ山形状と
し、ローラの異なるネジ有効径、ナットのネジ有効径、
シャフトネジ有効径、さらには、それぞれのネジ条数を
所定の関係とすることにより、ナットとシャフトの相対
的な一回転当たりのシャフトの軸方向移動量を小さくで
きるようにする。本発明では、ナット（またはシャフ
ト）が一回転した際のシャフトの軸方向移動量を小さく
押さえることができるため、所望の軸力を得るにも低ト
ルクで充分となり、高比の減速機も不要となるため、装
置全体を小型化できるとともに、高効率化を図ることが
できる。また、本機構をブレーキ装置のアクチュエータ
に利用した場合には、小型で高い性能のブレーキ制御が
実現できる。
て、ナットとシャフトのネジの方向を逆向きとするとと
もに、ローラのネジ山の形状を二つの直線あるいは曲面
を繋ぎあわせた異なるネジ有効径をもったネジ山形状と
し、ローラの異なるネジ有効径、ナットのネジ有効径、
シャフトネジ有効径、さらには、それぞれのネジ条数を
所定の関係とすることにより、ナットとシャフトの相対
的な一回転当たりのシャフトの軸方向移動量を小さくで
きるようにする。本発明では、ナット（またはシャフ
ト）が一回転した際のシャフトの軸方向移動量を小さく
押さえることができるため、所望の軸力を得るにも低ト
ルクで充分となり、高比の減速機も不要となるため、装
置全体を小型化できるとともに、高効率化を図ることが
できる。また、本機構をブレーキ装置のアクチュエータ
に利用した場合には、小型で高い性能のブレーキ制御が
実現できる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した技術解決手段は、多条の雄ネジを有するシャフト１
と多条の雌ネジを有するナット３の間に前記両ネジに噛
み合うネジを持ったローラ２を介在させてなるローラネ
ジ機構において、ナット３の雌ネジとシャフト１の雄ネ
ジとのネジの方向を逆とするとともに、ローラ２のネジ
山の形状を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異な
るネジ有効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３の
ネジ有効径をｄN 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有
効径をｄ R1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、
シャフトのネジ有効径をｄs 、ナット３のネジ条数をＪ
N 、ローラ２のネジ条数をＪR 、シャフト１のネジ条数
をＪS とし、さらに、α＝ｄN ／ｄR1、 γ＝ｄR2／
ｄR1とした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するように各ネジ条数およびネジ有効径を設定す
ることを特徴とする回転−直動変換機構である。
した技術解決手段は、多条の雄ネジを有するシャフト１
と多条の雌ネジを有するナット３の間に前記両ネジに噛
み合うネジを持ったローラ２を介在させてなるローラネ
ジ機構において、ナット３の雌ネジとシャフト１の雄ネ
ジとのネジの方向を逆とするとともに、ローラ２のネジ
山の形状を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異な
るネジ有効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３の
ネジ有効径をｄN 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有
効径をｄ R1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、
シャフトのネジ有効径をｄs 、ナット３のネジ条数をＪ
N 、ローラ２のネジ条数をＪR 、シャフト１のネジ条数
をＪS とし、さらに、α＝ｄN ／ｄR1、 γ＝ｄR2／
ｄR1とした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するように各ネジ条数およびネジ有効径を設定す
ることを特徴とする回転−直動変換機構である。
【０００６】
【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形
態を説明すると、図１は第１実施形態としてのローラネ
ジ機構を利用した回転−直動変換機構の断面図、図２は
同側面図、図３は図１中のＡ−Ａ断面図、図４はナッ
ト、ローラ、シャフトのかみ合い状態を説明する図であ
る。
態を説明すると、図１は第１実施形態としてのローラネ
ジ機構を利用した回転−直動変換機構の断面図、図２は
同側面図、図３は図１中のＡ−Ａ断面図、図４はナッ
ト、ローラ、シャフトのかみ合い状態を説明する図であ
る。
【０００７】図において、１はシャフト、２はローラ、
３はナットであり、これらによってローラネジ機構が構
成されている。シャフト１の外周には、ネジ有効径がｄ
S 、ネジ条数がＪS からなる、たとえば、左ネジが形成
されている。
３はナットであり、これらによってローラネジ機構が構
成されている。シャフト１の外周には、ネジ有効径がｄ
S 、ネジ条数がＪS からなる、たとえば、左ネジが形成
されている。
【０００８】ローラ２は、シャフト１のネジに螺合する
ローラネジとして形成され、その両端がリテーナ４に保
持され、かつ、シャフト１の周囲に等ピッチで７本が配
置されている。ローラに形成するネジのネジ山は、図３
に示す如く、ローラ２のネジとナット３の雌ネジとが接
触するまでの点の半径ｄR1／２（即ち、ローラ側のネジ
山つけね部側のネジ有効半径）と、ローラのネジとシャ
フト側の雄ネジとが接触するまでの点の半径ｄR2／２
（即ち、ローラネジ山頂部側のネジ有効半径）とが、ｄ
R2＞ｄR1となるようにしてある。言い換えると、ナット
側雌ネジのネジ山の角度θN と、シャフト側の雄ネジの
ネジ山角度θS とがθS ＞θN となるようにローラ側の
ネジ山が曲面あるいは二つの直線、又は曲線を繋ぎあわ
せた形状として形成されている。
ローラネジとして形成され、その両端がリテーナ４に保
持され、かつ、シャフト１の周囲に等ピッチで７本が配
置されている。ローラに形成するネジのネジ山は、図３
に示す如く、ローラ２のネジとナット３の雌ネジとが接
触するまでの点の半径ｄR1／２（即ち、ローラ側のネジ
山つけね部側のネジ有効半径）と、ローラのネジとシャ
フト側の雄ネジとが接触するまでの点の半径ｄR2／２
（即ち、ローラネジ山頂部側のネジ有効半径）とが、ｄ
R2＞ｄR1となるようにしてある。言い換えると、ナット
側雌ネジのネジ山の角度θN と、シャフト側の雄ネジの
ネジ山角度θS とがθS ＞θN となるようにローラ側の
ネジ山が曲面あるいは二つの直線、又は曲線を繋ぎあわ
せた形状として形成されている。
【０００９】ローラ２のネジ山頂部側はシャフト１側の
ネジとネジ結合し、ネジ山のつけね部側はナット３側の
ネジとネジ結合しており、さらに、ローラ２のネジ条数
がＪ R 、かつ、シャフト１とは逆向きの右ネジとして形
成されている。またリテーナ４より内側のローラ２の一
端側には歯車２ａが形成されており、この歯車２ａは、
後述するナット３に形成する歯車３ａとかみ合ってお
り、歯車２ａの歯数は、ローラ２とナット３に形成する
それぞれのネジ有効径の比（即ちｄR1／ｄN ：但し、ｄ
N はナットのネジのネジ有効径）と同じギヤ比を持つよ
うな歯数として構成されている。なお、図中５はリテー
ナ４を保持するストップリングであり、また、ナット３
とシャフト１の間に配置するローラの本数は、ナットお
よびシャフトのネジ条数の和以下として配置されてい
る。
ネジとネジ結合し、ネジ山のつけね部側はナット３側の
ネジとネジ結合しており、さらに、ローラ２のネジ条数
がＪ R 、かつ、シャフト１とは逆向きの右ネジとして形
成されている。またリテーナ４より内側のローラ２の一
端側には歯車２ａが形成されており、この歯車２ａは、
後述するナット３に形成する歯車３ａとかみ合ってお
り、歯車２ａの歯数は、ローラ２とナット３に形成する
それぞれのネジ有効径の比（即ちｄR1／ｄN ：但し、ｄ
N はナットのネジのネジ有効径）と同じギヤ比を持つよ
うな歯数として構成されている。なお、図中５はリテー
ナ４を保持するストップリングであり、また、ナット３
とシャフト１の間に配置するローラの本数は、ナットお
よびシャフトのネジ条数の和以下として配置されてい
る。
【００１０】ナット３は、前述したローラネジの外周に
配置され、内周に形成した雌ねじがローラネジと螺合し
ており、雌ネジは、ネジの有効径がｄN 、ネジ条数がＪ
N の右ネジとして形成されている。ナット３には前記ロ
ーラ２に形成した歯車２ａと噛み合う歯車が形成されて
おり、ナット３側に形成する歯車３ａの歯数はローラネ
ジとナットの有効径の比と同じギヤ比を持つような歯数
として構成されている。
配置され、内周に形成した雌ねじがローラネジと螺合し
ており、雌ネジは、ネジの有効径がｄN 、ネジ条数がＪ
N の右ネジとして形成されている。ナット３には前記ロ
ーラ２に形成した歯車２ａと噛み合う歯車が形成されて
おり、ナット３側に形成する歯車３ａの歯数はローラネ
ジとナットの有効径の比と同じギヤ比を持つような歯数
として構成されている。
【００１１】そして、本例では、ナット１回転当たりの
シャフトの軸方向移動量を小さくするために、ナットの
ネジ有効径をｄN 、ローラのネジ山つけね部側のネジ有
効径をｄR1、ローラのネジ山頂部側のネジ有効径を
ｄR2、シャフトのネジ有効径をｄ S 、ナットのネジ条数
をＪN 、ローラのネジ条数をＪR 、シャフトのネジ条数
をＪS とした時に ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS であ
り、 さらに、 ｄR2＝γ・ｄR1（但し、γは比例定数） ＪN ＝α・ＪR （ｄN ＝α・ｄR1） 但し、αは比例定数で整数であり、かつ、ナット、ロー
ラ、シャフトの組み合わせからなるローラネジ機構であ
ることからα≧３であるとした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するようにする。さらに、ナット１回転当たりの
シャフトの軸方向移動量をネジの１ピッチよりも小さく
するには、αとγが以下の式をγ＜（α・ＪR ＋１）／
（α・ＪR −１）満足するように、設定する。γ＜１の
ときはシャフトの移動する方向が反対でγ＞（α・ＪR
−１）／（α・ＪR ＋１）とする。
シャフトの軸方向移動量を小さくするために、ナットの
ネジ有効径をｄN 、ローラのネジ山つけね部側のネジ有
効径をｄR1、ローラのネジ山頂部側のネジ有効径を
ｄR2、シャフトのネジ有効径をｄ S 、ナットのネジ条数
をＪN 、ローラのネジ条数をＪR 、シャフトのネジ条数
をＪS とした時に ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS であ
り、 さらに、 ｄR2＝γ・ｄR1（但し、γは比例定数） ＪN ＝α・ＪR （ｄN ＝α・ｄR1） 但し、αは比例定数で整数であり、かつ、ナット、ロー
ラ、シャフトの組み合わせからなるローラネジ機構であ
ることからα≧３であるとした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するようにする。さらに、ナット１回転当たりの
シャフトの軸方向移動量をネジの１ピッチよりも小さく
するには、αとγが以下の式をγ＜（α・ＪR ＋１）／
（α・ＪR −１）満足するように、設定する。γ＜１の
ときはシャフトの移動する方向が反対でγ＞（α・ＪR
−１）／（α・ＪR ＋１）とする。
【００１２】このように規定されたローラネジ機構は以
下のように作動する。ナット３とスクリュウ１とを相対
回転すると、ローラ２は双方のネジと接触しながらま
た、ローラの歯がナットに形成した歯と噛み合いながら
シャフトの回りを自、公転する。この時、ローラ、ナッ
ト、シャフトのネジ有効径とネジ条数とは ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS の関係にあるため、言い換えると、ローラ２とナット３
とのネジ条数の比ＪR ／ＪN と、ローラ２とナット３の
ネジ有効径の比ｄR1／ｄN とが等しいので、ローラ２が
ナット３に対し軸方向に相対移動することはない。な
お、ローラとナットは歯車によっても噛み合っているた
め、ローラとナットとは回転すべりを発生することはな
い。
下のように作動する。ナット３とスクリュウ１とを相対
回転すると、ローラ２は双方のネジと接触しながらま
た、ローラの歯がナットに形成した歯と噛み合いながら
シャフトの回りを自、公転する。この時、ローラ、ナッ
ト、シャフトのネジ有効径とネジ条数とは ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS の関係にあるため、言い換えると、ローラ２とナット３
とのネジ条数の比ＪR ／ＪN と、ローラ２とナット３の
ネジ有効径の比ｄR1／ｄN とが等しいので、ローラ２が
ナット３に対し軸方向に相対移動することはない。な
お、ローラとナットは歯車によっても噛み合っているた
め、ローラとナットとは回転すべりを発生することはな
い。
【００１３】一方、シャフト１とナット３のネジ有効径
とネジ条数とはｄN ／ＪN ＝（ｄN−２ｄR1）／ＪS の
関係から、ナットの一回転に対してシャフトは軸方向の
相対移動をするが、本実施形態では、 さらにｄR2＝γ・ｄR1（但し、γは比例定数） ＪN ＝α・ＪR （ｄN ＝α・ｄR1） とした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するように設定されているため、ナット１回転当
たりのシャフトの軸方向移動量を小さくできる。また、
αとγが以下の式をγ＜（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR
−１）満足するように設定すると、ナット１回転当たり
のシャフトの軸方向移動量をネジの１ピッチよりも小さ
くでき、シャフトの移動時の高トルクが不要となる。
とネジ条数とはｄN ／ＪN ＝（ｄN−２ｄR1）／ＪS の
関係から、ナットの一回転に対してシャフトは軸方向の
相対移動をするが、本実施形態では、 さらにｄR2＝γ・ｄR1（但し、γは比例定数） ＪN ＝α・ＪR （ｄN ＝α・ｄR1） とした時に、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足するように設定されているため、ナット１回転当
たりのシャフトの軸方向移動量を小さくできる。また、
αとγが以下の式をγ＜（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR
−１）満足するように設定すると、ナット１回転当たり
のシャフトの軸方向移動量をネジの１ピッチよりも小さ
くでき、シャフトの移動時の高トルクが不要となる。
【００１４】以下その理由を詳細に説明すると、先述し
たように、 ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS であり、さらに、ナットに対しシャフトをＮ回転させた
ときのシャフトとローラの相対回転数をＮ１、ローラの
回転数をＮ２、ナットとローラの相対回転数をＮ３とす
ると、 Ｎ１＋Ｎ３＝Ｎ となる。また、図から ｄN ＝ｄS ＋ｄR1＋ｄR2 そして夫々互いに接しあう周長の関係より、 π・ｄR2・Ｎ２＝π・ｄS ・Ｎ１ π・ｄR1・Ｎ２＝π・ｄN ・Ｎ３ ここで、 ｄR2＝γ・ｄR1 ＪN ＝α・ＪR とすると、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR となる。また、 Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ３ Ｎ１＝Ｎ２・ｄR2／ｄS Ｎ３＝Ｎ２・ｄR1／ｄN 上記、、式より、 Ｎ＝Ｎ２（α−１）（γ＋１）／α（α−γ−１） したがって、ネジピッチをＰとした時にナット一回転当
たりのシャフトの相対移動量（それぞれの接点の移動量
差）は、 Ｌ＝（ＪS ・ｐ・Ｎ１−ＪN ・ｐ・Ｎ３）／Ｎ ＝〔（α−２）・ＪR ・Ｐ・Ｎ２・γ／（α−γ−１） −α・ＪR ・ｐ・Ｎ２／α〕／Ｎ ＝ＪR ・Ｐ・α（γ−１）（α−１）／（α−１）（γ＋１） ＝ＪR ・Ｐ・α（γ−１）／（γ＋１） 上記式よりＬをピッチＰ以下とするには、 ＪR ・α・（γ−１）／（γ＋１）＜１より γ＜（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR −１）とすればよ
い。 言い換えると、ローラネジつけね側のネジ有効径ｄ
R1と、ネジ山頂部側のネジ有効径ｄR2との比γがγ＜
（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR −１）を満足するように
設定すればよい。たとえば、ローラのネジ条数を１、ナ
ットのネジ条数を４、ｄR1を１、ｄR2を１．１とした時
に、α＝４、γ＝1.1 、ＪR ＝１であることから、 Ｌ＝ｐ・ＪR ・α（γ−１）／（γ＋１） ＝０．１９・ｐ・ＪR
たように、 ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）／ＪS であり、さらに、ナットに対しシャフトをＮ回転させた
ときのシャフトとローラの相対回転数をＮ１、ローラの
回転数をＮ２、ナットとローラの相対回転数をＮ３とす
ると、 Ｎ１＋Ｎ３＝Ｎ となる。また、図から ｄN ＝ｄS ＋ｄR1＋ｄR2 そして夫々互いに接しあう周長の関係より、 π・ｄR2・Ｎ２＝π・ｄS ・Ｎ１ π・ｄR1・Ｎ２＝π・ｄN ・Ｎ３ ここで、 ｄR2＝γ・ｄR1 ＪN ＝α・ＪR とすると、 ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR となる。また、 Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ３ Ｎ１＝Ｎ２・ｄR2／ｄS Ｎ３＝Ｎ２・ｄR1／ｄN 上記、、式より、 Ｎ＝Ｎ２（α−１）（γ＋１）／α（α−γ−１） したがって、ネジピッチをＰとした時にナット一回転当
たりのシャフトの相対移動量（それぞれの接点の移動量
差）は、 Ｌ＝（ＪS ・ｐ・Ｎ１−ＪN ・ｐ・Ｎ３）／Ｎ ＝〔（α−２）・ＪR ・Ｐ・Ｎ２・γ／（α−γ−１） −α・ＪR ・ｐ・Ｎ２／α〕／Ｎ ＝ＪR ・Ｐ・α（γ−１）（α−１）／（α−１）（γ＋１） ＝ＪR ・Ｐ・α（γ−１）／（γ＋１） 上記式よりＬをピッチＰ以下とするには、 ＪR ・α・（γ−１）／（γ＋１）＜１より γ＜（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR −１）とすればよ
い。 言い換えると、ローラネジつけね側のネジ有効径ｄ
R1と、ネジ山頂部側のネジ有効径ｄR2との比γがγ＜
（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR −１）を満足するように
設定すればよい。たとえば、ローラのネジ条数を１、ナ
ットのネジ条数を４、ｄR1を１、ｄR2を１．１とした時
に、α＝４、γ＝1.1 、ＪR ＝１であることから、 Ｌ＝ｐ・ＪR ・α（γ−１）／（γ＋１） ＝０．１９・ｐ・ＪR
【００１５】以上のように設定することにより、本発明
では、ナットが一回転した際のシャフトの軸方向移動量
を小さく押さえることができるため、シャフトの移動量
を精密に制御することが可能となり、たとえば、本機構
をブレーキ装置のアクチュエータに利用した場合には、
精度の高いブレーキ制御が実現できる。また、所望の軸
力を得るにも低トルクで充分となり、高比の減速機も不
要となるため、装置全体を小型化できるとともに、高効
率化を図ることができる。
では、ナットが一回転した際のシャフトの軸方向移動量
を小さく押さえることができるため、シャフトの移動量
を精密に制御することが可能となり、たとえば、本機構
をブレーキ装置のアクチュエータに利用した場合には、
精度の高いブレーキ制御が実現できる。また、所望の軸
力を得るにも低トルクで充分となり、高比の減速機も不
要となるため、装置全体を小型化できるとともに、高効
率化を図ることができる。
【００１６】次に、前記例においてローラ２のネジとナ
ット３の雌ネジとが接触するまでの点の半径ｄR1／２
（即ち、ローラ側のネジ山つけね部側のネジ有効半径）
と、ローラのネジとシャフト側の雄ネジとが接触するま
での点の半径ｄR2／２（即ち、ローラネジ山頂部側のネ
ジ有効半径）とが、ｄR2＞ｄR1となるようにするための
他の実施形態を図５を参照して説明する。この例は、図
５に示す如く、ローラに形成するネジのネジ山は、断面
が略３角形からなる三角ねじで構成され、前記ローラに
ネジ結合するナットおよびシャフトのネジのネジ山は、
断面が角ネジとして形成され、前記ナットの角ネジの歯
幅をＴN とし、シャフトの角ネジの歯幅をＴS とした時
に、ＴN ＜ＴS であるようにする。こうすることにより
ローラ２のネジとナット３の雌ネジとが接触するまでの
点の半径ｄR1と、ローラのネジとシャフト側の雄ネジと
が接触するまでの点の半径ｄR2とが、ｄR2＞ｄR1という
関係となり、前述した実施形態と同様にナットが一回転
した際のシャフトの軸方向移動量を小さく押さえること
ができる。
ット３の雌ネジとが接触するまでの点の半径ｄR1／２
（即ち、ローラ側のネジ山つけね部側のネジ有効半径）
と、ローラのネジとシャフト側の雄ネジとが接触するま
での点の半径ｄR2／２（即ち、ローラネジ山頂部側のネ
ジ有効半径）とが、ｄR2＞ｄR1となるようにするための
他の実施形態を図５を参照して説明する。この例は、図
５に示す如く、ローラに形成するネジのネジ山は、断面
が略３角形からなる三角ねじで構成され、前記ローラに
ネジ結合するナットおよびシャフトのネジのネジ山は、
断面が角ネジとして形成され、前記ナットの角ネジの歯
幅をＴN とし、シャフトの角ネジの歯幅をＴS とした時
に、ＴN ＜ＴS であるようにする。こうすることにより
ローラ２のネジとナット３の雌ネジとが接触するまでの
点の半径ｄR1と、ローラのネジとシャフト側の雄ネジと
が接触するまでの点の半径ｄR2とが、ｄR2＞ｄR1という
関係となり、前述した実施形態と同様にナットが一回転
した際のシャフトの軸方向移動量を小さく押さえること
ができる。
【００１７】なお、本発明に係わる回転−直動変換機構
は従来公知のブレーキのアクチュエータとして利用する
ことができることは当然である。また、ブレーキ装置の
アクチュエータとして利用した場合、ロータの回転を制
御することにより容易にアンチロック制御やトラクショ
ン制御等を実行することができることは言うまでもな
い。
は従来公知のブレーキのアクチュエータとして利用する
ことができることは当然である。また、ブレーキ装置の
アクチュエータとして利用した場合、ロータの回転を制
御することにより容易にアンチロック制御やトラクショ
ン制御等を実行することができることは言うまでもな
い。
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
ローラネジ機構において、ナットが一回転した際のシャ
フトの軸方向移動量を小さく押さえることができるた
め、シャフトの移動量を低トルクで精密に制御すること
が可能となり、たとえば、本機構をブレーキ装置のアク
チュエータに利用した場合には、精度の高いブレーキ制
御が実現できる、などの優れた効果を奏することができ
る。
ローラネジ機構において、ナットが一回転した際のシャ
フトの軸方向移動量を小さく押さえることができるた
め、シャフトの移動量を低トルクで精密に制御すること
が可能となり、たとえば、本機構をブレーキ装置のアク
チュエータに利用した場合には、精度の高いブレーキ制
御が実現できる、などの優れた効果を奏することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態に係わる、回転−直動変換
機構の断面図である。
機構の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる、回転−直動変換
機構の側面図である。
機構の側面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わるナット、ローラ、
シャフトのかみ合い状態を説明する図である。
シャフトのかみ合い状態を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係わる回転−直動変
換機構の断面図である。
換機構の断面図である。
【図６】従来のローラネジ機構の断面図である。
１ シャフト ２ ローラ ２ａ 歯車 ３ ナット ３ａ 歯車 ４ リテーナ ５ ストップリング
Claims (4)
- 【請求項１】多条の雄ネジを有するシャフト１と多条の
雌ネジを有するナット３の間に前記両ネジに噛み合うネ
ジを持ったローラ２を介在させてなるローラネジ機構に
おいて、ナット３の雌ネジとシャフト１の雄ネジとのネ
ジの方向を逆とするとともに、ローラ２のネジ山の形状
を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異なるネジ有
効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３のネジ有効
径をｄN 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有効径をｄ
R1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、シャフト
のネジ有効径をｄs 、ナット３のネジ条数をＪN 、ロー
ラ２のネジ条数をＪR 、シャフト１のネジ条数をＪS と
した時に以下の条件を満足するように各ネジ条数および
ネジ有効径を設定することを特徴とする回転−直動変換
機構。 即ち、 α＝ｄN ／ｄR1 γ＝ｄR2／ｄR1とした時に ｄS ＝（α−γ−１）ｄR1 ＪS ＝（α−２）・ＪR ＪN ＝α・ＪR を満足すること。 - 【請求項２】請求項１において、ローラ２のネジ山の形
状を二つの直線あるいは曲面を繋ぎあわせた異なるネジ
有効径ｄR1、ｄR2からなる形状とし、ナット３のネジ有
効径をｄN 、ローラネジ山のつけね部側のネジ有効径を
ｄR1、ローラネジ山頂部側のネジ有効径をｄR2、ナット
３のネジ条数をＪN 、ローラ２のネジ条数をＪR 、シャ
フト１のネジ条数をＪS とした時に以下の条件を満足す
るように各ネジ条数およびネジ有効径を設定することを
特徴とする回転−直動変換機構。 即ち、 ｄR1／ＪR ＝ｄN ／ＪN ＝（ｄN −２ｄR1）
／ＪS ｄR2＝γ・ｄR1（但し、γは比例定数） ＪN ＝α・ＪR （ｄN ＝α・ｄR1） とした時に、αとγが以下の式を満足すること。 γ＜（α・ＪR ＋１）／（α・ＪR −１） - 【請求項３】ローラに形成するネジのネジ山は、ローラ
２のネジとナット３の雌ネジとが接触するまでの点の半
径ｄR1／２と、ローラのネジとシャフト側の雄ネジとが
接触するまでの点の半径ｄR2／２とが、ｄR2＞ｄR1とな
るようにしてあることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の回転−直動変換機構。 - 【請求項４】ローラに形成するネジのネジ山は、断面が
略３角形からなる三角ねじで構成され、前記ローラにネ
ジ結合するナットおよびシャフトのネジのネジ山は、断
面が角ネジとして形成され、前記ナットの角ネジの歯幅
をＴN とし、シャフトの角ネジの歯幅をＴS とした時
に、ＴN ＜ＴS であるようにしたことを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の回転−直動変換機構。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321356A JPH10159931A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 回転−直動変換機構 |
| US08/980,945 US5992258A (en) | 1996-12-02 | 1997-12-01 | Rotation/linear motion converting mechanism |
| DE19753445A DE19753445A1 (de) | 1996-12-02 | 1997-12-02 | Mechanismus zum Umwandeln einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321356A JPH10159931A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 回転−直動変換機構 |
| US08/980,945 US5992258A (en) | 1996-12-02 | 1997-12-01 | Rotation/linear motion converting mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10159931A true JPH10159931A (ja) | 1998-06-16 |
Family
ID=26570445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8321356A Pending JPH10159931A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 回転−直動変換機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10159931A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094870A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置 |
| JP2005170064A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Toyota Motor Corp | 車輌用操舵装置 |
| JP2020034044A (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ディスクブレーキ |
| CN114321309A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 李桐谋 | 具有微小导程的滚柱丝杠结构 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP8321356A patent/JPH10159931A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094870A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置 |
| JP2005170064A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Toyota Motor Corp | 車輌用操舵装置 |
| JP2020034044A (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ディスクブレーキ |
| CN114321309A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 李桐谋 | 具有微小导程的滚柱丝杠结构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051228 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060613 |