WO2004094870A1 - 遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、遊星ねじ機構及び差動ねじ原理の両者を利用し、従来に比して正確に回転運動を直線運動に運動変換することである。本発明の回転-直線運動変換装置は、ねじ軸20と、ねじ軸の周りにてねじ軸と螺合する複数個の遊星ねじローラ36と、ねじ軸及び遊星ねじローラを囲繞し遊星ねじローラと螺合するローラナット24とを有し、ねじ軸20及び遊星ねじローラ36は互いに逆方向のねじにて螺合し、遊星ねじローラ36及びローラナット24は互いに同一方向のねじにて螺合し、各ねじのピッチは等しく、ねじ軸20又はローラナット24が回転されても何れもスラスト変位しないねじ軸、遊星ねじローラ、ローラナットの有効ねじ径及び条数の関係に対し、ねじ軸又はローラナットの条数が増減されており、ねじ軸又はローラナットが回転すると遊星ねじローラは滑ることなくねじ軸及びローラナットに対し相対的に回転する。

Description

明 細 書

遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置

技術分野

本発明は、 回転一直線運動変換装置に係り、 更に詳細には回転運動を直線運動に変換する 遊星式差動ねじ型の回転一直線運動変換装置に係る。 背景技術

回転運動を直線運動に変換するねじ式の回転一直線運動変換装置の一つとして、例えば特 開平 1 0— 1 9 6 7 5 6号公報に記載されている如く、 ねじ軸と、 ねじ軸の周りに配設され ねじ軸と螺合する複数個の遊星ねじローラと、ねじ軸及び遊星ねじローラを囲繞し遊星ねじ ローラと螺合するローラナツ トとを有する遊星ねじ式回転一直線運動変換装置が従来より 知られている。

かかるねじ式回転一直線運動変換装置によれば、 ねじ軸及ぴローラナツ 卜の一方が回転さ れると、 遊星ねじローラが回転され、 遊星ねじローラの回転によりねじ軸及びローラナツ ト の他方が直線運動せしめられるので、例えば台形ねじにて互いに螺合するねじ軸及ぴナツ ト を有する回転一直線運動変換装置の場合に比して変換効率を高くすることができ、 またねじ 軸とナッ トとの間にポールが介装されるポールねじ式の回転一直線運動変換装置の場合に 比して耐荷重性を高くすることができると共に、 ねじ軸及びナツ トの一方の一回転当りのね じ軸及ぴナツ トの他方の直線変位量を小さくすることができる。

またねじ軸と遊星ねじローラとローラナツ 卜とを有する装置として、米国特許 2 6 8 3 3 7 9号公報にはベアリング装置が記載されており、米国特許 3 1 7 3 3 0 4号公報には回転 一直線運動変換装置が記載されている。

発明が解決しょうとする課題 . しかし上記特許文献 1に記載された従来のねじ式回転一直線運動変換装置に於いては、遊 星ねじローラ及びローラナツ トは相対的にスラス ト変位しないので、 ローラナツ 卜の一回転 当りのねじ軸の直線変位量を小さくすることができず、 また組立て性が悪いという問題があ る。

また上記特許文献 2に記載されたベアリング装置は本来は回転しながら直線運動を行う ベアリング装置であるが、 回転一直線運動変換装置としても使用可能である。 しかしこのべ ァリング装置を回転—直線運動変換装置として使用する場合には、荷重により動作が変化し、 回転一直線運動のギヤ比 （単位変位入力当りの出力変位） が一定にならないため、 回転角度 と直線変位量とを 1対 1に対応させて正確に回転運動を直線運動に変換することができな いという問題がある。

またねじの螺合部とは別に平歯車の嚙合い部により回転を伝達させる機構が必須であり、 平歯車の嚙合い部がなければベアリング装置が容易にロック状態になってしまうと共に、平 歯車の嚙み合いによる作動音の発生が避けられず、特に高速の回転入力時に大きい作動音が 発生する。

また上記特許文献 3に記載された装置は回転一直線運動変換装置として現在広く一般的 に市販されている装置であるが、遊星ねじローラ及びローラナツ 卜のねじが同一の方向のね じであり且つ遊星ねじローラのねじ条数はローラナツ トのねじ条数に等しい。 そのためロー ラナツ トが回転する際のねじ軸のスラス ト変位は遊星ねじローラがない通常のねじと同様 に発生する。 即ち遊星ねじローラが回転する場合のねじ軸のスラス ト変位は遊星ねじローラ が回転することなく滑る場合のねじ軸のスラス ト変位と同一である。換言すれば上記特許文 献 3に記載された回転一直線運動変換装置に於いては、 ねじの螺合部に於いて滑り と転がり とが同時に発生することが前提となっており、そのため摩擦は滑り摩擦及び転がり摩擦の複 合となり一定にならない。 また上記特許文献 3に記載された装置は単に旧来の回転一直線運 動変換装置である台形ねじをスムーズに作動させるものに過ぎず、 スラス ト変位を小さくす ることができない。

更に最近の工作機械等に於ける高精度な位置決め及び必要耐荷重性の増大により、 回転一 直線運動変換装置は回転運動と直線運動との間の運動変換を非常に正確に行うことができ ると共に、 微動、 即ち微小なスラス ト変位が可能であり且つ耐荷重性能に優れていることが 必要となってきている。

本願発明者は、上記特許文献 1乃至 3に記載の装置に於ける上述の如き問題点及び回転一 直線運動変換装置に対する要求性能に鑑み、上記特許文献 3に記載された装置が有する優れ た耐荷重性能を損なうことなく上記特許文献 1乃至 3に記載の上述の問題を解消すベく、 ね じの螺合により遊星歯車機構による減速及ぴ差動ねじによる減速の両者を達成すぺく鋭意 検討を行った。

一般に、 遊星歯車装置に於ける歯車は、 組付けの問題から、 はす歯歯車ではなく平歯車で ある。 遊星歯車装置の歯車がはす歯歯車である場合には、 各歯車の回転方向の関係から太陽 歯車及ぴ遊星歯車は互いに逆方向のはす歯歯車で同一のねじれ角を持ち、 内歯歯車は遊星歯 車と同一方向のねじれ角を有するはす歯歯車である。

従ってねじの螺合により遊星歯車と同様の減速機構を達成するためには、太陽歯車に対応 するねじ軸、 遊星歯車に対応する遊星ねじローラ、 内歯歯車に対応するローラナツトのねじ のピッチが同一であり且つねじのリード角が互いに等しく、ねじ軸のみが逆方向のねじとな る。

しかしこの遊星ねじの構造に於いては、何れのねじ部材も他のねじ部材に対し相対的にス ラスト変位しないため、 各ねじ部材を組付けることができない。 本願発明者は更にこの点に ついても鋭意検討を行った結果、 ねじ部材のスラス ト変位を可能にして組付けを可能にする ためには、 ねじの螺合を確保しながらねじ軸又はローラナットのリード角を增減させ、 その リード角の增減分によってスラス ト変位を達成すればよいことを見出した。

一般に、 二つのねじ部材が完全に螺合するためにはそれらのねじのピッチが互いに等しく なければならない。 また遊星状のねじ部材の配置構造に於いて、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トのリード角が全て等しくなるためには、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ 卜の有効螺合径 （有効ねじ径） がそれぞれの条数の比に一致しなければならない。 従って何 れのねじ部材もスラス ト変位を起こさない関係とは、 ねじ軸のみが逆ねじであり且つねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナットのねじのピッチが等しく、 それぞれのねじの条数の比が有効 ねじ径の比に等しい関係である。

逆にスラス ト変位をさせるねじ部材 （ねじ軸又はローラナツ ト） のねじ条数を上記スラス ト変位を起こさない関係から整数の条数だけ増減させれば、 そのねじ部材を他のねじ部材に 対し相対的にスラス ト変位させることができる。 かくして増減される条数を本明細書に於い ては 「差動条数」 という。 発明の開示

本発明は、 上述の如く本願発明者により鋭意行われた検討の結果得られた知見に基づき、 ねじ軸と遊星ねじローラとローラナツ 卜とを有する回転一直線運動変換装置に於いて、遊星 ねじ機構 （遊星歯車減速機構） の回転減速及びねじ軸と遊星ねじローラとの間又は遊星ねじ ローラとローラナツ トとの間の差動ねじの原理の両者を利用することにより、優れた耐荷重 性能を確保しつつ、 回転角度と直線変位量とを一対一に対応させると共に従来に比して大き い減速比にて回転運動を直線運動に運動変換することを主要な課題とするものである。 上述の主要な課題は、 本発明によれば、 ねじ軸と、 ねじ軸の周りに配設されねじ軸と螺合 する複数個の遊星ねじローラと、ねじ軸及び遊星ねじローラを囲繞し遊星ねじローラと螺合 するローラナツ トとを有する遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置にして、 ねじ軸及び 遊星ねじローラは互いに逆方向のねじにて螺合し、遊星ねじローラ及びローラナツ トは互い に同一方向のねじにて螺合し、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トのねじのピッチは互 いに等しく、 ねじ軸又は口一ラナッ 卜が回転されてもねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ 卜の何れもスラス ト変位しないねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ 卜の有効ねじ径及び条 数の関係に対し、 ねじ軸又はローラナットの条数が増減されており、 ねじ軸及ぴローラナツ 卜が相対的に回転すると遊星ねじローラは滑ることなくねじ山の嚙み合いによりねじ軸及 びローラナツ 卜に対し相対的に回転することを特徴とする遊星式差動ねじ型回転一直線運 動変換装置 （以下構成 1 という） によって達成される。

この構成によれば、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トは互いに共働して遊星歯車減 速機構と同様の減速機能を果たすと共に、 ねじ軸又はローラナツ トは遊星ねじローラと共働 して差動ねじとしての機能を果たし、 これによりねじ軸とローラナツ 卜との間に於いて回転 角度と直線変位量とを一対一に正確に対応させて回転運動を微小な直線運動に正確に且つ 確実に変換することができ、 またねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トは互いに螺合する ので、上記特許文献 3に記載の装置の場合と同様の優れた耐荷重性能を確保することができ る。

また回転運動エネルギを直線運動ェネルギに変換する効率及び直線運動エネルギを回転 運動エネルギに変換する効率をそれぞれ正効率及び逆効率とすると、従来の回転一直線運動 変換装置に於ける正効率及ぴ逆効率の何れもねじの摩擦に依存し、従ってねじのリード角に 依存する。 これに対し上記構成 1によれば、 後に詳細に説明する如く、 ねじのリード角に依 存することなく正効率を 8 0 %以上の高い値にすることができ、 これにより回転運動を直線 運動に効率的に変換することができると共に、ねじのリ一ド角に依存することなく逆効率を 0にし、 直線運動が回転運動に変換されることを効果的に阻止することができる。

また本発明によれば、 上記構成 1に於いて、 ねじ軸及ぴローラナットのうちの一方の部材 が回転可能に且つスラス ト変位不可能に支持され、 ねじ軸及ぴローラナツ 卜のうちの他方の 部材が回転不可能に且つスラスト変位可能に支持され、他方の部材の条数が増減されている ことが好ましい （以下構成 2という） 。

この構成によれば、 ねじ軸及ぴローラナツトのうちの一方の部材の回転運動を正確にねじ 軸及ぴローラナツ 卜のうちの他方の部材の微小な直線運動に正確に且つ確実に変換するこ とができる。

また本発明によれば、 上記構成 2に於いて、 一方の部材と共働して遊星ねじローラをねじ 軸の軸線周りの所定の位置に保持し遊星ねじ口一ラをそれらの軸線周りに回転可能に支持 するキャリアを有することが好ましい （以下構成 3という） 。

この構成によれば、 キヤリァにより遊星ねじローラをねじ軸の軸線周りの所定の位置に確 実に保持すると共に、遊星ねじローラを確実にそれらの軸線周りに回転可能に支持すること ができる。

また本発明によれば、 上記構成 3に於いて、 キャリアは前記一方の部材によりねじ軸及ぴ ローラナツ 卜に対し相対的に回転可能に且つ前記一方の部材に対し相対的にスラス ト変位 不可能に支持されていることが好ましい （以下構成 4という） 。

この構成によれば、遊星ねじローラがローラナツ 卜に対し相対的にスラスト変位すること を確実に阻止しつつ遊星ねじローラを確実にねじ軸及ぴローラナツ 卜に対し相対的に回転 させ公転させることができる。

また本発明によれば、 上記構成 1に於いて、 遊星ねじ口一ラがねじ山の嚙み合いによりね じ軸及ぴローラナツ 卜に対し相対的に回転する際の摩擦損失は、遊星ねじローラがねじ軸若 しくはローラナツトに対し相対的に回転することなくねじ軸若しくはローラナッ トに対し 相対的に滑る際の摩擦損失よりも小さいことが好ましい （以下構成 5という） 。

この構成によれば、 ねじ軸及ぴローラナツ トが相対的に回転すると遊星ねじローラが滑る ことなくねじ山の嚙み合いによりねじ軸及ぴ口一ラナッ トに対し相対的に回転する状況を 確実に確保することができる。

また本発明によれば、 上記構成 1乃至 5の何れかに於いて、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 口 ーラナツ トはそれぞれ対応する軸線の周りに螺旋状に延在するねじを有し、各ねじのねじ山 はそれぞれ対応する軸線に沿う断面で見て左右対称であることが好ましい （以下構成 6とい 5 )

この構成によれば、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トは互いに共働して確実に遊星 歯車減速機構と同様の減速機能を果たすと共に、 ねじ軸又はローラナツ トは遊星ねじローラ と共働して確実に差動ねじとしての機能を果たすことができる。 また本発明によれば、 上記構成 4に於いて、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トの嚙 み合い部へ異物が侵入することを防止する異物侵入防止部材を有し、異物侵入防止部材はね じ軸及びローラナツ トに対し相対的に回転可能に且つ前記一方の部材に対し相対的にスラ ス ト変位不可能に支持されていることが好ましレ、 (以下構成 7という） 。

この構成によれば、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トの嚙み合い部へ異物が侵入す ることを効果的に防止して異物の侵入に起因する運動変換装置の作動不良を効果的に防止 することができると共に、 異物侵入防止部材がねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トの回 転を阻害することを確実に防止することができる。

また本発明によれば、 上記構成 7に於いて、 異物侵入防止部材は前記他方の部材のねじに 係合するねじ形断面の係合面を有し、前記他方の部材のねじに沿つて該他方の部材に対し相 対的に回転しつつ相対的にスラスト変位することが好ましい （以下構成 8という） 。

この構成によれば、 異物侵入防止部材がねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ 卜の回転を 阻害することを確実に防止しつつ、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナットの嚙み合い部へ 異物が侵入することを確実に防止することができる。

また本発明によれば、 上記構成 7又は 8に於いて、 異物侵入防止部材はキャリアにより支 持されていることが好ましい （以下構成 9という） 。

この構成によれば、異物侵入防止部材を確実に一方の部材に対し相対的に回転可能に且つ 相対的にスラスト変位不可能に支持することができる。

また本癸明によれば、 上記構成 1乃至 9の何れかに於いて、 遊星ねじローラの個数は、 ね じ軸及ぴローラナツ トの合計の条数を正の整数にて除算した値であることが好ましい （以下 構成 1 0という） 。

この構成によれば、 ねじ軸とローラナツ トとの間にこれらに螺合する複数個の遊星ねじ口 ーラを確実に配置することができる。

また本発明によれば、 上記構成 3又は 4に於いて、 キャリアは含油金属にて形成されてい ることが好ましい （以下構成 1 1 という） 。

この構成によれば、 遊星ねじローラをそれらの軸線周りに滑らかに回転可能に支持し、 そ の良好な支持状態を長期間に亘り維持することができる。

また本発明によれば、 上記構成 3又は 4に於いて、 キャリアは円板状をなし、 制振鋼板に て形成されていることが好ましい （以下構成 1 2という） 。

この構成によれば、遊星ねじローラの回転振動を減衰させて運動変換装置の作動時の静粛 性を確実に向上させることができる。

また本発明によれば、 上記構成 9に於いて、 キャリア及び異物侵入防止部材は遊星ねじ口 ーラの軸線方向両側に設けられていることが好ましい （以下構成 1 3という） 。

この構成によれば、 遊星ねじローラをねじ軸の軸線周りの所定の位置に確実に保持し、 遊 星ねじ口一ラを確実にそれらの軸線周りに回転可能に支持することができると共に、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツトの嚙み合い部へ異物が侵入することを確実に防止することが できる。

また本発明によれば、 上記構成 1乃至 1 2の何れかに於いて、 請求項 1乃至 1 2の何れか に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の構造を有する第一及び第二の運動変 換ュニッ トを有し、 第一の運動変換ュ-ッ 卜のねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ トのね じ及ぴ第二の運動変換ュニッ 卜のねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツトのねじはそれぞれ 互いに逆方向であり、第一及び第二の運動変換ュ-ッ 卜のねじ軸は互いに整合して一体的に 連結され、 前記第一及ぴ第二の運動変換ュニッ 卜の前記ローラナツ 卜は互いに整合して一体 的に連結され、第一及ぴ第二の運動変換ュ-ットの遊星ねじローラはねじ軸の軸線に沿って 互いに隔置されていることが好ましい （以下構成 1 3という） 。

上記構成 1乃至 1 2の何れかの遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置に於いては、 ね じ軸と遊星ねじローラとが逆ねじの関係をなすので、 ねじ軸と遊星ねじローラとの間の螺合 部がスラス ト方向に滑ると、遊星ねじローラが本来の公転方向とは逆方向へ公転しようとし、 そのためローラナツ 卜に本来の回転方向と逆方向の回転の力が作用する。 これに対し上記構 成 1 4によれば、 ローラナツトに本来の回転方向と逆方向に作用する回転の力が第一及び第 二の運動変換ュニッ 卜のローラナツトの間に於いて相殺されるので、 ねじ軸と遊星ねじロー ラとの間のスラス ト方向の滑りを確実に機械的に阻止することができる。

また本発明によれば、 上記構成 1 4に於いて、 異物侵入防止部材は第一及び第二の運動変 換ュニッ トの遊星ねじローラの互いに離れた側の端部に近接して設けられていることが好 ましい （以下構成 1 5という） 。

この構成によれば、第一及び第二の運動変換ュニッ 卜の遊星ねじローラの互いに近接する 側の端部に異物侵入防止部材を設ける必要がないと共に、運動変換装置の何れの端部からも 異物が侵入することを確実に防止することができる。

また本発明によれば、 上記構成 1に於いて、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トの有 効ねじ径をそれぞれ D s、 D p、 D n とし、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナッ トの条数を それぞれ N s、 Np、 Nnとすると、 ねじ軸又はローラナツ トが回転されてもねじ軸、 遊星ね じローラ、 ローラナッ トの何れもスラスト変位しないねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ トの有効ねじ径及び条数の関係は N s ： Np： Nn= D s： Dp： Dnが成立する関係であり、 ねじ軸の条数 Ns又はローラナツ 卜の条数 Nnがこの関係を満たす値に対し 1多い数又は 1 少ない数に設定されていることが好ましい （以下構成 1 6という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2に於いて、 口一ラナッ トが回転可能に且つスラス ト変位 不可能に支持され、 ねじ軸が回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、 ねじ軸の条数 が増減されていることが好ましい （以下構成 1 7という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2に於いて、 ねじ軸が回転可能に且つスラス ト変位不可能 に支持され、 ローラナッ トが回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、 ローラナッ ト の条数が増減されていることが好ましい （以下構成 1 8という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2に於いて、 前記他方の部材にスラス 卜変位方向の力が与 えられても、 前記一方の部材が回転しないことが好ましい （以下構成 1 9という） 。

また本発明によれば、 上記構成 4に於いて、 キャリアはローラナットによりねじ軸及ぴロ ーラナツ トに対し相対的に回転可能に且つローラナツ トに対し相対的にスラス ト変位不可 能に支持されていることが好ましい （以下構成 2 0という） 。

また本発明によれば、 上記構成 4に於いて、 キャリアはねじ軸によりねじ軸及びローラナ ッ トに対し相対的に回転可能に且つねじ軸に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持され ていることが好ましい （以下構成 2 1 という） 。

また本発明によれば、 上記構成 7に於いて、 異物侵入防止部材はゴム状弹性材にて形成さ れていることが好ましい （以下構成 2 2という） 。

また本発明によれば、 上記構成 7に於いて、 異物侵入防止部材はねじ軸及ぴ口一ラナッ 卜 に対し相対的に回転可能に且つローラナツ トに対し相対的にスラス ト変位不可能に支持さ れていることが好ましい （以下構成 2 3という） 。

また本発明によれば、 上記構成 7に於いて、 異物侵入防止部材はねじ軸及ぴローラナツ 卜 に対し相対的に回転可能に且つねじ軸に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持されてい ることが好ましい （以下構成 2 4という） 。

また本発明によれば、 上記構成 8に於いて、 異物侵入防止部材の係合面は前記他方の部材 のねじに対し弾性的に付勢されていることが好ましい （以下構成 2 5という） 。

また本発明によれば、 上記構成 9に於いて、 異物侵入防止部材は取り外し可能にキャリア に取り付けられていることが好ましい （以下構成 2 6という） 。

また本発明によれば、 上記構成 1 0に於いて、 異物侵入防止部材はキャリアに対し遊星ね じローラとは反対の側に位置することが好ましい （以下構成 2 7という） 。

また本発明によれば、 上記構成 1乃至 2 7の何れかに於いて、 遊星ねじローラ及びローラ ナツ トは同一方向のねじに加えて、遊星ねじローラに設けられた外歯車とローラナツ トに設 けられ外歯車と嚙合する内歯車とよりなる歯車構造により相互に回転を伝達することが好 ましい （以下構成 2 8という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8に於いて、 外歯車の軸線は遊星ねじローラの軸線に整 合し、外歯車の基準ピッチ円の直径は遊星ねじローラのねじの基準ピッチ円の直径と等しい ことが好ましい （以下構成 2 9という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8又は 2 9に於いて、 外歯車及び内歯車の歯数比は外歯 車及ぴ内歯車の有効ねじ径の比と等しいことが好ましい （以下構成 3 0という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8乃至 3 0の何れかに於いて、 外歯車及び内歯車の歯数 比は外歯車及び内歯車の条数の比と等しいことが好ましい （以下構成 3 1 という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8乃至 3 1の何れかに於いて、 外歯車は遊星ねじ口一ラ の少なく とも一端部に一体に形成され、 内歯車はローラナツ 卜に固定されていることが好ま しい （以下構成 3 2という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8乃至 3 2の何れかに於いて、 外歯車は遊星ねじローラ の両端部に設けられ、 二つの外歯車の歯形は互いに他に対し 0 ° よりも大きく 3 6 0 ° より も小さい位相差を有することが好ましい （以下構成 3 3という） 。

また本発明によれば、 上記構成 3 3に於いて、 位相差は 9 0 ° よりも大きく 2 7 0 ° より も小さいことが好ましい （以下構成 3 4という） 。

また本発明によれば、上記構成 3 4に於いて、位相差は 1 8 0。 であることが好ましい（以 下構成 3 5という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8乃至 3 5の何れかに於いて、 外歯車の歯は遊星ねじ口 ーラのねじの一部を郭定していることが好ましい （以下構成 3 6という） 。

また本発明によれば、 上記構成 2 8乃至 3 5の何れかに於いて、 外歯車は遊星ねじ口一ラ の少なく とも一端部に設けられ、 内歯車の歯はローラナツ トにより外歯車の歯の間にて少な く ともローラナツ トの軸線に平行な軸線の周りに自転可能に支持され且つ外歯車の歯と係 合する複数個の回転体により郭定されていることが好ましい （以下構成 3 7という） 。 また本発明によれば、 上記構成 1乃至 3 7の何れかに於いて、 ねじ軸及ぴ遊星ねじローラ のねじのねじ山形状は、 ねじ軸の軸線を通る断面で見て共通の圧力角の部位を有することが 好ましい （以下構成 3 8という） 。

また本発明によれば、 上記構成 3 8に於いて、 ねじ軸及ぴ遊星ねじローラのねじは、 ねじ 軸及ぴ遊星ねじローラのねじのピッチ、有効ねじ径、条数に基づき平均ねじれ角が演算され、 平均ねじれ角に基づき平均圧力角が演算され、平均圧力角及ぴねじれ角に基づき演算された ねじ山角度を有することが好ましい （以下構成 3 9という） 。

また本発明によれば、 上記構成 3 9に於いて、 ねじ軸の差動条数は正の値であり、 ローラ ナツ 卜のねじは台形のねじ山を有し、遊星ねじローラの歯先のねじ山角度及ぴねじ軸の歯元 のねじ山角度はローラナツトのねじ山角度と同一であり、遊星ねじローラの歯元のねじ山角 度及ぴねじ軸の歯先のねじ山角度はそれらの平均の角度が.ローラナツ 卜のねじ山角度と同 一であることが好ましい （以下構成 4 0という） 。

また本発明によれば、 上記構成 3 9に於いて、 ねじ軸の差動条数は負の値であり、 ローラ ナツ 卜のねじは台形のねじ山を有し、遊星ねじローラのねじ山角度及ぴねじ軸の歯先のねじ 山角度はローラナツ 卜のねじ山角度と同一であり、 ねじ軸の歯元のねじ山角度は平均圧力角 及びねじれ角に基づき演算される二つのねじ山角度のうちの小さい方の値であることが好 ましい （以下構成 4 1 という） 。

また本発明によれば、 上記構成 1乃至 4 1の何れかに於いて、 遊星ねじローラの両端の端 面は軸線に整合する穴を有し、 キャリアは複数の突起を有し、 突起が穴に嵌入することによ り遊星ねじローラを軸線の周りに回転可能に支持していることが好ましい （以下構成 4 2と レヽう〉 。

また本発明によれば、 上記構成 4 2に於いて、 穴及び突起はテーパ状をなしていることが 好ましい （以下構成 4 3という） 。

また本発明によれば、 上記構成 4 2又は 4 3に於いて、 キャリアは遊星ねじローラの端部 の側面を部分的に包囲して支持する側面支持部を有することが好ましい （以下構成 4 4とい う)

また本発明によれば、 上記構成 4 2乃至 4 4の何れかに於いて、 キャリアは含油金属にて 形成されていることが好ましい （以下構成 4 5という） 。

また本発明によれば、上記構成 1乃至 4 1の何れかの遊星式差動ねじ型回転一直線運動変 換装置の組立て方法として、複数個の遊星ねじローラを保持治具により互いに他に対し所定 の位置関係にて自転可能に支持し、保持治具を回転させながら複数個の遊星ねじローラと共 にローラナツ 卜内に挿入することが好ましい （以下方法 1 という） 。

また本発明によれば、 上記構成 3 2の遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置の組立て 方法として、複数個の遊星ねじローラを保持治具により互いに他に対し所定の位置関係にて 自転可能に支持し、保持治具を回転させながら複数個の遊星ねじローラと共にローラナツ 卜 内に挿入し、 しかる後内歯車を外歯車と嚙合せた状態で内歯車をローラナツ 卜に固定するこ とが好ましい (以下方法 2という） 。

また本発明によれば、 上記方法 1又は 2の組立て方法に於いて、 保持治具は複数個の遊星 ねじローラの一端を回転可能に支持する第一の支持部と、複数個の遊星ねじローラの他端を 回転可能に支持する第二の支持部と、第一及び第二の支持部を一体的に連結する連結部とを 有することが好ましい （以下方法 3という） 。

また本発明によれば、 上記方法 3の組立て方法に於いて、 保持治具は上記構成 3 3の遊星 式差動ねじ型回転—直線運動変換装置の組立てに使用され、複数個の遊星ねじローラの前記 一端及ぴ前記他端は互いに異なる外径の第一及ぴ第二の軸部を有し、第一及ぴ第二の支持部 はそれぞれ第一及び第二の軸部の直径に対応する内径の孔を有することが好ましい （以下方 法 4という） 。

また本発明によれば、 上記方法 1乃至 4の何れかの組立て方法に於いて、 保持治具は遊星 式差動ねじ型回転—直線運動変換装置の組立てが完了すると、前記一方の部材と共働して遊 星ねじローラをねじ軸の軸線周りの所定の位置に保持し遊星ねじローラをそれらの軸線周 りに回転可能にま持するキャリアとして機能することが好ましい （以下方法 5という） 。 また本発明によれば、 上記方法 1乃至 5の何れかの組立て方法に於いて、 保持治具は樹脂 にて形成されていることが好ましい （以下方法 6という） 。 図面の簡単な説明

図 1はローラナツ トの回転運動をねじ軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第一の実施例を示す縦断面図である。 図 2はねじ軸が除去された状態にて第一の実施例の要部を示す平断面図である。

図 3は第一の実施例の右側面 （右半分） 及び軸線に垂直な縦断面 （左半分） を示す図であ る。

図 4は第一の実施例の左側面である。 図 5はねじ軸の雄ねじをねじ軸の軸線に平行な断面にて示す拡大部分断面図である。 図 6は第一の実施例の作動原理を示す解図的説明図であり、 特に （A) は図 1の右側より 回転一直線運動変換装置を見た場合のねじ軸、 ローラナッ ト、 遊星ねじローラ、 キャリアの 回転方向を示し、 （B ) は図 1の右側上方より回転一直線運動変換装置を見た場合について キヤリァを固定してねじ軸、 ローラナツ ト、 遊星ねじローラのスラス 卜移動方向を示してい る。

図 7はローラナツ トの回転運動をねじ軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第二の実施例を示す縦断面である。 図 8は第一の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一直 線運動変換装置の第三の実施例を示す縦断面である。

図 9はねじ軸の回転運動をローラナツ 卜の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第四の実施例を示す縦断面である。 図 1 0はねじ軸の回転運動とローラナツ トの直線運動との間にて運動変換を行うよう構 成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第五の実施例を示す縦 断面である。

図 1 1はねじ軸の回転運動をローラナツ 卜の直線運動に運動変換するよう構成された本 発明による遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置の第六の実施例を示しており、 特に (A) は軸線を通る縦断面であり、 （B ) は （A) の線 B— Bに沿うねじ軸が除去された状 態にて第六の実施例を （A) の線 B— Bに沿って切断した断面を示す断面図である。

図 1 2は図 1 1に示された遊星ねじローラの拡大正面図 （A) 、 拡大左側面図 （B ) 、 拡 大右側面図 （C ) である。

図 1 3は図 1 1に示されたキャリアの正面図 （A) 、 左側面図 （B ) 、 右側面図 （C ) で める。

図 1 4は図 1 1に示された各ねじの軸線に沿う拡大部分断面図であり、 （A) は口一ラナ ットの雌ねじを示し、 （B ) は遊星ねじローラの雄ねじを示し、 （C ) はねじ軸の雄ねじを 示している。

図 1 5はねじ軸の差動条数 Nsが + 1である場合について、 ローラナツ 卜の雌ねじと遊星 ねじローラの雄ねじとの嚙合状態 （A) 、 及ぴ遊星ねじローラの雄ねじとねじ軸の雄ねじと の嚙合状態 （B ) を示す断面図である。

図 1 6は第六の実施例による運動変換装置の長手方向中央部の軸線に垂直な断面を示す 拡大縦断面図である。

図 1 7はねじ軸の差動条数 Nsがー 1である場合について、 各ねじの軸線に沿う拡大部分 断面図であり、 （A) はローラナッ トの雌ねじを示し、 （B ) は遊星ねじ口一ラの雄ねじを 示し、 （C ) はねじ軸の雄ねじを示している。

図 1 8はねじ軸の差動条数 Nsが一 1である場合について、 ローラナツ トの雌ねじと遊星 ねじローラの雄ねじとの嚙合状態 （A) 、 及ぴ遊星ねじローラの雄ねじとねじ軸の雄ねじと の嚙合状態 （B ) を示す断面図である。

図 1 9は遊星ねじローラを支持する状態にてキヤリアを示す正面図である。

図 2 0は遊星ねじローラがローラナツト所定の位置まで挿入され、 二つの平歯車がそれぞ れ対応する内歯車に嚙み合うようローラナツ ト内に挿入され圧入により固定された状態を 示す断面図である。

図 2 1は第六の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一 直線運動変換装置の第七の実施例を示す図 1 1 ( B ) と同様の縦縦断面である。

図 2 2は第六の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一 直線運動変換装置の第八の実施例を示す部分縦縦断面 （A) 、 部分左側面図 （B ) 、 部分平 面図 （C ) である。 発明を実施するための最良の形態

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。 第一の実施例

図 1はローラナツ 卜の回転運動をねじ軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第一の実施例を示す縦断面図、 図 2は ねじ軸が除去された状態にて第一の実施例の要部を示す平断面図、 図 3は第一の実施例の右 側面 （右半分） 及び軸線に垂直な縦断面 （左半分） を示す図、 図 4は第一の実施例の左側面 である。

これらの図に於いて、 1 0は遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置を全体的に示して おり、回転一直線運動変換装置 1 0は二つの支柱 1 2及び 1 4を介して台座 1 6により支持 されている。 回転一直線運動変換装置 1 0は軸線 1 8に沿って延在するねじ軸 2 0を含み、 ねじ軸 2 0は雄ねじ 2 2を有するねじ部 2 O Aと該ねじ部 2 0 Aと一体をなす回転阻止軸 部 2 0 Bとよりなっている。 ねじ部 2 O Aは軸線 1 8に沿って延在する実質的に円筒形のローラナツ ト 2 4に揷通さ れ、 ローラナツ ト 2 4よりも大きい軸線方向の長さを有している。 回転阻止軸部 2 0 Bは角 部が面取りされた正方形の断面形状を有し、支柱 1 2に設けられ対応する断面形状の貫通孔 1 2 Aに揷通され、 これにより軸線 1 8に沿ってスラス ト変位可能に且つ軸線 1 8の周りに 回転不可能に支柱 1 2によって支持されている。

ローラナツ ト 2 4は内周面に雌ねじ 2 6を有し、支柱 1 4に設けられた貫通孔 1 4 Aに揷 通され、支柱 1 4によりボールベアリング 2 8を介して軸線 1 8の周りに回転可能に支持さ れている。 ポールベアリング 2 8のァウタレース及びィンナレースはそれぞれ Cリング 3 0 及び 3 2により支柱 1 4及びローラナツ ト 2 4の一端の外周部に固定されている。

ねじ軸 2 0とローラナッ ト 2 4との間には雄ねじ 3 4を有する複数個の遊星ねじローラ 3 6が配置されており、各遊星ねじローラ 3 6は軸線 1 8に平行な軸線 3 8に沿って延在し、 ローラナツ ト 2 4よりも短い長さを有している。 図示の実施例に於いては、 遊星ねじローラ 3 6は 9個設けられ、 軸線 1 8の周りに等間隔に互いに周方向に隔置されている。 各遊星ね じローラ 3 6は両端に円柱状のシャフ ト部 3 6 A及ぴ 3 6 Bを有し、 シャフ ト部 3 6 A及び 3 6 Bはそれぞれねじ軸 2 0を囲繞する環状のキヤリア 4 0及び 4 2により軸線 3 8の周 りに自転可能に且つ軸線 1 8の周りに公転可能に且つ口一ラナッ ト 2 4に対し相対的にス ラス ト変位不可能に支持されている。

キャリア 4 0及ぴ 4 2はねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2よりも大きい内径及ぴローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6よりも小さい外径を有し、 ねじ軸 2 0及びローラナツ ト 2 4に対し相対的に 軸線 1 8の周りに自由に回転可能である。 またキヤリア 4 0及ぴ 4 2は例えば含油金属の如 き摩擦係数が低い材料にて形成され、 それぞれ Cリング 4 4及び 4 6によってローラナツ ト 2 4に固定されたス トッパリング 4 8及び 5 0により軸線方向外方へ移動しないよう支持 されている。

キャリア 4 0及び 4 2はそれぞれ軸線方向外方へ延在するス リーブ部を有し、 ス リーブ部 の外周面には実質的に半円状の断面形状を有し周方向に延在する環状の突起 5 2及ぴ 5 4 が設けられている。 キャリア 4 0及ぴ 4 2のスリーブ部の周りには樹脂やゴムの如き弾性を 有するゴム状弹性材にて形成された異物侵入防止部材 5 6及び 5 8が嵌合し、異物侵入防止 部材 5 6及び 5 8はその凹部に突起 5 2及ぴ 5 4が嵌合することによってキヤリア 4 0及 ぴ 4 2により取り外し可能に、 即ち交換可能に支持されている。 異物侵入防止部材 5 6及び

5 8はそれぞれキヤリア 4 0及ぴ 4 2よりも軸線方向外方へ延在するスリーブ部を有し、各 スリーブ部はねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2に対し弹性的に付勢された状態にてこれに係合し螺 合する雌ねじ 6 0及び 6 2を有している。

ローラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6及び遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4は同一方向のねじ であるのに対し、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4は互いに逆 方向のねじである。 各遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4はねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及びロー ラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6に螺合している。特にローラナツ ト 2 4がねじ軸 2 0に対し相対 的に軸線 1 8の周りに回転すると、遊星ねじローラ 3 6は滑ることなくねじ山の嚙み合いに よりねじ軸 2 0及びローラナツ ト 2 4に対し相対的に回転する。

尚「遊星ねじローラ 3 6が滑ることなくねじ山の嚙み合いによりねじ軸 2 0及びローラナ ッ ト 2 4に対し相対的に回転する」 ことは、 「遊星ねじローラ 3 6がねじ山の嚙み合いによ りねじ軸 2 0及びローラナッ ト 2 4に対し相対的に回転する際の摩擦損失」 1 「遊星ねじ ローラ 3 6がねじ軸 2 0若しくはローラナッ ト 2 4に対し相対的に回転することなくねじ 軸 2 0若しくはローラナツ ト 2 4に対し相対的に滑る際の摩擦損失」 よりも小さくなるよう、 各ねじの間の摩擦係数等との関係にて各ねじのピッチ角等が最適に設定されることにより 達成される。 ' 図 5はねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2を軸線 1 8に平行な断面にて示す拡大部分断面図である。 尚図 5に於いて、 二点鎖線 2 2 Aは有効ねじ径の位置を示している。 図 5に示されている如 く、雄ねじ 2 2は 9 0度の挾角をなし先端が丸みを帯びた実質的に二等辺三角形のねじ山形 状を有し、 軸線 1 8の周りに螺旋状に延在している。 また雄ねじ 2 2のねじ山はねじの延在 方向に垂直な断面で見て左右対称であるのではなく、軸線 1 8に沿う断面で見て左右対称で あるよう形成されている。 更に各ねじ山の斜面は軸線 1 8に沿う断面で見て半径 R sの円弧 状をなし、有効ねじ径の位置 2 2 Aに於ける各ねじ山の斜面の軸線 1 8に対する傾斜角は 4 5度である。

またローラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4もねじ軸 2 0 の雄ねじ 2 2と同様に形成されており、従ってねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2と遊星ねじローラ 3

6の雄ねじ 3 4及び遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4とローラナット 2 4の雌ねじ 2 6は、 それらの回転方向及ぴ回転角度の大小に拘らず常にそれぞれ有効ねじ径の径方向位置であ つて軸線方向に互いにねじピッチ分隔置された複数の位置に於いて互いに実質的に点接触 する状況を維持する。 尚異物侵入防止部材 5 6及ぴ 5 8の雌ねじ 6 0及ぴ 6 2はねじ軸 2 0 の雄ねじ 2 2に実質的に密着する断面形状を有している。 またねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2、 ローラナット 2 4の雌ねじ 2 6、 遊星ねじローラ 3 6の雄 ねじ 3 4は互いに同一のピッチを有する多条ねじであるが、 ローラナッ ト 2 4が回転されて もねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4の何れもスラス 卜変位しないねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ 卜 2 4の有効ねじ径及ぴ条数の関係に対し、 ねじ軸

2 0の条数が 1増減された条数に設定される。 即ちねじ軸 2 0の差動条数が + 1又は一 1に 設定される。

即ち、ねじ軸 2 0、遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の有効ねじ径をそれぞれ D s、 D p、 D nとし、ねじ軸 2 0、遊星ねじローラ 3 6、 口一ラナッ ト 2 4の条数をそれぞれ N s、 Np、 Nilとすると、 ローラナッ ト 2 4が回転されてもねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 口 —ラナツト 2 4の何れもスラスト変位しないねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ 卜 2 4の有効ねじ径及ぴ条数の関係とは N s： Np： N n= D s： D p： D nが成立する関係であ り、ねじ軸 2◦の条数 Nsがこの関係を満たす値に対し 1多い数又は 1少ない数に設定され、 図示の第一の実施例に於いては、 ねじ軸 2 0の差動条数が一 1に設定されている。

以上の説明より解る如く、 ねじ軸 2 0、 ローラナツ 卜 2 4、 遊星ねじ口一ラ 3 6、 キヤリ ァ 4 0及び 4 2は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機構を構成すると共に、 ね じ軸 2 0の差動条数によりローラナッ ト 2 4及び遊星ねじローラ 3 6に対し相対的にねじ 軸 2 0を軸線 1 8に沿ってスラスト変位させる差動ねじ機構を構成している。

図 6は第一の実施例の作動原理を示す解図的説明図であり、 特に図 6 ( A) は図 1の右側 より回転—直線運動変換装置 1 0を見た場合のねじ軸 2 0、 ローラナッ ト 2 4、 遊星ねじ口 ーラ 3 6、 キャリア 4 0及び 4 2の回転方向を示し、 図 6 ( B ) は図 1の右側上方より回転 —直線運動変換装置 1 0を見た場合についてキヤリア 4 0及び 4 2を固定してねじ軸 2 0、 ローラナット 2 4、 遊星ねじローラ 3 6のスラス ト移動方向を示している。

図 6 ( A) に示されている如く、 ねじ軸 2 0は回転しないので、 ローラナッ ト 2 4が軸線 1 8の周りに時計廻り方向へ回転されると、各遊星ねじローラ 3 6はそれぞれ対応する軸線

3 8の周りに時計廻り方向へ自転しつつねじ軸 2 0の周りに時計廻り方向へ公転し、 キヤリ ァ 4 0及び 4 2は軸線 1 8の周りに時計廻り方向へ回転する。

図 6 ( B ) に示されている如く、 右ねじを有する一つの遊星ねじローラ 3 6についてキヤ リア 4 0及ぴ 4 2を固定して考えると、遊星ねじローラ 3 6はその軸線 3 8の周りに時計廻 り方向へ回転することにより右ねじの締め込み方向ヘスラスト変位しょうとし、 これに螺合 する左ねじのねじ軸 2 0は軸線 1 8の周りに反時計廻り方向へ回転することにより手前側 ヘスラス ト変位しようとする。

この場合遊星ねじ口 ^~ラ 3 6はキャリア 4 0及び 4 2によりスラス ト変位が阻止される ので、ねじ軸 2 0は軸線 1 8の周りに反時計廻り方向へ回転することにより遊星ねじローラ 3 6に対し相対的にスラス ト変位する。 従ってローラナッ ト 2 4が軸線 1 8の周りに時計廻 り方向へ回転されると、 ねじ軸 2 0はその差動条数が一 1であるので手前側ヘスラス ト変位 し、 ローラナツト 2 4が軸線 1 8の周りに反時計廻り方向へ回転されると、 ねじ軸 2 0は向 こう側ヘスラス ト変位する。

尚ねじ軸 2 0の差動条数が + 1である場合には、 ねじ軸 2 0は上述の場合とは逆方向へ移 動する。 またローラナツ ト 2 4の差動条数が + 1の場合に於いて、 ローラナツ ト 2 4が軸線 1 8の周りに時計廻り方向へ回転されると、 ねじ軸 2 0は手前側ヘスラス ト変位し、 ローラ ナツ ト 2 4が軸線 1 8の周りに反時計廻り方向へ回転されると、 ねじ軸 2 0は向こう側ヘス ラス ト変位し、 ローラナツ ト 2 4の差動条数が一 1である場合にはねじ軸 2 0は逆方向ヘス ラス ト変位する。

遊星ねじ口一ラ 3 6に対するねじ軸 2 0の相対的スラス ト変位量の大きさは遊星ねじ口 ーラ 3 6の 1公転当り 1条分、 即ちねじのピッチ Pであり、 ローラナッ ト 2 4の 1回転当り の公転数は 「ローラナツ ト 2 4の有効ねじ径 D n」 を 「ねじ軸 2 0の有効ねじ径 D s とローラ ナッ ト 2 4の有効ねじ径 D n との和」 にて除算した値であるので、 ローラナッ ト 2 4の 1回 転当りのねじ軸 2 0のスラス ト変位量の大きさ L sは下記の式 1にて表される。

L s= P · Dn/ ( D s + D n) …… （1 )

例えば図示の第一の実施例に於いて、 ピッチ Pが l mniであり、遊星ねじローラ 3 6の雄ね じ 3 4が 4条 （N"p= 4 ) の右ねじであり、 その有効ねじ径が 7瞧であり、 ローラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6の有効ねじ径 Dnが遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の 4 . 5倍の 3 1 . 5 mmであり、 その右ねじの条数 Nnが遊星ねじローラ 3 6及び遊星ねじローラ 3 6が相対的に スラスト変位しない条件 4 . 5 X 4の 1 8条であるとすると、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の有 効ねじ径 D sは、 遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の 2 . 5倍の 1 7 . 5 mraであり、 その左 ねじの条数 Nsはねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじローラ 3 6が相対的にスラス ト変位しない条件の 条数より 1少ない条数、 即ち 1条の 2 . 5 X 4倍より 1少ない 9条であるとすると、 ローラ ナツ 卜 2 4の 1回転当りのねじ軸 2 0のスラス ト変位量の大きさ L sは上記式 1より 1 7 . 5 / 4 9 mmである。

尚図示の第一の実施例に於ける遊星ねじローラ 3 6の個数は上述の如く 9個であるが、 こ れは上記具体例に於いてねじ軸 2 0及ぴローラナツ ト 2 4の合計の条数 2 7を正の整数 3 にて除算した値であり、遊星ねじローラ 3 6の個数がねじ軸 2 0及びローラナツ 卜 2 4の合 計の条数を正の整数にて除算した値 （正の整数） である場合に遊星ねじローラ 3 6を軸線 1 8の周りに等間隔にて互いに周方向に隔置された状態に配置することができる。

かく して図示の第一の実施例によれば、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 口一ラナッ ト 2 4は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機能を果たすと共に、 ねじ軸 2 0及ぴ 遊星ねじローラ 3 6は亙いに共働して差動ねじとしての機能を果たし、 またねじ軸 2 0が回 転不可能に且つスラスト変位可能に支持され、 ローラナッ ト 2 4が回転可能に且つスラス ト 変位不可能に支持されているので、 回転角度と直線変位量とを一対一に正確に対応させて口 ーラナツ ト 2 4の回転運動を正確にねじ軸 2 0の微小な直線運動に正確に変換することが できる。

この点に関し、第一の実施例の装置と上記特許文献 3に記載の装置との差異を具体的に説 明すべく、 ねじのピッチが 1瞧であり、 ねじ軸、 遊星ねじローラ、 ローラナツ 卜の有効ねじ 径がそれぞれ 2 0瞧、 5 mm, 3 0 mmである場合について、 両者のスラス ト変位量の差異を説 明する。

上記特許文献 3に記載の装置の場合には、遊星ねじローラは通常ピッチが 1醒の 1条ねじ であり、 口一ラナッ 卜のねじは条数 6の同一方向のねじの雄ねじであり、 ねじ軸のねじは同 一方向の雄ねじで 6条のねじである。 この場合ローラナツ 卜が 1回転する際のねじ軸のスラ ス ト変位は 6 mmとなり、 遊星ねじローラが回転するか否かに拘らず同一である。

これに対し第一の実施例の場合には、遊星ねじローラ 3 6及ぴローラナツ ト 2 4のねじは 上記の場合と同一であるが、 ねじ軸 2 0のねじは遊星ねじローラのねじとは逆方向であり、 そのねじ条数は遊星ねじローラ 3 6 との有効ねじ径の比である 4に 1を加えた 5条である とする。 即ちねじ軸 2 0は 4条ねじである場合にはスラス ト変位を起こさないが、 差動条数 を 1に設定することによりねじ軸 2 0と遊星ねじローラ 3 6のリード角に差が生じ、 ねじ軸 2 0がスラス ト変位を発生する。 このスラス ト変位量は上述の如くねじ軸 2 0の周りを遊星 ねじローラ 3 6が 1周公転する場合の差動条数分のねじピッチ （差動条数 Xねじピッチ） で ある。

従ってローラナッ ト 2 4が 1回転する際に遊星ねじローラ 3 6はねじ軸 2 0の周りを 0 . 6回転の公転運動を行い、 その公転運動によってねじ軸 2 0と遊星ねじローラ 3 6との間に は 0 . 6瞧のスラス ト変位が発生する。換言すれば上記特許文献 3の構造と同一の大きさ及 ぴ同一のねじピッチであっても、 ねじ軸 2 0のスラス ト変位量を上記特許文献 3に記載の装 置に対し 1 / 1 0と非常に小さくすることができる。

またねじを利用した従来の回転一直線運動変換機構として、 滑り摩擦を用いる滑りねじ、 回転摩擦を用いるボールねじ、 滑り摩擦及ぴ回転摩擦を用いる遊星ローラねじ、 循環式ロー ラねじなどが存在する。 これら従来の回転一直線運動変換機構に於ける正効率及ぴ逆効率は 何れも使用する摩擦に依存し、 従ってねじのリ一ド角に依存する。 そのため正効率が例えば 9 0 %近く とよいものは必ず逆効率もよく、逆に直線運動エネルギが回転運動エネルギに変 換されないようにしょうとすると、 正効率は必ず低下し、 5 0 %程度以下になる。 換言すれ ば、正効率を落とさずにスラスト方向の逆入力運動が回転運動に変換されることを阻止でき ない。

これに対し図示の第一の実施例によれば、従来の回転一直線運動変換機構に於ける物理常 識を覆し、 ねじのリード角に依存することなく正効率を 8 0 %以上の高い値にすることがで き、 これによりローラナツ ト 2 4の回転運動をねじ軸 2 0の直線運動に効率的に変換するこ とができると共に、 ねじのリード角に依存することなく逆効率を 0にし、 ねじ軸 2 0の直線 運動がローラナツ 卜 2 4の回転運動に変換されることを効果的に阻止することができる。 上述の如く、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4は互いに逆ね じの関係にあり、 これらのねじのねじ山は軸線 1 8に沿う断面で見て左右対称である。 よつ てねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の結合は厳密には「ねじ結 合 J ではなく、 リード角、 即ちねじれ角が異なる二つのはす歯歯車の 「歯車結合」 である。 ねじれ角が異なる二つのはす歯歯車が嚙み合って回転すると、 それらの間に相対的なスラス ト変位が生じるので、 ねじ軸 2 0はこの現象に従ってスラス ト変位する。 よって図示の第一 の実施例によれば、 ローラナツ ト 2 4の回転をねじ軸 2 0のスラス ト変位に変換する効率、 即ち正効率を機械的なはす歯歯車の効率である 8 0 %以上の値にすることができる。

またねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4は上述の如く二つの はす歯歯車の 「歯車結合」 であるので、 ねじれ角が異なっていてもねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじ ローラ 3 6の一方のスラス ト変位が他方の回転運動に変換されることはない。 即ちねじ軸 2

0及び遊星ねじローラ 3 6の一方にスラス 卜方向の力が作用しても、両者の歯の嚙み合い部 に圧縮応力が作用するだけである。換言すればねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじ口一ラ 3 6の一方に スラスト方向の力が作用することにより他方を回転させようとしても、 他方は回転しない。 よって図示の第一の実施例によれば、 ねじ軸 2 0のスラスト変位をローラナツト 2 4の回転 運動に変換する効率、 即ち逆効率を確実に 0にすることができる。

また図示の第一の実施例によれば、 ローラナツ 卜 2 4と共働して遊星ねじローラ 3 6をね じ軸 2 0の軸線周りの所定の位置に保持し遊星ねじロ^ "ラ 3 6をそれらの軸線 3 8の周り に回転可能に支持するキヤリア 4 0及び 4 2が設けられ、 キャリア 4 0及ぴ 4 2はローラナ ッ ト 2 4によりローラナツ トに対し相対的に回転可能に且つローラナツ 卜に対し相対的に スラスト変位不可能に支持されているので、遊星ねじローラ 3 6をねじ軸 2 0の軸線 1 8の 周りの所定の位置に確実に保持すると共に、遊星ねじローラ 3 6を確実にそれらの軸線 3 8 の周りに回転可能に支持することができ、 これにより遊星ねじローラ 3 6がローラナツ 卜 2

4に対し相対的にスラス ト変位することを確実に阻止しつつ遊星ねじローラ 3 6を確実に ねじ軸 2 0及ぴローラナツ 卜 2 4に対し相対的に回転させ公転させることができる。

また図示の第一の実施例によれば、遊星ねじローラ 3 6がねじの歯の嚙み合いによりねじ 軸 2 0及びローラナツ ト 2 4に対し相対的に回転する際の摩擦損失は、遊星ねじローラ 3 6 がねじ軸 2 0若しくはローラナッ ト 2 4に対し相対的に回転することなくねじ軸 2 0若し くはローラナツ ト 2 4に対し相対的に滑る際の摩擦損失よりも小さいので、 ねじ軸 2 0及ぴ ローラナッ ト 2 4が相対的に回転すると遊星ねじローラ 3 6が滑ることなくねじ山の嚙み 合いによりねじ軸 2 0及ぴローラナツ ト 2 4に対し相対的に回転する状況を確実に確保す ることができる。

また図示の第一の実施例によれば、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4 は互いに螺合するので、上記特許文献 3に記載の装置の場合と同様の優れた耐荷重性能を確 保することができ、 特にねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4の各ねじ山の 斜面は対応する軸線に沿う断面で見て円弧状をなし、 それらの回転に拘らず常にそれぞれ有 効ねじ径の径方向位置であって軸線方向に互いにねじピッチ分隔置された複数の位置に於 いて互いに実質的に点接触する状況を維持するので、 回転方向や回転角度の大きさ等に関係 なく回転角度と直線変位量とを非常に正確に一対一に対応させて運動の変換を行うことが できる。

また図示の第一の実施例によれば、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4 はそれぞれ対応する軸線の周りに螺旋状に延在するねじ 2 2、 3 4、 2 6を有し、 各ねじの 軸線 1 8に平行な断面は左右対称であるので、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナ ッ ト 2 4が互いに共働して確実に遊星歯車減速機構と同様の減速機能を果たす状況を確保 することができる共に、 ねじ軸 2 0及び遊星ねじローラ 3 6が互いに共働して確実に差動ね じとしての機能を果たす状況を確保することができる。

また図示の第一の実施例によれば、 異物侵入防止部材 5 6及ぴ 5 8が設けられ、 異物侵入 防止部材 5 6及び 5 8はねじ軸 2 0及びローラナツ ト 2 4に対し相対的に回転可能に且つ ローラナツ ト 2 4に対し相対的にスラスト変位不可能に支持されており、異物侵入防止部材 5 6及ぴ 5 8はローラナツ ト 2 4及ぴキヤリア 4 0、 4 2に対し相対的にスラス ト変位する ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2に係合するねじ形断面の係合面としての雌ねじ 6 0、 6 2を有し、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2に沿ってねじ軸 2 0に対し相対的に回転しつつ相対的にスラス ト 変位するので、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の嚙み合い部へ異物が 侵入することを効果的に防止して異物の侵入に起因する運動変換装置 1 0の作動不良を効 果的に防止することができると共に、 異物侵入防止部材 5 6及び 5 8がねじ軸 2 0、 遊星ね じローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の回転を阻害することを確実に防止することができる。 また図示の第一の実施例によれば、異物侵入防止部材 5 6及び 5 8はそれぞれキヤリア 4 0及ぴ 4 2により支持されているので、異物侵入防止部材 5 6及ぴ 5 8を確実にローラナツ ト 2 4に対し相対的に回転可能に且つ相対的にスラス ト変位不可能に支持することができ ると共に、 キャリア 4 0及び 4 2は含油金属の如き摩擦係数が低い材料にて形成されている ので、 遊星ねじローラ 3 6をそれらの軸線 3 8の周りに滑らかに回転可能に支持し、 良好な 耐久性や静粛性を確保することができる。

特に図示の第一の実施例によれば、 ローラナッ ト 2 4が回転されても遊星ねじローラ 3 6 はスラス ト変位せず、 ねじ軸 2 0のみがスラス ト変位するので、 例えば後述の第二及ぴ第五 の実施例の場合に比してスラス ト変位する部材全体の質量を小さくすることができる。 尚こ のことは後述の第四の実施例についても同様である。

第二の実施例

図 7はローラナツ 卜の回転運動をねじ軸の直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第二の実施例を示す縦断面である。 尚 図 7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 号が付されている。

この第二の実施例に於いては、 ねじ部 2 O Aは第一の実施例のねじ部 2 O Aに対応する大 径部 2 0 Cのうち遊星ねじローラ 3 6に対向する中央部にのみ設けられ大径部 2 0 Cの両 端部には雄ねじ 2 2は設けられていない。 またキヤリア 4 0及び 4 2は第一の実施例の場合 と同様ねじ軸 2 0及ぴローラナツ ト 2 4に対し相対回転可能であるが、 それぞれ大径部 2 0 Cに固定された Cリング 4 4、 4 6及びス トッパリング 4 8、 5 0により大径部 2 0 Bに対 し相対的にスラスト変位しないよう設けられている。

またキヤリア 4 0及ぴ 4 2のスリーブ部の外周面には実質的に断面半円形の周溝が設け られており、異物侵入防止部材 5 6及び 5 8はそれらの内周面に設けられ周方向に延在する 突起 5 2 A及び 5 4 Aが対応する周溝に嵌入すことによりキャリア 4 0及び 4 2により支 持されている。異物侵入防止部材 5 6及び 5 8の外周面はローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6に 対し弹性的に付勢された状態にてこれに係合し螺合する雄ねじ 6 O A及ぴ 6 2 Aを有して いる。

またこの第二の実施例に於いては、 口一ラナッ ト 2 4の差動条数が + 1又は一 1に設定さ れており、 この実施例の他の点は上述の第一の実施例と同様に構成されている。 従ってねじ 軸 2 0、 ローラナッ ト 2 4、 遊星ねじローラ 3 6、 キャリア 4 0及ぴ 4 2は互いに共働して 遊星歯車減速機構と同様の減速機構を構成すると共に、 ローラナツ ト 2 4の差動条数により ローラナツ ト 2 4に対し相対的にねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじローラ 3 6を軸線 1 8に沿って スラスト変位させる.差動ねじ機構を構成している。

具体例として、 遊星ねじローラ 3 6の有効ねじ径 D pは 7 mmであり、 その雄ねじ 3 4は 4 条の右ねじであり、ローラナッ ト 2 4の有効ねじ径 D nは遊星ねじローラの 4 . 5倍の 3 1 . 5瞧であり、その右ねじの雌ねじ 2 6の条数は相対変位しない条件の条数より 1少ない 1 7 条である。 またねじ軸 2 0の有効ねじ径 D sは遊星ねじローラ 3 6の 2 . 5倍の 1 7 . 5 mm であり、 その左ねじの雄ねじ 2 2の条数は相対変位しない条件 2 . 5 X 4の 1 0条である。 この第二の実施例に於いて、 口一ラナッ ト 2 4が軸線 1 8の周りに回転されると、 各遊星 ねじローラ 3 6が軸線 3 8の周りに自転しつつねじ軸 2 0のねじ部 2 0 Aの周りに公転し、 これによりねじ軸 2 0が遊星ねじローラ 3 6と共に軸線 1 8に沿ってスラス ト変位する。 こ の場合にもローラナツ ト 2 4の 1回転当りのねじ軸 2 0のスラス ト変位量の大きさ L sは上 記式 1にて表される。

かくして図示の第二の実施例によれば、 上述の第一の実施例の場合と同様、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機 能を果たすと共に、遊星ねじローラ 3 6及びローラナツ ト 2 4は互いに共働して差動ねじと しての機能を果たし、 またねじ軸 2 0が回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、 口 ーラナツ 卜 2 4が回転可能に且つスラス 卜変位不可能に支持されている。従って回転角度と 直線変位量とを一対一に正確に対応させてローラナツ ト 2 4の回転運動を正確にねじ軸 2 0の微小な直線運動に正確に変換することができ、 また上述の第一の実施例について上述し た他の作用効果を得ることができる。

特に図示の第二の実施例によれば、 遊星ねじローラ 3 6をねじ軸 2 0の周りに配設し、 そ の状態にて遊星ねじローラ 3 6及ぴねじ軸 2 0をローラナッ ト 2 4内にねじ込みにより揷 入すればよいので、遊星ねじローラ 3 6がローラナツト 2 4の内側に配設されることを要す る上述の第一の実施例の場合に比して、運動変換装置 1 0の組み立てを容易に行うことがで きる。 尚このことは後述の第五の実施例についても同様である。

第三の実施例

図 8は第一の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一直 線運動変換装置の第三の実施例を示す縦断面である。 尚図 7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又は図 1に於いて付された符号に L又は Rが付けられた符号が付されている。

この第三の実施例の運動変換装置 1 0は、上述の第一の実施例の運動変換装置 1 0と同様 の構造を有する第一の運動変換ュニッ ト 1 0 L及び第二の運動変換ュニッ ト 1 0 Rを有し、 第一の運動変換ュ-ッ ト 1 0 L及ぴ第二の運動変換ュニッ ト 1 0 Rは互いに他に対し鏡像 の関係をなすと共に、 軸線 1 8に沿って互いに他に対し整合している。 第一の運動変換ュニ ッ ト 1 0 Lのねじ軸 2 0 Lの雄ねじ 2 2 L、 遊星ねじローラ 3 6 Lの雄ねじ 3 4 L、 ローラ ナツ ト 2 4 Lの雌ねじ 2 6 L及び第二の運動変換ュニッ 卜 1 0 Rのねじ軸 2 0 Rの雄ねじ 2 2 R、 遊星ねじローラ 3 6 Rの雄ねじ 3 4 R、 ローラナッ ト 2 4 Rの雌ねじ 2 6 Rはそれ ぞれ互いに逆方向である。

ねじ軸 2 0は左ねじ 2 2 Lが設けられたねじ部 2 0 A Lと右ねじが設けられたねじ部 2 0 A Rとを有し、 ねじ部 2 0 A L及ぴ 2 0 A Rは一体に形成され、 ねじ部 2 0 A Lの周りに 遊星ねじローラ 3 6 L、 キャリア 4 0 L、 4 2 L、 異物侵入防止部材 5 6 L、 ローラナッ ト 2 4 Lが配設されている。 同様にねじ部 2 0 A Rの周りには遊星ねじローラ 3 6 R、 キヤリ ァ 4 0 R及ぴ 4 2 R、 異物侵入防止部材 5 6 R、 ローラナツ ト 2 4 Rが配設されており、 遊 星ねじローラ 3 6 R及びローラナツ ト 2 4 Rはそれぞれ左ねじの雄ねじ 3 4 R及ぴ雌ねじ 2 6 Rを有している。 また互いに対向する側のキヤリア 4 2 L及ぴ 4 2 Rは軸線 1 8に沿って互いに隔置され ており、 これにより遊星ねじローラ 3 6 L及ぴ 3 6 Rも軸線 1 8に沿って互いに隔置されて いる。 ローラナツ ト 2 4 L及び 2 4 Rは互いに対向する端部が当接する状態にて溶接又はボ ルトの如き機械的締結手段により一体的に連結されており、 一体となって回転する。 第一の 運動変換ュ-ッ ト 1 ◦ L及ぴ第二の運動変換ュ-ッ ト 1 0 Rには上述の第一の実施例に於 ける異物侵入防止部材 5 8に対応する異物侵入防止部材は設けられておらず、異物侵入防止 部材 5 6 L及ぴ 5 6 Rが第一及ぴ第二の運動変換ュ-ッ トの遊星ねじローラ 3 6 L及ぴ 3 6 Rの互いに離れた側の端部に近接して設けられている。

図示の実施例に於いては、第一の運動変換ュニッ ト 1 0 Lのローラナツ ト 2 4 Lの一端が ボールベアリング 2 8を介して支柱 1 2により回転可能に支持されているが、第二の運動変 換ュニッ 卜 1 O Rのローラナッ ト 2 4 Rもボールベアリングを介して支柱により回転可能 に支持されるよう修正されてもよい。

この第三の実施例の他の点は上述の第一の実施例の場合と同様に構成されており、従って ローラナツ ト 2 4 L及ぴ 2 4 Rが軸線 1 8の周りに回転されると、各遊星ねじローラ 3 6 L が軸線 3 8 Lの周りに自転しつつねじ軸 2 0のねじ部 2 0 A Lの周りに公転すると共に、各 遊星ねじロ^ "ラ 3 6 Rが軸線 3 8 Rの周りに自転しつつねじ軸 2 0のねじ部 2 0 A Rの周 りに公転し、 これによりねじ軸 2 0が軸線 1 8に沿ってスラス ト変位する。

かくして図示の第三の実施例によれば、 上述の第一の実施例の場合と同様、 回転角度と直 線変位量とを一対一に正確に対応させてローラナツ ト 2 4の回転運動を正確にねじ軸 2 0 の微小な直線運動に正確に変換することができ、 また上述の第一の実施例について上述した 他の作用効果を得ることができる。

また上述の第一の実施例に於いては、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2と遊星ねじローラ 3 6の雄 ねじ 3 4とが逆ねじの関係をなすので、 ねじ軸 2 0と遊星ねじローラ 3 6との間のねじのか み合い部がスラスト方向に滑ると、遊星ねじローラ 3 6が本来の公転方向とは逆方向へ公転 しょうとし、 そのためローラナッ ト 2 4に本来の回転方向と逆方向の回転の力が作用する。 図示の第三の実施例によれば、上述の如くローラナツ 卜に本来の回転方向と逆方向に作用 する回転の力が第一の運動変換ュニッ ト 1 0 Lのローラナッ ト 2 4 Lと第二の運動変換ュ ニッ ト 1 O Rのローラナツ ト 2 4 Rとの間にて相殺されるので、ねじ軸 2 0と遊星ねじロー ラ 3 6との間のスラス ト方向の滑りを確実に機械的に阻止することができる。

第四の実施例 図 9はねじ軸の回転運動をローラナツ トの直線運動に運動変換するよう構成された本発 明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第四の実施例を示す縦断面である。 尚 図 9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 号が付されている。

この第四の実施例に於いては、 ねじ軸 2 0は支柱 1 2により軸線 1 8の周りに回転可能に 且つスラスト変位不可能に支持され、 ローラナツ ト 2 4は図 9には詳細に示されていないが セレーション溝等の手段によって支柱 1 4により軸線 1 8の周りに回転不可能に且つスラ スト変位可能に支持されている。

特に図示の実施例に於いては、 シャフト部 2 0 Bは大径部と小径部とを有し、 小径部が減 摩ブッシュ 6 4を介して支柱 1 2の断面円形の貫通孔 1 2 Aに揷通されている。減摩ブッシ ュ 6 4は大径部と小径部との間の肩部と支柱 1 2との間に介在するフランジ部を有し、減摩 ブッシュ 6 4の他端側には Cリング 6 6により小径部に固定された減摩ヮッシャ 6 8が配 設されている。

この第三の実施例の他の点は上述の第一の実施例と同様に構成されており、従ってねじ軸

2 0が軸線 1 8の周りに回転されると、遊星ねじローラ 3 6が軸線 3 8の周りに自転しつつ ねじ軸 2 0のねじ部 2 O Aの周りに公転し、 これによりローラナツ ト 2 4が遊星ねじローラ

3 6と共に軸線 1 8に沿ってスラス ト変位する。 この場合ねじ軸 2 0の 1回転当りのローラ ナッ ト 2 4のスラスト変位量の大きさ Lnは下記の式 2にて表される。

Ln= P ' D s/ ( D s + D n) …… （2 )

かくして図示の第四の実施例によれば、 上述の第一の実施例の場合と同様、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機 能を果たすと共に、 ねじ軸 2 0及び遊星ねじローラ 3 6は互いに共働して差動ねじとしての 機能を果たし、 またローラナツ ト 2 4が回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、 ね じ軸 2 0が回転可能に且つスラス ト変位不可能に支持されているので、 回転角度と直線変位 量とを一対一に正確に対応させてねじ軸 2 0の回転運動を正確にローラナツ ト 2 4の微小 な直線運動に正確に変換することができ、 また上述の第一の実施例について上述した他の作 用効果を得ることができる。

第五の実施例

図 1 0はねじ軸の回転運動をローラナツ トの直線運動に運動変換するよう構成された本 発明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第五の実施例を示す縦断面である。 尚図 1 0に於いて図 7及び図 9に示された部材と同一の部材には図 7及ぴ図 9に於いて付 された符号と同一の符号が付されている。

この第五の実施例に於いては、 上述の第四の実施例の場合と同様、 ねじ軸 2 0は支柱 1 2 により軸線 1 8の周りに回転可能に且つスラス 卜変位不可能に支持され、 ローラナツ ト 2 4 は支柱 1 4により軸線 1 8の周りに回転不可能に且つ軸線 1 8に沿ってスラス ト変位可能 に支持されている。 またこの実施例は他の点については上述の第二の実施例と同様に構成さ れている。

従ってねじ軸 2 0が軸線 1 8の周りに回転されると、遊星ねじローラ 3 6が軸線 3 8の周 りに自転しつつねじ軸 2 0のねじ部 2 O Aの周りに公転し、 これによりローラナツ ト 2 4が 軸線 1 8に沿ってスラスト変位する。 この場合にもねじ軸 2 0の 1回転当りのローラナツト 2 4のスラス ト変位量の大きさ L nは上記式 2にて表される。

かく して図示の第五の実施例によれば、 上述の第一の実施例の場合と同様、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機 能を果たすと共に、遊星ねじローラ 3 6及ぴローラナツ ト 2 4は互いに共働して差動ねじと しての機能を果たし、 また上述の第四の実施例の場合と同様、 ローラナッ ト 2 4が回転不可 能に且つスラスト変位可能に支持され、 ねじ軸 2 0が回転可能に且つスラスト変位不可能に 支持されているので、 回転角度と直線変位量とを一対一に正確に対応させてねじ軸 2 0の回 転運動を正確にローラナツ ト 2 4の微小な直線運動に正確に変換することができ、 また上述 の第一の実施例について上述した他の作用効果を得ることができる。

第六の実施例

図 1 1はねじ軸の回転運動をローラナツ トの直線運動に運動変換するよう構成された本 発明による遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の第六の実施例を示しており、 特に (A) は軸線を通る縦断面であり、 （B ) は (A) の線 B— Bに沿うねじ軸が除去された状 態にて第六の実施例を （A) の線 B— Bに沿って切断した断面を示す断面図である。 尚図 1 1 (A) の上半分はローラナッ トが切断された状態の断面図であり、 図 1 1 ( A) の下半分 はローラナツトが切断されると共にねじ軸より手前側の遊星ねじローラが除去された状態 の断面図である。 また図 1 1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いる。

この第六の実施例の運動変換装置 1 0は、各ねじの方向が逆である点を除き基本的には上 述の第一の実施例の運動変換装置 1 0と同様に構成されており、 図 1 1には示されていない がねじ軸 2 0は軸線 1 8の周りに回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、 ローラナ ッ ト 2 4は軸線 1 8の周りに回転可能に且つスラス ト変位不可能に支持されている。

特に第六の実施例に於いては、 図 1 2に詳細に示されている如く、 各遊星ねじローラ 3 6 は雄ねじ 3 4と、 その軸線方向両側に一体に形成された平歯の外歯車 7 0及ぴ 7 2と、 外歯 車 7 0及び 7 2の軸線方向外側に一体に形成されたシャフ ト部 3 6 A及び 3 6 Bとを有し ている。 シャフト部 3 6 A及び 3 6 Bは円柱形をなしているが、 後に詳細に説明する目的で シャフト部 3 6 A及び 3 6 Bの直径は互いに異なり、特に図示の実施例に於いてはシャフト 部 3 6 Aの直径はシャフト部 3 6 Bの直径よりも小さく設定されている。 尚このシャフト部 の直径の大小関係は逆でもよい。

外歯車 7 0及び 7 2は雄ねじ 3 4の両端部の領域に平歯車の歯形が加工されることによ り形成されており、従って外歯車 7 0及ぴ 7 2は雄ねじ 3 4のねじ山が軸線 3 8に沿って延 在し且つ軸線 3 8の周りに均等に隔置された平歯車の歯溝により分断された形態をなして いる。 また外歯車 7 0及び 7 2の歯の高さは雄ねじ 3 4のねじ山よりも僅かに低く、 従って 外歯車 7 ◦及び 7 2の歯の外端により郭定される直径は雄ねじ 3 4のねじ山の頂点により 郭定される直径よりも僅かに小さい。

外歯車 7 0及ぴ 7 2の歯形は互いに他に対し 0 ° よりも大きく 3 6 0 ° よりも小さい位 相差を有している。外歯車 7 0及ぴ 7 2はそれぞれ平歯の内歯車 7 4及び 7 6と嚙合してお り、従って内歯車 7 4及ぴ 7 6の歯形も互いに他に対し外歯車 7 0及ぴ 7 2の位相差と同一 の位相差を有している。 内歯車 7 4及ぴ 7 6はローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の領域に対し 軸線方向両側に配置され、 ローラナッ ト 2 4の孔に圧入されている。 尚外歯車及び内歯車の 位相差は、一端の外歯車の歯先と内歯車の歯元が係合しているときに他端の外齒車の歯元と 內歯車の歯先が係合するよう、 9 0 ° よりも大きく 2 7 0 ° よりも小さい位相差、 特に図示 の実施例の如く 1 8 0 ° の位相差であることが好ましい。

外歯車 7 0及び 7 2の軸線は遊星ねじローラ 3 6の軸線 3 8に整合し、外歯車 7 0及ぴ 7

2の基準ピッチ円の直径は遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の基準ピッチ円の直径 （有効ね じ径） と等しい。 また外歯車 7 0、 7 2及ぴ内歯車 7 4、 7 6の歯数比は雄ねじ 3 4及ぴ雌 ねじ 2 6の有効ねじ径の比と等しく、従って雄ねじ 3 4及び雌ねじ 2 6の条数の比と等しレ、。 尚外歯車 7 0、 7 2及ぴ内齒車 7 4、 7 6は平歯車である必要はなく、 例えば組付け性を考 慮すると、 齒のねじれ角が 3 0 ° 以下のはす歯歯車であってもよい。

各遊星ねじローラ 3 6はキヤリア 7 8により軸線 3 8の周りに回転可能に支持されてい る。 図 1 3に示されている如く、 キャリア 7 8は遊星ねじローラ 3 6のシャフト部 3 6 Aを 軸線 3 8の周りに回転可能に支持する第一の支持部としての支持リング 8 0と、遊星ねじ口 ーラ 3 6のシャフ ト部 3 6 Bを軸線 3 8の周りに回転可能に支持する第二の支持部として の支持リング 8 2と、支持リング 8 0及び 8 2を一体的に連結する複数の連結部 8 4とを有 している。

支持リング 8 0及ぴ 8 2はねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の外径よりも僅かに大きい内径を有 すると共に、 ローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の内径よりも僅かに小さい外径を有している。 また支持リング 8 0及び 8 2はそれぞれ遊星ねじローラ 3 6のシャフ ト部 3 6 A及び 3 6 Bを受ける複数の穴 8 6及び 8 8を有している。 シャフト部 3 6 A及ぴ 3 6 Bの直径の大小 関係に対応して、 穴 8 6の直径は穴 8 8の直径よりも小さく設定されている。 穴 8 6及ぴ 8 8はキヤリア 7 8の軸線 9 0の周りに均等に隔置され、径方向外方にて開いた実質的に U形 の断面形状を有している。連結部 8 4は穴 8 6及ぴ 8 8の間にて軸線 9 0の周りに放射状に 配列され且つ軸線 9 0に沿って延在する板状をなしている。 尚キャリア 7 8は形状保持性及 び所要の強度を有する金属の如き任意の材料にて形成されてよいが、 上述の構造を有するの で、 樹脂にて成形されることが好ましい。

ローラナツ ト 2 4の内側にて支持リング 8 0及ぴ 8 2の軸線方向外側には支持リング 8 0及ぴ 8 2の外径よりも大きい外径を有するストッパリング 9 2及び 9 4が配設され、 ロー ラナッ ト 2 4の孔に圧入により固定されている。 ストッパリング 9 2及ぴ 9 4はキヤリア 7 8の支持リング 8 0及び 8 2の軸線方向外側まで延在する断面 L形をなし、 これによりキヤ リア 7 8が軸線方向外方へローラナツ ト 2 4に対し相対的に移動することを阻止するよう になっている。

尚図 1 1に示されている如く、 第六の実施例に於いては、 上記各実施例に於ける異物侵入 防止部材 5 6及ぴ 5 8に相当する部材は設けられておらず、 キャリア 7 8の支持リング 8 0 及ぴ 8 2が異物侵入防止部材としての機能をも果たすようになっているが、各ねじの螺合部 へ異物が侵入することが確実に防止されるよう、上記各実施例の場合と同様の異物侵入防止 部材が設けられてもよい。

次に第六の実施例に於けるローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6、遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2のねじ山形状 (歯形) について説明する。

本発明の回転一直線運動変換装置 1 0に於ける各ねじは、 ねじとして機能すると共に、 歯 車の歯として機能しなければならない。 各ねじがねじとして機能するためには、 有効ねじ径 の位置に於いて互いに適正に嚙合っていなければならない。 また各ねじが歯車の歯として機 能するためには、 各ねじ （肯車） のモジュールが互いに同一であり且つ圧力角が互いに同一 であることが必要である。 しかし本発明の回転一直線運動変換装置 1 0に於いては、 互いに 嚙み合うねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじローラ 3 6のねじのモジュール及び圧力角の何れも互い に同一にすることができず、 従って歯 （ねじ山） の干渉が発生し易く、 そのため組付け性が 良好ではない。

一般に、 二つのねじ同士が嚙合うためには、 二つのねじのねじ山はピッチが互いに同一で あり且つねじ山の角度が互いに同一であることが必要である。 しかし本発明の回転一直線運 動変換装置 1 0に於いては、有効ねじ径の比の条数の関係に対しねじ軸 2 0の条数が増減さ れているため、 ねじ山の角度を同じにすると円周方向の嚙合いの角度である圧力角がねじ軸 と遊星ねじローラとでは異なる値になる。

ねじ山の角度 （軸線を通る断面で見た圧力角） を λとし、 ねじの進み角及ぴリードをそれ ぞれ V及び Lとし、 ねじのピッチ及び条数をそれぞれ Ρ及ぴ Νとし、 有効ねじ径 （基準ピッ チ円直径） を φとすると、 リード L、 進み角 y、 ねじ山のねじれ角 /3、 正面嚙み合い圧力角 αはそれぞれ下記の式 3 6により表される。

L = P · …… ( 3 )

y =T a n一¹ { Ρ/ ( φ · π ) } (4 )

]3 = 0. 5 π - 7 ( 5 )

a = T a n一¹ {T a n (λ) - T a ( j3 ) } ( 6 )

よって、 ピッチ P、 ねじ条数 N、 有効ねじ径 φが決定されれば、 圧力角 αが計算により求 められる。 遊星ねじローラ 3 6のピッチ Ρρを 1 とし、 条数 Νρを 1 とし、 有効ねじ径 φρ を 4 とする。 またねじ軸 2 0と遊星ねじ口 ラ 3 6の有効ねじ径の比を 3 1 とし、 ねじ 軸 2 0の差動条数を + 1 とすると、 ねじ軸 2 0のリード Lは 4mmとなり、 有効ねじ径 φ ₃は 1 2 mmとなる。

従って遊星ねじローラ 3 6のねじれ角 を 8 5. 4 5° とし、 ねじ軸 2 0のねじれ角 s を 8 3. 9 4° とし、 遊星ねじローラ 3 6のねじ山角度； Lp を 2 7. 5° としたときには、 通常の歯車の場合の遊星ねじローラ 3 6の圧力角 αρは 8 1. 3 1 ° になる。 この圧力角を 満足するねじ軸 2 0のねじ山角度； Isは 3 4. 7 6° となり、 このようなねじの噸み合いで は圧力角が同一にならず、 ねじ山角度で 7. 2 6° の差が生じ、 ねじの嚙み合いが干渉によ つて阻害される。 従ってねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじローラ 3 6のねじのモジュール及び圧力角が互いに相違 する問題を克服して歯の干渉を防止すると共にバックラッシをなくすための特別の工夫が 必要である。 上述の如く、 モジュール及ぴ圧力角が相違することは有効ねじ径の比に対応す る条数の関係に対しねじ軸 2 0の条数が増減されていることが原因であり、条数の増減によ るリード角の相違に起因して歯の干渉が発生する。 よってリード角が相違するねじを適正に 螺合させるためには、 ねじ山の形状を如何に設定すべきであるかが重要である。

本発明の回転一直線運動変換装置 1 0に於けるねじは歯車としても機能するので、 ねじを 歯車として見ると、遊星ねじローラ 3 6及びねじ軸 2 0の歯は基準ピッチ円の位置に於いて 互いに嚙み合い、遊星ねじローラ 3 6及びねじ軸 20の回転に伴って遊星ねじローラの歯の 歯先とねじ軸の歯の歯元とが係合し、遊星ねじローラの歯の歯元とねじ軸の歯の歯先とが係 合する。 よってこれらの係合が密になるようねじ山の形状を設定すればよい。

まず、遊星ねじローラ 3 6及びねじ軸 2 0のねじ山角度の平均値である仮想のねじ山角度 を決定し、 その仮想のねじ山角度を圧力角に変換すれば、 その値が両者の嚙合いの圧力角の 平均値である。 その圧力角からそれぞれの進み角 （リ一ド角） の違いにより計算されるねじ 山角度を逆に求める。

計算の流れは以下の通りである。 まず遊星ねじローラ 3 6及びねじ軸 2 0のねじの条件か ら平均ねじれ角 3aを求め、 平均ねじ山角度; Laを決定し、 上記式 6に従って平均圧力角 を演算する。 次いでこの平均圧力角 _aa及びそれぞれのねじれ角 ρ、 sに基づき上記式 6 に従って遊星ねじローラ 3 6のねじ山角度 λρ及びねじ軸 2 0のねじ山角度 sを演算する。 前述のねじの条件を例に説明すると、 まずねじの条件から、 平均ねじれ角 aは以下の如 く演算される。

βΆ= { β ρ + β s ) /2

= (8 5. 3 1 + 8 3. 94) / 2

= 8 4. 7 0

次に平均ねじ山角度; La を 2 7. 5° に決定すると、 平均圧力角 aa は 7 9. 8 9° とな る。 この圧力角を満足する遊星ねじローラ 3 6のねじ山角度； Lpは 3 0. 7 5° であり、 ね じ軸 2 0のねじ山角度； Lsは 2 4. 0 5° である。 尚ねじ山角度； L s、 λ ρはねじ軸 2 0の 差動条数が正の値である.ときには λ sく λ ρであり、ねじ軸 20の差動条数が負の値である ときには λ s > λ ρである。 よってねじ軸の差動条数が一 1であるときには遊星ねじローラ

3 6のねじ山角度; lp は 2 4. 0 5。 であり、 ねじ軸 2 0のねじ山角度； Ls は 3 0. 7 5° である。

かく してねじ山角度の演算が完了すると、 ねじ山角度に基づいて各ねじのねじ山形状を求 める。 以下ねじ山形状の決定方法について説明する。

本発明の装置 1 0はねじ軸 2 0又はローラナツ ト 2 4が他方に対しスラス ト方向に押出 される回転一直線運動変換装置である。 スラス ト方向の大きい荷重に耐え且つバックラッシ をなくすためには、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナッ ト 2 4のねじ山は、 軸線 1 8を通る断面で見てねじ山の角度ができるだけ小さく、 ねじ山の強度が高く、 ねじ山が有 効ねじ径の位置に於いて互いに嚙合い、 ねじ山が隙間なく互いに嵌合することが必要である。 従来のはす歯歯車との嚙合いの相違点は、 はす歯歯車の歯は軸線に垂直な断面で見て互い に隙間なく嚙合うことにより回転運動の伝達を円滑に行うのに対し、本発明の装置に於いて はねじ山が軸線に垂直な方向だけでなくスラス ト方向についても隙間なく互いに嚙合うこ とが必要であるということである。 即ち本発明の装置に於いては軸線に垂直な断面に於いて のみならず軸線を通る断面に於いてもねじ山が互いに密に嵌合しなければならない。

また滑りねじやポールねじ等の従来の装置に於いては、 ねじ等の接触部が軸線を中心とす る螺旋状をなしているが、逆効率を確実に 0にするためにはねじ軸 2 0及ぴ遊星ねじローラ 3 6のねじ山の接触部が軸線 1 8の周りに螺旋状をなしていないことが重要であり、本発明 の装置に於いてはスラス ト方向に大きい力の伝達が可能であるよう、 ねじ山は軸線 1 8を通 る断面で見て互いに隙間なく嵌合し、 ねじ山の接触部は軸線 1 8を中心とする放射線状をな している。

ねじ山の形状を決定するにあたり、 ローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の干渉及ぴ加工性の点 から、 ローラナット 2 4のねじ溝の角度を 4 5 ° 以下に設定することができない。 一般に、 ねじ溝の角度が 5 5 ° 以上でなければ、従ってねじ山角度 λ ηが 2 7 . 5 ° 以上でなければ、 ローラナツ ト 2 4のねじを連続的に加工したり軸線を通る断面で見て直線的なねじ山形状 のねじを形成することができない。

またねじ軸 2 0の差動条数が正の値であるか負の値であるかによつて歯形の決定方法が 異なる。

( 1 ) ねじ軸の差動条数が正の値である場合

まずローラナツ ト 2 4のねじ溝の角度を決定する。 ローラナット 2 4のねじ山角度； I nは ねじ溝の角度の 1ノ 2である。 今ローラナッ ト 2 4のねじ溝の角度を 5 5。 とすると、 ねじ山角度； Lnは 2 7. 5° とな る。 またねじ軸 2 0の差動条数が正の値である場合に於いてねじ軸 2 0及び遊星ねじローラ 3 6のモジュールが互いに異なる場合には、 そのことに起因するねじ山の干渉は遊星ねじ口 —ラ 3 6のねじの歯元とねじ軸 2 0のねじの歯先に於いて集中的に発生する。遊星ねじロー ラ 3 6のねじ及ぴねじ軸 2 0のねじの平均の圧力角を演算すべく、 ねじ山の角度 （軸線を通 る断面に於ける平均圧力角 a) を 2 7. 5° とする。 この場合遊星ねじローラ 3 6の歯元 のねじ山角度； Lpi は 24. 0 5° となり、 ねじ軸 2 0のねじの歯先のねじ山角度 so は 3 0. 7 5° となる。

よって遊星ねじローラ 3 6のねじは、 歯先に於いて 2 7. 5° のねじ山角度； Lpoを有し、 歯元に於いて 24. 0 5° のねじ山角度 λρίを有する場合に、軸線 1 8を通る断面で見て口 ーラナッ ト 24のねじと密に嵌合する。

またねじ軸 2 0のねじは、 歯先に於いて 3 0. 7 5° のねじ山角度 soを有し、 歯元に於 いてローラナツ ト 24の歯先のねじ山角度と同一の 2 7. 5° のねじ山角度; Lsiを有する場 合に、遊星ねじローラ 24のねじとスラス ト方向及び回転方向の何れに於いても密に嵌合す る。

遊星ねじローラ 3 6の歯元及びねじ軸 2 0の歯先は回転伝達方向である軸線 1 8に垂直 な断面で見て同一の圧力角を有していなければならない。 またねじ軸 2 0及び遊星ねじロー ラ 3 6は有効ねじ径の位置を中心としてその怪方向内側及ぴ外側の領域に於いて連続的に 嚙合う状況になければならない。 よって軸線 1 8を通る断面に於ける平均圧力角は、 ローラ ナッ ト 2 4のねじ山角度； Lri、 遊星ねじローラ 3 6の歯先のねじ山角度； L po、 ねじ軸 2 0の 歯元のねじ山角度； Lsi と同一の 2 7. 5° である。

以上の考察より解る如く、 ローラナツ ト 24のねじ山角度は加工上の制約の範囲内にてで きる限り小さい鋭角であり、遊星ねじローラ 3 6の歯先のねじ山角度及ぴねじ軸 2 0の歯元 のねじ山角度がローラナツ ト 24のねじ山角度と同一であり、遊星ねじローラ 2 4の歯元の ねじ山角度及ぴねじ軸 2 0の歯先のねじ山角度がそれらの平均の角度がローラナツ ト 2 4 のねじ山角度と同一である場合に、 各ねじの歯形が最も理想的な歯形になることが解る。 従って上記例の場合の各ねじの好ましいねじ山角度は以下の通りである。

ローラナツ ト 24のねじ山角度; Ln =遊星ねじローラ 3 6の歯先のねじ山； Lpo

=ねじ軸 2 0の歯元のねじ山角度; Lsi = 2 7. 5

遊星ねじローラ 36の歯元のねじ山角度； Lsi= 24. 05°

ねじ軸 20の歯先のねじ山角度 so= 30. 7 5°

尚各ねじの歯形形状は回転による干渉が生じないよう、インボリュ一卜関数により補正さ れる。

(2) ねじ軸の差動条数が負の値である場合

この場合にもローラナツト 24のねじ山角度え _nはねじ溝の角度による制約を受ける。 ま たねじ軸 20の差動条数が負の値である場合に於いてねじ軸 20及ぴ遊星ねじローラ 3 6 のモジュールが互いに異なる場合には、そのことに起因するねじ山の干渉は遊星ねじローラ

36のねじの歯先とねじ軸 20のねじの歯元に於いて集中的に発生する。

従ってねじ軸 20の差動条数が正の値である場合と同様、 ローラナツ ト 24のねじ溝の角 度を 55° とすると、 ねじ山角度； Lnは 27. 5。 となる。 よって遊星ねじローラ 3 6のね じの歯先のねじ山角度 λροも 2 7. 5° となり、歯元は軸線 1 8を通る断面で見て密に嚙み 合う必要があるので、 歯元のねじ山角度 λρί も 27. 5° となる。 またねじ軸 2 0のねじの 歯先も遊星ねじローラ 24のねじの歯元と嚙み合うので、 ねじ軸 20のねじの歯先のねじ山 角度 Asoも 2 7. 5° となる。

よってねじ軸 20のねじの齒元のねじ山角度 si のみがモジュールの相違の影響を受け るので、 上記式 6に従って演算されればよく、 その値は 1 9. 1 4° である。 以上の考察より解る如く、 ローラナツ 卜 24のねじ山角度は加工上の制約の範囲内にてで きる限り小さい鋭角であり、遊星ねじローラ 36の歯先及び歯元のねじ山角度及ぴねじ軸 2 0の歯先のねじ山角度がローラナツト 24のねじ山角度と同一であり、 ねじ軸 20の歯元の ねじ山角度が平均圧力角及ぴねじれ角に基づき演算される二つのねじ山角度のうちの小さ い方の値である場合に、 各ねじの歯形が最も理想的な歯形になることが解る。

尚ねじ軸の差動条数が負の値である場合にも、各ねじの歯形形状は回転による干渉が生じ ないよう、 インポリュート関数により補正される。

図 1 4は各ねじの軸線に沿う拡大部分断面図であり、 （A) はローラナット 24の雌ねじ

2 6を示し、 （B) は遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 34を示し、 （C) はねじ軸 20の雄ね じ 22を示している。 図 14に於いて、 符号 1 00、 1 0 2、 1 04はそれぞれ雌ねじ 2 6 遊、 雄ねじ 34、 雄ねじ 22を歯車として見たときの基準ピッチ円を示している。 図 1 4に示されている如く、 ローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6は台形の歯形を有し、 遊星ね じローラ 3 6の雄ねじ 3 4及びねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2はインボリユート歯形を有してい る。 ローラナット 2 4の雌ねじ 2 6のねじ溝は 0 nの開き角 （ 0 nZ 2に等しいねじ山角度又 n) を有し、 遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4のねじ山は； L poの歯先のねじ山角度及ぴ; I po よりも小さレ、 λ ρίの歯元のねじ山角度を有している。ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2のねじ山は λ soの歯先のねじ山角度及び; I soよりも小さい； L siの齒元のねじ山角度を有している。

ねじ軸 2 0の差動条数 N sは + 1、 即ちローラナツ ト 2 4又はねじ軸 2 0が回転されても ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の何れもスラスト変位しないねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の有効ねじ径及び条数の関係に対し 1多い数に 設定されているので、 図 1 4に示されている如く、 遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の歯先 のねじ山角度； L poはローラナツ 卜 2 4の雌ねじ 2 6のねじ山角度； I nと同一の値に設定され、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の歯元のねじ山角度； L s i も λ ηと同一の値に設定されている。

図 1 5はねじ軸 2 0の差動条数 Nsが + 1である図示の第六の実施例について、 上述の如 く歯形が設定されたローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6 と遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4と の嚙合状態 （A) 、 及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4とねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2との嚙 合状態 （B ) を示している。 図 1 5より解る如く、 軸線 1 8を通る断面で見て、 遊星ねじ口 ーラ 3 6はねじ軸 2 0及びローラナツト 2 4に対し良好に嚙み合っている。

また図 1 6は第六の実施例による運動変換装置 1 0の長手方向中央部の軸線 1 8に垂直 な断面を示す拡大縦断面図である。 尚図 1 6に於いて、 細線は各ねじの有効ねじ径 （歯車の ピッチ円直径） を表し、 太線はねじの歯形の断面を示している。 また図 1 6に於いては、 明 瞭化の目的で各部材のハッチングは省略されている。 図 1 6より解る如く、 軸線 1 8に垂直 な断面に於いても、遊星ねじローラ 3 6はねじ軸 2 0及ぴローラナツ ト 2 4に対し歯として の嚙み合いを維持しており、 従って遊星ねじローラ 3 6、 ねじ軸 2 0、 ローラナツ ト 2 4は 互いに歯車の嚙み合いとして相互に回転力を伝達する。

尚ねじ軸 2 0の差動条数 N sが一 1、 即ちローラナツ ト 2 4又はねじ軸 2 0が回転されて もねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の何れもスラスト変位しないねじ軸

2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4の有効ねじ径及ぴ条数の関係に対し 1少ない 数に設定されている場合には、 図 1 7に示されている如く、 ローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6 の開き角 0 n、 遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4の歯元角 L pi、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の 歯先角 L so とは互いに同一の値に設定される。 またねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の歯元角 ^ si はねじ軸 2 0の歯元のねじ山角度が平均圧力角及びねじれ角に基づき演算される二つのね じ山角度のうちの小さい方の値に設定される。

図 1 8はねじ軸 2 0の差動条数 sがー 1である場合について、 上述の如く歯形が設定さ れたローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6と遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4との嚙合状態（A)、 及ぴ遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4とねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2との嚙合状態 （ B ) を示し ている。 図 1 8より解る如く、 ねじ軸 2 0の差動条数 Nsが一 1である場合にも、 軸線 1 8 を通る断面で見て、遊星ねじローラ 3 6はねじ軸 2 0及ぴローラナツ ト 2 4に対し良好に嚙 み合う。 また図には示されていないが、 図 1 6の場合と同様、 軸線 1 8に垂直な断面に於い ても、遊星ねじローラ 3 6はねじ軸 2 0及びローラナツ ト 2 4に対し歯としての嚙み合いを 維持し、 従って遊星ねじローラ 3 6、 ねじ軸 2 0、 口一ラナッ ト 2 4は互いに歯車の嚙み合 いとして相互に回転力を伝達する。

かくして図示の第六の実施例によれば、 上述の第一の実施例の場合と同様、 ねじ軸 2 0、 遊星ねじローラ 3 6、 ローラナツ ト 2 4は互いに共働して遊星歯車減速機構と同様の減速機 能を果たすと共に、遊星ねじローラ 3 6及びローラナツ ト 2 4は互いに共働して差動ねじと しての機能を果たし、 またねじ軸 2 0が回転不可能に且つスラスト変位可能に支持され、 口 —ラナツ ト 2 4が回転可能に且つスラスト変位不可能に支持されている。従って回転角度と 直線変位量とを一対一に正確に対応させてローラナツ ト 2 4の回転運動を正確にねじ軸 2 0の微小な直線運動に正確に変換することができ、 また上述の第一の実施例について上述し た他の作用効果を得ることができる。

上述の如く、 上記第一乃至第五の実施例の運動変換装置 1 0も良好に機能するが、 ねじ軸 2 0にごみ等の異物が付着すると、 ねじ軸 2 0と遊星ねじローラ 3 6とが固着した状態にな り、 その結果ローラナツ ト 2 4と遊星ねじローラ 3 6と間に滑りが発生し、 ローラナツト 2 4のみがねじ軸 2 0及び遊星ねじローラ 3 6に対し相対的に軸線 1 8に沿って変位するこ とがある。特にこの現象はローラナツ ト 2 4と遊星ねじローラ 3 6と間に潤滑剤が塗布され た場合に顕著になる。 またねじ軸 2 0が上述の差動原理に基づかずに遊星ねじ口一ラ 3 6に 対し滑ることにより、遊星ねじローラ 3 6とねじ軸 2 0との間にねじの滑り変位が発生する 場合がある。

これに対し第六の実施例によれば、各遊星ねじローラ 3 6は雄ねじ 3 4に対し軸線方向両 側に一体に形成された外歯車 7 0及び 7 2を有し、 これらの外歯車はそれぞれローラナツ ト

2 4の雌ねじ 2 6の領域に対し軸線方向両側に固定された内歯車 7 4及び 7 6と嚙合し、外 歯車 7 0、 7 2及ぴ內歯車 7 4、 7 6の嚙み合いによりローラナッ ト 2 4又は遊星ねじ口一 ラ 3 6の回転が強制的に他方へ伝達されるので、 ローラナツ ト 2 4と遊星ねじローラ 3 6と 間に滑りが発生することに起因してローラナツ ト 2 4のみがねじ軸 2 0及び遊星ねじロー ラ 3 6に対し相対的に軸線 1 8に沿って変位することを確実に防止することができる。

またローラナッ ト 2 4が軸線 1 8の周りに回転されると、 その回転により上述の如く遊星 ねじローラ 3 6が確実に回転され、遊星ねじローラ 3 6が自身の軸線 3 8の周りに確実に回 転すると共にねじ軸 2 0の周りに確実に公転するので、 ねじ軸 2 0を確実に差動原理に基づ いて軸線に沿ってスラスト変位させ、 ねじ軸 2 0が滑ることを防止することができる。

特に第六の実施例によれば、上述の如く外歯車 7 0及ぴ 7 2の軸線は遊星ねじローラ 3 6 の軸線 3 8に整合し、外歯車 7 0及ぴ 7 2の基準ピッチ円の直径は遊星ねじローラ 3 6の雄 ねじ 3 4の基準ピッチ円の直径と等しい。 また外歯車 7 0、 7 2及び内歯車 7 4、 7 6の歯 数比は雄ねじ 3 4及び雌ねじ 2 6の有効ねじ径の比と等しく、従って雄ねじ 3 4及ぴ雌ねじ 2 6の条数の比と等しい。

従ってローラナツ ト 2 4及ぴ遊星ねじローラ 3 6の回転数の関係を外歯車 7 0、 7 2及び 内歯車 7 4、 7 6の歯数比によって正確に規制すると共に、 雄ねじ 3 4及ぴ雌ねじ 2 6の本 来あるべき有効ねじ径の比の関係と正確に一致させることができる。 よって雄ねじ 3 4及び 雌ねじ 2 6の公差に起因する有効ねじ径の比の関係のずれや経時変化等に起因する実際の 有効ねじ径の比に変化が生じても、差動原理に基づく作動を確保するためのローラナツ ト 2 4及び遊星ねじローラ 3 6の回転数の関係を確実に維持することができ、 これにより、 上記 第一乃至第五の実施例の場合に比して長期間に亘り運動変換装置 1 0の確実且つ正確な作 動を確保することができる。

前述の如く、 特許文献 2に記載されたペアリング装置に於いても、 ねじ結合に加えて遊星 歯車が設けられている。 第六の実施例に於ける外歯車 7 0、 7 2及ぴ内歯車 7 4、 7 6は、 特許文献 2に記載されたベアリング装置に於ける遊星歯車とは追加の目的が異なり、 また対 象となるねじの動作も異なる。

特許文献 2に記載されたベアリング装置に於いては、全てのねじが同じ方向のねじである。 従ってローラナツ ト及びねじ軸のねじの作用により、 遊星ねじローラには同一の方向、 即ち ねじのリード角に直角の方向に傾けようとする力が働く。 そのため遊星歯車により遊星ねじ ローラの両端を支持し傾かないように規制しなければ遊星ねじローラが傾き、 その結果ねじ は動作せずロック状態、 即ち回転不可能な状態で止まってしまう。 従って特許文献 2に記載 されたベアリング装置に於いては、遊星歯車はローラナツト及ぴ遊星ねじローラがロック状 態になることなく回転するための必須の構成部品である。

これに対し第六の実施例の構成に於いては、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及び遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4が逆ねじであり、 これらのねじ自体がはす歯の歯車結合を構成している。 よって回転の伝達や運動変換装置 1 0の基本的な動作には外歯車 7 0、 7 2及ぴ内歯車 7 4、 7 6は不要である。 従って第六の実施例の構成に於いては、 外歯車 7 0、 7 2及び内歯車 7 4、 7 6は、 前述の如き滑りに起因する差動原理に基づかない作動を確実に排除し、 狙った 差動原理に基づく動作を確実に行わせる最も簡便な手段として補助的に追加されたもので ある。

また第六の実施例の構成に於いては、 外歯車 7 0、 7 2及ぴ內歯車 7 4、 7 6は、 上述の 如くねじ軸 2 0の動作をも規定することができる。 即ち、 第六の実施例の構成に於いては、 ねじ軸 2 0と遊星ねじローラ 3 6との間の滑りをも排除できるのに対し、特許文献 2に記載 されたベアリング装置に於いては、 あくまで遊星ねじローラ 3 6とローラナツ ト 2 4との間 の動作を制約するに留まる。

かくして第六の実施例の構成に於いては、一見特許文献 2に記載された歯車構造と同一の 歯車構造が追加されているように見受けられるが、 運動変換装置 1 0の構成の相違により、 追加された歯車構造の機能及び効果は大きく異なる。

また全ての遊星ねじローラ 3 6が同一に形成される場合にも、遊星ねじローラ 3 6の一端 に於ける雄ねじ 3 4の位相に対する外歯車 7 0の位相の関係が遊星ねじローラ 3 6の他端 に於ける雄ねじ 3 4の位相に対する外歯車 7 2の位相の関係と異なる場合があるので、 ロー ラナツ 卜 2 4に対する全ての遊星ねじローラ 3 6の方向が確実に同一の方向になるよう、全 ての遊星ねじローラ 3 6がローラナツ 卜 2 4に対し組付けられなければならない。

第六の実施例によれば、上述の如く遊星ねじローラ 3 6の一端のシャフト部 3 6 Aの直径 は他端のシャフ ト部 3 6 Bの直径よりも小さく設定されており、 これに対応してキヤリア 7

8の支持リング 8 0の穴 8 6の直径は支持リング 8 2の穴 8 8の直径よりも小さく設定さ れている。従ってローラナツ ト 2 4に対する全ての遊星ねじローラ 3 6の方向を容易に且つ 確実に同一の方向にすることができ、 これにより全ての遊星ねじローラ 3 6をローラナッ ト

2 4に対し適正に組付けることができると共に、外歯車 7 0及ぴ 7 2を内歯車 7 4及ぴ 7 6 に対し適正に嚙み合わせることができる。

また遊星ねじローラ 3 6の外歯車 7 0及び 7 2と内歯車 7 4及び 7 6との嚙み合いによ る回転の伝達を円滑に行わせるためには、 これらの外歯車及ぴ内歯車の歯数が多い方が好ま しいが、 歯数を多く しょうとすると遊星ねじローラ 3 6の直径を小さくすることができず、 また歯数が多くなると歯の大きさが小さくなり、転造等による歯車の加工が困難又は不可能 になる。

第六の実施例によれば、遊星ねじローラ 3 6の外歯車 7 0及ぴ 7 2の歯形は互いに他に対 し 0 ° よりも大きく 3 6 0 ° よりも小さい位相差を有し、 内歯車 7 4及び 7 6の歯形も互い に他に対し外歯車 7 0及ぴ 7 2の位相差と同一の位相差を有している。 従って歯の大きさを 小さくすることなく歯数が 2倍の場合と同等の効果を得ることができ、 これにより遊星ねじ ローラ 3 6の直径が大きくなって運動変換装置 1 0が大型化することを防止することがで きると共に、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2及ぴローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の加工と同様、 遊 星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4及び外歯車 7 0、 7 2を切削加工ではなく、 低廉な転造によ り形成することができる。

更に第六の実施例によれば、上述の如く外歯車 7 0及ぴ 7 2は雄ねじ 3 4の両端部の領域 に平歯車の歯形が加工されることにより形成され、雄ねじ 3 4のねじ山が軸線 3 8に沿って 延在し且つ軸線 3 8の周りに均等に隔置された平歯車の歯溝により分断された形態をなし ている。従って外歯車 7 0及ぴ 7 2が遊星ねじローラ 3 6の本体とは別体の部材として形成 され、 遊星ねじローラ 3 6の本体に固定される場合に比して、 遊星ねじローラ 3 6を容易に 且つ能率よく且つ低廉に製造することができる。 また後述の如く遊星ねじローラ 3 6がロー ラナツ 卜 2 4に対し組み付けられる際に、外歯車 7 0及ぴ 7 2は雄ねじ 3 4の一部として機 能することができる。

またこの第六の実施例の運動変換装置 1 0は上述の構造を有するので、 以下の要領にて組 み立てられる。

図 1 9に示されている如く、 まずキヤリア 7 8の穴 8 6及び 8 8にそれぞれ各遊星ねじ口 ーラ 3 6の軸部 3 6 A及び 3 6 Bを嵌め込むことにより、 9個の遊星ねじローラ 3 6をキヤ リア 7 8により支持する。 次いでかく して 9個の遊星ねじローラ 3 6がキャリア 7 8により 支持された状態で、 キャリア 7 8をその軸線 9 0の周りに回転させながら口一ラナッ ト 2 4 内に挿入する。 これにより各遊星ねじローラ 3 6は雄ねじ 3 4が口 ^ラナッ ト 2 4の雌ねじ

2 6と嚙み合うことにより、 自身の軸線 3 8の周りに自転すると共にローラナツ ト 2 4の軸 線の周りに公転し、 キャリア 7 8と共に徐々にローラナツ ト 2 4内に進入する。

遊星ねじローラ 3 6がローラナッ ト 2 4に対し図 2 0に示された所定の位置まで揷入さ れると、平歯車 7 0及び 7 2がそれぞれ内歯車 7 4及ぴ 7 6に嚙み合うようローラナツ ト 2 4内に挿入され、 口一ラナッ ト 2 4に対し圧入により固定される。 次いでローラナツ 卜 2 4 内にス トッパリング 9 2及ぴ 9 4が挿入され、 ローラナツ ト 2 4に対し圧入により固定され る。

更にス トッパリング 9 2又は 9 4及び支持リング 8 0又は 8 2にねじ軸 2 0の一端を揷 入し、ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2が遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4に螺合するようねじ軸 2 0を軸線 1 8の周りに回転させることにより、ねじ軸 2 0がローラナッ ト 2 4及び遊星ねじ ローラ 3 6に対し所定の位置に位置決めされるまで遊星ねじローラ 3 6の環状列内にねじ 軸 2 0を挿入する。

かくしてこの第六の実施例の組立て方法によれば、 ねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2、 遊星ねじ口 ーラ 3 6の雄ねじ 3 4、 ローラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6が適正に嚙み合うと共に、 遊星ねじ ローラ 3 6の外歯車 7 0及ぴ 7 2と内歯車 7 4及ぴ 7 6 とが適正に嚙み合うよう、運動変換 装置 1 0を能率よく組み立てることができる。

またこの組立て方法によれば、運動変換装置 1 0の組立て時にはキャリア 7 8を組立て治 具として機能させ、組立て完了後にはキヤリア 7 8を運動変換装置 1 0内に残存させて遊星 ねじローラ 3 6を回転可能に支持するキヤリアとして機能させることができるので、 キヤリ ァと組立て治具とが別の部材である場合に比して、運動変換装置 1 0の組み立てを能率よく 行うことができる。

第七の実施例

図 2 1は第六の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一 直線運動変換装置の第七の実施例を示す図 1 1 ( B ) と同様の縦縦断面である。 尚図 2 1に 於いて図 1 1に示された部材と同一の部材には図 1 1に於いて付された符号と同一の符号 が付されている。

この第七の実施例に於いては、 上述の第六の実施例に於ける内歯車 7 4及ぴ 7 6のねじ山 の位置に内歯車の代用として複数個のボール又はローラ （円筒） の如き回転体 1 0 6が配設 され、各回転体 1 0 6はローラナツ ト 2 4の両端に圧入により固定された保持リング 1 0 8 により少なく とも軸線 1 8に平行な軸線の周りに回転可能に支持されている。 また遊星ねじ ローラ 3 6の外歯車 7 0及ぴ 7 2は回転体 1 0 6と滑らかに嚙み合う外形に形成されてい る。 よって外歯車 7 0及ぴ 7 2は回転体 1 0 6に接触しながら回転し、 回転体 1 0 6は定位 置にて自転することによって歯の嚙み合いを滑らかにする。 尚回転体 1 0 6は上述の第六の実施例に於ける内歯車 7 4及ぴ 7 6 と同様の機能を果た すので、 回転体 1 0 6を内歯車と見なすと、 この実施例に於いても外歯車及ぴ内歯車の歯数 比は遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4及びローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の有効ねじ径の 比に設定されている。

従ってこの第七の実施例によれば、上述の第六の実施例の場合と同様に遊星ねじローラ 3 6とローラナツ ト 2 4とが滑ることなくこれらの間にて確実に回転運動を伝達させること ができると共に、 上述の第六の実施例の場合に比して歯打ち音を低減することができる。 ま た外歯車 7 0及び 7 2の歯の歯先円の直径を雄ねじ 3 4の谷径ょり小さくし、遊星ねじロー ラ 3 6の軸線 3 8に沿って見て外歯車 7 0及び 7 2の歯が雄ねじ 3 4に重複しないように することすることができ、 これにより上述の第六の実施例の場合に比して運動変換装置 1 0 の組立て性を向上させると共に、 型成形可能な外歯車の形状を実現することができる。

第八の実施例

図 2 2は第六の実施例の修正例として構成された本発明による遊星式差動ねじ型回転一 直線運動変換装置の第八の実施例を示す部分縦縦断面 （A ) 、 部分左側面図 （B ) 、 部分平 面図 （C ) である。 尚図 2 2に於いても図 1 1に示された部材と同一の部材には図 1 1に於 いて付された符号と同一の符号が付されている。

この第八の実施例に於いては、 各遊星ねじローラ 3 6の両端の端面には軸線 3 8に沿って 延在するテーパ溝 1 1 0が形成されている。 また各遊星ねじローラ 3 6の両端を軸線 3 8の 周りに回転可能に支持する一対のキャリア 1 1 2が設けられており、 キャリア 1 1 2は図 2 2には示されていないローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6の内径よりも小さい外径及び図 2 2 には示されていないねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2の外径よりも大きい内径を有する実質的に円 環板状をなしている。

またキャリア 1 1 2は周方向に均等に隔置された円錐テーパ状の複数の突起 1 1 4を有 し、 各突起 1 1 4はそれぞれ対応するテーパ溝 1 1 0に嵌入し、 これにより遊星ねじローラ

3 6の端部を軸線 3 8の周りに回転可能に支持している。 更にキヤリア 1 1 2には突起 1 1

4の間に複数の側面支持部 1 1 6がー体に設けられている。 各側面支持部 1 1 6は遊星ねじ ローラ 3 6の外歯車 7 0及ぴ 7 2の外径よりも僅かに大きい直径の円弧状の側壁面 1 1 8 を有し、 側壁面 1 1 8にて外歯車 7 0及ぴ 7 2を回転可能に支持している。 尚キヤリア 1 1

2は含油金属の如き金属にて形成されていることが好ましい。

—般に、各遊星ねじローラ 3 6の両端を軸線 3 8の周りに回転可能に支持するキヤリァの 外径はローラナツト 2 4の雌ねじ 2 6の内径よりも小さい値であり、 その內径はねじ軸 2 0 の雄ねじ 2 2の外径よりも大きい値でなければならない。 また各遊星ねじローラ 3 6がその 両端のシャフト部 3 6 A及び 3 6 Bにてキヤリアにより回転可能に支持される場合には、 シ ャフ ト部の直径は遊星ねじローラの確実な回転支持状態を確保し得る大きさに設定されな ければならない。

そのため特に運動変換装置 1 0を小型化すべく遊星ねじローラ 3 6の直径が小さく設定 される場合には、 キャリアの径方向の幅が小さくならざるを得ず、 従ってシャフ ト部に対し キヤリァの径方向内側及び外側の領域の幅が小さくなって、遊星ねじローラの確実な回転支 持状態を確保することが困難になる。

これに対し第六の実施例によれば、 キャリア 1 1 2は突起 1 1 4が対応するテーパ溝 1 1 0に嵌入することにより遊星ねじローラ 3 6の端部を軸線 3 8の周りに回転可能に支持す ると共に、側面支持部 1 1 6の側壁面 1 1 8が外歯車 7 0及ぴ 7 2を回転可能に支持するの で、遊星ねじローラ 3 6の直径が小さい場合にも遊星ねじローラの確実な回転支持状態を確 保することができる。

また一般に、 遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4や外歯車 7 0、 7 2が転造により形成され る場合には、遊星ねじローラ 3 6の両端の端面には軸線 3 8に沿って延在する心出し用のテ ーパ溝が形成され、突起 1 1 4が嵌入するテーパ溝は心出し用のテーパ溝であってよいので、 心出し用のテーパ溝を有効に利用して遊星ねじローラを確実に且つ良好に回転可能に支持 することができる。

尚この実施例に於いても、 上述の第六の実施例の場合と同様、 ローラナッ ト 2 4に対する 全ての遊星ねじローラ 3 6の方向が確実に同一の方向になるよう、遊星ねじローラ 3 6の両 端の端面に形成されるテーパ溝 1 1 0のテーパ角若しくは深さが相互に異なる値に設定さ れてもよい。

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、 ねじ軸 2 0又はローラナッ ト 2 4の差動条数は + 1又 は一 1であるが、 差動条数は任意に設定されてよく、 第一乃至第五の実施例に於いてねじ軸

2 0の雄ねじ 2 2が右ねじに設定され、遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4及ぴローラナツ ト

2 4の雌ねじ 2 6が左ねじに設定されてもよく、 また第六乃至第八の実施例に於いてねじ軸 2 0の雄ねじ 2 2が左ねじに設定され、遊星ねじローラ 3 6の雄ねじ 3 4及ぴローラナツ ト 2 4の雌ねじ 2 6が右ねじに設定されてもよい。

また上述の第一乃至第五の実施例に於いては、 ねじ軸 2 0とローラナツ ト 2 4との間の相 対的スラス ト変位の範囲を規定する手段は設けられていないが、 ねじ軸 2 0とローラナツ 卜 2 4との間の相対的スラス ト変位の範囲を規定するス トツバがねじ軸 2 0若しくは口一ラ ナツ 卜 2 4に設けられてもよい。

また上述の第一乃至第五の実施例に於いては、異物侵入防止部材 5 6及ぴ 5 8はそれぞれ キャリア 4 0及び 4 2により支持され、 ねじ軸 2 0のねじ 2 2に係合する雌ねじ 6 0、 6 2 又はローラナッ ト 2 4の雌ねじ 2 6に係合する雄ねじ 6 0 A、 6 2 Aを有しているが、 これ らのねじが省略されてもよく、 また異物侵入防止部材は一端にてスラス ト変位する部材に支 持され且つ他端にて回転する部材に相対回転可能に接続されたゴムの如き弹性材よりなる 简形のダス トブーツに置き換えられてもよい。

また上述の第一乃至第玉の実施例に於いては、遊星ねじローラ 3 6をねじ軸 2 0の軸線周 りの所定の位置に保持し遊星ねじローラ 3 6をそれらの軸線 3 8の周りに回転可能に支持 するキヤリア 4 0及び 4 2は環状のブロック状をなしているが、 キャリア 4 0及び 4 2は軸 線 1 8に垂直に延在する円環板状の部材として構成されてもよく、その場合には遊星ねじ口 —ラ 3 6の回転振動を効果的に減衰させることができるよう、制振鋼板にて形成されること が好ましい。

また上述の第三の実施例は第一の実施例の修正例として構成され、第一の実施例の構成を 有する第一及び第二の運動変換ュニットが一体的に連結されているが、上述の第二乃至第五 の実施例又は第六乃至第八の実施例の構成を有する第一及び第二の運動変換ュニッ トがー 体的に連結されてもよく、 その場合にも上述の第三の実施例の場合と同様の作用効果が得ら れる。

また第六及ぴ第七の実施例に於ける外歯車 7 0、 7 2及ぴ內歯車 7 4、 7 6等は、 遊星ね じローラ 3 6の何れかの端部側にのみ設けられてもよく、 またこれらの実施例に於いては口 ーラナツ ト 2 4、 遊星ねじローラ 3 6、 ねじ軸 2 0の各ねじの歯形が上述の如くこれらの部 材間に於いて適正に回転が伝達される歯形に設定されているので、 外歯車 7 0、 7 2及ぴ内 歯車 7 4、 7 6等が省略されてもよい。

また第六の実施例に於ける各部材のねじのねじ山角度や歯形が第一乃至第五の何れかの 実施例に適用されてもよく、 外歯車 7 0、 7 2及び内歯車 7 4、 7 6若しくはキャリア 7 8 の構造が第一乃至第五の何れかの実施例に適用されてもよく、第七の実施例に於ける外歯車 7 0、 7 2及ぴ回転体 1 0 6の構造が第一乃至第五の何れかの実施例に適用されてもよく、 第八の実施例に於けるキャリア 1 1 2の構造が第一乃至第五の何れかの実施例に適用され てもよい。

Claims

請求の範囲

1 . ねじ軸と、 前記ねじ軸の周りに配設され前記ねじ軸と螺合する複数個の遊星ねじロー ラと、前記ねじ軸及ぴ前記遊星ねじローラを囲繞し前記遊星ねじローラと螺合するローラナ ッ卜とを有する遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置にして、前記ねじ軸及ぴ前記遊星 ねじローラは互いに逆方向のねじにて螵合し、 前記遊星ねじローラ及ぴ前記ローラナツ トは 互いに同一方向のねじにて螺合し、 前記ねじ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記口一ラナッ 卜の ねじのピッチは互いに等しく、前記ねじ軸又は前記ローラナツ トが回転されても前記ねじ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記ローラナツトの何れもスラス ト変位しない前記ねじ軸、 前記遊星 ねじローラ、 前記ローラナツトの有効ねじ径及ぴ条数の関係に対し、 前記ねじ軸又は前記口 ーラナツ トの条数が増減されており、前記ねじ軸及び前記ローラナツ 卜が相対的に回転する と前記遊星ねじローラは滑ることなくねじ山の嚙み合いにより前記ねじ軸及び前記ローラ ナツ トに対し相対的に回転することを特徴とする遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装 置。

2 . 前記ねじ軸及ぴ前記ローラナツ 卜のうちの一方の部材が回転可能に且つスラス ト変位 不可能に支持され、前記ねじ軸及ぴ前記ローラナツ 卜のうちの他方の部材が回転不可能に且 っスラスト変位可能に支持され、前記他方の部材の条数が增減されていることを特徴とする 請求項 1に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 . 前記一方の部材と共働して前記遊星ねじローラを前記ねじ軸の軸線周りの所定の位置 に保持し前記遊星ねじローラをそれらの軸線周りに回転可能に支持するキヤリアを有する ことを特徴とする請求項 2に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 . 前記キャリアは前記一方の部材により前記ねじ軸及び前記ローラナツ 卜に対し相対的 に回転可能に且つ前記一方の部材に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持されているこ とを特徴とする請求項 3に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

5 . 前記遊星ねじローラがねじ山の嚙み合いにより前記ねじ軸及び前記ローラナツ 卜に対 し相対的に回転する際の摩擦損失は、前記遊星ねじローラが前記ねじ軸若しくは前記ローラ ナツ トに対し相対的に回転することなく前記ねじ軸若しくは前記ローラナツ トに対し相対 的に滑る際の摩擦損失よりも小さいことを特徴とする請求項 1に記載の遊星式差動ねじ型 回転一直線運動変換装置。

6 . 前記ねじ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記ローラナツ トはそれぞれ対応する軸線の周り に螺旋状に延在するねじを有し、各ねじのねじ山はそれぞれ対応する軸線に沿う断面で見て 左右対称であることを特徴とする請求項 1乃至 5の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転 一直線運動変換装置。

7 . 前記ねじ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記ローラナツ トの嚙み合い部へ異物が侵入する ことを防止する異物侵入防止部材を有し、前記異物侵入防止部材は前記ねじ軸及ぴ前記ロー ラナツ 卜に対し相対的に回転可能に且つ前記一方の部材に対し相対的にスラス ト変位不可 能に支持されていることを特徵とする請求項 4に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動 変換装置。

8 . 前記異物侵入防止部材は前記他方の部材のねじに係合するねじ形断面の係合面を有し、 前記他方の部材のねじに沿って該他方の部材に対し相対的に回転しつつ相対的にスラス ト 変位することを特徴とする請求項 7に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

9 . 前記異物侵入防止部材は前記キヤリアにより支持されていることを特徴とする請求項 7又は 8に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 0 . 前記遊星ねじローラの個数は、 前記ねじ軸及ぴ前記ローラナツ トの合計の条数を正 の整数にて除算した値であることを特徴とする請求項 1乃至 9の何れかに記載の遊星式差 動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 1 . 前記キャリアは含油金属にて形成されていることを特徴とする請求項 3又は 4に記 載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 2 . 前記キャリアは円板状をなし、 制振鋼板にて形成されていることを特徴とする請求 項 3又は 4に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 3 . 前記キャリア及ぴ前記異物侵入防止部材は前記遊星ねじローラの軸線方向両側に設 けられていることを特徴とする請求項 9に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装 置。

1 4 . 請求項 1乃至 1 2の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の構 造を有する第一及び第二の運動変換ュニッ トを有し、前記第一の運動変換ュニッ トの前記ね じ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記ローラナツ 卜のねじ及ぴ前記第二の運動変換ュニッ 卜の前 記ねじ軸、 前記遊星ねじローラ、 前記ローラナッ トのねじはそれぞれ互いに逆方向であり、 前記第一及び第二の運動変換ュニッ トの前記ねじ軸は互いに整合して一体的に連結され、前 記第一及ぴ第二の運動変換ュニッ 卜の前記ローラナツ トは互いに整合して一体的に連結さ れ、前記第一及ぴ第二の運動変換ュニットの前記遊星ねじローラは前記ねじ軸の軸線に沿つ て互いに隔置されていることを特徴とする請求項 1乃至 1 2の何れかに記載の遊星式差動 ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 5 . 前記異物侵入防止部材は前記第一及び第二の運動変換ュニッ トの前記遊星ねじロー ラの互いに離れた側の端部に近接して設けられていることを特徴とする請求項 1 4に記載 の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 6 . 前記ねじ軸、前記遊星ねじローラ、前記ローラナツ 卜の有効ねじ径をそれぞれ D s、 D p、 D nとし、前記ねじ軸、前記遊星ねじ口一ラ、前記ローラナツ トの条数をそれぞれ N s、 Np、 Nnとすると、 前記ねじ軸又は前記ローラナツ 卜が回転されても前記ねじ軸、 前記遊星 ねじローラ、 前記ローラナツ 卜の何れもスラスト変位しない前記ねじ軸、 前記遊星ねじロー ラ、 前記ローラナツ 卜の有効ねじ径及ぴ条数の関係は N s ： Np： N n= D s： D p： D nが成 立する関係であり、 前記ねじ軸の条数 Ns又は前記口一ラナッ トの条数 Nnがこの関係を満 たす値に対し 1多い数又は 1少ない数に設定されていることを特徴とする請求項 1に記載 の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 7 . 前記ローラナツ 卜が回転可能に且つスラス ト変位不可能に支持され、 前記ねじ軸が 回転不可能に且つスラスト変位可能に支持され、前記ねじ軸の条数が増減されていることを 特徴とする請求項 2に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 8 . 前記ねじ軸が回転可能に且つスラス ト変位不可能に支持され、 前記ローラナツ トが 回転不可能に且つスラス ト変位可能に支持され、前記ローラナツ トの条数が増減されている ことを特徴とする請求項 2に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

1 9 . 前記他方の部材にスラスト変位方向の力が与えられても、 前記一方の部材が回転し ないことを特徴とする請求項 2に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 0 . 前記キャリアは前記ローラナツ トにより前記ねじ軸及び前記ローラナツ 卜に対し相 対的に回転可能に且つ前記ローラナツ 卜に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持されて いることを特徴とする請求項 4に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 1 . 前記キヤリァは前記ねじ軸により前記ねじ軸及ぴ前記ローラナツ 卜に対し相対的に 回転可能に且つ前記ねじ軸に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持されていることを特 徴とする請求項 4に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 2 . 前記異物侵入防止部材はゴム状弾性材にて形成されていることを特徴とする請求項

7に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 3 . 前記異物侵入防止部材は前記ねじ軸及ぴ前記ローラナツ トに対し相対的に回転可能 に且つ前記ローラナツ 卜に対し相対的にスラス 卜変位不可能に支持されていることを特徴

—— 4り― とする請求項 7に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 4 . 前記異物侵入防止部材は前記ねじ軸及び前記ローラナツ 卜に対し相対的に回転可能 に且つ前記ねじ軸に対し相対的にスラス ト変位不可能に支持されていることを特徴とする 請求項 7に記載の遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置。

2 5 . 前記異物侵入防止部材の係合面は前記他方の部材のねじに対し弾性的に付勢されて いることを特徴とする請求項 8に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 6 . 前記異物侵入防止部材は取り外し可能に前記キヤリァに取り付けられていることを 特徴とする請求項 9に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 7 . 前記異物侵入防止部材は前記キャリアに対し前記遊星ねじローラとは反対の側に位 置することを特徴とする請求項 1 0に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 8 . 前記遊星ねじローラ及び前記ローラナットは前記同一方向のねじに加えて、 前記遊 星ねじローラに設けられた外歯車と前記ローラナツ 卜に設けられ前記外歯車と嚙合する内 歯車とよりなる歯車構造により相互に回転を伝達することを特徴とする請求項 1乃至 2 7 の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

2 9 . 前記外歯車の軸線は前記遊星ねじローラの軸線に整合し、 前記外歯車の基準ピッチ 円の直径は前記遊星ねじローラのねじの基準ピッチ円の直径と等しいことを特徴とする請 求項 2 8に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 0 . 前記外歯車及ぴ前記内歯車の歯数比は前記外歯車及び前記内歯車の有効ねじ径の比 と等しいことを特徴とする請求項 2 8又は 2 9に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動 変換装置。

3 1 . 前記外歯車及ぴ前記内歯車の歯数比は前記外歯車及び前記内歯車の条数の比と等し いことを特徵とする請求項 2 8乃至 3 0の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運 動変換装置。

3 2 . 前記外歯車は前記遊星ねじローラの少なく とも一端部に一体に形成され、 前記内歯 車は前記ローラナツ 卜に固定されていることを特徴とする請求項 2 8乃至 3 1の何れかに 記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 3 . 前記外歯車は前記遊星ねじローラの両端部に設けられ、 前記二つの外歯車の歯形は 互いに他に対し 0 ° よりも大きく 3 6 0 ° よりも小さい位相差を有することを特徴とする 請求項 2 8乃至 3 2の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置。

3 4 . 前記位相差は 9 0 ° よりも大きく 2 7 0 ° よりも小さいことを特徴とする請求項 3 3に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 5 . 前記位相差は 1 8 0 ° であることを特徴とする請求項 3 4に記載の遊星式差動ねじ 型回転一直線運動変換装置。

3 6 . 前記外歯車の歯は前記遊星ねじローラのねじの一部を郭定していることを特徴とす る請求項 2 8乃至 3 5の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 7 . 前記外歯車は前記遊星ねじローラの少なく とも一端部に設けられ、 前記內歯車の歯 は前記ローラナツ トにより前記外歯車の歯の間にて少なく とも前記ローラナツ 卜の軸線に 平行な軸線の周りに自転可能に支持され且つ前記外歯車の歯と係合する複数個の回転体に より郭定されていることを特徴とする請求項 2 8乃至 3 5の何れかに記載の遊星式差動ね じ型回転一直線運動変換装置。

3 8 . 前記ねじ軸及ぴ前記遊星ねじローラのねじのねじ山形状は、 前記ねじ軸の軸線を通 る断面で見て共通の圧力角の部位を有することを特徴とする請求項 1乃至 3 7の何れかに 記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

3 9 . 前記ねじ軸及ぴ前記遊星ねじローラのねじは、 前記ねじ軸及び前記遊星ねじローラ のねじのピッチ、 有効ねじ径、 条数に基づき平均ねじれ角が演算され、 前記平均ねじれ角に 基づき平均圧力角が演算され、前記平均圧力角及びねじれ角に基づき演算されたねじ山角度 を有することを特徴とする請求項 3 8に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 0 . 前記ねじ軸の差動条数は正の値であり、 前記ローラナッ トのねじは台形のねじ山を 有し、前記遊星ねじローラの歯先のねじ山角度及ぴ前記ねじ軸の歯元のねじ山角度は前記口 ーラナツ 卜のねじ山角度と同一であり、前記遊星ねじローラの歯元のねじ山角度及び前記ね じ軸の歯先のねじ山角度はそれらの平均の角度が前記ローラナツ 卜のねじ山角度と同一で あることを特徴とする請求項 3 9に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 1 . 前記ねじ軸の差動条数は負の値であり、 前記ローラナッ トのねじは台形のねじ山を 有し、前記遊星ねじローラのねじ山角度及び前記ねじ軸の歯先のねじ山角度は前記口一ラナ ッ トのねじ山角度と同一であり、前記ねじ軸の歯元のねじ山角度は前記平均圧力角及びねじ れ角に基づき演算される二つのねじ山角度のうちの小さい方の値であることを特徴とする 請求項 3 9に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 2 . 前記遊星ねじローラの両端の端面は軸線に整合する穴を有し、 前記キャリアは複数 の突起を有し、前記突起が前記穴に嵌入することにより前記遊星ねじ口一ラを軸線の周りに 回転可能に支持していることを特徴とする請求項 1乃至 4 1の何れかに記載の遊星式差動 ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 3 . 前記穴及び前記突起はテーパ状をなしていることを特徴とする請求項 4 2に記載の 遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 4 . 前記キヤリァは前記遊星ねじローラの端部の側面を部分的に包囲して支持する側面 支持部を有することを特徴とする請求項 4 2又は 4 3に記載の遊星式差動ねじ型回転一直 線運動変換装置。

4 5 . 前記キヤリアは含油金属にて形成されていることを特徴とする請求項 4 2乃至 4 4 の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置。

4 6 . 請求項 1乃至 4 1の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組 立て方法であって、複数個の遊星ねじローラを保持治具により互いに他に対し所定の位置関 係にて自転可能に支持し、前記保持治具を回転させながら前記複数個の遊星ねじローラと共 に前記ローラナツ ト内に挿入することを特徴とする遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換 装置の組立て方法。

4 7 . 請求項 3 2に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組立て方法であつ て、複数個の遊星ねじローラを保持治具により互いに他に対し所定の位置関係にて自転可能 に支持し、前記保持治具を回転させながら前記複数個の遊星ねじローラと共に前記ローラナ ッ ト内に挿入し、 しかる後内歯車を前記外歯車と嚙合せた状態で前記内歯車を前記ローラナ ッ トに固定することを特徴とする遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組立て方法。

4 8 . 前記保持治具は前記複数個の遊星ねじローラの一端を回転可能に支持する第一の支 持部と、 前記複数個の遊星ねじローラの他端を回転可能に支持する第二の支持部と、 前記第 一及び第二の支持部を一体的に連結する連結部とを有することを特徴とする請求項 4 6又 は 4 7に記載の遊星式差動ねじ型回転—直線運動変換装置の組立て方法。

4 9 . 前記保持治具は請求項 3 3に記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組 立てに使用され、前記複数個の遊星ねじローラの前記一端及ぴ前記他端は互いに異なる外径 の第一及ぴ第二のシャフト部を有し、前記第一及び第二の支持部はそれぞれ前記第一及ぴ第 二のジャブ ト部の直径に対応する内径の孔を有することを特徴とする請求項 4 8に記載の 遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組立て方法。

5 0 . 前記保持治具は遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組立てが完了すると、 前記一方の部材と共働して前記遊星ねじローラを前記ねじ軸の軸線周りの所定の位置に保 持し前記遊星ねじローラをそれらの軸線周りに回転可能に支持するキヤリアとして機能す ることを特徴とする請求項 4 6乃至 4 9の何れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運 動変換装置の組立て方法。

5 0 . 前記保持治具は樹脂にて形成されていることを特徵とする請求項 4 6乃至 5 0の何 れかに記載の遊星式差動ねじ型回転一直線運動変換装置の組立て方法。