WO2010064508A1

WO2010064508A1 - 遊星式回転―直線運動変換装置

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Publication number: WO2010064508A1
Application number: PCT/JP2009/068561
Authority: WO
Inventors: 利之浅生; 秀生斉藤; 荘志宮原; 旭弘海野; 隆咲山
Original assignee: Thk株式会社
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2010-06-10

Abstract

　太陽軸のストローク量を大きくすることができ、生産性、耐久性を向上させることができる遊星式回転―直線運動変換装置を提供する。太陽歯車１１及び螺旋凸条１２を有する太陽軸１と、太陽軸１の太陽歯車１１に噛み合う遊星歯車４１を有すると共に、太陽軸１の螺旋凸条１２に噛み合う螺旋溝４２を有する遊星軸４と、遊星軸４の遊星歯車４１に噛み合う内歯車２１を有すると共に、遊星軸４の螺旋溝４２に噛み合うナット２と、を備え、ナット２に対して太陽軸１を相対的に回転させると、遊星軸４が太陽軸１に対して太陽軸１の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、遊星軸４の遊星歯車４１が形成される領域と、遊星軸４の螺旋溝４２が形成される領域とを、遊星軸４の軸線方向に分離する。そして、太陽軸１の螺旋凸条１２に、遊星軸４の遊星歯車４１に噛み合う太陽歯車１１を形成する。

Description

遊星式回転―直線運動変換装置

　本発明は、遊星歯車機構を用いて回転運動を直線運動に変換する遊星式回転―直線運動変換装置に関する。

　回転運動を直線運動に変換する遊星式回転―直線運動変換装置の一つとして、太陽軸と、太陽軸の周囲に環状の空間を空けて囲むナットと、太陽軸とナットとの間に配列される複数の遊星軸と、を備える遊星式回転―直線運動変換装置が知られている（特許文献１参照）。太陽軸は、はすば状太陽歯車及びねじ状太陽歯車の双方を有する。遊星軸も、はすば状遊星歯車及びねじ状遊星歯車を有する。ナットも、はすば状内歯車及びねじ状内歯車を有する。太陽軸のはすば状太陽歯車、遊星軸のはすば状遊星歯車及びナットのはすば状内歯車が第一の遊星歯車機構を構成し、太陽軸のねじ状太陽歯車、遊星軸のねじ状遊星歯車及びナットのねじ状内歯車が第二の遊星歯車機構を構成する。太陽軸のねじ状太陽歯車、遊星軸のねじ状遊星歯車及びナットのねじ状内歯車のピッチは同一であり、互いに噛み合う第二の遊星歯車機構を構成する。そして、第一の遊星歯車機構と第二の遊星歯車機構の歯数比を異ならせることによって、ナットの回転運動を太陽軸の直線運動に変換している。

　すなわち、特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置において、遊星軸のはすば状遊星歯車に対する太陽軸のはすば状太陽歯車の歯数比を、遊星軸のねじ状遊星歯車に対する太陽軸のねじ状太陽歯車の条数比（歯数比）と異ならせている。その一方、遊星軸のはすば状遊星歯車に対するナットのはすば状内歯車の歯数比を、遊星軸のねじ状遊星歯車に対するナットのねじ状内歯車の条数比に一致させている。

　特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置の作動原理は以下のとおりに説明されている。太陽軸に対してナットを相対的に回転させると、遊星軸が太陽軸の回りを自転しながら公転する。ここで、第一の遊星歯車機構と第二の遊星歯車機構の歯数比が異なっているので、太陽軸が軸線方向に移動しないと仮定すると、第一の遊星歯車機構の遊星軸の公転位置と、第二の遊星歯車機構の遊星軸の公転位置が周方向にずれる。しかし、遊星軸のはすば状遊星歯車とねじ状遊星歯車とは互いに結合されているので、はすば状遊星歯車の公転位置とねじ状遊星歯車の公転位置がずれることはできない。太陽軸が軸線方向に移動すると、はすば状遊星歯車の公転位置が変化するのに対し、ねじ状遊星歯車の公転位置が変化する。それゆえ、太陽軸が軸線方向に移動することになる。

特開２００７－５６９５２号公報　（図１，図１４参照）

　しかし、従来の遊星式回転―直線運動変換装置にあっては、太陽軸が遊星軸に対して軸線方向に相対的に直線運動し、太陽軸のねじ状太陽歯車が遊星軸のねじ状遊星歯車の領域から外れたとき、太陽軸のねじ状太陽歯車が遊星軸のはすば状遊星歯車に当たってしまうという課題がある。このため、太陽軸のストローク量が、太陽軸のねじ状太陽歯車が遊星軸のはすば状遊星歯車に当たらない範囲に制限されてしまう。さらに、遊星軸のねじ状遊星歯車の軸線方向の片側にのみはすば状遊星歯車を設け、片側でのみ歯車駆動させているので、遊星軸を傾けるような曲げモーメントが作用し易く、回転の伝達効率が悪くなるという課題もある。

　太陽軸のストローク量を大きくとり、かつ遊星軸に曲げモーメントが作用するのを防止するために、上記特許文献１の図１４には、太陽軸の外周面に螺旋状に多数の凹みを配列し、遊星軸に太陽軸の凹みに嵌まる多数の凸部を配列した遊星式回転―直線運動変換装置も開示されている。

　しかし、太陽軸の外周面の螺旋状の多数の凹みは、事実上転造以外で製造することができないので、太陽軸の製造が困難になるという新たな課題が生ずる。たとえ転造ダイスによって太陽軸を製造できたとしても、加工誤差や焼き入れ後の歪等に起因する多数の凹みのピッチ誤差を修正することができない。多数の凹みを研削加工することは事実上不可能だからである。さらに、太陽軸の多数の凹みと遊星軸の多数の凸部とが間欠的に噛み合う構造であり、しかも多数の凹部及び多数の凸部が上述のように加工精度の出にくい転造加工により製造されるので、太陽軸の凹みと遊星軸の凸部との間にがた（すきま）が発生し易く、太陽軸の凹み及び遊星軸の凸部の耐久性に悪影響を及ぼすという課題もある。

　本発明の第一の態様は、従来の遊星式回転―直線運動変換装置の上記の課題を解決するためになされたものであり、太陽軸又はナットのストローク量を大きくすることができ、生産性、耐久性を向上させることができる実用的な遊星式回転―直線運動変換装置を提供することを目的とする。

　また、一般的に、遊星歯車機構においては、遊星軸を太陽軸の周囲に等分に配列するために、遊星軸の個数を、太陽軸の太陽歯車の歯数とナットの内歯車の歯数の和の約数にし、かつ太陽軸のねじ状太陽歯車とナットのねじ状内歯車の条数の和の約数にしなければならない。特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置においては、遊星軸の個数を上述の約数に特定した上で、約数の個数の遊星軸の遊星歯車が太陽軸の太陽歯車及びナットの内歯車に間断なく噛み合うように、各遊星歯車の歯数を遊星軸の個数に対して１以外の公約数を持たない数に設定していた。すなわち、各遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相を各遊星軸の周方向の位置でずらしていた。

　遊星軸の遊星歯車の凸部（歯先）から凸部（歯先）までを一周期とおくと、太陽軸の太陽歯車に対する遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相は、太陽軸及び遊星軸の回転に伴って、この一周期の範囲内で徐々に変化する。遊星軸の個数及び遊星歯車の歯数を上記特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置のように設定すると、太陽軸の太陽歯車に対する各遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相を、各遊星軸の周方向の位置に応じて徐々にずらすことができる（特開２００７－５６９５２号公報（段落［００７１］、[０１０７］参照））。遊星歯車機構において、遊星軸の遊星歯車の歯数は太陽軸の太陽歯車及びナットの内歯車に比べて小さくなる傾向にあり、遊星軸の遊星歯車と太陽軸の太陽歯車との噛み合い率が低減するという問題がある。各遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相を各遊星軸の周方向の位置に応じて徐々にずらすことによって、噛み合い率の悪さを補うことができる。

　しかし、歯車の原理上、遊星軸の遊星歯車の凸部の歯面（歯先近傍の歯面）が太陽軸の太陽歯車の凹部の歯面（歯底近傍の歯面）に噛み合ったとき、遊星軸から太陽軸に最も大きなトルクが伝達される。特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置のように、太陽軸の太陽歯車に対する各遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相を、各遊星軸の周方向の位置で徐々にずらしただけでは、複数の遊星軸から太陽軸にバランス良くトルクを伝動することが困難になる。しかもこれが原因で、遊星式回転―直線運動変換装置の中心に位置する太陽軸を半径方向にずらそうとする力が働くので、複数の遊星軸で太陽軸をバランスよく保持することも困難になる。

　本発明の第二の態様は、上記従来の遊星式回転―直線運動変換装置の課題を解決するためになされたものであり、太陽軸の周囲に配列された複数の遊星軸が太陽軸をバランス良く保持することができる遊星式回転―直線運動変換装置を提供することを目的とする。

　さらに、特許文献１に記載の遊星軸のねじ状遊星歯車及び太陽軸のねじ状太陽歯車は、軸線に直交する断面で見て、インボリュート歯形を有する。すなわち、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車は、軸線に直交する断面の歯形がインボリュートのウォームギヤであり、遊星軸の軸線を含む断面で見て、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車は互いに線接触する（特開２００７－５６９５２号公報（段落［０２４１］参照））

　しかし、特許文献１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置にあっては、遊星軸の軸線を含む断面で見て、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が互いに線接触するので、当該線接触する部分には差動滑りが発生するという課題がある。当該線接触する部分には、太陽軸と遊星軸の自公転比に応じて滑らない領域が中央付近に一点だけあり、滑らない領域を挟んだ両側に差動滑りが分布することになる。ねじ状遊星歯車とねじ状太陽歯車との間に差動滑りが発生すると、遊星軸と太陽軸との間での回転の伝達効率が悪くなり、回転の伝達効率が悪くなる分だけ出力の大きなモータを必要としてしまう。

　しかも、太陽軸をストロークさせる場合、はすば状遊星歯車に対するはすば状太陽歯車の歯数比とねじ状遊星歯車に対するねじ状太陽歯車の歯数比とを異ならせ、歯数比の差分だけ太陽軸を軸線方向にストロークさせるという原理を利用している。このため、ねじ状遊星歯車とねじ状太陽歯車との間にはもともと滑りが発生し易いという課題もある。

　さらに、加工誤差やミスアライメントによってねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が理論どおりに線接触することなく、これらが局部的に当たるおそれもある。局部的に当たった状態で太陽軸に軸線方向の荷重をかけると、接触部の面圧が上がり、ねじ状遊星歯車及びねじ状太陽歯車が壊れ易くなってしまう。

　本発明の第三の態様は、従来の遊星式回転―直線運動変換装置の上記の課題を解決するためになされたものであり、滑り率を低減でき、また加工誤差やミスアライメントを許容できる遊星式回転―直線運動変換装置を提供することを目的とする。

　以下、本発明の第一の態様について説明する。
　上述した本発明の第一の態様の課題を解決する為に、本発明の第一の態様は、太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記遊星軸が前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、前記遊星軸の前記遊星歯車が形成される領域と、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が形成される領域とを、前記遊星軸の軸線方向に分離し、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の凸部に、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う前記太陽歯車を形成する遊星式回転―直線運動変換装置である。

　本発明の第一の態様の他の態様は、太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、前記太陽軸に対して前記ナットを相対的に回転させると、前記遊星軸が前記ナットに対して前記ナットの軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、前記遊星軸の前記遊星歯車が形成される領域と、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が形成される領域とを、前記遊星軸の軸線方向に分離し、前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の凸部に、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う前記内歯車を形成する遊星式回転―直線運動変換装置である。

　以下、本発明の第二の態様について説明する。
　上述した本発明の第二の態様の課題を解決する為に、本発明の第二の態様は、太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、３×ｎ個の前記遊星軸を前記太陽軸の周囲に等分に配列し、位相角度が１２０度ずつずれる三つの遊星軸の前記遊星歯車の噛み合い位相が一致する遊星式回転―直線運動変換装置である。

　本発明の第二の態様の他の態様は、太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、４×ｎ個の前記遊星軸を前記太陽軸の周囲に等分に配列し、位相角度が９０度ずつずれる四つの遊星軸の前記遊星歯車の噛み合い位相が一致する遊星式回転―直線運動変換装置である。

　ただし、ｎは自然数であり、前記位相角度は、前記太陽軸の軸線の方向から見て、前記太陽軸の中心と遊星軸の中心とを結んだ方向と所定の基準方向とのなす角度で表わされ、前記噛み合い位相は、前記太陽軸の中心と前記遊星軸の中心とを結んだ方向に対する前記遊星軸の前記遊星歯車の所定の基準位置の傾き度合である。

　以下、本発明の第三の態様について説明する。
　上述した本発明の第三の態様の課題を解決する為に、本発明の第三の態様は、太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の少なくとも一つには、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に点接触するように、クラウニングが施される遊星式回転―直線運動変換装置である。

　本発明の第一の態様によれば、太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条の凸部に、遊星軸の遊星歯車に噛み合う太陽歯車を形成するので、遊星軸が太陽軸に対し軸線方向に相対的に移動しても、太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条が遊星軸の遊星歯車に干渉することがなく、太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条と遊星軸の螺旋溝又は周方向溝との噛み合いが保たれ、太陽軸の太陽歯車と遊星軸の遊星歯車との噛み合いが保たれる。したがって、太陽軸に対するナットの軸線方向の相対的なストローク量を大きくすることができる。また、太陽軸を切削、転造のどちらでも製造することができるようになり、太陽軸を焼入れした後に研削加工等によりピッチを修正することもできるようになるので、太陽軸の生産性が向上する。さらに、遊星軸の遊星歯車が形成される領域と、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝が形成される領域とを、遊星軸の軸線方向に分離しているので、遊星軸も切削、転造のどちらでも製造することができるようになり、遊星軸の製造も容易になる。

　本発明の第一の態様の他の態様によれば、ナットの螺旋凸条又は周方向凸条の凸部に、遊星軸の遊星歯車に噛み合う内歯車を形成するので、遊星軸がナットに対し軸線方向に相対的に移動しても、ナットの螺旋凸条又は周方向凸条が遊星軸の遊星歯車に干渉することがなく、ナットの螺旋凸条又は周方向凸条と遊星軸の螺旋溝又は周方向溝との噛み合いが保たれ、ナットの内歯車と遊星軸の遊星歯車との噛み合いが保たれる。したがって、ナットに対する太陽軸の軸線方向の相対的なストローク量を大きくすることができる。また、ナットを切削、転造のどちらでも製造することができるようになり、ナットを焼入れした後に研削加工等によりピッチを修正することもできるようになるので、ナットの生産性が向上する。さらに、遊星軸の遊星歯車が形成される領域と、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝が形成される領域とを、遊星軸の軸線方向に分離しているので、遊星軸も切削、転造のどちらでも製造することができるようになり、遊星軸の製造も容易になる。

　本発明の第二の態様によれば、位相角度が１２０度ずつずれる三つの遊星軸、又は位相角度が９０度ずつずれる四つの遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相が一致するので、あたかも旋盤の三つ爪チャック又は四つ爪チャックのように上記三つ又は四つの遊星軸の遊星歯車が安定して太陽軸を保持することができる。

　本発明の第二の態様の他の態様によれば、さらに隣接するｎ個の遊星軸の遊星歯車の噛み合い位相を互いに異ならせれば、隣接するｎ個の遊星軸の遊星歯車が間断なく太陽軸の太陽歯車に噛み合うので、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い率の悪さを補うこともできる。

　本発明の第三の態様によれば、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝、太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条、及びナットの螺旋凸条又は周方向凸条の少なくとも一つにクラウニングを施し、これらを点接触させることで、接触状態を転がり接触に近づけることができるので、差動滑りを低減することができる。また、接触部分の面圧を安定化させることができる。

　本発明の第三の態様において、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝が、太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条に対して滑らない領域、及び遊星軸の螺旋溝又は周方向溝が、ナットの螺旋凸条又は周方向凸条に対して滑らない領域は、遊星軸を軸線方向からみたとき、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝の半径方向の互いに異なった位置に存在する。これは、ナットに対して太陽軸が直線運動するよう、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝のリードに対して、太陽軸の螺旋凸条若しくは周方向凸条のリード、又はナットの螺旋凸条若しくは周方向凸条のリードを異ならせているからである。遊星軸の螺旋溝又は周方向溝と太陽軸の螺旋凸条又は周方向凸条との接触点の位置を、遊星軸の螺旋溝又は周方向溝とナットの螺旋凸条又は周方向凸条との接触点の位置から遊星軸の半径方向にずらすことで、接触点を滑らない領域、すなわち転がり接触する領域に近づけることができ、差動滑りをより低減できる。

本発明の第一の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図太陽軸の側面図遊星軸の側面図ナットの軸線に沿う断面図太陽軸を１回転させたときの遊星軸の公転角度を示す模式図総リードの算出方法の概念図遊星軸に施したクラウニングを示す図雄ねじにクラウニングを施していない比較例の遊星軸の側面図比較例の遊星軸の断面図太陽軸及びナットのねじ圧力角の算出方法を示す概念図遊星軸の側面図（接触点の接平面に直交する断面図を含む）太陽軸の斜視図（接触点の接平面に直交する断面図を含む）ナットの断面図（接触点の接平面に直交する断面図を含む）太陽軸の雄ねじ、遊星軸の雄ねじ、ナットの雌ねじの噛み合いを示す軸線に直交する断面図平歯車のモジュールを変化させた遊星式回転－直線運動変換装置の比較図（モジュール０．６８（ａ）及びモジュール０．４２（ｂ））遊星軸の雄ねじと太陽軸の雄ねじの噛み合いを示す斜視図（モジュール０．６８（ａ）及びモジュール０．４２（ｂ））太陽軸の軸線に直交する断面図（モジュール０．６８（ａ）及びモジュール０．４２（ｂ））太陽軸の周囲に等分に配列した九つの遊星軸の位相を示す側面図九つの遊星軸の平歯車の噛み合い位相を示した表及びチャート太陽軸の周囲に等分に配列した十一の遊星軸の位相を示す比較例十一の遊星軸の平歯車の噛み合い位相を示した表及びチャート本発明の第二の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図上記遊星式回転－直線運動変換装置の断面図ナットの断面図本発明の第三の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図上記遊星式回転－直線運動変換装置の断面図太陽軸の側面図本発明の第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置を組み込んだアクチュエータの断面斜視図

　以下、添付図面に基づいて本発明の遊星式回転―直線運動変換装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図（内部構造を分かり易くするためにナットを半分に割った状態）を示す。遊星式回転－直線運動変換装置は、共通の軸線３に沿って延在する太陽軸１及びナット２を備える。太陽軸１とナット２との間の環状の空間には、これらに噛み合う複数の例えば九つの遊星軸４が配置される。遊星軸４の軸線は、太陽軸１及びナット２の軸線と平行である。九つの遊星軸４は太陽軸１の周りに周方向に均等間隔を空けて配列される。ナットに対して太陽軸１を相対的に回転すると、ナット２が軸線方向に直線運動する。

　太陽軸１には、太陽歯車としての平歯車１１及び螺旋凸条としての雄ねじ１２が形成される。遊星軸４には、遊星歯車としての平歯車４１及び螺旋溝としての雄ねじ４２が形成される。ナット２には、内歯車としての平歯車２１及び螺旋凸条としての雌ねじ２２が形成される。太陽軸１の太陽歯車、遊星軸４の遊星歯車、及びナット２の内歯車は、互いに噛み合い、遊星歯車機構を構成する。太陽歯車、遊星歯車、及び内歯車は、ねじれ角が２５度以下の歯車であり、ねじれ角が０度の歯車、すなわち平歯車を含む。太陽軸１の螺旋凸条、遊星軸４の螺旋溝及びナットの螺旋凸条も、同一ピッチで互いに噛み合い、遊星ローラねじ機構を構成する。

　図２に示すように、太陽軸１の外周面には、螺旋凸条としての複数条の例えば八条の螺旋状の雄ねじ１２が設けられる。雄ねじ１２は円筒状の外周面のつる巻き線に沿う。太陽軸１の軸線を含む平面による雄ねじ１２の切り口の断面形状は台形である。もちろん、雄ねじ１２の外径は雄ねじ１２の谷の径よりも大きい。

　図１に示すように、太陽軸１の螺旋凸条としての雄ねじ１２のピッチを遊星軸４の螺旋溝としての雄ねじ４２のピッチに合わせれば、太陽軸１の雄ねじ１２を遊星軸４の雄ねじ４２に噛み合わせることができる。

　太陽軸１の雄ねじ１２の凸部には、太陽歯車としての平歯車１１が形成される。この平歯車１１は、例えば一般的な平歯車と同様にインボリュート歯形に形成される。この平歯車１１の全歯たけは、雄ねじ１２のねじ山の高さよりも小さく、雄ねじ１２には、平歯車１１の歯底よりも内側に接触面１２ａが形成される。言い換えれば、平歯車１１の歯底円は太陽軸１の雄ねじ１２の谷の径よりも大きく設定される。この接触面１２ａに遊星軸４の雄ねじ４２が接触する。

　太陽軸１の平歯車１１には、遊星軸４の遊星歯車としての平歯車４１が噛み合う。八条の雄ねじ１２に形成される太陽軸１の平歯車１１の位相は、太陽軸１の軸線方向からみて互いに一致している。太陽軸１の平歯車１１の歯数をＳ_z1，遊星軸４の平歯車４１の歯数をＰ_z1とおくと、太陽軸１の平歯車１１と遊星軸４の平歯車４１との間で、歯数Ｓ_z1，Ｐ_z1に応じた速比（回転数の比）で回転が伝達される。

　太陽軸１の平歯車１１は太陽軸１の雄ねじ１２の凸部に形成されている。このため、太陽軸１の平歯車１１が形成される領域と、太陽軸１の雄ねじ１２が形成される領域とが、太陽軸１の軸線方向に重なっている。遊星軸４が太陽軸１に対して太陽軸１の軸線方向に相対的に変位しても、太陽軸１の平歯車１１が遊星軸４の平歯車４１との噛み合いを維持できるよう、太陽軸１の平歯車１１が形成される。

　太陽軸１の周囲には九つの遊星軸４が配置される。遊星軸４を太陽軸１の周囲に等分に配列するために、遊星軸４の個数を、太陽軸１の太陽歯車としての平歯車１１の歯数とナット２の内歯車としての平歯車２１の歯数の和の約数にし、かつ太陽軸１の螺旋凸条としての雄ねじ１２とナット２の螺旋溝としての雌ねじ２２の条数の和の約数にする。遊星軸４の位相及び噛み合い位相（位相に対する相対角度）については後述する。

　図３に示すように、各遊星軸４には、螺旋溝として例えば二条の雄ねじ４２が設けられ、遊星歯車として一対の平歯車４１が設けられる。二条の雄ねじ４２は遊星軸４の軸線方向の中央部に形成される。一対の平歯車４１は遊星軸４の雄ねじ４２の軸線方向の両端部に形成される。遊星軸４の軸線方向から見た一対の平歯車４１の位相は互いに一致している。遊星軸４の雄ねじ４２の両端部に平歯車４１を形成することで、遊星軸４を軸線方向の両端部で歯車駆動させることができ、遊星軸４が傾くのを防止できる。

　上記太陽軸１においては、雄ねじ１２が形成される領域と平歯車１１が形成される領域とが太陽軸１の軸線方向に重なっている。これに対し、遊星軸４においては、雄ねじ４２と平歯車４１が独立していて、雄ねじ４２が形成される領域と平歯車４１が形成される領域とが遊星軸４の軸線方向に分離している。そして、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に噛み合い、遊星軸４の平歯車４１が太陽軸１の平歯車１１に噛み合う。遊星軸４の雄ねじ４２と平歯車４１とを独立させることで、遊星軸４の雄ねじ４２の谷底に平歯車４１を形成する必要がなくなり、遊星軸４の製造が容易になり、また遊星軸４と太陽軸１とが間欠的に噛み合うのを防止することができる。

　遊星軸４及び太陽軸１の雄ねじ４２，１２及び平歯車４１，１１の噛み合いを保った状態で、なおかつ太陽軸１のストローク量を大きくするために、太陽軸１の雄ねじ１２に平歯車１１が形成される。太陽軸１の雄ねじ１２に平歯車を形成すると、一見、太陽軸１の雄ねじ１２が遊星軸４の雄ねじ４２に間欠的に噛み合うように見える。しかし、遊星軸４の雄ねじ４２は、太陽軸１の雄ねじ１２の平歯車１１の歯底円よりも内側で接触するので、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に間欠的に噛み合うことはない。

　図１に示すように、各遊星軸４は、軸線方向の両端にて円環板状のキャリア（図示せず）に軸線の周りに回転可能に支持されている。キャリアはナット２に対し相対的に軸線の周りに自由に回転できるようにナット２に支持される。もちろん、キャリア２の内径は太陽軸１の外径よりも大きい。

　図４に示すように、ナット２は、略円筒形状に形成される。ナット２の軸線方向の一端部には、ナット２を他の部材に取り付けるためのフランジ２ａが形成される。ナット２は図示しない他の部材に相対回転不能に連結される。ナット２の内周面の軸線方向の両端部には、内径を広げた一対のリング段差部２ｂが形成される。この一対のリング段差部２ｂに一対のリング歯車部材５が圧入等により固定される（図１参照）。一対のリング歯車部材５には、遊星軸４の一対の平歯車４１と噛み合う一対の内歯車２１が形成される。またナット２の中央部２ｃの内周面には、螺旋凸条として、遊星軸４の雄ねじ４２と螺合する複数条の例えば十条の雌ねじ２２が形成される。雌ねじ２２はナット２の内周面のつる巻き線に沿う所定のリード角を持つ。ナット２の軸線を含む平面における雌ねじ２２の切り口の断面形状は、台形である。

　上記遊星式回転－直線運動変換装置を組み立てるときは、まずナット２の内側に遊星軸４を環状に抱え込ませる。キャリアによって遊星軸４とナット２との位置関係をずれないように固定した段階で、太陽軸１を遊星軸４にねじ込む。

　図１に示すように、太陽軸１の平歯車１１、遊星軸４の平歯車４１及びナット２の内歯車２１は共働して遊星歯車機構を構成しており、それぞれ太陽歯車、遊星歯車、内歯車として機能する。また太陽軸１の雄ねじ１２、遊星軸４の雄ねじ４２、ナット２の雌ねじ２２は共働して遊星ローラねじ機構を構成しており、それぞれ螺旋凸条、螺旋溝、螺旋凸条として機能する。

　なお、遊星軸４の軸線方向の両端部に一対の平歯車４１が設けられ、ナット２の軸線方向の両端部に一対の内歯車２１が設けられるので、遊星ローラねじ機構の軸線方向の両端部に一対の遊星歯車機構が設けられることになる。

　遊星ローラねじ機構を構成する太陽軸１の雄ねじ１２、遊星軸４の雄ねじ４２及びナット２の雌ねじ２２は互いに噛み合っている。雄ねじ１２及び雄ねじ４２は互いに逆方向のリードを有し、雄ねじ４２及び雌ねじ２２は互いに同一方向のリードを有する。雄ねじ１２、雄ねじ４２、雌ねじ２２のピッチは互いに等しい。そして、遊星軸４の雄ねじ４２のリード角はナット２の雌ねじ２２のリード角と相手方のネジリード基準ピッチ円において同一である。このため、遊星軸４がナット２の内側を自公転しても、遊星軸４がナット２に対して軸線方向にストロークすることはない。一方、遊星軸４の雄ねじ４２のリード角は太陽軸１の雄ねじ１２のリード角と異なる。このため、遊星軸４が太陽軸１の回りを自公転すると、遊星軸４が太陽軸１に対して軸線方向に直線運動する。したがって、ナット２も太陽軸１に対して軸線方向に直線運動する。

　遊星歯車機構を構成する太陽軸１の平歯車１１、遊星軸４の平歯車４１及びナット２の内歯車２１も互いに噛み合う。この遊星式回転－直線運動変換装置においては、平歯車１１、平歯車４１、内歯車２１の歯数は、それぞれ６９，２４，１２０である。

　太陽軸１を１回転させたとき、ナット２に対する太陽軸１のストローク量（総リード）は以下のように算出される。図５に示すように、太陽軸１を１回転させると遊星軸４が太陽軸１の周囲を自転しながら公転する。遊星軸４の公転回転数である遊星軸公転減速比は、以下の式で求められる。

　具体的な数値を入れると、

　太陽軸１の雄ねじ１２のピッチは７ｍｍ、条数は８なので、太陽軸１の１回転あたりのリードは７×８＝５６ｍｍになる。図６に示すように、太陽軸１の雄ねじ１２のＳ_PC(太陽軸ネジリード基準ピッチ円)を２８．７５ｍｍとすると、太陽軸１は１回転あたり、（２８．７５×π）の基準ピッチ円においてに対して５６ｍｍ軸線方向に進む。

　一方、遊星軸４の雄ねじのピッチは７ｍｍ、条数は２なので、リードは７×２＝１４ｍｍになる。遊星軸４の雄ねじのＰ_PC(遊星軸ネジリード基準ピッチ円)を１０ｍｍにすると、遊星軸４は１回転あたり（１０×π）の基準ピッチ円において１４ｍｍ進む。

　太陽軸１の周囲を遊星軸４が公転する。太陽軸１を１回転させたときの接触部７（図５参照）の長さは、上記遊星軸公転減速比から２８．７５×π×０．６３４９となる。そのときの太陽軸１のリードと遊星軸４のリードの差分が総リードＬとなる。

　すなわち、総リードＬは、太陽軸１のリード－遊星軸４のリードであり、
　Ｌ＝５６×０．６３４９－２８．７５×π×０．６３４９／（１０×π）×１４＝１０ｍｍとなる。

　一般式で表わすと、総リードＬは以下の式で表わされる。

　図７に示すように、遊星軸４の雄ねじ４２には、クラウニング４２ａが施される。クラウニング４２ａは、遊星軸４の軸線を含む断面で見たとき、又は遊星軸４の雄ねじ４２のリードに直角な断面で見たとき、円弧形状に形成される。クラウニング４２ａを施すことによって、太陽軸１の雄ねじ１２と遊星軸４の雄ねじ４２とを点接触させることができる。遊星軸４と太陽軸１との接触点は、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に対して滑らずに転がり運動する点の近傍に配置される。このようにすることで、太陽軸１の雄ねじ１２と遊星軸４の雄ねじ４２との間の差動滑りを低減することができ、回転の伝達効率を向上させることができる。

　遊星軸４の雄ねじ４２と太陽軸１の雄ねじ１２とが滑らずに転がり接触する領域は、以下のように算出される。遊星軸４は太陽軸１の周囲を自転しながら公転する。自公転する遊星軸４が描く螺旋軌道の長さである遊星軸ネジ転がり軌道長さと、自転する太陽軸１が描く螺旋軌道の長さである太陽軸ネジ転がり軌道長さが一致し、螺旋軌道の長さの差が零になれば、この螺旋軌道が滑り０領域になる。もちろん、遊星軸ネジ転がり軌道長さ及び陽軸ネジ転がり軌道長さの算出にあたり、遊星軸４の雄ねじ４２の噛み合いピッチ円においてのリード角及び太陽軸１の雄ねじ１２の噛み合いピッチ円においてのリード角が考慮される。

　太陽軸１の太陽軸ネジ転がり軌道長さ及び遊星軸４の遊星軸ネジ転がり軌道長さは、太陽軸ネジ噛み合いピッチ円及び遊星軸ネジ噛み合いピッチ円を用いて以下の式で表わされる。

　太陽軸１の雄ねじ１２と遊星軸４の雄ねじ４２との間の滑り率（％）は以下の式から求められる。

　上記滑り率が零になるように、太陽軸ネジ噛み合いピッチ円及び遊星軸ネジ噛み合いピッチ円を求めれば、当該太陽軸ネジ噛み合いピッチ円及び遊星軸ネジ噛み合いピッチ円が滑らない領域になる。すなわち、当該太陽軸ネジ噛み合いピッチ円及び遊星軸ネジ噛み合いピッチ円において、太陽軸１の雄ねじ１２及び遊星軸４の雄ねじ４２が滑らずに転がり接触することになる。

　遊星軸－ナット間でも同様に、下記の式に基づいて、滑り率が零になるようにナットネジ噛み合いピッチ円及び遊星ネジ噛み合いピッチ円を求めれば、当該太陽軸ネジ噛み合いピッチ円及び遊星軸ネジ噛み合いピッチ円において、ナット２の雌ねじ２２及び遊星軸４の雄ねじ４２が滑らずに転がり接触することになる。太陽軸１の雄ねじ１２及びナット２の雌ねじ２２の両方に接触する遊星軸４の雄ねじ４２にクラウニングを施せば、必ずしも雄ねじ１２及び雌ねじ２２の両方にクラウニングを施さなくてもよい。

　図８は、遊星軸４５の雄ねじ４６にクラウニングを施していない比較例を示す。遊星軸４５の軸線を含む断面で見たとき、この例の遊星軸４５の雄ねじ４６の側壁４７は直線に形成される。遊星軸４５の軸線に直交する断面で見たとき、図９に示すように、雄ねじ４６はインボリュート歯形４８に形成される。

　遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に対して滑らない領域、及び遊星軸４の雄ねじ４２がナット２の雌ねじ２２に対して滑らない領域は、遊星軸４の半径方向の互いに異なった位置に存在する。これは、遊星軸４の雄ねじ４２のリード角がナット２の雌ねじ２２のリード角とナット２のネジリード基準ピッチ円において同一であるのに対し、遊星軸４の雄ねじ４２のリード角は太陽軸１の雄ねじ１２のリード角と異なっているのが原因である。遊星軸４の雄ねじ４２を太陽軸１の雄ねじ１２及びナット２の雌ねじ２２に滑らずに転がり接触させるためには、図１０に示すように、遊星軸４がナット２に対して噛み合う位置（線分ＡＢ）と、遊星軸４が太陽軸１に対して噛み合う位置（線分Ａ´Ｂ´）とを遊星軸４の半径方向に異ならせる必要がある。すなわち、遊星軸４の軸線４４からの雄ねじ４２と雌ねじ２２との接触点までの距離Ｌ１と、遊星軸４の軸線４４から雄ねじ４２と雄ねじ１２との接触点までの距離Ｌ２とを互いに異ならせる必要がある。

　そしてそのためには、円弧形状のクラウニング４２ａに対して雌ねじ２２のねじ圧力角θ及び雄ねじ１２のねじ圧力角θ´を互いに異ならせればよい。すなわち、雄ねじ４２と雌ねじ２２との接触点Ｃにおけるナット２の雌ねじ２２のねじ圧力角θと、雄ねじ４２と雄ねじ１２との接触点Ｃ´における雄ねじ１２のねじ圧力角θ´とを互いに異ならせればよい。

　ナット２の雌ねじ２２のねじ圧力角は、以下のように求められる。まず、遊星軸４の雄ねじ４２のプロファイルを決定する。次に、計算で求めた滑り０領域を噛み合いピッチ円とし、滑り０噛み合いピッチ円を通り遊星軸４の軸線４４に平行な線ＡＢを引き、線ＡＢと円弧Ｐの交点を点Ｃとする。次に、点Ｃを通り円弧Ｐに正接な線ＤＥを引く。次に、円弧Ｐの中心を点Ｏとして点Ｃと点Ｏを結び線ＣＯとする。次に、点Ｏより遊星軸４の軸線４４に垂直な線を引き、線ＡＢとの交点を点Ｆとし、線ＦＯとする。

　以上の作図により圧力角θは以下の式から求められる。

　太陽軸１の雄ねじ１２のねじ圧力角も同様にして求めることができる。

　遊星軸４の雄ねじ４２のプロファイルは以下のように決定される。遊星軸４、太陽軸１の材質は鋼であり、弾性領域を有する。太陽軸１に軸線方向の荷重が印加されると、遊星軸４及び太陽軸１の接触部が弾性変形し、接触点が接触楕円になる。接触楕円が太陽軸１の平歯車の歯底にかからないように、かつ接触楕円が滑り率を増大させないように、遊星軸４の雄ねじ４２のプロファイルが決定される。雄ねじ４２のプロファイルの設計に当たり、滑り０領域で遊星軸４の雄ねじ４２と太陽軸１の雄ねじ１２が接触するとし、印加荷重、嵌合歯数、接触Ｒ、圧力角を検討する。接触Ｒは正面歯形により創生されるギヤとしてのインボリュート曲線ではなく、遊星軸４の軸線を含む断面で見て曲率半径Ｒの円弧形状である。

　遊星軸４の雄ねじ４２は、図１０に示すように遊星軸４の軸線を含む断面で見たとき、曲率半径rI1の円弧形状であり、かつ図１１に示すように接触点の接平面に直交する断面
Ｓで見たとき、曲率半径rI2の円弧形状である。すなわち、遊星軸４の雄ねじ４２は、直交する二つの平面それぞれに円弧状曲線を持つラグビーボールのような三次元曲面を持つ。

　一方、太陽軸１の雄ねじ１２の接触面は、図１０に示すように遊星軸４の軸線を含む断面で見たとき、直線形状であり、かつ図１２に示すように接平面に直交する断面Ｓでみたとき、遊星軸４に向かって凸の曲率半径rII2の円弧形状である。

　遊星軸４及び太陽軸１の接触面の形状をまとめると表１のようになる。ここで、遊星軸４の軸線を含む断面で見たとき、遊星軸４の雄ねじ４２のクラウニング４２ａの曲率半径は１０ｍｍに設定される。太陽軸１の雄ねじ１２は直線形状なので、曲率半径は０に設定される。曲率半径rI2及び曲率半径rII2は遊星軸４及び太陽軸１のモデルをカットするこ
とにより測定される。

　遊星軸４の雄ねじ４２と太陽軸１の雄ねじ１２との接触状態は、直交する二つの平面それぞれに円弧状曲線を持つラグビーボールのような三次元曲面と、直交する二つの平面の一方に直線、他方に円弧状曲線を持つ円筒形状の二次元曲面との接触である。このため、ヘルツの接触式を使用することにより楕円径及び面圧を算出することができる。

　ナット２の雌ねじ２２の接触面は、図１０に示すように遊星軸４の軸線を含む断面で見たとき、直線形状であり、かつ図１３に示すように、接平面に直交する断面Ｓでみたとき、遊星軸４に向かって凹の曲率半径rIII2=５１．９０６ｍｍの円弧形状である。このため、遊星軸４と太陽軸１の接触と同様に、ヘルツの接触式を使用することにより楕円径及び面圧を算出することができる。

　図１４に示すように、太陽軸１の軸線方向からみて、遊星軸４の雄ねじ４２の外径円４３の一部は太陽軸１の平歯車１１の歯底円１３よりも内側に入り込む。そして、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に接触する点Ｐは、太陽軸１の雄ねじ１２の接触面１２ａ（太陽軸１の平歯車１１の歯底円１３よりも内側（図１６参照））である。太陽軸１に軸線方向の荷重がかかると、太陽軸１の雄ねじ１２及び遊星軸４の雄ねじ４２の接触点Ｐが弾性変形し、接触領域が広くなる。太陽軸１の軸線方向の荷重は、弾性変形した太陽軸１の雄ねじ１２の接触面１２ａが受けることになる。遊星軸４の雄ねじ４２を太陽軸１の雄ねじ１２の接触面１２ａに接触させることで、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２に形成される平歯車１１にのみ接触することを避けることができる。このため、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２の平歯車１１に間欠的に当たってしまう（すなわち遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２の平歯車１１に当たっているときと当たってないときが生ずる）のを防止することができ、遊星軸４の雄ねじ４２を太陽軸１の雄ねじ１２に安定して接触させることができる。また、遊星軸４の雄ねじ４２が太陽軸１の雄ねじ１２の平歯車１１に間欠的に当たるのを防止できるので、せん断応力や曲げモーメントに強いねじになる。

　本実施形態においては、遊星軸４の雄ねじ４２を太陽軸１の雄ねじ１２の接触面１２ａに接触させたいがゆえ、遊星軸４の雄ねじ４２を太らせている。遊星軸４の雄ねじ４２を極端に太らせると隣の遊星軸４に干渉する。このため遊星軸４の配置個数を九つに減らしている。

　遊星軸４の雄ねじ４２のリード角は、太陽軸１の雄ねじ１２のリード角と異なる。このため厳密にいうと、遊星軸４の雄ねじ４２と太陽軸１の雄ねじ１２との接触点Ｐは、太陽軸１の中心と遊星軸４の中心とを結んだ線１５から僅かにずれている。一方、遊星軸４の雄ねじ４２のリード角はナット２の雌ねじ２２のリード角と等しい。このため、遊星軸４の雄ねじ４２とナット２の雌ねじ２２との接触点Ｑは、太陽軸１の中心と遊星軸４の中心とを結んだ線１５上に位置する。

　図１５は、平歯車のモジュールを変化させた例を示す。平歯車の速比及び噛み合い位相を維持したまま、平歯車のモジュールを例えば０．６８から０．４２に小さくすると、太陽軸１の雄ねじ１２の平歯車１１の円ピッチが小さくなる。図１６に示すように、平歯車１１のモジュールを０．６８から０．４２に小さくすると、太陽軸１の雄ねじ１２に形成される平歯車１１の全歯たけを小さくすることができ、雄ねじ１２の接触面１２ａの半径方向の厚みを厚くすることができる。このため、遊星軸４の雄ねじ４２を太陽軸１の雄ねじ１２の接触面１２ａに接触させ易くなる。さらに、図１７に示すように、太陽軸１の平歯車１１の全歯たけを小さくできる分、太陽軸１の雄ねじ１２の噛み合いピッチ円（図中噛み合い領域で示す）を大きくでき、当該噛み合いピッチ円を滑りが生じない滑り０領域に近付けることができ、回転の伝達効率を向上させることができる。噛み合いピッチ円とは、太陽軸１の雄ねじ１２と遊星軸４の雄ねじ４２とが噛みあっている点上の軌跡である。滑り０領域とは、太陽軸１の雄ねじ１２と遊星軸４の雄ねじ４２とに滑りが生じない点上の軌跡である。自公転する遊星軸４が描く螺旋状の軌道長さと、太陽軸１の螺旋状の軌道長さとが一致する領域が滑り０領域である。

　図１に示すように、遊星軸４の雄ねじ４２はナット２の雌ねじ２２に対しても、差動滑りが発生しないよう転がり接触する点の近傍で接触する。遊星軸４の雄ねじ４２をオーバーサイズにすることにより予圧を与えることが可能になり、バックラッシュをなくすことができる。

　図１８は、太陽軸１の周囲に等分に配列した遊星軸４の位相を示す。上述のように、遊星軸４を太陽軸１の周囲に等分に配列するために、遊星軸４の個数を、太陽軸１の平歯車１１の歯数とナット２の内歯車２１の歯数の和の約数にし、かつ太陽軸１の雄ねじ１２とナット２の雌ねじ２２の条数の和の約数にする。平歯車１１の歯数が６９、内歯車２１の歯数が１２０、雄ねじ１２の条数が８、雌ねじ２２の条数が１０であるから、遊星軸４の配置個数を１８９と１８の共通の約数の９に設定すれば、九つの遊星軸４を太陽軸１の周囲に等分に配列することができる。

　太陽軸１の周囲の３６０度の範囲を１周期とすると、九つの遊星軸４は４０度ずつ位相がずれている。ここで、太陽軸１の垂直上方を基準方向とし、基準方向に配置される遊星軸４を位相０の遊星軸４とする。そして、時計回りに順次位相１，２，３…８の遊星軸４とする。位相０の遊星軸４の位相角度は０度であり、位相１の遊星軸４の位相角度は４０度であり、位相２の遊星軸の位相角度は８０度である。位相３の遊星軸４の位相角度は１２０度である。位相０の遊星軸４と位相３の遊星軸４とは位相角度が１２０度ずれている。

　遊星軸４の平歯車４１の例えば凸部から凸部までを一周期とおくと、太陽軸１の平歯車１１に対する遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相は、この一周期の範囲内で徐々に変化する。平歯車４１の凸部が平歯車１１の凹部に噛み合うこともあるし、平歯車４１の凹部が平歯車１１の凸部に噛み合うこともある。

　図１９に、九つの遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相である、位相に対する相対角度を算出した結果を示す。噛み合い位相（位相に対する相対角度）は、以下の計算式で表わされる。
　（数８）
　（位相角度×太陽軸１の平歯車１１の歯数÷３６０の余り）＞１８０ならば、
　噛み合い位相＝（位相角度×太陽軸１の平歯車１１の歯数÷３６０の余り）－３６０
　（位相角度×太陽軸１の平歯車１１の歯数÷３６０の余り）＜１８０ならば、
　噛み合い位相＝位相角度×太陽軸１の平歯車１１の歯数÷３６０の余り
　で表わされる。

　この噛み合い位相（位相に対する相対角度）とは、太陽軸１の中心から放射状に伸びる方向に対する遊星軸４１の所定の基準位置、例えば凸部（勿論、凹部を定義してもよい）の傾き度合を表す。すなわち、この噛み合い位相（位相に対する相対角度）は、太陽軸１の中心と遊星軸４の中心とを結んだ方向と、遊星軸４の中心と遊星軸４の所定の基準位置を結んだ方向とのなす角度を表す。例えば、遊星軸４の凸部が放射状に伸びる方向上に位置したらゼロになり、当該方向から時計回りにずれていたらプラスになり、反時計方向にずれていたらマイナスになる。噛み合い位相は－１８０度～＋１８０度の範囲の値をとる。隣り合う遊星軸４間でこの噛み合い位相（位相に対する相対角度）を異ならせれば、一方の遊星軸４において平歯車４１の凸部が太陽軸１の平歯車１１に噛み合っているときに、他方の遊星軸４において平歯車４１の凸部からずれた位置が太陽軸１の平歯車１１に噛み合っていることになる。このため、噛み合い率の悪さを補うことができる。

　図１５に示すように、平歯車１１，４１のモジュールを例えば０．６８から０．４２に小さくすると、歯数が多くなる。平歯車１１，４１の噛み合い量も大きくなり、噛み合い率も上げる。噛み合い率が上がると、平歯車４１の噛み合い位相をずらす必要性も少なくなる。こうなると平歯車４１の噛み合い位相をずらして噛み合い率を上げるよりもむしろ、平歯車４１の噛み合い点を太陽軸１の周方向にバランス良く配置し、平歯車４１から平歯車１１にバランス良くトルクがかかる方が望まれる。

　本実施形態においては、位相角度が１２０度ずつずれる三つの遊星軸４の噛み合い位相を一致させている。すなわち、位相０，３，６の遊星軸４の噛み合い位相を一致させ、これらの平歯車４１を同時に平歯車１１に噛み合わせている。位相０，３，６の遊星軸４の平歯車４１が太陽軸１に噛み合った後は、位相１，４，７の遊星軸４の平歯車４１が太陽軸１に噛み合い、次に及び位相２，５，８の遊星軸４の平歯車４１が太陽軸１に噛み合う。すなわち、３個同時に噛み合うパターンが３回繰り返される。さらに本実施形態においては、隣接する三つの遊星軸４の噛み合い位相を互いに異ならせている。すなわち、位相０，１，２、位相３，４，５、位相６，７，８の遊星軸４の噛み合い位相を互いに異ならせている。

　本実施形態によれば、位相角度が１２０度ずつずれる三つの遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相が一致するので、三つの遊星軸４の平歯車４１から太陽軸１にバランスよくトルクを与えることができ、またあたかも旋盤の三つ爪チャックのように三つの遊星軸４の平歯車４１が安定して太陽軸１を保持する。さらに隣接する三つの遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相が互いに異なるので、平歯車４１と平歯車１１との噛み合い率の悪さを補うこともできる。

　また二組の遊星歯車機構を遊星ローラねじ機構の両端部に設け、太陽軸の軸線方向から見て二組の遊星歯車機構の位相角度を互いに一致させることで、遊星軸４から太陽軸１によりバランス良くトルクを伝えることができる。

　遊星軸４の配置個数は、３，６，９，１２等の３の倍数以外に４，８，１２，１６等の４の倍数でもよい。４の倍数（４×ｎ）の場合、位相角度が９０度ずつずれる四つの遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相が一致し、隣接するｎ個の遊星軸４の噛み合い位相が互いに異なればよい。遊星軸４の配置個数は三つ又は四つでもよい。この場合、三つ又は四つの遊星軸４の平歯車４１の噛み合い位相が一致すればよい。

　図２０は遊星軸の配置個数を１１個に設定した比較例を示し、図２１はそのときの遊星軸の平歯車の噛み合い位相を示す。図２１に示すように、位相２，８の遊星軸の平歯車から最も大きなトルクが太陽軸に伝わることになり、太陽軸にバランスよくトルクを伝えられなかったり、太陽軸のセンタリングが困難になったりすることがわかる。

　上記の実施形態においては、遊星軸４が軸線に沿う方向に太陽軸１に対し相対的に変位する例について説明した。

　これとは逆に遊星軸が軸線方向にナットに対し相対的に変位してもよい。この場合には、螺旋溝を構成するナットの螺旋状の雌ねじの凸部に、内歯車を構成する歯車が設けられる。遊星軸には、螺旋溝を構成する雄ねじ、及びこの雄ねじの軸線方向の両側に遊星歯車を構成する一対の平歯車が遊星軸の軸線方向に分かれた状態で設けられる。太陽軸には、螺線凸条を構成する雄ねじ、及びこの雄ねじの軸線方向の両側に太陽歯車を構成する一対の平歯車が軸線方向に分かれた状態で設けられる。この例によれば、遊星軸がナットに対してストロークしてもナットのねじ状内歯車が遊星軸の遊星歯車に干渉することがない。したがって、ナットに対する太陽軸の軸線方向の相対的なストローク量を大きくすることができる。

　図２２ないし図２４は、本発明の第二の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置を示す。図２２は、遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図（内部構造を分かり易くするためにナット５２を半分に割った状態）を示し、図２３は、遊星式回転－直線運動変換装置の断面図を示す。この実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置も、太陽軸５１と、太陽軸５１の周囲に配置される複数の遊星軸５４と、太陽軸５１及び遊星軸５４を囲む環状のナット５２と、を備える。

　太陽軸５１には、太陽歯車としての平歯車５５及び螺旋凸条としての雄ねじ５６が形成される。第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置と同様に、太陽軸５１の平歯車５５は、雄ねじ５６の凸部に形成される。雄ねじ５６は所定のリード角を持つ。

　遊星軸５４には、遊星歯車としての一対の平歯車５７が形成され、一対の平歯車５７の間に周方向溝５８が形成される。周方向溝５８は、周方向に伸びる単一のリング状溝を遊星軸４の軸線方向に多数配列してなる。遊星軸５４の平歯車５７が太陽軸５１の平歯車５５に噛み合い、遊星軸５４の周方向溝５８が太陽軸５１の雄ねじ５６に噛み合う。図２４のナット５２の断面図に示すように、遊星軸５４の周方向溝５８のリード角は０度である。遊星軸５４の周方向溝５８のピッチは太陽軸５１の雄ねじ５６のピッチと同一である。遊星軸５４の配置個数、遊星軸５４の噛み合い位相は第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置と同様である。

　第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置の遊星軸４と同様に、遊星軸５４の周方向溝５８には、太陽軸５１の雄ねじ５６及びナット５２の周方向凸条６０と点接触することができようにクラウニング５８ａが施される。クラウニング５８ａは、遊星軸５４の軸線を含む断面で見たとき、円弧形状に形成される。遊星軸５４と太陽軸５１との接触点は、遊星軸５４の周方向溝５８が太陽軸５１の雄ねじ５６に対して滑らずに転がり接触する領域の近傍に配置される。

　図２２及び図２３に示すように、ナット５２には、内歯車としての一対の平歯車５９が形成され、一対の平歯車５９の間に周方向凸条６０が形成される。ナット５２の一対の平歯車５９が遊星軸５４の一対の平歯車５７に噛み合い、ナット５２の周方向凸条６０が遊星軸５４の周方向溝５８に噛み合う。図２４に示すように、ナット５２の周方向凸条６０も、周方向に伸びる単一のリング状凸条を複数配列してなる。周方向凸条６０のリード角は０度である。

　太陽軸５１の平歯車５５、遊星軸５４の平歯車５７、及びナット５２の平歯車５９が、遊星歯車機構を構成する。ナット５２に対して太陽軸５１を相対的に回転させると、遊星軸５４が太陽軸５１の周囲を自転しながら公転する。

　太陽軸５１の雄ねじ５６、遊星軸５４の周方向溝５８及びナット５２の周方向凸条６０は、互いに噛み合っている。上記第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置と異なり、遊星軸５４の周方向溝５８及びナット５２の周方向凸条６０のリード角は０度であるが、第一の実施形態と同様に、太陽軸５１の周囲を遊星軸５４が自転しながら公転すると、太陽軸５１の雄ねじ５６のリード角と遊星軸５４の周方向溝５８のリード角との差により、遊星軸５４及びナット５２が軸線方向に移動する。

　この実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置によれば、以下の効果が得られる。１．ナット５２の周方向凸条６０及び遊星軸５４の周方向溝５８が螺旋状になっていないので、製作精度が向上する（加工精度は、螺旋状溝を加工する時のインデックス精度に左右されずに、加工機の送り精度のみに依存する）。２．ナット５２の周方向凸条６０及び遊星軸５４の周方向溝５８のリード角が０であるので、リード誤差による相対変位が生じない。３．ナット５２の周方向凸条６０及び遊星軸５４の周方向溝５８のリード角が０であるので、ねじの条数は０条と定義され、遊星軸５４の配置数の自由度が増し、強度が得やすい。４．太陽軸５１のねじの条数を少なく設計できるので、精度が得やすい。５．正効率を下げずに逆効率を極めて小さく設計できる。

　図２５ないし図２７は、本発明の第三の実施形態における遊星式回転－直線運動変換装置を示す。図２５は、遊星式回転－直線運動変換装置の斜視図を示し、図２６は、断面図を示す。この実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置も、太陽軸６１と、太陽軸６１の周囲に配置される複数の遊星軸６４と、太陽軸６１及び遊星軸６４を囲む環状のナット６２と、を備える。遊星軸６４の配置個数、遊星軸６４の噛み合い位相は第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置と同様である。

　太陽軸６１には、太陽歯車としての平歯車６５及び周方向凸条６６が形成される。図２７の太陽軸６１の側面図に示すように、周方向凸条６６は、周方向に伸びる単一の凸条を太陽軸６１の軸線方向に複数配列してなる。周方向凸条６６のリード角は０度である。太陽軸６１の平歯車６５は、周方向凸条６６の凸部に形成される。

　図２５に示すように、遊星軸６４には、遊星歯車としての一対の平歯車６７が形成され、一対の平歯車６７の間に螺旋溝としての雄ねじ６８が形成される。遊星軸６４の一対の平歯車６７が太陽軸６１の平歯車６５に噛み合い、遊星軸６４の雄ねじ６８が太陽軸６１の周方向凸条６６に噛み合う。遊星軸６４の雄ねじ６８のピッチは、太陽軸６１の周方向凸条６６のピッチと同一である。遊星軸６４の雄ねじ６８は所定のリード角を持つ。

　第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置の遊星軸４と同様に、遊星軸６４の雄ねじ６８には、太陽軸６１の周方向凸条６６及びナット６２の雌ねじ７０と点接触することができようにクラウニング６８ａが施される。クラウニング６８ａは、遊星軸６４の軸線を含む断面で見たとき、円弧形状に形成される。遊星軸６４と太陽軸６１との接触点は、遊星軸６４の雄ねじ６８が太陽軸６１の周方向凸条６６に対して滑らずに転がり接触する領域の近傍に配置される。

　ナット６２には、内歯車としての平歯車６９及び螺旋凸条としての雌ねじ７０が形成される。ナット６２の平歯車６９が遊星軸６４の平歯車６７に噛み合い、ナット６２の雌ねじ７０が遊星軸６４の雄ねじ６８に噛み合う。ナット６２の雌ねじ７０は遊星軸６４の雄ねじ６９と逆方向の同一のリード角を持つ。

　太陽軸６１の平歯車６５、遊星軸６４の平歯車６７、及びナット６２の平歯車６９が遊星歯車機構を構成する。ナット６２に対して太陽軸６１を回転させると、遊星軸６４がナット６２の周囲を自転しながら公転する。

　太陽軸６１の周方向凸条６６、遊星軸６４の雄ねじ６８及びナット６２の雌ねじ７０は互いに噛み合っている。上記第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置と異なり、太陽軸６１の周方向凸条６６のリード角は０度であるが、第一の実施形態と同様に、太陽軸６１の周囲を遊星軸６４が自転しながら公転すると、太陽軸６１の周方向凸条６６のリード角と遊星軸６４の雄ねじ６８のリード角との差により、遊星軸６４及びナット６２が軸線方向に移動する。

　この実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置によれば、以下の効果が得られる。１．太陽軸６１の周方向凸条６６が螺旋状になっていないので、製作精度が向上する。２．太陽軸６１の周方向凸条６６のリード角が０であるので、リード誤差による相対変位が生じない。３．太陽軸６１の周方向凸条６６のリード角が０であるので、ねじの条数は０条と定義され、遊星軸６４の配置数の自由度が増し、強度が得やすい。４．太陽軸６１のねじの条数を０に設計できるので、精度が得やすい。５．正効率を下げずに逆効率を極めて小さく設計できる。

　図２８は、本発明の第一の実施形態の遊星式回転－直線運動変換装置を組み込んだアクチュエータを示す。このアクチュータにおいては、中空モータ７３によってナット２を回転させ、これにより軸線方向に移動する太陽軸１がハウジング７４から出入りするようになっている。

　ナット２はその前後方向の両端部がベアリング７６，７７に回転可能に支持されている。ベアリング７６，７７はハウジング７４の内部に組み込まれている。

　モータ７３はハウジング７４に一体的に組み込まれている。モータ７３のロータとなる永久磁石７１がナットの外周面に固定される。モータ７３のステータとなる三相コイル７２は、永久磁石７１を取り囲んだ状態でハウジング７４に一体的に固定される。

　ハウジング７４の前部壁７５には、太陽軸１が軸線の回りを回転するのを防止し、かつ太陽軸１がその軸線方向に直線運動するのを許容するスプライン溝７５ａが形成される。太陽軸１には、ハウジング７５のスプライン溝７５ａに係合するスプライン凸条１ａが形成される。これらのスプライン溝７５ａ及びスプライン凸条１ａが回り止め機構を構成する。

　モータ７３がナット２を回転させると、遊星軸４が太陽軸１の周囲を自転しながら公転する。遊星軸４の自転及び公転に伴い、遊星軸４に噛み合う太陽軸１が軸線方向に移動する。太陽軸１の軸線の回りの回転は回り止め機構１ａ，７５ａによって制限されているので、太陽軸１がナット２と一緒に回転することはない。

　本実施形態のアクチュエータによれば、逆効率が低い遊星式回転－直線運動変換装置を組み込んでいるので、太陽軸１の軸方向位置を保持するためのモータ７３のパワーを小さくすることができる。太陽軸１に作用する軸方向の荷重に逆らって、太陽軸１の位置を保持するためには、太陽軸１の位置を保持している間、モータ７３がトルクを発生し続けなければならない。遊星式回転－直線運動変換装置はボールねじよりも逆効率（軸方向の荷重を回転方向のトルクに変える効率）が低いので、太陽軸１の位置を保持するために必要なトルクはボールねじに比べて極端に小さくてすむ。したがって、モータ７３の容量、寸法を小さくすることができ、モータ７３の発熱を抑えることができる。

　なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更できる。

　太陽軸の雄ねじには、雄ねじのリードに直角な断面で見たとき、円弧形状のクラウニングが施されてもよい。クラウニングの形状を雄ねじのリードに直角な断面で定義することにより、バイトを用いた雄ねじの切削が容易になる。

　さらに、クラウニングは、遊星軸の雄ねじの替わりに太陽軸の雄ねじ及びナットの雌ねじに施されてもよいし、遊星軸の雄ねじ、太陽軸の雄ねじ及びナットの雌ねじの全てに施されてもよい。

　さらに、太陽軸の雄ねじと平歯車とを太陽軸の軸線方向の同一の領域に形成することなく、軸線方向に分けてもよい。この場合、遊星軸の雄ねじと太陽軸の雄ねじとを滑り率零の領域で接触させることが可能になる。

　さらに、遊星軸の雄ねじをオーバーサイズにすることにより、遊星軸の雄ねじ、太陽軸の雄ねじ及びナットの雌ねじに予圧を与え、軸線方向のバックラッシュをなくすようにしてもよい。

　さらに、上記実施形態で示された遊星軸の雄ねじのクラウニングの曲率半径、歯数、条数等の設計緒元はあくまで一例であり、総リード、動定格荷重、静定格荷重等に応じて適宜変更することができる。

　本明細書は、２００８年１２月５日出願の特願２００８－３１１４２７、２００８年１２月５日出願の特願２００８－３１１４２８、２００８年１２月５日出願の特願２００８－３１１５２３、平成２１年９月２８日出願の特願２００９－２２３５４０、平成２１年９月２８日出願の特願２００９－２２３５４１、平成２１年９月２８日出願の特願２００９－２２３５４２に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

１，５１，６１…太陽軸，２，５２，６２…ナット，３…軸線，４，５４，６４…遊星軸，１１，５５，６５…太陽軸の平歯車（太陽歯車），１２，５６…太陽軸の雄ねじ（太陽軸の螺旋凸条），１２ａ…接触面，６６…太陽軸の周方向凸条，２１，５９，６９…ナットの平歯車（内歯車），２２，７０…ナットの雌ねじ（ナットの螺旋凸条），６０…ナットの周方向凸条，４１，５７，６７…遊星軸の平歯車（遊星歯車），４２，６８…遊星軸の雄ねじ（遊星軸の螺旋溝），５８…遊星軸の周方向溝，４２ａ，５８ａ，６８ａ…クラウニング，４４…遊星軸の軸線，Ｓ…接触点の接平面に直交する断面，Ｐ…太陽軸の雄ねじと遊星軸の雄ねじの接触点

Claims

　太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、
　前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、
　前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記遊星軸が前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、
　前記遊星軸の前記遊星歯車が形成される領域と、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が形成される領域とを、前記遊星軸の軸線方向に分離し、
　前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の凸部に、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う前記太陽歯車を形成する遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条と前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝との接触位置が、前記太陽軸の軸線方向からみて、前記太陽軸の前記太陽歯車の歯底円よりも内側であることを特徴とする請求項１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝には、前記遊星軸の軸線を含む断面で見たとき、又は前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝のリードに直角な断面で見たとき、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条とが点接触するよう、クラウニングが施されることを特徴とする請求項２に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記遊星軸の軸線方向の中央部に前記螺旋溝又は前記周方向溝が形成され、
　前記遊星軸の軸線方向の両端部に、一対の前記遊星歯車が形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記遊星軸が前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動するよう、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条のリード角と前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝のリード角とが互いに異なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、
　前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、
　前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、
　前記太陽軸に対して前記ナットを相対的に回転させると、前記遊星軸が前記ナットに対して前記ナットの軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、
　前記遊星軸の前記遊星歯車が形成される領域と、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が形成される領域とを、前記遊星軸の軸線方向に分離し、
　前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の凸部に、前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う前記内歯車を形成する遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記太陽軸に対して前記ナットを相対的に回転させると、前記遊星軸が前記ナットに対して前記ナットの軸線方向に相対的に直線運動するよう、前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条のリード角と前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝のリード角とが互いに異なることを特徴とする請求項６に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、
　前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、
　前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、
　３×ｎ個の前記遊星軸を前記太陽軸の周囲に等分に配列し、
　位相角度が１２０度ずつずれる三つの遊星軸の前記遊星歯車の噛み合い位相が一致する遊星式回転―直線運動変換装置。
　ただし、ｎは自然数であり、
　前記位相角度は、前記太陽軸の軸線の方向から見て、前記太陽軸の中心と遊星軸の中心とを結んだ方向と所定の基準方向とのなす角度で表わされ、
　前記噛み合い位相は、前記太陽軸の中心と前記遊星軸の中心とを結んだ方向に対する前記遊星軸の前記遊星歯車の所定の基準位置の傾き度合である。
　太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、
　前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、
　前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、
　４×ｎ個の前記遊星軸を前記太陽軸の周囲に等分に配列し、
　位相角度が９０度ずつずれる四つの遊星軸の前記遊星歯車の噛み合い位相が一致する遊星式回転―直線運動変換装置。
　ただし、ｎは自然数であり、
　前記位相角度は、前記太陽軸の軸線の方向から見て、前記太陽軸の中心と遊星軸の中心とを結んだ方向と所定の基準方向とのなす角度で表わされ、
　前記噛み合い位相は、前記太陽軸の中心と前記遊星軸の中心とを結んだ方向に対する前記遊星軸の前記遊星歯車の所定の基準位置の傾き度合である。
　ｎが２以上のとき、隣接するｎ個の遊星軸の前記遊星歯車の前記噛み合い位相が互いに異なることを特徴とする請求項８又は９に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車から構成される一対の遊星歯車機構が、
　前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条から構成される噛み合い機構の軸線方向の両側に設けられることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記太陽軸の軸線方向から見て、前記噛み合い機構の軸線方向の両側に設けられた前記一対の遊星歯車機構の遊星軸の位相角度が互いに一致することを特徴とする請求項１１に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動するよう、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の少なくとも一つのリード角が他の少なくとも一つのリード角と異なることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　太陽歯車を有すると共に、螺旋凸条又は周方向凸条を有する太陽軸と、
　前記太陽軸の前記太陽歯車に噛み合う遊星歯車を有すると共に、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に噛み合う螺旋溝又は周方向溝を有する遊星軸と、
　前記遊星軸の前記遊星歯車に噛み合う内歯車を有すると共に、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に噛み合う螺旋凸条又は周方向凸条を有するナットと、を備え、
　前記太陽軸の前記太陽歯車、前記遊星軸の前記遊星歯車、及び前記ナットの前記内歯車が遊星歯車機構を構成し、
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動する遊星式回転―直線運動変換装置において、
　前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の少なくとも一つには、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝が、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条に点接触するように、クラウニングが施される遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点から前記遊星軸の軸線までの距離が、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点から前記遊星軸の軸線までの距離と異なることを特徴とする請求項１４に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記遊星軸の軸線を含む断面で見たとき、又は前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝のリードに直角な断面で見たとき、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点における前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条のねじ圧力角が、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点における前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条のねじ圧力角と異なることを特徴とする請求項１５に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記クラウニングは、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝に施され、
　前記遊星軸の軸線を含む断面で見たとき、又は前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝のリードに直角な断面で見たとき、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝の前記クラウニングは円弧形状に形成されることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点、又は前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝と前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条との接触点の接平面に直交する断面で見たとき、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝の前記クラウニングは円弧形状に形成されることを特徴とする請求項１７に記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　前記ナットに対して前記太陽軸を相対的に回転させると、前記ナットが前記太陽軸に対して前記太陽軸の軸線方向に相対的に直線運動するよう、前記太陽軸の前記螺旋凸条又は前記周方向凸条、前記遊星軸の前記螺旋溝又は前記周方向溝、及び前記ナットの前記螺旋凸条又は前記周方向凸条の少なくとも一つのリード角が他の少なくとも一つのリード角と異なることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置。
　請求項１ないし１９のいずれかに記載の遊星式回転―直線運動変換装置と、
　前記遊星式回転―直線運動変換装置の前記ナットを前記太陽軸に対して回転させる駆動源と、
　前記太陽軸がその軸線の回りを回転するのを防止し、かつ太陽軸がその軸線方向に直線運動するのを許容する回り止め機構と、を備え、
　前記駆動源が前記太陽軸に対して前記ナットを回転させることによって、前記太陽軸が前記ナットに対して太陽軸の軸線方向に直線運動するアクチュエータ。