(57)【要約】【課題】０.２５ｍｍ未満のリードを得ることも可能であるとともに、大きな推力を得ることができる回転直動変換機構を提供する。【解決手段】回転直動変換機構１０は、軸心の周りで回転自在に支持された回転体１８と、回転体１８に対して引き出され自在に回転体１８の径方向へ積層して巻回されて、回転体１８の回転時に回転体１８への巻数が変化するテープ状部材２０を有する。回転直動変換機構１０は、テープ状部材２０の回転体１８に巻回された部位に対してローラー５０を介して間接的に当接され、回転体１８への巻数に応じて回転体１８の径方向の直線運動を行う直動体４０を備える。【選択図】図２
2015224692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心の周りで回転自在に支持された回転体と、
前記回転体に対して引き出し自在に前記回転体の径方向へ積層して巻回されて、前記回転体の回転時に前記回転体への巻数が変化するテープ状部材と、
前記テープ状部材の前記回転体に巻回された部位に対して直接又は間接的に当接され、前記回転体への巻数に応じて前記回転体の前記径方向の直線運動を行う直動体を備える回転直動変換機構。
【請求項２】
前記回転体が、等速または不等速で回転されるものであり、
前記テープ状部材が同一の厚みを有するものである請求項１に記載の回転直動変換機構。
【請求項３】
前記回転体が、等速または不等速で回転されるものであり、
前記テープ状部材は、全体または一部が一方の端部に向けて徐々に厚みが増加または減少するように形成されている請求項１に記載の回転直動変換機構。
【請求項４】
軸心の周りで回転自在に支持されるとともに、周面に突部を有する回転体と、
前記回転体に対し巻回された複数の巻回部が前記回転体の長さ方向にコイル状に連結されるとともに、一対の巻回部で前記突部を挟み、当該一対の巻回部以外の他の残りの巻回部が密接して配置されたコイル状部材と、
前記回転体の回転に伴い、前記突部が前記巻回部の間を移動することにより、前記コイル状部材に押圧されて前記回転体の前記長さ方向の直線運動を行う直動体を備える回転直動変換機構。
【請求項５】
前記回転体が、等速又は不等速で回転されるものであり、
前記コイル状部材は、各巻回部の径または厚みが同一となるように形成されている請求項４に記載の回転直動変換機構。
【請求項６】
前記回転体が、等速又は不等速で回転されるものであり、
前記コイル状部材は、一端から他端側に向けて径または厚みが徐々に増加するように、または減少するように形成されている請求項４に記載の回転直動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転直動変換機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構は、ねじ、ボールねじ、遊星ローラーねじ、カム、及びクランク機構がある。例えば、特許文献１は、送りねじに送りナットを螺合させて、送りねじの回転に伴い前記送りナットを直線移動させるようにしたものであって、送りナット内にボールねじが使用されている。
【０００３】
なお、ねじは、摺動運動するときの摩擦により、変換効率が悪い問題がある。また、ボールねじは、変換効率は高い（９０％）が、リードが大きい（例えば、数ｍｍ）ために高推力を得られない問題がある。遊星ローラーねじは、リードは小さくできる（０.２５ｍｍ）が、滑り摩擦が発生するため変換効率が８０％程度となる。カム及びクランク機構は入力軸１回転分の仕事しか取り出せず、大きな推力を得ようとすると、直線運動のストロークが短くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、送りねじ、ボールねじ及び遊星ローラーねじにおいて、大きな推力を得る方法は、２つある。１つは、減速機を使用することである。しかし、この方法は減速機のバックラッシによる精度低下と装置が大型化する。もう１つは、ねじリードを細くすることである。しかし、この方法は、ネジの強度低下を招くとともに製作を困難にする。なお、本出願時において、０.２５ｍｍ未満のネジリードのものは見あたらない。
【０００６】
本発明の目的は、０.２５ｍｍ未満のリードを得ることも可能であるとともに、大きな推力を得ることができる回転直動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、回転直動変換機構は、軸心の周りで回転自在に支持された回転体と、前記回転体に対して引き出し自在に前記回転体の径方向へ積層して巻回されて、前記回転体の回転時に前記回転体への巻数が変化するテープ状部材と、前記テープ状部材の前記回転体に巻回された部位に対して直接又は間接的に当接され、前記回転体への巻数に応じて前記回転体の前記径方向の直線運動を行う直動体を備えるものである。
【０００８】
また、前記回転体が、等速または不等速で回転されるものであり、前記テープ状部材が同一の厚みを有していてもよい。
また、前記回転体が、等速または不等速で回転されるものであり、前記テープ状部材は、一方の端部に向けて全体または一部が徐々に厚みが増加または減少するように形成されていてもよい。
【０００９】
回転直動変換機構は、軸心の周りで回転自在に支持されるとともに、周面に突部を有する回転体と、前記回転体に対し巻回された複数の巻回部が前記回転体の長さ方向にコイル状に連結されるとともに、一対の巻回部で前記突部を挟み、当該一対の巻回部以外の他の残りの巻回部が密接して配置されたコイル状部材と、前記回転体の回転に伴い、前記突部が前記巻回部の間を移動することにより、前記コイル状部材に押圧されて前記回転体の前記長さ方向の直線運動を行う直動体を備えるものである。
【００１０】
また、前記回転体が、等速または不等速で回転されるものであり、前記コイル状部材は、一端から他端側に向けて径または厚みが徐々に増加するように、または減少するように形成されているとことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、０.２５ｍｍ未満のリードを得ることも可能であるとともに、大きな推力を得ることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の回転直動変換機構の一部破断正面図。
【図２】第１実施形態の回転直動変換機構の側断面図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の回転直動変換機構による推力の説明図、（ｂ）は第１実施形態の他の変形例のテープ状部材の要部側面図。
【図４】第１実施形態の回転直動変換機構の作用の説明図。
【図５】第１実施形態の他の変形例の概略説明図。
【図６】第２実施形態の回転直動変換機構の平断面図。
【図７】（ａ）は第２実施形態の要部の回転直動変換機構の回転体とコイル状部材を組立てた状態の斜視図、（ｂ）は回転体の斜視図、（ｃ）はコイル状部材の斜視図。
【図８】突部のコイル状部材に対する作用の説明図。
【図９】（ａ）第２実施形態のコイル状部材の端部の説明図、（ｂ）第２実施形態の変形例における端部の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態の回転直動変換機構を図１〜図４を参照して説明する。
【００１４】
図１、図２に示すように回転直動変換機構１０は、一対の側壁１４、１６が立設されたベース部材１２と、側壁１４、１６に回転自在に支持された回転軸１７と、回転軸１７に固定された回転体１８と、回転体１８に巻回されるテープ状部材２０を有する。
【００１５】
図３（ａ）に示すように回転体１８は、略円筒状に形成されている。具体的には回転体１８の外周面は、軸心Ｏを中心とした二点鎖線で示す半径Ｒｏの仮想円周面に対して、テープ状部材２０の厚みｔを加えた半径Ｒ１の部位Ｐを有する。そして、この部位Ｐを起点として１周する間に半径が徐々に、すなわち直線的に縮小して、１周する直前の部位の半径をＲｏとするように形成されている。
【００１６】
また、回転直動変換機構１０は、テープ状部材２０に当接するローラー５０を有する直動体４０と、直動体４０の動作をガイドするガイド体３０を備えている。
前記回転体１８は円筒状に形成されて、回転軸１７に対して同軸となるように相対回動不能に嵌合されるとともに自身の軸心の周りで回転する。
【００１７】
テープ状部材２０の一端は、回転体１８の部位Ｐの段差面に固定されており、図３（ａ）において、回転体１８が時計回り方向に回転した際に回転体１８に対して巻回可能とされている。テープ状部材２０は、負荷が加わった際に切れない性質を有するものが好ましい。例えば、テープ状部材としてはステンレス製テープを代表とした金属テープがある。また、テープ状部材２０は金属製テープ以外のものであってもよい。テープ状部材２０の厚みは、限定しないが、例えば０.０５ｍｍ以下のものであってもよく、また、０.０５ｍｍ以上であってもよい。また、本実施形態のテープ状部材２０は、全長に亘って同一の厚み、例えば０.０５ｍｍを有する。テープ状部材２０の厚みが薄ければ薄いほど、後述する直動体４０に大きな推力を得させることができる。
【００１８】
図１に示すように回転軸１７の一端は、側壁１４から外部に突出されるとともに歯車２１が固定されている。歯車２１は駆動源としてのモータＭ１の出力軸に固定された歯車２２と噛合されている。モータＭ１は非駆動状態の際には自由回転が可能とされている。
【００１９】
また、図２に示すようにテープ状部材２０の他の一端は、回転直動変換機構１０の外部において、図示しない支持部材に回転自在に支持されたドラム２６に固定されている。ドラム２６の軸心方向の端部には図示しない歯車機構に連結された回転軸を有する。前記歯車機構の入力側の歯車はモータＭ２の出力軸に連結されている。モータＭ２は非駆動状態の際には自由回転が可能とされている。
【００２０】
前記モータＭ１が非駆動状態の際に、モータＭ２が回転すると、図２に示すようにドラム２６は、Ｃ矢印方向に回転して、テープ状部材２０を巻回することが可能である。テープ状部材２０がドラム２６に巻回されると、回転体１８に巻回されているテープ状部材２０が引き出される。
【００２１】
また、前記モータＭ２が非駆動状態の際に、前記モータＭ１が回転すると、図２に示すように回転体１８は、Ａ矢印方向に回転して、テープ状部材２０を回転体１８に対して径方向に増加するように層状に巻回する。一方、回転体１８がＡ矢印方向に回転すると、ドラム２６に巻回されたテープ状部材２０は引き出される。
【００２２】
図１、図２に示すように、側壁１４、１６には、ガイド体３０が固定されている。ガイド体３０は、側壁１４、１６に対して下端が固定された一対の側壁３２，３４と、側壁３２、３４の上端間を連結する上壁３６とを有する。上壁３６には、上下方向に貫通するガイド孔３８が形成されている。
【００２３】
前記直動体４０は、前記ガイド孔３８内に摺動自在に挿入された摺動部４２と、摺動部４２の下端部と一体に設けられた二股状のローラー支持体４４とを有する。摺動部４２の上端は、図示しない直線移動体に連結されて、摺動部４２のガイド孔３８の軸心方向に沿う移動があった際に、前記直線移動体を直線移動させる。
【００２４】
ローラー支持体４４には、ローラー５０が回動自在に支持されている。ローラー５０は、回転体１８に巻回されたテープ状部材２０に対して当接されている。
上壁３６下面とローラー支持体４４の上面間において、摺動部４２には付勢手段としての弾性部材５２が巻装されている。弾性部材５２は、直動体４０をベース部材１２側に付勢して、前記ローラー５０を直動体４０に当接させている。
【００２５】
（第１実施形態の作用）
さて、上記のように構成された回転直動変換機構１０の作用を、図１〜図４を参照して説明する。
【００２６】
直動体４０の摺動部４２を図１、図２において、直線運動（すなわち、図２のＤ矢印方向へ上動）をさせる場合、モータＭ２を非駆動状態としておき、この状態で、モータＭ１を等速で回転させる。この回転により、図２に示すように回転体１８は、Ａ矢印方向に一定速度（等速度）で回転して、テープ状部材２０は回転体１８に対して径方向に増加するように層状に巻回される。一方、回転体１８がＡ矢印方向に回転すると、ドラム２６に巻回されたテープ状部材２０は引き出される。
【００２７】
回転体１８がＡ矢印方向へ回転して、テープ状部材２０が回転体１８に対して径方向に増加するように層状に巻回されると、テープ状部材２０の累積積層数が増加する。すなわち、回転体１８が１回転する毎に、テープ状部材２０の１層の厚みｔ分だけ径方向に増加する。この増加した１層の厚みｔ分、ローラー５０が回転体１８の軸心方向とは直交する方向に押圧して移動する。この結果、ローラー５０を支持している直動体４０が同方向、すなわち、図２のＤ矢印方向に向かって直動する。この移動は、弾性部材５２の付勢力に抗して行われる。前記直動体４０は、直動体４０に連結されている図示しない直線移動体を直線移動させる。このときの直動体４０の移動量は、回転体１８が１回転する毎にテープ状部材２０の１層の厚みｔ分である。
【００２８】
また、回転体１８が一定速度で回転されるため、回転体１８が一回転する毎にテープ状部材２０の１層分の厚みが定量的に増加する。このため、直動体４０は等速で直線運動する。図４には、ローラー５０が、回転体１８に積層されたテープ状部材２０により、直線運動する状態が図示されている。
【００２９】
ここで、本実施形態の回転直動変換機構１０における直動体４０の推力Ｆについて説明する。まず、ローラー５０と接触するテープ状部材２０が巻き取られた回転体１８の積層分を含めた半径をＲとし、入力トルクをＭとする。ここで、ローラー５０と接触するテープ状部材２０との間の摩擦を無視した場合は、入力トルク１回転の仕事２πＭと、推力Ｆによる仕事Ｆｔとは、等しいため、下記の式が成立する。
【００３０】
２πＭ＝Ｆｔ
従って、
Ｆ＝２πＭ／ｔ                    ……（１）
となる。
【００３１】
また、ローラー５０と接触するテープ状部材２０との間の摩擦を考慮した場合、摩擦係数をμとすると、摩擦トルクによる仕事は２πμＦＲである。このため、下記の式が成立する。
【００３２】
２πＭ＝Ｆｔ＋２πμＦＲ
従って、
Ｆ＝２πＭ／（ｔ＋２πμＲ）      ……（２）
式（１）、式（２）からも分かるように、テープ状部材２０の厚みｔが分母にあるため、厚みｔが小さくなればなるほど、推力Ｆは大きくなる。テープ状部材の厚みｔは、ｍｍ単位であって、１ｍｍ以下のものが多くあり、本実施形態のように０.０５ｍｍ以下のものもある。従って、本実施形態において、直動体４０の推力は、テープ状部材の厚みｔを薄くすればするほど大きくなることは自明である。
【００３３】
また、直動体４０の摺動部４２を図１、図２において、直線運動（すなわち、図２の反Ｄ矢印方向へ下動）させる場合、モータＭ１を非駆動状態としておき、この状態で、モータＭ２を等速で回転させる。この回転により、図２に示すようにドラム２６は、Ｃ矢印方向に一定速度（等速度）で回転するため、テープ状部材２０はドラム２６に対して径方向に増加するように層状に巻回される。一方、ドラム２６がＣ矢印方向に一定速度（等速度）で回転すると、回転体１８に巻回されているテープ状部材２０は引き出されて、回転体１８が反Ａ矢印方向に回転する。
【００３４】
テープ状部材２０が引き出されて、回転体１８が反Ａ矢印方向へ回転すると、その回転に応じてテープ状部材２０の累積積層数が減少して、テープ状部材２０の積層状態での径方向の全体の厚みが減少する。すなわち、回転体１８が１回転する毎に、テープ状部材２０の１層の厚みｔ分だけ径方向に減少する。この減少した１層の厚みｔ分、ローラー５０が回転体１８の軸心方向とは直交する方向に弾性部材５２により押圧されて移動する。この結果、ローラー５０を支持している直動体４０が同方向、すなわち、図２の反Ｄ矢印方向に向かって直線運動する。前記直動体４０の直線運動により、直動体４０に連結されている図示しない直線移動体を直線移動させる。このときの直動体４０の移動量は、回転体１８が１回転する毎にテープ状部材２０の１層の厚みｔ分である。
【００３５】
なお、ドラム２６がＣ矢印方向に一定速度（速度）回転した場合、ドラム２６に巻回されるテープ状部材２０の最外周の周速は、累積積層数が大きくなるほど周速は増大する。これに併せて、回転体１８から引き出されるテープ状部材２０の引き出し量も増大するため、回転体１８は不等速で回転する。従って、直動体４０の反Ｄ矢印方向への下動も不等速となる。すなわち、回転体１８のテープ状部材２０の累積積層数が少なくなるほど下動速度は増大する。
【００３６】
なお、反Ｄ矢印方向の直動体４０の移動を定速で行うことも可能である。例えば、直動体４０の移動速度の速度センサで検出し、前記速度センサの検出値に基づいて、直動体４０が予め設定された速度となるようにモータＭ２のＣ矢印方向の回転制御を行うようにすればよい。
【００３７】
本実施形態によれば、下記の特徴がある。
（１）本実施形態の回転直動変換機構１０は、回転体１８に対して引き出され自在に回転体１８の径方向へ積層して巻回されて、回転体１８の回転時に回転体１８への巻数が変化するテープ状部材２０を有する。回転直動変換機構１０は、テープ状部材２０の回転体１８に巻回された部位に対してローラー５０を介して間接的に当接され、回転体１８への巻数に応じて回転体１８の径方向の直線運動を行う直動体４０を備える。
【００３８】
この結果、回転体１８に巻回されたテープ状部材２０の積層状態に応じて、直動体４０が回転体の径方向へ移動することができる。また、回転体１８の１回転当たりでは、テープ状部材２０の１層の厚み分しか移動しないため、微小な直線運動も可能となり、直動体に大きな推力を付与する。本実施形態では、テープ状部材の厚みを０.０５ｍｍとしているため、リードは０.０５ｍｍとなる。
【００３９】
従って、本実施形態によれば、精度低下を招くことがなく、０.０５ｍｍ以下のリードを得ることも可能であるとともに、大きな推力を得ることができる。
（２）本実施形態の回転直動変換機構１０は、回転体１８が一定速度で回転されると、回転体１８が一回転する毎にテープ状部材２０の１層分の厚みが定量的に増加する。このため、直動体４０を等速で直線運動させることができる。
【００４０】
（３）本実施形態の回転直動変換機構１０は、積層状態のテープ状部材に対してローラー５０を介して直動体４０を当接させている。この結果、本実施形態によれば、転がり摩擦による高効率の回転直動変換を行うことができる。
【００４１】
（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例を図１及び図５を参照して説明する。
この変形例では、第１実施形態の構成中、モータＭ１、及び歯車２１、２２を省略し、その代わりに、図１の二点鎖線で示すように、回転軸１７の一端にゼンマイバネからなる巻戻しバネ６０が掛け止められている。巻き戻しバネ６０は、モータＭ２が駆動されて、回転体１８に巻回されているテープ状部材２０が、回転体１８から引き出される際に蓄勢される。そして、モータＭ２が停止して非駆動状態となったとき、巻き戻しバネ６０の蓄勢力により、回転体１８をＡ矢印方向に回転させて、テープ状部材２０を巻き戻すようにされている。
【００４２】
このため、巻き戻しバネ６０の作用によるＡ矢印方向の回転体１８の回転、並びにモータＭ２の駆動による反Ａ矢印方向の回転体１８の回転により、ローラー５０を上動または下動させることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図６〜図９（ａ）を参照して説明する。
図６に示すように、回転直動変換機構１００は、一対の軸受１０２、１０４により軸心の周りで回転自在に支持された回転体１１０と、回転体１１０の周面に線材が巻回されて形成されたコイル状部材１２０と、回転体１１０を抜き出し自在に挿入された直動体２００を備える。
【００４４】
図６に示すように回転体１１０の軸の一端は、歯車１１２が固定されている。歯車１１２には、モータＭの出力軸に固定された歯車１１４が噛合されている。モータＭは、正逆回転可能になっており、歯車１１４、１１２を介して回転体１１０をその軸心の周りで正逆回転させる。回転体１１０は、本実施形態では円柱状に形成されているが、角柱形状であってもよい。
【００４５】
回転体１１０の周面において長手方向の中央部には、突部１３０が設けられている。突部１３０の形状は、本実施形態では、略Ｃ字状に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、扇状でもよい。また、突部１３０の形状は、リング状に形成されていてもよい。突部をリング状に形成する場合は、リング状に形成された突部に、回転体１１０の長手方向に貫通する貫通孔を設けて、当該貫通孔にコイル状部材を通過させればよい。
【００４６】
また、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように突部１３０は、回転体１１０の周方向において、後述するコイル状部材１２０の巻方向に合わせて螺旋状に形成されている。そして、図８に示すように周方向に向かう一対の端面１３２、１３４は、若干ずらされた状態で対向配置されている。この端面１３２、１３４間の間隙を前記コイル状部材１２０の通路としている。前記端面１３２、１３４において、コイル状部材１２０が通過するエッジ１３２ａ、１３４ａは、コイル状部材１２０の通過の摩擦を軽減するためにアールが形成されている。図７（ａ）、図８に示すように突部１３０は、軸受１０２側に向かう側面１３８と軸受１０４側に向かう側面１３９を有する。
【００４７】
図７（ａ）、図７（ｃ）に示すコイル状部材１２０は、回転体１１０に対し１回分巻回する部位を巻回部１２２とすると、多数の巻回部１２２が相互にコイル状に連結されることにより構成されている。また、図６に示すように巻回部１２２は、回転体１１０に対しては若干の遊びを有するように巻回されている。なお、本実施形態では、コイル状部材１２０は断面方形の線材で構成されているが、断面円形の線材であってもよい。また、各巻回部１２２の厚み、すなわち、コイル状部材を形成する線材の厚みは、同一となるように形成されている。また、前記線材が断面円形の場合には、前記線材の厚みを径と読み替えていただきたい。なお、本実施形態のコイル状部材１２０の巻方向は、ｚ巻である。
【００４８】
そして、コイル状部材１２０は、前記多数の巻回部１２２のうち、一対の巻回部１２２間に前記回転体１１０の突部１３０が周方向に回転自在に挟まれるようにして回転体１１０に対して装着されている。なお、図７（ａ）に示すように突部１３０の端面１３２、１３４間の通路には、１つの巻回部１２２が通されている。
【００４９】
図６に示すように、直動体２００は、略筒状に形成されている。直動体２００の一端の端壁２０２及び長手方向に延びる壁部２０４には、それぞれ挿入口２０６及び長手方向に延びる貫通孔２０８が形成されている。
【００５０】
図６に示すように直動体２００内には、回転体１１０が挿入口２０６から直線移動可能に挿入されている。なお、貫通孔２０８は、軸受１０２を直動体２００内に配置するためのものであり、直動体２００が直線運動する場合に、軸受１０２が直動体２００と干渉しないようにされている。また、直動体２００の内周面において、端壁２０２から離間した位置には、フランジ２１０が直動体２００の軸心に向かって突出されている。前記フランジ２１０と端壁２０２には、回転体１１０に巻回されたコイル状部材１２０の各端部がそれぞれ係止されている。
【００５１】
図９（ａ）に示すように、フランジ２１０のコイル状部材１２０が当接して係止される領域Ｑは、コイル状部材１２０の線材の厚み分の段差部Ｓを有するように隆起部Ｓａが設けられている。なお、図９（ａ）では、説明の便宜上、コイル状部材１２０を構成する線材の厚み及び段差部Ｓは誇張して図示されている。前記段差部Ｓはコイル状部材１２０を形成する線材の厚みに等しくされている。また、隆起部Ｓａは、回転体１１０が通過するフランジ２１０の通過孔２１０ａの周縁に沿うように形成されている。また、隆起部Ｓａは、通過孔２１０ａを１周する間にリニアに隆起量が減少して、段差部Ｓの直前で隆起量が０となるようにされている。そして、コイル状部材１２０の一端面が段差部Ｓに当接して配置される。このことにより、コイル状部材１２０において、突部１３０が巻回部に介在しない場合にはフランジ２１０側の端部付近では好適に巻回部が積層されて巻回に乱れがないようにされている。
【００５２】
一方、端壁２０２の内面において、挿入口２０６周辺には前記隆起部Ｓａと同じ目的で、図示しない段差部を有する隆起部が設けられている。段差部の隆起量は、段差部Ｓと同じとされている。そして、コイル状部材１２０の他端面が図示しない隆起部の段差部に当接して配置される。このことにより、コイル状部材１２０において、突部１３０が間に存在しない場合には端壁２０２側の端部付近では好適に巻回部が積層されて巻回に乱れがないようにされている。
【００５３】
前記突部１３０を挟む一対の巻回部１２２の離間距離は、コイル状部材１２０の各端部がフランジ２１０と端壁２０２に対して係止された状態で回転体１１０が回転した際に、突部１３０の回転を許容するように設定されている。また、前記一対の巻回部１２２を除く他の残りの巻回部１２２同士間では間隙が形成されずに相互に密接するようにされている。
【００５４】
（第２実施形態の作用）
次に、上記のように構成された回転直動変換機構１００の作用を説明する。
モータＭが等速で正転すると、歯車１１４、１１２を介して回転体１１０が図７（ａ）に示すＥ矢印方向に、すなわち周方向に回転する。すると、突部１３０の側面１３９が巻回部１２２を端面１３２、１３４間の通路に誘導し、側面１３８が前記通路を通過した巻回部１２２を長手方向に押圧する。押圧された巻回部１２２は、回転体１１０の長手方向に移動した後、隣接する他の巻回部１２２に密接して、同方向に押圧する。図６では、押圧された巻回部１２２は左方向に押圧する。密接された側における巻回部１２２群は、間隙が形成されずに相互に密接されていることから、フランジ２１０が押圧されて、直動体２００を左方向に直線運動する。
【００５５】
また、モータＭが等速で逆転すると、歯車１１４、１１２を介して回転体１１０が図７（ａ）に示す反Ｅ矢印方向に、すなわち周方向に回転する。すると、突部１３０の側面１３８が巻回部１２２を端面１３２、１３４間の通路に誘導し、側面１３９が前記通路を通過した巻回部１２２を長手方向に押圧する。押圧された巻回部１２２は、回転体１１０の長手方向に移動した後、隣接する他の巻回部１２２に密接して、同方向に押圧する。図６では、押圧された巻回部１２２は右方向に押圧する。密接された側における巻回部１２２群は、間隙が形成されずに相互に密接されていることから、端壁２０２が押圧されて、直動体２００を右方向に直線運動する。
【００５６】
本実施形態では、モータＭが等速で正転又は逆転しているが、回転体１１０が一回転する毎に突部１３０が移動する量は各巻回部１２２の厚みとなり、各巻回部１２２の厚みは同じであるため、直動体２００は等速で直線運動する。また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、式（１）、及び式（２）において、コイル状部材の半径をＲとし、線材の厚みをｔとすると、第１実施形態と同様に、式（１）及び式（２）の関係が成立する。なお、本実施形態では、式（２）の摩擦係数μは、突部１３０とコイル状部材間の摩擦係数である。
【００５７】
従って、本実施形態において、直動体２００の推力は、コイル状部材における線材の厚みｔを薄くすればするほど大きくなることは自明である。また、線材の厚みは、適宜のものでよく、０.２５ｍｍ未満のものを採用することが可能である。例えば、０.２５ｍｍ未満のものとして線材の厚みを０.０５ｍｍ以下のものを採用すれば、リードを０.０５ｍｍ以下とすることも可能である。
【００５８】
本実施形態によれば、下記の特徴がある。
（１）本実施形態の回転直動変換機構１００は、回転体１１０に対し巻回された複数の巻回部１２２が回転体１１０の長さ方向にコイル状に連結されたコイル状部材１２０を備える。コイル状部材１２０は、一対の巻回部１２２で突部１３０を挟み、当該一対の巻回部１２２以外の他の残りの巻回部１２２が密接して配置されたコイル状部材とされている。また、回転直動変換機構１００は、回転体１１０の回転に伴い、突部１３０が巻回部１２２の間を移動することにより、コイル状部材１２０に押圧されて回転体１１０の前記長さ方向の直線運動を行う直動体２００を備える。この結果、回転体の回転により、直動体を微小に直動させることができ、直動体に大きな推力を付与する。従って、本実施形態によれば、精度低下を招くことがなく、０.２５ｍｍ未満のリードを得ることも可能であるとともに、大きな推力を得ることができる。
【００５９】
（２）本実施形態では、回転体１１０が等速で回転すると、回転体１１０が一回転する毎に、突部１３０が移動する量は線材の厚みとなり、各巻回部１２２における線材の厚みは同じであるため、直動体２００は等速で直線運動することができる。
【００６０】
本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、下記のように変更してもよい。
・第１実施形態において、モータＭ１と歯車２２との間、及びモータＭ２と図示しない歯車機構との間にそれぞれクラッチを設けてもよい。そして、モータＭ１を駆動する際には、モータＭ１と歯車２２と間のクラッチを接続するとともに、モータＭ２と歯車機構との間のクラッチを切って、モータＭ１を駆動する。
【００６１】
また、モータＭ２を駆動する際には、モータＭ１と歯車２２と間のクラッチを切るとともに、モータＭ２と歯車機構との間のクラッチを接続して、モータＭ２を駆動する。
・第１実施形態において、ローラー５０を省略して、直動体４０を直接当接するように形状を変更してもよい。
【００６２】
・第１実施形態において、テープ状部材２０を一端から他端に向けて全体または一部を徐々に厚みを増加したり、或いは減少するようにしてもよい。この場合、モータＭ１の回転速度を等速で回転させると、回転体１８が同一回転速度で回転する。この場合、回転体１８が一回転する毎にテープ状部材２０の１層の厚みが増加、または減少して変化するため、直動体４０は不等速で直動することができる。
【００６３】
もちろん、モータＭ１の回転速度を不等速で回転させてもよい。
・第１実施形態において、弾性部材５２を省略して、直動体４０の重力でローラー５０を回転体１８に巻回されたテープ状部材２０に付勢するようにしてもよい。
【００６４】
・第１実施形態では、回転体１８の外周面には、半径Ｒ１の部位と、半径Ｒ１の部位から１周する直前の部位の半径をＲｏ（＝Ｒ１＋ｔ）とするようにした。この代わりに、回転体１８の外周全体を同じ半径を有するように形成してもよい。この場合、図３（ｂ）に示すように、テープ状部材２０の一端（回転体１８の取付け固定端）から回転体１８への１回転分の巻回領域の厚みを０〜ｔまで徐々にリニアに増加するように形成する。そして、それ以後は同じ厚みｔを有する等厚み領域を有するようにしてもよい。
【００６５】
・第２実施形態では、コイル状部材１２０をｓ巻としてもよい。この場合、突部１３０も、ｓ巻のコイル状部材１２０の通過を用意にできるように第２実施形態とは、逆の方向に端面１３２、１３４をずらすことが好ましい。また、エッジ１３２ａ、１３４ａにアールを設ける代わりに、反対側のエッジにアールを設けることが好ましい。前記回転体１１０を、第１実施形態と同様に正逆いずれか一方の周方向に回転させると、第２実施形態とは、反対方向に直動体２００を直動させることになる。
【００６６】
・第２実施形態の構成において、コイル状部材１２０の厚みを、一端側の巻回部から他端側の巻回部に向けて徐々に増加したり、或いは減少するようにしてもよい。この場合、モータＭの回転速度を等速で回転させると、回転体１１０が同一回転速度で回転する。この場合、回転体１１０が一回転する毎にコイル状部材１２０の巻回部１２２の厚みが増加、または減少して変化するため、直動体２００を不等速で直動させることができる。
【００６７】
もちろん、モータＭの回転速度を不等速で回転させてもよい。
・第２実施形態では、段差部Ｓを有する隆起部Ｓａを設けたが、図９（ｂ）に示すように隆起部Ｓａ及び段差部Ｓを省略してフランジ２１０のコイル状部材１２０が当接して係止される領域Ｑを平面にしてもよい。なお、図９（ｂ）では、説明の便宜上、コイル状部材１２０を構成する線材の厚みは誇張して図示されている。
【００６８】
この場合、コイル状部材１２０の前記領域Ｑに当接する巻回１周分の線材の厚みを０から徐々にリニアに増加して、厚みｔとなるように形成し、それ以後は厚みｔを有する領域を設けてもよい。そして、この場合、端壁２０２の内面も上記と同様に図示しない隆起部及び段差を省略する。また、端壁側のコイル状部材１２０の端部を上記と同様に端壁内面に当接する巻回１周分の線材の厚みを０から徐々にリニアに増加して、厚みｔとなるように形成し、前記厚みｔを有する領域に接続するようにしてもよい。なお、コイル状部材１２０を構成する線材が断面円形の場合には、前記厚みを径と読み替えていただきたい。
【符号の説明】
【００６９】
１０…回転直動変換機構、１２…ベース部材、１４、１６…側壁、
１８…回転体、２０…テープ状部材、２１、２２…歯車、
２６…ドラム、３０…支持体、３２、３４…側壁、
３６…上壁、３８…ガイド孔、４０…直動体、４２…摺動部、
４４…ローラー支持体、５０…ローラー、６０…巻き戻しバネ、
１００…回転直動変換機構、１０２、１０４…軸受
１１２、１１４…歯車、１２０…コイル状部材、１２２…巻回部、
２００…直動体、２０２…端壁、２０４…壁部、２０８…貫通孔、
２１０…フランジ、Ｍ、Ｍ１、Ｍ２…モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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