(57)【要約】【課題】小型で大きな推力を発生させることができる軸ねじのリードが小さい遊星ローラねじ装置を提供する。【解決手段】外周面に軸ねじを形成したねじ軸と、内周面にねじ軸と反対方向の捩れ方向でナットねじを形成したナットと、軸ねじとナットねじとに嵌合すると共にナットねじと同一方向の捩れ方向のローラねじを外周面に形成した遊星ローラとを備え、軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対するナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを２．０とした場合に、ナットねじを４条とし、ローラねじを１条とし、軸ねじを１条とする。【選択図】        図１
2007051684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軸ねじを形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸と反対方向の捩れ方向でナットねじを形成したナットと、前記軸ねじとナットねじとに嵌合すると共に前記ナットねじと同一方向の捩れ方向のローラねじを外周面に形成した遊星ローラとを備え、前記軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対する前記ナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを２．０とした遊星ローラねじ装置において、
前記ナットねじを４条とし、前記ローラねじを１条とし、前記軸ねじを１条としたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項２】
外周面に軸ねじを形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸と反対方向の捩れ方向でナットねじを形成したナットと、前記軸ねじとナットねじとに嵌合すると共に前記ナットねじと同一方向の捩れ方向のローラねじを外周面に形成した遊星ローラとを備え、前記軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対する前記ナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを３．０とした遊星ローラねじ装置において、
前記ナットねじを６条とし、前記ローラねじを２条とし、前記軸ねじを１条としたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動キャリパブレーキの駆動用アクチュエータ等に用いられる小型で大きな軸方向の推力を発生させる遊星ローラねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遊星ローラねじ装置は、外周面に軸ねじを形成したねじ軸と、内周面にねじ軸と反対方向の捩れ方向でナットねじを形成したナットと、軸ねじとナットねじとに嵌合すると共にナットねじと同一方向の捩れ方向のローラねじを外周面に形成した遊星ローラとにより遊星ローラねじ装置を構成し、軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対する前記ナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉ＝２．０としたときに、ナットねじを４条、ローラねじを１条、軸ねじを３条とし、またｄｏ／ｄｉ＝３．０としたときに、ナットねじを３条、ローラねじを１条、軸ねじを２条としてナット１回転当りのねじ軸の進み量をねじの１ピッチ未満として回転運動を直線運動に変換している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１９６７５７号公報（主に第４頁段落００１４−第４頁段落００１７、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、軸ねじとローラねじの捩れ方向を反対方向とし、軸ねじを多条としているため、軸ねじのリードが大きくなって軸ねじとローラねじの滑りが大きくなり、摩擦損失が増大するという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、小型で大きな推力を発生させることができる軸ねじのリードが小さい遊星ローラねじ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に軸ねじを形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸と反対方向の捩れ方向でナットねじを形成したナットと、前記軸ねじとナットねじとに嵌合すると共に前記ナットねじと同一方向の捩れ方向のローラねじを外周面に形成した遊星ローラとを備え、前記軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対する前記ナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを２．０とした遊星ローラねじ装置において、前記ナットねじを４条とし、前記ローラねじを１条とし、前記軸ねじを１条としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
これにより、本発明は、ねじ軸の進み量を軸ねじの１ピッチ未満のとすることができ、回転トルクの小さいモータを使用しても大きな軸方向の推力を得ることができるという効果が得られる。
また、１条のねじ軸によって大きな推力を発生させることができるリードの小さい遊星ローラねじ装置を得ることができ、軸ねじとローラねじの滑りを防止して摩擦損失を低減することができると共に、これを電動キャリパブレーキの駆動用アクチュエータとして用いた場合には、回転トルクの大きな動力源または減速比の大きな減速機が不要となり、電動キャリパブレーキの駆動用アクチュエータの小型化を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明による遊星ローラねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は実施例１の遊星ローラねじ装置を示す側方断面図である。
図１において、１は遊星ローラねじ装置である。
２は遊星ローラねじ装置１のねじ軸であり、合金鋼等の鋼材、例えばＳＵＳ４４０Ｃで製作された棒状部材であって、その外周面には略台形断面形状のねじ山を有する右捩れの１条の軸ねじ３が所定のピッチＰで形成されている。本実施例の軸ねじは１条であるので前記のピッチＰはリードと一致する。
【０００８】
４は遊星ローラねじ装置１のナットであり、合金鋼の鋼材、例えばＳＵＳ４４０Ｃで製作された円筒状部材であって、その内周面にはねじ軸２と同様の形状のねじ山で軸ねじ３と反対方向の捩れ方向、つまり左捩れを有する４条のナットねじ５が軸ねじ３と同じピッチＰで形成されている。
また、ナット４の外周部にはフランジ４ａが設けられており、ナット４を回転させるための駆動機構等が取付けられる。
【０００９】
６は遊星ローラであり、合金鋼等の鋼材、例えばＳＵＳ４４０Ｃで製作された棒状部材であって、両端部に円柱状の軸部７が形成されており、一方の軸部７の内側に隣接して遊星ローラ６と同軸に遊星ピニオンギヤ８が設けられており、この遊星ピニオンギヤ８と他方の軸部７との間の外周面には軸ねじ３とナットねじ５とに嵌合するねじ軸２と同様の形状のねじ山でナットねじ５と同一方向の捩れ方向、つまり左捩れを有する１条のローラねじ９が軸ねじ３と同じピッチＰで形成されている。
【００１０】
１０は保持器であり、樹脂材料や金属材料、例えば黄銅（ＨＢｓＣ１等）で製作された円環状部材であって、遊星ローラ６の軸部７が嵌合する嵌合孔が所定の角度ピッチで複数設けられており、遊星ローラ６の軸部７を嵌合孔で保持してねじ軸２とナット４の間に複数の遊星ローラ６を所定の角度ピッチで配置する。本実施例では８本の遊星ローラ６がナット４とねじ軸２の間に等角度ピッチで配置されている。
【００１１】
１１はリングギヤであり、保持器１０に保持された切削により成形された小径の平歯車である遊星ピニオンギヤ８に噛合う内歯の平歯車であって、ナット４の内側に嵌合するリングギヤ押え１２によりその軸方向の移動が制限され、遊星ピニオンギヤ８がリングギヤ１１に噛合うことにより遊星ローラ６を一定の速度で公転させる。
リングギヤ１１と遊星ピニオンギヤ８とのギヤ比は、ナット４のナットねじ５の噛合ピッチ円直径ｄｏと遊星ローラ６のローラねじ９の噛合ピッチ円直径ｄｐとの比と同一となるように設定される。
【００１２】
また、遊星ピニオンギヤ８の歯の先端には、軸ねじ３との干渉を防止するための円周方向の逃げ溝が設けられており、リングギヤ１１の歯にもこの逃げ溝に遊嵌する溝が設けられている。
上記のねじ軸２の軸ねじ３とナット４のナットねじ５とに保持器１０に保持され、リングギヤ１１と遊星ピニオンギヤ８により公転を案内された遊星ローラ６のローラねじ９が嵌合し、ナット４を回転させることによって遊星ローラ６がねじ軸２の周りを自転しながら公転してねじ軸２を軸方向に移動させる。これによりナット４の回転運動がねじ軸２の直線運動に変換される。
【００１３】
上記のような構成において、本実施例のねじ軸２の右捩れの１条の軸ねじ３の山径は２１．１３ｍｍ、谷径は１８．７１ｍｍ（ねじ山高さ１．２１ｍｍ）、遊星ローラ６のローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｉは２０．１２５ｍｍ、ねじのピッチＰは１．４４ｍｍ、圧力角２５度であり、台形状のねじ山の先端にはＲ面取が施されており、これらの成形は切削により加工される。
【００１４】
ナット４の全長は５０ｍｍ、左捩れの４条のナットねじ５のと遊星ローラ６のローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｏは４０．２４９ｍｍであり、これらの成形は切削により加工される。
８本の遊星ローラ６の左捩れの１条のローラねじ９の噛合ピッチ円直径ｄｐは１０．０６２ｍｍ、有効噛合長さは３２．５ｍｍであり、ローラねじ９は転造により加工され、隣合う遊星ローラ６のローラねじ９の山径は少なくとも０．５ｍｍの隙間を介して配置されている。
【００１５】
また、ローラねじ９のねじ山の先端のランド幅は、軸ねじ３とローラねじ９の噛合点での捩れ角の相違による干渉を緩和するために軸ねじ３やナットねじ５のランド幅よりも僅かに小さく形成されておる。またローラねじ９の有効噛合長さの両端は、軸ねじ３やナットねじ５との噛合始めの衝撃を緩和するためにクラウニングが施されている。
なお、各ねじのピッチＰは上記したように同一であり、Ｐ＝１．４４ｍｍである。
【００１６】
上記のナット４の外径Ｄは
（Ｄ２−ｄｏ２）＝πｄｉ２／４    ・・・・・・・・・・・・・・・（１）
なる条件、つまりナット４とねじ軸２の断面積が等しくなる条件を満たすように形成され、本実施例では式（１）を満たすための外径Ｄは４５ｍｍとなり、研削により成形される。式（１）の条件を満たすことにより、遊星ローラねじ装置１に軸方向荷重が作用した際に、ナット４およびねじ軸２で発生する弾性変形による伸縮量を同程度とすることができ、荷重作用側と反荷重作用側とで荷重の支持割合の分布が均一となるので、遊星ローラねじ装置１の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
遊星ローラねじ装置１のねじ軸２とナット４とが相対回転をする場合に、ナット４と遊星ローラ６とが互いに軸方向に変位して遊星ローラ６がナット４から抜け落ちないためには、ナットねじ５の条数をｍｏ、遊星ローラの条数をｍｐとすると、軸ねじ３とローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｉに対するナットねじ５とローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉが
ｄｏ／ｄｉ＝ｍｏ／（ｍｏ−２ｍｐ）    ・・・・・・・・・・・・（２）
である必要がある。
【００１８】
本実施例では、ｍｏ-＝４、ｍｐ＝１であるので、式（２）の右辺は２．０となり、上記のようにｄｏ／ｄｉ＝２．０となるように設定されている。
本実施例の軸ねじ３の条数は１条であり、ナットねじ５の条数は４条であるので、通常は遊星ローラねじ装置１を組立てることができないとされている。
そこで、本実施例では、軸ねじ３とローラねじ９とナットねじ５のねじ山の間隔、つまりピッチＰを同一とし、遊星ローラ６の公転を案内する遊星ピニオンギヤ８の歯の切り方を遊星ローラ６毎に個別に設定して加工し、多条（本実施例では４条）のナットねじ５を有するナット４と１条の軸ねじ３を有するねじ軸２を備えた遊星ローラねじ装置１の組立性を確保している。
【００１９】
このようにすることにより、ナット４を回転させた場合に、ナット４の１回転当りのねじ軸２の進み量を０．９５９ｍｍ、つまり１ピッチＰ未満の非常に小さい進み量とすることができ、回転トルクの小さいモータを使用しても大きな軸方向の推力を得ることができる。
以上説明したように、本実施例では、遊星ローラねじ装置の軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対するナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを２．０とした場合に、ナットねじを左捩れの４条とし、ローラねじを左捩れの１条とし、軸ねじを右捩れの１条としたことことによって、ねじ軸の進み量を軸ねじの１ピッチ未満のとすることができ、回転トルクの小さいモータを使用しても大きな軸方向の推力を得ることができる。
【００２０】
また、１条のねじ軸によって大きな推力を発生させることができるリードの小さい遊星ローラねじ装置を得ることができ、軸ねじとローラねじの滑りを防止して摩擦損失を低減することができると共に、これを電動キャリパブレーキの駆動用アクチュエータとして用いた場合には、回転トルクの大きな動力源または減速比の大きな減速機が不要となり、電動キャリパブレーキの駆動用アクチュエータの小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００２１】
本実施例の遊星ローラねじ装置の構成は、上記実施例１と同様である。
なお、上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施例のねじ軸２の軸ねじ３は右捩れの１条、ナット４のナットねじ５は左捩れの６条、遊星ローラ６のローラねじ９は左捩れの２条であり、遊星ローラ６は５本が等角度ピッチで配置されている。
【００２２】
本実施例のねじ軸２の右捩れの１条の軸ねじ３のねじ山高さは０．８７ｍｍ、遊星ローラ６のローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｉは１４．２３０ｍｍ、ねじのピッチＰは１．３１ｍｍ、圧力角２５度であって、台形状のねじ山の先端にはＲ面取が施されており、これらの成形は切削により加工される。
ナット４の全長は５０ｍｍ、左捩れの６条のナットねじ５と遊星ローラ６のローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｏは４２．６９１ｍｍであり、これらの成形は切削により加工される。
【００２３】
８本の遊星ローラ６の左捩れの２条のローラねじ９の噛合ピッチ円直径ｄｐは１４．２３０ｍｍ、有効噛合長さは３２．５ｍｍであり、ローラねじ９は転造により加工され、隣合う遊星ローラ６のローラねじ９の山径は少なくとも０．５ｍｍの隙間を介して配置されている。
なお、各ねじのピッチＰは同一であり、Ｐ＝１．３１ｍｍである。
【００２４】
上記のナット４の外径Ｄは、式（１）を満たすために外径-＝は４５ｍｍに設定され、研削により成形される。
また、軸ねじ３とローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｉに対するナットねじ５とローラねじ９との噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉは、ｍｏ-＝６、ｍｐ＝２であるので式（２）の右辺は３．０となり、上記のようにｄｏ／ｄｉ＝３．０となるように設定されている。
【００２５】
本実施例の軸ねじ３の条数は１条であり、ナットねじ５の条数は６条であるので、多条（本実施例では６条）のナットねじ５を有するナット４と１条の軸ねじ３を有するねじ軸２を備えた遊星ローラねじ装置１の組立性を確保するために、軸ねじ３とローラねじ９とナットねじ５のねじのピッチＰを同一とし、遊星ピニオンギヤ８の歯の切り方は実施例１と同様に遊星ローラ６毎に個別に設定して加工しされている。
【００２６】
このようにすることにより、ナット４を回転させた場合に、ナット４の１回転当りのねじ軸２の進み量を０．９８３ｍｍとすることができ、本実施例においてもねじ軸２の進み量を１ピッチＰ未満の非常に小さい進み量とすることができ、回転トルクの小さいモータを使用しても大きな軸方向の推力を得ることができる。
以上説明したように、遊星ローラねじ装置の軸ねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｉに対するナットねじとローラねじとの噛合ピッチ円直径ｄｏの比ｄｏ／ｄｉを３．０とした場合に、ナットねじを左捩れの６条とし、ローラねじを左捩れの２条とし、軸ねじを右捩れの１条としたことによっても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、上記各実施例においては、理解を容易とするのために具体的な材質や寸法、形状等を用いて説明したが、本発明の特許請求の範囲に記載した諸元以外の諸元はあくまで例示であり、これによって本発明が限定されるものではない。
また、軸ねじとローラねじとナットねじの捩れ方向はそれぞれ右捩れ、左捩れ、左捩れとして説明したが、軸ねじとローラねじとナットねじの捩れ方向を左捩れ、右捩れ、右捩れとした組合せであっても同様の効果を奏することができる。
【００２８】
更に、各実施例においては、遊星ローラねじ装置のナットを回転させてねじ軸を軸方向に移動させるとして説明したが、ねじ軸を回転させてナットを移動させる形式の遊星ローラねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の遊星ローラねじ装置を示す側方断面図
【符号の説明】
【００３０】
１    遊星ローラねじ装置
２    ねじ軸
３    軸ねじ
４    ナット
４ａ  フランジ
５    ナットねじ
６    遊星ローラ
７    軸部
８    遊星ピニオンギヤ
９    ローラねじ
１０  保持器
１１  リングギヤ
１２  リングギヤ押え
【図１】
2007051684.tif 000003