JPH086791B2 - ロータリボールアクチュエータ - Google Patents
ロータリボールアクチュエータInfo
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- JPH086791B2 JPH086791B2 JP3159074A JP15907491A JPH086791B2 JP H086791 B2 JPH086791 B2 JP H086791B2 JP 3159074 A JP3159074 A JP 3159074A JP 15907491 A JP15907491 A JP 15907491A JP H086791 B2 JPH086791 B2 JP H086791B2
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims 2
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/068—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the helical type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/24—Transmitting means
- B64C13/26—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant
- B64C13/36—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2233—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/19786—Captured sphere
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、翼に対する飛
行機の制御面のように、相対的に回転変位が可能な同軸
出力部材を制御するための装置、特に、ロータリボール
アクチュエータに関する。
行機の制御面のように、相対的に回転変位が可能な同軸
出力部材を制御するための装置、特に、ロータリボール
アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】飛行機（超音速戦闘機やレーダー探知に
感応しないステルス機）の速度を増すためには、できる
だけ空力流に攪乱流を起こすことがないように、連続
面、即ち、突起部分が何もない表面が求められる。
感応しないステルス機）の速度を増すためには、できる
だけ空力流に攪乱流を起こすことがないように、連続
面、即ち、突起部分が何もない表面が求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる要求に応えるた
めに、三種の解決手段が現在用いられている。即ち、エ
ピサイクリック- ギヤロータリアクチュエータとベーン
式油圧ロータリアクチュエータとボール式ロータリアク
チュエータである。
めに、三種の解決手段が現在用いられている。即ち、エ
ピサイクリック- ギヤロータリアクチュエータとベーン
式油圧ロータリアクチュエータとボール式ロータリアク
チュエータである。
【０００４】第一の手段は、主に、厚みをできる限り薄
くしてトルクを高くしようとした場合に、その剛性につ
いて問題がある。
くしてトルクを高くしようとした場合に、その剛性につ
いて問題がある。
【０００５】第二の手段は、作動油の漏洩、ひいては効
率について問題がある。
率について問題がある。
【０００６】第三の手段、即ち、ボール式ロータリアク
チュエータ（“ロータリボールアクチュエータ”）は、
効率、剛性及び寿命に関し前記手段より有利である。
チュエータ（“ロータリボールアクチュエータ”）は、
効率、剛性及び寿命に関し前記手段より有利である。
【０００７】しかしながら、特に高負荷及び振動を考慮
すると、ロータリボールアクチュエータを正確に作動さ
せるには、ボールがランプ(ramp)、例えば、ボール溝内
に確実に停滞しないようにする必要がある。
すると、ロータリボールアクチュエータを正確に作動さ
せるには、ボールがランプ(ramp)、例えば、ボール溝内
に確実に停滞しないようにする必要がある。
【０００８】この目的を考慮してなされた設計、研究に
より、本出願人は、米国特許第 4,134,329号や米国特許
第 4,738,415号に記載した循環ボールアクチュエータを
開発するに至った。なお、このボールアクチュエータ技
術は本出願に記載されている。このアクチュエータは、
通常、満足できる機能を有する。また、1989年にＳＡＥ
テクニカル・ペーパー・シリーズ（ISSN 0148-7191）
で出版されたジョージ・ミラー・ジュニアとマーク・ウ
ィリアムスによる“ロータリサーボヒンジアクチュエー
タ”に循環型ボールロータリアクチュエータの改良型が
記載されている。
より、本出願人は、米国特許第 4,134,329号や米国特許
第 4,738,415号に記載した循環ボールアクチュエータを
開発するに至った。なお、このボールアクチュエータ技
術は本出願に記載されている。このアクチュエータは、
通常、満足できる機能を有する。また、1989年にＳＡＥ
テクニカル・ペーパー・シリーズ（ISSN 0148-7191）
で出版されたジョージ・ミラー・ジュニアとマーク・ウ
ィリアムスによる“ロータリサーボヒンジアクチュエー
タ”に循環型ボールロータリアクチュエータの改良型が
記載されている。
【０００９】しかしながら、ボール循環路は、比較的好
ましくない欠点を有する。即ち、ボールの数が増えるこ
と及びアクチュエータの幅が広くなることであり、従っ
てアクチュエータの重量が大きくなる。
ましくない欠点を有する。即ち、ボールの数が増えるこ
と及びアクチュエータの幅が広くなることであり、従っ
てアクチュエータの重量が大きくなる。
【００１０】ヨーロッパ特許第151788号に、循環ボール
路の代わりに、主として、二本の螺旋ボール溝を重合状
態に取り付けるため中間スリーブを用いる技術が開示さ
れている。しかし、この技術は、上記した問題の内、重
量に関する問題を解決するのみであり、更に、構造の点
から見て、技術的な難しさがある。
路の代わりに、主として、二本の螺旋ボール溝を重合状
態に取り付けるため中間スリーブを用いる技術が開示さ
れている。しかし、この技術は、上記した問題の内、重
量に関する問題を解決するのみであり、更に、構造の点
から見て、技術的な難しさがある。
【００１１】本発明の目的は、上記の欠点がなく、全体
の大きさ、重量を大幅に減らすことが可能な非循環ボー
ルを備えたロータリアクチュエータを提供することであ
る。
の大きさ、重量を大幅に減らすことが可能な非循環ボー
ルを備えたロータリアクチュエータを提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、並進運動可能
にロックされるとともに相対的に回転自在な二つの部分
からなる中空筒状体内にピストンを配設し、同ピストン
の筒状周面であって第１部分と対向する個所に螺旋ボー
ル溝を設け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第
１部分内に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとと
もに、同ピストンの筒状周面であって第２部分と対向す
る個所に長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設
け、同直線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内
に形成した直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中
空筒状体の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態
でピストンにスラスト力を与えることによって、他方の
部分を回転変位可能としたロータリボールアクチュエー
タにおいて、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピ
ストンと中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボー
ルケージ内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピスト
ンの移動に連動して制御可能とし、ボールケージを分離
するとともに、各々、鋸歯状端部を具備し、同鋸歯状端
部の歯部分を、他のボールケージの鋸歯状端部に設けた
凹部に進入させ、かつ、各歯部分は、アクチュエータ本
体の各部分に固着した突起と協働する螺旋スロットを具
備することを特徴とするロータリボールアクチュエータ
に係るものである。
にロックされるとともに相対的に回転自在な二つの部分
からなる中空筒状体内にピストンを配設し、同ピストン
の筒状周面であって第１部分と対向する個所に螺旋ボー
ル溝を設け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第
１部分内に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとと
もに、同ピストンの筒状周面であって第２部分と対向す
る個所に長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設
け、同直線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内
に形成した直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中
空筒状体の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態
でピストンにスラスト力を与えることによって、他方の
部分を回転変位可能としたロータリボールアクチュエー
タにおいて、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピ
ストンと中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボー
ルケージ内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピスト
ンの移動に連動して制御可能とし、ボールケージを分離
するとともに、各々、鋸歯状端部を具備し、同鋸歯状端
部の歯部分を、他のボールケージの鋸歯状端部に設けた
凹部に進入させ、かつ、各歯部分は、アクチュエータ本
体の各部分に固着した突起と協働する螺旋スロットを具
備することを特徴とするロータリボールアクチュエータ
に係るものである。
【００１３】本発明は、また、並進運動可能にロックさ
れるとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中
空筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面
であって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設
け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内
に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同
ピストンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に
長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直
線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成し
た直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体
の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピスト
ンにスラスト力を与えることによって、他方の部分を回
転変位可能としたロータリボールアクチュエータにおい
て、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと
中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ
内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動
に連動して制御可能とし、かつ、第１及び第２ボールケ
ージを単一のケージの第１部分と第２部分とから形成し
たことを特徴とするロータリボールアクチュエータに係
るものである。
れるとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中
空筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面
であって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設
け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内
に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同
ピストンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に
長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直
線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成し
た直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体
の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピスト
ンにスラスト力を与えることによって、他方の部分を回
転変位可能としたロータリボールアクチュエータにおい
て、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと
中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ
内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動
に連動して制御可能とし、かつ、第１及び第２ボールケ
ージを単一のケージの第１部分と第２部分とから形成し
たことを特徴とするロータリボールアクチュエータに係
るものである。
【００１４】本発明は、また、上記した構成を有するロ
ータリボールアクチュエータにおいて、単一のケージは
筒状殻を具備し、同筒状殻は、突起軸と螺旋スロットを
具備する装置によって、中空筒状体の二つの部分の一方
と協働可能としたこと、及び、二つのボール・ケージ部
の一方に設けたボール受け孔を円周方向に長孔となし、
各ボールケージ部で受納するボールに異なった角変位を
与えることにも特徴を有するものである。
ータリボールアクチュエータにおいて、単一のケージは
筒状殻を具備し、同筒状殻は、突起軸と螺旋スロットを
具備する装置によって、中空筒状体の二つの部分の一方
と協働可能としたこと、及び、二つのボール・ケージ部
の一方に設けたボール受け孔を円周方向に長孔となし、
各ボールケージ部で受納するボールに異なった角変位を
与えることにも特徴を有するものである。
【００１５】
【実施例】以下、添付図に示す実施例を参照して、本発
明に係るロータリボールアクチュエータを具体的に説明
する。
明に係るロータリボールアクチュエータを具体的に説明
する。
【００１６】まず、図３を参照して、“ロータリサーボ
ヒンジアクチュエータ”に関する上記した文献に示され
ているボール型ロータリアクチュエータの一般的構成を
説明する。
ヒンジアクチュエータ”に関する上記した文献に示され
ているボール型ロータリアクチュエータの一般的構成を
説明する。
【００１７】この一般的構成は、当然、本発明に係るロ
ータリボールアクチュエータにも使用されている。
ータリボールアクチュエータにも使用されている。
【００１８】アクチュエータ１は、外面に固定可能な固
定中空筒状体２を具備しており、同固定中空筒状体２
は、その本体部を、適切な取付部材を用いて、図示しな
い翼ユニットの固定部分に固着している。
定中空筒状体２を具備しており、同固定中空筒状体２
は、その本体部を、適切な取付部材を用いて、図示しな
い翼ユニットの固定部分に固着している。
【００１９】揺動ないし回転可能な揺動中空筒状体４
は、固定中空筒状体２の延長線上に同軸的に位置してお
り、取付部材５と適切な取付手段を用いて、揺動する空
力面（図示せず）に取り付けられる。揺動中空筒状体４
は、固定中空筒状体２に対して相対的に揺動自在に取り
付けられる一方、同固定中空筒状体２に対して、一体的
に並進運動可能(translationally) にロックされてい
る。
は、固定中空筒状体２の延長線上に同軸的に位置してお
り、取付部材５と適切な取付手段を用いて、揺動する空
力面（図示せず）に取り付けられる。揺動中空筒状体４
は、固定中空筒状体２に対して相対的に揺動自在に取り
付けられる一方、同固定中空筒状体２に対して、一体的
に並進運動可能(translationally) にロックされてい
る。
【００２０】ピストン６は、アクチュエータ１を形成す
る上記固定中空筒状体２と揺動中空筒状体４内に内挿さ
れており、ピストン６のヘッド７は、同ピストンに軸線
方向のスラスト力をかけるための油圧制御ジャッキ（図
示せず）との連結部を形成する。
る上記固定中空筒状体２と揺動中空筒状体４内に内挿さ
れており、ピストン６のヘッド７は、同ピストンに軸線
方向のスラスト力をかけるための油圧制御ジャッキ（図
示せず）との連結部を形成する。
【００２１】固定中空筒状体２は、その内周面に、多数
のボール９の回転運動に適切な硬さと形状を有する内側
螺旋ボール溝又はランプ(ramp)８を具備している。これ
らのボール９は、ピストン６の上記内周面と対向する面
に形成した対応する螺旋ボール溝又はランプ(ramp)10に
よって、対向面の所定の位置に保持されている。
のボール９の回転運動に適切な硬さと形状を有する内側
螺旋ボール溝又はランプ(ramp)８を具備している。これ
らのボール９は、ピストン６の上記内周面と対向する面
に形成した対応する螺旋ボール溝又はランプ(ramp)10に
よって、対向面の所定の位置に保持されている。
【００２２】揺動中空筒状体４は、その内周面に、円周
方向に等間隔を開けて複数の直線ボール溝又はトラック
(track)11 を形成しており、これらのボール溝11は、多
数のボール12の回転運動に適切な硬さと形状を有する。
また、多数のボール12は、ピストン６の対応する周面に
形成した対応直線ボール溝13によって、所定の位置に保
持される。
方向に等間隔を開けて複数の直線ボール溝又はトラック
(track)11 を形成しており、これらのボール溝11は、多
数のボール12の回転運動に適切な硬さと形状を有する。
また、多数のボール12は、ピストン６の対応する周面に
形成した対応直線ボール溝13によって、所定の位置に保
持される。
【００２３】ピストン６は、軸線方向のスラストを受け
ると、アクチュエータ本体を形成する固定中空筒状体２
と揺動中空筒状体４に対して直進運動を行い、同時に、
螺旋ボール溝８、10の協働により、ネジ・ナット作用に
よって、揺動中空筒状体４は固定中空筒状体２に対して
相対的揺動 (回転) 運動を生じる。
ると、アクチュエータ本体を形成する固定中空筒状体２
と揺動中空筒状体４に対して直進運動を行い、同時に、
螺旋ボール溝８、10の協働により、ネジ・ナット作用に
よって、揺動中空筒状体４は固定中空筒状体２に対して
相対的揺動 (回転) 運動を生じる。
【００２４】揺動中空筒状体４は、例えば、直線掛止ボ
ール溝を用いてピストン６と一体回転するために連結さ
れているが、固定中空筒状体２に対しては一体的に直進
運動可能にロックしているので、ピストン６の螺旋運動
が発生し、揺動中空筒状体４を揺動ないし回転させるこ
とになる。
ール溝を用いてピストン６と一体回転するために連結さ
れているが、固定中空筒状体２に対しては一体的に直進
運動可能にロックしているので、ピストン６の螺旋運動
が発生し、揺動中空筒状体４を揺動ないし回転させるこ
とになる。
【００２５】この種のシステムは、変化する振動、荷重
や加速を受けるので、先行技術におけるボールは、循環
路14、15を有する閉回路内に接触状態で位置している。
これは特にアクチュエータの形態を大きくすることにな
る。
や加速を受けるので、先行技術におけるボールは、循環
路14、15を有する閉回路内に接触状態で位置している。
これは特にアクチュエータの形態を大きくすることにな
る。
【００２６】本発明は、かかる問題点を解決することに
ある。即ち、ボールは、自由状態にしておくと、その通
常の位置を外れて、システムの作動を阻害しがちであ
る。
ある。即ち、ボールは、自由状態にしておくと、その通
常の位置を外れて、システムの作動を阻害しがちであ
る。
【００２７】従って、本発明では、図１、図２を参照し
て説明するように、螺旋ボール溝及び直線ボール溝のボ
ールを、ボールケージによって保持するようにしたもの
である。
て説明するように、螺旋ボール溝及び直線ボール溝のボ
ールを、ボールケージによって保持するようにしたもの
である。
【００２８】図１及び図２において、図３に示す先行技
術の公知部材に対応する部材には、100 を加えた同一符
号で示している。
術の公知部材に対応する部材には、100 を加えた同一符
号で示している。
【００２９】従って、図１は、固定中空筒状体102 と揺
動中空筒状体104 で形成するアクチュエータ101 を示
す。固定中空筒状体102 と揺動中空筒状体10４は、固定
中空筒状体102 に固定した筒状クランプ121 と同筒状ク
ランプ121 で部分的にカバーした揺動中空筒状体104 の
外表面との間に介在させたボールベアリング120 によっ
て、相対回転自在に取り付けられ、且つ、直進又は並進
運動可能にロックされている。
動中空筒状体104 で形成するアクチュエータ101 を示
す。固定中空筒状体102 と揺動中空筒状体10４は、固定
中空筒状体102 に固定した筒状クランプ121 と同筒状ク
ランプ121 で部分的にカバーした揺動中空筒状体104 の
外表面との間に介在させたボールベアリング120 によっ
て、相対回転自在に取り付けられ、且つ、直進又は並進
運動可能にロックされている。
【００３０】ピストン106 は、その端面107 で制御スラ
ストを受けることができる。また、ピストン106 は、ボ
ール109 を介して、固定中空筒状体102 の螺旋ボール溝
108と協働する複数の螺旋ボール溝110 （例えば、360mm
のピッチで18個のボール溝）を具備する。
ストを受けることができる。また、ピストン106 は、ボ
ール109 を介して、固定中空筒状体102 の螺旋ボール溝
108と協働する複数の螺旋ボール溝110 （例えば、360mm
のピッチで18個のボール溝）を具備する。
【００３１】さらに、ピストン106 は、複数のボール11
2 を介して、揺動中空筒状体104 の直線ボール溝111 と
協働する直線トラック(track) 又はボール溝113 （例え
ば、円周方向に間隔を開けて設けた24本のボール溝）を
具備する。
2 を介して、揺動中空筒状体104 の直線ボール溝111 と
協働する直線トラック(track) 又はボール溝113 （例え
ば、円周方向に間隔を開けて設けた24本のボール溝）を
具備する。
【００３２】本発明では、螺旋ボール溝のボール109
は、ボールケージ122 内に固定状態に保持されている。
かかるボールケージ122 は、薄肉の筒状体からなり、螺
旋内に配置したボール109 を収容する受孔を設けてい
る。図から明らかなように、ボールケージ122 を取り付
けても、ロータリボールアクチュエータの全体直径は、
僅かしか大きくならない。
は、ボールケージ122 内に固定状態に保持されている。
かかるボールケージ122 は、薄肉の筒状体からなり、螺
旋内に配置したボール109 を収容する受孔を設けてい
る。図から明らかなように、ボールケージ122 を取り付
けても、ロータリボールアクチュエータの全体直径は、
僅かしか大きくならない。
【００３３】また、ボールケージ122 を形成する円筒体
は、その一側端部を鋸歯状としており、同端部は、直線
ボール溝113 の方向へ向かって伸延するピストン106 の
端部まで伸延している。
は、その一側端部を鋸歯状としており、同端部は、直線
ボール溝113 の方向へ向かって伸延するピストン106 の
端部まで伸延している。
【００３４】さらに、鋸歯状端部には、二個の凹部123
によって、二個の歯部124 が分割形成されている。これ
らの機能については、以下に説明する。
によって、二個の歯部124 が分割形成されている。これ
らの機能については、以下に説明する。
【００３５】同様に、直線ボール溝113 内のボール112
は、ボール溝の形状に合わせた受孔の配置を除いて、上
記した第１ボールケージ122 と同様に設計された第２ボ
ールケージ125 の一列に並んだ受孔中に維持されてい
る。このボールケージ125 も、前記した螺旋ボール溝へ
伸延する端部に鋸歯状端部を形成している。
は、ボール溝の形状に合わせた受孔の配置を除いて、上
記した第１ボールケージ122 と同様に設計された第２ボ
ールケージ125 の一列に並んだ受孔中に維持されてい
る。このボールケージ125 も、前記した螺旋ボール溝へ
伸延する端部に鋸歯状端部を形成している。
【００３６】そして、上記した二個のボールケージ122,
125 は、それぞれの鋸歯状端部で相互に嵌合している。
また、ボールケージ122,125 の受孔は、同受孔中に納ま
っているボールより僅かに大きく、従って、ボールの回
転運動が可能となる。
125 は、それぞれの鋸歯状端部で相互に嵌合している。
また、ボールケージ122,125 の受孔は、同受孔中に納ま
っているボールより僅かに大きく、従って、ボールの回
転運動が可能となる。
【００３７】ボールケージ122,125 の運動は、ボールの
位置決めを厳密に行うために、可動部材の運動に連動し
て行われる。
位置決めを厳密に行うために、可動部材の運動に連動し
て行われる。
【００３８】第１ボールケージ122 は、その前進速度及
び回転速度が、固定部材に対する可動部材の前進速度及
び回転速度の２分の１に等しいように、螺旋運動を行う
ようにしている。そのために、第１ボールケージ122 の
２個の歯部124 は、２個の螺旋スロット126 ( 細長孔状
に形成されている）を有しており、同螺旋スロット126
は、揺動中空筒状体104 に固着した２個の突起軸127 と
協働する。螺旋スロット126 の傾斜角度は、突起軸127
が螺旋スロット126 内で移動する際、突起軸127 の回転
運動により、第１ボールケージ122 の前進運動に必要な
スピードが確実にもたらされるように計算される。
び回転速度が、固定部材に対する可動部材の前進速度及
び回転速度の２分の１に等しいように、螺旋運動を行う
ようにしている。そのために、第１ボールケージ122 の
２個の歯部124 は、２個の螺旋スロット126 ( 細長孔状
に形成されている）を有しており、同螺旋スロット126
は、揺動中空筒状体104 に固着した２個の突起軸127 と
協働する。螺旋スロット126 の傾斜角度は、突起軸127
が螺旋スロット126 内で移動する際、突起軸127 の回転
運動により、第１ボールケージ122 の前進運動に必要な
スピードが確実にもたらされるように計算される。
【００３９】第２ボールケージ125 は、揺動中空筒状体
104 に対するピストン106 の直進運動速度の２分の１で
ある前進速度であるが、揺動中空筒状体104 の回転速度
と等しい回転速度で、同様に螺旋である通路に沿って移
動するようになっている。そのため、ボールケージ125
の鋸歯状端部にある歯部128 には、二個の螺旋スロット
129 を設けており、この螺旋スロット129 は固定中空筒
状体102 に固着した２個の突起軸130 と協働する。螺旋
スロット129 の傾斜角度は、固定中空筒状体104 が回転
してボールケージ125 を移動させると、固着突起軸130
が、スロット129 にスラスト力をかけて、ボールケージ
125 を必要とされる速度に調整されている。
104 に対するピストン106 の直進運動速度の２分の１で
ある前進速度であるが、揺動中空筒状体104 の回転速度
と等しい回転速度で、同様に螺旋である通路に沿って移
動するようになっている。そのため、ボールケージ125
の鋸歯状端部にある歯部128 には、二個の螺旋スロット
129 を設けており、この螺旋スロット129 は固定中空筒
状体102 に固着した２個の突起軸130 と協働する。螺旋
スロット129 の傾斜角度は、固定中空筒状体104 が回転
してボールケージ125 を移動させると、固着突起軸130
が、スロット129 にスラスト力をかけて、ボールケージ
125 を必要とされる速度に調整されている。
【００４０】第１ボールケージ122 の歯部124 は、クラ
ンプ121 と同一面で第２ボールケージ125 の鋸歯状部の
凹部131 へ嵌入しており（第２ボールケージ125 の歯部
が第１ボールケージ122 の凹部に嵌入していると考える
こともできる）、一方、２個のボールケージ122,125 の
間には円周方向に充分な間隙が設けられており、両ボー
ルケージ122,125 間の相対回転を可能としている。これ
は、ボールケージ125の角速度をボールケージ122 の角
速度の２倍に保持するための必要条件である。
ンプ121 と同一面で第２ボールケージ125 の鋸歯状部の
凹部131 へ嵌入しており（第２ボールケージ125 の歯部
が第１ボールケージ122 の凹部に嵌入していると考える
こともできる）、一方、２個のボールケージ122,125 の
間には円周方向に充分な間隙が設けられており、両ボー
ルケージ122,125 間の相対回転を可能としている。これ
は、ボールケージ125の角速度をボールケージ122 の角
速度の２倍に保持するための必要条件である。
【００４１】円周方向間隙は、揺動中空筒状体104 が、
固定中空筒状体102 に対して限定された回転運動を行え
れば充分である。
固定中空筒状体102 に対して限定された回転運動を行え
れば充分である。
【００４２】図４及び図５において、二個のボールケー
ジを一つに組み合わせたロータリボールアクチュエータ
である第２実施例の部材を示す。
ジを一つに組み合わせたロータリボールアクチュエータ
である第２実施例の部材を示す。
【００４３】本実施例では、螺旋ボール溝内のボールの
角速度の二倍の角速度で、長手方向ボール溝におけるボ
ールの螺旋移動を可能とするために、円周方向に長円の
受孔を縦方向ボール溝のボール用受孔として設けてい
る。
角速度の二倍の角速度で、長手方向ボール溝におけるボ
ールの螺旋移動を可能とするために、円周方向に長円の
受孔を縦方向ボール溝のボール用受孔として設けてい
る。
【００４４】図４及び図５において、図１と図２と同様
の部材には、同一符号にダッシュ符号を付して示してい
る。
の部材には、同一符号にダッシュ符号を付して示してい
る。
【００４５】図５に示すように、単一の筒状ボールケー
ジ140 は、螺旋ボール溝 108'- 110' 内のボール 109'
及び直線ボール溝 111'- 113' 内のボール 112' をそれ
ぞれ案内することを目的とする二つの部分 122',125'を
一体化している。
ジ140 は、螺旋ボール溝 108'- 110' 内のボール 109'
及び直線ボール溝 111'- 113' 内のボール 112' をそれ
ぞれ案内することを目的とする二つの部分 122',125'を
一体化している。
【００４６】部分 122' において、ボールを収容する受
孔141 は、ボールケージ140 を形成する筒状体の曲率と
無関係に、実質的に円形であり、かつ、ボール 109' よ
り僅かに大きくしている。第１実施例と同様に、受孔
は、螺旋ボール溝のボール109'の位置に対応する螺旋に
沿って配置されている。
孔141 は、ボールケージ140 を形成する筒状体の曲率と
無関係に、実質的に円形であり、かつ、ボール 109' よ
り僅かに大きくしている。第１実施例と同様に、受孔
は、螺旋ボール溝のボール109'の位置に対応する螺旋に
沿って配置されている。
【００４７】一方、部分 125' は、筒状体の円周方向に
長く伸延した受孔142 を有し、同受孔142 の幅はボール
112' の幅に実質的に相当する。このように、受孔142
を長円化したことにより、螺旋移動中のボール 112' の
角速度は、ボール109'の角速度と等しい角速度である単
一のボールケージ140 に対して、異なる値（ボールの角
速度の二倍の値）を有する。
長く伸延した受孔142 を有し、同受孔142 の幅はボール
112' の幅に実質的に相当する。このように、受孔142
を長円化したことにより、螺旋移動中のボール 112' の
角速度は、ボール109'の角速度と等しい角速度である単
一のボールケージ140 に対して、異なる値（ボールの角
速度の二倍の値）を有する。
【００４８】単一のボールケージ140 の運動は、スロッ
ト状に形成された少なくとも一個の螺旋スロット126'に
より行われ、前記スロットは、揺動中空筒状体104'に固
定した少なくとも一個の突起軸 127' と協働するもので
ある。
ト状に形成された少なくとも一個の螺旋スロット126'に
より行われ、前記スロットは、揺動中空筒状体104'に固
定した少なくとも一個の突起軸 127' と協働するもので
ある。
【００４９】上記の構造により、相互嵌合するために、
２個の別々のボールケージに凹部を形成する際の比較的
困難な作業が不要となる点で、第１実施例より優れた効
果を奏する。
２個の別々のボールケージに凹部を形成する際の比較的
困難な作業が不要となる点で、第１実施例より優れた効
果を奏する。
【００５０】
【発明の効果】本発明では、並進運動可能にロックされ
るとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中空
筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面で
あって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設け、
同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内に形
成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同ピス
トンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に長手
方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直線ボ
ール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成した直
線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体の二
つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピストンに
スラスト力を与えることによって、他方の部分を回転変
位可能としたロータリボールアクチュエータにおいて、
第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと中空
筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ内に
それぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動に連
動して制御可能とし、ボールケージを分離するととも
に、各々、鋸歯状端部を具備し、同鋸歯状端部の歯部分
を、他のボールケージの鋸歯状端部に設けた凹部に進入
させ、かつ、各歯部分は、アクチュエータ本体の各部分
に固着した突起と協働する螺旋スロットを具備する構成
としている。
るとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中空
筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面で
あって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設け、
同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内に形
成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同ピス
トンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に長手
方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直線ボ
ール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成した直
線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体の二
つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピストンに
スラスト力を与えることによって、他方の部分を回転変
位可能としたロータリボールアクチュエータにおいて、
第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと中空
筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ内に
それぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動に連
動して制御可能とし、ボールケージを分離するととも
に、各々、鋸歯状端部を具備し、同鋸歯状端部の歯部分
を、他のボールケージの鋸歯状端部に設けた凹部に進入
させ、かつ、各歯部分は、アクチュエータ本体の各部分
に固着した突起と協働する螺旋スロットを具備する構成
としている。
【００５１】従って、螺旋スロットの傾斜溝の傾斜角度
を任意に設定することによって、ボールケージの前進運
動に必要なスピードを確実に得ることができる。
を任意に設定することによって、ボールケージの前進運
動に必要なスピードを確実に得ることができる。
【００５２】本発明は、また、並進運動可能にロックさ
れるとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中
空筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面
であって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設
け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内
に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同
ピストンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に
長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直
線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成し
た直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体
の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピスト
ンにスラスト力を与えることによって、他方の部分を回
転変位可能としたロータリボールアクチュエータにおい
て、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと
中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ
内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動
に連動して制御可能とし、かつ、第１及び第２ボールケ
ージを単一のケージの第１部分と第２部分とから形成し
た構成としている。
れるとともに相対的に回転自在な二つの部分からなる中
空筒状体内にピストンを配設し、同ピストンの筒状周面
であって第１部分と対向する個所に螺旋ボール溝を設
け、同螺旋ボール溝を、第１ボールを介して第１部分内
に形成した螺旋ボール溝と協働可能となすとともに、同
ピストンの筒状周面であって第２部分と対向する個所に
長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝を設け、同直
線ボール溝を、第２ボールを介して第２部分内に形成し
た直線状ボール溝と協働可能となし、かつ、中空筒状体
の二つの部分の内の一方の部分を静止した状態でピスト
ンにスラスト力を与えることによって、他方の部分を回
転変位可能としたロータリボールアクチュエータにおい
て、第１ボールと第２ボールを、それぞれ、ピストンと
中空筒状体との間に介設した第１及び第２ボールケージ
内にそれぞれ保持し、同ボールケージをピストンの移動
に連動して制御可能とし、かつ、第１及び第２ボールケ
ージを単一のケージの第１部分と第２部分とから形成し
た構成としている。
【００５３】かかる構成によって、２個の別々のボール
ケージに凹部を形成する際の比較的困難な作業を不要と
することができる。
ケージに凹部を形成する際の比較的困難な作業を不要と
することができる。
【図１】本発明の第一実施例によるロータリボールアク
チュエータの縦断面図である。
チュエータの縦断面図である。
【図２】図１のアクチュエータにおいて、それぞれ螺旋
ボール溝及び直線ボール溝を具備するボールケージの相
互に嵌合した筒状端部を示す360 °展開図である。
ボール溝及び直線ボール溝を具備するボールケージの相
互に嵌合した筒状端部を示す360 °展開図である。
【図３】従来技術のボール循環型ロータリアクチュエー
タを示す斜視図である。
タを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例によるロータリボールアク
チュエータを示す縦断面図である。
チュエータを示す縦断面図である。
【図５】図４のアクチュエータに用いた単一のボールケ
ージの正面図である。
ージの正面図である。
101 ロータリボールアクチュエータ 102 固定中空筒状体 104 揺動中空筒状体 106 ピストン 110 螺旋ボール溝 113 直線ボール溝 122 第１ボールケージ 123 凹部 124 歯部 125 第２ボールケージ 126 螺旋スロット 128 歯部 129 螺旋スロット 130 突起軸
Claims (4)
- 【請求項１】 並進運動可能にロックされるとともに相
対的に回転自在な二つの部分(102,104) からなる中空筒
状体内にピストン(106) を配設し、同ピストン(106) の
筒状周面であって第１部分(102) と対向する個所に螺旋
ボール溝(110) を設け、同螺旋ボール溝(110) を、第１
ボール(109) を介して第１部分(102)内に形成した螺旋
ボール溝(108) と協働可能となすとともに、同ピストン
(106)の筒状周面であって第２部分(104) と対向する個
所に長手方向に直線状に伸延する直線ボール溝(113) を
設け、同直線ボール溝(113) を、第２ボール(112) を介
して第２部分(104) 内に形成した直線状ボール溝(111)
と協働可能となし、かつ、中空筒状体の二つの部分の内
の一方の部分(102) を静止した状態でピストン(106) に
スラスト力を与えることによって、他方の部分(104) を
回転変位可能としたロータリボールアクチュエータにお
いて、 第１ボール(109) と第２ボール(112) を、それぞれ、ピ
ストン(106) と中空筒状体(102,104) との間に介設した
第１及び第２ボールケージ(122,125) 内にそれぞれ保持
し、同ボールケージ(122,125) をピストン(106) の移動
に連動して制御可能とし、 ボールケージ(122,125) を分離するとともに、各々、鋸
歯状端部を具備し、同鋸歯状端部の歯部分(124,128)
を、他のボールケージ(122,125) の鋸歯状端部に設けた
凹部(131,123) に進入させ、かつ、各歯部分(124,128)
は、アクチュエータ本体の各部分(102,104) に固着した
突起(127,130) と協働する螺旋スロット (126,129) を具
備することを特徴とする ロータリボールアクチュエー
タ。 - 【請求項２】 並進運動可能にロックされるとともに相
対的に回転自在な二つの部分(102',104') からなる中空
筒状体内にピストン(106')を配設し、同ピストン(106')
の筒状周面であって第１部分(102) と対向する個所に螺
旋ボール溝 (110')を設け、同螺旋ボール溝(110')を、第
１ボール(109')を介して第１部分(102')内に形成した螺
旋ボール溝(108')と協働可能となすとともに、同ピスト
ン(106')の筒状周面であって第２部分(104')と対向する
個所に長手方向に直線状に 伸延する直線ボール溝(113')
を設け、同直線ボール溝(113')を、第２ボール(112')を
介して第２部分(104')内に形成した直線状ボール溝(11
1')と協働可能となし、かつ、中空筒状体の二つの部分
の内の一方の部分(102')を静止した状態でピストン(10
6')にスラスト力を与えることによって、他方の部分(10
4')を回転変位可能としたロータリボールアクチュエー
タにおいて、 第１ボール(109')と第２ボール(112')を、それぞれ、ピ
ストン(106')と中空筒状体(102',104') との間に介設し
た第１及び第２ボールケージ(122',125') 内にそれぞれ
保持し、同ボールケージ(122',125') をピストン(106)
の移動に連動して制御可能とし、かつ、第１及び第２ボ
ールケージ(122',125') を単一のケージ(140) の第１部
分と第２部分とから形成したことを特徴とする ロータリ
ボールアクチュエータ。 - 【請求項３】 単一のケージ(140) は筒状殻を具備し、
同筒状殻は、突起軸(127')と螺旋スロット(126')を具備
する装置によって、中空筒状体の二つの部分(102',10
4') の一方(104')と協働可能としたことを特徴とする請
求項２記載のロータリボールアクチュエータ。 - 【請求項４】 二つのボール・ケージ部(122',125') の
一方に設けたボール受け孔(141,142) を円周方向に長孔
となし、各ボールケージ部(122',125') で受納するボー
ル(109',112') に異なった角変位を与えることを特徴と
する請求項２又は３記載のロータリボールアクチュエー
タ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9008215 | 1990-06-29 | ||
| FR909008215A FR2663994B1 (fr) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Verin rotatif a billes. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231705A JPH04231705A (ja) | 1992-08-20 |
| JPH086791B2 true JPH086791B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=9398149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159074A Expired - Fee Related JPH086791B2 (ja) | 1990-06-29 | 1991-06-28 | ロータリボールアクチュエータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5178030A (ja) |
| EP (1) | EP0465282B1 (ja) |
| JP (1) | JPH086791B2 (ja) |
| DE (1) | DE69103588T2 (ja) |
| FR (1) | FR2663994B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100929529B1 (ko) * | 2009-06-03 | 2009-12-03 | 정봉식 | 로터리 엑츄에이터에 내장되는 볼 타입의 회전체 및 그 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| ITRM20030169A1 (it) * | 2003-04-11 | 2004-10-12 | Umbra Cuscinetti Spa | Attuatore a ricircolo di sfere per superfici di governo di aermobili. |
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