JPH0243934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は動力伝達装置、特に２つの部材の対
向面上に形成された断面が円弧状の溝の間を転動
体が転がることによつて動力を伝達する動力伝達
装置に関する。

［発明の技術的背景］ 従来のこの種の動力伝達装置としては、例えば
第９図に示すような減速機がある。（特開昭58−
77953号公報参照）すなわち、ケース１０１内に
は、入力軸１０３に形成された偏心部１０３ａの
回転により軸受１０５を介して偏心運動する入力
円板１０７と、出力軸１０９に連結された出力円
板１１１と、各円板１０７，１１１の間に配設さ
れ前記偏心部１０３ａと一体的に形成された偏心
部１０３ｂの回転により軸受１１３を介して偏心
運動する中間円板１１５とが収納されている。

そして、入力軸１０３の回転により、ケース１
０１を形成する固定円板１１７と前記入力円板１
０７とのそれぞれの対向面に形成された周期関数
溝の間を転動体１１９が第１０図に示すように転
がることで、入力円板１０７は入力軸１０３に対
して偏心（公転）運動しつつ入力軸１０３とは反
対方向に自転運動して減速される。

入力円板１０７の回転運動は転動体１２１を介
したクランク機構により中間円板１１５にそのま
ま伝達される。

中間円板１１５と出力円板１１１との間では、
前記入力円板１０７と固定円板１１７との間で行
なわれた動力伝達と同様な方法、すなわち、転動
体１２３が周期関数溝を転がることで減速が行な
われ、出力軸１０９に至る。

ところで、このような装置に高精度を要求しよ
うとすると、転動体１１９，１２３と各周期関数
溝との間の隙間および転動体１２１を有するクラ
ンク機構における隙間をできる限り少くし、いわ
ゆるバツクラツシユを小さくする必要がある。

［背景技術の問題点］ しかしながら、このような従来装置にあつて
は、転動体１１９，１２３と周期関数溝との間の
バツクラツシユ等を低減させる対策は特にとられ
ていないため、ガタが発生しやすく精度低下を余
儀なくされている。

そして、上記バツクラツシユを除去する対策と
してこの場合には、出力円板１１１の中間円板１
１５と反対側の面と、ケース１０１との間に、例
えば皿ばねのような弾性部材を介装することが考
えられるが、出力円板１１１は回転するものであ
つてケース１０１は固定側であるため、この両者
間に弾性部材を介装するには無理があり、バツク
ラツシユの除去は容易にはできないものとなつて
いる。

［発明の目的］ この発明はこのような従来の問題点に鑑み創案
されたもので、バツクラツシユの少ない高精度な
動力伝達装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ 相互に接合される少なくとも２つのケース部材
からなるケース側に対し回転不能の第１の部材
と、前記ケース内に配設されケースに対し回転可
能な第２の部材とそのそれぞれの対向面に互いに
異なる周期関数溝を形成し、この各周期関数溝間
に転動体を複数個配設して前記第１の部材と第２
の部材との間で動力の伝達を行う動力伝達装置お
いて、前記各周期関数溝と転動体との間に予圧を
与える弾性体を設け、この弾性体は、その一端が
前記第１の部材に接続される接続部と、他端が前
記ケース部材との間に挾持される固定部と、接続
部と固定部とを連結する弾性部とを備える構成と
した。

［発明の効果］ この発明は対向面に互いに異なる周期関数溝を
有する部材間を転動体が転がることで動力を伝達
する動力伝達装置において、前記各周期関数溝と
転動体との間に予圧を与える弾性体を設けたた
め、各周期関数溝と転動体との間に発生するバツ
クラツシユ等を小さくして高精度を得ることがで
きる。

また、弾性体は単にケース部材間に挾持される
だけでよいことからこれを固定する特別な措置を
講ずる必要はなく、このため構造は簡単であり、
損傷しにくく耐久性もある。特に、転動体を用い
た動力伝達装置は、高トルクの伝達が可能である
ので、耐久性維持に多大の効果がある。また弾性
体は、その弾性力を第１の部材を介して転動体側
に付加するのであるが、この第１の部材に弾性体
が一体化しているので、弾性体を別個に設ける場
合と違つて、付加する方向の精度を出しやすく、
これによつてもバツクラツシユの減少に寄与でき
る。さらに、この場合、予圧を与える軸方向に加
えて捩じり方向（回転方向）にも、ある程度の弾
性をもたせることができるので、例えば外部から
入力軸あるいは出力軸を介して衝撃力を受けるな
どしても、これを吸収するという効果を兼ね備え
ている。

［発明の実施例］ 以下、図面に基づきこの発明の一実施例を詳細
に説明する。

第１図は動力伝達装置としての減速機の断面図
を示している。ケース部材としてのケース本体１
は図中右方向に開口部を有するカツプ状を呈し、
この開口部を閉塞して機構室３を形成させるべく
ケース部材としての蓋体５が、第１の部材として
の固定円板７に接続部９ｂを介して一体的に形成
されかつ図中左方向に付勢力をもつた弾性体９の
固定部である外周端９ａを間に挾んでケース本体
１に装着されている。すなわち、ケース本体１と
蓋体５とでケース１０を形成しており、一方弾性
体９は、接続部９ｂと外周端９ａとの間に弾性部
としてのダイヤフラム部９ｃが形成されてこのダ
イヤフラム部９ｃにより固定円板７は図中左方向
に付勢されている。

固定円板７は中央部に貫通孔７ａを有し、ダイ
ヤフラム部９ｃは固定円板７の軸心側端部７ｂか
ら蓋体５側に向つて連続した後、固定円板７の側
面と平行に外周方向に延出し、この延出した前記
外周端９ａがケース本体１と蓋体５との間に介装
され固定されている。

蓋体５の中央部には機構室３側に突出して貫通
孔７ａに挿入されたフランジ部５ａが形成され、
フランジ部５ａの外周側とケース本体１との間に
前記固定円板７が配設される構成となつている。
フランジ部５ａの内周側には軸受１１を介して、
入力軸１３が回転可能に設けられている。一方ケ
ース本体１には軸受１５を介して出力軸１７が回
転可能に設けられている。

入力軸１３の機構室３側の先端には、入力軸１
３に対し偏心した偏心部１３ａが形成され、偏心
部１３ａには軸受１９を介して入力軸１３に対し
て偏心（公転）運動する第２の部材としての入力
円板２１が固定円板７に対向して図中左右方向に
微小量移動可能に設けられている。

固定円板７の入力円板２１に対する対向面に
は、内歯歯車としてのハイポトロコイド歯車を形
成する周期関数溝としてのハイポトロコイド等距
離曲線歯形（以下ハイポトロコイド歯形とする）
の溝７ｃが第２図に示すように形成されている。
（但しこの第２図は実際には後述する出力円板２
３の第１図中で右側面に形成されたハイポトロコ
イド歯形の溝２３ａを示している。） 一方、入力円板２１の固定円板７に対する対向
面には、外歯歯車としてエピトロコイド歯車を形
成する周期関数溝としてのエピトロコイド等距離
曲線歯形（以下エピトロコイド歯形とする）の溝
２１ａが第３図に示すように形成されている。
（但しこの第３図は実際には後述する中間円板２
５の第１図中で左側面に形成されたエピトロコイ
ド歯形の溝２５ａを示している。） 第４図（この第４図も実際には出力円板２３と
中間円板２５との関係を示しているが）に示すよ
うに前記各溝７ｃ，２１ａ間には、この間を転動
可能なピン歯車の機能を有する転動体としてのボ
ール２７が複数個配設されている。

すなわち、ハイポトロコイド歯車（固定円板
７）と噛合うビン歯車（ボール２７）ならびにエ
ピロイド歯車（入力円板２１）と噛合うピン歯車
（ボール２７）の２組の伝動機構を考え、この２
組の伝動機構においてピン歯車を共通とすること
によつて第４図に示す歯数差が２枚の内接遊星機
構が形成される。このとき、ハイポトロコイド歯
車、エピトロコイド歯車およびピン歯車の関係は
一義的に決まる。

このような機構において、ボール２７が各溝７
ｃ，２１ａ間を転がることによつて、入力円板２
１は前記公転運動と共に、入力軸１３の回転方向
とは反対方向に回転（自転）運動する。この自然
運動を出力として取出せば一段目の減速が行なわ
れることになる。

前記偏心部１３ａの更に左側端には、偏心部１
３ａと反対方向に同量偏心した偏心部１３ｂが一
体的に形成されている。偏心部１３ｂには軸受２
９を介して入力円板２１と共に入力軸１３に対し
偏心（公転）運動および自転運動する中間円板２
５が図中左右方向に微小量移動可能に設けられて
いる。

入力円板２１と中間円板２５との互いの対向面
には、第５図に示すような円状の凹部２１ｂと円
状の凹部２５ｂとがそれぞれ複数形成されてい
る。これらの円状の凹部２１ｂ，２５ｂは偏心部
１３ａ，１３ｂの偏心量を半径としている。そし
て、第６図に示すように各凹部２１ｂ，２５ｂは
互いに対向して配置され、各凹部２１ｂ，２５ｂ
間にはボール３１が配設されることでクランク機
構を形成し、入力円板２１と中間円板２５とは回
転比１で結合してしる。このため、入力円板２１
の公転および自転運動がそのまま中間円板２５に
伝達されることになる。

中間円板２５の第１図中で左側面に対向して入
力軸１３と同心軸の出力円板２３が出力軸１７の
フランジ部１７ａに固着されている。偏心部１３
ｂの左側端には、入力軸１３の小径部１３ｃが突
出しており、小径部１３ｃが出力円板２３に軸受
３３を介して支持されることで、入力軸１３のケ
ース１０内の一端側が支持されることになる。

中間円板２５と出力円板２３との互いの対向面
には、前記固定円板７と入力円板２１との互いの
対向面に形成された周期関数溝と略同様なエピト
ロコイド歯形の溝２５ａ（第３図参照）とハイポ
トロコイド歯形の溝２３ａ（第２図参照）とがそ
れぞれ形成され、この各溝２５ａ，２３ａ間には
第４図に示すようにこの間を転動して各円板２
３，２５間で動力を伝達（減速）する転動体とし
てのボール３５が複数個配設されている。

このボール３５はピン歯車としての機能を有
し、ボール３５が各溝２３ａ，２５ａ間を転がる
ことによつて、出力円板２３は減速されて自転運
動する。すなわち、ここでも前記した第４図に示
す歯数差が２枚の内接遊星機構が形成されてい
る。したがつて、入力円板２１の固定円板７との
間で形成される内接遊星機構を第１の減速機構３
７とすれば、ここで一段目の減速が行なわれ、中
間円板２５と出力円板２３との間で形成される内
接遊星機構を第２の減速機構３９とすれば、ここ
で二段目の減速が行なわれることになる。

ここで、第１の減速機構３７におけるエピトロ
コイド歯車、ハイポトロコイド歯車およびピン歯
車の歯数をそれぞれZ₁e、Z₁h、Z₁pとし、第２の
減速機構３９における前記各歯数をそれぞれZ₂e、
Z₂h、Z₂pとすると、 Z₁p＝Zie＋１＝Z₁h−１ Z₂p＝Z₂e＋１＝Z₂h−１ の関係があり、一段目の減速比i₁および二段目に
おける最終減速比i₂は次のようになる。

i₁＝−Z₁h−Z₁e／Z₁e＝−２／Z₁e i₂＝１−Z₁hZ₂e／Z₁eZ₂h ここで負符号は入力側の回転方向と出力側の回
転方向とが逆であることを示し、正符号の場合は
入力側の回転方向と出力側の回転方向とが、同じ
であることを示している。また、Z₁P＝Z₂pの場
合には出力回転は得られない。この実施例では、
Z₁e＝10、Z₁p＝11、Zih＝12、Z₂e＝11、Z₂p＝
12、Z₂h＝13としてあり、これらの数値を前記式
に代入すると、最終減速比i₂は−１／65とな
る。

なお、第４図中の符号４１，４３，４５はそれ
ぞれハイポトロコイド歯車のピツチ円、ピン歯車
のピツチ円、エピトロコイド歯車のピツチ円であ
る。

次に上記構成による作用を説明する。

入力軸１３の回転を受けて入力円板２１が偏心
（公転）運動をすると共に、第１の減速機構３７
により入力軸１３の回転方向と反対方向に減速回
転（自転運動）して、一段目の減速が行なわれ
る。この公転および自転運動はそのままボール３
１を有するクランク機構を介して中間円板２５に
伝達される。

中間円板２５の回転は第２の減速機構３９によ
り減速されて出力円板２３に伝達され、二段目の
減速すなわち最終的な減速が行なわれて出力軸１
７に至る。

一方、固定円板７に一体的に形成されたダイヤ
フラム部９ｃは、固定円板７を第１図中で左方向
に付勢している。この付勢により、ボール２７お
よびール３１を介して入力円板２１および中間円
板２５が、偏心部１３ａおよび偏心部１３ｂに対
して第１図中で左方向に微小量移動する。この結
果第１の減速機構３７、クランク機構、第２の減
速機構３９の各位置における溝（凹部）とボール
との間に予圧が与えられて、この間の隙間が極め
めて少くなる。

また、弾性体９は単にケース本体１と蓋体５と
の間に挾持されるだけでよいことからこれを固定
する特別な措置を講ずる必要はなく、このため構
造は簡単であり、損傷しにくく耐久性もある。特
に、この実施例ようにボール２７，３１，３５を
用いた減速機は、高トルクの伝達が可能であるの
で、耐久性維持に多大の効果がある。また弾性体
は、その弾性力を固定円板７を介してボール２７
側に付加するのであるが、この固定円板７に弾性
体９が一体化しているので、弾性部材を別個に設
ける場合と違つて、付加する方向の精度を出しや
すく、これによつてもバツクラツシユの減少に寄
与できる。さらに、この場合、予圧を与える軸方
向に加えて捩じり方向（回転方向）にも、ある程
度の弾性をもたせることができるので、例えば外
部から入力軸１３あるいは出力軸１７を介して衝
撃力を受けるなどしても、これを吸収するという
効果を兼ね備えている。

第７図および第７図の歯車の噛合いを示してい
る第８図は、この発明の他の実施例を示してい
る。この実施例は前述の実施例と同様な原理に基
づく減速機である。すなわち、ケース４７は、入
力軸４９を軸受５１を介して取付けられた図中左
方向に開放部を有するカツプ状のケース部材４７
ａと、出力軸５３を軸受５５を介して取付けられ
た図中右方向に開放部を有するカツプ状のケース
部材４７ｂとが弾性体５７の外周側の固定部５７
ｂを間に挾んで装着されることで成り立つてい
る。

弾性体５７の内周側はケース４７内に形成され
た機構室５９内に突出した弾性部としてのダイヤ
フラム部５７ｃを有しており、このダイヤフラム
部５７ｃの接続部としての内周側端部５７ａには
前述の実施例における固定円板７に相当する第１
の部材としての環状のハイポトロコイド歯車６１
が連結され支持されている。ダイヤフラム部５７
ｃは第７図中で右方向の付勢力を有し、その端部
５７ａによりハイポトロコイド歯車６１は右方向
に付勢されている。ハイポトロコイド歯車６１の
内周面にはアンギユラ形の歯面６１ａが形成され
ている。

入力軸４９の機構室５９側端部には、入力軸４
９に対し、偏心して一体的に形成された偏心部４
９ａが設けられ、偏心部４９ａには軸受６３を介
して円板状のエピトロコイド歯車６５が回転可能
に設けられている。エピトロコイド歯車６５は前
述の実施例における入力円板２１に相当し、その
外周面には前述ハイポトロコイド歯車６１の歯面
６１ａに半径方向に対向しているアンギユラ形の
歯面６５ａが形成されている。

前記歯車６１ａおよび歯面６５ａは、前述の実
施例におけるハイポトロコイド歯形の溝７ｃおよ
びエピトロコイド歯形の溝２１ａと同様に周方向
にハイポトロコイド曲線およびエピトロコイド曲
線をそれぞれ形成している。この各歯面６１ａ，
６５ａ間に転動体としてのボール６７が複数個配
設され、減速機構６８を構成している。符号６９
はボール６７の保持器である。エピトロコイド歯
車６５には第８図に示すように出力用孔６５ｂが
複数穿設されている。一方、出力軸５３の機構室
５９側端部には出力円板７１が固着され出力円板
７１の第７図中で右側面には、先端側が太径とな
つた出力用ピン７３が前記出力用孔６５ｂと同数
取付けられている。この出力用ピン７３は出力円
板７１側の細径部７３ａに連続して太径部７３ｂ
が形成されている。この太径部７３ｂは、出力用
孔６５ｂより略偏心部４９ａの２倍の偏心量だけ
細径に形成され、かつ、細径部７３ａの軸に対し
回転自在なローラとしての機能を有し、出力用孔
６５ｂに挿入されている。

次にこの実施例の作用を説明する。

入力軸４９の回転を受けてエピトロコイド歯車
６５が偏心（公転）運動をすると共に、減速機構
６８により入力軸１３の回転方向と反対方向に減
速回転（自動運転）する。この減速回転されたエ
ピトロコイド歯車６５の回転（自転）は出力用ピ
ン７３を介して出力軸５３側に伝達される。一
方、ケース４７側に固定された弾性体は、ハイポ
トロコイド歯車６１を第７図中で右方向に付勢し
て、歯面６１ａ，６５ａとボール６７との間に予
圧を与えている。このため、歯面６１ａ，６５ａ
とボール６７との間の隙間は極めて少なくなる。

またこの実施例においても、弾性体５７が単に
ケース部材４７ａとケース部材４７ｂとの間に挾
持されるだけでよいことから、弾性体５７を固定
する特別な措置を講ずる必要がないなど、前述し
た実施例と同様な効果を備えている。

なお、この実施例ではボール６７に代えてロー
ラを使用してもよく、またアンギユラ形の歯車６
１，６５ａに代えて軸方向に傾斜したテーパ面と
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す減速機の断
面図、第２図はハイポトロコイド歯車のハイポト
ロコイド歯形を示す正面図、第３図はエピトロコ
イド歯車のエピトロコイド歯形を示す正面図、第
４図は各歯車の噛合いを示す正面図、第５図はク
ランク機構における円板の凹部を示す正面図、第
６図はクランク機構を示す正面図、第７図はこの
発明の他の実施例の減速機を示す断面図、第８図
は第７図の各歯車の噛合いを示す正面図、第９図
は従来の減速機の断面図、第１０図は第９図の各
歯車の噛合いを示す正面図である。 図面の主要部を表わす符号の説明、７…固定円
板（第１の部材）７ｃ…ハイポトロコイド歯形の
溝（周期関数溝）、９…ダイヤフラム部（弾性体
９）、１０…ケース、２１…入力円板（第２の部
材）、２１ａ…エピトロコイド歯形の溝（周期関
数溝）、２７…ボール（転動体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に接合される少なくとも２つのケース部
   材からなるケース側に対し回転不能の第１の部材
   と、前記ケース内に形設されースに対し回転可能
   な第２の部材とのそれぞれの対向面に互いに異な
   る周期関数溝を諺成し、この各周期関数溝間に転
   動体を複数個配設して前記第１の部材と第２の部
   材との間で動力の伝達を行う動力伝達装置おい
   て、前記各周期関数溝と転動体との間に予圧を与
   える弾性体を設け、この弾性体は、その一端が前
   記第１の部材に接続される接続部と、他端が前記
   ケース部材との間に挾持される固定部と、接続部
   と固定部とを連結する弾性部とを備えたことを特
   徴とする動力伝達装置。