JPH09509721A - 歯付ベルト伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、回転運動を並進運動又は回転運動へと変換する高変速比歯付ベルト伝動装置に関するものである。ピッチの異なる少なくとも２つの歯列が歯付ベルトに付属して設けられており、ピッチの異なる歯列（８，９）が少なくとも１つの捩り剛性車対（５，６）の各一方の車と噛み合っており、これらの車（５，６）の歯数と付属の歯列（８，９）のピッチとの積が相互に少なくとも僅かに異なる。この伝動装置は歯付ベルト（８，９）のピッチ差によって高変速比を得る。強度上の理由から歯のモジュールが大きい場合でも、きわめて細かな等級が、従って高変速比が実現可能である。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 歯付ベルト伝動装置技術分野 本発明は、回転運動を並進運動又は回転運動へと変換する高変速比歯付ベルト 伝動装置に関するものである。従来の技術 直線駆動ユニット用の高変速比歯付ベルト伝動装置が公知である。原車と案内 車との間を移動可能な滑り子が、少なくとも２つの互いに捩れないように連結さ れる従車と結合されており、これらの従車に歯付ベルトが加圧車によって加圧さ れる。互いに捩れないように連結される車の歯数差から滑り子の運動が生じる。 ムルコ(Mulco)社の実施では従車が上車間区間と下車間区間とによって同時に 回される。第２の小歯車が従車に結合されている。歯付ベルトの１つの車間区間 がこの小歯車内に一緒に噛み合う。 サイバートロン(CYBERTRON)社の解決策では、それぞれ一方の車間区間に同時 に噛み合う２つの同じ大きさの従車が使用される。両方の従車に各１個の第２歯 車が固着されている。これらの歯車は歯数差を有し、且つ第２歯付ベルトを介し て互いに捩れないように結合されている。 類似の解決策が日本国特許公報第61−149665号に見られる。上車間区間と下車 間区間はそれらの歯切り外面が各１個の従車に加圧される。両方の従車はベルト 伝動装置によって相互に捩れないように連結されている。このベルト伝動装置の 車は（それぞれ従車と強固に結合されており）、直径が異なる。 連結車の歯数差によって直線運動が発生する。即ち、従車は回転するだけでな く、上車間区間及び下車間区間と平行に移動も行う。最大の変速比は、従って最 小の直線速度は、歯数差が可能な限り小さいときに得られる。発明の説明 本発明の課題は、さらに進んだ高変速比歯付ベルト伝動装置を提供することで ある。 この課題は、本発明によれば、原車と従車と案内車と２個の互いに捩れないよ うに結合された車とを有する歯付ベルト伝動装置に、ピッチの異なる少なくとも ２つの歯列が歯付ベルトに付属して設けられており、ピッチの異なる歯列が捩り 剛性車対の各１個の車と噛み合うことによって解決される。ピッチの異なる歯列 は二重歯切り歯付ベルトの内面及び外面に、又は２つの平行な歯付ベルトの内面 又は外面に、実現することができる。 互いに捩れないように連結される車の歯数とそれぞれそれらの車に噛み合う歯 列の異なるピッチとの積が相互に少なくとも僅かに異なることによって、伝動装 置はその変速比を得る。積の差が小さければ小さいほど変速比は大きくなる。積 のこの差は、好ましくは、対の同一の車と同じ長さの歯列との場合に歯列の歯数 が少なくとも１本の歯だけ異なることによって実現す ることができる。例えば調和伝動装置の場合のように車の歯数差が小さい高変速 比伝動装置とは異なり、変速比は歯数差によって決まるだけでなく、この歯数差 をいかなるベルトの長さで実現するのかによっても本質的に決まる。歯付ベルト が大きければ大きいほど、歯数差が同じ場合ピッチ差は小さくなる。結局、強度 上の理由から歯のモジュールが大きい場合でも、きわめて細かな等級が、従って 高い変速比が実現可能である。 二重歯切り歯付ベルトと内側歯車対の逆方向巻掛けとでもって、本質的な設計 上の制限なしに高いモーメントも伝達することができる。 この伝動装置は直線駆動用にも、回転運動を回転運動へと変換するのにも、利 用することができる。後者の場合、高い総変速比を維持して伝動装置の変速比を 細かく調整可能とする実施態様が実現可能である。図面の簡単な説明 以下、幾つかの実施例について本発明を詳しく説明する。 図１は、直線駆動ユニット用の２つの平行な歯付ベルトを有する本発明による 実施態様を示す。 図２は、図１の平面図である。 図３は、回転伝動装置用の２つの平行な歯付ベルトを有する本発明による第１ 実施態様を示す。 図４は、図３の平面図である。 図５は、直線駆動ユニット用の１つの歯付ベルトを有する本発明による実施態 様を示す。 図６は、変速比変更手段を有する回転駆動ユニット用の１つの歯付ベルトを有 する本発明による実施態様を示す。好適な態様の説明 まず、直線駆動用伝動装置によって本発明が説明される。 ２つの二重歯切り歯付ベルト８、９がそれらの各原車１、２と案内車３、４と に巻掛けられている。歯付ベルトを把持する（図示しない）滑り子が原車と案内 車との間にある。滑り子のなかで張り車７及び車５、６の軸が固着されている。 歯付ベルト８の下車間区間は（図１、図２を左から右に見て）下から張り車７を 介して上方に走り、上から車５に巻掛けられ、次に再び上から下へと走り、右下 の張り車７を経て案内車３へと延びている。歯付ベルト８の上車間区間は張り車 ７の１個又は車５に巻掛けられることなく原車１へと戻る。その逆に、歯付ベル ト９の下車間区間は原車２から案内車４へと直接案内され、上車間区間は案内車 ４から張り車７及び車６を介して原車２へと戻る。 車１、２及び５、６は対で互いに捩れないように結合されている。即ち、１と ２又は５と６は常に同じ回転数である。歯付ベルトのピッチは内面が同じ、即ち 両方ともＴ２であり、外面では異なり、Ｔ１とＴ２である。例えば、歯付ベルト ８の外面のピッチは歯付ベルト９の外面のピッチよりも大きい。歯付ベルトは原 車及び案内車の周りを同じ周速で移動する。歯付ベルト８、９の外面のピッチ差 によって、分割されて互い に独自に回転可能な２個の車５、６は異なる回転数で回転し、それもしかも歯付 ベルト８の下の車は別の歯付ベルト９の下の車よりも迅速に回転することであろ う。しかし車５、６が未分割の同一歯切りの車を形成するので、車５、６の共通 軸は、それに伴って滑り子も、駆動方向に応じて原車１、２に対して接近し又は 離反する。この速度は、分割された車５、６の有する僅かな理論的回転数差にそ れらの半径を掛けたものに等しい。 回転運動を回転運動へと変換するための本発明による伝動装置が図３、図４に 示される。 変更のために、ここでは歯付ベルト８、９の内面を異なるピッチとすることが 確定された。車はすべて回転可能に腹板１０上に配置されており、この腹板は架 台支承点１２内で軸の周りを回転する。車１、２に結合された駆動軸１１も前記 軸の周りを回転する。異なるピッチで噛み合う車５、６は案内車として機能する 。Ｔ１−Ｔ２のピッチ差から、腹板１０がゆっくりと回転することになる。 両方の実施態様では、高いモーメントを正確な回転角で伝達するために、二重 歯切り歯付ベルトが使用された。 第３実施態様では、腹板１０が固定枠の一部であり、そこで車１〜６が支承さ れるものと仮定される。 この第３実施態様の第１変形態様では車１、２が互いに結合されており、車５ 、６は互いに独自に回転可能である。車１／２を駆動すると、車５、６では回転 数が同一となるが、この回転数よりも両方の車の僅かな差回転数が優先する。多 部材からなる伝動装置を５と６とに接続することができる。 第２変形態様において、車５、６を互いに結合し、車１、２を互い違いに回転 可能に実施することによって、同じ結果を達成することができる。車１で導入さ れる回転運動は車２において僅かに変化した回転数に帰結する。車２に通される 車１の軸と車２の中空軸とによって、両方の回転数は車２の側で取り出すことが できる。車１、２の入力回転数と差回転数との間に高い変速比を実現することが できる。 それぞれ１つの歯付ベルト９を有するだけの実施態様が図５、図６に示される 。この歯付ベルトは異なるピッチＴ１、Ｔ２で二重歯切りされている。 図５は直線駆動を示す。滑り子１３のなかで２つの同一の従車５、６が支承さ れており、且つ２つのやはり同一の歯車１４、１５で互いに捩れないように連結 されている。二重歯切り歯付ベルト９が従車５、６と２つの案内車１、３とに巻 掛けられている。加圧車７によって歯付ベルト９はその内面が従車５に加圧され 、外面が従車６に加圧される。案内車１が駆動される。車５、６が互いに捩れな いように連結されているので、滑り子１３は駆動方向に応じて原車１に対して接 近し又は離反する。この速度は、連結されていない車５、６が有する僅かな理論 的回転数差にそれらの半径を掛けたものに一致する。 図５に示す変形態様から、僅かな変更によって、回 転運動を回転運動へと変換するための本発明による伝動装置を形成することがで きる。滑り子１３の代わりに腹板を設けて、そのなかで車１、３も支承しておか ねばならないであろう。従車の１個、例えば車６は、原車として構成しなければ ならないであろう。腹板はこの場合前記車のその軸の周りを回転するであろう。 この実施態様の変形態様が図６に示される。車は腹板内でなく、揺動子２０内 で支承されている。これにより車５、６間の間隔が変更可能となる。車間の間隔 が大きくなることは、その他の条件が同じ場合、被動回転数が低下することを意 味する。 車６が原車である。その軸１６が架台支承点１２内で支承されている。揺動子 ２０は偏菱形４節リンク機構を形成する。第１変形態様では歯車１４、１５が両 方の車５、６を互いに捩れないように直接連結しているが、これらの歯車の間で 揺動子１８と連結子１９とによって歯車対１７が連結されている。従ってそれら は間隔の変化に自動的に追従する。 ２つの隣接した揺動子２０（図面では下側の２つ）の間に締付ボルト２１が取 付けられている。この締付ボルトによって、２つの揺動子の間の角度が、従って 車５、６間の間隔が調整される。 更に、一方の揺動子２０に結合された張り車２２が設けられている。これによ り、車５、６の間隔が変化しても、歯付ベルト９に対する張り車７の加圧がほぼ 一定となるように確保される。 歯付ベルト９を駆動すると、互いに結合された揺動 子２０が軸１６の周りを回転する。この回転運動は簡単に取り出すことができる 。例えば、軸１６の周りを回転する（図示しない）従車は、この軸に連結された ２個の揺動子２０の一方と結合することができる。符号の説明 １ 原車 ２ 原車 ３ 案内車 ４ 案内車 ５ ６と捩れないように連結された車 ６ ５と捩れないように連結された車 ７ 加圧車 ８ 歯付ベルト ９ 歯付ベルト 10 腹板 11 軸 12 架台支承点 13 滑り子 14 連結歯車 15 連結歯車 16 回転軸 17 連結歯車 18 揺動子 19 連結子 20 揺動子 21 締付ボルト 22 加圧車

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月６日 【補正内容】 請求の範囲 １．２つの二重歯切り歯付ベルト（８又は９）を有する２つの平行に配置された 伝動装置段からなるものであって、歯付ベルトがそれぞれ原車（１又は２）と従 車（５又は６）と少なくとも１個の案内車（３又は４）とに巻掛けられており、 捩れないように連結されて両方の伝動装置段の回転数を連結する２つの車対（１ ，２；５，６）が両方の歯付ベルトの間に設けられており、一方の歯付ベルト（ ８）が、ピッチ（Ｔ１，Ｔ２）の異なる２つの歯列を歯付ベルトに付属して有し 、これらの歯列が捩り剛性車対の各一方の車と（Ｔ１が５と、又はＴ２が１と） 噛み合い、他方の歯付ベルト（９）が同じピッチ（Ｔ２，Ｔ２）を有し、車（５ 又は６）の歯数と歯列（Ｔ１，Ｔ２）のピッチとの積が相互に少なくとも僅かに 異なるようになった歯付ベルト伝動装置。 ２．歯付ベルト（９）が巻掛けられる原車（１）、従車（５）及び少なくとも１ 個の案内車（３）と別の伝動装置段とを有するものであって、捩れないように連 結されて両方の伝動装置段の回転数を連結する２つの車対（５，１４；６，１５ ）が歯付ベルト伝動装置と別の伝動装置段との間に設けられており、歯付ベルト （９）が、ピッチ（Ｔ１，Ｔ２）の異なる２つの歯列を歯付ベルトに付属して有 し、ピッチの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が各一方の車（５又は６）と噛み合って おり、車（５又は６）の歯数と付属の歯列（Ｔ１又 はＴ２）のピッチとの積が相互に少なくとも僅かに異なるようになった歯付ベル ト伝動装置。 ３．車（５，６）が１平面で逆方向に回転可能に１段又は多段歯車伝動装置を介 して互いに連結されている、請求の範囲第２項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ４．車対（１，２又は５，６）がそれぞれ同じ歯数の２個の車で形成され、ピッ チの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が同じ長さであり、且つそれらの歯数が少なくと も１本の歯だけ異なる、請求の範囲第１項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ５．車（５，６又は１４，１５）が同一の歯数を有し、歯列（Ｔ１，Ｔ２）の歯 数が少なくとも１本の歯だけ異なる、請求の範囲第３項に記載の歯付ベルト伝動 装置。 ６．車対の両方の車が、並進案内される滑り子（１３）上に回転可能に固着され ている、請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の歯付ベルト伝動装置 。 ７．回転可能な腹板（１０）上に車が回転可能に固着されている、請求の範囲第 １項〜第６項のいずれか１項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ８．互いに連結される車（５，６）の間の間隔が調整可能である、請求の範囲第 ２項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ９．偏菱形に配置されて互いに関節式に結合された４個の揺動子（２０）の関節 点で車（１，３，５，６）が支承されている、請求の範囲第８項に記載の歯付ベ ルト伝動装置。 １０．両方の連結歯車（１４，１５）が別の歯車対（１７）を介して互いに連結 されており、歯車（１７）が２個の揺動子（１８）と１個の連結子（１９）とで 相互に連結され、且つ連結歯車（１４，１５）と噛み合っている、請求の範囲第 ９項に記載の歯付ベルト伝動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも各１個の原車、従車及び案内車を有し、少なくとも１つの歯付ベ ルトがこれらの車に巻掛けられており、少なくとも２個の車が互いに捩れないよ うに連結されて１つの捩り剛性車対とされている歯付ベルト伝動装置において、 ピッチ（Ｔ１，Ｔ２）の異なる少なくとも２つの歯列が歯付ベルトに付属して設 けられており、ピッチの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が少なくとも１つの捩り剛性 車対の各一方の車（５，６）と噛み合っており、これらの車（５，６）の歯数と 付属の歯列（Ｔ１，Ｔ２）のピッチとの積が相互に少なくとも僅かに異なること を特徴とする、歯付ベルト伝動装置。 ２．ピッチの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が二重歯切り歯付ベルト（９）のそれぞ れ片側に位置し、互いに捩れないように連結された車（５，６）が１平面で逆方 向に回転可能に互いに連結されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記 載の歯付ベルト伝動装置。 ３．ピッチの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が、２つの平行な歯付ベルト（８，９） の同じ側面、内面又は外面に位置し、互いに捩れないように連結される２つの対 の歯車がそれぞれ１つの軸上で互いに捩れないように結合されており、内側に配 置される捩り剛性歯車対の両方の車に歯付ベルトの裏面が逆向きに巻掛けられて いることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ４．捩り剛性車対の車が対で同一であり、ピッチの異なる歯列（Ｔ１，Ｔ２）が 同じ長さであり、且つそれらの歯数が少なくとも１本の歯だけ異なることを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ５．捩り剛性車対の両方の車が、並進案内される滑り子（１３）上に回転可能に 固着されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の歯付ベルト伝動装 置。 ６．回転可能な腹板（１０）上に車が回転可能に固着されていることを特徴とす る、請求の範囲第１項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ７．互いに捩れないように連結される車（５，６）の間の間隔が調整可能である ことを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ８．偏菱形に配置されて互いに関節式に結合された４個の揺動子（２０）の関節 点で車（３，４，５，６）が支承されていることを特徴とする、請求の範囲第７ 項に記載の歯付ベルト伝動装置。 ９．２個の連結歯車（１４，１５）が別の歯車対（１７）を介して互いに捩れな いように連結されており、歯車（１７）が２個の揺動子（１８）と１個の連結子 （１９）とで相互に噛み合い、且つ連結歯車（１４，１５）と噛み合うことを特 徴とする、請求の範囲第７項に記載の歯付ベルト伝動装置。