JP2003336706A - マイクロトラクションドライブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロトラクションドライブにおいて、高
い伝達トルクを有し、かつ外輪と回転体と内輪との接触
面との破損が起きにくく、長い寿命を有することができ
るようにする。 【解決手段】 筐体１０１と、入力軸１０２と、入力軸
１０２と同軸線上に出力軸１０３とを備え、入力軸１０
２に設けられた内輪１０４と、筐体１０１に設けられた
外輪１０６との間に入力軸１０２回りに公転する回転体
１０８を嵌装し、出力軸１０３に設けられた保持器１０
９と回転体１０８とを係合させ、入力軸１０２又は出力
軸１０３の軸線回りに押圧円環１１０が配置され、押圧
円環１１０の回転体１０８側に複数の傾斜面１１１が形
成され、押圧円環１１０と外輪１０６との間に押圧回転
体１１２が嵌装され、傾斜面１１１が、押圧円環１１０
を回転させたときに、内輪１０４と外輪１０６との回転
体１０８方向への相対的押圧力を調整自在とする傾斜面
であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小サイズの装置内
にも収められ、破損の恐れが少なく高トルクを得られる
マイクロトラクションドライブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロロボット等小型装置とし
て、土壌調査用の小型掘削装置や、タービンロータ中心
孔レプリカ採取装置に、小径の筒状の本体内にモータ等
の回転駆動源を備え、本体先端の作業部を回転駆動する
ものが提供されている。

【０００３】このような装置において、回転駆動源から
の回転数を減速するのにマイクロトラクションドライブ
が用いられている。このマイクロトラクションドライブ
の一般的な構成は、次に述べるものになっている。すな
わち、筐体と、筐体に回転自在に支持された入力軸と、
筐体に入力軸と同軸線上に回転自在に支持された出力軸
とを備えて、入力軸に設けられた内輪と、筐体に対して
回転方向が固定された外輪との間に入力軸の中心軸回り
に公転する回転体を嵌装して、出力軸に設けられた保持
器と回転体とを係合させた単位減速機構と、この単位減
速機構の外輪と回転体と内輪を押圧する付勢機構とが備
えられている。この付勢機構としては、バネを用いるの
が一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
マイクロトラクションドライブにおいては、付勢機構と
してバネを用いるため、次のような問題があった。バネ
による押圧力は、マイクロトラクションドライブが満足
すべき最大の伝達トルクにおいても、外輪と回転体と内
輪との間にスリップが生じない強さに設定される。この
バネによる押圧力は、一度設定されると常に一定であ
る。しかし、通常よく使用する伝達トルクに対して、こ
の押圧力は大きすぎであり、しかも、押圧力が大きい
と、例えば、外輪と回転体との接触面、内輪と回転体と
の接触面が鱗状にはがれるフレーキング等の破損を起こ
す可能性が高くなる。

【０００５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、その目的は、高い伝達トルクを有し、か
つ外輪と回転体との接触面、内輪と回転体との接触面の
破損が起きにくい、寿命の長いマイクロトラクションド
ライブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロトラク
ションドライブでは、上記課題を解決するため、以下の
手段を採用した。請求項１にかかる発明は、前記筐体
と、該筐体に回転自在に支持された前記入力軸と、前記
筐体に該入力軸と同軸線上に回転自在に支持された前記
出力軸とを備え、前記入力軸に設けられた前記内輪と、
前記筐体に対して回転方向が固定された前記外輪との間
に前記入力軸の中心軸回りに公転する前記回転体を嵌装
し、前記出力軸に設けられた前記保持器と該回転体とを
係合させてなり、前記入力軸又は前記出力軸の軸線回り
に前記押圧円環が配置され、該押圧円環の前記回転体側
に複数の前記傾斜面が形成され、該押圧円環と前記外輪
との間に前記押圧回転体が嵌装された前記押圧手段が設
けられ、前記傾斜面が、前記押圧円環を回転させたとき
に、前記内輪と外輪との前記回転体方向への相対的押圧
力を調整自在とする傾斜面であることを特徴とする。

【０００７】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、遊星ギヤと同様に、前記出力軸は、前
記内輪の外周面の径と、前記外輪の内周面の径との関係
に基づき、前記入力軸の回転によって中心軸回りを公転
する前記回転体により、該入力軸の回転に対し一定の減
速比で減速されて回転されることができ、前記内輪と前
記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧される力は、
伝達トルクに応じて前記傾斜面を備えた前記押圧円環を
回転させて、前記外輪を押圧する力を変化させることに
より、任意に変化させられる。

【０００８】請求項２にかかる発明は、請求項１記載の
マイクロトラクションドライブにおいて、前記内輪と前
記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧される方向
が、前記入力軸及び前記出力軸の前記軸線を中心とした
前記仮想円錐面上で該軸線に交差する方向になることを
特徴とする。

【０００９】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、前記内輪と前記回転体及び前記外輪と
該回転体との圧接点には、前記入力軸及び前記出力軸の
前記軸線を中心とした前記仮想円錐面上で該軸線に交差
する方向に押圧されているため、該方向に働く強い押圧
力が与えられ、該押圧力は、伝達トルクに応じて前記傾
斜面を備えた前記押圧円環を回転させて、前記外輪を押
圧する力を変化させることにより、任意に変化させられ
る。

【００１０】請求項３にかかる発明は、請求項１記載の
マイクロトラクションドライブにおいて、前記内輪と前
記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧される方向
が、前記入力軸及び前記出力軸の前記軸線に平行となる
ことを特徴とする。

【００１１】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、前記内輪と前記回転体及び前記外輪と
該回転体との前記圧接点には、前記入力軸及び前記出力
軸の前記軸線に平行な方向に押圧されているため、該方
向に働く強い前記押圧力が与えられ、該押圧力は、伝達
トルクに応じて前記傾斜面を備えた前記押圧円環を回転
させて、前記外輪を押圧する力を変化させることによ
り、任意に変化させられる。

【００１２】請求項４にかかる発明は、請求項１から３
のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブにお
いて前記単位減速部を２以上、複数備えており、これら
各該単位減速部を個々に押圧する前記押圧手段が備えら
れ、前記一の単位減速部の出力軸を、前記二の単位減速
部の入力軸とすることを特徴とする。

【００１３】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、遊星ギヤと同様に前記一の単位減速部
の出力軸は、前記内輪の外周面の径と、前記外輪の内周
面の径との関係に基づき、前記一の単位減速部の入力軸
の回転によって中心軸回りを公転する前記回転体によ
り、該一の単位減速部の入力軸の回転に対し一定の減速
比で減速されて回転し、さらに、前記一の単位減速部の
出力軸を前記二の単位減速部の入力軸とすることで、上
記と同様にして、前記二の単位減速部の出力軸は、前記
二の単位減速部の入力軸の回転に対し一定の減速比で減
速されて回転することができる。つまり、前記二の単位
減速部の出力軸は、前記一の単位減速部の入力軸の回転
に対し一定の減速比で減速されて回転することができ、
前記内輪と前記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧
される力は、伝達トルクに応じて前記傾斜面を備えた前
記押圧円環を回転させて、前記外輪を押圧する力を変化
させることにより、任意に変化させられる。

【００１４】請求項５にかかる発明は、請求項１から３
のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブにお
いて前記単位減速部を２以上、複数備えており、これら
複数の該単位減速部を一括して押圧する前記押圧手段が
備えられ、前記一の単位減速部の出力軸を、前記二の単
位減速部の入力軸とすることを特徴とする。

【００１５】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、遊星ギヤと同様に前記一の単位減速部
の出力軸は、前記内輪の外周面の径と、前記外輪の内周
面の径との関係に基づき、前記一の単位減速部の入力軸
の回転によって中心軸回りを公転する前記回転体によ
り、該一の単位減速部の入力軸の回転に対し一定の減速
比で減速されて回転し、さらに、前記一の単位減速部の
出力軸を前記二の単位減速部の入力軸とすることで、上
記と同様にして、該二の単位減速部の出力軸は、前記二
の単位減速部の入力軸の回転に対し一定の減速比で減速
されて回転することができる。つまり、前記二の単位減
速部の出力軸は、前記一の単位減速部の入力軸の回転に
対し一定の減速比で減速されて回転することができ、前
記内輪と前記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧さ
れる力は、伝達トルクに応じて前記傾斜面を備えた前記
押圧円環を回転させて、前記外輪を押圧する力を変化さ
せることにより、任意に変化させられる。

【００１６】請求項６にかかる発明は、請求項１から５
のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブにお
いて筒状の前記外筐内に、２以上複数の前記単位減速部
が、前記作業部と、該作業部を回転駆動する前記回転駆
動源との間に備えられてなることを特徴とする。

【００１７】この発明にかかるマイクロトラクションド
ライブによれば、前記回転駆動源からの回転駆動力を減
速して前記作業部に伝達することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施
形態を示す図である。図１においてマイクロトラクショ
ンドライブ１００は、筐体１０１と、筐体１０１に回転
自在に支持された入力軸１０２と、筐体１０１に入力軸
１０２と同軸線上に回転自在に支持された出力軸１０３
とを備えてなり、入力軸１０２は、内輪１０４を備え、
出力軸１０３側が開いたアングル溝である内輪軌道面１
０５が形成されている。筐体１０１は、回転方向への移
動が固定された外輪１０６を備えており、外輪１０６に
は、入力軸１０２側に開いたアングル溝である外輪軌道
面１０７が形成されている。

【００１９】内輪軌道面１０５と外輪軌道面１０７との
間に、鋼製の玉（回転体）１０８が、入力軸１０２及び
出力軸１０３の軸線に対して等間隔環状に複数配置され
ており、保持器１０９が、内輪１０４と外輪１０６との
間に円筒状に配置されている。保持器１０９は、鋼製の
玉１０８と緩く嵌合され、出力軸１０３と係合されてい
る。

【００２０】出力軸１０３回りには、押圧円環１１０
が、筐体１０１と外輪１０６との間に円環状に配置さ
れ、押圧円環１１０の外輪１０６側には複数の傾斜面１
１１が形成され、押圧玉（押圧回転体）１１２が、外輪
１０６と押圧円環１１０との間に嵌装されている。

【００２１】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ１００においては、図１に示すように、入力軸
１０２から内輪１０４に回転力が伝えられ、内輪軌道面
１０５を鋼製の玉１０８が自転しながら入力軸１０２の
軸線回りを公転する。この鋼製の玉１０８の公転によ
り、回転力は、保持器１０９に伝達され、保持器１０９
に係合されている出力軸１０３に伝えられ、出力として
とりだされる。

【００２２】押圧円環１１０が軸回りに回転することに
より、押圧円環１１０の傾斜面１１１により、押圧玉１
１２は外輪１０６方向へ押され、外輪１０６は入力軸１
０２方向へ押される。外輪１０６が入力軸１０２方向へ
押されることにより、入力軸１０２方向の力を受け止め
る面を有する外輪軌道面１０７と鋼製の玉１０８と内輪
軌道面１０５との組み合わせの圧接点に、入力軸１０２
及び出力軸１０３の軸線を中心軸線とした仮想円錐面上
で、軸線に向かう方向に働く押圧力が強く加えられた状
態になり、そのため鋼製の玉１０８は、内輪軌道面１０
５と外輪軌道面１０７と滑りを起こさず転動する。

【００２３】出力軸１０３は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、内輪軌道面１０５の径と外輪軌道面１０７の径との
関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入力軸１０
２及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転する鋼製の玉
１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定の減速比
で減速されて回転される。

【００２４】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ１００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても、押圧円環１１０と押圧玉１１２とに
より、伝達トルクに応じた押圧力を与えることにより、
圧接点での十分な伝達力が得られ、マイクロトラクショ
ンドライブとして高い伝達トルクを有し、トルク伝達部
の破損が少なく長い寿命を得ることができる。

【００２５】図２においてマイクロトラクションドライ
ブ２００は、その基本構成は図１に示すものと同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。図２において、マイクロトラクションドライブ２
００の内輪２０１は、入力軸１０２の出力軸１０３側端
部に、入力軸１０２の軸線と直交する円盤形状を形成し
ており、内輪２０１の出力軸１０３側端面には、入力軸
１０２中心軸を中心とした環状凹溝である内輪軌道面２
０２が形成されている。筐体１０１には、外輪２０３
が、回転方向への相対移動不可に備えられ、外輪軌道面
２０４が、外輪２０３の入力軸１０２側に形成されてい
る。

【００２６】鋼製の玉１０８が、内輪軌道面２０２と外
輪軌道面２０４との間に配置され、保持器２０５が、内
輪２０１と外輪２０３との間に円盤状に配置され、保持
器２０５は、鋼製の玉１０８と緩く勘合され、出力軸１
０３に係合されている。

【００２７】出力軸１０３回りには、押圧円環１１０
が、筐体１０１と外輪２０３との間に円環状に配置さ
れ、押圧円環１１０の外輪２０３側には複数の傾斜面１
１１が形成され、押圧玉１１２が、外輪２０３と押圧円
環１１０との間に嵌装されている。

【００２８】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ２００においては、図２に示すように、入力軸
１０２から内輪２０１回転力が伝えられ、内輪軌道面２
０２を鋼製の玉１０８が自転しながら入力軸１０２の軸
線回りを公転する。この鋼製の玉１０８の公転により、
回転力は、保持器２０５に伝達され、保持器２０５に係
合されている出力軸１０３に伝えられ、出力としてとり
だされる。

【００２９】押圧円環１１０が軸回りに回転することに
より、押圧円環１１０の傾斜面１１１により、押圧玉１
１２は外輪２０３方向へ押され、外輪２０３は入力軸１
０２方向へ押される。外輪２０３が入力軸１０２方向へ
押されることにより、入力軸１０２方向の力を受け止め
る面を有する外輪軌道面２０４と鋼製の玉１０８と内輪
軌道面２０２との組み合わせの圧接点に、入力軸１０２
及び出力軸１０３の軸線方向に働く押圧力が強く加えら
れた状態になっており、そのため鋼製の玉１０８は、内
輪軌道面２０２と外輪軌道面２０４と滑りを起こさず転
動する。

【００３０】出力軸１０３は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、内輪軌道面２０２の径と外輪軌道面２０４の径との
関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入力軸１０
２及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転する鋼製の玉
１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定の減速比
で減速されて回転される。

【００３１】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ２００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても、押圧円環１１０と押圧玉１１２とに
より、伝達トルクに応じた押圧力を与えることにより、
圧接点での十分な伝達力が得られ、マイクロトラクショ
ンドライブとして高い伝達トルクを有し、トルク伝達部
の破損が少なく長い寿命を得ることができる。

【００３２】図３においてマイクロトラクションドライ
ブ３００は、その基本構成は図１に示すものと同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。図３において、マイクロトラクションドライブ３
００は、筐体１０１に回転自在に支持された入力軸１０
２と、筐体１０１に入力軸１０２と同軸線上に回転自在
に支持された中間軸３０１と、筐体１０１に入力軸１０
２と同軸線上に回転自在に支持された出力軸１０３とを
備えてなり、入力軸１０２は、第１内輪（内輪）３０２
を備え、中間軸３０１側が開いたアングル溝である第１
内輪軌道面３０３が形成され、中間軸３０１は、第２内
輪（内輪）３０４を備え、出力軸１０３側に開いたアン
グル溝である第２内輪軌道面３０５が形成されている。

【００３３】筐体１０１には、第１外輪（外輪）３０６
が入力軸１０２側に、第２外輪（外輪）３０７が出力軸
１０３側に、回転方向へ筐体１０１との相対移動不可に
備えられ、第１外輪３０６と第２外輪３０７とには、そ
れぞれ入力軸１０２側に開いたアングル溝である第１外
輪軌道面３０８と第２外輪軌道面３０９とが形成されて
いる。

【００３４】第１内輪軌道面３０３と第１外輪軌道面３
０８との間と、第２内輪軌道面３０５と第２外輪軌道面
３０９との間とに、鋼製の玉１０８が、入力軸１０２、
中間軸３０１及び出力軸１０３の軸線に対して等間隔環
状に複数配置され、第１保持器（保持器）３１０が、第
１内輪３０２と第１外輪３０６との間に円筒状に配置さ
れ、第２保持器（保持器）３１１が、第２内輪３０４と
第２外輪３０７との間に円筒状に配置されている。第１
保持器３１０は、鋼製の玉１０８と緩く勘合され、中間
軸３０１と係合されている。第２保持器３１１は、鋼製
の玉１０８と緩く勘合され、出力軸１０３と係合されて
いる。

【００３５】中間軸支持内輪３１２が、第２内輪３０４
と第１保持器３１０との間の中間軸３０１上に設けら
れ、中間軸支持外輪３１３が、筐体１０１の概中央部に
筐体１０１との相対移動不可に設けられている。中間軸
支持内輪３１２には、入力軸１０２側に開いたアングル
溝が設けられ、中間軸支持外輪３１３には、出力軸１０
３側に開いたアングル溝が設けられ、軸受玉３１４が、
中間軸支持外輪３１３と中間軸支持内輪３１２との間に
嵌装されている。

【００３６】中間軸３０１回りには、第１押圧円環（押
圧円環）３１５が、中間軸支持外輪３１３と第１外輪３
０６との間に円環状に配置され、第１押圧円環３１５の
第１外輪３０６側には複数の傾斜面３１６が形成され、
押圧玉（押圧回転体）３１７が、第１外輪３０６と第１
押圧円環３１５との間に嵌装され、出力軸１０３回りに
も同様に、第２押圧円環（押圧円環）３１８が、筐体１
０１と第２外輪３０７との間に円環状に配置され、第２
押圧円環３１８の第２外輪３０７側には複数の傾斜面３
１６が形成され、押圧玉３１７が、第２外輪３０７と第
２押圧円環３１８との間に嵌装されている。

【００３７】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ３００においては、図３に示すように、入力軸
１０２から第１内輪３０２に回転力が伝えられ、第１内
輪軌道面３０３を鋼製の玉１０８が公転し、回転力は、
第１保持器３１０に伝達され、第１保持器３１０に係合
されている中間軸３０１に伝えられる。以後同様に、中
間軸３０１から第２内輪３０４に回転力が伝えられ、第
２内輪軌道面３０５を鋼製の玉１０８が公転し、回転力
は、鋼製の玉１０８の公転により第２保持器３１１に伝
達され、第２保持器３１１に係合されている出力軸１０
３に伝えられ、出力としてとりだされる。

【００３８】第１押圧円環３１５が軸回りに回転するこ
とにより、第１押圧円環３１５の傾斜面３１６により、
押圧玉３１７は第１外輪３０６方向へ押され、第１外輪
３０６は入力軸１０２方向へ押される。第１外輪３０６
が入力軸１０２方向へ押されることにより、入力軸１０
２方向の力を受け止める面を有する第１外輪軌道面３０
８と鋼製の玉１０８と第１内輪軌道面３０３との組み合
わせの圧接点に、入力軸１０２、中間軸３０１及び出力
軸１０３の軸線を中心軸線とした仮想円錐面上で、軸線
に向かう方向に働く押圧力が強く加えられた状態にな
り、そのため鋼製の玉１０８は、第１外輪軌道面３０８
と第１内輪軌道面３０３と滑りを起こさず転動する。

【００３９】同様にして、第２押圧円環３１８が軸回り
に回転することにより、押圧玉３１７は第２外輪３０７
方向へ押され、第２外輪３０７が入力軸１０２方向へ押
されることにより、入力軸１０２方向の力を受け止める
構造になっている第２外輪軌道面３０９と鋼製の玉１０
８と第２内輪軌道面３０５との圧接点に、入力軸１０
２、中間軸３０１及び出力軸１０３の軸線を中心軸線と
した仮想円錐面上で、軸線に向かう方向に働く押圧力が
強く加えられた状態になり、そのため鋼製の玉１０８
は、第２外輪軌道面３０９と第２内輪軌道面３０５と滑
りを起こさず転動する。

【００４０】中間軸３０１は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、第１内輪軌道面３０３の径と第１外輪軌道面３０８
の径との関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入
力軸１０２及び中間軸３０１の中心軸線回りを公転する
鋼製の玉１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定
の減速比で減速されて回転し、さらに同様に、出力軸１
０３は、第２内輪軌道面３０５の径と第２外輪軌道面３
０９の径との関係に基づき、中間軸３０１の回転によっ
て中間軸３０１及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転
する鋼製の玉１０８により、中間軸３０１の回転に対し
一定の減速比で減速されて回転する。つまり、出力軸１
０３は、入力軸１０２の回転に対して一定の減速比で減
速されて回転される。

【００４１】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ３００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても広い範囲から減速比が設定でき、また
第１押圧円環３１５と第２押圧円環３１８と押圧玉３１
７とにより、伝達トルクに応じた押圧力を与えることに
より、圧接点での十分な伝達力が得られ、マイクロトラ
クションドライブとして高い伝達トルクを有し、トルク
伝達部の破損が少なく長い寿命を得ることができる。

【００４２】図４においてマイクロトラクションドライ
ブ４００は、その基本構成は図３に示すものと同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。図４において、マイクロトラクションドライブ４
００は、 第１外輪３０６と第２外輪３０７との
間には、間座４０１が、第１外輪３０６と第２外輪３０
７とを係合するように配置され、出力軸１０３回りに
は、押圧円環４０２が、筐体１０１と第２外輪３０７と
の間に円環状に配置され、押圧円環４０２の第２外輪３
０７側には複数の傾斜面４０３が形成され、押圧玉（押
圧回転体）４０４が、第２外輪３０７と押圧円環４０２
との間に嵌装されている。

【００４３】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ４００においては、図４に示すように、入力軸
１０２から第１内輪３０２に回転力が伝えられ、第１内
輪軌道面３０３を鋼製の玉１０８が公転し、回転力は、
第１保持器３１０に伝達され、第１保持器３１０に係合
されている中間軸３０１に伝えられる。以後同様に、中
間軸３０１から第２内輪３０４に回転力が伝えられ、第
２内輪軌道面３０５を鋼製の玉１０８が公転し、回転力
は、鋼製の玉１０８の公転により第２保持器３１１に伝
達され、第２保持器３１１に係合されている出力軸１０
３に伝えられ、出力としてとりだされる。

【００４４】押圧円環４０２が軸回りに回転することに
より、押圧円環４０２の傾斜面４０３により、押圧玉４
０４は第２外輪３０７方向へ押され、第２外輪３０７は
入力軸１０２方向へ押される。第２外輪３０７が入力軸
１０２方向へ押されることにより、入力軸１０２方向の
力を受け止める面を有する第２外輪軌道面３０９と鋼製
の玉１０８と第２内輪軌道面３０５との組み合わせの圧
接点に、入力軸１０２、中間軸３０１及び出力軸１０３
の軸線を中心軸線とした仮想円錐面上で、軸線に向かう
方向に働く押圧力が強く加えられた状態になり、そのた
め鋼製の玉１０８は、第２外輪軌道面３０９と第２内輪
軌道面３０５と滑りを起こさず転動する。

【００４５】同様にして、押圧円環４０２が軸回りに回
転することにより、第２外輪３０７と間座４０１とを介
して、第１外輪３０６は入力軸１０２方向へ押される。
第１外輪３０６が入力軸１０２方向へ押されることによ
り、入力軸１０２方向の力を受け止める面を有する第１
外輪軌道面３０８と鋼製の玉１０８と第１内輪軌道面３
０３との組み合わせの圧接点に、入力軸１０２、中間軸
３０１及び出力軸１０３の軸線を中心軸線とした仮想円
錐面上で、軸線に向かう方向に働く押圧力が強く加えら
れた状態になり、そのため鋼製の玉１０８は、第１外輪
軌道面３０８と第１内輪軌道面３０３と滑りを起こさず
転動する。

【００４６】中間軸３０１は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、第１内輪軌道面３０３の径と第１外輪軌道面３０８
の径との関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入
力軸１０２及び中間軸３０１の中心軸線回りを公転する
鋼製の玉１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定
の減速比で減速されて回転し、さらに同様に、出力軸１
０３は、第２内輪軌道面３０５の径と第２外輪軌道面３
０９の径との関係に基づき、中間軸３０１の回転によっ
て中間軸３０１及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転
する鋼製の玉１０８により、中間軸３０１の回転に対し
一定の減速比で減速されて回転する。つまり、出力軸１
０３は、入力軸１０２の回転に対して一定の減速比で減
速されて回転される。

【００４７】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ４００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても広い範囲から減速比が設定でき、また
押圧円環４０２と押圧玉４０４とにより、伝達トルクに
応じた押圧力を与えることにより、圧接点での十分な伝
達力が得られ、マイクロトラクションドライブとして高
い伝達トルクを有し、トルク伝達部の破損が少なく長い
寿命を得ることができる。

【００４８】図５においてマイクロトラクションドライ
ブ５００は、その基本構成は図３に示すものと同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。図５において、マイクロトラクションドライブ５
００ の第１内輪（内輪）５０１は、入力軸１０
２の中間軸３０１側端部に、入力軸１０２の軸線と直交
する円盤形状を形成しており、第１内輪５０１の中間軸
３０１側端面には、入力軸１０２中心軸を中心とした環
状凹溝である第１内輪軌道面５０２が形成されている。
第２内輪（内輪）５０３は、中間軸３０１の出力軸１０
３側端部に、中間軸３０１の軸線と直交する円盤形状を
形成しており、第２内輪５０３の出力軸１０３側端面に
は、入力軸１０２の軸線を中心とした環状凹溝である第
２内輪軌道面５０４が形成されている。筐体１０１に
は、第１外輪（外輪）５０５が入力軸１０２側に、第２
外輪（外輪）５０６が出力軸１０３側に回転方向へ筐体
１０１との相対移動不可に備えられ、第１外輪軌道面５
０７が、第１外輪５０５の入力軸１０２側側面に形成さ
れ、第２外輪軌道面５０８が、第２外輪５０６の入力軸
１０２側側面に形成されている。

【００４９】鋼製の玉１０８が、第１内輪軌道面５０２
と第１外輪軌道面５０７との間と、第２内輪軌道面５０
４と第２外輪軌道面５０８との間とに配置され、第１保
持器（保持器）５０９が、第１内輪５０１と第１外輪５
０５との間に円盤状に配置され、第２保持器（保持器）
５１０が、第２内輪５０３と第２外輪５０６の間に円盤
状に配置されている。第１保持器５０９は、鋼製の玉１
０８と緩く嵌合され、中間軸３０１と係合されている。
第２保持器５１０は、鋼製の玉１０８と緩く嵌合され、
出力軸１０３と係合されている。

【００５０】中間軸支持内輪３１２が、第２内輪５０３
と第１保持器５０９との間の中間軸３０１上に設けら
れ、中間軸支持外輪３１３が、筐体１０１の概中央部に
筐体１０１との相対移動不可に設けられ、中間軸支持内
輪３１２には、入力軸１０２側に開いたアングル溝が設
けられ、中間軸支持外輪３１３には、出力軸１０３側に
開いたアングル溝が設けられ、軸受玉３１４が、中間軸
支持外輪３１３と中間軸支持内輪３１２との間に嵌装さ
れている。

【００５１】中間軸３０１回りには、第１押圧円環３１
５が、中間軸支持外輪３１３と第１外輪５０５との間に
円環状に配置され、第１押圧円環３１５の第１外輪５０
５側には複数の傾斜面３１６が形成され、押圧玉３１７
が、第１外輪５０５と第１押圧円環３１５との間に嵌装
されている。出力軸１０３回りにも同様に、第２押圧円
環３１８が、筐体１０１と第２外輪５０６との間に円環
状に配置され、第２押圧円環３１８の第２外輪５０６側
には複数の傾斜面３１６が形成され、押圧玉３１７が、
第２外輪５０６と第２押圧円環３１８との間に嵌装され
ている。

【００５２】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ５００においては、図５に示すように、入力軸
１０２から第１内輪５０１に回転力が伝えられ、第１内
輪軌道面５０２を鋼製の玉１０８が公転し、回転力は、
第１保持器５０９に伝達され、第１保持器５０９に係合
されている中間軸３０１に伝えられる。以後同様に、中
間軸３０１から第２内輪５０３に回転力が伝えられ、第
２内輪軌道面５０４を鋼製の玉１０８が公転し、回転力
は、鋼製の玉１０８の公転により第２保持器５１０に伝
達され、第２保持器５１０に係合されている出力軸１０
３に伝えられ、出力としてとりだされる。

【００５３】第１押圧円環３１５が軸回りに回転するこ
とにより、第１押圧円環３１５の傾斜面３１６により、
押圧玉３１７は第１外輪５０５方向へ押され、第１外輪
５０５は入力軸１０２方向へ押される。第１外輪５０５
が入力軸１０２方向へ押されることにより、入力軸１０
２方向の力を受け止める面を有する第１外輪軌道面５０
７と鋼製の玉１０８と第１内輪軌道面５０２との組み合
わせの圧接点に、入力軸１０２、中間軸３０１及び出力
軸１０３の軸線方向に働く押圧力が強く加えられた状態
になり、そのため鋼製の玉１０８は、第１外輪軌道面５
０７と第１内輪軌道面５０２と滑りを起こさず転動す
る。

【００５４】同様にして、第２押圧円環３１８が軸回り
に回転することにより、押圧玉３１７は第２外輪５０６
方向へ押され、第２外輪５０６が入力軸１０２方向へ押
されることにより、入力軸１０２方向の力を受け止める
構造になっている第２外輪軌道面５０８と鋼製の玉１０
８と第２内輪軌道面５０４との圧接点に、入力軸１０
２、中間軸３０１及び出力軸１０３の軸線方向に働く押
圧力が強く加えられた状態になり、そのため鋼製の玉１
０８は、第２外輪軌道面５０８と第２内輪軌道面５０４
と滑りを起こさず転動する。

【００５５】中間軸３０１は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、第１内輪軌道面５０２の径と第１外輪軌道面５０７
の径との関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入
力軸１０２及び中間軸３０１の中心軸線回りを公転する
鋼製の玉１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定
の減速比で減速されて回転し、さらに同様に、出力軸１
０３は、第２内輪軌道面５０４の径と第２外輪軌道面５
０８の径との関係に基づき、中間軸３０１の回転によっ
て中間軸３０１及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転
する鋼製の玉１０８により、中間軸３０１の回転に対し
一定の減速比で減速されて回転する。つまり、出力軸１
０３は、入力軸１０２の回転に対して一定の減速比で減
速されて回転される。

【００５６】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ５００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても広い範囲から減速比が設定でき、また
第１押圧円環３１５と第２押圧円環３１８と押圧玉３１
７とにより、伝達トルクに応じた押圧力を与えることに
より、圧接点での十分な伝達力が得られ、マイクロトラ
クションドライブとして高い伝達トルクを有し、トルク
伝達部の破損が少なく長い寿命を得ることができる。

【００５７】図６においてマイクロトラクションドライ
ブ６００は、その基本構成は図５に示すものと同様であ
り、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略
する。図５において、マイクロトラクションドライブ６
００は、第１外輪５０５と第２内輪５０３との間に、玉
６０１が、中間軸３０１の軸線回りに等間隔に配置さ
れ、中間保持器６０２は、玉６０１を個々に緩く嵌める
穴状の配置部（図示されていない）を備え、配置部にお
いて玉６０１と緩く勘合される。出力軸１０３回りに
は、押圧円環６０３が、筐体１０１と第２外輪５０６と
の間に円環状に配置され、押圧円環６０３の第２外輪５
０６側には複数の傾斜面６０４が形成され、押圧玉（押
圧回転体）６０５が、第２外輪５０６と押圧円環６０３
との間に嵌装されている。

【００５８】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ６００においては、図６に示すように、入力軸
１０２から第１内輪５０１に回転力が伝えられ、第１内
輪軌道面５０２を鋼製の玉１０８が公転し、回転力は、
第１保持器５０９に伝達され、第１保持器５０９に係合
されている中間軸３０１に伝えられる。以後同様に、中
間軸３０１から第２内輪５０３に回転力が伝えられ、第
２内輪軌道面５０４を鋼製の玉１０８が公転し、回転力
は、鋼製の玉１０８の公転により第２保持器５１０に伝
達され、第２保持器５１０に係合されている出力軸１０
３に伝えられ、出力としてとりだされる。

【００５９】押圧円環６０３が軸回りに回転することに
より、押圧円環６０３の傾斜面６０４により、押圧玉６
０５は第２外輪５０６方向へ押され、第２外輪５０６は
入力軸１０２方向へ押される。第２外輪５０６が入力軸
１０２方向へ押されることにより、入力軸１０２方向の
力力を受け止める面を有する第２外輪軌道面５０８と鋼
製の玉１０８と第２内輪軌道面５０４との組み合わせの
圧接点に、入力軸１０２、中間軸３０１及び出力軸１０
３の軸線方向に働く押圧力が強く加えられた状態にな
り、そのため鋼製の玉１０８は、第２外輪軌道面５０８
と第２内輪軌道面５０４と滑りを起こさず転動する。

【００６０】同様にして、押圧円環６０３が軸回りに回
転することにより、第２外輪５０６、鋼製の玉１０８、
第１内輪５０１、玉６０１とを介して、第１外輪５０５
は入力軸１０２方向へ押される。第１外輪５０５が入力
軸１０２方向へ押されることにより、入力軸１０２方向
の力を受け止める面を有する第１外輪軌道面５０７と鋼
製の玉１０８と第１内輪軌道面５０２との組み合わせの
圧接点に、入力軸１０２、中間軸３０１及び出力軸１０
３の軸線方向に働く押圧力が強く加えられた状態にな
り、そのため鋼製の玉１０８は、第１外輪軌道面５０７
と第１内輪軌道面５０２と滑りを起こさず転動する。

【００６１】中間軸３０１は、遊星ギヤ装置と同様にし
て、第１内輪軌道面５０２の径と第１外輪軌道面５０７
の径との関係に基づき、入力軸１０２の回転によって入
力軸１０２及び中間軸３０１の中心軸線回りを公転する
鋼製の玉１０８により、入力軸１０２の回転に対し一定
の減速比で減速されて回転し、さらに同様に、出力軸１
０３は、第１内輪軌道面５０２の径と第２外輪軌道面５
０８の径との関係に基づき、中間軸３０１の回転によっ
て中間軸３０１及び出力軸１０３の中心軸線回りを公転
する鋼製の玉１０８により、中間軸３０１の回転に対し
一定の減速比で減速されて回転する。つまり、出力軸１
０３は、入力軸１０２の回転に対して一定の減速比で減
速されて回転される。

【００６２】上記の構成からなるマイクロトラクション
ドライブ６００においては、遊星ギヤ装置と同じく、小
サイズであっても広い範囲から減速比が設定でき、また
押圧円環６０３と押圧玉６０５とにより、伝達トルクに
応じた押圧力を与えることにより、圧接点での十分な伝
達力が得られ、マイクロトラクションドライブとして高
い伝達トルクを有し、トルク伝達部の破損が少なく長い
寿命を得ることができる。

【００６３】また、以上の実施の形態のいずれかのマイ
クロトラクションドライブを、土壌検査用の小型掘削装
置や、タービンロータ中心孔レプリカ採取装置のよう
に、小径の筒状の本体内にモータ等の回転駆動源と作業
部との間に備え、回転を減速伝達させた場合、マイクロ
ロボット等小型装置の作業部のトルクの制約が緩和し、
あるいは破損の恐れが低いものとなる。

【００６４】なお、上記の実施の形態においては、回転
体が鋼製の玉であるものに適応して説明したが、この回
転体が鋼製の玉であるものに限られることなく、例え
ば、回転体が円筒形のコロであるもの等、それ以外の回
転体であるものに適応することができるものである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、小サイズであっても比較的大きな範囲の減
速比が設定でき、また、前記内輪と前記回転体及び前記
外輪と該回転体との前記圧接点で、前記伝達トルクに応
じた前記押圧力が与えられるので、前記圧接点での必要
な伝達力が得られ、マイクロトラクションドライブとし
て高い伝達トルクを有し、また伝達トルクに対して過剰
な前記押圧力が与えられないため、前記圧接点の破損の
恐れが低いものとなるという効果を奏する。

【００６６】請求項２に係る発明によれば、請求項１記
載のマイクロトラクションドライブにおいて、小サイズ
であっても比較的大きな範囲の減速比が設定でき、ま
た、前記内輪と前記回転体及び前記外輪と該回転体との
前記圧接点で、前記伝達トルクに応じた前記押圧力が与
えられるので、前記圧接点での必要な伝達力が得られ、
マイクロトラクションドライブとして高い伝達トルクを
有し、また伝達トルクに対して過剰な前記押圧力が与え
られないため、前記圧接点の破損の恐れが低いものとな
るという効果を奏する。

【００６７】請求項３に係る発明によれば、請求項１記
載のマイクロトラクションドライブにおいて、小サイズ
であっても比較的大きな範囲の減速比が設定でき、ま
た、前記内輪と前記回転体及び前記外輪と該回転体との
前記圧接点で、前記伝達トルクに応じた前記押圧力が与
えられるので、前記圧接点での必要な伝達力が得られ、
マイクロトラクションドライブとして高い伝達トルクを
有し、また伝達トルクに対して過剰な前記押圧力が与え
られないため、前記圧接点の破損の恐れが低いものとな
るという効果を奏する。

【００６８】請求項４に係る発明によれば、請求項１か
ら３のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブ
において、小サイズであっても、前記単位減速部を複数
備えることで、大きな範囲の減速比が設定でき、また、
前記内輪と前記回転体及び前記外輪と該回転体との前記
圧接点で、前記伝達トルクに応じた前記押圧力が与えら
れるので、前記圧接点での必要な伝達力が得られ、マイ
クロトラクションドライブとして高い伝達トルクを有
し、また伝達トルクに対して過剰な前記押圧力が与えら
れないため、前記圧接点の破損の恐れが低いものとなる
という効果を奏する。

【００６９】請求項５に係る発明によれば、請求項１か
ら３のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブ
において、小サイズであっても、前記単位減速部を複数
備えることで、大きな範囲の減速比が設定でき、また、
前記内輪と前記回転体及び前記外輪と該回転体との前記
圧接点で、前記伝達トルクに応じた前記押圧力が与えら
れるので、前記圧接点での必要な伝達力が得られ、マイ
クロトラクションドライブとして高い伝達トルクを有
し、また伝達トルクに対して過剰な前記押圧力が与えら
れないため、前記圧接点の破損の恐れが低いものとなる
という効果を奏する。

【００７０】請求項６に係る発明によれば、請求項１か
ら５のいずれかに記載のマイクロトラクションドライブ
において、筒状の前記外筐内に前記回転駆動源を備え該
外筐先端の前記作業部を回転駆動する前記小型装置の該
回転駆動源と該作業部との間に備えられてなるように構
成したので、請求項１から請求項５のいずれかの発明の
効果により、マイクロトラクションドライブによる前記
小型装置の前記作業部の減速比の制約や前記伝達トルク
の制約が緩和し、あるいは前記圧接点の破損の恐れが低
いものとなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
の一実施形態を示す断面図である。

【図２】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
の別の実施形態を示す断面図である。

【図３】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
のさらに別の実施形態を示す断面図である。

【図４】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
のさらに別の実施形態を示す断面図である。

【図５】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
のさらに別の実施形態を示す断面図である。

【図６】 本発明によるマイクロトラクションドライブ
のさらに別の実施形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１００、２００、３００、４００、５００、６００ マ
イクロトラクションドライブ １０１ 筐体 １０２ 入力軸 １０３ 出力軸 １０４、２０１ 内輪 １０６、２０３ 外輪 １０８ 鋼製の玉（回転体） １０９、２０５ 保持器 １１０、４０２、６０３ 押圧円環 １１１、３１６、４０３、６０４ 傾斜面 １１２、３１７、４０４、６０５ 押圧玉（押圧回転
体） ３０２、５０１ 第１内輪（内輪） ３０４、５０３ 第２内輪（内輪） ３０６、５０５ 第１外輪（外輪） ３０７、５０６ 第２外輪（外輪） ３１０、５０９ 第１保持器（保持器） ３１１、５１０ 第２保持器（保持器） ３１５ 第１押圧円環（押圧円環） ３１８ 第２押圧円環（押圧円環）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 将弥 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 3J051 AA01 AA09 BA02 BB08 BC01 BD02 BE04 EB04 FA10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体と、該筐体に回転自在に支持された
   入力軸と、該筐体に該入力軸と同軸線上に回転自在に支
   持された出力軸とを備え、前記入力軸に設けられた内輪
   と、前記筐体に対して回転方向が固定された外輪との間
   に前記入力軸の中心軸回りに公転する回転体を嵌装し、
   前記出力軸に設けられた保持器と該回転体とを係合させ
   てなり、 前記入力軸又は前記出力軸の軸線回りに押圧円環が配置
   され、該押圧円環の前記回転体側に複数の傾斜面が形成
   され、該押圧円環と前記外輪との間に押圧回転体が嵌装
   された押圧手段が設けられ、 前記傾斜面が、前記押圧円環を回転させたときに、前記
   内輪と外輪との前記回転体方向への相対的押圧力を調整
   自在とする傾斜面であることを特徴とするマイクロトラ
   クションドライブ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロトラクションド
   ライブにおいて、 前記内輪と前記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧
   される方向が、前記入力軸及び前記出力軸の前記軸線を
   中心とした仮想円錐面上で該軸線に交差する方向になる
   ことを特徴とするマイクロトラクションドライブ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のマイクロトラクションド
   ライブにおいて、 前記内輪と前記外輪とが前記回転体方向へ相対的に押圧
   される方向が、前記入力軸及び前記出力軸の前記軸線に
   平行となることを特徴とするマイクロトラクションドラ
   イブ。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のマイ
   クロトラクションドライブにおいて、 前記筐体と前記入力軸と前記出力軸と前記内輪と前記外
   輪と前記回転体と前記保持器とからなる単位減速部を２
   以上、複数備えており、これら各該単位減速部を個々に
   押圧する前記押圧手段が備えられ、一の単位減速部の出
   力軸を、二の単位減速部の入力軸とすることを特徴とす
   るマイクロトラクションドライブ。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれかに記載のマイ
   クロトラクションドライブにおいて、 前記単位減速部を２以上、複数備えており、これら複数
   の該単位減速部を一括して押圧する前記押圧手段が備え
   られ、前記一の単位減速部の出力軸を、前記二の単位減
   速部の入力軸とすることを特徴とするマイクロトラクシ
   ョンドライブ。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のマイ
   クロトラクションドライブにおいて、 筒状の外筐内に、前記押圧手段を備えた１又は複数の前
   記単位減速部が、作業部と、該作業部を回転駆動する回
   転駆動源との間に備えられてなることを特徴とするマイ
   クロトラクションドライブ。