JP2020133761A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッドの可動ストロークを長くすることが可能な駆動機構を提供する。【解決手段】駆動装置１００は、歯車を有する減速機構１０と、減速機構１０により減速された回転が伝達される回転体４０と、回転体４０の回転運動を直線運動に変換する運動変換部３６と、を備える。運動変換部３６は、外周に螺旋溝４２ｇが形成されたロッド４２と、螺旋溝４２ｇに配置されたボール４４と、ロッド４２に外嵌されたナット体４６と、を有するボールネジ機構３８により構成され、ナット体４６は、回転体４０と一体化され、ボールネジ機構３８は、螺旋溝４２ｇに連通しボール４４を循環させる循環経路４８を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関する。

歯車の回転運動を直線運動に変換する機構を有するギア装置が知られている。例えば、特許文献１には、ボールネジを用いて回転運動を直線運動に変換する機構を備えるギア装置が記載されている。このギア装置は、揺動歯車機構の出力回転体であるキャリヤと一体回転する雌ネジ筒と、外周面に螺旋溝が形成されたスクリューロッドと、雌ネジ筒に形成された雌ネジ溝および螺旋溝の間に嵌め込まれた複数のボールとを含む。このギア装置では、雌ネジ筒がキャリヤと一体に回転すると、スクリューロッドが軸方向に直線運動する。

特開２０１７−１８７１４３号公報

本発明者は、減速機構と直線運動する可動ロッドまたはナット体とを備える駆動機構について以下の認識を得た。
産業用ロボット、工作機械や車両等のアクチュエータとして、減速機構と可動ロッドまたはナット体とを備える駆動機構の利用が期待されている。このような駆動機構の可動ロッドまたはナット体は、その用途に応じた長さの可動ストロークを有することが求められる。しかしながら、特許文献１に記載のギア装置では、スクリューロッドがある程度移動するとボールが落下するため、ボールが落下しない範囲で可動ストロークが制限される。
これらから、本発明者は、特許文献１に記載のギア装置には、スクリューロッドまたはナット体の可動ストロークを長くする観点から改善すべき余地があることを認識した。

本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたもので、ロッドまたはナット体の可動ストロークを長くすることが可能な駆動機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の駆動装置は、歯車を有する減速機構と、減速機構により減速された回転が伝達される回転体と、回転体の回転運動を直線運動に変換する運動変換部と、を備えた駆動装置であって、運動変換部は、外周に螺旋溝が形成されたロッドと、螺旋溝に配置されたボールと、ロッドに外嵌されたナット体と、を有するボールネジ機構により構成され、ナット体は、回転体と一体化され、ボールネジ機構は、螺旋溝に連通しボールを循環させる循環経路を有する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ロッドまたはナット体の可動ストロークを長くすることが可能な駆動機構を提供できる。

本発明に係る第１実施形態の歯車装置を示す側面断面図である。 図１の歯車装置の潤滑剤供給部材の一例を示す側面断面図である。 図１の歯車装置の潤滑剤供給部材の別の例を示す側面断面図である。 本発明に係る第２実施形態の歯車装置を示す側面断面図である。 図４の歯車装置の潤滑剤供給部材の一例を示す側面断面図である。 図４の歯車装置の潤滑剤供給部材の別の例を示す側面断面図である。

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態、変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１００の構成について説明する。図１は、駆動装置１００を示す側面断面図である。本実施形態の駆動装置１００は、歯車を有する減速機構１０と、減速機構１０により減速された回転が伝達される回転体４０と、回転体４０の回転運動を直線運動に変換する運動変換部３６と、を備える。

（減速機構）
減速機構１０は、歯車を有するものであればどのようなものでもよい。本実施形態の減速機構１０は、いわゆる振り分けタイプの偏心揺動型減速装置である。この減速機構１０は、内歯歯車と噛み合う外歯歯車を揺動させることで、内歯歯車および外歯歯車の一方に自転を生じさせ、その生じた自転成分を出力部材から出力するように構成される。

減速機構１０は、主に、入力歯車７０と、クランク軸１２と、外歯歯車１４と、内歯歯車１６と、キャリヤ１８、２０と、ケーシング２２と、主軸受２４、２６とを主に備える。以下、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Ｌａを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」とする。また、以下、便宜的に、軸方向の一方側（図中右側）を入力側といい、他方側（図中左側）を反入力側という。

（入力歯車）
入力歯車７０は、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａ周りに３つ配設される。３つの入力歯車７０は、中心軸線Ｌａからオフセットされた位置に１２０°の等間隔に配置される。図１では一つの入力歯車７０のみを示す。クランク軸１２は、３つの入力歯車７０に対応して３つ設けられる。クランク軸１２は、入力歯車７０の中央部に挿通され、入力歯車７０を支持する。クランク軸１２の軸方向両側には、一対のクランク軸軸受３４が設けられる。クランク軸１２は、入力歯車７０と一体的に回転可能に設けられる。３つの入力歯車７０は、中心軸線Ｌａ上に設けられる回転軸（不図示）の外歯部（不図示）と噛み合う。この回転軸には、不図示の駆動装置から回転動力が伝達され、その回転軸の回転により入力歯車７０がクランク軸１２と一体的に回転する。駆動装置は、たとえば、モータ、ギヤモータ、エンジン等である。

（クランク軸）
本実施形態のクランク軸１２は、外歯歯車１４を揺動させるための複数の偏心部１２ａを有する偏心体軸である。偏心部１２ａの軸芯は、クランク軸１２の回転中心線に対して偏心している。本実施形態では２個の偏心部１２ａが設けられ、隣り合う偏心部１２ａの偏心位相は１８０°ずれている。

クランク軸１２は、その入力側がクランク軸軸受３４を介して第２キャリヤ２０に支持され、その反入力側がクランク軸軸受３４を介して第１キャリヤ１８に支持される。反入力側のクランク軸軸受３４は、第１キャリヤ１８のクランク軸孔１８ｈに嵌入・支持され、入力側のクランク軸軸受３４は、第２キャリヤ２０のクランク軸孔２０ｈに嵌入・支持される。つまり、クランク軸１２は、第１キャリヤ１８および第２キャリヤ２０に対して回転自在に支持されている。クランク軸軸受３４は、その構成に特別の制限はないが、この例では、円筒状の転動体を有するころ軸受けである。

（内歯歯車）
内歯歯車１６は、外歯歯車１４と噛み合う。本実施形態の内歯歯車１６は、ケーシング２２に一体化された内歯歯車本体１６ａと、当該内歯歯車本体１６ａに周方向に間隔を空けて複数形成された各ピン溝に配置された外ピン１７と、を有している。外ピン１７は、内歯歯車本体１６ａに回転自在に支持される円筒状のピン部材である。外ピン１７は、中空部材であってもよいが、本実施形態では中実部材である。外ピン１７は、内歯歯車１６の内歯を構成している。内歯歯車１６の外ピン１７の数（内歯の数）は、外歯歯車１４の外歯数よりもわずかだけ（この例では１だけ）多い。

（外歯歯車）
外歯歯車１４は、複数の偏心部１２ａのそれぞれに対応して個別に設けられる。外歯歯車１４は、偏心ころ３２を介して対応する偏心部１２ａに回転自在に支持される。外歯歯車１４には、その軸心からオフセットされた位置に３つのシャフト孔１４ｐと、３つの揺動孔１４ｊと、が所定の間隔で形成されている。

シャフト孔１４ｐは、互いに同じ半径方向位置において、１２０°間隔で設けられる。シャフト孔１４ｐは、軸方向に貫通しており、シャフト部１８ｓが挿通される。シャフト孔１４ｐは、シャフト部１８ｓの外径より大きく形成され、シャフト部１８ｓに接触しない大きさを有する。

揺動孔１４ｊは、互いに同じ半径方向位置において、１２０°間隔で設けられる。揺動孔１４ｊは、軸方向に貫通しており、クランク軸１２の偏心部１２ａが挿通される。揺動孔１４ｊは、偏心部１２ａの外径より大きく形成され、揺動孔１４ｊと偏心部１２ａとの間には複数の偏心ころ３２が介在する。複数の偏心ころ３２は、偏心部１２ａの周りに略等間隔で配列され、偏心部１２ａの偏心運動を揺動孔１４ｊに円滑に伝える。

外歯歯車１４の外周には波形の歯が形成されており、この歯が内歯歯車１６と接触しつつ移動することで、中心軸を法線とする面内で外歯歯車１４が揺動できるようになっている。

（キャリヤ）
キャリヤ１８、２０は、外歯歯車１４の軸方向側部に配置される。キャリヤ１８、２０には、外歯歯車１４の反入力側の側部に配置される第１キャリヤ１８と、外歯歯車１４の入力側の側部に配置される第２キャリヤ２０と、が含まれる。以下、第１キャリヤ１８と、第２キャリヤ２０とを総称する場合は「キャリヤ」という。キャリヤは、第１主軸受２４、第２主軸受２６を介してケーシング２２に回転自在に支持されている。キャリヤは全体として中空の円盤状または円筒状をなしている。キャリヤは、クランク軸軸受３４を介してクランク軸１２を回転自在に支持する。

第１キャリヤ１８には、その径方向中央において入力側に延伸する回転体４０が設けられる。回転体４０は、第１キャリヤ１８から入力側に延びる略円筒状の部分であり、第１キャリヤ１８から回転が伝達される。回転体４０には後述するナット体４６が設けられる。第２キャリヤ２０は、その径方向中央に軸方向に貫通する中央孔２０ｋを有する。回転体４０の先端部は、中央孔２０ｋに嵌入される。第１キャリヤ１８と第２キャリヤ２０とは、シャフト部１８ｓを介して連結される。

（シャフト部）
シャフト部１８ｓは、第１キャリヤ１８から第２キャリヤ２０に向かって軸方向に延びる部分であり、第１キャリヤ１８と一体的に形成される。シャフト部１８ｓは、外歯歯車１４の軸芯から径方向にオフセットした位置に設けられる。シャフト部１８ｓは、外歯歯車１４に貫通形成されたシャフト孔１４ｐに隙間を有した状態で挿通される。

シャフト部１８ｓの端部は、第２キャリヤ２０の反入力側の端面に接しており、第２キャリヤ２０に固定される。減速機構１０は、第１キャリヤ１８と第２キャリヤ２０の連結位置決めをするためのノックピンＰｋと、第１キャリヤ１８と第２キャリヤ２０とを連結する連結ボルトＢ１とを有する。シャフト部１８ｓは、第１キャリヤ１８と第２キャリヤ２０との間の連結に寄与する連結部として機能する。

（ケーシング）
ケーシング２２は、全体として中空の筒状をなし、その内周部には内歯歯車１６が設けられる。ケーシング２２の外周部には、フランジ２２ｆが設けられる。フランジ２２ｆには、周方向に離隔して貫通孔２２ｈやタップ孔２２ｊが設けられる。これらの孔は、ケーシング２２と外部部材や被駆動装置を連結するために用いられる。

ケーシング２２には、第１主軸受２４の外輪を収容する凹部２２ｍと、第２主軸受２６の外輪を収容する凹部２２ｎと、が設けられる。ケーシング２２とキャリヤとは、第１主軸受２４と第２主軸受２６とを介して、互いに相対回転可能に構成される。

（主軸受）
主軸受２４、２６は、第１キャリヤ１８とケーシング２２の間に配置される第１主軸受２４と、第２キャリヤ２０とケーシング２２の間に配置される第２主軸受２６と、を含む。本実施形態の主軸受２４、２６は、複数の転動体２８と、リテーナ（不図示）を備える。複数の転動体２８は、周方向に間を置いて設けられる。本実施形態の転動体２８は球体である。リテーナは、複数の転動体２８の相対位置を保持するとともに複数の転動体２８を回転自在に支持する。主軸受２４、２６は、ころ軸受であってもよいし、クロスローラベアリングであってもよい。

本実施形態の主軸受２４、２６は、転動体２８の転動面を有する外輪３０を備え、内輪を備えない。主軸受２４、２６の内側転動面は、内輪の代わりに、キャリヤ１８、２０の外周面に設けられる。外輪３０は、隙間嵌め、締まり嵌めあるいは中間嵌め等の嵌め合いにより、ケーシング２２に固定される。第１キャリヤ１８とケーシング２２の間には、オイルシール２２ｓが設けられる。オイルシール２２ｓは、第１主軸受２４の反入力側に配置される。

第１キャリヤ１８とケーシング２２の一方は、回転体４０に回転動力を出力する出力部材として機能し、他方は駆動装置１００を支持するための外部部材に固定される被固定部材として機能する。本実施形態では、ケーシング２２を被固定部材とし、第１キャリヤ１８を出力部材としている。

減速機構１０により減速された回転は回転体４０に伝達される。回転体４０は、第１キャリヤ１８とは別体に設けられて一体化されてもよい。本実施形態の回転体４０は、第１キャリヤ１８と同一の素材により一体的に構成される。この場合、これらが同一素材から一体形成されるので、線膨張係数の違いによる問題がなく、結合強度が高く、部品点数が少なく、加工や組立の手間が減る等の点で有利である。

（運動変換部）
次に、運動変換部３６を説明する。本実施形態の運動変換部３６は、回転体４０の回転運動を直線運動に変換する。本実施の形態の運動変換部３６は、ボールネジ機構３８と、エンドキャップ５０、５２と、循環経路４８とを含む。ボールネジ機構３８は、ナット体４６と、ロッド４２と、複数のボール４４とを有する。ロッド４２の外周に螺旋溝が形成され、当該螺旋溝には複数のボール４４が配置される。ナット体４６の内周にはボール４４が配置される螺旋溝が形成される。ナット体４６はロッド４２に外嵌される。ボール４４は、ロッド４２およびナット体４６の螺旋溝に収容される。

ナット体４６は、回転体４０と別体に形成されてもよいが、本実施形態のナット体４６は、回転体４０に一体的に形成されている（同一の素材により一体的に形成されている）。ナット体４６は、全体的に中空円筒状である。ナット体４６の径方向中心には軸方向に貫通する内筒部４６ｄが設けられる。内筒部４６ｄの中心は中心軸線Ｌａに略一致する。ナット体４６の内筒部４６ｄには、ナット体側螺旋溝４６ｇが形成され、つまり、本実施形態のナット体４６は、第１キャリヤ１８と一体的に形成され、中心軸線Ｌａ周りに、第１キャリヤ１８と一体的に回転できる。

回転体４０およびナット体４６は、第１キャリヤ１８から第２キャリヤ２０に向けて軸方向に延びる。回転体４０およびナット体４６の先端部は、第２キャリヤ２０の中央孔２０ｋに挿入される。回転体４０の先端面は、第２キャリヤ２０の入力側の端面から凹んでいる。回転体４０およびナット体４６は、用途に応じて金属材料、非金属材料など様々な素材で形成でき、この例では、鉄系金属で形成されている。回転体４０およびナット体４６は、第１キャリヤ１８と同じ素材で形成されてもよい。

ロッド４２は、ボールネジ機構３８の作用により直線運動する。ロッド４２は、中心軸線Ｌａに沿って延びる棒状の部材である。ロッド４２の外周面にはロッド側螺旋溝４２ｇが形成される。ロッド４２の一部は、第１キャリヤ１８および第２キャリヤ２０から軸方向に突出する。ロッド４２は、用途に応じて金属材料、非金属材料など様々な素材で形成でき、この例では、鉄系金属で形成されている。

複数のボール４４それぞれは、ナット体４６のナット体側螺旋溝４６ｇとロッド４２のロッド側螺旋溝４２ｇとの間の隙間に嵌め込まれる。この構成により、ナット体４６が第１キャリヤ１８と一体的に回転すると、ロッド４２は中心軸線Ｌａに沿って直線的に移動できる。

（エンドキャップ）
エンドキャップ５０、５２は、後述する循環経路４８の一部を形成するための部材である。また、エンドキャップ５０、５２は、後述するシール部６０、６２および潤滑剤供給部材６４を支持するための基台としても機能する。エンドキャップ５０、５２は、回転体４０の軸方向端部に取り付けられる。エンドキャップ５０、５２は、回転体４０の反入力側端部に取り付けられる第１エンドキャップ５０と、回転体４０の入力側に取り付けられる第２エンドキャップ５２とを含む。

エンドキャップ５０、５２は、中心軸線Ｌａを中心とする円形の部材である。エンドキャップ５０、５２のキャリヤ１８、２０との対向面に、循環経路４８の一部となる循環溝部５０ｈ、５２ｈが設けられる。エンドキャップ５０、５２の径方向中心には、軸方向に貫通する内筒部５０ｅ、５２ｅが設けられる。内筒部５０ｅ、５２ｅにはロッド４２が挿入される。内筒部５０ｅ、５２ｅの内径は、ロッド４２が円滑に移動できる程度にロッド４２の外径にマージンを加えた大きさを有する。エンドキャップ５０、５２の回転体４０とは反対側の側部に軸方向に凹む凹部５０ｊ、５２ｊが設けられる。凹部５０ｊ、５２ｊには、後述するシール部６０、６２が収容される。エンドキャップ５０、５２は、用途に応じて金属材料、非金属材料など様々な素材で形成でき、この例では、鉄系金属で形成されている。

（循環経路）
循環経路４８は、ロッド側螺旋溝４２ｇに連通させるとともに、複数のボール４４を循環させる。循環経路４８を有することで、駆動装置１００は、ロッド４２の可動範囲を大幅に拡大できる。本実施形態の循環経路４８は、回転体４０に設けられる循環孔部４０ｈと、エンドキャップ５０、５２に設けられる循環溝部５０ｈ、５２ｈとで構成される。すなわち、循環孔部４０ｈは軸方向通路であり、循環溝部５０ｈ、５２ｈは径方向通路である。

循環経路４８の主要部が回転体４０に設けられるので、循環経路４８を回転体４０の外部に設ける場合に比べて部品点数が少なく、構成が簡単になり、余分なスペースを設ける必要がなくなり小型化にも有利である。また、加工や組立の手間が減るので製造上の観点でも有利である。

また、循環経路４８の一部がエンドキャップ５０、５２内に設けられるので、簡単な構成で循環経路４８をループ化できる。また、径方向通路を回転体４０に設ける場合に比べて簡単な加工で形成できる。

循環孔部４０ｈは、回転体４０の軸方向中心（中心軸線Ｌａ）から軸方向にオフセットした位置に軸方向に穿設される貫通孔である。循環孔部４０ｈの内径は、ボール４４が円滑に移動できる程度にボール４４の外径にマージンを加えた大きさを有する。循環孔部４０ｈの断面は円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。

循環溝部５０ｈ、５２ｈは、ロッド側螺旋溝４２ｇと循環孔部４０ｈとを連通する通路である。循環溝部５０ｈ、５２ｈは、エンドキャップ５０、５２のキャリヤ１８、２０との対向面に径方向に延設される凹部である。循環溝部５０ｈ、５２ｈの中心側はエンドキャップ５０、５２の内筒部５０ｅ、５２ｅに開口する。循環溝部５０ｈは、循環孔部４０ｈの反入力側の端部と、ロッド側螺旋溝４２ｇとを連通する。循環溝部５２ｈは、循環孔部４０ｈの入力側の端部と、ロッド側螺旋溝４２ｇとを連通する。循環溝部５０ｈ、５２ｈの深さおよび幅は、ボール４４が円滑に移動できる程度にボール４４の外径にマージンを加えた大きさを有する。循環溝部５０ｈ、５２ｈの底部は、平坦であってもよいし、幅方向中央が凹んだ半円弧状であってもよい。

（シール部）
運動変換部３６に異物が侵入すると、ナット体４６とロッド４２との間に異物が挟み込まれ円滑な動作が妨げられる。また、異物侵入は運動変換部３６の故障の原因となり得る。そこで、本実施形態は、ナット体４６とロッド４２との間の隙間から外部に至る経路に設けられるシール部６０、６２を有する。この場合、運動変換部３６への異物侵入を減らせる。

シール部６０、６２は、運動変換部３６への異物侵入を減らせるものであれば、どのような構成であってもよい。本実施形態のシール部６０、６２は、エンドキャップ５０、５２とロッド４２との間の隙間を覆う形状を有する。シール部６０、６２は、エンドキャップ５０の反入力側の凹部５０ｊに嵌装される第１シール部６０と、エンドキャップ５２の入力側の凹部５２ｊに嵌装される第２シール部６２とを含む。

シール部６０、６２は、ロッド４２を環囲する貫通孔を有する環状部材である。シール部６０、６２の貫通孔の内径は、エンドキャップ５０、５２の内筒部５０ｅ、５２ｅの内径より小さい。シール部６０、６２の貫通孔の内周面の一部または全部はロッド４２の外周に接触してもよい。シール部６０、６２は、エンドキャップ５０、５２やロッド４２より柔らかい素材で形成されてもよい。一例として、シール部６０、６２は、ＰＯＭ樹脂など潤滑性を有する樹脂や、ゴム系素材など柔軟性や弾性を有する素材で形成されてもよい。ロッド４２がシール部６０、６２の貫通孔を通過するとき、シール部６０、６２は、ロッド４２に付着した異物を掻き取ることができる。なお、シール部６０、６２の貫通孔の内周面はロッド４２の外周に非接触であってもよい。

（潤滑剤供給部材）
動作の円滑化の観点から、ボール４４が移動する経路に潤滑剤が供給されることが望ましい。そこで、本実施形態は、循環経路４８および螺旋溝４２ｇ、４６ｇの少なくとも何れかに潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給部材６４を有する。

潤滑剤供給部材６４は、ボール４４が移動する経路に潤滑剤が供給できる部材であれば、どのような構成であってもよい。例えば、潤滑剤供給部材６４は、潤滑剤を含有保持し、少しずつ内部から漏出可能な部材であってもよい。また、潤滑剤供給部材６４は、潤滑剤を含有保持することが可能な材料から構成されてもよい。また、潤滑剤供給部材６４は、グリース等の潤滑剤と高分子材料に架橋剤を加えて所定形状に固めた部材や、当該部材を焼結した部材であってもよい。また、潤滑剤供給部材６４は、スポンジ、弾性素材を含む素材の多孔質材料や焼結材を所定形状に加工したものに潤滑剤を含ませた部材や、当該部材から形成した部材であってもよい。潤滑剤供給部材６４は、これらの部材を複合して形成されてもよい。潤滑剤供給部材６４は、ボール４４よりも低硬度の素材で形成されてもよい。

潤滑剤供給部材６４は、ナット体４６、エンドキャップ５０、５２、ロッド４２またはボール４４の一つ以上に設けられてもよい。特に、潤滑剤供給部材６４は、循環孔部４０ｈまたは循環溝部５０ｈ、５２ｈの一つ以上に設けられてもよい。

潤滑剤供給部材の一例を説明する。図２は、潤滑剤供給部材６４の一例を示す側面断面図である。この図は、潤滑剤供給部材６４の周辺を示す。この例では、潤滑剤供給部材６４は、循環孔部４０ｈに設けられる第１供給部材６４ａと、循環溝部５０ｈ、５２ｈに設けられる第２供給部材６４ｂ、６４ｃとを含む。第１供給部材６４ａは、ボール４４が円滑に通過可能な形状を有する管状の部材で、循環孔部４０ｈの内周の全部または一部に収容される。この場合、循環孔部４０ｈは第１供給部材６４ａを収容可能な形状を有する。

第２供給部材６４ｂ、６４ｃは、キャリヤ１８、２０との対向面に径方向に延びる溝部を有するハーフパイプ状の部材で、循環溝部５０ｈ、５２ｈの全部または一部に収容される。この場合、循環溝部５０ｈ、５２ｈは第２供給部材６４ｂ、６４ｃを収容可能な形状を有する。第２供給部材６４ｂ、６４ｃの溝部はボール４４が円滑に通過可能な形状を有する。

潤滑剤供給部材の別の例を説明する。図３は、別の例に係る潤滑剤供給部材６４の周辺を示す。この例では、潤滑剤供給部材６４は、循環経路４８または螺旋溝４２ｇ、４６ｇを移動可能な１または複数の第３供給部材６４ｄを含む。図３において、第３供給部材６４ｄは黒丸で示される。第３供給部材６４ｄは、球状のようにボール４４の通路を円滑に移動可能な形状を有してもよい。第３供給部材６４ｄは、ボール４４と同形状であってもよい。なお、第３供給部材６４ｄは、ボール４４よりも小さくてもよいし、ボール４４よりも大きくてもよい。第３供給部材６４ｄは、ボール４４の通路においてボール４４と交互に配置されてもよい。なお、ボール４４と第３供給部材６４ｄとは、ランダムな順で配置されてもよい。

潤滑剤供給部材６４は、第１供給部材６４ａ、第２供給部材６４ｂ、６４ｃおよび第３供給部材６４ｄのいずれか一つを含んでもよいし、これらの複数を組み合わせて含んでもよいし、これらのすべてを含んでもよい。

以上のように構成された本実施形態の駆動装置１００の動作を説明する。駆動装置から回転軸に回転動力が伝達されると、回転軸から複数の入力歯車７０に回転動力が振り分けられ、各入力歯車７０が同じ位相で回転する。各入力歯車７０が回転すると、クランク軸１２の偏心部１２ａがクランク軸１２を通る回転中心線周りに回転し、その偏心部１２ａにより偏心ころ３２を介して外歯歯車１４が揺動する。外歯歯車１４が揺動すると、外歯歯車１４と内歯歯車１６の外ピン１７の噛合位置が順次ずれる。この結果、クランク軸１２が一回転する毎に、外歯歯車１４の歯数と内歯歯車１６の外ピン１７の数との差に相当する分、外歯歯車１４および内歯歯車１６の一方の自転が発生する。本実施形態では、外歯歯車１４が自転し、この回転に連れて第１キャリヤ１８も回転する。

第１キャリヤ１８が回転すると、第１キャリヤ１８と一体の回転体４０が回転する。回転体４０が回転すると、ボールネジ機構３８の作用によりロッド４２が軸方向に移動する。このとき、ボール４４は、ロッド側螺旋溝４２ｇおよびナット体側螺旋溝４６ｇの間の隙間を移動する。移動したボール４４は、循環経路４８の一方の出入口において循環経路４８に押込まれる。循環経路４８に押込まれたボール４４は、循環経路４８内を移動し、循環経路４８の他方の出入口において螺旋溝４２ｇおよび螺旋溝４６ｇの間の隙間に供給される。このように、ボール４４は、落下することなく、螺旋溝４２ｇおよび螺旋溝４６ｇの間の隙間と循環経路４８とを循環する。このため、ロッド４２の移動範囲は、ロッド４２の螺旋溝４２ｇの形成範囲によって定まり、ボール４４の可動範囲によっては制限されない。以上が第１実施形態の説明である。

［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る駆動装置１００を説明する。図４は、第２実施形態に係る駆動装置１００を示す側面断面図であり、図１に対応する。第２実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

第２実施形態は、第１実施形態に対して、エンドキャップ５０、５２を有せず、シール部６０、６２が回転体４０に設けられ、循環経路４８がこま部材５４に設けられ、潤滑剤供給部材６４の構成が異なる点で相違しその他の構成は同様である。エンドキャップを有しないので軸方向の薄型化に有利である。

螺旋溝４６ｇは、回転体４０の全長にわたって形成されてもよい。本実施形態では、螺旋溝４６ｇは、回転体４０の内周において、軸方向に離れた２つの領域に部分的に形成されている。つまり、螺旋溝４６ｇは、第１溝４６ｊと、第１溝４６ｊの入力側に離れて設けられる第２溝４６ｋとを含む。

本実施形態は、回転体４０の内周に設けられるこま部材５４を有する。こま部材５４は、ロッド４２の外周面に対向する内周面を備えた部分円筒形状を有する。回転体４０の内周には、こま部材５４を収容可能な形状を有する凹部が形成される。こま部材５４は、回転体４０の内周に形成された凹部に嵌め込まれる。こま部材５４は、第１溝４２ｊに対応して設けられる第１こま部材５４ｊと、第２溝４２ｋに対応して設けられる第２こま部材５４ｋとを含む。第１、第２こま部材５４ｊ、５４ｋは軸方向に離隔して配置されてもよい。

循環経路を説明する。循環経路４８の少なくとも一部はこま部材５４内に設けられる。こま部材５４は、軸方向に離隔して設けられる２つの出入口部５４ｂ、５４ｃと、これらの間を連通する通路部５４ｅとを有する。出入口部５４ｂ、５４ｃおよび通路部５４ｅは循環経路４８を構成する。通路部５４ｅは、側面視で半円弧状に湾曲する形状を有する。２つの出入口部５４ｂ、５４ｃの軸方向距離は、螺旋溝４２ｇのピッチの整数倍に相当する距離に設定されてもよい。この例では、当該距離は螺旋溝４２ｇの１ピッチ分に設定される。本実施形態では、循環経路４８の軸方向範囲は、すべて第１キャリヤ１８と第２キャリヤ２０の軸方向範囲内に含まれている。第１実施形態で説明した循環経路４８の特徴は、本実施形態の循環経路４８に適用される。

通路部５４ｅは、ボール４４が円滑に通過できる形状を有する。第１こま部材５４ｊと、第２こま部材５４ｋとは、周方向で同位置または異なる位置に配置されてもよい。本実施形態では、第１こま部材５４ｊと、第２こま部材５４ｋとは、周方向に１８０度ずれた位置に配置される。こま部材５４は、回転体４０と同じ素材または異なる素材で形成されてもよい。こま部材５４は、樹脂材料や非鉄金属など回転体４０の素材より柔らかい素材で形成されてもよい。

シール部を説明する。シール部６０、６２は、回転体４０の反入力側の凹部４０ｊに嵌装される第１シール部６０と、回転体４０の入力側の凹部４０ｋに嵌装される第２シール部６２とを含む。第１実施形態で説明したシール部６０、６２の特徴は、本実施形態のシール部６０、６２に適用される。

潤滑剤供給部材を説明する。図５は、本実施形態の潤滑剤供給部材６４の周辺を示す。この例では、潤滑剤供給部材６４は、通路部５４ｅに設けられる第４供給部材６４ｅを含む。第４供給部材６４ｅは、ボール４４が円滑に通過可能な形状を有する管状の部材で、通路部５４ｅの全部または一部に収容される。この場合、通路部５４ｅは第４供給部材６４ｅを収容可能な形状を有する。第４供給部材６４ｅは、通路部５４ｅの形状に対応して側面視で半円弧状に湾曲する管状の部材である。

本実施形態の潤滑剤供給部材６４の別の例を示す。図６は、別の例に係る潤滑剤供給部材６４の周辺を示す。この例では、潤滑剤供給部材６４は、循環経路４８または螺旋溝４２ｇ、４６ｇを移動可能な１または複数の第３供給部材６４ｄを含む。第３供給部材６４ｄは、ボール４４の通路においてボール４４と交互に配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。

潤滑剤供給部材６４は、第３供給部材６４ｄおよび第４供給部材６４ｅのいずれか一つを含んでもよいし、両方を含んでもよい。第１実施形態で説明した潤滑剤供給部材６４の特徴は、本実施形態の潤滑剤供給部材６４に適用される。

以上のように構成された本実施形態の駆動装置１００は、第１実施形態と同様に動作する。以上が第２実施形態の説明である。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

［変形例］
第１実施形態の説明では、回転体４０が第１キャリヤ１８と一体的に構成され、第１キャリヤ１８から回転体４０に回転が伝達される例を示したが、本発明はこれに限定されない。回転体は第２キャリヤ２０と一体的に構成され、第２キャリヤ２０から回転体に回転が伝達されてもよい。

第１実施形態の説明では、ケーシング２２が外部部材に固定される被固定部材である例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１キャリヤ１８を外部部材に固定し、ケーシング２２から回転体４０に回転を伝達するように構成してもよい。

第１実施形態の説明では、回転体４０が第１キャリヤ１８と一体的に形成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、別体に形成された回転体４０を第１キャリヤ１８に固定してもよい。また、説明では、シャフト部１８ｓが第１キャリヤ１８と一体的に形成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、別途に形成されたシャフト部１８ｓを第１キャリヤ１８に固定してもよい。

第１実施形態の説明では、シール部６０、６２の貫通孔の内径がエンドキャップ５０、５２の内筒部５０ｅ、５２ｅの内径より小さい例を示したが、本発明はこれに限定されない。シール部６０、６２の貫通孔の内径は、内筒部５０ｅ、５２ｅの内径以上であってもよい。

第１実施形態の説明では、シール部６０、６２と、潤滑剤供給部材６４とを含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。シール部６０、６２および潤滑剤供給部材６４の少なくとも一方は設けられていなくてもよい。

第１実施形態の説明では、減速機構１０が振り分けタイプの偏心揺動型減速装置である例を示したが、本発明はこれに限定されず、種々の減速機構を採用できる。例えば、減速機構１０は、クランク軸１２の回転中心線が内歯歯車１６の中心軸線Ｌａと同軸線上に設けられるセンタークランクタイプの偏心揺動型減速装置であってもよいし、単純遊星歯車装置等、異なる構成を有する歯車装置であってもよい。

第１実施形態の説明では、クランク軸１２および入力歯車７０の数を３つとしたが、本発明はこれに限定されない。クランク軸１２および入力歯車７０の数は１、２または４以上であってもよい。

第１実施形態の説明では、外歯歯車１４を２枚備える例を示したが、本発明はこれに限定されない。３枚以上の外歯歯車１４を備えてもよい。例えば、クランク軸には、それぞれ１２０°ずつ位相がずれた３つの偏心部１２ａを設け、この３つの偏心部１２ａに揺動される３枚の外歯歯車１４を備えてもよい。また、外歯歯車１４は１枚であってもよい。

第１実施形態の説明では、第２主軸受２６および第１主軸受２４が内輪を有しない例を示したが、本発明はこれに限定されない。第２主軸受２６と、第１主軸受２４との一方または双方は、内輪を有する軸受であってもよい。

第１、第２実施形態の説明では、ロッド体４２を軸方向に移動させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。ナット体４６を軸方向に移動させてもよい。

上述の各変形例は上述の実施形態と同様の作用・効果を奏する。

上述した実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１０・・・減速機構、１４・・・外歯歯車、１６・・・内歯歯車、１８・・・第１キャリヤ、２０・・・第２キャリヤ、３６・・・運動変換部、３８・・・ボールネジ機構、４０・・・回転体、４２・・・ロッド、４２ｇ、４６ｇ・・・螺旋溝、４４・・・ボール、４６・・・ナット体、４８・・・循環経路、５０、５２・・・エンドキャップ、５４・・・こま部材、５４ｊ・・・第１こま部材、５４ｋ・・・第２こま部材、６０・・・シール部、６４・・・潤滑剤供給部材、１００・・・駆動装置。

Claims (7)

1. 歯車を有する減速機構と、前記減速機構により減速された回転が伝達される回転体と、前記回転体の回転運動を直線運動に変換する運動変換部と、を備えた駆動装置であって、
   前記運動変換部は、外周に螺旋溝が形成されたロッドと、前記螺旋溝に配置されたボールと、前記ロッドに外嵌されたナット体と、を有するボールネジ機構により構成され、
   前記ナット体は、前記回転体と一体化され、
   前記ボールネジ機構は、前記螺旋溝に連通し前記ボールを循環させる循環経路を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記減速機構は、外歯歯車と、内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向側部に配置されるキャリヤと、を有し、
   前記回転体は、前記キャリヤと一体化され、
   前記循環経路は、前記回転体内に設けられることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記回転体は、前記キャリヤと同一の素材により一体的に構成されることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記キャリヤの軸方向端部に取り付けられるエンドキャップを有し、前記循環経路の一部が前記エンドキャップ内に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の駆動装置。
5. 前記回転体の内周に設けられるこま部材を有し、前記循環経路の少なくとも一部は前記こま部材内に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆動装置。
6. 前記ナット体と前記ロッドとの間の隙間から外部に至る経路に設けられるシール部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の駆動装置。
7. 前記循環経路および前記螺旋溝の少なくとも一方に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部材を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の駆動装置。

Images