JP2021188712A - 減速機 - Google Patents
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入力された所定の動作方向の動力を減速して、前記動作方向の動力を出力する減速機であって、動力を伝達する複数の動力伝達部材と、前記動作方向への互いに相対的な移動が可能な状態で、前記動作方向と直交する積層方向に順に積層される第1の外方板状部材、中間板状部材および第2の外方板状部材と、を備え、前記中間板状部材には、前記中間板状部材に対して、前記動作方向に直交する方向への前記動力伝達部材の揺動を許容するとともに、前記動作方向への前記動力伝達部材の移動を規制する、前記積層方向に貫通する貫通穴が形成され、前記第1の外方板状部材の前記中間板状部材側の面には、前記第1の外方板状部材に対して、前記動力伝達部材が前記動作方向に延びる第1のシニュソイド誘導曲線に沿って運動するように規制する、第1のガイド溝が形成され、前記第2の外方板状部材の前記中間板状部材側の面には、前記第2の外方板状部材に対して、前記動力伝達部材が前記動作方向に延び、前記第1のシニュソイド誘導曲線よりも波数が小さい第2のシニュソイド誘導曲線に沿って運動するように規制する、第2のガイド溝が形成されており、前記動力伝達部材は、前記第1と第2のガイド溝と前記貫通穴とにより形成される空間内に、前記積層方向への移動が規制された状態で保持され、前記第2の外方板状部材に入力された前記動力は、前記第1の外方板状部材および前記中間板状部材の一方が前記動作方向に対して固定された状態で、前記第1の外方板状部材および前記中間板状部材の他方から出力される、減速機。
前記動力伝達部材は、ボールであり、前記第1および第2のガイド溝は、前記積層方向に沿った断面における断面形状が矩形に形成された矩形溝である、適用例1記載の減速機。
前記第1および第2のシニュソイド誘導曲線は、シニュソイド曲線である、適用例1または2記載の減速機。
前記第1および第2のシニュソイド誘導曲線は、三角波曲線である、適用例1または2記載の減速機。
適用例1ないし4のいずれか記載の減速機であって、前記動作方向は、中心軸を中心とする回転方向であり、前記動作方向に延びる前記第1のシニュソイド誘導曲線は、一周の波数がM(Mは、2以上の整数)の円周シニュソイド誘導曲線であり、前記動作方向に延びる前記第2のシニュソイド誘導曲線は、一周の波数がN(Nは、1以上の整数)の円周シニュソイド誘導曲線である、減速機。
前記動力伝達部材の数は、(M+N)個あるいは(M−N)個のいずれかである、適用例5記載の減速機。
A.第1実施形態:
A1.減速機の構成:
A2.各板状部材とボールとの位置関係:
A3.運動規制曲線の具体的態様とボールの配置:
A4.減速機の動作:
B.第2実施形態:
C.第3実施形態:
D.第4実施形態:
E.変形例:
A1.減速機の構成:
図1は、本発明の第1実施形態としての減速機100の構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1においてA−A’で示したX方向に垂直な断面(A−A’断面)における減速機100の断面図である。図1および図2をはじめとする各図面に示すX,Y,Zの各方向は、直交する3方向を表している。
図3は、出力板120とボール140との位置関係を示す説明図である。ボール穴128は、図3に示すように、中心軸Cを中心とする径方向(以下、単に「径方向」と謂う)に伸びる長円形(トラック形状)の穴であり、中心軸Cを中心として角度が等間隔となる位置(等角位置)に形成されている。また、ボール穴128の幅は、ボール140の直径と略同一となっている。そのため、出力板120を固定した系においては、ボール140の径方向の移動が許容されるとともに、ボール140の周方向の移動が規制される。
図5は、ステーター110および入力板130のそれぞれに対するボール140の運動を規制する運動規制曲線CS1,CS3の具体的態様を示す説明図である。なお、図示の便宜上、図5においては、運動規制曲線CS1,CS3を、図4に示した状態から中心軸Cを中心に適宜回転させた状態で描いている。また、それに合わせて、図5では、中心軸Cに垂直な面、すなわち、図4のXY面内における直交座標を、図4とは異なる直交座標x,yで表している。
図6および図7は、減速機100(図1)の動作の様子を示す説明図である。図6および図7では、後述する各状態におけるステーター110、入力板130およびボール140の配置を示している。また、図6および図7では、図6(a)に示す初期状態において+Y方向端に位置するボール140にハッチングを施している。
図8は、第2実施形態の減速機における出力板220とボール140との位置関係を示す説明図であり、図9および図10は、第2実施形態の減速機の動作の様子を示す説明図である。なお、図9および図10では、第1実施形態の減速機100(図1)の動作の様子を示す図6および図7と同様に、後述する各状態におけるステーター110、入力板130およびボール140の配置を示している。
図11は、第3実施形態の減速機におけるステーター310および入力板330の構成と、ステーター310および入力板330とボール140との位置関係を示す説明図である。図11(a)および図11(b)は、それぞれ、ステーター310および入力板330と、ボール140とを+Z方向から見た様子を示している。第3実施形態の減速機は、ステーター310および入力板330に形成されたボール溝318,338の形状が異なっている点で第1実施形態の減速機100(図1)と異なっている。他の点は、第1実施形態と同様である。
図13は、第4実施形態の減速機におけるステーター410、出力板420、入力板430およびボール440の構成を示す説明図である。図13(a)および図13(c)は、ステーター410および入力板430のそれぞれの形状を示し、図13(b)は、出力板420の形状と、出力板420に対するボール440の配置とを示している。
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施形態では、波数の大きい運動規制曲線CS1,CT1,LS1で形状が規定されたボール溝118,318,418が形成された板状部材110,310,410を動作方向に対して固定されたステーターとし、板状部材120,220,420を動力が出力される出力板としているが、板状部材110,310,410を出力板とし、板状部材120,220,420をステーターとすることも可能である。このようにしても、入力板130,330,430に入力された動作方向への動力を減速し、減速された動力を出力することができる。
上記各実施形態では、一周あるいは単位長区間Lに配置されるボール140,440の数を、運動規制曲線CS1,CT1,LS1の波数Mと、運動規制曲線CS3,CT3,LS3の波数Nとの和(M+N)あるいは差(M−N)としているが、一周あるいは単位長区間Lに配置されるボール140,440の数は、2以上、かつ、(M+N)あるいは(M−N)以下であればよい。この場合、出力板に形成されるボール穴の数を、ボールの数に合わせて変更することも可能である。但し、ボール140,440は、入力板130,330,430に入力された動力を、ステーター110,310,410や出力板120,220,420に伝達する機能を有しているため、動力の伝達をより確実にするためには、(M+N)個あるいは(M−N)個とするのが好ましい。
上記各実施形態では、入力板130,330,430に入力された動力を、ステーター110,310,410や出力板120,220,420に伝達する部材(動力伝達部材)として、ボール140,440を使用しているが、動力伝達部材の形状は、種々変更することができる。例えば、動力伝達部材として、円柱状のピンや、両端部が円錐状あるいは円錐台状のピンを使用することも可能である。なお、後者の場合、動力伝達部材の運動を規制するガイド溝は、その積層方向に沿った断面の形状が三角形や台形等の動力伝達部材の端部の形状に合わせた三角溝や台形溝等に適宜変更される。
110,310,410…ステーター
118,138,318,338,418,438…ボール溝
119,129,139…貫通穴
120,220,420…出力板
128,228,428…ボール穴
130,330,430…入力板
140,440…ボール
C…中心軸
CS1,CS3,CT1,CT3,LS1,LS3…運動規制曲線
Claims (6)
- 入力された所定の動作方向の動力を減速して、前記動作方向の動力を出力する減速機であって、
動力を伝達する複数の動力伝達部材と、
前記動作方向への互いに相対的な移動が可能な状態で、前記動作方向と直交する積層方向に順に積層される第1の外方板状部材、中間板状部材および第2の外方板状部材と、
を備え、
前記中間板状部材には、前記中間板状部材に対して、前記動作方向に直交する方向への前記動力伝達部材の揺動を許容するとともに、前記動作方向への前記動力伝達部材の移動を規制する、前記積層方向に貫通する貫通穴が形成され、
前記第1の外方板状部材の前記中間板状部材側の面には、前記第1の外方板状部材に対して、前記動力伝達部材が前記動作方向に延びる第1のシニュソイド誘導曲線に沿って運動するように規制する、第1のガイド溝が形成され、
前記第2の外方板状部材の前記中間板状部材側の面には、前記第2の外方板状部材に対して、前記動力伝達部材が前記動作方向に延び、前記第1のシニュソイド誘導曲線よりも波数が小さい第2のシニュソイド誘導曲線に沿って運動するように規制する、第2のガイド溝が形成されており、
前記動力伝達部材は、前記第1と第2のガイド溝と前記貫通穴とにより形成される空間内に、前記積層方向への移動が規制された状態で保持され、
前記第2の外方板状部材に入力された前記動力は、前記第1の外方板状部材および前記中間板状部材の一方が前記動作方向に対して固定された状態で、前記第1の外方板状部材および前記中間板状部材の他方から出力される、
減速機。 - 前記動力伝達部材は、ボールであり、前記第1および第2のガイド溝は、前記積層方向に沿った断面における断面形状が矩形に形成された矩形溝である、請求項1記載の減速機。
- 前記第1および第2のシニュソイド誘導曲線は、シニュソイド曲線である、請求項1または2記載の減速機。
- 前記第1および第2のシニュソイド誘導曲線は、三角波曲線である、請求項1または2記載の減速機。
- 請求項1ないし4のいずれか記載の減速機であって、
前記動作方向は、中心軸を中心とする回転方向であり、
前記動作方向に延びる前記第1のシニュソイド誘導曲線は、一周の波数がM(Mは、2以上の整数)の円周シニュソイド誘導曲線であり、
前記動作方向に延びる前記第2のシニュソイド誘導曲線は、一周の波数がN(Nは、1以上の整数)の円周シニュソイド誘導曲線である、
減速機。 - 前記動力伝達部材の数は、(M+N)個あるいは(M−N)個のいずれかである、請求項5記載の減速機。
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JPS60168954A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-02 | Toshiba Corp | 減速機 |
JPH06508674A (ja) * | 1991-03-14 | 1994-09-29 | シンキネティクス インコーポレイテッド | 変速機 |
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2020
- 2020-06-02 JP JP2020096294A patent/JP7109099B2/ja active Active
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