JP3698990B2 - 伝動ユニット - Google Patents
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Description
(発明の背景)
1.発明の分野
本発明は、伝動ユニット、特に、軸受と回転速度を増減する偏心原理を応用した伝動ユニットに関するものである。
2.従来技術の説明
従来、工業界で使用されてきた回転速度を減速する伝動ユニットは、主にギヤを介することによって入力軸の回転速度を増減していた。伝動ユニットは主にウォームギヤ又は周転円ギヤ列を使用し、伝動ユニットの例としては特開昭60‐91043号及び特開昭63‐214542号に詳細に説明されている。
【0002】
しかし、上述の伝動ユニットは互いに歯合するギヤの相対運動を使用しているため、多くのパワーが失われ、大きい騒音及び振動が発生する。その他には、伝動ユニットは主に重量のある荷重用に使用されていた。更に、伝動ユニットの構造はユニットの組み立てが困難なほど複雑であり、入力軸が回転するとき出力軸は逆回転する。
【0003】
上述の問題を解決するため、Zhu S. Ren氏の「伝動ユニット」という発明の名称の米国特許第4,736,654号には、軸受を使用して減速する伝動ユニットが記載されている。
【0004】
Ren氏の伝動ユニットによれば、入力軸が回転するとき偏心スリーブ及び軸受を回転して伝動ロッドを押しやる。更に、伝動ロッドの外側で半径方向に直線的に移動する転動部材は外側レースの波形面に沿って移動する。
【0005】
上述の動作によって、伝動レースに取り付けた出力軸の回転速度は減少し、また出力軸は入力軸の回転方向と同じ方向に回転する。
【0006】
しかし、伝動ユニットの構造は複雑であり、伝動ユニットを組み立てるのに多くの部品を必要とする。更に、伝動ユニットを製造するのは容易ではない。従って、この伝動ユニットは非現実的なユニットである。
【0007】
(発明の開示)
本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、従って、本発明の目的は、一体形成した伝動レースと、一体形成した外側レースと、偏心部分を一体に形成した入力軸とよりなり、個別の偏心スリーブを使用することなく、ユニットの強度を増大し、またユニットを小型化するにある。
【0008】
更に、本発明の目的は、精密さを維持し、かつユニットの動作中に騒音及び振動を減少することができる伝動ユニットを得るにある。
【0009】
本発明の上述の目的を達成するため、本発明伝動ユニットは、駆動装置により駆動される入力軸と、入力軸が駆動されるとき入力軸とともに駆動されるスリーブであって、第1同心状部分、第2同心状部分及びこれら第1及び第2の同心状部分間に位置する1個の偏心部分を有するスリーブと、第1同心状部分の外周に沿って組み付けた第1軸受と、第2同心状部分の外周に沿って組み付けた第2軸受と、偏心部分の外周に沿って組み付け、入力軸が駆動されるとき偏心移動する第3軸受と、第1軸受の外周を包囲する第1フランジ、第2軸受の外周を包囲する第2フランジ、並びに第3軸受の外周を包囲しかつ第1及び第2のフランジに一体に形成した第3フランジを有し、この第3フランジには周方向に所定間隔毎に離して配置した複数個の半径方向孔を設けた一体形成の伝動レースと、伝動レースの第3フランジの半径方向孔内にそれぞれ挿入し、半径方向孔と同数の複数個の伝動ロッドと、伝動レースの外側に配置し、かつ内周面に複数個の波形溝を有する一体形成の外側レースと、前記外側レースと前記伝動レースとの間に設けた1対の第4軸受であって、前記伝動レースの第1フランジ及び第2フランジの周りに組み付けた第4軸受と、伝動ロッドと外側レースの波形溝との間にそれぞれ設けて波形溝上で転動するよう配置した伝動ロッドと同数の複数個のボールとを具え、半球形の窪みを各伝動ロッドの一方の端面に形成し、対応のボールをこの窪みに位置決めし、前記第3軸受と伝動ロッドとの間に伝動ロッドと同数の複数個のころを設け、各伝動ロッドの他方の端面に溝を形成し、この溝に対応のころを位置決めし、ボールを波形溝に面接触させ、波形溝上で転動するようにしたことを特徴とする。
【0010】
本発明の好適な実施例によれば、前記スリーブを入力軸に一体に形成する。
【0011】
更に、本発明の好適な実施例によれば、前記第1〜第3の軸受を玉軸受とし、また前記伝動ロッドを円形断面形状とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面につき本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明による好適な実施例の伝動ユニットの展開斜視図を示す。図2は本発明による好適な実施例の伝動ユニットの断面図であり、図3は図2のA‐A線上の縦断面図である。
【0014】
図1及び図2につき説明すると、本発明の好適な実施例の伝動ユニットは駆動装置100によって駆動される入力軸110と外側レース150とを有する。
【0015】
入力軸110は普通のキー溝112を有し、また図2に示すように、駆動装置100をキー(図示せず)によって入力軸110に組み合わせる。
【0016】
入力軸110に一体にスリーブ120を形成し、第1同心状部分122と、第2同心状部分124と、偏心部分126とを設ける。図1に示すように、第1及び第2の同心状部分122,124及び偏心部分126を一体に形成する。
【0017】
スリーブ120を本発明のように入力軸110に一体に形成する場合、個別のスリーブは不要である。このようにして、伝動ユニットの部品点数を減少しかつユニットを小型化することができる。
【0018】
第1軸受142を第1同心状部分122の外周に沿って組み立て、第2軸受144を第2同心状部分124の外周に沿って組み立て、第3軸受146を偏心部分の外周に沿って組み立てる。
【0019】
第1及び第2の軸受142,144は第3軸受146を支持し、伝動レース130が回転するときの摩擦速度を減少する。第3軸受146は入力軸110を駆動するとき偏心移動する。
【0020】
本発明によれば、伝動ユニットにおいて軽い荷重用に第1〜第3の軸受142,144,146として玉軸受を使用することができ、また大きい荷重用に玉軸受142,144を第1及び第2の軸受142,144として使用し、ころ軸受を第3軸受146として使用することができる。しかし、ころ軸受を第1〜第3の軸受142,144,146として使用することもできる。
【0021】
一体に形成した伝動レース130を第1〜第3の軸受142,144,146の外周に組み付ける。伝動レース130には、第1フランジ132と、第2フランジ134と、第3フランジ136とを設ける。本発明の特徴によれば、伝動レース130を一体に形成する。
【0022】
第1フランジ132は第1軸受142の外周を包囲し、第2フランジ134は第2軸受144の外周を包囲する。第3フランジ136は第3軸受を包囲し、かつ第1及び第2フランジ132,134に一体に形成する。図1に示すように、第3フランジ136には周方向に所定間隔ごとに互いに離れた複数個の半径方向孔を設ける。
【0023】
伝動ロッド140を伝動レース130の第3フランジ136の各半径方向孔137内にそれぞれ挿入する。伝動ロッド140は半径方向孔137内で半径方向に移動自在にし、これら伝動ロッドの断面は円形形状にする。
【0024】
図1に示すように、複数個の掛合孔135を第2フランジ134の前面に形成する。出力軸(図示せず)をフランジタイプの掛合装置(図示せず)によって掛合孔135に組み付ける。
【0025】
外側レース150により伝動レース130の外周を包囲し、図3に示すようにこの外側レース150の内周面に複数個の波形溝152を設ける。
【0026】
本発明の好適な実施例によれば、波形溝152は一列に配置することができるが、1対の列に配置することもできる。伝動ロッド140と外側レース150の波形溝152との間にボール160を設け、波形溝152上で転動させる。半球形の窪み143を各伝動ロッド140の一方の端面に形成し、対応のボール160を窪み143に位置決めする。
【0027】
本発明によれば、ボール160を伝動ロッド140と外側レース150との間で転動させ、両者間でころを転動させることに比べて摩擦力を減少する。ボールの頂部においてボールは軸線方向荷重を支持する。
【0028】
波形溝152は、ボール160が波形溝152上を転動するとき波形溝152に面接触するように設計する。従って、ユニットの動作中ボール160における接触応力を生じ、ボールの寿命が延びる。
【0029】
第3軸受146と伝動ロッド140との間にそれぞれころ147を設け、各伝動ロッド140の他方の端面に溝145を形成し、対応のころ147を溝145に位置決めする。
【0030】
外側レース150を一体に形成し、1対の第4軸受170を伝動レース130と外側レース150との間に設ける。図2に示すように、第4軸受170を伝動レース130の第1及び第2のフランジ132,134の周囲に組み付ける。本発明の好適な実施例においては、第4軸受170として玉軸受を使用する。
【0031】
第4軸受170は、伝動レース130の両側における伝動中に発生する伝動レース130の荷重を支持し、従って、入力軸110の変形を減少する。このようにして、ユニットの動作中でも組立体の精度は維持され、振動及び騒音は減少する。
【0032】
以下に、上述の伝動ユニットの動作を図2及び図3につき説明する。
【0033】
先ず、本発明による伝動ユニットの入力軸110を駆動装置100に組み付けた後には駆動力が駆動装置100から入力軸110に伝達される。駆動力により入力軸110が回転するとき、回転力は第1〜第3の軸受142,144,146に伝達される。
【0034】
入力軸110が回転するとき、入力軸110に一体に形成したスリーブ120の偏心部分126が回転し、図3のaとbとの間で移動する。従って、入力軸110の駆動力及び偏心部分126の回転力は第3軸受146に伝達される。
【0035】
上述したように、第3軸受146は偏心回転し、従って、伝動ロッド140は孔137内で往復運動する。
【0036】
各伝動ロッド140の一方の端面に設けたボール160は外側レース150の波形溝152に沿って転動し、同時に伝動ロッド140は伝動レース130を回転させる。
【0037】
伝動ロッドは、図3に示すように、伝動ロッド140の上側に位置するボール160が波形溝152の最も高いポイント152aに位置するとき入力軸110の中心点に対して対称的に配置されるため、ユニットの下側に位置する伝動ロッド140のボール160は波形溝152の最も低いポイント152bの位置をとる。
【0038】
ユニットの動作により、入力軸110が回転する場合、伝動レース130に組み付けた出力軸(図示せず)は減速した回転速度で回転する。
【0039】
上述したように本発明の好適な実施例を図示及び説明した。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で当業者であれば種々の変更を加えることができるであろう。
【0040】
【産業上の利用可能性】
上述したように、本発明による伝動ユニットは、一体形成の伝動レースと、一体形成の外側レースと、個別の偏心スリーブを使用することなく偏心部分を一体に形成した入力軸とを有し、従って、組立体の公差要因を少なくすることができる。従って、ユニットを精密に維持することができ、低振動及び低騒音が容易に得られる。更に、本発明ユニットによれば、ユニットの寿命が長くなり、ユニットの強度も維持される。更にまた部品点数も大幅に減少するため、ユニットの製造コストも低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適な実施例の伝動ユニットの展開斜視図である。
【図2】 本発明による好適な実施例の伝動ユニットの断面図である。
【図3】 図2のA‐A線上の断面図である。
Claims (6)
- 駆動装置によって駆動される入力軸と、
入力軸が駆動されるとき入力軸とともに駆動されるスリーブであって、第1同心状部分、第2同心状部分、及びこれら第1及び第2の同心状部分間に位置する1個の偏心部分を有するスリーブと、
第1同心状部分の外周に沿って組み付けた第1軸受と、
第2同心状部分の外周に沿って組み付けた第2軸受と、
偏心部分の外周に沿って組み付け、入力軸が駆動されるとき偏心移動する第3軸受と、
第1軸受の外周を包囲する第1フランジ、第2軸受の外周を包囲する第2フランジ、並びに第3軸受の外周を包囲しかつ第1及び第2のフランジに一体に形成した第3フランジを有し、この第3フランジには周方向に所定間隔毎に離して配置した複数個の半径方向孔を設けた一体形成の伝動レースと、
伝動レースの第3フランジの半径方向孔内にそれぞれ挿入し、半径方向孔と同数の複数個の伝動ロッドと、
伝動レースの外側に配置し、かつ内周面に複数個の波形溝を有する一体形成の外側レースと、
前記外側レースと前記伝動レースとの間に設けた1対の第4軸受であって、前記伝動レースの第1フランジ及び第2フランジの周りにそれぞれ組み付けた第4軸受と、
伝動ロッドと外側レースの波形溝との間にそれぞれ設けて波形溝上で転動するよう配置した伝動ロッドと同数の複数個のボールと
を具え、
半球形の窪みを各伝動ロッドの一方の端面に形成し、対応のボールをこの窪みに位置決めし、
前記第3軸受と伝動ロッドとの間に伝動ロッドと同数の複数個のころを設け、各伝動ロッドの他方の端面に溝を形成し、この溝に対応のころを位置決めし、
ボールを波形溝に面接触させ、波形溝上で転動するようにした
ことを特徴とする伝動ユニット。 - 前記スリーブを入力軸に一体に形成した請求項1記載の伝動ユニット。
- 前記第1〜第3の軸受を玉軸受とした請求項1記載の伝動ユニット。
- 前記伝動ロッドを円形断面形状とした請求項1記載の伝動ユニット。
- 前記第4軸受を玉軸受とした請求項1記載の伝動ユニット。
- 前記波形溝を一列に配置した請求項1記載の伝動ユニット。
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