JP6767244B2 - ボール減速機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るボール減速機1の縦断面図である。この図1に示すように、本実施形態に係るボール減速機1は、入力軸(入力側回転体)2、偏心円板カム3、揺動体4、複数のボール(鋼球)5、固定部材6、出力側回転体7、及びカバー8等で構成されている。
本実施形態に係るボール減速機1は、出力側回転体7の波形溝31の波数(N)が51波、固定部材6の径方向溝30の溝数(N+1)が52溝、ボール5の数が52個の場合を例示しているが、これに限られず、求められる減速比に応じて波形溝31の波数(N)、径方向溝30の溝数(N+1)、及びボール5の個数が決定される。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。
また、本実施形態に係るボール減速機1は、減速比を変えずに出力軸回転体7を入力軸2と同一方向に回転させる場合、出力側回転体7の波形溝31の波数をNとすると、固定部材6の径方向溝30の溝数を(N−1)とし、ボール5の個数を(N−1)とする。そして、径方向溝30は、固定部材6の周方向に沿って等間隔で配置される。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。
図7は、本実施形態に係るボール減速機1の変形例3を示す図であり、固定部材6の径方向溝30の変形例を示す図である。この図7に示すように、固定部材6の径方向溝30は、出力側回転体7の波形溝31の波数(N)が51波である場合、溝数(m)を(N+1)/2=26としてもよい。そして、これら径方向溝30に収容されるボール5の個数(m)は、(N+1)/2=26としてもよい。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。また、本変形例は、出力側回転体7の波形溝31の波数(N)に対し、溝数mが自然数の場合に成立する。また、固定部材6の径方向溝30は、出力側回転体7の波形溝31の波数(N)が51波である場合、溝数(m)を(N−1)/2=25としてもよい。そして、これら径方向溝30に収容されるボール5の個数(m)は、(N−1)/2=25としてもよい。
図8は、第1実施形態に係るボール減速機1の揺動体4の変形例を示す図である。なお、図8(a)は、本変形例に係る揺動体55の縦断面図(図8(b)のA9−A9線に沿って切断して示す揺動体55の断面図)である。また、図8(b)は、本変形例に係る揺動体55の正面図である。また、図8(c)は、揺動体55のボール保持部56の拡大図である。
図9は、出力側回転体7の波形溝31の変形例を示す図である。この図9に示すように、本変形例に係る出力側回転体7は、回転中心42aの回りに環状に形成された第1波形溝61と、この第1波形溝61と同心で且つ第1波形溝61よりも径方向外方側に位置する環状の第2波形溝62とが形成されている。第1波形溝61と第2波形溝62は、波数(N)が51波の場合、波の振幅が偏心円板カム3の偏心量(e)と同寸法になるように形成されている。そして、第1波形溝61内を転動するボール5は、出力側回転体7の回転中心42aの回り(周方向)に等間隔で26((N+1)/2)個又は25((N−1)/2)個配置されるように、固定部材6の図示しない径方向溝内に収容される。また、第2波形溝62内を転動するボール5は、第1波形溝61内のボール5に対し、出力側回転体7の周方向に沿って半波分だけずれて位置するように、出力側回転体7の回転中心42aの回り(周方向)に等間隔で26((N+1)/2)個又は25((N−1)/2)個配置され、固定部材6の図示しない径方向溝内に収容される。なお、本変形例に係る出力側回転体7が使用されるボール減速機1は、内側揺動リング、中間揺動リング、及び外側揺動リングからなる揺動体(図示せず)か、又は内側揺動リング、中間リング、及び外側揺動リングをリブで径方向に接続して一体化した揺動体(図示せず)が使用される。
図10は、本発明の第2実施形態に係るボール減速機1の縦断面図である。この図10に示すように、本実施形態に係るボール減速機1は、第1実施形態に係るボール減速機1と同様に、入力軸(入力側回転体)2、偏心円板カム3、揺動体4、複数のボール5、固定部材6、出力側回転体7、及びカバー8等で構成されている。このような本実施形態に係るボール減速機1は、固定部材6に波形溝31が形成され、出力側回転体7に径方向溝30が形成され、揺動体4が表裏反転させて使用される点を除き、第1実施形態に係るボール減速機1と同様に構成されている。したがって、本実施形態に係るボール減速機1は、第1実施形態に係るボール減速機1と同様の構成部分に同一符号を付し、第1実施形態に係るボール減速機1の説明と重複する説明を省略する。
本実施形態に係るボール減速機1は、固定部材6の波形溝31の波数(N)が51波、出力軸回転体7の径方向溝30の溝数(N+1)が52溝、ボール5の数が52個の場合を例示しているが、これに限られず、求められる減速比に応じて波形溝31の波数(N)、径方向溝30の溝数(N+1)、及びボール5の個数が決定される。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。
また、本実施形態に係るボール減速機1は、固定部材6の波形溝31の波数をNとし、出力軸回転体7の径方向溝30の溝数を(N−1)とし、ボール5の個数を(N−1)とした場合、入力軸が1回転すると、出力側回転体7が入力軸2と逆方向に1/(N−1)回転する。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。
図13は、本実施形態に係るボール減速機1の変形例3を示す図であり、出力側回転体7の径方向溝30の変形例を示す図である。この図13に示すように、出力側回転体7の径方向溝30は、固定部材6の波形溝31の波数(N)が51波である場合、溝数(m)を(N+1)/2=26としてもよい。そして、これら径方向溝31に収容されるボール5の個数(m)は、(N+1)/2=26としてもよい。なお、ボール5は、ボール減速機1の円滑な回転伝達を損なわない限り、径方向溝30の溝数よりも少なく配置するようにしてもよい。また、本変形例は、固定部材6の波形溝31の波数(N)に対し、溝数mが自然数の場合に成立する。また、出力側回転体7の径方向溝30は、固定部材6の波形溝31の波数(N)が51波である場合、溝数(m)を(N−1)/2=25としてもよい。そして、これら径方向溝30に収容されるボール5の個数(m)は、(N−1)/2=25としてもよい。
また、本実施形態に係るボール減速機1は、第1実施形態の変形例4と同様に、図3に示した揺動体4を図8に示した揺動体55に代えて使用することができ、第1実施形態の変形例4と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態に係るボール減速機1は、第1実施形態の変形例5と同様に、図11に示した固定部材6の波形溝31を図9に示した第1波形溝61及び第2波形溝62に変更し、第1波形溝61内に等間隔で26個(又は25個)位置するボール5を出力側回転体7に形成した径方向溝30内に収容し、第2波形溝62内に等間隔で26個(又は25個)位置するボール5を出力側回転体7に形成した径方向溝30内に収容し、径方向溝30内のボール5を揺動体4で径方向へ転動させるようにしてもよい。このような本変形例によれば、第1実施形態の変形例5と同様の効果を得ることができる。
第1及び第2実施形態に係るボール減速機1は、図1及び図10に示すように、第1乃至第4ベアリング11,15,18,43としてボールベアリングを例示したが、これに限られず、ローラベアリング、ブッシュ等をボールベアリングに代えて使用してもよい。
Claims (10)
- 入力側回転体の回転を出力側回転体に減速して伝達するボール減速機において、
前記入力側回転体と一体に回動する偏心円板カムと、
前記偏心円板カムの外周側に相対回動可能に嵌合され、前記偏心円板カムによって揺動させられる揺動体と、
前記揺動体のボール保持部に収容された複数のボールと、
前記揺動体の両側面のうちの一方に対向して位置する第1側面部を有し、被固定部材に固定される固定部材と、を備え、
前記揺動体のボール保持部は、前記揺動体と前記偏心円板カムとの相対回動方向に沿って形成され、前記複数のボールを前記相対回動方向に沿って転動できるように収容し、
前記出力側回転体は、前記揺動体の両側面のうちの他方に対向して位置する第2側面部を有し、回転中心としての軸心が前記入力側回転体の回転中心と同軸上に位置するように配置され、
前記第1側面部と前記第2側面部のいずれか一方は、前記揺動体に向かって突出するボール支持突起が前記入力側回転体の回転中心と同心に環状に形成され、前記入力側回転体の回転中心に直交する仮想平面において、前記回転中心から放射状に延びる方向を径方向とし、前記回転中心を中心とする仮想円の外縁に沿った方向を周方向とすると、前記ボールを前記第1側面部と前記第2側面部のいずれか一方の前記径方向に沿って転動可能に案内する径方向溝が前記ボール支持突起に前記周方向に沿って複数形成され、
前記第1側面部と前記第2側面部のいずれか他方は、前記ボールを前記第1側面部と前記第2側面部のいずれか他方の前記周方向に沿って波形状に案内する環状の波形溝が形成され、
前記揺動体は、前記ボール支持突起を収容し、前記第1側面部と前記第2側面部のいずれか一方との相対回動を可能にするボール支持突起逃がし部が形成され、
前記ボールは、前記径方向溝及び前記波形溝に転動可能に係合され、前記揺動体が前記偏心円板カムによって揺動させられると、前記径方向溝及び前記波形溝内を転動させられる、
ことを特徴とするボール減速機。 - 前記第1側面部には、前記径方向溝が複数形成され、
前記第2側面部には、前記波形溝が形成され、
前記波形溝の波数をNとし、前記径方向溝の溝数をN+1とした場合、
前記出力側回転体は、前記入力側回転体の回転の1/Nだけ前記入力側回転体の回転方向と逆の方向に回転させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記第1側面部には、前記径方向溝が複数形成され、
前記第2側面部には、前記波形溝が形成され、
前記波形溝の波数をNとし、前記径方向溝の溝数をN−1とした場合、
前記出力側回転体は、前記入力側回転体の回転の1/Nだけ前記入力側回転体の回転方向と同一方向に回転させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記第1側面部には、前記波形溝が形成され、
前記第2側面部には、前記径方向溝が複数形成され、
前記波形溝の波数をNとし、前記径方向溝の溝数をN+1とした場合、
前記出力側回転体は、前記入力側回転体の回転の1/(N+1)だけ前記入力側回転体の回転方向と同一方向に回転させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記第1側面部には、前記波形溝が形成され、
前記第2側面部には、前記径方向溝が形成され、
前記波形溝の波数をNとし、前記径方向溝の溝数をN−1とした場合、
前記出力側回転体は、前記入力側回転体の回転の1/(N−1)だけ前記入力側回転体の回転方向と逆の方向に回転させられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記揺動体は、前記偏心円板カムの外周側に位置する内側揺動リングと、この内側揺動リングと同心で且つ前記内側揺動リングの径方向外方側に環状の隙間をもって配置される外側揺動リングと、を有し、
前記内側揺動リングと前記外側揺動リングとの間の前記環状の隙間が前記ボールを転動可能に収容する前記ボール保持部である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のボール減速機。 - 前記揺動体は、前記偏心円板カムの外周側に位置する内側揺動リング部と、この内側揺動リング部の外周に等間隔で複数形成されたリブと、前記リブの先端に内周側が接続された外側揺動リング部と、を有し、
前記内側揺動リング部と前記外側揺動リング部とが同心に位置し、
前記リブと前記リブの間には、前記ボールを収容でき、且つ前記ボールを前記内側揺動リング部の外周に沿って転動させるボール保持部が形成された、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のボール減速機。 - 前記波形溝は、径方向内方側の第1波形溝と、この第1波形溝の径方向外方側に位置する第2波形溝と、を有し、
前記第1波形溝及び前記第2波形溝の波数をNとすると、前記第1波形溝と交差する前記径方向溝の溝数が(N+1)/2であり、前記第2波形溝と交差する前記径方向溝の溝数が(N+1)/2であり、
前記第1波形溝と前記径方向溝とが交差する箇所、及び前記第2波形溝と前記径方向溝とが交差する箇所には、前記ボールが位置する、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記波形溝は、径方向内方側の第1波形溝と、この第1波形溝の径方向外方側に位置する第2波形溝と、を有し、
前記第1波形溝及び前記第2波形溝の波数をNとすると、前記第1波形溝と交差する前記径方向溝の溝数が(N−1)/2であり、前記第2波形溝と交差する前記径方向溝の溝数が(N−1)/2であり、
前記第1波形溝と前記径方向溝とが交差する箇所、及び前記第2波形溝と前記径方向溝とが交差する箇所には、前記ボールが位置する、
ことを特徴とする請求項1に記載のボール減速機。 - 前記第1波形溝に交差する前記径方向溝と前記第2波形溝に交差する前記径方向溝とが、前記第1波形溝の半波分だけずれて位置する、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載のボール減速機。
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