JP7253027B1 - スペーサリテーナ - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサリテーナおよびスペーサリテーナを有するサイクロイド減速機を提供する。【解決手段】スペーサリテーナは第一表面、第一表面と反対側の第二表面、第一表面および第二表面に別々に形成された二つの相対する第一ローラー格納溝および二つの相対する第二ローラー格納溝から構成される。第一表面の二つの第一ローラー格納溝は第二表面の二つの第二ローラー格納溝に対応する。第一表面の二つの第二ローラー格納溝は第二表面の二つの第一ローラー格納溝に対応する。スペーサリテーナは基準面を有する。基準面は水平方向のスペーサリテーナの最大厚さの中心点に垂直である。基準面から第一ローラー格納溝の中心までの水平距離は基準面から第二ローラー格納溝の中心までの水平距離と異なる。上述した技術的特徴により、本発明によるスペーサリテーナを回転させれば二つの隣り合うローラーの間隔を調整することができる。本発明はさらに前記スペーサリテーナを有するサイクロイド減速機を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、スペーサリテーナに関し、詳しく言えばスペーサリテーナおよびスペーサリテーナを有するサイクロイド減速機に関するものである。

精密機械によく使用されているローラースクリュー、ローラー式リニアスライドまたはローラーベアリングは複数のローラーによって伝動する。二つのローラーが互いに衝突して損壊することを抑制すると同時に騒音低減効果を確保するために、特許文献１、特許文献２などの先行技術は二つのローラーの間にスペーサリテーナを配置する構造を開示している。

二つのローラーの間の間隔を調整する際、通常二つ以上の異なる厚さのスペーサリテーナを用意しておくことが一般的である。異なる厚さのスペーサリテーナを交換し、間隔を調整すればよいが、交換作業には時間が掛かるため、全体の着脱作業は複雑になる。一方、異なる厚さのスペーサリテーナが多ければ多いほど、それに対応する型の製作費が高くなるため、製造コストを増加させてしまう。

ＵＳ４，４７９，６８３号公報 ＵＳ９，９９５，３４０号公報

本発明は、異なるローラー格納溝の中心と基準面との間の距離差によって二つのローラーの間の間隔を調整し、組立作業の簡単化および製造コストの削減を実現させることができるスペーサリテーナを提供することを主な目的とする。

本発明は、前記スペーサリテーナを使用するサイクロイド減速機を提供することをもう一つの目的とする。

（式１）
Ｌ１＞Ｌ２

上述した課題を解決するため、スペーサリテーナは第一表面、第一表面と反対側の第二表面、第一表面および第二表面に別々に形成された二つの第一ローラー格納溝および二つの第二ローラー格納溝から構成される。第一表面において、二つの第一ローラー格納溝および二つの第二ローラー格納溝は第一表面の中心で交差するように配置される。第二表面において、二つの第一ローラー格納溝および二つの第二ローラー格納溝は第二表面の中心で交差するように配置される。第一表面の二つの第一ローラー格納溝は第二表面の二つの第二ローラー格納溝に対応する。第一表面の二つの第二ローラー格納溝は第二表面の二つの第一ローラー格納溝に対応する。スペーサリテーナは基準面を有する。基準面は水平方向のスペーサリテーナの最大厚さの中心点に垂直し、第一ローラー格納溝の中心までの水平距離がＬ１と定義され、第二ローラー格納溝の中心までの水平距離がＬ２と定義される。Ｌ１とＬ２の関係は式１によって表示される。上述した技術特徴により、本発明によるスペーサリテーナが９０度回転すれば二つの隣り合うローラーの間隔が変化する。

つまり、本発明によるスペーサリテーナが回転する際、スペーサリテーナは第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝から基準面までの距離の差によって二つの隣り合うローラーの間隔を調整するため、組立時間を効果的に短縮でき、多種類の型を製作する必要がなくなり、製造コストの削減を実現させることができる。

比較的好ましい場合、第一表面は第一ローラー格納溝と第二ローラー格納溝との間が第一凸状部に隣接する。第二表面は第一ローラー格納溝と第二ローラー格納溝との間が第二凸状部に隣接する。それぞれの第二凸状部は一つずつ第一凸状部に対応する。基準面と第一凸状部との間の最大距離は基準面と第二凸状部との間の最大距離に等しい。

比較的好ましい場合、本発明によるスペーサリテーナにおいて、Ｌ１とＬ２の距離差は入力フランジまたは出力フランジの大きさによって変わる。一実施形態において、Ｌ１とＬ２の距離差は０．１ｍｍから０．４ｍｍの間である。

比較的好ましい場合、それぞれの第一凸状部および第二凸状部は円弧面を呈する。装着位置がずれる際、スペーサリテーナは複数の円弧面によって校正を自動的に行う。

比較的好ましい場合、第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝は断面が円弧形であり、曲率が同じである。複数のローラーが作動する際、第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝は面がローラーの面に接触することによってローラーに支持効果を生じる。

比較的好ましい場合、第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝は断面が円弧状三角形であり、サイズが同じである。複数のローラーが作動する際、第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝とローラーの接触は一本の線による接触であるため、摩擦力を低減させ、応力集中を効果的に抑制することができる。

比較的好ましい場合、スペーサリテーナは外周に四つの識別部（例えば凹状溝）を有する。四つの識別部は一つずつ第一ローラー格納溝または第二ローラー格納溝に対応するため、組立作業の効率を向上させることができる。

比較的好ましい場合、潤滑油を貯める集油槽は第一表面および第二表面を貫通する。

上述した課題を解決するため、サイクロイド減速機はハウジング、回転軸、入力フランジ、出力フランジ、減速装置、複数のローラーおよび複数のスペーサリテーナを備える。回転軸はハウジング内に回転可能に装着され、入力端および出力端を有する。入力フランジは回転軸の入力端に回転可能に被さるようにハウジングの一端に配置される。出力フランジは回転軸の出力端に回転可能に被さるようにハウジングの別の一端に配置されると同時に出力フランジに連結される。減速装置は一つ以上のサイクロイドホイールおよび一つ以上のオルダム継手を有する。サイクロイドホイールは中心点からずれたうえで回転軸に装着される。オルダム継手はサイクロイドホイールおよび入力フランジまたは出力フランジの間に配置される。複数のローラーはハウジングと入力フランジとの間およびハウジングと出力フランジとの間に配置される。複数のスペーサリテーナは二つの隣り合うローラーの間に配置される。複数のスペーサリテーナは第一表面の第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝のいずれか一つによってローラーを支え、第二表面の第一ローラー格納溝および第二ローラー格納溝のいずれか一つによって別の一つのローラーを支える。上述した構造特徴により、サイクロイドホイールが回転軸の駆動力によってハウジングにサイクロイド曲線を生じる際、オルダム継手が入力フランジおよび出力フランジを連動させれば、入力フランジおよび出力フランジは複数のローラーがハウジングを回転することによって回転速度低減効果を生じる。

本発明によるスペーサリテーナおよびスペーサリテーナを有するサイクロイド減速機の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。なお、以下の詳細な説明および本発明により開示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかる領域において常識がある者ならば理解できるはずである。

本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナを別の角度から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナの第一使用状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナの第二使用状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナが９０度回転する前と回転した後の距離差を表示する平面図である。 図６の一部分を示す分解斜視図である。 本発明によるサイクロイド減速機を示す分解斜視図の一部分である。 本発明によるサイクロイド減速機を別の角度から見た斜視図である。 図８の一部分を示す分解斜視図である。 本発明によるサイクロイド減速機を示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナと複数のローラーを異なる方式で組み合わせる状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナと複数のローラーを異なる方式で組み合わせる状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナと複数のローラーを異なる方式で組み合わせる状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナと複数のローラーが異なる使用状態下で作動する形態を示す平面図である。 本発明によるサイクロイド減速機において出力フランジと複数のローラーが結合した状態を示す平面図である。 図１３の一部分を示す拡大図である。 本発明の第２実施形態によるスペーサリテーナを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるスペーサリテーナを示す側面図である。

以下、本発明によるスペーサリテーナおよびスペーサリテーナを有するサイクロイド減速機を図面に基づいて説明する。なお、明細書および図面において、方向性用語は図面中の方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態によるスペーサリテーナ１０は第一表面１２、第一表面１２と反対側の第二表面１４、第一表面１２および第二表面１４を貫通する集油槽１６、第一表面１２および第二表面１４に別々に形成された二つの相対する第一ローラー格納溝１８および二つの相対する第二ローラー格納溝２０から構成される。
本実施形態において、それぞれの第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０は断面が円弧形であり、曲率が同じである。

図１および図２に示すように、第一表面１２において、二つの第一ローラー格納溝１８および二つの第二ローラー格納溝１８は第一表面１２の中心で交差するように配置される。第二表面１４において、二つの第一ローラー格納溝１８および二つの第二ローラー格納溝２０は第二表面１４の中心で交差するように配置される。
第一表面１２の二つの第一ローラー格納溝１８は第二表面１４の二つの第二ローラー格納溝２０に対応する。第一表面１２の二つの第二ローラー格納溝２０は第二表面１４の二つの第一ローラー格納溝１８に対応する。つまり、第一表面１２に位置する二つの第一ローラー格納溝１８および二つの第二ローラー格納溝２０の配列方式と第二表面１４に位置する二つの第一ローラー格納溝１８および二つの第二ローラー格納溝２０の配列方式とは９０度の差がある。

第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０の位置を明確にするために、スペーサリテーナ１０は外周に四つの識別部２２を有する。図１および図２に示すように、四つの識別部２２は一つずつ第一ローラー格納溝１８または第二ローラー格納溝２０に対応する。本実施形態において、四つの識別部はそれぞれ凹状溝から形成され、一つずつ第一ローラー格納溝１８に対応する。

（式１）
Ｌ１＞Ｌ２

図３から図５に示すように、スペーサリテーナ１０は基準面Ｐを有する。基準面Ｐは水平方向Ｘのスペーサリテーナ１０の最大厚さの中心点Ｃに垂直である。第一表面１２および第二表面１４において、基準面Ｐから第一ローラー格納溝１８の中心Ｃ１までの水平距離はＬ１と定義される。基準面Ｐから第二ローラー格納溝２０の中心Ｃ２までの水平距離がＬ２と定義される。Ｌ１とＬ２の関係は式１によって表示される。
スペーサリテーナ１０が９０度回転し、図３に示した第一使用状態Ｓ１から図４に示した第二使用状態Ｓ２に変わると、基準面Ｐとローラー９０の中心までの距離が変わる。更に詳しく言えば、図１に示すように、第一表面１２は四つの第一ローラー格納溝１８と第二ローラー格納溝２０の境目に位置する第一凸状部２４を有する。図２に示すように、第二表面１４は四つの第一ローラー格納溝１８と第二ローラー格納溝２０の境目に位置する第二凸状部２６を有する。四つの第二凸状部２６および四つの第一凸状部２４は一つずつ相互に対応する。

図６から図１０に示すように、スペーサリテーナ１０はサイクロイド減速機３０に応用される。サイクロイド減速機３０はハウジング４０、回転軸５０、入力フランジ６０、出力フランジ７０、減速装置８０、複数のローラー９０および複数のスペーサリテーナ１０を備える。

回転軸５０はハウジング４０内に回転可能に装着され、入力端５２および出力端５４を有する。

入力フランジ６０はハウジング４０の一端に配置され、中央に位置する第一軸孔６２および第一ベアリング６６を有する。入力フランジ６０は第一軸孔６２によって回転軸５０の入力端５２に被さる。第一ベアリング６６は入力フランジ６０と回転軸５０の入力端５２との間に配置されて回転軸５０と入力フランジ６０とを相対的に回転させる。入力フランジ６０はさらに第一軸孔６２の周りに四つの第一柱状連結部６４を有する。

出力フランジ７０はハウジング４０の別の一端に配置され、中央に位置する第二軸孔７２および第二ベアリング７６を有する。出力フランジ７０は第二軸孔７２によって回転軸５０の出力端５４に被さる。第二ベアリング７６は出力フランジ７０と回転軸５０の出力端５４との間に配置されて回転軸５０と出力フランジ７０とを相対的に回転させる。
出力フランジ７０はさらに第二軸孔７２の周りに四つの第二柱状連結部７４を有する。入力フランジ６０の四つの第一柱状連結部６４および出力フランジ７０の四つの第二柱状連結部７４は四つのボルト７８によって締結され、入力フランジ６０と出力フランジ７０を結合させる。

減速装置８０は二つのサイクロイドホイール８２、二つのオルダム継手８４および複数のローラーピン８６を有する。二つのサイクロイドホイール８２は中心点からずれたうえで回転軸５０の中央に並列して装着される。出力フランジ７０の四つの第二柱状連結部７４は二つのサイクロイドホイール８２を貫通する。一つのオルダム継手８４は入力フランジ６０と二つのサイクロイドホイール８２との間に配置される。別の一つのオルダム継手８４は出力フランジ７０と二つのサイクロイドホイール８２との間に配置される。複数のローラーピン８６はハウジング４０の内周面と二つのサイクロイドホイール８２の外周面との間に配置され、作動中の二つのサイクロイドホイール８２の作動を安定させる。
上述した構造の特徴により、サイクロイドホイール８２が回転軸５０の駆動力によってハウジング４０にサイクロイド曲線を生じる際、二つのオルダム継手８５が入力フランジ６０および出力フランジ７０を連動させれば、入力フランジ６０および出力フランジ７０はハウジング４０に対して回転し、回転速度低減効果を生じる。

複数のローラー９０は伝導媒質としてハウジング４０と入力フランジ６０との間およびハウジング４０と出力フランジ７０との間に配置される。詳しく言えば、複数のローラー９０の配列方式は状況に応じて調整される。図１１ａに示すように、通常通り使用する際、複数のローラー９０を交差させればよい。径方向の負荷が比較的大きい場合、図１１ｂに示した通り複数のローラー９０を配置すればよい。軸方向の負荷が比較的大きい場合、図１１ｃに示した通り複数のローラー９０を配置すればよい。

複数のスペーサリテーナ１０は二つの隣り合うローラー９０の間に配置される。複数のスペーサリテーナ１０は二つの異なる使用状態下で回転し、配列方式が状況に応じて調整されることができる。それぞれのスペーサリテーナ１０は第一表面１２の第一ローラー格納溝１８また第二ローラー格納溝２０によって一つのローラー９０を支え、第二表面１４の第二ローラー格納溝２０また第一ローラー格納溝１８によって別の一つのローラー９０を支える。

スペーサリテーナ９０の装着作業が完了した後、スペーサリテーナ１０は二つの異なる使用状態に対応したうえで同じ一側のローラー９０および別の一側のローラー９０に距離差Ｌ３を別々に生じるため、スペーサリテーナ１０を手動で調整し、９０度回転させれば距離差Ｌ３によって二つの隣り合うローラー９０の間隔を調整することができる。
図１２に示すように、スペーサリテーナ１０が第一使用状態Ｓ１に維持される際、左側のローラー９０の一番左の面から右側のローラー９０の一番右の面までの距離はＧ１と定義される。ペーサリテーナ１０が回転し、第二使用状態Ｓ２に維持される際、左側のローラー９０の一番左の面から右側のローラー９０の一番右の面までの距離はＧ２と定義される。Ｇ１とＧ２の差は距離差の２倍（即ち２×Ｌ３）である。言い換えれば、異なる厚さのスペーサリテーナを交換する調整方式を採用する先行技術に対し、本発明はスペーサリテーナ１０を９０度回転させ、異なる使用状態に切り替えて間隔を調整するため、組立時間を効果的に短縮でき、多種類の型を製作する必要がなくなり、製造コストの削減を実現させることができる。
図４および図６に示すように、第一凸状部２４および第二凸状部２６は円周角２９から形成される。スペーサリテーナ１０の位置がずれる場合、円周角２９は自動校正効果を発揮するため、手動で調整することは必要でない。

異なる使用状態によってスペーサリテーナ１０に生じた距離差Ｌ３は入力フランジ６０または出力フランジ７０の大きさによって変わる。図１３および図１４に示すように、本実施形態は出力フランジ７０および入力フランジ６０を使用することを例として挙げる。出力フランジ７０直径はψと定義される。二つの隣り合うローラー９０の間隔はＧと定義される。直径ψが小さければ小さいほど、複数のローラー９０の配列が曲率の性質によって間隔Ｇを漸増させる。直径ψが大きければ大きいほど、複数のローラー９０の配列が曲率の性質によって間隔Ｇを漸減させる。つまり、間隔Ｇの変化は直径ψに応じて一定範囲内に維持される。本実施形態において、距離差Ｌ３は間隔Ｇの変化に応じて０．１ｍｍから０．４ｍｍの間に設定される。

（第２実施形態）
図１５および図１６は本発明の第２実施形態によるスペーサリテーナ１０’を示す模式図である。第１実施形態と第２実施形態との違いは下記の通りである。第１実施形態において、第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０は断面が円弧形であるが、これに限定されない。第２実施形態において、第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０は断面が円弧状三角形、即ち二つの斜面２７および二つの斜面２７の間に繋がる円弧面２８からなる形である。また第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０はサイズが同じである。複数のローラー９０が作動する際、第一ローラー格納溝１８および第二ローラー格納溝２０はそれぞれの二つの斜面２７とローラー９０の接触が一本の線になる接触であるため、摩擦力を低減させ、応力集中を効果的に抑制することができる。

本発明の第２実施形態によるスペーサリテーナ１０’のそのほかの構造の特徴、作動方式および達成した効果は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

１０、１０’ スペーサリテーナ
１２ 第一表面
１４ 第二表面
１６ 集油槽
１８ 第一ローラー格納溝
２０ 第二ローラー格納溝
２２ 識別部
２４ 第一凸状部
２６ 第二凸状部
２７ 斜面
２８ 円弧面
２９ 円周角
３０ サイクロイド減速機
４０ ハウジング
５０ 回転軸
５２ 入力端
５４ 出力端
６０ 入力フランジ
６２ 第一軸孔
６４ 第一柱状連結部
６６ 第一ベアリング
７０ 出力フランジ
７２ 第二軸孔
７４ 第二柱状連結部
７６ 第二ベアリング
７８ ボルト
８０ 減速装置
８２ サイクロイドホイール
８４ オルダム継手
８６ ローラーピン
９０ ローラー
Ｃ スペーサリテーナの最大厚さの中心点
Ｃ１ 第一ローラー格納溝の中心
Ｃ２ 第二ローラー格納溝の中心
Ｄ１ 基準面と第一凸状部との間の最大距離
Ｄ２ 基準面と第一凸状部との間の最大距離
Ｇ 二つのローラーの間の間隔
Ｇ１ 二つのローラーの端点の間の距離
Ｇ２ 二つのローラーの端点の間の距離
Ｌ１ 第一ローラー格納溝の中心と基準面との間の水平距離
Ｌ２ 第二ローラー格納溝の中心と基準面との間の水平距離
Ｌ３ 距離差
Ｐ 基準面
Ｓ１ 第一使用状態
Ｓ２ 第二使用状態
Ｘ 水平方向

Claims (5)

1. 第一表面、前記第一表面と反対側の第二表面、前記第一表面および前記第二表面に別々に形成された二つの第一ローラー格納溝および二つの第二ローラー格納溝から構成され、基準面を有するスペーサリテーナであって、
   第一表面において、二つの前記第一ローラー格納溝および二つの前記第二ローラー格納溝は前記第一表面の中心で交差するように配置され、
   前記第二表面において、二つの前記第一ローラー格納溝および二つの前記第二ローラー格納溝は前記第二表面の中心で交差するように配置され、
   前記第一表面の二つの前記第一ローラー格納溝は前記第二表面の二つの第二ローラー格納溝に対応し、前記第一表面の二つの前記第二ローラー格納溝は前記第二表面の二つの前記第一ローラー格納溝に対応し、
   前記基準面は、水平方向の前記スペーサリテーナの最大厚さの中心点に垂直であり、
   （式１）Ｌ１＞Ｌ２
   前記基準面からそれぞれの前記第一ローラー格納溝の中心までの水平距離はＬ１と定義され、
   前記基準面からそれぞれの前記第二ローラー格納溝の中心までの水平距離はＬ２と定義され、
   前記Ｌ１と前記Ｌ２の関係は前記式１によって表示されることを特徴とする、
   スペーサリテーナ。
2. 前記第一表面は一つの前記第一ローラー格納溝と一つの前記第二ローラー格納溝との間が第一凸状部に隣接し、前記第二表面は一つの前記第一ローラー格納溝と一つの前記第二ローラー格納溝との間が第二凸状部に隣接し、それぞれの前記第二凸状部は一つずつ前記第一凸状部に対応し、前記基準面と一つの前記第一凸状部との間の最大距離は前記基準面と一つの前記第二凸状部との間の最大距離に等しいことを特徴とする請求項１に記載のスペーサリテーナ。
3. 前記Ｌ１と前記Ｌ２の距離差は０．１ｍｍから０．４ｍｍの間であることを特徴とする請求項１に記載のスペーサリテーナ。
4. それぞれの前記第一凸状部および前記第二凸状部は円弧面を呈することを特徴とする請求項２に記載のスペーサリテーナ。
5. さらに四つの識別部を有し、四つの前記識別部は一つずつ前記第一ローラー格納溝または前記第二ローラー格納溝に対応することを特徴とする請求項１に記載のスペーサリテーナ。

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