JPH0480258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、歯車や伝動帯を用いることなく回転
伝動、差動、変速などを行うことが可能な回転伝
動装置に関するものである。

（従来技術） 回転の伝動や、差動、変速を機械的に行う機械
要素として、従来より歯車機構、ベルトやチエー
ンなどによる伝動帯機構が広く知られている。し
かしこれらは装置が大型化するという問題があつ
た。また流体を用いた回転伝動機構や、電磁式の
回転伝動機構もあるが、これらは滑りを伴うた
め、正確な回転数の伝達が要求される装置、例え
ば工業用ロボツトなどの正確な位置決めが求めら
れる装置には適さないという問題もあつた。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、滑りを伴うことなく正確な回転伝動がで
き、しかも非常に簡単な構成で差動機能や変速機
能を持たせることができる小型化に適した回転伝
動装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、同一形状のガイド
溝がそれぞれ形成されこれらガイド溝が対向する
ように互いに一体に固定された第１および第２保
持筒と、前記ガイド溝に交叉するガイド孔が形成
されこのガイド孔と前記第１保持筒のガイド溝と
の交叉点に第１ボールを保持する第１中間筒と、
前記ガイド溝に交叉し軸方向に所定間隔ずれて形
成された２本のガイド孔と前記第２保持軸のガイ
ド溝との２つの交叉点にそれぞれ第２ボールを保
持する第２中間筒とを備え、前記第１および第２
中間軸の一方の回転に伴い前記第１ボールが第２
ボール間に挟まれて作動される一方、前記第１お
よび第２保持軸にはそれぞれ第１および第２ボー
ルが循環する循環路が形成されていることを特徴
とする回転伝動装置により達成される。

（実施例） 以下図示の実施例に基づき、本発明に詳細に説
明する。

第１図は第１実施例の一部断面図、第２図はそ
れの−線断面図、第３図は分解斜視図であ
る。この実施例は第１保持軸１０、第１、第２中
間筒１２，１４および筒状の第２保持軸１６を順
次重ねるように同軸に配設した内接型のものであ
る。第１保持軸１０には、その回転中心軸線Ａと
平行なガイド溝１８が形成され、このガイド構１
８の両端は第１保持軸１０内に形成された循環路
２０に連通している。この循環路２０内には第１
ボール２２が転動可能かつ互いに接触するように
装填されている。なお第１保持軸１０は循環路２
０を形成するに足る肉厚の筒状であつてもよい。

第１中間筒１２は薄肉であつて、右ねじ方向の
らせん状ガイド孔２４が形成されている。この第
１中間筒１２は第１図に示すように第１保持軸１
０に回転自在に嵌合され、一対の止め輪２６，２
８によつて中心軸線Ａ方向への移動が規制されて
いる。この結果第１保持軸１０のガイド溝１８
と、第１中間筒１２のガイド孔２４とは交わり、
その交叉点には第１ボール２２が介在する。この
交叉点の第１ボール２２は、ガイド孔２４から第
１中間筒１２の外周に突出している。

第２中間筒１４は薄肉であつて、左ねじ方向の
２条のらせん状ガイド孔３０（３０ａ，３０ｂ）
が形成されている。このガイド孔３０は、第１中
間筒１２のガイド孔２４の半分のピツチとなつて
いる。この第２中間筒１４に回転自在に嵌合され
る第２保持軸１６は厚肉の筒状で、その内周面に
は中心軸線Ａと平行なガイド溝３２が形成されて
いる。またこの第２保持軸１６には２つの循環路
３４（３４ａ，３４ｂ）が形成され、各循環路３
４には第２ボール３６（３６ａ，３６ｂ）が互い
に接触するよう転動可能に装填されている。各循
環路３４ａ，３４ｂの両端は、第１図に示すよう
に第２保持軸１６と第２中間筒１４とが所定の相
対位置にある状態で、第２中間筒１４のガイド孔
３０ａ，３０ｂの両端に対向する。第２中間筒１
４および第２保持軸１６は第１中間筒１２に回転
自在に嵌合され、その中心軸線Ａ方向への移動が
規制されている。またこのように組付けた状態に
おいては、第２ボール３６ａ，３６ｂはガイド孔
３０ａ，３０ｂから第２中間筒１４の内周側に突
出し、２つの第２ボール３６ａ，３６ｂ間に前記
第１ボール２２が挾まれる。

第４図は本実施例の動作説明図である。いま第
１および第２保持軸１０，１６のガイド溝１８，
３２が第２図に示すように対向する状態となるよ
うに第１保持軸１０と第２保持軸１６を固定し、
第１中間筒１２を一方（正方向、右ねじ方向）に
回転すれば、ガイド溝１８とガイド孔２４との交
叉点に介在する第１ボール２２はガイド溝１８に
沿つて矢印ａ方向に送られる。このため一方の第
２ボール３６ａはこの第１ボール２２に押されて
ガイド孔３０ａに沿つて矢印ｂ方向に転動する。
第２保持軸１６が固定されているので、第２中間
筒１４は第１中間筒１２の２倍の速度で逆回転す
る。これに伴ない他方の第２ボール３６ｂはガイ
ド孔３０ｂに沿つて第１ボール２２に追従するよ
うに転動する。第２ボール３６ａ，３６ｂはガイ
ド孔３０ａ，３０ｂの右端に来ると、ボール３６
ａ，３６ｂは循環路３４ａ，３４ｂに入り、これ
と同時にガイド孔３０ａ，３０ｂの左端に循環路
３４ａ，３４ｂから他の第２ボール３６ａ，３６
ｂが押し出される。第１ボール２２はガイド孔２
４の右端に来ると循環路２０に入り、ガイド孔２
４の左端から他の第１ボール２２がガイド孔２４
に押出される。このようにして各ボール２２，３
６は循環路２０，３４を循環し続ける。

この実施例ではガイド孔２４，３０のピツチが
逆で異なるので逆転変速でき、このピツチを種々
に変えることにより変速比を変えることができ
る。

また第１、第２保持軸１０，１６を一体的に固
定し、両保持軸１０，１６を正回転させれば、第
１、第２中間筒１２，１４を正回転でき、この時
両中間筒１２，１４の一方に制動力を加えて減速
すれば他方が増速して差動機構として機能する。
この場合両中間筒１２，１４のガイド孔２４，３
０を逆に等ピツチにしておけば、両中間筒１２，
１４に等しく回転トルクを伝達できる。

なお本実施例では第１、第２保持軸１０，１６
には１本のガイド溝１８，３２を形成したが、こ
れらを複数として同時にガイド孔２４，３０も増
やし、これらの交叉点に介在するボール数を増や
せば、回転伝達可能な荷重も増え、耐久性を向上
させることができる。

第１〜４図に説明した実施例では、ガイド溝１
８，３２とガイド孔２４，３０との交叉点がこれ
らの両端以外の位置にある時には、両端のボール
２２，３６が第１、第２中間筒１２，１４に接触
するようになり、好ましくない。これを防止する
ためには循環路２０，３４の両端に永久磁石を埋
設して、鋼製のボール２２，３６を吸着するよう
にしたり、ボール２２，３６の遊動を規制する板
ばね等を循環路２０，３４の両端に設けておいて
もよい。第５，６図は循環路３４ａの両端にボー
ル３６ａの遊動を規制するボール３８，３８をコ
イルばね４０，４０で押圧し、ボール３６ａの移
動にクリツク機能を付与したものである。このよ
うなクリツク機構を他の循環路３４ｂ，２０に設
けてもよい。

第７，８図は第２実施例の一部断面図とその
−線断面図、第９図はその分解斜視図、第１０
図は動作説明図である。この実施例では第２保持
軸１６に２つのガイド溝３２（３２ａ，３２ｂ）
を形成し、第２ボール３６ａ，３６ｂがそれぞれ
独立にガイド溝３２ａ，３２ｂ内を転動するよう
にした。この実施例によれば、前記第１実施例で
振動などによつて、ガイド溝１８内を転動中の第
１ボール３６ａが循環路３４ｂに噛み合つたりす
るのを確実に防止できる。

第１１図は第３実施例の一部断面図、第１２図
はその分解斜視図である。この実施例は第１、第
２保持軸１０，１６に回転自在に嵌合された第
１、第２中間筒１２，１４を互いに外接させるよ
うにした外接型のものである。この実施例では第
１、第２保持軸１０，１６は、各ガイド溝１８，
３２が対向する位置に相互に固定され、両保持軸
１０，１６は一体となつて例えば第１保持軸１０
の中心軸線Ａを中心に回転する。これらの図では
前記実施例と同一部分に同一符号を付したので、
その説明は繰り返さない。また、第１、２中間筒
を第１保持軸に同軸とし、第２保持軸を第２中間
筒に外接させるようにすることもできる。

なお以上の各実施例では、ガイド溝１８，３２
は中心軸線Ａに平行に形成したから、加工性が良
くなるという効果が得られる。しかし本発明は、
これらガイド溝１８，３２を、内接型の場合には
互いに対向するらせん状としてもよい。また中間
筒、保持軸は全て円筒状あるいは円柱状にする必
要はなく、少なくとも１つを円錐、円柱状とした
り、中央部が拡径したたる状あるいは中央部が縮
径した糸巻き状としてもよい。要するに第１、第
２保持軸の各ガイド溝の間に、第１、第２中間筒
の各ガイド孔が重なつて挾まれるように位置する
構成が可能であればよい。

（発明の効果） 本発明は以上のように、第１保持軸のガイド溝
と第１中間筒のガイド孔との交叉点に介在する第
１ボールを、第２保持軸のガイド軸と第２中間筒
のガイド孔との２つの交叉点に介在する２つの第
２ボール間に挾み、各ボールは第１、第２保持軸
に設けた循環路を循環できるように構成したもの
である。この結果歯車、ベルト、チエーン等を用
いることなく、小型の回転伝動装置を得ることが
できる。ここに第１、第２保持軸および第１、第
２中間筒を互いに同軸にして内接型としたり（特
許請求の範囲第２項）、第１、第２保持軸を非同
軸とし第１、第２中間筒を互いに外接させて外接
型とすることができる（同第３項）。

また内接型、外接型にかかわりなく、互いに一
体となつて回転する第１、第２保持軸から回転入
力すれば、第１、第２中間筒から回転出力を得る
ことができ、この際第１、第２中間筒のガイド孔
を第１、第２保持軸のガイド溝のピツチに対し相
対的に逆ピツチとなるようにすれば差動装置とし
て機能させることができ、従来の傘歯車や遊星歯
車などを用いたものに比べ著しい小型化が図れる
（同第４項）。さらに、第１、第２保持軸を固定し
た場合には、第１、第２中間筒間の回転伝達がで
き、各ガイド孔のピツチを互いに変えておけば変
速、逆転も可能になる。ここに第２保持軸の１本
のガイド溝に一対の第２ボールを転動させるよう
にしてもよいが（同第５項）、このガイド溝を２
本として一対の第２ボールを別々のガイド溝に転
動させるようにしてもよい（同第６項）。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の第１実施例の一部断面図
とその−線断面図、第３図はその分解斜視
図、第４図は動作説明図、第５，６図は循環路に
設けたクリツク機構を示す一部断面図とその−
線断面図、第７，８，９図は第２実施例の一部
断面図と、その−線断面図と、分解斜視図、
第１０図はその動作説明図、第１１，１２図は第
３実施例の一部断面図とその分解斜視図である。 １０……第１保持軸、１２……第１中間筒、１
４……第２中間筒、１６……第２保持軸、１８，
３２……ガイド溝、２０，３４……循環路、２２
……第１ボール、２４，３０……ガイド孔、３６
……第２ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一形状のガイド溝がそれぞれ形成されこれ
   らガイド溝が対向するように互いに一体に固定さ
   れた第１および第２保持筒と、前記ガイド溝に交
   叉するガイド孔が形成されこのガイド孔と前記第
   １保持筒のガイド溝との交叉点に第１ボールを保
   持する第１中間筒と、前記ガイド溝に交叉し軸方
   向に所定間隔ずれて形成された２本のガイド孔と
   前記第２保持軸のガイド溝との２つの交叉点にそ
   れぞれ第２ボールを保持する第２中間筒とを備
   え、前記第１および第２中間軸の一方の回転に伴
   い前記第１ボールが第２ボール間に挟まれて転動
   される一方、前記第１および第２保持軸にはそれ
   ぞれ第１および第２ボールが循環する循環路が形
   成されていることを特徴とする回転伝動装置。 ２ 第１、第２保持軸および第１、第２中間筒は
   互いに同軸に配設されている特許請求の範囲第１
   項記載の回転伝動装置。 ３ 第１および第２保持軸は非同軸に配設され第
   １および第２中間筒は互いに外接している特許請
   求の範囲第１項記載の回転伝動装置。 ４ 第１、第２中間筒の各ガイド孔は互いに逆等
   ピツチのらせん状となつている特許請求の範囲第
   ２項記載の回転伝動装置。 ５ 第１ボールを挟む一対の第２ボールは、第２
   保持軸の同一のガイド溝内を転動する特許請求の
   範囲第１〜４項のいずれかに記載の回転伝動装
   置。 ６ 第２保持軸には２本のガイド溝が軸方向に平
   行に形成され、第１ボールを挟む一対の第２ボー
   ルは、これら２本の異なるガイド溝内を転動する
   特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の回
   転伝動装置。