JPS61119869A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は動力伝達装置、特に２つの部材の対向面上に
形成された断面が円弧状の溝の間を転動体が転がること
によって動力を伝達する動力伝達装置に関する。

［発明の技術的背景］ 従来のこの種の動力伝達装置としては、例えば第９図示
すような減速機がある。（特開昭５８−７７９５３号公
報参照）すなわち、ケース１０１内には、入力軸１０３
に形成された偏心部１０３ａの回転により軸受１０５を
介して偏心運動する入力円板１０７と、出力軸１０９に
連結された出力円板１１１と、各円板１０７，１１１の
間に配役され前記偏心部１０３ａと一体的に形成された
偏心部１０３ｂの回転により軸受１１３を介して偏心運
動する中間円板１１５とが収納されている。

そして、入力軸１０３の回転により、ケース１ｏ１を形
成する固定円板１１７と前記入力円板１０７とのそれぞ
れの対向面に形成された周期関数溝の間を転動体１１９
が第１０図に示すように転がることで、入力円板１０７
は入力軸１０３に対して偏心（公転）運動しつつ入力軸
１０３とは反対方向に自転運動して減速される。

入力円板１０７の回転運動は転動体１２１を介したクラ
ンクＲ１Ｒにより中間円板１１５にそのまま伝達される
。

中間円板１１５と出力円板１１１との間では、前記入力
円板１０７と固定円板１１７との間で行なわれた動力伝
達と同様な方法、すなわち、転動体１２３が周期関数溝
を転がることで減速が行なわれ、出力軸１０９に至る。

ところで、このような装置に高精度を要求しようとする
と、転動体１１９（１２３）と各周期関数溝との間の隙
間および転動体１２１を有するクランク機構における隙
間をできる限り少くし、いわゆるバックラッシュを小さ
くする必要がある。

［背景技術の問題点］ しかしながら、このような従来装置にあっては、転動体
１１９（１２３）と周期関数溝との間のバックラッシュ
等を低減させる対策は特にとられれていないため、ガタ
が発生しやすく精度低下を余儀なくされている。

［発明の目的］ この発明はこのような従来の問題点に鑑み創案されたも
ので、バックラッシュの少ない高精度な動力伝達装置の
提供を目的とする。

［発明の構成］ 上記目的を達成するためにこの発明は、ケース側に対し
回転不能の第１の部材とケース内に配設されケースに対
し回転可能な第２の部材とのそれぞれの対向面に互いに
異なる周期関数溝を形成し、この各周期関数溝間に転動
体を複数個配設して前記第１の部材と第２の部材との間
で動力の伝達を行なう動力伝達装置において、前記各周
期関数溝と転動体との間に予圧を与える弾性体を設けた
構成とした。

［発明の効果］ この発明は対向面に互いに異なる周期関数溝を有する部
材間を転動体が転がることで動力を伝達する動力伝達装
置において、前記各周期関数溝と転動体との間に予圧を
与える弾性体を設けたため、各周期関数溝と転動体との
間に発生するバックラッシュ等を小さくして高精度を得
ることができる。

［発明の実施例コ 以下、図面に基づきこの発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は動力伝達装置としての減速機の断面図を示して
いる。ケース本体１は図中右方向に開口部を有するカッ
プ状を呈し、この開口部を閉塞して機構室３を形成させ
るべ（蓋体５が、第１の１部材としての固定円板７に一
体的に形成されかつ図中左方向に付勢力をもった弾性体
としてのダイヤフラム部９の外周端９ａを間に挾んでケ
ース本体１に装着されている。すなわち、ケース本体１
と蓋体５とでケース１Ｑを形成しており、ダイヤフラム
部９により固定円板７は図中左方向に付勢されている。

固定円板７は中央部に貫通孔７ａを有し、ダイヤフラム
部９は固定円板７の軸心側端部７ｂから蓋体５側に向っ
て連続し・た後、固定円板７の側面と平行に外周方向に
延出し、この延出した前記外周端９ａがケース本体１と
蓋体５との間に介装され固定されている。

蓋体５の中央部には機構室３側に突出して貫通孔、７ａ
に挿入されたフランジ部５ａが形成され、フランジ部５
ａの外周側とケース本体１との間に前記固定円板７が配
設される構成となっている。

７ランジｌｌｌ３５ａの内周側には軸受７１を介して、
入力軸１３が回転可能に設けられている。一方ケース本
体１には軸受１５を介して出力軸１７が回転可能に設け
られている。

入力軸１３の機構室３側の先端には、入力軸１３に対し
偏心した偏心部１３ａが形成され、偏心部１３ａには軸
受１９を介して入力軸１３に対して偏心（公転）運動す
る第２の部材としての入力円板２１が固定円板７に対向
して図中左右方向に微小量移動可能に設けられている。

固定円板７の入力円板２１に対する対向面には、内歯歯
車としてのハイポトロコイド歯車を形成する周期関数溝
としてのハイホトミコイド等距離曲線歯形（以下ハイポ
トロコイド歯形とする）の溝７０が第２図に示すように
形成されている。（但しこの第２図は実際には後述する
出力円板２３の第１図中で右側面に形成されたハイポト
ロコイド歯形の溝２３ａを示している。〉 一方、入力円板２１の固定円板７に対する対向面には、
外歯歯車としてのエビトロコイド歯車を形成する周期関
数溝としてのエビトロコイド等距離曲線歯形（以下エビ
トロコイド歯形とする）の溝２１ａが第３図に示すよう
に形成されている。

（但しこの第３図は実際には後述する中間円板２５の第
１図中で左側面に形成されたエビトロコイド歯形の溝２
５ａを示している。） 第４図（この第４図も実際には出力円板２３と中間円板
２５との関係を示しているが）に示すように前記各溝７
０．２１ａ間には、この間を転勤可能なビン歯車の機能
を有する転動体としてのボール２７が複数個配設されて
いる。

すなわち、ハイポトロコイド歯車（固定円板７）と噛合
うビン歯ｉＩ（ボール２７）ならびにエビロイド歯車〈
入力円板２１）と噛合うビン歯車（ボール２７）の２組
の伝動機構を考え、この２１１の伝動機構においてビン
歯車を共通とすることによって第４図に示す歯数差が２
枚の内接遊星機構が形成される。このとき、ハイポトロ
コイド歯車、エビトロコイド歯車およびビン歯車の関係
は一義的に決まる。

このような機構において、ボール２７が各溝７ｃ、２ｉ
ａ間を転がることによって、入力円板２１は前記公転運
動と共に、入力軸１３の回転方向とは反対方向に回転（
自転）運動する。この自転運動を出力として取出せば一
段目の減速が行なわれることになる。

前記偏心部１３ａの更に左側端には、偏心部１３ａと反
対方向に同量偏心した偏心部１３ｂが一体的に形成され
ている。偏心部１３ｂには軸受２９を介して入力円板２
１と共に入力軸１３に対し偏心（公転）運動および自転
運動する中間円板２５が図中左右方向に微小量移動可能
に設けられている。

入力円板２１と中間円板２５との互いの対向面には、第
５図に示すような円状の凹部２１ｂと円状の凹部２５ｂ
とがそれぞれ複数形成されている。

これらの円状の凹部２１ｂ、２５ｂは偏心部１３ａ、１
３ｂの偏心量を半径としている。そして、第６図に示す
ように各凹部２１ｂ、２５ｂは互いにい対向して配置さ
れ、各凹部２１ｔｌ　、２５１）而にはボール３１が配
設されることでクランク機構を形成し、入力円板２１と
中間円板２５とは回転比１で結合してしる。このため、
入力円板２１の公転および自転運動がそのまま中間円板
２５に伝達されることになる。

中間円板２５の第１図中で左側面に対向して入力軸１３
と同心軸の出力円板２３が出力軸１７のクランク部１７
ａに固着されている。偏心部１３ｂの左側端には、入力
軸１３の小径部１３Ｃが突出しており、小径部１３ｃが
出力円板２３に軸受３３を介して支持されることで、入
力軸１３のケース１０内の一端側が支持されることにな
る。

中間円板２５と出力円板２３との互いの対向面には、前
記固定円板７と入力円板２１との互いの対向面に形成さ
れた周期関数溝と略同様なエビトロコイド歯形の１２５
ａ　　（第３図参照）とハイポトロコイド歯形の溝２３
ａ　（第２図参照）とがそれぞれ形成され、この各溝２
５ａ、２３ａ間には第４図に示すようにこの間を転勤し
て各円板２３゜２５間で動力を伝達（減速）する転動体
としてのボール３５が複数個配設されている。

このボール３５はビン歯車としての機能を有し、ボール
３５が８溝２３ａ　、２５ａ闇を転がることによって、
出力円板２３は減速されて自転運動する。すなわち、こ
こでも前記した第４図に示す歯数差が２枚の内接遊星機
構が形成されている。したがって、入力円板２１と固定
円板７との間で形成される内接遊星機構を第１の減速機
構３７とすれは、ここで一段目の減速が行なわれ、中間
円板２５と出力円板２３との間で形成される内接Ｍｕ機
構を第２の減速機構３９とすれば、ここで二段目の減速
が行なわれることになる。

ここで、竿１の減速機構３７におけるエビトロコイド歯
車、ハイポトロコイド歯車およびビン歯車の歯数をそれ
ぞれＺ＋　ｅ　、　Ｚ＋　ｈ　、　Ｚ＋　Ｉ）とし、第
２の減速機溝３つにおける前記各歯数をそれぞれＺ２　
ｅ　、　Ｚ２　ｈ　、　Ｚ２０とすると、Ｚ＋　Ｄ　＝
Ｚ＋　１３　＋１−Ｚ＋　ｈ　−１Ｚ２１）　−Ｚ２　
ｅ　＋１−Ｚ２　ｈ　−１の関係があり、一段目の減速
比１１および二段目における最終減速比１２は次のよう
になる。

ここで負符号は入力側の回転方向と出力側の回転方向と
が逆であることを示し、正符号の場合は入力側の回転方
向と出力側の回転方向とが゛、同じであることを示して
いる。また、Ｚ＋　Ｄ　−２２１）の場合には出力回転
は得られない。この実施例では、Ｚ＋　ｅ−１Ｑ、Ｚ＋
　ｐ−ｉ　１．Ｚ＋　ｈ−１２゜２２１３−１１．２２
１）−１２，Ｚ２ｈ−１３としてあり、これらの数値を
前記式■に代入すると、最終減速比１２は一１／６５と
なる。

なお、第４図中の符号４１，４３．４５はそれぞれハイ
ポトロコイド歯車のピッチ円、ビン歯、車のピッチ円、
エビトロコイド歯車のピッチ円である。

次に上記構成による作用を説明する。

入力軸１３の回転を受けて入力円板２１が偏心（公転）
運動をすると共に、第１の減速機構３７により入力軸１
３の回転方向と反対方向に減速回転（自転運動）して、
一段目の減速が行なわれる。

この公転および自転運動はそままボール３１を有するク
ランク機構を介して中間円板２５に伝達される。

中間円板２５の回転は第２の減速機構３９により減速さ
れて出力円板２３に伝達され、二段目の減速すなわち最
終的な減速が行なわれて出力軸１７に至る。

一方、固定円板７に一体的に形成されたダイヤフラム部
９は、固定円板７を第１図中で左方向に付勢している。

この付勢により、ボール２７およびボール３１を介して
入力円板２１および中間円板２５が、偏心部１３ａおよ
び偏心部１３ｂに対して第１図中で左方向に微小量移動
する。この結果第１の減速機構３７．クランク機構、第
２の減速機構３９の各位置における溝（凹部）とボール
との間に予圧が与えられて、この間の隙間が極めて少く
なる。

第７図および第７図の歯車の噛合いを示している第８図
は、この発明の他の実施例を示している。

この実施例は前述の実施例と同様な原理に基づく減速機
である。すなわち、ケース４７は、入力軸４９を軸受５
１を介して取付けられた図中左方向に開放部を有するカ
ップ状のケース部材４７ａと、出力軸５３を軸受５５を
介して取付けられた図中右方向に開放部を有するカップ
状のケース部材４７ｂとが弾性体としてのダイヤフラム
５７の外周側を間に挾んで装着されることで成り立って
いる。

ダイヤフラム５７の内周側はケース４７内に形成された
機構至５９内に突出しており、この内周側端部５７ａに
は前述の実施例における固定円板７に相当する第１の部
材としての環状のハイポトロコイド歯車６１が連結され
支持されている。ダイヤフラム５７は第７図中で右方向
の付勢力を有し、その端部５７ａによりハイポトロコイ
ド歯車６１は右方向に付勢されている。ハイポトロコイ
ド歯車６１の内周面にはアンギュラ形の歯面６１ａが形
成されている。

入力軸４９の機構ｖ５９側端部には、入力軸４９に対し
、偏心して一体的に形成された偏心部４９ａが設けられ
、偏心部４９ａには軸受６３を介して円板状のエビトロ
コイド歯車６５が回転可能に設けられている。エビトロ
コイド歯車６５は前述の実施例における入力円板２１に
相当し、その外周面には前述ハイポトロコイド歯車６１
の歯面６１ａに半径方向に対向しているアンギュラ形の
歯面６５ａが形成されている。

前記歯面６１ａおよび歯面６５ａは、前述の実施例にお
けるハイポトロコイド歯形の溝７Ｃおよびエビトロコイ
ド歯形の溝２１ａと同様に周方向にハイポトロコイド曲
線およびエビトロコイド曲線をそれぞれ形成している。

この各歯面６１ａ。

６５ａ間に転動体としてのボール６７が複数個配設され
、減速機構６８を構成している。符号６９はボール６７
の保持器である。　エビトロコイド歯車６５には第８図
に示すように出力用孔６５ｂが複数穿設されている。一
方、出力軸５３の機構空５９側端部には出力円板７１が
固着され出力円板７１の第７図中で右側面には、先端側
が大径となった出力用ビン７３が前記出力用孔６５ｂと
同数取付けられている。この出力用ビン７３は出力円板
７１側の細径部７３ａ１．：連続して大径部７３ｂが形
成されている。この大径部７３ｂは、出力用孔６５ｂよ
り略偏心部４９ａの２倍の偏心回だけ細径に形成され、
かつ、細径部７３ａの軸に対し回転自在なローラとして
の機能を有し、出力用孔６５ｂに挿入されている。

次にこの実施例の作用を説明する。

入力軸４９の回転を受けてエビトロコイド歯車６５が偏
心（公転）運動をすると共に、減速１５１構６８により
入力軸１３の回転方向と反対方向に減速回転（自動運転
）する。この減速回転されたエビトロコイド歯車６５の
回転（自転）は出力用ビン７３を介して出力軸５３側に
伝達される。　一方、ケース４７ｇ５に固定されたダイ
ヤフラム５７は、ハイポトロコイド歯車６１を第７図中
で右方向に付勢して、歯面６１ａ　、６５ａとボール６
７との間に予圧を与えている。このため、歯面６１ａ、
５５ａとボール６７との間の隙間は極めて少なくなる。

なお、この実施例ではボール６７に代えてローラを使用
してもよく、またアンギュラ形の歯車６１３．６５ａに
代えて軸方向に傾斜したテーバ面としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す減速機の断面図、第
２図はハイポトロコイド歯車のハイポトロコイド歯形を
示す正面図、第３図はエビトロコイド歯車のエビトロコ
イド歯形を示す正面図、第４図は各歯車の噛合いを示す
正面図、第５図はクランク機構における円板の凹部を示
す正面図、第６図はクランク機構を示す正面図、第７図
はこの発明の他の実施例の減速機を示す断面図、第８図
は第７図の各歯車の噛合いを示す正面図、第９図は従来
の減速機の断面図、第１０図は第９図の各歯車の噛合い
を示す正面図である。 （図面の主要部を表わす符号の説明） ７・・・固定円板く第１の部材） ７Ｃ・・・ハイポトロコイド歯形の溝（周期関数溝）９
・・・ダイヤフラム部（弾性体９） １０・・・ケース　　　２１・・・入力円板（第２の部
材）２１ａ・・・エビトロコイド歯形の溝（周期関数溝
）２７・・・ボール（転動体） 職（ｌ木テ 第１図 第２　図 第３図 第４１！１ 第５図 第６１１１ １７図 関 １８　図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケース側に対し回転不能の第１の部材とケース内に配設
   されケースに対し回転可能な第２の部材とのそれぞれの
   対向面に互いに異なる周期関数溝を形成し、この各周期
   関数溝間に転動体を複数個配設して前記第１の部材と第
   ２の部材との間で動力の伝達を行なう動力伝達装置にお
   いて、前記各周期関数溝と転動体との間に予圧を与える
   弾性体を設けたことを特徴とする動力伝達装置