JPS63158340A - ボ−ルを利用する増減速機 - Google Patents

ボ−ルを利用する増減速機

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JPS63158340A
JPS63158340A JP30479586A JP30479586A JPS63158340A JP S63158340 A JPS63158340 A JP S63158340A JP 30479586 A JP30479586 A JP 30479586A JP 30479586 A JP30479586 A JP 30479586A JP S63158340 A JPS63158340 A JP S63158340A
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groove
ball
screw shaft
gear
screw
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Hisatoshi Otsuka
大塚 尚敏
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • F16H1/163Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel with balls between the co-operating parts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

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】 (1)産業上の利用分野 本発明は、転動するボールが歯となり駆動ネジ軸と増減
速用溝歯車を噛み合わせた増速または減速機構であるか
ら各種機械の減速機に広く利用できるものである。
(2)従来の技術 従来の増減速機構はモーターにより回転するウオーム歯
車や平歯車と回転比を変えた平歯車または傘歯車を組み
合わせたものでるり、両歯車は直接歯が刻まれているの
で歯は固定され回軸による摩擦係数が大きく回転伝達効
率の向上には限界があった。また、定位置で転動するボ
ールベアリングを使用した従来の軸受けが改良され、近
年、第31図及び第32図に示す如く軸受本体(Nに設
けた軸受内周溝(C)と回転軸(D)に設けた回転ネジ
溝(E)内にボール(りを連続状に整列させ、このボー
ル(6)が転動しながら循環移動する構造の軸受が開発
されたが、これは軸受本体囚は固定し、ボール(6)の
循環移動は軸受本体(A)の外側に設けた循環パイプ(
B) を通路とする構造であシ、単に軸受としての効果
を向上するものであった。
(3)発明が解決しようとする問題点 従来の増減速機構はウオーム歯車と平歯車、傘歯車を組
み合わせた構造であるから、噛合回転による摩擦抵抗が
大きく回転効率が低下し、かつ製作上、配置上高度な精
度が要求され、回転時の騒音発生やバンクラッシュを除
去する事は困難であった。
(4)問題点全解決するための手段 本発明は従来の問題点を根本的に解決するもので、歯の
噛合を用いずにネジ軸と増減速用溝歯車の間に介在させ
たボールが噛み合わされる構造である。即ち1回転駆動
されるネジ軸にボール軌道ネジ溝を設けると共にボール
軌道ネジ溝の終端と始端全ネジ軸の内部、外周またはそ
の外側に装着したボール保護覆の内周に設けた循環路に
よ、り連続させ、一方ネジ軸に近接させた増減速用溝歯
車にボール軌道溝を設け、ネジ軸に近接するボール軌道
溝に嵌入するようボール軌道ネジ溝内にボールを装填し
てネジ軸と増減速用溝歯車の間にボールを介在させ、ネ
ジ軸に近接する増減速用溝歯車の部分を除くネジ軸の外
周部にボール飛び出し防止のためのボール保護覆を装着
し、前記ボールはネジ軸の回転により自在に転動しなが
ら循環移動するよう連続状に整列させた事を特徴とする
ボールを利用する減速機である。
(5)作用 ネジ軸のボール軌道ネジ溝と増減速用溝歯車のボール軌
道溝の間に整列連続させて介在させたボールは、ネジ軸
の回転と共に転動しながら移動しネジ軸の回転を増減速
用溝歯車に伝達し所定の増速減速比で回転させる。即ち
、連続するボールはネジ軸のボール軌道ネジ溝内を転動
しながら噛み合う増減速用溝歯車のボール軌道構内を軌
道して屓次ネジ軸の軸方向に整列移動し、ネジ溝を所定
回数回ってネジ軸のボール軌道ネジ溝の終端から循環路
を通り循環してボール軌道ネジ溝の始端に出、再びボー
ル軌道ネジ溝を移動する。この場合、ネジ軸の外周はボ
ール保護覆により覆われているのでボールはボール軌道
ネジ溝から脱出する事はない。
(6)実施例 欠に本発明全実施例について説明する。第1図及び第2
図において、(1)はモーターで駆動されるネジ軸、(
2)はネジ軸(1)の回転により回転伝達され所定の増
速比または減速比で回転する増減速用溝歯車である。ネ
ジ軸(1)にはツル巻き状のボール軌道ネジ溝(3)を
設けると共に、ボール軌道ネジ溝(3)の終端と初端を
ネジ軸(りの内部、外周等に設けた循環路(りにより連
続させる。一方、増減速用溝歯車(2)にはボール軌道
ネジ溝(3)に対応するボール軌道溝(5)を設ける。
ボール軌道ネジ溝(3)には自在に転動しかつ移動する
よう連続状にボール(6)を装填する。このボール(6
)ヲ介してネジ軸(1)と増減速用溝歯車(2)は第7
図に示す如く接触し、ボール軌道ネジ溝(3)内のボー
ル(6)は、増減速用溝歯車(2)に近接する部分のボ
ール(6)が噛み合うようにボール軌道溝(5)に嵌入
する。ネジ軸(1)の外周には増減速用溝歯車(2)に
近接する部分を除いてボール(6)の飛出しを防止する
だめのボール保護覆(7)を装着する。
従って、ネジ軸(1)が回転するとボール(6)を介し
て噛み合う増減速用溝歯車(2)は所定の増速比または
減速比で回転する。即ち、ボール軌道ネジ溝(3)に整
列したボール(6)は増減速用溝歯車(2)のボール軌
道溝(5)との接触により転動しながら移動し、ボール
軌道ネジ溝(3)の終端から順次循環路(4)ヲ通り始
端に出、再びボール軌道ネジ溝(3)全移動し、増減速
用溝歯車(5)fc所定増減速回転させる。この場合、
ネジ軸(1)のボール軌道ネジ溝(3)は単条に限らず
複数条にする事ができる。
第3図及び第4図、第5図は増減速用溝歯車(2)と接
するネジ軸(1)の部分を円孤状に構成し、ネジ軸(1
)のボール軌道ネジ溝(3)全左右に設け1.5条とし
た実施例であり、第5図2・こ拡大図示する如く左右の
ボール軌道ネジ溝(3)に嵌入されたボール(6)を増
減速用溝歯車(2)に斜方向から押しつける事によシ増
減速用溝歯車(2)のバックラッシュを除去する事がで
きる。また増減速用溝歯車(2)の曲率を変える事によ
りその効果を更に向上させる事が可能となる。この場合
、ネジ軸(1)及び増減速用溝歯車(2)ヲ同軸上で分
割してもよく、あるいは直交軸でなく、第6図に示す如
くネジ軸(1)と増減速用溝歯車(2)の軸を平行軸と
し、同軸に正逆異なる巻き状の2個のネジ軸(す及び(
15を設ける事もできる。
増減速比が大きい場合は、第8図及び第9図に示す如〈
従来のウオーム機構と同様にネジ軸(1)と増減速用溝
歯車(2)軸を直交させ、減速比が小さい場合は第1θ
図及び第11図に示す如くネジ軸(1)と増減速用溝歯
車(2)軸とを平行させれば有効である。
ネジ軸(りと増減速用溝歯車(2)との組み合わせは第
12図及び第13図の如く増減速用溝歯車(2)を円板
状として渦巻状(1部図示)の溝を刻設しても。
また、第14図及び第15図の如くネジ軸(すと増減速
用溝歯車(2)を傘状に構成しツル巻状の溝を刻設して
もよい。
ボール(6)の飛出し脱去を防止するボール保護覆(7
)は、増減速用溝歯車(2)に近接する部分を除き第1
6図及び第17図に示す如くボール(的の転動及び移動
できる間隙を有してネジ軸(1)のボール軌道ネジ溝(
3)全被覆する外筒を嵌設する。また、第18図に示す
如くボール軌道ネジ溝(3)のボール(6)の先端部が
増減速用溝歯車(2)のボール軌道溝(5)に嵌入しか
つ転動及び移動できるように露出させ、帯状の板などを
ネジ軸(1ンの全周に巻きつけてもよい。
次にボール(6)′fcネジ軸(1)のボール軌道ネジ
溝(3)の終端から再び始端に循環させて復元する循環
路(4)の実施例を示す。第19図及び第20図はネジ
軸(L)の内部を貫通させて循環路(4)全構成しボー
ル軌道ネジ溝(3)の始端と終端全連続させたものであ
シ、第21図及び第22図はネジ軸(1)の外周に軸方
向の溝を刻設して循環路(4)を構成しその外側にボー
ル軌道ネジ溝(3)を設けたネジ軸外筒(1)全嵌着し
たものであるが、外側に装着するボール保護覆(7)の
内周面に循環路を刻設する事もできる。これら実施例は
ボール軌道ネジ溝(3)が1条の場合を図示したが複数
条としても同様であり、第23図及び第24図はネジ軸
(1)外周に刻設したボール軌道ネジ溝(3)と循環路
(4)をそれぞれ3条にした場合の実施例である。第2
5図はネジ軸(1)内部に1端から孔を穿ち、ボール軌
道ネジ溝(3)の終端と始端に連続させ、開口する端口
を盲栓(幻により閉鎖して循環路(4)を構成したもの
であり、第26図はネジ軸(1)の内部に穿った有底孔
に有底管(9)全嵌入し、有底管(9)の先端と底部を
それぞれボール軌道ネジ溝(3)の終端と始端に連続さ
せて循環路(4)を構成した実施例である。
この両実施例は製作が容易となる利点を有する。
ネジ軸(1)のボール軌道ネジ溝(3)と増減速用溝歯
車(2)のボール軌道溝(5)の軌跡は第27図乃至第
30図に示し、第27図の如く2条半のボール軌道ネジ
溝(3)が刻設されるネジ軸(1)と増減速用溝歯車(
2)が平行して外接する場合の軌跡展開を第28図に示
し。
1条のボール軌道ネジ溝(3)が内周に刻設されるネジ
軸(1)に第29図に示す如く増減速用溝歯車(2)が
内接する場合の軌跡展開全第30図に示す。
(ア)発明の効果 本発明は、駆動するネジ軸に設けたボール軌道ネジ溝に
連続状に整列されるボールが増減速用溝歯車に設けたボ
ール軌道溝内に嵌入し、ネジ軸の回転力は転動しかつ移
動するボールを介して増減速用溝歯車に回転伝達される
ので、摩擦係数が極めて小さく回転伝達効率が向上し、
かつバンクラッシュを除去する事ができる。従って振動
衝撃荷重が作用する場合、高精度の位置決め精度や回転
精度が要求される場合等の増速機または減速機として特
に最適である。また、ボールの転走するボール軌道ネジ
溝及びボール軌道溝断面をボールの半径とほぼ等しいR
形状に形成する事によりボールの接触面積を大きくしラ
ジアル荷重負荷に対しても荷重性能を大きくできる実効
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の縦断面図、第2図は第1図の縦
断面図、第3図は本発明の他の実施し1]縦断面、第4
図は第3図の縦断面図、第5図は特にバックラッシュを
除去するためのボール軌道ネジ溝を示す縦断面図、第6
図は同軸上に2個の正・逆巻きネジ軸を設けた実施例平
面図、第7図は本考案の1実施例斜視図、第8図はネジ
軸と増減速用溝歯車軸が直交する実施例の縦断面図・第
9図は第8図の右側断面図、第10図はネジ軸と増減速
用溝歯車軸が平行する実施例の縦断面図、第11図は第
1θ図の右側面図、第12図はネジ軸と減速用面板を組
み合わせた実施例の正面図、第13図は第12図の右側
面図、第14図はネジ軸と増減速用傘状溝歯車を組み合
わせた実施例の正面図、第15図は第14図の右側面図
、第16図はボールの飛出し防止のためのポール保護覆
の1実施例を示す縦断面図。 第17図は第16図の側面図、第18図はボール飛出防
止のボール保護覆の実施例側面図、第19図より第26
図はボールを循環して復元させる循環路の実施例を示し
、第19図はネジ軸内を貫通する循環路の実施例の断面
図、第20図は第19図の縦断面図、第図21図はネジ
軸の外周に循環路を設けた実施例の縦断面図、第22図
は第21図の縦断面図、第23図は三条の循環路を設け
た実施例の断面図、第24図は第23図の縦断面図、第
25図はネジ軸の軸心部に平行させて循環路を設けた実
施例の縦断面図、第26図はネジ軸内に嵌着した有底管
を循環路とした実施例の縦断面図、第27図より第30
図にネジ軸と増減速用溝歯車の組み合わせ及びボール軌
道ネジ溝とボール軌道溝の軌跡展開図を示し、第27図
は外接させた実施例の説明図、第28図は第27図の軌
跡展開図、第29図は内接させた実施例の説明図、第3
0図は第29図の軌跡展開図、第31図は従来のボール
を使用したボールネジの断面図、第32図は第31図の
縦断面図である。 図において、(1)はネジ軸i1Jネジ軸外筒、(2)
は増減速用溝歯車、(3)はボール軌道ネジ溝、(りは
循環路、(5)はボール軌道溝、(6)はボール、(7
)はポール保護覆。 (4)は軸受外筒、(B)は軸受本体、(C)は軸受内
周溝。 (瑳は回転軸、(E)は回転ネジ溝を示す。 算ケ困         賽80 喜zIli1 算20 葵/ノ囚            2・ツ台自\Jすn
ag車司11260                
埼673ムQ賽14図       畜1s凹 箋l[生17園 S′ ’i−/&目 1 ; ネジ′S台 末120      茎2.。 葵zlの       賽22目 算230      生24−a 萼2A−口 葵261¥1 I−キリ率i l′i ネリ多わ7トh\) Z;贈緘適IIFl溝ム車 3;ホール車り餐4ネジ溝 4;拵1環1ト 99 ボ=lし軌口1溝 乙・ ホ゛’−rし 7; 本−IしやH噴J! 8・1澤外 ?i 塙久管

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、回転駆動されるネジ軸にボール軌道ネジ溝を設ける
    と共にボール軌道ネジ溝の終端と始端を循環路により連
    続させ、一方ネジ軸に近接させた増減速用溝歯車にボー
    ル軌道溝を設け、ネジ軸に近接するボール軌道溝に嵌入
    するようボール軌道ネジ溝内にボールを装填してネジ軸
    と増減速用溝歯車の間にボールを介在させ、ネジ軸に近
    接する増減速用溝歯車の部分を除くネジ軸の外周部にボ
    ール飛出し防止のためのボール保護覆を装着し、前記ボ
    ールはネジ軸の回転により自在に転動しながら循環移動
    するよう連続状に整列させた事を特徴とするボールを利
    用する増減速機。 2、ネジ軸のボール軌道ネジ溝及び増減速用溝歯車のボ
    ール軌道溝を複数条設けた事を特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載のボールを利用する増減速機。 3、ボール軌道の終端と初端を連続させボールをボール
    軌道ネジ溝に復元させる循環路は、ネジ軸の内部、外周
    またはボール保護覆の内周面に設けた事を特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のボールを利用する増減速機
JP30479586A 1986-12-20 1986-12-20 ボ−ルを利用する増減速機 Granted JPS63158340A (ja)

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JP30479586A JPS63158340A (ja) 1986-12-20 1986-12-20 ボ−ルを利用する増減速機

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JPS63158340A true JPS63158340A (ja) 1988-07-01
JPH0378501B2 JPH0378501B2 (ja) 1991-12-13

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655410A (en) * 1994-03-14 1997-08-12 Nakamura; Hitoshi Worm type reduction gear mechanism
ITBG20090042A1 (it) * 2009-07-21 2011-01-22 Tecnigraph Service Snc Riduttore di velocita'
CN104964017A (zh) * 2015-07-06 2015-10-07 济南大学 一种类齿轮齿条机构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831172A (ja) * 1971-08-12 1973-04-24

Patent Citations (1)

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CN104964017A (zh) * 2015-07-06 2015-10-07 济南大学 一种类齿轮齿条机构

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