WO2021166539A1 - 伝達機構 - Google Patents

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WO2021166539A1
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gear
cam
transmission mechanism
shaft
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斎藤　武志
直幸 高橋
Original Assignee
株式会社三共製作所
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
    • F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/325—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear comprising a carrier with pins guiding at least one orbital gear with circular holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

Definitions

  • the present invention relates to a transmission mechanism capable of reducing a motion transmission error between the input shaft side and the output shaft side.
  • Patent Document 1 discloses a deceleration mechanism including an elliptical cam, a roller link that contacts the outer periphery of the elliptical cam via a roller, a guide plate coaxial with the elliptical cam, and an internal tooth plate.
  • the elliptical cam is used as the input shaft
  • the guide plate or the internal tooth plate is used as the output shaft
  • the guide plate has guide holes corresponding to each pin for the roller of the roller link arranged in a circle
  • the internal tooth plate has the internal tooth plate.
  • the internal teeth with more teeth than the number of pins of the roller link are formed in a circle
  • the roller link is configured as a roller link chain in which a link plate for connecting the pins is arranged
  • each pin of the roller link is an elliptical cam.
  • the guide plate or the internal tooth plate is relatively rotated by being guided through both the guide hole and the internal tooth and advancing and retreating into the tooth groove of the internal tooth.
  • Patent Document 2 describes a first cam having an annular groove formed on its surface, a plurality of stepped pins arranged in the annular groove and freely rolling in the annular groove, and individual movements of each stepped pin.
  • a deceleration device including a second cam in which a plurality of circular holes to be regulated are arranged, and a third cam having teeth that mesh with stepped pins and converting the rotational motion of the first cam into a rotational motion of a predetermined reduction ratio. It is disclosed.
  • the speed reduction mechanism of Patent Document 1 has a structure in which the roller link is in contact with the outer circumference of the elliptical cam via the roller, and all the pins for the roller are connected by the link plate, and the minor axis portion to the major axis portion of the elliptical cam. There is a problem that a velocity difference is generated in each pin due to the polygonal motion of the link plate between the above, and the velocity difference interferes with each other to cause a motion transmission error between the input shaft side and the output shaft side.
  • the speed reducer of Patent Document 2 has a structure in which the stepped pin is arranged so as to be surrounded by the annular groove, and the stepped pin is easily worn due to contact with the annular groove, and a long life is expected. There is a problem that it cannot be done.
  • an object of the present invention is to provide a transmission mechanism capable of solving the above problems and reducing the motion transmission error between the input shaft side and the output shaft side.
  • the transmission mechanism is a first axis that is rotatable about a first rotation axis, and the first axis is concentric with the first axis.
  • a second shaft that can rotate about an axis and a guide plate that is concentric with the second shaft.
  • the guide plate is provided with a plurality of guide holes along the rotation direction of the second shaft.
  • Each pin comprises a guide plate housed in a corresponding guide hole and a gear that is concentric with the second shaft and is capable of engaging with each pin, the first shaft and the first. With the rotation of one of the two axes, each pin is guided by the corresponding guide hole and moves along the cam and gear so that the other of the first and second axes is one. Rotating with respect to, the plurality of pins are divided into a plurality of groups, and the pins in one group are connected in a series, but are not connected to the pins in another group.
  • the curvature of the side surface of the cam obtained by rotating around the rotation direction of the first axis has a maximum value of two or more, and a plurality of pins have a plurality of pins. Divided into multiple groups based on the number of maxima.
  • a plurality of pins are divided into a plurality of groups by an integral multiple of 2 or more of the number of maximum values.
  • a plurality of pins are divided into a plurality of groups by an integer of 2 or more.
  • one group of pins is connected in a series so that two adjacent pins are connected by a chain.
  • either one of the guide plate and the gear is fixed to the second shaft.
  • the gear is an internal gear, and a plurality of pins are arranged on the outside of the cam.
  • the number of teeth of the gear is the sum of the number of a plurality of pins and the number of maximum values.
  • the gear is an external gear, and a plurality of pins are arranged inside the cam.
  • the number of a plurality of pins is the sum of the number of teeth of the gear and the number of maximum values.
  • the influence of the speed difference between the pins is affected only in each group. It is possible to reduce the motion transmission error between the input shaft side and the output shaft side due to the entire plurality of pins.
  • FIG. 1A It is an exploded perspective view of the transmission mechanism as one Embodiment of this invention. It is a top view of the transmission mechanism of FIG. 1A. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 1A in line CC of FIG. 1B. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 1A in line DD of FIG. 1C. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 1A in line EE of FIG. 1C. It is a perspective view which shows the partial cross section of the transmission mechanism of FIG. 1A. It is an exploded perspective view of the transmission mechanism as another embodiment of this invention. It is a top view of the transmission mechanism of FIG. 2A. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 2A in line CC of FIG. 2B.
  • FIG. 4A It is an exploded perspective view of the transmission mechanism as another embodiment of this invention. It is a top view of the transmission mechanism of FIG. 4A. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 4A in line CC of FIG. 4B. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 4A in line DD of FIG. 4C. It is sectional drawing of the transmission mechanism of FIG. 4A in line EE of FIG. 4C. It is a perspective view as one Embodiment of the pin in the transmission mechanism of this invention. It is sectional drawing of the pin of FIG. 5A. It is a top view of the pin of FIG. 5A.
  • the transmission mechanism 101 includes a first axis (not shown) that can rotate about the first rotation axis 104 and a second axis (not shown) that can rotate about the second rotation axis 108. ..
  • the first rotation axis 104 and the second rotation axis 108 may be on the same line.
  • the first axis may be the input axis and the second axis may be the output axis. Further, the second axis may be an input axis and the first axis may be an output axis.
  • the first shaft includes a cam 102 fixed to the first shaft concentrically with the first shaft.
  • the transmission mechanism 101 is concentric with a plurality of pins 105 arranged along the side surface 103 of the cam 102 and a second shaft, and is provided with a plurality of guide holes along the rotation direction of the second shaft. It further comprises a guide plate and gears that are concentric with the second shaft and capable of engaging with each pin 105. Each pin 105 is accommodated in any of the corresponding guide holes among the plurality of guide holes provided in the guide plate.
  • the side surface 103 of the cam 102 has a positive curvature when viewed from the first rotation axis 104. That is, in the cross section of the side surface 103 of the cam 102 in the plane perpendicular to the first rotation axis 104, the case where the normal vector of the side surface 103 of the cam 102 points in the direction of the first rotation axis 104 is defined as a positive curvature.
  • the curvature of the side surface 103 of the cam 102 is always positive in cross section. As shown in FIGS. 1A-1F and 3A-3E, when the gear that can engage with each pin 105 is an internal gear, the cam 102 is viewed from the first rotation axis 104.
  • the cam 102 may have a side surface 103 made of a pillar having a convex side surface. As shown in FIGS. 2A-2F and 4A-4E, when the gear that can engage with each pin 105 is an external gear, the cam 102 is viewed from the first rotation axis 104. It may have a side surface 103 due to a through hole of a pillar having a convex side surface.
  • the side surface 103 of the cam 102 has an elliptical cylinder, or a shape of a side surface of a substantially regular polygonal cylinder such as a substantially regular triangular cylinder, a substantially regular square cylinder, a substantially regular pentagonal cylinder, etc., about the first rotation axis 104. May have.
  • Each pin 105 guided by the corresponding guide hole, moves along the cam 102 and the gear with the rotation of one of the first and second shafts, thereby the first shaft. And the other of the second axes rotates relative to one.
  • each pin 105 is guided by the guide hole in which the pin 105 is housed and moves along the cam 102 and the gear. The movement of each pin 105 causes the second axis or the first axis as the output axis to rotate relative to the first axis or the second axis as the input axis.
  • Each guide hole is formed in a shape that causes each pin 105 to move by a predetermined amount in the corresponding guide hole when the first shaft or the second shaft as the input shaft rotates.
  • each guide hole may be formed in a substantially elliptical shape whose long axis points in the direction of the second rotation axis 108.
  • the gear may be located on one side with respect to the cam 102, and as shown in FIGS. 1A-4E, the gear is concentric with the second shaft and the rotation of the second shaft. From the first gear 106a having a plurality of teeth along the direction and from the second gear 106b concentric with the second shaft and having a plurality of teeth along the direction of rotation of the second shaft. It may be a pair of configured gears. The first gear 106a and the second gear 106b are arranged so as to sandwich the cam 102 between them. Further, in the first gear 106a and the second gear 106b, the teeth of the first gear 106a and the teeth of the second gear 106b are approximately aligned with each other when the transmission mechanism 101 is viewed from above.
  • the parts are arranged so that the phases of the parts are roughly matched.
  • the gears are a pair of gears composed of the first gear 106a and the second gear 106b, but the gears are arranged on one side with respect to the cam 102. The same applies when it is.
  • the guide plate may be located on one side with respect to the cam 102, and as shown in FIGS. 1A-4E, the guide plate is concentric with the second axis, the first guide plate 107a. And a pair of guide plates composed of a second guide plate 107b that is concentric with the second shaft.
  • the first guide plate 107a and the second guide plate 107b are arranged so as to sandwich the cam 102.
  • the first guide plate 107a and the second guide plate 107b may be arranged so as to sandwich the first gear 106a and the second gear 106b, and the first gear 106a and the second gear 106b may be arranged so as to sandwich the first gear 106a and the second gear 106b.
  • the first guide plate 107a is provided with a plurality of first guide holes 109a along the rotation direction of the second shaft
  • the second guide plate 107b is provided with a plurality of first guide holes 109a along the rotation direction of the second shaft.
  • a second guide hole 109b is provided.
  • Each pin 105 is housed in a corresponding first guide hole 109a of the first guide plate 107a and a corresponding second guide hole 109b of the second guide plate 107b, and the corresponding first guide hole 109a and the corresponding first guide hole 109a.
  • the guide plate is a pair of guide plates composed of the first guide plate 107a and the second guide plate 107b, but the guide plate is one of the guide plates with respect to the cam 102. The same applies when it is placed on the side of.
  • the plurality of pins 105 are divided into a plurality of groups.
  • the plurality of pins 105 may be divided into groups 110a to 110f of the first group.
  • the pins 105 in each of the first group 110a to the sixth group 110f are connected in series to the pins 105 of the group to which the pin 105 belongs (for example, the first group 110a), while the pin 105 belongs to the group. It is not connected to the pin 105 of the non-group (for example, the second group 110b to the sixth group 110f).
  • the plurality of pins 105 arranged along the side surface 103 of the cam 102 are divided into the first group 110a to the sixth group 110f, and the first group 110a to the sixth group 110f.
  • the influence of the speed difference between the pins 105 can be completed only in each of the first group 110a to the sixth group 110f to which the pin 105 belongs.
  • the motion transmission error between the first axis and the second axis due to the entire plurality of pins 105 can be reduced.
  • the curvature of the side surface 103 of the cam 102 obtained by making a circumference along the rotation direction of the first axis from 0 to 360 ° may have two or more maximum values. Further, the maximum values of two or more curvatures may be obtained at equal intervals over 0 to 360 °. For example, as shown in FIGS. 1A to 2F, when the cam 102 has a shape having a side surface 103 of an elliptical cylinder, the cross section of the cam 102 in a plane perpendicular to the first rotation axis 104 is 180 °.
  • the cam 102 has a side surface 103 of a substantially regular triangular cylinder, as shown in FIGS. 3A to 4E.
  • the plurality of pins 105 may be divided into a plurality of groups based on the number of the maximum values thereof.
  • the mutual interference between the pins 105 due to this speed difference can be completed only in each of the first group 110a to the sixth group 110f to which the pin 105 belongs, whereby the plurality of pins 105 It is possible to reduce the motion transmission error between the first axis and the second axis as a whole.
  • the plurality of pins 105 may be divided into a plurality of groups by an integral multiple of 2 or more of the number of maximum values of the curvature of the side surface 103 of the cam 102. Further, the plurality of pins 105 may be divided into a plurality of groups by an even number. For example, as shown in FIGS. 1A to 2F, when the cam 102 has a shape having a side surface 103 of an elliptical cylinder, the cross section of the cam 102 in a plane perpendicular to the first rotation axis 104 is 180 °.
  • the plurality of pins 105 are the first by a number of 6, which is three times the number of the maximums and is also an even number.
  • the group 110a to the sixth group 110f may be divided into six groups. Further, as shown in FIGS. 3A to 4E, when the cam 102 has a shape having a side surface 103 of a substantially equilateral triangular cylinder, the cross section of the cam 102 in a plane perpendicular to the first rotation axis 104 is 120.
  • the first group 110a to the sixth group 110f may be divided into six.
  • the pins 105 in each of the first group 110a to the sixth group 110f may be connected in a series so that two adjacent pins 105 are connected by the chain 110.
  • each pin 105 and its adjacent pin 105 are relative to each other. They are connected by a chain 110 so that they can rotate. Thereby, the pins 105 in each of the first group 110a to the sixth group 110f can interlock and move along the cam 102 and the gear.
  • each pin 105 may include an inner shaft portion 105a and an outer ring portion 105b that rotates around the inner shaft portion 105a.
  • the outer ring portion 105b may be in sliding contact and rotate around the inner shaft portion 105a, or may be in rolling contact via a roller or the like and may rotate around the inner shaft portion 105a.
  • Each pin 105 is arranged so that the outer ring portion 105b contacts the side surface 103 of the cam 102 and the outer ring portion 105b of the adjacent pin 105. When the gear is arranged on one side with respect to the cam 102, one end of the inner shaft portion 105a of each pin 105 can engage the gear.
  • both ends of the inner shaft portion 105a of each pin 105 are the first gear 106a and the second gear 106a. Each can be engaged with the gear 106b.
  • the guide plate is arranged on one side with respect to the cam 102, one end of the inner shaft portion 105a of each pin 105 is housed in the corresponding guide hole of the guide plate.
  • the guide plate is a pair of guide plates composed of the first guide plate 107a and the second guide plate 107b, both ends of the inner shaft portion 105a of each pin 105 are the first guide plate.
  • the two adjacent pins 105 may be connected so as to sandwich each outer ring portion 105b by two chains 110. Further, by arranging the pinning 111 on the inner shaft portion 105a of each pin 105, the chain 110 and the outer ring portion 105b may not move in the axial direction of the inner shaft portion 105a.
  • One of the pair of guide plates composed of the first guide plate 107a and the second guide plate 107b and the pair of gears composed of the first gear 106a and the second gear 106b is the second gear.
  • the other of them is fixed to the housing (not shown) of the transmission mechanism 101. That is, any one of the first guide plate 107a and the second guide plate 107b and the first gear 106a and the second gear 106b rotates together with the second shaft.
  • the first gear 106a and the second gear 106b constituting the pair of gears may be internal gears.
  • the cam 102 is a side surface 103 of an elliptical prism (see FIG. 1A), a substantially regular triangular prism (see FIG. 3A), a substantially regular square prism, a substantially regular pentagonal prism, etc., centered on the first rotation axis 104.
  • the shape may have a side surface 103 of a substantially regular polygonal prism such as, and the plurality of pins 105 are arranged outward along the side surface 103 of the cam 102.
  • each pin 105 is guided by the guide holes 109a and 109b in which the pin 105 is housed, and a pair of gears are set in the rotation direction of the cam 102 between the cam 102 and the pair of gears. Move along them to rotate in the opposite direction.
  • the pair of gears are fixed to the housing of the transmission mechanism 101, when the cam 102 rotates with the rotation of the first shaft as the input shaft, each pin 105 accommodates the pin 105.
  • the pair of guide plates move along the cam 102 and the pair of gears so as to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the cam 102.
  • the second axis as the input axis rotates.
  • the gear ratio is N M / N T
  • the pair of gears is fixed to the housing of the transmission mechanism 101 that if, the gear ratio is N M / N P.
  • the gear ratio is N T / N M
  • a pair of gears in the housing of the transmission mechanism 101 Once fixed, the gear ratio is N P / N M.
  • the first gear 106a and the second gear 106b constituting the pair of gears may be external gears.
  • the cam 102 has a side surface 103 of an elliptical prism (see FIG. 2A), a substantially regular triangular prism (see FIG. 4A), a substantially regular square prism, a substantially regular pentagonal prism, centered on the first rotation axis 104.
  • a through hole having a side surface 103 of a substantially regular polygonal prism such as the above may be provided, and the plurality of pins 105 are arranged inward along the side surface 103 of the cam 102.
  • each pin 105 is guided by the guide holes 109a and 109b in which the pin 105 is housed, and a pair of gears are set in the rotation direction of the cam 102 between the cam 102 and the pair of gears. Move along them to rotate in the opposite direction.
  • the pair of gears are fixed to the housing of the transmission mechanism 101, when the cam 102 rotates with the rotation of the first shaft as the input shaft, each pin 105 accommodates the pin 105.
  • the pair of guide plates move along the cam 102 and the pair of gears so as to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the cam 102.
  • the second axis as the input axis rotates.
  • the gear ratio is N M / N T
  • the pair of gears is fixed to the housing of the transmission mechanism 101 that if, the gear ratio is N M / N P.
  • the gear ratio is N T / N M
  • a pair of gears in the housing of the transmission mechanism 101 Once fixed, the gear ratio is N P / N M.

Abstract

本発明は、入力軸側と出力軸側との間の運動伝達誤差を低減することができる伝達機構を提供する。伝達機構（１０１）は、カム（１０２）と、カムの側面（１０３）に沿って配列された複数のピン（１０５）と、複数のガイド孔（１０９ａ、１０９ｂ）が設けられたガイドプレート（１０７ａ、１０７ｂ）と、各ピンと係合することができる歯車（１０６ａ、１０６ｂ）とを備え、カムの回転に伴って、各ピンが対応するガイド孔（１０９ａ、１０９ｂ）に案内されてカム及び歯車に沿って運動することによって、ガイドプレート又は歯車がカムに対して回転し、複数のピン（１０５）が複数の群（１１０ａ～１１０ｆ）に分割され、各群（１１０ａ～１１０ｆ）におけるピン（１０５）は、一連に連結されているが、別の群（１１０ａ～１１０ｆ）におけるピン（１０５）には連結されていない。

Description

伝達機構
　本発明は、入力軸側と出力軸側との間の運動伝達誤差を低減することができる伝達機構に関するものである。
　特許文献１には、楕円カムと、ローラを介して楕円カムの外周に接するローラリンクと、楕円カムと同軸のガイドプレートと、内歯プレートとを備える減速機構が開示されている。この減速機構において、楕円カムを入力軸とし、ガイドプレート又は内歯プレートを出力軸とし、ガイドプレートは、ローラリンクのローラ用の各ピンに対応するガイド孔を円形に配列し、内歯プレートは、ローラリンクのピン本数より多い歯数の内歯を円形に形成し、ローラリンクは、ピンを連結するリンクプレートが配設されたローラリンクチェーンとして構成され、ローラリンクの各ピンは、楕円カムの回転に伴い、各ガイド孔、内歯の双方を介してガイドされ、内歯の歯溝に進退してガイドプレート又は内歯プレートを相対回転させる。
　特許文献２には、環状溝が表面に形成された第１カムと、環状溝内に配置され、環状溝内を自由に転動する複数の段付ピンと、各段付ピンの運動を個々に規制する円形孔が複数配列された第２カムと、段付ピンに噛み合う歯を有し、第１カムの回転運動を所定の減速比の回転運動に変換する第３カムとを備える減速装置が開示されている。
特開２００４－２５１３７４号公報 特開２００９－２８１４２２号公報
　特許文献１の減速機構は、ローラリンクがローラを介して楕円カムの外周に接し、ローラ用のピンの全てがリンクプレートによって連結される構造となっており、楕円カムの短径部から長径部までの間のリンクプレートの多角形運動によって各ピンには速度差が生じ、この速度差が相互干渉して入力軸側と出力軸側との間に運動伝達誤差が生じるという問題点がある。特許文献２の減速装置は、段付ピンが環状溝に囲まれるように配置されている構造となっており、段付ピンが環状溝との接触により磨耗しやすく、長寿命化を期待することができないという問題点がある。
　従って、本発明の目的は、上記問題点を解決して、入力軸側と出力軸側との間の運動伝達誤差を低減することができる伝達機構を提供することである。
　本発明の１つの観点によれば、伝達機構が、第１の回転軸線を中心として回転可能な第１の軸であって、第１の軸が、第１の軸と同心に第１の軸に固定されたカムを備え、カムの側面が、第１の回転軸線から視て正の曲率を有する、第１の軸と、カムの側面に沿って配列された複数のピンと、第２の回転軸線を中心として回転可能な第２の軸と、第２の軸と同心であるガイドプレートであって、ガイドプレートには、第２の軸の回転方向に沿って複数のガイド孔が設けられ、各ピンが、対応するガイド孔に収容されている、ガイドプレートと、第２の軸と同心である歯車であって、各ピンと係合することができる歯車とを備え、第１の軸及び第２の軸のうちの一方の回転に伴って、各ピンが対応するガイド孔に案内されてカム及び歯車に沿って運動することによって、第１の軸及び第２の軸のうちの他方が一方に対して回転し、複数のピンが複数の群に分割され、１つの群におけるピンが、一連に連結されているが、別の群におけるピンには連結されていない。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、第１の軸の回転方向に沿って一周して得られるカムの側面の曲率が２つ以上の極大値を有し、複数のピンが、極大値の数に基づいて複数の群に分割される。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、複数のピンが、極大値の数の２以上の整数倍によって複数の群に分割される。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、複数のピンが、２以上の整数によって複数の群に分割される。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、１つの群のピンは、２つの隣接するピンがチェーンによって連結されるように一連に連結されている。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、ガイドプレート及び歯車のうちの何れか一方が、第２の軸に固定されている。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、歯車が内歯歯車であって、複数のピンが、カムの外側に配列されている。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、歯車が内歯歯車である場合には、歯車の歯部の数が、複数のピンの数と極大値の数との和である。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、歯車が外歯歯車であって、複数のピンが、カムの内側に配列されている。
　本発明の一具体例によれば、伝達機構において、歯車が外歯歯車である場合には、複数のピンの数が、歯車の歯部の数と極大値の数との和である。
　本発明によれば、カムの側面に沿って配列された複数のピンを複数の群に分割し、各群においてのみピンを一連に連結することによって、ピン間の速度差の影響を各群のみで完結することができ、複数のピン全体による入力軸側と出力軸側との間の運動伝達誤差を低減することができる。
　なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
本発明の一実施形態としての伝達機構の分解斜視図である。 図１Ａの伝達機構の上面図である。 図１Ａの伝達機構の、図１ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。 図１Ａの伝達機構の、図１ＣのＤ－Ｄ線における断面図である。 図１Ａの伝達機構の、図１ＣのＥ－Ｅ線における断面図である。 図１Ａの伝達機構の一部断面を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態としての伝達機構の分解斜視図である。 図２Ａの伝達機構の上面図である。 図２Ａの伝達機構の、図２ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。 図２Ａの伝達機構の、図２ＣのＤ－Ｄ線における断面図である。 図２Ａの伝達機構の、図２ＣのＥ－Ｅ線における断面図である。 図２Ａの伝達機構の一部断面を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態としての伝達機構の分解斜視図である。 図３Ａの伝達機構の上面図である。 図３Ａの伝達機構の、図３ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。 図３Ａの伝達機構の、図３ＣのＤ－Ｄ線における断面図である。 図３Ａの伝達機構の、図３ＣのＥ－Ｅ線における断面図である。 本発明の別の実施形態としての伝達機構の分解斜視図である。 図４Ａの伝達機構の上面図である。 図４Ａの伝達機構の、図４ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。 図４Ａの伝達機構の、図４ＣのＤ－Ｄ線における断面図である。 図４Ａの伝達機構の、図４ＣのＥ－Ｅ線における断面図である。 本発明の伝達機構におけるピンの一実施形態としての斜視図である。 図５Ａのピンの断面図である。 図５Ａのピンの上面図である。
　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　図１Ａ～図５Ｃを参照して、伝達機構１０１の様々な実施形態を説明する。伝達機構１０１は、第１の回転軸線１０４を中心として回転可能な第１の軸（図示されない）と、第２の回転軸線１０８を中心として回転可能な第２の軸（図示されない）とを備える。第１の回転軸線１０４と第２の回転軸線１０８とは同一線上にあってもよい。第１の軸が入力軸、第２の軸が出力軸であってもよい。また、第２の軸が入力軸、第１の軸が出力軸であってもよい。第１の軸は、第１の軸と同心に第１の軸に固定されたカム１０２を備える。伝達機構１０１は、カム１０２の側面１０３に沿って配列された複数のピン１０５と、第２の軸と同心であって、第２の軸の回転方向に沿って複数のガイド孔が設けられたガイドプレートと、第２の軸と同心であって、各ピン１０５と係合することができる歯車とを更に備える。各ピン１０５は、ガイドプレートに設けられた複数のガイド孔のうちの対応する何れかのガイド孔に収容される。
　カム１０２の側面１０３は、第１の回転軸線１０４から視て正の曲率を有する。すなわち、第１の回転軸線１０４に垂直な平面におけるカム１０２の側面１０３の断面において、カム１０２の側面１０３の法線ベクトルが第１の回転軸線１０４の方向を向く場合を正の曲率とすると、カム１０２の側面１０３の曲率は、断面において常に正である。図１Ａ～図１Ｆ及び図３Ａ～図３Ｅに示されるように、各ピン１０５と係合することができる歯車が内歯歯車である場合には、カム１０２は、第１の回転軸線１０４から視て凸状の側面を有する柱体による側面１０３を有してもよい。図２Ａ～図２Ｆ及び図４Ａ～図４Ｅに示されるように、各ピン１０５と係合することができる歯車が外歯歯車である場合には、カム１０２は、第１の回転軸線１０４から視て凸状の側面を有する柱体の貫通孔による側面１０３を有してもよい。例えば、カム１０２の側面１０３は、第１の回転軸線１０４を中心として、楕円筒、又は略正三角筒、略正四角筒、略正五角筒、等のような略正多角筒の側面の形状を有してもよい。
　各ピン１０５は、第１の軸及び第２の軸のうちの一方の回転に伴って、対応するガイド孔に案内されて、カム１０２及び歯車に沿って運動し、それによって、第１の軸及び第２の軸のうちの他方が一方に対して相対回転する。例えば、各ピン１０５は、入力軸としての第１の軸又は第２の軸が回転すると、そのピン１０５が収容されているガイド孔に案内されて、カム１０２及び歯車に沿って運動する。この各ピン１０５の運動によって出力軸としての第２の軸又は第１の軸が、入力軸としての第１の軸又は第２の軸に対して相対回転する。なお、各ガイド孔は、入力軸としての第１の軸又は第２の軸が回転する場合に、各ピン１０５を対応するガイド孔内において所定量運動させるような形状に形成される。例えば、各ガイド孔は、長軸が第２の回転軸線１０８の方向を向く略楕円形に形成されてもよい。
　歯車は、カム１０２に対して一方の側に配置されてもよく、また、図１Ａ～図４Ｅに示されるように、歯車は、第２の軸と同心であって、第２の軸の回転方向に沿って複数の歯部を有する第１の歯車１０６ａと、第２の軸と同心であって、第２の軸の回転方向に沿って複数の歯部を有する第２の歯車１０６ｂとから構成される一対の歯車であってもよい。第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂは、それらの間にカム１０２を挟むように配置される。また、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂは、伝達機構１０１を上面から視て、第１の歯車１０６ａの歯部及び第２の歯車１０６ｂの歯部の位置を大よそ一致させて歯部の位相を大よそ一致させるように配置される。なお、以下では、歯車が第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂから構成される一対の歯車であることを前提に説明されるが、歯車が、カム１０２に対して一方の側に配置されている場合も同様である。
　ガイドプレートは、カム１０２に対して一方の側に配置されてもよく、また、図１Ａ～図４Ｅに示されるように、ガイドプレートは、第２の軸と同心である第１のガイドプレート１０７ａと、第２の軸と同心である第２のガイドプレート１０７ｂとから構成される一対のガイドプレートであってもよい。第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂは、カム１０２を挟むように配置される。なお、第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂが、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂを挟むように配置されてもよく、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂが第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂを挟むように配置されてもよい。第１のガイドプレート１０７ａに、第２の軸の回転方向に沿って複数の第１のガイド孔１０９ａが設けられ、第２のガイドプレート１０７ｂに、第２の軸の回転方向に沿って複数の第２のガイド孔１０９ｂが設けられる。各ピン１０５は、第１のガイドプレート１０７ａの対応する第１のガイド孔１０９ａ、及び第２のガイドプレート１０７ｂの対応する第２のガイド孔１０９ｂに収容され、対応する第１のガイド孔１０９ａ及び第２のガイド孔１０９ｂに案内されて、カム１０２、第１の歯車１０６ａ、及び第２の歯車１０６ｂに沿って運動する。なお、以下では、ガイドプレートが第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂから構成される一対のガイドプレートであることを前提に説明されるが、ガイドプレートが、カム１０２に対して一方の側に配置されている場合も同様である。
　複数のピン１０５は、複数の群に分割される。例えば、図１Ｄ、図２Ｄ、図３Ｄ、及び図４Ｄに示されるように、複数のピン１０５は、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆのように分割されてもよい。第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々におけるピン１０５は、そのピン１０５が属する群（例えば、第１の群１１０ａ）のピン１０５に一連に連結されている一方、そのピン１０５が属しない群（例えば、第２の群１１０ｂ～第６の群１１０ｆ）のピン１０５には連結されていない。このように、カム１０２の側面１０３に沿って配列された複数のピン１０５を、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆのように分割し、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々におけるピン１０５のみを一連に連結することによって、ピン１０５間の速度差の影響は、そのピン１０５が属する第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々のみで完結されることができ、それによって、複数のピン１０５全体による第１の軸と第２の軸との間の運動伝達誤差を低減することができる。
　０～３６０°に亘って第１の軸の回転方向に沿って一周して得られるカム１０２の側面１０３の曲率は、２つ以上の極大値を有してもよい。また、２つ以上の曲率の極大値は、０～３６０°に亘って等間隔に得られてもよい。例えば、図１Ａ～図２Ｆに示されるように、カム１０２が楕円筒の側面１０３を有する形状である場合には、カム１０２の第１の回転軸線１０４に垂直な平面での断面において１８０°の間隔で楕円形の長軸の２つの頂点のそれぞれに曲率の極大値を有し、図３Ａ～図４Ｅに示されるように、カム１０２が略正三角筒の側面１０３を有する形状である場合には、カム１０２の第１の回転軸線１０４に垂直な平面での断面において１２０°の間隔で略正三角形の３つの頂点のそれぞれに曲率の極大値を有する。そして、複数のピン１０５は、その極大値の数に基づいて複数の群に分割されてもよい。第１の軸及び第２の軸のうちの一方が回転すると、このような極大値を有するカム１０２の側面１０３と、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂとの間の関係に従って、各ピン１０５が係合する第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂの歯部を変え、それによって、一方の回転が、他方を回転させるように他方に伝達される。極大値の数に基づいて複数のピン１０５を複数の群に分割することによって、カム１０２の側面１０３のうちの極大値の側面と極小値の側面との間のあるピン１０５間に速度差が生じたとしても、この速度差によるピン１０５間の相互干渉は、そのピン１０５が属する第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々のみで完結することができ、それによって、複数のピン１０５全体による第１の軸と第２の軸との間の運動伝達誤差を低減することができる。
　複数のピン１０５は、カム１０２の側面１０３の曲率の極大値の数の２以上の整数倍によって複数の群に分割されてもよい。また、複数のピン１０５は、偶数によって複数の群に分割されてもよい。例えば、図１Ａ～図２Ｆに示されるように、カム１０２が楕円筒の側面１０３を有する形状である場合には、カム１０２の第１の回転軸線１０４に垂直な平面での断面において１８０°の間隔で楕円形の長軸の２つの頂点のそれぞれに曲率の極大値を有するので、複数のピン１０５は、その極大値の数である２の３倍であり、偶数でもある６によって、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆのように６つに分割されてもよい。また、図３Ａ～図４Ｅに示されるように、カム１０２が略正三角筒の側面１０３を有する形状である場合には、カム１０２の第１の回転軸線１０４に垂直な平面での断面において１２０°の間隔で略正三角形の３つの頂点のそれぞれに曲率の極大値を有するので、複数のピン１０５は、その極大値の数である３の２倍であり、２以上の整数でもある６によって、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆのように６つに分割されてもよい。
　第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々におけるピン１０５は、２つの隣接するピン１０５がチェーン１１０によって連結されるように一連に連結されてもよい。例えば、図１Ｄ、図２Ｄ、図３Ｄ、及び図４Ｄに示されるように、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々において、各ピン１０５とそれに隣接するピン１０５とは、それぞれに対して回転可能であるようにチェーン１１０で連結される。それによって、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々におけるピン１０５は、連動してカム１０２及び歯車に沿って運動することができる。一方、第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々におけるピン１０５は、そのピン１０５が属しない群のピン１０５には連結されていないので、ピン１０５間の速度差の影響は、そのピン１０５が属する第１の群１１０ａ～第６の群１１０ｆの各々のみで完結されることができ、それによって、複数のピン１０５全体による第１の軸と第２の軸との間の運動伝達誤差を低減することができる。
　図５Ａ～図５Ｃに示されるように、各ピン１０５は、内軸部１０５ａと、内軸部１０５ａの周りを回転する外輪部１０５ｂとを備えてもよい。外輪部１０５ｂは、滑り接触して内軸部１０５ａの周りを回転してもよく、ころ等を介して転がり接触して内軸部１０５ａの周りを回転してもよい。各ピン１０５は、外輪部１０５ｂがカム１０２の側面１０３、及び隣接するピン１０５の外輪部１０５ｂに接触するように配置される。歯車がカム１０２に対して一方の側に配置される場合には、各ピン１０５の内軸部１０５ａの一方の端部が、歯車に係合することができる。歯車が第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂから構成される一対の歯車である場合には、各ピン１０５の内軸部１０５ａの両方の端部が、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂにそれぞれ係合することができる。ガイドプレートがカム１０２に対して一方の側に配置される場合には、各ピン１０５の内軸部１０５ａの一方の端部が、ガイドプレートの対応するガイド孔に収容される。ガイドプレートが第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂから構成される一対のガイドプレートである場合には、各ピン１０５の内軸部１０５ａの両方の端部が、第１のガイドプレート１０７ａの対応する第１のガイド孔１０９ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂの対応する第２のガイド孔１０９ｂにそれぞれ収容される。２つの隣接するピン１０５は、それぞれの外輪部１０５ｂを２つのチェーン１１０によって挟むように連結されてもよい。また、各ピン１０５の内軸部１０５ａにピン止め１１１を配置することによって、チェーン１１０及び外輪部１０５ｂが内軸部１０５ａの軸線方向に対して運動しないようにしてもよい。
　第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂから構成される一対のガイドプレートと、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂから構成される一対の歯車とのうちの一方が、第２の軸に固定され、それらのうちの他方が、伝達機構１０１のハウジング（図示されない）に固定される。すなわち、第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂと、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂとのうちの何れかが第２の軸と共に回転する。
　図１Ａ～図１Ｆ及び図３Ａ～図３Ｅに示されるように、一対の歯車を構成する第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂは内歯歯車であってもよい。この場合、カム１０２は、第１の回転軸線１０４を中心として、楕円柱の側面１０３（図１Ａを参照）、又は略正三角柱（図３Ａを参照）、略正四角柱、略正五角柱、等のような略正多角柱の側面１０３を有する形状であってもよく、複数のピン１０５は、カム１０２の側面１０３に沿って外側に配列される。例えば、第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂから構成される一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定される場合には、入力軸としての第１の軸の回転に伴ってカム１０２が回転すると、各ピン１０５は、そのピン１０５が収容されているガイド孔１０９ａ、１０９ｂに案内されて、カム１０２と一対の歯車との間において、一対の歯車をカム１０２の回転方向とは反対方向に回転させるようにそれらに沿って運動する。また、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定される場合には、入力軸としての第１の軸の回転に伴ってカム１０２が回転すると、各ピン１０５は、そのピン１０５が収容されているガイド孔１０９ａ、１０９ｂに案内されて、カム１０２と一対の歯車との間において、一対のガイドプレートをカム１０２の回転方向とは反対方向に回転させるようにそれらに沿って運動する。入力軸としての第２の軸が回転する場合も同様である。
　第１の軸及び第２の軸のうちの一方が回転すると、曲率の極大値を有するカム１０２の側面１０３と、内歯歯車である第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂとの間の関係に従って、各ピン１０５が係合する第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂの歯部を変え、それによって、一方の回転が、他方を回転させるように他方に伝達される。第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂの各々の歯部の数をＮＴとし、複数のピンの数をＮＰとし、曲率の極大値の数をＮＭすると、ＮＴ＝ＮＰ＋ＮＭの関係にある。第１の軸を入力軸とする場合、一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＭ／ＮＴであり、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＭ／ＮＰである。また、第２の軸を入力軸とする場合、一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＴ／ＮＭであり、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＰ／ＮＭである。
　図２Ａ～図２Ｆ及び図４Ａ～図４Ｅに示されるように、一対の歯車を構成する第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂは外歯歯車であってもよい。この場合、カム１０２には、第１の回転軸線１０４を中心として、楕円柱の側面１０３（図２Ａを参照）、又は略正三角柱（図４Ａを参照）、略正四角柱、略正五角柱、等のような略正多角柱の側面１０３を有する貫通孔が設けられてもよく、複数のピン１０５は、カム１０２の側面１０３に沿って内側に配列される。例えば、第１のガイドプレート１０７ａ及び第２のガイドプレート１０７ｂから構成される一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定される場合には、入力軸としての第１の軸の回転に伴ってカム１０２が回転すると、各ピン１０５は、そのピン１０５が収容されているガイド孔１０９ａ、１０９ｂに案内されて、カム１０２と一対の歯車との間において、一対の歯車をカム１０２の回転方向とは反対方向に回転させるようにそれらに沿って運動する。また、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定される場合には、入力軸としての第１の軸の回転に伴ってカム１０２が回転すると、各ピン１０５は、そのピン１０５が収容されているガイド孔１０９ａ、１０９ｂに案内されて、カム１０２と一対の歯車との間において、一対のガイドプレートをカム１０２の回転方向とは反対方向に回転させるようにそれらに沿って運動する。入力軸としての第２の軸が回転する場合も同様である。
　第１の軸及び第２の軸のうちの一方が回転すると、曲率の極大値を有するカム１０２の側面１０３と、外歯歯車である第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂとの間の関係に従って、各ピン１０５が係合する第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂの歯部を変え、それによって、一方の回転が、他方を回転させるように他方に伝達される。複数のピンの数をＮＰとし、第１の歯車１０６ａ及び第２の歯車１０６ｂの各々の歯部の数をＮＴとし、曲率の極大値の数をＮＭすると、ＮＰ＝ＮＴ＋ＮＭの関係にある。第１の軸を入力軸とする場合、一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＭ／ＮＴであり、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＭ／ＮＰである。また、第２の軸を入力軸とする場合、一対のガイドプレートが伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＴ／ＮＭであり、一対の歯車が伝達機構１０１のハウジングに固定されると、変速比はＮＰ／ＮＭである。
　上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。
　１０１　伝達機構
　１０２　カム
　１０３　側面
　１０４　第１の回転軸線
　１０５　ピン
　１０５ａ　内軸部
　１０５ｂ　外輪部
　１０６ａ　第１の歯車
　１０６ｂ　第２の歯車
　１０７ａ　第１のガイドプレート
　１０７ｂ　第２のガイドプレート
　１０８　第２の回転軸線
　１０９ａ　第１のガイド孔
　１０９ｂ　第２のガイド孔
　１１０　チェーン
　１１０ａ　第１の群
　１１０ｂ　第２の群
　１１０ｃ　第３の群
　１１０ｄ　第４の群
　１１０ｅ　第５の群
　１１０ｆ　第６の群
　１１１　ピン止め

Claims (10)

  1. 　第１の回転軸線を中心として回転可能な第１の軸であって、前記第１の軸は、前記第１の軸と同心に前記第１の軸に固定されたカムを備え、前記カムの側面は、前記第１の回転軸線から視て正の曲率を有する、第１の軸と、
    　前記カムの側面に沿って配列された複数のピンと、
    　第２の回転軸線を中心として回転可能な第２の軸と、
    　前記第２の軸と同心であるガイドプレートであって、前記ガイドプレートには、前記第２の軸の回転方向に沿って複数のガイド孔が設けられ、各ピンは、対応するガイド孔に収容されている、ガイドプレートと、
    　前記第２の軸と同心である歯車であって、各ピンと係合することができる歯車と
    を備える伝達機構であって、
    　前記第１の軸及び前記第２の軸のうちの一方の回転に伴って、各ピンが対応するガイド孔に案内されて前記カム及び前記歯車に沿って運動することによって、前記第１の軸及び前記第２の軸のうちの他方が前記一方に対して回転し、
    　前記複数のピンは複数の群に分割され、１つの群におけるピンは、一連に連結されているが、別の群におけるピンには連結されていない、伝達機構。
  2. 　前記第１の軸の回転方向に沿って一周して得られる前記カムの側面の曲率が２つ以上の極大値を有し、前記複数のピンは、前記極大値の数に基づいて複数の群に分割される、請求項１に記載の伝達機構。
  3. 　前記複数のピンは、前記極大値の数の２以上の整数倍によって複数の群に分割される、請求項２に記載の伝達機構。
  4. 　前記複数のピンは、２以上の整数によって複数の群に分割される、請求項１～３の何れか一項に記載の伝達機構。
  5. 　前記１つの群のピンは、２つの隣接するピンがチェーンによって連結されるように一連に連結されている、請求項１～４の何れか一項に記載の伝達機構。
  6. 　前記ガイドプレート及び前記歯車のうちの何れか一方が、前記第２の軸に固定されている、請求項１～５の何れか一項に記載の伝達機構。
  7. 　前記歯車は内歯歯車であって、前記複数のピンは、前記カムの外側に配列されている、請求項１～６の何れか一項に記載の伝達機構。
  8. 　前記歯車の歯部の数は、前記複数のピンの数と前記極大値の数との和である、請求項７に記載の伝達機構。
  9. 　前記歯車は外歯歯車であって、前記複数のピンは、前記カムの内側に配列されている、請求項１～６の何れか一項に記載の伝達機構。
  10. 　前記複数のピンの数は、前記歯車の歯部の数と前記極大値の数との和である、請求項９に記載の伝達機構。
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