(57)【要約】【課題】  回転型アクチュエータの回転運動を伝達する回転力伝達機構における騒音低減を安価に実現可能とする。【解決手段】  回転型アクチュエータであるモータ１の回転運動を伝達する回転力伝達機構において、内周面と外周面との両面に歯を有するリング状ベルト３と、このリング状ベルト３の内周面の歯に噛合った第一のギア２と、当該リング状ベルト３の外周面の歯に噛合いかつ当該第一のギアと当該リング状ベルトを挟んで対向した第二のギア４とを含むことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動を伝達する回転力伝達機構であって、
内周面と外周面との両面に歯を有するリング状ベルトと、
前記リング状ベルトの内周面の歯に噛合った第一のギアと、
前記リング状ベルトの外周面の歯に噛合いかつ前記第一のギアと前記リング状ベルトを挟んで対向した第二のギアとを含むことを特徴とする回転力伝達機構。
【請求項２】
前記リング状ベルトの外周面において一部歯を有さない区間を設けたことを特徴とする請求項１記載の回転力伝達機構。
【請求項３】
前記第一のギアと前記第二のギアとのモジュールが異なることを特徴とする請求項１または２記載の回転力伝達機構。
【請求項４】
前記リング状ベルトの内周面の歯に噛合いかつ前記リング状ベルトに所定のテンションを付与する位置に設けられた第三のギアを、更に含むことを特徴とする請求項１記載の回転力伝達機構。
【請求項５】
前記第一のギアは、回転型アクチュエータの回転軸に取付けられていることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の回転力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転力伝達機構に関し、特に回転型アクチュエータの回転運動をギアを用いて伝達する回転力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転型アクチュエータの回転運動を伝達するには、例えば、図６に示すように、アクチュエータ１に、ギア列（１５，５，１６など）を用いて行うことが一般的である。なお、図中のＡ−Ａ線については、後述するものとする。
【０００３】
また、他の方法として、弾性体ベルト等を用いて、アクチュエータの回転運動を伝達する構造のものもある。例えば、図７に示す様に、アクチュエータ１の回転軸に取付けられたプーリー１１とギア１３とに歯付弾性体ベルト１２を噛合わせて、ギア１３に噛合ったギア１４に回転力を伝達する様になっている。これら、キア列や弾性体ベルト等を用いた構成は、例えば、特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−２６７３７９号公報
【発明の概要】
【０００５】
図６に示したギア列構造の駆動方式では、図７に示した弾性体ベルト等を用いたベルト駆動方式に比べ駆動音が大きい。しかし、ベルト駆動方式では、ベルトにテンションを与える必要があり、そのためにテンション調整機構が必要となり、部品のコストアップ、組み立て調整費用のアップ、装置の小型化が困難となるなどの問題がある。
【０００６】
また、ベルト駆動方式では、ベルトのテンションによって、駆動系に負荷がかかり、モータに製品仕様以上のトルクが必要となる。そのために、モータの大型化、電流値アップによる消費電力の増加、更には発熱等の問題がある。
【０００７】
更にはまた、特に、駆動伝達距離が短い場合のベルト駆動方式では、ベルト長が短くなりベルトのばね定数が大きく、ベルトテンション調整が困難となる。ベルトテンションが必要以上に高いと、モータへの負荷増大により、モータ駆動のための初期トルクが、製品の性能上必要な微小速度制御、微小位置制御を超えてしまう。
【０００８】
逆にベルトテンションが弱いと、モータのプーリー歯とベルト側の歯の噛合いが外れてしまう、いわゆる歯飛び現象が起こる。ベルトのばね定数が大きな場合には、前述のバランスをとる調整幅がせまくなり、かつ、駆動構成部品寸法精度のばらつきを加味すると、組み立て調整に時間を要するという問題がある。また、部品制度のばらつきにより、ベルトのテンション調整ができない場合があるという問題もある。
【０００９】
更に、ベルト歯のモジュールを大きくしてベルトテンションを無調整でも歯飛び現象を起きにくくする方法が考えられるが、小型製品などで小型のモータを用いる場合には、大きなモジュールが確保できないという問題がある。
【００１０】
ギアにウレタンなどのやわらかい素材を用いたギア駆動方式も考えられるが、ギア自体の変形、センター穴精度不足による軸間のブレでギア噛合い精度不足が生じ、駆動音が大きくなり、歯飛びもしやすくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の回転力伝達機構は、
回転運動を伝達する回転力伝達機構であって、
内周面と外周面との両面に歯を有するリング状ベルトと、
前記リング状ベルトの内周面の歯に噛合った第一のギアと、
前記リング状ベルトの外周面の歯に噛合いかつ前記第一のギアと前記リング状ベルトを挟んで対向した第二のギアとを含むことを特徴とする回転力伝達機構である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の如き効果が得られる。第１の効果は、ギア駆動時に発せられる騒音が低減できることである。その理由は、材質が柔らかく、クッション性の優れた弾性体ベルトを介すことにより接触音や摺動音を低減できるからである。
【００１３】
第２の効果は、駆動ノイズ低減を安価にかつ省スペースで提供できることである。その理由は、ベルトがモータとギアの中間に介しているだけで、ベルトにテンションを与える必要が無いからである。そのため、テンション調整機構の部品コスト、テンション調整費用の抑制が可能となり装置の小型化が実現できることになる。
【００１４】
第３の効果は、製品の実現性能以上のモータスペックが必要ないこと、および低消費電力化が可能なことである。その理由は、ベルトにテンションを与える必要がなくモータに必要以上の負荷を与えないからである。
【００１５】
第４の効果は、微小位置制御、微小速度制御が可能なことである。その理由は、ベルトテンションを与える必要が無いため、モータに与える電流値（発生トルク）と必要トルクの差が小さくなり、応答性、追従性が増し、モータ制御を簡単に行えるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の更に他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の別の実施の形態を示す断面図である。
【図６】本発明に関連する技術の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明に関連する技術の他の例を示す斜視図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す斜視図である。図に示す様に、回転型アクチュエータであるモータ１の回転軸にはプーリー２が取り付けられており、このプーリー２のギアと噛合うように両歯タイミングベルト３が配置されており、この両歯タイミングベルト３にモータ１の回転運動を伝えるようになっている。
【００１８】
なお、このベルト３はリング状のエンドレス構成であり、その歯は、図に示す様に、ベルトの内外周の両面に設けられており、それぞれギアの歯車と噛合うものとする。リング状のこの両歯タイミングベルト３の内周面の歯は、プーリー２と噛合っている。
【００１９】
また、ギア４が両歯タイミングベルト３との外周面の歯と噛合う位置に、かつプーリー２と対向する位置に配置されている。すなわち、プーリー２とギア４とが両歯タイミングベルト３を挟んで対向するようになっており、よって、モータ１の回転運動が、プーリー２及び両歯タイミングベルト３を介して、このギア４に伝えられることになる。
【００２０】
図２は図１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。プーリー２の上下に取り付けられたプーリーフランジ２−ａ、プーリーフランジ２−ｂおよびギア４の上下に取り付けられたギアフランジ４−ａ、ギアフランジ４−ｂにより、両歯タイミングベルト３の余分な上下の動きを規制するようになっている。
【００２１】
かかる構成とすることにより、ギア同士の直接的な噛合いがなくなり、柔らかい材質のベルトを介して間接的な噛合いとなって、ギアの噛合い時の接触音や摺動音が低減される。また、ベルトにテンションを与える必要がないので、テンション調整機構や調整の手間が省け、小形化となり、またコスト的にも有利であり、更には、モータに必要以上の負荷を与えないので、特別のモータを用いる必要もなく、消費電力の低減も図れ、微小位置制御、微小速度制御が可能となる。
【００２２】
更に、ベルトは、ベルトメーカが標準で有しているものを使用することができるので、新たな設備投資などの必要がないという利点もある。
【００２３】
図３は本発明の他の実施の形態を示す斜視図であり、図１と同等部分は同一符号により示されている。本実施の形態は、ベルトのテンション調整幅が容易に確保できる伝達距離軸間Ｌを有するベルト駆動方式と、本発明とを組み合わせた例である。
【００２４】
図３を参照すると、図１，２に示した先の実施の形態に、更に、ギア列６，７を附加したものである。このギア列のギア６とギア７とは互いに噛合っており、ギア６の回転軸は、モータ１の回転軸から、モータ１の回転力を伝達すべき伝達距離軸間Ｌに相当する距離だけ離した位置に配置されている。そして、ギア６のプーリー及びモーター１のプーリーが、共に両歯タイミングベルト３の内周面の歯と噛合っているものとする。これにより、タイミングベルト３のテンションが所定に設定可能である。
【００２５】
これにより、従来から用いられているベルト駆動方式と本発明とにより、１つのアクチュエータで、短距離駆動伝達と長距離駆動伝達とを低騒音で実現できることになる。すなわち、モーター１のプーリー２とベルト３を介して対向したギア４による短距離駆動伝達の他に、距離Ｌだけ離れたギア列６，７への長距離伝達が可能となるのである。
【００２６】
図４は本発明の更に他の実施の形態を示す斜視図であり、図１と同等部分は同一符号により示されている。本例は、先の図１，２に示した実施の形態の両歯タイミングベルト３において外周面の一部に歯を有しない区間ｄを有する両歯タイミングベルト３−ｂを用いた例である。これにより、ギア４は、このベルト３−ｂの歯を有しない区間ｄでは回転しないために、特別な機構を有することなく間欠運動をなすことが可能となる。
【００２７】
また、ベルト３−ｂの内周面における歯を有しない区間ｄを、製品の仕様等にあわせて複数設けても良いことは明白である。なお、図において、８は、ベルト３−ｂに所定のテンションを付与するための固定されたプーリーであり、ベルト３−ｂの内周面の歯に噛合っている。当然に、このプーリー３−ｂにも、図２に説明した様に、ベルト３−ｂの余分な上下動を防ぐためのプーリーフランジが上下にそれぞれ設けられていることは勿論である。
【００２８】
更に、図５を参照して本発明の別の実施の形態について説明する。本例では、図５の断面図に示す様に、図１に示した両歯タイミングベルト３において、その内周面にモジュール１（ｍ＝１）のギア（プーリー）２を有し、その外周面にモジュール２（ｍ＝２）のギア４を有する両歯タイミングベルト３−ｃを用いる例である。
【００２９】
通常のギア駆動では、図８に示す図６のＡ−Ａ線矢視方向断面図に示すように、同一駆動列内でモジュールを変化させるには、２段ギア５が用いられるのが一般的である。しかし、この方法では、ギアの高さ方向にスペースが必要となるために、コンパクトな製品実現が困難である。しかし、本発明では、図５に示した様に、ベルト３−ｃの幅に相当するスペースだけで、モジュールの変更が可能である。
【００３０】
上記においては、ギア駆動騒音の主な発生源であるアクチュエータと１段目のギア間に両歯タイミングベルトを介する例を示したが、これが、他のギア間に使われたり、または、複数組み合わせて用いられても同様な効果を発揮できることは明らかである。
【符号の説明】
【００３１】
１  モータ
２，８  プーリー
２−ａ，２−ｂ  プーリーフランジ
３，３−ｂ，３−ｃ  両歯タイミングベルト
４〜７  ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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