(57)【要約】【課題】バックラッシのない正確な回転伝達が可能となり、潤滑油が不要で騒音のない静粛運転が実現し、比較的簡素な構造で安価に広範囲の減速比を設定可能なベルト式遊星差動減速装置を提供する。【解決手段】入力軸３に回転力を与えることにより、入力軸３がクランク軸６とともに回転し、第１の歯付きベルト１０を介して第１の歯付き遊星プーリー８および第２の歯付き遊星プーリー９を入力軸３および出力軸５の回りに公転させる。入力側歯付きプーリー２と第１の歯付き遊星プーリー８との歯数差により第１の歯付き遊星プーリー８に差動自転が付与され、この自転は第２の歯付き遊星プーリー９の自転数となる。第２の歯付き遊星プーリー９の自転および第２の歯付き遊星プーリー９と出力側歯付きプーリー４との歯数差に基づく合成回転が第２の歯付きベルト１１を介して出力側歯付きプーリー４に発生する。【選択図】        図２
2004245256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部材に固定した入力側歯付きプーリーと、
この入力側歯付きプーリーのボス部に回転可能に支持した入力軸と、
この入力軸に対して同軸的に配置されて前記入力側歯付きプーリーに対向する出力側歯付きプーリーを固定した出力軸と、
前記入力側歯付きプーリーと前記出力側歯付きプーリーとの間に存する軸空間に沿って前記入力軸の後端部から直角あるいは略直角方向に延出するクランク軸と、
このクランク軸の先端部に回転可能に設けられて両端部が前記入力軸に平行状態に延出する遊星軸と、
この遊星軸の一端部に固定した第１の歯付き遊星プーリーおよび前記遊星軸の他端部に固定した第２の歯付き遊星プーリーと、
前記第１の歯付き遊星プーリーと前記入力側歯付きプーリーとに掛け渡した第１の歯付きベルトおよび前記第２の歯付き遊星プーリーと前記出力側歯付きプーリーとに掛け渡した第２の歯付きベルトとを備えることを特徴とするベルト式遊星差動減速装置。
【請求項２】
前記入力軸は、前記クランク軸とは反対側に延出するように形成された追加のクランク軸と、
この追加のクランク軸に設けた遊星軸に前記第１の歯付き遊星プーリーおよび前記第２の歯付き遊星プーリーに対向する位置に固定された第３の歯付き遊星プーリーおよび第４の歯付き遊星プーリーとを備え、
前記第１の歯付きベルトを前記第１の歯付き遊星プーリー、前記入力側歯付きプーリーおよび前記第３の歯付き遊星プーリーに掛け渡し、前記第２の歯付きベルトを前記第２の歯付き遊星プーリー、前記出力側歯付きプーリーおよび前記第４の歯付き遊星プーリーに掛け渡したことを特徴とする請求項１に記載のベルト式遊星差動減速装置。
【請求項３】
前記第１の歯付きベルトおよび前記第２の歯付きベルトには、緩止め用のテンションプーリーを選択的に付設することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルト式遊星差動減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝達力が大きくて高い減速比が得られるように入力軸と出力軸とを同軸的に配置し、とりわけ広範囲の減速比を確保するように改良したベルト式遊星差動減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遊星差動減速装置の一例としてチエン式遊星差動減速機が登場している（特許文献１参照）。このチエン式遊星差動減速機では、サイクロイド減速機を基本構成とし、円盤の伝動ピンを遊嵌した遊星スプロケットを偏心軸に設けている。偏心軸の回転に伴い、遊星スプロケットが環状のローラチエンの一部に噛合しながら偏心状態に回転し、その回転力を円盤から出力軸に伝達する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２３５４４４号公報（第３頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のチエン式遊星差動減速機では、遊星スプロケットをローラチエンに噛合させながら偏心回転する構成のため、固定スプロケットの歯数をＴ１、遊星スプロケットの歯数をＴ２とすると、高い減速比が得られるといっても、その算出値は（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１で得られる一段式減速にとどまっている。また、遊星スプロケットとローラチエンを使用するに伴い、構成部品の点数が増えるうえに潤滑油の必要性、バックラッシの発生および静粛運転の観点から問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はバックラッシのない正確な回転伝達が可能となり、潤滑油が不要で騒音のない静粛運転が実現し、かつ比較的簡素な構造で安価に広範囲の減速比を設定できるベルト式遊星差動減速装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のベルト式遊星差動減速装置では、静止部材に固定した入力側歯付きプーリーと、入力側歯付きプーリーのボス部に回転可能に支持した入力軸と、この入力軸に対して同軸的に配置されて入力側歯付きプーリーに対向する出力側歯付きプーリーを固定した出力軸と、入力側歯付きプーリーと出力側歯付きプーリーとの間に存する軸空間に沿って入力軸の後端部から直角あるいは略直角方向に延出するクランク軸と、クランク軸の先端部に回転可能に設けられて両端部が入力軸に平行状態に延出する遊星軸と、遊星軸の一端部に固定した第１の歯付き遊星プーリーおよび遊星軸の他端部に固定した第２の歯付き遊星プーリーと、第１の歯付き遊星プーリーと入力側歯付きプーリーとに掛け渡した第１の歯付きベルトおよび第２の歯付き遊星プーリーと出力側歯付きプーリーとに掛け渡した第２の歯付きベルトとを備えている。
【０００７】
【発明の作用および効果】
（請求項１について）
入力軸に回転力を与えると、入力軸がクランク軸とともに回転し、第１の歯付きベルトを介して第１の歯付き遊星プーリーおよび第２の歯付き遊星プーリーを入力軸および出力軸の周りに公転させる。この時、入力側歯付きプーリーと第１の歯付き遊星プーリーとの歯数差により第１の歯付き遊星プーリーに差動自転が付与され、この自転は第２の歯付き遊星プーリーの自転数となる。第２の歯付き遊星プーリーの自転および第２の歯付き遊星プーリーと出力側歯付きプーリーとの歯数差に基づく合成回転が第２の歯付きベルトを介して出力側歯付きプーリーに発生して出力軸に伝わる。
第１の歯付き遊星プーリーと入力側歯付きプーリーとに第１の歯付きベルトを掛け渡し、第２の歯付き遊星プーリーと出力側歯付きプーリーとに第２の歯付きベルトを掛け渡す構成のため、比較的簡素な構造で安価にバックラッシのない正確な回転伝達が可能となり、潤滑油が不要で騒音のない静粛運転が実現する。しかも、減速比は歯数間に関する多段減速の演算式で求められるため、比較的簡素な構造でありながらも歯数を種々に選択することにより、上限から下限まで広い範囲にわたって減速比を所望に設定できる。この点、複数の歯車を組み合わせて減速の仕組みを構成しようとすると、歯車のモジュールという規格上の制限が生じる。歯車の歯形やモジュールの変更は一般には行われないので、所定の軸間距離を隔てて歯数の異なる二対の歯車を噛み合わせる構造では広い範囲の減速比を実現できないという限界がある。
【０００８】
（請求項２について）
追加のクランク軸に設けた遊星軸には、第１の歯付き遊星プーリーおよび第２の歯付き遊星プーリーに対向する位置に第３の歯付き遊星プーリーおよび第４の歯付き遊星プーリーを固定している。このため、第３の歯付き遊星プーリーおよび第４の歯付き遊星プーリーが第１の歯付き遊星プーリーおよび第２の歯付き遊星プーリーと対称の位置関係に配置され、高速回転時でも重量バランスが得られて振動や揺れを抑制することができる。とりわけ、クランク軸が長尺に設定される場合に有効である。
（請求項３について）
第１の歯付きベルトおよび第２の歯付きベルトには、緩止め用のテンションプーリーを選択的に付設することができる。このため、規格などにより適当な長さの第１の歯付きベルトおよび第２の歯付きベルトを入手できず、特に長めのものや巻き掛け角が小さいものを使用せざるを得ない場合に効果的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の各実施例を図を参照しながら説明する。
図１および図２に示す本発明の第１実施例に係るベルト式遊星差動減速装置Ｍ１において、設置面に置かれた静止部材としての支持体１は、断面略Ｕ状の枠体を構成している。支持体１の左端部１ａには、入力側歯付きプーリー２が螺子やビスといった適宜の取付手段（図示せず）により固定されている。入力側歯付きプーリー２のボス部２ａには入力軸３が回転可能に支持されている。支持体１の図示右端部１ｂには、入力軸３に対して同軸的に配置されて入力側歯付きプーリー２に対向する出力側歯付きプーリー４を嵌着・固定した出力軸５が回転可能に支持されている。
【００１０】
入力軸３の後端部から直角あるいは略直角方向に延出するクランク軸６が、入力側歯付きプーリー２と出力側歯付きプーリー４との間に存する軸空間Ｓに沿って設けられている。クランク軸６の先端部には、両端部が入力軸３および出力軸５に平行状態に延出する遊星軸７が回転可能に支持されている。遊星軸７の一端部には第１の歯付き遊星プーリー８を嵌着・固定し、他端部には第２の歯付き遊星プーリー９を嵌着・固定している。
【００１１】
第１の歯付き遊星プーリー８と入力側歯付きプーリー２には第１の歯付きベルト１０が掛け渡され、第２の歯付き遊星プーリー９と出力側歯付きプーリー４には第２の歯付きベルト１１が掛け渡されている。これら第１の歯付きベルト１０および第２の歯付きベルト１１は、例えば補強芯をワイヤとして樹脂製側部と一体成形したもので、容易に入手できる市販の規格品である。
【００１２】
上記構成において、入力軸３に電動機（図示せず）などによる回転力を与えると、図１および図２に矢印Ａで示すように入力軸３がクランク軸６とともに回転し、第１の歯付きベルト１０を介して第１の歯付き遊星プーリー８および第２の歯付き遊星プーリー９を入力軸３の回りに公転させる（図２の矢印Ｂ参照）。この時、入力側歯付きプーリー２と第１の歯付き遊星プーリー８との歯数差により第１の歯付き遊星プーリー８に差動自転が付与され、この自転は第２の歯付き遊星プーリー９の自転数となる。第２の歯付き遊星プーリー９の自転および第２の歯付き遊星プーリー９と出力側歯付きプーリー４との歯数差に基づく合成回転が第２の歯付きベルト１１を介して出力側歯付きプーリー４に発生して出力軸５に伝わる。これにより、例えば部品工場などでは、出力軸５に連結されたロボットアーム（図示せず）などが回動して加工・組立部品などを取出して次工程に搬送させることができる。
【００１３】
この場合、入力側歯付きプーリー２の歯数をＮ１、第１の歯付き遊星プーリー８の歯数をＮ２、第２の歯付き遊星プーリー９の歯数をＮ３、出力側歯付きプーリー４の歯数をＮ４とすると、減速比を初期の入力回転と最終の出力回転との回転比として求める演算式は表１に示すとおりである。
【００１４】
【表１】
2004245256.tif 000003
【００１５】
表１によれば、入力側歯付きプーリー２を固定（表１では０）してクランク軸６を＋１回転（正回転）した時、出力側歯付きプーリー４は１−Ｎ１・Ｎ３／Ｎ２・Ｎ４だけ回転する。ちなみに、Ｎ１＝３６、Ｎ２＝３２、Ｎ３＝３６およびＮ４＝４０に設定した時、減速比は１−３６・３６／３２・４０＝−１／８０となる。また、Ｎ１＝３４、Ｎ２＝３５、Ｎ３＝３５およびＮ４＝３６の時、減速比は１−３４・３５／３５・３６＝１／１８となる。さらに、Ｎ１＝３６、Ｎ２＝３５、Ｎ３＝３９およびＮ４＝４０の時、減速比は１−３６・３９／３５・４０＝−１／３５０となる。
【００１６】
このように上記実施例では、第１の歯付き遊星プーリー８と入力側歯付きプーリー２とに第１の歯付きベルト１０を掛け渡し、第２の歯付き遊星プーリー９と出力側歯付きプーリー４とに第２の歯付きベルト１１を掛け渡す構成のため、比較的簡素な構造で安価にバックラッシのない正確な回転伝達が可能となり、潤滑油が不要で騒音のない静粛運転が実現する。しかも、減速比は１−Ｎ１・Ｎ３／Ｎ２・Ｎ４の演算式で得られる多段減速になるため、比較的簡素な構造でありながらも歯数を種々に選択することにより、例えば１／１８から−１／３５０といったように上限から下限まで広い範囲にわたって減速比を所望に設定することができる。
【００１７】
図３は本発明の第２実施例を示す。第２実施例では第１実施例と同一部分には同一符号を付して異なる部分のみを説明する。後述する第３実施例でも同様である。
第２実施例に係るベルト式遊星差動減速装置Ｍ２では、クランク軸６から反対方向に延出する追加のクランク軸１２に設けた遊星軸１３には、第１の歯付き遊星プーリー８および第２の歯付き遊星プーリー９に対応する位置に第３の歯付き遊星プーリー１４および第４の歯付き遊星プーリー１５を固定している。そして、若干長めに設定した第１の歯付きベルト１０を第１の歯付き遊星プーリー８、入力側歯付きプーリー２および第３の歯付き遊星プーリー１４に掛け渡し、同様に設定した第２の歯付きベルト１１を第２の歯付き遊星プーリー９、出力側歯付きプーリー４および第４の歯付き遊星プーリー１５に掛け渡している。このため、第３の歯付き遊星プーリー１４および第４の歯付き遊星プーリー１５が第１の歯付き遊星プーリー８および第２の歯付き遊星プーリー９と対称の位置関係に配置され、高速回転時でも前者の遊星プーリー１４、１５と後者の遊星プーリー８、９との重量バランスが得られて振動や揺れを抑制する効果を確保できる。この効果は、クランク軸６、追加のクランク軸１２が特に長尺に設定される場合に有効である。
【００１８】
図４および図５は本発明の第３実施例を示す。第３実施例に係るベルト式遊星差動減速装置Ｍ３では、第２実施例における第１の歯付きベルト１０に、緩止め用のテンションプーリー１８、１９を選択的に付設するようにしている。このため、クランク軸６および追加のクランク軸１２に、テンションプーリー１８、１９が一対づつ支軸１６、１７を中心に回転するように設けられている。テンションプーリー１８、１９の外周部は、第１の歯付きベルト１０の外側面を弾接により押圧して第１の歯付きベルト１０を入力側歯付きプーリー２、第１の歯付き遊星プーリー８および第３の歯付き遊星プーリー１４に深めに巻き掛けている。この場合、規格などにより適当な長さの第１の歯付きベルト１０が入手できず、特に長めのものや巻き掛け角が小さいものを使用せざるを得ない時に効果的である。テンションプーリー１８、１９については、第１の歯付きベルト１０ばかりでなく、第２の歯付きベルト１１についても同様のテンションプーリーを付設するようにしてもよい。
【００１９】
上記実施例では一台のベルト式遊星差動減速装置で十分広い範囲の減速比が得られるので、実用上では全ての減速比を網羅することができるが、複数のベルト式遊星差動減速装置どうしを直列に連結し、連結した台数により合成された減速比で回転出力を得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト式遊星差動減速装置の縦断面図である（第１実施例）。
【図２】作用説明のために示すベルト式遊星差動減速装置の斜視図である。
【図３】ベルト式遊星差動減速装置の縦断面図である（第２実施例）。
【図４】ベルト式遊星差動減速装置の縦断面図である（第３実施例）。
【図５】図４のＮ−Ｎ線に沿う矢視図である。
【符号の説明】
１  支持体（静止部材）
２  入力側歯付きプーリー
３  入力軸
４  出力側歯付きプーリー
５  出力軸
６  クランク軸
７、１３  遊星軸
８  第１の歯付き遊星プーリー
９  第２の歯付き遊星プーリー
１０  第１の歯付きベルト
１１  第２の歯付きベルト
１２  追加のクランク軸
１４  第３の歯付き遊星プーリー
１５  第４の歯付き遊星プーリー
１８、１９  テンションプーリー
２ａ  入力側歯付きプーリーのボス部
Ｓ  軸空間
Ｍ１〜Ｍ３  ベルト式遊星差動減速装置
【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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