(57)【要約】  入力軸７上に並ぶ四個以上の従動ボール５のうち、入力軸７の一端側Ａの従動ボール５と他端側Ｂの従動ボール５とが互いに寄り合う方向で常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に隙間なく当接する。このため、従動ボール５とカム突条部１０との間の相対移動が阻止されてバックラッシュを除去することができる。バックラッシュの除去に伴い、カム突条部１０と従動ボール５との噛合時、噛合い音の発生を抑制して低騒音運転に繋がる。点接触によりカム突条部１０と従動ボール５との摩擦を低減できて、フォロアホイール４への伝達力を向上させて円滑な回転動作を高い精度で実現することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内で回転可能に設けられた出力軸に取り付けられたフォロアホイールと、
このフォロアホイールの外周部に等角度間隔で滑動可能に設けられた複数の従動ボールと、
前記出力軸に直交する状態に配置されて、前記従動ボールに噛合する噛合面を両側に形成したカム突条部を有する入力軸とを備えたボール形減速装置において、
前記入力軸上に並ぶ四個以上の前記従動ボールのうち、前記入力軸の一端側の前記従動ボールと他端側の前記従動ボールとが互いに寄り合う方向で常に前記カム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するように設定したことを特徴とするボール形減速装置。
【請求項２】
ハウジング内で回転可能に設けられた出力軸に取り付けられたフォロアホイールと、
このフォロアホイールの外周部に等角度間隔で滑動可能に設けられた複数の従動ボールと、
前記出力軸に直交する状態に配置されて、前記従動ボールに噛合する噛合面を両側に形成したカム突条部を有する入力軸とを備えたボール形減速装置において、
前記入力軸上に並ぶ四個以上の前記従動ボールのうち、前記カム突条部の間に配置された中間の前記従動ボールを前記噛合面に対して非当接状態に配置するとともに、前記入力軸の一端側の前記従動ボールと他端側の前記従動ボールとが前記中間の前記従動ボールに寄り合う方向で常に前記カム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するように設定したことを特徴とするボール形減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸とが直交するように配設されており、入力軸の回転駆動に伴って、出力側のフォロアホイールが従動ボールを介して回転伝達するボール形減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速装置は、例えばＤＶＤなどの生産工程で種々の部品などを搬送するロボット技術に応用されている。この減速装置において、関節用のアームが設けられた入力軸を所定の回転速度で回転駆動することにより、出力軸が所定の回転速度に落とされて動力伝達が行われる。【０００３】
この種の減速装置では、ウォームとホイールとの間にボールを配置した伝動機構がウォーム歯車装置として知られている（例えば、特許文献１参照）。
このウォーム歯車装置は、つる巻状の歯すじを有するボール溝をウォームに形成し、ボールが回転自在に配置された窪みをホイールに設けている。ウォームの回転に伴い、その回転がボールを介してホイールに伝達されるので、ウォームとホイールとの間の摩擦が低く、かつバックラッシュをなくして伝達効率の高い減速装置を実現させている。
【特許文献１】特開平６−１０９０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のウォーム歯車装置では、ウォームのボール溝がつる巻状の溝カムとなっており、ボールの略半球部がボール溝に面接触状態で常に嵌合する構造となっている。このため、ボール溝がボールに噛合してウォームの回転力をホイールに伝達する際、ボール溝の凹曲面部とボールの球面部とが摺動しながら噛合力を発生する。
ボール溝とボールとを面接触状態で摺動させることは、両者間で生じる摩擦の点で不利であり、面接触状態を避けて、点接触を実現させるためには、つる巻状の溝カムに代わって、カム突状部を有するリブカムを入力軸に設ける必要がある。しかしながら、入力軸にリブカムを設けるリブカム方式を採用すると、入力軸の回転に伴ってリブカムをボールに当接させて押圧力を伝えるので、機構学上の観点からリブカムの噛合面とボールとの間にバックラッシュが発生する問題がある。【０００５】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的はカム突条部と従動ボールとを点接触で噛合させるリブカム方式の採用時、バックラッシュを除去することができ、カム突条部と従動ボールとの噛合時、噛合い音の発生を抑制して低騒音運転に繋がり、フォロアホイールへの伝達力を向上させ、かつ円滑な回転動作を高い精度で実現できるボール形減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１について）
ハウジング内で回転可能に設けられた出力軸に取り付けられたフォロアホイールと、フォロアホイールの外周部に等角度間隔で滑動可能に設けられた複数の従動ボールと、出力軸に直交する状態に配置されて、従動ボールに噛合する噛合面を両側に形成したカム突条部を有する入力軸とを備えたボール形減速装置において、入力軸上に並ぶ四個以上の従動ボールのうち、入力軸の一端側の従動ボールと他端側の従動ボールとが互いに寄り合う方向で常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するように設定している。【０００７】
この場合、カム突条部と従動ボールとが点接触で噛合するリブカム方式の採用時、入力軸上に並ぶ四個以上の従動ボールのうち、入力軸の一端側の従動ボールと他端側の従動ボールとは、互いに寄り合う方向で常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するので、従動ボールとカム突条部との間の相対移動が阻止されてバックラッシュを除去することができる。バックラッシュの除去に伴い、カム突条部と従動ボールとの噛合時、噛合い音の発生を抑制して低騒音運転に繋がる。【０００８】
また、点接触によりカム突条部と従動ボールとの摩擦を低減できて、フォロアホイールへの伝達力を向上させて円滑な回転動作を高い精度で実現することができる。しかも、新たな別部材を付加せずに、四個以上の従動ボールをカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接させることで済み、簡素な構造でよくコスト的に有利である。【０００９】
（請求項２について）
ハウジング内で回転可能に設けられた出力軸に取り付けられたフォロアホイールと、フォロアホイールの外周部に等角度間隔で滑動可能に設けられた複数の従動ボールと、出力軸に直交する状態に配置されて、従動ボールに噛合する噛合面を両側に形成したカム突条部を有する入力軸とを備えたボール形減速装置において、入力軸上に並ぶ四個以上の従動ボールのうち、カム突条部の間に中間の従動ボールを噛合面に対して非当接状態に配置する。入力軸の一端側の従動ボールと他端側の従動ボールとが、中間の従動ボールに寄り合う方向で常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するように設定している。【００１０】
この場合、カム突条部と従動ボールとが点接触で噛合するリブカム方式の採用時、入力軸上に並ぶ四個以上の従動ボールのうち、カム突条部の間に中間の従動ボールを噛合面に対して非当接状態に配置するとともに、入力軸の一端側の従動ボールと他端側の従動ボールとが、中間の従動ボール側に寄り合って、常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するので、従動ボールとカム突条部との間の相対移動が阻止されてバックラッシュを除去することができる。このため、請求項１と同様な効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１１】
従動ボールとカム突条部との間の相対移動が阻止されてバックラッシュの除去に寄与する。このため、カム突条部と従動ボールとの噛合時、噛合い音の発生を抑制して低騒音運転に繋がる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ボール形減速装置の斜視図である（実施例１）。
【図２】従動ボールとカム突条部との噛合状態を示す拡大縦断面図である（実施例１）。
【図３】従動ボールとカム突条部との噛合状態を示す拡大縦断面図である（実施例２）。
【図４】中間のカム突条部を越えた時、従動ボールが当接する噛合面が変わる様子を模式的に示す展開図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００１３】
１      ボール形減速装置
３      出力軸
４      フォロアホイール
５      従動ボール
７      入力軸
１０    カム突条部
１０ａ、１０ｂ  噛合面
Ａ      入力軸の一端側
Ｂ      入力軸の他端側
Ｍ      中間
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のボール形減速装置において、カム突条部と従動ボールとを点接触で噛合させるリブカム方式の採用時、入力軸上に並ぶ四個以上の従動ボールのうち、入力軸の一端側の従動ボールと他端側の従動ボールとが互いに寄り合う方向で常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するので、従動ボールとカム突条部との間のバックラッシュを除去することができる。点接触によりカム突条部と従動ボールとの摩擦が低減し、フォロアホイールへの伝達力を向上させて円滑な回転動作を高い精度で実現することができる。
【実施例１】
【００１５】
図１および図２を参照しながら本発明の実施例１を説明する。
本発明のボール形減速装置１は、例えばＤＶＤなどの生産工程で種々の部品などを搬送するロボット技術に応用されるもので、図１に示すようにハウジング２内に段付き状の出力軸３を回転可能に設けている。出力軸３には、円盤状のフォロアホイール４が一体的に回転するように同心的に嵌め込まれている。フォロアホイール４における外周部の下面には、複数の従動ボール５がスチールボールとしてゴシックアーチ形の摺動部６に等角度間隔で設けられている。この摺動部６は、略半球状、断面略Ｖ字状あるいは断面略馬蹄形の滑動溝でもよい。【００１６】
駆動源（図示せず）から駆動力を受ける入力軸７は、出力軸３に直交する状態に配置されて軸受８、９により回転可能に支持されている。入力軸７は、従動ボール５に噛合する噛合面１０ａ、１０ｂを両側に形成した複数条のカム突条部１０を有するリブカム方式を採用している。【００１７】
この場合、入力軸７上に並ぶ六個の従動ボール５のうち、入力軸７の一端側Ａに並ぶ二個の従動ボール５は、図２に示すように常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａに隙間なく点接触状態で当接している。入力軸７の他端側Ｂに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ｂに隙間なく点接触状態で当接している。
このため、入力軸７における一端側Ａの従動ボール５と他端側Ｂの従動ボール５とは、互いに寄り合う方向で常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に隙間なく点接触する。これら従動ボール５は、自身が当接する噛合面１０ａ（１０ｂ）に対向する噛合面１０ｂ（１０ａ）に対して僅かな間隙Ｐを介在させている。
なお、上記とは逆に、入力軸７の一端側Ａに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ｂに隙間なく点接触状態で当接し、入力軸７の他端側Ｂに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａに隙間なく点接触状態で当接するようにしてもよい。【００１８】
入力軸７が駆動源から駆動力を受けて回転すると、図２に一点鎖線で示す接触線Ｎのように、従動ボール５が噛合面１０ａ（１０ｂ）に沿って滑動しながらフォロアホイール４に押圧力を伝達する。このため、フォロアホイール４が出力軸３と一体的に回転駆動され、入力軸７が一回転する毎にカム突条部１０の単一ピッチ分だけ出力軸３を回転させるといった減速回転運動が行われる。【００１９】
上記構成では、カム突条部１０と従動ボール５とが点接触で噛合するリブカム方式の採用時、四個以上の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に隙間なく当接するので、従動ボール５とカム突条部１０との間の相対移動が阻止されてバックラッシュを除去することができる。バックラッシュの除去に伴い、カム突条部１０と従動ボール５との噛合時、噛合い音の発生を抑制して低騒音運転に繋がる。【００２０】
また、点接触によりカム突条部１０と従動ボール５との摩擦を低減できて、フォロアホイール４への伝達力を向上させて、円滑な回転動作を高い精度で実現することができる。しかも、新たな別部材を付加せずに、四個以上の従動ボール５をカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に隙間なく当接させることで済み、簡素な構造でよくコスト的に有利である。
【実施例２】
【００２１】
図３および図４は本発明の実施例２を示す。
実施例２では、図３に示すように五個の従動ボール５のうち、中間Ｍの従動ボール５をカム突条部１０の噛合面１０ａ、１０ｂの双方に対して、動力伝達のない非当接状態に配置している。入力軸７の一端側Ａに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａに隙間なく当接している。入力軸７の他端側Ｂに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ｂに隙間なく当接している。このため、一端側Ａの従動ボール５と他端側Ｂの従動ボール５は、中間Ｍの従動ボール５に寄り合う方向で常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に当接している。
なお、上記とは逆に、入力軸７の一端側Ａに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ｂに隙間なく当接し、入力軸７の他端側Ｂに並ぶ二個の従動ボール５は、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａに隙間なく当接するようにしてもよい。【００２２】
この場合、入力軸７の回転に伴い、一端側Ａの従動ボール５が、中間Ｍのカム突条部１０を越えて他端側Ｂに移動する毎に、カム突条部１０に従動ボール５を当接させる噛合面１０ａ、１０ｂが変わるようになっている（図４参照）。このため、一端側Ａの従動ボール５が中間Ｍのカム突条部１０を通過する過程で、従動ボール５は、中間Ｍのカム突条部１０の噛合面１０ａ、１０ｂの双方に対して、動力伝達のない非当接状態となって歯打ち音を発生しない。【００２３】
この実施例２でも、カム突条部１０と従動ボール５とを点接触で噛合させるリブカム方式の採用時、五個の従動ボール５は、中間Ｍの従動ボール５に寄り合う方向で、常にカム突条部１０の片側の噛合面１０ａ（１０ｂ）に隙間なく当接するので、従動ボール５とカム突条部１０との間の相対移動が阻止されてバックラッシュを除去することができる。このため、実施例１と同様な効果が得られるものである。【００２４】
なお、従動ボール５の数は六個や五個に限らず、四個以上の従動ボール５が互いに寄り合う方向にカム突条部１０の噛合面１０ａ（１０ｂ）に当接する構成であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のボール形減速装置では、カム突条部と従動ボールとを点接触で噛合させるリブカム方式の採用時、四個以上の従動ボールが、常にカム突条部の片側の噛合面に隙間なく当接するので、従動ボールとカム突条部との間のバックラッシュを除去することができ、フォロアホイールへの伝達力を向上させて、円滑な回転動作を高い精度で実現することができる。このため、高い性能を備えながらも簡素な構造でコストの節減化を求める需要を喚起し、機械加工部品などの流通を介して機械産業界へ広く適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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