JP2010203608A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、歯車の回転駆動を被駆動体に伝達する駆動伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a drive transmission device that transmits a rotational drive of a gear to a driven body.
従来、歯車の回転伝達は、歯車列を用いて、双方の歯車の歯を噛み合わせて行われている。そして、歯車の歯の形状は、通常インボリュート形状であり、回転伝達時には、その歯面同士が接し、摩擦損失ができるだけ発生しないようになっている(例えば、下記の特許文献1参照)。
Conventionally, transmission of rotation of a gear is performed by meshing the teeth of both gears using a gear train. The tooth shape of the gear is usually an involute shape, and the tooth surfaces are in contact with each other at the time of rotation transmission so that friction loss does not occur as much as possible (see, for example,
しかし、歯面同士が接して回転を伝達する際には、不可避的に滑り摩擦損失が発生している。 However, when the tooth surfaces are in contact with each other to transmit the rotation, sliding friction loss inevitably occurs.
この発明は上記に鑑み提案されたもので、歯車の回転伝達時の摩擦損失を極力小さくすることができる駆動伝達装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a drive transmission device capable of minimizing friction loss during transmission of rotation of a gear.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、歯車の回転駆動を被駆動体に伝達する駆動伝達装置において、上記歯車と、上記歯車によって駆動される被駆動体と、を備え、上記被駆動体は、板状体と、上記板状体の面に等間隔に立設された、断面形状が円形である円形体と、を有し、上記歯車が回転駆動すると、歯車の各歯が、被駆動体の各円形体に順次当接して被駆動体を駆動させる、ことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a drive transmission device for transmitting a rotational drive of a gear to a driven body, comprising the gear and a driven body driven by the gear. The driven body includes a plate-like body, and a circular body having a circular cross-sectional shape that is erected at equal intervals on the surface of the plate-like body, and when the gear is driven to rotate, Each tooth sequentially contacts each circular body of the driven body to drive the driven body.
また、請求項2に記載の発明は、上記の請求項1に記載の発明において、上記円形体は、円柱状または円筒状とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the circular body has a columnar shape or a cylindrical shape.
請求項3に記載の発明は、上記の請求項1または2に記載の発明において、上記円形体は、ベアリングによって回転自在とするものである。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、上記の請求項1から3の何れか1項に記載の発明において、上記歯車は平歯車とするものである。
The invention described in
請求項5に記載の発明は、上記の請求項1から4の何れか1項に記載の発明において、上記被駆動体の駆動は回転駆動とするものである。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
請求項6に記載の発明は、上記の請求項1から4の何れか1項に記載の発明において、上記被駆動体の駆動は直進駆動とするものである。 According to a sixth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects of the invention, the driven body is driven linearly.
本発明の駆動伝達装置は、歯車が回転駆動すると、歯車の各歯が、被駆動体の各円形体に順次当接するようにしたので、歯車の歯面は、円形体の外周面に接しつつ、円形体に力を加え、被駆動体を駆動させる。すなわち、歯車の歯は、大きな曲率(半径rの逆数)を有する円形体の外周面に接することとなり、これにより歯と円形体との間の滑り摩擦は低減し、歯車の回転伝達時の摩擦損失を極力小さくすることができる。 In the drive transmission device according to the present invention, when the gear is driven to rotate, each tooth of the gear sequentially comes into contact with each circular body of the driven body, so that the tooth surface of the gear is in contact with the outer peripheral surface of the circular body. Then, a force is applied to the circular body to drive the driven body. That is, the teeth of the gear are in contact with the outer peripheral surface of the circular body having a large curvature (the reciprocal of the radius r), thereby reducing the sliding friction between the teeth and the circular body, and the friction during transmission of the rotation of the gear. Loss can be minimized.
また、この発明では、円形体をベアリングを介して回転自在となるようにしたので、歯と円形体との間の摩擦は転がり摩擦となってより一層低減し、歯車の回転伝達時の摩擦損失を大幅に小さくすることができる。 Further, in the present invention, since the circular body is made rotatable via the bearing, the friction between the teeth and the circular body is further reduced as rolling friction, and the friction loss during transmission of the rotation of the gear Can be significantly reduced.
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの発明の駆動伝達装置を概略的に示す図、図2は図1のI−I線断面を示す図である。これらの図において、この発明の駆動伝達装置1は、歯車2の回転駆動を伝達する装置であり、歯車2と、この歯車2によって回転される回転体(被駆動体)3とを備えている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a drive transmission device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line II of FIG. In these drawings, a
歯車2は、平歯車タイプのもので、中心の軸20を中心に回転自在に設けられている。
The gear 2 is of a spur gear type and is provided so as to be rotatable around a
回転体3は、中心の軸30を中心に回転自在に設けられ、板状体31と、板状体31の面31aに垂設された複数の円形体4とを有している。この円形体4の各々は、円柱状または円筒状のものであり、板状体31の面31aに円周状等間隔に設けられ、板状体31の面31aと平行な面での断面形状が円形になっている。
The
次に、円形体4の構成を図3、図4を用いて詳細に説明する。図3は図2の部分Aを拡大した図で、円形体の構成図である。図4は円形体の取り付け手順を示す図である。図3、図4において、円形体4は、ベアリング部41と、軸部42と、円周部43とから構成される。
Next, the configuration of the
ベアリング部41は、板状体31に円周状等間隔に穿設された取り付け凹部311に嵌入して設けられている。
The
軸部42は、図4に示すように、上半部42aと基部42bとからなり、上半部42aは、略柱状で基部42b側に向けて縮径し、基部42bは円板状に形成されている。円周部43は、略円筒状でその内周面は図中上方に向けて拡径している。
As shown in FIG. 4, the
この円周部43には、軸部42が図中円周部43の上方から挿入され、円周部43の内部に軸部42の上半部42aが嵌合され固定される。このとき、軸部42の基部42bは、円周部43の下方に突き出した状態となり、この基部42bは、板状体31に固定されたベアリング部41の内輪側に嵌入固定される。したがって、円形体4の円周部43は、軸部42と一体にベアリング部41によって回転自在となる。
A
歯車2の軸20と、回転体3の軸30とは平行に固定して設けられ(図2)、駆動伝達装置1は、歯車2の各歯2aと回転体3の各円形体4とが噛み合うように構成される。そして、歯車2が回転駆動すると、歯車2の各歯2aが、回転体3の各円形体4に順次当接して回転体3を回転させる。このとき、歯車2の各歯2aの歯面は、円形体4の円周部43の外周面に接しつつ、円形体4に力を加え、回転体3を回動する。したがって、歯2aは、曲率(半径rの逆数)の大きな軸状の円形体4の外周面に接することとなり、双方間の摩擦は低減し、歯車2の回転伝達時の滑り摩擦損失を極力小さくすることができる。
The
また、この発明の実施形態では、円形体4をベアリング部41を介して回転自在となるようにしたので、歯2aと円形体4との間の摩擦は転がり摩擦となってより一層低減し、歯車2の回転伝達時の摩擦損失をさらに大幅に小さくすることができる。
Further, in the embodiment of the present invention, since the
次に、円形体4の各種変形例を図5、図6、図7を用いて説明する。
Next, various modifications of the
図5は第1の変形例を示し、ベアリング部の厚みをより増して円形体を構成した場合を示す図である。この第1の変形例における円形体4gは、図4のベアリング部41に対し、ベアリング部41gを図中上下2カ所とし、それに応じて軸部42の基部42bも厚み(高さ)を増し、これにより軸部42を板状体31にさらに深く組み込むことができ、円形体4gをより安定した構造とすることができる。
FIG. 5 is a diagram showing a case where a circular body is formed by increasing the thickness of the bearing portion, showing a first modification. The circular body 4g in the first modified example has two bearing portions 41g in the drawing in the upper and lower portions with respect to the
図6は第2の変形例を示し、ベアリング部を板状体の面から突出させた場合を示す図である。この第2の変形例における円形体4hは、先ず板状体31の取り付け凹部311に、円筒状の枠体45を嵌入し、次にその枠体45の内周面に、軸部420の基部420bを嵌め込み、さらに軸部420の上半部420aにベアリング部410を嵌入し固定することにより構成されている。この構成により、歯車2の各歯2aは、ベアリング部410の外周面に直接接することになる。
FIG. 6 shows a second modification, and shows a case where the bearing portion is protruded from the surface of the plate-like body. In the
図7は第3の変形例を示す図である。この第3の変形例における円形体4iは、円筒状の円周部43iを直接板状体31の取り付け凹部311に嵌め込み固定したものであり、より簡単に円形体4iを構成することができる。
FIG. 7 is a diagram showing a third modification. The circular body 4i in the third modification is formed by fitting a cylindrical
図8は第4の変形例を示す図で、図8(a)はその構成を示す図、図8(b)は組み付け手順を示す図である。この第4の変形例における円形体4jは、止着片421と円筒体(円周部)43jとボルト425とから構成されている。止着片421は、円柱部423と、その円柱部423の上部で円盤状に拡径した頭部422とからなり、円柱部423には側方から取着穴424が設けられている。組み付ける手順は、先ず円筒体43jを止着片421の円柱部423に挿入した状態で円柱部423を板状体31の取り付け凹部311に挿入し、続いて板状体31の側方に開設されたボルト係止用の穴312からボルト425を入れて、止着片421の取着穴424にそのボルト425を螺入する。このようにして、止着片421が板状体31に固定され円形体4jが構成される。歯車2の各歯2aは、円筒体43jの外周面に接することになる。
8A and 8B are diagrams showing a fourth modification. FIG. 8A is a diagram showing the configuration, and FIG. 8B is a diagram showing an assembling procedure. The
なお、円筒体43jは、止着片421の頭部422と、板状体31の上面との間に固定されていてもよいし、あるいは止着片421の円柱部423に遊嵌された状態で円筒体43jを取り付け、円筒体43jを止着片421に対して回転自在となるようにしてもよい。
The
以上述べたように、この発明の駆動伝達装置1は、歯車2が回転駆動すると、歯車2の各歯2aが、回転体3の各円形体4(4g、4h、4i、4j)に順次当接して回転体3を回転させる。このとき、歯車2の各歯2aの歯面は、円形体4(4g、4h、4i)の外周面に接しつつ、円形体4(4g、4h、4i)に力を加え、回転体3を回動する。したがって、歯2aは、曲率の大きな円形体4(4g、4h、4i、4j)の外周面に接することとなり、双方間の摩擦は低減し、歯車2の回転伝達時の摩擦損失を極力小さくすることができる。
As described above, according to the
また、この発明の実施形態では、円形体4(4g、4h)をベアリング部41を介して回転自在となるようにしたので、歯2aと円形体4(4g、4h)との間の摩擦はより一層低減し、歯車2の回転伝達時の摩擦損失をさらに小さくすることができる。
In the embodiment of the present invention, since the circular body 4 (4g, 4h) can be rotated via the bearing
また、円形体4jにおいて、上記したように、円筒体43jを止着片421に対して回転自在とすると、歯2aと円形体4jとの間の摩擦はより一層低減し、ベアリングを用いた場合と同様に、歯車2の回転伝達時の摩擦損失をさらに小さくすることができる。
Further, in the
本発明は上記の各構成例だけでなく、各種の駆動伝達装置に適用することができる。 The present invention can be applied not only to the above-described configuration examples but also to various drive transmission devices.
図9は本発明を平歯車タイプの駆動伝達装置に適用した場合を概略的に示す斜視図、図10は本発明をラック・アンド・ピニオンタイプの駆動伝達装置に適用した場合を概略的に示す斜視図、図11は本発明をかさ歯車タイプの駆動伝達装置に適用した場合を概略的に示す斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view schematically showing a case where the present invention is applied to a spur gear type drive transmission device, and FIG. 10 is a schematic view showing a case where the present invention is applied to a rack and pinion type drive transmission device. FIG. 11 is a perspective view schematically showing a case where the present invention is applied to a bevel gear type drive transmission device.
図9において、駆動伝達装置100は、歯車200と被駆動体300とからなり、被駆動体300は、2枚の板状体310a、310bと、その2枚の板状体310a、310bとの間に設けられた円形体400とから構成されている。歯車200は平歯車であり、歯車200が回転駆動すると、歯車200の各歯が、被駆動体300の各円形体400に順次当接して被駆動体300を駆動させる。
In FIG. 9, the
図10において、駆動伝達装置101は、歯車201と被駆動体301とからなり、被駆動体301は、2枚の板状体311a、311bと、その2枚の板状体311a、311bとの間に設けられた円形体401とから構成されている。歯車201はピニオンとして、また被駆動体301はラックとして機能し、歯車201が回転駆動すると、歯車201の各歯が、被駆動体301の各円形体401に順次当接して被駆動体301を直進駆動させる。
In FIG. 10, the
図11において、駆動伝達装置102は、歯車202と被駆動体302とからなり、被駆動体302は、2枚の板状体312a、312bと、その2枚の板状体312a、312bとの間に設けられた円形体402とから構成されている。歯車202はかさ歯車であり、歯車202が回転駆動すると、歯車202の各歯が、被駆動体302の各円形体402に順次当接して被駆動体302を駆動させ、歯車202の軸と略直角の方向の軸に回転駆動を伝達している。
In FIG. 11, the
1 駆動伝達装置
2 歯車
2a 歯車の歯
20 軸
3 回転体
30 軸
31 板状体
31a 板状体の面
311 取り付け凹部
4 円形体
41 ベアリング部
42 軸部
42a 上半部
42b 基部
43 円周部
4g 円形体
41g ベアリング部
4h 円形体
410 ベアリング部
420 軸部
420a 上半部
420b 基部
45 枠体
4i 円形体
43i 円周部
4j 円形体
43j 円筒体
312 ボルト係止用の穴
421 止着片
422 止着片の頭部
423 止着片の円柱部
424 取着穴
425 ボルト
100 駆動伝達装置
200 歯車
300 被駆動体
310a 板状体
310b 板状体
400 円形体
101 駆動伝達装置
201 歯車
301 被駆動体
311a 板状体
311b 板状体
401 円形体
102 駆動伝達装置
202 歯車
302 被駆動体
312a 板状体
312b 板状体
402 円形体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記歯車と、
上記歯車によって駆動される被駆動体と、を備え、
上記被駆動体は、
板状体と、
上記板状体の面に等間隔に立設された、断面形状が円形である円形体と、を有し、
上記歯車が回転駆動すると、歯車の各歯が、被駆動体の各円形体に順次当接して被駆動体を駆動させる、
ことを特徴とする駆動伝達装置。 In the drive transmission device that transmits the rotational drive of the gear to the driven body,
The gears,
A driven body driven by the gear,
The driven body is
A plate-like body;
A circular body having a circular cross-sectional shape that is erected at equal intervals on the surface of the plate-shaped body,
When the gear is driven to rotate, each tooth of the gear sequentially contacts each circular body of the driven body to drive the driven body.
A drive transmission device characterized by that.
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