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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6050149
(24)【登録日】2016年12月2日
(45)【発行日】2016年12月21日
(54)【発明の名称】サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム
(51)【国際特許分類】
F16H 25/12 20060101AFI20161212BHJP
G02B 7/04 20060101ALI20161212BHJP
【ＦＩ】
F16H25/12 C
G02B7/04 D
【請求項の数】19
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2013-41712(P2013-41712)
(22)【出願日】2013年3月4日
(65)【公開番号】特開2014-109381(P2014-109381A)
(43)【公開日】2014年6月12日
【審査請求日】2015年8月12日
(31)【優先権主張番号】13/691,911
(32)【優先日】2012年12月3日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515213814
【氏名又は名称】パトリック ジェームズ マクグラス
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｔｒｉｃｋ Ｊａｍｅｓ ＭｃＧｒａｔｈ
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(72)【発明者】
【氏名】麥培淳
【審査官】
上谷 公治
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００７−２７８４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１５６４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０２−１１９５４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１６Ｈ ２５／１２
Ｇ０２Ｂ ７／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定ハウジングと、
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
隣合う２つの前記サイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスであり、前記サイクロイドローブと前記サイクロイドローブクリアランスは前記リングギアローブと前記リングギアローブクリアランスに係合するものである複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ上に設けられたカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記カムトラック上に設置され、前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に、前記カムフォロアピンは前記カムトラックの形状に沿って移動するものであるカムトラックと、を含み、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔であり、前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換して出力するとともに減速とトルク増加を同時に行う偏心輪孔と、を含むことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
隣合う２つの前記サイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスであり、前記サイクロイドローブと前記サイクロイドローブクリアランスは前記リングギアローブと前記リングギアローブクリアランスに係合するものである複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ上に設けられたカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記カムトラック上に設置され、前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に、前記カムフォロアピンは前記カムトラックの形状に沿って移動するものであるカムトラックと、を含み、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔であり、前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換して出力するとともに減速とトルク増加を同時に行う偏心輪孔と、を含むことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項2】
前記カムトラックは前記サイクロイドボディから離れるにつれてトラックの勾配が変化し、前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時、前記カムフォロアピンは前記カムトラックの前記トラックの勾配の変化に応じて移動することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項3】
前記カムトラックは、カムトラック起点とカムトラック終点を有し、前記カムトラックの勾配は前記カムトラック起点から前記カムトラック終点に向かうにつれて上向きに徐々に大きくなることを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項4】
前記カムトラックの勾配が前記外サイクロイド遊星ギアの周囲において連続的に、上向きに徐々に大きくなった後下向きに徐々に大きくなることにより、前記カムフォロアピンの位置もトラック勾配の変化に伴い徐々に上昇した後、徐々に下降することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項5】
前記カムトラックの勾配が前記外サイクロイド遊星ギアの周囲で複数回上昇と下降を繰り返すことにより、前記カムフォロアピンの位置も前記トラックの勾配の変化に伴い急速に上昇した後、急速に下降することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項6】
前記カムトラックは、前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は変化することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項7】
前記カムトラックは、前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は一定の比率で減少することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項8】
前記カムトラックは、前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は指数関数的に減少することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項9】
前記カムトラックは、前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は徐々に増加した後徐々に減少することを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項10】
前記カムトラックは、前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は増加と減少を複数回繰り返すことを特徴とする、請求項１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項11】
固定ハウジングと、
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
前記複数のサイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ上に設けられたカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記カムトラックに接触し、前記カムトラックは前記サイクロイドボディから離れる方向に高さが変化するカムトラックと、を含み、
前記複数のサイクロイドローブと前記複数のサイクロイドローブクリアランスは、前記複数のリングギアローブと前記複数のリングギアローブクリアランスに係合し、
前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に前記カムフォロアピンは前記カムトラックの高さに沿って移動し、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔と、を含み、
前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換して出力するとともに減速とトルク増加を同時に行うことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
前記複数のサイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ上に設けられたカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記カムトラックに接触し、前記カムトラックは前記サイクロイドボディから離れる方向に高さが変化するカムトラックと、を含み、
前記複数のサイクロイドローブと前記複数のサイクロイドローブクリアランスは、前記複数のリングギアローブと前記複数のリングギアローブクリアランスに係合し、
前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に前記カムフォロアピンは前記カムトラックの高さに沿って移動し、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔と、を含み、
前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換して出力するとともに減速とトルク増加を同時に行うことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項12】
前記カムトラックは、カムトラック起点とカムトラック終点を有し、前記カムトラックの勾配は前記カムトラック起点から前記カムトラック終点に向かうにつれて上向きに徐々に大きくなることを特徴とする、請求項１１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項13】
前記カムトラックの勾配が前記外サイクロイド遊星ギアの周囲において連続的に、上向きに徐々に大きくなった後下向きに徐々に大きくなることにより、前記カムフォロアピンの位置もトラック勾配の変化に伴い徐々に上昇した後徐々に下降することを特徴とする、請求項１１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項14】
前記カムトラックの勾配が前記外サイクロイド遊星ギアの周囲で複数回上昇と下降を繰り返すことにより、前記カムフォロアピンの位置も前記トラックの勾配の変化に伴い急速に上昇した後急速に下降することを特徴とする、請求項１１に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項15】
固定ハウジングと、
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、
を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
隣合う２つの前記サイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスであり、前記サイクロイドローブと前記サイクロイドローブクリアランスは前記リングギアローブと前記リングギアローブクリアランスに係合するものである複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記凹溝状のカムトラック上に設置され、前記凹溝状のカムトラックと前記外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は変化するものであり、前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に、前記カムフォロアピンは前記凹溝状のカムトラックと前記外サイクロイド遊星ギアの中心の距離の変化に応じて移動するものであるカムトラックと、を含み、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔であり、前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換し出力するとともに減速とトルク増加を同時に行う偏心輪孔と、を含むことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
カムフォロアピンと、
外サイクロイド遊星ギアと、
偏心輪駆動軸とを備え、
前記固定ハウジングは、
複数のリングギアローブと複数のリングギアローブクリアランスを有し、各前記リングギアローブクリアランスは隣合う２つの前記リングギアローブの間に設けられるものである内固定リングギアと、
駆動軸クリアランスホールと、
を含み、
前記外サイクロイド遊星ギアは、前記内固定リングギア中に設置され、
サイクロイドボディと、
前記サイクロイドボディの周囲を取り囲むように設けられた複数のサイクロイドローブと、
隣合う２つの前記サイクロイドローブの間に設けられた複数のサイクロイドローブクリアランスであり、前記サイクロイドローブと前記サイクロイドローブクリアランスは前記リングギアローブと前記リングギアローブクリアランスに係合するものである複数のサイクロイドローブクリアランスと、
前記サイクロイドボディ中に設けられた偏心輪固定孔と、
前記サイクロイドボディ中に形成された凹溝状のカムトラックであり、前記カムフォロアピンが前記凹溝状のカムトラック上に設置され、前記凹溝状のカムトラックと前記外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は変化するものであり、前記外サイクロイド遊星ギアが回転する時に、前記カムフォロアピンは前記凹溝状のカムトラックと前記外サイクロイド遊星ギアの中心の距離の変化に応じて移動するものであるカムトラックと、を含み、
前記偏心輪駆動軸は、
サイクロイド固定ディスクと、
前記サイクロイド固定ディスクの一端上に設置され、前記偏心輪固定孔内で自由に回転する外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と、
前記サイクロイド固定ディスクの他端上に設置され、回転角度が前記外サイクロ遊星偏心ギア偏心伝動器の回転の半分である偏心伝動平衡器と、
前記サイクロイド固定ディスク中、前記外サイクロ遊星ギア偏心伝動器中および前記偏心伝動平衡器中に穿設される偏心輪孔であり、前記偏心輪駆動軸は駆動軸に接続し、前記駆動軸は前記駆動軸クリアランスホールを貫通して延伸するとともに前記偏心輪孔中に設置され、前記外サイクロ遊星ギアカムが前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換し出力するとともに減速とトルク増加を同時に行う偏心輪孔と、を含むことを特徴とする、
サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項16】
前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は一定の比率で減少することを特徴とする、請求項１５に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項17】
前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は指数関数的に減少することを特徴とする、請求項１５に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項18】
前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は徐々に増加した後徐々に減少することを特徴とする、請求項１５に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【請求項19】
前記凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離は増加と減少を複数回繰り返すことを特徴とする、請求項１５に記載のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はサイクロイド伝動装置に関するものであり、特に、勾配変化を有するカムトラックまたは凹溝設計を有するカムトラックを利用したサイクロイド伝動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
リードスクリューは、入力された回転運動を直線運動に変換して出力するのに用いられるねじツールの一種である。従来のリードスクリューの多くはねじ山を有し、ナットと螺合できるねじである。このようなねじ山を有するねじを回転させると、対応するナットは通常、前方または後方に移動してねじと螺合し、またこれに伴いナットの負荷も移動する。
【0003】
従来のリードスクリューはさまざまに応用されてきたが、多くの不便さや欠点を有している。
【0004】
たとえばその中の１つは、このようなねじ山を有するねじとそれに対応するナットは通常、製造の際より高い精度を求められ、ねじとナットの製作コストが増大する点である。
【0005】
もう１つの欠点は、ねじとナットのピッチが合わないと、ねじを回転させる際、回転に伴う位置移動と動きが統一されにくく、スムーズな操作が容易ではないという点である。
【0006】
また、従来のリードスクリューは一定期間使用した後、潤滑にするためのメンテナンスが必要であり、長時間使用されていないと、摩擦力が増加し、ねじが回りにくくなる。
【0007】
更に、ナットを接続する時に負荷が加えられると、リードスクリューは回転して後方へずれてしまうことがある。負荷により予期せぬ位置のずれが生じると、ねじの使用効率が大幅に低下する。
【0008】
このため、回転運動を直線運動に変換して出力するもう１つの方式として、減速ギアトレインによる従来技術が提案された。減速ギアトレインは、主に円形カムを用いた回転により、回転軌跡を直線運動に変換して出力するものである。
【0009】
しかし、このような減速ギアトレインの利用にも欠点がある。１つは、入力する高速の回転速度を減じて低速にする際、高いトルクを維持する必要があり、プロセスの複雑さが大幅に増す点である。このような状況では、この種の減速ギアトレインを、特にデジタルカメラのようなコンパクトなデバイスに組み込むことは難しい。
【0010】
減速ギアトレインのもう１つの欠点は、多くの嵌合部品を組み付けるため、機械設計上の効率および出力装置の位置決めの精度に影響与える点である。
【0011】
以上の観点から、入力した回転運動を直線運動に変換して出力する伝動装置をいかに効率的でコンパクト、かつ精密で低コストにできるかが、この分野を熟知する者が解決すべき問題であると言える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0012】
【非特許文献1】Ｔａ−Ｓｈｉ Ｌａｉ著、「Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｐｉｃｙｃｌｏｉｄ ｐｌａｎｅｔ ｇｅａｒ ｏｆ ｃｙｃｌｏｉｄ ｄｒｉｖｅｓ」、「Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｖｏｌｕｍｅ ２８、Ｉｓｓｕｅ ７−８、２００６年４月発行、ｐ．６６５〜６７０ 。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の主な目的は、従来技術が抱える上記問題を解決するため、勾配変化を有するカムトラック（ｒａｉｓｅｄ ｃａｍ ｔｒａｃｋ）または凹溝設計を有するカムトラック（ｓｌｏｔｔｅｄ ｃａｍ ｔｒａｃｋ）を利用し、駆動軸の回転運動を出力装置の直線運動に変換して出力するサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムを提供することである。
【0014】
本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムが従来の回転式カムと異なる点は、駆動軸の回転運動を出力装置の直線運動に変換して出力するだけでなく、カムを減速させるとともにそのトルクを増大させるという目的も同時に達成できる点である。
【課題を解決するための手段】
【0015】
ここで開示する本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムは、駆動軸の回転運動を物体の直線運動に変換して出力することで、サイクロイド伝動装置の減速とトルクの増大に有利になる。本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムは、固定ハウジングを含み、その内部に内固定リングギアを設置する。外サイクロイド遊星ギアは前記固定ハウジングの内固定リングギアとハウジング外蓋内に設置される。偏心輪駆動軸は直流モータの駆動軸またはその他の手動回転可能な駆動軸に接続する。この偏心輪駆動軸は外サイクロイド遊星ギアの偏心輪固定孔内で自由に回転する。
駆動軸回転時に、前記偏心輪駆動軸は外サイクロイド遊星ギアと固定ハウジングを連動しサイクロイド運動が生じると同時に、外サイクロイド遊星ギアは単独で偏心輪駆動軸の周囲を回転する。外サイクロイド遊星ギアの回転方向は駆動軸の回転方向と逆である。
本発明の実施例によれば、この時、外サイクロイド遊星ギアの回転速度は駆動軸の回転速度より遅く、かつ駆動軸の回転速度のｒ倍である。ｒ＝（Ｐ−Ｌ）／Ｌであり、Ｐは固定ハウジング上のリングギアローブの数量であり、Ｌは外サイクロイド遊星ギア上のサイクロイドローブの数量である。
たとえば、固定ハウジングが１１個のリングギアローブを有し、外サイクロイド遊星ギアは１０個のサイクロイドローブを有する場合、外サイクロイド遊星ギアの回転速度は駆動軸回転速度のわずか１０分の１（ｒ＝（１１−１０）／１０）である。また、外サイクロイド遊星ギアの出力トルクは元の入力トルクの１０倍以上に増大するため、トルクの機械損失が大幅に低減される。
【0016】
本発明の実施形態の詳細な説明については、非特許文献１を併せて参照されたい。
【0017】
ここで開示する本発明の偏心輪駆動軸は、偏心輪駆動軸回転時に過度な振動を低減するのに用いるカウンターバランス機能を提供する偏心伝動平衡器をさらに含む。本目的を達成するため、本発明の実施例によれば、サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカム上にもう１つの伝動平衡カムをオプションとして設けることにより、カム回転時に生じる全ての振動を打ち消すことができる。
【0018】
本発明の実施例によれば、外サイクロイド遊星ギアはカムトラックをさらに含み、前記カムトラックはオプションとして、サイクロイドボディから離れるにつれてトラックの勾配が変化するよう設計でき、またはサイクロイドボディ中に凹溝状のカムトラックを形成し、前記凹溝状のカムトラックと前記外サイクロイド遊星ギアの中心の距離をは変えることができる。前記カムトラック上にカムフォロアピンを設置することにより、外サイクロイド遊星ギア回転時に、前記カムフォロアピンは、トラックの勾配変化に応じて上昇したり下降したり、凹溝状のカムトラックと外サイクロイド遊星ギアの中心の距離に応じて内側または外側に移動することができる。
また、カムフォロアピンをカメラレンズのような出力装置に接続することにより、当該出力装置はカムフォロアピンの移動に伴いその位置を変えることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムによれば、カムトラックの様式を容易に変更し制御することにより、駆動軸の回転運動を出力装置の直線運動に変換して出力する目的が達成できる。
【0020】
さらに、上述の外サイクロイド遊星ギア、固定ハウジングの内固定リングギア、および偏心輪駆動軸を利用することで、ここで開示する本発明の外サイクロイド遊星ギアカムは、従来のリードスクリューに比べ高い市場価値を得られ、市場で優勢となる。また本発明は、他の電子制御システムを追加設置する必要がなく、カムトラックの形状の変化を利用するだけで出力装置の位置移動を精確に制御する目的を達成できる。
さらに、トラックの勾配変化や凹溝の半径変化を利用する優れたトラック設計により、本発明の出力装置が行う入力回転の出力直線運動への変換は、従来技術に比べ、より緻密かつ精確になり、再現性をも有する。
たとえば、カムトラックの終点と起点の間の勾配変化が０．１ｍｍとなる設計である場合、ここで開示する本発明の外サイクロイド遊星ギアの回転速度は元の１０分の１にまで減速し、入力モータが１回転するごとに、出力装置は入力回転を０．０１ｍｍまで微小の出力直線運動へ変換できる。
一方、従来技術において、０．０１ｍｍのピッチを有するリードスクリューを製造することは、相当困難であり、高度な製造技術と複雑な製造工程を要する。
【0021】
以上からわかるように、ここで開示する本発明の外サイクロイド遊星ギアカムは、従来技術に比べ、製造工程が簡単で低コストであるという長所を有するだけでなく、内部の各コンポーネント間の摩擦力が比較的小さいので、実質的に使用寿命が長くなる。また、他のデバイスのカム設計に比べ、本発明の外サイクロイド遊星ギアは他の入力駆動電力を追加する必要がないという利点も備えている。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1a】本発明の実施例に基づく外サイクロイド遊星ギアカムの立体構造を示す図。
【図1b】本発明の実施例に基づく外サイクロイド遊星ギアカムの側面を示す図。
【図1c】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアカムの平面図。
【図1d】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアカムの底面図。
【図2a】本発明の実施例における固定ハウジングの立体構造を示す図。
【図2b】本発明の実施例における固定ハウジングの底面図。
【図2c】本発明の実施例における固定ハウジングの側面図。
【図2d】本発明の実施例における固定ハウジングの平面図。
【図3a】本発明の実施例におけるハウジング外蓋の立体構造を示す図。
【図3b】本発明の実施例におけるハウジング外蓋の側面図。
【図3c】本発明の実施例におけるハウジング外蓋の平面図。
【図3d】本発明の実施例におけるハウジング外蓋の底面図。
【図4a】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアの立体構造を示す図。
【図4b】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアの底面図。
【図4c】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアの平面図。
【図4d】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアの側面図。
【図4e】本発明の実施例における外サイクロイド遊星ギアの側面図。
【図5a】本発明の実施例における偏心輪駆動軸の立体構造を示す図。
【図5b】本発明の実施例における偏心輪駆動軸の平面図。
【図5c】本発明の実施例における偏心輪駆動軸の側面図。
【図6】本発明の実施例におけるカムフォロアピンの立体構造を示す図。
【図7a】本発明の実施例におけるレンズキャリアの立体構造を示す図。
【図7b】本発明の実施例におけるレンズキャリアの底面図。
【図8a】本発明の実施例における復原リーフスプリングの立体構造を示す図。
【図8b】本発明の実施例における復原リーフスプリングの側面図。
【図9a】本発明の実施例における直流モータの立体構造を示す図。
【図9b】本発明の実施例における直流モータの側面図。
【図9c】本発明の実施例における直流モータの底面図。
【図10a】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの立体構造を示す図。
【図10b】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの平面図。
【図10c】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの底面図。
【図10d】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの側面図。
【図10e】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの側面図。
【図10f】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムとカムフォロアピンの立体構造を示す図。
【図10g】本発明の実施例におけるカムフォロアローラーを備えるカムフォロアピンと凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの構造を示す図。
【図10h】本発明の実施例における凹溝状のカムトラックの構造を示す図。
【図10i】本発明の別の実施例における凹溝状のカムトラックの構造を示す図。
【図10j】本発明のさらに別の実施例における凹溝状のカムトラックの構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
ここで述べる実施方式は、本発明の精神と原理、本発明の特許請求の範囲をさらに解釈するための例示である。本発明の目的、技術内容、特徴及び達成される効果を更に深く理解するため、好ましい実施例について以下に図面を参照しながら具体的かつ詳細に説明する。
【実施例】
【0024】
図１ａから図１ｄは本発明の実施例の外サイクロイド遊星ギアカム（ｅｐｉｃｙｃｌｏｉｄ ｐｌａｎｅｔ ｇｅａｒ ｃａｍ）の構造を示す図である。
【0025】
図１ａから図１ｄが示すように、本発明の実施例の外サイクロイド遊星ギアカム１００は主に、固定ハウジング２００、ハウジング外蓋３００、外サイクロイド遊星ギア、偏心輪駆動軸、カムフォロアピン６００、レンズキャリア７００、復原リーフスプリング８００、および直流モータ９００を含む。
【0026】
固定ハウジング２００内部には内固定リングギアを備え、上述の外サイクロイド遊星ギアと偏心輪駆動軸を固定ハウジング２００内に設置し、ハウジング外蓋３００を固定ハウジング２００上に組み付ける。このようにして上述の外サイクロイド遊星ギアと偏心輪駆動軸はハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００中に内設される。
【0027】
モータ伝動軸は直流モータ９００の駆動軸上に固設されるので、モータ伝動軸は外サイクロイド遊星ギアカムの中心の偏心輪固定孔中で自由に回転できる。本発明の実施例おいて、直流モータ９００が通電し、その偏心輪駆動軸が回転し始めると、外サイクロイド遊星ギアカムは固定ハウジング中の内固定リングギアの周りを回転する。その回転方向は駆動軸の回転方向と逆方向である。
【0028】
このような状況下で外サイクロイド遊星ギアが回転すると、そのカムの回転トラックがカムフォロアピン６００を上昇または下降させるが、カムフォロアピン６００は復原リーフスプリング８００から加えられる圧力により、カムの回転トラック上に接したままで、浮いてずれることがない。
【0029】
また、カムフォロアピン６００はレンズキャリア７００に付設するので、カムフォロアピン６００の移動に伴いレンズキャリア７００も位置を移動する。
【0030】
図２ａから図２ｄは本発明の実施例の固定ハウジングの構造を示す図である。
【0031】
図２ａから図２ｄが示すように、固定ハウジング２００はハウジングボディ２９５、複数のハウジング固定器２１０、ハウジング外壁２２０、複数の外蓋クリアランスホール２３０、駆動軸クリアランスホール２４０、複数の組立孔２５０、出力装置の設置に用いられるハウジングクリアランス２７０、複数のリングギアローブ２８０、および複数のリングギアローブクリアランス２９０を含む。
【0032】
ハウジングボディ２９５は固定ハウジング２００の中心本体であり、ハウジング外壁２２０はハウジングボディ２９５の周囲に設置する。複数のハウジング固定器２１０と複数の外蓋クリアランスホール２３０は固定ハウジング２００のハウジング外壁２２０に周設する。外蓋クリアランスホール２３０は、その上にハウジング外蓋３００を対応させて設置し、ハウジング外蓋３００を固定ハウジング２００上に冠着するのに用いる。
【0033】
本発明の実施例では、ハウジング外蓋３００は、外蓋クリアランスホール２３０に嵌合することにより固定ハウジング２００上に冠着する。しかし、ハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００の組み付けはこの方式に限らない。本発明の他の実施例では、ハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００の組み付けを他の方式により実施することもできる。たとえば、ねじ、ボルトまたはその他の締結素子を用いてハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００を組み付けることもできる。
【0034】
駆動軸クリアランスホール２４０は、固定ハウジング２００の本体中に設けられるので、直流モータ９００の駆動軸は駆動軸クリアランスホール２４０を利用して固定ハウジング２００に貫設できる。
【0035】
組立孔２５０は、直流モータ９００を固定ハウジング２００に固設するのに用いられる。たとえば、留め具や締結素子をこれらの組立孔２５０に通して直流モータ９００を固定ハウジング２００に留めるか、または締結することができる。
【0036】
リングギアローブクリアランス２９０は隣り合う２つのリングギアローブ２８０の間に設けられる。本発明の実施例では、これらのリングギアローブ２８０と複数のリングギアローブクリアランス２９０は固定ハウジング２００の内側面上に設けられる。ここでは図２ｄが示すように、外サイクロイド遊星ギア４００上のサイクロイドローブとサイクロイドローブクリアランスは、これらのリングギアローブ２８０とリングギアローブクリアランス２９０に係合することにより固定ハウジング２００の内部で回転できるようになる。
【0037】
ハウジングクリアランス２７０は固定ハウジング２００のハウジング外壁２２０上に設けられる。本発明の実施例では、ハウジングクリアランス２７０は、２００と出力装置との間に隙間を作るのに用いられる。
【0038】
本発明の実施例では、図１ａから図１ｄが示すように、使用される出力装置はレンズキャリア７００を含む。
【0039】
本発明の他の実施例では、出力装置は回転式入力を直線出力に変換するその他の装置でもよい。たとえば、工作機械、型打ち機、裁縫ミシン、往復式工具、往復式のこぎり、または鍵／ロック／錠類などがある。
【0040】
図３ａから図３ｄは本発明の実施例のハウジング外蓋の構造を示す図である。
【0041】
図３ａから図３ｄが示すように、ハウジング外蓋３００は、複数の弾性組付スナップ３１０、複数の組付スナップ端部３１５、カムフォロアクリアランスホール３２０、カムフォロア支持ブラケット３３０、複数のリーフスプリング固定孔３４０、複数のリーフスプリングトラック３５０、および出力装置の設置に用いる外蓋クリアランス３６０を含む。
【0042】
これらの弾性組付スナップ３１０は、ハウジング外蓋３００の外周を囲むように設置され、ハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００を組み付けるのに用いられる。本発明の実施例では、これらの弾性組付スナップ３１０は、伸縮可能であり、溝を有するので、ハウジング外蓋３００を固定ハウジング２００に組み付ける時または取り外す時、弾性組付スナップ３１０はそれに応じて伸長または収縮する。
【0043】
各弾性組付スナップ３１０上には、たとえばフランジ、フックまたは楔形の組付スナップ端部３１５をさらに備える。
【0044】
このため、組み付け時には、上述の弾性組付スナップ３１０を対応する固定ハウジング２００の外蓋クリアランスホール２３０に挿設し、弾性組付スナップ３１０上に位置する各組付スナップ端部３１５をすべて固定ハウジング２００のハウジング固定器２１０内に嵌合する。以上で、ハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００の組み付けが完了する。
【0045】
カムフォロア支持ブラケット３３０は、ハウジング外蓋３００上に設置され、カムフォロア支持ブラケット３３０中にはカムフォロアクリアランスホール３２０が穿設される。この設計により、カムフォロアピン６００はカムフォロア支持ブラケット３３０中のカムフォロアクリアランスホール３２０を利用して上向きまたは下向きの移動を持続できる。
【0046】
また、本発明の実施例では、ハウジング外蓋３００上に複数のリーフスプリング固定孔３４０とリーフスプリングトラック３５０をさらに設計する。リーフスプリングトラック３５０は復原リーフスプリング８００の位置を固定するのに用いられ、カムフォロア支持ブラケット３３０およびカムフォロアピン６００に対して正確な位置に固定されるようにできる。リーフスプリング固定孔３４０は、復原リーフスプリング８００をハウジング外蓋３００に組み付けるのに用いられる。
【0047】
外蓋クリアランス３６０は、ハウジング外蓋３００の外側面上に設けられる。本発明の実施例では、この外蓋クリアランス３６０はハウジング外蓋３００と出力装置の間に隙間を作るのに用いられる。
【0048】
本発明の実施例では、図１ａから図１ｄが示すように、使用される出力装置はレンズキャリア７００を含む。
【0049】
本発明の他の実施例では、出力装置は回転式入力を直線出力に変換するその他の装置でもよい。たとえば、工作機械、型打ち機、裁縫ミシン、往復式工具、往復式のこぎり、または鍵／ロック／錠類などがある。
【0050】
図４ａから図４ｅは本発明の実施例の外サイクロイド遊星ギアの構造を示す図である。
【0051】
図４ａから図４ｅが示すように、外サイクロイド遊星ギア４００は、複数のサイクロイドローブ４１０、複数のサイクロイドローブクリアランス４２０、偏心輪固定孔４３０、カムトラック４４０、カムトラック起点４５０、カムトラック終点４６０、サイクロイドボディ４７０、およびサイクロイドベース４８０を含む。
【0052】
複数のサイクロイドローブ４１０は、サイクロイドボディ４７０の外表面を取り囲むように設けられ、隣り合う２つのサイクロイドローブ４１０の間にはサイクロイドローブクリアランス４２０を設ける。本発明の実施例では、サイクロイドローブ４１０とそのサイクロイドローブクリアランス４２０を固定ハウジング２００中の複数のリングギアローブ２８０および複数のリングギアローブクリアランス２９０に係合することにより、外サイクロイド遊星ギア４００が固定ハウジング２００内で回転できるようになる
【0053】
偏心輪固定孔４３０は、サイクロイドボディ４７０の中に穿設され、偏心輪駆動軸の外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器と外サイクロイド遊星ギア４００を連動させ回転式運動を発生させるために用いられる。注目すべきは、本発明の実施例では、外サイクロイド遊星ギア４００は偏心輪駆動軸に接触せず、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器も外サイクロイド遊星ギア４００の偏心輪固定孔４３０に貫設されるのみである点である。
【0054】
本発明の実施例では、上述のカムトラック４４０は勾配が上向きに徐々に大きくなるトラックである。このカムトラック４４０はサイクロイドボディ４７０の上表面に設置され、その上表面の勾配は上向きに徐々に大きくなる特徴を有する。つまり、カムトラック４４０のカムトラック起点４５０では、トラックの高さは最も低く、カムトラック４４０のカムトラック終点４６０に達した時点でトラックの高さは最も高くなる。
【0055】
取り付け時には、カムフォロアピン６００のカム接触表面は上述のカムトラック４４０の上面に接触し、復原リーフスプリング８００が下向きの圧力をかけるので、カムフォロアピン６００はカムトラック４４０上にきつく押し付けられる。外サイクロイド遊星ギア４００が回転すると、カムフォロアピン６００はカムトラック４４０の勾配変化に応じて動くようになる。
たとえば、カムトラック４４０が上向きに傾斜すると、カムフォロアピン６００もそれに応じて上向きに動き、カムトラック４４０が下向きに傾斜すると、カムフォロアピン６００もそれに応じて下向きに動く。
【0056】
本発明の実施例では、カムトラック４４０の勾配は徐々に上昇し、カムトラック起点４５０とカムトラック終点４６０を有する。
【0057】
本発明の他の実施例では、カムトラック４４０はもちろん異なる設計様式でもよい。たとえば、外サイクロイド遊星ギア４００上のカムトラック４４０は、緩慢に上下する勾配設計でもよい。また急速に上下し高さの変化がより明確な勾配設計をすることも可能であり、これを利用してカムフォロアピンの上昇または下降速度を加速する設計にすることもできる。
【0058】
以上からわかるように、本発明の外サイクロイド遊星ギアカムのトラック様式を簡単に変更することにより、外サイクロイド遊星ギアカムを異なるニーズと用途に応じたものにする目的を達成できる。
【0059】
さらに、本発明では駆動軸の回転方向の変更が同時にカムフォロアピンの移動に影響を与える。たとえば、駆動軸の回転方向が同一方向である場合、カムフォロアピンはカムトラック４４０の周期的な勾配変化に伴い同一方向に移動する。しかし、駆動軸が一方向に回転した後、それと逆方向に回転した場合、それに伴いカムフォロアピンの動きも変わる。図４ａから図４ｅの実施例（カムトラック４４０はカムトラック起点４５０とカムトラック終点４６０を有する）を用いて説明すると、駆動軸はカムフォロアピンがカムトラック終点４６０に到達するまでは、一方向に回転し、その後カムトラック終点４６０からカムトラック起点４５０に到達するまでは、逆方向に回転する。
このように、駆動軸の回転方向によりカムトラック４４０の方位とカムフォロアピンの移動方向を制御でき、さらにはレンズキャリアの位置も制御できる。
さらに、本発明の実施例では、駆動軸の回転方向の変更回数を増やすことにより、カムフォロアピンの位置を精確に制御する目的を達成できる。たとえば、オートフォーカスシステムに応用する際は、駆動軸の回転方向の変更調節を精密に設計することにより、出力装置（たとえばレンズキャリア）の位置を精確に制御する目的を達成できる。
【0060】
図５ａから図５ｃは本発明の実施例の偏心輪駆動軸の構造を示す図である。
【0061】
図５ａから図５ｃが示すように、偏心輪駆動軸５００は、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０、サイクロイド固定ディスク５２０、偏心伝動平衡器５３０、および偏心輪孔５４０を含む。
【0062】
組み立て時に、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０は外サイクロイド遊星ギア４００の偏心輪固定孔４３０中に設置する。注目すべきは、本発明の実施例では、偏心輪駆動軸５００は外サイクロイド遊星ギア４００上に接触しておらず、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０は外サイクロイド遊星ギア４００の偏心輪固定孔４３０中で自由に回転できる点である。
【0063】
偏心輪駆動軸５００と外サイクロイド遊星ギア４００の両者は事実上接触していないため、サイクロイド固定ディスク５２０は、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０を外サイクロイド遊星ギア４００の偏心輪固定孔４３０中の位置に固定しその状態を維持するのに用いられる。
【0064】
外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０の位置に相対して、偏心伝動平衡器５３０はサイクロイド固定ディスク５２０のもう一端に設置される。本発明の実施例では、偏心伝動平衡器５３０はその回転角度を外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０の半分に設計することにより、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０が回転する時の振動を低減する、カウンターバランスの役割を果たす。
【0065】
偏心輪駆動軸５００は、偏心輪孔５４０を利用して、たとえば直流モータの駆動軸のような駆動軸に取り付けられる。
【0066】
図６は本発明の実施例のカムフォロアピンの立体構造を示す図である。
【0067】
図６が示すように、カムフォロアピン６００はカムフォロア本体６１０とカムフォロア接触面６２０を含む。
【0068】
本発明の実施例では、取り付けを行う際、カムフォロア本体６１０がレンズキャリアのカムフォロア固定孔中に貫設されることにより、カムフォロアピン６００とレンズキャリアは組みつけられる。
【0069】
外サイクロイド遊星ギアが回転し始めると、カムフォロアピン６００のカムフォロア接触面６２０は外サイクロイド遊星ギア上のカムトラック４４０に接触し、カムトラックに伴って移動する。本発明の実施例では、カムフォロアピン６００がカムトラック４４０のカムトラック起点上に位置する時、カムトラック起点はトラック上で最も低い位置になるため、カムフォロアピン６００もまたその動きの最も低い点に位置することになる。外サイクロイド遊星ギア４００が回転し始めると、カムトラック４４０の上に位置するカムフォロアピン６００はトラックの勾配に応じて動く。つまり、カムフォロアピン６００はカムトラック４４０のトラック終点まで移動し、カムトラック終点はトラック上で最も高い位置にあるため、カムフォロアピン６００も最も高い位置まで動くことになる。カムフォロアピン６００は出力装置に固設されるので、本発明の出力装置とレンズキャリアはカムフォロアピン６００に伴い移動する。
【0070】
図７ａおよび図７ｂは本発明の実施例のレンズキャリアの構造を示す図である。
【0071】
本発明の実施例では、上述のカムフォロアピン６００に接続し共に移動する出力装置にはレンズキャリアを用いる。
【0072】
本発明の他の実施例では、出力装置に、回転入力を直線出力に変換するその他の装置を利用できる。たとえば、工作機械、型打ち機、裁縫ミシン、往復式工具、往復式のこぎり、または鍵／ロック／錠類などがある。以下の実施例においては、レンズキャリアを一例として説明するにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【0073】
図７ａおよび図７ｂが示すように、レンズキャリア７００は、レンズボディ７１０、レンズ７２０、上固定部７３０、下固定部７４０、回転防止部７４５、およびカムフォロア固定孔７５０を含む。
【0074】
レンズ７２０はレンズボディ７１０中に設置される。本発明の実施例では、レンズ７２０はたとえばカメラの焦点レンズである。
【0075】
上固定部７３０と下固定部７４０はレンズボディ７１０の外壁上に設置される。
【0076】
カムフォロア固定孔７５０は上述の上固定部７３０と下固定部７４０を貫通するように延伸して形成される。本発明の実施例では、カムフォロア固定孔７５０は、カムフォロアピン６００のカムフォロア本体６１０をレンズキャリアに貫設するのに用いられ、これによりカムフォロアピン６００とレンズキャリア７００は組み付けられる。
【0077】
下固定部７４０は回転防止部７４５をさらに備える。その作用は、カムフォロアピン６００とレンズキャリア７００を組み付けた後、両者を一緒に動かすことにある。ここで、回転防止部７４５はハウジング外蓋３００のカムフォロア支持ブラケット３３０に伴い同時に移動する。レンズキャリア７００が移動する時、回転防止部７４５のアームは、上述のカムフォロア支持ブラケット３３０に近づき同ブラケットを支持するので、レンズキャリアの予期せぬ回転を防止するのに有効である。
【0078】
図８ａおよび図８ｂは本発明の実施例の復原リーフスプリングの構造を示す図である。
【0079】
図８ａおよび図８ｂが示すように、復原リーフスプリング８００は、スプリングベース８１０、スプリングボディ８２０、スプリング先端８３０、およびスプリング固定孔８４０を含む。
【0080】
本発明の実施例では、復原リーフスプリング８００は弾性材料により製作され、その形状はＳ字形状に類似している。スプリングボディ８２０はスプリングベース８１０とスプリング先端８３０の間を接続する。
【0081】
スプリング固定孔８４０は、スプリングベース８１０中に穿設され、スプリング固定孔８４０を利用して復原リーフスプリング８００をハウジング外蓋３００のリーフスプリング固定孔３４０に被せて取り付けるのに用いられる。
【0082】
つまり、復原リーフスプリング８００のスプリングベース８１０をハウジング外蓋に組み付ける時、上述のスプリング先端８３０はカムフォロアピンの頂端に接触することになる。カムフォロアピンが上に移動すると、復原リーフスプリング８００は圧縮されカムフォロアピン上に微小の反発力が加わる。カムフォロアピンが下に移動すると、復原リーフスプリング８００は伸長しスプリングが元の状態に戻る。
たとえば、カムフォロアピンが外サイクロイド遊星ギアのカムトラックに沿ってトラック終点まで移動すると、カムフォロアピンがそのトラック終点を通過する瞬間に、復原リーフスプリング８００は直ちにカムフォロアピンを下に押し付けて外サイクロイド遊星ギアのサイクロイドボディに近づける。
【0083】
図９ａから図９ｃは本発明の実施例の直流モータの構造を示す図である。
【0084】
図９ａから図９ｃが示すように、直流モータ９００はモータハウジング９１０、モータ接点９２０、モータベース９３０、モータ上蓋９４０および駆動軸９５０を含む。
【0085】
モータベース９３０とモータ接点９２０は、モータハウジング９１０の一端上に設置され、モータ上蓋９４０と駆動軸９５０はモータハウジング９１０の相対するもう他端上に設置される。
【0086】
本発明の実施例では、モータ接点９２０は１つまたは１つ以上の電気接点を有するので、これらの電気接点は直流電源にカップリングし、直流モータ９００はこの直流電源を利用して駆動され作動する。
【0087】
したがって、直流電源を直流モータ９００に入力すると、駆動軸９５０が回転する。偏心輪駆動軸も直流モータ９００の駆動軸９５０に接続されるので、駆動軸９５０が回転すると同時に偏心輪駆動軸も連動して回転する。
【0088】
図１０ａから図１０ｆは本実施例の凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの構造を示す図である。
【0089】
図１０ａから図１０ｆが示すように、この実施例では、外サイクロイド遊星ギア４００のカムトラック４４０は凹溝状のトラックである。この凹溝状トラックは、サイクロイドボディ４７０の上表面の凹みにより凹溝またはグルーブが形成されたものである。本発明のこの実施例では、この凹溝状のカムトラック４４０は、外サイクロイド遊星ギア４００を囲むように設けられ、凹溝状トラックの半径は、トラックと外サイクロイド遊星ギア４００の中心の距離が近づいたり離れたりするのに伴い徐々に減少したり増加したりする。
【0090】
取り付けの際、カムフォロアピン６００のカムフォロア接触面６２０は上述のカムトラック４４０中に配置されるので、外サイクロイド遊星ギア４００が回転すると、カムフォロアピン６００は、カムトラック４４０と外サイクロイド遊星ギア４００の中心の距離が離れたり近づいたりするのに伴い移動する。たとえば、カムトラック４４０と外サイクロイド遊星ギア４００の中心の距離（即ち凹溝状カムトラック４４０の半径）が起点から終点に進むにつれ次第に短くなると（即ちトラックが偏心輪固定孔４３０の方向に近づくと）カムフォロアピン６００のカムフォロア接触面６２０はカムトラック４４０の側壁により内向きに押されると同時に、カムフォロアピン６００と接続する出力装置も連動して、外サイクロイド遊星ギア４００の方向に接近してゆく。
【0091】
逆に、カムトラック４４０と外サイクロイド遊星ギア４００の中心の距離（即ち凹溝状カムトラック４４０の半径）が起点から終点に進むにつれ次第に長くなると（即ちトラックが偏心輪固定孔４３０から離れる方向へ移動すると）カムフォロアピン６００のカムフォロア接触面６２０はカムトラック４４０の側壁により外向きに押されると同時に、カムフォロアピン６００と接続する出力装置も連動して、外サイクロイド遊星ギア４００から離れる方向へ移動してゆく。
【0092】
図１０ｇは本発明の実施例のカムフォロアローラーを備えるカムフォロアピンと凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの構造を示す図である。
【0093】
図１０ｇが示すように、この実施例では、カムフォロアピン６００上にカムフォロアローラー６０１をさらに設置する。これにより、外サイクロイド遊星ギア４００が回転する時、カムフォロアローラー６０１は上述のトラック内壁に接触し、凹溝状のカムトラック４４０に沿って往復滑動し、このカムフォロアローラー６０１によりカムフォロアピン６００とカムトラックの間の摩擦力が低減される。
【0094】
図１０ｈから図１０ｊは本発明の他の実施例における凹溝状のカムトラックを有する外サイクロイド遊星ギアカムの構造を示す図である。
【0095】
図１０ｈが示すように、カムトラック４４０はカムトラック起点４５０とカムトラック終点４６０を有し、凹溝状のカムトラック４４０と外サイクロイド遊星ギアの中心の距離（即ち凹溝状カムトラック４４０の半径）は起点から終点に進むにつれ次第に短くなる（即ちトラックが偏心輪固定孔４３０の方向に近づく）。
【0096】
この実施例では、外サイクロイド遊星ギア４００が回転する時、カムフォロアピン６００は一定速度または線形速度で移動する。
【0097】
図１０ｉが示すように凹槽状のカムトラック４４０はカムトラック起点４５０とカムトラック終点４６０を有し、凹溝状のカムトラック４４０と外サイクロイド遊星ギアの中心の距離（即ち凹溝状カムトラック４４０の半径）はカムトラック起点４５０から終点４６０に進むにつれ加速度的に短くなる。
【0098】
この実施例では、外サイクロイド遊星ギア４００が回転する時、カムフォロアピン６００は指数間的に速度を増して移動する。
【0099】
本発明の他の実施例では、凹溝状のカムトラック４４０はその他の軌道形態でもよい。たとえば、凹溝状のカムトラックの半径（外サイクロイド遊星ギアの地中心からの距離）はまず起点から終点に進むにつれて次第に短くなる。これにより、カムフォロアピン６００はまず外側から内側に徐々に移動する。または、図１０ｊが示すように、凹溝状のカムトラック４４０の半径は起点から終点に進むにつれて半径の増加と減少を複数回繰り返し、これによりカムフォロアピン６００はより速い速度で外側から内側に徐々に移動する。
【0100】
以上よりわかるように、ここで開示する本発明の外サイクロイド遊星ギアカムは、その外サイクロイド遊星ギアのトラック様式を容易に変更することにより、外サイクロイド遊星ギアカムが異なるニーズと用途に適用できるようにする目的を達成できる。
【0101】
前述の図１ａから図１０ｊを併せて参照されたい。本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムの組み立て手順について以下のとおり詳細に説明する。
【0102】
まず、直流モータ９００を組立孔２５０中に貫設された１つまたは１つ以上の留め具によって固定ハウジング２００中に固定する。
【0103】
そして、偏心輪駆動軸５００は、駆動軸９５０と組み付けた後に駆動軸クリアランスホール２４０に貫通させ、固定ハウジング２００中に設置する。つまり、駆動軸９５０は、まず偏心輪駆動軸５００の偏心輪孔５４０中に挿設してから、１つまたは１つ以上の留め具を利用して偏心輪駆動軸５００上に取り付ける。
【0104】
その後、カムトラック４４０の表面を上向きにしたまま（即ち固定ハウジング２００の底部から離れる方向に向けて）、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０を偏心輪固定孔４３０に挿設することにより、外サイクロイド遊星ギア４００を偏心輪駆動軸５００の上に設置する。
【0105】
こうすると、一部のサイクロイドローブ４１０とサイクロイドローブクリアランス４２０がリングギアローブ２８０とリングギアローブクリアランス２９０に係合し、外サイクロイド遊星ギア４００は固定ハウジング２００内に嵌合される。
【0106】
次に、レンズキャリア７００またはその他の出力装置にカムフォロアピン６００を組み付ける。カムフォロア支持ブラケット３３０の頂端は、レンズキャリアの上固定部７３０と下固定部７４０の間に設置する。この時、回転防止部７４５は上述のカムフォロア支持ブラケット３３０の周囲を取り囲む（または部分的に取り囲む）。
【0107】
本発明の実施例ではその後、カムフォロアクリアランスホール３２０とカムフォロア固定孔７５０が重なるように位置を合わせて、カムフォロアピン６００がカムフォロア固定孔７５０を貫通するようにする。この時、レンズキャリア７００とカムフォロアピン６００はカムフォロア支持ブラケット３３０中で組み付けられる。
【0108】
このようにして、カムフォロアピン６００の一端はレンズキャリア７００の上固定部７３０の上まで延伸する。そして、カムフォロアピン６００のカムフォロア本体６１０は、上固定部７３０のカムフォロア固定孔７５０中、カムフォロア支持ブラケット３３０のカムフォロアクリアランスホール３２０中、下固定部７４０中のカムフォロア固定孔７５０、およびカムフォロア支持ブラケット３３０下のカムフォロアクリアランスホール３２０中を貫通し、ハウジング外蓋３００の内部まで延伸して進入する。この時、カムフォロア接触面６２０はハウジング外蓋３００内部で位置決めされる。
【0109】
続いて、レンズボディ７１０がハウジングクリアランス２７０に合致するように位置を合わせ、各弾性組付スナップ３１０が外蓋クリアランスホール２３０に合致するよう位置を合わせる。ハウジング外蓋３００と固定ハウジング２００を組み付けて、ハウジング外蓋３００上の組付スナップ端部３１５を固定ハウジング２００中のハウジング固定器２１０中に完全に嵌合する。
【0110】
その後、復原リーフスプリング８００をハウジング外蓋３００上に組み付ける。つまり、スプリングベース８１０をリーフスプリングトラック３５０中に設置し、スプリング固定孔８４０がリーフスプリング固定孔３４０に合致するよう位置を合わせて、スプリング先端８３０が上固定部７３０上部のカムフォロアピン６００に覆い被さるようにする。そして、１つまたは１つ以上の留め具を用いてスプリング固定孔８４０とリーフスプリング固定孔３４０を貫通させることにより、復原リーフスプリング８００をハウジング外蓋３００上に取り付ける。
【0111】
尚、上述の組み付け手順は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の発明範囲を限定するものではない。この技術分野を熟知する者は製品のニーズと規格に応じて自ら調整を行うことができ、ここで開示する本発明の精神に基づいた変更や潤色はすべて、本発明の特許請求の範囲に属する。
【0112】
続いて、前述の本発明の図１ａから図１０ｊが示す、サイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムの作動について、以下のとおり詳細を説明する。
【0113】
本発明の実施例では、直流電源をモータ接点９２０に入力した後、駆動軸９５０が回転し始め、それに接続する偏心輪駆動軸５００も同時に連動して回転する。このような状況下では、偏心輪固定孔４３０中の外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０もまた同時に外サイクロイド遊星ギア４００を連動させ偏心円のサイクロイド運動が開始される。本発明の実施例では、外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器５１０が一方向に回転する時、偏心輪固定孔４３０（および外サイクロイド遊星ギア４００）はそれと逆方向に回転する。
【0114】
外サイクロイド遊星ギア４００が回転し始めると、カムフォロアピンのカムフォロア接触面６２０はカムトラック４４０上に接触し、カムトラック起点４５０上に位置する。カムフォロア接触面６２０がカムトラック起点４５０上に位置する時、カムトラック４４０はその勾配が最も低い位置にあるので、カムフォロアピン６００もその動きの最低点に位置し、またレンズキャリア７００は引っ込んだ状態になる。外サイクロイド遊星ギア４００が回転を持続すると、カムフォロア接触面６２０はカムトラック４４０に沿って終点まで移動する。この時、カムトラック４４０の勾配は上向きに大きくなるので、同時にカムフォロアピン６００も連動して上向きに動き、レンズキャリア７００は外側に移動する（前向き移動に等しい）。
さらに、外サイクロイド遊星ギア４００が回転を持続すると、逆に、そのカムトラック４４０の勾配は徐々に下向きに大きくなり、カムフォロアピン６００もそれに伴い下向きに移動するので、レンズキャリア７００は内向きに移動する（後向き移動に等しい）。
【0115】
したがって、本発明のサイクロイド伝動装置の外サイクロイド遊星ギアカムは、駆動軸９５０の回転角度と回転方向を制御し、カムフォロア接触面６２０のカムトラック４４０上における位置を制御することにより、出力装置（たとえばレンズキャリア７００）の位置を精確に制御する目的を達成する。
【0116】
以上の実施例は本発明の技術思想および特長を説明したものに過ぎず、その目的は、この技術分野を熟知する者が本発明の内容を理解し実施できるようにすることであり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神に基づき加えた変更や潤色は全て、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【0117】
１００ 外サイクロイド遊星ギアカム２００ 固定ハウジング
２１０ ハウジング固定器
２２０ ハウジング外壁
２３０ 外蓋クリアランスホール
２４０ 駆動軸クリアランスホール
２５０ 組立孔
２７０ ハウジングクリアランス
２８０ リングギアローブ
２９０ リングギアローブクリアランス
２９５ ハウジングボディ
３００ ハウジング外蓋
３１０ 弾性組付スナップ
３１５ 組付スナップ端部
３２０ カムフォロアクリアランスホール
３３０ カムフォロア支持ブラケット
３４０ リーフスプリング固定孔
３５０ リーフスプリングトラック
３６０ 外蓋クリアランス
４００ 外サイクロイド遊星ギア
４１０ サイクロイドローブ
４２０ サイクロイドローブクリアランス
４３０ 偏心輪固定孔
４４０ カムトラック
４５０ カムトラック起点
４６０ カムトラック終点
４７０ サイクロイドボディ
４８０ サイクロイドベース
５００ 偏心輪駆動軸
５１０ 外サイクロイド遊星ギア偏心伝動器
５２０ サイクロイド固定ディスク
５３０ 偏心伝動平衡器
５４０ 偏心輪孔
６００ カムフォロアピン
６０１ カムフォロアローラー
６１０ カムフォロア本体
６２０ カムフォロア接触面
７００ レンズキャリア
７１０ レンズボディ
７２０ レンズ
７３０ 上固定部
７４０ 下固定部
７４５ 回転防止部
７５０ カムフォロア固定孔
８００ 復原リーフスプリング
８１０ スプリングベース
８２０ スプリングボディ
８３０ スプリング先端
８４０ スプリング固定孔
９００ 直流モータ
９１０ モータハウジング
９２０ モータ接点
９３０ モータベース
９４０ モータ上蓋
９５０ 駆動軸