特許 7529766 動力伝達機構

(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】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】動力伝達機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/14 20060101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

F16H7/14 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022510066

(86)(22)【出願日】2021-03-19

(86)【国際出願番号】 JP2021011304

(87)【国際公開番号】W WO2021193401

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-11-21

(31)【優先権主張番号】P 2020054604

(32)【優先日】2020-03-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】山口 陽平

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】実公昭５９－２７５７０（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開昭５３－６０４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２９５９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－７６９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－３１６５５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングに固定された第１軸線回りに回転駆動される第１プーリと、
前記第１軸線に平行に間隔をあけて前記ハウジングに固定された第２軸線回りに回転可能に支持される第２プーリと、
前記第１軸線と前記第２軸線との間に、前記第１軸線と平行な第３軸線回りに回転可能に支持される第３プーリとを備え、
該第３プーリが、前記第１プーリよりも大径の大径プーリと、前記第２プーリよりも小径の小径プーリとを同軸に固定してなり、
前記第１プーリと前記大径プーリとの間に第１ベルトが架け渡され、
前記小径プーリと前記第２プーリとの間に第２ベルトが架け渡され、
前記第３プーリが、前記第３軸線に直交する第１平面に沿って、前記第１軸線と前記第２軸線とを含む第２平面に交差し、前記第１ベルトの伸び量と前記第２ベルトの伸び量との比率が１ではない一定値となる曲線に対応する長孔に沿って、前記ハウジングに対して位置調整可能に支持されている動力伝達機構。

【請求項2】

前記第３軸線が、前記第１軸線を中心とし、該第１軸線と前記第３軸線との軸間距離を半径とする第１円筒面の径方向外側領域と、第２軸線を中心とし、該第２軸線と前記第３軸線との軸間距離を半径とする第２円筒面の径方向外側領域とが重なる領域において位置調整可能である請求項１に記載の動力伝達機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動力伝達機構に関するものである。

【背景技術】

【0002】

互いに平行な回転軸線を備える３つのプーリを、所定距離を隔てて配置し、隣り合うプーリ間にそれぞれ伝動ベルトを巻き掛けて、直列に連結した動力伝達機構が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この動力伝達機構により、モータの回転が２段階に減速されつつ伝達される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６０－４８２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の動力伝達機構においては、３つの内の１つのプーリの位置を固定し、他の２つのプーリを回転軸に直交する方向に移動可能にして、２本の伝動ベルトの張力を調整している。２つのプーリを回転軸に直交する方向にそれぞれ移動可能に支持する構造は複雑である。
したがって、２本の伝動ベルトの張力を調整可能かつ、より簡易な構造の動力伝達機構が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、ハウジングに固定された第１軸線回りに回転駆動される第１プーリと、前記第１軸線に平行に間隔をあけて前記ハウジングに固定された第２軸線回りに回転可能に支持される第２プーリと、前記第１軸線と前記第２軸線との間に、前記第１軸線と平行な第３軸線回りに回転可能に支持される第３プーリとを備え、該第３プーリが、前記第１プーリよりも大径の大径プーリと、前記第２プーリよりも小径の小径プーリとを同軸に固定してなり、前記第１プーリと前記大径プーリとの間に第１ベルトが架け渡され、前記小径プーリと前記第２プーリとの間に第２ベルトが架け渡され、前記第３プーリが、前記第３軸線に直交する第１平面に沿って、前記第１軸線と前記第２軸線とを含む第２平面に交差し、前記第１ベルトの伸び量と前記第２ベルトの伸び量との比率が１ではない一定値となる曲線に対応する長孔に沿って、前記ハウジングに対して位置調整可能に支持されている動力伝達機構である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一実施形態に係る動力伝達機構を示す全体構成図である。

【図2】図１の動力伝達機構の平面図である。

【図3】図１の動力伝達機構の第１ベルトおよび第２ベルトの張力が共に増大させられる場合の第３軸線が変位する範囲を示す図である。

【図4】図１の動力伝達機構の第１の変形例における第３軸線の変位方向を説明する模式図である。

【図5】図１の動力伝達機構の第２の変形例における第３軸線の変位方向を説明する模式図である。

【図6】図１の動力伝達機構の第３の変形例を示す全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本開示の一実施形態に係る動力伝達機構１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る動力伝達機構１は、図１および図２に示されるように、ハウジング１０に、第１軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されたシャフト２０と、シャフト２０に固定された第１プーリ３０とを備えている。シャフト２０は、図示しないモータに接続され、モータの動力によって、第１軸線Ｌ１回りに回転駆動されることにより、第１プーリ３０を回転させる。

【0008】

また、動力伝達機構１は、ハウジング１０に、第２軸線Ｌ２回りに回転可能に支持されたシャフト４１と、シャフト４１に固定された第２プーリ４０とを備えている。シャフト４１は、図示しない被駆動部に接続されている。

【0009】

また、動力伝達機構１は、ハウジング１０に、第３軸線Ｌ３回りに回転可能に支持された第３プーリ５０を備えている。第３軸線Ｌ３は、第１軸線Ｌ１および第２軸線Ｌ２に平行に、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との中間位置に配置されている。

【0010】

第３プーリ５０は、第１プーリ３０の直径よりも大きい直径の大径プーリ５１と、第２プーリ４０の直径よりも小さい直径の小径プーリ５２とを備えている。大径プーリ５１と小径プーリ５２とは、同軸に配置され、厚さ方向に重ねて一体的に固定されている。

【0011】

また、動力伝達機構１は、第１プーリ３０と第３プーリ５０の大径プーリ５１との間に架け渡された第１ベルト６０と、第３プーリ５０の小径プーリ５２と第２プーリ４０との間に架け渡された第２ベルト６１とを備えている。第１ベルト６０および第２ベルト６１は、例えば、タイミングベルトであり、第１プーリ３０、第２プーリ４０および第３プーリ５０は、それぞれタイミングベルトプーリである。

【0012】

本実施形態においては、第３プーリ５０は、第３軸線Ｌ３に沿って延びるシャフト５３に対して、第３軸線Ｌ３回りに回転可能に支持されている。シャフト５３は、ハウジング１０の第３軸線Ｌ３に直交する設置面（第１平面）１１上に密着状態に配置される平板状のベース部材５４に固定されている。

【0013】

ベース部材５４には、同一方向に平行に延びる複数、例えば、４個の長孔が設けられている。ベース部材５４をハウジング１０に固定するには、第１軸線Ｌ１および第２軸線Ｌ２を含む平面（第２平面）に直交する方向に長孔の長手軸を向けてベース部材５４をハウジング１０の設置面１１上に配置する。そして、これらの長孔に挿入したボルト５５を、ハウジング１０に設けられたネジ孔に締結する。これにより、ベース部材５４をハウジング１０に固定することができる。

【0014】

このように構成された本実施形態に係る動力伝達機構１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る動力伝達機構１によれば、図１および図２に示されるように、モータの作動によりシャフト２０が回転駆動され、第１プーリ３０が、第１軸線Ｌ１回りに回転させられる。

【0015】

第１プーリ３０の回転は、第１ベルト６０によって大径プーリ５１に伝達される。
このとき、第１プーリ３０の回転は、第１プーリ３０の直径と大径プーリ５１の直径との比率に応じて減速されて第３プーリ５０へと伝達される。

【0016】

次いで、第３プーリ５０の回転は、小径プーリ５２と第２プーリ４０との間に架け渡された第２ベルト６１によって第２プーリ４０に伝達される。
このとき、第３プーリ５０の回転は、小径プーリ５２の直径と第２プーリ４０の直径との比率に応じて減速されて第２プーリ４０へと伝達される。このようにして、第１プーリ３０の回転は、２段階に減速されて第２プーリ４０へと伝達される。

【0017】

次に、本実施形態に係る動力伝達機構１における第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力調整方法について説明する。
第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を調整するには、ベース部材５４をハウジング１０に固定しているボルト５５を緩め、設置面１１上においてベース部材５４をスライドさせる。

【0018】

具体的には、ボルト５５を長孔に貫通させたまま、長孔の長手軸方向にベース部材５４をスライドさせる。これにより、第３プーリ５０の第３軸線Ｌ３は、図３に示されるように、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２とを含む平面に直交する方向に変位する。

【0019】

その結果、第１軸線Ｌ１と第３軸線Ｌ３との軸間距離および第２軸線Ｌ２と第３軸線Ｌ３との軸間距離が両方とも同じ比率で増大させられ、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力が共に増大させられる。第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力が必要量だけ増大させられた位置で、ボルト５５を再度締結してベース部材５４をハウジング１０に固定することにより、張力の調整が終了する。

【0020】

本実施形態においては、第３プーリ５０を第２平面に直交する一方向に移動させることにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の両方の張力を調整することができる。第１ベルト６０および第２ベルト６１の寸法および材質を等しく、かつ、第１軸線Ｌ１と第３軸線Ｌ３との間および第３軸線Ｌ３と第２軸線Ｌ２との間の距離を等しくすることにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を同じ比率で調整することができる。

【0021】

このように、本実施形態に係る動力伝達機構１によれば、第３プーリ５０のみを一方向に移動可能に支持する構造により、２本のベルトの張力を調整することができる。２つのプーリを移動可能に支持する従来の構造と比較して、構造を簡易にすることができるという利点がある。

【0022】

なお、本実施形態においては、第３プーリ５０を第２平面に直交する方向に直線的に移動させる場合を例示したが、これに代えて、図４に示されるように、第２平面に直交する方向以外の方向に移動させてもよい。この場合、第１軸線Ｌ１を中心とし第３軸線Ｌ３を含む第１円筒面７０の径方向外側かつ第２軸線Ｌ２を中心とし第３軸線Ｌ３を含む第２円筒面７１の径方向外側の領域内において第３軸線Ｌ３を移動させればよい。

【0023】

これにより、第１軸線Ｌ１と第３軸線Ｌ３との軸間距離および第２軸線Ｌ２と第３軸線Ｌ３との軸間距離の両方を増大させることができ、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力の両方とも増大させることができる。

【0024】

この場合に、図４に示されるように、上記領域内において、第１ベルト６０の伸び量と第２ベルト６１の伸び量との比率が一定値となる曲線に沿って移動させてもよい。これにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の両方の張力を適正に調整するための調整量が異なる場合にも、両ベルトの張力を同時に適正に調整することができる。この場合、ベース部材５４に設ける長孔の形状を上記曲線に対応させればよい。

【0025】

図４に示す例では、第１軸線Ｌ１と第３軸線Ｌ３との軸間距離が増加率Ｋ１で増大させられ、第２軸線Ｌ２と第３軸線Ｌ３との軸間距離が増加率Ｋ２で増大させられる。図４の曲線は、増加率Ｋ１と増加率Ｋ２との比率が１ではない一定値となる曲線であり、この曲線に沿って第３プーリ５０を移動させることにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を一定の比率で増大させることができる。

【0026】

また、本実施形態においては、第３軸線Ｌ３を第１平面に沿って、第２平面と直交する単一方向に位置調整可能とした。これに代えて、図５に示されるように、第３軸線Ｌ３を第１平面に沿って、第２平面に対して９０°以外の角度をなす方向に位置調整可能としてもよい。

【0027】

図５に示す例では、第３軸線Ｌ３を第２平面に対して、角度θで交差する方向に移動量ｔだけ変位させる。これにより、第１ベルト６０の張力および第２ベルト６１の張力は、互いに異なる比率で調整される。

【0028】

また、第３軸線Ｌ３の移動方向と第２平面とがなす角度θおよび移動量ｔと、第３軸線Ｌ３の位置とには、下式に示されるような関係がある。

【数1】

ここで、ａは、第１軸線Ｌ１と移動前の第３軸線Ｌ３との軸間距離であり、ｂは、第２軸線Ｌ２と移動前の第３軸線Ｌ３との軸間距離である。また、Ａは、第１軸線Ｌ１と移動後の第３軸線Ｌ３との軸間距離であり、Ｂは、第２軸線Ｌ２と移動後の第３軸線Ｌ３との軸間距離である。

【0029】

【数2】

【0030】

したがって、第３軸線Ｌ３の移動方向と第２平面とがなす角度θおよび移動量ｔを調整することにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を互いに異なる大きさに調整することができる。この場合には、第３軸線Ｌ３の移動方向は単一の直線方向であるため、構造をより簡易にすることができる。

【0031】

また、本実施形態においては、第３軸線Ｌ３を単一方向にのみ位置調整する場合を例示したが、これに代えて、図６に示されるように、第３軸線Ｌ３を第１平面に沿って、相互に交差する２方向に位置調整してもよい。

【0032】

図６に示す例では、第１ベース部材８０が、ハウジング１０上に第２平面に直交する方向（第１方向）に沿って移動可能に支持されている。また、シャフト５３が固定された第２ベース部材８１が、第１ベース部材８０上に第２平面に平行な方向（第２方向）に沿って移動可能に支持されている。

【0033】

これにより、第３軸線Ｌ３を相互に交差する２方向に移動させて任意の位置に配置することができ、第１ベルト６０および第２ベルト６１の両方の張力を適正に調整することができる。
すなわち、本態様に係る動力伝達機構１によれば、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を調整するためのパラメータが２つあるため、より細かく張力を調整することができ、両ベルトの張力の調整作業の精度を向上させることができる。

【0034】

また、本実施形態においては、第３軸線Ｌ３が第２平面に含まれる位置から変位させる場合について説明したが、これに代えて、変位前の第３軸線Ｌ３が第２平面から外れた位置にあってもよい。この場合においても、第１軸線Ｌ１を中心とし第３軸線Ｌ３を含む第１円筒面７０の外側領域と第２軸線Ｌ２を中心とし第３軸線Ｌ３を含む第２円筒面７１の外側領域とが重なる領域内に第３軸線Ｌ３を移動させる。これにより、第１ベルト６０および第２ベルト６１の張力を同時に増大させることができる。

【0035】

また、本実施形態では、第３軸線Ｌ３が第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との中央位置に配置された状態から移動させられる場合について説明したが、これに代えて、第３軸線Ｌ３が、第１軸線Ｌ１および第２軸線Ｌ２のいずれか一方に近寄っていてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 動力伝達機構
１０ ハウジング
１１ 設置面（第１平面）
３０ 第１プーリ
４０ 第２プーリ
５０ 第３プーリ
５１ 大径プーリ
５２ 小径プーリ
６０ 第１ベルト
６１ 第２ベルト
７０ 第１円筒面
７１ 第２円筒面
Ｌ１ 第１軸線
Ｌ２ 第２軸線
Ｌ３ 第３軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】