変速機
【課題】軸間距離を適度に小さくした新たな変速機を提供する。
【解決手段】第１回転体（高速回転体１０）と第２回転体（低速回転体２０）の間で動力を伝達する変速機である。第１回転体は、第１軸線１３Ａ回りに回転可能に支持され、第１軸線１３Ａに向く第１対向面１１Ａを有し、当該第１対向面１１Ａには、第１軸線１３Ａからずれた位置に連結部材（突起１２）が設けられている。第２回転体は、第１軸線１３Ａに対し平行かつずれて配置された第２軸線２３Ａ回りに回転可能に支持されるとともに第１対向面１１Ａに対面する第２対向面１２Ａを有し、当該第２対向面１２Ａには、連結部材が係合するガイド（溝２２）が設けられている。このガイドは、連結部材の位置に定点を有する移動円が定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、連結部材は、ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能である。
【解決手段】第１回転体（高速回転体１０）と第２回転体（低速回転体２０）の間で動力を伝達する変速機である。第１回転体は、第１軸線１３Ａ回りに回転可能に支持され、第１軸線１３Ａに向く第１対向面１１Ａを有し、当該第１対向面１１Ａには、第１軸線１３Ａからずれた位置に連結部材（突起１２）が設けられている。第２回転体は、第１軸線１３Ａに対し平行かつずれて配置された第２軸線２３Ａ回りに回転可能に支持されるとともに第１対向面１１Ａに対面する第２対向面１２Ａを有し、当該第２対向面１２Ａには、連結部材が係合するガイド（溝２２）が設けられている。このガイドは、連結部材の位置に定点を有する移動円が定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、連結部材は、ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新たな構成の変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変速機としては、平歯車や、プーリとベルトからなる伝達機構など、種々のものが知られている。しかし、これらの変速機は、入力側と出力側の歯車やプーリの半径を足し合わせただけの軸間を確保する必要があり、適用する機械のレイアウトによっては、配置が難しいことがある。
【０００３】
軸間距離を小さくしたい場合、内歯車と、この内歯車に噛み合う外歯車を用いた変速機を利用することも可能である。しかし、歯車は、ギヤ歯同士がぶつかる音が発生するため、適用する機械によっては、望ましくないことがある。
このような、軸間を適度に小さくすることができる変速機を検討している中で、本願の発明者は、サイクロイドの概念を用いた新たな変速機を発明するに至った。本発明に関連する変速機は特許文献としては見当たらず、サイクロイド減速機として特許文献１などの発明がいくつか知られているが、本発明とは全く異なる構成のものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０５６９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した背景に基づきなされたものであり、軸間を適度に小さくすることができる新たな変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、第１回転体と第２回転体の間で動力を伝達する変速機であって、前記第１回転体は、第１軸線回りに回転可能に支持され、前記第１軸線に向く第１対向面を有し、当該第１対向面には、前記第１軸線からずれた位置に連結部材が設けられ、前記第２回転体は、前記第１軸線に対し平行かつずれて配置された第２軸線回りに回転可能に支持されるとともに前記第１対向面に対面する第２対向面を有し、当該第２対向面には、前記連結部材が係合するガイドが設けられており、前記ガイドは、前記連結部材の位置に定点を有する移動円が前記第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、前記連結部材は、前記ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能であることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によると、第１回転体に回転力を入力すると、ガイドに係合している連結部材がガイドに力を伝え、第２回転体が回転する。第１回転体と第２回転体が回転すると、連結部材は、第２回転体に対し、ガイドが延びる方向に沿って移動していく。このとき、ガイドは、連結部材の位置に定点を有する移動円が第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延びているので、第１回転体の回転は、減速されて第２回転体に伝えられる。
逆に、第２回転体に回転力を入力すると、ガイドが、ガイドに係合している連結部材に力を伝え、第１回転体が回転する。第１回転体と第２回転体が回転すると、連結部材は、ガイドに対し滑るように移動していく。このとき、ガイドは、連結部材に対して内サイクロイドの関係にある線に沿って延びているので、第２回転体の回転は、増速されて第１回転体に伝えられる。
【０００８】
このような新たな変速機によれば、第１軸線と第２軸線は、変速機の大きさの割には小さな軸間距離となる。そして、連結部材は、ガイドに係合してガイドに沿って移動可能であるため、歯車による変速機のように、ギヤ歯同士がぶつかることによる音も発生しない。
【０００９】
前記した変速機においては、前記連結部材は、前記第１対向面上において、前記第１軸線から等距離の位置に複数配置され、前記ガイドは、前記第２対向面上において、複数の前記連結部材にそれぞれ対応して複数設けられた構成とすることができる。
【００１０】
このように、連結部材とガイドを複数設けることにより、第１回転体と第２回転体の間の伝達力を大きくすることができる。
【００１１】
複数の連結部材とガイドを有する変速機においては、複数の前記連結部材は、前記第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されることが望ましい。このように、複数の連結部材が第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されることで、第１回転体と第２回転体の間の伝達力の発生の仕方が周期的になり、なめらかな動力伝達が可能となる。
【００１２】
本発明の変速機において、前記連結部材は、前記第１対向面から突出した突起であり、前記ガイドは、前記第２対向面に設けられた、前記突起が入り込む溝である構成とすることができる。
【００１３】
そして、前記溝は、前記第１対向面から離れるにつれ幅が狭くなるように形成され、前記突起は、前記溝に入る先端部が略半球形の当接部材と、当該当接部材を前記溝に向けて付勢する付勢部材とを備えてなり、前記当接部材の先端部が、常時前記溝に当接する構成とすることができる。
【００１４】
このように構成すると、当接部材が付勢部材によって溝に向けて付勢され、当接部材の先端部が常時溝に当接するので、溝と突起の間にガタがなくなり、作動音を抑制することができる。
【００１５】
また、前記突起は、前記第１対向面に対して回転可能であり、かつ、前記溝に対して転動可能なローラである構成とすることができる。
【００１６】
このように構成することで、連結部材である突起がガイドである溝の延びる方向に沿って移動するときに、ローラが溝に対して転がるので、小さい抵抗で移動することができる。これにより変速機の伝達ロスを小さくすることができる。
【００１７】
また、前記連結部材は、前記第１対向面に対し回転可能に設けられるとともに、前記ガイドに係合してスライド移動可能なスライダである構成とすることができる。
【００１８】
そして、前記したスライダを用いる態様においては、前記ガイドは、前記第２対向面から突出したレールである構成とすることができる。
【００１９】
さらに、前記した変速機において、前記第２回転体は、前記第１軸線の方向に貫通する貫通孔を有し、当該貫通孔は、前記第１軸線の方向に沿って見て前記第１対向面とずれた部分を含む構成とすることができる。
【００２０】
このように構成することで、第２回転体の貫通孔に、配線や配管などを通すことが可能となる。
【００２１】
前記第１軸線と前記連結部材が設けられる位置との距離は、前記第１軸線と前記第２軸線の距離に等しく、前記ガイドは、前記第２軸線を通過し、前記第２軸線に直交する直線に沿って設けられた構成とするのが望ましい。
【００２２】
このような構成、つまり、第１軸線と連結部材が設けられる位置との距離が第１軸線と第２軸線の距離に等しいことで、第１回転体と第２回転体の回転速度比が２：１となるような構成の場合、ガイドが直線的に延びることになるのでガイドの製造が容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軸間を適度に小さくすることができる新たな変速機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速機の斜視図である。
【図２】（ａ）は、内サイクロイドを説明する図であり、（ｂ）は、減速比が９／２の場合の内サイクロイド曲線を示す図である。
【図３】（ａ）は、低速回転体の正面図であり、（ｂ）は、高速回転体の斜視図である。
【図４】一実施形態の変速機の動作を説明する図（ａ）〜（ｄ）である。
【図５】減速比が３の場合の変速機の動作を説明する図（ａ）〜（ｄ）である。
【図６】連結部材の第１の変形例を示す、変速機の断面図である。
【図７】連結部材の第２の変形例を示す、変速機の断面図である。
【図８】連結部材の第３の変形例を示す、高速回転体の斜視図（ａ）と、変速機の断面図（ｂ）である。
【図９】連結部材の第４の変形例を示す、高速回転体の斜視図（ａ）と、低速回転体の正面図（ｂ）と、変速機の断面図（ｃ）である。
【図１０】低速回転体に貫通孔がある形態を示す、変速機の正面図である。
【図１１】低速回転体に貫通孔がある形態の変速機をロボットの関節に搭載した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る変速機１は、第１回転体の一例としての高速回転体１０と、第２回転体の一例としての低速回転体２０とを備えて構成されている。変速機１は、高速回転体１０と低速回転体２０の間で動力を伝達することが可能であり、高速回転体１０と低速回転体２０のいずれを駆動力の入力側とし、いずれを出力側としてもよい。すなわち、変速機１を減速機または増速機のいずれとしても用いることができる。以下の説明では、変速機１を減速機として使う場合を想定して説明する。
【００２６】
高速回転体１０は、本体部１１およびシャフト１３を有し、シャフト１３が図示しないフレームなどにより回転可能に支持されている。本実施形態において、シャフト１３の回転軸線を第１軸線１３Ａとする。図３（ｂ）に示すように、本体部１１は、第１軸線１３Ａに向く第１対向面１１Ａを有し、当該第１対向面１１Ａには、第１軸線１３Ａからずれた位置、具体的には、第１軸線１３Ａからｒｍだけ離れた位置に連結部材の一例としての突起１２が２つ設けられている。この突起１２は、第１対向面１１Ａから突出した円柱形状で形成され、第１対向面１１Ａに固定されている。そして、２つの突起１２は、第１軸線１３Ａから等距離の位置、すなわち、第１軸線１３Ａから半径ｒｍの円周上に等角度間隔（１８０度間隔）で設けられている。突起１２が設けられる半径ｒｍの円は、変速機１の基礎的パラメータであり、本明細書においては、歯車の基準ピッチ円に倣って「基準ピッチ円」と呼ぶことにする。
【００２７】
低速回転体２０は、本体部２１とシャフト２３を有し、シャフト２３が図示しないフレームなどにより回転可能に支持されている。本実施形態において、シャフト２３の回転軸線を第２軸線２３Ａとする。第２軸線２３Ａは、高速回転体１０の第１軸線１３Ａに対し平行かつずれた位置に配置されている。このずれ量、つまり、第１軸線１３Ａと第２軸線２３Ａの距離は、本実施形態のように減速比が２の場合、ｒｍと同じである。本体部２１は、高速回転体１０の第１対向面１１Ａに対向する第２対向面２１Ａを有している。そして、第２対向面２１Ａには、突起１２が入り込んで係合する、ガイドの一例としての溝２２が形成されている。溝２２は、本実施形態においては、第２軸線２３Ａを通過し、第２軸線２３Ａに直交する直線に沿って設けられている。このように、溝２２が直線になるのは、本実施形態のように減速比が２の場合である。溝２２が直線であることで、ガイドとしての溝２２の製造が容易となっている。
【００２８】
突起１２は、溝２２に係合していることで、高速回転体１０と低速回転体２０が回転する時に、溝２２に対し、溝２２の延びる方向に沿って移動可能である。このときの移動がスムーズであるように、溝２２は、突起１２の直径より僅かに大きい程度に形成され、突起１２に嵌合している。
【００２９】
溝２２は、突起１２に対し、内サイクロイドの関係にある線に沿って延びている。内サイクロイドとは図２に示すように、定円（基準ピッチ円Ｃｃ）の内側を移動円（基準ピッチ円Ｃｍ）が転がって移動するときの、移動円上の定点Ｐが移動する軌跡（通常、曲線）である。すなわち、溝２２は、詳しくいえば、突起１２に定点Ｐを有する移動円が第２軸線２３Ａを中心とする定円の内側を転がったときにできる定点Ｐの軌跡である内サイクロイドに沿って延びている。
【００３０】
図２（ａ）においては、低速回転体２０の基準ピッチ円Ｃｃの半径ｒｃ＝１としたときの、高速回転体１０の基準ピッチ円Ｃｍの半径ｒｍ＝１／３、ｒｍ＝１／４、ｒｍ＝１／５の３つの場合を例示している。これらの場合、定点Ｐは、それぞれ、移動円が定円の内側を１周する間に３回転、４回転、５回転して元の位置に戻る。そしてこれらは、変速機の減速比が、それぞれ、３、４、５の場合に相当する。
【００３１】
突起１２（連結部材）が定点Ｐに対応して一つある場合、溝２２（ガイド）は、図２（ａ）に示したような三芒星、四芒星、五芒星・・などの星形の内サイクロイドが一つある（この星形の内サイクロイドを「一つの系のサイクロイド」と呼ぶことにする。）。定点Ｐが複数ある場合、複数の定点Ｐに対応して、複数の系の内サイクロイドが存在し、ガイドはこの複数の系の内サイクロイドに沿って設けられることになる。連結部材は、定点Ｐに対応して設けられ、その数は、溝２２などのガイドが低速回転体２０上に設けることができる限りで多い方が望ましい。連結部材が多いほど、大きな力を低速回転体２０に伝達でき、また、動力伝達のムラが小さくなって滑らかな動力伝達が可能になるからである。
【００３２】
内サイクロイドの形状は、図２（ａ）のような星形には限られず、ｒｍ＝１／２の場合には、定円の中心を通る直線となる。すなわち、本実施形態の溝２２は、ｒｍ＝１／２の場合の内サイクロイドに沿った形状となっている。
【００３３】
また、本発明の変速機の減速比は、自然数に限られず、分数とすることもできる。例えば、ｒｍ＝２／９の場合、つまり、減速比が９／２の場合、図２（ｂ）に示したように、定円の内側を移動円が２周して、定点Ｐが元の位置に戻る。このような内サイクロイドに沿ってガイドを設けることによっても、本発明の変速機を構成することが可能である。この図２（ｂ）のように、ｒｍの分子が２以上の場合には、移動円上の２つの定点Ｐ，Ｐ２を、一つの系の内サイクロイド上をトレースさせることが可能である。このように、移動円が定円の内側を複数回転して定点Ｐが元の位置に戻るようにする場合、一つの系の内サイクロイドに沿った１つの系のガイドを複数の連結部材で共用できるため、連結部材を多く設けることができて、伝達トルクを大きく、滑らかにすることができる。
【００３４】
図２（ｂ）のような分数の減速比としては、例えば、１０／３（ｒｍ＝３／１０）、８／３（ｒｍ＝３／８）、１３／３（ｒｍ＝３／１３）などが挙げられる。これは、基本の減速比を少しずらすことにより実現可能であるので、ずらす前の基本の減速比をＲとした場合、ｎ回転で定点を元の位置の戻そうとするのであれば、（Ｒ×ｎ±１）／ｎの減速比とすることで、Ｒに近い減速比の、ｎ回点で定点Ｐを元の位置に戻すことができる分数の減速比を算出することができる。このとき、ｎ個の定点Ｐ，Ｐ１，・・・Ｐｎに対応する連結部材を設けることができる。もっとも、これらに限らず、本発明の変速機は任意の分数の減速比とすることができる。
【００３５】
本実施形態の変速機１を作動させると、図４（ａ）〜（ｄ）のようになる、図４（ａ）のように、溝２２に入った一つの突起１２が右端にある状態で高速回転体１０を時計回りに回転させると、その突起１２が溝２２に力を伝え、低速回転体２０を回転させる。低速回転体２０が高速回転体１０とともに回転を始めると、図４（ｂ）に示すように、突起１２の一つは、溝２２を滑りながら低速回転体２０の第２軸線２３Ａ（中心）に向けて移動し、もう一つは、溝２２を滑りながら第２軸線２３Ａから離れる方（外側）に向けて移動する。さらに、高速回転体１０が時計回りに回転すると、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、低速回転体２０が高速回転体１０の半分の角速度で時計回りに回転し、高速回転体１０が半回転したところで、９０度回転する（図４（ｄ））。また、減速比が３の場合には、一例として、図５（ａ）〜（ｅ）のように高速回転体１１０に突起１２を設け、低速回転体１２０にｒｍ＝１／３の内サイクロイドに沿った２つの系の溝１２２を設け、各突起１２を各系の溝１２２に滑らせていくことで、動力の伝達が可能である。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、新たな構成による変速機１が実現できる。そして、この変速機１は、軸間距離が適度に小さく、軸間を大きく取ることができない機械にも適用することが可能となる。また、この変速機１は、動力伝達のために、歯車のようにギヤ歯を用いておらず、突起１２が溝２２の側壁に与える力を利用しており、突起１２は溝２２を滑っていくので、ギヤ歯が当たるような耳障りな音が発生しない。また、減速比が２である場合には、溝２２が直線に沿っているので製造が容易である。
【００３７】
本発明は、以上のような一実施形態に限られず、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、わかりやすさを重視して、シャフト１３，２３により高速回転体１０または低速回転体２０の回転を支持する例を示したが、高速回転体１０および低速回転体２０は、他の方法、例えば、外周を支持することにより回転を支持してもよい。
【００３８】
また、前記実施形態においては、連結部材が２つ設けられる場合を説明したが、連結部材は１つであってもよい。
【００３９】
さらに、前記実施形態においては、変速機１を減速機として用いる場合を想定して説明したが、低速回転体２０を駆動力の入力側にして、増速機として用いてもよい。この場合には、溝２２（ガイド）が突起１２（連結部材）に力を与えて高速回転体１０が回転することになる。
【００４０】
また、第１対向面１１Ａおよび第２対向面２１Ａは、平面である必要はなく、曲面や、リブが設けられることで凹凸となった面であってもよい。また、第１対向面１１Ａは、第１軸線１３Ａに対し直交している必要はなく、連結部材とガイドの係合が確保される限り多少斜めであってもよい。
【００４１】
また、前記実施形態においては、複数の突起１２（連結部材）は、第１軸線１３Ａの周りに等角度間隔で配置されていたが、必ずしも等角度間隔ではなく、異なる角度間隔で配置されていてもよい。
【００４２】
前記実施形態においては、突起１２（連結部材）は、本体部１１に対して固定されているものとして説明したが、連結部材は図６に示す第１の変形例のように構成してもよい。図６の変速機２００は、連結部材とガイドの構成のみを変速機１に対し変更したもので、ガイドが延びる方向や減速比など他の構成は、変速機１と同じである。変速機２００は、低速回転体２２０の第２対向面２２１Ａに、高速回転体２１０の第１対向面２１１Ａから離れるにつれ幅が狭くなるような側面２２２Ａを有する溝２２２が形成されている。一方、高速回転体２１０には、突起として、先端部２１２Ａが半球状の当接部材２１２と、当接部材２１２を溝２２２に向けて付勢する付勢部材の一例としてのコイルばね２１５が設けられている。このような構成により、コイルばね２１５は、当接部材２１２の先端部２１２Ａを常時、溝２２２の側面２２２Ａに当接させ、溝２２２と当接部材２１２の間に遊びが発生しないので、歯車でいうバックラッシをなくし、精密な回転や、静かな回転が可能となっている。なお、この形態において、コイルばね２１５を板バネにするなどして、当接部材と付勢部材を一体に構成してもよい。また、先端部２１２Ａは、第１軸線１３Ａに直交する断面が円形であればよく、完全な半球形状である必要はない。
【００４３】
また、図７に示す連結部材の第２の変形例においては、高速回転体３１０には、ピン３１５を固定し、このピン３１５に、ローラ３１２を回転可能に支持させている。これにより、ローラ３１２は第１対向面３１１Ａに対して回転可能である。そして、ローラ３１２は、低速回転体３２０の溝３２２に入り込み、作動時に溝３２２に対して転動可能である。このようになっていることで、ローラ３１２が溝３２２に対し小さい抵抗で移動することができ、変速機３００の伝達ロスを小さくすることができる。
【００４４】
また、図８（ａ），（ｂ）に示す連結部材の第３の変形例においては、高速回転体４１０には、連結部材として、第１対向面４１１Ａに対して回転可能な、直方体形状のスライダ４１２が設けられている。そして、低速回転体４２０の溝４２２にスライダ４１２が係合して、溝４２２に対しスライダ４１２がスライド移動可能となっている。前記実施形態と異なり、円柱状の突起１２ではなく、直尺形状の突起を利用しても本発明の変速機４００を構成することが可能である。
【００４５】
また、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、高速回転体５１０には、連結部材として、第１対向面５１１Ａに対して回転可能な、断面Ｕ字形状のスライダ５１２が設けられている。そして、低速回転体５２０には、スライダ４１２の内側壁５１２Ａと嵌合して、スライダ４１２がスライド可能なレール５２２が、第２対向面５２１Ａから突出して形成されている。このように、前記実施形態と異なり、ガイドとして溝を用いるのではなく、突出した形状のレール５２２を用いても、変速機５００を構成することが可能である。
【００４６】
さらに、図１０に示したのは、第２回転体としての低速回転体６２０に、第２軸線６２３Ａの方向に貫通する貫通孔６２５を設けた変速機６００である。高速回転体６１０には、突起６１２が８つ設けてあり、低速回転体６２０の第２対向面６２１Ａには、８つの突起６１２に対応して、８つの系の溝６２２が設けられている。低速回転体６２０の本体部６２１は、基準ピッチ円よりも小さく形成され、そのため、作動中に、突起６１２が溝６２２を外周側に向けて移動するときには、外側の端部から一旦外れ、再度、外側の端部から入り込むように移動する。
このように、本発明の変速機は、常時、連結部材とガイドの係合が少なくとも一つ確保されている限り、第２回転体に貫通孔６２５を設けることができ、また、一部の連結部材がガイドから一時的に離脱することを許容することで、第２回転体の外周の半径を適宜小さくすることが可能である。
【００４７】
このように貫通孔６２５を設け、図１０に例示したように、貫通孔６２５が第２軸線６２３Ａの方向に沿って見て第１対向面６１１Ａ（つまり、第１回転体）とずれた部分を含むことで、変速機６００全体として見て、第２軸線６２３Ａの方向に貫通する空間を確保することができる。そのため、この空間に、配線や配管を通すことが可能であり、配線や配管の空間を取りにくい機械において、本発明の変速機を有効に利用することができる。
【００４８】
図１１は、このような貫通孔６２５を有する変速機６００をロボットの関節Ａに搭載した例を示す断面図である。図１１に示す関節Ａは、一方のリンク７０１と他方のリンク７０２を相対的に回転させるものである。他方のリンク７０２は、モータ７１０が固定され、モータ７１０の出力軸７１１は高速回転体６１０に結合されている。低速回転体６２０はもう一つの減速機７２０に結合されており、ハーモニックドライブを用いた減速機７２０の出力部７２１が一方のリンク７０１と係合して一方のリンク７０１が回転できるようになっている。この関節Ａにおいては、低速回転体６２０に貫通孔６２５があることで、関節Ａの中央に空間ができ、配線７５０をこの空間（貫通孔６２５）を通すことで、配線７５０のレイアウトが容易となっている。
【００４９】
以上に、本発明の具体的な変形例について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、本発明の趣旨に反しない限り適宜な変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１ 変速機
１０ 高速回転体
１１ 本体部
１１Ａ 第１対向面
１２ 突起
１２Ａ 第２対向面
１３ シャフト
１３Ａ 第１軸線
２０ 低速回転体
２１ 本体部
２１Ａ 第２対向面
２２ 溝
２３ シャフト
２３Ａ 第２軸線
２１２ 当接部材
２１２Ａ 先端部
２２２ 溝
２２２Ａ 側面
３１２ ローラ
３１５ ピン
３２２ 溝
４１２ スライダ
４２２ 溝
５１２ スライダ
５２２ レール
６２５ 貫通孔
７５０ 配線
Ｃｃ 基準ピッチ円
Ｃｍ 基準ピッチ円
Ｐ 定点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新たな構成の変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変速機としては、平歯車や、プーリとベルトからなる伝達機構など、種々のものが知られている。しかし、これらの変速機は、入力側と出力側の歯車やプーリの半径を足し合わせただけの軸間を確保する必要があり、適用する機械のレイアウトによっては、配置が難しいことがある。
【０００３】
軸間距離を小さくしたい場合、内歯車と、この内歯車に噛み合う外歯車を用いた変速機を利用することも可能である。しかし、歯車は、ギヤ歯同士がぶつかる音が発生するため、適用する機械によっては、望ましくないことがある。
このような、軸間を適度に小さくすることができる変速機を検討している中で、本願の発明者は、サイクロイドの概念を用いた新たな変速機を発明するに至った。本発明に関連する変速機は特許文献としては見当たらず、サイクロイド減速機として特許文献１などの発明がいくつか知られているが、本発明とは全く異なる構成のものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０５６９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した背景に基づきなされたものであり、軸間を適度に小さくすることができる新たな変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、第１回転体と第２回転体の間で動力を伝達する変速機であって、前記第１回転体は、第１軸線回りに回転可能に支持され、前記第１軸線に向く第１対向面を有し、当該第１対向面には、前記第１軸線からずれた位置に連結部材が設けられ、前記第２回転体は、前記第１軸線に対し平行かつずれて配置された第２軸線回りに回転可能に支持されるとともに前記第１対向面に対面する第２対向面を有し、当該第２対向面には、前記連結部材が係合するガイドが設けられており、前記ガイドは、前記連結部材の位置に定点を有する移動円が前記第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、前記連結部材は、前記ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能であることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によると、第１回転体に回転力を入力すると、ガイドに係合している連結部材がガイドに力を伝え、第２回転体が回転する。第１回転体と第２回転体が回転すると、連結部材は、第２回転体に対し、ガイドが延びる方向に沿って移動していく。このとき、ガイドは、連結部材の位置に定点を有する移動円が第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延びているので、第１回転体の回転は、減速されて第２回転体に伝えられる。
逆に、第２回転体に回転力を入力すると、ガイドが、ガイドに係合している連結部材に力を伝え、第１回転体が回転する。第１回転体と第２回転体が回転すると、連結部材は、ガイドに対し滑るように移動していく。このとき、ガイドは、連結部材に対して内サイクロイドの関係にある線に沿って延びているので、第２回転体の回転は、増速されて第１回転体に伝えられる。
【０００８】
このような新たな変速機によれば、第１軸線と第２軸線は、変速機の大きさの割には小さな軸間距離となる。そして、連結部材は、ガイドに係合してガイドに沿って移動可能であるため、歯車による変速機のように、ギヤ歯同士がぶつかることによる音も発生しない。
【０００９】
前記した変速機においては、前記連結部材は、前記第１対向面上において、前記第１軸線から等距離の位置に複数配置され、前記ガイドは、前記第２対向面上において、複数の前記連結部材にそれぞれ対応して複数設けられた構成とすることができる。
【００１０】
このように、連結部材とガイドを複数設けることにより、第１回転体と第２回転体の間の伝達力を大きくすることができる。
【００１１】
複数の連結部材とガイドを有する変速機においては、複数の前記連結部材は、前記第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されることが望ましい。このように、複数の連結部材が第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されることで、第１回転体と第２回転体の間の伝達力の発生の仕方が周期的になり、なめらかな動力伝達が可能となる。
【００１２】
本発明の変速機において、前記連結部材は、前記第１対向面から突出した突起であり、前記ガイドは、前記第２対向面に設けられた、前記突起が入り込む溝である構成とすることができる。
【００１３】
そして、前記溝は、前記第１対向面から離れるにつれ幅が狭くなるように形成され、前記突起は、前記溝に入る先端部が略半球形の当接部材と、当該当接部材を前記溝に向けて付勢する付勢部材とを備えてなり、前記当接部材の先端部が、常時前記溝に当接する構成とすることができる。
【００１４】
このように構成すると、当接部材が付勢部材によって溝に向けて付勢され、当接部材の先端部が常時溝に当接するので、溝と突起の間にガタがなくなり、作動音を抑制することができる。
【００１５】
また、前記突起は、前記第１対向面に対して回転可能であり、かつ、前記溝に対して転動可能なローラである構成とすることができる。
【００１６】
このように構成することで、連結部材である突起がガイドである溝の延びる方向に沿って移動するときに、ローラが溝に対して転がるので、小さい抵抗で移動することができる。これにより変速機の伝達ロスを小さくすることができる。
【００１７】
また、前記連結部材は、前記第１対向面に対し回転可能に設けられるとともに、前記ガイドに係合してスライド移動可能なスライダである構成とすることができる。
【００１８】
そして、前記したスライダを用いる態様においては、前記ガイドは、前記第２対向面から突出したレールである構成とすることができる。
【００１９】
さらに、前記した変速機において、前記第２回転体は、前記第１軸線の方向に貫通する貫通孔を有し、当該貫通孔は、前記第１軸線の方向に沿って見て前記第１対向面とずれた部分を含む構成とすることができる。
【００２０】
このように構成することで、第２回転体の貫通孔に、配線や配管などを通すことが可能となる。
【００２１】
前記第１軸線と前記連結部材が設けられる位置との距離は、前記第１軸線と前記第２軸線の距離に等しく、前記ガイドは、前記第２軸線を通過し、前記第２軸線に直交する直線に沿って設けられた構成とするのが望ましい。
【００２２】
このような構成、つまり、第１軸線と連結部材が設けられる位置との距離が第１軸線と第２軸線の距離に等しいことで、第１回転体と第２回転体の回転速度比が２：１となるような構成の場合、ガイドが直線的に延びることになるのでガイドの製造が容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軸間を適度に小さくすることができる新たな変速機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速機の斜視図である。
【図２】（ａ）は、内サイクロイドを説明する図であり、（ｂ）は、減速比が９／２の場合の内サイクロイド曲線を示す図である。
【図３】（ａ）は、低速回転体の正面図であり、（ｂ）は、高速回転体の斜視図である。
【図４】一実施形態の変速機の動作を説明する図（ａ）〜（ｄ）である。
【図５】減速比が３の場合の変速機の動作を説明する図（ａ）〜（ｄ）である。
【図６】連結部材の第１の変形例を示す、変速機の断面図である。
【図７】連結部材の第２の変形例を示す、変速機の断面図である。
【図８】連結部材の第３の変形例を示す、高速回転体の斜視図（ａ）と、変速機の断面図（ｂ）である。
【図９】連結部材の第４の変形例を示す、高速回転体の斜視図（ａ）と、低速回転体の正面図（ｂ）と、変速機の断面図（ｃ）である。
【図１０】低速回転体に貫通孔がある形態を示す、変速機の正面図である。
【図１１】低速回転体に貫通孔がある形態の変速機をロボットの関節に搭載した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る変速機１は、第１回転体の一例としての高速回転体１０と、第２回転体の一例としての低速回転体２０とを備えて構成されている。変速機１は、高速回転体１０と低速回転体２０の間で動力を伝達することが可能であり、高速回転体１０と低速回転体２０のいずれを駆動力の入力側とし、いずれを出力側としてもよい。すなわち、変速機１を減速機または増速機のいずれとしても用いることができる。以下の説明では、変速機１を減速機として使う場合を想定して説明する。
【００２６】
高速回転体１０は、本体部１１およびシャフト１３を有し、シャフト１３が図示しないフレームなどにより回転可能に支持されている。本実施形態において、シャフト１３の回転軸線を第１軸線１３Ａとする。図３（ｂ）に示すように、本体部１１は、第１軸線１３Ａに向く第１対向面１１Ａを有し、当該第１対向面１１Ａには、第１軸線１３Ａからずれた位置、具体的には、第１軸線１３Ａからｒｍだけ離れた位置に連結部材の一例としての突起１２が２つ設けられている。この突起１２は、第１対向面１１Ａから突出した円柱形状で形成され、第１対向面１１Ａに固定されている。そして、２つの突起１２は、第１軸線１３Ａから等距離の位置、すなわち、第１軸線１３Ａから半径ｒｍの円周上に等角度間隔（１８０度間隔）で設けられている。突起１２が設けられる半径ｒｍの円は、変速機１の基礎的パラメータであり、本明細書においては、歯車の基準ピッチ円に倣って「基準ピッチ円」と呼ぶことにする。
【００２７】
低速回転体２０は、本体部２１とシャフト２３を有し、シャフト２３が図示しないフレームなどにより回転可能に支持されている。本実施形態において、シャフト２３の回転軸線を第２軸線２３Ａとする。第２軸線２３Ａは、高速回転体１０の第１軸線１３Ａに対し平行かつずれた位置に配置されている。このずれ量、つまり、第１軸線１３Ａと第２軸線２３Ａの距離は、本実施形態のように減速比が２の場合、ｒｍと同じである。本体部２１は、高速回転体１０の第１対向面１１Ａに対向する第２対向面２１Ａを有している。そして、第２対向面２１Ａには、突起１２が入り込んで係合する、ガイドの一例としての溝２２が形成されている。溝２２は、本実施形態においては、第２軸線２３Ａを通過し、第２軸線２３Ａに直交する直線に沿って設けられている。このように、溝２２が直線になるのは、本実施形態のように減速比が２の場合である。溝２２が直線であることで、ガイドとしての溝２２の製造が容易となっている。
【００２８】
突起１２は、溝２２に係合していることで、高速回転体１０と低速回転体２０が回転する時に、溝２２に対し、溝２２の延びる方向に沿って移動可能である。このときの移動がスムーズであるように、溝２２は、突起１２の直径より僅かに大きい程度に形成され、突起１２に嵌合している。
【００２９】
溝２２は、突起１２に対し、内サイクロイドの関係にある線に沿って延びている。内サイクロイドとは図２に示すように、定円（基準ピッチ円Ｃｃ）の内側を移動円（基準ピッチ円Ｃｍ）が転がって移動するときの、移動円上の定点Ｐが移動する軌跡（通常、曲線）である。すなわち、溝２２は、詳しくいえば、突起１２に定点Ｐを有する移動円が第２軸線２３Ａを中心とする定円の内側を転がったときにできる定点Ｐの軌跡である内サイクロイドに沿って延びている。
【００３０】
図２（ａ）においては、低速回転体２０の基準ピッチ円Ｃｃの半径ｒｃ＝１としたときの、高速回転体１０の基準ピッチ円Ｃｍの半径ｒｍ＝１／３、ｒｍ＝１／４、ｒｍ＝１／５の３つの場合を例示している。これらの場合、定点Ｐは、それぞれ、移動円が定円の内側を１周する間に３回転、４回転、５回転して元の位置に戻る。そしてこれらは、変速機の減速比が、それぞれ、３、４、５の場合に相当する。
【００３１】
突起１２（連結部材）が定点Ｐに対応して一つある場合、溝２２（ガイド）は、図２（ａ）に示したような三芒星、四芒星、五芒星・・などの星形の内サイクロイドが一つある（この星形の内サイクロイドを「一つの系のサイクロイド」と呼ぶことにする。）。定点Ｐが複数ある場合、複数の定点Ｐに対応して、複数の系の内サイクロイドが存在し、ガイドはこの複数の系の内サイクロイドに沿って設けられることになる。連結部材は、定点Ｐに対応して設けられ、その数は、溝２２などのガイドが低速回転体２０上に設けることができる限りで多い方が望ましい。連結部材が多いほど、大きな力を低速回転体２０に伝達でき、また、動力伝達のムラが小さくなって滑らかな動力伝達が可能になるからである。
【００３２】
内サイクロイドの形状は、図２（ａ）のような星形には限られず、ｒｍ＝１／２の場合には、定円の中心を通る直線となる。すなわち、本実施形態の溝２２は、ｒｍ＝１／２の場合の内サイクロイドに沿った形状となっている。
【００３３】
また、本発明の変速機の減速比は、自然数に限られず、分数とすることもできる。例えば、ｒｍ＝２／９の場合、つまり、減速比が９／２の場合、図２（ｂ）に示したように、定円の内側を移動円が２周して、定点Ｐが元の位置に戻る。このような内サイクロイドに沿ってガイドを設けることによっても、本発明の変速機を構成することが可能である。この図２（ｂ）のように、ｒｍの分子が２以上の場合には、移動円上の２つの定点Ｐ，Ｐ２を、一つの系の内サイクロイド上をトレースさせることが可能である。このように、移動円が定円の内側を複数回転して定点Ｐが元の位置に戻るようにする場合、一つの系の内サイクロイドに沿った１つの系のガイドを複数の連結部材で共用できるため、連結部材を多く設けることができて、伝達トルクを大きく、滑らかにすることができる。
【００３４】
図２（ｂ）のような分数の減速比としては、例えば、１０／３（ｒｍ＝３／１０）、８／３（ｒｍ＝３／８）、１３／３（ｒｍ＝３／１３）などが挙げられる。これは、基本の減速比を少しずらすことにより実現可能であるので、ずらす前の基本の減速比をＲとした場合、ｎ回転で定点を元の位置の戻そうとするのであれば、（Ｒ×ｎ±１）／ｎの減速比とすることで、Ｒに近い減速比の、ｎ回点で定点Ｐを元の位置に戻すことができる分数の減速比を算出することができる。このとき、ｎ個の定点Ｐ，Ｐ１，・・・Ｐｎに対応する連結部材を設けることができる。もっとも、これらに限らず、本発明の変速機は任意の分数の減速比とすることができる。
【００３５】
本実施形態の変速機１を作動させると、図４（ａ）〜（ｄ）のようになる、図４（ａ）のように、溝２２に入った一つの突起１２が右端にある状態で高速回転体１０を時計回りに回転させると、その突起１２が溝２２に力を伝え、低速回転体２０を回転させる。低速回転体２０が高速回転体１０とともに回転を始めると、図４（ｂ）に示すように、突起１２の一つは、溝２２を滑りながら低速回転体２０の第２軸線２３Ａ（中心）に向けて移動し、もう一つは、溝２２を滑りながら第２軸線２３Ａから離れる方（外側）に向けて移動する。さらに、高速回転体１０が時計回りに回転すると、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、低速回転体２０が高速回転体１０の半分の角速度で時計回りに回転し、高速回転体１０が半回転したところで、９０度回転する（図４（ｄ））。また、減速比が３の場合には、一例として、図５（ａ）〜（ｅ）のように高速回転体１１０に突起１２を設け、低速回転体１２０にｒｍ＝１／３の内サイクロイドに沿った２つの系の溝１２２を設け、各突起１２を各系の溝１２２に滑らせていくことで、動力の伝達が可能である。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、新たな構成による変速機１が実現できる。そして、この変速機１は、軸間距離が適度に小さく、軸間を大きく取ることができない機械にも適用することが可能となる。また、この変速機１は、動力伝達のために、歯車のようにギヤ歯を用いておらず、突起１２が溝２２の側壁に与える力を利用しており、突起１２は溝２２を滑っていくので、ギヤ歯が当たるような耳障りな音が発生しない。また、減速比が２である場合には、溝２２が直線に沿っているので製造が容易である。
【００３７】
本発明は、以上のような一実施形態に限られず、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、わかりやすさを重視して、シャフト１３，２３により高速回転体１０または低速回転体２０の回転を支持する例を示したが、高速回転体１０および低速回転体２０は、他の方法、例えば、外周を支持することにより回転を支持してもよい。
【００３８】
また、前記実施形態においては、連結部材が２つ設けられる場合を説明したが、連結部材は１つであってもよい。
【００３９】
さらに、前記実施形態においては、変速機１を減速機として用いる場合を想定して説明したが、低速回転体２０を駆動力の入力側にして、増速機として用いてもよい。この場合には、溝２２（ガイド）が突起１２（連結部材）に力を与えて高速回転体１０が回転することになる。
【００４０】
また、第１対向面１１Ａおよび第２対向面２１Ａは、平面である必要はなく、曲面や、リブが設けられることで凹凸となった面であってもよい。また、第１対向面１１Ａは、第１軸線１３Ａに対し直交している必要はなく、連結部材とガイドの係合が確保される限り多少斜めであってもよい。
【００４１】
また、前記実施形態においては、複数の突起１２（連結部材）は、第１軸線１３Ａの周りに等角度間隔で配置されていたが、必ずしも等角度間隔ではなく、異なる角度間隔で配置されていてもよい。
【００４２】
前記実施形態においては、突起１２（連結部材）は、本体部１１に対して固定されているものとして説明したが、連結部材は図６に示す第１の変形例のように構成してもよい。図６の変速機２００は、連結部材とガイドの構成のみを変速機１に対し変更したもので、ガイドが延びる方向や減速比など他の構成は、変速機１と同じである。変速機２００は、低速回転体２２０の第２対向面２２１Ａに、高速回転体２１０の第１対向面２１１Ａから離れるにつれ幅が狭くなるような側面２２２Ａを有する溝２２２が形成されている。一方、高速回転体２１０には、突起として、先端部２１２Ａが半球状の当接部材２１２と、当接部材２１２を溝２２２に向けて付勢する付勢部材の一例としてのコイルばね２１５が設けられている。このような構成により、コイルばね２１５は、当接部材２１２の先端部２１２Ａを常時、溝２２２の側面２２２Ａに当接させ、溝２２２と当接部材２１２の間に遊びが発生しないので、歯車でいうバックラッシをなくし、精密な回転や、静かな回転が可能となっている。なお、この形態において、コイルばね２１５を板バネにするなどして、当接部材と付勢部材を一体に構成してもよい。また、先端部２１２Ａは、第１軸線１３Ａに直交する断面が円形であればよく、完全な半球形状である必要はない。
【００４３】
また、図７に示す連結部材の第２の変形例においては、高速回転体３１０には、ピン３１５を固定し、このピン３１５に、ローラ３１２を回転可能に支持させている。これにより、ローラ３１２は第１対向面３１１Ａに対して回転可能である。そして、ローラ３１２は、低速回転体３２０の溝３２２に入り込み、作動時に溝３２２に対して転動可能である。このようになっていることで、ローラ３１２が溝３２２に対し小さい抵抗で移動することができ、変速機３００の伝達ロスを小さくすることができる。
【００４４】
また、図８（ａ），（ｂ）に示す連結部材の第３の変形例においては、高速回転体４１０には、連結部材として、第１対向面４１１Ａに対して回転可能な、直方体形状のスライダ４１２が設けられている。そして、低速回転体４２０の溝４２２にスライダ４１２が係合して、溝４２２に対しスライダ４１２がスライド移動可能となっている。前記実施形態と異なり、円柱状の突起１２ではなく、直尺形状の突起を利用しても本発明の変速機４００を構成することが可能である。
【００４５】
また、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、高速回転体５１０には、連結部材として、第１対向面５１１Ａに対して回転可能な、断面Ｕ字形状のスライダ５１２が設けられている。そして、低速回転体５２０には、スライダ４１２の内側壁５１２Ａと嵌合して、スライダ４１２がスライド可能なレール５２２が、第２対向面５２１Ａから突出して形成されている。このように、前記実施形態と異なり、ガイドとして溝を用いるのではなく、突出した形状のレール５２２を用いても、変速機５００を構成することが可能である。
【００４６】
さらに、図１０に示したのは、第２回転体としての低速回転体６２０に、第２軸線６２３Ａの方向に貫通する貫通孔６２５を設けた変速機６００である。高速回転体６１０には、突起６１２が８つ設けてあり、低速回転体６２０の第２対向面６２１Ａには、８つの突起６１２に対応して、８つの系の溝６２２が設けられている。低速回転体６２０の本体部６２１は、基準ピッチ円よりも小さく形成され、そのため、作動中に、突起６１２が溝６２２を外周側に向けて移動するときには、外側の端部から一旦外れ、再度、外側の端部から入り込むように移動する。
このように、本発明の変速機は、常時、連結部材とガイドの係合が少なくとも一つ確保されている限り、第２回転体に貫通孔６２５を設けることができ、また、一部の連結部材がガイドから一時的に離脱することを許容することで、第２回転体の外周の半径を適宜小さくすることが可能である。
【００４７】
このように貫通孔６２５を設け、図１０に例示したように、貫通孔６２５が第２軸線６２３Ａの方向に沿って見て第１対向面６１１Ａ（つまり、第１回転体）とずれた部分を含むことで、変速機６００全体として見て、第２軸線６２３Ａの方向に貫通する空間を確保することができる。そのため、この空間に、配線や配管を通すことが可能であり、配線や配管の空間を取りにくい機械において、本発明の変速機を有効に利用することができる。
【００４８】
図１１は、このような貫通孔６２５を有する変速機６００をロボットの関節Ａに搭載した例を示す断面図である。図１１に示す関節Ａは、一方のリンク７０１と他方のリンク７０２を相対的に回転させるものである。他方のリンク７０２は、モータ７１０が固定され、モータ７１０の出力軸７１１は高速回転体６１０に結合されている。低速回転体６２０はもう一つの減速機７２０に結合されており、ハーモニックドライブを用いた減速機７２０の出力部７２１が一方のリンク７０１と係合して一方のリンク７０１が回転できるようになっている。この関節Ａにおいては、低速回転体６２０に貫通孔６２５があることで、関節Ａの中央に空間ができ、配線７５０をこの空間（貫通孔６２５）を通すことで、配線７５０のレイアウトが容易となっている。
【００４９】
以上に、本発明の具体的な変形例について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、本発明の趣旨に反しない限り適宜な変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１ 変速機
１０ 高速回転体
１１ 本体部
１１Ａ 第１対向面
１２ 突起
１２Ａ 第２対向面
１３ シャフト
１３Ａ 第１軸線
２０ 低速回転体
２１ 本体部
２１Ａ 第２対向面
２２ 溝
２３ シャフト
２３Ａ 第２軸線
２１２ 当接部材
２１２Ａ 先端部
２２２ 溝
２２２Ａ 側面
３１２ ローラ
３１５ ピン
３２２ 溝
４１２ スライダ
４２２ 溝
５１２ スライダ
５２２ レール
６２５ 貫通孔
７５０ 配線
Ｃｃ 基準ピッチ円
Ｃｍ 基準ピッチ円
Ｐ 定点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転体と第２回転体の間で動力を伝達する変速機であって、
前記第１回転体は、第１軸線回りに回転可能に支持され、前記第１軸線に向く第１対向面を有し、当該第１対向面には、前記第１軸線からずれた位置に連結部材が設けられ、
前記第２回転体は、前記第１軸線に対し平行かつずれて配置された第２軸線回りに回転可能に支持されるとともに前記第１対向面に対面する第２対向面を有し、当該第２対向面には、前記連結部材が係合するガイドが設けられており、
前記ガイドは、前記連結部材の位置に定点を有する移動円が前記第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、
前記連結部材は、前記ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能であることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記連結部材は、前記第１対向面上において、前記第１軸線から等距離の位置に複数配置され、
前記ガイドは、前記第２対向面上において、複数の前記連結部材にそれぞれ対応して複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
複数の前記連結部材は、前記第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されたことを特徴とする請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
前記連結部材は、前記第１対向面から突出した突起であり、
前記ガイドは、前記第２対向面に設けられた、前記突起が入り込む溝であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項５】
前記溝は、前記第１対向面から離れるにつれ幅が狭くなるように形成され、
前記突起は、前記溝に入る先端部が略半球形の当接部材と、当該当接部材を前記溝に向けて付勢する付勢部材とを備えてなり、
前記当接部材の先端部が、常時前記溝に当接することを特徴とする請求項４に記載の変速機。
【請求項６】
前記突起は、前記第１対向面に対して回転可能であり、かつ、前記溝に対して転動可能なローラであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の変速機。
【請求項７】
前記連結部材は、前記第１対向面に対し回転可能に設けられるとともに、前記ガイドに係合してスライド移動可能なスライダであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項８】
前記ガイドは、前記第２対向面から突出したレールであることを特徴とする請求項７に記載の変速機。
【請求項９】
前記第２回転体は、前記第２軸線の方向に貫通する貫通孔を有し、当該貫通孔は、前記第２軸線の方向に沿って見て前記第１対向面とずれた部分を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項１０】
前記第１軸線と前記連結部材が設けられる位置との距離は、前記第１軸線と前記第２軸線の距離に等しく、前記ガイドは、前記第２軸線を通過し、前記第２軸線に直交する直線に沿って設けられたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項１】
第１回転体と第２回転体の間で動力を伝達する変速機であって、
前記第１回転体は、第１軸線回りに回転可能に支持され、前記第１軸線に向く第１対向面を有し、当該第１対向面には、前記第１軸線からずれた位置に連結部材が設けられ、
前記第２回転体は、前記第１軸線に対し平行かつずれて配置された第２軸線回りに回転可能に支持されるとともに前記第１対向面に対面する第２対向面を有し、当該第２対向面には、前記連結部材が係合するガイドが設けられており、
前記ガイドは、前記連結部材の位置に定点を有する移動円が前記第２軸線を中心とする定円の内側を転がったときにできる内サイクロイドに沿って延び、
前記連結部材は、前記ガイドに対し、当該ガイドが延びる方向に沿って移動可能であることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記連結部材は、前記第１対向面上において、前記第１軸線から等距離の位置に複数配置され、
前記ガイドは、前記第２対向面上において、複数の前記連結部材にそれぞれ対応して複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
複数の前記連結部材は、前記第１軸線の周りに、周方向に等角度間隔で配置されたことを特徴とする請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
前記連結部材は、前記第１対向面から突出した突起であり、
前記ガイドは、前記第２対向面に設けられた、前記突起が入り込む溝であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項５】
前記溝は、前記第１対向面から離れるにつれ幅が狭くなるように形成され、
前記突起は、前記溝に入る先端部が略半球形の当接部材と、当該当接部材を前記溝に向けて付勢する付勢部材とを備えてなり、
前記当接部材の先端部が、常時前記溝に当接することを特徴とする請求項４に記載の変速機。
【請求項６】
前記突起は、前記第１対向面に対して回転可能であり、かつ、前記溝に対して転動可能なローラであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の変速機。
【請求項７】
前記連結部材は、前記第１対向面に対し回転可能に設けられるとともに、前記ガイドに係合してスライド移動可能なスライダであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項８】
前記ガイドは、前記第２対向面から突出したレールであることを特徴とする請求項７に記載の変速機。
【請求項９】
前記第２回転体は、前記第２軸線の方向に貫通する貫通孔を有し、当該貫通孔は、前記第２軸線の方向に沿って見て前記第１対向面とずれた部分を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項１０】
前記第１軸線と前記連結部材が設けられる位置との距離は、前記第１軸線と前記第２軸線の距離に等しく、前記ガイドは、前記第２軸線を通過し、前記第２軸線に直交する直線に沿って設けられたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２９７７０（Ｐ２０１２−２２９７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９３０７（Ｐ２０１１−９９３０７）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ハーモニックドライブ
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ハーモニックドライブ
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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