JP3096601B2 - 直交軸型変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直交軸型変速機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、直交軸型変速機は、互いに直
交する方向へ延びて回転可能に支持される第１及び第２
の回転軸と、第１及び第２の回転軸に固着されるフェー
スギヤ及び平歯車とから構成されている。前記平歯車は
円筒状に形成され、その外周面には当該外周面に沿って
多数の歯が設けられている。又、フェースギヤは円板状
に形成され、その表面又は裏面の外縁部には当該外縁部
に沿って複数の歯が設けられている。このフェースギヤ
の歯は、前記平歯車の歯と噛み合わされている。

【０００３】そして、電動モータ等で第１の回転軸を回
転させると、その回転が平歯車及びフェースギヤを介し
て第２の回転軸に伝達され、第２の回転軸が回転するよ
うになっている。又、平歯車及びフェースギヤの歯数を
変更することにより、第１の回転軸の回転に対する第２
の回転軸の回転速度を変更することができるようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記直交軸
型変速機では、電動モータの駆動によって第１の回転軸
が振動するため、平歯車とフェースギヤとの歯の噛み合
いがずれて第１の回転軸の回転に対して第２の回転軸を
精度よく回転させることができなかった。そのため、直
交軸型変速機を精密機器等に使用する場合に、その精密
機器を精度よく動作させることができないという問題が
あった。

【０００５】又、前記直交軸型変速機では、平歯車とフ
ェースギヤとの歯を噛み合わせ易くするために両者の歯
が若干遊びを持った状態で噛み合わされているので、平
歯車がフェースギヤに対してがたついてしまう。従っ
て、第１の回転軸の回転に対して第２の回転軸を精度よ
く回転させることができないという問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、第１の目的は、第１の回転軸が振動
しないようにすることにある。又、第２の目的は、平歯
車と各フェースギヤとを、がたつくことなく噛み合わせ
ることができるようにすることにある。

【０００７】更に、第３の目的は、ハウジングを薄くで
きるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明では、特に、第１の回転軸に平
歯車を取り付け、その平歯車を挟むように第１及び第２
フェースギヤを設けるとともに、前記両フェースギヤの
対向する面にそれぞれ形成された歯と前記平歯車の歯と
を噛み合わせ、前記第１フェースギヤを第２の回転軸に
固着し、前記第２フェースギヤを第２の回転軸に回転可
能に支持した。

【０００９】また、前記第２フェースギヤの第１フェー
スギヤと反対側に第３フェースギヤを設け、前記第２フ
ェースギヤと第３フェースギヤとの間に平歯車を回転可
能に支持するとともに、その平歯車の歯を前記第２フェ
ースギヤ及び第３フェースギヤの対向する面にそれぞれ
形成された歯に噛み合わせ、前記第３フェースギヤをそ
の軸線を中心に回転させて第１フェースギヤに対し周方
向へずらした状態で第２の回転軸に固着した。

【００１０】請求項２記載の発明では、前記第２の回転
軸を、当該回転軸及び各フェースギヤを囲うように設け
られたハウジングに支持した。

【００１１】

【作用】即ち、請求項１記載の発明では、平歯車が固着
された第１の回転軸の振動は、前記平歯車を挟むように
設けられた第１及び第２フェースギヤによって抑えれれ
る。

【００１２】また、第３フェースギヤは、その軸線を中
心に回転させて第１フェースギヤに対し周方向へずらし
た状態で第２の回転軸に固着される。すると、第１及び
第２フェースギヤ間の平歯車の歯が当該両フェースギヤ
の歯に対してがたつかないように圧接されるとともに、
第２及び第３フェースギヤ間の平歯車の歯が当該両フェ
ースギヤの歯に対してがたつかないように圧接される。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明作用に加え、各フェースギヤ間の平歯車に対して当
該平歯車の軸線方向へ向かう力が働くと、平歯車はフェ
ースギヤの歯に押し付けられることなく当該平歯車の軸
線方向へ移動される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１，
図２に従って説明する。図１に示すように、直交軸型変
速機１１のハウジング１２は、直方体の箱状に形成され
ている。ハウジング１２の内部における左右方向中央に
は隔壁１３が設けられ、この隔壁１３によってハウジン
グ１２の内部が左右一対の左歯車室１４と右歯車室１５
とに区画されている。右歯車室１５内には上下方向へ延
びる第２の回転軸としての従動軸１６が設けられ、この
従動軸１６の両端部は右歯車室１５の上側壁１７及び下
側壁１８にそれぞれ回転可能に支持されている。

【００１５】又、従動軸１６の上部及び下部にはそれぞ
れ上フランジ１９及び下フランジ２０が突出形成されて
いる。従動軸１６の両フランジ１９，２０間には、第１
フェースギヤ２１，第２フェースギヤ２２及び第３フェ
ースギヤ２３が上から下に向かって順次貫挿されてい
る。そして、第２フェースギヤ２２は上下一対の上従動
フェースギヤ２４と下従動フェースギヤ２５とから構成
され、両フェースギヤ２４，２５は一対のボルト２６に
よって互いに固着されている。

【００１６】前記第１フェースギヤ２１は一対のボルト
１９ａによって上フランジ１９に固着され、第１フェー
スギヤ２１の上従動フェースギヤ２４と対向する面の外
縁部には、当該外縁部に沿って複数の歯２１ａが形成さ
れている。前記第２フェースギヤ２２は従動軸１６に対
して回転可能に支持され、上従動フェースギヤ２４の第
１フェースギヤ２１と対向する面の外縁部には、当該外
縁部に沿って複数の歯２４ａが形成されている。更に、
下従動フェースギヤ２５の第３フェースギヤ２３と対向
する面の外縁部には、当該外縁部に沿って複数の歯２５
ａが形成されている。前記第３フェースギヤ２３の下従
動フェースギヤ２５と対向する面の外縁部には、当該外
縁部に沿って複数の歯２３ａが形成されている。

【００１７】右歯車室１５の右側壁２７には、左右方向
へ延びる第１の回転軸としての入力軸２８が貫通して回
転可能に支持されている。そして、入力軸２８の先端部
には第１フェースギヤ２１と上従動フェースギヤ２４と
の間に挟まれた平歯車２９が固着され、平歯車２９の歯
２９ａは前記両フェースギヤ２１，２４の歯２１ａ，２
４ａに噛み合わされている。又、隔壁１３において、入
力軸２８の軸線に対応する位置には、左右方向へ延びる
第１の連結軸３０が貫通して回転可能に支持されてい
る。そして、第１の連結軸３０の基端部には、第１フェ
ースギヤ２１と上従動フェースギヤ２４との間に挟まれ
た平歯車３１が固着され、平歯車３１の歯３１ａは前記
両フェースギヤ２１，２４の歯２１ａ，２４ａに噛み合
わされている。更に、第１の連結軸３０の先端部には、
平歯車３２が固着されている。

【００１８】右歯車室１５の右側壁２７において、入力
軸２８の下側には左右方向へ延びる補助軸３３の基端部
が回転可能に支持されている。この補助軸３３の先端部
には、下従動フェースギヤ２５と第３フェースギヤ２３
との間に挟まれた平歯車３４が固着され、平歯車３４の
歯３４ａは前記両フェースギヤ２３，２５の歯２３ａ，
２５ａに噛み合わされている。又、隔壁１３において、
補助軸３３の軸線に対応する位置には、左右方向へ延び
る第２の連結軸３５が貫通して回転可能に支持されてい
る。そして、第２の連結軸３５の基端部には、下従動フ
ェースギヤ２５と第３フェースギヤ２３との間に挟まれ
た平歯車３６が固着され、平歯車３６の歯３６ａは前記
両フェースギヤ２３，２５の歯２３ａ，２５ａに噛み合
わされている。更に、第２の連結軸３５の先端部には、
平歯車３７が固着されている。

【００１９】又、第３フェースギヤ２３は、従動軸１６
を中心に回転させて第１フェースギヤ２１に対し周方向
へずれた状態で、一対のボルト２０ａにより前記下フラ
ンジ２０に固着されている。従って、図２に示すよう
に、第３フェースギヤ２３及び下従動フェースギヤ２５
の間に挟まれた前記平歯車３４，３６の歯３４ａ，３６
ａが、両フェースギヤ２３，２５の歯２３ａ，２５ａに
対して圧接するようになっている。又、第１フェースギ
ヤ２１及び上従動フェースギヤ２４の間に挟まれた前記
平歯車２９，３１の歯２９ａ，３１ａが、両フェースギ
ヤ２１，２４の歯２１ａ，２４ａに対して圧接するよう
になっている。

【００２０】図１に示すように、左歯車室１４内には、
上下方向へ延びる出力軸３９が設けられている。出力軸
３９の上端部は左歯車室１４の上側壁４０に回転可能に
支持され、出力軸３９の下端部は左歯車室１４内の下側
壁４１を貫通して回転可能に支持されている。又、出力
軸３９の上部及び下部には、それぞれ上フランジ４２及
び下フランジ４３が突出形成されている。出力軸３９の
両フランジ４２，４３間には、上下一対の第４フェース
ギヤ４４及び第５フェースギヤ４５が貫挿されている。

【００２１】第４フェースギヤ４４の第５フェースギヤ
４５と対向する面の外縁部には、当該外縁部に沿って複
数の歯４４ａが形成されている。この第４フェースギヤ
４４の歯４４ａは、前記第１の連結軸３０の先端部に設
けられた平歯車３２の歯３２ａに噛み合わされている。
そして、第４フェースギヤ４４は、出力軸３９を中心に
回転されて当該フェースギヤ４４と前記平歯車３２との
歯４４ａ，３２ａが圧接された状態で、一対のボルト４
６によって前記上フランジ４２に固着されている。

【００２２】又、第５フェースギヤ４５の第４フェース
ギヤ４４と対向する面の外縁部には、当該外縁部に沿っ
て複数の歯４５ａが形成されている。この第５フェース
ギヤ４５の歯４５ａは、前記第２の連結軸３５の先端部
に設けられた平歯車３７の歯３７ａに噛み合わされてい
る。そして、第５フェースギヤ４５は、出力軸３９を中
心に回転されて当該フェースギヤ４５と前記平歯車３７
との歯４５ａ，３７ａが圧接された状態で、一対のボル
ト４７によって前記下フランジ４３に固着されている。

【００２３】次に、上記のように構成された直交軸型変
速機１１の作用を説明する。入力軸２８は、図示しない
電動モータによって図１の矢印Ａ方向へ回転される。す
ると、入力軸２８に設けられた平歯車２９によって、第
１フェースギヤ２１が矢印Ｂ方向へ回転されるととも
に、第２フェースギヤ２２が矢印Ｂと逆方向へ回転され
る。第１及び第２フェースギヤ２１，２２が回転する
と、平歯車３１によって、第１の連結軸３０が入力軸２
８と逆方向へ回転される。

【００２４】又、第２フェースギヤ２２が回転すると、
平歯車３４によって補助軸３３が矢印Ｃ方向へ回転され
るとともに、平歯車３６によって第２の連結軸３５が補
助軸３３と逆方向へ回転される。更に、平歯車３４，３
６の回転によって、第３フェースギヤ２３が第１フェー
スギヤ２１と同方向へ回転される。この第１及び第３フ
ェースギヤ２１，２３は、従動軸１６に対して固着され
ているため、両フェースギヤ２１，２３の回転に伴って
当該従動軸１６が回転される。

【００２５】前記第１及び第２の連結軸３０，３５が回
転すると、第１の連結軸３０の平歯車３２及び第２の連
結軸３５の平歯車３７により、第４及び第５フェースギ
ヤ４４，４５が矢印Ｄ方向へ回転する。この第４及び第
５フェースギヤ４４，４５は、出力軸３９に対して固着
されているため、両フェースギヤ４４，４５の回転に伴
って出力軸３９が回転される。

【００２６】以上詳述したように本実施例では、入力軸
２８の平歯車２９を第１フェースギヤ２１と上従動フェ
ースギヤ２４とで挟んだため、電動モータの駆動によっ
て発生する入力軸２８の振動を抑えることができる。従
って、平歯車２９の歯２９ａと、両フェースギヤ２１，
２４の歯２１ａ，２４ａとの噛み合いがずれるのを防止
することができ、入力軸２８の回転に対して従動軸１６
及び出力軸３９を精度良く回転させることができる。

【００２７】本実施例では、入力軸２８の平歯車２９と
第１の連結軸３０の平歯車３１との歯２９ａ，３１ａ
が、第１フェースギヤ２１及び上従動フェースギヤ２４
の歯２１ａ，２４ａに圧接されている。そのため、両平
歯車２９，３１が両フェースギヤ２１，２４に対してが
たつくのを防止することができる。

【００２８】又、補助軸３３の平歯車３４と第２の連結
軸３５の平歯車３６との歯３４ａ，３６ａが、下従動フ
ェースギヤ２５及び第３フェースギヤ２３の歯２５ａ，
２３ａに圧接されている。そのため、両平歯車３４，３
６が両フェースギヤ２３，２５に対してがたつくのを防
止することができる。

【００２９】更に、第１の連結軸３０の平歯車３２と第
２の連結軸３５の平歯車３７との歯３２ａ，３７ａが、
それぞれ第４及び第５フェースギヤ４４，４５の歯４４
ａ，４５ａに圧接されている。そのため、平歯車３２が
第４フェースギヤ４４に対してがたつくのを防止するこ
とができるとともに、平歯車３７が第５フェースギヤ４
５に対してがたつくのを防止することができる。

【００３０】そして、上記各平歯車２９，３１，３２，
３４，３６，３７が各フェースギヤ２１，２３，２４，
２５，４４，４５に対してがたつくのを防止することに
より、入力軸２８の回転に対して従動軸１６及び出力軸
３９を精度良く回転させることができる。従って、直交
軸型変速機１１を精密機器等に使用する場合に、その精
密機器を精度良く動作させることができる。

【００３１】又、入力軸２８をその軸線方向へ移動させ
る何らかの力が働いた場合、入力軸２８の平歯車２９
は、その歯２９ａが第１フェースギヤ２１及び上従動フ
ェースギヤ２４の歯２１ａ，２４ａに押し付けられるこ
となく当該入力軸２８の軸線方向へ移動される。そのた
め、入力軸２８がその軸線方向へ移動されても、その移
動によって従動軸１６が当該軸１６と直交する方向へ押
し付けられるのを防止することができる。従って、従動
軸１６がハウジング１２へ押し付けられることがないた
め、ハウジング１２を薄くしても当該ハウジング１２に
十分な強度を持たせることができる。

【００３２】更に、本実施例では、第１〜第３フェース
ギヤ２１，２３，２４，２５の歯２１ａ，２３ａ，２４
ａ，２５ａ、及び、その各フェースギヤ２１，２３，２
４，２５と噛み合う平歯車２９，３１，３４，３６の歯
２９ａ，３１ａ，３４ａ，３６ａの数を変更することに
より、入力軸２８の回転に対する出力軸３９の回転速度
を変えることができる。又、第４及び第５フェースギヤ
４４，４５の歯４４ａ，４５ａ、並びに、その両フェー
スギヤ４４，４５と噛み合う平歯車３２，３７の歯３２
ａ，３７ａの数を変更することによっても、入力軸２８
の回転に対する出力軸３９の回転速度を変えることがで
きる。従って、上記二通りの手段を用いれば、入力軸２
８の回転速度に対する出力軸３９の回転速度を、より一
層細かく調節することができる。

【００３３】尚、本発明は、例えば以下のように変更し
て具体化することもできる。 （１）図３に示すように、直交軸型変速機１１におい
て、左歯車室１４側を全て省略するとともに第１及び第
２の連結軸３０，３５を省略し、従動軸１６を第２の回
転軸としての出力軸３９に代えてもよい。この場合、実
施例と同様に入力軸２８の回転に対して出力軸３９を精
度良く回転させることができ、更に直交軸型変速機１１
の構成を簡略化することができる。

【００３４】

【００３５】次に、以上の実施例から把握することがで
きる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以下
に記載する。請求項２記載の直交軸型変速機において、
各フェースギヤの側方に一対の第４及び第５フェースギ
ヤを設け、前記第１及び第２フェースギヤと第４フェー
スギヤとに同期して回転する一対の平歯車をそれぞれ噛
み合わせるとともに、前記第２及び第３フェースギヤと
第５フェースギヤとに同期して回転する一対の平歯車を
それそれ噛み合わせ、前記第４及び第５フェースギヤを
その軸線を中心に回転させた状態で出力軸に固着した直
交軸型変速機。この場合、第１の回転軸の回転に対する
出力軸の回転速度を細かく調節することができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１の回
転軸の振動を抑えることができるため、第１の回転軸の
回転に対して精度良く第２の回転軸を回転させることが
できる。

【００３７】また、平歯車と各フェースギヤとをがたつ
くことなく噛み合わせることができるため、第１の回転
軸の回転に対して精度良く第２の回転軸を回転させるこ
とができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加え、平歯車がフェースギヤの歯に押
し付けられることがないため、第２の回転軸に対してそ
の軸線と直交する方向へ力が働くのを防止することがで
きる。従って、第２回転軸を回転可能に支持するハウジ
ングに、第２の軸線と直交する方向へ力が働くのを防止
することができる。そのため、ハウジングを薄くしても
当該ハウジングに十分な強度を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の直交軸型変速機を示す断面図。

【図２】各フェースギヤと各平歯車との噛み合わせ状態
を示す断面図。

【図３】別例の直交軸型変速機を示す断面図。

【符号の説明】

１１…直交軸型変速機、１２…ハウジング、１６…第２
の回転軸としての従動軸、２１…第１フェースギヤ、２
１ａ…歯、２２…第２フェースギヤ、２３…第３フェー
スギヤ、２３ａ，２４ａ，２５ａ…歯、２８…第１の回
転軸としての入力軸、２９…平歯車、２９ａ…歯、３４
…平歯車、３４ａ…歯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−26666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−37357（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−70961（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−6826（ＪＰ，Ｙ２) 特表 平７−507379（ＪＰ，Ａ) 米国特許4744263（ＵＳ，Ａ) 米国特許4437355（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 1/14 F16H 1/20 F16H 57/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交する方向へ延びる第１の回転
   軸（２８）と第２の回転軸（１６，３９）とを回転可能
   に支持し、前記両回転軸（１６，２８，３９）を歯車
   （２１〜２３，２９，３４）を介して連結した直交軸型
   変速機において、 前記第１の回転軸（２８）に平歯車（２９）を取り付
   け、その平歯車（２９）を挟むように第１及び第２フェ
   ースギヤ（２１，２２）を設けるとともに、前記両フェ
   ースギヤ（２１，２２）の対向する面にそれぞれ形成さ
   れた歯（２１ａ，２４ａ）と前記平歯車（２９）の歯
   （２９ａ）とを噛み合わせ、前記第１フェースギヤ（２
   １）を第２の回転軸（１６，３９）に固着し、前記第２
   フェースギヤ（２２）を第２の回転軸（１６，３９）に
   回転可能に支持し、 前記第２フェースギヤ（２２）の第１フェースギヤ（２
   １）と反対側に第３フェースギヤ（２３）を設け、前記
   第２フェースギヤ（２２）と第３フェースギヤ（２３）
   との間に平歯車（３４）を回転可能に支持するととも
   に、その平歯車（３４）の歯（３４ａ）を前記第２フェ
   ースギヤ（２２）及び第３フェースギヤ（２３）の対向
   する面にそれぞれ形成された歯（２３ａ，２５ａ）に噛
   み合わせ、前記第３フェースギヤ（２３）をその軸線を
   中心に回転させて第１フェースギヤ（２１）に対し周方
   向へずらした状態で第２の回転軸（１６，３９）に固着
   し た直交軸型変速機。
2. 【請求項２】 前記第２の回転軸（１６，３９）は、当
   該回転軸（１６，３９）及び各フェースギヤ（２１〜２
   ３）を囲うように設けられたハウジング（１２）に支持
   されている請求項１記載の直交軸型変速機。