JP4131377B2

JP4131377B2 - 減速装置

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Publication number: JP4131377B2
Application number: JP2002205124A
Authority: JP
Inventors: 宏和田中
Original assignee: 宏和田中
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP2004044739A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歯車を用いた減速装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の減速装置の一例を示す分解斜視図で、８０は原動機であるモ−タ９２の回転軸に装着してある小歯車である。
【０００３】
小歯車８０の回転は大歯車８１に伝達され、この回転は大歯車８１と一体的に回転する第２の小歯車８２によって第２の大歯車８３に減速して伝達される。
大歯車８３の回転は出力軸８５によって外部に出力され被駆動装置の動力源となる。
【０００４】
そして、回転軸８４は、前支承板８６、後支承板８７によって支承され、出力軸８５は、後支承板８７に設けた軸受けを通して大歯車８３に軸着してある。
【０００５】
前支承板８６と後支承板８７とは中空の間隔柱８８、８９で固定されて減速装置が構成されている。
この減速装置は、取付螺子９０、９１を間隔柱８８、８９の内孔を通してモ−タ９２に取付けて組立てられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示した上記減速装置の減速比は、使用する歯車の歯数によって定められる。
したがって、減速比を変更する場合には、歯車の歯数の変更や歯車の輪列の増設が必要となる。
【０００７】
そのため、回転機構を持つ機械装置の開発において、動作速度の変更やトルクの変更が必要なときは、減速装置を新たに開発試作しなければならない。
【０００８】
そして、この開発試作には、時間と費用が必要であり、また、必ずしも一度の修正試作ですむことなく、数度の試作を行なう場合がある。
【０００９】
さらに、減速機メ−カにおいて、得意先が必要とする減速比を持つ減速装置を開発し、生産することには多大な費用が必要であり、特に生産数が少量の場合には販売価格が高価なものとなる。
【００１０】
本発明は上記した実情にかんがみ、既成の減速比を持つ減速器を複数連結させて所望の減速比、あるいは、その減速比に近い減速比が得られる減速装置を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、外部回転部材の回転に応動して回転する回転部材を配設した入力部と、上記外部回転部材の回転速度に対し所定の減速比を持って回転し、この回転を他の装置に伝達する出力部とを持った減速装置において、減速比が各々異なる少なくとも３つの減速器を設け、上記した少なくとも３つの減速器の減速比Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗが、Ａ、Ｂをある定数とし、指数Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗを各々異なる整数として、Ａ＾（Ｃｕ・Ｂ）、Ａ＾（Ｃｖ・Ｂ）、Ａ＾（Ｃｗ・Ｂ）となる構成としたことを特徴とする減速装置を提案する。
【００１２】
第２の発明としては、上記した第１の発明の減速装置において、上記した減速器には、その減速比の対数値である指数を表示したことを特徴とする減速装置を提案する。
【００１３】
第３の発明としては、上記した第１または第２の発明の減速装置において、３つ以上の減速器を１組として包装体に収納した商品形態を特徴とする減速装置を提案する。
【００１７】
【作用】
複数の減速器の減速比Ｒを、各々の減速器Ｕ、Ｖ、Ｗ…………に対しＲｕ、Ｒｖ、Ｒｗ………とする。
ここで減速比Ｒは、「入力軸の回転速度／出力軸の回転速度」とする。
【００１８】
減速比Ｒを定数ＢのＣ乗とする。これをＲ＝Ｂ＾Ｃで表わす。
上式Ｒ＝Ｂ＾Ｃの両辺の対数をとると、ｌｏｇＲ＝ＣｌｏｇＢとなる。
Ｂは定数であるから、その対数ｌｏｇＢも定数であり、ｌｏｇＢ＝Ｄとすると、ｌｏｇＲ＝Ｄ・Ｃとなる。
【００１９】
ここで、減速比ＲのＲｕ、Ｒｖ、Ｒｗ………に対するＣの値を、各々Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ………とする。
そして、Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ………が等比数列の中の何れかの項であれば、Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ………は等差数列の中の同順位項となる。
【００２０】
また、ｎ、ｍを任意の附番としてｌｏｇ（Ｒｎ・Ｒｍ）＝Ｄ（Ｃｎ＋Ｃｍ）が成り立つ。
なお、上記のＤは、Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ………が整数となるように選定する。
【００２１】
複数の減速器を連結させた減速装置の減速比は各々の減速器の減速比の積となる。
そして、Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの値は指数として当該減速器の外部に明示する。
したがって、例えば、減速比Ｒｕ、Ｒｖの減速器には、各々指数Ｃｕ、Ｃｖを明示した指標があるので、この二つの減速器Ｒｕ、Ｒｖを連結させたときの減速装置の減速比は、指数Ｃｕ、Ｃｖの和によって特定することができる。
このことは、減速器を３つ以上連結させた場合でも同様である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の減速装置を電気モ−タ（以下モ−タと称する）に装着した実施形態について図面と表に沿って説明する。
図１は、本実施形態の減速装置に備える減速器の斜視図であり、図２は同減速器の裏面を示す斜視図である。
【００２３】
図１、図２で、１１は減速器本体であり、内部に所定の減速比を持つ減速機構が内装してある。
【００２４】
１２は前側端板であり、１３は後側端板である。
これら前側端板１２と後側端板１３とは、内部に装備した歯車の回転軸を支承している。
【００２５】
１４はモ−タあるいは他の減速器に締結するための螺子である。
１５は他の減速器と連結したときの、他の減速器に用いられている螺子１４の頭部の逃げ孔である。
【００２６】
１６はモ−タあるいは前段に連結した減速器の出力歯車を挿入する孔であり、また、これらモ−タあるいは減速器の出力歯車回転軸の中心位置を規整する機能を持っている。
【００２７】
１７は上記出力歯車の回転を受け継ぐ歯車である。
１８は次段の減速器あるいは被駆動装置へ回転出力を伝達するための出力歯車である。
【００２８】
１９は出力歯車１８の回転軸の中心位置を規整する胴付である。
２０はカバ−２１上に設けた指標で、これには減速器の減速比に対応した指数、トルク耐力等の属性が明示してある。
２２は後側端板１３に設けた次段の減速器あるいは被駆動装置を締結するための雌螺子である。
【００２９】
図３は、上記のように構成した３つの減速器４１、４２、４３を連結した状態を示す一部切欠き斜視図である。
【００３０】
減速器４１、４２、４３は、各々所定の減速比を持つ減速器である。
３１は減速器４２が有する中空柱で、減速器４２の前側端板１２と減速器４１の後側端板１３とを保持しており、内部に螺子１４が挿入してある。この中空柱３１と螺子１４については後述する。
【００３１】
減速器４２の螺子１４は、減速器４１の後側端板１３に設けた雌螺子２２にねじ込み、減速器４１と減速器４２とを一体的に連結している。
【００３２】
また、減速器４３の螺子１４は、減速器４２の後側端板１３に設けた雌螺子２２にねじ込み、減速器４２と減速器４３とを一体的に連結している。
減速器４１の螺子１４は、歯車１７を駆動するモ−タなどの装置を連結するのに用いられる。
【００３３】
図４はこれら減速器４１、４２、４３とモ−タ４０を連結させた状態の側面図である。
ここで、減速器４１の減速比をＲｕ、減速器４２の減速比をＲｖ、減速器４３の減速比をＲｗとすると、減速器４１、４２、４３を連結させた減速装置の総合減速比Ｒｓは、Ｒｓ＝Ｒｕ・Ｒｖ・Ｒｗとなり、減速器４３の出力歯車１８は、モ−タの回転速度に対し１／Ｒｓの回転速度となる。
【００３４】
４６は出力歯車１８の回転を被駆動装置に伝達するための出力軸であり、出力歯車１８に嵌め合せ、押し螺子４７で固定する構造としてある。
【００３５】
さらに、減速器４１、４２、４３の指標２０に表示された指数を各々Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗとすると、
ｌｏｇ（Ｒｕ・Ｒｖ・Ｒｗ）＝Ｄ（Ｃｕ＋Ｃｖ＋Ｃｗ）………（１）
となる。
【００３６】
以降、減速比Ｒと指標２０に明示した指数Ｃ及び定数Ｄについて具体的な数値例によって説明する。
【００３７】
第１例として、等比数列である減速比Ｒの公比ｒを１０＾（１／１０）とする。
したがって、等差数列である指数Ｃを、Ｃ０＝０、Ｃ１＝１、Ｃ２＝２、Ｃ３＝３………とすると、Ｄ＝１として、減速比Ｒの等比数列は次のようになる。
【００３８】
Ｒ０＝ｒ＾０＝１、Ｒ１＝ｒ＾１＝ｒ、Ｒ２＝ｒ＾２、………
Ｒ１０＝ｒ＾１０＝１０………Ｒ２０＝ｒ＾２０＝１００………
Ｒ３０＝ｒ＾３０＝１０００………となる。
【００３９】
ここで、指標２０に表示された指数Ｃが「４」と「１６」の二つの減速器を連結すると総合減速比Ｒｓは、
Ｒｓ＝（ｒ＾４）・（ｒ＾１６）＝ｒ＾（４＋１６）＝ｒ＾２０＝１００となる。
【００４０】
さらに、上記（１）式を準用すれば、ｌｏｇ（Ｒ４・Ｒ１６）＝Ｄ（Ｃ４＋Ｃ１６）となる。
但し、Ｄ＝１としたときｌｏｇの底は１０＾（１／１０）であり、Ｄ＝０．１としたとき、ｌｏｇの底は常用対数の１０である。
このようにＤの数値設定によって指数を調整することができる。
【００４１】
第２例として、等比数列である減速比Ｒの公比ｑを１０＾（１／５）とする。
したがって、等差数列であるＣを、Ｃ０＝０、Ｃ１＝１、Ｃ２＝２、Ｃ３＝３………とすると、Ｄ＝１として、減速比Ｒの等比数列は次のようになる。
【００４２】
Ｒ０＝ｑ＾０＝１、Ｒ１＝ｑ＾１＝ｑ、Ｒ２＝ｑ＾２、………Ｒ１０＝ｑ＾５＝１０………Ｒ２０＝ｑ＾１０＝１００………Ｒ３０＝ｑ＾１５＝１０００………となる。
【００４３】
上記と同様に、指数Ｃが「２」と「８」の二つの減速器を連結すると、総合減速比Ｒｓは、
Ｒｓ＝（ｑ＾２）・（ｑ＾８）＝ｑ（２＋８）＝ｑ＾１０＝１００となる。
【００４４】
また、上記（１）式を準用すれば、ｌｏｇ（Ｒ２・Ｒ８）＝Ｄ（Ｃ２＋Ｃ８）となる。
但し、Ｄ＝１としたとき、ｌｏｇの底は１０＾（１／５）であり、Ｄ＝０．２としたときは、ｌｏｇの底は常用対数の１０である。
【００４５】
上記のようにｌｏｇの底はＤ＝１とし、ｎを整数として、１０＾（１／ｎ）と定めることにより、減速比１から１０迄の間にｎ通りの減速比を得ることができる。
このときの減速比数列の公比は、１０＾（１／ｎ）となる。
【００４６】
次に、上記した第１例において、必要な減速比Ｒの上限を１０００としたとき、指数Ｃは「１」から「３０」迄となる。（指数０は、減速比が１であり範囲外とする。）
【００４７】
この指数Ｃの数値「１」〜「３０」は、各々異なる減速比であり、この減速比はいくつかの異なる減速比をもつ減速器を、単独あるいは複数個組み合わせ連結させることによって得られる。
上記のように組み合わせ連結によって得られる指数値を配列番号と呼ぶことにする。但し、減速器が１つの場合も含むものとする。
【００４８】
ここで、上記特定の減速器を各々Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３………として、これ等の減速器の中で、使用する減速器を”１”として表し、非使用の減速器を”０”とする。
【００４９】
このように、使用の有無を２進法の”１”、”０”として配列番号の末項値３０を２進法で表わせば５桁の１１１１０となる。
したがって、５つの異なる減速比を持つ減速器によって配列番号１〜３１までの減速比を持つ減速装置を構成することができる。
【００５０】
そして、２進法による５桁の数字を１０進法と対応させるための２進法の各桁の重み付けは、１６、８、４、２、１であるので、減速器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５の減速比の指数は、各々上記重みつけ数値と同一の１６、８、４、２、１である。
すなわち、指標の数値が、１６、８、４、２、１の５つの減速器によって３０種類（最大３１種類）の減速比が得られる減速装置を構成することができる。
【００５１】
図５の表１に、上記第１例として示したこれ等の関係事項と数値例を示す。
この表１において、例えば、１２．５８９の減速比を持つ減速装置が必要なとき、この減速比の配列番号は１１であり、左側のコ−ド表で、減速器の指数が１、２、８の３つの減速器を組み合わせれば、１２．５８９の減速比を持つ減速装置が構成されることが分かる。
この場合、減速器の指数は、各々１、２、８であり、これ等の数値を加算すれば配列番号の１１となる。
【００５２】
図５の表２は、上記第２例として示したこれ等の関係事項と数値例を示したものであり、配列番号に対する減速比の変化を大きくしたものである。
【００５３】
この表で、例えば、必要な減速比が１５．８４９であれば、配列番号は６であり、指数が「２」と「４」の２つの減速器を組み合わせれば、減速比１５．８４９の減速装置が構成される。
【００５４】
以上は、モ−タなどの回転数を減速する場合について説明したが、上記配列番号および指数を負領域に拡張することができる。
すなわち、負減速は増速であり、本発明を増速装置に適応させることは、本発明の主旨を逸脱するものではない。
【００５５】
また、各減速器間の回転の伝達は、歯車間の連結によるものとしたが、その他、磁気力による結合、キ−とキ−溝による嵌合等回転を伝達できるものであればよく、伝達方法を限定するものではない。
【００５６】
さらに、複数の減速器を一体化したとき、隣り合う２つの減速器の前側端板１２と後側端板１３とを支承する中空柱３１が同軸とならない位置で結合できる構造のため、図３に示した螺子１４の長さは減速器に合わせた長さでよく、また、図６に示したように中空柱３１の内部の一部に雌螺子３２を設けて、螺子１４の脱落を防止する構造としてあるので、減速器の連結作業が容易に行なえる。
【００５７】
これに対し、減速器の中空柱を同軸として、各々の中空柱内部に螺子を連通させて減速器を連結させる方法では、連結させる減速器の数量に応じた多種類の長さの異なる螺子を準備しておかなければならず不便であり、螺子の紛失にも注意を払わなければならない。
【００５８】
図７は、減速器メ−カが利用者へ本発明による減速装置を商品として提供する商品形態の一実施形態を示すもので、４０はモ−タであり、４１、４２、４３、４４、４５は減速比の異なる減速器である。
【００５９】
４６は利用者の便を図るため出力形態を変更するための出力軸であり、５１はボ−ル紙製の箱の身、５２は内容物の移動を防ぐ発泡材等のパッキングである。
さらに、５３はボ−ル紙製の箱の蓋であり、中央部には、内容物が確認できるように、透明フイルムによる窓５４が設けてある。
【００６０】
一般に減速器の歯車の歯数は整数で構成されるので、減速比には誤差が生ずるが、配列番号の順列に対して減速装置の減速比の増減が逆行しなければよい。
【００６１】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係る減速装置は少数の減速器を複数個組み合わせ連結することによって、さまざまな減速比を持つ減速装置を構成することができる。
【００６２】
また、減速器を複数個組み合わせ連結することによって得られる減速比は等比数列とすることができるので、配列番号の増減に対する減速比の変化率は一定であり、製品の開発、実験の結果の解析が容易なものとなる。
【００６３】
なお、個々の減速器には、各々の減速比に対応する指数が明示してあり、複数の減速器を連結させた減速装置の減速比を指数の和として算出できるので便利性に優れた取扱いができる。
【００６４】
そして、入力部の回転伝達要素に対し出力部の回転伝達要素が対応しているので、複数の減速器を連結する際に、減速器の指数を大小の順番で連結させる必要がなく、連結作業が容易なものとなる。
【００６５】
この他、減速比の異なる３つ以上の減速器を１組として包装体内に収納した商品形態であるので、多様な減速比を必要とする機械装置の開発、実験等に迅速に対応させることができる。
【００６６】
また、減速装置メ−カでは、得意先の様々な減速装置の出荷要求に対し、減速器を複数個組み合わせて連結するだけで希望の減速比の減速装置を提供できるので、コストの削減、納期の短縮等、事業経営においても益するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減速装置を構成する減速器の一例を示す斜視図である。
【図２】上記減速器の裏面側を示す斜視図である。
【図３】本発明による減速装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】上記減速装置の側面図である。
【図５】本発明の説明に用いる数値表である。
【図６】上記減速器に備えた中空柱と連結用の螺子を示す断面図である。
【図７】上記減速装置を商品形態とした一実施形態を示す斜視図である。
【図８】従来の減速装置の簡略的な分解斜視図である。
【符号の説明】
１１減速器本体
１２前側端板
１３後側端板
１４螺子
１５孔
１６入力用歯車の挿入孔
１７入力用歯車とかみ合う歯車
１８出力用歯車
１９胴付
２０指標
２１カバ−
２２雌螺子
３１中空柱
３２雌螺子部
４０モ−タ
４１、４２、４３、４４、４５減速器
４６出力軸
４７押し螺子
５１箱の身
５２パッキング
５３箱の蓋
５４窓

Claims

外部回転部材の回転に応動して回転する回転部材を配設した入力部と、上記外部回転部材の回転速度に対し所定の減速比を持って回転し、この回転を他の装置に伝達する出力部とを持った減速装置において、減速比が各々異なる少なくとも３つの減速器を設け、上記した少なくとも３つの減速器の減速比Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗが、Ａ、Ｂをある定数とし、指数Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗを各々異なる整数として、Ａ＾（Ｃｕ・Ｂ）、Ａ＾（Ｃｖ・Ｂ）、Ａ＾（Ｃｗ・Ｂ）となる構成としたことを特徴とする減速装置。
請求項１に記載した減速装置において上記した減速器には、その減速比の対数値である指数を表示したことを特徴とする減速装置。
請求項１又は２に記載した減速装置において、３つ以上の減速器を１組として包装体に収納した商品形態を特徴とする減速装置。