JP6352558B2 - 減速機 - Google Patents

Description

本発明は、入力軸及び出力軸の径方向に小さく形成された減速機を提供するものである。

特許文献１には、第１減速機構２０と第２減速機構３０によって構成された減速機構１０を有する可変バルブタイミング装置が開示されている。減速機構１０は、電動モーター３の出力軸４（減速機構１０の入力軸）の回転を減速してスプライン接続されたカムシャフト１（減速機構１０の出力軸）に伝達し、ハウジング５に固定されたスプロケット２に対してカムシャフト１を相対回転させる。

具体的には、電動モーター３の出力軸４に一体化された第１入力軸２１（第１減速機構２０の入力軸）がハウジング５に対して相対回転すると、偏心軸部２２が出力軸４の回動中心軸周りに偏心回動する。偏心軸部２２が出力軸４の回動中心軸周りに１回偏心回転すると、複数のローラ２４が、それぞれ偏心軸部２２の球軸受１１からトルクを受けることにより、第１内歯車２３の歯２３ａ（仮に第１内歯車２３の歯数をｎａとする）に沿って転がる。複数のローラ２４は、歯２３ａの１歯分だけ転がりつつ、ポケット２５を介して保持器部２６を押し、保持器部２６に一体化された第１中間軸２７（第１減速機構２０の出力軸）を出力軸４の回動中心軸線周りに１／ｎａ回転させる。

また、第１減速機構２０には、第１中間軸２７を第２入力軸３１とし、第２中間軸３７を出力軸とした第１減速機構２０と同様の構成を有する第２減速機構３０が連結される。第２減速機構３０においては、第２入力軸３１（第１中間軸２７）の偏心軸部３２が１回偏心回転すると、複数のローラ３４が、第２内歯車３３の歯３３ａ（仮に第２内歯車３３の歯数をｎｂとする）に沿って１歯分転がることにより、ポケット３５を介して保持器部３６の第２中間軸３７及び第２中間軸にスプライン結合されたカムシャフト１を１／ｎｂ回転させる。その結果、特許文献１の減速機構１０は、第１減速機構２０と第２減速機構３０を直列に連結することによってハウジング５及びスプロケット２に対する電動モーター３の出力軸４の一回転をカムシャフト１の１／ｎａ×１／ｎｂ回転に減速して伝達している。

特開２０１０−２４２５９５号

特許文献１の第１内歯車２３の歯２３ａ及び第２内歯車３３の歯３３ａの凹凸は、共に第１及び第２内歯車（２３，３３）の半径方向に形成されているため、第１減速機構２０のローラ２４と、第２減速機構３０のローラ３４は、それぞれ歯２３ａ及び歯３３ａに沿って回転する際に前記半径方向の内向きまたは外向きに往復揺動する。そのため、特許文献１の減速機構１０においては、ローラ２４及び３４を半径方向に揺動させる空間を確保するためにハウジング５の径を大きく形成する必要があった。

入力軸及び出力軸の径方向に大きく形成された減速機は、減速機の径方向に余裕のある配置空間を内側に持たない装置に当該減速機を配置出来ない点で問題がある。

上記課題に鑑み、本願発明は、入力軸及び出力軸の径方向に小さく形成しつつ所望の減速比を実現した減速機を提供するものである。

本願の減速機において、ケースと、前記ケースによって回動可能に支持された入力軸と、前記ケースによって回動可能に支持され、かつ前記入力軸と同軸かつ相対回動可能に配置された出力軸と、前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構と、有する減速機において、前記減速機構は、揺動板と、前記入力軸の外周の周方向に設けられ、前記入力軸の第１回動中心軸線に対して傾斜した第２回動中心軸線回りに前記揺動板を回動可能に支持する傾斜軸受と、前記揺動板の表面に対向した状態で前記入力軸と同軸に配置され、入力軸によって回動可能に支持され、かつ出力軸に一体化されたベースプレートと、第１回動中心軸線の軸方向に凸となるように前記揺動板の表面またはベースプレートのうち一方に設けられた３以上の歯数からなる歯数ｎの傘歯車と、前記揺動板の表面またはベースプレートのうち前記傘歯車を設けられていないもう一方に設けられた、ｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個の複数の支持溝を有する転動体支持部と、前記複数の支持溝にそれぞれ挿入され、前記傘歯車と前記転動体支持部との間に挟持される、複数の前記支持溝と同数以下の個数でありｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個の複数の転動体からなる転動体群と、を備えるように構成した。

（作用）入力軸がケースに対して相対回転すると、傾斜した状態で傾斜軸受に回動可能に支持された揺動板は、ケースに対して相対回動せず、第１回動中心軸線と第２回動中心軸線との交点を中心に第１回動中心軸線の軸方向に往復揺動する。入力軸が１回転することで揺動板が第１回動中心軸線の軸方向に１回往復揺動すると、転動体支持部の複数の支持溝にそれぞれ保持された転動体は、第１回動中心軸線に沿って凹凸形状を有する傘歯車の歯に沿って転がりつつ、入力軸の径方向では無く軸方向に往復揺動する。複数の転動体は、それぞれ傘歯車の１歯分だけ転がりつつ、ベースプレートを押し、ベースプレートに一体化された出力軸を第１回動中心軸線周りに入力軸に対して相対的に１／ｎ回転させ、本願の減速機は、減速比ｎを実現する。

つまり、入力軸及び径方向の径方向では無く軸方向に往復揺動する転動体が、減速比ｎの減速機を実現する。

更に本願の減速機において、 前記減速機構は、第２の減速機構を有し、前記第２の減速機構は、前記ケースに固定され、前記揺動板の裏面に対向した状態で前記入力軸と同軸に配置され、かつ前記入力軸を回動可能に保持する第２のベースプレートと、第１回動中心軸線の軸方向に凸となるように前記揺動板の裏面または前記第２のベースプレートのうち一方に設けられた歯数ｎ＋１の第２の傘歯車と、前記揺動板の裏面または前記第２のベースプレートのうち前記第２の傘歯車を設けられていないもう一方に設けられた、ｎ＋１に対して１以外の公約数を有さない最大ｎ個の複数の第２の支持溝を有する第２の転動体支持部と、複数の前記第２の支持溝にそれぞれ挿入され、前記第２の傘歯車と前記第２の転動体支持部との間に挟持される、複数の前記支持溝と同数以下の個数でありｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ＋１個の複数の転動体からなる第２の転動体群と、を備えるようにした。

（作用）入力軸がケースに対して相対回転すると、傾斜した状態で傾斜軸受に回動可能に支持された揺動板は、第１回動中心軸線と第２回動中心軸線との交点を中心に第１回動中心軸線の軸方向に往復揺動する。入力軸が１回転することで揺動板が第１回動中心軸線の軸方向に１回往復揺動すると、第２の支持溝にそれぞれ保持された第２の転動体は、第１回動中心軸線に沿って凹凸形状を有する傘歯車の歯に沿って転がりつつ、入力軸の径方向では無く軸方向に往復揺動する。第２のベースプレートがケースに固定されているため、複数の第２の転動体は、それぞれ第２の傘歯車の１歯分だけ転がりつつ、支持溝を介して揺動板を第２回動中心軸線回りに押し、揺動板をケースに対して相対的に１／（ｎ＋１）回転させる。その結果、本願の減速機は、揺動板の裏と表に一対の減速機構を直列に設け、ケースに対する入力軸の一回転を出力軸の１／ｎａ×１／ｎｂ回転に減速して伝達することにより、大減速比ｎ×（ｎ＋１）を実現する。

つまり、入力軸及び径方向の径方向では無く軸方向に往復揺動する転動体が、大減速比ｎ×（ｎ＋１）となる減速機を実現する。

更に本願の減速機において、前記複数の転動体をそれぞれ円錐台ころ形状または円錐ころ形状に形成した。

（作用）揺動板、ベースプレート及び傘歯車の歯に対する転動体の接触面積が、大きくなるため、揺動板、ベースプレート、傘歯車の歯及び転動体に発生する面圧が低減され、減速機の剛性、寿命向上に寄与する。

更に本願の減速機において、前記傾斜軸受を転がり軸受とした。

（作用）傾斜軸受と揺動板との間に発生する摩擦力が低減される。

更に本願の減速機において、前記揺動板と転動体支持部を一体とした。

（作用）減速機に必要な機構部品の点数が削減される。

本願の減速機によれば、複数の転動体が入力軸及び出力軸の軸方向に揺動するため、径方向に小さく形成されることに加え、歯数ｎに応じた所望の減速比が実現され、減速機の径方向に余裕のある配置空間を内側に持たない装置にも配置出来る。

本願の減速機によれば、減速機を径方向に小さく形成しつつ、歯数ｎと歯数ｎ＋１に応じた所望の大減速比が実現される。

本願の減速機によれば、摩耗の低減により、各転動体、傘歯部の歯、揺動板及びベースプレートの寿命が向上する。

本願の減速機によれば、面圧の低減により、減速機の剛性と寿命が向上する。

本願の減速機によれば、機構部品点数の削減により、原価低減が図れる。

（ａ）減速機の第１実施例に関する軸方向断面図。（ｂ）入力軸を１８０度回動させた際の減速機の軸方向断面図。 ベースプレート上の転動体群の配置に関する説明図。 （ａ）初期位置における転動体群及び傘歯車の各歯の配置説明図。（ｂ）入力軸を１８０度回動させた際の転動体群及び傘歯車の各歯の配置説明図。 （ａ）減速機の第２実施例に関する軸方向断面図。（ｂ）入力軸を１８０度回動させた際の減速機の軸方向断面図。 第２ベースプレート上の第２の転動体群の配置に関する説明図。 （ａ）初期位置における第２の転動体群及び傘歯車の各歯の配置説明図。（ｂ）入力軸を１８０度回動させた際の第２の転動体群及び傘歯車の各歯の配置説明図。

図１から図３により第１実施例の減速機の構成と動作を説明する。図１から図６においては、それぞれ減速機の前方をＦｒ、後方をＲｅ、上方をＵｐ、下方をＬｗとして説明する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す通り、第１実施例の減速機４０は、ケース４１、入力軸４２、出力軸４３及び減速機構４４を有する。

図１（ａ）に示す通り、ケース４１は、ケース本体４１ａ、入力軸支持部４１ｂ、裏蓋４１ｃ及び複数の雄ねじ４１ｄを有する。ケース本体４１ａは、円筒部４１ｅの前端に前板４１ｆを一体に備え、後端の外周にフランジ部４１ｇを有する。前板４１ｆの中央には円孔４１ｈが設けられる。また、入力軸支持部４１ｂは、中央に円孔４１ｉを備えた板状部材であり、複数の雄ねじ４１ｄによって前板４１ｆの内側に固定される。裏蓋４１ｃは、円板状に形成され、中央に円孔４１ｊを有する。また裏蓋４１ｃは、後述する入力軸４２、出力軸４３及び減速機構４４をケース本体４１ａの内側に収納した状態でフランジ部４１ｇに複数の雄ねじ４１ｋで固定される。また、円筒部４１ｅ、円孔４１ｉ、円孔４１ｈ及び円孔４１ｊは、それぞれ後述する入力軸４２の第１回動中心軸線Ｌ１と同軸に配置される。

入力軸４２は、第１回動中心軸線Ｌ１に沿って前方から順番に第１軸部４２ａ、第２軸部４２ｂ、傾斜軸受４６及び第３軸部４２ｃを一体化した形状を有する。入力軸４２の中央には、貫通円孔４２ｄが設けられ、円筒形の第１軸部４２ａの外周または貫通円孔４２ｄの内側には、図示しない駆動源（電磁クラッチ機構やモーター等）の駆動軸が前方から固定される。第２軸部４２ｂは、第１軸部より外径の大きな円筒形状に形成され、第３軸部４２ｃは、第１軸部より外径の小さな円筒形状に径瀬される。入力軸４２は、転がり軸受４２ｅ（球軸受やころ軸受け等）によってケース４１の入力軸支持部４１ｂの円孔４１ｉ内に第１回動中心軸線Ｌ１を中心として回動可能に保持される。

図１（ａ）に示す通り、傾斜軸受４６は、軸受本体４６ａと、支持部４６ｂによって構成される。支持部４６ｂは、第１回動中心軸線Ｌ１に対して角度θ傾斜した第２回動中心軸線Ｌ２を中心とする円筒形状を有し、外周に転がり軸受である軸受本体４６ａを固定される。

また、減速機構４４は、揺動板４５、傾斜軸受４６、ベースプレート４７、傘歯車４８、転動体支持部４９及び転動体群５０を有する。

図１（ａ）に示すベースプレート４７は、円板形状に形成され、中央に円孔４７ａを有する。また、ベースプレート４７には、出力軸４３が固定される。出力軸４３は、円板部４３ａの後面に円筒部４３ｂを同軸に一体化した形状を有し、それぞれの中央には、円孔４３ｃが設けられる。円孔４３ｃ及び円孔４７ａは、それぞれ入力軸４２の第３軸部４２ｃの外径よりも大きな内径を有する。また、出力軸４３は、ベースプレート４７と同軸になるように複数の雄ねじ４３ｄ（図１においては、一部を省略している）によって円板部４３ａをベースプレート４７の後面４７ｃにネジ止めされる。ベースプレート４７と出力軸４３は、共に入力軸４２の第１回動中心軸線Ｌ１と同軸に配置され、かつ転がり軸受４７ｂを介して入力軸４２の第３軸部４２ｃに回動可能に支持される。更に出力軸４３の円板部４３ａは、転がり軸受４３ｅを介してケース４１のフランジ部４１ｇの内側に回動可能に保持される。

尚、図２は、ベースプレート４７と転動体群５０のみを前方から後方に向けて見た（図１（ａ）の矢視Ｓ１方向を参照）仮想図を示す。ベースプレート４７の前面には、３以上の歯数からなる歯数ｎ（第１実施例では、一例として歯数を６としているが、歯数は６に限られない）の傘歯車４８が設けられる。符号４８ａ〜４８ｆは、前方に向けて凸形状を有する傘歯車４８の６つの歯を示す。

図１（ａ）に示す揺動板４５は、金属や樹脂等で円板形状に形成され、表面（後面）４５ａに円板形状の転動体支持部４９を設けられ、裏面（前面）４５ｂに円板形状の軸受保持部４５ｃを設けられる。揺動板４５は、傾斜軸受４６の軸受本体４６ａの外径と同じ内径の円孔４５ｄを中央に備える。揺動板４５は、軸受本体４６ａを円孔４５ｄに嵌め合わされ、入力軸４２の傾斜軸受４６によって第２回動中心軸線Ｌ２周りに回動可能に支持される。

また、転動体支持部４９及び軸受保持部４５ｃは、それぞれ円孔４５ｄよりも内径が小さく、円孔４５ｄと同軸となる円孔４９ｆ及び円孔４５ｅを有し、各外周を揺動板４５の外周と面一にした状態で揺動板４５の表裏に一体化されることによって軸受本体４６ａを挟持することにより、揺動板４５を軸受本体４６ａに対して第２回動中心軸線Ｌ２方向に抜け止めする。尚、転動体支持部４９及び軸受保持部４５ｃは、本実施例のように別部材として形成されて揺動板４５に接着等で一体化される他、揺動板４５とともに一体成形されても良い。尚、第１実施例の減速機４０においては、転がり軸受からなる軸受本体４６ａを設けずに支持部４６ｂを滑り軸受とし、揺動板４５及び転動体支持部４９を直接支持部４６ｂに回動可能に支持させても良い。

転動体支持部４９は、第２回動中心軸線Ｌ２に沿って後方に凹凸を形成する複数の支持溝（４９ａ〜４９ｅ）と、転動体が転動体支持部４９の半径方向外側に抜けないようにする抜止用の突起４９ｇを有する。複数の支持溝は、円孔４９ｆの中心から放射方向に伸びかつ周方向に等間隔で形成され、かつ傘歯車４８の歯数ｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個形成される。第１実施例では、一例として５本の支持溝（４９ａ〜４９ｅ）を転動体支持部４９に設けている。

５つの転動体支持溝（４９ａ〜４９ｅ）には、それぞれ図２の二点鎖線部分に示す複数の転動体（５０ａ〜５０ｅ）が挿入され、かつ保持されている。複数の転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、それぞれ本実施例のような円錐台ころ形状または円錐ころ形状に形成され、転動体群５０を構成する。また、複数の転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、複数の支持溝（４９ａ〜４９ｅ）と同数以下の個数であり、かつｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個設けられる。第１実施例においては、図２に示すように一例として支持溝（４９ａ〜４９ｅ）と同数の５つの転動体（５０ａ〜５０ｅ）を設けている。転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、それぞれ図１（ａ）及び図２に示す通り、傘歯車４８と、転動体支持部４９との間に挟持され、６つの歯（４８ａ〜４８ｆ）に対して転動する。

尚、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、揺動板４５、傘歯車４８及び転動体群５０の動作を説明するための仮想図であり、図２の傘歯車４８を切断線Ｉ−Ｉの位置で切断し、転動体５０ａの位置を基準として直線状に歯（４８ａ〜４８ｆ）と転動体（５０ａ〜５０ｅ）を直線状に並べたものと仮定して上方から見た（図１（ａ）及び図２の矢視Ｓ２を参照）仮想図である。符号４９ｈは、歯（４８ａ〜４８ｆ）及び転動体（５０ａ〜５０ｅ）に対する転動体支持部４９の底部の位置関係を示す曲線を示す。転動体支持部４９の底部は、等間隔で支持溝（４９ａ〜４９ｅ）に保持された転動体（５０ａ〜５０ｅ）を歯（４８ａ〜４８ｆ）に押し付ける。

次に図１から図３により、第１実施例の減速機４０の動作を説明する。図１（ａ）に示す入力軸４２が回動すると、傾斜軸受４６の第２回動中心軸線Ｌ２及びこの軸線Ｌ２に平行な支持部４６ｂは、第１回動中心軸線Ｌ１に対して角度θを保ったまま第１回動中心軸線Ｌ１の周りを回動する。揺動板４５及び転動体支持部４９は、転がり軸受である軸受本体４６ａを介して支持部４６ｂに対して相対回動可能に取り付けられている。従って、揺動板４５及び転動体支持部４９は、支持部４６ｂが第１回動中心軸線Ｌ１周りに回動してもケース４１に対して相対回動せず、第１回動中心軸線及び第２回動中心軸線の交点Ｏ１を中心として第１回動中心軸線Ｌ１に沿って往復揺動する。

具体的には、図１（ａ）に示す入力軸４２が１８０度回転すると、初期位置において揺動の最後端に配置された揺動板４５及び転動体支持部４９は、交点Ｏ１を中心としてＤ１の方向、つまり後方から前方に揺動して図１（ｂ）の揺動の最前端まで移動する。更に図１（ｂ）に示す入力軸４２が１８０度回転すると、揺動板４５及び転動体支持部４９は、交点Ｏ１を中心としてＤ２の方向、つまり揺動の最前端から最後端に揺動して図１（ａ）の初期位置に戻る。即ち、第１実施例の揺動板４５及び転動体支持部４９は、入力軸１回転につき前後に一往復揺動する。

その際、図３（ａ）の転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、図３（ａ）の正弦波曲線形状を保ちつつ右方向に移動するような動作をする転動体支持部４９の底部４９ｈによって歯（４８ａ〜４８ｆ）に押圧される。図３（ａ）において、転動体５０ａは、初期位置において揺動の最後端に位置し、転動体５０ｃは、初期位置において揺動の最前端に位置する。入力軸４２が１８０度、つまり半回転すると、底部４９ｈは、正弦波曲線形状の半位相分だけ右方向に移動し、転動体（５０ｂ、５０ｃ）を後方（Ｒｅ方向）に押圧し、転動体５０ｃは、図３（ａ）に示す揺動の最前端の位置から図３（ｂ）に示す最後端位置まで移動する。その際、図３（ａ）の転動体（５０ｂ、５０ｃ）は、それぞれ歯（４８ｂ、４８ｃ）を左側から右方向（Ｒｉ方向）に押圧することにより、図３（ｂ）に示すように各歯（４８ａ〜４８ｆ）を各歯の半ピッチ分だけ右側に移動させる。その結果、入力軸４２を半回転させると、傘歯車４８に一体化された出力軸４３は、各歯（４８ａ〜４８ｆ）の半ピッチ分だけ入力軸４２に対して相対回転する。

また図３（ｂ）の状態において入力軸４２が更に１８０度、つまり半回転すると、底部４９ｈは、更に正弦波曲線形状の半位相分だけ右方向に移動し、転動体（５０ｄ、５０ｅ、５０ａ）を後方（Ｒｅ方向）に押圧し、転動体５０ａは、図３（ｂ）に示す揺動の最前端の位置から図３（ａ）に示す最後端位置（初期位置）まで戻る。その際、転動体（５０ｄ、５０ｅ、５０ａ）は、それぞれ歯（４８ｄ、４８ｅ、４８ｆ）を左側から右方向（Ｒｉ方向）に押圧することにより、傘歯車４８を更に各歯（４８ａ〜４８ｆ）の半ピッチ分だけ入力軸４２に対して相対回転させる。

入力軸４２が一回転すると、転動体（５０ａ〜５０ｅ）が歯（４８ａ〜４８ｆ）に沿って入力軸４２と同方向に回転しつつ、それぞれ前後に一往復する。その結果、転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、出力軸４３を入力軸４２に対し、入力軸４２の回転方向に各歯（４８ａ〜４８ｆ）の１ピッチ分だけ相対回動させる。つまり、第１実施例の減速機４０は、傘歯車の歯数をｎとすると、入力軸４２の１回転を出力軸の１／ｎ回転に減速して伝達することにより、減速比ｎを実現する。本実施例の傘歯車４８は、歯数６であるため、減速機４０は、減速比６を実現する。

尚、第１実施例の減速機４０においては、傘歯車４８をベースプレート４７に形成するとともに支持溝（４９ａ〜４９ｅ）を揺動板４５に設けたが、逆に傘歯車４８を揺動板４５の表面に設け、傘歯車に対向する支持溝（４９ａ〜４９ｅ）を有する転動体支持部４９をベースプレートに設けても良い。

次に図４から図６により第２実施例の減速機の構成と動作を説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す第２実施例の減速機５６は、減速機構４４に第２の減速機構５２を設け、ケース４１の入力軸支持部４１ｂを第２のベースプレート５７に変更し、揺動板４５の軸受保持部４５ｃを第２の転動体支持部５９に変更した他、第１実施例の減速機４０と共通の構成を有する。

具体的には、第２実施例の減速機５６は、第１実施例の揺動板４５、傾斜軸受４６、ベースプレート４７、傘歯車４８、転動体支持部４９及び転動体群５０によって揺動板４５の表面４５ａ側に構成される第１の減速機構５１に加え、更に揺動板４５の裏面４５ｂ側に図４（ａ）に示す第２の減速機構５２を追加し、第１及び第２の減速機構（５１，５２）を直列に並べた減速機構４４’を構成したものである。

図４（ａ）に示す第２の減速機構５２は、揺動板４５、傾斜軸受４６、第２のベースプレート５７、第２の傘歯車５８、第２の転動体支持部５９及び第２の転動体群６０を有する。

図４（ａ）に示すように第２実施例のケース４１の前板４１ｆの内側には、第１実施例の入力軸支持部４１ｂではなく、第２のベースプレート５７が固定される。第２のベースプレート５７は、円板形状に形成され、中央に円孔５７ａを有し、複数の雄ねじ４１ｄによって前板４１ｆに固定される。その際、円孔５７ａは、ケース４１の円孔４１ｈと同軸に配置される。入力軸４２は、転がり軸受４２ｅ（球軸受やころ軸受け等）によってケース４１に固定された第２のベースプレート５７の円孔５７ａ内に第１回動中心軸線Ｌ１を中心として回動可能に保持される。

尚、図５は、第２のベースプレート５７と第２の転動体群６０のみを後方から前方に向けて見た（図４（ａ）の矢視Ｓ３方向を参照）仮想図を示す。第２のベースプレート５７の後面には、３以上の歯数からなる歯数ｎ＋１（ｎは、第１の減速機構５１の傘歯車４８の歯数）の第２の傘歯車５８が設けられる。尚、第２実施例では、一例として傘歯車４８の歯数を６としたことに基づいて第２の傘歯車５８の歯数を７としているが、歯数は７に限られない。符号５８ａ〜５８ｇは、後方に向けて凸形状を有する第２の傘歯車５８の７つの歯を示す。

図４（ａ）に示すように第２実施例の揺動板４５の裏面（前面）４５ｂには、第１実施例の軸受保持部４５ｃではなく、図４（ａ）に示す円板形状の第２の転動体支持部５９が設けられる。第２の転動体支持部５９は、揺動板４５と同様に金属や樹脂等で形成される。第２の転動体支持部５９は、本実施例のように別部材として形成されて揺動板４５に接着等で一体化される他、揺動板４５とともに一体成形されても良い。また、第２の転動体支持部５９の中央には、揺動板４５の円孔４５ｄよりも内径が小さく、円孔４５ｄと同軸となる円孔５９ｇが設けられる。転動体支持部４９及び第２の転動体支持部５９は、各外周を揺動板４５の外周と面一にした状態で揺動板４５の表裏に一体化されることによって軸受本体４６ａを挟持することにより、揺動板４５を軸受本体４６ａに対して第２回動中心軸線Ｌ２方向に抜け止めする。

第２の転動体支持部５９は、第１回動中心軸線Ｌ１に対して傾斜する傾斜軸受４６の第２回動中心軸線Ｌ２に沿って後方に凹凸を形成する複数の支持溝（５９ａ〜５９ｆ）と、転動体が転動体支持部４９の半径方向外側に抜けないようにする抜止用の突起５９ｈを有する。複数の支持溝は、円孔５９ｇの中心から放射方向に伸び、かつ周方向に等間隔で形成され、かつ第２の傘歯車５８の歯数ｎ＋１に対して１以外の公約数を有さない最大ｎ個形成される。第１実施例では、一例として６本の支持溝（５９ａ〜５９ｆ）を第２の転動体支持部５９に設けている。

６つの転動体支持溝（５９ａ〜５９ｆ）には、それぞれ図５の二点鎖線部分に示す複数の転動体（６０ａ〜６０ｆ）が挿入され、かつ保持されている。複数の転動体（６０ａ〜６０ｆ）は、それぞれ本実施例のような円錐台ころ形状または円錐ころ形状に形成され、第２の転動体群６０を構成する。また、複数の転動体（６０ａ〜６０ｆ）は、複数の支持溝（５９ａ〜５９ｆ）と同数以下の個数であり、かつｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ個設けられる。第２実施例においては、図４に示すように一例として支持溝（５９ａ〜５９ｆ）と同数の６つの転動体（６０ａ〜６０ｆ）を設けている。転動体（６０ａ〜６０ｆ）は、それぞれ図４（ａ）及び図５に示す通り、第２の傘歯車５８と、第２の転動体支持部５９との間に挟持され、７つの歯（５８ａ〜５８ｇ）に対して転動する。

尚、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、揺動板４５、第２の傘歯車５８及び第２の転動体群６０の動作を説明するための仮想図であり、図４の第２の傘歯車５８を切断線II−IIの位置で切断し、転動体６０ａの位置を基準として直線状に歯（５８ａ〜５８ｇ）と転動体（６０ａ〜６０ｆ）を直線状に並べたものと仮定して上方から見た（図４（ａ）及び図５の矢視Ｓ４を参照）仮想図である。符号５９ｉは、歯（５８ａ〜５８ｇ）及び転動体（６０ａ〜６０ｆ）に対する第２の転動体支持部５９の底部の位置関係を示す曲線を示す。第２の転動体支持部５９の底部は、等間隔で支持溝（５９ａ〜５９ｆ）に保持された転動体（６０ａ〜６０ｆ）を歯（５８ａ〜５８ｇ）に押し付ける。

次に図４から図６により、第４実施例の減速機５６の動作を説明する。図４（ａ）に示す入力軸４２が回動すると、傾斜軸受４６の第２回動中心軸線Ｌ２及びこの軸線Ｌ２に平行な支持部４６ｂは、第１回動中心軸線Ｌ１に対して角度θを保ったまま第１回動中心軸線Ｌ１の周りを回動する。揺動板４５、転動体支持部４９及び第２の転動体支持部５９は、転がり軸受である軸受本体４６ａを介して支持部４６ｂに対して相対回動可能に取り付けられる。揺動板４５、転動体支持部４９及び第２の転動体支持部５９は、支持部４６ｂが入力軸４２と共に第１回動中心軸線Ｌ１周りに半回転（１８０°回転）すると、第１回動中心軸線及び第２回動中心軸線の交点Ｏ１を中心として初期位置である後端部位置から図４（ｂ）の前端部位置まで揺動し、更に支持部４６ｂが半回転すると、図４（ａ）の初期位置である後端部位置まで揺動する。即ち、転動体支持部４９及び第２の転動体支持部５９は、入力軸４２が１回転すると、第１回動中心軸線Ｌ１に沿って１回往復揺動する。

図４（ａ）に示す入力軸４２が半回転（１８０°回転）することにより、第２の転動体支持部５９が初期位置である後端部位置から図４（ｂ）の前端部位置まで揺動すると、第２の転動体群６０のうち転動体（６０ｂ〜６０ｄ）は、第２の転動体支持部５９の底部５９ｉから前方（Ｆｒ方向）に向けた力を受ける。第２の傘歯車５８は、ケース４１に固定されているため、図４（ａ）の転動体（６０ｂ〜６０ｄ）は、第２の支持溝（５９ｂ〜５９ｄ）を介して図４（ａ）の第２の転動体支持部５９を各歯（５８ａ〜５８ｇ）の半ピッチ分だけ左方向（Ｌｅ方向）に押す。その結果、入力軸４２を半回転させると、一体化された第２のベースプレート５７、揺動板４５及び転動体支持部４９は、入力軸４２に対し、各歯（５８ａ〜５８ｇ）の半ピッチ分だけ入力軸４２の回転方向に対して逆向きに相対回転する。

また、図４（ｂ）に示す入力軸４２が更に半回転（１８０°回転）することにより、第２の転動体支持部５９が後端部位置から図４（ａ）の前端部位置（初期位置）まで戻ると、第２の転動体群６０のうち転動体（６０ａ、６０ｅ、６０ｆ）は、第２の転動体支持部５９の底部５９ｉから前方（Ｆｒ方向）に向けた力を受ける。図４（ｂ）の転動体（６０ａ、６０ｅ、６０ｆ）は、第２の支持溝（６０ａ、６０ｅ、６０ｆ）を介して図４（ｂ）の第２の転動体支持部５９を各歯（５８ａ〜５８ｇ）の半ピッチ分だけ更に左方向（Ｌｅ方向）に押す。その結果、第２の転動体支持部５９、揺動板４５及び転動体支持部４９は、入力軸４２に対して、各歯（５８ａ〜５８ｇ）の半ピッチ分だけ入力軸４２の回転方向に対して更に逆向きに相対回転する。

つまり、入力軸４２が一回転すると、転動体（６０ａ〜６０ｆ）がそれぞれ前後に一往復することにより、第２の転動体支持部５９、揺動板４５及び転動体支持部４９を入力軸４２に対して第２の傘歯車の各歯（５８ａ〜５８ｇ）の１ピッチ分だけ、入力軸４２の回転方向に対して逆向きに相対回動させる。つまり、第２実施例の減速機５６は、第１の減速機構５１の傘歯車４８の歯数をｎとし、第２の減速機構５２の第２の傘歯車５８の歯数をｎ＋１とし、揺動板４５及び転動体支持部４９を出力軸と仮定すると、入力軸４２の１回転を出力軸（揺動板４５及び転動体支持部４９）の１／（ｎ＋１）回転として減速して伝達する減速比ｎ＋１の減速機となる。第２実施例の第２の傘歯車５８は、歯数７であるため、第２の減速機構５２は、減速比７の減速機構を実現する。

尚、第１の減速機構５１は、第１実施例と同様に揺動板４５、傾斜軸受４６、ベースプレート４７、歯数ｎの傘歯車４８、転動体支持部４９及び転動体群５０によって減速比６の減速機構を実現する。従って、第１の減速機構５１の転動体（５０ａ〜５０ｅ）は、入力軸が１回転し、ケース４１に対して相対回動することなく一往復揺動した揺動板４５から前後方向の力を受けた場合、出力軸４３を入力軸４２に対し、入力軸の回転方向に１／ｎ回転させる。しかし、第２実施例においては、第２の減速機構５２が揺動板４５及び転動体支持部４９をケース４１及び入力軸４２に対し、入力軸の回転方向と逆向きに１／（ｎ＋１）回転させるため、第１の減速機構５１の歯（４８ａ〜４８ｆ）に対する転動体（５０ａ〜５０ｅ）の転動距離を減じさせる。その結果、第２実施例の減速機５６は、減速比ｎの第１の減速機構５１と減速比ｎ＋１の第２の減速機構５２を直列して配置した構成となり、減速機５６の減速比は、ｎ（ｎ＋１）となり、傘歯車４８の歯数ｎと第２の傘歯車５８の歯数ｎ＋１に比例した大減速比を有する減速機となる。

尚、第２実施例の減速機５６においては、第２の傘歯車５８を第２のベースプレート５７に形成するとともに第２の支持溝（５９ａ〜５９ｆ）を揺動板４５に設けたが、逆に第２の傘歯車５８を揺動板４５の表面に設け、第２の傘歯車５８に対向する第２の支持溝（５９ａ〜５９ｆ）を有する第２の転動体支持部５９を第２のベースプレート５７に設けても良い。また、第２実施例の減速機５６においては、転がり軸受からなる軸受本体４６ａを設けずに支持部４６ｂを滑り軸受とし、揺動板４５、転動体支持部４９及び第２の転動体支持部５９を直接支持部４６ｂに回動可能に支持させても良い。

第１実施例の減速機４０によれば、揺動板４５及び複数の転動体（５０ａ〜５０ｅ）が入力軸４２及び出力軸４３の軸方向、つまり第１回動中心軸線Ｌ１に沿った方向に揺動するため、歯数ｎに基づいた所望の減速比を実現しつつ、ケース４１を含めた減速機４０の大きさを径方向に小さく形成出来るため、減速機の径方向に余裕のある配置空間を内側に持たない装置に減速機４０を設置出来る。

また、第２実施例の減速機５６によれば、第１の減速機構５１に加え、第１回動中心軸線Ｌ１に沿った方向に揺動する転動体（６０ａ〜６０ｆ）を有する第２の減速機構５２を揺動板４５の表裏に直列的に設けたことにより、減速機の大きさを径方向に拡大することなく傘歯車４８の歯数ｎと第２の傘歯車５８の歯数ｎ＋１に比例した大減速比の減速機が実現される。

４０ 減速機
４１ ケース
４２ 入力軸
４３ 出力軸
４４、４４’ 減速機構
４５ 揺動板
４５ａ 揺動板の表面
４５ｂ 揺動板の裏面
４６ 傾斜軸受
４７ ベースプレート
４８ 傘歯車
４９ 転動体支持部
４９ａ〜４９ｅ 支持溝
５０ 転動体群
５０ａ〜５０ｅ 転動体
５１ 第１の減速機構
５２ 第２の減速機構
５６ 減速機
５７ 第２のベースプレート
５８ 第２の傘歯車
５９ 第２の転動体支持部
５９ａ〜５９ｆ 第２の支持溝
６０ 第２の転動体群
６０ａ〜６０ｆ 転動体
Ｌ１ 第１回動中心軸線
Ｌ２ 第２回動中心軸線

Claims (5)

1. ケースと、
   前記ケースによって回動可能に支持された入力軸と、
   前記ケースによって回動可能に支持され、かつ前記入力軸と同軸かつ相対回動可能に配置された出力軸と、
   前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構と、
   を有する減速機において、
   前記減速機構は、
   揺動板と、
   前記入力軸の外周の周方向に設けられ、前記入力軸の第１回動中心軸線に対して傾斜した第２回動中心軸線回りに前記揺動板を回動可能に支持する傾斜軸受と、
   前記揺動板の表面に対向した状態で前記入力軸と同軸に配置され、入力軸によって回動可能に支持され、かつ出力軸に一体化されたベースプレートと、
   第１回動中心軸線の軸方向に凸となるように前記ベースプレートに設けられた３以上の歯数からなる歯数ｎの傘歯車と、
   前記揺動板の表面に設けられた、ｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個の複数の支持溝と、平面状の底部を有する転動体支持部と、
   前記複数の支持溝にそれぞれ挿入され、前記傘歯車と前記転動体支持部の底部との間に挟持される、複数の前記支持溝と同数以下の個数でありｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ−１個の複数の転動体からなる転動体群と、
   を備えたことを特徴とする、減速機。
2. 前記減速機構は、第２の減速機構を有し、
   前記第２の減速機構は、
   前記ケースに固定され、前記揺動板の裏面に対向した状態で前記入力軸と同軸に配置され、かつ前記入力軸を回動可能に保持する第２のベースプレートと、
   第１回動中心軸線の軸方向に凸となるように前記第２のベースプレートに設けられた歯数ｎ＋１の第２の傘歯車と、
   前記揺動板の裏面に設けられた、ｎ＋１に対して１以外の公約数を有さない最大ｎ個の複数の第２の支持溝と平面状の底部を有する第２の転動体支持部と、
   複数の前記第２の支持溝にそれぞれ挿入され、前記第２の傘歯車と前記第２の転動体支持部の底部との間に挟持される、複数の前記支持溝と同数以下の個数でありｎに対して１以外の公約数を有さない最大ｎ＋１個の複数の転動体からなる第２の転動体群と、
   を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の減速機。
3. 前記複数の転動体は、それぞれ円錐台ころ形状または円錐ころ形状を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の減速機
4. 前記傾斜軸受が転がり軸受であることを特徴とする、請求項１または２に記載の減速機。
5. 前記揺動板と転動体支持部が一体である、請求項１または２に記載の減速機。

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