JPH0328549A - 小型減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、伝達トルクがｌｏｏｏｏｇ−ｃｍ以下の小
型減速機に関する． 〔従来の技術および問題点〕 よく知られたように、モータを低速で回転させると、出
力に脈動が生じ、安定した出力が得られない．そのため
、モータは高速回転せざるを得す高速回転するモータか
ら高トルクの回転を得るために、減速機が必要とされて
いる． ところで、減速機の入力軸は、七ータに連動され、減速
比の大小に拘らず、高速で回転される．減速機において
、入力軸の高速回転は、歯車列を利用して，減速されて
、出力軸に伝達される．歯車列は、ウォームとウォーム
ホイールとの組合せまたは、平歯車やかさ歯車の組合せ
から構成される．しかし、このような歯車列では、噛み
合う一Ｍの歯車による減速は、限界がある．そのため、
減速比が大きければ、多数の歯車を組合せて減速機を構
威される．通常、大型、中型の歯車は、金属より成形さ
れる．しかし、低トルク、たとえば、伝達トルクが１０
０００　ｇ−ｃｍ以下の小型減速機においては、プラス
チックチック製の歯車を使用しても支障なく，プラスチ
−７ク歯車を持つ小型減速機も提供されている．プラス
チックから歯車を或形すれば、減速機の軽量化が促進さ
れる．また、伝達トルクが小さいため、軸受を省略でき
る．しかし、従来においては、伝達トルクが１００００
３−ｃｓ以下の小型減速機小型減速機といえども、かな
りの大きさを有している．また、フラスチック歯車を使
用しても、かなりの騒音を生じるとともに，バックラッ
シュが比較的大きい．また、伝達効率も，減速比２５の
小型減速機においては、ウォームとウォームホイールと
の組合せで約６０％，平歯車等の組合せで約７５％とい
った低い値をとるため、所望の出力を得るためには、大
出力のモータを併用しなければならない． 従って、この種の減速機を組込んだ、最新の音響機器、
映像機器等の精密機械、たとえば、ＣＤプレーヤー，ビ
デオカメラ、ワードプロセッサー（ワープロ）　，　Ｃ
ＡＤプロー２ター等，においては、騒音対策、パックラ
ッシュ対策が、問題となっている．特に、上記のような
精密機械では、小型軽量化の要請が強いにも拘らず、公
知の小型減速機は、比較的大きく、精密機械の小型軽量
化の大きな障害となっている．また、上記のように、伝
達効率の関係から、大出力のモータが減速機と併用され
る．しかし、大出力のモータは、かさばるとともに、電
池の消耗を促進し、好ましくない．つまり、公知の減速
機において、噛み合う一組の銅車間に大きな歯数差を取
ることが難しく、組の歯車によって可能な減速比は、限
定され、小さい．そのため、減速比に応じて、多数の歯
車が使用され、厚く、大きくならざるを得ない．そして
、減速比２５、伝達トルク１５０ｇ−ｃｍといった鰻小
クラスの小型減速機においても、ハウジング径ハウジン
グ長（入力軸、出力軸の突出長さを除く）は、ともに２
０鳳１程度もあり、入力軸，出力軸を含めた全長は、３
３真１ある． 〔発明の目的〕 この発明は、騒音、バックラッシュの発生を抑制すると
ともに、小型、軽量で、減速比が太き〈かつ、伝達効率
が高い小型減速機の提供を目的としている． 〔発明の概略〕 上記目的を達成するため、本願の発明者は，伝達トルク
１００００　ｇ−ｃｍ以下の小型減速機においてサイク
ロイド歯形の太陽歯車と、遊星歯車とを噛み合わせるこ
とに着眼した． つまり，この発明の小型減速機は、歯ｆｉｎのサイクロ
イド歯形を内方に持つ固定の太陽歯車と、偏心軸の回転
に伴なって、揺動しつつ公転する偏心体とを具備してい
る．偏心軸は、人力軸に連動して回転し、ハウジングは
、出力軸のための軸受部を右して構成される．そして、
ｔＩｉｉ数ｎ−１のサイクロイド歯車（ｍ星歯車）が、
太陽歯車と噛み合い可能に偏心体に設けられている．太
陽向車は奸まし〈は、すべり特性を持つプラスチックか
ら、ハウジングの，軸受部を有する一部と一体に成形さ
れる．偏心体は、偏心軸の嵌合される中央孔と，同心円
」二に配設された複数の支持孔とを備え、偏心軸と同一
量だけ、入力軸の軸線に対して偏心して配設される．出
力軸は、軸線の同心円上に位置する複数の出力ピンを備
えている．出力ピンは、摺接可能に偏心体の支持孔にそ
れぞれ遊合されて、偏心体の揺動を吸収するようにＭＩ
ｉ成される．減速機は、偏心軸が一体的に形成された入
力軸を具備し構成してもよいが、偏心軸のみを具備し、
モータの出力軸を，偏心軸に嵌合させて、減速機の入力
軸として使用してもよい． 〔実施例〕 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する． 第１図および第２図に示すように，この発明に係る、伝
達トルクＬＱＯＯＱ　ｇ−ｃｍ以下の小型減速機１ｏは
、右半部！２ａ　，左半ｆｉ　１２ｈに二分割されたハ
ウジング１２と，サイクロイド歯形の固定太陽歯車１４
とを具備している．太陽歯車ｌ４は、ハウジング左半部
１２ｂの右端内方に、配設され、実施例では、軸受材か
ら、ハウジングと一体に戊形され、その歯数は２５とな
っている．太陽歯車ｌ４は、サイクロイド歯形の特殊な
ものとしての（複数の）ｔＭ車代用ピンから構成しても
よい． ハウジングｌ２は、ボルトのような締付け部材を使用す
ることなく、組立てられるように構成することが好まし
い．実施例においては，第１図に示すように２ハウジン
グの右半部１２ｌ１は、左半部ｌ２ｂを才一パーハング
し、部分球形の係合突起１３ａが右半部１２ａのオーバ
ンハング部ｌ３の内側面に、対応する係合孔１３ｂが左
半部１２ｂの外側面にそれぞれ形成されている．ハウジ
ングの右半部１２ａ、左半部１２ｂを強固に係合するよ
うに、複数組、たとえば、３個の、係合突起１３ａ、係
合孔１３ｂが，１２００づつ離反して設けられている．
ハウジングの左半部１２ｂは、出力軸のための袖受部１
１を一体に愉えて形或されており、このような構成では
、独立の部品数が減少し、組立てが容鶏になる．しかし
、ハウジングの左半部１２ｂは，軸受部１ｌを一体に備
えているため、出力軸とともに凹転する虞れがある．シ
メ）シ、−１−記のように係合突起１３ａ　．係合孔１
３ｈの係奇によって、！＼ウジングのｋ半部＋２ｂは、
右半部１２ａに強固に係合されているため，ハウジング
の左半部１２ｂの凹転は、■一分に防１トされる．つま
り、係合突起１３ａ、係合孔１３ｂは、回り止めとして
も機能する．このような構成のハウジングｌ２は、たと
えば、以Ｆのようにして糾立てられる．まず、左半部１
２ｂは，係合突起＋３ａと保合孔ｔ３ｂとが係合するま
で、右半部１２ａの才一／＜−ハング部内に押込められ
る．ボルトのような締付け部材を使用することに比較す
れば、このようなハウジング１２の引立ては、容易に行
なえ．ｔｌ！ｔＩＪ化、省力化できる．またハウジング
Ｉ２にネメジが形成されないため、ハウジングが容易に
成形できる．なお、ボルトのような締付け部材を使用す
ることなく、ハウジングｌ２を組立てる構成は、実施例
に限定されないことはいうまでもない．また、係合突起
１３ａ　．係合孔１３ｂの形状は、部分球形に限定され
ない．小型減速機ｌＯは、偏心体２０と、入力軸２２と
、出力軸２４とを更にＪ４愉している．第２図によ〈示
すように，偏心体２０は、太陽歯車１４と噛み合う遊星
歯車２８を外縁に備え，遊星歯車は，太陽歯車１４と同
極にサイクロイド歯形を持ち、太陽歯車の歯数よりｉ枚
少ない歯数、つまり、２４枚の歯数に形或されている．
入力軸２２は、軸線２３に対して、ｅだけ偏心した偏心
軸２８を一体に備え、この偏心軸の嵌合される孔３０が
、偏心体２０の中央に形成されている．なお，中央孔３
０の中心０１、いいかえれば、偏心体２０の中心は、軸
線２３に対して、偏心軸２８と同一方向，同一量だけ偏
心していることはいうまでもない． このような構成においては、入力軸２２が、高速で回転
すると、偏心体２０は、入力軸２２と一体の偏心軸２８
の回転に追従して、遊星歯車２６は、太陽歯車１４と噛
み合いながら、入力軸の回転方向と同一方向に公転する
．しかし、遊星歯車の歯数が、ｌ枚少ないため，入力軸
の１回転に対して、揺動しながら、１／歯数、つまり、
１／２４回転だけ、自転する．なお、モータの出力軸を
減速機ｌＯの入力軸として利用してもよく，入力軸２２
は、減速機１０の必須の構威部材でない． 第２図に示すように、複数の孔３２が、偏心体２０の中
心Ｏｌを中心とした同心円３４上に等角的に配設されて
いる．実施例では、孔３２は，４５°離反して８個形成
されているが、配列、数は、実施例に限定されず，たと
えば、１個でもよい．出力軸２４は、第１図、第２図に
示すように、複数の出力ピン３８を右側面に一体的に備
え、出力ピンは、軸線２３の同心円３ｓ上に位置し、偏
心体の孔３２に摺接可能に遊合され、支持される．出力
ピン３８の同心円３Ｂは、孔３２の同心円３４と同一半
径を持ち，出力ピン３８の直径は、偏心体２０の偏心量
ｅの２倍、つまり、２ｅだけ、孔３２より小さい．孔３
２内に、２ｅだけ小さなピン３８が、摺接可能に遊合す
る上記の構成では、偏心体２０の揺動は、孔３２とピン
３８との間隙に吸収され、偏心体は、揺動することなく
自転する．また、孔３２は、摺接するピン３８を押圧し
、一体的に回転する．そのため、出力軸２４は、偏心体
２０と一体的に回転する．つまり、出力軸２４は、入力
軸２２に対して、１／２４の回転数で，逆方向に回転す
る．いいかえれば、出力軸２４は、減速比２４で、逆転
する． この発明では、伝達トルクが、１００００　ｇ−ｃｙａ
以下の小型減速機を対象としている．そのため、各構成
部品は小さく、回転部材の軸受部に大きな摩擦力が作用
しない．従って、入力軸２２、出力軸２４．出力ピン３
８のための軸受を独立して設ける必要もなく、部品数が
激減する．そのため、構成が簡単化され、組立てが容易
になり、自動化、省力化が促進される． なお、実施例では、出力軸２４．出力ピン３８が、一体
戊形されているため、独立の部品数が減少し、減速機ｌ
Ｏの組立てが一層簡単化される．なお、実施例の構成で
は、独立部品は、■偏心軸２８十入力軸２２、■出力ピ
ン３８＋出力軸２４．■／＼ウジング右半部１２ａ　．
゜■ハウジング左半部１２ｂ＋太陽歯車ｌ４＋出力軸用
軸受部１１．■遊星歯車２６＋偏心体２０、の５個にす
ぎない．これらの独立部品は、たとえば，射出成形によ
って、容易に成形できる．独立部品■ないし■をプラス
チックから射出成形した実施例の第１図に示す各部の寸
法を、公知の小型減速機（キヤノン精工Ｋκ、ギャーヘ
ッド、モデルＲＡ−２０　）と比較すると以下のようで
ある． 減速比　伝達トルク 公知例　２５　　　　１５０　ｇ−ｃ鵬公知例　５０　
　　　２００　ｇ−ｃ鵬実施例　２４　　　２５０　ｇ
−ｃｍ 実施例　５０　　　　２００　ｇ−ｃｗａ寸法比率（実
施例／公知例） Ｄ　ｄｏｄｉ　　Ｌ　Ｌ’　Ｌｏい ２０　　３　　不明　３３　　２１　　？　　５（上記
と同一寸法） １１１１　　３　　１．５　　ｋ３．５　　２．５　　
８　　５（上記と同一寸法） ０．８０−　　−−　　０．４１　　０．１２上記のよ
うに、この発明によれば、公知例と比較して、ハウジン
グ径（Ｄ）が、０．８０、つまり、２０％小さくなった
．また、ハウジング長（Ｌ“）に至っては、従来のほぼ
１／８となり，全長（Ｌ）で比較しても、半分以下とな
った．なお、ハウジング容積で比較すれば、実施例は、
公知例のｌＯ％以下（０．８０Ｘ　０．８０Ｘ　０．１
２＝　０．０７７）　トナる．このように、この発明で
は、サイクロイド歯車を伝達トルク１００００　ｇ−Ｃ
ｍ　　の小型減速機に応用することによって、公知のこ
の種の減速機に比較して、十分に小型軽量化でき、最新
の音響機器、映像機器等の精密機械の小型軽量化の要請
に４一分対応できる．また、サイクロイド歯車は、多数
の歯が同時に噛み合うため、パックラッシュは少なく、
騒音も生じ難い．そのため、この発明の小型減速機は、
パックラッシュ、騒音を極端に撮う精密機械、たとえば
．　ＣＤプレーヤー、ビデオカメラ，ワードプロセッサ
ー（ワープロ）　，　ＣＡ［］プロッタにも応用でき、
応用範囲は極めて広い．また、この発明の小型減速機に
よれば、減速比２５において、９０％という高い伝達効
率が、容易に得られるそのため、大出力のモータを併用
する必要もなく、この点からも、精密機械の小型軽量化
にｙｔ献ずる． 第３図にこの発明の第２実施例を示す．この実施例に係
る小型減速機１１０は、偏心軸２８が，入力軸から独立
して形成されるとともに、非円形の嵌合札２８ａ（第４
図参照）を備えている点を除けばＬ記の小型減速機１０
と同一の構成をしている．嵌合孔２８ａは，出力軸２４
が嵌合可能に形或されるこのような構成において、同種
の別の小型減速機１０の出力軸２４を嵌合孔２８ａに嵌
合すれば、２個の小型減速機ｌＯ、＋１０が連結され、
大きな減速比が得られる．たとえば、減速比２５の小型
減速ａ１０１１０を連結すれば、減速比８２５　（２５
　Ｘ２５）の減速機が得られる．しかも、この発明では
、伝達効率が高いため、小型減速機１０，　１１０を連
結しても８１％　（９０　Ｘ９０）の伝達効率が、なお
も得られるこの伝達効率は、減速比２５の公知の減速機
を単独で使用した場合での伝達効率、６０工（ウォーム
ウォームホイールの歯車列をとき）．　７５Ｘ　　（平
歯車等の歯車列のとき）のいずれよりも高く、大出力の
モータを併用する必要がない． なお、第５図に別実施例に係る小型減速機３１０を示す
．この減速機３１．０では、出力軸２４に、非円形の嵌
合孔２４ａ（第６図参照）が形成されている点を除けば
、上記の小型減速ｆｉｌＯと同一の構威をしている．こ
のような構成においても、同種の小型減速１ｌｌｌ１０
の入力軸２２を嵌合孔２８ａに嵌合することによって，
２個の小型減速機１０，２１０が連結され、大きな減速
比が得られる． 大きな減速比の得られる別実施例に係る小型減速ｆｉ３
１０を第７図，第８図に示す．この小型減速機３１０は
、太陽歯車、遊星歯車の組合せを２組具備している点で
、上記の小型減速機ｌＯと大きく異なる．なお、小型減
速機３１０の構成部材は，小型減速機１０の対応する構
成部材に３００を加えた参照番号で示すこととする． この小型減速機３１０において、偏心軸３２８は、入力
軸３２２と一体に形成され、入力軸とともに、偏心軸が
回転すると、偏心体３２０−１が揺動する．偏心体３２
０−１の外縁に形成された遊星歯車３２Ｂ−１は、太陽
歯車３ｌト１との噛合している．上記各実施例では、遊
Ｖ＊屯と太陽歯車との噛合において．Ｍ星南車が回転し
たが、この実施例では，出力ピン３３８−　１がハウジ
ング３１２ａと一体に形成されて固定されるため、太陽
歯車３１４−１が、減速回転する．この太陽歯車３１←
１は、輌線３２３に対してＥだけ偏心している．そのた
め、太陽歯車３ｌ４−１が回転すると，太陽歯車の外方
に位置する回転体３２０−２が揺動する．なお、この回
転体は，外縁に遊星由車３２Ｂ−２を有する点で、偏心
体３２０−　１に類似するが、偏心していない． 回転体３２０−２の揺動は、上記各実施例の偏心体２０
の揺動に対応し、それ以降の動作は、上記各実施例に等
しい．つまり、太陽歯車３１ト２が，ハウジングの左半
部３１２−ｂと一体に成形されて、固定されているため
、回転体３２０−２の揺動によって、遊星歯ｉ１ｊ３２
Ｂ−２は、太陽歯車３１４−２に１一合しつつ回転する
．そして、遊星歯車３２８−２の凹転に拌って、出力ピ
ン３２８−２は、孔３３２−２に摺動しなから公転する
．従って、出力軸３２４が最終的に回転される． このような構威では、入力軸３２２の回転が、小型減速
機３１０の内部で、２段減速され、大きな減速比が得ら
れる．また、厚さをほとんど大きくすることなく、大き
な減速比の小型減速機が得られる．なお、この構成は小
型減速機に限らず、中、大型の減速機にも十分応用でき
る． 上述した実施例は、この発明を説明するためのものであ
り、この発明を何等限定するものでなくこの発明の技術
範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に
包含されることはいうまでもない． 〔発明の効果〕 上記のように、この発明によれば、公知の同種の小型減
速機に比較して、十分に小さく、伝達効率も高く、かつ
、パックラッシュ、騒音も生じ難い小型減速機が提供さ
れる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る、伝達トルクが＋０００ｏ　
ｇ−ｃｍ　　以下の小型減速機の縦断面図、第２図は、
第１図の線■一Ｈに沿った、小型減速機の横断面図、 第３図は、第２実施例に係る小型減速機の縦断面図、 第４図は、偏心軸の右側面図、 第５図は、第３実施例に係る小型減速機の縦断面図、 第６図は、出力軸の左側面図、 第７図は、第４実施例に係る小型減速機の縦断面図、 第８図は，第７図の線■−■に沿った横断面図である． １０，　１１０　，　２１０　．　３１０＋小型減速機
、ｌ２、３ｌ２：ハウジング、１２ａ、３１２ａ：ハウ
ジングの右半部、１２ｂ　．　３１２ｂ：ハウジングの
左半部、１４．　３１４−１　，　３１４−２二太陽歯
車、２０、３２０−１　：偏心体、３２０−２＋回転体
，２２，３２２：入力軸、２３，３２３：軸線、２４．
　３２４二出力軸、２６、３２Ｂ−１　．　３２［１−
２＋遊星歯市、２８、３２８：偏心軸、３０，３３０：
偏心体の中央孔，３２、３２２−１３２２−２：偏心体
の支持孔、３８，３３８−１　．　３３８−２　＋出力
ピン． 第 ２４ａ２４ 特 許 手 庁 長 続 官 補 正書 平ｒ＆０２年６月１３日 田文毅殿 事件の表示 十戒０２年６月１２日提出の特許願 発明の名称 ｓｃｐ型減速機 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　福島県安達郡本宮町大字高木字井戸上１４番地ｔ
名称　ツオイス株式会社 代表者　柴田　徹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）歯数ｎのサイクロイド歯形を内方に持つ固定の太
   陽歯車と、 入力軸に連動する偏心軸と、 太陽歯部と噛み合い可能な、歯数ｎ−１のサイクロイド
   遊星歯車と、偏心軸の嵌合される中央孔と、同心円上に
   配設された複数の支持孔と、を備え、偏心軸と同一量だ
   け、入力軸の軸線に対して偏心して配設され、入力軸の
   回転に対応して、揺動しつつ公転する偏心体と、 軸線の同心円上に位置する複数の出力ピンを備え、出力
   ピンは、摺接可能に偏心体の支持孔にそれぞれ遊合され
   て、偏心体の揺動を吸収するように構成された出力軸と
   、 出力軸のための軸受部を有するハウジングと、を具備す
   る伝達トルク１００００ｇ−ｃｍ以下の小型減速機。 （２）太陽歯車と、出力軸のための軸受部を有するハウ
   ジングの一部とが、すべり特性を持つプラスチックから
   、一体に形成されている特許請求の範囲第１項記載の小
   型減速機。（３）ハウジングが、締付け部材なしで組立
   てられるように構成されている特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の小型減速機。 （４）ハウジングが、係合突起と係合孔との係合によっ
   て、締付け部材なしで組立てられるように構成されてい
   る特許請求の範囲第３項記載の小型減速機。 （５）出力軸が、すべり特性を有するプラスチックから
   、出力ピンと一体的に成形された特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれか記載の小型減速機。 （６）、太陽歯車が、軸線と平行にハウジングの側面か
   ら突出した、複数の歯車代用ピンから成る特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれか記載の小型減速機。 （７）出力軸、偏心体、偏心軸は、軸線方向に逃げを有
   して構成されている特許請求の範囲第６項記載の小型減
   速機。 （８）出力軸は、入力軸の嵌合可能な嵌合孔を備えてい
   る特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか記載の
   小型減速機。 （９）偏心軸は、出力軸の嵌合可能な嵌合孔を備えてい
   る特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか記載の
   小型減速機。