JPH08178005A

JPH08178005A - 変速装置

Info

Publication number: JPH08178005A
Application number: JP6325253A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Yamamoto; 晴久山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】１段で高い減速比を得ることができ、起動時
には出力軸のバックラッシュのない安定した回転が得ら
れ、シンプルな構造で耐久性に優れ、しかも安価に製作
できる変速装置を提供する。【構成】ケーシングに固定された第１の接触部材１２
と、出力軸７とバネ性を有する伝達部材を介して一体的
に回転すると共に、該第１の接触部材と接触長差を有
し、中心を共有して離隔配置された第２接触部材（１
１、１１ａ）と、該入力軸と一体に回転しながら該第２
の接触部材の一部を該第１の接触部材に押圧させて摩擦
接触させる押圧手段（４、５、６）とを有し、該押圧手
段で該第２の接触部材を押圧することでその回転軸を中
心として揺動させることをことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一段で高い減速比を得
ることができる変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速回転を低速回転にするため、
種々の減速機構が提案されており、以下に示すような変
速装置が知られている。

【０００３】（１）第１の従来例平，傘，ウォーム歯車等、複数段の歯車列を用いる場
合、あるいは遊星歯車を用いて減速する変速装置。

【０００４】（２）第２の従来例歯数差を利用して減速する機構の一つであるハーモニッ
クドライブ機構を用いた変速装置。

【０００５】（３）第３の従来例歯数差を利用して減速する機構の他の一つである、特開
昭６３−２１４５４４号に記載の弾性変形可能なウエー
ブ歯車を用いた変速装置。

【０００６】（４）第４の従来例歯数差を利用して減速する機構の他の一つである、特開
平４−１９１５４６号，特開平５−９９２８３号に記載
のユニバーサルジョイント、あるいはボールを用いて揺
動傘歯車をピポット動作させた変速装置。

【０００７】上記した第３の従来例の変速装置を図５に
示す。図５において、３０はウエーブ歯車で、端面の周
辺部に歯部３０Ａが形成されている。３１は変速歯車
で、端面の周辺部に歯部３０Ａと歯数の異なる歯部３１
Ａが形成されている。３２は入力軸をなすモーターの回
転軸、３３はアーム、３４はアーム３３の先端部に設け
られたコロ、３５はシャーシである。この変速装置は、
コロ３４に押圧されたウエーブ歯車３０が弾性変形を受
け、その歯部３０Ａのが変速歯車３１の歯部３１Ａに噛
合していて、アーム３を回転軸を中心に回転させると、
噛み合い位置は順次移って行くことになる。

【０００８】ここで、ウエーブ歯車３０を回転方向に固
定しているとすれば、変速歯車３１が歯車の１ピッチづ
つしごかれて回転することになる。したがって、例えば
ウエーブ歯車３０の歯数が６４で、変速歯車３１の歯数
が６６の場合、アーム３３が１回転すると、変速歯車３
１は、歯数差が２歯あるため、歯数差分回転させられた
ことになる。すなわち、１／３３（２／６６）回転した
ことになる。

【０００９】上記した第４の従来例の変速装置を図６に
示す。図６において、４０はケーシング、４１は入力
軸、４２は入力ローター、４３は入力歯車、４４は回転
軸受球、４５は出力軸、４６は回転止めローラーピン、
４７はスリット溝、４８は出力側歯車を示す。入力軸４
１が回転すると、入力軸４１に固定され、傾斜端面が形
成された入力ローター４２も回転し、接触摺動している
入力側歯車４３は回転軸受球４４を中心に揺動する。

【００１０】入力側歯車４３は外周に取り付けられた回
転止めローラーピン４６がケーシング４０に設けられた
スリット溝４７に嵌入しているため回転はしない。入力
側歯車４３の背面に接触摺動する入力ローター４２が１
回転すると、入力側歯車４３は揺動し、入力側歯車４３
と一部で噛み合う出力側歯車４８は歯数差分だけ回転す
る。

【００１１】例えば、入力側歯車４３の歯数が１００
で、出力側歯車４８の歯数が９９の場合、入力側歯車４
３が揺動を１回すると、出力側歯車４８との歯数差が１
歯あるため、歯数差分余分に噛み合うことになる。すな
わち、１／１００回転したことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例では以下のような問題点が指摘されている。

【００１３】（１）第１の従来例平，傘ギア、あるいは遊星ギアを用いると、歯車１段当
たりの減速比として、１／２〜１／３が適当であり、高
減速を得ようとしたとき、複数段の歯車列が必要とな
り、大型化する難点がある。

【００１４】また、ウォームギアを用いた場合、１段で
高減速が得られるが、一般に伝達効率が４０％と悪い。

【００１５】（２）第２の実施例ハーモニックドライブ機構を用いたものは、１段で高減
速比が得られるものの、厚みを薄く作ることが困難であ
り、ボールベアリングを用いる等、部品点数が多くな
り、高価となる難点がある。

【００１６】（３）第３の従来例弾性変形可能なウェーブ歯車を特徴としており、歯車に
弾性体を用い、絶えず変形させ、相対する歯車に無理矢
理噛み合わせて用いるため、この弾性部材の機械的強度
から、また構成する部品の体格から見て、低トルクでし
かも回転精度、耐久性のあまりいらない、例えば民生用
でしかも小型の製品に適用される。

【００１７】（４）第４の従来例剛性のある部材で形成された揺動歯車，出力傘歯車を用
い、揺動歯車を回転方向に、ユニバーサルジョイントあ
るいはボールを用いたピボット軸受とピンを用いて規制
を行ない、また対向する出力傘歯車の軸が出力軸となっ
ているが、この構成では、揺動歯車および出力傘歯車を
形成している部材の剛性、特に出力軸側からの高負荷に
も耐えられる機構、また構成する部品の体格から見て、
高トルクでしかも耐久性のいる、例えば産業用でしかも
重機械用の製品を対象とする。

【００１８】よって、小型の変速装置として用いる場
合、小型化、特に薄型になりにくく、回転規制ににロー
ラーピンを用いているため、回転中にローラーピンが揺
動しながらケーシングのスリット溝に当たり、ガタが発
生し易く、これが起動時のバックラッシュによるガタ発
生や回転ムラにつながる。

【００１９】本出願に係る発明の目的は、１段で高い減
速比を平歯車に近い伝達効率で得ることができ、起動時
には出力軸のバックラッシュのない安定した回転が得ら
れ、シンプルな構造で耐久性に優れ、しかも安価に製作
できる変速装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段および作用】本出願に係る
発明の目的を実現する第１の構成は、請求項１に記載の
ように、ケーシングに固定された第１の接触部材と、出
力軸とバネ性を有する伝達部材を介して一体的に回転す
ると共に、該第１の接触部材と接触長差を有し、中心を
共有して離隔配置された第２接触部材と、入力軸と一体
に回転しながら該第２の接触部材の一部を該第１の接触
部材に押圧させて摩擦接触させる押圧手段とを有し、該
押圧手段で該第２の接触部材を押圧することでその回転
軸を中心として揺動させることをことを特徴とする変速
装置にある。

【００２１】この構成では、押圧手段の回転に伴い、伝
達部材の曲げ変形で第２の接触部材が揺動運動しながら
第１の接触部材と順次摩擦接触し、入力軸が１回転する
と、第２の接触部材は第１の接触部材との接触長差分だ
け回転し、高減速比が得られる。また１段で高い減速比
を得られるので、変速装置自体の小型化、簡素化と共
に、それを用いる機器の小型化が可能になる。しかも、
部品点数が少なく、組立も容易であり、安価に製作する
ことができる。

【００２２】特に、第１の接触部材および第２の接触部
材を弾性部材で形成しているので、歯車機構が有するバ
ックラッシュの発生がなく、また振動や騒音を低減する
ことができる。

【００２３】本出願に係る発明の目的を実現する第２の
構成は、請求項２に記載のように、請求項１において、
第２の接触部材の揺動中心を安定させる安定化手段を有
することを特徴とする変速装置にある。

【００２４】この構成では、第２の接触部材は第１の接
触部材に対する接触が良好となり、回転ムラのない安定
した回転出力が得られる。

【００２５】本出願に係る発明の目的を実現する第３の
構成は、請求項３に記載のように、請求項１または２に
おいて、第２の接触部材の摩擦接触部はＯリングで形成
されていることを特徴とする変速装置にある。

【００２６】この構成では、特殊な弾性部材を用いるこ
となく良好な弾性力が得られる。

【００２７】本出願に係る発明の目的を実現する第４の
構成は、請求項４に記載のように、請求項１または２に
おいて、第２の接触部材の摩擦接触部はゴムあるいはポ
リウレタンで形成されていることを特徴とする変速装置
にある。

【００２８】この構成では、特殊な弾性部材を用いるこ
となく良好な弾性力が得られる。

【００２９】本出願に係る発明の目的を実現する第５の
構成は、請求項５に記載のように、請求項１、２、３ま
たは４において、第１の接触部材は、ゴムあるいはポリ
ウレタンで形成されていることを特徴とする変速装置に
ある。

【００３０】この構成では、この構成では、特殊な弾性
部材を用いることなく良好な弾性力が得られる。

【００３１】本出願に係る発明の目的を実現する第６の
構成は、請求項６に記載のように、請求項１、２、３、
４または５において、押圧手段は回転軸に対して傾斜し
た傾斜面を有していて、該傾斜面を摺動面として第２の
接触部材に押圧させることを特徴とする変速装置にあ
る。

【００３２】この構成では、押圧手段の構成を簡単化で
きる。

【００３３】本出願に係る発明の目的を実現する第７の
構成は、請求項７に記載のように、請求項１、２、３、
４または５において、押圧手段はラジアル軸受であるこ
とを特徴とする変速装置にある。

【００３４】この構成では、低摩擦で第２の接触部材を
押圧することができる。

【００３５】本出願に係る発明の目的を実現する第８の
構成は、請求項８に記載のように、互いに対向し合う接
触長差を有する第１と第２の部材と、出力軸に設けられ
前記第２の部材端部を前記第１の部材に接触させるため
に前記第２の部材の端部を押圧する押圧部材と、前記第
２の部材に設けられた出力軸とを有することを特徴とす
る変速装置にある。

【００３６】この構成では、押圧手段の回転に伴い、第
２の部材が第１の部材と順次接触し、入力軸が１回転す
ると、第２の部材は第１の部材との接触長差分だけ回転
し、高減速比が得られる。また１段で高い減速比を得ら
れるので、変速装置自体の小型化、簡素化と共に、それ
を用いる機器の小型化が可能になる。しかも、部品点数
が少なく、組立も容易であり、安価に製作することがで
きる。

【００３７】本出願に係る発明の目的を実現する第９の
構成は、請求項９に記載のように、請求項８において、
前記第２の部材と前記出力軸とは可撓性を有する部材で
連結されていることを特徴とする変速装置にある。

【００３８】この構成では、可撓性を有する部材によ
り、バックラッシュのない回転出力を得ることができ、
しかも音、振動に対する遮音、制振効果も得られる。

【００３９】本出願に係る発明の目的を実現する第１０
の構成は、請求項１０に記載のように、請求項８または
９において、前記第１の部材は固定されていることを特
徴とする変速装置にある。

【００４０】この構成では、例えばケーシング等の固定
部材に第１の部材が固定されることにより、第２の部材
の一部が順次第１の部材の一部に噛合し、入力軸が１回
転すると、第２の部材はその接触長差分だけの回転が保
証される。

【００４１】

【実施例】図１は本発明による変速装置の第１の実施例
を示す。

【００４２】１はケーシングで、モータ本体２の先端部
に同軸的に固定されている。モータ本体２の回転軸（入
力軸）２ａはケーシング１内に挿入され、回転軸２ａの
先端側部にロータ３がネジ止めにより固定されている。
このロータ３には支持軸５が回転軸２ａと直交する方向
に植設され、ラジアル軸受４が支持軸５に止めネジ６に
より固定されている。７は回転軸２ａと同軸的に配置さ
れた出力軸で、ケーシング１のケーシング蓋８にラジア
ル軸受９を介して取り付けられている。

【００４３】１０はバネ性を有する薄板で形成された円
板形状の伝達部材で、ネジ１０ａにより出力軸７の一端
部に同軸的に固定され、外周部には揺動部材１１ａのケ
ーシングが固定されている。伝達部材１０は、図４の
（ａ）に示すように、中央部にネジ１０ａ用のネジ孔１
０ｂが形成されるとともに、外周部に揺動部材用のネジ
孔１０ｃが形成され、これらのネジ孔の間に、円弧形状
の孔部１０ｄ、あるいは半円形状の孔部１０ｅを形成
し、曲げ変形を許容し、周方向には変形がないようにし
ている。

【００４４】なお、この伝達部材１０は、金属、合成樹
脂等の弾性変形可能な材料で形成されている。

【００４５】１１ａは円環形状のケーシング部に、リン
グ形状のゴムまたはポリウレタン等の弾性体で形成され
た摩擦部材１１が焼き付けあるいは接着等で固定された
揺動部材で、該ケーシングの背面側は、ラジアル軸受４
の外周面に当接されており、ラジアル軸受４との当接を
良好とするために傾斜面に形成している。

【００４６】１２は、ゴム、ポリウレタン等の弾性体で
形成された円環形状の固定部で、ケーシング蓋８に焼き
付け、あるいは接着等で固定されている。この固定部１
２は摩擦部材１１と対向していて、摩擦部材１１との接
触長さが異なっている。固定部１２に対して、摩擦部材
１１は、ラジアル軸受４，支持軸５，止めネジ６で構成
される押圧機構により、伝達部材１０を弾性変形させ
て、一部が固定部１２に摩擦接触している。

【００４７】上記した構成の本実施例は、モータ本体２
の回転軸２ａが回転すると、ラジアル軸受４等で構成さ
れる押圧手段も回転軸２ａと一体に回転する。そして、
ラジアル軸受４が摩擦部材１１の端部を押圧し、伝達部
材１０を弾性変形させながら摩擦部材１１を丁度揺動運
動させるようにしてケーシング１に固定された固定部１
２に摩擦接触させる。そして、回転軸２ａが１回転する
と、揺動部材１１ａは上記した接触長差だけ回転され
る。

【００４８】摩擦部材１１と固定部１２とを連結する伝
達部材１０は、その弾性力により揺動時の曲げ歪みを吸
収し、回転を出力軸７に正確に伝達する。また、変速装
置を構成する部品の許容誤差、組み立て調整等によって
生じるバックラッシュは、揺動部材１１ａと固定部１２
を弾性体で形成したので、双方の厚み方向における弾性
変形で吸収され、またこれにより振動の発生や騒音の発
生も低減される。

【００４９】図２は本発明の第２の実施例を示す。

【００５０】上記した第１の実施例では、押圧手段をラ
ジアル軸受４，支持軸５，および止めネジ６により構成
しているが、本実施例では、モータ２の回転軸２ａに円
筒形の押圧部材２０を固定し、この押圧部材２０の開放
端面２０ａを斜めに切断した切り口の形状に形成し揺動
部材１１ａのケーシングの他面側と当接させ、固定部１
２の一部と順次当接させるようにしている。

【００５１】なお、押圧部材２０の開放端面２０ａにス
ラスト軸受を設け、固定部１２との摺動抵抗を小さくす
るようにしても良い。

【００５２】また、押圧部材２０と揺動部材１１ａのケ
ーシングは、高トルク変速用には、焼き付け防止のため
に金属同志、あるいは異種材料、例えば金属と合成樹
脂、又低トルク用には合成樹脂同志の組み合わせ等、使
用目的に応じて適切な材料で形成することができる。

【００５３】さらに、上記した第１、第２の実施例にお
いて、押圧手段を含めたロータは、特に図示していない
バランサー等により回転バランスが取られている。

【００５４】図３は本発明の第３実施例を示す。

【００５５】上記した第１、第２の実施例では、摩擦部
材１１は伝達部材１０の弾性力のみで順次傾動を行う揺
動運動を行っているが、本実施例では、出力軸７の一端
部に半球形状の半球コマ部２２を形成し、この半球コマ
部２２に嵌合する孔部２３ａを有する受け部材２３を揺
動部材１１ａのケーシングに固定している。

【００５６】したがって、揺動部材１１ａの上記した揺
動運動は受け部材２３が半球コマ部２２との嵌合により
規制され、安定した揺動運動が得られる。

【００５７】なお上記した各実施例において、押圧手段
にラジアル軸受４、押圧部材２０を用いたが本発明はこ
れに限定されるものではなく、ボール等であっても良
い。

【００５８】また、変速装置を構成する各部材間の結合
にビスを用いているが、量産性を考慮した場合、モール
ド成型法を用いて、一体成型、インサート結合等により
形成するようにしても良い。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、押圧手
段の回転に伴い、伝達部材の曲げ変形で第２の接触部材
が揺動運動しながら第１の接触部材と順次摩擦接触し、
入力軸が１回転すると、第２の接触部材は第１の接触部
材との接触長差分だけ回転し、高減速比が得られる。１
段で高い減速比を得られるので、変速装置自体の小型
化、簡素化と共に、それを用いる機器の小型化が可能に
なる。しかも、部品点数が少なく、組立も容易であり、
安価に製作することができる。

【００６０】請求項２に記載の発明によれば、第２の接
触部材は第１の接触部材に対する接触が良好となり、回
転ムラのない安定した回転出力が得られる。

【００６１】請求項３に記載の発明によれば、特殊な弾
性部材を用いることなく良好な弾性力が得られる。

【００６２】請求項４に記載の発明によれば、特殊な弾
性部材を用いることなく良好な弾性力が得られる。

【００６３】請求項５に記載の発明によれば、特殊な弾
性部材を用いることなく良好な弾性力が得られる。

【００６４】請求項６に記載の発明によれば、押圧手段
の構成を簡単化できる。

【００６５】請求項７に記載の発明によれば、低摩擦で
第２の接触部材を押圧することができる。

【００６６】請求項８に記載の発明によれば、押圧手段
の回転に伴い、第２の部材が第１の部材と順次接触し、
入力軸が１回転すると、第２の部材は第１の部材との接
触長差分だけ回転し、高減速比が得られる。また１段で
高い減速比を得られるので、変速装置自体の小型化、簡
素化と共に、それを用いる機器の小型化が可能になる。
しかも、部品点数が少なく、組立も容易であり、安価に
製作することができる。

【００６７】請求項９に記載の発明によれば、可撓性を
有する部材により、バックラッシュのない回転出力を得
ることができ、しかも音、振動に対する遮音、制振効果
も得られる。

【００６８】請求項１０に記載の発明によれば、例えば
ケーシング等の固定部材に第１の部材が固定されること
により、第２の部材の一部が順次第１の部材の一部に噛
合し、入力軸が１回転すると、第２の部材はその接触長
差分だけの回転が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変速装置の第１の実施例を示す断
面図。

【図２】第２の実施例を示す断面図。

【図３】第３の実施例を示す断面図。

【図４】第１の実施例に示す伝達部材の平面図を示す。

【図５】第３の従来例を示す斜視図。

【図６】第４の従来例を示す断面図。

【符号の説明】

１ケーシング２モータ本体２ａ回転軸（入力軸）３ローター４ラジアル軸受５支持軸６止めネジ７出力軸８ケーシング蓋９ラジアル軸受１０伝達部材１１ａ揺動部材１２固定部２０押圧部材２２半球コマ部２３受け部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングに固定された第１の接触部材
と、出力軸とバネ性を有する伝達部材を介して一体的に
回転すると共に、該第１の接触部材と接触長差を有し、
中心を共有して離隔配置された第２接触部材と、入力軸
と一体に回転しながら該第２の接触部材の一部を該第１
の接触部材に押圧させて摩擦接触させる押圧手段とを有
し、該押圧手段で該第２の接触部材を押圧することでそ
の回転軸を中心として揺動させることをことを特徴とす
る変速装置。
【請求項２】請求項１において、第２の接触部材の揺
動中心を安定させる安定化手段を有することを特徴とす
る変速装置。
【請求項３】請求項１または２において、第２の接触
部材の摩擦接触部はＯリングで形成されていることを特
徴とする変速装置。
【請求項４】請求項１または２において、第２の接触
部材の摩擦接触部はゴムあるいはポリウレタンで形成さ
れていることを特徴とする変速装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４において、第
１の接触部材は、ゴムあるいはポリウレタンで形成され
ていることを特徴とする変速装置。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５におい
て、押圧手段は回転軸に対して傾斜した傾斜面を有して
いて、該傾斜面を摺動面として第２の接触部材に押圧さ
せることを特徴とする変速装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４または５におい
て、押圧手段はラジアル軸受であることを特徴とする変
速装置。
【請求項８】互いに対向し合う接触長差を有する第１
と第２の部材と、出力軸に設けられ前記第２の部材端部
を前記第１の部材に接触させるために前記第２の部材の
端部を押圧する押圧部材と、前記第２の部材に設けられ
た出力軸とを有することを特徴とする変速装置。
【請求項９】請求項８において、前記第２の部材と前
記出力軸とは可撓性を有する部材で連結されていること
を特徴とする変速装置。
【請求項１０】請求項８または９において、前記第１
の部材は固定されていることを特徴とする変速装置。