JPH11315893A - コリオリ運動歯車装置及びアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリオリ運動歯車装置を用いた電動アクチュ
エータの、小型化、低コスト化を図る。 【解決手段】 中空モータの出力軸８とコリオリ運動歯
車装置の入力軸１との連結手段として、コレットチャッ
ク14を用いる。そして、コリオリ運動歯車装置の入力軸
１の端部と動力源の出力軸８の端部とを軸方向に重ね合
わせて連結する。該連結部分における軸方向の距離を短
縮することができるので、電動アクチュエータの減速機
にコリオリ運動歯車装置を用いることにより得られる小
型化の恩恵を、最大限に発揮することができる。また、
コレットチャック14は、環状の入力軸１に、軸方向の切
り込みを複数設けることによって形成することができる
ので、製造コストを低く抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ運動歯車
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者はバックラッシの設定が不要で
かつ大減速比を得る事が可能な変速装置を発明し、特公
平7-56324 号公報にその詳細を開示している。この変速
装置は、内部に用いられている歯車がいわゆるコリオリ
運動をすることから、以下の説明ではコリオリ歯車装置
と称す。

【０００３】図10には、本発明者によるコリオリ歯車装
置の要部断面が示されている。コリオリ歯車装置は、入
力軸１と出力軸２との間を、第１〜第４歯車Ａ₁ 〜Ａ₄
で連結し、これらの歯車によって減速を行うものであ
る。この第１〜第４歯車は傘歯車である。第１歯車Ａ₁
はハウジング６に一体的に固定されている。また、第２
歯車Ａ₂ および第３歯車Ａ₃ は１つの回転体３に設けら
れ、回転体３は入力軸１の傾斜部１ａで軸支されてい
る。このように回転体３を傾斜支持すると、入力軸１の
回転に伴って回転体３にコリオリ運動を発生させること
ができる。また、各歯車の歯にコロ４およびコロとの内
接面５を用い、歯同士のかみ合い時に生ずる摺動をコロ
４の回転で吸収している。したがって、バックラッシの
設定をなくし、かつ、歯同士に意図的に予圧を付与して
も、歯同士のかみ合いによる発熱を回避することが可能
となる。この手法によると、入力軸１の回転運動が出力
軸２に伝達される際に、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ と、
第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ とで、２段階の減速作用を受
けることになる。したがって、上記コリオリ運動歯車装
置を、例えばアクチュエータの減速機に用いれば、小
型、高精度かつ大出力のアクチュエータを得ることがで
きる。

【０００４】さて、図11には、コリオリ運動歯車装置を
電動アクチュエータに組み込んだ例を示している。この
アクチュエータは、コリオリ運動歯車装置からなる減速
機と、動力源であるモータとを、ハウジング６で一体化
したものである。また、入力軸１、出力軸２は共に中空
軸であり、入力軸１を駆動する動力源として、中空モー
タ７を備えるものである。そして、中空モータ７の出力
軸８、コリオリ運動歯車装置の入力軸１および出力軸２
を貫通するボールねじ軸９を備える。さらに、出力軸２
で、ボールねじ軸９と螺合するナット10を駆動するもの
である。出力軸２によりナット10が駆動されると、該ナ
ット10に螺合するボールねじ軸９は、軸方向（図11の左
右方向）へと移動する。このボールねじ軸９の動作は、
例えば油圧アクチュエータのピストンロッドと同一ので
あることから、油圧アクチュエータに代えて、この電動
アクチュエータを用いることができる。

【０００５】ところで、図11に示すアクチュエータは、
中空モータ７の出力軸８とコリオリ運動歯車装置の入力
軸１との連結手段として、出力軸８及び入力軸１の端部
に、いわゆるカービック（登録商標）カップリング等の
自己調芯機能を備える継手形状11を直接成形している。
この連結手段は高荷重の伝達に耐えるものでありなが
ら、出力軸８又は入力軸１とは別個の継手手段（フラン
ジ継手等）が不要であり、アクチュエータの軸方向（図
11の左右方向）の寸法の増加を、可能な限り抑えること
ができるという利点がある。したがって、電動アクチュ
エータは、減速機にコリオリ運動歯車装置を用いること
による小型化を、促進させることが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11の
アクチュエータに用いられる連結手段は、その加工に特
殊な技術が必要なものであり、現状では加工コストの低
減が困難である。また、出力軸８及び入力軸１には、現
実的な寸法交差、組立誤差等に起因する互いの軸芯の位
置ずれが生じている。この位置ずれを、前記連結手段の
自己調芯機能によって無理に矯正することになり、出力
軸８及び入力軸１に無理な力をかけることとなった。よ
って、該力が出力軸８及び入力軸１を軸支するベアリン
グ12，13等に過度の負担をかけ、該ベアリング12，13等
の耐久性を低下させるおそれもあった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、コリオリ運動歯車装置
の入力軸と、該入力軸を駆動する動力源の出力軸とを連
結する連結手段の、小型化、低コスト化及び適切な自己
調芯機能の確保を図ることにある。また、本発明に係る
コリオリ運動歯車装置をアクチュエータの減速機に用い
ることにより、該アクチュエータの小型化及び低コスト
化を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１に係る手段は、ハウジングに固定さ
れた歯数ｎ₁ の第１歯車と、出力軸に取付けられた歯数
ｎ₄ の第４歯車と、入力軸との各軸芯を一致させて配置
し、歯数ｎ₂ の第２歯車および歯数ｎ₃ の第３歯車を一
体に設けた回転体を、第２歯車が第１歯車と噛み合い、
第３歯車が第４歯車と噛み合うように前記入力軸の傾斜
部で軸支し、前記第１、第２歯車の各ピッチ円を通る共
通球面の中心点と、前記第３、第４の歯車の各ピッチ円
を通る共通球面の中心点とが一致する点を原点とするＸ
Ｙ座標のＸ軸上に前記入力軸の軸芯を配置し、かつ、第
１、第２歯車の噛み合い点と第４、第３歯車の噛み合い
点とを該ＸＹ座標の同一象限若しくは異なる象限上に置
いてなるコリオリ運動歯車装置であって、前記入力軸の
端部に、動力源の出力軸を把持するコレットチャックを
成形し、該コレットチャックをクランプ手段で挟持する
連結手段を備えることを特徴とする。

【０００９】上記構成によると、入力軸の回転運動が出
力軸に伝達される際に、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ と、
第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ とで、２段階の減速作用を有
するコリオリ運動歯車装置の、入力軸の端部に設けたコ
レットチャックで、前記動力源の出力軸を把持すると、
前記コリオリ運動歯車装置の入力軸端部と前記動力源の
出力軸端部とを軸方向に重ね合わせることになり、軸方
向の距離を短縮することができる。また、該重合部分で
あるコレットチャックをクランプ手段で締付けることに
より、前記重合部分に生ずる摩擦力を利用して、前記動
力源の出力軸から前記コリオリ運動歯車装置の入力軸端
部へと回転運動を伝達する。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る手段による
と、前記クランプ手段はバランスウエイトを備えるもの
とする。前記コリオリ運動歯車装置の入力軸は、前記回
転体を軸支する部分が傾斜部として形成されている。し
たがって、前記入力軸及び前記回転体は、動的バラン
ス、又は、静的バランス、動的バランスのいずれも損な
うことになる。そこで、該バランスを取り戻すためのバ
ランスウェイトを前記クランプ手段に設けることにより
バランス調整を行う。

【００１１】さらに、本発明の請求項３に係る手段によ
ると、前記入力軸の端部に形成したコレットチャックに
代えて、前記動力源の出力軸端部に、前記入力軸を把持
するコレットチャックを形成することも可能である。こ
の構成によっても、前記コリオリ運動歯車装置の入力軸
端部と前記動力源の出力軸端部とを軸方向に重ね合わせ
ることとなり、しかも、前記動力源の出力軸端部に設け
たコレットチャックをクランプ手段で締付けることによ
り、請求項１の構成と同様に、前記重合部分に生ずる摩
擦力を利用して、前記の出力軸から前記コリオリ運動歯
車装置の入力軸端部へと回転運動を伝達する。

【００１２】加えて、本発明の請求項４に係るアクチュ
エータは、請求項１ないし３のいずれか１項記載のコリ
オリ運動歯車装置を備えることを特徴とする。したがっ
て、動力源とコリオリ運動歯車装置との連結は、前記連
結手段によって、その軸方向の距離を短縮するようにな
される。また、コリオリ運動歯車装置の入力軸に伝達さ
れた回転運動は、該コリオリ運動歯車装置によって減速
され、該コリオリ運動歯車装置の出力軸から出力され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。また、以下の説明で挙げられる各種変
形例においても、同一部分若しくは相当する部分につい
ては同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００１４】ここで、本発明の実施の形態に係るコリオ
リ運動歯車装置の原理について、図10、図12、図13に基
づき説明する。図10に示すように、コリオリ運動歯車装
置は、歯数の異なる４つの歯車として、第１〜第４歯車
Ａ₁ 〜Ａ₄ を有している。各歯車は傘歯車である。この
うち第１歯車Ａ₁ は、ハウジング６に一体的に固定さ
れ、回転をしない固定歯車である。第２歯車Ａ₂ 、第３
歯車Ａ₃ は、入力軸１によって軸支される回転体３に形
成されている。また、第４歯車Ａ₄ は出力軸２に設けら
れ、ハウジング６により回転自在に支持されている。そ
して、第１歯車Ａ ₁ と第２歯車Ａ₂ 、第３歯車Ａ₃ と第
４歯車Ａ₄ とが夫々かみ合っている。

【００１５】回転体３は、入力軸１の軸線に対して所定
の角度をなす傾斜部１ａによって支持されている。入力
軸１自体も、ハウジング６によって回動自在に支持され
ている。入力軸１が回転すると、傾斜部１ａが首を振る
ような運動をし、これに軸支される回転体３は、あたか
も停止寸前のこまのように首振り運動をする。この回転
体３の動きをコリオリ運動という。そして、回転体３は
コリオリ運動をすることにより、第２歯車Ａ₂ を第１歯
車Ａ₁ に、また、第３歯車Ａ₃ を第４歯車Ａ₄に夫々か
み合わせていく（図12（ａ），（ｂ）参照）。すると、
第２歯車Ａ₂ は、１周期のコリオリ運動（入力軸１の１
回転）当り、第１歯車Ａ₁ との歯数差に相当する分だけ
第１歯車Ａ₁ に対して回転する。すなわち、第１歯車Ａ
₁ と、第２歯車Ａ₂ との間で、１段階の減速がなされ
る。

【００１６】ここで、第１歯車Ａ₁ の歯数を 100、第２
歯車Ａ₂ の歯数を 101とした場合を考える。入力軸１が
１回正回転すると、第１歯車Ａ₁ に対して第２歯車Ａ₂
は1/100 だけ正回転する。また、第１歯車Ａ₁ の歯数を
100、第２歯車Ａ₂ の歯数を99とすると、第１歯車Ａ₁
に対して第２歯車Ａ₂ は1/100 だけ逆回転する。第２歯
車Ａ₂ の運動は、第３歯車Ａ₃ に直接伝わり、第３歯車
Ａ₃ と第４歯車Ａ₄ との間でも、同様のかみ合いを行
う。よって、第３歯車Ａ₃ と第４歯車Ａ₄ との間でも、
１段階の減速がなされる。すなわち、入力軸１の回転運
動が出力軸２に伝達される際に、第１、第２歯車Ａ₁ ，
Ａ₂ と、第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ とで、２段階の減速
作用を受けることになる。

【００１７】上記コリオリ運動歯車装置の減速比をＲ
（入力軸１が１回転したときの出力軸２の回転数）とす
ると、 Ｒ＝１−（ｎ₄ ×ｎ₂ ）／（ｎ₃ ×ｎ₁ ） ……（ｉ） ここで、 ｎ₁ ：第１歯車Ａ₁ の歯数 ｎ₂ ：第２歯車Ａ₂ の歯数 ｎ₃ ：第３歯車Ａ₃ の歯数 ｎ₄ ：第４歯車Ａ₄ の歯数 で求めることができる。ここで、ｎ₁ ＝1000，ｎ₂ ＝10
01，ｎ₃ ＝1000，ｎ₄ ＝999とすると、減速比Ｒ＝1/ 10
0万（正回転）となる。このように、コリオリ運動歯車
装置は、僅か４枚の歯車で大きな減速比を得ることがで
きるものである。

【００１８】また、第２歯車Ａ₂ 、第３歯車Ａ₃ がコリ
オリ運動をしながら、第１歯車Ａ₁、第４歯車Ａ₄ とか
み合う際には、各かみ合い面には摺動を生ずる。この摺
動により発生する騒音、振動および発熱による焼き付き
を防止する為に、図10および図13に示すように、各歯車
の歯には、コロ４およびコロとの内接面５を採用してい
る。具体的には、図13に示すように第１歯車Ａ₁ （第４
歯車Ａ₄ ）に形成されたコロとの内接面５にコロ４を浮
遊支持し、半円筒状の凸歯を形成している。また、第２
歯車Ａ₂ （第３歯車Ａ₃ ）にもコロとの内接面５を形成
し、半円溝状の凹歯を形成する。そして、回転体３が矢
印Ｂで示す方向にコリオリ運動を行うと、第２歯車Ａ₂
（第３歯車Ａ₃ ）は矢印Ｃで示す方向に移動し、各凹歯
と凸歯とをかみ合わせていく。そして、各凹歯と凸歯と
の間に生ずる摺動を、コロ４の回転で吸収している。
（以上、NIKKEI MECHANICAL 1996.10.28 no.492 第12項
から第13項より一部抜粋。）したがって、バックラッシ
の設定を不要とするばかりか、各歯車間に予圧を付与し
て、精密なかみ合わせを行うことができる。

【００１９】尚、前述のごとく、第１歯車Ａ₁ の歯数と
第２歯車Ａ₂ の歯数差が１の場合には、コリオリ運動が
１周期進むと、第１歯車Ａ₁ と第２歯車Ａ₂ との間で、
かみ合う歯は１つずれる。また、同歯数差が２の場合
は、コリオリ運動が１周期進むと、第１歯車Ａ₁ と第２
歯車Ａ₂ との間で、かみ合う歯は２つずれる。同様にし
て、歯数差がｎの場合には、かみ合う歯はｎ個ずれるこ
とになる。このことは、第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の関
係においても同じである。

【００２０】続いて、図10に示すコリオリ運動歯車装置
の歯形を求める手法について、以下に説明する。ここ
で、図10に示すコリオリ運動歯車装置の各傘歯車の歯形
を求める手法を示す展開図を図６に、その要部拡大図を
図７に示す。尚、各傘歯車Ａ₁，Ａ₂ ，Ａ₃ ，Ａ₄ は摸
式的にピッチ円錐で示している。

【００２１】ここでは、第１傘歯車Ａ₁ 、第２傘歯車Ａ
₂ の各ピッチ円を通る共通球面Cir1と、第３傘歯車Ａ
₃ 、第４傘歯車Ａ₄ の各ピッチ円を通る共通球面Cir2と
を考える。そして、各共通球面の中心点を一致させ、該
一致点を点Ｏとする。そして、点Ｏを原点とするＸＹ座
標を考える。このＸＹ座標のＸ軸上に入力軸１（図10）
の軸芯を配置する。また、第１、第２傘歯車Ａ₁ ，Ａ₂
の噛み合い点をＣ₁ 、第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛
み合い点をＣ₂ とする。そして、噛み合い点Ｃ₁，Ｃ₂
を、第１象限と第３象限若しくは第２象限と第４象限に
置く。

【００２２】また、入力軸１の軸芯方向と傾斜部１ａ
（図10）とがなす角度をθ、第１歯車Ａ₁ の背円錐とピ
ッチ円錐の中心線とでなす角度をθ₁ 、第２傘歯車Ａ₂
の背円錐とピッチ円錐の中心線とでなす角度をθ₂ とす
ると、θ₁ ＋θ₂ ＝θである。なお、θ₁ ，θ₂ のいず
れか一方の角度を零とすることも可能であり、この場合
は、前記角度を零とした方の傘歯車が冠歯車となる。同
様にして、第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の背円錐と各ピ
ッチ円錐の中心線とでなす角度は、第３傘歯車Ａ ₃ はθ
₃ 、第４傘歯車Ａ₄ はθ₄ かつθ₃ ＋θ₄ ＝θである。

【００２３】また、第１〜第４傘歯車の歯数を夫々ｎ
₁ ，ｎ₂ ，ｎ₃ ，ｎ₄ かつｎ₁ ，ｎ₂の値、ｎ₃ ，ｎ₄
の値は互いに異なるものとする。ここで、第１〜第４傘
歯車Ａ ₁ 〜Ａ₄ の各ピッチ円錐の頂点Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ
₃ ，Ｏ₄ から、各背円錐の頂点Ｄ ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ，Ｄ₄
までの距離Ｄ₁ Ｏ₁ ，Ｄ₂ Ｏ₂ ，Ｄ₃ Ｏ₃ ，Ｄ₄ Ｏ₄
を、ピッチ円半径とする円筒歯車ＥＲ₁ ，ＥＲ₂ ，ＥＲ
₃ ，ＥＲ₄ を考える。そして、このピッチ円上に形成さ
れるインボリュート歯形若しくは任意の歯形を想定し、
これを第１〜第４傘歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ の相当円筒歯車とす
る。ここで、該相当円筒歯車の相当歯数をＺ₁ ，Ｚ₂ ，
Ｚ₃ ，Ｚ₄ とすると、 Ｚ₁ ＝ｎ₁ ／Ｓｉｎθ₁ ……（ii） Ｚ₂ ＝ｎ₂ ／Ｓｉｎθ₂ ……（iii ） Ｚ₃ ＝ｎ₃ ／Ｓｉｎθ₃ ……（iv） Ｚ₄ ＝ｎ₄ ／Ｓｉｎθ₄ ……（ｖ） と表すことができる。

【００２４】上記式（ii），（iii ）で得られる関係を
有する相当円筒歯車において、インボリュート歯形若し
くは任意歯形を創成するカッターで、第１傘歯車Ａ₁ に
等高歯の歯形を創成し（なお、等高歯を創成すれば、必
然的に等歯厚歯にもなる）、さらに、第２傘歯車Ａ₂ に
該歯形を転写する。第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ も同様
にして形成する。さらに、前記等高歯の歯形にかえて、
コロとの内接面５を形成すると、図10に示すものと同様
の歯形を得ることができる。図10は歯形としてコロ４お
よびコロとの内接面５を用いた場合を示している。な
お、ここで用いられるコロには、円筒コロ、針状コロの
いずれをも含むものとする。

【００２５】以上のごとく、図10に示すコリオリ運動歯
車装置は、第１、第２傘歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の噛み合い点Ｃ
₁ と、第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点とＣ₂
を第１象限と第３象限若しくは第２象限と第４象限に置
いた場合、すなわち互いに異なる象限上に置いた場合を
示したものであるが、この噛み合い点Ｃ₁ ，Ｃ₂ を、互
いに同一象限上に置くことも可能である。

【００２６】また、図８には、図10に示すコリオリ運動
歯車装置の変形例として、前記噛み合い点Ｃ₁ ，Ｃ₂ を
互いに同一象限上に置いた場合の、歯車装置の要部断面
図を示している。尚、図８においては、図10に示すコリ
オリ運動歯車装置と相違する部分のみを示している。ま
た、図10に示す実施の形態と、同一部分若しくは相当す
る部分については同一符号で示し、詳しい説明は省略す
る。

【００２７】図８に示すように、第１傘歯車Ａ₁ はハウ
ジングの一部分（符号６で示す）に固定されている。ま
た、第４傘歯車Ａ₄ は出力軸２に取付けられている。回
転体３に設けられた第２、第３傘歯車Ａ₂ ，Ａ₃ は、回
転体３の同一軸方向面（図８では回転体３の左側面）に
設けられている。入力軸１は出力軸２を中空として入力
軸１をその内部に貫通させている。また、入力軸１も中
空として、その中空内部を貫通路１ｂとして構成してい
る。

【００２８】図９には、図８に示すコリオリ運動歯車装
置の展開図を示している。図９は、図10に示すコリオリ
運動歯車装置の展開図７に相当するものである。図８に
示すコリオリ運動歯車装置の歯形を求める手法は、図10
に示すコリオリ運動歯車装置と同様であり、図６に相当
する展開図の全体図と詳細な説明は省略する。展開図９
から明らかなように、図８のコリオリ運動歯車装置は、
第１、第２傘歯車Ａ₁，Ａ₂ の噛み合い点Ｃ₁ と、第
３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点Ｃ₂ の双方が、
前記ＸＹ座標の第２象限（若しくは第３象限）に、すな
わち同一象限上にある。

【００２９】図８に示すコリオリ運動歯車装置は、第１
〜第４傘歯車を回転体３の同一軸方向面に置くことによ
り、図10に示すコリオリ運動歯車装置に対して、歯車装
置の軸方向寸法を減少させることが可能となる。また、
入力軸１と同一方向に延びるように出力軸２を配置する
ことが容易となる。よって、４つの歯車のみによって大
減速比を得ることが可能なコリオリ歯車装置の適用範囲
を広げることができるという利点がある。又、図９、図
11に示すコリオリ運動歯車装置共に、はすば歯車として
構成することも可能である。この、はすば歯車への応用
については、本発明者は、特願平9-65410 号明細書にそ
の詳細を開示している。

【００３０】以上のごとく、コリオリ運動歯車装置は、
各傘歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ の相当円筒歯車に基づき歯車の歯形
を決定することにより、該相当円筒歯車よりもピッチ円
径の小さな各傘歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ によって、相当円筒歯車
の噛み合い歯数と同等の噛み合い歯数を得ることができ
る。したがって、コリオリ運動歯車装置はその大きさの
割に大きなトルクを伝達することが可能であり、電動モ
ータ等を動力源とするアクチュエータに使用すれば、小
型、高精度かつ大出力のアクチュエータを構成すること
ができる。

【００３１】ここで、本発明の実施の形態に係るコリオ
リ運動歯車装置を、電動アクチュエータの減速機として
使用した例を、図１に示す。このアクチュエータは、図
11に示すアクチュエータと同様に、減速機と動力源であ
るモータとを、ハウジング６で一体化したものである。
なお、図示は省略しているが、図11のアクチュエータと
同様に、入力軸１を駆動する動力源として、中空モータ
を備えている。

【００３２】このアクチュエータは、中空モータの出力
軸８（点線で示す）とコリオリ運動歯車装置の入力軸１
との連結手段として、入力軸１の端部に、中空モータの
出力軸８を把持するためのコレットチャック14を成形し
ている。コレットチャック14は、環状の入力軸１に、軸
方向の切り込みを複数設けることによって形成する。ま
た、コレットチャック14の各爪14ａを出力軸８の表面に
押し付けるためのクランプ手段として、クランプリング
15を備えている。このクランプリング15は、図３、図４
に示すように、略Ｃ字状のリング部15ａと、厚肉部15ｂ
とからなる。この厚肉部15ｂには、リング部15ａの径を
縮小するためのねじ（図示省略）と螺合する雌ねじ部15
ｃと、該ねじの挿通穴15ｄと、該ねじの頭部を密着させ
る座部15ｅとが形成されている。

【００３３】さて、コリオリ運動歯車装置の入力軸１
は、回転体３を傾斜部１ａで支持している。この傾斜部
１ａによって、入力軸１、回転体３等の動的バランス、
又は、静的バランス及び動的バランスのいずれも損なう
ことになる。そこで、本発明の実施の形態では、クラン
プリング15の肉厚部15ｂおよび該肉厚部に螺合するねじ
の重さを、該バランスを取り戻すためのバランスウェイ
トとして用いる。

【００３４】すなわち、図１のコリオリ運動歯車装置に
おいて、入力軸１の軸芯に対し偏心量Ｌ₁ の位置に、入
力軸１、回転体３等の重心が移動していると仮定した場
合、偏心質量Ｕ₁ ＝Ｗ₁ Ｌ₁ に起因する静的バランス、
動的バランス等の崩れを打ち消すように、クランプリン
グ15の偏心質量Ｕ₂ ＝Ｗ₂ Ｌ₂ を決定する。なお、偏心
質量Ｕ₂ は、クランプリング15の形状、材質等を変更す
ることによって調節する。なお、コレットチャック14に
対するクランプリング15の位置決め方法は、双方の所定
位置にマーキングを施し、該マーキングを目印として位
置決めを行うことによる。また、図示しないキー及びキ
ー溝をコレットチャック14及びクランプリング15に形成
することによって、位置決めを行うことも可能である。

【００３５】上記構成をなす本発明の実施の形態から得
られる作用効果は、以下の通りである。まず、中空モー
タの出力軸８とコリオリ運動歯車装置の入力軸１との連
結手段として、入力軸１の端部に形成したコレットチャ
ック14を用いることにより、コリオリ運動歯車装置の入
力軸１の端部と動力源の出力軸８の端部とを軸方向に重
ね合わせ、該連結部分における軸方向の距離を短縮する
ことができる。したがって、電動アクチュエータの減速
機にコリオリ運動歯車装置を用いた場合には、コリオリ
運動歯車装置により得られる小型化の恩恵を、最大限に
発揮することができる。

【００３６】また、クランプリング15でコレットチャッ
ク14を締めつけた後でも、各爪14ａが適当に弾性変形
し、適切な自己調芯機能を持たせることができる。さら
に、各爪14ａの弾性変形が、寸法交差、組立誤差等を伴
って連結する出力軸８及び入力軸１の軸芯の位置ずれを
打ち消すことになり、双方の軸に無理な力をかけること
がない。したがって、各軸を支持するベアリング等の耐
久性の低下を防止することができる。また、コレットチ
ャック14から出力軸８への連結は、各爪14ａが出力軸８
に密着することにより生ずる摩擦力で行っているので、
例えば、スプライン係合手段等により動力伝達をする場
合には避けることができなかったバックラッシが、その
構造上発生しない。加えて、コレットチャック14は、環
状の入力軸１に、軸方向の切り込みを複数設けることに
よって形成することができるので、従来の自己調芯機能
を備える継手形状11（図11参照）に比して、その製造コ
ストを低く抑えることが容易である。

【００３７】また、着脱自在なクランプリング15にバラ
ンスウェイトとしての機能を持たせることによって、入
力軸１、回転体３等の偏心重量Ｕ₁ を打ち消すための調
整を、精密にかつ容易に行うことが可能となる。なお、
図２に示すように、入力軸１にバランスの荒取りのため
のバランスウェイト16を予め取付けておき、微調整をク
ランプリング15で行うことも可能である。

【００３８】なお、上記実施の形態では、入力軸１及び
出力軸２が中空軸であるコリオリ運動歯車装置を例示し
て説明したが、図５に示すように、入力軸１、出力軸
２、動力源の出力軸８の夫々が中実軸の場合でも、同様
の作用効果を得ることができる。さらに、図示は省略す
るが、入力軸１の端部に形成したコレットチャック14に
代えて、動力源の出力軸８の端部に、入力軸１を把持す
るコレットチャックを形成し、クランプリング15で該コ
レットチャックを把持することによっても、上記各実施
の形態と同様の作用効果を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
コリオリ運動歯車装置によると、コリオリ運動歯車装置
の入力軸と、該入力軸を駆動する動力源の出力軸とを連
結する連結手段の、小型化、低コスト化及び適切な自己
調芯機能の確保を図ることができる。

【００４０】また、本発明の請求項２に係るコリオリ運
動歯車装置によると、前記連結手段のクランプ手段を交
換することにより、コリオリ運動歯車装置の静的バラン
ス、動的バランス等の調節を容易に、かつ、精密に行う
ことが可能となる。さらに、本発明の請求項３に係るコ
リオリ運動歯車装置によっても、請求項１，２に係るコ
リオリ運動歯車装置と同様の効果を得ることができる。

【００４１】加えて、本発明の請求項４に係るアクチュ
エータによると、減速機にコリオリ運動歯車装置を用い
ることにより得られる小型化の恩恵を、最大限に発揮す
ることが可能となり、かつ、従来のコリオリ運動歯車装
置を用いるアクチュエータに比べ、より低コストのアク
チュエータを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る、コリオリ運動歯車
装置を用いるアクチュエータの要部断面図である。

【図２】図１に示すアクチュエータの応用例に係るアク
チュエータの要部断面図である。

【図３】図１に示すアクチュエータの、コリオリ運動歯
車装置の入力軸と、その動力源の出力軸との連結手段に
用いられるクランプリングの、正面図及び一部断面図で
ある。

【図４】図３に示すクランプリングの縦断面図である。

【図５】図１に示すアクチュエータの別の応用例に係る
アクチュエータの要部断面図である。

【図６】図１０に示されるコリオリ運動歯車装置の、各
傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図である。

【図７】図６の要部拡大図である。

【図８】図１０とは異なるコリオリ運動歯車装置の要部
断面図である。

【図９】図８に示されるコリオリ運動歯車装置の、各傘
歯車の歯形を求める手法を示す展開図である。

【図１０】本発明の実施の形態に用いられる、コリオリ
運動歯車装置の基本形状を示す要部断面図である。

【図１１】従来の、コリオリ運動歯車装置を用いるアク
チュエータの、要部断面図である。

【図１２】図１０に示すコリオリ運動歯車装置の作動の
様子を示す概略断面図である。

【図１３】図１０に示すコリオリ運動歯車装置の作動の
様子を示す概略正面図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３ 回転体 ６ ハウジング ８ 出力軸 14 コレットチャック 15 クランプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに固定された歯数ｎ₁ の第１
   歯車と、出力軸に取付けられた歯数ｎ₄ の第４歯車と、
   入力軸との各軸芯を一致させて配置し、歯数ｎ₂ の第２
   歯車および歯数ｎ₃ の第３歯車を一体に設けた回転体
   を、第２歯車が第１歯車と噛み合い、第３歯車が第４歯
   車と噛み合うように前記入力軸の傾斜部で軸支し、前記
   第１、第２歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点
   と、前記第３、第４の歯車の各ピッチ円を通る共通球面
   の中心点とが一致する点を原点とするＸＹ座標のＸ軸上
   に前記入力軸の軸芯を配置し、かつ、第１、第２歯車の
   噛み合い点と第４、第３歯車の噛み合い点とを該ＸＹ座
   標の同一象限若しくは異なる象限上に置いてなるコリオ
   リ運動歯車装置であって、前記入力軸の端部に、動力源
   の出力軸を把持するコレットチャックを成形し、該コレ
   ットチャックをクランプ手段で挟持する連結手段を備え
   ることを特徴とするコリオリ運動歯車装置。
2. 【請求項２】 前記クランプ手段はバランスウエイトを
   備えることを特徴とする請求項１記載のコリオリ運動歯
   車装置。
3. 【請求項３】 前記入力軸の端部に形成したコレットチ
   ャックに代えて、前記動力源の出力軸端部に、前記入力
   軸を把持するコレットチャックを形成したことを特徴と
   する請求項１又は２記載のコリオリ運動歯車装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
   コリオリ運動歯車装置を備えるアクチュエータ。