JPS6054541B2 - 減速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は減速装置に係り、例えば自動車や工作機械
、ウインチやその他非常に多くの用途に用いることがで
き、減速と直結回転とに切替えることが容易で、しかも
多数並設することで減速比の切替が非常に容易であり、
しかも正転、逆転に拘らず減速を行なうことができるよ
うにした減速装置に関するものである。

従来から、円形のコロを利用した変速成いは減速装置
が各種発明されていて、例えば米国特許第３５０７１５
病明細書にて変速機構が提案されていた。

ところが、この機構は、中心に配した円形のカム１を外
周のリング１３の中心に対して偏心させ、ローラー２の
数よりも凹部５の数を多くしてそのすれを利用して変速
するものであるから、自動車や工作機械等の高速回転に
使用したり、或いはウインチの如き重荷重による使用の
場合等には、偏心させた円形のカム１によつて振動が発
生したり、それに伴なう騒音等が発生する欠点があり長
時間使用していると破壊してしまう危険もあつた。 又
、特開昭５５−４４１４７号公報にて減速装置を提案し
たが、この装置は、固定側求体４と作動側球体８との球
体の数に差をつけてそのすれを利用して減速するもので
あり、従つて、前記変速機構同様にブレ等の振動が発生
する欠点があつた。

更に、実開昭５３−５７１７７号公報にて無段階変速
装置が提案されているが、この装置は制動機６によつて
制動する度合のみにより変速するのて、その制動のすベ
リ度合が一定しないから変速が不確実である欠点があつ
た。 そこで、この発明は上述した欠点等に鑑み、力が
加わるバランスを取つて振動を無くし、しかも減速を正
確自在に行なえるようにすべく創出されたもので、その
要旨とする処は、外周をほぼ楕円形とした入力軸と、こ
の入力軸の回転中心に対して１８０度位相をずらして偏
心しているそれぞれの内周を有する偏心ドラムとの間に
、断面が円形のコロを前記偏心ドラムの一つの内周に対
して３個宛と、出力軸に連らなる被回転体とを回転可能
に介在させ、この被回転体には、前記３個宛のコロの相
互の間隙を均等に維持すると共に、コロが入力軸に対し
てほぼ放射方向に移動可能とすべくコロの支持部を設け
、前記偏心ドラムの回転を適宜制動停止可能とするブレ
ーキを備えたことに存する。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明すると次
の通りである。

すなわち、図に示す符号１は入力軸であり、この入力軸
１は外部のシャフト２と一体として外部から加えられた
回転によつて強制回転を可能とし、該入力軸１の外周は
ほぼ楕円形状とする。

この入力軸１の外周の楕円は完全なものでなくともよく
、後記の実施例で述べる如き寸法のものでも有効であつ
た。この入力軸１の外側には入力軸１の外周との間に間
隙をおいて、内周４と５が前記入力軸の回転中心に対し
て偏心している偏心リング６と７を配置し、該偏心リン
グ６と７の内周４と５の中心を１８０度位相をずらせて
ドラム３に固定してバランスを取り、偏心リング６，７
とドラム３の全体で偏心ドラムとする。前記入力軸１の
外周と偏心リング６，７の内周４と５との間には一列で
３個宛均等に、二列のコロ８と９を配置する。上記コロ
８と９は一列で３個宛均等に配置するので１２０度毎と
なり、上記一列のコロ８は偏心リング６の内周４に常時
当接するか、非常に接近させ、他の一列のコロ９は前記
配列のコロ８とは１８０度回転させた位置に配置して偏
心リング７の−内周５に常時当接させるか非常に接近さ
せる。上記偏心ドラムと入力軸１との間には上記コロ８
，９を介在させると共に、出力軸１０に連らなる被回転
体１１を回転可能に介在させる。この被回転体１１には
コロ８と９の配列を維持してコロ８と．９の自転を可能
としながら、かつ、コロ８と９が入力軸１の放射方向に
対してほぼ放射方向に移動可能に保持する貫通孔状の支
持部１２と１３を設け、この支持部１２にコロ８を嵌入
し、支持部１３にコロ９を嵌入する。その結果、ドラム
が偏心一してもバランスが取れてるので振動、ブレ等が
発生しない。更に、偏心ドラムの外周にはバンドブレー
キ１４を設けて適宜制動停止可能とする。そして、上記
の如く構成した一組の被回転体１１は次の入力軸１″に
固定し、以下上記の構成を繰返すようにして多段の減速
装置を組上げることができる。しかして図中１５は偏心
リング６，７とドラム３を一体として全体として偏心ド
ラムとするための止金、１６はシャフト２や入力軸１と
一体とした中心軸で、二段目の入力軸１″や出力軸１０
又はこの出力軸１０を入力軸としたときに、これらを回
転自在に支承する。１７はブレーキ１４の取付部で、こ
の取付部１７は図示していないが゛ケース等に固定すれ
ばよく、ブレーキ１４の作動は図示していない力幼ムや
リングによつて手動又は倍力装置等を介して行なえばよ
く、偏心リングはその外周とブレーキ１４との摩擦によ
つて回転が停止したり、ブレーキ１４を緩めることで偏
心リングが入力軸１と共に回転するようにする。

そのために偏心リングの外周は入力軸１の回転中心を中
心とした円弧とすることが望ましい。またこの発明の減
速装置を多段としたときには、多段の各偏心ドラムには
それぞれ別個にブレーキを備える。

前記各構成部分の寸法は図面と同一又はその拡大あるい
は縮小寸法でもよいが、例えば下記の如き寸法で構成し
たときにも確実な作動をした。入力軸１の外周の寸法は
、入力軸１の回転中心より長径方向に９Ｔｆ０ｎの位置
と、短径方向に１４Ｔｎｍの位置にそれぞれ曲率半径の
中心をおき、上記長径方向の曲率半径の中心より１５．
５ｗｎの曲率半径で円弧を描き、短径方向の曲率半径の
中心より３２ｗｆｔの曲率半径で円弧を描き、これらの
円弧を連続させることでほぼ楕円形としてもよい。

また偏心ドラムを構成する偏心リング６と７の内周４と
５はその内径を７６Ｔｗｔとし、内周４と５の曲率半径
の中心を入力軸１の回転中心より３顛偏心させ、上記入
力軸１と偏心ドラムとの間には直径１８ｗＬのコロ８を
３個で一列とし、またコロ９を３個で別の一列として３
個のコロ８はそれぞれ１２０度宛に配置し、別の一列の
コロ９は１２０度宛に配置すると共に、前記コロ８とは
１８０度位置を変えて配置して実施することで確実な作
動を得ることができた。この発明は上記の如くで、その
作動を実施例について説明すると、この減速装置におい
てブレーキ１４を開放したときには、右回転のときにも
、左回転のときにも入力軸１と偏心ドラムはコロ８，９
を介して一体に回転し、従つてブレーキ１４を全部開放
すると最初の入力軸１即ちシャフト２と最終の出力軸１
０は同一速度で回転することになり減速比はないことと
なる。次にブレーキ１４をかけて偏心ドラム回転を停止
させると、入力軸１の回転により、入力軸１が右回転の
場合には、第３図から第１１図まで順次示すように偏心
ドラムが停止した状態にて入力軸１が回転することで、
遊星歯車の原理によりコロ８と９を順次右方向に減速移
動さ、これにともなつて被回転体１１もコロ８，９と同
じ速度で右方向に移動する。

そして、この時に、入力軸１がほぼ楕円形の外周を有し
ているのでその長径側円弧にてコロ８と９に圧力接触し
被回転体１１を回転させるから、曲率の小さい長径側円
弧とコロ８，９とにより遊星歯車の原理によつて被回転
体１１を回転させることとなり、曲率半径が小さくとも
長径の分回転半径が長くなつてコロ８，９の回転は速く
なるがその分短径側円弧におけるコロ８，９の回転摩擦
抵抗が少なくなるので全体の減速時摩擦抵抗を最小限に
押えた減速を行なうことができる。又、入力軸１の短径
側円弧におけるコロ８，９との接触は、ほとんど力が加
わらない状態となつていて、入力軸１とコロ８，９との
接触のガタがないようにする程度の働きしかせず、曲率
の大きい短径側円弧とコロ８，９とによるコロ８，９の
回転は、長径側円弧とコロ８，９とによるコロ８，９の
回転速度と同じ速度となるように若干スリップしながら
本来の短径側円弧とコロ８，９との接触回転よりも速く
回転するものである。そして、この減速装置を多段とし
て二段目までブレーキを加えると、一段毎の減速化を１
／Ｍとすれば１／Ｍの自乗の減速比を得ることができ、
三段目まてブレーキを加えると１／Ｍの３乗の減速装置
比を得ることができる。

これをＮ段までブレーキを加えると１／Ｍ（７）Ｎ乗の
減速比を得ることができるものである。又、この発明を
実施するときに、ブレーキ１４と偏心ドラムとの間にい
わゆる半クラッチ状態の如き滑りを生じさせながら摩擦
もある程度加わつている状態、すなわち、偏心ドラムを
完全に停止させないである程度制動がかかつた状態で回
転できるようにしておけば、入力軸１の回転は、コロ８
，９の回転移動のためにそのまま伝達されないで偏心ド
ラムの回転にも振り分けられることとなり、その振り分
け配分をブレーキ１４による半クラッチ状態の制動によ
つて調整し行なうので若干不正確にはなるもののその振
り分けた分中間の減速比を得ることができ、更には減速
の開始時のショックを軽減することもできる。

このためにはブレーキの加わる周面は偏心していないこ
とが望ましい。さらにこの発明を実施するに際して、コ
ロ９はさらにこれを二列とし、コロ８の両側に配置した
とすると、全体の配置が対称的となり、力の加わり方に
片寄りがなくなるものである。

この場合偏心ドラムは偏心リングを集合する形て構成す
ると製作が容易となる。

なお、上記実施例ではコロの配列が二列以上となつたお
り、この場合にはより確実な作動を行なわせることがで
きるが、この発明はこれに限定されるものでなく、コロ
の配列が一列の場合でも本発明の範囲に含まれるもので
ある。

ただし、実施例の如くコロの配列を二列以上とし、その
配列と偏心ドラムの内周の偏心位置をコロの配列によつ
て変化させることでより確実な作動を行なわせることが
できる。

またコロはボール状としてもよい。

以上説明したように、この発明によれば、非常に簡単な
構成でありながら、確実な作動を行なう減速装置を提供
することができ、多段とすることも容易であつて多段と
することで一段の減速比の乗数倍の減速比を得ることが
でき、右回転でも左回転でもそのままこれを用いること
ができるし、ブレーキを幾分滑らせて半クラッチ状態と
することで中間の減速比を得ることも容易であり、しか
も、ドラムが偏心していてもバランスが取れているから
振動等が発生せず自動車や、工作機械等の高速回転、或
いはウインチやチエンプロツクの如き巻上機等の重荷重
に非常に適していて多くの用途に用いることができる利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例で、第１図はこの発明により構成した減速
装置の側断面図、第２図は正断面図、第３図乃至第１１
図は作動原理を示す側断面略図である。 １と１″・・・・入力軸、２・・・・・シャフト、３・
・・ドラム、４と５・・・・・・内周、６と７・・・・
・・偏心リング、８と９・・・・・・コロ、１０・・・
・・・出力軸、１１・・・被回転体、１２と１３・・・
・・・支持部、１４・・・・・・ブレーキ、１５・・・
・・・止金、１６・・・・・・中心軸、１７・・ブレー
キ取付部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周をほぼ楕円形とした入力軸１と、この入力軸１
   の回転中心に対して１８０度位相をずらして偏心してい
   るそれぞれの内周を有する偏心ドラムとの間に、断面が
   円形のコロ８，９を前記偏心ドラムの一つの内周に対し
   て３個宛と、次の出力軸１′に連らなる被回転体１１と
   を回転可能に介在させ、この被回転体１１には、前記３
   個宛のコロ８，９の相互の間隙を均等に維持すると共に
   、コロ８，９が入力軸１１に対してほぼ放射方向に移動
   可能とすべくコロ８，９の支持部１２，１３を設け、前
   記偏心ドラムの回転を適宜制動停止可能とするブレーキ
   １４を備えたことを特徴とする減速装置。