JPS63106455A - 減速装置 - 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） 本発明は各種産業機器や電ａ機器その他の動力伝達機構
として使用される減速装置に関するものである。

（従来の技術） 従来から、減速装置としては各種の構造のものがあり、
その中でも噛合歯車機構を利用した減速装置が広く使用
されているが、そのいずれもが、入力から出力の間に複
数枚の歯数差を設けて、その歯数差に準じた減速比を導
出するように構成されているものである。

例えば、装置全体を小型化でき、且つ大きな減速比を得
ることができる減速装置として、第１δ図に示すような
内接式遊星歯車機構が採用されている。

この装置は、固定太陽歯車Ａの中心０から偏心させた位
置にクランクシャフトＣを配設し、このクランクシャフ
トＣにベアリングＢを介して遊星歯車りを嵌合させ、該
遊星歯車りの一部を前記固定歯車Ａに噛合させた構造を
有するもので、固定太陽歯車Ａの歯数をＳ、遊星歯車り
の歯数をｐとすると共にクランクシャフトＣと遊星歯車
りの角速度を゛夫々ω３．ω２とした場合、 ωｌ／ωｔ　＝１−ｓ／ｐ＝　−（ｓ−ｐ）／ｐ＝１と
すれば、回転方向が逆向きで最大の減速比が得られるも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構造によれば、入力軸側が偏
心回転運動であるために振動及び騒音が発生するばかり
でなく、高速回転に適さないものであり、又、入力軸と
出力軸とが逆方向の回転となるために、減速比をさらに
大きくする目的で複数個の減速装置を連結した場合、最
終出力側の回転方向が異なって不都合が生じることがあ
る。

さらに、出力軸側に回転力を与えると入力軸側に回転力
が伝達される構造であるために、出力軸側に制動機構が
必要となると共に抵抗半径を有するので、入力軸に負担
が掛かって効率を低下させることになる。

又、噛合歯車機構を利用した減速装置においては、歯車
同志が正確に噛合し合って動力の伝達を円滑に行なわせ
るには歯の形状をインボリュート曲線に形成する必要が
あるが、このような形状に形成する場合、歯の圧力角、
歯未丈、歯元文、全歯の丈、頂ゲキ、軸角、外端円錐距
離、ピッチ円直径、ピッチ円錐角、外端歯先円直径、内
端歯先円直径、円錐頂点からの外端寸法等のいずれの点
においても高精度に形成する必要があり、この内、いず
れか一つの要素を欠如しても歯鳴りや振動、歯間摩擦、
歯面スリップ、バックラッシュが発生し、中でも、バッ
クラッシュの発生は減速装置においては致命的である。

さらに、噛合させる歯車のインボリュート曲線を合致さ
せることができても、これらの歯車によって精度のよい
減速装置を構成することは至難であり、そのため、予め
、精度の許容度を認定せざるを得ないのが現状である。

本発明はこのような問題点を解消し、構造が簡単にして
振動や騒音さらにはスリップ、バックラッシュ等の発生
をなくし、正確且つスムースな動力の伝達を可能にした
減速装置の提供を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案の減速装置は、外周
面に楕円形環状の傾斜周溝を設けている入力軸を中心に
してその外周方に、内周面に前記傾斜周溝と同一振幅中
を有する連続波形溝を刻設した固定外殻体を配設し、こ
れらの傾斜周溝と連続波形溝間に回転子を嵌め込んで該
回転子を出力軸に連結してなることを特徴とするもので
ある。

（作　　用） 入力軸が回転を行うと、出力軸側に連結している回転子
が入力軸の傾斜周溝上を転勤しながら該傾斜周溝に強制
案内されて入力軸と平行方向に前後往復動を行う。

さらに、回転子は固定外殻体の連続波形溝によって外界
に対する自由な運動を制御されており、従って、入力軸
の回転によって該入力軸の傾斜周溝上を転動する回転子
は、固定外殻体の連続波形溝を伝って回転し、周方向に
移動してその移動量を出力軸に伝達する。

この時、入力軸が半回転すると、回転子は前後方向に入
力軸の回転によって変動する傾斜周溝の振幅中だけ移動
し、この移動量は固定外殻体の一つの波形溝に対して該
溝の山から谷又は谷から山に至る距離であり、入力軸の
一回転によって一つの波形溝を通過することになる。

従って、入力軸の回転は、固定外殻体の連続波形溝の数
に応じた減速比でもって出力軸に伝達される。

このように、固定外殻体の連続波形溝を従来の内歯車に
対応させ、その連続波形溝と入力軸の傾斜周溝間に介在
させた回転子の転がり効果によって騒音や振動、さらに
はスリップ、バックラッシュ等の発生をなくし、正確且
つスムースな動力の伝達が行なえるものである。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面について説明すると、（１）は入
力軸で、その中央部を大径部（１ａ）に形成すると共に
該大径部（１ａ）に円周方向に楕円形環状の傾斜周溝（
２）を刻設しである。

この傾斜周溝（２）は、断面が滑らかな凹弧状面に形成
され、入力軸（１）の中心線からの半径が全周面に亘っ
て同一に形成されである。

（３）は出力軸で、その後端中央部に後端面から適宜深
さの水平支持孔（３ａ）を穿設してあり、この支持孔（
３ａ）に前記入力軸（１）の前端中心部に突設した小径
軸部（１ｂ）をベアリング（４）を介して回転自在に支
持しである。又、この出力軸（３）の後端外周部には外
径方向に円形フランジ部（３ｂ）を一体に設けである。

（５）は入力軸（１）を中心としてその外周方に同心的
に配設した円環状或いは短い円筒形状の固定外殻体で、
その内周面に溝面の断面が前記入力軸（１）の傾斜周溝
（２）の凹弧状面と同一曲面を有する連続波形溝（６）
を円周方向に無端状に刻設しである。

この連続波形溝（６）は、入力軸（１）の傾斜周溝（２
）の外周方に対向して設けられてあり、入力軸（１）が
回転すれば、この入力軸（１）の周面に設けた前記傾斜
周溝（２）は、その傾斜度に応じた一定の振幅中でもっ
て前後方向に変動するが、この振幅中と同−中白の固定
外殻体（５）の内周面に周方向にジグザグ状に連続形成
されているものである。さらに、この連続波形溝（６）
は、前方に向かって凸状に湾曲した部分を山部（６ａ）
とし、後方に向かって凸状に湾曲した部分を谷部（６ｂ
）とすれば、一つの山部（６ａ）と谷部（６ｂ）とから
なる波形溝を複数個、同一円周上に連続させてなるもの
であるが、これらの各波形溝（６，）（６り・・・（６
Ｎ）は全て同一形状に形成されである。

（７）は入力軸（１）の傾斜周溝（２）と、該傾斜周溝
（２）の垂直面上に対応する固定外殻体（６）の波形溝
部との間に嵌め込んだ複数個の回転子で、球体の前後両
端部を削除された形状に形成され、その外周円弧面を傾
斜周溝（２）及び連続波形溝（６）に密接させである。

これらの回転子（７）の中心部には入力軸（１）と平行
な支軸（８）が挿通されてあり、回転子（ηはこの支軸
（８）を中心として回転可能に且つ該支軸（８）の長さ
方向に前後摺動自在に設けられである。

各支軸（８）の前後両端部は、前記出力軸（３）の円形
フランジ部（３ｂ）と入力軸（１）にベアリング（９）
を介して支持された円形支持板αφとの外周部に固着、
支持されである。

αυ亜は固定外殻体（６）の前後面を挟着するようにし
て配設した前後ケース体で、出力軸（３）と入力軸（２
）の外周面に対して夫々ベアリングＱ３）　Ｑ４）を介
して取付けられてあり、さらに、これらの前後ケース体
αυ（ロ）と固定外殻体（６）とはボルト体αつにより
一体に固着されである。

このように構成した実施例の減速装置の作用を次に述べ
る。

今、第４図に示すように、固定外殻体（５）を除去し、
回転子（７）の支軸（８）を一定位置に固定させた状態
において入力軸（１）を回転させると、該入力軸（１）
の大径部（１ａ）に周設している傾斜周溝（２）は振幅
中りでもって前後方向に揺動運動を行い、この入力軸（
１）の傾斜周溝（２）に嵌め込んでいる回転子（７）は
、該傾斜周溝（２）に案内された前後方向に往復運動を
、行うと共に入力軸（１）と反対方向に回転を行う。

この回転子（７）の運動を更に詳しく述べると、傾斜周
溝（２）の下問部が最前端側にあり、下問部が最後端側
にあってこの溝部分上に夫々回転子＋７）　（７）が位
置している状態（第４図）から、入力軸（１）を矢印方
向に９０度回転させれば、第５図に示すように傾斜周溝
（２）の下問部が後方側に前記振幅中りの２分の１の距
離だけ変動し、それに従って、上下の回転子（７）　（
７）が該傾斜周溝（２）上を回転しながら支軸（８１（
８１に沿って夫々同−振幅巾（Ｌ／２）の移動を行う。

さらに、入力軸（１）が１８０度女で回転（半回転）す
れば、第６図に示すように、傾斜周溝（２）が元の状態
から前記振幅中したけ変動し、下問部側の回転子（７）
が最後端側に、下問部側の回転子（７）が最前端側に、
夫々傾斜周溝（２）に案内されて移動することになる。

次いで、入力軸（１）が２７０度まで回転すると、第７
図に示すように、上下の回転子（７）　（７１が前述し
た方向と反対方向に移動して入力軸（１）の中心線上に
対して垂直線上に達し、さらに、入力軸（１）が３６０
度、即ち、元の状態から一回転すると、回転子（７）（
７）が元の位置（第４．８図）に復帰してこの間、傾斜
周溝（２）は振幅中して一回の往復動を行ったこことに
なり、以下、入力軸（１）が回転すると、回転子（７）
が１頃斜周溝（２）に案内されて前後方向に往復運動を
繰り返すものである。

この入力軸（１）の回転による回転子（７）の運動制御
を内界制御と表現すれば、外界制御は、回転子（７）を
外周方から所定の運動に制限する固定外殻体（５）の連
続波形溝（６）であり、この固定外殻体（５）の連続波
形溝（６）に案内されて前記回転子（７）は周方向に運
動することになる。

即ち、前記構成において述べたように、入力軸（１）の
傾斜周溝（２）に回転子（７）の内側周面を嵌め込み、
外側周面を固定外殻体（５）の連続波形溝（６）に嵌め
込んで閉じ込めると、回転子（７）は入力軸（１）の回
転によってその傾斜周溝（２）に案内されて転動しなが
ら後方に移動させられた場合、該回転子（７）は固定外
殻体（５）の連続波形溝（６）において、一つの波形溝
の山から谷まで回転しながら運行し、該回転子（７）を
支持している支軸（８）を介して回転子（７）が波形溝
の山から谷まで移動した周方向の運動量を出力軸（３）
に伝達するものである。

入力軸（１）が１回転して傾斜周溝（２）が回転子（７
）を乗せていた位置に再び達すると、回転子（７）は連
続波形溝（６）の一つの波形溝（６，）を通過し、入力
軸（１）が回転を続けることによって出力軸（３）に減
速回転を伝達することになる。

この減速比は、入力軸（１）の１回転に対する固定外殻
体（５）に設けた連続波形溝（６）の波形溝の数によっ
て決定され、この波形溝の数は自由に設定できると共に
その数が多くなる程、大きな減速比が得られるものであ
る。

次に、連続波形溝（６）に対する回転子（７）の配設位
置の関係を述べると、第１０〜１７図に示すように、入
力軸（１）の傾斜周溝（２）と固定外殻体（５）の連続
波形溝（６）との半周部を展開し、線状に簡略化して重
ね合わせた場合、回転子（７）は傾斜周溝（２）と連続
波形溝（６）との交叉部に配置できることが理解できる
。

これらの図において、第１０図は連続波形溝（６）は一
つの波形溝（６１）から形成されたもの、第１１図は２
つの波形溝（６，）（６□）から形成されたものであっ
て、以下、波形溝を一つ宛、順次増加させた図を示して
いるものであり、第１７図においては９つの波形溝（６
１）　（６り・・・（６，）からなる連続波形溝（６）
を形成しているが、これ以上の多数の波形溝よりなる連
続波形溝も同様であるので、説明上、省略している。

これらの図から明らかなように、波形溝の数をＮとした
場合、回転子（７）は（Ｎ＋１）個、傾斜周溝（２）と
連続波形溝（６）間に介在、配置させることができ、波
形溝の数が増加すれば第１４図、第１６図、第１７図に
示すように、所定間隔毎の回転子（７ａ）を除去して回
転子（７）の数を減少させてもよい。

第１２図に示した傾斜周溝（２）は連続波形溝（６）と
の関係は、前記実施例において述べた構造を示すもので
、連続波形溝（６）は３個の波形溝（６υ（６□）（６
ｘ）からなり、この連続波形溝（６）と傾斜周溝（２）
間に周方向に一定間隔毎に４個の回転子（７）（１個は
中央の回転子と対称位置に配設されている）が配置され
ているものである。

この図において、傾斜周溝（２）の上端及び下端を夫々
Ａ点、Ｂ点とすれば、入力軸（１）の回転によって点Ａ
、Ｂは夫々垂直線で表した線Ｃ，Ｄ上を移動することに
なり、これらの線ＣＳＤ間の間隔は前記振幅中りである
。

この状態から、入力軸（１）を半回転させれば、上端の
点Ａが下端に、下端の点Ｂは上端に夫々達するが、この
間に波形溝（６，）の山部〈点Ａの位置）にある回転子
（７）は該波形溝（６，）上を谷Ｅにまで移動し、波形
溝（６□）の途中にある回転子（７）は該波形溝（６，
）の山Ｆを乗り越えて谷側に移動し、該谷（点Ｂの位置
）にある回転子（７）は波形溝（６ｔ）と対称位置にあ
る次の波形溝（６３）を山にまで移動すると共に前記中
央の回転子（７）と対称位置にある回転子は波形溝（６
，）の途中から該波形溝（６３）の谷を越えて前記波形
溝（６，）の山に向かって移動する。

而して、入力軸（１）が４回転すれば、回転子（７）が
連続波形溝（６）を−周して元の位置に達し、回転子（
７）を支持している支軸（８）を介して出力軸（３）に
４分の１の減速比の回転力を伝達するものである。

次に、人力軸（１）が停止状態において、出力軸（３）
側に回転トルクを与えた場合、回転子（７）が傾斜周溝
（２）及び連続波形溝（６）に対して交叉する円周方向
に移動しようとするが、傾斜周溝（２）及び連続波形溝
（６）に阻止されて移動できなく、従って、出力軸（３
）は回転し得ない。

なお、以上の実施例においては、支軸（８）に回転子（
７）を回転自在に支持させたが、支軸（８）と回転子（
７）とを一体化し、支軸（８）の両端を出力軸（３）の
円形フランジ部（３ａ）と円形支持板αのとに回転並び
に軸方向に摺動自在に支持させてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の減速装置によれば、外周面に楕円
形環状の傾斜周溝を設けている入力軸を中心にしてその
外周方に、内周面に前記傾斜周溝と同一振幅巾を有する
連続波形溝を刻設した固定外殻体を配設し、これらの傾
斜周溝と連続波形溝間に回転子を嵌め込んで該回転子を
出力軸に連結してなるものであるから、人力軸の回転に
よって該入力軸に設けた傾斜周溝上の回転子を回転させ
ながら傾斜周溝の振幅中白で前後往復動を行わせ、この
回転子の運動を固定外殻体の連続波形溝に伝う運動に変
化させて回転子を円周方向に移動させることができ、連
続波形溝を従来の内歯車に対応させて入力軸の傾斜周溝
と連続波形溝間に介在させた回転子の転がり効果により
騒音や振動、さらにはスリップ、バックラッシュ等の発
生をなくして正確且つスムースに所定の減速比でもって
動力の伝達を行うことができるものである。

又、入力軸の回転に対する出力軸の減速比は、固定外殻
体の連続波形溝の波形溝数により容易に設定することが
でき、構造も極めて簡単で多量生産に適し、各種産業機
器や電機機器等の動力伝達機構に使用されている従来の
歯車方式による減速機構の欠点を排除した精度の良い減
速装置として優れた能力を発揮するものである。

さらに、入力軸の回転方向の減速された出力軸の回転方
向とが同一方向であるから、減速装置を複数台連結して
大きな減速比を得る場合にも、回転伝達方向を常に同一
方向にすることができ、その上、出力軸側に大きな回転
負荷が掛かっても、入力軸側に反対方向の回転が伝達さ
れるのを傾斜周溝及び連続波形溝によって阻止すること
ができて確実且つ軽快な減速動力の伝達が可能となるも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその縦断
側面図、第２図はカバーを除去した場合の簡略正面図、
第３図は固定外殻体の縦断側面図、第４図乃至第８図は
固定外殻体を排除して入力軸を９０度毎に回転させた場
合の回転子の移動状態を説明するための簡略側面図、第
９図は固定外殻体で回転子の運動制御を行った場合の簡
略側面図、第１０図乃至第１７図は固定外殻体の連続波
形溝の波形溝数に対する回転子の配置関係を示す簡略展
開図、第１８図は従来の歯車方式の減速装置の一例を示
す縦断正面図である。 （１）・・・入力軸、（２）・・・傾斜周溝、（３）・
・・出力軸、（５）・・・固定外殻体、（６）・・・連
続波形溝、（７）・・・回転子、（８）・・・支軸。 特許出願人　ヤシマエンジニアリング株式会社と　　１
　凶 うべ　２　の パ４　轟 一’：’）、Ａ’）− →べ　７８ バ　δ　Ｂ 今べ　ヴ　がへ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周面に楕円形環状の傾斜周溝を設けている入力軸を中
   心にしてその外周方に、内周面に前記傾斜周溝と同一振
   幅巾を有する連続波形溝を刻設した固定外殻体を配設し
   、これらの傾斜周溝と連続波形溝間に回転子を嵌め込ん
   で該回転子を出力軸に連結してなることを特徴とする減
   速装置。