JPS6349107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、全体の小型化を図つた状態で大きな
減速比が得られるようにした減速機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

たとえば、モータを動力源とする装置の中に
は、モータの回転を減速機を介して負荷に伝達す
るようにしたものが多い。このような用途の減速
機は従来より種々提案されているが、最も一般的
には小歯車と大歯車とを組合せたものが多用され
ている。すなわち、入力回転軸で小歯車を回転さ
せ、この小歯車に噛合した大歯車の回転を出力回
転軸に伝えるようにした歯車式の減速機である。

しかしながら、歯車式の減速機には次のような
問題があつた。すなわち、今、小歯車の歯数を
Z₁，大歯車の歯数をZ₂，小歯車のピツチ円直径を
D₁，大歯車のピツチ円直径をD₂とすると、この
減速機の減速比ｕは、 ｕ＝Z₂／Z₁＝D₂／D₁ となる。したがつて、減速比ｕを大きくするに
は、小歯車のピツチ円直径D₁を小さくするか、
大歯車のピツチ円直径D₂を大きくする必要があ
る。しかし、歯車の歯数の最小値には限度がある
ので、減速比ｕを大きく設定するには、必然的に
大歯車のピツチ円直径D₂を大きくせざるを得ず、
この結果、減速機全体が大型化するのを免れ得な
い。また、歯車式の減速機では、小歯車と大歯車
との歯のうち、互いに接している１〜２枚の歯を
介して動力を伝達する形態となる。このため、必
要な動力を伝達するには、その力の伝達を耐え得
る大きさに個々の歯を設定する必要がある。した
がつて、この点からも減速比ｕを大きく設定しよ
うとすると全体の大型化を免れ得ないという問題
があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、全体の大型化を
招くことなしに、大きな減速比が得られる減速機
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、入力回転軸と、この入力回転軸を内
部で回転自在に支持するとともに上記入力回転軸
の軸方向への移動を規制する筒状の支持体と、こ
れら入力回転軸と支持体との間に回転自在に設け
られた筒状の出力回転軸と、上記両回転軸間での
動力伝達を行う転動体とを備え、上記入力回転軸
の外周に軸方向へ進行する螺旋状の溝を形成して
いる。前記支持体の内周には上記入力回転軸に形
成された溝に対し所定の角度をなす螺旋状の溝を
形成し、更に、前記出力回転軸には、上記入力回
転軸および支持体に形成さされた両溝と交差する
角度でスリツトを設けている。そして、これらの
溝と、スリツトとの間に球状の転動体を転動自在
に支持するとともに、前記スリツトの一端部に導
びかれた転動体を前記スリツトの他端部へ導びく
バイパス経路を前記支持体に形成したものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力回転軸に形成された溝
と、支持体に形成された溝と、出力回転軸に設け
られたスリツトとがそれぞれ異なる角度をなし、
且つ、これら三者の交差する位置に転動体が支持
されている。ここにおいて、入力回転軸が支持体
に対して回転運動を始めると入力回転軸および支
持体に形成された両溝の交差する位置が軸方向お
よび周方向に移動する。これに伴ない、この交差
する位置で支持された転動体も移動する。そし
て、この転動体の移動方向と上記スリツトの最手
方向とのなす角度が零でなければ、上記スリツト
は転動体の移動に応動するので、出力回転軸は回
転を始める。転動体は、転動体の移動できる限界
位置に到達すると、バイパス経路の一端部からバ
イパス経路内に入り込み、バイパス経路の他端部
から他の転動体を他の前記交差する位置に押し出
すので、溝内には常に転動体が循環し、上記出力
回転軸の回転は連続的に行なわれる。そして、こ
の場合には、出力回転軸の回転数は転動体の移動
方向とスリツトとのなす角度で決定され、この角
度は、前記入力回転軸および支持体に形成された
両溝のなす角度と、上記スリツトの角度とによつ
て任意に設定することができる。したがつて、こ
のように構成された減速機においては、減速機を
なんら大型化することなしに、極めて大きな減速
比を得ることが可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説
明する。

第１図および第２図において、図中１は、図示
しないモータなどの回転駆動源に、連結軸２を介
して接続された入力回転軸であり、この入力回転
軸１には、たとえばいわゆる右ねじ方向の螺旋状
の溝３が形成されている。この入力回転軸１に
は、柄部４，５に固定されたベアリング６および
７を介して円筒形状の出力回転軸８が回転自在に
支持されている。出力回転軸８は、たとえば軸方
向に延びる４本のスリツト９を周方向に等配して
設けたものとなつている。これら、入力回転軸１
と出力回転軸８とは、ベアリング６および７とで
上記出力回転軸を挟持するように設けられたベア
リング１０および１１を介して、円筒形状の支持
体１２の内部に回転自在に支持されている。支持
体１２の内周には、たとえば、上記入力回転軸１
とは逆向きの、いわゆる左ねじ方向に螺旋状の溝
１３が形成されている。そして、前記入力回転軸
１に形成された溝３と、出力回転軸８に設けられ
たスリツト９と、支持体１２に形成された溝１３
との交差する各位置には、球状の転動体１４が、
上記入力回転軸１，出力回転軸８および支持体１
２に対し、自由に転動し得る状態で保持されてい
る。そして、支持体１２には、上記溝３と溝１３
との交差する位置であつて、特にスリツト９の両
端部とその軸方向位置を同じにする部分に、これ
ら両部分を連通するバイパス孔１５が設けてあ
る。このバイパス孔１５内には上記転動体１４が
充填されており、支持体１２に対する入力回転軸
１および出力回転軸８の移動に伴なつて、上記転
動体１４が溝３および溝１３〜バイパス孔１５を
循環し得るように構成されている。

このように構成された減速機の動作について、
以下第３図を参照して説明する。すなわち、第３
図は各溝３，１３およびスリツト９の相対的位置
関係を展開して示した図であり、図中MIは入力
回転軸１に形成された溝３の中心線、Ｓは支持体
１２に形成された溝１３の中心線、MOは出力回
転軸８のスリツト９の中心線をそれぞれ示してい
る。この状態において転動体１４はMI，Ｓおよ
びMOの交点Ｐに位置している。今、入力回転軸
１が支持体１２に対してＸだけ移動し、溝３の中
心線がMIからMI′に変化したとすると、溝３と
溝１３との交点もＰからＱへと変化する。これに
よつて、転動体１４もＰからＱへ移動するので、
結局、出力回転軸８のスリツト９もMOから
MO′へｘだけ移動する。

この場合の減速比ｕは以下の如く求められる。
すなわち、今、第３図における垂直方向、つまり
スリツト９の中心線MO，MO′と直交する方向
と、溝３の中心線MI，MI′とのなす角度をθ₁，同
上溝１３の中心線Ｓとのなす角度をθ₂とし、PQ
間の距離をｌとすると次式が成り立つ。

ｌ・sin（π−θ₁−θ₂）＝Ｘ・sinθ₁ …(1) ｘ＝ｌ・cosθ₂ …(2) Ｘについて(1)式を整理すると、 Ｘ＝ｌ・sin（π−θ₁−θ₂）／sinθ₁ …(3) となる。減速比ｕはＸとｘとの比であるから、 ｕ＝Ｘ／ｘ＝sin（π−θ₁−θ₂）／sinθ₁・cosθ₂ ＝tanθ₂／tanθ₁＋１ …(4) となる。したがつて、たとえばθ₁＝45゜，θ₂＝
89.427゜に設定すれば減速比ｕは101となる。

このような減速比で出力回転軸８が回転する
と、やがて、転動体１４はスリツト９の端部に到
達する。この時、第１図および第２図に示す如く
支持体１２にはバイパス孔１５が設けられている
ので、転動体１４は、このバイパス孔１５の一端
側から内部に入り込む。バイパス孔１５には転動
体１４が詰め込まれているので、これによつて、
バイパス孔１５の他端側から他の転動体１４が押
し出され、上記スリツト９内に挿入される。以上
に繰り返しによつて、出力回転軸８に連続的に回
転し、ここに入力回転に応答した減速回転が実現
される。

このように、本実施例によれば、先のθ₁，θ₂，
すなわち、回転中心軸に対する入力回転軸１の溝
３のなす角度と、上記回転中心軸に対する支持体
１２の溝１３のなす角度とによつて、減速比ｕを
任意に設定することができるので、全体をなんら
大型化することなしに、極めて大きな減速比を得
ることができる。そして、この場合には、溝３と
溝１３とが互いに異なる向きへ進行する螺旋状溝
であるため、転動体４と入力回転軸８および支持
体１２との間の摩擦抵抗も少ないものとなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。たとえば入力回転軸の溝と、支持体の溝
と、出力回転軸のスリツトとの相対的な角度、ス
リツト、バイパスの位置、数などは全く任意に設
定し得る。要するに本発明はその要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る減速機の一部
切欠した分解斜視図、第２図は同減速機の断面
図、第３図は同減速機の動作および減速比を説明
するための図である。 １……入力回転軸、２……連結軸、３，１３…
…溝、６，７，１０，１１……ベアリング、８…
…出力回転軸、９……スリツト、１２……支持
体、１４……転動体、１５……バイパス孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周に軸方向へ進行する螺旋状の溝を形成し
   た入力回転軸と、この入力回転軸を内部で回転自
   在に支持するとともに上記入力回転軸の軸方向へ
   の移動を規制し、内周に上記入力回転軸に形成さ
   れた溝に対し所定の角度をなす螺旋状の溝を形成
   した筒状の支持体と、これら入力回転軸と支持体
   との間に回転自在に設けられるとともに、上記入
   力回転軸および支持体に形成された両溝と交差す
   る角度でスリツトを設けた円筒状の出力回転軸
   と、前記入力回転軸に形成された溝と上記出力回
   転軸に形成された溝と上記スリツトとが交差する
   各位置に転動自在に支持された複数の球状転動体
   と、前記支持体に設けられ前記スリツトの一端に
   導びかれた転動体を前記スリツトの他端部に導び
   くバイパス経路とを具備したことを特徴とする減
   速機。 ２ 前記入力回転軸に形成された溝と、前記支持
   体に形成された溝とは軸方向の互いに異なる向き
   へ進行する螺旋状の溝であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の減速機。