(57)【要約】【課題】大きな減速比を得つつ、出力軸の回転数、出力トルクを安定させること。【解決手段】駆動源に連結され、駆動源の駆動により軸心回りに回転する駆動軸１と、駆動軸の軸心に対して偏心した位置で駆動軸に連結され、駆動軸の回転と共に駆動軸の軸心回りに回転する偏心軸２と、偏心軸に回転自在に設けられた第１の外歯歯車３と、所定位置に固定され、第１の外歯歯車に噛み合う第１の内歯歯車４と、偏心軸に回転自在に設けられ、第１の外歯歯車と偏心軸の軸心方向に並ぶように配置された第２の外歯歯車５と、第２の外歯歯車に噛み合う第２の内歯歯車６と、第２の内歯歯車に連結され、駆動軸と同軸心回りに回転する出力軸７と、を備え、第１の外歯歯車と第１の内歯歯車との歯数の差と、第２の外歯歯車と第２の内歯歯車との歯数の差を等しくした。【選択図】図１
2010196860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に連結され、前記駆動源の駆動により軸心回りに回転する駆動軸と、
前記駆動軸の軸心に対して偏心した位置で前記駆動軸に連結され、前記駆動軸の回転と共に前記駆動軸の軸心回りに回転する偏心軸と、
前記偏心軸に回転自在に設けられた第１の外歯歯車と、
所定位置に固定され、前記第１の外歯歯車に噛み合う第１の内歯歯車と、
前記偏心軸に回転自在に設けられ、前記第１の外歯歯車と前記偏心軸の軸心方向に並ぶように配置された第２の外歯歯車と、
前記第２の外歯歯車に噛み合う第２の内歯歯車と、
前記第２の内歯歯車に連結され、前記駆動軸と同軸心回りに回転する出力軸と、を備え、
前記第１の外歯歯車と前記第１の内歯歯車との歯数の差と、前記第２の外歯歯車と前記第２の内歯歯車との歯数の差を等しくしたことを特徴とする減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速回転する駆動源の回転を低速回転する機器に伝達するために、複数の歯車が組み合わされた減速装置が用いられている。
駆動源であるモータ等の回転速度に対して比較的大きな減速比が求められる場合、小さな減速比を持つ減速装置を複数段重ねて用いると、小型化が困難である。そのため、１段で大きな減速比が得られる減速装置として、内歯歯車の内側で外歯歯車が噛み合う減速装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の減速装置においては、回転軸に２つの偏心軸を設け、この偏心軸にそれぞれ遊星歯車を設け、この遊星歯車に内歯歯車が噛み合うように設けられている。２つの遊星歯車には、摺動孔が形成されており、この摺動孔に回転輪の摺動ピンが通され、回転輪には出力軸が設けられている。
このような構成をとることにより、遊星歯車が一回転すると、固定された内歯歯車と２つの遊星歯車の歯数の差だけ回転角度が進み、この回転角度の差だけ出力軸を回転させることができ、大きな減速比を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１５５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１においては、出力軸は、遊星歯車の回転に追随して回転するため、回転軸と同軸心回りに回転することができない。そのため、出力軸の回転数、出力トルクが内歯歯車に対する遊星歯車の位置によって変動し、出力軸の回転数、出力トルクが安定しないという問題があった。また、このような問題を解決しながらも、簡易な構造で大きな減速比を得たいという要望があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、大きな減速比を得ることができ、出力軸の回転数、出力トルクを安定させることができる減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、減速装置であって、
駆動源に連結され、前記駆動源の駆動により軸心回りに回転する駆動軸と、
前記駆動軸の軸心に対して偏心した位置で前記駆動軸に連結され、前記駆動軸の回転と共に前記駆動軸の軸心回りに回転する偏心軸と、
前記偏心軸に回転自在に設けられた第１の外歯歯車と、
所定位置に固定され、前記第１の外歯歯車に噛み合う第１の内歯歯車と、
前記偏心軸に回転自在に設けられ、前記第１の外歯歯車と前記偏心軸の軸心方向に並ぶように配置された第２の外歯歯車と、
前記第２の外歯歯車に噛み合う第２の内歯歯車と、
前記第２の内歯歯車に連結され、前記駆動軸と同軸心回りに回転する出力軸と、を備え、
前記第１の外歯歯車と前記第１の内歯歯車との歯数の差と、前記第２の外歯歯車と前記第２の内歯歯車との歯数の差を等しくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大きな減速比を得ることができ、出力軸の回転数、出力トルクを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】減速装置の分解斜視図。
【図２】減速装置による減速のメカニズムを説明するために、各歯車を軸心方向から見た模式図。
【図３】減速装置による減速のメカニズムを説明するために、各歯車を軸心に直交する側方から見た模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る減速装置の実施形態について説明する。減速装置は、各機器において高速回転する駆動源と低速回転する機器とを連結するように設けられている。
＜減速装置の構成＞
図１に示すように、減速装置１００は、駆動軸１と、偏心軸２と、第１の外歯歯車３と、第１の内歯歯車４と、第２の外歯歯車５と、第２の内歯歯車６と、出力軸７と、を備えている。
駆動軸１は、駆動源であるモータのモータ軸に連結され、モータの駆動により軸心回りに回転する。駆動軸１の先端には、偏心軸２を取り付けるための取付台１０が設けられている。取付台１０は、駆動軸１の軸心方向に直交する断面よりも大きな面を有する板材であり、一方の面に駆動軸１が取り付けられている。
偏心軸２は、取付台１０の他方の面に取り付けられている。偏心軸２は、その軸心が駆動軸１の軸心に対して偏心した位置で取付台１０に設けられている。これにより、駆動軸１が軸心回りに回転すると、駆動軸１の回転と共に、偏心軸２は駆動軸１の軸心回りに同方向に回転する。
【００１０】
第１の外歯歯車３は、その回転軸心が偏心軸２の軸心と同軸心となるように偏心軸２に回転自在に設けられている。第１の外歯歯車３は、その外周に沿って歯数Ｚ３の歯が形成されている。
第１の内歯歯車４は、減速装置１００が設けられる機器本体に固定されている。第１の内歯歯車４は、環状に形成された本体の内周に沿って歯数Ｚ４の歯が形成されている。
第１の外歯歯車３は、第１の内歯歯車４に噛み合うように配置されている。
【００１１】
第２の外歯歯車５は、第１の外歯歯車３と偏心軸２の軸心方向に並ぶように偏心軸２に回転自在に設けられている。第２の外歯歯車５は、その外周に沿って歯数Ｚ５の歯が形成されている。第２の外歯歯車５は、一方の面が第１の外歯歯車３の一方の面に重なるように設置されており、第１の外歯歯車３と第２の外歯歯車５とが外見上一体となるように設けられている。
第２の内歯歯車６は、第２の外歯歯車５に噛み合うように配置されている。第２の内歯歯車６は、環状に形成された本体の内周に沿って歯数Ｚ６の歯が形成されている。第２の内歯歯車６は、第１の内歯歯車４のように機器本体に固定されておらず、駆動軸１と同軸心回りに回転することができる。第２の内歯歯車６の出力軸７側の端面には、第２の内歯歯車６と出力軸７とを接続するための接続部材６ａ（例えば、図１に示すような板材）が取り付けられている。
出力軸７は、第２の内歯歯車６に取り付けられた接続部材６ａに接続され、第２の内歯歯車６と同軸心回りに回転する。
ここで、各歯車３，４，５，６は、第１の外歯歯車３と第１の内歯歯車４との歯数の差Ｚ４−Ｚ３と、第２の外歯歯車５と第２の内歯歯車６との歯数の差Ｚ６−Ｚ５とが等しくなるように構成されている。
【００１２】
＜減速のメカニズム＞
次に、減速装置１００による減速のメカニズムについて、例を挙げて説明する。
図２、図３に示すように、第１の外歯歯車３と第１の内歯歯車４との歯数の差Ｚ４−Ｚ３を３歯とし、第２の外歯歯車５と第２の内歯歯車６との歯数の差Ｚ６−Ｚ５を３歯とすると、Ｚ３＝Ｚ４−３、Ｚ５＝Ｚ６−３となる。
【００１３】
ここで、歯車のモジュールをｍ、ピッチ円直径をＤ、歯数をＺとすると、
Ｄ＝ｍＺ          ・・・（１）
が成立することから、図２に示すように、第１の外歯歯車３の駆動軸１に対する偏心量ｄ３及び第２の外歯歯車５の駆動軸１に対する偏心量ｄ５は、
ｄ３＝｛Ｚ４×ｍ−（Ｚ４−３）×ｍ｝／２          ・・・（２）
ｄ５＝｛Ｚ６×ｍ−（Ｚ６−３）×ｍ｝／２          ・・・（３）
で求めることができる。
【００１４】
式（２）（３）を整理すると、
ｄ３＝ｄ５＝ｍ×３／２          ・・・（４）
となる。
【００１５】
すなわち、第１の外歯歯車３の偏心量ｄ３は、第１の外歯歯車３と第１の内歯歯車４の歯数差「３」とモジュールｍで決まり、第２の外歯歯車５の偏心量ｄ５は、第２の外歯歯車５と第２の内歯歯車６の歯数差「３」とモジュールｍで決まる。そのため、上記のように歯数差を３で同じにしておけば、両外歯歯車３，５の偏心量は一致し、一つの偏心軸２に設けることができ、駆動の伝達に問題は生じない。
【００１６】
一方、偏心軸２が駆動軸１の軸心回りに１回転するとき、すなわち、入力となる駆動軸１が１回転するときの第１の外歯歯車３の回転数Ｒ３及び第２の外歯歯車５の回転数Ｒ５は、
Ｒ３＝Ｚ４／Ｚ３＝Ｚ４／（Ｚ４−３）          ・・・（５）
Ｒ５＝Ｚ６／Ｚ５＝Ｚ６／（Ｚ６−３）          ・・・（６）
となる。
【００１７】
ここで、第１の内歯歯車４の歯数をＺ４＝２０、第２の内歯歯車６の歯数をＺ６＝２５として、両内歯歯車４，６の歯数を変えると、両外歯歯車３，５の回転数Ｒ３、Ｒ５は、
Ｒ３＝２０／（２０−３）≒１．１７６          ・・・（７）
Ｒ５＝２５／（２５−３）≒１．１３６          ・・・（８）
となる。
【００１８】
そして、第１の内歯歯車４が固定されていることから、両外歯歯車３，５の回転数Ｒ３、Ｒ５の差ΔＲは、
ΔＲ＝１．１７６−１．１３６＝０．０４０          ・・・（９）
となる。
【００１９】
この回転数の差ΔＲが、偏心軸２が駆動軸１の軸心回りに１回転するときの第２の内歯歯車６の回転数となる。
【００２０】
よって、この場合の減速比Ｓは、
Ｓ＝１／０．０４＝２５          ・・・（１０）
となり、大きな減速比を実現することができる。
【００２１】
＜実施形態の作用効果＞
このように、減速装置１００によれば、駆動源の駆動により駆動軸１が軸心回りに回転すると、駆動軸１に連結された偏心軸２は、駆動軸１の軸心回りに回転する。偏心軸２が駆動軸１の軸心回りに回転すると、偏心軸２に設けられた第１の外歯歯車３及び第２の外歯歯車５もそれぞれに噛み合う各内歯歯車４，６に沿って駆動軸１の軸心回りに回転する。
第１の外歯歯車３は、第１の内歯歯車４に噛み合っているため、第１の外歯歯車３の回転により、第１の内歯歯車４を回転させようとするが、第１の内歯歯車４は固定されているため、第１の外歯歯車３は、偏心軸２の軸心回りに自転すると共に、駆動軸１の軸心回りに公転する。
【００２２】
ここで、第１の外歯歯車３と第１の内歯歯車４との歯数の差と、第２の外歯歯車５と第２の内歯歯車６との歯数の差を等しくしたため、第１の外歯歯車３と第２の外歯歯車５は、駆動軸１の軸心に対して同じ偏心量となり、１つの偏心軸２に設けることができる。
さらに、第１の外歯歯車３と第２の外歯歯車５は同じ偏心軸２に設けられているため、第２の外歯歯車５は第１の外歯歯車３に追随して偏心軸２の軸心回りに自転すると共に、駆動軸１の軸心回りに公転する。第２の外歯歯車５の公転により、第２の外歯歯車５に噛み合う第２の内歯歯車６は、駆動軸１の軸心回りに回転する。第２の内歯歯車６の回転により、出力軸７は軸心回りに回転し、駆動軸１の回転速度を減速させて出力することができる。
【００２３】
ここで、第１の外歯歯車３と第２の外歯歯車５は、歯数が異なるため、偏心軸２が駆動軸１の軸心回りに１回転するときの第１の外歯歯車３と第２の外歯歯車５の回転数はそれぞれ異なる。
従って、両外歯歯車３，５の回転数の差が、偏心軸２が駆動軸１の軸心回りに１回転するときの第２の内歯歯車６の回転数となる。
【００２４】
これにより、出力軸７を駆動軸１と同軸心回りに回転させることができるため、出力軸７の回転数、出力トルクが第２の内歯歯車６に対する第２の外歯歯車５の位置によって変動することがなくなり、出力軸７の回転数、出力トルクを安定させることができる。
また、上記の例にも示したように、２つの外歯歯車３，５と、２つの内歯歯車４，６の組み合わせだけで、大きな減速比を実現することができる。
よって、減速装置１００の小型化、軽量化を図りつつ、大きな減速比を得ることができ、部品点数の低減、コスト削減を図ることができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、減速装置１００は、出力軸７を駆動源に連結して入力側とし、駆動軸１を出力側として用いてもよい。この場合、回転方向が上記実施形態とは逆になる。
また、内歯歯車及び外歯歯車は、２つに限らず、３つ以上用いてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  駆動軸
２  偏心軸
３  第１の外歯歯車
４  第１の内歯歯車
５  第２の外歯歯車
６  第２の内歯歯車
７  出力軸
１００  減速装置
【図１】
2010196860.tif 000003
【図２】
2010196860.tif 000004
【図３】
2010196860.tif 000005