(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
前記支持体に回転自在に枢支され、かつ偏心軸部を有する入力軸と、
前記偏心軸部に回転自在に外嵌され、かつ第１外歯と第２外歯と第３外歯とを有する外歯車と、
前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第１外歯の歯数(ＯＮ１)より多い歯数(ＩＮ１)の第１内歯をもって前記第１外歯と噛合する第１内歯車を有する出力部材と、
前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第２外歯の歯数(ＯＮ２)より多い歯数(ＩＮ２)の第２内歯をもって前記第２外歯と噛合する第２内歯車と、
前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第３外歯の歯数(ＯＮ３)より多い歯数(ＩＮ３)の第３内歯をもって前記第３外歯と噛合する第３内歯車と、
前記支持体に設けられ、かつ前記第２内歯車と第３内歯車とを選択的に支持体に固定する切換手段とを備え、
前記第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)と、前記第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)と、前記第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)とを、互いに同一でない値に設定し、前記切換手段を、第２内歯車と第３内歯車とを選択的に支持体に固定するクラッチとし、さらに、前記クラッチを、支持体の内面に設けた雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を有し、一方向に回転させられることにより、一端が第２内歯車の一側面に圧接して、第２内歯車を支持体に圧着させて固定し、他方向に回転させられることにより、他端が第３内歯車の一側面に圧接して、第３内歯車を支持体に圧着させて固定しうるようにした雄ねじ部材と、この雄ねじ部材を一方向および他方向に回転させる回転手段とを備えるものとしたことを特徴とするセルフロック機能を有する減速装置。
【請求項２】
第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)に対して、第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)をそれより大、かつ第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)をそれより小とした請求項１記載のセルフロック機能を有する減速装置。
【請求項３】
第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)と第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)との差を、第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)と第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)との差より大とした請求項２記載の椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸側からの回転力は出力部材に確実に伝達するが、出力部材側からの回転力が入力軸に伝達されるのは確実に阻止するようにした、セルフロック機能を有する減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻上機等に用いられている従来の平歯車式減速装置では、特別にブレーキ装置を設けなければ、出力軸側からの回転力が入力軸に伝達されるのを確実に阻止することはできない。
ウォームギヤを用いた減速装置においては、リードアングルを歯面の摩擦角以下に設定することにより、ある程度のセルフロック機能を持たせることができるが、歯面の摩擦係数は歯面の滑り速度、振動、なじみ性、潤滑状況の変化等により予想値より下回る場合があり、そのような場合に、弛み事故が発生するおそれがあるので、このセルフロック性は信頼性に欠ける。
【０００３】
本発明者は、２段の内歯歯車機構を有する微小歯数差複合ハイポサイクロイド機構を用いることにより、信頼性の高いセルフロック機能を有する減速装置を発明し、既に特許されている(例えば特許文献１および２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２０５３８９号公報
【特許文献２】特許第４３２９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような従来のセルフロック機能を有する減速装置は、減速比が設計時に定められ、それを変更するには、設計し直さなければならない。
しかし、近年、用途に応じて減速比を簡単に切り換えできたり、入力軸の回転方向を変えないで、出力部材を正転から逆転に切り換えできたり、しかもその逆転時に早戻りできるようにしたりすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、このような要望に鑑み、信頼性の高いセルフロック機能を有するだけでなく、簡単な構造で、減速比を簡単に切り換えできたり、入力軸の回転方向を変えないで、出力部材を正転から逆転に切り換えできたり、しかもその逆転時に早戻りできるようにした減速装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）減速装置において、支持体と、前記支持体に回転自在に枢支され、かつ偏心軸部を有する入力軸と、前記偏心軸部に回転自在に外嵌され、かつ第１外歯と第２外歯と第３外歯とを有する外歯車と、前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第１外歯の歯数(ＯＮ１)より多い歯数(ＩＮ１)の第１内歯をもって前記第１外歯と噛合する第１内歯車を有する出力部材と、前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第２外歯の歯数(ＯＮ２)より多い歯数(ＩＮ２)の第２内歯をもって前記第２外歯と噛合する第２内歯車と、前記入力軸と同芯をなして前記支持体に回転自在に枢支され、かつ前記第３外歯の歯数(ＯＮ３)より多い歯数(ＩＮ３)の第３内歯をもって前記第３外歯と噛合する第３内歯車と、前記支持体に設けられ、かつ前記第２内歯車と第３内歯車とを選択的に支持体に固定する切換手段とを備えるものとし、前記第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)と、前記第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)と、前記第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)とを、互いに同一でない値に設定し、前記切換手段を、第２内歯車と第３内歯車とを選択的に支持体に固定するクラッチとし、さらに、前記クラッチを、支持体の内面に設けた雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を有し、一方向に回転させられることにより、一端が第２内歯車の一側面に圧接して、第２内歯車を支持体に圧着させて固定し、他方向に回転させられることにより、他端が第３内歯車の一側面に圧接して、第３内歯車を支持体に圧着させて固定しうるようにした雄ねじ部材と、この雄ねじ部材を一方向および他方向に回転させる回転手段とを備えるものとする。
【０００８】
このような構成とすると、切換手段により第２内歯車が支持体に固定させられたときは、その第２内歯車が噛合している第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)と、第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)とによって減速比と回転方向とが定まり、その状態で入力軸が回転させられると、出力部材は、上記減速比をもって、上記によって定められた方向に回転させられる。
また、切換手段により第３内歯車が支持体に固定させられたときは、その第３内歯車が噛合する第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)と、第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)とによって減速比と回転方向とが定まり、その状態で入力軸が回転させられると、出力部材は、上記減速比をもって、上記によって定められた方向に回転させられる。
したがって、切換手段の切換操作によって、減速比や回転方向の異なる２態様で、出力部材を回転させることができ、汎用性が増すだけでなく、部品点数の少ない簡単な構造とすることができる。
しかも、信頼性の高いセルフロック機能を有する減速装置を提供することができる。
さらに、切換手段を簡単な構造とすることができ、しかも、クラッチを、さらに構造が簡単で、確実に作動するものとすることができる。
【０００９】
（２）上記(１)項において、第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)に対して、第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)をそれより大、かつ第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)をそれより小とする。
【００１０】
このような構成とすると、切換手段により、第２内歯車を支持体に固定したときと、同じく第３内歯車を支持体に固定したときで、出力部材の回転方向を異ならせることができる。したがって、入力軸の回転方向を一定とした状態で、切換手段の切換操作のみによって、出力部材の回転方向を変えることができ、出力部材を逆転させたいときに、入力軸を反転させる必要がない。
【００１１】
（３）上記(２)項において、第２外歯と第２内歯との歯数比(ＯＮ２／ＩＮ２)と第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)との差を、第３外歯と第３内歯との歯数比(ＯＮ３／ＩＮ３)と第１外歯と第１内歯との歯数比(ＯＮ１／ＩＮ１)との差より大とする。
【００１２】
このような構成とすると、出力部材の正転時の減速比と逆転時の減速比とが異なり、早戻り機構または早送り機構とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するだけでなく、簡単な構造で、減速比を簡単に切り換えできたり、入力軸の回転方向を変えないで、出力部材を正転から逆転に切り換えできたり、しかもその逆転時に早戻りできるようにした減速装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のセルフロック機能を有する減速装置の一実施形態の縦断正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】図１のV−V線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、本発明のセルフロック機能を有する減速装置の一実施形態を示す。
【００１６】
この減速装置１における支持体２は、左右方向を筒体３の右端部に設けた雌ねじ孔３ａに、閉塞体４の左端部に設けた雄ねじ部４ａを螺合して、閉塞体４を筒体３の右端部に固着し、かつ筒体３の左端部に設けた雄ねじ部３ｂに、閉塞体５の右端部に設けた雌ねじ孔５ａを螺合して、閉塞体５を筒体３の左端部に固着したものよりなっている。
【００１７】
閉塞体４、５の中央には、筒体３と同芯をなす軸孔６、７が設けられ、各軸孔６、７には、入力軸８および出力軸(出力部材)９が回転自在に嵌合されている。
【００１８】
入力軸８は、外周面にキー溝１０が設けられ、かつ回転手段(図示略)に連結される連結軸部８ａと、これよりわずかに大径をなして、連結軸部８ａの左端に同芯状に連設された主軸部８ｂと、主軸部８ｂの左端に連設された拡径鍔部８ｃと、拡径鍔部８ｃの左端に連設された偏心軸部８ｄと、偏心軸部８ｄの左端に連設され、かつ主軸部８ｂと同芯をなす小径軸部８ｅとからなり、主軸部８ｂが閉塞体４の軸孔６内にニードルベアリング１１をもって、また小径軸部８ｅが、出力軸９の右端の中央に設けられた軸孔１２内にニードルベアリング１３をもってそれぞれ枢支されることにより、連結軸部８ａと主軸部８ｂの一部とが右方に突出するようにして、支持体２内に安定して枢支されている。
【００１９】
出力軸９は、主軸部９ａの右端に、主軸部９ａより大径の大径軸部９ｂが、また主軸部９ａの左端に、主軸部９ａより小径の小径軸部９ｃがそれぞれ同心状に連設され、かつ大径軸部９ｂの右端部に、内面に第１内歯１４ａが設けられた第１内歯車１４における左方に延出する筒部１４ｂが外嵌されて、径方向を向くスプリングピン１４ｃをもって大径軸部９ｂに止着されたものよりなっている。
小径軸部９ｃは、外周にキー溝１５が設けられ、被駆動手段(図示略)に連結されるようになっている。
【００２０】
出力軸９は、主軸部９ａが筒体３の左端部内にボールベアリング１６をもって、また第１内歯１４ａが筒体３の左右方向の中間部内にニードルベアリング１７をもってそれぞれ枢支されることにより、小径軸部９ｃと主軸部９ａの一部とが右方に突出するようにして、支持体２内に安定して枢支されている。
【００２１】
出力軸９の主軸部９ａが貫通する閉塞体５の軸孔７内には、リング状のシール部材１８が設けられている。
また、主軸部９ａの左右方向の中間部には、ボールベアリング１６の抜け止め用の止め環１９が設けられている。
【００２２】
入力軸８の偏心軸部８ｄには、外歯車２０が、複数のニードルベアリング２１をもって回転自在に外嵌されている。
外歯車２０の左端部と中間部と右端部とには、第１外歯２０ａと第２外歯２０ｂと第３外歯２０ｃとが、互いに左右方向に離間するようにして一体的に設けられている。
【００２３】
第１外歯２０ａは、第１内歯車１４の第１内歯１４ａの歯数(ＩＮ１)よりわずかに少ない歯数(ＯＮ１)をもって第１内歯１４ａと噛合している。
第２外歯２０ｂは、筒体３内の左右方向の中間部に入力軸８と同芯をなして回転自在に枢支された第２内歯車２２の第２内歯２２ａと、その歯数(ＩＮ２)よりわずかに少ない歯数(ＯＮ２)をもって噛合している。
また、第３外歯２０ｃは、筒体３内の右端部に入力軸８と同芯をなして回転自在に枢支された第３内歯車２３の第３内歯２３ａと、その歯数(ＩＮ３)よりわずかに少ない歯数(ＯＮ３)をもって噛合している。
【００２４】
筒体３内における第２外歯２０ｂと第３外歯２０ｃとの間における環状の空間には、外周に形成された雄ねじ部２４ａが、筒体３の中間部内面に設けた雌ねじ孔３ｃに螺合するようにした雄ねじ部材２４が、回転可能かつ左右方向にわずかに移動可能として嵌合されている。
【００２５】
雄ねじ部材２４の外周の一部には、筒体３の外周の一部に設けた周方向の長孔２５を通って筒体３外に突出する操作杆２６が突設されており、この操作杆２６を、図３における反時計回りに回転させると、雄ねじ部２４ａと雌ねじ孔３ｃとの螺合により、図１における右方に移動して、その右側面が第３内歯車２３の左側面に圧接し、第３内歯車２３を閉塞体４の左端面に圧着させて固定することができ、また図３における時計回りに回転させると、雄ねじ部２４ａと雌ねじ孔３ｃとの螺合により、図１における左方に移動して、その左側面が第２内歯車２２の右側面に圧接し、第２内歯車２２を筒体３の内面における雌ねじ孔３ｃの部分とその左方のそれより小径の段孔３ｄとの段差面３ｅに圧着させて固定することができるようになっている。
操作杆２６の先端には、球体状のグリップ２６ａが設けられている。
【００２６】
この雄ねじ部材２４、長孔２５、操作杆２６等により、第２内歯車と第３内歯車とを選択的に支持体に固定するクラッチ、すなわち切換手段２７が形成されている。
【００２７】
外歯車２０の第１外歯２０ａの歯数(ＯＮ１)と第２外歯２０ｂの歯数(ＯＮ２)と第３外歯２０ｃの歯数(ＯＮ３)と、第１内歯車１４の第１内歯１４ａの歯数(ＩＮ１)と、第２内歯車２２の第２内歯２２ａの歯数(ＩＮ２)と、第３内歯車２３の第３内歯２３ａの歯数(ＩＮ３)との第１例を挙げると次の通りである。
【００２８】
＜第１例＞
ＯＮ１＝２１、ＯＮ２＝３６、ＯＮ３＝２８
ＩＮ１＝２３、ＩＮ２＝３９、ＩＮ３＝３１
【００２９】
第１例の場合、切換手段２７の操作により、第２内歯車２２を段差面３ｅに圧着させて支持体２に固定させたとき、入力軸８に対する出力軸９の回転数ｉは、式１のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ９２回転したとき、出力軸９は、入力軸８と同方向に１回転する。
【数１】
0005630816.tif 000002
【００３０】
また、切換手段２７の操作により、第３内歯車２３を閉塞体４の左端面に圧着させて支持体２に固定させたときは、入力軸８に対する出力軸９の回転数ｉは、式２のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ９２回転したとき、出力軸９は、入力軸８の回転方向と逆方向に１回転する。
【数２】
0005630816.tif 000003
【００３１】
したがって、各歯数を第１例のようにすると、減速比をほぼ同一として、切換手段２７の操作により、出力軸９の回転方向のみを切り換えることができる。
【００３２】
切換手段２７の操作により、第２内歯車２２と第３内歯車２３とのいずれか一方を支持体２に固定した状態で、入力軸８の回転が停止し、かつ出力軸９側から回転力が作用したときは、第１内歯車１４が外歯車２０の第１外歯２０ａを偏心軸部８ｄ回りに回転させようとするが、第２内歯車２２と第３内歯車２３とのいずれか一方が支持体２に固定されており、それと噛合している外歯車２０の第２外歯２０ｂと第３外歯２０ｃとのいずれか一方が外歯車２０の回転を阻止するので、出力軸９は、入力軸８の回転によらない外力によっては回転させられることはない。すなわち、セルフロックされる。このときの出力軸９の回転阻止力は、減速比が大きいほど大である。
【００３３】
次に、各歯数の第２例を示すと、次の通りである。
＜第２例＞
ＯＮ１＝２１、ＯＮ２＝３６、ＯＮ３＝２４
ＩＮ１＝２３、ＩＮ２＝３９、ＩＮ３＝２７
すなわち、第２例では、第１例におけるＯＮ３とＩＮ３との歯数を変えただけである。
【００３４】
第２例の場合、切換手段２７の操作により、第２内歯車２２を段差面３ｅに圧着させて支持体２に固定させたとき、入力軸８に対する出力軸９の回転数ｉは、式１と同一の式３のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ９２回転したとき、出力軸９は、入力軸８と同方向に１回転する。
【数３】
0005630816.tif 000004
【００３５】
しかし、切換手段２７の操作により、第３内歯車２３を閉塞体４の左端面に圧着させて支持体２に固定させたときは、入力軸８に対する出力軸９の回転数ｉは、式４のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ３７回転したとき、出力軸９は、入力軸８の回転方向と逆方向に１回転する。
【数４】
0005630816.tif 000005
【００３６】
したがって、各歯数を第２例のようにすると、切換手段２７の切換操作により、往回転時(第２内歯車２２を固定)は高減速比で、出力軸９を正回転させ、かつ復回転時(第３内歯車２３を固定)は低減速比で、出力軸９を逆回転させることができる。すなわち、早戻りさせることができる。
【００３７】
第２例の場合にも、第１例の場合と同様の原理により、セルフロック機能が発揮されることはもちろんである。
【００３８】
次に、各歯数の第３例を示すと、次の通りである。
＜第３例＞
ＯＮ１＝２７、ＯＮ２＝３０、ＯＮ３＝２７
ＩＮ１＝３０、ＩＮ２＝３３、ＩＮ３＝２９
【００３９】
第３例の場合、切換手段２７の操作により、第２内歯車２２を段差面３ｅに圧着させて支持体２に固定させたとき、入力軸８に対する出力軸９の回転数は、式５のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ１００回転したとき、出力軸９は、入力軸８と同方向に１回転する。
【数５】
0005630816.tif 000006
【００４０】
また、切換手段２７の操作により、第３内歯車２３を閉塞体４の左端面に圧着させて支持体２に固定させたときは、入力軸８に対する出力軸９の回転数ｉは、式６のようになる。
すなわち、入力軸８がほぼ３７回転したとき、出力軸９は、入力軸８と同方向に１回転する。
【数６】
0005630816.tif 000007
【００４１】
したがって、各歯数を第３例のようにすると、切換手段２７の切換操作により、出力軸９の回転方向を同一として、減速比を大小２段階に切り換えることができる。
【００４２】
第３例の場合にも、第１例の場合と同様の原理により、セルフロック機能が発揮されることはもちろんである。
【００４３】
本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、幾多の変形した態様での実施が可能である。
例えば、切換手段２７として、上述のような手動操作式のクラッチに代えて、第２内歯車２２と第３内歯車２３とを選択的に支持体２に固定させる電磁クラッチとしたり、またはその他の切換機構を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のセルフロック機能を有する減速装置は、ウインチ、バルブの開閉装置、電動式ジャッキ、その他の被駆動手段を駆動する駆動手段として好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  減速装置
２  支持体
３  筒体
３ａ雌ねじ孔
３ｂ雄ねじ部
３ｃ雌ねじ孔
３ｄ段孔
３ｅ段差面
４  閉塞体
４ａ雄ねじ部
５  閉塞体
５ａ雌ねじ孔
６、７  軸孔
８  入力軸
８ａ連結軸部
８ｂ主軸部
８ｃ拡径鍔部
８ｄ偏心軸部
８ｅ小径軸部
９  出力軸(出力部材)
９ａ主軸部
９ｂ大径軸部
９ｃ小径軸部
１０  キー溝
１１  ニードルベアリング
１２  軸孔
１３  ニードルベアリング
１４  第１内歯車
１４ａ第１内歯
１４ｂ筒部
１４ｃスプリングピン
１５  キー溝
１６  ボールベアリング
１７  ニードルベアリング
１８  シール部材
１９  止め環
２０  外歯車
２０ａ第１外歯
２０ｂ第２外歯
２０ｃ第３外歯
２１  ニードルベアリング
２２  第２内歯車
２２ａ第２内歯
２３  第３内歯車
２３ａ第３内歯
２４  雄ねじ部材
２４ａ雄ねじ部
２５  長孔
２６  操作杆
２６ａグリップ
２７  切換手段(クラッチ)
ＯＮ１、ＯＮ２、ＯＮ３、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３  歯数
【図１】
0005630816.tif 000008
【図２】
0005630816.tif 000009
【図３】
0005630816.tif 000010
【図４】
0005630816.tif 000011
【図５】
0005630816.tif 000012