(57)【要約】【課題】  駆動源の駆動力を受けて、減速比を自在に可変できる減速機を提供することを目的とする。【課題手段】  駆動源の駆動力を受けて回動する回転軸２と、回転軸２の一端に接続され回転軸２と共に回動する太陽歯車３と、太陽歯車３に空隙を介して同軸状に配設された内歯車６と、空隙に配設され太陽歯車３及び内歯車６に噛合する遊星歯車５と、遊星歯車６を回転自在に支持すると共に太陽歯車３と同軸状に回転自在に支持された回動体７と、内歯車６に接続され内歯車６と共に回動する出力軸９と、回転軸２に噛合して回転軸２と共に回動する入力軸１２と、回動体７に噛合して回動体７と共に回動する第二出力軸１３と、入力軸１２の回動速度を変速して第二出力軸１３に伝達する変速機構２０とを備える。【選択図】  図１
2006029344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力を受けて回動する回転軸と、
前記回転軸の一端に接続され該回転軸と共に回動する太陽歯車と、
前記太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、
前記空隙に配設され前記太陽歯車及び内歯車に噛合する中間歯車と、
前記中間歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持された回動体と、
前記内歯車に接続され該内歯車と共に回動する出力軸と、
を備え、前記回転軸の回動動作を、前記太陽歯車、中間歯車及び内歯車を介して減速し、前記出力軸に伝達するように構成された減速機であって、
前記回動体を回動させると共に、その回動速度を変速可能な回動手段を備えていることを特徴とする減速機。
【請求項２】
前記回動手段は、
前記回転軸に噛合して該回転軸と共に回動する入力軸と、
前記回動体に噛合して該回動体と共に回動する第二出力軸と、
前記入力軸の回動速度を変速して前記第二出力軸に伝達する変速機構と、
を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の減速機。
【請求項３】
前記変速機構は、
前記入力軸と前記第二出力軸とが同軸線上に配設され、
前記入力軸及び第二出力軸の外周に間隙を介して配設され、自らの中心軸を軸として回動すると共に、前記入力軸及び出力軸の外周に沿って回動自在に備えられた複数の円錐形転子と、
前記複数の円錐形転子を囲むようにリング状に形成され、内面が前記複数の円錐形転子の円錐面に摩擦係合する変速リングとを備え、
前記円錐形転子には、
円錐形の頂点から周縁に至る円錐面と、この円錐面の中心軸に直交する底面と、該底面から略直交して延出しその外周に沿って断面が円弧状の環状溝が形成された軸部とが備えられ、
前記入力軸には、前記円錐形転子の環状溝に摩擦係合する大径部が備えられると共に、前記第二出力軸には、前記円錐形転子の底面における端部に摩擦係合する第二大径部が備えられ、
前記変速リングを前記円錐形の頂点から周縁に至る方向に移動させ、前記変速リングと前記円錐面との摩擦係合位置を可変する変速リング移動装置を備えている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源の回転駆動力を受けてその回転速度を減速する減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動モータの回転駆動力を変速する動力伝達機構として、歯車機構を介して一定の減速比を得る減速機や、変速比を連続的に変化させることができる無段変速機が知られている。
【０００３】
減速機として、例えば、駆動モータの回転駆動力を受けて回動する回転軸に接続されこの回転軸と共に回動する太陽歯車と、太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、この空隙に配設され太陽歯車及び内歯車に噛合する複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持されたキャリア（所謂、回動体である）と、を備え、内歯車を固定し、太陽歯車の回転速度を減速してキャリアに伝達する遊星歯車減速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、動力の伝達を歯車の噛合によって行う減速機は、太陽歯車からキャリアに伝達される回転速度の減速比が各歯車の歯形と歯数の比で設定され、高い伝達トルクを得ることができる。
【０００４】
また、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機として、トルクの伝達および変速比の変更をベルトによっておこなうベルト式の無段変速機や、パワーローラによっておこなうトロイダル式（トラクション式）の無段変速機が知られている。前者のベルト式の無段変速機は、溝幅を変更可能なプーリにベルトを巻掛け、そのプーリとベルトとの接触面での摩擦力によってトルクを伝達し、またプーリの溝幅を変更することによりベルトの巻掛け有効半径を変化させて変速するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また後者のトロイダル式の無段変速機は、対向して配置された入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させて摩擦接触させ、パワーローラの傾転角度を変えることによって、各ディスクに対するトルク伝達位置の半径を変更して変速を実行するように構成されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０６９９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４１９９号公報
【特許文献３】特開２００４−１７６７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
動力伝達機構は、伝達トルクや伝達効率などが優れ、且つ、変速比及び減速比を自在に可変できることが好ましい。
【０００７】
しかるに、特許文献１に記載の減速機によれば、減速比が各歯車の歯形や歯数で設定され、減速比を変えるには、歯車を交換しなければならないので困難であった。
また、特許文献２及び特許文献３に記載の変速機によれば、互いの部材の動力の伝達が摩擦力によってなされるため、伝達トルクが高くなるとその動力伝達部にスリップや摩耗が生じて伝達効率を損なう虞があった。
【０００８】
そこで、本発明は、駆動源の駆動力を受けて回動する回転軸から出力軸に至る伝達トルクを損なうことがなく、減速比を自在に可変できる減速機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】
【０００９】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、駆動源の駆動力を受けて回動する回転軸と、前記回転軸の一端に接続され該回転軸と共に回動する太陽歯車と、前記太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、前記空隙に配設され前記太陽歯車及び内歯車に噛合する中間歯車と、前記中間歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持された回動体と、前記内歯車に接続され該内歯車と共に回動する出力軸と、を備え、前記回転軸の回動動作を、前記太陽歯車、中間歯車及び内歯車を介して減速し、前記出力軸に伝達するように構成された減速機であって、前記回動体を回動させると共に、その回動速度を変速可能な回動手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の減速機によれば、太陽歯車から遊星歯車、内歯車及び出力軸に至る動力伝達が歯車の噛合によってなされるので、動力伝達が摩擦力によってなされる変速機に較べ、高い伝達トルクを得ることができ、伝達効率も優れている。また、回動体を回動させ、その回動速度を変速可能な回動手段を備えているので、駆動源の回転駆動力を受けて回動する回転軸から出力軸に伝達される回動速度の減速比を自在に変化させることができる。すなわち、回転軸の回動に伴う出力軸の回動速度は、回動体が固定されていれば、太陽歯車、遊星歯車、内歯車の歯数及び歯形の組み合わせによって設定されるが、回動体が回動されることにより前述の各歯車の組み合わせによって設定された回動速度（以下、固定速度という。）に回動体の回動速度が合成されることになる。この際、出力軸の回動速度は、回動体の回転方向と内歯車の回転方向が一致する場合には、前述の固定速度に回動体の回動速度が加えられ、回動体の回転方向と内歯車の回転方向が逆の場合には、前述の固定速度に回動体の回動速度が減じられる。
【００１１】
また、請求項１に記載の減速機は、請求項２に記載の発明のように、前記回動手段が、前記回転軸に噛合して該回転軸と共に回動する入力軸と、前記回動体に噛合して該回動体と共に回動する第二出力軸と、前記入力軸の回動速度を変速して第二出力軸に伝達する変速機構とを備えていることにより、太陽歯車から、遊星歯車、内歯車に至る駆動力と、回動手段の駆動力とを、共通の駆動源から受けることができ、回動手段を作動させるための新たな駆動源を必要としないので、生産性に優れている。
【００１２】
また、請求項１又は請求項２に記載の減速機は、請求項３に記載の発明のように、前記変速機構が、前記入力軸と前記第二出力軸とが同軸線上に配設され、前記入力軸及び第二出力軸の外周に間隙を介して配設され、自らの中心軸を軸として回動すると共に、前記入力軸及び出力軸の外周に沿って回動自在に備えられた複数の円錐形転子と、前記複数の円錐形転子を囲むようにリング状に形成され、内面が前記複数の円錐形転子の円錐面に摩擦係合する変速リングとを備え、前記円錐形転子には、円錐形の頂点から周縁に至る円錐面と、この円錐面の中心軸に直交する底面と、該底面から略直交して延出しその外周に沿って断面が円弧状の環状溝が形成された軸部とが備えられ、前記入力軸には、前記円錐形転子の環状溝に摩擦係合する大径部が備えられると共に、前記第二出力軸には、前記円錐形転子の底面における端部に摩擦係合する第二大径部が備えられ、前記変速リングを前記円錐形の頂点から周縁に至る方向に移動させ、前記変速リングと円錐面との摩擦係合位置を可変する変速リング移動装置を備えていることにより、変速リングを移動させて摩擦係合位置を変え減速比を変えることができる。
【００１３】
つまり、各円錐形転子は、変速リング、入力軸に備えられた大径部、第二出力軸に備えられた第ニ大径部によって支持され、入力軸及び第二出力軸の軸線回りに遊星運動うと共に自らの軸線回りに自転を行うように構成されている。そして、第二大径部の周速度は、円錐形転子の遊星運動による自転による周速度と公転による周速度との差によって与えられ、それは円錐面における変速リングの摩擦係合位置に左右される。したがって、本減速機は、変速リングを移動させて摩擦係合位置を変化させることによって、第二大径部の回動速度を変化させて第二出力軸に噛合する回動体の回動速度を変化させ、内歯車及び出力軸の回動速度を変化させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の減速機によれば、太陽歯車から遊星歯車、内歯車に至る動力伝達が歯車の噛合によってなされるので、動力伝達が摩擦力によってなされる変速機に較べ、高い伝達トルクを得ることができ、伝達効率も優れている。また、回動体を回動させ、その回動速度を変速可能な回動手段を備えているので、回転軸から出力軸に伝達される回動速度の減速比を自在に変化させることができる。すなわち、回転軸の回動に伴う出力軸の回動速度は、回動体が固定されていれば、太陽歯車、遊星歯車、内歯車の噛合によって伝達されるが、回動体が回動されることにより前述の回動速度に回動体の回動速度が加えられることになる。この際、出力軸の回動速度は、回動体の回転方向と内歯車の回転方向が一致する場合には、前述の固定速度に回動体の回動速度が加えられ、回動体の回転方向と内歯車の回転方向が逆の場合には、前述の固定速度に回動体の回動速度が減じられる。
【００１５】
また、本発明の減速機によれば、回動手段が、回転軸に噛合して該回転軸と共に回動する入力軸と、回動体に噛合して回動体と共に回動する第二出力軸と、入力軸の回動速度を変速して第二出力軸に伝達する変速機構とを備えていることにより、太陽歯車から遊星歯車、内歯車に至る駆動力と、回動手段の駆動力とを、共通の駆動源から受けることができ、回動手段を作動させるための新たな駆動源を必要としないので、生産性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の減速機の一実施例を、図面にもとづいて説明する。図１は、本実施例が適用された減速機の全体構成を表す断面図である。
【００１７】
図１に表したように、減速機１は、図示されない駆動モータ（所謂、駆動源である。）の駆動力を受けて回動する回転軸２、回転軸２に接続され回転軸２と共に回動する太陽歯車３、太陽歯車３に空隙を介して同軸状に配設された内歯車６、前記空隙に配設され太陽歯車３及び内歯車６に噛合する遊星歯車（本発明の中間歯車である）５、遊星歯車５を連結ピン８を介して回転自在に支持すると共に太陽歯車３と同軸状に回転自在に支持された回動体７、内歯車６と一体に形成された出力軸９、回転軸２に接続され回転軸２と共に回動する第一歯車１０、第一歯車１０に噛合する第二歯車１１、第二歯車１１が接続され第二歯車１１と共に回動する入力軸１２、入力軸１２と同軸線上に配設された第二出力軸１３、入力軸１２の回動速度を変速して第二出力軸１３に伝達する変速機構２０、第二出力軸１３に接続され第二出力軸１３と共に回動する第三歯車１４、ケーシング１５、歯車機構の潤滑油をシールするためのオイルシール３０等が備えられている。また、回動体７の一端側の外周には第三歯車１４が噛合する歯車が形成され、第三歯車１４と回動体７とが噛合している。
【００１８】
回転軸２はベアリング１６ａ、１６ｂを介してケーシング１５に回動自在に支持され、回動体７は一端側がベアリング１７を介して回転軸２に回動自在に支持され、内歯車６は出力軸９側の外周がベアリング１８ａ、１８ｂを介してケーシング１５に回動自在に支持されている。
【００１９】
入力軸１２は、第二歯車１１から突き出した一端側がベアリング１９ａ、１９ｂを介してケーシング１５に回動自在に支持され、第二歯車１１から第二出力軸１３側に突き出した他端側には大径部２１が接合されている。
【００２０】
第二出力軸１３は、第三歯車１４から入力軸１２側に突き出した一端側がベアリング２２ａを介して大径部２１に回動自在に支持され、他端側がベアリング２２ｂを介してケーシング１５に回動自在に支持されている。また、これにより、入力軸１２及び第二出力軸１３は、同軸線上に配設され、ケーシング１５に回動自在に支持されている。
【００２１】
次に、変速機構２０は、入力軸１２及び第二出力軸１３の外周に間隙を介して複数の円錐形転子２３が配設されている。
【００２２】
円錐形転子２３は、円錐形の頂点から周縁に至る円錐面２３ａと、円錐面２３ａの中心軸に直交する底面２３ｂと、底面２３ｂから略直交して延出しその外周に沿って断面が円弧状の環状溝２３ｃが形成された軸部２３ｄとを備えている。
【００２３】
また、変速機構２０は、前述の複数の円錐形転子２３、複数の円錐形転子２３の軸部２３ｄを回動自在に支持するホルダー２４、複数の円錐形転子２３を囲むようにリング状に形成され、内面が円錐形転子２３の円錐面２３ａに摩擦係合する変速リング２５、入力軸１２に一体に接合されその外周が円錐形転子２３の環状溝２３ｃに摩擦係合する大径部２１、出力軸１３に一体に接続されその外周が円錐形転子２３の底面２３ｂにおける端部に摩擦係合する第二大径部２６、第二大径部２６と第三歯車１４との間に配設され、第二大径部２６を入力軸１２側に付勢し、円錐形転子２３に対する、第二大径部２６、大径部２１及び変速リング２３の各圧接力を発現させる圧接力発生装置２７、変速リング２５を円錐形転子２３の頂点から周縁に至る方向に移動させ、変速リング２５と円錐形転子２３の円錐面２３ａとの摩擦係合位置を可変するための図示されないレバー作動機構（所謂、本発明の変速リング移動装置である。）等によって構成されている。本発明の回動手段は、入力軸１２、出力軸１３、変速機構２０、第一歯車１０、第二歯車１１、第三歯車１４、ベアリング１９ａ、１９ｂ、２２ａ、２２ｂ等によってその機能が発現される。また、ホルダー２４は第二出力軸１３に対して回動自在に係合している。そして、各円錐形転子２３は、変速リング２５、入力軸１２に接合された大径部２１、第二出力軸１３に接合された第ニ大径部２６によって支持され、入力軸１２及び第二出力軸１３の軸線回りに遊星運動うと共に自らの軸線回りに自転を行うように構成されている。
【００２４】
次に、前述のように構成された減速機１は、回転軸２を介して駆動モータの回転駆動力が伝達されると以下のように動作する。
【００２５】
減速機１は、回転軸２と共にに太陽歯車３が回動すると、その回動力が遊星歯車５を介して内歯車６に伝達し内歯車６及び出力軸９が回動する（以下、第一の伝達系という）。
【００２６】
また、回転軸２が回動すると、その回動力が第一歯車１０、第二歯車１１を介して入力軸１２に伝達し入力軸１２が回動する。次いで、入力軸１２の回動に伴って、その回動力が変速機構２０を介して第二出力軸１３に伝達し、第二出力軸１３及び第三歯車１４が回動し、第三歯車１４に噛合して回動体７が回動する（以下、第二の伝達系という）。
【００２７】
すなわち、回転軸２の回動に伴う出力軸９の回動速度は、前述の第一の伝達系と第二の伝達系が合成されて発現する。この際、出力軸９の回動速度は、回動体７の回転方向と内歯車６との回転方向が一致する場合には、前述の第一の伝達系による回動速度に第二の伝達系による回動体７の回動速度が加えられ、回動体７の回転方向と内歯車６との回転方向が逆の場合には、前述の第一の伝達系による回動速度から第二の系による回動体７の回動速度が減じられる。本実施例では、変速機構２０を介して回動する回動体７の回動方向が、遊星歯車５を介して回動する内歯車６の回動方向と一致しているので、回転軸２の回動に伴う出力軸９の回動速度は、前述の第一の伝達系による回動速度に第二の伝達系による回動体７の回動速度が加えられる。
【００２８】
また、減速機１は、図示されないレバー作動機構を作動させて変速リング２５を円錐形転子２３の円錐面２３ａに沿って移動させ、変速リング２５と円錐形転子２３との摩擦係合位置を変化させれば、回動体７の回動速度を変化させることができる。つまり、回動体７の回動速度は、変速リング２５を円錐形転子２３の円錐面２３ａに沿って、頂点から周縁方向に移動させることによって低速に変化し、それとは逆に周縁から頂点方向に移動させることにより高速に変化する。
【００２９】
以下に、前記実施例の減速機１の作用効果を記載する。
【００３０】
本実施例に記載の減速機１によれば、太陽歯車３から遊星歯車５、内歯車６に至る動力伝達が歯車の噛合によってなされるので、動力の伝達が摩擦力によってなされる変速機に較べ、高い伝達トルクを得ることができ、伝達効率も優れている。また、回転軸２に噛合して回転軸２と共に回動する入力軸１２と、回動体２に噛合して回動体２と共に回動する第二出力軸１３と、入力軸１２の回動速度を変速して第二出力軸１３に伝達する変速機構２０とを備えているので、駆動源の回転駆動力を受けて回動する回転軸２から出力軸９に至る回動速度の減速比を自在に変化させることができる。
【００３１】
また、本実施例に記載の減速機１によれば、太陽歯車３から遊星歯車５、内歯車６に至る駆動力と、回動体７を回動させる駆動力とを、共通の駆動源から受けることができるので、生産性に優れている。
【００３２】
また、本実施例に記載の減速機１によれば、レバー作動機構（図示せず）を作動させ、変速リング２５を円錐形転子２３の頂点から周縁に至る方向に移動させて変速リング２５と円錐面２３ａとの摩擦係合位置を変化させ、連続的に、減速比を容易に変えることができる。
【００３３】
また、本実施例に記載の減速機１によれば、変速機構２０を介して回動する回動体７の回動方向が、遊星歯車５を介して回動する内歯車１５の回動方向と一致しているので、駆動源の駆動力を損することなく、回転軸２の回動速度を減速及び変速できる。
【００３４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明が適用された一実施例の、減速機の全体構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…減速機、２…回転軸、３…太陽歯車、５…遊星歯車、６…内歯車、７…回動体、８…連結ピン、９…出力軸、１０…第一歯車、１１…第二歯車、１２…入力軸、１３…第二出力軸、１４…第三歯車、１５…ケーシング、１６ａ，１６ｂ，１７，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２２ａ，２２ｂ，２７…ベアリング、２０…変速機構、２１…大径部、２３…円錐形転子、２３ａ…円錐面、２３ｂ…底面、２３ｃ…環状溝、２３ｄ…軸部、２４…ホルダー、２５…変速リング、２６…第二大径部、２７…圧接力発生装置、３０…オイルシール。
【図１】
2006029344.tif 000003