(57)【要約】【課題】強固なハウジングを不要にできる減速又は増速装置を提供する。【解決手段】本発明の減速又は増速装置は、第１フェースギヤ１と、第１フェースギヤ１に対向する第２フェースギヤ２と、第１フェースギヤ１が第２フェースギヤ２に噛み合うように第１フェースギヤ１を第２フェースギヤ２に対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように第１フェースギヤ１を歳差運動させるカム部３と、を備える。カム部３は、カム体４と、カム体４に連結されるサポート体５と、を備える。カム体４とサポート体５との間で、第１フェースギヤ１及び第２フェースギヤ２を挟む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フェースギヤと、
前記第１フェースギヤに対向する第２フェースギヤと、
前記第１フェースギヤが前記第２フェースギヤに噛み合うように前記第１フェースギヤを前記第２フェースギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第１フェースギヤを歳差運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置において、
前記カム部は、カム体と、前記カム体に連結されるサポート体と、を備え、
前記カム体と前記サポート体との間で、前記第１フェースギヤ及び前記第２フェースギヤを挟む減速又は増速装置。
【請求項２】
前記カム体と前記第１フェースギヤとの間に複数の第１の転動体が介在し、
前記サポート体と前記第２フェースギヤとの間に複数の第２の転動体が介在することを特徴とする請求項１に記載の減速又は増速装置。
【請求項３】
リング状に並べられる前記複数の第１の転動体及び前記複数の第２の転動体は、前記第１フェースギヤと前記第２フェースギヤとの噛み合い面を挟んで、前記カム部に連結される軸の軸方向に略直交することを特徴とする請求項２に記載の減速又は増速装置。
【請求項４】
前記第１フェースギヤと前記第２フェースとが噛み合うことで前記複数の第１の転動体及び前記複数の第２の転動体に伝わる力の伝達経路は、前記カム部に連結される軸の軸方向と平行であることを特徴とする請求項２又は３に記載の減速又は増速装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の減速装置と、
前記カム部を回転駆動させるモータと、を備えるアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速又は増速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速装置の一種として、第１フェースギヤと、第１フェースギヤに対向する第２フェースギヤと、第１フェースギヤが第２フェースギヤに噛み合うように第１フェースギヤを第２フェースギヤに対して傾斜させるカム部と、を備える減速装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
カム部は入力軸に連結される。入力軸を回転させると、第１フェースギヤが第２フェースギヤとの噛み合い箇所を移動させながら歳差運動する。第１フェースギヤが歳差運動すると、第２フェースギヤが第１フェースギヤに対して歯数差の分だけ相対的に回転する。第２フェースギヤの相対的な回転は、第２フェースギヤに連結される出力軸から出力される。なお、この減速装置は、入力側と出力側とを逆にすると、増速装置として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カム部が第１フェースギヤを歳差運動させるとき、第１フェースギヤと第２フェースギヤとの噛み合い箇所には、トルク負荷による軸方向力が発生する。従来の減速装置又は増速装置おいて、この軸方向力は、カム部を回転可能に支持するベアリングを介してハウジングに伝達される。すなわち、従来の減速又は減速装置においては、トルク負荷によるフェースギヤからの軸方向力をハウジングが受ける。このため、強固なハウジングが必要になり、ハウジングの大型化を招くという課題がある。
【０００６】
そこで本発明は、強固なハウジングを不要にできる減速又は増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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、第１フェースギヤと、前記第１フェースギヤに対向する第２フェースギヤと、前記第１フェースギヤが前記第２フェースギヤに噛み合うように前記第１フェースギヤを前記第２フェースギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第１フェースギヤを歳差運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置において、前記カム部は、カム体と、前記カム体に連結されるサポート体と、を備え、前記カム体と前記サポート体との間で、前記第１フェースギヤ及び前記第２フェースギヤを挟む減速又は増速装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トルク負荷によるフェースギヤからの軸方向力をカム部が受けるので、ハウジングが受ける軸方向力を低減又は無くすことができる。このため、強固なハウジングを不要にすることができ、コストダウンや軽量化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態の減速装置の断面図である。
【図２】上記第１の実施形態の減速装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の減速装置の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のアクチュエータの断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のアクチュエータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の減速装置を詳細に説明する。ただし、本発明の減速装置は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。この実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
＜第１の実施形態の減速装置＞
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態の減速装置１０の断面図を示し、図２は本実施形態の減速装置１０の分解斜視図を示す。図中符号１は第１フェースギヤ、符号２は第２フェースギヤ、符号３はカム部、符号６はハウジングである。第１フェースギヤ１と第２フェースギヤ２とは互いに対向する。カム部３は、第１フェースギヤ１が第２フェースギヤ２に噛み合うように第１フェースギヤ１を第２フェースギヤ２に対して傾斜させる。また、カム部３は、かつ噛み合う箇所が移動するように第１フェースギヤ１を歳差運動させる。歳差運動とは、第１フェースギヤ１の軸線が円錐Ｃｏの軌跡を描くように運動することをいう。第１フェースギヤ１、第２フェースギヤ２、カム部３は、ハウジング６に収容される。
【００１２】
図２に示すように、第１フェースギヤ１は略円盤状である。第１フェースギヤ１の、第２フェースギヤ２との対向面には、放射状に複数の歯１ａが形成される。複数の歯１ａは、円周方向に連続する波形に形成される。歯先部は略円錐状（円錐の側面の一部）である。歯底部も略円錐状（円錐の側面の一部）である。なお、第１フェースギヤ１の歯１ａの歯先部及び歯底部は、略円錐状に限られることはなく、例えば略三角錐状にすることもできる。
【００１３】
第２フェースギヤ２も略円盤状である。第２フェースギヤ２の、第１フェースギヤ１との対向面には、放射状に複数の歯２ａが形成される。第２フェースギヤ２の歯２ａの形状は第１フェースギヤ１の歯１ａの形状と略同一である。第２フェースギヤ２の歯数と第１フェースギヤ１の歯数とは互いに異なる。
【００１４】
図１に示すように、カム部３は、第１フェースギヤ１及び第２フェースギヤ２を貫通する。カム部３は、カム体４と、カム体４に連結されるサポート体５と、を備える。第１フェースギヤ１及び第２フェースギヤ２は、カム体４とサポート体５との間に挟まれる。カム体４とサポート体５とは、ボルト等の締結部材１６によって連結される。
【００１５】
図２に示すように、カム体４は、軸としての入力軸１１（図１参照）が挿入される円筒状の本体４ａと、本体４ａに一体に形成されるフランジ状の傾斜板４ｂと、を備える。本体４ａは、キー等の回り止め手段によって入力軸１１（図１参照）に回転不可能に連結される。傾斜板４ｂと第１フェースギヤ１の背面との間には、複数の第１の転動体としての複数の第１のボール１３が介在する。傾斜板４ｂには、リング状のレースウェイ４ｂ１が形成される。第１フェースギヤ１の背面には、このレースウェイ４ｂ１に対向するリング状のレースウェイ１ｂ（図１参照）が形成される。これらのレースウェイ１ｂ，４ｂ１の間に複数の第１のボール１３が円周方向に転がり運動可能に配置される。リング状に並べられる複数の第１のボール１３は、入力軸１１の軸方向に略直交する。
【００１６】
図２に示すように、サポート体５は、カム体４の凹部４ａ１に挿入される円筒状の本体５ａと、本体５ａに一体に形成されるフランジ状の垂直板５ｂと、を備える。垂直板５ｂと第２フェースギヤ２の背面との間には、複数の第２の転動体としての複数の第２のボール１４が介在する。垂直板５ｂには、リング状のレースウェイ５ｂ１（図１参照）が形成される。第２フェースギヤ２の背面には、このレースウェイ５ｂ１に対向するリング状のレースウェイ２ｂが形成される。これらのレースウェイ２ｂ，５ｂ１の間に複数の第２のボール１４が円周方向に転がり運動可能に配置される。リング状に並べられる複数の第２のボール１４は、入力軸１１の軸方向に直交する。
【００１７】
図１に示すように、第１フェースギヤ１は、板状部材９を介してハウジング６に歳差運動可能にかつ回転不可能に支持される。図２に示すように、板状部材９は、薄板をリング状に形成してなる。板状部材９の外周側は、ボルト等の締結部材によってハウジング６に固定される。板状部材９の内周側は、ボルト等の締結部材によって第１フェースギヤ１に固定される。板状部材９は、第１フェースギヤ１の歳差運動を許容し、かつ第１フェースギヤ１の回転を制限するように弾性変形する。
【００１８】
図１に示すように、第２フェースギヤ２は、ベアリング１８を介してハウジング６に回転可能に支持される。ベアリング１８の外輪がハウジング６に固定され、ベアリング１８の内輪が第２フェースギヤ２に固定される。
【００１９】
第２フェースギヤ２には、ボルト等の締結部材によってリング状の出力部１５が固定される。出力部１５の形状は特に限定されるものではなく、例えばリング状である。出力部１５を第２フェースギヤ２に固定すると、サポート体５が出力部１５によって塞がれる。サポート体５に働く軸方向力が出力部１５に伝達されないように、出力部１５とサポート体５との間には隙間ｇ１が空く。出力部１５には、相手部品に固定するためのねじ穴１５ａが形成される（図２参照）。
【００２０】
図１に示すように、ハウジング６は、ベアリング１８の外輪が固定されるハウジング本体７と、ボルト等の締結部材によってハウジング本体７に締結されるカバー８と、を備える。板状部材９は、ハウジング本体７とカバー８との間に挟まれる。カバー８は、第１フェースギヤ１及びカム体４を覆うように形成される。カム体４に働く軸方向力がカバー８に伝達されないように、カバー８とカム体４との間には隙間ｇ２が空く。
【００２１】
入力軸１１が回転すると、入力軸１１と一緒にカム部３が回転する。カム部３が回転すると、第１フェースギヤ１が歳差運動する。第１フェースギヤ１が歳差運動すると、第１フェースギヤ１と第２フェースギヤ２との歯数差の分だけ第２フェースギヤ２が第１フェースギヤ１に対して相対的に回転する。この実施形態では、第１フェースギヤ１の回転は板状部材９によって制限されていて、第２フェースギヤ２が回転する。第２フェースギヤ２の回転は出力部１５に伝達される。出力部１５は、第１フェースギヤ１の歯数と第２フェースギヤ２の歯数差によって定められる減速比で回転する。
【００２２】
カム部３が第１フェースギヤ１を歳差運動させるとき、第１フェースギヤ１と第２フェースギヤ２との噛み合い箇所には、トルク負荷による軸方向力Ａ（矢印Ａ）が発生する。この軸方向力Ａは、複数の第１及び第２のボール１３，１４を介してカム部３に伝わる。軸方向力Ａの伝達がカム部３で完結し、ハウジング６に伝わることがないので、強固なハウジング６を不要にすることができる。例えばカバー８を樹脂製にすることもでき、コストダウンや軽量化が可能になる。
【００２３】
リング状に並べられる複数の第１のボール１３及び複数の第２のボール１４が、第１フェースギヤ１と第２フェースギヤ２との噛み合い面ｅを挟んで入力軸１１の軸方向に直交するので、トルク負荷による軸方向力Ａを受けることにより第１及び第２のボール１３，１４とレースウェイ１ｂ，２ｂに生じる負荷分布の不均一が解消され、カム部３で安定して軸方向力Ａを受けることができる。
【００２４】
第１フェースギヤ１と第２フェースギヤ２とが噛み合うことで複数の第１のボール１３及び複数の第２のボール１４に伝わる力の伝達経路Ｐは、入力軸１１の軸方向と平行である。このため、トルク負荷による軸方向力Ａを受けても入力軸１１にモーメントが発生しにくく、カム部３が安定して回転することができる。
【００２５】
カム部３のカム体４と第１フェースギヤ１との間にボール１３が介在するので、カム部３に対して第１フェースギヤ１が円滑に回転する。また、カム部３のサポート体５と第２フェースギヤ２との間にボール１４が介在するので、カム部３に対して第２フェースギヤ２が円滑に回転する。
＜第２の実施形態の減速装置＞
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態の減速装置２０の断面図を示す。この実施形態の減速装置２０も、第１フェースギヤ２１、第２フェースギヤ２、カム部３、出力部１５、ハウジング２２を備える。第２フェースギヤ２、カム部３、出力部１５の構成は、第１の実施形態の減速装置１０と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００２７】
第２の実施形態では、板状部材９の替わりに球面スプライン２５を設け、球面スプライン２５で第１フェースギヤ２１を歳差運動可能にかつ回転不可能に支持する。
【００２８】
ハウジング２２は、ハウジング本体２３と、ボルト等の締結部材によってハウジング本体２３に固定されるカバー２４と、を備える。
【００２９】
略円盤状の第１フェースギヤ２１の外周面は、球面に形成される。第１フェースギヤ２１の外周面には、軸方向に延びる軸方向溝２１ａが形成される。ハウジング本体２３の内周面には、軸方向溝２１ａに対向する軸方向溝２３ａが形成される。軸方向溝２１ａと軸方向溝２３ａとの間には、転動体としてのボール２６が介在する。ボール２６、軸方向溝２１ａ，２３ａが球面スプライン２５を構成する。球面スプライン２５は、第１フェースギヤ２１の歳差運動を許容し、第１フェースギヤ２１の回転を制限する。
【００３０】
第２の実施形態でも、カム部３を回転させると、第１フェースギヤ２１の歯数と第２フェースギヤ２の歯数との比で定められた減速比で出力部１５が回転する。第１フェースギヤ２１と第２フェースギヤ２との噛み合い箇所に発生する軸方向力は、カム部３で完結し、ハウジング２２に伝わることがない。このため、強固なハウジング２２が不要になり、例えばカバー２４を樹脂製にすることもできる。
＜第１の実施形態のアクチュエータ＞
【００３１】
図４は本発明の第１の実施形態のアクチュエータ３０の断面図を示す。第１の実施形態のアクチュエータ３０は、第１の実施形態の減速装置１０にカム部３を回転駆動させるモータ３１を付加したものである。
【００３２】
モータ３１は、固定子３１ａと、回転子３１ｂと、を備える。固定子３１ａには例えばコイル３２が設けられ、回転子３１ｂには例えば磁石３３が設けられる。コイル３２に通電すると、回転子３１ｂが回転する。回転子３１ｂには、入力軸１１が一体に形成される。モータ３１は公知のものであり、これ以上の詳しい説明を省略する。
【００３３】
モータ３１の入力軸１１は、第１の実施形態の減速装置１０のカム部３に連結される。モータ３１の固定子３１ａは、第１の減速装置１０のハウジング６に固定される。
＜第２の実施形態のアクチュエータ＞
【００３４】
図５は本発明の第２の実施形態のアクチュエータ４０の断面図を示す。第２の実施形態のアクチュエータ４０は、第２の実施形態の減速装置２０にカム部３を回転駆動させるモータ３１を付加したものである。
【００３５】
モータ３１は、固定子３１ａと、回転子３１ｂと、を備える。モータ３１の構成は、第１の実施形態のアクチュエータ３０と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３６】
モータ３１の入力軸１１は、第２の実施形態の減速装置２０のカム部３に連結される。モータ３１の固定子３１ａは、第２の実施形態の減速装置２０のハウジング２２に固定される。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に具現化可能である。
【００３８】
上記実施形態では、減速機を説明したが、入力側と出力側を逆にすることで、増速機としても利用できる。例えば、入力側のパワーの大きい水力発電機に本発明の増速機を使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…第１フェースギヤ，２…第２フェースギヤ，３…カム部，４…カム体，５…サポート体，６…ハウジング，１０…減速装置、１１…入力軸（軸），１３…第１のボール（第１の転動体），１４…第２のボール（第２の転動体），１５…出力部，２０…減速装置、３０…アクチュエータ、３１…モータ，４０…アクチュエータ，Ａ…軸方向力，ｅ…噛み合い面，Ｐ…力の伝達経路
【図１】
2018071638.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018071638.tif 000006
【図５】
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