(57)【要約】【課題】構成要素が少なく簡素で、且つ大きな弾性変形を必要としない、高剛性、低製造コストで広い範囲の減速比を達成する変速機を提供する。【解決手段】変速機（１０）は、入力波形が形成された入力波形面（１ａ）を有する入力軸（１）と、入力軸（１）と同軸配置され、入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面（２ａ）を有する出力軸（２）と、両波形面（１ａ，２ａ）に接して出力波形面（２ａ）との接触位置における出力波形の位相を入力波形面（１ａ）との接触位置における入力波形の位相に強制的に一致させる同期子（３）と、各同期子（３）を波形の各振幅方向にのみ移動可能に支持するガイド（４）と、軸（１，２）を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限する制限機構（６）とを備える。【選択図】図１
2021535981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の入力を変速して出力する変速機であって、
前記駆動源側の出力部品と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面を有する入力軸と、
前記入力軸と同軸に配置されるとともに、前記入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面を有する出力軸と、
前記入力波形面及び前記出力波形面の双方に接して前記出力波形面との接触位置における前記出力波形の位相を前記入力波形面との接触位置における前記入力波形の位相に強制的に一致させる三つ以上の同期子と、
前記入力波形の前記位相及び前記出力波形の前記位相が互いに一致する位置において各々の前記同期子を前記入力波形及び前記出力波形の各振幅方向にのみ移動可能に支持するガイドと、
前記入力軸及び前記出力軸を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限する制限機構と、を備えた
ことを特徴とする、変速機。
【請求項２】
前記入力軸及び前記出力軸が同方向に回転する
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
前記入力軸及び前記出力軸が逆方向に回転する
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機。
【請求項４】
前記入力波形面及び前記出力波形面が互いに対向配置され、
前記入力波形の振幅方向と前記出力波形の振幅方向とが前記入力軸及び前記出力軸の各軸方向と一致する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項５】
前記制限機構は、前記各同期子を前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれに向かって押圧する与圧機構を有する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項６】
前記入力波形及び前記出力波形がいずれも三角波である
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項７】
前記各同期子が一つの回転要素である
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項８】
前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面の前記各振幅方向に接するように並ぶとともに互いに独立して回転可能な二つの回転要素から構成されている
ことを特徴とする、請求項２又は請求項２を引用する請求項４〜７のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項９】
前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれと接する部分で摺動自在に構成されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側の動力（回転運動や直線運動等）を変速して出力側へと出力する変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機は、例えばロボットや事務機器、医療機器、楽器といった様々な機械，用途に使用されており、例えばアナログ式時計の表示機構や電動車両用のインホイールモータといった限られたスペースにおいて使用されることもある。変速機の一種である同軸型減速機（回転変速機）としては、例えば、クラウン減速機などの遊星歯車型減速機、波動歯車装置、サイクロ減速機（登録商標）、あるいはボール減速機が実用化されている。また、同軸型減速機（特許第３１６６０５７号公報）や冠歯車装置（特許第６１００９４４号公報）が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の同軸減速機は、遊星歯車機構、偏心回転体とその回転軸、あるいは公転要素から出力回転を取り出すための機構など、複雑な構造を必要とし、また部品点数が多いため、小型化が難しく、製造コストの低減も難しいという課題がある。また、使用する部材の大きな弾性変形を利用したり回転軸周上の一部のみで力の伝達を行う同軸減速機では、減速機の剛性低下を招く。さらには、ハーモニックドライブ（登録商標）などの減速機では、その原理上、小さな減速比を達成することが難しいという課題もある。なお、このような課題は回転変速機に限らず、直動方向の変速機においても共通の課題である。
【０００４】
本件は、これらの課題に鑑み案出されたもので、構成要素が少なく簡素で、且つ大きな弾性変形を必要としない、高剛性、低製造コストで広い範囲の減速比を達成する変速機を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）ここで開示する変速機は、駆動源の入力を変速して出力する変速機であって、前記駆動源側の出力部品と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面を有する入力軸と、前記入力軸と同軸に配置されるとともに、前記入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面を有する出力軸と、前記入力波形面及び前記出力波形面の双方に接して前記出力波形面との接触位置における前記出力波形の位相を前記入力波形面との接触位置における前記入力波形の位相に強制的に一致させる三つ以上の同期子と、前記入力波形の前記位相及び前記出力波形の前記位相が互いに一致する位置において各々の前記同期子を前記入力波形及び前記出力波形の各振幅方向にのみ移動可能に支持するガイドと、前記入力軸及び前記出力軸を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限する制限機構と、を備えている。
【０００６】
（２）前記入力軸及び前記出力軸が同方向に回転することが好ましい。
【０００７】
（３）あるいは、前記入力軸及び前記出力軸が逆方向に回転することが好ましい。
【０００８】
（４）また、前記入力波形面及び前記出力波形面が互いに対向配置され、前記入力波形の振幅方向と前記出力波形の振幅方向とが前記入力軸及び前記出力軸の各軸方向と一致することが好ましい。
【０００９】
（５）この場合、前記制限機構は、前記各同期子を前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれに向かって押圧する与圧機構を有することが好ましい。
【００１０】
（６）また、前記入力波形及び前記出力波形がいずれも三角波であることが好ましい。
【００１１】
（７）前記各同期子が一つの回転要素であることが好ましい。
【００１２】
（８）または、上記（２）の場合、前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面の前記各振幅方向に接するように並ぶとともに互いに独立して回転可能な二つの回転要素から構成されていることが好ましい。
【００１３】
（９）あるいは、前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれと接する部分で摺動自在に構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
開示の構成によれば、構成要素が少なく簡素で、且つ大きな弾性変形を必要としない、高剛性、低製造コストで広い範囲の減速比を達成する変速機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の性質は、他の目的および利点と同様に、添付の図面を参照して以下に説明されるが、ここでは、同様の参照文字は、図の全体にわたって同じまたは類似の部分を指定している。
【００１６】
【図１】一実施形態に係る変速機としての回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図２】一実施形態に係る変速機としての回転変速機の作用を説明するグラフである。
【図３】（ａ）は同方向同期の回転変速機の構成を説明するための模式図であり、（ｂ）は逆方向同期の回転変速機の構成を説明するための模式図である。
【図４】第一変形例に係る同方向同期の回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図５】第二変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図６】第三変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図７】第四変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図８】第五変形例に係る回転変速機を示す径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、実施形態としての変速機について説明する。ここでは、回転変速機を例に挙げて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣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。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１８】
［１．構成］
図１は、本実施形態の回転変速機１０（以下「変速機１０」という）を示す断面図である。変速機１０は、駆動源（図示略）からの動力伝達経路の上流側に位置する回転軸（出力部品，図示略）と同軸に配置され、駆動源の入力（回転）を変速して出力するものであり、本実施形態では減速機を例示する。なお、減速機能の代わりに増速機能を持たせてもよい。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の変速機１０は、入力軸１，出力軸２，三つ以上の同期子３，ガイド４，ケース５，制限機構６を備えている。入力軸１は、駆動源側の回転軸１１と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面１ａを有する。出力軸２は、入力軸１と同軸に配置されるとともに、入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面２ａを有する。本実施形態の入力波形面１ａと出力波形面２ａとは互いに対向配置される。なお、二つの波形面１ａ，２ａは同一振幅かつ同一振動方向となるように配置されているが、波形面１ａ，２ａが対向していなくてもよい。
【００２０】
本実施形態では、入力波形と出力波形の差（波数差）が３であり、かつ、出力波形の波数の方が多い変速機１０を例示する。また、本実施形態では、入力波形及び出力波形がいずれも三角波を例示する。ここでは、三角波の山部及び谷部がいずれも、二つの曲面同士が結合することで形成された角部として設けられる。また、変速機１０は、入力波形の振幅方向と出力波形の振幅方向とが入力軸１及び出力軸２の各軸方向と一致して設けられる。言い換えると、入力波形面１ａ及び出力波形面２ａのそれぞれは、入力軸１及び出力軸２の径方向に延在する端面に形成されている。なお、入力軸１及び出力軸２は、互いに対向する端面周辺の径方向寸法が大きく形成されており、段付き棒状となっている。
【００２１】
同期子３は、入力波形面１ａ及び出力波形面２ａの双方に接して入力波形面１ａと同期子３との接触位置における位相と出力波形面２ａと同期子３との接触位置における位相とを強制的に一致させるものである。本実施形態では、各同期子３が一つの回転要素で構成される。なお、ここでは回転要素としてボール（球状体）を示すが、コロであってもよい。
【００２２】
ガイド４は、入力波形の位相と出力波形の位相とが互いに一致する位置において、各同期子３を入力波形及び出力波形の各振幅方向（本実施形態では軸方向）にのみ移動可能に支持するものである。すなわち、ガイド４は、入出力波形の位相が互いに一致していた場所で、入力軸１の回転により当該位置における入力波形の位相が変化した場合に、当該位相の変化に合わせて同期子を波形の振幅方向に移動せしめ、さらには出力波形の位相を入力波形の位相に強制的に一致させることで軸２を回転せしめる役割を担う。
【００２３】
本実施形態のガイド４は、筒状のケース５の軸方向中間部においてケース５の内周面に固定された平板部４ａと、平板部４ａに穿設されたガイド孔４ｂとを有する。平板部４ａは、ケース５の径方向断面形状と同一形状であり、本実施形態ではケース５と一体化されている。本実施形態のガイド孔４ｂは、軸方向に延設された円筒状の貫通孔である。各同期子３は、各ガイド孔４ｂを軸方向に移動可能に配置される。なお、ケース５は、少なくとも各同期子３及びガイド４を収容するものである。本実施形態のケース５は、両端が開放された筒状をなし、入力軸１及び出力軸２の互いに対向する各端部も収容する。
【００２４】
制限機構６は、入力軸１及び出力軸２を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限するものである。本実施形態の制限機構６はケース５に取り付けられており、ケース５の入力側の端面に取り付けられる入力側制限部６ａと、ケース５の出力側の端面に取り付けられる出力側制限部６ｂと、入力軸１及び出力軸２を回転可能に支持する二つの軸受６ｃとから構成される。本実施形態の制限機構６は、二つの制限部６ａ，６ｂによって各同期子３を入力波形面１ａ及び出力波形面２ａのそれぞれに向かって押圧している。すなわち、これらの制限部６ａ，６ｂは同期子３に与圧をかける機能を持った与圧機構を構成する。
【００２５】
ここで、図２を参照して、変速機１０の原理を説明する。入力波形の数をp、出力波形の数をqとする。なお、図２には、p＝1，q＝4の場合を示す。出力軸２は入力軸１と同じ方向に回転させることができ、以下これを「同方向同期」と称する。また、出力軸２は入力軸１と逆の方向に回転させることもでき、以下これを「逆方向同期」と称する。逆方向同期の場合、出力波形は入力波形とは反対に、図２中の回転角度が大きい側から小さい側に進行するので、入力波形の位相と出力波形の位相とは互いに鏡面対称の関係となる。
【００２６】
同方向同期の場合は、円周上にはpとqとの差（波数差）の数だけ入力波形と出力波形とが同一位相となる場所が存在する。例えば、同方向同期（SDS）の場合は、図２中黒丸印で示すように、入力軸１の回転方向が60°，180°，300°の三か所で入出力波形が同位相となる。また、逆方向同期の場合は、円周上にはpとqとの和（波数和）の数だけ入力波形と出力波形とが同一位相となる場所が存在する。例えば、逆方向同期（ODS）の場合は、図２中白抜き丸印で示すように、入力軸１の回転方向が0°，72°，144°，216°，288°の五か所で入出力波形が同位相となる。
【００２７】
変速機１０は、同方向同期の場合には上記の黒丸印位置に同期子３を配置し、逆方向同期の場合には上記の白抜き丸印位置に同期子３を配置する。つまり、前者の場合は三つの同期子３が配置され、後者の場合は五つの同期子３が配置される。これにより、回転に伴い入力波位相が変化した際に、同期子３によって強制的に出力波形の位相を入力波形の位相に同期させ、「p:q」の減速が実現される。なお、同方向同期の場合、pは任意に決めることができ、qはpとの差が３以上の値であれば任意に決めることができる。また、逆方向同期の場合、pとqとは互いに異なるように任意に決めることができる。そのため、例えば「p：q=11：14」や「p：q=3：100」など、広い範囲の減速比を実現できる。また、本変速機１０は、qをpより大きい値に決めることにより、増速機として利用することも可能である。
【００２８】
図３（ａ）及び（ｂ）は、波形が三角波であり、p=1、q=4、かつ同期子３の断面形状が円形の場合を示した概念図であり、図３（ａ）は同方向同期の場合を示し、図３（ｂ）は逆方向同期の場合を示す。図３（ａ）に示すように、入力軸１の入力波形が図中上側に黒矢印で示したように左から右に移動する場合、120°位置にある同期子３は入力波形面１ａにより押し下げられ出力波形面２ａの駆動に寄与する。以下、駆動に寄与する同期子３を「駆動同期子３」と称する。なお、出力軸２の出力波形も図中下側に黒矢印で示すように左から右に移動する。
【００２９】
また、240°位置にある同期子３は出力波形面２ａに押し上げられ、すなわち入力波形面１ａに従動するだけで出力波形面２ａの駆動に寄与しない。以下、入力波形面１ａに従動する同期子３を「従動同期子３」と称する。また、駆動同期子３にも従動同期子３にも該当しない同期子３を「死点同期子３」と称する。入力波形がいかなる位相及び回転方向であっても、常に、駆動同期子３と従動同期子３とがそれぞれ一つ以上存在するように同期子３を配置することにより、本変速機１０を実現できる。なお、図３（ａ）に示す変速機１０は三つの同期子３を有しているが、同期子３を三つよりも多く設置してもよい。同方向同期の場合、同期子３は、三つ以上、且つ、入力波形と出力波形との波数差以下の任意の数に設定できる。
【００３０】
また、図３（ｂ）に示すように、入力軸１の入力波形が図中上側に黒矢印で示したように左から右に移動する場合、192°位置及び264°位置にある駆動同期子３が入力波形面１ａにより押し下げられ出力波形面２ａの駆動に寄与する。これにより、出力軸２の出力波形は図中下側に黒矢印で示すように右から左に（すなわち、入力波形とは逆方向に）移動する。また、-24°位置及び48°位置にある従動同期子３は出力波形面２ａに押し上げられて入力波形面１ａに従動する。また、120°位置には死点同期子３が存在する。なお、逆方向同期の同期子３の個数は、三つ以上、且つ、入力波形と出力波形との波数和以下の任意の数に設定でき、この範囲以内であれば図１に示す変速機１０と同様の回転変速機を実現できる。同方向同期及び逆方向同期にかかわらず、入力波形がいかなる位相及び回転方向であっても、駆動同期子３と従動同期子３とがそれぞれ一つ以上存在するように配置すればよい。
【００３１】
［２．作用効果］
（１）上記の変速機１０によれば、入力波形面１ａ，出力波形面２ａ，同期子３，ガイド４及び制限機構６という少ない構成要素かつ簡素な構成で、広い範囲の変速比を達成することができる。このため、低い製造コストで量産可能であることから、商品価値を高めることができる。また、従来のように大きな弾性変形を必要とせず、さらに、回転軸周上の一部のみで力の伝達を行うものではないことから変速機の剛性低下を招くこともない。
【００３２】
（２）図３（ａ）に示すように、同方向同期の変速機１０の場合には、入力軸１及び出力軸２を同方向に回転させることができる。
【００３３】
（３）一方、図３（ｂ）に示すように、逆方向同期の変速機１０の場合には、入力軸１及び出力軸２を逆方向に回転させることができるうえ、同期子３の回転方向と、各同期子３と接する各波形面１ａ，２ａの回転方向とが同一方向となるため、摩擦をより低減できる。
【００３４】
（４）上記のように二つの波形面１ａ，２ａが対向配置されて各波形の振幅方向が各軸１，２の軸方向と一致して設けられることで、変速機１０の構成をより簡素化できる。
【００３５】
（５）また、上記の変速機１０では、常に駆動同期子３と従動同期子３とが機能しており、入力軸１の回転方向を変えた場合（すなわち、逆回転にした場合）には、駆動同期子３と従動同期子３が瞬時に働きを交代する。つまり、複数の同期子３が入力波形面１ａ及び出力波形面２ａと常に接している。このため、制限機構６の与圧機構によって同期子３に与圧をかけることでバックラッシュを防ぐことができ、変速機としての剛性を上げることができる。
【００３６】
（６）上記の変速機１０によれば、入力波形及び出力波形がいずれも三角波であるため、構成をより簡素化できるとともに、入力波形面１ａあるいは出力波形面２ａと同期子３との接触角度を一定に保つことができる。
【００３７】
（７）また、各同期子３が一つの回転要素（例えばボールやコロなど）で構成されるため、構成をより簡素化できるとともに、摺動開始時の摩擦抵抗を少なくすることができる。
【００３８】
［３．変形例］
上記の変速機１０の構成は一例であり、上述したものに限られない。以下、第一変形例〜第五変形例について説明する。なお、各変形例の説明において、上記実施形態と同様の構成については上記実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図４は第一変形例に係る同方向同期の回転変速機１０Ａを示す軸方向断面図である。本回転変速機１０Ａは、上記実施形態の変速機１０に対して、同期子３Ａの構成のみが異なる。図４に示すように、各同期子３Ａは、入力波形面１ａ及び出力波形面２ａの各振幅方向に接するように並ぶとともに互いに独立して回転可能な二つの回転要素（ここではボールなどの球状体）から構成されている。このような構成とすることで、二つの回転要素の各回転方向と、各回転要素と接する各波形面１ａ，２ａの回転方向とが、図中矢印で示すように同一方向となるため、摩擦をより低減できる。なお、大きなトルクを伝達する必要がある場合はボールの代わりにコロを回転要素として用いてもよい。
【００４０】
図５，図６のそれぞれは第二，第三変形例に係る回転変速機１０Ｂ，１０Ｃを示す軸方向断面図である。回転変速機１０Ｂ，１０Ｃはいずれも、上記実施形態の変速機１０に対して、同期子３Ｂ，３Ｃの構成のみが異なる。図５，図６に示すように、各同期子３Ｂ，３Ｃはいずれも、入力波形面１ａ及び出力波形面２ａのそれぞれと接する部分で摺動自在に構成されている。
【００４１】
図５の同期子３Ｂは、すべり摩擦により、入力波形面１ａ，出力波形面２ａ及びガイド４のそれぞれと接する形状（例えば軸方向に延びる長円形状）に形成されている。このような構成とすることで、製造コストの低減，入出力波形の振幅の拡大を実現できる。また、図６の同期子３Ｃは、入力波形面１ａ，出力波形面２ａ及びガイド４のそれぞれと摺動する一部あるいは全部を担う転がり軸受やすべり軸受などが設けられている。このような構成とすることで、摩擦損失を低減できるため、大きな出力や高い伝達効率を実現できる。
【００４２】
図７は第四変形例に係る回転変速機１０Ｄを示す軸方向断面図である。本回転変速機１０Ｄは、上記実施形態の変速機１０に対して、波形面１ａ，２ａの構成のみが異なる。上記実施形態の波形面１ａ，２ａはいずれも三角波であり、その山部及び谷部がいずれも角部として設けられているが、例えば三角波の谷部を同期子３の形状に沿う形としてもよい。例えば図７に示すように、同期子３の断面形状が円であれば谷部の形状も側面視で円弧状（曲面状）とすることができる。
【００４３】
また、入力波形及び出力波形としては様々な形状を用いることができる。例えば、同期子３の運動が正弦波となるように設計した場合には、図７に示すように、入力波形及び出力波形の形状を、同期子３が正弦波に従って運動した際に入力軸１側と出力軸２側とで描く形状に外接するように定めればよい。さらには、同期子３としてボールを用いて大きなトルクを伝達する場合には、入出力波形面にボールの円弧に合わせた溝を設けてボールと波形面との接触圧力が低くなるようにしてもよい。このような構成によっても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４４】
図８は第五変形例に係る回転変速機１０Ｅを示す径方向断面図である。本回転変速機１０Ｅは、入力波形及び出力波形の各振幅方向が、回転変速機１０Ｅの径方向となるように設けられる点で上記実施形態の変速機１０とは異なる。つまり、本変形例の回転変速機１０Ｅは、入力軸１Ｅ及び出力軸２Ｅの端部同士が径方向に重なり合い、一方が他方の径方向外側に配置され、入力波形面１Ｅａ及び出力波形面２Ｅａのそれぞれが周面に設けられる。また、回転変速機１０Ｅは、同期子３Ｅが回転変速機１０Ｅの径方向（すなわち、各波形の振幅方向）にのみ移動可能なガイド４Ｅを備える。
【００４５】
図８には、径方向内側に配置された入力軸１Ｅの円周上（外周面上）に入力波形p＝1の三角波が形成され、径方向外側に配置された出力軸２Ｅの円周上（内周面状）に出力波形q＝12の三角波が形成された回転変速機１０Ｅを例示する。なお、図８の回転変速機１０Ｅはアナログ時計表示に準えることができる。すなわち、図８の回転変速機１０Ｅであれば、例えばアナログ時計の「分」に相当する入力軸１Ｅが１回転する毎に、「時間」に相当する出力軸２Ｅが１／１２回転だけ駆動される。したがって、このような構成によっても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図８にはアナログ時計と対応付けるためのXII，III，VI，IXと短針及び長針を描いている。
【００４６】
ウクレレのチューニングペグや図８に示したアナログ時計表示のように、入力軸及び出力軸の回転方向が同一であることが望ましい場合には、同方向同期を選択することができる。一方、入力軸及び出力軸の回転方向が逆であってもよく、大きなトルクを伝達する必要がある場合、あるいは1:2などの変速比を選択したい場合には、p及びqの選択の自由度が大きく且つより多くの同期子を設置できる逆方向同期を選択することができる。
【００４７】
［４．その他］
図１に示す回転変速機１０の同期子３が、入力波形面１ａ，出力波形面２ａ及びガイド４のそれぞれと滑らかに摺動するように潤滑してもよいし、適切な材料を選択することで滑らかな摺動を実現してもよい。なお、図８の回転変速機１０Ｅにも同様に、潤滑等の対策を施してもよい。また、ガイド４，ケース５，制限機構６の形状は一例であって上述したものに限られない。例えば、制限機構がケース５に取り付けられる代わりに、軸１，２を軸方向に貫通するように設けられていてもよい。また、制限機構６に与圧機構が設けられていなくてもよい。
【００４８】
上記実施形態及び各変形例に記載の回転変速機１０等は、例えば、ロボットや事務機器、医療機器、楽器、アナログ式時計の表示機構、電動車両用のインホイールモータなどに用いることができ、限られたスペースでの回転変速に特に有効である。
【００４９】
また、上記構成は入力軸の回転を変速して出力する回転変速機ではなく、直動方向の変速機に適用することも可能である。すなわち、図３及び図７から明らかなように、入力軸や出力軸の半径を無限大に延展した場合の周方向のみを利用することが可能であり、外科手術をはじめとした微細作業用のマニュピュレータなどへの応用が期待できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  入力軸
１ａ，１Ｅａ  入力波形面
２  出力軸
２ａ，２Ｅａ  出力波形面
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅ  同期子
４，４Ｅ  ガイド
５  ケース
６  制限機構
６ａ  入力側制限部（与圧機構）
６ｂ  出力側制限部（与圧機構）
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  回転変速機（変速機）
【図１】
2021535981.tif 000003
【図２】
2021535981.tif 000004
【図３】
2021535981.tif 000005
【図４】
2021535981.tif 000006
【図５】
2021535981.tif 000007
【図６】
2021535981.tif 000008
【図７】
2021535981.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月20日(2020.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の入力を変速して出力する変速機であって、
前記駆動源側の出力部品と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面を有する入力軸と、
前記入力軸と同軸に配置されるとともに、前記入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面を有する出力軸と、
前記入力波形面及び前記出力波形面の双方に接して前記出力波形面との接触位置における前記出力波形の位相を前記入力波形面との接触位置における前記入力波形の位相に強制的に一致させる三つ以上の同期子と、
前記入力波形の前記位相及び前記出力波形の前記位相が互いに一致する位置において各々の前記同期子を前記入力波形及び前記出力波形の各振幅方向にのみ移動可能に支持するガイドと、
前記入力軸及び前記出力軸を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限する制限機構と、を備え、
前記入力波形面及び前記出力波形面が互いに対向配置され、
前記入力波形の振幅方向と前記出力波形の振幅方向とが前記入力軸及び前記出力軸の各軸方向と一致する
ことを特徴とする、変速機。
【請求項２】
前記入力軸及び前記出力軸が同方向に回転する
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
前記入力軸及び前記出力軸が逆方向に回転する
ことを特徴とする、請求項１記載の変速機。
【請求項４】
前記制限機構は、前記各同期子を前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれに向かって押圧する与圧機構を有する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項５】
前記入力波形及び前記出力波形がいずれも三角波である
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項６】
前記各同期子が一つの回転要素である
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項７】
前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面の前記各振幅方向に接するように並ぶとともに互いに独立して回転可能な二つの回転要素から構成されている
ことを特徴とする、請求項２又は請求項２を引用する請求項４〜５のいずれか１項に記載の変速機。
【請求項８】
前記各同期子は、前記入力波形面及び前記出力波形面のそれぞれと接する部分で摺動自在に構成されている
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
（１）ここで開示する変速機は、駆動源の入力を変速して出力する変速機であって、前記駆動源側の出力部品と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面を有する入力軸と、前記入力軸と同軸に配置されるとともに、前記入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面を有する出力軸と、前記入力波形面及び前記出力波形面の双方に接して前記出力波形面との接触位置における前記出力波形の位相を前記入力波形面との接触位置における前記入力波形の位相に強制的に一致させる三つ以上の同期子と、前記入力波形の前記位相及び前記出力波形の前記位相が互いに一致する位置において各々の前記同期子を前記入力波形及び前記出力波形の各振幅方向にのみ移動可能に支持するガイドと、前記入力軸及び前記出力軸を相互に回転可能かつ軸方向の相対位置関係を制限する制限機構と、を備え、前記入力波形面及び前記出力波形面が互いに対向配置され、前記入力波形の振幅方向と前記出力波形の振幅方向とが前記入力軸及び前記出力軸の各軸方向と一致する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る変速機としての回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図２】一実施形態に係る変速機としての回転変速機の作用を説明するグラフである。
【図３】（ａ）は同方向同期の回転変速機の構成を説明するための模式図であり、（ｂ）は逆方向同期の回転変速機の構成を説明するための模式図である。
【図４】第一変形例に係る同方向同期の回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図５】第二変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図６】第三変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図７】第四変形例に係る回転変速機を示す軸方向断面図である。
【図８】参考例に係る回転変速機を示す径方向断面図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の変速機１０は、入力軸１，出力軸２，三つ以上の同期子３，ガイド４，ケース５，制限機構６を備えている。入力軸１は、駆動源側の回転軸と連結されるとともに、円周上に所定の入力波形が形成された入力波形面１ａを有する。出力軸２は、入力軸１と同軸に配置されるとともに、入力波形と波数が異なる出力波形が形成された出力波形面２ａを有する。本実施形態の入力波形面１ａと出力波形面２ａとは互いに対向配置される。なお、二つの波形面１ａ，２ａは同一振幅かつ同一振動方向となるように配置されているが、波形面１ａ，２ａが対向していなくてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図８は参考例に係る回転変速機１０Ｅを示す径方向断面図である。本回転変速機１０Ｅは、入力波形及び出力波形の各振幅方向が、回転変速機１０Ｅの径方向となるように設けられる点で上記実施形態の変速機１０とは異なる。つまり、本変形例の回転変速機１０Ｅは、入力軸１Ｅ及び出力軸２Ｅの端部同士が径方向に重なり合い、一方が他方の径方向外側に配置され、入力波形面１Ｅａ及び出力波形面２Ｅａのそれぞれが周面に設けられる。また、回転変速機１０Ｅは、同期子３Ｅが回転変速機１０Ｅの径方向（すなわち、各波形の振幅方向）にのみ移動可能なガイド４Ｅを備える。
【国際調査報告】
2021535981.tif 000011