(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記外歯歯車の一側面と対向する支持体の内側面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯歯車が偏心運動しうるように前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力体に、前記外歯歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯歯車と噛合する内歯歯車を設け、さらに、前記支持体に、入力軸を制動する制動手段を設け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】
制動手段が、両端部が支持体に止着され、かつ中間部で入力軸を両側方から弾圧把持するようにした１対の弾性変形可能な棒材または板ばねよりなる請求項１記載のセルフロック機能を有する減速装置。
【請求項３】
入力軸を支持体の一端より突出させ、かつ出力体を軸状として、支持体の他端より、前記入力軸と同一軸線上に並ぶようにして突出させた請求項１または２記載のセルフロック機能を有する減速装置。
【請求項４】
出力体を、索条を巻取る巻取りドラムとし、入力軸に連結した回転ハンドルにより入力軸を回転させることにより、索条を巻取るようにした請求項１または２記載のセルフロック機能を有する減速装置を用いた巻上機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸側からの回転力は出力体に確実に伝達するが、出力体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、及びそれを用いた巻上機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、既に特許出願(特願平１１−２１０７９３号)している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記先願の減速装置は、主として、４０：１以上の高減速比が得られるものを対象として開発したものであるが、８：１〜４０：１程度の低減速比を対象として、構造がより簡単で、かつ信頼性の高いセルフロック機能を有する減速装置が望まれている。
【０００５】
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、構造がより簡単で、小型化を可能とした高性能の減速装置、及びそれを用いた巻上機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】
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、支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記外歯歯車の一側面と対向する支持体の内側面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯歯車が偏心運動しうるように前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力体に、前記外歯歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯歯車と噛合する内歯歯車を設け、さらに、前記支持体に、入力軸を制動する制動手段を設ける。
【０００６】
(２)  上記(１)項において、制動手段を、両端部が支持体に止着され、かつ中間部で入力軸を両側方から弾圧把持するようにした１対の弾性変形可能な棒材または板ばねにより構成する。
【０００７】
(３)  上記(１)または(２)項において、入力軸を支持体の一端より突出させ、かつ出力体を軸状として、支持体の他端より、前記入力軸と同一軸線上に並ぶようにして突出させる。
【０００８】
(４)  上記(１)または(２)項の減速装置を用いた巻上機において、出力体を、索条を巻取る巻取りドラムとし、入力軸に連結した回転ハンドルにより入力軸を回転させることにより、索条を巻取るようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
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を用いた巻上機の一実施形態(請求項１、２、及び４記載の発明の実施形態)を示す。
【００１１】
この巻上機(１)における支持体(２)は、正面視上向きコ字状をなす支持枠(３)と、その左方の側片(3a)の上部内面に、止めねじ(４)をもって固着されたほぼ横向き円柱状の軸受(５)と、支持枠(３)における右方の側片(3b)の上部内面に配設した内筒(６)の雌ねじ部(6a)に、側片(3b)の外側に頭部(7a)を配設した外筒(７)の雄ねじ部(7b)を、側片(3b)を貫通させて、螺着することにより、軸受(５)と同一の水平の軸線(０)上に位置するようにして、側片(3b)の上部に固着された軸受筒(８)とからなっている。
【００１２】
左方の軸受(５)の右端には、拡径フランジ(5a)が形成されており、その右端の中央には、軸線(０)と同軸をなして左方に延出し、かつ閉塞された左端部に拡径段孔(9a)が形成された軸受孔(９)が設けられている。
【００１３】
また、拡径フランジ(5a)の右端面における軸線(０)を中心とする同一円周上には、３個の盲孔状の丸孔(10)が、等間隔をもって穿設されている。
内筒(６)の左端には、拡径フランジ(6b)が形成されている。
【００１４】
支持体(２)における左方の軸受(５)と右方の軸受筒(８)とにより、左右方向を向く水平の入力軸(11)の左端部と、右端近傍とが軸受されている。
【００１５】
入力軸(11)は、その右端から左端にかけて順次連続する角軸部(11a)と、中径軸部(11b)と、大径軸部(11c)と、偏心軸部(11d)と、小径軸部(11e)とからなり、角軸部(11a)が外筒(７)から右方に突出するようにして、中径軸部(11b)が外筒(７)内に、大径軸部(11c)が内筒(６)内に圧嵌されたメタルスリーブ(12)内に、また小径軸部(11e)が軸受(５)の軸受孔(９)内にニードルベアリング(13)をもって、それぞれ軸受されることにより、支持体(２)に軸線(０)まわりに回転可能として水平に支持されている。
【００１６】
入力軸(11)の偏心軸部(11d)には、外歯歯車(14)の軸孔に圧嵌されたメタルスリーブ(15)が、回転自在に外嵌されている。
【００１７】
軸受(５)の右端面と対向する外歯歯車(14)の左端面における偏心軸部(11d)を中心とする同一円周上には、角丸孔(10)に嵌合する３個のピン(16)が、等間隔をもって突設されている。
【００１８】
図５に示すように、軸線(０)から各丸孔(10)の中心(01)までの距離(r1)は、偏心軸部(11d)の中心(02)から各ピン(16)の中心(03)までの距離(r2)をほぼ同一とし、かつ丸孔(10)の半径(r3)とピン(16)の半径(r4)との差(r3−r4)は、軸線(０)からの偏心軸部(11d)の偏心量(r5)とほぼ等しくしてある。
【００１９】
その結果、入力軸(11)が回転すると、各ピン(16)が各丸孔(10)の内面に沿って摺動しつつ丸孔(10)内において偏心運動し、外歯歯車(14)は、支持体(２)に対して、軸線(０)まわりに回転することなく偏心運動する。
【００２０】
左方の軸受(５)と右方の軸受筒(８)の内筒(６)との外周には、出力体をなす巻取りドラム(17)が、ニードルベアリング(18)(19)をもって、軸線(０)を中心として回転自在に外嵌されている。
【００２１】
巻取りドラム(17)は、筒部(20)とその両端に形成された拡径フランジ部(21)(21)とからなり、筒部(20)は、２個の筒体(22)(23)を螺合部(22a)(23a)で互いに螺合することにより、左右に分離可能として形成されている。
【００２２】
筒部(20)のほぼ中央部における筒体(22)の内面には、外歯歯車(14)の外歯の歯数(N1)よりわずかに多い歯数(N2)の内歯をもって外歯歯車(14)の外歯に噛合する内歯歯車(24)が軸線(０)と同芯をなすようにして固嵌されている。
【００２３】
図１に想像線で示すように、巻取りドラム(17)には、ワイヤ(索条)(25)が巻取られており、また、入力軸(11)の角軸部(11a)には、手動式の回転ハンドル(26)が嵌着されている。ワイヤ(25)に代えて、ロープその他の索条を巻取りドラム(17)に巻取ることもある。
【００２４】
この回転ハンドル(26)を所望方向に回転させることにより、入力軸(11)が回転させられ、それによって、上述したように、外歯歯車(14)が支持体(２)対して回転することなく、軸線(０)を中心として偏心運動させられ、そのとき、外歯歯車(14)に噛合する内歯歯車(24)、及びそれと一体の巻取りドラム(17)は、入力軸(11)の１回転当りに、内歯の歯数(N2)と外歯の歯数(N1)との差に相当する角速度、すなわち(N2−N1)／N2だけ、入力軸(11)の回転方向と同方向に回転させられ、ワイヤ(25)が巻取りドラム(17)に巻取られたり、またはそれから繰り出されたりする。
【００２５】
回転ハンドル(26)及び入力軸(11)が停止している状態で、巻取りドラム(17)にいずれかの回転方向に回転させようとする外力が掛ったとき、図３及び図５に示すように、３組の丸孔(10)とピン(16)との組合せのうちいずれかが、外歯歯車(14)の図３における右回り及び左回りの回転を阻止するように接しているので、巻取りドラム(17)の回転は阻止され(セルフロック)、巻取りドラム(17)側からの回転力が入力軸(11)及び回転ハンドル(26)側へ伝達されることはない。
【００２６】
図１及び図４に示すように、軸受(５)内には、ばね鋼材等よりなる上下１対の棒材(または板ばね)(27)(27)が、中間部で、拡径段孔(9a)内に進入した入力軸(11)の小径軸部(11e)を上下(または前後)より弾圧把持し、かつ両端部が拡径段孔(9a)の外周壁に穿設した前後方向を向く支持孔(28)に嵌合されるようにして設けられている。
【００２７】
この両棒材(27)(27)は、弾性変形可能なその中間部で小径軸部(11e)を弾性把持することにより、入力軸(11)を制動する制動手段となっている。
【００２８】
このような制動手段は、セルフロック機能をより確実なものとする作用を有するとともに、回転ハンドル(26)の操作に適度の抵抗力を与え、操作性を向上する作用を有している。
【００２９】
しかし、入力軸(11)の回転抵抗がある程度大きい場合は、このような制動手段を省略してもよく、また、上記の１対の棒材(27)(27)からなる制動手段とは別の公知の制動手段を用いてもよい。
【００３０】
さらに、上記の実施形態において、丸孔(10)を外歯歯車(14)の左端面に設け、ピン(16)を軸受(５)の右端面に設けたりすることもできる。
【００３１】
上記の実施形態においては、支持体(２)、入力軸(11)、外歯歯車(14)、内歯歯車(24)、及び出力体である巻取りドラム(17)等により、本発明のセルフロック機能を有する減速装置が構成されている。
【００３２】
図６は、本発明のセルフロック機能を有する減速装置の別の実施形態(請求項１〜３記載の発明の実施形態)を示す。
【００３３】
この実施形態の基本的構成は上述の実施形態のものと同一であるので、それについての詳細な説明は省略し、主として、相違点について説明する。
【００３４】
この実施形態においては、左端に端部壁(31a)を有する横向きとした円筒体(31)の右端に蓋体(32)を螺着することにより、セルフロック機能を有する減速装置(30)の支持体(33)を形成し、端部壁(31a)の中央に、出力体をなす出力軸(34)を軸受し、出力軸(34)の右端中央に形成した軸受孔(35)と、蓋体(32)の中央の軸受孔(36)とに、ボールベアリング(37)(38)をもって、入力軸(39)の左端部とほぼ中央部とを軸受し、左右のボールベアリング(37)(38)間に挟まれた入力軸(39)の中間部に形成された大径の偏心軸部(39a)に、外歯歯車(40)を、ニードルベアリング(41)を介して回転自在に外嵌し、外歯歯車(40)の右端面とそれに対向する蓋体(32)の左端面とに、互いに嵌合する３個の丸孔(42)とピン(43)とを、上述の丸孔(10)とピン(16)との関係と同様の関係でそれぞれ設け、外歯歯車(40)には、出力軸(34)の右端部外周に外嵌されてスプリングピン(44)により固着された内歯歯車(45)を噛合させ、さらに出力軸(34)の右端部には、入力軸(39)の左端部を図面上の上下から弾圧把持することにより、入力軸(39)に制動力を付与するようにした、上述の棒材(27)(27)と同様の上下１対の棒材(または板ばね)(46)(46)を設けている。
【００３５】
この減速装置(30)は、前の実施形態における減速装置と同様の原理及び作用により、入力軸(39)を所望方向に回転させることにより、内歯歯車(45)と一体の出力軸(34)を、同方向に、(N2−N1)／N2(N1は外歯歯車(40)の外歯の歯数、N2は内歯歯車(45)の内歯の歯数)の減速比をもって回転させることができ、かつ入力軸(39)の停止時に、出力軸(34)側からの回転力が入力軸(39)側に伝達されるのを確実に阻止することができ、信頼性の高いセルフロック機能を発揮することができる。
【００３６】
また、図６に示す減速装置(30)においては、入力軸(39)を支持体(33)の一端より突出させ、かつ出力体である出力軸(34)を軸状として、支持体(33)の他端より、入力軸(39)と同一軸線上に並ぶようにして突出させているので、原動軸と従動軸とが一直線状に配設されている、あらゆる駆動機構に簡単に組み込むことができ、汎用性の高い減速装置を提供することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、１組の内歯歯車と外歯歯車とを噛合させ、その外歯歯車と支持体との対向面に、丸孔とピンとを設けるという簡単な構造で、出力体側からの回転力が入力軸側に伝達されるのを確実に阻止することができ、信頼性の高いセルフロック機能が得られるとともに、減速装置の小型、高性能化を図ることができる。
【００３８】
また、制動手段により、セルフロック機能をより確実なものとすることができるとともに、入力軸の回転に適度の抵抗力を付与して、操作性の向上を図ることができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によると、制動手段の構造を簡素なものとすることができ、コストの低減を図ることができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によると、あらゆる駆動機構に簡単に組み込むことができ、汎用性の高い減速装置を提供することができる。
【００４１】
請求項４記載の発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するとともに、構造が簡単で、小型高性能の巻上機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の減速装置を用いた巻上機の一実施形態の中央縦断正面図である。
【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】  作用説明図である。
【図６】  本発明の減速装置の別の実施形態を示す中央縦断正面図である。
【符号の説明】
(１)巻上機
(２)支持体
(３)支持枠
(3a)(3b)側片
(４)止めねじ
(５)軸受筒
(5a)拡径フランジ
(６)内筒
(6a)雌ねじ部
(6b)拡径フランジ
(７)外筒
(7a)頭部
(7b)雄ねじ部
(８)軸受筒
(９)軸受孔
(9a)拡径段孔
(10)丸孔
(11)入力軸
(11a)角軸部
(11b)中径軸部
(11c)大径軸部
(11d)偏心軸部
(11e)小径軸部
(12)メタルスリーブ
(13)ニードルベアリング
(14)外歯歯車
(15)メタルスリーブ
(16)ピン
(17)巻取りドラム(出力体)
(18)(19)ニードルベアリング
(20)筒部
(21)拡径フランジ部
(22)(23)筒体
(22a)(23a)螺合部
(24)内歯歯車
(25)ワイヤ
(26)回転ハンドル
(27)棒材(制動手段)
(28)支持孔
(30)減速装置
(31)円筒体
(31a)端部壁
(32)蓋体
(33)支持体
(34)出力軸(出力体)
(35)(36)軸受孔
(37)(38)ボールベアリング
(39)入力軸
(39a)偏心軸部
(40)外歯歯車
(41)ニードルベアリング
(42)丸孔
(43)ピン
(44)スプリングピン
(45)内歯歯車
(46)棒材
(０)軸線
(01)(02)中心
(r1)(r2)距離
(r3)(r4)半径
(r5)偏心量
(N1)(N2)歯数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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