(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に入力される回転動力を少なくとも該入力軸に設けられるハイポイドギヤセットのハイポイドピニオンを介して出力軸に伝達する直交歯車減速機を備える動力伝達装置において、
前記直交歯車減速機よりも前段側に、
回転動力が入力される太陽ローラ、該太陽ローラの周囲に配置されて該太陽ローラに転接する遊星ローラ、前記太陽ローラと同軸状に配置されて前記遊星ローラが自身の内周に転接するリングローラ、前記遊星ローラの公転運動を取り出して前記直交歯車減速機の前記入力軸に伝達するキャリアを有する単純遊星摩擦伝達構造の摩擦減速機を配設し、
前記直交歯車減速機と前記摩擦減速機の間に筒状の延長ケーシングを配設して、該延長ケーシングを介して該直交歯車減速機と該摩擦減速機とを連結し、
該延長ケーシングの内周面に配設される少なくとも２つの軸受によって、前記入力軸を回転自在に保持すると共に、キャリアと前記入力軸を、相対的な軸方向の摺動を許容可能な連結構造によって連結することで、前記ハイポイドギヤセットからの軸方向反力の該キャリアへの伝達を遮断可能とし、且つ、
前記入力軸の外周面と前記延長ケーシングの内周面との隙間で且つ前記２つの軸受の間に、リング状のオイルシールを配設した
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記キャリアと前記入力軸をスプライン構造によって連結することで、相対的な軸方向の摺動を許容可能とした
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記延長ケーシングが、前記直交歯車減速機及び前記摩擦減速機から取外し可能に構成されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記入力軸に大径部が設けられ、該大径部を挟んで前記軸受が設置されるとともに、該大径部の外周に前記オイルシールが設置されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記大径部の軸方向の一端側につば部がさらに設けられ、前記オイルシールの軸方向移動が規制されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の動力伝達装置に対して、更に、前記摩擦減速機の前記太陽ローラに回転動力を入力するモータを配設すると共に、
前記動力伝達装置における前記直交歯車減速機を、
前記入力軸に同軸に配置されるハイポイドピニオンと、該入力軸に対して垂直となる第１中間軸に同軸に配置されて前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤと、前記第１中間軸に同軸に配置される第１ピニオンと、前記第１中間軸と自身の回転軸とが平行となるように配置されて前記第１ピニオンと噛合する第１ギヤと、を備えて少なくとも２段減速構造となるように構成した
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項７】
生ごみ及び発酵促進剤を受容可能な発酵槽と、
前記発酵槽内に回転自在に配置され、自身が有する撹拌羽を回転させて前記生ごみ及び発酵促進剤を撹拌可能な撹拌シャフトと、
前記撹拌シャフトに連結されて該撹拌シャフトを駆動する請求項６に記載のギヤドモータと、
を備えることを特徴とする生ごみ処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸に入力される回転動力を、少なくとも該入力軸に設けられるハイポイドギヤセットを介して出力軸に伝達する直交歯車減速機を備える動力伝達装置、該動力伝達装置を利用したギヤドモータ、及び該ギヤドモータを用いた生ごみ処理機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−２９１０３２号公報及び特開平１０−５７２９号公報には、一般家庭等から排出される生ごみを、発酵促進剤の働きを利用して発酵させることで分解処理する生ごみ処理機が共に開示されている。
【０００３】
これらの生ごみ処理機は、一般的に、生ごみと発酵促進剤（有機物分解菌、水等）を受容可能な発酵槽と、この発酵槽内に設けられ、外周面に半径方向外側に向かって取付けた撹拌羽根によって前記生ごみ及び発酵促進剤を撹拌可能な回転自在の撹拌シャフトと、この撹拌シャフトを回転駆動するギヤドモータとを備える。
【０００４】
この生ごみ処理機は、発酵槽内に、生ごみ、発酵促進剤、水等を投入し、所定の加熱や換気等を行いながら前記撹拌羽根によって生ごみ等を撹拌し、この生ごみの発酵を促進させて最終的に堆肥化するものである。
【０００５】
特開平７−２９１０３２号公報にて開示される生ごみ処理機の駆動機構は、発酵槽の外周面に固定されたモータの回転力を、このモータのモータ軸に設けられたピニオン、前記発酵槽の外周面に設けられた中間ギヤ及び前記撹拌シャフトの軸端に固定されたギヤ等からなる減速ギヤ列によって伝達する。
【０００６】
又、特開平１０−５７２９号公報にて示される生ごみ処理機の駆動機構は、発酵槽の外側に別途の固定手段によってモータを設置し、このモータの回転動力を、スプロケット及びチェーンを介して撹拌シャフトに伝達する。
【０００７】
しかしながら、上記の駆動機構は、減速ギヤ列やチェーン等のために広い取付スペースが必要となる結果、生ごみ処理機の小型化が困難であった。又、チェーンや減速ギヤ列が直接露出する構造であったため安全上好ましいものではなく、これを回避するには別途カバーを取り付ける必要があり部品点数も増加した。
【０００８】
これらの問題を解決するものとして、図７に示される、特開平７−１３６６２０号公報に開示されている生ごみ処理機１が存在する。
【０００９】
この生ごみ処理機１は駆動装置としてギヤドモータ８を用いたものであり、その本体（被駆動装置：ギヤドモータから見れば相手機械）として、前述した処理機と同様に、生ごみと発酵促進剤（図示省略）を受容可能な発酵槽２と、前記発酵槽２内に配置される回動自在のシャフト部材であって、外周面に略放射状に設けられる撹拌ばね４によって前記生ごみ及び発酵促進剤を撹拌可能な撹拌シャフト６と、を備える。
【００１０】
この撹拌シャフト６に同軸的に連結されるギヤドモータ８は、図８及び図９に示されるように、モータ１０と、該モータ１０のモータ軸１０Ａに連結されて該モータ軸１０Ａの回転を第１及び第２中間軸１８、２０を介して出力軸１６に伝達可能な動力伝達装置１２（一部図示省略）と、を一体的に組み合わせた構成とされている。
【００１１】
前記動力伝達装置１２の歯車箱１４には、このギヤドモータを相手機械に取り付けるためのボルト孔３４が、前記出力軸１６と垂直な平面１４Ａにおける仮想正方形１４Ｂの頂点位置において該歯車箱１４を貫通して形成されている。又、前記モータ１０のモータ軸１０Ａと出力軸１６とは平行になっており、その出力軸１６の軸心は、前記仮想正方形１４Ｂの中心からずれた状態で配置されている。
【００１２】
一方、前記発酵槽２には、前記ボルト孔３４に対応するボルト孔２Ｂと、前記出力軸１６と同位置にて前記撹拌シャフト６が貫通可能な撹拌シャフト貫通孔２Ａとが形成されている。
【００１３】
前記動力伝達装置１２は、図９に示されるように、前記出力軸１６と平行になるように前記第１中間軸１８及び第２中間軸２０を備える３段減速構造であり、更に、前記モータ軸１０Ａに一体的に形成されるヘリカルピニオン２２と、前記第１中間軸１８に固定されて前記ヘリカルピニオン２２と噛合可能な第１ヘリカルギヤ２４と、前記第１中間軸に固定された第１ピニオン２６と、前記第２中間軸２０に固定され前記第１ピニオン２６と噛合可能な第２ギヤ２８と、前記第２中間軸２０に固定される第２ピニオン３０と、前記出力軸１６に固定されて前記第２ピニオン３０と噛合可能な出力軸ギヤ３２と、を備え、可能な限りコンパクトになるように構成されている。なお、図９では３段変速構造を示したが、一般的には、２段から６段減速構造のものが知られている。
【００１４】
前記ギヤドモータ８は、上記のような構成とされていることから以下のようなメリットがある。
【００１５】
１）歯車箱１４における出力軸１６が突出する前記平面１４Ａ（取付面）において、このギヤドモータ８を本体（相手機械）に直接且つ簡易に固定することが可能となる。
【００１６】
２）ギヤドモータ８において、動力伝達装置１２が前記歯車箱１４によって覆われているので、前記特開平７−２９１０３２号、特開平１０−５７２９号公報にて開示されたもの（露出構造であるもの）と比較して、安全面に優れる。
【００１７】
以上ように、このギヤドモータ８は優れた特徴を有していることから、現在では生ごみ処理機以外の分野でも広く用いられるようになっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ギヤドモータ８は出力軸１６とモータ軸１０Ａが同方向に配置されることから、図７に示したように、ギヤドモータ８を含めた撹拌シャフト６の軸方向寸法が大きくなるという問題があった。従って、発酵槽２の大きさに比べ生ごみ処理機１全体が大きくなってしまい、家庭用生ごみ処理機等における省スペース化の要請に反するものであった。
【００１９】
又、取付面（平面１４Ａ）から片持ち状態でギヤドモータ全体が大きく突出するため、（使用者が加重をかけたときなどに）取付部に過負荷が生じ易く、その分取付部の剛性を高めたり、発酵槽2自体の剛性を高めたりする必要があった。
【００２０】
このような状況は生ごみ処理機の分野だけにとどまらず、結果として多くの産業分野において、このギヤドモータ８を含む回転機械が大型化してしまい、製造コスト等の増大を招いていた。
【００２１】
ところで、上記のギヤドモータ８以外にも、図１０に示されるように、モーター軸と出力軸とを直交させるようにしたギヤドモータ３６が存在する。このギヤドモータ３６はモータ１０と直交歯車減速機２９とを備えており、モータ軸１０Ａの回転を直交歯車減速機２９によって減速・方向変換して出力するものである。
【００２２】
この直交歯車減速機２８は、該モータ軸１０Ａと直角に配置される第１、第２中間軸１８、２０及び出力軸１６を備えており、具体的にモータ軸１０Ａは、モータ１０のケーシング１１の内部に配置される２つの軸受１３Ａ、１３Ｂによって回転自在に支持され、その先端にはハイポイドピニオン１５が形成されている。第１中間軸１８には、同軸状にハイポイドギヤ１７が設けられており、ハイポイドピニオン１５と噛合している。このハイポイドギヤ１７及びハイポイドピニオン１５によってハイポイドギヤセット１９が構成される。
【００２３】
第１中間軸１８には、更に第１ピニオン２１が配置され、第２中間軸２０に配置される第１ギヤ２３と噛合する。第２中間軸２０には、更に第２ピニオン２５が配置され、出力軸１６に配置される第２ギヤ２７と噛合する。なお、これらの歯車及びハイポイドギヤセット１９等は歯車箱１４に収容される。
【００２４】
この種のギヤドモータ３６を駆動装置として採用すれば、装置全体の軸線方向寸法を大幅に短縮することが出来ると考えられる。
【００２５】
しかしながら近年の生ごみ処理機等の分野においては、装置全体を小型化することに加えて、生ごみの処理容量等を更に増大したいという要請があり、これに伴って、撹拌シャフト６によって大量の生ごみ等を十分に撹拌するためにもギヤドモータ３６に相当の駆動トルクが要求されている。この要求に対して、上記のギヤドモータ３６は必ずしも満足できるものではない。
【００２６】
というのも、このままの構成で更なる減速比の増大（つまり、トルクの増大）を図ろうとすると、各歯車が大型化してギヤドモータ３６が再び大型化してしまい、モータ軸１０Ａと出力軸１６を直交させて小型化を図ろうとしたメリットがかなり失われてしまう。又、第３、第４中間軸等を追加して歯車減速段数を増やすことにより減速比を増大しようとすると、各歯車から発生する騒音もそれに伴って増大し、家庭用の生ごみ処理機等に用いることが事実上不可能となる。
【００２７】
更に、このハイポイドギヤセット１９によって減速する構造は、そのモータ軸１０Ａ（直交歯車減速機２９にとっては入力軸）に軸線方向（スラスト方向Ｓ）と径方向（ラジアル方向Ｒ）の双方の力が作用するという特徴を有している。従って、高速回転するモータ軸１０Ａを支持する各軸受１３Ａ、１３Ｂの負担が大きくなり、特に長時間の連続運転が必要となる生ごみ処理機等の分野では、その軸受１３Ａ、１３Ｂの寿命の低下は大きな問題となる。
【００２８】
また、「回転機械」に作業員が必要となる分野では、作業員がその回転部分に巻き込まれることを防止するために、回転機械自体の安全性を考慮しなければならない。勿論、各種センサによってその安全性を確保するように講じられていることが多く、例えば生ごみ処理機では、上蓋等の開閉状態をセンサで検出し、この上蓋を作業者が開けた場合には、それと同時に自動的にギヤドモータの回転が停止するように制御されている。
【００２９】
しかし、このような電気的センサによって状況を検知し、その信号に基づいて電気的にモータを停止制御するような安全対策のみでは、そもそもセンサや制御装置等が故障した場合に、使用者の安全が十分に確保されない可能性もある。
【００３０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置全体の大型化を抑制しながらも高い減速比、静粛性、長寿命化を達成することができ、更に使用者の安全面にも考慮した動力伝達装置を得ることを目的とする。又他の目的は、この動力伝達装置を用いてギヤドモータを構成し、更には該ギヤドモータを生ごみ処理装置に適用することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、入力軸に入力される回転動力を少なくとも該入力軸に設けられるハイポイドギヤセットのハイポイドピニオンを介して出力軸に伝達する直交歯車減速機を備える動力伝達装置において、直交歯車減速機よりも前段側に、回転動力が入力される太陽ローラ、該太陽ローラの周囲に配置されて該太陽ローラに転接する遊星ローラ、前記太陽ローラと同軸状に配置されて前記遊星ローラが自身の内周に転接するリングローラ、前記遊星ローラの公転運動を取り出して前記直交歯車減速機の前記入力軸に伝達するキャリアを有する単純遊星摩擦伝達構造の摩擦減速機を配設し、前記直交歯車減速機と前記摩擦減速機の間に筒状の延長ケーシングを配設して、該延長ケーシングを介して該直交歯車減速機と該摩擦減速機とを連結し、該延長ケーシングの内周面に配設される少なくとも２つの軸受によって、前記入力軸を回転自在に保持すると共に、キャリアと前記入力軸を、相対的な軸方向の摺動を許容可能な連結構造によって連結することで、前記ハイポイドギヤセットからの軸方向反力の該キャリアへの伝達を遮断可能とし、且つ、前記入力軸の外周面と前記延長ケーシングの内周面との隙間で且つ前記２つの軸受の間に、リング状のオイルシールを配設したことにより上記目的を達成するものである。
【００３２】
本発明者は、動力伝達装置において減速比の増大を図るため、単純遊星構造の摩擦減速機を直交歯車減速機より前段側に配置する構成を採用した。
【００３３】
摩擦減速機（トラクション減速機の概念を含む）は、動力発生源（例えばモータ）の動力を、同軸性を維持した状態で高い減速比でもって直交歯車減速機に出力することが出来る。従って、動力伝達装置のコンパクトな状態を維持したまま高減速比を得ることができる。更に、ハイポイドギヤセットは極めて静かに動力を伝達出来るという特徴を有しているが、上記の摩擦減速機は「ハイポイドギヤセットよりも更に静粛な」動力伝達が可能であるので、その特徴を損なうことなく高減速比を得ることが出来る。つまり、ハイポイドギヤセットと単純遊星構造の摩擦減速機の組み合わせによれば、静粛性、コンパクト性及び高減速比を合理的に達成可能になる。
【００３４】
ところで、上記摩擦減速機は、太陽ローラやキャリア等に回転軸線方向の荷重がかかると、動力伝達特性が変化したり、耐久性が悪化したりするという側面を有している。しかし本発明によれば、入力軸が受ける軸線方向の力を遮断しているので、そのような問題の発生が抑制されている。特にこれは、ハイポイドギヤセットを有する動力伝達装置がそもそも有していた課題である「動力発生源（例えばモータ軸）側に、入力軸のスラスト力が伝達するのを防止したい」との要求を満足する為の構造を、あえて摩擦減速機と直交歯車減速機との間に介在させて、両者の問題点をまとめて解決しようとするものである。
【００３５】
従って、軸方向反力のキャリアへの伝達を遮断するようにすれば、摩擦減速機の安定した動力伝達特性と、動力発生源側へのスラスト力の伝達防止を両立した上で、更に上記の高減速比等を達成できるようになる。
【００３６】
更に、各摩擦ローラ間の接触面に作用する摩擦力（あるいはトラクションフォース）を利用して回転動力を伝達する単純遊星摩擦伝達構造は、自身の許容伝達能力を超えると「滑りが増大する」という特徴を有している。従って、相手機械側の回転部分が何らかの原因で突然固定（ロック）され、動力伝達装置側に突然大きな反力モーメントが作用した場合でも、この滑りによって吸収することが出来る。その結果、動力発生源や直交歯車減速機等の損傷を極力防ぐことが出来る。このことは、相手機械側の回転部分に作業員等が巻き込まれた場合でも、摩擦減速機が上記「滑り」によってトルクリミッタ的な機能を果たすことになり、センサや制御装置の有無に拘わらずある程度の安全性を確保することが出来る。
【００３７】
又勿論、この動力伝達装置によれば、自身の長手方向を相手機械側に沿うようにして連結できるので、相手機械を含めて装置全体を小型化することが可能になる。
【００３８】
軸方向反力を確実に遮断する為、例えば、上記第１発明において、キャリアと入力軸を、相対的な軸方向の摺動を許容可能な連結構造によって連結するようにする。
【００３９】
これにより、軸方向反力を受けた結果、入力軸が軸方向に移動したとしても、この入力軸とキャリアとが相対的に摺動できるので、その力がキャリアに直接伝達されることが防止される。摩擦減速機は安定した伝達特性を発揮できるとともに、動力発生源側に該軸方向反力が伝達しないので、連結される動力発生源の軸受等の負担が軽減されて長寿命化が達成される。
また、入力軸が（少なくとも２つの軸受で）いわゆる両持ち状態で支持されるので、これらの軸受によってハイポイドギヤセットから受けるラジアル力に抗する（反力を付与する）ことが出来る。従って、入力軸が円滑に回転できると共に、該ラジアル力がキャリアに伝達されることを防止できる。
さらに、入力軸の外周面と延長ケーシングの内周面との隙間で且つ前記少なくとも２つの軸受の間に、リング状のオイルシールを配設している。一般的に、歯車伝達構造（ハイポイドギヤセット）に利用される潤滑剤は、その歯面の滑り抵抗を低減させること、即ち摩擦抵抗を低減させることが目的であり、又、摩擦伝達構造に利用される潤滑剤（トラクション油ともいう）は、各摩擦ローラの接触面の摩擦抵抗を増大させて、高い伝達性能を確保することを目的としている。従って、それぞれに異なる種類（性質）の潤滑剤が採用されることが多く、このような場合にも、複数の軸受の間のスペースを有効利用してオイルシールが配置されるので、各潤滑剤が混ざり合うことが防止され、長時間に渡って潤滑剤を交換しないで済む。
【００４０】
なお、相対的な軸方向の摺動を許容可能な連結構造としては、例えば、キャリアと入力軸をスプライン構造によって連結することが好ましい。
【００４１】
また、このスプライン構造は、一般的に、キャリアと入力軸の半径方向のずれをも（一定の範囲内であれば）許容できるという特性を有している。従って、入力軸がハイポイドギヤセットから径方向の反力（ラジアル力）を受けることで、径方向のずれ（撓み）等が生じたとしても一定の範囲内であればそれがキャリアに伝達されないので、摩擦減速機の長寿命化が図られる。
【００４４】
なお、軸受の負担を軽減するためには、延長ケーシングを軸方向に（入力軸方向に）長くすると共に入力軸もそれに合わせて長くし、更にこの入力軸を支持する上記複数の軸受の間隔を広くすることが好ましい。ハイポイドギヤセット側の軸受を支点にして、他の（キャリア側の）軸受でその径方向の力を受けることになるので、軸受の配置間隔が広いと上記他の（キャリア側の）軸受の加重負担が軽減するからである。
【００４７】
又、上記延長ケーシングは、剛性の観点からは、直交歯車減速機又は摩擦減速機のケーシングに一体的（分割不能）に形成されることが好ましいが、その一方で、この延長ケーシングをこれらの減速機から取外し可能、即ち独立して構成することも好ましい。
【００４８】
このように延長ケーシングを各歯車箱と独立して介在させると、１つの直交歯車減速機に対して、複数種類の摩擦減速機を連結することが出来る。これは、延長ケーシングだけを交換すれば、互いの連結面の構造を考慮することなく、独立して摩擦減速機を他の大きさのもの等に変更できるからである。全く同様に、１つの摩擦減速機に対して複数種類の直交歯車減速機を連結することも可能であり、その結果、多様なバリエーションを有する動力伝達装置のシリーズを容易に構築することが出来るようになる。
【００４９】
以上に示した動力伝達装置は、モータと組み合わせてギヤドモータとして使用することができる。その場合の直交歯車減速機の構成として具体的には、入力軸に同軸に配置されるハイポイドピニオンと、入力軸に対して垂直となる第１中間軸に同軸に配置されて前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤと、第１中間軸に同軸に配置される第１ピニオンと、第１中間軸と自身の回転軸とが平行となるように配置されて前記第１ピニオンと噛合する第１ギヤと、を備えて少なくとも２段減速構造にすればよい（本第２発明）。
【００５０】
このようなギヤドモータは、既に示したように、高い減速比、静粛性、長寿命化が図られていることから、例えば生ごみ処理機の駆動装置として用いることが好ましい。具体的には、生ごみ及び発酵促進剤を受容可能な発酵槽と、発酵槽内に回転自在に配置され、自身が有する撹拌羽を回転させて前記生ごみ及び発酵促進剤を撹拌可能な撹拌シャフトと、撹拌シャフトに連結されて該撹拌シャフトを駆動する上記のギヤドモータと、を備えるようにすればよい（本第３発明）。
【００５１】
このようにすると、撹拌シャフトが回転している最中に、例えば使用者が誤って手を挿入して該撹拌シャフトと接触した場合でも、その過負荷に対して摩擦減速機が滑るので、使用者の安全をその範囲内で確保することが出来るようになる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
図１に、第１実施形態に係るギヤドモータ４０を示す。このギヤドモータ４０は、モータ４２と、このモータ４２の回転動力が入力される動力伝達装置４４とが一体的に組み合わされて構成される。なお、モータ４２のモータ軸４２Ａは、モータケーシング４６内に配置される２つの軸受４６Ａ、４６Ｂによって回転自在に支持されている。
【００５４】
動力伝達装置４４は、直交歯車減速機４８と、この直交歯車減速機４８よりも前段側に配置される摩擦減速機４９と、を備える。直交歯車減速機は４８は、入力軸５０と、この入力軸５０に連結されるハイポイドピニオン５１と、入力軸５０に対して垂直となる第１中間軸５２に同軸に配置されてハイポイドピニオン５１と噛合するハイポイドギヤ５３と、第１中間軸５２に同軸に配置される第１ピニオン５４と、第１中間軸５２と平行となる第２中間軸５５に同軸に配置されて第１ピニオン５４と噛合する第１ギヤ５６と、第２中間軸５５に同軸に配置される第２ピニオン５７と、第１中間軸５２と平行となる出力軸５８に同軸に配置されて第２ピニオン５７と噛合する第２ギヤ５９と、を備える。
【００５５】
つまり、ハイポイドピニオン５１及びハイポイドギヤ５３によって（１段目の）ハイポイドギヤセット６０が構成され、第１ピニオン５４及び第１ギヤ５６によって（２段目の）第１ギヤセット６１が構成され、第２ピニオン５７及び第２ギヤ５９によって（３段目の）第２ギヤセット６２が構成されるようになっている。なお、これらのハイポイドギヤセット６０等は、歯車箱６３に収容されており、又、出力軸５８は、自身の両端から動力を取り出すことが可能なホロータイプになっている（勿論、中実タイプにする事も可能である）。
【００５６】
この直交歯車減速機４８より前段側に配置される上記摩擦減速機４９は、図２及び３に拡大して示されるように、モータ４２のモータ軸４２Ａと同軸状に連結され、この回転動力が入力される太陽ローラ６４と、太陽ローラ６４の周囲に配置されて太陽ローラ６４に転接する３つの遊星ローラ６６と、太陽ローラ６４と同軸に配置されて遊星ローラ６６が自身の内周に転接するリングローラ６８と、遊星ローラ６６の公転運動を取り出して直交歯車減速機４８の入力軸５０に伝達するキャリア７０と、を備える単純遊星摩擦伝達構造となっている。
【００５７】
リングローラ６８には、複数の軸方向のボルト孔６８Ａが周方向に所定間隔で形成されており、このボルト孔６８Ａを貫通するボルトによって、ケーシング７２の内部に固定されている。又、各遊星ローラ６６の中心には、軸方向のピン孔６６Ａが形成されており、そこに、キャリア７０に設けられるキャリアピン７０Ａがピンローラ７０Ｂを介して挿入されている。キャリア７０は、このキャリアピン７０Ａを介して遊星ローラ６６の（太陽ローラ６４周りの）公転成分を取り出すようになっている。
【００５８】
直交歯車減速機４８と摩擦減速機４４の間には、自身の両端に入側及び出側フランジ７４Ａ、７４Ｂを有する円筒状の延長ケーシング７４が介在・配置される。この入側フランジ７４Ａには、摩擦減速機４９のケーシング７２が連結され、出側フランジ７４Ｂには、歯車箱６３が連結されている。即ち、この延長ケーシング７４によって直交歯車減速機４８と摩擦減速機４９とが連結されるようになっている。具体的に図４に示されるように、各フランジ７４Ａ、７４Ｂには複数のボルト孔が形成されており、これを貫通する複数のボルト７３によって相手側に連結されることになるが、入側フランジ７４Ａと出側フランジ７４Ｂとではそのボルト孔の配置がずれており、連結する際にお互いのフランジが邪魔にならないように配慮されている。
【００５９】
入力軸５０の軸方向ほぼ中間位置には大径部５０Ａが形成されており、更にこの大径部５０Ａの一方の端縁には更に大径となるつば部５０Ｂが形成される。つば部５０Ｂ及び大径部５０Ａを軸方向に挟持するようにして、この入力軸５０には２つの軸受９１、９２が設けられている。これらの軸受９１、９２は上記延長ケーシング７４の内周面に設置されるので、結果として、これらの軸受９１、９２によって、入力軸５０が回転自在に保持される。なお、この実施形態においては、入力軸５０が２つの軸受によって保持される場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３以上の軸受によって入力軸５０を保持しても構わない。又、上記つば部５０Ｂは、後述するオイルシール９４の軸方向の移動を規制する役目も果たしている。
【００６０】
更に、入力軸５０の（大径部５０Ａの）外周面と延長ケーシング７４の内周面との隙間であって２つの軸受９１、９２の間には、リング状のオイルシール９４が配設されており、このオイルシール９４によって直交減速機４８内及び摩擦減速機４９内の各潤滑剤が混合しないようになっている。直交歯車減速機４８側に利用される潤滑剤は、各歯車の歯面の摩擦抵抗を低減させる目的で用いられており、一方、摩擦減速機４９に利用される潤滑剤は、各摩擦ローラの接触面の摩擦抵抗を増大させて、高い伝達性能を確保することを目的で用いられており、その結果、それぞれに異なる種類（性質）の潤滑剤が採用されている（場合によっては同種の潤滑剤を用いることも可能）。なお、本実施形態に限っては、直交歯車減速機４８側にはナフテン系の鉱油が用いられ、又、摩擦減速機４９側にはパラフィン系の合成油が用いられている。
【００６１】
上記の（摩擦減速機４９側の）軸受９２における同摩擦減速機４９側の端面は、延長ケーシング７４に固定されているリングプレート９４と係合しており、反対側の端面は入力軸５０の大径部５０Ａと係合している。従って、入力軸５０がハイポイドギヤセット６０から軸方向反力Ｓを受けた場合であっても、この力を軸受９２を介してリングプレート９４が受ける（反力を付与する）構造になっている。つまり、軸方向反力Ｓの大部分がリングプレート９４で遮断され、キャリア７０側に伝達しないようになっている。なお、このように軸受９２を介して入力軸５０の軸方向反力Ｓを受ける場合の他にも、ケーシング側に段部を形成して、これを直接大径部５０Ａに係合させることも可能である。
【００６２】
入力軸５０における摩擦減速機４９側端部には、外スプライン５０Ｃが形成されており、キャリア７０に形成される内スプライン孔７０Ｃと係合している。つまり、構造上、キャリア７０と入力軸５０とが相対的に軸方向の摺動する事が出来る。その結果、入力軸５０が上記軸方向反力Ｓを受けて（軸受９２が許容する分だけ）摩擦減速機４９方向に移動したとしても、揺動によって吸収し、その軸方向反力Ｓがキャリア７０に直接伝達しないようになっている。
【００６３】
以上の構造から、ハイポイドギヤセット６０から受ける軸方向反力は主にリングプレート９４によって受け止められ、更に、その受け止める際に、軸受９２の構造から生じてしまう入力軸５０の軸方向の微小移動を、上記スプライン構造で吸収するようになっている。なお、入力軸５０とキャリア７０とはスプライン構造によって連結する以外にも、軸方向の摺動が可能な専用のカップリング等によって連結する事も可能であり、又遊嵌状態のキー等を用いたキー結合でも構わない。
【００６４】
以上に示したギヤドモータ４０における動力伝達装置４４では、直交歯車減速機４８と摩擦減速機４９が組み合わされているので、減速比の増大が図られている。その一方で、摩擦減速機４９は自身を極めてコンパクトに構成することが出切ると共に、モータ４２の動力を同軸性を維持した状態で直交歯車減速機に出力することが出来る。その結果、動力伝達装置４４全体を大きくすることなく高減速比を得ることができる。
【００６５】
更に、ハイポイドギヤセット６０は極めて静かに動力を伝達出来るという特徴を有しているが、上記の摩擦減速機５９は各ローラの接触面の摩擦によって動力を伝達するので、ハイポイドギヤセット６０と比較して「より静粛な」運転が可能である。従って、ハイポイドギヤセット６０の特徴を損なうことなく高減速比を得ることが出来る。つまり、直交歯車減速機４８と摩擦減速機４９の組み合わせによれば、静粛性、コンパクト性及び高減速比を合理的に達成可能になる。
【００６６】
又、この動力伝達装置４４では、入力軸５０が受ける軸線方向反力Ｓを遮断して、キャリア７０側に伝達しないようにしているので、単純遊星摩擦伝達構造の動力伝達特性が変化したり、耐久性が悪化したりすることが防止されている。又それと同時に、軸方向反力Ｓがモータ４２側に伝達されることが防止されるので、モータ軸４６を支持する軸受４６Ｂの負担が軽減されて寿命が延びる。
【００６７】
特に入力軸５０とキャリア７０とがスプライン構造によって連結されているので、仮に入力軸５０が軸方向に移動したとしても、それが直接キャリア７０に伝達されることはない。従って、単純遊星摩擦伝達構造の動力伝達特性を一定に維持することが出来る。又、このスプライン構造は、一般的に、キャリア７０と入力軸５０の径方向のずれを（一定の範囲内であれば）許容できるので、入力軸５０がハイポイドギヤセット６０から径方向の反力Ｒ（ラジアル力）を受けることで、径方向のずれ（撓み）等が生じたとしても、一定の範囲内であればそれがキャリア７０に伝達されないので、摩擦減速機５０の長寿命化が図られる。
【００６８】
更に、この入力軸５０は２つの軸受９１、９２によって支持されているので、上記ラジアル力Ｒがハイポイドギヤセット６０側の軸受９１を支点にして、他の（キャリア側の）軸受９２によって受け止められる。従って、キャリア７０側にラジアル力がほとんど伝達されない。なお、この構造からも軸受９２の負担を軽減させるには、２つの軸受９１、９２の配置間隔が広くすることが好ましい。
【００６９】
又更に、延長ケーシング７４が介在・配置されているので、動力伝達装置４４側における１つの直交歯車減速機４８に対して、複数種類の摩擦減速機４９を連結することが出来る。というのも、延長ケーシング７４だけを交換すれば、互いの連結面の構造に制約されないで、独立して摩擦減速機４９を他の大きさのもの等に変更できるからである。全く同様に、１つの摩擦減速機４９に対して（延長ケーシング７４を交換すれば）複数種類の直交歯車減速機４８を連結することも可能であり、その結果、例えば、伝達容量や減速比の面で多様なバリエーションを有する動力伝達装置４４（或いはギヤドモータ４０）のシリーズを容易に構築することが出来るようになる。
【００７０】
各摩擦ローラ（太陽ローラ６４、遊星ローラ６６及びリングローラ６８）間の接触面に作用する摩擦力を利用して回転動力を伝達する単純遊星摩擦伝達構造は、自身の許容伝達能力を超えると「滑りが増大する」という特徴を有している。従って、このギヤドモータ４０が連結される相手機械側の回転部分が何らかの原因で突然固定（ロック）され、動力伝達装置４４側に突然大きな反力モーメントが作用した場合でも、この各ローラの接触面の滑りによって吸収することが出来る。その結果、モータ５６やハイポイドギヤセット６０等の損傷を極力防ぐことが出来る。なお、このことは、相手機械側の回転部分に作業員等が巻き込まれた場合でも、摩擦減速機４９が上記「滑り」によってトルクリミッタ的な機能を果たすことにもなり、センサや制御装置の有無に拘わらず（或いは故障した場合でも）ある程度の安全性を確保することが出来る。又勿論、この動力伝達装置４４によれば、モータ４２を含めて自身を相手機械側に沿うようにして連結できるので、相手機械を含めて装置全体を小型化にすることも可能になる。
【００７１】
次に図５を参照して本発明の第２実施形態に係る生ごみ処理機８０について説明する。
【００７２】
この生ごみ処理機８０は、生ごみ及び発酵促進剤を受容可能な発酵槽８２と、この発酵槽８２内に回転自在に配置され、自身が有する撹拌羽８６によって生ごみ及び発酵促進剤を撹拌可能な撹拌シャフト８４と、この撹拌シャフト８４に連結されるギヤドモータ４０と、を備える。なお、ギヤドモータ４０は、上記第１実施形態で示したものと全く同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７３】
ギヤドモータ４０は、歯車箱６３によって発酵漕８２の外周壁に（一体的に設けられる肉厚部８８を介して）固定されている。又、特に図示はしないものの、出力軸５８の内部に撹拌シャフト８４が同軸的に挿入され、平行キーを介して相互に回転方向に係合されている。従って、出力軸５８と撹拌シャフト８４が一体となって回転する。
【００７４】
生ごみ処理機８０によれば、減速比の大きい、即ち出力トルクの大きいギヤドモータ４０が駆動装置として採用さているので、従来と同等以上の生ごみ処理能力を発揮しながら、装置全体の撹拌シャフト８４軸方向寸法Ｌを小さく抑えることが可能となり、生ごみ処理機８０の小型化が達成される。
【００７５】
しかも、このギヤドモータ４０は、ハイポイドギヤセット６０と摩擦減速機４９との組み合わせにより極めて静かに動力を伝達できるので、生ごみ処理機８０を家屋内等に配置することも可能になる。
【００７６】
次に、図６に示す第３実施形態に係る生ごみ処理機９１について説明する。
【００７７】
この生ごみ処理機９０は、前記発酵漕８２を２つ並べて備えた大容量タイプであり、２つの発酵漕８２を同時に撹拌可能な１本の前記撹拌シャフト８４が、これらの発酵漕８２間を架け渡すようにして配置されている。撹拌シャフト８４のの中心（２つの発酵漕８２の間）には、第１実施形態に係るギヤドモータ４０が設置されている。即ち、撹拌シャフト８４が、出力軸５８の内部を貫通するようにして配置されている。このようにホロータイプの出力軸５８が採用できたのは、ギヤドモータ４０において直交歯車減速機４８を採用したためである。
【００７８】
従って、１つのギヤドモータ４０の回転動力によって、２つの発酵漕８２にそれぞれ収容される生ごみ等を同時に撹拌することが可能となり、減速比が高められて出力トルクの増大が図られた本ギヤドモータ４０の回転動力を有効に活用することができるようになる。
【００７９】
又、軸方向に長い撹拌シャフト８４が、その中間部において回動自在に支持されている構造であるため、軸端部が支持される場合と比較して、撹拌シャフト８４に作用するねじれを抑制することも可能となる。
【００８０】
なお、上記各実施形態においては、直交歯車減速機と摩擦減速機からなる動力伝達装置が、モータと連結されてギヤドモータとして機能する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、その他にもあらゆる場合に利用することが出来る。また、ギヤドモータとして機能する場合であっても、それが生ごみ処理機に用いられる場合に限定されない。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係る動力伝達装置によれば、出力軸方向の寸法は短縮しながらも高い減速比、静粛性、長寿命化を達成することができ、更に使用者の安全面にも配慮できる。又この動力伝達装置をギヤドモータに用いても同様な効果を得ることが出来る。このギヤドモータを生ごみ処理機に適用すれば、装置全体をコンパクトに維持しながら処理容量を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るギヤドモータを示す断面図
【図２】同ギヤドモータの動力伝達装置を拡大して示す断面図
【図３】図２における矢視III−III線に沿う展開断面図
【図４】同ギヤドモータの延長ケーシングを軸視した状態を示す拡大図
【図５】本発明の第２実施形態に係る生ごみ処理機を模式的に示す断面図
【図６】本発明の第３実施形態に係る生ごみ処理機を模式的に示す断面図
【図７】従来の生ごみ処理機を模式的に示す断面図
【図８】同生ごみ処理機に用いられる従来のギヤドモータを示す斜視図
【図９】同ギヤドモータの変速機及び歯車箱を示す断面図
【図１０】従来のギヤドモータの他の例を示す断面図
【符号の説明】
４０…ギヤドモータ
４２…モータ
４２Ａ…モータ軸
４４…動力伝達装置
４８…直交歯車減速機
４９…摩擦減速機
５０…入力軸
５１…ハイポイドピニオン
５２…第１中間軸
５３…ハイポイドギヤ
５４…第１ピニオン
５５…第２中間軸
５６…第１ギヤ
５７…第２ピニオン
５８…出力軸
５９…第２ギヤ
６０…ハイポイドギヤセット
６４…太陽ローラ
６６…遊星ローラ
６８…リングローラ
７０…キャリア
７４…延長ケーシング
８０、９０…生ごみ処理機
８４…撹拌シャフト
８６…撹拌羽根
８８…肉厚部
９１、９２…軸受
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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