(57)【要約】【課題】内燃機関の可変機構等を作動させるアクチュエータ等に用いる減速機構として、耐振動性能に優れ、かつ伝達効率の高い減速機構を提供する。【解決手段】偏心歯車部２ａを備える入力軸２と、偏心歯車部２ａに噛合する遊星歯車５と、遊星歯車５の外周側に噛合する大径歯車４ａ及びこの大径歯車４ａに同軸な小径歯車４ｂを備える一体同軸歯車４と、大径歯車４ａと噛合する内歯太陽歯車１ａと、小径歯車４ｂと噛合する出力歯車３ａと、を備える。【選択図】図１
2009210013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心歯車部を備える入力軸と、
偏心歯車部に噛合する遊星歯車と、
遊星歯車の外周側に噛合する大径歯車及びこの大径歯車に同軸な小径歯車を備える一体同軸歯車と、
前記大径歯車と噛合する内歯太陽歯車と、
前記小径歯車と噛合する出力歯車と、
を備えることを特徴とする減速機構。
【請求項２】
前記大径歯車の外周部の歯数が前記小径歯車の歯数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項３】
前記偏心歯車部に軽量化用の穴部を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の減速機構。
【請求項４】
前記入力軸に、前記偏心歯車部の偏心方向とは反対方向に偏心するアンバランスマスを設けることを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載の減速機構。
【請求項５】
前記偏心歯車部、前記遊星歯車、前記一体同軸歯車、及び前記内歯太陽歯車をそれぞれ２組ずつ備え、
２つの偏心歯車部は１本の入力軸に設けられ、かつ２つの一体同軸歯車の各小径歯車は同一の出力歯車に噛合することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の減速機構。
【請求項６】
前記２つの偏心歯車部は、互いに反対方向に偏心していることを特徴とする請求項５に記載の減速機構。
【請求項７】
前記入力軸に、回転時の偶力を低減するためのアンバランスマスを備えることを特徴とする請求項６に記載の減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構に関し、特に、内燃機関の可変機構等を作動させるアクチュエータ等に用いる減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関には種々の可変機構、例えば可変動弁機構等、が備えられており、これら可変機構を駆動するアクチュエータには、モータの回転を減速して伝達する減速機が備えられる。ところで、このようなアクチュエータは内燃機関に直接取り付けられることが多いので耐振動性能が重要であり、また、エンジンルーム内のレイアウト性の要求からコンパクトであることも必要である。
【０００３】
特許文献１には、これらの要求を満足する減速機構として、第１軸と、第１軸の回転によって回転する偏心体と、偏心体を介して第１軸に対して偏心回転が可能とされた外歯歯車と、外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の内ピン孔に遊嵌される内ピンによって外歯歯車の自転成分のみが伝達される第２軸と、を備える減速機構が開示されている。
【特許文献１】特開平１−１６９１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された減速機構では、偏心体と外歯歯車とが摺動する構成となっているため摩擦損失が大きく、動力の伝達効率が低いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明では上記特許文献１に開示された減速機構と同様の特徴を有し、かつ伝達効率の高い減速機構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】
【０００６】
本発明の減速機構は、偏心歯車部を備える入力軸と、偏心歯車部に噛合する遊星歯車と、遊星歯車の外周側に噛合する大径歯車と大径歯車に同軸な小径歯車とを備える一体同軸歯車と、大径歯車と噛合する内歯太陽歯車と、小径歯車と噛合する出力歯車と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、偏心歯車部と大径歯車部との間に遊星歯車を配置することにより、特許文献１に開示された減速機構に対して摺動抵抗が大幅に低減して、伝達効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本実施形態による減速機の構成を示す断面図である。図２は図１のII−II
線に沿った断面図、図３は図１のIII−III線に沿った断面図である。なお、図３では
後述するベアリング７を省略している。
【００１０】
１は減速機のケース部材、１ａは内歯太陽歯車としてのサンギア部、２は入力軸、３は出力軸、４は一体同軸歯車、５は遊星歯車としてのプラネタリギアである。なお、サンギア部１ａはケース部材１と一体に形成してもよいし、別体で形成したサンギア部１ａをケース部材１に固定してもよい。
【００１１】
入力軸２は偏心歯車部としての偏心軸部２ａと軸部２ｂとからなり、この軸部２ｂを、ベアリング６を介してケース部材１の隔壁１ｂに回転可能に支持する。
【００１２】
一体同軸歯車４は、内外周面にギア部を設けた相対的に内径の大きな大径歯車（以下、大径部４ａという）と、外周面にギア部を設けた相対的に内径の小さな小径歯車（以下、小径部４ｂという）とが、同軸かつ軸方向に並べた状態となるように一体に形成した歯車である。すなわち、一体同軸歯車４の内周部は大径部４ａの内周面と小径部４ｂの内周面と内側段付き面４ｃとからなる段付き形状となっており、外周部は大径部４ａの外周面と小径部４ｂの外周面と外側段付き面４ｄとからなる段付き形状となっている。なお、大径部４ａの外周側のギア部と小径部４ｂのギア部では、大径部４ａの方が歯数が多くなっている。
【００１３】
出力軸３は、入力側端部に設けた出力歯車部３ａと軸部３ｂとからなり、出力歯車部３ａの外周側をベアリング７を介してケース部材１の内周部に回転可能に支持し、軸部３ｂをベアリング８を介してケース部材１の出力側壁１ｃに回転可能に支持する。
【００１４】
図１中の左側を入力側、右側を出力側とすると、入力軸２の出力側端部が偏心軸部２ａになっており、偏心軸部２ａの外周側にプラネタリギア５を配置する。このように偏心軸部２ａと一体同軸歯車４との間にプラネタリギア５を介装することにより、偏心軸部２ａが一体同軸歯車４の内周に摺動可能に配置される場合に比べて摺動抵抗が低減されて、伝達効率が向上する。
【００１５】
一体同軸歯車４は大径部４ａが入力側、小径部４ｂが出力側となる向きで、かつ大径部４ａの内周のギア部とプラネタリギア５、大径部４ａの外周のギア部とケース部材１に設けたサンギア部が、それぞれ噛み合うように配置する。そして、出力歯車部３ａは小径部４ｂの外周に設けたギア部と噛み合うように配置する。
【００１６】
一体同軸歯車４の内側段付き面４ｃの少なくとも一部がプラネタリギア５の出力側端面５ａと対向するように、かつ、出力歯車部３ａの少なくとも一部が外側段付き面４ｄと対向するように、小径部４ｂの内径、偏心軸部２ａの外径及びプラネタリギア５の外径等を設定する。
【００１７】
これにより、一体同軸歯車４は、軸方向（図１中の左右方向）の位置についてはケース部材１及び出力歯車部３ａによって規制され、径方向（図１中の上下方向）の位置についてはサンギア部１ａにより規制されることになる。そして、プラネタリギア５は、軸方向の位置についてはケース部材１及び一体同軸歯車４の内側段付き面４ｃによって規制され、径方向の位置については大径部４ａによって規制されることになる。すなわち、一体同軸歯車４の入力側の歯数を出力側の歯数より多くすることにより、プラネタリギア５の位置規制を一体同軸歯車４で行うことができるので、位置規制用の部品が不要となり、簡素な構造とすることができる。
【００１８】
上記のような構成の減速機では、入力軸２が回転すると、この回転が偏心軸部２ａの外周側に配置したプラネタリギア５を介して大径部４ａに伝達されて、一体同軸歯車４がサンギア部１ａと噛み合いながら回転する。そして小径部４ｂと噛み合う歯車部３ａが回転することによって出力軸３が回転する。このように、入力された回転を減速して出力することができる。
【００１９】
以上により本実施形態では、次のような効果を得ることができる。
（１）偏心軸部２ａを備える入力軸２と、この偏心軸部２ａに噛合するプラネタリギア５と、プラネタリギア５の外周側に噛合する大径部４ａ及び大径部４ａに同軸な小径部４ｂとを備える一体同軸歯車４と、大径部４ａと噛合するサンギア部１ａと、小径部４ｂと噛合する出力歯車部３ａと、を備えるので、プラネタリギア５を介さずに偏心軸部２ａと大径部４ａとが摺動する構成に比べて摺動抵抗が低減し、伝達効率が向上する。
【００２０】
（２）大径部４ａの外周部の歯数が小径部４ｂの歯数よりも多いので、一体同軸歯車４によりプラネタリギア５の位置を規制することが可能となり、構造を簡素化することができる。
【００２１】
第２実施形態について説明する。
【００２２】
図４は本実施形態による減速機の構成を示す断面図である。図５は入力軸２を出力方向から見た図である。
【００２３】
本実施形態による減速機は基本的には第１実施形態と同様であるが、入力軸２の構造が異なる。
【００２４】
入力軸２の軸部２ｂは偏心軸部２ａよりも出力側まで延びており、出力側端部には、偏心軸部２ａの偏心方向とは反対方向にアンバランスマス２ｄを設けている。また、隔壁１ｂに対して偏心軸部２ａとは反対側の部分にも、偏心軸部２ａの偏心方向とは反対方向にアンバランスマス２ｃを設ける。このアンバランスマス２ｃの軸方向位置は、隔壁１ｂに近い方が望ましい。支持部に近い位置に設けることにより、入力軸２のたわみを抑制することができるからである。
【００２５】
これらアンバランスマス２ｃ、２ｄの大きさ、質量は、入力軸２が回転した場合に発生する偶力を打ち消すことができるように設定する。なお、アンバランスマス２ｃは入力軸２と一体に成型しても、別体で成型したものを取り付けてもよいが、アンバランスマス２は入力軸２とは別体で成型したものを、入力軸２をケース部材１に支持した後に取り付ける。取り付け方法としては、圧入やスプライン結合等を用いることができる。
【００２６】
偏心軸部２ａには、軽量化用の穴部２ｅを設ける。これは、偏心軸部２ａを軽量化することによって、質量アンバランスを抑制して運転時の振動を低減するためである。なお、入力軸２の軸部２ｂは、中空管、中実管のいずれであってもよい。
【００２７】
このように、偏心軸部２ａを中空の環状にし、さらにアンバランスマス２ｃ、２ｄを設けることによって、振動を低減することができる。
【００２８】
なお、１つのアンバランスマスで質量アンバランスを抑制することもできるが、上記のようにアンバランスマスを２つに分けて設けることにより、アンバランスマス２ｃ、２ｄの合計の質量が偏心軸部２ａの質量よりも軽くても入力軸２に作用する偶力を打ち消すことができるので、振動を低減しつつ減速機全体としての重量増を抑制することができる。
【００２９】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加えて、さらに次のような効果を得ることができる。
【００３０】
（１）偏心軸部２ａに軽量化用の穴部２ｅを設けたので、アンバランス量が低減されて振動低減が可能となる。
【００３１】
（２）入力軸２に、偏心軸部２ａの偏心方向とは反対方向に偏心するアンバランスマス２ｃ、２ｄを設けるので、振動低減が可能となる。
【００３２】
第３実施形態について説明する。
【００３３】
図６は、本実施形態による減速機の構成を示す断面図である。１０は基端側ケース部材、１１は先端側ケース部材、１２は入力軸、１２ａ及び１２ｂは偏心軸部、１３及び１４はプラネタリギア、１５及び１６は一体同軸歯車、１７は出力リングギア、１８〜２０はベアリング、２１及び２２はアンバランスマスである。
【００３４】
入力軸２は互いに反対方向に偏心する偏心軸部１２ａ及び偏心軸部１２ｂと、軸部１２ｃとからなる。このため、図６中の上下方向の質量アンバランスが打ち消されている。
【００３５】
図６中で左側を基端側、右側を先端側としたときに、基端側の偏心軸部１２ａよりも基端側で、軸部１２ｃを基端側ケース部材１０にベアリング１８を介して回転可能に支持し、軸部１２ｃの先端部を先端側ケース部材１１にベアリング２０を介して回転可能に支持する。
【００３６】
基端側の偏心軸部１２ａとベアリング１８との間には、偏心軸部１２ａと反対方向に突出するアンバランスマス２１を設け、先端側の偏心軸部１２ｂとベアリング２０との間には、偏心軸部１２ｂと反対方向に突出するアンバランスマス２２を設ける。これらアンバランスマス２１、２２は、入力軸１２が回転する場合に発生する偶力を打ち消すことができるような大きさ、質量に設定する。
【００３７】
一体同軸歯車１５、１６は、第１実施形態の一体同軸歯車４と同様の形状であって、内外周にギア部を備える大径部１５ａ、１６ａと外周にギア部を備える小径部１５ｂ、１６ｂとを同軸上に並べた状態で一体になっており、内周および外周は段付き形状になっている。
【００３８】
出力リングギア１７の内外周にはギア部を設け、ベアリング１９を介して先端側ケース部材１１に回転可能に支持する。なお、基端側ケース部材１０に支持するようにしてもよい。
【００３９】
偏心軸部１２ａ、１２ｂの外周側には、それぞれプラネタリギア１３、１４を配置し、さらに外周側には、一体同軸歯車１５、１６の大径部１５ａ、１６ａを配置する。大径部１５ａ、１６ａの外周側に設けたギア部は、それぞれ基端側ケース部材１０の内周面に設けたギア部、先端側ケース部材１１の内周面に設けたギア部と噛み合う。小径部１５ｂ、１６ｂの外周に設けたギア部は、出力リングギア１７の内周面に設けたギア部と噛み合う。
【００４０】
このように、２つの偏心軸部１２ａ、１２ｂ、２つの一体同軸歯車１５、１６を設けることにより、それぞれ１つの場合と比べて出力リングギア１７との噛み合い部が２倍になるので、歯打ち音を低減し、伝達トルクを増大させることができる。
【００４１】
一体同軸歯車１５の内周側にある段付き面１５ｃの少なくとも一部は、プラネタリギア１３の先端側端面と対向し、外周側にある段付き面１５ｄの少なくとも一部は出力リングギア１７の基端側側面と対向する。同様に、一体同軸歯車１６の段付き面１６ｃの少なくとも一部はプラネタリギア１４の基端側端面と対向し、外周側にある段付き面１６ｄは出力リングギア１７の先端側側面と対向する。
【００４２】
このような構成にすることにより、基端側の一体同軸歯車１５の先端方向への動き、及び先端側の一体同軸歯車１６の基端方向への動きは出力リングギア１７により規制される。さらに、入力軸１２が一体であるため、基端側の一体同軸歯車１５の先端側への動きが規制されることにより、先端側の一体同軸歯車１６の先端方向への動きも規制される。同様に、基端側の一体同軸歯車１５の基端側への動きも先端側の一体同軸歯車１６の基端方向への動きが規制されることにより規制される。
【００４３】
また、基端側のプラネタリギア１３の基端方向への動き及び先端側のプラネタリギア１４の先端方向への動きは、それぞれアンバランスマス２１、２２により規制される。
【００４４】
このように、一体同軸歯車１５、１６及びプラネタリギア１３、１４の動きを、特別な部材を用いることなく簡素な構成で規制することができる。
【００４５】
上記のような構成の減速機では、入力軸１２が回転すると、プラネタリギア１３、１４を介して一体同軸歯車１５、１６が回転し、これにより出力リングギア１７が回転する。したがって、例えば出力リングギア１７外周に設けたギア部と噛み合うような歯車等を用いることにより、入力された回転を減速して出力することができる。
【００４６】
なお、図６の構成において、出力リングギア１７の代わりに先端側ケース部材１１を出力部としてもよい。また、入力軸１２、基端側ケース部材１０及び先端側ケース部材１１のいずれも、回転可能な状態としてもよい。
【００４７】
図７は本実施形態の他の例を示す図であり、２つの偏心軸部１２ａ、１２ｂが同じ方向に偏心している点が図６と異なる。この場合、アンバランスマス２１、２２は、偶力を打ち消す方向ではなく、入力軸１２の回転による慣性力を打ち消す方向に取り付ける。
【００４８】
図８は本実施形態のさらに他の例を示す図である。この減速機の入力軸１２から出力リングギア１７Ａ、１７Ｂまでの構成は、図６と同様の構成を図８中のＡ−Ａ線に対して対称となるように２つ並べた状態となっている。ただし、図８の構成では、図６のアンバランスマス２１、２２に相当するアンバランスマスを設けていない。これは、Ａ−Ａ線に対して対称の構成にすることにより、両端の偏心軸部１２ａ１、１２ａ２が同位相となり、中央の偏心軸部１２ｂはこれらと逆位相になるため、アンバランスマスなしにバランスをとることができるからである。
【００４９】
以上により本実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様の効果に加えて、さらに次のような効果を得ることができる。
【００５０】
（１）偏心軸部１２ａ、１２ｂ、プラネタリギア１３、１４、一体同軸歯車１５、１６、及びサンギア部１０ａ、１１ａをそれぞれ２組ずつ備え、２つの偏心軸部１２ａ、１２ｂは１本の入力軸１２に設けられ、かつ２つの一体同軸歯車１５、１６の各小径部１５ｂ、１６ｂは同一の出力リングギア１７に噛合するので、噛み合う部分が増加する。これにより、歯打ち音が低減し、また伝達トルクが増大する。
【００５１】
（２）２つの偏心軸部１２ａ、１２ｂは、互いに反対方向に偏心している場合には、アンバランス量を低減することができ、振動低減が可能となる。
【００５２】
（３）入力軸１２に、回転時の偶力を低減するためのアンバランスマス２１、２２を備えるので、振動低減が可能となる。また、このアンバランスマス２１、２２によりプラネタリギア１３、１４の位置を規制することができるので、位置規制のための特別な部材が不要となり、構成を簡素化することができる。
【００５３】
なお、上述した減速機構は、例えば可変動弁機構や可変圧縮比機構等を駆動するアクチュエータに用いることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態による減速機構の断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】第２実施形態による減速機構の断面図である。
【図５】図４の入力軸を先端側から見た図である。
【図６】第３実施形態による減速機構の断面図である（その１）。
【図７】第３実施形態による減速機構の断面図である（その２）。
【図８】第３実施形態による減速機構の断面図である（その３）。
【符号の説明】
【００５６】
１    ケース部材
１ａ  サンギア部
２    入力軸
２ａ  偏心軸部
３    出力軸
３ａ  出力歯車部
４    一体同軸歯車
４ａ  大径部
４ｂ  小径部
５    プラネタリギア
１０  基端側ケース部材
１１  先端側ケース部材
１２  入力軸
１３  プラネタリギア
１４  プラネタリギア
１５  一体同軸歯車
１６  一体同軸歯車
１７  出力リングギア
２１  アンバランスマス
２２  アンバランスマス
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009210013.tif 000005
【図４】
2009210013.tif 000006
【図５】
2009210013.tif 000007
【図６】
2009210013.tif 000008
【図７】
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【図８】
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