JPH0451694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サイクロイド歯形の太陽歯車、遊
星歯車を噛合させて成る遊星歯車列を利用した減
速装置に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

モータを低速で回転させると、出力に脈動が生
じ、安定した出力が得られない。そのため、モー
タは高速回転せざるを得ず、高速回転するモータ
から高トルクの回転を得るために、減速装置が必
要とされる。

ところで、減速装置の入力軸は、モータの出力
軸（モータ軸）に連動されて高速で回転され、入
力軸の高速回転は、歯車列を利用して、減速され
て、出力軸に伝達される。一般に、歯車列は、ウ
オームとウオームホイールとの組合せ、または、
平歯車やかさ歯車の組合せから構成される。しか
し、このような歯車列では、噛み合う一組の歯車
による減速は、限界があり、一段の減速では、大
きな減速比が確保できない。そのため、大きな減
速比が要求される場合には、多数の歯車列を組合
せて減速装置が構成される。また、減速装置の出
力は出力軸から得られ、この出力軸は入力軸に整
列して配置され、入力軸、出力軸は相反する方向
に延出する。そのため、入力軸の端から出力軸の
端までがかなりの長さとなる。

従つて、公知の減速装置は、大型化する傾向に
あり、伝達トルクが10000ｇ−cm以下の小型の減
速装置といえども、かなりの厚さを有し、小型軽
量化が難しい。このような小型の減速装置におい
て、歯車をプラスチツクから成形すれば、軽量化
がはかられる。しかし、歯車列が、ウオームとウ
オームホイールとの組合せ、または、平歯車やか
さ歯車の組合せから成るため、かなりの騒音を生
じるとともに、バツクラツシユが比較的大きし
い。更に、伝達効率も、減速比25の（小型）減速
装置においては、ウオームとウオームホイールと
の組合せで約60％、平歯車等の組合せで約75％と
いつた低い値しか得られない。従つて、所望の出
力を確保するためには、大出力のモータを併用す
る必要がある。しかし、伝達効率の関係から大出
力のモータを減速装置と併用すれば、大出力のモ
ータがかさばるため、減速装置の小型軽量化が妨
げられる。

従つて、この種の（小型）減速装置を組込ん
だ、最新の音響機器、映像機器等の精密機器、た
とえば、フロツピーデイスクドライブ、CDプレ
ーヤー、ビデオカメラ、ワードプロセツサー（ワ
ープロ）、CADプロツター等においては、騒音対
策、バツクラツシユ対策が、問題となつている。
特に、上記のような精密機器では、小型軽量化の
要請が強いにも拘らず、伝達トルク10000ｇ−cm
以下の公知の減速装置は、比較的大きく、精密機
器の小型軽量化の大きな障害となつている。ま
た、上記のように、伝達効率の関係から、大出力
のモータを減速装置と併用すれば、精密機器の小
型軽量化を妨げるとともに、電池の消耗が促進さ
れ、好ましくない。

〔発明の目的〕

この発明は、騒音、バツクラツシユの発生を抑
制するとともに、小型、軽量で、減速比が大き
く、伝達効率が高い減速装置、特に、伝達トルク
10000ｇ−cm以下の減速装置の提供を目的として
いる。

〔発明の概略〕

上記目的を達成するため、伝達トルク10000ｇ
−cm以下の減速装置において、サイクロイド歯形
をそれぞれ持つ太陽歯車、遊星歯車から成る遊星
歯車列から歯車列を構成している。また、減速装
置は、固定体に取付け可能なフランジを具備し、
フランジは、同心円上に位置する複数の支持孔を
備えて形成され、モータがフランジに装着され
る。

遊星歯車列は、偏心軸と、太陽歯車と、遊星歯
車とを備えて形成される。偏心軸は、嵌合、接着
等によつて、モータの出力軸（モータ軸）に連動
され、遊星歯車列の入力軸を兼ねる。太陽歯車
は、歯数ｎのサイクロイド歯形を内周に有して形
成される。遊星歯車は、太陽歯車に噛み合う歯数
ｎ−１のサイクロイド歯形を外周に有して形成さ
れ、偏心軸に摺動可能に遊嵌される。同心円上に
設けられた複数の出力ピンが、遊星歯車の側面に
形成され、フランジの支持孔に摺接可能に遊嵌、
支持される。このような構成では、モータ軸の回
転に対応して、１／Ｎ回転に減速された出力が太
陽歯車から得られる。

また、太陽歯車は、フランジに穿孔した中央孔
の内周に形成してもよく、この場合には、遊星歯
車列は出力部材を必要とし、同心円上に位置する
複数の支持孔が出力部材に穿設される。このよう
な構成では、モータ軸の回転に対応して、１／Ｎ
回転に減速された出力が出力部材から得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図および第２図に示すように、この発明に
係る減速装置１０は、フランジ１２と、サイクロ
イド歯形より成る遊星歯車列１４とを具備して構
成される。

第１図、第２図に加えて、第３図を見るとよく
わかるように、フランジ１２は、シヤーシのよう
な固定体（図示しない）に取付け可能に構成さ
れ、実施例では、ビスの挿通される一対の取付け
孔１６が、上下端に穿孔されている。このフラン
ジ１２の一側面、たとえば、右側面に、モータ１
８が装着され、モータの出力軸（モータ軸）２０
は、フランジの中央孔２２を介して左方に延出し
ている。なお、参照符号２４はモータ１８をフラ
ンジ１２に装着する３本のビス、２６はビスの挿
通孔をそれぞれ示す。

遊星歯車列１４は、偏心軸２８と、太陽歯車３
０と、遊星歯車３２とを備えて構成される。そし
て、偏心軸２８は、モータ軸の軸線２１からｅだ
け偏心した偏心部２８ａを有して形成され、嵌
合、接着等によつて、モータ軸２０に連結され、
連動される。太陽歯車３０は、モータ軸２０に遊
嵌され、実施例では歯数16のサイクロイド歯形を
内周に有して形成されている。そして、太陽歯車
３０に噛み合う遊星歯車３２は、太陽歯車より歯
数が一枚少ない15枚のサイクロイド歯形を外周に
有して形成され、フランジ１２の左面で、偏心軸
の偏心部２８ａに摺動可能に遊嵌されている。つ
まり、遊星歯車３２の軸線３３は、モータ軸の軸
線２１に対して、偏心軸の偏心部２８ａと同一方
向、同一量だけ偏心している。

第３図からわかるように、複数の支持孔３４
が、軸線２１を中心とした同心円３６上で等角的
に、フランジ１２の左側面に穿設されている。実
施例では、支持孔３４は、60゜離反して、６個形
成されているが、配列、数は、実施例に限定され
ない。遊星歯車３２は、複数の出力ピン３８を右
側面に一体的に持ち、出力ピンは、遊星歯車の軸
線３３の同心円４０上に位置し、フランジの支持
孔３４に摺接可能に遊嵌、支持されている。出力
ピンの同心円４０は、支持孔の同心円３６と同一
半径を持ち、出力ピン３８の直径は、支持孔３４
の偏心量ｅの２倍、つまり、2eだけ、支持孔より
小さく形成されている。

このような構成においては、モータ１８が起動
され、モータ軸２０が高速で回転すると、偏心軸
２８がモータ軸に連動して一体的に回転する。そ
して、モータ軸と一体の偏心軸２８の回転は、遊
星歯車３２との間のすべり摩擦によつて、遊星歯
車を揺動させ、回転させようとする。しかし、支
持孔３４内に、2eだけ小さな出力ピン３８が摺接
可能に遊嵌、支持された上記の構成では、出力ピ
ンは、支持孔に摺接し、押圧されて、支持孔内を
揺動する。このような支持孔内での出力ピン３８
の揺動によつて、遊星歯車３２の回転が妨げられ
る。つまり、遊星歯車３２は、偏心軸２８の回転
に追従して揺動するが回転しない。この遊星歯車
３２の揺動は、遊星歯車に噛合する太陽歯車３０
を回転させる。そして、遊星歯車３２の歯数が太
陽歯車３０より１枚少ないため、偏心軸２８の１
回転、つまり、モータ軸２０の１回転に対して、
太陽歯車は１／歯数、つまり、1/16に減速されて
逆方向に回転する。いいかえれば、太陽歯車３０
は、減速比16で逆転される。このように、この発
明によれば、太陽歯車の歯数に等しい減速比の出
力が、太陽歯車３０から得られる。

上記のように、出力ピン３８の支持孔３４が、
ハウジングに設けられず、フランジ１２に設けら
れた構成では、遊星歯車列１４のハウジングを設
ける必要がなく、省略できる。また、フランジ１
２にモータ１８が装着されるとともに、フランジ
は固定体に取付け可能に構成されている。そのた
め、モータの装着、固定体への取付けのために特
別な部材が必要とされない。このように、フラン
ジが、ハウジング、モータの装着部材、固定体へ
の取付け部材を兼ねるため、部品点数が削減され
るとともに、減速装置１０が薄型化でき、十分な
小型軽量化がはかられる。

また、この発明では、モータ軸２０が減速装置
１０の入力軸を兼ね、また、太陽歯車３０が出力
軸として機能し、出力軸を省略できる。このよう
に入力軸、出力軸を有しない構成では、構成が簡
潔化されて、大幅な薄型化が可能となり、小型軽
量化がはかられる。

実施例では、大きな減速比を確保するように、
別の遊星歯車列５４が、遊星歯車列１４の半径方
向外方に更に配設されている。この遊星歯車列５
４は、内方（１段目）の遊星歯車列１４と構成的
に同一であり、遊星歯車１４の対応する構成部材
４０を加えた参照符号でその構成部材を示す。実
施例では、第１図、第２図に示すように、軸線３
１がＥだけ偏心して、１段目の遊星歯車列１４の
太陽歯車３０が出力軸の軸線２１に取付けられて
いる。つまり、サイクロイド歯形の形成された太
陽歯車３０の内周は、モータ軸２１と同軸に形成
されているが、太陽歯車の外周はＥだけ偏心して
いる。そして、スナツプリング４１が、モータ軸
２０の左端に装着されて、モータ軸からの太陽歯
車７０等の脱落を防止している。このように、１
段目の太陽歯車３０自体を偏心して設けた構成で
は、２段目の遊星歯車列５４の偏心軸が省略さ
れ、構成の簡素化、部品点数の削減がはられる。
偏心軸を兼ねる太陽歯車３０に、２段目の遊星歯
車列の遊星歯車７２が、摺動可能に遊嵌され、遊
星歯車３２と同様に、歯数15のサイクロイド歯形
が、遊星歯車７２の外周に形成されている。ま
た、出力検出用の歯車（出力歯車）４３が、太陽
歯車７０の外周に太陽歯車と一体に形成されてい
る。

支持孔７４が、フランジ１２に等角的に６個穿
孔され、対応する出力ピン７８が、遊星歯車７２
の右側面に設けられている。ここで、支持孔７４
はモータ軸の軸線２１の同心円７６上に、出力ピ
ン７８は太陽歯車の軸線３１の同心円８０上にそ
れぞれ設けられ、出力ピンの直径は、遊星歯車７
２の偏心量Ｅの２倍、つまり、2Eだけ、支持孔
７４より小さい。

２段目の遊星歯車列の太陽歯車７０が、１段目
の太陽歯車列の太陽歯車３２のボスに遊嵌され、
太陽歯車７０の内周に形成された歯数16のサイク
ロイド歯形が、遊星歯車７２に噛合している。

上記構成において、内方の遊星歯車列１４の太
陽歯車３０が上記のように回転すると、偏心軸を
兼ねる太陽歯車３０と遊星歯車７２と間のすべり
摩擦は、遊星歯車７２を謡動させ、回転させよう
とする。しかし、出力ピン７８が支持孔７４内を
揺動し、遊星歯車７２の揺動が支持孔内での出力
ピンの揺動に変換され、遊星歯車は、単に揺動す
るにすぎず、回転しない。そして、遊星歯車７２
の揺動によつて、遊星歯車７２に噛合する太陽歯
車７０は、１／歯数、つまり、1/16に減速されて
逆転する。ここで、１段目の太陽歯車３０が、減
速比16でモータ軸２０と逆方向に回転し、２段目
の太陽歯車７０が、更に、減速比16で逆転される
ため、減速比256（16×16）の正転が、太陽歯車７
０に生じ、出力歯車４３を介して、被駆動部材に
伝達される。

このように、この発明によれば、遊星歯車列１
４，５４を半径方向に重ねることによつて、多段
減速が可能となり、大きな減速比が容易に得られ
る。そして、半径方向に遊星歯車列を重ねた構成
では、減速装置１０の厚さをそれほど増加させず
に、多段減速が行なえる。たとえば、ウオームと
ウオームホイール、または、平歯車等を組合せた
２段の歯車列からなる公知の減速装置では、減速
比256以下のものでも、厚さ10mmが限度とされる。
これに対して、この発明では、減速比256でも、
厚さ5.5mmとほぼ半減される。そして、多段にす
ればするほど、半径方向に遊星歯車列を重ねたこ
の発明の効果が顕著となり、薄型化が促進され
る。

実施例では、出力部材として、出力歯車４３を
太陽歯車７０に設けているた、エンドレスベルト
の係合可能な溝を外周の形成して、Ｖプーリやタ
イミングプーリを出力部材としてもよい。

この発明では、伝達トルクが、10000ｇ−cm以
下の（小型）減速装置を対象としている。そのた
め、各構成部品は小さく、回転部材の軸受部に大
きな摩擦力が作用しない。そのため、軸受を独立
して設ける必要もなく、部品点数が激減し、構成
が簡単化される。

実施例では、出力ピン３８，７８を遊星歯車３
２，７２に一体成形して、部品点数の削減をはか
つている。

なお、実施例の構成では、２段減速としたにも
拘らず、減速装置１０の独立部品は、フランジ
１２、偏心軸２８、１段目の出力ピン付遊星
歯車３２、２段目の偏心軸を兼ねる１段目の太
陽歯車３０、２段目の出力ピン付遊星歯車７
２、出力部材を兼ねる２段目の太陽歯車７０、
スナツプリング４１の７個にすぎない。市販品
を利用するスナツプリング４１を除いたこれらの
独立部品は、たとえば、射出成形によつて、容易
に成形できる。また、プレスによる打抜きからも
容易に成形できる。

上記のように、この発明では、サイクロイド歯
車３０，３２，７０，７２より成る遊星歯車列を
１４，５４を伝達トルク10000ｇ−cmの減速装置
１０に応用することによつて、公知のこの種の減
速装置に比較して、十分に薄く構成でき、小型軽
量化できる。そのため、最新の音響機器、映像機
器等の精密機器の小型軽量化の要請に十分対応で
きる。

また、サイクロイド歯車では、多数の歯が同時
に噛み合うため、バツクラツシユが少なく、騒音
も生じ難い。そのため、この発明の減速装置１０
は、バツクラツシユ、騒音を極端に嫌う精密機
器、たとえば、フロツピーデイスクドライブ、
CDプレーヤー、ビデオカメラ、ワードプロセツ
サー（ワープロ）、CADプロツター等にも応用で
き、応用範囲は極めて広い。

更に、この発明の減速装置１０によれば、減速
比16において、90％という高い伝達効率が、容易
に得られる。そのため、大出力のモータを併用す
る必要もなく、この点からも、精密機器の小型軽
量化に貢献する。

この発明の別実施例を第３図に示す。この実施
例の構成部材は、第１図ないし第３図に示す上記
実施例の対応する構成部材の参照符号に100を加
えた参照番号で示すこととする。この減速装置１
１０では、１段目の太陽歯車１３０は、フランジ
１１２に形成された中央孔４６の内周に形成され
ている。このように、太陽歯車１３２がフランジ
１１２に設けられた構成では、出力部材が必要と
なり、出力部材４８が偏心軸の偏心部１２８ａに
遊嵌されている。出力部材４８は、第１実施例の
太陽歯車３０と同様に、モータ軸の軸線２１に同
心の内周と、軸線２１からＥだけ偏心した外周と
を有して形成され、その内周は偏心軸の非偏心部
に遊嵌されている。つまり、出力部材４８は２段
目の遊星歯車列１５４の偏心軸を兼ねている。６
個の支持孔１３４が出力部材４８に等角的に穿孔
され、遊星歯車１３２の左側面から延出する６本
の出力ピン１３８が、対応する支持孔１３４に摺
接、支持されている。そして、減速装置１１０の
モータ軸１２０が短いため、モータ軸に嵌合され
た偏心軸１２８が左端まで伸び、スナツプリング
の代りに、止めワツシヤー１４１を偏心軸に取付
けて、太陽歯車１７０等の脱落を防止している。
なお、２段目の遊星歯車列１５４の構成は、第１
実施例の遊星歯車列５４に等しい。

このような構成の減速装置１１０においては、
モータ１１８が起動されて、モータ軸１２０が高
速で回転すると、偏心軸１２８はモータ軸と一体
に回転する。そして、偏心軸１２８との間のすべ
り摩擦によつて、遊星歯車１３２は、太陽歯車１
３０と噛み合いながら、モータ軸１２０と逆方向
に、揺動しながら、１／太陽歯車の歯数、つま
り、1/16回転する。

第１実施例におけると同様に、出力部材４８の
支持孔１３４内に、２ｅだけ直径の小さな出力ピ
ン１７８が、摺接可能に挿通されている。そのた
め、遊星歯車１３２の揺動は、支持孔１３４と出
力ピン１３８との間隙に吸収され、出力部材４８
を揺動させない。しかし、出力ピン１３８は摺接
する支持孔１３４を押圧し一体的に回転させるた
め、出力部材４８は遊星歯車１３２と一体的に回
転する。結局、出力部材４８は、モータ軸１２０
に対して、減速比16で逆方向に回転する。

この出力部材４８以降の動作は、減速装置１０
におけると同様であり、２段目の太陽歯車１７０
は、出力部材４８に対して、減速比16で逆方向に
回転する。そのため、太陽歯車１７０は、モータ
軸１２０に対して、減速比256（16×16）で同一方
向に回転（正転）する。

この構成では、支持孔１３４の形成された出力
部材４８が必要となる。しかし、太陽歯車１３０
がフランジ１１２に設けられ、太陽歯車１３０の
厚さに該当する厚さが節約できる。また、従来の
構成では、出力軸が、入力軸に整列して、相反す
る方向に延出している。これに対して、この発明
の構成では、出力部材４８は、入力軸を兼ねるモ
ータ軸２０に整列されず、また、相反する方向に
延出することなく、同心に配設でき、厚さを増加
させない。

このように、出力部材４８を設けても、トータ
ルとしての厚さの増加が防止され、減速装置１１
０は、上記減速装置１０と同等の厚さに構成でき
る。無論、この構成においても、歯車列１１４の
ハウジングが省略でき、伝達効率が高く、バツク
ラツシユ、騒音の少ない小型軽量化された減速装
置１１０が得られる。そして、厚さを大きくする
ことなく、多段減速が容易にはかられる。

上述した実施例は、この発明を説明するための
ものであり、この発明を何等限定するものでな
く、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施さ
れたものも全てこの発明に包含されることはいう
までもない。

たとえば、実施例では、遊星歯車列を２段に重
ねているが、３段以上重ねて構成してもよい。

〔発明の効果〕 上記のように、この発明によれば、フランジ
が、ハウジング、モータの装着部材、固定体への
取付け部材を兼ねている。そのため、部品点数が
削減され、構成が簡素化されたため、減速装置が
薄型化でき、十分な小型軽量化がはかられる。

また、太陽歯車、または、出力部材から出力が
得られ、これらは、公知の構成での出力軸のよう
に延出するものでなく、軸状の出力部材（従来の
出力軸）が省略される。そのため、この点から
も、薄型化が可能となる。

半径方向に歯車列を重ねることによつて、厚さ
をそれほど増加させず、多段減速が可能となる。
そして、この発明では、多段にすればするほど、
従来の構成の同一の減速比のものと比較して、薄
型化の効果が顕著となる。

更に、サイクロイド歯車を利用して歯車列を形
成しているため、伝達効率も高く、かつ、バツク
ラツシユ、騒音の生じ難い減速装置が得られる。

そして、この発明によれば、フロツピーデイス
クドライブ、CDプレーヤー、ビデオカメラ、ワ
ードプロセツサー（ワープロ）、CDAプロツター
等の精密機器における小型軽量化の要請を満たす
小型軽量な減速装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る減速装置の縦断面
図、第２図は、第１図の線−に沿つた減速装
置の横断面図、第３図は、フランジの正面図、第
４図は、この発明の別実施例に係る減速装置の縦
断面図である。 １０，１１０……減速装置、１２，１１２……
フランジ、１４，５４，１１４，１５４……遊星
歯車列、１６，１１６……取付け孔、１８，１１
８……モータ、２０，１２０……モータ軸、２
１，１２１……モータ軸の軸線、２８，１２８…
…偏心軸、３０，７０，１３０，１７０……太陽
歯車、３２，７２，１３２，１７２……遊星歯
車、３４，７４，１３４，１７４……支持孔、３
６，４０，７６，８０……同心円、３８，７８，
１３８，１７８……出力ピン、４１……スナツプ
リング、４３，１４３……出力歯車、４８……出
力部材、１４１……止めワツシヤー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 同心円上に位置する複数の支持孔を備
   え、モータが装着されるとともに、固定体に取
   付け可能なフランジと、 (b) フランジに装着されたモータの出力軸に連動
   された偏心軸と、 歯数ｎのサイクロイド歯形を内周に持つ太陽
   歯車と、 フランジの支持孔に摺接可能に遊嵌、支持さ
   れる、同心円上の複数の出力ピンを側面に、太
   陽歯車に噛み合う歯数ｎ−１のサイクロイド歯
   形を外周に、それぞれ持ち、偏心軸に摺動可能
   に遊嵌された遊星歯車と、 を備えた遊星歯車列と、 (c) を具備し、モータの出力軸の回転に対して、
   １／Ｎ回転に減速された出力が太陽歯車から得
   られる伝達トルク10000ｇ−cm以下の減速装置。 ２ 複数組の遊星歯車列が、半径方向に組合わさ
   れ、一段目の遊星歯車列の太陽歯車が、偏心して
   配設されて、２段目の遊星歯車列の偏心軸を兼ね
   ている特許請求の範囲第１項記載の減速装置。 ３ (a) モータが装着され、固定体に取付け可能
   なフランジと、 (b) モータの出力軸に連動された偏心軸と、 フランジに穿設された中央孔の内周に形成さ
   れた歯数ｎのサイクロイド歯形を持つ太陽歯車
   と、 同心円上に位置する複数の支持孔を備えた出
   力部材と、 出力部材の支持孔に摺接可能に遊嵌、支持さ
   れた、同心円上の複数の出力ピンを側面に、太
   陽歯車に噛み合う歯数ｎ−１のサイクロイド歯
   形を外周に、それぞれ持ち、偏心軸に摺動可能
   に遊嵌された遊星歯車と、 を備えた遊星歯車列と、 (c) を具備し、モータの出力軸の回転に対応し
   て、１／Ｎ回転に減速された出力が出力部材か
   ら得られる伝達トルク10000ｇ−cm以下の減速
   装置。 ４ 複数組の遊星歯車列が半径方向に組合わさ
   れ、１段目の出力部材が、偏心して配設されて、
   ２段目の遊星歯車例の偏心軸を兼ねている特許請
   求の範囲第３項記載の減速装置。