JPH0647760U - 減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］（１）減速比が極めて大なる減速装置を提供す
る。（２）小型で廉価な減速装置（増力装置）を提供す
る。（３）計測器等の微調整に適した減速装置を提供す
る。 ［構成］部分的に相接する円筒内面と円筒外面の周長さ
の差に起因する回転力を摩擦力により発生させることに
した減速装置。

Description

【考案の詳細な説明】 ［０００１］ ［産業上の利用分野］ 本考案の目的の一つは，顕微鏡を使用したマニュピレーター操作あるいはマグネ スケール等を使用したフィードバック制御に適した減速比が極めて大でバックラ ッシュの全く無い減速装置を提供することである。

更に一つの目的は、ボールバルブ等を電動モーターで制御する際の小型で廉価な 減速装置（増力装置）を提供することである。

更に一つの目的は、計測器等の微調整に適した極めて小型でバックラッシュの無 い減速装置を提供することである。

［０００２］ ［従来の技術］ （１）、楕円形弾性歯車による減速装置（ハーモニックドライブ）。

（２）、ウォーム・ホイールによる減速装置。

（３）、遊星歯車による減速装置。

（４）、外歯平歯車による減速装置。

（５）、一般的な摩擦伝達装置。

［０００３］ ［考案が解決しようとする課題］ （１）、減速比が極めて大で且つバックラッシュの全く無い減速装置を提供する 。

（２）、小型で廉価な減速装置（増力装置）を提供する。

（３）、極めて小型で且つバックラッシュのない減速装置を提供する。

［０００４］ ［課題を解決するための手段］ ころがり軸受の外輪を薄肉円筒部材（３）とし，ころがり軸受が半径方向に変形 （圧縮且つ拡大）させた状態を保ように真円でない外周の軸を打ち込み，この軸 を入力軸（１）に直結させ，更に前記薄肉円筒部材（３）の外周長さよりわずか に長い内周長さを有する円筒部材（４）を半径方向に弾性変形させた状態で前記 薄肉円筒部材（３）の外側に配置する。

［０００５］ ［作用］ 入力軸（１）を回転させると，これに直結されたころがり軸受の内輪（８）が回 転する。この際，薄肉円筒部材（３）を固定すると円筒部材（４）が正転し，逆 に円筒部材（４）を固定すると薄肉円筒部材（３）が逆転する。減速比は円筒部 材（４）の内周長さと薄肉円筒部材（３）の外周長さの差を固定した円筒部材の 周長さでそれぞれ除した値となる。

詳細は実施例の項で説明する。

［０００６］ ［実施例］ 以下，図面に従って説明する。

図１は本考案の軸方向断面図であり，円筒部材（４）半径方向に弾性変形を生じ ながら回転力を伝達させるように薄肉部分を介して出力軸（２）に接続されてい る。ころがり軸受の外輪に相当する薄肉円筒部材（３）は半径方向に変形可能な 程度に固定ハウジング（５）に取り付けられている。

ころがり軸受の内輪（８）には半径方向に変形した状態を保つように断面が真円 でない軸（９）を打ち込んである。この軸を入力軸（１）に直結している。

薄肉円筒部材（３）と内輪（８）との間には、ボールベアリングのボール（１０ ）等がリテイナー（図示せず）に支持されて取り付けられている。

本考案に於ける、前記構造の寸法関係は、円筒部材（４）の半径方向の弾性変形 状態を維持し、この弾性変形の反発力で円筒部材（４）の内周面と薄肉円筒部材 （３）の外周面とが部分的に圧接されるようになっている。

次に駆動動作について説明する。

入力軸（１）が回転するところがり軸受の内輪（８）が回転し、この回転につれ て、ハウジングに固定された薄肉円筒部材（３）の半径方向の変形が回転する（ 順次変形していく）。この薄肉円筒部材（３）の変形に応じて円筒部材（４）の 弾性変形も回転する。この際、薄肉円筒部材（３）の外周面と円筒部材（４）の 内周面とは円筒部材（４）の弾性変形の反発力により圧接されていて両者間に静 止摩擦が生じている。この静止摩擦力により両者間にすべりが生じないことにな り、薄肉円筒部材（３）の外周と円筒部材（４）の内周との差は円筒部材（４） の回転により吸収されねばならず円筒部材（４）が回転することになる。

例えば、薄肉円筒部材（３）の外径と円筒部材（４）の内径をそれぞれ真円状態 で１００ｍｍ、１００＋０．０１ｍｍとすると入力軸１回転あたり円筒部材（４ ）（出力軸）１００００分の１回転することになる。

次に、本考案の実施に際しての各構成部材を選択する要因について説明する。

薄肉円筒部材（３）は半径方向の変形に対しては抵抗が少なく且つころがり軸受 のボール等との圧接に対しては変形（くぼみ）が生じないことが必要である。故 に、ステンレス鋼板等をプレス作業で製作した薄肉円筒が適している。円筒部材 （４）については、半径方向に弾性変形させた際の反発力を必要とするために弾 性率が大で弾性限度が高い材料即ち、熱処理（焼き入れ）可能な鋼材が適してい る。又、当然なことであるが両円筒部材は出力軸の伝達力に耐える強度が要求さ れる。

次に、本考案の減速装置に於るエネルギーロスについて説明する。エネルギーロ スのほとんどは円筒部材（４）の半径方向の弾性変形の繰返しによりその温度上 昇として生じるものであり、これは板バネの振動によるエネルギーロスに類似し たものである。故に、伝達効率を良くするためには円筒部材（４）の弾性率を上 げる、即ち、剛性を増す、即ち、肉厚を厚くすることが必要となるが、この場合 、安定した伝達力を得るためには部品の加工精度を上げねばならなくなる。しか し、世の中では伝達効率だけが要求される要因ではない、伝達効率を少々犠牲に しても安定した制御、小型化、廉価等が要求される場合がある。このような場合 に本考案は多大な効果を発揮する。

［０００７］ ［考案の効果］ 本考案においては、円筒部材（４）の円筒内周距離と薄肉円筒部材（３）の円筒 外周距離の差を小さくすればするほど減速比が大となる。故に、円筒面の加工精 度が許容できる範囲まで前記円周距離の差を小さくすることができ従って減速比 も大きくすることができる。例えば、前記円周距離の差を０．０３ｍｍとし円筒 周距離を３００ｍｍとした場合の減速比は１００００分の１ということになる。

これは従来の減速装置の１００倍に相当する。

次に、従来の一般的な歯車伝達及び摩擦伝達においては、大輪と小輪の比そのも のが減速比となっているために大きな減速比を得ようとすると必然的に大輪の直 径が大きくなりどうしても小型化が不可能となる。これに対して、本考案の場合 は相接する円筒内面と円筒外面の周距離の差が減速比を決める主たる要因であり 、減速比にとらわれない小型化が可能となる。

次に、本考案においては、出力軸に加わる外力の変動に対する出力軸の保持力は 相接する円筒面間の摩擦力により発生しており、これは減速装置の最大許容伝達 力と同じである。故に、本考案においてはバックラッシュが全く無く又、入力軸 を開放しても最大許容伝達力で出力軸は保持されている。これは極めて微少な変 位を制御するときに安定した制御を可能とする重要な要因である。

次に、本考案におぃては伝達力を発生させるための相接する円筒面間の接触圧を 円筒部材（４）を弾性変形させることにより得ているために、精密な加工精度を 必要としなくても安定した伝達力を得ることができる。このことが、本考案が小 型化及び廉価という点で多大な効果を発揮する要因でもある。

次に、計測器の微調整機構について述べる。薄肉円筒部材（３）をフッ素樹脂等 の摩擦力でハウジングに固定する構造とし、薄肉円筒部材（３）自体を回転させ ると１：１の回転が円筒部材（４）に伝達され、入力軸（１）を回転させると薄 肉円筒部材（３）はフッ素樹脂の摩擦力によりハウジングに固定され、円筒部材 （４）には極めて減速された回転が伝達される。故に、従来の速送りと微調整が 同一機構で可能となる。

【図面の簡単な説明】

［図１］本考案の軸方向断面図である。 ［図２］本考案の軸直角断面図である。 ［符号の説明］ （１）は入力軸。（２）は出力軸。（３）は薄肉円筒部
材。（４）は円筒部材。（５）はハウジング。（６）は
軸受。（７）は軸受。（８）はころがり軸受内輪。
（９）は断面が真円でない軸。（１０）はボールベアリ
ングのボール（鋼球）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ころがり軸受の外輪を薄肉円筒部材とし，このころがり
   軸受が半径方向に変形（圧縮且つ拡大）させた状態を保
   つように真円と異なる外周の軸を打ち込みこの軸を入力
   軸に直結させ，更に前記外輪（薄肉円筒部材）の外周長
   さよりわずかに長い内周長さを有する円筒部材を半径方
   向に弾性変形させた状態で前記ころがり軸受の外輪（薄
   肉円筒部材）の外側に配置したことを特徴とする減速装
   置。