説明

ウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置

【課題】 特にウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置を提供する。
【解決手段】 同軸上に位置する2つの太陽歯車10、20と、該2つの太陽歯車10、20にそれぞれ噛合されると共に、同軸上に位置する2つの遊星歯車30、40と、遊星フレーム50とを有し、その内、該2つの遊星歯車30、40は連動し合い、該太陽歯車10の歯数はN1であると共に、該太陽歯車20の歯数はN4であり、該遊星歯車30の歯数はN2であり、該遊星歯車40の歯数はN3であり、また、該2つの太陽歯車10、20及び2つの遊星歯車30、40における2組の中の1組は、同じ歯数の歯車が選ばれると共に、他の1組には、歯数の差が2つ以内である歯車が選ばれ、該2つの遊星歯車30、40は、該遊星フレーム50に設けられるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特にウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
エピサイクリック歯車列の減速装置は通常、遊星歯車装置を変形させた構造であり、その遊星歯車装置は、歯数を選ぶ制限が多いことから、既存のウォームギア減速機構のように多様な減速比を備えることができないので、使用上、不便なところがよくあった。
【0003】
さらに、他の一種類の遊星歯車からなる減速装置を有し、該減速装置は主に、対応する2組の太陽歯車及び遊星歯車を備え、その減速装置は、同じ軸距離に応じるために、同じのモジュールを有する歯車を選ぶことから、各太陽歯車と遊星歯車との歯数が異なりになった。そこで、既有の減速装置の達成した減速比は、既定の制限を有し、高減速比に達成するのが不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平9−19106号公報
【発明の概要】
【0005】
上述したように、既存のエピサイクリック歯車列の減速装置は、既定の制限を有することから、高減速比を達成することができないという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置は、同軸上に位置する2つの太陽歯車10、20と、該2つの太陽歯車10、20にそれぞれ噛合されると共に、同軸上に位置する2つの遊星歯車30、40と、遊星フレーム50とを有し、その内、該2つの遊星歯車30、40は、連動し合い、該太陽歯車10の歯数はN1であると共に、該太陽歯車20の歯数はN4であり、該遊星歯車30の歯数はN2であり、該遊星歯車40の歯数はN3であり、また、該2つの太陽歯車10、20及び2つの遊星歯車30、40における2組の中の1組は、同じの歯数の歯車が選ばれると共に、他の1組には、歯数の差が2つ以内である歯車が選ばれ、該2つの遊星歯車30、40は、該遊星フレーム50に設けられる。
【0007】
前記2つの太陽歯車10、20は、固定太陽歯車10と、従動太陽歯車20とを含み、該固定太陽歯車10は、回転しない固定状態である。
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記対応する2組の太陽歯車10、20と遊星歯車30、40は、異なるモジュールであってもよい。
【0009】
前記2つの遊星歯車30、40は、同軸上に位置するように遊星フレーム50に設置され、同軸回転するものである。
【0010】
前記対応する2組の太陽歯車10、20と遊星歯車30、40は、同じのモジュールであってもよい。
【0011】
前記2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bは、それぞれ異なる軸に設置され、また、該2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bを連動により同期回転させるために、それらの間に伝動機関80が設置されても構わない。
【0012】
前記2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bの間に連動装置82、82Aが設置されても構わない。
【0013】
前記2つの太陽歯車10、20は、平歯車であってもよい。
【0014】
前記2つの太陽歯車10D、20Dは、内歯車であってもよい。
【0015】
前記2つの太陽歯車10D、20Dは内歯車であり、前記遊星フレーム50Dは、該2つの太陽歯車10D、20Dの間に設置されると共に、前記遊星歯車30D、40Dは、回転可能に遊星フレーム50Dに設置され、
変速装置はさらに、クラッチ90と、連動歯車96とを有し、その内、該クラッチ90は回転棒91を備え、該回転棒91にそれぞれ、前記1つの太陽歯車10D及び遊星フレーム50Dと対応する太陽止めカム92及びフレーム止めカム94が設置され、それら太陽止めカム92、及びフレーム止めカム94はそれぞれ、非同時に、対応する太陽歯車10D又は遊星フレーム50Dに当接され、一方、該連動歯車96は、同軸のように該太陽止めカム92と対応する太陽歯車10Dに設置されると共に、太陽歯車10Dに噛合された前記遊星歯車30Dに噛合される。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係るウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置は、太陽歯車と遊星歯車との歯数の設計によって、ウォームギア減速機構のように多様な減速比を備える共に、動力源の入力方向を変わると増速装置が形成され、そこで、その機構の実用性又は機能性が高め、また、平歯車の伝動効率は、95−97%であって、ウオームギアの70−80%より高いことから、エネルギーの節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る第一実施例の部分側面断面図である。
【図2】本発明に係る第二実施例の部分側面断面図である。
【図3】本発明に係る第三実施例の部分拡大断面図である。
【図4】本発明に係る第四実施例の部分拡大断面図である。
【図5】本発明に係る第五実施例の部分側面断面図である。
【図6】本発明に係る第六実施例の減速操作時の部分側面断面図である。
【図7】本発明に係る第六実施例の増速操作時の部分側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して本発明の適切な実施の形態を詳細に説明する。
【0019】
本発明は主に、ウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置を提供するものであり、図1に示す本発明に係る変速装置は、エピサイクリック歯車列の変速装置であり、主に4つの歯車から構成され、その内、2つの太陽歯車10、20は、同軸上に打ちするように組み立てられ、2つの遊星歯車30、40はそれぞれ、該2つの太陽歯車10、20に噛合されると共に、該2つの太陽歯車10、20と2つの遊星歯車30、40とは、互いに連動するものである。
【0020】
前記太陽歯車10の歯数はN1であり、前記太陽歯車20の歯数はN4であり、前記遊星歯車30の歯数はN2であり、前記遊星歯車40の歯数はN3である。また、前記2つの太陽歯車10、20及び2つの遊星歯車30、40における2組の中の1組は、同じ歯数の歯車が選ばれると共に、他の1組には、歯数の差が2つ以内である歯車が選ばれ、例えば、その2つの太陽歯車10、20は、同じ歯数の歯車から組み立てられると共に、その2つの遊星歯車30、40は、1つ或いは2つの歯数の差を有する歯車から組み立てられ、また、それらは反対の構成であっても構わない。
【0021】
また、前記2つの太陽歯車10、20は、固定太陽歯車10と、従動太陽歯車20とを含み、その固定太陽歯車10は、回転しない固定状態であり、螺栓などのファスナーを介して殻体に固定されてもよく、止めピンが固定太陽歯車10を固定するための皿状体を通って殻体に挿設されてもよく、それによれば、その固定太陽歯車10を、殻体に対して回転しないように固定することができる。尚、前記固定太陽歯車10と、従動太陽歯車20は、平歯車であってもよく、傘歯車であってもよい。
【0022】
前記固定太陽歯車10に回転可能に入力軸60が挿設されると共に、該入力軸60の一端が遊星フレーム50に挿設され、該遊星フレーム50は円盤状を呈し、該入力軸60と連動して同期回転する。また、前記従動太陽歯車20は、連動により同期回転可能に出力軸70に設置されると共に、前記2つの遊星歯車30、40の間の同軸上に、それら遊星歯車30、40と同期回転する遊星フレーム50に設けられる。
【0023】
さらに、前記2組の対応する太陽歯車10、20と遊星歯車30、40とは、同一のモジュールであってもよく、異なるモジュールであってもよい。例えば、その2つの遊星歯車30、40に同じの歯数のものを選択した場合、この歯数はN2=N3=14であり、また、その2つの太陽歯車10、20に、歯数の差が1つのものを選択した場合、この歯数はN1=29、N4=30である。更に、前記従動太陽歯車20と対応する遊星歯車40とのモジュールは4を選択することができ、この時、該従動太陽歯車20と、対応する遊星歯車40との中心距離は、4*(N3+N4)/2=88(mm)とし、一方、前記固定太陽歯車10と、対応する遊星歯車30とのモジュールは、4.09302を選択でき、この時、それらの中心距離は、4.09302*(N1+N2)/2=88(mm)であり、その2組の歯車の中心距離は同一であることから、2つの遊星歯車30、40は、同軸上にしっかりと設置されるので、安定的に且つスムーズに動力を伝えることができる。
【0024】
図2、図3又は図4に示す実施例においては、固定太陽歯車10と、対応する遊星歯車30A、30Bの間の軸距離と、従動太陽歯車20と、対応する遊星歯車40A、40Bの間の軸距離との距離の差が1/2の歯車モジュールになり、即ち、該遊星歯車30A、40A、30B、40Bは、それぞれ異なる軸に設置され、そこで、図2に示すようなチェーン、チェーンホイールなどの伝動機関80、或いは、図3及び図4に示すような連動装置82、82Aによって、その2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bを連動させて同期回転させる。尚、本発明における2組の対応した太陽歯車10、20と遊星歯車30A、40A、30B、40Bとは、同じのモジュールの歯車を選択しても構わない。また、前記伝動機関80は、図に示すようなチェーンホイール又はチェーンであってもよく、プーリーやベルトなどのようなものを用いることにより、異なる軸を有する2つの遊星歯車30A、40Aを同期回転させてもよく、一方、前記連動装置82、82Aは、電子式又は機械式であってもよく、その内、該電子式連動装置82は、ワイヤレスのデジタル駆動システムであり、機械式連動装置82Aは、自由継ぎ手、チューブ継ぎ手、ボールジョイントなどの撓性連結器であり、2つの遊星歯車30B、40Bと同期回転するものであればよい。なお、本発明は、その2組の太陽歯車10、20と遊星歯車30A、40A、30B、40Bとの歯車モジュールが同一であるか否かに関係なく、目標の減速比を達成できるものであれば如何なるものでもよい。
【0025】
前記動力源が入力軸60に伝わると、該入力軸60が遊星フレーム50に連動して回転すると共に、該遊星フレーム50がその2つの遊星歯車30、40に連動して、それらと一緒にその2つの太陽歯車10、20を中心として回転し、更に、該2つの遊星歯車30、40がそれぞれ、その2つの太陽歯車10、20に噛合されるので、太陽歯車10、20に対して回転する。尚、その2つの遊星歯車30、40において、同じ歯数の歯車、例えば、N2=N3=14を選択した場合、その2つの太陽歯車10、20には、歯数の差が1つの歯車が選択され、例えば、N1=29、N4=30を選択した場合には、入力軸60が1回転すると、遊星フレーム50も入力軸60に連動して1回転すると共に、その2つの遊星歯車30、40も遊星フレーム50と同時に、太陽歯車10、20を中心として1回転する。その2つの遊星歯車30、40は、同じの歯数を有すると共に、その2つの太陽歯車10、20は、1つの歯数の差を有することから、遊星歯車40は、従動太陽歯車20を中心として1回転すると、その2つの太陽歯車10、20の歯数の差によって、従動太陽歯車20を1歯に推進することができ、遊星歯車40が2回転すると、太陽歯車20を2歯に推進する、このように回転し続くと、(1-(N1*N3/N2*N4))=(1-(29*14/14*30))=1/30との減速比に達成する。
【0026】
若しかして、その2つの太陽歯車10、20は、同じの歯数とし、その2つの遊星歯車30、40は、1つの歯数差とすれば、(1-(N1*N3/N2*N4))との減速比に達成する減速装置を提供する。
【0027】
また、もとの出力軸70を入力軸として、もとの入力軸60を出力軸とする場合、動力源が出力軸70側から出力軸70へ伝わると、動力を出力する軸60の回転数が動力を入力する軸70の回転数より多くなるので、増速装置が構成される。
【0028】
図5に示すように、本発明における太陽歯車10C、20Cは、図に示すような歯車としてもよいと共に、2つの遊星歯車30C、40Cの歯数を14とし、固定太陽歯車10Cの歯数を57とし、従動太陽歯車20Cの歯数を58とし、減速装置の減速比を(1-N1*N3/N2*N4)=1/58とすると、様々な減速の必要に応じて、歯車の歯数を調整することができる。
【0029】
図6に示すように、本発明における第六実施例は、2つの太陽歯車10D、20Dと、2つの遊星歯車30D、40Dと、遊星フレーム50Dと、クラッチ90と、連動歯車96とを有し、その内、該2つの太陽歯車10D、20Dは内歯車であって、同軸において互いに対応するものであり、該2つの遊星歯車30D、40Dはそれぞれ、該太陽歯車10D、20Dに噛合され、互いに連動するものであり、該2つの太陽歯車10D、20Dと2つの遊星歯車30D、40Dにおける2組の中の1組は、同じ歯数の歯車が選択され、他の1組は、歯数の差が2つ以内である歯車が選択される。
【0030】
前記遊星フレーム50Dは、前記太陽歯車10D、20Dの間に設置されると共に、前記遊星歯車30D、40Dは、回転可能に該遊星フレーム50Dに設置される。尚、前記遊星フレーム50Dは、太陽歯車10D、20Dと同軸に設置されても構わない。
【0031】
前記クラッチ90は回転棒91を有し、該回転棒91にそれぞれ、太陽歯車10D及び遊星フレーム50Dと対応する太陽止めカム92及びフレーム止めカム94が設置され、それら太陽止めカム92及びフレーム止めカム94はそれぞれ、非同時に、対応する太陽歯車10D又は遊星フレーム50Dに当接される。即ち、図6に示すように、前記太陽止めカム92が、対応する太陽歯車10Dに当接される時、フレーム止めカム94は遊星フレーム50Dから離間し、或いは、図7に示すように、前記フレーム止めカム94が遊星フレーム50Dに当接される時、太陽止めカム92は、対応する太陽歯車10Dから離間し、その後、太陽止めカム92が当接することにより、太陽歯車10Dを固定して回転を停止させることから、太陽歯車10Dは、固定太陽歯車10Dとし、他方の太陽歯車20Dには、従動太陽歯車20Dとする。
【0032】
また、前記連動歯車96は、歯数がN5であり、該太陽歯車10Dと同軸に取り付けられた遊星歯車30Dに噛合され、且つ入力軸60Dに結合され、該入力軸60は、回転可能に遊星フレーム50Dに組み合わされ、従動太陽歯車20Dは、出力軸70に結合される。
【0033】
この場合、動力源が入力軸60D側から入力軸60Dへ伝わると、該入力軸60Dが連動歯車96と連動して回転すると共に、該連動歯車96に噛合された遊星歯車30Dもそれに連動して自転し、それと同時に他の遊星歯車40Dも連動して同期自転する。この時、固定太陽歯車10Dは、太陽止めカム92に当接されて不回転状態となることから、前記遊星歯車30Dは、自転しながら固定太陽歯車10Dを中心として公転することもでき、さらに、遊星フレーム50Dと遊星歯車40Dとが連動して一緒に公転すると、2つの太陽歯車10D、20Dと2つの遊星歯車30、40との歯数の設計により、減速比が(1-(N1*N3/N2*4))*N5/(N1+N5)となる減速装置が構成される。
【0034】
例えば、固定太陽歯車10Dの歯数が57であり、太陽歯車20Dの歯数が58であり、その2つの遊星歯車30D、40Dの歯数が14の場合は、その減速装置の減速比が(1-(N1*N3/N2*N4))*N5/(N1+N5)=1/58*29/86=1/172となる。
【0035】
前記回転棒91によって、フレーム止めカム94を回転させて遊星フレーム50Dに当接させると共に、太陽止めカム92を回転させて固定太陽歯車10Dから離間させると、図7に示すように、太陽歯車10Dが回転可能な状態となり、これによれば、動力源を出力軸70D側から入力すると、従動太陽歯車20Dが連動して回転すると共に、従動太陽歯車20Dに噛合された遊星歯車30Dも連動し、それに他方の遊星歯車40Dが連動して同期回転する。
【0036】
また、前記遊星フレーム50Dがフレーム止めカム94に当接されると、該遊星フレーム50Dは、回転しない固定状態に維持され、この時、2つの遊星歯車30D、40Dは、自転しかしなく公転することはない。さらに、それら遊星歯車30D、40Dの回転により、連動歯車96が回転し、この時、従動太陽歯車20Dと、2つの遊星歯車30D、40Dと、連動歯車96との対応歯数によって、増速効果を提供する。例えば、従動太陽歯車20Dの歯数が58であり、2つの遊星歯車30D、40Dの歯数が14であり、連動歯車96の歯数(N5)が29の場合には、増速比はN4*N2/(N3*N5)=58*14/(14*29)=2、即ち、2倍の増速効果を得ることができる。
【0037】
また、この構成によれば、クラッチ90の切り替えによって、減速或いは増速作業を速く簡単に行うことができるので、操作上の利便性や実用性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【0038】
上述したように、本発明におけるウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置は、太陽歯車と遊星歯車との歯数の設計によって、変速装置がウォームギア減速機構のように多様な減速比の設計配置を備えると共に、動力源の入力方向が変わると増速装置が形成され、そこで、その機構の実用性又は機能性が高め、また、平歯車の伝動効率は、95−97%であり、ウォームギアの70−80%より高いことから、エネルギーを節約することができる。
【符号の説明】
【0039】
10、10C、10D固定太陽歯車
20、20C、20D従動太陽歯車
30、30A、30B、30C遊星歯車
40、40A、40B、40C遊星歯車

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸上に位置する2つの太陽歯車10、20と、該2つの太陽歯車10、20にそれぞれ噛合されると共に、同軸上に位置する2つの遊星歯車30、40と、遊星フレーム50とを有し、その内、該2つの遊星歯車30、40は連動し合い、該太陽歯車10の歯数はN1であると共に、該太陽歯車20の歯数はN4であり、該遊星歯車30の歯数はN2であり、該遊星歯車40の歯数はN3であり、また、該2つの太陽歯車10、20及び2つの遊星歯車30、40における2組の中の1組は、同じ歯数の歯車が選ばれると共に、他の1組には、歯数の差が2つ以内である歯車が選ばれ、該2つの遊星歯車30、40は、該遊星フレーム50に設けられることを特徴とするウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項2】
前記2つの太陽歯車10、20は、固定太陽歯車10と、従動太陽歯車20とを含み、該固定太陽歯車10は、回転しない固定状態であることを特徴とする請求項1に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項3】
前記対応する2組の太陽歯車10、20と遊星歯車30、40は、異なるモジュールであることを特徴とする請求項1又は2に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項4】
前記2つの遊星歯車30、40は、同軸上に位置するように遊星フレーム50に設置され、同軸回転することを特徴とする請求項3に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項5】
前記2組の対応する太陽歯車10、20と遊星歯車30、40は、同じモジュールであることを特徴とする請求項1又は2に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項6】
前記2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bは、それぞれ異なる軸に設置され、また、該2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bを連動により同期回転させるために、それらの間に伝動機関80が設置されることを特徴とする請求項5に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項7】
前記2つの遊星歯車30A、40A、30B、40Bの間に連動装置82、82Aが設置されることを特徴とする請求項5に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項8】
前記2つの太陽歯車10、20は、平歯車であることを特徴とする請求項1又は2に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項9】
前記2つの太陽歯車10D、20Dは、内歯車であることを特徴とする請求項1又は2に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。
【請求項10】
前記2つの太陽歯車10D、20Dは内歯車であり、前記遊星フレーム50Dは、該2つの太陽歯車10D、20Dの間に設置されると共に、前記遊星歯車30D、40Dは、回転可能に該遊星フレーム50Dに設置され、
変速装置はさらに、クラッチ90と、連動歯車96とを有し、その内、該クラッチ90は回転棒91を備え、該回転棒91にそれぞれ、前記1つの太陽歯車10D及び遊星フレーム50Dと対応する太陽止めカム92及びフレーム止めカム94が設置され、それら太陽止めカム92及びフレーム止めカム94はそれぞれ、非同時に、対応する太陽歯車10D又は遊星フレーム50Dに当接され、一方、該連動歯車96は、同軸のように該太陽止めカム92と対応する太陽歯車10Dに設置されると共に、該太陽歯車10Dに噛合された前記遊星歯車30Dに噛合されることを特徴とする請求項1に記載のウォームギア減速機構の減速比を備えるエピサイクリック歯車列の変速装置。

【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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【公開番号】特開2013−2601(P2013−2601A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−136695(P2011−136695)
【出願日】平成23年6月20日(2011.6.20)
【出願人】(511150182)
【Fターム(参考)】