JPH10246293A

JPH10246293A - 変速歯車装置

Info

Publication number: JPH10246293A
Application number: JP9065410A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kamimura; 一郎上村
Original assignee: NAMU KK; Namu Co Ltd Japan
Current assignee: NAMU KK; Namu Co Ltd Japan
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1998-09-14
Also published as: SE9800657D0; SE512892C2; GB2327998A; FR2760505A1; DE19809199A1; US5954610A; GB2327998B; SE9800657L; GB9804358D0; FR2760505B1

Abstract

(57)【要約】【課題】差動歯車装置の小型化を図る。【解決手段】各傘歯車を軸芯方向（Ｘ軸方向）に対し
て第１傘歯車Ａ₁ 、第２傘歯車Ａ₂ 、第４傘歯車Ａ₄ 、
第３傘歯車Ａ₃ の順番で配列する。そして、第１、第２
傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点と、前記第
４、第３の傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点
とを一致させ、該中心点を原点Ｏとする。原点ＯにＸＹ
座標を設け、Ｘ軸上に前記入力軸の軸芯を配置する。そ
して、第１、第２傘歯車の噛み合い点Ｃ₁ と第４、第３
傘歯車の噛み合い点Ｃ₂ とを該ＸＹ座標の同一象限上に
配置する。そして、第１〜第４傘歯車を回転体３の同一
軸方向面に置き、歯車装置の軸方向寸法を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４つの歯車のみに
よって大減速比を得ることが可能な差動歯車装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、モータ等の回転駆動源より得られ
た回転運動を、直線運動に変換して作動するアクチュエ
ータが、様々な機械装置に用いられている。このアクチ
ュエータは、一般に回転軸の回転を変速歯車装置を介し
て減速し、より大きな駆動トルクを得た状態で直線運動
に変換する。したがって、変速歯車装置はアクチュエー
タの重要な構成要素の１つとなっている。従来、この変
速歯車装置は、インボリュート歯車を組み合わせてなる
ものが一般的であった。ところが、サイクロイド歯車、
インボリュート歯車等の組み合わせにはバックラッシが
必要不可欠であり、精密な位置決めが要求されるアクチ
ュエータの場合には、このバックラッシの影響が大き
く、位置決め精度の悪化を招くこととなった。

【０００３】そこで、本発明者はバックラッシの設定が
不要でかつ大減速比を得る事が可能な変速装置を発明
し、特公平7-56324 号公報にその詳細を開示している。
この変速装置は、内部に用いられている歯車がいわゆる
コリオリ運動をすることから、以下の説明ではコリオリ
歯車装置と称す。図15には、本発明者によるコリオリ歯
車装置の要部断面が示されている。コリオリ歯車装置
は、入力軸１と出力軸２との間を、第１〜第４歯車Ａ₁
〜Ａ₄ で連結し、これらの歯車によって減速を行うもの
である。この第１〜第４歯車は傘歯車である。そして、
第２歯車Ａ₂ および第３歯車Ａ₃ は１つの回転体３に設
けられ、回転体３は入力軸１の傾斜部１ａで軸支されて
いる。このように回転体３を傾斜支持すると、入力軸１
の回転に伴って回転体３に後述するコリオリ運動を発生
させることができる。

【０００４】また、各歯車の歯としてコロ４およびコロ
との内接面５を用い、歯同士の噛み合い時に生ずる摺動
をコロ４の回転で吸収している。したがって、バックラ
ッシの設定をなくし、かつ、歯同士に意図的に予圧を付
与しても、歯同士の噛み合いによる発熱を回避すること
が可能となる。しかも、回転体３は断面形状をＵ字形に
形成し、該Ｕ字形をなす部分を弾性変形させることによ
って、その弾性力で予圧を付与することも可能である。
そして、入力軸１の回転運動が出力軸２に伝達される際
に、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ と、第３、第４歯車Ａ
₃ ，Ａ₄ とで、２段階の減速作用を受けることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の遊星
歯車装置（例えばＳ−Ｃ−Ｐ形。ここで、Ｓは太陽歯
車、Ｃはキャリア、Ｐは遊星歯車を示す。）が、入力軸
の回転運動が出力軸に伝達される際に、１段階の減速作
用を受けるのみであり、設定可能な減速比がおのずと制
限されることを考えると、本発明者のコリオリ歯車装置
がより広範囲で大きな減速比の設定が可能であり、広い
適応範囲を有することがわかる。本発明の課題は、上記
コリオリ歯車の利点を生かしつつ、コリオリ歯車の形態
の多様化を可能とすることにより、コリオリ歯車装置の
さらなる適応範囲の拡大を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
本発明の請求項１に係る手段は、ハウジングに固定され
た歯数Ｎ₁ の第１傘歯車と、出力軸に取付けられた歯数
Ｎ₄ の第４傘歯車と、入力軸との各軸芯を一致させて配
置し、歯数Ｎ₂ の第２傘歯車および歯数Ｎ₃ の第３傘歯
車を一体に設けた回転体を、第２傘歯車が第１傘歯車と
噛み合い、第３傘歯車が第４傘歯車と噛み合うように前
記入力軸の傾斜部で軸支してなる歯車装置であって、前
記各傘歯車を前記軸芯方向に対して第１、第２、第４、
第３の順番で配列し、第１、第２傘歯車の各ピッチ円を
通る共通球面の中心点と、前記第４、第３の傘歯車の各
ピッチ円を通る共通球面の中心点とを一致させ、該中心
点を原点とするＸＹ座標のＸ軸上に前記入力軸の軸芯を
配置し、かつ、第１、第２傘歯車の噛み合い点と第４、
第３傘歯車の噛み合い点とを該ＸＹ座標の同一象限上に
配置し、前記入力軸とその傾斜部とがなす角度をθと
し、各傘歯車の転がり面に垂直な平面と各ピッチ円錐の
中心線との角度を第１〜第４傘歯車θ₁ 〜θ₄ かつθ₁
＋θ₂ ＝θ₃ ＋θ₄ ＝θとし、各傘歯車の転がり面から
該転がり面に垂直な平面および各ピッチ円錐の中心線の
交点までの距離を、相当ピッチ円半径とする相当歯数Ｚ
₁ ，Ｚ₂ ，Ｚ₃ ，Ｚ₄ が、Ｚ₁ ＝Ｎ₁ ／Ｓｉｎθ₁ Ｚ₂ ＝Ｎ₂ ／Ｓｉｎθ₂ Ｚ₃ ＝Ｎ₃ ／Ｓｉｎθ₃ Ｚ₄ ＝Ｎ₄ ／Ｓｉｎθ₄ の相当円筒歯車で得られる各インボリュート歯形若しく
は任意歯形のカッターにて、対面する転がり面の任意の
一方へ等高歯を設け、相手面に対して該等高歯の歯形を
創成転写してなることを特徴とする。

【０００７】本発明によると、前記各傘歯車を前記軸芯
方向に対して第１、第２、第４、第３の順番で配列し、
第１、第２傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点
と、前記第４、第３の傘歯車の各ピッチ円を通る共通球
面の中心点とを一致させ、該中心点を原点とするＸＹ座
標のＸ軸上に前記入力軸の軸芯を配置し、かつ、第１、
第２傘歯車の噛み合い点と第４、第３傘歯車の噛み合い
点とを該ＸＹ座標の同一象限上に配置することによっ
て、第１〜第４傘歯車を回転体３の同一軸方向面に置
き、歯車装置の軸方向寸法を減少させる。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る手段による
と、第１、第２傘歯車の噛み合い点と第３、第４傘歯車
の噛み合い点とを前記ＸＹ座標の同一象限上に配置する
ことに代えて、第１象限と第２象限もしくは第３象限と
第４象限に配置することも可能である。この構成におい
ても、第１〜第４傘歯車を回転体３の同一軸方向面に置
き、歯車装置の軸方向寸法を減少させることができる。

【０００９】また、本発明の請求項３に係る手段では、
前記各傘歯車をはすば傘歯車とし、第１、第２傘歯車の
噛み合い点と第３、第４傘歯車の噛み合い点とを、前記
ＸＹ座標の同一象限又は異なる象限に配置することが望
ましい。

【００１０】さらに、本発明の請求項４に係る手段で
は、前記各傘歯車をまがりば傘歯車とすることも可能で
ある。

【００１１】また、本発明の請求項５に係る手段におい
ては、前記各傘歯車の歯をコロおよびコロとの内接面で
形成していることから、バックラッシの設定をなくして
歯同士に適切な予圧を付与しても、各歯車同士のかみ合
い時に生ずる摺動をコロの回転で吸収することができ
る。

【００１２】さらに、本発明の請求項６に係る手段によ
ると、前記入出力軸の少なくとも一方を中空とすること
も可能であり、入出力軸内部の空間を、例えば該変速装
置を貫通する貫通路として用いる。

【００１３】また、本発明の請求項７に係る歯の加工方
法では、歯車に求められるコリオリ運動と同一運動を行
う運動系にワークを固定し、該運動系のコリオリ運動に
同期させて任意歯形のカッターを所望の歯すじ方向に移
動させ、前記ワークに請求項１ないし６記載の変速歯車
装置に用いられる傘歯車の歯を創成することを特徴とす
る。

【００１４】本発明によると、ワークが歯車として使用
される際に求められるコリオリ運動と同一運動下で、歯
を創成することにより、前記任意歯形のカッターは、該
ワークと対をなす歯車が該ワークと係合するがごとくワ
ークに当接し、所望の歯形を創成する。

【００１５】さらに、本発明の請求項８に係る変速歯車
装置は、請求項７記載の歯の加工方法によって加工され
た歯形状を転写した金型で、熱間ダイキャスト法、冷間
プレス成形法あるいは樹脂成形プレス法により成形して
なる歯車を有することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１７】先ず、コリオリ歯車装置の原理を、図15な
いし図17を基にして説明する。図15に示すように、コリ
オリ歯車装置は、歯数の異なる４つの歯車として、第１
〜第４歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ を有している。このうち第１歯車
Ａ₁ は、ハウジング６に一体的に固定され、回転をしな
い固定歯車である。第２歯車Ａ₂ 、第３歯車Ａ₃ は、入
力軸１によって軸支される回転体３に形成されている。
また、第４歯車Ａ₄ は出力軸２に設けられ、ハウジング
６により回転自在に支持されている。そして、第１歯車
Ａ₁ と第２歯車Ａ₂ 、第３歯車Ａ₃ と第４歯車Ａ₄ とが
夫々かみ合っている。

【００１８】回転体３は、入力軸１の軸線に対して所定
の角度をなす傾斜部１ａによって支持されている。入力
軸１自体も、ハウジング６によって回動自在に支持され
ている。入力軸１が回転すると、傾斜部１ａが首を振る
ような運動をし、これに軸支される回転体３は、あたか
も停止寸前のこまのように首振り運動をする。この回転
体３の動きをコリオリ運動という。そして、回転体３は
コリオリ運動をすることにより、第２歯車Ａ₂ を第１歯
車Ａ₁ に、また、第３歯車Ａ₃ を第４歯車Ａ₄に夫々か
み合わせていく（図16（ａ），（ｂ）参照）。すると、
第２歯車Ａ₂ は、１周期のコリオリ運動（入力軸１の１
回転）当り、第１歯車Ａ₁ との歯数差に相当する分だけ
第１歯車Ａ₁ に対して回転する。すなわち、第１歯車Ａ
₁ と、第２歯車Ａ₂ との間で、１段階の減速がなされ
る。

【００１９】ここで、第１歯車Ａ₁ の歯数を 100、第２
歯車Ａ₂ の歯数を 101とした場合を考える。入力軸１が
１回正回転すると、第１歯車Ａ₁ に対して第２歯車Ａ₂
は1/100 だけ正回転する。また、第１歯車Ａ₁ の歯数を
100、第２歯車Ａ₂ の歯数を99とすると、第１歯車Ａ₁
に対して第２歯車Ａ₂ は1/100 だけ逆回転する。第２歯
車Ａ₂ の運動は、第３歯車Ａ₃ に直接伝わり、第３歯車
Ａ₃ と第４歯車Ａ₄ との間でも、同様の噛み合いを行
う。よって、第３歯車Ａ₃ と第４歯車Ａ₄ との間でも、
１段階の減速がなされる。すなわち、入力軸１の回転運
動が出力軸２に伝達される際に、第１、第２歯車Ａ₁ ，
Ａ₂ と、第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ とで、２段階の減速
作用を受けることになる。

【００２０】上記コリオリ歯車装置の減速比をＲ（入力
軸１が１回転したときの出力軸２の回転数）とすると、Ｒ＝１−（Ｎ₄ ×Ｎ₂ ）／（Ｎ₃ ×Ｎ₁ ） ……（ｉ）ここで、Ｎ₁ ：第１歯車Ａ₁ の歯数Ｎ₂ ：第２歯車Ａ₂ の歯数Ｎ₃ ：第３歯車Ａ₃ の歯数Ｎ₄ ：第４歯車Ａ₄ の歯数で求めることができる。ここで、Ｎ₁ ＝1000，Ｎ₂ ＝ 9
99，Ｎ₃ ＝1000，Ｎ₄ ＝1001とすると、減速比Ｒ＝1/ 1
00万（正回転）となる。このように、コリオリ歯車装置
は、僅か４枚の歯車で大きな減速比を得ることができる
ものである。

【００２１】また、第２歯車Ａ₂ 、第３歯車Ａ₃ がコリ
オリ運動をしながら、第１歯車Ａ₁、第４歯車Ａ₄ と噛
み合う際には、各噛み合い面には摺動を生ずる。この摺
動により発生する騒音、振動および発熱による焼き付き
を防止する為に、図15および図17に示すように、各歯車
の歯には、コロ４およびコロとの内接面５を採用してい
る。具体的には、図17に示すように第１歯車Ａ₁ （第４
歯車Ａ₄ ）に形成されたコロとの内接面５にコロ４を浮
遊支持し、半円筒状の凸歯を形成している。また、第２
歯車Ａ₂ （第３歯車Ａ₃ ）にもコロとの内接面５を形成
し、半円溝状の凹歯を形成する。そして、回転体３が矢
印で示す方向にコリオリ運動を行うと、第２歯車Ａ₂
（第３歯車Ａ₃ ）は矢印で示す方向に移動し、各凹歯
と凸歯とをかみ合わせていく。そして、各凹歯と凸歯と
の間に生ずる摺動を、コロ４の回転で吸収している。
（以上、NIKKEI MECHANICAL 1996.10.28 no.492 より一
部抜粋。）したがって、バックラッシの設定を不要とす
るばかりか、各歯車間に予圧を付与して、精密なかみ合
わせを行うことができる。

【００２２】尚、前述のごとく、第１歯車Ａ₁ の歯数と
第２歯車Ａ₂ の歯数差が１の場合には、コリオリ運動が
１周期進むと、第１歯車Ａ₁ と第２歯車Ａ₂ との間で、
噛み合う歯は１つずれる。また、同歯数差が２の場合
は、コリオリ運動が１周期進むと、第１歯車Ａ₁ と第２
歯車Ａ₂ との間で、噛み合う歯は２つずれる。同様にし
て、歯数差がＮの場合には、噛み合う歯はＮ個ずれるこ
とになる。このことは、第３、第４歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の関
係においても同じである。

【００２３】以下、上述のコリオリ歯車装置の応用例で
あって本発明の第１実施の形態に係る変速歯車装置を、
図１、図２および図７に基づいて説明する。図１は、本
実施の形態に係る歯車装置において各傘歯車の歯形を求
める手法を示す展開図である。図２は図１の要部拡大図
である。図７は図１、図２の手法により得られる変速歯
車装置の断面摸式図であり、図15に示すコリオリ歯車装
置と相違する部分のみを示している。また、本実施の形
態において、従来例と同一部分若しくは相当する部分に
ついては同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００２４】図７に示すように、第１傘歯車Ａ₁ はハウ
ジング６に固定されている。また、第４傘歯車Ａ₄ は出
力軸２に取付けられている。回転体３に設けられた第
２、第３傘歯車Ａ₂ ，Ａ₃ は、回転体３の同一軸方向面
（図７では回転体３の左側面）に設けられている。した
がって、各傘歯車が噛み合ったときには、入力軸１の軸
芯方向に対して第１、第２、第４、第３歯車の順序で並
んでいる。入力軸１は出力軸２を中空として入力軸１を
その内部に貫通させている。また、入力軸１も中空とし
てその中空内部を貫通路１ｂとして構成している。

【００２５】図１、図２に示すように、第１傘歯車Ａ
₁ 、第２傘歯車Ａ₂ の各ピッチ円を通る共通球面Cir1
（図２）の中心点と、第３傘歯車Ａ₃ 、第４傘歯車Ａ₄
の各ピッチ円を通る共通球面Cir2（図２）の中心点とを
一致させ、該一致した中心点をＯとする。そして、点Ｏ
を原点とするＸＹ座標を考える。このＸＹ座標のＸ軸上
に入力軸１（図７）の軸芯を配置する。そして、第１、
第２傘歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の噛み合い点をＣ₁ 、第３、第４
傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点をＣ₂ とする。本実施の
形態では、この噛み合い点Ｃ₁ ，Ｃ₂ の双方を、前記Ｘ
Ｙ座標の第２象限（若しくは第３象限）に配置する。参
考までに、図15に示す従来のコリオリ歯車装置の場合に
は、上記噛み合い点は、第１象限と第３象限若しくは第
２象限と第４象限に別れる。

【００２６】また、入力軸１の軸芯方向と傾斜部１ａと
がなす角度をθとすると、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の
転がり面に垂直な面と各ピッチ円錐の中心線とでなす角
度は、第１歯車θ₁ 、第２歯車θ₂ かつθ₁ ＋θ₂ ＝θ
である。θ₁ ，θ₂ のいずれか一方の角度を零とするこ
とも可能であり、この場合は、前記角度を零とした方の
傘歯車が冠歯車となる。同様にして、第３、第４歯車Ａ
₃ ，Ａ₄ の転がり面に垂直な平面と各ピッチ円錐の中心
線とでなす角度は、第３歯車θ₃ 、第４歯車θ₄ かつθ
₃ ＋θ₄ ＝θである。

【００２７】また、第１〜第４傘歯車の歯数を夫々Ｎ
₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ，Ｎ₄ かつＮ₁ ，Ｎ₂の値、Ｎ₃ ，Ｎ₄
の値は互いに異なるものとする。さらに、第１〜第４歯
車Ａ₁〜Ａ₄ の転がり面に垂直な面と各ピッチ円錐の中
心線の交点までの距離Ｄ₁ Ｏ₁，Ｄ₂ Ｏ₂ ，Ｄ₃ Ｏ₃ ，
Ｄ₄ Ｏ₄ をピッチ円半径とする円筒歯車ＥＲ₁ ，Ｅ
Ｒ₂，ＥＲ₃ ，ＥＲ₄ を考える。そして、このピッチ円
上に同じ円ピッチのインボリュート歯形若しくは任意の
歯形を考えて、これを第１〜第４歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ の相当
円筒歯車とする。ここで、該相当円筒歯車の相当歯数を
Ｚ₁ ，Ｚ₂ ，Ｚ₃ ，Ｚ₄ とすると、Ｚ₁ ＝Ｎ₁ ／Ｓｉｎθ₁ ……（ii）Ｚ₂ ＝Ｎ₂ ／Ｓｉｎθ₂ ……（iii ）Ｚ₃ ＝Ｎ₃ ／Ｓｉｎθ₃ ……（iv）Ｚ₄ ＝Ｎ₄ ／Ｓｉｎθ₄ ……（ｖ）と表すことができる。

【００２８】上記式（ii），（iii ）で得られる関係を
有する相当円筒歯車において、インボリュート歯形若し
くは任意歯形を創成するカッターで、第１歯車Ａ₁ に等
高歯の歯形（オクトイド歯形）を創成し、さらに、第２
歯車Ａ₂ に該歯形を転写する。同様にして第３、第４歯
車Ａ₃ ，Ａ₄ も形成する。さらに、上記オクトイド歯形
にかえて、コロとの内接面５を形成すると、図15および
図17に示すものと同様の歯形を得ることができる。図７
は歯形としてコロ４およびコロとの内接面５を用いた場
合を示している。なお、ここで用いられるコロには、円
筒コロ、針状コロのいずれをも含むものとする。

【００２９】上記構成をなす本発明の第１の実施の形態
より得られる作用効果は、以下の通りである。本実施の
形態では、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の噛み合い点Ｃ₁
と、第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点Ｃ₂ との
双方を、前記ＸＹ座標の第２象限（若しくは第３象限）
に配置することにより、図７に示すように第１〜第４傘
歯車を回転体３の同一軸方向面に置き、歯車装置の軸方
向寸法を減少させることが可能となる。また、入力軸１
と同一方向に延びるように出力軸２を配置することが容
易となり、様々な要求にも対応することができる。よっ
て、４つの歯車のみによって大減速比を得ることが可能
なコリオリ歯車装置の適用範囲を広げることが可能とな
る。

【００３０】また、図７に示すように、出力軸２を中空
として入力軸１をその内部に貫通させ、入力軸１も中空
としてその中空内部を貫通路１ｂとして構成することに
より、貫通路１ｂ内部にさまざまなものを配置すること
が可能となる。例えば、該変速歯車装置を砲台の旋回駆
動手段にとして用いた場合には、貫通路を人員の往来通
路や砲への弾の補給経路とすることが可能となる。ま
た、大型の工作機械の旋回テーブル、大型クレーンや多
関節型ロボットアーム、同台座の旋回装置、パラボラア
ンテナ用台座、人体ＣＴスキャナ用回転装置等、回転可
能な中空管を必要とし、かつ超精密回転、停止動作が求
められる装置に特に適している。

【００３１】次に、図３および図５、図６に基づいて本
発明の第２の実施の形態に係る変速歯車装置を説明す
る。図３は、第２の実施の形態に係る歯車装置におい
て、各傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図である。
図５は図３の手法により得られる差動歯車装置の断面摸
式図であり、図15に示す変速歯車装置と相違する部分の
みを示している。第２の実施の形態において、従来例又
は第１の実施の形態と同一部分、若しくは相当する部分
については同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００３２】本発明の第２の実施の形態において第１の
実施の形態と異なる点は、各傘歯車の転がり面、すなわ
ち歯すじ方向を、ＸＹ軸の原点Ｏに向けていることにあ
る。この手法によると、図５に示すように、第２歯車Ａ
₂ と第３歯車Ａ₃ が等高歯の内歯傘歯車（逆円錐傘歯
車）として形成される。本実施の形態においても、第
１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の噛み合い点Ｃ₁ と、第３、第
４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点Ｃ₂ との双方を、図３
に示すＸＹ座標の第２象限（若しくは第３象限）に配置
することにより、図５に示すように第１〜第４傘歯車を
回転体３の同一軸方向面に置き、歯車装置の軸方向寸法
を減少させることが可能となる。よって、４つの歯車の
みによって大減速比を得ることが可能なコリオリ歯車装
置の適用範囲を広げることが可能となる。また、本実施
の形態においても、出力軸２を中空とし入力軸１をこの
内部に通すことにより、入出力軸を同一軸方向に延ばし
て設けることが可能となる。

【００３３】ところで、回転体３に設けられた第２歯車
Ａ₂ および第３歯車Ａ₃ は、ボルト７等の締結手段によ
り、回転体３に対し着脱可能となっている。回転体３
は、これら第２、第３歯車Ａ₂ ，Ａ₃ の取付部分におい
て、第２、第３歯車Ａ₂ ，Ａ₃を弾性変形可能に保持し
ている。よって、各歯車同士の当接時には、歯車間に適
切な予圧を付与することが可能となっている。第１歯車
Ａ₁ および第４歯車Ａ₄は、夫々の転がり面にコロとの
内接面５を形成し、該内接面でコロ４を浮遊支持するこ
とにより、半円筒状の凸歯を形成したものである。ま
た、第２歯車Ａ₂ および第３歯車Ａ₃ は、夫々の転がり
面にコロとの内接面５を形成し、半円溝状の凹歯を形成
したものである。

【００３４】図６に示すように、第１、第４歯車Ａ₁ ，
Ａ₄ に設けたコロ４は、その両端部に小径部４ａが形成
されており、この小径部４ａをリテーナ８で支持してい
る。リテーナ８は合成樹脂等弾性を有する材料で形成さ
れ、コロ４を回転可能に浮遊支持（コロ４がコロとの内
接面５に沿って若干の移動をすることができるように支
持）することができる。そして、コロ４に荷重が加わっ
たとき（歯車同士が噛み合ったとき）には、リテーナ８
が必要量だけ変形して、コロ４がコロとの内接面５に対
して密着する。

【００３５】さて、逆円錐傘歯車となる第２，第３歯車
Ａ₂ ，Ａ₃ を製造するに際し、特に第２歯車Ａ₂ の歯車
直径がある程度大きなもの（例えば１〜２m 以上）であ
るときには、図10で説明する加工装置のカッタホイール
は、10〜20インチのものを用いれば良いので、直接的に
歯を機械加工することが可能である。ところが、第２歯
車Ａ₂ の歯車直径が小さなもの（例えば20mm以下）であ
る場合には、カッタホイールの大きさ等が非現実的とな
るので、機械加工による歯の形成は困難となる。そこ
で、所望の歯形を金型に転写し（すなわち金型形状は円
錐傘歯車となる）、成型品として歯車を得ることによ
り、金型に対して精密加工を施せば、成型品である歯車
の量産は容易となる。なお、歯車を成型品として得る手
法は、当然ながら、第１の実施の形態で説明した歯車等
にも応用可能である。

【００３６】次に、本発明の第３の実施の形態を、図４
に基づいて説明する。図４は、第２の実施の形態に係る
歯車装置において、各傘歯車の歯形を求める手法を示す
展開図である。第３の実施の形態においても、第１、第
２の実施の形態と同一部分、若しくは相当する部分につ
いては同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００３７】本発明の第３の実施の形態が第１、第２の
実施の形態と異なる点は、図４に示すＸＹ座標におい
て、第１、第２歯車Ａ₁ ，Ａ₂ の噛み合い点Ｃ₁ を第２
象限に、第３、第４傘歯車Ａ₃ ，Ａ₄ の噛み合い点Ｃ₂
を第１象限に（若しくはＣ₁ を第３象限に、Ｃ₂ を第４
象限に）配置することにある。この場合は、Ｃ₁ ，Ｃ₂
が２つの象限に跨がることになるが、Ｙ軸を挟んでＣ
₁ ，Ｃ₂ を接近させることにより、上記２つの実施の形
態と同様に、歯車装置の軸方向寸法を減少させることが
可能となる。また、Ｙ軸を挟んでＣ₁ ，Ｃ₂ を接近させ
ると、第１〜第４傘歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ のピッチ円径を、第
１、第２傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面と、第４、
第３の傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面（図２参照）
の範囲内で、より最大値に近づけることが可能となる。
歯車の許容トルクは歯車径に比例するので、許容トルク
が最も高い歯車対を形成することができる。よって、歯
車装置の設計の自由度をより高め、適用範囲を広げると
いう点で更なる効果がある。

【００３８】次に、本発明の第４の実施の形態を、図８
および図９に基づいて説明する。図８、図９は、第４の
実施の形態に係る歯車装置において、各傘歯車の歯形を
求める手法を示す展開図である。第４の実施の形態にお
いても、第１〜第３の実施の形態と同一部分、若しくは
相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明は
省略する。

【００３９】本実施の形態では、各傘歯車Ａ₁ 〜Ａ₄ を
はすば傘歯車とすることをその特徴部分としている。は
すばを形成する手法は以下の通りである。図８を参照し
ながら説明すると、1.歯幅の中央を通る円をピッチ円直
径（ＰＣＤ）とする。2.ＰＣＤと形成すべき歯幅の中心
線との交点をＰc とする。3.Ｐc を中心としてねじれ角
δを設定する。4.Ｐc を通り歯すじに直角な断面で切っ
たときの、Ｐc 点における曲率半径を直径とする平歯車
を相当平歯車として、該相当平歯車の相当歯数を求め
る。5.第１〜第４はすば傘歯車の、相当平歯車の歯数Ｚ
h₁，Ｚh₂，Ｚh₃，Ｚh₄は、前記（ii）〜（ｖ）式で求め
た相当円筒歯車の相当歯数Ｚ₁ ，Ｚ₂ ，Ｚ₃ ，Ｚ₄ に基
づいて、Ｚh₁＝Ｚ₁ ／Ｃｏｓ³ δ……（vi）Ｚh₂＝Ｚ₂ ／Ｃｏｓ³ δ……（vii ）Ｚh₃＝Ｚ₃ ／Ｃｏｓ³ δ……（viii）Ｚh₄＝Ｚ₄ ／Ｃｏｓ³ δ……（ix）の二重相当式で求めることができる。尚、上記二重相当
式（vi）〜（ix）については、はすば歯車の相当平歯車
における相当歯数を求める際の、一般的な手法から得ら
れたものである。

【００４０】6.上記二重相当式で求めた相当平歯車で得
られる各インボリュート歯形若しくは任意歯形のカッタ
ーにて、対面する転がり面の任意の一方へ等高歯を設
け、相手面に対して該等高歯の歯形を創成転写すること
により、本実施の形態に係るはすば傘歯車を得ることが
できる。このとき、１つの歯における歯の外径Ｄ_O 上の
点Ａと、歯の内径Ｄ_I 上の点Ｂとがなす角度をα_H 、歯
のピッチ角度をｐとすると、α_H ≧ｐとすれば、常に歯
のいずれかの部分が噛み合った状態を維持することがで
き（噛み合い率を高めるので）、低騒音で滑らかな運転
を行うことが可能となる。よって、この条件（α_H ≧
ｐ）を満たすような歯幅Ｔを設定する。7.さらに、回転
体３に一体に設けられる第２、第３傘歯車Ａ₂ ，Ａ₃ に
おいて、第２傘歯車Ａ₂ には図８に示す方向にねじれ角
δを設定した場合には、第３傘歯車Ａ₃ には、図９に示
す方向（図８と反対方向）にねじれ角δを設定すること
により、やまば歯車と同様の作用効果を得ることが可能
となる。（なお図９には、はすば相当平歯車のピッチ円
ＰＣＤ’を摸式的に示している。）

【００４１】ところで、このはすばを有する傘歯車につ
いては、図１で説明したＸＹ座標において、第１、第２
傘歯車の噛み合い点Ｃ₁ と第３、第４傘歯車の噛み合い
点Ｃ₂ とを、同一象限に限定することなく、異なる象限
（例えば第１、第３象限）に配置することも可能であ
る。したがって、上記第１〜第３の実施の形態に適応可
能であるのみならず、図15に示す従来のコリオリ歯車装
置に用いることも可能である。そして、各歯車の噛み合
い率を高めることにより、はすば歯車の利点である、低
騒音で滑らかな運転を実現することができる。

【００４２】さて、上記はすば傘歯車の加工装置として
は、次のようなものを用いる。本出願人は、特願平8-35
8650号において、コリオリ運動歯車の加工装置について
の詳細を開示しており、この加工装置を用いることがで
きる。以下に、この加工装置について簡単に説明する。

【００４３】図10に示すように、加工装置 107は、本体
108の天面を、本体 108に対して回動自在な旋回テーブ
ル 109としている。また、旋回テーブル 109の中心より
駆動軸 111を突出させ、駆動軸 111の下端部にサーボモ
ータ 110を連結している。また、駆動軸 111の先端に
は、その軸線と所定の角度λをなす傾斜部 111ａを設け
ている。そして、傾斜部 111ａにより、ベアリングを介
して回転盤 112を支持している。この回転盤 112と旋回
テーブル 109との対向面で、コリオリ歯車対を形成して
いる。ここで、旋回テーブル 109に形成された歯車を第
１歯車Ａ₁'とする。また、回転盤 112に形成された歯車
を第２歯車Ａ₂'とする。旋回テーブル 109と駆動軸 111
の軸線とは直交するように配置されているので、旋回テ
ーブル 109と回転盤 112とがなす角度もλとなる。

【００４４】回転盤 112はコリオリ歯車対Ａ₁'，Ａ₂'の
旋回中心点Ｐ₁ とワークＷが歯車装置に組み込まれてコ
リオリ運動をする際の旋回中心点を一致させて、ワーク
113を保持することができる。旋回テーブル 109は、軸
受 115によって本体 108に対し回動自在に支持されてい
る。そして、旋回テーブル 109には同心円上にウォーム
ホイール 116が取付けられている。また、本体 108側に
は、ウォームホイール116と噛み合う位置にウォーム 11
7が設けられている。そして、図示しないモータ等の駆
動装置でウォーム 117を回転させることにより、ウォー
ムホイール 116を駆動し、旋回テーブル 109を回転駆動
する。

【００４５】さらに、この加工装置は、歯形を形成する
為のカッタ 118を有している。カッタ 118は、ＮＣ制御
される位置決め装置 119によって支持されており、ワー
ク 113に対する近接遠退が自在となっている。また、カ
ッタ 118は、回転しながらワークに形成する歯すじ方向
（水平線との間でなす角λ’＝ 1/2λとなる方向）に、
ストロークＬだけ移動することができる。このストロー
クＬは所望の歯幅より若干長くする。加えて、カッタ 1
18の移動方向を、ワーク 113の被加工面に対し、図８に
示すδ方向とすることにより、はすばを創成形成するこ
とが可能となる。

【００４６】回転板 112の突起部 112ａに固定されたワ
ーク 113は、ワーク 113が歯車装置に組み込まれてコリ
オリ運動をする際の旋回中心点と、コリオリ歯車対
Ａ₁'，Ａ₂'の旋回中心点Ｐ₁ とが一致している。そし
て、駆動軸 111を回転させると、傾斜部 111ａが首を振
るような運動をし、これに軸支される回転盤 113は、首
振り運動すなわちコリオリ運動をする。

【００４７】したがって、駆動軸 111が１回正回転する
タイミングに同期させて、カッタ 118を所望の歯すじ方
向に移動することにより、ワーク 113の被加工面には１
個づつ歯形が形成されていく。また、コリオリ歯車対Ａ
₁'，Ａ₂'の旋回中心点Ｐ₁ と、ワーク 113が歯車装置に
組み込まれてコリオリ運動をする際の旋回中心点とが一
致した状態で保持されるので、ワーク 113の被加工面は
回転盤 112に形成された第２歯車Ａ₂'と一体をなす第３
歯車Ａ₃'としての移動軌跡を描く。したがって、ワーク
113の被加工面にカッタ 118で歯を研削すると、カッタ
118がワーク 113と対をなす歯車（仮想の第４歯車
Ａ₄'）となり、ワーク 113の被加工面に創成される歯形
は、第３歯車Ａ₃'として理想の歯形となる。

【００４８】ところで、作動歯車装置を構成する傘歯車
のうちＡ₁ ，Ａ₂ の歯車対とＡ₃ ，Ａ₄ の歯車対とを得
る際には、歯車Ａ₁ の歯を基準歯（親歯）とすれば、歯
車Ａ₂ の歯を創成加工すればよい。同様に歯車Ａ₃ の歯
を基準歯とすれば、歯車Ａ₄の歯を創成加工すればよ
い。本実施の形態においては、歯車Ａ₂ ，Ａ₃ を創成加
工するものであるが、基準歯（歯車Ａ₁ ，Ａ₄ の歯）を
加工する際には、加工装置 107の第１歯車Ａ₁'、第２歯
車Ａ₂'、駆動軸 111を無くし、回転盤 112を直接的に旋
回テーブル 109に固定してなる加工装置（一般的なイン
デックステーブルを有する）を用い、ウォーム 117を回
転させることにより、ウォームホイール 116を駆動し、
旋回テーブル 109を回転駆動することによって、任意の
歯数を割り出し、かつ、カッタ 118を水平線との間でな
す角λ’＝λとなる方向に、ストロークＬだけ移動させ
ることにより、歯の加工を行えばよい。

【００４９】また、上記カッタにかえて、任意のアーム
式（バイト状）カッタや、円錐ホブカッタを用いること
により、創成される歯すじはトロコイド曲線を描き、等
高歯を有するまがりば傘歯車を形成することも可能とな
る。

【００５０】以上のごとく、図10に示す加工装置 107を
用いると、歯車に求められるコリオリ運動と同一運動を
行う運動系にワーク 113を固定し、該運動系のコリオリ
運動に同期させて任意歯形のカッターを所望の歯すじ方
向に移動させることにより、ワークが歯車として使用さ
れる際に求められるコリオリ運動と同一運動下で、歯を
創成することになり、前記任意歯形のカッターは、該ワ
ークと対をなす歯車が該ワークと係合するがごとくワー
クに当接し、所望の歯形を創成することができる。

【００５１】次に、本発明の第５の実施の形態を、図11
および図12に基づいて説明する。本実施の形態において
も、上記各実施の形態と同一部分または相当する部分に
ついては同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００５２】本実施の形態では、コリオリ歯車装置の歯
形として、以下に述べる形状を用いる。図11には、図６
（図５に示す変速歯車装置の、歯の噛み合い部分を拡大
して示している。）のＩ−Ｉ線における断面を示してお
り、ここには第１歯車Ａ₁ 、第２歯車Ａ₂ およびコロ４
が表れている。ここで用いられるコロ４の断面形状は真
円である。これに対し、コロとの内設面５は次のような
形状をなしている。コロ４とコロとの内接面５との接触
角を図示のごとくαとする。αの値は任意に設定可能で
あり、第１歯車Ａ₁ と第２歯車Ａ₂ とでその値を変える
こともできる。また、コロ４と内接面５との接触点をＰ
₀ とする。そして、コロ４の断面半径をｒとしたとき、
内接面５は半径Ｒ＝ｋｒの、接触点Ｐ₀ でコロ４に外接
する断面形状をなすものとする。ここで、ｋは1.001 ＜
ｋ＜1.2 の範囲の係数である。係数ｋは１より大きい値
なので、内接面５は接触点Ｐ₀ から遠ざかるにしたがっ
て、コロ４の外周から離間する。そして、コロ４の中心
点Ｏを通る鉛直線上で、各接触点Ｐ₀ を通る曲面が交差
し、ａｒ（ａ＞０）で示される間隙が形成される。この
面同士が交差する位置をｘ点とすると、ｘ点は若干の尖
端状をなしている。なお、図中Ｍで示される寸法は、第
１歯車Ａ₁ と第２歯車Ａ₂ との間の距離である。

【００５３】ところで、第１歯車Ａ₁ におけるコロとの
内接面５の端部５ａと、第２歯車Ａ₂ における端部５ｂ
とを比べると、端部５ｂの方が半径が大きくなってい
る。これは、第１歯車Ａ₁ に設けられたコロ４に対し
て、第２歯車Ａ₂ の内接面５が噛み合う際に、双方に若
干の位置ずれを生じた場合でも、第２歯車Ａ₂ の内接面
５をコロ４にうまく噛み合わせるための、いわゆる「逃
げ」を考慮に入れたものである。

【００５４】図12には、上記歯形を形成するための工具
（カッタホイール等）の端面部断面形状を示している。
その製造手順は以下の通りである。まず二点鎖線Ｌ₁ ，
Ｌ₂で示される凸面形状を有する台金11を、ダイヤモン
ドカッタ（若しくはＣＢＮカッタ、任意のバイトカッ
タ）12で形成する。この際、図11に示す各接触点Ｐ₀ と
コロ４の中心点Ｏとを結ぶ線上に位置する各内接面の中
心点を、夫々Ｑ₁ ，Ｑ₂，Ｑ₃ ，Ｑ₄ とすると、Ｌ₁ は
Ｑ₁ 点に相当する位置を中心として半径Ｒ₁ （Ｒ₁ ＜
Ｒ）の円を、Ｌ₂ はＱ₂ 点に相当する位置を中心として
半径Ｒ₁ の円を、水平線に対して角度β（β＜90°）に
渡って形成するものである。

【００５５】次に、上記台金11にＣＢＮ砥粒等の研磨材
をコーティングする。そして、再び径の異なるダイヤモ
ンドカッタ13でコーティング表面を切削することによ
り、実線Ｌ₃ で示す工具形状を形成する。ここで、一点
鎖線Ｌ₄ に示すように、ダイヤモンドカッタ12，13の移
動経路は同一であり、台金11の表面には均一な幅の砥粒
層が形成され、その表面形状は図11に示すコロとの内接
面５を切削することが可能な形状となる。

【００５６】上記構成をなす本発明の第５の実施の形態
により得られる作用効果は、以下の通りである。第１歯
車Ａ₁ 、第２歯車Ａ₂ の間に図17で示される噛み合いが
生じているとすると、図11に示すように、接触点Ｐ₀ で
はコロ４に対し荷重Ｐがかかる。この荷重Ｐは、分力と
して回転伝達力Ｔと、背面力Ｆ＝Ｔｔａｎα（またはＦ
＝Ｐｓｉｎα）とに分けることができる。この背面力Ｆ
によって、コロ４はコロとの内接面５から逃げる方向
（歯車Ａ₁ に対しては上方、歯車Ａ₂ に対しては下方）
に移動しようとする。ところで、背面力Ｆはヘルツ応力
と比例関係にある。したがって、αの値を小さくするこ
とによりＦの値を小さくすれば、ヘルツ応力も小さくな
る。

【００５７】本実施の形態では、Ｒ＞ｒとすることによ
って内接面５の底部にａｒの間隙を設けていることか
ら、コロ４は荷重Ｐを受けることによって、内接面５の
曲面形状に案内されて該間隙へと移動する方向の力が作
用する。この力は背面力Ｆを減少させる。また、ａＲの
間隙により、コロ４と内接面５との間の潤滑油の排出を
円滑に行うことができ、Ｆを減少させることができる。
よって、ヘルツ応力を減少させることができる。歯車の
寿命はヘルツ応力の９乗に逆比例するので、例えばヘル
ツ応力を1/3 にすれば、寿命は約２万倍に伸びる。

【００５８】ところで、図12に示す例では、コロとの内
接面５の形状として一定半径Ｒ＝ｋｒのものを考えた
が、図13に示すように、各接触点Ｐ₀ の近傍（任意の範
囲θ）ではコロ４と同心をなす半径ｒの真円形とし、Ｐ
₁ 点を境として半径ｒから半径Ｒへと徐変させる形状を
用いても、同様の作用効果を得ることができる。

【００５９】また、図14に示すような手法を用いること
もできる。なお、図14の例においても、コロとの内接面
５の形状は左右対称である。以下に説明すると、まずコ
ロ４とコロとの内接面５との接触角を任意の角度θ₀ と
し、このときの接触点をＰ₀とする。そして、接触点Ｐ₀
を通る半径Ｒ₁ ＝ｋｒの内接面Ｓ₁ を形成する。次
に、接触点Ｐ₀ とコロ４の中心点Ｏとを結ぶ線上に位置
する、内接面Ｓ₁ （半径Ｒ₁ ）の中心点Ｏ₁ を考える。
そして、Ｏ₁ を通り、直線Ｐ₀ Ｏに対して任意の角度θ
₁ だけ接触点Ｐ₀ から離間した、内接面Ｓ₁ 上の点Ｐ₁
を境として、内接面Ｓ₁ に内接する半径Ｒ₂ （Ｒ₂ ＞Ｒ
₁ ）の内接面Ｓ₂ を形成する。この内接面Ｓ₂ がコロ４
の中心点Ｏを通る鉛直線上で交差する。このように、コ
ロの内接面５をＲ₁ からＲ₂ へと（又は、さらに多段階
に）徐変させることによっても同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６０】本発明の第５の実施の形態に係る構成をま
とめると、以下のようになる。転動体であるコロ４およ
び該転動体と内接する溝であるコロとの内接面５とで形
成した歯を有する歯車対において、該転動体の断面半径
をｒと、該転動体と前記溝表面との接触角をαとし、前
記溝の断面を、該転動体と前記溝表面との接触点を通り
半径Ｒ＝ｋｒかつｋ＞１となるよう形成したことを特徴
とする。このとき、前記係数ｋの値を1.001 〜1.2 とす
ることが望ましい。また、前記溝の断面半径を、Ｒ₁ か
らＲ₂ へと徐変させることも可能である。

【００６１】さらに、前記溝の断面を、該転動体と前記
溝表面との接触点を通る半径ｒの断面形状から、半径Ｒ
＝ｋｒの断面形状へと徐変させることも可能である。な
お、上記歯形形状は、本発明に係るコリオリ歯車装置の
みならず、従来のコリオリ歯車装置、平歯車、はす歯歯
車等であっても、転動体および該転動体と内接する溝と
で形成した歯を有する歯車対であれば、あらゆる形態の
ものに用いることが可能である。またボール送りねじと
ナットとの関係においても、ねじ溝形状に上記断面形状
を適用すれば、同様の作用効果を得ることができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。本発明の請求項１に係る変速歯
車装置によると、前記各傘歯車を前記軸芯方向に対して
第１、第２、第４、第３の順番で配列し、第１、第２傘
歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点と、前記第
４、第３の傘歯車の各ピッチ円を通る共通球面の中心点
とを一致させ、該中心点を原点とするＸＹ座標のＸ軸上
に前記入力軸の軸芯を配置し、かつ、第１、第２傘歯車
の噛み合い点と第４、第３傘歯車の噛み合い点とを該Ｘ
Ｙ座標の同一象限上に配置することによって、第１〜第
４傘歯車を回転体３の同一軸方向面に置き、歯車装置の
軸方向寸法を減少させることが可能となる。また、入力
軸と同軸状に出力軸を配置することが容易となり、様々
な要求にも対応することができる。よって、４つの歯車
のみによって大減速比を得ることが可能なコリオリ歯車
装置の適用範囲を広げることが可能となる。

【００６３】また、本発明の請求項２に係る変速歯車装
置によると、第１、第２傘歯車の噛み合い点と第３、第
４傘歯車の噛み合い点とを、第１象限と第２象限もしく
は第３象限と第４象限に配置することによっても、第１
〜第４傘歯車を回転体３の同一軸方向面に置き、歯車装
置の軸方向寸法を減少させることが可能となる。また、
前記２つの噛み合い点をＹ軸を挟んで接近させると、第
１〜第４傘歯車のピッチ円径を、第１、第２傘歯車の各
ピッチ円を通る共通球面と、第４、第３の傘歯車の各ピ
ッチ円を通る共通球面の範囲内で、より最大値に近づけ
ることが可能となる。よって、各歯車対の許容トルクを
高めることが可能となる。このように、歯車装置の設計
の自由度をより高め、適用範囲を広げることができる。

【００６４】また、本発明の請求項３に係る変速歯車装
置によると、前記各傘歯車をはすば傘歯車とすることに
より、低騒音で滑らかな運転を実現することができる。
また、第１、第２傘歯車の噛み合い点と第３、第４傘歯
車の噛み合い点とを、前記ＸＹ座標の同一象限又は異な
る象限に配置することにより、様々なコリオリ歯車装置
に対しても、はすばの利点を得ることができる。

【００６５】さらに、本発明の請求項４に係る変速歯車
装置では、前記各傘歯車をまがりば傘歯車とすることも
可能であり、これによって歯の噛み合い率を高め、歯車
の製作誤差が回転むらに及ぼす影響を少なくし、低振
動、低騒音の歯車装置とすることができる。

【００６６】また、本発明の請求項５に係る変速歯車装
置によると、前記各傘歯車の歯をコロおよびコロとの内
接面で形成していることから、ヘルツ応力を低減し、か
つ、バックラッシの設定をなくして歯同士に適切な予圧
を付与しても、各歯車同士のかみ合い時に生ずる摺動を
コロの回転で吸収することが可能となる。よって、動力
伝達効率と耐久性とを同時に高めることができる。

【００６７】さらに、本発明の請求項６に係る変速歯車
装置によると、前記入出力軸の少なくとも一方を中空と
することができる。そして、入出力軸内部の空間を、例
えば該変速装置を貫通する貫通路として用いることによ
り、コリオリ歯車のさらなる適応範囲の拡大を図ること
が可能となる。

【００６８】また、本発明の請求項７に係る変速歯車装
置の歯の加工方法によると、ワークが歯車として使用さ
れる際に求められるコリオリ運動と同一運動下で、歯を
創成することにより、前記任意歯形のカッターは、該ワ
ークと対をなす歯車が該ワークと係合するがごとくワー
クに当接し、所望の歯形を創成することが可能となる。
したがって、高精度の歯車変速装置を得ることが可能と
なる。

【００６９】また、本発明の請求項８に係る変速歯車装
置によると、超強力薄鋼板を用いたプレス加工や、アル
ミ冷間鍛造プレス加工、あるいは、超高分子による樹脂
成形プレス加工によって、極小歯車の製造や１ショット
多数取りによる大量生産が可能となり、マイクロマシン
用、ヘビーデューティーマシン用、もしくは低コスト
（樹脂製品の場合）の歯車装置を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る変速歯車装置
において各傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図であ
る。

【図２】図２の要部拡大図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る変速歯車装置
において各傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図であ
る。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る変速歯車装置
において各傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る変速歯車装置
を示す概略断面図である。

【図６】図５に示す変速歯車装置の、第１歯車と第２歯
車との噛み合い部分を示す部分拡大図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る変速歯車装置
を示す概略断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る変速歯車装置
において各傘歯車の歯形を求める手法を示す展開図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係る変速歯車装置
において図８に示す傘歯車と対をなす傘歯車の歯形を求
める手法を示す展開図である。

【図１０】本発明に係る傘歯車を形成する加工装置を示
す概略断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る変速歯車装
置に用いられる歯形を示す拡大断面図である。

【図１２】図１１に示す歯形を形成する為の工具形状を
示す拡大断面図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る変速歯車装
置に用いられる歯形の、変形例を示す拡大断面図であ
る。

【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る変速歯車装
置に用いられる歯形の、更なる変形例を示す拡大断面図
である。

【図１５】従来の歯車変速機を示す断面図である。

【図１６】図１５に示す変速歯車装置の差動の様子を示
す概略断面図である。

【図１７】図１５に示す変速歯車装置の差動の様子を示
す概略正面図である。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３回転体４コロ５コロとの内接面６ハウジングＡ₁ 第１傘歯車Ａ₂ 第２傘歯車Ａ₃ 第３傘歯車Ａ₄ 第４傘歯車Ｃ₁ 第１、第２傘歯車の噛み合い点Ｃ₂ 第３、第４傘歯車の噛み合い点

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【手続補正書】

【提出日】平成９年４月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噛み合いハウジングに固定された歯数Ｎ
₁ の第１傘歯車と、出力軸に取付けられた歯数Ｎ₄ の第
４傘歯車と、入力軸との各軸芯を一致させて配置し、歯
数Ｎ₂ の第２傘歯車および歯数Ｎ₃ の第３傘歯車を一体
に設けた回転体を、第２傘歯車が第１傘歯車と噛み合
い、第３傘歯車が第４傘歯車と噛み合うように前記入力
軸の傾斜部で軸支してなる歯車装置であって、前記各傘歯車を前記軸芯方向に対して第１、第２、第
４、第３の順番で配列し、第１、第２傘歯車の各ピッチ
円を通る共通球面の中心点と、前記第４、第３の傘歯車
の各ピッチ円を通る共通球面の中心点とを一致させ、該
中心点を原点とするＸＹ座標のＸ軸上に前記入力軸の軸
芯を配置し、かつ、第１、第２傘歯車の噛み合い点と第
４、第３傘歯車の噛み合い点とを該ＸＹ座標の同一象限
上に配置し、前記入力軸とその傾斜部とがなす角度をθとし、各傘歯
車の転がり面に垂直な平面と各ピッチ円錐の中心線との
角度を第１〜第４傘歯車θ₁ 〜θ₄ かつθ₁ ＋θ₂ ＝θ
₃ ＋θ₄ ＝θとし、各傘歯車の転がり面から該転がり面
に垂直な平面および各ピッチ円錐の中心線の交点までの
距離を、相当ピッチ円半径とする相当歯数Ｚ₁ ，Ｚ₂ ，
Ｚ₃ ，Ｚ₄ が、Ｚ₁ ＝Ｎ₁ ／Ｓｉｎθ₁ Ｚ₂ ＝Ｎ₂ ／Ｓｉｎθ₂ Ｚ₃ ＝Ｎ₃ ／Ｓｉｎθ₃ Ｚ₄ ＝Ｎ₄ ／Ｓｉｎθ₄ の相当円筒歯車で得られる各インボリュート歯形若しく
は任意歯形のカッターにて、対面する転がり面の任意の
一方へ等高歯を設け、相手面に対して該等高歯の歯形を
創成転写してなることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項２】第１、第２傘歯車の噛み合い点と第３、
第４傘歯車の噛み合い点とを前記ＸＹ座標の同一象限上
に配置することに代えて、第１象限と第２象限もしくは
第３象限と第４象限に配置することを特徴とする請求項
１記載の変速歯車装置。
【請求項３】前記各傘歯車をはすば傘歯車とし、第
１、第２傘歯車の噛み合い点と第３、第４傘歯車の噛み
合い点とを、前記ＸＹ座標の同一象限又は異なる象限に
配置することを特徴とする請求項１記載の変速歯車装
置。
【請求項４】前記各傘歯車の歯をまがりば傘歯車とす
ることを特徴とする請求項１または２記載の変速歯車装
置。
【請求項５】前記各傘歯車の歯をコロおよびコロとの
内接面で形成したことを特徴とする請求項１ないし３記
載の変速歯車装置。
【請求項６】前記入出力軸の少なくとも一方を中空と
したことを特徴とする請求項１ないし５記載の変速歯車
装置。
【請求項７】歯車に求められるコリオリ運動と同一運
動を行う運動系にワークを固定し、該運動系のコリオリ
運動に同期させて任意歯形のカッターを所望の歯すじ方
向に移動させ、前記ワークに請求項１ないし６記載の変
速歯車装置に用いられる傘歯車の歯を創成することを特
徴とする変速歯車装置の歯の加工方法。
【請求項８】請求項７記載の歯の加工方法によって加
工された歯形状を転写した金型で、熱間ダイキャスト
法、冷間プレス成形法あるいは樹脂成形プレス法により
成形してなる歯車を有する変速歯車装置。