JP2000274494A - リングギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの部品の結合によってリングギヤを製造
するに当たり、高い芯出し精度と周方向の高い結合力と
を共に確保する。 【解決手段】 内歯歯車（リングギヤ）１を、歯切り加
工した硬質材料製のギヤ本体３と、ギヤ本体３よりも軟
質材料で構成されたハウジング２とに分けて加工する。
ギヤ本体３とハウジング２には、互いに圧入嵌合するこ
とで両者の芯合わせをする円筒圧入部４と、互いに圧入
嵌合することで円周方向の固定力を発揮するローレット
圧入部（粗面圧入部）５とを設けておき、ハウジング２
にギヤ本体３を嵌合することで、円筒圧入部４で両者を
芯合わせしつつ、ローレット圧入部５でギヤ本体３をハ
ウジング２に対し円周方向に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遊星歯車構造等に
使用されるリングギヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、遊星歯車減速機においては、リ
ングギヤとして内歯歯車が用いられており、その内歯歯
車が、減速機ケーシングの一部として兼用されているこ
とがよく見受けられる。

【０００３】その場合、減速機全体の軽量化、低コスト
化、長寿命化を追求するために、小形の減速機にあって
は、ケーシングとしての役目を果たす部分にアルミダイ
キャスト等の軽量な材料を使い、内歯としての役目を果
たす部分にダクタイル鋳鉄や炭素鋼の熱処理材等の高剛
性の材料を使いたいという要請が強い。

【０００４】ところが、両者の要請を満足するために
は、異なる２部品を結合しなくてはならない。しかも、
要求される精度、強度、コストを満足する有効な方法
で、ケーシング部分と内歯部分の２部品を結合する必要
しなければならない。

【０００５】従来、このような２部品を結合する方法と
して、次のものが一般的に知られている。

【０００６】（１）ローレット結合（特開平６−１７４
０２７号公報等） （２）圧入結合 （３）ボルト結合

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来知られて
いる上記の方法は、いずれも欠点があり、特に遊星歯車
構造のケーシング兼用の内歯歯車に適用したりするには
問題があった。

【０００８】まず、（１）の従来のローレット結合は、
周方向の高い固定力を確保するという点では有効である
が、ローレット加工の精度やローレット加工部分の圧入
時のくい込みのバラツキ等によって、芯出し精度の高い
結合を得ることが難しく、それにより歯車の噛み合い性
能への悪影響が発生するおそれがあった。

【０００９】又、（２）の圧入結合は、芯出し精度を確
保する上では有効であるが、熱変化によらず常に周方向
の高い固定力を確保するには、厳しい寸法精度を確保し
なければならず、寸法管理に要するコストの上昇を招く
という問題があった。そこで、接着剤の併用により寸法
精度を緩和する方法もあるが、そうした場合、接着剤塗
布という新たな工程が付加されるので、組立作業性が悪
くなる上、作業者による接着剤塗布のバラツキにより、
保持力の安定性を損なうおそれがあった。

【００１０】又、（３）のボルト結合は、ボルト通し孔
の加工が必要であるので、コスト上昇を招き、更に、余
分なボルトが付くことから、コンパクトに構成する上で
ネックになっていた。

【００１１】本発明は、上記事情を考慮し、２つの部品
の結合によってリングギヤを製造するに当たり、 （ａ）高い芯出し精度を確保することが容易にできる （ｂ）圧入部の厳しい寸法精度を緩和することができる （ｃ）周方向の高い結合力を安定して保証することがで
きる （ｄ）コストの低減が図れる （ｅ）コンパクトな結合構造が作れる （ｆ）結合作業が簡単に実施できるの条件を全て満たす
リングギヤの製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のリング
ギヤは、歯切り加工した硬質材料製のリング状のギヤ本
体と、該ギヤ本体よりも軟質材料で構成され且つギヤ本
体を嵌合することで該ギヤ本体を保持するリング状のハ
ウジングとに分けて構成され、前記ギヤ本体とハウジン
グには、互いに圧入嵌合することで両者の芯合わせをす
る円筒圧入部と、互いに圧入嵌合することで円周方向の
固定力を発揮する粗面圧入部とが形成され、前記ハウジ
ングにギヤ本体を嵌合することにより、前記円筒圧入部
で両者が芯合わせされ、前記粗面圧入部でギヤ本体がハ
ウジングに対し円周方向に固定されることにより、上記
課題を解決したものである。

【００１３】このリングギヤでは、円筒圧入部で芯出し
精度を確保し、凹凸等があえて形成された粗面圧入部で
周方向の固定力を確保する。つまり、役割を分担させて
いる。従って、円筒圧入部には芯出し精度を確保するた
めだけの圧入代（嵌合代）を確保すればよく、圧入によ
る結合強度は期待しないので、厳しい寸法精度を緩和す
ることができる。逆に言えば、円筒圧入部では圧入強度
を期待しないので、高い精度で芯出しすることができ
る。又、周方向の結合力は、粗面圧入部で負担するの
で、周方向の高い結合力を安定して保証することができ
る。

【００１４】このように、厳しい寸法精度を緩和できる
こと、又、ボルトや接着剤を使用せずに、高い芯出し精
度と高い円周方向結合力を確保しながら歯切り加工され
たギヤ本体をハウジングに固定できることにより、コス
トの低減と、コンパクト化と、作業性の向上を図ること
ができる。

【００１５】又、ギヤ本体側の粗面圧入部は、歯切りを
実施する際の基準として利用することはできないが、円
筒圧入部は、歯切りを実施する際の基準として利用です
ることができるので、歯切り加工と粗面加工の順番はど
ちらを先にしてもよい。

【００１６】なお、本発明は、ハウジングの外周にギヤ
本体の内周を嵌合する場合にも適用できるが、請求項２
の発明のように、リングギヤが内歯歯車であり、該リン
グギヤを構成するハウジングの内周に歯切り加工したギ
ヤ本体の外周を嵌合する場合に特に有効である。

【００１７】その場合、請求項３の発明のように、歯切
り加工したギヤ本体の外周に、前記円筒圧入部よりも径
大の粗面圧入部を段差を付けて形成し、該粗面圧入部に
凹凸を形成するためのローレット加工を施すようにすれ
ば、ローレット加工による粗面加工が容易にできる。

【００１８】又、請求項４の発明のように、リングギヤ
が遊星歯車構造の内歯歯車であり、該リングギヤを構成
するハウジングが遊星歯車構造のケーシングの一部をな
すものである場合に、芯出し精度と固定力保持、コンパ
クト化等の利点が特に有効に機能する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２０】図１は実施形態に係る内歯歯車（リングギ
ヤ）１（の製造方法）の説明図である。この図１は要部
のみを示しているが、２はリング状のハウジング、３は
リング状のギヤ本体である。内歯歯車１は、ハウジング
２の内周にギヤ本体３の外周を圧入嵌合することにより
構成され、製作段階ではハウジング２とギヤ本体３は別
々に加工されている。

【００２１】ハウジング２は遊星歯車構造のケーシング
の一部をなすものであり、ケーシングと一体にアルミダ
イキャスト等の軽量で安価な材料で構成されている。

【００２２】一方、ギヤ本体３は、ハウジング２よりも
硬質で剛性の高いダクタイル鋳鉄や炭素鋼の熱処理材等
で構成されている。

【００２３】このように別の材料で構成する必要性か
ら、ハウジング２とギヤ本体３とが別部品として加工さ
れている。

【００２４】ギヤ本体３の外周とハウジング２の内周に
は、互いに圧入嵌合することでギヤ本体３とハウジング
２とを芯合わせをする円筒圧入部４と、互いに圧入嵌合
することで円周方向の固定力を発揮するローレット圧入
部（粗面圧入部）５とが設けられている。ここで、円筒
圧入部４は、ローレット圧入部５よりも圧入方向の奥側
に形成されている。

【００２５】円筒圧入部４として、ギヤ本体３の外周に
は円筒面４Ａが形成され、ハウジング２の内周には、ギ
ヤ本体３側の円筒面４Ａと所定の嵌め合い公差で嵌合す
る円筒面４Ｂが形成されている。この場合の円筒面４
Ａ、４Ｂの嵌め合い公差は、円周方向に高い圧入結合力
を得る目的ではなく、圧入後の同軸度、直角度等の芯出
し精度を確保する目的で設けるものであるから、圧入代
は大きくとる必要はなく、又、寸法精度の確保のために
鏡面化されていてもよい。

【００２６】一方、ローレット圧入部５として、ギヤ本
体３の外周には、円周方向に凹条と凸条が交互に並ぶロ
ーレット５Ａが形成され、ハウジング２の内周には、前
記ローレット５Ａの凸条部分が食い込む円筒面５Ｂが形
成されている。

【００２７】この場合、円筒圧入部４よりもローレット
圧入部５の方が径が大となるように段差が付けられてい
る。これは、ギヤ本体３側のローレット圧入部５に対し
てローレット５Ａを加工しやすくするためである。

【００２８】又、ギヤ本体３の内周には、内歯７が歯切
り加工されている。この内歯７の加工は、ギヤ本体３側
の円筒圧入部４として設けた（寸法精度の高い）円筒面
４Ａを基準にして行うことができる。

【００２９】このようにして予め別の部品としてハウジ
ング２とギヤ本体３を加工したら、次にハウジング２に
対してギヤ本体３を圧入嵌合することにより、１個の部
品としての内歯歯車１を構成する。

【００３０】その場合、まず、図１（ａ）に示すよう
に、ハウジング２に対してギヤ本体３を矢印（ｘ）方向
に挿入する。そうすると、最初に円筒圧入部４の円筒面
４Ａ、４Ｂ同士が圧入嵌合し始め、ハウジング２に対し
てギヤ本体３の精度の高い芯合わせが行われる。次に、
更にギヤ本体３を挿入すると、芯合わせされた状態で、
ローレット圧入部５のギヤ本体３側のローレット５Ａの
凸条部分が、ハウジング２側の円筒面５Ｂに、図２に示
すように食い込みながら圧入嵌合する。

【００３１】そして、ギヤ本体３の先端がハウジング３
の内周の突当壁８に当たったところで、圧入を終了し、
内歯歯車１が完成する。

【００３２】これにより、円筒圧入部４でハウジング２
とギヤ本体３とが精度良く芯合わせされ、ローレット圧
入部５でギヤ本体３がハウジング２に対して円周方向に
確実に固定される。

【００３３】このように、円筒圧入部４で芯出し精度を
確保し、ローレット圧入部５で周方向の固定力を確保す
るという役割分担をさせているので、円筒圧入部４の円
筒面４Ａ、４Ｂの寸法精度を緩和しながら良好な同軸度
あるいは直角度を維持でき、しかも高い組付強度を維持
することができる。又、ボルトや接着剤を使用せずに、
このような高い芯出し精度と高い円周方向結合力を確保
することができるので、コストの低減と、コンパクト化
と、作業性の向上を図ることができる。

【００３４】なお、ローレット加工のやりやすさの点で
は、上記の例の方が優れているのであるが、図３の内歯
歯車１１のように、円筒圧入部１４とローレット圧入部
１５の間に段差を付けないでもよい。

【００３５】図４は、以上のような内歯歯車１を含む遊
星歯車減速機１００の断面図である。

【００３６】この場合の減速機ケーシング１０１は、内
歯歯車１を一体に備えた本体ケーシング１０１Ａと、継
ケーシング１０１Ｂとからなる。継ケーシング１０１Ｂ
は、モータ２００の前端カバーを兼ねており、この継ケ
ーシング１０１Ｂを介して、減速機１００はモータ２０
０と連結されている。

【００３７】継ケーシング１０１Ｂと本体ケーシング１
０１Ａは、ボルト１０３で結合されており、継ケーシン
グ１０１Ｂに設けた嵌合突部１０４で、内歯歯車１を構
成するギヤ本体３のローレット圧入部５側の内周を押さ
えている。

【００３８】減速機ケーシング１０１の内部には、ピン
１２１とスペーサ１２２により互いに連結された一対の
キャリア１０５、１０６が、ベアリング１０７、１０８
により回転自在に支持されている。両キャリア１０５、
１０６の内部には、それぞれベアリング１０９、１１０
が配されており、これら２つのベアリング１０９、１１
０により、太陽歯車１１２を備えた入力軸１１３が支持
されている。

【００３９】入力軸１１３の一端は、モータ２００側の
キャリア１０５の中央孔を貫通してモータ２００側に突
出しており、継ケーシング１０１Ｂ内の軸受１１４によ
り前端が支持されたモータ軸２０１と、スプライン付カ
ップリング１１５を介して連結されている。

【００４０】太陽歯車１１２の外周には複数の遊星歯車
１１７が外接噛合し、各遊星歯車１１７は、減速機ケー
シング１０１に一体化した内歯歯車１に内接噛合してい
る。各遊星歯車１１７は、キャリア１０５、１０６に両
端を固定した遊星ピン１１８の外周に回転可能に支持さ
れており、遊星歯車１１７の公転がキャリア１０５、１
０６を介して、出力軸１２５に取り出されるようになっ
ている。

【００４１】この減速機において、モータ２００の回転
が、カップリング１１５を介して入力軸１１３に伝えら
れると、太陽歯車１１２が回転して、遊星歯車１１７が
内歯歯車１に沿って公転し、遊星歯車１１７の回転（公
転）が、キャリア１０５、１０６を介して、出力軸１２
５に取り出される。

【００４２】なお、上記実施形態では、ハウジング２の
材質としてアルミダイキャストを例示したが、小型の減
速機の場合には樹脂で構成することも可能である。

【００４３】また、上記実施形態では、内歯歯車に本発
明を適用したが、外歯歯車に本発明を適用することもで
きる。その場合は、ハウジングの外周に歯切り加工され
たギヤ本体の内周を嵌合することになる。

【００４４】また、粗面圧入部は、上記実施形態におい
てはローレット加工により実現していたが、要は凹凸の
ある粗い面とされていればよく、特にローレット加工面
に限定されない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハウジングにギヤ本体を圧入嵌合するに際して、円筒圧
入部で芯出し精度を確保し、ローレット圧入部で周方向
の固定力を確保するという役割分担をさせているので、 （ａ）高い芯出し精度を確保することが容易にできる （ｂ）圧入部の厳しい寸法精度を緩和することができる （ｃ）周方向の高い結合力を安定して保証することがで
きる （ｄ）コストの低減が図れる （ｅ）コンパクトな結合構造が作れる （ｆ）結合作業が簡単に実施できる等の効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の説明に用いる要部拡大図

【図２】図１のII−II矢視断面図

【図３】本発明の別の実施形態の説明に用いる要部拡大
図

【図４】本発明の方法によって製造した内歯歯車を含む
遊星歯車減速機の断面図

【符号の説明】

１、１１…内歯歯車 ２…ハウジング ３…ギヤ本体 ４、１４…円筒圧入部 ５、１５…ローレット圧入部 １０１…減速機ケーシング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯切り加工した硬質材料製のリング状のギ
   ヤ本体と、該ギヤ本体よりも軟質材料で構成され且つギ
   ヤ本体を嵌合することで該ギヤ本体を保持するリング状
   のハウジングとに分けて構成され、 前記ギヤ本体とハウジングには、互いに圧入嵌合するこ
   とで両者の芯合わせをする円筒圧入部と、互いに圧入嵌
   合することで円周方向の固定力を発揮する粗面圧入部と
   が形成され、 前記ハウジングにギヤ本体を嵌合することにより、前記
   円筒圧入部で両者が芯合わせされ、前記粗面圧入部でギ
   ヤ本体がハウジングに対し円周方向に固定されることを
   特徴とするリングギヤ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ハウジングの内周に前記歯切り切工されたギヤ本体
   の外周を嵌合することにより、内歯歯車として機能させ
   ることを特徴とするリングギヤ。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記ギヤ本体の外周に、前記円筒圧入部よりも径大の粗
   面圧入部が段差を付けて形成され、該粗面圧入部に凹凸
   状のローレット加工が施されたことを特徴とするリング
   ギヤ。
4. 【請求項４】請求項２又は３において、 前記ハウジングが遊星歯車構造のケーシングの一部を兼
   用していることを特徴とするリングギヤ。