JP2003532029A - 内接式遊星歯車変速機 - Google Patents
内接式遊星歯車変速機Info
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- JP2003532029A JP2003532029A JP2001578841A JP2001578841A JP2003532029A JP 2003532029 A JP2003532029 A JP 2003532029A JP 2001578841 A JP2001578841 A JP 2001578841A JP 2001578841 A JP2001578841 A JP 2001578841A JP 2003532029 A JP2003532029 A JP 2003532029A
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- planetary gear
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- planetary gears
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
paratus)のような自動化及び精密制御機械を制御するために、減速歯車
装置として用いられる内接式遊星歯車変速機に関する。
な動力源の原動軸を介して伝えられる高回転速度を減速させるための減速機を有
している。このような減速機には、自動化及び精密制御機械の小型化及び精密化
に伴って精密に動作されながらも小型化されることが要求されている。
て販売しているVigo DriveTMのRVシリーズがある。前記帝人製機社
のRVシリーズは、複数のピン歯車と、動力源の原動軸を挿入するための軸方向
の挿入空間を入力軸内に確保し得るように、出力端側に複数の一段減速ギヤを備
えて、減速運動を伝達している。
。
interminating decimal)に計算される場合が頻繁に発生
して、前記減速機を繰り返し駆動させる場合、誤差が累積し、これによって減速
運動の精密度が顕著に低下する。
直径が小さくなるので、高減速比においては容易に適用し得るが、これを低減速
比に適用するためには、別途の部品が追加されるべきであるので、減速機が大型
化する。
ス(grease)のようなオイル(oil)が流出することを防止するために
、前記各一段減速ギヤの外周面に別途のシール(sealing)用部品が多数
設けられるので、減速機の製作コスト及び重さが増加する。
挿入するための入力軸内の挿入空間の長さ方向の大きさは保証されるが、前記ピ
ン歯車の使用により前記挿入空間の内径が極めて制限される。
合には、一定の直径の本体で一段減速ギヤによって動力源の原動軸を結合するた
めの挿入空間の直径が非常に小さくり、特に、減速可能な範囲が極めて制限され
る。
に収容され得るピンの数が制限され、これは減速機の減速範囲を極めて制限する
ことになる。
に記載された動力源の原動軸とオルダムカップリング(Oldham coup
ling)方式により結合され、前記動力源から回転力を伝達される主クランク
構造体と、前記補助クランク構造体の回転によって並進回転運動しつつ減速運動
を行なう複数の遊星歯車と、前記遊星歯車と連動して並進回転運動する複数の補
助クランク構造体を利用した内接式遊星歯車減速機がある。
補助クランク構造体が並進回転運動する遊星歯車と連動されるので、加工、組立
及び変形のような理由によって、主クランク構造体の回転運動と補助クランク構
造体の回転運動が完全に一致しない場合が発生することになる。言い換えれば、
前記補助クランク構造体の自転運動が拘束されなくなる。この場合、前記補助ク
ランク構造体の運動時、または外部から負荷が加重されれば、前記補助クランク
構造体がその回転方向に周期的に振動して動力伝達の連続性と精密度を減少させ
る問題点があった。
動力伝達の連続性及び精密度を信頼性あるように維持できながらも、小型化が可
能な内接式遊星歯車変速機を提供することにその目的がある。
適用し得るので安価で、かつ小型化が可能な内接式遊星歯車変速機を提供するこ
とに他の目的がある。
源を連結し得る挿入空間が形成され、その外周面に歯面が形成された入力軸と、
入力軸の歯面に噛み合う歯面を有し、入力軸と連動する複数の第1遊星歯車と、
同じ中心軸線を有する複数の同軸線部と、前記同軸線部の間に位置し前記中心軸
線から所定の偏心量を有し、互いに所定間隔の位相差を有する複数の偏心部を各
々備え、その一端部の同軸線部が前記第1遊星歯車に連結されて前記第1遊星歯
車の回転により回転運動する複数のクランク構造体と、前記本体の内接ギヤに噛
み合うギヤが外周面に沿って形成され、その中心部に前記入力軸が貫通される中
心孔が形成され、前記クランク構造体の偏心部が周縁部に貫通されて前記クラン
ク構造体の回転によって並進回転運動する複数の第2遊星歯車と、中心部に前記
入力軸が貫通される中心孔が形成され、前記クランク構造体と連動するように周
縁部に前記クランク構造体の後端部の同軸線部が貫通され、前記クランク構造体
の回転の際、歳差運動の発生を防止する歳差防止プレートと、中心部に前記入力
軸が貫通される中心孔が形成され、その周縁部には前記クランク構造体の前端部
の同軸線部が結合されて前記クランク構造体の回転力を伝達する出力軸プレート
とを備える。
機の好ましい実施例について詳細に説明する。
モーターなどのような動力源に連結され後端部外周面に歯面(tooth−sh
aped surface)112が形成された入力軸110と、前記入力軸1
10の後端部歯面112に噛み合う複数の初段遊星歯車210と、前記各々の初
段遊星歯車210に固定された複数のクランク構造体310を含む。
は各々3個である。
るための挿入空間114が形成され、その前端部に後述する固定板を固定させる
ためのボルトが締結される複数のねじ孔116が所定間隔に形成された中空の円
筒体である。前記入力軸110は、その挿入空間114に結合された原動軸を介
して動力源の動力が伝達されて回転運動する。前記入力軸110及び初段遊星歯
車(primary planetary gears)210は、クランク構
造体310の周りの複数のベアリングに支持且つ拘束されて回転する。
ィスク(disk)312と、前記ディスク312の両側面に各々形成された偏
心部314A、314Bと、前記偏心部314A、314Bの端部に各々形成さ
れた一対の同軸線部316A、316Bを備える。ここで、前記ディスク312
、二つの偏心部314及び二つの同軸線部316は一体に形成されている。前記
ディスク312の両側に位置した偏心部314A、314Bは、ディスク312
の中心軸線に対して偏心されて位置され、前記ディスク312の片側に位置した
偏心部314Aと、前記ディスク312の他側に位置した偏心部314Bとは互
いに180゜の位相差を有する。そして、前記二つの同軸線部316A、316
Bは、ディスク312の中心軸線と実質的に一致する中心軸線を有する。前記デ
ィスク312の後端部に形成された同軸線部316Bが初段遊星歯車210の中
央部に結合され、前記入力軸110の回転時、前記クランク構造体310に、初
段遊星歯車210を介して入力軸110の回転運動が伝達される。ここで、前記
クランク構造体310は、自転と公転運動を同時に行なうことになる。
車320A、320Bの各々を運動可能に支持している。前記二つの遊星歯車3
20A、320Bは、クランク構造体310の回転時、二つの偏心部314A、
314Bの偏心量によりサイクロイド運動を共に行なう。前記偏心部314A、
314Bと遊星歯車320A、320Bとの間にはベアリング330が各々装着
され、前記クランク構造体310が円滑に回転されるようにする。ここで、前記
二つの遊星歯車320A、320Bは、ディスク312の両側面に互いに近接し
て位置され、互いにディスク312の厚さほど離隔される。これによって、回転
および並進運動時、前記二つの遊星歯車320A、320Bが互いに接触して摩
擦熱および摩耗が発生するのを防止することができる。
の貫通孔と、その外面にギヤが形成された円板の形状を有する。本発明の本実施
例では、前記両遊星歯車320A、320Bの貫通孔は、クランク構造体310
が各々貫通される3個のクランク構造体用貫通孔322と、複数の強化ピン34
0を各々挿入するための6個の強化ピン用貫通孔324とに区分される。前記強
化ピン340は、内周面にねじ山が形成された中空円筒状である。それらは歳差
運動防止板510と出力軸610とを固く一体化して主ベアリング520、62
0に均等な荷重を分布させ、主ベアリング520、620の予荷重の調整を容易
にしている。主ベアリング520、620間の所定距離を保つので、それらは前
記主ベアリング520、620による外部荷重に対するモーメント荷重を保証し
、これにより、減速機のモーメント剛性を維持する。このような場合、前記クラ
ンク構造体用貫通孔322は、120゜間隔に配置され、隣接した二つのクラン
ク構造体用貫通孔322の間には、2個の強化ピン用貫通孔324が一定間隔に
配置される。
蔵されて、前記本体410と噛み合わされる。
、ベアリングを媒介にして歳差運動防止板510に回転可能に支持され、前記ク
ランク構造体310の前端部に位置した同軸線部316A、316Bは、ベアリ
ングを媒介にして出力軸610に回転可能に支持される。クランク構造体310
の回転により回転されるとき、前記歳差運動防止板510は出力軸610をよく
しつつ、310のそれ自体の軸線での歳差運動が発生することを防止する。前記
出力軸610は、クランク構造体310の回転により回転されつつ外部にその回
転力を伝達する。ここで、前記クランク構造体310の後端部に位置した同軸線
部316Bは、歳差運動防止板510を貫通して初段遊星歯車210に結合され
ている。
ベアリング520、620が各々装着され、出力軸610の回転を円滑にしてい
る。また、前記入力軸110と歳差運動防止板510及び出力軸610との間に
は、前記入力軸110の回転を円滑にするためのベアリングが各々装着されてい
る。前記歳差運動防止板510の遊星歯車320の強化ピン用貫通孔324に対
応する周縁部には複数のねじ孔512が各々形成され、前記ねじ孔512には、
剛性維持ボルト710が各々締結される。前記剛性維持ボルト710は、歳差運
動防止板のねじ孔512を介して遊星歯車320に挿入された強化ピン340に
結合されている。
圧される場合、外部荷重による減速機の半径方向撓量(deflection
amount)を改善させる。
れ、ねじ孔612は、減速機内部の潤滑オイル、またはグリースのための給/排
油口に利用される。好ましくは、ねじ孔612の数は3個である。本実施例にお
いて、前記出力軸のねじ孔612にはボルト622が各々締結されて密閉される
。前記ボルト622は、クランク構造体310がまず組立てられた状態で初段遊
星歯車210を嵌合せしめる方式で組立てる減速機の組立時、クランク構造体3
10の軸方向位置を決定して支持することによって、前記クランク構造体310
と関連した部品に軸方向に衝撃が発生することを防止する。また、隣接した二つ
のねじ孔612の間には、複数の孔が等間隔に形成され、前記孔には外部の装置
、例えば、リンク(link)が装着される。
eal)810が装着され、前記オイルシール810は、減速機内の潤滑オイル
、例えばグリースが外部に排出されることを防止する。
中央には、入力軸110の前端部が貫通し得る中心孔が形成され、前記出力軸6
10を貫通した入力軸110の前端部には固定板910が複数のボルトにより締
結される。その結果、入力軸110の可能な軸線方向運動を拘束している。
態について説明する。
力軸110が回転することになり、前記入力軸110の外周面に噛み合っている
複数の初段遊星歯車210が回転する。
段遊星歯車210に連結されたクランク構造体310が自転及び公転する。この
場合、前記クランク構造体310は。自転及び公転運動しつつ所定の減速比、す
なわち前記入力軸110とそれに噛み合っている初段遊星歯車210の噛合比に
よる減速運動を行なうことになる。前記クランク構造体310の偏心部312に
装着された二つの遊星歯車320が並進回転運動する。
、前記した減速比による減速運動を伝達することになるのである。
星歯車に直接連結されるので、クランク構造体の回転運動が初段遊星歯車により
拘束されてクランク構造体の回転の際発生する従来の技術の振動が抑制され、こ
れにより動力伝達の連続性と精密度を信頼性あるように維持できる。
軸内の挿入空間の大きさを調節することが容易、かつ減速比の計算時、減速比が
無限小数に計算される場合が減少されて精密制御機器の減速運動を信頼性あるよ
うに維持できる。
広い減速範囲を有することができる。
易であり、限定された本体の大きさ内において初段遊星歯車の拡大が可能である
ので、減速機全体の大きさを大型化しなくても高減速比及び低減速比を具現する
ことができる。
い範囲内で多様に変更実施することが可能である。
Claims (14)
- 【請求項1】 内周面に歯面が設けられ内接されるフレーム本体と、 太陽ギヤが設けられた第1軸と、 太陽ギヤに作動可能に結合された複数の遊星歯車と、 相応する遊星歯車に機械的に結合された複数のクランク構造体と、 クランク構造体に機械的に結合し、フレーム本体の歯面に作動可能に噛み合わ
される遊星歯車構造体と、 クランク構造体に機械的に結合された第2軸と を備えることを特徴とする内接式遊星歯車変速機。 - 【請求項2】 遊星歯車構造体は、第1及び第2の遊星歯車を含むことを特
徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項3】 第1及び第2の遊星歯車の各々は、その中心が所定の距離だ
け第1軸の回転中心から偏心された状態に支持されていることを特徴とする請求
項2に記載の変速機。 - 【請求項4】 第1及び第2の遊星歯車の各々は、第1軸の周囲を偏心され
て回転されることを特徴とする請求項3に記載の変速機。 - 【請求項5】 回転力が第1軸に加えられると、第1及び第2の軸は、それ
ぞれ、入力軸及び出力軸として作用し、変速機が減速機として動作することを特
徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項6】 回転力が第2軸に加えられると、第1及び第2の軸は、それ
ぞれ、出力軸及び入力軸として作用し、変速機が加速機として動作することを特
徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項7】 クランク構造体の歳差運動を防止するプレートをさらに備え
ることを特徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項8】 クランク構造体の各々は、一対の偏心部、一対の同軸線及び
ディスクを含むことを特徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項9】 フレーム本体に内接ギヤが形成されたフレーム本体と、 動力源との連結のために内部に挿入空間が、その外周面に歯面が形成された入
力軸と、 入力軸の歯面に作動可能に噛み合う複数の第1遊星歯車と、 複数のクランク構造体であって、各クランク構造体は同一の軸線を有する複数
の同軸線部と、同軸線部の間に位置され中心軸線から所定の偏心量を有するが、
互いに位相差を有する複数の偏心部との両者が備えられ、且つ、同軸線部の一端
部が第1遊星歯車に連結されて、複数の同軸線部が第1遊星歯車の回転により並
進および回転運動する複数のクランク構造体と、 外周面に沿って形成され、本体の内接ギヤに噛み合う複数の第2遊星歯車であ
って、その中心部に入力軸が貫通する中心孔が形成され、クランク構造体の偏心
部が周縁部を貫通して、第2遊星歯車がクランク構造体の回転によって並進およ
び回転運動する複数の第2遊星歯車と、 入力軸に貫通される中心孔を有する歳差防止プレートであって、クランク構造
体と連結されるようにクランク構造体の後端部の同軸線部が周縁部を貫通し、ク
ランク構造体の回転の際、歳差運動の発生が防止される歳差防止プレートと、 入力軸に貫通される中心孔を有する出力軸プレートであって、その周縁部には
クランク構造体の前端部の同軸線部が組合されてクランク構造体の回転力を伝達
する出力軸プレートと を備えることを特徴とする遊星歯車構造変速機。 - 【請求項10】 第2遊星歯車、歳差防止プレート及び出力軸プレートの周
縁部には複数の貫通孔が等間隔に形成され、 前記貫通孔に装着されて、第2遊星歯車の並進および回転運動の均合い及び強
度を補助する複数の強度維持材料がさらに含まれていることを特徴とする請求項
9に記載の変速機。 - 【請求項11】 複数の強度維持材料は、 第2遊星歯車の周縁部に形成された貫通孔に挿入される複数の中空強化ピンと
、 歳差防止プレートの周縁部に形成された貫通孔に挿入されて、複数の強化ピン
に結合される複数の強度維持ボルトと を含むことを特徴とする請求項10に記載の変速機。 - 【請求項12】 クランク構造体の各々が、第2遊星歯車の間に位置されて
両側の第2遊星歯車を所定の距離に離隔して保つディスクをさらに含むことを特
徴とする請求項9ないし11のいずれかに記載の変速機。 - 【請求項13】 本体内のオイルが外部に漏れることを防止するオイルシー
ル材料がさらに含まれることを特徴とする請求項12に記載の変速機。 - 【請求項14】 ディスク、一対の同軸線部及び二つの同軸線部の間に位置
された一対の偏心部は一体に形成されていることを特徴とする請求項13に記載
の変速機。
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