JP2008267596A - 偏心歯車機構とこれによる回転力の伝達方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏心歯車機構の提供。
【解決手段】軸の周りで回転する中心部及び偏心部を備えたインプットドライブと、外周に歯車を備えた内側リングギアと、前記リングギアの外周歯車と部分的に係合する内周歯車を備える外側リングギアとを備え、前記インプットドライブを一方向に回転させて、前記内側リングギアを偏心運動させ、その偏心運動で生ずる回転力を前記外側リングギアに伝達する偏心歯車機構。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏心歯車機構と、当該機構を利用して回転力を伝達する方法に関する。

偏心歯車機構は、当業界でよく知られている。公知の偏心歯車機構の一つは、外周に多数の歯を持つ内側リングギアと、この内側リングギアの外周歯と係合する多数の歯を内周に持つ外側リングギアと、これらのギア間で偏心運動を生じさせる手段を備えている。

従来公知の偏心歯車機構には、幾つかの不都合がある。その一つは、高速回転した時に無用の振動が起こることである。公知の偏心歯車機構では、中央に位置する外側リングギアに対して、内側リングギアが回転すると、外側リングギアは、偏心太陽ドライブ（駆動部）として同じ方向に回転し、内側リングギアは、遊星ギアの回転方向とは反対の方向に回転する。このことは作用と反作用が逆であることを意味する。インプットドライブの方向は、切り替えることができるので、偏心歯車機構を一つしか採用していない工具では、作用と反作用が逆であることは、問題ではない。しかし、２つ又はそれ以上の偏心歯車機構を重ねて利用する場合とか、あるいは高変速比を得るために、１つの偏心歯車機構を遊星歯車装置の上に置く場合には、作用と反作用が逆向きであることは問題である。何故なら、遊星歯車機構とは異なり、偏心歯車機構では、そのギアレシオだけ全レシオが減少するので、中央に位置する外側リングギアを反力吸収部材として使えないからである。滑り摩擦が、回転摩擦の略１０倍に相当することは公知である。
も、

本発明の目的の一つは、現存の歯車機構を凌駕する偏心歯車機構を提供することにある。

さらに詳しく言えば、本発明は比較的小さいスペースに極めて高いギア比を持つ新しい偏心歯車機構を提供することを目的とする。

本発明に係る外部歯車機構は、軸の周りで回転する中心部及び偏心部を持つインプットドライブと、外周に歯車を備える可動の内側リングギアと、前記内側リングギアの外周歯車と部分的に係合する内周歯車を備える外側リングギアとを備え、前記インプットドライブの中心部及び偏心部は、前記の可動内側リングギアに対して一方向に回転することができ、前記内側リングギアは、それ自体が偏心運動を行なうことで生ずる回転力を、前記外側リングギアに伝達することができ、回転力を受けた外側リングギアは、回転力を前記の軸方向に沿って外に伝えることができる構成にある。

本発明はまた、偏心歯車機構によって回転力を伝達する方法を提供するものでもあって、その方法は、軸を持つ中心部と偏心部を備えたインプットドライブを用意し、前記中心部を回転させて前記インプットドライブを軸の周りで回転させ、外周歯車を備えた可動の内側リングギアを用意し、前記インプットドライブの中心部及び偏心部を、前記の内側リングギアに対して一方向に回転させ、前記内側リングギアを偏心運動させてある回転力を発生させ、内周歯車を備えて外側リングギアを用意し、この外側リングギアの内周歯車を前記内側リングギアの外周歯車と部分的に係合させ、前記内側リングギアの偏心運動で生ずる回転力にて前記外側リングギアが前記の軸の周りで回転し、その外側リングギアがその回転力を前記の軸方向に沿って外側に伝達させることからなる。

本発明に係る偏心歯車機構は、内周に歯車を備えて中央に位置する外側リングギアと、この外側リングギアの内周歯車に係合する歯車を外周に備えた内側リングギアとを持ち、中央に位置する偏心ドライブにてリングギア同士を押し付けることで、リングギアは互いに対して運動可能になる。

従って、中央に位置する偏心ドライブが時計回りに回転すると、内側リングギアは反時計回りの回転力を受け、外側リングギアは、時計方向の回転力を受ける。このことは次のことを意味する。すなわち、中央に位置する偏心ドライブの方向をそのまま維持すれば、２段以上の場合、外側リングギアが駆動ギアになり、内側リングギアが反作用ギアとなる。つまり、効率を増大させるためには、内側リングギアの偏心運動を、滑り運動から回転運動に変換させる必要がある。

これは、例えばふた（蓋）の形のハウジングを設けることで実現させることができる。従って、本発明に係る偏心歯車機構は、好ましくは、ふたとして機能するハウジングと、このハウジングを前記内側リングギアに接続するための手段を備える。そして、この接続手段は、前記インプットドライブを受け入れるための第１開口部と、前記内側リングギアの偏心運動を許容するベアリング付きピンを受け入れるための第２開口部を備え、内側リングギアが偏心運動を行うに際しては、前記のピンに付いたベアリングが回転する。

本発明の実施態様の一つでは、前記の第２開口部がハウジングに設けられ、前記のベアリング付きピンが、内側リングギアに配置される。別の実施態様では、前記の第２開口部を内側リングギアに設け、一方、前記のベアリング付きピンをハウジングに設けることができる。

上記の２つの態様は、内側リングギアで生ずる反力を、滑り運動無しにハウジングに伝えるやり方である。本発明の基本思想から逸脱しない限り、別の方法も本発明では採用可能である。

本発明の偏心歯車機構を採用した工具に、高速モーターから力を供給した場合の振動を防止するために、回転中の偏心ドライブが、通常の振動が取り除かれるポイントでバランスを取れるように、中央に位置する偏心ドライブは、釣り合いが取れた重さを持つ。

本発明に特徴的であると思われる新しい構成は、特許請求の範囲に記載したとおりであるが、本発明に係る偏心歯車機構の構成、構造及びその操作方法は、添付図面を参照した以下の説明によって、さらに明確になろう。

本発明に係る偏心歯車機構は、不動の非回転ハウジング１を備え、そのハウジングは、例えば、歯車機構のふた（蓋）を兼用するものであって差し支えない。

本発明の偏心歯車機構は、さらに、符号２で示すインプットドライブを備え、このドライブの中心部は、軸Ａの周りを回転するインプットシャフト３で構成され、それを回転させる力は、外部から与える。インプットドライブ２の偏心部は、例えば、偏心カム４で構成させる。

偏心カム４は、ベアリング５を備え、偏心カム４とベアリング５は共に、内側リングギア７の内側開口６の中に挿入されている。内側リングギア７は、その外周に歯車の歯を備えている。

本発明の偏心歯車機構は、内周に歯車の歯を持つ外側リングギア８を備えている。外側リングギア８の内周歯車は、前記した内側リングギア８の外周歯車と部分的に係合する。

本発明の偏心歯車機構は、内側リングギア７と、ふたを兼ねるハウジング１とを接続する接続手段を備える。その接続手段は、例えば、ハウジング１に設けられた少なくとも１つの開口部９と、内側リングギア７に設けられた少なくとも１つのピン１０と、開口部９とピン１０との間の隙間に挿入されるベアリング１１とで構成させることができる。図面（特に図２）から分かるように、ハウジング１には複数個の開口部９が設けられており、これらの開口部にはピン１０とベアリング１１が収容される。また、ハウジング１には別の開口部１２も設けられていて、その開口部にはインプットシャフト３が回転自在に収納される。

内側リングギア７とハウジング１との接続手段には、上記した態様とは別の態様を採用することができる。例えば、内側リングギア７に開口部９を設け、ピン１０をハウジング１に設けることができる。これ以外の変形例も、もちろん採用可能である。

偏心歯車機構の外側リングギア８の内周歯車の数は、内側リングギア７の外周歯車の数より多い。例えば、外側リングギア８の歯の数は、内側リングギア７のそれより２個多い。

外側リングギア８は、ベアリング１２内に配置され、ねじ１４で太陽歯車１３と結合される。外側リングギア８と太陽歯車１３とは一体部品として製造することもできる。インプットシャフト３の対向端は、例えば、ニードルベアリング１５で支持する。太陽歯車１３には、ワッシャ１６を配置して差し支えない。

インプットシャフト３が、外部からの作用で軸Ａの周りを回る時、内側リングギア７は回らずに旋回運動する。内側リングギア７が旋回運動を行なうことで、外側リングギア８は軸Ａの周りでインプットシャフトと同じ方向に回転し、回転力を軸Ａに沿って外方に伝える。

上に説明したよう偏心歯車機構は、極めて高いギアレシオを持つので、より大きな減速とトルク増大を実現することができる。しかも、当該機構はコンパクトでもある。

上記した偏心歯車機構の一つ又はそれ以上の構成要素は、上記のタイプとは異なるタイプの歯車機構にも利用することができる。

本発明の技術思想は、偏心歯車機構に具体化して説明されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の基本思想から逸脱しない構造変更が、幾つか可能であるからである。

本発明に係る偏心歯車機構の端面図 本発明の偏心歯車機構の分解組立図 本発明の偏心歯車機構の一方側からの透視図 本発明の偏心歯車機構の他方側からの透視図 本発明の偏心歯車機構の部品の動きを図式的に示す図面

符号の説明

１；ハウジング ２：インプットドライブ ３：インプットシャフト
４：偏心カム ５：ベアリング ６：内側開口
７：内側リングギア ８：外側リングギア １０：ピン
１１，１２：ベアリング １５：ニードルベアリング
１３：太陽歯車 １４：ねじ

Claims (9)

1. 軸の周りで回転する中心部及び偏心部を備えたインプットドライブと、外周に歯車を備えた可動の内側リングギアと、前記の可動内側リングギアの外周歯車と部分的に係合する内周歯車を備える外側リングギアとを備え、前記インプットドライブの中心部及び偏心部は、前記した可動内側リングギアに対して一方向に回転することができ、前記内側リングギアは、それ自体が偏心運動することで生ずる回転力を、前記外側リングギアに伝達することができ、回転力を受けた外側リングギアは、回転力を前記の軸方向に沿って外に伝えることができる偏心歯車機構。
2. 請求項１記載の偏心歯車機構において、当該機構がハウジングと、このハウジングを前記の内側リングギアと接続する手段とをさらに備え、その接続手段が、前記内側リングギアの無回転偏心運動を許容する前記の偏心歯車機構。
3. 請求項１記載の偏心歯車機構において、当該機構がハウジングと、このハウジングを前記の内側リングギアと接続する手段とをさらに備え、その接続手段は、前記内側リングギアを前記の軸の周りで回転せることなく、しかも自体の滑り運動を伴うことなく、前記内側リングギアの偏心運動を許容する前記の偏心歯車機構。
4. 請求項１記載の偏心歯車機構において、当該機構がハウジングと、このハウジングを前記の内側リングギアと接続する手段とをさらに備え、その接続手段は、前記インプットドライブを収納する第１開口部と、ベアリング付きピンを収納できる別の第２開口部と備え、その第２開口部は、前記ベアリングの回転を許容すると共に、内側リングギアを前記軸の周りで回転させることなく、当該ギアの偏心運動を許容する前記の偏心歯車機構。
5. 前記の第２開口部が前記のハウジングに設けられ、前記のベアリング付きピンが前記内側リングギアに配置されている請求項４記載の偏心歯車機構。
6. 前記の第２開口部が前記内側リングギアに設けられ、前記のベアリング付きピンが前記のハウジングに設けられている請求項４記載の偏心歯車機構。
7. 前記ハウジングがふた部を備えている請求項４記載の偏心歯車機構。
8. 前記インプットドライブの偏心部の加重がバランスしている請求項１記載の偏心歯車機構。
9. 軸を持つ中心部と偏心部を備えたインプットドライブを用意し、前記中心部を回転させて前記インプットドライブを軸の周りで回転させ、外周歯車を備えた可動の内側リングギアを用意し、前記インプットドライブの中心部及び偏心部を、前記の内側リングギアに対して一方向に回転させ、前記内側リングギアを偏心運動させてある回転力を発生させ、内周歯車を備えて外側リングギアを用意し、この外側リングギアの内周歯車を前記内側リングギアの外周歯車と部分的に係合させ、前記内側リングギアの偏心運動で生ずる回転力にて前記外側リングギアが前記の軸の周りで回転し、その外側リングギアがその回転力を前記の軸方向に沿って外側に伝達させることからなる偏心歯車機構による回転力の伝達方法。

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