JP2009002438A - 減速機及び減速機におけるバックラッシ調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロックドトレインを用いた減速機1において、各ピニオン及びギヤの歯厚と、ギヤブラケット7における入力軸3の軸受孔27と中間軸4の後端側の軸受孔19との夫々の中心距離と、ギヤケーシング8における出力軸5の軸受孔28と中間軸4の前端側の軸受孔29との夫々の中心距離と、中間軸4の前後の軸受孔19,29の開口径とにおいて夫々寸法評価を行い、当該寸法評価を経て選択した部品を用いることで、入力ピニオン12と各中間軸4の入力ギヤ14との噛み合い部のバックラッシと、各中間軸4の出力ピニオン15と出力軸5の出力ギヤ20との噛み合い部のバックラッシとを、夫々中間軸4相互間で略一致させるようにした。
【選択図】図1
Description
このような減速機においては、ケーシングや歯車等の寸法誤差や組み立て誤差、バックラッシ等によって各中間軸へのトルク分配のバランスが崩れやすく、結果スムーズなトルク伝達が行われずに騒音や振動の原因ともなる。
この対策として、例えば特許文献1,2では、中間軸を軸方向へ移動自在として、その両端に、圧油が供給される狭隘な隙間で形成された静圧軸受を設けて、中間軸をスラスト方向で弾性的に支持して歯車の累積ピッチ誤差等を吸収し、各中間軸への荷重の均等配分を図るようにした発明が開示されている。
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、より精度の高い減速機を得るために、入力ピニオンと入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々1分以下、出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々2分以下で略一致させたことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の目的に加えて、入力軸と出力軸との間の軸支構造を合理化するために、入力軸に、入力ピニオンよりも前方へ突出して出力軸の後部に挿入する小径部を形成して、その小径部を出力軸の後部内で軸支させると共に、入力軸における入力ピニオンの前端面と出力軸の後端面との間に、小径部が貫通するスラスト軸受を介在させて、入力軸の軸受が入力軸及び出力軸の後方側への荷重を、出力軸の軸受が入力軸及び出力軸の前方側への荷重を夫々受けるようにしたことを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4の目的に加えて、より精度の高い減速機を得るために、入力ピニオンと入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々1分以下、出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々2分以下で略一致させることを特徴とするものである。
請求項2及び5に記載の発明によれば、上記効果に加えて、全体のバックラッシが3分以下となり、より精度の高い減速機となる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、入力軸と出力軸との間にスラスト軸受を介在させて両軸へのスラスト荷重を夫々前後の軸受で受けるようにしたことで、入力軸と出力軸との間にケーシングの壁を新たに設けて軸支させる必要がなくなり、構造が合理化してコスト低減に寄与できる。また、ケーシングによる軸支部分を省略できるため、バックラッシの調整に影響を与えることもない。
図1は、減速機の一例を示す縦断面図で、減速機1は、ケーシング2内に、単一の入力軸3と、その入力軸3からトルク伝達される一対の中間軸4,4と、その中間軸4,4からトルク伝達され、入力軸3と同軸上に配置される単一の出力軸5とを設けたロックドトレインを採用している。まずケーシング2は、後方(図1の左側)から、モータに連結される連結ケーシング6と、ギヤブラケット7と、ギヤケーシング8とをボルト9,9・・で連結して成り、入力軸3は、連結ケーシング6に設けたボールベアリング10によって軸支されて、前方に形成した入力ピニオン12がギヤブラケット7を貫通してギヤケーシング8内に突出している。11はオイルシールである。この入力軸3の後端には、連結ケーシング6に組み付けたモータの出力軸が連結可能となっている。また、入力ピニオン12の前方には、入力ピニオン12の外径よりも径が小さい軸状の小径部13が同軸で突設されている。
なお、ここでは図2に示すように、ギヤケーシング8には一方の対角線方向に横断面長円状の収容空間30が穿設されて、中間軸4,4は入力軸3及び出力軸5を中心とした当該対角線上で点対称となるように配置されている。これにより、ケーシング2のコンパクト化が可能となっている。
(1)入力ピニオン12及び入力ギヤ14,14の歯厚
(2)出力ピニオン15,15及び出力ギヤ20の歯厚
(3)ギヤブラケット7における連結ケーシング6との嵌合部7a(ここでは円形凸部)と、2つのボールベアリング16の軸受孔19との夫々の中心距離
(4)連結ケーシング6におけるギヤブラケット7との嵌合部6a(ここでは円形凹部)と、ボールベアリング10の軸受孔27との中心距離及び軸受孔27の開口径
(5)嵌合部6aと嵌合部7aとの隙間
(6)ギヤケーシング8においてニードルベアリング21を収容する軸受孔28と、中間軸4前端のニードルベアリング17の軸受孔29との夫々の中心距離
(7)軸受孔19,29の開口径
これらの各項目において寸法評価を行い、一段目(入力ピニオン12と2つの入力ギヤ14,14)の噛み合いが夫々バックラッシ1分以下、二段目(2つの出力ピニオン15,15と出力ギヤ20)の噛み合いが夫々バックラッシ2分以下となるようにギヤやケーシング等を選択することで、中間軸4相互間でのバックラッシを前後で夫々一致させるようにしている。これにより、全体のバックラッシを3分以下に抑えることができる。
St=2・Sr・tanα
で算出される。ここで、入力ギヤ14の夫々の歯厚誤差(基準値からの誤差値)をEa、Ebとすると、組み立て時のバックラッシEsは、
Es=Ea+Eb+St
となる。
同様に、二段目においても、出力ギヤ20と出力ピニオン15,15との円周方向バックラッシSt′を求め、出力ピニオン15の夫々の歯厚誤差(基準値からの誤差値)をEa′、Eb′とすると、組み立て時のバックラッシEs′は、
Es′=Ea′+Eb′+St′
となる。
よって、2つの中間軸4において、夫々のEsが同じ値となるように、且つ夫々のEs′が同じ値となるようにギヤとケーシングとが選択されることになる。
また、入力軸3に、入力ピニオン12よりも前方へ突出して出力軸5の後部に挿入する小径部13を形成して、その小径部13を出力軸5の後部内で軸支させると共に、入力軸3における入力ピニオン12の前端面と出力軸5の後端面との間に、小径部13が貫通するスラスト軸受26を介在させて、入力軸3のボールベアリング10が入力軸3の後方側への荷重を、出力軸5のニードルベアリング21が出力軸5の前方側への荷重を夫々受けるようにしたことで、入力軸3と出力軸5との間にケーシングの壁を設けて軸支させる必要がなくなり、構造が合理化してコスト低減に寄与できる。また、ケーシングによる軸支部分を省略できるため、バックラッシの調整に影響を与えることもない。
また、上記形態では、各ピニオンやギヤに平歯車を用いているが、ハスバ歯車等の他の種類に代えてもよいし、異なる組み合わせを前後に分けて併用してもよい。なお、ハスバ歯車を使用した場合の円周方向バックラッシStは、正面圧力角αtと捻れ角βとを用いて、
αt=tan−1(tanα/cosβ)
の式で算出した後、
St=2・Sr・tanαtの式で求めればよい。
Claims (5)
- ケーシング内に、前方に入力ピニオンを備えた入力軸と、前記入力ピニオンに噛み合う入力ギヤを有してその前方に出力ピニオンを備え、前記入力軸と平行な複数の中間軸と、その中間軸の各出力ピニオンに噛み合う出力ギヤを備えて前記入力軸と同軸上に位置する出力軸とを軸支してなる減速機であって、
前記入力ピニオンと各中間軸の入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシと、前記各中間軸の出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシとを、夫々前記中間軸相互間で略一致させたことを特徴とする減速機。 - 入力ピニオンと入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々1分以下、出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々2分以下で略一致させたことを特徴とする請求項1に記載の減速機。
- 入力軸に、入力ピニオンよりも前方へ突出して出力軸の後部に挿入する小径部を形成して、その小径部を前記後部内で軸支させると共に、前記入力軸における前記入力ピニオンの前端面と出力軸の後端面との間に、前記小径部が貫通するスラスト軸受を介在させて、
前記入力軸の軸受が前記入力軸及び出力軸の後方側への荷重を、前記出力軸の軸受が前記入力軸及び出力軸の前方側への荷重を夫々受けるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の減速機。 - ケーシング内に、前方に入力ピニオンを備えた入力軸と、前記入力ピニオンに噛み合う入力ギヤを有してその前方に出力ピニオンを備え、前記入力軸と平行な複数の中間軸と、その中間軸の各出力ピニオンに噛み合う出力ギヤを備えて前記入力軸と同軸上に位置する出力軸とを軸支してなる減速機において、バックラッシを調整する方法であって、
前記各ピニオン及びギヤの歯厚と、前記ケーシングにおける前記入力軸の軸受孔と中間軸の後端側の軸受孔との夫々の中心距離と、前記ケーシングにおける前記出力軸の軸受孔と中間軸の前端側の軸受孔との夫々の中心距離と、前記中間軸の前後の軸受孔の開口径とにおいて夫々寸法評価を行い、当該寸法評価を経て選択した部品を用いることで、前記入力ピニオンと各中間軸の入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシと、前記各中間軸の出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシとを、夫々前記中間軸相互間で略一致させることを特徴とする減速機におけるバックラッシ調整方法。 - 入力ピニオンと入力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々1分以下、出力ピニオンと出力ギヤとの噛み合い部のバックラッシを夫々2分以下で略一致させることを特徴とする請求項4に記載の減速機におけるバックラッシ調整方法。
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