JP2012041964A - 歯車間の荷重分散した減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、入出力軸を同一線上に配置でき、歯車間の負荷を分散し大きなトルクを伝達できる、歯車の噛み合わせ構造が単純でかつ、速比に対して装置を小さく設計できる歯車機構を利用した減速装置を実現する。
【解決手段】入力軸（１）と同じ回転軸で回転する１個の歯車（２）と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車（３）と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車（４）と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車（５）を特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、入出力軸を同一線上に配置でき、歯車間の負荷を分散し大きなトルクを伝達でき、歯車の噛み合わせ構造が単純でかつ、速比に対して装置を小さく設計できる歯車機構を利用した減速装置に関する。

歯車を用いて動力を伝達するためには、複数の歯車を噛み合わせることにより伝達することができる。

歯車を噛み合わせる機構として、１段歯車機構、2段歯車機構、3段歯車機構、4段歯車機構と称される歯車の回転軸を平行に組合せる機構があり、構造上、単純であり、ギヤ比の計算も簡単である。

しかし、出力軸から入力軸までトルクの伝達経路は一筋となり、出力トルクを一筋のトルクの伝達経路で伝達する必要がある。

したがって、回転軸を平行に組合わる機構の場合、一対の歯車間でトルクを伝達する必要があるため、歯車の一つ歯がトルクを伝達して行くため、歯車間に生じるトルクに耐える歯の大きさと強度が必要である。

また、回転軸を平行に組合わる機構の場合、入力軸と出力軸を同一線上する際、回転軸を固定する箇所が平行する必要があるため減速機の入力軸に対し平行方向に大きくなる。

遊星歯車機構においては、入力軸と出力軸を同一軸上に配置でき、2個以上の遊星歯車にて歯車間の負荷を分担するので減速装置をコンパクトに設計できる。

しかし、構造上、機構が複雑でありと共に内歯車の干渉問題やギヤ比の計算が難しい。

本発明は、入出力軸を同一線上に配置でき、歯車間の負荷を分散し大きなトルクを伝達できる、歯車の噛み合わせ構造が単純でかつ、速比に対して装置を小さく設計できる歯車機構を利用した減速装置を実現することを課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車を特徴とする減速装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、出力軸の回転軸が、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている全ての歯車と噛合う１個の歯車の回転軸と同じ回転軸上であることを特徴とする請求項１記載の減速装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車の歯数は、全て同じ歯数であることを特徴とする請求項１記載の減速装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車の歯数は、全て同じ歯数であることを特徴とする請求項１記載の減速装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車の回転軸は、自転できるよう減速装置フレームに支持されておりかつ、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車の回転軸の支持部は、入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車に対して公転することを阻止するため、減速装置フレームに固定されていることを特徴とする請求項１記載の減速装置を提供する。

本発明の減速装置は、入出力軸を同一線上に配置でき、歯車間の負荷を分散し大きなトルクを伝達できる、歯車の噛み合わせ構造が単純でかつ、速比に対して装置を小さく設計できる歯車機構を利用した減速装置が実現できる。

本発明の実施例を説明する概念図

以下、本発明の実施の形態について、図１を参照しながら説明する。

本発明の減速装置は、入力軸（１）と歯車Z１（２）と歯車Z２（３）歯車Z３（４）歯車Z４（５）出力軸（６）で構成される歯車機構と減速装置フレームからなる。

歯車Z１（２）と入力軸（１）の回転中心は、同心で固定され、歯車Z１（２）は、入力軸１（１）と同速で回転する。

歯車Z４（５）と出力軸（６）は、同心で固定され、出力軸（６）は、歯車Z４（５）と同速で回転する。

歯車Z２（３）と歯車Z３（４）は、同心で固定され、歯車Z３（４）は、歯車Z２（３）と同速で回転する。

歯車Z２（３）は歯車Z１（２）と噛み合い、歯車Z３（４）は歯車Z４（５）と噛み合う。

歯車Z２（３）と歯車Z３（４）の回転軸は、減速装置フレーム（７）自転できる形態で支持されかつ、歯車Z１（２）と歯車Z４（５）によって公転しないように固定されている。

歯車Z２（３）と歯車Z3（４）の構造は、歯車Z１（２）と歯車Z4（５）の基準円直径上に２個以上で構成されているため、歯車間の一対の歯車で噛み合う場合と比較した場合、歯車間にかかる負荷は分散されるため大きなトルクを伝達できる

このことから、歯車Z１（２）と歯車Z２（３）の軸間距離と歯車Z３（４）と歯車Z４の軸間距離は等しい歯車機構となる。

（数１）
N１：歯車Z１（２）の回転数
N２：歯車Z２（３）の回転数
N３：歯車Z３（４）の回転数
N４：歯車Z４（５）の回転数
速比 ＝ （N１÷N２）×（N３÷N４）

本発明の減速装置の歯車機構は全て自転する外歯車で構成されている。このため、速比の算出は数式１の２段歯車機構の単純な数式が利用できる。

以上の説明のとおり、本発明により入出力軸を同一線上に配置でき、歯車間の負荷を分散し大きなトルクを伝達できる、歯車の噛み合わせ構造が単純でかつ、速比に対して装置を小さく設計できる歯車機構を利用した減速装置を実現することができる。

１ 入力軸
２ 歯車Z１
３ 歯車Z２
４ 歯車Z３
５ 歯車Z４
６ 出力軸
７ 減速装置フレーム

Claims (5)

1. 入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車を特徴とする減速装置。
2. 出力軸の回転軸が、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている全ての歯車と噛合う１個の歯車の回転軸と同じ回転軸上であることを特徴とする請求項１記載の減速装置。
3. 入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車の歯数は、全て同じ歯数であることを特徴とする請求項１記載の減速装置。
4. 入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車の歯数は、全て同じ歯数であることを特徴とする請求項１記載の減速装置。
5. 入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車の回転軸は、自転できるよう減速装置フレームに支持されておりかつ、入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車の回転軸の支持部は、入力軸と同じ回転軸で回転する１個の歯車と入力軸と同じ回転軸上で回転する１個の歯車と噛合う２個以上の歯車と結合されている歯車全てと噛合う１個の歯車に対して公転することを阻止するため、減速装置フレームに固定されていることを特徴とする請求項１記載の減速装置。