JP2012092929A - 減速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロストモーションが少ない減速機を安価に提供する。
【解決手段】クランク軸3を入力軸としキャリヤ4を出力軸として作動させる偏心遥動型減速機1において、2枚の内歯車21、91と2枚の外歯歯車5、6を用い2組の回転力伝達系を構成し各々正転専用と逆転専用とし力伝達歯面を常に接触させることで、内歯車21、91と外歯歯車5、6の噛合部のロストモーションを除去する。
キャリヤ4と外歯歯車5を固定板71に対しX軸方向に可動で回転方向には拘束された第1可動板72と、第1可動板72に対してY軸方向に可動で回転方向には拘束された第2可動板73を連結した構造のカップリング7で連結する。固定板71をキャリヤ4に固定し、第2可動板73を外歯歯車5に固定することにより、外歯歯車5の公転運動を吸収し、自転運動のみをロストモーション無しにキャリヤ4に伝達する。
【選択図】図1
【解決手段】クランク軸3を入力軸としキャリヤ4を出力軸として作動させる偏心遥動型減速機1において、2枚の内歯車21、91と2枚の外歯歯車5、6を用い2組の回転力伝達系を構成し各々正転専用と逆転専用とし力伝達歯面を常に接触させることで、内歯車21、91と外歯歯車5、6の噛合部のロストモーションを除去する。
キャリヤ4と外歯歯車5を固定板71に対しX軸方向に可動で回転方向には拘束された第1可動板72と、第1可動板72に対してY軸方向に可動で回転方向には拘束された第2可動板73を連結した構造のカップリング7で連結する。固定板71をキャリヤ4に固定し、第2可動板73を外歯歯車5に固定することにより、外歯歯車5の公転運動を吸収し、自転運動のみをロストモーション無しにキャリヤ4に伝達する。
【選択図】図1
Description
本発明は、遊星減速機に関するものであり、詳しくは偏心回転し内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を備えた偏心遥動型減速機に関するものである。
偏心遥動型減速機の外歯歯車の自転を出力として出力軸に伝達するために、出力軸に固定されたピンと外歯歯車に設けられピンに内接して公転する穴を複数備え、ピンと穴の接触部を介して自転トルクを伝達する機構が用いられている。この機構ではピンと穴の寸法誤差や位置誤差を許容するためガタが必要であり、必然的にバックラッシが発生する。また、内歯歯車と外歯歯車の噛合部でもバックラッシが存在する。このバックラッシ量を低減するために、ピンと穴の間に樽形円筒の内ローラを配置してピンと穴の間のバックラッシを低減した従来技術1(例えば、特許文献1参照)や、内歯歯車と2個の外歯歯車の噛合部で外歯歯車の一方を円周方向に変位させて噛合部のロストモーションを除去した従来技術2(例えば、特許文献2参照)がある。
特許文献1の技術は構成部品の加工誤差の影響をある程度は緩和できるが、本質的には所定の誤差以内で構成部品を製作する必要があることは変わらず、構成部品の加工誤差によるバックラッシの発生を完全に除去することは困難である。さらに、ピンと内ローラ間の力の伝達が内ローラの両端部のみでなされるため、局部的な摩耗の進行が早く寿命が短くなる恐れがある。特許文献2の技術単独ではピンと穴の間のバックラッシを除去できないので減速機全体としてのロストモーションを完全には除去できない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ロストモーションを除去し、構成部品の精度を大幅に緩和することで低コストの減速機を提供することを目的とする。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ロストモーションを除去し、構成部品の精度を大幅に緩和することで低コストの減速機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の特徴は、内歯歯車と、前記内歯歯車と噛合する第1外歯歯車と、前記内歯歯車と噛合する第2外歯歯車と、前記第1、第2外歯歯車を前記内歯歯車中心軸線に対し所定偏心量で公転可能に支持するクランク軸と、前記第1、第2外歯歯車の自転運動と連係するキャリヤを備え、前記クランク軸を入力軸とし、前記内歯歯車と前記キャリヤのいずれかを出力軸として作動させる偏心遥動型減速機において、
前記キャリヤと前記第1、第2外歯歯車を夫々連結する第1、第2カップリングを備え、
前記第1、第2カップリングが、
第1の方向の正方向と第1の方向の負方向の少なくも1方向の力による変形である第1変形をする時の変形抵抗が前記第1の方向と直交する第2の方向の力による変形である第2変形をする時の変形抵抗より大きな複数の第1部材を、前記第2の方向に間隔をおいて配置することにより固定部材と第1可動部材を可動に連結し、
第3の方向の正方向と第3の方向の負方向の少なくも1方向の力に対する変形抵抗が前記第3の方向と直交する第4の方向の力に対する変形抵抗より大きな複数の第2部材を、前記第4の方向に間隔をおいて配置することにより前記第1可動部材と第2可動部材を可動に連結し、
前記第1の方向と前記第2の方向と前記第3の方向と前記第4の方向が前記クランク軸線に直交し、前記第1の方向と前記第3の方向が所定の角度で交差する構造であり、
前記内歯歯車の歯のピッチ円方向の一方の歯面を第1歯面とし前記ピッチ円方向の逆方向の歯面を第2歯面とすると、前記第1外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の一方の歯面のみが接触し、前記第2外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の他方の歯面のみが接触するように配置することである。
前記キャリヤと前記第1、第2外歯歯車を夫々連結する第1、第2カップリングを備え、
前記第1、第2カップリングが、
第1の方向の正方向と第1の方向の負方向の少なくも1方向の力による変形である第1変形をする時の変形抵抗が前記第1の方向と直交する第2の方向の力による変形である第2変形をする時の変形抵抗より大きな複数の第1部材を、前記第2の方向に間隔をおいて配置することにより固定部材と第1可動部材を可動に連結し、
第3の方向の正方向と第3の方向の負方向の少なくも1方向の力に対する変形抵抗が前記第3の方向と直交する第4の方向の力に対する変形抵抗より大きな複数の第2部材を、前記第4の方向に間隔をおいて配置することにより前記第1可動部材と第2可動部材を可動に連結し、
前記第1の方向と前記第2の方向と前記第3の方向と前記第4の方向が前記クランク軸線に直交し、前記第1の方向と前記第3の方向が所定の角度で交差する構造であり、
前記内歯歯車の歯のピッチ円方向の一方の歯面を第1歯面とし前記ピッチ円方向の逆方向の歯面を第2歯面とすると、前記第1外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の一方の歯面のみが接触し、前記第2外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の他方の歯面のみが接触するように配置することである。
請求項2に係る発明の特徴は、請求項1に係る発明において、前記内歯歯車を軸方向に分割し前記第1、第2外歯歯車と夫々噛合する第1、第2内歯歯車とし、前記第1、第2内歯歯車の少なくも一方に前記第1、第2内歯歯車の円周方向の相対角度を調整する角度設定手段を備えることである。
請求項3に係る発明の特徴は、請求項1または請求項2に係る発明において、前記所定の角度が概略90度であることである。
請求項4に係る発明の特徴は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に係る発明において、前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方の前記第1変形が弾性変形であることである。
請求項5に係る発明の特徴は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に係る発明において、前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方が複数の部品で構成され、前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方の前記第2変形が前記部品の相対運動による変形であることである。
請求項1に係る発明によれば、正転時は内歯歯車の第1歯面が第1外歯歯車に回転力を伝達し、逆転時は内歯歯車の第2歯面が第2外歯歯車に回転力を伝達する。第1歯面と第1外歯歯車、第2歯面と第2外歯歯車は常に接触しているので、回転の反転時に回転力を伝達する外歯歯車は瞬時に切り換わる。つまり、内歯歯車と外歯歯車の噛合部でバックラッシに起因するロスとモーションは発生しない。
さらに、外歯歯車の公転運動をカップリングの第1可動部材の第2の方向の並進運動と第2可動部材の第4の方向の並進運動の組合せで吸収し、外歯歯車の自転運動のみを複数の第1部材に作用する偶力と複数の第2部材に作用する偶力によりキャリヤに伝達できる。外歯歯車の公転運動精度が自転運動の精度に影響を及ぼさないので、従来必要であった公転運動誤差を吸収するための寸法余裕が不要となり、この寸法余裕によるガタやロストモーションを防止できる。また、外歯歯車の自転運動を精度の低い構成部品を用いてもスムースにキャリヤに伝達できる。
結果として、内歯歯車と外歯歯車の噛合部と、外歯歯車とキャリヤの連結部のどちらにもガタやロストモーションが無い減速機を低価格に実現できる。
さらに、外歯歯車の公転運動をカップリングの第1可動部材の第2の方向の並進運動と第2可動部材の第4の方向の並進運動の組合せで吸収し、外歯歯車の自転運動のみを複数の第1部材に作用する偶力と複数の第2部材に作用する偶力によりキャリヤに伝達できる。外歯歯車の公転運動精度が自転運動の精度に影響を及ぼさないので、従来必要であった公転運動誤差を吸収するための寸法余裕が不要となり、この寸法余裕によるガタやロストモーションを防止できる。また、外歯歯車の自転運動を精度の低い構成部品を用いてもスムースにキャリヤに伝達できる。
結果として、内歯歯車と外歯歯車の噛合部と、外歯歯車とキャリヤの連結部のどちらにもガタやロストモーションが無い減速機を低価格に実現できる。
請求項2に係る発明によれば、内歯歯車を2分割し第1、第2内歯歯車の円周方向の相対角度を調整する角度設定手段を備えるので、第1、第2内歯歯車の円周方向の相対角度を容易に調整できる。このため、第1外歯歯車と第2外歯歯車の内の一方の外歯歯車と内歯歯車の第1歯面のみが接触し、他方の外歯歯車とは内歯歯車の第2歯面のみが接触するようにして、内歯歯車と外歯歯車の噛合部でロストモーションが発生しない減速機を確実に組立できる。
請求項3に係る発明によれば、外歯歯車の公転運動をカップリングの第1可動部材の第2の方向の並進運動と第2可動部材の第2の方向と直交する第4の方向の並進運動の組合せで吸収する。直交する組合せなので、第2の方向の並進運動と第4の方向の並進運動のストロークを同等かつ最小とできる。ストロークが最小なので第1部材と第2部材を小型化できる。
請求項4に係る発明によれば、第1部材と第2部材を弾性変形により変形させるのでロストモーションやガタのない力伝達が可能で、外歯歯車の自転運動をロストモーションなしでキャリヤに伝達できる。
請求項5に係る発明によれば、第1部材と第2部材をその構成部品の相対運動により変形させるので変形抵抗の少ない方向への変形量の制限がない。このため、外歯歯車の公転運動半径が大きな大型の減速機にも本発明を適用できる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図3に示す内歯歯車を軸方向に2分割し、外歯歯車を2枚備えた事例に基づき説明する。
図1に示すように、本減速機1はハウジング2の中心部に、ハウジング2で保持された軸受15と、軸受13を介してハウジング2により回転自在に支持された側板43で保持された軸受14を介して回転自在に支持されたクランク軸3を備えている。クランク軸3は2箇所の円筒状の偏心カム部31と偏心カム部32を備えている。偏心カム部31の外周に軸受11を介して回転自在に支持される第1外歯歯車5と、偏心カム部32の外周に軸受12を介して回転自在に支持される第2外歯歯車6とを備えている。第1外歯歯車5は軸受10を介してクランク軸3により回転自在に支持された側板41とカップリング7により連結されている。第2外歯歯車6は側板43とカップリング8により連結されている。キャリヤ4は側板41と側板43を2本の連結部材42の両端にボルトで締結することで構成されている。第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた第1内歯車21と1箇所で噛合するような歯車のピッチ円径を備えている。第2外歯歯車6は内歯歯車9の内周面に設けられた第2内歯車91と1箇所で噛合するような歯車のピッチ円径を備えている。第1外歯歯車5の噛合点と第2外歯歯車6の噛合点はハウジング2の円周方向で180度の角度差の位置に配置されている。クランク軸3の回転に伴い第1外歯歯車5は内歯車21と噛合しながら、第2外歯歯車6は内歯車91と噛合しながら偏心カム31、32の偏心量e(図2参照)を半径とする公転運動をする。
図1に示すように、本減速機1はハウジング2の中心部に、ハウジング2で保持された軸受15と、軸受13を介してハウジング2により回転自在に支持された側板43で保持された軸受14を介して回転自在に支持されたクランク軸3を備えている。クランク軸3は2箇所の円筒状の偏心カム部31と偏心カム部32を備えている。偏心カム部31の外周に軸受11を介して回転自在に支持される第1外歯歯車5と、偏心カム部32の外周に軸受12を介して回転自在に支持される第2外歯歯車6とを備えている。第1外歯歯車5は軸受10を介してクランク軸3により回転自在に支持された側板41とカップリング7により連結されている。第2外歯歯車6は側板43とカップリング8により連結されている。キャリヤ4は側板41と側板43を2本の連結部材42の両端にボルトで締結することで構成されている。第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた第1内歯車21と1箇所で噛合するような歯車のピッチ円径を備えている。第2外歯歯車6は内歯歯車9の内周面に設けられた第2内歯車91と1箇所で噛合するような歯車のピッチ円径を備えている。第1外歯歯車5の噛合点と第2外歯歯車6の噛合点はハウジング2の円周方向で180度の角度差の位置に配置されている。クランク軸3の回転に伴い第1外歯歯車5は内歯車21と噛合しながら、第2外歯歯車6は内歯車91と噛合しながら偏心カム31、32の偏心量e(図2参照)を半径とする公転運動をする。
図2に示すように、内歯歯車9は外周の一部を切欠いて形成された傾斜面92を備えており、ハウジング2に取り付けられた押しねじ20の先端部と接している。内歯歯車9はハウジング2に外周をガイドされ、回転方向に押しねじ20で調整可能で、調整後締め付けボルト92でハウジング2に固定される。調整・組立は以下のように行われる。
押しねじ20をねじ込むことで内歯歯車9はハウジング2に対して左回転し、図4に示すように内歯車91の第2歯面と第2外歯歯車6が接触し、第1歯面と第2外歯歯車6の間にはバックラッシBkを持つ。さらに押しねじ20をねじ込むことで、第2外歯歯車6が左回転し、カップリング8とキャリヤ4とカップリング7を介して連結された第1外歯歯車5も左回転する。図5に示すように内歯車21の第1歯面と第1外歯歯車5が接触するまで押しねじ20をねじ込み後ボルト92で内歯歯車9をハウジング2に固定する。
押しねじ20をねじ込むことで内歯歯車9はハウジング2に対して左回転し、図4に示すように内歯車91の第2歯面と第2外歯歯車6が接触し、第1歯面と第2外歯歯車6の間にはバックラッシBkを持つ。さらに押しねじ20をねじ込むことで、第2外歯歯車6が左回転し、カップリング8とキャリヤ4とカップリング7を介して連結された第1外歯歯車5も左回転する。図5に示すように内歯車21の第1歯面と第1外歯歯車5が接触するまで押しねじ20をねじ込み後ボルト92で内歯歯車9をハウジング2に固定する。
図3にカップリング7の詳細を示す。
固定板71の両端部に薄肉のヒンジ部75を介して2個のリンク74の一端を連結し、リンク74の他端を薄肉のヒンジ部76を介して第1可動板72に連結することで第1の平行リンクを構成する。この第1の平行リンクはX軸方向の変形抵抗が小さく、X軸方向と直交するY軸方向の変形抵抗が大きな特性を備える。第1可動板72と第2可動板73を2個のリンク74で連結し第1の平行リンクと直交する第2の平行リンクを構成する。この第2の平行リンクはX軸方向の変形抵抗が大きく、Y軸方向の変形抵抗が小さな特性を備える。
カップリング8も固定板81、第1可動板82、第2可動板83とリンク84等により同様の平行ばね機構を構成する。
固定板71の両端部に薄肉のヒンジ部75を介して2個のリンク74の一端を連結し、リンク74の他端を薄肉のヒンジ部76を介して第1可動板72に連結することで第1の平行リンクを構成する。この第1の平行リンクはX軸方向の変形抵抗が小さく、X軸方向と直交するY軸方向の変形抵抗が大きな特性を備える。第1可動板72と第2可動板73を2個のリンク74で連結し第1の平行リンクと直交する第2の平行リンクを構成する。この第2の平行リンクはX軸方向の変形抵抗が大きく、Y軸方向の変形抵抗が小さな特性を備える。
カップリング8も固定板81、第1可動板82、第2可動板83とリンク84等により同様の平行ばね機構を構成する。
本減速機1では、カップリング7の固定板71を側板41に固定し、第2可動板73を第1外歯歯車5に固定する、このとき第2可動板73の中心が第1外歯歯車5の自転中心と一致するようにする。同様に、カップリング8の固定板81を側板43に固定し、第2可動板83を第2外歯歯車6に固定する。
以下、この減速機1の詳細な作動について図1〜図5、に基づき説明する。
図1に示すように、クランク軸3が回転すると第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら公転する。このとき、第1外歯歯車5の歯数をZ1、内歯車21の歯数をZ2とすると、第1外歯歯車5はクランク軸3の1回転当りZ2−Z1の歯数だけ相対回転をする。つまり、第1外歯歯車5はハウジング2に対して偏心eを半径とする1回転の公転運動と、(Z2−Z1)/Z2回転の自転運動をする。カップリング7の第2可動板73は第1外歯歯車5に固定されているので、第1外歯歯車5と同一の回転をする。同様に第2外歯歯車6は内歯車91に対して偏心eを半径とする1回転の公転運動と、(Z2−Z1)/Z2回転の自転運動をする。
図1に示すように、クランク軸3が回転すると第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら公転する。このとき、第1外歯歯車5の歯数をZ1、内歯車21の歯数をZ2とすると、第1外歯歯車5はクランク軸3の1回転当りZ2−Z1の歯数だけ相対回転をする。つまり、第1外歯歯車5はハウジング2に対して偏心eを半径とする1回転の公転運動と、(Z2−Z1)/Z2回転の自転運動をする。カップリング7の第2可動板73は第1外歯歯車5に固定されているので、第1外歯歯車5と同一の回転をする。同様に第2外歯歯車6は内歯車91に対して偏心eを半径とする1回転の公転運動と、(Z2−Z1)/Z2回転の自転運動をする。
内歯車21、91と外歯歯車5、6の噛合部の作動を以下に説明する。
図2において、クランク軸3が右回転すると、第2外歯歯車6は内歯歯車9の内周面に設けられた内歯車91と噛合しながら右回転で公転すると共に左回転の自転をする、このとき図4に示すように、第2外歯歯車6は内歯車91の第2歯面と接触して第2歯面から力を受けることで左回転する。同時にカップリング8とキャリヤ4とカップリング7を介して第2外歯歯車6と連結された第1外歯歯車も、図5に示すように、ハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら左回転の自転をする。このとき、第1外歯歯車5は内歯車21の第1歯面とわずかな接触力で接触しながら回転し、左回転に対して軽い制動力を与える。つまり、クランク軸3が右回転すると第2外歯歯車6が内歯車91の第2歯面から受ける力による回転力から第1外歯歯車5に働く軽い制動力を差引いた左回転の回転力をキャリヤに伝える。
クランク軸3が逆転し左回転すると、瞬時に上記の関係が逆転し、第1外歯歯車5が内歯車21の第1歯面から受ける力による回転力から第2外歯歯車6に働く軽い制動力を差引いた右回転の回転力をキャリヤに伝える。
このため、内歯車21、91と外歯歯車5、6の噛合部においてガタやロストモーションが発生しない。
図2において、クランク軸3が右回転すると、第2外歯歯車6は内歯歯車9の内周面に設けられた内歯車91と噛合しながら右回転で公転すると共に左回転の自転をする、このとき図4に示すように、第2外歯歯車6は内歯車91の第2歯面と接触して第2歯面から力を受けることで左回転する。同時にカップリング8とキャリヤ4とカップリング7を介して第2外歯歯車6と連結された第1外歯歯車も、図5に示すように、ハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら左回転の自転をする。このとき、第1外歯歯車5は内歯車21の第1歯面とわずかな接触力で接触しながら回転し、左回転に対して軽い制動力を与える。つまり、クランク軸3が右回転すると第2外歯歯車6が内歯車91の第2歯面から受ける力による回転力から第1外歯歯車5に働く軽い制動力を差引いた左回転の回転力をキャリヤに伝える。
クランク軸3が逆転し左回転すると、瞬時に上記の関係が逆転し、第1外歯歯車5が内歯車21の第1歯面から受ける力による回転力から第2外歯歯車6に働く軽い制動力を差引いた右回転の回転力をキャリヤに伝える。
このため、内歯車21、91と外歯歯車5、6の噛合部においてガタやロストモーションが発生しない。
外歯歯車5、6とキャリヤ4を連結するカップリング7、8の作用を以下に説明する。
図3に示すように、クランク軸3の回転のスタート位置を第1外歯歯車5が内歯車21とX軸に対してθの角度を持つC点で噛合する位置とすると、第1外歯歯車5と第2可動板73は公転運動をするためクランク軸3の回転軸心に対しC点側に公転半径eだけ偏心している。このため、第1の平行リンクは変形し、図2のX軸方向へほぼe・cosθだけ第1可動板72が固定板71に対して変位している。また、第2の平行リンクは変形し、図2のY軸方向へほぼe・sinθだけ第2可動板73が第1可動板72に対して変位している。ここで、クランク軸3が左回転すると、第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら左回転で公転すると共に右回転の自転をする。
図3に示すように、クランク軸3の回転のスタート位置を第1外歯歯車5が内歯車21とX軸に対してθの角度を持つC点で噛合する位置とすると、第1外歯歯車5と第2可動板73は公転運動をするためクランク軸3の回転軸心に対しC点側に公転半径eだけ偏心している。このため、第1の平行リンクは変形し、図2のX軸方向へほぼe・cosθだけ第1可動板72が固定板71に対して変位している。また、第2の平行リンクは変形し、図2のY軸方向へほぼe・sinθだけ第2可動板73が第1可動板72に対して変位している。ここで、クランク軸3が左回転すると、第1外歯歯車5はハウジング2の内周面に設けられた内歯車21と噛合しながら左回転で公転すると共に右回転の自転をする。
公転による第2可動板73のX軸方向の並進運動は固定板71と第1可動板72を連結する第1の平行リンクで吸収され、Y軸方向の並進運動は第1可動板72と第2可動板73を連結する第2の平行リンクで吸収されるため、固定板71に作用する公転に起因する力は小さい。
一方、第2可動板73の自転による右回転の回転力は第2の平行リンクの1対のリンク74に作用する反対方向のX軸方向の力により右回転の回転力として第1可動板72に伝達される。第2の平行リンクのX軸方向は変形抵抗が大きいので伝達力が大きく、結果として、大きな自転の回転力を伝達できる。次に、第1可動板72の回転力は第1の平行リンクの1対のリンク74に作用する反対方向のY軸方向の力により右回転の回転力として固定板71に伝達される。第1の平行リンクのY軸方向は変形抵抗が大きいので伝達力が大きく、結果として、大きな右回転の回転力を固定板71に伝達できる。
クランク軸3が右回転した場合も同様にして、左回転の回転力を固定板71に伝達できる。
一方、第2可動板73の自転による右回転の回転力は第2の平行リンクの1対のリンク74に作用する反対方向のX軸方向の力により右回転の回転力として第1可動板72に伝達される。第2の平行リンクのX軸方向は変形抵抗が大きいので伝達力が大きく、結果として、大きな自転の回転力を伝達できる。次に、第1可動板72の回転力は第1の平行リンクの1対のリンク74に作用する反対方向のY軸方向の力により右回転の回転力として固定板71に伝達される。第1の平行リンクのY軸方向は変形抵抗が大きいので伝達力が大きく、結果として、大きな右回転の回転力を固定板71に伝達できる。
クランク軸3が右回転した場合も同様にして、左回転の回転力を固定板71に伝達できる。
結局、カップリング7は第1外歯歯車5の公転運動に伴う力の伝達能力は小さく、自転運動に伴う回転力の伝達能力は大きい特性を備えている。また、カップリング7は一体成形の弾性変形による平行リンク機構の構成であるため、ガタやロストモーションの無い回転力伝達が可能である。そのため、第1外歯歯車5の自転力をガタやロストモーション無しにキャリヤ4に伝達可能である。カップリング8についても同様であり、第2外歯歯車6の自転力をガタやロストモーション無しにキャリヤ4に伝達可能である。
以上のように、減速機1は第1、第2外歯歯車5、6からキャリヤ4へロストモーション無しに回転力の伝達が可能である。さらに、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。
以上のように、減速機1は第1、第2外歯歯車5、6からキャリヤ4へロストモーション無しに回転力の伝達が可能である。さらに、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。
本事例では、2枚の内歯歯車に回転位相差を与えた例について説明したが、内歯車を1枚とし第1外歯歯車5と第2外歯歯車6のキャリヤに対する回転方向の取付角度に差を与えて内歯車21の第1歯面と第1外歯歯車5が接触し、内歯車21の第2歯面と第2外歯歯車6が接触するようにしてもよい。また、歯形はインボリュート歯型、トロコイド歯型など特に限定する必要は無く、内歯歯車と外歯歯車が噛合回転できればよい。
<本実施形態のカップリングの変形態様>
図6に示すように、固定板100と中間の第1可動板101を、弾性ヒンジ105を備えたリンク103により構成された2組の平行リンクを対向して配置した第1平行リンクにより連結する。第1可動板101と第2可動板102を、第1平行リンクと直交して配置された弾性ヒンジ106を備えたリンク104により構成された2組の平行リンクを対向して配置した、第2平行リンクにより連結する。以上の第1平行リンクと第2平行リンクにより構成されるカップリングを備えた減速機。
このカップリングは、第1平行リンクにより第2可動板102の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行リンクによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板102の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、2組の平行リンクにより回転力を伝達するので、減速機の外形を大型化することなくより大きなトルクを伝達できる。
図6に示すように、固定板100と中間の第1可動板101を、弾性ヒンジ105を備えたリンク103により構成された2組の平行リンクを対向して配置した第1平行リンクにより連結する。第1可動板101と第2可動板102を、第1平行リンクと直交して配置された弾性ヒンジ106を備えたリンク104により構成された2組の平行リンクを対向して配置した、第2平行リンクにより連結する。以上の第1平行リンクと第2平行リンクにより構成されるカップリングを備えた減速機。
このカップリングは、第1平行リンクにより第2可動板102の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行リンクによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板102の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、2組の平行リンクにより回転力を伝達するので、減速機の外形を大型化することなくより大きなトルクを伝達できる。
図7に示すように、2個の固定板200をY軸方向で対向して配置し、固定板200の両端部に板ばね204の一端を押え板203で固定する。板ばね204の他端を押え板203で第1可動板201の固定板200の端部に対向する面に板ばね204に撓みが生じないように固定する。以上により2組の平行ばねをY軸方向に対向して配置した第1平行ばねを構成し、第1平行ばねにより、固定板200と第1可動板201を連結する。第1可動板201の固定板200の両端部に直角な4箇所の内周面に板ばね205の一端を押え板206で固定する。板ばね205の他端を押え板206で第2可動板202の外周面に板ばね205に撓みが生じないように固定する。以上により2組の平行ばねをX軸方向に対向して配置した第2平行ばねを構成し、第2平行ばねにより、第1可動板201と第2可動板202を連結する。以上の第1平行ばねと第2平行ばねにより構成されるカップリングを備えた減速機。
このカップリングは、第1平行ばねにより第2可動板202の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行ばねによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板202の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、板ばねにより構成されるのでばねの板厚方向の変形が容易で、大きな公転運動の吸収が可能となり、内歯歯車の公転半径の大きな減速機に使用可能である。
このカップリングは、第1平行ばねにより第2可動板202の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行ばねによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板202の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、板ばねにより構成されるのでばねの板厚方向の変形が容易で、大きな公転運動の吸収が可能となり、内歯歯車の公転半径の大きな減速機に使用可能である。
図8、図9に示すように、固定板300と中間の第1可動板301を、固定ピン303に軸受305を締り嵌めで挿入したガタの無いジョイント部により回転自在に連結されたリンク304により構成された第1平行リンクにより連結する。第1可動板301と第2可動板302を、ジョイント部を介して回転自在に連結されたリンク306により構成され、第1平行リンクと直交して配置された第2平行リンクにより連結する。以上の第1平行リンクと第2平行リンクにより構成されるカップリングを備えた減速機。
このカップリングは、第1平行リンクにより第2可動板302の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行リンクによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板302の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、ジョイント部が相対回転できる分離された部品により構成されるので、平行リンクの運動範囲を任意に設定でき、適用範囲の広いカップリングを実現できる。
このカップリングは、第1平行リンクにより第2可動板302の公転運動のX軸方向の成分を吸収し、第2平行リンクによりY軸方向の成分を吸収し、第2可動板302の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、ジョイント部が相対回転できる分離された部品により構成されるので、平行リンクの運動範囲を任意に設定でき、適用範囲の広いカップリングを実現できる。
図10、図11に示すように、固定板400に2個のガイドバー403をY軸と平行に固定する。第1可動板401に直動軸受404を固定して締り嵌めでガイドバー403に挿入し、第1可動板401を固定板400に対してX軸方向にガタが無くY軸方向に摺動自在に支持する第1ガイドを構成する。第1可動板401に2個のガイドバー405をX軸と平行に固定する。第2可動板402に直動軸受406を固定して締り嵌めでガイドバー405に挿入し、第2可動板402を第1可動板401に対してY軸方向にガタが無くX軸方向に摺動自在に支持する第2ガイドを構成する。以上の第1ガイドと第2ガイドにより構成されるカップリングを備えた減速機。ここではガイドバーが2個の例を説明したが、ガイドバーの数は1個以上あればよい。
このカップリングは、第1ガイドにより第2可動板402の公転運動のY軸方向の成分を吸収し、第2ガイドによりX軸方向の成分を吸収し、第2可動板402の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、ジョイント部が相対摺動できる分離された部品により構成されるので、ガイドの運動範囲を任意に設定でき、適用範囲の広いカップリングを実現できる。
このカップリングは、第1ガイドにより第2可動板402の公転運動のY軸方向の成分を吸収し、第2ガイドによりX軸方向の成分を吸収し、第2可動板402の自転力のみを伝達する。
外歯歯車の自転力をガタやバックラッシ無しにキャリヤに伝達可能で、カップリングのX−Y平面における構成部品の加工誤差を吸収する能力が大きいため、構成部品を高精度に加工する必要がなく減速機を安価に製作できる。さらに、ジョイント部が相対摺動できる分離された部品により構成されるので、ガイドの運動範囲を任意に設定でき、適用範囲の広いカップリングを実現できる。
1:減速機 2:ハウジング 3:クランク軸 4:キャリヤ 5:第1外歯歯車 6:第2外歯歯車 7、8:カップリング 9:内歯歯車 21、91:内歯車 41、43:側板 42:連結部材 71、81:固定板 72、82:第1可動板 73、83:第2可動板
Claims (5)
- 内歯歯車と、前記内歯歯車と噛合する第1外歯歯車と、前記内歯歯車と噛合する第2外歯歯車と、前記第1、第2外歯歯車を前記内歯歯車中心軸線に対し所定偏心量で公転可能に支持するクランク軸と、前記第1、第2外歯歯車の自転運動と連係するキャリヤを備え、前記クランク軸を入力軸とし、前記内歯歯車と前記キャリヤのいずれかを出力軸として作動させる偏心遥動型減速機において、
前記キャリヤと前記第1、第2外歯歯車を夫々連結する第1、第2カップリングを備え、
前記第1、第2カップリングが、
第1の方向の正方向と第1の方向の負方向の少なくも1方向の力による変形である第1変形をする時の変形抵抗が前記第1の方向と直交する第2の方向の力による変形である第2変形をする時の変形抵抗より大きな複数の第1部材を、前記第2の方向に間隔をおいて配置することにより固定部材と第1可動部材を可動に連結し、
第3の方向の正方向と第3の方向の負方向の少なくも1方向の力に対する変形抵抗が前記第3の方向と直交する第4の方向の力に対する変形抵抗より大きな複数の第2部材を、前記第4の方向に間隔をおいて配置することにより前記第1可動部材と第2可動部材を可動に連結し、
前記第1の方向と前記第2の方向と前記第3の方向と前記第4の方向が前記クランク軸線に直交し、前記第1の方向と前記第3の方向が所定の角度で交差する構造であり、
前記内歯歯車の歯のピッチ円方向の一方の歯面を第1歯面とし前記ピッチ円方向の逆方向の歯面を第2歯面とすると、前記第1外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の一方の歯面のみが接触し、前記第2外歯歯車と前記内歯歯車の噛合部においては前記第1、第2歯面の他方の歯面のみが接触するように配置する、
減速機。 - 前記内歯歯車を軸方向に分割し前記第1、第2外歯歯車と夫々噛合する第1、第2内歯歯車とし、前記第1、第2内歯歯車の少なくも一方に前記第1、第2内歯歯車の円周方向の相対角度を調整する角度設定手段を備える請求項1に記載の減速機。
- 前記所定の角度が概略90度である請求項1または請求項2に記載の減速機。
- 前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方の前記第1変形が弾性変形である請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の減速機。
- 前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方が複数の部品で構成され、前記第1部材と前記第2部材の少なくも一方の前記第2変形が前記部品の相対運動による変形である請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の減速機。
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JP2010242037A JP2012092929A (ja) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | 減速機 |
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JP2015184095A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 回転軸保持機構およびこれを用いた回転粘度計 |
CN107882926A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 阿尔斯通运输科技公司 | 行星齿轮减速器、配备减速器的转向架及配套铁路车辆 |
-
2010
- 2010-10-28 JP JP2010242037A patent/JP2012092929A/ja active Pending
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