JP2012219908A - 減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】バックラッシュを低減できる減速機の構造を提供する。
【解決手段】外周内歯歯車１０の第１歯１９と内周外歯歯車１１の第２歯１８とがかみ合って、相対的に回転する減速機１であって、第１歯１９と第２歯１８とのうち少なくとも一方の歯は中央内部に弾性構造を有し、歯先に与圧をかけながら組込むことで、歯形形状が弾性変形している状態で、外周内歯歯車１０と内周外歯歯車１１が噛合わされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速機に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載されているように、減速機のバックラッシュをなくす技術として、外周内歯歯車を二段構造にし、双方を相対的にねじることで固定太陽内周歯車と遊星歯車の間、及びピンとピン孔との間のバックラッシュを調整できるようなものがあった。

ほかにも、特許文献２にバックラッシュをなくす減速機が開示されている。これによると、図８に示すように、それぞれの歯車の歯はほかの歯車にかみ合って接する一方の面に沿って可撓部を有している。これにより、歯間のバックラッシュをなくすことが可能となっている。

特開平５−２９６３０１号公報 特開平４−２５４０４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の遊星歯車式減速機のバックラッシュをなくす技術では、歯間のクリアランスへの調整量が一定かつ固定である。固定太陽内周歯車と遊星歯車とのかみ合いや出力伝達用穴の精度等の影響によりクリアランスは遊星歯車の位置によって変動する。このため、厳密な意味ではバックラッシュを無くすことはできないという問題があった。

また、特許文献２に記載の歯車のバックラッシュをなくす技術では、バックラッシュはなくなるが、弾性構造を有するのが歯の片面であり、そのため回転方向切り替え時の出力応答が、切り替える向きによって異なるという問題があった。そこで回転方向によらずバックラッシュを少なくできる減速機が求められていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる減速機は、外周内歯歯車の第１歯と内周外歯歯車の第２歯とがかみ合って、相対的に回転する減速機であって、前記第１歯と前記第２歯とのうち少なくとも一方は中央内部に弾性構造を有し歯形形状が弾性変形することを特徴とする。

本適用例によれば、内周外歯歯車と外周内歯歯車のうち少なくとも一方の歯には中央内部に弾性構造を有している。従って、歯形形状を弾性変形させることが可能となり、これによって、歯間のバックラッシュをなくすことができる。そして、弾性構造が中央内部にある為、回転方向によらず、バックラッシュのない減速機を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の減速機では、前記内周外歯歯車は偏心機構を有し、前記偏心機構は前記第１歯が配列する円周の中心と前記第２歯が配列する円周の中心との距離である偏心量を調整する調整機構を有することが好ましい。

本適用例によれば、前記内周外歯歯車の偏心機構に、偏心量の調整機構を有するため、第１歯と第２歯との当たり具合を調整することができる。従って、製造上の理由による内周外歯歯車と外周内歯歯車調整量の形状のばらつきを吸収することができる。

［適用例３］上記適用例に記載の減速機は、前記内周外歯歯車は出力伝達用穴を有し、前記出力伝達用穴と接触する出力伝達用固定ピンが配置された出力軸をさらに有し、前記調整機構は前記出力伝達用固定ピンと前記出力伝達用穴とのクリアランスを調整することが好ましい。

本適用例によれば、調整機構が出力伝達用固定ピンと出力伝達用穴との間のクリアランスを調整する。従って、減速機のバックラッシュを減らすことができる。

［適用例４］上記適用例に記載の減速機では、総ての前記出力伝達用固定ピンは前記出力伝達用穴と接触することが好ましい。

本適用例によれば、総ての出力伝達用固定ピンがトルク伝達に寄与できる。従って、出力伝達時に出力伝達用固定ピンにかかる負荷を分散させることができる。

（ａ）は、実施形態１にかかる減速機の構造を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は歯形形状を示す要部を拡大した模式図。 （ａ）は、歯車が与圧されてかみ合う状態を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は、歯形形状を示す要部を拡大した模式図。 実施形態２にかかる内周外歯歯車の偏心機構おける偏心量の調整機構を示す模式正面図。 内周外歯歯車の偏心機構おける偏心量の調整機構を示す模式正面図。 調整機構の構成を示す模式断面図。 減速機の構成を示す模式側断面図。 ケーシングされた減速機を示す概略斜視図。 従来例にかかる歯の構造を示す模式図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

（実施形態１）
図１（ａ）は、実施形態１にかかる減速機の構造を示す模式正面図である。図１（ｂ）及び（ｃ）は歯形形状を示す要部を拡大した模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ部を拡大した図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ部を拡大した図である。図２（ａ）は、歯車が与圧されてかみ合う状態を示す模式正面図である。図２（ｂ）及び（ｃ）は、歯形形状を示す要部を拡大した模式図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ部を拡大した図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＤ部を拡大した図である。まず、実施形態１にかかる減速装置としての減速機の概略構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の減速機１は内周外歯歯車１１と外周内歯歯車１０から構成されている。内周外歯歯車１１は外歯歯車本体１１ａを備え、内周外歯歯車１１の第２歯１８は弾性構造１２となっている。外周内歯歯車１０は円弧上の内歯歯車本体１０ａと円弧の中心側へ向く第１歯１９とを供えている。内周外歯歯車１１の第２歯１８の個数は外周内歯歯車１０の第１歯１９の個数より少なくなっている。そして、内周外歯歯車１１の第２歯１８は、外周内歯歯車１０の第１歯１９とかみ合って歯数差だけ入力を減速しながら揺動する。

内周外歯歯車１１の第２歯１８の中央に有する弾性構造１２は、第２歯１８の中央に切り込みや貫通穴等を空け、歯の内部に空洞を有することで弾性を有する構造である。外周内歯歯車１０は、内周外歯歯車１１とかみ合う内歯歯車である。図２に示すように、内周外歯歯車１１の第２歯１８が外周内歯歯車１０の第１歯１９に与圧されながらかみ合わされると、第２歯１８の歯形形状が弾性変形により撓む。このとき、図２（ｂ）に示すＣ部では第２歯１８の図中左側の面と第１歯１９の右側の面とが押圧しあって撓んでいる。一方、図２（ｃ）に示すＤ部では第２歯１８の図中右側の面と第１歯１９の左側の面とが押圧しあって撓んでいる。従って、外周内歯歯車１０を内周外歯歯車１１にて挟みこんでいる形態となっている。その結果、外周内歯歯車１０と内周外歯歯車１１とが相対的に右回転するときにも、左回転するときにも、第１歯１９と第２歯１８間のクリアランスがない状態で回転することができる。

以上述べたように、本実施形態にかかる減速装置としての減速機１によれば、以下の効果を得ることができる。第２歯１８と第１歯１９がクリアランスなくかみ合わされるため、減速機１としてバックラッシュをなくすることができる。また、歯先の空洞は歯の中央にあることから、右回転と左回転との両方でバックラッシュをなくして円滑に回転させることができる。回転方向切り替え時の出力応答を、切り替える向きによって変わらないようにできる。

このとき、内周外歯歯車１１の歯に有する弾性構造１２は、空洞である代わりに樹脂等の弾性体を有してもよい。また、内周外歯歯車１１が歯に弾性構造１２を有する代わりに、外周内歯歯車１０が弾性構造１２を有してもよい。さらに、外周内歯歯車１０の第１歯１９と内周外歯歯車１１の第２歯１８との両方に弾性構造１２を有していても良い。

（実施形態２）
図３及び図４は、実施形態２にかかる内周外歯歯車の偏心機構おける偏心量の調整機構を示す模式正面図である。図３は、調整機構により偏心量を調整する前の状態を示している。図４は、調整機構により偏心量を調整した後の状態を示している。本実施形態にかかる前記偏心量の調整機構について、これらの図３及び図４を参照して説明する。尚、実施形態１と同一の構成及び部位については、重複する説明は省略する。

図３に示すように、内周外歯歯車１１は偏心機構１７を有している。偏心機構１７は偏心量の調整機構２０を備えている。外周内歯歯車１０は第１歯１９が同心円に沿って配置されており、内周外歯歯車１１には第２歯１８が同心円に沿って配置されている。そして、第１歯１９が形成する円の中心と第２歯１８が構成する円の中心との位置の差を偏心量と称す。調整機構２０は入力軸１５及び偏心機構１７等から構成されている。そして、調整機構２０を囲むように軸受１６が配置され、内周外歯歯車１１の中心に調整機構２０が配置されている。

入力軸１５は、減速機１の入力を受ける軸である。偏心機構１７は、入力軸１５より設計値だけ偏心する、入力軸１５が有する機構である。偏心量の調整機構２０は、偏心機構１７を任意の偏心量で入力軸１５に固定する機構である。図２に示すように、調整機構２０によって偏心量を任意の位置で固定することにより、外周内歯歯車１０の位置に対する内周外歯歯車１１の位置と、第２歯１８及び第１歯１９への与圧と、第２歯１８のたわみ量を任意に調整できる。

図５は調整機構の構成を示す模式断面図である。調整機構２０は偏心機構１７を備え、偏心機構１７は円筒部１７ａとねじ軸部１７ｂとを備えている。円筒部１７ａは円筒の形状となっており、内部に入力軸１５が設置されている。円筒部１７ａの軸方向と入力軸１５の軸方向とは平行となっている。そして、円筒部１７ａ及び入力軸１５を貫通して円柱状のねじ軸部１７ｂが配置されている。ねじ軸部１７ｂの軸方向は円筒部１７ａ及び入力軸１５の軸方向と直交する方向となっている。

入力軸１５においてねじ軸部１７ｂと接触する面には雌ねじが形成されている。そして、ねじ軸部１７ｂの外周には雄ねじが形成されている。従って、ねじ軸部１７ｂを回転することにより入力軸１５が図中左右に移動する直動機構が形成されている。そして、ねじ軸部１７ｂを回転することにより入力軸１５の軸１５ａと調整機構２０の軸２０ａとの距離を調整することが可能になっている。

図６は減速機の構成を示す模式側断面図である。図６に示すように、減速機１は孔の空いた土台２に設置して用いられる。土台２には外周内歯歯車１０が固定されている。外周内歯歯車１０には第１内周外歯歯車１１ｂと第２内周外歯歯車１１ｃとが設置されている。第１内周外歯歯車１１ｂと第２内周外歯歯車１１ｃとは同じ形状をした内周外歯歯車１１である。そして、第１内周外歯歯車１１ｂと第２内周外歯歯車１１ｃとは図中上下方向に軸中心をずらして設置されている。そして、第１内周外歯歯車１１ｂと第２内周外歯歯車１１ｃとで外周内歯歯車１０を上下方向に押圧している。

内周外歯歯車１１の中心側には軸受１６を介して調整機構２０が設置されている。そして、調整機構２０には入力軸１５が設置されている。内周外歯歯車１１を挟むように第１支持板３と第２支持板４が設置されている。そして、第１支持板３と第２支持板４とが出力伝達用固定ピンとしての固定ピン１４により固定されている。従って、第１支持板３と第２支持板４とは相対移動しないようになっている。第１支持板３、第１内周外歯歯車１１ｂ、第２内周外歯歯車１１ｃ、第２支持板４の各間には隙間が配置され、潤滑剤が設置されている。従って、各部材は摩擦が少なく移動可能になっている。

図４に戻って、内周外歯歯車１１には４つの出力伝達用穴１３が形成されている。そして、総ての出力伝達用穴１３を貫通して固定ピン１４が設置されている。そして、調整機構２０を調整することにより、固定ピン１４と出力伝達用穴１３とのクリアランスを調整することが可能となっている。調整機構２０により内周外歯歯車１１の中心軸と入力軸１５との偏心量を調整する。そして、適切な偏心量となるときに出力伝達用穴１３と固定ピン１４とが接するようになっている。従って、総ての出力伝達用穴１３において固定ピン１４が接触されている。

従って、内周外歯歯車１１が回転するときのトルクは固定ピン１４に伝達される。図６に戻って、固定ピン１４に伝わるトルクは第１支持板３及び第２支持板４に伝達される。これにより、第１支持板３及び第２支持板４が出力軸として機能する。

図７はケーシングされた減速機を示す概略斜視図である。図７に示すように、減速機１の内部には外周内歯歯車１０及び内周外歯歯車１１が設置されている。そして、入力軸１５を回転することにより減速された回転数にて第２支持板４が回転する。

以上述べたように、本実施形態にかかる内周外歯歯車１１の偏心機構１７に有した、偏心量の調整機構２０によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。図２に示すように、第２歯１８への与圧と、第２歯１８のたわみ量が任意に調整できるため、調整の範囲分だけ部品の寸法のばらつきを吸収できる。また、図４に示すように、出力伝達用穴１３と、固定ピン１４との間のクリアランスを任意に調整できるため、バックラッシュを調整できる。また、総ての固定ピン１４がトルク伝達に寄与できるようになるため、剛性を維持することができる。

１…減速機、３…出力軸としての第１支持板、４…出力軸としての第２支持板、１０…外周内歯歯車、１１…内周外歯歯車、１２…弾性構造、１３…出力伝達用穴、１４…出力伝達用固定ピンとしての固定ピン、１７…偏心機構、１８…第２歯、１９…第１歯。

Claims (4)

1. 外周内歯歯車の第１歯と内周外歯歯車の第２歯とがかみ合って、相対的に回転する減速機であって、
   前記第１歯と前記第２歯とのうち少なくとも一方は中央内部に弾性構造を有し歯形形状が弾性変形することを特徴とする減速機。
2. 請求項１に記載の減速機であって、
   前記内周外歯歯車は偏心機構を有し、前記偏心機構は前記第１歯が配列する円周の中心と前記第２歯が配列する円周の中心との距離である偏心量を調整する調整機構を有することを特徴とする減速機。
3. 請求項２に記載の減速機であって、
   前記内周外歯歯車は出力伝達用穴を有し、
   前記出力伝達用穴と接触する出力伝達用固定ピンが配置された出力軸をさらに有し、
   前記調整機構は前記出力伝達用固定ピンと前記出力伝達用穴とのクリアランスを調整することを特徴とする減速機。
4. 請求項３に記載の減速機であって、
   総ての前記出力伝達用固定ピンは前記出力伝達用穴と接触することを特徴とする減速機。

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