JP2014214834A - 減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機において、偏心回転時の外歯歯車のふらつきを抑制することにある。
【解決手段】出力ピン４３とピン通孔３２ａの周面との隙間には樹脂製の偏心ブッシュ４４が設けられている。したがって、外歯歯車３０は出力ピン４３に対して拘束された状態で偏心回転する。このため、偏心回転する外歯歯車３０のふらつきが抑制される。
【選択図】図２

Description

この発明は、減速機に関する。

従来、歯車装置として、例えばハイポサイクロイド減速機が知られている（例えば特許文献１参照）。
この種の減速機においては、図３に示すように、内歯歯車１４０の一部に外歯歯車１３０の一部が噛み合うように形成されている。また、外歯歯車１３０には、その中央に回転軸１２０が挿通されている。また、外歯歯車１３０には、周方向に沿って複数のピン通孔１０２が形成されている。各ピン通孔１０２内には、出力ピン１４３が挿通されている。

回転軸１２０が回転すると、外歯歯車１３０が内歯歯車１４０に噛み合いつつ偏心回転することで、外歯歯車１３０から出力ピン１４３に力が伝達される。このとき、出力ピン１４３は相対的にピン通孔１０２内を周回運動している。言い換えると、このピン通孔１０２は、出力ピン１４３の周回運動が可能となる径で形成されている。

国際公開２０１０／０５２９７８号公報

上記減速機においては、上記出力ピン１４３の周回運動を可能とするべく、ピン通孔１０２内における出力ピン１４３と外歯歯車１３０との間には隙間Ａ１が形成されている。したがって、外歯歯車１３０は出力ピン１４３に対して拘束されていない状態で、偏心回転する。このため、偏心回転時に外歯歯車１３０にふらつきが発生するおそれがある。また、これに伴い外歯歯車１３０の内歯歯車１４０への歯当たりが悪化するおそれもある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏心回転時の外歯歯車のふらつきを抑制した減速機を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する減速機は、内歯歯車と、その内歯歯車に偏心回転可能に噛み合う外歯歯車と、前記外歯歯車に形成される複数のピン通孔に挿通されるとともに、前記外歯歯車との間で回転力を授受する出力ピンと、を備え、前記ピン通孔は、前記外歯歯車の偏心回転に伴う前記出力ピンのピン通孔内の相対周回運動を可能に形成された減速機において、前記出力ピンと前記ピン通孔の周面との間に樹脂製のブッシュを設けた。

この構成によれば、出力ピンとピン通孔の周面との隙間には樹脂製のブッシュが設けられている。したがって、外歯歯車は出力ピンに対して拘束された状態で偏心回転する。このため、偏心回転する外歯歯車のふらつきが抑制される。

また、ブッシュが樹脂製であるため、外歯歯車の偏心回転時における外歯歯車および出力ピン間の振動の伝達が抑制される。
上記減速機について、前記ブッシュと前記出力ピンとが接する箇所には、潤滑油が充填される第１の潤滑油保持部が形成されることが好ましい。

この構成によれば、ブッシュと出力ピンとが接する箇所には、潤滑油が充填される第１の潤滑油保持部が形成される。よって、外歯歯車が偏心回転する際の出力ピンとブッシュとの摺動抵抗を低減することができる。

上記減速機について、前記ブッシュと前記ピン通孔の周面とが接する箇所には、潤滑油が充填される第２の潤滑油保持部が形成されることが好ましい。
この構成によれば、ブッシュとピン通孔の周面とが接する箇所には、潤滑油が充填される第２の潤滑油保持部が形成される。よって、外歯歯車が偏心回転する際の出力ピンとピン通孔の周面との摺動抵抗を低減することができる。

本発明によれば、減速機において、偏心回転時の外歯歯車のふらつきを抑制することができる。

本発明の一実施形態における減速機の断面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 背景技術における減速機の断面図。

以下、減速機の一実施形態について図１および図２を参照して説明する。
図１に示されるように、減速機１０は、いわゆるハイポサイクロイド減速機であって、回転軸２０と、外歯歯車３０と、内歯歯車４０とを備える。

回転軸２０は、軸本体２１および偏心カム２２を有する。回転軸２０は、同一の金属材料により軸本体２１および偏心カム２２が一体で形成された構成を有する。回転軸２０は、入力要素２（モータ２Ａ）と一体で中心軸Ｊ１を中心に回転する。

軸本体２１は、その軸方向ＺＡ（図１中の左右方向）の両端側の外周面において内側軸受４６の内周と接触している。偏心カム２２は、軸本体２１の軸方向ＺＡの中央部分に、軸本体２１の外周面から径方向ＺＢ（図１中の上下方向）に突出している。

図２に示すように、外歯歯車３０は、外歯部３１ａと、複数のピン通孔３２ａと、支持孔３３と、を備える。外歯歯車３０の中心軸Ｊ２は、中心軸Ｊ１と異なる位置となる。
支持孔３３は外歯歯車３０の中心軸Ｊ２を中心に形成される。この支持孔３３には、ニードル軸受１１を介して偏心カム２２が嵌合されている。外歯部３１ａは、外歯歯車３０の外周面全域に亘って形成され、その一部分において内歯歯車４０と噛み合う。ピン通孔３２ａは、外歯部３１ａの内部であって、中心軸Ｊ２を中心とした仮想円上において周方向ＺＣに等間隔に配置される。

図１に示すように、外歯歯車３０は、軸方向ＺＡの両側から一対のサイドプレート５０によって挟み込まれている。サイドプレート５０は金属材料により形成されるとともに、複数の固定ボルト４５により互いに固定されている。固定ボルト４５は各ピン通孔３２ａ内に位置する。外歯歯車３０のピン通孔３２ａ内には、上記固定ボルト４５の外周に順に出力ピン４３及び偏心ブッシュ４４が設けられている。右側のサイドプレート５０には出力要素３が取り付けられている。

出力ピン４３は、金属材料により形成されるとともに、軸方向ＺＡに貫通した貫通孔４３Ａが形成された円筒形状で形成される。出力ピン４３の貫通孔４３Ａ内には固定ボルト４５が挿通されている。

図２に拡大して示すように、偏心ブッシュ４４は、出力ピン４３の外周面とピン通孔３２ａの内周面との間を埋めるように樹脂材料で形成されている。すなわち、偏心ブッシュ４４は略円柱状に形成される。そして、偏心ブッシュ４４には、その軸方向（図２の紙面垂直方向）に沿って貫通孔４４ａが形成されている。この貫通孔４４ａには、出力ピン４３が挿通される。

貫通孔４４ａは、偏心ブッシュ４４の中心軸からずれた位置に形成されている。これはピン通孔３２ａ内における出力ピン４３の周回を可能とするためである。また、偏心ブッシュ４４の外周はピン通孔３２ａの内周に応じた形状に形成されている。

図１および図２の上側円中に拡大して示すように、偏心ブッシュ４４における出力ピン４３と接する貫通孔４４ａの周面には凹状の第１のグリス保持部４４ｂが形成されている。この第１のグリス保持部４４ｂは円環状に形成されている。また、出力ピン４３が偏心ブッシュ４４に挿通されることで、第１のグリス保持部４４ｂが閉じた領域となる。この閉じた領域（第１のグリス保持部４４ｂ内）にはグリス４９が充填されている。

図１に示すように、偏心ブッシュ４４には、出力ピン４３と接する接触面４４ｄが第１のグリス保持部４４ｂの両側に形成されている。そして、接触面４４ｄと出力ピン４３との間に第１のグリス保持部４４ｂ内のグリス４９が染み出すことが可能に構成される。

また、図１および図２の上側円中に拡大して示すように、偏心ブッシュ４４におけるピン通孔３２ａの周面と接する外周面には凹状の第２のグリス保持部４４ｃが形成されている。この第２のグリス保持部４４ｃは、偏心ブッシュ４４の外周に円環状に形成されている。

図１に示すように、偏心ブッシュ４４がピン通孔３２ａ内に挿通されることで、第２のグリス保持部４４ｃが閉じた領域となる。この閉じた領域（第２のグリス保持部４４ｃ内）にはグリス４９が充填されている。偏心ブッシュ４４には、ピン通孔３２ａの周面と接する接触面４４ｅが第２のグリス保持部４４ｃの両側に形成されている。そして、接触面４４ｅとピン通孔３２ａの周面との間に第２のグリス保持部４４ｃ内のグリス４９が染み出すことが可能に構成される。

内歯歯車４０は、円環状の金属材料により形成されている。内歯歯車４０の内周には、内歯４１が形成されている。
ハウジング５５は、減速機１０の外周を覆うように、金属材料により形成されている。ハウジング５５の内周面には、内歯歯車４０の外周端部がボルト５６を通じて固着されている。そして、ハウジング５５の内周面における内歯歯車４０の軸方向ＺＡの両側には、外側軸受４７の上面が接している。

回転軸２０に対して内側軸受４６、外側軸受４７の順で径方向ＺＢに沿って、両軸受４６，４７が配置される。内側軸受４６は、回転軸２０をサイドプレート５０に対する回転が可能な状態で支持する。外側軸受４７は、サイドプレート５０をハウジング５５に対する回転が可能な状態で支持する。

減速機１０の動作について説明する。
図１に示すように、モータ２Ａ（入力要素２）が回転速度Ｎにより回転することに伴い回転軸２０が中心軸Ｊ１を中心に回転速度Ｎで回転する。回転軸２０の回転にともない偏心カム２２が中心軸Ｊ１を中心に回転速度Ｎで回転する。これにより、図２に示すように、外歯歯車３０が偏心カム２２に押されるため、外歯歯車３０は、中心軸Ｊ１周りを回転速度Ｎで公転する。外歯歯車３０は、外歯歯車３０の１公転当たり内歯歯車４０の歯数Ｚ２分だけ内歯歯車４０と噛み合う。このとき、外歯歯車３０は、外歯歯車３０の歯数Ｚ１と内歯歯車４０の歯数Ｚ２との差の分だけ自転する。すなわち、外歯歯車３０は、自身が１公転したとき、（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１回転だけ自転する。ここで、上述のように、偏心ブッシュ４４によって出力ピン４３とピン通孔３２ａの周面との隙間が埋められている。このため、外歯歯車３０は出力ピン４３に対して位置的自由度がなく拘束された状態となっている。よって、外歯歯車３０が公転しつつ自転する際にふらつくことが抑制される。

また、外歯歯車３０の公転および自転に伴って、出力ピン４３は相対的にピン通孔３２ａ内を周回する。これにより、偏心ブッシュ４４が出力ピン４３を中心に偏心回転する。このとき、第１のグリス保持部４４ｂ内のグリス４９を通じて偏心ブッシュ４４と出力ピン４３との摺動抵抗が低減される。また、第２のグリス保持部４４ｃ内のグリス４９を通じて偏心ブッシュ４４と外歯歯車３０におけるピン通孔３２ａの周面との摺動抵抗が低減される。また、偏心ブッシュ４４における接触面４４ｅがピン通孔３２ａの周面に摺動することで、偏心ブッシュ４４のピン通孔３２ａの周面に対する回転が安定的になる。同様に、偏心ブッシュ４４における接触面４４ｄが出力ピン４３の外周に摺動することで、偏心ブッシュ４４の出力ピン４３の外周に対する回転が安定的になる。これらにより、外歯歯車３０による公転および自転が円滑となる。

外歯歯車３０の自転は、偏心ブッシュ４４を介して出力ピン４３に伝達される。このため、出力ピン４３は、外歯歯車３０の自転に伴い中心軸Ｊ１周りを公転する。そして、サイドプレート５０は、固定ボルト４５を介して出力ピン４３の公転に伴い中心軸Ｊ１を中心に回転する。サイドプレート５０に取り付けられた出力要素３は、Ｎ×（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１の回転速度で中心軸Ｊ１を中心に回転する。これにより、入力要素２の回転に対して減速した出力要素３の回転が得られる。上記摺動抵抗の低減により、減速機１０の伝達率を向上させることができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）出力ピン４３とピン通孔３２ａの周面との隙間には樹脂製の偏心ブッシュ４４が設けられている。したがって、外歯歯車３０は出力ピン４３に対して拘束された状態で偏心回転する。このため、偏心回転する外歯歯車３０のふらつきが抑制される。外歯歯車３０の内歯歯車４０への歯当たりを向上させることができる。

また、偏心ブッシュ４４が樹脂製であるため、外歯歯車３０の偏心回転時における外歯歯車３０および出力ピン４３間の振動の伝達が抑制される。また、この振動に伴う騒音を抑制することもできる。

（２）偏心ブッシュ４４と出力ピン４３とが接する箇所には、グリス４９（潤滑油）が充填される第１のグリス保持部４４ｂが形成される。よって、外歯歯車３０が偏心回転する際の出力ピン４３と偏心ブッシュ４４との摺動抵抗を低減することができる。

（３）偏心ブッシュ４４とピン通孔３２ａの周面とが接する箇所には、グリス４９（潤滑油）が充填される第２のグリス保持部４４ｃが形成される。よって、外歯歯車３０が偏心回転する際の出力ピン４３とピン通孔３２ａの周面との摺動抵抗を低減することができる。

（４）各グリス保持部４４ｂ，４４ｃは、偏心ブッシュ４４における出力ピン４３又はピン通孔３２ａと接する面に凹状に形成されている。よって、各グリス保持部４４ｂ，４４ｃによって、偏心ブッシュ４４と出力ピン４３又はピン通孔３２ａとが接触する面積を減らすこと、ひいては摺動抵抗を低減することができる。

（５）偏心ブッシュ４４における接触面４４ｅがピン通孔３２ａの周面に摺動することで、偏心ブッシュ４４のピン通孔３２ａの周面に対する回転が安定的になる。同様に、偏心ブッシュ４４における接触面４４ｄが出力ピン４３の外周に摺動することで、偏心ブッシュ４４の出力ピン４３の外周に対する回転が安定的になる。これらにより、外歯歯車３０による公転および自転が円滑となる。

（６）偏心ブッシュ４４は樹脂製のため、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃを容易に形成することができる。
また、接触面４４ｄと出力ピン４３との間、及び接触面４４ｅとピン通孔３２ａの周面との間にグリス４９が染み出す。これにより、接触面４４ｄと出力ピン４３との間、及び接触面４４ｅとピン通孔３２ａの周面との間の摺動抵抗を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃのうち何れか一方を省略してもよい。さらに、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃを省略してもよい。

・上記実施形態においては、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃにグリス４９が充填されていたが、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃにグリス４９以外の潤滑油が充填されてもよい。
・上記実施形態においては、ハイポサイクロイド減速機１０であったが、その他の減速機であってもよい。

・上記実施形態においては、減速機１０には１つの外歯歯車３０が設けられていたが、複数の外歯歯車３０が設けられていてもよい。この場合には、軸方向ＺＡに複数の外歯歯車３０が配列され、複数の外歯歯車３０間で共通の出力ピン４３及び内歯歯車４０が利用される。

・上記実施形態においては、ハイポサイクロイド減速機１０における出力ピン４３は６つであったが、その数はこれに限定されない。この出力ピン４３の数に合わせて、外歯歯車３０にピン通孔３２ａの数を設定する。

・上記実施形態において、第１のグリス保持部４４ｂを省略して、出力ピン４３と偏心ブッシュ４４との間にニードルベアリングを設けてもよい。
・上記実施形態において、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃにグリス４９が充填されていたが、何も充填されていなくてもよい。この場合、両グリス保持部４４ｂ，４４ｃの形状（凹状）によって、偏心ブッシュ４４と出力ピン４３又はピン通孔３２ａとが接触する面積を減らすこと、ひいては摺動抵抗を低減することができる。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）前記第１の潤滑油保持部は、前記ブッシュに凹状に形成されていることを特徴とする減速機。

ブッシュは樹脂製のため、容易に第１の潤滑油保持部を形成することができる。
（ロ）前記第２の潤滑油保持部は、前記ブッシュに凹状に形成されていることを特徴とする減速機。

ブッシュは樹脂製のため、容易に第２の潤滑油保持部を形成することができる。

１０…減速機、１１…ニードル軸受、２０…回転軸、２１…軸本体、２２…偏心カム、３０…外歯歯車、３１ａ…外歯、３２ａ…ピン通孔、３３…支持孔、４０…内歯歯車、４１…内歯、４３…出力ピン、４４…偏心ブッシュ、４４ｂ…第１のグリス保持部（第１の潤滑油保持部）、４４ｃ…第２のグリス保持部（第２の潤滑油保持部）、４５…固定ボルト、４６…内側軸受、４７…外側軸受、５０…サイドプレート、５５…ハウジング。

Claims (3)

1. 内歯歯車と、
   その内歯歯車に偏心回転可能に噛み合う外歯歯車と、
   前記外歯歯車に形成される複数のピン通孔に挿通されるとともに、前記外歯歯車との間で回転力を授受する出力ピンと、を備え、前記ピン通孔は、前記外歯歯車の偏心回転に伴う前記出力ピンのピン通孔内の相対周回運動を可能に形成された減速機において、
   前記出力ピンと前記ピン通孔の周面との間に樹脂製のブッシュを設けた
   ことを特徴とする減速機。
2. 請求項１に記載の減速機において、
   前記ブッシュと前記出力ピンとが接する箇所には、潤滑油が充填される第１の潤滑油保持部が形成される
   ことを特徴とする減速機。
3. 請求項１又は２に記載の減速機において、
   前記ブッシュと前記ピン通孔の周面とが接する箇所には、潤滑油が充填される第２の潤滑油保持部が形成される
   ことを特徴とする減速機。