JP2642758B2 - 内接噛合遊星歯車構造 - Google Patents

内接噛合遊星歯車構造

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JP2642758B2 JP3810290A JP3810290A JP2642758B2 JP 2642758 B2 JP2642758 B2 JP 2642758B2 JP 3810290 A JP3810290 A JP 3810290A JP 3810290 A JP3810290 A JP 3810290A JP 2642758 B2 JP2642758 B2 JP 2642758B2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/04Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow radial displacement, e.g. Oldham couplings

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、減速機、あるいは増速機に適用可能な内接
噛合遊星歯車構造に関する。
【従来の技術】
従来、第1回転軸と、該第2回転軸に偏心した状態で
取付けられた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内
歯歯車と、前記外歯歯車にオルダム継手を用いて連結さ
れた第2回転軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造は既
に広く知られている。 又、主に強度・寿命向上、振動防止等の観点から前記
外歯歯車を同一歯数の2枚の歯車から構成するようにし
た構造もよく知られている。 この構造の従来例を第4図に示す。この従来例は、前
記第1回転軸を入力軸とすると共に第2回転軸を出力軸
とし、更に内歯歯車をケーシングに固定することによっ
て上記構造を「減速機」に適用したものである。 入力軸(第1回転軸)1には第1、第2外歯歯車21
22が偏心した状態で取付けられている。第1、第2外歯
歯車21、22はケーシング4に固定された内歯歯車3に内
接噛合している。 入力軸1が回転すると、第1、第2外歯歯車21、22
該入力軸1の周りで揺動回転を行おうとする。ところ
が、内歯歯車3によってその自転が拘束されるため、該
第1、第2外歯車21、22は、この内歯歯車3に内接しな
がらほとんど揺動のみを行うことになる。 入力軸1の1回転により第1、第2外歯歯車21、22
それぞれ1回揺動する。 今、例えば第1、第2外歯歯車21、22の歯数をN、内
歯歯車3の歯数をN+1とした場合、その歯数差は1で
ある。そのため、入力軸1の1回転毎に第1、第2外歯
歯車21、22はケーシング4に固定された内歯歯車3に対
して1歯分だけずれる(自転する)ことになる。これ
は、入力軸の1回転が−1/Nの回転に減速されたことを
意味する。 第1外歯歯車21で発生するトルクは、第1オルダム継
手51を介して第2外歯歯車22に伝達される。第2外歯歯
車22で発生するトルクは第2オルダム継手52を介して出
力軸(第2回転軸)6に伝達される。その結果出力軸6
は第1、第2外歯歯車21、22と同一の回転速度で回転す
ることになり、結局減速比−1/Nの減速が達成されるこ
とになる。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の内接噛合遊星歯車構造にお
いては、第1外歯歯車21で発生するトルクが第1オルダ
ム継手51、第2外歯歯車22及び第2オルダム継手52を経
て出力軸6に伝達される構造あったため、第2オルダム
継手52には、第1オルダム継手51の2倍に相当する大き
な荷重が作用し、寿命、強度的に不利なだけなく、摩擦
抗力も2倍となり、動力伝達効率の面でも不利となると
いう不具合があった。 又、一般にオルダム継手の溝と突起の間には、必ず隙
間が必要であるため、運転時には第2外歯歯車22に対し
て第1外歯歯車21は該隙間の分だけ噛み合い位相が遅れ
る傾向となる。この位相の遅れに対する発生トルクの差
はかなり大きく、第1、第2外歯歯車21、22の荷重分配
率が一層第2外歯歯車22側に偏り易いという不具合もあ
った。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、第1、第2外歯歯車が均等に荷重を受持て
るようにすると共に、運転時に一方の位相が他方に対し
て遅れることによって生ずる荷重分配率の偏りを防止
し、もって動力伝達効率向上させると共に寿命、強度的
により有利な内接噛合遊星歯車構造を提供することを目
的としている。
【課題を解決するための手段】
本発明は、第1回転軸と、該第1回転軸に偏心した状
態で取付けられた同一歯数の第1、第2外歯歯車と、該
第1、第2外歯歯車が共に内接噛合する内歯歯車と、前
記第1、第2外歯歯車にオルダム継手を用いて連結され
た第2回転軸とを備えた内接噛合遊星歯車構造におい
て、前記第1回転軸又はこれと同軸上にある軸に、キャ
リヤを空転可能に取付け、該キャリヤと前記第1外歯歯
車とを第1オルダム継手を用いて連結すると共に、前記
第2外歯歯車と第2回転軸とを第2オルダム継手を用い
て連結し、且つ、前記キャリヤと第2回転軸とを連結ピ
ンを介して一体回転可能に結合したことにより、上記目
的を達成したものである。
【作用】
本発明においては、第1、第2外歯歯車を、従来のよ
うに動力伝達経路上で直列に第2回転軸に連結するので
はなく、あくまで並列に連結するようにしている。 即ち、本発明を減速機に適用した場合を例にとって説
明すると、入力軸(第1回転軸)から入力されたトルク
は、まず第1、第2外歯歯車を均等に揺動回転される。
第1、第2外歯歯車は内歯歯車との関係から入力軸1回
転に対して内歯歯車との歯数差分だけ(逆)回転する。 このうち、第1外歯歯車で発生するトルクは、第1オ
ルダム継手によってその揺動成分を吸収されながらキャ
リヤに伝達される。このキャリヤは本発明構造のために
入力軸(又はこれと同軸上の軸)に空転可能に設けられ
た部材である。 一方、第2外歯歯車で発生するトルクは第2オルダム
継手によってその揺動成分を吸収されなが出力軸(第2
回転軸)に伝達される。 キャリヤと出力軸とは連結ピンを介して一体回転可能
に連結されているため、結局第1外歯歯車→第2オルダ
ム継手→キャリヤのルートで伝達されるトルクは、第2
外歯歯車→第2オルダメ継手のルートで伝達されるトル
クは全く並列的に出力軸に至ることになる。 その結果、第1、第2外歯歯車で受持つトルクは1対
1となり、一方のみが大きな荷重を受けることがなくな
る。 又、オルダム継手の溝と突起の間に存在する隙間に起
因した位相遅れは、第1、第2外歯歯車の双方に同様に
作用するため第1、第2外歯歯車の間で発生する位相差
がほとんどなくなり荷重分担率が一方のみに偏ることも
なくなる。 なお、本発明に係る内接噛合遊星歯車構造は、減速機
にも増速機にも適用可能である。 例えば、本構造において第1回転軸を入力部材、第2
回転軸を出力部材とすると共に、内歯歯車を固定すれば
減速機で実現できる。 又、第1回転軸を入力部材、内歯歯車を出力部材とす
ると共に、第2回転軸(及び第1、第2外歯歯車)を固
定することによっても減速機が実現できる。 又、これらの減速機の入出力を逆にすることにより増
速機が実現できる。 本発明は、本構造が減速機あるいは増速機としてどの
ように動力伝達がなされる場合であっても適用可能であ
り、相応の効果を得ることができる。
【実施例】
以下、第1図〜第3図に基づいて本発明の実施例を詳
細に説明する。 この実施例は本発明の構造を減速機に適用している。 入力軸(第1回転軸)12には、偏心体14が嵌合されて
いる。偏心体14の偏心は、第1、第2外歯歯車161、162
の位相が丁度180゜ずれるように予め形成してある。第
1、第2外歯歯車161、162は、この偏心体14にコロ軸受
け18を介して取付けられ、且つ、ケーシング兼用の内歯
歯車20と内接噛合している。内歯歯車20の内歯は具体的
には第2図に示されるように複数のピン22によって形成
されている。 入力軸12には、玉軸受け24、26を介してキャリヤ28が
空転可能に取付けられている。 第1外歯歯車161は周知のボールタイプの第1オルダ
ム継手301を介してこのキャリヤ28と連結されている。
第1図及び第3図において符号32がこの第1オルダム継
手301のセンターピース、34がボールをそれぞれ示して
いる。このボールタイプの第1オルダム継手301は、周
知の方法によって軸方向に予圧がかけられており、隙間
がほぼ零となるような構成とされている。 第2外歯歯車162は、前記第1オルダム継手301と全く
同様なボールタイプの第2オルダム継手302を介して出
力フランジ40に連結されている。出力フランジ40は、出
力軸38と一体化されており、玉軸受け39、41によって入
力軸1に対して空転可能に組付けられている。 出力フランジ40と前記キャリヤ28とは、連結ピン40を
介して一体化されている。 なお、符号44は、出力フランジ40とキャリヤ28との間
隙を規定するための中空の部材を示している。この中空
部材44は、第1、第2外歯歯車161、162から直接荷重を
受けることはない。 又、符号46はオイルシール、48は第1、第2外歯歯車
161、162の間隔を規定するスラフト玉軸受け、50はスペ
ーサ、52はギヤドモータ、54は該ギヤドモータ52の回転
トルクを入力軸1に伝達するためのスプライン継手をそ
れぞれ示している。 次にこの実施例の作用を説明する。 ギヤドモータ52からのトルクによって入力軸12が回転
すると、偏心体14及びコロ軸受け18を介して第1、第2
外歯歯車161、162が丁度180゜の位相差で揺動する。こ
の揺動により該第1、第2外歯歯車161、162が内歯歯車
20のピン22と噛合しながら入力軸1回転毎に減速比分の
1の回転数で自転する。ここまでは従来の減速機の作用
と同様である。 ここで、第1外歯歯車161の自転による出力トルク
は、第1オルダム継手301を介してキャリヤ28に伝達さ
れる。この際、第1外歯歯車161の揺動要素は第1オル
ダム継手301のオルダム機構によって吸収され、キャリ
ヤ28には第1外歯歯車161の自転要素のみが伝達され
る。 一方、第2外歯歯車162の自転による出力トルクも同
様に第2オルダム継手302を介して出力フランジ40に伝
達される。 出力フランジ40とキャリヤ28は連結ピン42によって結
合されているため、キャリヤ28に伝達された第1外歯歯
車161の出力トルクはこの連結ピン42を介して出力フラ
ンジィ40へと伝達される。 このため、第1、第2外歯歯車の出力トルクはそれぞ
れ別のルートから出力フランジ40へと伝達されることに
なり、第2オルダム継手302にかかる荷重を従来に比べ
て1/2に低減でき、その分寿命を増大させることができ
る。 又、この第2オルダム継手302での摩擦ロストルクが
約2/3に低減されるため、動力の伝達効率も改善され
る。 更に、各オルダム継手301、302が伝動伝達系路上で並
列に組込まれているため、オルダム機構の隙間に起因し
て第1、第2外歯歯車161、162間で位相のずれが発生し
たりすることがなくなる。即ち、第1、第2外歯歯車16
1、162はそれぞれ独立して同位相(180゜ずれている)
で自転できる。そのため、荷重分配が等分化され、オル
ダム機構の隙間に起因していずれか一方のみが多く荷重
を分担することがなくなる。 特に、この実施例ではオルダム継手としていわゆるボ
ールタイプのものを採用し、軸方向に予圧をかけてやる
ことにより隙間自体をほぼ零とすることができているた
め、一層厳密に位相を同期させることができるようにな
っている。 又、このボールタイプのオルダム継手は、転がり接触
を行うため、最大静止摩擦係数が小さく、従って起動時
の必要入力トルクが小さくて済み、起動性に優れてい
る。即ち、突起と溝によるオルダム機構によって偏心運
動を吸収する場合、必然的に滑りが存在することにな
る。一般に滑り摩擦係数は、動き始めるまでの値(最大
停止摩擦係数)が、動いた後の値(動摩擦係数)に対し
て非常に大きい。従って起動性が問題となることが多い
のであるが、本実施例においてはボールタイプのオルダ
ム機構を採用するようにしたため、極めて良好な起動性
が得られるものである。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1、第2外
歯歯車の発生トルクを動力伝達路上で並列に第2回転軸
に伝達するようにしたため、一方の外歯歯車のみが多大
なる荷重を受けたりすることがなくなる。 又、運転時にオルダム機構の隙間に起因した位相ずれ
が一方の外歯歯車に累積されることがなくなり、両外歯
歯車間の位相のずれに伴う荷重分担率の偏りを防止でき
る。 これらの結果、第1、第2外歯歯車及び第1、第2オ
ルダム継手が均等に荷重を受け持てるようになり、強度
的に有利になると共に寿命を向上させることができるよ
うになる。又、摩擦抗力も低減できるため動力伝達率も
向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る減速機を示す断面図、 第2図は、第1図II−II線に沿う半断面図、 第3図は、上記実施例に係る減速機の全体を一部破断し
て(ハッチング省略)示す正面図、 第4図は、従来の減速機を示す断面図である。 1、12……入力軸(第1回転軸)、 21、161……第1外歯歯車、 22、162……第2外歯歯車、 3、20……内歯歯車、 51、301……第1オルダム継手、 52、302……第2オルダム継手、 6、38……出力軸(第2回転軸)、 28……キャリヤ、 42……連結ピン。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1回転軸と、該第1回転軸に偏心した状
    態で取付けられた同一歯数の第1、第2外歯歯車と、該
    第1、第2外歯歯車が共に内接噛合する内歯歯車と、前
    記第1、第2外歯歯車にオルダム継手を用いて連結され
    た第2回転軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造におい
    て、 前記第1回転軸又はこれと同軸上にある軸に、キャリヤ
    を空転可能に取付け、 該キャリヤと前記第1外歯歯車とを第1オルダム継手を
    用いて連結すると共に、前記第2外歯歯車と第2回転軸
    とを第2オルダム継手を用いて連結し、且つ、 前記キャリヤと第2回転軸とを連結ピンを介して一体回
    転可能に結合した ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造。
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