JP2743285B2

JP2743285B2 - 遊星歯車増減速装置

Info

Publication number: JP2743285B2
Application number: JP14285789A
Authority: JP
Inventors: 雅俊近藤; 豊志丸尾
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH039147A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は遊星歯車増減速機において、入力軸の振れ要
因を避けることにより、異常摩耗や騒音、振動を低減し
た構造に関する。

（従来の技術）内接噛合形遊星歯車機構を用いた減速機は種々提案さ
れている。これらの減速機の中でも内歯歯車がピン又は
ピンとローラの組合せよりなる円弧歯形であり、外歯歯
車がエピトロコイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形
であって、この外歯歯車には内ピン或いは内ピンと内ロ
ーラが遊嵌されており、外歯歯車に嵌合された偏心体の
回転によって外歯歯車を揺動回転させ、内外両歯車を内
接噛合させて入力回転を減速して出力する遊星歯車減速
機は「サイクロ減速機」（登録商標）として著名であ
る。そして、この「サイクロ減速機」は大トルクの伝達
が可能である上、減速比が大きいため種々の減速機構と
して使用されている。

以下に、公知の「サイクロ減速機」の一例を第第３図
によって説明する。

第３図は公知の遊星歯車減速機の一例を示す断面図で
ある。

この例では、入力回転軸１の回転が出力軸２の減速回
転となって取り出されるものとなっているが、出力軸２
を固定し、内歯歯車から減速回転を取り出す構成とする
こともできる。

入力回転軸１には中空の偏心体軸３がキー（図示しな
い）及びキー溝４を介して固定され、該偏心体軸３には
２個の偏心体3₁、3₂が設けられている。外歯歯車5₁、5₂
は個々の偏心体3₁、3₂にコロ６を介して嵌合されてい
る。この外歯歯車5₁、5₂はその外周にトロコイド歯形か
らなる外歯７を有している。内歯歯車８は外側のケーシ
ングを兼用しており、かつ該内歯歯車８はこの例では固
定されている。内歯歯車８は外歯歯車5₁、5₂と内接噛合
する外ピン９からなる円弧歯形を有している。この外ピ
ン９には外ローラを設ける構造とすることもできる。前
記外歯歯車5₁、5₂には内ピン穴10が形成されており、内
ピン穴10には内ピン11が遊嵌されている。そして、この
内ピン11の外周には内ローラ12が遊嵌されており、該内
ピン11の一端は内ピン保持フランジ13に密嵌されてい
る。ここで、内ローラ12は省略することができる。内ピ
ン保持フランジ13はこの例では出力軸２に一体的に形成
されている。

内歯歯車８を挟んでケーシング14₁、14₂が設けられ、
入力軸１を支持するため、２個の入力軸受15₁、15₂が外
歯歯車5₁、5₂を挟む両側に設けられている。入力軸受15
₁は入力軸１の外周とケーシング14₁との間に設けられ、
入力軸受15₂は入力軸１の外周と内ピン保持フランジ13
に形成された凹所13₁の内面との間に設けられている。
出力軸２を支持するため、２個の出力軸受16₁、16₂が出
力軸２の外周とケーシング14₂との間に設けられてい
る。

この公知の遊星歯車減速機では、入力軸１の１回転が
偏心体3₁、3₂の１回転となるが、外歯歯車5₁、5₂は内ピ
ン穴10と内ピン11とにより自転を拘束されているから、
該外歯歯車5₁、5₂は揺動半径ｅで揺動回転させられる。
このため、外歯歯車5₁、5₂の歯数と外ピン９の本数（内
歯歯車８の歯数）の差が１個の場合には、入力軸１の１
回転により外歯歯車5₁、5₂の外歯７と内歯歯車８の内歯
である外ピン９とが１歯だけ噛み合い変位する（ずれ
る）。従って、入力軸１の１回転は外歯歯車5₁、5₂の1/
歯数に減速され、その回転を内ピン11を介して出力軸２
へ伝達させる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記遊星歯車増減速機では次のような問題
があった。

第４図を参照して、入力軸１及び出力軸２に作用する
荷重を見ると、出力軸２が入力軸１から受ける回転荷重
W₁は図に示されるように入力軸受15₂の端部位置で作用
している。又、出力軸２が外歯歯車（図示しない）から
受ける荷重W₂は図示のように内ピン11に作用している。
更に、入力軸１が外歯歯車から受ける荷重W₃は図示のよ
うに入力軸１に作用している。

出力軸２に作用する荷重W₁、W₂は出力軸受16₁、16₂よ
りも入力軸１側に位置するから、出力軸２がちょうど片
持ち状となって荷重W₁、W₂を受けるものとなり、そのモ
ーメントにより正規の軸心O₁に対して角度αだけ傾いて
しまう。

又、入力軸１に作用する荷重W₃は出力軸２の傾きと相
まって、そのモーメントにより入力軸１を正規の軸心O₁
に対して角度βだけ傾けてしまう。

このため、入力軸１と出力軸２とは軸心がずれながら
回転し、異常摩耗や騒音、振動発生の原因となってい
た。

又、第５図に示すように、入力軸１に対して外部から
ラジアル荷重Ｆが作用した場合にも、前記と同様に入力
軸１がβ′だけ正規の軸心O₁に対して傾き、又出力軸２
がα′だけ正規の軸心O₁に対して傾くものとなり、この
面でも又、異常摩耗や騒音、振動発生の原因となってい
た。

上記出力軸２や入力軸１の傾きは、入力軸１が外歯歯
車5₁、5₂からの荷重W₃を受け、それを入力軸受15₁、15₂
で支持していることに起因している。

又、上記従来の遊星歯車増減速機では、外歯歯車5₁、
5₂に伝達トルクが等分配されることにより荷重のバラン
スがとられているが、２枚の外歯歯車5₁、5₂が同一平面
上にないために各外歯歯車5₁、5₂に作用する荷重により
偏心体３（あるいは入力軸１）にモーメント（偶力）が
生ずる。このため、従来の遊星歯車増減速機では入力軸
１を受ける入力軸受15₁、15₂を設ける必要があった。こ
の入力軸１に作用するモーメントは、外歯歯車5₁、5₂に
作用する荷重と２枚の外歯歯車5₁、5₂間の距離との積に
なるので、これを低減させるには２枚の外歯歯車5₁、5₂
間の距離を小さくすれば良い。しかしながら、外歯歯車
5₁、5₂は偏心体３及びコロ６により支持されており、こ
の偏心体３及びコロ６は強度上の負荷容量によって所定
の長さが必要であり、その間隔を短縮するにも限界があ
った。

そこで、本発明の目的は、前記入力軸の傾き要因を無
くして上記異常摩耗や騒音、振動を低減した遊星歯車増
減速機を提供せんとするにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の特徴とするところは、入力軸と、該入力軸に
設けられた偏心体と、該偏心体に嵌合された２枚の外歯
歯車と、該外歯歯車と内接噛合する外ピンを有する内歯
歯車と、前記外歯歯車に形成された内ピン穴と、該内ピ
ン穴に遊嵌された内ピンと、該内ピンが密嵌された内ピ
ン保持リングと、該内ピン保持リングと出力軸とを連結
する結合手段とからなる遊星歯車増減速機において、前
記内ピン保持リングが前記２枚の外歯歯車を挟む両側に
設けられ、該内ピン保持リングと前記偏心体との間にス
ラスト軸受を設けてなるところにある。

（実施例）以下、図によって詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図であり、第２
図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

この実施例においては入力軸21の回転が出力軸22の減
速回転となって取り出されるものとなっているが、出力
軸22の回転を入力軸21の増速回転として取り出すものと
することも可能である。

入力軸21には中空の偏心体軸23が挿入され、該偏心体
軸23はスプライン結合やオルダム結合等の半径方向への
変位を吸収するフレキシブル結合手段24によって入力軸
21に結合されている。この偏心体軸23には２個の偏心体
23₁、23₂が形成されている。偏心体23₁、23₂には２枚の
外歯歯車25₁、25₂がアンギュラ軸受26₁、26₂を介して嵌
合されている。アンギュラ軸受26₁、26₂は玉軸受やコロ
軸受からなり、軸方向荷重と半径方向荷重の両者を支持
する機能を持つものであって、この実施例では軸受作用
線F₁、F₂が互いに向かい合う方向となっている。この外
歯歯車25₁、25₂はこの外周にトロコイド歯形からなる外
歯27を有している。内歯歯車28はケーシングと一体に形
成されており、該内歯歯車28は外歯歯車25₁、25₂と内接
噛合する外ピン29からなる円弧歯形を有している。その
外ピン29には外ローラ29₁が遊嵌されている。ここで、
外ローラ29₁は省略可能である。前記外歯歯車25₁、25₂
には内ピン穴30が形成されており、該内ピン穴30には内
ピン31が遊嵌されている。この内ピン31の外周には内ロ
ーラ32が遊嵌されており、該内ピン31はその両端を内ピ
ン保持リング33₁、33₂に密嵌されている。ここで、内ロ
ーラ32は省略することも可能である。内ピン保持リング
33₁、33₂は外歯歯車25₁、25₂を挟んでその両側に設けら
れている。内ピン保持リング33₁、33₂と偏心体23₁、23₂
との間にはスラスト軸受34₁、34₂が設けられている。
又、一方の内ピン保持リング33₂と出力軸22とは直結で
はなく、スプライン結合等の軸心のずれを吸収できるフ
レキシブルな連結構造35としている。

この実施例では、入力軸21は入力駆動源であるモータ
Ｍの出力軸と同一となっており、この入力軸21をモータ
Ｍ側で片持支持している軸受36を除いて、入力軸21には
軸受が設けられていない。

本発明は以上のように構成されているので、次のよう
な作用が生ずる。

まず、２枚の外歯歯車25₁、25₂に作用する荷重によっ
て偏心体23にモーメントが生ずる。ところが、このモー
メントを偏心体側面のスラスト軸受34₁、34₂で支持する
ので、該偏心体34₁、34₂（あるいは入力軸21）が半径方
向に自由に変位できる、いわゆるフローテイング支持状
態となるので、偏心体23が自動調心機能を持つものとな
る。このため、外歯歯車25₁、25₂に作用する荷重が等分
配され、片当たり荷重がなくなって異常摩耗や騒音、振
動音の発生が低減されるものとなる。

又、外歯歯車25₁、25₂を正面組み合わせ（軸受作用線
が互いに向かい合う方向となる）のアンギュラ軸受2
6₁、26₂によって支持しているので、軸受作用線が図示
のF₁、F₂で示すように互いに向かい合うような方向に傾
いたものとなり、２枚の外歯歯車25₁、25₂の間のスパン
が実質的に短くなってモーメントを低減させるものとな
る。

又、正面組み合わせのアンギュラ軸受26₁、26₂では、
その軸受作用線F₁、F₂が互いに向かい合うものとなって
いるので、一方の外歯歯車25₁の荷重が増大すると、ア
ンギュラ軸受26₁がアンギュラ軸受26₂を外側（出力軸22
側）へ押し出すように作用し、アンギュラ軸受け26₂が
外側を押し出されると外歯歯車25₂の荷重が増大する。
このため、正面組み合わせのアンギュラ軸受を設けるこ
とにより外歯歯車25₁、25₂が互いに自動調心機能を持つ
ものとなる。

このような外歯歯車25₁、25₂の自動調心機能は前記偏
心体23のフローテイング支持と同様に異常摩耗や騒音、
振動の低減効果を果たすものである。

更に又、偏心体23と入力軸21とをスプライン継手やオ
ルダム継手等の半径方向に変位可能なフレキシブル継手
構造としているので、偏心体23から入力軸21へのラジア
ル荷重の伝達がなく、入力軸21は回転トルクの伝達だけ
で良くなる。このため、入力軸21に作用する荷重がなく
なって入力軸21の振れ回り現象等に基づく振動や騒音の
発生がなく、又入力軸21を支持する軸受の小形化あるい
は入力軸軸受の省略が可能となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々の形式の内接噛合型遊星歯車機構に適用可能であ
り、これらの適用についても本発明に含むものである。

（発明の効果）以上のように構成された本発明の効果を述べると次の
とおりである。

偏心体（あるいは入力軸）が半径方向に自由に変位で
きる、いわゆるフローテイング支持状態となるので、偏
心体が自動調心機能を持つものとなり、外歯歯車に作用
する荷重が等分配され、片当たり荷重がなくなって異常
摩耗や騒音、振動音の発生が低減されるものとなる。

又、外歯歯車を正面組み合わせ（軸受作用線が互いに
向かい合う方向となる）のアンギュラ軸受によって支持
しているので、軸受作用線が互いに向かい合うような方
向に傾いたものとなり、２枚の外歯歯車の間のスパンが
実質的に短くなってモーメントを低減させるものとな
る。

又、正面組み合わせのアンギュラ軸受を設けているの
で、一方の外歯歯車の荷重が増大すると、他方の外歯歯
車の荷重が増大する。このため、正面組み合わせのアン
ギュラ軸受を設けることにより外歯歯車が互いに自動調
心機能を持つものとなる。このため、異常摩耗や騒音、
振動の低減効果を果たすものである。

更に又、偏心体と入力軸とを半径方向に変位可能なフ
レキシブル継手構造としているので、入力軸に作用する
荷重がなくなって入力軸の振れ回り現象等に基づく振動
や騒音の発生がなく、入力軸を支持する軸受の小形化あ
るいは入力軸軸受の省略が可能となる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第３図は従来公知の遊星歯車減速機
を示す断面図、第４図は従来公知の遊星歯車減速機の回
転伝達荷重の作用点及び出力軸と入力軸の傾きを説明す
る略図、第５図は従来公知の遊星歯車減速機の外部力の
作用による出力軸と入力軸の傾きを示す略図である。 21:入力軸、22:出力軸 23、23₁、23₂、：偏心体 24:フレキシブル結合手段 25₁、25₂:外歯歯車 26₁、26₂:アンギュラ軸受、28:内歯歯車 29:外ピン、29₁:外ローラ、30:内ピン穴 31:内ピン、32:内ローラ 33₁、33₂:内ピン保持リング 34₁、34₂:スラスト軸受 35:フレキシブル結合手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸と、該入力軸に設けられた偏心体
と、該偏心体に嵌合された２枚の外歯歯車と、該外歯歯
車と内接噛合する外ピンを有する内歯歯車と、前記外歯
歯車に形成された内ピン穴と、該内ピン穴に遊嵌された
内ピンと、該内ピンが密嵌された内ピン保持リングと、
該内ピン保持リングと出力軸とを連結する結合手段とか
らなる遊星歯車増減速機において、前記内ピン保持リングが前記２枚の外歯歯車を挟む両側
に設けられ、該内ピン保持リングと前記偏心体との間に
スラスト軸受を設けてなることを特徴とする遊星歯車増
減速機。
【請求項２】２枚の外歯歯車が、軸受作用線が互いに向
かい合う方向となるように配置された２個のアンギュラ
軸受を介して偏心体に嵌合されてなることを特徴とする
請求項第１項記載の遊星歯車増減速機。
【請求項３】入力軸と偏心体との結合が半径方向に変位
可能なフレキシブル結合となっていることを特徴とする
請求項第１項あるいは第２項記載の遊星歯車増減速機。