JP2771418B2 - 内接噛合遊星歯車構造の角度伝達誤差の低減方法及び内接噛合遊星歯車変速機 - Google Patents

内接噛合遊星歯車構造の角度伝達誤差の低減方法及び内接噛合遊星歯車変速機

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JP2771418B2
JP2771418B2 JP2444493A JP2444493A JP2771418B2 JP 2771418 B2 JP2771418 B2 JP 2771418B2 JP 2444493 A JP2444493 A JP 2444493A JP 2444493 A JP2444493 A JP 2444493A JP 2771418 B2 JP2771418 B2 JP 2771418B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内接噛合遊星歯車構造
の角度伝達誤差の低減方法及びこの低減方法を用いて組
み付けられた内接噛合遊星歯車変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、第1軸と、該第1軸に設けた偏心
体を介してこの第1軸に対して偏心回転可能な状態で取
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、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝
達する手段を介して連結された第2軸と、を備えた内接
噛合遊星歯車構造が広く知られている。
【0003】この構造の従来例を図12及び図13に示
す。この従来例は、前記第1軸を入力軸、第2軸を出力
軸とすると共に、内歯歯車を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。
【0004】入力軸1には所定位相差(この例では18
0°)をもって偏心体3a 、3b が嵌合されている。な
お、偏心体3a と3b は一体化されている。それぞれの
偏心体3a 、3b には軸受4a 、4b を介して2枚の外
歯歯車5a 、5b が取付けられている。この外歯歯車5
a 、5b には内ローラ孔6が複数個設けられ、内ピン7
及び内ローラ8が嵌合されている。
【0005】前記外歯歯車5a 、5b の外周にはトロコ
イド歯形や円弧歯形等の外歯9が設けられている。この
外歯9はケーシング12に固定された内歯歯車10と内
接噛合している。内歯歯車10の内歯は具体的には外ピ
ン11が外ピン穴13に遊嵌され、回転し易く保持され
た構造とされている。
【0006】前記外歯歯車5a 、5b を貫通する内ピン
7は、出力軸2のフランジ部14に固着又は嵌入されて
いる。
【0007】入力軸1が1回転すると偏心体3a 、3b
が1回転する。この偏心体3a 、3b の1回転により、
外歯歯車5a 、5b も入力軸1の周りで揺動回転を行お
うとするが、内歯歯車10によってその自転が拘束され
るため、外歯歯車5a 、5bは、この内歯歯車10に内
接しながらほとんど揺動のみを行うことになる。
【0008】今、例えば外歯歯車5a 、5b の歯数を
N、内歯歯車10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回転毎に外歯歯
車5a、5b はケーシング12に固定された内歯歯車1
0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1の1回転が外歯歯車の−1/Nの回転に
減速されたことを意味する。
【0009】この外歯歯車5a 、5b の回転は内ローラ
孔6a 、6b 及び内ピン7の隙間によってその揺動成分
が吸収され、自転成分のみが該内ピン7を介して出力軸
2へと伝達される。
【0010】ここにおいて、内ローラ孔6a 、6b 及び
内ピン7(内ローラ8)は「等速度内歯車機構」を形成
している。
【0011】この結果、結局減速比−1/Nの減速が達
成される。
【0012】なお、その従来例では、当該内接噛合遊星
歯車構造の内歯歯車を固定し、第1軸を入力軸、第2軸
を出力軸としていたが、第2軸を固定し、第1軸を入力
軸、内歯歯車を出力軸とすることによっても減速機を構
成可能である。更に、これらの入出力を逆転させること
により、増速機を構成することも可能である。
【0013】一方、特開昭60−260737号公報、
あるいは米国特許3129611号等には第1、第2の
支持ブロックを備え、平行軸歯車によって第1段の減速
を行った後に、複数の偏心体軸を介して外歯歯車を揺動
回転させるタイプの内接噛合遊星歯車構造が提案されて
いる。
【0014】図14及び図15に、この形式の内接噛合
遊星歯車構造の従来例を示す。
【0015】これらの図において、ケーシング901内
の内部には、図示しないモータによって回転駆動される
入力軸(元軸)903の先端が挿入されており、軸方向
に間隔をおいて第1の支持ブロック904及び第2の支
持ブロック905が互いに対向して配置されている。こ
れら第1、第2の支持ブロック904、905は、それ
ぞれ軸受906a 、906b を介してケーシング901
の内周に回転自在に支持されており、キャリア体907
を介して互いにボルト929、ピン930により連結・
固定され、全体でキャリアを構成している。
【0016】又、ケーシング901内には、3本の偏心
体軸908が入力軸903と平行に且つ周方向に等間隔
をもって配設されており、各々両端部が偏心体軸軸受9
09a 、909b を介して、第1の支持ブロック904
及び第2の支持ブロック905の各偏心体軸軸受孔91
0a 、910b に回転自在に支持されている。
【0017】第1、第2の支持ブロック904、905
の径方向の中心には、それぞれ中心孔914、915が
形成されており、それら中心孔914、915を、前記
入力軸903が貫通している。入力軸903の先端は、
前記各偏心体軸908に固定した伝動歯車913と噛合
するピニオン916が固定され、これにより、入力軸9
03の回転が、3本の偏心体軸908に等しく分配され
るようになっている。
【0018】各偏心体軸908には互いに180°位相
がずれた2つの偏心体917a 、917b が設けられて
いる。
【0019】2枚の外歯歯車918a 、918b には、
前記偏心体軸908の貫通する3つの偏心体軸受孔91
9a 、919b が設けられており、各偏心体軸受孔91
9a、919b に、前記各偏心体917a 、917b が
偏心体軸受920a 、920b を介して嵌合されてい
る。これにより外歯歯車918a 、918b は、図15
に示すように、その中心Og が入力軸903の回転中心
Of に対して距離eだけ偏心した状態に支持され、偏心
体軸908の1回転毎に、入力軸903の回転中心Of
に対して1回転だけ揺動回転するようになっている。
【0020】前記外歯歯車918a 、918b は、円弧
又はトロコイド形の外歯924を有する。内歯歯車92
5は、ケーシング901の内周に該ケーシング901と
一体に形成され、外ピン926からなる内歯を有する。
【0021】キャリア体907は、第1、第2の支持ブ
ロック904、905が受けた回転力を相互に伝達する
ものであり、外歯歯車918a 、918b の挿入口92
8a、928b (図15)は、外歯歯車918a 、91
8b が揺動しても該キャリア体907と干渉しないだけ
の大きさ、及び形状の開口として形成されている。
【0022】今、仮にケーシング1が固定され、第1、
第2の支持ブロック904、905で構成したキャリア
から回転出力を取り出す場合を想定する。
【0023】入力軸903が回転すると、ピニオン91
6及び伝動歯車913を介して3つの偏心体軸908が
同一方向(入力軸903とは逆方向)に同一速度で回転
する。3つの偏心体軸908には、それぞれ2つの偏心
体917a 、917b が設けられており、当該偏心体9
17a 、917b が同方向に同一速度で偏心回転するこ
とにより、2枚の外歯歯車918a 、918b が入力軸
903に対して揺動回転を行う。
【0024】ここではケーシング901が固定、つまり
内歯歯車925が固定されている場合を想定しているか
ら、外歯歯車918a 、918b は、前述の内接噛合遊
星歯車構造と同様に内歯歯車925によって自由な自転
が拘束された状態で、内歯歯車925に内接しながら揺
動することになる。この結果、例えば外歯歯車918a
、918b の歯数をN、内歯歯車925の歯数をN+
1とした場合、その歯数差は1であるため、偏心体軸9
08が1回転する毎に、外歯歯車918a 、918b は
内歯歯車925に対して1歯分だけずれる(自転する)
ことになる。
【0025】この「ずれ」、即ち外歯歯車918a 、9
18b の自転は、偏心体軸908を介して第1、第2の
支持ブロック904、905に伝わり、両支持ブロック
904、905がキャリア体907を介して一体化され
ていることで、合力となって出力側の支持ブロック90
4又は905から取り出される。なお、両支持ブロック
904、905は、偏心体軸908が1回転すると、−
1/N回転に減速される。
【0026】上の説明では、ケーシング901を固定
し、第1、第2の支持ブロック904、905側から出
力を取り出す場合の作用を述べたが、第1、第2の支持
ブロック904、905を固定し、ケーシング901側
から出力を取り出すこともできる。その場合は、ケーシ
ング901に設けた外フランジ902に相手部材を連結
することになる。これによりケーシング901から、前
記支持ブロック904、905とは逆回転で(入力回転
に対して)1/(N+1)回転の減速出力が取り出され
る。
【0027】このように、ケーシング901側を固定し
て第1、第2の支持ブロック904、905側から減速
回転出力を取り出してもよいし、第1、第2の支持ブロ
ック904、905側を固定して、ケーシング901側
から減速回転出力を取り出してもよい。減速機として適
用する場合には、前記二様の使用形態が可能である。出
力の取り出し方によって区別する場合、前者をキャリア
回転形、後者をケース回転形と呼ぶ。
【0028】なお、この形式の内接噛合遊星歯車構造
は、ケース回転形、キャリア回転形とも、入力、出力の
関係を逆転させることにより、増速機として利用するこ
とも可能である。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、イ
ンボリュート系歯形は、その中心間距離に誤差があって
も(該中心間距離が固定されている限り)速度比は設定
値からずれることはないが、トロコイド歯形等のサイク
ロイド系歯形においては、中心間距離に誤差があると速
度比が設定値からずれてしまうのが大きな特徴の1つと
されている(例えば日刊工業新聞社、仙波正荘著、「歯
車」第1巻17頁)。
【0030】内接噛合遊星歯車構造においては、上述し
たように、その外歯歯車がトロコイド歯形等のサイクロ
イド系歯形で構成されているため、内歯歯車及び外歯歯
車のピッチ円中心間の距離に設計値に対する誤差がある
と、運転によってこの誤差が1回転毎に変動することに
より、角度伝達誤差(入力回転角と出力回転角の理論値
からのずれ)がインボリュート系歯形の場合より大きな
値となって顕れ、これが回転方向の加振力の一因となる
とされている。
【0031】しかしながら、最近の産業用ロボットの高
速化及び高精度化の要請の下に、この種の減速機におい
ても極めて高いレベルの低振動特性や位置決め精度がま
すます要求されるようになってきており、この角度伝達
誤差を更に低減することが現在の大きな課題の1つとさ
れている。
【0032】この課題を解決するために提案されたもの
として、従来、例えば特開昭58−211881号、特
開昭59−175986号、特開昭59−115189
号あるいは特開昭63−22289号公報等に種々の技
術が提案されている。
【0033】特開昭58−211881号公報には、発
生する振動を打消すように電動モータの速度指令信号を
変化させる電気的制御方式が提案されている。しかしな
がら、発振との関係でフィードバックゲインを大きくす
ることができず、十分な振動打消し効果が得られないと
いう不具合がある。
【0034】特開昭59−175986号公報には、高
張力を与えたタイミングベルトで減速機を駆動し、この
ベルトで振動を吸収するものが提案されている。しかし
ながら、長期使用においては該タイミングベルトの破断
が心配されるという問題がある。
【0035】特開昭59−115189号公報には、減
速機の主軸にばねと重りからなる吸振機を取付ける方法
が提案されている。しかしながら、ロボットの負荷荷重
に対応して重り等を調整しなければならないという問題
がある上に、構造が複雑化し部品点数も多くなるという
問題がある。
【0036】これに対し、特開昭63−22289号公
報には、前記図14、図15を用いて説明した内接噛合
遊星歯車構造をキャリア回転型としたものにおいて、同
時加工により角度伝達誤差を低減する技術が開示されて
いる。この特開昭63−22289号公報の内接噛合遊
星歯車構造は、本質的には前記図14、図15を用いて
説明した構造と同じ構成であるため、簡単のため図14
を用いて説明すると、支持ブロック904、905側の
偏心体軸軸受孔910a 、910b と、外歯歯車918
a 、918b 側の偏心体軸受孔919a 、919b とを
同時に加工できるように、前記軸受孔910a 、910
b 、919a 、919b を同一径に設定すると共に、各
孔の軸心の相対位置関係(ピッチ円径とピッチ)を一致
させておくというものである。
【0037】しかしながら、現実にはこれだけでは未だ
角度伝達誤差を飛躍的に減少させることはできないとい
うのが実情であった。
【0038】一方、これらの公報によって開示されてい
る技術とは別に、機械学会、熊本地方講演会講演論文集
No.913−3、219〜221頁において、角度伝達
誤差の低減に着目した実験結果が開示されている。
【0039】この論文においては、工作時に外歯歯車の
累積ピッチ誤差、歯溝の振れ、外歯歯車の偏心体軸受孔
の偏心に注意を払い、組み立て時には、(現に存在す
る)外歯歯車の累積ピッチ誤差と歯溝の振れの誤差の方
向を一致させ、更に外歯歯車の偏心体軸受孔の偏心誤差
の位相を一致させるようにして組み付けると回転伝達誤
差の変動を低減できることが示されている。
【0040】これを換言すると、2枚の外歯歯車を18
0°位相で組み込むときは、組み込んだ状態において偏
心体軸受孔のピッチ円とトロコイド歯形のピッチ円の芯
のずれ(偏心方向)が同一となるようにすると、特にそ
の量が同量である場合には偏心体軸1回転当り1回の角
度伝達誤差が大幅に低減されることを意味している。
【0041】この論文の内容から、次の2項目が容易に
推察できる。
【0042】即ち、その1つは、複数(n )枚の外歯歯
車をその偏心方向がn 等配の位相に組込む場合において
も、組み込んだ状態において、偏心体軸受孔のピッチ円
とトロコイド歯形のピッチ円の(現に存在する)芯のず
れ方向が同一となるようにすると、その量が同量であっ
た場合には偏心体軸1回転当り1回の角度伝達誤差を大
幅に低減できるということである。
【0043】もう1つは、出力の取出し方法が内ピンを
用いた前記図12、図13のようなタイプであっても上
記基本的効果が同様に得られるということである。
【0044】しかしながら、この論文の提案を実現する
には、工作時において現に生じた複数の外歯歯車の累積
ピッチ誤差、歯溝の振れ、あるいは偏心体軸受孔の偏心
等を実際に確認し、組み立て時にこの偏心方向を一致さ
せるように組み込まなければならないが、ばらばらに加
工された場合には、現実にはどう組み込もうとしてもこ
れらの偏心方向を一致できない場合がほとんどであるは
ずであり、現実にはこの作業は極めて困難と言わざるを
得ない。
【0045】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、前記論文の主張する「組み立て
時に(現に生じている)外歯歯車の累積ピッチ誤差と歯
溝の振れの誤差の方向を一致させ、更に外歯歯車の偏心
体軸受孔の位相を一致させるように組み込む」ことを容
易に且つ正確に実現し、偏心体軸1回転当り1回の角度
伝達誤差を大幅に低減させることのできる方法を提供す
ると共に、併せてこれらの方法により組み付けられた変
速機(減速機、あるいは増速機)を提供することにより
上記課題を解決したものである。
【0046】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、第1軸と、該第1軸に設けた偏心体を介
して、この第1軸に対して偏心回転可能な状態で取付け
られた複数枚の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する
内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみ
を伝達する手段を介して連結された第2軸と、を備えた
内接噛合遊星歯車構造の角度伝達誤差の低減方法におい
て、前記外歯歯車の各々の歯数を該外歯歯車の枚数の整
数倍に設定し、且つ、前記内歯歯車と外歯歯車との歯数
差を外歯歯車の枚数の整数倍に設定し、前記複数枚の外
歯歯車を重ねた状態で、それぞれの外歯及び各外歯歯車
を貫通するそれぞれの孔を加工すると共に、各外歯歯車
をそれぞれの最大偏心方向に平行移動して組み込むこと
とした。
【0047】又、本発明は、外部部材と連結される元軸
と、該元軸の回転に対応して回転する複数の第1軸と、
該複数の第1軸に設けた偏心体を介して前記元軸に対し
て偏心回転可能な状態で取り付けられた複数枚の外歯歯
車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯
歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介し
て連結された第2軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造
の角度伝達誤差の低減方法において、前記複数枚の外歯
歯車を重ねた状態で、それぞれの外歯及び各外歯歯車を
貫通するそれぞれの孔を加工すると共に、各外歯歯車を
それぞれの最大偏心方向に平行移動して組み込むことと
した。
【0048】更に、本発明は、ケーシングと、該ケーシ
ング内に先端が挿入された元軸と、該元軸の軸方向に間
隔をおいて配置され、各々が軸受を介して前記ケーシン
グに回転自在に支持され、且つキャリア体を介して互い
に連結・固定された第1の支持ブロック及び第2の支持
ブロックと、前記元軸と同心の円周上に複数配置され、
各々両端が前記第1、第2の支持ブロックに形成された
偏心体軸軸受孔に偏心体軸軸受を介して回転自在に支持
され、且つ前記元軸と連動して回転する偏心体軸と、該
複数の各々の偏心体軸の軸方向略中央部に設けられた偏
心体と、前記第1、第2の支持ブロック間に配置され、
自身に形成された偏心体軸受孔が前記各偏心体に偏心体
軸受を介して回転自在に嵌合されることにより元軸に対
して偏心回転する複数枚の外歯歯車と、前記ケーシング
に固定され前記外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、を
備え、前記第1、第2の支持ブロック並びに外歯歯車の
径方向の各中心には、それぞれ中心孔が形成された内接
噛合遊星歯車構造において、前記キャリア体を、前記第
1、第2の支持ブロックとは別体のキャリアピンで構成
し、該キャリアピンを、前記第1、第2の支持ブロック
に形成された各キャリアピン保持孔に貫通させることに
より、第1、第2の支持ブロックを連結・固定し、前記
偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キャリアピン保持孔、
中心孔を全て貫通孔とし、これら孔のうち、第1、第2
の支持ブロックの各偏心体軸軸受孔と外歯歯車の各偏心
体軸受孔は各々同一円周上に同ピッチで配置すると共
に、第1、第2の支持ブロックの各キャリアピン保持孔
も各々同一円周上に同ピッチで配置し、前記第1、第2
の支持ブロックと前記外歯歯車とを、その軸方向位置を
適当に並び変えたときに、前記第1、第2の支持ブロッ
クに形成された中心孔の径と前記外歯歯車に形成された
中心孔の径とが一方向に向かって小さくなり(同径を含
む)、又この並びのまま同時に前記第1、第2の支持ブ
ロックに形成された偏心体軸軸受孔の径と前記外歯歯車
に形成された偏心体軸受孔の径とが前記と同じ方向に向
かって小さくなり(同径を含む)、更に同じくこの並び
のまま同時に、前記第1、第2の支持ブロックに形成さ
れた各キャリアピン保持孔の径が前記と同じ方向に向か
って小さくなる(同径を含む)という関係が成立するよ
うに、前記中心孔、偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キ
ャリアピン保持孔の各径を設定し、前記第1、第2の支
持ブロックの外径を前記外歯歯車の外歯の谷径よりも小
さく設定し、前記外歯歯車の各々の歯数を該外歯歯車の
枚数の整数倍に設定すると共に、前記内歯歯車と外歯歯
車との歯数差を外歯歯車の枚数の整数倍に設定し、前記
複数枚の外歯歯車及び第1、第2支持ブロックを、前記
中心孔、偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キャリアピン
保持孔の各径が順に同一方向に小さくなるような前記並
び方で重ね、この重ね状態を維持したまま、各外歯歯車
のそれぞれの外歯と、各外歯歯車及び前記第1、第2支
持ブロックを貫通する前記中心孔、偏心体軸軸受孔、偏
心体軸受孔、キャリアピン保持孔の各孔とを全て加工
し、各外歯歯車をそれぞれ最大偏心方向に平行移動して
組み込むこととした。
【0049】これらの角度伝達誤差の低減方法を用いて
組み付けられた内接噛合遊星歯車構造は、これを変速機
(減速機あるいは増速機)にそのまま適用することがで
きる。
【0050】
【作用】本発明者は、前記論文の主張する「組み立て時
に(現に生じている)外歯歯車の累積ピッチ誤差と歯溝
の振れの誤差の方向を一致させ、更に外歯歯車の偏心体
軸受孔の偏心誤差の位相を一致させるようにする」こと
を、どのようにして簡易に且つ正確に実現するかにつき
検討した。そして結局、複数ある外歯歯車を重ねた状態
でその外歯及び該外歯歯車を貫通する孔(例えば偏心体
軸受孔)の双方を(同じチャッキングのまま)加工する
と共に、各外歯歯車をそれぞれ最大偏心方向に平行移動
して組み込むのが最善であることを見出した。
【0051】しかしながら、この方法は、現実には簡単
に実現することはできなかった。それは次のような理由
による。
【0052】即ち、この種の内接噛合遊星歯車構造にあ
っては、従来外歯歯車の枚数にかかわらず、内歯歯車と
外歯歯車の歯数差は1に設定されることが多かった。し
かしながら、歯数差が1に設定されていると、各外歯歯
車の最大偏心方向と外歯との位置関係が各外歯歯車毎に
異なってしまうことになる。このことは、まず各外歯歯
車の外歯のみを同時に加工した後、各外歯歯車の位相を
所定分(半歯分)だけずらした(回転させた)後に偏心
体軸受孔や種々の貫通孔を加工しなければならないこと
を意味している。
【0053】これは、逆に言うならば、外歯及び偏心体
軸受孔等の貫通孔の双方を同時に(同一のチャッキンク
で)加工した場合には、組み付けの際にこれを最大偏心
方向に平行移動するだけでは全外歯歯車が正しく内歯歯
車と噛合してくれない(組み付けできない)ということ
に外ならないことになる。
【0054】本発明では、この点を考慮し、それではど
うのような工夫を施せば全外歯歯車を一度のチャッキン
グでその外歯及び各貫通孔の双方を同時に加工でき、且
つそのようにして製造した外歯歯車を最大偏心方向に平
行移動するだけで等配位相に組み付けできるのかを検討
した。
【0055】その結果得られた結論が次のような条件で
ある。即ち、その条件とは、外歯歯車の歯数を該外歯歯
車の枚数の整数倍に設定し、しかも内歯歯車との歯数差
も外歯歯車の枚数の整数倍に設定するということであ
る。このように設定すると、全外歯歯車を重ねた状態で
それぞれの外歯及び各種貫通孔を同時に加工し、しかも
そのようにして加工した外歯歯車を最大偏心方向に平行
移動するだけで全外歯歯車が正しく内歯歯車と噛合し、
等配位相の組み付けを行うことができるようになる。
【0056】この結果、「組み立て時に外歯歯車の累積
ピッチ誤差と歯溝の振れの誤差の方向を一致させ、更に
外歯歯車の偏心体軸受孔の偏心誤差の位相を一致させる
ようにする」ことを容易に且つ極めて正確に実現するこ
とができるようになり、偏心体軸1回転当り1回の角度
伝達誤差を大幅に低減できるようになった。
【0057】なお、請求項1に記載の低減方法は、例え
ば図12、図13に示したようないわゆる内ピンを利用
して出力を取出す最もシンプルなタイプの内接噛合遊星
歯車構造に適用できる。
【0058】請求項3に記載の低減方法は、例えば図1
4、図15に示すような複数の偏心体軸を有するような
タイプの内接噛合遊星歯車構造に適用できる。
【0059】又、請求項5に記載の低減方法は、これを
更に第1、第2支持ブロックを有するタイプの内接噛合
遊星歯車構造にまで発展的に適用できるようにしたもの
である。
【0060】請求項5に記載の低減方法についてより具
体的に説明すると、請求項1、あるいは請求項3に記載
の低減方法を、第1、第2支持ブロックを有するような
内接噛合遊星歯車構造に適用しようとした場合、当然に
該第1、第2支持ブロックの偏心体軸軸受孔等の加工に
ついても更に同一のチャッキングで加工するのがよいこ
とが推定される。
【0061】しかしながら、実際の設計にあたっては、
設計上の都合により、例えば第1、第2支持ブロックの
偏心体軸軸受孔と外歯歯車の偏心体軸受孔とを同一径に
設定できない場合がよくある。
【0062】例えば、軸受の材質、構造が異なるた
め、強度上同一径とできない場合、ボルト孔等が存在
するために、その付近の強度が他の部分と異なる場合、
あるいは、特定の部材(キャリアピン)を挿入する必
要上、先に挿入される孔は後に挿入される孔よりも大き
くしなければならない場合等である。このような場合に
は、組み立て後の部材の並び方のままで、前記軸受孔を
一方側から同時に加工することはできない。又、径が異
なる以上、当然に前記従来の特開昭63−22289号
による(同一径とするという)技術を用いることもでき
ない。
【0063】そこで、請求項5に記載の発明では、これ
らの点を総合的に考慮し、前記「外歯歯車の歯数を該外
歯歯車の枚数の整数倍に設定し、且つ、内歯歯車と外歯
歯車との歯数差を外歯歯車の枚数の整数倍に設定する」
という条件の他に、第1、第2支持ブロックと外歯歯車
とを、その軸方向位置を適当に並べ変えたときに、第
1、第2支持ブロックに形成された中心孔の径と、前記
外歯歯車に形成された中心孔の径とが一方向に向かって
小さくなり(同径を含む)、又その並びのまま同時に第
1、第2の支持ブロックに形成された偏心体軸軸受孔の
径と前記外歯歯車に形成された偏心体軸受孔の径とが一
方向に向かって小さくなり(同径を含む)、更にその並
びのまま同時に、第1、第2の支持ブロックに形成され
た各キャリアピン保持孔の径が前記と同じ方向に向かっ
て小さくなる(同径を含む)という関係が成立するよう
に、中心孔、偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キャリア
ピン保持孔の各径を設定し、且つ、第1、第2支持ブロ
ックの外径を、外歯歯車の外歯の谷径よりも小さく設定
するようにしたものである。
【0064】この条件を満足することにより、一度のセ
ッティングで(同一チャッキングのままで)第1、第2
支持ブロックの偏心体軸軸受孔と外歯歯車の偏心体軸受
孔とを同時に加工し、第1、第2支持ブロックの両キャ
リアピン保持孔を同時に加工し、更に、第1、第2支持
ブロックと外歯歯車の各中心孔を同時に加工し、その上
(このセッティングのままで)更に外歯歯車の外歯をも
同時に加工できるようになった。
【0065】即ち、この条件によって外歯歯車あるいは
第1、第2支持ブロックを加工した場合には、外歯歯車
を最大偏心方向に平行移動することによって組み付ける
ことができ、その結果、当然にその外歯歯車の外歯と同
一のチャッキングで加工されている該外歯歯車の貫通孔
や第1、第2支持ブロックの貫通孔等の全ての加工誤差
の位相も自動的に同一方向に揃えられることになり、角
度伝達誤差を飛躍的に低減することができるようになる
ものである。
【0066】なお、請求項5においては、中心孔、偏心
体軸軸受孔、偏心体軸受孔及びキャリアピン保持孔及び
外歯の全てを同時に(同一のチャッキングで)加工でき
る条件を掲げていたが、設計の都合により、中心孔、偏
心体軸軸受孔、あるいはキャリアピン保持孔について
は、これらのうちの1つ又は2つについては必ずしも同
時に加工できなくても(その分角度伝達誤差の低減割合
は減少するが)相応の効果は得られる。従って、請求項
5の発明においては、これらのいわゆる「不完全実施の
構成」についても当然にその技術的範囲に含んでいるも
のとする。
【0067】
【実施例】本発明の具体的な実施例に入る前に、本発明
の原理を最もシンプルな例を参照しながら説明する。
【0068】図1は本発明に係る2枚の外歯歯車105
a 、105b 及び内歯歯車110の内歯に相当する外ピ
ン111との関係を示している。
【0069】図1から明らかなように、この外歯歯車1
05a 、105b は、その歯数が外歯歯車105a 、1
05b の枚数「2」の整数倍である「24」に設定され
ている。又、外ピン111の数は「28」である。従っ
て外歯歯車105a 、105b と外ピン111との歯数
差が、外歯歯車105a 、105b の枚数「2」の整数
倍である「4」に設定されている。
【0070】なお、図の符号Oは入力軸の中心、Oa1は
外歯歯車105a 側の偏心体の中心、Ob1は外歯歯車1
05b 側の偏心体の中心をそれぞれ示している。
【0071】この設定の結果、組付けに際しては、各外
歯歯車105a 、105b をそれぞれの最大偏心方向に
平行移動(この場合は180°離反)させるだけで済む
ようになり、当該外歯歯車105a 、105b のどの位
置にどのような形状の貫通孔がどれだけ形成されていた
としても、両外歯歯車の外歯及び種々の孔部を一度に加
工することができ、しかも、平行移動させた状態で両外
歯歯車を正しく内歯歯車に噛合させながら組み付けるこ
とができる。その結果、必然的に、「組み立て時に、
(現に生じている)外歯歯車の累積ピッチ誤差と歯溝の
振れの誤差の方向を一致させ、更に外歯歯車の偏心体軸
受孔の偏心誤差の位相を一致させるようにする」という
基本思想を実現でき、偏心体軸1回転当り1回の角度伝
達誤差を大幅に低減できる。
【0072】次に、図2及び図3を用いて本発明のより
具体的な実施例を説明する。
【0073】この実施例では、外歯歯車の枚数が「3」
に設定されている。又、この外歯歯車205a 〜205
c の各々の歯数は、該外歯歯車の枚数「3」の整数倍で
ある「33」に設定されている。更に、外ピン211の
本数(内歯歯車の歯数に相当)は「36」に設定され、
外歯歯車の外歯との歯数差が「3」となっている。即
ち、歯数差が外歯歯車の枚数「3」の整数倍に設定され
ている。
【0074】この結果、当該外歯歯車205a 〜205
c を組付けるときは、各外歯歯車205a 〜205c を
その最大偏心方向である120°の方向にそれぞれ平行
移動させるだけで済むようになる。
【0075】図3には、内ピン孔や入出力軸等の孔の記
載が省略されているが、たとえどのような形状の孔がど
のような位置に形成されていようとも、各外歯歯車20
5a〜205c は最初に重ねたままそれぞれの外歯及び
種々の孔部を一度に加工できるのは明らかである。この
結果、各誤差の方向は必ず同一の方向に一致して組込ま
れることになり、前記基本思想が実現できる。
【0076】なお、図の符号Oa2、Ob2、Oc2はそれぞ
れ偏心体203a 〜203c の中心を示している。その
他の構成は先の従来例と基本的に同一であるため、図中
で同一又は類似の部位に下2桁が同一の符号を付し、重
複説明を省略する。
【0077】次に、図4及び図5に、本発明を入力軸が
3つに分割されたタイプの内接噛合遊星歯車構造に適用
した例を示す。
【0078】この構造は、図示せぬ外部部材(モータ)
と連結される元軸300と、該元軸300の回転に対応
して回転する3つの入力軸301と、該3つの入力軸3
01に設けた偏心体303a 、303b を介して前記元
軸300に対して偏心回転可能な状態で取付けられた2
枚の外歯歯車305a 、305b と、該外歯歯車305
a 、305b が内接噛合する内歯歯車310と、前記外
歯歯車305a 〜305b に該外歯歯車305a 、30
5b の自転成分のみを伝達する手段(後述)を介して連
結された出力軸302とを備えたものである。
【0079】この実施例をより具体的に説明すると、元
軸300が回転すると、この回転に対応して歯車340
(1個)及び341(3個)を介して3つの入力軸30
1が同方向に同一速度で回転する。この3つの入力軸3
01には、それぞれ偏心体303a (3個)、303b
(3個)が嵌め込まれており、当該偏心体303a 、3
03b が同方向に同一速度で偏心回転することにより2
枚の外歯歯車305a、305b が元軸300に対して
偏心回転する。2枚の外歯歯車305a 、305b はそ
の最大偏心方向が互いに180°ずらしてある。
【0080】3つの入力軸301は、図2、図3の実施
例の内ピンの機能を兼ねており、外歯歯車305a 、3
05b の自転成分のみを出力軸302のフランジ部31
4及び支持リング317に伝達する。支持リング317
側に伝達された回転力は、3つのキャリヤピン316に
よって出力軸302のフランジ部314に伝達される。
外歯歯車305a 、305b にはキャリヤピン孔320
が形成されており、外歯歯車305a 、305b の揺動
がキャリヤピン316と干渉しないようにしてある。な
お、その他の構成は基本的に前記従来例と同一であるた
め、図中で同一又は類似の部位に下2桁が同一の符号を
付し、重複説明を省略する。
【0081】ここにおいて、外歯歯車305a 、305
b の歯数は、該外歯歯車の枚数「2」の整数倍である
「58」に設定されており、且つ、外ピン(内歯歯車3
10の内歯に相当)311の数は「60」に設定されて
いる。これから明らかなように、外歯歯車の外歯と外ピ
ン(内歯)との歯数差は「2」であり、外歯歯車の枚数
「2」の整数倍となっている。
【0082】この関係が成立しているため、この実施例
に係る外歯歯車305a 、305bは、図5に示される
ような大小種々の孔が非点対称に形成されているにも拘
らず、これらを最大偏心方向(180°)の方向に離反
(平行移動)させることにより組付けができるようにな
り、前記基本思想が実現できる。
【0083】次に、本発明の更に他の実施例を図6〜図
9を参照しながら説明する。
【0084】図6において、符号401で示すものは円
筒状のケーシングである。このケーシング401は、筒
壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔402を有し
ている。ケーシング401内の中心部には、図示しない
モータによって回転駆動される入力軸(元軸)403の
先端が図中右側から挿入されている。
【0085】ケーシング401内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第1の支持ブロック(図中左側)4
04と第2の支持ブロック(図中右側)405とが互い
に対向して配置されている。第1の支持ブロック404
の外端面(左端面)は相手部材取付面404a とされ、
ケーシング401外に若干突き出ている。これら第1、
第2の支持ブロック404、405は、それぞれ軸受4
06a 、406b を介してケーシング401の内周に回
転自在に支持されている。
【0086】両支持ブロック404、405は、入力軸
403と平行に配した3本のキャリアピン450により
一体に連結・固定され、全体でキャリアを構成してい
る。キャリアピン450は、両支持ブロック404、4
05の外周寄りの位置に配置されており、入力軸401
と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている(図
7、図8参照)。
【0087】第1の支持ブロック404及び第2の支持
ブロック405には、各キャリアピン450を挿通させ
るためのキャリアピン保持孔451、452がそれぞれ
形成されている。第2の支持ブロック405のキャリア
ピン保持孔452は、外端面側に座ぐり部453を有し
ている。そして、第2の支持ブロック405のキャリア
ピン保持孔452側から、頭に鍔部450a を持つキャ
リアピン450が挿入され、該鍔部450a が座ぐり部
453の底面に突き当たることで、キャリアピン450
の第2支持ブロック405に対する軸方向の位置決めが
行われている。
【0088】又、第1の支持ブロック404と第2の支
持ブロック405との間にはパイプ状のキャリアスペー
サ454が配設され、各キャリアピン450の先端は、
それぞれキャリアスペーサ454を貫通して第1の支持
ブロック404の各キャリアピン保持孔451に挿入さ
れている。各キャリアスペーサ454は、キャリアピン
450の軸方向中間部外周に遊嵌されており、両端面が
第1の支持ブロック404と第2の支持ブロック405
とに密着することで、両支持ブロック404、405の
間隔を一定に保っている。
【0089】キャリアピン450の先端面は、第1の支
持ブロック104の相手部材取付面404a に露出して
いる。この露出した先端面の中心には、相手部材固定用
ボルト455をねじ込むためのねじ穴456が形成され
ており、相手部材Pのボルト挿通孔に通したボルト45
5を、このねじ穴456にねじ込んで相手部材Pとキャ
リアピン450とを結合することにより、同時に第1の
支持ブロック404と第2の支持ブロック405とが、
キャリアスペーサ454を介して、所定の間隔で連結・
固定されるようになっている。
【0090】又、ケーシング401内には、3本の偏心
体軸408が入力軸403と平行に配設されている。こ
れら偏心体軸408は、入力軸403と同心の円周上に
周方向に等間隔で配設されており、図7、図8に示すよ
うに、前記各キャリアピン450の中間に位置してい
る。そして、各々の偏心体軸408の両端部が、偏心体
軸軸受409a 、409b を介して第1の支持ブロック
404及び第2の支持ブロック405の各偏心体軸軸受
孔410a 、410b にそれぞれ回転自在に支持されて
いる。
【0091】各偏心体軸408の第1の支持ブロック4
04側には、前記偏心体軸軸受409a で支持されてい
る部分より軸方向中間部寄りに、スプライン412を介
して伝動歯車413が取付けられている。
【0092】第1の支持ブロック404、第2の支持ブ
ロック405の径方向の中心には、それぞれ中心孔41
4、415が形成されており、それら中心孔414、4
15に前記入力軸403が第2支持ブロック405側か
ら挿入されている。
【0093】入力軸403の先端は、第1の支持ブロッ
ク404の中心孔414内にわずかに入った位置にあ
り、その入力軸403の先端に、前記各偏心体軸408
に固定した伝動歯車413と噛合するピニオン416が
固定され、これにより、入力軸403の回転がピニオン
416及び伝動歯車413を介して3本の偏心体軸40
8に等しく分配されるようになっている。この場合、伝
動歯車413の歯数はピニオン416の歯数よりも多く
なっており、各偏心体軸408は、伝動歯車413とピ
ニオン416の歯数比だけ減速回転される。
【0094】各偏心体軸408の軸方向中央部には、軸
方向に並んで2つの偏心体417a、417b が設けら
れている。これら偏心体417a 、417b は、互いに
180°位相がずれている。
【0095】一方、第1、第2の支持ブロック404、
405の間には、ケーシング401の内径よりやや小さ
い外径の円板状の2枚の外歯歯車418a 、418b が
軸方向に並べて配置されている。各外歯歯車418a 、
418b には、前記偏心体軸408が貫通する3つの偏
心体軸受孔419a 、419b が設けられており、各偏
心体軸受孔419a 、419b に、前記各偏心体417
a 、417b が偏心体軸受420a 、420b を介して
嵌合されている。これにより、外歯歯車418a 、41
8b は、図8に示すように、その中心Og が入力軸40
3の回転中心Of に対して距離eだけ偏心した状態に支
持され、偏心体軸408の1回転毎に、入力軸403の
中心Of に対して1回転だけ揺動回転するようになって
いる。
【0096】なお、偏心体軸408を支持する図6中の
左側の偏心体軸軸受409a と伝動歯車413は、左側
の偏心体417a の端面と、第1の支持ブロック404
の偏心体軸軸受孔410a 内周に係合した止め輪460
とで挟まれており、それにより偏心体軸408上で位置
決めされている。
【0097】又、前記偏心体軸受420a 、420b と
しては、ここではニードル軸受が用いられている。そし
て、この偏心体軸受420a 、420b の軸方向の位置
決めが次のように行われている。
【0098】即ち、第1の支持ブロック404寄りの左
側の偏心体軸受420a は、図6において左端側が前記
伝動歯車413の側面で直接位置決めされ、右端側が両
偏心体417a 、417b 間に設けたフランジ422に
より位置決めされている。又、第2の支持ブロック40
5寄りの偏心体軸受420b は、左端側が両偏心体41
7a 、417b 間に設けた前記フランジ422により位
置決めされ、右端側が止め板423により位置決めされ
ている。
【0099】この止め板423は、偏心体軸408を支
持する右側の偏心体軸軸受409aにより押さえられ、
又、偏心体軸軸受409a は、第2の支持ブロック40
5の偏心体軸軸受孔410a 内周に係合した止め輪46
1により押さえられている。
【0100】前記外歯歯車418a 、418b は、後述
する条件の外歯424を有しており、この外歯歯車41
8a 、418b の外周側には、外歯歯車418a 、41
8bが噛合する内歯歯車425が配設されている。内歯
歯車425はケーシング401の内周に、ケーシング4
01と一体に形成されており、外ピン426からなる内
歯を有している。なお、外ピン426は、ピン押さえリ
ング427により抜け落ちないように内側から止められ
ている。
【0101】外歯歯車418a 、418b には、その中
心に、入力軸403の貫通する中心孔460a 、460
b が形成され、又、キャリアピン450に対応する位置
に、嵌挿孔428a 、428b が形成されている。そし
て、この嵌挿孔428a 、428b をキャリアピン45
0及びキャリアスペーサ454が貫通している。
【0102】キャリアピン450は、第2の支持ブロッ
ク405が受けた回転力を、第1の支持ブロック404
に伝達するものであり、外歯歯車418a 、418b の
嵌挿孔428a 、428b は、外歯歯車418a 、41
8b が揺動してもキャリアピン450及びキャリアスペ
ーサ454と干渉しないだけの大きさの円孔として形成
されている。
【0103】又、キャリアピン450の先端面のねじ穴
456の他に、第1の支持ブロック404の相手部材取
付面404a には、図7に示すように相手部材固定用ね
じ穴457が複数形成され、これら多数のねじ穴45
6、457に固定用ボルト455をねじ込むことによ
り、相手部材Pを強固に連結・固定することができるよ
うになっている。
【0104】次に、このように構成され内接噛合遊星歯
車構造の動きについて説明する。
【0105】外歯歯車418a 、418b が入力軸40
3の回転とともに揺動回転し、内歯歯車425の内歯に
相当する外ピン426と外歯歯車418a 、418b と
の噛合によって入力軸403の回転が外歯歯車418a
、418b の減速された回転(自転)となるのは、従
来の公知例と全く同様である。
【0106】この外歯歯車418a 、418b の回転は
3本の偏心体軸408を介して第1、第2の支持ブロッ
ク404、405に伝達される。第2の支持ブロック4
05に伝達された回転力は、キャリアピン450を介し
て、第1の支持ブロック404に伝達される。そして、
その回転力が第1の支持ブロック404から、同ブロッ
ク404に連結された相手部材Pに伝達される。
【0107】次に、角度伝達誤差低減のために取られて
いる構成について説明する。
【0108】前述した構成のうち、特に第1、第2の支
持ブロック404、405に形成された偏心体軸軸受孔
410a 、410b と、外歯歯車418a 、418b に
形成された偏心体軸受孔419a 、419b は、それら
の相対位置関係を含む加工誤差を管理することが、角度
伝達誤差低減のために極めて重要である。
【0109】又、キャリアピン保持孔451、452に
ついても、同様のことが言える。更に、各中心孔41
4、415、460a 、460b は、基準孔となるもの
であるため、前記と同様に、他の孔との相対位置関係の
管理が必要である。
【0110】これに対し、キャリアピン嵌挿孔428a
、428b については、高い精度は不要である。座ぐ
り部453についても同様である。従って、別途加工し
ても特に問題はなく、「本発明に係る径の関係」の規制
対象外である。
【0111】本実施例の構造では、前述した管理の必要
な孔及び外歯を、次のように構成している。
【0112】即ち、まず、第1、第2の支持ブロック4
04、405に形成された偏心体軸軸受孔410a 、4
10b と、外歯歯車418a 、418b に形成された偏
心体軸受孔419a 、419b と、キャリアピン保持孔
451、452と、中心孔414、415、460a 、
460b とを全て同時加工が可能なように貫通孔として
いる。
【0113】次に、これら孔のうち、両支持ブロック4
04、405の各偏心体軸軸受孔410a 、410b
と、外歯歯車418a 、418b の偏心体軸受孔419
a 、419b とを、同一円周上に同ピッチで配置してい
る。又、第1、第2の支持ブロック404、405の各
キャリアピン保持孔451、452を同一円周上に同ピ
ッチで配置している。
【0114】そして、更に、第1、第2の支持ブロック
404、405にそれぞれ形成された偏心体軸軸受孔4
10a 、410b の径をD1、D2とし、外歯歯車41
8a、418b に形成された偏心体軸受孔419a 、4
19b の径をD3、D4とした場合、 D1=D2>D3=D4 ………(1) の関係を成立させている。つまり、支持ブロック40
4、405側の偏心体軸軸受孔410a 、410b のい
ずれよりも、外歯歯車418a 、418b 側の偏心体軸
受孔419a 、419b の方を径小に設定している。
【0115】又、キャリア体として、第1、第2の支持
ブロック404、405とは別体のキャリアピン450
を用い、該キャリアピン450を、第1、第2の支持ブ
ロック404、405に形成された各キャリアピン保持
孔451、452に第2の支持ブロック405側から貫
通させることにより、第1、第2の支持ブロック40
4、405を連結・固定している。つまり、このタイプ
では、第1の支持ブロック404のキャリアピン保持孔
451の径D5と、第2の支持ブロック405のキャリ
アピン保持孔452の径D6とを、 D5<D6 ………(2) の関係に設定している。これは、キャリアピン450を
一方側から挿入する際、挿入を容易に行うことができる
ようにするためである。
【0116】更に、第1、第2の支持ブロック404、
405の各中心孔414、415の径D7、D8と、外
歯歯車418a 、418b の各中心孔460a 、460
b の径D9、D10の関係は、 D7=D8>D9=D10 ………(3) に設定している。
【0117】以上の(1)、(2)、(3)式が同時に
成立するように、各孔の径を定めたことにより、図9に
示すように、図中左側から第2の支持ブロック405、
第1の支持ブロック404、外歯歯車418a 、外歯歯
車418b の順に重ね合わせてセッティングした場合、
各孔の径が(一部同一径を含んで)図中右に行くほど小
さくなる。
【0118】即ち、支持ブロック404、405側の偏
心体軸軸受孔410a 、410b の径、及び外歯歯車4
18a 、418b 側の偏心体軸受孔419a 、419b
の径が、全て右に向かって小さくなり、且つ、この並び
のまま同時に、支持ブロック404、405側の中心孔
414、415の径、及び外歯歯車418a 、418b
側の中心孔460a 、460b の径も、全て右に向かっ
て小さくなるという関係が成立し、この並びのまま更に
同時に、キャリアピン保持孔451、452の径も、右
に向かって小さくなるという関係も成立するようにな
る。
【0119】従って、図中左側から工具を挿入すること
で(加工方向をXとすることにより)、第2の支持ブロ
ック405の偏心体軸軸受孔410b と、第1の支持ブ
ロック404の偏心体軸軸受孔410a と、外歯歯車4
18a の偏心体軸受孔419a と、外歯歯車418b の
偏心体軸受孔419b と、を同時加工することができ
る。又、全く同じセッティングのままで(同一のチャッ
キングのままで)、第2の支持ブロック405の中心孔
415と、第1の支持ブロック404の中心孔414
と、外歯歯車418a の中心孔460a と、外歯歯車4
18b の偏心体軸受孔460b と、を同時加工すること
ができる。更に、同じセッティングのままで、第2の支
持ブロック405のキャリアピン保持孔452と、第1
の支持ブロック404のキャリアピン保持孔451とを
も、同時加工することができるようになる。
【0120】従って、これらを平行移動させて組付けた
場合には各誤差の方向が完全に同一方向に一致すること
になる。
【0121】なお、前記実施例の場合は、支持ブロック
側の軸受孔410a 、410b の方が外歯歯車側の軸受
孔419a 、419b よりも大きく、又、支持ブロック
側の中心孔414、415の方が外歯歯車側の中心孔4
60a 、460b よりも大きくい場合を示したが、逆の
場合にも同時加工が可能である。その場合は、 D1=D2>D3=D4 ………(4) D7=D8>D9=D10 ………(5) D5<D6 ………(6) の関係が同時に成立しているから、図10に示すように
図中左側から外歯歯車418a 、418b 、第2の支持
ブロック405、第1の支持ブロック404の順に重ね
合わせてセッティングする。そうすることにより、各軸
受孔の径が右に向かうほど小さくなり、又、各中心孔の
径も右に向かうほど小さくなり、更にキャリアピン保持
孔452、451の径も右に向かうほど小さくなる。従
って、前記と同様に図中左側から工具を挿入すること
で、各孔を同時加工することができる。
【0122】なお、この実施例においても、更に全く同
一のセッティングのままで(同一のチャッキングのまま
で)、外歯歯車418a 、418b の外歯424をも同
時に加工するために、外歯歯車418a 、418b の枚
数や歯数、更には谷径等を特定の条件に設定している。
【0123】具体的には、この実施例では、外歯歯車4
18a 、418b の枚数は、図から明らかなように
「2」に設定されている。又、この外歯歯車418a 、
418bの各々の歯数は、該外歯歯車418a 、418b
の枚数「2」の整数倍である「78」に設定されてい
る。更に、外ピン425の本数(内歯歯車425の歯数
に相当)は「80」に設定され、外歯歯車418a 、4
18b の外歯424との歯数差が「2」となっている。
即ち、歯数差が外歯歯車の枚数「2」の整数倍に設定さ
れている。この結果、当該外歯歯車418a 、418b
を組付けるときは、各外歯歯車418a 、418b をそ
の最大偏心方向である180°の方向にそれぞれ平行移
動させるだけで該外歯歯車418a 、418b の各外歯
が共に内歯歯車425と正しく噛合した状態で組み付け
できることになる。
【0124】各図から明らかなように、外歯歯車418
a 、418b には種々の貫通孔が形成されているが、た
とえどのような形状の孔がどのような位置に形成されて
いようとも、(平行移動させるのであるから)各外歯歯
車418a 、418b は共に重ねたままそれぞれの外歯
及び種々の孔部を一度に加工でき、従って誤差の方向も
統一できることが分かる。即ち、図9、あるいは図10
から明らかなように、外歯歯車418a 、418b の外
歯424の谷径D11よりも第1、第2支持ブロック4
04、405の外径D12を小さく設定しておくことに
より、一度のセッティングで(同一のチャッキングのま
まで)偏心体軸軸受孔410a 、410b 、偏心体軸受
孔419a 、419b 、及びキャリアピン保持孔45
1、452を同時加工することができると共に、更に、
外歯歯車418a 、418b の外歯424をも同時に加
工することができるようになるものである。この結果、
角度伝達誤差を激減させることができる。
【0125】なお、この実施例ではキャリアピン450
を第2の支持ブロック405側から挿入するために鍔付
きの構造とし、且つ第1の支持ブロック404と第2の
支持ブロック405との間隔を別体のキャリアスペーサ
454にて確定するようにしていたが、これを図11に
示すように構成することも可能である。
【0126】図11において、キャリアピン470は、
張出部471を有し、この張出部471が前記実施例の
キャリアスペーサ454の機能を果している。このキャ
リアピン470は、中間体472及びボルト473によ
って前記実施例の「鍔」の機能(図中左方向の移動を阻
止する機能)が果されるような構成とされている。
【0127】その他の構成については上記実施例と全く
同様であり、全く同様な作用効果が得られるため図中で
同一符号を付すにとどめ重複説明を省略する。
【0128】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、外
歯歯車にどのような貫通孔が形成されていようとも、該
外歯歯車の累積ピッチ誤差と歯溝の振れの誤差の方向を
一致させ、更に偏心体軸受孔の偏心誤差の位相を一致さ
せるようにして組み付けることができるようになり、偏
心体軸1回転当り1回の角度伝達誤差を大幅に低減する
ことができるようになるという優れた効果が得られる。
【0129】又、この角度伝達誤差を低減させる方法を
用いて減速機(あるいは増速機)を製造すれば、例えば
産業用ロボットの関節装置等の極めて高精度な運動制御
(例えば速度制御、位置決め制御、トルク制御)等を必
要とする用途において従来より、遥かに滑らかで且つ正
確な動きにより速度や停止位置等を制御できるようにな
る。
【0130】又、このような減速機は、これとモータと
を組み合わせることによっていわゆる超高精度の汎用の
ギヤドモータとして利用することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を最もシンプルな例で説明するた
めの説明図
【図2】本発明の実施例に係る3枚の外歯歯車を有する
タイプの減速機を示す断面図
【図3】前記実施例の外歯歯車と外ピンとの対応関係を
示す説明図
【図4】本発明の他の実施例に係る、入力軸が3つに分
割されると共に2枚の外歯歯車を有するタイプの減速機
を示す断面図
【図5】図4のV−V線に沿う断面図
【図6】本発明の更に他の実施例の内接噛合遊星歯車構
造の側断面図
【図7】図6のVII −VII 線矢視図
【図8】図6のVIII−VIII線に沿う断面図
【図9】前記実施例において歯車構造の部品(第1、第
2の支持ブロックと外歯歯車)の孔加工をする際の説明
【図10】他の実施例において歯車構造の部品(第1、
第2の支持ブロックと外歯歯車)の孔加工をする際の説
明図
【図11】本発明の実施例に関し、キャリアピン付近の
構成を変更した例を示す図6相当の断面図
【図12】従来の内接噛合遊星歯車構造の一例を示す側
断面図
【図13】図12のXIII−XIII線に沿う断面図
【図14】従来の内接噛合遊星歯車構造の他の例を示す
側断面図
【図15】図14のXV−XV線に沿う断面図
【符号の説明】
101、201、301…入力軸 202、302…出力軸 203a 〜203c 、303a 、303b …偏心体 105a 、105b 、205a 〜205c 、 305a 、305b …外歯歯車 210、310…内歯歯車 111、211、311…外ピン(内歯) 401…ケーシング 403…入力軸(元軸) 404…第1の支持ブロック 405…第2の支持ブロック 406a 、406b …軸受 408…偏心体軸 409a 、409b …偏心体軸軸受 410a 、410b …偏心体軸軸受孔 413…伝動歯車 417a 、417b …偏心体 418a 、418b …外歯歯車 419a 、419b …偏心体軸受孔 420a 、420b …偏心体軸受 424…外歯 425…内歯歯車 414、415、460a 、460b …中心孔 450…キャリアピン 451、452…キャリアピン保持孔 454…キャリアスペーサ 455…ボルト 456…ねじ穴 P…相手部材

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1軸と、該第1軸に設けた偏心体を介し
    て、この第1軸に対して偏心回転可能な状態で取付けら
    れた複数枚の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内
    歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみを
    伝達する手段を介して連結された第2軸と、を備えた内
    接噛合遊星歯車構造の角度伝達誤差の低減方法におい
    て、 前記外歯歯車の各々の歯数を該外歯歯車の枚数の整数倍
    に設定し、且つ、前記内歯歯車と外歯歯車との歯数差を
    外歯歯車の枚数の整数倍に設定し、 前記複数枚の外歯歯車を重ねた状態で、それぞれの外歯
    及び各外歯歯車を貫通するそれぞれの孔を加工すると共
    に、 各外歯歯車をそれぞれの最大偏心方向に平行移動して組
    み込んだことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の角度
    伝達誤差の低減方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の角度伝達誤差の低減方法
    を用いて組み付けられた内接噛合遊星歯車変速機。
  3. 【請求項3】外部部材と連結される元軸と、該元軸の回
    転に対応して回転する複数の第1軸と、該複数の第1軸
    に設けた偏心体を介して前記元軸に対して偏心回転可能
    な状態で取り付けられた複数枚の外歯歯車と、該外歯歯
    車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯
    車の自転成分のみを伝達する手段を介して連結された第
    2軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造の角度伝達誤差
    の低減方法において、 前記複数枚の外歯歯車を重ねた状態で、それぞれの外歯
    及び各外歯歯車を貫通するそれぞれの孔を加工すると共
    に、 各外歯歯車をそれぞれの最大偏心方向に平行移動して組
    み込んだことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の角度
    伝達誤差の低減方法。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の角度伝達誤差の低減方法
    を用いて組み付けられた内接噛合遊星歯車変速機。
  5. 【請求項5】ケーシングと、該ケーシング内に先端が挿
    入された元軸と、該元軸の軸方向に間隔をおいて配置さ
    れ、各々が軸受を介して前記ケーシングに回転自在に支
    持され、且つキャリア体を介して互いに連結・固定され
    た第1の支持ブロック及び第2の支持ブロックと、前記
    元軸と同心の円周上に複数配置され、各々両端が前記第
    1、第2の支持ブロックに形成された偏心体軸軸受孔に
    偏心体軸軸受を介して回転自在に支持され、且つ前記元
    軸と連動して回転する偏心体軸と、該複数の各々の偏心
    体軸の軸方向略中央部に設けられた偏心体と、前記第
    1、第2の支持ブロック間に配置され、自身に形成され
    た偏心体軸受孔が前記各偏心体に偏心体軸受を介して回
    転自在に嵌合されることにより元軸に対して偏心回転す
    る複数枚の外歯歯車と、前記ケーシングに固定され前記
    外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、を備え、前記第
    1、第2の支持ブロック並びに外歯歯車の径方向の各中
    心には、それぞれ中心孔が形成された内接噛合遊星歯車
    構造において、 前記キャリア体を、前記第1、第2の支持ブロックとは
    別体のキャリアピンで構成し、該キャリアピンを、前記
    第1、第2の支持ブロックに形成された各キャリアピン
    保持孔に貫通させることにより、第1、第2の支持ブロ
    ックを連結・固定し、 前記偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キャリアピン保持
    孔、中心孔を全て貫通孔とし、これら孔のうち、第1、
    第2の支持ブロックの各偏心体軸軸受孔と外歯歯車の各
    偏心体軸受孔は各々同一円周上に同ピッチで配置すると
    共に、第1、第2の支持ブロックの各キャリアピン保持
    孔も各々同一円周上に同ピッチで配置し、 前記第1、第2の支持ブロックと前記外歯歯車とを、そ
    の軸方向位置を適当に並び変えたときに、前記第1、第
    2の支持ブロックに形成された中心孔の径と前記外歯歯
    車に形成された中心孔の径とが一方向に向かって小さく
    なり(同径を含む)、又この並びのまま同時に前記第
    1、第2の支持ブロックに形成された偏心体軸軸受孔の
    径と前記外歯歯車に形成された偏心体軸受孔の径とが前
    記と同じ方向に向かって小さくなり(同径を含む)、更
    に同じくこの並びのまま同時に、前記第1、第2の支持
    ブロックに形成された各キャリアピン保持孔の径が前記
    と同じ方向に向かって小さくなる(同径を含む)という
    関係が成立するように、前記中心孔、偏心体軸軸受孔、
    偏心体軸受孔、キャリアピン保持孔の各径を設定し、 前記第1、第2の支持ブロックの外径を前記外歯歯車の
    外歯の谷径よりも小さく設定し、 前記外歯歯車の各々の歯数を該外歯歯車の枚数の整数倍
    に設定すると共に、前記内歯歯車と外歯歯車との歯数差
    を外歯歯車の枚数の整数倍に設定し、 前記複数枚の外歯歯車及び第1、第2支持ブロックを、
    前記中心孔、偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、キャリア
    ピン保持孔の各径が順に同一方向に小さくなるような前
    記並び方で重ね、 この重ね状態を維持したまま、各外歯歯車のそれぞれの
    外歯と、各外歯歯車及び前記第1、第2支持ブロックを
    貫通する前記中心孔、偏心体軸軸受孔、偏心体軸受孔、
    キャリアピン保持孔の各孔とを全て加工し、 各外歯歯車をそれぞれ最大偏心方向に平行移動して組み
    込んだことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の角度伝
    達誤差の低減方法。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の角度伝達誤差の低減方法
    を用いて組み付けられた内接噛合遊星歯車変速機。
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