JP3034617B2 - 複列式内接噛合遊星歯車構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に角度バックラッシ
ュを低減するように構成した複列式内接噛合遊星歯車構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、第１軸と、該第１軸の回転によっ
て回転する偏心体と、該偏心体にベアリングを介して取
付けられ偏心回転が可能とされた複数の外歯歯車と、該
外歯歯車に外ピンで構成される内歯を介して内接噛合す
る内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分の
みを取出す内ローラを介して連結された第２軸と、を備
えた複列式内接噛合遊星歯車構造が広く知られている。

【０００３】この構造の具体的な従来例を図３及び図４
に示す。

【０００４】この従来例は、前記第１軸を入力軸とする
と共に、第２軸を出力軸とし、且つ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。

【０００５】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。こ
の偏心体３a 、３b は、それぞれ入力軸１（中心Ｏ₁ ）
に対して偏心量e だけ偏心している（中心Ｏ₂ ）。それ
ぞれの偏心体３a 、３b にはベアリング４a 、４b を介
して２枚の外歯歯車５a 、５b が複列に取付けられてい
る。この外歯歯車５a 、５b には内ローラ孔６a 、６b
が複数設けられ、内ピン７及び内ローラ８が嵌入されて
いる。

【０００６】外歯歯車を２枚（複列）にしているのは、
主に伝達容量の増大、強度の維持、回転バランスの保持
を図るためである。

【０００７】外歯歯車５a 、５b の外周にはトロコイド
波形や円弧波形等の外歯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。

【０００８】前記外歯歯車５a 、５b を貫通する内ピン
７は、出力軸２付近のケーシング１２に固着又は嵌入さ
れている。

【０００９】入力軸１が一回転すると偏心体３a 、３b
が一回転する。この偏心体３a 、３b の一回転により、
外歯歯車５a 、５b は入力軸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
接しながら殆ど揺動のみを行うことになる。

【００１０】いま、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の一回転毎に外歯歯
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の一回転が外歯歯車５a 、５b の−１／
Ｎの回転に減速されたことを意味する。

【００１１】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（内ローラ８）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。

【００１２】この結果、結局減速比−１／Ｎの減速が達
成される。

【００１３】上述した内接噛合遊星歯車構造は、現在種
々の減速機あるいは増速機に適用されている。例えば、
上記構造においては、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ようにしていたが、
第１軸を入力軸、内歯歯車を出力軸とすると共に、第２
軸を固定することによっても、減速機を構成することが
可能である。更に、これらの構造において入、出力軸を
逆転されることにより、「増速機」を構成することもで
きる。

【００１４】なお、図５は、上記構造をユニット型とし
た例を示している。（特開昭６２−２０４３）。

【００１５】この構造においては、出力軸２は、ボルト
孔１４を介して相手機械に取付けるようになっている
が、内接噛合遊星歯車構造自体については図３、図４と
同様である。従って、図３、図４の各部材と同様な機能
を果す部材に同一符号を付している。内接噛合遊星歯車
構造はこのようなタイプの減速機や増速機にも用いられ
ている。

【００１６】ところで一般に、歯車伝動機構では互いに
噛合う歯車間や軸への取付け手段等に遊びやがたがあ
る。このため正転から逆転に移るときに駆動側が逆転し
てもすぐには被動側の逆転となっては現われない。

【００１７】この明細書では、便宜上このような正転か
ら逆転に移る際に生ずる遊びやがたを「角度バックラッ
シュ」と呼ぶことにする。即ち、この角度バックラッシ
ュは、入力軸がどの程度逆転すれば出力軸がそれに追随
して逆転するかを示すものである。換言すればこの角度
バツクラッシュは、一方の軸（入力軸又は出力軸）を止
めた状態で他方を動かすことのできる量（角度）とも定
義し得るものであり、各歯車等を組立てた状態でどれだ
け隙間があるかを指すものではない。

【００１８】前述したような複列式の内接噛合遊星歯車
構造を採用した伝動機構にあっては、個々の噛合い部分
での遊びやがたが互いに干渉されるため、このような角
度バックラッシュは比較的小さくなるとされている。

【００１９】しかしながら、このような複数枚の外歯歯
車を有する複列式内接噛合遊星歯車構造にあっても、本
来歯と歯の噛合いによって力の伝達が行われるものであ
るため、正転から逆転に移る際に小さいとは言え、やは
り角度バックラッシュが生ずる。

【００２０】このような角度バックラッシュの存在は、
伝動機構が正逆回転を伴なう制御装置として使われると
きには当然に精度の低下を招き、又、伝動装置自体の純
機械的な耐久性の面からみても衝撃が生じ易くなるため
好ましくない。

【００２１】従来、この角度バックラッシュを小さくす
るためには、部品の加工精度を上げたり採用する部品の
選択組合せによる方法が取られている。

【００２２】又、特開昭５９−１０６７４４等において
は、偏心体を外歯歯車に対応して分割すると共に、それ
ぞれの偏心体を軸に取付けるための取付け手段を、該軸
に対して可回動とし、取付けた状態で一方の偏心体によ
り正転方向の角度バックラッシュを除去し、他方の偏心
体によって逆転方向の角度バックラッシュを除去する方
法が開示されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記部
品の精度を上げる方法は、当然に製造コストが高くなる
という欠点を有する。

【００２４】又、組付ける部品の選択組合せによる方法
は、もともと角度バックラッシュを小さくするために隙
間を小さくした部品を組合せることになるため、作業性
が非常に悪くなるという問題がある。

【００２５】又、前述の特開昭５９−１０６７４４によ
る方法では、外歯歯車を複数設けて複列とし、それ自体
伝達容量の増大、強度の維持、バランスの保持等を行い
得る構成となっていながら、正転するときには実質的に
正転方向のバックラッシュを無くした方の外歯歯車のみ
によって動力伝達が行われ、逆転するときには逆転方向
の角度バックラッシュを無くした方の外歯歯車のみによ
って動力伝達が行われるため、前述したような複列とし
たことによる利点を放棄せざるを得ないという新たな問
題が発生していた。

【００２６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、簡単な構成で角度バックラッ
シュを取除くことができ、且つ外歯歯車を複数設けたこ
とによる利点を失うことのない複列式内接噛合遊星歯車
構造を提供することをその課題とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１軸と、該
第１軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体にベ
アリングを介して取付けられ偏心回転が可能とされた複
数の外歯歯車と、該外歯歯車に外ピンで構成される内歯
を介して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取出す内ピンを介して連結され
た第２軸と、を備えた複列式内接噛合遊星歯車構造にお
いて、前記ベアリング、外ピン、内ローラのうち少なく
とも一つを、その軸方向で前記外歯歯車に対応して分割
すると共に、該分割された部材のそれぞれの軸方向中央
部を、軸方向端部に比べて大径としたことにより、上記
課題を解決したものである。

【００２８】

【作用】本発明においては、偏心体と外歯歯車との間に
介在されるベアリング、内歯歯車の内歯を構成するため
の外ピン、及び外歯歯車の自転成分のみを取出すための
内ローラのうち少なくとも一つを、その軸方向で外歯歯
車に対応して分割する。その上で、該分割された部材の
それぞれの軸方向中央部を軸方向端部に比べて大径とす
るようにしている。

【００２９】このため、これらの部材を組付けるときは
相対的に小径とされた軸方向端部から容易に組付けを行
うことができ、しかも軸方向中央部の大径とされた部分
で組付けが完了されることになるため、各歯車を常に接
触状態に維持することができるようになり、組付けの容
易性と角度バックラッシュの発生防止とを両立させるこ
とがきる。

【００３０】又、軸方向端部の付近では適度な隙間があ
るため、加工精度もそれほど高精度なものが要求され
ず、製造コストの上昇も最少限に抑えることがきる。

【００３１】更に、軸方向端部における隙間の存在によ
り、この部分に潤滑油を蓄えることがきるため、加工精
度を上げることによって完全にバックラッシュを無くし
た構成に比べ、摩擦抵抗を非常に小さく維持することが
でき、伝達ロスの低減、温度上昇の防止、及び耐久性の
向上を図ることができるようにもなる。

【００３２】更に、動力の伝達は、正転、逆転のいずれ
の方向でもそれぞれの外歯歯車の共働によって行われる
ため、前述したような複列式とした利点をそのまま享受
することができる。

【００３３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３４】図１は本発明の実施例を示す断面図、図２
は図１における主要部の構成をより明瞭化した図であ
る。

【００３５】外ピン１１１a 、１１１b は、軸方向に２
分割されると共に、その外周面は、いわゆるクラウニン
グ加工されており、軸方向中央部が軸方向端部よりも片
側でΔp だけ大径とされている。

【００３６】内ローラ１０８a 、１０８b も同様に軸方
向で２分割さると共に、その外周面がクラウニング加工
されており、軸方向中央部が軸方向端部よりも片側でΔ
r だけ大径とされている。

【００３７】ベアリング１０４a 、１０４b は、従来よ
り軸方向に２分割されていたものであるが、このベアリ
ング１０４a 、１０４b も、その外周面が軸方向端部よ
り中央部が片側でΔb だけ大径となるようにクラウニグ
加工されている。

【００３８】この径差Δp 、Δr 、Δb は、歯車装置の
多きさ、減速比、伝達トルクによって異なるが、略２．
５μm 〜５０μm 程度とするのが良好である。

【００３９】その他の部位の構成及び基本的作用につい
ては従来のそれと全く同様であるため、図中で同様部位
に下２桁が同一の符号を付すにとどめ重複説明を省略す
る。

【００４０】従来、採用する部品の組合せによって３μ
m 〜５μm 程度の調整が可能であったが、このように積
極的に径差Δp 、Δr 、Δb を設けることにより従来の
選択組合せによって可能な角度バックラッシュの吸収量
よりも遥かに多きな角度バックラッシュの吸収が可能と
なる。

【００４１】即ち、このような実施例によれば、外ピン
１１１a 、１１１b 、内ローラ１０８a 、１０８b 、ベ
アリング１０４a 、１０４b のそれぞれ大径とされた軸
方向中央部において所定の（零又は零に近い）角度バッ
クラッシュを得られるように寸法を設定することができ
る。その結果、組立ての際はこの中央部より小径である
端部から挿入し、これを軸方向に移動させることによっ
て組立てることができるため、角度バックラッシュが非
常に小さいにも拘らず、これを非常に容易に行うことが
できるものである。

【００４２】又、端部においては隙間が確保されている
ため、ここに、潤滑油を蓄積することができ、摩擦抵抗
を小さく維持できると共に、かじり、焼付き等の発生を
防止でき又温度上昇も低減できる。その結果、伝達ロス
を減少でき、耐久性を向上できる。

【００４３】又、動力の伝達は２枚の外歯歯車を介して
行われるため、外歯歯車を２枚にしたことによる利点、
即ち伝達容量の増大、強度の維持、バランスの保持等の
利点はそのまま減殺されることなく享受することができ
る。

【００４４】なお、上記実施例においては、外ピン１１
１a 、１１１b の回りにいわゆる外ローラは設けられて
いないが、外ローラを用いる構造の内接噛合遊星歯車構
造においては、構成上この外ローラにクラウニング加工
を行うことになる。本発明における「外ピン」は、外ピ
ンの周りに外ローラを設けるタイプの構造が採用される
場合には、当該外ローラの概念を含めた内容を意味する
ものとする。

【００４５】なお、図の実施例においては、外周面をク
ラウニング加工することにより、軸方向中央部を端部に
比べて大径としていたが、直線的なテーパを付けること
によって径差を設けることも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、内
接噛合歯車構造の基本的な利点を殆ど維持しながら、簡
単な組立てで角度バックラッシュを効率良く低減するこ
とができるようになるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る複列式内接噛合
遊星歯車構造が適用された減速機の断面図である。

【図２】図２は、図１の要部を拡大すると共に、その構
成を明瞭化して示した部分断面図である。

【図３】図３は、従来の複列式内接噛合遊星歯車構造が
適用された減速機を示す断面図である。

【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であ
る。

【図５】図５は、従来の複列式内接噛合遊星歯車構造を
他の減速機に適用した例を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１０１…入力軸、 ２、１０２…出力軸、 ３a 、３b 、１０３a 、１０３b …偏心体、 ４a 、４b 、１０４a 、１０４b …ベアリング、 ５a 、５b 、１０５a 、１０５b …外歯歯車、 ７、１０７…内ピン、 ８、１０８a 、１０８b …内ローラ、 １０、１１０…内歯歯車、 １１、１１１a 、１１１b …外ピン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、該第１軸の回転によって回転す
   る偏心体と、該偏心体にベアリングを介して取付けられ
   偏心回転が可能とされた複数の外歯歯車と、該外歯歯車
   に外ピンで構成される内歯を介して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取出
   す内ローラを介して連結された第２軸と、を備えた複列
   式内接噛合遊星歯車構造において、 前記ベアリング、外ピン、内ローラのうち少なくとも一
   つを、その軸方向で前記外歯歯車に対応して分割すると
   共に、該分割された部材のそれぞれの軸方向中央部を、
   軸方向端部に比べて大径としたことを特徴とする複列式
   内接噛合遊星歯車構造。