JP3737265B2

JP3737265B2 - 遊星歯車減速機

Info

Publication number: JP3737265B2
Application number: JP01037598A
Authority: JP
Inventors: 謙司白鳥
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: JPH11210843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏心差動式の遊星歯車減速機に係り、特にケースの内周に複数のピンからなる内歯を設けた遊星歯車減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業車両の走行駆動装置や産業ロボットにおける旋回駆動装置、ウインチ等に代表されるように、出力回転に大トルクと耐衝撃性の要求される各種の機械に偏心差動式の遊星歯車減速機が多用されている。
この種の遊星歯車減速機としては、例えば実公昭５９−３６７６１号公報に記載されるように、内周に複数の内歯を有する内歯歯車と、外周に内歯より歯数の少ないエピトロコイド歯形の外歯を有し内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、外歯歯車を内歯歯車の中心軸線に対し所定偏心量で公転運動可能に支持する複数のクランクと、これらクランクに連結されたキャリアと、を備えたものがある。
【０００３】
この減速機の内歯歯車は、環状のケースの内周に所定数の円弧溝を等ピッチで形成し、それら円弧溝にそれぞれ円柱状のピンを回転可能に装着して円弧歯形の内歯とし、その内歯と外歯歯車との摩擦によって効率が低下するのを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の偏心差動式の遊星歯車減速機にあっては、内歯を形成する多数のピンの両端部に、キャリアとケースの間に介在する転がり軸受の外輪を対向させて、これらピンの軸方向への位置ずれを規制する構成となっていたため、次のような問題があった。
【０００５】
上記減速機の組立時においては、例えば１本のピンが隣接する２つの外歯間に位置し、もう１本のピンがこれと反対の位置（１８０度離れた位置）に位置するように、ケースとその内方に配置した外歯歯車の間に２本のピンを挿入する、というような作業を、内歯のピッチ角度ずつケースを回転させながら行って、内歯を形成するすべてのピンを挿入した後、転がり軸受の外輪をケースに嵌合させ、固定する。
【０００６】
このような場合、転がり軸受の外輪がケースに固定されると、ピンは抜け止めされるが、検査等で不具合が見つかり、組立後の減速機を分解したりピンを交換したりする作業が必要になったとき、転がり軸受の外輪をケースから取り外さないとその交換作業ができない。また、例えば減速機の効率を実測して現物合わせで最適径のピンを選択するといったようなことは上述した外輪の取り外し作業を繰り返す作業が必要になるため、実施できず、高効率の減速機を得るのが容易でない。
【０００７】
そこで本発明は、転がり軸受の外輪部をケースに固定したままピン交換作業を行うことができるようにして、作業性に優れた高効率の偏心差動式遊星歯車減速機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１に記載の発明は、ケースの内周に設けられた複数のピンからなる内歯歯車と、前記ケース内で前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、該外歯歯車を前記内歯歯車の中心軸線に対し所定偏心量で公転運動可能に支持するクランク軸と、前記ケースに対し転がり軸受を介して回転自在に結合されるとともに前記クランク軸をそれぞれ回転自在に支持するキャリアと、を備え、前記クランク軸又は外歯歯車に外部からの回転を入力して外歯歯車を公転運動させ、前記内歯歯車又はキャリアから減速出力を取り出すようにした偏心差動式の遊星歯車減速機において、前記転がり軸受が、前記ケース側に軸受転動面を形成する外輪部と、前記キャリア側の軸受転動面を形成するとともに前記複数のピンの軸方向移動を規制する内輪部と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、転がり軸受の内輪がキャリアと共に組み付けられている状態では、ピンが抜け止めされるが、検査等で不具合が見つかり、組立後の減速機を分解したりする場合には、転がり軸受の内輪がキャリアと共に取り外されると、転がり軸受の外輪をケースから取り外すことなく、ピンの取り外しや再装着作業ができることになる。
【００１０】
また、請求項２に記載のように、前記内輪部が前記ピンの軸方向における前記外歯歯車の移動をも規制するようにすると、部品点数を更に削減可能となる。
さらに、請求項３又は４に記載のように、前記外輪部が前記ケースと一体に、あるいは、前記内輪部が前記キャリアと一体に形成されると、比較的大径の大型部品である軸受を部品点数の少ないものとして、部品コストおよび組立工数の削減を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１〜図３は、本発明に係る偏心差動式の遊星歯車減速機の第１の実施形態を示す図である。
この遊星歯車減速機１は、図１および図２に示すように、内周部に平行な複数のピン取付溝１１ｄを有する環状のケース１１と、ケース１１の内周部に設けられた複数のピン１２ａ(内歯)からなる内歯歯車１２とを備え、更に、それぞれこの内歯歯車１２に対応する所定ピッチでこれとは歯数の異なる外歯１４ａ、１５ａを有しケース１１内で内歯歯車１２に噛合する外歯歯車１４、１５と、これら外歯歯車１４、１５を軸受１６ａ、１６ｂを介して内歯歯車１２の中心軸線に対し所定偏心量ｅで１８０度の回転間隔を保って公転運動可能に支持する複数（例えば３本）のクランク軸１８と、ケース１１に対し転がり軸受２０Ａ、２０Ｂを介して回転自在に結合されるとともにクランク軸１８の両端部を回転自在に支持するキャリア１９と、を備えている。
【００１２】
また、クランク軸１８は、それぞれ軸受１７ａ、１７ｂを介してキャリア１９に回転自在に支持されるとともに、それらのうち少なくとも一つの軸端部に装着された入力歯車３１を介して図示しない外部の駆動歯車軸からの回転を入力し、外歯歯車１４、１５を公転運動させるようになっている。
外歯歯車１４、１５は、全歯噛合する場合には内歯の歯数よりわずか（例えば１又は２だけ）に歯数が少ないが、図２に示すように周方向所定間隔をあけて一部の外歯で噛合する場合には内歯より歯数が多くなっており、内歯歯車１２に噛合しながら外歯歯車１４、１５が公転するとき、その公転１回につき前記歯数差に対応する所定角度だけ外歯歯車１４、１５が自転し、これによって内歯歯車１２又はキャリア１９からその自転に対応する減速出力を取り出すことができるようになっている。
【００１３】
なお、このような減速機構自体は公知であるから、これ以上詳述しないが、内歯歯車１２の中心軸線上で回転するセンタークランクを用いて外歯歯車１４、１５の中心部に直接回転入力するようにしてもよい。
図３に示すように、転がり軸受２０Ａは、それぞれケース１１側に軸受転動面２１ａを形成する外輪部２１と、キャリア１９側の軸受転動面２２ａを形成するとともに複数のピン１２の軸方向一方側への移動を内方側面規制する内輪部２２と、外輪部２１および内輪部２２の間に転動可能に設けられた複数のボール状（ローラ状であってもよい）の転動体２３と、転動体２３を所定の周方向間隔に保持するリテーナ２４と、を有している。また、内輪部２２は、ピン１２ａの軸方向における外歯歯車１４、１５の移動をも規制するようになっている。なお、転がり軸受２０Ｂは、転がり軸受２０Ａと全く同様に構成されており、これら転がり軸受２０Ａ、２０Ｂは、内歯歯車１２に軸方向両側で互いに逆向きになるようケース１１の段付き穴部１１ａ、１１ｂに嵌め付けられている。
【００１４】
また、キャリア１９は複数（例えば３本）のボルト３２によって一体的に結合された第１および第２プレート４１、４２を有しており、これらの外周部に設けられた段付き部４１ａ、４２ａに、転がり軸受２０Ａ、２０Ｂの各内輪部２２がそれぞれ嵌め付けられている。なお、４１ｂ、４２ｂは第１および第２プレート４１、４２にそれぞれ形成された中心部の貫通穴であり、１４ｂ、１５ｂは外歯補車１４、１５に形成された中心部の貫通穴である。また、４２ｃは第１プレート４１に当接するよう第２プレート４２に設けられた支柱部で、ボルト３２はこの内部を貫通している。
【００１５】
上述のように構成された本実施形態の減速機では、転がり軸受２０Ａ、２０Ｂの各内輪２２がキャリア１９と共にケース１１に組み付けられている状態では、その内輪２２によってピン１２ａが抜け止めされる。したがって、抜け止め用の部材を別設する必要がない。また、内輪部２２がピン１２ａの軸方向における外歯歯車１４、１５の移動をも規制するので、部品点数が更に削減されている。
【００１６】
一方、検査等で不具合が見つかり、組立後の減速機を分解したりする場合には、ボルト３２を緩め、転がり軸受２０Ａの内輪部２２がキャリア１９の第１プレート４１と共にケース１１および第２プレート４１側から取り外される。したがって、外輪部２１をケース１１から取り外すことなく、ピン１２ａの取り外しや再装着作業ができることになる。したがって、転がり軸受２０Ａ、２０Ｂの外輪部２１をケース１１に固定したまま、ピン１２ａの交換作業を行うことができ、例えば減速機１の効率を実測して現物合わせで最適径のピン１２ａを選択するといったことができるようになる。この結果、組立やメンテナンスに際する作業性に優れた、簡素で高効率の偏心差動式遊星歯車減速機を提供することができる。また、本実施形態では、内歯１２のピッチを外歯１４ａ、１５ａの複数歯（例えば２つの歯）分にまで広げているので、ピン１２ａの装着や交換の作業自体を大幅に軽減することができる。
【００１７】
なお、転がり軸受２０Ａの内輪部２２と内歯歯車１２のピン１２ａが相対回転することになるので、若干のクリアランスをもって近接するピン１２ａの軸端部と内輪部２２とが摺接する可能性があるが、通常、ピン１２ａは外歯歯車１４、１５との重荷重の噛み合いに耐え得る耐磨耗性および高剛性を有するので問題ない。また、高減速比の減速出力である内歯歯車１２と内輪部２２の相対回転は低速となり、しかも、ピン１２ａに軸方向の荷重は実質的に作用しないから、前記ピン１２ａの軸端部と内輪部２２との摺接は、問題にならず、歯車噛み合い部にグリース等の潤滑剤やそれに相当する部材を設ける場合にはなおさらである。
【００１８】
図４は、本発明に係る偏心差動式の遊星歯車減速機の第２の実施形態を示す図である。なお、以下に説明する実施形態において上述の例と同一構成又はそれに相当する構成を有する部材についは、図１〜３中の符号と同一符号を用いて詳細説明を省略する。
図４に示すように、この実施形態の減速機２では、転がり軸受５０Ａ、５０Ｂの外輪部５１が、ケース１１と一体の軸受転動面部５１ａを有しており、比較的大径の大型部品である軸受５０Ａ、５０Ｂを部品点数の少ないものとして、部品コストおよび組立工数の削減を図ることができる。また、第２プレート４２に装着された内輪部５２がピン１２ａの軸方向における外歯歯車１４、１５の移動をも規制するようになっており、これによって部品点数の削減を図っている。
【００１９】
本実施形態においては、上述の実施形態と同様の効果を得ることができ、更に大物部品で軸受５０Ａ、５０Ｂの部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
図５は、本発明に係る偏心差動式の遊星歯車減速機の第３の実施形態を示す図である。
【００２０】
図５に示すように、この実施形態の減速機３は、転がり軸受６０Ａ、６０Ｂの内輪部６２が、キャリア１９と一体の軸受転動面部６２ａを有しており、比較的大径の大型部品である軸受６０Ａ、６０Ｂを部品点数の少ないものとして、部品コストおよび組立工数の削減を図ることができる。また、キャリア１９に一体化された内輪部６２がピン１２ａの軸方向における外歯歯車１４、１５の移動をも規制するようになっており、これによって部品点数の削減を図っている。
【００２１】
本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができ、更に大物部品で軸受６０Ａ、６０Ｂの部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、転がり軸受の外輪をケースから取り外すことなく、ピンの取り外しや再装着作業ができるので、作業性に優れた高効率の偏心差動式遊星歯車減速機を提供することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、転がり軸受の内輪部がピンの軸方向における外歯歯車の移動をも規制するようにしているので、部品点数を更に削減することができる。
【００２３】
さらに、請求項３又は４に記載のように、外輪部をケースと一体に、あるいは、内輪部をキャリアと一体に形成するようにすれば、比較的大径の大型部品である軸受を部品点数の少ないものとして、部品コストおよび組立工数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏心差動式遊星歯車減速機の第１の実施形態を示すその側面断面図である。
【図２】図１の減速機の正面断面図である。
【図３】図１に示した減速機の要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る偏心差動式遊星歯車減速機の第２の実施形態を示すその側面断面図である。
【図５】本発明に係る偏心差動式遊星歯車減速機の第３の実施形態を示すその側面断面図である。
【符号の説明】
１、２、３偏心差動式の遊星歯車減速機
１１ケース
１２内歯歯車
１２ａピン (内歯)
１４、１５外歯歯車
１４ａ、１５ａ外歯
１８クランク軸
１９キャリア
２０Ａ、２０Ｂ；５０Ａ、５０Ｂ；６０Ａ、６０Ｂ転がり軸受
２１ａ軸受転動面
２１外輪部
２２ａ軸受転動面
２２内輪部
２３転動体
２４リテーナ
４１第１プレート
４２第２プレート
４１ａ、４２ａ段付き部
５１外輪部
５１ａ軸受転動面部
５２、６２内輪部
６２ａ軸受転動面部

Claims

ケースの内周に設けられた複数のピンからなる内歯歯車と、前記ケース内で前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、該外歯歯車を前記内歯歯車の中心軸線に対し所定偏心量で公転運動可能に支持するクランク軸と、前記ケースに対し転がり軸受を介して回転自在に結合されるとともに前記クランク軸をそれぞれ回転自在に支持するキャリアと、を備え、前記クランク軸又は外歯歯車に外部からの回転を入力して外歯歯車を公転運動させ、前記内歯歯車又はキャリアから減速出力を取り出すようにした偏心差動式の遊星歯車減速機において、
前記転がり軸受が、前記ケース側に軸受転動面を形成する外輪部と、前記キャリア側の軸受転動面を形成するとともに前記複数のピンの軸方向移動を規制する内輪部と、を有することを特徴とする遊星歯車減速機。
前記内輪部が、前記ピンの軸方向における前記外歯歯車の移動を規制することを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車減速機。
前記外輪部が、前記ケースと一体に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の遊星歯車減速機。
前記内輪部が、前記キャリアと一体に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の遊星歯車減速機。