JP4262353B2 - Ring gear - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊星歯車構造等に使用されるリングギヤの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、遊星歯車減速機においては、リングギヤとして内歯歯車が用いられており、その内歯歯車が、減速機ケーシングの一部として兼用されていることがよく見受けられる。
【0003】
その場合、減速機全体の軽量化、低コスト化、長寿命化を追求するために、小形の減速機にあっては、ケーシングとしての役目を果たす部分にアルミダイキャスト等の軽量な材料を使い、内歯としての役目を果たす部分にダクタイル鋳鉄や炭素鋼の熱処理材等の高剛性の材料を使いたいという要請が強い。
【0004】
ところが、両者の要請を満足するためには、異なる2部品を結合しなくてはならない。しかも、要求される精度、強度、コストを満足する有効な方法で、ケーシング部分と内歯部分の2部品を結合する必要しなければならない。
【0005】
従来、このような2部品を結合する方法として、次のものが一般的に知られている。
【0006】
(1)ローレット結合(特開平6−174027号公報等)
(2)圧入結合
(3)ボルト結合
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来知られている上記の方法は、いずれも欠点があり、特に遊星歯車構造のケーシング兼用の内歯歯車に適用したりするには問題があった。
【0008】
まず、(1)の従来のローレット結合は、周方向の高い固定力を確保するという点では有効であるが、ローレット加工の精度やローレット加工部分の圧入時のくい込みのバラツキ等によって、芯出し精度の高い結合を得ることが難しく、それにより歯車の噛み合い性能への悪影響が発生するおそれがあった。
【0009】
又、(2)の圧入結合は、芯出し精度を確保する上では有効であるが、熱変化によらず常に周方向の高い固定力を確保するには、厳しい寸法精度を確保しなければならず、寸法管理に要するコストの上昇を招くという問題があった。そこで、接着剤の併用により寸法精度を緩和する方法もあるが、そうした場合、接着剤塗布という新たな工程が付加されるので、組立作業性が悪くなる上、作業者による接着剤塗布のバラツキにより、保持力の安定性を損なうおそれがあった。
【0010】
又、(3)のボルト結合は、ボルト通し孔の加工が必要であるので、コスト上昇を招き、更に、余分なボルトが付くことから、コンパクトに構成する上でネックになっていた。
【0011】
本発明は、上記事情を考慮し、2つの部品の結合によってリングギヤを製造するに当たり、
(a)高い芯出し精度を確保することが容易にできる
(b)圧入部の厳しい寸法精度を緩和することができる
(c)周方向の高い結合力を安定して保証することができる
(d)コストの低減が図れる
(e)コンパクトな結合構造が作れる
(f)結合作業が簡単に実施できる
の条件を全て満たすリングギヤの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のリングギヤは、歯切り加工した硬質材料製のリング状のギヤ本体と、該ギヤ本体よりも軟質材料で構成され且つギヤ本体を嵌合することで該ギヤ本体を保持するリング状のハウジングとに分けて構成され、前記ギヤ本体とハウジングには、互いに圧入嵌合することで両者の芯合わせをする円筒圧入部と、互いに圧入嵌合することで円周方向の固定力を発揮する粗面圧入部とが形成され、前記ハウジングにギヤ本体を嵌合することにより、前記円筒圧入部で両者が芯合わせされ、前記粗面圧入部でギヤ本体がハウジングに対し円周方向に固定され、更に、該ギヤ本体の粗面圧入部側の内周が、前記ハウジングと連結される部材によって押さえられることにより、上記課題を解決したものである。
【0013】
このリングギヤでは、円筒圧入部で芯出し精度を確保し、凹凸等があえて形成された粗面圧入部で周方向の固定力を確保する。つまり、役割を分担させている。従って、円筒圧入部には芯出し精度を確保するためだけの圧入代(嵌合代)を確保すればよく、圧入による結合強度は期待しないので、厳しい寸法精度を緩和することができる。逆に言えば、円筒圧入部では圧入強度を期待しないので、高い精度で芯出しすることができる。又、周方向の結合力は、粗面圧入部で負担するので、周方向の高い結合力を安定して保証することができる。
【0014】
このように、厳しい寸法精度を緩和できること、又、ボルトや接着剤を使用せずに、高い芯出し精度と高い円周方向結合力を確保しながら歯切り加工されたギヤ本体をハウジングに固定できることにより、コストの低減と、コンパクト化と、作業性の向上を図ることができる。
【0015】
又、ギヤ本体側の粗面圧入部は、歯切りを実施する際の基準として利用することはできないが、円筒圧入部は、歯切りを実施する際の基準として利用ですることができるので、歯切り加工と粗面加工の順番はどちらを先にしてもよい。
【0016】
なお、本発明は、ハウジングの外周にギヤ本体の内周を嵌合する場合にも適用できるが、請求項2の発明のように、リングギヤが内歯歯車であり、該リングギヤを構成するハウジングの内周に歯切り加工したギヤ本体の外周を嵌合する場合に特に有効である。
【0017】
その場合、請求項3の発明のように、歯切り加工したギヤ本体の外周に、前記円筒圧入部よりも径大の粗面圧入部を段差を付けて形成し、該粗面圧入部に凹凸を形成するためのローレット加工を施すようにすれば、ローレット加工による粗面加工が容易にできる。
【0018】
又、請求項4の発明のように、リングギヤが遊星歯車構造の内歯歯車であり、該リングギヤを構成するハウジングが遊星歯車構造のケーシングの一部をなすものである場合に、芯出し精度と固定力保持、コンパクト化等の利点が特に有効に機能する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
図1は実施形態に係る内歯歯車(リングギヤ)1(の製造方法)の説明図である。この図1は要部のみを示しているが、2はリング状のハウジング、3はリング状のギヤ本体である。内歯歯車1は、ハウジング2の内周にギヤ本体3の外周を圧入嵌合することにより構成され、製作段階ではハウジング2とギヤ本体3は別々に加工されている。
【0021】
ハウジング2は遊星歯車構造のケーシングの一部をなすものであり、ケーシングと一体にアルミダイキャスト等の軽量で安価な材料で構成されている。
【0022】
一方、ギヤ本体3は、ハウジング2よりも硬質で剛性の高いダクタイル鋳鉄や炭素鋼の熱処理材等で構成されている。
【0023】
このように別の材料で構成する必要性から、ハウジング2とギヤ本体3とが別部品として加工されている。
【0024】
ギヤ本体3の外周とハウジング2の内周には、互いに圧入嵌合することでギヤ本体3とハウジング2とを芯合わせをする円筒圧入部4と、互いに圧入嵌合することで円周方向の固定力を発揮するローレット圧入部(粗面圧入部)5とが設けられている。ここで、円筒圧入部4は、ローレット圧入部5よりも圧入方向の奥側に形成されている。
【0025】
円筒圧入部4として、ギヤ本体3の外周には円筒面4Aが形成され、ハウジング2の内周には、ギヤ本体3側の円筒面4Aと所定の嵌め合い公差で嵌合する円筒面4Bが形成されている。この場合の円筒面4A、4Bの嵌め合い公差は、円周方向に高い圧入結合力を得る目的ではなく、圧入後の同軸度、直角度等の芯出し精度を確保する目的で設けるものであるから、圧入代は大きくとる必要はなく、又、寸法精度の確保のために鏡面化されていてもよい。
【0026】
一方、ローレット圧入部5として、ギヤ本体3の外周には、円周方向に凹条と凸条が交互に並ぶローレット5Aが形成され、ハウジング2の内周には、前記ローレット5Aの凸条部分が食い込む円筒面5Bが形成されている。
【0027】
この場合、円筒圧入部4よりもローレット圧入部5の方が径が大となるように段差が付けられている。これは、ギヤ本体3側のローレット圧入部5に対してローレット5Aを加工しやすくするためである。
【0028】
又、ギヤ本体3の内周には、内歯7が歯切り加工されている。この内歯7の加工は、ギヤ本体3側の円筒圧入部4として設けた(寸法精度の高い)円筒面4Aを基準にして行うことができる。
【0029】
このようにして予め別の部品としてハウジング2とギヤ本体3を加工したら、次にハウジング2に対してギヤ本体3を圧入嵌合することにより、1個の部品としての内歯歯車1を構成する。
【0030】
その場合、まず、図1(a)に示すように、ハウジング2に対してギヤ本体3を矢印(x)方向に挿入する。そうすると、最初に円筒圧入部4の円筒面4A、4B同士が圧入嵌合し始め、ハウジング2に対してギヤ本体3の精度の高い芯合わせが行われる。次に、更にギヤ本体3を挿入すると、芯合わせされた状態で、ローレット圧入部5のギヤ本体3側のローレット5Aの凸条部分が、ハウジング2側の円筒面5Bに、図2に示すように食い込みながら圧入嵌合する。
【0031】
そして、ギヤ本体3の先端がハウジング3の内周の突当壁8に当たったところで、圧入を終了し、内歯歯車1が完成する。
【0032】
これにより、円筒圧入部4でハウジング2とギヤ本体3とが精度良く芯合わせされ、ローレット圧入部5でギヤ本体3がハウジング2に対して円周方向に確実に固定される。
【0033】
このように、円筒圧入部4で芯出し精度を確保し、ローレット圧入部5で周方向の固定力を確保するという役割分担をさせているので、円筒圧入部4の円筒面4A、4Bの寸法精度を緩和しながら良好な同軸度あるいは直角度を維持でき、しかも高い組付強度を維持することができる。又、ボルトや接着剤を使用せずに、このような高い芯出し精度と高い円周方向結合力を確保することができるので、コストの低減と、コンパクト化と、作業性の向上を図ることができる。
【0034】
なお、ローレット加工のやりやすさの点では、上記の例の方が優れているのであるが、図3の内歯歯車11のように、円筒圧入部14とローレット圧入部15の間に段差を付けないでもよい。
【0035】
図4は、以上のような内歯歯車1を含む遊星歯車減速機100の断面図である。
【0036】
この場合の減速機ケーシング101は、内歯歯車1を一体に備えた本体ケーシング101Aと、継ケーシング101Bとからなる。継ケーシング101Bは、モータ200の前端カバーを兼ねており、この継ケーシング101Bを介して、減速機100はモータ200と連結されている。
【0037】
継ケーシング101Bと本体ケーシング101Aは、ボルト103で結合されており、継ケーシング101Bに設けた嵌合突部104で、内歯歯車1を構成するギヤ本体3のローレット圧入部5側の内周を押さえている。
【0038】
減速機ケーシング101の内部には、ピン121とスペーサ122により互いに連結された一対のキャリア105、106が、ベアリング107、108により回転自在に支持されている。両キャリア105、106の内部には、それぞれベアリング109、110が配されており、これら2つのベアリング109、110により、太陽歯車112を備えた入力軸113が支持されている。
【0039】
入力軸113の一端は、モータ200側のキャリア105の中央孔を貫通してモータ200側に突出しており、継ケーシング101B内の軸受114により前端が支持されたモータ軸201と、スプライン付カップリング115を介して連結されている。
【0040】
太陽歯車112の外周には複数の遊星歯車117が外接噛合し、各遊星歯車117は、減速機ケーシング101に一体化した内歯歯車1に内接噛合している。各遊星歯車117は、キャリア105、106に両端を固定した遊星ピン118の外周に回転可能に支持されており、遊星歯車117の公転がキャリア105、106を介して、出力軸125に取り出されるようになっている。
【0041】
この減速機において、モータ200の回転が、カップリング115を介して入力軸113に伝えられると、太陽歯車112が回転して、遊星歯車117が内歯歯車1に沿って公転し、遊星歯車117の回転(公転)が、キャリア105、106を介して、出力軸125に取り出される。
【0042】
なお、上記実施形態では、ハウジング2の材質としてアルミダイキャストを例示したが、小型の減速機の場合には樹脂で構成することも可能である。
【0043】
また、上記実施形態では、内歯歯車に本発明を適用したが、外歯歯車に本発明を適用することもできる。その場合は、ハウジングの外周に歯切り加工されたギヤ本体の内周を嵌合することになる。
【0044】
また、粗面圧入部は、上記実施形態においてはローレット加工により実現していたが、要は凹凸のある粗い面とされていればよく、特にローレット加工面に限定されない。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハウジングにギヤ本体を圧入嵌合するに際して、円筒圧入部で芯出し精度を確保し、ローレット圧入部で周方向の固定力を確保するという役割分担をさせているので、
(a)高い芯出し精度を確保することが容易にできる
(b)圧入部の厳しい寸法精度を緩和することができる
(c)周方向の高い結合力を安定して保証することができる
(d)コストの低減が図れる
(e)コンパクトな結合構造が作れる
(f)結合作業が簡単に実施できる
等の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の説明に用いる要部拡大図
【図2】図1のII−II矢視断面図
【図3】本発明の別の実施形態の説明に用いる要部拡大図
【図4】本発明の方法によって製造した内歯歯車を含む遊星歯車減速機の断面図
【符号の説明】
1、11…内歯歯車
2…ハウジング
3…ギヤ本体
4、14…円筒圧入部
5、15…ローレット圧入部
101…減速機ケーシング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a ring gear used for a planetary gear structure or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, in a planetary gear reducer, an internal gear is used as a ring gear, and it is often seen that the internal gear is also used as a part of the reducer casing.
[0003]
In that case, in order to pursue weight reduction, cost reduction, and longer life of the entire reducer, a lightweight reducer such as aluminum die cast is used for the part that serves as a casing. There is a strong demand to use high-rigidity materials such as ductile cast iron and carbon steel heat treatment material for the part that serves as the internal teeth.
[0004]
However, in order to satisfy both requirements, two different parts must be combined. Moreover, it is necessary to connect the two parts of the casing part and the internal tooth part in an effective manner that satisfies the required accuracy, strength, and cost.
[0005]
Conventionally, the following is generally known as a method of joining such two parts.
[0006]
(1) Knurled coupling (Japanese Patent Laid-Open No. 6-174027, etc.)
(2) Press-fit connection (3) Bolt connection
[Problems to be solved by the invention]
However, any of the above known methods has drawbacks, and there is a problem particularly when applied to an internal gear serving as a casing having a planetary gear structure.
[0008]
First, the conventional knurl coupling of (1) is effective in securing a high fixing force in the circumferential direction, but the centering accuracy depends on the accuracy of knurl processing and the variation in biting during press-fitting of the knurl processing portion. It is difficult to obtain a high degree of coupling, which may adversely affect the meshing performance of the gear.
[0009]
The press-fit connection (2) is effective in ensuring centering accuracy, but in order to always ensure a high fixing force in the circumferential direction regardless of thermal changes, strict dimensional accuracy must be ensured. However, there was a problem that the cost required for dimension management was increased. Therefore, there is a method of reducing the dimensional accuracy by using an adhesive, but in such a case, a new process of applying an adhesive is added, so that the assembly workability is deteriorated and the adhesive application varies by the operator. There was a risk of deteriorating the stability of the holding force.
[0010]
In addition, the bolt connection (3) necessitates processing of a bolt through hole, resulting in an increase in cost and an additional bolt, which has become a bottleneck for a compact configuration.
[0011]
In consideration of the above circumstances, the present invention produces a ring gear by joining two parts.
(A) It is easy to ensure high centering accuracy. (B) Strict dimensional accuracy of the press-fit portion can be relaxed. (C) A high binding force in the circumferential direction can be stably guaranteed. (E) It is possible to reduce costs. (E) A compact coupling structure can be made. (F) An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ring gear that satisfies all the conditions that a coupling operation can be easily performed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A ring gear according to a first aspect of the present invention is a ring-shaped gear body made of a hard material that has been cut into gears, and a ring that is made of a softer material than the gear body and that holds the gear body by fitting the gear body. The gear body and the housing have a cylindrical press-fit portion that press-fits the gear body and the housing to each other, and a press-fitting fit between the gear body and the housing. A rough surface press-fit portion is formed, and by fitting the gear body to the housing, the cylindrical press-fit portion aligns both of them, and the gear main body is circumferential with respect to the housing at the rough surface press-fit portion. fixed, further, the inner circumference of the rough surface press-fit portion side of the gear body by the arc is pressed by the member connected to the housing is obtained by solving the above problems.
[0013]
In this ring gear, the centering accuracy is ensured at the cylindrical press-fit portion, and the fixing force in the circumferential direction is ensured at the rough surface press-fit portion formed with unevenness. In other words, roles are shared. Accordingly, it is only necessary to secure a press-fitting allowance (fitting allowance) only for securing the centering accuracy in the cylindrical press-fit portion, and since a coupling strength by press-fitting is not expected, severe dimensional accuracy can be relaxed. In other words, since the press-fitting strength is not expected at the cylindrical press-fitting portion, centering can be performed with high accuracy. Further, since the coupling force in the circumferential direction is borne by the rough surface press-fitting portion, a high coupling force in the circumferential direction can be stably guaranteed.
[0014]
In this way, severe dimensional accuracy can be relaxed, and the gear body that has been gear-cut can be fixed to the housing while ensuring high centering accuracy and high circumferential coupling force without using bolts or adhesives. Thus, cost reduction, compactness, and workability can be improved.
[0015]
The rough press-fitting part on the gear body side cannot be used as a reference when performing gear cutting, but the cylindrical press-fitting part can be used as a reference when performing gear cutting. Either the gear cutting process or the rough surface process may be performed first.
[0016]
The present invention can also be applied to the case where the inner periphery of the gear body is fitted to the outer periphery of the housing. However, as in the invention of
[0017]
In that case, as in the invention of
[0018]
Further, when the ring gear is an internal gear having a planetary gear structure and the housing constituting the ring gear is a part of a casing having a planetary gear structure, the centering accuracy and Advantages such as holding force and compactness are particularly effective.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal gear (ring gear) 1 (manufacturing method) according to the embodiment. FIG. 1 shows only the main part, 2 is a ring-shaped housing, and 3 is a ring-shaped gear body. The
[0021]
The
[0022]
On the other hand, the
[0023]
Thus, the
[0024]
The outer periphery of the
[0025]
As the cylindrical press-
[0026]
On the other hand, a
[0027]
In this case, a step is provided so that the diameter of the knurled press-
[0028]
Further, on the inner periphery of the
[0029]
After the
[0030]
In that case, first, as shown in FIG. 1A, the
[0031]
And when the front-end | tip of the gear
[0032]
Thereby, the
[0033]
As described above, since the centering accuracy is ensured by the cylindrical press-
[0034]
Although the above example is superior in terms of ease of knurling, a step is formed between the cylindrical press-
[0035]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the planetary gear speed reducer 100 including the
[0036]
The
[0037]
The joint casing 101B and the main body casing 101A are coupled by a
[0038]
A pair of
[0039]
One end of the
[0040]
A plurality of
[0041]
In this reduction device, when the rotation of the
[0042]
In the above embodiment, aluminum die cast is exemplified as the material of the
[0043]
Moreover, in the said embodiment, although this invention was applied to the internal gear, this invention can also be applied to an external gear. In that case, the inner periphery of the gear body that has been gear-cut is fitted to the outer periphery of the housing.
[0044]
Moreover, although the rough surface press-fitting part was implement | achieved by the knurling process in the said embodiment, it should just be made into the rough surface with an unevenness | corrugation, and is not specifically limited to a knurling surface.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the gear main body is press-fitted into the housing, the centering accuracy is ensured by the cylindrical press-fitting portion, and the circumferential fixing force is secured by the knurled press-fitting portion. Because
(A) It is easy to ensure high centering accuracy. (B) Strict dimensional accuracy of the press-fit portion can be relaxed. (C) A high binding force in the circumferential direction can be stably guaranteed. The cost can be reduced. (E) A compact coupling structure can be made. (F) The coupling operation can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged view of a main part used for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along II-II in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view of a main part used for explaining another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a planetary gear reducer including an internal gear manufactured by the method of the present invention.
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ギヤ本体とハウジングには、互いに圧入嵌合することで両者の芯合わせをする円筒圧入部と、互いに圧入嵌合することで円周方向の固定力を発揮する粗面圧入部とが形成され、
前記ハウジングにギヤ本体を嵌合することにより、前記円筒圧入部で両者が芯合わせされ、前記粗面圧入部でギヤ本体がハウジングに対し円周方向に固定され、
更に、該ギヤ本体の粗面圧入部側の内周が、前記ハウジングと連結される部材によって押さえられることを特徴とするリングギヤ。It is divided into a ring-shaped gear main body made of gear-cut hard material and a ring-shaped housing that is made of a softer material than the gear main body and holds the gear main body by fitting the gear main body. ,
The gear main body and the housing are formed with a cylindrical press-fit portion that press-fits each other to align the cores and a rough-surface press-fit portion that exerts a fixing force in the circumferential direction by press-fit to each other. ,
By fitting the gear main body to the housing, both of them are aligned at the cylindrical press-fit portion, and the gear main body is fixed to the housing in the circumferential direction at the rough surface press-fit portion,
Further, the inner periphery of the rough surface press-fit portion side of the gear body, the ring gear characterized that you are pressed by members connected to the housing.
前記ハウジングの内周に前記歯切り切工されたギヤ本体の外周を嵌合することにより、内歯歯車として機能させることを特徴とするリングギヤ。In claim 1,
A ring gear that functions as an internal gear by fitting the outer periphery of the gear body that has been cut and cut into the inner periphery of the housing.
前記ギヤ本体の外周に、前記円筒圧入部よりも径大の粗面圧入部が段差を付けて形成され、該粗面圧入部に凹凸状のローレット加工が施されたことを特徴とするリングギヤ。In claim 2,
A ring gear characterized in that a rough surface press-fitted portion having a diameter larger than that of the cylindrical press-fitting portion is formed on the outer periphery of the gear main body with a step, and the rough surface press-fitted portion is subjected to uneven knurling.
前記ハウジングが遊星歯車構造のケーシングの一部を兼用していることを特徴とするリングギヤ。In claim 2 or 3,
A ring gear characterized in that the housing also serves as a part of a casing having a planetary gear structure.
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