JP4265834B2 - Inner and outer rollers having an intermeshing planetary gear structure and manufacturing method thereof - Google Patents

Inner and outer rollers having an intermeshing planetary gear structure and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内接噛合遊星歯車構造の内ローラあるいは外ローラ、及びこれらの製造方法に関する。
【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、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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6及び図7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180°)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5a、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が挿入されている。
【0005】
内ピン7を内ローラ8で被覆するようにしたのは、動作時の滑りを分散(内ピン7及び外歯歯車5a、5bの滑りを、内ピン7と内ローラ8の滑り及び内ローラ8と外歯歯車5a、5bの滑りに分散)させるためである。
【0006】
前記外歯歯車5a、5bを貫通する内ピン7は、出力軸2のフランジ部に固着又は嵌入されている。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
内歯歯車10の内歯は具体的には外ピン11によって構成されている。外ピン11は外ピン孔13に遊嵌され、回転し易く保持されている。なお、例えば図8に示されるように、この外ピン11は、ときに外ローラ14で被覆される。これにより、動作時の滑りを分散(図6で外ピン11と外ピン孔13とで滑らせていたのを、図8で示されるように外ピン11Aと外ローラ14の滑り及び外ピン11Aと外ピン孔13の滑りとに分散)させることができる。
【0010】
この減速機の作用を簡単に説明する。入力軸1が1回転すると偏心体3a、3bが1回転する。偏心体3a、3bが1回転すると、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。しかしながら、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。
【0011】
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10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。なお、マイナスの符号は逆回転を意味している。
【0012】
この外歯歯車5a、5bの回転は、内ローラ孔6及び内ローラ8の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが内ローラ8内の内ピン7を介して出力軸2へと伝達される。この結果、結局減速比−Nの減速が達成される。
【0013】
従って、この内接噛合遊星歯車構造の減速機と例えばモータとを組合わせることにより、僅か1段の減速機構で大きな減速比のギヤドモータを得ることができる。
【0014】
なお、この従来例では、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。
【0015】
又、この従来例では第1軸の外周に直接偏心体を組込んでいたが、第1軸を平歯車を介して、「3本の第1軸」に分散し、この分散した第1軸にそれぞれ偏心体を組込み、該偏心体を介して外歯歯車を揺動回転させるタイプのものも公知である。本発明は、このようなタイプの内接噛合遊星歯車構造であっても全く問題なく適用し得る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図9に誇張して示すように、内ピン7の外周と内ローラ8の内周の間には、隙間δ1 が設けられている。又、図10に誇張して示すように、外ピン11Aの外周と外ローラ14の内周の間には隙間δ2 が設けられている。この隙間δ1 、δ2 は、2つの部材間に潤滑油膜を確保すると共に、互いに接触する部材同士が円滑に滑ることができるようにするためのものである。
【0017】
ところが、このような隙間δ1 、δ2 を設けると、内ピン7と内ローラ8、あるいは外ピン11Aと外ローラ14の間にがたが生じ、ひいては歯車伝達機構全体にがたが生じるという問題が発生する。そのため一方側の回転から他方側の回転に移るときに駆動側の回転が直ちに被駆動側の回転となって現われないという欠点があった。このような応答の遅れを以下「角度バックラッシュ」と呼ぶことにする。
【0018】
この角度バックラッシュは当該内接噛合遊星歯車構造が例えば産業用ロボットの関節駆動用減速機のようなサーボモータ付きの制御機構として使用された場合には、その制御精度を低下させるものとなる。内接噛合遊星歯車構造において角度バックラッシュが発生する原因は種々考えられるが、このような角度バックラッシュを無くす工夫として、従来例えば外歯歯車、内歯歯車等を正転用と逆転用とに2分割したり、あるいは正転用や逆転用に役割分担させたりする等種々の構造が知られている(特開昭59−106744号、特開昭59−113340号、特開昭59−115743号、特開昭59−208366号等)。
【0019】
又、出願人は、これまでに(外ローラを有しないタイプの内接噛合遊星歯車構造において)外ピンと外ピン孔に関する隙間を極小にする方法として、特願昭60−86571号(特公平5−86506)を提案したりしている。
【0020】
しかしながら、上記いずれの公知例のものでも、これまでに角度バックラッシュを低減するために内ピンと内ローラとの間の隙間δ1 や外ピンと外ローラの間の隙間δ2 に着目したものはなく、ここで発生する角度バックラシュについては何ら対策がとられていないというのが実情であった。
【0021】
この理由は、▲1▼内ピンと内ローラ、あるいは外ピンと外ローラの間は、所定の潤滑油を常に確保しておく必要がある;▲2▼たとえ加工誤差や組付け誤差、あるいは動力伝達時の各部材の変形により、内ピンと内ローラ、あるいは外ピンと外ローラとの軸芯がずれるような状態が発生しても、2つの部材を円滑に滑らせる必要がある;という事情から、この隙間δ1 、δ2 は無くすことができない構成(必須の構成)であると考えられていたためである。
【0022】
なお、2つの摺動部材の良好な摺動を隙間を設けることなく確保する方法として、例えばホワイトメタルやフッ素樹脂のように低摩擦で馴染み性の良い素材を用いることも考えられる。しかしながら、内接噛合遊星歯車構造の内ローラや外ローラには、一般に入力軸のトルクを数倍から100倍以上にまで増幅した大きなトルクがかかるため、耐久性の観点から高硬度、高強度の材料(例えば高炭素クロム軸受鋼鋼材(JIS G4805のSUJ2又は相当品)を焼入れ焼戻しするか、機械構造用合金鋼(JIS G4103、JIS G4104、JISG4105)を浸炭焼入れ焼戻しして、HRC58−64程度の表面硬さとした材料)を用いなければならず、この方法は多くの場合採用することはできない。
【0023】
なお、内ローラの内周(あるいは内ピンの外周)に周溝を設けると共に、この周溝にオイルを確保する構成も考えられるが、この方法は内ローラの加工コスト上昇をまねくのみならず、高硬度、高強度材料に応力集中を生じる鋭利な切欠きを設ける事から著しい強度の低下となり、この種の内接噛合遊星歯車構造の内ローラや外ローラの構成としては好ましくない。
【0024】
更に、これに関連し、高硬度、高強度の材料を高精度に加工する必要があることから、内ローラや外ローラの内外径は「研削」によって加工しなければならず、特に内径を研削によって加工する場合、(研削はあくまで材料の結晶粒を剪断する加工であるため)仕上げ粗さには限界(経済的には2〜3μ)があり、この粗さで油膜を維持するためにはある程度の大きさの隙間δ1 、δ2 の存在が必須であるという事情もあった。
【0025】
しかして、このような理由により、従来内ピンと内ローラの隙間δ1 、あるいは外ピンと外ローラの隙間δ2 は必須のものと考えられ、従ってこれに起因する角度バックラッシュの発生は不可避的なものと考えられていたものである。
【0026】
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、従来(当然に)できるだけ真円筒に近づけた加工をする必要があると考えられていた内ローラ、あるいは外ローラの形状を発想を変えて見直し、新たな不都合を何ら発生させることなく角度バックラッシュを従来より大きく低減することができるとともに過負荷に強く、大荷重を伝達することのできる内接噛合遊星歯車構造の内ローラ、あるいは外ローラ、を提供することを目的とする。
【0027】
又、この内ローラ、あるいは外ローラを実際に製造するのに最適な方法を提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記自転成分のみを伝達する手段を構成するために円柱状の内ピンと共に用いられる円筒状の内ローラにおいて、前記円筒の内周壁及び外周壁の縦断面を、該内周壁及び外周壁の軸方向中央部の内外径が、両端部の内外径より大径の樽形に形成したことにより上記課題を解決したものである。
【0029】
請求項2に記載の発明は、第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記自転成分のみを伝達する手段を構成するために円柱状の内ピンと共に用いられる円筒状の内ローラの製造方法において、円柱状の内ローラ素材の中央部を軸方向にくり抜き切削して、円筒状の内ローラ素材を形成する手順と、該円筒状の内ローラ素材の内外周壁のうち、少なくとも内周壁をバニシング加工する手順と、該バニシング加工した内ローラ素材を熱処理することにより、該内ローラ素材全体を軸方向中央部が膨らんだ樽形に変形させる樽形形成手順と、を含むことにより、上記課題を解決したものである。
【0030】
請求項3に記載の発明は、請求項2において、バニッシング加工時に加工歪をより積極的に加えることにより、加工による熱処理前の残留歪と、熱処理による残留歪とにより円筒形の内周壁及び外周壁の縦断面形状をより明瞭な樽形形状に成形することにより上記課題を解決したものである。
【0031】
請求項1、2及び3は内接噛合遊星歯車構造の内ローラに着目したものであり、全く同様の構成を外ローラに適用したのが請求項4、5及び6である。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0033】
本発明は、内接噛合遊星歯車構造の内ローラ、あるいは外ローラの内外周縦断面の形状に特徴があり、内接噛合遊星歯車構造自体の構成については、従来の構成と特に変わるところはない。従って、該内接噛合遊星歯車構造自体の構成については、既に詳述済みであるため、説明を省略する。
【0034】
本発明に係る内ローラあるいは外ローラの縦断面は、その内周壁及び外周壁が従来のように真直ではなく、該内周壁及び外周壁の軸方向中央部の内外径が両端部の内外径より大径の樽形形状となっており、内ピンあるいは外ピンを挿入したときに、ここにオイル又はグリースの潤滑油を保持できるようにすると共に、動力伝達に伴う荷重によって内ピンあるいは外ピンが撓んだときにも、外歯歯車の噛合で片あたりや、エッジロードが生じないようにしている。
【0035】
図1は、本発明に係る内ローラ30の縦断面図である。ここでは樽形形状が誇張して描かれている。
【0036】
図2は、本発明の実施形態に係る前記内ローラ30の内周壁の形状、及び粗さを粗さ計で測定した実計測グラフである。ここでは、目的の測定のために径方向Yと軸方向Xの縮尺が同一ではなく、径方向Yの倍率が軸方向Xの200倍にセットされている。
【0037】
なお、図2のライン32Lは、図1の下半分の実体側の内周壁32に相当している。即ち、該ライン32Lを境にして、下側の部分が実体側、上側が中空孔側である。
【0038】
図1、図2に見られるように、この実施形態に係る内ローラ30は、その円筒の内周壁32の縦断面が真直ではなく、軸方向中央部の内径d1が両端部の内径d2より大径(d1>d2)で、貫通孔31の中央部P1が凸(実体側から見れば凹)の樽形形状をしている。この実施形態に係る内ローラ30の大きさは、その軸方向長L1が25mm、両端部P2での内径d2が12mm、肉厚tが2.5mmであり、この場合に、中央部P1と両端部P2での内径の差(d1−d2)は片側で約5〜6μとされている。
【0039】
中央部P1での内周壁の凸部(実体側から見れば凹部)32R1と両端部P2での凹部(実体側から見れば凸部)32R2は滑らかに連続し、更にこの凹部32R2と両端面32R3も滑らかに連続している。
【0040】
更に、内ローラ30の円筒の外周壁33の縦断面も真直ではなく、軸方向中央部の外径D1が両端部の外径D2より大径(D1>D2)で、貫通孔31の中央部P1が凸の樽形形状をしている。
【0041】
図3は、この実施形態に係る内ローラ30を内ピン7に組み付けた状態を示す概念図である。なお、図3も見易さを優先したため、径方向Yと軸方向Xの縮尺は同一ではない。
【0042】
内ピン7の外周7Aは内ローラ30の内周壁32の(実体側の)凸部32R2、32R2に軽く接触しており、内周壁32の中央部P1の(実体側の)凹部32R1との隙間H1、即ち(d1−d2)/2は、(樽形形状により)前述したように5〜6μ前後となる。なお、この隙間H1は内ローラ30の大きさにはあまり影響を受けず、絶対値で2〜10μ程度までが許容範囲となる。
【0043】
それは、この隙間H1があまりに小さいと当該隙間本来の機能が発揮されず、又、あまり大きすぎると内ローラ30と内ピン7との間にラジアル方向の(大きな)力が作用した場合でも、(実体側から見た)2つの凸部32R2、32R2での弧が小さくなり、この2点でしかトルク伝達がなされないため、内ピン7が(いかなるときも)この部分でのみ内ローラ30と接触するようになって耐摩耗性上好ましくないためである。
【0044】
内ローラ30の内周壁32をこのような形状とすることにより、図3の隙間H1が潤滑油を確保する空間として機能する。又、内ピン7は内ローラ30の内周壁32の2つの凸部32R2、32R2において、該内ローラ30と接触しているため、内ローラ30と内ピン7の軸心O1は特に大きな力がかからない限りずれることはなく、基本的に「がた」は発生しない。そのため、従来のように、隙間δ1に起因する角度バックラッシュが発生することもない。
【0045】
一方、外周33については、両端部の外径D2が中央部のそれD1より小径になっているため、外歯歯車5a、5bの内ローラ孔6a、6bとの間に隙間σ1、σ2が確保される。これにより、内接噛合遊星歯車構造に過大な荷重が作用したときの外歯歯車後5a、5bの内ローラ6a、6bと内ローラ30のエッジ当たりが防止される。
【0046】
更に、万一加工誤差あるいは組付け誤差等があっても、あるいは動力伝達時に各部材が弾性変形しても、更には、予期せぬ大きな外的荷重が加わって内ピン7が撓むようになっても、隙間Hには潤滑油が確保されているため、円滑な滑りを維持することができる。
【0047】
従って、このような構造の内ローラ(あるいは外ローラ)を採用することにより、多量の潤滑油を確保しながら、即ち耐久性を低下させることなく、内ローラ(外ローラ)と内ピン(外ピン)の同軸性を確実に維持することによって、角度バックラッシュを低減できる。又、更に、加工誤差や動作時の弾性変形、あるいは外的荷重に対する弾性変形等が発生しても良好な滑り特性を確保することができるため、動力損失を格段に減少させることができる。
【0048】
なお、この実施形態に係る内ローラ30を後述する製造方法によって製造した場合には、内周壁32の表面がバニシング加工によって鏡面化していることと相まって、潤滑油膜が薄くなっても焼き付きを生じ難く、実機での実験によれば、その動力伝達能力が約3倍程度に大幅に向上すると共に、動作時の騒音も低減することが確認されている。
【0049】
次に、具体的にこのような形状の内ローラ(あるいは外ローラ)を製造する方法について説明する。
【0050】
上述したような内周壁が樽形の内ローラは、従来と同様な製造工程において、その内周壁の切削を例えば超高精度のNC(Nunerical Control )工作機械等で行うという手法も考えられる。しかしながら、高硬度、高強度の素材を高精度に切削可能なNC工作機械は、該機械自体が非常に高コストである上に、内ローラ1本1本にかかる加工時間が長くなってしまうため、実用的にはコスト上成立し得ない。
【0051】
そこで、発明者等は、いわゆるバニシング加工と熱処理とを組合せ、この加工歪みと熱処理歪みとを積極的に利用する製造方法を創案した。
【0052】
図4(A)〜(D)にその製造方法を示す。なお、図4の各部は見易さを優先させたため、変形を誇張して描いており、径方向Yと軸方向Xの縮尺は同一ではない。以下順に説明する。
【0053】
図4(A)
先ず、内ローラ素材30Aの丸棒段階にて外周を精密旋盤にて加工し、その後ローラバニシングツール51にてこの加工された外周をバニシング加工する。ここでのバニシング加工は、これ自体公知のものであり、外周を(押しつぶすようにして塑性変形させて)圧延する加工である。
【0054】
図4(B)
続いて、熱処理前の(材料が軟らかい)状態で、円柱状の内ローラ素材30Aの中央部を軸方向Xにくり抜き切削して、円筒状の内ローラ素材30Bを形成し、該内ローラ素材30Bの内周を中間仕上げする。 ここでは、内周は、精密旋盤による旋削によって加工されるものとする。この加工は、材料組織の剪断による加工である。
【0055】
なお、図4(A)の加工に代えて、図4(B)の中間仕上げまでを冷間鍛造による塑性加工で製作した後に外周を仕上げるのも量産加工においては有効である。
【0056】
図4(C)
次に、外周壁33の軸方向全長をチャッキング装置50によってチャッキングして、内周壁32をローラバニシングツール52によるバニシング加工して、内ローラ素材30Cを得る。ここでのバニシング加工も、これ自体は公知のものであり、図4(B)で組織の剪断によって加工された内周壁32を(押し潰すようにして)圧延する加工である。このため、旋削や研削よりも細かい粗さ(鏡面)を得ることができる。
【0057】
図4(D)
このようにして内周壁32をバニシング加工した後に、熱処理を施した後の微小な曲がり具合を誇張して描いたのが図4(D)である。
【0058】
ここでの熱処理は、内ローラ素材30Cの材料を高炭素クロム軸受鋼鋼材(JIS G4805のSUJ2又はその相当品)としたときは、公知の焼入れ、焼戻しにより全体を硬化させる工程が好ましい。
【0059】
又、内ローラ素材30Cの材料を機械構造用合金鋼(JIS G4103、JIS G4104、JIS G4105等のいわゆる浸炭鋼)としたときは、いわゆる浸炭焼入れ、焼戻しにより表面硬化させるのが好ましい。
【0060】
いずれの場合も、焼入れ時において、軸方向両端部はその放熱面積が大きいため、速く冷却されることから、中央部より大きく収縮し、その状態で固まるため、図4(D)に図示したような曲がり形状が得られる。図4(D)において、lo は外周において曲がっている長さ、δo は外径の相対的な縮み量、li 、δi は内径側の曲がっている長さ及び縮み量をそれぞれ示している。
【0061】
即ち、図から明らかなように、この内ローラ素材30Dは、外周側がその両端部lo においてδo だけその径が小さく、内周側はその軸方向両端部li においてδi だけ中央部より両端部の径が小さい、いわゆる樽形形状を呈することになる。
【0062】
このように、この実施形態では、熱処理によって生じてしまう変形(熱歪み)を積極的に利用し、これにより内周壁の樽形形状を形成するようにしたのが大きな特徴である。
【0063】
次に、図5を用いて、この樽形形状を更に積極的に(より大きく)形成する方法を示す。
【0064】
この方法は、バニシング加工を実施する際に、先の実施形態ではチャッキングを軸方向全長に亘って行っていたが、ここでは該チャッキングを両端部において意識的に外すようにしたものである。この結果、バニシング加工時にローラバニシングツール52によって内周側から加工圧がかかった際に、内ローラ素材30Eの両端部が図の破線で示すように外周側に膨張する現象が発生し、ここでの加工(圧延)が軽度になり、内周壁32がこの部分のみ拡大されないという状態を作り出すことができる。
【0065】
この結果、チャッキング装置50′を解放すると、図5の(B)に示されるように、未だ熱処理を行わない段階で、既に両端部lB においてδB だけ両端部の径が小さい樽形形状を得ることができるようになる。従って、これに前述した熱処理工程を施すことにより、先の実施形態より一層樽形形状を明瞭化させることができるようになる。
【0066】
実際には、個々の内ローラの大きさや付加されるトルクを考慮し、実際に形成される隙間H1(図3)が2〜10μ(好ましくは5〜6μ)、即ちクラウニング量δoが5〜15μ(好ましくは7〜8μ)となるようにチャッキングや熱処理の仕方を確定すればよい。
【0067】
なお、樽形の程度をより大きくするためには、上述した実施例の他、放熱の段階で中央部のみが意図的に遅く放熱されるような(両端部が意図的に速く放熱されるような)放熱環境、例えば放熱時に両端部付近のみ冷却油の流れを良くする等の環境を形成するようにしてもよい。
【0068】
これらの方法により、例えば内ローラの内径d2が6mm〜60mmの範囲にあるときは、内ローラの外径(d2+t)がその約1.3倍から1.7倍(即ちt/dが1/3〜1/6程度)の範囲にあれば、要求される軸方向長L1(内径d2の約1.5倍〜4倍程度が要求される)において意図した程度の樽形形状を十分に形成できることが発明者等の試験により確認されている。但し、理想的には、外径d2+が内径d2の1.5倍前後(1.4〜1.6倍)程度に収まっていると(特に更なる熱処理等を施すことなく)良好な隙間H1とクラウニング量δoが確保される。
【0069】
なお、いずれの場合でも、外周面については必ずしもバニシング加工に依らずともよい。又、内外周とも最終的にはバレル研削加工にて研削加工仕上げするようにしても良い。
【0070】
このようにして製造された内ローラは、内周壁の軸方向中央部において内ピンとの間に隙間H1が生じるため、ここが潤滑油の保持部となる。又、内外周壁は従来の研削加工に比べ、バニシング加工により格段に鏡面化されているため、焼付きが生じ難くなり、両端部においてほぼ常に接触した状態(内ピンと内ローラとの隙間をほぼ0)にすることができ、角度バックラッシュの原因を取り除くことができるようになる。又、内周壁が鏡面化されることと相まって、常に形成される油膜によって動力伝達効率を高く維持でき、加えて、外周壁も樽形になっていることから、外歯歯車とのエッジ当たりがなくなり、結果としてより大きな荷重伝達(3倍程度)が可能となる。
【0071】
なお、上述した実施形態では、内ローラを例にとってその構成及び製造方法を説明していたが、本発明は外ローラに対しても全く同様に適用できるのは言うまでもない。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内ローラ(外ローラ)、あるいは本発明に係る方法によって製造された内ローラ(外ローラ)は、その内周壁の樽形形状の隙間において十分に潤滑油を確保することができ、従って内ピン(外ピン)をほとんどがたを生じることなく、内ローラ(外ローラ)と同軸に保持することができるようになる。
【0073】
又、外周壁も樽形になっていることから、外歯歯車とのエッジ当たりがなくなり、結果としてより大きな荷重伝達が可能となる。
【0074】
従って、潤滑油の確保(耐久性の維持)と、動力伝達効率や伝達能力の向上、騒音の低減を図ることができると共に、角度バックラッシュの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内接噛合遊星歯車構造に適用される内ローラの縦断面図
【図2】図1における内ローラの下半分における内周壁の形状を実測したグラフ
【図3】図1の内ローラに内ピンを組み付けた状態を示す縦断面図
【図4】図1に係る内ローラを製造する方法を説明した工程図
【図5】図4に係る製造工程の変形例を示す部分工程図
【図6】従来の内接噛合遊星歯車構造の構成を説明するための一部破断の正面図
【図7】図4のVII −VII 線に沿う断面図
【図8】外ローラを有する内接噛合遊星歯車構造の構成を説明するための部分拡大断面図
【図9】従来の内ローラと内ピンの関係を説明するための横断面図
【図10】従来の外ローラと外ピンの関係を説明するための横断面図
【符号の説明】
1…入力軸
3a、3b…偏心体
5a、5b…外歯歯車
6a、6b…内ローラ孔
7…内ピン
8、30…内ローラ
10…内歯歯車
11…外ピン
13…外ピン孔
14…外ローラ
32…内周壁
33…外周壁
51、52…ローラバニシングツール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inner roller or outer roller having an intermeshing planetary gear structure, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a first shaft, an eccentric body that rotates by rotation of the first shaft, an external gear that is incorporated so as to be eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body, and the external gear An intermeshing planetary gear structure comprising an internal gear that internally meshes and a second shaft that is connected to the external gear through means for transmitting only the rotation component of the external gear is widely known. It has been.
[0003]
A conventional example of this structure is shown in FIGS. In this conventional example, the first shaft is used as an input shaft, the second shaft is used as an output shaft, and the above structure is applied to a “reduction gear” by fixing an internal gear.
[0004]
Eccentric bodies 3a and 3b are fitted to the input shaft 1 with a predetermined phase difference (180 ° in this example). The eccentric bodies 3a and 3b are integrated. Two eccentric gears 5a and 5b are attached to the eccentric bodies 3a and 3b via bearings 4a and 4b, respectively. A plurality of inner roller holes 6 are provided in the external gears 5a and 5b, and an inner pin 7 and an inner roller 8 are inserted therein.
[0005]
The inner pin 7 is covered with the inner roller 8 to disperse the slip during operation (the slip of the inner pin 7 and the external gears 5a and 5b, the slip of the inner pin 7 and the inner roller 8, and the inner roller 8). This is to disperse the sliding of the external gears 5a and 5b).
[0006]
The inner pin 7 that penetrates the external gears 5 a and 5 b is fixed or fitted to the flange portion of the output shaft 2.
[0007]
The reason for using two external gears (double row) is mainly to increase the transmission capacity, maintain the strength, and maintain the rotational balance.
[0008]
On the outer periphery of the external gears 5a and 5b, external teeth 9 such as a trochoidal tooth profile and an arc tooth profile are provided. The external teeth 9 are internally meshed with an internal gear 10 fixed to the casing 12.
[0009]
The internal teeth of the internal gear 10 are specifically constituted by the outer pins 11. The outer pin 11 is loosely fitted in the outer pin hole 13 and is held easily to rotate. For example, as shown in FIG. 8, the outer pin 11 is sometimes covered with an outer roller 14. As a result, the slippage during operation is dispersed (the sliding of the outer pin 11 and the outer pin hole 13 in FIG. 6 is different from the sliding of the outer pin 11A and the outer roller 14 and the outer pin 11A as shown in FIG. And the sliding of the outer pin hole 13).
[0010]
The operation of the speed reducer will be briefly described. When the input shaft 1 rotates once, the eccentric bodies 3a and 3b rotate once. When the eccentric bodies 3a and 3b rotate once, the external gears 5a and 5b also try to swing and rotate around the input shaft 1. However, since the rotation of the internal gear 10 is restricted by the internal gear 10, the external gears 5 a and 5 b almost only swing while inscribed in the internal gear 10.
[0011]
For example, when the number of teeth of the external gears 5a and 5b is N and the number of teeth of the internal gear 10 is N + 1, the difference in the number of teeth is 1. Therefore, every time the input shaft 1 rotates, the external gears 5 a and 5 b are shifted (rotated) by one tooth with respect to the internal gear 10 fixed to the casing 12. This means that the rotation of the input shaft 1 is decelerated to the rotation of -1 / N of the external gear. A minus sign means reverse rotation.
[0012]
The rotation of the external gears 5 a and 5 b is absorbed by the gap between the inner roller hole 6 and the inner roller 8, and only the rotation component is transferred to the output shaft 2 via the inner pin 7 in the inner roller 8. Communicated. As a result, the reduction of the reduction ratio -N is achieved after all.
[0013]
Therefore, a geared motor with a large reduction ratio can be obtained with a reduction mechanism of only one stage by combining the reduction gear having this intermeshing planetary gear structure with, for example, a motor.
[0014]
In this conventional example, the internal gear of the intermeshing planetary gear structure is fixed and the first shaft is the input shaft and the second shaft is the output shaft. However, the second shaft is fixed and the first shaft is The speed reducer can also be configured by using the input shaft and the internal gear as the output shaft. Further, it is possible to configure a speed increaser by reversing these inputs and outputs.
[0015]
In this conventional example, the eccentric body is directly incorporated in the outer periphery of the first shaft. However, the first shaft is dispersed into “three first shafts” via a spur gear, and the dispersed first shaft is dispersed. Also known is a type in which an eccentric body is incorporated in each of which an external gear is oscillated and rotated through the eccentric body. The present invention can be applied without any problem to such a type of intermeshing planetary gear structure.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, as exaggeratedly shown in FIG. 9, a gap δ1 is provided between the outer periphery of the inner pin 7 and the inner periphery of the inner roller 8. Further, as exaggeratedly shown in FIG. 10, a gap δ2 is provided between the outer periphery of the outer pin 11A and the inner periphery of the outer roller 14. The gaps δ1 and δ2 are for ensuring a lubricating oil film between the two members and for allowing the members in contact with each other to slide smoothly.
[0017]
However, when such gaps δ1, δ2 are provided, rattling occurs between the inner pin 7 and the inner roller 8, or between the outer pin 11A and the outer roller 14, and as a result, rattling occurs throughout the gear transmission mechanism. appear. For this reason, there has been a drawback that the rotation on the driving side does not immediately appear as the rotation on the driven side when shifting from the rotation on one side to the rotation on the other side. Such a response delay is hereinafter referred to as “angle backlash”.
[0018]
This angle backlash reduces the control accuracy when the intermeshing planetary gear structure is used as a control mechanism with a servomotor such as a joint drive speed reducer of an industrial robot. There are various causes for the occurrence of angular backlash in the intermeshing planetary gear structure. As a device for eliminating such angular backlash, conventionally, for example, external gears, internal gears, etc. are used for forward rotation and reverse rotation. Various structures are known, such as division or division of roles for forward rotation and reverse rotation (Japanese Patent Laid-Open Nos. 59-106744, 59-113340, 59-115743, JP-A-59-208366).
[0019]
In addition, the applicant has previously proposed Japanese Patent Application No. 60-86571 (Japanese Patent Publication No. 5) as a method for minimizing the gap between the outer pin and the outer pin hole (in an intermeshing planetary gear structure of a type having no outer roller). -86506).
[0020]
However, none of the above known examples has so far focused on the gap δ1 between the inner pin and the inner roller and the gap δ2 between the outer pin and the outer roller in order to reduce the angle backlash. The actual situation is that no measures have been taken with respect to the angle backlash that occurs in Japan.
[0021]
This is because (1) it is necessary to always secure a predetermined lubricating oil between the inner pin and the inner roller, or between the outer pin and the outer roller; (2) even when processing error, assembly error, or power transmission Even if the inner pin and the inner roller, or the outer pin and the outer roller are misaligned due to the deformation of each member, it is necessary to smoothly slide the two members. This is because δ1 and δ2 were considered to be structures that cannot be eliminated (essential structures).
[0022]
In addition, as a method for ensuring good sliding between the two sliding members without providing a gap, it is also conceivable to use a material with low friction and good adaptability, such as white metal or fluororesin. However, the inner and outer rollers of the intermeshing planetary gear structure generally have a large torque obtained by amplifying the torque of the input shaft from several times to 100 times or more. Therefore, from the viewpoint of durability, it has high hardness and high strength. A material (for example, high carbon chromium bearing steel (SUJ2 or equivalent of JIS G4805) is quenched and tempered, or alloy steel for mechanical structure (JIS G4103, JIS G4104, JIS G4105) is carburized and tempered to about HRC 58-64. This method cannot be used in many cases.
[0023]
In addition, while providing a circumferential groove on the inner circumference of the inner roller (or outer circumference of the inner pin) and securing oil in this circumferential groove, this method not only leads to an increase in the processing cost of the inner roller, Since sharp notches that cause stress concentration in high hardness and high strength materials are provided, the strength is remarkably lowered, which is not preferable as the configuration of the inner roller and outer roller of this type of intermeshing planetary gear structure.
[0024]
Furthermore, in this connection, since it is necessary to process high hardness and high strength materials with high precision, the inner and outer diameters of the inner and outer rollers must be processed by “grinding”. When processing by (because grinding is the process of shearing the crystal grains of the material to the last), there is a limit (economically 2-3μ) in the finish roughness, in order to maintain the oil film at this roughness There was also a situation that the existence of gaps δ1 and δ2 having a certain size was essential.
[0025]
For this reason, it is considered that the gap δ1 between the inner pin and the inner roller or the gap δ2 between the outer pin and the outer roller is indispensable, and therefore the occurrence of angular backlash due to this is inevitable. It was what was considered.
[0026]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the shape of the inner roller or the outer roller, which has been considered to have to be processed as close to a true cylinder as possible (naturally). The internal backlash planetary gear structure that can reduce the angle backlash significantly without causing any new inconvenience and is resistant to overload and capable of transmitting large loads without causing any new inconvenience. An object is to provide a roller or an outer roller.
[0027]
It is another object of the present invention to provide an optimum method for actually manufacturing the inner roller or the outer roller.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a first shaft, an eccentric body that is rotated by the rotation of the first shaft, and an external tooth that is incorporated in a state that allows eccentric rotation with respect to the first shaft via the eccentric body. An internal gear provided with a gear, an internal gear with which the external gear internally meshes, and a second shaft connected to the external gear via a means for transmitting only the rotation component of the external gear. In a cylindrical inner roller used together with a cylindrical inner pin to constitute a means for transmitting only the rotation component of the meshing planetary gear structure, the inner circumferential wall and the longitudinal section of the inner circumferential wall and outer circumferential wall of the cylinder are And the said subject was solved by forming the inner-outer diameter of the axial direction center part of an outer peripheral wall into the barrel shape larger than the inner-outer diameter of both ends.
[0029]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first shaft, an eccentric body that is rotated by the rotation of the first shaft, and an external tooth that is incorporated so as to be eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body. An internal gear provided with a gear, an internal gear with which the external gear internally meshes, and a second shaft connected to the external gear via a means for transmitting only the rotation component of the external gear. In a manufacturing method of a cylindrical inner roller used together with a cylindrical inner pin to constitute a means for transmitting only the rotation component of the meshing planetary gear structure, the central portion of the cylindrical inner roller material is axially arranged. A procedure for forming a cylindrical inner roller material by hollow cutting, a procedure for burnishing at least the inner peripheral wall of the inner and outer peripheral walls of the cylindrical inner roller material, and heat-treating the burnished inner roller material The entire inner roller material in the axial direction A barrel-shaped formation procedure of deforming the central portion is barrel-shaped bulging, by including one in which the above-mentioned problems are eliminated.
[0030]
The invention according to claim 3 is the cylindrical inner peripheral wall and the outer periphery according to claim 2, in which the processing strain is more positively applied at the time of burnishing, so that the residual strain before the heat treatment by the processing and the residual strain by the heat treatment The above problems are solved by forming the vertical cross-sectional shape of the wall into a clearer barrel shape.
[0031]
Claims 1, 2 and 3 focus on the inner roller of the intermeshing planetary gear structure. Claims 4, 5 and 6 apply the same configuration to the outer roller.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
The present invention is characterized by the shape of the inner and outer circumferential longitudinal sections of the inner meshing planetary gear structure or the outer roller, and the configuration of the inner meshing planetary gear structure itself is not particularly different from the conventional configuration. . Accordingly, since the configuration of the intermeshing planetary gear structure itself has already been described in detail, the description thereof is omitted.
[0034]
The longitudinal section of the inner roller or outer roller according to the present invention is such that the inner and outer peripheral walls thereof are not straight as in the prior art, and the inner and outer diameters of the central portions in the axial direction of the inner and outer peripheral walls are larger than the inner and outer diameters of both ends. It has a large-diameter barrel shape, and when an inner pin or outer pin is inserted, it can hold oil or grease lubricating oil, and the inner pin or outer pin can be held by a load accompanying power transmission. Even when it bends, it is made so that an edge load does not occur due to the meshing of the external gear.
[0035]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an inner roller 30 according to the present invention. The barrel shape is exaggerated here.
[0036]
FIG. 2 is an actual measurement graph obtained by measuring the shape and roughness of the inner peripheral wall of the inner roller 30 according to the embodiment of the present invention with a roughness meter. Here, the scales in the radial direction Y and the axial direction X are not the same for the purpose of measurement, and the magnification in the radial direction Y is set to 200 times the axial direction X.
[0037]
The line 32L in FIG. 2 corresponds to the inner peripheral wall 32 on the substantial side in the lower half of FIG. That is, with the line 32L as a boundary, the lower part is the substance side and the upper part is the hollow hole side.
[0038]
As shown in FIGS. 1 and 2, the inner roller 30 according to this embodiment has a cylindrical inner peripheral wall 32 whose longitudinal section is not straight and whose inner diameter d1 at the center in the axial direction is larger than the inner diameter d2 at both ends. The central portion P1 of the through hole 31 has a diameter (d1> d2) and has a convex barrel shape (concave when viewed from the substantial side). The size of the inner roller 30 according to this embodiment is such that the axial length L1 is 25 mm, the inner diameter d2 at both end portions P2 is 12 mm, and the wall thickness t is 2.5 mm. The difference in inner diameter (d1-d2) at the portion P2 is about 5-6 μm on one side.
[0039]
The convex portion (recessed portion as viewed from the substantial side) 32R1 of the inner peripheral wall at the central portion P1 and the concave portion (convex portion as viewed from the substantial side) 32R2 at both end portions P2 are smoothly continuous, and further, the recessed portion 32R2 and both end surfaces 32R3. Is also smoothly continuous.
[0040]
Further, the longitudinal cross section of the cylindrical outer peripheral wall 33 of the inner roller 30 is not straight, the outer diameter D1 of the central portion in the axial direction is larger than the outer diameter D2 of both ends (D1> D2), and the central portion of the through hole 31 P1 has a convex barrel shape.
[0041]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which the inner roller 30 according to this embodiment is assembled to the inner pin 7. 3 also prioritizes ease of viewing, the scales in the radial direction Y and the axial direction X are not the same.
[0042]
The outer periphery 7A of the inner pin 7 is in light contact with the (substantially) convex portions 32R2 and 32R2 of the inner peripheral wall 32 of the inner roller 30, and the gap between the central portion P1 of the inner peripheral wall 32 and the (substantially) concave portion 32R1. H1, i.e. (d1-d2) / 2, is about 5-6 microns as described above (due to the barrel shape). The gap H1 is not significantly affected by the size of the inner roller 30, and an absolute value of about 2 to 10 μm is an allowable range.
[0043]
If the gap H1 is too small, the original function of the gap will not be exhibited. If it is too large, even if a radial (large) force acts between the inner roller 30 and the inner pin 7, Since the arcs at the two convex portions 32R2 and 32R2 (viewed from the actual side) become smaller and torque is transmitted only at these two points, the inner pin 7 (at any time) contacts the inner roller 30 only at this portion. This is because it is not preferable in terms of wear resistance.
[0044]
By forming the inner peripheral wall 32 of the inner roller 30 in such a shape, the gap H1 in FIG. 3 functions as a space for securing lubricating oil. Further, since the inner pin 7 is in contact with the inner roller 30 at the two convex portions 32R2 and 32R2 of the inner peripheral wall 32 of the inner roller 30, the shaft O1 of the inner roller 30 and the inner pin 7 has a particularly large force. As long as it is not applied, there will be no deviation, and basically no “rattling” will occur. Therefore, unlike the conventional case, the angle backlash due to the gap δ1 does not occur.
[0045]
On the other hand, with respect to the outer periphery 33, the outer diameter D2 at both ends is smaller than that at the center D1, so that clearances σ1 and σ2 are secured between the inner roller holes 6a and 6b of the external gears 5a and 5b. Is done. This prevents the inner rollers 6a, 6b and the inner rollers 30 from contacting the inner rollers 30 after the external gears 5a, 5b when an excessive load is applied to the intermeshing planetary gear structure.
[0046]
Furthermore, even if there is a processing error or assembly error, or even if each member is elastically deformed during power transmission, an unexpectedly large external load is applied to cause the inner pin 7 to bend. However, since the lubricating oil is secured in the gap H, smooth sliding can be maintained.
[0047]
Accordingly, by adopting the inner roller (or outer roller) having such a structure, the inner roller (outer roller) and the inner pin (outer pin) are secured while securing a large amount of lubricating oil, that is, without reducing the durability. ), The angular backlash can be reduced. Furthermore, even if processing errors, elastic deformation during operation, elastic deformation with respect to an external load, etc. occur, good slip characteristics can be ensured, so that power loss can be significantly reduced.
[0048]
In addition, when the inner roller 30 according to this embodiment is manufactured by a manufacturing method to be described later, the surface of the inner peripheral wall 32 is mirror-finished by burnishing, so that seizure hardly occurs even if the lubricating oil film becomes thin. According to an experiment with an actual machine, it has been confirmed that the power transmission capability is greatly improved by about three times and noise during operation is also reduced.
[0049]
Next, a method for manufacturing the inner roller (or outer roller) having such a shape will be described in detail.
[0050]
For the inner roller having a barrel-shaped inner peripheral wall as described above, a method of cutting the inner peripheral wall with, for example, an ultra-high precision NC (Nunerical Control) machine tool in a manufacturing process similar to the conventional one can be considered. However, an NC machine tool capable of cutting a high-hardness, high-strength material with high accuracy is very expensive and the processing time required for each inner roller is long. In practical terms, it cannot be established on cost.
[0051]
Accordingly, the inventors have devised a manufacturing method that combines so-called burnishing and heat treatment, and actively uses the work strain and heat treatment strain.
[0052]
4A to 4D show the manufacturing method. In addition, since each part of FIG. 4 gave priority to easiness to view, the deformation is exaggerated and the scales in the radial direction Y and the axial direction X are not the same. This will be described in order below.
[0053]
FIG. 4 (A)
First, the outer periphery is processed with a precision lathe at the round bar stage of the inner roller material 30 </ b> A, and then the processed outer periphery is burnished with the roller burnishing tool 51. The burnishing process here is a process known per se and is a process of rolling the outer periphery (by crushing and plastically deforming it).
[0054]
FIG. 4 (B)
Subsequently, in the state before the heat treatment (the material is soft), the central portion of the cylindrical inner roller material 30A is cut in the axial direction X to form a cylindrical inner roller material 30B, and the inner roller material 30B Intermediate finish of the inner circumference. Here, it is assumed that the inner circumference is processed by turning with a precision lathe. This processing is processing by shearing the material structure.
[0055]
In addition, it is also effective in mass production processing to finish the outer periphery after manufacturing by plastic working by cold forging up to the intermediate finishing of FIG. 4 (B) instead of the processing of FIG. 4 (A).
[0056]
FIG. 4 (C)
Next, the entire axial length of the outer peripheral wall 33 is chucked by the chucking device 50, and the inner peripheral wall 32 is burnished by the roller burnishing tool 52 to obtain the inner roller material 30C. The burnishing process here is also known per se and is a process of rolling the inner peripheral wall 32 processed by shearing the structure in FIG. For this reason, finer roughness (mirror surface) than turning and grinding can be obtained.
[0057]
FIG. 4 (D)
FIG. 4D shows an exaggerated depiction of the minute bend after the heat treatment is performed after the inner peripheral wall 32 is burnished in this manner.
[0058]
When the material of the inner roller material 30C is a high carbon chrome bearing steel (SUJ2 of JIS G4805 or equivalent), the heat treatment here is preferably a step of hardening the whole by known quenching and tempering.
[0059]
Further, when the material of the inner roller material 30C is alloy steel for machine structure (so-called carburized steel such as JIS G4103, JIS G4104, JIS G4105, etc.), it is preferable that the surface is hardened by so-called carburizing quenching and tempering.
[0060]
In either case, both ends in the axial direction have a large heat radiation area during quenching, so they are cooled quickly, so they shrink more than the central part and harden in that state, and as shown in FIG. A bend shape can be obtained. In FIG. 4D, l0 is the length bent at the outer periphery, .delta.o is the relative shrinkage amount of the outer diameter, and l1 and .delta.i are the bending length and the shrinkage amount on the inner diameter side.
[0061]
That is, as is apparent from the drawing, the inner roller material 30D has a smaller diameter at the outer peripheral side by δo at both ends l0, and the inner peripheral side has a diameter at both ends from the center by δi at both axial ends li. The so-called barrel shape is small.
[0062]
As described above, this embodiment is characterized in that the deformation (thermal strain) caused by the heat treatment is positively used, thereby forming the barrel shape of the inner peripheral wall.
[0063]
Next, a method for forming the barrel shape more positively (larger) will be described with reference to FIG.
[0064]
In this method, when performing burnishing, the chucking is performed over the entire axial length in the previous embodiment, but here the chucking is intentionally removed at both ends. . As a result, when a processing pressure is applied from the inner peripheral side by the roller burnishing tool 52 during the burnishing process, a phenomenon occurs in which both end portions of the inner roller material 30E expand to the outer peripheral side as indicated by broken lines in the figure. Thus, the processing (rolling) becomes light, and it is possible to create a state in which only the inner peripheral wall 32 is not enlarged.
[0065]
As a result, when the chucking device 50 'is released, as shown in FIG. 5B, at the stage where the heat treatment is not yet performed, a barrel shape having a small diameter at both ends by δB is already obtained at both ends lB. Will be able to. Therefore, the barrel shape can be further clarified by applying the heat treatment step described above to the previous embodiment.
[0066]
Actually, considering the size of the individual inner rollers and the applied torque, the actually formed gap H1 (FIG. 3) is 2 to 10 μ (preferably 5 to 6 μ), that is, the crowning amount δo is 5 to 15 μ. What is necessary is just to determine the method of chucking and heat processing so that it may become (preferably 7-8 micrometers).
[0067]
In order to further increase the degree of barrel shape, in addition to the above-described embodiments, only the central part is intentionally released slowly at the stage of heat dissipation (so that both ends are intentionally released quickly). It is also possible to form a heat radiation environment, for example, an environment where the flow of cooling oil is improved only near both ends during heat radiation.
[0068]
By these methods, for example, when the inner diameter d2 of the inner roller is in the range of 6 mm to 60 mm, Inner roller Outer diameter (d2 + 2 t) is about 1.3 to 1.7 times (ie t / d) 2 In the range of about 1/3 to 1/6), the barrel shape as intended in the required axial length L1 (about 1.5 to 4 times the inner diameter d2 is required). It has been confirmed by the inventors' tests that they can be sufficiently formed. However, ideally the outer diameter ( d2 + 2 t ) Is about 1.5 times the inner diameter d2 (1.4 to 1.6 times) (without any further heat treatment or the like), a good gap H1 and crowning amount δo are ensured.
[0069]
In any case, the outer peripheral surface does not necessarily need to be burned. Further, both the inner and outer circumferences may be finally ground by barrel grinding.
[0070]
Since the inner roller manufactured in this way has a gap H1 between the inner pin and the inner pin at the axially central portion of the inner peripheral wall, this serves as a lubricating oil holding portion. In addition, the inner and outer peripheral walls are remarkably mirror-finished by the burnishing process compared to the conventional grinding process, so that seizure hardly occurs and the both ends are almost always in contact with each other (the gap between the inner pin and the inner roller is almost 0). ) And will be able to eliminate the cause of angular backlash. Moreover, coupled with the fact that the inner peripheral wall is mirror-finished, the power transmission efficiency can be kept high by the oil film that is always formed, and in addition, since the outer peripheral wall is also barrel-shaped, the edge contact with the external gear is reduced. As a result, larger load transmission (about 3 times) is possible.
[0071]
In the above-described embodiment, the configuration and the manufacturing method have been described by taking the inner roller as an example. However, it goes without saying that the present invention can be applied to the outer roller in the same manner.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the inner roller (outer roller) according to the present invention, or the inner roller (outer roller) manufactured by the method according to the present invention, has sufficient lubricating oil in the barrel-shaped gap on its inner peripheral wall. Therefore, the inner pin (outer pin) can be held coaxially with the inner roller (outer roller) with little rattling.
[0073]
Further, since the outer peripheral wall is also barrel-shaped, there is no edge contact with the external gear, and as a result, a larger load can be transmitted.
[0074]
Therefore, it is possible to secure lubricating oil (maintain durability), improve power transmission efficiency and transmission capacity, reduce noise, and reduce angle backlash.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an inner roller applied to an intermeshing planetary gear structure according to the present invention.
FIG. 2 is a graph in which the shape of the inner peripheral wall in the lower half of the inner roller in FIG. 1 is measured.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which an inner pin is assembled to the inner roller of FIG.
4 is a process diagram illustrating a method of manufacturing the inner roller according to FIG.
5 is a partial process diagram showing a modification of the manufacturing process according to FIG. 4;
FIG. 6 is a partially broken front view for explaining the configuration of a conventional inscribed meshing planetary gear structure.
7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the configuration of an internally meshing planetary gear structure having an outer roller.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the relationship between a conventional inner roller and an inner pin.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the relationship between a conventional outer roller and an outer pin.
[Explanation of symbols]
1 ... Input shaft
3a, 3b ... eccentric body
5a, 5b ... external gear
6a, 6b ... Inner roller hole
7 ... Inner pin
8, 30 ... Inner roller
10 ... Internal gear
11 ... Outer pin
13 ... Outside pin hole
14 ... Outer roller
32 ... Inner wall
33 ... Outer wall
51, 52 ... Roller burnishing tool

Claims (6)

第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記自転成分のみを伝達する手段を構成するために円柱状の内ピンと共に用いられる円筒状の内ローラにおいて、
前記円筒の内周壁及び外周壁の縦断面を、該内周壁及び外周壁の軸方向中央部の内外径が、両端部の内外径より大径の樽形に形成した
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の内ローラ。
A first shaft, an eccentric body rotated by rotation of the first shaft, an external gear incorporated in a state of being eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body, and the external gear The rotation component of an internal meshing planetary gear structure comprising an internal gear that meshes with and a second shaft that is coupled to the external gear via a means that transmits only the rotation component of the external gear. In a cylindrical inner roller used with a cylindrical inner pin to constitute a means for transmitting only,
A longitudinal section of an inner peripheral wall and an outer peripheral wall of the cylinder is formed in a barrel shape in which the inner and outer diameters of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall in the axial center are larger than the inner and outer diameters of both ends. Inner roller with mesh planetary gear structure.
第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記自転成分のみを伝達する手段を構成するために円柱状の内ピンと共に用いられる円筒状の内ローラの製造方法において、
円柱状の内ローラ素材の中央部を軸方向にくり抜き切削して、円筒状の内ローラ素材を形成する手順と、
該円筒状の内ローラ素材の内外周壁のうち、少なくとも内周壁をバニシング加工する手順と、
該バニシング加工した内ローラ素材を熱処理することにより、該内ローラ素材全体を軸方向中央部が膨らんだ樽形に変形させる樽形形成手順と、を含む
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の内ローラの製造方法。
A first shaft, an eccentric body rotated by rotation of the first shaft, an external gear incorporated in a state of being eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body, and the external gear The rotation component of an internal meshing planetary gear structure comprising an internal gear that meshes with and a second shaft that is coupled to the external gear via a means that transmits only the rotation component of the external gear. In the manufacturing method of a cylindrical inner roller used together with a columnar inner pin to constitute a means for transmitting only,
A procedure for forming a cylindrical inner roller material by cutting the center portion of the cylindrical inner roller material in the axial direction,
Among the inner and outer peripheral walls of the cylindrical inner roller material, a procedure for burnishing at least the inner peripheral wall;
A barrel-shaped planetary gear structure comprising: a barrel-shaped forming procedure for deforming the entire inner-roller material into a barrel shape in which the central portion in the axial direction swells by heat-treating the burnished inner-roller material. Of manufacturing inner roller.
請求項2に記載の内接噛合遊星歯車構造の内ローラの製造方法において、
前記バニシング加工する手順におけるバニシング加工が、前記円筒状に形成された内ローラ素材の外周を、その軸方向中央位置で半径方向円周側への所定の押圧力が発生するようにチャッキングした状態で実行され、且つ、
前記樽形形成手順における熱処理が、前記チャッキングを解放した状態で実行される
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の内ローラの製造方法。
In the manufacturing method of the inner roller of the intermeshing planetary gear structure according to claim 2,
The burnishing process in the burnishing process is a state where the outer periphery of the inner roller material formed in the cylindrical shape is chucked so that a predetermined pressing force is generated toward the radial circumferential side at the axial center position. Executed on and
The method of manufacturing an inner roller having an intermeshing planetary gear structure, wherein the heat treatment in the barrel forming procedure is performed in a state where the chucking is released.
第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記内歯歯車の内歯を構成するために用いられる円筒状の外ローラにおいて、
前記円筒の内周壁及び外周壁の縦断面を、該内周壁及び外周壁の軸方向中央部の内外径が、両端部の内外径より大径の樽形に形成した
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の外ローラ。
A first shaft, an eccentric body rotated by rotation of the first shaft, an external gear incorporated in a state of being eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body, and the external gear The internal teeth of an internal meshing planetary gear structure comprising an internal gear that meshes with and a second shaft that is connected to the external gear via a means for transmitting only the rotation component of the external gear. In the cylindrical outer roller used to configure the internal teeth of the gear,
A longitudinal section of an inner peripheral wall and an outer peripheral wall of the cylinder is formed in a barrel shape in which the inner and outer diameters of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall in the axial center are larger than the inner and outer diameters of both ends. Outer roller with mesh planetary gear structure.
第1軸と、該第1軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体を介して第1軸に対して偏心回転可能な状態で組込まれた外歯歯車と、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の、前記内歯歯車の内歯を構成するために用いられる円筒状の外ローラの製造方法において、
円柱状の外ローラ素材の中央部を軸方向にくり抜き切削して、円筒状の外ローラ素材を形成する手順と、
該円筒状の外ローラ素材の内外周壁のうち、少なくとも内周壁をバニシング加工する手順と、
該バニシング加工した外ローラ素材を熱処理することにより、該外ローラ素材全体を軸方向中央部が膨らんだ樽形に変形させる樽形形成手順と、を含む
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の外ローラの製造方法。
A first shaft, an eccentric body rotated by rotation of the first shaft, an external gear incorporated in a state of being eccentrically rotatable with respect to the first shaft via the eccentric body, and the external gear The internal teeth of an internal meshing planetary gear structure comprising an internal gear that meshes with and a second shaft that is connected to the external gear via a means for transmitting only the rotation component of the external gear. In the manufacturing method of the cylindrical outer roller used for constituting the internal teeth of the gear,
A procedure for forming a cylindrical outer roller material by cutting the center portion of the cylindrical outer roller material in the axial direction,
Among the inner and outer peripheral walls of the cylindrical outer roller material, a procedure for burnishing at least the inner peripheral wall;
An intermeshing planetary gear structure comprising: a barrel-forming procedure for deforming the entire outer roller material into a barrel shape in which an axially central portion swells by heat-treating the burnished outer roller material. Method of manufacturing the outer roller.
請求項5に記載の内接噛合遊星歯車構造の外ローラの製造方法において、
前記バニシング加工する手順におけるバニシング加工が、前記円筒状に形成されたローラ素材の外周を、その軸方向中央位置で半径方向円周側への所定の押圧力が発生するようにチャッキングした状態で実行され、且つ、
前記樽形形成手順における熱処理が、前記チャッキングを解放した状態で実行される
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の外ローラの製造方法。
In the manufacturing method of the outer roller of the intermeshing planetary gear structure according to claim 5,
State in which the burnishing burnishing in the procedure for processing the outer periphery of the outer roller material formed in the cylindrical shape, a predetermined pressing force in the radial circumferential side is chucked to occur at the axial center position Executed on and
The method of manufacturing an outer roller with an intermeshing planetary gear structure, wherein the heat treatment in the barrel forming procedure is performed in a state where the chucking is released.
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