JP4927267B2 - 回転ローラ体の製造方法、回転ローラ体を備えた内接噛合遊星歯車構造、及び回転ローラ体 - Google Patents
回転ローラ体の製造方法、回転ローラ体を備えた内接噛合遊星歯車構造、及び回転ローラ体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転ローラ体の製造方法、回転ローラ体を備えた内接噛合遊星歯車構造、及び回転ローラ体に関する。
【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８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には偏心体３が嵌合されている。偏心体３には軸受４を介して外歯歯車（遊星回転体）５が取付けられている。この外歯歯車５には内ローラ孔６が複数個設けられ、内ピン（ピン部材）７及び内ローラ（回転ローラ体）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５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５の滑りに分散）させるためである。
【０００６】
前記外歯歯車５を貫通する内ピン７の基端は、出力軸２の基端部に一体形成したキャリア（フランジ部）２ａに嵌入され、片持支持されている。
【０００７】
前記外歯歯車５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。
【０００８】
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９に示されるように、この外ピン１１は、ときに外ローラ（回転ローラ体）１４で被覆される。これにより、動作時の滑りを分散（図８で外ピン１１と外ピン孔１３とで滑らせていたのを、図９で示されるように外ピン１１Ａと外ローラ１４の滑り及び外ローラ１４と外ピン孔１３の滑りとに分散）させることができる。
【０００９】
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３が１回転する。偏心体３が１回転すると、外歯歯車５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５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。
【００１０】
今、例えば外歯歯車５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５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。
【００１１】
この外歯歯車５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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０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１１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。
【００１５】
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。
【００１６】
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装置、定位置制御を行うコンベア、工作機械の工具交換装置等のサーボモータ駆動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）。
【００１７】
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。
【００１８】
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特に対策がとられていないというのが実情であった。
【００１９】
この理由は、内ピンと内ローラ、あるいは外ピンと外ローラの間には、所定の潤滑油膜が常に形成されなければならない；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。
【００２０】
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その円周方向にかかるため、耐久性の観点から高硬度、高強度の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。
【００２１】
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、通常、内ローラや外ローラの加工に当たっては、中実の素材を切削加工により円筒状に形成し、更に内外径を「研削」によって仕上げるという加工方法を採用している。ここで、特に内径を研削によって仕上げ加工する場合、（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、この粗さで焼き付けを防止するためにはある程度の隙間δ１、δ２の存在が必須であるという事情もあった。
【００２２】
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。
【００２３】
このような背景のもとに、出願人は新たな技術開発を進め、仕上げ用の「研削加工」の代わりにバニシング加工を行うことによって摺動馴染みの良い内周壁を得ることができ、結果的に角度バックラッシュを従来より大きく低減することのできる内接噛合遊星歯車構造の内ローラ、あるいは外ローラの製造方法を提案している（特開平９−３２９２０２号公報、特開平９−３２９２０２号公報参照）。
【００２４】
バニシング加工とは、金属表面の凹凸をバニシングローラによって転圧して（押しつぶして）鏡のような平滑な面に仕上げるものであり、塑性加工に属するもので切削のように金属の結晶粒を剪断によって削り取る加工とは異なるため、表面粗さの点で非常に平滑な内周壁を得ることができるものである。
【００２５】
但し、このバニシング加工は、センタ加工であり、又、一般には素材を外側からチャッキングするときの押圧力に対する残留歪が残り、真円加工には向かないとされているため、チャック機器によって素材を外側から固定する際に、「全方向から」半径方向内周側へ向けて均等に押圧力が発生するようにチャッキングし、この状態でバニシング加工するようにしている。
【００２６】
これにより、真円度を保ちながら、鏡面化された内周壁を有する内ローラ（あるいは外ローラ）を得ることができ、その結果、角度バックラッシュの低減を図れるものとしている。
【００２７】
しかしながら、このような従来の内ローラ及び外ローラの製造方法は、すべて前加工として中実部材に切削加工を行った上で、仕上げ加工として「研削加工」や「バニシング加工」を行うというものであり、前加工と仕上げ加工の加工種が異なる関係上、一貫した工程で製造することができず、生産性が悪く、精度の良い部品（内ローラや外ローラ）を簡単に且つ安価に大量生産するのには必ずしも向いているとは言えなかった。
【００２８】
本発明は、上記事情を考慮し、簡単且つ安価に精度の良い内ローラあるいは外ローラを含む回転ローラ体を製造することのできる大量生産に向いた製造方法を提供することを目的とする。又、同方法で得た回転ローラを提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転ローラ体の製造方法は、ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体の製造方法において、プレス機械によって、ブランクを円筒状に深絞りし、深絞り後の余分な鍔を、カット時に発生するバリが予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるようにカットしてローラ体素材を得る一連のプレス工程を含むと共に、前記ブランクを円筒状に深絞りした後、前記鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて前記鍔をカットすることにより、カット時に発生するバリを、前記凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収めることにより上記課題を解決したものである。
【００３０】
この発明では、円筒状のローラ体素材を、プレス、例えばトランスファープレスによって板状素材（シェル）をブランク抜きしたものを深絞りして円筒状に形成し、深絞りの際に生じる不要な鍔をカットすることにより作製するようにしている。従って、切削や研削によらないので、シェルの鏡面をそのまま摩擦係数の小さい内周壁として活かしながら、円筒状のローラ体素材を得ることができる。
【００３１】
このように、一連のプレス工程で形状及び精度を決めるための加工を全て行うので、従来のように切削工程後の表面粗さを仕上げる工程（例えば、従来の「研削工程」や「バニシング工程」）が要らなくなり、加工工程の単純化が図れる。又、一旦プレスの金型を作製してしまえば、大量に同じ部品を生産できるので、製作が簡単である上、部品間の精度を揃えることができ、しかも安価な部品の提供が可能となる。
【００３２】
又、深絞り後の余分な鍔をカットする際には不可避的にバリが発生するが、そのバリが、予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるように鍔カットを実施するので、鍔カット後のバリ取り処理が必要でなくなる。即ち、鍔カット後のバリが残ったままでこれを内接噛合遊星歯車等に使用した場合、他部品と干渉した際に他部品を削ってしまうなどの不都合を招くおそれがあるが、当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内にバリが収まるように鍔カットを実施するので、バレル加工やショットピーニング加工等によってバリ取り処理を行う必要がなくなる。
【００３３】
従って、バリ取りのための無駄時間を削減でき、回転ローラ体を簡単且つ安価に製造するという本来の目的達成に寄与することができる。
【００３４】
又、予測外の効果として、この回転ローラ体を内接噛合遊星歯車構造の内ローラとして使用した場合、残存したバリが、回転時に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（あるいはポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される遊星回転体との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらすことが認められた。特に、バリは不規則形状をなすので、規則形状の部品と違って、潤滑油を掻き寄せる効果が大きいと考えられる。
【００３５】
鍔カット時に発生するバリを製品外形寸法内に収める方法としては、ブランクを円筒状に深絞りした後、鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周（鍔の付け根）より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて鍔カットを行うことにより、バリを凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収めるようにするのが好ましい。
【００３６】
又、更に、その面付けの際に凸部の外周エッジ部に丸みを付け、その丸みの外周側に逃げ空間を確保し、その逃げ空間に、鍔カット時のバリを収めるようにするのが好ましい。
【００３７】
又、プレス加工で形状を決めるから、深絞り後の底部をそのまま残せば、有底円筒状の回転ローラ体を作製することも簡単にできる。
【００３８】
又、このようにして製造された回転ローラ体であって、軸線方向の一端側の内周壁に径方向内方に丸まった湾曲部が設けられ、該湾曲部が、ピン部材の端部外周縁に当接可能とされた構成は有用である。
【００３９】
このような湾曲部は、プレス工程において深絞りを行ったときに自然にできるものであるが、この発明では、その湾曲部を敢えて残しておき、その湾曲部にピン部材の端部外周縁が当たるようにしているのである。あるいは、積極的にこの湾曲部を形成することで、その湾曲部にピン部材の端部外周縁が当たるようにしているのである。このようにすることで、回転ローラ体側の湾曲部とピン部材の端部外周縁との干渉により、ピン部材と回転ローラ体の軸方向の相対的な動きを規制することができる。
【００４０】
なお、このように有底円筒状に回転ローラを形成したり、湾曲部を形成したりすることは、プレスによれば当然にできることであり、むしろ底部をカットする必要がないことから、工程の省略が可能になる利点がある。しかも、底部を残すことにより、回転ローラ体が袋状になるので、内部に潤滑油を貯める機能がプラスされることになり、回転ローラ体とピン部材間の潤滑性能の向上が図れる。
【００４１】
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に適用可能である。この場合、前記自転成分のみを伝達する手段が、前記第２軸に連結されたキャリアと、該キャリアに基端が片持支持されたピン部材としての内ピンと、該内ピンの外周に遊嵌された状態で内ピンと共に遊星回転体としての外歯歯車に形成した内ローラ孔に挿入された内ローラと、で構成され、且つ、前記内ローラとして、回転ローラ体が使用され、該回転ローラ体の前記湾曲部が前記内ピンの先端側に位置している構成とするとよい。
【００４２】
このように、片持支持された内ピンの外周に内ローラを遊嵌させることで、内ローラの湾曲部によって、内ピンと内ローラの軸方向の相対的な動きを規制することができる。
【００４３】
又、内ローラが有底円筒状の場合には、内ローラ内部に潤滑油を貯める機能がプラスされるため、内ローラと内ピン間の潤滑性能が向上する。
【００４４】
又、片持支持された内ピンの先端の対向面に、内ローラの脱落を防止するための環状の内ローラ押さえがある場合には、内ローラが有底であることにより、内ローラと内ローラ押さえの接触面積の増大が図れ、それに伴う面圧の減少により内ローラ押さえの摩耗の低減が図れる。即ち、後に詳述するが、底部がない単純円筒型の内ローラの場合には、円環状の端面が内ローラ押さえと接触することになるので、小さい面積でしか内ローラと内ローラ押さえが接触しないが、有底形状の内ローラの場合は、底部の広い面積が内ローラ押さえと接触することになるので、接触面積が拡大して面圧が減少する。従って、面圧の減少により、内ローラよりも柔らかい材料で構成される内ローラ押さえの摩耗が抑制される。
【００４５】
なお、本発明は、その趣旨より全く同様の構成を外ローラにも適用することができる。
【００４６】
本発明の回転ローラ体は、ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体において、軸線方向の端部外周エッジ部の外径を他の部分の外径よりも小さくして該端部外周エッジ部に空所を形成すると共に、その空所に、予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まる突起を形成し、且つ、該突起が、外周加工時に残存した円筒壁状のバリであるものと捉えることもできる。
【００４７】
この場合、前記突起は敢えて設ける必要はなく、回転ローラ体の外周加工を行った際に出るバリを前記突起として残すのがよい。特に、プレスにより深絞りして円筒状の回転ローラ体を作製する場合には、深絞り後の鍔カット工程においてバリが不可避的に発生するので、そのバリを積極的に前記突起として残すと合理的である。そうすることにより、バリを回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に容易に収めることができ、バリ取り工程の省略が可能になる。
【００４８】
このように、突起（バリ）を回転ローラ体の端部外周エッジ部に形成した（残した）場合、この回転ローラ体を内接噛合遊星歯車構造の内ローラとして使用した際に、突起（バリ）が、回転時（特に公転を伴う回転時）に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（ポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される遊星回転体との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらす。特にバリの場合は不規則形状をなすので、規則形状の部品と違って、潤滑油を掻き寄せる効果が大きく期待できる。
【００４９】
【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。
【００５０】
図１は実施形態の内接噛合遊星歯車構造の断面図、図２は図１のII−II線断面における要部構成図、図３は本発明に係る回転ローラ体の製造方法の実施形態の工程図、図４は同工程のうちの鍔切り工程の具体例（ａ）及びその比較例（ｂ）を示す断面図である。本実施形態は、回転ローラ体である内接噛合遊星歯車構造の内ローラあるいは外ローラに特徴があり、内接噛合遊星歯車構造の全体構成については、従来の構成と特に変わるところはない。従って、内接噛合遊星歯車構造の全体構成については説明を簡略化する。
【００５１】
入力軸（第１軸）５１には偏心体５３が嵌合されている。偏心体５３には軸受５４を介して外歯歯車（遊星回転体）５５が取付けられている。この外歯歯車５５には内ローラ孔５６が複数個設けられ、各内ローラ孔５６に、内ピン（ピン部材）５７及び内ローラ（回転ローラ体）５８が挿入されている。前記外歯歯車５５を貫通する内ピン５７の基端は、出力軸５２の基端部に一体形成したキャリア（フランジ部）５２ａに嵌入されて片持支持され、該内ピン５７の外周に内ローラ５８が遊嵌されている。
【００５２】
この場合の内ローラ５８は、本発明に係る内ローラの製造方法を用いて製造されている。即ち、この内ローラ５８は、トランスファープレスにより成形されたものであって、従来のように切削加工及びその後の仕上げ加工（研削加工やバニシング加工）によって作製されたものではない。
【００５３】
図３に示すように、この内ローラ５８を得るには、まず、トランスファープレス機械によって、板状素材（シェル）５８０からブランク５８１を打ち抜き、該ブランク５８１を何工程かの深絞りにより有底円筒状に形成し（符号５８２、５８３）、深絞り後の余分な鍔５８３Ａをカットして円筒状の内ローラ素材（ローラ体素材）５８４を作製する。次いで、この一連のトランスファープレス工程で作製した内ローラ素材５８４を、焼き入れ・焼きなまし処理（熱処理）し（符号５８５、５８６）、更に必要な表面処理を施して、図１の内接噛合遊星歯車構造で使用する内ローラ５８を得ている。
【００５４】
このように内ローラ５８をプレス成形によって作製した場合は、切削や研削によらないので、板状素材（シェル）５８０の鏡面をそのまま摩擦係数の小さい内周壁として活かしながら、円筒状の内ローラ素材５８４を得ることができ、その後、熱処理を施すことにより、所定の硬度や強度を備えた内ローラ５８を、簡単且つ安価に製造することができる。
【００５５】
又、一連のトランスファープレス工程で、形状及び精度を決めるための加工を全て行うので、従来のように切削工程後の表面粗さを仕上げる工程（例えば、従来の「研削工程」や「バニシング工程」）が要らなくなり、加工工程の単純化が図れる。
【００５６】
又、一旦プレス用の金型を作製してしまえば、大量に同じ部品を生産できるので、製作が簡単である上、部品間の精度を均一に揃えることができ、極めて安価な品質の一定な部品の提供が可能になる。
【００５７】
ところで、上記の一連のプレス工程において、図４（ｂ）の比較例に示すように、単純に金型１００をスライドさせて鍔５８３Ａをカットすると、内ローラ素材５８４の端面５８４Ａにバリ５８４Ｂが突出してしまい、そのまま次の熱処理をすると、バリ５８４Ｂが刃物状に硬化する。これを内接噛合遊星歯車構造に使用した場合、他部品と干渉した際に他部品を削ってしまうなどの不都合を招くおそれがある。
【００５８】
そこで、本発明の実施形態の方法では、そのバリ５８４Ｂが、予め規定された製品外形寸法内に収まるように、鍔５８３Ａのカットを実施する。具体的には、図４（ａ）に示すように、鍔５８３Ａを実際にカットする前の段階で、鍔５８３Ａの付いた開口側の端面にプレス金型１０１、１０２により面付けを施して、該円筒の外周（鍔５８３Ａの付け根）より内側の部分に、鍔５８３Ａの端面より軸線方向外方に突出し且つ自身の外周エッジ部分に丸み（アール＝Ｒ）５８３Ｃを有する凸部５８３Ｂを形成し、その上で、その凸部５８３Ｂ側に金型１０３を円筒の外周に沿って相対的にスライドさせることにより、鍔５８３Ａをカットする。そうすることにより、カット時に不可避的に発生するバリ５８４Ｂを、凸部５８３Ｂの外周側の逃げ空間（空所）５８３Ｄ内に残存させることができ、凸部５８３Ｂの突出寸法内（内ローラ素材５８４の端面５８４Ａの内側）に収めることもできる。
【００５９】
このように、バリ５８４Ｂを製品外形寸法（外径及び端面寸法）内に収めることにより、後工程で敢えてバレル加工やショットピーニング加工等によってバリ取り処理を行う必要がなくなる。そのため、バリ取りのための無駄時間を削減できて、内ローラ５８を簡単且つ安価に製造するという本来の目的達成に寄与するところ大となる。
【００６０】
又、予測外の効果として、このようにバリ５８４Ｂが残存した内ローラ５８を内接噛合遊星歯車構造に使用した場合、残存したバリ５８４Ｂが、回転時に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（ポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される外歯歯車５５との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらすことも期待できる。
【００６１】
又、プレス加工で形状を決めるので、深絞り後の底部をそのまま残すことで、有底円筒状の内ローラ５８を簡単に作製することができる。
【００６２】
このように製造した内ローラ５８は、図５に拡大して示すように、プレスで成形された有底円筒状のものであるため、内周壁５８ａから内底壁５８ｂへ移行する部分に、内ピン５７の端部外周縁５７ａに当接可能な湾曲部５８ｃが残っている。
【００６３】
図１に戻って、この内接噛合遊星歯車構造では、内ローラ５８の軸方向位置を規制するため、内ピン５７の通過軌跡上に、環状の内ローラ押さえ８０が突設されている。この内ローラ押さえ８０は基本的には従来と同様のものであり、前記内ローラ５８の底部外壁５８ｄに近接配置され、該底部外壁５８ｄと対峙している。
【００６４】
次に作用を説明する。
【００６５】
入力軸５１が回転すると、従来と同様の原理で、出力軸５２から減速出力が取り出される。この際、内ローラ５８は、内ピン５７と共に入力軸５１の周りを回転したときに、内ピン５７の外周を自由に動くことができるため、図５に示す矢印Ａ、Ｂ方向に動く。
【００６６】
例えば、Ａ方向に動いた場合は、内ローラ押さえ８０の端面８０Ａに内ローラ５８の底部外壁５８ｄが当たるため、Ａ方向への移動がそれにより規制される。又、Ｂ方向に動いた場合は、内ローラ５８の湾曲部５８ｃが内ピン５７の先端部外周縁５７ａに当たるため、Ｂ方向への移動がそれにより規制される。従って、内ローラ５８が適正な範囲内に位置規制される。
【００６７】
又、内ローラ５８が内ローラ押さえ８０の端面８０Ａと当接する場合には、図６（ｂ）に示す従来例のように内ローラ８の環状端面が狭い面積（図中斜線部）で内ローラ押さえ８０の端面８０Ａと接触するのではなく、図６（ａ）に示すように、内ローラ５８の底部外壁５８ｄが自身の広い面積（図中斜線部）で接触することになるため、それに伴う面圧の減少により内ローラ押さえ８０の端面８０Ａの摩耗の低減が図れ、摩耗粉の潤滑油への混入が抑制され、内接噛合遊星歯車構造の長寿命化に寄与することができる。
【００６８】
又、内ローラ５８に底部が残っていることにより、内ローラ５８の内部に潤滑油が貯まりやすくなり、内ローラ５８と内ピン５７間の潤滑性能が向上する。
【００６９】
なお、トランスファープレスで作製する場合の内ローラ５８の形状は、通常のプレスで作製できる範囲であれば、自由に選択することができる。例えば、図７（ａ）の内ローラ５８は前記実施形態で例示した底部を有するものであるが、（ｂ）の内ローラ５８Ｂのように底部に開口５８ｈを開けてもよい。
【００７０】
又、上記の例では内ローラ５８について主に説明したが、外ローラ６４についても同様の製造方法で作製することができる。図１に戻って、外歯歯車５５の外周には、トロコイド歯形や円弧歯形等の外歯５９が設けられている。この外歯５９はケーシング６２に固定された内歯歯車６０と内接噛合している。
【００７１】
内歯歯車６０の内歯は具体的には外ピン（ピン部材）６１によって構成されている。外ピン６１は外ピン孔６３に嵌合され、外ピン６１の外周には外ローラ（回転ローラ体）６４が遊嵌されている。
【００７２】
この外ローラ６４も、前述した内ローラ５８と同様にトランスファープレスによって作製することができる。但し、外ローラ６４は貫通形状とするため、トランスファープレス工程における深絞り工程後に、底部をカットする工程が追加されている。
【００７３】
更に、本発明では例えば、摩擦ローラ駆動式の単純遊星構造における遊星ローラとキャリア（ピン部材）との間に配置される、軸受としての回転ローラ体にも適用することができる。
【００７４】
又、上記実施形態では、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にも本発明は、全く問題なく適用し得る。
【００７５】
又、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に、偏心体を位相をずらして複数個並べて設け、個々の偏心体にそれぞれ外歯歯車を取り付けて、いわゆる複列型に構成してもよい。
【００７６】
又、前述したバリ５８４Ｂによる潤滑油の掻き寄せ効果について着目してみると、製品外形寸法内にバリ５８４Ｂと同様の突起を有していさえすれば、同様の効果を奏することが期待できるので、製造方法としては必ずしも前述の方法に拘泥されるものではない。即ち、潤滑油の掻き寄せ効果だけを見れば、別の方法で内ローラを製作してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の切削や研削に代えて、プレスによって内ローラや外ローラ等の回転ローラ体を製造するようにしたので、一貫した工程で簡単且つ安価に精度の良い内ローラあるいは外ローラを生産することができる。従って、金型さえ作れば大量生産の可能な部品供給システムを作ることができる。又、プレス工程において必然的に発生するバリを製品外形寸法内に収めるようにしたので、バリ取り処理の省略が可能であり、プレス以降の工程の簡略化が図れる。又、バリが残存することにより、内ローラとして使用した場合には内ローラの回転に伴う潤滑油の掻き寄せ効果も期待できるというメリットも得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内接噛合遊星歯車構造の断面図
【図２】図１のII−II線断面における要部構成図
【図３】本発明に係る内ローラの製造方法の実施形態を説明するための工程図
【図４】図３の工程のうち鍔カット工程の具体例（ａ）及び比較例を示す工程図
【図５】図１の内接噛合遊星歯車構造における内ローラと内ピンと内ローラ押さえの関係を示す要部拡大図
【図６】図１の内接噛合遊星歯車構造における内ローラと内ローラ押さえの接触面積を従来例の場合と比較して示す図
【図７】本発明の内ローラ製造方法を適用して作製することのできる内ローラの種類を示す断面図
【図８】従来の内接噛合遊星歯車構造の断面図
【図９】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要部拡大断面図
【図１０】従来の内ローラと内ピンの関係を説明するための拡大断面図
【図１１】従来の外ローラと外ピンの関係を説明するための拡大断面図
【符号の説明】
５１...入力軸（第１軸）
５２...出力軸（第２軸）
５３...偏心体
５５...外歯歯車（遊星回転体）
５６...内ローラ孔
５７...内ピン（ピン部材）
５７ａ...先端部外周縁
５８，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ，５８Ｅ...内ローラ（回転ローラ体）
５８ａ...内周壁
５８ｂ...内底壁
５８ｃ...湾曲部
５８ｄ...底部外壁
６０...内歯歯車
６１...外ピン（ピン部材）
６４，６４Ｂ，６４Ｃ...外ローラ（回転ローラ体）
５８１...板状素材
５８２...ブランク
５８３Ａ...鍔
５８３Ｂ...凸部
５８３Ｃ...丸み
５８４...内ローラ素材（ローラ体素材）
５８４Ｂ...バリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転ローラ体の製造方法、回転ローラ体を備えた内接噛合遊星歯車構造、及び回転ローラ体に関する。
【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８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には偏心体３が嵌合されている。偏心体３には軸受４を介して外歯歯車（遊星回転体）５が取付けられている。この外歯歯車５には内ローラ孔６が複数個設けられ、内ピン（ピン部材）７及び内ローラ（回転ローラ体）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５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５の滑りに分散）させるためである。
【０００６】
前記外歯歯車５を貫通する内ピン７の基端は、出力軸２の基端部に一体形成したキャリア（フランジ部）２ａに嵌入され、片持支持されている。
【０００７】
前記外歯歯車５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。
【０００８】
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９に示されるように、この外ピン１１は、ときに外ローラ（回転ローラ体）１４で被覆される。これにより、動作時の滑りを分散（図８で外ピン１１と外ピン孔１３とで滑らせていたのを、図９で示されるように外ピン１１Ａと外ローラ１４の滑り及び外ローラ１４と外ピン孔１３の滑りとに分散）させることができる。
【０００９】
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３が１回転する。偏心体３が１回転すると、外歯歯車５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５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。
【００１０】
今、例えば外歯歯車５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５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。
【００１１】
この外歯歯車５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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０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１１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。
【００１５】
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。
【００１６】
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装置、定位置制御を行うコンベア、工作機械の工具交換装置等のサーボモータ駆動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）。
【００１７】
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。
【００１８】
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特に対策がとられていないというのが実情であった。
【００１９】
この理由は、内ピンと内ローラ、あるいは外ピンと外ローラの間には、所定の潤滑油膜が常に形成されなければならない；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。
【００２０】
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その円周方向にかかるため、耐久性の観点から高硬度、高強度の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。
【００２１】
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、通常、内ローラや外ローラの加工に当たっては、中実の素材を切削加工により円筒状に形成し、更に内外径を「研削」によって仕上げるという加工方法を採用している。ここで、特に内径を研削によって仕上げ加工する場合、（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、この粗さで焼き付けを防止するためにはある程度の隙間δ１、δ２の存在が必須であるという事情もあった。
【００２２】
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。
【００２３】
このような背景のもとに、出願人は新たな技術開発を進め、仕上げ用の「研削加工」の代わりにバニシング加工を行うことによって摺動馴染みの良い内周壁を得ることができ、結果的に角度バックラッシュを従来より大きく低減することのできる内接噛合遊星歯車構造の内ローラ、あるいは外ローラの製造方法を提案している（特開平９−３２９２０２号公報、特開平９−３２９２０２号公報参照）。
【００２４】
バニシング加工とは、金属表面の凹凸をバニシングローラによって転圧して（押しつぶして）鏡のような平滑な面に仕上げるものであり、塑性加工に属するもので切削のように金属の結晶粒を剪断によって削り取る加工とは異なるため、表面粗さの点で非常に平滑な内周壁を得ることができるものである。
【００２５】
但し、このバニシング加工は、センタ加工であり、又、一般には素材を外側からチャッキングするときの押圧力に対する残留歪が残り、真円加工には向かないとされているため、チャック機器によって素材を外側から固定する際に、「全方向から」半径方向内周側へ向けて均等に押圧力が発生するようにチャッキングし、この状態でバニシング加工するようにしている。
【００２６】
これにより、真円度を保ちながら、鏡面化された内周壁を有する内ローラ（あるいは外ローラ）を得ることができ、その結果、角度バックラッシュの低減を図れるものとしている。
【００２７】
しかしながら、このような従来の内ローラ及び外ローラの製造方法は、すべて前加工として中実部材に切削加工を行った上で、仕上げ加工として「研削加工」や「バニシング加工」を行うというものであり、前加工と仕上げ加工の加工種が異なる関係上、一貫した工程で製造することができず、生産性が悪く、精度の良い部品（内ローラや外ローラ）を簡単に且つ安価に大量生産するのには必ずしも向いているとは言えなかった。
【００２８】
本発明は、上記事情を考慮し、簡単且つ安価に精度の良い内ローラあるいは外ローラを含む回転ローラ体を製造することのできる大量生産に向いた製造方法を提供することを目的とする。又、同方法で得た回転ローラを提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転ローラ体の製造方法は、ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体の製造方法において、プレス機械によって、ブランクを円筒状に深絞りし、深絞り後の余分な鍔を、カット時に発生するバリが予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるようにカットしてローラ体素材を得る一連のプレス工程を含むと共に、前記ブランクを円筒状に深絞りした後、前記鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて前記鍔をカットすることにより、カット時に発生するバリを、前記凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収めることにより上記課題を解決したものである。
【００３０】
この発明では、円筒状のローラ体素材を、プレス、例えばトランスファープレスによって板状素材（シェル）をブランク抜きしたものを深絞りして円筒状に形成し、深絞りの際に生じる不要な鍔をカットすることにより作製するようにしている。従って、切削や研削によらないので、シェルの鏡面をそのまま摩擦係数の小さい内周壁として活かしながら、円筒状のローラ体素材を得ることができる。
【００３１】
このように、一連のプレス工程で形状及び精度を決めるための加工を全て行うので、従来のように切削工程後の表面粗さを仕上げる工程（例えば、従来の「研削工程」や「バニシング工程」）が要らなくなり、加工工程の単純化が図れる。又、一旦プレスの金型を作製してしまえば、大量に同じ部品を生産できるので、製作が簡単である上、部品間の精度を揃えることができ、しかも安価な部品の提供が可能となる。
【００３２】
又、深絞り後の余分な鍔をカットする際には不可避的にバリが発生するが、そのバリが、予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるように鍔カットを実施するので、鍔カット後のバリ取り処理が必要でなくなる。即ち、鍔カット後のバリが残ったままでこれを内接噛合遊星歯車等に使用した場合、他部品と干渉した際に他部品を削ってしまうなどの不都合を招くおそれがあるが、当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内にバリが収まるように鍔カットを実施するので、バレル加工やショットピーニング加工等によってバリ取り処理を行う必要がなくなる。
【００３３】
従って、バリ取りのための無駄時間を削減でき、回転ローラ体を簡単且つ安価に製造するという本来の目的達成に寄与することができる。
【００３４】
又、予測外の効果として、この回転ローラ体を内接噛合遊星歯車構造の内ローラとして使用した場合、残存したバリが、回転時に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（あるいはポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される遊星回転体との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらすことが認められた。特に、バリは不規則形状をなすので、規則形状の部品と違って、潤滑油を掻き寄せる効果が大きいと考えられる。
【００３５】
鍔カット時に発生するバリを製品外形寸法内に収める方法としては、ブランクを円筒状に深絞りした後、鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周（鍔の付け根）より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて鍔カットを行うことにより、バリを凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収めるようにするのが好ましい。
【００３６】
又、更に、その面付けの際に凸部の外周エッジ部に丸みを付け、その丸みの外周側に逃げ空間を確保し、その逃げ空間に、鍔カット時のバリを収めるようにするのが好ましい。
【００３７】
又、プレス加工で形状を決めるから、深絞り後の底部をそのまま残せば、有底円筒状の回転ローラ体を作製することも簡単にできる。
【００３８】
又、このようにして製造された回転ローラ体であって、軸線方向の一端側の内周壁に径方向内方に丸まった湾曲部が設けられ、該湾曲部が、ピン部材の端部外周縁に当接可能とされた構成は有用である。
【００３９】
このような湾曲部は、プレス工程において深絞りを行ったときに自然にできるものであるが、この発明では、その湾曲部を敢えて残しておき、その湾曲部にピン部材の端部外周縁が当たるようにしているのである。あるいは、積極的にこの湾曲部を形成することで、その湾曲部にピン部材の端部外周縁が当たるようにしているのである。このようにすることで、回転ローラ体側の湾曲部とピン部材の端部外周縁との干渉により、ピン部材と回転ローラ体の軸方向の相対的な動きを規制することができる。
【００４０】
なお、このように有底円筒状に回転ローラを形成したり、湾曲部を形成したりすることは、プレスによれば当然にできることであり、むしろ底部をカットする必要がないことから、工程の省略が可能になる利点がある。しかも、底部を残すことにより、回転ローラ体が袋状になるので、内部に潤滑油を貯める機能がプラスされることになり、回転ローラ体とピン部材間の潤滑性能の向上が図れる。
【００４１】
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に適用可能である。この場合、前記自転成分のみを伝達する手段が、前記第２軸に連結されたキャリアと、該キャリアに基端が片持支持されたピン部材としての内ピンと、該内ピンの外周に遊嵌された状態で内ピンと共に遊星回転体としての外歯歯車に形成した内ローラ孔に挿入された内ローラと、で構成され、且つ、前記内ローラとして、回転ローラ体が使用され、該回転ローラ体の前記湾曲部が前記内ピンの先端側に位置している構成とするとよい。
【００４２】
このように、片持支持された内ピンの外周に内ローラを遊嵌させることで、内ローラの湾曲部によって、内ピンと内ローラの軸方向の相対的な動きを規制することができる。
【００４３】
又、内ローラが有底円筒状の場合には、内ローラ内部に潤滑油を貯める機能がプラスされるため、内ローラと内ピン間の潤滑性能が向上する。
【００４４】
又、片持支持された内ピンの先端の対向面に、内ローラの脱落を防止するための環状の内ローラ押さえがある場合には、内ローラが有底であることにより、内ローラと内ローラ押さえの接触面積の増大が図れ、それに伴う面圧の減少により内ローラ押さえの摩耗の低減が図れる。即ち、後に詳述するが、底部がない単純円筒型の内ローラの場合には、円環状の端面が内ローラ押さえと接触することになるので、小さい面積でしか内ローラと内ローラ押さえが接触しないが、有底形状の内ローラの場合は、底部の広い面積が内ローラ押さえと接触することになるので、接触面積が拡大して面圧が減少する。従って、面圧の減少により、内ローラよりも柔らかい材料で構成される内ローラ押さえの摩耗が抑制される。
【００４５】
なお、本発明は、その趣旨より全く同様の構成を外ローラにも適用することができる。
【００４６】
本発明の回転ローラ体は、ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体において、軸線方向の端部外周エッジ部の外径を他の部分の外径よりも小さくして該端部外周エッジ部に空所を形成すると共に、その空所に、予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まる突起を形成し、且つ、該突起が、外周加工時に残存した円筒壁状のバリであるものと捉えることもできる。
【００４７】
この場合、前記突起は敢えて設ける必要はなく、回転ローラ体の外周加工を行った際に出るバリを前記突起として残すのがよい。特に、プレスにより深絞りして円筒状の回転ローラ体を作製する場合には、深絞り後の鍔カット工程においてバリが不可避的に発生するので、そのバリを積極的に前記突起として残すと合理的である。そうすることにより、バリを回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に容易に収めることができ、バリ取り工程の省略が可能になる。
【００４８】
このように、突起（バリ）を回転ローラ体の端部外周エッジ部に形成した（残した）場合、この回転ローラ体を内接噛合遊星歯車構造の内ローラとして使用した際に、突起（バリ）が、回転時（特に公転を伴う回転時）に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（ポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される遊星回転体との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらす。特にバリの場合は不規則形状をなすので、規則形状の部品と違って、潤滑油を掻き寄せる効果が大きく期待できる。
【００４９】
【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。
【００５０】
図１は実施形態の内接噛合遊星歯車構造の断面図、図２は図１のII−II線断面における要部構成図、図３は本発明に係る回転ローラ体の製造方法の実施形態の工程図、図４は同工程のうちの鍔切り工程の具体例（ａ）及びその比較例（ｂ）を示す断面図である。本実施形態は、回転ローラ体である内接噛合遊星歯車構造の内ローラあるいは外ローラに特徴があり、内接噛合遊星歯車構造の全体構成については、従来の構成と特に変わるところはない。従って、内接噛合遊星歯車構造の全体構成については説明を簡略化する。
【００５１】
入力軸（第１軸）５１には偏心体５３が嵌合されている。偏心体５３には軸受５４を介して外歯歯車（遊星回転体）５５が取付けられている。この外歯歯車５５には内ローラ孔５６が複数個設けられ、各内ローラ孔５６に、内ピン（ピン部材）５７及び内ローラ（回転ローラ体）５８が挿入されている。前記外歯歯車５５を貫通する内ピン５７の基端は、出力軸５２の基端部に一体形成したキャリア（フランジ部）５２ａに嵌入されて片持支持され、該内ピン５７の外周に内ローラ５８が遊嵌されている。
【００５２】
この場合の内ローラ５８は、本発明に係る内ローラの製造方法を用いて製造されている。即ち、この内ローラ５８は、トランスファープレスにより成形されたものであって、従来のように切削加工及びその後の仕上げ加工（研削加工やバニシング加工）によって作製されたものではない。
【００５３】
図３に示すように、この内ローラ５８を得るには、まず、トランスファープレス機械によって、板状素材（シェル）５８０からブランク５８１を打ち抜き、該ブランク５８１を何工程かの深絞りにより有底円筒状に形成し（符号５８２、５８３）、深絞り後の余分な鍔５８３Ａをカットして円筒状の内ローラ素材（ローラ体素材）５８４を作製する。次いで、この一連のトランスファープレス工程で作製した内ローラ素材５８４を、焼き入れ・焼きなまし処理（熱処理）し（符号５８５、５８６）、更に必要な表面処理を施して、図１の内接噛合遊星歯車構造で使用する内ローラ５８を得ている。
【００５４】
このように内ローラ５８をプレス成形によって作製した場合は、切削や研削によらないので、板状素材（シェル）５８０の鏡面をそのまま摩擦係数の小さい内周壁として活かしながら、円筒状の内ローラ素材５８４を得ることができ、その後、熱処理を施すことにより、所定の硬度や強度を備えた内ローラ５８を、簡単且つ安価に製造することができる。
【００５５】
又、一連のトランスファープレス工程で、形状及び精度を決めるための加工を全て行うので、従来のように切削工程後の表面粗さを仕上げる工程（例えば、従来の「研削工程」や「バニシング工程」）が要らなくなり、加工工程の単純化が図れる。
【００５６】
又、一旦プレス用の金型を作製してしまえば、大量に同じ部品を生産できるので、製作が簡単である上、部品間の精度を均一に揃えることができ、極めて安価な品質の一定な部品の提供が可能になる。
【００５７】
ところで、上記の一連のプレス工程において、図４（ｂ）の比較例に示すように、単純に金型１００をスライドさせて鍔５８３Ａをカットすると、内ローラ素材５８４の端面５８４Ａにバリ５８４Ｂが突出してしまい、そのまま次の熱処理をすると、バリ５８４Ｂが刃物状に硬化する。これを内接噛合遊星歯車構造に使用した場合、他部品と干渉した際に他部品を削ってしまうなどの不都合を招くおそれがある。
【００５８】
そこで、本発明の実施形態の方法では、そのバリ５８４Ｂが、予め規定された製品外形寸法内に収まるように、鍔５８３Ａのカットを実施する。具体的には、図４（ａ）に示すように、鍔５８３Ａを実際にカットする前の段階で、鍔５８３Ａの付いた開口側の端面にプレス金型１０１、１０２により面付けを施して、該円筒の外周（鍔５８３Ａの付け根）より内側の部分に、鍔５８３Ａの端面より軸線方向外方に突出し且つ自身の外周エッジ部分に丸み（アール＝Ｒ）５８３Ｃを有する凸部５８３Ｂを形成し、その上で、その凸部５８３Ｂ側に金型１０３を円筒の外周に沿って相対的にスライドさせることにより、鍔５８３Ａをカットする。そうすることにより、カット時に不可避的に発生するバリ５８４Ｂを、凸部５８３Ｂの外周側の逃げ空間（空所）５８３Ｄ内に残存させることができ、凸部５８３Ｂの突出寸法内（内ローラ素材５８４の端面５８４Ａの内側）に収めることもできる。
【００５９】
このように、バリ５８４Ｂを製品外形寸法（外径及び端面寸法）内に収めることにより、後工程で敢えてバレル加工やショットピーニング加工等によってバリ取り処理を行う必要がなくなる。そのため、バリ取りのための無駄時間を削減できて、内ローラ５８を簡単且つ安価に製造するという本来の目的達成に寄与するところ大となる。
【００６０】
又、予測外の効果として、このようにバリ５８４Ｂが残存した内ローラ５８を内接噛合遊星歯車構造に使用した場合、残存したバリ５８４Ｂが、回転時に周囲の潤滑油を掻き寄せる羽根（ポンプ）の役割を果たし、自身の外周に配される外歯歯車５５との接触部に潤滑油を補給する効果をもたらすことも期待できる。
【００６１】
又、プレス加工で形状を決めるので、深絞り後の底部をそのまま残すことで、有底円筒状の内ローラ５８を簡単に作製することができる。
【００６２】
このように製造した内ローラ５８は、図５に拡大して示すように、プレスで成形された有底円筒状のものであるため、内周壁５８ａから内底壁５８ｂへ移行する部分に、内ピン５７の端部外周縁５７ａに当接可能な湾曲部５８ｃが残っている。
【００６３】
図１に戻って、この内接噛合遊星歯車構造では、内ローラ５８の軸方向位置を規制するため、内ピン５７の通過軌跡上に、環状の内ローラ押さえ８０が突設されている。この内ローラ押さえ８０は基本的には従来と同様のものであり、前記内ローラ５８の底部外壁５８ｄに近接配置され、該底部外壁５８ｄと対峙している。
【００６４】
次に作用を説明する。
【００６５】
入力軸５１が回転すると、従来と同様の原理で、出力軸５２から減速出力が取り出される。この際、内ローラ５８は、内ピン５７と共に入力軸５１の周りを回転したときに、内ピン５７の外周を自由に動くことができるため、図５に示す矢印Ａ、Ｂ方向に動く。
【００６６】
例えば、Ａ方向に動いた場合は、内ローラ押さえ８０の端面８０Ａに内ローラ５８の底部外壁５８ｄが当たるため、Ａ方向への移動がそれにより規制される。又、Ｂ方向に動いた場合は、内ローラ５８の湾曲部５８ｃが内ピン５７の先端部外周縁５７ａに当たるため、Ｂ方向への移動がそれにより規制される。従って、内ローラ５８が適正な範囲内に位置規制される。
【００６７】
又、内ローラ５８が内ローラ押さえ８０の端面８０Ａと当接する場合には、図６（ｂ）に示す従来例のように内ローラ８の環状端面が狭い面積（図中斜線部）で内ローラ押さえ８０の端面８０Ａと接触するのではなく、図６（ａ）に示すように、内ローラ５８の底部外壁５８ｄが自身の広い面積（図中斜線部）で接触することになるため、それに伴う面圧の減少により内ローラ押さえ８０の端面８０Ａの摩耗の低減が図れ、摩耗粉の潤滑油への混入が抑制され、内接噛合遊星歯車構造の長寿命化に寄与することができる。
【００６８】
又、内ローラ５８に底部が残っていることにより、内ローラ５８の内部に潤滑油が貯まりやすくなり、内ローラ５８と内ピン５７間の潤滑性能が向上する。
【００６９】
なお、トランスファープレスで作製する場合の内ローラ５８の形状は、通常のプレスで作製できる範囲であれば、自由に選択することができる。例えば、図７（ａ）の内ローラ５８は前記実施形態で例示した底部を有するものであるが、（ｂ）の内ローラ５８Ｂのように底部に開口５８ｈを開けてもよい。
【００７０】
又、上記の例では内ローラ５８について主に説明したが、外ローラ６４についても同様の製造方法で作製することができる。図１に戻って、外歯歯車５５の外周には、トロコイド歯形や円弧歯形等の外歯５９が設けられている。この外歯５９はケーシング６２に固定された内歯歯車６０と内接噛合している。
【００７１】
内歯歯車６０の内歯は具体的には外ピン（ピン部材）６１によって構成されている。外ピン６１は外ピン孔６３に嵌合され、外ピン６１の外周には外ローラ（回転ローラ体）６４が遊嵌されている。
【００７２】
この外ローラ６４も、前述した内ローラ５８と同様にトランスファープレスによって作製することができる。但し、外ローラ６４は貫通形状とするため、トランスファープレス工程における深絞り工程後に、底部をカットする工程が追加されている。
【００７３】
更に、本発明では例えば、摩擦ローラ駆動式の単純遊星構造における遊星ローラとキャリア（ピン部材）との間に配置される、軸受としての回転ローラ体にも適用することができる。
【００７４】
又、上記実施形態では、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にも本発明は、全く問題なく適用し得る。
【００７５】
又、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に、偏心体を位相をずらして複数個並べて設け、個々の偏心体にそれぞれ外歯歯車を取り付けて、いわゆる複列型に構成してもよい。
【００７６】
又、前述したバリ５８４Ｂによる潤滑油の掻き寄せ効果について着目してみると、製品外形寸法内にバリ５８４Ｂと同様の突起を有していさえすれば、同様の効果を奏することが期待できるので、製造方法としては必ずしも前述の方法に拘泥されるものではない。即ち、潤滑油の掻き寄せ効果だけを見れば、別の方法で内ローラを製作してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の切削や研削に代えて、プレスによって内ローラや外ローラ等の回転ローラ体を製造するようにしたので、一貫した工程で簡単且つ安価に精度の良い内ローラあるいは外ローラを生産することができる。従って、金型さえ作れば大量生産の可能な部品供給システムを作ることができる。又、プレス工程において必然的に発生するバリを製品外形寸法内に収めるようにしたので、バリ取り処理の省略が可能であり、プレス以降の工程の簡略化が図れる。又、バリが残存することにより、内ローラとして使用した場合には内ローラの回転に伴う潤滑油の掻き寄せ効果も期待できるというメリットも得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内接噛合遊星歯車構造の断面図
【図２】図１のII−II線断面における要部構成図
【図３】本発明に係る内ローラの製造方法の実施形態を説明するための工程図
【図４】図３の工程のうち鍔カット工程の具体例（ａ）及び比較例を示す工程図
【図５】図１の内接噛合遊星歯車構造における内ローラと内ピンと内ローラ押さえの関係を示す要部拡大図
【図６】図１の内接噛合遊星歯車構造における内ローラと内ローラ押さえの接触面積を従来例の場合と比較して示す図
【図７】本発明の内ローラ製造方法を適用して作製することのできる内ローラの種類を示す断面図
【図８】従来の内接噛合遊星歯車構造の断面図
【図９】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要部拡大断面図
【図１０】従来の内ローラと内ピンの関係を説明するための拡大断面図
【図１１】従来の外ローラと外ピンの関係を説明するための拡大断面図
【符号の説明】
５１...入力軸（第１軸）
５２...出力軸（第２軸）
５３...偏心体
５５...外歯歯車（遊星回転体）
５６...内ローラ孔
５７...内ピン（ピン部材）
５７ａ...先端部外周縁
５８，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ，５８Ｅ...内ローラ（回転ローラ体）
５８ａ...内周壁
５８ｂ...内底壁
５８ｃ...湾曲部
５８ｄ...底部外壁
６０...内歯歯車
６１...外ピン（ピン部材）
６４，６４Ｂ，６４Ｃ...外ローラ（回転ローラ体）
５８１...板状素材
５８２...ブランク
５８３Ａ...鍔
５８３Ｂ...凸部
５８３Ｃ...丸み
５８４...内ローラ素材（ローラ体素材）
５８４Ｂ...バリ
Claims (8)
- ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体の製造方法において、
プレス機械によって、ブランクを円筒状に深絞りし、深絞り後の余分な鍔を、カット時に発生するバリが予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるようにカットしてローラ体素材を得る一連のプレス工程を含むと共に、
前記ブランクを円筒状に深絞りした後、前記鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて前記鍔をカットすることにより、カット時に発生するバリを、前記凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収める
ことを特徴とする回転ローラ体の製造方法。 - 請求項１において、
前記面付けの際に前記凸部の外周エッジ部に丸みを付けることで、その丸みの外周側に逃げ空間を確保し、その逃げ空間に、前記鍔をカットした際のバリを収めることを特徴とする回転ローラ体の製造方法。 - 請求項１又は２において、
前記プレス工程にて有底円筒状のローラ体素材を作製することを特徴とする回転ローラ体の製造方法。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって製造した回転ローラ体であって、
軸線方向の一端側の内周壁に径方向内方に丸まった湾曲部が設けられ、該湾曲部が、前記ピン部材の端部外周縁に当接可能とされたことを特徴とする回転ローラ体。 - 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において、
前記自転成分のみを伝達する手段が、
前記第２軸に連結されたキャリアと、
該キャリアに基端が片持支持されたピン部材としての内ピンと、
該内ピンの外周に遊嵌された状態で内ピンと共に遊星回転体としての外歯歯車に形成した内ローラ孔に挿入された内ローラと、で構成され、且つ、
前記内ローラとして、請求項５記載の回転ローラ体が使用され、
該回転ローラ体の前記湾曲部が前記内ピンの先端側に位置していることを特徴とする回転ローラ体を備えた内接噛合遊星歯車構造。 - ピン素材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動回転する遊星回転体が係合する構成とされた円筒状の回転ローラ体の製造方法において、
プレス機械によって、ブランクを円筒状に深絞りし、深絞り後の余分な鍔を、カット時に発生するバリが予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まるようにカットしてローラ体素材を得る一連のプレス工程を含み、
前記ブランクを円筒状に深絞りした後、前記鍔の付いた開口側の端面に面付けを施して、前記円筒の外周より内側の部分に鍔の端面より軸線方向外方に突出した凸部を形成し、その凸部側に金型を前記円筒の外周に沿って相対的にスライドさせて前記鍔をカットすることにより、カット時に発生するバリを、前記凸部の外周に沿って残存させると共に凸部の突出寸法内に収める
ことを特徴とする回転ローラ体の製造方法。 - ピン部材の外周に回転自在に配置され、自身の外周に更に揺動又は回転する遊星回転体が配置される構成とされた円筒状の回転ローラ体において、
軸線方向の端部外周エッジ部の外径を他の部分の外径よりも小さくして該端部外周エッジ部に空所を形成すると共に、その空所に、予め規定された当該回転ローラ体の外径寸法及び軸方向寸法内に収まる突起を形成し、且つ、
該突起が、外周加工時に残存した円筒壁状のバリである
ことを特徴とする回転ローラ体。 - 請求項７において、
前記バリが、深絞り後の鍔をプレス機械でカットした際に発生したものであることを特徴とする回転ローラ体。
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