JP5318675B2 - Method and structure for fixing internal gear of planetary speed reducer and planetary speed reducer - Google Patents
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Description
本発明は、遊星歯車機構を備えた減速機の内歯車とギヤケースを固定する遊星減速機の内歯車固定方法及び固定構造並びに遊星減速機に関する。 The present invention relates to an internal gear fixing method and a fixing structure of a planetary reduction gear for fixing an internal gear and a gear case of a reduction gear provided with a planetary gear mechanism, and a planetary reduction gear.
従来、遊星歯車機構を減速機に採用した遊星減速機では、内歯車とギヤケースの固定方法として、例えば、次に示すようなものがある。
(a)ギヤケース100と内歯車101を別々に加工し、ボルト102結合によりギヤケース100と内歯車101を固定する方法(図8参照)。
(b)ギヤケースと内歯車を別々に加工し、ローレット結合によりギヤケースと内歯車を固定する方法(特許文献1参照)。
(c)ギヤケースと内歯車を別々に加工し、圧入結合によりギヤケースと内歯車を固定する方法。
(d)ギヤケースと内歯車を別々に加工し、ローレット結合と圧入結合を併用してギヤケースと内歯車を固定する方法(特許文献2参照)。
(e)ギヤケース103と内歯車103aを一体化させる構造にする方法(図9参照)。
Conventionally, in a planetary reduction gear that employs a planetary gear mechanism as a reduction gear, for example, there are the following methods for fixing an internal gear and a gear case.
(A) A method in which the
(B) A method in which the gear case and the internal gear are processed separately and the gear case and the internal gear are fixed by knurling (see Patent Document 1).
(C) A method in which the gear case and the internal gear are processed separately and the gear case and the internal gear are fixed by press-fitting.
(D) A method in which the gear case and the internal gear are processed separately, and the gear case and the internal gear are fixed by using both knurled coupling and press-fit coupling (see Patent Document 2).
(E) A method of integrating the
内歯車とギヤケースの固定方法にあっては、以下の課題を達成する必要がある。
(A)精度(回転を支持する軸受を配置するギヤケースのハウジングと、内歯車との同軸度及び直角度)
(B)固定力(遊星減速機の伝達トルクに対して十分な、内歯車とギヤケースの固定強度。)
(C)歯車強度(内歯車径を大きく取れること。これにより高強度な歯車諸元設計が可能となる。)
(D)製造コスト
In the fixing method of the internal gear and the gear case, it is necessary to achieve the following problems.
(A) Accuracy (coaxiality and squareness between the housing of the gear case in which the bearing supporting the rotation is arranged and the internal gear)
(B) Fixing force (fixing strength between the internal gear and the gear case sufficient for the transmission torque of the planetary reduction gear)
(C) Gear strength (The inner gear diameter can be increased. This makes it possible to design gear specifications with high strength.)
(D) Manufacturing cost
しかしながら、従来の方法にあっては、
(a)のボルト結合は、ボルト通し穴の加工が必要であるので、(D)の製造コストの上昇を招く。
また、ミスアライメント(組付け誤差)により高精度位置決めを要する遊星減速機においては、(A)の精度が維持できる構造設計が得られ難かった。
(b)のローレット結合は、周方向の高い(B)の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、(A)の精度を得ることが難しく、高精度位置決めを要する遊星減速機においては、精度が維持できる構造設計が得られ難かった。
(c)の圧入結合は、(A)の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(B)の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(D)の製造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。
(d)のローレット結合と圧入結合の併用は、内歯車に対して円筒圧入部とローレット圧入部を設けておき、円筒圧入部でギヤケースと内歯車の芯合わせをしつつ、ローレット圧入部で円周方向の(B)の固定力を確保する方法である。しかし、円筒圧入部により芯出しすることでギヤケースのベアリングハウジングとの(A)の同軸度は得られるものの、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り、周方向に圧入抵抗差が生じるため、抵抗が低い方に傾いて圧入され、(A)の直角度に影響が出るという問題があった。
圧入終了時に内歯車端面とギヤケース端面を突き当てて傾きを矯正する方法もあるが、そのためにはギヤケース及び内歯車の突き当て面の精度だけでなく、圧入装置の突き当て面の精度も高精度に維持する必要があり、結果として(D)の製造コストの上昇を招く場合があった。
However, in the conventional method,
The bolt connection in (a) requires a bolt through hole to be processed, and thus increases the manufacturing cost in (D).
Further, in a planetary speed reducer that requires high-precision positioning due to misalignment (assembly error), it is difficult to obtain a structural design that can maintain the accuracy of (A).
The knurled connection (b) is effective in terms of securing a high fixing force (B) in the circumferential direction. However, depending on the accuracy of the knurling process and the variation in biting during press-fitting of the knurled part (A) In a planetary reduction gear that requires high-precision positioning, it is difficult to obtain a structural design that can maintain accuracy.
The press-fit coupling (c) is effective in ensuring the accuracy of (A), but in order to always secure a high fixing force (B) in the circumferential direction regardless of the heat change, ensure strict dimensional accuracy. There is a problem that the manufacturing cost (D) required for dimensional management is 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.
(D) Combined use of knurling and press-fitting is such that a cylindrical press-fitting part and a knurled press-fitting part are provided for the inner gear, and the gear case and the internal gear are aligned with each other while the cylindrical press-fitting part is centered. This is a method of securing the fixing force in the circumferential direction (B). However, although the coaxiality of (A) with the bearing housing of the gear case can be obtained by centering with the cylindrical press-fitting part, it is press-fitted in the circumferential direction due to the accuracy of the knurling process and the variation in the biting when the knurled part is pressed. Since there is a difference in resistance, there is a problem in that the resistance is tilted toward the lower side and the perpendicularity of (A) is affected.
There is a method of correcting the inclination by abutting the end face of the internal gear and the end face of the gear case at the end of press-fitting, but for that purpose, not only the accuracy of the abutment surface of the gear case and the internal gear but also the accuracy of the abutment surface of the press-fit device As a result, the manufacturing cost of (D) may be increased.
上記の(a)(b)(c)(d)の固定方法は、ギヤケースと内歯車を別々に加工し、二つの部品を固定する方法である。
そのため、方法によって大小はあるが、いずれの方法も二つの部品を固定する工程を行なうことで(A)の精度の悪化が生じる。さらに、この精度の悪化を少しでも緩和するためには、二つの部品をそれぞれ精度良く仕上げる必要があった。
また、(C)の歯車強度を得るためには、内歯車径を大きく取る必要があるが、(a)(b)(c)(d)の固定方法ではギヤケースと内歯車が別体であり、ギヤケースの内部に内歯車を配置する必要があるため、歯車径を大きく取るには、内歯車を極端な薄肉形状にするなどといった必要があり、高強度な歯車諸元設計が得られ難かった。
The fixing methods (a), (b), (c), and (d) above are methods in which the gear case and the internal gear are processed separately to fix the two parts.
Therefore, although depending on the method, the accuracy of (A) is deteriorated by performing the process of fixing two parts in any method. Furthermore, in order to alleviate this deterioration of accuracy as much as possible, it was necessary to finish the two parts with high accuracy.
Further, in order to obtain the gear strength of (C), it is necessary to increase the diameter of the internal gear. However, in the fixing methods (a), (b), (c), and (d), the gear case and the internal gear are separate. Because it is necessary to arrange the internal gear inside the gear case, it is necessary to make the internal gear extremely thin in order to increase the gear diameter, and it was difficult to obtain a high strength gear specification design. .
さらに(b)(c)(d)の固定方法については、いずれも圧入しているため、圧入後はふくらみ等の変形が発生する。
この変形により歯車精度への影響だけでなく、圧入した部分をインロー継ぎ手などに使用する場合には組み付けに悪影響を及ぼす。
Furthermore, since the fixing methods (b), (c), and (d) are all press-fitted, deformation such as swelling occurs after the press-fitting.
This deformation not only affects the gear accuracy but also adversely affects the assembly when the press-fitted part is used for an inlay joint or the like.
(e)の一体構造は、内歯車とギヤケースを一体で製造する方法である。そのため、二つの部品を固定することによって生じる精度の悪化が無く、(A)の精度を高精度に維持することが可能である。また、一体構造により内歯車径を大きく取ることができるため、(C)の歯車強度の高い歯車諸元設計が可能である。しかし、一体構造を実現するには材料からの削り出しとなり、切削量が多く、ギヤケースとして必要な角取り加工や取付穴あけ加工を含むため加工工程が複雑であった。さらに、内歯車としての硬度を得るために合金鋼に熱処理を行なってからの切削加工となり、高硬度の材料を削ることによる、工具摩耗や加工時間の増加があった。また、(a)(b)(c)(d)の方法の内歯車と比較して材料の質量が大きくなるため、焼入焼戻し等の熱処理を行なう場合、材料の内部まで臨界冷却速度が得難く、熱処理が困難という問題もあった。さらに実際の使用において、外観部分は合金鋼が露出している状態となるため、錆びの影響が出やすく、水が掛かるような用途においてはメッキなどの防錆処理を必要としていた。結果として、(D)の製造コストが増加してしまう問題があった。 The integral structure (e) is a method of manufacturing the internal gear and the gear case integrally. Therefore, there is no deterioration in accuracy caused by fixing the two components, and the accuracy of (A) can be maintained with high accuracy. Further, since the inner gear diameter can be increased by the integrated structure, the gear specifications having high gear strength (C) can be achieved. However, in order to realize an integrated structure, the material is cut out from the material, the amount of cutting is large, and the machining process is complicated because it includes chamfering and mounting drilling necessary as a gear case. Furthermore, in order to obtain the hardness as an internal gear, the alloy steel is subjected to cutting after heat treatment, and there has been an increase in tool wear and processing time due to cutting a material with high hardness. In addition, since the mass of the material is larger than that of the internal gear in the methods (a), (b), (c), and (d), when performing heat treatment such as quenching and tempering, a critical cooling rate is obtained to the inside of the material. There is also a problem that heat treatment is difficult. Further, in actual use, the outer portion is in a state where the alloy steel is exposed, so that it is easily affected by rust, and in applications where water is applied, rust prevention treatment such as plating is required. As a result, there is a problem that the manufacturing cost of (D) increases.
ギヤケースと内歯車をアルミ合金で一体鋳造する方法(特許文献3参照)もあるが、上記の問題点は解決できるものの、(A)の精度は鋳造工程に依存してしまい、高精度維持は困難であった。仕上げ加工を行なったとしても、内歯車を基準とした加工が困難なため、必要な精度である軸受を配置するギヤケースハウジングと内歯車との同軸度、直角度が得られないという問題があった。 Although there is a method of casting the gear case and the internal gear integrally with an aluminum alloy (see Patent Document 3), the above problem can be solved, but the accuracy of (A) depends on the casting process, and it is difficult to maintain high accuracy. Met. Even if finishing is performed, it is difficult to perform processing based on the internal gear, so there is a problem in that the coaxiality and perpendicularity between the gear case housing and the internal gear in which the bearing is arranged with the required accuracy cannot be obtained. .
本発明は、上記課題を解決し、ギヤケースと内歯車を一体構造に構成することにより、圧入による精度悪化やミスアライメントの影響が無く、高精度維持が可能になるとともに、内歯車径を大きく取ることができるため、高強度な歯車諸元設計が可能である遊星減速機の内歯車固定方法及びその構造並びに遊星減速機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and by constructing the gear case and the internal gear in an integral structure, there is no influence of accuracy deterioration or misalignment due to press-fitting, and high accuracy can be maintained and the internal gear diameter is increased. Therefore, it is an object of the present invention to provide a planetary reduction gear internal gear fixing method and a structure thereof, and a planetary reduction gear capable of designing a high-strength gear specification.
本発明は、上記課題を解決するため、遊星減速機の内歯車とギヤケースを固定する方法であって、前記ギヤケースのダイカスト鋳造時に、前記ギヤケースの金型に、合金鋼製の環状の外周面には空転及び抜け防止のための加工部を形成した内歯車ブランクをインサートしてから前記ギヤケースをダイカスト鋳造することによって、該加工部を介して、前記ギヤケースに内歯車ブランクを固定し、次に、前記内歯車ブランク内周面に歯車加工を施して前記ギヤケース内周面に内歯車を取り付けることにある。
また、前記内歯車ブランクは、外周面または内周面の軸方向に段付き部を形成し、前記段付き部の薄肉部側を前記ギヤケース端面から露出させて、歯車加工およびギヤケース加工の際の加工基準又はインロー継ぎ手として使用することにある。
さらに、前記内歯車ブランクは、前記ギヤケースの金型にインサートする前に焼き入れ及び焼き戻し等の熱処理を施すとともに、前記ギヤケースの鋳造時にダイカスト溶湯によって前記内歯車ブランクに焼き戻し作用が生じない温度及び時間で前記ギヤケースをダイカスト鋳造することにある。
またさらに、遊星減速機の内歯車をギヤケースに固定する固定構造であって、前記ギヤケースのダイカスト鋳造に際して、合金鋼製の環状の外周面には空転及び抜け防止のための加工部を形成した内歯車ブランクを該加工部を介して、前記ギヤケース内面に固定し、該ギヤケース内面に固定された内歯車ブランクの内周面に歯車加工を施して内歯車を形成したことにある。
また、前記内歯車ブランクには、外周面または内周面の軸方向に段付き部を形成し、前記内歯車ブランクの歯車加工およびギヤケース加工の際の加工基準又はインロー継ぎ手として使用するために前記段付き部の薄肉部側を前記ギヤケース端面から突出させて固定したことにある。
電動機の回転を遊星歯車機構により減速する遊星減速機であって、前記電動機の回転が入力される入力部を設けた太陽歯車と、この太陽歯車の回転が伝達されるとともに太陽歯車の周囲を回転する遊星歯車と、前記減速機のギヤケースに固定され、前記遊星歯車が噛み合う内歯車と、前記遊星歯車の公転運動による回転を取り出す出力軸とを備え、歯車加工を施す前の内歯車ブランクに、外周面または内周面の軸方向に段付き部を形成し、かつ前記外周面には空転及び抜け防止のための加工部を設け、前記内歯車ブランクを、前記減速機のギヤケース鋳造時に、該加工部を介して、ギヤケースに一体に固定してから歯車加工およびギヤケース加工を施して前記内歯車とギヤケースを一体に固定したことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method for fixing an internal gear and a gear case of a planetary speed reducer, wherein the gear case is cast on a die of the gear case on an annular outer peripheral surface made of alloy steel at the time of die casting. Inserts an internal gear blank in which a processed portion for preventing idling and slipping is inserted, and then the die case is die-cast to fix the internal gear blank to the gear case through the processed portion , The internal gear blank is subjected to gear machining to attach the internal gear to the gear case inner peripheral surface.
Further, the internal gear blank, a stepped portion is formed in the axial direction of the outer peripheral surface or inner peripheral surface, a thin portion of the stepped portion is exposed from the gear case end face, during the gear cutting and gear case processing It is to be used as a processing standard or an inlay joint.
Further, the internal gear blank is subjected to heat treatment such as quenching and tempering before being inserted into the mold of the gear case, and the temperature at which the internal gear blank is not tempered by the die-cast molten metal when the gear case is cast. And die casting the gear case over time.
Still further, it is a fixing structure for fixing the internal gear of the planetary reduction gear to the gear case, and when the gear case is cast by die casting, an inner peripheral surface of the alloy steel is formed with a processing portion for preventing slipping and slipping out . A gear blank is fixed to the inner surface of the gear case via the processing portion , and the inner peripheral surface of the internal gear blank fixed to the inner surface of the gear case is processed to form an internal gear.
Further, the internal gear blank is formed with a stepped portion in the axial direction of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface, and is used as a processing reference or a spigot joint at the time of gear processing and gear case processing of the internal gear blank. The thin portion side of the stepped portion is fixed by protruding from the end face of the gear case.
A planetary speed reducer that decelerates the rotation of an electric motor by a planetary gear mechanism, the sun gear provided with an input unit to which the rotation of the electric motor is input, and the rotation of the sun gear and the rotation around the sun gear A planetary gear, an internal gear fixed to the gear case of the speed reducer and meshed with the planetary gear, and an output shaft for extracting rotation due to the revolving motion of the planetary gear . outer or form a stepped portion in the axial direction of the inner peripheral surface, and a processing unit for idling and strain relief provided on the outer peripheral surface, said internal gear blank at the time of gear case casting of the speed reducer, the The internal gear and the gear case are integrally fixed by performing gear processing and gear case processing after being fixed integrally to the gear case via the processing portion .
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
請求項1によれば、ギヤケースと内歯車が一体構造になっていることにより、圧入による精度悪化やミスアライメントの影響が無くなり、高精度維持が可能である。
ギヤケースと内歯車が一体構造になっていることにより、内歯車径を大きく取ることができるため、高強度な歯車諸元設計が可能である。ギヤケースと内歯車を一体化した後に、仕上げ旋盤加工を行うため、内歯車ブランクの精度は影響しない。そのため、従来の二つの部品を固定する方法と比較して内歯車ブランクの精度を厳しく管理する必要がない。
請求項2によれば、内歯車ブランクの段付き形状の小径部は露出された状態のため、加工するときの基準や組付け時のインローとして使用することができる。
請求項3によれば、従来の合金鋼からの削りだしによる一体構造と比較して、熱処理を行なう際の質量が削減されるため、熱処理の品質が向上する。
請求項4によれば、内歯車とギヤケースを一体化した後に仕上げ旋盤加工を行い、最終工程で内歯車加工を行うため、軸受を配置するギヤケースのハウジングと内歯車の同軸度、直角度を高精度に維持することが可能となる。
また、加工においては切削量を大幅に削減でき、角形状や取り付け穴は金型で構成できるため加工工程を単純にでき、切削する部分の大部分はアルミニウム合金となるため、硬い材料を削ることによる工具摩耗や加工時間の増加が無くなり、結果として加工コストが削減できる。
さらに、外観となる部分の材料はアルミニウム合金となるため、合金鋼と比較して錆びの影響が少なくなり、防錆処理コストも削減可能である。
以上により製造コストが削減できる。
請求項5によれば、内歯車ブランクの段付き形状の小径部は露出された状態のため、加工するときの基準や組付け時のインローとして使用することができる。
請求項6によれば、内歯車とギヤケースを一体化した後に仕上げ旋盤加工を行い、最終工程で内歯車加工を行うため、軸受を配置するギヤケースのハウジングと内歯車の同軸度、直角度を高精度に維持することが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the first aspect, since the gear case and the internal gear have an integrated structure, there is no influence of accuracy deterioration or misalignment due to press-fitting, and high accuracy can be maintained.
Since the gear case and the internal gear have an integral structure, the diameter of the internal gear can be made large, so that it is possible to design a high-strength gear specification. Since the finishing lathe is performed after the gear case and the internal gear are integrated, the accuracy of the internal gear blank is not affected. Therefore, it is not necessary to strictly manage the accuracy of the internal gear blank as compared with the conventional method of fixing two parts.
According to the second aspect of the present invention , the stepped small-diameter portion of the internal gear blank is exposed, so that it can be used as a reference for processing or an inlay at the time of assembly.
According to the third aspect of the present invention , the mass at the time of the heat treatment is reduced as compared with the integrated structure obtained by cutting from the conventional alloy steel, so that the quality of the heat treatment is improved.
According to the fourth aspect of the present invention, the finishing lathe process is performed after the internal gear and the gear case are integrated, and the internal gear is processed in the final process. It becomes possible to maintain the accuracy.
In addition, the amount of cutting can be greatly reduced in machining, and the square shape and mounting holes can be configured with molds, simplifying the machining process, and most of the parts to be cut are made of aluminum alloy, so hard materials can be cut. This eliminates the increase in tool wear and machining time due to, resulting in a reduction in machining costs.
Furthermore, since the material of the part which becomes an external appearance becomes an aluminum alloy, the influence of rust is reduced compared with alloy steel, and the rust prevention processing cost can also be reduced.
Thus, the manufacturing cost can be reduced.
According to the fifth aspect , since the small diameter portion of the stepped shape of the internal gear blank is exposed, it can be used as a reference for processing and an inlay at the time of assembly.
According to the sixth aspect of the present invention, the finishing lathe is processed after the internal gear and the gear case are integrated, and the internal gear is processed in the final process. It becomes possible to maintain the accuracy.
以下本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の一体化した内歯車とギヤケースを使用した遊星減速機の断面図である。
1は遊星減速機で、この遊星減速機1は、モータ2に組み付けられてモータ2の回転を遊星歯車機構によって減速して取り出すものである。
遊星減速機1のケースは、それぞれ内部が中空のギヤケース10と中間ギヤケース11とギヤフランジ12とで構成されている。ギヤケース10は、アルミニウムを素材にしたダイカスト鋳造によるもので、中間ギヤケース11とギヤフランジ12もまたダイカスト鋳造によって成形することができる。ギヤケース10と中間ギヤケース11は、外周面にネジ孔13aを設けたフランジ部10a,11aがそれぞれ設けられており、これらフランジ部10a,11aを互いに合わせてネジ13によって互いに締結されている。中間ギヤケース11とギヤフランジ12は、いわゆる印籠継ぎ手によって互いに締結されており、ギヤフランジ12の端面に軸方向に沿って形成されたネジ孔14aを介して中間ギヤケース11の端面にネジ14が螺合されて締結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a planetary speed reducer using an integrated internal gear and gear case of the present invention.
The case of the
前記ギヤケース10の内面には、図2に示すように、合金鋼製の内歯車15が一体に設けられている。内歯車15には、外周面の軸方向に、図3に示すように、薄肉部となっている段付き形状の小径部15aが設けられ、この小径部15aの薄肉部が中間ギヤケース11の内側と印籠継ぎ手によって互いに締結されている。内歯車15の厚肉部となっている大径部15bの外周面には、ローレット加工等の加工を施された加工部15cが設けられている。
この内歯車15には、図1に示すように、1あるいは複数の遊星歯車16が噛合しており、これら遊星歯車16は支持キャリア17に設けられた遊星軸18に軸受け19を介して回転自在に支持されている。前記支持キャリア17は中間ギヤケース11の内面に軸受け20を介して支持されたリング状のもので、その軸線上に、入力軸となる太陽歯車21が挿通されている。この太陽歯車21には前記遊星歯車16が噛合して太陽歯車21の周囲を公転するものである。
As shown in FIG. 2, an
As shown in FIG. 1, one or a plurality of
この太陽歯車21と同一軸線上には、前記支持キャリア17に対向して、出力軸となる出力キャリア22が前記ギヤケース10内に配置され、出力キャリア22と前記支持キャリア17とは円周方向に複数本配置されたネジ23を介して固定されている。前記支持キャリア17には、出力キャリア22との間隔を保つスペーサ部17aが軸方向に突出して設けられており、このスペーサ部17aに前記ネジ23を挿通するネジ孔23aが軸方向に沿って設けられている。この支持キャリア17と前記出力キャリア22との間に、前記スペーサ部17aの長さより短い幅の前記遊星歯車16が複数、配置されている。
前記出力キャリア22はギヤケース10の内面に配設された軸受け24を介して回転自在に支持されており、この出力キャリア22には前記遊星軸18が軸方向に固定されている。出力キャリア22は、前記遊星軸18の回転に伴って回転駆動されるもので、前記遊星歯車16の公転運動を出力として取り出すものである。
On the same axis as the
The
前記太陽歯車21は、中間ギヤケース11の内面に設けられた軸受け25を介して基端部の大径部21aが回転自在に支持されており、この大径部21aの前記太陽歯車21と逆側に、前記モータ2の出力軸2aに連結するカップリング26が設けられている。
The
遊星歯車機構の動作は、モータ2の出力軸2aから出力される回転はカップリング26を介して太陽歯車21に伝達される。太陽歯車21の回転は、遊星歯車16に伝達され、遊星歯車16を回転させるとともに、遊星歯車16を内歯車15に沿って回転させる。遊星歯車16は、遊星軸18の周囲を自転しながら内歯車15に沿って公転する。こうして、遊星歯車16とともに公転する遊星軸18の回転が出力キャリア22に伝わり、出力キャリア22の出力軸22aから外部に伝達されて回転動力が伝達される。
In the operation of the planetary gear mechanism, rotation output from the
次に、上記合金鋼製の内歯車15をギヤケース10の内面に固定する方法について説明する。
図4および図5は、ギヤケース10のダイカスト鋳造を行う金型30を示したもので、固定型31と可動型32とで構成されている。固定型31には、おも型31Aの空洞部に入れ子31Bが配置され、入れ子31Bの内側にインサート31Cがバネ33を介して付勢されている。インサート31Cには、インサート31Cを冷却し、スムーズに移動させるための冷却装置34が設けられている。
一方、可動型32には、おも型32Aの空洞部に入れ子32Bが配置され、入れ子32Bには、ギヤケース10を鋳造するためのキャビティ35が形成されている。入れ子32Bの内側には、内歯ブランク15Aを組み付けた可動中子36が配置されている。可動中子36には、外周面の軸方向に、図6に示すように、抜き勾配36Aが設けられている。この可動中子36には、ギヤケース10のアルミニウム合金の凝固及び取り出しをスムーズに行うために、冷却装置37が設けられている。
図5は金型30のキャビティ35にアルミニウム合金の溶湯を注入するための湯口38と湯道39を示したもので、湯口38から湯道39を通じてキャビティ35内に溶湯を流し込むものである。
Next, a method for fixing the alloy steel
FIGS. 4 and 5 show a
On the other hand, in the
FIG. 5 shows a
金型30の動作は、予め、可動中子36の外周面に内歯ブランク15Aをセットし、可動型32のキャビティ35内面に内歯ブランク15Aを配置する。次に、可動型32を操作し、固定型31と組み合わせる。固定型31に設けられているインサート31Cは、バネ33の付勢力によって、内歯ブランク15Aの端面に当接して内歯ブランク15Aの動きを規制する。こうして、内歯ブランク15Aは、金型30内のキャビティ35に配置される。次に、湯口38から湯道39を通じてキャビティ35内にアルミニウム合金などの溶湯を流し込んで鋳造を行う。そして、鋳造が終わると、可動型32を操作して、固定型31から離間させて内歯ブランク15Aと一体に成形されたギヤケース10を取り出す。次に、内歯ブランク15Aの内周面に歯車加工を施して内歯車15を成形する。
In the operation of the
次に内歯車ブランク15Aをギヤケース10に固定する具体的な実施例を説明する。
内歯車15はSCM材などの合金鋼に対して旋盤加工を行い、段付きリング形状にし、段付き形状の大径部15b外周面には空転及び抜け防止のためアヤ目ローレット加工を行う。後工程にて仕上げ旋盤加工を行うため、この段階で内歯車ブランク15Aに厳しい精度は必要ない。その後、内歯車15として必要な硬度を得るため焼入れ焼戻し処理を行なう。
Next, a specific embodiment for fixing the internal gear blank 15A to the
The
内歯車ブランク15Aを870℃程度に加熱し、その後70℃程度にて油冷却をすることで焼入れを行なう。焼入れの後は、内歯車ブランク15Aに粘さを与え、かつ、必要な硬さに硬度を調整するために580℃程度にて焼戻しを行う。この場合の内歯車ブランク15Aに対する焼入れ焼戻しにおいては、最終的に歯車となる部分である材料の内部にまで必要な硬さを得ることが最も重要である。そのためには、焼入れをする際に材料の内部まで臨界冷却速度を得ることが重要である。 The internal gear blank 15 </ b> A is heated to about 870 ° C., and then quenched by oil cooling at about 70 ° C. After quenching, the internal gear blank 15A is given a viscosity and tempered at about 580 ° C. in order to adjust the hardness to the required hardness. In the quenching and tempering of the internal gear blank 15A in this case, it is most important to obtain the necessary hardness up to the inside of the material that is the part that will eventually become the gear. For that purpose, it is important to obtain a critical cooling rate to the inside of the material when quenching.
従来の合金鋼からの削り出しにより一体構造を実現する方法では、材料の質量が大きくなり、材料の内部まで臨界冷却速度が得られがたかったが、本発明の内歯車ブランク15Aは従来と比較して材料の質量が小さくなるため、材料の内部まで臨界冷却速度が得やすく、熱処理の品質の向上が可能となる。
内歯車ブランク15Aの材料、焼入れ焼戻しの温度等といった条件は必要に応じて変えると良い。
また、必要に応じて焼入れ、焼戻し以外の熱処理を選択しても良い。上記により製造した内歯車ブランク15Aは、ギヤケース10をアルミダイカスト鋳造する際にインサートさせる。
In the conventional method of realizing an integrated structure by cutting out from alloy steel, the mass of the material is large, and it is difficult to obtain a critical cooling rate to the inside of the material. However, the internal gear blank 15A of the present invention is compared with the conventional one. Since the mass of the material becomes small, a critical cooling rate can be easily obtained up to the inside of the material, and the quality of heat treatment can be improved.
Conditions such as the material of the internal gear blank 15A, the temperature of quenching and tempering, etc. may be changed as necessary.
Moreover, you may select heat processing other than hardening and tempering as needed. The internal gear blank 15A manufactured as described above is inserted when the
そして、金型に内歯車ブランク15Aをセットし、690℃程度のアルミニウム合金の溶湯を流し込み、鋳造圧力80Mpa程度にて0.04秒程度押し込む。この鋳造条件も必要に応じて変えると良い。内歯車ブランク15Aに対して焼入れ、焼戻し等の熱処理を行なっている場合は、焼戻し温度と近い温度のアルミニウム合金の湯にさらされることになるため、焼戻しと同じ効果により硬度が変化してしまうことが考えられるが、鋳造の工程が短時間のため影響は出ない。ギヤケース10として必要な角形状や取り付け穴は、金型で構成しておくため、加工の必要は無い。その後、鋳造により一体化した内歯車ブランク15Aとギヤケース10に対して、旋盤仕上加工を行なう。
Then, the internal gear blank 15A is set in the mold, and a molten aluminum alloy at about 690 ° C. is poured into the mold and pushed in at a casting pressure of about 80 Mpa for about 0.04 seconds. This casting condition may be changed as necessary. When heat treatment such as quenching and tempering is performed on the internal gear blank 15A, the inner gear blank 15A is exposed to aluminum alloy hot water at a temperature close to the tempering temperature, so that the hardness changes due to the same effect as tempering. However, there is no effect because the casting process is short. Since the square shape and mounting holes necessary for the
これにより内歯車ブランク15Aとギヤケース10に対して、同じ加工基準での同時加工が可能となり、軸受を配置するギヤケースハウジングと内歯車15との同軸度、直角度を高精度に維持することが可能となる。
内歯車ブランクの段付き形状の小径部15aについては鋳造時に露出するようにするか又はその後の旋盤仕上加工で露出した状態となるようにする。これにより、加工するときの基準や組付け時のインローとしての使用が可能である。
その後、最終工程により内歯車ブランク15Aの段付き形状小径部15aを基準として内歯車加工を実施する。最終工程、かつ、ギヤケース20のハウジングとの同軸度、直角度が得られている加工基準にて内歯車加工をすることで、歯車精度が最も良い状態のまま遊星減速機に使用することが可能である。
As a result, the internal gear blank 15A and the
The stepped
Thereafter, the internal gear machining is performed based on the stepped
図7は内歯車ブランク15Aの変形例で、内歯車ブランク15Aに行なっている空転及び抜け防止のアヤ目ローレット加工は、実使用荷重に対する安全率に合わせて、平目ローレット、溝加工、雄ねじ加工、スプライン加工、若しくは加工を行なわないといった変更を行なうことで、加工コストの削減又は強度向上が可能である。図7の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)が、それぞれ平目ローレット(図7(a))、溝加工(図7(b))、雄ねじ加工(図7(c))、スプライン加工(図7(d))、加工を行なわない場合(図7(e))の内歯車ブランク15Aを示す図である。
また、上記は内歯車ブランクの外径を段付き形状としているが、内径を段付き形状としても良い。
その場合は、外径はアヤ目ローレット加工、内径の小径部に歯車加工を行い、内径の大径部を加工基準やインローとして使用する。
FIG. 7 shows a modified example of the internal gear blank 15A. The idle knurling for preventing idling and slipping out of the internal gear blank 15A is performed in accordance with the safety factor with respect to the actual use load, flat knurling, groove processing, male screw processing, It is possible to reduce the processing cost or improve the strength by changing the spline processing or not performing the processing. 7 (a), (b), (c), (d), and (e) are respectively flat knurled (FIG. 7 (a)), groove machining (FIG. 7 (b)), and male thread machining (FIG. 7). (C)), spline machining (FIG. 7 (d)), and a view showing an internal gear blank 15A when machining is not performed (FIG. 7 (e)).
In the above, the outer diameter of the internal gear blank is a stepped shape, but the inner diameter may be a stepped shape.
In that case, the outer diameter is knurled, gear processing is performed on the small diameter portion of the inner diameter, and the large diameter portion of the inner diameter is used as a machining reference or inlay.
上記実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
ギヤケース10と内歯車15が一体構造になっていることにより、内歯車の圧入による精度悪化やミスアライメントの影響が無くなり、高精度維持が可能である。
ギヤケース10と内歯車15が一体構造になっていることにより、内歯車15の径を大きく取ることができるため、高強度な歯車諸元設計が可能である。
ギヤケース10と内歯車15を一体化した後に、仕上げ旋盤加工を行うため、内歯車ブランク15Aの精度は影響しない。
そのため、従来の二つの部品を固定する方法と比較して内歯車ブランク15Aの精度を厳しく管理する必要がない。
従来の合金鋼からの削りだしによる一体構造と比較して、熱処理を行なう際の質量が削減されるため、熱処理の品質が向上する。また、加工においては切削量を大幅に削減でき、角形状や取り付け穴は金型で構成できるため加工工程を単純にでき、切削する部分の大部分はアルミニウム合金となるため、硬い材料を削ることによる工具摩耗や加工時間の増加が無くなり、結果として加工コストが削減できる。さらに、外観となる部分の材料はアルミニウム合金となるため、合金鋼と比較して錆びの影響が少なくなり、防錆処理コストも削減可能である。以上により製造コストが削減できる。
内歯車ブランク15Aの段付き形状の大径部15bにはアヤ目ローレット加工を行なう事により、高い固定力を維持することができる。
内歯車ブランク15Aの段付き形状の小径部15aは露出された状態のため、加工するときの基準や組付け時のインローとして使用することができる。また、内歯車ブランク15Aとギヤケース10を一体化した後に仕上げ旋盤加工を行い、最終工程で内歯車加工を行うため、軸受を配置するギヤケース10のハウジングと内歯車15の同軸度、直角度を高精度に維持することが可能となる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
Since the
Since the
Since the finishing lathe is performed after the
Therefore, it is not necessary to strictly manage the accuracy of the internal gear blank 15A as compared with the conventional method of fixing two parts.
Compared with the conventional integrated structure by cutting out from alloy steel, the mass during the heat treatment is reduced, so the quality of the heat treatment is improved. In addition, the amount of cutting can be greatly reduced in machining, and the square shape and mounting holes can be configured with a mold, so the machining process can be simplified. This eliminates the increase in tool wear and machining time due to, resulting in a reduction in machining costs. Furthermore, since the material of the part which becomes an external appearance becomes an aluminum alloy, the influence of rust is reduced compared with alloy steel, and the rust prevention processing cost can be reduced. Thus, the manufacturing cost can be reduced.
A high fixing force can be maintained by performing knurling on the large-
Since the step-shaped small-
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、内歯車ブランク15Aには、精度が要求されないので、段付き形状に限らず、種々の形状のものを使用することができる。また、内歯車ブランク15Aには、薄肉のものを用いることで、内径を大きくすることができるため、減速機の小型化を図ることができる。など、本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜、変更および変形して実施し得ることができることは言うまでもない。 Note that the present invention is not limited only to the above-described embodiment. For example, the internal gear blank 15A does not require accuracy, so that it is not limited to the stepped shape, and various shapes can be used. it can. Moreover, since the inner diameter can be increased by using a thin inner gear blank 15A, the reduction gear can be reduced in size. Needless to say, the present invention can be appropriately modified and modified without departing from the scope of the present invention.
1 遊星減速機
2 モータ
10 ギヤケース
11 中間ギヤケース
12 ギヤフランジ
15 内歯車
15a 小径部
15b 大径部
15c 加工部
16 遊星歯車
17 支持キャリア
17a スペーサ部
18 遊星軸
21 太陽歯車
21a 大径部
22 出力キャリア
22a 出力軸
26 カップリング
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ギヤケースのダイカスト鋳造時に、前記ギヤケースの金型に、合金鋼製の環状の外周面には空転及び抜け防止のための加工部を形成した内歯車ブランクをインサートしてから前記ギヤケースをダイカスト鋳造することによって、該加工部を介して、前記ギヤケースに内歯車ブランクを固定し、次に、前記内歯車ブランク内周面に歯車加工を施して前記ギヤケース内周面に内歯車を取り付けることを特徴とする遊星減速機の内歯車固定方法。 A method for fixing an internal gear and a gear case of a planetary reducer,
At the time of die casting of the gear case, the gear case is die-casted after inserting an internal gear blank in which an annular outer peripheral surface made of alloy steel is formed with a machined portion for preventing idling and slipping out into the mold of the gear case. The internal gear blank is fixed to the gear case through the processing portion , and then the internal gear blank is subjected to gear processing to attach the internal gear to the gear case inner peripheral surface. To fix the internal gear of the planetary speed reducer.
前記ギヤケースのダイカスト鋳造に際して、合金鋼製の環状の外周面には空転及び抜け防止のための加工部を形成した内歯車ブランクを該加工部を介して、前記ギヤケース内面に固定し、該ギヤケース内面に固定された内歯車ブランクの内周面に歯車加工を施して内歯車を形成したことを特徴とする遊星減速機の内歯車固定構造。 A fixed structure for fixing the internal gear of the planetary reduction gear to the gear case,
At the time of die casting of the gear case, an inner gear blank having an annular outer peripheral surface made of alloy steel formed with a processed portion for preventing slipping and slipping is fixed to the inner surface of the gear case via the processed portion , and the inner surface of the gear case is fixed. An internal gear fixing structure for a planetary speed reducer, wherein an internal gear is formed by subjecting an inner peripheral surface of an internal gear blank fixed to the inner surface to gear processing.
前記電動機の回転が入力される入力部を設けた太陽歯車と、この太陽歯車の回転が伝達されるとともに太陽歯車の周囲を回転する遊星歯車と、前記減速機のギヤケースに固定され、前記遊星歯車が噛み合う内歯車と、前記遊星歯車の公転運動による回転を取り出す出力軸とを備え、歯車加工を施す前の内歯車ブランクに、外周面または内周面の軸方向に段付き部を形成し、かつ前記外周面には空転及び抜け防止のための加工部を設け、前記内歯車ブランクを、前記減速機のギヤケース鋳造時に、該加工部を介して、ギヤケースに一体に固定してから歯車加工およびギヤケース加工を施して前記内歯車とギヤケースを一体に固定したことを特徴とする遊星減速機。 A planetary speed reducer that decelerates rotation of an electric motor by a planetary gear mechanism,
A sun gear provided with an input unit for inputting rotation of the electric motor; a planetary gear that transmits the rotation of the sun gear and rotates around the sun gear; and the planetary gear fixed to a gear case of the speed reducer. The inner gear and the output shaft for extracting the rotation by the revolving motion of the planetary gear, and forming a stepped portion in the axial direction of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface in the internal gear blank before gear processing , and a processing unit for idling and strain relief provided on the outer peripheral surface, said internal gear blank at the time of gear case casting of the reduction gear, through the processing unit, gear cutting and after integrally fixed to the gear case A planetary speed reducer characterized in that a gear case is processed and the internal gear and the gear case are fixed integrally.
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