JPH01150043A - 歯車装置および遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、互いに噛み合う一対の歯車の一方の歯を弾性
変形可能なコイルスプリングにより構成し、運転音およ
び耐久性を改良する技術に関するものである。

従来技術およびその問題点 動力を伝達するために互いに噛み合う一対の歯車を有す
る歯車装置では、通常、歯車において円周方向に連なる
ように形成された円周歯は、比較的剛性の高い材料によ
って構成され且つ比較的高い精度にて複雑な曲面に加工
される必要がある。

したがって、上記のような複雑な形状の加工が施される
ため、歯車装置が高価となるとともに、歯車装置の作動
に際しては、所定の隙間（バックラッシュ）に起因する
作動音が発生することが避けられず、使用時間が重ねら
れるに伴って大きくなる欠点があった。また、円周歯が
比較的剛性の高い材料にて構成されるため、微動振動に
よる摩擦により摩耗が促進されるとともに、衝撃的な負
荷が加えられることによって歯が欠ける欠点があった。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を前景として為されたものであり、
その目的とするところは、作動音が低く、摩耗が少なく
、歯が欠けることのない安価な歯車装置および遊星歯車
装置を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明の要旨とするところは
、円周方向に連なり且つ互いに噛み合う第１円周歯およ
び第２円周歯をそれぞれ有する一対の歯車を含む歯車装
置において、前記第１円周歯および第２円周歯のうちの
一方の円周歯の凸部を円筒状に巻回されたコイルスプリ
ングにて構成し、他方の円周歯の凹部を該コイルスプリ
ングの外周面を嵌め入れる形状に形成したことにある。

また、本発明の他の態様においては、共通の一軸心まわ
りに回転可能に設けられた入力軸および出力軸と、それ
ら入力軸および出力軸と同心の一円周に沿って連なる内
周歯を有する位置固定の固定部材と、その固定部材の内
周歯と噛み合い且つその内周歯よりも歯数が少ない外周
歯を有し、前記入力軸にその回転軸心から偏心した軸心
まわりに回転可能に設けられるとともに、前記出力軸と
半径方向の相対移動可能に係合させられてその出力軸に
駆動力を伝達する偏心回転体とを備えた遊星歯車装置に
おいて、前記内周歯および外周歯の一方の凸部を円筒状
に巻回されたコイルスプリングにて構成し、前記内周歯
および外周歯の他方の凹部をそのコイルスプリングの外
周面を嵌め入れる形状に形成したことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、第１円周歯および第２円周歯の一方
或いは内周歯および外周歯の一方の凸部が弾性変形可能
なコイルスプリングにより構成されるとともに、他方の
凹部がコイルスプリングの外周面を嵌め入れる形状に形
成されるので、動力伝達が行われる状態では、コイルス
プリングが径方向に僅かに弾性変形させられ、静粛な作
動音や高い耐久性などが容易に得られる。すなわち、上
記のように弾性変形可能なコイルスプリングが凹部に嵌
め入れられることにより噛み合わせられており、しかも
従来のように、バックラッシュなどの隙間を形成しなく
てもよいので、剛性の高い材料から成る歯同士が噛み合
う場合に比較して歯車の作動音が大幅に減少する。また
、コイルスプリングの弾性変形により微動振動が吸収さ
れるので、摩耗が防止されるとともに、衝撃的な負荷が
加えられても歯の損傷が生じない。しかも、複雑な歯形
状の加工を必要とせず、且つ製作上の精度が緩和される
ので、装置が安価となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図には、所謂モータ直結型の減速機１
０が示されている。図において、内部にモータ出力軸１
２を回転可能に備えたモータハウジング１４には、減速
機１０の減速機ハウジング１６がポル１−１８により固
定されている。本実施例では、この減速機ハウジング１
６が内周歯を備えた固定部材に対応している。減速機ハ
ウジング１６は、上記モータ出力軸１２に嵌合され且つ
キー２０により相対回転不能に連結された入力軸２２を
ニードル型のベアリング２４を介して回転可能に支持し
ている。入力軸２２は大径部２６、中径部２８、および
小径部３０を備えて段付状を成し、その中径部２８の軸
心は互いに同心の大径部２６および小径部３００軸心に
対してｄだけ偏心させられている。そして、入力軸２２
の中径部２８には、厚肉円板状の偏心回転体３２がニー
ドル型のベアリング３４を介して相対回転可能に嵌合さ
れている。偏心回転体３２の外周面に断面円弧状の凹部
３６、すなわち谷部が一定の間隔、で２０個形成される
ことにより、それら凹部３６間に凸部、すなわち外周歯
３７が形成されている。

減速機ハウジング１６の入力軸２２と同心の内周面であ
って偏心回転体３２の外周面と対向する位置には、上記
外周歯３７と噛み合う２１個の内周歯が設けられている
。この内周歯は、上記内周面において外周歯３７と同じ
一定の間隔にて形成された半円状の溝３８内にその径と
同じ外径に円筒状に巻回されたコイルスプリング４０が
嵌め入れられることにより構成されている。減速機ハウ
ジング１６には、溝３８に続く円穴が形成されており、
コイルスプリング４０の一端がその円穴に嵌め入れられ
ることにより、コイルスプリング４０の脱落が防止され
ている。上記コイルスプリング４０は、好適にはセンタ
レス研磨加工により外周面および外径が精度よく調えら
れており、前記凹部３６内に全面的に受は入れられるよ
うになっている。

上記のように、偏心回転体３２がｄだけ偏心させられて
おり、偏心回転体３２の外周歯３７は減速機ハウジング
１６の内周歯よりも１個少ないから、偏心回転体３２の
外周歯３７の一部が減速機ハウジング１６の内周歯と噛
み合うと、この噛み合っている側と反対側では噛み合っ
ていない状態となり、入力軸２２が一回転すると、偏心
回転体３２が一歯分だけ回転させられる。このため、本
実施例では、偏心回転体３２と連結する出力軸４２は、
入力軸２２に対して、１／２０の減速比にて回転させら
れるのである。

上記偏心回転体３２と出力軸４２とは、偏心回転体３２
の自転を取り出すために、偏心回転体３２の偏心量ｄに
起因する径方向の相対移動が許容されるような連結手段
により連結されている。すなわち、偏心回転体３２には
比較的大径の６個の係合穴４４が形成されている一方、
出力軸４２は入力軸２２の小径部３０により一対のベア
リング４６を介して回転可能に支持されており、その出
力軸４２のフランジ部４８には、保合穴４４の径よりも
小径のローラ５０を一端に有する６木のピン５２が軸方
向に平行に固定されている。そして、上記ローラ５０が
係合穴４４内に嵌め入れられることにより偏心回転体３
２と出力軸４２とが連結され、ローラ５０の径と係合穴
４４の径との差だけ径方向の相対移動が許容されるよう
になっているのである。本実施例では、その差は前記偏
心量ｄの２倍よりも大きく設定されている。

そして、減速機ハウジング１６には、出力軸４２が貫き
通され且つコイルスプリング４０および出力軸４２のフ
ランジ部４８を押さえるためのカバー５４がボルト５６
により固定されている。なお、入力軸２２を縦通するボ
ルト５８は、入力軸２２をモータ出力軸１２に軸方向に
固定するものである。また、出力軸４２の内周面に係止
された止め輪５９は、一対のベアリング４６の脱落を防
止するためのものである。

以上のように構成された減速機１０においては、中径部
２８がキャリアとして機能し且つ偏心回転体３２が遊星
歯車として機能するのであり、減速機１０はこの遊星歯
車の自転を出力軸４２に伝達する遊星歯車装置の一種〔
日本機械学会編：機械工学便覧の新版（昭和６２年４月
１５日発行）第Ｂ１−１７７真右欄第９行乃至第１２行
、および第３９１図〕である。

本実施例の減速機１０においては、減速機ハウジング１
６の内周歯が弾性変形可能なコイルスプリング４０によ
り構成されるとともに、偏心回転体３２の外周歯３７間
の凹部３６がコイルスプリング４０の外周面を嵌め入れ
る形状に形成されているので、動力伝達が行われる状態
では、コイルスプリング４０が径方向に弾性変形させら
れ、静粛な作動音や高い耐久性などが簡単に得られる。

すなわち、上記のように弾性変形可能なコイルスプリン
グ４０が凹部３６に嵌め入れられることにより噛み合わ
せられており、しがも従来のように、バックラッシュな
どの隙間を形成しなくてもよいので、同性の高い材料か
ら成る歯同士が噛み合う場合に比較して歯車の作動音が
大幅に減少する。

また、本実施例においては、コイルスプリング４０の弾
性変形により作動に伴う微動振動が吸収されるので、摩
耗が防止されるとともに、衝撃的な負荷が加えられても
歯の損傷が生じない。

しかも、本実施例においては、従来のように複雑な歯形
状の加工を必要とせず、且つ製作上の精度が緩和される
ので、加工が能率的且つ容易となって減速機１０が安価
となる。

さらに、本実施例においては、コイルスプリング４０は
使用すればするほど、線材の形状に復元しようとして径
が大きくなる傾向があるので、たとえコイルスプリング
４０の外周面が摩耗してもコイルスプリング４０とこれ
を受は入れる凹部３６との間にガタが形成されず、上記
の効果が長期間において得られるのである。

また、本実施例によれば、コイルスプリング４０の内周
部の空間に潤滑剤を充填することにより、その潤滑剤に
よる潤滑効果が長期間にわたって得られるので、耐久性
が一層得られる利点がある。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説
明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号
を付して説明を省略する。

第３図および第４図に示す減速機１０では、保合穴４４
が出力軸４２のフランジ部４８に形成されており、ロー
ラ５０を備えたピン５２が偏心回転体３２に設けられて
いる。

第５図および第６図に示す減速機ＩＯでは、第３図およ
び第４図に示す実施例と同様に、係合穴４４が出力軸４
２のフランジ部４８に形成されており、ピン５２が偏心
回転体３２に設けられている。しかし、本実施例では、
偏心回転体３２の外周歯３７が１０個であり且つ減速機
ハウジング１６の内周歯として機能するコイルスプリン
グ４０が１）個である１／１０の減速機となるように小
径に構成されているから、ピン５２の一端部にはローラ
が設けられていない。

第７図の遊星歯車装置６６においては、リングギア６０
の内周歯およびサンギア６２の外周歯として機能するコ
イルスプリング４０が、リングギア６０の内周面および
サンギア６２の外周面に前述の実施例と同様に固設され
ている。図示しないキャリアにより回転可能に支持され
た遊星ギア６４の外周面には、上記コイルスプリング４
０の外周面を嵌め入れる凹部３６とそれら凹部３６間に
おいて外周へ突き出す外周歯３７とが形成されており、
遊星ギア６４がリングギア６０およびサンギア６２と噛
み合わせられるようになっている。

本実施例では、遊星ギア６４とリングギア６０との間、
および遊星ギア６４とサンギア６２との間において、互
いに噛み合う一対の歯車から成る本発明の歯車装置の特
徴的構造がそれぞれ適用されている。たとえば、上記リ
ングギア６０と遊星ギア６４との関係においては、リン
グギア６０の内周面に設けられたコイルスプリング４０
および遊星ギア６４の外周歯３７が第１円周歯および第
２円周歯にそれぞれ対応する。また、遊星ギア６４とサ
ンギア６２との関係においては、遊星ギア６４の外周歯
３７およびサンギア６２の外周面に設けられたコイルス
プリング４０が第１円周歯および第２円周歯に対応して
いる。本実施例においても、コイルスプリング４０の弾
性により作動音が静粛となるとともに、コイルスプリン
グ４０の弾性変形により微動振動および衝撃が吸収され
て微動振動に起因する摩耗や衝撃に起因する損傷が解消
されるなどの、前述の実施例と同様の効果が得られるの
である。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例において、コイルスプリング４
０の外周面および径寸法がセンタレス研磨加工によって
調えられていたが、必ずしもセンタレス研磨加工されて
いなくてもよい。

また、コイルスプリング４０の巻線は互いに密着させら
れていなくてもよい。

また、前述の第１図乃至第６図の実施例では、減速機ハ
ウジング１６の内周歯としてコイルスプリング４０が用
いられ、偏心回転体３２の凹部３６に嵌め入れられるよ
うに構成されている。反対に、偏心回転体３２の外周歯
としてコイルスプリング４０が配設されるとともに減速
機ハウジング１６の内周面にそのコイルスプリング４０
を嵌め入れる凹部が形成されても差支えない。

また、前述の減速機１０においては偏心回転体３２が１
個用いられる型式であったが、複数用いられる型式であ
っても良い。たとえば、一対の偏心回転体が用いられる
型式では、入力軸２２において回転位相が１８０°異な
る位置に偏心して取り付けられるとともに、出力軸４２
は、上記一対の偏心回転体の自転を取り出すように連結
される。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面断面図である。 第２図は、第１図の実施例のカバーおよび出力軸などを
取り除いた側面図である。第３図および第４図、第５図
および第６図は、本発明の他の実施例を示す第１図およ
び第２図にそれぞれ相当する図である。第７図は、本発
明の他の実施例の要部を示す図である。 １０：減速機（遊星歯車装置） １６：減速機ハウジング（固定部材） ２２：入力軸 ３２：偏心回転体 ３６：凹部 ３７：外周歯（第２円周歯） ４０：コイルスプリング（内周歯、第１円周歯）４２：
出力軸 ６６：遊星歯車装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周方向に連なり且つ互いに噛み合う第１円周歯
   および第２円周歯をそれぞれ有する一対の歯車を含む歯
   車装置において、 前記第１円周歯および第２円周歯のうちの一方の円周歯
   の凸部を円筒状に巻回されたコイルスプリングにて構成
   し、他方の円周歯の凹部を該コイルスプリングの外周面
   を嵌め入れる形状に形成したことを特徴とする歯車装置
   。
2. （２）共通の一軸心まわりに回転可能に設けられた入力
   軸および出力軸と、該入力軸および出力軸と同心の一円
   周に沿って連なる内周歯を有する位置固定の固定部材と
   、該固定部材の内周歯と噛み合い且つ該内周歯よりも歯
   数が少ない外周歯を有し、前記入力軸にその回転軸心か
   ら偏心した軸心まわりに回転可能に設けられるとともに
   、前記出力軸と半径方向の相対移動可能に係合させられ
   て該出力軸に駆動力を伝達する偏心回転体と、を備えた
   遊星歯車装置において、 前記内周歯および外周歯の一方の凸部を円筒状に巻回さ
   れたコイルスプリングにて構成し、前記内周歯および外
   周歯の他方の凹部を該コイルスプリングの外周面を嵌め
   入れる形状に形成したことを特徴とする遊星歯車装置。