JPH02163547A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はロボットやＯＡ機器等に使用される遊星歯車装
置に関する。

（従来の技術） グリース潤滑の遊星歯車装置は油潤滑のものののように
油密封構造が不要であるため小型軽量に構成でき、しか
も油漏れによる環境汚染がないなどの特徴を持つため、
ロボットやＯＡ機器などによく採用されている。

このような遊星歯車装置の一例を第８図に示す。

すなわち、この遊星歯車装置は内歯歯車１０１と太陽歯
車１０３とを有し、内歯歯車１０１に内接すると共に太
陽歯車１０３に外接して噛合い自公転運動する３個の遊
星歯車１０５を具備している。

前記遊星歯車１０５は、その回転軸１０７が第９図で示
すようなキャリヤ１０９の両端板１１１に自転可能に支
持され、キャリヤ１０９のキャリヤビーム１．１３間に
形成される開口部１１５がら前記各遊星歯車１０５の内
歯歯車１．ｏｌに対する噛合いが行なわれている。そし
てキャリヤビーム１１３は第８図のように各遊星歯車１
０５の間において内歯歯車１０１の歯先円に対向した構
成となっている。

このような構成において、例えば太陽歯車１０３が回転
駆動されると遊星歯車１０５が自公転運動を行なう。こ
の時キャリヤ１０９は遊星歯車１０５を公転軌道上に位
置規制すると共に遊星歯車１０５の公転運動を出力する
機能を有し、太陽歯車１０３への入力が大きな減速比で
出力されるものとなる。そしてこのようにキャリヤ］、
０９の一方の端板１１１から回転を出力する場合には両
端板１１１間に大きな偶力が作用し、この偶力をキャリ
ヤビーム１−］３が受けて両端板１１］−を強固に支持
している。

ところで遊星歯車装置においてグリース潤滑を行なう場
合にはグリースを内歯歯車１０１の歯面などに塗布して
行なうもので、密封装置がなくてもグリース自体の自己
流動性が低く装置外へ漏れ出すようなことはない。しか
しながら、歯車の歯溝部等に塗布されたグリースは噛合
いによってほとんど歯溝外へ排斥され、内歯歯車１０１
や遊星歯車１０５の側面、あるいはギヤリヤビーム１１
３内面等に付着するものとなる。このような状態になる
とグリースの自己流動性が低いことからグリースが再び
歯面に戻ることはほとんど期待できず、歯面の潤滑不良
が進行して歯車の噛合い摩擦係数が増加し、減速機の動
力伝達効率が次第に低下するという問題があった。この
ためグリースの補給を頻繁に行なわなければならず、そ
の保守点検が極めて煩雑なものであった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来のグリース潤滑の遊星歯車装置では密封
装置が不要で、小型軽量で、かつ油漏れ等の環境汚染は
ないが、グリースが歯車の噛合いによって歯溝から短時
間の内に排斥され、動力伝達効率が次第に低下するとい
う問題があった。

そこで本発明は、小型軽量にでき、油漏れを伴うことな
く、しかも動力伝達効率の低下を防ぎ、長時間に渡って
高効率を維持することのできる遊星歯車装置の提供を目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、内歯歯車と、この
内歯歯車に内接して噛合い自公転運動する遊星歯車と、
この遊星歯車を支持するキャリヤを有し、このキャリヤ
のキャリヤビーム外周面が前記内歯歯車の歯先に対向し
ている遊星歯車装置において、前記キャリヤビームに径
方向の貫通孔を設ける構成とした。

（作用） 装置の運転時にキャリヤは遊星歯車の公転と同一の回転
速度で回転する。キャリヤビームの内面にはグリースが
詰められており、このグリースがキャリヤの回転によっ
て遠心力により貫通孔から内歯歯車の歯先へ向けて極め
て緩やかに流れ出し、内歯歯車の歯先に接触し、この歯
先に付着する。次いで内歯歯車と遊星歯車との噛合いに
より内歯歯車に（＝Ｊ着したグリースは歯面に巻込まれ
潤滑機能を果す。

（実施例） 以下本発明の一実施例を説明する。

なお従来と同一構成要素には同一符号を付して重複した
説明を省略する。

この実施例におけるキャリヤ１．は第１図、２図のよう
になっており、基本的な構成は第８図、第９図のものと
同様である。そしてギヤリヤビーム３は両端板１１−１
の支持剛性を高めるために幅（円周方向の長さ）を大き
くしている。そして両端板］１．１．の一方から出力す
る場合（出力構成は図示せず）には、端板１１１間に大
きな偶力が作用し、この偶力をキャリヤビーム３が受け
る。このときキャリヤビーム３での応力は端面５で最高
であるが、周方向の中央部付近ではほとんど零となる。

従ってこの実施例ではキャリヤビーム３の前記中央部（
ｑ近に貫通孔７を設けている。更にキャリヤビーム３の
内面９には貫通孔７に向けて傾斜面１１−が設けられて
いる。この傾斜面］１は第１図のように円弧で構成され
ており、第２図、及びキャリヤビーム３の内周面を示す
第３図のようにキャリヤビーム３の幅方向に渡って形成
されている。

なお、内歯歯車１０１．太陽歯車１０３及び遊星歯車］
０５の諸元を次のとおりとする。

すなわちモジュール１．５、圧力角２０の並歯の工具を
用いて加工するインボリュート歯型の平歯車であり、歯
数はそれぞれ６０．　１．２．　２３としている。この
ような歯車諸元では内歯歯車］−０１の歯先円直径（内
径）は約８７ｍｍとなり、キャリヤ］−の外径は８５ｍ
ｍ程度になる。

次に作用を説明する。

第１図のようにキャリヤビーム３の内面９には二点鎖線
で示すグリースＧが塗り付けられている。

そして太陽歯車１０Ｂが回転駆動されると遊星歯車］０
５が太陽歯車１０３と内歯歯車１０１との噛合により自
転しながら公転し、キャリヤ１がこの遊星歯車１０５の
公転速度と同一の速度で回転し、キャリヤ１から減速し
た出力を行なうことができる。

このときグリースＧはギヤリヤ１の遠心力によって傾斜
面１１を半径方向外側へ移動すると共に、貫通孔７から
緩やかに流れ出す。この流れ出しによってグリースＧが
内歯歯車１の歯先に何着し、その後遊星歯車１０５との
噛合いによって歯面に巻込まれ、充分な潤滑機能を果す
ことになる。グリースＧの量と粘性、貫通孔７の大きさ
、数、形状、及び遠心力が適正であれば、」１記グリー
スＧの流れ出しは、適正量が長時間に渡って極めて緩や
かに行なわれ良好な潤滑状態が長時間高効率て維持され
る。従って、グリースＧの補給などの保守点検を著しく
少なくすることかできる。

またこうして歯面潤滑に供されたグリースＧは、遊星歯
車１０５に付着しつつその回転によって再びキャリヤビ
ーム３の内面９側に戻されるものとなる。この循環機能
は第８図のような従来の装置において内歯歯車１０１な
どに塗布したグリースがキャリヤビーム１１３の内面に
溜り込む状態となることで確認されている。従ってこの
機能により第１８図鎖線図示のようなグリースＧの保持
を長時間にわたって維持することができグリースＧの補
給などの保守点検を著しく少なくすることができる。

次にこの実施例において、貫通孔７に充填したグリース
Ｇの遠心力を算出する。

上記のような歯車諸元では太陽歯車１０３を駆動してキ
ャリヤ１から出力すると減速比は６：〕−となる。すな
わち太陽歯車１０３を３０００．４０００及び６０００
ｒｐｍで駆動すると、キャリヤ１はそれぞれ５００，６
６０及び１１０００ｒｐで回転する。一方、一般に回転
中心から離れた点にある回転物体の受ける遠心力ｒと物
体自重量ｇ　（但しｍは質量１ｇは重力の加速度）との
比は、回転半径ｒ１回転角速度ω（−２πｎ、６０　　
但しｎｃはキャリヤの毎分回転数）とするとｆ／ｍｇ＝
ｒω２／ｇ で求められる。

従って、上記のように太陽歯車１０３を３０００．４０
００及び６０００ｒ凹で駆動した場合グリースＧにはそ
れぞれ自重の約１１，２０及０・４４倍の遠心力が作用
する。更にキャリヤビーム３内部に充填したグリースＧ
にも、回転半径に比例して小さくはなるが遠心力が作用
する。この遠心力によって上記の作用が行なわれること
は明らかである。

このように噛合部へのグリースＧの補給手段を内蔵する
この装置では長時間運転による動力伝達効率の低下を防
ぐことができる。しかも小型軽量で油漏れによる環境汚
染がないなどこの装置の長所を損なうことがない。

次に他の歯車諸元について述べる。

太陽歯車１７０３の歯数を２０、遊星歯車１０５の歯数
を２０．内歯歯車１０１の歯数を６０にすると、内歯歯
車１０］−の歯先直径及びキャリヤ１の外径はいずれも
上記歯車諸元の場合と同様であるが、減速比は４：１と
なる。従って太陽歯車１０３を３０００．４．０００及
び６０００　ｒｐｍで駆動するとキャリヤ１゜は７５０
，１０００及び］５００ｒｐｍでそれぞれ回転する。従
ってこの歯車諸元では太陽歯車１０３を３０００．４０
００及び６０００ｒｐｍで駆動した場合、グリースＧに
は自重の約２５．４５．及び１００倍の遠心力が作用す
る。従って同様にグリースＧによる潤滑が可能となる。

第４図、第５図は他の実施例を示すもので、第４図はキ
ャリヤビーム３の内面を示し、第５図は第４図の■−ｖ
線矢視断面図を示す。この実施例ではキャリヤ］−の回
転方向に沿った傾斜面１３を更に設けている。従ってグ
リースＧの遠心力を利用した貫通孔７側への移動を更に
円滑に行なわせコ−０ ることかできる。

第６図、第７図は更に他の実施例を示すもので、第６図
は第４図と同様なキャリヤビーム３内面を示し、第７図
は第６図■−■線矢視断面図を示す。

この例では貫通孔７のそれぞれの回りに球状の斜面１５
を構成したものである。従ってこの例ではキャリヤビー
ム３の剛性を高めることができる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではない。貫
通孔の形状、数、位置、傾斜面の形状が各実施例と同一
でない場合でも同様な効果が得られる。また各歯車の歯
型や諸元も種々選定することができ、更に他の遊星歯車
装置のキャリヤにも適用することができる。また入出力
の形態も」１記実施例に限定されるものではない。

「発明の効果コ 以」二より明らかなようにこの発明の構成によれば、装
置の小型、軽量、清浄性を損なうことがなく、グリース
潤滑による長時間に渡る動力伝達効率の低下防止を図る
ことができ、一定期間毎のグリースの補給を大幅に延長
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る遊星歯車装置の要部断
面図、第２図は同キャリヤの外形斜視図、第３図はキャ
リヤビームの内面図、第４図乃至第７図は他の実施例に
係り、第４図、第６図はキャリヤビームの内面図、第５
図は第４図の■−Ｖ線矢視断面図、第７図は第６図の■
−■線矢視断面図、第８図は従来の遊星歯車装置の要部
断面図、第９図は同キャリヤの外形斜視図である。 １・・・キャリヤ　３・・・キャリヤビーム７・・・貫
通孔　１０１・・・内歯歯車１０５・・・遊星歯車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内歯歯車と、この内歯歯車に内接して噛合い自公転運動
   する遊星歯車と、この遊星歯車を支持するキャリヤを有
   し、このキャリヤのキャリヤビーム外周面が前記内歯歯
   車の歯先に対向している遊星歯車装置において、前記キ
   ャリヤビームに径方向の貫通孔を設けたことを特徴する
   遊星歯車装置。