JPH07133849A - 偏心差動式減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、減速比を切換え可能にした偏心差
動式減速機を提供し、これを用いる動力伝達系の構成の
簡素化とコスト低減を図ることを目的とする。 【構成】 クランク軸８により支持した外歯車６Ａ，６
Ｂを内歯車１の中心軸線廻りに偏心差動運動させ、内歯
車１又はキャリア11から減速出力を取り出す偏心差動式
減速機であり、その入力手段20は、内歯車１の中心軸線
と同軸に配設された入力軸19と、入力軸19に回転自在に
支持された所定歯数の小歯車31およびこれと噛み合うよ
うクランク軸８に同軸に固定された小歯車31より歯数の
多い大歯車32からなる前段減速機構部21と、外歯車６
Ａ，６Ｂをクランク軸８と同一の偏心量で円運動可能に
支持するクランクカム22と、切換えにより入力軸19の回
転を小歯車31とクランクカム22とのうち何れか一方に選
択的に伝達するクラッチ機構部23とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏心差動式減速機、特
にその減速出力に対し幅広い速度範囲が要求される用途
に好適な偏心差動式減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設車両の走行駆動装置や産業ロ
ボット等における旋回駆動装置、ウインチ等に代表され
るように、出力回転に大トルクと耐衝撃性の要求される
各種の機械に偏心差動式減速機が使用されている。この
種の偏心差動式減速機としては、例えば特開平４−４６
２４２号公報に記載されように、内周に複数の内歯を有
する内歯車と、外周に内歯より歯数の少ない外歯を有し
内歯車と噛み合う外歯車と、軸受と共に外歯車に挿入さ
れたクランク部により外歯車を内歯車の中心軸線に対し
所定偏心量で円運動可能に支持する出力取出し用の複数
のクランク軸と、それらクランク軸を軸受を介して回転
自在に支持するキャリアと、外歯車に回転を入力するよ
う軸受を介して外歯車の中心穴に係合する入力クランク
軸とを備えたものがある。この減速機では、外歯車を内
歯車の中心軸線廻りに偏心差動運動させることにより、
内歯車又はキャリアから減速出力を取り出すようになっ
ている。

【０００３】また、入力クランクに代え、入力軸と、大
小の平歯車によりなる前段減速機構とを設け、入力軸の
回転を前段減速機構により一度減速して、外歯車を支持
するクランク軸に入力するようにして、高減速比が得ら
れるようにしたものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の偏心差動式減速機にあっては、減速比が一定
であったため、その減速出力に対して幅広い速度範囲が
要求される用途においては、その入力回転を与える可変
速のモータ（例えば液圧モータ）等に非常に幅広い速度
範囲のものを準備する必要が生じ、コスト高を招いてい
た。また、減速機を別の減速比のものと併用し、これら
を用いた２系統の動力伝達経路を切換えることもできる
が、コスト高のみならず大型化をも招くという問題があ
った。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決すべく、
減速比を切換え可能にした偏心差動式減速機を提供し、
これを用いる動力伝達系の構成の簡素化とそのコスト低
減を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、内周に複数の内歯を有する内歯車
と、外周に内歯より歯数の少ない外歯を有し内歯車と噛
み合う外歯車と、外歯車を内歯車の中心軸線に対し所定
偏心量で円運動可能に支持する複数のクランク軸と、該
複数のクランク軸を回転自在に支持するキャリアと、ク
ランク軸又は外歯車に回転を入力する入力手段と、を備
え、外歯車を内歯車の中心軸線廻りに偏心差動運動させ
ることにより内歯車又はキャリアから減速出力を取り出
す偏心差動式減速機において、前記入力手段が、内歯車
の中心軸線と同軸に配設された入力軸と、入力軸に回転
自在に支持された所定歯数の小歯車およびこれと噛み合
うようクランク軸に同軸に固定された小歯車より歯数の
多い大歯車からなる前段減速機構部と、外歯車をクラン
ク軸と同一の偏心量で円運動可能に支持するクランクカ
ムと、切換えにより入力軸の回転を小歯車とクランクカ
ムとのうち何れか一方に選択的に伝達するクラッチ機構
部とを有することを特徴とするものであり、請求項２記
載の発明は、前記クラッチ機構部が、入力軸の軸方向両
側に摺動可能な状態でキャリアに支持され、キャリアと
の間に外部からの導入液圧に応じて容積変化する圧力室
を形成するピストンと、入力軸および小歯車の間に介装
されピストンからの押圧力を小歯車側に受けて入力軸お
よび小歯車を回転方向一体に結合する第１摩擦要素と、
入力軸およびクランクカムの間に介装されピストンから
の押圧力をクランクカム側に受けて入力軸およびクラン
クカムを回転方向一体に結合する第２摩擦要素と、を有
することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明では、クラッチ機構部の切
換えにより、入力軸の回転が前段減速機の小歯車あるい
はクランクカムに選択的に伝達され、小歯車に入力回転
が伝達されると、これと噛み合う大歯車を介してクラン
ク軸がゆっくりと駆動され、これにより外歯車が内歯車
の中心軸線廻りに偏心差動運動して、内歯車又はキャリ
アから減速出力が取り出される。このとき、前段減速機
を介して外歯車を偏心差動運動させるから、高減速比で
減速された回転出力が取り出される。

【０００８】一方、クラッチ機構部の切換えにより、ク
ランクカムに入力回転が伝達されると、クランクカムが
クランク軸と同一の偏心量で外歯車を円運動させる。こ
のとき、入力回転は前段減速機構を介さずにクランクカ
ムに入力され、そのクランクカムの回転により外歯車が
偏心差動運動するから、前段減速機後部の減速比分だけ
低減速比で減速された回転出力が取り出される。

【０００９】すなわち、クラッチ機構部の切換えによっ
て減速比が高・低に切換え可能になり、入力回転の速度
範囲が比較的狭くとも速度範囲の広い減速出力が得られ
ることになる。請求項２記載の発明では、クラッチ機構
部のピストンの摺動方向に応じて、第１摩擦要素がピス
トンからの押圧力により入力軸および小歯車を回転方向
一体に結合し、あるいは、第２摩擦要素がピストンから
の押圧力により入力軸およびクランクカムを回転方向一
体に結合する。したがって、圧力室への液圧の導入、解
放によってクラッチ機構部の切換えが可能になり、液圧
モータ等のように液圧源を使用する動力源と偏心差動式
減速機とを併用する場合、クラッチ切換え用のアクチュ
エータが必要でなく、コストが低減される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は請求項１、２記載の発明に係る偏
心差動式減速機の一実施例を示す図である。まず、その
構成を説明する。

【００１１】図１において、１は環状の内歯車であり、
内歯車１はその環状部２の内周にピンからなる複数の内
歯３を有している。この内歯車１には、外周に内歯３よ
りわずかに歯数の少ない外歯５を有する一対の外歯車６
Ａ，６Ｂが噛み合っている。外歯車６Ａ，６Ｂは共に軸
受７Ａ，７Ｂを介して複数（例えば３本）のクランク軸
８の各一対のクランク部分９に支持され、内歯車１の中
心軸線に対し所定偏心量ｅを保って円運動（偏心量ｅを
公転半径とする公転運動）することができる。また、複
数のクランク軸８はその両端部で軸受10Ａ，10Ｂを介し
てキャリア11に回転自在に支持されている。このキャリ
ア11は、内歯車１と相対的に回転自在かつ同軸に設けた
第１プレート部13と、第１プレート部13から突出し外歯
車６Ａ，６Ｂの複数の穴16内に遊挿された複数の支柱部
14と、クランク軸８の他端を支持するとともにボルト17
によって支柱部14に締結された第２プレート部15とから
構成されている。シール部材12は内歯車１と第１プレー
ト部13との間に設けている。第１、第２プレート部13、
15の中心部には軸受18Ａ，18Ｂを介して内歯車１の中心
軸線と同軸になるよう入力軸19が回転自在に支持されて
おり、入力軸19はその一端で例えば図示しない液圧モー
タの回転軸に連結されるようになっている。入力軸19は
前記液圧モータ等の回転、すなわち外部からの回転をク
ランク軸８又は外歯車６Ａ，６Ｂに入力する入力手段20
（詳細は後述する）の一部を構成しており、この入力手
段20からの入力によって外歯車６Ａ，６Ｂが内歯車１の
中心軸線廻りに偏心差動運動する。そして、この偏心差
動運動によりクランク軸８の回転に対応する入力回転を
内歯車１および外歯車６Ａ，６Ｂの歯数差に応じて所定
減速比（１／４０〜１／６０）で減速した出力が内歯車
１又はキャリア11から取り出されるようになっている。

【００１２】一方、入力手段20は、入力軸19、前段減速
機構部21、クランクカム22およびクラッチ機構部23によ
って構成されている。前段減速機構部21は、中心部で入
力軸19に回転自在に支持された所定歯数の第１平歯車31
（小歯車）と、第１平歯車31の周囲にこれと噛み合うよ
う所定間隔で設けられた複数の第２平歯車32（大歯車）
とからなり、複数の第２平歯車32はそれぞれクランク軸
８に同軸に固定されている。これら第２平歯車32は第１
平歯車31より歯数が多くなっており、前段減速機構部21
は入力軸19の回転を第１、第２平歯車31、32の歯数比に
対応する所定の減速比（例えば１／２〜１／５の減速
比）で減速してクランク軸８に伝達するようになってい
る。

【００１３】クランクカム22は一対の軸受25を介して外
歯車６Ａ，６Ｂをクランク軸８と同一の偏心量で円運動
可能に支持するもので、その中心部で入力軸19に回転自
在に支持されている。このクランクカム22は、所謂セン
タークランク方式の偏心差動式減速機におけるセンター
クランクに相当する。クラッチ機構部23は、切換えによ
って入力軸19の回転を第１平歯車31とクランクカム22と
のうち何れか一方に選択的に伝達するもので、キャリア
11の中央部に入力軸19の軸方向に摺動可能に支持された
ピストン41と、ピストン41とキャリア11の間に介装され
た圧縮ばね42とを有している。ピストン41はキャリア11
との間に圧力室43を形成し、この圧力室43内の液圧と圧
縮ばね42の反発力とに応じて軸方向一方側又は他方側に
摺動変位する。圧力室43には液圧通路46を通して外部か
ら液圧が導入され、その導入液圧によりピストン４１に
加わる受圧力が変化し、この受圧力が圧縮ばね42の反発
力に対抗してピストン41が変位し、圧力室43が容積変化
する。なお、液圧通路46には公知の切換え弁等を介して
液圧モータへの液圧供給路が接続されており、この切換
え弁の作動により液圧通路46に液圧が供給されあるいは
この液圧が解放されるようになっている。

【００１４】また、ピストン41は前記摺動変位によって
その軸方向両側に設けられた第１摩擦要素44又は第２摩
擦要素45を選択的に作動させるようになっている。第１
摩擦要素44は、交互に重なり合うよう入力軸19および第
１平歯車31の間に介装された複数組の摩擦板44ａ，44ｂ
からなり、その複数枚の摩擦板44ａは第１歯車31に、そ
の複数枚の摩擦板44ｂは入力軸19にそれぞれスプライン
結合されている。したがって、第１摩擦要素41はピスト
ン41からの押圧力を第１平歯車31側に受けて入力軸およ
び第１平歯車31を回転方向一体に結合することができ
る。第２摩擦要素45は、交互に重なり合うよう入力軸19
およびクランクカム22の間に介装された複数組の摩擦板
45ａ，45ｂからなり、その複数枚の摩擦板45ａはクラン
クカム22に、その複数枚の摩擦板45ｂは入力軸19にそれ
ぞれスプライン結合されている。したがって、第２摩擦
要素45は圧縮ばね42によってピストン41からの押圧力を
クランクカム22側に受けて入力軸19およびクランクカム
22を回転方向一体に結合することができる。

【００１５】なお、図１おいて、51は内歯車１の前面を
覆うカバーであり、カバー51は複数のボルト52によって
内歯車１の環状部２に固定されている。53は内歯３を環
状部２に位置決めする一対の止め輪、54は軸受18Ｂをキ
ャリア11に固定する止め輪、55、56はキャリア11に設け
られたばね受け部とその固定ねじである。また、57は入
力軸19の抜け止め用の止め輪、58は第２平歯車32の軸方
向位置を規定するディスタンスピースである。59はキャ
リア11を図示しない固定部材又は可動体に連結するため
のボルト取付穴である。キャリア11又は内歯車１（環状
部２）に連結される固定部材は、例えばアスファルトフ
ィニッシャやクローラ車両の如き建設車両のシャーシ
（車台）であり、それに対応する可動体はフィニッシャ
ローラを装着した車輪や履体を駆動するスプロケットホ
イールである。

【００１６】次に、その作用を説明する。上記構成の偏
心差動式減速機を作動させるときには、まず、前記液圧
モータに液圧が供給されてその回転が入力軸19に伝達さ
れるとともに、前記切換え弁から液圧通路46を通して圧
力室43に選択的に液圧が供給され、あるいは解放され
る。このとき、圧力室43内の液圧を受圧することにより
あるいは圧縮ばね42の反発により、クラッチ機構部23の
ピストン41が摩擦板44ｂ又は45ｂを押圧して第１摩擦要
素44と第２摩擦要素45とのうち何れか一方を選択的に作
動させる。

【００１７】いま、例えば液圧通路46を通して圧力室43
に液圧が導入されると、ピストン41は第１摩擦要素44の
摩擦板44ｂを押圧して第１摩擦要素44を作動させる。こ
のとき、前段減速機構部21の第１平歯車31と入力軸19が
回転方向一体に結合され、第１平歯車31に入力回転が伝
達されるから、第１平歯車31と噛み合う第２平歯車32を
介してクランク軸８がゆっくりと駆動され、これにより
外歯車６Ａ，６Ｂが内歯車１の中心軸線廻りに偏心差動
運動する。したがって、前段減速機構部21の減速出力を
更に内歯車１と外歯車６Ａ，６Ｂとの歯数差に応じて減
速した出力が内歯車１又はキャリア11から取り出され
る。すなわち、前段減速機構部21と、内歯車１、外歯車
６Ａ，６Ｂおよびクランク軸８等からなる後段減速機構
部とによって減速された高減速比の回転出力が取り出さ
れることになる。

【００１８】一方、前記切換え弁の切換えにより圧力室
43内の液圧が解放されると、圧縮ばね42でクラッチ機構
部23のピストン41が第２摩擦要素45の摩擦板45ｂを押圧
して第２摩擦要素45を作動させる。このとき、第２摩擦
要素45によってクランクカム22と入力軸19が回転方向一
体に結合され、前記液圧モータからの入力回転が前段減
速機構部21を介さずにクランクカム22にそのまま入力さ
れるから、クランクカム22がクランク軸８と同一の偏心
量で外歯車６Ａ，６Ｂを内歯車１の中心軸線廻りに円運
動させ、外歯車６Ａ，６Ｂが偏心差動運動する。したが
って、前記後段減速機構部のみで内歯車１と外歯車６
Ａ，６Ｂの歯数差に応じて減速された回転出力が取り出
される。この場合、前段減速機構部21を介在させない分
だけ低減速比の減速出力が得られることになる。

【００１９】このように本実施例では、クラッチ機構部
23の切換えによって減速比が高減速比と低減速比に切換
え可能になり、入力回転の速度範囲が比較的狭くとも、
すなわち通常の使用速度範囲の液圧モータや電気モータ
を使用しても、速度範囲の広い減速出力が得られること
になる。したがって、従来のように速度範囲のきわめて
広い液圧モータや電気モータを準備したり動力伝達経路
を２系統にして減速機の外部で切換えたりするといった
必要がなく、偏心差動式減速機を用いる動力伝達系全体
の構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。

【００２０】また、本実施例では、クラッチ機構部23の
ピストン41の摺動変位方向に応じて第１摩擦要素44がピ
ストン41からの押圧力により入力軸19および第１平歯車
31を回転方向一体に結合し、あるいは、第２摩擦要素45
がピストン41からの押圧力により入力軸19およびクラン
クカム22を回転方向一体に結合するから、圧力室43への
液圧の導入、解放によってクラッチ機構部23の切換えが
可能になり、クラッチ切換え用の専用アクチュエータを
設ける必要もない。したがって、よりコスト低減が図れ
る。

【００２１】なお、上述の実施例では図１の左側（クラ
ンクカム22側）には圧力室43を、同図中の右側（第１平
歯車31側）には圧縮ばね42を配置したが、その配置を左
右逆にしてもよいことはいうまでもない。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、減速機内
で、クラッチ機構部の切換えによって減速比を高減速比
と低減速比に２段切換えすることができ、幅広い速度範
囲が要求される用途にあってもその動力伝達系全体の構
成を簡素化し、かつそのコストを低減させることができ
る。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、圧力室への
液圧の導入、解放によって、クラッチ機構部を切換える
ことで、簡単に減速比の切換えができ、よりコストを低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る偏心差動式減速機の一実施例を示
すその正面断面図である。

【符号の説明】

１ 内歯車 ３ 内歯 ５ 外歯 ６Ａ，６Ｂ 外歯車 ８ クランク軸 ９ 一対のクランク部 11 キャリア 19 入力軸 20 入力手段 21 前段減速機構部 22 クランクカム 23 クラッチ機構部 31 第１平歯車（小歯車） 32 第２平歯車（大歯車） 41 ピストン 42 圧縮ばね 43 圧力室 44 第１摩擦要素 44ａ，44ｂ 摩擦板 45 第２摩擦要素 45ａ，45ｂ 摩擦板 46 液圧通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周に複数の内歯を有する内歯車と、 外周に内歯より歯数の少ない外歯を有し内歯車と噛み合
   う外歯車と、 外歯車を内歯車の中心軸線に対し所定偏心量で円運動可
   能に支持する複数のクランク軸と、 該複数のクランク軸を回転自在に支持するキャリアと、 クランク軸又は外歯車に回転を入力する入力手段と、を
   備え、 外歯車を内歯車の中心軸線廻りに偏心差動運動させるこ
   とにより内歯車又はキャリアから減速出力を取り出す偏
   心差動式減速機において、 前記入力手段が、 内歯車の中心軸線と同軸に配設された入力軸と、 入力軸に回転自在に支持された所定歯数の小歯車および
   これと噛み合うようクランク軸に同軸に固定された小歯
   車より歯数の多い大歯車からなる前段減速機構部と、 外歯車をクランク軸と同一の偏心量で円運動可能に支持
   するクランクカムと、 切換えにより入力軸の回転を小歯車とクランクカムとの
   うち何れか一方に選択的に伝達するクラッチ機構部と、
   を有することを特徴とする偏心差動式減速機。
2. 【請求項２】前記クラッチ機構部が、 入力軸の軸方向両側に摺動可能な状態でキャリアに支持
   され、キャリアとの間に外部からの導入液圧に応じて容
   積変化する圧力室を形成するピストンと、 入力軸および小歯車の間に介装されピストンからの押圧
   力を小歯車側に受けて入力軸および小歯車を回転方向一
   体に結合する第１摩擦要素と、 入力軸およびクランクカムの間に介装されピストンから
   の押圧力をクランクカム側に受けて入力軸およびクラン
   クカムを回転方向一体に結合する第２摩擦要素と、を有
   することを特徴とする請求項１記載の偏心差動式減速
   機。