JPH11287300A

JPH11287300A - 内接噛合遊星歯車構造の増減速機

Info

Publication number: JPH11287300A
Application number: JP8733798A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Tanaka; 秀佳田中
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP3847948B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内歯歯車の外径を大きくさせずに、又ケーシ
ング等の大型部品を減速比毎に用意する必要がなく、外
ピンの軸方向の長さ、及び径方向の長さ（太さ）の異な
る複数種の外ピン（より太い外ピン）を選択的に収納・
支持可能にする。【解決手段】複数の外ピンＳ、Ｊを支持するべく、第
１、第２ケーシング１２ａ、１４ａの外ピンＳ、Ｊの端
を押さえる部位に段差部２０ａ、２０ｂを形成をし、こ
の段差部２０ａ、２０ｂを利用して、該段差２０ａ、２
０ｂに見当たった大きさの外ピンＳ、Ｊを、内歯歯車１
０、第１、第２ケーシング１２ａ、１４ａによって形成
される空間に選択的に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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み込まれた外歯
歯車と、該外歯歯車が内接噛合し、その内歯としての外
ピンを有する内歯歯車と、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の増減速機に関す
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４に示す。なお、図
７は図４におけるVII −VII 線に沿う断面図である。こ
の従来技術は、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には所定位相差（この例では１８
０°）をもって偏心体３ａ、３ｂが嵌合されている。な
お、偏心体３ａと３ｂは一体化されている。それぞれの
偏心体３ａ、３ｂには軸受４ａ、４ｂを介して２枚の外
歯歯車５ａ、５ｂが取付けられている。この外歯歯車５
ａ、５ｂには内ローラ孔６が複数個設けられ、内ピン７
及び内ローラ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
ａ、５ｂ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５ａ、５ｂの滑りに分散）させるた
めである。

【０００６】前記外歯歯車５ａ、５ｂを貫通する内ピン
７及び内ローラ８は、出力軸２のフランジ部に固着又は
嵌入されている。

【０００７】外歯歯車を２枚（複列）にしているのは、
主に伝達容量の増大、強度の維持、回転バランスの保持
を図るためである。

【０００８】前記外歯歯車５ａ、５ｂの外周には、トロ
コイド歯形や円弧歯形等の外歯９ａ、９ｂが設けられて
いる。この外歯９ａ、９ｂはボルト１８とナット１６に
よって連結される入力軸１側の第１ケーシング１２と出
力側の第２ケーシング１４に固定された内歯歯車１０と
内接噛合している。なお、ケーシングと内歯歯車が初め
から一体化され、内歯歯車の外周がそのままケーシング
を兼ねるように設計されることもある。

【０００９】内歯歯車１０の内歯は具体的には外ピン１
１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。

【００１０】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３ａ、３ｂが１回転する。偏
心体３ａ、３ｂが１回転すると、外歯歯車５ａ、５ｂ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５ａ、５ｂ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。

【００１１】今、例えば外歯歯車５ａ、５ｂ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５ａ、５ｂはケーシング１２に固定された内歯歯車１
０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。

【００１２】この外歯歯車５ａ、５ｂ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。

【００１３】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。

【００１４】なお、この従来技術では、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。

【００１５】又、この従来技術では第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も公知である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の内接噛合遊星歯車構造の増減速機では、減速比
を変更する際に以下のような問題があった。

【００１７】第１の問題として、減速比を変更する場合
には、当然に、外ピン１１の個数、及び、サイズ（太
さ）を変える必要があり、それに応じて内歯歯車１０及
び外歯歯車５ａ、５ｂを減速比毎に別途用意する必要が
あり、部品点数が多くなって、管理が大変であった。
又、内歯歯車１０は部材自体が大きいため（該内歯歯車
がケーシング兼用の場合は特に）、減速比ごとに、外ピ
ン孔の異なる種類を用意するというのは在庫コスト的に
も高くつき、保管スペースも広くとってしまっていた。

【００１８】第２の問題としては以下のことがあげられ
る。

【００１９】例えば低減速比を得たいときには、一般に
外ピン１１の本数を減らすと共に、太くさせる必要があ
る。しかしながら、内歯歯車１０の外径を変えずに外ピ
ン１１を大きくしようとすると、内歯歯車１０自体の半
径方向の肉厚が外ピン孔の部分で非常に薄くなることか
ら剛性の確保が難しくなるという問題がある。つまり、
内歯歯車１０の外径を変えずにという制限が無ければ
（内歯歯車１０の外径を大きくすれば）、さらに太い外
ピン１１を設置することも可能であるが、内歯歯車１０
の外径を一定の（大きくしない）ままでは、外ピン１１
の太さの設定に限界があり、従って、入力軸１から出力
軸２への許容伝達能力を増大させるには、外ピン１１の
材質を変更するか内歯歯車（あるいはこれと一体のケー
シング）の半径方向の肉厚を厚く確保する以外になく、
内径側に肉厚を増大するのは難しいことから、外径が大
型化せざるを得ないという状態となっていた。

【００２０】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、複数の減速比を達成可能としな
がら、部品点数の削減、外ピンの曲げ強度及び面圧強度
の向上、それに伴う回転トルクの許容伝達能力の向上を
図り、なお且つ全体の小型化を維持することのできる内
接噛合遊星歯車構造の増減速機を提供することをその課
題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、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み
込まれた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合し、その内
歯としての外ピンを有する内歯歯車と、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の増減
速機において、前記内歯歯車の前記外ピンを支持する部
分に、軸方向の長さ及び径方向の長さの異なる複数種の
外ピンを、選択的に収納・支持可能な段差部を形成した
ことにより、上記課題を解決したものである。

【００２２】請求項２の発明は、前記段差が、径の太い
外ピンの方が、径の細い外ピンより半径方向内周側に収
納されるように形成されていることにより、同様に上記
課題を解決したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２４】本発明は、「従来技術」で説明した図４の
内接噛合遊星歯車構造の増減速機のそれに対し、外ピン
の収容構造、即ち図４の矢印II付近以外は全く同様であ
る。よって重複説明は省略する。

【００２５】ここで、本実施形態を説明する前に、従来
技術と本実施形態との比較対照のため簡単に図２（Ａ）
について先ず説明する。

【００２６】図２（Ａ）は従来技術の第１、２ケーシン
グ１２、１４、外歯歯車５ａ、５ｂ、外ピン１１を表し
た図４の矢印II部分の拡大図である。

【００２７】図２（Ａ）では軸方向の長さ（以後、横幅
という）ｌ、径方向の長さ（以後、太さという）ｄの外
ピン１１が、外ピン横幅ｌより長い横幅ｌ₀（ｌ₀＞
ｌ）の外ピン孔１３内に遊嵌されている（外ピン１１は
ｌ₀−ｌだけの軸方向に動作可能な余裕空間がある）。
ここで、仮に減速比を変更したり伝達許容能力を変更し
たりするために、外ピン１１の太さｄ又は横幅ｌのどち
らか一方でも変更させると、それに応じて第１、２ケー
シング１２、１４、及び内歯歯車１０のいずれをも変更
しなければならなかった。

【００２８】しかも、もし内歯歯車１０の外径寸法Ｄを
不変に維持、即ち、第１、第２ケーシング１２、１４を
不変に維持しようとした場合には、内歯歯車１０の外ピ
ン孔１３の存在する部分の肉厚ｈを確保するため、及び
第１、第２ケーシング１２、１４の円環状の突起部１
５、１７の位置が不変となるため、外ピン１１の太さｄ
の変更可能な範囲は極めて限定された。

【００２９】そのため、本実施形態では、第１、第２ケ
ーシング１２ａ、１４ａを不変としながら（太さ、及び
横幅の大きく異なる）複数の種類の外ピンに対応するこ
とのできるような構造を実現させるため、図２（Ｂ）よ
うな構造を採用している。

【００３０】図２（Ｂ）において、従来外ピン１１が外
歯歯車５ａ、５ｂと接していた（入力軸１、出力軸２の
軸心側）の面を１１c とし、その面１１c の両端部にお
ける第１、２ケーシング１２ａ、１４ａのコーナ部を
Ａ、Ｂとする。本実施形態では、そのコーナ部Ａ、Ｂに
対し互いに外歯歯車５ａ、５ｂ側にｍ１だけ外ピン１１
の軸方向中心側に入ったＣ、Ｄのところから、入力軸１
（あるいは出力軸２）の軸心方向に掘り下げる状態にし
て深さｎの溝２１を形成し、結果として段差部２０ａ、
２０ｂを設けるようにしている。

【００３１】換言すると、外ピンの横幅ｌからｍ１×２
を差し引いた長さｔと入力軸１（及び出力軸２）の軸心
方向への長さｎの突出部Ｐ（ｔ×ｎ）を形成するように
する。

【００３２】このような段差部２０ａ、２０ｂ（突出部
Ｐ）を形成することによって、図１（Ａ）、（Ｂ）に示
すように、太いサイズの外ピンＪと従来型と同じ細いサ
イズの外ピンＳのように、それぞれ太さと横幅の異なる
外ピンが、それぞれ第１、２ケーシング１２ａ、１４ａ
の形状そのものを変更せずにそのまま選択的に設置可能
となる。なお、外ピンＪにした場合の外歯歯車は、当然
に外ピンの太さに応じた外歯歯車５ａ′、５ｂ′に変更
するようにする。また、図３（Ａ）、（Ｂ）は、この段
差部２０ａ、２０ｂを形成させた状態で、それぞれ太い
外ピンＪと細い外ピンＳを設置した場合の全体構成を表
す断面図であり、図６は図３（Ａ）のVI−VI線に沿う断
面図である。

【００３３】なお、この段差部２０ａ、２０ｂを形成す
る際に、本実施形態では第１、２ケーシング１２ａ、１
４ａのコーナ部Ａ、Ｂからそれぞれ長さｍ１のところか
ら行ったが、この長さｍ１は当然に、外ピンＳと外歯歯
車５ａ′、５ｂ′の外歯９ａ′、９ｂ′とが互いに噛合
可能な長さに設定しなければならない。つまり、ｍ１を
大きくとりすぎて段差部２０ａ、２０ｂ間の突出部Ｐの
軸方向長を大きくし過ぎてしまうと、外ピンが外歯９
ａ′、９ｂ′と噛合しなくなってしまうため、これを考
慮してｍ１を設定しなくてはならない。又、第１、２ケ
ーシング１２ａ、１４ａのコーナ部Ａ、Ｂからのそれぞ
れ長さｍ１は同一にしたが、外ピンＳと外歯９ａ′、９
ｂ′とが互いに確実に噛合すれば、ケーシング１２ａ、
１４ａの形状等の要請より、特に同一でなくてもよい場
合がある。

【００３４】又、この実施形態では段差部２０ａ、２０
ｂを太い外ピンＪと細い外ピンＳの２種類のみが設置で
きるように形成したが、図５に示すように、段差部２０
ａ、２０ｂの他に、さらに第１、２ケーシング１２ｂ、
１４ｂのコーナ部Ａ、Ｂからそれぞれ長さｍ２、ｍ３、
・・・のように複数の段差部２０ａ２、２０ｂ２・２０
ａ３、２０ｂ３、・・・を設けるようにしても良い。な
お、この場合も外ピンの太さに応じた外歯歯車５ａ´
´、５ｂ´´を選択するようにする。

【００３５】このようにすることで、太さ（種類）の異
なる外ピンを収納できるバリエーションがさらに広が
る。

【００３６】又、収納する外ピンが大きくても、該外ピ
ンはより半径方向内周側に収納されるため、内歯歯車１
０の外径を大きくしないで済み、従って、内歯歯車１０
の剛性を損なうことなく、今までよりも太さの太い外ピ
ンを選択・収納でき、外ピンの曲げ強度及び面圧強度を
上げることができる。それに伴い、減速機の全体外形を
大きくすることなく回転トルクの許容伝達容量を向上が
でき、さらに設計自由度の向上も達成でき、減速比毎に
用意する部品、特にケーシングのような大型部品の種類
を低減できる。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれば
内歯歯車の外ピンを支持する部分に、軸方向の長さ、及
び径方向の長さの異なる複数種の外ピンを、選択的に収
納・支持可能な段差部を形成したことにより、減速機の
外形を大きくすることなく外ピンの曲げ強度及び面圧強
度を上げることができ、それに伴い、回転トルクの許容
伝達容量を向上ができる。又、設計自由度の向上も実現
できる、減速比毎に用意する部品の種類を低減できると
いう効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の要部を表わす図

【図２】図４におけるII部付近に相当する拡大図

【図３】本実施形態を適用した場合の全体構成を表わす
図

【図４】従来の技術及び本実施形態の全体構成を表わす
図

【図５】本発明の他の実施形態を表す図２（Ｂ）に相当
する拡大図

【図６】図３（Ａ）におけるVI−VI線に沿う断面図

【図７】図４におけるVII −VII 線に沿う断面図

【符号の説明】

１…入力軸２…出力軸５ａ、５ｂ、５ａ′、５ｂ′、５ａ´´、５ｂ´´…外
歯歯車６ａ、６ｂ…内ローラ９ａ、９ｂ…外歯１０…内歯歯車１２、１２ａ、１２ｂ…第１ケーシング１４、１４ａ、１４ｂ…第２ケーシング２０ａ、２０ｂ…段差部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
可能な状態で組み込まれた外歯歯車と、該外歯歯車が内
接噛合し、その内歯としての外ピンを有する内歯歯車
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の増減速機において、前記内歯歯車の前記外ピンを支持する部分に、軸方向の
長さ及び径方向の長さの異なる複数種の外ピンを、選択
的に収納・支持可能な段差部を形成したことを特徴とす
る内接噛合遊星歯車構造の増減速機。
【請求項２】請求項１において、前記段差が、径の太い外ピンの方が、径の細い外ピンよ
り半径方向内周側に収納されるように形成されているこ
とを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の増減速機。