JPH11287301A - 内接噛合式遊星歯車構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外歯１１２の偏摩耗を防止すると共に、加工
工数・部品点数の削減及び騒音低下を実現する。 【解決手段】 外歯歯車１１０（１１１）の歯数よりｎ
個（ｎは２以上の整数）の内歯歯車１０６を備えた内接
噛合式遊星歯車においてある特定の外ピンＰを基準とし
たときに、該特定の外ピンＰからｎの倍数番目に当る外
ピン群、（ｎの倍数−１）番目に当る外ピン群、（ｎの
倍数−２）番目に当る外ピン群、・・・、（ｎの倍数−
ｎ＋１）番目に当る外ピン群の数がほぼ一致するように
外ピンの組み込みを省略する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の減速機、あ
るいは増速機に適用するのに好適な、内接噛合式の遊星
歯車構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内接噛合式の遊星歯車構造に関す
る技術として、例えば図６に示すようなものが知られて
いる。以下、これについて説明する。

【０００３】図６はの内接噛合式遊星歯車減速機の一例
を示す断面図である。又、図７は、図６におけるVII −
VII 線に沿う断面図である。

【０００４】図６において、符号１２０で示すものは円
筒状のケーシングである。このケーシング１２０は、自
身を図示せぬ固定部材に固定するために、筒壁を軸方向
に貫通する複数のボルト挿通孔１２２を有している。ケ
ーシング１２０内の中心部には、図示しないモータによ
って回転駆動される入力回転軸１０２の先端が図中右側
から挿入されている。

【０００５】ケーシング１２０内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第１の支持ブロック（図中左側）１
２４と第２の支持ブロック（図中右側）１２６とが互い
に対向して配置されている（共に第２軸に相当）。第１
の支持ブロック１２４の外端面（左端面）は相手部材取
付面１２４a とされ、ケーシング１２０の左端面よりも
外に若干突き出ている。これら第１、第２の支持ブロッ
ク１２４、１２６は、それぞれ軸受１２８a 、１２８b
を介してケーシング１２０の内周に回転自在に支持され
ている。

【０００６】両支持ブロック１２４、１２６は、入力軸
１０２と平行に配した３本のキャリアピン１４０により
一体に連結・固定されている。キャリアピン１４０は、
両支持ブロック１２４、１２６の外周寄りの位置に配置
されており、入力軸１０２と同心の円周上に周方向に等
間隔で配設されている（図７）。

【０００７】キャリアピン１４０の先端面は、第１の支
持ブロック１２４の相手部材取付面１２４a と面一に露
出している。この露出した先端面の中心には、相手部材
固定用ボルト１３２をねじ込むためのねじ穴１３４が形
成されており、相手部材Ｐのボルト挿通孔に通したボル
ト１３２を、このねじ穴１３４にねじ込んで相手部材Ｐ
とキャリアピン１４０とを結合することにより、同時に
第１の支持ブロック１２４と第２の支持ブロック１２６
とが、所定の間隔で連結・固定されるようになってい
る。

【０００８】又、ケーシング１２０内には、３本の偏心
体軸（第１軸）１３６が入力回転軸１０２と平行に配設
されている。

【０００９】各偏心体軸１３６の第１の支持ブロック１
２４側には、伝動歯車１３８が取付けられている。

【００１０】入力回転軸１０２の先端に、前記各偏心体
軸１３６に固定した伝動歯車１３８と噛合するピニオン
１４２が形成され、これにより、入力回転軸１０２の回
転がピニオン１４２及び伝動歯車１３８を介して３本の
偏心体軸１３６に等しく分配されるようになっている
（図７参照）。

【００１１】一方、第１、第２の支持ブロック１２４、
１２６の間には、ケーシング１２０の内径よりやや小さ
い外径の円板状の２枚の外歯歯車１１０、１１１が軸方
向に並べて配置されている。

【００１２】以降、説明するにあたって２枚の外歯歯車
１１０、１１１のうち、一方の外歯歯車の外歯歯車１１
０を中心に説明する。

【００１３】内歯歯車１０６の内歯は外ピン孔１３０ａ
に係合した円柱状の外ピン１３０によって構成されてお
り、その数は外歯１１２の数より２歯だけ多く設定され
ている。なお、理解を容易にするため外ピン１３０は黒
く塗り潰してある。

【００１４】入力回転軸１０２の回転により偏心体軸１
３６の偏心部（偏心体）１３６ａが揺動回転するため、
外歯歯車１１０も揺動回転を行う。ところで、偏心体軸
１３６が１回転すると、外歯歯車１１０と内歯歯車１０
６との噛合位置が順次ずれて１回転するが、このとき外
歯１１２と外ピン１３０の歯数差Ｎの分だけ両歯車１１
０、１０６の位相がずれ、そのずれが外歯歯車１１０の
自転回転となってキャリアピン１４０を介して、第１、
第２の支持ブロック１２４、１２６に伝達される。

【００１５】例えば、外歯歯車１１０の外歯１１２の数
をｍ（図７では、ｍ＝７８となっている）、内歯歯車１
０６の外ピン（内歯）１３０の数をｍ＋２とした場合
（図７では、８０）、その歯数差Ｎは２である。入力回
転軸１０２により入力された回転は一旦伝動歯車１３８
により減速されて各偏心体軸１３６に伝達される。そし
て、各偏心体軸１３６が１回転する毎に、ケーシング１
２０に固定された内歯歯車１０６に対して歯数差分の２
歯分だけずれていく（自転する）ことになる。これによ
り、各偏心体軸１３６の１回転が第１、第２支持ブロッ
ク１２４、１２６の２／ｍの回転に減速・変換される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、内歯歯車１０６の内歯が外ピン１３０によっ
て構成されるタイプの内接噛合遊星歯車構造にあって
は、伝達効率の向上及び騒音の低減を図るためには、外
ピン１３０及び該外ピン１３０が係入される外ピン孔１
３０ａの高精度な加工は必須であるが、それでも外歯歯
車１１０に対する各外ピン１３０の位置は必ずしも均一
にならず、それによって該加工・組付け誤差に起因して
特定の外ピン１３０付近で摩擦抵抗が増大することがあ
るという問題があった。

【００１７】又、該外ピン１３０の数は、１個の減速機
当り数十以上にわたり、その加工及び組付けには多大な
労力と時間を要するため、低コスト化が実現しないとい
う問題があった。

【００１８】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、外ピン１３０の組込み数を削減
するという方法によって上述した問題を解決すると共
に、後述するように、それによって新たな不具合が発生
しないように考慮し、特に外ピンと外歯との間の摩擦を
低減させ、効率の良い動力伝達をし、又、加工工数・部
品点数の削減及び騒音低減を全て同時に達成することを
その課題としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介してこの第
１軸に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯
歯車と、該外歯歯車と噛合する共に外歯歯車の歯数より
２個だけ大きな歯数に設定され、且つ内歯歯車が円柱状
の複数の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、を備えた内接噛合式遊星歯
車構造において、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン
群のうち、ある特定の外ピンを基準としたときに、該特
定の外ピンから偶数番目に当たる外ピン群と、奇数番目
に当たる外ピン群のそれぞれの外ピン数がほぼ一致する
ように外ピンの組込みを省略したことにより、上記課題
を解決させることができる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、第１軸と、該第
１軸に設けた偏心体を介してこの第１軸に対して偏心回
転可能な状態で取り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車
と噛合する共に外歯歯車の歯数よりｎ個（ｎは２以上の
整数）だけ大きな歯数に設定され、且つ内歯が円柱状の
複数の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、を備えた内接噛合式遊星歯車
構造において、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群
のうち、ある特定の外ピンを基準としたときに、該特定
の外ピンからｎの倍数番目に当たる外ピン群、（ｎの倍
数−１）番目に当たる外ピン群、（ｎの倍数−２）番目
に当たる外ピン群、（ｎの倍数−３）番目に当たる外ピ
ン群、・・・、（ｎの倍数−ｎ＋１）番目に当たる外ピ
ン群の数がそれぞれほぼ一致するように外ピンの組込み
を省略したことにより、同様に上記課題を解決させるこ
とができる。

【００２１】このような内接噛合式遊星歯車減速機にお
いて、伝達効率の向上及び騒音低減、あるいはコスト低
減のために、できるだけ外ピン１３０と外歯１１２との
摩擦抵抗を少なくさせる方法として、外ピン１３０と外
歯１１２とが噛み合う際の両者の接触（滑り）をできる
だけ滑らかにさせるということが考えられる。

【００２２】しかしながら、外ピン１３０と外歯１１２
は、既にできるだけ摩擦抵抗が少なくなるように加工
（バフ仕上、鏡面仕上等）されており、これ以上の鏡面
化は、コストが非常に高くかかってしまう。

【００２３】そのため、他の方法として大きな回転トル
クを必要としない場合には、図８に示すように、外ピン
１３０を例えば１つ置きに挿入（図７の状態からは省
略）するようにすることが考えられる。この場合、全て
の外ピン孔１３０ａに外ピン１３０を設置した（組み込
んだ）場合（図７の状態）に比べて許容伝達能力は低下
するものの、該許容伝達能力の範囲においては、外ピン
１３０の数を半減できるため、（特に組付け誤差に起因
する）外ピンと外歯１１２との間の摩擦抵抗を減少で
き、低騒音且つ低コストの内接噛合式遊星歯車減速機が
達成できる。

【００２４】それは、例えば外ピンの数が８０であった
場合、仮に１割程度の外ピン１３０が他の外ピンに比べ
て外歯歯車側に（摩擦抵抗の増大に影響するほど）迫り
出して組付けられるとすれば、その数は８本ということ
になり、外歯歯車１１０はこの８本の外ピン１３０と噛
合する度に大きな摩擦抵抗を受けることになるが、外ピ
ン１３０の数を半減すれば単純計算で（摩擦抵抗の増大
に影響するほど）迫り出して組付けられるのは、同じ割
合とすれば４本となり、影響が半減するためである。

【００２５】しかしながら、図８のように、例えば１つ
置きに外ピン１３０の組込みを省略するようにすると、
以下に述べるような欠点が発生する恐れがある。

【００２６】図９は、図８のIX部の拡大図である。

【００２７】図９（Ａ）に示すように、外歯１１２をそ
れぞれａ′、ｂ′、・・・、ｉ′、・・・とし、外ピン
１３０をそれぞれＡ′、Ｂ′、・・・、Ｅ′・・・とす
る。

【００２８】このような状態において、外歯歯車１１０
が１回転すると、当然に外ピンＡ′、Ｂ′、・・・
Ｅ′、・・・は、内歯歯車１０６が不動であるため、不
動のままである。又、外歯歯車１１０は歯数差が２であ
るため、それぞれの外ピンとは２歯ずつずれる。このた
め、外ピンと外歯は、図９（Ｂ）のようになる。

【００２９】なお、ここでは外歯歯車１１０は左回転を
したが、これは回転入力軸１０２の回転方向によって決
定される。

【００３０】つまり、図９（Ａ）と図９（Ｂ）とでは、
図９（Ａ）で外ピンと噛み合っていた外歯（例えば
ａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、ｉ′、・・・）が外歯歯車１
１０の１回転後（図９（Ｂ））でも再度、それらの外歯
は、外ピンと噛み合うこととなる。即ち、外歯歯車がさ
らにもう１回転しても同様な結果となり、結果的に、外
歯歯車１１０が何回回転しても外ピン１３０と噛み合う
外歯は常に一定のもの（ａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、
ｉ′、・・・）となってしまう。換言すると、外ピンと
噛み合わない外歯は外歯歯車１１０が何回回転しても全
く噛み合うことがない。

【００３１】このようなことが生じてしまうと、当然に
一定の外歯（この例では、ａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、
ｉ′、・・・）のみが仕事をすることになり、そのそれ
ぞれの隣りにある外ピン１３０と全く噛み合わない外歯
（この例では、ｂ′、ｄ′、ｆ′、ｈ′、・・・）とは
摩耗の度合いが異なり、外歯１１２を偏摩耗させてしま
うことになる。つまり、外歯歯車１１０の寿命を短くし
てしまうこととなってしまう。

【００３２】そのため、本発明では、所定の規則に従っ
て外ピン１３０の組込みを省略することとし、外歯歯車
１１０が均等に摩耗できるようにして、その耐久性の向
上を図った。

【００３３】なお、請求項１は、内歯の数（省略する前
の外ピンの数：外ピン孔の数）と外歯の数の差が「２」
の場合について言及したものであり、請求項２は、請求
項１を含めて、歯数差と省略する外ピンとの関係をより
一般的に規定したものである。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明では、外ピンの組込みの省
略の仕方にその最大の特徴があり、この実施形態に係わ
る減速機自体の基本構造は、既に説明した従来のそれと
同様（歯数差が２）であるため、これについては重複説
明を省略する。

【００３５】この実施形態では、図８に示すように、１
つ置きに外ピン１３０の組込みを省略するのではなく、
図１に示すように、外ピン１３０を外ピン孔１３０ａに
対し２つ置きに２本ずつセットで省略するようにする。

【００３６】図１におけるII部の拡大を図２に示す。

【００３７】図２（Ａ）に示すように、個々の外歯１１
２をそれぞれａ、ｂ、ｃ、・・・ｉ、ｊ、・・・とし、
外ピンをＡ、Ｂ、・・・、Ｆ、・・・とする。

【００３８】前述したように、本実施形態の外歯の数と
内歯の数の差は「２」であるため、外歯歯車１１０が１
回転すると、それぞれの外歯は図２（Ｂ）のように２歯
ずつずれて外ピンと噛み合うようになる。

【００３９】即ち、図２（Ａ）で外ピン１３０と噛み合
っている外歯１１２（例えばａ、ｂ、ｅ、ｆ、ｉ、ｊ、
・・・）は、外歯歯車１１０が１回転した後の図２
（Ｂ）においては、外ピン１３０（Ａ、Ｂ、・・・）と
は噛み合わないことになる。逆に、図２（Ａ）で外ピン
１３０と噛み合っていなかった外歯１１２（例えば、
ｃ、ｄ、ｇ、ｈ、・・・）が外歯歯車１１０が１回転し
た後の図２（Ｂ）では外ピン１３０と噛み合うようにな
っている。

【００４０】次に、外歯歯車１１０がさらにもう１回転
すると、外歯１１２は２歯分更にずれるため、図２
（Ｃ）のような状態となり、再度図２（Ａ）のときに外
ピンと噛み合っていた外歯に（例えば、・・・ｅ、ｆ、
ｉ、ｊ、・・・）が外ピン１３０と噛み合うこととな
る。

【００４１】つまり、外歯１１２は外歯歯車１１０が１
回転する毎に外ピン１３０と噛み合うものを交互に変え
るようになり、結果的に全ての外歯１１２が外ピン１３
０と均一に噛み合うこととなる。

【００４２】なお、歯数差が２の場合には、このように
外ピン１３０を２つ置きに２本セットで外ピン孔１３０
ａに組込むようにするのが基本であるが、外ピン１３０
と外歯１１２の面圧に余裕がある（互いの強度が十分に
確保できる）場合には、図３に示すように、外ピン１３
０の２本セットを更に部分的に省略してもよい。

【００４３】又、全ての外ピン１３０が例えば２本セッ
トで規則正しく組込まれているものに限定されるもので
はなく、例えば、図５に示すように、ランダムに組込ん
でもよい。図５では、特定の外ピンＰから偶数番目にあ
たる外ピン（群）の総数は２０本で、奇数番目にあたる
外ピン（群）の総数も２０本であり、合計４０本の外ピ
ン１３０が８０の外ピン孔１３０ａにランダムに組込ま
れている。即ち、要は、規則的・不規則的に拘らず、内
歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンをＰと
した場合に、その特定の外ピンＰから偶数番目にあたる
外ピン群と、奇数番目にあたる外ピン群のそれぞれの外
ピン数がほぼ一致するように、ランダムに組込みを省略
すれば、図１に示すような方法と同様の効果が得られる
ようになる。省略本数の割合と許容伝達能力の低下の割
合は、ほぼ比例するため、要求に応じて適宜に省略本数
を設定すればよい。

【００４４】なお、前述したように、特定の外ピンＰか
ら偶数番目にあたる外ピン群の数と、奇数番目にあたる
外ピン群の数は厳密に完全に一致しなくても特に支障を
生じるものではないので、請求項においては「ほぼ一致
するように」と表記してある。

【００４５】本実施形態では、例として歯数差が２の例
を中心に説明してきたが、本発明は歯数差がｎ（ｎは２
以上の整数：但しｎ＝２は説明済み）の場合にも適用可
能である。以降、これについて更に詳しく説明する。

【００４６】前述した理論に基づけば、歯数差がｎの場
合は、図４（Ａ）のようにｎ個置きにｎ本の外ピン１３
０をセットで省略（あるいは組込む）のが最良である。

【００４７】ここで図４（Ｂ）に示すように、特定の外
ピンＰ′から１番目、２番目、・・・ｎ番目にあたる外
ピンをそれぞれＰ1 、Ｐ2 、・・・Ｐn 、・・・とし、
ｎの倍数番目にあたる外ピンをＰn 、Ｐ2n、Ｐ3n、・・
・とした場合、一廻りして戻ってくると前記特定の外ピ
ンＰ´はＰkn（ｎのk 倍番目）と表わすことができる。
それは、歯数差の倍数の外ピン（孔）数になっていない
と、歯形形状の関係で回転を継続できないためである。

【００４８】ここで、特定の外ピンＰ′からｎの倍数番
目にあたる外ピン群（Ｐn 、Ｐ2n、Ｐ3n、・・・Ｐk
n）、（ｎの倍数−１）番目に当たる外ピン群（図４
（Ｂ）では、Ｐn-1 、Ｐ2n-1、Ｐ3n-1、・・・Ｐkn-
1）、（ｎの倍数−２）番目にあたる外ピン群（図４
（Ｂ）では、Ｐn-2 、Ｐ2n-2、Ｐ3n-2、・・・Ｐkn-
2）、・・・、（ｎの倍数−ｎ＋１）番目にあたる外ピ
ン群（図４（Ｂ）では、Ｐ1 、Ｐn+1 、Ｐ2n+1、・・・
Ｐ（k-1 ）n+1 ）にそれぞれ属する外ピンの数が、それ
ぞれほぼ一致するように外ピン１３０の組込みを省略す
るとよい。

【００４９】この結果、外歯歯車の外歯１１２の偏摩耗
を防止しながら、外ピンの数を任意の数だけ作成でき
る。

【００５０】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、減速比をそのままの状態で、外ピンの個数を任意に
低減でき、しかも外歯の偏摩耗を防止できる。又、外ピ
ン１３０の個数を削減できることにより、加工工数及び
部品点数の削減に基づくコストの低減、更には伝達効率
の向上・騒音低減という優れた効果も得られるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る内接噛合式遊星歯車減速機の
主要な構成とした図６のＩ−Ｉ線に沿う断面図

【図２】図１におけるII部の拡大図

【図３】図１における変形例

【図４】本実施形態におけるｎ枚差歯形にした場合の図

【図５】本実施形態に係わる内接噛合式遊星歯車減速機
における他の実施形態

【図６】本実施形態及び従来技術に係る内接噛合式遊星
歯車減速機の主要部の内部を表わした断面図

【図７】図６におけるVII −VII 線に沿う断面図

【図８】図６におけるVIII−VIII線に沿う断面図

【図９】図８におけるIX部の拡大図

【符号の説明】

１０２…入力回転軸 １０６…内歯歯車 １１０、１１１…外歯歯車 １１２…外歯 １３０…外ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介し
   てこの第１軸に対して偏心回転可能な状態で取り付けら
   れた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する共に外歯歯車の
   歯数より２個だけ大きな歯数に設定され、且つ内歯が円
   柱状の複数の外ピン群によって構成された内歯歯車と、
   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、を備えた内接噛合式遊
   星歯車構造において、 前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特
   定の外ピンを基準としたときに、該特定の外ピンから偶
   数番目に当たる外ピン群と、奇数番目に当たる外ピン群
   のそれぞれの外ピンの数がほぼ一致するように外ピンの
   組込みを省略したことを特徴とする内接噛合式遊星歯車
   構造。
2. 【請求項２】第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介し
   てこの第１軸に対して偏心回転可能な状態で取り付けら
   れた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する共に外歯歯車の
   歯数よりｎ個（ｎは２以上の整数）だけ大きな歯数に設
   定され、且つ内歯が円柱状の複数の外ピン群によって構
   成された内歯歯車と、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、
   を備えた内接噛合式遊星歯車構造において、 前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特
   定の外ピンを基準としたときに、該特定の外ピンからｎ
   の倍数番目に当たる外ピン群、（ｎの倍数−１）番目に
   当たる外ピン群、（ｎの倍数−２）番目に当たる外ピン
   群、（ｎの倍数−３）番目に当たる外ピン群、・・・、
   （ｎの倍数−ｎ＋１）番目に当たる外ピン群のそれぞれ
   の外ピン数がほぼ一致するように外ピンの組込みを省略
   したことを特徴とする内接噛合式遊星歯車構造。