JPS61153040A - 減速機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高減速比を有する重負荷用の減速機に利用す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、歯車減速機において、使用する歯車の数を少なく
し、しかも高減速比を得る減速機として特開昭５１−７
１４５９号あるいは１９６７年日本機械学会において発
表された減速機（ＪＳＭＥｌ　９６７　　ＳＥＭＩ−Ｉ
ＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＳＹＭＰＯ５ＩＵＭ）があ
る。

これらの減速機は、モータ等で駆動される入力軸に偏心
部を設け、この偏心部に外歯歯車を回転自在に取り付け
、この外歯歯車に内歯歯車を噛み合わせると共に、前記
外歯歯車に入力軸と平行に固定したピンを貫通させ、こ
のピンの貫通孔は、偏心部で揺動回転させられるときピ
ンの外周に沿って回る構成である。

この減速機は、内歯歯車を固定するとピンが出力軸とな
り（前記した１９６７年日本機械学会で発表された減速
機は、この形式である。）、ピンが固定されると内歯歯
車が出力となるものである。

この減速機の減速比は、内歯歯車と外歯歯車との歯数差
を分子とし、内歯歯車の歯数あるいは、外歯歯車の歯数
を分母とすることで決まる。

従って歯数差が１の時に最大の減速比となるものである
。

この減速機の内歯歯車、外歯歯車の歯形曲線としては、
ペリサイクロイド平行曲線の歯形、円弧曲線歯形が用い
られるが、これらの歯形は、噛み合い圧力角を小さな値
にできないので、負荷伝達時の軸方向の負荷が大きくな
る欠点を有する。

上記の歯形曲線以外に、噛み合い圧力角を小さくし得る
歯形曲線としてインボリュート曲線を用いた減速機があ
る。この減速機は、理論噛み合い率を１以上にするため
の転位を行なわず、噛み合い時のトロコイド干渉をさけ
るため低歯にすることで理論噛み合い率が１以下となっ
たものであるが、実際の噛み合い回転にはさしつかえな
いものが提案された（この減速機が、１９６７年日本機
械学会において発表されたものである。）〔発明が解決
しようとする問題点〕 上述した、インボリュート曲線の歯形の減速機の内歯歯
車と外歯歯車との噛み合い状態を第４図に示す。

第４図において、入力軸４は、本体（第１図参照）に回
転自在に保持され、偏心部４ａを有する。

この偏心部４ａは、外歯歯車３が回転自在に取り付けで
ある。外歯歯車３は、本体に固定されるピン９ｎ−１〜
９ｎ−８が貫通すると共に、内歯歯車６と噛み合う。内
歯歯車６は、出力側となるものである。なお、内歯歯車
６の歯６ｎと外歯歯車３の歯３ｎの歯数差は１としてあ
り、内歯歯車６の歯を転位せず、外歯歯車３は、バック
ラッシュを得る分だけ転位し、歯６ｎ、３ｎの歯丈はト
ロコイド干渉を生じないように超低歯としである。

前記低歯は、偏心部４ａが入力軸によって回転させられ
、外歯歯車３の歯３ｎ−１と内歯歯車６の歯６ｎ−１と
が噛み合っているとき、歯３ｎ−１１と歯６ｎ−１２と
がトロコイド干渉を生じない歯丈とし、この時の伝達ト
ルクをＡ、とする。

すると、歯６ｎ−１と３ｎ−１との接触面には、第３図
（ａ）に示すように、伝達トルクＡ、に相当する力１２
Ｔが作用するとし、圧力角をα、ピッチ点Ｐの半径をＲ
１とする。すると前記力１２Ｔの分力１２Ｔ、、１２Ｔ
２は、次の式（１）、　（２）で表わされる。

１２　Ｔ＋　　＝Ｓｉｎ　αＸ　１２　Ｔ　　　　（１
）１２　Ｔｚ　＝Ｃｏｓ　αＸ１２Ｔ　　　−（２）ま
た、伝達トルクＡｌを伝達するときに生じる各ピン９ｎ
−５〜９ｎ−８の各々に作用する力をａ、＃ａ４としそ
の総計をＡとし、その総計Ａが作用する作用点をＲＺと
すれば式（３）が成立する。

１２ＴＺ　ＸＲＩ　＝ＲＺ　ＸＡ　　　−（３１そうで
あるから外歯歯車３をラジアル方向へ押圧する力ＲはＲ
＝　（１２Ｔ＋　＋Ａ）”　　（１２７２）”となる。

（第５図参照）すると力Ｒは、圧力角αが大きくなれば
、増加する。

さて、外歯歯車３と入力軸４との間には、複数の軸受（
ベアリング）が設けられるものである。

従って、外歯歯車３に、前記の力Ｒ，Ａが作用すると、
入力軸、軸受の撓み及び各部品間の隙間、製作誤差の総
計骨だけ偏心量が現象する。従って、定格トルクＡ、に
よって、前記力Ｒ，Ａが作用し偏心量が減少しても、歯
３ｎ−１１と６ｎ−１２との干渉を生じないように、そ
の歯丈を減少させる必要がある。

以上のとおりであるから、従来の減速機は、伝達トルク
が最初に相定したＡ、の値より小さいＡ。であれば、変
形量も少なく、トロコイド干渉を起さず作動するが、伝
達トルクＡ、より大きいＡ２の値になるとトロコイド干
渉を生じるので、さらに低歯とする必要がある。（なお
、偏心部４ａの偏心量の変化に対して外歯歯車３の外径
の減少は・１３倍程度となる。）従って大トルク伝達用
にすれば、その分外歯歯車の外径を減少する必要があり
、面圧が大きくなる。従って大トルクの伝達ができない
欠点を有する。

本発明は、上記の問題点を完結するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

内歯歯車に、入力軸の偏心部で揺動回転させられ、前記
入力軸と平行に固定したピンが貫通する外歯歯車を噛み
合わせ、前記内歯歯車と外歯歯車との歯数差を１枚とす
ると共にその歯をインボリュート曲線で形成し、前記内
歯歯車あるいはピンを出力側に連結する減速機において
、前記偏心部の偏心量を、モジュールの半分の値に、最
高定格トルクが作用したときの変形量と各部品間の隙間
の総計と、製作誤差の総計とを加えた値にすると共に、
前記内歯歯車と外歯歯車とは、無負荷時において回転可
能なバックラッシュを有し、その歯先円径は、歯形修正
を加えないで干渉しない値としたものである。

〔作用〕

上記の手段を有する本発明は、インボリュート歯形で少
数差の内歯歯車と外歯歯車とを噛み合わせるため、その
歯面がほぼ同じ曲率となるものである。従って、その偏
心部の偏心量を最大定格トルク伝達時の部品の変形、部
品間の隙間及び加工誤差の総計を加えた値にして、その
歯丈を定めればよいものであるから、最大定格トルク伝
達時にその負荷を伝達するために必要な噛み合い歯丈を
得るものである。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜第１図（Ｃ）は、本発明の一実施例であ
る。

減速機の縦断面を示す第１図において、ｌは、本体で、
入力軸４と、内歯歯車６とが回転自在に保持されると共
に、前記入力軸４に回転を与えるモータを取り付けた機
体５に固定される。

６は、内歯歯車で、前記本体１にベアリング６ａを介し
て回転自在に取り付けられると共に、他端は蓋７で閉鎖
される。またその外側には、クローラ等に連結するスプ
ロケット８が取り付けである。

外歯歯車３．４は、本体１に固定したキャリアピン９ｎ
−１〜９ｎ−８が貫通し、前記入力軸４（Ｄ偏心部４　
ａ　、　　４　ｂにベアリングを介して取り付けてあり
、各々前記内歯歯車６の歯６ｎに噛み合う歯３ｎ、４ｎ
を有する。

前記外歯歯車３と４とは、第１図（ａｌのＡ−Ａ及びＢ
−Ｂの各々の断面を示す第１図（ｂ）、第１図（Ｃ１に
示すように１８０°相違する位置で内歯歯車と噛み合わ
せると共に、噛み合い位置を半ピツチ相違させである。

すなわち、噛み合い位置を１８０°相違させることで負
荷伝達時、入力軸４に作用する力の相殺を行う。また、
噛み合い位置を半ピツチ相違させることで、噛み合い率
を１に近似させたものである。

前記内歯歯車６と外歯歯車２．３の歯数差を１とすると
共に、その歯形曲線にインボリュート曲線を用い、その
歯丈は、トロコイド干渉をさけるため低歯としである。

また、外歯歯車２．３を揺動回転させる偏心部４ａ、４
ｂの偏心量Ｅ−ｍ／２＋δ１　＋δｔ　　（ｍはモジュ
ール、δ、は最大定格トルクが作用したとき各軸受のた
わみ量と部品間の隙間総計、δ２は機械加工の加工誤差
の総計である。）としてあり、歯２ｎ、３ｎと歯６ｎと
の間には、無負荷時に回転可能な分だけのバックラッシ
ュを設けである。また、外歯歯車２，３の歯先円径Ｒ３
及び内歯歯車６の歯先円径Ｒ６は、歯３ｎ、６ｎに修正
を加えずに（第３図（ｂｌの破線Ｒに示す歯の干渉をさ
けるため歯形の修正をせずに）歯３ｎと６ｎの干渉を生
じない値にしである。

上記の実施例において、入力軸４が矢印Ｂ方向に回転さ
せられると、歯６ｎ−１と３ｎ−１及び歯６ｎ−１’と
３ｎ−１’との噛み合いにより、スプロケット８に作用
する負荷に対向するものであるが、このとき、スプロケ
ット８へ伝達すべきトルクが最大定格トルクになると偏
心量Ｅ７５＜ｍ／２となり、歯面でのすべりがほとんど
なくきわめて効率のよい動作を行うものである。

すなわち、歯６ｎ−１と３ｎ−１との噛み合い部を示す
第２図（ａ）は、スプロケット８に作用する負荷が、最
大定格トルクより小さい状態を示すもので、偏心部４ａ
、４ｂの偏心ＩＥを多くした値だけ、内歯歯車６のピッ
チ円Ｐ６と外歯歯車２゜３のピッチ円Ｐ、とは一致せず
、その噛み合いにすべりを生じる。しかし、スプロケッ
ト８に作用する負荷が最大定格トルクに近づくにつれ、
ピッチ円Ｐ、とＰ３とが接近し、その分すべりが減少し
最大定格トルクで、すべりがＯとなるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、上記の構成、作用を有するものであるから以
下の効果を有する。

従来の技術の問題点は、インボリュート曲線を用いるこ
とがその主要因であるとして、円弧歯形を改良する発明
が特開昭５１−７１４５９号として提案された。

この発明は、円弧歯形の欠点である大きな圧力角を小さ
くして軸方向の分力を小さくする。その結果、噛み合い
時にエッヂ当りとなるが、これをさけるため偏心量を増
加する手段を有するものである。　この発明では、偏心
量を増加することで、歯面の接触面に立てた共通法線が
あらゆる噛み合い位置でピッチ点を通る条件が（共役性
）失われる。　そのために、一定速度で入力軸を回転さ
せても、出力側の回転は、角速度変化をきたす欠点を有
する。

この点本発明は、その歯形曲線にインボリュート曲線を
用いるものであるから偏心量の増加により、共役性が失
われずなめらかな回転を得る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例の減速機の縦断面図
。第１図（ｂｌは、第１図（ａｌのＡ−Ａ断面図、第１
図（０）は、第２図（ａ）のＢ−Ｂ断面図。第２図（ａ
）。 （ｂ）は、本発明の減速機の内歯歯車と外歯歯車の噛み
合い状態の説明図。第３図（ａ）、　（ｂ）は、第４図
に示した従来の減速機の内歯歯車と外歯歯車との噛み合
い状態の説明図。第５図は、力の作用説明図。 １一本体　２，３−外歯歯車　４−人力軸５−機体　６
−内歯歯車　７・−蓋 ４ａ、４ｂ・−偏心部 １０ａ、１０ｂ、ｌｌａ、１１ｂ−・−ベアリング５ｎ
、３ｎ・−歯 出願人：日本エヤーブレーキ株式会社 第）図（ｂ） 第１図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内歯歯車に、入力軸の偏心部で揺動回転させられ
   、前記入力軸と平行に固定したピンが貫通する外歯歯車
   を噛み合わせ、前記内歯歯車と外歯歯車との歯数差を１
   枚とすると共にその歯をインボリュート曲線で形成し、
   前記内歯歯車あるいはピンを出力側に連結する減速機に
   おいて、前記偏心部の偏心量を、モジュールの半分の値
   に、最高定格トルクが作用したときの変形量と各部品間
   の隙間の総計と、製作誤差の総計とを加えた値にすると
   共に、前記内歯歯車と外歯歯車とは、無負荷時において
   回転可能なバックラッシュを有し、その歯先円径は、歯
   形修正を加えないで干渉しない値とした減速機。