JPS63145841A - 減速機構 - 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〕 本発明は新規な減速機構、具体的にはハイポサイクロイ
ド型の２に−１−１型遊星歯車機構において少ない使用
歯車数でもって広範囲に任意の減速比を採択しうる減速
機構に関するものである。

）　〔従来の技術および発明が解決すべき問題点〕一般
にインボリュート内歯車の噛合いにおい）　　では、内
歯車とピニオンの歯数差が少ないときは、内歯車に特有
のトロコイド干渉が生じて歯車は回転できなくなる。こ
れに対し本発明者は先に内歯車とピニオンの歯数差が１
で、しかも噛合率が１以上であることを目的として、｛
０．０００２（α０゜＞２−０．０２５αｏ’＋１．５
２）　ｈ、　＋０．８　ＸＩ≧Ｘ２≧ｈＫ＋Ｘ１…（４
）ｈｘ 　＋Ｘｌ　＞Ｘ２≧｛０．０００７（α。’）ｌ−０．
０５α。。＋１．５０）　ｈ。

十〇、９５Ｘ＋…（５） を満足するように内歯車とピニオンの双方もしくはいず
れか片方を転位歯切りしであることを特徴とする転位イ
ンボリュート内歯車装置を発明し、今迄インボリュート
歯車では不可能とされていた歯数差１の内歯車装置を得
ることに成功した［特許第７３５９３２号（特公昭４７
−６８２号）および特許第８５６２７６号（特公昭５１
−２８７８１号）］。

そこで本発明者はこの歯数差１の内歯車装置の減速装置
への適用について検討した結果、第１図および第２図に
示される特定のハイポサイクロイド型の２に−Ｈ型遊星
歯車機構にのみ適用可能であり、これにより所期の成果
の得られることを見出し、更に研究の結果本発明に至っ
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の第１の発明は第１図に示す入力軸兼キャリアで
ある偏心軸上に歯数７１の１個の外歯遊星歯車が支持さ
れて該偏心軸上で回転し、この外歯遊星歯車は歯数７２
の内歯車に噛み合って上記偏心軸の回転に伴って遊星運
動するようにし、かつ上記の外歯遊星歯車の側面に歯数
７４の内歯車が固定され、この歯数７４の内歯車は出力
軸と一体の歯数７３の外歯車に噛み合っている遊星歯車
装置において、下記式（１）（２）％式％（３） （但し、式中Ｘ１．Ｘｚ、Ｘ：＋、Ｘ＋は夫々歯数Ｚ１
．Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４を有する歯車の転位係数を示す
。α０は工具圧力角を示す。

ｈ８は歯末のたけ係数（歯末のだけをモジュールｍで除
した値）を示す。） を満足すルヨうなＸｌ、Ｘ２　、Ｘ３　、Ｘ４　（７）
値を夫々歯数Ｚ１．Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４の各歯車の転
位係数とし、Ｚ２−２１　＝１．７４−２３　＝１であ
ることを特徴とする減速機構を要旨としており、又第２
の発明は第２図に示す入力軸兼キャリアである偏心軸上
に歯数７１の１個の外歯遊星歯車が支持されて該偏心軸
上で回転し、この外歯遊星歯車は歯数７２の内歯車に噛
み合って上記偏心軸の回転に伴って遊星運動するように
し、かつ上記外歯遊星歯車の側面に歯数７３の外歯車が
固定されこの歯数７３の外歯車は出力軸と一体の歯数７
４を有する内歯車に噛み合っている遊星歯車装置におい
て、下記式％式％（３） （但し、式中Ｘ１．Ｘ２．Ｘ３．Ｘ４Ｌｔ夫々歯数Ｚｔ
　、Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４を有する歯車の転位係数を示
す。α。は工具圧力角を示す。

ｈ８は歯末のたけ係数（歯末のだけをモジュールｍで除
した値）を示す。） を満足スルヨウなＸｌ、Ｘ２　、Ｘ３　、Ｘ４　（７）
値を夫々歯数Ｚ１．Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４の各歯車の転
位係数とし、Ｚ２−Ｚ＋　＝１．Ｚ４−２３　＝１であ
ることを特徴とする減速機構を要旨としたものである。

〔作　用〕

第１図と第２図はハイポサイクロイド型の２に−Ｈ型遊
星歯車機構を示すが、第１図および第２図において、内
歯車（歯数２２　）と外歯車（歯数Ｚ＋　）との中心路
１１Ａ１は次式で計算される。

但し、 …（７） 内歯車（歯数２４　）と外歯車（歯数２３　）との中心
距離Ａ２は次式で計算される。

但し、 …（９） いまＺ２−Ｚ＋　＝１．Ｚ４−２３　＝１とすると、い
ま（Ｘ２−ＸＩ　＞　＝　（Ｘ４−Ｘ３　）とすれば式
（１１）と（１３）よりα１−α２となり、したがって
式（１０）と（１２）よりＡ１＝Ａ２どなる。故にＺ２
−Ｚｌ　＝１．Ｚ４−２３　＝１．（Ｘ２−×１）＝（
ｘ４−ｘ３）とすればＡ１−Ａ２となるから入力軸と出
力軸を一直線上に保つことができる。

尚、上式における使用記号は次の通りである。

Ｚｌ、Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４　：それぞれの歯車の歯数 Ｘｌ、Ｘ２　、Ｘ３　、Ｘ４　　：歯車Ｚｔ　、　Ｚ２
　。

Ｚ３　、Ｚ４のそれぞれの転位係数 ｍ：歯車のモジュール αＣ：工具圧力角 α１　ニア２歯車と７１歯車との噛合い圧力角α２　ニ
ア４歯車と７３歯車との噛合い圧力角Ａ１：Ｚ２歯車と
７１歯車との中心距離Ａ２：Ｚ４歯車と７３歯車との中
心距離Ｃｏ二法線バックラッシ ｈ８　：歯末のたけ係数（歯末のたけをｍで除した値） ωｉ：入力軸の回転角速度 ω０　：出力軸の回転角速度 ｉｏ　：歯数比 η０　：キャリア固定の時の基準効率 η：減速機の効率 今前出の式（４）（５）を変形して次式（２）（３）を
得る。

そこで（Ｘ２−Ｘｌ）＝　（Ｘ４−Ｘ３　）で、かつ式
（１）（２）および（３）を満足するようなＸ＋　。

Ｘ２　、Ｘ３　、Ｘ４をそれぞれの転位係数とするよう
な歯車を用いた第１図および第２図の遊星歯車装置はＺ
２−２１＝１．２４−２３　＝１でトロコイド干渉のな
いしかも噛合率１以上で入力軸と出力軸を一直線上に保
つことができる。

この場合ピニオンＺ１と７３には切下げかあってはなら
ないから×１とｘ３は次式を満足しなければならない。

Ｘ１≧ｈＫ−ニア１ｓｉｎ２α。・（１４）Ｘ３　≧ｈ
ｘ　−１Ｚ３　５ｉｎ２　ａ。・（１５）また、ピニオ
ンＺ１と７３の歯先が尖ってはならないから歯先尖り限
界式の次式で得られるＸ＋　、Ｘ３より小さなＸｌ、Ｘ
３を採用しなげればならない。

タタ（、Ｂ　（（Ｘ）　＝　　　ｆｎＶ　（Ｘ　　ｆｎ
Ｖ　（１’。

ｔａｎα。

タタシＢ　（、、）　−！ｎＶ　（Ｘ　　！ｎＶ　（Ｘ
。

ｔａｎαＣ 第１図および第２図のハイポサイクロイド型の２に−Ｈ
型遊星歯車機構において遊星歯車機構の場合には歯数７
２の内歯車、歯数７４の内歯車および偏心軸のいずれか
１つが固定されるが、差動歯車機構の場合にはこれらは
いずれも非固定となる。

〔実施例〕

いま具体的応用例としてα。−２０’　、　ｈ、　＝１
（並歯の場合）について説明する。

式（２）より次式を得る １、１０−０．２　Ｘ１≧（Ｘ２−Ｘ＋　）≧０．７８
−０．０５Ｘ１−（１８） また式（３）より次式を得る １、１０−０．２　Ｘ３　≧（Ｘ４−Ｘ３）≧０．７８
−０．０５Ｘ　３…（１９）この式（１８）と（１９）
を図示すると第３図を得る。

いまこの図を用いて式（１８）を満足させるための×１
としてｘｌ−一〇、２とし、Ｘ２−Ｘ１＝０．９とすれ
ば式（１８）を満足するから歯数差１でトロコイド干渉
のない、しかも噛合率が１より大きい歯数７２と７１の
内歯車噛合いが得られ、コノ場合Ｘ２　＝Ｘ１＋（Ｘ２
−Ｘｌ）＝０．７となる。

そしＴＸ４−Ｘ３　　（−Ｘ２−Ｘ＋　）＝０．９　ト
しＸ３＝−０．３とすればＸ４　＝Ｘ３　＋（Ｘ４−Ｘ
３＞＝０．６となり、式（１９）を満足するからこのよ
うな歯数７４と７３の内歯車の噛合いでは歯数差が１で
トロコイド干渉がなくしかも噛合率が１より大きくなり
、入力軸と出力軸を一直線上に保つことが出来る。実際
にはこの他にＸｌは式（１４）　ト（１６）ヲ、×３は
式（１５）　ト（１７）を考慮して決定しなければなら
ない。

〔発明の効果〕

ところで、第１図の遊星歯車装置において、内歯車Ｚ２
を固定した時の減速比は次式で計算される。

しかるにＺ２−２１＝１．Ｚ４−２３　＝１であるから
次式を得る。

したがって、Ｚ＋　、Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４の４個の歯
車を用いることにより、１段で 辺り一−ユ〜−ユ ωｉ　　　１５　　４０（負号は入力軸と出力軸の回転
方向が反対であることを示す）を得ることができる。し
かもこの減速機の効率ηは次式で計算される。

１０−ηＯ ただしη０はキャリア固定の時の基準効率で、η０キ０
．９９ したがって、ηは８０％以上の高い効率となる。

いよ 免し＝ユ〜ユ ωｉ　　１５　４０ の減速比を、キャリア３分枝の普通形の２に一Ｈ型遊星
歯車装置機で得ようとすると、これらを２段直結にしな
ければならないから、歯車を１０個用いなければならず
、また３に型遊星歯車装置を用いるならば歯車は９個必
要となる（注２）。

（注１）両角宗晴、へ重島公部、平田幸古：最小歯数差
ハイポサイクロイド減速機の効率。

信州大学工学部紀要、３１Ｍ（昭４６−１２　）１１９
゜ （注２）有馬孝著　歯車減速機の基礎 パワー社（昭和５２年７月３１日発行）第２図の遊星歯
車装置において内歯車Ｚ２を固定した時の減速比は次式
で計算される。

しかるにＺ２−Ｚ＋　＝１．Ｚ４−２３　＝’ｌである
から次式を得る。

したがってＺｌ、Ｚ２　、Ｚ３　、Ｚ４の４個の歯車を
用いることにより１段で 肚＝ユ〜ユ ωｉ　　１３０１０００ を得ることができる。

いま 鮭−ユ〜ユ ωｉ　　１３０１０００ の減速比を、キャリア３分枝の普通形の２に一日型遊星
歯車減速機で得ようとするとこれらを３段直結にしなけ
ればならない為に歯車を１５個用いなければならず、ま
た３に型遊星歯車装置を用いるならばこれらを２段直結
しなければならないので歯車は１８個必要となる。（注
２）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１発明が適用されるハイポサイクロ
イド型２に−Ｈ型遊星歯車機構の説明図、第２図は本発
明の第２発明が適用されるハイポサイクロイド型２に−
Ｈ型遊星歯車機構の説明図、第３図は本発明の実施例を
示した（Ｘ２−ＸＩ　）　又ハ（Ｘ４−Ｘ３　）と×１
又は×３との関係を示した図表である。 ωｉ：入力軸の回転角速度 ω０　：出力軸の回転角速度 Ｚｌ　：歯数７１の外歯車 Ｚ２　：歯数７２の内歯車 Ｚ３　：歯数７３の外歯車 ７４　：歯数７４の内歯車 Ａ１　：内歯車Ｚ２と外歯車Ｚ１との中心距離Ａ２　：
内歯車Ｚ４と外歯車Ｚ３との中心距離ｘ１　：歯数７１
の外歯車の転位係数 Ｘ２　：歯数７２の内歯車の転位係数 Ｘ３　：歯数７３の外歯車の転位係数 Ｘ４　：歯数７４の内歯車の転位係数 第　１　図 １３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸兼キャリアである偏心軸上に歯数Ｚ＿１の
   １個の外歯遊星歯車が支持されて該偏心軸上で回転し、
   この外歯遊星歯車は歯数Ｚ＿２の内歯車に噛み合って上
   記偏心軸の回転に伴って遊星運動するようにし、かつ上
   記の外歯遊星歯車の側面に歯数Ｚ＿４の内歯車が固定さ
   れ、この歯数Ｚ＿４の内歯車は出力軸と一体の歯数Ｚ＿
   ３の外歯車に噛み合っている遊星歯車装置において、下
   記式（１）（２）および（３） Ｘ＿２−Ｘ＿１＝Ｘ＿４−Ｘ＿３…（１） ｛０．０００２（α＿ｃ°）＾２−０．０２５α＿ｃ°
   ＋１．５２｝ｈ＿Ｋ−０．２Ｘ＿１≧（Ｘ＿２−Ｘ＿１
   ）≧｛０．０００７（α＿ｃ°）＾２−０．０５α＿ｃ
   °＋１．５０｝ｈ＿Ｋ−０．０５Ｘ＿１…（２）｛０．
   ０００２（α＿ｃ°）＾２−０．０２５α＿ｃ°＋１．
   ５２｝ｈ＿Ｋ−０．２Ｘ＿３≧（Ｘ＿４−Ｘ＿３）≧｛
   ０．０００１（α＿ｃ°）＾２−０．０５α＿ｃ°＋１
   ．５０｝ｈ＿Ｋ−０．０５Ｘ＿３…（３）（但し、式中
   Ｘ＿１、Ｘ＿２、Ｘ＿３、Ｘ＿４は夫々歯数Ｚ＿１、Ｚ
   ＿２、Ｚ＿３、Ｚ＿４を有する歯車の転位係数を示す。 α＿ｃは工具圧力角を示す。 ｈ＿Ｋは歯末のたけ係数（歯末のたけをモジュールｍで
   除した値）を示す。） を満足するようなＸ＿１、Ｘ＿２、Ｘ＿３、Ｘ＿４の値
   を夫々歯数Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３、Ｚ＿４の各歯車の
   転位係数とし、Ｚ＿２−Ｚ＿１＝１、Ｚ＿４−Ｚ＿３＝
   １であることを特徴とする減速機構。
2. （２）入力軸兼キャリアである偏心軸上に歯数Ｚ＿１の
   １個の外歯遊星歯車が支持されて該偏心軸上で回転し、
   この外歯遊星歯車は歯数Ｚ＿２の内歯車に噛み合って上
   記偏心軸の回転に伴って遊星運動するようにし、かつ上
   記外歯遊星歯車の側面に歯数Ｚ＿３の外歯車が固定され
   この歯数Ｚ＿３の外歯車は出力軸と一体の歯数Ｚ＿４を
   有する内歯車に噛み合っている遊星歯車装置において、
   下記式（１）（２）および（３） Ｘ＿２−Ｘ＿１＝Ｘ＿４−Ｘ＿３…（１） ｛０．０００２（α＿ｃ°）＾２−０．０２５α＿ｃ°
   ＋１．５２｝ｈ＿Ｋ−０．２Ｘ＿１≧（Ｘ＿２−Ｘ＿１
   ）≧｛０．０００７（α＿ｃ°）＾２−０．０５α＿ｃ
   °＋１．５０｝ｈ＿Ｋ−０．０５Ｘ＿１…（２）｛０．
   ０００２（α＿ｃ°）＾２−０．０２５α＿ｃ°＋１．
   ５２｝ｈ＿Ｋ−０．２Ｘ＿３≧（Ｘ＿４−Ｘ＿３）≧｛
   ０．０００７（α＿ｃ°）＾２−０．０５α＿ｃ°＋１
   ．５０｝ｈ＿Ｋ−０．０５Ｘ＿３…（３）（但し、式中
   Ｘ＿１、Ｘ＿２、Ｘ＿３、Ｘ＿４は夫々歯数Ｚ＿１、Ｚ
   ＿２、Ｚ＿３、Ｚ＿４を有する歯車の転位係数を示す。 α＿ｃは工具圧力角を示す。 ｈ＿Ｋは歯末のたけ係数（歯末のたけをモジュールｍで
   除した値）を示す。） を満足するようなＸ＿１、Ｘ＿２、Ｘ＿３、Ｘ＿４の値
   を夫々歯数Ｚ＿１、Ｚ＿２、Ｚ＿３、Ｚ＿４の各歯車の
   転位係数とし、Ｚ＿２−Ｚ＿１＝１、Ｚ＿４−Ｚ＿３＝
   １であることを特徴とする減速機構。