JPS63145842A - 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−Ｈ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ては、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ｉこ内歯車とピニオンの歯数差が２で、しか
も噛合率が１以上であることを目的として、（−０，０
１９α。’＋１．６６）　ｈ、　＋〇、９０Ｘ１≧Ｘ２
≧（０，０００８（αｃ’＞　２−０．０５７　α。’
＋１．３３）　ｈ、　＋０．８７５　Ｘｌ−（４）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２の内歯車装置を得るこ
とに成功した［特許第８５６２７７＠　（特公昭５１−
２８７８２号）］。

そこで本発明者はこの歯数差２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−１−１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．Ｘ２　、Ｘ３　、Ｘ４は夫々歯数Ｚ
１．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。） を満足するような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−Ｚ１＝２．Ｚ４−２３−２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−〇　− は出力軸と一体の歯数７４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　、Ｘ４は夫々歯数Ｚ
１．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。） を満足するような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−Ｚｌ　＝２．　Ｚ４−２３−２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２１）との中心距離
Ａ１は次式で計算される。

但し、 ・・・（６） 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、 ・・・（８） いまＺ２−Ｚｌ　＝２．２４−２３　＝２とすると、い
ま（Ｘ２−Ｘｌ）＝　（Ｘ４−Ｘ３　）とすれば式（１
０）と（１２）よりα１＝α２となり、したがって式（
９）と（１１）よりＡ１＝Ａ２となる。故にＺ２−２１
＝２．Ｚ４−Ｚ３　＝２．（Ｘ２−Ｘｌ）＝　（Ｘ４−
Ｘ３　）　とすればＡ＋　＝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Ｚ１．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　：
Ｚ４歯車と７３歯車との噛合い圧力角ＡＩ：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Ｃｎ二法線バツクラツシ ｈＫ　：歯末のたけ係数（歯末のだけを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）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Ｘｌ。

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−Ｚｌ　＝２．Ｚ４−２３　＝２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７１と７３には切下げがあってはなら
ないからＸｌと×３は次式を満足しなければならない。

×１≧ｈＫ−ユＺ１ｓｉｎ２α。・（１３）Ｘ３≧ｈ、
−ユＺ３ｓｉｎ２α。・（１４）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Ｘｌ、Ｘ３より小さなＸｉ　、Ｘ３を採用
しなければならない。

タタ（、、Ｂ　（ＣＸ）　−ＩｎＶ　（Ｘ　　！ｎＶ　
α。

ｔａｎαＣ タタシＢ　（Ｏｔ）　＝　　　！ｎＶ　Ｃｋ’　　！ｎ
Ｖ　（ＸｃｔａｎαＣ 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°、ｈＫ−１（並歯
の場合）について説明する。

式（２）より次式を得る １、２８−０．１　Ｘｉ≧（Ｘ２−Ｘｌ）≧０．５１−
０．１２５　Ｘｌ・・・（１７）また式（３）より次式
を得る １、２８−０．１　Ｘ３　≧（Ｘ４−ｘ３＞≧０．５１
−０．１２５　Ｘ３・・・（１８）この式（１７）と（
１８）を図示すると第３図を得る。

いまこの図を用いて式（１７）を満足させるためのＸｌ
とＬＴＸｌ−−０，２、！：Ｌ、Ｘ２−Ｘ１＝０．７と
すれば式（１７）を満足するから歯数差２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７
１の内歯車噛合いが得られ、コノ場合Ｘ２　＝Ｘ１＋（
Ｘ２−Ｘｌ）＝０．５となる。

そして×４−ｘ３　（＝ｘ２−ｘ１）＝０．７としＸ３
　＝−０，３とスレばＸ４　＝Ｘ３　＋（Ｘ４−Ｘ３）
−０，４となり、式（１８）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２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
この伯にｘｌは式（１３）と（１５）ヲ、Ｘ３は式（１
４）と（１６）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−Ｚ＋　＝２．Ｚ４−２３　＝２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 笠し＝−ユ〜−ユ ωｉ　　　７　　２０（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、ηＯ＃０
．９９ したがって、ηは９０％以上の高い効率となる。

いま 辺し＝ユ〜ユ ω１７１０ の減速比を、キャリア３分枝の普通形の２に一Ｈ型遊星
歯車減速機で得ようとすると、歯車を５個用いなければ
ならず、また 免し−ユ〜ユ ωｉ　　１０　２０ の減速比を得るには、普通形の２に−１−１型遊星歯車
装置を２段直結にしなければならないから歯車が１０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、３１号（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Ｚ２−２１＝２．Ｚ４−２３　＝２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 を得ることができる。

いま 笠し−ユ〜ユ ωｉ　　７０　１２０ の減速比を、キャリア３分枝の普通形の２に−Ｈ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歯車は９個必要と
なる。（注

【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−　１７　＝ 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Ｘ３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７２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×１　：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 −１８＝ 第１図 第２図 第３図 （ス、−χ３） （−Ｘ２−χｌ）　　　　　　　　　　　Ｃイ　、２６
・１、ダ −４，＝　ｔ ７．４ １、ｉ ２２−２＋　＝２　　　　　　　　　　　　　　　　　
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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） （−０．０１９α＿ｃ°＋１．６６）ｈ＿Ｋ−０．１Ｘ
   ＿１≧（Ｘ＿２−Ｘ＿１）≧｛０．０００８（α＿ｃ°
   ）＾２−０．０５７α＿ｃ°＋１．３３｝ｈ＿Ｋ−０．
   １２５Ｘ＿１…（２）（−０．０１９α＿ｃ°＋１．６
   ６）ｈ＿Ｋ−０．１Ｘ＿３≧（Ｘ＿４−Ｘ＿３）≧｛０
   ．０００８（α＿ｃ°）＾２−０．０５７α＿ｃ°＋１
   ．３３｝ｈ＿Ｋ−０．１２５Ｘ＿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＝２、Ｚ＿４−Ｚ＿３＝
   ２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） （−０．０１９α＿ｃ°＋１．６６）ｈ＿Ｋ−０．１Ｘ
   ＿１≧（Ｘ＿２−Ｘ＿１）≧｛０．０００８（α＿ｃ°
   ）＾２−０．０５７α＿ｃ°＋１．３３｝ｈ＿Ｋ−０．
   １２５Ｘ＿１…（２）（−０．０１９α＿ｃ°＋１．６
   ６）ｈ＿Ｋ−０．１Ｘ＿３≧（Ｘ＿４−Ｘ＿３）≧｛０
   ．０００８（α＿ｃ°）＾２−０．０５７α＿ｃ°＋１
   ．３３｝ｈ＿Ｋ−０．１２５Ｘ＿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＝２、Ｚ＿４−Ｚ＿３＝
   ２であることを特徴とする減速機構。