JPWO2012063555A1 - 遊星歯車減速機 - Google Patents

Abstract

キャリアとピンとを一体成形することなく低コストで製造できる遊星歯車装置を提供する。キャリアとしての第一側板４は、円盤板状に形成され、軸方向一方の端面からピン７を突出させるようにピン７を固定する。第一側板４の外径は、軸方向一方を小径とし且つ軸方向他方を大径とする。第一側板４は、ピン７を圧入する圧入穴部４１ａと、圧入穴部４１ａの軸方向一方側に形成され、第一側板４の軸方向一方の端面に開口し、少なくとも一部にピン７に非接触の内周面を有する小径側凹所４１ｂとを備える。

Description

本発明は、遊星歯車の公転中心が遊星歯車の内側に位置する遊星歯車減速機に関するものである。

特開2006-263878号公報には、遊星歯車の公転中心が遊星歯車の内側に位置する遊星歯車減速機において、遊星歯車の自転運動のみをキャリアに伝達するために、遊星歯車に複数の係合穴を形成し、当該係合穴に挿通するピンをキャリアに一体成形した機構が記載されている。

しかし、キャリアとピンとを一体成形するために、ピンの部位を削り加工により製作すると、部品製造コストが高くなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、キャリアとピンとを一体成形することなく低コストで製造できる遊星歯車装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る遊星歯車減速機は、公転中心が遊星歯車の内側に位置し、軸方向に貫通する複数の係合穴を備える前記遊星歯車と、キャリアと、前記キャリアに固定され、前記係合穴に挿通され、前記係合穴との係合により前記キャリアを前記遊星歯車の自転運動に連動させる複数のピンと、を備える遊星歯車減速機において、前記キャリアは、円盤板状に形成され、軸方向一方の端面から前記ピンを突出させるように前記ピンを固定した第一側板を備え、前記第一側板の外径は、前記軸方向一方を小径とし且つ軸方向他方を大径とし、前記第一側板は、前記ピンを圧入する圧入穴部と、前記圧入穴部の前記軸方向一方側に形成され、前記第一側板の前記軸方向一方の端面に開口し、少なくとも一部に前記ピンに非接触の内周面を有する小径側凹所とを備える。

本発明のように、キャリアを構成する第一側板とピンとを別体に形成し、ピンを第一側板に圧入により固定することで、部品製造コストを低減できる。ここで、第一側板にピンを圧入することにより、第一側板には応力が発生し、第一側板は変形するおそれがある。そして、本発明者らは、第一側板に軸方向全体に亘って圧入穴を形成した場合に、ピンを当該圧入穴に圧入すると、圧入によって第一側板が変形して、複数のピンの平行度が悪くなることを発見した。このように複数のピンの平行度が悪くなると、係合穴に対するピンの接触状態が悪くなり、ピンの偏摩耗による寿命短縮や伝達トルク変動が大きくなる原因となる。

そこで、本発明者らは、この原因について鋭意研究を重ね、ピンを第一側板に圧入した場合に、複数のピンの平行度が悪くなる原因を見つけ出し、本発明に至った。その原因は、軸方向において第一側板の外径に差がある場合に、ピンを第一側板の軸方向全体に亘って圧入すると、第一側板の小径側が大径側よりも剛性が低いため、第一側板の小径側の変形量が大きくなることであった。そこで、本発明のように、剛性の低い第一側板の小径側に、少なくとも一部にピンに非接触の内周面を有する小径側凹所を形成することとした。

これにより、第一側板のうち小径側凹所を有する部位には、ピンによる圧入力がかからない。そのため、当該部位が変形しないように作用する。一方、第一側板のうち大径側の部位は、小径側に比べて剛性が高い。つまり、圧入穴部にピンを圧入することによって、第一側板の大径側の部位が径方向に変形する量と、第一側板の小径側の部位が径方向に変形する量とのバランスをとることが可能となる。その結果、複数のピンの平行度を高精度にすることができる。従って、ピンの偏摩耗を抑制することにより長寿命化を図ることができ、伝達トルク変動を低減することができる。

（２）また、前記小径側凹所の内周面は、前記圧入穴部の中心からの距離が前記圧入穴部の半径より長い部位を有し、当該部位は、軸方向から見た場合に、前記圧入穴部に対して少なくとも前記第一側板の径方向内側および径方向外側に位置するようにするとよい。

これにより、第一側板の小径側の端面付近において、ピンは、第一側板の径方向内側および径方向外側に第一側板に接触しない部位を有している。その結果、第一側板の小径側において、ピンは、第一側板に対して、第一側板の径方向への応力を作用させることを抑制できる。従って、確実に、複数のピンの平行度を高精度にすることができる。

（３）また、前記小径側凹所の内周面は、全周に亘って前記ピンに非接触となるように形成されるとよい。これにより、第一側板の小径側の端面付近において、ピンは全周に亘って第一側板に接触しないことになる。これにより、第一側板の小径側において、ピンは、第一側板に対して、第一側板の径方向への応力を作用させることをより確実に抑制できる。従って、確実に、複数のピンの平行度を高精度にすることができる。

（４）また、前記圧入穴部は、前記第一側板の前記軸方向他方の端面と前記小径側凹所との軸方向間に形成されるようにしてもよい。つまり、ピンは、第一側板の大径側の端面まで圧入されることになる。この場合、第一側板に形成されるピン挿入用穴は、圧入穴部に対応する径の穴と、小径側凹所に対応する形状の穴となる。これにより、少ない加工工数で、当該ピン挿入用穴を形成できる。

（５）また、前記第一側板は、前記圧入穴部の前記軸方向他方側に形成され、前記第一側板の前記軸方向他方の端面に開口し、前記ピンに非接触の内周面を有する大径側凹所を備え、前記圧入穴部は、前記小径側凹所と前記大径側凹所との軸方向間に形成されるようにしてもよい。

この場合、圧入穴部の軸方向一方側に小径側凹所が形成され、軸方向他方側に大径側凹所が形成されている。つまり、第一側板のうち大径側凹所を有する部位には、ピンによる圧入力がかからない。そのため、当該部位が変形しないように作用する。ここで、第一側板のうち小径側の部位には小径側凹所が形成されているため、小径側凹所によって当該部位が変形しないように作用する。つまり、圧入穴部にピンを圧入することによって、第一側板の大径側の部位が径方向に変形する量と、第一側板の小径側の部位が径方向に変形する量とのバランスをとることが容易にできる。その結果、複数のピンの平行度を高精度にすることができる。

（６）また、前記ピンは、圧入軸部と、前記圧入軸部の端部に前記圧入軸部の外接円直径の大きな係止頭部とを備え、前記大径側凹所は、前記係止頭部を収容すると共に前記係止頭部に対して軸方向に係止するようにしてもよい。

ピンの係止頭部が大径側凹所に対して軸方向に係止することで、ピンが第一側板に対して軸方向一方側へ移動することを規制できる。これにより、ピンを第一側板に装着する際に、ピンの位置決めを確実に行うことができる。さらに、ピンが係止頭部を有する場合に、大径側凹所に当該係止頭部を収容することで、ピンの係止頭部が第一側板の大径側の端面から突出する量を低減することができる。このように、大径側凹所に複数の機能を有するように作用させることができる。

（７）また、前記キャリアは、前記第一側板との間に前記遊星歯車を挟むようにして前記第一側板に対向して配置され、前記ピンを固定する第二側板を備えるようにしてもよい。つまり、遊星歯車をその両側から挟むようにして、第一側板と第二側板が配置される。このように構成した場合には、遊星歯車とキャリアとの間における回転力の伝達を安定させることができる。特に、第一側板に複数のピンを圧入した場合であっても、複数のピンの平行度を高精度にすることができるため、容易にかつ確実に第二側板にピンを固定することができる。

第一実施形態の遊星歯車減速機の全体を示す断面図であり、図２のＩ−Ｉ断面図である。 図１のII−II断面図である。 軸方向同一外径の円盤状部材において軸方向同一内径の穴にピン圧入時のピンの変位を示す概念図である。 図３のIV矢視図（図３の右側面図）である。 軸方向で外径の異なる円盤状部材における軸方向同一内径の穴にピンを圧入した場合のピン圧入時のピンの変位を示す概念図である。 第一側板を図５にしめす円盤状部材とした場合のピン圧入時の第一側板およびピンの変位をＣＡＥ解析した図である。ただし、変位を拡大して表している。 軸方向で外径の異なる円盤状部材において、圧入穴部と小径側凹所を備えた穴にピンを挿入した時のピンの変位を示す概念図である。 図７のVIII矢視図（図７の左側面図）である。 第一側板を図７にしめす円盤状部材とした場合のピン圧入時の第一側板およびピンの変位をＣＡＥ解析した図である。ただし、変位を拡大して表している。 軸方向で外径の異なる円盤状部材において、圧入穴部と小径側凹所と大径側凹所を備えた穴にピンを挿入した時のピンの変位を示す概念図である。 凹所深さ比とピン傾斜角との関係を示すグラフである。 軸方向で外径の異なる円盤状部材において、圧入穴部とテーパ状の小径側凹所と大径側凹所を備えた穴にピンを挿入した時のピンの変位を示す概念図である。 楕円形状の小径側凹所を有する円盤状部材の軸方向図（図１０の左側面図に相当する図）である。

本実施形態の遊星歯車減速機１について、図１および図２を参照して説明する。本実施形態の遊星歯車減速機１は、クランク軸３の偏心カム部３１，３２を偏心部として構成し、偏心カム部３１，３２に回転可能に支持された外歯歯車である遊星歯車５，６を２枚備え、キャリアとしての第一，第二の側板４，８により２枚の遊星歯車５，６を挟むように配置して構成される。

遊星歯車減速機１は、詳細には以下のように構成される。この遊星歯車減速機１は、ハウジング２と、クランク軸３と、キャリアとして第一，第二側板４，８と、第一，第二遊星歯車５，６と、複数のピン７とを主として備える。ハウジング２は、筒状に形成されており、ハウジング２の内周面には内歯車２１が形成されている。ハウジング２の内周面のうち内歯車２１の軸方向両外側には、アンギュラ転がり軸受９，１３が設けられている。

クランク軸３は、ハウジング２の中心に挿入されており、軸方向中央部に第一，第二偏心カム部３１，３２を備え、両端側に円柱軸部３３，３４を備える。クランク軸３の円柱軸部３３，３４の外周面には、軸受１０，１４が設けられている。クランク軸３の当該円柱軸部３３，３４が側板４，８を介してハウジング２に支持されることで、クランク軸３はハウジング２に対して入出力軸線Ｘ回りに回転可能に支持されている。

第一，第二偏心カム部３１，３２は、円形の径方向断面形状に形成されており、クランク軸３の回転中心軸（入出力軸線）Ｘに対して偏心量ｅ（図２に示す）となるように偏心している。つまり、第一偏心カム部３１の中心軸はＹ１となり、第二偏心カム部３２の中心軸はＹ２となる。ここで、第一偏心カム部３１の中心軸Ｙ１と第二偏心カム部３２の中心軸Ｙ２は、入出力軸線Ｘを中心に軸対象、すなわち位相が１８０度ずれている。これら第一，第二偏心カム部３１，３２の外周面には、軸受１１，１２が設けられている。

第一，第二遊星歯車５，６は、外歯歯車であり、外歯歯車の中心軸と同軸の中心孔５２，６２が形成されている。それぞれの中心孔５２，６２の内周面には、第一，第二偏心カム部３１，３２に保持されている軸受１１，１２が設けられている。つまり、第一遊星歯車５は、第一偏心カム部３１に回転可能に支持されている。また、第二遊星歯車６は、第二偏心カム部３２に回転可能に支持されている。従って、第一，第二遊星歯車５，６の公転中心である入出力軸線Ｘが第一，第二遊星歯車５，６の内側に位置している。

第一，第二遊星歯車５，６の外歯歯車は、内歯車２１と少なくとも１箇所で噛合するような歯車のピッチ円径に形成されている。また、第一，第二遊星歯車５，６の歯数は、内歯車２１の歯数とは異なる。つまり、第一，第二遊星歯車５，６が内歯車２１に対して１回公転すると、外歯歯車と内歯車２１の歯数差分だけ位相がずれることになる。さらに、第一，第二遊星歯車５，６には、軸方向に貫通する係合穴５１，６１が周方向に等間隔に複数形成されている。本実施形態において、第一，第二遊星歯車５，６には、８個の係合穴５１，６１が形成されている場合を図２に示している。この係合穴５１，６１の内径はｄ（図２に示す）である。この係合穴５１，６１には、図１に示すように、ピン７の圧入軸部７１が挿通され、ピン７の圧入軸部７１の外周面の一部が係合穴５１，６１に常に内接する。

キャリアを構成する第一，第二側板４，８は、円盤板状に形成され、第一，第二遊星歯車５，６を軸方向に挟むように対向して配置されている。そして、第一側板４と第二側板８とはピン７により固定されている。このピン７は、上述したように、第一，第二遊星歯車５，６の係合穴５１，６１を挿通している。以下、第一，第二側板４，８およびピン７の詳細を説明する。

第一側板４の外周面は軸方向に階段状に形成されている。第一側板４の軸方向一方（図１の左側）の外周面４４の外径を小径とし、軸方向他方（図１の右側）の外周面４５の外径を大径としている。そして、第一側板４の小径側の外周面４４に、アンギュラ転がり軸受９の内輪が設けられ、第一側板４の外周面の段差端面に、アンギュラ転がり軸受９の内輪の端面が当接している。つまり、第一側板４は、アンギュラ転がり軸受９によりハウジング２に対して入出力軸線Ｘ回りに回転可能に支持されている。

さらに、第一側板４の径方向中央には、入出力軸線Ｘを中心とした円形凹部４６が形成されている。この円形凹部４６の内周面には、クランク軸３の円柱軸部３３に保持されている軸受１０が設けられている。つまり、第一側板４は、クランク軸３の円柱軸部３３を入出力軸線Ｘ回りに回転可能に支持している。

第一側板４には、軸方向に貫通する穴４１が周方向に等間隔に複数形成されている。それぞれの穴４１は、軸方向中央部に形成された圧入穴部４１ａと、圧入穴部４１ａの軸方向一方（図１の左側）に形成された小径側凹所４１ｂと、圧入穴部４１ａの軸方向他方（図１の右側）に形成された大径側凹所４１ｃとを備える。圧入穴部４１ａ、小径側凹所４１ｂおよび大径側凹所４１ｃは、円形断面形状からなり、同軸上に形成されている。

圧入穴部４１ａは、ピン７の圧入軸部７１が圧入される部位である。そのため、ピン７を圧入する前における圧入穴部４１ａの内径は、ピン７の圧入軸部７１の外径より僅かに小さく形成されている。小径側凹所４１ｂおよび大径側凹所４１ｃの内径は、圧入穴部４１ａより大きく形成されている。具体的には、小径側凹所４１ｂおよび大径側凹所４１ｃの内周面は、ピン７の圧入軸部７１に非接触となるように形成されている。ここでは、小径側凹所４１ｂおよび大径側凹所４１ｃは、円形の径方向断面形状に形成されている。

さらに、大径側凹所４１ｃは、ピン７の係止頭部７２を収容する。そして、大径側凹所４１ｃの内周面は、ピン７の係止頭部７２に非接触となるように形成されている。なお、図１においては、小径側凹所４１ｂの内径および軸方向深さと大径側凹所４１ｃの内径および軸方向深さは、適宜調整することができる。

ピン７は、軸方向に同一外径Ｄ（図２に示す）の圧入軸部７１と、圧入軸部７１の軸方向他端（図１の右側）に一体的に形成され圧入軸部７１より外接円直径の大きな係止頭部７２とを備える。圧入軸部７１の外径Ｄは、第一，第二遊星歯車５，６の係合穴５１，６１の内径ｄより小さく形成されている。ここで、係合穴５１，６１の内径ｄと圧入軸部７１の外径Ｄとの関係は、「ｄ＝２×ｅ＋Ｄ」を満たすように形成されている。

このピン７は、第一側板４の穴４１の大径側凹所４１ｃ側から挿入され、第一側板４の軸方向一方の端面から突出する。このとき、ピン７の圧入軸部７１は、第一側板４の圧入穴部４１ａに圧入されると共に、第一，第二遊星歯車５，６の係合穴５１，６１に挿通されている。そして、ピン７の圧入軸部７１は、係合穴５１，６１の内周面に常に内接して回転する。

さらに、係止頭部７２は、大径側凹所４１ｃの端面に対して軸方向に係止される。また、圧入軸部７１の軸方向一端（図１の左端）には、軸方向に向かって雌ねじ７３が形成されている。このようにして、圧入軸部７１が圧入穴部４１ａに圧入されることにより、ピン７は第一側板４に固定され、係止頭部７２が大径側凹所４１ｃに係止されることで、ピン７は第一側板４を軸方向一方側（図１の左側）に向かって押付けてアンギュラ転がり軸受９に予圧を付与させるように作用する。

第二側板８の外周面は軸方向に階段状に形成されている。そして、第二側板８の小径側の外周面にアンギュラ転がり軸受１３が設けられ、第二側板８は、アンギュラ転がり軸受１３によりハウジング２に対して入出力軸線Ｘ回りに回転可能に支持されている。第二側板８の径方向中央には、円形孔８１が形成されている。この円形孔８１の内周面には、クランク軸３の円柱軸部３４に保持されている軸受１４が設けられている。つまり、第二側板８は、クランク軸３の円柱軸部３４を入出力軸線Ｘ回りに回転可能に支持している。

第二側板８には、軸方向に貫通する穴８２が周方向に等間隔に複数形成されている。それぞれの穴８２は、第一側板４の穴４１と同軸上に形成されている。この穴８２には、図１の左側からボルト１５が挿入される。このボルト１５は、ピン７の圧入軸部７１の雌ねじ７３に螺合される。このようにして、第一側板４、第二側板８およびピン７が一体的に固定される。ここで、ピン７の圧入軸部７１の長さを調整することにより、三者が固定された状態において、アンギュラ転がり軸受９，１３に予圧を付与することができる。

次に、この遊星歯車減速機１の動作について説明する。図１に示すように、入力軸としてのクランク軸３が入出力軸線Ｘ回りに回転すると、第一，第二偏心カム部３１，３２が入出力軸線Ｘ回りに公転する。その結果、第一，第二遊星歯車５，６が、入出力軸線Ｘ回りに公転する。ここで、第一，第二遊星歯車５，６の外歯歯車は、内歯車２１に噛合している。そのため、第一，第二遊星歯車５，６は、入出力軸線Ｘ回りに公転しながら、中心軸Ｙ１，Ｙ２回りに自転する。

第一，第二遊星歯車５，６の外歯歯車の歯数をＺ１とし、内歯車２１の歯数をＺ２とすると、第一，第二遊星歯車５，６は、ハウジング２に対して、クランク軸３の１回転当たり（Ｚ２−Ｚ１）の歯数だけ相対回転する。つまり、第一，第二遊星歯車５，６は、ハウジング２に対して、偏心量ｅを半径とする１回転の公転運動と、｛（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ２｝回転の自転運動をする。この自転運動は、第一，第二遊星歯車５，６の係合穴５１，６１とピン７の圧入軸部７１を介して出力軸としての第一，第二側板４，８に伝達される。このとき、ピン７の圧入軸部７１は係合穴５１，６１に内接して回転することにより、第一，第二側板４，８は、第一，第二遊星歯車５，６の自転運動に連動して回転する。つまり、クランク軸３の回転が減速されて第一，第二側板４，８に伝達される。

なお、上記においては出力軸を第一，第二側板４，８とした場合としたが、第一，第二側板４，８を固定して、ハウジング２を回転可能に設けることで、ハウジング２を出力軸とすることもできる。このとき、入力軸としてのクランク軸３が回転したとき、第一，第二遊星歯車５，６は公転するが、自転が規制されることになる。ただし、第一，第二遊星歯車５，６が公転することにより、出力軸としてのハウジング２が回転することになる。

上記実施形態において、ピン７は、第一側板４の圧入穴部４１ａに圧入することにより、第一側板４に固定している。そして、ピン７は係合穴５１，６１に内接させているため、複数のピン７の中心軸は、入出力軸線Ｘに平行であることが望まれる。つまり、複数のピン７の平行度が高精度に一致することが望まれる。それに、ピン７の圧入軸部７１の端部は、第二側板８にボルト１５により締結されている。従って、組み付けの観点からも、複数のピン７の平行度が一致していることが望まれる。そして、上記実施形態においては、複数のピン７の平行度を非常に高精度に一致させることができる。この理由について、以下に詳細に説明する。

はじめに、図３および図４に示すように、ピン１０７を円盤状部材１４０の穴１４１（二点鎖線で示す）に圧入する場合を考える。ここで、ピン１０７の外径は、軸方向に亘って同一であるとする。また、第一側板４に相当する円盤状部材１４０の外径、および、圧入穴部４１ａに相当する穴１４１の内径は、共に軸方向に亘って同一であるとする。

この場合、ピン１０７を穴１４１に圧入すると、穴１４１は拡大し、穴１４１の外周に引張応力が発生する。円盤状部材１４０のうち穴１４１より径方向外側の部分の径方向厚みが、径方向内側の部分の径方向厚みより薄いため、ピン１０７の中心軸は、穴１４１の中心軸より薄肉側である径方向外側にほぼ平行に変位する。

ここでは、円盤状部材１４０の外径が軸方向に同一である場合としたが、本実施形態に示すように、第一側板４の外径は、軸方向に異なる。そこで、次に、図５に示すように、第一側板４のように外径が軸方向に異なる円盤状部材２４０において、軸方向に亘って同一内径の穴２４１（二点鎖線で示す）にピン１０７を圧入する場合を考える。

この場合、穴２４１の径方向外側の部分が、軸方向において径方向厚みが異なる。つまり、円盤状部材２４０のうち穴２４１の径方向外側の部分において、大径側の部位の方が、小径側に比べて剛性が高い。そのため、径方向厚みの薄い小径側の方が径方向厚みの厚い大径側よりも、ピン１０７の中心位置が径方向外側に大きく変位する。そのため、ピン１０７の中心軸が、穴２４１の中心軸に対して傾斜する。そのため、仮に、第一側板４の穴４１を図５に示すように軸方向に亘って同一内径とした場合には、それぞれのピン７の軸方向一端部（図１の左側）が、ピン７の軸方向他端部（図１の右側）に比べて、径方向外側に変位する。そうすると、図６のＣＡＥ解析結果に示すように、ピン７の軸方向一端部（図５の左側）が相対的に開くように、ピン７の中心軸が第一側板４の中心軸に対して傾斜している。ここで、図６に示すＣＡＥ解析結果は、変位量を拡大して表示したものである。

次に、図７および図８に示すように、第一側板４のように外径が軸方向に異なる円盤状部材３４０において、軸方向に亘って同一内径の圧入穴部３４１（二点鎖線で示す）にピン１０７を圧入する場合を考える。ただし、ここでは、円盤状部材３４０には、本実施形態における小径側凹所４１ｂに相当する小径側凹所３４２を備えているものとする。ただし、円盤状部材３４０は、大径側凹所４１ｃに相当する凹所は備えていないものとする。つまり、圧入穴部３４１は、円盤状部材３４０の軸方向他方（図７，８の右側）の端面と小径側凹所３４２との軸方向間に形成されている。

この場合、圧入穴部３４１の径方向外側の部分が、軸方向において径方向厚みが異なる。そのため、径方向厚みの薄い小径側の方が径方向厚みの厚い大径側よりも、ピン１０７の中心位置が径方向外側に大きく変位しようとする。しかし、小径側凹所３４２は、ピン１０７の外周面に非接触であるため、ピン１０７による圧入力が直接的に作用しない。そのため、小径側凹所３４２の部位は変形しにくい。そのため、小径側凹所３４２によって、円盤状部材３４０のうち小径側の部分が、ピン１０７の中心位置の径方向外側への変位を防止するように作用する。つまり、圧入穴部３４１にピン１０７を圧入することによって、円盤状部材３４０の大径側の部位が径方向に変形する量と、円盤状部材３４０の小径側の部位が径方向に変形する量とのバランスをとることが可能となる。従って、ピン１０７の中心軸は、圧入穴部３４１の中心軸に対して傾斜しないようにできる。

仮に、第一側板４の穴４１を図７および図８に示すように圧入穴部３４１と小径側凹所３４２のみとした場合、すなわち第一側板４の穴４１が圧入穴部４１ａと小径側凹所４１ｂのみを備える場合には、ピン７の中心軸は、圧入穴部４１ａの中心軸に対してほぼ平行に変位する。つまり、図９のＣＡＥ解析結果に示すように、複数のピン７の平行度は一致する。このように、小径側凹所４１ｂを設けることにより、複数のピン７が相対的に傾斜することなく、平行度を高精度に一致させることができる。従って、ピン７の偏摩耗を抑制することにより長寿命化を図ることができ、伝達トルク変動を低減することができる。

次に、図１０に示すように、円盤状部材４４０を本実施形態の第一側板４と同様の形状とした場合を考える。つまり、円盤状部材４４０の外径は軸方向に異なり、円盤状部材４４０には、圧入穴部４１ａに相当する圧入穴部４４１、小径側凹所４１ｂに相当する小径側凹所４４２、および、大径側凹所４１ｃに相当する大径側凹所４４３を備えているものとする。

この場合、圧入穴部４４１の径方向外側の部分が、軸方向において径方向厚みが異なる。そのため、径方向厚みの薄い小径側の方が径方向厚みの厚い大径側よりも、ピン１０７の中心位置が径方向外側に大きく変位しようとする。しかし、小径側凹所４４２および大径側凹所４４３は、ピン１０７の外周面に非接触であるため、ピン１０７による圧入力が直接的に作用しない。そのため、小径側凹所４４２および大径側凹所４４３の部位は変形しにくい。そのため、小径側凹所４４２および大径側凹所４４３が、ピン１０７の中心位置の径方向外側への変位を防止するように作用する。つまり、圧入穴部４４１にピン１０７を圧入することによって、円盤状部材４４０の大径側の部位が径方向に変形する量、小径側凹所４４２の部位が径方向への変形を規制する量、大径側凹所４４３の部位が径方向への変形を規制する量とのバランスをとることが可能となる。従って、ピン１０７の中心軸は、圧入穴部４４１の中心軸に対して傾斜しないようにできる。この場合について、ＣＡＥ解析を行うと、図９と同様の結果を得ることができた。

ここで、小径側凹所４４２の深さＦ５と大径側凹所４４３の深さＦ４を変化させた場合に、ピン１０７の傾斜角を解析した。その結果を図１１に示す。図１１において、横軸は、小径側凹所４４２の深さＦ５と大径側凹所４４３の深さＦ４の比（Ｆ５／Ｆ４）とし、縦軸は、ピン１０７の傾斜角とした。図１１に示すように、深さ比と傾斜角は、深さ比が大きくなるにつれて傾斜角が小さくなるようなほぼ線形の関係を持つ。ここでは、深さ比が１．６付近で、傾斜角がゼロとなっている。また、小径側凹所４４２および大径側凹所４４３の内径によっても、傾斜角が変化する。そこで、小径側凹所４４２および大径側凹所４４３における深さおよび内径を適宜調整することにより、傾斜角をゼロとすることができる。

次に、図１２に示すように、円盤状部材５４０は、図１０に示す円盤状部材４４０に対して、小径側凹所５４２をテーパ状にした場合を考える。この場合も、図１０と同様に、ピン１０７の中心軸は、圧入穴部４４１の中心軸に対して傾斜しないようにできる。ただし、小径側凹所５４２および大径側凹所４４３における深さおよび内径を適宜調整することは必要である。

また、図１３に示すように、円盤状部材６４０は、図１０に示す円盤状部材４４０に対して、小径側凹所６４２を軸方向から見て楕円形状にする。ピン１０７を圧入する前における小径側凹所６４２の楕円形状の長径が、円盤状部材６４０の径方向に一致するようにする。また、ピン１０７を圧入する前における小径側凹所６４２の楕円形状の短径は、ピン１０７の外径より小さくしている。

つまり、小径側凹所６４２の内周面は、圧入穴部４４１の中心からの距離が圧入穴部４４１の半径より長い部位を有しており、当該部位は、軸方向から見た場合に、圧入穴部４４１に対して少なくとも円盤状部材６４０の径方向内側および径方向外側に位置する。この場合、小径側凹所６４２の短径部分は、ピン１０７を圧入することにより変形するが、小径側凹所６４２の長径部分は、ピン１０７を圧入したとしてもほとんど変形しない。従って、図１０と同様に、ピン１０７の中心軸は、圧入穴部４４１の中心軸に対して傾斜しないようにできる。ただし、小径側凹所６４２の長径および短径、並びに、小径側凹所６４２および大径側凹所４４３における深さおよび内径を適宜調整することは必要である。

以上より、本実施形態によれば、複数のピン７が相対的に傾斜することなく、平行度を高精度に一致させることができる。従って、ピン７の偏摩耗を抑制することにより長寿命化を図ることができ、伝達トルク変動を低減することができる。

また、第一側板４は、図７、図１２および図１３に示すような円盤状部材を適用することもできる。また、本実施形態においては、遊星歯車を２枚備える構成としたが、１枚であっても、３枚以上であっても適用できる。また、遊星歯車の歯形は、インボリュート歯形、トロコイド歯形など種々の歯形を適用でき、内歯車と外歯歯車としての遊星歯車が噛合して回転できる歯形であればよい。また、本実施形態においては、ピン７の端面を第二側板８に当接する構成としたが、第二側板８に座ぐり穴を設け、ピン７の一部を挿入するようにしてもよい。

１：遊星歯車減速機、 ２：ハウジング、 ２１：内歯車、 ３：クランク軸、 ３１，３２：偏心カム部、 ４：第一側板、 ４１：穴、 ４１ａ：圧入穴部、 ４１ｂ：小径側凹所、 ４１ｃ：大径側凹所、 ５，６：遊星歯車、 ５１，６１：係合穴、 ７：ピン、 ７１：圧入軸部、 ７２：係止頭部、 ８：第二側板

Claims (7)

1. 公転中心が遊星歯車の内側に位置し、軸方向に貫通する複数の係合穴を備える前記遊星歯車と、
   キャリアと、
   前記キャリアに固定され、前記係合穴に挿通され、前記係合穴との係合により前記キャリアを前記遊星歯車の自転運動に連動させる複数のピンと、
   を備える遊星歯車減速機において、
   前記キャリアは、円盤板状に形成され、軸方向一方の端面から前記ピンを突出させるように前記ピンを固定した第一側板を備え、
   前記第一側板の外径は、前記軸方向一方を小径とし且つ軸方向他方を大径とし、
   前記第一側板は、
   前記ピンを圧入する圧入穴部と、
   前記圧入穴部の前記軸方向一方側に形成され、前記第一側板の前記軸方向一方の端面に開口し、少なくとも一部に前記ピンに非接触の内周面を有する小径側凹所とを備える遊星歯車減速機。
2. 請求項１において、
   前記小径側凹所の内周面は、前記圧入穴部の中心からの距離が前記圧入穴部の半径より長い部位を有し、
   当該部位は、軸方向から見た場合に、前記圧入穴部に対して少なくとも前記第一側板の径方向内側および径方向外側に位置する遊星歯車減速機。
3. 請求項２において、
   前記小径側凹所の内周面は、全周に亘って前記ピンに非接触となるように形成される遊星歯車減速機。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記圧入穴部は、前記第一側板の前記軸方向他方の端面と前記小径側凹所との軸方向間に形成される遊星歯車減速機。
5. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記第一側板は、
   前記圧入穴部の前記軸方向他方側に形成され、前記第一側板の前記軸方向他方の端面に開口し、前記ピンに非接触の内周面を有する大径側凹所を備え、
   前記圧入穴部は、前記小径側凹所と前記大径側凹所との軸方向間に形成される遊星歯車減速機。
6. 請求項５において、
   前記ピンは、圧入軸部と、前記圧入軸部の端部に前記圧入軸部の外接円直径の大きな係止頭部とを備え、
   前記大径側凹所は、前記係止頭部を収容すると共に前記係止頭部に対して軸方向に係止する遊星歯車減速機。
7. 請求項１〜６の何れか一項において、
   前記キャリアは、前記第一側板との間に前記遊星歯車を挟むようにして前記第一側板に対向して配置され、前記ピンを固定する第二側板を備える遊星歯車減速機。

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