JPWO2016194065A1 - 遊星歯車装置のシリーズ - Google Patents

Abstract

減速比が３〜１０の８種類の遊星歯車装置から構成される遊星歯車装置のシリーズは、各減速比の遊星歯車装置において歯数が１０８あるいは僅かに相違する歯数の内歯車を使用し、また、歯のモジュールが全ての減速比の遊星歯車装置の間で共通である。各減速比の遊星歯車装置における太陽歯車の歯数Ｚａと内歯車の歯数Ｚｂの組み合わせは表に示す通りである。歯切り工具の種類を低減でき、一部の異なる減速比の遊星歯車装置の間において、内歯車、遊星歯車、遊星キャリアの共通化を達成できる。

Description

本発明は、減速比の異なる遊星歯車装置を備えた遊星歯車装置のシリーズに関する。

遊星歯車装置は、公知のように、太陽歯車と、これを同心状に取り囲む内歯車と、太陽歯車および内歯車にかみ合っている遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持している遊星キャリアとを備えている。典型的なプラネタリ型の遊星歯車減速機では、太陽歯車が入力軸とされ、内歯車が固定され、遊星キャリアが出力軸とされる。

遊星歯車装置のメーカーは、用途に応じて各種減速比の減速機が必要とされる市場の要求に応えるために、異なる減速比を備えた同一構造の遊星歯車装置をシリーズとして提供している。遊星歯車機構の成立条件を満たすように、減速比毎に各構成歯車のモジュール、歯数等を個別に設計する必要がある。一般的には、同一シリーズの遊星歯車装置であっても、減速比が異なると、各構成歯車の仕様が相違するので、減速比毎に構成部品を用意する必要がある。

特許文献１に開示の減速比の異なる単純遊星歯車減速機からなるシリーズでは、遊星キャリアの遊星軸にクランク部を設けることにより、遊星キャリア等の部品の共通化を図っている。特許文献２に開示の減速比の異なる単純遊星歯車減速機からなるシリーズでは、遊星キャリアの遊星軸の位置を減速比に応じて変更できるようにして、内歯車等の部品の共通化を図っている。

特開２００７−６４３６５号公報 特開２０１１−５２７８８号公報

多様な減速比の遊星歯車装置を含むシリーズを構成する場合には、各減速比に応じたモジュールおよび歯数の歯車を製作する必要がある。特許文献１、２におけるように、遊星軸の位置を調整するだけで対応することは困難な場合が多い。このために、異なる減速機の遊星歯車装置を含むシリーズを構築するには、歯切り加工用の工具の種類、管理工数、部品の種類、製造コストが増加するという問題が依然として残っている。

遊星歯車装置のシリーズ化に当っては、装置寸法の変動、特に外径寸法の変動を抑制するために、内歯車を、シリーズに含まれる各減速比の遊星歯車装置において、可能な限り共通化できることが望ましい。また、歯切り加工用の工具の種類を削減できるように、各減速比の遊星歯車装置の間において、モジュールを共通にできることが望ましい。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、減速比が異なる遊星歯車装置の間における部品の共通化を図った遊星歯車装置のシリーズを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明による、速比が異なる複数種類の遊星歯車装置を含む遊星歯車装置のシリーズは、
前記遊星歯車装置として、減速比Ｒが３〜１０までの８種類の遊星歯車装置を含み、
前記遊星歯車装置の間において歯直角モジュールは共通であり、
各減速比の前記遊星歯車装置は、その太陽歯車の歯数Ｚａと内歯車の歯数Ｚｃが表１に掲載された値に設定されていることを特徴としている。

ここで、各減速比の遊星歯車装置の太陽歯車および内歯が、一律に、表１の歯数の整数倍の歯数を有していてもよい。

本発明においては、減速比が３〜１０の遊星歯車装置を含むシリーズにおいて、遊星歯車減速機において一般に広く使用されている歯数が１０８の内歯車を、各減速比の遊星歯車装置の間で可能な限り共通に用いることができ、各減速比の遊星歯車装置を構成する歯車のモジュール（歯直角モジュール）を全て共通化できるように、各減速比の遊星歯車装置を構成する各歯車の歯数設計を行っている。

本発明によれば、減速比が３、４、５、７、１０において歯数が１０８の共通の内歯車を用いることができ、これら以外の減速比においても、歯数が１０８とはわずかに相違する内歯車を用いることができる。すなわち、使用する内歯車の種類として、歯数が１０８、１０５および１０４の３種類の内歯車を用いて、シリーズに含まれる減速比が３〜１０の８種類の遊星歯車装置を製作できる。よって、各減速比の遊星歯車装置の外径寸法の変動を抑制できる。

また、シリーズに含まれる各減速比の遊星歯車装置に用いる歯車のモジュールが全て共通であるので、歯切り加工用の工具の種類を削減でき、工具費等を大幅に削減できる。

本発明を適用可能な遊星歯車装置を示す構成図およびスケルトン図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した減速比の異なる遊星歯車装置のシリーズの実施の形態を説明する。

図１（ａ）は本実施の形態に係る遊星歯車装置のシリーズを構成する各遊星歯車装置の構成図であり、図１（ｂ）はそのスケルトン図である。遊星歯車装置１は、太陽歯車Ａと、この太陽歯車Ａを同心状に取り囲む内歯車Ｃと、太陽歯車Ａおよび内歯車Ｃにかみ合っている遊星歯車Ｂと、遊星歯車Ｂを回転自在に支持している遊星軸を備えた遊星キャリアＤとを有している。本例では３枚の遊星歯車Ｃが等角度間隔に配置されている。また、各歯車Ａ、Ｂ、Ｃとして、平歯車、あるいは、はすば歯車が用いられる。

遊星歯車装置１は、プラネタリ型の減速機であり、太陽歯車Ａが入力軸であり、内歯車Ｃが固定され、遊星キャリアＤが出力軸である。公知のように、太陽歯車Ａの歯数をＺａ、遊星歯車Ｂの歯数をＺｂ、内歯車Ｃの歯数をＺｃとすると、減速比Ｒは次式で与えられる。
Ｒ＝（Ｚｃ／Ｚａ）＋１

減速比の異なる遊星歯車装置のシリーズは、上記のように構成される遊星歯車装置１として、減速比が３〜１０までの８種類の遊星歯車装置から構築されている。これ以外の減速比の遊星歯車装置を含むことも可能である。

本発明者は、減速比３〜１０の８種類の遊星歯車装置１から構築されるシリーズにおいて、それらの内歯車Ｃとして、可能な限り歯数が１０８の内歯車を使用し、各遊星歯車装置１の歯車のモジュール（歯直角モジュール）を全て共通にすることに着目した。これらに基づき、各減速比の遊星歯車装置１の各歯車の歯数設計を行った。これにより、各減速比の遊星歯車装置の歯数等が表２のように設定された遊星歯車装置のシリーズを得た。表２は、各歯車としてねじれ角が１０°のはすば歯車を使用し、歯直角モジュールを１．０ｍｍとし、３枚の遊星歯車Ｂの等配設計を採用し、歯の圧力角を２０°とした場合である。

表２から分かるように、各減速比の遊星歯車装置を構成する歯車のモジュールが共通である。したがって、歯切り用の工具の種類を削減することができ、工具管理が容易になり、また工具費の削減も達成できる。

内歯車Ｃについては、減速比Ｒが３、４、５、７、１０の遊星歯車装置において歯数が１０８の共通の内歯車が使用され、減速比Ｒが６、８において歯数が１０５の共通の内歯車が使用され、減速比Ｒが９においては歯数が１０４の内歯車が使用される。よって、８種類の遊星歯車装置のために３種類の内歯車を用意するだけでよい。内歯車Ｃの歯数差は僅かであるので、シリーズに含まれる遊星歯車装置の間における装置外径寸法のバラツキも抑制される。

各減速比の遊星歯車装置における構成歯車の中心間距離については、減速比Ｒが６、７の遊星歯車装置において共通の３２．３ｍｍであり、減速比が８、１０の遊星歯車装置において共通の３０．８ｍｍである。中心間距離が同一の遊星歯車装置の間では、遊星歯車を支持する遊星軸を備えた遊星キャリアの共通化を図ることができる。

さらに、遊星歯車については、減速比が７、８、９の遊星歯車装置の間で共通化を図ることができる。

以上説明したように、減速比が３〜１０の８種類の遊星歯車装置から構成されるシリーズを、各歯車を表２に示すように設定することにより、歯切り用の工具を各減速比の遊星歯車装置の間で共通化できる。また、内歯車、遊星キャリアおよび遊星歯車についても、一部の減速比の遊星歯車装置の間で共通化できる。よって、工具の種類を低減でき、工具管理および在庫管理の経費削減を図ることができる。また、シリーズ構成用の歯車の種類を低減でき、製造コストを削減できる。

（その他の実施の形態）
なお、表２に示す各減速比の遊星歯車装置を構成する歯車の歯数を、一律に、整数倍として、減速比３〜１０までの８種類の遊星歯車減速機のシリーズを同様に構築することができる。また、転位歯形を採用することにより、遊星歯車の歯数を１枚増減することも可能である。これに応じて、中心間距離も表２に示す値から増減する。

表２に示す歯数を一律に整数倍した歯数を用いる場合、および、転位歯形を用いることによって表２に示す歯数が増減した遊星歯車を用いる場合も、本発明の範囲に含まれるものである。このような場合においても、表２に示す設計に基づき構成された遊星歯車装置のシリーズの場合と同様な作用効果を奏する。

多様な減速比の遊星歯車装置を含むシリーズを構成する場合には、各減速比に応じたモジュールおよび歯数の歯車を製作する必要がある。特許文献１、２におけるように、遊星軸の位置を調整するだけで対応することは困難な場合が多い。このために、異なる減速比の遊星歯車装置を含むシリーズを構築するには、歯切り加工用の工具の種類、管理工数、部品の種類、製造コストが増加するという問題が依然として残っている。

ここで、各減速比の遊星歯車装置の太陽歯車および内歯車が、一律に、表１の歯数の整数倍の歯数を有していてもよい。

図１（ａ）は本実施の形態に係る遊星歯車装置のシリーズを構成する各遊星歯車装置の構成図であり、図１（ｂ）はそのスケルトン図である。遊星歯車装置１は、太陽歯車Ａと、この太陽歯車Ａを同心状に取り囲む内歯車Ｃと、太陽歯車Ａおよび内歯車Ｃにかみ合っている遊星歯車Ｂと、遊星歯車Ｂを回転自在に支持している遊星軸を備えた遊星キャリアＤとを有している。本例では３枚の遊星歯車Ｂが等角度間隔に配置されている。また、各歯車Ａ、Ｂ、Ｃとして、平歯車、あるいは、はすば歯車が用いられる。

Claims (2)

1. 減速比が異なる複数種類の遊星歯車装置を含む遊星歯車装置のシリーズであって、
   前記遊星歯車装置として、減速比Ｒが３〜１０までの８種類の遊星歯車装置を含み、
   前記遊星歯車装置の間において歯直角モジュールは共通であり、
   各減速比の前記遊星歯車装置は、太陽歯車の歯数Ｚａと内歯車の歯数Ｚｃが表１に掲載された値、あるいは、一律に整数倍した値に設定されている遊星歯車装置のシリーズ。
   

   
2. 各減速比の前記遊星歯車装置の前記太陽歯車の歯数Ｚａ、遊星歯車の歯数Ｚｂ、前記内歯車の歯数Ｚｃ、歯直角モジュールを１．０ｍｍとした場合の中心間距離は、それぞれ、表２に掲載された値である請求項１に記載の遊星歯車装置のシリーズ。
   

   

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