JP2000280125A - 内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の内歯揺動体の製造方法 - Google Patents
内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の内歯揺動体の製造方法Info
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Abstract
であるときに、該内歯揺動体112A,112Bの内歯
113A、113Bの歯数(80)を偶数とし、且つ、
外歯歯車121の外歯123の歯数(78)との差(歯
数差)を2とする。これにより2つの内歯揺動体112
A,112Bを全く同一形状とすることができ、従って
2枚の内歯揺動体112A,112Bを同一のチャッキ
ングで同時に加工することができ、各内歯揺動体112
A,112Bの偏心体孔111A、111Bと内歯11
3A、113Bの相対位置関係を精度よく維持できるよ
うになる。また、このようにして加工、製造した内歯揺
動体112A,112Bは、それぞれ互いに180°離
反する方向に平行移動させることによって組み込むこと
ができ、しかも、この状態を運転時においても位置する
ことができるようになる。
Description
歯歯車と噛合し自身を貫通する偏心体の回転によって揺
動回転させられることで前記外歯歯車を回転させる内歯
揺動体とを備えた内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の前
記内歯揺動体の製造方法に関する。
達が可能であり且つ大減速比が得られるという利点があ
るので、種々の減速機分野で数多く使用されている。
を偏心体によって揺動回転させることにより外歯歯車か
ら回転出力を取り出す内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装
置が特許公報第2607937号にて知られている。
明する。
ン等の締結部材2で結合された第1支持ブロック1Aと
第2支持ブロック1Bとからなる。5は入力軸で、入力
軸5の端部にはピニオン6が設けられ、ピニオン6は、
入力軸5の周りに等角度に配設された複数の伝動歯車7
と噛合している。
9によって回転自在に支持され且つ軸方向中間部に偏心
体10A、10Bを有する3本の偏心体軸10が、円周
方向に等角度間隔(120度間隔)で設けられており、
前記伝動歯車7は各偏心体軸10の端部に結合されてい
る。そして、入力軸5の回転を受けて伝動歯車7が回転
することにより、各偏心体軸10が回転するようになっ
ている。
された2枚の内歯揺動体12A、12Bの偏心体孔11
A、11Bをそれぞれ貫通しており、各偏心体軸10の
軸方向に隣接した2段の偏心体10A、10Bの外周
と、内歯揺動体12A、12Bの偏心体孔11A、11
Bの内周との間にはコロ14A、14Bが設けられてい
る。
けられているのは、トルク容量を確保することのほか
に、該2枚の内歯揺動体12A、12Bが偏心揺動する
ときの位相を180°ずらす(互いに常に反対方向に揺
動させる)ことにより、偏心揺動によって生じる遠心モ
ーメントを相殺させ、軸周りの動荷重バランスをとるよ
うにしているためである。
以上設けられることもある。内歯揺動体がN枚設けられ
た場合、各内歯揺動体の偏心位相を360°/Nずつ円
周方向にずらすと、それぞれの内歯揺動体が偏心揺動す
ることによって発生する遠心モーメントを全体としてほ
ぼ相殺できる。
の端部に一体化された外歯歯車21が回転自在に配され
ており、外歯歯車21の外歯23に、内歯揺動体12
A、12Bの内歯13(後述)が噛合している。内歯揺
動体12A、12Bは、偏心体10A、10Bを支持す
る部分と内歯13部分を除いて残りの部分を切り欠いて
構成されており、これによって第1、第2の支持ブロッ
ク1A、1Bの特に結合部分の断面積を大きくとれるよ
うになっている。
は、一般に、内歯揺動体12A、12Bの内歯13は、
(該内歯揺動体12A、12Bの軸方向に形成された)
半円筒状の溝(内歯ベース)13aと、この溝13aに
係合するピン13bとによって構成されている。それ
は、この内歯揺動体12A、12Bの内歯13と外歯歯
車21の外歯23は違いに擦れ合いながら噛合するた
め、両者の噛合時の摺動摩擦をできるだけ小さくするよ
うにしたためである。このためピン13bは半円筒状の
溝13a内で自由に回転できるようになっている。
ピン穴」と呼ばれている。また、この溝13aに係合さ
れるピン13bは一般に「外ピン」と呼ばれている。
動歯車7に与えられ、伝動歯車7によって偏心体軸10
が回転させられる。偏心体軸10の回転により偏心体1
0が回転させられると、該偏心体10の回転によって内
歯揺動体12A、12Bが揺動回転する。この場合、内
歯揺動体12A、12Bの1回の揺動回転によって、該
内歯揺動体12A、12Bと噛合する外歯歯車21はそ
の歯数差だけ位相がずれるので、その位相差に相当する
自転成分が外歯歯車21の(減速)回転となり、出力軸
20から減速出力が取り出される。
歯車装置においては、その構造上、外歯歯車の歯数と内
歯揺動体の歯数との差が「1」であるときに最も高い減
速比を得ることができる。そのため、該歯数差を1に設
定するのが一般的である。
揺動体の枚数を例えば2枚に設定した場合、外歯歯車と
内歯揺動体の各ペアの相対回転位相を互いに180°ず
らすには該外歯歯車又は内歯揺動体のペアの組み込み位
相を、他のペアのそれに対して半位相分(半歯分)分だ
けずらす必要がある。そのため、従来は次のような加工
上の工夫をする必要があった。
通を前提とし、2枚の内歯歯車の内歯入力用の偏心体孔
11A、11Bの位相を各内歯13A、13Bに対して
半位相分だけずらす。
3A、13Bを同時加工する場合は、該同時加工した内
歯13A、13Bを基準に2枚の内歯揺動体の偏心体孔
11A、11Bを互いに半位相分だけずらして後加工し
なければならない。逆に、入力用の偏心体孔11A、1
1Bを同時加工する場合は、該同時加工した入力用の偏
心体孔11A、11Bを基準に2枚の内歯揺動体の内歯
を互いに半位相分だけずらして後加工しなければならな
い。
12A、12Bの内歯と噛合する外歯歯車21の外歯2
3の部分をその軸方向で互いに半位相分ずらして加工す
る。
歯車21を別々に歯切りし、互いに半位相分だけずらし
た状態で合体させる必要がある。
ある部分を加工した後、いずれかを相対的に半位相ずら
した後に残った部分を後加工する必要があり、そのた
め、A)の場合は内歯揺動体12A、12Bの偏心体孔
11A、11Bと内歯13A、13Bの(位相角を含め
た)相対位置関係、B)の場合は外歯歯車21の軸芯O
と外歯23A、23Bの相対位置関係を高精度に維持す
るのが非常に難しく、極めて高度な加工技術が要求され
るとともに、高コストな加工装置が必要とされた。
高精度に維持された状態で加工されないと、2枚の内歯
揺動体12A、12Bが円滑に共同して外歯歯車21の
回りで噛合・揺動することができなくなり、噛合摩擦が
激増し、騒音が増大するとともに、耐久性が低下し、ま
たエネルギーロスも増大する。
為されたものであって、この種の内接噛合歯車装置にお
いて、2枚、あるいは3枚以上の内歯揺動体を用いた場
合であっても、高度な加工技術や高コストな製造装置を
用いることなく、外歯歯車の軸芯と外歯、あるいは内歯
揺動体の偏心体孔と内歯の(位相角を含めた)相対位置
関係を常に高精度に維持し、以って、内歯揺動体の円滑
な噛合・揺動を実現し、低騒音で耐久性が高く、かつエ
ネルギーロスを低くすることのできる内歯揺動体の製造
方法を提供することをその課題とする。
外歯歯車と噛合し自身を貫通する偏心体の回転によって
揺動回転させられることで前記外歯歯車を回転させる内
歯揺動体とを備えた内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の
前記内歯揺動体の製造方法において、前記内歯揺動体を
2枚備えると共に、前記内歯揺動体の各々の内歯又は内
歯ベースの数を、偶数に設定し、前記内歯揺動体の内歯
又は内歯ベースの数と前記外歯歯車の外歯の数との差を
2に設定し、前記2枚の内歯揺動体を重ねた状態で、各
々の内歯又は内歯ケース、及び内部に形成された貫通孔
を含めて、該2枚の内歯揺動体を同一のチャッキングの
まま加工することにより、上記課題を解決したものであ
る。
用される内歯揺動体が2枚の場合に限定して構成を特定
したものである。
揺動体がN枚の場合に普遍的に適用できる。即ち、外歯
歯車と、該外歯歯車と噛合し自身を貫通する偏心体の回
転によって揺動回転させられることで前記外歯歯車を回
転させる内歯揺動体とを備えた内歯揺動型内接噛合遊星
歯車装置の前記内歯揺動体の製造する場合であって、前
記内歯揺動体をN枚備える場合は、前記内歯揺動体の各
々の内歯又は内歯ベースの数を、前記Nの整数倍に設定
し、前記内歯揺動体の内歯又は内歯ベースの数と前記外
歯歯車の外歯の数との差をNの整数倍に設定し、前記N
枚の内歯揺動体を重ねた状態で、各々の内歯又は内歯ケ
ース、及び内部に形成された貫通孔を含めて、全内歯揺
動体を同一のチャッキングのまま加工するようにすれば
よい。
動体が2枚であるときは360゜/2=180゜だけ両
内歯揺動体の最大偏心方向がずらされ、一方、内歯揺動
体がN枚であったときには360゜/Nだけ各内歯揺動
体の最大偏心方向の位相がずらされるように設定され
る。これは、各内歯揺動体のそれぞれの最大偏心方向を
円周方向に均等に分散させることにより、増減速機の運
転時の動的バランスを良好に維持することができるよう
になるためである。
るいは内歯ベース)の数を該内歯揺動体の枚数Nの整数
倍に設定し、しかも内歯揺動体との歯数差もNの整数倍
に設定するようにする。
の全てを(従来のように1度チャッキングを解いて回転
させるのではなく)同一のチャッキングのまま同一形状
に加工し、それぞれの内歯揺動体を最大偏心方向にその
まま平行移動した状態で組み付けれることができるよう
になり、且つ、運転状態においてもそれぞれをこの最大
偏心方向にずらした状態を維持することができる。
との相対位置関係は、どの組み合わせにおいても必ず加
工機械の精度そのものに維持されることになる。例え
ば、一方の内歯揺動体の偏心体孔は、同じ内歯揺動体の
内歯との相対位置関係が精度良く維持されるのはもちろ
ん、他方の内歯揺動体の偏心体孔及び内歯に対してもそ
の相対位置関係が精度良く維持されることになる。従っ
て、各内歯揺動体のそれぞれの最大偏心方向を円周方向
に均等に分散させるようにしながら、全ての内歯揺動体
の円滑な噛合・揺動を実現でき、低騒音で耐久性が高
く、かつエネルギーロスをが低い装置を得ることができ
る。
施形態を詳細に説明する。
星歯車装置は、内歯揺動体112A、112Bの内歯1
13A、113B、及び外歯歯車121の外歯123の
構成が異なるだけで、その他の構成は基本的に図4、図
5を用いて説明した従来の内歯揺動型内接噛合遊星歯車
装置と基本的に同一であって構わない。
面図を示し、先ず図1を用いて本実施形態の原理的な特
徴を詳細に説明する。なお、理解を容易にするために、
図1においては2枚の内歯歯車112A、113Bを同
時に描き出しており、且つ、従来の装置と同一又は類似
部分には下2桁が同一の符号を付してある。
ぬ偏心体が貫通する偏心体孔111A、111Bが形成
されている。この内歯揺動体112A、112Bは外歯
歯車121と噛合しており、偏心体孔111A、11B
に挿入された偏心体の回転によって揺動回転させられ、
この揺動回転によって外歯歯車121を回転させる。こ
の基本構造自体は従来と同様である。内歯揺動体112
A、112Bの内歯113A、113Bは、基本的に従
来と同様に、半円筒状の外ピン穴(溝)113Aa、1
13Baこの外ピン穴113Aa、113Baと係合す
る外ピン113Ab、113Bbとによって構成されて
いるが、逆に外歯123の方が外ピン構造とされていて
もよい。なお必要時以外は以下単に内歯揺動体112、
内歯113と言う。
態では2枚、即ち、N=2である。従って、両内歯揺動
体112は、互いに180°(即ち半位相分)位相がず
れた状態で揺動回転させる必要があり、そのために内歯
揺動体112の内歯113、及び外歯歯車121の外歯
123は次のような構成とされている。
の内歯113の数は80(偶数)に設定されている。一
方、外歯歯車121の外歯123の歯数は78であり、
内歯113との歯数の差が2(偶数)に設定されてい
る。つまり、この実施形態の場合は内歯揺動体112の
枚数が2枚(N=2)であることから、内歯揺動体11
2の内歯113の数をNの整数倍である80に設定し、
一方、内歯揺動体112の内歯113の数80と外歯歯
車121の外歯123の数78との差をNの整数倍であ
る2に設定したものである。この2枚の内歯揺動体11
2は、それぞれの内歯113及び偏心体孔111とも同
時に(同一のチャキングのまま)、2枚一緒に加工・製
造される。即ち、2枚の内歯揺動体112は同一のチャ
ッキングで同時に加工されており、偏心体孔111の位
置、内歯(外ピン穴)113の数、形状とも全く同一で
ある。
11と内歯113との相対位置関係は、どの組み合わせ
においても必ず加工機械の精度そのものに維持されるこ
とになる。例えば、一方の内歯揺動体112Aの偏心体
孔111Aは、同じ内歯揺動体112Aの内歯113A
との相対位置関係が精度良く支持されるのはもちろん、
他方の内歯揺動体112Bの偏心体孔111B及び内歯
113Bに対してもその相対位置関係が精度良く維持さ
れることになる。
は、従来の1度チャッキングを解いて一方の内歯揺動体
12A又は12Bのみを半位相分回転させた後に再加工
して作製した内歯揺動体12のそれに比べて遙かに高
く、それだけ運転時の噛合摩擦を低減できるようにな
る。
2枚の内歯揺動体112は、自身の歯数、及び外歯歯車
121の歯数に対する歯数差が上述したようにNの関数
として設定されているため、それぞれを180°方向に
(回転させずに)互いに離反させるようにして組み付け
ることができ、且つ、この離反状態をそのまま運転中に
おいても維持することができる。
の最大偏心方向を180°ずらし、即ち、互いの遠心モ
ーメントを相殺させるようにしながら(円周方向に均等
に分散させるようにしながら)、該2枚の内歯揺動体1
12と外歯歯車121との円滑な噛合を実現でき、低騒
音で耐久性が高く、かつエネルギーロスをが低い装置を
得ることができる。
噛合遊星歯車装置に適用した実施形態について説明す
る。
体の形状がどのようなものであっても、該内歯揺動体の
内部に形成される偏心体孔と内歯(あるいは内歯ベー
ス)とを同一のチャッキングで同時に加工でき、しか
も、全ての内歯揺動体を内歯の位相を含めて同じ形状に
加工すればよくなることを利用して、内歯揺動体を(用
途に応じて)複雑な形状としている。このように、本発
明では内歯揺動体の形状が複雑で、チャッキングを解い
て所定の位相分だけ回転させたうえで再チェックキング
するのが困難な場合に特に有益である。
車装置(以下、単に「歯車装置」という)200は、こ
れ自体未だ公知になっていない構成であるため、少し詳
しく説明する。図2は、この歯車装置200の軸方向に
直交する断面図(図3のII−II矢視断面図)、図3は図
2のIII−III矢視断面図である。
材202によって互いに結合された第1支持ブロック2
01Aと第2支持ブロック201Bからなるケーシング
201を有する。ケーシング201内の外周側の位置に
は、歯車装置200の中心(外歯歯車221及び出力軸
220の中心)Oの周りに、3本の偏心体軸210、2
15、215が、軸受208、209、218、219
を介してそれぞれ回転自在に配されている。
0、215、215のうち、2本の偏心体軸215、2
15は、120度より小さい角度間隔(本例では70
度)で片側に寄せて配置され、残りの1本の偏心体軸2
10は、それらと歯車装置200の中心Oを挟んで反対
側に離れて配置されている。ここでは、離れた方の偏心
体軸210は、他の2本の偏心体軸215、215から
等角度(本例では245度)の位置に配置されている。
215は、歯車装置200の中心Oを基準とした円周方
向に不等間隔で配置されている。但し、3本の偏心体軸
210、215、215は、歯車装置200の中心Oを
中心とする同一円周上に配されている。
中心Oと同心に配設された入力軸であり、この入力軸2
05の端部にはピニオン206が設けられている。ピニ
オン206は、各偏心体軸210、215の端部に結合
された伝動歯車207と噛合している。そして、入力軸
205の回転を受けて伝動歯車207が回転することに
より、各偏心体軸210、215が回転するようになっ
ている。
201内に収容した2枚の内歯揺動体212A、212
Bの偏心体孔211A、211B、211A′、211
B′をそれぞれ貫通しており、各偏心体軸210、21
5の軸方向中間部に隣接して形成された2段の偏心体2
10A、210B、215A、215Bの外周と、内歯
揺動体212A、212Bの偏心体孔211A、211
B、211A′、211B′の内周との間にはコロ21
4A、214B、214A′、214B′が設けられて
いる。
出力軸220の端部に一体化された外歯歯車221が配
されており、外歯歯車221のトロコイド歯形よりなる
外歯223に、内歯揺動体212A、212Bのピンか
らなる円弧歯形状の内歯213が噛合している。内歯揺
動体212A、212Bは、偏心体210A、210
B、215A′、215B′を支持する部分と内歯21
3A、211B部分を除いて、残りの余分な部分を切り
欠いた形状に形成されている。
小径に形成されているが、離れた1本の偏心体軸210
は、それらよりも大径に形成されている。これは、偏心
体軸210、215を不等間隔で配したことにより各偏
心体軸210、215への負荷のかかり方が異なってく
るので、その対策として実行したものである。これに伴
って偏心体210A、210Bの径や、軸受208、2
09、218、219のサイズも異ならせている。但
し、偏心体210A、120Bの偏心量は全部同じに設
定している。このようにすることで、各偏心体軸21
0、215や軸受208、209、218、219の負
担を平均化して、寿命の均等化、つまり偏心体軸21
0、215や軸受208、209、218、219等の
耐久性が等しくなるようにしている。
205の回転が減速回転となって出力軸220に取り出
される動作については従来例と同じであるが、偏心体軸
210、215、215を円周方向に不等間隔で配置し
ており、特に片側に寄せた2本の偏心体軸215、21
5同士が互いに接近するので、それらを結ぶ直線方向の
装置寸法が大幅に縮小できるようになる。例えば、従来
は偏心体軸を円周方向に等配する関係上、装置が円形を
基本とする形状になっていたが、本実施形態では、内歯
揺動体212A、212Bを始めとしてケーシング20
1も、円形ではなく、細長い形状にすることができ、装
置の幅寸法を大幅に短縮することができて、全体として
細長い形状の歯車装置200を作ることができる。
に、内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装置は、外周側の内
歯揺動体が揺動する構成であるため、該内歯揺動体の形
状を周囲の機械装置との関係で様々な形状とすることが
要求される場合がある。
体を回転させ、各内歯揺動体の内歯の位相を調整・加工
する製造方法においては、このように内歯揺動体が特殊
な形状とされていたり、偏心体孔が円周方向で等間隔に
設けられていないような場合には、最終的に形成される
それぞれの内歯揺動体の偏心体孔及び内歯の相対位置関
係を精度良く規定するのは至難であった。
ばらつきが原因で噛合不良が発生し、これによって騒音
の増大、耐久性の低下、あるいは伝達エネルギーのロス
等が引き起こされていた。
置200のように、内歯揺動体がたとえどんなに複雑な
形状とされ、その内部にどのような形状の貫通孔がどの
ような位置に形成されていたとしても、全ての内歯揺動
体を同一のチャッキングで同じ形状に形成できるように
なると共に、該内歯揺動体を最大偏心方向に偏心させた
状態で組み込みできるようになり、上述した問題をすべ
て解消することができる。
の枚数が2枚、即ちNが2に設定されていたが、本発明
はこの例に限定されず、内歯揺動体の枚数Nが3以上の
場合でも適用可能である。その場合は、内歯揺動体の内
歯(外ピン穴)の数を該内歯揺動体の枚数Nの整数倍に
設定し、且つ、内歯揺動体と外歯歯車の外歯との歯数差
がNの整数倍となるように設定する。
3(N=3)の場合に、外歯歯車の歯数が66、内歯揺
動体の内歯の数が69であれば、N=3のときに内歯揺
動体の歯数が3の倍数となっており、且つ内歯揺動体と
外歯歯車上の歯数差が3の倍数となっているため、この
3枚の内歯揺動体は、それぞれN/360°=120°
の方向に互いに離反させるように平行移動して組み込む
ことができ、且つ、運転時においてもその離反状態を維
持することができる。
位相をN/360度ずつ(最大偏心方向に)精度良くず
らすことができようになる。
る場合であっても、それぞれの内歯揺動体の偏心体孔と
内歯との位相との相対位置関係を位相角を含めて非常に
高く維持でき、噛合摩擦を低減させることにより低騒音
で耐久性を高く維持でき、かつエネルギーロスを小さく
することができるようになる。
との噛合状態を示す図3の要部に相当する断面図
星歯車装置に適用した、図4相当の縦断面図
遊星歯車装置を示す縦断面図
て2枚の内歯揺動体の位相を考慮しなかった場合の干渉
状態を示す図1相当の要部断面図
て2枚の内歯揺動体の位相を180°分(半位相)だけ
ずらすための1つの方法を示す図1相当の要部断面図
Claims (2)
- 【請求項1】外歯歯車と、該外歯歯車と噛合し自身を貫
通する偏心体の回転によって揺動回転させられることで
前記外歯歯車を回転させる内歯揺動体とを備えた内歯揺
動型内接噛合遊星歯車装置の前記内歯揺動体の製造方法
において、 前記内歯揺動体を2枚備えると共に、 前記内歯揺動体の各々の内歯又は内歯ベースの数を、偶
数に設定し、 前記内歯揺動体の内歯又は内歯ベースの数と前記外歯歯
車の外歯の数との差を2に設定し、 前記2枚の内歯揺動体を重ねた状態で、各々の内歯又は
内歯ケース、及び内部に形成された貫通孔を含めて、該
2枚の内歯揺動体を同一のチャッキングのまま加工する
ことを特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の内
歯揺動体の製造方法。 - 【請求項2】外歯歯車と、該外歯歯車と噛合し自身を貫
通する偏心体の回転によって揺動回転させられることで
前記外歯歯車を回転させる内歯揺動体とを備えた内歯揺
動型内接噛合遊星歯車装置の前記内歯揺動体の製造方法
において、 前記内歯揺動体をN枚備えると共に、 前記内歯揺動体の各々の内歯又は内歯ベースの数を、前
記Nの整数倍に設定し、 前記内歯揺動体の内歯又は内歯ベースの数と前記外歯歯
車の外歯の数との差をNの整数倍に設定し、 前記N枚の内歯揺動体を重ねた状態で、各々の内歯又は
内歯ケース、及び内部に形成された貫通孔を含めて、全
内歯揺動体を同一のチャッキングのまま加工することを
特徴とする内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の内歯揺動
体の製造方法。
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