JP2006226370A - 揺動内接噛合式動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大量の潤滑剤（グリス等）を用いることなく内歯歯車の外ピンを潤滑でき、油漏れの心配のない揺動内接噛合式の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】潤滑剤による摩擦低減が最も求められる外ピン１４２の周辺部や内ローラ１２８の周辺部をダイレクトに且つ効率よく潤滑するべく、内歯歯車本体１４０や内ローラ１２８等に凹部１２８Ａ、１４０Ａを設け、該凹部１２８Ａ、１４０Ａに潤滑剤を含んだ含油性部材を外ピン１４２と接触可能に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、揺動内接噛合式動力伝達装置に関する。

従来、図１１記載の揺動内接噛合式動力伝達装置が広く知られている。この揺動内接噛合式動力伝達装置は、外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合すると共に自身の内歯が内歯本体と独立した外ピンで構成されている内歯歯車と、を備える。ここでは、モータ１２の回転を減速し取り出すために、相対回転取出機構Ｋを備えるが、動力の伝達損失を低下させ、又、構成部材を保護する等のためにケーシング９０の内部には相当量の潤滑剤（グリス等）が封入されている。

一方、特許文献１に記載されるように、潤滑剤を樹脂材料に含ませた含油性材料を歯車の形に形成し、駆動歯車と噛合させることにより潤滑を行なっている歯車装置も公知である。

特開２００１−２０８１７６号公報

しかし、装置内部に相当量のグリスが封入されている場合であっても、そのグリス全量が全て潤滑に寄与しているのではなく、潤滑が必要となる部分に確実にグリスが行き渡るように予め必要量以上のグリスを封入しているのであって、その分余分なコストが必要となっている。

又、一定時間運転後には、磨耗した金属粉の混入等によりグリスの潤滑性能が低下するため、封入されているグリスを交換する必要があるが、大量の廃油は環境面からも好ましくなく、又、装置内部に付着しているグリスを洗浄する作業も煩雑である。

更に、グリスが装置内部に相当量存在することにより、運転時において不要な攪拌損失が発生する。

一方、含油性材料を歯車の形に形成し、潤滑を目的とする歯車に噛合させる方法では、本来の動力伝達に必要な構成部材の他に新たに潤滑用の歯車を配置しなければならず、相応のコストを要し、装置をコンパクトに維持できない。

又、歯車自体を含油性材料で構成するのは、強度上制約がある。

本発明は、これらの不具合を解消した揺動内接噛合式の動力伝達装置を提供することをその課題としている。

本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合すると共に自身の内歯が内歯本体と独立した外ピンで構成されている内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式動力伝達装置において、潤滑剤を含んだ含油性部材を前記外ピンと接触可能な位置に備える構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明により、含油性部材から滲み出る潤滑剤をダイレクトに潤滑対象部材へと供給できるため、大量のグリスの封入は必要でない。

又、この種の動力伝達装置に従来よりある部材の中に凹部を設け含油性部材を備えたり、従来よりある部材自身を含油性の部材とすることで、新たな部材（例えば潤滑用の歯車等）を必要とせず、新たな部材の設置に伴うコスト上昇や装置の大型化を防止できる。

本発明によれば、極少量の潤滑剤のみで伝達損失が少ないコンパクトな動力伝達装置を提供することができる。

先ず、添付図面を用いて本発明に係る実施形態の一例の構成を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例である動力伝達装置を備えたギヤドモータＧＭ１００の一部断面図である。

該ギヤドモータＧＭ１００は、モータ１１２と動力伝達装置１１０とからなる。モータ１１２はボルト１５０により動力伝達装置１１０と結合されており、モータ軸１２０が動力伝達装置１１０の内部に臨んでいる。

該動力伝達装置１１０は、出力側ケーシング１９０と、入力側ケーシング（モータケーシング）１９２とがケーシングも兼ねる内歯歯車１４１を挟持してボルト１５０により連結されており、内部に相対回転取出機構Ｋ１を備えている。

又前記内歯歯車１４１は、内歯歯車本体１４０と、内歯に相当する外ピン１４２とで構成されている。

モータ軸１２０の回転は前記相対回転取出機構Ｋ１により減速され、出力軸１３４を経て図示せぬ相手機械へと伝達される。

モータ軸１２０には偏心体１２２がキー結合され、該偏心体１２２には偏心体用軸受１２４を介して外歯歯車１２６が回転可能に支持されている。該外歯歯車１２６はトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯を有しており、内歯歯車本体１４０に備わる外ピン１４２と内接噛合している。外歯歯車１２６の歯数と外ピンの数には僅少な差が存在している（一般的には１〜４本外ピンが多い）。前記内歯歯車本体１４０は略ドーナツ形状である。前記内歯歯車本体１４０の内周面、即ち、外ピン１４２との係合面の軸方向略中央部には、１周に亘って凹部１４０Ａが設けられている。更に該凹部１４０Ａにはリング状の含油性部材１４４が嵌入されているが、該含油性部材１４４の半径方向の厚みは、前記凹部１４０Ａの深さよりも若干大きく設定されており、他の部材から何らかの応力が付与されない限り、嵌入後も前記凹部１４０Ａから微かに前記含油性部材１４４が露出している。なお、含油性部材１４４にはその露出部分が外ピン１４２と接触するため、若干の窪み部Ｃ１が存在する（図４参照）。

又、前記外歯歯車１２６には複数の内ピン孔１２９が設けられ、内ピン１３０の一端及び内ローラ１２８が遊嵌している。該内ローラ１２８の内周面及び外周面には複数の凹部１２８Ａが設けられ、該凹部１２８Ａにリング状の含油性部材１４６が備わっている。ここでも、前記含油性部材１４６の半径方向の厚みは、前記凹部１２８Ａの深さよりも若干大きく設定されているため、何らかの応力が付与されない限り前記凹部１２８Ａから微かに前記含油性部材１４６が露出している。一方、前記内ピン１３０の他端はフランジ体１３２に嵌合している。該フランジ体１３２は出力軸１３４と一体形成され、軸受１３６、１３８を介してケーシング１９０に支持されている。

次に当該動力伝達装置１１０の作用について説明する。

モータ１１２に通電されるとモータ軸１２０、偏心体１２２が回転する。それに伴い外歯歯車１２６も揺動回転しようとするが、内接噛合する外ピン１４２に回転を拘束されているために、ほとんど揺動のみを行なうことになる。このとき、外歯歯車１２６の歯の数と外ピン１４２の数とには僅少な差が存在するため、外歯歯車１２６が１回揺動するとその歯数差分だけ回転（自転）する。即ち、この回転成分（相対回転成分）を取り出すことによって、（外歯歯車の歯の数−外ピンの数）／（外歯歯車の歯の数）の比の減速比を１段で実現することができる。

このように、外歯歯車１２６の揺動回転に伴う内歯歯車１４１（外ピン１４２）との相対回転成分を取り出す機構においては、その構造上、特に外歯歯車１２６と外ピン１４２との噛合面、内ピン孔１２９と内ローラ１２８との摺動面、及び内ローラ１２８と内ピン１３０との摺動面の摩擦が問題となる。これは、外歯歯車１２６と外ピン１４２との噛合面においては、強大な噛合面圧が掛かりながら滑り接触が生じるためであり、一方、内ピン孔１２９と内ローラ１２８との摺動面及び内ローラ１２８と内ピン１３０との摺動面では、滑り接触を伴いながら外歯歯車１２６の揺動成分を吸収して相対回転成分のみを滑らかにフランジ体１３２へと伝達する必要があるためである。

当該動力伝達装置１１０では、内歯歯車本体１４０の凹部１４０Ａに含油性部材１４４を備え潤滑剤をしみ込ませておくことにより、運転時における発熱や圧力、更には外ピン１４２からの応力を受けて含油性部材１４４自体が変形することにより潤滑剤が滲み出て、直接外ピン１４２を潤滑できる。又、内ローラ１２８に設けられた凹部１２８Ａに含油性部材１４６を備え、内ピン孔１２９及び内ピン１３０との摺動面を直接潤滑することができる。

これにより、潤滑が必要な部分に最低限必要な潤滑剤をダイレクトに供給でき、余分な潤滑剤（グリス等）を大量にケーシング内に封入しておく必要がなくなり、コストを抑えることができ、又攪拌損失の影響も発生しない。

又、潤滑剤の補給は、前記含油性部材に新たに潤滑剤を含ませたり、部材自体を交換することで対応でき、作業も容易である。更に、ケーシング内部の洗浄も不要であるか、又は行なった場合でも非常に簡易に作業できる。

加えて、潤滑剤の供給源となる含油性部材は、従来よりこの種の動力伝達装置に存在する構成部材に設けた凹部の中に組み込み配置されており、配置のために余分なスペースを要せず、本発明の適用が装置のコンパクト性に影響を及ぼすことはない。

又、含油性部材は、例えばＯリング状の単純な形状のもので十分であり、歯車等の複雑な形状に成形する必要がなく、コスト上昇も極めて僅かである。又、強度上の制約もない。

なお、この実施形態では、望ましい形態として内歯歯車本体１４０と内ローラ１２８にそれぞれ凹部を設けて含油性部材を備えているが、目的・用途に合わせて一方にのみ、又は一部にのみ適用することも可能である。

次に別の実施形態について説明するが、前述の動力伝達装置１１０と同一又は類似する部分については下２桁が同一の符号を付することとし、重複説明は省略する。

図５は、別の実施形態の一例である動力伝達装置５１０を備えるギヤドモータＧＭ５００の一部断面図である。

動力伝達装置５１０は、出力側ケーシング５９０と、入力側ケーシング（モータケーシング）５９２とがケーシングを兼ねる内歯歯車５４１を挟持して、ボルト５５０により連結・固定されている。前記内歯歯車５４１は、内歯歯車本体５４０と外ピン５４２で構成されている。前記内歯歯車本体５４０は略ドーナツ形状の部材である。内歯歯車本体５４０の内周面の軸方向略中央部には、一周に亘って凹部５４０Ａが設けられ、該凹部５４０Ａにはリング状の含油性部材５４４が配置されている。即ち、含油性部材５４４は、内歯歯車本体５４０と外ピン５４２との間に位置している。

外ピン５４２の軸方向及び半径方向内側（軸心Ｏ５側）には、前記ケーシング５９０、５９２の一部が係合することにより、該外ピン５４２の位置が規制されている。これらのケーシング５９０、５９２の外ピン５４２との係合面には、それぞれ凹部５９０Ａ、５９２Ａが設けられており、該凹部５９０Ａ、５９２Ａには含油性部材５４５がそれぞれ配置されている。

一方、モータ軸５２０には偏心体５２２がキー結合され、偏心体用軸受５２４を介して外歯歯車５２６が回転可能に支持されている。該外歯歯車５２６はトロコイド歯形等の外歯を備え、前記内歯歯車５４１（の外ピン５４２）と内接噛合している。前記外歯歯車５２６には複数の内ピン孔５２９が設けられ、該内ピン孔５２９に内ピン５３０及び内ローラ５２８が挿嵌している。又、前記内ピンは、フランジ体５３２とも係合している。

前記内ローラ５２８の内周面及び外周面には複数の凹部５２８Ａが設けられ、図示せぬ含油性部材が嵌入している。

本実施形態では、前述した動力伝達装置１１０に比べて、更にケーシング５９０、５９２の外ピン５４２との係合面に凹部５９０Ａ、５９２Ａを設け含油性部材５４５を設けているため、外ピン５４２周辺部の潤滑がより確実なものとなっている。

又、ここで説明した動力伝達装置５１０では、動力伝達装置１１０の場合と同様に、内歯歯車本体５４０及び内ローラ５２８にもそれぞれ凹部を設けて含油性部材を備えた構成であるが、これはより望ましい構成として採用されているものであり、必ずしも必須の構成ではない。動力伝達装置の用途等に合わせて適宜組合せて構成することが可能である。

図６は、複数の外歯歯車６２６を位相を１８０°ずらして構成した例である。それぞれの外歯歯車６２６に対応する位置に含油性部材６４４が備わっている。

更に、２枚の外歯歯車６２６の軸方向の位置を規制するために、間にスペーサ（さし輪）６２７が装着されている。動力伝達装置６１０では、このスペーサ６２７が含油性部材とされ、滲み出る潤滑剤が各摺動部分を潤滑している。尚、スペーサ自体を含油性部材とする他、スペーサの一部に含油性部材を備えてもよい。このような構成は伝達トルクが大きな場合に有効である。なお、外歯歯車を３枚以上用いて構成することも可能である。

又、図７の実施例のように外ピン７４２に外ローラ７４３を備えた動力伝達装置に適用してもよい。

更に、図８乃至図１０に記載したように、内歯歯車本体８４０に備える含油性部材８４４の形状を外ピン８４２の形状に沿った形状とすることで接触面積を広げ、効果的に潤滑剤を供給する構成としてもよい。

なお、上記に説明した実施形態は全て１段減速機構で説明したが、これに限定されるものではなく、２段以上の減速機構であっても問題なく適用できる。

又、本発明の要部となる「含油性部材」は、含油性の材料であればよく、例えば樹脂は勿論、焼結金属等により構成することも可能である。

本発明は、産業機械の駆動に広く用いられることは勿論のこと、特に衛生面の制限が厳しい食品製造分野や医薬品製造分野等での利用が期待できる。

本発明の実施形態の一例であるギヤドモータＧＭ１００の一部断面図 図１における矢示II−II線に沿う断面図 図１におけるIII部拡大図（内ローラ周辺部の拡大図） 図２におけるIV部拡大図（外ピンと含油性部材の接触状態を表わす図） 本発明の他の実施形態の一例であるギヤドモータＧＭ５００の一部断面図 本発明の他の実施形態の一例であるギヤドモータＧＭ６００の一部断面図 本発明の他の実施形態の一例であるギヤドモータＧＭ７００の一部断面図 本発明の他の実施形態の一例であるギヤドモータＧＭ８００の一部断面図 図８における矢示IX−IX線に沿う断面図 ギヤドモータＧＭ８００にて使用する含油性部材の単体図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が側面図 従来より公知の動力伝達装置を備えたギヤドモータの一部断面図

符号の説明

ＧＭ１００…ギヤドモータ
Ｋ１…相対回転取出機構
１１０…動力伝達装置
１２０…モータ軸
１２２…偏心体
１２４…偏心体用軸受
１２６…外歯歯車
１２８…内ローラ
１２８Ａ、１４０Ａ…凹部
１２９…内ピン孔
１３０…内ピン
１３２…フランジ体
１３４…出力軸
１４０…内歯歯車本体
１４２…外ピン
１４４、１４６…含油性部材

Claims (6)

1. 外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合すると共に自身の内歯が内歯本体と独立した外ピンで構成されている内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式動力伝達装置において、
   潤滑剤を含んだ含油性部材を前記外ピンと接触可能な位置に備えた
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。
2. 請求項１において、
   前記外ピンが係合する部分の内歯歯車本体の一部に凹部を備え、
   該凹部に前記含油性部材が備わっている
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。
3. 請求項１において、
   前記外ピンを支持するケーシングの一部に凹部を備え、
   該凹部に前記含油性部材が備わっている
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。
4. 外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合すると共に自身の内歯が内歯本体と独立した外ピンで構成されている内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式動力伝達装置において、
   前記外歯歯車と前記内歯歯車との相対回転成分を取り出す内ピンと、
   該内ピンが挿嵌する内ローラを備え、
   該内ローラに設けた凹部に含油性部材が備わっている
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。
5. 外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合すると共に自身の内歯が内歯本体と独立した外ピンで構成されている内歯歯車と、を有する揺動内接噛合式動力伝達装置において、
   前記揺動内接噛合式動力伝達装置には、前記外歯歯車が複数備わっており、
   該複数の外歯歯車の間に位置するスペーサに含油性部材が備わっている
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。
6. 請求項５において、
   前記スペーサ自体が含油性部材である
   ことを特徴とする揺動内接噛合式動力伝達装置。

Images