JP2523067Y2 - 内接噛合遊星歯車構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、減速機、あるいは増速機、特に、小型で高
出力が要請される減速機あるいは増速機に適用するのに
好適な、内接噛合遊星歯車構造に関する。

【従来の技術】

従来、第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介して、
この第１軸に偏心した状態で取付けられた複数の外歯歯
車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯
歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介し
て連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造
が広く知られている。 この構造の従来例を第３図及び第４図に示す。この従
来例は、前記第１軸を入力軸、第２軸を出力軸とすると
共に、内歯歯車を固定することによって上記構造を「減
速機」に適用したものである。 入力軸１には所定位相差（この例では180°）をもっ
て偏心体3a、3bが嵌合されている。なお偏心体3aと3bは
一体化されている。それぞれの偏心体3a、3bにはころ４
を介して２枚の外歯歯車5a、5bが取付けられている。こ
の外歯歯車5a、5bには内ローラ孔６が複数個設けられ、
内ピン７及び内ローラ８が嵌合されている。 前記外歯歯車5a、5bの外周にはトロコイド歯形や円弧
歯形等の外歯９が設けられている。この外歯９はケーシ
ング12に固定された内歯歯車10と内接噛合している。内
歯歯車10の内歯は具体的には外ピン11が外ピン穴13に遊
嵌され、回転し易く保持された構造とされている。 前記外歯歯車5a、5bを貫通する内ピン７は、出力軸２
のフランジ部14に固着又は嵌入されている。 入力軸１が１回転すると偏心体3a、3bが１回転する。
この偏心体3a、3bの１回転により、外歯歯車5a、5bも入
力軸１の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車10
によってその自転が拘束されるため、外歯歯車5a、5b
は、この内歯歯車10に内接しながらほとんど揺動のみを
行うことになる。 今、例えば外歯歯車5a、5bの歯数をＮ、内歯歯車10の
歯数をＮ＋１とした場合、その歯数差は１である。その
ため、入力軸１の１回転毎に外歯歯車5a、5bはケーシン
グ12に固定された内歯歯車10に対して１歯分だけずれる
（自転する）ことになる。これは入力軸１の１回転が外
歯歯車の−1/Nの回転に減速されたことを意味する。 この外歯歯車5a、5bの回転は内ローラ孔６及び内ピン
７の隙間によつてその揺動成分が吸収され、自転成分の
みが該内ピン７を介して出力軸２へと伝達される。 この結果、結局減速比−1/Nの減速が達成される。 なお、この従来例では、当該内接噛合遊星歯車構造の
内歯歯車を固定し、第１軸を入力軸、第２軸を出力軸と
していたが、第２軸を固定し、第１軸を入力軸、内歯歯
車を出力軸とすることによっても減速機を構成可能であ
る。更に、これらの入出力を逆転させることにより増速
機を構成することも可能である。

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述したような内接噛合遊星歯車構造
においては次のような問題があった。 第５図に示されるように、入力軸１及び出力軸２に作
用する荷重を考慮すると、出力軸２が入力軸１から受け
る回転荷重W1は、図から明らかなように軸受15bの端部
位置で作用している。又、出力軸２が外歯歯車（第４図
では図示していない）から受ける荷重W2は内ピン７に図
示のように作用している。更に、入力軸１が外歯歯車5
a、5bから受ける荷重W3は入力軸１に図示のように作用
している。 その結果、出力軸２に作用する荷重W1、W2は、軸受16
a、16bよりも入力軸１側に位置するため、出力軸２は丁
度片持ち状態となって荷重W1、W2を受けるようになり、
そのモーメントによって正規の軸芯O1に対して角度αだ
け傾いてしまうことになる。 又、入力軸１に作用する荷重W3は、出力軸２の傾きと
相まって、そのモーメントにより入力軸１を正規の軸芯
O1に対して角度βだけ傾けてしまう。 このため、入力軸１と出力軸２はそれぞれその軸心が
ずれながら回転し、異常摩耗や騒音、振動発生の原因と
なっていた。 又、第６図に示されるように、入力軸１に対して外部
からラジアル荷重Ｆが作用した場合にも、前記と同様に
入力軸１がβ′だけ正規の軸芯O1に対して傾き、又、出
力軸２がα′だけ正規の軸芯O1に対して傾くようにな
り、この傾きも又異常摩耗や騒音、振動発生の原因とな
っていた。 上記出力軸２あるいは入力軸１の傾きは、入力軸１が
外歯歯車5a、5bからの荷重W3を偏心体3a、3bを介して受
け、それを入力軸１の軸受15a、15bで支持していること
に起因している。 又、上述したような従来の内接噛合遊星歯車構造で
は、外歯歯車5a、5bに伝達トルクが等配分されることに
より、荷重のバランスがとられているが、２枚の外歯歯
車5a、5bが同一平面上にないため、各外歯歯車5a、5bに
作用する荷重により偏心体3a、3bにモーメント（偶力）
が生じる（第３図参照）。 この偏心体3a、3bに作用するモーメントは、外歯歯車
5a、5bに作用する荷重と２枚の外歯歯車5a、5b間との距
離の積になるため、これを低減させるには２枚の外歯歯
車5a、5b間の距離を小さくすればよい。しかしながら、
外歯歯車5a、5bは偏心体3a、3b及びころ４により支持さ
れており、この偏心体3a、3b及びころ４は強度上の負荷
容量によって所定の長さが必要であり、その間隔を短縮
するにも限界がある。 本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされてた
ものであって、特に外歯歯車から偏心体を介して第１軸
にかかる荷重を良好に吸収し、もって異常摩耗や騒音、
振動を極力低減するようにした内接噛合遊星歯車構造を
提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本考案は、第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介し
てこの第１軸に偏心した状態で取付けられた複数の外歯
歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外
歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介
して連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構
造において、前記偏心体の内径を前記第１軸の外径より
大きく設定すると共に、該偏心体をその偏心量より小さ
な範囲で前記第１軸に対して半径方向に変位可能に結合
し、且つ、前記第１軸に、前記偏心体の該第１軸に対す
る軸方向の移動を拘束すると共に該偏心体が第１軸の軸
線に対して傾こうとするモーメントを受止めることので
きる位置決め部材を取付けたことにより、上記目的を達
成したものである。 なお、前記外歯歯車が、軸受作用線が互いに向かい合
う方向となるように配置された２個のアンギュラ軸受を
介して偏心体に嵌合されるようにすると、２枚の外歯歯
車の間隔を実質的に短くすることができ、発生するモー
メントをより低減させることができるようになる。

【作用】

本考案においては、まず、偏心体を、外歯歯車の内接
噛合回転機能を損なわない範囲で半径方向の変位が可能
なようにして第１軸に結合するようにしている。具体的
には偏心体の内径を前記第１軸の外径より大きく設定す
ると共に、該偏心体をその偏心量より小さな範囲で前記
第１軸に対して半径方向に変位可能に結合するようにし
ている。これにより、外歯歯車からの荷重によって軸心
がずれたりする不具合を、この偏心体と第１軸とのフレ
キシブル結合によって吸収することができるようにな
る。 ところで、ただ単に偏心体と第１軸とをフレキシブル
結合しただけでは、偏心体にモーメントに起因したスラ
スト力が発生し、偏心体の第１軸上での位置決めが良好
に行われない。又、発生するモーメントによっては偏心
体と第１軸とが激しく接触したり、振廻りが発生したり
して、かえって異常摩耗や騒音、振動を誘引することに
なる。 そこで本考案では、第１軸に位置決め部材を取付け、
この位置決め部材によって偏心体の第１軸に対する軸方
向の移動を拘束すると共に、偏心体が第１軸の軸線に対
して傾こうとするモーメントを該位置決め部材によって
受け止めるようにしている。その結果、偏心体を第１軸
上で良好に位置決めできるようになると共に、偏心体か
ら第１軸に対して発生するラジアル方向の荷重を効果的
に抑えることができ、偏心体と第１軸とをフレキシブル
結合としたことによって発生する新たな異常摩耗等を防
止することができるようになる。 更に、本考案ではこの位置決め部材が、第１軸に直接
的に備えられているため、この位置決め部材自体は偏心
体と同期回転する。そのため、該位置決め部材と偏心体
との間で摺動による異常摩耗等が発生する恐れは全くな
い。

【実施例】

以下図面に基づいて本考案の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、「第１軸」を入力軸、「第２軸」を出
力軸とすると共に、「内歯歯車」を固定することによ
り、当該当該内接噛合遊星歯車構造を「減速機」に適用
したものである。 なお、「第１軸」を入力軸、「内歯歯車」を出力部材
とすると共に、「第２軸」を固定することによって当該
内接噛合遊星歯車構造を同じく減速機に適用することも
できる。更に、これらの入出力関係を逆転することによ
って、増速機に適用することもできる。 第１図及び第２図において、入力軸21には中空の偏心
体軸23が挿入されている。該偏心体軸23は、その内径が
入力軸21の外径より大きく設定され、スプライン結合や
オルダム結合等の半径方向への変位を吸収するフレキシ
ブル結合手段24によって入力軸21に結合されている。こ
の偏心体軸23には、２個の偏心体23a、23bが形成されて
いる。偏心体23a、23bには２枚の外歯歯車25a、25bがア
ンギュラ軸受26a、26bを介して嵌合されており、偏心体
23a、23bの偏心量に相当する分だけ揺動しながら回転で
きるようになっている。 このアンギュラ軸受26a、26bは、玉軸受やころ軸受か
らなり、軸方向荷重と半径方向荷重の両者を支持する機
能を持つものであって、この実施例では軸受作用線Fa、
Fbが互いに向かい合う方向とされている。 なお、前記偏心体軸23と入力軸21とのフレキシブル結
合による半径方向の変位量は、この偏心体23a、23bの偏
心量よりは小さく、外歯歯車25a、25bの内接噛合回転機
能を損なわない範囲の大きさとされている。 入力軸21に組込まれたディスタンスピース（位置決め
部材）34a、34bは、偏心体23a、23bもしくはアンギュラ
軸受26a、26bを挾んでその両側に設けられている。 外歯歯車25a、25bは、その外周にトロコイド歯形から
なる外歯27を有しており、内歯歯車28に内接噛合してい
る。内歯歯車28は、ケーシングと一体に形成されてい
る。又、この内歯歯車28は、外歯歯車25a、25bと内接噛
合する外ピン29からなる円弧歯形を有している。 前記外歯歯車25a、25bには内ピン孔30が形成されてお
り、該内ピン孔30には内ピン31が遊嵌されている。この
内ピン31の外周には内ローラ32が遊嵌されている。この
遊嵌によって外歯歯車25a、25bの振動が吸収される。但
し、この内ローラ32は省略することも可能である。 内ピン31はその両端を内ピン保持リング33a、33bに密
嵌されている。内ピン保持リング33a、33bは外歯歯車25
a、25bを挾んでその両側に設けられている。一方の内ピ
ン保持リング33bと出力軸22とは直結ではなく、スプラ
イン結合等のフレキシブルな結合構造35としてある。こ
のフレキシブル結合構成35は、外歯歯車25a、25bの振動
を吸収するためのものではなく（この振動は前述したよ
うに内ピン31と内ピン孔30との隙間によって吸収され
る）、内ピン保持リング33bの出力軸22に対する若干の
振動を吸収するためのものである。 次にこの実施例の作用を説明する。 ２枚の外歯歯車25a、25bに作用する荷重によって偏心
体軸23（偏心体23a、23b）にモーメントが生ずる。とこ
ろが、このモーメントを偏心体側面のディスタンスピー
ス34a、34bで受止め、偏心体軸23の軸方向の変位を拘束
しているため、該偏心体軸23には該モーメントを支持す
るラジアル軸受が不要になる。モーメントの支持につい
ては、例えば内ピン保持リング33a、33bにて支持する方
法も有り得るが、この場合は偏心体軸23と内ピン保持リ
ング33a、33bとの間に激しい回転摺動が起こり、摩耗、
焼付等の危険がある。この実施例によれば、ディスタン
スピース34a、34bは偏心体軸23と同期回転するためその
心配はない。 更に、偏心体軸23と入力軸21とがスプライン継手やオ
ルダム継手等の半径方向に変位可能なフレキシブル継手
構造24とされていることと相まって、この実施例による
支持系においては偏心体軸23から入力軸21へのラジアル
荷重の伝達をほとんどなくすることができる。このた
め、入力軸21には回転トルクによる捩り荷重を除き、作
用するラジアル荷重がなくなって入力軸21の捩れ曲り現
象に基づく振動や騒音の発生がなく、又、入力軸21を支
持する軸受の小型化、あるいは軸受の省略が可能とな
る。 又、この実施例では外歯歯車25a、25bを正面組合せ
（軸受作用線が互いに向かい合う方向）のアンギュラ軸
受26a、26bによって支持しているため、軸受作用線が図
示のFa、Fbで示されるように、互いに向かい合うような
方向に傾いたものとなり、２枚の外歯歯車25a、25bの間
隔が実質的に短くなって発生するモーメント自体を一層
低減させることができるようになる。 更に、正面組合せのアンギュラ軸受26a、26bでは、こ
のようにその軸受作用線Fa、Fbが互いに向かい合うもの
となっているため、例えば外歯歯車25aのラジアル荷重
が増大すると、アンギュラ軸受26aがアンギュラ軸受26b
を外側（出力軸22の側）へ押出すように作用し、その結
果アンギュラ軸受26bが外側へ押出されることによっ
て、外歯歯車25bの荷重が増加する。このため、正面組
合せのアンギュラ軸受26a、26bを設けることにより、外
歯歯車25a、25bが互いに自動調心機能を持つものとな
る。 このため、外歯歯車25a、25bに作用する荷重が当分配
され、ディスタンスピース34a、34bの存在と相まって片
当り荷重がなくなって異常摩耗や騒音、振動の発生が低
減されるものとなる。 又、本実施例では内ピン保持リング33bと出力軸22に
ついても、これをフレキシブル結合構造35としているた
め、出力軸22にかかるラジアル偏荷重も良好に吸収する
ことができる。 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではな
く、種々の形式の内接噛合遊星歯車構造に適用可能なの
は前述した通りである。

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、位置決め部材の
存在により、偏心体に発生するモーメントを側面方向か
ら円滑に受け止めることができ、偏心体と第１軸とを半
径方向に変位可能なフレキシブル結合としたことと相ま
って、第１軸に作用するラジアル荷重を小さくして、該
第１軸の振廻り現象に基づく振動や騒音の発生を防止
し、入力軸を支持する軸受の小型化あるいは省略を行う
ことが可能となるという優れた効果が得られる。 又、外歯歯車を正面組合せ（軸受作用線が互いに向か
い合う方向）のアンギュラ軸受によって支持した場合に
は、軸受作用線が互いに向かい合うような方向に傾いた
ものとなり、２枚の外歯歯車の実質的は間隔を短くする
ことができ、偏心体に発生するモーメント自体をそれだ
け低減することができるようになる。この場合、軸受作
用線が互いに向かい合う方向となっているため、一方の
外歯歯車の荷重が増大すると、他方の外歯歯車の荷重も
増大するため、偏心体及び外歯歯車自体が自動調心機能
を持つようになり、従って外歯歯車に作用する荷重が等
分配され、片当り荷重がなくなって異常摩耗や騒音、振
動の発生が一層低減されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る内接噛合遊星歯車構造が適用さ
れた減速機の概略縦断面図、 第２図は、第１図矢示II-II線に沿う断面図、 第３図は、従来の内接噛合遊星歯車構造を利用した減速
機の例を示す縦断面図、 第４図は、第３図矢示IV-IV線に沿う断面図、 第５図及び第６図は、従来の内接噛合遊星歯車構造の有
する問題点を説明するための部分概略断面図である。 21……入力軸（第１軸）、22……出力軸（第２軸）、23
……偏心体（軸）、24……フレキシブル結合手段、25
a、25b……外歯歯車、26a、26b……アンギュラ軸受、28
……内歯歯車、29……外ピン、30……内ピン穴、31……
内ピン、32……内ローラ、33a、33b……内ピン保持リン
グ、34a、34b……ディスタンスピース、35……フレキシ
ブル結合手段。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介し
   てこの第１軸に偏心した状態で取付けられた複数の外歯
   歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外
   歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介
   して連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構
   造において、 前記偏心体の内径を前記第１軸の外径より大きく設定す
   ると共に、該偏心体をその偏心量より小さな範囲で前記
   第１軸に対して半径方向に変位可能に結合し、且つ、 前記第１軸に、前記偏心体の該第１軸に対する軸方向の
   移動を拘束すると共に該偏心体が第１軸の軸線に対して
   傾こうとするモーメントを受止めることのできる位置決
   め部材を取付けたことを特徴とする内接噛合遊星歯車構
   造。
2. 【請求項２】前記外歯歯車が、軸受作用線が互いに向か
   い合う方向となるように配置された２個のアンギュラ軸
   受を介して、前記偏心体に嵌合されてなることを特徴と
   する請求項１に記載の内接噛合遊星歯車構造。