JP2828546B2 - 内接噛合遊星歯車構造 - Google Patents
内接噛合遊星歯車構造Info
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Description
は増速機に適用するのに好適な、内接噛合噛合遊星歯車
構造の特に歯形の構造に関する。
て回転する偏心体と、該偏心体にベアリングを介して取
り付けられ偏心回転が可能とされた複数の外歯歯車と、
該外歯歯車に外ピンで構成される内歯を介して内接噛合
する内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分
のみを取り出す内ローラを介して連結された第2軸と、
を備えた複列式内接噛合遊星歯車構造が広く知られてい
る。
この従来例は、前記第1軸を入力軸とすると共に、第2
軸を出力軸とし、且つ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。
0°)をもって偏心体3a、3bが嵌合されている。こ
の偏心体3a、3bは、それぞれ入力軸1(中心O1)
に対して偏心量eだけ偏心している(中心O2)。それ
ぞれの偏心体3a、3bにはベアリング4a、4bを介
して2枚の外歯歯車5a、5bが複列に取り付けられて
いる。この外歯歯車5a、5bには内ローラ孔6a、6
bが複数設けられ、内ピン7及び内ローラ8が嵌入され
ている。
主に伝達容量の増大、強度の維持、回転バランスの保持
を図るためである。
イド歯形(エピトロコイド平行曲線歯形)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。
7は、出力軸2のフランジ部に固着又は嵌入されてい
る。
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は入力軸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。
(図示例では、n=21となっている)、内歯歯車10
の歯数をn+1とした場合、その歯数差Nは1である。
そのため、入力軸の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5a、5bの−1/nの回転に減速
されたことを意味する。
孔6a、6b及び内ピン7(内ローラ8)の隙間によっ
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。
成される。
種々の減速機あるいは増速機に適用されている。例え
ば、上記構造においては、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ようにしていた
が、第1軸を入力軸、内歯歯車を出力軸とすると共に、
第2軸を固定することによっても、減速機を構成するこ
とが可能である。更に、これらの構造において、入、出
力軸を逆転させることにより、「増速機」を構成するこ
ともできる。
構造においては、歯面の面圧の大きさにより概ねその負
荷荷重が決まってしまい、装置の小形化、高負荷容量化
に限界を生じることから、特に歯面の面圧の軽減が要求
されていた。
されるように、外歯歯車の外歯9の歯形にエピトロコイ
ド平行曲線(図9参照)、内歯歯車の内歯11の歯形に
トロコイド内包絡線(図10参照)を用いることによ
り、外歯歯車と内歯歯車の各歯の噛合点(接触点)を2
点に増やし、歯面の面圧の軽減を図ったものが提案され
ている。
図8に示すように、外歯歯車5a、5bの外歯9の歯形
をエピトロコイド平行曲線で構成し、内歯歯車10の内
歯11の歯形を、両端の円弧歯形部分P、Pと中間の歯
形部分Q(この部分は外歯の歯形をエピトロコイド平行
曲線で構成した場合の相手歯形として求めた歯形であ
る)とからなるトロコイド内包絡線で構成している。
歯歯車10と外歯歯車5a、5bの噛合部において、両
者の接触点(噛合点)が、荷重伝達に有効な位置で2点
になる。つまり、円弧歯形部分Pの接触点の他に歯形部
分Qでも接触点をもつようになる。この2つの接触部分
は、ともに歯車の機構学的な歯形の条件を満足している
ので、各々の接触点は動力伝達に有効に作用することと
なる。
歯車構造においては、歯形の改良により歯の2点接触を
可能とし、それにより歯面の面圧を軽減して、小形化、
高負荷容量化を図っている。
ような歯形を使用したとしても歯面の負荷能力にはなお
限界があり、減速機の更なる小形軽量化のためには歯面
の一層の高負荷能力が求められている。
なされたものであって、歯数差を2以上とし、しかもこ
の場合にも外歯と内歯の2点接触が可能な歯形を有し
た、軽量、コンパクトで高性能な内接噛合遊星歯車構造
を提供することを目的とする。
第1軸に設けた偏心体を介してこの第1軸に対して偏心
回転可能な状態で取付けられた複数枚の外歯歯車と、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、前記外歯歯車と内歯歯車の歯数差をN(N:2以上
の整数)とし、前記外歯歯車の歯形を、N個のエピトロ
コイド平行曲線を位相をずらせて重ね合わせた時にでき
る最も内側の曲線によって構成し、又、前記内歯歯車の
歯形を、前記エピトロコイド平行曲線と噛合うN個のト
ロコイド内包絡線を前記外歯歯車と同じだけ位相をずら
せて重ね合わせた時にできる最も内側の曲線によって構
成したことにより、上記課題を解決したものである。な
お、実際の歯形を構成する場合は、外歯及び内歯の(噛
合と直接関係しない)歯先、あるいは歯元を適当に丸め
る等の修正処理を施すのは、無論禁止されるものではな
く、このような処理を行ったものも当然に本発明の範疇
に含まれる。
歯車の歯数差をN(2以上の整数)に設定したため、入
力軸の1回転毎に外歯歯車は内歯歯車に対してN歯分だ
けずれる(自転する)ことになり、歯数差1の場合と同
じ減速比を得る場合には、外歯歯車及び内歯歯車の歯数
を従来のもののN倍にすることができる。これにより、
荷重伝達に有効な部分での噛合歯数が増大するととも
に、動力伝達上有効に働かない上に滑りが大きい部分の
噛合を減らすことができる。そのため、接触点の面圧を
軽減することができるとともに、動力伝達ロスを軽減す
ることができる。
歯数差Nが1であるときの技術であり、歯数差Nが2以
上のときは、このままでは、これを2以上の歯数差の場
合に適用するのは困難である。本発明ではこの点に鑑
み、上述した構成をとることにより歯数差Nが2以上の
場合にも外歯歯車と内歯歯車とが荷重伝達に有効な位置
で2点接触するようにしたものである。
ら説明する。
09で示されている)の歯形及び内歯(符号111で示
されている)の歯形が従来品と異なるだけで、他は図7
に示すものと同じ構成を採用している。よって、以下に
おいては、主に外歯109の歯形及び内歯111の歯形
について説明し、他の説明については省略する。
は42、内歯歯車10の歯数は44であり、その歯数差
は2となっている。
は、図2に示すように、2つのエピトロコイド平行曲線
を互いに1歯の1/2だけ位相をずらせて重ね合わせた
時の最も内側の曲線で構成されている。
従来技術で説明した両端部に円弧歯形を含むトロコイド
内包絡線を2つ、互いに1歯の1/2だけ位相をずらせ
て重ね合わせた時の最も内側の曲線で構成されている。
なお、内歯111は、ピンではなく内歯歯車10の本体
材料と一体的に形成されている。
5bあるいは内歯歯車10の「中心側」をそれぞれ意味
している。
の重ね合わせの基となる曲線は、前述した特公昭63−
4056に示された外歯及び内歯の歯形曲線(図9、図
10参照)である。内歯111ついては、具体的には、
外歯歯車と内歯歯車の歯数差が1であるときに、エピト
ロコイド平行曲線から成る外歯が作る包絡線が基本とさ
れている。
2だけ位相をずらせて2つ重ね合わせたのは、外歯歯車
と内歯歯車の歯数差が2の場合だからである。もし仮に
歯数差が3であれば、互いに1歯の1/3だけ位相をず
らせた3つの曲線を重ね合わせた時の最も内側の曲線を
歯形曲線とする。歯数差がそれ以上の場合は、歯数差N
と同じ数の曲線を重ね合わせて同様の歯形曲線を得る。
なお、歯数差が2の場合に、2つの曲線のずらせ方は必
ずしも1歯の1/2でなくてもよいが、この場合でも外
歯歯車と内歯歯車で該ずらせ方は同一(ずらし量同一)
にしなければならない。
09及び内歯111の歯先あるいは歯元を適当に丸める
等の修整を行っても良い。
を構成したことにより、外歯歯車5a、5bの外歯10
9と内歯歯車10の内歯111は、特公昭63−405
6号公報記載の装置の歯車と同様に、荷重伝達に有効な
位置において2点で接触(噛合)する。図4、図5は、
本実施例の歯車噛合構造において、偏心体3a、3bを
回転させた時の外歯109と内歯111の噛合状態を示
している。
転すると偏心体3a、3bが1回転する。この偏心体3
a、3bの1回転により、外歯歯車5a、5bは入力軸
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に内接しながら殆ど揺動のみを行
うことになる。
2、内歯歯車10の歯数が44であり、その歯数差は2
であるから、入力軸1の1回転毎に、外歯歯車5a、5
bは、ケーシング12に固定された内歯歯車10に対し
て2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5a、5bの−1/21の
回転に減速されたことを意味する。
孔6a、6b及び内ピン7(内ローラ8)の隙間によっ
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−1/21の減速が達成される。
速比(本例では−1/21) を得る場合を考えると、外
歯歯車5a、5b及び内歯歯車10の歯数は、それぞれ
従来技術の場合21と22、本実施例の場合42と44
となり、本発明の方が歯数が2倍になる。従って、荷重
伝達に有効な部分での噛合歯数が2倍となると共に、動
力伝達上有効に働かない上に滑りが大きい部分の噛合を
無くすことができる。よって、歯車の負荷能力(歯車の
強度、耐スコーリング性)を向上させることが可能とな
り、その結果減速機を軽量コンパクト化することができ
るようになる。
遊星歯車構造によれば、外歯歯車の外歯と内歯歯車の内
歯の歯数差が2以上の場合でも、2つの噛合点を確保す
ることができる。このため、歯面の面圧の軽減を図りな
がら、歯数の増加による1歯当たりの負荷を軽減するこ
とができ、その結果、歯車の強度を向上させることがで
きて、軽量、コンパクト、高性能な減速機あるいは増速
機を提供することができるようになる。
のVII−VII線断面に相当する断面図
トロコイド平行曲線を重ね合わせたもの)の拡大図
コイド内包絡線を重ね合わせたもの)の拡大図
噛合図
い式歯車噛合構造の一例の全体構成を示す断面図
図
の外歯の歯形(エピトロコイド平行曲線)の拡大図
車の内歯の歯形(トロコイド内包絡線)の拡大図
Claims (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軸に対して偏心回転可能な状態で取付けられ
た複数枚の外歯歯車と、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、 前記外歯歯車と内歯歯車の歯数差をN(N:2以上の整
数)とし、 前記外歯歯車の歯形を、N個のエピトロコイド平行曲線
を位相をずらせて重ね合わせた時にできる最も内側の曲
線によって構成し、 又、前記内歯歯車の歯形を、前記エピトロコイド平行曲
線と噛合うN個のトロコイド内包絡線を前記外歯歯車と
同じだけ位相をずらせて重ね合わせた時にできる最も内
側の曲線によって構成したことを特徴とする内接噛合遊
星歯車構造。
Priority Applications (7)
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-
1992
- 1992-07-29 JP JP20229592A patent/JP2828546B2/ja not_active Expired - Lifetime
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