JP3038027B2 - トロコイド系歯形内接式遊星歯車構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に角度バックラッシ
ュを低減するように構成したトロコイド系歯形内接式遊
星歯車構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、第１軸と、該第１軸の回転によっ
て回転する偏心体と、該偏心体に取付けられ偏心回転が
可能とされたトロコイド系の外歯歯車と、該外歯歯車に
内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の
自転成分のみを取出す内ピンを介して連結された第２軸
と、を備えたトロコイド系歯形内接式遊星歯車構造が広
く知られている。

【０００３】この構造の具体的な従来例を図６及び図７
に示す。

【０００４】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、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。

【０００５】入力軸１には所定位相差（この例では１８
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
して第１、第２外歯歯車５a 、５b が複列に取付けられ
ている。この第１、第２外歯歯車５a 、５b には内ロー
ラ孔６a 、６b が複数設けられ、内ピン７及び内ローラ
８が遊嵌されている。

【０００６】外歯歯車を２枚（複列）にしているのは、
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。

【０００７】第１、第２外歯歯車５a 、５b の外周には
トロコイド系歯形（トロコイドの特殊解であるサイクロ
イド部分が用いられるときは円弧歯形）の外歯が設けら
れている。この外歯はケーシング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。

【０００８】前記第１、第２外歯歯車５a 、５b を貫通
する内ピン７は、出力軸２に固着又は嵌入されている。
又、符号１４は取付ボルト孔である。

【０００９】入力軸１が一回転すると偏心体３a 、３b
が一回転する。この偏心体３a 、３b の一回転により、
第１、第２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、第１、第２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。

【００１０】いま、例えば第１、第２外歯歯車５a 、５
b の歯数をそれぞれ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
の一回転毎に第１、第２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の一回転
が第１、第２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。

【００１１】この第１、第２外歯歯車５a 、５b の回転
は内ローラ孔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。

【００１２】この結果、結局減速比−１／Ｎの減速が達
成される。

【００１３】上述した内接噛合遊星歯車構造は、現在種
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
とするようにして減速機を構成していたが、入、出力軸
を変更することにより、「増速機」を構成することもで
きる。又、第２軸を固定して内歯歯車から出力を取出す
こともできる。

【００１４】ところで一般に、歯車伝動機構では互いに
噛合う歯車間や軸への取付け手段等に遊びやがたがあ
る。このため正転から逆転に移るときに駆動側が逆転し
てもすぐには被動側の逆転となっては現われない。

【００１５】この明細書では、便宜上このような正転か
ら逆転に移る際に生ずる遊びやがたを「角度バックラッ
シュ」と呼ぶことにする。即ち、この角度バックラッシ
ュは、入力軸がどの程度逆転すれば出力軸がそれに追随
して逆転するかを示すものである。換言すればこの角度
バツクラッシュは、一方の軸（入力軸又は出力軸）を止
めた状態で他方を動かすことのできる量（角度）とも定
義し得るものである。

【００１６】前述したような複列式の内接噛合遊星歯車
構造を採用した伝動機構にあっては、個々の噛合い部分
での遊びやがたが互いに干渉されるため、このような角
度バックラッシュは比較的小さくなるとされている。

【００１７】しかしながら、このような複数枚の外歯歯
車を有する複列式内接噛合遊星歯車構造にあっても、本
来歯と歯の噛合いによって力の伝達が行われるものであ
るため、正転から逆転に移る際に小さいとは言え、やは
り角度バックラッシュが生ずる。

【００１８】このような角度バックラッシュの存在は、
伝動機構が正逆回転を伴なう制御装置として使われると
きには当然に精度の低下を招き、又、伝動装置自体の純
機械的な耐久性の面からみても衝撃が生じ易くなるため
好ましくない。

【００１９】従来、この角度バックラッシュを小さくす
るためには、部品の加工精度を上げたり、採用する部品
の選択組合せによる方法が取られている。

【００２０】又、特開昭５９−１０６７４４において
は、偏心体を２つの外歯歯車に対応して軸方向で分割す
ると共に、それぞれの偏心体を軸に取付けるための取付
け手段を該軸に対して可回動とし、両偏心体を円周方向
にずらして組付け位相差を形成しながら組付け、一方の
偏心体によって正転方向の角度バックラッシュを除去
し、他方の偏心体によって逆転方向の角度バックラッシ
ュを除去する方法が開示されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記部
品の精度を上げる方法は、当然に製造コストが高くなる
という欠点を有する。

【００２２】又、組付ける部品の選択組合せによる方法
は、もともと角度バックラッシュを小さくするために隙
間を小さくした部品を組合せることになるため、作業性
が非常に悪くなるという問題がある。

【００２３】又、前記特開昭５９−１０６７４４による
方法では、構造上第２軸側（第２軸は出力軸として用い
られることが多い）からの角度バックラッシュの調整が
やり難いという問題があった。又、それぞれの偏心体が
軸に対して可回動であることを利用して、外歯歯車が正
転方向及び逆転方向に角度バックラッシュがないように
組付け位相差をつけながら該偏心体を組付ける必要があ
ったため、作業性が極めて悪く、組付け終ったときにこ
の「組付け位相差」が緩み、角度バックラッシュが発生
し得るような状態となってしまうことが多々あった。

【００２４】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、角度バックラッシュの調整作業
が第２軸（出力軸）の側から容易にでき、しかもその調
整自体を極めて簡単に行うことのできる、トロコイド系
歯形内接式遊星歯車構造を提供することにより、上記課
題を解決せんとしたものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１軸と、該
第１軸の回転によって回転する偏心体と、該偏心体に取
付けられ偏心回転が可能とされた外歯歯車と、該外歯歯
車に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出す複数の内ピンを介して連結さ
れた第２軸と、を備えたトロコイド系歯形内接式遊星歯
車構造において、前記第２軸を軸方向で２分割し、前記
外歯歯車側に位置する第２軸に、前記内ピンを１つおき
に結合すると共に、残りの内ピン相当位置に該内ピン径
より若干大きな径の貫通孔を形成し、前記外歯歯車と反
対側に位置する第２軸に、前記残りの内ピンを前記貫通
孔を通して結合し、該１つおきに内ピンの結合された２
つの第２軸を円周方向にずらして組付け位相差を形成
し、正転方向、逆転方向ともがたのない状態で、この２
つの第２軸同士を結合したことにより、上記課題を解決
したものである。

【００２６】又、本発明は、前記外歯歯車側に位置する
第２軸に、その軸方向に孔部を形成すると共に、前記外
歯歯車と反対側に位置する第２軸に、該孔部と円周方向
の位相を若干ずらしてねじ孔を形成し、且つ、先端が円
錐形とされた先止めねじを、前記ねじ孔の側から前記孔
部に対してねじ込むことにより、該ねじ孔と孔部の前記
円周方向の位相のずれを縮小し、２つの第２軸に前記円
周方向の組付け位相差を形成することにより、上記課題
を解決したものである。

【００２７】

【作用】本発明においては、出力軸として用いられるこ
との多い第２軸を軸方向で２分割し、外歯歯車側に位置
する第２軸に内ピンを１つおきに結合する。その上で、
残りの内ピン相当位置に該内ピン径より若干大きな径の
貫通孔を形成し、この貫通孔を利用して、外歯歯車と反
対側に位置する第２軸に残りの内ピンを結合するように
している。

【００２８】これにより、２つの第２軸は１つおきの内
ピン毎に円周方向に組付け位相差を形成し得る状態とな
るため、これによって正転方向、逆転方向ともがたのな
い状態とすることができる。そしてこのがたのない状態
で２つの第２軸同士を結合するようにしている。その結
果、正転方向、逆転方向とも角度バックラッシュのない
運転ができるようになる。

【００２９】又、本第２発明は、この組付け位相差を形
成した状態で、即ち正転方向にも逆転方向にもがたのな
い状態を維持しながら２つの第２軸を結合する作業が、
現実的にはかなり難しいことに鑑み、これを容易に実現
できるようにしたものである。

【００３０】即ち、外歯歯車側に位置する第２軸に孔部
を形成し、この孔部と円周方向の位相を若干ずらして外
歯歯車と反対側に位置する第２軸にねじ孔を形成する。
そして、このねじ孔の側から先端が円錐形とされた先止
めねじをねじ込むと、このねじ孔と孔部の位相のずれが
解消され、結果として２つの第２軸に組付け位相差を形
成することができ且つこの状態を維持できるようにな
る。従って、この状態で２つの第２軸同士を結合すれ
ば、該結合の際に形成した組付け位相差が緩んだりする
ことなく、確実に正転方向にも逆転方向にもがたのない
組付けを行うことができるものである。

【００３１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００３２】図１及び図２に示されるように、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、
内歯歯車をケーシングに固定することにより本発明を
「減速機」に適用したものである。

【００３３】この実施例は、入力軸（第１軸）１０１
と、該入力軸の回転によって回転する偏心体１０３a 、
１０３b と、該偏心体１０３a 、１０３b に取付けら
れ、偏心回転が可能とされた２列の外歯歯車（歯数Ｎ）
１０５a 、１０５b と、該外歯歯車１０５a 、１０５b
に内接噛合すると共に、ケーシング１１２に固定された
内歯歯車（歯数Ｎ＋１）１１０と、前記外歯歯車１０５
a 、１０５b に該外歯歯車１０５a 、１０５b の自転成
分のみを取出す８本の内ピン１０７Ｘ1 〜１０７Ｘ4 、
１０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4 を介して連結された出力軸（第
２軸）１０２とを備える。

【００３４】前記出力軸１０２は軸方向で２分割して１
０２Ｘ、１０２Ｙとし、外歯歯車１０５a 、１０５b 側
に位置する出力軸１０２Ｘに、前記内ピン１０７Ｘ1 〜
１０７Ｘ4 （１つおき）を結合するようにしている。

【００３５】又、この出力軸１０２Ｘには、残りの内ピ
ン１０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4 相当位置に、内ピン径Ｄ1 よ
り若干大きな径Ｄ2 の貫通孔１０２x1〜１０２x4を形成
してある。

【００３６】一方、前記外歯歯車１０５a 、１０５b と
反対側に位置する出力軸１０２Ｙには、残りの内ピン１
０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4 をこの貫通孔１０２x1〜１０２x4
を通して結合している。なお、この実施例では、更に出
力軸１０２Ｙに内ピン１０７Ｘ1 〜１０７Ｘ4 に対応す
る貫通孔１０２y1〜１０２y4を設け、内ピン１０７Ｘ1
〜１０７Ｘ4 を延在・遊嵌させている。

【００３７】この減速機は、まず従来と同様に仮組みさ
れる。この際、仮締めボルト１２５が利用される。この
ときは出力軸１０２Ｘ、１０２Ｙの固定用ノックピン孔
の加工及びノックピン１２２の打込みは行わない。ここ
で、角度バックラッシュの測定を行い、角度バックラッ
シュをより小さくする必要があるときは、仮締めボルト
１２５を少し緩める。そして１つおきに内ピン１０７Ｘ
1 〜１０７Ｘ4 、１０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4 の結合された
２つの出力軸１０２Ｘ、１０２Ｙを円周方向にずらして
組付け位相差を形成し、正転方向、逆転方向ともがたの
ない状態、あるいはがたを小さくした状態とする。

【００３８】この２つの出力軸１０２Ｘ、１０２Ｙを円
周方向にずらして組付け位相差を形成する際に、当該作
業が実行し易いように、出力軸１０２Ｘ、１０２Ｙには
切欠１２４が形成されている。

【００３９】この状態で再び角度バックラッシュの値を
確認した上で試運転し、上記仮締めボルト１２５を増締
めし、２つの出力軸１０２Ｘ、１０２Ｙ同士をノックピ
ン１２２によって結合する。

【００４０】次に、この実施例の作用を説明する。

【００４１】入力軸１０１が正転方向に回転すると、偏
心体１０３a 、１０３b は正転方向に公転（揺動）し、
これにより、外歯歯車１０５a 、１０５b が正転方向に
公転（揺動）する。

【００４２】しかしながら、この外歯歯車１０５a 、１
０５b は、ケーシング１１２に固定された内歯歯車１１
０と噛合しているため、１回の公転によって（両者の歯
数差の）１歯分だけ内歯歯車との噛合がずれ、その分だ
け自転することになる。従来ならば、ここで内ローラ孔
１０６a 、１０６b及び全内ピン１０７によって公転成
分が吸収され、自転成分のみが出力軸１０２に伝達され
るのであるが、この実施例では、正転方向に動力伝達が
行われる場合には、組付け位相差によって正転方向の隙
間が零とされた内ピン１０７Ｘ1〜１０７Ｘ4 のみによ
って、当該自転成分が出力軸１０２Ｘ（及び１０２Ｙ）
に伝達される。

【００４３】一方、逆転方向の動力伝達の場合には、入
力軸１０１〜外歯歯車１０５a 、１０５b までの動力伝
達は従来と同様であるが、ここから逆転方向の隙間が零
とされた内ピン１０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4 によって外歯歯
車１０５a 、１０５b の自転成分が出力軸１０２Ｙ（及
び１０２Ｘ）に伝達される。

【００４４】この実施例によれば、動力の伝達に寄与す
る内ピンの数が従来の半数になるものの、正転方向及び
逆転方向のいずれに対しても角度バックラッシュのない
回転をすることができる。又、角度バックラッシュの発
生を防止するために、加工精度を上げることによって各
部材の「隙間」をなくしたものではないため、組付け作
業自体は従来とほぼ同様に容易に行うことができ、又、
組付け後においても所定の隙間自体は残存するため、こ
の隙間によって加工誤差等を吸収することができ、又、
この隙間部分に潤滑油等を貯えることもできるようにな
る。

【００４５】次に、図３〜図５を用いて本発明の第２実
施例を説明する。

【００４６】この実施例は、２つの出力軸２０２Ｘ、２
０２Ｙを円周方向にずらして組付け位相差を形成しなが
ら、該出力軸２０２Ｘ、２０２Ｙを結合する際に、この
作業をより容易に、且つ確実に実行できるように工夫し
たものである。

【００４７】即ち、先の実施例では、出力軸１０２Ｘ、
１０２Ｙを円周方向にずらすために仮締めボルト１２５
を適当に緩めて組付け位相差を形成し、この組付け位相
差を仮締めボルト１２５の増締め等により作業者自体が
維持するようにしながら、試運転した上で出力軸１０２
Ｘ、１０２Ｙ同士をノックピン１２２で固定する必要が
ある。そのため、場合によっては試運転中、あるいはノ
ックピン打込みの際に形成した組付け位相差が緩んで組
立て終えたとき再びがたが生じてしまうことが有り得
る。

【００４８】そこで、このような不具合を防止するため
に、この実施例では、外歯歯車側に位置する出力軸２０
２Ｘに、その軸方向に穴部２３０が形成されている（図
４、図５）。なお、この穴部２３０は、貫通していても
よい。又、外歯歯車と反対側に位置する出力軸２０２Ｙ
に、該穴部２３０と円周方向の位相をδだけずらしてね
じ孔２３２が形成されている。

【００４９】このねじ孔２３２には、先端が円錐形とさ
れた先止めねじ２３４がねじ込み可能とされている。即
ち、ねじ孔１３２の側から先端が円錐形とされた先止め
ねじ２３４を穴部２３０に対してねじ込むようにする
と、該ねじ孔２３２と穴部２３０のずれδが縮小（解
消）し、その結果として、出力軸２０２Ｘ、２０２Ｙに
組付け位相差が形成されるようになる。形成される組付
け位相差は、先止めねじ２３４のねじ込み量によって調
整できる。

【００５０】即ち、このねじ込みによって出力軸Ｘに結
合されている内ピン２０７Ｘ1 〜２０７Ｘ4 が正転方向
に隙間なく接触した状態とされ、又、出力軸Ｙに結合さ
れた内ピン２０７Ｙ1 〜２０７Ｙ4 が逆転方向に隙間な
く接触した状態とすることができる。そして、この状態
で仮締めボルト２２５を増締めし、角度バックラッシュ
の値を確認すると共に、若干の試運転を行い、良好であ
ることを確認して出力軸２０７Ｘ、２０７Ｙに固定用の
ノックピン孔の加工を施し、ノックピン２２２を打込ん
で当該角度バックラッシュの維持を行うものである。

【００５１】この間、出力軸２０２Ｘ、２０２Ｙの組付
け位相差は、先止めねじ２３４によって確実に維持され
ているため、当該組立てや試運転の際に組付け位相差が
緩んだりすることがなく、従って、極めて簡単に、且つ
確実に角度バックラッシュを低減する構造を得ることが
できる。

【００５２】なお、その他の構成は先の実施例と同様で
あるため図中で同一部位に下２桁が同一の符号を付すに
止め、重複説明を省略する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、関
係部品の寸法精度を従来と同様としながら、角度バック
ラッシュを飛躍的に低減することができ、又、製品間に
多少のばらつきがあっても、このばらつきを吸収した上
で角度バックラッシュをほぼ零に維持することができ、
更に、出力軸の側から仮組み状態のままバックラッシュ
の値を調整できるため、組立ての能率が非常に良くなる
という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係るトロコイド系歯
形内接式遊星歯車構造が適用された減速機の（図２I −
I 線に沿う）断面図である。

【図２】図２は、上記減速機の矢視II方向から見た側面
図である。

【図３】図３は、本発明の第２実施例を示す図２相当の
側面図である。

【図４】図４は、図３の矢視IV−IV線に沿う拡大断面図
である。

【図５】図５は、図４の矢視Ｖ−Ｖ線に沿う断面図であ
る。

【図６】図６は、従来のトロコイド系歯形内接式遊星歯
車構造が適用された減速機の例を示す断面図である。

【図７】図７は、図６の矢視VII −VII 線に沿う断面図
である。

【符号の説明】

１、１０１、２０１…入力軸、 ２、１０２Ｘ、１０２Ｙ、２０２Ｘ、２０２Ｙ…出力
軸、 ３a 、３b 、１０３a 、１０３b 、２０３a 、２０３b
…偏心体、 ５a 、５b 、１０５a 、１０５b 、２０５a 、２０５b
…外歯歯車、 ６a 、６b 、１０６a 、１０６b 、２０６a 、２０６b
…内ローラ孔、 ７、１０７Ｘ1 〜１０７Ｘ4 、１０７Ｙ1 〜１０７Ｙ4
、２０７Ｘ1 〜２０７Ｘ4 、２０７Ｙ1 〜２０７Ｙ4
…内ピン、 ８、１０８、２０８…内ローラ、 １０、１１０、２１０…内歯歯車、 １１、１１１、２１１…外ピン、 ２３０…孔部、 ２３２…ねじ孔、 ２３４…先止めねじ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 1/28 - 1/48 F16H 55/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、該第１軸の回転によって回転す
   る偏心体と、該偏心体に取付けられ偏心回転が可能とさ
   れた外歯歯車と、該外歯歯車に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出す
   複数の内ピンを介して連結された第２軸と、を備えたト
   ロコイド系歯形内接式遊星歯車構造において、前記第２
   軸を軸方向で２分割し、前記外歯歯車側に位置する第２
   軸に、前記内ピンを１つおきに結合すると共に、残りの
   内ピン相当位置に該内ピン径より若干大きな径の貫通孔
   を形成し、前記外歯歯車と反対側に位置する第２軸に、
   前記残りの内ピンを前記貫通孔を通して結合し、該１つ
   おきに内ピンの結合された２つの第２軸を円周方向にず
   らして組付け位相差を形成し、正転方向、逆転方向とも
   がたのない状態で、この２つの第２軸同士を結合したこ
   とを特徴とするトロコイド系歯形内接式遊星歯車構造。
2. 【請求項２】請求項１において、前記外歯歯車側に位置
   する第２軸に、その軸方向に孔部を形成すると共に、前
   記外歯歯車と反対側に位置する第２軸に、該孔部と円周
   方向の位相を若干ずらしてねじ孔を形成し、且つ、先端
   が円錐形とされた先止めねじを、前記ねじ孔の側から前
   記孔部に対してねじ込むことにより、該ねじ孔と孔部の
   前記円周方向の位相のずれを縮小し、２つの第２軸に前
   記円周方向の組付け位相差を形成することを特徴とする
   トロコイド系歯形内接式遊星歯車構造。