JPH1051999A - 内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモー
タの軸方向寸法を短縮する。 【解決手段】 入力軸１０１と、該入力軸１０１に設け
た偏心体１０３と、該偏心体１０３を介して入力軸１０
１に対して偏心回転可能な状態で取付けられた外歯歯車
１０５と、該外歯歯車１０５が内接噛合する内歯歯車１
１０と、外歯歯車１０５に外歯歯車１０５の自転成分の
みを伝達する手段を介して伝達された出力軸１０２とを
備えた減速機構部１２０を有するギヤドモータにおい
て、前記外歯歯車１０５が揺動する際の荷重バランスを
調整するためのバランスウエイト１３０をモータ１２２
内の空きスペースに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内接噛合遊星歯車
構造を採用したギヤドモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、第１軸と、該第１軸に設けた偏心
体と、該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軸とを有
する内接噛合遊星歯車構造が広く知られている。

【０００３】この構造の従来例を図１０及び図１１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。

【０００４】更にこの「減速機」をモータと組合わせ
て、ギヤドモータとしたものである。

【０００５】入力軸１には偏心体３が嵌合されている。
偏心体３には軸受４を介して外歯歯車５が取付けられて
いる。この外歯歯車５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。

【０００６】前記外歯歯車５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
外ピン孔１３に遊嵌され、回転し易く保持された構造と
されている。

【０００７】前記外歯歯車５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。

【０００８】入力軸１が１回転すると偏心体３が１回転
する。この偏心体３の１回転により、外歯歯車５も入力
軸１の回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５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。

【０００９】今、例えば外歯歯車５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５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。

【００１０】この外歯歯車５の回転は内ローラ孔６及び
内ピン７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。

【００１１】ここにおいて、内ローラ孔６及び内ピン７
（内ローラ８）は「等速度内歯車機構」を形成してい
る。

【００１２】この結果、結局減速比−Ｎの減速が達成さ
れる。

【００１３】従って、この内接噛合遊星歯車構造を採用
した減速機構部２０とモータ２２とを組合せることによ
り、僅か１段の減速機構で大きな減速比の１段型ギヤド
モータを得ることができる。

【００１４】即ち、モータ軸２４と前記入力軸１を一体
化して、モータ２２の回転を減速機構部２０によって大
きく減速して出力軸２より取出す。

【００１５】一体化された入力軸１及びモータ軸２４
は、３つの軸受２６、２７、２８によって保持される。
このとき、入力軸１、モータ軸２４には、偏心体３の偏
心回転による遠心力や、外歯歯車５の揺動による荷重が
かかる。この荷重を前記軸受２６、２７、２８で受けて
いるが、この荷重により入力軸１、モータ軸２４は、撓
み、振動する。

【００１６】荷重バランスを調整し、この振動（軸振
れ）を抑制するために、バランスウエイト３０が設けら
れている。

【００１７】従来は、図１０に示すようにバランスウエ
イト３０は、減速機構部２０内で偏心体３のすぐ横の入
力軸１に、該偏心体３と所定位相差（例えば１８０°）
をもって取付けられていた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上に述べたように従来
は、バランスウエイトを減速機構部内に配置していたた
め、ギヤドモータの軸方向の長さがバランスウエイトの
幅分だけ長くなっていた。

【００１９】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、軸方向寸法の長さを短縮した内接噛合遊
星歯車構造を採用したギヤドモータを提供することを課
題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１軸と、該
第１軸に設けた偏心体と、該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、を有する内接噛合遊星歯車構造を
備えた減速機構部を、モータと組合わせた内接噛合遊星
歯車構造を採用したギヤドモータにおいて、前記外歯歯
車が揺動する際の荷重バランスを調整するためのバラン
スウエイトを、前記モータ内の空きスペースに設けたこ
とにより前記課題を解決したものである。

【００２１】以下、図を用いて偏心体及びバランスウエ
イトが軸受に及ぼす荷重及び軸の撓みについて説明す
る。

【００２２】図５（ａ）には、２つの軸受BR１、BR２
（図１０、図１１の例では軸受２７、２８に相当）によ
って保持される軸Ａ（同モータ軸２４）偏心歯車Ｅ（同
偏心体４と外歯歯車５）のみが設置されている場合に作
用する力の様子が表わされており、図５（ｂ）には、そ
のときの軸Ａの撓みの様子が表わされている。偏心歯車
Ｅには遠心力ｆｅが働き、これに対する抗力が軸受BR１
には下向きにｆ１が、軸受BR２には上向きにｆ２′が働
く。このとき軸Ａは図５（ｂ）に示すように下に凸とな
るように撓む。

【００２３】図６（ａ）には、２つの軸受BR１、BR２の
間の軸Ａの部分にバランスウエイトBWのみを図５（ａ）
の偏心体Ｅと丁度位相が１８０°異なるように設置した
様子が表わされており、図６（ｂ）にはこのときの軸の
撓む様子が表わされている。図６（ａ）に示すような位
置にバランスウエイトBWがあるときには、バランスウエ
イトBWに遠心力ｆｗが下向きに働く。これに対して２つ
の軸受BR１、BR２にはそれぞれ抗力ｆ１′、ｆ２′が上
向きに働く。又このとき図６（ｂ）に示すように軸Ａは
下に凸となるように撓む。

【００２４】図７（ａ）には、２つの軸受BR１、BR２の
間の軸Ａの部分にバランスウエイトBWのみが図５（ａ）
の偏心歯車Ｅと同位相となるように設置されている様子
が表わされており、図７（ｂ）にはこのときの軸Ａの撓
む様子が表わされている。図７（ａ）に示すような位置
にバランスウエイトBWがあるときには、バランスウエイ
トBWには遠心力ｆｗ′が上向きに働く。これに対して２
つの軸受BR１、BR２にはそれぞれ抗力ｆ１、ｆ２が下向
きに働く。又このとき、軸Ａは図７（ｂ）に示すように
上に凸となるように撓む。

【００２５】図８（ａ）には、図５（ａ）の偏心歯車Ｅ
と図６（ａ）のバランスウエイトBWとを組合わせた様子
が表わされており、図８（ｂ）にはこのときの軸Ａの撓
む様子が表わされている。図８（ａ）に示すように偏心
歯車ＥとバランスウエイトBWを１８０°の位相差をもっ
て設置した場合には、図５（ａ）の抗力ｆ１と図６
（ａ）の抗力ｆ１′とが丁度釣合い軸受BR１には荷重が
かからない。一方軸受BR２には、図５（ａ）の抗力ｆ
２′と図６（ａ）抗力ｆ２′との合力ｆ３が働く。又軸
Ａは図８（ｂ）に示すように大きく下に凸となるように
撓む。このときは図８（ａ）に示すように軸受BR１には
荷重がかからないが、もう一つの軸受BR２には大きな荷
重がかかっている。

【００２６】図９（ａ）には、図５（ａ）の偏心歯車Ｅ
と図７（ａ）のバランスウエイトBWを組合わせた様子が
表わされており、図９（ｂ）にはこのときの軸Ａの撓む
様子が表わされている。図９（ａ）に示すように偏心歯
車ＥとバランスウエイトBWが同位相の場合には、軸受BR
１には図５（ａ）の抗力ｆ１と図７（ａ）の抗力ｆ１と
の合力ｆ４が働き、もう一つの軸受BR２には、図５
（ａ）の抗力ｆ２′と図７（ａ）の抗力ｆ２とが打消し
合い、荷重がかからない。又このとき軸Ａの撓みは、図
４（ｂ）と図７（ｂ）の２つの撓みが合成され図９
（ｂ）１に示すように軸Ａは撓まず、軸振動が抑制され
る。又このとき図９（ａ）に示すように軸受BR１には大
きな荷重ｆ４がかかり一方軸受BR２には荷重がかからな
い。

【００２７】このように、バランスウエイトBWの取付け
方によって各軸受BR１、BR２にかかる荷重の大きさや軸
Ａの撓みの様子が異なるため、ギヤドモータの取付け位
置や使用目的等に応じてバランスウエイトBWの取付け方
を変える。

【００２８】例えば図９（ａ）の場合には、軸受BR２の
荷重が小さいため軸受BR２を小さくすることが可能なる
と共に、軸Ａの振れ回りを抑えることが可能となる。

【００２９】従って軸の振動を抑制するというバランス
ウエイト本来の目的からは図９（ａ）のように取付ける
のが良いと考えられる。

【００３０】一方、図８（ａ）の場合には軸受BR１にか
かる荷重が小さいため、軸受BR１を小さくすることがで
きる。従って、軸Ａの剛性が比較的大きい場合で軸の振
動をそれほど考えなくて良い場合で、軸受BR１の荷重増
加を避けたいときには図８（ａ）のように取付けるのが
良い。このとき軸受BR２の荷重は増えるが、本来荷重が
かかったとき、偏心歯車Ｅから軸Ａにかかる荷重に関し
ては、軸受BR２のほうが少ないので増加分はそれほど影
響しないと考えられる。

【００３１】なおバランスウエイトBWを取付けるにあた
っては、その位置だけでなく、バランスウエイトBWの偏
心度、重さ等が考慮されるのは言うまでもない。

【００３２】本発明によれば、バランスウエイトBWをモ
ータ内の空きスペース、即ち２つの軸受BR１、BR２の間
に取付けることにより従来よりバランスウエイトBWの分
だけ軸方向寸法を短縮することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００３４】図１は、本発明の第１実施形態にかかる内
接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモータの断面図で
ある。

【００３５】以下の説明においては、図１０に示す従来
公知例の構成と同一又は類似の部分については下２桁を
同一の番号を付し、明らかな重複説明は省略することと
する。

【００３６】入力軸１０１には偏心体１０３が嵌合され
ている。この偏心体１０３には軸受１０４を介して外歯
歯車１０５が取付けられている。外歯歯車１０５はケー
シング１１２に固定された内歯歯車１１０と内接噛合し
ている。

【００３７】入力軸１０１はモータ１２２のモータ軸１
２４と一体化されており、モータ１２２の回転が直接入
力軸１０１に伝えられる。

【００３８】本第１実施形態においては、バランスウエ
イト１３０は、モータ１２２内の空きスペースにおいて
モータ軸１２４の軸受１２８に近い位置に偏心体１０３
と１８０°の位相差をもって設置されている。即ち図８
（ａ）に示すような取付け方法である。

【００３９】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００４０】モータ軸１２４の回転はそのまま減速機構
部１２０の入力軸１０１の回転となり、外歯歯車１０５
が該入力軸１０１の回転と共に揺動回転する。この結
果、内歯歯車１１０の内歯に相当する外ピン１１１と外
歯歯車１０５との噛合によって外歯歯車１０５が振動し
ながらゆっくりと自転する。この基本的な外歯歯車の動
きは従来の公知例と全く同様である。

【００４１】この外歯歯車１０５の動きは、内ローラ孔
１０６と内ピン１０７との隙間によりその揺動成分が吸
収され、自転成分のみが該内ピン１０７を介して出力軸
１０２のフランジ部１１４に伝達される。

【００４２】偏心体１０３の偏心回転及び外歯歯車１０
５の揺動回転により、図５（ａ）に示すような荷重が作
用し、軸（入力軸１０１、モータ軸１２４）が図５
（ｂ）に示すように、撓み、振動する。このとき、バラ
ンスウェイト１３０を設置することにより、荷重バラン
スが調整される。そして図８（ａ）に示すように、軸受
１２７にかかる荷重をほとんど解消できる。又、図８
（ｂ）に示すような軸の撓みや振動はこの実施形態では
もともと軸の剛性が比較的大きいとして無視している。

【００４３】本実施形態によれば、減速機構部１２０内
の入力軸１０１の長さが、バランスウエイト１３０の分
だけ短くなりギヤドモータの軸方向寸法が短縮される。

【００４４】又このとき前に述べたように軸受１２７に
かかる荷重が少ないため軸受１２７を小さくすることが
でき、より一層軸方向寸法を小さくすることができる。

【００４５】一方、軸の剛性を大きくすることなく、軸
の撓みを抑制しようとする場合には、図９（ａ）に示す
ように、バランスウェイト１３０を偏心体１０３と同位
相となるように設置するとよい。

【００４６】図２には、バランスウエイト１３０のモー
タ軸１２４における取付け位置はそのままで、図９
（ａ）と同様に偏心体１０３と同位相としたものが示さ
れている。この場合には、図９（ｂ）に示すように、軸
（入力軸１０１、モータ軸１２４）の撓みや振動をほと
んど抑制することができる。更に、軸受１２７にかかる
荷重は大きいが、軸受１２８にはほとんど荷重がかから
ないため軸受１２８は小さくすることができる。

【００４７】次に本発明の第２実施形態について説明す
る。

【００４８】図３は、本発明の第２実施形態にかかる内
接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモータの断面図で
ある。

【００４９】本第２実施形態においては、バランスウエ
イト２３０はモータ２２２内において、モータ軸２２４
の軸受２２７側に設置されている。図３においてはバラ
ンスウエイト２３０は偏心体２０３と１８０°の位相差
をもって設置されているが、偏心体２０３と同位相とな
るように取付けても良い。

【００５０】いずれにしても、バランスウエイト２３０
をモータ２２２内に設置したために、減速機構部２２０
内における入力軸２０１の軸方向寸法を短縮することが
できる。

【００５１】本実施形態の作用も前述した第１実施形態
と同様であり説明は省略する。

【００５２】次に本発明の第３実施形態について説明す
る。

【００５３】図４は本発明の第３実施形態にかかる内接
遊星歯車構造を採用したギヤドモータの断面図である。

【００５４】本第３実施形態は前述した第２実施形態に
おいて軸受２２６を取外したものである。即ち、図４に
示すように入力軸３０１がバランスウエイト３３０の幅
分だけ短くなるため、入力軸の振れが小さくなり、軸受
１２６や２２６をなくすことが可能となる。これにより
ギヤドモータの軸方向寸法をより一層短縮することが可
能となる。

【００５５】以上、述べた実施形態はいずれも外歯歯車
が１枚の場合であったが、外歯歯車が２枚（複列）の場
合に本発明を適用してもよいことは明らかである。外歯
歯車を２枚にすることで、伝達容量の増大、強度の維持
と共に回転バランスの保持を図ることが可能となるが、
厳密には、両者の軸方向取付位置には一定の距離が不可
避的に存在するため、振れは必ずしも零とはならないた
めである。この場合、更にバランスウェイトを付加する
ことでより一層荷重バランスの調整、軸振動の抑制を達
成することができる。又、バラスンウェイトの取付け位
置によって、各軸受の荷重を減少させ、軸受を小型化す
ることが可能となる。この効果は図４のように特に軸受
１２６、２２６を省略したときに顕著となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、ギ
ヤドモータの軸方向寸法を短縮化することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる内接噛合遊星歯
車構造を採用したギヤドモータの断面図

【図２】同じく第１実施形態の変形例を示す内接噛合遊
星歯車構造を採用したギヤドモータの断面図

【図３】本発明の第２実施形態にかかる内接噛合遊星歯
車構造を採用したギヤドモータの断面図

【図４】本発明の第３実施形態にかかる内接噛合遊星歯
車構造を採用したギヤドモータの断面図

【図５】軸に偏心体のみを取付けた場合に作用する力と
軸の撓みを示す説明図

【図６】軸にバランスウエイトのみを取付けた場合に作
用する力と軸の撓みを示す説明図

【図７】同じく軸にバランスウエイトのみを取付け場合
に働く力と軸の撓みを示す説明図

【図８】軸に偏心体とバランスウエイトを１８０°の位
相差をもって取付けた場合に働く力と軸の撓みを示す説
明図

【図９】軸に偏心体とバランスウエイトを同位相で取付
けた場合に働く力と軸の撓みを示す説明図

【図１０】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤ
ドモータを示す断面図

【図１１】図１０のXI−XI線に沿った断面図

【符号の説明】

１、１０１、２０１、３０１…入力軸 ２、１０２、２０２、３０２…出力軸 ３、１０３、２０３、３０３…偏心体 ５、１０５、２０５、３０５…外歯歯車 ７、１０７、２０７、３０７…内ピン １０、１１０、２１０、３１０…内歯歯車 １２、１１２、２１２、３１２…ケーシング １４、１１４、２１４、３１４…フランジ部 ２０、１２０、２２０、３２０…減速機構部 ２２、１２２、２２２、３２２…モータ ２４、１２４、２２４、３２４…モータ軸 ４、１０４、２０４、３０４、２６、１２６、２２６、
２７、１２７、２２７、３２７、２８、１２８、２２
８、３２８…軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、該第１軸に設けた偏心体と、該
   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、を有する
   内接噛合遊星歯車構造を備えた減速機構部を、モータと
   組合わせた内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモー
   タにおいて、 前記外歯歯車が揺動する際の荷重バランスを調整するた
   めのバランスウエイトを、前記モータ内の空きスペース
   に設けたことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用
   したギヤドモータ。