JPH0610644U - 遊星差動式減速機のバックラッシュ低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星差動式減速機のバックラッシュを低減す
るための構造の提供。 【構成】 バックラッシュ低減構造３０は、入力軸１２
と出力軸２５を回転自在に同心に支持したケーシング１
６の内周に取り付けられた内歯歯車１７と、入力軸１２
に偏心回転自在に支持され内歯歯車１７と噛合する遊星
歯車１５と、この遊星歯車１５に同心に取り付けられた
遊星内歯歯車２２と、出力軸２５に設けられ遊星内歯歯
車２２に噛合する出力歯車２４とを有する減速機１１に
おける、内歯歯車１７を可撓性を有する断面チャンネル
形状にし、遊星内歯歯車２２を遊星歯車１５に薄肉円筒
部２３によって接続し、遊星歯車１５と出力歯車２４の
各々を回転方向で相対移動する２枚の同形の歯車３１，
３２，４１，４２で形成した構造である。２枚の歯車３
１，３２，４１，４２を回転方向に相対移動させるとバ
ックラッシュ低減調整を行なうことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、遊星差動式減速機のバックラッシュを低減するための構造に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来、遊星差動式減速機（図示省略）は、入力軸と出力軸を回転自在に同心に 支持したケーシングと、このケーシングの内周に取り付けられた内歯歯車と、入 力軸に偏心回転自在に支持され内歯歯車と噛合する遊星歯車と、この遊星歯車に 同心に設けられた遊星内歯歯車と、出力軸に設けられ遊星内歯歯車に噛合する出 力歯車とを有している。

【０００３】 入力軸を回転させると、遊星歯車が偏心回転（公転）しながら内歯歯車内を転 がるようにして自転する。これと同時に遊星歯車と一体の遊星内歯歯車も同様に 偏心回転（公転）しながら自転する。この遊星歯車の公転と自転によって、遊星 内歯歯車に噛合している出力歯車が入力軸より遅く回転させられる。

【０００４】 このようにして、遊星差動式減速機は、入力軸に接続された駆動装置（図示省 略）の回転速度を減速して、出力軸に接続された従動装置（図示省略）に回転力 を伝達するようにしている。 減速比は、内歯歯車、遊星歯車、遊星内歯歯車、出力歯車の歯数によって設定 される。

【０００５】 又、各歯車同士の噛合にはバックラッシュを設けることによって、歯車加工時 に生じる製作誤差や減速機の組立時に生じる組立誤差が許容誤差範囲内であれば 、歯車に無理な力が作用することなく、円滑な噛合を行なえるようにしている。 しかし、出力軸のがたの少ない減速機を得るには、バックラッシュは極力少な い方が好ましい。 円滑な噛合を行なえるようにするとともに、バックラッシュを少なくするには 、各歯車の加工精度と、各部品の組立精度を向上させる必要がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、歯車の加工精度を向上させる場合、内歯歯車の加工は、ピニオンカ ッタで歯切を行なった後に行なわれる研磨加工に高度な加工技術を必要とし、内 歯歯車の全部の歯を精度良く加工することはコスト高になる。このため、加工精 度を上げることの難しいインボリュート内歯歯車を用いた減速機ではバックラッ シュを少なくすることと円滑な噛み合いを得ることとを両立させることが困難で あるという問題点を有している。 この問題点は、遊星内歯歯車にも同様に言える。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、入力軸と出力軸を回転自在に同心に支持したケーシングと、前記ケ ーシングの内周に取り付けられた内歯歯車と、前記入力軸に偏心回転自在に支持 され前記内歯歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車に前記遊星歯車と同心に 設けられた遊星内歯歯車と、前記出力軸に設けられ前記遊星内歯歯車に噛合する 出力歯車とを有し、前記内歯歯車の歯数と前記遊星歯車の歯数との差と、前記遊 星内歯歯車の歯数と前記出力歯車の歯数との差によって前記出力軸が前記入力軸 より遅く回転する遊星差動式減速機において、前記内歯歯車は可撓性を有する断 面チャンネル形状であり、前記遊星内歯歯車は前記遊星歯車に薄肉円筒部によっ て接続され、さらに、前記遊星歯車と前記出力歯車は回転方向に相対位置調整自 在な複数枚の同形の歯車によって形成されているバックラッシュ低減構造により 、前記の課題を解決した。

【０００８】

【作用】

遊星歯車を構成している複数枚の歯車を相対移動させ、遊星歯車の見かけ上の 歯幅を広くし、噛合している内歯歯車とのバックラッシュを低減する調整を行な う。出力歯車も同様にして噛合している遊星内歯歯車とのバックラッシュを低減 する調整を行なう。 しかし、遊星歯車は、内歯歯車に対して偏心しているため、内歯歯車に１枚乃 至２枚の歯だけしか噛合していない。このため、この噛合した歯同士のバックラ ッシュの調整を行なうことはできても、内歯歯車には、加工誤差による歯形、歯 のピッチ等のばらつき、すなわち、歯車精度のばらつきがあるため、他の噛合し ていない歯同士のバックラッシュは必ずしも最適な状態に調整されているとは限 らない。

【０００９】 従って、上記見かけ上の歯厚の増加と、内歯歯車の歯車精度のばらつきとによ って、上記他の噛合していない歯同士が噛合したとき、バックラッシュの無い状 態で一方の歯が他方の歯の間に割込むようなきつい噛み合い（タイトフィット） を生じる場合がある。このような場合、遊星歯車と内歯歯車の歯元の応力が増大 するとともに、遊星歯車の回転時のランニングトルクの増加や振動、騒音の原因 となり、遊星歯車と内歯歯車の寿命が短くなる恐れがある。 そこで、このような恐れを防止するため、内歯歯車の断面チャンネル形状の部 分を半径方向の外方に逃がすことによって歯元の応力の増大等を防止している。

【００１０】 又、遊星内歯歯車と出力歯車との噛合におけるバックラッシュの低減調整後も 同様にきつい噛み合いが生じ、遊星内歯歯車と出力歯車の歯元の応力が増大する 等して、遊星歯車と内歯歯車の寿命が短くなる恐れがある。 遊星内歯歯車の場合は、薄肉円筒部の部分で半径方向の外方に逃がし、歯元の 応力の増大等を防止している。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１乃至図８に基づいて説明する。 遊星差動式減速機１１の入力軸１２には偏心距離Ｅのカム１３が一体に形成さ れている。カム１３にはベアリング１４によって遊星歯車１５が回転自在に支持 されている。 遊星歯車１５は、ケーシング１６に取り付けられた内歯歯車１７に噛合してお り、上記偏心距離Ｅと両方の歯車の１５，１７の歯数の差に応じた偏心回転運動 （公転自転運動）をするようになっている。又、入力軸１２には、遊星歯車１５ の偏心運動による重量バランスをとるバランサー１８が一体に取り付けられてい る。

【００１２】 内歯歯車１７は、インボリュート歯形をしており、図６、図７に示すように、 後述する可撓性を有する断面チャンネル形状をしており、内歯歯車支持リング１ ９によってケーシング１６の内周に取り付けられている。内歯歯車１７と内歯歯 車支持リング１９はボルト２０，２０によって一体化されている。内歯歯車支持 リング１９はボルト２１，２１によってケーシング１６に取り付けられている。 遊星歯車１５の側面には、遊星内歯歯車２２が一体に形成されている。遊星内 歯歯車２２は薄肉円筒部２３によって遊星歯車１５に連結され、半径方向に撓み 易くなっている。

【００１３】 遊星内歯歯車２２には、出力歯車２４が噛合している。出力歯車２４は、入力 軸１２と同心の出力軸２５に具えられている。この遊星内歯歯車２２と出力歯車 ２４とによって出力差動機構２６が構成されている。 なお、内歯歯車１７の歯数は、遊星歯車１５の歯数より多く、遊星内歯歯車２ ２の歯数は、出力歯車２４より歯数が多くしてある。 遊星差動式減速機１１は、これらの歯数の差に応じた減速を行なうようになっ ている。

【００１４】 次に遊星差動式減速機の動作を説明する 遊星差動式減速機１１は、入力軸１２を回転させると、遊星歯車１５が偏心運 動（公転）しながら内歯歯車１７内を転がるようにして回転（自転）する。 このとき、遊星歯車１５は、内歯歯車１７の歯数と遊星歯車１５の歯数との差 によって、入力軸１２より遅く回転する。遊星歯車１５の回転は、遊星内歯歯車 ２２と出力歯車２４との噛合によって出力軸２５に伝達される。 これによって、入力軸１２の回転速度は減速されて出力軸２５から出力される 。

【００１５】 次に、遊星差動式減速機１１のバックラッシュ低減構造３０について説明する 。 遊星歯車１５（図３参照）は、内歯歯車１７に対してバックラッシュを低減で きる構造になっており、加工精度の高い、同形の２枚の第１、第２遊星歯車３１ ，３２によって構成されている。 第１、第２遊星歯車３１，３２は、公知のいんろう構造３３によって互いに軸 心が一致し、且つ、回転方向で互いに位置をずらすことができるようになってい る。

【００１６】 第２遊星歯車３２には、９０度間隔でボルト孔３４，３５が４つ形成されてい る（２つは図示省略）。 第１遊星歯車３１には、１８０度間隔でボルト孔３４と同一の位置にボルト孔 ３４より大径の貫通孔３６が２つ（１つは図示省略）形成されている。なお、こ の貫通孔３６は遊星歯車１５の回転方向に長い長孔であってもよい。 貫通孔３６とボルト孔３４には、締付ボルト３７が貫通し、ねじ込まれるよう になっている。

【００１７】 さらに、第１遊星歯車３１には、１８０度間隔でボルト孔３５に対して回転方 向に距離Ａ（図４参照）だけ位相のずれた位置にボルト孔３５より大径のさら孔 ３８が２つ（１つは図示省略）形成されている。 さら孔３８（図３参照）とボルト孔３５には、調整ボルト３９が貫通しねじ込 まれるようになっている。調整ボルト３９の頭部は、さら状になっている。

【００１８】 次に、遊星歯車１５を内歯歯車１７に組込む手順について説明する。 第１、第２遊星歯車３１，３２を内歯歯車１７に噛合させた状態で、さら孔３ ８とボルト孔３５に調整ボルト３９を貫通させてねじ込む。 調整ボルト３９をボルト孔３５にねじ込むに従って、調整ボルト３９のさら状 部４０の斜面は、さら孔３８の斜面を押圧し、その分力によって、第１、第２遊 星歯車３１，３２を回転方向に相対移動させ、内歯歯車１７とのバックラッシュ を低減させる。

【００１９】 バックラッシュが低減された時点で、締付ボルト３７をさら孔３８とボルト孔 ３５に貫通してねじ込み、第１、第２遊星歯車３１，３２を一体化する。その後 、調整ボルト３９を取り外すか、取り付けたままにしておく。 このようにして、位相のずれた第１、第２遊星歯車３１，３２によって形成さ れた遊星歯車１５の歯厚（図５中、Ｔ）は、第１、第２遊星歯車３１，３２単体 の歯厚（Ｔ１，Ｔ２）より厚くなっている。 なお、ちなみに、実施例における具体的な数値を示すと、第１、第２遊星歯車 ３１，３２のピッチ円直径は約８０ｍｍ、歯数は４０枚であり、第１、第２遊星 歯車３１，３２の相対移動量は約（１／１００）ｍｍ乃至（５／１００）ｍｍで ある。従って、第１、第２遊星歯車３１，３２は図２に示すようにほとんど「ず れ」が無く、図５は相対移動量を誇張して図示してある。

【００２０】 ところが、遊星歯車１５のバックラッシュの低減調整を行なうとき、図２に示 すように、遊星歯車１５の歯は、１枚乃至２枚の歯だけ内歯歯車１７に噛合して いるため、その噛合した歯同士のバックラッシュの調整を行なうことはできても 、内歯歯車１７には、加工誤差による歯形、歯のピッチ等のばらつき、すなわち 、歯車精度のばらつきがあるため、他の噛合していない歯同士のバックラッシュ は必ずしも最適な状態に調整されているとは限らない。

【００２１】 このため、第１、第２遊星歯車３１，３２の重なった歯を１枚の歯とみなした 場合の見かけ上の歯厚（図５中、Ｔ）の増加と、内歯歯車１７の歯車精度のばら つきとによって、上記他の噛合していない歯同士が噛合したとき、バックラッシ ュが無く一方の歯が他方の歯の間に割込むようなきつい噛み合い（タイトフィッ ト）を生じる場合がある。このような場合、遊星歯車１５と内歯歯車１７の歯元 の応力が増大するとともに、遊星歯車１５の回転時のランニングトルクの増加や 振動、騒音の原因となり、遊星歯車１５と内歯歯車１７の寿命が短くなる恐れが ある。

【００２２】 そこで、このような恐れを防止するため、第６図に示すように、内歯歯車１７ を可撓性を有する断面チャンネル形状にして弾性を持たせ、第７図の想像線の位 置から実線の位置へ半径方向の外方に逃がすことによって各歯車１５，１７の歯 元の応力の増大等を防止している。 外方に逃げた内歯歯車１７は、弾性の反力によって遊星歯車１５に圧接される ため、内歯歯車１７との間のバックラッシュが除去される。

【００２３】 内歯歯車１７（図６参照）は、鍔状部７０，７０と歯７１とで構成されている 。歯７１の根元の両側には内歯歯車１７を撓み易くするための溝７２，７２が形 成されている。 この内歯歯車１７は、例えば、炭素鋼（ＳＣ）、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ ）、炭素工具鋼（ＳＫ）等の比較的靱性の優れた強靱鋼で作られており、全体的 に肉厚を薄くし、材質と厚みと溝７２とによって可撓性を有している。

【００２４】 出力歯車２４（図８参照）も、遊星内歯歯車２２に対してバックラッシュを低 減できる構造になっており、遊星歯車１５と同様に、加工精度の高い、同形の２ 枚の第１、第２出力歯車４１，４２によって構成されている。 第１出力歯車４１は入力軸１２上のベアリング６０に圧入されている。第２出 力歯車４２は出力軸２５と一体になっている。

【００２５】 第１、第２出力歯車４１，４２は、公知のいんろう構造４３によって互いに軸 心が一致し、且つ、回転方向で互いに位置をずらすことができるようになってい る。 第１出力歯車４１には、４つのボルト孔４４，４５（２つは図示省略）が等間 隔に形成されている。 第２出力歯車４２には、２つの貫通孔４６（１つは図示省略）、２つのさら孔 ３８（１つは図示省略）が形成されている。

【００２６】 この出力歯車２４も、ボルト孔４５にねじ込まれた調整ボルト４９のねじ込み にともなう、調整ボルト４９のさら状部５０の斜面とさら孔４８の斜面との圧接 分力によって、第１、第２出力歯車４１，４２を回転方向に相対移動させ、遊星 内歯歯車２２とのバックラッシュを低減することができるようになっている。

【００２７】 バックラッシュが低減された時点で、締付ボルト４７を貫通孔４６とボルト孔 ４４に貫通させて締込み、第１、第２出力歯車４１，４２を一体化する。その後 、調整ボルト４９は取り外すか、取り付けたままにしておく。 締付ボルト４７と調整ボルト４９は、ケーシング１６に形成された４つのボル ト貫通孔５１，５１（図１参照。２つは図示省略）に工具を差込んで行なわれる 。 ボルト貫通孔５１は、開口したままにしておくと遊星差動式減速機１１内の潤 滑油が漏れるため、キャップボルト５２がねじ込まれるようになっている。

【００２８】 出力歯車２４も遊星歯車１７と同様に見かけ上の歯厚を厚くして遊星内歯歯車 ２２とのバックラッシュの低減調整を行なうと、バックラッシュ低減調整時に噛 合していない歯同士にきつい噛み合いが生じ、遊星内歯歯車２２と出力歯車２４ の歯元の応力が増大する等して、遊星歯車１５と内歯歯車１７の寿命が短くなる 恐れがある。 遊星内歯歯車２２の場合は、薄肉円筒部２３の部分で半径方向の外方に逃がし 、歯元の応力の増大等を防止している。 外方に逃げた遊星内歯歯車２２は、薄肉円筒部２３の弾性反力によって出力歯 車２４に圧接されるため、出力歯車２４との間のバックラッシュが除去される。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の遊星差動式減速機のバックラッシュ低減構造は、次のような効果を奏 する。 (1) 遊星歯車、出力歯車の各々を構成している複数枚の歯車を相対移動させ、 内歯歯車、遊星内歯歯車との噛合におけるバックラッシュを低減しているため、 出力軸をがた無く円滑に回転させることができる。 (2) バックラッシュの低減調整と歯車精度のばらつきによりきつい噛合が生じ た場合、内歯歯車は弾性変形し、遊星内歯歯車は半径方向の外方に逃げるように なっているため、内歯歯車や遊星内歯歯車の歯車精度を高めることなく、各歯車 の噛合を円滑に行なわせることができるとともに、歯車の寿命を長くすることが できる。 (3) 従来と同じ程度の加工精度の内歯歯車、遊星内歯歯車であっても、バック ラッシュを低減させることができるため、歯車の加工コストの増大を抑えること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のバックラッシュ低減構造が組み込まれ
た遊星差動式減速機の正面図であり、入力軸と出力軸に
沿った断面図である。

【図２】ケーシングの一部分を取り除いた遊星差動式減
速機の左側面図である。

【図３】図２中３−３矢視断面図であり遊星歯車の部分
のみ示した図である。

【図４】遊星歯車のさら孔とボルト孔の関係を示す図で
ある。

【図５】調整ボルトを遊星歯車にねじ込むことによっ
て、第１、第２遊星歯車が互いに回転方向に位置がずれ
た状態を示す図である。

【図６】内歯歯車の正面図であり、軸方向に沿った断面
図である。

【図７】内歯歯車の歯が撓んだ状態を示す図である。

【図８】図３に相当する出力歯車の断面図である。

【符号の説明】

１１ 遊星差動式減速機 １２ 入力軸 １５ 遊星歯車 １６ ケーシング １７ 内歯歯車 ２２ 遊星内歯歯車 ２３ 薄肉円筒部 ２４ 出力歯車 ２５ 出力軸 ３０ バックラッシュ低減構造 ３１ 第１遊星歯車（複数枚の歯車） ３２ 第２遊星歯車（複数枚の歯車） ４１ 第１出力歯車（複数枚の歯車） ４２ 第２出力歯車（複数枚の歯車）

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸を回転自在に同心に支持
   したケーシングと、前記ケーシングの内周に取り付けら
   れた内歯歯車と、前記入力軸に偏心回転自在に支持され
   前記内歯歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車に前
   記遊星歯車と同心に設けられた遊星内歯歯車と、前記出
   力軸に設けられ前記遊星内歯歯車に噛合する出力歯車と
   を有し、前記内歯歯車の歯数と前記遊星歯車の歯数との
   差と、前記遊星内歯歯車の歯数と前記出力歯車の歯数と
   の差によって前記出力軸が前記入力軸より遅く回転する
   遊星差動式減速機において、 前記内歯歯車は可撓性を有する断面チャンネル形状であ
   り、前記遊星内歯歯車は前記遊星歯車に薄肉円筒部によ
   って接続され、さらに、前記遊星歯車と前記出力歯車は
   回転方向に相対位置調整自在な複数枚の同形の歯車によ
   って形成されていることを特徴とする、 遊星差動式減速機のバックラッシュ低減構造。