JP5474577B2 - 揺動内接噛合型の遊星歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、揺動内接噛合型の遊星歯車装置に関する。

特許文献１に、図５〜図７に示されるような揺動内接噛合型の遊星歯車装置が開示されている。

この遊星歯車装置１０は、外歯歯車１２、１４、１６と、該外歯歯車１２、１４、１６が内接噛合する内歯歯車１８とを備える。外歯歯車１２、１４、１６の軸方向側部にはフランジ体２０が配置されている。フランジ体２０には円周方向に内ピン２２が複数一体的に設けられている。内ピン２２は、外歯歯車１２、１４、１６を貫通しており、該外歯歯車１２、１４、１６の自転と同期している。この例では、遊星歯車装置１０は、内歯歯車１８がケーシング２４と一体化されて固定されている。このため、該外歯歯車１２、１４、１６の自転が内ピン２２を介してフランジ体２０から取り出されるようになっている。即ち、この従来例では、入力軸２４の回転によって偏心体２６、２８、３０を介して外歯歯車１２、１４、１６を内歯歯車１８に内接噛合させる。これにより、外歯歯車１２、１４、１６の自転を、該自転と同期して回転する内ピン２２を介してフランジ体２０から取り出すことができ、（内歯歯車と外歯歯車の歯数差：この例では１）／（外歯歯車の歯数）に相当する減速を実現できる。

遊星歯車装置１０の内部にはグリースが封入され、外歯歯車１２、１４、１６と偏心体２６、２８、３０との間の軸受３４、３６、３８や、外歯歯車１２、１４、１６と内歯歯車１８との噛合部４０、４２、４４等を潤滑している。

しかし、このような揺動内接噛合型の遊星歯車装置１０にあっては、遊星歯車装置１０内に封入したグリースが前記軸受部３４、３６、３８や、噛合部４０、４２、４４等に良好に行き渡らないことがあるという問題があった。とりわけ、上述したような従来例では、各外歯歯車１２、１４、１６の歯部近傍に歯厚の増大された肉厚部１２Ａ、１４Ａ、１６Ａが形成されており、この肉厚部１２Ａ、１４Ａ、１６Ａが、各外歯歯車１２、１４、１６を軸方向に位置決めしている。したがって、該肉厚部１２Ａ、１４Ａ、１６Ａの存在によって遊星歯車装置１０内の空間が半径方向に分断されてしまい、封入したグリースの半径方向の移動が阻害された。

このため、上記従来例では、図６及び図７に示されるように、外歯歯車１２（１４、１６）の肉厚部１２Ａ（１４Ａ、１６Ａ）に部分的に、切欠部１２Ｂ（１４Ｂ、１６Ｂ）を形成するように工夫した構成を合わせて開示している。封入したグリースは、この切欠部１２Ｂ（１４Ｂ、１６Ｂ）を介して遊星歯車装置１０内の空間を半径方向に円滑に移動することができる。

特開２００６−６４１２８号公報（図１〜図３）

しかしながら、このように、外歯歯車の肉厚部に切欠部を設ける構成は、当該切欠部があることよって歯幅が小さくなった分、外歯歯車の強度（あるいは耐久性）が低下してしまうという問題があった。特に、該外歯歯車の歯幅が円周方向において部分的に小さくなっているため、噛合時にこの切欠部に応力が集中し易く、この点でも外歯歯車の強度が低下し易いという問題があった。なお、特許文献１には、外歯歯車の一側面に凸部を設けてグリースを移動させる構成も開示されているが、この場合は、外歯歯車は全周において歯幅が小さくなり、やはり強度が低下するという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、外歯歯車の強度や耐久性を低下させることなく、封入したグリースの半径方向の移動をより円滑に行わせることができ、もって潤滑を必要とする箇所にグリースを十分に行き渡らせることをその課題としている。

本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向側部に配置されたフランジ体と、該フランジ体に円周方向に複数設けられると共に前記外歯歯車を貫通して該外歯歯車の自転と同期し、該外歯歯車の自転を取り出しまたは拘束する自転同期部材と、を備えた揺動内接噛合型の遊星歯車装置において、前記フランジ体の軸方向外歯歯車側の面における前記自転同期部材の間に、半径方向に沿ってグリースを通過させるための溝を形成したことにより、上記課題を解決した。

この種の揺動内接噛合型の遊星歯車装置においては、外歯歯車の位置決めを行うために、該外歯歯車同士あるいは外歯歯車と他の部材とを当接させなければならないため、この位置決めのための当接部の存在によってグリースの半径方向の移動が極めて疎外され易い。この問題は、例えばグリースの給脂口と排脂口を、該当接部を挟んで別々の空間に配置することによってある程度改善できるが、この種の遊星歯車装置は、構成上そもそもそのような配置自体が困難であることも多い。また、仮に給脂口と排脂口を当接部を挟んで半径方向別々の空間に配置できたとしても、該当接部を超えて別の空間にまでグリースを封入していくのは、封入抵抗が極めて大きくなって作業効率が大きく低下する。

そこで、本発明では、複数の自転同期部材（先の従来例の場合内ピン２２）が、フランジ体に円周方向に間隔を空けて設けられていることに着目した。本発明では、この間隔の空けられた部分（自転同期部材の存在しない部分）のフランジ体に、半径方向に沿って溝を形成するようにしている。このため、当該溝によって非常に大きな「グリースの通路」を半径方向に確保することができる。

この結果、外歯歯車の一部に切欠部を形成する必要もなくなるため、当然に該外歯歯車の強度や耐久性が低下することもなく、封入したグリースを装置内で半径方向に円滑に移動させることができ、（仮に給脂口と排脂口を近接した位置に開口せざるを得ないような場合であっても）グリースを、潤滑を必要とする全ての箇所に十分に行き渡らせることができる。

本発明によれば、揺動内接噛合型の遊星歯車装置において、外歯歯車の強度や耐久性を低下させることなく、封入したグリースの半径方向の移動をより円滑に行わせることができ、装置内の潤滑を必要とする箇所にグリースを十分に供給することができる。

本発明の実施形態に係る揺動内接噛合型の遊星歯車装置の一例を示す断面図 図１の矢示II−II線に沿う断面図 上記実施形態における（内ピンが一体的に設けられた）フランジ体の斜視図 同フランジ体を角度を変えて観察した斜視図 従来の揺動内接噛合型の遊星歯車装置の一例を示す図１相当の断面図 図５の矢示ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図 上記従来例における外歯歯車の部分斜視図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例が適用された揺動内接噛合型の遊星歯車装置Ｇ１の断面図である。図２は、図１の矢示II−II線に沿う断面図である。

揺動内接噛合型の遊星歯車装置Ｇ１は、入力軸１００、該入力軸１００と一体的に形成された２個の偏心体１０２、１０４と、該偏心体１０２、１０４にそれぞれ組み込まれた２枚の外歯歯車１１０、１１２と、該外歯歯車１１０、１１２がそれぞれ同時に内接噛合する（１個の）内歯歯車１１４と、を有する。外歯歯車１１０、１１２の軸方向側部には、フランジ体１１６が配置されている。フランジ体１１６には円周方向に複数（この例では１０本）の内ピン（自転同期部材）１１８（１１８Ａ〜１１８Ｊ）が一体的に設けられている。この内ピン１１８は、外歯歯車１１０、１１２を貫通しており、該外歯歯車１１０、１１２の自転と同期している。即ち、内ピン１１８は、内歯歯車１１４が固定されるときには外歯歯車１１０、１１２と回転状態で同期して該外歯歯車１１０、１１２の自転を取り出し、一方、内歯歯車１１４から出力を取り出すときには外歯歯車１１０、１１２と固定状態で同期して該外歯歯車１１０、１１２の自転を拘束する機能を果たす。この実施形態では、内歯歯車１１４がケーシング体１２０Ｃと一体化されて固定状態にあるため、該内ピン１１８を介して外歯歯車１１０、１１２の自転がフランジ体１１６の回転として取り出されるようになっている。なお、この実施形態では内ピン１１８はフランジ体１１６と一体に形成されているが、別体でフランジ体に固定されている構成であってもよい。

より具体的には、前記入力軸１００は、玉軸受１２２を介して前記フランジ体１１６に支持されている。該入力軸１００には前記偏心体１０２、１０４が一体的に形成されている。偏心体１０２、１０４は、その外周が遊星歯車装置Ｇ１の軸心Ｏｇから偏心している。なお、偏心体１０２、１０４の偏心位相は、円周方向に１８０度ずれている。

各偏心体１０２、１０４と前記外歯歯車１１０、１１２の間には軸受１２６、１２８が介在されている。外歯歯車１１０、１１２には、それぞれ内ピン孔１１０Ａ、１１２Ａが軸方向に貫通形成されており、該内ピン孔１１０Ａ、１１２Ａを前記内ピン１１６が遊嵌（隙間を有して貫通）している。外歯歯車１１０、１１２には、軸方向の位置決めのための肉厚部１１０Ｂ、１１２Ｂが形成されているが、この肉厚部１１０Ｂ、１１２Ｂには、従来形成されていたような切欠部は形成されていない。

前記内歯歯車１１４の内歯は、円柱状の外ピン１１４Ａによって構成されている。内歯歯車１１４の歯数は、外歯歯車１１０、１１２の歯数より「１」だけ多い。

外歯歯車１１０、１１２の自転成分は内ピン１１８を介してフランジ体１１６の回転として取り出される。フランジ体１１６は、４点支持軸受１３０を介してケーシング体１２０Ａ、１２０Ｂに回転自在に支持されている。

なお、外歯歯車１１０とフランジ体１１６は、第１当接部１３４において軸方向に当接しており、外歯歯車１１０の軸方向フランジ体側の位置決めがなされている。外歯歯車１１０、１１２同士は、肉厚部１１０Ｂ、１１２Ｂが当接する第２当接部１３５にて、また、外歯歯車１１２の反フランジ体側は、肉厚部１１２Ｂとプレート１１５が当接する第３当接部１３７にてそれぞれ軸方向に位置決めされている。

この実施形態では、ケーシング１２０は、４個のケーシング体１２０Ａ〜１２０Ｄがボルト１２１によって連結されることによって構成されている。図の符号１３２は、図示せぬ相手部材（被駆動体）を固定するためのボルト孔である。

図１、２に、図３、図４を合わせて参照して、フランジ体１１６の軸方向外歯歯車側の面における前記内ピン（自転同期部材）１１８の間に、半径方向Ｒに沿って計１０個の溝１４２（１４２Ａ〜１４２Ｊ）が形成されている。溝１４２は、外歯歯車１１０とフランジ体１１６が当接する前記第１当接部１３４を半径方向に横断する態様で、即ち、該第１当接部１３４の半径方向内側と外側とを繋ぐように形成されている。なお、本実施形態では、フランジ体１１６の外周から内周まで達するように形成されているが、当接部１３４の半径方向内側と外側とを繋ぐように形成するに限り、フランジ体１１６の外周または内周まで達することなく、途中までとしてもよい。

本実施形態では、溝１４２は、全内ピン１１８の間にそれぞれ１個ずつ形成されている。各溝１４２は、この実施形態では、深さＤ１、幅Ｗ１の矩形状である。但し、いわゆるＵ溝でも、Ｖ溝でも、あるいは半円形状の溝でもあっても良い。

なお、符号１４６は、当該揺動内接噛合型の遊星歯車装置の内部に封入するグリースの給脂口であり、符号１４８は、同排脂口である。給脂口１４６及び排脂口１４８は、当接部１３４に対して半径方向の同じ側（内側）に設けられている。この例では、給脂口１４６は、溝１４２Ａの底面１４２Ａ１に開口されており、排脂口１４８は、溝１４２Ｆの底面１４２Ｆ１に開口している。グリースは、給脂口１４６から注入され、余剰分が排出口１４８から排出される。

次に、この揺動内接噛合型の遊星歯車装置Ｇ１の作用を説明する。

図示せぬモータによって入力軸１００が回転されると、偏心体１０２、１０４が該入力軸１００と一体的に回転する。偏心体１０２、１０４の外周は入力軸１００の軸心Ｏｇに対して偏心しているため、入力軸１００が１回回転すると、軸受１２６、１２８を介して該偏心体１０２、１０４の外周に装着されている外歯歯車１１０、１１２がそれぞれ１回揺動する。この結果、内歯歯車１１４に対して外歯歯車１１０、１１２が両歯車の歯数差に相当する分だけ相対回転する（自転する）。この相対回転（外歯歯車１１０、１１２の自転）が、内ピン１１８を介してフランジ体１１６側に取り出される。外歯歯車１１０、１１２の揺動成分は、内ピン孔１１０Ａ、１１２Ａと内ピン４０との間の隙間によって吸収される。この結果、（内歯歯車１１４と外歯歯車１１０、１１２の歯数差）／（外歯歯車の歯数）に相当する減速比の減速を実現することができる。

この遊星歯車装置Ｇ１は、上述したような構成を有しており、入力軸１００の回転を大きく減速した上でフランジ体１２０側から取り出すことができる。なお、外歯歯車１１０、１１２（フランジ体１２０）側の自転を拘束し、ケーシング１２２から減速出力を取り出すように設計変更することも可能である。

この遊星歯車装置Ｇ１においては、グリースは、給脂口１４６から封入される。給脂口１４６から封入されたグリースは、該給脂口１４６が開口している溝（図示の例では１４２Ａ）の底面１４２Ａ１から遊星歯車装置Ｇ１内に入り、溝１４２Ａを通って半径方向内側と外側の双方に拡散される。半径方向内側に拡散されたグリースは、偏心体１０２、１０４と外歯歯車１１０、１１２との間の軸受１２６、１２８に行き渡り、該軸受１２６、１２８を潤滑可能とする。一方、半径方向外側に拡散されたグリースは、外歯歯車１１０、１１２と内歯歯車１１４との噛合部に行き渡り、該噛合部を潤滑可能とする。

封入されたグリースは、当接部１３４の半径方向内側の空間にも、また外側の空間にも溝１４２Ａのほか、溝１４２Ｂ〜１４２Ｊを介して拡散でき、且つ各空間に行き渡った余剰分は、溝１４２Ｆを介して排脂口１４８に戻って来ることができる。このため、ａ）第１当接部１３４を介して外歯歯車１１０とフランジ体１１６を位置決めし、ｂ）外歯歯車１１０、１１２の（切欠部のない）肉厚部１１０Ａ、１１２Ａ（第２当接部）を介して該外歯歯車１１０、１１２同士を位置決めし、ｃ）第３当接部を介して外歯歯車１１２を位置決めする構成を採用し、しかも、ｄ）給脂口と排脂口が当接部に対して半径方向の同じ側（半径方向内側）に設けられている、というグリース拡散に不利な条件が重なっているにも拘わらず、極めて軽い封入圧力で、装置内の各部にグリースを確実に封入・供給することができる。

なお、本発明は、上記実施形態のように、給脂口と排脂口が当接部（特に第１当接部）に対して半径方向の同じ側に開口している（開口せざるを得ない）場合に特に有効に機能するが、本発明は、給脂口と排脂口が当接部に対して半径方向の異なる側に開口している遊星歯車装置に適用することを禁止するものではなく、円滑なグリース供給という観点で述べるならば、むしろ給脂口と排脂口が当接部に対して半径方向の異なる側に開口している方が好ましい。

また、上記実施形態においては、給脂口と排脂口が、溝の底面に開口されていたが、この給脂口と排脂口の開口の具体的位置の点についても、本発明では、上記実施形態の例に限定されるものではない。

更に、上記実施形態においては、溝が全ての自転同期部材（内ピン）の間に形成されており、自転同期部材と同数の溝を有していたが、本発明においては、必ずしも全ての内ピンの間に溝を形成する必要はなく、適宜に省略されても良い。

また、上記実施形態では、入力軸の外周に偏心体が一体的に形成されているタイプの揺動内接噛合型の遊星歯車装置に本発明を適用していた。このタイプの揺動内接噛合型の遊星歯車装置は、前述したように、外歯歯車の位置決めを行うために、該外歯歯車同士あるいは外歯歯車と他の部材とを当接させなければならない構造上、グリースの半径方向の移動が疎外され易く、本発明が特に有効に機能する。しかしながら、本発明は、必ずしもこのタイプ揺動内接噛合型の遊星歯車装置のみに適用が限定されるわけではなく、例えば、いわゆる振り分けタイプと称される揺動内接噛合型の遊星歯車装置に適用することを禁止するものではない。振り分けタイプの揺動内接噛合型の遊星歯車装置は、これ自体は公知の構成であるため、詳細な説明は省略するが、入力軸の回転を複数の偏心体軸に振り分け、該複数の偏心体軸を同時にかつ同方向に回転させるものである。各偏心体軸には、偏心体が同位相で設けられており、外歯歯車は、この複数の偏心体の同方向且つ同速度の回転に案内されて偏心揺動する。外歯歯車が偏心揺動した結果、内歯歯車と内接噛合し、該外歯歯車との間で相対回転が発生するのは、先の実施形態と同様である。この相対回転は、複数の偏心体軸の遊星歯車装置の軸心回りの公転として該偏心体軸が回転自在に設けられているフランジ体から取り出される。換言するならば、振り分けタイプの揺動内接噛合型の遊星歯車装置の場合は、本発明に係る「自転同期部材」は、フランジ体に回転自在に設けられた偏心体軸に相当していることになる。

このような構成の振り分けタイプの揺動内接噛合型の遊星歯車装置においても、フランジ体の軸方向外歯歯車側の面における偏心体軸（自転同期部材）の間に半径方向に沿って溝を形成することによっても上記実施形態と同様の作用効果、即ち、外歯歯車の強度や耐久性を低下させることなく、封入したグリースの半径方向の移動をより円滑に行わせることができ、装置内の潤滑を必要とする箇所にグリースを十分に供給することができるという作用効果を得ることができる。

更には、外歯歯車の軸方向両側にフランジ体があり、柱部材（内ピンでもよいし、別部材でもよい）により連結されている構成とされた揺動内接噛合型の遊星歯車装置であってもよい。この場合、溝を形成するフランジ体は一方のみでもよいし、両方でもよい。

１００…入力軸
１０２、１０４…偏心体
１１０、１１２…外歯歯車
１１４…内歯歯車
１１６…フランジ体
１１８…内ピン（自転同期部材）
１２６、１２８…軸受
１３４…当接部
１４２…溝

Claims (6)

1. 外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向側部に配置されたフランジ体と、該フランジ体に円周方向に複数設けられると共に前記外歯歯車を貫通して該外歯歯車の自転と同期し、該外歯歯車の自転を取り出しまたは拘束する自転同期部材と、を備えた揺動内接噛合型の遊星歯車装置において、
   前記フランジ体の軸方向外歯歯車側の面における前記自転同期部材の間に、半径方向に沿ってグリースを通過させるための溝を形成した
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記外歯歯車とフランジ体とが軸方向に当接していることを特徴とする
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
3. 請求項２において、
   前記溝が、少なくとも、前記外歯歯車とフランジ体が軸方向に当接している部分において、該当接部分の半径方向内側と外側とを繋ぐように形成されている
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
4. 請求項２または３において、
   更に、当該揺動内接噛合型の遊星歯車装置の内部に封入するグリースの給脂口と排脂口とを備え、且つ該給脂口と排脂口が前記当接部分に対して半径方向の同じ側に設けられている
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   更に、当該揺動内接噛合型の遊星歯車装置の内部に封入するグリースの給脂口と排脂口とを備え、且つ該給脂口と排脂口が、前記溝の底面に開口されている
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記溝が、全ての前記自転同期部材の間に形成されている
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。

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