JPH06294449A - 内接噛合遊星歯車構造を採用した増減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内接噛合遊星歯車構造を採用した増減速機に
おいて、部品点数、組立工数の削減、軸方向長の短縮、
重量軽減を図る。 【構成】 外歯歯車１０３に円柱形状の内ピン１０３a
を複数突出形成し、この内ピンが遊嵌可能な内ピン孔を
形成したピニオンギヤ１０６から外歯歯車１０３の揺動
を吸収した該外歯歯車自転成分相当の回転を直接取り出
し、このピニオンギヤ１０６を介して相手ギヤに動力を
伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内接噛合遊星歯車構造
を採用した減速機（入出力を逆転させたときには増速
機）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平３−２７２３４８、
同３−２４４８５２、実開平２−４７４５４等におい
て、図５に示されるような、内接噛合遊星歯車構造を採
用した減速機が提案されている。

【０００３】この減速機では、全ての部材がプラスチッ
クにより構成され、入力軸１の回転が出力軸８（ピニオ
ンギヤ９）の減速回転として取り出されるようになって
いる。

【０００４】入力軸１には偏心体２が一体に形成されて
おり、この偏心体２に外歯歯車３が回転自在に支持され
ている。

【０００５】外歯歯車３は、その外周にトロコイド歯形
からなる外歯３a を一体に備え、又入力軸１と同軸の円
周上に円柱形状の内ピン３b が複数一体に突出形成され
ている。

【０００６】内歯歯車４には前記外歯歯車３の外歯３a
と内接噛合する円弧歯形４a が一体に形成されている。
この内歯歯車４は、メインケーシングを兼用しており、
従ってこの減速機では固定された状態とされている。

【０００７】出力軸８の端部には円盤状のフランジ部８
d が一体に形成されている。このフランジ部８d には、
前記内ピン３b が遊嵌される内ピン孔８a が形成されて
いる。

【０００８】出力軸８は支持カバー７の支持部７a によ
って支持され、又、入力軸１は出力軸８の端部に形成さ
れた軸受孔８c に回転自在に軸支されている。又、出力
軸８の反対側の軸端部にはピニオンギヤ９が該出力軸８
に対して回転固定及び抜け固定に組付けられている。

【０００９】次に、この減速機の作用を簡単に説明す
る。入力軸１が１回転すると、偏心体２が１回転する。
この偏心体２の１回転により、外歯歯車３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４によって
その自転が拘束されるため、該外歯歯車３はこの内歯歯
車４に内接しながらほとんど揺動のみを行うことにな
る。

【００１０】今、例えば外歯歯車３の歯数をＮ、内歯歯
車４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３は（固
定状態とされた）内歯歯車４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の回転が外歯
歯車３の−１／Ｎの回転（マイナスは逆回転を示す）に
減速されたことを意味する。

【００１１】この外歯歯車３の回転は内ピン３b 及び内
ピン孔８a 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３a を介して出力軸８へと伝達さ
れる。この結果、結局減速比−１／Ｎの減速が達成され
る。

【００１２】出力軸８の回転は該出力軸８の軸端部に固
定されたピニオンギヤ９に伝達され、このピニオンギヤ
９に相手機械のギヤ２７を噛合させ、該相手機械に出力
を伝達する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような内接噛合遊星歯車減速機では、相手機械との動
力的な接続を可能とするためにはピニオンギヤ９を別途
用意する必要があるという問題があった。これは、外歯
の形成されたピニオンギヤ９を出力軸８に予め一体化し
た状態で成形してしまうと、減速機の組付け（特に支持
カバー７の組付け）が不可能になってしまうためであ
る。

【００１４】又、このようにピニオンギヤ９を出力軸８
に別途組付ける場合、両者の回転止めや抜け止めの機構
（機能）を備えることが必要となるという問題もあっ
た。

【００１５】更に、相手機械のギヤ２７側からの反力
（モーメント荷重）を受けるため、構造上支持カバー７
の出力軸支持部７a の長さを長くすると共に、該支持部
７a に強い剛性を確保する必要があり、全長が長くなる
と共に重量が増大するようになるという問題もあった。

【００１６】又、図から明らかなように、出力軸８はフ
ランジ部８d を備え、３次元的に複雑な形状をしている
ため、保存や輸送時の取扱いが不便であるという問題も
あった。この形状の複雑さに起因した取扱いが不便とい
う問題は、支持カバー７についても同様であった。

【００１７】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
成されたものであって、内接噛合遊星歯車構造を採用し
た（特にプラスチック製の）増減速機において、部品点
数の削減、部品取扱いの不便さの解消、全長の短縮化、
及び軽量化を図ることをその目的としている。

【００１８】

【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、該偏心体の外周に設けた外歯
歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、前記外
歯歯車に、該外歯歯車の揺動を吸収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を採
用した増減速機において、前記外歯歯車の、前記第１軸
と同軸の円周上に、円柱形状の内ピンを複数突出形成
し、前記第２軸をリング状に形成して前記第１軸と同軸
に組込み、該リング状の第２軸に、前記複数の内ピンと
それぞれ遊嵌する内ピン孔を形成すると共に、リングの
外周部に外歯を形成し、該リング外周の外歯を介して相
手機械との動力伝達を可能としたことにより、上記課題
を解決したものである。

【００１９】なお、この明細書において「増減速機」の
語は、第１軸及び第２軸の入出力関係を逆にすることに
より、同じ構成を減速機としても、増速機としても利用
できることを意味させたものである。

【００２０】

【作用】本発明においては、外歯歯車の内ピンと遊嵌す
る内ピン孔を備えたフランジ部を介して出力軸（第２
軸）に減速回転を取り出し、この出力軸に相手機械連結
のためのピニオンギヤを装着するという従来の技術思想
を抜本的に改めるようにした。それは、このような技術
思想による限り、前述したように出力軸の形状がフラン
ジ形成のために３次元的に複雑化すること、該出力軸を
３次元的に複雑な形状の支持カバーを介して支持する必
要が生じてくること、該支持カバーの支持部の長さを長
くとり、且つ剛性を高く維持する必要があること、出力
軸に別途用意したピニオンギヤを抜け止め等の処理をし
た上で装着する必要があること等の種々の問題が発生し
てしまうことを避けることができなかったためである。

【００２１】本発明では、上記問題を一挙に解決するた
めに、従来の出力軸のフランジ部に相当する部材に直接
第２軸（減速機として使用するときは出力軸）としての
機能を与えた。

【００２２】即ち、第２軸自体をリング状に形成して第
１軸と同軸に組込み、このリング状の第２軸に内ピンと
遊嵌する内ピン孔を形成し、且つこのリングの外周部に
外歯を形成するようにしたものである。相手機械に対し
ては、このリング外周の外歯を介して直接動力伝達が行
われる。

【００２３】これにより、第２軸を高い剛性で支持する
ための支持カバーの支持部の存在を省略することができ
るようになり、且つリングギヤを別途用意したり、該別
途用意したリングギヤを別途装着したりする必要もなく
なった。更には、軸方向の長さを従来の半分以下に収め
ることができるようになり、しかも従来より極めて高い
剛性を確保することができるようになった。

【００２４】なお、上記構成の減速機において、前記内
歯歯車と一体化されたメインケーシングと、該メインケ
ーシングと結合可能なサブケーシングとを備え、外歯歯
車及びリング状の第２軸をこのメインケーシング及びサ
ブケーシングの間に収納すると共に、該ケーシングの一
部を切除して第２軸の一部を相手機械に対して露出させ
るようにすると、外歯歯車や第２軸を精度良く、且つ高
い剛性で組付けることができ、且つ各摺動部分を良好に
被覆できるため、該摺動部分へのゴミ等の侵入を効果的
に防止でき良好な耐久性を得ることができるようにな
る。

【００２５】更に、このサブケーシングに、第１軸を支
持可能な円筒状の軸受部を突出形成し、且つ該軸受部の
外周に第２軸を組込むようにした場合には、第１軸と第
２軸とをそれぞれの回転（逆回転）を互いに干渉させる
ことなく、支持することができ、又、軸方向長も一層短
縮できるようになる。

【００２６】

【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。

【００２７】図１は、本発明に係る内接噛合遊星歯車構
造を採用した減速機の実施例を示す断面図であり、図２
は図１のII−II線断面図である。

【００２８】この実施例では、入力軸（第１軸）１０１
の回転をピニオンギヤ（リング状の第２軸）１０６の減
速回転として取り出すようにしている。

【００２９】全ての部材はプラスチックから形成されて
いる。

【００３０】入力軸１０１には偏心体１０２が一体に形
成されている。外歯歯車１０３は偏心体１０２に回転自
在に軸支されている。この外歯歯車１０３は、その外周
にトロコイド歯形からなる外歯１０３a を一体に形成し
てある。又、この外歯歯車１０３には、入力軸１０１と
同軸の円周上に円柱形状の内ピン１０３b が複数突出形
成されている。内歯歯車１０４には外歯歯車１０３の外
歯１０３a と内接噛合する円弧歯形１０４a が一体に形
成されている。この内歯歯車１０４はメインケーシング
を兼用しており、従って、この内歯歯車１０４はこの実
施例では固定状態とされている。

【００３１】ピニオンギヤ１０６は、従来の（フランジ
部８d を含む）出力軸８とこれに別途装着されるピニオ
ンギヤ９との機能を全て兼ねるもので、内ピン１０３b
が遊嵌される内ピン孔１０６a を備え、サブケーシング
１０５から内側に向けて突出形成された円筒状の軸受部
１０５a の外周部に回転自在に組付けられている。この
円筒状の軸受部１０５a は、入力軸１０１の軸受を兼ね
ており、この軸受部１０５a の孔部１０５b に該入力軸
１０１の端部が回転自在に挿入されている。

【００３２】この軸受部１０５a の存在により、入力軸
１０１とピニオンギヤ１０６のそれぞれの回転（逆回
転）の干渉が良好に防止される。

【００３３】サブケーシング１０５は、図示せぬボルト
を介してメインケーシング兼用の内歯歯車１０４に固着
されている。各ケーシング１０４、１０５は一部のみが
切除され、切除された部分Ｂにピニオンギヤ１０６の一
部が露出されている。相手機械のギヤ２７は、このピニ
オンギヤ１０６の露出された部分において該ピニオンギ
ヤ１０６の外歯１０６b と噛合できるようになってい
る。

【００３４】この減速機においては、入力軸１０１から
ピニオンギヤ１０６に至るまでの動力伝達における作用
は、従来の入力軸１から出力軸８のフランジ部８d に至
るまでの動力伝達における作用と全く同一である。従来
は、フランジ部８d から出力軸８、及びピニオンギヤ９
を介して相手機械のギヤ２７に動力が伝達されたが、こ
の実施例では、図から明らかなように、ピニオンギヤ１
０６から直接的に相手機械のギヤ２７に動力が伝達され
る。

【００３５】次に、ＤＣ小型モータを直結したプラスチ
ック製の内接噛合遊星歯車構造減速機の実施例を図３及
び図４を用いて説明する。

【００３６】なお図４は、図３を矢視IV方向から見た外
形図である。

【００３７】この実施例では、モータ軸（入力軸：第１
軸）２０１の回転がピニオンギヤ２０６の減速回転とな
って取り出される。

【００３８】ＤＣ小型モータ２２０は、メインケーシン
グ兼用の内歯歯車２０４にモータ結合ねじ２２８によっ
て同心に組付けられている。モータ軸２０１にはプラス
チックからなる偏心体２０２が圧入（あるいは軸の一部
を削除した、いわゆるＤカット結合）により該モータ軸
２０１に対して回転不能に組込まれている。

【００３９】外歯歯車２０３は、偏心体２０２に回転自
在に軸支されている。この外歯歯車２０３にはモータ軸
２０１と同軸の円周上に円柱形状の内ピン２０３b が一
体に突出形成されている。内歯歯車２０４は外歯歯車２
０３の外歯２０３a と内接噛合する円弧歯形２０４a が
一体に形成されており、且つこの実施例では前述したよ
うにモータ結合ケーシング（メインケーシング）を兼用
している。従って、内歯歯車２０４はこの実施例では固
定されている。

【００４０】ピニオンギヤ（リング状の第２軸）２０６
は、サブケーシング２０５の側面から内側へ突出形成さ
れた軸受部２０５a の外周に回転自在に軸支されてい
る。このピニオンギヤ２０６には、前記第１実施例と同
様に、内ピン２０３b が遊嵌される内ピン孔２０６a が
形成されており、この内ピン孔２０６a と内ピン２０３
b との隙間により外歯歯車２０３の揺動が吸収されるよ
うになっている。

【００４１】モータ軸２０１は、サブケーシング２０５
の軸受部２０５a の孔部２０５b に回転自在に軸支され
ている。又、メインケーシング２０４及びサブケーシン
グ２０５は相手ギヤ２０７との歯車噛合のための切除部
Ｃが設けられている。又、サブケーシング２０５は、図
示せぬボルトを介してメインケーシング２０４に固定さ
れている。

【００４２】この実施例では、ピニオンギヤ２０６と相
手ギヤ２７との噛合を適正に維持するために、互いの芯
間距離が次のようにして規定されるように構成してい
る。即ち、サブケーシング２０５には外面側の軸芯位置
に芯出し突起部２０５c が形成されている。図３の場合
は、この芯出し突起部２０５c に嵌合する孔をもち、且
つ芯高が調整されたＬ脚２３０を、Ｌ脚結合ねじ２２９
で減速機に取付けるようにしている。これにより、Ｌ脚
２３０を取付けた本減速機は相手機械の指定された部分
に組込んだ上で該Ｌ脚３０を固定するだけで（芯間距離
を適正に維持した上で）据付けが完了することになる。

【００４３】なお、Ｌ脚２３０がない場合では、相手機
械の据付け面に芯出し突起部２０５c に嵌合する孔とＬ
脚結合ねじ２２９用の孔を備えておくことで特別な芯出
し作業を行うことなく、ねじの締付け作業だけで相手機
械への据付けを完了することができる。

【００４４】なお、本発明は、インボリュート系遊星
（差動）減速機においても、遊星歯車支持板（キャリ
ヤ）の外周に歯車を備えることで上記説明と同様の作用
を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、内
接噛合遊星歯車構造を採用した増減速機において、部品
点数及び組立工数の削減、部品形状の簡素化による在
庫、輸送時等の取扱いの簡便化、軸方向長の短縮、及び
軽量化等を同時に実現することができるようになるとい
う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内接噛合遊星歯車構造を採用した
減速機の実施例を示す断面図

【図２】図１のII−II線に沿う断面図

【図３】本発明に係る内接噛合遊星歯車構造を採用した
減速機の他の実施例を示す断面図

【図４】図３の矢示IV方向から見た外形図

【図５】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した減速機
の例を示す図１相当の断面図

【符号の説明】

１０１…入力軸（第１軸） ２０１…モータ軸（第１軸） １０２、２０２…偏心体 １０３、２０３…外歯歯車 １０３a 、２０３a …外歯 １０３b 、２０３b …内ピン １０４、２０４…内歯歯車（兼メインケーシング） １０５、２０５…サブケーシング １０５a 、２０５a …軸受部 １０５b 、２０５b …孔部 １０５c 、２０５c …芯出し突起部 １０６、２０６…ピニオンギヤ（第２軸） １０６a 、２０６a …内ピン孔 ２２０…ＤＣ小型モータ ２７…相手ギヤ ２２８…モータ結合ねじ ２２９…Ｌ脚結合ねじ ２３０…Ｌ脚 Ｂ、Ｃ…切欠部

Claims (3)

【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
   偏心体の外周に設けた外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛
   合する内歯歯車と、前記外歯歯車に、該外歯歯車の揺動
   を吸収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を採用した増減速機において、 前記外歯歯車の、前記第１軸と同軸の円周上に、円柱形
   状の内ピンを複数突出形成し、 前記第２軸をリング状に形成して前記第１軸と同軸に組
   込み、 該リング状の第２軸に、前記複数の内ピンとそれぞれ遊
   嵌する内ピン孔を形成すると共に、リングの外周部に外
   歯を形成し、 該リング外周の外歯を介して相手機械との動力伝達を可
   能としたことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用
   した増減速機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記内歯歯車と一体化
   されたメインケーシングと、該メインケーシングと結合
   可能なサブケーシングとを備え、前記外歯歯車及びリン
   グ状の第２軸を該メインケーシング及びサブケーシング
   の間に収納すると共に、該ケーシングの一部を切除して
   前記第２軸の一部を相手機械に対して露出させたことを
   特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した増減速機。
3. 【請求項３】請求項２において、前記サブケーシングに
   前記第１軸を支持可能な円筒状の軸受部を突出形成し、
   且つ該軸受部の外周に前記リング状の第２軸を組込んだ
   ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した増減
   速機。