JPS645176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は減速機に関し、より詳しくはハブの内
周に内歯が設けられ、該内歯に噛合う外歯を外周
に有するとともに内周方向内部に複数個のピン孔
が配設され偏心運動可能なピニオンを前記ハブに
係合させ、該ピニオンのピン孔に複数個のピンを
挿入した減速機に関する。

〔従来の技術〕

上述の型式の減速機は、例えば特公昭39−
25398号公報により公知であり、大減速比の減速
機として使用されている。しかし上記特公昭39−
25398号公報記載の減速機は以下に詳述する理由
により、現在の特定の産業界において要求される
出力トルクを出すようにした場合にその外形が大
きく従つて重量も大きいため、その産業界の要求
に合致しないという問題がある。

〔本発明の解決しようとする問題点〕

すなわち、上記特公昭39−25398号公報記載の
減速機ではクランクピンを片持ち支持する構造の
ためクランクピンの強度により出力トルクが制約
を受け、出力トルクを増すためにクランクピンを
大径化した場合にはクランクピンの軸受支持部を
大きくする必要があり、その結果減速機の外形が
大きくなる。

また、従動軸を減速機のケースにより回転可能
に支持しており、このケースは内歯歯車を具備し
たハブを外側から囲周しているために、ケースの
肉厚およびケースとハブ間の間隙を必要とし減速
機の外形が大きくなる。

実開昭51−19176号公報に記載された減速機に
おいては、見掛上クランクピンの両端を支持して
いる。しかし、この公報記載の支持ブロツクは実
質的に一体構造となつておらず、従つてこの支持
ブロツクの剛性は小さく、クランクピンを両端支
持する効果がなく、従つて大出力を伝達できな
い。また、この実開昭51−19176号記載の減速機
は支持ブロツクの形状に特別な配慮を払つておら
ず、この点からも大きな荷重を担持できない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の問題を解決して、外形が小さく
軽量で大出力を出せる減速機を提供することを目
的とする。

本発明はかかる目的を、内周に内歯が設けられ
たハブ、該内歯に噛合う外歯を外周に有するとと
もに内周方向内部に複数個のピン孔が配設され前
記ハブに係合して偏心運動可能なピニオン、該ピ
ニオンのピン孔に挿入され該ピニオンの自転運動
を取出すための複数個のピンからなり、前記ピニ
オンのピン孔間に貫通孔が穿設された減速機にお
いて、該ピニオンの両側に円板状部および端円板
が配設されるとともに前記貫通孔に遊嵌挿された
柱状部により該円板状部および端円板が一体的に
結合されて支持ブロツクが形成されており、該支
持ブロツクの円板状部および端円板により前記ピ
ンの両端が回転可能に支持されており、前記支持
ブロツクの複数個の柱状部は捩り荷重の作用する
円周方向に幅広となつており、該柱状部はその最
外周が前記ピンの回転中心から放射方向外方に位
置するよう配置されていることを特徴とする減速
機により達成する。

〔作用〕

本発明においてはピニオンに穿設した貫通孔に
支持ブロツクの柱状部を遊嵌挿し、この支持ブロ
ツクの柱状部によつて円板状部および端円板を一
体的に結合しているので、外部荷重に対して剛性
の大きい支持ブロツクが形成されている。

本発明においては、この剛性の大きい支持ブロ
ツクにより、クランクピンのようなピニオンの自
転運動を取出すためのピンを両端支持している。
このため、ピンの歪を最小とでき、同一限界歪を
許容するときには片持ち支持する場合に比し出力
トルクを数倍に増大できる。両端支持によるピン
の安定支持および歪減少により小型の軸受を使用
でき、減速機を小型化できる。また同寸法の軸受
を用いる場合には従来の片持ち支持に比し軸受寿
命を延長できる。更にピンの安定化および歪減少
により、ピンにより公転運動されるピニオンの外
歯とバブの内歯との噛合効率が向上し、より大出
力トルクの伝達を促進する。

更に、本発明では、支持ブロツクの複数個の柱
状部を、捩り荷重の作用する円周方向に幅広とし
ているため、減速機のトルク発生時に起因する捩
り荷重に対して円周方向に幅広な部分が効果的に
剛性を担持し、支持ブロツクは捩り荷重に対して
極めて剛性が高いものとなる。

また、本発明においては、支持ブロツクの柱状
部の最外周が前記ピニオンの自転運動を取出すピ
ンの回転中心よりも放射方向外方に位置するよう
配置することにより、前述した本発明の柱状部の
円周方向に幅広な部分の捩り荷重担持機能を著し
く高めることができ、従つて減速機の外形を一層
小さくできる。

従つて、本発明の減速機は小さい外形、軽量に
も拘わらず、大出力を出すことができる。

更に、本発明の実施例に示すように、柱状部の
円周方向に幅広な部分に半径方向部分を連結する
ことにより、減速機のトルク発生に起因するラジ
アル荷重および減速機を介して連結した外部負荷
に起因するラジアル荷重に対しこの半径方向に延
在する部分に一層効果的に剛性を担持させること
もできる。

本発明の実施例では、ピニオンに形成した複数
個の貫通孔の内側端部を連結して中心部から半径
方向に放射状に延在する星形形状とし、支持ブロ
ツクの複数個の柱状部の内端を連結して同様に星
形形状とし、支持ブロツクの柱状部のラジアル荷
重に対する剛性を一層高めることができる。

更に本発明の実施例では、ハブの内周にピンを
等配的に止着してピン歯車としており、これによ
りピニオンの自転運動を取出すピンの偏心量を小
さくでき、該ピンの回転中心およびピニオンの公
転中心間距離を短縮でき、ハブの外形を従来のイ
ンボリユート歯形を用いた減速機に比し小さくで
き、ハブの内歯とピニオンの外歯の噛合率があが
り、またピニオン内の貫通孔と支持ブロツクの柱
状部の外周壁との許容隙間を小さく出来る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を示す添付図面を参照して
本発明を詳細に説明する。第１図に示す第１実施
例はクローラ車両の走行駆動用減速機付油圧モー
タの減速機に適用したものであり、クローラ車両
のフレーム１に公知形式の油圧モータ３を止着
し、減速機５により油圧モータ３の回転を減速し
て走行駆動系のスプロケツト７を大出力トルクに
て駆動する。油圧モータ３の出力軸１１は本発明
の減速機５の入力回転軸であり、油圧モータ３の
ケーシング１３に一対の軸受１５，１６により回
転可能に支持されている。油圧モータ３のケーシ
ング１３は本発明の減速機５の支持ブロツクを構
成しており、以下支持ブロツクと称する。

支持ブロツク１３本体は、第１図および第３図
に示すように、油圧モータ３（第１図）の本体に
密嵌合する凹部１７ａ（第１図）を裏面に有する
円板状部１７および該円板状部１７に突設した星
状部１９からなる。星状部１９は、円周方向に延
在する頭部部分２１ａおよび該頭部部分２１ａか
ら半径方向に延在する根元部分２１ｂを組合せた
柱状部を３個円周方向に等配配置し、その根元部
分２１ｂを中心部まで延在させて連結している。
円板状部１７の表面には隣接柱状部２１間に所定
深さの軸受装着孔１７ｂおよび支持ブロツク１３
をクローラ車両のフレーム１にボルト結合するた
めの螺子孔１７ｃを形成している。更に、星状部
１９の中心部分には入力回転軸を嵌挿させる中心
孔１９ａを穿つている。また第１図の如く、支持
ブロツク１３の一部をなす端円板２５を支持ブロ
ツクの柱状部２１にピン２３，２３′により一体
的に結合するために、ピン孔２１ｃ，２１ｄを柱
状部２１の頭部部分に形成している。このピン２
３，２３′は負荷により作用する剪断荷重に耐え
得るに充分な寸法を有している。なお、第１図お
よび第３図においては２本のピン２３，２３′を
用いたが、本発明においては頭部部分が円周方向
に延在しており充分な大きさを有しているので必
要に応じてさらにピンの本数を増加するかまた
は、ピン径を大きくすることができる。また、端
円板２５を支持ブロツクの注状部２１にボルト２
４によつても固定するための螺子孔２１ｅを柱状
部のピン孔２１ｃ，２１ｄよりも放射方向で内側
に形成している。

第１図において端円板２５には、柱状部２１の
ピン孔２１ｃ，２１ｄに対応してピン孔２５ａ，
２５ｂを穿ち、螺子孔２１ｅに対応してボルト貫
通孔２５ｃ穿ち、前述の円板状部１７に形成した
軸受装着孔１７ｂに対応して軸受け装着孔２５ｄ
を形成している。軸受け装着孔１７ｂ，２５ｄに
それぞれローラ軸受２７，２９を装着し、該軸受
２７，２９間にピニオン３３の自転運動を取出す
ピンとしてクランクピン３１を回転可能に両端支
持している。クランクピン３１はその回転軸線Ａ
に対し距離ｅだけ偏心配置した２つのクランク部
３１ａ，３１ｃを有し、ピニオン３３が該クラン
ク部３１ａ，３１ｃに嵌合されている。

ピニオン３３は第４図に示すように外周面にペ
リサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯形
の外歯３３ａを有し、クランクピン３１のクラン
ク部３１ａまたは３１ｃ（第１図）に軸受３５を
介して係合するピン孔３３ｂを具備する。さらに
ピニオン３３の中心部から半径方向に放射状に延
在し支持ブロツク１３に形成した星状部１９より
僅かに大きい寸法の星状溝を形成している。

再び第１図において、本実施例においては支持
ブロツク１３の円板状部１７および端円板２５の
外周部にボール軸受３６ａ，３６ｂを装着し、ハ
ブ３７を回転可能に支持している。ハブ３７はク
ローラ車両の駆動スプロケツト７を駆動するもの
で、その内周面に、ピニオン３３の外周に形成し
た外歯３３ａの歯数より僅かに多い数の小径ピン
３９を、等配的に固着したピン歯車からなる内歯
を形成している。しかして第２図に示すようにピ
ニオン３３の星状溝３３ｃは支持ブロツク１３の
柱状部２１により形成される星状部１９に遊嵌合
しており、クランクピン３１の自転運動によりそ
のクランク部３１ａ，３１ｃの中心軸線がクラン
クピン３１の回転軸線に対して公転運動すること
により２つのピニオン３３は偏心公転運動され、
外歯３３ａがハブ３７のピン歯数と係合する。こ
こで支持ブロツク１３の柱状部２１の最外周を、
クランクピン３１の回転中心に対して放射方向外
方に位置させている。すなわち、ピニオン３３の
ピン孔３３ｂ（第４図）の配置位置、換言すれば
支持ブロツク１３の軸受装着孔１７ｂ（第３図）
の配置位置、を中心Ａからの半径R₁（第２図）で
表わし、支持ブロツク１３の注状部２１の最外部
と中心Ａ間の距離をR₂で表したときに、R₁＜R₂
としている。特に、R₁とR₂の比R₁／R₂を１対
1.15乃至１対1.55にとることが好ましい。この範
囲未満では支持ブロツク柱状部の半径方向に延在
する根元部分２１ｂの外部負荷およびトルク発生
に起因するラジアル荷重に対する耐荷重を充分に
大きくできず、一方この範囲を越えるとピニオン
３３の外周および星状溝３３ｃ間の肉厚が過少と
なりその強度が不充分となり易い。

また支持ブロツク１３の星状部１９（第３図）
の最小径部の半径R₃（第２図）は、R₁／R₃の比が
１対0.267乃至１対0.433の範囲にとることが好ま
しく、この範囲未満では支持ブロツク１３の星状
部１９の根元部の肉厚が過少となり、根元部を連
結する効果が充分に発揮されず、一方、この範囲
を越えるとピニオン３３のピン孔３３ｂの肉厚が
過少となりその強度が不充分となり易い。また、
支持ブロツク１３の柱状部２１の頭部部分２１ａ
の円周方向の長さＬと、ピニオン内部のピン孔の
うち互いに最も近接する各ピン孔の内壁最短距離
Ｓとの比、Ｓ／Ｌを１対0.75乃至１対1.30の範囲
とすることが好ましい。この範囲未満では頭部部
分２１ａの長さが過少で捩じり負荷に対する耐荷
重が不充分となり易く、一方この範囲を越えると
ピニオンの強度が不足することがある。これはピ
ニオンには支持ブロツクの頭部部分２１ａの長さ
Ｌに対応して貫通孔を形成せねばならないが、上
記範囲を越えるとピニオンの貫通孔の円周方向距
離が極端に長くなるためである。

また、根元部分２１ｂの最小幅Ｗと前記内壁最
短距離Ｓとの比Ｓ／Ｗを、１対0.40乃至１対0.73
の範囲とすることが好ましい。この範囲未満では
根元部分２１ｂの幅が過少でラジアル負荷に対す
る耐荷重が不充分となり易く、一方この範囲を越
えるとピニオンのピン孔３３ｂと星形溝３３ｃ間
の肉厚が過少のため、その強度が不足することが
ある。なお、根元部分２１ｂの最小幅Ｗは通常そ
の根元部分２１ｂの両側に位置する軸受装着孔１
７ｂの中心を連結する線上またはその近傍に位置
している。

なお、前述の実施例の第２図に示すように、本
発明の柱状部を、支持ブロツク１３の中心Ａであ
る円弧およびその曲率半径の中心が支持ブロツク
１３の軸受装着孔１７ｂの中心に位置している円
弧を組合せて形成することにより、その頭部部分
２１ａが円周方向に最も長く延在でき、かつ柱状
部２１の断面積が最も大きくできるようにするの
が好ましい。

本発明の支持ブロツク１３の柱状部２１の頭部
部分を、第５図に示すように三角形状２１a′、矩
形形状２１a″、または楕円形状２１ａのように
形成してもよく、柱状部２１がＴ字形態をなして
いればよい。この場合に、ピニオン３３に形成す
る星状溝３３ｃは、支持ブロツクの柱状部２１に
より形成される星状部１９に対応した形状とす
る。なお、各部分の寸法は前述の範囲とすること
が好ましい。

再び第１図を参照して、本実施例においては、
入力回転軸１１の右側先端に第１外歯車４１を一
体的に止着し、また前記両端支持されたクランク
ピン３１の右端に第１外歯車４１の歯数より大き
な歯数を有する第２外歯車４３を止着し、両歯４
１，４３を噛合させる。両歯車４１，４３の外側
にボルト４５により蓋４７を密封状に締結し、か
つ前述したハブ３７を回転可能に支持する軸受３
６ａの外側にオイルシール４９を設けて減速機５
からの潤滑油洩れを防止する。

油圧モータ３の出力軸、すなわち減速機の入力
回転軸１１、の回転は入力回転軸１１に止着した
第１外歯車４１を通じそれに噛合う第２外歯車４
３に両歯車４１，４３の歯数比に応じ減速して伝
達される。第２外歯車４３の回転により支持ブロ
ツク１３に回転可能に両端支持されたクランクピ
ン３１のクランク部３１ａは公転運動を生じ、ピ
ニオン３３は軸受３５を介してピン孔３３ｂがク
ランク部３１ａに係合しているので、クランク部
３１ａの公転運動により偏心公転運動される。

このとき、複数個のクランクピン３１は、ピニ
オン３３の公転運動成分と自転運動成分のうち、
自転運動成分のみがハブ３７に取り出されるよう
に、機能している。従つて、ピニオン３３の偏心
公転運動によりピニオンの外周に形成した外歯３
３ａがハブ３７の内周に形成したピン歯車に係合
しハブ３７を減速回転させる。しかして、ハブ３
７に取付けたスプロケツト７によりクローラ車両
の走行系を駆動する。

第１図から第４図に示した第１実施例の減速機
においては、前述の特公昭39−25398号公報記載
の減速機に比較して、同一減速比および同一外径
時に、約10倍の出力トルクを発生可能であつた。

上述した実施例においてはクランクピン３１の
数が３個の減速機において、３個の柱状部２１を
具備した星状部１９を有する支持ブロツク１３お
よびそれに対応する星状溝３３ｃを有するピニオ
ン３３を含んでなる実施例について説明した。本
発明はクランクピン３１の数が３個以外の減速機
にも適用でき、クランクピン３１の数が多い場合
には全ての隣接するクランクピン３１間に柱状部
２１を設けずに、例えば１つおきに柱状部２１を
設けてもよい。

上記実施例では減速機の支持ブロツク１３が油
圧モータ３のケーシングを兼ねているが、本発明
はモータと別体に設けた減速機にも適用できその
場合に支持ブロツク１３は油圧モータ３のケーシ
ングとは別体となる。また上記実施例の油圧モー
タ３に代え電気モータまたは空気圧モータを採用
することも可能である。

上記実施例では出力トルクを減速機のハブ３７
から取出しているが、本発明の減速機はハブ３７
を固定することによつて入力回転軸と同一軸線上
に設けた支持ブロツクから出力を取出すことも可
能である。その一例を第６図に示すが、第１図か
ら第４図に示した第１実施例と同一部品には同一
番号を付しその詳細説明を省略し以下相違点につ
き説明する。油圧モータ３のケーシングにハブ３
７をボルト４６により固定締結し、一方油圧モー
タ３の出力軸１１は減速機の入力回転軸であるこ
とは第１実施例と同様であるがその長さを充分に
短くなしてその端面が支持ブロツクを貫通せず第
１外歯車４１が油圧モータ３に対面するようにな
している。支持ブロツク１３は、第１実施例と同
様に、円板状部１７、３個の柱状部を連ねた星状
部１９および端円板２５からなつているが、その
配置は第１実施例と逆であり、端円板２５が第１
外歯車４１に対向位置している。支持ブロツク１
３に設けた軸受２７，２９により第２外歯車を止
着したクランクピン３１を両端支持し且つ支持ブ
ロツク１３の柱状部の形状を前述の第１実施例と
同様に形成している。更に支持ブロツク１３の右
側端部を突出して出力伝達用駆動歯車（図示せ
ず）を取付けるためのねじ部１３ａを形成すると
ともに支持ブロツク１３の外周およびハブ内周間
に軸受３６ａ，３６ｂを装着しており、固定ハブ
に対し支持ブロツクが回転可能としている。しか
して油圧モータ３による入力回転軸１１の回転は
第１外歯車４１から第２外歯車４３に減速して伝
えられ、クランクピン３１のクランク部３１ａの
公転運動を生じ、これによりピニオン３３が偏心
公転され、その外周に形成したペリサイクロイド
曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯車３３ａ
がハブ３７の内周に形成されたピン３９からなる
ピン歯車に噛合う。ハブ３７が固定されているた
めに、支持ブロツク１３が減速回転し、出力トル
クを駆動歯車に生じる。

〔発明の効果〕

本発明では支持ブロツクの柱状部を捩り荷重の
作用する円周方向に幅広としているため、減速機
のトルク発生時に起因する捩り荷重に対し円周方
向に幅広な部分が効果的に剛性を担持する。この
ように、本発明では、柱状部の形状を特殊形状と
していることにより、支持ブロツク全体の剛性が
著しく高められる。

また、実施例に示したように、円周方向に延在
する部分に該部分から半径方向に延在する部分を
組合せた場合には、減速機のトルク発生に起因す
るラジアル荷重および減速機を介して連結した外
部負荷に起因するラジアル荷重に対し半径方向に
延在する部分が効果的に剛性を担持する。

更に、本発明においてはピニオンに穿設した貫
通孔に支持ブロツクの柱状部を遊嵌挿し、この支
持ブロツクの柱状部に一体的に形成した両端部に
より偏心運動部材を支持している。支持ブロツク
は柱状部と両端部とを一体的に形成していること
により、支持ブロツク全体の剛性が著しく高めら
れる。

上述のように、本発明では、柱状部の形状を特
殊形状としていることおよび支持ブロツクの柱状
部と両端部とを一体的に形成していることによ
り、支持ブロツク全体の剛性が著しく高められ
る。この剛性の大きな支持ブロツクの両端部によ
り、偏心運動部材を回転可能に支持しているので
偏心運動部材の歪を最小とできる。この結果、本
発明では、同一限界歪を許容するときには片持ち
支持する場合に比し出力トルクを数倍に増大でき
る。すなわち、本発明は両端支持による偏心運動
部材の安定支持および歪減少により小型の軸受を
使用でき、減速機を小形化できる。また同寸法の
軸受を用いる場合には従来の片持ち支持に比し軸
受寿命を延長できる。

更に、偏心運動部材の安定化および歪減少によ
り、本発明においては、偏心運動部材により公転
運動されるピニオンの外歯とハブの内歯との噛合
効率が向上し、より大出力トルクの伝達を促進す
る。

加えて、本発明では、支持ブロツクの柱状部の
最外周をピニオンの自転運動を取出すためのピン
の回転中心よりも放射方向外方に位置させること
により、前述した本発明の柱状部の円周方向延在
部分の捩じり荷重担持機能を著しく高めることが
でき、従つて減速機の外形を一層小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図
は第１図の−断面図であり図中スプロケツト
およびその取付けボルトは省略している、第３図
は第１実施例の支持ブロツクの斜視図、第４図は
第１実施例のピニオンの斜視図、第５図は第１実
施例の支持ブロツクの頭部部分を変更し第２実施
例から第４実施例を同時に表した第２図に対応す
る図、第６図は本発明の第５実施例の断面図であ
る。 ３……油圧モータ、５……減速機、１１……入
力回転軸、１３……支持ブロツク、１７……円板
状部、１９……星状部、２１……柱状部、２１
ａ，２１a′，２１a″，２１ａ……頭部部分、２
１ｂ……根元部分、２７，２９……軸受、３１…
…クランクピン、３３……ピニオン、３３ａ……
ペリサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯
形、３３ｂ……ピン孔、３３ｃ……星状溝、３６
ａ，３６ｂ……軸受、３７……ハブ、３９……ピ
ン、４１……第１外歯車、４３……第２外歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内周に内歯が設けられたハブ、該内歯に噛合
   う外歯を外周に有するとともに内周方向内部に複
   数個のピン孔が配設され前記ハブに係合して偏心
   運動可能なピニオン、該ピニオンのピン孔に挿入
   され該ピニオンの自転運動を取出すための複数個
   のピンからなり、前記ピニオンのピン孔間に貫通
   孔が穿設された減速機において、該ピニオンの両
   側に円板状部および端円板が配設されるとともに
   前記貫通孔に遊嵌挿された柱状部により該円板状
   部および端円板が一体的に結合されて支持ブロツ
   クが形成されており、該支持ブロツクの円板状部
   および端円板により前記ピンの両端が回転可能に
   支持されており、前記支持ブロツクの複数個の柱
   状部は捩り荷重の作用する円周方向に幅広となつ
   ており、該柱状部はその最外周が前記ピンの回転
   中心から放射方向外方に位置するよう配置されて
   いることを特徴とする減速機。