(57)【要約】【課題】歯車および歯車の製造方法において、容易に形状精度の高い歯車を提供することにある。【解決手段】支持部３３および外歯部３１間に連結部３４が充填されることで外歯歯車３０が形成されている。特に、ハイポサイクロイド減速機用の外歯歯車３０においては、出力ピンが挿通される複数のピン通孔３２ａが必要となるため、複数のピン通孔３２ａ、軸穴３３ａ等の相対位置に対して高い精度が要求される。この点、ピン孔部３２、支持部３３および外歯部３１の相対位置を調整した後に、成形工程を行うことでピン孔部３２、支持部３３および外歯部３１、ひいては軸穴３３ａ、ピン通孔３２ａの外歯歯車３０全体における相対位置を容易に設定することができる。よって、容易な方法で形状精度の高い外歯歯車３０を実現することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部と、
前記支持部の外周側に位置し、他の歯車と噛み合う外歯を有する円環状で金属製の外歯部と、
前記支持部および前記外歯部間に充填された前記支持部および前記外歯部を連結する連結部と、を備えた
ことを特徴とする歯車。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車において、
出力ピンが挿通されるピン孔を有する筒状に形成され、前記外歯部の内部で、かつ前記支持部の周囲に一定角度間隔で複数配置される金属製のピン孔部を備え、
前記連結部は、前記ピン孔部内を除く、前記外歯部内と前記支持部外との間に充填される
ことを特徴とする歯車。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歯車において、
前記連結部は樹脂で形成される
ことを特徴とする歯車。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の歯車において、
前記連結部は金属で形成される
ことを特徴とする歯車。
【請求項５】
回転軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部と、前記支持部の外周側に位置し、他の歯車と噛み合う外歯を有する金属製の外歯部と、をそれぞれ製造する製造工程と、
前記製造工程にて製造した前記支持部および前記外歯部を金型内に設置する設置工程と、
前記金型内に設置された前記支持部および前記外歯部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記支持部および前記外歯部を連結する連結部を形成する成形工程と、を経て製造する
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の歯車の製造方法において、
前記製造工程にて、さらに、出力ピンが挿通されるピン孔を有する筒状に形成される金属製のピン孔部を複数製造し、
前記設置工程にて、さらに、前記ピン孔部を、前記外歯部の内部で、かつ前記支持部の周囲に一定角度間隔で複数配置し、
前記成形工程にて、前記ピン孔部内を除く、前記外歯部内と前記支持部外との間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記複数のピン孔部、前記支持部および前記外歯部を連結する前記連結部を形成する
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歯車および歯車の製造方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、減速機に代表される歯車装置においては多種の歯車が利用されている。
例えば、図６に示すように、ハイポサイクロイド減速機における外歯歯車１００には、回転軸が挿通される軸穴１０１と、出力ピンが挿通される複数のピン孔１０２と、外周に形成される外歯１０３とが形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１０／０５２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイポサイクロイド減速機としての伝達効率等を考慮すると、外歯歯車１００における、特に軸穴１０１、複数のピン孔１０２の相対位置には高い精度が要求される。よって、軸穴１０１およびピン孔１０２の穴あけは、例えばジグ研削加工、ジグボーラを通じて行われる。このため、外歯歯車１００の加工時間およびコストが掛かっていた。これは、ハイポサイクロイド減速機における外歯歯車１００に限らず、その他の歯車においても同様の課題がある。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に形状精度の高い歯車および歯車の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について説明する。
上記課題を解決する歯車は、回転軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部と、前記支持部の外周側に位置し、他の歯車と噛み合う外歯を有する円環状で金属製の外歯部と、前記支持部および前記外歯部間に充填された前記支持部および前記外歯部を連結する連結部と、を備えている。
【０００７】
この構成によれば、支持部および外歯部間に連結部が充填されることで歯車が形成されている。このため、支持部および外歯部の相対位置を調整することで、それらの歯車全体における位置を容易に設定することができる。よって、容易な方法で形状精度の高い歯車を実現することができる。
【０００８】
上記歯車について、出力ピンが挿通されるピン孔を有する筒状に形成され、前記外歯部の内部で、かつ前記支持部の周囲に一定角度間隔で複数配置される金属製のピン孔部を備え、前記連結部は、前記ピン孔部内を除く、前記外歯部内と前記支持部外との間に充填されることが好ましい。
【０００９】
ハイポサイクロイド減速機用の外歯歯車においては、出力ピンが挿通される複数のピン孔が必要となるため、複数のピン孔、軸穴の相対位置に対して特に高い精度が要求される。その点、上記構成によれば、複数のピン孔部、支持部および外歯部の相対位置を調整した後、連結部を充填可能である。よって、容易な方法で形状精度の高い歯車を実現することができる。
【００１０】
上記歯車について、前記連結部は樹脂で形成されることが好ましい。
この構成によれば、連結部は樹脂で形成される。よって、金属製の外歯部等に振動が加わった場合にも、連結部を通じてその振動を減衰させることができる。
【００１１】
上記歯車について、前記連結部は金属で形成されることが好ましい。
この構成によれば、連結部は金属で形成される。これにより、歯車全体が金属で形成されるため、歯車全体で線膨張係数差が生じること、ひいては熱応力の発生が抑制される。
【００１２】
上記課題を解決する歯車の製造方法は、回転軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部と、前記支持部の外周側に位置し、他の歯車と噛み合う外歯を有する金属製の外歯部と、をそれぞれ製造する製造工程と、前記製造工程にて製造した前記支持部および前記外歯部を金型内に設置する設置工程と、前記金型内に設置された前記支持部および前記外歯部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記支持部および前記外歯部を連結する連結部を形成する成形工程と、を経て製造する。
【００１３】
この製造方法においては、金属にて支持部および外歯部を別個に製造する。そして、それら支持部および外歯部を適切な位置に設置した状態で、支持部および外歯部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで支持部および外歯部を連結する連結部を形成する。これにより、歯車が製造される。この製造方法によれば、溶融材の充填前に支持部および外歯部の位置を調整することで、容易に形状精度の高い歯車を実現することができる。
【００１４】
上記歯車の製造方法について、前記製造工程にて、さらに、出力ピンが挿通されるピン孔を有する筒状に形成される金属製のピン孔部を複数製造し、前記設置工程にて、さらに、前記ピン孔部を、前記外歯部の内部で、かつ前記支持部の周囲に一定角度間隔で複数配置し、前記成形工程にて、前記ピン孔部内を除く、前記外歯部内と前記支持部外との間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記複数のピン孔部、前記支持部および前記外歯部を連結する前記連結部を形成することが好ましい。
【００１５】
この製造方法によれば、金属にて、ピン孔部、支持部および外歯部を別個に製造する。そして、それらピン孔部、支持部および外歯部を適切な位置に設置した状態で、ピン孔部、支持部および外歯部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで各ピン孔部、支持部および外歯部を連結する連結部を形成する。これにより、容易に複数のピン孔、軸穴の相対位置の精度が高いハイポサイクロイド減速機用の歯車を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、歯車において、容易に形状精度の高い歯車および歯車の製造方法
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態における減速機の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】第１の実施形態における（ａ）は外歯歯車の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】第１の実施形態における外歯歯車の成形工程における説明図。
【図５】他の実施形態における外歯歯車の断面図。
【図６】背景技術におけるハイポサイクロイド減速機における外歯歯車の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、減速機１０は、いわゆるハイポサイクロイド減速機であって、回転軸２０と、外歯歯車３０と、内歯歯車４０とを備える。
【００１９】
回転軸２０は、同一の金属材料により軸本体２１および偏心カム２２が一体に形成された構成を有する。回転軸２０は、入力要素２（モータ２Ａ）と一体で中心軸Ｊ１を中心に回転する。
【００２０】
軸本体２１は、その軸方向ＺＡ（図１中左右方向）の両端側の外周面において内側軸受４６の内周と接触している。偏心カム２２は、軸本体２１の軸方向ＺＡの中央部分に位置している。偏心カム２２は、軸本体２１の外周面から径方向ＺＢ（図１中上下方向）に延びている。
【００２１】
偏心カム２２には、ニードル軸受１１を介して外歯歯車３０が挿通されている。このニードル軸受１１を通じて、外歯歯車３０に対する回転軸２０（偏心カム２２）の回転が可能となる。
【００２２】
ここで、図３（ａ），（ｂ）を参照しつつ、外歯歯車３０の構成について説明する。
外歯歯車３０は、外歯部３１と、複数のピン孔部３２と、支持部３３と、連結部３４と、を備える。外歯歯車３０の中心軸Ｊ２は、偏心カム２２を通じて中心軸Ｊ１と異なった位置となる。
【００２３】
外歯部３１は、外歯歯車３０の外周縁部を構成する略円筒状に形成されている。そして、外歯部３１の外周面には、外歯３１ａが形成されている。外歯３１ａの一部分において内歯歯車４０と噛み合う。支持部３３は中心軸Ｊ２と同一中心軸となる位置に略円筒状に形成されている。支持部３３内には、ニードル軸受１１を介して偏心カム２２が挿通される軸穴３３ａが形成されている。
【００２４】
ピン孔部３２は、円環状に計６個形成されている。ピン孔部３２は、外歯部３１の内部であって、中心軸Ｊ２を中心とした仮想円上において周方向ＺＣに等間隔に配置される。ピン孔部３２内にはピン通孔３２ａが形成されている。
【００２５】
外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３は金属で形成されている。
連結部３４は、ピン孔部３２内を除く、外歯部３１内と支持部３３外との間を埋めるように形成されている。連結部３４によって、外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３が一体となっている。この外歯歯車３０の製造方法については後述する。
【００２６】
図１に示すように、外歯歯車３０のピン通孔３２ａ内には、出力ピン４３、偏心ブッシュ４４、および固定ボルト４５が挿入されている。
外歯歯車３０は、軸方向ＺＡの両側からサイドプレート５０によって挟み込まれている。一対のサイドプレート５０は金属材料により形成されるとともに、固定ボルト４５により互いに固定されている。サイドプレート５０には出力要素３が取り付けられている。
【００２７】
出力ピン４３は、金属材料により形成されるとともに、軸方向ＺＡに貫通した貫通孔４３Ａが形成された円筒形状で形成される。出力ピン４３の貫通孔４３Ａ内には固定ボルト４５が挿通されている。偏心ブッシュ４４は、出力ピン４３およびピン通孔３２ａの内周面を埋めるように樹脂材料で形成されている。
【００２８】
内歯歯車４０は、略筒状の金属材料により形成されている。内歯歯車４０の内周には、内歯４１が形成されている。
ハウジング５５は、減速機１０の外周を覆うように、金属材料により形成されている。ハウジング５５の内周面には、内歯歯車４０の外周端部が固着されている。そして、ハウジング５５の内周面における内歯歯車４０の左右両側には、外側軸受４７の上面が接している。
【００２９】
内側軸受４６は、回転軸２０をサイドプレート５０に対する回転が可能な状態で支持する。外側軸受４７は、サイドプレート５０をハウジング５５に対する回転が可能な状態で支持する。
【００３０】
つぎに、減速機１０の作用について説明する。
図１に示すように、モータ２Ａが回転速度Ｎにより回転することにともない回転軸２０が中心軸Ｊ１を中心に回転速度Ｎで回転する。回転軸２０の回転にともない偏心カム２２が中心軸Ｊ１を中心に回転速度Ｎで回転する。
【００３１】
これにより、図２に示すように、偏心カム２２の回転にともない外歯歯車３０が偏心カム２２に押されるため、外歯歯車３０は、中心軸Ｊ１周りを回転速度Ｎで公転する。外歯歯車３０は、外歯歯車３０の１公転当たり内歯歯車４０の歯数Ｚ２分だけ内歯歯車４０と噛み合う。このとき、外歯歯車３０は、外歯歯車３０の歯数Ｚ１と内歯歯車４０の歯数Ｚ２との差の分だけ自転する。すなわち、外歯歯車３０は、自身が１公転したとき、（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１回転だけ自転する。
【００３２】
また、外歯歯車３０の公転にともない偏心ブッシュ４４が固定ボルト４５の中心軸を中心に回転する。このため、外歯歯車３０の公転によるピン通孔３２ａの公転は、偏心ブッシュ４４により吸収される。一方、外歯歯車３０の自転は、偏心ブッシュ４４を介して出力ピン４３に伝達される。このため、出力ピン４３は、外歯歯車３０の自転にともない中心軸Ｊ１周りを公転する。
【００３３】
そして、サイドプレート５０は、固定ボルト４５を介して出力ピン４３の公転にともない中心軸Ｊ１を中心に回転する。サイドプレート５０に取り付けられた出力要素３は、Ｎ×（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１の回転速度で中心軸Ｊ１を中心に回転する。このように、減速機１０は、モータ２Ａからの入力を、出力要素３を通じて出力する。
【００３４】
つぎに、外歯歯車３０の製造方法について説明する。
まず、外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３をそれぞれ別体で金属にて形成する（製造工程）。
【００３５】
そして、図４に示すように、外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３を、金型６１の内部に設置する（設置工程）。詳しくは、支持部３３を外歯部３１の内部に、支持部３３および外歯部３１の中心軸Ｊ２が一致するように設置する。そして、支持部３３の周囲に等角度間隔でピン孔部３２を設置する。この作業は治具を利用して行ってもよい。
【００３６】
この状態から、図４の矢印で示すように、金型６２で金型６１内を密閉して、金型６１，６２内に高温の樹脂（溶融材）を射出する（成形工程）。これにより、各ピン孔部３２内を除く外歯部３１内と支持部３３外との間に樹脂が充填される。樹脂が硬化すると外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３を互いに連結させる連結部３４が形成される。これにより、外歯歯車３０が完成となる。
【００３７】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）支持部３３および外歯部３１間に連結部３４が充填されることで外歯歯車３０が形成されている。特に、ハイポサイクロイド減速機用の外歯歯車３０においては、出力ピン４３が挿通される複数のピン通孔３２ａが必要となるため、複数のピン通孔３２ａ、軸穴３３ａ等の相対位置に対して高い精度が要求される。この点、ピン孔部３２、支持部３３および外歯部３１の相対位置を調整した後に、成形工程を行うことでピン孔部３２、支持部３３および外歯部３１、ひいては軸穴３３ａ、ピン通孔３２ａの外歯歯車３０全体における相対位置を容易に設定することができる。よって、容易な方法で形状精度の高い外歯歯車３０を実現することができる。
【００３８】
（２）金属製である支持部３３、外歯部３１および複数のピン孔部３２間を樹脂の連結部３４が連結する。これにより、金属製の支持部３３等に振動が加わった場合にも、連結部３４を通じてその振動を減衰させることができる。また、この振動減衰に伴って騒音を抑制することができる。さらに、連結部３４を樹脂で形成することで、軽量化およびコスト低減を図ることができる。
【００３９】
（３）製造工程、設置工程および成形工程を経て外歯歯車３０を製造することができる。これら工程によれば、従来のジグ研削加工等の切削加工に比較して、外歯歯車３０を短時間で大量に製造することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。この実施形態では、外歯歯車における成形工程が射出成形ではなく鋳込みである点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】
図４に示すように、外歯歯車３０における外歯部３１、複数のピン孔部３２および支持部３３間には樹脂に代えて溶かした金属（溶融材）を流し込む。したがって、この鋳込みを通じて外歯歯車３０を形成した場合には連結部３４、ひいては外歯歯車３０全体が金属製となる。
【００４２】
以上、説明した実施形態によれば、特に、以下の効果を奏することができる。
（４）連結部３４は金属で形成される。これにより、外歯歯車３０全体が金属で形成されるため、外歯歯車３０全体で線膨張係数差が生じること、ひいては熱応力の発生が抑制される。また、連結部３４を金属とすることで、外歯歯車３０における耐摩耗性および耐久性を向上させることができる。また、連結部３４は自身と同材料の支持部３３、外歯部３１および複数のピン孔部３２と連結するため、それらとより強固に連結することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第１の実施形態においては、外歯歯車３０はハイポサイクロイド減速機１０に適用されていたが、外歯歯車３０は他の歯車装置に適用されてもよい。この場合、外歯歯車の構成は歯車装置に応じて異なる。例えば、図５に示すように、外歯歯車７０は、シャフトに嵌合される円筒状で金属製の嵌合部７１と、他の歯車と噛み合う当該嵌合部７１より大径円筒状で金属製の外歯部７２と、嵌合部７１および外歯部３１間に充填される樹脂製の連結部７３とで構成されてもよい。また、この連結部７３を、第２の実施形態と同様に金属で形成してもよい。製造方法は上記各実施形態と同様である。この構成によっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４４】
・上記各実施形態においては、ピン孔部３２は、支持部３３の周囲に等角度間隔で計６つ設けられていたが、ピン孔部３２の数はいくつであってもよい。
・上記各実施形態においては、ピン通孔３２ａ内に偏心ブッシュ４４が設けられていたが、ピン通孔３２ａ内にニードル軸受等を設けてもよい。また、ピン通孔３２ａ内を出力ピン４３のみで構成してもよい。
【００４５】
・上記各実施形態においては、減速機１０には１つの外歯歯車３０が設けられていたが、複数の外歯歯車３０が設けられていてもよい。この場合には、軸方向ＺＡに複数の外歯歯車３０が配列され、複数の外歯歯車３０間で共通の出力ピン４３および内歯歯車４０が利用される。
【符号の説明】
【００４６】
１０…減速機、１１…ニードル軸受、２０…回転軸、２１…軸本体、２２…偏心カム、３０…外歯歯車、３１…外歯部、３１ａ…外歯、３２…ピン孔部、３２ａ…ピン通孔、３３…支持部、３３ａ…軸穴、３４…連結部、４０…内歯歯車、４１…内歯、４３…出力ピン、４４…偏心ブッシュ、４５…固定ボルト、４６…内側軸受、４７…外側軸受、５０…サイドプレート、５５…ハウジング、６１，６２…金型。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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