(57)【要約】      （修正有）【課題】、歯車において、噛み合いに干渉を生じることなく、バックラッシュを解消し、併せてトロコイド干渉を回避、緩和すること。【解決手段】歯車本体部３２に複数個の歯部３０を有する歯車２８であって、前記歯部３０が固定された歯形３０Ａを形成しており、前記歯部３０が歯部３０ごとに個々に設けられた少なくとも歯たけ方向に弾性変形可能な弾性部３４によって前記歯車本体部３２に接続されている。弾性部３４は、前記歯部３０の歯厚方向に複数回折り返したジクザク形状あるいはメアンダ形状あるいは前記歯部３０の歯厚方向に折り返した横転Ｖ字形状あるいは前記歯部３０の歯厚方向に傾斜した片部等によって構成する【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車本体部に複数個の歯部を有する歯車であって、
前記歯部が固定された歯形を形成しており、
前記歯部が歯部ごとに個々に設けられた少なくとも歯たけ方向に弾性変形可能な弾性部によって前記歯車本体部に接続されていることを特徴とする歯車。
【請求項２】
前記各歯部の歯厚方向の変位を個別に規制する変位規制部が前記歯車本体部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯車。
【請求項３】
前記各歯部の歯厚方向の変位をゼロに規制する変位規制部が前記歯車本体部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯車。
【請求項４】
前記弾性部は前記歯部の歯厚方向に複数回折り返したジクザク形状あるいはメアンダ形状に構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の歯車。
【請求項５】
前記弾性部は前記歯部の歯厚方向に折り返した横転Ｖ字形状に構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の歯車。
【請求項６】
前記弾性部は前記歯部の歯厚方向に傾斜した片部によって構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の歯車。
【請求項７】
前記歯車本体部と前記弾性部と前記歯部とが一つの素材より一体形成されている請求項１から６の何れか一項に記載の歯車。
【請求項８】
入力軸と、
前記入力軸に偏心して回転可能に取り付けられ、外周部に外歯を有する外歯歯車と、
前記入力軸と同心に配置され、内周部に前記外歯歯車の偏心側においてのみ前記外歯と噛合する内歯を有する内歯歯車とを有する内接式遊星歯車装置であって、
前記内歯歯車あるいは前記外歯歯車が請求項１から７の何れか一項に記載の歯車によって構成されていることを特徴とする内接式遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車および内接式遊星歯車装置に関し、更に詳細には、バックラッシュについて改善された歯車およびその歯車を用いられた内接式遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックラッシュについて改善された歯車として、ハブ部等よりなる歯車本体部と一連の歯部を有する円環状の周部との間に弾性部を設け、弾性部の歯たけ方向の弾性変形のもとに前記歯部を噛み合い相手の歯部に押し付ける構造のものや（例えば、特許文献１、２、３。これを従来例１と云う）、各歯部が歯厚方向に分割された高剛性部と弾性部との組み合わせによって構成され、前記弾性部の歯厚方向の弾性変形のもとに前記歯部を噛み合い相手の歯部に押し付ける構造のもの（例えば、特許文献４。これを従来例２と云う）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７７９８７号公報
【特許文献２】特許第４５８５１５４号公報
【特許文献３】特開２００３−７４６４６号公報
【特許文献４】特開２０１３−２５０２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
歯車の噛み合いは、実質的にトルク伝達を行う噛み合いの歯部が１歯であっても、それに隣接する遅れ側の歯部は噛み合いを進行し、進み側の歯部は噛み合いより外れようとしているので、一連の歯部が弾性部の弾性変形によって一括して変位すると、遅れ側と進み側の歯部の噛み合いに干渉が生じる虞がある。このため、従来例１では、弾性部が一連の歯部を一括して支持しているので、バックラッシュが解消されても、噛み合いに干渉が生じる虞がある。
【０００５】
従来例２の歯車は、歯部が歯厚方向に分割された高剛性部と弾性部との組み合わせによって構成されているため、弾性部の弾性変形によって歯形が変化し、歯形の形状が固定されないため、バックラッシュが解消されてもトルク伝達が安定しない。
【０００６】
また、ハイポサイクロイド型減速機として用いられるような内接式遊星歯車装置では、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数の歯数差が小さく、外歯歯車の歯数が大きい程、大きい減速比が得られるが、歯数差が小さく、外歯歯車の歯数が大きい程、外歯歯車の外歯が内歯歯車の歯溝より抜き出る時に、外歯の歯先が内歯の歯先と干渉するトロコイド干渉を引き起こし易い。トロコイド干渉は、円滑なトルク伝達を阻害するのみならず、外歯歯車と内歯歯車とに損傷を与え、歯車の機械的寿命を縮める原因になる。
【０００７】
トロコイド干渉を避けるためには、噛み合い歯数を制限したり、歯たけを下げたりする必要があり、噛み合い歯数の低減による伝達トルクの低下や噛み合い面積の低減による伝達トルクの低下を招くことになる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、歯車において、噛み合いに干渉を生じることなく、バックラッシュを解消し、併せて他の弊害を生じることなくトロコイド干渉を回避、緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による歯車は、歯車本体部（３２）に複数個の歯部（３０）を有する歯車（２８）であって、前記歯部（３０）が固定された歯形（３０Ａ）を形成しており、前記歯部（３０）が歯部（３０）ごとに個々に設けられた少なくとも歯たけ方向に弾性変形可能な弾性部（３４、４０、４６、４８）によって前記歯車本体部（３２）に接続されている。弾性部（３４、４０、４６、４８）は、前記歯部（３０）の歯厚方向に複数回折り返したジクザク形状あるいはメアンダ形状あるいは前記歯部（３０）の歯厚方向に折り返した横転Ｖ字形状あるいは前記歯部（３０）の歯厚方向に傾斜した片部等によって構成することができる。
【００１０】
この構成によれば、噛合部における歯部（３０）が、弾性部（３４、４０、４６、４８）の歯たけ方向の弾性変形によって、歯部（３０）ごとに対応する噛み合い相手の歯部（２２）に個々に押し付けられるので、噛合部における歯部（３０）が、隣接する他の歯部（３０）の噛合に影響を与えたり、与えられたりすることなく、対応する噛み合い相手の歯部（２２）ごとの適正な噛合を保ってバックラッシュが解消される。また、弾性部（３４、４０、４６、４８）の弾性変形による歯部（３０）の歯たけ方向の変位によってトロコイド干渉が回避、緩和される。
【００１１】
本発明による歯車は、好ましくは、更に前記各歯部（３０）の歯厚方向の変位を個別に規制する変位規制部（３６、４２）が前記歯車本体部（３２）に設けられている。
【００１２】
この構成によれば、歯部（３０）の歯厚方向の変位が制限されることになり、噛み合い歯車において相対的な回転位相に大きいずれを生じることがない。
【００１３】
本発明による歯車は、好ましくは、更に、前記各歯部（３０）の歯厚方向の変位をゼロに規制する変位規制部（３６）が前記歯車本体部（３２）に設けられている。
【００１４】
この構成によれば、変位規制部３６の存在によって歯部（３０）が歯厚方向には変位しないから、噛み合い歯車の相対的な回転位相にずれを生じることがない。
【００１５】
本発明による歯車は、好ましくは、前記歯車本体部（３２）と前記弾性部（３４、４０、４６、４８）と前記歯部（３０）とが一つの素材より一体形成されている。
【００１６】
この構成によれば、歯車の部品点数が増加することがなく、高い機械的強度も得られる。
【００１７】
本発明による内接式遊星歯車装置は、入力軸（１０）と、前記入力軸（１０）に偏心して回転可能に取り付けられ、外周部に外歯（２２）を有する外歯歯車（２０）と前記入力軸（１０）と同心に配置され、内周部に前記外歯歯車（２０）の偏心側においてのみ前記外歯（２２）と噛合する内歯（３０）を有する内歯歯車（２８）とを有する内接式遊星歯車装置であって、前記内歯歯車（２０）あるいは前記外歯歯車（２８）が上述の発明による歯車によって構成されている。
【００１８】
この構成によれば、弾性部（３４、４０、４６、４８）の弾性変形による歯部（３０）の歯たけ方向の変位によってトロコイド干渉が回避、緩和されるので、トロコイド干渉を避けるための方策を取ることなく、外歯歯車（２０）の歯数（Ｚａ）と内歯歯車（２８）の歯数（Ｚｂ）の歯数差を小さくできると共に、外歯歯車（２０）の歯数（Ｚａ）を大きくすることができ、大きい減速比の内接式遊星歯車装置が得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による歯車によれば、噛合部における歯部が弾性部の歯たけ方向の弾性変形によって、歯部ごとに対応する噛み合い相手の歯部に個々に押し付けられるので、噛合部における歯部が、隣接する他の歯部の噛合に影響を与えたり、与えられたりすることなく、対応する噛み合い相手の歯部ごとの適正な噛合を保ってバックラッシュが解消される。また、弾性部の弾性変形による歯部の歯たけ方向の変位によってトロコイド干渉が回避、緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による歯車および内接式遊星歯車装置の実施形態１を示す要部の正面図。
【図２】実施形態１による歯車および内接式遊星歯車装置の縦断面図。
【図３】実施形態１による歯車の要部の拡大断面図。
【図４】本発明による歯車による実施形態２の要部の拡大断面図。
【図５】本発明による歯車による実施形態３の要部の拡大断面図。
【図６】実施形態３による歯車の変形例の要部の拡大断面図。
【図７】本発明による歯車による実施形態４の要部の拡大断面図。
【図８】本発明による歯車による実施形態５の要部の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明による歯車および内接式遊星歯車装置（ハイポサイクロイド型減速機）の実施形態１を、図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
サイクロイド減速機は軸線方向に離れた２個のボール軸受１２によって自身の中心軸線周りに回転可能に設けられた入力軸（入力部材）１０を有する。入力軸１０の周方向の一箇所には凹部１０Ａが形成されている。凹部１０Ａには偏心ブロック１４と楔部材１６とが設けられている。
【００２３】
入力軸１０の外周部には偏心ブロック１４と楔部材１６とによってボール軸受１８が入力軸１０に対して径方向の一方の側に偏心して配置されている。偏心ブロック１４は、当該偏心ブロック１４と入力軸１０の外周部との間に打ち込まれた楔部材１６によってインナレース１８Ａの内周部に圧接されており、このことにより、ボール軸受１８のインナレース１８Ａは入力軸１０の外周部に偏心状態で固定される。
【００２４】
ボール軸受１８のアウタレース１８Ｂの外周部には外歯歯車（遊星歯車）２０が固定されている。これにより、外歯歯車２０は、入力軸１０に対して偏心して配置され、入力軸１０に対して偏心した位置にある自身の中心軸線周りに回転可能である。外歯歯車２０の外周部には一連の外歯（歯部）２２が形成されている。外歯歯車２０にはオルダム継手２４によって出力部材２６が接続されている。出力部材２６は、入力軸１０と同心の配置であり、一方の２個のボール軸受１２によって回転可能に支持されている。
【００２５】
外歯歯車２０の外周側には、内周部に一連の内歯（歯部）３０を有する円環状の内歯歯車（太陽歯車）２８が配置されている。内歯歯車２８は入力軸１０と同心に配置されている。これにより、内歯歯車２８は外歯歯車２０に対しては偏心して配置される。内歯歯車２８と外歯歯車２０との偏心量は、外歯２２と内歯３０との噛み合い歯たけより大きいことにより、外歯２２と内歯３０とは偏心側においてのみ噛合する。
【００２６】
この内接式遊星歯車装置では、内歯歯車２８が不図示の固定部材に固定された状態で入力軸１０が回転すると、外歯２２と内歯３０との噛合のもとに、外歯歯車２０が自身の中心軸線周りに自転しつつ入力軸１０の中心軸線周りに公転し、出力部材２６が入力軸１０の回転速度に対して減速されて回転する減速作用が得られる。この内接式遊星歯車装置の減速比Ｒは、外歯歯車２０の歯数をＺａ、内歯歯車２８の歯数をＺｂとすると、下式で表される。
【００２７】
Ｒ＝Ｚａ／（Ｚａ−Ｚｂ）
【００２８】
従って、外歯歯車２０の歯数Ｚａと内歯歯車２８の歯数Ｚｂの歯数差が小さく（最小＝１）、外歯歯車２０の歯数Ｚａが大きい程、大きい減速比Ｒが得られる。
【００２９】
次に、内歯歯車２８の詳細について説明する。内歯歯車２８は円環形状の剛体による歯車本体部３２を有している。内歯３０は、形状を変化しない固定された歯形部３０Ａと、歯形部３０Ａの歯元側に一体に形成された矩形部３０Ｂとを剛固な構造体として有している。ここで、剛体および剛固な構造体とは、通常の使用下では、実質的な弾性変形を生じない剛体を指す。
【００３０】
内歯３０は、矩形部３０Ｂを、内歯３０ごとに個々に設けられた弾性部３４によって歯車本体部３２に接続されている。弾性部３４は、歯車本体部３２より内歯歯車２８の径方向内方に延出した片持ち梁で、内歯３０の歯厚方向に複数回折り返したジクザク形状に構成されて歯たけ方向と歯厚方向とに弾性変形可能であり、先端に内歯３０を一体に有する。
【００３１】
内歯３０が歯厚方向に隣接する両側には歯車本体部３２より内歯歯車２８の径方向内方に延出した直線形状の変位規制部３６が形成されている。つまり、内歯３０および弾性部３４と変位規制部３６とが歯車本体部３２の円周方向に間隙３８をおいて交互に形成されている。
【００３２】
変位規制部３６は、弾性部３４より弾性変形し難い剛体、好ましくは、通常の使用下では、実質的な弾性変形を生じない剛体であり、内歯３０の歯厚方向の変位を間隙３８の範囲内に内歯３０ごとに個別に規制する。この規制は、矩形部３０Ｂの歯厚方向の側面が対向する変位規制部３６の側面に当接することにより行われ、弾性部３４の歯厚方向の弾性変形を制限する。
【００３３】
内歯歯車２８は、プレス成形、レーザ加工等によって、歯車本体部３２と弾性部３４と内歯３０と変位規制部３６とを一つの素材より一体形成したものである。これにより、内歯歯車２８の部品点数が増加することがなく、高い機械的強度も得られる。
【００３４】
この内歯歯車２８によれば、外歯歯車２０との噛合部における内歯３０が、弾性部３４の歯たけ方向の弾性変形によって、内歯３０ごとに対応する外歯２２に個々に押し付けられるので、噛合部における内歯３０が、隣接する他の内歯３０の噛合に影響を与えたり、与えられたりすることなく、対応する外歯２２ごとの適正な噛合を保ってバックラッシュが解消される。
【００３５】
また、弾性部３４の弾性変形による内歯３０の歯たけ方向の変位と変位規制部３６によって制限された歯厚方向の変位とによって、トロコイド干渉が回避、緩和される。これにより、トロコイド干渉を回避するために、外歯歯車２０の歯数Ｚａと内歯歯車２８の歯数Ｚｂの歯数差を小さくすることや、外歯歯車２０の歯数Ｚａを大きくすることについての制限が解消され、大きい減速比の内接式遊星歯車装置を得ることができる。
【００３６】
また、トロコイド干渉を回避するために、噛み合い歯数を制限したり、歯たれを下げたりする必要がなくなり、噛み合い歯数の低減による伝達トルクの低下や噛み合い面積の低減による伝達トルクの低下を回避することができる。
【００３７】
また、矩形部３０Ｂの歯厚方向の側面が対向する変位規制部３６の側面に当接することにより、弾性部３４の歯厚方向の弾性変形が制限されるので、内歯３０の歯厚方向の変位が制限されることになり、外歯歯車２０と内歯歯車２８との相対的な回転位相に大きいずれを生じることがない。
【００３８】
次に、本発明による歯車の実施形態２を、図４を参照して説明する。なお、図４において、図３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、実施形態１の内歯３０および弾性部３４と変位規制部３６との間隙３８がゼロの設定になっており、内歯３０は弾性部３４の弾性変形によって歯たけ方向にのみ変位可能で、歯厚方向には変位できない構造になっている。
【００４０】
本実施形態では、内歯３０の歯たけ方向に変位によってバックラッシュの解消およびトロコイド干渉の回避、緩和の効果が得られる。その上で、変位規制部３６の存在によって内歯３０が歯厚方向には変位しないから、外歯歯車２０と内歯歯車２８との相対的な回転位相にずれを生じることがない。また、変位規制部３６がトルク伝達の役割を果たし、大きいトルク伝達を行えるようになる。
【００４１】
次に、本発明による歯車の実施形態３を、図５を参照して説明する。
【００４２】
本実施形態では、内歯３０の矩形部３０Ｂを歯車本体部３２に接続する弾性部４０が、歯部の歯厚方向に傾斜したばね片によって構成されている。内歯３０の歯厚方向に隣接する両側には歯車本体部３２より内歯歯車２８の径方向内方に延出した変位規制部４２が設けられている。変位規制部４２は、矩形部３０Ｂの歯厚方向の側面に間隙４４をおいて歯厚方向に対向する側面を有する折曲形状をしていて、弾性部４０の歯厚方向の弾性変形を間隙４４内に制限する。
【００４３】
本実施形態では、弾性部４０は歯車本体部３２との接続基部を支点として板ばねのように弾性変形するから、外歯歯車２０の回転方向に対して非対称の弾性部４０の内歯３０の歯たけ方向と歯厚方向とに弾性変形する。
【００４４】
本実施形態でも、弾性部４０の弾性変形による内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚方向の変位とにより、バックラッシュの解消およびトロコイド干渉の回避、緩和の効果が得られる。
【００４５】
変位規制部４２は、弾性部４０に比して弾性変形し難い第２の弾性部としても作用し、変位規制部４２の弾性変形を伴う内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚方向の変位とにより、バックラッシュの解消およびトロコイド干渉の回避、緩和が一層効果に行われる。
【００４６】
なお、実施形態３の変形例として、図６に示されているように、変位規制部４２が省略されていてもよい。
【００４７】
次に、本発明による歯車の実施形態４を、図７を参照して説明する。
【００４８】
本実施形態では、内歯３０の矩形部３０Ｂを歯車本体部３２に接続する弾性部４６が、内歯３０の厚方向に折り返した横転Ｖ字形状にばね片によって構成されている。
【００４９】
本実施形態でも、実施形態１と同様に、弾性部４６は内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚の方向の変位とに弾性変形であり、弾性部４６の弾性変形による内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚方向の変位とにより、バックラッシュの解消およびトロコイド干渉の回避、緩和の効果が得られる。
【００５０】
次に、本発明による歯車の実施形態５を、図８を参照して説明する。
【００５１】
本実施形態では、内歯３０の矩形部３０Ｂを歯車本体部３２に接続する弾性部４８が、内歯３０の厚方向に繰り返し折り返した横転Ｕ字形状、つまりにメアンダ形状に構成されている。
【００５２】
本実施形態でも、実施形態１と同様に、弾性部４８は内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚方向の変位とに弾性変形であり、弾性部４６の弾性変形による内歯３０の歯たけ方向の変位と歯厚方向の変位とにより、バックラッシュの解消およびトロコイド干渉の回避、緩和の効果が得られる。
【００５３】
以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５４】
図５〜図７に示されている実施形態３、４の内歯歯車２８は、弾性部４０、４６の形状により、トルクの正逆、つまり、外歯歯車２０の正逆の回転方向によって方向性をもつが、内歯歯車２８を鋼板の積層体によって構成した上で、鋼板ごとあるいは複数枚ごとに表裏を反転して鋼板を積層することにより、方向性をなくすことが可能である。また、外歯歯車２０と出力部材２６との接続は、オルダム継手に限られることはなく、偏心可能な撓み継手等によって行うこともできる。
【００５５】
本発明による歯車は、内接式遊星歯車装置の内歯歯車に限られることはなく、外歯歯車にも同様に適用でき、その他、平歯車、笠歯車、ラック等にも同様に適用できる。
【００５６】
また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０    入力軸
１４    偏心ブロック
１６    楔部材
１８    ボール軸受
２０    外歯歯車
２２    外歯
２４    オルダム継手
２６    出力部材
２８    内歯歯車
３０    内歯
３０Ａ  歯形部
３０Ｂ  矩形部
３２    歯車本体部
３４    弾性部
３６    変位規制部
３８    間隙
４０    弾性部
４２    変位規制部
４４    間隙
４６    弾性部
４８    弾性部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015137725.tif 000006
【図５】
2015137725.tif 000007
【図６】
2015137725.tif 000008
【図７】
2015137725.tif 000009
【図８】
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