(57)【要約】【課題】遊星差動減速機においてオルダム継ぎ手の部材を無くすることによって、機構の簡素化と価格の低減、及び高い剛性を有した遊星差動減速機を実現する。【解決手段】図３に於ける偏心軸５に従来のボール環の代わりに同じボール数のボール１０と１１を両端面に埋め込んだ遊星歯車２ａを回転自在に設置して、減速機ハウジング９に固定されたカバーの端面にハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド溝１３を形成した固定歯車４ａと噛み合せる。また、出力歯車１は、端面にエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド溝１２を形成して、遊星歯車２ａと噛み合う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星差動減速機構に於いて、固定歯車の歯数Ｚ１と固定歯車と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車の歯数をＺ２とする。また、出力歯車の歯数Ｚ４と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車Ｚ３とし、遊星歯車のＺ２とＺ３は一体であり、Ｚ２とＺ３を同じ歯数として、Ｚ１とＺ２及びＺ３とＺ４がそれぞれ一枚の歯数差で噛み合うことによって構成される遊星差動減速機。
【請求項２】
請求項１において、遊星歯車の歯は一体形の円筒の両端面又は外径に同位相、同等配で形成されることを特徴とした遊星差動減速機。
【請求項３】
請求項１において、固定歯車，遊星歯車，出力歯車のそれぞれの歯車に対してエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド歯形と円弧歯形、又ハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド歯形と円弧歯形を表１のように８種類の組み合わせをした遊星差動減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロコイド系歯形と円弧歯形を組み合わせ、構成した遊星差動減速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の遊星差動減速機の一例を図１に示す。偏心軸５に軸受けされた遊星歯車２は、左端面にハイポトロコイド溝１３、右端面にオルダム継ぎ手の溝１４が形成されている。遊星歯車２は、自転回転しないように中間オルダム継ぎ手３によって減速機ハウジング９に固定されたカバー４に偏心運動を吸収できるようにボール７とボール６を介して偏心運動可能に継合されている。また、遊星歯車２は、隙間無く配列されたボール環８を介して右端面にエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド溝１２を形成した出力歯車１と噛み合っている。ハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド溝１３の歯数は、ボール環８のボール数より１歯多く、エピトロコイド溝１２の歯数は、ボール環８のボール数より１歯少なく、偏心軸５が回転することによって遊星歯車２は出力歯車１の周りを公転しながらボール環８を歯数差分自転回転させる。ボール環８は、出力歯車１に対して公転回転と自転回転し、出力歯車１を自転回転させる。この結果、出力歯車１は、遊星歯車２との歯数差分だけ自転回転を行う遊星差動減速機。
【０００３】
遊星歯車２の歯数をＺ１，遊星歯車２と噛み合うボール環８の数をＺ２とする。また、出力歯車１と噛み合う側のボール環８の数をＺ３とし、出力歯車１の歯数をＺ４とすると、この差動減速機の減速比は、減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ２）・（Ｚ３／Ｚ４）で、この式において、Ｚ２，Ｚ３はボール環８で同じでものあるから、減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ４）となる。
【０００４】
従来の遊星差動減速機の図１において、偏心軸５が回転することによって偏心軸５に軸受けされた遊星歯車２が自転回転をしないように、また偏心運動を吸収する為にオルダム継ぎ手３が必要になる。オルダム継ぎ手３は、図２の（ホ）、（ヘ）に示すよう偏心運動を吸収する為に長溝１５、１６を両面に９０度位相を異ならして設け、遊星歯車２とカバー４にボール７、ボール６を介して継合しなければならない。このために、減速機の構造が複雑になり、部品数が多いことから価格が高く、又剛性が低いという問題を有していた。
【特許文献１】特公平０７−６２４９５号公報
【非特許文献１】加茂精工株式会社  「ボール減速機」のカタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みて考案されたものである。この種の遊星差動減速機においてオルダム継ぎ手３の部材を無くすることによって、機構の簡素化による価格の低減及び高い剛性を有した遊星差動減速機を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、図３に於ける偏心軸５に従来のボール環８の代わりに同じボール数のボール１０と１１を、両端面に埋め込んだ遊星歯車２ａを設置して、減速機ハウジング９に固定されたカバーの端面にハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド溝１３を形成した固定歯車４ａと噛み合せる。また、出力歯車１は、端面にエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド溝１２を形成して、遊星歯車２ａと噛み合う。
【０００７】
偏心軸５が回転するによって、遊星歯車２ａは固定歯車４ａに対して公転運動をしながら固定歯車４ａとの歯数差分だけ自転回転する。遊星歯車２ａは、出力歯車１に対しても同様の運動を行う。出力歯車１は遊星歯車２ａの自転分を回転しながらさらに、遊星歯車２ａとの歯数差によって生ずる自転回転をする。この結果、出力歯車１は、固定歯車４との歯数差分だけ自転回転を行う。
【０００８】
固定歯車４ａの歯数をＺ１，固定歯車４ａと噛み合う側の遊星歯車２ａの歯数をＺ２とする。また、出力歯車１と噛み合う側の歯数をＺ３とし、出力歯車１の歯数をＺ４とすると、この差動減速機の減速比は、減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ２）・（Ｚ３／Ｚ４）で、この式において、Ｚ２，Ｚ３の歯数は同じであるから、減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ４）となり、従来の減速機と同じ計算になる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の結果、図３に示すよう遊星差動減速機構からオルダム継ぎ手３の部材を無くすることができ、製作価格を低減するとともに高い剛性を有することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施形態である遊星差動減速機の断面図を図3に示す。また、図４の（イ）、(ロ)、（ハ）、（ニ）は、図３における歯車歯形の組合せを示す。また、図５の(イ)、(ロ）、（ハ）、（ニ）には、実施可能で同様な効果が得られる歯車歯形の組合せを示す。また、図８は従来技術の遊星差動減速機の基準となる歯形の噛み合わせ位置を示す。図９は、本発明実施例の基準となる歯形の噛み合わせ位置を示す。
【００１２】
実施例の図４の（イ）、（ニ）に示すように出力歯車１の右端面にエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド溝１２を形成し、偏心軸５に回転自在に軸受けした遊星歯車２ａの両面に図４の（ロ）と（ハ）のようにボール１０、１１を同位相、同等配にして埋め込みＥ３だけ偏心して噛み合わせた。ボール１０の数はエピトロコイド溝１２の歯数より一つ多いものとする。出力歯車１と同心上に固定歯車４ａを配置し、左端面に遊星歯車２ａのボール11より１歯多くハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド溝１３を形成して遊星歯車２ａとＥ３だけ偏心して噛み合わせた。この結果、出力歯車1の歯数と固定歯車４ａの歯数の関係は、固定歯車４ａの方が２枚多くなる。
【００１３】
実施例では、固定歯車４ａをハイポトロコイド溝１３として歯数Ｚ１を２２枚、遊星歯車２ａのボール１０、１１のそれぞれの歯数Ｚ２，Ｚ３を２１個にした。出力歯車１はエピトロコイド溝１２として歯数Ｚ４を２０枚にしたものである。
【００１４】
遊星歯車２ａは、出力歯車１及び固定歯車４ａの軸心からＥ３だけ偏心して配置され、固定歯車４ａと出力歯車１は、同心軸上に配置する。
【００１５】
本発明での歯数の配列から、Ｚ２とＺ３が必ず同じ歯数にすることから、減速比の計算式は、減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ４）となる。実施例では、減速比＝１−（２２／２０）＝−１／１０となる。負の符号は、出力歯車１の回転方向が偏心軸５と反対方向に回転することを意味する。
【００１６】
従来の遊星差動減速機の噛み合い歯車の配置図を図６に示す。また、本件考案の実施例の噛み合い配置図を図７に示す。従来の遊星差動減速機のようにオルダム継ぎ手３が必要になるのは、図６のように出力歯車１に対してＥ１の距離だけ偏心させたボール環８に対してさらに同方向にＥ１と同じ距離にＥ２だけ偏心して、遊星歯車２を配置している為である。この基準となる噛み合いの状態を図８に示す。
【００１７】
実施例では、この問題を解決するために固定歯車４ａのハイポトロコイド溝１３と遊星歯車２ａのボール１１との噛み合わせに於いて、図８のハイポトロコイド溝１３の歯の位置を半歯ずらして図９の如く噛み合わせることによって出力歯車１と固定歯車４ａを同心に配置することができることを示す。ハイポトロコイド溝１３の歯の位置を半歯ずらすことは、図８におけるハイポトロコイド溝１３の歯車の中心Ｏ３をボール環８の中心Ｏ２の周りに１８０度回転することによりエピトロコイド溝１２の歯車の中心Ｏ１と一致することにより、ハイポトロコイド溝１３の歯の位置を半歯回転することができる。この結果、出力歯車１と固定歯車４ａを同心に配置することができる。図８に於けるＥ１と図９のＥ３は同じ距離とする。
【００１８】
以上のようにして構成した遊星差動減速機は、図１の偏心軸５に、遊星歯車２ａを回転自在に軸受けで支持し、偏心軸５が回転することにより遊星歯車２ａは、固定歯車４ａに対して公転回転して歯数差１枚分自転回転を生ずる。遊星歯車２ａは、出力歯車１に対しても公転回転を行う。出力歯車１は、遊星歯車２ａの自転回転分と公転回転によって固定歯車４ａとの歯数差分だけ自転回転する。
【００１９】
本発明の遊星差動減速機は、遊星歯車２ａのボール１０，１１の数を同じ数にすることによって成立する。
【００２０】
本発明の遊星差動減速機は、図４の(ロ)、(ハ)のように両面に配置するボール１０、１１の配列を同位相にすることよって成立する。
【００２１】
本発明の遊星差動減速機は、出力歯車１、遊星歯車２ａ、固定歯車４ａの位置における歯形の組合せは表１の８種類となる。どの組合せにおいても、同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【表１】
2008157391.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上の結果から、オルダム継ぎ手３の部材を無くすることができ、簡単な構造でコストを安くすることができた。また、従来のボール環８を遊星歯車２ａに埋め込み保持することにより剛性を高くすることができた。また、偏心量Ｅ３を従来の遊星差動減速機の半分にできるため振動や騒音を低減させることができ、低価格で高性能な遊星差動減速機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の遊星差動減速機の断面図である。
【図２】図１の各歯車の側面図である。
【図３】実施形態の遊星差動減速機の断面図である。（実施例１）
【図４】図３の各歯車の側面図である。（実施例１）
【図５】図３の別の歯車組み合わせの側面図である。（実施例１）
【図６】図１の歯車の組合せ位置を示す側面図である。
【図７】図３の歯車の組合せ位置を示す側面図である。（実施例１）
【図８】図１の歯車の基準となる噛み合い位置の図である。
【図９】図３の歯車の基準となる噛み合い位置の図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００２５】
１    出力歯車
２    従来の遊星差動減速機の遊星歯車
２ａ    実施例の遊星歯車
３    オルダム継ぎ手
４    カバー
４ａ    固定歯車
５    偏心軸
６    オルダム継ぎ手のカバー側のボール
７    オルダム継ぎ手の遊星歯車側のボール
８    ボール環
９    ハウジング
１０    遊星歯車右側面に埋め込まれたボール
１１    遊星歯車左側面に埋め込まれたボール
１２    エピトロコイド溝
１３    ハイポトロコイド溝
１４    遊星歯車右側面のオルダム溝
１５    オルダム継ぎ手の左側面のオルダム溝
１６    オルダム継ぎ手の右側面のオルダム溝
１７    カバーの左側面のオルダム溝
Ｅ１    出力歯車とボール環の偏心距離
Ｅ２    ボール環と遊星歯車の偏心距離
Ｅ３    出力歯車と遊星歯車の偏心距離
Ｏ１    エピトロコイド溝の歯車の中心
Ｏ２    ボール環の中心
Ｏ３    ハイポトロコイド溝の歯車の中心
【図１】
2008157391.tif 000004
【図２】
2008157391.tif 000005
【図３】
2008157391.tif 000006
【図４】
2008157391.tif 000007
【図５】
2008157391.tif 000008
【図６】
2008157391.tif 000009
【図７】
2008157391.tif 000010
【図８】
2008157391.tif 000011
【図９】
2008157391.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月21日(2007.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星差動減速機構に於いて、ハウジングに固定された固定歯車の歯数Ｚ１と固定歯車の軸心より偏心した偏心軸上に回転自在に軸受けされ、固定歯車と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車の歯数をＺ２とする。また、固定歯車と同心軸延長上に回転自在に軸受けされた出力歯車の歯数Ｚ４と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車の歯数をＺ３とし、遊星歯車のＺ２とＺ３は一体であり、Ｚ２とＺ３を同じ歯数として、Ｚ１とＺ２及びＺ３とＺ４がそれぞれ一枚の歯数差で噛み合うことによって構成され、尚且つ減速比が減速比＝１−（Ｚ１／Ｚ４）で計算される遊星差動減速機。
【請求項２】
請求項１において、遊星歯車の歯は一体形の円筒の両端面又は外径に同位相、同等配で形成されることを特徴とした遊星差動減速機。
【請求項３】
請求項１において、ハウジングに固定された固定歯車、固定歯車の軸心より偏心した偏心軸上に回転自在に軸受けされた遊星歯車，また、固定歯車と同心軸延長上に回転自在に軸受けされた出力歯車のそれぞれの歯車に対してエピトロコイド曲線によって創成されたエピトロコイド歯形と円弧歯形、又ハイポトロコイド曲線によって創成されたハイポトロコイド歯形と円弧歯形を表１のように８種類の組み合わせをした遊星差動減速機。
【表１】
2008157391.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月25日(2008.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星差動減速機構に於いて、ハウジングに固定された固定歯車の歯数Ｚ１と固定歯車の軸心より偏心した偏心軸上に回転自在に軸受けされ、固定歯車と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車の歯数をＺ２とする。また、固定歯車と同心軸延長上に回転自在に軸受けされた出力歯車の歯数Ｚ４と噛み合う側の偏心軸上の遊星歯車の歯数をＺ３とし、遊星歯車の両端面にそれぞれ別体のＺ２とＺ３の歯形を形成し、遊星歯車に固定配列される、このとき、両側に配置されたＺ２とＺ３は同じ歯数でありＺ２とＺ３は同位相に配置固定される。Ｚ１とＺ２及びＺ３とＺ４は、それぞれ一枚の歯数差で噛み合うことによって構成される遊星差動減速機。
【請求項２】
請求項１において、ハウジングに固定された固定歯車Ｚ1の歯形をハイポトロコイド歯形、固定歯車の軸心より偏心した偏心軸上に回転自在に軸受けされた遊星歯車の一方の端面に形成されたＺ２側の歯形を円弧歯形、また、もう一方の端面に形成されたＺ３側の歯形を円弧歯形，固定歯車と同心軸延長上に回転自在に軸受けされた出力歯車Ｚ4の歯形をエピトロコイド歯形として歯形の組み合わせを構成することができる。この他にも、請求項１の構成においてそれぞれの歯車に対してエピトロコイド歯形と円弧歯形、又ハイポトロコイド歯形と円弧歯形を表１のように８種類の組み合わせをすることができる遊星差動減速機。
【表１】
2008157391.tif 000014