(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯歯車と、該外歯歯車の外歯と内接噛合する内歯が複数の外ピンで構成される内歯歯車と、を有する揺動内接噛合歯車減速機において、
前記外ピン両端を支持するために内歯歯車の本体の軸方向両端に形成された支持部と、
該支持部の間に配されると共に、前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分と少なくとも一部の外ピン同士の間の空隙に配置される部分とを有する吸音部材と、を有し、
前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分が該外ピンと非接触とされている
ことを特徴とする揺動内接噛合歯車減速機。
【請求項２】
請求項１において、
前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分と、該外ピン同士の間の空隙に配置される部分とが一体化されている
ことを特徴とする揺動内接噛合歯車減速機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記吸音部材の前記外ピン同士の間の空隙に配置される部分は、前記外歯歯車と接触可能となる厚みの凸形状部を有し、該外歯歯車の接触により弾性変形する
ことを特徴とする揺動内接噛合歯車減速機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記吸音部材の前記外ピン同士の間の空隙に配置される部分は前記外歯歯車に面する表面のうち少なくとも一部が樹脂で覆われており、且つ、前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分は前記支持部の間の溝部の底面に接面する金属板とされている
ことを特徴とする揺動内接噛合歯車減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車の外歯と内接噛合する内歯が複数の外ピンで構成される内歯歯車と、を有する揺動内接噛合歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、揺動内接噛合歯車減速機においては、外歯歯車と外ピン或いは外ピンに被嵌される外ローラとの接触による騒音が発生していた。このような騒音を抑えるために、特許文献１に示されるような揺動内接噛合歯車減速機が提案されている。この揺動内接噛合歯車減速機は、内歯歯車の内歯を外ピンで構成すると共に、該外ピンに外ローラを被せ、更にこの外ローラの外周にＯリングなどのリング状吸振材を接触させることにより、外ローラと外ピンとの接触、或いは外歯歯車と外ローラとの接触で発生する騒音を吸収することで、騒音を小さく抑えている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０１３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特に減速比の低い揺動内接噛合歯車においては、外ピンの間隔が広いために、音の空間での共鳴効果を生じさせることが新たに発見された。このため、特許文献１に記載の揺動内接噛合歯車減速機では騒音を十分に低減することが困難であった。それは、外歯歯車と外ローラとの打撃に近い接触の際に発生する騒音に対して、騒音の低減手法として十分に機能していなかったことによるものと考えられる。
【０００５】
なお、揺動内接噛合歯車減速機においては潤滑剤としてグリースが使用される場合があるが、特許文献１に記載の揺動内接噛合歯車減速機においては、揺動内接噛合歯車減速機を構成する回転要素の回転遠心力により、肝心の潤滑を必要とする軸受部などの摺動部分からグリースが失われてしまい、外ピンと外ピンとの間にいわゆるグリースの吹き溜まりを生じて、揺動内接噛合歯車減速機の軸受部の潤滑性能が低下するおそれも考えられる。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、揺動内接噛合歯車減速機の騒音を低減し、更に、いわゆるグリースの吹き溜まりを低減して、軸受部等の潤滑性能を良好に維持する揺動内接噛合歯車減速機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車の外歯と内接噛合する内歯が複数の外ピンで構成される内歯歯車と、を有する揺動内接噛合歯車減速機において、前記外ピン両端を支持するために内歯歯車の本体の軸方向両端に形成された支持部と、該支持部の間に配されると共に、前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分と少なくとも一部の外ピン同士の間の空隙に配置される部分とを有する吸音部材と、を有し、前記内歯歯車の径方向で前記外ピンの外側に配置される部分が該外ピンと非接触とされていることにより前記課題を解決したものである。
【０００８】
本発明によれば、複数の外ピンの少なくとも一部の外ピン同士の間の空隙に吸音部材が配置されるため、揺動内接噛合歯車減速機の内部空隙が狭められる。すなわち、内部空隙が狭められたことにより、発生した騒音を増幅しうる音響共鳴効果が減ずると共に、吸音部材はその空間に存在して音響エネルギを吸収することができる。
【０００９】
又、外ピン両端を支持するために内歯歯車の本体の軸方向両端に形成された支持部の間に、前記複数の外ピンの少なくとも一部の外ピン同士の間の空隙を埋める吸音部材が配されるので、揺動内接噛合歯車減速機を構成する回転要素の回転遠心力が働いても、従来グリースの吹き溜まりの発生していた外ピン同士の間の空隙には、グリースは物理的に存在することができず、過剰にグリースを注入しておかなくとも、外ピン及び外ローラの軸受部分へグリースを常に供給することができる。
【００１０】
なお、吸音部材は、複数の外ピン同士の間の空隙を全て埋める必要は必ずしもなく、一部のみでも相応の効果を得ることができる。そして、吸音部材は、外ピン自体とは接することなく配置されていた方が好ましい結果が得られることもある（後述）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、揺動内接噛合歯車減速機の内部空隙を小さくすることにより騒音を低減することが可能である。又、軸受部の潤滑性能を向上させることができるので軸受部の潤滑性能の低下を防止することができる。同時に、従来の吹き溜まりとなっていたグリースの消費量を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係る内接噛合遊星歯車減速機の側断面図、図２は図１中におけるII−II線に沿う断面図、図３は図１中における破線領域の拡大図、図４は図２中におけるIV−IV線に沿う断面図である。
【００１４】
初めに、本実施形態に係る内接噛合遊星歯車減速機の構成について、図１、２を用いて説明する。内接噛合遊星歯車減速機１００は、入力軸１０２に一体化された偏心体１１０、１１２と、該偏心体１１０、１１２によって揺動回転する外歯歯車１２６、１２８と、を有する。更に、内接噛合遊星歯車減速機１００は、該外歯歯車１２６、１２８の外歯と内接噛合する内歯が複数の外ピン１４０で構成される内歯歯車１３６と、該内歯歯車１３６の本体の軸方向両端に形成された支持部１３６ｂの間の溝部１３６ａに嵌入された吸音部材１６０と、該外歯歯車１２６、１２８の軸方向外側に配され外歯歯車１２６、１２８の自転成分を取り出す内ピン１４８に連結されたフランジ体１５２と、を有する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００１５】
前記入力軸１０２は、図１に示す如く、一対の軸受１０４、１０６によって軸支されている。軸受１０４は入力段カバー１４４によって支持されている。軸受１０６は出力軸１５４と一体であるフランジ体１５２の内面によって支持されている。偏心体１１０、１１２は、それぞれ、偏心位相が１８０度ずれており、その偏心量は、ｅ１（図２）である。そして、偏心体１１０、１１２の外側には、外歯歯車１２６、１２８との間にころ軸受１１４、１２０が配されている。
【００１６】
前記外歯歯車１２６、１２８は、図１に示す如く、偏心体１１０、１１２の外周にころ軸受１１４、１２０を介して嵌合され、その外径（歯先円径）はｒ２（図２）である。外歯歯車１２６、１２８は軸方向に貫通する複数の内ピン孔１３０、１３２をそれぞれ有し、該内ピン孔１３０、１３２には内ローラ１５０が遊嵌される。すなわち外歯歯車１２６、１２８は、偏心体１１０、１１２の回転により揺動回転し、内歯歯車１３６と内接噛合する。本実施形態では、外歯歯車１２６、１２８は、同一形状とされ、内歯歯車１３６の歯数が１４であることにより歯数が２少ない１２の歯数を備える。外歯歯車１２６、１２８が２枚配置されているのは、動力伝達容量の確保を目的としたためである。なお、スペーサ１３４を外歯歯車１２６と、外歯歯車１２８の間に挿入して間隔を一定としている。
【００１７】
前記内歯歯車１３６の本体は、図１に示す如く、ケーシング１４２と一体化されている。そして、複数の外ピン１４０と外ピン１４０の外周に被嵌された外ローラ１３８により内歯が構成され、外歯歯車１２６、１２８の外歯と内接噛合する。外ピン１４０両端を支持するために内歯歯車１３６の本体の軸方向両端に支持部１３６ｂが形成されている。支持部１３６ｂの間には溝部１３６ａが設けられている。そして、図２に示す如く、溝部１３６ａには、吸音部材１６０が嵌入されている。
【００１８】
前記吸音部材１６０は、図２に示す如く、円環形状であり、外周に溝部１３６ａの底面に接する部分の金属板１６２と、その内側に樹脂からなる複数の凸形状部１６４と、から構成されている。すなわち、吸音部材１６０は、外ピン１４０の外側にあって、溝部１３６ａに嵌入され、凸形状部１６４が外ピン１４０と外ピン１４０の間の空間（外ピン１４０同士の間という）の空隙の一部を埋める形で配置される。つまり、吸音部材１６０は、外ピン１４０同士の間の空隙の一部を埋めるように配置されていることとなる。これらの関係を図２で示せば、入力軸１０２の中心から入力軸１０２側の外ピン１４０の外周に接する半径Ｒ１の円と、入力軸１０２中心からケーシング１４２側の外ピン１４０の外周に接する半径ｒ１の円と、で形成される円環領域内に、入力軸１０２の中心から吸音部材１６０の内面、すなわち、凸形状部１６４の表面までの距離Ｒ２が存在する状態となる（式（１））。
【００１９】
Ｒ１≦Ｒ２≦ｒ１                                      ・・・（１）
【００２０】
本実施形態では、前記金属板１６２は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４など）で、厚みｔ１は０．２〜０．３ｍｍである。なお、金属板１６２の厚みｔ１が厚すぎると、吸音部材１６０の剛性が高くなりすぎて吸音部材１６０の溝部１３６ａへの嵌入が困難となる。そして、外ピン１４０の外径が内歯歯車１３６の本体の溝部１３６ａの底面と最も近い部分では、吸音部材１６０の金属板１６２のみが内歯歯車１３６の本体の溝部１３６ａに配される。具体的には、図３に示す如く、外ローラ１３８の外周面から溝部１３６ａの底面までの距離Ｔは約０．５ｍｍであり、金属板１６２の厚みｔ１が０．２〜０．３ｍｍであるため、外ピン１４０に被嵌された外ローラ１３８には金属板１６２は接触しないので、金属板１６２は、外ローラ１３８の回転を妨げずに、吸音部材１６０の配置を容易にしている。
【００２１】
凸形状部１６４は、樹脂、例えば、容易に弾性変形して、外歯歯車１２６、１２８の接触時の衝撃・振動を吸収して、且つ、耐油性が高いシリコン樹脂からなる。凸形状部１６４は、図２で示す如く、丸みを帯びた略直方体であり、金属板１６２との接合部近傍ではなだらかな裾野で広がり接合している。凸形状部１６４を有する吸音部材１６０は、外ピン１４０が存在しない部分では、図４で示すように溝部１３６ａをほぼ充填し、外歯歯車１２６、１２８と接触可能となる厚みを有する。すなわち、図２で示せば、偏心体１１０が偏心量ｅ１で回転した際に、その偏心方向（最大の偏心量ｅ１を示す方向）において、式（２）に示すように、入力軸１０２の回転中心から凸形状部１６４の表面までの距離Ｒ２は、偏心量ｅ１と外歯歯車１２６の外径ｒ２との和よりも小さくなる。
【００２２】
Ｒ２＜ｒ２＋ｅ１                                      ・・・（２）
【００２３】
凸形状部１６４と金属板１６２との接合は、シリコン樹脂の固化が、清浄化された金属１６２上で直接行われることでなされ、高い密着力が実現されている。
【００２４】
前記フランジ体１５２は、図１に示す如く、外歯歯車１２８の軸方向外側に配されており、内ピン１４８が連結固定されている。内ピン１４８の外周にはパイプ状の内ローラ１５０が被嵌され、外歯歯車１２６、１２８の内ピン孔１３０、１３２に遊嵌されている。従って内ピン１４８により外歯歯車１２６、１２８と内歯歯車１３６との自転成分を取り出すことが可能である。出力軸１５４は、フランジ体１５２と一体であり、一対の軸受１５６、１５８を介して出力段カバー１４６によって支持されている。なお、内接噛合遊星歯車減速機１００は、内部に潤滑剤としてグリースを有し、オイルシール１６６、１６８により封止されている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を、図１、２を用いて説明する。
【００２６】
入力軸１０２を介して図示しない動力源から動力が伝達され、入力軸１０２に取り付け固定された偏心体１１０、１１２が偏心回転する。すると、偏心体１１０、１１２の外周上のころ軸受１１４、１２０を介して嵌合している外歯歯車１２６、１２８が揺動回転する。図２で説明するならば、偏心体１１０の偏心方向が外歯歯車１２６の外歯Ｍ１の方向を向いているときに、外歯歯車１２６の半径ｒ２と偏心量ｅ１の和が凸形状部１６４の表面までの距離Ｒ２より長くなる（式（２））。このため、外歯歯車１２６の外歯Ｍ１が、凸形状部１６４のＡ１に接触して、Ａ１を弾性変形させる。そして、図２の矢印方向に偏心体１１０が回転すると、偏心方向は次に外歯歯車１２６の歯底Ｖ１の方向に向き、外歯歯車１２６の歯底Ｖ１にて内歯歯車１３６の内歯Ｉ１と内接噛合する（図２の状態）。すなわち、外歯歯車１２６の外歯Ｍ１が凸形状部１６４のＡ１を弾性変形させた後に、隣接する内歯Ｉ１と外歯歯車１２６の歯底Ｖ１とが噛合する。
【００２７】
つまり、図２に示す如く、入力軸１０２の矢印方向の回転に従い、偏心体１１０の偏心量ｅ１の角度が順番にずれていくと、歯底Ｖ２と内歯Ｉ２が噛合する際にはＡ２が、歯底Ｖ３と内歯Ｉ３が噛合する際にはＡ３が、歯底Ｖ４と内歯Ｉ４が噛合する際にはＡ４が、順次、噛合の際の緩衝を行うこととなる。なお、入力軸１０２が逆方向に回転する場合にも同様であり、歯底Ｖ４と内歯Ｉ４が噛合する際にはＡ５が、歯底Ｖ３と内歯Ｉ３が噛合する際にはＡ４が、歯底Ｖ２と内歯Ｉ２が噛合する際にはＡ３が、順次、噛合の際の緩衝を行うこととなる。このとき、入力軸１０２の回転で、回転要素である偏心体１１０、１１２、ころ軸受１１４、１２０、内ローラ１５０、外ローラ１３８、並びに、外歯歯車１２６、１２８に回転遠心力が働いても、従来グリースの吹き溜まりの発生していた外ピン１４０同士の間の空隙には吸音部材１６０が配置されているため、その部分にグリースは物理的に存在しない。また、内接噛合の際に外ローラ１３８は、吸音部材１６０とは接触していないため、接触による不必要な摩擦力が生じず、外ピン１４０を中心として円滑に回転する。
【００２８】
このようにして、外歯歯車１２６、１２８は、ケーシング１４２と一体である内歯歯車１３６に内接噛合するため、外歯歯車１２６、１２８の回転が規制され、殆ど揺動のみを行うことになる。しかし、外歯歯車１２６、１２８の揺動成分は内ピン孔１３０、１３２に対する内ピン１４８及び内ローラ１５０の遊嵌によって吸収されるので、外歯歯車１２６、１２８の自転成分のみが取り出されている。このとき、外歯歯車１２６、１２８の歯数と内歯歯車１３６の歯数とは、２の歯数の差を有するように構成されているので、偏心体１１０、１１２が１回転すると、外歯歯車１２６、１２８は前記２の歯数の差だけ自転する。この自転成分が、内ピン孔１３０、１３２に遊嵌された内ピン１４８及び内ローラ１５０を介してフランジ体１５２に取り出される。
【００２９】
つまり、入力軸１０２の回転は、（外歯歯車１２６（＝１２８）と内歯歯車１３６の歯数差）／（外歯歯車１２６（＝１２８）の歯数）にまで減速されることとなる。本実施形態では外歯歯車１２６（＝１２８）と内歯歯車１３６の歯数差が２で、外歯歯車１２６（＝１２８）の歯数が１２であることから、減速比は１／６となる。このフランジ体１５２の減速された回転は、フランジ体１５２と一体に形成された出力軸１５４へと伝達され、図示しない負荷へ動力を高効率で伝達することとなる。
【００３０】
従って、外ピン１４０同士の間の空隙に吸音部材１６０が配置されるため、内歯歯車１３６を構成する外ピン１４０の間隔の広い減速比が１／６の揺動内接噛合歯車減速機１００であっても、外ピン１４０周辺の内部空隙が狭められる。すなわち、内部空隙が狭められたことにより、発生した騒音を増幅しうる音響共鳴効果が減ずると共に、吸音部材１６０は、その空間に存在して音響エネルギを吸収することができるため、騒音を低減することが可能である。
【００３１】
又、外ピン１４０両端を支持する内歯歯車１３６の本体の軸方向両端に形成された支持部１３６ｂの間には、前記複数の外ピン１４０同士の間の空隙の少なくとも一部を埋める吸音部材１６０が配置される。このため、揺動内接噛合歯車減速機１００を構成する回転要素である入力軸１０２、偏心体１１０、１１２、ころ軸受１１４、１２０、内ローラ１５０、外ローラ１３８、並びに、外歯歯車１２６、１２８に回転遠心力が働いても、従来グリースの吹き溜まりの発生していた外ピン１４０同士の間の空隙には、グリースは物理的に存在することができず、過剰にグリースを注入しておかなくとも、外ピン１４０及び外ローラ１３８の軸受部分へグリースを常に供給することができる。すなわち、揺動内接噛合歯車減速機１００の軸受部の潤滑性能の低下を防止することができ、高効率の動力伝達と長寿命化、及び騒音の低減する効果を維持・向上させることができる。同時に従来の吹き溜まりとなっていたグリースの消費量を低減することが可能である。
【００３２】
更に、吸音部材１６０が、外歯歯車１２６、１２８と接触可能である厚みの凸形状部１６４を有するので、外歯歯車１２６、１２８と外ローラ１３８とが接触する際に、外歯歯車１２６、１２８が吸音部材１６０の凸形状部１６４に接触することにより凸形状部１６４が弾性変形するので、外歯歯車１２６、１２８と外ローラ１３８との打撃に近い接触を緩衝することができる。緩衝により、外歯歯車１２６、１２８と外ローラ１３８とで発生する騒音を低減することができる。
【００３３】
又、吸音部材１６０は、外ローラ１３８に接触しないように嵌入されているので、吸音部材１６０の溝部１３６ａへ嵌入する際の位置あわせが高精度である必要がなく、取付が容易である。又、接触させないことにより、外ローラ１３８の外ピン１４０に対する摺動が容易であり、外歯歯車１２６、１２８と内歯歯車１３６との内接噛合の際に不要な動力伝達ロスを防止することができる。
【００３４】
又、金属板１６２の厚みｔ１が、０．２ｍｍから０．３ｍｍであるために、吸音部材１６０の剛性が高すぎず、変形が可能であり、内歯歯車１３６の溝部１３６ａへの嵌入を容易に行うことができる。
【００３５】
本実施形態は、上記１／６の減速比の内接噛合遊星歯車減速機１００に限定されるものではなく、外ピン１４０同士の間の空隙が広い１／５０以下の減速比を有する内接噛合遊星歯車減速機１００であれば特に効果を有する。又、内接噛合遊星歯車減速機１００において、外ローラ１３８を使用しないものであっても本発明は適用される。又、内接噛合遊星歯車減速機１００は、溝部１３６ａを有さない場合であっても、本発明は適用される。その場合でも、外ピン１４０同士の間の空隙に凸形状部１６４を配することは可能であり、本発明の相応の効果を発揮するからである。
【００３７】
又、凸形状部１６４は、すべての外ピン１４０同士の間の空隙に配される場合だけに限定されるものではなく、複数ある外ピン１４０間の一部であっても、本発明は適用可能である。一部であってもその部分でのグリースの吹き溜まりや、音の共鳴空間を狭めることで、本発明の効果を発揮するからである。
【００３８】
又、樹脂としてシリコン樹脂を用いた際であっても、シリコン樹脂を凸形状部１６４に成形後に接着剤で接着しても良い。その場合には、凸形状部１６４の成形がより容易となるからである。又、樹脂は、凸形状部１６４の全体を形成する場合に限定されるものではなく、外歯歯車１２６、１２８に面する表面のうちの一部であってもよい。樹脂が存在する限りにおいて、音響エネルギを吸収しうるからである。又、樹脂は、シリコン樹脂だけに限定されるものではなく、その他の樹脂やゴム、特にフッ素ゴム、ニトリルゴムなどであっても良いし、その他の樹脂との組合せで層状にしてもよい。耐油性だけでなく、耐摩耗性などにも優れているからである。
【００３９】
又、金属板１６２は、ステンレスだけに限定されるものではなく、アルミニウム板や、ニッケル板などを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る内接噛合遊星歯車減速機１００の側断面図
【図２】図１中におけるII−II線に沿う断面図
【図３】図１中における破線領域の拡大図
【図４】図２中におけるIV−IV線に沿う断面図
【符号の説明】
【００４１】
１００…内接噛合遊星歯車減速機
１０２…入力軸
１０４、１０６、１５６、１５８…軸受
１１０、１１２…偏心体
１１４、１２０…ころ軸受
１２６、１２８…外歯歯車
１３０、１３２…内ピン孔
１３４…スペーサ
１３６…内歯歯車
１３６ａ…溝部
１３６ｂ…支持部
１３８…外ローラ
１４０…外ピン
１４２…ケーシング
１４４…入力段カバー
１４６…出力段カバー
１４８…内ピン
１５０…内ローラ
１５２…フランジ体
１６０…吸音部材
１６２…金属板
１６４…凸形状部
１６６、１６８…オイルシール
【図１】
0004948322.tif 000002
【図２】
0004948322.tif 000003
【図３】
0004948322.tif 000004
【図４】
0004948322.tif 000005