| 【発明の名称】 |
変速機 |
| 【発明者】 |
【氏名】坪根 太平
【氏名】藤本 賢一
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| 【要約】 |
【課題】加工コストを抑えた上で環状挟持部間の内歯歯車内に外歯歯車を嵌め込むことを可能にする。
【解決手段】第一軸２には外歯歯車８が軸支されている一方、ケーシングには外歯歯車８と噛合する第二軸３と同心の内歯歯車が設けられ、第二軸３は外歯歯車８の自転が伝達されるように構成され、第一軸２および第二軸３の一方が入力軸として設定され、他方が出力軸として設定されてなる変速機１であり、内歯歯車７は、環状体７１と、この環状体７１の内周面に周方向等ピッチで形成された複数の内歯としてのローラ部材７２と、径方向に向けてローラ７２ｂ覆うように環状体７１の側部に積層された環状挟持部６とを備えて形成され、環状挟持部６は、その内周縁部の一部に外歯歯車８の隣接した所定数の外歯８１が軸心方向に通過し得る径方向外方に向かった所定数の逃し溝６３を有している。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第一軸と、この第一軸と同心の第二軸とを軸心回りに回転自在に支持するケーシングが設けられ、上記第一軸にはその軸心回りに偏心公転する外歯歯車が軸支されている一方、上記ケーシングには上記外歯歯車と噛合する第二軸と同心の内歯歯車が設けられ、上記第二軸は上記外歯歯車の自転が伝達されるように構成され、第一軸および第二軸のいずれか一方が入力軸として設定され、他方が出力軸として設定されてなる変速機において、上記内歯歯車は、環状の歯車本体と、この歯車本体の内周面に周方向等ピッチで形成された複数の内歯と、径方向に向けて内歯の山部を覆うように歯車本体の側部に積層された環状挟持部とを備えて形成され、上記環状挟持部は、その内周縁部の一部に外歯歯車の隣接した所定数の外歯が軸心方向に通過し得る径方向外方に向かった所定数の切込み凹部を有していることを特徴とする変速機。
【請求項２】 上記所定数の切込み凹部は、上記内周縁部の点対称位置に互いに対向して設けられていることを特徴とする請求項１記載の変速機。
【請求項３】 上記外歯歯車は、一対が上記内歯歯車に噛合されていることを特徴とする請求項２記載の変速機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第一軸の回転軸心回りの回転が、第一軸回りに偏心公転する外歯歯車の自転を介して第二軸に伝達されるように構成された、いわゆる遊星歯車機構の変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図５に示すような、いわゆる遊星歯車機構を備えた変速機が知られている。この変速機１００は、図５の（イ）に示すように、第１ケーシング１０１に貫設される第一軸１０３と、第２ケーシング１０２に第一軸１０３と同心で貫設される第二軸１０４と、第一軸１０３の先端側（図５の（イ）の左方）に偏心状態で回転可能に嵌入される並設状態の２枚の外歯歯車１０５と、第１および第２ケーシング１０１，１０２間に挟持され、かつ、上記２枚の外歯歯車１０５の外歯が噛合する内歯を備えた内歯歯車１０６とからなっている。そして、第二軸１０４と外歯歯車１０５とは、両者間に周方向等ピッチで架橋されたキャリアピン１０７を介して連結されている。
【０００３】上記外歯歯車１０５の外径寸法は、内歯歯車１０６の内径寸法より小さく寸法設定されており、これによって、図５の（ロ）に示すように、外歯歯車１０５の歯数は内歯歯車１０６の歯数より少なくなっている。
【０００４】従って、第一軸１０３を入力軸として用い、これを軸心回りに回転させると、外歯歯車１０５は第一軸１０３回りに公転しながら外歯歯車１０５との噛合によって逆方向に緩やかに自転し、この自転がキャリアピン１０７を介して第二軸１０４に伝達されることにより、第一軸１０３の回転が減速されて第二軸１０４から出力されることになる。変速機１００を、かかる用い方をすることにより、減速機として利用することができる一方、第二軸１０４を入力軸とすることにより第一軸１０３から増速された出力を得ることができ、この場合は変速機１００を増速機として利用することができる。
【０００５】上記のような変速機１００において、より円滑に外歯歯車１０５を公転させるために内歯歯車１０６の内歯としてローラ１０８を用いるのが一般的である。かかるローラ１０８は、図５の（イ）に示すように、内歯歯車１０６を挟持した幅方向一対の環状挟持部１０９間に架橋されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のような環状挟持部１０９においては、内周縁部の全周に亘って所定ピッチで凸部１１０と凹部１１１とが形成されており、上記ローラ１０８は、その支持軸１０８ａが上記凸部１１０に貫通されることによって環状挟持部１０９に支持されている。また、上記凹部１１１は、内歯歯車１０６内に外歯歯車１０５を嵌め込み得るように設けられるものであり、外歯歯車１０５の外歯１０５ａの波形に合致した、例えばトロコイド曲線に沿うように形成されている。
【０００７】しかしながら、環状挟持部１０９の内周縁部の全周に亘ってトロコイド曲線に沿う凹部１１１を切削加工で形成することは非常に困難であり、加工コストが嵩むという問題点を有していた。
【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、加工コストを抑えた上で環状挟持部間の内歯歯車内に外歯歯車を嵌め込むことが可能な変速機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、第一軸と、この第一軸と同心の第二軸とを軸心回りに回転自在に支持するケーシングが設けられ、上記第一軸にはその軸心回りに偏心公転する外歯歯車が軸支されている一方、上記ケーシングには上記外歯歯車と噛合する第二軸と同心の内歯歯車が設けられ、上記第二軸は上記外歯歯車の自転が伝達されるように構成され、第一軸および第二軸のいずれか一方が入力軸として設定され、他方が出力軸として設定されてなる変速機において、上記内歯歯車は、環状の歯車本体と、この歯車本体の内周面に周方向等ピッチで形成された複数の内歯と、径方向に向けて内歯の山部を覆うように歯車本体の側部に積層された環状挟持部とを備えて形成され、上記環状挟持部は、その内周縁部の一部に外歯歯車の隣接した所定数の外歯が軸心方向に通過し得る径方向外方に向かった所定数の切込み凹部を有していることを特徴とするものである。
【００１０】この発明によれば、第一軸を軸心回りに回転させることにより、この回転が伝達された外歯歯車は第一軸回りに偏心公転するとともに、この公転時に内歯歯車の内歯に噛合することによって減速状態で逆方向に自転し、この自転が第二軸に伝達されるため、第二軸からは第一軸に対する減速回転が出力される。逆に第二軸に回転力を入力すると、上記と逆の作用で第一軸から増速された回転出力が得られる。
【００１１】そして、かかる変速機において、外歯歯車を挟持する環状挟持部は、その内周縁部の一部に外歯歯車の隣接した所定数の外歯が軸心方向に通過し得る径方向外方に向かった所定数の切込み凹部を有しているため、これらの切込み凹部に外歯を通すことにより、切込み凹部以外の外歯は環状挟持部と干渉しないように位置設定されることとも相俟って、外歯歯車を環状挟持部間の内歯車内に嵌め込むことが可能になる。
【００１２】従って、内縁部全周に亘って外歯に対応した凹部が設けられた従来の環状挟持部に比較し、凹部を設ける個所が少なくなった分、加工コストの低減化が図られる。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記所定数の切込み凹部は、上記内周縁部の点対称位置に互いに対向して設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】この発明によれば、切込み凹部の形成された位置が２個所になっていることにより、嵌め込み位置の選択性が向上して外歯歯車をより容易に内歯歯車内に嵌め込むことが可能になり、組み付け作業の作業性が向上する。特に、一対の外歯歯車を軸心に対して１８０°位相ずれさせた状態で内歯歯車内に装着する場合には、両外歯歯車を位相変化させることなく同時に２つの外歯歯車を内歯歯車内に嵌め込むことが可能になる。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記外歯歯車は、一対が上記内歯歯車に噛合されていることを特徴とするものである。
【００１６】この発明によれば、一対の外歯歯車を１８０°の位相ずれで内歯歯車に噛合させることにより、内外の歯車間の回転力伝達は、バランスが良好なものになり、効率的な回転力の伝達が実現する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る変速機の一実施形態を示す分解斜視図であり、図２は、その組立て斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示すように、変速機１は、第一軸２と、この第一軸２と同心の第二軸３と、第一および第二軸２，３を軸心回りに回転自在に支持する第一および第二ケーシング４，５と、これら第一および第二ケーシング４，５間に挟持される、一対の環状挟持部６を備えた環状の内歯歯車７と、この内歯歯車７に嵌め込まれて噛合する一対の外歯歯車８とを備えた基本構成を有している。
【００１８】因みに、環状挟持部６と内歯歯車７とは一体に形成されているが、図３では環状挟持部６の位置を明確に示すために、環状挟持部６の部分に内歯歯車７に付された斜線と逆傾斜の斜線を付している。
【００１９】上記第一軸２は、第一軸本体２１と、この第一軸本体２１の長手方向の中央部より前方位置（図１の左方位置）に並設された一対の偏心軸２２とからなっている。第一軸本体２１は、その後端部が、図２に示すように、第一ケーシング４から外部に突出される。各偏心軸２２は、第一軸本体２１の軸心に対して互いに反対方向に（すなわち１８０°の位相ずれで）所定寸法だけ偏心している。これらの偏心軸２２の一方には外歯歯車８の一方がその中心位置で軸支されるとともに、他方の偏心軸２２には他方の外歯歯車８の中心位置が軸支されるようになっている（図３）。従って、第一軸２が軸心回りの回転することによって各外歯歯車８は互いに１８０°の位相ずれで第一軸２回りに偏心回転（以下公転という）することになる。
【００２０】上記第二軸３は、前端部が第二ケーシング５から外部に突出される第二軸本体３１と、この第二軸本体３１の後端部に同心で延設された連結円盤３２とからなっている。上記連結円盤３２の後端面には、第二軸本体３１の軸心を中心とした円軌跡上に周方向等ピッチで複数本（図１に示す例では８本）の回転伝達ピン３３が後方に向けて突設されている。これらの回転伝達ピン３３は、外嵌されるブッシュ３３ａを介して上記各外歯歯車８に連結され、これによって第二軸３と外歯歯車８とはそれぞれの回転を互いに伝達し得るようになっている。
【００２１】また、一対の外歯歯車８間には図１に示すような環状スペーサー８４が介設される。この環状スペーサー８４は、内径寸法が環状に配設されたブッシュ３３ａを有する複数本の回転伝達ピン３３の外側の輪郭線（すなわち複数本のブッシュ３３ａの外側の輪郭線）の径寸法と等しいか僅かに大きく寸法設定され、これによって回転伝達ピン３３が一対の外歯歯車８の後述する遊嵌孔８３に遊嵌された状態で、各ブッシュ３３ａの外周面が、図３に示すように、環状スペーサー８４の内周面に摺接し、これによって各回転伝達ピン３３の遊嵌孔８３への嵌挿状態が安定するようになされている。
【００２２】上記第一ケーシング４は、フランジ４１と、このフランジ４１から同心で後方に向けて突設された支持筒４２とからなっている。フランジ４１には、軸心を中心とした円軌跡上に周方向等ピッチで穿設された複数（図１に示す例では６つ）の締結孔４３が穿設されている。かかる第一ケーシング４の支持筒４２に第一軸本体２１を挿通し、図３に示すように、ベアリング４４を介して支持筒４２の内周面に支持させることにより、第一軸２は、その後部が自軸心回りに回転自在に第一ケーシング４に装着されるようにしている。
【００２３】上記第二ケーシング５は、第一ケーシング４のフランジ４１と同一径寸法のフランジ５１と、このフランジ５１から同心で前方に向けて突設された支持筒５２とからなっている。フランジ５１には、上記第一ケーシング４の締結孔４３に対応した締結孔５３が穿設されている。かかる第二ケーシング５の支持筒５２に後方側から第二軸本体３１を挿通し、図３に示すように前後方向の２個所を、ベアリング５４を介して支持筒５２の内周面に支持させることにより、第二軸３は自軸心回りに回転自在に第二ケーシング５に装着されることになる。
【００２４】また、上記第二軸３の連結円盤３２には、その後端面に軸心と同心の孔心を有する装着孔３４が前方に向かって穿設されている。そして、上記第一軸２の前端部が、図３に示すように、ベアリング４５を介して連結円盤３２に支持され、上記第一ケーシング４の支持筒４２へのベアリング４４を介した支持と相俟って第一軸２は軸心回りに安定した状態で回転し得るようになっている。
【００２５】かかる第二ケーシング５は、支持筒５２の下部から下方に向かって延設された台座５７を有しており、変速機１は、この台座５７を介して所定の位置に据え付けられるようにしている。
【００２６】上記内歯歯車７は、上記フランジ４１，５１と同一外径寸法の環状体（歯車本体）７１と、この環状体７１の内周面に周方向に向けて等ピッチで複数個配設された内歯としてのローラ部材７２とからなっている。ローラ部材７２は、ローラピン７２ａと、このローラピン７２ａ回りに回転自在に軸支された２個のローラ７２ｂとからなっている。一方、環状体７１の内周面には、孔心方向の中央位置に環状仕切板７３が設けられている。
【００２７】この環状仕切板７３には全周に亘って等ピッチで径方向外方に向けて凹設された複数の圧入溝７３ａが設けられ、これらの圧入溝７３ａにローラピン７２ａの中央部を圧入することにより、各ローラ７２ｂが左右に振り分けられた状態でローラ７２が環状仕切板７３に装着されるようになっている。
【００２８】このような環状体７１にも、上記フランジ４１，５１に穿設された締結孔４３，５３に対応する締結孔７４が穿設されている。
【００２９】以下、環状挟持部６について説明する。環状挟持部６は、図１に示すように、内歯歯車７と一体に形成されている。環状挟持部６と内歯歯車７とを一体にするのは、もし別体であれば部品点数が増加して部品コストが嵩むとともに、両者を結合するための組み付け工数も増加して組み付けコストも嵩み、製造コストの高騰につながるからであるばかりか、両者の対応した部分に対する高精度の加工が困難になるという不都合が存在するが、かかる不都合を回避するためである。因みに、かかる一体物としては環状挟持部６および内歯歯車７を鋳造でつくるのが一般的である。そして、他の部品と当接する部分のみを精密加工で仕上げるようにすれば全体的に高精度で効率よく環状挟持部６および内歯歯車７を製造することができる。
【００３０】図４は、環状挟持部６の一実施形態を示す正面図であり、この環状挟持部６を通して外歯歯車８が内歯歯車７に嵌め込まれた状態を示している。この図に示すように、環状挟持部６は、内周縁部が上記環状体７１の環状仕切板７３に装着された複数のローラピン７２ａの軸心を結ぶ円軌跡に沿うように穿設された、装着時に外歯歯車８を通すための通過孔６１と、環状体７１の締結孔７４に対応して穿設された複数の締結孔６４とを有している。
【００３１】上記通過孔６１の縁部には、上記環状仕切板７３の圧入溝７３ａに対応した位置にローラピン７２ａを嵌め込むための半円状の嵌込み溝６２が凹設されているとともに、同上縁部および下縁部には、嵌込み溝６２の隣に外歯歯車８の外歯８１を通すための逃し溝（切込み凹部）６３が凹設されている。この逃し溝６３は、エンドミルやドリルを用いて凹設してもよいし、ブローチ加工で内歯歯車７の嵌込み溝６２を形成するときに一緒に凹設してもよい。
【００３２】図４に示す例では、環状挟持部６の内周縁部に２８個の嵌込み溝６２が凹設されており、これらの嵌込み溝６２の内、上部の９個に隣接して逃し溝６３が合計で８つ凹設されているとともに、下部にも同様に８つの逃し溝６３が凹設されている。これらの逃し溝６３は、溝深さが外歯８１の丈より深く寸法設定され、これによってこの部分のローラ７２ｂに外歯８１の歯底を押し付けた状態で外歯８１が逃し溝６３を通過し得るようになっている。
【００３３】因みに、逃し溝６３は、図４に示す例では、環状挟持部６の上部側および下部側の双方に設けられているが、上下部で対向するように設けることに限定されるものではなく、左右に対向するように設けてもよいし、斜めに対向するように設けてもよい。すなわち、複数個の逃し溝６３は、互いに点対称位置の２個所に設けるようにすればよい。また、複数個の逃し溝６３の群を、点対称位置の双方に設けることに限定されるものではなく、いずれか一方に設けてもよい。
【００３４】一方、図３に示すように、第一ケーシング４のフランジ４１の前端面（図３の左方）には、同心で前方に向けて突設された環状突起４６を有している。この環状突起４６は、外径寸法が内歯歯車７の環状体７１に装着されたローラピン７２ａに当接する寸法に設定されている。また、第二ケーシング５のフランジ５１にも、その後端面に上記第一ケーシング４の環状突起４６と同様の環状突起５６が突設されている。従って、一対の環状挟持部６を介して内歯歯車７が第一および第二ケーシング４，５間に挟持された状態では、ローラピン７２ａはその両端部が各環状突起４６，５６に当接して径方向に抜け止めされ、これによって嵌込み溝６２から外れることがないようにしている。
【００３５】上記各外歯歯車８は、外径寸法が内歯歯車７の内径寸法より小さく寸法設定され、これによって内歯歯車７内に嵌め込み得るようになっている。かかる外歯歯車８は、外周面に上記ローラ７２ｂに噛合する外歯８１を有している。図４に示す例では、外歯８１は２６個であり、２８個のローラ７２ｂより２つ少なく数量設定されている。
【００３６】かかる外歯歯車８には、中心位置に上記偏心軸２２に摺接状態で外嵌される中心孔８２が穿設されているとともに、この中心孔８２の孔心を中心とした円軌跡上には、上記回転伝達ピン３３が遊嵌される遊嵌孔８３が穿設されている。そして、中心孔８２を第一軸２の偏心軸２２に嵌め込んだ状態で第一軸本体２１を軸心回りに回転させることにより、各外歯歯車８は、それぞれ１８０°の位相ずれ状態で第一軸本体２１回りに偏心回転するようになされている。
【００３７】因みに、図３に示す例では、各偏心軸２２と外歯歯車８の中心孔８２の周面との間にローラベアリング２３が介設され、これによって外歯歯車８の偏心回転が円滑に行われるようにしている。
【００３８】本発明の変速機１の各部品は、以上のように構成されているため、図１の分解図に示す状態で、偏心軸２２に外歯歯車８を嵌め込み、この偏心軸２２を有する第一軸２を第一ケーシング４の前面側から支持筒４２に差し通すとともに、第二軸本体３１を第二ケーシング５の後面側から支持筒５２に差し通し、引き続きローラ部材７２を環状仕切板７３に装着することにより形成された内歯歯車７を一対の環状挟持部６によって挟持し、この状態の環状体７１内に一対の外歯歯車８を嵌め込みながら第一ケーシング４のフランジ４１を一方の環状挟持部６に積層した後、第二軸３の連結円盤３２の各回転伝達ピン３３を外歯歯車８の遊嵌孔８３に挿通させるようにして第二ケーシング５のフランジ５１を他方側の環状挟持部６に積層し、各締結孔５３，６４，７４，６４，４３にボルトＢを差し通してナットＮで締結することにより、図２に示すように、変速機１が完成する。
【００３９】なお、２個の外歯歯車８を内歯歯車７内に嵌め込むに当たって、環状挟持部６にはその内周縁部の点対称位置の２個所に１８０°の位相ずれで逃し溝６３が形成されているため、これらの逃し溝６３を通して１８０°で位相ずれした２枚の外歯歯車８を同時に内歯歯車７内に嵌め込むことが可能になり、組付け効率の向上が達成される。
【００４０】このようにして得られた変速機１は、第一軸２を入力軸として利用すると、第一軸２の軸心回りの回転は、偏心軸２２を介した外歯歯車８の偏心回転に伝達され、外歯歯車８はローラ７２ｂに噛合していることにより上記偏心回転によって第一軸本体２１回りに公転するとともに、偏心軸２２回りに逆方向に減速状態で自転し、この自転は、遊嵌孔８３、回転伝達ピン３３および連結円盤３２を介して出力軸としての第二軸本体３１に出力されることになる。このような用い方をすることによって変速機１を減速機として利用することができる。
【００４１】逆に、第二軸本体３１を入力軸として用いると、上記と逆の作用によって第一軸本体２１からは増速回転が出力される。このような用い方をすることによって、変速機１を増速機として利用することができる。
【００４２】そして、本発明の変速機１においては、環状挟持部６にローラピン７２ａを嵌め込む嵌込み溝６２の他に、所定の位置にのみ隣接する嵌込み溝６２間に外歯歯車８の外歯８１を通過させ得る逃し溝６３を凹設したため、外歯歯車８を内歯歯車７内に装着するに際し、外歯８１にこの逃し溝６３を通過させるようにすることで外歯歯車８を内歯歯車７に容易に嵌め込むことが可能になる。そして、本発明においては、外歯歯車８の内周面の一部にしか逃し溝６３が設けられていないため、従来のように外歯歯車の内周縁部に全周に亘って逃し溝６３が設けられる場合に比較して外歯歯車８の加工処理が容易になり、その分加工コストの低減化に寄与することができる。
【００４３】また、本実施形態においては、環状挟持部６のローラピン７２ａを支持する部分を半円状の嵌込み溝６２にしているため、従来のように支持孔によってピンを支持するものに比較して加工が容易であり、この点でも加工コストの低減化に貢献することができる。
【００４４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、外歯歯車を挟持する環状挟持部は、その内周縁部の一部に外歯歯車の隣接した所定数の外歯が軸心方向に通過し得る径方向外方に向かった所定数の切込み凹部を有しているため、これらの切込み凹部に外歯を通すことにより、切込み凹部以外の外歯は環状挟持部と干渉しないように位置設定されることとも相俟って、外歯歯車を環状挟持部間の内歯車内に嵌め込むことができる。従って、内縁部全周に亘って外歯に対応した凹部が設けられた従来の環状挟持部に比較し、凹部を設ける個所が少なくなった分、加工コストの低減化に寄与することができる。
【００４５】請求項２記載の発明によれば、所定数の切込み凹部を環状挟持部の内周縁部の点対称位置に互いに対向して設けたため、切込み凹部の形成された位置が２個所になっていることにより、嵌め込み位置の選択性が向上して外歯歯車をより容易に内歯歯車内に嵌め込むことができる。特に、一対の外歯歯車を軸心に対して１８０°位相ずれさせた状態で内歯歯車内に装着する場合には、両外歯歯車を位相変化させることなく同時に内歯歯車内に嵌め込むことが可能になり、組み付け作業の作業性を向上させることができる。
【００４６】請求項３記載の発明によれば、一対の外歯歯車が内歯歯車に噛合されているため、これらの外歯歯車を１８０°の位相ずれで内歯歯車に噛合させることにより、内外の歯車間の回転をバランスよく効率的に一方から他方に伝達することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０７１４７
【氏名又は名称】日本電産シンポ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月５日（１９９９．１１．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７８２８
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８０３（Ｐ２００１−１３２８０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１５２４２ |
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