JP2002021947A - 偏心揺動型減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏心揺動型減速機24を安価とするととも
に、組立作業を簡単とする。 【解決手段】 クランク軸50を４本以上の偶数本とす
れば、貫通孔46、47とピニオン40、41の外歯40ａ、41ａ
との周方向相対位置関係が両ピニオン40、41において同
一となる。これにより、ピニオン40、41を共に、その種
類を気にすることなく製作および組立を行うことがで
き、この結果、製作費が安価となるとともに組立作業も
簡単となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ピニオンを偏心
回転させて減速を行う偏心揺動型減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のピニオンを用いた偏心揺動型減速
機としては、例えば、内周に内歯を有する円筒体と、円
筒体内に収納され、外周に前記内歯に噛み合い歯数が該
内歯より若干少ない外歯を有するとともに、軸方向に並
列配置された２個のピニオンと、これらピニオンを軸方
向に貫通するとともに、周方向に等角度離れた３本の柱
部を有するキャリアと、隣接する柱部間において周方向
に互いに等角度離れながらそれぞれ配置されるととも
に、両端部がキャリアに回転可能に支持される一方で、
中央部がピニオンに挿入され、回転することでピニオン
を偏心回転させる３本のクランク軸とを備え、前記ピニ
オンの偏心回転を外、内歯で減速することで円筒体また
はキャリアを低速回転させるようにしたものが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の偏心揺動型減速機にあっては、２個のピニオ
ンに周方向に等角度離れた奇数である３本のクランク軸
がそれぞれ貫通しているため、これらピニオンに形成さ
れたクランク軸用の貫通孔とピニオンの外歯との周方向
相対位置関係が両者で異なり、この結果、減速機の組み
立て時に一方のピニオンを他方のピニオンの装着位置に
代わりに装着しようとしても、これを行うことができな
い。

【０００４】このため、２個のピニオンはそれぞれ専用
の外歯車として製作しなければならず、この結果、減速
機全体が高価となり、また、装着位置に合致する種類の
ピニオンの選びながら組立作業を行わねばならず、組立
作業が面倒になってしまうという問題点があった。

【０００５】この発明は、安価で組立作業も簡単とする
ことができる偏心揺動型減速機を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、内周
に内歯を有する円筒体と、円筒体内に収納され、外周に
前記内歯に噛み合い歯数が該内歯より若干少ない外歯を
有するとともに、軸方向に並列配置された複数のピニオ
ンと、これらピニオンを軸方向に貫通するとともに、周
方向に離れた複数の柱部を有するキャリアと、隣接する
柱部間に周方向に互いに等角度離れながらそれぞれ配置
されるとともに、両端部がキャリアに回転可能に支持さ
れる一方で、中央部がピニオンに挿入され、回転するこ
とでピニオンを偏心回転させるクランク軸とを備え、前
記ピニオンの偏心回転を外、内歯で減速することで円筒
体またはキャリアを低速回転させるようにした偏心揺動
型減速機において、前記クランク軸を４本以上の偶数本
とすることにより達成することができる。

【０００７】前述のようにクランク軸を４本以上の偶数
本とすれば、クランク軸用の貫通孔とピニオンの外歯と
の周方向相対位置関係がいずれのピニオンにおいても同
一となり、この結果、ピニオンの種類を気にすることな
く製作および組立を行うことができ、製作費を安価と、
また、組立作業も簡単とすることができる。

【０００８】しかも、クランク軸、キャリアの柱部が共
に３本から４本以上の偶数本となると、ピニオンに設け
られた柱部用の遊嵌孔より半径方向外側に形成されてい
るピニオンのブリッジ長さが短くなって、ピニオンの強
度が向上するとともに、減速機の駆動部、支持部の強度
が向上し、これにより、出力トルクを向上させることも
できる。

【０００９】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、ピニオンにおける対称性が高くなってクランク軸に
作用する荷重分担がほぼ均等となり、減速機の強度が向
上する。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、
駆動外歯車に噛み合っている従動外歯車の数が多くな
り、大きな回転トルクを伝達することができる。また、
請求項４に記載のように構成すれば、駆動外歯車を小径
と、従動外歯車を大径とすることができるため、回転駆
動力をより大幅に減速することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態を
図面に基づいて説明する。図１、２、３において、11
は、図示していない土木建設機械の走行フレームに固定
された固定ケーシングであり、この固定ケーシング11内
には収納室12が形成され、この収納室12には前記固定ケ
ーシング11に回転可能に支持された回転軸13を有する斜
板式油圧モータ14が収納されている。15は円筒状のシリ
ンダブロックであり、このシリンダブロック15には前記
回転軸13が挿入されてスプライン結合されている。前記
シリンダブロック15に形成された複数のシリンダ穴16に
はプランジャ17がそれぞれ摺動可能に挿入され、これら
プランジャ17の先端にはシュー18が連結されている。

【００１１】19はシリンダブロック15と固定ケーシング
11との間に介装されたタイミングプレートであり、この
タイミングプレート19に形成された一対の給排孔19ａは
固定ケーシング11に形成された図示していない一対の給
排通路と前記シリンダ穴16とを連結する。また、これら
給排通路は図示していない切換弁を介してポンプおよび
タンクに接続され、前記切換弁が切り換えられることに
より、いずれか一方が供給側、残り他方が排出側とな
る。

【００１２】20はシリンダブロック15の他側に配置され
た略リング状の斜板であり、この斜板20の一端面には傾
斜面20ａが形成され、この傾斜面20ａには前記シュー18
が摺接している。また、斜板20の他端面には２個の平坦
面が形成されるとともに、これらの境界上には支点部材
21が配置されており、これにより、前記斜板20は支点部
材21を中心として２つの傾転位置の間を傾転することが
できる。

【００１３】ここで、この斜板20の傾転は、固定ケーシ
ング11のシリンダ室22に圧油を給排し、このシリンダ室
22に収納されているピストン23を軸方向に移動させるこ
とで行う。そして、このような斜板20の傾転によりシリ
ンダブロック15内のプランジャ17のストロークが二段階
に変更され、これにより、回転軸13の回転数が二段に変
化して幅広い回転数制御が行われる。

【００１４】24はキャリア25を有する偏心揺動型減速機
であり、このキャリア25の一側端に設けられた端板部は
前記固定ケーシング11の他端部と一体である。前記キャ
リア25は一側の端板部（固定ケーシング11）から他側に
向かって軸方向に延びる複数の柱部26を有し、これらの
柱部26は４本以上の偶数本、ここでは４本だけ設けられ
るとともに、周方向に等角度離れて配置されている。ま
た、前記キャリア25は端板部27を有し、この端板部27は
前記柱部26の他端にボルト28によって取付けられてい
る。

【００１５】31は固定ケーシング11およびキャリア25の
端板部27に軸受30を介して回転可能に支持された略円筒
状の円筒体であり、この円筒体31には前記土木建設機械
の駆動輪が連結されている。32は前記円筒体31の他端に
固定された円盤状のカバーであり、このカバー32は円筒
体31の他端開口を閉止する。また、前記円筒体31の内周
には内歯としての内歯ピン33が偶数個設けられ、これら
の内歯ピン33は軸方向に延びるとともに、周方向に等角
度離れて配置されている

【００１６】前記キャリア25の中心部には前記回転軸13
と同軸の入力軸36が配置され、この入力軸36の一端部が
挿入された円筒状の継手部材37には回転軸13の他端部が
挿入されている。そして、これら継手部材37と回転軸1
3、入力軸36とは互いにスプライン結合により連結され
ており、この結果、入力軸36は継手部材37を介して伝達
された回転軸13の回転駆動力を受けて回転する。

【００１７】38は前記入力軸36の他端に一体的に設けら
れた駆動外歯車であり、この駆動外歯車38の外歯38ａに
は４個の従動外歯車39の外歯39ａと噛み合っている。こ
こで、前記従動外歯車39は駆動外歯車38より大径であ
り、この結果、これら駆動、従動外歯車38、39により入
力軸36の回転が減速される。また、これら４個の従動外
歯車39は前記駆動外歯車38を半径方向外側から囲むとと
もに、周方向に等角度離れて配置されている。

【００１８】前記円筒体31内には複数、ここでは２個の
ピニオン40、41が収納され、これらピニオン40、41は軸
方向に並列配置されている。これらピニオン40、41は外
周に内歯ピン33の歯数より若干、ここでは１枚だけ歯数
の少ない外歯40ａ、41ａをそれぞれ有し、これら外歯40
ａ、41ａの数はいずれも奇数である。

【００１９】そして、これら隣接するピニオン40、41は
相互に 180度だけ位相がずれた状態で円筒体31の内歯ピ
ン33に噛み合っている。例えば、ピニオン40の上端の外
歯40ａが上端の内歯ピン33に最も深く噛み合っていると
きには、ピニオン41の下端の外歯41ａが下端の内歯ピン
33に最も深く噛み合っているのである。この結果、ピニ
オン40、41における対称性が高くなり、しかも、これら
ピニオン40、41の最深噛み合い部に 180度離れて生じた
力は、後述のようにクランク軸が偶数本であるため、こ
れらクランク軸に対称に作用し、これにより、減速機24
の強度が向上する。

【００２０】これらピニオン40、41には前記柱部26と同
数（４個）の周方向に等角度離れた遊嵌孔44、45がそれ
ぞれ形成され、これらのピニオン40、41の遊嵌孔44、45
には前記キャリア25の柱部26がそれぞれ遊嵌状態で軸方
向に貫通している。ここで、前述のような遊嵌孔は従来
においては３個形成されていたため、該遊嵌孔より半径
方向外側に形成されているピニオンのブリッジの長さが
長くなり、これにより、変形が容易となってピニオンの
強度が低かったが、この実施形態のように遊嵌孔44、45
を４個形成すると、前述のブリッジ42の長さＬが短くな
り、ピニオン40、41の強度が向上する。

【００２１】また、前記ピニオン40、41には周方向に等
角度離れた貫通孔46、47がそれぞれ形成され、これらの
貫通孔46、47は４個以上の偶数個、ここでは４個だけ形
成されている。そして、これら貫通孔46、47は隣接する
２つの遊嵌孔44、45の周方向中間点上に配置されてい
る。

【００２２】50は４本以上の偶数本、ここでは前記貫通
孔46、46と同数である４本のクランク軸であり、これら
クランク軸50の一端部は端板部（固定ケーシング11）
に、また、その他端部は端板部27に軸受49を介してそれ
ぞれ回転可能に支持されている。各クランク軸50はその
軸方向中央部にクランク軸50の中心軸から等角度だけ偏
心した２個の偏心部51、52を有し、これら偏心部51、52
は周方向に 180度だけ位相がずれている。また、これら
偏心部51、52はピニオン40、41の貫通孔46、47内にころ
軸受53をそれぞれ介装した状態で挿入されている。

【００２３】また、前記クランク軸50の他端にはそれぞ
れ前記従動外歯車39がスプライン結合されているが、こ
のようにクランク軸50の全てに従動外歯車39を取付ける
とともに、これら従動外歯車39に１個の駆動外歯車38を
噛み合わせるようにすれば、駆動外歯車38に噛み合って
いる従動外歯車39の数が多くなり、これにより、大きな
回転トルクを伝達することができる。

【００２４】そして、前述の入力軸36に付与された駆動
回転が駆動、従動外歯車38、39により減速されてクラン
ク軸50に伝達され、これらクランク軸50が中心軸回りに
回転すると、偏心部51、52は貫通孔46、47内において偏
心回転し、ピニオン40、41を180度だけ位相をずらした
状態で偏心回転（公転）させる。このとき、内歯ピン33
の数と外歯40ａ、41ａの数とが若干異なっている（ここ
では外歯40ａ、41ａの数が内歯ピン33の数より１枚だけ
少ない）ので、円筒体31はピニオン40、41の偏心回転に
より低速で回転する。

【００２５】ここで、柱部26、クランク軸50を従来の３
本から、この実施形態のように４本とすると、減速機24
の駆動部、支持部の強度が向上し、これにより、同一容
積の設計で出力トルクを25％程度向上させることができ
る。また、前述のようにピニオン40、41が 180度の位相
差で噛み合い、しかも、クランク軸50が偶数の４本であ
ると、ピニオン40、41における対称性が高くなってクラ
ンク軸50に作用する荷重分担がほぼ均等となり、これに
より、減速機24の強度が向上する。

【００２６】次に、この発明の第１実施形態の作用につ
いて説明する。タイミングプレート19の給排孔19ａを通
じてポンプからの圧油がいずれかのシリンダ穴16に供給
されると、該シリンダ穴16内のプランジャ17は斜板20に
向かって突出して傾斜面20ａを押圧するが、このときプ
ランジャ17の先端はシュー18を介して傾斜面20ａに係合
しているので、押圧力の周方向分力がプランジャ17に作
用し、これにより、シュー18は傾斜面20ａ上を摺動し、
回転軸13、入力軸36を駆動回転させる。

【００２７】この入力軸36の回転は駆動外歯車38、従動
外歯車39により減速された後、クランク軸50に伝達され
るが、これらのクランク軸50に伝達された回転駆動力は
前記のようにピニオン40、41を円筒体31内において偏心
公転運動させる。これにより、入力軸36の回転は大幅に
減速されて円筒体31に伝達される。

【００２８】ここで、前述のようにクランク軸50を４本
以上の偶数本とすれば、貫通孔46、47とピニオン40、41
の外歯40ａ、41ａとの周方向相対位置関係が両ピニオン
40、41において同一となる。この結果、両方のピニオン
40、41をひっくり返しながら交換しても、両ピニオン4
0、41は元の状態と同一となる。この結果、ピニオン4
0、41を共に、その種類を気にすることなく製作および
組立を行うことができ、製作費が安価となり、また、組
立作業も簡単とすることができる。

【００２９】次に、この発明の第２実施形態を説明す
る。この実施形態においては、図４に示すように、クラ
ンク軸50のうち、周方向に最も離れた２本のクランク
軸、ここではクランク軸50が４本であるため、対向する
一対のクランク軸50にのみ従動外歯車55を取付けるとと
もに、これら２個の従動外歯車55に駆動外歯車56を噛み
合わせるようにしている。このようにすれば、前記第１
実施形態のものより、周囲の空間が広くなり、この結
果、従動外歯車55同士の干渉を気にすることなく、駆動
外歯車56を小径と、一方、従動外歯車55を大径とするこ
とができる。これにより、回転駆動力をより大幅に減速
することができる。なお、他の構成、作用は前記第１実
施形態と同様である。

【００３０】なお、前述の実施形態においては、クラン
ク軸50を４本設けたが、この発明においては６本設ける
ようにしてもよい。また、前述の実施形態においては、
円筒体31を回転可能とするとともに、キャリア25を固定
し、クランク軸50に入力された回転をピニオン40、41に
より減速して円筒体31に出力するようにしたが、この発
明においては、円筒体を固定するとともにキャリアを回
転可能とし、クランク軸に入力された回転をピニオンに
より減速してキャリアに出力するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、偏心揺動型減速機を安価とするとともに、組立作業
を簡単とすることができ、さらに、出力トルクを向上さ
せることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す正面断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図４】この発明の第２実施形態を示す図３と同様の断
面図である。

【符号の説明】

24…偏心揺動型減速機 25…キャリア 26…柱部 31…円筒体 33…内歯 38…駆動外歯車 39…従動外歯車 40、41…ピニオン 40ａ、41ａ…外歯 50…クランク軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周に内歯を有する円筒体と、円筒体内に
   収納され、外周に前記内歯に噛み合い歯数が該内歯より
   若干少ない外歯を有するとともに、軸方向に並列配置さ
   れた複数のピニオンと、これらピニオンを軸方向に貫通
   するとともに、周方向に離れた複数の柱部を有するキャ
   リアと、隣接する柱部間に周方向に互いに等角度離れな
   がらそれぞれ配置されるとともに、両端部がキャリアに
   回転可能に支持される一方で、中央部がピニオンに挿入
   され、回転することでピニオンを偏心回転させるクラン
   ク軸とを備え、前記ピニオンの偏心回転を外、内歯で減
   速することで円筒体またはキャリアを低速回転させるよ
   うにした偏心揺動型減速機において、前記クランク軸を
   ４本以上の偶数本としたことを特徴とする偏心揺動型減
   速機。
2. 【請求項２】隣接するピニオンを 180度位相がずれた状
   態で円筒体に噛み合わせるようにした請求項１記載の減
   速機。
3. 【請求項３】前記クランク軸の全てに従動外歯車を取付
   けるとともに、これら従動外歯車に駆動外歯車を噛み合
   わせ、該駆動外歯車から従動外歯車を介してクランク軸
   に回転駆動力を伝達するようにした請求項１記載の減速
   機。
4. 【請求項４】前記クランク軸のうち、周方向に最も離れ
   た２本のクランク軸にのみ従動外歯車を取付けるととも
   に、これら従動外歯車に駆動外歯車を噛み合わせ、該駆
   動外歯車から従動外歯車を介してクランク軸に回転駆動
   力を伝達するようにした請求項１記載の減速機。