JP2009191946A - Eccentric oscillation type gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。 The present invention relates to an eccentric oscillating gear device.
従来、クランク軸の偏心部によって外歯歯車を外筒の内歯に噛み合わせながら揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るようにした偏心揺動型歯車装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an eccentric oscillating gear device is known in which an output rotation decelerated from an input rotation is obtained by oscillating and rotating an external gear while meshing with an internal tooth of an outer cylinder by an eccentric portion of a crankshaft. (For example, refer to Patent Document 1).
図7には、上記特許文献1に開示された従来の一例による偏心揺動型歯車装置の構造が示されている。この従来の偏心揺動型歯車装置では、外筒102内に軸方向に並ぶ2つの偏心部104a,104bを有するクランク軸104が軸回りに回転可能に設けられており、このクランク軸104の各偏心部104a,104bにはニードル軸受106a,106bを介して外歯歯車108a,108bがそれぞれ取り付けられている。外筒102の内面には、軸方向に延びる多数の内歯ピン102aが全周に亘って所定間隔で設けられており、前記外歯歯車108a,108bはその内歯ピン102aと噛み合っている。また、外筒102内には、外筒102に対して一対の軸受110a,110bにより相対回転可能に取り付けられたキャリア112が収容されている。
FIG. 7 shows a structure of an eccentric oscillating gear device according to a conventional example disclosed in Patent Document 1. In this conventional eccentric oscillating gear device, a
そして、入力回転がクランク軸104に伝達されることによって前記各外歯歯車108a,108bが各偏心部104a,104bに連動して外筒102内面の内歯ピン102aと噛み合いながら揺動回転するとともに、この各外歯歯車108a,108bの揺動回転が伝達されることによりキャリア112が外筒102に対して相対回転し、このキャリア112から出力回転を得るようになっている。また、外筒102内の径方向中央部に設けられた円筒状歯車116と噛み合う伝達歯車118(中間歯車)が前記外歯歯車108a,108b間に挟まれるようにクランク軸104の偏心部104a,104b間の部分に設けられており、クランク軸104の回転はこの伝達歯車118を介して円筒状歯車116にも伝達されるようになっている。円筒状歯車116はその周囲に配設された図示しない別のクランク軸へ入力回転を伝達している。その別のクランク軸は、クランク軸104と同じように、各外歯歯車108a,108bを揺動回転させるための2つの偏心部と、それら各偏心部の間で円筒状歯車116と噛み合う伝達歯車を有する。つまり、クランク軸104に設けた伝達歯車118は、円筒状歯車116を介して入力回転を別のクランク軸の伝達歯車へ伝達している。
しかしながら、上記従来の偏心揺動型歯車装置では、内歯ピン102aとの接触を避けるために伝達歯車118及び図略の別の伝達歯車を大径化することが困難であり、それら伝達歯車を介した回転の伝達において大きな減速比を得にくいという問題点がある。
However, in the conventional eccentric oscillating gear device, it is difficult to increase the diameter of the
すなわち、上記従来の偏心揺動型歯車装置では、伝達歯車118及び図略の別の伝達歯車が外歯歯車108a,108b間に挟まれており、それら各伝達歯車の周囲には外歯歯車108a,108bと噛み合う内歯ピン102aが設けられている。したがって、各伝達歯車は、大きな減速比を得るためにその径を大きくしようとした場合、その周囲の内歯ピン102aとの接触を避けるために径の大きさが制限される。
That is, in the above-described conventional eccentric oscillating gear device, the
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外筒内に伝達歯車と外筒内面の内歯ピンに噛み合いながら揺動回転する外歯歯車とが軸方向に隣接して設けられている場合でも、伝達歯車を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることが可能な偏心揺動型歯車装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an external gear that oscillates and rotates while meshing with a transmission gear and an internal pin on the inner surface of the outer cylinder. An eccentric oscillating gear device capable of obtaining a large reduction ratio in transmission of rotation via a transmission gear even when provided adjacent to each other in the axial direction.
上記目的を達成するために、本発明による偏心揺動型歯車装置は、内面に軸方向に延びる内歯ピンが設けられた外筒と、前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられ、偏心部を有するクランク軸と、前記クランク軸の偏心部と軸方向に隣接して設けられ、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車と、前記クランク軸の偏心部に取り付けられ、前記内歯ピンに噛み合いながら、前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する外歯歯車と、前記外筒と同軸上に設けられ、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアとを備え、前記内歯ピンは、前記外歯歯車と噛み合う噛合部と、この噛合部と軸方向に隣接して設けられ、前記伝達歯車の外周端を受け入れるようにこの伝達歯車の回転軸から離れる方向に凹む受入部とを有している。 In order to achieve the above object, an eccentric oscillating gear device according to the present invention is provided with an outer cylinder provided with an internal tooth pin extending in the axial direction on the inner surface, and rotatable around the axis in the outer cylinder, A crankshaft having an eccentric portion, a transmission gear provided axially adjacent to the eccentric portion of the crankshaft and rotating integrally with the crankshaft about the same axis as the rotation shaft of the crankshaft, and the crank An external gear that is attached to an eccentric portion of the shaft and meshes with the internal tooth pin and swings and rotates in conjunction with the eccentric rotation of the eccentric portion, and is provided coaxially with the outer cylinder, A carrier that rotates relative to the outer cylinder by transmitting a swinging rotation, and the inner pin is provided with a meshing portion that meshes with the external gear, and adjacent to the meshing portion in the axial direction. Receiving the outer peripheral end of the transmission gear And a receiving portion which is recessed in a direction away from the axis of rotation of the transmission gear to so that.
この偏心揺動型歯車装置では、内歯ピンに伝達歯車の外周端を受け入れるようにこの伝達歯車の回転軸から離れる方向に凹む受入部が設けられている。このため、伝達歯車は、外周端がその内歯ピンの受入部によって形成される凹んだ空間に入り込むように設けることができる。したがって、外筒内に伝達歯車と外筒内面の内歯ピンに噛み合いながら揺動回転する外歯歯車とが軸方向に隣接して設けられていても、伝達歯車は、前記受入部によって形成される凹んだ空間において内歯ピンとの接触を避けながらその径を大きくするとともにその歯数を増やすことができる。その結果、この伝達歯車を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることができる。 In this eccentric oscillating gear device, a receiving portion that is recessed in a direction away from the rotation shaft of the transmission gear is provided so that the outer peripheral end of the transmission gear is received by the internal tooth pin. For this reason, the transmission gear can be provided so that the outer peripheral end enters a recessed space formed by the receiving portion of the internal tooth pin. Therefore, even if the transmission gear and the external gear that oscillates and rotates while meshing with the internal pin on the inner surface of the outer cylinder are provided adjacent to each other in the axial direction, the transmission gear is formed by the receiving portion. It is possible to increase the diameter and increase the number of teeth while avoiding contact with the internal tooth pin in the concave space. As a result, a large reduction ratio can be obtained in the transmission of rotation via this transmission gear.
上記偏心揺動型歯車装置において、前記内歯ピンは、前記外筒の内面に軸回りに回転可能に取り付けられており、この内歯ピンの前記噛合部は、所定の径を有する円柱状に形成されている一方、この内歯ピンの前記受入部は、前記噛合部と同軸上に配置され、前記噛合部よりも小径の円柱状に形成されているのが好ましい。 In the eccentric oscillating gear device, the inner tooth pin is attached to the inner surface of the outer cylinder so as to be rotatable about an axis, and the meshing portion of the inner tooth pin is formed in a cylindrical shape having a predetermined diameter. On the other hand, it is preferable that the receiving portion of the internal tooth pin is disposed coaxially with the meshing portion and is formed in a columnar shape having a smaller diameter than the meshing portion.
この構成では、内歯ピンの受入部が噛合部と同軸で噛合部よりも小径の円柱状に形成されているため、内歯ピンが外筒の内面で軸回りに回転したとしても、その内歯ピンの受入部の伝達歯車側における凹み量を一定に保つことができる。すなわち、この構成では、内歯ピンが外筒の内面で軸回りに回転する場合でも、内歯ピンの受入部において伝達歯車との接触を安定して回避することができる。 In this configuration, since the receiving portion of the inner tooth pin is formed in a columnar shape that is coaxial with the meshing portion and smaller in diameter than the meshing portion, even if the inner tooth pin rotates around the axis on the inner surface of the outer cylinder, The amount of dent on the transmission gear side of the receiving portion of the tooth pin can be kept constant. That is, with this configuration, even when the internal tooth pin rotates about the axis on the inner surface of the outer cylinder, contact with the transmission gear can be stably avoided at the receiving portion of the internal tooth pin.
上記偏心揺動型歯車装置において、前記クランク軸の前記偏心部は、前記クランク軸の軸方向に並んで複数設けられており、前記外歯歯車は、これら複数の偏心部のそれぞれに取り付けられ、前記伝達歯車は、それら外歯歯車の間のうち一ヶ所に配設され、前記内歯ピンの前記噛合部は、前記各外歯歯車とそれぞれ噛み合うように軸方向に並んで複数設けられているとともに、この内歯ピンの前記受入部は、それら噛合部の間で前記伝達歯車に対応する位置に設けられていてもよい。 In the eccentric oscillating gear device, a plurality of the eccentric portions of the crankshaft are provided side by side in the axial direction of the crankshaft, and the external gear is attached to each of the plurality of eccentric portions, The transmission gear is disposed at one position between the external gears, and a plurality of the meshing portions of the internal gear pins are provided side by side in the axial direction so as to mesh with the external gears. And the said receiving part of this internal tooth pin may be provided in the position corresponding to the said transmission gear between these meshing parts.
また、上記偏心揺動型歯車装置において、前記伝達歯車は、前記クランク軸に軸方向に移動可能に外嵌しており、前記伝達歯車及び前記外歯歯車を軸方向両側から挟んで、それら歯車の軸方向移動を規制する一対の規制部材を備えるのが好ましい。 In the eccentric oscillating gear device, the transmission gear is externally fitted to the crankshaft so as to be movable in the axial direction, and the transmission gear and the external gear are sandwiched from both sides in the axial direction. It is preferable to provide a pair of regulating members that regulate the axial movement of the two.
この構成によれば、クランク軸に軸方向への位置ずれが生じたとしても、一対の規制部材間で伝達歯車及び外歯歯車の軸方向移動が規制されるので、伝達歯車及び外歯歯車は一対の規制部材の間で所定位置に維持される。このため、内歯ピンの受入部の軸方向長さを、伝達歯車の軸方向移動の分を見積もって大きくする必要がなく、伝達歯車の軸方向の厚みに略等しい最低限の長さに設定することができる。内歯ピンに受入部を設けると、その分、噛合部の軸方向長さが小さくなり、外歯歯車と噛合部との接触面積が減少するが、この構成では、上記のように受入部の軸方向長さを最低限の長さに設定することができるので、外歯歯車と噛合部との接触面積の減少を最小限に抑制することができ、外歯歯車と噛合部の間に働く面圧の増大を抑制することができる。このため、前記面圧の増大に起因する外歯歯車及び噛合部の磨耗等の進行を抑制することができ、外歯歯車及び内歯ピンの寿命の低減を抑制することができる。 According to this configuration, even if the axial displacement of the crankshaft occurs, the axial movement of the transmission gear and the external gear is restricted between the pair of restricting members. A predetermined position is maintained between the pair of regulating members. For this reason, the axial length of the receiving portion of the internal tooth pin does not need to be increased by estimating the axial movement of the transmission gear, and is set to a minimum length substantially equal to the axial thickness of the transmission gear. can do. When the receiving portion is provided in the internal tooth pin, the axial length of the meshing portion is reduced accordingly, and the contact area between the external gear and the meshing portion is reduced. Since the axial length can be set to the minimum length, it is possible to minimize the reduction in the contact area between the external gear and the meshing portion, and work between the external gear and the meshing portion. An increase in surface pressure can be suppressed. For this reason, it is possible to suppress the progress of wear and the like of the external gear and the meshing portion due to the increase in the surface pressure, and it is possible to suppress the reduction of the life of the external gear and the internal pin.
以上説明したように、本発明の偏心揺動型歯車装置によれば、外筒内に伝達歯車と外筒内面の内歯ピンに噛み合いながら揺動回転する外歯歯車とが軸方向に隣接して設けられている場合でも、伝達歯車を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることができる。 As described above, according to the eccentric oscillating gear device of the present invention, the transmission gear and the external gear that oscillates and rotates while meshing with the internal tooth pin on the inner surface of the outer cylinder are adjacent to each other in the axial direction. Even in the case of being provided, a large reduction ratio can be obtained in the transmission of rotation through the transmission gear.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図であり、図2は、図1に示した偏心揺動型歯車装置のII−II線に沿った断面図であり、図3は、この偏心揺動型歯車装置に用いる内歯ピン3の斜視図である。まず、図1〜図3を参照して、本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の構成について説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of an eccentric oscillating gear device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is taken along the line II-II of the eccentric oscillating gear device shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the
本実施形態による偏心揺動型歯車装置(以下、単に歯車装置という)は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部または各種工作機械の旋回部に減速機として適用されるものであり、クランク軸10の第1偏心部10aに連動して第1外歯歯車14を揺動回転させるとともにクランク軸10の第2偏心部10bに連動して第2外歯歯車16を揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るように構成されている。以下の本実施形態の説明では、ロボットの腕関節に歯車装置を適用した例について説明する。
The eccentric oscillating gear device according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a gear device) is applied as a speed reducer to a turning portion of a turning barrel or arm joint of a robot or a turning portion of various machine tools, for example. The first
具体的には、本実施形態の歯車装置は、図1に示すように、外筒2と、内歯ピン3と、キャリア4と、キャリア軸受6と、入力軸8と、クランク軸10と、第1クランク軸受12aと、第2クランク軸受12bと、第1外歯歯車14と、第2外歯歯車16と、第1ころ軸受18aと、第2ころ軸受18bと、伝達歯車20とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the gear device of the present embodiment includes an
前記外筒2は、歯車装置の外面を構成するケースとして機能するものであり、略円筒状に形成されている。この外筒2の外面には、鍔部2aが設けられており、この鍔部2aがロボットの腕関節において一方のアーム部(図示せず)に締結されている。外筒2の内面には、図2に示すように、前記内歯ピン3を取り付けるための多数のピン溝2bが形成されている。各ピン溝2bは、外筒2の軸方向に延びているとともに、軸方向に直交する断面において半円形の断面形状を有している。これらピン溝2bは、外筒2の内面全体に周方向に等間隔で設けられている。
The
前記内歯ピン3は、前記第1外歯歯車14及び前記第2外歯歯車16が噛み合うものであり、外筒2内面の各ピン溝2bにそれぞれ取り付けられている。これにより、外筒2の内面に多数の内歯ピン3が周方向に等間隔で配設されている。そして、各内歯ピン3は、各ピン溝2bにそれぞれ嵌め込まれることによって軸方向に延びる姿勢で配置されているとともに軸回りに回転可能に設けられている。
The
各内歯ピン3は、図1及び図3に示すように第1噛合部3aと、第2噛合部3bと、受入部3cとを有する。本実施形態では、棒状の金属材を用いて切削加工等により前記両噛合部3a,3b及び前記受入部3cを一体形成することによって内歯ピン3が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, each
前記第1噛合部3aは、前記第1外歯歯車14が噛み合う部分である。この第1噛合部3aは、内歯ピン3の一端部から所定長さで設けられているとともに、所定の径を有する円柱状に形成されている。
The
前記第2噛合部3bは、前記第2外歯歯車16が噛み合う部分である。この第2噛合部3bは、内歯ピン3に前記第1噛合部3aと軸方向に並んで設けられている。具体的には、第2噛合部3bは、内歯ピン3の他端部から前記第1噛合部3aと等しい長さで設けられている。また、この第2噛合部3bは、前記第1噛合部3aと同軸で、かつ、同径の円柱状に形成されている。
The
前記受入部3cは、前記伝達歯車20との接触を回避するための部分である。この受入部3cは、内歯ピン3において前記両噛合部3a,3b間でそれら各噛合部3a,3bと軸方向に隣接して設けられているとともに、前記伝達歯車20に対応する位置に配設されている。そして、この受入部3cは、伝達歯車20の外周端を受け入れるように伝達歯車20の回転軸から離れる方向に凹んでいる。
The receiving
具体的には、この受入部3cは、前記両噛合部3a,3b間の前記伝達歯車20に対応する位置で両噛合部3a,3bと同軸上に配置されているとともに、それら噛合部3a,3bよりも小径の円柱状に形成されている。受入部3cの軸方向長さは、前記伝達歯車20の軸方向の厚みに略等しい長さに設定されている。このような構成により、受入部3cの外面は両噛合部3a,3bの外面に対して一段凹んでおり、この受入部3cの周りに凹んだ空間が形成される。そして、この受入部3cの周りの凹んだ空間のうち伝達歯車20側の部分にその伝達歯車20の外周端が受け入れられる。なお、受入部3cの周りに形成される凹んだ空間によって、受入部3cの外面と前記ピン溝2bの内面との間に隙間が形成され、この隙間が潤滑剤溜めとして利用される。これにより、内歯ピン3とピン溝2bの内面との間の潤滑を良好に行えるようになっている。
Specifically, the receiving
また、内歯ピン3の挿入の際には、後述するように前記キャリア4が外筒2に対して軸回りに相対回転可能であることにより、受入部3cにおける前記凹んだ空間から伝達歯車20の外歯20aが外れるまでキャリア4とともに前記クランク軸10及び前記伝達歯車20を外筒2に対して相対回転させた後、内歯ピン3を外筒2のピン溝2bに対して軸方向に挿入するようになっている。
Further, when the
前記キャリア4は、図1に示すように前記外筒2と同軸上に配置された状態でその外筒2内に収容されており、外筒2に対して同じ軸回りに相対回転するものである。このキャリア4は、ロボットの腕関節において他方のアーム部(図示せず)に固定されており、このキャリア4と前記外筒2とが相対回転することによってロボットの腕関節を構成する前記一方のアーム部と他方のアーム部とが同軸上で相互に旋回するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、キャリア4は、前記キャリア軸受6によって前記外筒2に対して相対回転可能に支持されている。キャリア軸受6は、軸方向に離間して一対設けられている。各キャリア軸受6は、外筒2の内面に固定された外輪部材6aと、キャリア4の外周部に一体的に設けられた内輪部材6bをそれぞれ有している。
Specifically, the
そして、キャリア4は、基部4aと、端板部4bと、3つのシャフト部4cとを備えている。
The
前記基部4aは、外筒2内において軸方向の一端部近傍に配置されている。この基部4aの径方向中央部には円形の貫通孔4dが設けられているとともに、その基部4aの貫通孔4dの周囲に3つのクランク軸取付孔4e(以下、単に取付孔4eという)が周方向に等間隔で設けられている。この基部4aの外周部に前記一方のキャリア軸受6の内輪部材6bが一体的に設けられている。
The
前記端板部4bは、前記基部4aに対して軸方向に離間して設けられており、外筒2内において軸方向の他端部近傍に配置されている。外筒2内には、この端板部4bと前記基部4aの互いに対向する双方の端面と外筒2の内面とで囲まれた閉空間が形成されている。また、端板部4bの径方向中央部には前記基部4aの貫通孔4dと同径の貫通孔4fが設けられているとともに、その端板部4bの貫通孔4fの周囲に3つのクランク軸取付孔4g(以下、単に取付孔4gという)が前記基部4aの3つの取付孔4eと対応する位置に設けられている。そして、この端板部4bの外周部に前記他方のキャリア軸受6の内輪部材6bが一体的に設けられている。
The
前記3つのシャフト部4cは、前記基部4aに一体的に設けられており、その基部4aから前記端板部4b側へ直線的に延びる円柱状に形成されている。この3つのシャフト部4cは、図2に示すように、周方向に等間隔で配設されており、各シャフト部4cが端板部4bにボルト4hでそれぞれ締結されている。これにより、基部4a、シャフト部4c及び端板部4bが一体化されている。
The three
前記入力軸8は、前記図略の一方のアーム部に設けられた図略の駆動モータによって回転が入力される入力部として機能するものであり、前記端板部4bの貫通孔4fを通じてその端部が外筒2内の前記閉空間に挿入されている。この入力軸8は、その軸心が外筒2及びキャリア4の軸心と一致するように配置されており、その軸回りに回転するようになっている。そして、前記外筒2内の閉空間に挿入された入力軸8の端部の外周面には入力ギア8aが設けられている。
The
前記クランク軸10は、3つ設けられており、各クランク軸10は、対応する前記基部4aの取付孔4eと前記端板部4bの取付孔4gにそれぞれ取り付けられることによって外筒2内で前記入力軸8の周囲に等間隔で配置されている。
Three
具体的には、各クランク軸10の軸方向の一端部は、基部4aの対応する取付孔4e内に前記第1クランク軸受12aを介して取り付けられている一方、他端部は、端板部4bの対応する取付孔4g内に前記第2クランク軸受12bを介して取り付けられている。すなわち、各クランク軸10は、両クランク軸受12a,12bによりキャリア4に対して軸回りに回転可能に支持されている。
Specifically, one end of each
前記第1クランク軸受12aは、外輪部材12cの内面と内輪部材12dの外面との間に円錐台形状のころ12eを保持した円錐ころ軸受である。この第1クランク軸受12aにおいて、外輪部材12cの外面は、基部4aの取付孔4eの内面に当接している。一方、内輪部材12dの内面は、前記クランク軸10の一端部の外面に当接している。また、外輪部材12cのうちクランク軸10の軸方向外側に位置する端面が基部4aの取付孔4eの内面の溝部4kに嵌め込まれた止め輪13aと当接している。この止め輪13aによって第1クランク軸受12aが抜け止めされている。また、内輪部材12dのうちクランク軸10の軸方向内側に位置する端面と、第1偏心部10aの端面との間にワッシャ13bが介在している。
The first crank bearing 12a is a tapered roller bearing in which a
前記第2クランク軸受12bは、前記第1クランク軸受12aと同様の円錐ころ軸受である。この第2クランク軸受12bにおいて、外輪部材12fの外面は、端板部4bの取付孔4gの内面に当接している。一方、内輪部材12gの内面は、前記クランク軸10の他端部の外面に当接している。外輪部材12fのうちクランク軸10の軸方向外側に位置する端面が端板部4bの取付孔4gの内面の溝部4mに嵌め込まれた止め輪13cと当接している。この止め輪13cによって第2クランク軸受12bが抜け止めされている。また、内輪部材12gのうちクランク軸10の軸方向内側に位置する端面と、第2偏心部10bの端面との間にワッシャ13dが介在している。
The second crank bearing 12b is a tapered roller bearing similar to the first crank bearing 12a. In the second crank bearing 12b, the outer surface of the
そして、クランク軸10には、前記両クランク軸受12a,12bによって支持された両端部間において軸方向に所定間隔で並ぶように第1偏心部10aと第2偏心部10bが設けられている。この第1偏心部10aと第2偏心部10bは、それぞれクランク軸10の軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されているとともに、相互間に所定角度の位相差を有するように配置されている。
The
また、クランク軸10のうち第1偏心部10aと第2偏心部10bとの間に位置する部分には、前記伝達歯車20が外嵌される被嵌合部10cが設けられている。この被嵌合部10cの外面には、軸方向に延びるスプライン溝が形成されている。
Further, a fitted
前記第1外歯歯車14は、外筒2内の前記閉空間に配設されているとともにクランク軸10の第1偏心部10aに前記第1ころ軸受18aを介して取り付けられており、クランク軸10が回転するときに第1偏心部10aの偏心回転に連動して外筒2内面の内歯ピン3の第1噛合部3aに噛み合いながら揺動回転するようになっている。
The first
具体的には、この第1外歯歯車14は、外筒2の内径よりも少し小さく形成されており、外歯14aと、中央部貫通孔14bと、3つの第1偏心部挿通孔14cと、3つのシャフト部挿通孔14dとが設けられている。
Specifically, the first
前記外歯14aは、前記内歯ピン3の第1噛合部3aに噛み合っており、その内歯ピン3の数よりも若干少ない数で設けられている。
The
前記中央部貫通孔14bは、第1外歯歯車14の径方向中央部に設けられている。
The central through
前記3つの第1偏心部挿通孔14cは、第1外歯歯車14において前記中央部貫通孔14bの周囲に周方向に等間隔で設けられている。この各第1偏心部挿通孔14cに各クランク軸10の第1偏心部10aが第1ころ軸受18aが介装された状態でそれぞれ挿通されている。なお、第1外歯歯車14は、クランク軸10の第1偏心部10aに対して軸方向に相対移動可能となっている。
The three first eccentric
前記3つのシャフト部挿通孔14dは、第1外歯歯車14において前記中央部貫通孔14bの周囲に周方向に等間隔で設けられており、各シャフト部挿通孔14dは、前記3つの第1偏心部挿通孔14c間の位置にそれぞれ配設されている。各シャフト部挿通孔14dは、円形に形成されており、この各シャフト部挿通孔14d内にキャリア4の各シャフト部4cが遊びを持った状態で挿通されている。
The three shaft
前記第2外歯歯車16は、外筒2内の前記閉空間に配設されているとともにクランク軸10の第2偏心部10bに前記第2ころ軸受18bを介して取り付けられている。すなわち、前記第1外歯歯車14とこの第2外歯歯車16は、クランク軸10の第1偏心部10aと第2偏心部10bとに対応して軸方向に並んで設けられている。そして、この第2外歯歯車16は、クランク軸10が回転するときに第2偏心部10bの偏心回転に連動して外筒2内面の内歯ピン3の第2噛合部3bに噛み合いながら揺動回転するようになっている。この第2外歯歯車16は、前記第1外歯歯車14と同様の構造を有している。
The second
具体的には、第2外歯歯車16には、前記第1外歯歯車14の外歯14a、中央部貫通孔14b、3つの第1偏心部挿通孔14c及び3つのシャフト部挿通孔14dと同様の外歯16a、中央部貫通孔16b、3つの第2偏心部挿通孔16c及び3つのシャフト部挿通孔16dが設けられている。ただし、外歯16aは、内歯ピン3の第2噛合部3bに噛み合っており、中央部貫通孔16bには、前記入力軸8が遊びを持って挿通されている。また、各第2偏心部挿通孔16cには、クランク軸10の第2偏心部10bが第2ころ軸受18bが介装された状態で挿通されており、第2外歯歯車16は、第2偏心部10bに対して軸方向に相対移動可能となっている。
Specifically, the second
前記伝達歯車20は、前記入力ギア8aの回転を前記各クランク軸10に伝達するものであり、各クランク軸10に対応して3つ設けられている。そして、これら3つの伝達歯車20は、外筒2内の前記閉空間において前記第1外歯歯車14と前記第2外歯歯車16との間に配設されている。すなわち、前記閉空間に第1外歯歯車14、伝達歯車20及び第2外歯歯車16がこの順番で軸方向に並んで配設されている。各伝達歯車20は、その軸方向の各端面がそれぞれ対応する第1外歯歯車14の軸方向の端面又は第2外歯歯車16の軸方向の端面と摺接しながら回転するようになっている。
The
そして、各伝達歯車20は、前記入力ギア8aと噛み合う外歯20aと、前記クランク軸10の被嵌合部10cに対して嵌合する嵌合部20bとをそれぞれ有している。
Each
各伝達歯車20は、その外周端、すなわち外歯20aが外筒2の内面に近接する位置において内歯ピン3の受入部3cによって形成された前記凹んだ空間に入り込むように設けられている。つまり、各伝達歯車20は、その外歯20aが前記受入部3cによって形成された凹んだ空間を通過しながら回転するようになっている。この構成によって、各伝達歯車20は、その隣り合うもの同士の外歯20aが接触せず、かつ、前記受入部3cの凹んだ空間内で外歯20aが受入部3cに接触しない最大の径となるように形成されている。
Each
そして、本実施形態では、各伝達歯車20が前記嵌合部20bにおいて対応するクランク軸10の被嵌合部10cに軸方向に移動可能に外嵌しており、クランク軸10の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸10と一体的に回転するようになっている。
In the present embodiment, each
具体的には、前記嵌合部20bは、伝達歯車20の径方向中央部に設けられた円形の貫通孔の内面に軸方向に延びるスプライン溝が形成されたものである。この嵌合部20bは、前記クランク軸10の被嵌合部10cにスプライン結合している。これにより、伝達歯車20がクランク軸10の被嵌合部10cに軸方向に移動可能に外嵌している。
Specifically, the
また、本実施形態では、前記第1外歯歯車14、前記伝達歯車20及び前記第2外歯歯車16が前記一対のキャリア軸受6,6の外輪部材6a,6aによって軸方向両側から挟まれてそれら歯車14,20,16の軸方向移動が規制されている。すなわち、本実施形態では、キャリア軸受6の外輪部材6aが規制部材として機能している。
In the present embodiment, the first
また、前記一対のキャリア軸受6,6の外輪部材6a,6aは、内歯ピン3の軸方向移動も規制している。すなわち、前記一方のキャリア軸受6の外輪部材6aのうちクランク軸10の軸方向内側に位置する端面が各内歯ピン3の第1噛合部3aの対応する軸方向端面に当接するとともに、前記他方のキャリア軸受6の外輪部材6aのうちクランク軸10の軸方向内側に位置する端面が各内歯ピン3の第2噛合部3bの対応する軸方向端面に当接し、各内歯ピン3の軸方向移動が規制されている。
Further, the
次に、本実施形態による歯車装置の動作について説明する。 Next, the operation of the gear device according to the present embodiment will be described.
まず、図略の駆動モータの駆動によって歯車装置の入力軸8に回転が入力される。これにより、入力軸8とともに入力ギア8aが回転し、この入力ギア8aの回転は各伝達歯車20を介して各クランク軸10に伝達される。この際、各伝達歯車20は、その外歯20aが内歯ピン3の受入部3cによって形成された前記凹んだ空間を通過しながら回転し、当該外歯20aと内歯ピン3との接触が回避される。
First, rotation is input to the
そして、各クランク軸10が回転するとともに、そのクランク軸10の第1偏心部10a及び第2偏心部10bが偏心回転し、それによって第1偏心部10aの偏心回転に連動して第1外歯歯車14が外筒2の内面の内歯ピン3に噛み合いながら揺動回転するとともに、第2偏心部10bの偏心回転に連動して第2外歯歯車16が外筒2の内面の内歯ピン3に噛み合いながら揺動回転する。これら第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16の揺動回転は、シャフト部4cを通じてキャリア4に伝達され、キャリア4全体が前記入力回転から減速された回転数で外筒2に対して相対回転する。
Each
以上説明したように、本実施形態では、内歯ピン3に伝達歯車20の外周端を受け入れるようにこの伝達歯車20の回転軸から離れる方向に凹む受入部3cが設けられている。このため、伝達歯車20は、外周端が内歯ピン3の受入部3cによって形成される凹んだ空間に入り込むように設けることができる。したがって、外筒2内に伝達歯車20と第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16とが軸方向に隣接して設けられていても、伝達歯車20は、前記受入部3cによって形成される凹んだ空間において内歯ピン3との接触を避けながらその径を大きくするとともにその歯数を増やすことができる。その結果、この伝達歯車20を介した回転の伝達において大きな減速比を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the receiving
また、本実施形態では、内歯ピン3の受入部3cが第1噛合部3a及び第2噛合部3bと同軸でそれら両噛合部3a,3bよりも小径の円柱状に形成されているため、内歯ピン3が外筒2の内面のピン溝2bで軸回りに回転したとしても、その内歯ピン3の受入部3cの伝達歯車20側における凹み量を一定に保つことができる。すなわち、内歯ピン3が軸回りに回転する場合でも、その内歯ピン3の受入部3cにおいて伝達歯車20との接触を安定して回避することができる。
In the present embodiment, the receiving
また、本実施形態では、伝達歯車20がクランク軸10に対して軸方向に移動可能に外嵌しているとともに、伝達歯車20、第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16が一対のキャリア軸受6,6の外輪部材6a,6a間で軸方向移動が規制されているので、クランク軸10に軸方向への位置ずれが生じたとしても、伝達歯車20は両外歯歯車14,16間で所定位置に維持される。このため、内歯ピン3の受入部3cの軸方向長さを、伝達歯車20の軸方向移動の分を見積もって大きくする必要がなく、伝達歯車20の軸方向の厚みに略等しい最低限の長さに設定することができる。なお、クランク軸10の軸方向への位置ずれは、クランク軸10の設置位置の誤差、クランク軸10をキャリア4に対して保持するためのワッシャ13b,13d、第1クランク軸受12a、第2クランク軸受12b及び止め輪13a,13bのそれぞれの寸法誤差、止め輪13a,13cを嵌め込む溝部4k,4mの加工誤差等に起因して生じるものである。
In the present embodiment, the
内歯ピン3に受入部3cを設けると、その分、第1噛合部3a及び第2噛合部3bの軸方向長さが小さくなり、両外歯歯車14,16と両噛合部3a,3bとの接触面積が減少するが、本実施形態では、上記のように受入部3cの軸方向長さを最低限の長さに設定することができるので、両外歯歯車14,16と両噛合部3a,3bとの接触面積の減少を最小限に抑制することができ、両外歯歯車14,16と両噛合部3a,3bの間に働く面圧の増大を抑制することができる。このため、前記面圧の増大に起因する両外歯歯車14,16及び両噛合部3a,3bの磨耗等の進行を抑制することができ、両外歯歯車14,16及び内歯ピン3の寿命の低減を抑制することができる。
If the receiving
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
例えば、図4に示す上記実施形態の第1変形例のように、内歯ピン3がそれぞれ別体に形成された直管状の2つの管部材23a,23bと円柱状の連結部材23cとからなり、その連結部材23cが管部材23a,23bに圧入されてそれら各部材23a,23b,23cが一体化されることにより内歯ピン3が形成されていてもよい。
For example, as in the first modification of the above-described embodiment shown in FIG. 4, the
また、図5に示す上記実施形態の第2変形例のように、内歯ピン3がそれぞれ別体に形成された直管状の2つの管部材33a,33bと段付きピン33cとからなり、各管部材33a,33bが段付きピン33cの各端部にそれぞれ外嵌されることによって内歯ピン3が形成されていてもよい。
Further, as in the second modification of the above-described embodiment shown in FIG. 5, the
また、図6に示す上記実施形態の第3変形例のように、伝達歯車20は、軸方向に並ぶ第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16よりもクランク軸10の軸方向の一端部寄りに配置されていてもよい。また、内歯ピン43において受入部43cが軸方向に並ぶ第1噛合部43a及び第2噛合部43bよりも軸方向の一端部寄りで伝達歯車20に対応する位置に設けられていてもよい。
Further, as in the third modification of the embodiment shown in FIG. 6, the
具体的には、この第3変形例では、外筒2内の閉空間に伝達歯車20、第1外歯歯車14、第2外歯歯車16がこの順番で軸方向に並んで配設されている。クランク軸10には、第1偏心部10aと第2偏心部10bが軸方向に隣接して設けられているとともに、これら両偏心部10a,10bよりも軸方向の一端部寄りに位置するように被嵌合部10cが設けられている。そして、その被嵌合部10cに伝達歯車20の嵌合部20bがスプライン結合により外嵌しているとともに、第1偏心部10aに第1ころ軸受18aを介して第1外歯歯車14が取り付けられており、第2偏心部10bに第2ころ軸受18bを介して第2外歯歯車16が取り付けられている。
Specifically, in the third modification, the
また、内歯ピン43には、第1噛合部43aと第2噛合部43bとが軸方向に連続して設けられているとともに、第1噛合部43aのうち第2噛合部43bと反対側の端面から軸方向に延びるように受入部43cが突設されている。受入部43cは、上記実施形態と同様、両噛合部43a,43bと同軸で、かつ、それら両噛合部43a,43bよりも小径の円柱状に形成されている。そして、この受入部43cによって形成される凹んだ空間に伝達歯車20の外周端が入り込んでいる。
Further, the
また、被嵌合部10cがクランク軸10において第2外歯歯車16に対して第1外歯歯車14と反対側に隣接して設けられるとともに、その被嵌合部10cに伝達歯車20が外嵌し、クランク軸10の軸方向の一端部側から第1外歯歯車14、第2外歯歯車16、伝達歯車20の順番で並んで配設されていてもよい。この場合、それら歯車14,16,20の配置順番に対応して、内歯ピン43において第1噛合部43a、第2噛合部43b、受入部43cが軸方向の一端部側からこの順番で設けられていてもよい。
A fitted
また、クランク軸10に対する伝達歯車20の外嵌は、スプライン結合に限らず、伝達歯車20がクランク軸10に対して軸方向に移動可能な他の形態の外嵌の仕方であってもよい。例えば、クランク軸10の被嵌合部と伝達歯車20の嵌合部のいずれか一方に軸方向に延びるキー溝が形成されているとともに、他方に軸方向に延びるキーが形成されており、それらキー溝とキーが嵌り合うように伝達歯車20の嵌合部がクランク軸10の被嵌合部に外嵌していてもよい。また、伝達歯車20はクランク軸10に対して軸方向に移動せず、固定されていてもよい。
Further, the external fitting of the
また、外歯歯車の数は2つに限定されるものではなく、1つもしくは3つ以上の外歯歯車が設けられていてもよい。この場合、外歯歯車と噛み合う内歯ピンの噛合部は、その外歯歯車に対応する数及び配置で設けられていてもよい。 The number of external gears is not limited to two, and one or three or more external gears may be provided. In this case, the meshing portion of the internal pin that meshes with the external gear may be provided in the number and arrangement corresponding to the external gear.
また、図7に示した上記従来の歯車装置のように、クランク軸104に設けた伝達歯車118から円筒状歯車116を介して図示しない別のクランク軸へ入力回転を伝達する構成のものにも、本発明を適用することが可能である。
Further, as in the conventional gear device shown in FIG. 7, the configuration is such that the input rotation is transmitted from the
2 外筒
3、43 内歯ピン
3a、43a 第1噛合部
3b、43b 第2噛合部
3c、43c 受入部
4 キャリア
4a 基部(規制部材)
4b 端板部(規制部材)
6 キャリア軸受
6a 外輪部材(規制部材)
6b 内輪部材(規制部材)
8a 入力ギア
10 クランク軸
10a 第1偏心部
10b 第2偏心部
14 第1外歯歯車
16 第2外歯歯車
20 伝達歯車
2
4b End plate (regulating member)
6 Carrier bearing 6a Outer ring member (regulating member)
6b Inner ring member (regulating member)
Claims (4)
前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられ、偏心部を有するクランク軸と、
前記クランク軸の偏心部と軸方向に隣接して設けられ、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車と、
前記クランク軸の偏心部に取り付けられ、前記内歯ピンに噛み合いながら、前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する外歯歯車と、
前記外筒と同軸上に設けられ、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアとを備え、
前記内歯ピンは、前記外歯歯車と噛み合う噛合部と、この噛合部と軸方向に隣接して設けられ、前記伝達歯車の外周端を受け入れるようにこの伝達歯車の回転軸から離れる方向に凹む受入部とを有している、偏心揺動型歯車装置。 An outer cylinder provided with an inner tooth pin extending in the axial direction on the inner surface;
A crankshaft rotatably provided around the axis in the outer cylinder and having an eccentric part;
A transmission gear that is provided adjacent to the eccentric portion of the crankshaft in the axial direction and rotates integrally with the crankshaft about the same axis as the rotation shaft of the crankshaft;
An external gear attached to the eccentric portion of the crankshaft and oscillating and rotating in conjunction with the eccentric rotation of the eccentric portion while meshing with the internal tooth pin;
A carrier that is provided coaxially with the outer cylinder, and that rotates relative to the outer cylinder by transmitting the swing rotation of the external gear,
The internal tooth pin is provided adjacent to the meshing portion that meshes with the external gear and the meshing portion in the axial direction, and is recessed in a direction away from the rotation shaft of the transmission gear so as to receive the outer peripheral end of the transmission gear. An eccentric oscillating gear device having a receiving portion.
この内歯ピンの前記噛合部は、所定の径を有する円柱状に形成されている一方、この内歯ピンの前記受入部は、前記噛合部と同軸上に配置され、前記噛合部よりも小径の円柱状に形成されている、請求項1に記載の偏心揺動型歯車装置。 The inner tooth pin is attached to the inner surface of the outer cylinder so as to be rotatable about an axis,
The meshing portion of the internal tooth pin is formed in a cylindrical shape having a predetermined diameter, while the receiving portion of the internal tooth pin is arranged coaxially with the meshing portion and has a smaller diameter than the meshing portion. The eccentric oscillating gear device according to claim 1, which is formed in a cylindrical shape.
前記外歯歯車は、これら複数の偏心部のそれぞれに取り付けられ、
前記伝達歯車は、それら外歯歯車の間のうち一ヶ所に配設され、
前記内歯ピンの前記噛合部は、前記各外歯歯車とそれぞれ噛み合うように軸方向に並んで複数設けられているとともに、この内歯ピンの前記受入部は、それら噛合部の間で前記伝達歯車に対応する位置に設けられている、請求項1または2に記載の偏心揺動型歯車装置。 A plurality of the eccentric portions of the crankshaft are provided side by side in the axial direction of the crankshaft,
The external gear is attached to each of these eccentric parts,
The transmission gear is arranged in one place between the external gears,
A plurality of the meshing portions of the internal tooth pin are provided in the axial direction so as to mesh with the external gears, respectively, and the receiving portion of the internal tooth pin transmits the transmission between the meshing portions. The eccentric oscillating gear device according to claim 1 or 2, which is provided at a position corresponding to the gear.
前記伝達歯車及び前記外歯歯車を軸方向両側から挟んで、それら歯車の軸方向移動を規制する一対の規制部材を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏心揺動型歯車装置。 The transmission gear is externally fitted to the crankshaft so as to be movable in the axial direction,
The eccentric rocking | fluctuation type gearwheel of any one of Claims 1-3 provided with a pair of control member which pinches | interposes the said transmission gear and the said external gear from both axial directions, and controls the axial movement of these gears. apparatus.
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