JP2006077833A - Rolling ball type differential reduction gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相互にオフセットした軸線を中心とするエピサイクロイド曲線およびハイポサイクロイド曲線に沿う環状歯部が相互の対向面にそれぞれ形成される一対のプレートと、前記環状歯部に噛合するようにして前記両プレート間に挟まれる複数の転動ボールとを少なくとも備える転動ボール式差動減速機に関する。 According to the present invention, a pair of plates each having an annular tooth portion along an epicycloid curve and a hypocycloid curve centered on axes offset from each other are respectively formed on opposing surfaces, and meshed with the annular tooth portion. The present invention relates to a rolling ball type differential speed reducer comprising at least a plurality of rolling balls sandwiched between the two plates.
このような転動ボール式差動減速機は、たとえば特許文献1および特許文献2等で既に知られている。
上記特許文献1および2で開示された転動ボール式減速機では、内外周をエピサイクロイド曲線およびハイポサイクロイド曲線に沿わせた横断面半円状の環状溝として環状歯部が形成されており、一対のプレート間での転動ボールの位置が厳密に定められてしまい、各部品の単体寸法精度および取付け位置精度を高くせざるをえず、必然的にコストの増大を招くことになる。また上記従来のものでは相互に対応する環状歯部の歯数差は「2」に限定されてしまい、減速比の設定の自由度に制限がある。
In the rolling ball type speed reducer disclosed in
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、一対のプレート間での転動ボールの位置にある程度の自由を持たせ得るようにしてコストの低減を図るとともに、減速比の設定の自由度を増大させた転動ボール式減速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. The present invention has been made to reduce the cost by allowing a certain degree of freedom to the position of the rolling ball between the pair of plates and to freely set the reduction ratio. An object of the present invention is to provide a rolling ball type speed reducer having an increased degree.
上記目的を達成するために、本発明は、相互にオフセットした軸線を中心とするエピサイクロイド曲線およびハイポサイクロイド曲線に沿う環状歯部が相互の対向面にそれぞれ形成される一対のプレートと、前記環状歯部に噛合するようにして前記両プレート間に挟まれる複数の転動ボールとを少なくとも備える転動ボール式差動減速機において、前記両プレートには、相互にオフセットした位置にある軸線を中心とする円形の凹部がそれぞれ設けられ、一方の凹部の内周側に横断面形状を四半円形状として前記エピサイクロイド曲線に沿う環状歯部が形成され、他方の凹部の外周側に前記ハイポサイクロイド曲線に沿う環状歯部が形成され、前記転動ボールの中心と、それらの転動ボールの前記環状歯部への接触点とを結ぶ直線が、前記軸線に対して斜めに交差するように設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of plates each having an annular tooth portion along an epicycloid curve and a hypocycloid curve centering on mutually offset axes, respectively, and the annular A rolling ball type differential reduction gear comprising at least a plurality of rolling balls sandwiched between the plates so as to mesh with a tooth portion, wherein the plates are centered on axes that are offset from each other. Circular recesses are provided, and an annular tooth portion along the epicycloid curve is formed on the inner peripheral side of one concave portion with a quadrangular cross-sectional shape, and the hypocycloid curve is formed on the outer peripheral side of the other concave portion. And a straight line connecting the center of the rolling balls and the point of contact of the rolling balls with the annular tooth portion is the axis. Characterized in that it is set so as to intersect obliquely to.
本発明の上記構成によれば、一方のプレート側の円形の凹部の内周側、ならびに他方のプレート側の円形の凹部の外周側に、四半円形状の横断面を有する環状歯部がそれぞれ形成され、転動ボールは、その中心を通るとともに両プレートの軸線に対して斜めに交差する直線上で環状歯部に接触するので、転動ボールは、円形の前記凹部内で外周側もしくは内周側に制限された範囲ではあるものの或る程度自由に存在することが可能であり、バックラッシュが多少増大するものの各部品の単体寸法精度および取付け位置精度を比較的低く設定することを可能としてコストの低減を図ることが可能であり、また転動ボールおよび環状歯部の噛み合い率の低下を許容すれば両環状歯部の歯数差を「2」以上に設定することも可能であり、減速比の設定の自由度を増大することができる。 According to the above configuration of the present invention, the annular tooth portion having the quadrangular cross section is formed on the inner peripheral side of the circular concave portion on one plate side and on the outer peripheral side of the circular concave portion on the other plate side, respectively. Since the rolling ball passes through the center thereof and contacts the annular tooth portion on a straight line that obliquely intersects with the axis of both plates, the rolling ball has an outer circumferential side or inner circumferential surface within the circular recess. Although it is limited to the side, it can exist freely to some extent, and although the backlash slightly increases, it is possible to set the single unit dimensional accuracy and mounting position accuracy of each part relatively low, and the cost The difference in the number of teeth between the two annular teeth can be set to “2” or more by allowing a decrease in the meshing rate between the rolling balls and the annular teeth. Ratio setting It is possible to increase the degree of freedom of.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on one embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明の一実施例を示すものであり、図1は転動ボール式減速機の縦断面図、図2は第1リテーナを省略した状態での図1の2−2線に沿う断面図、図3は第2リテーナを省略した状態での図1の3−3線に沿う断面図である。 1 to 3 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rolling ball type speed reducer, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 2-2 with the first retainer omitted. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1 with the second retainer omitted.
先ず図1において、この転動ボール式減速機は、軸線まわりに回転するようにして同軸に配置される入力軸5および出力軸6間に設けられ、相互に対向する少なくとも一対のプレート7,8:7,9と、対をなすプレート7,8:7,9間に挟まれる複数の転動ボール10…,11…とを備えるものであり、この実施例では、入、出力軸5,6の軸線である第1軸線C1から偏心量eだけ偏心して設定される第2の軸線C2を有して入力軸5に連設される円板状の入力プレート7と、入力プレート7の一面に対向して固定配置される固定プレート8と、前記出力軸6に相対回転不能に連結されて前記入力プレート7の他面に対向する円板状の出力プレート9と、リング板状の第1リテーナ12で保持されて前記入力プレート7および固定プレート8の対向面間に挟まれる複数の第1転動ボール10…と、リング板状の第2リテーナ13で保持されて入力プレート7および出力プレート9の対向面間に挟まれる複数の第2転動ボール11…とを備える。
First, in FIG. 1, this rolling ball type speed reducer is provided between an
固定プレート8は、有底円筒状であるケーシング14の端壁を構成するものであり、この固定プレート8の中央部には、前記入力軸5の端部を同軸に挿入させる円形の開口部15が設けられる。また入力軸5の端部には、入力軸5を同軸に囲繞する同心円筒部16aと、入力軸5の軸線から偏心量eだけ偏心した第2の軸線C2を中心とした円形の外周を有する偏心円筒部16bとを一体に有する筒部材16が溶接等によって結合されており、前記開口部15の内周および前記筒部材16の同心円筒部16a間にボールベアリング17が介装される。
The
入力プレート7は、第2の軸線C2を中心とするリング板状に形成されており、この入力プレート7の内周および前記偏心円筒部16bの外周間にボールベアリング18が介装される。すなわち入力プレート7は、第2の軸線C2のまわりに回転することを可能として偏心円筒部16bに支承される。
The
出力軸6には、入力軸5に近接対向させるようにして前記偏心円筒部16b内に一端部が挿入される連結軸19の他端部が同軸に嵌合、固定される。また出力プレート9は、前記連結軸19を同軸に囲繞する円筒部9aを内周に一体に有するものであり、該円筒部9aが連結軸19に固定されることにより、出力プレート9は出力軸6に相対回転不能に連結されることになる。しかも前記筒部材16における偏心円筒部16bの内周は、出力軸6の軸線を中心として円形に形成されるものであり、前記円筒部9aの外周および偏心円筒部16bの内周間にボールベアリング20が介装される。
The
図2を併せて参照して、第2の軸線C2まわりの回転を可能とした入力プレート7の一面には固定プレート8が対向配置されており、入力プレート7の固定プレート8への対向面にはエピサイクロイド曲線に沿う第1環状歯部21が第2の軸線C2を中心として形成され、固定プレート8の入力プレート7への対向面には、ハイポサイクロイド曲線に沿う第2環状歯部22が第1の軸線C1を中心として形成される。
Referring also to FIG. 2, a
入力プレート7の固定プレート8への対向面の外周部には、第2の軸線C2を中心とする円形の第1凹部23が外側方に開放するようにして設けられ、この第1凹部23の内周側に、前記エピサイクロイド曲線に沿う第1環状歯部21がその横断面形状を四半円形状として形成される。また固定プレート8の入力プレート7への対向面には、第1の軸線C1を中心とする円形の第2凹部24が設けられており、この第2凹部24の外周側に前記ハイポサイクロイド曲線に沿う第2環状歯部22がその横断面形状を四半円形として形成される。
A circular first
ところで入力プレート7側の第1環状歯部21の歯数n1は、この実施例ではたとえば20個であり、固定プレート8側の第2環状歯部22の歯数n2は、入力プレート7側の第1環状歯部21の歯数n1よりも多く、たとえば22個である。
Incidentally, the number of teeth n1 of the first
第1転動ボール10…は、前記第1および第2環状歯部21,22に噛合するようにして入力プレート7および固定プレート8間に挟まれるものであり、前記固定プレート8側の第2環状歯部22の歯数n2よりも少なく、かつ入力プレート7側の第1環状歯部21の歯数n1よりも多い個数、たとえば21個の第1転動ボール10…が入力プレート7および固定プレート8間に挟まれる。
The first
これらの第1転動ボール10…は、入力プレート7および固定プレート8間に介在する第1リテーナ12に保持されるものであり、第1リテーナ12は、第1および第2の軸線C1,C2間に配置される第3の軸線C3を中心とするリング板状に形成され、この第1リテーナ12に周方向等間隔をあけて設けられる複数の第1保持孔25…に第1転動ボール10…がそれぞれ挿入保持される。
These first
しかも第1転動ボール10…の中心と、それらの第1転動ボール10…の前記第1および第2環状歯部21,22への接触点とを結ぶ直線L1,L2が、入力プレート7および固定プレート8の軸線すなわち第2の軸線C2ならびに入、出力軸5,6の軸線である第1の軸線C1に対して斜めに交差するように設定されている。
Moreover, the straight lines L1 and L2 connecting the centers of the first
図3を併せて参照して、第2の軸線C2まわりの回転を可能とした入力プレート7と、出力軸6とともに回転する出力プレート9とは、相互にオフセットした軸線C2,C1まわりの相対回転を可能として対向するものであり、入力プレート7の出力プレート9への対向面にはエピサイクロイド曲線に沿う第3環状歯部26が第2の軸線C2を中心として形成され、出力プレート9の入力プレート7への対向面には、ハイポサイクロイド曲線に沿う第4環状歯部27が第1の軸線C1を中心として形成される。
Referring also to FIG. 3, the
入力プレート7の出力プレート9への対向面の外周部には、第2の軸線C2を中心とする円形の第3凹部28が外側方に開放するようにして設けられ、この第3凹部28の内周側に、前記エピサイクロイド曲線に沿う第3環状歯部26がその横断面形状を四半円形状として形成される。また出力プレート9の入力プレート7への対向面には、第1の軸線C1を中心とする円形の第4凹部29が設けられており、この第4凹部29の外周側に前記ハイポサイクロイド曲線に沿う第4環状歯部27がその横断面形状を四半円形として形成される。
A circular third recess 28 centered on the second axis C2 is provided on the outer peripheral portion of the surface of the
ところで入力プレート7側の第3環状歯部26の歯数n3は、この実施例ではたとえば18個であり、出力プレート9側の第4環状歯部27の歯数n4は、入力プレート7側の第3環状歯部26の歯数n3よりも多く、たとえば20個である。
By the way, the number of teeth n3 of the third
第2転動ボール11…は、前記第3および第4環状歯部26,27に噛合するようにして入力プレート7および出力プレート9間に挟まれるものであり、前記出力プレート9側の第4環状歯部27の歯数n4よりも少なく、かつ入力プレート7側の第3環状歯部26の歯数n3よりも多い個数、たとえば19個の第2転動ボール11…が入力プレート7および出力プレート9間に挟まれる。
The second
これらの第2転動ボール11…は、入力プレート7および出力プレート9間に介在する第2リテーナ13に保持されるものであり、第2リテーナ13は、前記第3の軸線C3を中心とするリング板状に形成され、この第2リテーナ13に周方向等間隔をあけて設けられる複数の第2保持孔30…に第2転動ボール11…がそれぞれ挿入保持される。
These second
しかも第2転動ボール11…の中心と、それらの第2転動ボール11…の前記第3および第4環状歯部26,27への接触点とを結ぶ直線L3,L4が、入力プレート7および出力プレート9の軸線すなわち第2の軸線C2ならびに入、出力軸5,6の軸線すなわち第1の軸線C1に対して斜めに交差するように設定されている。
Moreover, the straight lines L3 and L4 connecting the centers of the second
このような転動ボール式差動減速機において、入力軸5が第1の軸線C1まわりに回転して入力プレート7が第1の軸線C1まわりに公転すると、第1および第2環状歯部21,22に噛合している第1転動ボール10…の転動によって入力プレート7が第2の軸線C2まわりに自転することになる。この入力プレート7の自転により、第3および第4環状歯部26,27に噛合している第2転動ボール11…が転動し、それにより出力プレート9が第1の軸線C1まわりに回転駆動されることになる。
In such a rolling ball type differential speed reducer, when the
而して入力軸5および出力軸6間の減速比εは、 ε=1−{(n2×n3)/(n1×n4)} であり、この実施例では、n1=20、n2=22、n3=18、n4=20であるので、減速比εは0.01である。
Thus, the reduction ratio ε between the
次にこの実施例の作用について説明すると、入力プレート7の固定プレート8および出力プレート9への対向面には、第2の軸線C2を中心とする円形の第1および第3凹部23,28が外周側を外側方に開放するようにして設けられ、第1および第3凹部23,28の内周側に、エピサイクロイド曲線に沿う第1および第3環状歯部21,26が四半円形状の横断面を有するようにして形成され、固定プレート8および出力プレート9の入力プレート7への対向面には、第2の軸線C2とはオフセットした位置にある第1の軸線C1を中心とする円形の第2および第4凹部24,29が設けられ、第2および第4凹部24,29の外周側に、ハイポサイクロイド曲線に沿う第2および第4環状歯部22,27が四半円形状の横断面を有するようにして形成されている。また第1および第2環状歯部23,24に噛合するようにして入力プレート7および固定プレート8間に挟まれる第1転動ボール10…の中心と、それらの第1転動ボール10…の第1および第2環状歯部21,22への接触点とを結ぶ直線L1,L2が、第2および第1の軸線C2,C1に対して斜めに交差するように設定され、第3および第4環状歯部26,27に噛合するようにして入力プレート7および出力プレート9間に挟まれる第2転動ボール11…の中心と、それらの第2転動ボール11…の第1および第2環状歯部21,22への接触点とを結ぶ直線L3,L4が、第2および第1の軸線C2,C1に対して斜めに交差するように設定されている。
Next, the operation of this embodiment will be described. On the surface of the
したがって第1および第2転動ボール10…,11…は、第1および第2凹部23,24内ならびに第3および第4凹部28,29内で外周側もしくは内周側に制限された範囲ではあるものの或る程度自由に存在することが可能である。このためバックラッシュが多少増大するものの、各部品の単体寸法精度および取付け位置精度を比較的低く設定することを可能としてコストの低減を図ることが可能である。また第1および第2転動ボール10…,11…と、第1〜第4環状歯部21,22;26,27との噛み合い率の低下を許容すれば、相互に対応する一対の環状歯部21,22;26,27の歯数差を「2」以上に設定することも可能であり、減速比の設定の自由度を増大することができる。
Therefore, the first and second rolling
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
7,8,9・・・プレート
10,11・・・転動ボール
21,22,26,27・・・環状歯部
23,24,28,29・・・凹部
C1,C2・・・軸線
L1〜L4・・・直線
7, 8, 9 ...
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JP2004260598A JP2006077833A (en) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | Rolling ball type differential reduction gear |
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2004
- 2004-09-08 JP JP2004260598A patent/JP2006077833A/en active Pending
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