JP2006336702A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部材の耐久性を維持しつつ、偏心体軸受と偏心体との接触面の潤滑・冷却を効率良く行なうことが可能な、揺動内接噛合型の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】偏心体１３４Ａ、１３４Ｂと一体的に形成され、且つ、潤滑油が流入可能な中空部１７２を有する高速軸１３２の中空部１７２から、偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂとの接触面１７４Ａ、１７４Ｂに向かって油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを形成する。更にこの油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを偏心体１３４Ａ、１３４Ｂの反偏心方向（偏心体軸受からの負荷が相対的に少ない方向）に設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、揺動内接噛合型の動力伝達装置に関する。

特許文献１に記載されるように、従来、内歯歯車と外歯歯車とを用いた揺動内接噛合型の動力伝達装置が知られている。

図８は、特許文献１に記載される動力伝達装置１０の側断面図である。

図８に示されるように、高速軸３２には偏心体３４がキー３５により一体化されており、この偏心体３４の周りに偏心体軸受３６が配設されている。又、この偏心体軸受３６は、外歯歯車３８に嵌合し、外歯歯車３８を揺動可能としている。外歯歯車３８には複数の内ピン孔３９が設けられており、この内ピン孔３９に内ピン４２及び内ローラ４４が遊嵌している。内ピン４２の一端は出力フランジ５８と嵌合している。出力フランジ５８は低速軸２２と一体形成されている。

なお、外歯歯車３８は、外ピン４０と噛合している。

図９は図８の矢示IX−IX線に沿う偏心体軸受３６の断面図である。図９に示すように、偏心体軸受３６に備わるリテーナ（保持器）７６は各ころ（転動体）３７の間ではなく、偏心体３４の周りに円周状に配置されたころ３７の半径方向外側に配設されている。これに伴い、各ころ間の隙間ΔＬ２を小さくして軸受（偏心体軸受）を構成することが可能となっている。このように構成することで、ころの数を多くでき、偏心体軸受の負荷容量を大きくすることができる。

運転時においては、高速軸３２が高速回転するに伴って、偏心体３４が偏心回転し、偏心体軸受３６を介して外歯歯車３８を高速で揺動させる。このとき、偏心体軸受３６は、偏心体３４と、外歯歯車３８とに接触しながら転動や摺動を行なうため、各部材の耐久性等を確保すべく潤滑油（潤滑剤）による潤滑・冷却が必要となる。そのため、動力伝達装置の内部には用途に応じた潤滑油が封入されている。

特開２００４−８４９４８号公報

しかしながら、従来の動力伝達装置においては、偏心体軸受部分の潤滑・冷却が必ずしも十分に行なわれていない場合が存在していた。特に、偏心体軸受に備わるリテーナを、偏心体の周りに円周状に配置したころの半径方向外側に配設し、且つ（負荷容量を確保するために）各ころ間の隙間をできるだけ詰めて構成した場合には、偏心体軸受の半径方向外側（リテーナ側）に潤滑油が供給されても、ころの存在によって半径方向内側への潤滑油の到達を遮られ、偏心体軸受と偏心体との接触面（偏心体軸受における半径方向内側の接触面）の潤滑・冷却が不十分となることがあった。

又、偏心体軸受全体が高速で偏心回転していることから、偏心体軸受の半径方向外側に潤滑油が供給されても、その遠心力によって潤滑油が吹き飛ばされて、半径方向内側まで到達するのは難しい。

そこで本発明は、構成部材の耐久性を維持しつつ、偏心体軸受と偏心体との接触面の潤滑・冷却を効率良く行なうことが可能な、揺動内接噛合型の動力伝達装置を提供することをその課題としている。

本発明は、内歯歯車と、該内歯歯車と僅少の歯数差を有し、且つ、前記内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、軸受を介して前記外歯歯車を揺動可能な偏心体とを備え、該偏心体は、潤滑油の流入可能な中空部を有し、前記中空部から前記偏心体における前記軸受との接触面へと貫通する油吹出孔とを備えることよって、上記課題を解決するものである。

上記構成は、発明者が、偏心体に掛かる荷重は円周方向において一定ではなく、又、偏心方向との関係で常に特定の方向（範囲）に大きく、他はそれ程あるいは全く掛かっていないという点に着目した結果である。

即ち、半径方向内側から外側へと遠心力に従って潤滑油を供給可能な油吹出口を、軸受からの荷重が相対的に少ない方向に形成した。

これにより、油吹出口を形成した部位の耐久性が損なわれることはない。又、高速で偏心回転する偏心体の遠心力に従って潤滑油を供給することができるため、偏心体軸受と偏心体との接触面にも十分に潤滑油を供給することが可能となる。

なお、油吹出口が形成されることのない「軸受からの荷重が相対的に大きな部位」とは、一定条件での運転時において、偏心対軸受から偏心体へ与えられることのある最大荷重（最大負荷）を基準として、例えば５０％程度以上の荷重が掛かる接触面のことを意味している。なお、この「５０％程度」という数値は動力伝達装置の構造により変化し得るものである。

本発明を適用することにより、構成部材の耐久性を維持しつつ、揺動内接噛合型の動力伝達装置における偏心体軸受と偏心体との接触面を、効率的に潤滑・冷却することが可能となる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。

まず、図１乃至図５を用いて本発明の実施形態の一例である動力伝達装置１１２を用いたギヤドモータＧＭ１１０について説明する。

ギヤドモータＧＭ１１０は、動力伝達装置１１２に、動力源としてのモータ１１４が連結されて構成されている。なお、本実施形態に係る動力伝達装置１１２は、具体的には減速機として構成されている。

動力伝達装置１１２は、高速軸１３２と、変速機構Ｋ１と、低速軸１２２とを備えている。

この変速機構Ｋ１は、後述する偏心体１３４Ａ、１３４Ｂ、偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂ、外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂ、内ピン孔１３９Ａ、１３９Ｂ、外ピン１４０、内歯歯車１４１、内ピン１４２、内ローラ１４４から構成されている。なお、外ピン１４０は内歯歯車１４１の歯として機能する部材である。

又、動力伝達装置１１２は、内歯歯車１４１としても機能するケーシング本体１１６と、このケーシング本体１１６にボルト１２０で固定されるドーナツ形状のフロントカバー１１７と、ボルト１１９で固定されるエンドカバー１１８とを更に備えている。なお、本実施形態では、エンドカバー１１８とモータ１１４のケーシングとが一体的に形成されているが、これに限られるものではない。又、フロントカバー１１７の略中央部からは低速軸１２２が突出しており、軸心Ｏ１を中心に回転可能である。又、この回転を図示せぬ相手機械へと伝達可能とされている。

動力伝達装置１１２の内部には、モータ１１４のモータ軸１１５が臨んでいる。このモータ軸１１５は、高速軸１３２の中空部１７２に嵌入している。即ち、中空な高速軸１３２の一方を、モータ軸１１５が嵌入することによって蓋をしている。なお、モータ軸１１５と高速軸１３２とのこの嵌合部分には、符号は付していないが、それぞれスプラインが設けられて互いに噛合しており、モータ軸１１５の回転を高速軸１３２へと伝達可能な構成とされている。この高速軸１３２は軸受１２８、１３０に支持されており、軸心Ｏ１を中心に回転可能である。

高速軸１３２には、第１、第２偏心体１３４Ａ、１３４Ｂが一体的に形成されている。本実施形態では、高速軸１３２の軸方向の異なる位置に１８０°位相を異ならせて第１、第２偏心体１３４Ａ、１３４Ｂが、それぞれ軸心Ｏ１からΔε分だけ偏心して形成されている。勿論、外歯歯車の数に対応させて偏心体は１つでも、あるいは３つ以上で構成することも可能である。第１、第２偏心体１３４Ａ、１３４Ｂはそれぞれ第１、第２偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂを介して第１、第２外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂに嵌合している。

この偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂは、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂの周りに円周状に配置された複数の第１、第２ころ（転動体）１３７Ａ、１３７Ｂと、第１、第２リテーナ１７６Ａ、１７６Ｂとで構成されている。図４から明確なように、各リテーナ１７６Ａ、１７６Ｂは、円周状に配置される各ころ１３７Ａ、１３７Ｂの半径方向外側に位置するように配置構成されており、それに伴って、各ころ１３７Ａ、１３７Ｂ同士の隙間は（負荷容量を確保するために）詰めて配設されている。各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂは、内歯歯車１４１の歯に相当する外ピン１４０と噛合している。なお、外ピン１４０の数と、各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂの歯の数には僅少の差が存在している。

各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂにはそれぞれ複数の内ピン孔１３９Ａ、１３９Ｂが設けられ、これらの内ピン孔１３９Ａ、１３９Ｂを内ピン１４２及び内ローラ１４４が遊嵌している。内ピン１４２の両端は、第１、第２出力フランジ１５６、１５８に嵌合しており、各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂの自転成分、即ち、内歯歯車１４１と外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂとの噛合で発生する減速回転を出力フランジ１５６、１５８へと伝達可能とされている。なお、各出力フランジ１５６、１５８と高速軸１３２とは軸受１２８、１３０を介して接しているため、それぞれ独立して回転可能である。

第２出力フランジ１５８は、低速軸１２２と一体的に形成され、減速された回転（外歯歯車の自転）を図示せぬ相手機械へと伝達可能である。又、第２出力フランジ１５８には、ドーナツ形状の導油板１５２（図５参照）がボルト１５０で固定されている。又、導油板１５２には導油板上に略垂直方向に形成された複数のかき上げ部１５４が備わっており、第２出力フランジ１５８の回転に伴って動力伝達装置内に封入されている潤滑油をかき上げることが可能とされている。

又、第２出力フランジには、導油板１５２によりかき上げられた潤滑油を軸心方向へと運ぶことが可能な導油孔１６０が設けられている。更に、第２出力フランジ１５８には、高速軸１３２の中空部１７２（モータ軸１１５が嵌入している軸方向反対側）に嵌入している中空な円筒形状の戻り油ガイド１６２が設けられている。

又、偏心体１３４Ａ、１３４Ｂと一体形成された高速軸１３２の中空部１７２から、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂにおける偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂとの接触面１７４Ａ、１７４Ｂに向かって第１、第２油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂが形成されている。本実施形態では、図３、図４から明らかなように、この油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂは、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂの反偏心方向（偏心方向から１８０度の位置）に１ヶ所ずつ設けられている。しかし、これに限らず、反偏心方向を基準として±１５度の範囲内、又は、偏心方向を基準として±１５度の範囲に設けられていればよく、更にこれらの両方に１つずつ以上設けてもよい。動力伝達装置の容量や使用状況、使用する潤滑油等により適宜変更することが可能である。

なお、図１、図２において、符号１２１は潤滑油注入口の蓋であり、図５において導油板１５２に設けられている穴１５１は、ボルト１５０が貫通するための穴である。

なお、図４は、図１における矢示IV−IV線に沿う断面図であるが、図１と図４とでは偏心体１３４Ａの回転位置を若干異ならせて図示している。

次に、ギヤドモータＧＭ１１０の作用について説明する。

モータ１１４が通電されると、それに伴いモータ軸１１５が回転する。かかる回転は、高速軸１３２へと伝達され、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂを偏心回転させる。この回転は、各偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂを介して各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂを揺動回転させる。しかし、各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂは、外ピン１４０と内接噛合しているため、外ピン１４０の数と各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂの歯の数の差分のみ自転しながら、ほとんど揺動のみを行なうこととなる。

この外歯歯車の揺動成分は、各外歯歯車１３８Ａ、１３８Ｂの内ピン孔１３９Ａ、１３９Ｂに遊嵌する内ピン１４２及び内ローラ１４４によって吸収され、自転成分のみが内ピン１４２を介して第１、第２出力フランジ１５６、１５８へと伝達される。この時点で、高速軸１３２の回転速度は、（外ピンの数−外歯歯車の歯数）／（外歯歯車の歯数）に減速された回転速度となっている。この回転は、第２出力フランジ１５８から低速軸１２２へと伝達され、図示せぬ相手機械を駆動することが可能である。

又、第２出力フランジ１５８が回転するのに伴って、第２出力フランジに固定されている導油板１５２も回転する。そうすると、導油板１５２の各かき上げ部１５４が動力伝達装置１１２内に封入された潤滑油（図示しない）を順次かき上げることとなり、かき上げた潤滑油は、かき上げ部１５４付近から軸心Ｏ１方向へと形成される導油孔１６０を伝わって高速軸１３２の中空部１７２側へと流入する。ここで高速軸１３２は高速で回転していることから、この中空部１７２に流入した潤滑油には遠心力（軸心Ｏ１から半径方向外側に向かおうとする遠心力）が与えられる。即ち、高速軸１３２に形成されている油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを通って、潤滑油が各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂにおける偏心体軸受１３６Ａ、１３６Ｂとの接触面１７４Ａ、１７４Ｂへと供給される。このとき供給される潤滑油は、導油板１５２によって動力伝達装置１１２内の下側からかき上げられ、供給される潤滑油であり、装置内部に存在する潤滑油のうち相対的に温度の低い潤滑油であるため、高速で転動・摺動する接触面１７４Ａ、１７４Ｂを効果的に冷却することができる。

又、中空部１７２には、第２出力フランジ１５８に形成される戻り油ガイド１６２が嵌入しているため、中空部１７２へ流入した潤滑油が直ちに外部へと流出することを防止しており、各油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂへ供給可能な潤滑油を中空部内に十分に確保可能としている。

又、本実施形態においては、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂのそれぞれの反偏心方向に油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを形成しているため、油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂの穴開け長さも短くて済み、加工も容易である。又、長さが短い分、潤滑油の供給もより迅速に行なわれる。

更に、この実施形態の場合、偏心体軸受１３４Ａ、１３４Ｂには偏心方向を基準として４５度付近に最大荷重が掛かる。反偏心方向には、偏心体軸受１３４Ａ、１３４Ｂからの負荷が相対的に少ないため、油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを設けたとしても、部材の耐久性を犠牲にすることもない。なお、この効果は、反偏心方向を基準として±１５度の範囲内に油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを形成した場合にもほぼ同様に得ることができる。

一方、本実施形態では実施されていないものの、偏心方向に油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを形成してもよい。この場合は、各偏心体１３４Ａ、１３４Ｂの厚みが最大の部分に油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂが形成されていることによって、穴加工を行なったとしても部材の耐久性を落とさずに形成できる。又、偏心体軸受からの負荷も相対的に少ない。なお、この効果は、偏心方向を基準として±１５度の範囲内に油吹出口１７０Ａ、１７０Ｂを形成した場合にもほぼ同様に得ることができる。

更に、前述した反偏心方向から±１５度の範囲内及び偏心方向から±１５度の範囲内にそれぞれ１つずつ以上油吹出口を形成してもよい。こうすることで、前述した効果を得つつ、加えてより多くの潤滑油を接触面１７４Ａ、１７４Ｂへと供給することが可能となる。

又、本実施形態のように導油板１５２を利用して、動力伝達装置内下側の潤滑油を積極的にかき上げて利用することができるため、封入する潤滑油量を低減することが可能となり、潤滑油のコスト削減、装置全体の軽量化を図ることができる。又、運転時における撹拌損失を低減でき、運転効率を良くすることができる。更に、廃油も少なくて済むことから、環境に対する負荷も抑えることができる。

続いて、図６、図７を用いて本発明の実施形態の他の一例である動力伝達装置６１２を備えるギヤドモータＧＭ６１０について説明する。

このギヤドモータＧＭ６１０は、いわゆる振り分けタイプの揺動内接噛合型動力伝達装置６１２に駆動源となるモータ６１４が連結されて構成されている。

なお、ここでは前述したギヤドモータＧＭ１１０と同一又は類似する部材については、数字の下２桁が同一の符号を付すこととして、重複説明は省略する。

ギヤドモータＧＭ６１０では、動力伝達装置６１２の内部に臨むモータ軸６１５が直接高速軸６３２と嵌合（噛合）して動力を伝達する構成とはされていない。モータ軸６１５にはピニオン６１５Ａが直切り形成されており、振り分け軸６８４に備わる第１ギヤ６８２と噛合している。この振り分け軸６８４は、動力伝達装置６１２を貫通する中空の軸であり、軸心Ｏ７を中心に回転可能とされている。なお、この中空部分には、図示せぬケーブル等が通されて利用される。振り分け軸６８４には、第１ギヤ６８２の他に第２ギヤ６８８が形成されており、かかる第２ギヤ６８８がスパーギヤ６８６（図６ではスパーギヤ６８６は１つしか図示されていないが、軸心Ｏ７を中心に１２０度位置を異ならせて３つ配置されている）へと動力を振り分けて伝達可能とされている。各スパーギヤ６８６には高速軸６３２が連結されている。３本の高速軸６３２にはそれぞれ中空部６７２が形成されているが、前述したギヤドモータＧＭ１１０における中空部１７２と異なり、この中空部６７２にはモータ軸が嵌合することはなく、一方は閉じて形成されている。又、この高速軸６３２に併設され、中空部６７２と一体となるように油溜めであるグリスポット６８０が設けられている。このグリスポット６８０には、図示しないがグリスが充填されている。減速されたモータ６１４の回転は、第２出力フランジ６５８を介して図示せぬ相手機械へと伝達可能とされている。

前述のギヤドモータＧＭ１１０では、高速軸１３２は一定の位置で回転するのみであり、その周りを内ピン６４２が公転する機構であったが、ギヤドモータＧＭ６１０では、高速軸６３２は高速で自転しながら、内ピン６４２と同様に公転して動力を伝達する点が異なっている。３本の高速軸６３２には、それぞれ偏心体６３４Ａ、６３４Ｂが形成されている。それぞれの偏心体６３４Ａ、６３４Ｂには偏心方向及び、外歯歯車６３８Ａ、６３８Ｂと内歯歯車６４１の噛合位置に対する高速軸６３２自体の位置に関係して円周方向における（偏心方向に対する）荷重マップに応じた荷重が掛かる。

従って、各高速軸６３２の各偏心体毎に偏心体軸受６３６Ａ、６３６Ｂからの荷重が相対的に大きな方向（接触面）以外に油吹出口６７０Ａ、６７０Ｂが形成される。

なお、この振り分けタイプのギヤドモータＧＭ６１０の場合においては、その構造上、各偏心体への荷重の掛かり方は前述したギヤドモータＧＭ１１０の場合と異なっており、それに伴い荷重が「相対的に大きい」部分とは、最大荷重の７５％以上が掛かる部分を意味する。

なお、本実施形態では、中空部６７２に一体的となるようにグリスポット６８０を第２出力フランジ６５８に設け、ここにグリスを充填しているため、長期間に亘って油吹出口６７０Ａ、６７０Ｂに供給可能な潤滑油が存在し、メンテナンス（グリス補給等）の頻度を低減できる。

なお、前述した動力伝達装置はいずれも２枚の外歯歯車を備えた構成であったが、これに限られることはなく、１枚又は３枚以上の構成としてもよい。又、いずれも１段変速（減速）の構成であったが、２段以上で構成してもよい。伝達容量等の使用状況により適宜変更可能である。又、本発明における偏心体には、前述した偏心体が含まれることは勿論であるが、その他にも撓み噛み合い式の動力伝達装置における波動発生器のように、薄肉の外歯歯車に撓み揺動運動を伴う自転運動を生じさせるものも含まれる。

本発明は、実施形態として説明した減速機に適用できることは勿論、広く増速機等の歯車を利用した動力伝達装置に適用可能である。

本発明の実施形態の一例である動力伝達装置を備えたギヤドモータＧＭ１１０の側断面図 同ギヤドモータＧＭ１１０の正面図 図１における矢示III部付近の拡大図 図１における矢示IV−IV線に沿う断面図 導油板単体の図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が側面図 本発明の実施形態の他の一例である振り分けタイプの動力伝達装置を備えたギヤドモータＧＭ６１０の側断面図 図６における矢示VII部付近の拡大図 特許文献１に記載される動力伝達装置１０の側断面図 図８における矢示IX−IX線に沿う偏心体軸受の断面図

符号の説明

ＧＭ１１０…ギヤドモータ
Ｋ１…変速機構
１１２…動力伝達装置
１１４…モータ
１１５…モータ軸
１１９、１２０、１４６、１５０…ボルト
１２２…低速軸（出力軸）
１２４、１２６、１２８、１３０…軸受
１３２…高速軸（入力軸）
１３４Ａ、１３４Ｂ…偏心体
１３６Ａ、１３６Ｂ…偏心体軸受
１３８Ａ、１３８Ｂ…外歯歯車
１３９Ａ、１３９Ｂ…内ピン孔
１４０…外ピン
１４２…内ピン
１４４…内ローラ
１５２…導油板
１６０…導油孔
１６２…戻り油ガイド
１７０Ａ、１７０Ｂ…油吹出口
１７２…中空部
１７４Ａ、１７４Ｂ…接触面
１７６Ａ、１７６Ｂ…リテーナ

Claims (7)

1. 内歯歯車と、
   該内歯歯車と僅少の歯数差を有し、且つ、前記内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、
   軸受を介して前記外歯歯車を揺動可能な偏心体とを備え、
   該偏心体は、潤滑油の流入可能な中空部を有し、
   前記中空部から前記偏心体における前記軸受との接触面へと貫通する油吹出孔とを備えた
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１において、
   前記油吹出口は、前記接触面のうち前記軸受からの荷重が相対的に大きな部位以外に形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２において、
   更に、前記油吹出口は、前記偏心体の反偏心方向を基準として±１５度以内の範囲に形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１又は２において、
   更に、前記油吹出口は、前記偏心体の偏心方向を基準として±１５度以内の範囲に形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛合で発生する減速回転を取り出す出力フランジを備え、該出力フランジには、油をかき上げる導油板と、かき上げられた油を前記中空部へと運ぶ導油孔とが設けられている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記中空部には油溜めが併設されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項６において、
   前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛合で発生する減速回転を取り出す出力フランジを備え、前記油止めは該出力フランジに形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。