JP2008164086A - Differential type reduction gear - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、各種装置の駆動部等に使用される差動式減速機に関するものである。 The present invention relates to a differential reduction gear used for a drive unit of various devices.
各種装置の駆動部等に使用される差動式減速機であって、減速比の大きいものとして、従来から、株式会社ハーモニックドライブ社製の差動式減速機が知られている(非特許文献1)。 A differential reducer manufactured by Harmonic Drive Co., Ltd. has been conventionally known as a differential reducer used in a drive unit of various devices and having a large reduction ratio (non-patent document). 1).
この差動式減速機は、環状のサーキュラスプライン、その内部に回転自在に収納された楕円形のウェーブジェネレータ、さらに、該ウェーブジェネレータの外周にベアリングを介して装着されたフレキシブルなフレクスプラインの組み合わせからなる。そのフレクスプラインの外周面に形成された外歯がサーキュラスプラインの内歯に長径部両端の2個所において噛み合う。サーキュラスプラインを固定し、ウェーブジェネレータを回転させると、フレクスプラインが弾性変形しながら回転し、サーキュラスプラインの内歯との噛み合い位置が順次移動する。 This differential reduction gear is composed of an annular circular spline, an elliptical wave generator rotatably housed inside, and a flexible flex spline mounted on the outer periphery of the wave generator via a bearing. Become. The external teeth formed on the outer peripheral surface of the flexspline mesh with the internal teeth of the circular spline at two locations on both ends of the long diameter portion. When the circular spline is fixed and the wave generator is rotated, the flexspline rotates while being elastically deformed, and the meshing position with the inner teeth of the circular spline sequentially moves.
上記の差動式減速機は、ウェーブジェネレータの1回転当たり、フレクスプラインがサーキュラスプラインの歯の数より少ない分(2歯分)だけ反対方向に減速回転する。一般には、フレクスプラインの動きを出力として取り出すようにしており、高減速比が得られることで知られている。
前記の差動式減速機においては、伝達トルクが負荷されるフレクスプラインは耐久性が求められるとともに、撓み性も要求される部材であるため、合成樹脂ななどの安価な材料を用いることができず、製作コストが高くつく問題がある。 In the above-described differential reduction gear, the flexspline to which the transmission torque is applied is a member that is required to have durability and also bendable, so that an inexpensive material such as a synthetic resin can be used. However, there is a problem that the production cost is high.
そこで、この発明は、合成樹脂ななどの材料を用いることがで安価に提供できき、しかも高減速比がえられる減速機を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reduction gear that can be provided at low cost by using a material such as a synthetic resin and that can obtain a high reduction ratio.
前記の課題を解決するために、この発明は、図1に示したように、差動歯車機構15、逆転歯車機構17及び出力歯車16の組み合わせからなる差動式減速機を基本的な構成とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a basic structure of a differential reduction gear comprising a combination of a
前記差動歯車機構15は、第1入力平歯車14と第1入力傘歯車24からなる第1入力歯車22、第2入力平歯車30と第2入力傘歯車26とからなる第2入力歯車23、前記第1入力傘歯車24と第2入力傘歯車26間において差動部中間軸25によって支持され前記第1及び第2入力傘歯車24、26に噛み合う差動部中間傘歯車28及び該差動部中間軸25と前記出力歯車16とを連結する連結手段とからなる。
The
前記逆転歯車機構17は、逆転部入力歯車31、逆転部中間歯車32及び逆転部出力歯車33からなり、これらの少なくとも2つの歯車が噛み合わされ、入力された回転を逆転させるともに増速又は減速して出力させることができるものである。
The
また、前記第1入力歯車22が、前記逆転部入力歯車31と噛み合わされ、前記逆転部出力歯車33が前記差動歯車機構15の第2入力歯車23に噛み合わされる。
Further, the
前記の構成からなるこの発明の差動式減速機は、差動歯車機構15の第1入力歯車22と第2入力歯車23に、それぞれ回転方向が反対で、かつ回転速度に差のある回転を入力することにより、差動部中間傘歯車28を支持した差動部中間軸25が前記速度差に応じて減速回転され、その差動部中間軸25に連結された出力歯車16が減速回転される。
In the differential reduction gear of the present invention having the above-described configuration, the
前記の第1入力歯車22と逆転歯車機構17の逆転部入力歯車31には、入力側から直接同一回転方向の入力が加えられる。逆転歯車機構17においては、入力された回転を逆転させるとともに、かつ減速又は増速させて差動部歯車機構17の第2入力歯車23に加えられる。これにより、差動歯車機構15は、回転速度の差に応じた回転を出力歯車16に出力させる。
Input in the same rotational direction is applied directly from the input side to the
以上のように、この発明の差動式減速機は、通常の歯車の噛み合わせを利用したものであり、前述の従来例のように、弾性変形するような部分がないので、負荷トルクに応じた通常仕様の歯車を用いることができるので、安価に提供することができる。また、逆転歯車機構から差動歯車機構の第2入力歯車23に対する入力の回転速度を第1入力歯車22の回転速度にできる可及的に近づけることにより、高減速比が得られる。
As described above, the differential reduction gear according to the present invention uses normal gear meshing, and unlike the above-described conventional example, there is no portion that is elastically deformed. In addition, since gears with normal specifications can be used, they can be provided at a low cost. Further, by making the rotational speed of the input from the reverse gear mechanism to the
以下、この発明に係る差動式減速機の実施例を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of a differential speed reducer according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1から図3に示した実施例1の差動式減速機は、ケーシング11に平行に固定された作動部支持軸12と逆転部支持軸13を有する。差動部支持軸12に差動歯車機構15及び出力歯車16が回転可能に設けられ、また、逆転部支持軸13に逆転歯車機構17が設けられる。また、入力側にモータ18が固定され、そのモータ軸19に駆動歯車21が取り付けられる。
The differential reduction gear according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 includes an operation
前記の差動歯車機構15は、差動部支持軸12を中心に回転する第1入力歯車22と、第2入力歯車23が差動部中間軸25を挟んで対称位置に配置される。第1入力歯車22は、第1入力傘歯車24と第1入力平歯車14が一体化された一部品として形成される(図2参照)。また、第2入力歯車23も第2入力傘歯車26と第2入力平歯車30が一体化された一部品として形成される。
In the
差動部中間軸25は、図2に示したように、差動部支持軸12が挿通されるボス部27の外径面に対称形に配置されるとともに、差動部支持軸12に対し直交する軸線を有する。差動部中間軸25の両端部分には前記の第1入力傘歯車24と第2入力傘歯車26とそれぞれ噛み合う差動部中間傘歯車28、28が回転自在に嵌合される。
As shown in FIG. 2, the differential portion
前記第1入力平歯車14に比べ、第2入力平歯車30は若干小径に形成され、歯数がその分少なく形成される。図3(a)(b)において前者の直径をLで示し、後者の直径をL−αで示している。
Compared to the first
前記逆転歯車機構17は、順に噛み合った逆転部入力歯車31、逆転部中間傘歯車32’及び逆転部出力歯車33からなる。逆転部入力歯車31は逆転部入力平歯車31aと、その内面に一体化された逆転部入力傘歯車31bとからなる一部品により構成される。前記逆転部出力歯車33は逆転部出力平歯車33aとその内面に一体化され一部品化された逆転部出力傘歯車33bとからなる。前記逆転部中間傘歯車32’が、前記逆転部入力傘歯車31b及び逆転部出力傘歯車33bに噛み合わされる。
The
前記の逆転部中間傘歯車32’は、逆転部支持軸13に直交する軸線を有する逆転部中間軸34に回転自在に嵌合される。逆転部中間軸34はそのボス部35の軸穴に設けられたキー36(図2(b)参照)が、逆転部支持軸13のキー溝37に嵌合され回転不能となっている。逆転部入力歯車31と逆転部出力歯車33は逆転部支持軸13に回転可能に嵌合される。
The reverse rotation portion
前記第1入力平歯車14が前記逆転部入力平歯車31aに噛み合うともに、前記逆転部出力平歯車33aが前記第2入力平歯車30に噛み合う。逆転部出力平歯車33aは、逆転部入力平歯車31aより若干大径に形成され(図3(a)(b)のL及びL+α参照)、前記第2入力平歯車30と噛み合うことにより、第1入力平歯車14からの入力が逆転されるとともに、増速されて第2入力平歯車30に入力される。
The first
前記出力歯車16には、その内面において軸穴38と同芯の筒状の連結軸39(請求項1においては「連結手段」と称する。)が設けられる(図1、図2(a)参照)。その連結軸39は第2入力歯車23の軸穴41に相対回転可能に挿通される。該連結軸39の先端に設けられた係合凹部42に、前記差動部中間軸25のボス部27の端面に設けられた係合凸部43に軸方向に嵌合され、一体回転可能となっている。この連結軸39をボス部27の端面に一体に設け、その先端部を出力歯車16に係合するようにしてもよい。
The
実施例1の差動式減速機は以上のような構成であり、次にその作用について説明する。 The differential reduction gear according to the first embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next.
モータ18の回転が出力歯車16に減速されて出力される作用は次のとおりである。即ち、モータ18及び駆動歯車21が、図1の一定の矢印B方向に回転した場合、これと噛み合った第1入力歯車22はこれと反対のA方向、さらにこれと噛み合った逆転部入力歯車31がB方向に回転する。さらに、逆転部中間傘歯車32’を介して逆転部出力歯車33がA方向に、また第2入力歯車23がB方向に回転する。
The operation in which the rotation of the
逆転歯車機構17においては、前述のように、逆転部入力歯車31にB方向の回転が入力され、この回転が3枚の傘歯車(逆転部入力傘歯車31b、逆転部中間傘歯車32’及び逆転部出力傘歯車33b)を介することにより、逆転部出力平歯車33aがA方向に回転する。即ち、入力側のB方向の回転が逆転されてA方向回転となって出力され、第2入力歯車23をB方向に回転させる。この場合の逆転歯車機構17は、1本の差動部支持軸13上に組み付けられる便利さがある。
In the
なお、以上は、モータ18がB方向に回転する場合の作用について説明したが、A方向に回転した場合も同様の作用が行われる。この点は、以下の実施例においても同様である。
In the above, the operation when the
図4および図5に示した実施例2の差動式減速機の差動歯車機構15の構造は、前記の実施例1の場合と同じであるので、その説明を省略する。逆転歯車機構17が相違するので、相違する部分を主として説明する。
Since the structure of the
この場合の逆転部支持軸は回転自在の逆転部第1支持軸13aと、これに平行に固定された逆転部第2支持軸13bとからなる。その逆転部第1支持軸13aに、逆転部入力歯車31と逆転部中間歯車32がキー構造44を介して取付けられる。また、逆転部第2支持軸13bに逆転部出力歯車33が取付けられる。逆転部出力歯車33は、前記の逆転部中間歯車32と第2入力平歯車30に噛み合う(図5参照)。
In this case, the reverse rotation portion support shaft includes a rotatable reverse rotation portion
この場合の逆転歯車機構17は、逆転部入力歯車31がB方向に回転されると、逆転部中間歯車32が同方向に回転し、逆転部出力歯車33がA方向に回転する。このように、入力された回転方向と反対方向の回転を出力させる点で、前記実施例1の場合の逆転歯車機構17と同様の作用を行う。また、歯車比を適宜選定することにより適宜増減速することができ、これにより、差動歯車機構15の第1入力歯車22と第2入力歯車23とに速度差を生じさ、実施例1の場合と同様に減速回転を出力歯車16に出力させることができる。
In the
この実施例2の逆転歯車機構17の場合は、傘歯車を用いることがなく、平歯車により構成することができる点で低コスト化が図られるが、逆転部第1支持軸13aと逆転部第2支持軸13bの2本の支持軸が必要となる。
In the case of the reversing
図6及び図7に示した実施例3の差動式減速機の差動歯車機構15の構造は、前記の実施例1、2の場合と同じであるので、その説明を省略する。逆転歯車機構17が相違するので、相違する部分を主として説明する。
Since the structure of the
この場合の逆転歯車機構17は、逆転部支持軸13と、該逆転部支持軸13に取り付けられた逆転部入力歯車31、逆転部中間歯車32及び逆転部出力歯車33からなる。
The
前記逆転部中間歯車32は、逆転部支持軸13に取り付けられた太陽歯車32aとその太陽歯車32aの外径面に配置された複数の遊星歯車32bからなる。逆転部出力歯車33はその中心部に収納凹部45を有するともに、その収納凹部45の内径面に内歯46(図7参照)が形成され、また外径面に外歯47が形成された内外両歯歯車からなるものである。前記遊星歯車32bが前記太陽歯車32aと逆転部出力歯車33の内歯46との間に介在される。前記の遊星歯車32bの軸32cは、ケーシング11に固定されたキャリヤー48によって支持される。
The reverse rotation portion
前記のように、逆転部中間歯車32を構成する太陽歯車32aと遊星歯車32b、及び内外両歯歯車からなる出力歯車33は、遊星歯車32bのキャリヤー48が固定された遊星歯車機構を構成する。
As described above, the
この場合の逆転歯車機構17は、逆転部入力歯車31がB方向に回転されると、逆転部中間歯車32の太陽歯車32aがB方向に回転され(図7参照)、遊星歯車33bがA方向に自転する。遊星歯車33bのA方向への自転により、逆転部出力歯車33がA方向に減速回転される。
In the
これにより、差動歯車機構15の第1入力歯車22と第2入力歯車23とに速度差を生じさ、実施例1、2の場合と同様に減速回転を出力歯車16に出力させることができる。
As a result, a speed difference is generated between the
この実施例2の逆転歯車機構17の場合は、傘歯車を用いることがなく、平歯車により構成することができる点で低コスト化が図られるが、逆転部第1支持軸13aと逆転部第2支持軸13bの2本の支持軸、遊星歯車32b等が必要となる。
In the case of the reversing
11 ケーシング
12 差動部支持軸
13 逆転部支持軸
13a 逆転部第1支持軸
13b 逆転部第2支持軸
14 第1入力平歯車
15 差動歯車機構
16 出力歯車
17 逆転歯車機構
18 モータ
19 モータ軸
21 駆動歯車
22 第1入力歯車
23 第2入力歯車
24 第1入力傘歯車
25 差動部中間軸
26 第2入力傘歯車
27 ボス部
28 差動部中間傘歯車
30 第2入力平歯車
31 逆転部入力歯車
31a 逆転部入力平歯車
31b 逆転部入力傘歯車
32 逆転部中間歯車
32’ 逆転部中間傘歯車
32a 太陽歯車
32b 遊星歯車
33 逆転部出力歯車
33a 逆転部出力平歯車
33b 逆転部出力傘歯車
34 逆転部中間軸
35 ボス部
36 キー
37 キー溝
38 軸穴
39 連結軸
41 軸穴
42 係合凹部
43 係合凸部
44 キー構造
45 収納凹部
46 内歯
47 外歯
48 キャリヤー
11
Claims (4)
前記差動歯車機構(15)は、第1入力平歯車(14)と第1入力傘歯車(24)からなる第1入力歯車(22)、第2入力平歯車(30)と第2入力傘歯車(26)とからなる第2入力歯車(23)、前記第1入力傘歯車(24)と第2入力傘歯車(26)間において差動部中間軸(25)によって支持され前記第1及び第2入力傘歯車(24)、(26)に噛み合う差動部中間傘歯車(28)及び該差動部中間軸(25)と前記出力歯車(16)とを連結する連結手段とからなり、
前記逆転歯車機構(17)は、逆転部入力歯車(31)、逆転部中間歯車(32)及び逆転部出力歯車(33)からなり、これらの少なくとも2つの歯車が噛み合わされ、入力された回転を逆転させるとともに増速又は減速して出力させることができ、前記第1入力歯車(22)が、前記逆転部入力歯車(31)と噛み合わされ、前記逆転部出力歯車(33)が前記差動歯車機構(15)の第2入力歯車(23)に噛み合わされたことを特徴とする差動式減速機。 In a differential reduction gear comprising a combination of a differential gear mechanism (15), a reverse gear mechanism (17) and an output gear (16),
The differential gear mechanism (15) includes a first input gear (22) comprising a first input spur gear (14) and a first input bevel gear (24), a second input spur gear (30) and a second input bevel. A second input gear (23) comprising a gear (26), and the first input bevel gear (24) and the second input bevel gear (26) supported by a differential intermediate shaft (25) between the first input bevel gear (24) and the second input bevel gear (26). A differential intermediate bevel gear (28) meshing with the second input bevel gears (24), (26) and a connecting means for connecting the differential intermediate shaft (25) and the output gear (16);
The reverse gear mechanism (17) includes a reverse rotation portion input gear (31), a reverse rotation portion intermediate gear (32), and a reverse rotation portion output gear (33). These at least two gears mesh with each other to input rotation. The first input gear (22) is meshed with the reverse rotation portion input gear (31), and the reverse rotation portion output gear (33) is the differential gear. A differential reduction gear characterized by being engaged with a second input gear (23) of a mechanism (15).
Priority Applications (1)
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JP2006355181A JP2008164086A (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Differential type reduction gear |
Applications Claiming Priority (1)
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