JP2008304019A - Eccentrically oscillating speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏心揺動減速装置に係る。 The present invention relates to an eccentric swing reduction device.
例えば特許文献1において、図5及び図6に示されるような偏心揺動減速装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an eccentric swing reduction device as shown in FIGS. 5 and 6.
この偏心揺動減速装置10は、入力軸に相当する偏心体軸14に設けられた偏心体16A、16Bによって、外歯歯車18A、18Bが内歯歯車22の半径方向内側で偏心揺動する構成としたものである。
The eccentric rocking
外歯歯車18A、18Bの軸方向両側には、一対の第1、第2キャリヤ24A、24Bが配置され、外歯歯車18A、18Bの内ピン孔36A、36Bを貫通する内ピン(連結体)26によって連結されている。
A pair of first and
第1、第2キャリヤ24A、24Bは、一対の玉軸受28A、28Bによってケーシング20に回転可能に支持されており、このうち第2キャリヤ24Bが出力軸30と一体化されている。
The first and
外歯歯車18A、18Bは、偏心体16A、16Bに玉軸受32A、32Bを介して組み付けられている。又、偏心体軸14は、玉軸受34A、34Bを介して第1、第2キャリヤ24A、24Bによって支持されている。
The
外歯歯車18A、18Bの外周にはトロコイド歯形等の外歯27が設けられ、内歯歯車22と内接噛合している。内歯歯車22の内歯はこの開示例では外ピン29が外ピン孔31に遊嵌され、回転し易く保持された構造とされている。
入力軸に相当する偏心体軸14が回転すると、偏心体16A、16Bが一体的に回転する。この偏心体16A、16Bの回転により、外歯歯車18A、18Bも偏心体軸14の周りで揺動回転を行なおうとするが、内歯歯車22によってその自転が規制されているため、外歯歯車18A、18Bは該内歯歯車22に内接しながらほとんど揺動のみを行なうことになる。
When the
今、例えば外歯歯車18A、18Bの外歯27の歯数をN、内歯歯車22の内歯(外ピン29)歯数をN+1とした場合、その歯数差は1である。そのため、偏心体軸14の1回転毎に、外歯歯車18A、18Bはケーシング20に固定された内歯歯車22に対して1歯分だけずれる(自転する)ことになる。これは、偏心体軸14の1回転が外歯歯車18A、18Bの−1/Nの回転に減速されたことを意味する。なお、−の符号は回転方向が逆になっていることを示している。
For example, when the number of
外歯歯車18A、18Bの回転は、内ピン26及び内ピン孔36A、36Bの隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該内ピン26を介して第2キャリヤ24B、更には該第2キャリヤ24Bと一体化されている出力軸30へと伝達される。
The rotation of the
なお、この開示例では、内歯歯車22がケーシング20と一体化されて固定状態に維持され、第1、第2キャリヤ24A、24Bが内ピン26を介して外歯歯車18A、18Bの自転成分と同期して回転するように構成されていたが、出力軸30側を固定し(第1、第2キャリヤ24A、24Bを固定し)、外歯歯車18A、18Bの自転成分を該第1、第2キャリヤ24A、24Bと同期させることによって拘束し、内歯歯車22側を出力系とする、いわゆる枠回転型として使用することも可能である。
In this disclosed example, the
しかしながら、このような構造の偏心揺動減速装置を、例えばショベルカー等の屋外で使用される作業機械の旋回駆動装置に適用した場合、該ショベルカーは必ずしも平坦な地面上で作業をする訳ではないため、出力軸が傾くことによって出力軸にラジアル方向の強い偏荷重が掛かることがある。出力軸に強い偏荷重が掛かると、該出力軸と一体化されているキャリヤ(図示の例では第2キャリヤ24B)が触れ回る現象が発生し、外歯歯車18A、18Bの円滑な偏心揺動が阻害される。
However, when the eccentric swing reduction device having such a structure is applied to a turning drive device of a work machine used outdoors such as a shovel car, the shovel car does not necessarily work on a flat ground. Therefore, when the output shaft is tilted, a strong radial load may be applied to the output shaft. When a strong eccentric load is applied to the output shaft, a phenomenon occurs in which the carrier integrated with the output shaft (
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、出力軸に強い偏荷重が掛かるような状況で使用する場合であっても、外歯歯車が円滑に揺動回転できるような偏心揺動減速装置を提供することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the external gear smoothly swings even when used in a situation where a strong offset load is applied to the output shaft. An object of the present invention is to provide an eccentric rocking reduction device that can rotate.
本発明は、偏心体軸に設けられた偏心体によって、外歯歯車が内歯歯車の半径方向内側で偏心揺動する偏心揺動減速装置において、前記外歯歯車の軸方向両側に配置されると共に該外歯歯車を貫通する連結体によって連結され、該外歯歯車の自転成分と同期する一対のキャリヤと、該一対のキャリヤにそれぞれ組み込まれ、前記偏心体軸を両持ち支持する一対の軸受と、を備え、該一対の軸受が、互いに正面合わせとされ、且つ該偏心体軸の前記キャリヤに対する軸方向移動を規制する与圧が可能な軸受で構成され、前記外歯歯車が、ニードル軸受を介して前記偏心体に軸方向移動可能に嵌合され、且つ前記キャリヤの一方が、被駆動側の連結部材と半径方向に隙間を有して連結可能とされている構成とすることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention provides an eccentric oscillation reduction device in which an external gear is eccentrically oscillated radially inward of an internal gear by eccentric bodies provided on the eccentric body shaft, and is disposed on both axial sides of the external gear. And a pair of carriers that are coupled by a coupling body that passes through the external gear and synchronizes with the rotation component of the external gear, and a pair of bearings that are respectively incorporated in the pair of carriers and that support the eccentric body shaft at both ends. And the pair of bearings are configured to be front-to-front with each other and capable of being pressurized to restrict axial movement of the eccentric shaft relative to the carrier, and the external gear is a needle bearing. And the one of the carriers is connected to the driven-side connecting member with a gap in the radial direction through the eccentric body so as to be movable in the axial direction. Solved the above problem Than is.
本発明においては、外歯歯車の軸方向両側に一対のキャリヤが配置され、各キャリヤは連結体によって強固に連結される。偏心体軸は、この一対のキャリヤにそれぞれ組み込まれた一対の軸受によって両持ち支持される。この一対の軸受は、互いに「正面合わせ」の態様で組み込まれ、偏心体軸に対して軸方向に与圧可能である。即ち、偏心体軸はキャリヤに対して軸方向の移動が規制される。その上で、キャリヤの一方が被駆動側の連結部材と半径方向に隙間を有した連結態様で連結される。 In the present invention, a pair of carriers are arranged on both sides in the axial direction of the external gear, and each carrier is firmly connected by the connecting body. The eccentric body shaft is supported at both ends by a pair of bearings incorporated in the pair of carriers. The pair of bearings are assembled in a “front-to-front” manner and can be pressurized in the axial direction with respect to the eccentric body shaft. That is, the eccentric body shaft is restricted from moving in the axial direction with respect to the carrier. Then, one of the carriers is connected to the driven side connecting member in a connecting manner having a gap in the radial direction.
この結果、たとえ被駆動側の連結部材にラジアル方向の偏荷重等が掛かったとしても、当該偏荷重がキャリヤ側に伝わり難く、仮に伝わったとしても、一対のキャリヤは連結体を介して強固に連結されており、且つ、偏心体軸は、この強固に連結された一対のキャリヤ体にがた無く(常に芯が出た状態で)両持ち支持されることになる。 As a result, even if a radial load or the like is applied to the driven side connecting member, it is difficult for the load to be transmitted to the carrier side. The eccentric body shafts are connected to each other and supported by both ends of the pair of strongly connected carrier bodies without being rattled (always in a state where the core is always out).
なお、外歯歯車は、ニードル軸受を介して偏心体に軸方向移動可能に嵌合されるように構成すると、偏心体軸を与圧可能な軸受によりキャリヤに対して軸方向に移動させて、固定させ易く、更に万一、一対のキャリヤと偏心体軸の塊が軸方向に移動したとしても、外歯歯車が偏心体上を軸方向に移動することによってより円滑に回転できるように対応でき、内歯歯車との円滑な噛合を開始、或いは維持することができる。 When the external gear is configured to be fitted to the eccentric body through the needle bearing so as to be movable in the axial direction, the eccentric gear shaft is moved in the axial direction with respect to the carrier by the bearing capable of being pressurized, Even if the pair of carriers and the mass of the eccentric body shaft move in the axial direction, the external gear can be rotated more smoothly by moving in the axial direction on the eccentric body. Smooth engagement with the internal gear can be started or maintained.
本発明によれば、たとえ負荷側からラジアル方向の偏荷重等が掛かったとしても、円滑に回転を開始或いは続けることのできる偏心揺動減速装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an eccentric oscillating speed reducer capable of smoothly starting or continuing rotation even if a radial load or the like is applied from the load side.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動減速装置110の縦断面図、図2は、図1の矢示II−II線に沿う断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an eccentric
又、図3は、この偏心揺動減速装置110が適用されるショベルカー180の全体概略透視図である。
FIG. 3 is an overall schematic perspective view of an
図3を参照して、ショベルカー180は、走行用キャタピラ182の上部に運転席184を含む車体本体186が旋回可能に載置されている。車体本体186からは、ブーム188、アーム190、及びアタッチメント192が片持ち状態で据え付けられている。車体本体186は、ベース側に内歯歯車194が固定されており、この内歯歯車194にピニオン196が噛合することにより、軸心198の周りで車体本体186が旋回できるような構成とされている。偏心揺動減速装置110は、このピニオン196を回転させるために用いられる。
Referring to FIG. 3, in the
図1及び図2を参照して、偏心揺動減速装置110について詳細に説明する。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the eccentric rocking |
この偏心揺動減速装置110は、モータMと、偏心揺動型の減速機111と、前述のピニオン196を一体的に備える連結部材150と、を備える。
The eccentric oscillating
モータMと減速機111は、ボルト152を介して一体化されている。モータMの出力軸(モータ軸)154は、スプライン156を介して入力軸112と連結されている。
The motor M and the
入力軸112は偏心体軸114を兼用している。偏心体軸114を支持しているアンギュラ玉軸受134A、134Bについては後述する。偏心体軸114の外周には偏心体116A、116Bが一体的に形成されている。
The
減速機111の機構学的な減速のメカニズム自体は先の従来例と基本的に同一である。即ち、偏心体116A、116Bの外周に案内されて外歯歯車118A、118Bが内歯歯車122の半径方向内側で偏心揺動する構成とされている。
The mechanical reduction mechanism itself of the
偏心体116A、116Bの外周には外歯歯車118A、118Bが、ニードル軸受132A、132Bを介して装着されている。ニードル軸受132A、132Bについては後述する。
外歯歯車118A、118Bは、該外歯歯車118A、118Bを軸方向に貫通する内ピン孔136A、136Bを備え、この内ピン孔136A、136Bを内ローラ138A、138Bを介して内ピン126が貫通(遊嵌)している。内ローラ138A、138Bは、内ピン126と外歯歯車118A、118Bとの間にあってこれらの部材126、118A、118Bとの摺動抵抗を低減するためのものである。内ピン126は、第1、第2キャリヤ124A、124Bに圧入・固定されており、該第1、第2キャリヤ124A、124Bを強固に連結する連結体として機能すると共に、外歯歯車118A、118Bの自転成分を取り出すための部材として機能する。外歯歯車118A、118Bの外周にはトロコイド歯形の外歯127が形成されており、内歯歯車122の内歯を構成する外ピン129と噛合している。外ピン129は、内歯歯車122に形成された外ピン孔131に回転自在に嵌合している。
The
内歯歯車122は、ケーシング120と一体化され、この実施形態では固定状態に維持されている。また、第2キャリヤ124Aが、連結部材150と、該第2キャリヤ124A及び連結部材150の双方に互いに半径方向に隙間を有して形成されたスプライン160を介して連結されている。連結部材150には、前記ピニオン196が一体的に形成されており、自動調心ころ軸受162、164を介してケーシング120に支持されている。
The
ここで、各部材の組み込み構造について詳細に説明すると、連結部材150は、被駆動側からのラジアル方向、あるいはスラスト方向の荷重を直接受けるため、一対の自動調心ころ軸受162、164によってケーシング120に可動的に支持されている。スプライン160が、この連結部材150の半径方向及び軸方向の双方の動きを許容している。
Here, the built-in structure of each member will be described in detail. Since the connecting member 150 directly receives a load in the radial direction or the thrust direction from the driven side, the
第1、第2キャリヤ124A、124Bは、外歯歯車118A、118Bの軸方向両側に配置され、それぞれ玉軸受128A、128Bによってケーシング120に回転自在に支持されている。偏心体軸114は、この一対の第1、第2キャリヤ124A、124Bに、アンギュラ玉軸受134A、134Bを介して両持ち支持されている。
The first and second carriers 124A and 124B are disposed on both axial sides of the
このアンギュラ玉軸受134A、134Bは、いわゆる「正面合わせ」の状態で組み込まれ、反モータ側のアンギュラ玉軸受134Bが第2キャリヤ124Bの段差部124B1と偏心体軸114の段差部114Bとの間に挟持され、且つ、モータM側のアンギュラ玉軸受134Aが偏心体軸114の段差部114A及び第1キャリヤ124Aに植設された止め輪140とに挟持されている。
These
図4に示されるように、この止め輪140とアンギュラ玉軸受134Aの外輪134A1との間にはシム142が介在され、このシム142の厚さd(零、即ちシムなしの態様を含む)を適宜に選択することにより、アンギュラ玉軸受134A、134Bによる偏心体軸114に対する与圧の程度が調整できるようになっており、このシム142厚さdが与圧の調整機能を果たしている。
As shown in FIG. 4, a shim 142 is interposed between the retaining
また、偏心体116A、116Bと外歯歯車118A、118Aとの間に介在される前記ニードル軸受132A、132Bは、アンギュラ玉軸受134A、134Bの間に隙間δ1、あるいはδ2を有して配置され、その軸方向の動きが規制されている。逆に言うならば、ニードル軸受132A、132Bは、この隙間δ1、あるいはδ2の範囲内で軸方向に移動可能である。
Further, the
次にこの実施形態に係る偏心揺動減速装置110の作用を説明する。
Next, the operation of the eccentric rocking
モータMのモータ軸154が回転すると、スプライン156を介して減速機111の入力軸112が回転する。これにより該入力軸112と一体化されている偏心体軸114が回転し、偏心体116A、116Bが一体的に回転する。偏心体116A、116Bが回転すると、外歯歯車118A、118Bも偏心体116A、116Bの周りで揺動回転を行なおうとするが、内歯歯車122によってその自転が規制されているため、外歯歯車118A、118Bは、該内歯歯車122に内接しながらほとんど揺動のみを行なうことになる。
When the motor shaft 154 of the motor M rotates, the
この実施形態では、外歯歯車118A、118Bの外歯127の歯数が34、内歯歯車122の内歯(外ピン129)の歯数が36で、その歯数差が2であるため、入力軸112(偏心体軸114)の1回転毎に、外歯歯車118A、118Bは、ケーシング120に固定された内歯歯車122に対して2歯分だけずれる(自転する)ことになる。これは、入力軸112(偏心体軸114)の1回転が外歯歯車118A、118Bの−2/34の回転に減速されたことを意味する。なお、−の符号は回転方向が逆になっていることを示している。
In this embodiment, the number of teeth of the external teeth 127 of the
外歯歯車118A、118Bの回転は、内ピン126(内ローラ138A、138B)と内ピン孔136A、136Bとの隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該内ピン126を介して第2キャリヤ124Bに伝達され、更には、該第2キャリヤ124Bとスプライン160を介して連結されている連結部材150に伝達される。
The rotation of the
連結部材150の先端には、前述のショベルカー180のピニオン196(図3参照)が一体的に形成されており、このピニオン196が該ショベルカー180のベース側に備えられた内歯歯車194と噛合することにより、車体本体186が軸心198を中心に旋回する。
A pinion 196 (see FIG. 3) of the above-described
ここで、本実施形態においては、被駆動側の連結部材150が、一対の自動調心ころ軸受162、164を介して支持されているため、この連結部材150自体がケーシングに対して可動的であり、しかも、第2キャリヤ124Bが該連結部材150と半径方向に隙間を有したスプラインによって連結されている。そのため、たとえ被駆動側からラジアル方向やスラスト方向の荷重がかかったとしても、該荷重がキャリヤ側(第2キャリヤ124B側)に伝わり難い。即ち、減速機111が負荷側からの影響をそもそもほとんど受けない状態を基本的に形成することができる。
Here, in this embodiment, since the driven side connecting member 150 is supported via a pair of self-aligning
又、仮に、これらの外乱要素が減速機111側にまで伝わってきたとしても、以下のような作用により、外歯歯車118A、118Bは円滑な回転を開始でき、また該円滑な回転を維持することができる。
Even if these disturbance elements are transmitted to the
即ち、本実施形態においては、外歯歯車118A、118Bの軸方向両側に一対備えられた第1、第2キャリヤ124A、124Bが、内ピン(連結体)126を介して強固に連結されており、且つ、偏心体軸114はアンギュラ玉軸受134A、134Bに与圧が与えられた状態でこの強固に連結された第1、第2キャリヤ124A、124Bに(がた無く)両持ち支持されている。そのため、第1、第2キャリヤ124A、124B及び偏心体軸114は、「大きな塊」として一体化され、偏心体軸114は第1、第2キャリヤ124A、124Bに対してがたつくことがない。
That is, in the present embodiment, the first and second carriers 124A and 124B provided as a pair on both sides in the axial direction of the
なお、偏心体軸114の与圧の程度の調整は、モータM側のアンギュラ玉軸受134Aの外輪134A1と止め輪140との間に介在されるシム142の厚さdを適宜に選択することによって行なえるようになっているため、各部材の製造誤差や組付誤差等が存在したとしても、常に所定の与圧を発生させることができる。
The degree of pressurization of the
更に、偏心体116A、116Bと外歯歯車118A、118Bとの嵌合が、ニードル軸受132A、132Bを介して行なわれており、このニードル軸受132A、132Bが隙間δ1、あるいはδ2の存在により軸方向に移動可能であるため、外歯歯車118A、118Bも又偏心体116A、116Bに対して軸方向に移動可能である。
Further, the
そのため、万一第1、第2キャリヤ124A、124B及び偏心体軸114を含む大きな塊が全体として玉軸受128A,128Bの隙間分水平方向に移動したとしても、該外歯歯車118A、118Bは、軸方向の荷重を受けないため回転がより円滑となる方向に自動的に移動することができ、常に円滑な回転を行うことができる。尤も、本発明においては、外歯歯車が偏心体に対して軸方向に動くことができるのは、少なくとも完成された製品においては必ずしも必須の要件ではない。ただ、偏心体軸を正面合わせとされる軸受の間に与圧しながら嵌合する際には、外歯歯車が偏心体軸に対して軸方向動けるのは必須である。そのため、これを保障するニードル軸受での支持は、この点で有効である。偏心体軸をキャリヤに嵌合・固定した後は、外歯歯車の軸方向の動きは、必ずしも保障されなくても良い(例えば、結果として隙間がなくなったようなときは、ないままでも良い)。
Therefore, even if a large lump including the first and second carriers 124A and 124B and the
なお、偏心体軸を支持する与圧可能な一対の軸受は、この例のようなアンギュラ玉軸受のほか、円錐ころ軸受であってもよい。また、与圧支持される偏心体軸は、この例のような「減速装置の半径方向中央に1本ある偏心体軸で構成される構造」のほか、公知の「同位相で回転する複数の偏心体軸で構成される構造」であってもよい。 The pair of pressurizable bearings that support the eccentric body shaft may be tapered roller bearings in addition to the angular ball bearings as in this example. Further, the eccentric body shaft supported by the pressurization includes a “structure composed of one eccentric body shaft at the center in the radial direction of the speed reducer” as in this example, as well as a known “multiple rotating in the same phase”. It may be a “structure constituted by an eccentric body axis”.
例えばショベルカーの旋回装置のように、負荷側から特に半径方向の偏荷重のかかる場面で適用される偏心揺動減速装置に最適である。 For example, it is most suitable for an eccentric oscillating speed reduction device that is applied in a scene in which an eccentric load is applied in the radial direction from the load side, such as a swing device of an excavator.
110…偏心揺動減速装置
111…減速機
112…入力軸
114…偏心体軸
116A、116B…偏心体
118A、118B…外歯歯車
120…ケーシング
122…内歯歯車
124A、124B…第1、第2キャリヤ
126…内ピン
128A、128B…玉軸受
132A、132B…ニードル軸受
134A、134B…アンギュラ玉軸受
136A、136B…内ピン孔
138A、138B…内ローラ
140…止め輪
142…シム
150…連結部材
162、164…自動中心ころ軸受
180…ショベルカー
194…内歯歯車
196…ピニオン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外歯歯車の軸方向両側に配置されると共に該外歯歯車を貫通する連結体によって連結され、該外歯歯車の自転成分と同期する一対のキャリヤと、
該一対のキャリヤにそれぞれ組み込まれ、前記偏心体軸を両持ち支持する一対の軸受と、を備え、
該一対の軸受が、互いに正面合わせとされ、且つ該偏心体軸の前記キャリヤに対する軸方向移動を規制する与圧が可能な軸受で構成され、且つ
前記キャリヤの一方が、被駆動側の連結部材と半径方向に隙間を有して連結可能とされている
ことを特徴とする偏心揺動減速装置。 In the eccentric oscillating speed reduction device in which the external gear is eccentrically oscillated radially inward of the internal gear by the eccentric body provided on the eccentric body shaft,
A pair of carriers disposed on both sides in the axial direction of the external gear and connected by a connecting body penetrating the external gear and synchronized with a rotation component of the external gear;
A pair of bearings that are respectively incorporated in the pair of carriers and support the eccentric body shaft at both ends;
The pair of bearings are configured to be front-to-front with each other and are configured to be capable of applying pressure to restrict axial movement of the eccentric body shaft with respect to the carrier, and one of the carriers is a connecting member on a driven side An eccentric oscillating speed reducer characterized in that it can be connected with a gap in the radial direction.
前記外歯歯車が、ニードル軸受を介して前記偏心体に軸方向移動可能に嵌合されている
ことを特徴とする偏心揺動減速装置。 In claim 1,
The eccentric oscillating speed reduction device, wherein the external gear is fitted to the eccentric body via a needle bearing so as to be axially movable.
前記与圧の程度を調整可能な調整機構を備える
ことを特徴とする偏心揺動減速装置。 In claim 1 or 2,
An eccentric oscillating speed reducer comprising an adjustment mechanism capable of adjusting a degree of the pressurization.
前記被駆動側の連結部材が、自動調心ころ軸受を介してケーシングに支持されている
ことを特徴とする偏心揺動減速装置。 In any one of Claims 1-3,
The eccentric oscillating speed reducing device, wherein the driven side connecting member is supported by a casing via a self-aligning roller bearing.
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