JP2009228844A - Eccentric differential speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランク軸と、クランク軸の回転に伴って揺動するとともに外歯が形成された揺動歯車と、揺動歯車を収納するケースに設けられて外歯と噛み合う内歯と、を介して回転を伝達する偏心差動減速機に関する。 The present invention includes a crankshaft, a swinging gear that swings with rotation of the crankshaft and formed with external teeth, and an internal tooth that is provided in a case housing the swinging gear and meshes with the external teeth. The present invention relates to an eccentric differential speed reducer that transmits rotation through the same.
各種産業用機械等においては、高い減速比を実現可能な減速機として偏心差動減速機が用いられる。このような偏心差動減速機は、クランク軸と、クランク軸の回転に伴って揺動するとともに外歯が形成された揺動歯車と、揺動歯車を収納するケースに設けられて外歯と噛み合う内歯と、を有し、これらの構成要素を介して回転を伝達するようになっており、特許文献1や特許文献2に記載されたものが知られている。 In various industrial machines and the like, an eccentric differential reducer is used as a reducer capable of realizing a high reduction ratio. Such an eccentric differential reducer includes a crankshaft, a swinging gear that swings with rotation of the crankshaft and formed with external teeth, a case that houses the swinging gear, and an external tooth It has internal teeth that mesh with each other, and is configured to transmit rotation through these components, and those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
特許文献1に記載された偏心差動減速機は、いわゆるオフセットクランクタイプのものであり、減速機の中心位置の周囲に複数のクランク軸が配置され、複数のクランク軸のうち1つのクランク軸のみから回転駆動力が入力されるようになっているものである。このように回転駆動力が入力されるクランク軸を1つにすることで、中心位置へのギアの配置を省略し、部品点数の増加を抑制しようとするものである。また、特許文献2に記載された偏心差動減速機は、いわゆるセンタークランクタイプのものであり、減速機の中心位置に配置されたクランク軸に回転駆動力が入力されるようになっている。尚、特許文献2に記載の偏心差動減速機では、揺動歯車に形成した孔内において外歯と内歯との偏心量相当分の軸心のずれを吸収可能な内ピンが配置されており、この内ピンの偏心突起部と揺動歯車の孔の内周との間に偏心量相当の空間を有しないようになっている。これにより、バックラッシの低減を図ろうとするものである。 The eccentric differential reduction gear described in Patent Document 1 is of a so-called offset crank type, and a plurality of crankshafts are arranged around the center position of the reduction gear, and only one crankshaft among the plurality of crankshafts is arranged. Rotational driving force is input from. Thus, by using one crankshaft to which the rotational driving force is input, the arrangement of the gear at the center position is omitted, and an increase in the number of parts is suppressed. The eccentric differential reduction gear described in Patent Document 2 is of a so-called center crank type, and a rotational driving force is input to a crankshaft disposed at the center position of the reduction gear. In the eccentric differential reduction gear described in Patent Document 2, an inner pin capable of absorbing a deviation of the axial center corresponding to the eccentric amount between the outer teeth and the inner teeth is disposed in the hole formed in the oscillating gear. The space corresponding to the amount of eccentricity is not provided between the eccentric protrusion of the inner pin and the inner periphery of the hole of the swing gear. This is intended to reduce backlash.
特許文献1、2に記載されたような偏心差動減速機においては、クランク軸にかかる反力として、外歯が内歯に噛み合うことで揺動歯車を介してクランク軸に作用する荷重成分であるラジアル方向の反力が大きくかかってしまうため、減速機における他の部分に比してクランク軸の強度がまず問題となる。このため、クランク軸が許容できる荷重に基づいて、偏心差動減速機の最大トルクである負荷容量が決定されることになる。従って、偏心差動減速機の最大トルクの増大を図ろうとする場合には、特許文献1に記載の偏心差動減速機においては、回転駆動力が入力されるクランク軸及び他のクランク軸の強度に応じて決定される負荷容量によって制限されてしまうことになる。また、特許文献2に記載の偏心差動減速機においても、偏心差動減速機の最大トルクの増大を図ろうとする場合には、バックラッシ低減のために設けられている内ピンではラジアル方向の反力を受けることができないため、クランク軸の強度によって決定される負荷容量によって制限されてしまうことになる。 In an eccentric differential reduction gear as described in Patent Documents 1 and 2, as a reaction force applied to the crankshaft, a load component that acts on the crankshaft via the oscillating gear when the outer teeth mesh with the inner teeth. Since a certain reaction force in the radial direction is greatly applied, the strength of the crankshaft is first a problem as compared with other parts of the speed reducer. For this reason, the load capacity that is the maximum torque of the eccentric differential reduction gear is determined based on the load that the crankshaft can tolerate. Therefore, in the case of increasing the maximum torque of the eccentric differential reduction gear, in the eccentric differential reduction gear described in Patent Document 1, the strength of the crankshaft to which the rotational driving force is input and the strength of the other crankshafts. It will be limited by the load capacity determined according to. Also, in the eccentric differential reduction gear described in Patent Document 2, when the maximum torque of the eccentric differential reduction gear is to be increased, the inner pin provided for reducing the backlash is counteracted in the radial direction. Since the force cannot be received, it is limited by the load capacity determined by the strength of the crankshaft.
本発明は、上記実情に鑑みることにより、クランク軸にかかるラジアル方向の反力を低減することができ、負荷容量(最大トルク)を増大させることができる偏心作動減速機を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an eccentric operation speed reducer that can reduce a reaction force in a radial direction on a crankshaft and can increase a load capacity (maximum torque). To do.
第1発明に係る偏心差動減速機は、モータに連動する入力軸と、前記入力軸に噛み合うスパーギアと、前記スパーギアが固定されるとともに、軸心に対して偏心した駆動用カム部分が設けられたクランク軸と、前記クランク軸を回転自在に保持する出力軸と、前記クランク軸の回転に伴い前記駆動用カム部分から作用する荷重により揺動するとともに外周に外歯が形成された揺動歯車と、前記揺動歯車を収納するケースと、前記ケースの内周に設けられて前記外歯と噛み合う内歯と、を備えている偏心差動減速機であって、前記スパーギア及び前記クランク軸はそれぞれ2つ以上設けられ、前記出力軸に対して回転自在に保持されるとともに、軸心に対して偏心した従動用カム部分が設けられた補助クランク軸をさらに備え、前記各クランク軸は同一の円に対してその円周に当該各クランク軸の軸心が垂直に交差するように配置されるとともに、前記補助クランク軸は前記円周の内側に配置されて、前記揺動歯車が揺動(回転)するときに前記従動用カム部分にて前記補助クランク軸に対して当該揺動歯車からの荷重が作用する(荷重の一部を受ける)ことを特徴とする。 An eccentric differential reduction gear according to a first aspect of the present invention is provided with an input shaft interlocked with a motor, a spur gear meshing with the input shaft, a spur gear fixed to the drive cam portion eccentric to the shaft center. A crankshaft, an output shaft that rotatably holds the crankshaft, and a swing gear that swings due to a load acting from the drive cam portion as the crankshaft rotates and has outer teeth formed on the outer periphery. An eccentric differential reducer comprising: a case that houses the swing gear; and an inner tooth that is provided on an inner periphery of the case and meshes with the outer teeth, wherein the spur gear and the crankshaft are Each of the cranks is further provided with two or more auxiliary crankshafts, each of which is provided two or more, is rotatably held with respect to the output shaft, and is provided with a driven cam portion that is eccentric with respect to the shaft center. Is arranged such that the axis of each crankshaft intersects the circumference of the same circle vertically, the auxiliary crankshaft is arranged inside the circumference, and the swing gear is When rocking (rotating), a load from the rocking gear is applied to the auxiliary crankshaft at the driven cam portion (a part of the load is received).
この発明によると、モータからの回転駆動力がスパーギアを介して各クランク軸に入力される。出力軸にはクランク軸とともに補助クランク軸が保持されており、この補助クランク軸には揺動歯車からの揺動時の荷重が作用するため、補助クランク軸でもラジアル方向の反力を負担することができる。このため、クランク軸が配置された円の内側の領域を活用して配置された補助クランク軸と2つ以上のクランク軸とでラジアル方向の反力を受けることができ、補助クランク軸が設けられていない場合に比して、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を低減することができる。このように、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を低減できることで、クランク軸が許容できる荷重に基づいて決定される偏心差動減速機の負荷容量(最大トルク)の制限を緩和することができ、負荷容量を増大させることができる。尚、このことにより、従来と同様の負荷が作用する条件に適用する場合には、クランク軸が制約となっていた疲労寿命を向上させることもできる。 According to the present invention, the rotational driving force from the motor is input to each crankshaft via the spur gear. An auxiliary crankshaft is held together with the crankshaft on the output shaft, and a load from the swinging gear acts on this auxiliary crankshaft, so that the auxiliary crankshaft also bears a reaction force in the radial direction. Can do. Therefore, a radial reaction force can be received by the auxiliary crankshaft arranged using the region inside the circle where the crankshaft is arranged and the two or more crankshafts, and the auxiliary crankshaft is provided. The radial reaction force acting on the crankshaft can be reduced without increasing the size of the reduction gear as compared with the case where the reduction gear is not. Thus, by reducing the radial reaction force acting on the crankshaft, it is possible to relax the restriction on the load capacity (maximum torque) of the eccentric differential reduction gear that is determined based on the load that the crankshaft can tolerate. And the load capacity can be increased. In addition, this can also improve the fatigue life in which the crankshaft has been restricted when applied to the conditions under which the same load is applied.
第2発明に係る偏心差動減速機は、第1発明の偏心差動減速機において、前記各クランク軸は、前記円の中心に対して円周方向に均等角度で配置されていることを特徴とする。 An eccentric differential reduction gear according to a second invention is the eccentric differential reduction gear according to the first invention, wherein the crankshafts are arranged at equal angles in the circumferential direction with respect to the center of the circle. And
この発明によると、各クランク軸が同一円の円周方向に均等角度で配置されているため、補助クランク軸に配分された分を除くラジアル方向の反力を各クランク軸において均等に配分された状態で受けることができる。このため、クランク軸間での負荷容量のばらつきが生じることを防止し、より効率良く負荷容量の増大を図ることができる。 According to this invention, since each crankshaft is arranged at an equal angle in the circumferential direction of the same circle, the reaction force in the radial direction excluding the portion distributed to the auxiliary crankshaft is evenly distributed in each crankshaft. Can be received in the state. For this reason, it is possible to prevent the load capacity from varying between the crankshafts and to increase the load capacity more efficiently.
第3発明に係る偏心差動減速機は、モータに連動する入力軸と、前記入力軸に噛み合うスパーギアと、前記スパーギアが固定されるとともに、軸心に対して偏心した駆動用カム部分が設けられたクランク軸と、前記クランク軸を回転自在に保持する出力軸と、前記クランク軸の回転に伴い前記駆動用カム部分から作用する荷重により揺動するとともに外周に外歯が形成された揺動歯車と、前記揺動歯車を収納するケースと、前記ケースの内周に設けられて前記外歯と噛み合う内歯と、を備えている偏心差動減速機であって、前記スパーギア及び前記クランク軸はそれぞれ複数(即ち、2つ以上)設けられ、前記出力軸に対して回転自在に保持されるとともに、軸心に対して偏心した従動用カム部分が設けられた補助クランク軸をさらに備え、前記補助クランク軸は当該補助クランク軸の軸心が前記各クランク軸の軸心から等距離の位置に位置するように配置され、前記揺動歯車が揺動(回転)するときに前記従動用カム部分にて前記補助クランク軸に対して当該揺動歯車からの荷重が作用する(荷重の一部を受ける)ことを特徴とする。 An eccentric differential reduction gear according to a third aspect of the present invention is provided with an input shaft interlocking with a motor, a spur gear meshing with the input shaft, a spur gear fixed to the drive cam portion eccentric to the shaft center. A crankshaft, an output shaft that rotatably holds the crankshaft, and a swing gear that swings due to a load acting from the drive cam portion as the crankshaft rotates and has outer teeth formed on the outer periphery. An eccentric differential reducer comprising: a case that houses the swing gear; and an inner tooth that is provided on an inner periphery of the case and meshes with the outer teeth, wherein the spur gear and the crankshaft are A plurality of (that is, two or more) are provided, each of which is further rotatably held with respect to the output shaft, and further includes an auxiliary crankshaft provided with a driven cam portion that is eccentric with respect to the axis. The auxiliary crankshaft is arranged such that the axis of the auxiliary crankshaft is positioned at an equal distance from the axis of each crankshaft, and the driven cam is swung (rotated) when the rocking gear is swung (rotated). A load from the oscillating gear acts on the auxiliary crankshaft at a portion (receives a part of the load).
この発明によると、モータからの回転駆動力がスパーギアを介して各クランク軸に入力される。出力軸にはクランク軸とともに補助クランク軸が保持されており、この補助クランク軸には揺動歯車からの揺動時の荷重が作用するため、補助クランク軸でもラジアル方向の反力を負担することができる。そして、補助クランク軸の軸心が各クランク軸の軸心から等距離の位置に位置するように補助クランク軸が配置されているため、ラジアル方向の反力を各クランク軸から補助クランク軸に対して均等に配分させることができる。これにより、補助クランク軸と複数のクランク軸とでラジアル方向の反力をバランスよく受けることができ、補助クランク軸が設けられていない場合に比して、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を低減することができる。このように、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を低減できることで、クランク軸が許容できる荷重に基づいて決定される偏心差動減速機の負荷容量(最大トルク)の制限を緩和することができ、負荷容量を増大させることができる。尚、このことにより、従来と同様の負荷が作用する条件に適用する場合には、クランク軸が制約となっていた疲労寿命を向上させることもできる。 According to the present invention, the rotational driving force from the motor is input to each crankshaft via the spur gear. An auxiliary crankshaft is held together with the crankshaft on the output shaft, and a load from the swinging gear acts on this auxiliary crankshaft, so that the auxiliary crankshaft also bears a reaction force in the radial direction. Can do. Since the auxiliary crankshaft is arranged so that the axis of the auxiliary crankshaft is located at a position equidistant from the axis of each crankshaft, the reaction force in the radial direction is applied from each crankshaft to the auxiliary crankshaft. Can be distributed evenly. As a result, the reaction force in the radial direction can be received in a balanced manner between the auxiliary crankshaft and the plurality of crankshafts, leading to an increase in the size of the reduction gear as compared with the case where no auxiliary crankshaft is provided. In addition, the reaction force in the radial direction acting on the crankshaft can be reduced. Thus, by reducing the radial reaction force acting on the crankshaft, it is possible to relax the restriction on the load capacity (maximum torque) of the eccentric differential reduction gear that is determined based on the load that the crankshaft can tolerate. And the load capacity can be increased. In addition, this can also improve the fatigue life in which the crankshaft has been restricted when applied to the conditions under which the same load is applied.
第4発明に係る偏心差動減速機は、第1発明乃至第3発明のいずれかの偏心差動減速機において、前記補助クランク軸は、前記各クランク軸から前記揺動歯車に対して作用するラジアル方向の荷重と同負荷のラジアル方向の荷重が前記揺動歯車から作用するように配設されていることを特徴とする。 An eccentric differential reduction gear according to a fourth invention is the eccentric differential reduction gear according to any one of the first to third inventions, wherein the auxiliary crankshaft acts on the oscillating gear from each crankshaft. A radial load equal to a radial load is disposed so as to act from the oscillating gear.
この発明によると、各クランク軸から揺動歯車に対して作用する荷重と同負荷の荷重が補助クランク軸に作用するため、ラジアル方向の力を各クランク軸と補助クランク軸とで均等に受けることができる。これにより、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を効率良く低減して、偏心差動減速機の負荷容量を増大させることができる。 According to the present invention, a load of the same load as the load acting on the oscillating gear from each crankshaft acts on the auxiliary crankshaft, so that the radial force is equally received by each crankshaft and the auxiliary crankshaft. Can do. Thereby, the reaction force in the radial direction acting on the crankshaft can be efficiently reduced, and the load capacity of the eccentric differential reduction gear can be increased.
第5発明に係る偏心差動減速機は、第1発明乃至第4発明のいずれかの偏心差動減速機において、前記揺動歯車には中心部分に形成された中心孔が設けられ、前記補助クランク軸は前記中心孔を貫通するように配設されていることを特徴とする。 An eccentric differential reduction gear according to a fifth aspect of the present invention is the eccentric differential reduction gear according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the oscillating gear is provided with a center hole formed in a central portion, and the auxiliary gear The crankshaft is disposed so as to penetrate the center hole.
この発明によると、補助クランク軸が揺動歯車の中心部分に設けられた中心孔を貫通するように配設されているため、ラジアル方向の反力を効率良く補助クランク軸に配分することができる。これにより、補助クランク軸と複数のクランク軸とでラジアル方向の反力をバランスよく受けることができ、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸に作用するラジアル方向の反力を効率良く低減して、偏心差動減速機の負荷容量を増大させることができる。 According to the present invention, since the auxiliary crankshaft is disposed so as to pass through the center hole provided in the central portion of the swing gear, the reaction force in the radial direction can be efficiently distributed to the auxiliary crankshaft. . As a result, the reaction force in the radial direction can be received in a balanced manner between the auxiliary crankshaft and the plurality of crankshafts, and the reaction force in the radial direction acting on the crankshaft can be efficiently obtained without increasing the size of the reduction gear. It can be reduced well and the load capacity of the eccentric differential reduction gear can be increased.
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つつ説明する。尚、本発明の実施形態に係る偏心差動減速機は、産業用ロボットや種々の工作機械等の各種産業用機械や建設機械等において広く適用することができる。尚、例えば、風車においては、ブレード(羽)の直径が大きくなる傾向にあることからYaw駆動装置として負荷容量の大きな減速機が要求される状況にあるため、このような風車において用いられると好適である。しかし、この例に限らず、クランク軸と、クランク軸の回転に伴って揺動するとともに外歯が形成された揺動歯車と、揺動歯車を収納するケースに設けられて外歯と噛み合う内歯と、を介して回転を伝達する偏心差動減速機に関して広く適用することができる。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The eccentric differential reduction gear according to the embodiment of the present invention can be widely applied to various industrial machines such as industrial robots and various machine tools, construction machines, and the like. For example, in a windmill, since the diameter of the blades (wings) tends to be large, a reduction gear with a large load capacity is required as a Yaw drive device. Therefore, the windmill is preferably used in such a windmill. It is. However, the present invention is not limited to this example. The crankshaft, a swinging gear that swings with the rotation of the crankshaft and has external teeth formed therein, and a case that houses the swinging gear and is engaged with the external teeth. The present invention can be widely applied to an eccentric differential reducer that transmits rotation through teeth.
(偏心差動減速機の全体構成)
図1は、本発明の一実施の形態に係る偏心差動減速機1を示す断面図である。偏心差動減速機1は、例えば、風車のYaw駆動装置として用いられ、図1に示すように、モータ100から入力された回転を減速して伝達して出力する。この偏心差動減速機1は、入力軸11、スパーギア12、クランク軸13、出力軸14、揺動歯車15、ケース16、内歯17、補助クランク軸18などを備えて構成されている。
(Overall configuration of the eccentric differential reducer)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eccentric differential reduction gear 1 according to an embodiment of the present invention. The eccentric differential reduction gear 1 is used, for example, as a Yaw drive device for a windmill, and as shown in FIG. 1, the rotation input from the
(ケースの構成)
ケース16は、筒状の第1ケース部16aと第2ケース部16bとで構成されており、これらの縁部同士にてボルトで連結されている。そして、ケース16の内部には、入力軸11、スパーギア12、クランク軸13、出力軸14の一部、揺動歯車15などが収納されている。また、ケース16は、入力側である一端側(第2ケース部16bの端部側)にはモータ100が固設され、出力側である他端側(第1ケース16aの端部側)は開口形成されている。
(Case structure)
The
(入力軸、スパーギアの構成)
入力軸11は、モータ100のモータ出力軸100aからの回転駆動力が遊星歯車機構19を介して入力され、モータ100に連動するようになっている。即ち、ケース16の一端側に取り付けられたモータ100からケース16内に突出するモータ出力軸100aに遊星歯車機構19の太陽ギア19aが連結されている。そして、この太陽ギア19aに噛合する複数の遊星歯車19bを回転自在に支持するとともに公転運動を行う遊星枠19cの内周部分に対して入力軸11がスプライン結合により連結されている。このようにして、モータ100からの回転駆動力が遊星歯車機構19を介して減速されて入力軸11へと伝達されるようになっている。また、入力軸11は、偏心差動減速機1の径方向における中心に配置されており、遊星枠19cとスプライン結合する一端側(モータ100側)とは反対側の他端側にギア11aが形成されている。
(Configuration of input shaft and spur gear)
The
スパーギア12は、入力軸11の周囲にその周方向に沿って複数(本実施形態では、3つ)配設されている。そして、各スパーギア12は、ギア11aにて入力軸11に対して噛み合うようになっている。これにより、モータ100からの回転駆動力によって入力軸11が回転することで、この回転に伴ってスパーギア12が回転駆動されるようになっている。
A plurality (three in this embodiment) of spur gears 12 are disposed around the
(クランク軸の構成)
クランク軸13は、その一端側(モータ100側)においてスパーギア12が固定されており、入力軸11の軸心を中心としてその周囲に周方向に沿って入力軸11と平行に複数(本実施形態では、3つ)配設されている。このクランク軸13は、第1カム部分13a、第2カム部分13b、第1軸部13c、及び第2軸部13dを備えて構成されており、第1軸部13c、第1カム部分13a、第2カム部分13b、第2軸部13dの順番で直列に設けられている。そして、第1カム部分13a及び第2カム部分13bは、クランク軸13の軸心に対して偏心した駆動用カム部分として設けられている。また、第1軸部13c及び第2軸部13dは、出力軸14に対してころ軸受21を介して回転自在に支持されており、これにより、クランク軸13が出力軸14において回転自在に保持されている。尚、各クランク軸13の第2軸部13dの端部には前述のようにスパーギア12がそれぞれスプライン結合により取り付けられている。
(Crankshaft configuration)
The
(補助クランク軸の構成)
補助クランク軸18は、偏心差動減速機1の径方向における中心に配置されており、軸心が入力軸11と同一直線状に位置するように配置されている。この補助クランク軸18は、第1カム部分18a、第2カム部分18b、第1軸部18c、第2軸部18dを備えて構成されており、第1軸部18c、第1カム部分18a、第2カム部分18b、第2軸部18dの順番で直列に設けられている。そして、第1カム部分18a及び第2カム部分18bは、補助クランク軸18の軸心に対して偏心した従動用カム部分として設けられている。また、第1軸部18c及び第2軸部18dは、出力軸14に対してころ軸受26を介して回転自在に保持されている。
(Configuration of auxiliary crankshaft)
The
(出力軸の構成)
出力軸14は、モータ100に対向する一端側がケース16内に収納されており、出力側である他端側はケース16の開口から突出した状態で配設されている。そして、出力軸14は、ケース16の内周に沿って配設された出力側のころ軸受22およびモータ100側の玉軸受23を介してケース16に対して回転自在に支持されている。この出力軸14は、一端側においてクランク軸13及び補助クランク軸18を回転自在に保持している。また、図2は、図1のII−II線矢視断面図であるが、図1及び図2に示すように、出力軸14の一端側には、3本の柱部14aが周方向に均等角度で突設されている。尚、ケース16から突出している出力軸14の他端側には出力ギア30が取り付けられている。
(Configuration of output shaft)
One end of the
(揺動歯車の構成)
揺動歯車15は、図1及び図2に示すように、平行に重ねられた状態でケース16内に収納される第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15bを備えて構成されている。そして、第1揺動歯車15aにはその外周に外歯24aが形成されており、第2揺動歯車15bにはその外周に外歯24bが形成されている。第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15bにはそれぞれ、クランク軸13が貫通する第1孔部27、出力軸14の柱部14aが貫通する第2孔部28、補助クランク軸18が貫通する第3孔部29が形成されている。これらの第1孔部27、第2孔部28、及び第3孔部29は、それぞれ第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15bにおいて対向するように配置されている。
(Configuration of oscillating gear)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
揺動歯車15の第1孔部27は、円形孔として形成され、各クランク軸13に対応して揺動歯車15の周方向に均等角度で3つ形成されている。この第1孔部27は、第1揺動歯車15aにおいてはニードル軸受20aを介して第1カム部分13aを保持しており、第2揺動歯車15bにおいてはニードル軸受20bを介して第2カム部分13bを保持している。第2孔部28は、底辺部及び角部が弧状に形成された台形状の孔として形成され、各柱部14aに対応して揺動歯車15の周方向に均等角度で3つ形成されている。即ち、第2孔部28は第1孔部27と揺動歯車15の周方向において交互に形成されている。この第2孔部28には、柱部14aがそれぞれ遊嵌状態で貫通している。第3孔部29は、揺動歯車15の中心部分に形成された円形の中心孔として設けられ、補助クランク軸18に対応して形成されている。この第3孔部29は、第1揺動歯車15aにおいてはニードル軸受25aを介して第1カム部分18aを保持しており、第2揺動歯車15bにおいてはニードル軸受25bを介して第2カム部分18bを保持している。
The
揺動歯車15、クランク13、及び補助クランク軸18が上述のように配設されているため、入力軸11からスパーギア12を介して回転駆動力が伝達されてクランク軸13が回転すると、このクランク軸13の回転に伴い駆動用カム部分である第1カム部分13a及び第2カム部分13bから揺動歯車15に対して荷重が作用する。この荷重により、揺動歯車15(第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15b)が内歯17に係合し揺動回転することになる。このとき、揺動歯車15(第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15b)は、内歯17からの反力を受ける。そして、揺動歯車15の反力は、クランク軸13と補助クランク軸18とで支える。
Since the
(内歯の構成)
内歯17は、図1及び図2に示すように、ケース16の内周に設けられて揺動歯車15(第1揺動歯車15a、第2揺動歯車15b)に形成された外歯(24a、24b)と噛み合うピン状部材として形成されている。各内歯17は、ケース16の内周において等間隔でケース16に嵌め込まれた状態で配列されている。そして、内歯17の歯数は、第1揺動歯車15aの外歯24a及び第2揺動歯車15bの外歯24bの歯数よりも1個多くなるように設けられている(数個程度多くなっているものであってもよい)。このため、クランク軸13が回転するごとに、噛み合う外歯(24a、24b)と内歯17との噛み合いがずれ、揺動歯車15(第1揺動歯車15a、第2揺動歯車15b)が揺動回転するようになっている。
(Configuration of internal teeth)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(クランク軸と補助クランク軸との関係)
上述した偏心差動減速機1においては、図2に示すように、各クランク軸13は、各クランク軸13の軸心を通る同一の円C(図2にて一点鎖線で示す仮想の円:カム部の中心を結ぶ線になっている。要変更。合わせて、クランク、補助クランクの軸心を追加。)に対してその円周に各クランク軸13の軸心が垂直に交差するように、配置されている。そして、各クランク軸13は円Cの中心に対して円周方向に均等角度で配置されており、補助クランク軸18は円Cの円周の内側に配置されている。そして、補助クランク軸18は、補助クランク軸18の軸心が各クランク軸13の軸心から等距離D(図2にてそれぞれ両端矢印で示す距離)の位置に位置するように、配置されている。第1カム部分13a、第2カム部分13b、および従動用カム部分18a、18bの軸方向の幅は、ほぼ同じ幅に形成されている。
(Relationship between crankshaft and auxiliary crankshaft)
In the above-described eccentric differential reduction gear 1, as shown in FIG. 2, each
また、この構造により、偏心差動減速機1においては、各クランク軸13に揺動歯車15から作用する反力を均等に補助クランク軸18が負担するように配設されている。図3は、図2におけるクランク軸13及び補助クランク軸18の断面を示す図である。この図3に示すように、第2揺動歯車15bの外歯24bが内歯17に噛み合うことで内歯17に対して大きさFのラジアル方向の荷重を及ぼしたとすると、その大きさFの荷重により逆方向にラジアル方向の反力として、揺動歯車15を介してクランク軸13及び補助クランク軸18に対してそれぞれ均等の大きさFaのラジアル方向の反力が作用するようになっている。即ち、F=4Faの関係が成立するようになっている。尚、図3に示すように、クランク軸13よりも小さい径の補助クランク軸18で各クランク軸13にかかる大きさFaと同じ大きさFaのラジアル方向の反力を受けることができる。
Also, with this structure, in the eccentric differential reduction gear 1, the
(偏心差動減速機の作動)
モータ100の出力軸100aが回転してモータ100からの回転駆動力が遊星歯車機構19を介して入力軸11に伝達されると、入力軸11が回転してギア11aと噛み合うスパーギア12が回転する。このスパーギア12の回転とともにクランク軸13が回転する。このクランク軸13とともに第1カム部分13a及び第2カム部分13bが回転する。この回転に伴って、前述のように、第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15bが内歯17と噛み合いをずらしながら揺動回転する。このとき、揺動歯車15が揺動回転に伴い発生する揺動歯車15からのラジアル方向の反力を各クランク軸13及び補助クランク軸18が均等に負担する。そして、第1揺動歯車15a及び第2揺動歯車15bの揺動回転に伴って、ニードル軸受(20a、20b)で回転保持されたクランク軸13も入力軸11の軸方向を中心とした公転運動を行う。これにより、クランク軸13を回転自在に保持する出力軸14が回転して大きなトルクが出力ギア30から出力されることになる。
(Eccentric differential reduction gear operation)
When the
(本実施形態の効果)
偏心差動減速機1によると、モータ100からの回転駆動力がスパーギア12を介して各クランク軸13に入力される。出力軸14にはクランク軸13とともに補助クランク軸18が保持されており、この補助クランク軸18でもラジアル方向の反力を負担することができる。補助クランク軸18は、クランク軸13が配置された円Cの内側の領域を効率よく活用して配置されているから、補助クランク軸18が設けられていない場合に比して、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸13に作用するラジアル方向の反力を低減することができる。このように、クランク軸13に作用するラジアル方向の反力を低減できることで、クランク軸13が許容できる荷重に基づいて決定される偏心差動減速機1の負荷容量(最大トルク)の制限を緩和することができ、負荷容量を増大させることができる。尚、このことにより、従来と同様の負荷が作用する条件に適用する場合には、クランク軸が制約となっていた疲労寿命を向上させることもできる。
(Effect of this embodiment)
According to the eccentric differential reduction gear 1, the rotational driving force from the
また、補助クランク軸18は、クランク軸13が配置された円Cの内側に配置されているため、補助クランク軸18がクランク軸13よりも揺動歯車15における中心により近い位置に位置することになる。補助クランク軸18はトルク反力を受けないためにクランク軸13よりも小径にできる。
Further, since the
従って、本実施形態によると、クランク軸にかかるラジアル方向の反力を低減することができ、負荷容量(最大トルク)を増大させることができる偏心作動減速機1を提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the eccentric operation speed reducer 1 that can reduce the reaction force in the radial direction applied to the crankshaft and can increase the load capacity (maximum torque).
また、偏心差動減速機1によると、各クランク軸13が同一円Cの円周方向に均等角度で配置されているため、補助クランク軸18に配分された分を除くラジアル方向の反力を各クランク軸13において均等に配分された状態で受けることができる。このため、クランク軸13間での負荷容量のばらつきが生じることを防止し、より効率良く負荷容量の増大を図ることができる。
Further, according to the eccentric differential reduction gear 1, since the
また、偏心差動減速機1によると、補助クランク軸18の軸心が各クランク軸13の軸心から等距離Dの位置に位置するように補助クランク軸18が配置されているため、ラジアル方向の反力を各クランク軸13から補助クランク軸18に対して均等に配分させることができる。これにより、補助クランク軸18と複数のクランク軸13とでラジアル方向の反力をバランスよく受けることができ、補助クランク軸18が設けられていない場合に比して、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸13に作用するラジアル方向の反力を低減することができる。
Further, according to the eccentric differential reduction gear 1, since the
また、偏心差動減速機1によると、各クランク軸13から揺動歯車15に対して作用する荷重と同負荷の荷重が補助クランク軸18に作用するように、クランク軸13が配置された円Cの内側に配置し、補助クランク軸18の軸心が各クランク軸13の軸心から等距離Dの位置に位置し、かつ補助クランク軸18の径をクランク軸13の径よりも小さく形成してある。このように、ラジアル方向の力を各クランク軸13と補助クランク軸18とで均等に受けるから、クランク軸13に作用するラジアル方向の反力を効率良く低減して、偏心差動減速機1の負荷容量を増大させることができる。
Further, according to the eccentric differential reduction gear 1, a circle on which the
また、偏心差動減速機1によると、補助クランク軸18が揺動歯車15の中心部分に設けられた中心孔である第3孔部29を貫通するように配設されているため、ラジアル方向の反力を効率良く補助クランク軸18に配分することができる。これにより、補助クランク軸18と複数のクランク軸13とでラジアル方向の反力をバランスよく受けることができ、減速機の大型化を招いてしまうことなく、クランク軸13に作用するラジアル方向の反力を効率良く低減して、偏心差動減速機1の負荷容量を増大させることができる。
Further, according to the eccentric differential reduction gear 1, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、本実施形態においては、3つのクランク軸を備えるものを例にとって説明したが、2つのクランク軸を備えるものや4つ以上のクランク軸を備えるものであってもよい。また、本実施形態では、補助クランク軸が1つの場合を例にとって説明したが、複数の補助クランク軸が備えられているものであってもよい。また、本実施形態では、2枚の構成要素が重ねられた揺動歯車を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、例えば、3枚以上の構成要素が重ねられた揺動歯車であってもよい。また、本実施形態では、内歯がピン状部材として形成されているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、例えば、ケースと一体に形成された内歯を備えるものであってもよい。
また、本実施形態は補助クランク軸が負担する反力を各クランク軸から均等に受け持つようにしたが、不均等でも良い。また、本実施形態は補助クランク軸とクランク軸のラジアル反力が同じになるようにした、補助クランク軸の負担分が大きくなる、または小さくなるようにしても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in the present embodiment, an example having three crankshafts has been described. However, one having two crankshafts or four or more crankshafts may be used. In this embodiment, the case where there is one auxiliary crankshaft has been described as an example, but a plurality of auxiliary crankshafts may be provided. Further, in the present embodiment, the description has been given by taking the swing gear in which two components are overlapped as an example. However, this need not be the case. For example, a swing gear in which three or more components are stacked is used. There may be. In the present embodiment, the case where the internal teeth are formed as pin-like members has been described as an example. However, this need not be the case. For example, the internal teeth include internal teeth formed integrally with the case. May be.
Further, in the present embodiment, the reaction force borne by the auxiliary crankshaft is equally received from each crankshaft, but it may be uneven. In the present embodiment, the radial reaction force of the auxiliary crankshaft and the crankshaft may be the same, and the burden on the auxiliary crankshaft may be increased or decreased.
1 偏心差動減速機
11 入力軸
12 スパーギア
13 クランク軸
14 出力軸
15 揺動歯車
16 ケース
17 内歯
18 補助クランク軸
100 モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eccentric
Claims (5)
前記入力軸に噛み合うスパーギアと、
前記スパーギアが固定されるとともに、軸心に対して偏心した駆動用カム部分が設けられたクランク軸と、
前記クランク軸を回転自在に保持する出力軸と、
前記クランク軸の回転に伴い前記駆動用カム部分から作用する荷重により揺動するとともに外周に外歯が形成された揺動歯車と、
前記揺動歯車を収納するケースと、
前記ケースの内周に設けられて前記外歯と噛み合う内歯と、
を備えている偏心差動減速機であって、
前記スパーギア及び前記クランク軸はそれぞれ2つ以上設けられ、
前記出力軸に対して回転自在に保持されるとともに、軸心に対して偏心した従動用カム部分が設けられた補助クランク軸をさらに備え、
前記各クランク軸は同一の円に対してその円周に当該各クランク軸の軸心が垂直に交差するように配置されるとともに、前記補助クランク軸は前記円周の内側に配置されて、前記揺動歯車が回転するときに前記従動用カム部分にて前記補助クランク軸に対して当該揺動歯車からの荷重の一部を受けることを特徴とする偏心差動減速機。 An input shaft linked to the motor,
A spur gear meshing with the input shaft;
The spur gear is fixed, and a crankshaft provided with a drive cam portion eccentric with respect to the shaft center;
An output shaft for rotatably holding the crankshaft;
A swing gear that swings due to a load acting from the driving cam portion as the crankshaft rotates, and has outer teeth formed on the outer periphery;
A case for storing the rocking gear;
Inner teeth provided on the inner periphery of the case and meshing with the outer teeth;
An eccentric differential reducer comprising:
Two or more of the spur gear and the crankshaft are provided,
An auxiliary crankshaft that is rotatably held with respect to the output shaft and provided with a driven cam portion that is eccentric with respect to the shaft center;
Each of the crankshafts is arranged so that the center of each crankshaft intersects the circumference of the same circle perpendicularly, and the auxiliary crankshaft is arranged inside the circumference, An eccentric differential reducer characterized in that when the swing gear rotates, the driven cam portion receives a part of a load from the swing gear with respect to the auxiliary crankshaft.
前記各クランク軸は、前記円の中心に対して円周方向に均等角度で配置されていることを特徴とする偏心差動減速機。 The eccentric differential reducer according to claim 1,
Each of the crankshafts is arranged at an equal angle in the circumferential direction with respect to the center of the circle.
前記入力軸に噛み合うスパーギアと、
前記スパーギアが固定されるとともに、軸心に対して偏心した駆動用カム部分が設けられたクランク軸と、
前記クランク軸を回転自在に保持する出力軸と、
前記クランク軸の回転に伴い前記駆動用カム部分から作用する荷重により揺動するとともに外周に外歯が形成された揺動歯車と、
前記揺動歯車を収納するケースと、
前記ケースの内周に設けられて前記外歯と噛み合う内歯と、
を備えている偏心差動減速機であって、
前記スパーギア及び前記クランク軸はそれぞれ複数設けられ、
前記出力軸に対して回転自在に保持されるとともに、軸心に対して偏心した従動用カム部分が設けられた補助クランク軸をさらに備え、
前記補助クランク軸は当該補助クランク軸の軸心が前記各クランク軸の軸心から等距離の位置に位置するように配置され、前記揺動歯車が回転するときに前記従動用カム部分にて前記補助クランク軸に対して当該揺動歯車からの荷重の一部を受けることを特徴とする偏心差動減速機。 An input shaft linked to the motor,
A spur gear meshing with the input shaft;
The spur gear is fixed, and a crankshaft provided with a drive cam portion eccentric with respect to the shaft center;
An output shaft for rotatably holding the crankshaft;
A swing gear that swings due to a load acting from the driving cam portion as the crankshaft rotates, and has outer teeth formed on the outer periphery;
A case for storing the rocking gear;
Inner teeth provided on the inner periphery of the case and meshing with the outer teeth;
An eccentric differential reducer comprising:
A plurality of the spur gears and the crankshaft are provided,
An auxiliary crankshaft that is rotatably held with respect to the output shaft and provided with a driven cam portion that is eccentric with respect to the shaft center;
The auxiliary crankshaft is arranged such that the axis of the auxiliary crankshaft is located at a position equidistant from the axis of each crankshaft, and the driven cam portion rotates when the swing gear rotates. An eccentric differential reducer characterized by receiving a part of a load from the swing gear with respect to an auxiliary crankshaft.
前記補助クランク軸は、前記各クランク軸から前記揺動歯車に対して作用するジアル方向の荷重と同負荷のラジアル方向の荷重が前記揺動歯車から作用するように配設されていることを特徴とする偏心差動減速機。 An eccentric differential reducer according to any one of claims 1 to 3,
The auxiliary crankshaft is disposed such that a radial load of the same load as the radial load acting on the swing gear from each crankshaft is applied from the swing gear. Eccentric differential reducer.
前記揺動歯車には中心部分に形成された中心孔が設けられ、前記補助クランク軸は前記中心孔を貫通するように配設されていることを特徴とする偏心差動減速機。 An eccentric differential reducer according to any one of claims 1 to 4,
A center hole formed in a central portion of the swing gear is provided, and the auxiliary crankshaft is disposed so as to penetrate the center hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008076943A JP2009228844A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Eccentric differential speed reducer |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008076943A JP2009228844A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Eccentric differential speed reducer |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009228844A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3081424A1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-10-19 | Delta Electronics, Inc. | Speed reducer |
CN107401599A (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-28 | 纳博特斯克有限公司 | Sensor and geared system |
-
2008
- 2008-03-25 JP JP2008076943A patent/JP2009228844A/en active Pending
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