JP2011089542A - Planetary gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星歯車装置に関する。 The present invention relates to a planetary gear device.
例えば、特許文献1において、図7に示されるような中空部を有する遊星歯車減速装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a planetary gear reduction device having a hollow portion as shown in FIG.
この遊星歯車減速装置10は、3枚の外歯歯車11〜13と、該外歯歯車11〜13が内接噛合する内歯歯車14とを備え、外歯歯車11〜13と内歯歯車14との相対回転成分を出力として取り出す構成とされている。遊星歯車減速装置10の半径方向中央部には該装置10を軸方向に貫通する中空部10Hが形成されている。この中空部10Hは、図示せぬモータの電源ケーブル、各種制御ケーブル等が通される。
The planetary
外歯歯車11〜13には内ピン孔11A〜13Aがそれぞれ貫通形成されており、該内ピン孔11A〜13Aには、内ローラ20及び内ピン22が遊嵌している。外歯歯車11〜13の軸方向両側には、第1、第2キャリヤフランジ24、26が配置され、内ピン22を介して連結ボルト28によって連結されている。第1、第2キャリヤフランジ24、26は第1、第2主軸受30、32によってケーシング34に支持されている。
モータによって入力軸16が回転すると、該入力軸16の外周に一体形成された偏心体17〜19が回転する。偏心体17〜19の外周は入力軸16の軸心に対して偏心しているため、入力軸16が1回転すると該偏心体17〜19の外周に組み込まれている偏心体軸受(ローラ)35〜37を介して外歯歯車11〜13がそれぞれ揺動回転する。この結果、内歯歯車14と各外歯歯車11〜13の噛合位置がそれぞれ円周方向に順次ずれ、内歯歯車14に対して各外歯歯車11〜13が両歯車の歯数差に相当する分だけ相対的に回転する。
When the
この相対回転は、内ピン22及び内ローラ20を介して第1、第2キャリヤフランジ24、26から取り出される。この結果、(内歯歯車14と外歯歯車11〜13の歯数差)/(外歯歯車11〜13の歯数)に相当する大きな減速比の減速を、1段で実現することができる。
This relative rotation is taken out from the first and
この種の遊星歯車減速装置10においては、装置の半径方向中央部にできるだけ大きいスペースを確保したいという要請がある。それは、例えば、そのスペースを利用して、前述したような中空部10Hの内径をできるだけ大きくしたいといった要求が出されたり、安定した外歯歯車の揺動回転をより長期間保障するために偏心体軸受35〜37のピッチ円径をできるだけ大きくしたいといった要求が出されたりすることがよくあるためである。
In this type of planetary
しかし、内ピン22の存在によって半径方向の寸法的制約を受けるため、この種の構造の遊星歯車装置において(装置自体を大きくすることなく)装置の半径方向中央部に大きなスペースを確保することは至難であった。
However, since there is a dimensional constraint in the radial direction due to the presence of the
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、遊星歯車装置全体の半径方向寸法を徒に増大することなく、装置の半径方向中央部にできるだけ大きなスペースを確保することのできる遊星歯車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 as much space as possible is secured in the central portion in the radial direction of the device without increasing the radial dimension of the entire planetary gear device. It is an object of the present invention to provide a planetary gear device that can be used.
本発明は、遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車とを備えると共に、前記遊星歯車の軸方向の少なくとも片側に出力部材または固定部材となるキャリヤフランジを備えた遊星歯車装置において、前記キャリヤフランジから突出され前記遊星歯車を貫通するピン部材が、該キャリヤフランジと一体で成形され、且つ該ピン部材の最外周部が、前記キャリヤフランジをケーシングに支持するための主軸受の転動体の内輪側転走面またはその延長面の最小径部よりも半径方向外側に位置し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 a planetary gear device comprising a planetary gear and an internal gear with which the planetary gear internally meshes, and a carrier flange serving as an output member or a fixing member on at least one side in the axial direction of the planetary gear. A pin member protruding from the carrier flange and penetrating the planetary gear is formed integrally with the carrier flange, and an outermost peripheral portion of the pin member is a roller of a main bearing for supporting the carrier flange on the casing. The above-described problem is solved by adopting a configuration that is located radially outside the minimum diameter portion of the inner ring-side rolling surface of the moving body or its extended surface.
ここで、「ピン部材の最外周部」とは、「遊星歯車装置の軸心(主軸受の中心:後述の例で言うならば軸心Og)から見て、ピン部材の最も離れている部分」という意味である。また、「転走面またはその延長面の最小径部」とは、「キャリヤフランジに形成された主軸受の転動体の転走面」、または、「該転走面を形成する際に工具を逃がすための空間を確保する等の理由により、該転走面を延長して形成された面」のいずれかのうち、最も半径方向内側に位置している部分、という意味である。 Here, “the outermost peripheral portion of the pin member” means “the portion of the pin member that is farthest away from the axis of the planetary gear device (the center of the main bearing: the axis Og in the example described later). ". The “minimum diameter portion of the rolling surface or its extended surface” means “the rolling surface of the rolling element of the main bearing formed on the carrier flange” or “the tool used when forming the rolling surface”. This means that the portion of the surface formed by extending the rolling surface for the purpose of securing a space for escape, etc., is located on the innermost radial direction.
本発明によれば、従来、これ以上は薄く或いは小さくするのは困難と考えられてきたケーシング、キャリヤフランジ、及びピン部材(先の従来例では内ピン)等の強度に関して詳細な吟味を加え、その結果、まず遊星歯車を貫通するピン部材をキャリヤフランジと一体で成形すると共に、主軸受とピン部材との半径方向の位置関係を従来と逆転させ、ピン部材の最外周部が、主軸受の転走面またはその延長面の最小径部よりも半径方向外側に位置するように構成した。 According to the present invention, a detailed examination is made on the strength of the casing, the carrier flange, and the pin member (inner pin in the previous conventional example), which has been conventionally considered difficult to make thinner or smaller. As a result, first, a pin member that penetrates the planetary gear is formed integrally with the carrier flange, and the radial positional relationship between the main bearing and the pin member is reversed from the conventional one. It comprised so that it might be located in the radial direction outer side from the minimum diameter part of a rolling surface or its extension surface.
本発明によれば、ピン部材は、装置の半径方向中央からより離れる(ピッチ円が大きくなる)傾向となり、このため、装置の半径方向中央部に大きなスペースを確保しつつ、ピン部材の強度を確保できる。また、必要ならば、ピン部材自体の外径を増大させることもできる。 According to the present invention, the pin member tends to be further away from the center in the radial direction of the device (the pitch circle becomes larger). For this reason, the pin member strength is increased while securing a large space in the central portion in the radial direction of the device. It can be secured. If necessary, the outer diameter of the pin member itself can be increased.
この場合に、従来と同様のケーシング外径を維持しようとすると、内歯歯車の外側相当位置のケーシングの厚さは薄くなる傾向となる。しかし、外歯歯車が内歯歯車に内接することによって発生する噛合反力の装置半径方向の成分は比較的小さいため、内歯歯車の外側相当位置のケーシングの厚さが多少薄くなったとしても、問題とはなりにくい。 In this case, if an attempt is made to maintain the same casing outer diameter as in the prior art, the thickness of the casing at the position corresponding to the outside of the internal gear tends to be thin. However, since the component in the device radial direction of the meshing reaction force generated when the external gear is inscribed in the internal gear is relatively small, even if the thickness of the casing corresponding to the outside of the internal gear is somewhat thin , Less likely to be a problem.
一方、主軸受は、(ピン部材に対して相対的に)ケーシングの外周部からより離れる位置に配置されることになり、主軸受の外側相当位置のケーシングの厚さが従来よりも大きく確保できる傾向となる。主軸受の外側相当位置のケーシングは、トルク増強されたキャリヤフランジの強いラジアルトルクをしっかり支持する必要があるため、高い剛性を必要とすることから、この傾向は、定性的には極めて良好な傾向となる。 On the other hand, the main bearing is disposed at a position farther from the outer peripheral portion of the casing (relative to the pin member), and the casing thickness at a position corresponding to the outer side of the main bearing can be ensured to be larger than the conventional one. It becomes a trend. This trend tends to be very good qualitatively because the casing in the position corresponding to the outside of the main bearing needs to support the strong radial torque of the carrier flange with enhanced torque, which requires high rigidity. It becomes.
これらの定性的傾向は、装置の半径方向中央部により大きなスペースを確保し易くし、ピン部材を始めとする強度上問題となる部材の寸法やケーシングの厚さに関して、より合理的な設計をし易くするものであって、用途に応じた設計の自由度を大きく高めることができるようになる。 These qualitative tendencies make it easier to secure a larger space in the center of the device in the radial direction, and make a more rational design with regard to the dimensions of the members and the thickness of the casing, such as pin members, which are problematic in strength. This makes it easy to greatly increase the degree of freedom in design according to the application.
本発明によれば、遊星歯車装置全体の半径方向寸法を徒に増大することなく、装置の半径方向中央部に大きなスペースを確保することのできる遊星歯車装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the planetary gear apparatus which can ensure a large space in the radial direction center part of an apparatus can be provided, without increasing the radial direction dimension of the whole planetary gear apparatus suddenly.
なお、設計の自由度という観点で捉えるならば、例えば、同じ大きさの中央部スペースを確保しながら、ピン部材等の他の部材の寸法をより大きくして、その分、この部分での伝達容量、強度、剛性、寿命等を高めたりすることができるようになる、と捉えることも可能である。 From the viewpoint of design freedom, for example, while securing a central space of the same size, the dimensions of other members such as pin members are made larger, and transmission in this part is made accordingly. It can also be understood that the capacity, strength, rigidity, life, etc. can be increased.
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遊星歯車減速装置を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a planetary gear reduction device according to an example of an embodiment of the present invention.
遊星歯車減速装置40は、半径方向中央部のスペースに該装置40を軸方向に貫通する(装置40の軸心Ogに沿って貫通する)中空部40Hを有している。この遊星歯車減速装置40は、入力軸(高速軸)42、2つの偏心体44、46、2つのローラ47、48、2枚の外歯歯車(遊星歯車)51、53、及び外歯歯車51、53が内接噛合する内歯歯車56を備える。外歯歯車51、53を揺動させることにより、外歯歯車51、53と内歯歯車56との相対回転成分を内ピン(ピン部材)60及びキャリヤフランジ62を介して出力として取り出す構成とされている。
The planetary gear
この実施形態では、内歯歯車56の内歯は円柱状の外ピン56Aによって構成されている。外ピン56Aは内歯歯車本体56Bの溝56Cに回転自在に組み込まれている。内歯歯車56の内歯の数(外ピン56Aの数)は、各外歯歯車51、53の外歯の数より1だけ多い。
In this embodiment, the internal teeth of the
外歯歯車51、53の軸方向片側(図1の左側)には、キャリヤフランジ62が配置されている。外歯歯車51、53には内ピン孔51A、53Aがそれぞれ貫通形成されている。一方、前記キャリヤフランジ62からは、該キャリヤフランジ62と一体成形された前記内ピン(ピン部材)60が片持ち状態で突出され、外歯歯車51、53の該内ピン孔51A、53Aに遊嵌(隙間を有する嵌合)している。内ピン60の外周には内ローラ58が摺動自在に被せられている。
A
キャリヤフランジ62は、クロスローラ軸受(主軸受)66を介して遊星歯車減速装置40のケーシング70に回転自在に支持されている。
The
ケーシング70は、軸受ケーシング体70A、減速部ケーシング体70B、及びカバーケーシング体70Cによって構成され、ボルト74によって連結・一体化されている。軸受ケーシング体70Aは、クロスローラ軸受66の外側相当位置に配置されており、クロスローラ軸受66を支持している。軸受ケーシング体70Aは、クロスローラ軸受66のローラ(転動体)72の組み込みを容易とするため、軸方向に2つに分割された第1、第2軸受ケーシング部70A1、70A2によって構成されている。減速部ケーシング体70Bは、内歯歯車56の外側相当位置に配置されると共に、内歯歯車56の本体56Bと一体化され、遊星歯車減速装置40の減速部を収容している。カバーケーシング体70Cは、遊星歯車減速装置40の軸方向側面を被覆・保護している。
The
この実施形態においては、クロスローラ軸受66は、内輪を有していない。即ち、キャリヤフランジ62がクロスローラ軸受66の内輪を兼ねている。キャリヤフランジ62の外周には、クロスローラ軸受66のローラ72の内輪側転走面(主軸受の転動体の内輪側転走面)62a、62bが直接形成されている。
In this embodiment, the
また、この実施形態では、クロスローラ軸受66は外輪も有していない。即ち、軸受ケーシング体70A(第1、第2軸受ケーシング部70A1、70A2)が該クロスローラ軸受66の外輪を兼ねている。第1、第2軸受ケーシング部70A1、70A2の内周には、クロスローラ軸受66のローラ(転動体)72の外輪側転走面70A1a、70A2aがそれぞれ直接形成されている。
In this embodiment, the
クロスローラ軸受66のローラ72は、直径が高さより僅かだけ小さい円柱形状とされ、1個おきに(交互に)90度傾けて内輪側転走面62aと外輪側転走面70A2aの間、及び、内輪側転走面62bと外輪側転走面70A1aの間にそれぞれ配置されている。
The
なお、入力軸(高速軸)42は、ボール軸受43及びキャリヤフランジ62によって支持されている。ボール軸受43は、その転動体であるボール43Aが、クロスローラ軸受66のローラ72と軸方向で重なる位置(共通の軸方向座標を有する位置)に配置されている。
The input shaft (high speed shaft) 42 is supported by a
前述したように、内ピン(ピン部材)60は、キャリヤフランジ62と一体的に成形されている。内ピン60の最外周部(遊星歯車減速装置40の軸心(=主軸受の中心)Ogから見て、内ピン60の最も離れている部分)60Aは、前記内輪側転走面62a、62b(より具体的には工具逃げ面として形成された内輪側転走面62a、62bの延長面)の最小径部62cよりも半径方向外側に位置している。即ち、該最小径部62cの半径(転走面最小径部径)R2よりも内ピン60の最外周部60Aの半径(ピン部材最外周径)R3の方が大きい(ピン部材最外周径R3>最小径部径R2)。なお、この実施形態では、主軸受としてクロスローラ軸受66を採用しており、前記内輪側転走面62a、62bのうち、内ピン60側の内輪側転走面62bの径R8が、ピン部材60に近づくにしたがって、より大きくなっている。この構成は、製造上大きな意義をもたらしている(後述)。
As described above, the inner pin (pin member) 60 is formed integrally with the
また、内歯歯車56の歯先円(各外ピン56Aの内側端を結ぶ円)の半径(内歯歯先円径)R1は、クロスローラ軸受66のローラ72の(軸心Ogからの配置距離に相当する)ピッチ円の半径(ローラピッチ円径)R4よりも大きい(内歯歯先円径R1>ローラピッチ円径R4)。更に、このクロスローラ軸受66のローラピッチ円径R4は、内ピン60のピッチ円の半径(ピン部材ピッチ円径)R5よりも大きい(ローラピッチ円径R4>ピン部材ピッチ円径R5)。即ち、内歯歯先円径R1>ローラピッチ円径R4>ピン部材ピッチ円径R5である。
Further, the radius (inner tooth tip circle diameter) R1 of the tip circle of the internal gear 56 (a circle connecting the inner ends of the respective
ケーシング70の外周径Roは、各ケーシング体70A〜70Cを連結する前記ボルト74を挿通させるために軸方向に部分的に形成された突起部を除いて、全て同一の半径Roに設定されている。即ち、内歯歯車56の外側相当位置の減速部ケーシング体70Bの外周の半径(減速部ケーシング体径)Roは、クロスローラ軸受66の外側相当位置の軸受ケーシング体70Aの外周の半径(軸受ケーシング体径)と同一である(共に半径Ro)。
The outer peripheral diameter Ro of the
なお、各部材の位置決めに関して若干説明しておくと、各外歯歯車51、53には、軸方向の位置決めを行うための張り出し部51B、51C、53B、53Cがそれぞれ形成されている。外歯歯車51の図の左方向に対する位置規制(位置決め)は、該外歯歯車51の張り出し部51Aとキャリヤフランジ62との当接によってなされている。外歯歯車51、53同士の位置決めはそれぞれの張り出し部51B、53Aとの当接によってなされている。外歯歯車53の図の右方向に対する位置決めは、張り出し部53Bとカバーケーシング体70Cに当接して設けられた位置決めプレート76との当接によってなされている。
Note that the positioning of each member will be described briefly. The external gears 51 and 53 are provided with
さらに、内歯歯車56の内歯である外ピン56Aの図の左方向に対する位置規制(位置決め)は、軸受ケーシング体70Aの第2軸受ケーシング部70A2(主軸受の外輪と一体化されたケーシング)との当接によってなされている。
Further, the position restriction (positioning) of the
次に、この遊星歯車減速装置40の作用を説明する。
Next, the operation of the planetary
図示せぬモータによって入力軸42が回転すると、該入力軸42の外周に一体形成された偏心体44、46が回転する。偏心体44、46の外周は入力軸42の軸心Ogに対して偏心しているため、入力軸42が回転すると、該偏心体44、46の外周にローラ47、48を介して組み込まれている外歯歯車51、53がそれぞれ揺動回転する。この結果、内歯歯車56と各外歯歯車51、53の噛合位置がそれぞれ円周方向に順次ずれ、内歯歯車56に対して各外歯歯車51、53が両歯車の歯数差に相当する分だけ相対的に回転する。
When the
内歯歯車56に対する各外歯歯車51、53の相対回転は、該外歯歯車51、53を貫通している内ピン60及び内ローラ58を介してキャリヤフランジ62から取り出される。この結果、(内歯歯車56と外歯歯車51、53の歯数差)/(外歯歯車51、53の歯数)に相当する大きな減速比の減速を1段で実現することができる。なお、外歯歯車51、53の揺動成分は、内ピン孔51A、53Aと内ピン60(内ローラ58)との遊嵌によって吸収される。
The relative rotation of the
ここで、この実施形態では、ピン部材最外周径R3が、クロスローラ軸受66の転走面最小径部径R2よりも大きくなるように(半径方向外側となるように)構成されている。このため、内ピン60は、中空部40Hの軸心Ogからより離れる(ピン部材ピッチ円径R5をより大きくする:遊星歯車減速装置40の半径方向中央部のスペースをより大きく確保する)ように設計することができ、その分中空部40Hの内径D3を大きく形成することができるようになる。また、必要ならば、この定性的傾向を利用して内ピン60自体の半径R6を増大させてより強度を高めるように設計することもできるようになる。
Here, in this embodiment, the pin member outermost periphery diameter R3 is configured to be larger than the rolling surface minimum diameter portion diameter R2 of the cross roller bearing 66 (outside in the radial direction). For this reason, the
ピン部材最外周径R3が大きくなると、(減速部ケーシング体径Roが従来と同一ならば)内歯歯車56の外側相当位置の減速部ケーシング体70Bの半径方向の厚さD1は薄くなる傾向となるが、外歯歯車51、53が内歯歯車56に内接することによって発生する噛合反力の装置半径方向の成分は比較的小さいため、減速部ケーシング体70Bの厚さD1が多少薄くなったとしても、殆ど問題とはならない。
When the outermost peripheral diameter R3 of the pin member is increased, the thickness D1 in the radial direction of the speed reduction
一方、ピン部材最外周径R3が、クロスローラ軸受66の転走面最小径部径R2よりも大きくなるように構成されているため、クロスローラ軸受66は、(軸受ケーシング体径Roが従来と同一ならば)軸受ケーシング体70Aの外周部からより離れる位置に配置されることになる。即ち、軸受ケーシング体70Aの半径方向の厚さD4を、内歯歯車56の外側相当位置の減速部ケーシング体70Bの厚さD1よりも大きく確保できる。この軸受ケーシング体70Aは、トルク増強されたキャリヤフランジ62の強いラジアルトルクをしっかり支持する必要があるため、高い剛性を必要とすることから、この減速部ケーシング体70Bの厚さD1と軸受ケーシング体70Aの厚さD4との大小関係は、定性的に極めて良好な作用を奏する。
On the other hand, since the pin member outermost peripheral diameter R3 is configured to be larger than the rolling surface minimum diameter portion diameter R2 of the
また、キャリヤフランジ62と内ピン60とが一体化され、更にクロスローラ軸受66の内輪が該キャリヤフランジ62と一体成形されている。このため、内ピン60の最外周部の半径(ピン部材最外周径)R3が、クロスローラ軸受66の転走面最小径部径R2よりも大きくなるように構成されていたとしても、内ピン60の付け根付近の強度を適正に維持することができる。とりわけ、本実施形態においては、クロスローラ軸受66のローラピッチ円径R4が、内ピン60のピッチ円径R5よりも大きく設定されているため、内ピン60の付け根付近の強度が一層良好に確保されている。
Further, the
また、この実施形態では、クロスローラ軸受66の内ピン60側の内輪側転走面62bの径R8が、ピン部材60に近づくにしたがってより大きくなっているため、以下のような製造上のメリットが得られる。即ち、例えば、従来の(図7のような)構成、即ち、主軸受の内輪側転走面(24A)の径(R20)が、ピン部材(22)に近づくにしたがって小さくなるような構造にあっては、もし、単純に(本発明の一部である)内輪側転走面よりもピン部材(22)の最外周部の方が大きいという構成を実現しようとすると、該内輪側転走面(24A)とピン部材(22)の最外周部との間に段部が形成されてしまうことになる。そのため、この段部に砥石がぶつかってしまうことから内輪側転走面が最後までうまく研削できなくなるという問題が生じる。この問題を回避するには、例えば、砥石の逃げの分、不要な内輪側転走面を軸方向に余計に形成しなければならず、そのため装置の軸方向長が不必要に増大してしまうことになる。図1に戻って、この実施形態では、クロスローラ軸受66の内ピン60側の内輪側転走面62bの径R8が、内ピン60に近づくにしたがってより大きくなっており、しかも、結果として該内輪側転走面62bの終端62b1が、内ピン60の最外周部60Aより大きくなっている(最外周部60Aより半径方向外側に位置している)。そのため、(内輪一体形成で、且つ内ピン60の最外周部60Aが内輪側転走面62a、62bより大きい構成でありながら)砥石の逃げの問題を完全に回避することができ、不要な転走延長面を形成することなく、内輪側転走面62bを最短の軸方向長で効率的に研削することができる。
Moreover, in this embodiment, since the diameter R8 of the inner ring
また、この実施形態においては、例えば、内歯歯車56の内歯歯先円径R1が、クロスローラ軸受66のローラピッチ円径R4よりも大きく設計できている。これは、外ピン56Aのピッチ円径(軸心Ogからの配置距離)R7が大きく取れていることを意味しており、噛合強度をより高くすることに有効に寄与している。
In this embodiment, for example, the internal tooth tip circle diameter R1 of the
更に、この実施形態では、主軸受として、クロスローラ軸受66が採用されているため、1個のフランジにてキャリヤフランジ62のスラスト及びラジアル両方向の支持を行うことができ、キャリヤフランジ62が外歯歯車51、53の軸方向片側にしか存在しなくても、即ち、内ピン60が片持ち状態でキャリヤフランジ62に支持されている状態でも、該内ピン60を良好に支持することができる。
Further, in this embodiment, since the
とりわけ、この実施形態では、入力軸(高速軸)42を支持しているボール軸受43が、このキャリヤフランジ62に支持されており、且つ該ボール軸受43のボール(転動体)43Aがクロスローラ軸受66のローラ72と軸方向で重なる位置(共通の軸方向座標を有する位置)に配置されている。これにより、クロスローラ軸受66のローラ72と、このボール軸受43のボール43Aとで、キャリヤフランジ62をほぼ「同一平面上」で挟持するように支持することができる。入力軸42は、このボール軸受43のほか、減速部の偏心体44、46、ローラ47、48、外歯歯車51、53、及び内歯歯車56とで構成される「巨大な疑似軸受」によっても支持されているため、該ボール軸受43の位置は、必ずしもこの位置でなければならないというものではない。しかし、この構成によれば、(スラスト、ラジアルの両方向の荷重を受け得る)クロスローラ軸受66に対して、ボール軸受43の支持応力による(キャリヤフランジ62をクロスローラ軸受66周りで回転させようとする)モーメントが発生しない状態を形成できる。このため、キャリヤフランジ62を一層安定した状態で支持することができ、該キャリヤフランジ62から内ピン60が片持ち状態で延在されているにも拘わらず、減速部での外歯歯車51、53の揺動を極めて安定して行わせることができる。
In particular, in this embodiment, a
本実施形態では、これらの構成の結果として、遊星歯車減速装置40の半径方向の寸法(=軸受ケーシング体径=減速部ケーシング体径)Roを増大させることなく、且つクロスローラ軸受66や内ピン60、外ピン56A等の強度を維持しつつ(或いはむしろ高めつつ)、装置の半径方向中央部に大きなスペースを確保することができ、結果として中空部40Hの内径D3を(従来の大きさより)大きく設計することができる。
In the present embodiment, as a result of these configurations, the radial dimension of the planetary gear reduction device 40 (= bearing casing body diameter = reduction portion casing body diameter) Ro is not increased, and the
本発明では、さまざまなバリエーションが考えられる。 Various variations are possible in the present invention.
例えば、図2に示される遊星歯車減速装置140のように、クロスローラ軸受に代えて、いわゆる4点支持ボール軸受166を採用した場合でも、一箇所のみに配置した4点支持ボール軸受166にてキャリヤフランジ162のスラスト及びラジアル両方向の支持を行うことができる。内ピン160は、キャリヤフランジ162と一体成形されており、4点支持ボール軸受166の内輪側転走面162a、162bが該キャリヤフランジ162に直接形成されている。便宜上、半径や外径等の符号については、分かり易さを優先して同一の定性的箇所の寸法について同一の符号を付して説明するならば、内ピン160の最外周部の半径(ピン部材最外周径)R3は、4点支持ボール軸受166の内輪側転走面162a、162bの延長面の最小径部162cの半径(転走面最小径部径)R2より大きい。
For example, even when a so-called four-point
これにより、前記実施形態のクロスローラ軸受66を用いたときとほぼ同様に、外歯歯車151、153の軸方向片側にしか存在しないキャリヤフランジ162に内ピン160が片持ち状態で支持されていても、中空部140Hの半径D3を大きく確保しながら、該内ピン160の一体化されたキャリヤフランジ162を良好に支持することができる。
As a result, the
なお、図2で示された実施形態のその他の構成は、先の図1の実施形態と同様であるため、図2中において、図1と同一又は同様な機能を有する部位に下2桁が共通の符号を付すことで重複説明を省略する。前述したように、半径や外径等の符号については、同一の定性的箇所の寸法は同一の符号を付している。したがって各実施形態において必ずしも絶対寸法が同一ということは意味していない。これから紹介する他の実施形態についても同様である。 2 is the same as that of the previous embodiment shown in FIG. 1, and therefore, in FIG. 2, there are two lower digits in the part having the same or similar function as FIG. A duplicate description is omitted by giving a common reference numeral. As described above, the same qualitative portion dimensions are denoted by the same reference numerals for the radius and outer diameter. Therefore, it does not necessarily mean that the absolute dimensions are the same in each embodiment. The same applies to other embodiments to be introduced.
図3に示される遊星歯車減速装置240は、主軸受として、一対のアンギュラボール軸受266、267を背面合わせで用いている。内ピン260は、キャリヤフランジ262と一体成形されており、該アンギュラボール軸受266の内輪側転走面262bが該キャリヤフランジ262に直接形成されている。なお、アンギュラボール軸受267の方は、この実施形態では、キャリヤフランジ262とボルト連結されることでキャリヤフランジ262の一部を構成するキャリヤフランジ体262Aに支持されている。
The planetary gear
この実施形態におけるアンギュラボール軸受266、267の内輪側転走面262b、262aの延長面262Cは、ほぼ軸線Ogと平行であり、この延長面262Cが該アンギュラボール軸受266、267の内輪側転走面262b、262aの最小径部を構成している。該延長面(最小径部)262Cの径はR2である。この転走面最小径部径R2より、ピン部材最外周径R3の方が大きく形成されており、先の実施形態と同様な作用効果を得ている。
In this embodiment, the extension surfaces 262C of the inner ring-side rolling surfaces 262b, 262a of the
なお、この実施形態においても、内ピン260側のアンギュラボール軸受266の内輪側転走面262bの径R8が、内ピン260に近づくにしたがってより大きくなっており、また、結果として該内輪側転走面262bの終端262b1が、内ピン260の最外周部260Aより大きくなっている(最外周部260Aより半径方向外側に位置している)。そのため、(内輪一体形成で、且つ内ピン260の最外周部260Aが内輪側転走面262bより大きい構成でありながら)砥石の逃げの問題を完全に回避することができ、不要な転走延長面を形成することなく、内輪側転走面262bを最短の軸方向長で効率的に研削することができる。
In this embodiment as well, the diameter R8 of the inner ring-
図4で示される遊星歯車減速装置340では、外歯歯車351、353の(第1の)キャリヤフランジ362の軸方向反対側に、第2のキャリヤフランジ363を配置している。そして、図1の実施形態で用いていたクロスローラ軸受66のローラ72と同一のローラ372と、同一の軸受ケーシング体370A(左右を逆にして組み込んでいる)とを用いて、一対のアンギュラころ軸受(主軸受)366、367を構成し、2つのキャリヤフランジ362、363をそれぞれ正面合わせで支持している(背面合わせでも可)。これにより、第1のキャリヤフランジ362と一体成形されている内ピン360を、第2のキャリヤフランジ363から締め込まれたボルト381によって両持ち支持することができる。アンギュラころ軸受366の内輪側転走面362a、362bが第1のキャリヤフランジ362に直接形成されており、アンギュラころ軸受367の内輪側転走面363a、363bも第2のキャリヤフランジ363に直接形成されている。
In the planetary gear
この実施形態でもピン部材最外周径R3の方が、転走面最小径部径R2よりも大きく形成されており、先の実施形態と同様な作用効果が得られる。また、この実施形態では、軸受ケーシング体370Aについては、第1、第2軸受ケーシング部370A1、370A2とも図1の実施形態のクロスローラ軸受と共通の部材を使用でき、また、ローラ372についても共用できるので、用途に応じて、より高精度な支持が要求される場合に、最小限のコスト増大で対応することができる。
Also in this embodiment, the pin member outermost peripheral diameter R3 is formed larger than the rolling surface minimum diameter portion diameter R2, and the same effect as the previous embodiment can be obtained. In this embodiment, as for the bearing
更に、図5で示される実施形態は、本発明をいわゆる振り分け式の内接噛合遊星歯車装置に適用したものである。 Further, in the embodiment shown in FIG. 5, the present invention is applied to a so-called sort-type inscribed mesh planetary gear device.
振り分け式の内接噛合遊星歯車装置の減速機構自体は公知のものなので、該減速機構自体の説明は簡単に止めるが、この内接噛合遊星歯車装置440の入力軸442には、伝動ピニオン484が形成されており、該伝動ピニオン484の回転が3個の振り分けギヤ486A〜486C(486Aのみ図示)に振り分けられるようになっている。各振り分けギヤ486A〜486Cは、3本の偏心体軸(高速軸)488A〜488C(488Aのみ図示)と一体化されている。
Since the speed reduction mechanism of the distribution type internal meshing planetary gear device is known, the description of the speed reduction mechanism itself will be briefly stopped. However, a
偏心体軸488Aは、該偏心体軸488Aの軸心O2から偏心した偏心体444、446を備え、図示していない偏心体軸488B、488Cも同様に、偏心体をそれぞれ2個備えている。外歯歯車451、453は、各偏心体軸488A〜488Cの軸方向同位置にある偏心体が、同一の偏心位相で回転することによって揺動し、それぞれの外歯歯車451、453と内歯歯車456との噛合点が該内歯歯車456と各外歯歯車451、453の歯数差に応じて移動するようになっている。外歯歯車451、453の自転成分は、偏心体軸488A〜488Cの入力軸442周りの公転として第1キャリヤフランジ462または第2キャリヤフランジ463から取り出される。ここで第1、第2キャリヤフランジ462、463は、キャリヤピン490(円周方向に3本あるが1本のみ図示)及びボルト(ボルト孔のみ図示)によって連結されている。このキャリヤピン490が本発明に係る「ピン部材」に相当しており、第1キャリヤフランジ462と一体で成形され、先の実施形態での内ピンと同様な構成で組み込まれている。なお、キャリヤピン490の断面は円形ではない。逆に言うならば、本発明のピン部材は、必ずしも断面円形の部材である必要はない。
The
この実施形態での主軸受は、図4の実施形態と同一構成のアンギュラころ軸受466、467である。該アンギュラころ軸受466の内輪側転走面462a、462bが、第1キャリヤフランジ462に直接形成されている。キャリヤピン490の最外周部490Aの半径(ピン部材最外周径)R3は、アンギュラころ軸受466、467の転走面462a、462bの延長面の最小径部径(転走面最小径部径)R2より大きい。その他の構成は、先の図4に示される実施形態と同様であり、同様な作用効果が得られる。
The main bearings in this embodiment are
図6に本発明の更に他の実施形態の一例を示す。 FIG. 6 shows an example of still another embodiment of the present invention.
この実施形態での遊星歯車減速装置540の主軸受(キャリヤフランジ562をケーシング570に支持する軸受)たるクロスローラ軸受566は、独立した内輪566A及び外輪566Bを備えている。また、キャリヤフランジ562は、本体フランジ562Aと、該本体フランジ562Aとは別体の補助フランジ562Bとを、ボルト580で連結した構成とされている。
A
キャリヤフランジ562の本体フランジ562Aは、クロスローラ軸受566の内輪566Aが配置される内輪配置部562A1と、該内輪配置部562A1の径R10よりも大きな径R11を有し内ピン(ピン部材)560が突出形成されているピン形成部562A2とを有している。キャリヤフランジ562の補助フランジ562Bは、本体フランジ562Aのピン形成部562A2に、該ピン形成部562A2の反内輪配置部側から、前記ボルト580を介して(内輪566Aが内輪配置部562A1に配置された後に)取り付けられる。この補助フランジ562Bは、本体フランジ562Aの剛性を高めると共に、クロスローラ軸受566の内輪566Aの反ピン形成部側への軸方向移動を規制している。
The
なお、内輪配置部562A1の径R10よりピン形成部562A2の径R11の方が大きくなっている部分には、段差部562Dが形成されており、段差部562Dによってクロスローラ軸受566の内輪のピン形成部側への軸方向移動の規制がなされている。即ち、結局クロスローラ軸受566は、段差部562Dと補助フランジ562Bとに挟まれた状態で軸方向の位置決め(軸方向の両方向の移動規制)がなされていることになる。
A step portion 562D is formed in a portion where the diameter R11 of the pin forming portion 562A2 is larger than the diameter R10 of the inner ring arranging portion 562A1, and the pin formation of the inner ring of the
この実施形態では、主軸受たるクロスローラ軸受566が、独立した内輪566A及び外輪566Bを備えていることから、ケーシング570の構成等が先の実施形態とは若干異なるが、キャリヤフランジ562から突出された外歯歯車551、553を貫通する内ピン560が、該キャリヤフランジ562と一体で成形されていること、及び、該内ピン560の最外周部560A(径R3)が、主軸受たるクロスローラ軸受566のローラ(転動体)572の内輪側転走面566A1、566A2(具体的には該内輪側転走面566A1、566A2の延長面)の最小径部556C(径R2)よりも半径方向外側に位置している(R2<R3)という基本構成は、先の実施形態と同様である。
In this embodiment, since the
この実施形態のように、内輪がキャリヤフランジと別体の場合、内輪側転走面の研削の砥石の逃げの問題が生じないので、内ピンに近づくにしたがって内輪側転走面の径が大きくなっていないような軸受でも支障なく使用することができる。この意味で、内輪別体型は、軸受の形状や種類に関してより選択肢が広がるという利点がある。 If the inner ring is separate from the carrier flange as in this embodiment, there will be no problem of grinding wheel grinding of the inner ring-side rolling surface, so the diameter of the inner ring-side rolling surface increases as it approaches the inner pin. Even unbearable bearings can be used without any problem. In this sense, the separate inner ring type has the advantage that more options are available for the shape and type of the bearing.
なお、符号582は、ピン形成部562A2の外周において、内歯歯車556の内歯を構成する外ピン556Aとクロスローラ軸受566の外輪566Bとの間に配置されたスペーサである。
その他の構成は、先の実施形態と同様であり、同様な作用効果が得られる。 Other configurations are the same as those of the previous embodiment, and the same operational effects can be obtained.
このように、本発明では、主軸受が、具体的にどのような減速機構においてどのような構成で組み込まれているかについては特に限定されない。例えば、既に説明したように、本発明の主軸受は、内輪や外輪が完全に独立していても、また、内輪や外輪がキャリヤフランジやケーシングと一体とされていても良く、種類も、必ずしもクロスローラ軸受でなくても良い。 As described above, in the present invention, there is no particular limitation as to what structure the main bearing is specifically incorporated in in which reduction mechanism. For example, as described above, the main bearing of the present invention may be such that the inner ring and the outer ring are completely independent, or the inner ring and the outer ring may be integrated with the carrier flange and the casing. It does not have to be a cross roller bearing.
また、本発明では、ピン部材がどのような減速機構のどのような部材として機能しているかについても特に限定されない。例えば、既に説明した減速機構の内ピンや、キャリヤピンのほか、単純遊星歯車の遊星歯車の支持ピンであっても良い。前述したように、ピン部材の断面形状も、必ずしも「円形」でなくても良い。 Moreover, in this invention, it is not specifically limited about what kind of member of what kind of deceleration mechanism the pin member functions. For example, a support pin for a planetary gear of a simple planetary gear may be used in addition to the inner pin of the reduction mechanism already described or a carrier pin. As described above, the cross-sectional shape of the pin member is not necessarily “circular”.
また、上記実施形態では、いずれもケーシングが固定され、キャリヤフランジ側が回転するタイプが示されていたが、キャリヤフランジ側が固定され、ケーシング側が回転する、いわゆる枠回転タイプの減速機構であっても、本発明は適用できる。 In the above embodiments, the casing is fixed and the carrier flange side rotates, but the carrier flange side is fixed and the casing side rotates. The present invention is applicable.
更には、上記実施形態では、いずれも装置の半径方向中央部に中空部の備えられた例が示されていたが、本発明の半径方向中央部に大きなスペースを確保するという効果は、必ずしも「大きな中空部の形成」にのみ寄与するものではなく、例えば、半径方向中央部は、中実であっても、ここに大きなスペースを確保できることを利用して、より大きなピッチ円径の偏心体軸受を組み込む際に適用することも可能である。偏心体軸受のピッチ径を大きくすると、1個1個の転動体の負荷を小さくでき、また、転動体の数自体も増やすことができるようになる。このため、外歯歯車をより安定して揺動させることができる共に、より低振動、より高容量、あるいは、より長寿命の遊星歯車装置を得ることができ、結果として本発明の効果を有効に享受できる。 Further, in the above-described embodiments, the example in which the hollow portion is provided in the radial center portion of the device is shown. However, the effect of securing a large space in the radial center portion of the present invention is not necessarily “ For example, even if the central portion in the radial direction is solid, it is possible to secure a large space here, so that an eccentric bearing with a larger pitch circle diameter can be used. It is also possible to apply when incorporating. When the pitch diameter of the eccentric bearing is increased, the load on each rolling element can be reduced, and the number of rolling elements can be increased. Therefore, the external gear can be rocked more stably, and a planetary gear device with lower vibration, higher capacity, or longer life can be obtained. As a result, the effect of the present invention is effective. Can enjoy.
40…遊星歯車減速装置
40H…中空部
42…入力軸
43…ボール軸受
44、46…偏心体
47、48…ローラ
51、53…外歯歯車
56…内歯歯車
60…内ピン(ピン部材)
62…キャリヤフランジ
62a、62b…内輪側転走面
62c…最小径部
66…クロスローラ軸受
70…ケーシング
72…ローラ(転動体)
Ro…装置外周径(軸受ケーシング体径、減速部ケーシング体径)
R1…内歯歯先円径
R2…転走面最小径部径
R3…ピン部材最外周径
R4…ローラピッチ円径
R5…ピン部材ピッチ円径
R6…内ピン半径
R7…外ピンのピッチ円径
D1…減速部ケーシング体の半径方向厚さ
D3…中空部の内径
D4…軸受ケーシング体の半径方向厚さ
DESCRIPTION OF
62 ...
Ro: Device outer diameter (bearing casing body diameter, deceleration part casing body diameter)
R1 ... Inner tooth tip circle diameter R2 ... Rolling surface minimum diameter part diameter R3 ... Pin member outermost circumference diameter R4 ... Roller pitch circle diameter R5 ... Pin member pitch circle diameter R6 ... Inner pin radius R7 ... Pitch circle diameter of outer pin D1 ... Radial thickness of the deceleration part casing body D3 ... Inner diameter of the hollow part D4 ... Radial thickness of the bearing casing body
Claims (14)
前記キャリヤフランジから突出され前記遊星歯車を貫通するピン部材が、該キャリヤフランジと一体で成形され、且つ
該ピン部材の最外周部が、前記キャリヤフランジをケーシングに支持するための主軸受の転動体の内輪側転走面またはその延長面の最小径部よりも半径方向外側に位置している
ことを特徴とする遊星歯車装置。 A planetary gear device comprising a planetary gear and an internal gear with which the planetary gear internally meshes, and a carrier flange serving as an output member or a fixing member on at least one side in the axial direction of the planetary gear.
A pin member protruding from the carrier flange and penetrating the planetary gear is formed integrally with the carrier flange, and the outermost peripheral portion of the pin member is a rolling element of a main bearing for supporting the carrier flange on the casing. A planetary gear device characterized by being positioned radially outward from the minimum diameter portion of the inner ring-side rolling surface or its extended surface.
前記遊星歯車装置の半径方向中央部に、該遊星歯車装置を軸方向に貫通する中空部が形成されている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In claim 1,
A planetary gear device, characterized in that a hollow portion penetrating the planetary gear device in the axial direction is formed in a central portion in the radial direction of the planetary gear device.
前記内歯歯車の歯先円が、前記主軸受の転動体のピッチ円よりも大きい
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In claim 1 or 2,
A planetary gear device, wherein a tip circle of the internal gear is larger than a pitch circle of a rolling element of the main bearing.
前記主軸受の転動体のピッチ円が、前記ピン部材のピッチ円よりも大きい
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-3,
The planetary gear device, wherein a pitch circle of the rolling element of the main bearing is larger than a pitch circle of the pin member.
前記キャリヤフランジの外周に、前記内輪側転走面が直接形成され、且つ
該内輪側転走面の径が、前記ピン部材に近づくにしたがって、より大きくなっている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-4,
The planetary gear device characterized in that the inner ring-side rolling surface is directly formed on the outer periphery of the carrier flange, and the diameter of the inner ring-side rolling surface becomes larger as the pin member is approached. .
前記ピン部材に近づくにしたがって、より大きくなっている前記内輪側転走面の終端が、前記ピン部材の最外周部よりも半径方向外側に位置している
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In claim 5,
The planetary gear device, wherein an end of the inner ring-side rolling surface that is larger as it gets closer to the pin member is located radially outward than the outermost peripheral portion of the pin member.
前記キャリヤフランジは、
前記主軸受の内輪が配置される内輪配置部と、
該内輪配置部よりも径が大きく、前記ピン部材が突出形成されるピン形成部と、を有する
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-4,
The carrier flange is
An inner ring arrangement portion in which an inner ring of the main bearing is arranged;
A planetary gear device comprising: a pin forming portion having a diameter larger than that of the inner ring arrangement portion and from which the pin member protrudes.
前記キャリヤフランジは、
前記内輪配置部及び前記ピン形成部を有する本体フランジと、
該本体フランジと別体とされ、該本体フランジに反ピン形成部側から取り付けられて前記主軸受の内輪の反ピン形成部側への軸方向移動を規制する補助フランジと、を備える
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In claim 7,
The carrier flange is
A main body flange having the inner ring arrangement portion and the pin forming portion;
An auxiliary flange that is separate from the main body flange and is attached to the main body flange from the side opposite to the pin forming portion and restricts axial movement of the inner ring of the main bearing toward the side opposite to the pin forming portion. Planetary gear device.
前記内輪配置部の径よりピン形成部の径の方が大きくなっている部分に段差部が形成されており、この段差部により、前記主軸受の内輪のピン形成部側への軸方向移動が規制されている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In claim 7 or 8,
A step portion is formed at a portion where the diameter of the pin forming portion is larger than the diameter of the inner ring arrangement portion, and this step portion allows the axial movement of the inner ring of the main bearing toward the pin forming portion side. A planetary gear device characterized by being regulated.
前記内歯歯車の外側相当位置の前記ケーシングの外周の径と、前記主軸受の外側相当位置の該ケーシングの外周の径が、同一である
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-9,
The planetary gear device, wherein a diameter of the outer periphery of the casing at a position corresponding to the outer side of the internal gear is the same as a diameter of the outer periphery of the casing at a position corresponding to the outer side of the main bearing.
前記主軸受の転動体と軸方向で重なる位置に、前記キャリヤフランジに高速軸の軸受の転動体が配置されている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-10,
A planetary gear device, wherein a rolling element of a high-speed shaft bearing is disposed on the carrier flange at a position overlapping with the rolling element of the main bearing in the axial direction.
前記主軸受がクロスローラ軸受である
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-11,
The planetary gear device, wherein the main bearing is a cross roller bearing.
前記遊星歯車の軸方向の位置決めが、前記キャリヤフランジでなされている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-12,
The planetary gear device, wherein the planetary gear is positioned in the axial direction by the carrier flange.
前記内歯歯車の内歯が円柱状の外ピンで形成されていると共に、
該外ピンの端部の位置決めが、前記軸受の外輪、または外輪と一体化されたケーシングによってなされている
ことを特徴とする遊星歯車装置。 In any one of Claims 1-13,
The internal teeth of the internal gear are formed by a cylindrical outer pin,
The planetary gear device characterized in that the end of the outer pin is positioned by an outer ring of the bearing or a casing integrated with the outer ring.
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