JP2014145433A - Series of eccentric oscillation type reduction gears - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏心揺動型の減速機のシリーズに関する。 The present invention relates to a series of eccentric oscillating speed reducers.
特許文献1に、図4〜図6に示されるような、いわゆる「振り分けタイプ」と称される偏心揺動型の減速機が開示されている。
この減速機910は、内歯歯車912と、該内歯歯車912に内接噛合する第1、第2外歯歯車914、916と、を備え、第1、第2外歯歯車914、916が、揺動しながら内歯歯車912に内接噛合している。第1、第2外歯歯車914、916を揺動させるために、内歯歯車912の軸心O1からオフセットした位置に複数(この開示例では3本)のクランク軸918(918A〜918C)が、該第1、第2外歯歯車914、916を貫通した状態で設けられている。
The
3本のクランク軸918は、それぞれ軸方向同位置において偏心位相の揃えられた第1偏心体920(920A〜920C)を有すると共に、同様に軸方向同位置において偏心位相の揃えられた第2偏心体922(922A〜922C)を有している。全クランク軸918を同期して回転させることにより、第1偏心体920によって第1外歯歯車914が揺動され、第2偏心体922によって第2外歯歯車916がそれぞれ揺動されるように構成されている。
The three
3本のクランク軸918を同期して回転させるために、各クランク軸918の端部には、外スプライン924(924A〜924C)がそれぞれ形成されている。この外スプライン924には、継軸(入力軸)926側からの動力を各クランク軸918に伝達するクランク軸歯車930(930A〜930C)が連結されている。
In order to rotate the three
各クランク軸歯車930は、継軸926に形成された入力ピニオン932と同時に噛合している。これにより、継軸926の入力ピニオン932が回転することによって、各クランク軸918が同一の回転速度で同一の方向に回転するように構成されている。
Each
この種の減速機は、伝達トルクの大小に対応して設定される枠番(大小区分)が複数用意され、該複数の枠番毎に、複数の変速比のバリエーションを有した複数の減速機群が「偏心揺動型の減速機のシリーズ」として提供されている。 In this type of reducer, a plurality of frame numbers (large and small) set corresponding to the magnitude of the transmission torque are prepared, and a plurality of reducers having a plurality of gear ratio variations for each of the plurality of frame numbers. The group is provided as "Eccentric oscillating speed reducer series".
このような構成の偏心揺動型の減速機のシリーズにあっては、異なる枠番同士の各部材は、基本的に枠番毎に設計され、クランク軸の端部に形成される外スプラインも、枠番毎に設計された大きさ・形状とされていた。 In the series of eccentric oscillating speed reducers with such a configuration, each member of different frame numbers is basically designed for each frame number, and an outer spline formed at the end of the crankshaft is also provided. The size and shape were designed for each frame number.
しかし、クランク軸の端部に形成する外スプラインが、枠番毎に異なっていると、結果として、対応するクランク軸歯車の内スプラインも枠番毎に異なることになり、シリーズ全体としての製造コストが増大する要因となっていた。 However, if the outer spline formed at the end of the crankshaft is different for each frame number, as a result, the inner spline of the corresponding crankshaft gear will also be different for each frame number. Was a factor that increased.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、偏心揺動型の減速機のシリーズ全体の構築コストをより低減することをその課題としている。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It makes it the subject to further reduce the construction cost of the whole series of eccentric rocking | fluctuation type reduction gears.
本発明は、伝達トルクの大小に対応して設定された複数の枠番に属する複数の減速機で構成される減速機のシリーズであって、該シリーズに属する減速機は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、前記内歯歯車の軸心からオフセットした位置に設けられ前記外歯歯車を揺動させる複数のクランク軸と、入力側からの動力を該クランク軸に伝達するクランク軸歯車と、をそれぞれ備えた偏心揺動型の減速機であり、該クランク軸の端部に、前記クランク軸歯車を連結するための外スプラインが形成され、異なる枠番に属する減速機間で、該外スプラインの大きさ・形状が共通とされた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 is a series of reduction gears composed of a plurality of reduction gears belonging to a plurality of frame numbers set corresponding to the magnitude of transmission torque, the reduction gear belonging to the series includes an internal gear, An external gear internally meshing with the internal gear, a plurality of crankshafts provided at positions offset from the axis of the internal gear and swinging the external gear, and power from the input side Each of the crankshaft gears that transmit to the shaft, and an outer spline for connecting the crankshaft gear is formed at the end of the crankshaft. The above problem is solved by adopting a configuration in which the size and shape of the outer spline are made common among the reduction gears to which they belong.
本発明においては、クランク軸歯車を連結するためにクランク軸の端部に形成される外スプラインを、伝達トルクの大小に対応して設定される異なる枠番に属する減速機間で、あえて、その大きさ・形状を共通にしている。 In the present invention, the outer spline formed at the end of the crankshaft for connecting the crankshaft gear is deliberately placed between the speed reducers belonging to different frame numbers set in accordance with the magnitude of the transmission torque. Same size and shape.
そのため、異なる枠番に属する減速機において、少なくともクランク軸歯車の内スプラインの製造工程の共通化を図ることができるようになり、結果として、シリーズをより低コストに構築することができる。 Therefore, in the reduction gears belonging to different frame numbers, at least the production process of the inner spline of the crankshaft gear can be shared, and as a result, the series can be constructed at a lower cost.
本発明によれば、偏心揺動型の減速機のシリーズ全体の構築コストをより低減することができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the construction cost of the entire series of eccentric oscillating speed reducers.
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型の減速機のシリーズを構成する2つの減速機を比較して示す全体断面図、図2は、上記減速機のクランク軸歯車の近傍を拡大して示す要部断面図である。 FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a comparison of two reduction gears constituting a series of eccentric oscillating type reduction gears according to an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of a crankshaft gear of the reduction gear. It is principal part sectional drawing which expands and shows the vicinity.
この種の偏心揺動型の減速機のシリーズでは、伝達トルクの大小に対応して設定される枠番が複数規定され、該複数の枠番毎に、複数の変速比の減速機が用意されている。 In this series of eccentric oscillating speed reducers, a plurality of frame numbers are set corresponding to the magnitude of the transmission torque, and a plurality of gear ratio reduction gears are prepared for each of the plurality of frame numbers. ing.
なお、「枠番の設定」について補足するならば、本発明における「伝達トルクの大小に対応して設定される枠番」は、「同一の減速比で、減速機の出力トルク、ピークトルク、あるいは定格トルク等の各種伝達トルクの概念のうちのいずれか一つに着目したときの大小区分」を意味している。枠番の設定の仕方としては、大きく分けて伝達トルクの大小に対応して設定する手法と、減速機の大きさの大小に対応して設定する手法とがある。「伝達トルクの大小に対応して設定される枠番」の場合、同一の減速比ならば、着目した特定の伝達トルクの種類に関わらず、枠番の異なる減速機は、同じ傾向の大小関係があり、この傾向は減速機の大きさ(寸法)の大小関係とも一致している(大小関係の逆転はない)。さらに、本発明では、「偏心揺動型の減速機のシリーズ」として、これから述べるような定義がなされているため、基本的に、「枠番の設定」が、いずれの概念の大小区分でなされたとしても、事実上は、特に差は生じない。 In addition, if it supplements about "setting of a frame number", "the frame number set corresponding to the magnitude of transmission torque" in the present invention is "the same reduction ratio, the output torque of the reducer, the peak torque, Alternatively, it means “large or small classification when attention is paid to any one of various concepts of transmission torque such as rated torque”. The method of setting the frame number is roughly divided into a method for setting corresponding to the magnitude of the transmission torque and a method for setting corresponding to the size of the reduction gear. In the case of “frame number set corresponding to the magnitude of the transmission torque”, if the speed reduction ratio is the same, gearboxes with different frame numbers will have the same magnitude relationship regardless of the specific type of transmission torque of interest. This trend is consistent with the size relationship of the reduction gears (size) (there is no reversal of the size relationship). Furthermore, in the present invention, the definition as described below is made as “series of eccentric oscillating speed reducers”, and therefore, “setting of frame number” is basically made according to the size of any concept. Even so, there is virtually no difference.
本発明において、「偏心揺動型の減速機のシリーズ」とは、同一の系列と謳われてラインナップされている減速機の一群であって、(クランク軸の外スプラインを除いて)動力伝達に係る各部材の形状が基本的に相似形とされている偏心揺動型の減速機構を有し、伝達トルク(定格トルク、許容トルク等の概念を含む)、および減速比が互いに異なっている減速機の一群をいう。 In the present invention, the “series of eccentric oscillating speed reducers” is a group of speed reducers that are lined up as the same series, and that transmits power (except for the outer spline of the crankshaft). Deceleration having an eccentric oscillating speed reduction mechanism in which the shape of each member is basically similar, and having different transmission torque (including concepts such as rated torque and allowable torque) and reduction ratios A group of machines.
したがって、例えば、中実の偏心揺動型の減速機と中空の偏心揺動型の減速機同士のように、減速機中の偏心揺動型の減速機構の部分の構成自体が相似形となっていない減速機同士は、本発明においては、同一のシリーズに属する減速機の概念に含まない。逆に、「同一の系列と謳われてラインナップされている減速機の一群」であっても、一部の減速機、例えば特定の枠番の特定の減速機だけ軸受の種類やオイルシールの種類が異なったり、他の一部の部材が異なったりすることがある。また、偏心揺動型の減速機構の部分で異なる減速比を得る場合は、外歯歯車および内歯歯車の「歯形」は、必ずしも完全な相似形とはならない。しかし、この場合は、「同一の系列と謳われてラインナップされている減速機の一群」である限り、本発明の同一のシリーズの概念に含まれる。上記定義で、「各部材の形状が基本的に相似形とされている偏心揺動型の減速機構を有し」とされているのは、このような、基本的には相似形であるものの、ごく一部の部材または一部の部材の一部のみが非相似形とされている場合を含むという趣旨である。また、例えば、旧シリーズに属する減速機とその改良型の新シリーズに属する減速機のように、「同一の系列と謳われてラインナップされていない(経時的に別系列の)減速機同士」は、本発明に係る同一のシリーズに属する減速機の概念に含まない。これは、旧シリーズと改良型の新シリーズの間においては、形状が同一、または類似の部材が使用されることもあるが、シリーズ全体の伝達トルク増強等のために、シリーズに含まれる減速機に共通した構造上の改変が加えられるからである。 Therefore, for example, the configuration itself of the eccentric oscillating speed reduction mechanism in the speed reducer is similar, such as a solid eccentric oscillating speed reducer and a hollow eccentric oscillating speed reducer. The reduction gears that are not included are not included in the concept of reduction gears belonging to the same series in the present invention. On the other hand, even if it is “a group of reducers lined up as the same series”, only some reducers, for example, specific reducers with specific frame numbers, bearing types and oil seal types May be different, or some other members may be different. Further, when different reduction ratios are obtained in the eccentric oscillating speed reduction mechanism, the “tooth shapes” of the external gear and the internal gear are not necessarily completely similar. However, this case is included in the concept of the same series of the present invention as long as it is “a group of speed reducers lined up as the same series”. In the above definition, “having an eccentric oscillating type speed reduction mechanism in which the shape of each member is basically similar” is basically similar. It is intended to include the case where only a part of the members or only a part of the members are non-similar. In addition, for example, as in the reducer belonging to the old series and the reducer belonging to the improved new series, “reducers that have not been lined up as being the same series (different series over time)” This is not included in the concept of the speed reducer belonging to the same series according to the present invention. This is because the same or similar parts may be used between the old series and the improved new series, but the reduction gear included in the series is used to increase the transmission torque of the entire series. This is because structural modifications common to the above are added.
図1(A)、図2(A)は、伝達トルクの小さい枠番W1の減速機10a、図1(B)、図2(B)は、それより大きい枠番W2に係る減速機10bをそれそれぞれ示している。偏心揺動型の減速機のシリーズにあっては、偏心揺動型の減速機構G2a、G2bの部分で多様な変速比のバリエーションを得ることが事実上困難であるため、該減速比のバリエーションを、第1減速機構G1a、G1bの部分(すなわち入力ピニオン32a、32bとクランク軸歯車30a、30bの組み合わせの調整)で確保している(但し、偏心揺動型の減速機構G2a、G2bの部分で異なる減速比を用意してもよい)。したがって、偏心揺動型の減速機構G2a、G2bの部分の各部材は枠番が異なっても基本的に相似形であり、機能的には同一である。そのため、ここでは、便宜上、当該機能的に同一の部材には同一の符号を付し、枠番W1の減速機10aに係る部材に対して、符号の末尾にa、それより大きい枠番W2の減速機10bに係る部材に対して、同じ符号の末尾にbを付した上で、以下、両枠番W1、W2の減速機10a、10bを同時に説明してゆくことにする。
1 (A) and 2 (A) show a
この実施形態では、モータ(図示略)の動力は、継軸(入力軸:全体は図示略、前記継軸926と同等)26a、26bを介して入力される。継軸26a、26bの反モータ側の端部には、入力ピニオン(入力側の歯車)32a、32bが直切り形成されている。
In this embodiment, the power of a motor (not shown) is input via joint shafts (input shaft: the whole is not shown and is equivalent to the joint shaft 926) 26a, 26b. Input pinions (input-side gears) 32a and 32b are directly cut and formed at the ends of the
入力ピニオン32a、32bは、複数のクランク軸歯車30a、30bと同時に噛合して、第1減速機構G1a、G1bを構成している。減速機10a、10bの減速比は、該第1減速機構G1a、G1bの部分の減速比の調整によって調整される。各クランク軸歯車30a、30bは、この実施形態では3個(1個のみ図示)設けられ、3本(1本のみ図示)のクランク軸18a、18bにそれぞれ連結されている。クランク軸18a、18bおよびクランク軸歯車30a、30bの近傍の構成については、後に詳述する。
The
各クランク軸18a、18bは、偏心揺動型の減速機構G2a、G2bの入力軸に相当している。この実施形態ではクランク軸18a、18bは、3本(1本のみ図示)設けられている。各クランク軸18a、18bは、内歯歯車12a、12bの軸心O1a、O1bからL1a、L1bだけそれぞれオフセットした位置に、円周方向に120度の間隔で配置されている。各クランク軸18a、18bには、それぞれの軸方向同位置に第1偏心体20a、20bが形成され、該第1偏心体20a、20bと隣接してそれぞれの軸方向同位置に第2偏心体22a、22bが形成されている。各クランク軸18a、18bの第1偏心体20a、20b同士および第2偏心体22a、22b同士は、偏心位相が揃えられている。第1偏心体20a、20bと第2偏心体22a、22bの偏心位相差は180度である。
The
各クランク軸18a、18bの第1偏心体20a、20bの外周には、第1ころ軸受34a、34bを介して第1外歯歯車14a、14bが組み込まれている。各クランク軸18a、18bの第2偏心体22a、22bの外周には第2ころ軸受36a、36bを介して第2外歯歯車16a、16bが組み込まれている。これにより、3本のクランク軸18a、18b上の第1偏心体20a、20bが同期して回転することで第1外歯歯車14a、14bを揺動させ、同様に、3本のクランク軸18a、18b上の第2偏心体22a、22bが同期して回転することで第2外歯歯車16a、16bを揺動させることができる。
First
第1外歯歯車14a、14b、および第2外歯歯車16a、16bの軸方向両側には、第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bが配置されており、各クランク軸18a、18bは、この第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bに一対のテーパードローラ軸受44a、44b、および46a、46bを介して支持されている。第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bは、一対のアンギュラ玉軸受48a、48b、および50a、50bを介してケーシング52a、52bに支持されている。なお、第2キャリヤ40a、40bからは、キャリヤブリッジ43a、43bが突出されており、第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bは、該キャリヤブリッジ43a、43bを介して、ノックピン53a、53bおよび図示せぬボルトにより連結・一体化されている。
The
第1外歯歯車14a、14bおよび第2外歯歯車16a、16bは、内歯歯車12a、12bに内接噛合している。内歯歯車12a、12bは、この実施形態ではケーシング52a、52bと一体化された内歯歯車本体13a、13bと、該内歯歯車本体13a、13bに回転自在に組み込まれ、該内歯歯車12a、12bの内歯を構成する外ピン15a、15bとで構成されている。内歯歯車12a、12bの歯数(外ピン15a、15bの本数)は、第1外歯歯車14a、14bおよび第2外歯歯車16a、16bの歯数よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
The first
ケーシング52a、52bにはボルト(ボルト孔53a、53bのみ図示)を介してロボットの第1アーム(図示略)が連結され、第2キャリヤ40a、40bには、図示せぬボルトを介してロボットの第2アーム(図示略)がそれぞれ連結される。
A first arm (not shown) of the robot is connected to the
ここで、クランク軸歯車30a、30bの近傍の構成について詳細に説明する。 Here, the configuration in the vicinity of the crankshaft gears 30a and 30b will be described in detail.
主に図2を参照して、複数(この実施形態では3本)のクランク軸18a、18bのそれぞれの端部には、外スプライン24a、24bが形成されている。クランク軸歯車30a、30bは、この外スプライン24a、24bを介してクランク軸18a、18bに片持ち状態で連結される。
Referring mainly to FIG. 2,
より具体的には、クランク軸18a、18bは、軸方向端面が僅かに面取りされた先端部19a、19bを備え、該先端部19a、19bの軸方向内側位置に止め輪用凹部21a、21bを備えている。止め輪用凹部21a、21bには、クランク軸歯車30a、30bを軸方向に位置決めするための止め輪54a、54bが嵌め込まれる。
More specifically, the
また、クランク軸18a、18bの外スプライン24a、24bの軸方向内側には、当該外スプライン24a、24bの歯底よりも深い凹部58a、58bが形成されている。外スプライン24a、24bの軸方向の形成長さは、L3a、L3bである。
Further, recessed
なお、この実施形態では、外スプライン24a、24bは、転造(塑性加工)によって形成するようにしている。凹部58a、58bは、加工時の「素材の逃げ」の空間としても機能する。
In this embodiment, the
一方、クランク軸歯車30a、30bは、入力ピニオン32a、32bと噛合し、入力側からの動力をクランク軸18a、18bに伝達している。クランク軸歯車30a、30bは、外周に入力ピニオン32a、32bと噛合する歯部33a、33bを備えると共に、内周にクランク軸18a、18bの外スプライン24a、24bと係合する内スプライン31a、31bを備える。内スプライン31a、31bは、クランク軸歯車30a、30bの軸方向長さL5a、L5bの全体に亘って形成されている(但し、必ずしもクランク軸歯車30a、30bの軸方向長さL5a、L5bの全体に亘って形成する必要はなく、一部形成されていない部分が残るようにしてもよい)。
On the other hand, the crankshaft gears 30a and 30b mesh with the input pinions 32a and 32b, and transmit power from the input side to the
なお、図1、図2の符号61a、61bは、それぞれクランク軸歯車30a、30bをクランク軸18a、18b上の軸方向位置を確定するためのスペーサである。
クランク軸歯車30a、30bは、この実施形態では、外スプライン24a、24b(および凹部58a、58b)にグリースが塗布された状態で外スプライン24a、24bに組み込まれる。
In this embodiment, the crankshaft gears 30a and 30b are incorporated into the
なお、この実施形態では、大きい枠番W2のクランク軸18bの外スプライン24bとクランク軸歯車30bの内スプライン31bは、「締まり嵌め」にて連結されている(後述)。
In this embodiment, the
ここで、図1(A)、図2(A)の減速機10aは、図3に示す一覧表の枠番W1&減速比R3の仕様を有する減速機10aに相当している。図1(B)、図2(B)の減速機10bは、図3に示す一覧表の枠番W2&減速比R2の仕様を有する減速機10bに相当している。なお、枠番W2の伝達トルクは、枠番W1の伝達トルクよりも大きく、減速比R2よりも減速比R3の方が大きい。すなわち、W1<W2、R2<R3である。
Here, the
先ず、枠番W1の減速機10aのクランク軸18aの外スプライン24a、および枠番W2の減速機10bのクランク軸18bの外スプライン24bに着目する。前述したように、この実施形態では転造(塑性加工)にて外スプライン24a、24bを加工する。
First, attention is paid to the
図2(A)に示すように、この実施形態では、枠番W1の減速機10aのクランク軸18aの外スプライン24aのピッチ円半径は、Rs1である。また、モジュールは、Ms1、歯数は、Ts1である。一方、図2(B)に示すように、枠番W2の減速機10bにおけるクランク軸18bの外スプライン24bも、ピッチ円半径はRs1である。また、モジュールはMs1、歯数はTs1である。すなわち、異なる枠番W1、W2間で、クランク軸18a、18bの外スプライン24a、24bは、ピッチ円半径が共に、Rs1、モジュールが共に、Ms1、歯数が共に、Ts1であってそれぞれ同一であり、(先端部19a、19b、止め輪用凹部21a、21b、凹部58a、58bを含め)大きさ・形状が共通とされている。
As shown in FIG. 2A, in this embodiment, the pitch circle radius of the
なお、図3において黒い「●」印で示すように、この実施形態では、減速機10a、10bだけでなく、枠番W1の減速機10c、10d、10e、および枠番W2の減速機10f、10g、10hも、全て、当該外スプライン24a、24bと、大きさ・形状が共通とされている。尤も、本発明においては、対となる枠番の全ての減速比において、外スプラインの大きさ・形状が全部共通とされることは要求されない(一部が共通であればよい)。
3, in this embodiment, not only the
次に、枠番W1の減速機10aのクランク軸歯車30aの内スプライン31a、および枠番W2の減速機10bのクランク軸歯車30bの内スプライン31bに着目する。この実施形態では、ブローチ加工にて内スプライン31a、31bを加工している(ギヤシェーパ等で加工してもよい)。
Next, attention is paid to the
この実施形態では、枠番W1のクランク軸歯車30aの内スプライン31aも、また、枠番W2のクランク軸歯車30bの内スプライン31bも、(同一の外スプライン24a、24bと係合するべく)ピッチ円半径は、Rs1であり、モジュールは、Ms1、歯数は、Ts1である。すなわち、異なる枠番W1、W2間で、クランク軸歯車30a、30bの内スプライン31a、31bは、ピッチ円半径が共にRs1、モジュールが共にMs1、歯数が共にTs1であってそれぞれ同一であり、大きさ・形状が共通とされている。換言するならば、枠番W1の内スプライン31a、および枠番W2の内スプライン31bは、双方とも、枠番W1の外スプライン24a、および枠番W2の外スプライン24bのいずれとも係合・連結可能である。
In this embodiment, both the
なお、図3において白抜きの「○」印で示すように、この実施形態では、黒い「●」印の減速機に対応した減速機、すなわち、枠番W1の減速機10c、10d、10e、および枠番W2の減速機10f、10g、10hにおいて、同じ大きさ・形状(ピッチ円半径Rs1、モジュールMs1、歯数Ts1)の内スプライン(31)が形成されている。
In this embodiment, as shown by white “◯” marks in FIG. 3, the speed reducers corresponding to the black “●” speed reducers, that is, the
さらに、枠番W1の減速機10aのクランク軸歯車30aの歯部33a、および、枠番W2の減速機10bのクランク軸歯車30bの歯部33bに着目すると、この実施形態では、枠番W1のクランク軸歯車30aの歯部33aのピッチ円半径はRg1、モジュールはMg1、歯数はTg1である。一方、枠番W2のクランク軸歯車30bも、そのピッチ円半径がRg1、モジュールがMg1、歯数がTg1である。すなわち、異なる枠番W1、W2間で、クランク軸歯車30a、30bの歯部33a、33bのピッチ円半径は共にRg1、モジュールは共にMg1、歯数は共にTg1であってそれぞれ同一であり、大きさ・形状が共通とされている(図3の2重丸「◎」印参照)。
Further, when focusing on the
換言するならば、枠番W1&減速比R3の減速機10aのクランク軸歯車30aと、枠番W2&減速比R2の減速機10bのクランク軸歯車30bは、内スプライン31a、31bが共通(「○」印)なだけでなく、歯部33a、33bも共通(モジュールMg1および歯数Tg1が共通:「◎」印)であり、完全に同一(合同)の部材である。すなわち、クランク軸歯車30a、30b自体が異なる枠番W1、W2間で共用されている。
In other words, the
なお、枠番W1のクランク軸歯車30aと噛合している入力ピニオン32aは、ピッチ円半径がRg2、モジュールが(クランク軸歯車30a、30bのモジュールMg1と共通の)Mg1、歯数がTg2であって、クランク軸歯車30aと噛合することにより、減速比R3(Tg1/Tg2)を実現している。また、枠番W2の入力ピニオン32bは、ピッチ円半径がRg3、モジュールが(クランク軸歯車30a、30bのモジュールMg1と共通の)Mg1、歯数がTg3であって、クランク軸歯車30bと噛合することにより、(R3より小さな)減速比R2(Tg1/Tg3)を実現している。
The
この構成から明らかなように、クランク軸歯車30a、30b自体の共用は、減速機10aと減速機10bが、単にクランク軸歯車30a、30bの内スプライン31a、31bの大きさ・形状が共通なだけでなく、該クランク軸歯車30a、30bの歯部33a、33bのモジュールが共にMg1で等しく、さらに、「クランク軸歯車30aのピッチ円半径Rg1と、入力ピニオン32aのピッチ円半径Rg2との和」と「クランク軸歯車30bのピッチ円半径Rg1と、入力ピニオン32bのピッチ円半径Rg3との和」が、共に、内歯歯車12a、12bの軸心O1a、O1bからクランク軸18a、18bの軸心O3a、O3bまでの距離L1a、L1bに等しい(Rg1+Rg2=L1a、かつRg1+Rg3=L1b)という条件を満たしている場合に可能である。
As is apparent from this configuration, the crankshaft gears 30a and 30b themselves are shared by the
したがって、同様のクランク軸歯車の共用化は、例えば、図3において四角「□」印で示すように、枠番W1&減速比R2の減速機10dと、枠番W2&減速比R1の減速機10fにおいても、実現できる可能性がある。さらには、図3において黒い「▲」印で示すように、枠番W1&減速比R4の減速機10eと、枠番W2&減速比R3の減速機10gにおいても、実現できる可能性がある。なお、この場合、減速機10d、10f(あるいは減速機10e、10g)のクランク軸歯車(30)の歯部(33)のモジュールは、減速機10d、10f同士が同一(あるいは減速機10e、10g同士が同一)でさえあれば、減速機10a、10bのクランク軸歯車(30)の歯部(33)のモジュールMg1とは異なっていてもよい。
Therefore, the common use of the crankshaft gear is, for example, in the
外スプライン(24)や内スプライン(31)、あるいは歯部(33)を共通化するにあたっては、大きい枠番でのスプライン歯面圧あるいは歯部の歯面圧の許容値を満たす大きさ・形状に設定する。これにより、小さい枠番の方も自動的に許容値を満たすことになる。もし、大きい枠番で許容値の確保が厳しい状況である場合は、例えば、a)締まり嵌めの嵌合をより強める、b)内スプラインの軸方向長さや歯幅をより長くする、c)表面処理によってより歯面強度を高める、等の何らかの手当てをするとよい。これらの手当ては、シリーズ全体(大きな枠番および小さな枠番の双方)に対して行ってもよいが、許容値の厳しい大きな枠番に対してのみ行ってもよい。つまり、枠番間で外スプラインの大きさ・形状が共通化されているならば、クランク軸歯車自体は、必ずしも共用されていなくてもよい。 When sharing the outer spline (24), the inner spline (31), or the tooth part (33), the size and shape satisfying the allowable value of the spline tooth surface pressure or tooth surface pressure with a large frame number Set to. As a result, the smaller frame number automatically satisfies the allowable value. If it is difficult to ensure the allowable value with a large frame number, for example, a) strengthening the interference fit, b) increasing the axial length and tooth width of the inner spline, c) surface It is advisable to take some measures such as increasing the tooth surface strength by treatment. These treatments may be performed for the entire series (both large frame numbers and small frame numbers), but may be performed only for large frame numbers with strict tolerances. That is, if the size and shape of the outer spline are shared between the frame numbers, the crankshaft gear itself does not necessarily have to be shared.
例えば、既に述べたように、本実施形態では、大きい枠番W2においてのみ、クランク軸18bの外スプライン24bとクランク軸歯車30bの内スプライン31bを、締まり嵌めにて連結するようにし、小さい枠番W1の外スプライン24aと内スプライン31aは、より組み付け性の良い隙間嵌めとしている。同様の観点で、例えば双方とも締まり嵌めにするにしても、大きい枠番W2の外スプライン24bと内スプライン31bの締まり嵌めよりも、小さい枠番W1の外スプライン24aと内スプライン31aの締まり嵌めをより緩い締まり嵌めとしてもよい。このように、本発明では特定の枠番毎に異なる手当てをすることは、禁止されない。
For example, as described above, in the present embodiment, only in the large frame number W2, the
なお、締まり嵌めの嵌合をより強くするには(あるいは隙間嵌めの隙間をより小さくするには)、例えば、基本的な加工の段取りは変えずに、転造(あるいは冷間鍛造やホブ切り)の際に、本来の加工完了時点より若干早めに加工を終了することで、スプラインや歯部の歯厚を厚めに調整する手法を採用することができる。これにより、加工の段取りの共通化というメリットを損なうことなく、大きい枠番と小さい枠番との歯厚の差別化を実現することができる。この種の差別化は内スプライン側だけ、外スプライン側だけ、あるいは内スプラインおよび外スプラインの両方、のいずれで対応するようにしてもよい。 To make the interference fit stronger (or to make the gap fit smaller), for example, rolling (or cold forging or hobbing without changing the basic processing setup) ), It is possible to employ a method of adjusting the spline and the tooth thickness of the tooth portion to be thicker by finishing the processing slightly earlier than the original processing completion point. Thereby, differentiation of the tooth thickness of a large frame number and a small frame number is realizable, without impairing the merit of common processing setup. This type of differentiation may be handled only on the inner spline side, only on the outer spline side, or on both the inner and outer splines.
以上の事情を考慮すると、本発明において「異なる枠番に属する減速機間で、外スプラインの大きさ・形状が共通」という文言は、厳密に捉えられるべきではなく、ピッチ円半径や、歯厚、あるいは外スプラインの軸方向の形成長さ等が若干異なっている概念は含まれるべきである。換言するならば、「結果として、同一の(クランク軸歯車の)内スプライン(共通の製造工程で製造されているものの、加工時間等を調整することで、締まり嵌めの程度を異ならせた内スプラインを含む)が、2以上の枠番の(クランク軸の)外スプラインと係合できる互換性が確保されている」ならば、本発明における「異なる枠番に属する減速機間で、外スプラインの大きさ・形状が共通」が満足されていると言える。 In view of the above circumstances, in the present invention, the phrase “the size and shape of the outer spline is common among the speed reducers belonging to different frame numbers” should not be strictly grasped, but the pitch circle radius, the tooth thickness Alternatively, the concept that the formation length of the outer spline in the axial direction is slightly different should be included. In other words, “As a result, the same inner spline (of the crankshaft gear) (which is manufactured in a common manufacturing process, but by adjusting the processing time etc., the inner spline has a different degree of interference fit. If the interchangeability is ensured to be able to engage with the outer spline (of the crankshaft) of two or more frame numbers ”, the outer spline It can be said that “size and shape are common” is satisfied.
次に、この偏心揺動型の減速機のシリーズの作用を説明する。 Next, the operation of this eccentric rocking speed reducer series will be described.
先ず、減速機10a、10bの単体の作用から説明する。
First, the operation of a single unit of the
図示せぬモータが回転すると、この回転は、継軸26a、26bに伝達され、継軸26a、26bの先端に形成された入力ピニオン32a、32bが回転する。入力ピニオン32a、32bは、3個のクランク軸歯車30a、30bと同時に噛合しているため、該入力ピニオン32a、32bとクランク軸歯車30a、30bの噛合により、3本のクランク軸18a、18bが入力ピニオン32a、32bとクランク軸歯車30a、30bとの歯数比に減速された状態で同一の方向に同一の回転速度で回転する。
When a motor (not shown) rotates, this rotation is transmitted to the
この結果、各クランク軸18a、18bの軸方向同位置にそれぞれ形成された3個の第1偏心体20a、20bが同期回転して第1外歯歯車14a、14bを揺動させると共に、クランク軸18a、18bの軸方向同位置にそれぞれ形成された3個の第2偏心体22a、22bが同期回転して第2外歯歯車16a、16bを揺動させる。
As a result, the three first
第1外歯歯車14a、14bおよび第2外歯歯車16a、16bは、それぞれ内歯歯車12a、12bに内接噛合しているため、第1外歯歯車14a、14bおよび第2外歯歯車16a、16bが1回揺動する毎に、該第1外歯歯車14a、14bおよび第2外歯歯車16a、16bは、内歯歯車12a、12bに対して歯数差分(この実施形態では1歯分)円周方向の位相がずれる(自転する)。この自転成分は、各クランク軸18a、18bの内歯歯車12a、12bの軸心O1a、O1b周りの公転として第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bに伝達される。第1キャリヤ38a、38bおよび第2キャリヤ40a、40bは、キャリヤブリッジ43a、43bを介してノックピン53a、53bおよび図示せぬボルトによって連結されている。このため、結局、継軸(入力軸)26a、26bの回転によって、ケーシング52a、52bに連結された第1アームと、第2キャリヤ40a、40bに連結された第2アームとを、相対的に回転させることができる。
Since the first
なお、クランク軸18a、18bの凹部58a、58bは、外スプライン24a、24bを転造によって製造するときの素材の逃げを確保するための空間として機能すると共に、外スプライン24a、24bと内スプライン31a、31bとの間のグリースのグリース溜まりとしても機能する。
The
次にシリーズの作用について説明する。 Next, the operation of the series will be described.
既に言及したように、この種の偏心揺動型の減速機のシリーズでは、偏心揺動型の減速機構G2a、G2bの部分で多様な変速比のバリエーションを得ることが事実上困難であるため、該減速比のバリエーションを、第1減速機構G1a、G1bの入力ピニオン32a、32bとクランク軸歯車30a、30bとの組み合わせによって得るようにしている。そのため、従来は、該偏心揺動型の減速機構の入力軸であるクランク軸(18)についても、(枠番の相違に応じて偏心体(22)の部分の径が異なるのであるから)該クランク軸(18)に形成される外スプライン(24)の大きさ・形状も、枠番毎に異なるのは当然、と考えられていた。 As already mentioned, in this type of eccentric oscillating type reduction gear series, it is practically difficult to obtain various speed ratio variations in the eccentric oscillating type reduction mechanisms G2a and G2b. Variations of the reduction ratio are obtained by a combination of the input pinions 32a and 32b of the first reduction mechanisms G1a and G1b and the crankshaft gears 30a and 30b. Therefore, conventionally, the crankshaft (18), which is the input shaft of the eccentric oscillating speed reduction mechanism, also has a difference in the diameter of the eccentric body (22) according to the difference in frame number. Naturally, it was considered that the size and shape of the outer spline (24) formed on the crankshaft (18) was different for each frame number.
とりわけ、従来は、図4の描写からも明らかなように、クランク軸918の外スプライン924は、ホブ切りで形成されていたため、いわゆる「切り上がり」と称される領域925が不可避的に必要であった。そのため、仮にクランク軸918の外スプライン924の大きさ・形状を共通化しようとした場合、小さい枠番のクランク軸(918)の削り代が相対的に大きくなって「切り上がり」が非常に大きくなり、無駄な軸方向スペースを必要とするという製造上の問題も生じてくる。このことも、外スプライン(924)を異なる枠番間で共通化するという発想が生じなかった潜在的理由であったと解される。
In particular, as is apparent from the depiction of FIG. 4, the
そのため、従来は、枠番毎に外スプライン(24)および内スプライン(31)が異なるため、非常に多種のクランク軸歯車(30)を製造する必要があり、高コスト化の要因となっていた。 Therefore, conventionally, since the outer spline (24) and the inner spline (31) are different for each frame number, it is necessary to manufacture a very wide variety of crankshaft gears (30), which has been a factor in increasing costs. .
しかし、例えば、このホブ切りに起因する製造上の問題は、本実施形態のように外スプラインを転造(塑性加工)で形成することにより、ほぼ回避できるようになる。なお、転造以外の塑性加工としては、ほかに冷間鍛造等があるが、いずれもこうした(ホブ切りのような)製造上の問題は生じない。さらに、塑性加工は、加工硬化により歯面の強度が向上するというメリットも得られるため、大きい枠番の外スプラインを相対的に小さめに形成することになる「外スプラインの共通化」に対し、(ホブ切りよりも)耐久性上好ましい特性が得られる。 However, for example, the manufacturing problem due to the hobbing can be substantially avoided by forming the outer spline by rolling (plastic working) as in this embodiment. In addition, plastic working other than rolling includes cold forging and the like, but none of these manufacturing problems (such as hobbing) occur. Furthermore, plastic processing also has the advantage that the strength of the tooth surface is improved by work hardening. A favorable characteristic in terms of durability (rather than hobbing) can be obtained.
本実施形態では、この発想をベースとし、外スプライン24a、24bを転造(塑性加工)によって形成し、異なる枠番W1、W2間でのクランク軸18a、18bの外スプライン24a、24bの共通化を実現している。
In this embodiment, based on this idea, the
これにより、少なくとも、クランク軸歯車30a、30bの内スプライン31a、31bを異なる枠番W1、W2間で共通化できるようになり、シリーズ全体のクランク軸歯車(30)の製造体系をより簡素化でき、その分、低コスト化を図ることできる。
As a result, at least the
尤も、本発明は、このように、外スプラインを塑性加工によって加工することに着目することによって創案されたものではあるが、本発明を「外スプラインの大きさ・形状の共通化」という観点で捉えるならば、塑性加工以外の加工方法を全く禁じるものではない。例えば、工具の切り上げのための軸方向スペースが確保できるならば、ホブ切りによって外スプラインの共通化を図るようにしてもよい。また、例えば、大きな枠番の外スプラインをホブ切りによって形成し、より小さな枠番の外スプラインは転造や冷間鍛造等の塑性加工で製造するようにしてもよい。この場合でも、クランク軸歯車は、(外スプラインの共通化により)少なくとも、内スプラインに関しては、異なる枠番間で共用できるようになるため、枠番毎に内スプラインの異なるクランク軸歯車を用意する必要がなくなり、シリーズ全体においてクランク軸歯車の製造体系をより簡素化でき、その分、低コスト化を図ることができる。 However, although the present invention was created by paying attention to the processing of the outer spline by plastic working in this way, the present invention is based on the viewpoint of “commonization of the size and shape of the outer spline”. If it catches, processing methods other than plastic processing are not prohibited at all. For example, the outer spline may be shared by hobbing if an axial space for cutting the tool can be secured. Further, for example, an outer spline having a large frame number may be formed by hobbing, and an outer spline having a smaller frame number may be manufactured by plastic working such as rolling or cold forging. Even in this case, since the crankshaft gear can be shared between different frame numbers (at least by sharing the outer spline), the crankshaft gears having different inner splines are prepared for each frame number. This eliminates the need for the whole series and further simplifies the manufacturing system of the crankshaft gear, thereby reducing the cost.
本実施形態の作用の説明に戻る。本実施形態のように、外スプライン24a、24bの双方を「同一の加工法」によって実現するようにした場合には、該外スプライン24a、24bは、同一の工具を用いた同一の段取りによる転造(あるいは同一の金型を用いた同一の段取りによる冷間鍛造等)によって形成できるようになり、一層の低コスト化が実現できる。
Returning to the description of the operation of this embodiment. When both the
そして、本実施形態では、さらに、クランク軸歯車30a、30bの歯部33a、33bのモジュールを枠番W1、W2間の一部において共通化するようにしたため、特に、シリーズ全体のクランク軸歯車(30)の歯部(33)および入力ピニオン(32)の製造体系をより簡素化することができ、一層の低コスト化が図れる。
In the present embodiment, the module of the
とりわけ、設定されている減速比R2、R3とクランク軸歯車18a、18bおよび入力ピニオン32a、32bのピッチ円半径Rg1、Rg2、Rg3の関係を上手く活用しているため、全く同一のクランク軸歯車18a(=18b)をそのまま共用することもできている。実際のシリーズにおいては、枠番の種類および減速比の種類とも、図3の例よりも多種類であることが殆どであるため、設計次第で完全共用化できるクランク軸歯車の数をより増やすことも可能である。
In particular, since the relationship between the set reduction ratios R2 and R3, the crankshaft gears 18a and 18b, and the pitch circle radii Rg1, Rg2 and Rg3 of the input pinions 32a and 32b is well utilized, the completely
なお、上記実施形態においては、クランク軸歯車に、入力側からの動力が平行軸系の入力ピニオンを介して入力されるように構成していたが、クランク軸歯車自体が直交系の歯車(例えばベベルギヤ等)とされ、直交系の入力ピニオンを介して入力側からの動力がクランク軸歯車に伝達されるように構成してもよい。 In the above embodiment, the crankshaft gear is configured such that the power from the input side is input to the crankshaft gear via the input pinion of the parallel shaft system, but the crankshaft gear itself is an orthogonal gear (for example, Bevel gear or the like), and power from the input side may be transmitted to the crankshaft gear through an orthogonal input pinion.
また、上記実施形態では、クランク軸を3本有する減速機が示されていたが、本発明における減速機のクランク軸の本数は、2本以上であれば、特に3本に限定されない。 Moreover, although the speed reducer which has three crankshafts was shown in the said embodiment, if the number of the crankshafts of the speed reducer in this invention is two or more, it will not be specifically limited to three.
10a、10b…減速機
12a、12b…内歯歯車
14a、14b、16a、16b…第1、第2外歯歯車
18a、18b…クランク軸
24a、24b…外スプライン
30a、30b…クランク軸歯車
31a、31b…内スプライン
33a、33b…歯部
10a, 10b ...
Claims (7)
該シリーズに属する減速機は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、前記内歯歯車の軸心からオフセットした位置に設けられ前記外歯歯車を揺動させる複数のクランク軸と、入力側からの動力を該クランク軸に伝達するクランク軸歯車と、をそれぞれ備えた偏心揺動型の減速機であり、
該クランク軸の端部に、前記クランク軸歯車を連結するための外スプラインが形成され、
異なる枠番に属する減速機間で、該外スプラインの大きさ・形状が共通とされた
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 A series of reduction gears composed of a plurality of reduction gears belonging to a plurality of frame numbers set according to the magnitude of the transmission torque,
The speed reducer belonging to the series includes an internal gear, an external gear internally meshing with the internal gear, and a plurality of gears which are provided at positions offset from the axis of the internal gear and swing the external gear. And a crankshaft gear that transmits the power from the input side to the crankshaft, respectively.
An outer spline for connecting the crankshaft gear is formed at the end of the crankshaft,
A series of eccentric oscillating speed reducers characterized in that the size and shape of the outer spline are common among speed reducers belonging to different frame numbers.
前記外スプラインは、塑性加工によって形成される
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In claim 1,
The outer spline is formed by plastic working. A series of eccentric oscillating speed reducers.
異なる枠番に属する減速機間で、前記クランク軸歯車自体も共用されている
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In claim 1 or 2,
A series of eccentric oscillating type speed reducers characterized in that the crankshaft gear itself is shared among speed reducers belonging to different frame numbers.
前記異なる枠番に属する減速機間で共通とされる外スプラインは、大きい枠番でのスプライン歯面圧の許容値を満たす大きさ・形状に設定されている
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In any one of Claims 1-3,
Eccentric oscillating type characterized in that the outer spline that is common to the speed reducers belonging to the different frame numbers is set to a size and shape that satisfies the allowable value of the spline tooth surface pressure in the larger frame number. Series of speed reducers.
前記外スプラインが共通とされている枠番のうち、大きい方の枠番においては、前記クランク軸の外スプラインと前記クランク軸歯車の内スプラインは、締まり嵌めにて連結されている
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In any one of Claims 1-4,
Of the frame numbers that are common to the outer splines, in the larger frame number, the outer spline of the crankshaft and the inner spline of the crankshaft gear are connected by an interference fit. A series of eccentric oscillating speed reducers.
前記外スプラインが共通とされている枠番のうち、小さい方の枠番においては、前記クランク軸の外スプラインと前記クランク軸歯車の内スプラインは、隙間嵌めにて連結されている
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In claim 5,
Among the frame numbers that are common to the outer splines, in the smaller frame number, the outer spline of the crankshaft and the inner spline of the crankshaft gear are connected by a clearance fit. A series of eccentric oscillating speed reducers.
異なる枠番に属する減速機間で、前記クランク軸歯車の歯部のモジュールが等しい
ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。 In any one of Claims 1-6,
A series of eccentric oscillating type speed reducers characterized in that the gear module of the crankshaft gear is the same among speed reducers belonging to different frame numbers.
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