JP2015021555A - Eccentric oscillation type gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。 The present invention relates to an eccentric oscillating gear device.
従来、下記特許文献1に開示されているように、二つの相手部材間で所定の減速比で回転数を減速する偏心揺動型歯車装置が知られている。図3に示すように、特許文献1に開示された偏心揺動型歯車装置は、一方の相手部材に固定される外筒部62と、外筒部62内に配置されるとともに、もう一方の相手部材に固定されるキャリア64とを備えている。外筒部62とキャリア64との間には、一対の主軸受66が配置されている。キャリア64は、基板部64aと該基板部64aから延出されたシャフト部64cとが一体的に形成された基部と、基部とは別体に形成された端板部64bとを有している。基板部64aと端板部64bとの間には、2つの揺動歯車68が挟み込まれており、これらの揺動歯車68は、クランク軸70の偏心部70a,70bに取り付けられている。この状態でシャフト部64cと端板部64bとがボルト72によって互いに締結されている。
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, an eccentric oscillating gear device that reduces the rotational speed at a predetermined reduction ratio between two mating members is known. As shown in FIG. 3, the eccentric oscillating gear device disclosed in Patent Document 1 is provided with an outer
前記特許文献1に開示された偏心揺動型歯車装置では、シャフト部64cと端板部64bとがボルト72によって互いに締結されている。このため、偏心揺動型歯車装置に外力が作用した場合において、基板部64aに対してシャフト部64cが撓んだり、ねじれるように変形しようとすることがある。この場合、締結孔64dはねじ孔となっているため、ボルト72のねじ山によって締結孔64dが押圧されると、応力集中を招く。したがって、ボルト72の先端部から受ける力に対して十分な強度を確保するには、シャフト部64cを厚肉にする必要がある。しかしながら、シャフト部64cを厚肉にしてしまうと、歯車装置内部の設計の自由度が小さくなってしまうという問題がある。
In the eccentric oscillating gear device disclosed in Patent Document 1, the
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、端板部とシャフト部とを締結するボルトから受ける力による応力集中を緩和しつつ、歯車装置内部の設計の自由度を向上できるようにすることにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described prior art, and an object of the present invention is to reduce the stress concentration due to the force received from the bolt that fastens the end plate portion and the shaft portion, while reducing the stress concentration inside the gear device. This is to improve the degree of freedom of design.
前記の目的を達成するため、本発明は、偏心部と、歯部を有し前記偏心部に連動する揺動歯車と、前記揺動歯車の前記歯部と噛み合う内歯を有する外筒部と、前記揺動歯車の揺動回転に連動して前記外筒部に対する相対回転を生じる内筒部と、を備え、前記内筒部は、基板部と基板部から延びるシャフト部とを有する基部と、前記シャフト部にボルトによって締結される端板部と、を有しており、前記シャフト部に形成された締結孔には、前記ボルトの先端部が接触しないように逃げ部が設けられている偏心揺動型歯車装置である。 To achieve the above object, the present invention provides an eccentric portion, a swing gear having a tooth portion and interlocking with the eccentric portion, and an outer cylinder portion having an inner tooth meshing with the tooth portion of the swing gear. An inner cylinder portion that generates relative rotation with respect to the outer cylinder portion in conjunction with the oscillating rotation of the oscillating gear, and the inner cylinder portion includes a base portion having a substrate portion and a shaft portion extending from the substrate portion; And an end plate portion fastened to the shaft portion by a bolt, and a fastening hole formed in the shaft portion is provided with a relief portion so that the tip end portion of the bolt does not come into contact with the fastening hole. This is an eccentric oscillating gear device.
本発明では、シャフト部と端板部とを締結するボルトが螺合される締結孔に、該ボルトの先端部が接触するのを回避するための逃げ部が設けられている。このため、偏心揺動型歯車装置に外力が作用して、基板部に対してシャフト部が撓んだり、ねじれたりするように変形しようとした場合に、ボルトの先端部が締結孔に当接することを回避することができる。このため、締結孔において、ボルトの先端部から受ける力によって生ずる応力が集中することを回避することができる。したがって、強度を高めるべく、シャフト部を肉厚に形成する必要がない。よって、歯車装置内部の設計の自由度を向上することができる。 In the present invention, an escape portion is provided for avoiding the front end portion of the bolt from coming into contact with a fastening hole into which a bolt for fastening the shaft portion and the end plate portion is screwed. For this reason, when an external force acts on the eccentric oscillating gear device and the shaft portion is bent or twisted with respect to the substrate portion, the tip of the bolt comes into contact with the fastening hole. You can avoid that. For this reason, it can avoid that the stress which arises by the force received from the front-end | tip part of a volt | bolt concentrates in a fastening hole. Therefore, it is not necessary to form the shaft portion thick in order to increase the strength. Therefore, the freedom degree of design inside a gear apparatus can be improved.
ここで、前記逃げ部は、前記締結孔の端部に繋がるように形成されており、前記ボルトの先端部が前記逃げ部内に入り込んでいてもよい。この態様では、締結孔に挿入されたボルトの先端部が締結孔を通り越して、逃げ部に入り込んでいる。したがって、ボルトの先端部が締結孔に接触することを確実に防止することができる。 Here, the escape portion may be formed so as to be connected to an end portion of the fastening hole, and a tip portion of the bolt may enter the escape portion. In this aspect, the front-end | tip part of the volt | bolt inserted in the fastening hole passes over the fastening hole, and has entered into the escape part. Therefore, it can prevent reliably that the front-end | tip part of a volt | bolt contacts a fastening hole.
前記逃げ部は、前記締結孔に対して拡径されていてもよい。この態様では、逃げ部が締結孔に対して拡径しているため、シャフト部を撓ませるような外力が作用した場合であっても、ボルトの先端部が逃げ部に接触することを防止することができる。 The escape portion may be expanded in diameter with respect to the fastening hole. In this aspect, since the escape portion is enlarged in diameter with respect to the fastening hole, even when an external force that bends the shaft portion is applied, the tip of the bolt is prevented from contacting the escape portion. be able to.
前記逃げ部の周面は、凹凸のない周面によって形成されていてもよい。この態様では、逃げ部の周面が凹凸のない周面によって形成されているので、逃げ部を形成する加工が煩雑になることを防止することができる。しかも、シャフト部が変形する際に、周面の凹凸に起因した応力集中が発生することを防止することができる。 The peripheral surface of the escape portion may be formed by a peripheral surface without unevenness. In this aspect, since the peripheral surface of the relief portion is formed by a peripheral surface without unevenness, it is possible to prevent the processing for forming the relief portion from becoming complicated. Moreover, when the shaft portion is deformed, it is possible to prevent stress concentration due to the unevenness of the peripheral surface from occurring.
前記逃げ部及び前記締結孔が連続するように形成されるとともに前記基部を貫通していてもよい。この態様では、逃げ部及び締結孔が連続するように形成された上で基部を貫通しているため、逃げ部を形成する加工が煩雑になることを防止することができる。 The escape portion and the fastening hole may be formed to be continuous with each other and penetrate the base portion. In this aspect, since the relief portion and the fastening hole are formed so as to be continuous and pass through the base portion, it is possible to prevent the processing for forming the relief portion from becoming complicated.
以上説明したように、本発明によれば、端板部とシャフト部とを締結するボルトから受ける力による応力集中を緩和することができ、しかも歯車装置内部の設計の自由度を向上することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to alleviate the stress concentration due to the force received from the bolt that fastens the end plate portion and the shaft portion, and to improve the degree of freedom of design inside the gear device. it can.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の偏心揺動型歯車装置(以下、歯車装置と称する)1は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部、各種工作機械の旋回部等に減速機として適用されるものである。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An eccentric oscillating gear device (hereinafter referred to as a gear device) 1 according to this embodiment is applied as a speed reducer to, for example, a revolving part of a revolving trunk or arm joint of a robot, a revolving part of various machine tools, or the like. is there.
本実施形態に係る歯車装置1は、クランク軸10の偏心部10aを回転させることによって揺動歯車14を揺動回転させ、それによって入力された回転数から減速された回転数の出力を得るように構成されている。これにより、例えばロボットのベース(第1の相手部材)と旋回胴(第2の相手部材)との間で、相対回転を生じさせることができる。
The gear device 1 according to the present embodiment rotates the oscillating
図1に示すように、歯車装置1は、外筒部2と、内筒部としてのキャリア4と、複数(例えば3つ)のクランク軸10と、揺動歯車14と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the gear device 1 includes an
外筒部2は、歯車装置1の外面を構成するものであり、略円筒形状を有している。外筒部2の内周面には、多数のピン溝2bが形成されている。各ピン溝2bは、外筒部2の軸方向に延びるように配置され、軸方向に直交する断面において半円形の断面形状を有している。これらのピン溝2bは、外筒部2の内周面に周方向に等間隔で並んでいる。
The
外筒部2は、多数の内歯ピン3を有している。各内歯ピン3は、ピン溝2bにそれぞれ取り付けられている。具体的に、各内歯ピン3は、対応するピン溝2bにそれぞれ嵌め込まれており、外筒部2の軸方向に延びる姿勢で配置されている。これにより、多数の内歯ピン3は、外筒部2の周方向に沿って等間隔で並んでいる。これらの内歯ピン3には、揺動歯車14の外歯(歯部)14aが噛み合う。
The
外筒部2には、フランジ部が設けられており、このフランジ部は、例えばロボットのベースに固定するための締結具(ボルト)を挿通するための挿通孔2aが形成されている。
The
キャリア4は、外筒部2と同軸上に配置された状態で外筒部2内に収容されている。キャリア4は、外筒部2に対して同じ軸回りに相対回転する。具体的に、キャリア4は、外筒部2の径方向内側に配置されており、この状態で、軸方向に互いに離間して設けられた一対の主軸受6によって外筒部2に対して相対回転可能に支持されている。なお、外筒部2とキャリア4との間には、環状のシール部材25が設けられている。
The
キャリア4は、基板部4aと複数(例えば3つ)のシャフト部4cとを有する基部5と、この基部5とは別体に形成された端板部7と、を備えている。
The
基板部4aは、外筒部2内において軸方向の一端部近傍に配置されている。この基板部4aの径方向中央部には断面円形の貫通孔4dが設けられている。貫通孔4dの周囲には、複数(例えば3つ)のクランク軸孔4eが周方向に等間隔で設けられている。
The
基板部4aには、キャリア4を例えばロボットの旋回胴に固定するための図略の締結具(ボルト)を締結するための締結孔4gが形成されている。
A
端板部7は、基板部4aに対して軸方向に離間して設けられており、外筒部2内において軸方向の他端部近傍に配置されている。端板部7の径方向中央部には断面円形の貫通孔7aが設けられている。貫通孔7aの周囲には、複数(例えば3つ)のクランク軸孔7bが基板部4aの複数のクランク軸孔4eと対応する位置に設けられている。
The end plate portion 7 is provided to be separated from the
複数のシャフト部4cは、基板部4aと一体的に設けられており、基板部4aの一主面(内側面)から端板部7側へ直線的に延びている。この複数のシャフト部4cは、周方向に等間隔で配設されている。
The plurality of
端板部7は、ボルト9によって基部5に締結されている。すなわち、端板部7にはボルト挿通孔7cが形成され、シャフト部4c(基部5)には、その先端面から軸方向に延びるように締結孔4fが形成されている。そして、端板部7のボルト挿通孔7cに、基部5(基板部4a)と反対側からボルト9が挿入されている。このボルト9は、シャフト部4cの締結孔4fに螺合されている。これにより、基板部4a、シャフト部4c及び端板部7が一体化されている。つまり、端板部7は、基板部4aに着脱可能に結合されている。
The end plate portion 7 is fastened to the
シャフト部4c(基部5)に形成された締結孔4fには、ボルト9の先端部が該締結孔4fに接触しないようにするための逃げ部30が形成されている。逃げ部30は、締結孔4fの奥側の端部に連続し、かつ該端部から締結孔4fの軸方向にまっすぐ延びるように形成されている。
The
逃げ部30は、締結孔4fに対して拡径された有底の穴によって構成されており、軸方向において、逃げ部30の内径はほぼ一定の寸法となっている。すなわち、逃げ部30内の空間は、角部が丸められた円柱状の空間となっている。
The
逃げ部30は、締結孔4fとは反対側の端部がシャフト部4c内に位置する大きさに形成されている。すなわち、逃げ部30は、基板部4a内ではなくシャフト部4c内に位置している。そして、逃げ部30において、締結孔4fとは反対側の端部は、軸方向において、シャフト部4cの根元の近傍に位置している。なお、逃げ部30は、シャフト部4cから基板部4aに渡るように形成されていてもよい。
The
締結孔4fの軸方向長さは、ボルト9の雄ねじ部の長さよりも短くなっている。このため、ボルト9は、締結孔4fに螺合した状態では、先端部が逃げ部30内に入り込んでいる。すなわち、ボルト9の雄ねじ部の先端部は、締結孔4fに螺合していない。
The axial length of the
上記したように、逃げ部30が締結孔4fに対して拡径されていて、ボルト9の先端部は逃げ部30内に入り込んでいるため、シャフト部4cを撓ませるような外力が作用した場合にも、ボルト9のねじ山によって逃げ部30の周面30aが押圧されることを防止することができる。
As described above, when the
さらに、逃げ部30は、締結孔4fとは異なり、ねじ孔のように周面に凹凸のある穴ではなく、周面30aに凹凸のない穴によって構成されている。逃げ部30の周面30aに凹凸が形成されていないため、シャフト部4cが変形する際に、周面30aの凹凸に起因した応力集中が発生することを防止することができる。
Furthermore, unlike the
基部5及び端板部7には、ピン孔22が形成されていて、端板部7から基部5に渡って位置決めピン11がピン孔22に挿入されている。これにより、基部5に対する端板部7の位置が精度良く決められている。
A
複数のクランク軸10は、外筒部2内において中央の貫通孔4d,7aの周囲に等間隔で配置されている。各クランク軸10は、一対のクランク軸受12a,12bによりキャリア4に対して軸回りに回転可能に支持されている。
The plurality of
具体的に、各クランク軸10には、軸方向における基板部4a側の部位に第1クランク軸受12aが取り付けられており、この第1クランク軸受12aは、基板部4aのクランク軸孔4e内に配置されている。また、各クランク軸10には、軸方向における端板部7側の部位に第2クランク軸受12bが取り付けられており、この第2クランク軸受12bは、端板部7のクランク軸孔7b内に配置されている。これにより、クランク軸10は、基板部4a及び端板部7に回転可能に支持されている。
Specifically, each
各クランク軸10は、軸本体10cと、この軸本体10cに一体的に形成された偏心部10aと、を有する。本実施形態では、2つの偏心部10aが、両クランク軸受12a,12bによって支持された部分の間に軸方向に並ぶように配置されている。偏心部10aは、円柱形状を有しており、軸本体10cの軸心に対して偏心した状態で軸本体10cから径方向外側に張り出している。2つの偏心部10aは、それぞれ軸心から所定の偏心量で偏心しており、互いに所定角度の位相差を有するように配置されている。
Each
軸本体10cは、偏心部10aよりも基板部側の第1ジャーナル部10fと、偏心部10aよりも端板部側の第2ジャーナル部10gとを有している。第1ジャーナル部10fには、第1クランク軸受12aが取り付けられ、第2ジャーナル部10gには、第2クランク軸受12bが取り付けられている。
The shaft
第2ジャーナル部10gは、軸方向に延出されており、この部位に伝達歯車20が装着されている。伝達歯車20は、図外の入力ギアと噛み合い、該入力ギアを通して入力される回転駆動力をクランク軸10に伝える。
The
揺動歯車14は、クランク軸10の偏心部10aにころ軸受18aを介して取り付けられている。したがって、本実施形態では、2つの揺動歯車14が軸方向に並ぶように設けられている。揺動歯車14は、各クランク軸10が回転して偏心部10aが偏心回転すると、この偏心回転に連動して内歯ピン3に噛み合いながら揺動回転する。
The
揺動歯車14は、外筒部2の内径よりも少し小さい大きさを有している。揺動歯車14は、外歯14aと、中央部貫通孔14bと、複数(例えば3つ)の偏心部挿通孔14cと、複数(例えば3つ)のシャフト部挿通孔14dとを有している。外歯14aは、揺動歯車14の周方向全体に亘って滑らかに連続する波形状を有している。中央部貫通孔14bは、揺動歯車14の径方向中央部に設けられている。
The
複数の偏心部挿通孔14cは、揺動歯車14において中央部貫通孔14bの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各偏心部挿通孔14cには、ころ軸受18aが介装された状態で各クランク軸10の偏心部10aがそれぞれ挿通されている。
The plurality of eccentric portion insertion holes 14 c are provided at equal intervals in the circumferential direction around the central portion through
複数のシャフト部挿通孔14dは、揺動歯車14において中央部貫通孔14bの周りに周方向に等間隔で設けられている。各シャフト部挿通孔14dは、周方向において、隣り合う偏心部挿通孔14c間の位置にそれぞれ配設されている。各シャフト部挿通孔14dには、対応するシャフト部4cが遊びを持った状態で挿通されている。
The plurality of shaft portion insertion holes 14 d are provided at equal intervals in the circumferential direction around the central portion through
この歯車装置1では、伝達歯車20が回転することによって各クランク軸10が回転すると、偏心部10aに取り付けられた揺動歯車14は、偏心部10aの回転に伴って内歯ピン3に噛み合いながら揺動する。噛み合い位置が順次変化するのに伴い、キャリア4及び外筒部2が互いに相対的に回転する。これにより、入力された回転数から減速された回転数の出力が得られる。
In this gear device 1, when each
以上説明したように、本実施形態では、シャフト部4cと端板部7とを締結するボルト9が螺合される締結孔4fに、該ボルト9の先端部が締結孔4fの内周面に接触するのを回避するための逃げ部30が設けられている。このため、歯車装置1に外力が作用して、基板部4aに対してシャフト部4cが撓んだり、ねじれたりするように変形しようとした場合に、ボルト9の先端部が締結孔4fに当接することを回避することができる。このため、締結孔4fにおいて、ボルト9の先端部から受ける力によって生ずる応力が集中することを回避することができる。したがって、強度を高めるべく、シャフト部4cの根元を肉厚に形成する必要がない。よって、歯車装置1内部の設計の自由度を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the bolt 9 for fastening the
しかも本実施形態では、締結孔4fに挿入されたボルト9の先端部が締結孔4fを通り越して、逃げ部30に入り込んでいる。したがって、ボルト9の先端部が締結孔4fに接触することを確実に防止することができる。
Moreover, in the present embodiment, the tip end portion of the bolt 9 inserted into the
また本実施形態では、逃げ部30が締結孔4fに対して拡径された穴によって形成されているため、シャフト部4cを撓ませるような外力が作用した場合であっても、ボルト9の先端部が逃げ部30に接触することを確実に防止することができる。しかも、逃げ部30の周面30aが凹凸のない周面によって形成され、かつ逃げ部30が締結孔4fの軸方向にストレートで延びているので、逃げ部30を形成する加工が煩雑になることを防止することができる。また、シャフト部4cが変形する際に、周面30aの凹凸に起因した応力集中が発生することを防止することができる。
Further, in this embodiment, since the
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図2に示すように、逃げ部30及び締結孔4fが連続するように形成された上で、逃げ部30が基部5を貫通する構成であってもよい。すなわち、逃げ部30の一端部は締結孔4fに繋がっており、他端部は基板部4aの外面4hに開口している。そして、逃げ部30は、締結孔4fの軸方向にストレートに延びる形状に形成されている。この場合において、逃げ部30を形成する加工を行うには、基板部4aの外面4h側から孔を開けるようにすることができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. 2, the
この態様では、逃げ部30及び締結孔4fが基部5を貫通しているため、逃げ部30を形成する加工が煩雑になることを防止することができる。
In this aspect, since the
前記実施形態では、クランク軸10が端板部7側に突出する部位を有し、端板部7側に伝達歯車20が配置された構成となっているが、これに限られない。クランク軸10が基板部4a側に突出する部位を有し、伝達歯車20が基板部4a側に配置された構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、2つの揺動歯車14が設けられた構成としたが、これに限られるものではない。例えば、1つの揺動歯車が設けられる構成、又は3つ以上の揺動歯車が設けられる構成であってもよい。
In the above embodiment, the two
前記実施形態では、複数のクランク軸10が中央の貫通孔4d,7aの周囲に配設された構成としたがこれに限られるものではない。例えば、1つのクランク軸10がキャリア4の中央部に配設されたセンタークランク式であってもよい。
In the above embodiment, the plurality of
前記実施形態では、キャリア4を旋回胴に締結して旋回するようにし、外筒部2をロボットのベースに固定して不動にしている例が示されているが、その逆の配置でもよい。すなわち、外筒部2が旋回胴に締結され、キャリア4がロボットのベースに締結されていてもよい。この場合には、外筒部2がキャリア4に対して相対回転することにより、ロボットの旋回胴は、ベースに対して旋回することになる。
In the above-described embodiment, an example is shown in which the
1 偏心揺動型歯車装置
2 外筒部
3 内歯ピン
4 キャリア
4a 基板部
4c シャフト部
4f 締結孔
4h 外面
5 基部
6 主軸受
7 端板部
9 ボルト
10 クランク軸
10a 偏心部
10c 軸本体
14 揺動歯車
14a 外歯
30 逃げ部
30a 周面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eccentric
Claims (5)
歯部を有し前記偏心部に連動する揺動歯車と、
前記揺動歯車の前記歯部と噛み合う内歯を有する外筒部と、
前記揺動歯車の揺動回転に連動して前記外筒部に対する相対回転を生じる内筒部と、を備え、
前記内筒部は、基板部と基板部から延びるシャフト部とを有する基部と、前記シャフト部にボルトによって締結される端板部と、を有しており、
前記シャフト部に形成された締結孔には、前記ボルトの先端部が接触しないように逃げ部が設けられている偏心揺動型歯車装置。 An eccentric part,
A swing gear having a tooth portion and interlocking with the eccentric portion;
An outer cylinder portion having an inner tooth meshing with the tooth portion of the swing gear;
An inner cylinder portion that generates relative rotation with respect to the outer cylinder portion in conjunction with the oscillating rotation of the oscillating gear,
The inner cylinder portion has a base portion having a substrate portion and a shaft portion extending from the substrate portion, and an end plate portion fastened to the shaft portion by a bolt,
An eccentric oscillating gear device in which an escape portion is provided in a fastening hole formed in the shaft portion so that a tip portion of the bolt does not contact.
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JP2020148225A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 住友重機械工業株式会社 | Gear device |
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- 2013-07-18 JP JP2013149606A patent/JP2015021555A/en active Pending
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