JP2017040312A

JP2017040312A - 減速装置

Info

Publication number: JP2017040312A
Application number: JP2015162820A
Authority: JP
Inventors: 慎太朗石川; Shintaro Ishikawa; 川合　正浩; Masahiro Kawai; 正浩川合
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

【課題】保持器部のポケットの内周縁部とローラとの接触による摩擦損失を抑制する減速装置を提供する。
【解決手段】入力軸２と同軸上に配置された出力軸３の軸端部に内歯車４と偏心円板８間で回転可能な保持器部１５を設け、その保持器部１５に内歯車４の歯１３より一つ少ない数若しくは一つ多い数のポケット１７を形成し、ポケット１７のそれぞれ内部にローラ２１を収容し、入力軸２と共に回転する偏心円板８の回転により、その偏心円板８に嵌合した転がり軸受１２でローラ２１を押圧して歯１３に順次噛合させ、入力軸２の一回転当たりにローラ２１を歯１３の一歯分周方向に移動させて出力軸３を減速回転させる。ポケット１７の軸方向側内縁部２２にローラ２１の端面に接する軸方向側突起部２４を形成し、ポケット２１の周方向側内縁部２３にローラ２１の外周面に接する周方向突起部２５を形成して、ポケット１７の内周縁部とローラ２１との接触による摩擦損失を抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は、内歯車の内周に形成された内歯に、その内歯の数と異なる数のローラを順次噛合させて入力軸の回転を出力軸に減速して伝達するローラ式の減速装置に関する。

一般に、ＤＣモータ等の駆動源から駆動力を受けた入力軸の回転を減速して出力軸に伝達し、出力軸に接続した相手機械を駆動する装置として、減速装置が知られている。

このような減速装置としては、例えば、入力軸と出力軸を軸端部が対向する同軸状に配置し、その両軸の軸端部を覆うハウジングによって複数の曲線形内歯を内周に有する内歯車を支持し、前記入力軸の軸端部に、内歯車内において回転可能な２枚の偏心円板を軸方向に間隔をおいて設け、前記出力軸の前記入力軸と対向する軸端部に、前記内歯車と前記偏心円板の外周に嵌合された転がり軸受との間で回転可能に配置される保持器部を設けたものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された減速装置は、その保持器部には２枚の偏心円板のそれぞれと対向する部位に上記内歯より少ない数の複数のポケットを周方向に等間隔に形成し、そのポケットのそれぞれ内部に上記転がり軸受の外径面に沿って転動して内歯車の内歯に順次噛合されるローラを収容している。

このような減速装置において、入力軸が回転すると、偏心円板の回転により、ローラが内歯車の内歯に順次噛合し、その入力軸の１回転当たりに、ローラが内歯の一歯分だけ周方向に位置がずれ、出力軸が入力軸に対して減速して回転する。

特開昭６２−９３５６５号公報

特許文献１に記載された減速装置では、入力軸の回転の際、保持器部のポケットの軸方向両側の内縁部が周方向に沿ってローラの端面と接触する。また、保持器部のポケットの周方向両側の内縁部が軸方向に沿ってローラの外周面と接触する。

このような周方向あるいは軸方向に沿うポケットの内縁部とローラとの接触では、その接触面積が大きくなり、摩擦損失が生じる。

上述のようにローラの公転及び自転により保持器部を介して、出力軸に回転を伝達しているので、摩擦損失が生じると、保持器部を介して伝達される出力軸の回転力が低減し、伝達効率の低下を招くことがあった。

そこで、この発明の課題は、保持器部のポケットの内周縁部とローラとの接触による摩擦損失を抑制する減速装置を提供することにある。

前記の課題を解決するために、この発明に係る減速装置は、ハウジング内に固定され、内周に複数の内歯が形成された内歯車と、その内歯車内で回転可能な偏心円板を軸端部に有し、その偏心円板の外径面に転がり軸受が嵌合された入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記出力軸の前記入力軸と対向する軸端部に前記内歯車と前記転がり軸受との間で回転可能に配置される保持器部とを備え、その保持器部の前記偏心円板と径方向で対向する部位に、前記内歯車の内歯の数と一つ異なる数のポケットが周方向に等間隔に設けられ、そのポケットのそれぞれ内部に前記内歯に噛合するローラが収容されており、前記偏心円板の偏心回転により前記ローラが前記内歯に順次噛合されて前記入力軸の一回転当たりに前記内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたものであり、前記保持器部は、前記ポケットの軸方向側内縁部と前記ポケットの周方向側内縁部との少なくとも一方に、前記ローラに対して接触可能に形成される突起部を有する構成を採用することができる。

ポケットの軸方向側内縁部に形成される突起部がローラの端面に接するので、ポケットの軸方向側内縁部は、周方向に沿ってローラの端面が接することがなく、その突起部とローラの端面との接触面積が小さくなる。

また、ポケットの周方向側内縁部に形成される突起部が、ローラの外周面に接するので、ポケットの周方向側内縁部は、軸方向に沿ってローラの外周面に接することがなく、その突起部とローラの外周面との接触面積が小さくなる。

また、前記の課題を解決するために、この発明に係る減速装置は、ハウジング内に固定され、内周に複数の内歯が形成された内歯車と、その内歯車内で回転可能な偏心円板を軸端部に有し、その偏心円板の外径面に転がり軸受が嵌合された入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記出力軸の前記入力軸と対向する軸端部に前記内歯車と前記転がり軸受との間で回転可能に配置される保持器部とを備え、その保持器部の前記偏心円板と径方向で対向する部位に、前記内歯車の内歯の数と一つ異なる数のポケットが周方向に等間隔に設けられ、そのポケットのそれぞれ内部に前記内歯に噛合するローラが収容されており、前記偏心円板の偏心回転により前記ローラが前記内歯に順次噛合されて前記入力軸の一回転当たりに前記内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたものであり、前記ローラは、軸方向両端部に膨出部を有し、その膨出部が軸方向外向きに湾曲した構成を採用することができる。

この構成によると、ローラの両端部の膨出部がポケットの軸方向側内縁部に接する。このため、ポケットの軸方向側内縁部は、周方向に沿ってローラの端面が接することがなく、ポケットの軸方向側内縁部とローラとの接触面積が小さくなる。

ローラが軸方向両端部に膨出部を有する構成において、前記保持器部は、前記ポケットの周方向側内縁部に前記ローラに対して接触可能に形成される突起部を有する構成を採用することができる。

また、前記突起部が、前記ポケットの軸方向中央を挟んで軸方向両側の二箇所に配置される構成を採用することができる。

さらに、前記突起部は、その先端部分が前記ローラに向かって湾曲する状態に突き出して形成された構成を採用することができる。

以上のように、この発明は、突起部とローラとの接触面積、あるいは保持器部のポケットの軸方向側内縁部とローラとの接触面積が小さくなるので、保持器部のポケットの内周縁部とローラとの接触による摩擦損失を抑制することができる。

この発明の第一の実施形態に係る減速装置の縦断面正面図図１中のＡ−Ａ線における断面図出力軸および保持器部を示す正面図保持器部のポケットを示す一部拡大図（ａ）保持器部のポケットの変形例１を示す一部拡大図、（ｂ）保持器部のポケットの変形例２を示す一部拡大図（ａ）この発明の第二の実施形態に係る減速装置の保持器部とローラとを示す一部拡大図、（ｂ）同上の保持器部のポケットの変形例を示す一部拡大図この発明の第三の実施形態に係る減速装置の縦断面正面図同上の出力軸及び保持器部を示す正面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図４は、この発明に係る減速装置の第一の実施形態を示す。ハウジング１内に回転可能に支持される入力軸２および出力軸３と、ハウジング１内に固定された内歯車４とが同軸状に配置されたものである。

ハウジング１は、円筒状をなし、軸方向に二分割されて第一分割ハウジング１ａと第二分割ハウジング１ｂとからなる。第一分割ハウジング１ａと第二分割ハウジング１ｂは、その突き合わせ側端部の内径面に、第一分割ハウジング１ａと第二分割ハウジング１ｂとに跨って大径凹部１ｃが形成されている。

大径凹部１ｃ内に内歯車４が挿入若しくは圧入された状態で、第一分割ハウジング１ａと第二分割ハウジング１ｂが、ボルト５の締め付けにより、結合一体化される。

第一分割ハウジング１ａは、径方向中央部分に形成された軸挿入孔６に入力軸２が挿入されている。入力軸２は、その軸端部において、軸挿入孔６内に位置する円板状の大径部７と、内歯車４内に位置する偏心円板８と、第二分割ハウジング１ｂ内に位置する小径部９とを有する。

入力軸２は、大径部７において軸挿入孔６内に嵌め合わされた軸受１０により、小径部９において出力軸３の大径部１４の小径凹部１４ａ内に嵌め合わされた軸受１１により、回転可能に支持されている。

偏心円板８は、図２に示すように、その軸心が入力軸２の軸心に対してδだけ偏心し、その外径面に軸受１２が嵌め合わされている。軸受１２としては、玉軸受を採用することができる。

内歯車４は、ハウジング１内にボルト固定若しくは圧入固定され、偏心円板８の軸受１２の外周の対向位置に、入力軸２に対して同軸状に配置されている。内歯車４の内周部には歯１３が周方向に等ピッチで複数形成され（図２の場合では２１個）、各歯１３間の歯溝が断面曲線形状となっている。

内歯車４の歯１３の１ピッチ分の形状は、入力軸２が回転するとき、偏心円板８の軸受１２の外周部に沿って公転するローラ２１の中心が描く軌跡と平行な曲線のうちローラ２１の外側にある曲線と合致している。

図１に示すように、第二分割ハウジング１ｂの内部に出力軸３が配置される。出力軸３は、軸端部において、第二分割ハウジング１ｂ内に配置される大径部１４と、偏心円板８の軸受１２と内歯車４との対向部間に配置される保持器部１５とを有する。

出力軸３は、大径部１４において、第二分割ハウジング１ｂ内に嵌め合わされる軸受１６により、入力軸２と同軸状に回転可能に支持されている。大径部１４は、入力軸２側に開口する小径凹部１４ａと、内歯車４側の軸端部に形成される径方向外向きのフランジ部１４ｂとを有する。

小径凹部１４ａ内に嵌め合わされた軸受１１により、入力軸２の小径部９が回転可能に支持されている。フランジ部１４ｂにより保持器部１５が大径部１４に対して同軸状にかつ一体に結合されている。

保持器部１５は、図３に示すように、円筒状をなし、周方向に等ピッチで複数のポケット１７が形成されている。ポケット１７のそれぞれの内部に、内歯車４と偏心円板８との間に複数介在する円柱状のローラ２１が周方向に転動可能に収容されている。

ポケット１７は、内歯車４の歯１３に対して一つ異なる数、具体的には一つ少ない数に設けられる（図２の場合では２０箇所）。また、ポケット１７は、保持器部１５を内歯車４の歯１３の数よりも一つ少ない数だけ周方向に等分した時の分割点の全ての位置に設けられているが、一部の間引いた位置に設けられていてもよい。さらに、ポケット１７は、内歯車４の歯１３の数よりも一つ多い数に設けてもよい。

図４に示すように、ポケット１７は矩形の孔であり、その軸方向両側の内縁部（以下、軸方向側内縁部２２と称する）が保持器部１５の周方向に沿って形成され、その周方向両側の内縁部（以下、周方向側内縁部２３と称する）が軸方向に平行に形成されている。

軸方向側内縁部２２のそれぞれは、ローラ２１の端面を臨み、軸方向側突起部２４を有する。周方向側内縁部２３のそれぞれは、ローラ２１の外周面を臨み、周方向側突起部２５を有する。

軸方向側突起部２４は、軸方向側内縁部２２の周方向中央位置に、ローラ２１の端面に向かって配置される。軸方向側突起部２４の先端部分は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１の端面に向かって湾曲する形状であり、ローラ２１の端面に対して接触可能な状態となっている。

周方向側突起部２５は、周方向側内縁部２３に対し軸方向中央を挟んで軸方向両側の二箇所に、ローラ２１に向かって配置される。周方向側突起部２５の先端部分は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１に向かって湾曲する形状であり、ローラ２１の外周面に対して接触可能な状態となっている。

この実施形態で示す減速装置は上記の構成からなり、保持器部１５のポケット１７の数（上記分割点の数Ｎ）が内歯車４の歯１３の数よりも一つ少ないので、例えば、入力軸２が時計回りに一回転すると、各ローラ２１は歯１３の一ピッチ分だけ反時計回りに公転し、入力軸２と出力軸３との減速比は、分割点の数Ｎと等しくなる。

出力軸３の保持器部１５が反時計回りに回転することにより、保持器部１５と一体形成される出力軸３が反時計回りに回転する。このようにして、入力軸２の回転が前記の減速比で減速され、保持器部１５を介して出力軸３に伝達されて、出力軸３が回転する。

なお、保持器部１５のポケット１７の数（分割点の数Ｎ）が歯１３の数よりも一つだけ多い場合は、入力軸２が時計回りに回転すると、各ローラ２１も時計回りに公転し、出力軸３は入力軸２と同方向に回転する。

ここで、この実施形態では、図４に示すように、ローラ２１が収容されるポケット１７は、軸方向側内縁部２２に軸方向側突起部２４が形成され、周方向側内縁部２３に周方向側突起部２５が形成されている。

このため、ポケット１７のそれぞれの内部にローラ２１を収容すると、軸方向側突起部２４がローラ２１の端面に接する。このため、ポケット１７の軸方向側内縁部は、周方向に沿ってローラの端面が接することがなくなるので、軸方向側突起部２４とローラ２１の端面との接触面積が小さくなる。

また、周方向側突起部２５、２５のそれぞれが、ローラ２１の外周面に接する。このため、ポケット１７の周方向側内縁部２３は、軸方向に沿ってローラ２１の外周面に接することがなくなるので、周方向側突起部２５とローラ２１の外周面との接触面積が小さくなる。

このように軸方向側突起部２４とローラ２１の端面および周方向側突起部２５とローラ２１の外周面との接触面積が小さくなることで、摩擦損失が低減され、伝達効率を向上させることができる。

なお、図４では、軸方向側突起部２４の先端部分は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１の端面に向かって湾曲する形状であるが、軸方向側突起部２４は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１の端面に向かう矩形であってもよい。

また、周方向側突起部２５の先端部分は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１の外周面に向かって湾曲する形状であるが、周方向側突起部２５は、保持器部１５の周方向断面がローラ２１の外周面に向かう矩形であってもよい。

図４では、保持器部１５は、ポケット１７の軸方向側内縁部２２に軸方向側突起部２４が形成され、ポケット１７の周方向側内縁部２３に周方向側突起部２５が形成されているが、これに限定されない。

例えば、図５（ａ）に示すように、ポケット１７の軸方向側内縁部２２のみに軸方向側突起部２４が形成されたものとしてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すように、ポケット１７の周方向側内縁部２３のみに周方向側突起部２５が形成されたものとしてもよい。

要は、保持器部１５としては、ポケット１７の軸方向側内縁部２２とポケット１７の周方向側内縁部２３との少なくとも一方に、ローラ２１に対して接触可能に形成される軸方向側突起部２４あるいは周方向側突起部２５が形成されたものを採用することができる。

次に、この発明の第二の実施形態を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、図６（ａ）に示すように、出力軸３の保持器部１５において、ポケット１７の軸方向側内縁部２２に軸方向側突起部２４が形成される代わりに、ローラ２１の端部に、軸方向外向きに湾曲する膨出部２６が形成された点で、上述した第一の実施形態と相違する。その他の構成において、第一の実施形態と同じ構成と考えられるものは、同じ符号を付して、その説明を省略する。

すなわち、ローラ２１は、軸方向両側の端部に膨出部２６を有し、その膨出部２６の表面が、ローラ２１の転動中心軸を含む平面において、軸方向外向きに突き出す円弧状をなしている。

このようなローラ２１は、膨出部２６がポケット１７の軸方向側内縁部２２に接する。このため、ポケット１７の軸方向側内縁部２２は、周方向に沿ってローラ２１の端面が接することがなく、ポケット１７の軸方向側内縁部２２とローラ２１との接触面積が小さくなる。

また、ポケット１７の周方向側突起部２５、２５のそれぞれが、ローラ２１の外周面に接するので、周方向側突起部２５とローラ２１の外周面との接触面積が小さくなる。

なお、図６（ａ）では、保持器部１５の周方向側内縁部２３に周方向側突起部２５、２５が形成されているが、図６（ｂ）に示すように、周方向側突起部２５、２５を形成しないものを採用することができる。

この発明の第三の実施形態を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、図７、８に示すように、ハウジング１内に二個の内歯車４が固定され、入力軸２に二枚の偏心円板８が設けられ、出力軸３の保持器部１５に、偏心円板８と内歯車４との間に複数介在したローラ２１を周方向に転動可能に収容する複数のポケット１７が、軸方向に二列に形成された点で上述した第一の実施形態と相違する。その他の構成において、第一の実施形態と同じ構成と考えられるものは、同じ符号を付して、その説明を省略する。

すわなち、入力軸２に偏心円板８が軸方向に並んで二枚設けられ、ハウジング１内に内歯車４が軸方向に並んで二枚固定され、出力軸３の保持器部１５に、周方向に複数形成されるポケット１７の列が軸方向に二列形成されている（図８参照）。

出力軸３の保持器部１５は、ポケット１７の内部に二枚の偏心円板８及び内歯車４のそれぞれの間に複数介在したローラ２１が周方向に転動可能に収容される。

上記二枚の偏心円板８は、入力軸２に対してその偏心の位相を１８０度ずらして配置されている。このため、入力軸２の回転時、偏心円板８による振動発生が抑制され、振動によるローラ２１と保持器部１５との摩擦損失を抑制することができる可能性がある。

なお、この実施形態の出力軸３の保持器部１５において、上述した第二の実施形態と同様に、ポケット１７の軸方向側内縁部２２に軸方向側突起部２４が形成される代わりに、ローラ２１の端部に、軸方向外向きに湾曲する膨出部２６が形成されたものを採用することができる。

また、この第三の実施形態において、ローラ２１の端部に軸方向外向きに湾曲する膨出部２６が形成されたものを採用する場合、周方向側突起部２５、２５を形成しない構成を採用することができる。

１ハウジング
１ａ第一分割ハウジング
１ｂ第二分割ハウジング
１ｃ大径凹部
２入力軸
３出力軸
４内歯車
５ボルト
６軸挿入孔
７大径部
８偏心円板
９小径部
１０軸受
１１軸受
１２軸受
１３歯
１４大径部
１４ａ小径凹部
１４ｂフランジ部
１５保持器部
１６軸受
１７ポケット
２１ローラ
２２軸方向側内縁部
２３周方向側内縁部
２４軸方向側突起部
２５周方向側突起部
２６膨出部

Claims

ハウジング内に固定され、内周に複数の内歯が形成された内歯車と、
その内歯車内で回転可能な偏心円板を軸端部に有し、その偏心円板の外径面に転がり軸受が嵌合された入力軸と、
その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、
前記出力軸の前記入力軸と対向する軸端部に前記内歯車と前記転がり軸受との間で回転可能に配置される保持器部とを備え、
その保持器部の前記偏心円板と径方向で対向する部位に、前記内歯車の内歯の数と一つ異なる数のポケットが周方向に等間隔に設けられ、そのポケットのそれぞれ内部に前記内歯に噛合するローラが収容されており、
前記偏心円板の偏心回転により前記ローラが前記内歯に順次噛合されて前記入力軸の一回転当たりに前記内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたものであり、
前記保持器部は、前記ポケットの軸方向側内縁部と前記ポケットの周方向側内縁部との少なくとも一方に、前記ローラに対して接触可能に形成される突起部を有する減速装置。
ハウジング内に固定され、内周に複数の内歯が形成された内歯車と、
その内歯車内で回転可能な偏心円板を軸端部に有し、その偏心円板の外径面に転がり軸受が嵌合された入力軸と、
その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、
前記出力軸の前記入力軸と対向する軸端部に前記内歯車と前記転がり軸受との間で回転可能に配置される保持器部とを備え、
その保持器部の前記偏心円板と径方向で対向する部位に、前記内歯車の内歯の数と一つ異なる数のポケットが周方向に等間隔に設けられ、そのポケットのそれぞれ内部に前記内歯に噛合するローラが収容されており、
前記偏心円板の偏心回転により前記ローラが前記内歯に順次噛合されて前記入力軸の一回転当たりに前記内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたものであり、
前記ローラの端面に前記保持器部の軸方向側内縁部に向かって突き出す膨出部が形成された減速装置。
前記保持器部は、前記ポケットの周方向側内縁部に前記ローラに対して接触可能に形成される突起部を有する請求項２に記載された減速装置。
前記ポケットの周方向側内縁部に形成される前記突起部が、前記ポケットの軸方向中央を挟んで軸方向両側の二箇所に配置される請求項１または３に記載された減速装置。
前記突起部は、その先端部分が前記ローラに向かって湾曲する状態に突き出して形成された請求項１、３、４のいずれかに記載された減速装置。