JP2017110768A - Gear reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減速装置に関するものである。 The present invention relates to a reduction gear.
遊星歯車機構を有する減速装置が知られている。特許文献1には、遊星歯車に噛合する内歯を有する有底筒状の可動内歯車が、ケーシングに対して相対回転可能に支持された減速機が開示されている。 A reduction gear having a planetary gear mechanism is known. Patent Document 1 discloses a reduction gear in which a bottomed cylindrical movable internal gear having internal teeth meshing with a planetary gear is supported so as to be relatively rotatable with respect to a casing.
しかしながら、上記した特許文献1では、遊星歯車との噛合に伴って発生する径方向荷重及び軸方向荷重が可動内歯車に加わると、内歯が内周面に形成された可動内歯車の筒状部分が径方向及び軸方向へ変位する。このとき、可動内歯車の筒状部と底部との接続部位に応力が集中し、その筒状部と底部との接続部位における亀裂等の発生が耐久性の観点で課題となる。 However, in Patent Document 1 described above, when a radial load and an axial load generated in mesh with the planetary gear are applied to the movable internal gear, the cylindrical shape of the movable internal gear having the inner teeth formed on the inner peripheral surface. The portion is displaced in the radial direction and the axial direction. At this time, stress concentrates on the connection portion between the cylindrical portion and the bottom portion of the movable internal gear, and the occurrence of cracks or the like at the connection portion between the cylindrical portion and the bottom portion becomes a problem from the viewpoint of durability.
本発明は、応力の集中を抑制することで、内歯歯車の耐久性を向上させることができる減速装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the reduction gear which can improve durability of an internal gear by suppressing the concentration of stress.
本発明の減速装置は、入出力軸線を中心とする円筒状のハウジングと、前記入出力軸線を中心とする内歯車又は外歯車である太陽歯車と、前記太陽歯車に噛合する外歯車である遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に支持するキャリヤと、前記入出力軸線を中心とし、且つ、前記遊星歯車に噛合する内歯歯車と、前記ハウジングに対して前記内歯歯車を回転可能に支持し、径方向荷重を受ける第一軸受と、前記ハウジングに対して前記内歯歯車を回転可能に支持し、径方向荷重及び軸方向荷重を受ける第二軸受と、を備え、前記内歯歯車は、内周面に内歯が形成された第一円筒部と、軸方向一方側が開口し、且つ、軸方向他方側に底部を有する有底筒状に形成され、前記軸方向一方側が前記第一円筒部の前記軸方向他方側に連続する第二円筒部と、を備え、前記第二円筒部の外周面は、軸方向へ延びる円筒面状の嵌合面と、前記嵌合面の前記軸方向一方側の端部及び前記軸方向他方側の端部から径方向外方へ延びる一対の規制面と、を備え、前記第一軸受は、前記第一円筒部の外周面と前記ハウジングの内周面との間に配置され、前記第二軸受は、前記嵌合面に嵌合された状態で配置され、且つ、軸方向において前記一対の規制面に挟まれた状態で配置される円環状の内輪と、前記第一円筒部の外径よりも大きな内径を有する円環状の外輪と、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間で転動する転動体と、を備える。 The speed reducer according to the present invention includes a cylindrical housing centered on the input / output axis, a sun gear that is an internal gear or an external gear centered on the input / output axis, and a planetary gear that meshes with the sun gear. A gear, a carrier that rotatably supports the planetary gear, an internal gear that is centered on the input / output axis and meshes with the planetary gear, and the internal gear that rotatably supports the housing A first bearing that receives a radial load, and a second bearing that rotatably supports the internal gear with respect to the housing and receives a radial load and an axial load. A first cylindrical portion having inner teeth formed on the inner peripheral surface, and a bottomed cylindrical shape having an opening on one side in the axial direction and a bottom portion on the other side in the axial direction. A second cylinder continuous to the other axial side of the cylindrical portion And an outer peripheral surface of the second cylindrical portion includes a cylindrical fitting surface extending in the axial direction, an end portion on the one axial side and an end portion on the other axial side of the fitting surface. A pair of regulating surfaces extending radially outward from the first bearing, the first bearing is disposed between the outer peripheral surface of the first cylindrical portion and the inner peripheral surface of the housing, the second bearing, An annular inner ring arranged in a state of being fitted to the fitting surface and sandwiched between the pair of regulating surfaces in the axial direction, and larger than the outer diameter of the first cylindrical portion An annular outer ring having an inner diameter, and a rolling element that rolls between an outer peripheral surface of the inner ring and an inner peripheral surface of the outer ring.
本発明の減速装置は、ハウジングに対して内歯歯車を相対回転可能に支持する第一軸受及び第二軸受を備える。第一軸受は、第一円筒部の外周面とハウジング10の内周面との間に配置されるので、遊星歯車との噛合に伴って第一円筒部に加わる径方向荷重を直接的に受けることができる。よって、第一円筒部の径方向外側への変位を効果的に抑制できる。
The speed reducer of the present invention includes a first bearing and a second bearing that support the internal gear so as to be relatively rotatable with respect to the housing. Since the first bearing is disposed between the outer peripheral surface of the first cylindrical portion and the inner peripheral surface of the
また、第一円筒部の軸方向他方側に連続する第二円筒部の外周面は、円筒面状の嵌合面と、嵌合面の軸方向一方側及び軸方向他方側から径方向外方へ延びる一対の規制面とを備える。第二軸受の内輪は、一対の規制面に挟まれた状態で嵌合面に配置され、第二軸受の外輪は、第一円筒部の外径よりも大きな外径を有する。よって、第一円筒部に加わる軸方向荷重を効率よく受けられる位置に内輪を配置することができ、第一円筒部に加わる軸方向荷重を第二軸受によって確実に受けることができる。 In addition, the outer peripheral surface of the second cylindrical portion that is continuous to the other axial side of the first cylindrical portion is a cylindrical surface-like fitting surface, and radially outward from one axial side and the other axial side of the fitting surface. And a pair of restricting surfaces extending inward. The inner ring of the second bearing is disposed on the fitting surface in a state sandwiched between the pair of regulating surfaces, and the outer ring of the second bearing has an outer diameter larger than the outer diameter of the first cylindrical portion. Therefore, the inner ring can be disposed at a position where the axial load applied to the first cylindrical portion can be efficiently received, and the axial load applied to the first cylindrical portion can be reliably received by the second bearing.
このように、減速装置では、第一円筒部に加わる径方向荷重及び軸方向荷重を第一軸受及び第二軸受によって受けることができる。これにより、遊星歯車との噛合に伴う第一円筒部の変位を規制し、第一円筒部の変位に起因する第二円筒部への応力集中を抑制できるので、第二円筒部が早期に破損することを防止でき、その結果、内歯歯車の耐久性を向上させることができる。 Thus, in the speed reducer, the radial load and the axial load applied to the first cylindrical portion can be received by the first bearing and the second bearing. As a result, the displacement of the first cylindrical portion accompanying the meshing with the planetary gear can be restricted, and the stress concentration on the second cylindrical portion due to the displacement of the first cylindrical portion can be suppressed, so the second cylindrical portion is damaged early. As a result, the durability of the internal gear can be improved.
<第一実施形態>
以下、本発明に係る減速装置を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図1から図3を参照して、本発明の第一実施形態における減速装置100について説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, an embodiment to which a reduction gear according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1 to FIG. 3, a
(1.減速装置100の全体構成)
図1に示すように、減速装置100は、ハウジング10と、固定部材としての太陽歯車20と、遊星歯車30と、入力部材としてのキャリヤ40と、出力部材としての内歯歯車50と、第一軸受60と、第二軸受70と、第三軸受80と、第四軸受90と、を主に備える。
(1. Overall configuration of reduction gear device 100)
As shown in FIG. 1, the
ハウジング10は、入出力軸線Aを中心とする円筒状の部材であり、ハウジング10のうち最も軸方向(入出力軸線A方向)一方側(図1左側)に配置される第一ハウジング11と、第一ハウジング11の軸方向他方側(図1右側)に配置される第二ハウジング12と、第二ハウジング12の軸方向他方側に配置される第三ハウジング13と、第三ハウジング13の軸方向他方側であって、ハウジング10のうち最も軸方向他方側(図1右側)に配置される第四ハウジング14とを備える。第一ハウジング11、第二ハウジング12、第三ハウジング13及び第四ハウジング14は、いずれも円筒状に形成され、同軸に配置された状態でボルトにより連結される。太陽歯車20は、入出力軸線Aを中心とする内歯車であり、第二ハウジング12の内周面に相対回転不能に固定される。なお、太陽歯車20は、はずば歯車である。
The
図1、図2A及び図2Bに示すように、遊星歯車30は、3つの第一遊星歯車31と、3つの第二遊星歯車32とを備える。第一遊星歯車31は、太陽歯車20に噛合する外歯車であり、3つの第一遊星歯車31は、入出力軸線Aのまわりに周方向等間隔に配置される。第二遊星歯車32は、第一遊星歯車31よりも歯数が少ない外歯車であって、内歯歯車50に噛合する。3つの第二遊星歯車32は、入出力軸線Aのまわりに周方向等間隔に配置され、各々の第二遊星歯車32が、各々の第一遊星歯車31と同軸に配置される。なお、第一遊星歯車31及び第二遊星歯車32は、いずれもはすば歯車である。第一遊星歯車31は、第一挿入孔31aと、第一凹部31bとを備え、第二遊星歯車32は、第二挿入孔32aと、第二凹部32bとを備える。
As shown in FIGS. 1, 2 </ b> A, and 2 </ b> B, the
第一挿入孔31aは、第一遊星歯車31の中心部分において軸方向に貫通形成された軸方向視略正六角形状の孔である。第二挿入孔32aは、第二遊星歯車32の中心部分において軸方向に貫通形成された軸方向視略正六角形状の孔であり、軸方向から見た第二挿入孔32aの形状は、第一挿入孔31aと同等である。第一凹部31bは、第一遊星歯車31の軸方向一方側(図1左側)を向く側面において、軸方向他方側(図1右側)へ向けて凹設された軸方向視円形状の孔であり、第一挿入孔31aの周縁部分に形成される。第二凹部32bは、第二遊星歯車32の軸方向他方側(図1右側)を向く側面において、軸方向一方側(図1左側)へ向けて凹設された軸方向視円形状の孔であり、第二挿入孔32aの周縁部分に形成される。
The
キャリヤ40は、3つの第一遊星歯車31及び3つの第二遊星歯車32を回転可能に支持する。キャリヤ40は、一対のキャリヤ支持部材41と、3つのキャリヤ軸部材42と、3つの規制部材43とを備える。なお、本実施形態においては、3つのキャリヤ軸部材42が、一対のキャリヤ支持部材41に対して回転可能であるが、後述する第三実施形態の減速装置300のように、3つのキャリヤ軸部材342を一対のキャリヤ支持部材341に対して回転不能に固定してもよい(図5参照)。
The
一対のキャリヤ支持部材41は、第一遊星歯車31及び第二遊星歯車32を挟んだ軸方向両側に対向配置される第一支持部材41a及び第二支持部材41bを備える。第一支持部材41aは、一対のキャリヤ支持部材41のうち軸方向一方側に配置される部材であって、ハウジング10に対し、第三軸受80を介して相対回転可能に支持される。第二支持部材41bは、一対のキャリヤ支持部材41のうち軸方向他方側に配置される部材であって、内歯歯車50に対し、第四軸受90を介して相対回転可能に支持される。第一支持部材41a及び第二支持部材41bは、ボルトにより固定され、互いに近接又は離間する方向への変位が規制される。
The pair of
キャリヤ軸部材42は、角柱部42aと、一対の円柱部42bとを備える。角柱部42aは、第一遊星歯車31の第一挿入孔31a及び第二遊星歯車32の第二挿入孔32aに挿入される部位である。角柱部42aは、略多角柱状に形成され、角柱部42aを軸方向から見た外形形状は、第一挿入孔31a及び第二挿入孔32aに倣った略正六角形状の外形の一部を切り欠いた略六角形状となっている。一対の円柱部42bは、ニードル軸受42cを介して一対のキャリヤ支持部材41に回転可能に支持される円柱状の部位であり、角柱部42aの軸方向両端から軸方向へ延設される。
The
規制部材43は、一対の係止部43aと、連結部43bとを備える。一対の係止部43aは、互いに対向して配置され、一対の係止部43aの対向間隔は、第一挿入孔31aの軸方向長さと第二挿入孔32aの軸方向長さとを合わせた長さ寸法と同等である。連結部43bは、矩形板状に形成される部位であり、連結部43bの長手方向両端側に一対の係止部43aが連結される。
The regulating
角柱部42aが第一挿入孔31a及び第二挿入孔32aに挿入された状態では、第一挿入孔31a及び第二挿入孔32aに対する角柱部42aの相対回転が規制され、連結部43bは、第一挿入孔31a及び第二挿入孔32aと角柱部42aとにより形成された隙間に相対回転不能な状態で挿通される。これにより、第一遊星歯車31及び第二遊星歯車32は、キャリヤ軸部材42に対し、一体回転可能に固定される。
In a state where the
また、第一挿入孔31a及び第二挿入孔32aに連結部43b及び角柱部42aが挿通された状態において、一対の係止部43aの間に第一遊星歯車31及び第二遊星歯車32が配置され、第一遊星歯車31及び第二遊星歯車32は、互いに離れる方向への変位が規制される。
The first
図1に示すように、内歯歯車50は、入出力軸線Aを中心とする内歯車であり、ハウジング10に対して相対回転する。第一軸受60及び第二軸受70は、ハウジング10に対して内歯歯車50を相対回転可能に支持する軸受である。なお、内歯歯車50、第一軸受60及び第二軸受70の詳細な構成については、図3を参照して詳述する。
As shown in FIG. 1, the
第三軸受80は、ハウジング10に対してキャリヤ40を相対回転可能に支持する深溝玉軸受であり、第一支持部材41aの外周面と、第一ハウジング11及び第二ハウジング12の内周面との間において、軸方向への変位が規制された状態で配置される。第四軸受90は、内歯歯車50に対してキャリヤ40を相対回転可能に支持する深溝玉軸受であり、第二支持部材41bの外周面と後述する第二円筒部52との間において、軸方向への変位が規制された状態で配置される。
The
(2.内歯歯車50の構成)
次に、図3を参照して、内歯歯車50について説明する。図3に示すように、内歯歯車50は、第一円筒部51と、第二円筒部52とを備える。第一円筒部51は、円筒状に形成された部位であり、内周面には第二遊星歯車32に噛合する内歯が形成される。第二円筒部52は、軸方向一方側(図3左側)が開口し、軸方向他方側(図3右側)に底部53が形成された有底筒状の部材であり、第二円筒部52の軸方向一方側の端部が第一円筒部51の軸方向他方側の端部に連続して形成される。
(2. Configuration of the internal gear 50)
Next, the
第二円筒部52の内周面は、第一内周面54と、円環面55と、第二内周面56とを備える。第一内周面54は、軸方向他方側へ延びる円筒内周面状の部位である。第一内周面54は、第二円筒部52の内周面のうち最も軸方向一方側に位置し、第一円筒部51の内周面に連続して形成される。円環面55は、第二円筒部52の軸方向に垂直な面であって、第一内周面54の軸方向他方側の端部に連続し、径方向内側へ延びる。第二内周面56は、円環面55の径方向内側の端部及び底部53に連続する円筒内周面状の部位であり、第二内周面56の内径は、第一内周面54の内径よりも小さい。
The inner peripheral surface of the second
なお、第一円筒部51と底部53との間に第二円筒部52が形成されることにより、第二円筒部52の内周面側には、第一円筒部51の内周面に形成された内歯に噛合する第二遊星歯車32と底部53との間に隙間が形成される。減速装置100では、この第二遊星歯車32と底部53との間に形成された隙間に第二支持部材41bが配置されるので、減速装置100の軸方向長さを小さくすることができる。
In addition, by forming the second
第二円筒部52の外周面は、円筒外周面57と、嵌合面58と、一対の規制面59とを備える。円筒外周面57は、軸方向へ延びる円筒面状の部位であり、第二円筒部52の外周面のうち最も軸方向一方側に位置する。円筒外周面57の外径は、第一円筒部51の外径D1と同等であり、円筒外周面57と第一円筒部51とが面一状に連続して形成される。嵌合面58は、円筒外周面57の軸方向他方側に配置される円筒面状の部位であり、嵌合面58の外径D2は、円筒外周面57の外径よりも小さく、第一内周面54及び第二内周面56の内径よりも大きい。
The outer peripheral surface of the second
一対の規制面59は、嵌合面58の軸方向一方側の端部及び軸方向他方側の端部から径方向外側へ延びる円環面状の部位であって、第二円筒部52の軸方向に垂直な面である。一対の規制面59のうち、軸方向一方側に配置される第一規制面59aは、円筒外周面57の軸方向他方側の端部と嵌合面58の軸方向一方側の端部とを接続する。
The pair of restricting
一対の規制面59のうち、軸方向他方側に配置される第二規制面59bは、円筒外周面57、第一規制面59a及び嵌合面58を形成する有底筒状部材52Aとは別個の部材であって、嵌合面58の外径D2よりも大きな外径を有する円環板状部材52Bにより形成される。即ち、第二円筒部52は、円環板状部材52Bの軸方向一方側を向く面を、有底筒状部材52Aの軸方向他方側を向く面に合わせた状態で、有底筒状部材52Aと円環板状部材52Bとをボルトで連結することにより形成された部材であり、円環板状部材52Bの軸方向一方側を向く面のうち、有底筒状部材52Aの軸方向他方側を向く面よりも径方向外側へ張り出す部位が、第二規制面59bを形成する。
Of the pair of regulating
(3.第一軸受60及び第二軸受70の構成)
次に、第一軸受60について説明する。第一軸受60は、ハウジング10に対して内歯歯車50を相対回転可能に支持しつつ、内歯歯車50に加わる径方向荷重を受けるニードル軸受である。第一軸受60は、第一円筒部51の外周面及び円筒外周面57の一部と第二ハウジング12の内周面との間に配置される。また、第一軸受60は、軸方向両側が第二ハウジング12及び第三ハウジング13に挟まれた状態で配置されることにより、ハウジング10に対する第一軸受60の軸方向への相対変位が規制される。
(3. Configuration of the
Next, the
ここで、内歯歯車50が第二遊星歯車32に噛合する際、内歯歯車50には第二遊星歯車32との噛合に伴って径方向荷重が加わり、内歯が内周面に形成された第一円筒部51を径方向外側へ変位させようとする力が発生する。第一円筒部51が径方向外側へ変位すると、第二円筒部52の強度が弱い部位(例えば、第一内周面54と円環面55とが接続される屈曲部位など)に応力が集中し、早期に亀裂等が発生するおそれがある。
Here, when the
これに対し、減速装置100では、第一軸受60が第一円筒部51の外周面と第二ハウジング12との間に配置されている。これにより、第一円筒部51に加わる径方向荷重を第一円筒部51の径方向外側に配置された第一軸受60によって直接的に受けることができるので、第一円筒部51の径方向外側への変位を効果的に抑制することができる。
On the other hand, in the
続いて、第二軸受70について説明する。第二軸受70は、ハウジング10に対して内歯歯車50を相対回転可能に支持しつつ、内歯歯車50に加わる軸方向荷重及び径方向荷重を受ける深溝玉軸受であり、内輪71と、外輪72と、転動体73とを備える。
Next, the
内輪71は、第二円筒部52の嵌合面58に嵌合された状態で配置される円環状の部材である。内輪71は、軸方向両側を一対の規制面59に挟まれた状態で配置されることにより、内歯歯車50に対する軸方向への相対変位が規制される。外輪72は、内輪71の外径よりも大きな内径を有する円環状の部材である。外輪72は、軸方向両側を第三ハウジング13及び第四ハウジング14に挟まれた状態で配置されることにより、ハウジング10に対する軸方向への変位が規制される。転動体73は、第二軸受70の内輪71の外周面と第二軸受70の外輪72の内周面との間を転動するボールである。
The
ここで、第二遊星歯車32及び内歯歯車50は、はすば歯車である。そのため、内歯歯車50には、第二遊星歯車32との噛合に伴って軸方向荷重が発生し、内歯が内周面に形成された第一円筒部51を軸方向へ変位させようとする力が発生する。第一円筒部51が軸方向へ変位すると、第二円筒部52の強度が弱い部位に応力が集中し、亀裂等が発生するおそれがある。また、外力に起因する軸方向荷重が内歯歯車50に加わる場合においても、第二円筒部52において亀裂等が発生するおそれがある。
Here, the second
これに対し、減速装置100では、第二軸受70の内輪71が、一対の規制面59によって軸方向への変位を規制され、外輪72が、第三ハウジング13及び第四ハウジング14によって軸方向への変位が規制される。これにより、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を第二軸受70によって受けることができる。また、深溝玉軸受から構成される第二軸受70は、内歯歯車50に加わる径方向荷重を受けることができ、内歯歯車50に加わる径方向荷重を第一軸受60及び第二軸受70の双方で受けることができる。
On the other hand, in the
このように、減速装置100は、第一円筒部51に加わる径方向荷重及び軸方向荷重を第一軸受60及び第二軸受70によって受けることができる。これにより、第二遊星歯車32との噛合に伴う第一円筒部51の変位を規制し、第一円筒部の変位に起因する第二円筒部への応力集中を抑制できる。従って、第二円筒部52が早期に破損することを防止でき、その結果、内歯歯車50の耐久性を向上させることができる。
Thus, the
なお、深溝玉軸受の軸方向変位を規制する部材として、止め輪が従来から広く用いられている。しかしながら、従来の止め輪は、軸方向荷重を受けることを目的として設計されておらず、第二遊星歯車32との噛合に伴って第一円筒部51に加わる軸方向荷重を、従来の止め輪のみによって受けることは困難である。仮に、本実施形態において、第二規制面59bを従来の止め輪によって形成した場合、内輪71が受けた軸方向荷重によって止め輪が外れる等の不具合が発生するおそれがある。
A retaining ring has heretofore been widely used as a member for regulating the axial displacement of the deep groove ball bearing. However, the conventional retaining ring is not designed to receive an axial load, and the axial retaining load applied to the first
これに対し、本実施形態では、有底筒状部材52Aにボルトで連結された円環板状部材52Bによって第二規制面59bが形成されているので、第二軸受70の軸方向他方側への変位を確実に規制することができ、その結果、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を第二軸受70で受けることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the second restricting
さらに、減速装置100では、径方向荷重を受ける第一軸受60としてニードル軸受を使用し、径方向荷重及び軸方向荷重を受ける第二軸受70として深溝玉軸受を使用している。よって、例えば、クロスローラベアリングによって内歯歯車50に加わる径方向荷重及び軸方向荷重を受ける場合と比べて、部品コストを抑制することができる。
Further, in the
(4.内歯歯車50、第一軸受60及び第二軸受70の寸法等)
内歯歯車50の内周面に関し、第二内周面56の内径は、第一内周面54の内径よりも小さく設定され、円環面55は、第一規制面59aよりも軸方向一方側(図3左側)に位置する。即ち、第二円筒部52の有底筒状部材52Aの内周面形状が、第二円筒部52の有底筒状部材52Aの外周面形状に倣って形成されている。これにより、第二円筒部52の軽量化を図りつつ、第二円筒部52の厚さを適正な寸法に設定することができる。
(4. Dimensions of the
With respect to the inner peripheral surface of the
また、内歯歯車50の外周面に関し、円筒外周面57の外径は、第一円筒部51の外径D1と同等なので、円筒外周面57の外径を第一円筒部51の外径D1よりも大きく設定する場合と比べて、内歯歯車50の最大外径を小さくすることができる。また、円筒外周面57の外径を第一円筒部51の外径D1と同等の寸法に設定することにより、嵌合面58の外径D2を第一円筒部51の外径D1よりも小さくすることができる。これにより、嵌合面58に嵌合される第二軸受70の内輪71の内径を小さくすることができるので、第二軸受70の小型化を図ることができる。
Further, regarding the outer peripheral surface of the
また、円筒外周面57の外径を第一円筒部51の外径D1と同等の寸法に設定することにより、第一円筒部51の外周面と円筒外周面57とを面一状に形成することができる。即ち、第一円筒部51の外周面と円筒外周面57との接続部位に屈曲する部位、即ち、第一円筒部51に径方向荷重及び軸方向荷重に加わったときに応力が集中しやすくなる部位が形成されることを回避できるので、内歯歯車50の耐久性を向上させることができる。
In addition, by setting the outer diameter of the cylindrical outer
減速装置100では、径方向荷重を受ける第一軸受60としてニードル軸受を使用し、第一軸受60の外径D4を第二軸受70の外輪72の外径D5よりも小さな寸法に設定している。これにより、第一軸受60が配置される部位において、減速装置100の径方向寸法を小さくすることができる。
In the
なお、第一軸受60としてニードル軸受を使用する場合、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を十分に受けることはできず、その軸方向荷重に起因する第一円筒部51の軸方向への変位を第一軸受60によって規制することは困難である。この点に関し、減速装置100では、内輪71及び外輪72を有する第二軸受70を第一円筒部51の軸方向他方側に配置し、第二軸受70が第一円筒部51に加わる軸方向荷重を受ける。これにより、第一円筒部51の軸方向への変位が規制され、第二円筒部52の強度が弱い部位に応力が集中することを抑制できる。
When a needle bearing is used as the
一方、内輪71及び外輪72を有する第二軸受70は、ニードル軸受である第一軸受60と比べて、径方向における幅寸法が大きくなる。これに対し、減速装置100は、内輪71が嵌合される嵌合面58の外径D2を第一円筒部51の外径D1よりも小さくすることで、第二軸受70の小型化を図ることができる。その結果として、第二軸受70が配置される部位においても、減速装置100の径方向寸法を小さくすることができる。
On the other hand, the
また、第二軸受70と第一円筒部51の外周面との関係において、内輪71の内径が嵌合される嵌合面58の外径D2は、第一円筒部51の外径D1よりも小さな寸法に設定され、外輪72の内径D3は、第一円筒部51の外径D1よりも大きな寸法に設定される。これにより、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を効率よく受けられる位置、即ち、軸方向から見た場合において第一円筒部51と重なる位置に内輪71を配置することができるので、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を第二軸受70によって確実に受けることができる。
Further, in the relationship between the
なお、本実施形態では、第二軸受70の内輪71の外径が、円筒外周面57の外径よりも大きな寸法に設定されているが、第二軸受70の内輪71の外径が、円筒外周面57の外径より小さくてもよく、円筒外周面57の外径と同等であってもよい。
In this embodiment, the outer diameter of the
<第二実施形態>
次に、図4を参照し、第二実施形態について説明する。第一実施形態では、第二円筒部52の内周面が、第一内周面54と、その第一内周面54の内径よりも小さな内径を有する第二内周面56とを備える場合について説明したが、第二実施形態では、第二円筒部252の内周面256が、軸方向において一定である。なお、第二実施形態における減速装置200は、第二円筒部252の内周面形状を除き、第一実施形態における減速装置100と同等の構成を有する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the inner peripheral surface of the second
(5.第二円筒部252の内周面256)
図4に示すように、第二円筒部252(有底筒状部材252A)の内周面256は、軸方向へ延びる円筒内周面状に形成され、第二円筒部252の内周面256の軸方向一方側(図4左側)が第一円筒部51の内周面に連続し、第二円筒部252の内周面256の軸方向他方側(図4右側)が底部53に連続する。
(5. Inner
As shown in FIG. 4, the inner
この場合、第二円筒部252の内周面256において屈曲する部位、即ち、応力が集中する部位が形成されることを回避できる。よって、内歯歯車250の耐久性を向上させることができる。
In this case, it is possible to avoid the formation of a bent portion on the inner
<第三実施形態>
次に、図5を参照し、第三実施形態について説明する。第一実施形態では、キャリヤ40を入力部材とする減速装置100について説明したが、第三実施形態では、遊星歯車230に噛合する外歯車である第一太陽歯車321を入力部材とする減速装置200について説明する。なお、上記した各実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the
(6.減速装置300の構成)
図5に示すように、減速装置300は、ハウジング10と、入力部材としての第一太陽歯車321と、第二太陽歯車322と、遊星歯車330と、キャリヤ340と、出力部材としての内歯歯車50と、第一軸受60と、第二軸受70と、第三軸受80と、第四軸受90と、を主に備える。
(6. Configuration of the reduction gear 300)
As shown in FIG. 5, the
第一太陽歯車321は、入出力軸線Aを中心とする外歯車であり、キャリヤ340に対して相対回転可能に支持される。第二太陽歯車322は、入出力軸線Aを中心とする内歯車であり、第二ハウジング12に回転不能に固定される。遊星歯車330は、入出力軸線Aのまわりに周方向等間隔に配置された3つの第一遊星歯車331と、その3つの第一遊星歯車331と同軸に配置された3つの第二遊星歯車332とを備え、同軸に配置された第一遊星歯車331と第二遊星歯車332とは、固定ピン330aを介して連結されることにより、一体回転可能に構成される。
The
第一遊星歯車331は、第一太陽歯車321及び第二太陽歯車322に噛合する外歯車であり、第一挿入孔331aを備える。第二遊星歯車332は、内歯歯車50に噛合する外歯車であり、第二挿入孔332aを備える。第一挿入孔331a及び第二挿入孔332aは、第一遊星歯車331又は第二遊星歯車332の中心部分において軸方向に貫通形成された軸方向視円形状の孔である。
The first
キャリヤ340は、一対のキャリヤ支持部材341と、3つのキャリヤ軸部材342とを備える。一対のキャリヤ支持部材341は、第一遊星歯車331及び第二遊星歯車332を挟んだ軸方向両側に対向配置される第一支持部材341a及び第二支持部材341bを備える。第一支持部材341aは、一対のキャリヤ支持部材341のうち軸方向一方側に配置される部材であって、ハウジング10に対し、第三軸受80を介して相対回転可能に支持される。第二支持部材341bは、一対のキャリヤ支持部材341のうち軸方向他方側に配置される部材であって、内歯歯車50に対し、第四軸受90を介して相対回転可能に支持される。
The
第一支持部材341a及び第二支持部材341bの内周面と第一太陽歯車321の外周面との間には、深溝玉軸受である第五軸受341cが一対設けられ、それら一対の第五軸受341cを介して、一対のキャリヤ支持部材341は第一太陽歯車321を回転可能に支持する。
A pair of
キャリヤ軸部材342は、第一遊星歯車331の第一挿入孔331a及び第二遊星歯車332の第二挿入孔332aの内径よりも小さな外径を有する円柱状の部材である。キャリヤ軸部材342は、第一挿入孔331a及び第二挿入孔332aに挿入され、第一遊星歯車331及び第二遊星歯車332は、ニードル軸受342cを介してキャリヤ軸部材342に回転可能に支持される。また、キャリヤ軸部材342の軸方向両端は、遊星歯車330を挟んだ軸方向両側に配置された一対のキャリヤ支持部材341に固定される。
The
上記した減速装置300においても、内歯歯車50に加わる径方向荷重及び軸方向荷重を第一軸受60及び第二軸受70によって受けることができる。これにより、第二遊星歯車332との噛合に伴う第一円筒部51の変位を規制し、第一円筒部51の変位に起因する第二円筒部52への応力集中を抑制できる。従って、第二円筒部52が早期に破損することを防止でき、その結果、内歯歯車50の耐久性を向上させることができる。
Also in the
(7.その他)
以上、上記各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
(7. Others)
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
例えば、上記した各実施形態では、第一軸受60としてニードル軸受を使用する場合について説明したが、ニードル軸受の代わりに、径方向荷重を受けることが可能な別の軸受を使用してもよい。また、上記各実施形態では、第二軸受70として深溝玉軸受を使用する場合について説明したが、深溝玉軸受の代わりに、内輪と外輪と転動体とを備えた軸受であって、径方向荷重と軸方向荷重との双方を受けることが可能な他の軸受を使用してもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the case where a needle bearing is used as the
上記した各実施形態では、円筒外周面57の外径が、第一円筒部51の外径D1と同等である場合について説明したが、円筒外周面57の外径が、第一円筒部51の外径D1と異なっていてもよい。例えば、円筒外周面57の外径が、第一円筒部51の外径D1よりも大きな寸法であってもよく、その結果として、嵌合面58の外径D2が第一円筒部51の外径D1よりも大きな寸法となっていてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the outer diameter of the cylindrical outer
上記した各実施形態では、第二円筒部52,252が、有底筒状部材52A,252Aと円環板状部材52Bをボルトにより連結することにより形成する場合について説明したが、第二円筒部52,252が一部材で形成されていてもよい。また、上記した各実施形態では、円環板状部材52Bの外径を嵌合面58の外径D2よりも大きな寸法に設定し、円環板状部材52Bを有底筒状部材52A,252Aに連結した状態において、円環板状部材52Bのうち嵌合面58から径方向外側へ張り出す部位を第二規制面59bとする場合について説明したが、円環板状部材52B以外の部材によって第二規制面59bを形成してもよい。例えば、円環板状部材52Bの代わりに、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を受けることにより第一円筒部51の軸方向への変位を規制することが可能な円環状の部材を嵌合面58に装着してもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where the second
上記各実施形態では、遊星歯車30,330が歯数の異なる2つの外歯車(第一遊星歯車31,331と第二遊星歯車32,332)から構成される場合について説明したが、遊星歯車が1つであってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the
上記した第一実施形態では、第一遊星歯車31に噛合する太陽歯車20が、第二ハウジング12に固定された内歯車である場合について説明したが、第一遊星歯車31に噛合する外歯車を太陽歯車20としてもよい。この場合、外歯車である太陽歯車20を固定し、キャリヤ40を遊星歯車機構における入力部材としてもよく、キャリヤ40を固定し、外歯車である太陽歯車20を遊星歯車機構における入力部材としてもよい。また、上記した第一実施形態では、太陽歯車20を固定部材、内歯歯車50を遊星歯車機構における出力部材とする場合について説明したが、例えば、内歯歯車50を遊星歯車機構における入力部材とし、太陽歯車20を遊星歯車機構における出力部材としてもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
上記した各実施形態では、第一遊星歯車31,331及び第二遊星歯車32,332がはすば歯車であって、第一遊星歯車31,331又は第二遊星歯車32,332に噛合する太陽歯車20、第一太陽歯車321、第二太陽歯車322、内歯歯車50,250がはすば歯車である場合について説明したが、はすば歯車でなくてもよい。はすば歯車でない場合であっても、外力に起因する軸方向荷重が内歯歯車50,250に加わった場合に、その軸方向荷重を第二軸受70で受けることができるので、内歯歯車50,250の耐久性を向上させることができる。
In each embodiment described above, the first
(8.効果)
上記したように、減速装置100,200,300は、入出力軸線Aを中心とする円筒状のハウジング10と、入出力軸線Aを中心とする内歯車である太陽歯車20又は外歯車である第一太陽歯車321と、内歯車である太陽歯車20又は外歯車である第一太陽歯車321に噛合する外歯車である遊星歯車30、330と、遊星歯車30,330を回転可能に支持するキャリヤ40,340と、入出力軸線Aを中心とし、且つ、遊星歯車30,330に噛合する内歯歯車50,250と、ハウジング10に対して内歯歯車50,250を回転可能に支持し、径方向荷重を受ける第一軸受60と、ハウジング10に対して内歯歯車50.250を回転可能に支持し、径方向荷重及び軸方向荷重を受ける第二軸受70と、を備える。
(8. Effect)
As described above, the reduction gears 100, 200, and 300 are the
これに加え、内歯歯車50,250は、内周面に内歯が形成された第一円筒部51と、軸方向一方側が開口し、且つ、軸方向他方側に底部53を有する有底筒状に形成され、軸方向一方側が第一円筒部51の軸方向他方側に連続する第二円筒部52,252と、を備え、第二円筒部52,252の外周面は、軸方向へ延びる円筒面状の嵌合面58と、嵌合面58の軸方向一方側の端部及び軸方向他方側の端部から径方向外方へ延びる一対の規制面59と、を備える。これに加え、第一軸受60は、第一円筒部51の外周面とハウジング10の内周面との間に配置され、第二軸受70は、嵌合面58に嵌合された状態で配置され、且つ、軸方向において一対の規制面59に挟まれた状態で配置される円環状の内輪71と、第一円筒部51の外径D1よりも大きな内径を有する円環状の外輪72と、内輪71の外周面と外輪72の内周面との間で転動する転動体73と、を備える。
In addition, the
この減速装置100,200,300によれば、減速装置100,200,300は、ハウジング10に対して内歯歯車50,250を相対回転可能に支持する第一軸受及び第二軸受を備える。第一軸受60は、第一円筒部51の外周面とハウジング10の内周面との間に配置されるので、遊星歯車30,330との噛合に伴って第一円筒部51に加わる径方向荷重を直接的に受けることができる。よって、第一円筒部51の径方向外側への変位を効果的に抑制できる。
According to the reduction gears 100, 200, and 300, the reduction gears 100, 200, and 300 include the first bearing and the second bearing that support the
また、第一円筒部51の軸方向他方側に連続する第二円筒部52,252の外周面は、円筒面状の嵌合面58と、嵌合面58の軸方向一方側及び軸方向他方側から径方向外方へ延びる一対の規制面59とを備える。第二軸受70の内輪71は、一対の規制面59に挟まれた状態で嵌合面58に配置され、第二軸受70の外輪72の内径D3は、第一円筒部51の外径D1よりも大きい。よって、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を効率よく受けられる位置に内輪71を配置することができ、第一円筒部51に加わる軸方向荷重を第二軸受70によって確実に受けることができる。
In addition, the outer peripheral surfaces of the second
このように、減速装置100,200,300は、第一円筒部51に加わる径方向荷重及び軸方向荷重を第一軸受60及び第二軸受70によって受けることができる。これにより、遊星歯車30,330との噛合に伴う第一円筒部51の変位を規制し、第一円筒部51の変位に起因する第二円筒部52,252への応力集中を抑制できる。従って、第二円筒部52,252が早期に破損することを防止でき、その結果、内歯歯車50,250の耐久性を向上させることができる。
As described above, the reduction gears 100, 200, and 300 can receive the radial load and the axial load applied to the first
また、減速装置100,200,300において、第一円筒部51の外径D1は、嵌合面58の外径D2よりも大きく、第一軸受60の外径D4は、第二軸受70の外輪72の外径D5以下である。この場合、第一軸受60が配置される部位において、径方向寸法を小さくすることができるので、減速装置100,200,300の小型化を図ることができる。
In the reduction gears 100, 200, and 300, the outer diameter D1 of the first
また、減速装置100,300において、第二円筒部52の内周面は、第一円筒部51の軸方向他方側に内周面に連続し、軸方向他方側へ延びる第一内周面54と、第一内周面54の軸方向他方側の端部に連続し、径方向内側へ延びる円環面55と、円環面55の径方向内側の端部及び底部53に連続し、軸方向他方側へ延びる第二内周面56と、を備え、円環面55は、一対の規制面59よりも軸方向一方側に配置される。
In the reduction gears 100 and 300, the inner peripheral surface of the second
この減速装置100,300によれば、第二円筒部52の内周面が第二円筒部52の外周面に倣った形状に形成されるので、第二円筒部52の軽量化を図りつつ、第二円筒部52の厚さを適正な寸法に設定することができる。
According to the reduction gears 100 and 300, since the inner peripheral surface of the second
また、減速装置200において、第二円筒部252の内径は、軸方向全域において同等である。この場合、第二円筒部252の内周面256において、応力が集中しやすい部位が形成されることを回避できる。よって、内歯歯車250の耐久性を向上させることができる。
Further, in the
また、減速装置100,200,300において、遊星歯車30,330は、内歯車である太陽歯車20又は外歯車である第一太陽歯車321に噛合する第一遊星歯車31,331と、内歯歯車50に噛合する第二遊星歯車32,332と、を備え、キャリヤ40,340は、第一遊星歯車31,331及び第二遊星歯車32,332に対して軸方向一方側に配置され、第一遊星歯車31,331及び第二遊星歯車32,332を回転可能に支持する第一支持部材41a,341aと、第一遊星歯車31,331及び第二遊星歯車32,332に対して軸方向他方側に配置され、第一遊星歯車31,331及び第二遊星歯車32,332を回転可能に支持する第二支持部材41b,341bと、を備え、第二支持部材41b,341bは、第二円筒部52,252の内周面側であって、第二遊星歯車32,332と底部53との間に配置される。この減速装置100,200,300によれば、減速装置100,200,300の軸方向長さを小さくすることができる。
In the reduction gears 100, 200, and 300, the
10:ハウジング、 20:太陽歯車、 30,330:遊星歯車、 31,331:第一遊星歯車、 32,332:第二遊星歯車、 40,340:キャリヤ、 41a,341a:第一支持部材、 41b,341b:第二支持部材、 50,250:内歯歯車、 51:第一円筒部、 52,252:第二円筒部、 53:底部、 54:第一内周面、 55:円環面、 56:第二内周面、 58:嵌合面、 59:規制面、 60:第一軸受、 70:第二軸受、 71:内輪、 72:外輪、 73:転動体、 100,200,300:減速装置、 256:(第二円筒部の)内周面: 321:第一太陽歯車(太陽歯車)、 D1:第一円筒部の外径、 D2:嵌合面の外径、 D3:外輪の内径、D4:第一軸受の外径、 D5:外輪の外径 10: Housing, 20: Sun gear, 30, 330: Planetary gear, 31, 331: First planetary gear, 32, 332: Second planetary gear, 40, 340: Carrier, 41a, 341a: First support member, 41b , 341b: second support member, 50, 250: internal gear, 51: first cylindrical portion, 52, 252: second cylindrical portion, 53: bottom portion, 54: first inner peripheral surface, 55: annular surface, 56: second inner peripheral surface, 58: fitting surface, 59: restriction surface, 60: first bearing, 70: second bearing, 71: inner ring, 72: outer ring, 73: rolling element, 100, 200, 300: Reduction device, 256: inner peripheral surface (of second cylindrical portion): 321: first sun gear (sun gear), D1: outer diameter of first cylindrical portion, D2: outer diameter of fitting surface, D3: outer ring Inner diameter, D4: outer diameter of the first bearing, D5: outer diameter of the outer ring
Claims (5)
前記入出力軸線を中心とする内歯車又は外歯車である太陽歯車と、
前記太陽歯車に噛合する外歯車である遊星歯車と、
前記遊星歯車を回転可能に支持するキャリヤと、
前記入出力軸線を中心とし、且つ、前記遊星歯車に噛合する内歯歯車と、
前記ハウジングに対して前記内歯歯車を回転可能に支持し、径方向荷重を受ける第一軸受と、
前記ハウジングに対して前記内歯歯車を回転可能に支持し、径方向荷重及び軸方向荷重を受ける第二軸受と、
を備え、
前記内歯歯車は、
内周面に内歯が形成された第一円筒部と、
軸方向一方側が開口し、且つ、軸方向他方側に底部を有する有底筒状に形成され、前記軸方向一方側が前記第一円筒部の前記軸方向他方側に連続する第二円筒部と、
を備え、
前記第二円筒部の外周面は、
軸方向へ延びる円筒面状の嵌合面と、
前記嵌合面の前記軸方向一方側及び前記軸方向他方側から径方向外方へ延びる一対の規制面と、
を備え、
前記第一軸受は、前記第一円筒部の外周面と前記ハウジングの内周面との間に配置され、
前記第二軸受は、
前記嵌合面に嵌合された状態で配置され、且つ、軸方向において前記一対の規制面に挟まれた状態で配置される円環状の内輪と、
前記第一円筒部の外径よりも大きな内径を有する円環状の外輪と、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間で転動する転動体と、
を備える、減速装置。 A cylindrical housing around the input / output axis;
A sun gear that is an internal gear or an external gear centered on the input / output axis;
A planetary gear which is an external gear meshing with the sun gear;
A carrier rotatably supporting the planetary gear;
An internal gear centered on the input / output axis and meshing with the planetary gear;
A first bearing that rotatably supports the internal gear with respect to the housing and receives a radial load;
A second bearing that rotatably supports the internal gear with respect to the housing and receives a radial load and an axial load;
With
The internal gear is
A first cylindrical portion having inner teeth formed on the inner peripheral surface;
A second cylindrical portion that is open on one side in the axial direction and is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom on the other side in the axial direction, and the one axial direction continues to the other side in the axial direction of the first cylindrical portion;
With
The outer peripheral surface of the second cylindrical portion is
A cylindrical mating surface extending in the axial direction;
A pair of regulating surfaces extending radially outward from the one axial side and the other axial side of the fitting surface;
With
The first bearing is disposed between an outer peripheral surface of the first cylindrical portion and an inner peripheral surface of the housing,
The second bearing is
An annular inner ring that is arranged in a state of being fitted to the fitting surface, and is arranged in a state of being sandwiched between the pair of regulating surfaces in the axial direction;
An annular outer ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the first cylindrical portion;
A rolling element that rolls between an outer peripheral surface of the inner ring and an inner peripheral surface of the outer ring;
A speed reducer comprising:
前記第一軸受の外径は、前記第二軸受の前記外輪の外径以下である、請求項1に記載の減速装置。 The outer diameter of the first cylindrical portion is larger than the outer diameter of the fitting surface,
The reduction gear according to claim 1, wherein an outer diameter of the first bearing is equal to or less than an outer diameter of the outer ring of the second bearing.
前記第一円筒部の前記軸方向他方側に内周面に連続し、前記軸方向他方側へ延びる第一内周面と、
前記第一内周面の前記軸方向他方側の端部に連続し、径方向内側へ延びる円環面と、
前記円環面の径方向内側の端部及び前記底部に連続し、前記軸方向他方側へ延びる第二内周面と、
を備え、
前記円環面は、前記一対の規制面よりも軸方向一方側に配置される、請求項1又は2に記載の減速装置。 The inner peripheral surface of the second cylindrical portion is
A first inner peripheral surface continuous to an inner peripheral surface on the other axial side of the first cylindrical portion and extending to the other axial side;
An annular surface that is continuous with the end portion on the other side in the axial direction of the first inner peripheral surface and extends radially inward;
A second inner peripheral surface extending to the radially inner end of the annular surface and the bottom and extending to the other side in the axial direction;
With
The speed reduction device according to claim 1 or 2, wherein the annular surface is disposed on one axial side of the pair of regulating surfaces.
前記キャリヤは、
前記第一遊星歯車及び前記第二遊星歯車に対して前記軸方向一方側に配置され、前記第一遊星歯車及び前記第二遊星歯車を回転可能に支持する第一支持部材と、
前記第一遊星歯車及び前記第二遊星歯車に対して前記軸方向他方側に配置され、前記第一遊星歯車及び前記第二遊星歯車を回転可能に支持する第二支持部材と、
を備え、
前記第二支持部材は、前記第二円筒部の内周面側であって、前記第二遊星歯車と前記底部との間に配置される、請求項1−4の何れか一項に記載の減速装置。 The planetary gear includes a first planetary gear that meshes with the sun gear, and a second planetary gear that meshes with the internal gear,
The carrier is
A first support member disposed on one side in the axial direction with respect to the first planetary gear and the second planetary gear, and rotatably supporting the first planetary gear and the second planetary gear;
A second support member disposed on the other side in the axial direction with respect to the first planetary gear and the second planetary gear, and rotatably supporting the first planetary gear and the second planetary gear;
With
5. The second support member according to claim 1, wherein the second support member is disposed on an inner peripheral surface side of the second cylindrical portion and between the second planetary gear and the bottom portion. Reducer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113404819A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-17 | 重庆大学 | Gap-adjustable helical gear speed reducer |
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2015
- 2015-12-18 JP JP2015246881A patent/JP2017110768A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113404819A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-17 | 重庆大学 | Gap-adjustable helical gear speed reducer |
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