JP2018035897A - Hypocycloid gear reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイポサイクロイド歯車減速装置に関する。 The present invention relates to a hypocycloid gear reduction device.
ハイポサイクロイド歯車減速装置は、わずかに異なる歯数の内歯車と外歯車とを、一方が他方に振れ回りするように内外に噛み合わせて、大きな減速比が得られるようにしたものであり、従来から種々の構成のものが提案されている(特許文献1〜特許文献3等)。
The hypocycloid gear reduction gear is a gear that has a slightly different number of teeth and an external gear meshed inward and outward so that one of them swings around the other, so that a large reduction ratio can be obtained. Are proposed in various configurations (
特許文献1に示す減速機は、一対の軸受にて軸支された入力軸と、この入力軸の偏芯軸部に一対の軸受を介して外嵌される遊星ギヤブロックとを備えるものである。そして、遊星ギヤブロックは、一対の遊星ギヤを有し、一方の遊星ギヤはハウジングに設けられた固定歯車に噛合し、他方の遊星ギヤは、出力軸に一体的に設けられた内歯車に噛合するものである。
The speed reducer shown in
特許文献2に示す減速装置は、入力軸の偏芯部と、この入力軸と同軸上に配設した出力軸とに、互いに異なる歯数で内外に噛み合う歯車を設けたものである。この場合、入力軸の偏心部に設けた入力軸側の歯車を出力軸に設けた出力軸側の歯車に振れ回りさせ、この振れ回りする入力軸側の歯車の自転運動を固定部との係合によって止める手段を設けたものである。
The speed reducer shown in
特許文献3に示す減速機は、遊星ギヤに設けられたボス部の端面と、出力軸端面との間に剛球を介在させたものである。すなわち、出力軸端面に凹部を設け、この凹部にボス部の端面に組込まれた剛球を嵌合させている。この場合、剛球は、遊星ギヤの公転と同一半径で、凹部の底部を転がりながら円運動を行い、遊星ギヤの自転により減速された回転出力が出力軸に伝達するようにしている。
The speed reducer shown in
特許文献1に記載のものでは、入力トルクは入力軸の偏芯軸部から入力されることになる。しかしながら、回転数が早い入力軸の重心位置が偏芯しているため、振動や騒音等が発生し易く、高品質の減速機を提供できないおそれがある。また、歯車の噛み合いのみで入力軸の回転を出力軸へ伝達するため、減速比を高く設定するほど噛み合い効率が悪化し、全体の効率が低下する。
In the thing of
特許文献2に記載のものでは、この場合も、前記特許文献1に記載のものと同様、回転数が早い入力軸の重心位置が偏芯しているため、振動や騒音等が発生し易く、高品質の減速機を提供できないおそれがある。しかも、遊星ギヤが噛合する内歯車は入力軸側に設けられるので、内歯車形状が複雑化する欠点もある。
In the case described in
特許文献3に記載のものでは、出力軸端面に凹部を設け、この凹部にボス部の端面に組込まれた剛球を嵌合させている。このため、剛球とほぼ同一径の凹部で固定された剛球が、出力軸端面の凹部の底部を摺動するものであり、回転力の伝達効率が悪いという課題がある。
In the thing of
そこで、本発明は、振動や騒音の発生を抑えることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a hypocycloid gear reduction device that can suppress generation of vibration and noise and is excellent in rotational force transmission efficiency.
本発明の第1のハイポサイクロイド歯車減速装置は、出力軸と、この出力軸と同軸上に配設される入力軸と、この入力軸に設けられる一対の偏芯軸部と、各偏芯軸部に軸受を介して外嵌される一対の遊星歯車と、この一対の遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記出力軸と内歯車とを一体としたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、入力側に配設される第1遊星歯車の自転を規制する第1自転規制構造を設けるとともに、第1遊星歯車と出力側の遊星歯車との間に出力側に配設される第2遊星歯車の自転を規制する第2自転規制構造を設けたものである。 A first hypocycloid gear reduction device of the present invention includes an output shaft, an input shaft disposed coaxially with the output shaft, a pair of eccentric shaft portions provided on the input shaft, and each eccentric shaft. A hypocycloid gear transmission comprising a pair of planetary gears externally fitted to a part via a bearing, and an internal gear meshing with the pair of planetary gears, wherein the output shaft and the internal gear are integrated; A second planetary gear is provided on the output side between the first planetary gear and the output planetary gear while providing a first rotation restricting structure for restricting the rotation of the first planetary gear arranged on the input side. Is provided with a second rotation restricting structure for restricting the rotation.
本発明のハイポサイクロイド歯車減速装置によれば、第1自転規制構造にて、第1遊星歯車の自転を規制することができ、第2自転規制構造にて、第2遊星歯車の自転を規制することができるので、遊星歯車は、効率よく公転運動することができる。このため、入力軸がその軸心廻りに回転すれば、一対の遊星歯車に噛合している内歯車はその軸心廻りに回転する。この内歯車が回転すれば、この内歯車と一体化されている出力軸が回転する。
しかも、入力軸に一対の偏芯軸部が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
According to the hypocycloid gear reduction device of the present invention, the rotation of the first planetary gear can be restricted by the first rotation restriction structure, and the rotation of the second planetary gear is restricted by the second rotation restriction structure. Therefore, the planetary gear can revolve efficiently. For this reason, if the input shaft rotates about its axis, the internal gear meshing with the pair of planetary gears rotates about its axis. When the internal gear rotates, the output shaft integrated with the internal gear rotates.
In addition, since the input shaft is provided with a pair of eccentric shaft portions, the load balance is improved.
前記第1自転規制構造は、第1遊星歯車の固定部対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、第1遊星歯車に対向する固定部の第1遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の固定部側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する固定部側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と固定部側軌道溝の円環中心を偏芯させ、前記第2自転規制構造は、第1遊星歯車の第2歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第1遊星歯車側軌道溝と、第2の遊星歯車の第1遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第2遊星歯車側軌道溝と、第1遊星歯車側軌道溝とこれに対向する第2遊星歯車側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、第1遊星歯車側軌道溝の円環中心と第2遊星歯車側軌道溝の円環中心を偏芯させたもので構成できる。 The first rotation restricting structure includes an annular gear-side raceway groove provided at a predetermined pitch along a circumferential direction on a fixed portion facing surface of the first planetary gear, and a first portion of the fixed portion facing the first planetary gear. A plurality of annular fixed portion side raceway grooves provided at a predetermined pitch along the circumferential direction on one planetary gear facing surface, and a rolling element interposed between the gear side raceway groove and the fixed portion side raceway groove facing the same. And the center of the ring of the gear-side raceway groove and the center of the ring of the fixed-side raceway groove are decentered, and the second rotation restricting structure is provided circumferentially on the second gear-facing surface of the first planetary gear. A plurality of annular first planetary gear side raceway grooves provided at a predetermined pitch along the first planetary gear side raceway groove and a second planetary gear side annular groove provided at a predetermined pitch along the circumferential direction on the first planetary gear facing surface of the second planetary gear. 2 planetary gear side raceway grooves, first planetary gear side raceway grooves and a second planetary gear opposite thereto Together and a rolling element interposed between the raceway grooves can be configured in which the annular center of the circular ring around the second planetary gear side raceway groove of the first planetary gear raceway groove was eccentric.
第1自転規制構造においては、歯車側軌道溝と固定部側軌道溝との間に嵌合される転動体は、第1遊星歯車の偏芯運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝と転動体との転動係合によって、振れ回りする第1遊星歯車の自転を防止できる。また、第2自転規制構造においては、第1遊星歯車側軌道溝と第2遊星歯車側軌道溝との間に嵌合される転動体は、第2遊星歯車の偏芯運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝と転動体との転動係合によって、振れ回りする第2遊星歯車の自転を防止できる。 In the first rotation restricting structure, the rolling element fitted between the gear side raceway groove and the fixed part side raceway groove is eccentrically opposed by the eccentric motion of the first planetary gear. Rolls at different positions. For this reason, rotation of the 1st planetary gear swung around can be prevented by the rolling engagement of the raceway groove and the rolling element. Further, in the second rotation restricting structure, the rolling element fitted between the first planetary gear side raceway groove and the second planetary gear side raceway groove is offset by the eccentric motion of the second planetary gear side. Rolls at positions shifted from each other in the raceway grooves facing each other. For this reason, the rotation of the second planetary gear rotating around can be prevented by the rolling engagement between the raceway groove and the rolling element.
第1遊星歯車の偏芯軸心と第2遊星歯車の偏芯軸心とは入力軸の軸心に関して180°反対位置に配置されているのが好ましい。このように設定することによって、荷重バランスが更に安定する。 It is preferable that the eccentric shaft center of the first planetary gear and the eccentric shaft center of the second planetary gear are arranged at positions opposite to each other by 180 ° with respect to the axis of the input shaft. By setting in this way, the load balance is further stabilized.
第1遊星歯車と第2遊星歯車とを共通部品とするのが好ましい。このように設定することによって、重量バランスが改善される。 The first planetary gear and the second planetary gear are preferably used as common parts. By setting in this way, the weight balance is improved.
本発明の第2のハイポサイクロイド歯車減速装置は、出力軸と、この出力軸と同軸上に配設される入力軸と、この入力軸に設けられる偏芯軸部と、偏芯軸部に軸受を介して外嵌される遊星歯車と、この遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記出力軸と内歯車とを一体としたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、前記入力軸に遊星歯車と回転バランスを取るバランサーを設けるとともに、遊星歯車の自転を規制する自転規制構造を設けるものである。 The second hypocycloid gear reduction device of the present invention includes an output shaft, an input shaft disposed coaxially with the output shaft, an eccentric shaft portion provided on the input shaft, and a bearing on the eccentric shaft portion. A hypocycloid gear transmission comprising a planetary gear externally fitted via an internal gear and an internal gear meshing with the planetary gear, wherein the output shaft and the internal gear are integrated with each other. A balancer that balances rotation is provided, and a rotation restricting structure that restricts the rotation of the planetary gear is provided.
自転規制構造にて、遊星歯車の自転を規制することができるので、遊星歯車は、効率よく公転運動することができる。このため、入力軸がその軸心廻りに回転すれば、遊星歯車に噛合している内歯車はその軸心廻りに回転する。この内歯車が回転すれば、この内歯車と一体化されている出力軸が回転する。しかも、バランサーを設けているので、荷重バランスが良くなる。 Since the rotation of the planetary gear can be restricted by the rotation restriction structure, the planetary gear can efficiently revolve. For this reason, if the input shaft rotates about its axis, the internal gear meshing with the planetary gear rotates about its axis. When the internal gear rotates, the output shaft integrated with the internal gear rotates. In addition, since the balancer is provided, the load balance is improved.
自転規制構造は、遊星歯車の固定部対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、遊星歯車に対向する固定部の遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の固定部側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する固定部側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と固定部側軌道溝の円環中心を偏芯させるのが好ましい。 The rotation restricting structure includes a ring-shaped gear-side raceway groove that is provided in a predetermined pitch along the circumferential direction on the fixed portion facing surface of the planetary gear, and a planetary gear facing surface of the fixed portion that faces the planetary gear in the circumferential direction. A plurality of annular fixed part side raceway grooves provided at a predetermined pitch along the gear side raceway grooves, and rolling elements interposed between the gear side raceway grooves and the fixed part side raceway grooves opposed thereto. It is preferable to decenter the center of the ring and the center of the ring of the fixed part side raceway groove.
このように設定することによって、歯車側軌道溝と固定部側軌道溝との間に嵌合される転動体は、遊星歯車の偏芯運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝と転動体との転動係合によって、振れ回りする遊星歯車の自転を防止できる。 By setting in this way, the rolling elements fitted between the gear-side raceway groove and the fixed part-side raceway groove are caused by the eccentric movement of the planetary gears so that the eccentrically opposed raceway grooves are mutually opposed. Roll over the shifted position. For this reason, rotation of the planetary gear swung around can be prevented by the rolling engagement between the raceway groove and the rolling element.
本発明では、遊星歯車は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。このため、振動や騒音の発生を抑えることができ、かつ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。 In the present invention, the planetary gear can revolve efficiently and the load balance is improved. Therefore, it is possible to provide a hypocycloid gear reduction device that can suppress generation of vibration and noise and that is excellent in rotational force transmission efficiency.
以下本発明の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1〜図3にハイポサイクロイド歯車減速装置(以下、単に歯車減速装置と呼ぶ場合がある。)を示し、この歯車減速装置は、駆動源(図示省略)に接続される入力軸1と、入力軸1と同軸上に配設される出力軸2と、前記入力軸1に設けられる一対の偏芯軸部3、4と、各偏芯軸部3、4に軸受5,6を介して外嵌される一対の遊星歯車7、8と、この一対の遊星歯車7,8に噛合する内歯車9とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 show a hypocycloid gear reduction device (hereinafter sometimes simply referred to as a gear reduction device). This gear reduction device includes an
入力軸1は、両端の軸端部1a、1bと、この軸端部1a、1b間に設けられる前記一対の前記偏芯軸部3、4と、偏芯軸部3、4との間の中央大径部10とからなる。偏芯軸部3、4の軸心(偏芯軸心O1,O2)は、入力軸1の軸心を基準(中心)に180°反対側に所定寸だけずれている。この場合、偏芯軸部3、4の偏芯量は同一とされている。一方の偏芯軸部(一方の軸端部1a側、つまり入力側の偏芯軸部)3の偏芯量をL1とし、他方の偏芯軸部(一方の軸端部1b側、つまり出力側の偏芯軸部)4の偏芯量をL2としたときに、L1=L2としている。
The
この一方の偏芯軸部3の外径寸法と、他方の偏芯軸部4の外径寸法とを同一に設定している。すなわち、偏芯軸部3の外径寸法をD1とし、偏芯軸部4の外径寸法をD2としたときに、D1=D2としている。中央大径部10の軸心は入力軸心O上に配設され、その外径面10aは偏芯軸部3の外径面及び偏芯軸部4の外径面よりも外径側に配設される。
The outer diameter dimension of the one
このため、偏芯軸部3の外径面3aと中央大径部10の外径面10aとの間に段付き部11が形成され、また、偏芯軸部4の外径面4aと中央大径部10の外径面10aとの間に段付き部12が形成される。なお、一方の偏芯軸部3を第1偏芯軸部3と呼び、他方の偏芯軸部4を第2偏芯軸部4と呼ぶ場合がある。
For this reason, a stepped
軸受5,6は、外径面に軌道面が形成された内輪5a、6aと、内径面に軌道面が形成された外輪5b、6bと、内輪5a、6aと外輪5b、6bとの間に転動自在に配設される転動体(ボール)5c、6cとを備える。そして、軸受5は、その内輪5aが第1偏芯軸部3に外嵌され、軸受6は、その内輪6aが第2偏芯軸部4に外嵌される。
The
この場合、第1偏芯軸部3の軸端部1a側に周方向切欠部13が形成され、この周方向切欠部13にスペーサリング14が嵌着される。そして、このスペーサリング14と段付き部11との間に軸受5の内輪5aが配設される。また、第2偏芯軸部4の軸端部1b側に周方向切欠部15が設けられ、この周方向切欠部15にスペーサリング16が嵌着される。そして、このスペーサリング16と段付き部12との間に軸受6の内輪6aが配設される。
In this case, the
入力側の遊星歯車(第1遊星歯車)7は、図1、図4〜図8に示すように、軸心孔18を有する円盤体からなりその外周面に凹凸歯19が設けられてなる。このため、軸心孔18には、出力側の遊星歯車(第2遊星歯車)8側に内鍔部20が設けられ、軸受5の外輪5bの内鍔部20側の端面が内鍔部20に当接するように、この軸受5の外輪5bが軸心孔18に内嵌される。また、出力側の遊星歯車(第2遊星歯車)8は、軸心孔21を有する円盤体からなりその外周面に凹凸歯22が設けられてなる。このため、軸心孔21には、入力側の遊星歯車(第1遊星歯車)7側に内鍔部23が設けられ、軸受6の外輪6bの内鍔部23側の端面が内鍔部23に当接するように、この軸受6の外輪6bが軸心孔21に内嵌される。
As shown in FIGS. 1 and 4 to 8, the input-side planetary gear (first planetary gear) 7 is formed of a disc body having an
ところで、図1に示すように、第1遊星歯車7及び第2遊星歯車8等はケース(ハウジング)25内に収納される。このケース25は、円筒形状の胴部26aと、この胴部26aの出力側の開口部に設けられる蓋部材26bとを有する第1部材26と、この第1部材26の入力側の開口部を塞ぐ蓋部材27aを有する第2部材27とを備えたものである。
Incidentally, as shown in FIG. 1, the first
蓋部材26bは、軸心孔30を有する円盤形状体であり、その軸心孔30は、大径部30aと、中径部30bと、小径部30cとからなる。軸心孔30に軸受31を介して出力軸2が枢支されている。この軸受31は、外径面に軌道面が形成された内輪31aと、内径面に軌道面が形成された外輪31bと、内輪31aと外輪31bとの間に転動自在に配設される転動体(ボール)31cとを備える。また、胴部26aには、周方向に沿って所定ピッチ(図3(a)に示すように45°ピッチ)で複数の貫通孔45が設けられている。なお、胴部26aにおける貫通孔45のピッチ角度は、45°に限らず、任意である。
The
また、蓋部材27aは、その内面側の端面には凹窪部32が設けられ、この凹窪部32に第1部材26の胴部26aの開口端部が嵌合されている。この凹窪部32には、リング形状の突隆部32aが設けられている。蓋部材27aには、第1部材26の胴部26aの貫通孔45に対応するネジ孔33が設けられている。このため、蓋部材27aの凹窪部32に第1部材26の胴部26aの開口端部を嵌合させて、図示省略のボルト部材を、出力側から、第1部材26の胴部26aの貫通孔45に挿通して、第2部材27のネジ孔33に螺合させれば、第1部材26と第2部材27とが一体化されてケース25が組立てられる。
Further, the
蓋部材27aの軸心孔34には、軸受35を介して入力軸1の軸端部1aが枢支される。軸受35は、外径面に軌道面が形成された内輪35aと、内径面に軌道面が形成された外輪35bと、内輪35aと外輪35bとの間に転動自在に配設される転動体(ボール)35cとを備える。
The shaft end 1 a of the
この場合、蓋部材27aの軸心孔34の入力側の開口部には内鍔部34aが設けられ、また、入力軸1の軸端部1aと第1偏芯軸部3との間に膨出部36が設けられる。このため、軸受35の外輪35bの装置外部側の端面が内鍔部34aの内端面に当接するとともに、軸受35の内輪35aの装置内部側の端面が膨出部36の端面乃至スペーサリング14に当接するように、外輪35bが蓋部材27aの軸心孔34に嵌合し、内輪35aが入力軸1の軸端部1aに外嵌される。
In this case, an
ところで、出力軸2は、装置内部側に凹部37が形成されたボス部38を有し、このボス部38の装置内部側から外径方向に延びる円盤部39が連設されている。このボス部38の凹部37は、大径部37aと小径部37bとを有し、また、入力軸1の軸端部1bと第2偏芯軸部4との間に膨出部40が設けられる。
By the way, the
そして、このボス部38の凹部37内に軸受41が嵌合される。この軸受41は、外径面に軌道面が形成された内輪41aと、内径面に軌道面が形成された外輪41bと、内輪41aと外輪41bとの間に転動自在に配設される転動体(ボール)41cとを備える。
Then, the
このため、軸受41の外輪41bの装置外部側の端面が大径部37aと小径部37bとの段付き面37cに当接するとともに、軸受41の内輪41aの装置内部側の端面が膨出部40の端面乃至スペーサリング16に当接するように、外輪41bがボス部38の凹部37の大径部37aに嵌合し、内輪41aが入力軸1の軸端部1bに外嵌される。
For this reason, the end surface of the
ボス部38は、大径部38aと中径部38bと小径部38cとを有し、また、大径部38aと円盤部39との間に膨出部42が設けられる。このため、軸受31の内輪31aの装置内部側の端面が膨出部42の端面に当接するとともに、軸受31の外輪31bが蓋部材26bの大径部30aと中径部30bとの間の段付き部43に当接するように、外輪31bが蓋部材26bの大径部30aに嵌合し、内輪31aがボス部38の大径部38aに嵌合する。
The
また、ボス部38の中径部38bが蓋部材26bの軸心孔30の中径部30bに対応し、ボス部38の小径部38cが蓋部材26bの軸心孔30の小径部30cに対応する。この際、軸心孔30の中径部30bの内径寸法は、ボス部38の中径部38bの外径寸法よりも大きく、軸心孔30の小径部30cの内径寸法は、ボス部38の小径部38cの外径寸法よりも大きく設定されている。
The
ところで、出力軸2の円盤部39には、第1遊星歯車7及び第2遊星歯車8に噛合する内歯車9が連設されている。すなわち、内歯車9は、リング体からなる本体部51と、この本体部51の内周面に設けられる凹凸歯52とから構成されている。本体部51には、周方向に沿って所定ピッチで複数のネジ孔53が配設されている。ネジ孔53の軸心は、本体部51の軸心と平行に設けられている。また、円盤部39には、その外周部に、ネジ孔53に対応するよう貫通孔46が設けられている。このため、貫通孔46に図示省略のボルト部材を嵌入して、内歯車9のネジ孔53に螺着することによって、内歯車9は出力軸2と一体化する。
Incidentally, an
この装置では、入力側に配設される第1遊星歯車7の自転を規制する第1自転規制構造M1を設けるとともに、出力側に配設される第2遊星歯車8の自転を規制する第2自転規制構造M2を設けている。
In this device, the first rotation restricting structure M1 for restricting the rotation of the first
図1、図2、及び図4に示すように、第1自転規制構造M1は、第1遊星歯車7の固定部対向面7aに周方向に沿って所定ピッチで複数個(実施形態では、45°ピッチで8個)設けられる円環状の歯車側軌道溝55と、第1遊星歯車7に対向する固定部の第1遊星歯車対向面(蓋部材27aの突隆部32aの端面)32a1に周方向に沿って所定ピッチで複数個(この実施形態では、45°ピッチで8個)設けられる円環状の固定部側軌道溝56と、歯車側軌道溝55とこれに対向する固定部側軌道溝56の間に介在される転動体57とを備える。歯車側軌道溝55の円環中心O5は、固定部側軌道溝56の円環中心O6に対して偏芯させている。この際、歯車側軌道溝55の円環中心O5と固定部側軌道溝56の円環中心O6は180°反対方向に偏芯させるのが好ましい。歯車側軌道溝55及び固定部側軌道溝56の中央には、山部55a、56aが形成され、この山部55a、56aの軸心は円環中心O5、O6となる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, a plurality of first rotation restricting structures M <b> 1 are provided at a predetermined pitch along the circumferential direction on the fixed
また、第2自転規制構造M2は、第1遊星歯車7の第2歯車対向面7bに周方向に沿って所定ピッチで複数個(この実施形態では、45°ピッチで8個)設けられる円環状の第1遊星歯車側軌道溝58と、第2遊星歯車8の第1遊星歯車対向面8aに周方向に沿って所定ピッチで複数個(この実施形態では、45°ピッチで8個)設けられる円環状の第2遊星歯車側軌道溝59と、第1遊星歯車側軌道溝58とこれに対向する第2遊星歯車側軌道溝59の間に介在される転動体60とを備える。第1遊星歯車側軌道溝58の円環中心O7は、第2遊星歯車側軌道溝59の円環中心O8に対して偏芯させている。この際、第1遊星歯車側軌道溝58の円環中心O7と第2遊星歯車側軌道溝59の円環中心O8は180°反対方向に偏芯させるのが好ましい。第1遊星歯車側軌道溝58及び第2遊星歯車側軌道溝59の中央には、山部58a、59aが形成され、この山部58a、59aの軸心は円環中心O7、O8となる。
In addition, a plurality of second rotation restricting structures M2 are provided on the second
ところで、第2遊星歯車8の出力側の端面にも、中央に山部54aを有する円環状の軌道溝54が形成されているが、これは、第1遊星歯車7と第2遊星歯車8とが同一の部品から構成されるためである。すなわち、第2遊星歯車8を第1遊星歯車7に用いた場合に、この軌道溝54が第1自転規制構造M1の歯車側軌道溝55となる。なお、図2では、この軌道溝54を省略している。
By the way, an
次に、前記のように構成された歯車減速装置の動作を説明する。入力軸1に図示省略の駆動源(図示省略)から回転駆動力が入力されれば、入力軸1はその軸心廻りに回転する。そして、入力軸1に設けられる一対の偏芯軸部3,4に軸受5,6を介して外嵌される一対の遊星歯車7,8は、内歯車9に噛合しているので、内歯車9に噛合しつつ振れ回ることになる。この際、第1自転規制構造M1においては、歯車側軌道溝55と固定部側軌道溝56との間に嵌合される転動体57は、第1遊星歯車7の偏芯運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝55,56の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝55,56と転動体57との転動係合によって、振れ回りする第1遊星歯車7の自転を防止できる。
Next, the operation of the gear reduction device configured as described above will be described. When a rotational driving force is input to the
また、第2自転規制構造M2においては、第1遊星歯車側軌道溝58と第2遊星歯車側軌道溝59との間に嵌合される転動体60は、第2遊星歯車4の偏芯運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝58,59の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝58,59と転動体60との転動係合によって、振れ回りする第2遊星歯車8の自転を防止できる。
In the second rotation restricting structure M2, the rolling
従って、内歯車9はその軸心廻りに回転することになって、この内歯車9と一体化されている出力軸2がその軸心廻りに回転する。
Therefore, the
このため、遊星歯車7,8は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。よって、効率よく大きな減速比を得ることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車装置を提供できる。さらに、振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂で耐久性に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。しかも、入力軸1に一対の偏芯軸部3,4が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
For this reason, the
次に図10は他の実施形態を示し、このハイポサイクロイド歯車減速装置では、入力軸には、一つの偏芯軸部72(偏芯軸心O4)を有するものであり、このため、当該歯車減速装置に用いられる遊星歯車は、遊星歯車73の1個である。入力軸1は、入力側の軸本体部61と出力側の軸端部62と、この軸本体部61と軸端部62との間の中径部63と、中径部63と軸本体部61との間の鍔部64とを有するものである。そして、中径部63に、スペーサ71を外嵌することによって、偏芯軸部72を構成する。
Next, FIG. 10 shows another embodiment, and in this hypocycloid gear reduction device, the input shaft has one eccentric shaft portion 72 (eccentric axis O4). The planetary gear used for the reduction gear is one
この偏芯軸部72に軸受65を介して遊星歯車73を外嵌している。軸受65は、外径面に軌道面が形成された内輪65aと、内径面に軌道面が形成された外輪65bと、内輪65aと外輪65bとの間に転動自在に配設される転動体(ボール)65cとを備える。また、鍔部64には、平板リング体66が外嵌されている。
A
このため、軸受65の内輪65aの平板リング体66側の端面、及び偏芯軸部72のスペーサ71の平板リング体66側の端面がこの平板リング体66に当接した状態に、偏芯軸部72に軸受65の内輪65aが外嵌される。また、遊星歯車73は、前記第1遊星歯車7と同様、軸心孔68を有する円盤体からなりその外周面に凹凸歯69が設けられてなる。このため、軸心孔68には、入力側に内鍔部70が設けられ、軸受65の外輪65bの内鍔部70側の端面が内鍔部70に当接するように、この軸受65の外輪65bが軸心孔68に内嵌される。
For this reason, the end face on the flat
また、中径部63の出力側には、遊星歯車73と回転バランスを取るバランサー75が設けられている。すなわち、バランサー75は、中径部63の出力側に外嵌固定される円盤形状の本体部75aと、この本体部75aに連設される重り部75bとからなる。このため、遊星歯車73と回転バランスをとることができる。バランサー75は、軸受65の内輪65a乃至スペーサ71と、入力時軸1の軸端部62の出力側に嵌合されるリング体74との間に介在される。また、重り部75bは、スペーサ71、軸受65、及び遊星歯車73に接触せず、また、バランサー75としては、軸受41、出力軸2の円盤部39、及び内歯車9に接触しない。
Further, a
この場合の出力軸2は、前記図1の出力軸2と同様、装置内部側に凹部37が形成されたボス部38を有し、このボス部38の装置内部側から外径方向に延びる円盤部39が連設されている。このボス部38の凹部37は、大径部37aと小径部37bとを有する。また、この場合のボス部38は、大径部38aと中径部38bとを有し、さらには、この中径部38bから基部76を介して連設される出力軸本体77を備える。
The
そして、この出力軸2も、前記図1の出力軸2と同様、ボス部38の大径部38aに外嵌される軸受31を介してケース25の蓋部材26bに枢支される。なお、ケース25の第1部材26は、蓋部材26bの軸心孔30が、大径部30aと中径部30bと小径部30cとを有し、小径部30cの出力側の開口部に内鍔部30dが設けられている。このため、ボス部38の大径部38aに外嵌された軸受31は、蓋部材26bの大径部30aに内嵌されている。また、ボス部38の中径部38bが、蓋部材26bの軸心孔30の中径部30bに対応し、出力軸2の基部76が、蓋部材26bの軸心孔30の小径部30cに対応し、出力軸2の基部76と出力軸本体77との連設部位が蓋部材26bの内鍔部30dに対応している。なお、図10に示すケース25の他の構成は、前記図1に示すケース25の第1部材26と同様の構成であり、図1に示す符号と同一の符号を付して説明を省略する。このため、この出力軸2に設けられる内歯車9の凹凸歯52が、遊星歯車73の凹凸歯69に噛合する。
The
また、入力軸1は、その軸端部62が軸受41を介して出力軸2のボス部38に枢支され、その軸本体部61が軸受35を介して、ケース25の第2部材27の蓋部材27aに枢支されている。また、このケース25の第2部材27の蓋部材27aも図1のケース25の第2部材27の蓋部材27aと同様の構成であるので、その説明を省略する。
Further, the
この場合、遊星歯車73の自転を規制する自転規制構造M3が設けられている。自転規制構造M3は、遊星歯車73の固定部対向面73aに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝80と、遊星歯車73に対向する固定部の遊星歯車対向面(つまり、蓋部材27aの突隆部32aの端面)32a1に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の固定部側軌道溝81と、歯車側軌道溝80とこれに対向する固定部側軌道溝81の間に介在される転動体82とを備える。この場合、歯車側軌道溝80の円環中心O9と固定部側軌道溝81の円環中心O10を偏芯させている。この際、歯車側軌道溝80の円環中心O9と固定部側軌道溝81の円環中心O10は180°反対方向に偏芯させるのが好ましい。
In this case, a rotation restricting structure M3 for restricting the rotation of the
次に、前記のように構成された歯車減速装置の動作を説明する。入力軸1に図示省略の駆動源(図示省略)から回転駆動力が入力されれば、入力軸1はその軸心廻りに回転する。そして、入力軸1に設けられる偏芯軸部72に軸受65を介して外嵌される遊星歯車73は、内歯車9に噛合しているので、内歯車9に噛合しつつ振れ回ることになる。ところが、この際、自転規制構造M3を備えているので、歯車側軌道溝80と固定部側軌道溝81との間に嵌合される転動体82は、遊星歯車の運動に伴って、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。このため、軌道溝80と転動体82との転動係合によって、振れ回りする遊星歯車73の自転を防止できる。
Next, the operation of the gear reduction device configured as described above will be described. When a rotational driving force is input to the
従って、内歯車9はその軸心廻りに回転することになって、この内歯車9と一体化されている出力軸2がその軸心廻りに回転する。
Therefore, the
このため、遊星歯車73は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。このため、効率よく大きな減速比を得ることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車装置を提供できる。さらに、振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂で耐久性に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。しかも、入力軸1にバランサー75が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
For this reason, the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、入力軸1に駆動力を入力するための駆動源としては、モータであっても、エンジンであってもよい。また、図1において、第1自転規制構造M1の固定側軌道溝55及び歯車側軌道溝56は、それぞれ、ケース25の蓋部材27a及び遊星歯車7に直接的に設けているが、これらの軌道溝55,56をケース25の蓋部材27a及び遊星歯車7と別部材にて形成し、これらの別部材をケース25の蓋部材27a及び遊星歯車7に固定するものであってもよく、第2自転規制構造M2及び図10に示す自転規制構造M3も同様である。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. As a driving source for inputting a driving force to the
自転規制構造M1、M2、M3の軌道溝55,56,58,59,80,81の数は、各8個に限るものではなく、対応する溝の配設ピッチの数は同一である限り、任意である。また、各転動体(ボール)57,60、82の大きさは、各軌道溝55,56,58,59,80,81の大きさに応じて種々変更でき、遊星歯車7、8、73の自転を規制できるものであればよい。
The number of
また、前記実施形態では、各軌道溝55,56、58,59,80,81はそれぞれ同一円周上に配設させたが、これに限るものではない。また、各自転規制構造M1、M2、M3の転動体57,60,82として、ボールに限るものではなく、各軌道溝55,56、58,59,80,81に転動係合するものであればよく、このため、各軌道溝55,56、58,59,80,81の断面形状として図例のものに限るものではない。なお、軸受5、6等として、前記実施形態では、玉軸受を用いたが、円筒ころ軸受等の他の軸受を用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although each
図1に示す装置において、第1遊星歯車7と第2遊星歯車8は、同一部材にて構成しているので、第2遊星歯車8の出力側の端面においても、軌道溝54が形成されているが、この軌道溝54を有さないものであってもよい。第1偏芯軸部3及び第2偏芯軸部4の偏芯量も任意に設定できる。また、第1遊星歯車7と第2遊星歯車8の歯数等の歯車諸元を同一に設定されるが、第1遊星歯車7の歯車諸元と第2遊星歯車8の歯車諸元が同一である限り、歯数等の歯車諸元は任意に設定できる。遊星歯車の歯車諸元の変更は任意である。ここで、歯車諸元とはモジュール、圧力角、ねじれ角(ヘリカルアングル)、歯数、転位係数、基準ピッチ円直径、基礎円直径、歯先円直径、歯底円直径、バックラッシュ、オーバーピン寸法、歯車精度、軸間距離等である。
In the apparatus shown in FIG. 1, the first
1 入力軸
2 出力軸
3 第1偏芯軸部
4 第2偏芯軸部
5,6 軸受
7 第1遊星歯車
7a 固定部対向面
7b 歯車対向面
8 第2遊星歯車
8a 遊星歯車対向面
9 内歯車
55 歯車側軌道溝
56 固定部側軌道溝
57 転動体
58 第1遊星歯車側軌道溝
59 第2遊星歯車側軌道溝
60 転動体
65 軸受
72 偏芯軸部
73 遊星歯車
75 バランサー
80 歯車側軌道溝
81 固定部側軌道溝
82 転動体
M1、M2、M3 自転規制構造
O 入力軸心
O5、O6、O7、O8、O9、O10 円環中心
DESCRIPTION OF
Claims (6)
入力側に配設される第1遊星歯車の自転を規制する第1自転規制構造を設けるとともに、出力側に配設される第2遊星歯車の自転を規制する第2自転規制構造を設けたことを特徴とするハイポサイクロイド歯車変速装置。 An input shaft, an output shaft disposed coaxially with the input shaft, a pair of eccentric shaft portions provided on the input shaft, and a pair of planets externally fitted to the eccentric shaft portions via bearings A hypocycloid gear transmission comprising a gear and an internal gear meshing with the pair of planetary gears, wherein the output shaft and the internal gear are integrated,
A first rotation restricting structure for restricting the rotation of the first planetary gear disposed on the input side and a second rotation restricting structure for restricting the rotation of the second planetary gear disposed on the output side are provided. A hypocycloid gear transmission characterized by the above.
前記第2自転規制構造は、第1遊星歯車の第2歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第1遊星歯車側軌道溝と、第2遊星歯車の第1遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第2遊星歯車側軌道溝と、第1遊星歯車側軌道溝とこれに対向する第2遊星歯車側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、第1遊星歯車側軌道溝の円環中心と第2遊星歯車側軌道溝の円環中心を偏芯させたことを特徴とする請求項1に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。 The first rotation restricting structure includes an annular gear-side raceway groove provided at a predetermined pitch along a circumferential direction on a fixed portion facing surface of the first planetary gear, and a first portion of the fixed portion facing the first planetary gear. A plurality of annular fixed portion side raceway grooves provided at a predetermined pitch along the circumferential direction on one planetary gear facing surface, and a rolling element interposed between the gear side raceway groove and the fixed portion side raceway groove facing the same. And eccentrically center the annular center of the gear side raceway groove and the annular center of the stationary part side raceway groove,
The second rotation restricting structure includes an annular first planetary gear side raceway groove that is provided in plural at a predetermined pitch along the circumferential direction on the second gear facing surface of the first planetary gear, and the first planetary gear first gear. A plurality of annular second planetary gear side raceway grooves provided on the planetary gear facing surface at a predetermined pitch along the circumferential direction, a first planetary gear side raceway groove, and a second planetary gear side raceway groove facing the first planetary gear side raceway groove. 2. A rolling element interposed between the first planetary gear side raceway groove and the second planetary gear side raceway groove. Hypocycloid gear transmission.
前記入力軸に遊星歯車と回転バランスを取るバランサーを設けるとともに、遊星歯車の自転を規制する自転規制構造を設けることを特徴とするハイポサイクロイド歯車変速装置。 An input shaft, an output shaft disposed coaxially with the input shaft, an eccentric shaft portion provided on the input shaft, a planetary gear externally fitted to the eccentric shaft portion via a bearing, and the planetary gear A hypocycloid gear transmission comprising an internal gear meshing with a gear, wherein the output shaft and the internal gear are integrated,
A hypocycloid gear transmission comprising a balancer that balances rotation with a planetary gear on the input shaft, and a rotation regulating structure that regulates the rotation of the planetary gear.
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CN113074220A (en) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 王海清 | Multi-column universal cycloidal planetary reducer |
US11554480B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-01-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Systems and methods for implementing miniaturized cycloidal gears |
WO2023079641A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Strain wave gear device |
US12038077B1 (en) | 2021-11-04 | 2024-07-16 | Harmonic Drive Systems Inc. | Strain wave gearing |
-
2016
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CN113074220B (en) * | 2021-03-29 | 2024-06-04 | 王海清 | Multi-column universal cycloid planetary reducer |
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