JP2019157982A - 偏心揺動型減速装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記外歯歯車は、内歯歯車の内歯(外ピン)よりも歯数が少なく設定されており、入力軸が回転すると、外歯歯車は偏心揺動しながら歯数差に応じて入力軸と逆方向に自転を生じ、この自転による減速回転がキャリアピンによって出力回転体に伝達される構成となっている。
内歯歯車と、前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体と、を備えた偏心揺動型減速装置であって、
前記内歯歯車は、内歯歯車本体と、前記内歯歯車本体の周方向に間隔を空けて設けられた複数の溝と、前記溝に回転自在に配置され内歯を構成する外ピンと、を有し、
前記外ピンは、前記複数の溝のうちの一部の溝に配置され、残りの溝の少なくとも一部には、潤滑剤を含有する潤滑部材が配置されている構成である。
図1は本発明の第一の実施形態である偏心揺動型減速装置10の軸方向Cに垂直な断面図(図2のV−V線に沿った断面図)、図2は図1のA−O−A線に沿った断面図である。
なお、「軸方向C」とは、偏心揺動型減速装置10の後述する偏心体軸40の中心軸に平行な方向を示す。
この偏心揺動型減速装置10は、内歯歯車20、第一の外歯歯車31、第二の外歯歯車32、第三の外歯歯車33、偏心体41,42,43を一体的に有する偏心体軸40、第一〜第三の外歯歯車31,32,33と偏心体41,42,43との間に配置される偏心体用軸受け44,45,46と、第一及び第二のキャリア51,52とを有している。
偏心揺動型減速装置10の出力は、第一〜第三の外歯歯車31〜33の自転成分として第一及び第二のキャリア51,52から取り出される。
偏心体軸40の一端部は、後述するケーシング21の外部に突出しており、外部との接続が可能である。また、偏心体軸40の一端部と他端部は、それぞれラジアル玉軸受けからなる偏心体軸用軸受47,48を介して第一及び第二のキャリア51,52に回転可能に支持されている。なお、偏心体軸用軸受47,48については、ラジアル玉軸受けに限らず他の軸受を使用しても良い。
そして、第一〜第三の外歯歯車31〜33と偏心体41〜43の間には、それぞれ円筒コロ軸受けからなる偏心体用軸受け44〜46が配置されている。偏心体軸40のそれぞれの偏心体41〜43は同期して回転し、第一〜第三の外歯歯車31〜33は、同期して偏心回転する偏心体軸40の偏心体41〜43を介して偏心揺動しながら内歯歯車20にそれぞれ内接噛合可能である。
なお、外歯歯車や偏心体は、三つに限らず、増減可能である。
この内歯歯車20の内周には、外ピン22を取り付け可能な、軸方向に沿った溝24が全周に渡って等間隔に複数形成されている。周方向に並んで形成された各溝24に対して、外ピン22は一つおきに一本ずつ配置される。溝24の内径と外ピン22の外径は略一致している。
また、外ピン22が配置されない溝24には、潤滑部材23が配置される。つまり、潤滑部材23も内歯歯車20の内周の溝24に対して一つおきに一本ずつ配置される。
さらに、内歯歯車20における各溝24の数は偶数であって、第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯数より一つ多くなっている。
例えば、潤滑部材23は、グリース等の潤滑剤と高分子材料に架橋剤を加えて外ピン22と外径及び長さが等しい棒状に固めたものや同材料を加熱して棒状に焼き固めたものが挙げられる。また、潤滑部材23は、スポンジ、弾性素材を含む素材の多孔質材料や焼結材を棒状に加工したものに潤滑剤を含ませたものから形成しても良い。
その他、潤滑部材23としては、潤滑剤を含有保持し、少しずつ内部から漏出可能であるものを使用することができる。
各内ピン53の外周には、円筒状の内ローラ54が回転可能に外嵌されている。そして、第一〜第三の外歯歯車31〜33の貫通孔に対して、内ローラ54を介して各内ピン53が遊挿されている。
また、第一及び第二のキャリア51,52は、それぞれ、アンギュラ玉軸受けからなる主軸受け56,57を介してケーシング21に回転可能に支持されている。なお、主軸受け56,57については、アンギュラ玉軸受けに限らず他の軸受を使用しても良い。
内歯歯車20はケーシング21と一体化され、固定された状態にあるため、偏心体軸40が回転すると偏心体41〜43を介して第一〜第三の外歯歯車31〜33が公転(揺動回転)し、第一〜第三の外歯歯車31〜33と内歯歯車20の外ピン22及び潤滑部材23との噛合位置が順次移動していく。
そして、第一及び第二のキャリア51,52は、内ピン53及びボルト55を介して、第一〜第三の外歯歯車31〜33の自転速度と等しい速度で回転し、減速回転を出力する。
一方、第一及び第二のキャリア51,52の自転が拘束された構成としたときは、第一〜第三の外歯歯車31〜33は自転が拘束された状態で公転(揺動回転)を行い、拘束された自転に対する相対変位により、内歯歯車20又はケーシング21から減速回転を取り出すことができる。
上記偏心揺動型減速装置10は、内歯歯車20の内歯歯車本体25の周方向に間隔を空けて設けられた複数の溝24に外ピン22と潤滑部材23とを配設している。
このため、内歯歯車20の潤滑部材23と第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯先とが噛み合う際に潤滑剤が供給され、内歯歯車20の潤滑部材23と第一〜第三の外歯歯車31〜33の噛み合い部の潤滑性を高く維持することが可能となる。
特に、潤滑部材23が第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯先に直接的に噛み合って潤滑剤を供給するので、外ピン22の裏側等から潤滑剤を供給する場合と異なり、良好な潤滑剤の供給が行われ、十分な供給により高い潤滑性を維持することが可能となる。
また、潤滑部材23は、その表面全体から潤滑剤を供給することができるので、外ピン22の外周の一部に潤滑剤を供給する場合と異なり、高い潤滑性を発揮することができる。
特に、潤滑部材23が弾性を有する材料から形成されている場合、第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯先と噛み合いによって潤滑剤が押し出されるので、特に必要時のみ潤滑剤の供給を行うことができ、潤滑剤の使用量をより少なくしつつ高い潤滑性を維持することが可能となる。
また、潤滑部材23は、偏心揺動型減速装置10の各構成に対して、別途、部材を摺接させて潤滑剤を塗布するような構造ではなく、外ピン22の替わりに噛み合うことで潤滑剤を供給するので、歯車のトルク伝達に影響が小さく、動力の伝達効率を高く維持することが可能である。
歯車の溝は、ギアシェーバーやブローチ加工によって加工形成されるのが一般的であり、これらの加工法では複数の溝24が一度に加工されることから、工数の増加が抑えられ、偏心揺動型減速装置10の製造を容易に低コストで行うことが可能である。
さらに、潤滑部材23は、外ピン22と軸方向長さが同じピン状部材であることから、第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯先の幅方向の全体に効果的に潤滑剤を供給することが可能である。
また、潤滑部材23は、外ピン22と軸方向長さを等しくするので、ガタつきの発生を抑えることができ、第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯先の幅方向の全体により効果的に潤滑剤を供給することが可能である。
前述したように、第一〜第三の外歯歯車31〜33の公転一回転につき、内歯歯車20と第一〜第三の外歯歯車31〜33の間では相対的に一歯ずつ自転が生じる。従って、第一〜第三の外歯歯車31〜33の歯はいずれも、交互に外ピン22と潤滑部材23とに噛合することとなり、一部の歯が外ピン22にばかり噛合するような偏りの発生を抑えることができる。これにより、第一〜第三の外歯歯車31〜33の各歯について、負担や摩耗及び潤滑性の均一化を図ることが可能となる。
図3は偏心揺動型減速装置10Aの軸方向Cに垂直な断面図(図4のW−W線に沿った断面図)、図4は図3のB−O−B線に沿った断面図である。
この偏心揺動型減速装置10Aは、内歯歯車20A、第一の外歯歯車31A、第二の外歯歯車32A、偏心体41A及び42Aを一体的に有する偏心遊星軸40A、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aと偏心体41A,42Aとの間に配置される偏心体用軸受け43A,44Aと、第一及び第二のキャリア51A,52Aを有している。
偏心揺動型減速装置10Aの出力は、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの自転成分として第一及び第二のキャリア51A,52Aから取り出される。
入力軸60Aの一端部は、後述するケーシング21Aの外部に突出しており、外部との接続が可能である。また、入力軸60Aの他端部には入力軸歯車61Aが一体的に形成されている。この入力軸歯車61Aは複数(この例では三個)の偏心遊星軸歯車45Aと同時に噛合している。
各偏心遊星軸40Aは、軸方向Cに平行な状態で、一端部と他端部とがそれぞれ第一のキャリア51Aと第二のキャリア52Aとに支持されている。偏心遊星軸40Aの一端部と第一のキャリア51Aの間と偏心遊星軸40Aの他端部と第二のキャリア52Aとの間には、それぞれ円錐コロ軸受けからなる偏心遊星軸用軸受け46A,47Aが介在している。これによって、各偏心遊星軸40Aは第一及び第二のキャリア51A,52Aに対して回転可能に支持されている。なお、偏心遊星軸用軸受け46A,47Aについては、円錐コロ軸受けに限らず他の軸受を使用しても良い。
なお、偏心遊星軸歯車45Aや偏心遊星軸40Aは、三つに限らず、増減可能である。
この内歯歯車20Aの内周には、外ピン22Aを取り付け可能な溝24Aが全周に渡って等間隔に複数形成されている。周方向に並んで形成された各溝24Aに対して、外ピン22Aは二つおきに二本ずつ配置される。溝24Aの内径と外ピン22Aの外径は略一致している。
また、外ピン22Aが配置されない溝24Aには、潤滑部材23Aが配置される。つまり、潤滑部材23Aも内歯歯車20Aの内周の溝24に対して二つおきに二本ずつ配置される。
さらに、内歯歯車20Aにおける各溝24Aの数は偶数であって、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの歯数より二つ多くなっている。
そして、潤滑部材23Aは、前述した偏心揺動型減速装置10の潤滑部材23と材質及び構造が等しくなっている。つまり、潤滑部材23Aは、潤滑剤が含有されている。
そして、第一及び第二のキャリア51A,52Aは、それぞれ、円錐コロ軸受けからなる主軸受け55A,56Aを介してケーシング21Aに回転可能に支持されている。なお、主軸受け55A,56Aについては、円錐コロ軸受けに限らず他の軸受を使用しても良い。
入力軸60Aが回転すると、該入力軸60Aの入力軸歯車61Aと噛合している偏心遊星軸歯車45Aを介して三本の偏心遊星軸40Aが同時に減速回転する。この結果、それぞれの偏心遊星軸40Aに一体的に装着されている偏心体41A同士、及び偏心体42A同士が同位相で回転し、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aが内歯歯車20Aに内接しながらそれぞれ180度の位相差を維持しながら公転(揺動回転)する。内歯歯車20Aはケーシング21Aと一体化され、固定された状態にある。このため、偏心遊星軸40Aが回転すると偏心体41A,42Aを介して第一及び第二の外歯歯車31A,32Aが公転(揺動回転)し、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aと内歯歯車20Aの内歯である外ピン22A及び潤滑部材23Aとの噛合位置が順次移動していく。
上記偏心揺動型減速装置10Aの場合も潤滑部材23Aを備えているので、前述した偏心揺動型減速装置10の潤滑部材23と同一の技術的効果を得ることが可能である。
また、偏心揺動型減速装置10Aでは、内歯歯車20Aの溝24Aの数を第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの歯数より二つ多くし、前記外ピンを周方向に二つおきに二本ずつ配置し、空いている溝24Aに潤滑部材23Aを二本ずつ配置している。
この偏心揺動型減速装置10Aの場合には、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの公転一回転につき、内歯歯車20と第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの間では相対的に二歯ずつ自転が生じる。従って、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの歯はいずれも、交互に外ピン22Aと潤滑部材23Aとに噛合することとなり、一部の歯が外ピン22Aにばかり噛合するような偏りの発生を抑えることができる。これにより、第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの各歯について、負担や摩耗及び潤滑性の均一化を図ることが可能となる。
上記各実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、潤滑部材23,23Aの外径を外ピン22,22Aの外径よりも大きくしても良い。その場合、各外歯歯車との噛合の際に面圧が大きくなり、潤滑剤をより多く供給することが可能となる。つまり、これにより、潤滑剤の供給量を調節することが可能となる。
また、潤滑部材23,23Aの外径を外ピン22,22Aの外径よりも小さくした場合には、各外歯歯車との噛合の際に面圧を低減し、潤滑部材23,23Aへの負担軽減により消耗を低減することができる。
同様に、偏心揺動型減速装置10Aにおける内歯歯車20Aの溝24Aの数に対する第一及び第二の外歯歯車31A,32Aの歯数の差は一つ又は三つ以上としても良い。その場合も、歯数の差をnとした場合、内歯歯車20Aの周方向に並んだ溝24Aに対して、n個おきでn本ずつ外ピン22Aを配置し、空いた溝24Aの一部又は全部に潤滑部材23Aを配置することが望ましい。
20,20A 内歯歯車
21,21A ケーシング
22,22A 外ピン
23,23A 潤滑部材
24,24A 溝
25,25A 内歯歯車本体
31,31A 第一の外歯歯車
32,32A 第二の外歯歯車
33 第三の外歯歯車
40 偏心体軸
40A 偏心遊星軸
41,41A,42,42A,43 偏心体
45A 偏心遊星軸歯車
51,51A 第一のキャリア
52,52A 第二のキャリア
60A 入力軸
C 軸方向
Claims (5)
- 内歯歯車と、前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体と、を備えた偏心揺動型減速装置であって、
前記内歯歯車は、内歯歯車本体と、前記内歯歯車本体の周方向に間隔を空けて設けられた複数の溝と、前記溝に回転自在に配置され内歯を構成する外ピンと、を有し、
前記外ピンは、前記複数の溝のうちの一部の溝に配置され、残りの溝の少なくとも一部には、潤滑剤を含有する潤滑部材が配置されている偏心揺動型減速装置。 - 前記潤滑部材は、前記外ピンと外径が等しいピン状部材である請求項1に記載の偏心揺動型減速装置。
- 前記潤滑部材は、前記外ピンと軸方向長さが等しいピン状部材である請求項1又は2に記載の偏心揺動型減速装置。
- 前記内歯歯車の前記溝の数を前記外歯歯車の歯数より1つ多くし、前記複数の溝に対して前記外ピンを周方向に1つおきに配置し、前記外ピンと前記外ピンの間の溝の少なくとも一部に前記潤滑部材を配置する請求項1から3のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
- 前記内歯歯車の前記溝の数を前記外歯歯車の歯数より2つ多くし、前記複数の溝に対して前記外ピンを周方向に2つおきに2本配置し、前記外ピンと前記外ピンの間の溝の少なくとも一部に前記潤滑部材を配置する請求項1から3のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
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