JP2020020409A - 差動減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】内部の潤滑状態を改善することができる差動減速機に関するものである【解決手段】内歯歯車４に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔１８を有する第１外歯歯車３ａと、同じく内歯歯車４に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔１８を有し、第１外歯歯車３ａに隣接して配置される第２外歯歯車３ｂと、を含んでなる差動減速機であって、第１外歯歯車３ａのピン孔１８の少なくとも一部分は、内歯歯車４の軸方向から見て、第２外歯歯車３ｂの歯底面２５よりも外側に突出することにより、ピン孔１８に向かって潤滑剤が流入し易くなる。【選択図】 図２

Description

本発明は、内部の潤滑状態を改善することができる差動減速機に関するものである。

従来、特許文献１には、内歯歯車と、内歯歯車に内接噛合している第１外歯歯車及び第２外歯歯車と、第１外歯歯車及び第２外歯歯車を貫通する複数の内ピン（柱部材）と、内ピンに外嵌された摺動促進用の内ローラとを備えた歯車装置が開示されている。この歯車装置によれば、モータ等の駆動によってクランク軸（入力軸）が回転し、クランク軸によって第１、第２外歯歯車が揺動回転する。第１、第２外歯歯車は、内歯歯車に内接噛合し、内歯歯車に対する歯数差分だけ位相がずれ自転する。この自転運動が、第１、第２外歯歯車を貫通している内ローラ及び内ピンに伝達される。また、歯車装置の内部には潤滑剤が封入され、潤滑剤はオイルシールによって封止されている。

特開２０１８−４８７０２号公報

特許文献１の歯車装置においては、内ローラは、第１、第２外歯歯車の貫通孔の内周面と接触し、第１、第２外歯歯車の自転運動を取り出す機能を果たしている。このため、内ローラへの潤滑剤の供給が重要である。しかしながら特許文献１の構造では、内ローラへの潤滑剤の供給には課題が残る。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ピン孔に潤滑剤が供給され易い差動減速機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１記載の差動減速機は、内歯歯車と、前記内歯歯車を同軸で貫通し、第１偏心部及び第２偏心部が設けられた入力軸と、前記第１偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有する第１外歯歯車と、前記第２偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有し、前記第１外歯歯車に隣接して配置される第２外歯歯車と、各前記ピン孔に遊挿する複数のピンを同心円上に備えるキャリア部材と、を含んでなる差動減速機であって、前記第１外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て前記第２外歯歯車の歯底面よりも外側に突出することを特徴とするものである。

また、請求項２記載の差動減速機は、請求項１に記載の差動減速機であって、更に、前記第１外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記第２外歯歯車の歯先面よりも外側に突出することを特徴とするものである。

また、請求項３記載の差動減速機は、請求項１または２に記載の差動減速機であって、更に、前記第１外歯歯車の前記ピン孔に繋がっている側面と、前記第２外歯歯車の前記ピン孔に繋がっている側面とが摺動することを特徴とするものである。

また、請求項４記載の差動減速機は、請求項１から３のいずれか１項に記載の差動減速機であって、更に、前記第１外歯歯車は中心に貫通孔が設けられ、前記第１外歯歯車は前記貫通孔に配置された複数のころを介して前記第１偏心部に外装され、前記第２外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記複数のころの一部と重なることを特徴とするものである。

また、請求項５記載の差動減速機は、請求項１から４のいずれか１項に記載の差動減速機であって、更に、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車の歯形は、インボリュート歯形であり、かつ低歯であることを特徴とするものである。

また、請求項６記載の差動減速機は、内歯歯車と、前記内歯歯車を同軸で貫通し、第１偏心部及び第２偏心部が設けられた入力軸と、前記第１偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有する第１外歯歯車と、前記第２偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有し、前記第１外歯歯車に隣接して配置される第２外歯歯車と、各前記ピン孔に遊挿する複数のピンを同心円上に備えるキャリア部材と、を含んでなる差動減速機であって、前記第１外歯歯車は中心に貫通孔が設けられ、前記第１外歯歯車は前記貫通孔に配置された複数のころを介して前記第１偏心部に外装され、前記第２外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記複数のころの一部と重なることを特徴とするものである。

請求項１記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車のピン孔の少なくとも一部分は、軸方向から見て第２外歯歯車の歯底面よりも外側に突出する。このため、第１外歯歯車のピン孔に潤滑剤が供給され易くなる。

また、請求項２記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車のピン孔の少なくとも一部分は、軸方向から見て第２外歯歯車の歯先面よりも外側に突出する。このため、第１外歯歯車のピン孔に、潤滑剤がより供給され易くなる。

また、請求項３記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車のピン孔に繋がっている側面と、第２外歯歯車のピン孔に繋がっている側面とが摺動するような構成においても、ピン孔に潤滑剤が供給され易くなる。

また、請求項４記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車の貫通孔に配置された複数のころのうちの一部分と、第２外歯歯車のピン孔の一部分とが、軸方向から見て重なる。このため、第１外歯歯車側から第２外歯歯車のピン孔に向かって潤滑剤が供給され易くなる。

また、請求項５記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車及び第２外歯歯車にインボリュート歯形の低歯を採用しているため、並歯と比較して歯たけが小さくなり、歯底円が大きくなる。このため、ピン孔を大きくすることができ、ピン孔に潤滑剤が供給され易くなる。

また、請求項６記載の差動減速機によれば、第１外歯歯車の貫通孔に配置された複数のころのうちの一部分と、第２外歯歯車のピン孔の一部分とが、軸方向から見て重なる。このため、第１外歯歯車側から第２外歯歯車のピン孔に向かって潤滑剤が供給され易くなる。

第１実施形態における差動減速機の中央縦断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 第２実施形態における差動減速機のＡ部拡大図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である差動減速機１の中央縦断面図である。

差動減速機１は、第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂが内歯歯車４と噛み合いながら偏心回転する偏心搖動型の減速機である。差動減速機１は、第１外歯歯車３ａと第２外歯歯車３ｂとケーシング５とキャリア６と入力軸７とを備えている。ケーシング５は、内周面に内歯歯車４を一体に設けた円筒状の中ケース８と、中ケース８における軸方向の一方の端面（出力側、図１の左側）に配置される円筒状の外ケース９と、他方の端面（入力側、図１の右側）に配置される円盤状のケースカバー１０とから成り、中ケース８、外ケース９、及びケースカバー１０は、ケースカバー１０側から中ケース８を貫通して外ケース９に螺合される複数のボルト１２，１２・・により一体に結合されている。外ケース９はクロスローラベアリング１１の外輪も兼ねている。

キャリア６は、第１キャリア部材６ａと第２キャリア部材６ｂとで構成されている。第１キャリア部材６ａは、外ケース９の内側にクロスローラベアリング１１を介して回転可能に軸支されている。第１キャリア部材６ａはクロスローラベアリング１１の内輪も兼ねている。第１キャリア部材６ａにおける外側の端面には、図示しない複数のボルト孔が形成され、該ボルト孔を利用して、相手側装置と連結される。

ケーシング５の内側には、２個のボールベアリング１３，１３を介して、中空筒状の入力軸７が、内歯歯車４の軸線と同軸で、第１キャリア部材６ａ及び第２キャリア部材６ｂに回転可能に軸支されている。入力軸７において、ボールベアリング１３，１３の間には、軸方向の出力側から順に第１偏心部１４ａ及び第２偏心部１４ｂが隣接して形成されている。第１偏心部１４ａと第２偏心部１４ｂとは、外径及び偏心量δ１が互いに等しく、偏心方向が互いに１８０度異なる位相となっている。第１偏心部１４ａ及び第２偏心部１４ｂには、全周に亘って配設される横断面円形状の複数のころ１５，１５・・からなるニードルベアリング１６が設けられている。第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂは、中心に貫通穴１７が形成され、貫通穴１７の内周面にニードルベアリング１６が配置される。ニードルベアリング１６を介して、第１偏心部１４ａには第１外歯歯車３ａが、第２偏心部１４ｂには第２外歯歯車３ｂがそれぞれ回転可能に外装されている。入力軸７における軸方向の入力側の端面には、複数のボルト孔が形成されている。

第１キャリア部材６ａにおける軸方向の他方には、第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂが配置され、第１キャリア部材６ａと第２キャリア部材６ｂとで、第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂを挟むようになっている。第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂは、内歯歯車４の歯数よりも僅かに少ない歯数を有して内歯歯車４に偏心位置で内接している。第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂは、それぞれ形状が同じ歯車であり、軸心がそれぞれ互いに１８０度異なる位置に配置されている。

第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂには、入力軸７の軸線Ｏ１から偏心量δ１だけオフセットした軸線Ｏ２を中心とした同心円上に、複数の円形のピン孔１８が、周方向に等間隔で形成されて、このピン孔１８に、入力軸７の軸線Ｏ１を中心とした同心円上で当該軸線と平行に架設されるピン１９がそれぞれ遊挿されている。このピン１９の両端は、第１キャリア部材６ａ及び第２キャリア部材６ｂに設けられた孔に圧入され、ピン１９によって第１キャリア部材６ａ及び第２キャリア部材６ｂは一体に回転可能となっている。ピン１９の外周には筒状のメタル２０が外装され、第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂのピン孔１８の内周面には、メタル２０が接触している。

外ケース９と第１キャリア部材６ａとの間でクロスローラベアリング１１の外側には、オイルシール２１が配置されている。また、第１キャリア部材６ａと入力軸７との間でボールベアリング１３の外側には、オイルシール２２が配置されている。また、ケースカバー１０と入力軸７との間でボールベアリング１３の外側には、オイルシール２３が配置されている。オイルシール２１，２２，２３により、差動減速機１の内部空間が封止されている。

本形態においては、内歯歯車４、第１外歯歯車３ａ、及び第２外歯歯車３ｂには、いわゆるインボリュート歯形の低歯を採用している。ＪＩＳ（日本工業規格）（ＪＩＳ Ｂ ４３５０）「歯切工具―歯形及び寸法」によれば、インボリュート歯形の歯たけ（歯底から歯先までの高さ）が歯車のモジュールの２．２５倍のものを、最も標準的な歯形として「並歯」と定義している。歯たけがモジュールの２．２５倍よりも低いものを「低歯」と定義し、歯たけがモジュールの２．２５倍よりも高いものを「高歯」と定義している。本形態においては、歯たけがモジュールの約１倍である低歯の歯形を採用している。

図２は、図１のＡ部拡大図である。第１偏心部１４ａの偏心方向において、第１外歯歯車３ａのピン孔１８の外縁部は、軸方向から見て、第２外歯歯車３ｂの歯先面２４よりも外側に突出している。また、図示はしていないが第２偏心部１４ｂの偏心方向側も同様に、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８の外縁部は、軸方向から見て、第１外歯歯車３ａの歯先面よりも外側に突出している。

第１偏心部１４ａの偏心方向において、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７の外縁部は、軸方向から見て、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８と重なるようになっている。つまり、軸方向から見て、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７と、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８とが、連通している。つまり、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７に配置されたころ１５のうちの一部分は、軸方向から見て、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８の一部と重なっている。また、第１外歯歯車３ａの軸方向入力側の側面２６ａと、第２外歯歯車３ｂの軸方向出力側の側面２６ｂとは、僅かな隙間を開けて、互いに摺動するようになっている。

以上のように構成された差動減速機１において、図示しないモータによって入力軸７が回転することで、第１偏心部１４ａ及び第２偏心部１４ｂがそれぞれ対称的に偏心運動し、第１外歯歯車３ａ及び第２外歯歯車３ｂが内歯歯車４に内接した状態で偏心及び自転運動する。このため、各ピン孔１８も偏心及び自転運動するが、各ピン孔１８はメタル２０を含むピン１９よりも大径に形成されているので、各ピン１９はピン孔１８に内接した状態で相対的に偏心運動して偏心成分を吸収し、各ピン１９からは自転成分のみが取り出される。よって、ピン１９を介して第１キャリア部材６ａ及び第２キャリア部材６ｂが同期回転し、第１キャリア部材６ａに設けられた出力部から相手側装置に回転が伝達される。このとき、差動減速機１内に充填された潤滑剤は、オイルシール２１，２２，２３によって封止される。

このように、上記形態の差動減速機１によれば、第１外歯歯車３ａのピン孔１８の一部が、第２外歯歯車３ｂの歯先面２４よりも外方に突出しているため、第２外歯歯車３ｂ側から、第１外歯歯車３ａのピン孔１８に向かって、潤滑剤が流入し易くなる。このため、メタル２０の表面の潤滑状態を良好に保つことができる。

また、第１外歯歯車３ａの軸方向入力側の側面２６ａと、第２外歯歯車３ｂの軸方向出力側の側面２６ｂとが、互いに摺動するようになっており、つまり、第１外歯歯車３ａのピン孔１８に繋がっている周囲の側面と、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８に繋がっている周囲の側面とが摺動するような構成になっているが、第１外歯歯車３ａのピン孔１８の一部が、第２外歯歯車３ｂの歯先面２４よりも外方に突出しているため、第２外歯歯車３ｂ側から、第１外歯歯車３ａのピン孔１８に向かって、潤滑剤が流入し易くなる。このため、メタル２０の表面の潤滑状態を良好に保つことができる。

また、第１偏心部１４ａの偏心方向において、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７の外縁部は、軸方向から見て、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８と重なるようになっている。つまり、軸方向から見て、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７と、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８とが、連通している。このため、第１外歯歯車３ａの貫通孔１７から、第２外歯歯車３ｂのピン孔１８に向かって潤滑剤が流入し易くなり、メタル２０の行面の潤滑状態を良好に保つことができる。

また、本形態ではインボリュート歯形の低歯を採用している。このため、歯たけ（歯の高さ）の寸法が小さく、仮に同じモジュールの並歯の歯形を採用した場合と比較して、歯底円を大きくすることができる。このため、ピン孔１８を大きくし易い。また、言い換えるならば、仮に同じモジュールの並歯の歯形を採用した場合と比較して、歯先円を小さくすることができる。このため、歯先面２４よりもピン孔１８を突出させ易くすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。第２実施形態における差動減速機２の構造は、第１実施形態における差動減速機１の構造と略同じであるため、中央縦断面図は省略し、第１実施形態のＡ部拡大図に対応した部分の拡大図のみ示している。第２実施形態では、外歯歯車の歯数と、偏心量とが、第１実施形態とは異なる。第１外歯歯車３ａのピン孔１８の外縁部は、第２外歯歯車３ｂの歯先面２４よりも内側にあるが、第２外歯歯車３ｂの歯底面２５よりも外方に突出している。尚、上記を除く差動減速機２の構成と、動作とについては、上述の第１実施形態と同様なので、詳細な説明は省略する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得る。第１外歯歯車３ａのピン孔１８の外縁部は、第２外歯歯車３ｂの歯先面２４よりも径方向内側にあるが、第２外歯歯車３ｂの歯底面２５よりも外方に突出している。このため、第２外歯歯車３ｂ側から、第１外歯歯車３ａのピン孔１８に向かって、潤滑剤が流入し易くなる。このため、メタル２０の表面の潤滑状態を良好に保つことができる。

１，２ 差動減速機
３ａ 第１外歯歯車
３ｂ 第２外歯歯車
４ 内歯歯車
６ キャリア
７ 入力軸
１４ａ 第１偏心部
１４ｂ 第２偏心部
１５ ころ
１６ ニードルベアリング
１７ 貫通孔
１８ ピン孔
１９ ピン
２４ 歯先面
２５ 歯底面
２６ａ，２６ｂ 側面
Ｏ１ 入力軸の軸線
Ｏ２ 外歯歯車の軸線

Claims (6)

1. 内歯歯車と、
   前記内歯歯車を同軸で貫通し、第１偏心部及び第２偏心部が設けられた入力軸と、
   前記第１偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有する第１外歯歯車と、
   前記第２偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有し、前記第１外歯歯車に隣接して配置される第２外歯歯車と、
   各前記ピン孔に遊挿する複数のピンを同心円上に備えるキャリア部材と、
   を含んでなる差動減速機であって、
   前記第１外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て前記第２外歯歯車の歯底面よりも外側に突出する
   ことを特徴とする差動減速機。
2. 前記第１外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記第２外歯歯車の歯先面よりも外側に突出することを特徴とする請求項１に記載の差動減速機。
3. 前記第１外歯歯車の前記ピン孔に繋がっている側面と、前記第２外歯歯車の前記ピン孔に繋がっている側面とが摺動することを特徴とする請求項１または２に記載の差動減速機。
4. 前記第１外歯歯車は中心に貫通孔が設けられ、
   前記第１外歯歯車は前記貫通孔に配置された複数のころを介して前記第１偏心部に外装され、
   前記第２外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記複数のころの一部と重なることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の差動減速機。
5. 前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車の歯形は、インボリュート歯形であり、かつ低歯であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の差動減速機。
6. 内歯歯車と、
   前記内歯歯車を同軸で貫通し、第１偏心部及び第２偏心部が設けられた入力軸と、
   前記第１偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有する第１外歯歯車と、
   前記第２偏心部に外装され、前記内歯歯車に内接して噛合し、同心円上に複数のピン孔を有し、前記第１外歯歯車に隣接して配置される第２外歯歯車と、
   各前記ピン孔に遊挿する複数のピンを同心円上に備えるキャリア部材と、
   を含んでなる差動減速機であって、
   前記第１外歯歯車は中心に貫通孔が設けられ、
   前記第１外歯歯車は前記貫通孔に配置された複数のころを介して前記第１偏心部に外装され、
   前記第２外歯歯車の前記ピン孔の少なくとも一部分は、前記内歯歯車の軸方向から見て、前記複数のころの一部と重なる
   ことを特徴とする差動減速機。