JP2020051570A - Reduction gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は減速装置に関する。 The present invention relates to a speed reducer.
例えば特許文献1には、図10に示すように、ボール係合溝111が形成された入力板110及びボール係合溝121が形成された出力板120を軸方向に対向させて配置し、両ボール係合溝111,121に係合させたボール130を介して、入力板110から出力板120に回転トルクを伝達する減速装置が示されている。
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 10, an
具体的に、この減速装置は、共通の回転中心X周りに回転自在に設けられた入力板110及び出力板120と、これらの間に介在した複数のボール130と、ハウジング160に固定された保持器140とを備える。入力板110に設けられた第1のボール係合溝111は円形に形成され、出力板120に設けられた第2のボール係合溝121は波形に形成される(図11参照)。入力板110は、入力軸170の外周に偏心カム180を介して取り付けられ、これにより、円形の第1のボール係合溝111の曲率中心O1は、回転中心Xから偏心量aだけ偏心している。入力軸170が回転すると、入力板110が回転中心X周りに振れ回り半径aで公転し、これに伴って第1のボール係合溝111に係合したボール130が、保持器140に設けられたポケット141内で半径方向に往復動する。このボール130と波形の第2のボール係合溝121との接触力の回転方向の分力により、出力板120が回転する。
More specifically, the reduction gear transmission includes an
例えば、入力軸170の回転に伴って、入力板110の中心線O1が図11に示す位置から矢印方向に公転すると、回転中心Xよりも上方に位置するボール130(A)が波形の第2のボール係合溝121の外径側部分に押しつけられ、回転中心Xよりも下方に位置するボール130(B)が波形の第2のボール係合溝121の内径側部分に押しつけられる。このときのボール130から第2のボール係合溝121に付与される接触力の回転方向の分力F(矢印参照)により、出力板120が回転する。このように、上記の減速装置では、複数のボール130のうち、回転中心Xよりも上側のボール130(A)のみでなく、回転中心Xよりも下側のボール130(B)もトルク伝達に寄与するため、負荷容量の増大や振動軽減を図ることができる。
For example, when the center line O1 of the
しかし、上記の減速装置では、図12に示すように、ボール130と各ボール係合溝111,121とがアキシャル方向に対して傾斜した角度で接触するため、入力板110及び出力板120がボール130から受ける接触力F3’,F4’(ボール130に加わる接触力F3,F4の反力)は、ラジアル方向成分F3a’,F4a’及びアキシャル方向成分F3b’,F4b’を有する。このため、入力板110を支持する軸受151,152及び出力板120を支持する軸受153,154には、ラジアル・アキシャル両方向の荷重を受けられるものを使用する必要がある。このような軸受としては、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受が一般的であるが、これらの軸受は、ラジアル方向の許容不可と比べてアキシャル方向の許容不可が小さいため、ラジアル・アキシャル両方向の荷重に耐え得るものを選定しようとすると、軸受サイズが大きくなり、結果として減速装置全体のサイズが大きくなってしまう。また、ラジアル・アキシャル両方向の荷重が作用する環境下で軸受を使用すると、軸受内部におけるトルク損失が大きくなり、結果として減速装置全体の伝達効率が低下してしまう。
However, in the above-described speed reducer, as shown in FIG. 12, the
以上の事情から、本発明は、転動体を介して軸方向に回転トルクを伝達する減速装置において、装置全体の小型化を図ると共に、回転トルクの伝達効率の向上を図ることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to reduce the size of the entire device and to improve the transmission efficiency of the rotational torque in a speed reducer that transmits rotational torque in the axial direction via rolling elements.
前記課題を解決するために、本発明は、入力回転部と、前記入力回転部と同軸に配された出力回転部と、固定部材と、前記入力回転部に形成され、前記入力回転部及び前記出力回転部の回転中心から偏心した曲率中心を有する円に沿って設けられた第1の転動体係合溝と、前記固定部材に形成され、前記回転中心上に曲率中心を有するピッチ円に対して交互に交差する波形曲線に沿って設けられた第2の転動体係合溝と、軸方向に対向する前記第1の転動体係合溝と前記第2の転動体係合溝に係合する複数の転動体と、前記出力回転部に形成され、前記第1の転動体係合溝と前記第2の転動体係合溝との軸方向間で複数の転動体を周方向に保持する複数のポケットとを備えた減速装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an input rotating unit, an output rotating unit coaxially arranged with the input rotating unit, a fixed member, and the input rotating unit, wherein the input rotating unit and the input rotating unit are formed. A first rolling element engaging groove provided along a circle having a center of curvature eccentric from the center of rotation of the output rotating portion, and a pitch circle formed on the fixed member and having a center of curvature on the center of rotation. Rolling element engaging grooves provided along alternately intersecting waveform curves, and engaging the first rolling element engaging grooves and the second rolling element engaging grooves axially opposed to each other. And a plurality of rolling elements formed in the output rotating portion and circumferentially holding the plurality of rolling elements in an axial direction between the first rolling element engaging groove and the second rolling element engaging groove. A speed reducer having a plurality of pockets is provided.
このように、第2の転動体係合溝を固定部材に形成することにより、転動体と第2の転動体係合溝との間に発生する接触力を固定部材で支持することができるため、この接触力を支持するための軸受が不要となる。また、上記の減速装置では、入力回転部の回転に伴って、第1の転動体係合溝が偏心回転しながら転動体に係合することにより、転動体が、固定部材に形成された波形の第2の転動体係合溝に沿って移動する。この転動体が、出力回転部に設けられたポケットに周方向で係合することで、出力回転部を回転させる。このとき、転動体とポケットの周壁との間には周方向(回転方向)の接触力のみが生じるため、ポケットが設けられた出力回転部にはアキシャル方向の荷重は加わらない。これにより、出力回転部を支持する軸受は、ラジアル荷重のみを支持するもので足りるため、この軸受に加わる負荷が軽減されて、例えば図10に示す従来の減速装置における出力回転部(出力板120)を支持する軸受153,154と比べて軸受サイズを縮小することができると共に、軸受内部におけるトルク損失を低減することができる。
Since the second rolling element engaging groove is formed in the fixing member as described above, the contact force generated between the rolling element and the second rolling element engaging groove can be supported by the fixing member. Thus, a bearing for supporting this contact force is not required. Further, in the above-described reduction gear transmission, the first rolling element engaging groove engages with the rolling element while eccentrically rotating with the rotation of the input rotary unit, so that the rolling element forms a waveform formed on the fixed member. Move along the second rolling element engaging groove. The rolling element is rotated in a circumferential direction by engaging with a pocket provided in the output rotating section, thereby rotating the output rotating section. At this time, since only a circumferential (rotational) contact force is generated between the rolling element and the peripheral wall of the pocket, an axial load is not applied to the output rotating portion provided with the pocket. As a result, the bearing that supports the output rotating unit only needs to support the radial load, so that the load applied to the bearing is reduced. For example, the output rotating unit (output plate 120) in the conventional reduction gear transmission shown in FIG. ) Can be reduced in size as compared with the
両転動体係合溝に係合して軸方向にトルクを伝達する転動体としては、ボール又はローラを使用することができる。特に、転動体として、筒状の外周面を有するローラ(例えば、円筒ころ)を使用すれば、ローラの外周面と各転動体係合溝の側壁との間にアキシャル方向の荷重はほとんど生じない。このため、各転動体係合溝から上記の接触力を受ける入力回転部及び出力回転部を支持する軸受は、ラジアル荷重のみを支持するもので足りるため、耐久力を維持しつつ小型化することができる。また、軸受に加わる荷重がラジアル方向に限定されることで、軸受内部におけるトルク損失を低減することができる。 A ball or a roller can be used as a rolling element that engages with both rolling element engagement grooves and transmits torque in the axial direction. In particular, if a roller (for example, a cylindrical roller) having a cylindrical outer peripheral surface is used as a rolling element, a load in the axial direction hardly occurs between the outer peripheral surface of the roller and the side wall of each rolling element engaging groove. . Therefore, the bearings that support the input rotary unit and the output rotary unit that receive the above-described contact force from each rolling element engaging groove need only support the radial load, so that the size can be reduced while maintaining the durability. Can be. Further, since the load applied to the bearing is limited in the radial direction, torque loss inside the bearing can be reduced.
転動体としてローラを用いる場合、ローラの外周面と、前記第1の転動体係合溝、前記第2の転動体係合溝、及び前記ポケットとの接触部のうちの少なくとも一箇所に、摩擦低減部材(例えば、ニードル軸受又は滑り軸受)を設けることが好ましい。このように、ローラと各部材(入力回転部、出力回転部、又は固定部材)とを摩擦低減部材を介して接触させることで、これらを直接接触させる場合と比べて、接触部の摩擦損失が大幅に低減されるため、トルクの伝達効率がさらに高められる。 When a roller is used as a rolling element, friction is present on at least one of the outer peripheral surface of the roller and the first rolling element engaging groove, the second rolling element engaging groove, and the contact portion with the pocket. It is preferable to provide a reduction member (for example, a needle bearing or a slide bearing). As described above, by bringing the roller and each member (the input rotation unit, the output rotation unit, or the fixed member) into contact with each other via the friction reducing member, the friction loss of the contact unit is reduced as compared with the case where these members are brought into direct contact. Since it is greatly reduced, the torque transmission efficiency is further increased.
以上のように、波形の第2の転動体係合溝を有する部材を固定部材とすることで、第2の転動体係合溝と転動体との接触力を支持する軸受が不要となる。また、ポケットを有する部材を出力回転部とすることで、出力回転部を支持する軸受を小型化して減速装置全体を小型化すると共に、軸受内部のトルク損失を低減してトルク伝達効率を高めることができる。 As described above, by using the member having the corrugated second rolling element engaging groove as the fixing member, a bearing for supporting the contact force between the second rolling element engaging groove and the rolling element becomes unnecessary. In addition, by using a member having a pocket as an output rotating portion, the bearing that supports the output rotating portion can be reduced in size to reduce the overall size of the reduction gear transmission, and torque loss inside the bearing can be reduced to increase torque transmission efficiency. Can be.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係る減速装置1は、図1に示すように、入力回転部2と、出力回転部3と、転動体としてのボール4と、固定部材5と、これらを収容するハウジング6とを主に備える。図示例では、ハウジング6が、入力側(図1では左側)に設けられた第1ハウジング部材6aと、出力側(図1では右側)に設けられた第2ハウジング部材6bとで構成される。入力回転部2と出力回転部3とは同軸に配置され、共通の回転中心Xを有する。固定部材5は、ハウジング6に固定されている。
As shown in FIG. 1, a reduction gear transmission 1 according to one embodiment of the present invention includes an
入力回転部2は、入力軸7、偏心カム8、転がり軸受9および入力部材10を有する。入力軸7は、軸部7aと、軸部7aの入力側端部(図1では左端)付近に設けられたフランジ部7bとを有する。入力軸7は、ハウジング6に対して回転中心X周りに回転自在とされる。本実施形態では、フランジ部7bの外周面とハウジング6の第1ハウジング部材6aの内周面21との間に装着された転がり軸受11と、軸部7aの外周面と出力回転部3の内周面との間に装着された転がり軸受12とによって、入力軸7がハウジング6に対して回転自在に支持されている。偏心カム8は入力軸7の軸部7aの外周面に嵌合固定されている。偏心カム8の円筒形外周面8aの中心線O1は、回転中心Xに対して偏心量aだけ半径方向に偏心している。
The
入力部材10は、環状に形成され、図示例では、円筒部10aと、円筒部10aの出力側端部から内径向きに延びる円盤部10bとを有する。偏心カム8の円筒形外周面8aの中心線O1は、入力部材10の円筒部10a及び円盤部10bの中心線でもある。偏心カム8の円筒形外周面8aと入力部材10の円筒部10aの内周面との間には、転がり軸受9が装着される。これにより、入力部材10が偏心カム8に対して相対回転自在とされる。
The
入力軸7のフランジ部7b及び偏心カム8には、軽量化のための軸方向の貫通穴27,28が周方向複数箇所に形成されている。また、入力回転部2には、偏心カム8を介して振れ回る軸受9及び入力部材10の回転時の重量バランスを改善するために、バランサ26が設けられる。バランサ26の重心は、回転中心Xに対して、入力部材10の中心線O1の偏心方向と180°位相が異なる方向に偏心して設けられる。図示例では、バランサ26が偏心カム8の外周面に固定され、軸受9と軸受11の軸方向間に配置される。
In the
固定部材5は、環状を成し、ボルト23等の適宜の手段によりハウジング6の第2ハウジング部材6bに固定される。入力部材10と固定部材5とは、所定の間隔で軸方向に並べて配置される。入力部材10及び固定部材5の互いに軸方向で対向する側面には、それぞれ第1の転動体係合溝13及び第2の転動体係合溝16が形成される。
The fixing
図2に示すように、入力部材10の円盤部10bに形成された第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1は、半径rの円形に形成される。第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1の曲率中心は、偏心カム8の円筒形外周面8aおよび入力部材10の中心線O1と一致する。すなわち、軌道中心線L1の曲率中心(すなわち中心線O1)は、入力回転部2の回転中心Xに対して偏心量aだけ偏心している。この第1の転動体係合溝13と係合することにより、各ボール4が、周方向(軌道中心線L1に沿う方向)に移動可能な状態で所定の半径方向位置に保持される。尚、第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1とは、第1の転動体係合溝13に沿ってボール4を移動させたときのボール4の中心の軌跡を意味する。
As shown in FIG. 2, the track center line L1 of the first rolling
図3に示すように、固定部材5に形成された第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2は、回転中心Xを中心とした基準ピッチ円Cに対して一定のピッチで交互に交差する波状曲線で形成される。すなわち、第2の転動体係合溝16は、回転中心Xとの距離Rが基準ピッチ円半径PCRに対して増減変動する波状曲線で形成される。本実施形態では、軌道中心線L2の波状曲線に、回転中心Xとの距離Rが基準ピッチ円半径PCRより大きい山部が10個、回転中心Xとの距離Rが基準ピッチ円半径PCRより小さい谷部が10個設けられる。尚、第2の転動体係合溝16の軌道中心線とは、第2の転動体係合溝16に沿ってボール4を移動させたときのボール4の中心の軌跡を意味する。
As shown in FIG. 3, the track center line L2 of the second rolling
図1に示すように、出力回転部3は、出力部材として機能する円盤部3aと、出力軸として機能する軸部3bとを備える。図示例では、円盤部3aと軸部3bとが別体に形成される。また、軸部3bが、円筒部3b1と、円筒部3b1の開口部を閉塞する蓋部3b2とを別体に有する。蓋部3b2には、減速された回転を伝達すべき他の部材が連結される連結部が設けられる。出力回転部3は、ハウジング6に対して回転中心X周りに回転自在とされる。本実施形態では、軸部3bの円筒部3b1の外周面と固定部材5の内周面との間に装着された転がり軸受14と、軸部3bの円筒部3b1の内周面と入力軸7の軸部7aの外周面との間に装着された転がり軸受12とにより、出力回転部3がハウジング6に対して回転自在に支持されている。図示例では、2個の転がり軸受12が軸方向に並べて配置される。
As shown in FIG. 1, the
出力回転部3の円盤部3aは、ボール4を保持する複数のポケット17を有する。本実施形態では、図4に示すように、ポケット17が、両回転部材2,3の回転中心Xを中心に径方向に放射状に延びる長穴で形成されている。図示例では、各ポケット17が円盤部3aの外周面に開口している。ポケット17は、周方向に等間隔に形成され、各ポケット17にボール4が1個ずつ配置されている。ポケット17の個数(すなわちボール4の個数)は、軌道中心線L2の波状曲線の山部又は谷部の個数(10個)より1個多い11個である。図5に示すように、ボール4は、各ポケット17内で、基準ピッチ円Cを中心として半径方向に所定量mの範囲で移動することができる。本実施形態では、各ポケット17の周壁に、周方向に対向する一対の平行な平坦面17aが設けられ、この平坦面17aの周方向間隔が、ボール4の外径と略同等(僅かに大径)とされる。これにより、各ボール4が、各ポケット17により、半径方向移動可能な状態で所定の周方向位置に保持される。
The
図6に示すように、入力回転部2と出力回転部3とは共通の回転中心Xを有し、この回転中心X上に固定部材5の軸心が配置されている。入力部材10に形成された第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1の曲率中心O1は、回転中心Xに対して偏心量aだけ偏心している。出力回転部3の各ポケット17内に配置されたボール4が、ポケット17から入力側(図中左側)及び出力側(図中右側)に突出した状態となり、この突出部分が入力部材10の第1の転動体係合溝13及び固定部材5の第2の転動体係合溝16に係合する。尚、図6では、各部材を模式的に示しており、例えば、ポケット17を、出力回転部3の円盤部3aの外周面に開口していない長穴で表している。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態の減速装置1では、第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2の山部の個数が10個(谷部の個数も同様に10個)で、ボール4の個数が11個であるので、次式により求められる減速比iは1/11となる。
減速比i=(ボール個数−山部の個数)/ボールの個数
なお、山部の個数はボールの個数±1とされ、減速比iがマイナスの値となる場合は、入力回転部2の回転方向に対して出力回転部3の回転方向が逆であることを意味する。
In the reduction gear transmission 1 of the present embodiment, the number of peaks on the track center line L2 of the second rolling
Reduction ratio i = (number of balls−number of ridges) / number of balls The number of ridges is the number of balls ± 1. If the reduction ratio i is a negative value, the rotation of the
第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2の形状は、入力回転部2から出力回転部3に減速された回転運動が同期回転で伝達されるように設定される。具体的に、減速装置1の減速比をiとしたとき、入力軸7の回転角θにおいて、出力回転部3が回転角iθの状態で、第1の転動体係合溝13に係合したボール4が第2の転動体係合溝16に係合してトルクを伝達するように、第2の転動体係合溝16の形状が設定される。詳しくは、入力回転部2及び出力回転部3の回転中心Xと第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2との距離Rが下記の式(1)を満たすように、第2の転動体係合溝16の形状が設定される。
R=a・cos(ψ/i)+√{r2−(a・sin(ψ/i))2}・・・(1)
但し、
R:回転中心Xと第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2との距離
a:回転中心Xに対する第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1の中心O1の偏心量
i:減速比
ψ:出力回転部3の回転角
r:第1の転動体係合溝13の軌道中心線L1の半径
The shape of the trajectory center line L2 of the second rolling
R = a · cos (ψ / i) + {r 2 − (a · sin (ψ / i)) 2 } (1)
However,
R: distance between rotation center X and track center line L2 of second rolling element engaging groove 16 a: eccentric amount i of center O1 of track center line L1 of first rolling
入力部材10、出力部材(出力回転部3の円盤部3a)、及び固定部材5のうち、少なくともボール4と接触する第1の転動体係合溝13の側壁、第2の転動体係合溝16の側壁、及びポケット17の周壁は、ボール4との表面硬度差による摩耗を低減するために、ボール4の表面と同程度の表面硬度を付与することが好ましい。例えば、第1の転動体係合溝13の側壁、第2の転動体係合溝16の側壁、及びポケット17の周壁の表面硬度を、HRC50〜60の範囲内とすることが好ましい。具体的には、入力部材10、出力部材、及び固定部材5を、S45CやS50Cなどの機械構造用炭素鋼や、SCM415やSCM420などの機械構造用合金鋼を用いて形成し、これに全体熱処理又は浸炭熱処理を行うことで、上記の表面硬度を得ることができる。あるいは、上記の各部材を、SUJ2などの軸受鋼を用いて形成し、これに全体熱処理又は高周波熱処理を行うことでも、上記の表面硬度を得ることができる。
At least one of the
次に、本実施形態の減速装置1の動作を要約して説明する。図1に示す入力回転部2の入力軸7を回転させると、入力部材10が、回転中心Xを中心に振れ回り半径aで公転運動を行う。その際、入力部材10は、入力軸7に設けられた偏心カム8に対して回転自在であるので、自転運動をほとんど行わない。これにより、第1の転動体係合溝13とボール4との間の相対的な摩擦量が低減され、回転トルクの伝達効率が高められる。
Next, the operation of the reduction gear transmission 1 of the present embodiment will be summarized and described. When the
入力部材10が公転運動を行うと、円形の第1の転動体係合溝13に係合する各ボール4が、固定部材5に形成された第2の転動体係合溝16に沿って移動する。詳しくは、入力部材10の中心線O1が図4に示す位置から矢印方向に公転すると、図7に示すように、入力部材10に形成された第1の転動体係合溝13がボール4に係合して、ボール4に略上向きの接触力F1が作用する。このボール4が、第2の転動体係合溝16と係合することで、第2の転動体係合溝16にボール4との接触力F2’が作用すると同時に、ボール4に、第2の転動体係合溝16との接触による接触力F2が作用する。この接触力F2の周方向成分F2aにより、ボール4が第2の転動体係合溝16に沿って周方向に移動する。このボール4が、出力回転部3のポケット17と周方向に係合し、これにより生じる接触力F3’が、出力回転部3を入力軸7と同方向に回転させる力として作用する(図4参照)。
When the
出力回転部3を回転させる力(すなわち、ボール4から出力回転部3のポケット17に作用する接触力F3’≒ボール4が第2の転動体係合溝16から受ける接触力F2の周方向成分F2a)は、ボール4と波形の第2の転動体係合溝16との接触状態によって変化するため、各々のボール4の位置によって大きさが異なる(図4参照)。ボール4は、入力回転部2及び出力回転部3の回転中心Xを中心として配置されているため、出力回転部3を回転させる力は、回転中心Xを中心に分布される。具体的に、波形の第2の転動体係合溝16のうち、山部の頂部と谷部の頂部との中央付近(回転中心Xを中心としたピッチ円に対する傾斜角度が大きい部位)に接触する図中上下両端のボール4は、出力回転部3を回転させる力が大きく、波形の第2の転動体係合溝16の山部の頂部又は谷部の頂部付近(回転中心Xを中心としたピッチ円に対する傾斜角度が小さい部位)に接触する図中左右両端のボール4は、出力回転部3を回転させる力が小さい。
A force for rotating the output rotation unit 3 (that is, a contact force F3 ′ acting on the
上記の減速装置1では、ボール4と第2の転動体係合溝16との接触力F2’は、ハウジング6に固定された固定部材5で支持されるため、この接触力F2’を支持する大型の軸受が不要となる。また、ボール4が、半径方向に往復動しながらポケット17と回転方向で係合することで、ボール4から出力回転部3に回転方向の接触力F3’のみが加わる。このように、接触力F3’の方向が回転方向に限定されることで、出力回転部3を支持する軸受12,14を小型化し、ひいては減速装置1の小型化が図られると共に、軸受内部におけるトルク損失が低減され、減速装置1のトルク伝達効率が高められる。
In the reduction gear transmission 1 described above, the contact force F2 ′ between the
上記のように、トルク伝達時には、出力回転部3の円盤部3aのうち、ポケット17間に設けられた柱部に、ボール4との接触による周方向の接触力F3’が加わる。従って、円盤部3aのポケット17間に設けられた柱部が、ボール4から受ける接触力F3’により損傷することが懸念される。特に、減速比を大きくするためにポケット17の数(すなわちボール4の数)を多くすると、ポケット17間の柱部の周方向幅が細くなるため、ボール4との接触力F3’により柱部が損傷する懸念が高まる。
As described above, at the time of torque transmission, a circumferential contact force F <b> 3 ′ due to contact with the
この点に関し、本実施形態では、図4に示すように、回転中心Xよりも上側のボール4だけでなく、回転中心Xよりも下側のボール4にもポケット17との接触力F3’が作用し、トルク伝達に寄与する。このため、例えば回転中心Xよりも上側のボール4だけでトルク伝達を行う場合と比べて、各ボール4から円盤部3aに加わる接触力F3’が分散されるため、円盤部3aの各柱部に加わる荷重が軽減される。また、本実施形態では、上述のように、円盤部3aの材料選択や熱処理により、ポケット17の周壁の表面硬度をHRC50以上まで高めている。以上により、出力回転部3の円盤部3aのポケット17間の柱部の耐久性が高められ、あるいは、柱部の耐久性を維持しながら負荷容量を高めることができる。
In this regard, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, not only the
こうして、入力回転部2の入力軸7に入力された回転が、ボール4を介して出力回転部3に伝達される。その際、入力回転部2及び出力回転部3の回転中心Xと第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2との距離Rが上記の式(1)を満たすように、第2の転動体係合溝16の軌道中心線L2が設計されていることで、出力回転部3は入力軸7に対して減速された回転数で常に同期して回転する。
Thus, the rotation input to the
本発明の実施形態は上記に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については説明を省略する。 Embodiments of the present invention are not limited to the above. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described, but the description of the same points as the above embodiments will be omitted.
図8に示す実施形態では、両転動体係合溝13、16に係合する転動体として、筒状の外周面を有するローラ25を使用している。図示例では、ローラ25として円筒ころを使用している。入力軸7が回転すると、ローラ25の外周面が両転動体係合溝13,16の外径側あるいは内径側の側壁と接触しながら、ローラ25を介して出力回転部3に回転が伝達される。ローラ25の軸方向両端面と両転動体係合溝13,16の底面とは、接触させてもよいし、これらの間に軸方向隙間を設けてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 8, a
この実施形態では、ローラ25の外周面と各転動体係合溝13,16と間に生じる接触力の方向が、アキシャル方向と直交する方向となる。これにより、入力部材10を支持する軸受9や、入力軸7を支持する軸受11,12(図1参照)に加わる荷重の方向が限定されるため、ラジアル・アキシャル両方向の荷重が加わる場合と比べて、耐久性を維持しつつ軸受を小型化でき、ひいては減速装置1全体をさらに小型化することができる。また、軸受9,11,12に加わる荷重がラジアル方向に限定されることで、これらの軸受の内部におけるトルク損失が小さくなるため、回転トルクの伝達効率がさらに高められる。
In this embodiment, the direction of the contact force generated between the outer peripheral surface of the
尚、ローラ25は、円筒ころに限らず、例えば外周面の軸方向中央が若干大径となった樽型ころや、外周面がテーパ状の円すいころを用いてもよい。これらの場合、ローラ25を介して入力回転部2に若干のアキシャル荷重が加わるが、その大きさは転動体としてボールを用いる場合よりも小さいため、入力回転部2を支持する軸受を小型化する効果を得ることができる。
Note that the
上記のように転動体としてローラ25を用いる場合、図9に示すように、ローラ25の外周面と、第1の転動体係合溝13、第2の転動体係合溝16、及びポケット17との接触部に摩擦低減部材30を設けてもよい。摩擦低減部材30としては、例えばニードル軸受や滑り軸受(例えば焼結含油軸受)を使用することができる。このように、ローラ25と、第1の転動体係合溝13,第2の転動体係合溝16、及びポケット17とが摩擦低減部材30を介して接触することで、各接触部における摩擦損失が大幅に低減されるため、トルクの伝達効率が向上する。
When the
尚、上記のように、ローラ25と、第1の転動体係合溝13、第2の転動体係合溝16、及びポケット17の3要素の全てとの接触部に摩擦低減部材30(ニードル軸受あるいは滑り軸受)を設けることが最も効果的であるが、ローラ25と上記の3要素のうちの少なくとも1要素との接触部に摩擦低減部材30を設ければ、摩擦損失の低減によるトルクの伝達効率の向上効果が得られる。特に、ローラ25と、上記の3要素のうちの少なくとも2要素との接触部に摩擦低減部材30を設ければ、残りの1要素との接触が転がり接触となるため、トルクの伝達効率の向上効果が高まる。
As described above, the friction reducing member 30 (needle) is provided at the contact portion between the
また、上記の実施形態では、第1の転動体係合溝13が全周で連続している場合を示したが、これに限らず、第1の転動体係合溝13を、例えば、中心線O1を中心とした円に沿って形成された複数(例えば転動体と同数)の円弧状の溝で構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the first rolling
また、上記の実施形態では、入力部材10は、入力軸7に設けられた偏心カム8に対して回転自在としたが、入力部材10と入力軸7とを一体に回転する構成としてもよい。また、上記の実施形態では、入力軸7に別体の偏心カム8を嵌合させた構成を例示したが、これに限られず、入力軸7と偏心カム8とを一体品としてもよい。また、上記の実施形態では、出力回転部3の円盤部3a、軸部3bの円筒部3b1及び蓋部3b2を、製造上の都合により別体に形成しているが、これに限らず、例えば円盤部3aと軸部3bの円筒部3b1とを一体品としてもよい。
Further, in the above embodiment, the
上記実施形態では、減速比iの大きさが1/11の減速装置1に本発明を適用した場合を例示したが、これに限らず、本発明は、例えば1/5〜1/50の範囲内の任意の大きさの減速比を有する減速装置に好適に適用することができる。この場合は、減速比iに応じて、転動体係合溝の軌道中心線の波状曲線の山部/谷部の数や、固定部材のポケットおよびローラの数を適宜設定すればよい。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the speed reducer 1 in which the magnitude of the speed reduction ratio i is 1/11 has been exemplified. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be suitably applied to a reduction gear having a reduction ratio of an arbitrary size of the above. In this case, the number of peaks / valleys of the wavy curve of the orbital center line of the rolling element engaging groove, and the number of pockets and rollers of the fixing member may be appropriately set according to the reduction ratio i.
1 減速装置
2 入力回転部
3 出力回転部
3a 円盤部(出力部材)
4 ボール(転動体)
5 固定部材
6 ハウジング
7 入力軸
8 偏心カム
10 入力部材
13 第1の転動体係合溝
16 第2の転動体係合溝
17 ポケット
25 ローラ(転動体)
30 摩擦低減部材
F1,F1’ ボールと第1の転動体係合溝との接触力
F2,F2’ ボールと第2の転動体係合溝との接触力
F3,F3’ ボールとポケットとの接触力
L1 第1の転動体係合溝の軌道中心線
L2 第2の転動体係合溝の軌道中心線
O1 第1の転動体係合溝の軌道中心線の曲率中心(入力部材の中心線)
X 入力回転部及び出力回転部の回転中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4 ball (rolling element)
5 Fixing member 6
30 Friction reducing members F1, F1 'Contact force F2 between ball and first rolling element engaging groove F2, Contact force F2 between ball and second rolling element engaging groove F3, F3' Contact between ball and pocket Force L1 Track center line L2 of first rolling element engaging groove Track center line O1 of second rolling element engaging groove Center of curvature of track center line of first rolling element engaging groove (center line of input member)
X Rotation center of input rotation part and output rotation part
Claims (5)
The reduction gear according to claim 4, wherein the friction reducing member is a needle bearing or a slide bearing.
Priority Applications (4)
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- 2018-09-28 JP JP2018183654A patent/JP2020051570A/en active Pending
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