JP2020112262A - 減速機 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の減速機1は、
・前記入力側回転体5と共に回動する偏心カム6と、
・前記偏心カム6に相対回動可能に嵌合され、前記入力側回転体5の回転軸心CLに対して偏心した状態で回動する前記偏心カム6によって揺動させられる第1揺動体10Aと、
・前記偏心カム6に相対回動可能に嵌合され、前記入力側回転体5の回転軸心CLに対して偏心した状態で回動する前記偏心カム6によって揺動させられ、且つ、前記第1揺動体10Aに対して180°位相がずれた状態で揺動させられる第2揺動体10Bと、
・前記第1揺動体10Aと前記第2揺動体10Bの外周に跨って接し、前記第1揺動体10Aと前記第2揺動体10Bの揺動運動によって揺動させられる複数の丸棒状のピン3と、
・前記入力側回転体5の回転軸心CLから放射状に延びる方向を径方向とし、前記入力側回転体5の回転軸心CLを中心とする仮想円の円周に沿った方向を周方向とすると、前記第1揺動体10Aと前記第2揺動体10Bとによって揺動運動させられる前記ピン3の一端側を前記径方向に沿ってスライド移動させる径方向溝4が少なくとも前記ピン3と同数形成された第1径方向溝形成体2Aと、
・前記第1揺動体10Aと前記第2揺動体10Bとによって揺動運動させられる前記ピン3の他端側を前記径方向に沿ってスライド移動させる径方向溝4が少なくとも前記ピン3と同数形成され、前記第1径方向溝形成体2Aと一体化される第2径方向溝形成体2Bと、
・前記第1揺動体10A及び前記第2揺動体10Bの径方向外方側に位置し、前記径方向溝4に沿ってスライド移動させられる前記ピン3と接触する波形状凹部28が前記周方向に沿って形成された波形状凹部形成体13と、を有している。
そして、前記第1径方向溝形成体2A及び第2径方向溝形成体2Bと前記波形状凹部形成体13とのいずれか一方は、被固定部材に固定されている。また、前記第1径方向溝形成体2A及び第2径方向溝形成体2Bと前記波形状凹部形成体13とのいずれか他方は、前記第1径方向溝形成体2A及び第2径方向溝形成体2Bと前記波形状凹部形成体13とのいずれか一方、前記第1揺動体10A、及び第2揺動体10Bと相対回動可能に配置されている。また、前記波形状凹部28は、前記径方向溝4の溝数をZaとし、前記波形状凹部28の数をZbとすると、ZaとZbとの差が1になるように、前記波形状凹部形成体13の前記周方向に沿って複数形成されている。
図1から図5は、本発明の実施形態に係る減速機1を示す図である。なお、図1は、本発明の実施形態に係る減速機1を分解して斜め上方から見て示す外観斜視図である。また、図2(a)は減速機1の正面図であり、図2(b)は減速機1の側面図あり、図2(c)は減速機1の背面図である。また、図3は、図2(a)のA1−A1線に沿って切断して示す減速機1の断面図である。また、図4(a)は正面側の第1径方向溝形成体2Aを取り外して示す減速機1の正面図であり、図4(b)は正面側の第1径方向溝形成体2Aを取り外して示す減速機1の側面図である。また、図5(a)は図2(a)のA2−A2線に沿って切断して示す減速機1の断面図、図5(b)は各ピン3の一端側の揺動設定点P1と第1径方向溝形成体2Aの各径方向溝4との関係を簡略化して示す図、図5(c)は各ピン3の他端側の揺動設定点P2と第2径方向溝形成体2Bの各径方向溝4との関係を簡略化して示す図である。
図1から図5に示すように、本実施形態に係る減速機1は、駆動軸(入力側回転体)5と一体に回動する偏心カム6と、偏心カム6と一体に回動する一対の入力スリーブ7,7と、偏心カム6の外周面に軸受け8を介して相対回動可能に取り付けられた一対の揺動体(第1揺動体10A、第2揺動体10B)と、入力スリーブ7の外周側に軸受け11を介して回動可能に嵌合され且つ第1揺動体10Aの外側面12に対向するように配置された第1径方向溝形成体2Aと、入力スリーブ7の外周側に軸受け11を介して回動可能に嵌合され且つ第2揺動体10Bの外側面12に対向するように配置された第2径方向溝形成体2Bと、一対の揺動体(第1揺動体10A、第2揺動体10B)の径方向外方側に配置され且つ被固定部材(図示せず)に固定される波形状凹部形成体13と、一対の揺動体(第1揺動体10A、第2揺動体10B)の外周面に跨るように配置された複数の丸棒状のピン3と、を有している。なお、この減速機1の説明で使用する径方向とは、駆動軸5の回転軸心CLに直交する仮想平面において、駆動軸5の回転軸心CLから放射状に延びる方向をいうものとする。また、この減速機1の説明で使用する周方向とは、駆動軸5の回転軸心CLに直交する仮想平面において、駆動軸5の回転軸心CLを中心とする仮想円の円周に沿った方向をいうものとする。
図3、図5、及び図8に示すように、偏心カム6は、軸穴14に駆動軸5が回り止めした状態で嵌合されている。偏心カム6の軸穴14は、回転軸心CLに沿って偏心カム6を貫通しており、回転軸心CLに直交する断面形状がD形状になっている。この軸穴14に嵌合される駆動軸5は、回転軸心CLに直交する断面形状がD形状になっている。また、偏心カム6は、回転軸心CLに沿った方向の中央に回転軸心CLと同心の円環状の鍔部15が形成され、鍔部15を境にして回転軸心CLに沿った一方側に第1偏心カム部6Aが形成され、鍔部15を境にして回転軸心CLに沿った他方側に第2偏心カム部6Bが形成されている。この第1偏心カム部6Aと第2偏心カム部6Bは、回転軸心CLに対する偏心量が等しく、回転軸心CLを中心とした回転対称の位置関係にある(回転軸心CLの回りに180°ずれて位置している)。そして、第1偏心カム部6Aの外周面には、軸受け11を介して第1揺動体10Aが相対回動できるように取り付けられている。また、第2偏心カム部6Bの外周面には、軸受け11を介して第2揺動体10Bが相対回動できるように取り付けられている。また、この第1偏心カム部6Aの軸方向端面及び第2偏心カム部6Bの軸方向端面には、回転軸心CLに沿って延びる雌ねじ16が形成されている。そして、第1偏心カム部6Aには、入力スリーブ7が雌ねじ16に螺合するボルト17によって固定される。また、第2偏心カム部6Bには、入力スリーブ7が雌ねじ16に螺合するボルト17によって固定されている。
図3、図5、及び図9に示すように、一対の入力スリーブ7は、軸穴20が駆動軸5に嵌合され、偏心カム6にボルト17で固定されることにより、駆動軸5及び偏心カム6と一体に回動する。そして、この一対の入力スリーブ7,7の外周面には、第1径方向溝形成体2A又は第2径方向溝形成体2Bが軸受け11を介して取り付けられている。これにより、一対の入力スリーブ7,7の一方は、第1径方向溝形成体2Aが駆動軸5の回転軸心CLを中心として円滑に回動できるように支えている。一対の入力スリーブ7,7の他方は、第2径方向溝形成体2Bが駆動軸5の回転軸心CLを中心として円滑に回動できるように支えている。なお、図9に示すように、入力スリーブ7は、ボルト17の頭部を収容するための座繰り穴21aと、ボルト17の軸部が挿通されるボルト軸穴21bとが形成されている。
図1、図3から図5、図10、及び図11に示すように、揺動体10A(10B)は、ボス部22の外周側に円板状部23が一体に形成され、ボス部22に偏心カム取付穴24が形成されている。この揺動体10A(10B)は、説明の都合上、第1偏心カム部6Aに軸受け8を介して嵌合されるものを第1揺動体10Aとし、第2偏心カム部6bに軸受け8を介して嵌合されるものを第2揺動体10Bとする。この第1揺動体10Aと第2揺動体10Bは、同一形状のものが背中合わせの状態で配置され、第1揺動体10Aと第2揺動体10Bとが180°位相がずれた状態で揺動させられる。また、第1揺動体10Aと第2揺動体10Bの外周側には、丸棒状のピン3が跨って接している。また、第1揺動体10Aと第2揺動体10Bの外周側には、偏心カム6の偏心量に応じたピン3の揺動角(θ)と同様の傾斜角度に形成された第1ピン支持凹所25と第2ピン支持凹所26とが形成されている。
図1から図5、及び図12に示すように、径方向溝形成体(出力側回転体)2は、第1揺動体10A及び第2揺動体10Bを挟んで対向するように一対配置されている。この一対の径方向溝形成体2,2の一方は、第1揺動体10Aの外側面12に対向するように配置され、入力スリーブ7に軸受け11を介して嵌合される。また、一対の径方向溝形成体2,2の他方は、第2揺動体10Bの外側面12に対向するように配置され、入力スリーブ7に軸受け11を介して嵌合される。なお、以下の説明において、第1揺動体10Aの外側面12に対向するように配置される径方向溝形成体2は、適宜第1径方向溝形成体2Aと呼称する。また、第2揺動体10Bの外側面12に対向するように配置される径方向溝形成体2は、適宜第2径方向溝形成体2Bと呼称する。
図1から図5、及び図13に示すように、波形状凹部形成体13は、全体が円環状に形成されている。そして、この波形状凹部形成体13は、一対の径方向溝形成体2,2の間で且つ第1揺動体10A及び第2揺動体10Bの径方向外方側に配置される径方向内方部分51と、一対の径方向溝形成体2,2の外周面に係合されるリングを有する径方向外方部分52と、を有している。径方向外方部分52は、舌片状の固定部53が周方向に沿って3箇所形成され、3箇所の固定部53が図外の固定部材に固定される。その結果、波形状凹部形成体13は、一対の径方向溝形成体2,2、第1揺動体10A及び第2揺動体10Bと相対回動するようになっている。
以上のように構成された本実施形態に係る減速機1は、駆動軸5が1回転すると、第1揺動体10A及び第2揺動体10Bが偏心カム6によって揺動させられ、第1揺動体10Aと第2揺動体10Bとによってピン3が1ストローク分だけピン揺動支点部27を支点として揺動(首振り)させられる。これにより、ピン3の一端側が第1径方向溝形成体2Aの径方向溝4内を1往復すると共に、ピン3の一端側が波形状凹部形成体13の第1波形状凹部部分28a内を周方向に沿って移動する。また、ピン3の他端側が第2径方向溝形成体2Bの径方向溝4内を1往復すると共に、ピン3の他端側が波形状凹部形成体13の第2波形状凹部部分28b内を周方向に沿って移動する。
以上のような本実施形態に係る減速機1は、駆動軸(入力側回転体)5の回転軸心CLに対して第1揺動体10A及び第2揺動体10Bが揺動させられるものの、揺動する第1揺動体10A及び第2揺動体10Bによって第1径方向溝形成体2A及び第2径方向溝形成体2Bが偏心回動させられないため、従来のサイクロイド減速機100で設けられた偏心運動吸収機構(例えば、オルダム継ぎ手)108を別途設けることなく、第1径方向溝形成体2A及び第2径方向溝形成体2Bから回転を取り出すことができ、構造を簡単化できると共に小型化することができる。
図14は、上記実施形態に係る揺動体10(第1揺動体10A及び第2揺動体10B)の変形例を示す図であり、上記実施形態に係る揺動体10と同様の構成部分に同一符号を付し、上記実施形態に係る揺動体10の説明と重複する説明を省略する。また、図15は、本変形例に係る揺動体10を使用した場合のピン3の揺動状態を示す図である。なお、図14(a)は、揺動体10の正面図である。また、図14(b)は、図14(a)のA10−A10線に沿って切断して示す揺動体10の断面図である。また、図14(c)は、揺動体10の背面図である。また、図15(a)は、ピン3の第1揺動状態図である。また、図15(b)は、ピン3の第2揺動状態図である。
図16は、揺動体10(第1揺動体10A、第2揺動体10B)の変形例2を示す図であり、図7に対応する図である。この図16に示すように、本変形例2に係る揺動体10を使用した減速機1は、ピン3の一端側が径方向外方側へ第1揺動体10Aによって揺動させられ、ピン3が波形状凹部形成体13の第1波形状凹部部分28aの傾斜角度と同一の揺動角度θまで揺動すると、ピン3の他端側が第2揺動体10Bの第2ピン支持凹所26によって支持されるようになっている。また、本変形例2に係る揺動体10を使用した減速機1は、ピン3の一端側が径方向内方側へ第2揺動体10Bによって揺動させられ、ピン3が波形状凹部形成体13の第2波形状凹部部分28bの傾斜角度と同一の揺動角度θまで揺動すると、ピン3の一端側が第1揺動体10Aの第2ピン支持凹所26によって支持されるようになっている。また、本変形例2において、第1揺動体10Aと第2揺動体10Bは、背面35上に曲率中心が位置する曲率半径R2の曲面で形作られる第1ピン支持凹所25が形成されている。この第1揺動体10Aと第2揺動体10Bの第1ピン支持凹所25は、背面35の径方向外方端で揺動していないピン3(駆動軸5の回転軸心CLと平行な姿勢のピン3)と接触し、第2ピン支持凹所26に滑らかに接続されている。
図17は、波形状凹部形成体13のピン揺動支持部27の変形例を示す図であり、図7に対応する図である。この図17に示すように、本変形例1のピン揺動支持部27は、波形状凹部形成体13の第1波形状凹部部分28aの溝底面と波形状凹部形成体13の内周面54とを曲率半径R1の曲面で滑らかに接続し、波形状凹部形成体13の第2波形状凹部部分28bの溝底面と波形状凹部形成体13の内周面54とを曲率半径R1の曲面で滑らかに接続してある。このように構成することにより、ピン3と第1波形状凹部部分28aとの係合深さ、及びピン3と第2波形状凹部部分28bとの係合深さは、上記実施形態と比較して浅くすることができる。
図18(a)は、波形状凹部形成体13の変形例を示す図であり、図7に対応する図である。また、図18(b)は、本変形例に係る波形状凹部形成体13の内周面54側の断面図である。また、図18(c)は、上記実施形態に係る波形状凹部形成体13の内周面54側の断面図である。
上記各実施形態及び各変形例に係る減速機1は、ピン3と同数の径方向溝4が形成される例を示したが、これに限られず、ピン3よりも多くの径方向溝4を形成するようにしてもよい(例えば、ピン3の個数をZ1とし、径方向溝4の個数をZ2とした場合、Z2=2・Z1にしてもよい)。なお、この場合、径方向溝4の個数と波形状凹部28(第1波形状凹部部分28a、第2波形状凹部部分28b)の個数の差を1とする。
Claims (5)
- 入力側回転体の回転を出力側回転体に減速して伝達する減速機において、
前記入力側回転体と共に回動する偏心カムと、
前記偏心カムに相対回動可能に嵌合され、前記入力側回転体の回転軸心に対して偏心した状態で回動する前記偏心カムによって揺動させられる第1揺動体と、
前記偏心カムに相対回動可能に嵌合され、前記入力側回転体の回転軸心に対して偏心した状態で回動する前記偏心カムによって揺動させられ、且つ、前記第1揺動体に対して180°位相がずれた状態で揺動させられる第2揺動体と、
前記第1揺動体と前記第2揺動体の外周に跨って接し、前記第1揺動体と前記第2揺動体の揺動運動によって揺動させられる複数の丸棒状のピンと、
前記入力側回転体の回転軸心から放射状に延びる方向を径方向とし、前記入力側回転体の回転軸心を中心とする仮想円の円周に沿った方向を周方向とすると、前記第1揺動体と前記第2揺動体とによって揺動運動させられる前記ピンの一端側を前記径方向に沿ってスライド移動させる径方向溝が少なくとも前記ピンと同数形成された第1径方向溝形成体と、
前記第1揺動体と前記第2揺動体とによって揺動運動させられる前記ピンの他端側を前記径方向に沿ってスライド移動させる径方向溝が少なくとも前記ピンと同数形成され、前記第1径方向溝形成体と一体化される第2径方向溝形成体と、
前記第1揺動体及び前記第2揺動体の径方向外方側に位置し、前記径方向溝に沿ってスライド移動させられる前記ピンと接触する波形状凹部が前記周方向に沿って形成された波形状凹部形成体と、を有し、
前記第1径方向溝形成体及び第2径方向溝形成体と前記波形状凹部形成体とのいずれか一方は、被固定部材に固定され、
前記第1径方向溝形成体及び第2径方向溝形成体と前記波形状凹部形成体とのいずれか他方は、前記第1径方向溝形成体及び第2径方向溝形成体と前記波形状凹部形成体とのいずれか一方、前記第1揺動体、及び第2揺動体と相対回動可能に配置され、
前記波形状凹部は、前記径方向溝の溝数をZaとし、前記波形状凹部の数をZbとすると、ZaとZbとの差が1になるように、前記波形状凹部形成体の前記周方向に沿って複数形成された、
ことを特徴とする減速機。 - 前記径方向溝は、前記ピンの端部の揺動軌跡に沿う溝底壁が形成された、
ことを特徴とする請求項1に記載の減速機。 - 前記波形状凹部形成体は、前記回転軸心と平行の内周面を有し、前記内周面の前記回転軸心に沿った方向を幅方向とすると、前記内周面の前記幅方向の中間が前記ピンの揺動支点となるように前記波形状凹部が形成され、
前記波形状凹部は、前記幅方向の中間から前記幅方向の一端側に向かうに従って深さが漸増し且つ前記ピンの揺動角度に応じた傾斜角度に形成された第1波形状凹部部分と、前記幅方向の中間から前記幅方向の他端側に向かうに従って深さが漸増し且つ前記ピンの揺動角度に応じた傾斜角度に形成された第2波形状凹部部分とが、前記内周面の前記周方向に沿って交互に形成され、
前記第1揺動体は、前記回転軸心に沿った方向を幅方向とすると、前記第1波形状凹部部分と前記第2波形状凹部部分のいずれか一方の前記傾斜角度と同一の傾斜角度に形成された第1ピン支持凹所と、前記第1波形状凹部部分と前記第2波形状凹部部分のいずれか他方の前記傾斜角度と同一の傾斜角度に形成された第2ピン支持凹所と、が前記外周面の前記幅方向に分けて形成され、
前記第2揺動体は、前記回転軸心に沿った方向を幅方向とすると、前記第1波形状凹部部分と前記第2波形状凹部部分のいずれか他方の前記傾斜角度と同一の傾斜角度に形成された第1ピン支持凹所と、前記第1波形状凹部部分と前記第2波形状凹部部分のいずれか一方の前記傾斜角度と同一の傾斜角度に形成された第2ピン支持凹所と、が前記外周面の前記幅方向に分けて形成された、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の減速機。 - 前記第1揺動体及び第2揺動体は、前記第1ピン支持凹所の前記幅方向に沿った寸法が前記第2支持ピン支持凹所の前記幅方向に沿った寸法よりも大きい、
ことを特徴とする請求項3に記載の減速機。 - 前記第1揺動体及び前記第2揺動体の前記径方向外方端側で且つ前記幅方向の一端側には、前記第2支持ピン支持凹所となる内周面を有するピン収容穴が形成され、
前記ピン収容穴は、前記ピンを揺動可能に収容し、且つ、前記ピンが前記揺動角度以上に揺動するのを規制する、
ことを特徴とする請求項4に記載の減速機。
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