JP2020148225A - 歯車装置 - Google Patents
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Abstract
Description
歯車装置には、伝達負荷を増大させながら小型化することが求められている。伝達負荷が増大すると、軸方向に連結された2つのフランジ間に大きなねじれトルクがかかり、両フランジに圧入されたノックピンに曲げ応力が加わる。この曲げ応力は、歯車装置を始動、停止するときに増加する。大きな曲げ応力が繰返し加わると、ノックピンは疲労して折損することが考えられる。ノックピンを太くすることも考えられるが、この場合、小型化に不利である。
これらから、本発明者らは、歯車装置にはノックピンにかかる曲げ応力を軽減する観点から改善すべき余地があることを認識した。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る歯車装置100の構成について説明する。図1は、歯車装置100を示す側面断面図である。本実施形態の歯車装置100は、いわゆる振り分けタイプの偏心揺動型減速装置である。この歯車装置100は、内歯歯車と噛み合う外歯歯車を揺動させることで、内歯歯車および外歯歯車の一方の自転を生じさせ、その生じた自転成分を出力部材から被駆動装置に出力するように構成される。
入力歯車70は、内歯歯車16の中心軸線La周りに3つ配設される。3つの入力歯車70は、中心軸線Laからオフセットされた位置に120°の等間隔に配置される。図1では一つの入力歯車70のみを示す。クランク軸12は、3つの入力歯車70に対応して3つ設けられる。クランク軸12は、入力歯車70の中央部に挿通され、入力歯車70を支持する。クランク軸12の軸方向両側には、一対のクランク軸軸受34が設けられる。クランク軸12は、入力歯車70と一体的に回転可能に設けられる。3つの入力歯車70は、中心軸線La上に設けられる回転軸(不図示)の外歯部(不図示)と噛み合う。この回転軸には、不図示の駆動装置から回転動力が伝達され、その回転軸の回転により入力歯車70がクランク軸12と一体的に回転する。駆動装置は、たとえば、モータ、ギヤモータ、エンジン等である。
本実施形態のクランク軸12は、外歯歯車14を揺動させるための複数の偏心部12aを有する偏心体軸である。偏心部12aの軸芯は、クランク軸12の回転中心線に対して偏心している。本実施形態では2個の偏心部12aが設けられ、隣り合う偏心部12aの偏心位相は180°ずれている。
内歯歯車16は、外歯歯車14と噛み合う。本実施形態の内歯歯車16は、ケーシング22に一体化された内歯歯車本体16aと、当該内歯歯車本体16aに周方向に間隔を空けて複数形成された各ピン溝に配置された外ピン17と、を有している。外ピン17は、内歯歯車本体16aに回転自在に支持される円筒状のピン部材である。外ピン17は、中空部材であってもよいが、本実施形態では中実部材である。外ピン17は、内歯歯車16の内歯を構成している。内歯歯車16の外ピン17の数(内歯の数)は、外歯歯車14の外歯数よりもわずかだけ(この例では1だけ)多い。
外歯歯車14は、複数の偏心部12aのそれぞれに対応して個別に設けられる。外歯歯車14は、偏心ころ32を介して対応する偏心部12aに回転自在に支持される。外歯歯車14には、その軸心からオフセットされた位置に3つのシャフト孔14pと、3つの揺動孔14jと、が所定の間隔で形成されている。
キャリヤ18、20は、外歯歯車14の軸方向側部に配置される。キャリヤ18、20には、外歯歯車14の反入力側の側部に配置される第1キャリヤ18と、外歯歯車14の入力側の側部に配置される第2キャリヤ20と、が含まれる。以下、第1キャリヤ18と、第2キャリヤ20とを総称する場合は「キャリヤ」という。キャリヤは、第1主軸受24、第2主軸受26を介してケーシング22に回転自在に支持されている。キャリヤは全体として中空の円盤状または円筒状をなしている。キャリヤは、クランク軸軸受34を介してクランク軸12を回転自在に支持する。
シャフト部18sを説明する。シャフト部18sは、第1キャリヤ18から第2キャリヤ20に向かって軸方向に延びる柱状の部分であり、第1キャリヤ18と一体的に形成される。シャフト部18sは、外歯歯車14(第1キャリヤ18)の軸芯から径方向にオフセットした位置に複数(本実施形態では3本)設けられる。シャフト部18sは、外歯歯車14に貫通形成されたシャフト孔14pに隙間を有した状態で挿通される。
ケーシング22は、全体として中空の筒状をなし、その内周部には内歯歯車16が設けられる。ケーシング22の外周部には、フランジ22fが設けられる。フランジ22fには、貫通孔22hやタップ孔22jが設けられる。これらの孔は、ケーシング22と外部部材や被駆動装置を連結するために用いられる。
主軸受24、26は、第1キャリヤ18とケーシング22の間に配置される第1主軸受24と、第2キャリヤ20とケーシング22の間に配置される第2主軸受26とを含む。本実施形態の主軸受24、26は、複数の転動体28と、リテーナ(不図示)を備える。複数の転動体28は、周方向に間を置いて設けられる。本実施形態の転動体28は球体である。リテーナは、複数の転動体28の相対位置を保持するとともに複数の転動体28を回転自在に支持する。主軸受24、26は、ころ軸受であってもよいし、クロスローラベアリングであってもよい。
実施の形態の説明では、歯車装置100が振り分けタイプの偏心揺動型減速装置である例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、歯車装置100は、クランク軸12の回転中心線が内歯歯車16の中心軸線Laと同軸線上に設けられるセンタークランクタイプの偏心揺動型減速装置であってもよいし、単純遊星歯車装置等、異なる構成を有する歯車装置であってもよい。
Claims (4)
- 外歯歯車と、内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向一側に配置される第1キャリヤと、前記外歯歯車の軸方向他側に配置され前記第1キャリヤと連結される第2キャリヤと、前記第1キャリヤと前記第2キャリヤの連結位置決めをするためのノックピンと、を有する歯車装置であって、
前記第1キャリヤは、前記ノックピンが挿入される第1ノックピン孔を有し、
前記第2キャリヤは、前記ノックピンが挿入される第2ノックピン孔を有し、
前記第1ノックピン孔は、開口部周縁に第1面取り部を有し、
前記第2ノックピン孔は、開口部周縁に第2面取り部を有し、
前記第1面取り部の軸方向寸法をH1、前記第2面取り部の軸方向寸法をH2としたときに、H1とH2の和が0.9mm以下であることを特徴とする歯車装置。 - 前記軸方向寸法H1は0.45mm以下で、且つ、前記軸方向寸法H2は0.45mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。
- 前記第1および第2面取り部の軸方向となす角度が30°〜60°範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載の歯車装置。
- 前記第1キャリヤと前記第2キャリヤとを連結する連結ボルトを有し、
前記ノックピンは、前記連結ボルトよりも径方向内側に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の歯車装置。
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