JP2022057875A - Speed reduction device - 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.
従来の減速装置は、太陽歯車と、遊星歯車と、キャリア軸部材と、一対のキャリア支持部材と、を備える。太陽歯車は、中心軸を中心として回転する。遊星歯車は、中心軸を中心に太陽歯車の周りを公転する。キャリア軸部材は、遊星歯車を回転可能に支持する。一対のキャリア支持部材は、中心軸を中心に回転し、キャリア軸部材の上部と下部を固定する。(例えば、特許文献1参照)。 The conventional speed reducer includes a sun gear, a planetary gear, a carrier shaft member, and a pair of carrier support members. The sun gear rotates around the central axis. The planetary gear revolves around the sun gear around the central axis. The carrier shaft member rotatably supports the planetary gears. The pair of carrier support members rotate about the central axis and fix the upper part and the lower part of the carrier shaft member. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の減速装置では、部品点数が多く、製造コストが上がるとともに組立作業性が低下する可能性があった。 However, the conventional speed reducer has a large number of parts, which may increase the manufacturing cost and reduce the assembly workability.
本発明は、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a speed reducing device capable of reducing the number of parts, reducing the manufacturing cost, and improving the assembly workability.
本発明の例示的な減速装置は、太陽回転体と、環状体と、遊星回転体と、キャリアと、を備える。太陽回転体は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する。環状体は、太陽回転体の径方向外側に配置される。遊星回転体は、太陽回転体の外周面と環状体の内周面に接触し、中心軸を中心に公転する。キャリアは、中心軸を中心として回転する。キャリアは、キャリア本体と、キャリアピンと、を備える。キャリア本体は、太陽回転体の軸方向上側に配置される。キャリアピンは、遊星回転体を回転可能に支持し、上端部のみがキャリア本体に連結される。 An exemplary speed reducer of the present invention comprises a sun rotating body, an annular body, a planetary rotating body, and a carrier. The solar rotating body rotates about a central axis extending in the vertical direction. The annular body is arranged radially outside the solar rotating body. The planetary rotating body comes into contact with the outer peripheral surface of the solar rotating body and the inner peripheral surface of the annular body, and revolves around the central axis. The carrier rotates about a central axis. The carrier includes a carrier body and a carrier pin. The carrier body is arranged on the axially upper side of the solar rotating body. The carrier pin rotatably supports the planetary rotating body, and only the upper end thereof is connected to the carrier body.
例示的な本発明によれば、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置を提供することができる。 According to an exemplary invention, it is possible to provide a speed reducing device capable of reducing the number of parts, reducing the manufacturing cost, and improving the assembly workability.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、減速装置1において、太陽回転体10の回転軸を「中心軸J」と呼び、中心軸Jと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。また、太陽回転体10の中心軸Jに直交する方向を「径方向」、太陽回転体10の中心軸Jを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ呼ぶ。また、本願では、軸方向を上下方向とし、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる呼称であり減速装置1における実際の位置関係及び方向を限定しない。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, in the speed reducing device 1, the rotation axis of the solar rotating
<第1実施形態>
<1.減速装置の全体構成>
本発明の例示的な実施形態の減速装置について以下説明する。図1は、本実施形態にかかる減速装置1の斜視図であり、図2は、キャリア20及び遊星回転体30を示す斜視図である。なお、図1、図2、図3において、太陽歯10a、内歯40a、第1遊星歯31a及び第2遊星歯32aの歯形状は図示しない。
<First Embodiment>
<1. Overall configuration of speed reducer>
An exemplary embodiment of the speed reducer of the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view of the speed reducing device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a
減速装置1は、第1回転数の回転運動を第1回転数よりも低い第2回転数の回転運動に変換する。減速装置1は、例えば、ロボット、工作機、電動アシスト自転車、電動車椅子などの駆動機構に、組み込まれて使用される。ただし、本発明の減速装置1は、他の用途に使用されるものであってもよい。 The speed reducing device 1 converts the rotational movement of the first rotation speed into the rotational movement of the second rotation speed lower than the first rotation speed. The speed reducing device 1 is incorporated and used in, for example, a drive mechanism of a robot, a machine tool, an electrically assisted bicycle, an electric wheelchair, or the like. However, the speed reducing device 1 of the present invention may be used for other purposes.
減速装置1は、太陽回転体10と、環状体40と、遊星回転体30と、キャリア20と、ハウジング50と、出力回転体70と、を有する。
The speed reducing device 1 includes a solar rotating
ハウジング50は、略円筒状の部材であり、太陽回転体10と、キャリア20と、遊星回転体30と、環状体40と、を内部に収容する。ハウジング50は、軸受部63を介して太陽回転体10を回転可能に支持する。また、ハウジング50は、軸受部61を介してキャリア20を回転可能に支持する。
The
太陽回転体10は、上下方向に延びる中心軸Jを中心として回転する。太陽回転体10は、入力シャフト(不図示)に連結される。入力シャフトは、モータ(不図示)に接続される。モータを駆動させると、中心軸Jを中心として、太陽回転体10が、第1回転数で回転する。太陽回転体10は、径方向外面から径方向外側に突出する太陽歯10aを有する。
The solar rotating
環状体40は、太陽回転体10の径方向外側に配置された環状部材である。環状体40は、ハウジング50に固定され、内歯40aを有する。内歯40aは、環状体40の径方向内面から径方向内側に突出する。
The
遊星回転体30は、太陽回転体10の外周面と環状体40の内周面に接触し、中心軸Jを中心に公転する。
The planetary rotating
キャリア20は、軸受部62を介して太陽回転体10の上端部と連結する。これにより、キャリア20は、太陽回転体10及びハウジング50に対して、相対的に回転可能に支持される。また、キャリア20は、遊星回転体30を回転可能に支持する。軸受部61、62、63は、例えば、ボールベアリングが用いられる。
The
太陽回転体10が、第1回転数で回転すると、複数の遊星回転体30は、自転しながら、環状体40の径方向内面に沿って、第1回転数よりも低い第2回転数で、公転する。複数の遊星回転体30が、第2回転数で公転すると、キャリア20が、中心軸Jを中心として、第2回転数で回転する。
When the solar rotating
出力回転体70は、有蓋筒状の部材であり、キャリア20に固定される。これにより、出力回転体70は、減速後の第2回転数で、中心軸Jを中心として回転する。
The
<2.キャリアの詳細な構成> <2. Detailed career structure>
キャリア20は、キャリア本体21と、キャリアピン22と、連結部23と、キャリア軸受保持部(キャリア凸部)24と、を有する。
The
キャリア本体21は、円板状に形成され、太陽回転体10の軸方向上側に配置される。キャリア本体21は、外周部において周方向に等間隔に配置された貫通孔21aが3箇所設けられている。貫通孔21aは、キャリア本体21を軸方向に貫通する。貫通孔21aは、キャリアピン22の上端部が圧入される。
The carrier
キャリアピン22は、円柱状の部材であり、キャリア本体21と遊星回転体30とを接続する。キャリアピン22は、中心軸Jと略平行に配置される。キャリアピン22は、遊星回転体30の後述する筒状部31の内部に挿入され、例えば、ボールベアリング等の軸受部(不図示)を介して遊星回転体30を回転可能に支持する。すなわち、キャリアピン22は、遊星回転体30を回転可能に支持し、上端部のみがキャリア本体21に連結される。
The
従来の減速装置のように、上側のキャリアがキャリアピンの上端部を連結し、下側のキャリアがキャリアピンの下端部を連結する構造に対して、本実施形態の構造は、これにより、キャリアピン22の下端部を支持する下側のキャリアを省くことができる。このとき、下側のキャリアを太陽回転体10に対して回転可能に支持する軸受部も省くことができる。従って、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置1を提供することができる。
In contrast to the structure in which the upper carrier connects the upper end of the carrier pin and the lower carrier connects the lower end of the carrier pin as in the conventional speed reducer, the structure of the present embodiment is thus a carrier. The lower carrier that supports the lower end of the
連結部23は、キャリア本体21の上面から軸方向上側に延び、軸受部61を介して後述する上壁軸受保持部53aと連結する。また、連結部23の上端部は、出力回転体70と固定される。
The connecting
キャリア軸受保持部24は、キャリア本体21の下面から軸方向下側に延び、中心軸Jを囲む筒状に形成される。キャリア軸受保持部24は、軸受部62を保持する。
The carrier
<3.遊星回転体の詳細な構成>
遊星回転体30は、太陽回転体10の周りに、等間隔に3個配置されている。遊星回転体30は、筒状部31と、遊星環状部32と、を有する。
<3. Detailed composition of the planetary revolution>
Three planetary
筒状部31は、キャリアピン22が内部に配置され、円筒状に形成される。筒状部31は、径方向外面から径方向外側に突出する第1遊星歯31aを有する。第1遊星歯31aは、環状体40の内歯40aと噛み合う。
The
遊星環状部32は、筒状部31の下部から径方向外側に延び、環状に形成される。遊星環状部32は、径方向外面から径方向外側に突出する第2遊星歯32aを有する。第2遊星歯32aは、太陽歯10aと噛み合う。このとき、遊星回転体30は、太陽回転体10の外周面と環状体40の内周面に接触し、径方向内側及び径方向外側からそれぞれから力を受ける。これにより、遊星回転体30が、中心軸Jと略平行に配置されるキャリアピン22に対して傾くことを防止できる。
The planetary
また、キャリアピン22の下端は、遊星環状部32の下端と上端との間に配置される。これにより、遊星回転体30が、太陽回転体10から受ける力により、キャリアピン22に対して傾くことを防止できる。
Further, the lower end of the
また、キャリア軸受保持部(キャリア凸部)24は、筒状部31よりも径方向内側に配置され、筒状部31と径方向に隙間を介して対向する。これにより、キャリア軸受保持部24と筒状部31との摺動を防止できる。また、遊星回転体30が、環状体40から径方向内側に力を受けて、キャリアピン22に対して傾いた場合には、筒状部31が、キャリア軸受保持部24に当接する。これにより、遊星回転体30が、キャリアピン22に対して大きく傾くことを防止できる。
Further, the carrier bearing holding portion (carrier convex portion) 24 is arranged radially inside the
<4.ハウジングの詳細な構成>
ハウジング50は、周壁部51と、底壁部52と、上壁部53と、を有する。周壁部51は、上下に分割可能であり、筒状に形成される。周壁部51は、環状体40の径方向外側に配置され、環状体40を保持する。
<4. Detailed housing configuration>
The
なお、本実施形態では、環状体40が、周壁部51と別部材で構成されているが、周壁部51の径方向内面に内歯40aを設けて環状体40を周壁部51により形成してもよい。
In the present embodiment, the
底壁部52は、周壁部51の下端部から径方向内側に延びて遊星回転体30の下部と軸方向に対向する。底壁部52は、軸受部63を保持する底壁軸受保持部52aを有する。
The
上壁部53は、周壁部51の上端部から径方向内側に延びて遊星回転体30の上部と軸方向に対向する。また、上壁部53は、軸受部61を保持する上壁軸受保持部53aを有する。
The
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図3は、第2実施形態に係る減速装置1の一部を拡大して示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図1、図2に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第2実施形態では、ハウジング50が、第1凸部81及び第2凸部82を有する点が、第1実施形態とは異なる。その他の部分は第1実施形態と同様である。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the speed reducing device 1 according to the second embodiment. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above are designated by the same reference numerals. The second embodiment is different from the first embodiment in that the
筒状部31は、遊星環状部32から下方に突出する。また、ハウジング50は、第1凸部81及び第2凸部82を有する。第1凸部81及び第2凸部82は、底壁部52の上面から軸方向上側に突出して中心軸Jを囲む環状に形成される。第1凸部81は、筒状部31よりも径方向外側に配置され、第2凸部82は、筒状部31よりも径方向内側に配置される。第1凸部81の内側面は、筒状部31の下端部と隙間を介して径方向に対向する。第2凸部82の外側面は、筒状部31の下端部と隙間を介して径方向に対向する。
The
また、底壁部52の上面において、筒状部31と軸方向に対向する領域において潤滑材83が配置される。潤滑材83として具体的には、液状のグリスや滑りワッシャー等が挙げられる。潤滑材83を設けることにより、遊星回転体30の自転及び公転が円滑になる
Further, on the upper surface of the
第1凸部81を設けることにより、遊星回転体30が、太陽回転体10から径方向外側に力を受けて、キャリアピン22に対して傾いた場合に、遊星環状部32が、第1凸部81に当接し、遊星回転体30が、キャリアピン22に対して大きく傾くことを防止できる。
By providing the first
また、第2凸部82を設けることにより、遊星回転体30が、環状体40から径方向内側に力を受けて、キャリアピン22に対して傾いた場合に、遊星環状部32が、第2凸部82に当接し、遊星回転体30が、キャリアピン22に対して大きく傾くことを防止できる。
Further, by providing the second
なお、本実施形態では、第1凸部81及び第2凸部82の両方を設けたが、第1凸部81又は第2凸部82の一方を設けてもよい。
In this embodiment, both the first
<4.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。
<4. Others>
The embodiment of the present invention has been described above. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be carried out with various modifications without departing from the gist of the invention. In addition, the above-described embodiments can be arbitrarily combined.
本発明は、例えば、ロボット、工作機、電動アシスト自転車、電動車椅子などの駆動機構に、組み込まれて利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used by being incorporated into a drive mechanism of, for example, a robot, a machine tool, an electrically assisted bicycle, or an electric wheelchair.
1 減速装置
10 太陽回転体
10a 太陽歯
20 キャリア
21 キャリア本体
21a 貫通孔
22 キャリアピン
23 連結部
24 キャリア軸受保持部(キャリア凸部)
30 遊星回転体
31 筒状部
31a 第1遊星歯
32 遊星環状部
32a 第2遊星歯
40 環状体
40a 内歯
50 ハウジング
51 周壁部
52 底壁部
52a 底壁軸受保持部
53 上壁部
53a 上壁軸受保持部
61、62、63 軸受部
63 太陽回転体
70 出力回転体
81 第1凸部
82 第2凸部
83 潤滑材
J 中心軸
1
30 Planet of
Claims (8)
前記太陽回転体の径方向外側に配置された環状体と
前記太陽回転体の外周面と前記環状体の内周面に接触し、中心軸を中心に公転する遊星回転体と、
前記中心軸を中心として回転するキャリアと、を備え、
前記キャリアは、
前記太陽回転体の軸方向上側に配置されるキャリア本体と、
前記遊星回転体を回転可能に支持し、上端部のみが前記キャリア本体に連結されるキャリアピンと、を備える、減速装置。 A sun-rotating body that rotates around a central axis that extends in the vertical direction,
An annular body arranged radially outside the solar rotating body, a planetary rotating body that comes into contact with the outer peripheral surface of the solar rotating body and the inner peripheral surface of the annular body, and revolves around a central axis.
With a carrier that rotates about the central axis,
The carrier
A carrier body arranged on the upper side in the axial direction of the solar rotating body, and
A speed reducing device comprising a carrier pin that rotatably supports the planetary rotating body and has only an upper end portion connected to the carrier body.
前記キャリアピンが内部に配置される筒状の筒状部と、
前記筒状部から径方向外側に延びる環状の遊星環状部と、を有し、
前記筒状部の外周面が、前記環状体の内周面と接触し、
前記遊星環状部の外周面が、前記太陽回転体の外周面と接触する、請求項1に記載の減速装置。 The planetary rotating body is
A cylindrical portion in which the carrier pin is arranged, and a tubular portion.
It has an annular planetary annular portion extending radially outward from the tubular portion.
The outer peripheral surface of the tubular portion comes into contact with the inner peripheral surface of the annular body,
The speed reducing device according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the planetary annular portion comes into contact with the outer peripheral surface of the solar rotating body.
前記キャリア本体の下面から軸方向下側に突出するとともに、前記筒状部よりも径方向内側に配置されるキャリア凸部を有し、
前記キャリア凸部は、前記筒状部と径方向に隙間を介して対向する、請求項2又は請求項3に記載の減速装置。 The carrier
It has a carrier convex portion that protrudes downward in the axial direction from the lower surface of the carrier body and is arranged radially inside the tubular portion.
The speed reducing device according to claim 2 or 3, wherein the carrier convex portion faces the tubular portion with a gap in the radial direction.
前記周壁部の下端部から径方向内側に延びて前記遊星回転体の下部と軸方向に対向する底壁部と、を有するハウジングをさらに備え、
前記筒状部は、前記遊星環状部から下方に突出し、
前記ハウジングは、前記底壁部の上面から軸方向上側に突出する第1凸部を有し、
前記第1凸部は、前記筒状部よりも径方向外側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第1凸部の内側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項2~請求項4のいずれかに記載の減速装置。 A cylindrical peripheral wall portion arranged on the radial outer side of the annular body and holding the annular body,
Further comprising a housing having a bottom wall portion extending radially inward from the lower end portion of the peripheral wall portion and facing the lower portion of the planetary rotating body in the axial direction.
The tubular portion protrudes downward from the planetary annular portion and
The housing has a first convex portion that projects axially upward from the upper surface of the bottom wall portion.
The first convex portion is arranged radially outside the tubular portion and is an annular shape surrounding the central axis.
The speed reducing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the inner surface surface of the first convex portion is radially opposed to the lower end portion of the tubular portion via a gap.
前記第2凸部は、前記筒状部よりも径方向内側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第2凸部の外側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項5に記載の減速装置。 The housing has a second convex portion that projects axially upward from the upper surface of the bottom wall portion.
The second convex portion is arranged radially inside the tubular portion and is an annular shape surrounding the central axis.
The speed reducing device according to claim 5, wherein the outer surface of the second convex portion is radially opposed to the lower end portion of the tubular portion via a gap.
前記周壁部の下端部から径方向内側に延びて前記遊星回転体の下部と軸方向に対向する底壁部と、を有するハウジングをさらに備え、
前記筒状部は、前記遊星環状部から下方に突出し、
前記ハウジングは、前記底壁部の上面から軸方向上側に突出する第2凸部を有し、
前記第2凸部は、前記筒状部よりも径方向内側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第2凸部の外側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項2~請求項4のいずれかに記載の減速装置。 A cylindrical peripheral wall portion arranged on the radial outer side of the annular body and holding the annular body,
Further comprising a housing having a bottom wall portion extending radially inward from the lower end portion of the peripheral wall portion and facing the lower portion of the planetary rotating body in the axial direction.
The tubular portion protrudes downward from the planetary annular portion, and the tubular portion protrudes downward.
The housing has a second convex portion that projects axially upward from the upper surface of the bottom wall portion.
The second convex portion is arranged radially inside the tubular portion and is an annular shape surrounding the central axis.
The speed reducing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the outer surface of the second convex portion is radially opposed to the lower end portion of the tubular portion via a gap.
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