JP2022126241A - transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝動装置に関するものである。 The present invention relates to transmission devices.
従来から、伝達された動力を伝達する伝動装置として、モータの出力軸の回転速度を減速して出力する減速機が知られている。一般的に減速機は、複数の歯車を用いることで出力軸の回転速度を減速しているとともに、減速に対して反比例したトルクを出力することが可能とされている。この種の減速機として、例えば下記特許文献1には、入力軸の回転に伴って偏心回転する外歯歯車を利用した減速機が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a speed reducer that reduces the rotation speed of an output shaft of a motor for output is known as a transmission device that transmits transmitted power. In general, a speed reducer reduces the rotation speed of an output shaft by using a plurality of gears, and is capable of outputting torque inversely proportional to the speed reduction. As a reduction gear of this type, for example,
特許文献1に記載の減速機は、入力軸と、入力軸の回転によって回転する偏心体と、偏心体に取り付けられ、偏心回転可能な外歯歯車と、ケーシングに固定されるとともに外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、外歯歯車の自転成分のみを取り出して伝達するスプライン手段を介して外歯歯車に連結された出力軸とを備えている。外歯歯車は、内歯歯車に噛み合った状態で内歯歯車の内側に配置されるとともに、内歯歯車の中心軸線に対して偏心した偏心軸線回りに回転可能とされている。外歯歯車の歯数は、内歯歯車の歯数よりも1歯分少なく形成されている。
The speed reducer described in
特許文献1に記載の減速機によれば、入力軸が回転すると、その回転力が偏心体を介し外歯歯車に伝わる。外歯歯車は、内歯歯車との噛み合いによって自転が拘束されているため、外歯歯車は内歯歯車に内接しながら、偏心軸線回りを揺動するように偏心回転する。この際、外歯歯車は、該外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数との関係によって減速した状態で偏心回転する。そして、スプライン手段によって外歯歯車の自転成分のみを取り出して出力軸に伝えることができるので、出力軸を減速した状態で回転させることができる。
According to the speed reducer described in
しかしながら、上記従来の減速機では、ケーシングに固定された内歯歯車の内側に配置された外歯歯車を揺動するように偏心回転させる構造となっている。このため、外歯歯車と出力軸との間に、外歯歯車の揺動成分を吸収した上で自転成分のみを取り出すためのスプライン手段等を設ける必要がある。これにより、スプライン手段等を設けるためのスペースが必要となってしまい、減速機の径方向の小型化を図ることが難しい。また、スプライン手段等を設けることによって構成が複雑化するうえ、部品点数が増えてしまうので、低コスト化を図ることが難しいうえ、メンテナンス性も低下し易い。 However, the conventional speed reducer described above has a structure in which the external gear arranged inside the internal gear fixed to the casing is eccentrically rotated so as to oscillate. Therefore, it is necessary to provide spline means or the like between the external gear and the output shaft to absorb the oscillation component of the external gear and extract only the rotation component. As a result, a space is required for providing the spline means, etc., and it is difficult to reduce the size of the speed reducer in the radial direction. Moreover, the provision of the spline means or the like complicates the structure and increases the number of parts.
そこで本発明は、小型化を図り易く、低コスト化及びメンテナンス性の向上化にも繋げることができる伝動装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a transmission device that can be easily miniaturized, can lead to cost reduction, and can be improved in maintainability.
本発明の伝動装置は、伝達された動力によって軸線回りに回転する入力軸と、前記軸線に対して偏心した偏心軸線を中心として配置されるとともに、前記入力軸の回転に伴って作動し、かつ前記偏心軸線回りを周回する周方向に間隔をあけて配置された複数の内歯、および軸方向の一方側に突出した案内部材を有する内歯車と、前記内歯車に対して前記軸方向の他方側で向かい合うように配置されるとともに、前記軸線回りに回転可能に配置され、かつ前記複数の内歯に対して噛み合い可能な複数の外歯を有し、前記複数の外歯が前記複数の内歯の歯数とは異なる歯数とされた外歯車と、前記外歯車の回転に伴って前記軸線回りに回転する出力軸と、前記内歯車に対して前記軸方向の前記一方側で向かい合うように配置された固定部材と、を備え、前記固定部材には、前記内歯車の自転を拘束し、かつ前記内歯車の前記軸線を中心とする偏心揺動を許容するように前記案内部材を受け入れる収容凹部が形成されている。 The transmission device of the present invention is arranged around an input shaft that rotates about an axis by transmitted power, and an eccentric axis that is eccentric with respect to the axis, operates as the input shaft rotates, and An internal gear having a plurality of circumferentially spaced internal teeth that revolve around the eccentric axis and a guide member protruding on one side in the axial direction, and the other side in the axial direction with respect to the internal gear. a plurality of external teeth arranged so as to face each other side by side, arranged rotatably about the axis, and meshable with the plurality of internal teeth, wherein the plurality of external teeth are arranged to face the plurality of internal teeth; an external gear having a number of teeth different from the number of teeth of the teeth; and an output shaft that rotates around the axis along with the rotation of the external gear so as to face the internal gear on the one side in the axial direction. and a fixing member disposed in the fixing member receives the guide member so as to constrain the rotation of the internal gear and allow the eccentric oscillation of the internal gear about the axis. A receiving recess is formed.
本発明によれば、伝達された動力によって入力軸を軸線回りに回転させると、内歯車が入力軸の回転に伴って軸線回りを偏心回転しようとする。ところが、内歯車は、案内部材と固定部材の収容凹部とによって自転が拘束される。これにより、内歯車は、偏心回転のうち平行移動の成分が取り出されるように、回転軸線O1を中心に偏心揺動する。これにより、複数の内歯に対して複数の外歯を内接させながら、内歯が外歯を周方向に順次乗り越えるように、外歯車に対して内歯車が偏心揺動する。そして、内歯車の偏心揺動に伴って内歯が外歯を乗り越えるたびに、内歯車は内歯を介して外歯を周方向に押圧し、外歯車及び出力軸を軸線回りに回転させることができる。特に、外歯の歯数と内歯の歯数とが異なっているので、歯数の角度差分だけ外歯車を減速または増速することが可能である。これにより、入力軸の回転に対して、出力軸を減速または増速させながら回転させることができる。 According to the present invention, when the input shaft is rotated about the axis by the transmitted power, the internal gear tends to rotate eccentrically about the axis with the rotation of the input shaft. However, the rotation of the internal gear is restrained by the guide member and the accommodation recess of the fixed member. As a result, the internal gear eccentrically oscillates about the rotation axis O1 so that the parallel movement component is extracted from the eccentric rotation. As a result, the internal gear eccentrically oscillates with respect to the external gear so that the internal teeth sequentially ride over the external teeth in the circumferential direction while the external teeth are inscribed in the internal teeth. Then, each time the internal teeth get over the external teeth due to the eccentric oscillation of the internal gear, the internal gear presses the external teeth in the circumferential direction via the internal teeth to rotate the external gear and the output shaft around the axis. can be done. In particular, since the number of teeth of the external teeth and the number of teeth of the internal teeth are different, it is possible to decelerate or speed up the external gear by the angular difference in the number of teeth. As a result, the output shaft can be rotated while being decelerated or accelerated with respect to the rotation of the input shaft.
さらに従来の減速機等とは異なり、内歯車側を偏心揺動させるので、外歯車については軸線回りを回転する単純な回転動作にすることができる。したがって、例えば外歯車の自転成分のみを取り出す等といったことが不要となり、外歯車から直接的に出力軸に動力を伝えて、出力軸を軸線回りに回転させることができる。したがって、部品点数を抑制したシンプルな構造にすることができ、伝動装置全体の小型化を図ることができる。それに加えて、低コスト化及びメンテナンス性の向上化にも繋げることができる。 Further, unlike conventional reduction gears and the like, the internal gear side is eccentrically oscillated, so that the external gear can be rotated about its axis in a simple rotational motion. Therefore, it is not necessary to extract only the rotation component of the external gear, for example, and power can be transmitted directly from the external gear to the output shaft to rotate the output shaft about its axis. Therefore, the structure can be made simple with a reduced number of parts, and the size of the entire transmission device can be reduced. In addition, it can lead to cost reduction and improvement of maintainability.
ところで、収容凹部は、案内部材を有する内歯車の偏心揺動を許容するために、伝動装置の横断面上で案内部材よりも大きく形成される。ここで、本発明の案内部材および収容凹部に代えて、固定部材に内歯車側に突出する案内部材を設けるとともに、内歯車に固定部材の案内部材を受け入れる収容凹部を設けることで、本発明と同様に内歯車の自転を拘束するとともに内歯車の偏心揺動を許容する構成が得られる。この構成と比較して、本発明によれば、内歯車に収容凹部が形成されない分、内歯車を小径に形成できる。したがって、伝動装置の径方向の小型化を図ることができる。 By the way, the receiving recess is made larger than the guide member in the cross section of the transmission in order to allow the eccentric oscillation of the internal gear with the guide member. Here, instead of the guide member and the accommodation recess of the present invention, the fixed member is provided with a guide member projecting toward the internal gear, and the internal gear is provided with an accommodation recess for receiving the guide member of the fixed member. Similarly, a configuration is obtained in which the rotation of the internal gear is restrained and the eccentric oscillation of the internal gear is allowed. Compared to this configuration, according to the present invention, the diameter of the internal gear can be reduced by the amount corresponding to the absence of the accommodation recess formed in the internal gear. Therefore, it is possible to reduce the size of the transmission device in the radial direction.
上記の伝動装置において、前記案内部材と前記収容凹部の内壁面との間には、転がり軸受が配置されていてもよい。 In the transmission device described above, a rolling bearing may be arranged between the guide member and the inner wall surface of the housing recess.
本発明によれば、案内部材と収容凹部の内壁面との直接的な摺動を抑制できる。よって、固定部材に対して偏心揺動する内歯車と固定部材との間の摩擦抵抗を低減することができ、動力ロスを少なくすることができる。したがって、動力伝達効率を向上することができ、入力軸から出力軸に動力を無駄なく効率良く伝えることができる。 According to the present invention, direct sliding between the guide member and the inner wall surface of the housing recess can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce frictional resistance between the internal gear that eccentrically oscillates with respect to the fixed member and the fixed member, thereby reducing power loss. Therefore, power transmission efficiency can be improved, and power can be efficiently transmitted from the input shaft to the output shaft without waste.
上記の伝動装置において、前記内歯は、前記軸方向から見た平面視で円形の外形を有し、かつ自転可能な転動体を有していてもよい。 In the transmission device described above, the internal tooth may have a circular outer shape in a plan view seen from the axial direction, and may have a rotatable rolling element.
本発明によれば、内歯が自転可能な転動体を有しているので、転動体を自転させながら、該転動体が外歯を周方向に順次乗り越えるように、内歯車を外歯車に対して偏心揺動させることができる。このため、内歯車と外歯車との間の摩擦抵抗を低減することができ、動力ロスを少なくすることができる。したがって、動力伝達効率を向上することができ、入力軸から出力軸に動力を無駄なく効率良く伝えることができる。 According to the present invention, since the internal teeth have rolling elements that can rotate on their own axes, the internal gears are arranged relative to the external gears so that the rolling elements sequentially get over the external teeth in the circumferential direction while the rolling elements are rotated. can be eccentrically oscillated. Therefore, frictional resistance between the internal gear and the external gear can be reduced, and power loss can be reduced. Therefore, power transmission efficiency can be improved, and power can be efficiently transmitted from the input shaft to the output shaft without waste.
上記の伝動装置において、前記内歯車は、前記外歯車に対して向かい合うように配置された内歯車プレートと、前記内歯車から突出したピンと、を備え、前記転動体は、円筒状に形成され、前記ピンに回転可能に外挿されていてもよい。 In the transmission device described above, the internal gear includes an internal gear plate arranged to face the external gear, and a pin projecting from the internal gear, and the rolling elements are formed in a cylindrical shape, It may be rotatably fitted around the pin.
本発明によれば、円筒状の転動体の外周面に外歯を点接触させることができ、内歯車と外歯車との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。したがって、動力伝達効率をさらに向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an external tooth can be made to point-contact with the outer peripheral surface of a cylindrical rolling element, and the frictional resistance between an internal gear and an external gear can be reduced effectively. Therefore, power transmission efficiency can be further improved.
上記の伝動装置において、前記偏心軸線を中心に配置された軸受を備え、前記軸受は、前記入力軸に装着された内輪と、前記内輪を径方向の外側から囲むように配置され、前記収容凹部よりも前記軸方向の前記他方側で前記内歯車に装着された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動可能に保持された複数のボールと、を備えていてもよい。 In the transmission device described above, a bearing arranged around the eccentric axis is provided, the bearing includes an inner ring mounted on the input shaft, and the bearing is arranged so as to surround the inner ring from the outside in the radial direction, and the accommodating recess An outer ring mounted on the internal gear on the other side in the axial direction, and a plurality of balls held between the inner ring and the outer ring so as to be able to roll.
本発明によれば、内輪、外輪及びボールによって構成されるボールベアリングである軸受を介して、入力軸と内歯車とを組み合わせることができるので、組立性を向上することができるとともに、入力軸の回転に伴って内歯車を滑らかに偏心揺動させることができる。しかも、外輪が収容凹部よりも軸方向の他方側で内歯車に装着されているので、軸受の装着構造により内歯車が大径化し得るところ、収容凹部が固定部材に形成されるので、内歯車の大径化を効果的に抑制できる。したがって、伝動装置の径方向の小型化を図ることができる。 According to the present invention, the input shaft and the internal gear can be combined via the bearing, which is a ball bearing composed of the inner ring, the outer ring, and the balls. The internal gear can be smoothly eccentrically oscillated with the rotation. Moreover, since the outer ring is attached to the internal gear on the other side in the axial direction of the housing recess, the internal gear can be increased in diameter due to the mounting structure of the bearing. It is possible to effectively suppress the increase in the diameter of the Therefore, it is possible to reduce the size of the transmission device in the radial direction.
本発明によれば、小型化を図り易く、低コスト化及びメンテナンス性の向上化にも繋げることができる伝動装置とすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the transmission device which can be easily reduced in size, and can lead to cost reduction and improvement of maintainability.
以下、本発明の伝動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a transmission device of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to components having the same or similar functions. Duplicate descriptions of these configurations may be omitted.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る減速機を示す斜視図である。図2は、第1実施形態に係る減速機の縦断面図である。
図1に示す減速機1は、伝動装置の一例である。図1および図2に示すように、減速機1は、入力軸10と、複数の内歯21を有する内歯車20と、複数の外歯41を有する外歯車40と、出力軸50と、ケーシング60と、を主に備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a speed reducer according to the first embodiment. FIG. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the speed reducer according to the first embodiment.
A
入力軸10及び出力軸50は、それぞれの中心軸線が共通した共通軸上に位置するように配置されている。本実施形態では、この共通軸を回転軸線O1(本発明に係る軸線)といい、回転軸線O1に沿う方向を軸方向といい、回転軸線O1方向から見た平面視で回転軸線O1に交差する方向を径方向といい、回転軸線O1回りに周回する方向を周方向という。さらに、軸方向のうち、入力軸10から出力軸50に向かう方向を上方といい、その反対方向を下方という。
The
図2に示すように、ケーシング60は、静止系である。ケーシング60は、互いに一体的に組み合わされた上ケース61および下ケース65(固定部材)を備える。上ケース61および下ケース65は、互いの間に内歯車20および外歯車40を収容する収容空間が形成されるように配置されている。
As shown in FIG. 2, casing 60 is a stationary system. The
上ケース61は、収容空間を上方から画成する上プレート62と、上プレート62の外縁から下方に突出して収容空間を径方向の外側から画成する周壁部63と、を備える。上プレート62は、回転軸線O1を中心とするように平面視で正方形状に形成されている(図1参照)。上プレート62の中心には、上プレート62を軸方向に貫通する上貫通孔64が形成されている。上貫通孔64は、平面視で回転軸線O1を中心とする円形状に形成されている。上貫通孔64における軸方向外側の端部(上端部)には、段差状に内径が拡大する拡径部64aが設けられている。周壁部63は、回転軸線O1の周囲を全周にわたって延びている。本実施形態では、周壁部63は、四角筒状に形成されている。
The
下ケース65は、上ケース61の下方に配置されている。下ケース65は、収容空間を下方から画成し、内歯車20に対して下方で向かい合うように配置されている。下ケース65は、平面視で上プレート62の外形と略同じ正方形状に形成されている(図1参照)。下ケース65の外周部は、上ケース61の周壁部63の下端縁に全周にわたって対向している。下ケース65の外周部と上ケース61の周壁部63の下端縁との間には、Oリング70が全周にわたって介在している。
The
下ケース65の中心には、下ケース65を軸方向に貫通する下貫通孔66が形成されている。下貫通孔66は、平面視で回転軸線O1を中心とする円形状に形成されている。下貫通孔66における軸方向外側の端部(下端部)には、段差状に内径が拡大する拡径部66aが設けられている。
A lower through
下ケース65の上面には、収容凹部67が開口している。収容凹部67は、下ケース65のうち内歯車20に軸方向で対向する箇所に形成されている。収容凹部67は、下貫通孔66の周囲で回転軸線O1を中心に等角度間隔で複数(本実施形態では4つ)形成されている(図5参照)。収容凹部67は、平面視円形状に形成されている。収容凹部67は、上方の開口縁から所定の内径で下方に延びている。なお、収容凹部67の数は4つに限定されるものではなく、4つ以外の複数であってもよい。
A
入力軸10は、軸方向に沿って配置され、外部から伝達された動力(トルク)によって静止系に対して回転軸線O1回りに回転可能に配置されている。入力軸10は、下ケース65の下貫通孔66に挿通されている。入力軸10は、下ケース65に対して非接触とされている。入力軸10は、入力側軸受80を介して下ケース65に回転可能に支持されている。
The
入力側軸受80は、転がり軸受である。本実施形態において転がり軸受は、内輪と、内輪を囲うように配置された外輪と、内輪と外輪との間に転動可能に保持された複数のボールと、を有するボールベアリングである(以下の他の転がり軸受も同様)。入力側軸受80は、入力軸10に対して上方移動を規制された状態で装着されている。入力側軸受80は、下貫通孔66の拡径部66a内に配置されている。入力側軸受80の外輪80oは、拡径部66aにおける軸方向内側の端面に軸方向の外側から当接している。入力側軸受80の外輪80oは、下規制部材71によって下貫通孔66からの脱落を規制されている。下規制部材71は、下ケース65の下面に重なり、下ケース65に固定されている。下規制部材71は、円環状に形成され、回転軸線O1と同軸に配置されている。下規制部材71の内周部は、入力側軸受80の外輪80oに軸方向外側から当接している。下規制部材71は、入力側軸受80の内輪80iおよび入力軸10に対して非接触とされている。
The input side bearing 80 is a rolling bearing. In this embodiment, the rolling bearing is a ball bearing having an inner ring, an outer ring arranged to surround the inner ring, and a plurality of balls held between the inner ring and the outer ring so as to be able to roll (described below. other rolling bearings). The input-
入力軸10には、下シール部材11が装着されている。下シール部材11は、止めねじによって入力軸10に固定されている。下シール部材11は、入力軸10に外挿された円筒部12と、円筒部12の外周面から径方向の外側に突出して周方向に全周にわたって延びるフランジ部13と、を備える。円筒部12の上部は、下規制部材71に囲われている。円筒部12の上端縁は、入力側軸受80の内輪80iに軸方向外側から当接している。これにより入力側軸受80の内輪80iが入力軸10に対して軸方向に固定されるので、入力軸10は下ケース65に対して入力側軸受80を介して軸方向に固定されている。フランジ部13は、下規制部材71の下面に対向している。フランジ部13および下規制部材71は、互いの間に軸方向のラビリンス通路14を形成している。
A
入力軸10には、偏心軸受81が装着されている。偏心軸受81は、転がり軸受である。偏心軸受81は、入力側軸受80よりも上方で、入力軸10の上端部よりも下方の箇所に装着されている。偏心軸受81は、回転軸線O1に対して径方向に偏心した偏心軸線O2を中心として配置されている。偏心軸受81は、平面視で下ケース65の収容凹部67の少なくとも1つに重なっている。偏心軸受81の内輪81iは、偏心カラー90を介して入力軸10に装着されている。
An
偏心カラー90は、入力軸10に外挿されている。偏心カラー90は、入力軸10と一体に回転する。偏心カラー90は、回転軸線O1を中心とする内周面を有するとともに、偏心軸線O2を中心とする外周面を有する。外周面の下端部には、外周側に張り出した外フランジ91が設けられている。偏心カラー90の外周面には、偏心軸受81の内輪81iが装着されている。
An
偏心軸受81の内輪81iは、円環状の第1内輪部81i1および第2内輪部81i2を備える。第1内輪部81i1は、偏心カラー90に外挿され、外フランジ91に上方から突き当てられている。第2内輪部81i2は、第1内輪部81i1の上方で偏心カラー90に外挿されている。第1内輪部81i1および第2内輪部81i2は、それぞれの内側に偏心カラー90が圧入されることで、偏心カラー90を介して互いに一体的に組み合われている。第1内輪部81i1および第2内輪部81i2の間には、内輪81iの軌道面となる縦断面視V字状の環状溝が形成されている。
The
内歯車20は、上ケース61と下ケース65との間に配置されている。内歯車20は、偏心軸線O2を中心として配置されているとともに、入力軸10の回転に伴って作動する。内歯車20は、ケーシング60に対して非接触とされている。内歯車20は、偏心軸線O2回りを周回する周方向に間隔をあけて配置された複数の内歯21を有している。
The
内歯車20は、外形形状が平面視円形状に形成された内歯車プレート22と、内歯車プレート22の外周縁部から、その全周に亘って上方に突出した環状の歯車壁部26と、内歯車プレート22から下方に突出した案内部材30と、を備えている。内歯車プレート22は、上ケース61の周壁部63の内側で、下ケース65に対して軸方向に対向するように配置されている。歯車壁部26は、内歯車プレート22の上面から上ケース61の上プレート62側に向かって突出し、内歯車プレート22の外周縁に沿って延びている。
The
図3は、図2のIII-III線における断面図である。
図2および図3に示すように、内歯車プレート22の中央部には、内歯車プレート22を軸方向に貫通する貫通孔23が形成されている。貫通孔23の内周面の全体は、横断面で偏心軸線O2を中心とする平面視円形状に形成されている。貫通孔23における下ケース65側の端部(下端部)には、段差状に内径が拡大する拡径部23aが設けられている。拡径部23a内には、偏心軸受81の外輪81oが嵌入されている。これにより、内歯車20は、入力軸10に対して偏心軸線O2回りに回転可能とされている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, a through
内歯車プレート22には、ピン孔24および軸凹部25が形成されている。ピン孔24は、内歯車プレート22を軸方向に貫通している。ただしピン孔24は、内歯車プレート22の上面に開口していればよい。ピン孔24は、平面視で歯車壁部26よりも内側で、偏心軸線O2回りに周回する周方向において各内歯21に対応する位置に形成されている。軸凹部25は、内歯車プレート22の下面に形成されている。軸凹部25は、平面視で収容凹部67に重なる位置に形成されている。軸凹部25が、ピン孔24に対する偏心軸線O2側に形成されている。なお図示の例では、軸凹部25の底面に内歯車プレート22を軸方向に貫通する貫通孔が開口しているが、この貫通孔は形成されていなくてもよい。
A
図4は、図2のIV-IV線における断面図である。
図2および図4に示すように、歯車壁部26の内側には、歯車壁部26の全周に亘って、偏心軸線O2を中心に等角度間隔で配置された複数の内歯21が設けられている。各内歯21は、歯車壁部26から偏心軸線O2側に突出している。各内歯21の歯面は、平面視で円弧状に延びている。各内歯21は、歯面を形成する自転可能な転動体としてローラ27を有する。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 4, inside the
ローラ27は、円筒状に形成されている。ローラ27は、ローラピン28によって回転可能に支持されている。ローラピン28は、軸方向に延びる円柱状に形成され、内歯車プレート22のピン孔24に圧入されている。ローラピン28は、下端部が内歯車プレート22の下面から下方に突出しないように、かつ上端部が内歯車プレート22の上面から上方に突出するように配置されている。ローラピン28の上端部には、段差状に外径が縮小する縮径部28aが設けられている。縮径部28aには、ローラ27が回転可能に外挿されている。これにより、ローラ27は、内歯車プレート22に対して回転可能とされている。ローラ27の上端縁は、ローラピン28の上端縁よりも上方に位置している。上述のように構成されたローラ27を持つ内歯21は、歯数が31歯(すなわちローラ27の数31個)となるように形成されている。
The
図2に示すように、歯車壁部26には上方から押さえ部材29が重ね合わされている。押さえ部材29は、偏心軸線O2と同軸の円環状に形成されている。押さえ部材29は、歯車壁部26の上端部に装着されている。押さえ部材29は、上方から見て各ローラ27の少なくとも一部に重なっている。これにより、各ローラ27は、ローラピン28から上方に抜け落ちることを規制されている。
As shown in FIG. 2, a pressing
案内部材30は、ケーシング60との組み合わせによって、内歯車20の挙動を制御する。具体的に、案内部材30は、内歯車20の自転を拘束するとともに、自転を拘束されることによって回転軸線O1を中心としてケーシング60に対して偏心揺動する内歯車20を案内する。
図5は、図2のV-V線における断面図である。
図2および図5に示すように、案内部材30は、下ケース65に形成された収容凹部67の数に対応して設けられている。すなわち本実施形態では、案内部材30は4つ設けられている。案内部材30は、内歯車プレート22から下ケース65側に突出するように形成されている。案内部材30は、円柱状に形成され、内歯車プレート22の軸凹部25に下方から挿入されている。案内部材30の上端は、軸凹部25の底面に下方から突き当てられている。案内部材30は、ローラピン28よりも偏心軸線O2寄り配置されている。
5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 2. FIG.
As shown in FIGS. 2 and 5, the
案内部材30は、下ケース65に形成された収容凹部67に挿入されている。案内部材30は、収容凹部67の内面に対して非接触とされている。案内部材30は、収容凹部67の中心線に対して、回転軸線O1に対する偏心軸線O2の偏心量分だけ偏心するように配置されている。案内部材30は、内歯車20の下方で案内軸受82が装着された被装着部31と、被装着部31に下方で隣接し、被装着部31よりも外径の大きい鍔部32と、を備える。鍔部32は、案内部材30の下端に位置する。
The
案内軸受82は、転がり軸受である。案内軸受82は、案内部材30の被装着部31に装着されている。案内軸受82の内輪82iは、鍔部32に上方から突き当てられている。案内軸受82は、内歯車プレート22に対して非接触とされている。案内軸受82は、案内部材30と収容凹部67の内壁面との間に配置されている。案内軸受82の外径は、収容凹部67の内径よりも小さい。案内軸受82は、案内部材30に装着されることで、収容凹部67の中心線に対して、回転軸線O1に対する偏心軸線O2の偏心量分だけ偏心するように収容凹部67内に配置されている。案内軸受82の外輪82oは、平面視で収容凹部67の内周面に1点で接触している。
図2に示すように、出力軸50は、軸方向に沿って配置され、静止系に対して回転軸線O1回りに回転可能に配置されている。出力軸50は、上ケース61の上貫通孔64に挿通されている。出力軸50は、上ケース61に対して非接触とされている。出力軸50は、出力側軸受83を介して上ケース61に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
出力側軸受83は、転がり軸受である。出力側軸受83は、出力軸50に対して下方移動を規制された状態で装着されている。出力側軸受83は、上貫通孔64の拡径部64a内に配置されている。出力側軸受83の外輪83oは、拡径部64aにおける軸方向内側の端面に軸方向の外側から当接している。出力側軸受83の外輪83oは、上規制部材72によって上貫通孔64からの脱落を規制されている。上規制部材72は、上ケース61の上面に重なり、上ケース61に固定されている。上規制部材72は、円環状に形成され、回転軸線O1と同軸に配置されている。上規制部材72の内周部は、出力側軸受83の外輪83oに軸方向外側から当接している。上規制部材72は、出力側軸受83の内輪83iおよび出力軸50に対して非接触とされている。
The output side bearing 83 is a rolling bearing. The output-
出力側軸受83の内輪83iは、円環状の第1内輪部83i1および第2内輪部83i2を備える。第1内輪部83i1は、出力軸50に外挿され、出力軸50の段差面に軸方向の外側から突き当てられている。第2内輪部83i2は、第1内輪部83i1よりも軸方向の外側で出力軸50に外挿されている。第1内輪部83i1および第2内輪部83i2は、それぞれの内側に出力軸50が圧入されることで、出力軸50を介して互いに一体的に組み合われている。第1内輪部83i1および第2内輪部83i2の間には、内輪83iの軌道面となる縦断面視V字状の環状溝が形成されている。
The
出力軸50には、上シール部材55が装着されている。上シール部材55は、止めねじによって出力軸50に固定されている。上シール部材55は、出力軸50に外挿された円筒部56と、円筒部56の外周面から径方向の外側に突出して周方向に全周にわたって延びるフランジ部57と、を備える。円筒部56の下部は、上規制部材72に囲われている。円筒部56の下端縁は、出力側軸受83の第2内輪部83i2に軸方向外側から当接している。これにより出力側軸受83の第1内輪部83i1および第2内輪部83i2が出力軸50に対して軸方向に固定されるので、出力軸50は上ケース61に対して出力側軸受83を介して軸方向に固定されている。フランジ部57は、上規制部材72の上面に対向している。フランジ部57および上規制部材72は、互いの間に軸方向のラビリンス通路58を形成している。
An upper sealing
出力軸50の下端面には、上方に窪む凹部51が形成されている。凹部51は、平面視で回転軸線O1を中心とする円形状に形成されている。凹部51内には、中間軸受84が配置されている。中間軸受84は、転がり軸受である。中間軸受84の外輪84oは、凹部51に嵌入されている。中間軸受84の内輪84iは、入力軸10の上端部に装着されている。これにより、出力軸50は、中間軸受84を介して入力軸10に連結されている。出力軸50は、外歯車40が装着される下端部52と、下端部52の上方に隣接して径方向の外側に張り出したフランジ53と、をケーシング60の内側に備える。フランジ53の下面には、下端部52に装着された外歯車40が突き当てられている。
A
外歯車40は、上ケース61と下ケース65との間に配置されている。外歯車40は、内歯車20よりも上プレート62寄りに配置されている。外歯車40は、内歯車20における歯車壁部26の内側に配置されている。外歯車40は、回転軸線O1を中心として配置されているとともに、回転軸線O1回りを回転可能とされている。外歯車40は、ケーシング60に対して非接触とされている。
The
図2および図4に示すように、外歯車40は、複数の内歯21に対して内接するとともに噛み合い可能な複数の外歯41を有している。外歯車40の中心部には、外歯車40を軸方向に貫通する嵌合孔42が回転軸線O1と同軸に形成されている。嵌合孔42には、出力軸50の下端部52が挿入されている。外歯車40には、出力軸50のフランジ53側(上方)に突出する係合ピン43が固定されている。係合ピン43は、フランジ53に形成された切欠53aに挿入され、フランジ53に対して回転軸線O1回りの変位を規制されている。これにより、外歯車40は、出力軸50に対して回転不能とされ、回転軸線O1回りを出力軸50と一体に回転する。
As shown in FIGS. 2 and 4 , the
複数の外歯41は、回転軸線O1を中心に等角度間隔で配置されている。外歯41は、内歯21の歯数(31歯)とは異なる歯数となるように配列されている。具体的に外歯41は、内歯21よりも歯数が1つ少ない30歯となるように配列されている。さらに本実施形態の外歯41は、トロコイド曲線に沿った歯形、いわゆるトロコイド歯形とされている。これにより、複数の内歯21におけるローラ27と、複数の外歯41とを常時接触させることが可能とされている。
The plurality of
(減速機の作用)
次に、上述のように構成された減速機1を作動させる場合について説明する。
この場合には、例えば外部の駆動源(例えばステッピングモータ等)からの動力が入力軸10に伝達されると、入力軸10が回転軸線O1回りを回転する。これにより、偏心軸受81の内輪81iは回転軸線O1回りを偏心回転するとともに、内歯車20は偏心軸受81の内輪81iとともに偏心回転しようとする。
(Action of reducer)
Next, a case of operating the
In this case, for example, when power from an external drive source (for example, a stepping motor or the like) is transmitted to the
ここで、内歯車20の案内部材30は、下ケース65の収容凹部67に配置された案内軸受82を介して収容凹部67の内壁面に内接している。これにより、内歯車20は、案内部材30と下ケース65の収容凹部67とによって自転を拘束されている。案内部材30は、収容凹部67の中心線に対して、回転軸線O1に対する偏心軸線O2の偏心量分だけ偏心している。このため、内歯車20は、偏心回転しようとするところ、偏心軸受81の内輪81iおよび外輪81oの相対回転によって内輪81iの偏心回転のうち平行移動の成分が取り出されるように、回転軸線O1を中心に偏心揺動する。
Here, the
内歯車20が回転軸線O1を中心に偏心揺動すると、複数の内歯21に対して複数の外歯41を内接させながら、内歯21が外歯41を周方向に順次乗り越えるように、外歯車40に対して内歯車20が偏心揺動する。そして、内歯車20の偏心揺動に伴って内歯21が外歯41を乗り越えるたびに、内歯車20は内歯21を介して外歯41を周方向に押圧し、外歯車40を回転させることができる。
When the
上述したように、入力軸10に伝達された動力を内歯車20に伝えることで内歯車20を偏心揺動させ、これによって内歯21を介して外歯41を周方向に押圧することで外歯車40に動力を伝えることができる。その結果、外歯車40及び出力軸50を入力軸10の回転方向とは反対方向に回転軸線O1回りに回転させることができる。特に、外歯41の歯数(30歯)と内歯21の歯数(31歯)とが異なっているので、歯数の角度差分だけ外歯車40を減速することが可能である。これにより、入力軸10の回転に対して、出力軸50を減速させながら回転させることができる。
As described above, the power transmitted to the
特に、本実施形態の減速機1は、従来の減速機等とは異なり、内歯車20側を偏心揺動させるので、外歯車40については回転軸線O1回りを回転する単純な回転動作にすることができる。したがって、例えば外歯車40の自転成分のみを取り出す等といったことが不要となり、外歯車40から直接的に出力軸50に動力を伝えて、出力軸50を回転軸線O1回りに回転させることができる。
したがって、部品点数を抑制したシンプルな構造にすることができ、減速機1全体の小型化を図ることができる。それに加えて、低コスト化及びメンテナンス性の向上化にも繋げることができる。
In particular, the
Therefore, the structure can be made simple with a reduced number of parts, and the size of the
ところで、収容凹部67は、案内部材30を有する内歯車20の偏心揺動を許容するために、減速機1の横断面上(軸方向に直交する断面上)で案内部材30よりも大きく形成される。ここで、本実施形態の案内部材30および収容凹部67に代えて、ケーシングに内歯車側に突出する案内部材を設けるとともに、内歯車に案内部材を受け入れる収容凹部を設けることで、本実施形態と同様に内歯車の自転を拘束するとともに内歯車の偏心揺動を許容する構成が得られる。この構成と比較して、本実施形態によれば、内歯車20に収容凹部が形成されない分、内歯車20を小径に形成できる。したがって、減速機1の径方向の小型化を図ることができる。
By the way, in order to allow the eccentric oscillation of the
以上に説明したように、本実施形態の減速機1によれば、小型化を図り易く、低コスト化及びメンテナンス性の向上化にも繋げることができる。
特に、減速機1を小型化し易いので、各種の分野における小型部品に好適に利用することができる。例えば、小型の可動部を可動させるような各種機器(例えば産業用ロボット、ロボットアーム、ロボットハンド、患者の動作をサポートする医療用サポート機器、家電機器、AV機器等)等に、減速機1を好適に利用することができる。
As described above, according to the
In particular, since the
さらに本実施形態では、案内部材30と収容凹部67の内壁面との間に案内軸受82が配置されているので、案内部材30と収容凹部67の内壁面との直接的な摺動を抑制できる。よって、下ケース65に対して偏心揺動する内歯車20と下ケース65との間の摩擦抵抗を低減することができ、動力ロスを少なくすることができる。したがって、動力伝達効率を向上することができ、入力軸10から出力軸50に動力を無駄なく効率良く伝えることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the guide bearing 82 is arranged between the
内歯21は、平面視で円形の外形を有し、かつ自転可能なローラ27を有している。この構成によれば、ローラ27を自転させながら、ローラ27が外歯41を周方向に順次乗り越えるように、内歯車20を外歯車40に対して偏心揺動させることができる。このため、内歯車20と外歯車40との間の摩擦抵抗を低減することができ、動力ロスを少なくすることができる。したがって、動力伝達効率を向上することができ、入力軸10から出力軸50に動力を無駄なく効率良く伝えることができる。
The
また、ローラ27は、円筒状に形成されて回転可能に設けられている。この構成によれば、円筒状のローラ27の外周面に外歯41を点接触させることができ、内歯車20と外歯車40との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。したがって、動力伝達効率をさらに向上することができる。
Further, the
減速機1は、偏心軸線O2を中心に配置されたボールベアリングである偏心軸受81を備え、偏心軸受81の内輪81iが入力軸10に装着されているとともに、外輪81oが内歯車20に装着されている。この構成によれば、ボールベアリングを介して、入力軸10と内歯車20とを組み合わせることができるので、組立性を向上することができるとともに、入力軸10の回転に伴って内歯車20を滑らかに偏心揺動させることができる。しかも、外輪81oが収容凹部67よりも上方で内歯車20に装着されているので、偏心軸受81の装着構造により内歯車20が大径化し得るところ、収容凹部67が下ケース65に形成されるので、内歯車20の大径化を効果的に抑制できる。したがって、減速機1の径方向の小型化を図ることができる。
The
[第2実施形態]
次に、図6を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、内歯車20Aが第1実施形態のローラ27およびローラピン28に代えてボール34を備える点で、第1実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第1実施形態と同様である。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the internal gear 20A includes
図6は、第2実施形態に係る減速機の縦断面図である。
図6に示すように、各内歯21は、歯面を形成する自転可能な転動体としてボール34を有する。また、歯車壁部26の内周面には、ボール34を1個ずつ収容して回転可能に保持するボール収容部35が形成されている。ボール34は、内歯車プレート22の上面に載置された状態でボール収容部35内に収容され、径方向の内側に飛び出すことなくボール収容部35によって転動可能に保持されている。ボール34は、歯車壁部26の内周面よりも径方向の内側に向けて突出しており、外歯車40の外歯41に対して接触するとともに噛み合い可能とされている。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a speed reducer according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, each
以上に説明したように、本実施形態の減速機1Aによれば、第1実施形態の減速機1のローラピン28を備えないことで内歯車20Aにピン孔が形成されない分、内歯車20Aを小径化できる。したがって、本実施形態の減速機1Aによれば、より一層の小型化を図ることができる。
As described above, according to the
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、内歯21の歯数が31歯とされ、かつ外歯41の歯数が30歯とされているが、この構成に限定されず、内歯の歯数および外歯の歯数は適宜変更されてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments described with reference to the drawings, and various modifications are conceivable within its technical scope.
For example, in the above embodiment, the number of teeth of the
また、上記実施形態では、案内軸受82の内輪82iが案内部材30に装着されているが、この構成に限定されない。案内軸受は、外輪が収容凹部67に嵌入され、かつ内輪の内周面の1点に案内部材30の外周面が内接するように配置されていてもよい。さらに、案内軸受82を配置せずに、案内部材の外周面を収容凹部の内周面の1点に内接させてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では各軸受がボールベアリングであるが、この構成に限定されない。各軸受は、ローラベアリングであってもよいし、滑り軸受であってもよい。 Further, although each bearing is a ball bearing in the above embodiment, the present invention is not limited to this configuration. Each bearing may be a roller bearing or a slide bearing.
また、上記実施形態では、案内部材30を本発明に係る案内部材として説明したが、案内軸受82を本発明に係る案内部材に含めてもよい。また、案内軸受が収容凹部に嵌入された変形例において、案内軸受の内側を本発明に係る収容凹部としてもよい。
Further, in the above embodiment, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with well-known components without departing from the scope of the present invention, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.
1,1A…減速機(伝動装置) 10…入力軸 20,20A…内歯車 21…内歯 22…内歯車プレート 27…ローラ(転動体) 28…ローラピン(ピン) 30…案内部材 34…ボール(転動体) 40…外歯車 41…外歯 50…出力軸 65…下ケース(固定部材) 67…収容凹部 81…偏心軸受(軸受) 81i…内輪 81o…外輪 82…案内軸受(転がり軸受) O1…回転軸線(軸線) O2…偏心軸線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記軸線に対して偏心した偏心軸線を中心として配置されるとともに、前記入力軸の回転に伴って作動し、かつ前記偏心軸線回りを周回する周方向に間隔をあけて配置された複数の内歯、および軸方向の一方側に突出した案内部材を有する内歯車と、
前記内歯車に対して前記軸方向の他方側で向かい合うように配置されるとともに、前記軸線回りに回転可能に配置され、かつ前記複数の内歯に対して噛み合い可能な複数の外歯を有し、前記複数の外歯が前記複数の内歯の歯数とは異なる歯数とされた外歯車と、
前記外歯車の回転に伴って前記軸線回りに回転する出力軸と、
前記内歯車に対して前記軸方向の前記一方側で向かい合うように配置された固定部材と、
を備え、
前記固定部材には、前記内歯車の自転を拘束し、かつ前記内歯車の前記軸線を中心とする偏心揺動を許容するように前記案内部材を受け入れる収容凹部が形成されている、
伝動装置。 an input shaft that rotates about its axis by the transmitted power;
A plurality of internal teeth arranged around an eccentric axis eccentric with respect to the axis, operating as the input shaft rotates, and spaced apart in a circumferential direction orbiting around the eccentric axis. , and an internal gear having a guide member protruding on one side in the axial direction;
a plurality of external teeth arranged to face the internal gear on the other side in the axial direction, arranged rotatably about the axis, and meshable with the plurality of internal teeth; , an external gear in which the number of teeth of the plurality of external teeth is different from the number of teeth of the plurality of internal teeth;
an output shaft that rotates around the axis as the external gear rotates;
a fixing member arranged to face the internal gear on the one side in the axial direction;
with
The fixed member is formed with a housing recess that receives the guide member so as to constrain rotation of the internal gear and allow eccentric oscillation of the internal gear about the axis.
transmission device.
請求項1に記載の伝動装置。 A rolling bearing is arranged between the guide member and the inner wall surface of the housing recess,
A transmission according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の伝動装置。 The internal tooth has a circular outer shape in a plan view seen from the axial direction, and has a rolling element that can rotate.
The transmission device according to claim 1 or 2.
前記外歯車に対して向かい合うように配置された内歯車プレートと、
前記内歯車から突出したピンと、
を備え、
前記転動体は、円筒状に形成され、前記ピンに回転可能に外挿されている、
請求項3に記載の伝動装置。 The internal gear is
an internal gear plate arranged to face the external gear;
a pin protruding from the internal gear;
with
The rolling element is formed in a cylindrical shape and is rotatably fitted around the pin,
A transmission according to claim 3.
前記軸受は、
前記入力軸に装着された内輪と、
前記内輪を径方向の外側から囲むように配置され、前記収容凹部よりも前記軸方向の前記他方側で前記内歯車に装着された外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に転動可能に保持された複数のボールと、
を備える、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の伝動装置。 a bearing centered about the eccentric axis;
The bearing is
an inner ring mounted on the input shaft;
an outer ring arranged to surround the inner ring from the outside in the radial direction and mounted on the internal gear on the other side in the axial direction relative to the housing recess;
a plurality of balls rotatably held between the inner ring and the outer ring;
comprising
A transmission according to any one of claims 1 to 4.
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