JP4747129B2 - 偏心揺動減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動減速装置に関する。

太陽回転体と、該太陽回転体によって回転される偏心体軸駆動体と、該偏心体軸駆動体と一体的に回転する偏心体軸と、該偏心体軸駆動体の軸方向両側に配置され、前記偏心体軸により揺動回転される少なくとも２個の揺動体と、該揺動体がそれぞれ内接する内歯歯車と、備えた偏心揺動減速装置が広く知られている（例えば特許文献１参照）。

又、この特許文献１に係る構造を改良した構造が、同じ出願人によって提案されている。

図４、図５にこの改良された偏心揺動減速装置を示す。

この偏心揺動減速装置１２は、入力軸１４に太陽歯車（太陽回転体）１６が形成されている。太陽歯車１６は、複数（この例では３個）の伝動歯車（偏心体軸駆動体）１８と同時に噛合している。

各伝動歯車１８は、複数（この例では３本）設けられた偏心体軸２０にそれぞれ組み込まれている。各偏心体軸２０には、偏心体２２Ａ、２２Ｂが１８０°の位相で設けられている。入力軸１４が回転すると、前記伝動歯車１８によって３本の偏心体軸２０が駆動され、該３本の偏心体軸２０の軸方向同位置にある３つの偏心体同士２２Ａ、あるいは２２Ｂがそれぞれ同位相で同一の方向に回転するようになっている。２枚の外歯歯車（揺動体）２４Ａ、２４Ｂは、それぞれこれらの偏心体２２Ａ、２２Ｂの外周に嵌合している。そのため、該２枚の外歯歯車２４Ａ、２４Ｂは、各偏心体２２Ａ、２２Ｂの動きに応じて１８０°の位相差にて偏心回転する。

偏心体２２Ａ、２２Ｂと外歯歯車２４Ａ、２４Ｂとの嵌合は、ボール又はころ（この例ではころ）２６Ａ、２６Ｂを介した転がり嵌合とされている。外歯歯車２４Ａ、２４Ｂは内歯歯車２８に内接噛合している。

内歯歯車２８は、ケーシング３０と一体化されており、その内歯はころ状のピン２８Ｐによって構成されている。外歯歯車２４Ａ、２４Ｂと内歯歯車２８は、僅少の歯数差（例えば１〜６）に設定されている。

外歯歯車２４Ａ、２４Ｂの軸方向両側には、第１、第２キャリヤ（キャリヤ体）３２、３４が配置されている。２枚の外歯歯車２４Ａ、２４Ｂは、この第１、第２キャリヤ３２、３４及び該２枚の外歯歯車２４Ａ、２４Ｂの間に配置されたディスタンスピース２５によってその軸方向の動きが規制されている。第１、第２キャリヤ３２、３４は、ボルト４０及びキャリヤピン４２を介して互いに連結され、その全体が円錐ころ軸受３６、３８を介してケーシング３０に回転可能に支持されている。

この構成に係る偏心揺動減速装置１２では、入力軸１４の回転を伝動歯車１８を介して各偏心体軸２０に減速した上で伝達し、各偏心体軸２０の偏心体２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ同位相で回転させることによって外歯歯車２４Ａ、２４Ｂを揺動させることができる。この結果、外歯歯車２４Ａ、２４Ｂと内歯歯車２８との噛合位置が順次ずれていく現象が発生するため、偏心体軸２０の回転に伴って該外歯歯車２４Ａ、２４Ｂと内歯歯車２８との間に歯数差に相当する相対変位を引き出すことができる。ケーシング３０（内歯歯車２８）が固定されているときには、この相対変位を一対の第１、第２キャリヤ３２、３４側から取り出すことができ、第１、第２キャリヤ３２、３４の自転が拘束されているときには、この相対変位をケーシング３０側の回転（枠回転）として取り出すことができる。

特開２００４−１３８０９４号公報

しかしながら、このような構造の偏心揺動減速装置にあっては、例えば、軸方向の短縮を意図して、後述する実施形態における構造のように伝動歯車１８を外歯歯車２４Ａ、２４Ｂの間に配置しようとした場合、該伝動歯車１８の外周縁とディスタンスピース２５の内周縁とが干渉し、伝動歯車１８の大きさをあまり大きくできないという問題があった。そのため、初段減速部（太陽歯車１６と伝動歯車１８）においてある程度以上の減速比を得ようとした場合には、既に説明した図４、図５の構造のように、伝動歯車１８の配置位置をディスタンスピース２５と干渉しない位置（図の例では外歯歯車２４Ａの軸方向外側）とせざるを得ず、減速装置全体の軸方向長が長くなるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ディスタンスピースの存在に拘わらず、これと軸方向同位置に偏心体軸駆動体を配置することによって装置全体の軸方向長を短縮可能とすると共に、該ディスタンスピースと偏心体軸駆動体との干渉を合理的に解消し、ディスタンスピース本来の位置決め機能を損なうことなく且つ、十分大きな偏心体軸駆動体をディスタンスピースと軸方向同位置に配置することを可能とし、もって、初段減速部の減速比を大きく取ることをその課題としている。

本発明は、太陽回転体と、該太陽回転体によって回転される偏心体軸駆動体と、該偏心体軸駆動体と一体的に回転する偏心体軸と、該偏心体軸駆動体の軸方向両側に配置され、前記偏心体軸により揺動回転される少なくとも２個の揺動体と、該揺動体がそれぞれ内接する内歯歯車と、前記揺動体間に配置され、揺動体の軸方向の動きを規制するディスタンスピース、とを備え、前記内歯歯車が、少なくともその内周側において軸方向に隙間を有する形状に形成され、この隙間に、前記ディスタンスピースが配置されている構成とすることにより、前記課題を解決したものである。

本発明では、揺動体が軸方向に複数並べられており、且つ該揺動体と揺動体との間に隙間が存在する場合には、内歯歯車は、当該揺動体に対応する軸方向部分に存在すれば足り、必ずしも各揺動体間の隙間の部分を含めて連続的に存在している必要がないことに着目している。

すなわち、本発明では、内歯歯車を少なくともその内周側において軸方向に隙間を有する形状に形成し、この形成された隙間にディスタンスピースを配置するようにしている。その結果、偏心体軸揺動体をディスタンスピースと軸方向同位置（即ち揺動体間）に配置して装置の軸方向長の短縮を図りながら、該ディスタンスピースの装置半径方向の配置位置を従来よりも若干外側にずらすことができるようになり、それだけ大きな偏心体軸駆動体を収容することができるようになり、初段減速部（即ち太陽回転体と偏心体軸駆動体とで構成される減速部）での減速比を大きくとることができる。

本発明によれば、初段での減速比を高く維持しながら軸方向長の短い偏心揺動減速装置を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る偏心揺動減速装置の一例を示す断面図、図２は図１の矢示ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。なお、図１は図２の矢示Ｉ−Ｉ線に沿う断面図に相当している。

この偏心揺動減速装置１１２は、入力軸１１４に設けられた太陽歯車（太陽回転体）１１６と、該太陽歯車１１６によって回転される伝動歯車（偏心体軸駆動体）１１８と、該伝動歯車１１８と一体的に回転する偏心体軸１２０と、該偏心体軸１２０により揺動回転される外歯歯車（揺動体）１２４Ａ、１２４Ｂと、該外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの自転成分と同期する第１、第２キャリヤ（キャリヤ体）１３２、１３４と、を備える。

以下、より詳細に説明する。

入力軸１１４は、図示せぬモータの出力軸と連結可能である。入力軸１１４の先端には太陽歯車１１６が一体的に形成されている。太陽歯車１１６は複数（この例では２個）の伝動歯車１１８と同時に噛合している。

各伝動歯車１１８は、複数（この例では２本）設けられた偏心体軸１２０にそれぞれ組み込まれ、２本の偏心体軸１２０を同時に且つ同方向に駆動可能である。各偏心体軸１２０には、それぞれ軸方向に並んで偏心体１２２Ａ、１２２Ｂが１８０°の位相で設けられている。また、各軸の軸方向同位置に各軸の偏心体１２２Ａ同士、及び偏心体１２２Ｂ同士がそれぞれ同位相で同一の方向に回転可能となるように組み込まれている。

外歯歯車１２４Ａは２つの偏心体１２２Ａの外周に、外歯歯車１２４Ｂは２つの偏心体１２２Ｂの外周にそれぞれ嵌合している。偏心体１２２Ａ、１２２Ｂと外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂとの嵌合は、ころ１２６Ａ、１２６Ｂを介した転がり嵌合とされ、結果として外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂは、１８０度の位相差で内歯歯車１２８にそれぞれ内接噛合している。外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂを軸方向に２枚（１２４Ａ、１２４Ｂ）並列配置したのは、伝達容量の確保を意図したためである。各外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの軸方向の位置は、アンギュラ玉軸受１３６、１３８及びディスタンスピース１２５によって規制されている。

内歯歯車１２８及びディスタンスピース１２５の構成については、後に詳述する。

外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの軸方向両側には、第１、第２キャリヤ１３２、１３４が配置されている。第１、第２キャリヤ１３２、１３４は、ボルト１４０及び第２キャリヤ１３４側から一体的に突出形成されたキャリヤピン１３４Ａを介して互いに連結され、その全体が前記アンギュラ玉軸受１３６、１３８を介してケーシング１３０に回転可能に支持されている。

前記偏心体軸１２０は、ニードル１５０、１５２を介して第１、第２キャリヤ１３２、１３４に支持されている。ニードル１５０、１５２は、偏心体軸１２０が内輪、第１、第２キャリヤ１３２、１３４が外輪としてそれぞれ機能することにより、「ニードル軸受」を構成する。しかしながら、ニードル１５０、１５２は、単独ではスラスト方向の反力を授受できないため、この実施形態では偏心体軸１２０の軸方向の位置決めのために次のような構成を採用している。

即ち、偏心体軸１２０には段差部１７０、１７２が形成されている。その上で、この段差部１７０、１７２を利用して、該段差部１７０、１７２と第１、第２キャリヤ１３２、１３４との間に偏心体軸１２０の軸方向の移動を規制するワッシャ１７４、１７６を配置している。

ワッシャ１７４、１７６は、第１、第２キャリヤ１３２、１３４に当接することで段差部１７０、１７２を介して偏心体軸１２０の軸方向の位置決めを行なうと共に、この間にころ１２６Ａ、伝動歯車１１８、もう一方のころ１２６Ｂを挟み込むことにより、この３者１２６Ａ、１１８、１２６Ｂの軸方向の位置決めをも行なう。なお、ワッシャ１７４、１７６は、第１、第２キャリヤ１３２、１３４及び段差部１７０、１７２のいずれとも相対回転可能に配置されている。

なお、図の符号１６７、１６９は、ニードル１５０、１５２の軸方向の移動を規制するニードル押えである。又、符号１４２は、第１、第２キャリヤ１３２、１３４と相手部材（被駆動機械）とを連結するためのボルト孔、１８０は、偏心体軸１２０を加工するときにその回り止めをするための治具（図示略）を装着するための治具装着部である。

ここで、内歯歯車１２８及びディスタンスピース１２５の構成について説明する。

内歯歯車１２８は、その本体１２８Ａがケーシング１３０と一体化されており、該本体１２８Ａの内周側に「内歯」としてころ状のピン１２８Ｐを備える。ピン１２８Ｐは、第１ピン１２８Ｐ１及び第２ピン１２８Ｐ２によって構成されている。第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２は、同軸に且つ軸方向に隙間１２８Ｓを有して配置され、第１ピン１２８Ｐ１が外歯歯車１２４Ａと、第２ピン１２８Ｐ２が外歯歯車１２４Ｂとそれぞれ噛合可能である。

この例では、内歯歯車１２８の内歯に相当する第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２は、２個ずつが２個置きに間引かれた態様で組み込まれている。この組み込み態様によっても外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂとの噛合による機構学的な動きとしては、当該「間引き」が無い場合（例えば図５で示したような例）と全く同様の動きが得られる。前記「僅少の歯数差」は、ここでは間引かれていない状態での外歯と内歯の歯数差のことを意味している。

但し、この例のように内歯歯車１２８の内歯（第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２）を何らかの形で間引く場合には、第１ピン１２８Ｐ１と第２ピン１２８Ｐ２の円周方向の配置位相を適宜にずらした方が良い場合がある。それは、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの偏心位相が１８０度ずれていることと相まって、間引きの位相をずらした方が動力伝達の脈動や偏心体軸１２０に発生する偶力をより低減できる場合があるためである。この実施形態では、間引きの位相を外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの偏心位相に合致させ、１８０度ずらすようにしている。

ディスタンスピース１２５は、全体がリング状とされ、第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２の間、即ち内歯歯車１２８の内周側において軸方向に形成された隙間１２８Ｓに配置されている。また、この実施形態では、この隙間１２８Ｓの軸方向幅Ｗ１が、ディスタンスピース１２５の軸方向幅Ｗ２に対応した寸法に設定され、該隙間１２８Ｓの軸方向端面１２８Ｓ１、１２８Ｓ２によって、ディスタンスピース１２５自体の軸方向の位置決めがなされるように工夫されている。

次に、この偏心揺動減速装置１１２の作用を説明する。

入力軸１１４が回転すると、該入力軸１１４と噛合している伝動歯車１１８を介して２本の偏心体軸１２０が同時に減速回転する。この結果、それぞれの偏心体軸１２０に一体的に装着されている偏心体１２２Ａ同士、及び１２２Ｂ同士が同位相で回転し、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂが内歯歯車１２８に内接しながらそれぞれ揺動回転する。内歯歯車１２８はその本体１２８Ａがケーシング１３０と一体化され、固定された状態にあるため、偏心体軸１２０が回転すると偏心体１２２Ａ、１２２Ｂを介して外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂが揺動回転し、該外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂと内歯歯車１２８の内歯である第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２との噛合位置が順次移動していく現象が発生する。

このとき、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの歯数は、内歯歯車１２８の歯数よりも（間引いていないと仮定した状態で）僅かだけ少ないため、この噛合位置の移動により、固定状態にある内歯歯車１２８に対して歯数差に相当する分だけ位相がずれる（自転する）ことになる。そのため、偏心体軸１２０が該自転成分に相当する速度で入力軸１１４の周りを公転することになり、該偏心体軸１２０を支持している第１、第２キャリヤ１３２、１３４が当該公転速度に相当する速度で回転する。第１、第２キャリヤ１３２、１３４は、ボルト１４０及びキャリヤピン１３４Ａを介して連結されているため、第１、第２キャリヤ１３２、１３４は一体となって（１つの大きな塊となって）ゆっくりと回転し、ボルト孔１４２を介して連結される図示せぬ相手機械（被駆動機械）を駆動する。

なお、この実施形態のように、ケーシング１３０（内歯歯車１２８）が固定されているときには、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂと内歯歯車１２８との相対変位を第１、第２キャリヤ１３２、１３４側から取り出すことができ、第１、第２キャリヤ１３２、１３４の自転が拘束された構成としたときは、該第１、第２キャリヤ１３２、１３４の自転拘束を介してこの相対変位をケーシング１３０側の回転（枠回転）として取り出すことができる。

ここで、この実施形態に係る偏心揺動減速装置１１２は、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの両側に第１、第２キャリヤ１３２、１３４を有し、２本の偏心体軸１２０をこの第１、第２キャリヤ１３２、１３４によって両持ち支持しており、支持剛性が高く、外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂを安定した状態で揺動回転させることができる。

２枚の外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂは、一対のアンギュラ玉軸受１３６、１３８に挟まれると共に、ディスタンスピース１２５が内歯歯車１２８の隙間１２８Ｓに配置されているため、特に別途の止め輪等の位置決め手段を設けることなく、軸方向の動きを規制することができる。具体的には、外歯歯車１２４Ａはアンギュラ玉軸受１３６とディスタンスピース１２５とにより軸方向の動きが規制され、外歯歯車１２４Ｂは、ディスタンスピース１２５とアンギュラ玉軸受１３８とにより軸方向の動きがそれぞれ規制される。

図３（Ｂ）に示されるように、ディスタンスピース１２５は、その半径方向の最外部１２５Ｍが内歯歯車１２８の隙間（第１、第２ピン１２８Ｐ１、１２８Ｐ２の間）に配置されているため、外周側の径ｄ２を従来（同（Ａ）参照）の径ｄ１より大きく設定することができ（ｄ１＜ｄ２）、その分、内周側の径Ｄ２を大きく従来の径Ｄ１より設定できる（Ｄ１＜Ｄ２）。したがって、該ディスタンスピース１２５の両サイドに位置する外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの良好な位置決めと伝動歯車１１８の十分大きな大きさの確保とを両立させることができる。

即ち、初段（太陽歯車１１６及び伝動歯車１１８）で確保できる減速比をそれだけ高く設定することが可能となり、伝動歯車１１８とディスタンスピース１２５とを支障なく軸方向同位置に配置でき、結果として軸方向長をより短縮できる。

なお、この実施形態では、このように、初段減速部（太陽歯車１１６と伝動歯車１１８）の減速比を大きく確保できることに伴い、伝動歯車１１８を２つの外歯歯車１２４Ａ、１２４Ｂの間に配置することによって「軸方向に短縮できるメリット」を得ているが、本発明ではこのメリットをどのように活かすかについては特に限定されない。即ち、このメリットを文字通り、装置の軸方向の短縮の実現に寄与させて良いのは言うまでもないが、この実施形態のように、その分を、偏心体軸１２０を加工するときにその回り止めをするための治具（図示略）を装着するための治具装着部１８０の形成に充てるようにしてもよい。これにより偏心体軸１２０を一度のチャッキングで偏心体１２２Ａ、１２２Ｂを含めて精度良く加工できるようになるため、加工時間の短縮、加工コストの低減、及び加工精度の向上が図れるようになる。更には、例えば今までと同一の軸方向長さが許容されるときは、このメリットを伝達容量の増大の方向に振り向けて活用するようにしても良い。

また、上記実施形態では、第１ピン１２８Ｐ１と第２ピン１２８Ｐ２の間隔（隙間１２８Ｓの幅Ｗ１をディスタンスピース１２５の軸方向幅Ｗ２とを対応させ、ディスタンスピース１２５自体の位置決めをこの隙間１２８Ｓの軸方向端面１２８Ｓ１、１２８Ｓ２によって行うように構成していたが、本発明では、この隙間１２８Ｓによってディスタンスピース自体の位置決めまで行うことを必須とするものではなく、隙間１２８Ｓを大きめに取り、ディスタンスピース１２５は、外歯歯車１２４Ａ，１２４Ｂの間隔が所定以上に狭くならなくなることのみを担い、この隙間１２８Ｓの中で若干軸方向に動けるような構成としてもよい。

従来、この種の偏心揺動減速装置が導入されていた分野において、より高減速比を実現しながら、より軸方向長の短い改良品として利用することができる。

本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動減速装置の縦断面図 上記減速装置の矢示II−II線に沿う断面図 ディスタンスピースの配置位置を従来と比較して示す模式図 従来の偏心揺動減速装置の一例を示す断面図 図４の矢示Ｖ−Ｖ線に沿う断面図

符号の説明

１１２…偏心揺動減速装置
１１４…入力軸
１１６…太陽歯車（太陽回転体）
１１８…伝動歯車（偏心体軸駆動体）
１２０…偏心体軸
１２２Ａ、１２２Ｂ…偏心体
１２４Ａ、１２４Ｂ…外歯歯車（揺動体）
１２５…ディスタンスピース
１２８…内歯歯車
１２８Ｐ１、１２８Ｐ２…第１、第２ピン（内歯）
１２８Ｓ…隙間
１２８Ｓ１、１２８Ｓ２…隙間の軸方向端面
１３０…ケーシング
１３２…第１キャリヤ（キャリヤ体）
１３４…第２キャリヤ（キャリヤ体）
１３６、１３８…アンギュラ玉軸受
１４０…ボルト
１４２…ボルト孔
１５０、１５２…ニードル（軸受）

Claims (3)

1. 太陽回転体と、
   該太陽回転体によって回転される偏心体軸駆動体と、
   該偏心体軸駆動体と一体的に回転する偏心体軸と、
   該偏心体軸駆動体の軸方向両側に配置され、前記偏心体軸により揺動回転される少なくとも２個の揺動体と、
   該揺動体がそれぞれ内接する内歯歯車と、
   前記揺動体間に配置され、揺動体の軸方向の動きを規制するディスタンスピース、とを備え、
   前記内歯歯車が、少なくともその内周側において軸方向に隙間を有する形状に形成され、
   この隙間に、前記ディスタンスピースが配置されている
   ことを特徴とする偏心揺動減速装置。
2. 請求項１において、
   前記内歯歯車が、
   軸方向に隙間を持って配置され該内歯歯車の内歯を構成する第１、第２ピンと、
   該第１、第２ピンを保持する本体部と、を有する内歯歯車である
   ことを特徴とする偏心揺動減速装置。
3. 請求項１または２において、
   前記ディスタンスピース自体の軸方向の移動が、前記内歯歯車の前記隙間の軸方向端面によって規制されている
   ことを特徴とする偏心揺動減速装置。

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