JP4997540B2 - Oscillating gear unit - Google Patents
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Description
本発明は、揺動型歯車装置に関し、特に、製造容易な揺動型歯車装置に関する。 The present invention relates to an oscillating gear device, and more particularly to an oscillating gear device that is easy to manufacture.
従来、小型で高い減速比が得られ、かつ伝導効率が高い変速機として揺動型歯車装置を用いた減速器が用いられている。図4および図5を用いて1例を説明する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a speed reducer using an oscillating gear device is used as a transmission that is small in size and has a high reduction ratio and has high transmission efficiency. An example will be described with reference to FIGS.
略円柱形の第1の入力軸101は軸受111および軸受121を介して略円筒形のハウジング4に回転可能に支承されている。また、第1の入力軸101には傘歯車である第1歯車g101(軸歯車)が歯面を軸方向において出力側(以下、単に、「出力側」という。)出力軸方向に向けて固定されている。また、第1歯車g101の出力側には回転部材であるベアリングギア105が配設されているとともに、ベアリングギア105の内輪151の軸方向において入力側(以下、単に、「入力側」という。)にはフェースギアである第2歯車g102(回転部材歯車)が形成されている。この第2歯車g102が第1歯車g101と噛合しているため、第1の入力軸101の回転状態においては、第1の入力軸101の回転力はベアリングギア105に伝達される。なお、内輪151の円周部分を、径方向において外方(以下、単に、「外方」という。)から取り囲むように、外輪152が設けられ、かつ、この内輪151と外輪152との間に転動体153が介接されることにより、ベアリング一体型の歯車であるベアリングギア105が形成されている。
The substantially cylindrical
また、ベアリングギア105の内輪151の軸方向において出力側(以下、単に、「出力側」という。)にはフェースギアである第3歯車g103(回転部材歯車)が形成されている。この第3歯車g103の更に、出力側には、出力軸3が、軸受22および軸受23を介してハウジング4に回転可能に、支承されている。また、出力軸3には傘歯車である第4歯車g104が歯面を軸方向において入力側に向けて固定されている。この第4歯車g104には上述の第3歯車g103が噛合しているため、ベアリングギア105に伝達された回転力は、出力軸3に伝達される。なお、上記第1の入力軸101および出力軸3は同一の回転軸6を有している。
A third gear g103 (rotating member gear) that is a face gear is formed on the output side (hereinafter simply referred to as “output side”) in the axial direction of the
第1歯車g101と第2歯車g102との噛合部分を拡大し、模式図として表示した図5(C)に示すように、第1歯車g101には半円柱状の凹溝が形成されているとともに、この凹溝には円柱状の転動体g112が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝に円柱状の転動体g112が支持されているため、転動体g112の外周面の略半分が第2歯車g102側に突出しており、この突出部分が第1歯車g101の凸歯として機能する。一方、第1歯車g101に形成された凹溝と同様の凹溝g121が、第2歯車g102に形成されている。この凹溝g121が第2歯車g102の凹歯として機能する。 As shown in FIG. 5C, which is an enlarged schematic view of the meshing portion of the first gear g101 and the second gear g102, a semi-cylindrical concave groove is formed in the first gear g101. In this concave groove, a cylindrical rolling element g112 is supported so as to be able to roll. Since the cylindrical rolling element g112 is supported in the semi-cylindrical concave groove, approximately half of the outer peripheral surface of the rolling element g112 protrudes toward the second gear g102, and this protruding portion is the first gear g101. It functions as a convex tooth. On the other hand, a concave groove g121 similar to the concave groove formed in the first gear g101 is formed in the second gear g102. The concave groove g121 functions as a concave tooth of the second gear g102.
図5(a)に示すように、仮に、凹溝g121の壁面g122が円柱状の転動体g112に対応して単純な円柱状であれば、図5(b)に示すように、第1歯車g101と第2歯車g102とは歯車の径が異なるため、回転軌道も異なり、転動体g112と凹溝とが噛合する直前および直後において干渉が生ずる。そこで、干渉する部分の凹溝の壁面g122を削ることにより、凹溝g121の壁面g122には回転方向に対して凸のクラウニングが設けられている。フェースギアである歯車第2歯車g102が、傘歯車である第1歯車g101に噛合する際に生じる回転軌道半径の違いを原因とする干渉は、この壁面g122に設けられたクラウニングが吸収する。なお、第4歯車g104と第3歯車g103との噛合は上述の第1歯車g101と第2歯車g102との噛合についての説明と同様であるため、図示および、詳細な説明を省略するが、第3歯車g103の凹溝の壁面にも回転方向に対してクラウニングが設けられている。この壁面g122に設けられたクラウニングが、フェースギアである歯車第3歯車g103が傘歯車である第4歯車g104に噛合する際に生じる回転軌道半径の違いを原因とする干渉を吸収する。即ち、クラウニングを設けられた凹溝g121および凹溝は、フェースギアとピニオンギアを噛合させる際に、回転軌道半径の違いを原因として生ずる干渉を避けるために、フェースギアの歯形をダイヤモンド形状(ダイヤカット)とするのと同様の機能を有する。 As shown in FIG. 5 (a), if the wall surface g122 of the groove g121 is a simple cylindrical shape corresponding to the cylindrical rolling element g112, the first gear as shown in FIG. 5 (b). Since the gear diameters of the g101 and the second gear g102 are different, the rotation trajectories are also different, and interference occurs immediately before and immediately after the rolling element g112 and the groove are engaged. Therefore, by cutting the wall surface g122 of the concave groove in the interfering portion, the wall surface g122 of the concave groove g121 is provided with a convex crowning with respect to the rotation direction. Interference caused by the difference in the radius of the rotating orbit generated when the second gear g102 as the face gear meshes with the first gear g101 as the bevel gear is absorbed by the crowning provided on the wall surface g122. Note that the meshing of the fourth gear g104 and the third gear g103 is the same as the description of the meshing of the first gear g101 and the second gear g102 described above, and therefore illustration and detailed description are omitted. The crowning is also provided on the wall surface of the concave groove of the three gears g103 in the rotational direction. The crowning provided on the wall surface g122 absorbs interference caused by the difference in the radius of the rotation orbit generated when the third gear g103, which is the face gear, meshes with the fourth gear g104, which is the bevel gear. That is, the concave groove g121 and the concave groove provided with the crowning are formed with a diamond shape (diamond shape) in order to avoid interference caused by a difference in the radius of the rotation orbit when the face gear and the pinion gear are engaged. It has the same function as that of (Cut).
このような半円柱状の凹溝〜凹溝g141を正確なピッチおよび角度で、かつ精密に形成することは困難かつ煩雑な作業である。そこで、「本体の天面を旋回テーブルとして形成し、該旋回テーブルの中心より駆動軸を突出させ、その先端に軸線と所定の角度をなす傾斜部を形成し、該傾斜部でワークを据え付けるための回転盤を回動自在に支持し、該回転盤と前記旋回テーブルとの対向面でコリオリ運動歯車体を形成し、前記回転盤は、前記コリオリ運動歯車体の旋回中心点とワークが歯車装置に組み込まれてコリオリ運動をする際の旋回中心点とを一致させてワークを保持可能とし、さらに、歯形断面と略同一の断面形状をなし前記回転盤と同期してワークの歯すじ方向に移動可能な、歯形形成手段を有することを特徴とする」コリオリ運動歯車の加工装置が提示されている。このコリオリ運動歯車の加工装置によると、「歯車形成手段を前記回転盤と同期してワークの歯すじ方向に移動させることにより、ワークの被加工面には、該ワークと対をなす歯車が係合するがごとく前記歯車形成手段が当接し、所望の歯形を創成する。(〔0009〕)」と記載されている。即ち、ワーク(凹溝を形成する歯車の前駆体)に実際の噛合時と同様の歯形を容易にできることが記載されている(例えば、特許文献1)。
しかし、正確には、転動体g112と凹溝g121との干渉は、完全に噛合した状態ではなく、転動体g112と凹溝g121とが噛合直前および噛合直後において、近接した状態で生ずる。従って、「実際の噛合時と同様の歯形」ではなく、噛合時前後の干渉を避けることができる形状のクラウニングを凹溝g121の壁面g122に形成することが必要となる。特許文献1に記載されているコリオリ運動歯車の加工装置によって、実際の噛合時と同様の歯形は容易に形成できるとしても、噛合時前後の干渉を避けることができる形状のクラウニングを凹溝g121の壁面g122等に形成することは困難である。 However, precisely, the interference between the rolling element g112 and the concave groove g121 occurs not in a completely meshed state, but in a state in which the rolling element g112 and the concave groove g121 are close to each other immediately before and immediately after meshing. Therefore, it is necessary to form a crowning on the wall surface g122 of the concave groove g121 so as to avoid interference before and after the engagement, instead of “the same tooth profile as that at the actual engagement”. Even if the tooth profile similar to that at the time of actual engagement can be easily formed by the Coriolis gear processing device described in Patent Document 1, a crowning having a shape that can avoid interference before and after the engagement is formed in the groove g121. It is difficult to form on the wall surface g122 or the like.
そこで、本発明はかかる実情を鑑みてなされたもので、噛合時前後の干渉を避けることができる形状のクラウニングを第2歯車および第3歯車の凹溝の壁面に設けることなく、第2歯車および第3歯車の凹溝と転動体とに生ずる噛合時前後の干渉を避けることができる揺動型歯車装置を供給することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and without providing a crowning of a shape that can avoid interference before and after meshing on the wall surfaces of the concave grooves of the second gear and the third gear, It is an object of the present invention to provide an oscillating gear device that can avoid interference before and after meshing that occurs in the groove of the third gear and the rolling element.
本発明にかかる揺動型歯車装置は、回転軸の軸方向端部に設けられる軸歯車と、前記回転軸の軸心に対して偏芯して回転するとともに、回転中心軸が揺動する回転部材と、前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記軸歯車と噛合する回転部材歯車とを備える揺動型歯車装置である。また、前記軸歯車または前記回転部材歯車のいずれか一方が、該歯車の回転方向において等間隔に形成された半円柱形状の凹溝と、該凹溝に転動可能に支承された略樽型形状の転動体を備えるとともに、該転動体を凸歯として用い、前記軸歯車または前記回転部材歯車の他の一方が前記転動体と噛合する半円柱形状の凹溝を備えるとともに、該凹溝を凹歯として用いる。 The oscillating gear device according to the present invention comprises a shaft gear provided at an axial end of a rotating shaft, and a rotation that rotates eccentrically with respect to the axis of the rotating shaft and the rotating central shaft oscillates. An oscillating gear device including a member and a rotating member gear which is provided at an axial end of the rotating member and meshes with the shaft gear. Further, any one of the shaft gear and the rotating member gear has a semi-cylindrical concave groove formed at equal intervals in the rotational direction of the gear, and a substantially barrel shape that is rotatably supported in the concave groove. A rolling element having a shape, and using the rolling element as a convex tooth, the other one of the shaft gear or the rotating member gear includes a semi-cylindrical concave groove that meshes with the rolling element, and the concave groove Used as concave teeth.
上記構成によると、軸歯車または前記回転部材歯車のいずれか一方が、歯車の回転方向において等間隔に形成された半円柱形状の凹溝と、凹溝に転動可能に支承された略樽型形状の転動体を備えるとともに、転動体を凸歯として用い、軸歯車または回転部材歯車の他の一方が転動体と噛合する半円柱形状の凹溝を備えるとともに、凹溝を凹歯として用いる。従って、転動体が円柱状であるとともに、凹溝にクラウニングを設けて回転軌道半径の違いを原因とする干渉を吸収していた上記従来の揺動型歯車装置と異なり、上記構成によると、転動体を支承する凹溝も、凹歯として用いられる凹溝も半円柱形状であって、クラウニングを凹溝の壁面に設ける必要がなくなり、また、転動体の外側面にクラウニングを設けた形状である略樽型形状の転動体を備えるため、回転軌道半径の違いを原因とする干渉を、転動体の外側面により吸収することができる。従って、凹溝と転動体とに生ずる噛合時前後の干渉を避けることができる。 According to the above configuration, either the shaft gear or the rotating member gear has a semi-cylindrical concave groove formed at equal intervals in the rotation direction of the gear, and a substantially barrel shape that is supported so as to be able to roll in the concave groove. The rolling element is provided as a convex tooth, and the other one of the shaft gear or the rotating member gear is provided with a semi-cylindrical concave groove that meshes with the rolling element, and the concave groove is used as a concave tooth. Therefore, unlike the conventional oscillating gear device in which the rolling element has a cylindrical shape and is provided with a crowning in the concave groove to absorb the interference caused by the difference in the radius of the rotating orbit, according to the configuration described above, The concave groove for supporting the moving body and the concave groove used as the concave tooth are semi-cylindrical, and it is not necessary to provide the crowning on the wall surface of the concave groove, and the outer surface of the rolling element is provided with the crowning. Since the substantially barrel-shaped rolling element is provided, the interference caused by the difference in the radius of the rotation trajectory can be absorbed by the outer surface of the rolling element. Accordingly, it is possible to avoid interference before and after the meshing that occurs between the concave groove and the rolling element.
なお、クラウニングを設けた樽形状の転動体は従来軸受装置等に広く用いられているものであり、製造方法も確立しているため、汎用かつ安価な製造装置により容易に樽形状の転動体を製造できる。 The barrel-shaped rolling element provided with crowning has been widely used in conventional bearing devices and the like, and since a manufacturing method has been established, a barrel-shaped rolling element can be easily obtained by a general-purpose and inexpensive manufacturing apparatus. Can be manufactured.
本発明によれば、噛合時前後の干渉を避けることができる形状のクラウニングを第2歯車および第3歯車の凹溝の壁面に設けることなく、第2歯車および第3歯車の凹溝と転動体とに生ずる噛合時前後の干渉を避けることができる揺動型歯車装置を供給することを目的とする。 According to the present invention, the groove of the second gear and the third gear and the rolling element can be provided without providing a crowning of a shape that can avoid interference before and after meshing on the wall surface of the groove of the second gear and the third gear. It is an object of the present invention to provide a rocking gear device that can avoid interference before and after meshing.
本形態にかかる揺動型歯車装置の構造を、図面を用いて、以下に説明する。 The structure of the oscillating gear device according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態にかかる揺動型歯車装置は、略円筒形状ハウジング4と、ハウジングに挿入された略円柱状の第1の入力軸1、略円筒状の第2の入力軸2、略円柱状の出力軸3、および、第1から第4の歯車を含み、それぞれ軸受を介して支承されている。すなわち、2つの入力軸と、1つの出力軸を有する揺動型歯車装置である。
As shown in FIG. 1, the oscillating gear device according to the present embodiment includes a substantially
略円柱形の第1の入力軸1は軸受11および軸受12を介して略円筒形のハウジング4に回転可能に支承されている。また、第1の入力軸1には、傘歯車である第1歯車g1(軸歯車)が歯面を軸方向において出力側(以下、単に、「出力側」という。)出力軸方向に向けて固定されている。また、第1歯車g1の出力側には回転部材であるベアリングギア5が配設されているとともに、ベアリングギア5の内輪51の軸方向において入力側(以下、単に、「入力側」という。)にはフェースギアである第2歯車g2(回転部材歯車)が形成されている。この第2歯車g2が第1歯車g1と噛合しているため、第1の入力軸1の回転状態においては、第1の入力軸1の回転力はベアリングギア5に伝達される。なお、内輪51の円周部分を、径方向において外方(以下、単に、「外方」という。)から取り囲むように、外輪52が設けられ、かつ、この内輪51と外輪52との間に転動体53が介接されることにより、ベアリング一体型の歯車であるベアリングギア5が形成されている。
The substantially cylindrical first input shaft 1 is rotatably supported by a substantially
また、ベアリングギア5の内輪51の出力側にはフェースギアである第3歯車g3(回転部材歯車)が形成されている。この第3歯車g3の更に出力側には、出力軸3が、軸受22および軸受23を介して、ハウジング4に回転可能に支承されている。また、出力軸3には傘歯車である第4歯車g4(軸歯車)が歯面を軸方向において入力側に向けて固定されている。この第4歯車g4には上述の第3歯車g3が噛合しているため、ベアリングギア5に伝達された回転力は、出力軸3に伝達される。なお、上記第1の入力軸1および出力軸3は同一の回転軸6を有している。
A third gear g3 (rotating member gear) that is a face gear is formed on the output side of the
上記第1歯車g1〜第4歯車g4を外方から取り囲むように、略円筒形の第2の入力軸2が、軸受22および軸受23を介して、ハウジング4に支承されている。この第2の入力軸2の内周面21は、回転軸6に対して偏芯した円筒形をなしている。更に、この内周面21に上述のベアリングギア5の外輪52が内嵌されている。その結果、外輪52ひいてはベアリングギア5は回転軸6に対して偏芯した状態で備えられている。
A substantially cylindrical second input shaft 2 is supported on the
まず、第1の入力軸1および第2の入力軸2からの入力と第3出力軸3との関係について説明する。
First, the relationship between the input from the first input shaft 1 and the second input shaft 2 and the
まず、図1の状態において、第2の入力軸2を固定し、第1の入力軸1が回転状態にある場合について説明する。第2の入力軸2が固定されているため、内嵌されたベアリングギア5の外輪52も固定されている。従って、ベアリングギア5はその回転軸が固定された状態に保たれる。この状態において第1の入力軸1の回転力は、第1歯車g1および第2歯車g2を介して、ベアリングギア5に伝達されるとともに、ベアリングギア5に伝達された回転力は、第3歯車g3および第4歯車g4を介して、出力軸3に伝達されるため、第1の入力軸1の回転力は、第1歯車g1〜第4歯車g4のギア比に応じて減速され出力軸3に伝達される。
First, the case where the second input shaft 2 is fixed and the first input shaft 1 is in the rotating state in the state of FIG. 1 will be described. Since the second input shaft 2 is fixed, the
次に、図1の状態において第1の入力軸1を固定し、第2の入力軸2が回転状態にある場合について説明する。第2の入力軸2が回転しているため、内嵌されたベアリングギア5の外輪52も回転する。ここで、第2の入力軸2の内周面21は、回転軸6に対して偏芯した円筒形をなしているため、外輪52を介してベアリングギア5全体が偏芯軸を変化させながら回転する揺動運動を行うことになる。ここで第1の入力軸1は固定されているため、第2の入力軸2の回転力は外輪52を介して、ベアリングギア5に伝達されるとともに、ベアリングギア5に伝達された回転力は、第3歯車g3および第4歯車g4を介して、出力軸3に伝達されるため、入力軸2の回転力は、第1歯車g1〜第4歯車g4のギア比に応じて減速され出力軸3に伝達される。このように第1の入力軸1または第2の入力軸2のいずれかが固定されている場合においては固定されていない入力軸からの回転力が第1歯車g1〜第4歯車g4のギア比に応じて減速され出力軸3に伝達される。
Next, the case where the first input shaft 1 is fixed and the second input shaft 2 is in the rotating state in the state of FIG. 1 will be described. Since the second input shaft 2 rotates, the
更に、図1の状態において第1の入力軸1および第2の入力軸2が回転状態にある場合について説明する。この場合にはベアリングギア5全体が揺動運動することによって第2の入力軸2の回転力が出力軸3に伝達されるとともに、第1の入力軸1の回転力も出力軸3に伝達される。従って、第1の入力軸1の回転力と第2の入力軸2の回転力との合力を出力軸3に伝達することができる。このように第1の入力軸1または第2の入力軸2のいずれもが固定されていない場合においては第1の入力軸1および第2の入力軸2からの回転力が、第1歯車g1〜第4歯車g4のギア比に応じて減速され出力軸3に伝達される。即ち、第1の入力軸1の回転力および第2の入力軸2の回転力をそれぞれ制御することにより、出力軸3の回転力を自在に変化させることが可能である。
Furthermore, the case where the 1st input shaft 1 and the 2nd input shaft 2 are in the rotation state in the state of FIG. 1 is demonstrated. In this case, the rotational force of the second input shaft 2 is transmitted to the
次に減速比について、場合を分けて説明する。まず、第2の入力軸2を固定し、第1の入力軸1が回転状態にある場合について説明する。第1歯車g1の歯数n1と第2歯車g2の歯数n2の比、つまりn1/n2に対応して、第1の入力軸1の回転がベアリングギア5に伝達される。例えば、第1歯車g1の歯数n1が100であり、第2歯車g2の歯数n2が102であれば、第1の入力軸1が1回転することにより第1歯車g1が1回転すると第2歯車g2が100/102回転し、第1の入力軸1の回転がベアリングギア5に伝達される。即ち、この場合100/102の第1段の減速が行われることとなる。
Next, the reduction ratio will be described separately for each case. First, the case where the second input shaft 2 is fixed and the first input shaft 1 is in a rotating state will be described. The rotation of the first input shaft 1 is transmitted to the
同様に、第3歯車g3の歯数n3と第4歯車g4の歯数n4の比、つまりn3/n4に対応して、第2の入力軸2の回転がベアリングギア5に伝達される。例えば、第3歯車g3の歯数n3が110であり、第4歯車g4の歯数n4が112であれば、ベアリングギア5の内輪51が1回転することにより第3歯車g3が1回転すると第4歯車g4が110/112回転し、第1の入力軸1の回転がベアリングギア5に伝達される。即ち、この場合110/112の第2段の減速が行われることとなる。従って、第1段および第2段の減速により、第1の入力軸1の回転は、n3/n4×n1/n2=(n1・n3)/(n2・n4)の減速比で減速されることとなる。上記例であれば110/112×100/102=(100・110)/(102・112)≒0.963、即ち約96.3%の減速比が得られる。
Similarly, the rotation of the second input shaft 2 is transmitted to the
次に、第1の入力軸1を固定し、第2の入力軸2が回転状態にある場合について説明する。第1歯車g1の歯数n1と第2歯車g2の歯数n2の差、つまりn2−n1に対応して、第2の入力軸2の回転がベアリングギア5に伝達される。例えば、第1歯車g1の歯数n1が100であり、第2歯車g2の歯数n2が102であれば、第2の入力軸2が1回転することによりベアリングギア5が1回転すると第2歯車g2が102−100即ち2歯分の回転として、第2の入力軸2の回転がベアリングギア5に伝達される。従って減速比は(n2−n1)/n2となる。即ち、この場合(102−100)/102の第1段の減速が行われることとなる。
Next, a case where the first input shaft 1 is fixed and the second input shaft 2 is in a rotating state will be described. The rotation of the second input shaft 2 is transmitted to the
第2の入力軸2が回転状態にある場合、一方において、第4歯車g4の歯数n4と第3歯車g3の歯数n3の差、つまりn4−n3に対応して、第2の入力軸2の回転がベアリングギア5を介して出力軸3に伝達される。例えば、第3歯車g3の歯数n3が110であり、第4歯車g4の歯数n4が112であれば、ベアリングギア5の内輪51が1回転することにより第3歯車g3が1回転すると第4歯車g4が、112−110即ち2歯分の回転として、第2の入力軸2の回転が出力軸3に伝達される。従って減速比は(n4−n3)/n4となる。ここで、第1段の減速によって第1歯車g1の歯数n1と第2歯車g2との比だけ第3歯車g3の回転数が減ぜられるため、(n4−n3)/n4×n1/n2、即ち、この場合(112−110)/112×100/102の第2段の減速が行われることとなる。従って、第1段の減速と第2段の減速をあわせて、
(n2−n1)/n2+(n4−n3)/n4×n1/n2
即ち、(102−100)/102+(112−110)/112×100/102
≒0.0196+0.0175
=0.0371
即ち約3.71%の減速比が得られる。
When the second input shaft 2 is in the rotating state, on the one hand, the second input shaft corresponds to the difference between the number of teeth n4 of the fourth gear g4 and the number of teeth n3 of the third gear g3, that is, n4-n3. The rotation of 2 is transmitted to the
(N2-n1) / n2 + (n4-n3) / n4 × n1 / n2
That is, (102-100) / 102 + (112-110) / 112 × 100/102
≒ 0.0196 + 0.0175
= 0.0371
That is, a reduction ratio of about 3.71% is obtained.
このように第1歯車g1〜第4歯車g4の歯数n1〜4nを変えることにより減速比を自在に変えることが可能であり、特に第2の入力軸2からの入拡大表示し力に対しては、大きな減速比を容易に得ることが可能である。 Thus, the reduction ratio can be freely changed by changing the number of teeth n1 to 4n of the first gear g1 to the fourth gear g4. Thus, a large reduction ratio can be easily obtained.
ここで、本実施形態における揺動型歯車装置においては、軸歯車に用いられている転動体にクラウニング加工を施した点に特徴がある。より具体的には、第1歯車g1と第2歯車g2との噛合部分を模式図的に表現した図2(a)および、第1歯車g1と第2歯車g2の噛合部分を拡大表示した図2(b)に示すように、第1歯車g1には半円柱状の凹溝g11が形成されているとともに、この凹溝g11には円柱状の転動体g12が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝g11に円柱状の転動体g12が支持されているため、転動体g12の外周面の略半分が第2歯車g2側に突出しており、この突出部分が第1歯車g1の凸歯として機能する。一方、第1歯車g1に形成された凹溝g11と同様の凹溝g21が、第2歯車g2に形成されている。この凹溝g21が第2歯車g2の凹歯として機能する。即ち、転動体g12の第2歯車g2側に突出した部分が第2歯車g2の凹溝g21と噛合する。従って、転動体g12と凹溝g21の噛合時に生ずる摺動は、図2(b)に矢印で示した、転動体g12の転動によって吸収される。よって、バックラッシュを設ける必要がないため、かみ合わせ調整を精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。また、各歯車間に予圧を与えることができるため、かみ合わせ調整を一層精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。 Here, the oscillating gear device according to the present embodiment is characterized in that the rolling element used in the shaft gear is subjected to crowning. More specifically, FIG. 2 (a) schematically showing the meshing portion between the first gear g1 and the second gear g2, and an enlarged view of the meshing portion between the first gear g1 and the second gear g2. As shown in FIG. 2 (b), the first gear g1 is formed with a semi-cylindrical concave groove g11, and a cylindrical rolling element g12 is supported in the concave groove g11 so as to be able to roll. . Since the cylindrical rolling element g12 is supported by the semi-cylindrical concave groove g11, approximately half of the outer peripheral surface of the rolling element g12 protrudes toward the second gear g2, and this protruding portion is the first gear. It functions as a convex tooth of g1. On the other hand, a concave groove g21 similar to the concave groove g11 formed in the first gear g1 is formed in the second gear g2. The concave groove g21 functions as a concave tooth of the second gear g2. That is, the portion of the rolling element g12 that protrudes toward the second gear g2 meshes with the concave groove g21 of the second gear g2. Therefore, the sliding that occurs when the rolling element g12 and the concave groove g21 are engaged is absorbed by the rolling of the rolling element g12 indicated by an arrow in FIG. Therefore, since it is not necessary to provide a backlash, it is possible to precisely adjust the meshing and reduce vibration and noise. In addition, since a preload can be applied between the gears, the meshing adjustment can be performed more precisely, and vibration and noise can be reduced.
更に図3に示すように、転動体g12にはクラウニング加工が施されており、厳密には略樽型形状となっている。フェースギアである第2歯車g2が、傘歯車である第1歯車g1に噛合する際に生じる回転軌道半径の違いを原因とする干渉は、このクラウニング加工された転動体g12が吸収する。 Further, as shown in FIG. 3, the rolling element g12 is subjected to crowning processing, and strictly speaking, has a substantially barrel shape. The crowned rolling element g12 absorbs the interference caused by the difference in the radius of the rotating orbit generated when the second gear g2 that is the face gear meshes with the first gear g1 that is the bevel gear.
なお、第4歯車g4と第3歯車g3との噛合は上述の第1歯車g1と第2歯車g2との噛合についての説明と同様であるため、図示および、詳細な説明を省略するが、第4歯車g4には半円柱状の凹溝g41が形成されているとともに、この凹溝g41には円柱状の転動体g42が転動可能に支持されている。一方、第4歯車g4に形成された凹溝g41と同様の凹溝g31が、第3歯車g3に形成されている。この凹溝g31が第3歯車g3の凹歯として機能する。また、転動体g42にはクラウニング加工が施されており、厳密には略樽型形状となっている。フェースギアである歯車第3歯車g3が、傘歯車である第4歯車g4に噛合する際に生じる回転軌道半径の違いを原因とする干渉は、このクラウニング加工された転動体g42が吸収する。 Note that the meshing of the fourth gear g4 and the third gear g3 is the same as the description of the meshing of the first gear g1 and the second gear g2 described above. A semi-cylindrical concave groove g41 is formed in the four gears g4, and a cylindrical rolling element g42 is supported in the concave groove g41 so as to be able to roll. On the other hand, a concave groove g31 similar to the concave groove g41 formed in the fourth gear g4 is formed in the third gear g3. The concave groove g31 functions as a concave tooth of the third gear g3. Further, the rolling element g42 is subjected to a crowning process, and strictly speaking, has a substantially barrel shape. The crowned rolling element g42 absorbs the interference caused by the difference in the rotational orbit radius when the third gear g3, which is the face gear, meshes with the fourth gear g4, which is the bevel gear.
上記実施形態の揺動型歯車装置によれば、以下のような効果を得ることができる。 According to the oscillating gear device of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記実施形態の揺動型歯車装置によると、軸歯車である第1歯車g1および第4歯車g4が、歯車の回転方向において等間隔に形成された半円柱形状の凹溝g11,g41と、凹溝g11,g41に転動可能に支承された略樽型形状の転動体g12,g42を備えるとともに、転動体g12,g42を凸歯として用いている。一方、回転部材歯車である第2歯車g2および第4歯車g4が転動体g12,g42と噛合する半円柱形状の凹溝g21,g31を備えるとともに、凹溝g21,g31を凹歯として用いている。従って、第1歯車の転動体g112と第4歯車の転動体とが円柱状であるとともに、第2歯車および第3歯車g3の凹溝にクラウニングを設けて回転軌道半径の違いを原因とする干渉を吸収していた上記従来の揺動型歯車装置と異なり、転動体g12,g42を支承する凹溝g11,g41も、凹歯として用いられる凹溝g21,g31も半円柱形状であって、クラウニングを凹溝の壁面に設ける必要がない。また、転動体の外側面にクラウニングを設けた形状である略樽型形状の転動体g12,g42を備えるため、回転軌道半径の違いを原因とする干渉を、転動体g12,g42の外側面により吸収することができる。従って、凹溝g11,g41と転動体g12,g42とに生ずる噛合時前後の干渉を避けることができる。 (1) According to the oscillating gear device of the above embodiment, the first gear g1 and the fourth gear g4, which are shaft gears, are semi-cylindrical concave grooves g11, g41 formed at equal intervals in the rotation direction of the gear. The rolling elements g12 and g42 are supported in the concave grooves g11 and g41 so as to be able to roll, and the rolling elements g12 and g42 are used as convex teeth. On the other hand, the second gear g2 and the fourth gear g4, which are rotating member gears, include semi-cylindrical concave grooves g21 and g31 that mesh with the rolling elements g12 and g42, and the concave grooves g21 and g31 are used as concave teeth. . Therefore, the rolling element g112 of the first gear and the rolling element of the fourth gear are cylindrical, and the crowning is provided in the concave grooves of the second gear and the third gear g3 to cause interference due to the difference in the radius of the rotating track. Unlike the above-described conventional oscillating gear device that absorbs the groove, the concave grooves g11 and g41 for supporting the rolling elements g12 and g42 and the concave grooves g21 and g31 used as concave teeth are also semi-cylindrical, and are crowned. Need not be provided on the wall surface of the groove. Further, since the rolling elements g12 and g42 having a substantially barrel shape, which is a shape in which the outer surface of the rolling element is provided with a crowning, are provided, interference caused by the difference in the radius of the rotating orbit is caused by the outer surface of the rolling elements g12 and g42. Can be absorbed. Accordingly, it is possible to avoid interference before and after meshing that occurs in the grooves g11 and g41 and the rolling elements g12 and g42.
(2)なお、転動体g12,g42に用いられているクラウニングを設けた略樽型形状の転動体は従来軸受装置等に広く用いられているものであり、製造方法も確立しているため、汎用かつ安価な製造装置により容易に樽形状の転動体を製造できる。 (2) The substantially barrel-shaped rolling element provided with the crowning used in the rolling elements g12 and g42 is widely used in conventional bearing devices and the like, and the manufacturing method has also been established. A barrel-shaped rolling element can be easily manufactured by a general-purpose and inexpensive manufacturing apparatus.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
・上記実施形態においては、転動体g12および転動体g42は第1歯車g1および第4歯車g4に備えられているが、他の構成であっても良い。 例えば、第2歯車g2および第3歯車g3に備えられていても良い。即ち、転動体と凹溝とを噛合させることにより、噛合時の摺動を吸収できる構造であればよい。 -In above-mentioned embodiment, although the rolling element g12 and the rolling element g42 are provided in the 1st gear g1 and the 4th gear g4, another structure may be sufficient. For example, the second gear g2 and the third gear g3 may be provided. In other words, any structure that can absorb the sliding at the time of meshing by meshing the rolling element and the groove is acceptable.
・上記実施形態においては、2つの入力軸と、1つの出力軸を有する揺動型歯車装置に本発明を適用したが、1つの入力軸と、1つの出力軸を有する揺動型歯車装置に本発明を適用しても良い。例えば第1歯車g1がハウジングに固定されており、第2の入力軸のみから入力される構成であっても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to an oscillating gear device having two input shafts and one output shaft. However, the present invention is applied to an oscillating gear device having one input shaft and one output shaft. The present invention may be applied. For example, the first gear g1 may be fixed to the housing and input from only the second input shaft.
本発明は、製造容易な揺動型歯車装置に関するものであるため、小型で高減速比を要する機器に広く利用可能である。 Since the present invention relates to an oscillating gear device that is easy to manufacture, the present invention can be widely used for small devices that require a high reduction ratio.
1…第1の入力軸、2…第2の入力軸、3…出力軸、4…ハウジング、5…ベアリングギア(回転部材)、6…回転軸、10…揺動型歯車装置、11…軸受、12…軸受、21…内周面、22…軸受、23…軸受、51…内輪、52…外輪、53…転動体、g1…歯車、g2…歯車、g3…歯車、g4…歯車、g11…凹溝、g12…転動体、g21…凹溝、g31…凹溝、g41…凹溝、g42…転動体、101…入力軸、105…ベアリングギア、111…軸受、121…軸受、151…内輪、152…外輪、153…転動体、g101…歯車、g102…歯車、g103…歯車、g104…歯車、g112…転動体、g121…凹溝、g122…壁面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st input shaft, 2 ... 2nd input shaft, 3 ... Output shaft, 4 ... Housing, 5 ... Bearing gear (rotating member), 6 ... Rotating shaft, 10 ... Oscillating gear apparatus, 11 ... Bearing , 12 ... bearing, 21 ... inner peripheral surface, 22 ... bearing, 23 ... bearing, 51 ... inner ring, 52 ... outer ring, 53 ... rolling element, g1 ... gear, g2 ... gear, g3 ... gear, g4 ... gear, g11 ... Groove, g12 ... rolling element, g21 ... concave groove, g31 ... concave groove, g41 ... concave groove, g42 ... rolling element, 101 ... input shaft, 105 ... bearing gear, 111 ... bearing, 121 ... bearing, 151 ... inner ring, 152 ... outer ring, 153 ... rolling element, g101 ... gear, g102 ... gear, g103 ... gear, g104 ... gear, g112 ... rolling element, g121 ... concave groove, g122 ... wall surface.
Claims (1)
前記回転軸の軸心に対して偏芯して回転するとともに、回転中心軸が揺動する回転部材と、
前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記軸歯車と噛合する回転部材歯車とを備える揺動型歯車装置であって、
前記軸歯車または前記回転部材歯車のいずれか一方が、該歯車の回転方向において等間隔に形成された半円柱形状の凹溝と、該凹溝に転動可能に支承された略樽型形状の転動体を備えるとともに、該転動体を凸歯として用い、
前記軸歯車または前記回転部材歯車の他の一方が前記転動体と噛合する半円柱形状の凹溝を備えるとともに、該凹溝を凹歯として用いることを特徴とする揺動型歯車装置。 A shaft gear provided at the axial end of the rotating shaft;
A rotating member that rotates eccentrically with respect to the axis of the rotating shaft and in which a rotation center shaft swings;
An oscillating gear device provided at an axial end of the rotating member and provided with a rotating member gear meshing with the shaft gear,
Either the shaft gear or the rotating member gear has a semi-cylindrical concave groove formed at equal intervals in the rotation direction of the gear, and a substantially barrel-shaped shape that is rotatably supported in the concave groove. While providing a rolling element, using the rolling element as a convex tooth,
An oscillating gear device characterized in that the other one of the shaft gear or the rotating member gear has a semi-cylindrical concave groove that meshes with the rolling element, and the concave groove is used as a concave tooth.
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