JP5188799B2 - Decelerator - Google Patents

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Description

本発明は、放熱構造を有する減速機に関する。   The present invention relates to a speed reducer having a heat dissipation structure.

従来、入力軸と、該入力軸に設けられた偏心体と、該偏心体に形成された偏心部の半径方向外側に設けられた外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車とを備え、該外歯歯車と内歯歯車との相対回転を出力として取出す減速機が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような減速機では、入力軸が回転すると、入力軸に設けられた偏心体が、該入力軸と一体となって回転する。すると、偏心体の偏心部の外側に設けられた外歯歯車が、その内側に設けられた偏心体軸受を介して揺動運動を行うこととなる。そして、揺動運動する外歯歯車が内歯歯車と内接噛合して、その内歯歯車との噛合により発生する外歯歯車と内歯歯車との相対回転が出力される。   Conventionally, an input shaft, an eccentric body provided on the input shaft, an external gear provided radially outward of an eccentric portion formed on the eccentric body, and an internal tooth that is in mesh with the external gear 2. Description of the Related Art A speed reducer that includes a gear and takes out relative rotation between the external gear and the internal gear as an output is known (for example, see Patent Document 1). In such a speed reducer, when the input shaft rotates, the eccentric body provided on the input shaft rotates together with the input shaft. Then, the external gear provided on the outer side of the eccentric part of the eccentric body performs a swinging motion via the eccentric body bearing provided on the inner side thereof. Then, the external gear that swings and engages with the internal gear, and the relative rotation between the external gear and the internal gear that is generated by meshing with the internal gear is output.

この種の減速機の分野においても小型化・高出力化が進んでいる。   In the field of this type of reducer, miniaturization and high output are progressing.

特開2001−187945号公報JP 2001-187945 A

上述したような減速機の場合、入力軸は高速に回転するので、偏心体の偏心部表面と偏心体軸受表面との間、及び偏心体軸受表面と偏心体軸受表面と接触する外歯歯車との間で摩擦損失が生じて大きな熱が発生する。すなわち発熱の問題は、上記減速機において高速で回転する入力軸とそこに設けられた偏心体に最も過酷に集中することとなる。そして、この発熱は、減速機の耐久性に大きく影響し、該減速機の小型化、高出力化の障害となる。   In the case of the speed reducer as described above, since the input shaft rotates at high speed, the external gear between the eccentric part surface of the eccentric body and the eccentric body bearing surface and the eccentric body bearing surface and the eccentric body bearing surface A large amount of heat is generated due to friction loss. That is, the problem of heat generation is most severely concentrated on the input shaft that rotates at a high speed and the eccentric body provided on the input shaft. This heat generation greatly affects the durability of the reduction gear, and becomes an obstacle to downsizing and high output of the reduction gear.

本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであって、入力軸と入力軸に設けられた偏心体とを有する減速機において、構造的な特徴を持たせることで入力軸の回転により発生する熱を効率よく放熱可能とすることをその目的としている。   The present invention has been made to solve such problems, and in a speed reducer having an input shaft and an eccentric body provided on the input shaft, the structural features of the input shaft can be increased. The purpose is to make it possible to efficiently dissipate heat generated by rotation.

本発明は、入力軸と、該入力軸に設けられた偏心体と、該偏心体に形成された偏心部の半径方向外側に設けられた外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車とを備え、該外歯歯車と内歯歯車との相対回転を出力として取出す減速機であって、前記入力軸が、その軸心部分に中空部を有して前記偏心体と一体形成されており、前記入力軸の前記中空部側であって、前記偏心体の形成されている軸方向位置に、前記偏心部の幅よりも広い凹部が全周に亘って設けられていることで、上記課題を解決するものである。   The present invention includes an input shaft, an eccentric body provided on the input shaft, an external gear provided radially outward of an eccentric portion formed on the eccentric body, and an internal mesh with the external gear. A reduction gear including an internal gear and taking out the relative rotation between the external gear and the internal gear as an output, wherein the input shaft has a hollow portion in its shaft center portion and is integrated with the eccentric body A recessed portion wider than the width of the eccentric portion is provided over the entire circumference at the axial position where the eccentric body is formed on the hollow portion side of the input shaft. Thus, the above-mentioned problems are solved.

このような構成を採用した結果、凹部のないときに比べて、入力軸の中空部側の偏心体付近の表面積がより増加する。このため、熱抵抗を下げることが可能となり、中空部における放熱効果が増大する。   As a result of adopting such a configuration, the surface area in the vicinity of the eccentric body on the hollow portion side of the input shaft increases more than when there is no recess. For this reason, it becomes possible to reduce a thermal resistance and the heat dissipation effect in a hollow part increases.

又、凹部を形成することで、入力軸の金属量が少なくなるので、その分の熱容量を下げることができるため、凹部付近での放熱効果を更に増大させることができ、軽量化も実現できる。   In addition, since the metal amount of the input shaft is reduced by forming the recess, the heat capacity can be reduced by that amount, so that the heat dissipation effect near the recess can be further increased and the weight can be reduced.

又、本発明では、この効果を最大限に引き出すために、敢えて偏心体を入力軸と一体形成し、その結果、肉厚化した部分に、前記凹部を形成するようにしている。偏心体を、キー、あるいはスプライン等を利用して入力軸に組込む構造の場合、偏心体の装着部分は、当該キー、あるいはスプライン等の存在によりむしろ強度が低下し、十分な深さの凹部を形成できない。本発明では、偏心体の分だけ肉厚となっている部分に凹部を形成できるので、強度を低下させることなく、深い凹部を形成でき、大きな放熱効果及び重量軽減効果を発揮させることができる。   In the present invention, in order to maximize this effect, the eccentric body is intentionally formed integrally with the input shaft, and as a result, the concave portion is formed in the thickened portion. In the case of a structure in which the eccentric body is incorporated into the input shaft using a key or spline, the strength of the mounting part of the eccentric body is rather reduced due to the presence of the key or spline, etc., and there is a sufficiently deep recess. It cannot be formed. In the present invention, since the concave portion can be formed in the thickened portion corresponding to the eccentric body, a deep concave portion can be formed without reducing the strength, and a great heat dissipation effect and weight reduction effect can be exhibited.

又、深い凹部が、中空部側において全周に亘って偏心部の幅よりも広く設けられているので、入力軸と偏心体とで構成される部分の金属量が少なくなり、減速機自体を軽くすることが可能である。   Further, since the deep concave portion is provided wider than the width of the eccentric portion over the entire circumference on the hollow portion side, the amount of metal in the portion constituted by the input shaft and the eccentric body is reduced, and the speed reducer itself is reduced. It can be lightened.

又、偏心部の両側に、偏心体を支持する軸受が設けられ、軸受の更に外側の少なくとも一方に、軸心から軸受までの距離に比べ、軸心から短い距離で入力軸に当接するシール部材が設けられている場合には、シール部材の半径を小さくすることができ、シール性能を向上させることができる。そして、偏心体の軸径に比べて入力軸の軸径を小さくできるので、重量軽減の効果も有する。   Also, bearings that support the eccentric body are provided on both sides of the eccentric portion, and at least one of the outer sides of the bearing is a seal member that contacts the input shaft at a shorter distance from the shaft center than the distance from the shaft center to the bearing. Is provided, the radius of the seal member can be reduced, and the sealing performance can be improved. And since the shaft diameter of an input shaft can be made small compared with the shaft diameter of an eccentric body, it also has the effect of weight reduction.

なお、凹部に、より熱伝導率の高い部材を積極的に配置したときは、入力軸と偏心体とで構成される部分の熱容量が少ないので、入力軸と偏心体とで構成される部分の熱を迅速に奪うことが可能となる場合がある。   In addition, when a member having higher thermal conductivity is positively disposed in the recess, the heat capacity of the portion constituted by the input shaft and the eccentric body is small, so that the portion constituted by the input shaft and the eccentric body It may be possible to quickly take away heat.

入力軸と入力軸上に設けられた偏心体を有する減速機において、入力軸の回転により発生する熱を効率よく放熱することが可能となる。   In a speed reducer having an input shaft and an eccentric body provided on the input shaft, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the rotation of the input shaft.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<第1、第2実施形態>
図1は本発明の第1実施形態に係る減速機の側断面図、図2は図1に示す減速機に扁平モータを適用した場合の一例を示す図である。これらを用いて、第1実施形態の説明をする。
<First and second embodiments>
FIG. 1 is a side sectional view of a reduction gear according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing an example in which a flat motor is applied to the reduction gear shown in FIG. The first embodiment will be described using these.

最初に、減速機100の構成について説明する。   First, the configuration of the speed reducer 100 will be described.

減速機100は、図1に示す如く、入力軸102と、該入力軸102に設けられた偏心体104と、該偏心体104に形成された偏心部104A、104Bの半径方向外側に設けられた外歯歯車108、110と、該外歯歯車108、110と内接噛合する内歯歯車122とを備える。   As shown in FIG. 1, the speed reducer 100 is provided radially outside an input shaft 102, an eccentric body 104 provided on the input shaft 102, and eccentric portions 104 </ b> A and 104 </ b> B formed on the eccentric body 104. External gears 108 and 110, and an internal gear 122 inscribed in mesh with the external gears 108 and 110 are provided.

前記入力軸102は、シール部材144の外側において軸径d1であり、軸心O部分に中空部102A(内径D1)を有している。そして、入力軸102は、軸径d1よりわずかに太い軸径の部分でシール部材144、146と当接している。第1軸受140と第2軸受142との間の入力軸102の外周には偏心体104が設けられて(第1軸受140、第2軸受142の部分において軸径d2)、入力軸102と偏心体104とは一体形成されている。このため、図1に示す如く、偏心体104の軸径d2は、入力軸102の軸径d1よりも大となる関係を有する(d2>d1)。なお、偏心体104の外周に第1、第2軸受140、142が設けられるため、入力軸102は軸心Oを中心に回転可能とされている。   The input shaft 102 has a shaft diameter d1 outside the seal member 144, and has a hollow portion 102A (inner diameter D1) in the shaft center O portion. The input shaft 102 is in contact with the seal members 144 and 146 at a portion having a shaft diameter slightly larger than the shaft diameter d1. An eccentric body 104 is provided on the outer periphery of the input shaft 102 between the first bearing 140 and the second bearing 142 (shaft diameter d2 at the portion of the first bearing 140 and the second bearing 142), and is eccentric with the input shaft 102. The body 104 is integrally formed. Therefore, as shown in FIG. 1, the shaft diameter d2 of the eccentric body 104 is larger than the shaft diameter d1 of the input shaft 102 (d2> d1). Since the first and second bearings 140 and 142 are provided on the outer periphery of the eccentric body 104, the input shaft 102 is rotatable about the axis O.

前記偏心体104の外周には、2つの偏心部104A、104Bが、それぞれ約180°位相が異なるように形成されて、偏心体用軸受106A、106Bと当接している。偏心体軸受106A、106Bは内輪、外輪を有しておらず、転動体(ころ)自身であり、その転動体が直接外歯歯車108、110と偏心部104A、104Bに当接している。   Two eccentric portions 104A and 104B are formed on the outer periphery of the eccentric body 104 so as to have a phase difference of about 180 °, and are in contact with the eccentric body bearings 106A and 106B. The eccentric body bearings 106A and 106B do not have an inner ring and an outer ring but are rolling elements (rollers) themselves, and the rolling elements are in direct contact with the external gears 108 and 110 and the eccentric parts 104A and 104B.

入力軸102、より具体的には、入力軸102の中空部120A側であって、偏心体104の形成されている軸方向位置には、2つの偏心部104A、104Bの合計の幅qよりも広い単一の凹部102B(段差Sで幅Q)が、全周に亘って設けられている。すなわち、凹部102Bが設けられた部分の入力軸102の内径D2は、凹部102Bの設けられていない部分の入力軸102の内径D1よりも大となる関係を有する(D2>D1)。   The input shaft 102, more specifically, on the hollow portion 120A side of the input shaft 102, the axial position where the eccentric body 104 is formed is larger than the total width q of the two eccentric portions 104A and 104B. A wide single recess 102B (a step S and a width Q) is provided over the entire circumference. That is, the inner diameter D2 of the input shaft 102 in the portion where the concave portion 102B is provided has a relationship larger than the inner diameter D1 of the input shaft 102 in the portion where the concave portion 102B is not provided (D2> D1).

このように、入力軸102と偏心体104とが一体形成されているので、段差Sである深い凹部102Bを入力軸102に形成することができる。このため、偏心体104部分の肉厚(d2―D2)/2と、偏心体104の設けられていない部分の入力軸102の肉厚(d1−D1)/2とを同等にするといった、肉厚関係の設計調整が自在である。そして、軽量化しつつ回転負荷に応じて、減速機100が、使用上十分な強度を保持することを可能としている。   As described above, since the input shaft 102 and the eccentric body 104 are integrally formed, the deep recess 102 </ b> B that is the step S can be formed in the input shaft 102. For this reason, the thickness (d2-D2) / 2 of the eccentric body 104 is equal to the thickness (d1-D1) / 2 of the input shaft 102 of the portion where the eccentric body 104 is not provided. Thickness related design adjustment is possible. And the reduction gear 100 can maintain sufficient intensity | strength in use according to rotational load, reducing in weight.

前記外歯歯車108、110は、2つの同一の形状の歯車から構成することができ、偏心部104A、104Bの外側に設けられている。そして、中心孔108B、110Bにて偏心体用軸受106A、106Bと当接すると同時に、外ピン116を内歯とする内歯歯車122に内接噛合している。外歯歯車108、110には複数の内ピン孔108A、110Aが設けられ、該内ピン孔108A、110Aに内ローラ114を介して内ピン112が遊嵌されている。この内ピン112は、円盤形状の第1フランジ118と一体的に形成されている。このため、内ピン112が第1フランジ118に片持ち状態でも、減速機100全体を薄型にしつつ、減速機100が高い剛性を保つことを可能としている。   The external gears 108 and 110 can be composed of two gears having the same shape, and are provided outside the eccentric portions 104A and 104B. The center holes 108B and 110B are in contact with the eccentric body bearings 106A and 106B, and at the same time are internally meshed with the internal gear 122 having the external pin 116 as internal teeth. The external gears 108 and 110 are provided with a plurality of inner pin holes 108A and 110A, and the inner pins 112 are loosely fitted into the inner pin holes 108A and 110A via the inner rollers 114. The inner pin 112 is formed integrally with a disk-shaped first flange 118. For this reason, even if the inner pin 112 is cantilevered to the first flange 118, the reduction gear 100 can be kept high in rigidity while reducing the thickness of the reduction gear 100 as a whole.

前記第1フランジ118は、第1軸受140を介して偏心体104を支持して、入力軸102を回転可能にしている。また、この第1フランジ118に対して、外歯歯車108、110を挟んで反対側に円盤形状の第2フランジ124が配置されている。偏心体104は、第2軸受142を介して、該第2フランジ124に回転自在に支持されている。すなわち、偏心部104A、104Bの両側に、偏心体104を支持する第1軸受140と第2軸受142とが設けられている。なお、第2フランジ124は、ボルト126を介して内歯歯車122と一体的に連結固定されている。図面上は現れていないが、外歯歯車108、110の歯の数と、外ピン116(内歯歯車122の内歯)との数には僅少の差(1乃至3程度)が設けられている。   The first flange 118 supports the eccentric body 104 via the first bearing 140 and makes the input shaft 102 rotatable. In addition, a disc-shaped second flange 124 is disposed on the opposite side of the first flange 118 with the external gears 108 and 110 interposed therebetween. The eccentric body 104 is rotatably supported by the second flange 124 via the second bearing 142. That is, the first bearing 140 and the second bearing 142 that support the eccentric body 104 are provided on both sides of the eccentric portions 104A and 104B. The second flange 124 is integrally connected and fixed to the internal gear 122 via a bolt 126. Although not shown in the drawing, there is a slight difference (about 1 to 3) between the number of teeth of the external gears 108 and 110 and the number of the external pins 116 (internal teeth of the internal gear 122). Yes.

第1フランジ118の半径方向最も外側には、内歯歯車122を覆い囲む態様で、ケーシングを兼ねた枠体120がボルト127によって第1フランジ118に連結固定されている。また、当該枠体120と内歯歯車122とは、クロスローラ軸受128を介して相対的に回転可能に支持されている。即ち、クロスローラ軸受128を中心に見れば、この枠体120がクロスローラ軸受128の外輪として機能し、一方、内歯歯車122がこのクロスローラ軸受128の内輪として機能するような構成とされている。   A frame body 120 that also serves as a casing is connected and fixed to the first flange 118 by a bolt 127 so as to surround the internal gear 122 at the radially outermost side of the first flange 118. The frame body 120 and the internal gear 122 are supported so as to be relatively rotatable via a cross roller bearing 128. That is, when viewed from the center of the cross roller bearing 128, the frame 120 functions as an outer ring of the cross roller bearing 128, while the internal gear 122 functions as an inner ring of the cross roller bearing 128. Yes.

前記内歯歯車122と枠体120との間には、シール部材130が配置されている。また、第1フランジ118と入力軸102の間であって、第1軸受140の外側(図1において右側)には、シール部材144が配置されている。また、第2フランジ124と入力軸102の間であって、第2軸受142の外側(図1において左側)には、シール部材146が配置されている。また、第1フランジ118と枠体120との連結部分にはOリング148が配置されている。これらシール部材130、144、146及びOリング148によって減速機100の内部が密閉されている。   A seal member 130 is disposed between the internal gear 122 and the frame body 120. Further, a seal member 144 is disposed between the first flange 118 and the input shaft 102 and outside the first bearing 140 (on the right side in FIG. 1). A seal member 146 is disposed between the second flange 124 and the input shaft 102 and outside the second bearing 142 (on the left side in FIG. 1). In addition, an O-ring 148 is disposed at a connection portion between the first flange 118 and the frame body 120. The inside of the speed reducer 100 is sealed by the seal members 130, 144, 146 and the O-ring 148.

なお、上述してきた如く、第1軸受140、第2軸受142は、偏心体104を支持している。それに対して、シール部材144、146は、第1軸受140、第2軸受142の外側において、偏心体104が設けられていない位置の入力軸102に当接している。すなわち、シール部材144、146は、軸心Oから第1軸受140、第2軸受142までの距離に比べ、軸心Oから短い距離で入力軸102に当接している。このため、シール部材144、146の半径は小さくて済むことから入力軸102周りでシールする長さは、偏心体104周りでシールする場合に比べて短くなり、結果的にシール性能を向上させることができる。そして、入力軸102の軸径d1が小さい分だけ、重量を軽減することが可能となる。   As described above, the first bearing 140 and the second bearing 142 support the eccentric body 104. On the other hand, the seal members 144 and 146 are in contact with the input shaft 102 at a position where the eccentric body 104 is not provided outside the first bearing 140 and the second bearing 142. That is, the seal members 144 and 146 are in contact with the input shaft 102 at a shorter distance from the axis O than the distance from the axis O to the first bearing 140 and the second bearing 142. For this reason, since the radii of the seal members 144 and 146 may be small, the length of sealing around the input shaft 102 is shorter than the case of sealing around the eccentric body 104, and as a result, the sealing performance is improved. Can do. Further, it is possible to reduce the weight by the amount that the shaft diameter d1 of the input shaft 102 is small.

なお、減速機100の内部には、潤滑剤としてのグリースやギアオイル(図示しない)が収容されている。なお、収容される潤滑剤は、減速機100の運転時において少なくとも一部が流動化する種類の潤滑剤であればよく、常温において必ずしも液体の潤滑剤に限られるものではない。   Note that grease or gear oil (not shown) as a lubricant is accommodated in the reducer 100. Note that the lubricant to be accommodated is not limited to a liquid lubricant at room temperature, as long as it is a lubricant that is at least partially fluidized during operation of the speed reducer 100.

前記減速機100に、例えば、扁平モータを適用した場合の一例を、図2を用いて説明する。   An example when a flat motor is applied to the speed reducer 100 will be described with reference to FIG.

扁平モータ150は、入力軸102に設けられ、電磁コイル154を有するステータ152と、磁石158を有するロータ156と、を備える。   The flat motor 150 is provided on the input shaft 102 and includes a stator 152 having an electromagnetic coil 154 and a rotor 156 having a magnet 158.

前記ステータ152は、モータケーシング162と一体形成され、半径方向(軸心と直交する方向)において、磁石158と所定の間隔で対峙している。ステータ152に設けられた電磁コイル154は軸方向にスペースを占有しやすい。このため、扁平モータ150が減速機100に接続されたときに、電磁コイル154を収納可能な溝部118Aが第1フランジ118の表面に形成されている。前記ロータ156は、スプライン160を介して入力軸102に取り付けられ、ロータ156の外周に磁石158が配置される。   The stator 152 is integrally formed with the motor casing 162 and faces the magnet 158 at a predetermined interval in the radial direction (direction perpendicular to the axis). The electromagnetic coil 154 provided in the stator 152 tends to occupy a space in the axial direction. For this reason, when the flat motor 150 is connected to the speed reducer 100, a groove 118 </ b> A capable of accommodating the electromagnetic coil 154 is formed on the surface of the first flange 118. The rotor 156 is attached to the input shaft 102 via a spline 160, and a magnet 158 is disposed on the outer periphery of the rotor 156.

扁平モータ150は、モータケーシング162をエンドカバー164で挟み込んで、ボルト127で減速機100と一体的に固定することができる。なお、レゾルバ166は、磁気センサの一種であり、入力軸102に取り付けられて、扁平モータ150の回転を検出するために用いられる(若しくはエンコーダ等の光学式センサを用いることもできる)。   The flat motor 150 can be fixed integrally with the speed reducer 100 with a bolt 127 by sandwiching the motor casing 162 with the end cover 164. The resolver 166 is a kind of magnetic sensor, and is attached to the input shaft 102 and used to detect the rotation of the flat motor 150 (or an optical sensor such as an encoder can be used).

次に、減速機100の作用について説明する。   Next, the operation of the speed reducer 100 will be described.

入力軸102に対して動力源(図示しない)、若しくは図2で示した扁平モータ150からの動力(回転力)が伝達されると、当該入力軸102に一体形成されている偏心体104の偏心部104A、104Bが偏心回転する。この偏心部104A、104Bの偏心した回転は、偏心体用軸受106A、106Bを介して外歯歯車108、110へと伝達される。即ち、外歯歯車108、110が軸心Oに対して揺動を始める。一方で、この外歯歯車108、110には固定された内ピン112が挿入されているため自転が規制され、外歯歯車108、110は揺動のみを行うこととなる。また、前述したとおり、この外歯歯車108、110の歯の数と内歯歯車122の外ピン116の数との間には僅少の差(歯数差)が設けられているため、内歯歯車122は外歯歯車108、110が1回揺動回転する毎に当該歯数差分だけ自転(外歯歯車108,110に対して相対回転)することとなる。なお、外歯歯車108、110の揺動成分は、外歯歯車108、110と内ピン112及び内ローラ114との遊嵌によって吸収される。内歯歯車122の自転は、第1フランジ118に連結固定されている枠体120との間に配置されているクロスローラ軸受128によってスムースに行われ、該内歯歯車122とボルト126を介して一体回転する第2フランジ124を介して取り出される。   When a power source (not shown) or power (rotational force) from the flat motor 150 shown in FIG. 2 is transmitted to the input shaft 102, the eccentric body 104 formed integrally with the input shaft 102 is eccentric. The parts 104A and 104B rotate eccentrically. The eccentric rotation of the eccentric portions 104A and 104B is transmitted to the external gears 108 and 110 via the eccentric body bearings 106A and 106B. That is, the external gears 108 and 110 start to swing with respect to the axis O. On the other hand, since the fixed internal pins 112 are inserted in the external gears 108 and 110, rotation is restricted, and the external gears 108 and 110 only swing. Further, as described above, since there is a slight difference (the number of teeth difference) between the number of teeth of the external gears 108 and 110 and the number of external pins 116 of the internal gear 122, the internal teeth Each time the external gears 108 and 110 swing and rotate, the gear 122 rotates by the difference in the number of teeth (relative rotation with respect to the external gears 108 and 110). The swinging components of the external gears 108 and 110 are absorbed by loose fit between the external gears 108 and 110 and the inner pins 112 and the inner rollers 114. The rotation of the internal gear 122 is smoothly performed by a cross roller bearing 128 disposed between the frame 120 and the frame 120 connected and fixed to the first flange 118, and the internal gear 122 is connected to the internal gear 122 via the bolt 126. It is taken out via the second flange 124 that rotates integrally.

なお、本実施形態において、第2フランジ124が固定されている場合は、入力軸102の回転が減速された上で第1フランジ118(即ち、枠体120)の回転として出力される。   In the present embodiment, when the second flange 124 is fixed, the rotation of the input shaft 102 is decelerated and output as the rotation of the first flange 118 (that is, the frame body 120).

入力軸102の回転により、偏心部104A、104B、偏心体用軸受106A、106B、及び外歯歯車108、110の間で摩擦による熱が発生するが、この熱は、中空部102A側の凹部102Bに円滑に放出される。このとき、入力軸102の回転により、中空部102A側において、空気の強制対流がなされる。そのため、凹部102Bの存在によって放熱表面積が増加していることと相まって、中空部102Aにおける放熱効果が一層増大する。   The rotation of the input shaft 102 generates heat due to friction between the eccentric portions 104A and 104B, the eccentric body bearings 106A and 106B, and the external gears 108 and 110. This heat is generated by the concave portion 102B on the hollow portion 102A side. Is released smoothly. At this time, forced convection of air is performed on the hollow portion 102 </ b> A side by the rotation of the input shaft 102. Therefore, coupled with the increase in the heat dissipation surface area due to the presence of the recess 102B, the heat dissipation effect in the hollow portion 102A is further increased.

又、凹部102Bを形成することで、入力軸102の金属量が少なくなるので、その分の熱容量を下げることができる。そして、偏心体104の中空部102A側に、偏心部104A、104Bの合計の幅qよりも広い凹部102B(段差Sで幅Q)が存在することにより、偏心体104に集中する熱は円滑に中空部102Aに放出される。そして、凹部102Bがないときに比べて、入力軸102の回転により、凹部102B付近での放熱効果を更に増大させることができる。   Moreover, since the metal amount of the input shaft 102 decreases by forming the recess 102B, the heat capacity can be reduced accordingly. And since the recessed part 102B (width Q by level | step difference S) wider than the total width q of eccentric part 104A, 104B exists in the hollow part 102A side of the eccentric body 104, the heat | fever concentrated on the eccentric body 104 is smooth. It is discharged into the hollow portion 102A. And compared with the case where there is no recess 102B, the heat dissipation effect near the recess 102B can be further increased by the rotation of the input shaft 102.

又、本実施形態では、偏心体104を入力軸102と一体形成し、その結果、肉厚化した部分に、凹部102Bを形成している。偏心体104を、キー、あるいはスプライン等を利用して入力軸102に組込む構造の場合には、入力軸102の偏心体104の装着部分は、当該キー、あるいはスプライン等の存在によりむしろ強度が低下し、十分な深さの凹部102Bを形成できない。それに対して、本実施形態では、偏心体104の分だけ肉厚となっている部分に凹部102Bを形成できるので、強度を低下させることなく、深い凹部102Bを形成でき、大きな放熱効果及び重量軽減効果を発揮させることができる。   In the present embodiment, the eccentric body 104 is formed integrally with the input shaft 102, and as a result, the concave portion 102B is formed in the thickened portion. In the case where the eccentric body 104 is built into the input shaft 102 using a key, spline, or the like, the strength of the mounting portion of the eccentric body 104 of the input shaft 102 is rather reduced due to the presence of the key, spline, or the like. However, the recess 102B having a sufficient depth cannot be formed. On the other hand, in the present embodiment, since the concave portion 102B can be formed in the thickened portion corresponding to the eccentric body 104, the deep concave portion 102B can be formed without reducing the strength, and a large heat dissipation effect and weight reduction. The effect can be demonstrated.

又、深い凹部102Bが、中空部102A側において全周に亘って偏心部104A、104Bの合計した幅qよりも広く(軸方向に長く)設けられているので、入力軸102と偏心体104とで構成される部分の金属量が少なくなり、減速機100自体を軽くすることが可能である。   Further, since the deep recess 102B is provided wider (longer in the axial direction) than the total width q of the eccentric portions 104A and 104B over the entire circumference on the hollow portion 102A side, the input shaft 102 and the eccentric body 104 It is possible to reduce the amount of metal in the portion constituted by and reduce the speed reducer 100 itself.

又、偏心部104A、104Bの両側に、偏心体104を支持する第1軸受140、第2軸受142が設けられている。そして、第1軸受140、第2軸受142の更に外側に、軸心Oから第1軸受140、第2軸受142までの距離に比べ、軸心Oから短い距離で入力軸102に当接するシール部材144、146が設けられている。このため、シール部材144、146の半径を小さくすることができるのでシールする距離が短く、シール性能を向上させることができる。そして、偏心体104の軸径d2に比べて入力軸102の軸径d1を小さくできるので、重量軽減の効果も有する。   Moreover, the 1st bearing 140 and the 2nd bearing 142 which support the eccentric body 104 are provided in the both sides of eccentric part 104A, 104B. Further, a seal member that contacts the input shaft 102 at a shorter distance from the shaft center O than the distance from the shaft center O to the first bearing 140 and the second bearing 142 on the outer side of the first bearing 140 and the second bearing 142. 144 and 146 are provided. For this reason, since the radii of the sealing members 144 and 146 can be reduced, the sealing distance is short, and the sealing performance can be improved. Further, since the shaft diameter d1 of the input shaft 102 can be made smaller than the shaft diameter d2 of the eccentric body 104, there is also an effect of weight reduction.

なお、凹部102Bに、より熱伝導率の高い部材を積極的に配置したときは、入力軸102と偏心体104とで構成される部分の熱容量が少ないので、入力軸102と偏心体104とで構成される部分の熱を迅速に奪うことが可能となる。例えば、入力軸102、偏心体104の金属がステンレスであれば、前記部材として、銅や鉄などの熱伝導率のより高い金属を用いることができる。又、例えば、グラファイトシートを用いた場合には、その熱伝導率の異方性により、軸方向に高効率に熱を伝導することができ、偏心体104の放熱を極めて効果的に行うことができる。その他、例えば、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)を凹部102Bに直接形成して、高効率で放熱を実現することもできる。   In addition, when a member having higher thermal conductivity is positively disposed in the recess 102B, the heat capacity of the portion constituted by the input shaft 102 and the eccentric body 104 is small, so that the input shaft 102 and the eccentric body 104 It becomes possible to quickly take away the heat of the constituted part. For example, if the metal of the input shaft 102 and the eccentric body 104 is stainless steel, a metal having higher thermal conductivity such as copper or iron can be used as the member. For example, when a graphite sheet is used, heat can be conducted efficiently in the axial direction due to the anisotropy of the thermal conductivity, and the eccentric body 104 can be dissipated extremely effectively. it can. In addition, for example, DLC (diamond-like carbon) can be directly formed in the recess 102B to achieve heat dissipation with high efficiency.

すなわち、入力軸102と入力軸102に設けられた偏心体104を有する減速機100において、入力軸102の回転により発生する熱を効率よく放熱することが可能となる。   That is, in the speed reducer 100 having the input shaft 102 and the eccentric body 104 provided on the input shaft 102, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the rotation of the input shaft 102.

本実施形態においては、凹部102Bは図1の形態(入力軸102の中空部102A側に単一な凹形状)で設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。図3に示す本発明の第2実施形態の減速機101の如く、凹部102Cが複数の溝を有して、その溝がスパイラル状に設けられていてもよい。この場合には、多数の溝により、中空部102A側の熱抵抗がより低くなり、放熱と急速冷却が容易になされる。更に、入力軸102の回転により、中空部102Aに存在する冷却媒体となる空気を一方向へ積極的に導くので、より放熱効果を増大させることができる。なお、このような効果は、前記溝が中空部102Aにおいて、連続的に、あるいは断続的(冷却ファンのように中空部102Aの周方向に規則的に設けられた場合も含む)に、設けてあっても顕著な効果を示すものである。   In the present embodiment, the concave portion 102B is provided in the form of FIG. 1 (single concave shape on the hollow portion 102A side of the input shaft 102), but the present invention is not limited to this. As in the speed reducer 101 of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the recess 102C may have a plurality of grooves, and the grooves may be provided in a spiral shape. In this case, due to the large number of grooves, the thermal resistance on the hollow portion 102A side becomes lower, and heat dissipation and rapid cooling are facilitated. Further, the rotation of the input shaft 102 positively guides air serving as a cooling medium existing in the hollow portion 102A in one direction, so that the heat dissipation effect can be further increased. Such an effect is provided by providing the groove continuously or intermittently (including the case where the groove is regularly provided in the circumferential direction of the hollow portion 102A like a cooling fan) in the hollow portion 102A. Even if it exists, it shows a remarkable effect.

又、本実施形態においては、凹部102Bの幅Qは2つの偏心部104A、104Bの合計の幅qよりも大きいが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凹部102Bの幅が1つの偏心部104Aの幅以上であってもよい。その場合においても、その放熱や軽量化などにおいて、相応の本発明の効果を有するからである。あるいは、偏心部が、3つ以上であれば、凹部の幅がその合計の偏心部の幅以上であってもよい。   In this embodiment, the width Q of the recess 102B is larger than the total width q of the two eccentric portions 104A and 104B, but the present invention is not limited to this. For example, the width of the recess 102B may be equal to or greater than the width of one eccentric portion 104A. Even in such a case, it has a corresponding effect of the present invention in terms of heat dissipation and weight reduction. Alternatively, if there are three or more eccentric portions, the width of the concave portion may be equal to or larger than the total eccentric portion width.

又、本実施形態においては、2つのシール部材144、146が、いずれも軸心Oから第1軸受140、第2軸受142までの距離に比べ、軸心Oから短い距離で入力軸102に当接していたが、本発明はこれに限定されるものではない。いずれか1つのシール部材が上記条件を満たせばよい。   Further, in this embodiment, the two seal members 144 and 146 both contact the input shaft 102 at a shorter distance from the axis O than the distance from the axis O to the first bearing 140 and the second bearing 142. However, the present invention is not limited to this. Any one of the sealing members may satisfy the above condition.

又、本実施形態においては、図1〜3に示すような内接揺動噛合型遊星歯車減速機を対象としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外歯歯車が撓むことによって内歯歯車との相対回転を取り出す、いわゆる「撓み噛み合い式の遊星減速機」にも適用でき、そこで外歯歯車を撓ませるために用いられるウェーブジェネレータのような楕円体及びその楕円外周部などもそれぞれ、本発明の偏心体及び偏心部とみなすことができる。   Further, in the present embodiment, the inward swing meshing planetary gear speed reducer as shown in FIGS. 1 to 3 is targeted, but the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to a so-called “flexion mesh planetary speed reducer” that takes out relative rotation with the internal gear by bending the external gear, such as a wave generator used to bend the external gear. An ellipsoid and an outer periphery of the ellipse can be regarded as an eccentric body and an eccentric portion of the present invention, respectively.

本実施形態の凹部102Bに、例えば、カーボンブラックなどを含む塗料を塗布して、輻射される熱を増大させて、より放熱効果を顕著にすることもできる。   For example, a coating material containing carbon black or the like is applied to the recess 102B of the present embodiment to increase the radiated heat, and the heat dissipation effect can be made more remarkable.

<第3実施形態>
図4は本発明の第3実施形態に係るモータ一体型の減速機の側断面図、図5は図4のV−V線に沿う偏心体204の断面図である。これらを用いて、第3実施形態を説明する。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a side sectional view of a motor-integrated speed reducer according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of an eccentric body 204 taken along line VV in FIG. The third embodiment will be described using these.

最初に、モータ一体型の減速機200の構成について説明する。   First, the configuration of the motor-integrated speed reducer 200 will be described.

モータ一体型の減速機200は、図4に示す如く、軸心O付近にロータとステータからなるモータが配置されたものであり、その減速機部分の構成は、図1に示した第1実施形態とほぼ同一である。そのため、主にモータを構成するロータ及びステータについて説明を行い、他の部分については図4中で対応部位に、図1で示す構成要素の符号と下2桁が同一の符号を付すにとどめ、説明を省略する。   As shown in FIG. 4, the motor-integrated speed reducer 200 includes a motor composed of a rotor and a stator in the vicinity of an axis O, and the configuration of the speed reducer portion is the first embodiment shown in FIG. It is almost the same as the form. Therefore, the rotor and the stator constituting the motor will be mainly described, and the other parts are indicated by the same reference numerals in the corresponding two parts in FIG. Description is omitted.

前記ロータは、図4、図5に示す如く、偏心体204と一体形成された入力軸202自体で構成され、その凹部202Bの周方向等間隔に複数の磁石258を配置することで実現される。磁石258としては、例えばフェライト磁石(ステンレスに比べ、比重が軽く、比熱が小さく、熱伝導率が高い)を用いることができる。ロータは、磁石258の厚みTを段差Sよりも薄く形成して凹部202Bに配置することで、熱抵抗を低くすることができる。又、図5に示す如く、磁石258が、凹部202Bの周方向等間隔に隙間Lを開けて配置されるため、その隙間Lの部分における熱抵抗は、第1実施形態で示したように小さい。そのため、ロータ全体においても、熱抵抗は低く、且つ熱容量を少なくすることができる。更に、ロータの比熱を小さく、そして重量を軽くすることができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the rotor is constituted by an input shaft 202 itself integrally formed with an eccentric body 204, and is realized by arranging a plurality of magnets 258 at equal intervals in the circumferential direction of the concave portion 202B. . As the magnet 258, for example, a ferrite magnet (having a light specific gravity, a small specific heat, and a high thermal conductivity compared to stainless steel) can be used. The rotor can reduce the thermal resistance by forming the magnet 258 with a thickness T thinner than the step S and placing it in the recess 202B. Further, as shown in FIG. 5, since the magnets 258 are arranged with gaps L at equal intervals in the circumferential direction of the recesses 202B, the thermal resistance in the gaps L is small as shown in the first embodiment. . Therefore, also in the whole rotor, the thermal resistance is low and the heat capacity can be reduced. Furthermore, the specific heat of the rotor can be reduced and the weight can be reduced.

前記ステータは、図4に示す如く、第1フランジ218に一体形成された突起部218Aを中空部202Aに配置して、そこに複数の電磁コイル254を取り付けることで構成することができる。このような構成により、電磁コイル254に流す電流を制御することで、ロータである入力軸202を回転させることができる。   As shown in FIG. 4, the stator can be configured by arranging a protrusion 218 </ b> A integrally formed with the first flange 218 in the hollow portion 202 </ b> A and attaching a plurality of electromagnetic coils 254 there. With such a configuration, the input shaft 202 that is a rotor can be rotated by controlling the current flowing through the electromagnetic coil 254.

なお、第2フランジ224は、軸心Oに開口を有さないので、モータへのごみなどの流入を防止することができる。   Since the second flange 224 does not have an opening in the axis O, it is possible to prevent inflow of dust and the like into the motor.

次に、モータ一体型の減速機200の作用について説明する。ここで、減速機部分の作用については、第1実施形態の減速機とほぼ同一であるので省略し、入力軸202における放熱について説明する。   Next, the operation of the motor-integrated speed reducer 200 will be described. Here, the operation of the speed reducer portion is substantially the same as that of the speed reducer of the first embodiment, so that description thereof will be omitted, and heat dissipation in the input shaft 202 will be described.

入力軸202(ロータ)の回転により、偏心部204A、204B、偏心体用軸受206A,206B、及び外歯歯車208、210の間で摩擦による熱が発生するが、この熱は、凹部202Bに円滑に放出される。このとき、入力軸202(ロータ)の回転により、中空部202A側において、空気の強制対流がなされる。中空部202A側に配置された磁石258の厚みTは段差Sよりも薄いので、凹部202Bのない状態に比べて、磁石258の部分での熱抵抗を小さくすることができる。更に、磁石258は、間隔Lを空けて凹部202Bに配置されているので、間隔Lにおける熱抵抗は低い。このため、入力軸202(ロータ)全体として熱抵抗を下げることが可能となり、中空部202Aにおける放熱効果が一層増大する。   The rotation of the input shaft 202 (rotor) generates heat due to friction between the eccentric portions 204A and 204B, the eccentric body bearings 206A and 206B, and the external gears 208 and 210. This heat is smoothly generated in the concave portion 202B. To be released. At this time, forced convection of air is performed on the hollow portion 202A side by the rotation of the input shaft 202 (rotor). Since the thickness T of the magnet 258 disposed on the hollow portion 202A side is thinner than the step S, the thermal resistance at the magnet 258 portion can be reduced as compared with the state without the recess 202B. Furthermore, since the magnet 258 is disposed in the recess 202B with a gap L, the thermal resistance at the gap L is low. For this reason, it is possible to lower the thermal resistance of the input shaft 202 (rotor) as a whole, and the heat dissipation effect in the hollow portion 202A is further increased.

又、複数の磁石258を配置しても、磁石258は凹部202Bを全て埋め尽くしていないため、熱容量を下げることができる。そして、中空部202A側に、偏心部204A、204Bの合計の幅qよりも広い凹部202B(段差Sで幅Q)が存在することにより、偏心体204に集中する熱は円滑に中空部202A側に放出される。そして、凹部202Bがないときに比べて、入力軸202の回転により、凹部202Bや磁石258の配置された場所での放熱効果を更に増大させることができる。   Even if a plurality of magnets 258 are arranged, the magnet 258 does not completely fill the recess 202B, so that the heat capacity can be reduced. And since the recessed part 202B (width | variety Q with level | step difference S) wider than the total width q of eccentric part 204A, 204B exists in the hollow part 202A side, the heat | fever concentrated on the eccentric body 204 is smoothly hollow side 202A side. To be released. And compared with the case where there is no recessed part 202B, the heat radiation effect in the place where the recessed part 202B and the magnet 258 are arrange | positioned can further be increased by rotation of the input shaft 202. FIG.

又、モータを減速機部分の中空部に配置したので、モータ一体型の減速機200は、モータを外付けする場合に比べて、小型で、且つ軽量の減速機付モータを実現することができる。そのため、小型で、高出力が要求されるロボットハンドなどの分野等に適用を容易にすることができる。そして、その際に、モータは減速機内部に密封された状態となるので、モータの外力による損傷や汚れ等を防止することができる。   Further, since the motor is disposed in the hollow portion of the speed reducer portion, the motor-integrated speed reducer 200 can realize a motor with a speed reducer that is smaller and lighter than when the motor is externally attached. . Therefore, it can be easily applied to fields such as a robot hand that is small and requires high output. At that time, since the motor is sealed inside the reduction gear, damage or dirt due to the external force of the motor can be prevented.

本実施形態においては、磁石258をフェライト磁石としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。   In the present embodiment, the magnet 258 is a ferrite magnet, but the present invention is not limited to this.

又、本実施形態では、ロータに磁石258を用いて凹部202Bに磁石258を配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凹部202Bに電磁コイル254を設けてもよい。又、凹部202Bに、ロータ構成要素のうちの少なくとも一部を備えているだけでもよい。   In this embodiment, the magnet 258 is used as the rotor and the magnet 258 is disposed in the recess 202B. However, the present invention is not limited to this. For example, you may provide the electromagnetic coil 254 in the recessed part 202B. Further, the recess 202B may be provided with at least a part of the rotor components.

本発明の第1実施形態に係る減速機の側断面図Side sectional view of the reduction gear according to the first embodiment of the present invention. 図1の減速機に扁平モータを適用した場合の一例を示す図The figure which shows an example at the time of applying a flat motor to the reduction gear of FIG. 本発明の第2実施形態に係る減速機の側断面図Side sectional view of the reduction gear according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るモータ一体型の減速機の側断面図Side sectional view of a motor-integrated speed reducer according to a third embodiment of the present invention. 図4のV−V線に沿う偏心体204の断面図Sectional drawing of the eccentric body 204 along the VV line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100、101、200…減速機
102、202…入力軸
102A、202A…中空部
102B、102C、202B…凹部
104、204…偏心体
104A、104B、204A、204B…偏心部
106A、106B、206A、206B…偏心体用軸受
108、110、208、210…外歯歯車
122、222…内歯歯車
130、144、146、230、244、246…シール部材
140、240…第1軸受
142、242…第2軸受
150…扁平モータ
152…ステータ
154、254…電磁コイル
156…ロータ
158、258…磁石
D1…入力軸の内径
D2…凹部が設けられた部分の内径
d1…入力軸の軸径
d2…偏心体の軸径
L…磁石の間隔
O…軸心
q…2つの偏心部の合計の幅
Q…凹部の幅
S…凹部の段差
T…磁石の厚み
100, 101, 200 ... Reducer 102, 202 ... Input shaft 102A, 202A ... Hollow part 102B, 102C, 202B ... Recessed part 104, 204 ... Eccentric body 104A, 104B, 204A, 204B ... Eccentric part 106A, 106B, 206A, 206B ... Eccentric body bearings 108, 110, 208, 210 ... External gears 122, 222 ... Internal gears 130, 144, 146, 230, 244, 246 ... Seal members 140, 240 ... First bearings 142, 242 ... Second Bearing 150 ... Flat motor 152 ... Stator 154, 254 ... Electromagnetic coil 156 ... Rotor 158, 258 ... Magnet D1 ... Inner diameter of the input shaft D2 ... Inner diameter of the concave portion d1 ... Shaft diameter of the input shaft d2 ... Eccentric body Shaft diameter L: Magnet spacing O: Shaft center q: Total width of two eccentric parts Q: Width of recess S: Recess Step T ... thickness of magnet

Claims (4)

入力軸と、該入力軸に設けられた偏心体と、該偏心体に形成された偏心部の半径方向外側に設けられた外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車とを備え、該外歯歯車と内歯歯車との相対回転を出力として取出す減速機であって、
前記入力軸が、その軸心部分に中空部を有して前記偏心体と一体形成されており、
前記入力軸の前記中空部側であって、前記偏心体の形成されている軸方向位置に、前記偏心部の幅よりも広い凹部が全周に亘って設けられている
ことを特徴とする減速機。
An input shaft, an eccentric body provided on the input shaft, an external gear provided radially outward of an eccentric portion formed on the eccentric body, and an internal gear internally meshing with the external gear; A reduction gear that takes out the relative rotation between the external gear and the internal gear as an output,
The input shaft is formed integrally with the eccentric body with a hollow portion in the shaft center portion;
A depression wider than the width of the eccentric part is provided over the entire circumference on the hollow part side of the input shaft, at an axial position where the eccentric body is formed. Machine.
請求項1において、
前記偏心部が複数設けられている場合には、前記凹部がそれら複数の偏心部の合計の幅よりも広く設けられている
ことを特徴とする減速機。
In claim 1,
In the case where a plurality of the eccentric portions are provided, the recess is provided wider than the total width of the plurality of eccentric portions.
請求項1又は2において、
前記偏心部の両側に、前記偏心体を支持する軸受が設けられ、
該軸受の更に外側の少なくとも一方に、前記軸心から該軸受までの距離に比べ、該軸心から短い距離で該入力軸に当接するシール部材が設けられている
ことを特徴とする減速機。
In claim 1 or 2,
Bearings that support the eccentric body are provided on both sides of the eccentric portion,
A speed reducer, wherein a seal member that contacts the input shaft at a distance shorter than the distance from the shaft center is provided on at least one of the outer sides of the bearing.
請求項1乃至3のいずれかに記載された減速機にモータを一体化したモータ一体型の減速機であって、
前記凹部に前記モータのロータの少なくとも一部を配置し、前記中空部に前記モータのステータを配置したことを特徴とするモータ一体型の減速機。
A motor-integrated speed reducer in which a motor is integrated with the speed reducer according to any one of claims 1 to 3,
A motor-integrated speed reducer, wherein at least a part of a rotor of the motor is disposed in the recess, and a stator of the motor is disposed in the hollow portion.
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