JP5635341B2

JP5635341B2 - ローラ式減速装置

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Publication number: JP5635341B2
Application number: JP2010201800A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　光司; 光司佐藤; 聡宇都宮
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP2012057725A

Description

この発明は、内歯車の内周に形成された内歯にローラを噛合させて入力軸の回転を出力軸に減速して伝達するローラ式の減速装置に関する。

この種のローラ式減速装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。その特許文献１に記載されたローラ式減速装置においては、入力軸と出力軸を軸端面が対向する同軸上の配置とし、その両軸の軸端部を覆うハウジングによって複数の内歯を内周に有する内歯車を支持し、上記入力軸の軸端部には内歯車内において回転可能な偏心円板を設け、上記出力軸の軸端部には、フランジと、そのフランジの一側面外周部に内歯車と偏心円板の外径面に圧入された軸受間に配置されるケージを設け、そのケージに複数のポケットを形成し、そのポケットのそれぞれ内部に上記軸受の外輪外径面に沿って転動可能なローラを収容している。

上記の構成からなるローラ式減速装置においては、入力軸が回転すると、偏心円板の回転により、ローラが内歯車の内歯に順次噛合し、その入力軸の１回転当たりに、ローラが内歯の一歯分だけ周方向に位置がずれ、出力軸が入力軸に対して減速して回転する。

ここで、円滑な回転が得られるようにするため、内歯の歯形を、複数のローラの全てが内歯に接触するような形状とするため、出力軸の回転角が内歯車の一ピッチ分の範囲において、偏心円板の回転によって出力軸が回転し、その時、ローラの中心が描く軌跡と平行する曲線のうちローラの外側にある曲線を一歯分とする歯形としている。

特開昭６２−９３５６５号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたローラ式減速装置においては、ハウジングの一端開口部内に組み込まれた軸受により出力軸のフランジ付け根部位を回転自在に支持するようにしており、その軸受が単列のものであると、ローラからケージに負荷される伝達トルクによって出力軸に傾きが生じるため、上記軸受を軸方向に間隔をおいて複列の配置としている。このため、ローラ式減速装置の軸方向長さが長くなって大型化し、軸方向長さのコンパクト化を図る上において改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、上記ローラ式減速装置の軸方向長さのコンパクト化を図ることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、固定の配置とされるハウジングと、そのハウジングに形成された円筒状内径面に支持され、内周に複数の内歯が設けられた内歯車と、その内歯車と同軸上の配置とされ、前記内歯車の内側に位置する軸端部に偏心円板が設けられた入力軸と、その入力軸と軸端面が対向するようにして同軸上に配置された出力軸とを有し、前記出力軸の軸端部にフランジが設けられ、そのフランジの前記入力軸の軸端部と対向する一側面の外周部に前記内歯車内において回転可能なケージが設けられ，そのケージに形成されたポケット内に前記偏心円板の外径面に沿って転動可能なローラが組込まれ、前記偏心円板の回転によりローラを前記内歯に順次噛合させて入力軸の１回転当たりに内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたローラ式減速装置において、前記ハウジングの内側に前記フランジの外径面およびケージの開口側端部の外径面それぞれをメタル案内する一対のラジアル軸受面と、前記フランジの他側面の外周部およびケージの開口側端面のそれぞれと軸方向で対向する一対のスラスト軸受面を設けた構成を採用したのである。

上記のように、ハウジングの内部にフランジの外径面およびケージの開口側端部の外径面それぞれを支持する一対のラジアル軸受面を設けることによって出力軸を複列の軸受によって回転自在に支持するローラ式減速装置に比較して、軸方向長さのコンパクト化とコストの低減とを図ることができる。しかも、一対のラジアル軸受面によって回転自在に支持されるフランジの外径面およびケージの開口側端部は、ケージに回転トルクを伝達するローラと近接する部位であるため、出力軸の傾きや振れ回りを防止し、安定した回転支持状態を得ることができる。

ここで、一対のラジアル軸受面はハウジングの内径面に直接形成されたものであってもよく、あるいは、フランジの外径面をメタル案内するラジアル軸受面がハウジングの内径面に直接形成され、ケージの開口側端部の外径面を支持するラジアル軸受面が内歯車の内径面に形成されたものであってもよい。

この場合、一対のラジアル軸受面のそれぞれにショットピーニングを施して微細な凹部を形成しておくと、その微細な凹部で潤滑油を保持することができるため、ラジアル軸受面での焼付きを防止することができる。

また、ハウジングに、フランジの他側面の外周部およびケージの開口側端面のそれぞれと軸方向で対向するスラスト軸受面を設けることにより、そのスラスト軸受面によってケージおよび出力軸を軸方向に位置決めすることができると共に、ケージに負荷されるスラスト荷重を受けることができるため、出力軸の軸方向へのガタツキを防止し、安定した回転トルクの伝達状態を得ることができる。

また、一対のラジアル軸受面は、ハウジングの内径面両端部に圧入された一対のメタル軸受のそれぞれ内周に形成されたものであってもよい。メタル軸受でもってフランジおよびケージを支持する場合、ハウジングをアルミダイカストの成形品とすることができるため、ローラ式減速装置の軽量化を図ることができる。

メタル軸受の使用において、一対のメタル軸受のうち、フランジの外径面を支持する一方のメタル軸受に、そのフランジの側面外周部と軸方向で対向するスラスト軸受面を設け、他方のメタル軸受に前記ケージの開口側端面と軸方向で対向するスラスト軸受面を設けておくと、上記と同様に、ケージに負荷されるスラスト荷重を受けることができるため、出力軸の軸方向へのガタツキを防止し、安定した回転トルクの伝達状態を得ることができる。

ここで、メタル軸受は、薄金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、焼結金属の成形品からなるものであってもよい。また、含油軸受からなるものであってもよい。

この発明に係るローラ式減速装置において、ケージの開口側端面の外周部に傾斜面または円弧面からなるチャンファを設けておくと、上記開口側端面の外周エッジの応力緩和を図ることができ、損傷防止に効果を挙げることができる。

この発明においては、上記のように、ハウジングの内部にフランジの外径面およびケージの開口側端部の外径面それぞれを支持する一対のラジアル軸受面を設けたことによって軸方向長さのコンパクトなローラ式減速装置を得ることができる。

また、一対のラジアル軸受面によって回自在に支持されるフランジの外径面およびケージの開口側端部は、ケージに回転トルクを伝達するローラと近接する部位であるため、一対のラジアル軸受面によって出力軸の傾きや振れ回りを確実に防止することができ、安定した回転支持状態を得ることができる。

この発明に係るローラ式減速装置の第１の実施の形態を示す縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１の要部を拡大して示す断面図この発明に係るローラ式減速装置の第２の実施の形態を示す縦断正面図この発明に係るローラ式減速装置の第３の実施の形態を示す縦断正面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るローラ式減速装置の第１の実施の形態を示す。図示のように、ハウジング１は、円筒状をなしている。ハウジング１は、軸方向に２分割されて第１分割ハウジング１ａと第２分割ハウジング１ｂが設けられている。

第１分割ハウジング１ａと第２分割ハウジング１ｂは、図示省略したボルトの締め付けにより結合一体化され、その突合せ側端部の内径面には、第１分割ハウジング１ａと第２分割ハウジング１ｂとに跨って大径凹部２が形成されている。

大径凹部２の円筒状外周壁には内歯車３が圧入され、その内歯車３の内周に複数の内歯４が設けられている。

第１分割ハウジング１ａの開口側端部には端板５が設けられ、その端板５の中央部に形成された軸挿入孔６に入力軸７が挿入されている。入力軸７は、軸挿入孔６内に組込まれた軸受８により回転自在に支持されて内歯車３と同軸上の配置とされ、上記ハウジング１ａ内に位置する軸端部には内歯車３内において回転可能な２枚の偏心円板９が軸方向に間隔をおいて設けられている。

２枚の偏心円板９は、その円筒状外径面の中心Ｏ_１が入力軸７の軸心Ｏ_０に対して偏心している。図２に示すδは、その偏心量を示している。また、２枚の偏心円板９は、円筒状外径面の中心Ｏ_１が周方向に１８０°位置がずれている。その２枚の偏心円板９のそれぞれの外径面に軸受１０が取付けられている。

第２分割ハウジング１ｂの内側には出力軸１１が挿入されている。出力軸１１は、その軸端面が入力軸７の軸端面と対向するようにして入力軸７と同軸上の配置とされている。

出力軸１１の入力軸７と対向する軸端部にはフランジ１２が設けられ、そのフランジ１２の入力軸７と対向する一側面の外周部には、偏心円板９上の軸受１０と内歯車３の対向部間において回転可能な円筒状のケージ１３が設けられている。

フランジ１２は、一側面の中央部に小径孔部１４を有し、その小径孔部１４内に組込まれた軸受１５によって入力軸７の軸端部が回転自在に支持されている。

ケージ１３の外径は、フランジ１２の外径と同一径とされ、そのケージ１３には周方向に等間隔に並ぶ複数のポケット１６が複列に形成されている。各列のポケット１６は、２枚の偏心円板９のそれぞれに取付けられた軸受１０と対向する位置に形成されており、一方の列のポケット１６と他方の列のポケット１６は周方向に半ピッチ位置がずれ、各列のポケット１６のそれぞれ内部にローラ１７が径方向に移動自在に収容されている。

ローラ１７は、内歯車３の内歯４に対して噛合可能とされ、そのローラ１７が噛合する内歯４は、前述の特許文献１に記載されているように、出力軸１１の回転角が内歯車３の内歯４の一ピッチ分の範囲において、ローラ１７の中心が描く軌跡と平行する曲線のうちローラ１７の外側にある曲線を一歯分とする歯形としている。

図３に示すように、ハウジング１における第１分割ハウジング１ａの内周にはケージ１３の開口側端部の外径面をメタル案内するラジアル軸受面１８が形成され、一方、第２分割ハウジング１ｂの内周にはフランジ１２の外径面をメタル案内するラジアル軸受面１９が形成され、これらの各ラジアル軸受面１８、１９にはショットピーニングが施されて微細な潤滑油保持用の凹部２０が設けられている。

第１分割ハウジング１ａにおける端板５の内側面には、ケージ１３の開口側端面と軸方向で対向するスラスト軸受面２１が形成されている。一方、第２分割ハウジング１ｂの開口端には内向きフランジ２２が設けられ、その内向きフランジ２２の内側面には出力軸１１におけるフランジ１２の他側面外周部と軸方向で対向するスラスト軸受面２３が形成されており、これらのスラスト軸受面２１、２３によってケージ１３が軸方向に位置決めされている。

図３に示すように、ケージ１３の開口側端面の外周部にはチャンファ２４が設けられている。ここで、図３では、チャンファ２４として傾斜面からなるものを示したが、これに限定されず、円弧面からなるものであってもよい。

第１の実施の形態で示すローラ式減速装置は上記の構造からなり、入力軸７が回転すると、偏心円板９の回転により、ローラ１７が内歯車３の内歯４に順次噛合し、その入力軸７の１回転当たりにローラ１７が内歯４の一歯分だけ周方向に移動し、そのローラ１７からケージ１３に回転トルクが伝達されて、出力軸１１が減速回転する。

上記のような出力軸１１の回転時、ケージ１３の開口側端部の外径面およびフランジ１２の外径面は第１分割ハウジング１ａの内周に形成されたラジアル軸受面１８および第２分割ハウジング１ｂの内周に形成されたラジアル軸受面１９によりメタル案内される。このとき、そのメタル案内部はケージ１３に回転トルクを伝達するローラ１７を挟む両側の近接部位であるため、出力軸１１は傾きや振れ回りを生じることなく精度よく回転することになる。

また、ケージ１３の開口側端面は端板５に形成されたスラスト軸受面２１によって回転自在に支持され、一方、フランジ１２の他側面の外周部は内向きフランジ２２の内側に形成されたスラスト軸受面２３によって回転自在に支持され、ケージ１３にスラスト荷重が負荷された場合、そのスラスト荷重はスラスト軸受面２１、２３で支持されることになる。

このため、出力軸１１は軸方向にガタツクことなく定位置において精度よく回転する。

第１の実施の形態で示すように、ケージ１３の開口側端部の外径面およびフランジ１２の外径面を第１分割ハウジング１ａの内周に形成されたラジアル軸受面１８および第２分割ハウジング１ｂの内周に形成されたラジアル軸受面１９によりメタル案内することにより、出力軸を複列の軸受によって回転自在に支持する前述従来のローラ式減速装置に比較して、軸方向長さのコンパクトなローラ式減速装置を得ることができる。

また、上記のラジアル軸受面１８、１９のそれぞれにショットピーニングを施して微細な凹部２０を設けることにより、その微細な凹部２０により潤滑油を保持することができるため、ラジアル軸受面１８、１９での焼付きを防止することができる。

さらに、ケージ１３の開口側端面の外周部にチャンファ２４を設けることにより、上記開口側端面の外周エッジの応力緩和を図ることができ、損傷防止に効果を挙げることができる。

図４は、この発明に係るローラ式減速装置の第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、ケージ１３の開口側端部の外周に環状突出部２５を設け、内歯車３の内径面の一端部にその環状突出部２５の外径面を回転自在に支持するラジアル軸受面２６と、上記環状突出部２５の側面を受けるスラスト軸受面２７とを形成し、また、第２分割ハウジング１ｂの内径面にメタル軸受２８を圧入し、そのメタル軸受２８の内径面に形成されたラジアル軸受面２９でフランジ１２の外径面を回転自在に支持している点で第１の実施の形態と相違する。

このため、第１の実施の形態で示す部品と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、メタル軸受２８は、薄金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、焼結金属の成形品からなるものであってもよい。また、含油軸受からなるものであってもよい。

上記第２の実施の形態で示すように、内歯車３の内径面の一端部に形成されたラジアル軸受面２６でケージ１３に形成された環状突出部２５の外径面を回転自在に支持し、第２分割ハウジング１ｂの内径面に圧入されたメタル軸受２８でフランジ１２の外径面を回転自在に支持することにより、ハウジング１をアルミダイカストの成形品とすることができ、ローラ式減速装置の軽量化を図ることができる。

また、内歯車３に形成されたスラスト軸受面２７と端板５の内側面の外周部に形成された前述のスラスト軸受面２１とで環状突出部２５の両側面を回転自在に支持することによって、ケージ１３にスラスト荷重が負荷された場合、そのスラスト荷重をスラスト軸受面２１、２７で支持することができるため、出力軸１１の軸方向へのガタツキを防止し、安定した回転トルクの伝達状態を得ることができる。

図５は、この発明に係るローラ式減速装置の第３の実施の形態を示す。この実施の形態では、第１分割ハウジング１ａの内径面および第２分割ハウジング１ｂの内径面のそれぞれにメタル軸受３０、３１を圧入し、第１分割ハウジング１ａに圧入されたメタル軸受３０に、ケージ１３の開口側端部の外径面をメタル案内するラジアル軸受面３２と、ケージ１３の開口側端面を受けるスラスト軸受面３３とを設け、第２分割ハウジング１ｂに圧入されたメタル軸受３１にフランジ１２の外径面をメタル案内するラジアル軸受面３４と、フランジ１２の他側面外周部を受けるスラスト軸受面３５とを設けている点で第１の実施の形態と相違する。

このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、メタル軸受３０、３１は、第２の実施の形態と同様に、薄金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、焼結金属の成形品からなるものであってもよい。また、含油軸受からなるものであってもよい。

第３の実施の形態のように、第１分割ハウジング１ａの内径面に圧入されたメタル軸受３０でケージ１３の開口側端部の外径面を回転自在に支持し、かつ、第２分割ハウジング１ｂの内径面に圧入されたメタル軸受３１でフランジ１２の外径面を回転自在に支持することにより、第２の実施の形態と同様に、ハウジング１をアルミダイカストの成形品とすることができ、ローラ式減速装置の軽量化を図ることができる。

また、それぞれのメタル軸受３０、３１にスラスト軸受面３３、３５を形成することにより、ケージ１３にスラスト荷重が負荷された場合に、そのスラスト荷重をそれぞれのスラスト軸受面３３、３５で支持することができるため、出力軸１１の軸方向へのガタツキを防止し、安定した回転トルクの伝達状態を得ることができる。

１ハウジング
３内歯車
４内歯
７入力軸
９偏心円板
１１出力軸
１２フランジ
１３ケージ
１６ポケット
１７ローラ
１８ラジアル軸受面
１９ラジアル軸受面
２０凹部
２１スラスト軸受面
２３スラスト軸受面
２４チャンファ
２６ラジアル軸受面
２７スラスト軸受面
２８メタル軸受
２９ラジアル軸受面
３０メタル軸受
３１メタル軸受
３２ラジアル軸受面
３３スラスト軸受面
３４ラジアル軸受面
３５スラスト軸受面

Claims

固定の配置とされるハウジングと、そのハウジングに形成された円筒状内径面に支持され、内周に複数の内歯が設けられた内歯車と、その内歯車と同軸上の配置とされ、前記内歯車の内側に位置する軸端部に偏心円板が設けられた入力軸と、その入力軸と軸端面が対向するようにして同軸上に配置された出力軸とを有し、前記出力軸の軸端部にフランジが設けられ、そのフランジの前記入力軸の軸端部と対向する一側面の外周部に前記内歯車内において回転可能なケージが設けられ，そのケージに形成されたポケット内に前記偏心円板の外径面に沿って転動可能なローラが組込まれ、前記偏心円板の回転によりローラを前記内歯に順次噛合させて入力軸の１回転当たりに内歯の一歯分だけ周方向に移動させることにより出力軸を減速回転させるようにしたローラ式減速装置において、
前記ハウジングの内側に前記フランジの外径面およびケージの開口側端部の外径面それぞれをメタル案内する一対のラジアル軸受面と、前記フランジの他側面の外周部およびケージの開口側端面のそれぞれと軸方向で対向する一対のスラスト軸受面を設けたことを特徴とするローラ式減速装置。
前記一対のラジアル軸受面のそれぞれが、前記ハウジングの内径面に直接形成された請求項１に記載のローラ式減速装置。
前記一対のラジアル軸受面のそれぞれにショットピーニングを施して潤滑油保持用の微細な凹部を形成した請求項１又は２に記載のローラ式減速装置。
前記一対のラジアル軸受面のうち、前記フランジの外径面をメタル案内するラジアル軸受面が前記ハウジングの内径面に直接形成され、ケージの開口側端部の外径面を支持するラジアル軸受面が前記内歯車の内径面に形成された請求項１に記載のローラ式減速装置。
前記一対のラジアル軸受面が、前記ハウジングの内径面両端部に圧入された一対のメタル軸受のそれぞれに形成された請求項１に記載のローラ式減速装置。
前記一対のメタル軸受のうち、前記フランジの外径面を支持する一方のメタル軸受にそのフランジの側面外周部と軸方向で対向するスラスト軸受面を設け、他方のメタル軸受に前記ケージの開口側端面と軸方向で対向するスラスト軸受面を設けた請求項５に記載のローラ式減速装置。
前記メタル軸受が、薄金属板のプレス成形品からなる請求項５又は６に記載のローラ式減速装置。
前記メタル軸受が、焼結金属の成形品からなる請求項５又は６に記載のローラ式減速装置。
前記メタル軸受が、含油軸受からなる請求項５又は６に記載のローラ式減速装置。
前記ハウジングが、アルミダイカストの成形品からなる請求項５乃至９のいずれかの項に記載のローラ式減速装置。
前記ケージの開口側端面の外周部にチャンファを設けた請求項１乃至１０のいずれかの項に記載のローラ式減速装置。