JP6238777B2 - Bending gear system - Google Patents
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Description
本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。 The present invention relates to a flexure meshing gear device.
特許文献1に、駆動軸によって回転駆動される起振体を有する撓み噛合い式歯車装置が開示されている。この撓み噛合い式歯車装置では、オルダムカップリングと呼ばれる継手部材が駆動軸に構成され起振体に組み込まれている。オルダムカップリングは、組み立て時の駆動軸と内歯歯車との間に芯ずれ(単に駆動軸の芯ずれともいう)が存在してもそれを許容して性能及び寿命の低下を防止可能としている。
しかしながら、特許文献1の構造では、装置の軸方向長さが長くなるおそれがあった。
However, in the structure of
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、撓み噛合い式歯車装置の駆動軸の芯ずれが存在しても性能及び寿命の低下を防止でき、軸方向長さの増大を抑制した撓み噛合い式歯車装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even if there is a misalignment of the drive shaft of the flexure meshing gear device, it is possible to prevent a decrease in performance and life, and an increase in the axial length. It is an object of the present invention to provide a flexure meshing gear device that suppresses the above-described problem.
本発明は、駆動軸によって回転駆動される起振体と、該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した外歯歯車と、を有する撓み噛合い式歯車装置において、前記駆動軸と前記起振体とが、該起振体の軸心の径方向への変位を許容する継手部材によって連結され、前記起振体が、前記継手部材と軸方向に対向する本体部と、該本体部の径方向外側端部から軸方向前記継手部材側に一体的に延在された延在部と、を有し、前記本体部および前記延在部の外周に軸受が配置され、前記延在部の径方向内側に前記継手部材が配置されることにより、前記課題を解決したものである。 The present invention relates to a flexure meshing gear device having a vibrator that is rotationally driven by a drive shaft and a flexible external gear that is flexibly deformed by the rotation of the vibrator. The shaft and the vibration body are connected by a joint member that allows displacement in the radial direction of the axial center of the vibration body, and the vibration body is a main body portion facing the joint member in the axial direction; An extension portion integrally extending from the radially outer end of the main body portion toward the joint member side in the axial direction, and a bearing is disposed on the outer periphery of the main body portion and the extension portion, The said subject is solved by arrange | positioning the said joint member inside the radial direction of an extension part .
本発明では、駆動軸と起振体とが継手部材によって連結されており、駆動軸に対する起振体の軸心の径方向への変位を許容している。同時に、本発明では、起振体が継手部材の径方向外側に延在して配置されている。このため、起振体と駆動軸との連結部の軸方向長さの増大を抑制することができる。 In the present invention, the drive shaft and the vibration generator are connected by the joint member, and the displacement of the shaft center of the vibration generator relative to the drive shaft in the radial direction is allowed. At the same time, in the present invention, the vibrator is arranged so as to extend outward in the radial direction of the joint member. For this reason, it is possible to suppress an increase in the axial length of the connecting portion between the vibrator and the drive shaft.
本発明によれば、撓み噛合い式歯車装置の駆動軸の芯ずれが存在しても性能及び寿命の低下を防止でき、軸方向長さの増大を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in performance and life even if there is a misalignment of the drive shaft of the flexure meshing gear device, and it is possible to suppress an increase in the axial length.
以下、図1〜図6を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
最初に、本実施形態の全体構成について、概略的に説明する。 First, the overall configuration of the present embodiment will be schematically described.
撓み噛合い式歯車装置100は、図1に示す如く、駆動軸101によって回転駆動される起振体106を有する。そして、撓み噛合い式歯車装置100は、固定側部材136に支持され、出力を出力側部材152に伝達する構成となっている。
As shown in FIG. 1, the flexure meshing gear device 100 includes a vibrating
撓み噛合い式歯車装置100自体は、図1に示す如く、起振体106と、起振体106の外周に配置され、起振体106の回転により撓み変形される可撓性を有した外歯歯車120と、起振体106と外歯歯車120との間に配置される起振体軸受110と、外歯歯車120が内接噛合する剛性を有した減速用内歯歯車(第1内歯歯車)130Aと、減速用内歯歯車130Aに軸方向Oに並設され外歯歯車120と内接噛合する剛性を有した出力用内歯歯車(第2内歯歯車)130Bと、を備える。なお、減速用内歯歯車130Aと出力用内歯歯車130Bとをまとめて内歯歯車130と称する。
As shown in FIG. 1, the flexure meshing gear device 100 itself is arranged on the outer periphery of the
まず、固定側部材136と出力側部材152とについて説明する。 First, the fixed side member 136 and the output side member 152 will be described.
前記固定側部材136は、図1に示す如く、補助ケーシング138と、駆動軸ケーシング140と、第1固定部材142と、第2固定部材144と、第3固定部材146と、を有する。補助ケーシング138は、円筒形状である。補助ケーシング138は、駆動軸101が嵌入されるオイルシールOs1を支持し、駆動軸ケーシング140に接続されている。駆動軸ケーシング140は、一端側がフランジ部140Aとされた円筒形状である。駆動軸ケーシング140は、その円筒形状の内側で2つの軸受Brを介して駆動軸101を支持している。フランジ部140Aには、減速用内歯歯車130Aが固定されている。また、フランジ部140Aの減速用内歯歯車130Aが固定されている位置の径方向外側には、第1固定部材142が固定されている。逆に、フランジ部140Aの減速用内歯歯車130Aが固定されている位置の径方向内側には、円環形状の当て部材148が存在する。当て部材148は、外歯歯車120及び起振体軸受110の端面に対向するように、撓み噛合い式歯車装置100とフランジ部140Aとの間に配置されている。当て部材148は、たとえば摺動性の高い材料から成形されている。
As shown in FIG. 1, the fixed side member 136 includes an
第1固定部材142には、図1に示す如く、第2固定部材144が固定されている。第1固定部材142と第2固定部材144とはともに、円環形状であり、出力側部材152の径方向外側に配置されている。第1固定部材142は、その外周で第3固定部材146に固定されている。第3固定部材146は、図示せぬ固定壁と一体化されている。
As shown in FIG. 1, a
前記出力側部材152は、図1に示す如く、第1出力部材154と、第2出力部材156と、第3出力部材158と、を有する。第1出力部材154は、円環形状であり、出力用内歯歯車130Bに固定されている。第1出力部材154の出力用内歯歯車130Bが固定されている部分の径方向内側には、円環形状の当て部材150が存在する。当て部材150は、外歯歯車120及び起振体軸受110の端面に対向するように、撓み噛合い式歯車装置100と第1出力部材154との間に配置されている(当て部材150は、当て部材148と同様の材質とされている)。なお、第1出力部材154と第1固定部材142との間には、主軸受Mb(クロスローラリング、アンギュラ玉軸受、テーパーローラ軸受など)が配置されている。第2出力部材156は、円板形状であり、第1出力部材154に固定されている。第2出力部材156と第2固定部材144との間には、第2固定部材144に支持されるオイルシールOs2が配置されている。第3出力部材158も、円板形状であり、第2出力部材156に固定されている。第3出力部材158は、図示せぬ機械装置に接続される。
As shown in FIG. 1, the output side member 152 includes a
次に、駆動軸101と、継手部材103と、撓み噛合い式歯車装置100の各構成要素との関係について概略的に説明する。
Next, the relationship among the
撓み噛合い式歯車装置100において、図1、図2に示す如く、駆動軸101と起振体106とは、起振体106の軸心の径方向への変位を許容する継手部材103によって連結されている。ここで、起振体106と継手部材103とは軸方向Oに対向している。そして、起振体106は、継手部材103の径方向外側に延在して配置されている。
In the flexure meshing gear device 100, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
次に、駆動軸101と、継手部材103と、撓み噛合い式歯車装置100の各構成要素とについて詳細に説明を行う。なお、本実施形態では、起振体106の軸方向Oに垂直な断面が略楕円形状である。このため、本実施形態では、その軸心から起振体106の外周までの距離が最大となる位置を長軸位置と呼び、2つの長軸位置を結ぶ直線が延びる方向を長軸X方向と呼ぶ。同時に、本実施形態では、軸心から起振体106の外周までの距離が最小となる位置を短軸位置と呼び、2つの短軸位置を結ぶ直線が延びる方向を短軸Y方向と呼ぶ。
Next, the
駆動軸101は、駆動源である図示せぬモータから伸びるモータ軸などである。駆動軸101は、図1に示す如く、駆動軸ケーシング140に軸受Brを介して回転可能に支持されている。駆動軸101は、図2に示す如く、継手部材103の一端側から挿入され、止め部材102で軸方向Oへの移動が規制されている。
The
継手部材103は、オルダムカップリングとされている。即ち、駆動軸101と起振体106とは、図1〜図3に示す如く、継手部材103により起振体106の軸心の径方向への変位を許容するように連結されている。具体的に、継手部材103は、駆動軸101と一体的に回転する駆動部材104と、中間部材105(105A、105B)と、を有している。つまり、継手部材103は、図3に示す如く、1つの駆動部材104と、駆動部材104の軸方向O一方側に配置される第1中間部材105Aと、軸方向O他方側に配置される第2中間部材105Bと、を有する。第1中間部材105Aと第2中間部材105Bとは、同一の構成である。このため、以降、第1中間部材105Aについて説明し、第2中間部材105Bについての説明は基本的に省略する。
The
駆動部材104は、図3、図4(A)、(B)に示す如く、中心に貫通孔104Bを有する円環形状(外径Dd)とされている。貫通孔104Bは、駆動軸101の挿入が可能とされている。また、駆動部材104が駆動軸101と一体で回転するように、貫通孔104Bにはキー溝104Cが設けられ、駆動部材104と駆動軸101とは図示せぬキーで連結される。駆動部材104の軸方向Oの両側面104AA、104ABにはそれぞれ、2つの凹部104Dが設けられている。両側面104AA、104ABの形状は同一なので、側面104AAのみについて説明し、側面104ABについての説明は省略する。
The driving
側面104AAにおいて、図4(A)、(B)に示す如く、2つの凹部104Dの設けられている位置は、駆動部材104の外周に沿った位置であり、且つ駆動部材104の中心に対して互いに180度位相のずれた位置とされている。即ち、2つの凹部104Dの周方向における中心線は、一直線に繋がり、且つ長軸X方向と一致する。そして、凹部104Dの側面104DAはそれぞれ、長軸X方向と平行とされている。なお、符号Ldは、凹部104Dにおける側面104DA間の距離(凹部104Dの幅)である。また、符号Lgは、2つの凹部104Dの間の距離である。
On the side surface 104AA, as shown in FIGS. 4A and 4B, the position where the two
第1中間部材105Aは、図5(A)、(B)に示す如く、中心に貫通孔105ABを有する円環形状(外径Dj)とされている。貫通孔105ABの大きさ(直径Lb)は、駆動軸101の芯ずれが最大となり駆動部材104が径方向に相対変位しても、駆動軸101と接触しない大きさとされている。第1中間部材105Aの軸方向Oの両側面105AAA、105AABにはそれぞれ、第1中間部材105Aの径方向内側から径方向外側まで続く2つの凸部105ADと2つの凸部105ACとが設けられている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the first
一方の側面105AAAにおいて、図5(A)、(B)に示す如く、2つの凸部105ADの設けられている位置は、第1中間部材105Aの中心に対して互いに180度位相のずれた位置とされている。即ち、2つの凸部105ADの周方向における中心線は、一直線に繋がり、且つ短軸Y方向と一致する(このため、貫通孔105ABの直径Lbは2つの凸部105ADの間の距離となり、且つ外径Djは2つの凸部105ADの外周面105ADBの間の距離となる)。そして、凸部105ADの側面105ADAはそれぞれ、短軸Y方向と平行とされている。なお、符号Ljxは、凸部105ADにおける側面105ADA間の距離(凸部105ADの幅)である。
On one side surface 105AAA, as shown in FIGS. 5A and 5B, the positions at which the two convex portions 105AD are provided are positions that are 180 degrees out of phase with respect to the center of the first
他方の側面105AABにおいて、図5(A)、(B)に示す如く、2つの凸部105ACの設けられている位置も、第1中間部材105Aの中心に対して互いに180度位相のずれた位置とされている。即ち、2つの凸部105ACの周方向における中心線は、一直線に繋がり、且つ長軸X方向と一致する(このため、貫通孔105ABの直径Lbは2つの凸部105ACの間の距離となり、且つ外径Djは2つの凸部105ACの外周面105ACBの間の距離となる)。そして、凸部105ACの側面105ACAはそれぞれ、長軸X方向と平行とされている。なお、符号Ljyは、凸部105ACにおける側面105ACA間の距離(凸部105ACの幅)である。
On the other side surface 105AAB, as shown in FIGS. 5A and 5B, the positions where the two convex portions 105AC are provided are also positions that are 180 degrees out of phase with respect to the center of the first
ここで、凸部105ACと凸部105ADとは同一形状で、凸部105ACの幅Ljyと凸部105ADの幅Ljxとは同一である(Ljy=Ljx)。つまり、側面105AAAと側面105AABとは、位相が90度ずれているものの、形状は同一とされている。また、凸部105ACの軸方向O高さは、凹部104Dの軸方向O深さよりも若干小さくされている。そして、凸部105ACの幅Ljyは、凹部104Dの幅Ldよりも若干狭くされている(Ljy<Ld)。そして、外径Djと外径Ddとはほぼ同一とされている(Dj≒Dd)。そして、2つの凸部105ACの間の距離Lbは、2つの凹部104Dの間の距離Lgよりも相応に大きくされている(Lb>Lg+α、α>0)。
Here, the convex portion 105AC and the convex portion 105AD have the same shape, and the width Ljy of the convex portion 105AC and the width Ljx of the convex portion 105AD are the same (Lji = Ljx). That is, although the side surface 105AAA and the side surface 105AAB are 90 degrees out of phase, the shape is the same. Further, the axial O height of the convex portion 105AC is slightly smaller than the axial O depth of the
このため、2つの凸部105ACはそれぞれ、2つの凹部104Dに嵌合可能となっている。このとき、2つの凸部105ACの配置(2つの凹部104Dの配置)により、駆動部材104に対する第1中間部材105Aの短軸Y方向への相対移動は規制される。しかしながら、駆動部材104に対する第1中間部材105Aの長軸X方向への相対移動は許容されることとなる(例えば1mm以下)。即ち、駆動部材104と第1中間部材105Aとは、軸方向Oに対向し、径方向の一方向(長軸X方向)に相対変位可能に連結されていることとなる。このように、2つの凸部105ACと2つの凹部104Dの嵌合により、駆動部材104と第1中間部材105Aとは一体的に回転可能に連結される。なお、駆動部材104と第2中間部材105Bも同様に連結される。また、凸部105AC、105BCや凹部104Dの形状は、特に限定されず、駆動部材104と中間部材105(105A、105B)とが径方向に相対変位可能、且つ一体的に回転可能に連結される形状であればよい。
For this reason, each of the two convex portions 105AC can be fitted into the two
起振体106は、図2、図3に示す如く、第1中間部材105Aと連結される第1起振体106Aと、第2中間部材105Bと連結される第2起振体106Bと、を有する。第1起振体106A、第2起振体106Bはそれぞれ、減速用内歯歯車130A、出力用内歯歯車130Bの径方向内側に対応して配置されている。第1起振体106Aと第2起振体106Bとはともに、同一の構成である。このため、以下、第1起振体106Aについて説明し、第2起振体106Bについての説明は基本的に省略する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1起振体106Aは、図6(A)、(B)に示す如く、非円形の円筒形状とされている。具体的に、第1起振体106Aは、本体部106AAと延在部106ADとを有する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
本体部106AAは、図6(A)、(B)に示す如く、中心に貫通孔106ABを有している。貫通孔106ABの大きさ(直径Lp)は、駆動軸101の芯ずれが最大となり駆動部材104と第1中間部材105Aとが径方向に相対変位しても、駆動軸101と接触しない大きさとされている。軸方向Oから見た本体部106AAの外形は、軸方向Oから見た第1起振体106Aの外形と同一である。つまり、短軸Y方向における軸心から本体部106AAの外周までの距離Ryは、図6(B)に示す如く、長軸X方向における軸心から本体部106AAの外周までの距離Rxよりも短くされている(Ry<Rx)。即ち、短軸Y位置では外歯歯車120と減速用内歯歯車130Aとの間に隙間が生じることで、非噛合状態が実現される。一方で、長軸X位置の付近では、外歯歯車120と減速用内歯歯車130Aとの噛合状態が実現される(なお、符号Pcは、距離Rxを半径とする破線で示す真円形状を示している)。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the main body portion 106AA has a through hole 106AB in the center. The size (diameter Lp) of the through-hole 106AB is set such that the center deviation of the
また、図6(A)、(B)に示す如く、本体部106AAの軸方向Oの延在部106ADが延在する側の側面106AAAには、本体部106AAの径方向内側から径方向外側の延在部106ADの内周まで続く2つの凹部106ACが設けられている。2つの凹部106ACの設けられている位置は、本体部106AAの中心に対して互いに180度位相のずれた位置とされている。即ち、2つの凹部106ACの周方向における中心線は、一直線に繋がり、且つ短軸Y方向と一致する(このため、貫通孔106ABの直径Lpは2つの凹部106ACの間の距離となり、且つ延在部106ADの内径Dwは、2つの凹部106ACの外側内周面106ACBの間の距離となる)。そして、凹部106ACの側面106ACAはそれぞれ、短軸Y方向と平行とされている。なお、符号Lwは、凹部106ACにおける側面106ACA間の距離(凹部106ACの幅)である。 Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, the side surface 106AAA on the side where the extending portion 106AD in the axial direction O of the main body portion 106AA extends extends from the radially inner side to the radially outer side of the main body portion 106AA. Two concave portions 106AC extending to the inner periphery of the extending portion 106AD are provided. The positions where the two concave portions 106AC are provided are positions that are 180 degrees out of phase with respect to the center of the main body portion 106AA. That is, the center line in the circumferential direction of the two recesses 106AC is connected in a straight line and coincides with the minor axis Y direction (for this reason, the diameter Lp of the through hole 106AB is a distance between the two recesses 106AC and extends. The inner diameter Dw of the portion 106AD is the distance between the outer peripheral surfaces 106ACB of the two recesses 106AC). The side surfaces 106ACA of the recesses 106AC are parallel to the minor axis Y direction. Note that the symbol Lw is the distance between the side surfaces 106ACA of the recess 106AC (the width of the recess 106AC).
延在部106ADは、図3、図6(A)、(B)に示す如く、本体部106AAから軸方向Oに延在した円筒形状の部分である。延在部106ADの内径Dwは、駆動部材104の外径Dd及び第1中間部材105Aの外径Djよりも相応に大きくされている(Dw>Dd(Dj)+β、β>0)。つまり、内径Dwは、駆動軸101の芯ずれが最大となり径方向に変位した駆動部材104と第1中間部材105Aとが接触しない大きさとされている。延在部106ADは、第1中間部材105A及び駆動部材104の径方向外側に延在して配置されている。具体的には、延在部106ADは、第1中間部材105A及び駆動部材104の一部(駆動部材104の軸方向O長さのほぼ半分まで)の外周を覆うように設けられている。なお、内径Dwが一定なので、延在部106ADの短軸Y位置における径方向厚みTyは、長軸X位置における径方向厚みTxよりも薄くされている(Ty<Tx)。
The extending portion 106AD is a cylindrical portion extending in the axial direction O from the main body portion 106AA, as shown in FIGS. 3, 6A, and 6B. The inner diameter Dw of the extending portion 106AD is correspondingly larger than the outer diameter Dd of the
ここで、凸部105ADの(凸部105AC)の軸方向O高さは、凹部106ACの軸方向O深さよりも若干小さくされている。そして、凸部105ADの幅Ljxは、凹部106ACの幅Lwよりも若干狭くされている(Ljx<Lw)。そして、上述の如く、内径Dwは、外径Dj、外径Ddよりも相応に大きくされている(Dw>Dd(Dj)+β、β>0)。つまり、2つの凸部105ADの外周面105ADBの間の距離Dj(図5(A)、(B))は、2つの凹部106ACの外側内周面106ACBの間の距離Dwよりも相応に小さくされている。 Here, the axial direction O height of the convex portion 105AD (the convex portion 105AC) is slightly smaller than the axial direction O depth of the concave portion 106AC. The width Ljx of the convex portion 105AD is slightly narrower than the width Lw of the concave portion 106AC (Ljx <Lw). As described above, the inner diameter Dw is appropriately larger than the outer diameter Dj and the outer diameter Dd (Dw> Dd (Dj) + β, β> 0). That is, the distance Dj between the outer peripheral surfaces 105ADB of the two convex portions 105AD (FIGS. 5A and 5B) is made appropriately smaller than the distance Dw between the outer inner peripheral surfaces 106ACB of the two concave portions 106AC. ing.
このため、2つの凸部105ADはそれぞれ、2つの凹部106ACに嵌合可能である。このとき、2つの凸部105ADの配置(2つの凹部106ACの配置)により、第1起振体106Aに対する第1中間部材105Aの長軸X方向への相対移動は規制される。しかしながら、第1起振体106Aに対する第1中間部材105Aの短軸Y方向への相対移動は許容されることとなる(例えば1mm以下)。即ち、第1起振体106Aは、短軸Y位置に第1中間部材105Aと嵌合する凹部106ACを有している構成である。そして、第1起振体106Aと第1中間部材105Aとは、軸方向Oに対向するとともに、長軸X方向と直交する方向(短軸Y方向)に相対変位可能に連結されていることとなる。
For this reason, each of the two convex portions 105AD can be fitted into the two concave portions 106AC. At this time, the relative movement of the first
なお、2つの凸部105ADの外周面105ADBの間の距離Djは、2つの凹部106ACの間の距離Lpと、1つの凹部106ACの径方向長さ((Dw−Lp)/2)との和よりも大きくされている(Dj>(Dw+Lp)/2)。このため、第1中間部材105Aが第1起振体106Aに対して最大限に径方向に相対変位しても、必ず2つの凸部105ADがそれぞれ、2つの凹部106ACと嵌合し、いずれの凸部105ADも対応する凹部106ACから外れない構成となっている。
The distance Dj between the outer peripheral surfaces 105ADB of the two convex portions 105AD is the sum of the distance Lp between the two concave portions 106AC and the radial direction length ((Dw−Lp) / 2) of the single concave portion 106AC. (Dj> (Dw + Lp) / 2). For this reason, even if the first
このように、2つの凸部105ADと2つの凹部106ACの嵌合により、第1起振体106Aと第1中間部材105Aとは一体的に回転可能に連結される。なお、第2起振体106Bと第2中間部材105Bも同様に連結される。また、凸部105AD、105BDや凹部106AC、106BCの形状は、特に限定されず、起振体106(106A、106B)と中間部材105(105A、105B)とが径方向に相対変位可能、且つ一体的に回転可能に連結される形状であればよい。
As described above, by fitting the two convex portions 105AD and the two concave portions 106AC, the first vibrating
なお、第2起振体106Bも第1起振体106Aと同一形状とされている。このため、起振体106は、継手部材103の軸方向O全長を覆う構成とされている。
The
起振体軸受110(110A、110B)は、図2に示す如く、減速用内歯歯車130Aと出力用内歯歯車130Bとに対応して、軸方向Oに2つ並べて配置されている。起振体軸受110A、起振体軸受110Bはともに、同一の構成である。このため、以下、起振体軸受110Aについて説明し、起振体軸受110Bについての説明は基本的に省略する。
As shown in FIG. 2, two vibration body bearings 110 (110A, 110B) are arranged side by side in the axial direction O corresponding to the reduction
起振体軸受110Aは、図2に示す如く、内輪112Aと、リテーナ114Aと、転動体としてのころ116Aと、外輪118Aと、から構成される。
As shown in FIG. 2, the vibration body bearing 110A includes an
内輪112Aは、可撓性の素材で形成されている。内輪112Aは第1起振体106A側に配置されている。そして、内輪112Aの内周面は第1起振体106Aと当接して、内輪112Aは第1起振体106Aと一体で回転する。リテーナ114Aは、ころ116Aを収容し、ころ116Aの周方向における位置及び姿勢を規制する。つまり、リテーナ114Aの軸方向O長さL2は、ころ116Aの軸方向O長さL2より大きくされている(L2>L1)。ころ116Aは、円柱形状(ニードル形状を含む)である。外輪118Aは、ころ116A及びリテーナ114Aの外周に配置される。外輪118Aも、可撓性の素材で形成されている。外輪118Aは、その外周に配置される外歯歯車120とともに起振体106の回転により撓み変形する。なお、内輪112Aとリテーナ114Aと外輪118Aの軸方向O外側の端部の位置は、図2に示す如く、軸方向Oで、ほぼ一致している。しかし、内輪112Aとリテーナ114Aと外輪118Aの軸方向O外側の端部の位置は、第1起振体106Aの軸方向O外側の端部の位置よりも若干内側とされている。
The
なお、図2に示す如く、起振体軸受110Aのうち、ころ116Aの軸方向O長さL1よりも第1起振体106Aの外周の軸方向O長さLの方が長くされている(L1<L)。ここで、起振体軸受110Aで実質的にトルク伝達するのはころ116Aである。このため、第1起振体106Aの外周の軸方向O長さLは、実質的に第1起振体106Aの外周に配置される起振体軸受110Aの軸方向O長さL2より長くされているといえる。また、図2で示す如く、リテーナ114Aと当て部材148との間の隙間γ1は、ころ116Aの外側端部からリテーナ114Aの外側端部までの距離γ2よりも狭くされている(γ1<γ2)。このため、ころ116Aが軸方向O外側に移動しても、ころ116Aの移動は隙間γ1だけである。つまり、ころ116Aが軸方向O外側に移動した場合でも、ころ116Aの軸方向O長さ全てが第1起振体106Aの外周の軸方向O長さL内に留まることとなる。
2, in the vibration body bearing 110A, the axial direction O length L of the outer periphery of the
外歯歯車120は、図2に示す如く、減速用内歯歯車130A、出力用内歯歯車130Bに対応して軸方向Oに並設された外歯歯車120A、120Bで構成されている。外歯歯車120Aは、減速用内歯歯車130Aと内接噛合する。外歯歯車120Aは、図示せぬ基部材及び外歯で構成される。基部材は、外歯を支持する可撓性を有した筒状部材であり、外歯歯車120Bの基部材と共通とされている。そして、外歯歯車120Aは、起振体軸受110Aの外周に配置され、第1起振体106Aの回転により撓み変形する。外歯は、理論噛合を実現するようにトロコイド曲線に基づいて歯形が決定されている。
As shown in FIG. 2, the
外歯歯車120Bは、図2に示す如く、出力用内歯歯車130Bと内接噛合する。そして、外歯歯車120Bは、外歯歯車120Aと同様に、基部材及び外歯で構成される。外歯歯車120Bの外歯は、外歯歯車120Aの外歯とは軸方向Oで分離されているものの、同一の数、同一の形状で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
内歯歯車130を構成する減速用内歯歯車130A、出力用内歯歯車130Bは、図2に示す如く、軸方向Oに並設されている。内歯歯車130は剛性を有した部材で形成されている。減速用内歯歯車130Aは、外歯歯車120Aの外歯の歯数よりもi(iは2以上)多い歯数の内歯を備える。内歯は、トロコイド曲線に基づいた外歯に理論噛合するように成形されている(出力用内歯歯車130Bの内歯も同様)。減速用内歯歯車130Aは、外歯歯車120Aと噛合することによって、起振体106の回転を減速する。
The reduction
一方、出力用内歯歯車130Bは、外歯歯車120Bの外歯の歯数と同一の歯数の内歯を備える。出力用内歯歯車130Bからは、外歯歯車120Bの自転と同一の回転が外部に出力される。
On the other hand, the output
なお、撓み噛合い式歯車装置100には、潤滑剤が封入されている。そして、その潤滑剤は、外歯歯車120と内歯歯車130との噛合う部分などを潤滑している。
Note that the flexure meshing gear device 100 is filled with a lubricant. The lubricant lubricates the meshing portion of the
次に、撓み噛合い式歯車装置100の動作について、主に図1、図2を用いて説明する。 Next, the operation of the flexibly meshing gear device 100 will be described mainly with reference to FIGS.
駆動軸101の回転により、起振体106が回転すると、その回転状態に応じて、起振体軸受110Aを介して、外歯歯車120Aが撓み変形する。このとき、外歯歯車120Bも、起振体軸受110Bを介して、外歯歯車120Aと同位相で撓み変形する。
When the
外歯歯車120A、120Bが起振体106で撓み変形することにより、外歯歯車120Aの外歯が減速用内歯歯車130Aの内歯に噛合する。同様に、外歯歯車120Bの外歯が出力用内歯歯車130Bの内歯に噛合する。
When the
外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとの噛合位置は、起振体106の長軸X位置の移動に伴い、回転移動する。ここで、起振体106が1回転すると、外歯歯車120Aは減速用内歯歯車130Aとの歯数差だけ、回転位相が遅れる。つまり、減速用内歯歯車130Aによる減速比は((外歯歯車120Aの歯数−減速用内歯歯車130Aの歯数)/外歯歯車120Aの歯数)で求めることができる。具体的な数値による減速比は((100−102)/100=−1/50)となる。ここで、「−」は入出力が逆回転の関係となることを示している。
The meshing position of the
外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとはともに歯数が同一であるので、外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとは互いに噛合する部分が移動することなく、同一の歯同士で噛合することとなる。このため、出力用内歯歯車130Bから外歯歯車120Bの自転と同一の回転が出力される。結果として、出力用内歯歯車130Bからは起振体106の回転を(−1/50)に減速した出力を取り出すことができる。即ち、駆動軸101の回転が(−1/50)に減速され、その出力を出力側部材152で取り出すことが可能となる。
Since both the
なお、駆動軸101が減速用内歯歯車130A(出力用内歯歯車130B)の軸心から短軸Y方向に所定の量だけずれている場合には、駆動部材104と第1中間部材105A(第2中間部材105B)とに対して、第1起振体106A(第2起振体106B)が短軸Y方向に当該所定の量だけ変位する。駆動軸101が減速用内歯歯車130A(出力用内歯歯車130B)の軸心から長軸X方向に所定の量だけずれている場合には、駆動部材104に対して第1中間部材105A(第2中間部材105B)と第1起振体106A(第2起振体106B)とが一体となって長軸X方向に当該所定の量だけ変位する。これにより、継手部材103は、第1起振体106A、第2起振体106Bそれぞれの軸心の径方向への変位を独立して許容することができる。
When the
このように、本実施形態では、駆動軸101と起振体106とが継手部材103によって連結されている。このため、駆動軸101に対する起振体106の軸心の径方向への変化を許容することが可能となる。また、起振体106と継手部材103とは軸方向Oに対向する構成でありながら、起振体106は継手部材103の径方向外側に延在して配置されている。ここで、起振体106の外周には、起振体軸受110や外歯歯車120が配置される。このため、起振体106の外周は軸方向Oに相応の長さが必要である。本実施形態では、その起振体106の外周の一部(延在部106AD、106BD)が継手部材103の径方向外側に配置されている。そのため、起振体106の外周の必要な軸方向O長さを確保できるとともに、起振体106と継手部材103の連結構造全体での軸方向O長さの増大を抑制できる。同時に、本実施形態では、起振体106の延在部106AD、106BDにより起振体106の剛性を高めることができ、本体部106AA、106BAの軸方向O厚みLo(図3)を薄くすることも可能となる。
Thus, in this embodiment, the
また、本実施形態では、継手部材103が駆動部材104と中間部材105とを有している。そして、駆動部材104と中間部材105とは径方向の一方向(長軸X方向)に相対変位可能に連結されている。さらに、中間部材105と起振体106とは長軸X方向と直交する方向(短軸Y方向)に相対変位可能に連結されている。そして、起振体106は、中間部材105と軸方向Oに対向するとともに、中間部材105の径方向外側に延在して配置されている。即ち、継手部材103は、簡素且つ部品点数を少なく構成することが可能でありながら、駆動軸101と減速用内歯歯車130A及び出力用内歯歯車130Bとの芯ずれを確実に許容することができる。なお、これに限らず、継手部材は駆動部材及び中間部材を備えないような、例えば板ばねやコイルばねを用いた構成であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、駆動部材104と中間部材105とが軸方向Oに対向し、起振体106は駆動部材104の径方向外側まで延在して配置されている。このため、駆動部材104の軸方向O厚み分まで利用して、起振体106の外周に起振体軸受110を配置できる。即ち、撓み噛合い式歯車装置100の軸方向O長さをより短くすることも可能となるとともに、起振体106が起振体軸受110からの荷重を安定して受け止めることも可能となる。同時に、第1起振体106A、第2起振体106B同士の軸方向Oで生じる隙間を狭くできるので、第1起振体106A、第2起振体106Bの軸方向Oの変位を互いに規制することも可能となる。なお、これに限らず、駆動部材と中間部材とが軸方向Oに対向しなくてもよいし、起振体が駆動部材の径方向外側まで延在して配置されていなくてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、減速用内歯歯車130Aと出力用内歯歯車130Bとを備え、継手部材103は1つの駆動部材104と第1中間部材105Aと第2中間部材105Bとを有し、起振体106は第1起振体106Aと第2起振体106Bとを有している。このため、筒型の撓み噛合い式歯車装置100の減速用内歯歯車130A、出力用内歯歯車130Bそれぞれに対しての駆動軸101の芯ずれを独立して許容することが可能となる。
Further, in the present embodiment, a reduction
また、本実施形態では、第1起振体106A、第2起振体106Bが短軸Y位置に第1中間部材105A、第2中間部材105Bと嵌合する凹部106AC、106BCを有している。このため、長軸X位置には凹部を設ける必要がなく、長軸X位置の本体部106AAの軸方向O厚みを確保することができる。加えて、長軸X位置の延在部106AD(106BD)の径方向厚みTxは短軸Y位置の延在部106AD(106BD)の径方向厚みTyよりも厚くされている(Ty<Tx)。即ち、起振体106にかかる荷重が最も大きくなる長軸X位置の付近において、起振体106の剛性を高めることができる。このため、起振体106の長軸X位置の付近において、安定してその荷重を受け止めることが可能となり、起振体106の変形や破損を確実に防止することも可能となる。なお、これに限らず、短軸Y位置以外に中間部材と嵌合する凹部を有する構成であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、起振体106が継手部材103の軸方向O全長を覆う構成とされている。このため、継手部材103の存在に影響されることなく起振体軸受110の組み込みを行うことができ、組み立て時に起振体軸受110及び起振体106を不用意に傷つけるおそれを低減することが可能となる。なお、これに限らず、起振体が継手部材の軸方向O全長を覆わずに一部だけ覆う構成であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、転動体がころ116A、116Bである。つまり、転動体が球である場合に比べて、ころ116A、116Bが内輪112A、112B及び外輪118A、118Bと接触する部分を増加させている。このため、ころ116A、116Bを用いることにより、起振体軸受110の伝達トルクを増大させ、かつ長寿命化させることができる。
In this embodiment, the rolling elements are
加えて、本実施形態では、第1起振体106A(第2起振体106B)の外周の軸方向O長さLが起振体軸受110A(110B)の(ころ116A(116B)の)軸方向O長さL1より長くされている。このため、起振体軸受110が軸方向Oに変位していなければ、起振体軸受110から起振体106にかかる荷重が大きくても、その荷重をころ116A(116B)の軸方向O長さで確実に分散することができる。つまり、起振体106の変形や破損などを更に防止することもできる。なお、これに限らず、起振体106の外周の軸方向O長さLが起振体軸受の軸方向O長さL2より長くなくてもよい。
In addition, in this embodiment, the axial direction O length L of the outer periphery of the
更には、本実施形態では、起振体軸受110が軸方向Oに変位しても必ず第1起振体106A(第2起振体106B)の外周の軸方向O長さL内にころ116A(116B)が留まる構成となっている。このため、起振体軸受110が軸方向Oに変位しても、第1起振体106A(第2起振体106B)は、ころ116A(116B)にかかる荷重を安定して受けることができる。
Furthermore, in this embodiment, even if the vibration body bearing 110 is displaced in the axial direction O, the
また、本実施形態では、第1中間部材105Aと第2中間部材105Bとが同一で、且つ第1起振体106A、と第2起振体106Bとが同一である。即ち、共通の部材の割合を多くできるので部材管理が容易であるとともに、部材の低コスト化を進めることも可能である。加えて、第1中間部材105Aと第2中間部材105Bには方向性がない。このため、第1中間部材105Aと第2中間部材105Bの向きを気にしなくてよいので、継手部材103の組み立てを容易に行うことが可能となる。
In the present embodiment, the first
また、本実施形態では、摺動性の高い材料から成形された当て部材148、150を外歯歯車120及び起振体軸受110の端面に対向させて配置している。このため、外歯歯車120及び起振体軸受110の端面で生じる摩擦ロスを低減することができる。同時に、当て部材148は、外歯歯車120及び起振体軸受110の軸方向Oの移動も規制可能である。
In the present embodiment, the
従って、本実施形態においては、撓み噛合い式歯車装置100の駆動軸101と内歯歯車130との間に芯ずれが存在しても性能及び寿命の低下を防止でき、撓み噛合い式歯車装置100の軸方向O長さの増大を抑制することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, even if there is a misalignment between the
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態においては、起振体軸受110が内輪112A、112B及び外輪118A、118Bを有していたが、本発明はこれに限定されず、起振体の外周部分が内輪とされていてもよい。また、外輪を有する必要もなく、例えば、ころが直接的に外歯歯車を回転可能に支持して外歯歯車の内周部分が外輪とされていてもよい。また、転動体がころではなく、玉であってもよい。
In the above embodiment, the vibration body bearing 110 has the
また、上記実施形態においては、外歯をトロコイド曲線に基づいた歯形としたが、本発明はこれに限定されない。外歯は、円弧歯形でもよいし、その他の歯形を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the external tooth was made into the tooth profile based on the trochoid curve, this invention is not limited to this. The external teeth may be arc teeth or other teeth.
また、上記実施形態では、減速用内歯歯車130Aと出力用内歯歯車130Bとを有する筒型の撓み噛合い式歯車装置100であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内歯歯車と外歯歯車とがそれぞれ1つとされ、カップ型(若しくはシルクハット型)の撓み変形する外歯歯車を有する撓み噛合い式歯車装置に適用しても構わない。
Moreover, in the said embodiment, although it was the cylindrical bending meshing type gear apparatus 100 which has the
また、継手部材は、上記実施形態の構造に限定されず、起振体の軸心の径方向の変位を許容しつつ、駆動軸と起振体とを一体的に回転可能に連結する構造であればよい。 In addition, the joint member is not limited to the structure of the above-described embodiment, and has a structure in which the drive shaft and the vibration generator are connected so as to be integrally rotatable while allowing radial displacement of the shaft center of the vibration generator. I just need it.
本発明は、筒型、カップ型、若しくはシルクハット型の外歯歯車を備える撓み噛合い式歯車装置に対して広く適用可能である。 The present invention can be widely applied to a flexure meshing gear device including a cylindrical, cup-type, or top-hat type external gear.
100…撓み噛合い式歯車装置
101…駆動軸
102…止め部材
103、103A、103B…継手部材
104…駆動部材
104B、105AB、105BB、106AB、106BB…貫通孔
104C…キー溝
104D、106AC、106BC…凹部
105、105A、105B…中間部材
105AC、105AD、105BC、105BD…凸部
106、106A、106B…起振体
106AA、106BA…本体部
106AD、106BD…延在部
110、110A、110B…起振体軸受
112A、112B…内輪
114A、114B…リテーナ
116A、116B…ころ
118A、118B…外輪
120、120A、120B…外歯歯車
130、130A、130B…内歯歯車
136…固定側部材
138…補助ケーシング
140…駆動軸ケーシング
142…第1固定部材
144…第2固定部材
146…第3固定部材
148、150…当て部材
152…出力側部材
154…第1出力部材
156…第2出力部材
158…第3出力部材
Br、Mb…軸受
O…軸方向
Os1、Os2…オイルシール
Pc…距離Rxを半径とする破線で示す真円形状
X…起振体の長軸
Y…起振体の短軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Flexure
Claims (7)
前記駆動軸と前記起振体とは、該起振体の軸心の径方向への変位を許容する継手部材によって連結され、
前記起振体は、前記継手部材と軸方向に対向する本体部と、該本体部の径方向外側端部から軸方向前記継手部材側に一体的に延在された延在部と、を有し、
前記本体部および前記延在部の外周に軸受が配置され、
前記延在部の径方向内側に前記継手部材が配置される
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In a flexure meshing gear device having a vibration generator that is rotationally driven by a drive shaft and a flexible external gear that is bent and deformed by rotation of the vibration generator,
The drive shaft and the vibrator are connected by a joint member that allows displacement in the radial direction of the shaft center of the vibrator,
The vibrator includes a main body portion that is axially opposed to the joint member, and an extending portion that extends integrally from the radially outer end of the main body portion toward the joint member side in the axial direction. And
A bearing is disposed on the outer periphery of the main body and the extension,
The joint member is arranged on the radially inner side of the extending portion .
前記継手部材は、前記駆動軸と一体的に回転する駆動部材と、中間部材と、を有し、
該駆動部材と該中間部材とは径方向の一方向に相対変位可能に連結されるとともに、該中間部材と前記起振体とは前記一方向と直交する方向に相対変位可能に連結され、
前記本体部が、該中間部材と軸方向に対向するとともに、前記延在部の径方向内側に該中間部材が配置される
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In claim 1,
The joint member includes a drive member that rotates integrally with the drive shaft, and an intermediate member,
The drive member and the intermediate member are coupled so as to be relatively displaceable in one direction in the radial direction, and the intermediate member and the vibrator are coupled so as to be relatively displaceable in a direction perpendicular to the one direction,
The flexure meshing gear device, wherein the main body portion is opposed to the intermediate member in the axial direction, and the intermediate member is disposed radially inward of the extending portion .
前記駆動部材と前記中間部材とは軸方向に対向し、前記延在部の径方向内側に前記中間部材および前記駆動部材が配置される
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In claim 2,
The drive member and the intermediate member face each other in the axial direction, and the intermediate member and the drive member are disposed radially inside the extending portion .
前記起振体の外周に配置される前記外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第1内歯歯車と、該第1内歯歯車に軸方向に並設され前記外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第2内歯歯車と、を備え、
前記継手部材は、1つの前記駆動部材と、該駆動部材の軸方向一方側に配置される第1中間部材と、軸方向他方側に配置される第2中間部材と、を有し、
前記起振体は、前記第1中間部材と連結される第1起振体と、前記第2中間部材と連結される第2起振体と、を有する
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In claim 2 ,
Wherein said external gear that will be placed on the outer periphery of the electromotive force isolator, disposed in parallel with the first internal gear having a rigid external gear is internally engaged in the axial direction to the first internal gear the A second internal gear having rigidity with which the external gear meshes internally,
The joint member includes one of the driving members, a first intermediate member disposed on one side in the axial direction of the driving member, and a second intermediate member disposed on the other side in the axial direction,
The exciter includes a first exciter connected to the first intermediate member and a second exciter connected to the second intermediate member. apparatus.
前記起振体は、短軸位置に前記中間部材と嵌合する凹部を有する
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In any of claims 2 to 4,
The flexure-type gear device, wherein the vibration generator has a concave portion that fits with the intermediate member at a short axis position.
前記起振体は、前記継手部材の軸方向全長を覆う
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The flexure-mesh gear device, wherein the vibration generator covers an entire axial length of the joint member.
前記起振体の外周の軸方向長さは、該起振体の外周に配置される軸受の軸方向長さより長い
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The flexure meshing gear device, wherein the axial length of the outer periphery of the vibration generator is longer than the axial length of a bearing disposed on the outer periphery of the vibration generator.
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