JP7149816B2 - 遊星歯車減速装置 - Google Patents
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Description
このような減速装置は、カバー部材が歯車の外周を覆う(例えば、特許文献1参照)。
高速或いは長時間の駆動を行うと、内部の歯車には熱が生じ、カバー部材内の温度上昇により、歯車のヤング率が低下して歯当たり不良が生じ易くなる。その結果、さらに発熱が生じて、最終的には歯車が溶融を起こすおそれがあった。
内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有する構成とした。
さらに、本発明は、上記構成に加えて、前記外歯歯車の側部に配置され、前記外歯歯車の自転成分が伝達されるキャリア体と、前記外歯歯車の複数の孔に挿入され、前記キャリア体に固定される複数のピンを有する構成としてもよい。
また、本発明は、上記構成に加えて、前記外歯歯車が、軸方向に並んだ第1外歯歯車及び第2外歯歯車を有し、前記第1外歯歯車と前記第2外歯歯車との間の隙間は、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間と径方向から見て重複する配置としてもよい。
また、本発明は、上記構成に加えて、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間が、周方向の位置によって軸方向の幅が異なる構成としてもよい。
また、本発明は、上記構成に加えて、前記外歯歯車が、軸方向に並んだ第1外歯歯車及び第2外歯歯車を有し、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間は、軸方向について、前記第1外歯歯車の軸方向の中心と前記第2外歯歯車の軸方向の中心の間の範囲に存在する構成としてもよい。
また、本発明は、上記構成に加えて、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間の内側に、前記内歯歯車を構成する樹脂よりも熱伝導率の高い素材からなる熱伝導部が、前記内歯歯車の外周部に密着した状態で設けられている構成としてもよい。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本明細書では、偏心揺動型減速装置1の回転軸O1に沿った方向を軸方向、回転軸O1を中心とする円の半径に沿った方向を径方向、回転軸O1を中心とする回転方向を周方向と定義する。
第2外歯歯車16は、第2偏心体12cに軸受32を介して組み込まれ、偏心体軸12が回転することで、第1外歯歯車14と異なる位相で揺動する。
第1外歯歯車14には、複数の内ピン20bをそれぞれ通す複数の内ピン孔14hが互いに周方向に離間して設けられている。同様に、第2外歯歯車16には、複数の内ピン20bをそれぞれ通す複数の内ピン孔16hが互いに周方向に離間して設けられている。
さらに、内歯歯車18には、第1内歯群gs1と第2内歯群gs2との間で径方向内方に突出した突出部18dを有する。突出部18dには内歯が設けられていない。突出部18dは内歯歯車18の全周に渡って設けられている。この突出部18dは、内歯歯車18の軸方向における中心に位置している。つまり、内歯歯車18の軸方向における中心位置と突出部18dの軸方向における中心位置とは、当該軸方向について一致している。
第1外歯歯車14の軸方向の幅w2と第2外歯歯車16の軸方向の幅w2とは等しく、これら二つの軸方向の幅w2と突出部18dの軸方向の幅w1の合計は、内歯歯車18の軸方向の全幅と一致している。
つまり、第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16は、軸方向について内歯歯車18の幅の範囲内に納められた状態で配置されている。
第1カバー部材22は、一部が軸受34、35を介してキャリア体20の軸部20aに回転自在に組み付けられている。
第2カバー部材24は、一部が軸受37、38を介して偏心体軸12の軸部12aに回転自在に組み付けられている。軸受38は、第2カバー部材24のネジ孔に螺着されたプレッシャスクリューnbから圧力が加えられて固定されている。
また、軸方向の一方(負荷側)において、第1カバー部材22には、軸受34の一部を覆う第3カバー部材26が設けられ、ネジnaを介して第1カバー部材22に固定されている。
内歯歯車18は、軸方向から見て中央部に円形の開口部18eが形成され、当該開口部18eの内縁部が前述した突出部18dとなっている。
樹脂成形の際には、金型に対して、開口部18eよりも中央から樹脂が充填され、開口部18eが閉塞された内歯歯車18が形成される。そして、プレス加工により中央部を打抜いて開口部18e並びに突出部18dが形成される。つまり、突出部18dは、樹脂成形の際に充填される樹脂の流路の一部からなる。
また、第1カバー部材22及び第2カバー部材24を除く、偏心体軸12、第1外歯歯車14、第2外歯歯車16、内ピン20bを含むキャリア体20の全て又はいずれかは、樹脂より熱伝導率の高い素材、例えば、アルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、その他の金属から構成してもよい。
また、軸受31、32、34、35、37、38については、玉軸受に限らず、滑り軸受を使用することが出来る。
また、第2カバー部材24は、軸方向の一方(負荷側)の端部が開放され、その内周部には全周に渡って径方向外側に拡径した段部形状の嵌合部241が形成されている。
第1カバー部材22の嵌合部221の内径と第2カバー部材24の嵌合部241の内径は等しく、それぞれ内歯歯車18の外周の一端部と他端部とが嵌合する。即ち、内歯歯車18は、第1カバー部材22と第2カバー部材24のそれぞれに対していわゆるインロー嵌合構造によって保持されている。
この嵌合構造によって、第1カバー部材22と第2カバー部材24とは、それぞれの中心軸が同一軸上、つまり、同心となるように位置が調整される。また、これに伴い、第1カバー部材22に対して軸受34、35を介して支持されたキャリア体20の軸部20aと、第2カバー部材24に対して軸受37、38を介して支持された偏心体軸12の軸部12aとが同心となるように位置が調整される。
従って、第1カバー部材22と第2カバー部材24との間の隙間s3は、前述した第1外歯歯車14と第2外歯歯車16との間の隙間s1と径方向から見て重複する配置となっている。
これにより、内歯歯車18が第1外歯歯車14との噛合の際に接触する軸方向の幅全体について第1カバー部材22が外側から支えて、第1外歯歯車14に対する剛性を確保することができる。同様に、内歯歯車18が第2外歯歯車16との噛合の際に接触する軸方向の幅全体について第2カバー部材24が外側から支えて、第2外歯歯車16に対する剛性を確保することができる。
実施形態の偏心揺動型減速装置1においては、偏心体軸12が回転すると第1偏心体12b及び第2偏心体12cが偏心回転し、第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16が180度の位相差で揺動される。2つの外歯歯車(第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16)があることで、伝達容量の増大及び強度の維持が図られ、第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16が互いに180度の位相差で揺動することで、偏心揺動型減速装置1の回転バランスを保つことができる。
以上のように、実施形態の偏心揺動型減速装置1によれば、内歯歯車18が樹脂から構成されるので、装置の顕著な軽量化を図ることができる。また、各部材の製造が容易となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。
このため、軸方向について、隙間s3の範囲と、内歯歯車18が第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16との噛合の際に接触する範囲との重複を低減することができ、第1カバー部材22と第2カバー部材24とが、内歯歯車18を外側から効果的に支えて剛性を高めることができる。
また、内歯歯車18は、嵌合部221、241に対してインロー嵌合構造によって保持されるので、第1カバー部材22と第2カバー部材24、さらには、キャリア体20の軸部20aと偏心体軸12の軸部12aとを、容易且つより精度良く同心に調整することができる。また、第1カバー部材22と第2カバー部材24に対する内歯歯車18の軸方向の位置についても、容易且つより精度良く位置決めすることができる。
図5は変形例における第1カバー部材22A及び第2カバー部材24Aの一部を径方向から見た部分正面図である。
図1の構成では、第1カバー部材22と第2カバー部材24との間の隙間s3を周方向全体に渡って一定の幅w3とする場合を例示したが、これに限定されない。図5に示すように、第1カバー部材22Aと第2カバー部材24Aとの間の隙間s3は、周方向の各位置によって軸方向の幅が異なる構成としても良い。
切り欠き222Aと切り欠き242Aとは、例えば、周方向の配置が一致し、周方向の範囲と軸方向の幅が一致している。これらの切り欠き222A、242Aにより、隙間s3には周方向に複数の拡幅部s31が形成されている。これらの拡幅部s31は、周方向における拡幅部s31の位置が当該拡幅部s31が設けられていない位置よりも軸方向に幅が広くなっている。
この切り欠き222A、切り欠き242Aの周方向における範囲は、前述の通過点を中心に周方向の両側に均一な角度範囲とすることが望ましい。
なお、ボルトBが複数設けられている場合に、全てのボルトBに対応して拡幅部s31を設けないで、一部のボルトBに対応して拡幅部s31を設けても良い。なお、その場合には、複数の拡幅部s31の周方向の間隔が均一となることが望ましい。
切り欠き222A及び切り欠き242Aによって形成された拡幅部s31の軸方向の範囲は、上記図6に示す範囲とすることが望ましい。
即ち、拡幅部s31の軸方向の範囲h31は、第1外歯歯車14の軸方向の中心と第2外歯歯車16の軸方向の中心との間の範囲h21の内側とすることが望ましい。
拡幅部s31の軸方向の範囲h31が、第1外歯歯車14の軸方向の中心と第2外歯歯車16の軸方向の中心との間の範囲h21の外側であっても、内歯歯車18が第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16と噛合する際に、第1カバー部材22A及び第2カバー部材24Aが外周側から内歯歯車18を補強する効果は確保することができるが、拡幅部s31の軸方向の範囲h31を、第1外歯歯車14の軸方向の中心と第2外歯歯車16の軸方向の中心との間の範囲h21の内側とすることにより、第1カバー部材22A及び第2カバー部材24Aが外周側から内歯歯車18を補強する効果を十分に発揮し、拡幅部s31において十分に余裕をもって剛性を確保することができる。
これにより、内歯歯車18が第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16と噛合する際に、第1カバー部材22A及び第2カバー部材24Aが外周側から内歯歯車18を補強する効果が損なわれず、拡幅部s31が存在しても十分剛性を確保することができる。
図7は他の変形例として隙間s3の内側に熱伝導部23Bを設けた第1カバー部材22及び第2カバー部材24の一部を径方向から見た部分正面図、図8は他の変形例における内歯歯車18の外周の周囲の構成を示す軸方向断面図である。
熱伝導部23Bは、樹脂より熱伝導率の高い素材、例えば、アルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、その他の金属とすることが望ましい。
これにより、内歯歯車18に蓄えられた熱は、熱伝導部23Bに伝わり、外気で冷却されるので、第1カバー部材22及び第2カバー部材24の内部からより効果的に放熱することができ、第1カバー部材22及び第2カバー部材24の内部の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
この構成の場合、延在部231Bが放熱面として機能することで第1カバー部材22及び第2カバー部材24の内部からさらに効果的に放熱することができ、第1カバー部材22及び第2カバー部材24の内部の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
なお、延在部231Bは、熱伝導部23Bの隙間s3内の部分と同じ熱伝導率の高い材料で構成しても良いが、熱放射性の高い材料又は熱放射性の高い材料と熱伝導率の高い材料の混合物で構成しても良い。また、熱伝導率の高い材料で構成した延在部231Bの外周面に熱放射性の高い材料をコーティングしてもよい。
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記各実施形態に限られない。各実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、図1の偏心揺動型減速装置1は、外歯歯車及び偏心体を二つ有する構成を例示したが、これらは一つ又は三つ以上有する構成としても良い。三つ以上とする場合には、周方向の位相の間隔を等しくすることが望ましい。
例えば、内歯歯車とその中心に配置された太陽歯車の間でこれらに噛合する遊星歯車を設けてなる単純遊星歯車減速装置にも、上記第1カバー部材と第2カバー部材との間に隙間を設ける構造を適用しても良い。
また、上記実施形態では、本発明に係る減速装置として、偏心揺動型減速装置を一例にとって説明したが、例えば単純遊星歯車装置においても、同様に本発明を適用できる。単純遊星歯車装置においては、遊星歯車が外歯歯車に相当する。
また、上記実施形態では、外歯歯車として第1外歯歯車14及び第2外歯歯車16を示したが、外歯歯車は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
12 偏心体軸
14 第1外歯歯車
16 第2外歯歯車
18 内歯歯車
20 キャリア体
22,22A 第1カバー部材
221,241 嵌合部
23B 熱伝導部
231B 延在部
24,24A 第2カバー部材
26 第3カバー部材
B ボルト(連結部材)
O1 回転軸
s1 隙間
s3 隙間
s31 拡幅部
Claims (9)
- 内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記外歯歯車の側部に配置され、前記外歯歯車の自転成分が伝達されるキャリア体と、
前記外歯歯車の複数の孔に挿入され、前記キャリア体に固定される複数のピンを有し、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有する遊星歯車減速装置。 - 内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有し、
前記外歯歯車は、軸方向に並んだ第1外歯歯車及び第2外歯歯車を有し、
前記第1外歯歯車と前記第2外歯歯車との間の隙間は、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間と径方向から見て重複する配置である遊星歯車減速装置。 - 前記第1カバー部材は、軸方向について、前記第1外歯歯車の全体と重複し、前記第2カバー部材は、軸方向について、前記第2外歯歯車の全体と重複する請求項2に記載の遊星歯車減速装置。
- 内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有し、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間は、周方向の位置によって軸方向の幅が異なる遊星歯車減速装置。 - 前記第1カバー部材と前記第2カバー部材は、周方向に沿って設けられた複数の連結部材によって連結され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間は、周方向における前記連結部材が設けられた位置が前記連結部材が設けられていない位置よりも軸方向の幅が広い請求項4に記載の遊星歯車減速装置。 - 内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有し、
前記外歯歯車は、軸方向に並んだ第1外歯歯車及び第2外歯歯車を有し、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間は、軸方向について、前記第1外歯歯車の軸方向の中心と前記第2外歯歯車の軸方向の中心の間の範囲に存在する遊星歯車減速装置。 - 内歯歯車と、
前記内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
前記内歯歯車の外周部を軸方向の両側から覆う第1カバー部材及び第2カバー部材と、を備える遊星歯車減速装置であって、
前記第1カバー部材及び第2カバー部材と前記内歯歯車は、樹脂から構成され、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に隙間を有し、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間の内側に、前記内歯歯車を構成する樹脂よりも熱伝導率の高い素材からなる熱伝導部が、前記内歯歯車の外周部に密着した状態で設けられている遊星歯車減速装置。 - 前記熱伝導部は、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間の隙間から当該第1カバー部材及び第2カバー部材の外周上に延在する請求項7に記載の遊星歯車減速装置。
- 前記第1カバー部材と前記第2カバー部材は、いずれも、前記内歯歯車の外周部が嵌合する嵌合部を全周に渡って有する請求項1から8のいずれか一項に記載の遊星歯車減速装置。
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