JP7240217B2 - Cycloid reducer, its manufacturing method, and motor unit - Google Patents
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Description
本発明は、サイクロイド減速機、このサイクロイド減速機の製造方法、並びに、このサイクロイド減速機を備えたモータユニットに関する。 The present invention relates to a cycloidal reduction gear, a method for manufacturing the cycloidal reduction gear, and a motor unit provided with the cycloidal reduction gear.
従来、内接式遊星歯形機構と等速度内歯形機構とから成り立つサイクロイド減速機(内接式遊星歯車減速機)が知られている。一般的なサイクロイド減速機は、入力軸に対して偏心回転可能な外歯歯車と、これと内接噛合する内歯歯車と、外歯歯車の自転成分のみを取り出す部材と、この部材に連結された出力軸とを備える。例えば、特許文献1には、ケーシングに固定された内歯歯車の内歯が、ピン穴に遊嵌された外ピンで構成された減速機が開示されている。
BACKGROUND ART Conventionally, a cycloid reducer (internal planetary gear reducer) consisting of an internal planetary gear mechanism and a constant speed internal gear mechanism is known. A typical cycloid reducer consists of an external gear that can rotate eccentrically with respect to an input shaft, an internal gear that internally meshes with the external gear, a member that extracts only the rotation component of the external gear, and a member connected to the external gear. and an output shaft. For example,
この減速機では、外歯歯車が入力軸の回転と共に揺動回転し、内歯歯車の内歯に相当する外ピンと外歯歯車との噛合によって、入力軸の回転が外歯歯車の減速された回転(自転)となって出力されている。特許文献1の減速機のように、内歯歯車の内歯にピン部材(外ピン)を採用することで、内歯歯車と外歯歯車とが転がり接触するため、機械的損失(ロス)を小さくでき、高いギヤ効率を得ることが可能となる。
In this speed reducer, the external gear oscillates and rotates with the rotation of the input shaft, and the rotation of the input shaft is decelerated by the external gear due to the engagement between the external pin corresponding to the internal tooth of the internal gear and the external gear. It is output as a rotation (rotation). By adopting a pin member (outer pin) for the inner tooth of the internal gear as in the reduction gear of
しかしながら、内歯歯車と外歯歯車とを転がり接触させることでロスを小さくできたとしても、ピン部材が回転保持される溝部(特許文献1の外ピン穴に相当)の形状の円筒度が公差内に収まらないと、ピン部材がスムースに転がることができず、ロスが大きくなる可能性がある。さらにこの場合、ピン部材が溝部上を転がり摺動する際に振動やノイズが生じるおそれもある。 However, even if the loss can be reduced by rolling contact between the internal gear and the external gear, the cylindricity of the shape of the groove portion (corresponding to the outer pin hole in Patent Document 1) in which the pin member is rotationally held is a tolerance. If it does not fit inside, the pin member cannot roll smoothly, and loss may increase. Furthermore, in this case, vibration and noise may occur when the pin member rolls and slides on the groove.
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、内歯を構成するピン部材を低ロスで回転させることで低ノイズ化及び高効率化を図ることを目的とする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。 The present invention has been devised in view of such problems, and aims to achieve low noise and high efficiency by rotating the pin member that constitutes the internal teeth with low loss. In addition to these purposes, it is also another object of the present invention to achieve functions and effects that are derived from each configuration shown in the modes for carrying out the invention described later and that cannot be obtained by conventional techniques. is.
(1)ここで開示するサイクロイド減速機は、入力軸の回転中心に対し偏心回転可能に取り付けられた外歯歯車と、前記外歯歯車の各外歯と内接噛合して撓みながら回転する複数の外ピンと、円筒状の内面を持ち各々の前記外ピンを回転自在に保持するホルダーとを有する内歯歯車と、前記外歯歯車の自転成分のみを取り出すキャリアと、を備える。前記ホルダーは、前記内面上に軸方向に凹設されて前記外ピンを保持する複数のピン溝と、前記ピン溝を横断するように前記内面の全周に亘って凹設された凹溝とを有する。また、前記凹溝のエッジには、前記外ピンが撓んで回転する状態で前記外ピンの外周面と面接触する転動面が設けられている。前記ピン溝は、前記転動面の位置における内径が前記外ピンの外径よりも大きく形成され、且つ、前記転動面以外の位置における前記内径が前記外ピンの外径と同等に形成されている。 (1) The cycloid reducer disclosed herein includes an external gear mounted eccentrically rotatably with respect to the rotation center of an input shaft, and a plurality of external gears that rotate while being flexed by internally meshing with the external teeth of the external gear. and a holder having a cylindrical inner surface for rotatably holding each of the outer pins; and a carrier for extracting only the rotation component of the external gear. The holder has a plurality of pin grooves axially recessed on the inner surface for holding the outer pins, and a recessed groove recessed over the entire circumference of the inner surface so as to cross the pin grooves. have Further, the edge of the groove is provided with a rolling surface that comes into surface contact with the outer peripheral surface of the outer pin when the outer pin bends and rotates . The pin groove has an inner diameter larger than the outer diameter of the outer pin at the position of the rolling surface, and the inner diameter at a position other than the rolling surface is equal to the outer diameter of the outer pin. are
(2)前記ピン溝は、前記転動面以外の位置における内面が、前記外ピンの外径と同等の内径であって軸方向に一定な半円筒面に形成されていることが好ましい。
(3)前記ホルダーは、前記外ピンの材質よりも軟質材で形成されており、前記転動面は、前記外ピンの回転時の摺動接触によって形成されたものであることが好ましい。
(2) It is preferable that the inner surface of the pin groove at a position other than the rolling contact surface is formed into a semi-cylindrical surface having an inner diameter equal to the outer diameter of the outer pin and constant in the axial direction.
(3) Preferably, the holder is made of a material softer than the material of the outer pin, and the rolling surface is formed by sliding contact when the outer pin rotates.
(4)前記外ピンは、鉄系の材料で形成されており、前記ホルダーは、アルミニウム系の材料で形成されていることがより好ましい。
(5)また、前記サイクロイド減速機は、前記外歯歯車と前記ホルダーと前記外ピンとの軸方向位置関係を一定に保持するガイド部を備えていることが好ましい。
(4) More preferably, the outer pin is made of an iron-based material, and the holder is made of an aluminum-based material.
(5) Further, it is preferable that the cycloid reducer includes a guide portion that maintains a constant axial positional relationship between the external gear, the holder, and the outer pin.
(6)ここで開示する製造方法は、入力軸の回転中心に対し偏心回転可能に取り付けられた外歯歯車と、前記外歯歯車の各外歯と内接噛合して撓みながら回転する複数の外ピン及び各々の前記外ピンを回転自在に保持するホルダーを有する内歯歯車と、前記外歯歯車の自転成分のみを取り出すキャリアと、を具備したサイクロイド減速機の製造方法である。この製造方法には、前記ホルダーとなる部品の円筒状の内面に、軸方向に延びて前記外ピンを保持する複数のピン溝と、前記ピン溝を横断するように前記内面の全周に亘って延びる凹溝とを凹設する溝形成工程と、前記入力軸を回転させて、前記外ピンが前記凹溝の内側に向かって撓みながら回転することで前記凹溝のエッジに摺動接触して転動面を形成する転動面形成工程とが含まれる。 (6) The manufacturing method disclosed herein includes an external gear mounted eccentrically rotatably with respect to the rotation center of an input shaft, and a plurality of external gears rotating while being internally meshed with the external teeth of the external gear. A method of manufacturing a cycloid reduction gear comprising an internal gear having an outer pin and a holder for rotatably holding each of the outer pins, and a carrier for taking out only the rotation component of the external gear. In this manufacturing method, a plurality of pin grooves extending in the axial direction for holding the outer pins are formed on the cylindrical inner surface of the part to be the holder, and the pin grooves extend along the entire circumference of the inner surface so as to traverse the pin grooves. and a groove forming step of forming a groove extending in a vertical direction, and rotating the input shaft so that the outer pin bends toward the inside of the groove and rotates, thereby making sliding contact with the edge of the groove. and a rolling surface forming step of forming a rolling surface with the rolling surface.
前記溝形成工程では、前記ピン溝の内面を、前記外ピンの外径と同等の内径であって軸方向に一定な半円筒面に形成し、前記転動面形成工程では、前記転動面の位置における前記内径が前記転動面以外の位置における前記内径よりも大きくなるように前記転動面が削成される。 In the groove forming step, the inner surface of the pin groove is formed into a semi-cylindrical surface having an inner diameter equal to the outer diameter of the outer pin and constant in the axial direction. The rolling surface is ground so that the inner diameter at the position of (1) is larger than the inner diameter at positions other than the rolling surface .
(7)ここで開示するモータユニットは、上記(1)~(5)のいずれか一つに記載のサイクロイド減速機と、前記サイクロイド減速機の前記入力軸に連結されたモータ回転軸を有するモータと、を具備している。 ( 7 ) A motor unit disclosed herein is a motor having a cycloid reducer according to any one of (1) to (5) above, and a motor rotation shaft coupled to the input shaft of the cycloid reducer. and equipped with.
開示の手段によれば、内歯を構成する外ピンを低ロスで回転させることができるため、低ノイズ化及び高効率化を図ることができる。 According to the disclosed means, it is possible to rotate the outer pin that constitutes the inner tooth with low loss, so it is possible to achieve low noise and high efficiency.
図面を参照して、実施形態としてのサイクロイド減速機及びその製造方法並びにモータユニットについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 A cycloid reducer, a method for manufacturing the same, and a motor unit as embodiments will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below are merely examples, and there is no intention to exclude various modifications and application of techniques not explicitly described in the embodiments below. Each configuration of this embodiment can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Also, they can be selected or combined as needed.
[1.構成]
図1は、本実施形態のモータユニットを示す図であり、サイクロイド減速機1(以下「減速機1」という)を軸方向に切断した断面図で示し、モータ10を模式図で示す。また、部分拡大図を図中右下に示す。減速機1は、内接式遊星歯形機構と等速度内歯形機構とから成り立つ内接式遊星歯車減速機である。本実施形態の減速機1はモータ10と連結されることでユニット化され、モータ10の回転速度を減速して出力する。なお、モータ10は、例えば、モータ回転軸11と一体回転するロータ(図示略)とモータケーシング12に固定されたステータ(図示略)とを有する直流モータである。図1に示すモータ10は一例であり、その種類,大きさ,形状は特に限られない。
[1. composition]
FIG. 1 is a view showing a motor unit of the present embodiment, showing a cross-sectional view of a cycloid reducer 1 (hereinafter referred to as "
本実施形態の減速機1は、入力軸2,出力軸3,外歯歯車4,内歯歯車5,キャリア6,ケース7を備える。以下、図1~図6を用いて各要素を説明する。なお、図2は図1のA-A矢視断面図であり、図3は後述する外ピンホルダー51(ホルダー)を示す斜視図であり、図4は減速機1の斜視図である。また、図5及び図6は、本減速機1の要部を説明するための図であり、図5が減速機1の駆動状態を示し、図6が減速機1の停止状態を示す。
A
図1に示すように、入力軸2は、減速機1に対してモータ10の動力が入力される中空軸であり、モータ10のモータ回転軸11(図1中には破線で示す)と連結される。本実施形態の入力軸2は、回転中心Cを中心軸とする円筒部2aと、円筒部2aの軸方向中間部に形成された偏心部2bと、円筒部2aの内周面に軸方向に沿って凹設されたキー溝2cとから構成される。円筒部2aの回転中心Cは、モータ10のモータ回転軸11の中心及び出力軸3の回転中心のいずれとも一致する。
As shown in FIG. 1, the
偏心部2bは、円筒部2aの外周面から径方向外側に膨出形成された円筒状の部位である。偏心部2bの中心C′は、円筒部2aの回転中心Cから僅かにずれている。キー溝2cは、入力軸2とモータ10のモータ回転軸11とを連結するためのキー(図示略)が嵌合される溝である。円筒部2aの両端部には、玉軸受9(第二転がり軸受)の内輪が固定される。入力軸2は、この玉軸受9によりその両端部が回転自在に支持される。
The
出力軸3は、減速機1によって増幅された動力を出力するための中空軸であり、入力軸2の円筒部2aと同軸上に配置される。本実施形態の出力軸3は、回転中心Cを中心軸とする円筒部3aと、円筒部3aの一端部に形成されたフランジ部3bとから構成される。フランジ部3bは、出力軸3とキャリア6とを連結するための部位であり、複数の貫通孔(図示略)が形成されている。各貫通孔にはキャリア6と連結するための締結具31が締結される。なお、被駆動時物をキャリア6に直接的に結合して出力を取り出す構成としてもよく、その場合、出力軸3を省略することができる。
The
外歯歯車4は、入力軸2の回転中心Cに対し偏心回転可能に取り付けられた歯車である。図1及び図2に示すように、本実施形態の外歯歯車4は、入力軸2の偏心部2bに対し針状ころ軸受21を介して相対回転自在の状態で外嵌される。外歯歯車4は、その軸方向位置がずれないように、上記のワッシャー22によって規制される。
The
図2に示すように、外歯歯車4の外周には、トロコイド歯形や円弧歯形といった外歯4tが設けられる。また、外歯歯車4は、針状ころ軸受21が内嵌される中心孔の周囲において、軸方向に貫設された円筒状のキャリアピン穴4hを複数有する。本実施形態の外歯歯車4では、六つのキャリアピン穴4hが同一円周上において周方向に等間隔で(60度ずつ位相をずらして)配置される。なお、本実施形態の減速機1では、入力軸2に対して一つの外歯歯車4が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the outer periphery of the
内歯歯車5は、外歯歯車4の外周に位置する略円筒状の歯車である。図1及び図2に示すように、内歯歯車5は、各外歯4tと内接噛合して撓みながら回転する複数の外ピン50と、各外ピン50を回転自在に保持する外ピンホルダー51とを有する。外ピン50は、回転時に外歯歯車4からの力を受けて撓む程度に細い円柱状のピン部材であり、その軸方向が回転中心Cと平行になるように配置されて内歯として機能する。本実施形態の外ピン50の個数(内歯の歯数)は、外歯歯車4の外歯4tの歯数に1を足した値となっている。なお、外ピン50の個数(内歯の歯数)と外歯歯車4の歯数との差は、減速比等の設計によって1以外の自然数も取りうる。
The
図3に示すように、外ピンホルダー51は、外形状が円筒状であり、円筒状の内面を有する。外ピンホルダー51の内面には、軸方向に凹設された略半円状のピン溝51aと、ピン溝51aを横断するように凹設された凹溝51bとが形成されている。ピン溝51aは外ピン50を保持するための溝であり、外ピン50の同数だけ設けられ、その曲率は外ピン50の曲率と略一致する。一方、凹溝51bは潤滑剤(例えばグリスやオイル)を保持するための溝であり、外ピンホルダー51の内面全周に亘って形成されている。本実施形態の外ピンホルダー51は、外ピン50の材質よりも軟質材で形成される。例えば、外ピンホルダー51はアルミニウム系の材料(アルミニウム合金)や樹脂等の軟質材で形成され、外ピン50は鉄系の材料で形成される。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図5及び図6も用いて、外ピンホルダー51の内面形状について詳述する。図5及び図6中の右上の図は、外歯歯車4の外歯4tと噛み合う外ピン50の軸中心に沿って外ピンホルダー51,外ピン50及び外歯歯車4を切断した断面図である。また、図5及び図6中の左上の図は、凹溝51bのエッジ周辺の拡大図であり、図5中の中央下の図はエッジで切断した軸直交断面図であり、図6中の中央下の図はエッジ以外の凹溝51bで切断した軸直交断面図である。なお、ここでいう「エッジ」とは、ピン溝51aの底面と凹溝51bの側面とで形成される角部を意味し、ピン溝51aごとに二つずつ設けられる。図3に示すように、各エッジは軸方向から見て半円弧状をなす。
Here, the shape of the inner surface of the
図5及び図6に示すように、外ピンホルダー51の凹溝51bのエッジには、外ピン50が撓んで回転する状態で外ピン50の外周面と面接触する転動面51dが設けられる。減速機1の駆動状態では、外ピン50が、図5中に白抜き矢印で示すように外歯歯車4からの力(側圧)を受ける。これにより、外ピン50は内歯歯車5の径方向外側に向かって撓みながら回転し、B-B矢視断面図に示すように、ピン溝51a内を転がり摺動する。転動面51dは、この回転状態の外ピン50の外周面と面接触する形状である。つまり、転動面51dは、図6中に拡大して示すように、凹溝51bのエッジを面取りした形状に形成される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the edge of the recessed
本実施形態の減速機1では、転動面51dが外ピン50の回転時の摺動接触によって削成される。本実施形態の外ピン50は、外ピンホルダー51よりも硬質材であることから、外ピン50が撓んだ状態で回転してエッジと摺動接触し続けると、このエッジが外ピン50によって略円弧状に所定量だけ削られていき、やがて転動面51dを外ピン50が滑らかに回転しうるほどの円筒度、クリアランスをもった形状となる。エッジは、外ピン50の外周面と所定の面接触状態となったタイミングで鈍化する。エッジの摩耗が飽和した状態が外ピン50の最も転がりやすい状態であり、このときエッジに形成(削成)された部位が上記の転動面51dである。
In the
また、本実施形態の外ピンホルダー51では、一つのピン溝51a内で内径(半径)が異なる箇所が存在する。具体的には、転動面51dの位置における内径の方が、転動面51d以外の位置における内径よりも大きい。さらに、ピン溝51aの内径は、転動面51dの位置において外ピン50の外径と同等に設定される。これにより、減速機1の停止状態では、図6中の軸直交断面図に示すように、外ピン50の外周面とピン溝51aの内面との間のクリアランスがほぼゼロとなる。一方、図5中の軸直交断面図に示すように、転動面51dの位置での内径は外ピン50の外径よりも大きい。このため、減速機1の駆動状態では、外ピン50の外周面とピン溝51aの内面との間のクリアランスが大きくなり、ガタが生じるため外ピン50が低ロスで回転可能となる。
Further, in the
外ピンホルダー51には、図2及び図3に示すように、内歯歯車5とケース7とを締結するための締結部材73が挿通される貫通孔51cが周方向に複数並設される。すなわち、内歯歯車5の外ピンホルダー51はケース7に固定されて回転しない。このため、内歯歯車5に噛合する外歯歯車4は、入力軸2の偏心回転に伴い回転しようとするものの、外歯4tと噛み合う外ピン50の位置が動かないため、外ピン50から受ける反力により、入力軸2の回転方向とは逆方向に揺動する。具体的には、入力軸2が一回転すると、外歯歯車4は内歯歯車5に対して1歯分だけ逆方向にずれる(自転する)。すなわち、入力軸2の回転が、外歯歯車4の歯数の逆数(1/歯数)だけ減速されて外歯歯車4が逆回転する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ケース7は、出力軸3以外の要素を収容する部材である。本実施形態のケース7は、図1及び図4に示すように、モータ10側(図中右側)に配置される第一ケース部71と、出力軸3側(図中左側)に配置される第二ケース部72とを、複数の締結部材73で連結する構成となっている。第一ケース部71及び第二ケース部72はいずれも有底円筒状をなし、底面部に円形の開口部7aを有する。二つのケース部71,72は、外ピンホルダー51を軸方向両側から挟むように取り付けられる。
The
本実施形態のケース7は、外ピンホルダー51の軸方向両端面と外ピン50の端面との間に外ピン50が横ずれなく円滑に回転できる程度の微小のクリアランスのみを有し、これらの軸方向位置が互いにずれないように規制する。また、上記の通り、外歯歯車4の軸方向位置はワッシャー22によって規制される。すなわち、本実施形態の減速機1には、外歯歯車4と外ピンホルダー51と外ピン50との軸方向位置関係を一定に保持するガイド部としての機能を、ケース7及びワッシャー22が有する。これにより、駆動状態で外ピン50の外周面と転動面51dとを所定の接触状態に保つ。
The
キャリア6は、上述した外歯歯車4の自転成分のみを取り出して出力軸3に伝達する部材である。図1に示すように、キャリア6は、外歯歯車4の各キャリアピン穴4hに内接回転するキャリアピン60と、キャリアピン60を支持する支持部61とを有する。キャリアピン60は円柱状のピン部材であり、その軸方向が回転中心Cと平行になるように配置され、外歯歯車4の自転成分のみを取り出す機能を持つ。図2に示すように、本実施形態のキャリア6では、六つのキャリアピン60が設けられ、各キャリアピン60には針状ころ軸受62が装着されている。すなわち、本実施形態では、キャリアピン60が針状ころ軸受62を介してキャリアピン穴4hの内周面に接触することで、キャリアピン60と支持部61との間の摺動ロスを抑えながら、キャリアピン60が支持部61(キャリア6)を回転させる。
The
図1に示すように、支持部61は、各キャリアピン60の一端部を支持する部位であり、全てのキャリアピン60を連結する。本実施形態のキャリアピン60は、支持部61に対してその軸心周りに回転することがなく相対回転不能に支持されており、キャリア6のキャリアピン60及び支持部61は一体で回転する。支持部61には、上記の出力軸3のフランジ部3bが固定される。これにより、出力軸3とキャリア6とが一体回転する。なお、各キャリアピン60の一端部は、軸受やブッシュなどを介して、支持部61に相対回転可能に支持する構造としてもよい。
As shown in FIG. 1 , the
また、本実施形態のキャリア6は、キャリアピン60の両端部をそれぞれ支持する二つの支持部61を有する。二つの支持部61は、外歯歯車4を挟んで対向配置されており、各キャリアピン60を両持ち支持する。各支持部61は、入力軸2を支持する玉軸受9の外輪に固定されるとともに、キャリア6を回転自在に支持する外側の玉軸受8の内輪に固定される。なお、玉軸受8の外輪はケース7に固定される。
Further, the
すなわち、径方向外側の玉軸受8は、ケース7に対し支持部61を回転自在に支持し、径方向内側の玉軸受9は、キャリア6に対し入力軸2を回転自在に支持する。本実施形態の減速機1では、玉軸受8,9が二つずつ設けられており、これらが互いに同一の軸方向位置に配置されている。なお、ここでいう「同一の軸方向位置」とは、二つの玉軸受8,9の端面の軸方向位置が完全に一致するものだけでなく、玉軸受8,9の各玉が径方向に部分的に重なる位置を含む。これにより、ケース7の軸方向寸法が小さくなり、減速機1の小型化が図られる。
That is, the radially
[2.製造方法]
図7は、上述した減速機1の製造方法の一例を示すフローチャートである。ここではおもに、外ピンホルダー51の内面形状の形成方法に着目して説明する。なお、入力軸2,出力軸3等の各部品は予め用意されているものとする。
[2. Production method]
FIG. 7 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the
まず、図3に示す外ピンホルダー51となる部品(軸方向の厚みが一定な円筒形状の部品)の円筒状の内面に、軸方向に述べて外ピン50を保持する複数のピン溝51aを形成する(ステップS1)。ステップS1では、ピン溝51aの内面を、外ピン50の外径と同等の内径であって軸方向に一定な半円筒面に形成する。ピン溝51aの個数は内歯歯車5の歯数と同数であり、その配置は外ピンホルダー51の内面の周方向に等間隔に設定される。なお、周方向に隣接する二つのピン溝51aの間にはわずかな間隔が設けられる。
First, a plurality of
次に、外ピンホルダー51となる部品の内面に、上記の凹溝51bを形成する(ステップS2)。凹溝51bは、ピン溝51aの軸方向中間部を横断するように内面の全周に亘って延設され、ピン溝51aよりも深さ寸法が大きな略矩形状に凹設される。この段階では、ピン溝51aの底面と凹溝51bの側面とで形成される角部(エッジ)は直角形状である。なお、ステップS1及びS2を溝形成工程と呼ぶ。
Next, the
溝形成工程の後、入力軸2,出力軸3,外歯歯車4,内歯歯車5,キャリア6,ケース7を組み立てる(ステップS3)。そして、入力軸2を回転させ(減速機1を駆動させ)、外ピン50が凹溝51bの内側に向かって撓みながら回転することで凹溝51bのエッジに摺動接触し、転動面51dを形成(削成)する(ステップS4)。つまり、外ピン50にエッジを摩耗させ、摩耗量が一定量に達して、それ以上削れない状態となると、転動面51dが形成される。このステップS4を転動面形成工程と呼ぶ。
After the groove forming process, the
転動面形成工程では、凹溝51bのエッジが削られて転動面51dが形成されることから、ピン溝51aの内径は転動面51dの位置で大きくなる。本実施形態の転動面形成工程では、転動面51dの位置における内径が転動面51d以外の位置における内径よりも大きくなるように、転動面51dが形成される。このように、外ピンホルダー51の内面形状は、溝形成工程と転動面形成工程を経て形成される。
In the rolling surface forming step, the edge of the
[3.効果]
(1)上述した減速機1によれば、凹溝51bのエッジに、外ピン50の撓み回転時に面接触する転動面51dが設けられているため、外ピン50を転がりやすい状態にすることができる。これにより、内歯を構成する外ピン50を低ロスで回転させることができるため、低ノイズ化及び高効率化を図ることができる。
[3. effect]
(1) According to the
(2)上述した減速機1では、一つのピン溝51a内で内径が異なる箇所が存在することから、減速機1の駆動時と停止時とで異なるクリアランス箇所を使い分けることができる。すなわち、駆動時では、外ピン50の外周面とピン溝51aの内面とのクリアランスが大きい転動面51d上で外ピン50が撓みながら回転するため、外歯4tと内歯(外ピン50)とのバックラッシを大きく確保でき、外ピン50の回転ロスを低減できる。一方で、減速機1の停止時では外ピン50が撓まずにクリアランスが小さくなるため、外歯4tと内歯(外ピン50)とのバックラッシを低減できる。
(2) In the
(3)上述した減速機1では、外ピンホルダー51が外ピン50よりも軟質材で形成されており、転動面51dが外ピン50の回転時の摺動接触によって外ピン50自体によって形成されたものであることから、外ピン50を最も転がりやすい状態とすることができる。このため、外ピン50をより低ロスで回転させることができるため、低ノイズ化及び高効率化を実現することができる。さらに、低ノイズ化を実現するためにはピン溝51aの円筒度向上のために高精度な機械加工が求められるが、それが不要となるため、製造コストの低減も図ることができる。
(3) In the
(4)例えば、外ピンホルダー51がアルミニウム系の材料で形成されており、外ピン50が鉄系の材料で形成されていれば、外ピン50の撓み転がり摺動によって、確実に外ピンホルダー51に転動面51dを形成することができる。
(4) For example, if the
(5)また、上述した減速機1には、外歯歯車4と外ピンホルダー51と外ピン50との軸方向位置関係を一定に保持するガイド部としてのケース7及びワッシャー22が設けられるため、外歯歯車4から外ピン50に作用する力の位置を一定にできる。これにより、外ピン50の撓み量(撓み方)を一定にできるとともに、外ピン50が常に転動面51dで回転できるため、低ノイズ化及び高効率化を安定して実現できる。
(5) In addition, the above-described
(6)上述した製造方法には、溝形成工程及び転動面形成工程が含まれているため、転動面51dを外ピン50自体に形成させることができ、外ピン50を最も転がりやすい状態とすることができる。このため、高精度な機械加工を要することなく、外ピン50をより低ロスで回転させることができるため、低ノイズ化,高効率化,低コスト化を実現することができる。
(6) Since the above-described manufacturing method includes the groove forming step and the rolling surface forming step, the rolling
(7)さらに、上述した製造方法によれば、一つのピン溝51a内で内径が異なる箇所を設けることができ、減速機1の駆動時と停止時とで異なるクリアランス箇所を使い分けることができる。これにより、駆動時では、外歯4tと内歯(外ピン50)とのバックラッシを大きく確保でき、外ピン50の回転ロスを低減でき、停止時では、外歯4tと内歯(外ピン50)とのバックラッシを低減できる。
(7) Furthermore, according to the manufacturing method described above, portions having different inner diameters can be provided in one
(8)また、上述した減速機1とモータ10とからなるモータユニットによれば、外ピン50を低ロスで回転させることができるため、モータユニット全体としても、低ノイズ化及び高効率化を図ることができる。
(8) In addition, according to the motor unit composed of the
[4.その他]
上述した減速機1及びモータユニットは一例であって、上述したものに限られない。上記の減速機1では、転動面51dが外ピン50自体によって形成される場合を例示したが、転動面51dを機械加工により形成してもよい。この場合には、外ピンホルダー51及び外ピン50の素材は特に限定されず、例えば外ピンホルダー51及び外ピン50が同一素材で形成されてもよい。少なくとも、外ピンホルダー51の凹溝51bのエッジに、外ピン50が撓んで回転する状態(減速機1の駆動状態)で外ピン50の外周面と面接触する形状に形成された転動面51dが設けられていれば、外ピン50を低ロスで回転させることができるため、低ノイズ化及び高効率化を図ることができる。
[4. others]
The
上記のピン溝51aは、転動面51d以外の位置で外ピン50の外径と同等の内径に形成されているが、外ピン50の外径よりもやや大きな内径に形成されていてもよい。ピン溝51aは、少なくとも、外ピン50がピン溝51a内で回転できる形状,大きさであればよい。なお、内歯を構成する外ピン50の個数やこれを支持するピン溝51aの個数は上述したものに限られない。また、上記の減速機1には一つの外歯歯車4が設けられているが、外歯歯車4の個数は二つ以上であってもよい。また、上記の減速機1では、ケース7及びワッシャー22がガイド部としての機能を有しているが、ガイド部としての機能を持つ専用品を別途設けてもよいし、ガイド部を省略してもよい。
The
上述した入力軸2,出力軸3,ケース7の各構成も上述したものに限られない。例えば、入力軸2が第一ケース部71よりも外側に突出するよう延設されていてもよいし、円筒部2aと偏心部2bとが別体で設けられたのち結合される構成であってもよい。また、上記の入力軸2の偏心部2bには針状ころ軸受21が固定されているが、入力軸2の支持構造は特に限られない。出力軸3とキャリア6との固定構造も特に限られないし、ケース7が一体ものであってもよい。
The configurations of the
また、上記のキャリア6には、キャリアピン60の両端部をそれぞれ支持する二つの支持部61が設けられているが、支持部61がキャリアピン60の一端部を支持するように一つだけ設けられていてもよい。この場合、キャリアピン60の他端部は一方端のみで支持する片持ち支持構造となる。また、キャリアピン60に針状ころ軸受62が装着されていなくてもよい。なお、二つの玉軸受8,9が互いに同一の軸方向位置に配置されているが、これらの軸受8,9の軸方向位置が異なっていてもよい。また、軸受8,9は転がり軸受であればよく、その種類は玉軸受に限られない。
In addition, the
1 減速機(サイクロイド減速機)
2 入力軸
4 外歯歯車
4t 外歯
5 内歯歯車
6 キャリア
7 ケース(ガイド部)
10 モータ
11 モータ回転軸
22 ワッシャー(ガイド部)
50 外ピン
51 外ピンホルダー(ホルダー)
51a ピン溝
51b 凹溝
51d 転動面
C 回転中心
1 Reducer (cycloidal reducer)
2
10
50
Claims (7)
前記外歯歯車の各外歯と内接噛合して撓みながら回転する複数の外ピンと、円筒状の内面を持ち各々の前記外ピンを回転自在に保持するホルダーとを有する内歯歯車と、
前記外歯歯車の自転成分のみを取り出すキャリアと、を備え、
前記ホルダーは、前記内面上に軸方向に凹設されて前記外ピンを保持する複数のピン溝と、前記ピン溝を横断するように前記内面の全周に亘って凹設された凹溝とを有し、
前記凹溝のエッジには、前記外ピンが撓んで回転する状態で前記外ピンの外周面と面接触する転動面が設けられており、
前記ピン溝は、前記転動面の位置における内径が前記外ピンの外径よりも大きく形成され、且つ、前記転動面以外の位置における前記内径が前記外ピンの外径と同等に形成されている
ことを特徴とする、サイクロイド減速機。 an external gear mounted eccentrically rotatably with respect to the rotation center of the input shaft;
an internal gear having a plurality of outer pins that internally mesh with the external teeth of the external gear and rotate while bending; and a holder that has a cylindrical inner surface and rotatably holds each of the outer pins;
A carrier that takes out only the rotation component of the external gear,
The holder has a plurality of pin grooves axially recessed on the inner surface for holding the outer pins, and a recessed groove recessed over the entire circumference of the inner surface so as to traverse the pin grooves. has
An edge of the groove is provided with a rolling surface that comes into surface contact with an outer peripheral surface of the outer pin when the outer pin bends and rotates ,
The pin groove has an inner diameter larger than the outer diameter of the outer pin at the position of the rolling surface, and the inner diameter at a position other than the rolling surface is equal to the outer diameter of the outer pin. ing
A cycloid reducer characterized by:
ことを特徴とする、請求項1記載のサイクロイド減速機。 The inner surface of the pin groove other than the rolling surface is formed into a semi-cylindrical surface having an inner diameter equal to the outer diameter of the outer pin and constant in the axial direction.
The cycloid reducer according to claim 1, characterized by:
前記転動面は、前記外ピンの回転時の摺動接触によって形成されたものである
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のサイクロイド減速機。 The holder is made of a material softer than the material of the outer pin,
3. The cycloid reducer according to claim 1, wherein said rolling surface is formed by sliding contact during rotation of said outer pin.
前記ホルダーは、アルミニウム系の材料で形成されている
ことを特徴とする、請求項3記載のサイクロイド減速機。 The outer pin is made of a ferrous material,
4. The cycloid reducer according to claim 3, wherein said holder is made of an aluminum-based material.
ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のサイクロイド減速機。 The cycloid reducer according to any one of claims 1 to 4, further comprising a guide portion that maintains a constant axial positional relationship between the external gear, the holder, and the outer pin.
前記ホルダーとなる部品の円筒状の内面に、軸方向に延びて前記外ピンを保持する複数のピン溝と、前記ピン溝を横断するように前記内面の全周に亘って延びる凹溝とを凹設する溝形成工程と、
前記入力軸を回転させて、前記外ピンが前記凹溝の内側に向かって撓みながら回転することで前記凹溝のエッジに摺動接触して転動面を形成する転動面形成工程と、を備え、
前記溝形成工程では、前記ピン溝の内面を、前記外ピンの外径と同等の内径であって軸方向に一定な半円筒面に形成し、
前記転動面形成工程では、前記転動面の位置における前記内径が前記転動面以外の位置における前記内径よりも大きくなるように前記転動面が削成される
ことを特徴とする、サイクロイド減速機の製造方法。 An external gear mounted to be eccentrically rotatable with respect to the rotation center of the input shaft, a plurality of outer pins that internally mesh with the external teeth of the external gear and rotate while bending, and each of the outer pins are rotatable. A method for manufacturing a cycloid reduction gear comprising: an internal gear having a holder held in the
A plurality of pin grooves extending in the axial direction for holding the outer pins, and grooves extending along the entire circumference of the inner surface so as to traverse the pin grooves are formed on the cylindrical inner surface of the component that serves as the holder. a recessed groove forming step;
a rolling surface forming step of rotating the input shaft so that the outer pin rotates while bending toward the inside of the groove, thereby slidingly contacting the edge of the groove to form a rolling surface; with
In the groove forming step, the inner surface of the pin groove is formed into a semi-cylindrical surface having an inner diameter equal to the outer diameter of the outer pin and constant in the axial direction,
In the rolling surface forming step, the rolling surface is ground so that the inner diameter at the position of the rolling surface is larger than the inner diameter at positions other than the rolling surface.
A method for manufacturing a cycloid reducer, characterized by:
前記サイクロイド減速機の前記入力軸に連結されたモータ回転軸を有するモータと、を具備した
ことを特徴とする、モータユニット。 A cycloid reducer according to any one of claims 1 to 5;
and a motor having a motor rotation shaft connected to the input shaft of the cycloid reducer.
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