JP7463266B2 - Internally meshing planetary gear device and manufacturing method thereof - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
本開示は、一般に内接噛合遊星歯車装置、及びその製造方法に関し、より詳細には、内歯を有する内歯歯車の内側に外歯を有する遊星歯車が配置される内接噛合遊星歯車装置、及びその製造方法に関する。 This disclosure relates generally to an internally meshed planetary gear device and a manufacturing method thereof, and more specifically to an internally meshed planetary gear device in which a planetary gear having external teeth is arranged inside an internal gear having internal teeth, and a manufacturing method thereof.
関連技術として、遊星歯車が、偏心揺動しながら内歯歯車と内接噛合する、いわゆる偏心揺動タイプの歯車装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。関連技術に係る歯車装置では、偏心体が入力軸と一体に形成され、偏心体には偏心体軸受けを介して遊星歯車が取り付けられる。遊星歯車の外周には円弧歯形等の外歯が形成されている。 As a related technique, a so-called eccentric oscillating type gear device is known in which a planetary gear eccentrically oscillates and internally meshes with an internal gear (see, for example, Patent Document 1). In the gear device according to the related technique, an eccentric body is formed integrally with the input shaft, and the planetary gear is attached to the eccentric body via an eccentric body bearing. External teeth, such as arc-shaped teeth, are formed on the outer periphery of the planetary gear.
内歯歯車は、ケーシングを兼ねた歯車本体(内歯歯車本体)の内周面に1つ1つが内歯を構成する複数の外ピン(ローラピン)が回転自在に組み込まれて構成される。遊星歯車には、円周方向に適宜の間隔で複数の遊嵌孔(内ローラ孔)が形成され、遊嵌孔に、内ピン及び内ローラが挿入される。内ピンは、その軸方向の一端側においてキャリアと連結され、キャリアはクロスローラベアリングを介してケーシングに回転自在に支持されている。この歯車装置は、内歯歯車を固定したときの遊星歯車の自転成分相当の回転をキャリアから取り出す歯車装置として用いることができる。 The internal gear is constructed by rotatably assembling a number of outer pins (roller pins), each of which constitutes an internal tooth, into the inner peripheral surface of a gear body (internal gear body) that also serves as a casing. A number of loose fitting holes (inner roller holes) are formed in the planetary gear at appropriate intervals in the circumferential direction, into which the inner pins and inner rollers are inserted. The inner pins are connected to a carrier at one end in the axial direction, and the carrier is rotatably supported by the casing via a cross roller bearing. This gear device can be used as a gear device that extracts from the carrier a rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear when the internal gear is fixed.
上記関連技術の構成では、歯車本体は、クロスローラベアリングの外輪とケーシング(第3ケーシング)との間に狭持されてボルトで固定されており、内歯歯車とクロスローラベアリングとの芯出しの精度向上が困難である。そのため、芯出し不良により、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながる可能性がある。 In the configuration of the related art described above, the gear body is sandwiched between the outer ring of the cross roller bearing and the casing (third casing) and fixed with bolts, making it difficult to improve the accuracy of centering between the internal gear and the cross roller bearing. Therefore, poor centering can lead to problems such as vibration generation and reduced transmission efficiency.
本開示の目的は、芯出し不良に起因した不具合が生じにくい内接噛合遊星歯車装置、及びその製造方法を提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide an internally meshing planetary gear device that is less susceptible to defects caused by misalignment, and a method for manufacturing the same.
本開示の一態様に係る内接噛合遊星歯車装置は、軸受け部材と、内歯歯車と、遊星歯車と、複数の内ピンと、を備える。前記軸受け部材は、外輪、前記外輪の内側に配置される内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体を有し、前記内輪が前記外輪に対して回転軸を中心に相対的に回転可能に支持される。前記内歯歯車は、環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する。前記遊星歯車は、前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する。前記複数の内ピンは、前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する。前記外輪は、前記歯車本体と前記回転軸に平行な方向においてシームレスに連続して設けられている。 The internally meshing planetary gear device according to one aspect of the present disclosure includes a bearing member, an internal gear, a planetary gear, and a plurality of internal pins. The bearing member has an outer ring, an inner ring disposed inside the outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, and the inner ring is supported so as to be rotatable relative to the outer ring around a rotation axis. The internal gear has an annular gear body and a plurality of external pins that are held on the inner peripheral surface of the gear body in a rotatable state and form internal teeth. The planetary gear has external teeth that partially mesh with the internal teeth. The multiple internal pins rotate relative to the internal gear while revolving within the multiple loose fitting holes formed in the planetary gear, respectively, in a state where they are inserted into the multiple loose fitting holes formed in the planetary gear. The outer ring is provided seamlessly and continuously with the gear body in a direction parallel to the rotation axis.
本開示の一態様に係る内接噛合遊星歯車装置の製造方法は、軸受け部材と、内歯歯車と、遊星歯車と、複数の内ピンと、を備える内接噛合遊星歯車装置の製造方法である。前記軸受け部材は、外輪及び前記外輪の内側に配置される内輪を有し、前記内輪が前記外輪に対して回転軸を中心に相対的に回転可能に支持される。前記内歯歯車は、環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する。前記遊星歯車は、前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する。前記複数の内ピンは、前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する。前記製造方法は、前記外輪と前記歯車本体とを、1つの基材に対する加工により一体に形成する工程を有する。 The manufacturing method of an internally meshed planetary gear device according to one aspect of the present disclosure is a manufacturing method of an internally meshed planetary gear device including a bearing member, an internal gear, a planetary gear, and a plurality of internal pins. The bearing member has an outer ring and an inner ring arranged inside the outer ring, and the inner ring is supported so as to be rotatable relative to the outer ring around a rotation axis. The internal gear has an annular gear body and a plurality of external pins that are held on the inner peripheral surface of the gear body in a rotatable state and form internal teeth. The planetary gear has external teeth that partially mesh with the internal teeth. The multiple internal pins rotate relative to the internal gear while revolving within the multiple loose fitting holes formed in the planetary gear, respectively, in a state where they are inserted into multiple loose fitting holes formed in the planetary gear. The manufacturing method includes a step of integrally forming the outer ring and the gear body by processing one base material.
本開示によれば、芯出し不良に起因した不具合が生じにくい内接噛合遊星歯車装置、及びその製造方法を提供することができる。 This disclosure provides an internally meshed planetary gear device that is less susceptible to defects caused by misalignment, and a method for manufacturing the same.
(基本構成)
(1)概要
以下、本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置1の概要について、図1~図3を参照して説明する。本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。例えば、図1~図3における、内歯21及び外歯31の歯形、寸法及び歯数等は、いずれも説明のために模式的に表しているに過ぎず、図示されている形状に限定する趣旨ではない。
(Basic configuration)
(1) Overview Below, an overview of the internally meshing planetary gear device 1 according to this basic configuration will be described with reference to Figures 1 to 3. All of the drawings referred to in this disclosure are schematic diagrams, and the ratios of sizes and thicknesses of the components in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional ratios. For example, the tooth shapes, dimensions, number of teeth, etc. of the internal teeth 21 and external teeth 31 in Figures 1 to 3 are merely shown schematically for the purpose of explanation, and are not intended to be limited to the shapes shown in the drawings.
本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置1(以下、単に「歯車装置1」ともいう)は、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、を備える歯車装置である。この歯車装置1では、環状の内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置され、さらに、遊星歯車3の内側には偏心体軸受け5が配置される。偏心体軸受け5は、偏心体内輪51及び偏心体外輪52を有し、偏心体内輪51の中心C1(図3参照)からずれた回転軸Ax1(図3参照)まわりで偏心体内輪51が回転(偏心運動)することによって、遊星歯車3を揺動させる。偏心体内輪51は、例えば、偏心体内輪51に挿入される偏心軸7が回転することにより、回転軸Ax1まわりで回転(偏心運動)する。また、内接噛合遊星歯車装置1は、外輪62及び内輪61を有する軸受け部材6を更に備える。内輪61は、外輪62の内側に配置され、外輪62に対して相対的に回転可能に支持される。 The internally meshing planetary gear device 1 (hereinafter, simply referred to as "gear device 1") according to this basic configuration is a gear device including an internal gear 2, a planetary gear 3, and a plurality of internal pins 4. In this gear device 1, the planetary gear 3 is arranged inside the annular internal gear 2, and an eccentric bearing 5 is arranged inside the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 has an eccentric inner ring 51 and an eccentric outer ring 52, and the planetary gear 3 is oscillated by the eccentric inner ring 51 rotating (eccentric motion) around a rotation axis Ax1 (see FIG. 3) that is offset from the center C1 (see FIG. 3) of the eccentric inner ring 51. The eccentric inner ring 51 rotates (eccentric motion) around the rotation axis Ax1, for example, by the rotation of the eccentric shaft 7 inserted into the eccentric inner ring 51. The internally meshing planetary gear device 1 further includes a bearing member 6 having an outer ring 62 and an inner ring 61. The inner ring 61 is disposed inside the outer ring 62 and is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62.
内歯歯車2は、内歯21を有し、外輪62に固定される。特に、本基本構成では、内歯歯車2は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。つまり、内歯歯車2の内側で遊星歯車3は内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態となる。この状態で、偏心軸7が回転すると遊星歯車3が揺動して、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動し、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。ここで、内歯歯車2が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車3が回転(自転)することになる。その結果、遊星歯車3からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。 The internal gear 2 has internal teeth 21 and is fixed to the outer ring 62. In particular, in this basic configuration, the internal gear 2 has an annular gear body 22 and multiple external pins 23. The multiple external pins 23 are held on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state, forming the internal teeth 21. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. In other words, the planetary gear 3 is inscribed in the internal gear 2 inside the internal gear 2, and a part of the external teeth 31 is meshed with a part of the internal teeth 21. In this state, when the eccentric shaft 7 rotates, the planetary gear 3 oscillates, and the meshing position between the internal teeth 21 and the external teeth 31 moves in the circumferential direction of the internal gear 2, and a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 occurs between the two gears (the internal gear 2 and the planetary gear 3). If the internal gear 2 is fixed, the planetary gear 3 rotates (spins) in response to the relative rotation of the two gears. As a result, the planetary gear 3 produces a rotational output that is reduced at a relatively high reduction ratio according to the difference in the number of teeth between the two gears.
この種の歯車装置1は、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、例えば、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸の回転として取り出すように使用される。これにより、歯車装置1は、偏心軸7を入力側とし、出力軸を出力側として、比較的高い減速比の歯車装置として機能する。そこで、本基本構成に係る歯車装置1では、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、軸受け部材6の内輪61に伝達するべく、複数の内ピン4にて、遊星歯車3と内輪61とを連結する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、それぞれ遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転する。つまり、遊嵌孔32は、内ピン4よりも大きな直径を有し、内ピン4は、遊嵌孔32に挿入された状態で遊嵌孔32内を公転するように移動可能である。そして、遊星歯車3の揺動成分、つまり遊星歯車3の公転成分は、遊星歯車3の遊嵌孔32と内ピン4との遊嵌によって吸収される。言い換えれば、複数の内ピン4がそれぞれ複数の遊嵌孔32内を公転するように移動することで、遊星歯車3の揺動成分が吸収される。したがって、軸受け部材6の内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達されることになる。 This type of gear device 1 is used to extract the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 as the rotation of an output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6, for example. As a result, the gear device 1 functions as a gear device with a relatively high reduction ratio, with the eccentric shaft 7 as the input side and the output shaft as the output side. Therefore, in the gear device 1 according to this basic configuration, in order to transmit the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 to the inner ring 61 of the bearing member 6, the planetary gear 3 and the inner ring 61 are connected by a plurality of inner pins 4. The plurality of inner pins 4 rotate relative to the internal gear 2 while revolving within the respective loose fitting holes 32, while being inserted into the respective loose fitting holes 32. In other words, the loose fitting holes 32 have a larger diameter than the inner pins 4, and the inner pins 4 are movable so as to revolve within the loose fitting holes 32 while being inserted into the loose fitting holes 32. The oscillation component of the planetary gear 3, that is, the orbital component of the planetary gear 3, is absorbed by the loose fit between the loose fit holes 32 of the planetary gear 3 and the inner pin 4. In other words, the oscillation component of the planetary gear 3 is absorbed by the multiple inner pins 4 moving so as to revolve within the multiple loose fit holes 32. Therefore, the rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (orbital component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 of the bearing member 6 by the multiple inner pins 4.
ところで、この種の歯車装置1では、遊星歯車3の遊嵌孔32内を内ピン4が公転しながら、遊星歯車3の回転が複数の内ピン4に伝達されるので、第1関連技術として、内ピン4に装着されて内ピン4を軸に回転可能な内ローラを用いることが知られている。つまり、第1関連技術においては、内ピン4は、内輪61(又は内輪61と一体化されたキャリア)に対して圧入された状態で保持されており、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4は遊嵌孔32の内周面321に対して摺動する。そこで、第1関連技術としては、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失を低減するために、内ローラが用いられる。ただし、第1関連技術のように内ローラを備える構成であれば、遊嵌孔32は、内ローラ付きの内ピン4が公転可能な径を有する必要があり、遊嵌孔32の小型化が困難である。遊嵌孔32の小型化が困難であると、遊星歯車3の小型化(特に小径化)の妨げとなって、ひいては歯車装置1全体の小型化の妨げとなる。本基本構成に係る歯車装置1は、以下の構成により、小型化しやすい内接噛合遊星歯車装置1を提供可能とする。 In this type of gear device 1, the rotation of the planetary gear 3 is transmitted to the multiple inner pins 4 while the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3. Therefore, as a first related technology, it is known to use an inner roller that is attached to the inner pin 4 and can rotate around the inner pin 4. That is, in the first related technology, the inner pin 4 is held in a pressed state against the inner ring 61 (or a carrier integrated with the inner ring 61), and when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 slides against the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32. Therefore, as the first related technology, an inner roller is used to reduce losses due to friction resistance between the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4. However, if an inner roller is provided as in the first related technology, the loose fitting hole 32 needs to have a diameter that allows the inner pin 4 with the inner roller to revolve, making it difficult to reduce the size of the loose fitting hole 32. If it is difficult to reduce the size of the loose fitting hole 32, this will hinder the miniaturization (particularly the diameter reduction) of the planetary gear 3, and ultimately hinder the miniaturization of the entire gear device 1. The gear device 1 according to this basic configuration can provide an internal meshing planetary gear device 1 that is easy to reduce in size by using the following configuration.
すなわち、本基本構成に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、軸受け部材6と、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、を備える。軸受け部材6は、外輪62及び外輪62の内側に配置される内輪61を有する。内輪61は外輪62に対して相対的に回転可能に支持される。内歯歯車2は、内歯21を有し外輪62に固定される。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転する。ここで、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されている。さらに、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置される。 That is, the gear device 1 according to this basic configuration includes a bearing member 6, an internal gear 2, a planetary gear 3, and multiple internal pins 4, as shown in Figs. 1 to 3. The bearing member 6 has an outer ring 62 and an inner ring 61 arranged inside the outer ring 62. The inner ring 61 is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62. The internal gear 2 has internal teeth 21 and is fixed to the outer ring 62. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. The multiple internal pins 4 are inserted into multiple loose fitting holes 32 formed in the planetary gear 3, respectively, and rotate relative to the internal gear 2 while revolving within the loose fitting holes 32. Here, each of the multiple internal pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state. Furthermore, at least a portion of each of the multiple internal pins 4 is arranged at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6.
この態様によれば、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されるので、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4自体が自転可能である。そのため、内ピン4に装着されて内ピン4を軸に回転可能な内ローラを用いなくとも、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失を低減できる。したがって、本基本構成に係る歯車装置1では、内ローラが必須でなく、小型化しやすいという利点がある。しかも、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されるので、軸受け部材6の軸方向における歯車装置1の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材6の軸方向に、軸受け部材6と内ピン4とが並ぶ(対向する)構成に比べて、本基本構成に係る歯車装置1では、軸方向における歯車装置1の寸法を小さくでき、歯車装置1の更なる小型化(薄型化)に貢献可能である。 According to this embodiment, each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state, so that when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 itself can rotate. Therefore, even if an inner roller that is attached to the inner pin 4 and can rotate around the inner pin 4 is not used, the loss due to friction resistance between the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4 can be reduced. Therefore, the gear device 1 according to this basic configuration has the advantage that the inner roller is not essential and it is easy to make it compact. Moreover, since at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6, the dimensions of the gear device 1 in the axial direction of the bearing member 6 can be kept small. In other words, compared to a configuration in which the bearing member 6 and the inner pin 4 are lined up (opposed) in the axial direction of the bearing member 6, the gear device 1 according to this basic configuration can reduce the dimensions of the gear device 1 in the axial direction, which can contribute to further miniaturization (thinning) of the gear device 1.
さらに、上記第1関連技術と遊星歯車3の寸法が同じであれば、上記第1関連技術に比較して、例えば、内ピン4の数(本数)を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン4を太くして強度を向上させたりすることも可能である。 Furthermore, if the dimensions of the planetary gear 3 are the same as those in the first related technology, it is possible to increase the number of inner pins 4 to smooth the transmission of rotation or to make the inner pins 4 thicker to improve strength, compared to the first related technology.
また、この種の歯車装置1では、遊星歯車3の遊嵌孔32内を内ピン4が公転する必要があるので、第2関連技術として、複数の内ピン4は、内輪61(又は内輪61と一体化されたキャリア)のみで保持されることがある。第2関連技術によれば、複数の内ピン4の芯出しの精度向上が困難であって、芯出し不良により、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながる可能性がある。つまり、複数の内ピン4は、それぞれ遊嵌孔32内を公転しながら内歯歯車2に対して相対的に回転することで、遊星歯車3の自転成分を、軸受け部材6の内輪61に伝達する。このとき、複数の内ピン4の芯出しの精度が不十分で、複数の内ピン4の回転軸が内輪61の回転軸に対してずれたり傾いたりしていると、芯出し不良の状態となり、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながり得る。本基本構成に係る歯車装置1は、以下の構成により、複数の内ピン4の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい内接噛合遊星歯車装置1を提供可能とする。 In addition, in this type of gear device 1, since the inner pin 4 needs to revolve within the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3, as a second related technology, the multiple inner pins 4 may be held only by the inner ring 61 (or a carrier integrated with the inner ring 61). According to the second related technology, it is difficult to improve the accuracy of centering the multiple inner pins 4, and centering failure may lead to problems such as vibration generation and reduced transmission efficiency. In other words, the multiple inner pins 4 transmit the rotation component of the planetary gear 3 to the inner ring 61 of the bearing member 6 by rotating relative to the internal gear 2 while revolving within the loose fitting hole 32. At this time, if the centering accuracy of the multiple inner pins 4 is insufficient and the rotation axis of the multiple inner pins 4 is misaligned or inclined with respect to the rotation axis of the inner ring 61, a centering failure will occur, which may lead to problems such as vibration generation and reduced transmission efficiency. The gear device 1 according to this basic configuration can provide an internally meshed planetary gear device 1 that is less likely to cause problems due to centering failure of the multiple inner pins 4 due to the following configuration.
すなわち、本基本構成に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、支持体8と、を備える。内歯歯車2は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され内歯21を構成する。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。複数の内ピン4は、遊星歯車3に形成された複数の遊嵌孔32にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔32内を公転しながら歯車本体22に対して相対的に回転する。支持体8は、環状であって複数の内ピン4を支持する。ここで、支持体8は、外周面81を複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。 That is, the gear device 1 according to this basic configuration includes an internal gear 2, a planetary gear 3, multiple internal pins 4, and a support 8, as shown in Figs. 1 to 3. The internal gear 2 has an annular gear body 22 and multiple external pins 23. The multiple external pins 23 are held on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state to form the internal teeth 21. The planetary gear 3 has external teeth 31 that partially mesh with the internal teeth 21. The multiple internal pins 4 are inserted into multiple loose fitting holes 32 formed in the planetary gear 3, and rotate relative to the gear body 22 while revolving within the loose fitting holes 32. The support 8 is annular and supports the multiple internal pins 4. Here, the position of the support 8 is restricted by contacting the outer peripheral surface 81 with the multiple external pins 23.
この態様によれば、複数の内ピン4は、環状の支持体8にて支持されているので、複数の内ピン4が支持体8にて束ねられ、複数の内ピン4の相対的なずれ及び傾きが抑制される。しかも、支持体8の外周面81は複数の外ピン23に接触し、これにより支持体8の位置規制がされている。要するに、複数の外ピン23によって支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。したがって、本基本構成に係る歯車装置1によれば、複数の内ピン4の芯出しの精度向上を図りやすく、複数の内ピン4の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい、という利点がある。 According to this embodiment, the multiple inner pins 4 are supported by the annular support 8, so that the multiple inner pins 4 are bundled by the support 8, and the relative deviation and inclination of the multiple inner pins 4 is suppressed. Moreover, the outer peripheral surface 81 of the support 8 contacts the multiple outer pins 23, thereby regulating the position of the support 8. In short, the support 8 is centered by the multiple outer pins 23, and as a result, the multiple inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the multiple outer pins 23. Therefore, according to the gear device 1 of this basic configuration, there is an advantage that it is easy to improve the accuracy of centering the multiple inner pins 4, and malfunctions caused by poor centering of the multiple inner pins 4 are less likely to occur.
また、本基本構成に係る歯車装置1は、図1に示すように、駆動源101と共に、アクチュエータ100を構成する。言い換えれば、本基本構成に係るアクチュエータ100は、歯車装置1と、駆動源101と、を備えている。駆動源101は、遊星歯車3を揺動させるための駆動力を発生する。具体的には、駆動源101は、回転軸Ax1を中心として偏心軸7を回転させることにより、遊星歯車3を揺動させる。 As shown in FIG. 1, the gear device 1 according to this basic configuration constitutes an actuator 100 together with a driving source 101. In other words, the actuator 100 according to this basic configuration includes the gear device 1 and a driving source 101. The driving source 101 generates a driving force for oscillating the planetary gear 3. Specifically, the driving source 101 oscillates the planetary gear 3 by rotating the eccentric shaft 7 about the rotation axis Ax1.
(2)定義
本開示でいう「環状」は、少なくとも平面視において、内側に囲まれた空間(領域)を形成する輪(わ)のような形状を意味し、平面視において真円とある円形状(円環状)に限らず、例えば、楕円形状及び多角形状等であってもよい。さらに、例えば、カップ状のように底部を有する形状であっても、その周壁が環状であれば、「環状」に含まれる。
(2) Definition In the present disclosure, "annular" means a ring-like shape that forms an enclosed space (region) at least in a plan view, and is not limited to a circular shape (annular shape) such as a perfect circle in a plan view, but may be, for example, an elliptical shape, a polygonal shape, etc. Furthermore, even if the shape has a bottom, such as a cup shape, it is included in the "annular" shape as long as the peripheral wall is annular.
本開示でいう「遊嵌」は、遊び(隙間)をもった状態に嵌められることを意味し、遊嵌孔32は内ピン4が遊嵌される孔である。つまり、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321との間に、空間的な余裕(隙間)を確保した状態で遊嵌孔32に挿入される。言い換えれば、内ピン4のうち、少なくとも遊嵌孔32に挿入される部位の径は、遊嵌孔32の径よりも小さい(細い)。そのため、内ピン4は、遊嵌孔32に挿入された状態で、遊嵌孔32内を移動可能、つまり遊嵌孔32の中心に対して相対的に移動可能である。よって、内ピン4は、遊嵌孔32内を公転可能となる。ただし、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間には、空洞としての隙間が確保されることは必須ではなく、例えば、この隙間に液体等の流体が充填されていてもよい。 In this disclosure, "loose fit" means being fitted with play (gap), and the loose fit hole 32 is a hole into which the inner pin 4 is loosely fitted. In other words, the inner pin 4 is inserted into the loose fit hole 32 with a spatial margin (gap) secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fit hole 32. In other words, the diameter of at least the portion of the inner pin 4 inserted into the loose fit hole 32 is smaller (thinner) than the diameter of the loose fit hole 32. Therefore, the inner pin 4 can move within the loose fit hole 32 when inserted into the loose fit hole 32, that is, it can move relatively to the center of the loose fit hole 32. Therefore, the inner pin 4 can revolve within the loose fit hole 32. However, it is not essential that a gap as a cavity is secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fit hole 32 and the inner pin 4, and for example, this gap may be filled with a fluid such as a liquid.
本開示でいう「公転」は、ある物体が、この物体の中心(重心)を通る中心軸以外の回転軸まわりを周回することを意味し、ある物体が公転すると、この物体の中心は回転軸を中心とする公転軌道に沿って移動することになる。したがって、例えば、ある物体の中心(重心)を通る中心軸と平行な偏心軸を中心に、この物体が回転する場合には、この物体は、偏心軸を回転軸として公転していることになる。一例として、内ピン4は、遊嵌孔32の中心を通る回転軸まわりを周回するようにして、遊嵌孔32内を公転する。 In this disclosure, "revolution" means that an object revolves around an axis of rotation other than the central axis that passes through the center (center of gravity) of the object, and when an object revolves, the center of the object moves along an orbital path centered on the axis of rotation. Therefore, for example, when an object rotates around an eccentric axis that is parallel to the central axis that passes through the center (center of gravity) of the object, the object revolves around the eccentric axis as the axis of rotation. As an example, the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, revolving around the axis of rotation that passes through the center of the loose fitting hole 32.
また、本開示では、回転軸Ax1の一方側(図3の左側)を「入力側」といい、回転軸Ax1の他方側(図3の右側)を「出力側」という場合がある。図3の例では、回転軸Ax1の「入力側」から回転体(偏心体内輪51)に回転が与えられ、回転軸Ax1の「出力側」から複数の内ピン4(内輪61)の回転が取り出される。ただし、「入力側」及び「出力側」は、説明のために付しているラベルに過ぎず、歯車装置1から見た、入力及び出力の位置関係を限定する趣旨ではない。 In addition, in this disclosure, one side of the rotating shaft Ax1 (left side in FIG. 3) may be referred to as the "input side," and the other side of the rotating shaft Ax1 (right side in FIG. 3) may be referred to as the "output side." In the example of FIG. 3, rotation is imparted to the rotating body (eccentric inner ring 51) from the "input side" of the rotating shaft Ax1, and rotation of the multiple inner pins 4 (inner ring 61) is extracted from the "output side" of the rotating shaft Ax1. However, the "input side" and "output side" are merely labels added for the purpose of explanation, and are not intended to limit the positional relationship between the input and output as viewed from the gear device 1.
本開示でいう「回転軸」は、回転体の回転運動の中心となる仮想的な軸(直線)を意味する。つまり、回転軸Ax1は、実体を伴わない仮想軸である。偏心体内輪51は、回転軸Ax1を中心として回転運動を行う。 In this disclosure, the term "rotation axis" refers to a virtual axis (straight line) that is the center of rotational motion of a rotating body. In other words, the rotation axis Ax1 is a virtual axis that does not have a physical entity. The eccentric inner ring 51 rotates around the rotation axis Ax1.
本開示でいう「内歯」及び「外歯」は、それぞれ単体の「歯」ではなく、複数の「歯」の集合(群)を意味する。つまり、内歯歯車2の内歯21は、内歯歯車2(歯車本体22)の内周面221に配置された複数の歯の集合からなる。同様に、遊星歯車3の外歯31は、遊星歯車3の外周面に配置された複数の歯の集合からなる。 In this disclosure, "internal teeth" and "external teeth" do not refer to individual "tooths," but rather to a collection (group) of multiple "teeth." In other words, the internal teeth 21 of the internal gear 2 are made up of a collection of multiple teeth arranged on the inner circumferential surface 221 of the internal gear 2 (gear body 22). Similarly, the external teeth 31 of the planetary gear 3 are made up of a collection of multiple teeth arranged on the outer circumferential surface of the planetary gear 3.
(3)構成
以下、本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置1の詳細な構成について、図1~図8Bを参照して説明する。
(3) Configuration Hereinafter, a detailed configuration of the internal meshing planetary gear device 1 according to this basic configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 8B.
図1は、歯車装置1を含むアクチュエータ100の概略構成を示す斜視図である。図1では、駆動源101を模式的に示している。図2は、歯車装置1を回転軸Ax1の出力側から見た概略の分解斜視図である。図3は、歯車装置1の概略断面図である。図4は図3のA1-A1線断面図である。ただし、図4では、偏心軸7以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。さらに、図4では、歯車本体22の内周面221の図示を省略している。図5A及び図5Bは、遊星歯車3を単体で示す斜視図及び正面図である。図6A及び図6Bは、軸受け部材6を単体で示す斜視図及び正面図である。図7A及び図7Bは、偏心軸7を単体で示す斜視図及び正面図である。図8A及び図8Bは、支持体8を単体で示す斜視図及び正面図である。 Figure 1 is a perspective view showing the schematic configuration of an actuator 100 including a gear device 1. In Figure 1, a driving source 101 is shown in schematic form. Figure 2 is a schematic exploded perspective view of the gear device 1 as viewed from the output side of the rotation axis Ax1. Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the gear device 1. Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 in Figure 3. However, in Figure 4, hatching is omitted for parts other than the eccentric shaft 7, even in cross-section. Furthermore, in Figure 4, the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 is omitted. Figures 5A and 5B are perspective and front views showing the planetary gear 3 alone. Figures 6A and 6B are perspective and front views showing the bearing member 6 alone. Figures 7A and 7B are perspective and front views showing the eccentric shaft 7 alone. Figures 8A and 8B are perspective and front views showing the support body 8 alone.
(3.1)全体構成
本基本構成に係る歯車装置1は、図1~図3に示すように、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、偏心体軸受け5と、軸受け部材6と、偏心軸7と、支持体8と、を備えている。また、本基本構成では、歯車装置1は、第1ベアリング91、第2ベアリング92及びケース10を更に備えている。本基本構成では、歯車装置1の構成要素である内歯歯車2、遊星歯車3、複数の内ピン4、偏心体軸受け5、軸受け部材6、偏心軸7及び支持体8等の材質は、ステンレス、鋳鉄、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅又はアルミ青銅等の金属である。ここでいう金属は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。
(3.1) Overall Configuration As shown in Figures 1 to 3, the gear device 1 according to this basic configuration includes an internal gear 2, a planetary gear 3, a plurality of inner pins 4, an eccentric bearing 5, a bearing member 6, an eccentric shaft 7, and a support 8. In this basic configuration, the gear device 1 further includes a first bearing 91, a second bearing 92, and a case 10. In this basic configuration, the materials of the components of the gear device 1, such as the internal gear 2, the planetary gear 3, the plurality of inner pins 4, the eccentric bearing 5, the bearing member 6, the eccentric shaft 7, and the support 8, are metals such as stainless steel, cast iron, carbon steel for machine construction, chromium molybdenum steel, phosphor bronze, or aluminum bronze. The metals referred to here include metals that have been subjected to surface treatment such as nitriding.
また、本基本構成では、歯車装置1の一例として、トロコイド系歯形を用いた内接式遊星歯車装置を例示する。つまり、本基本構成に係る歯車装置1は、トロコイド系曲線歯形を有する内接式の遊星歯車3を備えている。 In addition, in this basic configuration, an internal planetary gear device using a trochoidal tooth profile is exemplified as an example of the gear device 1. In other words, the gear device 1 according to this basic configuration is equipped with an internal planetary gear 3 having a trochoidal curved tooth profile.
また、本基本構成では一例として、歯車装置1は、内歯歯車2の歯車本体22が、軸受け部材6の外輪62と共に、ケース10等の固定部材に固定された状態で使用される。これにより、内歯歯車2と遊星歯車3との相対回転に伴って、固定部材(ケース10等)に対して、遊星歯車3が相対的に回転することになる。 In addition, as an example of this basic configuration, the gear device 1 is used with the gear body 22 of the internal gear 2, together with the outer ring 62 of the bearing member 6, fixed to a fixed member such as the case 10. As a result, the planetary gear 3 rotates relative to the fixed member (such as the case 10) in conjunction with the relative rotation between the internal gear 2 and the planetary gear 3.
さらに、本基本構成では、歯車装置1をアクチュエータ100に用いる場合に、偏心軸7に入力としての回転力が加わることで、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸から出力としての回転力が取り出される。つまり、歯車装置1は、偏心軸7の回転を入力回転とし、内輪61と一体化された出力軸の回転を出力回転として動作する。これにより、歯車装置1では、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。 Furthermore, in this basic configuration, when the gear device 1 is used in the actuator 100, a rotational force is applied as an input to the eccentric shaft 7, and a rotational force is output from the output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6. In other words, the gear device 1 operates with the rotation of the eccentric shaft 7 as the input rotation and the rotation of the output shaft integrated with the inner ring 61 as the output rotation. As a result, the gear device 1 can obtain an output rotation that is reduced at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation.
駆動源101は、モータ(電動機)等の動力の発生源である。駆動源101で発生した動力は、歯車装置1における偏心軸7に伝達される。具体的には、駆動源101は入力軸を介して偏心軸7につながっており、駆動源101で発生した動力は入力軸を介して偏心軸7に伝達される。これにより、駆動源101は、偏心軸7を回転させることが可能である。 The driving source 101 is a power generating source such as a motor (electric motor). The power generated by the driving source 101 is transmitted to the eccentric shaft 7 in the gear device 1. Specifically, the driving source 101 is connected to the eccentric shaft 7 via an input shaft, and the power generated by the driving source 101 is transmitted to the eccentric shaft 7 via the input shaft. This allows the driving source 101 to rotate the eccentric shaft 7.
さらに、本基本構成に係る歯車装置1では、図3に示すように、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同一直線上にある。言い換えれば、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同軸である。ここで、入力側の回転軸Ax1は、入力回転が与えられる偏心軸7の回転中心であって、出力側の回転軸Ax1は、出力回転を生じる内輪61(及び出力軸)の回転中心である。つまり、歯車装置1では、同軸上において、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。 Furthermore, in the gear device 1 according to this basic configuration, as shown in FIG. 3, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax1 are on the same straight line. In other words, the input side rotation axis Ax1 and the output side rotation axis Ax1 are coaxial. Here, the input side rotation axis Ax1 is the rotation center of the eccentric shaft 7 to which the input rotation is applied, and the output side rotation axis Ax1 is the rotation center of the inner ring 61 (and the output shaft) that generates the output rotation. In other words, in the gear device 1, an output rotation that is reduced in speed at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation is obtained on the same axis.
内歯歯車2は、図4に示すように、内歯21を有する環状の部品である。本基本構成では、内歯歯車2は、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の内歯歯車2の内周面には、内歯21が、内歯歯車2の円周方向に沿って形成されている。内歯21を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、内歯歯車2の内周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、内歯21のピッチ円は、平面視において真円となる。内歯21のピッチ円の中心は、回転軸Ax1上にある。また、内歯歯車2は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。内歯21の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。内歯21の歯筋方向の寸法は、内歯歯車2の厚み方向よりもやや小さい。 The internal gear 2 is an annular part having internal teeth 21, as shown in FIG. 4. In this basic configuration, the internal gear 2 has an annular shape, with at least the inner peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The internal teeth 21 are formed along the circumferential direction of the internal gear 2 on the inner peripheral surface of the annular internal gear 2. The multiple teeth that make up the internal teeth 21 all have the same shape, and are provided at equal pitch over the entire circumferential area of the inner peripheral surface of the internal gear 2. In other words, the pitch circle of the internal teeth 21 is a perfect circle in a plan view. The center of the pitch circle of the internal teeth 21 is on the rotation axis Ax1. The internal gear 2 has a predetermined thickness in the direction of the rotation axis Ax1. The tooth traces of the internal teeth 21 are all parallel to the rotation axis Ax1. The dimension of the internal teeth 21 in the tooth trace direction is slightly smaller than the thickness direction of the internal gear 2.
ここで、内歯歯車2は、上述したように、環状(円環状)の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有している。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。言い換えれば、複数の外ピン23は、それぞれ内歯21を構成する複数の歯として機能する。具体的には、歯車本体22の内周面221には、図2に示すように、円周方向の全域に複数の溝が形成されている。複数の溝は、全て同一形状であって、等ピッチで設けられている。複数の溝は、いずれも回転軸Ax1と平行であって、歯車本体22の厚み方向の全長にわたって形成されている。複数の外ピン23は、複数の溝に嵌るようにして、歯車本体22に組み合わされている。複数の外ピン23の各々は、溝内において自転可能な状態で保持される。また、歯車本体22は、(外輪62と共に)ケース10に固定される。そのため、歯車本体22には、固定用の複数の固定孔222が形成されている。 Here, as described above, the internal gear 2 has an annular (circular) gear body 22 and a plurality of outer pins 23. The plurality of outer pins 23 are held on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 in a rotatable state, and constitute the internal teeth 21. In other words, the plurality of outer pins 23 function as a plurality of teeth that constitute the internal teeth 21. Specifically, as shown in FIG. 2, a plurality of grooves are formed on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 over the entire circumferential area. All of the plurality of grooves are of the same shape and are provided at equal pitches. All of the plurality of grooves are parallel to the rotation axis Ax1, and are formed over the entire length of the gear body 22 in the thickness direction. The plurality of outer pins 23 are combined with the gear body 22 so as to fit into the plurality of grooves. Each of the plurality of outer pins 23 is held in a rotatable state within the groove. In addition, the gear body 22 is fixed to the case 10 (together with the outer ring 62). Therefore, the gear body 22 is formed with a plurality of fixing holes 222 for fixing.
遊星歯車3は、図4に示すように、外歯31を有する環状の部品である。本基本構成では、遊星歯車3は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、 状を有している。円環状の遊星歯車3の外周面には、外歯31が、遊星歯車3の円周方向に沿って形成されている。外歯31を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、遊星歯車3の外周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、外歯31のピッチ円は、平面視において真円となる。外歯31のピッチ円の中心C1は、回転軸Ax1から距離ΔL(図4参照)だけずれた位置にある。また、遊星歯車3は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。外歯31は、いずれも遊星歯車3の厚み方向の全長にわたって形成されている。外歯31の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。遊星歯車3においては、内歯歯車2とは異なり、外歯31が遊星歯車3の本体と1つの金属部材にて一体に形成されている。 As shown in FIG. 4, the planetary gear 3 is an annular part having external teeth 31. In this basic configuration, the planetary gear 3 has a shape in which at least the outer peripheral surface is a perfect circle in a plan view. The outer peripheral surface of the annular planetary gear 3 is formed with external teeth 31 along the circumferential direction of the planetary gear 3. The multiple teeth constituting the external teeth 31 all have the same shape and are provided at equal pitch over the entire circumferential area of the outer peripheral surface of the planetary gear 3. In other words, the pitch circle of the external teeth 31 is a perfect circle in a plan view. The center C1 of the pitch circle of the external teeth 31 is shifted from the rotation axis Ax1 by a distance ΔL (see FIG. 4). The planetary gear 3 also has a predetermined thickness in the direction of the rotation axis Ax1. All of the external teeth 31 are formed over the entire length of the planetary gear 3 in the thickness direction. All of the tooth traces of the external teeth 31 are parallel to the rotation axis Ax1. In the planetary gear 3, unlike the internal gear 2, the external teeth 31 are formed integrally with the main body of the planetary gear 3 from a single metal member.
ここで、遊星歯車3に対しては、偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされる。つまり、遊星歯車3には、円形状に開口する開口部33が形成されている。開口部33は、遊星歯車3を厚み方向に沿って貫通する孔である。平面視において、開口部33の中心と遊星歯車3の中心とは一致しており、開口部33の内周面(遊星歯車3の内周面)と外歯31のピッチ円とは同心円となる。遊星歯車3の開口部33には、偏心体軸受け5が収容される。さらに、偏心体軸受け5(の偏心体内輪51)に偏心軸7が挿入されることで、偏心体軸受け5及び偏心軸7が遊星歯車3に組み合わされる。遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で、偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は回転軸Ax1まわりで揺動する。 Here, the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 are combined with the planetary gear 3. That is, the planetary gear 3 has an opening 33 that opens in a circular shape. The opening 33 is a hole that penetrates the planetary gear 3 along the thickness direction. In a plan view, the center of the opening 33 and the center of the planetary gear 3 coincide with each other, and the inner circumferential surface of the opening 33 (the inner circumferential surface of the planetary gear 3) and the pitch circle of the external teeth 31 are concentric. The opening 33 of the planetary gear 3 accommodates the eccentric body bearing 5. Furthermore, the eccentric shaft 7 is inserted into the eccentric body bearing 5 (the eccentric inner ring 51), so that the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 are combined with the planetary gear 3. When the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric body bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.
このように構成される遊星歯車3は、内歯歯車2の内側に配置される。平面視において、遊星歯車3は内歯歯車2に比べて一回り小さく形成されており、遊星歯車3は、内歯歯車2と組み合わされた状態で、内歯歯車2の内側で揺動可能となる。ここで、遊星歯車3の外周面には外歯31が形成され、内歯歯車2の内周面には内歯21が形成されている。そのため、内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置された状態では、外歯31と内歯21とは、互いに対向することになる。 The planetary gear 3 configured in this manner is disposed inside the internal gear 2. In a plan view, the planetary gear 3 is formed to be one size smaller than the internal gear 2, and the planetary gear 3 can oscillate inside the internal gear 2 when combined with the internal gear 2. Here, external teeth 31 are formed on the outer peripheral surface of the planetary gear 3, and internal teeth 21 are formed on the inner peripheral surface of the internal gear 2. Therefore, when the planetary gear 3 is disposed inside the internal gear 2, the external teeth 31 and the internal teeth 21 face each other.
さらに、外歯31のピッチ円は、内歯21のピッチ円よりも一回り小さい。そして、遊星歯車3が内歯歯車2に内接した状態で、外歯31のピッチ円の中心C1は、内歯21のピッチ円の中心(回転軸Ax1)から距離ΔL(図4参照)だけずれた位置にある。そのため、外歯31との内歯21とは、少なくとも一部が隙間を介して対向することになり、円周方向の全体が互いに噛み合うことはない。ただし、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側において回転軸Ax1まわりで揺動(公転)するので、外歯31と内歯21とが部分的に噛み合うことになる。つまり、遊星歯車3が回転軸Ax1まわりを揺動することで、図4に示すように、外歯31を構成する複数の歯のうちの一部の歯が、内歯21を構成する複数の歯のうちの一部の歯に噛み合うことになる。結果的に、歯車装置1では、外歯31の一部を内歯21の一部に噛み合わせることが可能となる。 Furthermore, the pitch circle of the external teeth 31 is one size smaller than the pitch circle of the internal teeth 21. And, when the planetary gear 3 is inscribed in the internal gear 2, the center C1 of the pitch circle of the external teeth 31 is located at a position shifted by a distance ΔL (see FIG. 4) from the center of the pitch circle of the internal teeth 21 (rotation axis Ax1). Therefore, the external teeth 31 and the internal teeth 21 face each other at least partially through a gap, and do not mesh with each other in the entire circumferential direction. However, since the planetary gear 3 oscillates (revolves) around the rotation axis Ax1 inside the internal gear 2, the external teeth 31 and the internal teeth 21 partially mesh with each other. In other words, by oscillating the planetary gear 3 around the rotation axis Ax1, some of the teeth that make up the external teeth 31 mesh with some of the teeth that make up the internal teeth 21, as shown in FIG. 4. As a result, in the gear device 1, it is possible to mesh some of the external teeth 31 with some of the internal teeth 21.
ここで、内歯歯車2における内歯21の歯数は、遊星歯車3の外歯31の歯数よりもN(Nは正の整数)だけ多い。本基本構成では一例として、Nが「1」であって、遊星歯車3の(外歯31の)歯数は、内歯歯車2の(内歯21の)歯数よりも「1」多い。このような遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定する。 Here, the number of teeth of the internal teeth 21 of the internal gear 2 is N (N is a positive integer) more than the number of teeth of the external teeth 31 of the planetary gear 3. As an example of this basic configuration, N is "1", and the number of teeth (of the external teeth 31) of the planetary gear 3 is "1" more than the number of teeth (of the internal teeth 21) of the internal gear 2. Such a difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 determines the reduction ratio of the output rotation to the input rotation in the gear device 1.
また、本基本構成では一例として、遊星歯車3の厚みは、内歯歯車2における歯車本体22の厚みよりも小さい。さらに、外歯31の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法よりも小さい。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯21の歯筋の範囲内に、外歯31が収まることになる。 In addition, in this basic configuration, as an example, the thickness of the planetary gear 3 is smaller than the thickness of the gear body 22 in the internal gear 2. Furthermore, the dimension of the external teeth 31 in the tooth trace direction (direction parallel to the rotation axis Ax1) is smaller than the dimension of the internal teeth 21 in the tooth trace direction (direction parallel to the rotation axis Ax1). In other words, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the external teeth 31 are contained within the range of the tooth trace of the internal teeth 21.
本基本構成では、上述したように、遊星歯車3の自転成分相当の回転が、軸受け部材6の内輪61と一体化された出力軸の回転(出力回転)として取り出される。そのため、遊星歯車3は、複数の内ピン4にて内輪61と連結される。遊星歯車3には、図5A及び図5Bに示すように、複数の内ピン4を挿入するための複数の遊嵌孔32が形成されている。遊嵌孔32は内ピン4と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、遊嵌孔32及び内ピン4は、18個ずつ設けられている。複数の遊嵌孔32の各々は、円形状に開口しており、遊星歯車3を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の遊嵌孔32は、開口部33と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。 In this basic configuration, as described above, the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 is taken out as the rotation (output rotation) of the output shaft integrated with the inner ring 61 of the bearing member 6. Therefore, the planetary gear 3 is connected to the inner ring 61 by a plurality of inner pins 4. As shown in Figures 5A and 5B, the planetary gear 3 has a plurality of loose fitting holes 32 for inserting a plurality of inner pins 4. The loose fitting holes 32 are provided in the same number as the inner pins 4, and in this basic configuration, as an example, 18 loose fitting holes 32 and 18 inner pins 4 are provided. Each of the multiple loose fitting holes 32 is a hole that opens in a circular shape and penetrates the planetary gear 3 along the thickness direction. The multiple (here, 18) loose fitting holes 32 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the opening 33.
複数の内ピン4は、遊星歯車3と軸受け部材6の内輪61とを連結する部品である。複数の内ピン4の各々は、円柱状に形成されている。複数の内ピン4の直径及び長さは、複数の内ピン4において共通である。内ピン4の直径は、遊嵌孔32の直径よりも一回り小さい。これにより、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321との間に、空間的な余裕(隙間)を確保した状態で遊嵌孔32に挿入される(図4参照)。 The multiple inner pins 4 are components that connect the planetary gear 3 and the inner ring 61 of the bearing member 6. Each of the multiple inner pins 4 is formed in a cylindrical shape. The diameter and length of the multiple inner pins 4 are the same for all of the multiple inner pins 4. The diameter of the inner pin 4 is one size smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. As a result, the inner pin 4 is inserted into the loose fitting hole 32 with a spatial margin (gap) secured between the inner circumferential surface 321 of the loose fitting hole 32 (see FIG. 4).
軸受け部材6は、外輪62及び内輪61を有し、歯車装置1の出力を外輪62に対する内輪61の回転として取り出すための部品である。軸受け部材6は、外輪62及び内輪61に加えて、複数の転動体63(図3参照)と、を有している。 The bearing member 6 has an outer ring 62 and an inner ring 61, and is a component for extracting the output of the gear device 1 as the rotation of the inner ring 61 relative to the outer ring 62. In addition to the outer ring 62 and the inner ring 61, the bearing member 6 also has a number of rolling elements 63 (see FIG. 3).
外輪62及び内輪61は、図6A及び図6Bに示すように、いずれも環状の部品である。外輪62及び内輪61は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。内輪61は、外輪62よりも一回り小さく、外輪62の内側に配置される。ここで、外輪62の内径は内輪61の外径よりも大きいため、外輪62の内周面と内輪61の外周面との間には隙間が生じる。 As shown in Figures 6A and 6B, the outer ring 62 and the inner ring 61 are both annular components. The outer ring 62 and the inner ring 61 both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. The inner ring 61 is one size smaller than the outer ring 62 and is disposed inside the outer ring 62. Here, since the inner diameter of the outer ring 62 is larger than the outer diameter of the inner ring 61, a gap is generated between the inner peripheral surface of the outer ring 62 and the outer peripheral surface of the inner ring 61.
内輪61は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の保持孔611を有している。保持孔611は内ピン4と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、保持孔611は18個設けられている。複数の保持孔611の各々は、図6A及び図6Bに示すように、円形状に開口しており、内輪61を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の保持孔611は、内輪61の外周と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。保持孔611の直径は、内ピン4の直径以上であって、遊嵌孔32の直径よりも小さい。 The inner ring 61 has a number of retaining holes 611 into which the inner pins 4 are respectively inserted. The number of retaining holes 611 is the same as the number of inner pins 4, and in this basic configuration, as an example, 18 retaining holes 611 are provided. As shown in Figures 6A and 6B, each of the multiple retaining holes 611 has a circular opening and is a hole that penetrates the inner ring 61 in the thickness direction. The multiple (here, 18) retaining holes 611 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the outer periphery of the inner ring 61. The diameter of the retaining hole 611 is equal to or greater than the diameter of the inner pin 4 and smaller than the diameter of the loose fitting hole 32.
さらに、内輪61は出力軸と一体化され、内輪61の回転が出力軸の回転として取り出される。そのため、内輪61には、出力軸を取り付けるための複数の出力側取付穴612(図2参照)が形成されている。本基本構成では、複数の出力側取付穴612は、複数の保持孔611よりも内側であって、内輪61の外周と同心の仮想円上に配置されている。 Furthermore, the inner ring 61 is integrated with the output shaft, and the rotation of the inner ring 61 is taken out as the rotation of the output shaft. Therefore, the inner ring 61 is formed with a plurality of output side mounting holes 612 (see FIG. 2) for mounting the output shaft. In this basic configuration, the plurality of output side mounting holes 612 are located inside the plurality of retaining holes 611 and are arranged on a virtual circle concentric with the outer periphery of the inner ring 61.
外輪62は、内歯歯車2の歯車本体22と共に、ケース10等の固定部材に固定される。そのため、外輪62には、固定用の複数の透孔621が形成されている。具体的には、図3に示すように、外輪62は、ケース10との間に歯車本体22を挟んだ状態で、透孔621及び歯車本体22の固定孔222を通る固定用のねじ(ボルト)60にて、ケース10に対して固定されている。 The outer ring 62 is fixed to a fixed member such as the case 10 together with the gear body 22 of the internal gear 2. For this reason, the outer ring 62 is formed with a plurality of through holes 621 for fixing. Specifically, as shown in FIG. 3, the outer ring 62 is fixed to the case 10 by fixing screws (bolts) 60 that pass through the through holes 621 and the fixing holes 222 of the gear body 22 with the gear body 22 sandwiched between the outer ring 62 and the case 10.
複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間の隙間に配置されている。複数の転動体63は、外輪62の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体63は、全て同一形状の金属部品であって、外輪62の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。 The multiple rolling elements 63 are disposed in the gap between the outer ring 62 and the inner ring 61. The multiple rolling elements 63 are arranged in a line in the circumferential direction of the outer ring 62. The multiple rolling elements 63 are all metal parts of the same shape, and are provided at equal pitches over the entire circumferential area of the outer ring 62.
本基本構成では一例として、軸受け部材6は、クロスローラベアリングである。つまり、軸受け部材6は、転動体63として円筒状のコロを有している。そして、円筒状の転動体63の軸は、回転軸Ax1に直交する平面に対して45度の傾きを有し、かつ内輪61の外周に対して直交する。さらに、内輪61の円周方向において互いに隣接する一対の転動体63は、互いに軸方向が直交する向きに配置されている。このようなクロスローラベアリングからなる軸受け部材6では、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)のいずれをも受けやすくなる。しかも、1つの軸受け部材6によって、これら3種類の荷重に耐えることができ、必要な剛性を確保することができる。 In this basic configuration, as an example, the bearing member 6 is a cross roller bearing. That is, the bearing member 6 has cylindrical rollers as rolling elements 63. The axis of the cylindrical rolling elements 63 is inclined at 45 degrees with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Ax1, and perpendicular to the outer periphery of the inner ring 61. Furthermore, a pair of rolling elements 63 adjacent to each other in the circumferential direction of the inner ring 61 are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other. The bearing member 6 made of such a cross roller bearing is easily able to withstand radial loads, thrust loads (direction along the rotation axis Ax1), and bending forces (bending moment loads) against the rotation axis Ax1. Moreover, a single bearing member 6 can withstand these three types of loads and ensure the necessary rigidity.
偏心軸7は、図7A及び図7Bに示すように、円筒状の部品である。偏心軸7は、軸心部71と、偏心部72と、を有している。軸心部71は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円筒状を有している。軸心部71の中心(中心軸)は、回転軸Ax1と一致する。偏心部72は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円盤状を有している。偏心部72の中心(中心軸)は、回転軸Ax1からずれた中心C1と一致する。ここで、回転軸Ax1と中心C1との間の距離ΔL(図7B参照)は、軸心部71に対する偏心部72の偏心量となる。偏心部72は、軸心部71の長手方向(軸方向)の中央部において、軸心部71の外周面から全周にわたって突出するフランジ形状をなす。上述した構成によれば、偏心軸7は、回転軸Ax1を中心に軸心部71が回転(自転)することで、偏心部72が偏心運動することになる。 As shown in Figures 7A and 7B, the eccentric shaft 7 is a cylindrical part. The eccentric shaft 7 has an axial center portion 71 and an eccentric portion 72. The axial center portion 71 has a cylindrical shape with at least the outer peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The center (central axis) of the axial center portion 71 coincides with the rotation axis Ax1. The eccentric portion 72 has a disk shape with at least the outer peripheral surface being a perfect circle in a plan view. The center (central axis) of the eccentric portion 72 coincides with the center C1 shifted from the rotation axis Ax1. Here, the distance ΔL (see Figure 7B) between the rotation axis Ax1 and the center C1 is the eccentricity of the eccentric portion 72 with respect to the axial center portion 71. The eccentric portion 72 has a flange shape that protrudes from the outer peripheral surface of the axial center portion 71 over the entire circumference at the center of the longitudinal direction (axial direction) of the axial center portion 71. According to the above-described configuration, the eccentric shaft 7 rotates (spins) the axial center portion 71 about the rotation axis Ax1, causing the eccentric portion 72 to perform eccentric motion.
本基本構成では、軸心部71及び偏心部72は1つの金属部材にて一体に形成されており、これにより、シームレスな偏心軸7が実現される。このような形状の偏心軸7は、偏心体軸受け5と共に遊星歯車3に組み合わされる。そのため、遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。 In this basic configuration, the shaft center portion 71 and the eccentric portion 72 are integrally formed from a single metal member, thereby realizing a seamless eccentric shaft 7. The eccentric shaft 7 having this shape is combined with the planetary gear 3 together with the eccentric body bearing 5. Therefore, when the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric body bearing 5 and eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.
さらに、偏心軸7は、軸心部71を軸方向(長手方向)に貫通する貫通孔73を有している。貫通孔73は、軸心部71における軸方向の両端面に円形状に開口している。貫通孔73の中心(中心軸)は、回転軸Ax1と一致する。貫通孔73には、例えば、電源線及び信号線等のケーブル類を通すことが可能である。 Furthermore, the eccentric shaft 7 has a through hole 73 that passes through the shaft center portion 71 in the axial direction (longitudinal direction). The through hole 73 opens in a circular shape on both axial end faces of the shaft center portion 71. The center (central axis) of the through hole 73 coincides with the rotation axis Ax1. For example, cables such as power lines and signal lines can be passed through the through hole 73.
また、本基本構成では、駆動源101から、偏心軸7に入力としての回転力が加えられる。そのため、偏心軸7には、駆動源101につながる入力軸を取り付けるための複数の入力側取付穴74(図7A及び図7B参照)が形成されている。本基本構成では、複数の入力側取付穴74は、軸心部71の軸方向に一端面における貫通孔73の周囲であって、貫通孔73と同心の仮想円上に配置されている。 In addition, in this basic configuration, a rotational force is applied as an input from the driving source 101 to the eccentric shaft 7. Therefore, the eccentric shaft 7 is formed with a plurality of input side mounting holes 74 (see Figures 7A and 7B) for mounting an input shaft connected to the driving source 101. In this basic configuration, the plurality of input side mounting holes 74 are arranged on a virtual circle concentric with the through hole 73 around the through hole 73 on one end face in the axial direction of the shaft center portion 71.
偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体内輪51を有し、偏心軸7の回転のうちの自転成分を吸収し、偏心軸7の自転成分を除いた偏心軸7の回転、つまり偏心軸7の揺動成分(公転成分)のみを遊星歯車3に伝達するための部品である。偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体内輪51に加えて、複数の転動体53(図3参照)を有している。 The eccentric bearing 5 has an eccentric outer ring 52 and an eccentric inner ring 51, and is a component that absorbs the rotational component of the rotation of the eccentric shaft 7 and transmits only the rotation of the eccentric shaft 7 excluding the rotational component of the eccentric shaft 7, that is, only the oscillation component (revolution component) of the eccentric shaft 7, to the planetary gear 3. In addition to the eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51, the eccentric bearing 5 has multiple rolling elements 53 (see Figure 3).
偏心体外輪52及び偏心体内輪51は、いずれも環状の部品である。偏心体外輪52及び偏心体内輪51は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。偏心体内輪51は、偏心体外輪52よりも一回り小さく、偏心体外輪52の内側に配置される。ここで、偏心体外輪52の内径は偏心体内輪51の外径よりも大きいため、偏心体外輪52の内周面と偏心体内輪51の外周面との間には隙間が生じる。 The eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51 are both annular parts. The eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51 both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. The eccentric inner ring 51 is one size smaller than the eccentric outer ring 52 and is disposed inside the eccentric outer ring 52. Here, since the inner diameter of the eccentric outer ring 52 is larger than the outer diameter of the eccentric inner ring 51, a gap is generated between the inner peripheral surface of the eccentric outer ring 52 and the outer peripheral surface of the eccentric inner ring 51.
複数の転動体53は、偏心体外輪52と偏心体内輪51との間の隙間に配置されている。複数の転動体53は、偏心体外輪52の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体53は、全て同一形状の金属部品であって、偏心体外輪52の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。本基本構成では一例として、偏心体軸受け5は、転動体53としてボールを用いた深溝玉軸受けからなる。 The multiple rolling elements 53 are arranged in the gap between the eccentric outer ring 52 and the eccentric inner ring 51. The multiple rolling elements 53 are arranged in a line in the circumferential direction of the eccentric outer ring 52. The multiple rolling elements 53 are all metal parts of the same shape, and are provided at equal pitches over the entire circumferential area of the eccentric outer ring 52. In this basic configuration, as an example, the eccentric bearing 5 is a deep groove ball bearing that uses balls as the rolling elements 53.
ここで、偏心体内輪51の内径は、偏心軸7における偏心部72の外径と一致する。偏心体軸受け5は、偏心体内輪51に偏心軸7の偏心部72が挿入された状態で、偏心軸7と組み合わされる。また、偏心体外輪52の外径は、遊星歯車3における開口部33の内径(直径)と一致する。偏心体軸受け5は、遊星歯車3の開口部33に偏心体外輪52が嵌め込まれた状態で、遊星歯車3と組み合わされる。言い換えれば、遊星歯車3の開口部33には、偏心軸7の偏心部72に装着された状態の偏心体軸受け5が収容される。 Here, the inner diameter of the eccentric inner ring 51 is equal to the outer diameter of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7. The eccentric bearing 5 is combined with the eccentric shaft 7 with the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7 inserted into the eccentric inner ring 51. The outer diameter of the eccentric outer ring 52 is equal to the inner diameter (diameter) of the opening 33 of the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 is combined with the planetary gear 3 with the eccentric outer ring 52 fitted into the opening 33 of the planetary gear 3. In other words, the opening 33 of the planetary gear 3 accommodates the eccentric bearing 5 attached to the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7.
また、本基本構成では一例として、偏心体軸受け5における偏心体内輪51の幅方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、偏心軸7の偏心部72の厚みと略同一である。偏心体外輪52の幅方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、偏心体内輪51の幅方向の寸法に比べてやや小さい。さらに、偏心体外輪52の幅方向の寸法は、遊星歯車3の厚みに比べて大きい。そのため、回転軸Ax1に平行な方向においては、偏心体軸受け5の範囲内に、遊星歯車3が収まることになる。一方で、偏心体外輪52の幅方向の寸法は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法よりも小さい。そのため、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯歯車2の範囲内に、偏心体軸受け5が収まることになる。 In addition, in this basic configuration, as an example, the width dimension (direction parallel to the rotation axis Ax1) of the eccentric inner ring 51 in the eccentric bearing 5 is approximately the same as the thickness of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7. The width dimension (direction parallel to the rotation axis Ax1) of the eccentric outer ring 52 is slightly smaller than the width dimension of the eccentric inner ring 51. Furthermore, the width dimension of the eccentric outer ring 52 is larger than the thickness of the planetary gear 3. Therefore, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the planetary gear 3 fits within the range of the eccentric bearing 5. On the other hand, the width dimension of the eccentric outer ring 52 is smaller than the dimension in the tooth trace direction of the internal teeth 21 (direction parallel to the rotation axis Ax1). Therefore, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the eccentric bearing 5 fits within the range of the internal gear 2.
偏心体軸受け5及び偏心軸7が遊星歯車3に組み合わされた状態で、偏心軸7が回転すると、偏心体軸受け5においては、偏心体内輪51の中心C1からずれた回転軸Ax1まわりで偏心体内輪51が回転(偏心運動)する。このとき、偏心軸7の自転成分は偏心体軸受け5で吸収される。したがって、遊星歯車3には、偏心体軸受け5により、偏心軸7の自転成分を除いた偏心軸7の回転、つまり偏心軸7の揺動成分(公転成分)のみが伝達されることになる。よって、遊星歯車3に偏心体軸受け5及び偏心軸7が組み合わされた状態で偏心軸7が回転すると、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。 When the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the eccentric inner ring 51 rotates (eccentrically moves) around the rotation axis Ax1 that is offset from the center C1 of the eccentric inner ring 51 in the eccentric bearing 5. At this time, the rotation component of the eccentric shaft 7 is absorbed by the eccentric bearing 5. Therefore, only the rotation of the eccentric shaft 7 excluding the rotation component of the eccentric shaft 7, that is, only the oscillation component (revolution component) of the eccentric shaft 7 is transmitted to the planetary gear 3 by the eccentric bearing 5. Therefore, when the eccentric shaft 7 rotates with the eccentric bearing 5 and the eccentric shaft 7 combined with the planetary gear 3, the planetary gear 3 oscillates around the rotation axis Ax1.
支持体8は、図8A及び図8Bに示すように、環状に形成され、複数の内ピン4を支持する部品である。支持体8は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の支持孔82を有している。支持孔82は内ピン4と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、支持孔82は18個設けられている。複数の支持孔82の各々は、図8A及び図8Bに示すように、円形状に開口しており、支持体8を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数(ここでは18個)の支持孔82は、支持体8の外周面81と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。支持孔82の直径は、内ピン4の直径以上であって、遊嵌孔32の直径よりも小さい。本基本構成では一例として、支持孔82の直径は、内輪61に形成されている保持孔611の直径と等しい。 As shown in Figs. 8A and 8B, the support 8 is an annular component that supports multiple inner pins 4. The support 8 has multiple support holes 82 into which the multiple inner pins 4 are inserted. The support holes 82 are provided in the same number as the inner pins 4, and in this basic configuration, as an example, 18 support holes 82 are provided. As shown in Figs. 8A and 8B, each of the multiple support holes 82 opens in a circular shape and penetrates the support 8 in the thickness direction. The multiple (here, 18) support holes 82 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a virtual circle concentric with the outer circumferential surface 81 of the support 8. The diameter of the support hole 82 is equal to or greater than the diameter of the inner pin 4 and smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. In this basic configuration, as an example, the diameter of the support hole 82 is equal to the diameter of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61.
支持体8は、図3に示すように、回転軸Ax1の一方側(入力側)から遊星歯車3に対向するように配置される。そして、複数の支持孔82に複数の内ピン4が挿入されることで、支持体8は、複数の内ピン4を束ねるように機能する。さらに、支持体8は、外周面81を複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。これにより、複数の外ピン23によって支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。支持体8については、「(3.3)支持体」の欄で詳しく説明する。 As shown in FIG. 3, the support 8 is disposed so as to face the planetary gear 3 from one side (input side) of the rotation axis Ax1. The inner pins 4 are inserted into the support holes 82, and the support 8 functions to bundle the inner pins 4. Furthermore, the position of the support 8 is restricted by contacting the outer peripheral surface 81 with the outer pins 23. This allows the support 8 to be centered by the outer pins 23, and as a result, the inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the outer pins 23. The support 8 will be described in detail in the "(3.3) Support" section.
第1ベアリング91及び第2ベアリング92は、それぞれ偏心軸7の軸心部71に装着される。具体的には、第1ベアリング91及び第2ベアリング92は、図3に示すように、回転軸Ax1に平行な方向において偏心部72を挟むように、軸心部71における偏心部72の両側に装着される。第1ベアリング91は、偏心部72から見て、回転軸Ax1の入力側に配置される。第2ベアリング92は、偏心部72から見て、回転軸Ax1の出力側に配置される。第1ベアリング91は、ケース10に対して偏心軸7を回転可能に保持する。第2ベアリング92は、軸受け部材6の内輪61に対して偏心軸7を回転可能に保持する。これにより、偏心軸7の軸心部71は、回転軸Ax1に平行な方向における偏心部72の両側の2箇所において、回転可能に保持されることになる。 The first bearing 91 and the second bearing 92 are each mounted on the axial center portion 71 of the eccentric shaft 7. Specifically, as shown in FIG. 3, the first bearing 91 and the second bearing 92 are mounted on both sides of the eccentric portion 72 in the axial center portion 71 so as to sandwich the eccentric portion 72 in a direction parallel to the rotation axis Ax1. The first bearing 91 is disposed on the input side of the rotation axis Ax1 as viewed from the eccentric portion 72. The second bearing 92 is disposed on the output side of the rotation axis Ax1 as viewed from the eccentric portion 72. The first bearing 91 holds the eccentric shaft 7 rotatably relative to the case 10. The second bearing 92 holds the eccentric shaft 7 rotatably relative to the inner ring 61 of the bearing member 6. As a result, the axial center portion 71 of the eccentric shaft 7 is rotatably held at two locations on both sides of the eccentric portion 72 in a direction parallel to the rotation axis Ax1.
ケース10は、円筒状であって、回転軸Ax1の出力側に、フランジ部11を有している。フランジ部11には、ケース10自体を固定するための複数の設置孔111が形成されている。また、ケース10における回転軸Ax1の出力側の端面には、軸受け孔12が形成されている。軸受け孔12は、円形状に開口している。軸受け孔12内に第1ベアリング91が嵌め込まれることにより、ケース10に対して第1ベアリング91が取り付けられる。 The case 10 is cylindrical and has a flange portion 11 on the output side of the rotating shaft Ax1. The flange portion 11 has a plurality of mounting holes 111 for fixing the case 10 itself. A bearing hole 12 is formed in the end face of the case 10 on the output side of the rotating shaft Ax1. The bearing hole 12 has a circular opening. The first bearing 91 is attached to the case 10 by fitting it into the bearing hole 12.
また、ケース10における回転軸Ax1の出力側の端面であって、軸受け孔12の周囲には、複数のねじ穴13が形成されている。複数のねじ穴13は、内歯歯車2の歯車本体22及び軸受け部材6の外輪62をケース10に固定するために用いられる。具体的には、固定用のねじ60が、外輪62の透孔621及び歯車本体22の固定孔222を通して、ねじ穴13に締め付けられることにより、歯車本体22及び外輪62がケース10に対して固定される。 In addition, multiple screw holes 13 are formed around the bearing hole 12 on the output side end face of the rotation axis Ax1 in the case 10. The multiple screw holes 13 are used to fix the gear body 22 of the internal gear 2 and the outer ring 62 of the bearing member 6 to the case 10. Specifically, the fixing screw 60 is passed through the through hole 621 of the outer ring 62 and the fixing hole 222 of the gear body 22 and tightened into the screw hole 13, thereby fixing the gear body 22 and the outer ring 62 to the case 10.
また、本基本構成に係る歯車装置1は、図3に示すように、複数のオイルシール14,15,16等を更に備えている。オイルシール14は、偏心軸7における回転軸Ax1の入力側の端部に装着され、ケース10と偏心軸7(軸心部71)との間の隙間を塞いでいる。オイルシール15は、偏心軸7における回転軸Ax1の出力側の端部に装着され、内輪61と偏心軸7(軸心部71)との間の隙間を塞いでいる。オイルシール16は、軸受け部材6における回転軸Ax1の出力側の端面に装着され、内輪61と外輪62との間の隙間を塞いでいる。これら複数のオイルシール14,15,16で密閉された空間は、潤滑剤保持空間17(図9参照)を構成する。潤滑剤保持空間17は、軸受け部材6の内輪61と外輪62との間の空間を含む。さらに、潤滑剤保持空間17内には、複数の外ピン23、遊星歯車3、偏心体軸受け5、支持体8、第1ベアリング91及び第2ベアリング92等が収容される。 The gear device 1 according to this basic configuration further includes a plurality of oil seals 14, 15, 16, etc., as shown in FIG. 3. The oil seal 14 is attached to the input side end of the rotating shaft Ax1 of the eccentric shaft 7, and closes the gap between the case 10 and the eccentric shaft 7 (shaft center portion 71). The oil seal 15 is attached to the output side end of the rotating shaft Ax1 of the eccentric shaft 7, and closes the gap between the inner ring 61 and the eccentric shaft 7 (shaft center portion 71). The oil seal 16 is attached to the output side end face of the rotating shaft Ax1 of the bearing member 6, and closes the gap between the inner ring 61 and the outer ring 62. The space sealed by these plurality of oil seals 14, 15, 16 constitutes a lubricant retention space 17 (see FIG. 9). The lubricant retention space 17 includes the space between the inner ring 61 and the outer ring 62 of the bearing member 6. Furthermore, the lubricant retention space 17 contains multiple outer pins 23, planetary gears 3, eccentric bearings 5, support 8, first bearing 91, second bearing 92, etc.
そして、潤滑剤保持空間17には、潤滑剤が注入されている。潤滑剤は液体であって、潤滑剤保持空間内17を流動可能である。そのため、歯車装置1の使用時においては、例えば、複数の外ピン23からなる内歯21と遊星歯車3の外歯31との噛み合い部位には、潤滑剤が入り込む。本開示でいう「液体」は、液状又はゲル状の物質を含む。ここでいう「ゲル状」は、液体と固体との中間の性質を有する状態を意味し、液相と固相との2つの相からなるコロイド(colloid)の状態を含む。例えば、分散媒が液相であって、分散質が液相であるエマルション(emulsion)、分散質が固相であるサスペンション(suspension)等の、ゲル(gel)又はゾル(sol)と呼ばれる状態が「ゲル状」に含まれる。また、分散媒が固相であって、分散質が液相である状態も、「ゲル状」に含まれる。本基本構成では一例として、潤滑剤は、液状の潤滑油(オイル)である。 The lubricant is injected into the lubricant retaining space 17. The lubricant is liquid and can flow in the lubricant retaining space 17. Therefore, when the gear device 1 is in use, the lubricant enters, for example, the meshing portion between the internal teeth 21 consisting of the multiple outer pins 23 and the external teeth 31 of the planetary gear 3. In this disclosure, the term "liquid" includes liquid or gel-like substances. The term "gel-like" here means a state having intermediate properties between liquid and solid, and includes a colloidal state consisting of two phases, a liquid phase and a solid phase. For example, the "gel-like" state includes a state called a gel or sol, such as an emulsion in which the dispersion medium is in a liquid phase and the dispersoid is in a liquid phase, and a suspension in which the dispersoid is in a solid phase. The "gel-like" state also includes a state in which the dispersion medium is in a solid phase and the dispersoid is in a liquid phase. In this basic configuration, as an example, the lubricant is a liquid lubricating oil (oil).
上述した構成の歯車装置1では、偏心軸7に入力としての回転力が加えられて、偏心軸7が回転軸Ax1を中心に回転することで、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動(公転)する。このとき、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側で内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態で揺動するので、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動する。これにより、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。そして、軸受け部材6の内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達される。その結果、内輪61に一体化された出力軸からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られることになる。 In the gear device 1 having the above-mentioned configuration, a rotational force is applied to the eccentric shaft 7 as an input, and the eccentric shaft 7 rotates around the rotation axis Ax1, causing the planetary gear 3 to oscillate (revolve) around the rotation axis Ax1. At this time, the planetary gear 3 is inscribed in the internal gear 2 inside the internal gear 2, and oscillates with a part of the external teeth 31 meshing with a part of the internal teeth 21, so that the meshing position between the internal teeth 21 and the external teeth 31 moves in the circumferential direction of the internal gear 2. As a result, a relative rotation according to the difference in the number of teeth between the planetary gear 3 and the internal gear 2 occurs between the two gears (the internal gear 2 and the planetary gear 3). The rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (revolution component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 of the bearing member 6 by the multiple inner pins 4. As a result, a rotation output reduced at a relatively high reduction ratio according to the difference in the number of teeth between the two gears is obtained from the output shaft integrated with the inner ring 61.
ところで、本実施形態に係る歯車装置1においては、上述したように、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定することになる。つまり、内歯歯車2の歯数を「V1」、遊星歯車3の歯数を「V2」とした場合、減速比R1は、下記式1で表される。 As described above, in the gear device 1 according to this embodiment, the difference in the number of teeth between the internal gear 2 and the planetary gear 3 determines the reduction ratio of the output rotation to the input rotation in the gear device 1. In other words, if the number of teeth of the internal gear 2 is "V1" and the number of teeth of the planetary gear 3 is "V2," the reduction ratio R1 is expressed by the following formula 1.
R1=V2/(V1-V2)・・・(式1)
要するに、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差(V1-V2)が小さいほど、減速比R1は大きくなる。一例として、内歯歯車2の歯数V1が「52」、遊星歯車3の歯数V2が「51」、その歯数差(V1-V2)が「1」であるので、上記式1より、減速比R1は「51」となる。この場合、回転軸Ax1の入力側から見て、偏心軸7が回転軸Ax1を中心に時計回りに1周(360度)回転すると、内輪61は回転軸Ax1を中心に歯数差「1」の分(つまり約7.06度)だけ反時計回りに回転する。
R1=V2/(V1-V2) (Equation 1)
In short, the smaller the difference in the number of teeth (V1-V2) between the internal gear 2 and the planetary gear 3, the larger the reduction ratio R1. As an example, the number of teeth V1 of the internal gear 2 is "52", the number of teeth V2 of the planetary gear 3 is "51", and the difference in the number of teeth (V1-V2) is "1", so from the above formula 1, the reduction ratio R1 is "51". In this case, when viewed from the input side of the rotation axis Ax1, when the eccentric shaft 7 rotates one revolution (360 degrees) clockwise around the rotation axis Ax1, the inner ring 61 rotates counterclockwise around the rotation axis Ax1 by the difference in the number of teeth of "1" (i.e., approximately 7.06 degrees).
本基本構成に係る歯車装置1によれば、このように高い減速比R1が、1段の歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の組み合わせで実現可能である。 With the gear device 1 according to this basic configuration, such a high reduction ratio R1 can be achieved with a combination of one gear stage (internal gear 2 and planetary gear 3).
また、歯車装置1は、少なくとも、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、軸受け部材6と、支持体8と、を備えていればよく、例えば、スプラインブッシュ等を構成要素として更に備えていてもよい。 The gear device 1 must include at least an internal gear 2, a planetary gear 3, a number of internal pins 4, a bearing member 6, and a support 8, and may further include other components such as a spline bush.
ところで、本基本構成に係る歯車装置1のように、高速回転側となる入力回転が偏心運動を伴う場合、高速回転する回転体の重量バランスがとれていないと、振動等につながる可能性があるため、カウンタウェイト等を用いて重量バランスをとることがある。すなわち、偏心体内輪51及び偏心体内輪51と共に回転する部材(偏心軸7)の少なくとも一方からなる回転体が高速で偏心運動することから、当該回転体の回転軸Ax1に対する重量バランスをとることが好ましい。本基本構成では、図3及び図4に示すように、偏心軸7における偏心部72の一部に、空隙75を設けることによって、回転軸Ax1に対する回転体の重量バランスをとる。 However, when the input rotation on the high-speed rotating side is accompanied by eccentric motion, as in the gear device 1 according to this basic configuration, if the weight balance of the rotating body rotating at high speed is not maintained, it may lead to vibration, etc., so the weight balance may be achieved using a counterweight or the like. In other words, since the rotating body consisting of at least one of the eccentric inner ring 51 and the member (eccentric shaft 7) rotating with the eccentric inner ring 51 moves eccentrically at high speed, it is preferable to balance the weight of the rotating body with respect to the rotation axis Ax1. In this basic configuration, as shown in Figures 3 and 4, a gap 75 is provided in part of the eccentric portion 72 of the eccentric shaft 7, thereby balancing the weight of the rotating body with respect to the rotation axis Ax1.
要するに、本基本構成では、カウンタウェイト等を付加するのではなく、回転体(ここでは偏心軸7)の一部を肉抜きすることで軽量化し、これによって回転軸Ax1に対する回転体の重量バランスをとっている。すなわち、本基本構成に係る歯車装置1は、遊星歯車3に形成された開口部33に収容され、遊星歯車3を揺動させる偏心体軸受け5を備えている。偏心体軸受け5は、偏心体外輪52及び偏心体外輪52の内側に配置される偏心体内輪51を有する。偏心体内輪51及び偏心体内輪51と共に回転する部材の少なくとも一方からなる回転体は、偏心体内輪51の回転軸Ax1から見て、偏心体外輪52の中心C1側の一部に空隙75を有する。本基本構成では、偏心軸7が「偏心体内輪51と共に回転する部材」であって、「回転体」に相当する。したがって、偏心軸7の偏心部72に形成された空隙75が、回転体の空隙75に相当する。この空隙75は、図3及び図4に示すように、回転軸Ax1から見て中心C1側の位置にあるので、偏心軸7の重量バランスを、回転軸Ax1から周方向に均等に近づけるように作用する。 In short, in this basic configuration, instead of adding a counterweight or the like, a part of the rotating body (here, the eccentric shaft 7) is hollowed out to reduce its weight, thereby balancing the weight of the rotating body with respect to the rotating axis Ax1. That is, the gear device 1 according to this basic configuration is provided with an eccentric bearing 5 that is housed in an opening 33 formed in the planetary gear 3 and swings the planetary gear 3. The eccentric bearing 5 has an eccentric outer ring 52 and an eccentric inner ring 51 arranged inside the eccentric outer ring 52. A rotating body consisting of at least one of the eccentric inner ring 51 and a member that rotates with the eccentric inner ring 51 has a gap 75 in a part of the center C1 side of the eccentric outer ring 52 when viewed from the rotation axis Ax1 of the eccentric inner ring 51. In this basic configuration, the eccentric shaft 7 is a "member that rotates with the eccentric inner ring 51" and corresponds to a "rotating body". Therefore, the gap 75 formed in the eccentric part 72 of the eccentric shaft 7 corresponds to the gap 75 of the rotating body. As shown in Figures 3 and 4, this gap 75 is located on the center C1 side when viewed from the rotation axis Ax1, so it acts to make the weight balance of the eccentric shaft 7 closer to even in the circumferential direction from the rotation axis Ax1.
より詳細には、空隙75は、偏心体内輪51の回転軸Ax1に沿って回転体を貫通する貫通孔73の内周面に形成された凹部を含む。つまり、本基本構成では、回転体は偏心軸7であるので、偏心軸7を回転軸Ax1に沿って貫通する貫通孔73の内周面に形成された凹部が、空隙75として機能する。このように、貫通孔73の内周面に形成された凹部を空隙75として利用することで、外観上の変更を伴わずに、回転体の重量バランスをとることが可能となる。 More specifically, the gap 75 includes a recess formed on the inner circumferential surface of a through hole 73 that penetrates the rotor along the rotation axis Ax1 of the eccentric inner ring 51. That is, in this basic configuration, since the rotor is an eccentric shaft 7, the recess formed on the inner circumferential surface of the through hole 73 that penetrates the eccentric shaft 7 along the rotation axis Ax1 functions as the gap 75. In this way, by using the recess formed on the inner circumferential surface of the through hole 73 as the gap 75, it is possible to balance the weight of the rotor without changing the appearance.
(3.2)内ピンの自転構造
次に、本基本構成に係る歯車装置1の内ピン4の自転構造について、図9を参照して、より詳細に説明する。図9は、図3の領域Z1の拡大図である。
(3.2) Rotation Structure of Inner Pin Next, the rotation structure of the inner pin 4 of the gear device 1 according to this basic configuration will be described in more detail with reference to Fig. 9. Fig. 9 is an enlarged view of area Z1 in Fig. 3.
まず前提として、複数の内ピン4は、上述したように、遊星歯車3と軸受け部材6の内輪61とを連結する部品である。具体的には、内ピン4の長手方向の一端部(本基本構成では回転軸Ax1の入力側の端部)は、遊星歯車3の遊嵌孔32に挿入され、内ピン4の長手方向の他端部(本基本構成では回転軸Ax1の出力側の端部)は、内輪61の保持孔611に挿入されている。 First, as a premise, as described above, the multiple inner pins 4 are components that connect the planetary gear 3 and the inner ring 61 of the bearing member 6. Specifically, one end of the inner pin 4 in the longitudinal direction (the end on the input side of the rotation axis Ax1 in this basic configuration) is inserted into the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3, and the other end of the inner pin 4 in the longitudinal direction (the end on the output side of the rotation axis Ax1 in this basic configuration) is inserted into the retaining hole 611 of the inner ring 61.
ここで、内ピン4の直径は、遊嵌孔32の直径よりも一回り小さいので、内ピン4と遊嵌孔32の内周面321との間には隙間が確保され、内ピン4は、遊嵌孔32内を移動可能、つまり遊嵌孔32の中心に対して相対的に移動可能である。一方、保持孔611の直径は、内ピン4の直径以上ではあるものの、遊嵌孔32の直径よりも小さい。本基本構成では、保持孔611の直径は、内ピン4の直径と略同一であって、内ピン4の直径よりも僅かに大きい。そのため、内ピン4は、保持孔611内での移動が規制、つまり保持孔611の中心に対する相対的な移動が禁止される。したがって、内ピン4は、遊星歯車3においては遊嵌孔32内を公転可能な状態で保持され、内輪61に対しては保持孔611内を公転不能な状態で保持される。これにより、遊星歯車3の揺動成分、つまり遊星歯車3の公転成分は、遊嵌孔32と内ピン4との遊嵌によって吸収され、内輪61には、複数の内ピン4により、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達される。 Here, since the diameter of the inner pin 4 is slightly smaller than the diameter of the loose fitting hole 32, a gap is secured between the inner pin 4 and the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32, and the inner pin 4 can move within the loose fitting hole 32, that is, it can move relatively to the center of the loose fitting hole 32. On the other hand, the diameter of the retaining hole 611 is equal to or larger than the diameter of the inner pin 4, but is smaller than the diameter of the loose fitting hole 32. In this basic configuration, the diameter of the retaining hole 611 is approximately the same as the diameter of the inner pin 4, and is slightly larger than the diameter of the inner pin 4. Therefore, the movement of the inner pin 4 within the retaining hole 611 is restricted, that is, the movement relative to the center of the retaining hole 611 is prohibited. Therefore, the inner pin 4 is held in a state in which it can revolve within the loose fitting hole 32 in the planetary gear 3, and is held in a state in which it cannot revolve within the retaining hole 611 relative to the inner ring 61. As a result, the oscillation component of the planetary gear 3, i.e., the revolution component of the planetary gear 3, is absorbed by the loose fit between the loose fit hole 32 and the inner pin 4, and the rotation (rotation component) of the planetary gear 3, excluding the oscillation component (revolution component) of the planetary gear 3, is transmitted to the inner ring 61 by the multiple inner pins 4.
ところで、本基本構成では、内ピン4の直径が保持孔611よりも僅かに大きいことで、内ピン4は、保持孔611に挿入された状態において、保持孔611内での公転は禁止されるものの、保持孔611内での自転は可能である。つまり、内ピン4は、保持孔611に挿入された状態でも、保持孔611に圧入される訳ではないので、保持孔611内で自転可能である。このように、本基本構成に係る歯車装置1では、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61に保持されるので、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4自体が自転可能である。 In this basic configuration, the diameter of the inner pin 4 is slightly larger than the retaining hole 611, so that while the inner pin 4 is inserted into the retaining hole 611, it is prohibited from revolving within the retaining hole 611, but is able to rotate within the retaining hole 611. In other words, even when the inner pin 4 is inserted into the retaining hole 611, it is not pressed into the retaining hole 611, and is therefore able to rotate within the retaining hole 611. In this way, in the gear device 1 according to this basic configuration, each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61 in a rotatable state, so that the inner pin 4 itself can rotate when it revolves within the loose fitting hole 32.
要するに、本基本構成においては、内ピン4は、遊星歯車3に対しては遊嵌孔32内での公転及び自転の両方が可能な状態で保持され、内輪61に対しては保持孔611内での自転のみが可能な状態で保持される。つまり、複数の内ピン4は、各々の自転が拘束されない状態(自転可能な状態)で、回転軸Ax1を中心に回転(公転)可能であって、かつ複数の遊嵌孔32内で公転可能である。したがって、複数の内ピン4にて遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達するに際しては、内ピン4は、遊嵌孔32内で公転及び自転をしつつ、保持孔611内で自転することができる。そのため、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4は、自転可能な状態にあるので、遊嵌孔32の内周面321に対して転動することになる。言い換えれば、内ピン4は、遊嵌孔32の内周面321上を転がるようにして遊嵌孔32内で公転するので、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失が生じにくい。 In short, in this basic configuration, the inner pin 4 is held in a state in which it can both revolve and rotate within the loose fitting hole 32 relative to the planetary gear 3, and is held in a state in which it can only rotate within the retaining hole 611 relative to the inner ring 61. In other words, the multiple inner pins 4 can rotate (revolve) around the rotation axis Ax1 and revolve within the multiple loose fitting holes 32 in a state in which their respective rotations are not restricted (a state in which they can rotate). Therefore, when the multiple inner pins 4 transmit the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61, the inner pin 4 can rotate within the retaining hole 611 while revolving and rotating within the loose fitting hole 32. Therefore, when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 is in a state in which it can rotate, and therefore rolls against the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. In other words, the inner pin 4 revolves within the loose-fitting hole 32 by rolling on the inner circumferential surface 321 of the loose-fitting hole 32, so losses due to frictional resistance between the inner circumferential surface 321 of the loose-fitting hole 32 and the inner pin 4 are unlikely to occur.
このように、本基本構成に係る構成では、そもそも遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の摩擦抵抗による損失が生じにくいので、内ローラを省略することが可能である。そこで、本基本構成では、複数の内ピン4の各々は、遊嵌孔32の内周面321に直接的に接触する構成を採用する。つまり、本基本構成では、内ローラが装着されていない状態の内ピン4を遊嵌孔32に挿入し、内ピン4が直接的に遊嵌孔32の内周面321に接触する構成とする。これにより、内ローラを省略できて、遊嵌孔32の径を比較的小さく抑えることができるので、遊星歯車3の小型化(特に小径化)が可能となり、歯車装置1全体としても小型化を図りやすくなる。遊星歯車3の寸法を一定とするのであれば、上記第1関連技術に比較して、例えば、内ピン4の数(本数)を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン4を太くして強度を向上させたりすることも可能である。さらに、内ローラの分だけ部品点数を少なく抑えることができ、歯車装置1の低コスト化にもつながる。 In this way, in the configuration according to this basic configuration, since loss due to frictional resistance between the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4 is unlikely to occur in the first place, it is possible to omit the inner roller. Therefore, in this basic configuration, a configuration is adopted in which each of the multiple inner pins 4 directly contacts the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. In other words, in this basic configuration, the inner pin 4 without the inner roller attached is inserted into the loose fitting hole 32, and the inner pin 4 directly contacts the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32. As a result, the inner roller can be omitted and the diameter of the loose fitting hole 32 can be kept relatively small, making it possible to reduce the size of the planetary gear 3 (especially the diameter), and making it easier to reduce the size of the gear device 1 as a whole. If the dimensions of the planetary gear 3 are constant, it is possible to increase the number (number) of inner pins 4 to smooth the transmission of rotation, or to make the inner pins 4 thicker to improve their strength, compared to the first related technology. Furthermore, the number of parts can be reduced by the amount of the inner roller, which also leads to lower costs for the gear device 1.
また、本基本構成に係る歯車装置1では、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されている。つまり、図9に示すように、回転軸Ax1に平行な方向においては、内ピン4は、その少なくとも一部が軸受け部材6と同じ位置に配置されている。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向における軸受け部材6の両端面間には、内ピン4の少なくとも一部が位置する。さらに言い換えれば、複数の内ピン4の各々は、少なくとも一部が軸受け部材6の外輪62の内側に配置されることになる。本基本構成では、内ピン4のうち、回転軸Ax1の出力側の端部は、回転軸Ax1に平行な方向において、軸受け部材6と同じ位置にある。要するに、内ピン4のうちの回転軸Ax1の出力側の端部は、軸受け部材6の内輪61に形成された保持孔611に挿入されているので、少なくとも当該端部は、軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されることになる。 In addition, in the gear device 1 according to this basic configuration, at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6. That is, as shown in FIG. 9, at least a portion of the inner pin 4 is disposed at the same position as the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, at least a portion of the inner pin 4 is located between both end faces of the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is disposed inside the outer ring 62 of the bearing member 6. In this basic configuration, the end of the inner pin 4 on the output side of the rotation axis Ax1 is at the same position as the bearing member 6 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In short, the end of the inner pin 4 on the output side of the rotation axis Ax1 is inserted into the retaining hole 611 formed in the inner ring 61 of the bearing member 6, so that at least the end is disposed at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6.
このように、複数の内ピン4の各々の少なくとも一部が、軸受け部材6の軸方向において軸受け部材6と同じ位置に配置されることで、回転軸Ax1に平行な方向における歯車装置1の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材6の軸方向に、軸受け部材6と内ピン4とが並ぶ(対向する)構成に比べて、本基本構成に係る歯車装置1では、回転軸Ax1に平行な方向における歯車装置1の寸法を小さくでき、歯車装置1の更なる小型化(薄型化)に貢献可能である。 In this way, at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is positioned at the same position as the bearing member 6 in the axial direction of the bearing member 6, so that the dimensions of the gear device 1 in the direction parallel to the rotation axis Ax1 can be kept small. In other words, compared to a configuration in which the bearing member 6 and the inner pins 4 are lined up (opposing) in the axial direction of the bearing member 6, the gear device 1 of this basic configuration can reduce the dimensions of the gear device 1 in the direction parallel to the rotation axis Ax1, which can contribute to further miniaturization (thinning) of the gear device 1.
ここで、保持孔611における、回転軸Ax1の出力側の開口面は、例えば、内輪61と一体化される出力軸等に閉塞される。これにより、回転軸Ax1の出力側(図9の右側)への内ピン4の移動に関しては、内輪61と一体化される出力軸等で規制される。 The open surface of the retaining hole 611 on the output side of the rotating shaft Ax1 is closed by, for example, an output shaft that is integrated with the inner ring 61. As a result, movement of the inner pin 4 toward the output side of the rotating shaft Ax1 (the right side in FIG. 9) is restricted by the output shaft that is integrated with the inner ring 61.
また、本基本構成では、内輪61に対する内ピン4の自転が円滑になされるように、以下の構成を採用している。すなわち、内輪61に形成された保持孔611の内周面と内ピン4との間に、潤滑剤(潤滑油)を介在させることにより、内ピン4の自転を円滑にしている。特に本基本構成では、内輪61と外輪62との間には潤滑剤が注入される潤滑剤保持空間17が存在するので、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を利用して、内ピン4の自転の円滑化を図る。 In addition, in this basic configuration, the following configuration is adopted to ensure smooth rotation of the inner pin 4 relative to the inner ring 61. That is, the rotation of the inner pin 4 is made smooth by interposing a lubricant (lubricating oil) between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61 and the inner pin 4. In particular, in this basic configuration, since there is a lubricant retention space 17 between the inner ring 61 and the outer ring 62 into which a lubricant is injected, the lubricant in the lubricant retention space 17 is used to smooth the rotation of the inner pin 4.
本基本構成では、図9に示すように、内輪61は、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の保持孔611と、複数の連結路64と、を有している。複数の連結路64は、内輪61と外輪62との間の潤滑剤保持空間17と複数の保持孔611との間をつなぐ。具体的には、内輪61には、保持孔611の内周面の一部であって転動体63に対応する部位から、ラジアル方向に延びる連結路64が形成されている。連結路64は、内輪61における外輪62との対向面における転動体63を収容する凹部(溝)の底面と、保持孔611の内周面との間を貫通する孔である。言い換えれば、連結路64の潤滑剤保持空間17側の開口面は、軸受け部材6の転動体63に臨む(対向する)位置に配置されている。このような連結路64を介して、潤滑剤保持空間17と保持孔611とが空間的につながる。 In this basic configuration, as shown in FIG. 9, the inner ring 61 has a plurality of retaining holes 611 into which the plurality of inner pins 4 are respectively inserted, and a plurality of connecting passages 64. The plurality of connecting passages 64 connect the lubricant retaining space 17 between the inner ring 61 and the outer ring 62 and the plurality of retaining holes 611. Specifically, the inner ring 61 has a connecting passage 64 extending in the radial direction from a portion of the inner peripheral surface of the retaining hole 611 that corresponds to the rolling element 63. The connecting passage 64 is a hole that penetrates between the bottom surface of a recess (groove) that accommodates the rolling element 63 on the surface of the inner ring 61 facing the outer ring 62 and the inner peripheral surface of the retaining hole 611. In other words, the opening surface of the connecting passage 64 on the lubricant retaining space 17 side is arranged at a position facing (opposing) the rolling element 63 of the bearing member 6. The lubricant retaining space 17 and the retaining hole 611 are spatially connected via such a connecting passage 64.
上述した構成によれば、連結路64にて潤滑剤保持空間17と保持孔611とが連結されるので、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤が連結路64を通して保持孔611に供給されるようになる。つまり、軸受け部材6が動作して転動体63が回転すると、転動体63がポンプとして機能して、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を、連結路64経由で保持孔611に送り込むことが可能である。特に、連結路64の潤滑剤保持空間17側の開口面が、軸受け部材6の転動体63に臨む(対向する)位置にあることで、転動体63の回転時に、転動体63がポンプとして効率的に作用する。その結果、保持孔611の内周面と内ピン4との間には潤滑剤が介在し、内輪61に対する内ピン4の自転の円滑化を図ることができる。 According to the above-mentioned configuration, the lubricant retaining space 17 and the retaining hole 611 are connected by the connecting passage 64, so that the lubricant in the lubricant retaining space 17 is supplied to the retaining hole 611 through the connecting passage 64. In other words, when the bearing member 6 operates and the rolling body 63 rotates, the rolling body 63 functions as a pump and can send the lubricant in the lubricant retaining space 17 to the retaining hole 611 via the connecting passage 64. In particular, since the opening surface of the connecting passage 64 on the lubricant retaining space 17 side is located in a position facing (opposing) the rolling body 63 of the bearing member 6, the rolling body 63 efficiently acts as a pump when the rolling body 63 rotates. As a result, the lubricant is interposed between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4, and the rotation of the inner pin 4 relative to the inner ring 61 can be smoothed.
(3.3)支持体
次に、本基本構成に係る歯車装置1の支持体8の構成について、図10を参照して、より詳細に説明する。図10は図3のB1-B1線断面図である。ただし、図10では、支持体8以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。また、図10では、内歯歯車2及び支持体8のみを図示し、その他の部品(内ピン4等)の図示を省略する。さらに、図10では、歯車本体22の内周面221の図示を省略している。
(3.3) Support Next, the configuration of the support 8 of the gear device 1 according to this basic configuration will be described in more detail with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a cross-sectional view taken along line B1-B1 in Fig. 3. However, in Fig. 10, hatching is omitted for parts other than the support 8, even in cross section. Also, Fig. 10 shows only the internal gear 2 and the support 8, and omits illustration of other parts (such as the inner pin 4). Furthermore, Fig. 10 omits illustration of the inner peripheral surface 221 of the gear body 22.
まず前提として、支持体8は、上述したように、複数の内ピン4を支持する部品である。つまり、支持体8は、複数の内ピン4を束ねることにより、遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達する際の、複数の内ピン4にかかる荷重を分散する。具合的には、複数の内ピン4がそれぞれ挿入される複数の支持孔82を有している。本基本構成では一例として、支持孔82の直径は、内輪61に形成されている保持孔611の直径と等しい。そのため、支持体8は、複数の内ピン4の各々が自転可能な状態で、複数の内ピン4を支持する。つまり、複数の内ピン4の各々は、軸受け部材6の内輪61と支持体8とのいずれに対しても、自転可能な状態で保持されている。 First, as a premise, the support 8 is a component that supports the multiple inner pins 4, as described above. In other words, the support 8 bundles the multiple inner pins 4 together, thereby dispersing the load on the multiple inner pins 4 when transmitting the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61. Specifically, it has multiple support holes 82 into which the multiple inner pins 4 are inserted. In this basic configuration, as an example, the diameter of the support hole 82 is equal to the diameter of the retaining hole 611 formed in the inner ring 61. Therefore, the support 8 supports the multiple inner pins 4 in a state in which each of the multiple inner pins 4 can rotate on its own axis. In other words, each of the multiple inner pins 4 is held in a state in which it can rotate on its own axis relative to both the inner ring 61 of the bearing member 6 and the support 8.
このように、支持体8は、周方向及び径方向の両方について、複数の内ピン4の支持体8に対する位置決めを行う。つまり、内ピン4は、支持体8の支持孔82に挿入されることで、回転軸Ax1に直交する平面内での全方向に対する移動が規制される。そのため、内ピン4は、支持体8にて、周方向だけでなく径方向(ラジアル方向)についても位置決めされることになる。 In this way, the support body 8 positions the multiple inner pins 4 relative to the support body 8 in both the circumferential and radial directions. In other words, by inserting the inner pins 4 into the support holes 82 of the support body 8, movement in all directions within a plane perpendicular to the rotation axis Ax1 is restricted. Therefore, the inner pins 4 are positioned by the support body 8 not only in the circumferential direction but also in the radial direction.
ここで、支持体8は、少なくとも外周面81が平面視において真円となる、円環状を有している。そして、支持体8は、外周面81を、内歯歯車2における複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されている。複数の外ピン23は、内歯歯車2の内歯21を構成するので、言い換えれば、支持体8は、外周面81を内歯21に接触させることにより位置規制される。ここで、支持体8の外周面81の直径は、内歯歯車2における内歯21の先端を通る仮想円(歯先円)の直径と同一である。そのため、複数の外ピン23は、全て支持体8の外周面81に接触する。よって、支持体8が複数の外ピン23にて位置規制された状態では、支持体8の中心は、内歯歯車2の中心(回転軸Ax1)と重なるように位置規制される。これにより、支持体8の芯出しが行われ、結果的に、支持体8に支持されている複数の内ピン4についても、複数の外ピン23にて芯出しが行われる。 Here, the support 8 has an annular shape in which at least the outer peripheral surface 81 is a perfect circle in a plan view. The outer peripheral surface 81 of the support 8 is regulated in position by contacting the outer peripheral surface 81 with the multiple outer pins 23 of the internal gear 2. The multiple outer pins 23 form the internal teeth 21 of the internal gear 2, so in other words, the support 8 is regulated in position by contacting the outer peripheral surface 81 with the internal teeth 21. Here, the diameter of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is the same as the diameter of a virtual circle (tooth tip circle) passing through the tips of the internal teeth 21 of the internal gear 2. Therefore, all of the multiple outer pins 23 are in contact with the outer peripheral surface 81 of the support 8. Therefore, when the support 8 is regulated in position by the multiple outer pins 23, the center of the support 8 is regulated in position so that it overlaps with the center (rotation axis Ax1) of the internal gear 2. This causes the support 8 to be centered, and as a result, the multiple inner pins 4 supported by the support 8 are also centered by the multiple outer pins 23.
また、複数の内ピン4は、回転軸Ax1を中心に回転(公転)することで、遊星歯車3の回転(自転成分)を内輪61に伝達する。そのため、複数の内ピン4を支持する支持体8は、複数の内ピン4及び内輪61と共に、回転軸Ax1を中心に回転する。このとき、支持体8は複数の外ピン23にて芯出しがされているので、支持体8の中心が回転軸Ax1上に維持された状態で、支持体8は円滑に回転する。しかも、支持体8は、その外周面81が複数の外ピン23に接触した状態で回転するので、支持体8の回転に伴って、複数の外ピン23の各々は回転(自転)する。よって、支持体8は、内歯歯車2と共にニードルベアリング(針状ころ軸受け)を構成し、円滑に回転する。 The inner pins 4 rotate (revolve) around the rotation axis Ax1 to transmit the rotation (rotation component) of the planetary gear 3 to the inner ring 61. Therefore, the support 8 supporting the inner pins 4 rotates around the rotation axis Ax1 together with the inner pins 4 and the inner ring 61. At this time, the support 8 is centered by the outer pins 23, so the support 8 rotates smoothly while the center of the support 8 is maintained on the rotation axis Ax1. Moreover, the support 8 rotates with its outer peripheral surface 81 in contact with the outer pins 23, so that each of the outer pins 23 rotates (rotates) with the rotation of the support 8. Therefore, the support 8 forms a needle bearing together with the internal gear 2, and rotates smoothly.
すなわち、支持体8の外周面81は、複数の外ピン23に接した状態で複数の内ピン4と一緒に歯車本体22に対して相対的に回転する。そのため、内歯歯車2の歯車本体22を「外輪」、支持体8を「内輪」とみなせば、両者の間に介在する複数の外ピン23は「転動体(コロ)」として機能する。このように、支持体8は、内歯歯車2(歯車本体22及び複数の外ピン23)と共に、ニードルベアリングを構成することとなり、円滑な回転が可能となる。 In other words, the outer peripheral surface 81 of the support 8 rotates together with the multiple inner pins 4 relative to the gear body 22 while in contact with the multiple outer pins 23. Therefore, if the gear body 22 of the internal gear 2 is considered to be the "outer ring" and the support 8 is considered to be the "inner ring," the multiple outer pins 23 interposed between the two function as "rolling elements (rollers)." In this way, the support 8, together with the internal gear 2 (gear body 22 and multiple outer pins 23), constitutes a needle bearing, enabling smooth rotation.
さらに、支持体8は、歯車本体22との間に複数の外ピン23を挟んでいるので、支持体8は、歯車本体22の内周面221から離れる向きの外ピン23の移動を抑制する「ストッパ」としても機能する。つまり、複数の外ピン23は、支持体8の外周面81と歯車本体22の内周面221との間で挟まれることになり、歯車本体22の内周面221からの浮きが抑制される。要するに、本基本構成では、複数の外ピン23の各々は、支持体8の外周面81に接触することで、歯車本体22から離れる向きの移動が規制されている。 Furthermore, since the support 8 sandwiches the outer pins 23 between itself and the gear body 22, the support 8 also functions as a "stopper" that suppresses movement of the outer pins 23 away from the inner circumferential surface 221 of the gear body 22. In other words, the outer pins 23 are sandwiched between the outer circumferential surface 81 of the support 8 and the inner circumferential surface 221 of the gear body 22, suppressing lifting from the inner circumferential surface 221 of the gear body 22. In short, in this basic configuration, each of the outer pins 23 comes into contact with the outer circumferential surface 81 of the support 8, thereby restricting movement away from the gear body 22.
ところで、本基本構成では、図9に示すように、支持体8は、遊星歯車3を挟んで、軸受け部材6の内輪61と反対側に位置する。つまり、支持体8、遊星歯車3及び内輪61は、回転軸Ax1に平行な方向に並べて配置されている。本基本構成では一例として、支持体8は、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側に位置し、内輪61は、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側に位置する。そして、支持体8は、内輪61と共に、内ピン4の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の両端部を支持し、内ピン4の長手方向の中央部が、遊星歯車3の遊嵌孔32に挿通される。要するに、本基本構成に係る歯車装置1は、外輪62及び外輪62の内側に配置される内輪61を有し、内輪61が外輪62に対して相対的に回転可能に支持される軸受け部材6を備えている。そして、歯車本体22は、外輪62に固定される。ここで、遊星歯車3は、支持体8の軸方向において支持体8と内輪61との間に位置する。 In this basic configuration, as shown in FIG. 9, the support 8 is located on the opposite side of the inner ring 61 of the bearing member 6 across the planetary gear 3. In other words, the support 8, planetary gear 3, and inner ring 61 are arranged in a direction parallel to the rotation axis Ax1. In this basic configuration, as an example, the support 8 is located on the input side of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3, and the inner ring 61 is located on the output side of the rotation axis Ax1 as viewed from the planetary gear 3. The support 8 supports both ends of the inner pin 4 in the longitudinal direction (direction parallel to the rotation axis Ax1) together with the inner ring 61, and the central portion of the inner pin 4 in the longitudinal direction is inserted into the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3. In short, the gear device 1 according to this basic configuration has an outer ring 62 and an inner ring 61 arranged inside the outer ring 62, and is provided with a bearing member 6 in which the inner ring 61 is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62. The gear body 22 is fixed to the outer ring 62. Here, the planetary gear 3 is located between the support 8 and the inner ring 61 in the axial direction of the support 8.
この構成によれば、支持体8及び内輪61は、内ピン4の長手方向の両端部を支持するので、内ピン4の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン4にかかる回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)をも受けやすくなる。また、本基本構成では、回転軸Ax1と平行な方向において、支持体8は、遊星歯車3とケース10との間に挟まれている。これにより、支持体8は、回転軸Ax1の入力側(図9の左側)への移動がケース10にて規制される。支持体8の支持孔82を貫通して、支持体8から回転軸Ax1の入力側へ突出する内ピン4についても、回転軸Ax1の入力側(図9の左側)への移動はケース10にて規制される。 According to this configuration, the support 8 and the inner ring 61 support both ends of the inner pin 4 in the longitudinal direction, so that the inner pin 4 is less likely to tilt. In particular, the inner pins 4 are more likely to receive bending forces (bending moment loads) with respect to the rotation axis Ax1. In addition, in this basic configuration, the support 8 is sandwiched between the planetary gear 3 and the case 10 in a direction parallel to the rotation axis Ax1. As a result, the movement of the support 8 toward the input side of the rotation axis Ax1 (left side in FIG. 9) is restricted by the case 10. The movement of the inner pin 4 that penetrates the support hole 82 of the support 8 and protrudes from the support 8 toward the input side of the rotation axis Ax1 is also restricted by the case 10 toward the input side of the rotation axis Ax1 (left side in FIG. 9).
本基本構成ではさらに、支持体8及び内輪61は、複数の外ピン23の両端部に接触する。つまり、図9に示すように、支持体8は、外ピン23の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の一端部(回転軸Ax1の入力側の端部)に接触する。内輪61は、外ピン23の長手方向(回転軸Ax1に平行な方向)の他端部(回転軸Ax1の出力側の端部)に接触する。この構成によれば、支持体8及び内輪61は、外ピン23の長手方向の両端部で芯出しされるので、内ピン4の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン4にかかる回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)をも受けやすくなる。 In this basic configuration, the support 8 and the inner ring 61 are in contact with both ends of the outer pins 23. That is, as shown in FIG. 9, the support 8 is in contact with one end (the end on the input side of the rotation axis Ax1) of the outer pins 23 in the longitudinal direction (parallel to the rotation axis Ax1). The inner ring 61 is in contact with the other end (the end on the output side of the rotation axis Ax1) of the outer pins 23 in the longitudinal direction (parallel to the rotation axis Ax1). With this configuration, the support 8 and the inner ring 61 are centered at both ends of the outer pins 23 in the longitudinal direction, so that the inner pins 4 are less likely to tilt. In particular, the inner pins 4 are more likely to receive bending forces (bending moment loads) against the rotation axis Ax1.
また、複数の外ピン23は、支持体8の厚み以上の長さを有する。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯21の歯筋の範囲内に、支持体8が収まることになる。これにより、支持体8の外周面81は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の全長にわたり複数の外ピン23に接触することになる。したがって、支持体8の外周面81が部分的に摩耗する「片減り」のような不具合が生じにくい。 The multiple outer pins 23 also have a length equal to or greater than the thickness of the support 8. In other words, in the direction parallel to the rotation axis Ax1, the support 8 fits within the range of the tooth trace of the internal teeth 21. This means that the outer peripheral surface 81 of the support 8 comes into contact with the multiple outer pins 23 over the entire length in the tooth trace direction of the internal teeth 21 (direction parallel to the rotation axis Ax1). Therefore, problems such as "uneven wear", in which the outer peripheral surface 81 of the support 8 is partially worn, are less likely to occur.
また、本基本構成では、支持体8の外周面81は、支持体8の外周面81に隣接する一表面に比べて表面粗さが小さい。つまり、支持体8における軸方向(厚み方向)の両端面に比べて、外周面81の表面粗さは小さい。本開示でいう「表面粗さ」は、物体の表面の粗さの程度を意味し、値が小さい程、表面の凹凸が小さく(少なく)、滑らかである。本基本構成では一例として、表面粗さは算術平均粗さ(Ra)であることとする。例えば、研磨等の処理により、外周面81は、支持体8における外周面81以外の面に比べて、表面粗さが小さくされている。この構成では、支持体8の回転がより円滑になる。 In addition, in this basic configuration, the outer peripheral surface 81 of the support 8 has a smaller surface roughness than the surface adjacent to the outer peripheral surface 81 of the support 8. In other words, the surface roughness of the outer peripheral surface 81 is smaller than both end surfaces of the support 8 in the axial direction (thickness direction). In this disclosure, "surface roughness" refers to the degree of roughness of the surface of an object, and the smaller the value, the smaller (fewer) the surface irregularities are, and the smoother it is. In this basic configuration, as an example, the surface roughness is the arithmetic mean roughness (Ra). For example, by processing such as polishing, the outer peripheral surface 81 has a smaller surface roughness than the surfaces of the support 8 other than the outer peripheral surface 81. In this configuration, the support 8 rotates more smoothly.
また、本基本構成では、支持体8の外周面81の硬度は、複数の外ピン23の周面より低く、歯車本体22の内周面221より高い。本開示でいう「硬度」は、物体の硬さの程度を意味し、金属の硬度は、例えば、鋼球を一定の圧力で押しつけてできるくぼみの大小で表される。具体的には、金属の硬度の一例として、ロックウェル硬さ(HRC)、ブリネル硬さ(HB)、ビッカース硬さ(HV)又はショア硬さ(Hs)等がある。金属部品の硬度を高める(硬くする)手段としては、例えば、合金化又は熱処理等がある。本基本構成では一例として、浸炭焼き入れ等の処理により、支持体8の外周面81の硬度が高められている。この構成では、支持体8の回転によっても摩耗粉等が生じにくく、支持体8の円滑な回転を長期にわたって維持しやすい。 In addition, in this basic configuration, the hardness of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is lower than that of the peripheral surfaces of the outer pins 23 and higher than that of the inner peripheral surface 221 of the gear body 22. In this disclosure, "hardness" means the degree of hardness of an object, and the hardness of a metal is expressed, for example, by the size of a depression made by pressing a steel ball with a certain pressure. Specifically, examples of metal hardness include Rockwell hardness (HRC), Brinell hardness (HB), Vickers hardness (HV), and Shore hardness (Hs). Means for increasing (hardening) the hardness of metal parts include, for example, alloying or heat treatment. In this basic configuration, as an example, the hardness of the outer peripheral surface 81 of the support 8 is increased by a process such as carburizing and quenching. In this configuration, wear powder and the like is less likely to be generated even when the support 8 rotates, and it is easy to maintain smooth rotation of the support 8 for a long period of time.
(4)適用例
次に、本基本構成に係る歯車装置1及びアクチュエータ100の適用例について、説明する。
(4) Application Examples Next, application examples of the gear device 1 and the actuator 100 according to this basic configuration will be described.
本基本構成に係る歯車装置1及びアクチュエータ100は、例えば、水平多関節ロボット、いわゆるスカラ(SCARA:Selective Compliance Assembly Robot Arm)型ロボットのようなロボットに適用される。 The gear device 1 and actuator 100 according to this basic configuration are applied to robots such as horizontal articulated robots, so-called SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) type robots.
また、本基本構成に係る歯車装置1及びアクチュエータ100の適用例は、上述したような水平多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット以外の産業用ロボット、又は産業用以外のロボット等であってもよい。水平多関節ロボット以外の産業用ロボットには、一例として、垂直多関節型ロボット又はパラレルリンク型ロボット等がある。産業用以外のロボットには、一例として、家庭用ロボット、介護用ロボット又は医療用ロボット等がある。 In addition, application examples of the gear device 1 and actuator 100 according to this basic configuration are not limited to the horizontal articulated robot described above, but may be, for example, industrial robots other than horizontal articulated robots, or non-industrial robots. Examples of industrial robots other than horizontal articulated robots include vertical articulated robots and parallel link robots. Examples of non-industrial robots include domestic robots, nursing care robots, and medical robots.
(実施形態1)
<概要>
本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置1A(以下、単に「歯車装置1A」ともいう)は、図11~図14等に示すように、主として軸受け部材6A周辺の構造が、基本構成に係る歯車装置1と相違する。以下、基本構成と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 1)
<Overview>
An internal meshing planetary gear device 1A according to this embodiment (hereinafter also simply referred to as "gear device 1A") differs from the gear device 1 according to the basic configuration mainly in the structure around the bearing member 6A, as shown in Figures 11 to 14 etc. Hereinafter, components similar to those in the basic configuration will be denoted by the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
図11は、歯車装置1Aの概略断面図である。図12は、歯車装置1Aを回転軸Ax1の出力側(図11の右側)から見た側面図であって、図11は、図12のC1-C1線断面図に相当する。図13は図11のA1-A1線断面図であって、図14は図11のB1-B1線断面図、及びその一部拡大図である。ただし、図13及び図14では、偏心軸7以外の部品について、断面であってもハッチングを省略している。 Figure 11 is a schematic cross-sectional view of gear device 1A. Figure 12 is a side view of gear device 1A as seen from the output side of rotation axis Ax1 (the right side of Figure 11), and Figure 11 corresponds to the cross-sectional view taken along line C1-C1 in Figure 12. Figure 13 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 in Figure 11, and Figure 14 is a cross-sectional view taken along line B1-B1 in Figure 11 and an enlarged view of a portion thereof. However, in Figures 13 and 14, hatching has been omitted for parts other than eccentric shaft 7, even in cross-section.
本実施形態において、軸受け部材6Aは、外輪62A、外輪62Aの内側に配置される内輪61A、及び外輪62Aと内輪61Aとの間に配置される複数の転動体63を有する。そして、内輪61Aが外輪62Aに対して回転軸Ax1を中心に相対的に回転可能に支持される。この点については、基本構成と同様である。 In this embodiment, the bearing member 6A has an outer ring 62A, an inner ring 61A arranged inside the outer ring 62A, and a number of rolling elements 63 arranged between the outer ring 62A and the inner ring 61A. The inner ring 61A is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62A around the rotation axis Ax1. This is the same as the basic configuration.
本実施形態に係る歯車装置1Aは、基本構成との1つ目の主な相違点として、軸受け部材6Aの内輪61Aが、1部品で構成されるのではなく、第1内輪601と第2内輪602との2部品を含むように構成されている。つまり、図11に示すように、歯車装置1Aにおいては、内輪61Aは、回転軸Ax1に平行な方向において対向し、かつ対向面601A,602A(図15参照)同士が接触する第1内輪601及び第2内輪602を含んでいる。 The first major difference between the gear device 1A according to this embodiment and the basic configuration is that the inner ring 61A of the bearing member 6A is not composed of one part, but is composed of two parts, a first inner ring 601 and a second inner ring 602. In other words, as shown in FIG. 11, in the gear device 1A, the inner ring 61A includes the first inner ring 601 and the second inner ring 602 that face each other in a direction parallel to the rotation axis Ax1 and whose facing surfaces 601A, 602A (see FIG. 15) are in contact with each other.
また、本実施形態に係る歯車装置1Aの基本構成との2つ目の主な相違点として、軸受け部材6Aの外輪62Aが、内歯歯車2の歯車本体22と別体に構成されるのではなく、歯車本体22とシームレスに一体に構成されている。つまり、図11に示すように、歯車装置1Aにおいては、外輪62Aは、歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向(内歯21の歯筋方向)においてシームレスに連続して設けられている。 The second major difference from the basic configuration of the gear device 1A according to this embodiment is that the outer ring 62A of the bearing member 6A is not configured separately from the gear body 22 of the internal gear 2, but is configured seamlessly and integrally with the gear body 22. In other words, as shown in FIG. 11, in the gear device 1A, the outer ring 62A is provided seamlessly and continuously with the gear body 22 in a direction parallel to the rotation axis Ax1 (the tooth trace direction of the internal teeth 21).
要するに、本実施形態に係る歯車装置1Aは、基本構成との主な相違点として、軸受け部材6Aの内輪61Aについての工夫と、軸受け部材6Aの外輪62Aについての工夫と、を新たに採用している。内輪61Aについての工夫は、内輪61Aが第1内輪601及び第2内輪602を有することを含み、外輪62Aについての工夫は外輪62が歯車本体22とシームレスに連続して設けられることを含む。 In short, the gear device 1A according to this embodiment differs from the basic configuration mainly in that it newly adopts a feature for the inner ring 61A of the bearing member 6A and a feature for the outer ring 62A of the bearing member 6A. The feature for the inner ring 61A includes that the inner ring 61A has a first inner ring 601 and a second inner ring 602, and the feature for the outer ring 62A includes that the outer ring 62 is provided seamlessly and continuously with the gear body 22.
<その他の相違点>
本実施形態に係る歯車装置1Aにおいては、上述した主な相違点(内輪61Aについての工夫、及び外輪62Aについての工夫)の他にも、以下に説明するように、基本構成に対して複数の相違点がある。
<Other differences>
In the gear device 1A according to this embodiment, in addition to the main differences described above (the improvements on the inner ring 61A and the improvements on the outer ring 62A), there are several differences from the basic configuration, as described below.
他の1つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置1Aは、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、軸受け部材6Aの外輪62Aと一体化された出力軸等の回転として取り出すように使用される。すなわち、基本構成では、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、遊星歯車3に複数の内ピン4にて連結された内輪61から、遊星歯車3の自転成分として取り出される。これに対して、本実施形態では、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、内歯歯車2の歯車本体22と一体化された外輪62Aから取り出される。本実施形態では一例として、歯車装置1Aは、複数の内ピン4を保持する内輪61Aが、固定部材(後述するハブ部材104等)に固定され、回転部材となるケース10に外輪62Aが固定された状態で使用される。すなわち、遊星歯車3は複数の内ピン4にて固定部材と連結され、歯車本体22は回転部材に固定されるため、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、内歯歯車2(歯車本体22)から取り出される。言い換えれば、本実施形態では、歯車本体22に対して複数の内ピン4が相対的に回転する際、歯車本体22の回転力を出力として取り出すように構成されている。 As another difference, the gear device 1A according to this embodiment is used to extract the rotation equivalent to the rotation component of the planetary gear 3 as the rotation of the output shaft integrated with the outer ring 62A of the bearing member 6A. That is, in the basic configuration, the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is extracted as the rotation component of the planetary gear 3 from the inner ring 61 connected to the planetary gear 3 by multiple inner pins 4. In contrast, in this embodiment, the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is extracted from the outer ring 62A integrated with the gear body 22 of the internal gear 2. In this embodiment, as an example, the gear device 1A is used in a state in which the inner ring 61A holding the multiple inner pins 4 is fixed to a fixed member (such as the hub member 104 described later) and the outer ring 62A is fixed to the case 10, which serves as a rotating member. That is, the planetary gear 3 is connected to a fixed member by multiple internal pins 4, and the gear body 22 is fixed to a rotating member, so that the relative rotation between the planetary gear 3 and the internal gear 2 is taken from the internal gear 2 (gear body 22). In other words, in this embodiment, when the multiple internal pins 4 rotate relative to the gear body 22, the rotational force of the gear body 22 is taken as an output.
そして、このように歯車本体22の回転力が出力として取り出される歯車装置1Aは、一例として、車輪装置W1(図17参照)に用いられる。この場合、回転部材(ケース10)が車輪本体102(図17参照)として機能することで、内歯歯車2と遊星歯車3との相対回転に伴って、車輪本体102を回転させることができる。このように、本実施形態では、歯車装置1Aを車輪装置W1に用いることで、歯車本体22に対して複数の内ピン4が相対的に回転する際の回転出力により、走行面上において車輪本体102を転がすように車輪本体102を駆動できる。要するに、歯車装置1Aは、車輪装置W1として用いられる場合、偏心軸7に入力としての回転力が加わることで、車輪本体102としての回転部材から出力としての回転力が取り出される。つまり、歯車装置1Aは、偏心軸7の回転を入力回転とし、歯車本体22が固定された回転部材の回転を出力回転として動作する。これにより、歯車装置1Aでは、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が、車輪本体102の回転として得られることになる。 The gear device 1A, in which the rotational force of the gear body 22 is thus extracted as an output, is used, as an example, in the wheel device W1 (see FIG. 17). In this case, the rotating member (case 10) functions as the wheel body 102 (see FIG. 17), so that the wheel body 102 can be rotated in accordance with the relative rotation of the internal gear 2 and the planetary gear 3. In this way, in this embodiment, by using the gear device 1A in the wheel device W1, the wheel body 102 can be driven so as to roll on the running surface by the rotational output when the multiple inner pins 4 rotate relative to the gear body 22. In short, when the gear device 1A is used as the wheel device W1, a rotational force as an input is applied to the eccentric shaft 7, so that a rotational force as an output is extracted from the rotating member as the wheel body 102. In other words, the gear device 1A operates with the rotation of the eccentric shaft 7 as the input rotation and the rotation of the rotating member to which the gear body 22 is fixed as the output rotation. As a result, the gear device 1A obtains output rotation that is reduced at a relatively high reduction ratio compared to the input rotation as the rotation of the wheel body 102.
他の2つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置1Aは、複数の遊星歯車3を備えている。具体的には、歯車装置1Aは、第1遊星歯車301と第2遊星歯車302との2つの遊星歯車3を備えている。2つの遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向において対向するように配置されている。つまり、遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向において対向する第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302を含む。 The second difference is that the gear device 1A according to this embodiment includes multiple planetary gears 3. Specifically, the gear device 1A includes two planetary gears 3, a first planetary gear 301 and a second planetary gear 302. The two planetary gears 3 are arranged to face each other in a direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, the planetary gears 3 include a first planetary gear 301 and a second planetary gear 302 that face each other in a direction parallel to the rotation axis Ax1.
これら2つの遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)は、回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって配置される。図11の例では、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302のうち、回転軸Ax1の入力側(図11の左側)に位置する第1遊星歯車301の中心C1が、回転軸Ax1に対して図の上方にずれた(偏った)状態にある。一方、回転軸Ax1の出力側(図11の右側)に位置する第2遊星歯車302の中心C2は、回転軸Ax1に対して図の下方にずれた(偏った)状態にある。このように、複数の遊星歯車3が、回転軸Ax1を中心とする周方向において均等に配置されることで、複数の遊星歯車3間での重量バランスをとることが可能である。本実施形態に係る歯車装置1Aでは、このように複数の遊星歯車3間で重量バランスをとるので、偏心軸7の空隙75(図3参照)は省略されている。 These two planetary gears 3 (the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302) are arranged with a phase difference of 180 degrees around the rotation axis Ax1. In the example of FIG. 11, the center C1 of the first planetary gear 301 located on the input side of the rotation axis Ax1 (left side of FIG. 11) of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 is shifted (biased) upward from the rotation axis Ax1. On the other hand, the center C2 of the second planetary gear 302 located on the output side of the rotation axis Ax1 (right side of FIG. 11) is shifted (biased) downward from the rotation axis Ax1. In this way, the multiple planetary gears 3 are evenly arranged in the circumferential direction centered on the rotation axis Ax1, so that it is possible to balance the weight between the multiple planetary gears 3. In the gear device 1A according to this embodiment, the weight balance is achieved between the multiple planetary gears 3 in this way, so that the gap 75 (see FIG. 3) of the eccentric shaft 7 is omitted.
より詳細には、偏心軸7は、1つの軸心部71に対して、2つの偏心部72を有している。これら2つの偏心部72の中心(中心軸)は、それぞれ回転軸Ax1からずれた中心C1,C2と一致する。また、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の形状自体は共通である。そして、第1遊星歯車301の開口部33には、中心C1を中心とする偏心部72に装着された状態の偏心体軸受け5が収容される。第2遊星歯車302の開口部33には、中心C2を中心とする偏心部72に装着された状態の偏心体軸受け5が収容される。ここで、回転軸Ax1と中心C1との間の距離ΔL1は、回転軸Ax1に対する第1遊星歯車301の偏心量となり、回転軸Ax1と中心C2との間の距離ΔL2は、回転軸Ax1に対する第2遊星歯車302の偏心量となる。本実施形態では、偏心量ΔL1と偏心量ΔL2とでは、回転軸Ax1から見た向きが反対であるが、その絶対値は同じである。上述した構成によれば、軸心部71が回転軸Ax1を中心に回転(自転)することにより、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって、回転軸Ax1まわりで回転(偏心運動)する。 More specifically, the eccentric shaft 7 has two eccentric parts 72 with respect to one axial center part 71. The centers (central axes) of these two eccentric parts 72 coincide with the centers C1 and C2, which are offset from the rotation axis Ax1. The shapes of the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 are the same. The opening 33 of the first planetary gear 301 accommodates the eccentric body bearing 5 attached to the eccentric part 72 centered on the center C1. The opening 33 of the second planetary gear 302 accommodates the eccentric body bearing 5 attached to the eccentric part 72 centered on the center C2. Here, the distance ΔL1 between the rotation axis Ax1 and the center C1 is the eccentricity of the first planetary gear 301 with respect to the rotation axis Ax1, and the distance ΔL2 between the rotation axis Ax1 and the center C2 is the eccentricity of the second planetary gear 302 with respect to the rotation axis Ax1. In this embodiment, the eccentricity amount ΔL1 and the eccentricity amount ΔL2 are in opposite directions when viewed from the rotation axis Ax1, but their absolute values are the same. According to the above-mentioned configuration, the shaft center portion 71 rotates (spins) around the rotation axis Ax1, so that the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302 rotate (perform eccentric motion) around the rotation axis Ax1 with a phase difference of 180 degrees around the rotation axis Ax1.
他の3つ目の相違点として、本実施形態では、図13及び図14に示すように、偏心体軸受け5は、基本構成で説明したような深溝玉軸受けに代えて、コロ軸受けからなる。つまり、本実施形態に係る歯車装置1Aでは、偏心体軸受け5は、転動体53として円柱状(円筒状)のコロを用いている。さらに、本実施形態では、偏心体内輪51(図3参照)及び偏心体外輪52(図3参照)が省略されている。そのため、遊星歯車3(の開口部33)の内周面が偏心体外輪52の代わりに複数の転動体53の転動面となり、偏心部72の外周面が偏心体内輪51の代わりに複数の転動体53の転動面となる。本実施形態では、偏心体軸受け5は、保持器(リテーナ)54を有しており、複数の転動体53は、それぞれ自転可能な状態で保持器54にて保持される。保持器54は、複数の転動体53を、偏心部72の円周方向において等ピッチで保持する。さらに、保持器54は、遊星歯車3及び偏心軸7に対して固定されておらず、遊星歯車3及び偏心軸7の各々に対して相対的に回転可能である。これにより、保持器54の回転に伴って、保持器54にて保持されている複数の転動体53は、偏心部72の円周方向へ移動する。 As another third difference, in this embodiment, as shown in Figures 13 and 14, the eccentric bearing 5 is a roller bearing instead of a deep groove ball bearing as described in the basic configuration. That is, in the gear device 1A according to this embodiment, the eccentric bearing 5 uses a cylindrical roller as the rolling body 53. Furthermore, in this embodiment, the eccentric inner ring 51 (see Figure 3) and the eccentric outer ring 52 (see Figure 3) are omitted. Therefore, the inner circumferential surface of the planetary gear 3 (opening 33) becomes the rolling surface of the multiple rolling bodies 53 instead of the eccentric outer ring 52, and the outer circumferential surface of the eccentric part 72 becomes the rolling surface of the multiple rolling bodies 53 instead of the eccentric inner ring 51. In this embodiment, the eccentric bearing 5 has a retainer 54, and the multiple rolling bodies 53 are held by the retainer 54 in a state in which they can rotate. The retainer 54 holds the multiple rolling elements 53 at equal pitches in the circumferential direction of the eccentric portion 72. Furthermore, the retainer 54 is not fixed to the planetary gear 3 and the eccentric shaft 7, and can rotate relative to each of the planetary gear 3 and the eccentric shaft 7. As a result, as the retainer 54 rotates, the multiple rolling elements 53 held by the retainer 54 move in the circumferential direction of the eccentric portion 72.
他の4つ目の相違点として、本実施形態では、ケース10が内歯歯車2の歯車本体22、及び軸受け部材6Aの外輪62Aとシームレスに一体化されている。つまり、基本構成では、内歯歯車2の歯車本体22が、軸受け部材6の外輪62と共に、ケース10に固定された状態で使用される。これに対して、本実施形態では、上記外輪62Aについての工夫により、歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向においてシームレスに連続して設けられている外輪62Aが、更に回転部材であるケース10に対してもシームレスに連続して設けられる。 The fourth difference is that in this embodiment, the case 10 is seamlessly integrated with the gear body 22 of the internal gear 2 and the outer ring 62A of the bearing member 6A. In other words, in the basic configuration, the gear body 22 of the internal gear 2 is used in a state where it is fixed to the case 10 together with the outer ring 62 of the bearing member 6. In contrast, in this embodiment, due to the ingenuity of the outer ring 62A, the outer ring 62A, which is seamlessly connected to the gear body 22 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, is also seamlessly connected to the case 10, which is a rotating member.
より詳細には、ケース10は、円筒状であって、歯車装置1Aの外郭を構成する。本実施形態では、回転部材であるケース10が、例えば車輪本体102として機能するので、円筒状のケース10の中心軸は、回転軸Ax1と一致するように構成されている。つまり、ケース10は、少なくとも外周面が、平面視において(回転軸Ax1方向の一方から見て)回転軸Ax1を中心とする真円となる。図11に示すように、ケース10は、胴部18と、キャップ19と、を有している。胴部18は、回転軸Ax1方向の両端面が開口する円筒状の部品である。キャップ19は、胴部18における回転軸Ax1の入力側(図11の左側)の端面に取り付けられ、胴部18における回転軸Ax1の入力側の開口面を閉塞する円盤状の部品である。そして、本実施形態では、ケース10のうちの胴部18に、内歯歯車2の歯車本体22と、軸受け部材6Aの外輪62Aと、がシームレスに一体化される。これにより、歯車本体22及び外輪62Aは、1部品(胴部18)として扱われる。そのため、胴部18の内周面は、歯車本体22の内周面221(図14参照)及び外輪62Aの内周面620(図13参照)を含んでいる。 More specifically, the case 10 is cylindrical and constitutes the outer shell of the gear device 1A. In this embodiment, the case 10, which is a rotating member, functions as, for example, the wheel body 102, so that the central axis of the cylindrical case 10 is configured to coincide with the rotation axis Ax1. In other words, at least the outer peripheral surface of the case 10 is a perfect circle centered on the rotation axis Ax1 in a plan view (as seen from one side in the direction of the rotation axis Ax1). As shown in FIG. 11, the case 10 has a body 18 and a cap 19. The body 18 is a cylindrical part with both end faces in the direction of the rotation axis Ax1 open. The cap 19 is a disk-shaped part that is attached to the end face of the input side of the rotation axis Ax1 in the body 18 (left side in FIG. 11) and closes the open face of the input side of the rotation axis Ax1 in the body 18. In this embodiment, the gear body 22 of the internal gear 2 and the outer ring 62A of the bearing member 6A are seamlessly integrated with the body 18 of the case 10. As a result, the gear body 22 and the outer ring 62A are treated as one part (body 18). Therefore, the inner circumferential surface of the body 18 includes the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 (see FIG. 14) and the inner circumferential surface 620 of the outer ring 62A (see FIG. 13).
また、上述した点以外にも、例えば、内歯歯車2及び遊星歯車3の歯数、減速比、遊嵌孔32及び内ピン4の数、並びに、各部の具体的形状及び寸法等についても、本実施形態と基本構成とでは適宜相違する。例えば、遊嵌孔32及び内ピン4は、基本構成では18個ずつ設けられているのに対して、本実施形態では一例として12個ずつ設けられている。 In addition to the above, the number of teeth of the internal gear 2 and planetary gear 3, the reduction ratio, the number of loose fitting holes 32 and inner pins 4, and the specific shape and dimensions of each part are also appropriately different between this embodiment and the basic configuration. For example, while there are 18 loose fitting holes 32 and inner pins 4 in the basic configuration, there are 12 of each in this embodiment, as an example.
<内輪についての工夫>
次に、本実施形態に係る歯車装置1Aにおける、軸受け部材6Aの内輪61Aについての工夫に関して、図11~図16を参照して詳しく説明する。
<Ingenuity regarding internal relationships>
Next, the innovation regarding the inner ring 61A of the bearing member 6A in the gear device 1A according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態では、上述したように、軸受け部材6Aの内輪61Aは、回転軸Ax1に平行な方向において対向する第1内輪601と第2内輪602との2部品を含むように構成されている。第1内輪601及び第2内輪602は、対向面601A,602A同士を接触させた状態で組み合わされている。言い換えれば、内輪61Aは、回転軸Ax1に平行な方向に並ぶ、第1内輪601及び第2内輪602の2部品に分割されている。 In this embodiment, as described above, the inner ring 61A of the bearing member 6A is configured to include two parts, the first inner ring 601 and the second inner ring 602, which face each other in a direction parallel to the rotation axis Ax1. The first inner ring 601 and the second inner ring 602 are assembled with their opposing surfaces 601A, 602A in contact with each other. In other words, the inner ring 61A is divided into two parts, the first inner ring 601 and the second inner ring 602, which are aligned in a direction parallel to the rotation axis Ax1.
第1内輪601及び第2内輪602は、いずれも環状の部品である。第1内輪601及び第2内輪602は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。第1内輪601と第2内輪602とでは、外径φ1(図15参照)は同一であって、内径も略同一である。回転軸Ax1に平行な方向の寸法は、本実施形態では一例として、第1内輪601よりも第2内輪602の方が大きいが、この寸法関係に限る趣旨ではない。 The first inner ring 601 and the second inner ring 602 are both annular components. The first inner ring 601 and the second inner ring 602 both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. The first inner ring 601 and the second inner ring 602 have the same outer diameter φ1 (see FIG. 15) and approximately the same inner diameter. In this embodiment, as an example, the dimension in the direction parallel to the rotation axis Ax1 is larger for the second inner ring 602 than for the first inner ring 601, but this dimensional relationship is not intended to be limiting.
第1内輪601及び第2内輪602は、いずれも外輪62Aよりも一回り小さく、外輪62Aの内側に配置される。ここで、外輪62Aの内径φ3(図15参照)は第1内輪601及び第2内輪602の外径φ1よりも大きいため、外輪62Aの内周面620と第1内輪601及び第2内輪602の外周面との間には隙間が生じる。さらに、詳しくは後述するが、第1内輪601及び第2内輪602の外径φ1は、歯車本体22の内周面221における複数のピン保持溝223(図14参照)の底部を通る仮想円VC1(図14参照)の直径φ2(図15参照)より更に小さい。 The first inner ring 601 and the second inner ring 602 are both one size smaller than the outer ring 62A and are disposed inside the outer ring 62A. Here, since the inner diameter φ3 (see FIG. 15) of the outer ring 62A is larger than the outer diameter φ1 of the first inner ring 601 and the second inner ring 602, a gap is generated between the inner peripheral surface 620 of the outer ring 62A and the outer peripheral surfaces of the first inner ring 601 and the second inner ring 602. Furthermore, as will be described in detail later, the outer diameter φ1 of the first inner ring 601 and the second inner ring 602 is even smaller than the diameter φ2 (see FIG. 15) of the imaginary circle VC1 (see FIG. 14) passing through the bottoms of the multiple pin retaining grooves 223 (see FIG. 14) in the inner peripheral surface 221 of the gear body 22.
ここで、第1内輪601及び第2内輪602は、回転軸Ax1に平行な方向において、第1内輪601が遊星歯車3側、第2内輪602が遊星歯車3とは反対側となるように配置されている。言い換えれば、第1内輪601及び第2内輪602は、第1内輪601が回転軸Ax1の入力側(図11の左側)、第2内輪602が回転軸Ax1の出力側(図11の右側)となるように配置されている。そのため、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aは、第1内輪601のうちの回転軸Ax1の出力側(図11の右側)に向けられた表面からなる。反対に、第2内輪602における第1内輪601との対向面602Aは、第2内輪602のうちの回転軸Ax1の入力側(図11の左側)に向けられた表面からなる。第1内輪601及び第2内輪602は、これらの対向面601A,602A同士を互いに接触させるように、互いに組み合わされて内輪61Aを構成する。 Here, the first inner ring 601 and the second inner ring 602 are arranged so that the first inner ring 601 is on the planetary gear 3 side and the second inner ring 602 is on the opposite side to the planetary gear 3 in the direction parallel to the rotation axis Ax1. In other words, the first inner ring 601 and the second inner ring 602 are arranged so that the first inner ring 601 is on the input side of the rotation axis Ax1 (left side of FIG. 11) and the second inner ring 602 is on the output side of the rotation axis Ax1 (right side of FIG. 11). Therefore, the facing surface 601A of the first inner ring 601 with the second inner ring 602 consists of a surface of the first inner ring 601 facing the output side of the rotation axis Ax1 (right side of FIG. 11). On the other hand, the facing surface 602A of the second inner ring 602 with the first inner ring 601 consists of a surface of the second inner ring 602 facing the input side of the rotation axis Ax1 (left side of FIG. 11). The first inner ring 601 and the second inner ring 602 are combined with each other so that their opposing surfaces 601A and 602A are in contact with each other to form the inner ring 61A.
第1内輪601及び第2内輪602は、上述のように組み合わされた状態で、図12に示すように、複数の位置決めピン65及び複数のボルト66にて結合されている。複数の位置決めピン65は、第1内輪601から第2内輪602にかけて内輪61Aを回転軸Ax1に平行な方向に貫通する複数の孔に圧入されている。また、複数のボルト66は、第2内輪602を通して第1内輪601に締め付けられている。そのため、第1内輪601及び第2内輪602は、回転軸Ax1に直交する平面内での相対的な位置が、複数の位置決めピン65により位置決めされた状態で、複数のボルト66にて結合される。 As shown in FIG. 12, the first inner ring 601 and the second inner ring 602 are joined together by a plurality of positioning pins 65 and a plurality of bolts 66 when assembled as described above. The plurality of positioning pins 65 are press-fitted into a plurality of holes that penetrate the inner ring 61A in a direction parallel to the rotation axis Ax1 from the first inner ring 601 to the second inner ring 602. The plurality of bolts 66 are fastened to the first inner ring 601 through the second inner ring 602. Therefore, the first inner ring 601 and the second inner ring 602 are joined by the plurality of bolts 66 with their relative positions in a plane perpendicular to the rotation axis Ax1 being positioned by the plurality of positioning pins 65.
ここで、軸受け部材6Aにおいては、複数の転動体63は、図15に示すように、内輪61Aにおける第1内輪601と第2内輪602との分割面上に位置する。本実施形態では、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aが第1内輪601と第2内輪602との分割面になるので、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aを含む平面上に、複数の転動体63が位置する。本実施形態では、軸受け部材6Aは、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)を受けるクロスローラベアリングである。そのため、軸受け部材6の複数の転動体63は、それぞれ回転軸Ax1に直交する平面に対して45度の傾きを有する円筒状のコロからなる。このような複数の転動体63が、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aと同一平面上に位置する。 Here, in the bearing member 6A, the multiple rolling elements 63 are located on the dividing surface between the first inner ring 601 and the second inner ring 602 in the inner ring 61A, as shown in FIG. 15. In this embodiment, the opposing surface 601A of the first inner ring 601 with the second inner ring 602 is the dividing surface between the first inner ring 601 and the second inner ring 602, so the multiple rolling elements 63 are located on a plane including the opposing surface 601A of the first inner ring 601 with the second inner ring 602. In this embodiment, the bearing member 6A is a cross roller bearing that receives a radial load, a thrust load (direction along the rotation axis Ax1), and a bending force (bending moment load) against the rotation axis Ax1. Therefore, the multiple rolling elements 63 of the bearing member 6 are each made of a cylindrical roller having an inclination of 45 degrees with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Ax1. These multiple rolling elements 63 are located on the same plane as the opposing surface 601A of the first inner ring 601 that faces the second inner ring 602.
本実施形態では特に、回転軸Ax1に平行な方向における複数の転動体63の各々の中心が、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aと同一平面上に位置する。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向における複数の転動体63の中心を含む平面を分割面として、内輪61Aが第1内輪601と第2内輪602とに分割されている。このような構成により、軸受け部材6Aの組み立てに際し、外輪62Aに対してセットされた複数の転動体63を、回転軸Ax1に平行な方向の両側から第1内輪601と第2内輪602とで挟むようすることで、比較的簡単に軸受け部材6Aを組み立て可能となる。 In this embodiment, in particular, the centers of the multiple rolling elements 63 in the direction parallel to the rotation axis Ax1 are located on the same plane as the opposing surface 601A of the first inner ring 601 with the second inner ring 602. In other words, the inner ring 61A is divided into the first inner ring 601 and the second inner ring 602 with a plane including the centers of the multiple rolling elements 63 in the direction parallel to the rotation axis Ax1 as a dividing plane. With this configuration, when assembling the bearing member 6A, the multiple rolling elements 63 set on the outer ring 62A are sandwiched between the first inner ring 601 and the second inner ring 602 from both sides in the direction parallel to the rotation axis Ax1, making it possible to assemble the bearing member 6A relatively easily.
本実施形態では、オイルシール15は、第2内輪602と偏心軸7(軸心部71)との間の隙間を塞いでいる。同様に、オイルシール16は、第2内輪602と外輪62との間の隙間を塞いでいる。複数のオイルシール14,15,16で密閉された空間は、基本構成と同様に潤滑剤保持空間17(図11参照)を構成する。 In this embodiment, the oil seal 15 seals the gap between the second inner ring 602 and the eccentric shaft 7 (shaft center portion 71). Similarly, the oil seal 16 seals the gap between the second inner ring 602 and the outer ring 62. The space sealed by the multiple oil seals 14, 15, and 16 forms a lubricant retention space 17 (see FIG. 11) similar to the basic configuration.
このように、内輪61Aが第1内輪601と第2内輪602との2部品に分割されていることにより、第1内輪601と第2内輪602との間には、たとえ僅かであっても隙間が生じ得る。このような隙間が生じることで、例えば潤滑剤が当該隙間を通して、潤滑剤保持空間17内を循環しやすくなる。特に第1内輪601と第2内輪602との間の隙間が僅かであれば、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤は、例えば、毛細管現象によって、当該隙間を通して広がることが期待される。したがって、内輪61Aが第1内輪601と第2内輪602との2部品に分割されていない場合に比較して、例えば、歯車装置1Aの長期的な使用に際しても、潤滑剤が潤滑剤保持空間17の全体に行きわたりやすくなり、歯車装置1Aにおける伝達効率の低下等の不具合が生じにくくなる。 In this way, since the inner ring 61A is divided into two parts, the first inner ring 601 and the second inner ring 602, a gap may be formed between the first inner ring 601 and the second inner ring 602, even if it is small. The formation of such a gap makes it easier for the lubricant to circulate through the gap in the lubricant retention space 17. In particular, if the gap between the first inner ring 601 and the second inner ring 602 is small, the lubricant in the lubricant retention space 17 is expected to spread through the gap, for example, by capillary action. Therefore, compared to a case in which the inner ring 61A is not divided into two parts, the first inner ring 601 and the second inner ring 602, for example, even when the gear device 1A is used for a long period of time, the lubricant is more likely to spread throughout the lubricant retention space 17, and problems such as a decrease in transmission efficiency in the gear device 1A are less likely to occur.
また、内輪61Aが第1内輪601と第2内輪602との2部品に分割されていることで、内輪61Aの加工を大幅に複雑化することなく、軸受け部材6Aの組み立てを容易にすることができる。そして、内輪61Aの加工が複雑化されないことで、内輪61のサイズを比較的小さく抑えて、クロスローラベアリングとしては比較的コンパクトな軸受け部材6Aを実現可能である。 In addition, because the inner ring 61A is divided into two parts, the first inner ring 601 and the second inner ring 602, assembly of the bearing member 6A can be facilitated without significantly complicating the processing of the inner ring 61A. And because the processing of the inner ring 61A is not complicated, the size of the inner ring 61 can be kept relatively small, making it possible to realize a bearing member 6A that is relatively compact for a cross roller bearing.
ところで、本実施形態では、基本構成と同様に、複数の内ピン4が、遊星歯車3と軸受け部材6Aの内輪61Aとを連結する。具体的には、内ピン4の長手方向の一端部(回転軸Ax1の入力側の端部)は、遊星歯車3(第1遊星歯車301と第2遊星歯車302)の遊嵌孔32に挿入され、内ピン4の長手方向の他端部(回転軸Ax1の出力側の端部)は、内輪61Aの保持孔611に挿入されている。 In this embodiment, similar to the basic configuration, multiple inner pins 4 connect the planetary gear 3 and the inner ring 61A of the bearing member 6A. Specifically, one longitudinal end of the inner pin 4 (the end on the input side of the rotation axis Ax1) is inserted into the loose fitting hole 32 of the planetary gear 3 (the first planetary gear 301 and the second planetary gear 302), and the other longitudinal end of the inner pin 4 (the end on the output side of the rotation axis Ax1) is inserted into the retaining hole 611 of the inner ring 61A.
そして、内ピン4の直径が保持孔611よりも僅かに大きいことで、内ピン4は、軸受け部材6Aの保持孔611に挿入された状態において、保持孔611内での公転は禁止されるものの、保持孔611内での自転は可能である。つまり、内ピン4は、保持孔611に挿入された状態でも、保持孔611に圧入される訳ではないので、保持孔611内で自転可能である。このように、本実施形態に係る歯車装置1Aでは、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61Aに保持されるので、遊嵌孔32内を内ピン4が公転する際に、内ピン4自体が自転可能である。 And because the diameter of the inner pin 4 is slightly larger than the retaining hole 611, when the inner pin 4 is inserted into the retaining hole 611 of the bearing member 6A, it is prohibited from revolving within the retaining hole 611, but it is able to rotate within the retaining hole 611. In other words, even when the inner pin 4 is inserted into the retaining hole 611, it is not pressed into the retaining hole 611, and so it is able to rotate within the retaining hole 611. In this way, in the gear device 1A according to this embodiment, each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61A in a rotatable state, so that when the inner pin 4 revolves within the loose fitting hole 32, the inner pin 4 itself is able to rotate.
ここで、本実施形態では、基本構成とは異なり、複数の保持孔611の各々は、内輪61Aの全体を貫通するのではなく、内輪61Aのうちの第1内輪601のみを貫通するように構成されている。すなわち、第1内輪601は、回転軸Ax1に平行な方向において複数の内ピン4がそれぞれ貫通する複数の保持孔611を有している。そして、内ピン4は、長手方向の他端部(回転軸Ax1の出力側の端部)が保持孔611に挿入されることにより、内輪61Aに保持される。 Here, in this embodiment, unlike the basic configuration, each of the multiple retaining holes 611 is configured to penetrate only the first inner ring 601 of the inner ring 61A, rather than penetrating the entire inner ring 61A. In other words, the first inner ring 601 has multiple retaining holes 611 through which multiple inner pins 4 respectively penetrate in a direction parallel to the rotation axis Ax1. The inner pins 4 are retained in the inner ring 61A by inserting the other end in the longitudinal direction (the end on the output side of the rotation axis Ax1) into the retaining hole 611.
本実施形態では、第2内輪602に内ピン4が挿入されないため、第2内輪602には保持孔611は設けられていない。そのため、複数の内ピン4の各々の端面は、第2内輪602における第1内輪601との対向面602Aに突き合わされる。つまり、内ピン4の長手方向における遊星歯車3とは反対側(回転軸Ax1の出力側)の端面は、第2内輪602の表面(対向面602A)に突き合わされている。内ピン4の長手方向の端面は、第2内輪602の対向面602Aに対して、内ピン4の自転が妨げられない程度に軽く接触していてもよいし、離間していてもよい。そのため、内ピン4の回転軸Ax1の出力側への移動が第2内輪602にて規制され、かつ潤滑剤保持空間17内の潤滑剤が保持孔611を通して漏れることが抑制される。 In this embodiment, the inner pin 4 is not inserted into the second inner ring 602, so the second inner ring 602 does not have a retaining hole 611. Therefore, the end faces of each of the multiple inner pins 4 are abutted against the opposing surface 602A of the second inner ring 602 that faces the first inner ring 601. In other words, the end face of the inner pin 4 on the opposite side of the planetary gear 3 in the longitudinal direction (the output side of the rotation axis Ax1) is abutted against the surface (opposing surface 602A) of the second inner ring 602. The longitudinal end face of the inner pin 4 may be in light contact with the opposing surface 602A of the second inner ring 602 to the extent that the rotation of the inner pin 4 is not hindered, or may be separated from it. Therefore, the movement of the inner pin 4 toward the output side of the rotation axis Ax1 is restricted by the second inner ring 602, and the lubricant in the lubricant retaining space 17 is prevented from leaking through the retaining hole 611.
また、内ピン4の直径が保持孔611よりも僅かに大きいことで、第1内輪601における複数の保持孔611の各々の内周面と、複数の内ピン4の各々の外周面との間には、隙間が形成されている。つまり、保持孔611は内ピン4が遊嵌される孔であって、内ピン4は、保持孔611の内周面との間に、空間的な余裕(隙間)を確保した状態で保持孔611に挿入される。ただし、内ピン4は保持孔611内で自転可能であればよいので、遊嵌孔32の内周面321と内ピン4との間の隙間に比べて、保持孔611の内周面と内ピン4との間の隙間は小さい。さらに、保持孔611の内周面と内ピン4との間には、空洞としての隙間が確保されることは必須ではなく、例えば、この隙間に液体等の流体が充填されていてもよい。具体的には、保持孔611の内周面と内ピン4との間の隙間には、潤滑剤が充填されている。そのため、保持孔611内での内ピン4の自転が潤滑剤により円滑になる。 In addition, since the diameter of the inner pin 4 is slightly larger than the retaining hole 611, a gap is formed between the inner peripheral surface of each of the multiple retaining holes 611 in the first inner ring 601 and the outer peripheral surface of each of the multiple inner pins 4. In other words, the retaining hole 611 is a hole into which the inner pin 4 is loosely fitted, and the inner pin 4 is inserted into the retaining hole 611 with a spatial margin (gap) secured between the inner peripheral surface of the retaining hole 611. However, since the inner pin 4 only needs to be able to rotate within the retaining hole 611, the gap between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4 is smaller than the gap between the inner peripheral surface 321 of the loose fitting hole 32 and the inner pin 4. Furthermore, it is not essential that a gap as a cavity is secured between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4, and for example, this gap may be filled with a fluid such as a liquid. Specifically, the gap between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4 is filled with a lubricant. Therefore, the lubricant allows the inner pin 4 to rotate smoothly within the retaining hole 611.
さらに、本実施形態に係る歯車装置1Aは、図16に示すように、潤滑剤の循環路RL1を更に備える。図16では、循環路RL1を通る潤滑剤の流れを破線矢印にて模式的に表している。循環路RL1は、少なくとも第1内輪601及び第2内輪602間の隙間と、複数の転動体63の各々を収容する空間と、複数の保持孔611の各々と、を通して潤滑剤を循環させる経路(循環路)である。つまり、循環路RL1は、第1内輪601及び第2内輪602間の隙間、転動体63を収容する空間、及び保持孔611を含んでおり、図16に示すように、ループ状に形成されている。これにより、例えば、転動体63を収容する空間に注入されている潤滑剤が、循環路RL1に沿って、第1内輪601及び第2内輪602間の隙間、保持孔611(の内周面と内ピン4との間の隙間)を通って、再び転動体63を収容する空間へと循環しやすくなる。ただし、循環路RL1と通して潤滑剤が移動する向きは、図16に矢印で示す向きに限らず、反対向きであってもよい。 Furthermore, the gear device 1A according to this embodiment further includes a lubricant circulation path RL1 as shown in FIG. 16. In FIG. 16, the flow of the lubricant through the circulation path RL1 is shown by dashed arrows. The circulation path RL1 is a path (circulation path) that circulates the lubricant through at least the gap between the first inner ring 601 and the second inner ring 602, the space that houses each of the multiple rolling elements 63, and each of the multiple retaining holes 611. In other words, the circulation path RL1 includes the gap between the first inner ring 601 and the second inner ring 602, the space that houses the rolling elements 63, and the retaining hole 611, and is formed in a loop shape as shown in FIG. 16. As a result, for example, the lubricant injected into the space that houses the rolling elements 63 can easily circulate along the circulation path RL1 through the gap between the first inner ring 601 and the second inner ring 602, the retaining hole 611 (the gap between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4), and back to the space that houses the rolling elements 63. However, the direction in which the lubricant moves through the circulation path RL1 is not limited to the direction shown by the arrow in FIG. 16, and may be the opposite direction.
また、本実施形態に係る歯車装置1Aは、各部品の表面硬度について、以下の条件を満たしている。 In addition, the gear device 1A according to this embodiment satisfies the following conditions for the surface hardness of each component:
すなわち、複数の内ピン4の各々と、第1内輪601とでは、同程度の表面硬度が採用されている。具体的には、複数の内ピン4の各々の表面硬度と、第1内輪601の表面硬度との差分は、HRC3以下である。つまり、内ピン4の表面硬度は、第1内輪601の表面硬度を基準としてロックウェル硬さ(HRC)で±3の範囲に設定されている。ここで、内ピン4の表面硬度と、第1内輪601の表面硬度との差分は、HRC2以下であることが好ましく、HRC1以下であることがより好ましい。ここでいう「第1内輪601の表面硬度」は、少なくとも第1内輪601における保持孔611の内周面の硬度を指す。第1内輪601は、保持孔611内で自転可能な状態で内ピン4を保持するので、本実施形態のように、内ピン4と第1内輪601との表面硬度を同程度(HRC3以下の差分)にすることで、内ピン4及び第1内輪601の摩耗を抑制する効果が期待される。結果的に、保持孔611内での内ピン4の自転によっても摩耗粉等が生じにくく、内ピン4の円滑な回転を長期にわたって維持しやすい。 That is, the same degree of surface hardness is adopted for each of the multiple inner pins 4 and the first inner ring 601. Specifically, the difference between the surface hardness of each of the multiple inner pins 4 and the surface hardness of the first inner ring 601 is HRC3 or less. In other words, the surface hardness of the inner pin 4 is set to a range of ±3 in Rockwell hardness (HRC) based on the surface hardness of the first inner ring 601. Here, the difference between the surface hardness of the inner pin 4 and the surface hardness of the first inner ring 601 is preferably HRC2 or less, and more preferably HRC1 or less. The "surface hardness of the first inner ring 601" here refers to the hardness of at least the inner circumferential surface of the retaining hole 611 in the first inner ring 601. The first inner ring 601 holds the inner pin 4 in a rotatable state within the retaining hole 611, so by making the surface hardness of the inner pin 4 and the first inner ring 601 similar (difference of HRC 3 or less) as in this embodiment, it is expected that the wear of the inner pin 4 and the first inner ring 601 will be suppressed. As a result, wear powder is less likely to be generated even when the inner pin 4 rotates within the retaining hole 611, making it easier to maintain smooth rotation of the inner pin 4 for a long period of time.
さらに、複数の内ピン4の各々の表面硬度は、HRC60程度である。より厳密には、複数の内ピン4の各々の表面硬度は、HRC60±3の範囲内にある。本実施形態では、内ピン4と第1内輪601との表面硬度を同程度(HRC3以下の差分)であるので、第1内輪601の表面硬度は、HRC60±6の範囲内にある。ここで、内ピン4の表面硬度は、HRC60±2の範囲内にあることが好ましく、HRC60±1の範囲内にあることがより好ましい。結果的に、保持孔611内での内ピン4の自転によっても摩耗粉等が生じにくく、内ピン4の円滑な回転を長期にわたって維持しやすい。 Furthermore, the surface hardness of each of the multiple inner pins 4 is about HRC 60. More precisely, the surface hardness of each of the multiple inner pins 4 is within the range of HRC 60±3. In this embodiment, the surface hardness of the inner pin 4 and the first inner ring 601 are approximately the same (difference of HRC 3 or less), so the surface hardness of the first inner ring 601 is within the range of HRC 60±6. Here, the surface hardness of the inner pin 4 is preferably within the range of HRC 60±2, and more preferably within the range of HRC 60±1. As a result, wear powder and the like is less likely to be generated even when the inner pin 4 rotates within the retaining hole 611, and it is easy to maintain smooth rotation of the inner pin 4 for a long period of time.
また、本実施形態では、第2内輪602についても、第1内輪601(及び内ピン4)と同程度の表面硬度が採用されている。具体的には、第2内輪602の表面硬度と第1内輪601の表面硬度との差分は、HRC3以下である。金属部品の硬度を高める(硬くする)手段としては、例えば、合金化又は熱処理等がある。 In this embodiment, the second inner ring 602 is also designed to have a surface hardness similar to that of the first inner ring 601 (and the inner pin 4). Specifically, the difference between the surface hardness of the second inner ring 602 and the surface hardness of the first inner ring 601 is HRC3 or less. Methods for increasing (hardening) the hardness of metal parts include, for example, alloying or heat treatment.
<外輪についての工夫>
次に、本実施形態に係る歯車装置1Aにおける、軸受け部材6Aの外輪62Aについての工夫に関して、図11~図16を参照して詳しく説明する。
<Ingenuity regarding the outer ring>
Next, the innovation regarding the outer ring 62A of the bearing member 6A in the gear device 1A according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態では、上述したように、軸受け部材6Aの外輪62Aは、歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向(内歯21の歯筋方向)においてシームレスに連続して設けられている。本開示でいう「シームレス」は、複数の部品(部位)が継ぎ目なくつながっている構造を意味し、これら複数の部品(部位)が破壊を伴わずに分離できない状態をいう。つまり、本実施形態では、別部品として用意された外輪62Aと歯車本体22とが、例えば、締結具(ボルト等)又は接着剤等により結合されているのではなく、外輪62Aと歯車本体22とは継ぎ目なく連続するように一体化されている。 In this embodiment, as described above, the outer ring 62A of the bearing member 6A is provided seamlessly and continuously with the gear body 22 in a direction parallel to the rotation axis Ax1 (the tooth trace direction of the internal teeth 21). In this disclosure, "seamless" refers to a structure in which multiple parts (parts) are connected without seams, and refers to a state in which these multiple parts (parts) cannot be separated without destruction. In other words, in this embodiment, the outer ring 62A and the gear body 22, which are prepared as separate parts, are not joined by, for example, a fastener (bolt, etc.) or adhesive, but the outer ring 62A and the gear body 22 are integrated so as to be continuous without seams.
具体的には、例えば、金属塊からなる1つの基材に対する切削加工等の加工により、外輪62Aと歯車本体22とを一体に形成することにより、シームレスに連続する外輪62A及び歯車本体22が具現化される。あるいは、鋳造等の場合には、溶融金属からなる1つの基材を成形用の型に流し込むことにより、外輪62Aと歯車本体22とを一体に形成し、シームレスに連続する外輪62A及び歯車本体22が具現化される。このように、本実施形態に係る歯車装置1Aにおいては、外輪62Aと歯車本体22とを、例えば、1つの基材に対する加工により一体に形成することで、歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向においてシームレスに連続して設けられる外輪62Aを実現する。言い換えれば、歯車装置1Aの製造方法は、外輪62Aと歯車本体22とを、1つの基材に対する加工により一体に形成する工程を有する。 Specifically, the outer ring 62A and the gear body 22 are formed integrally by, for example, cutting a single base material made of a metal lump, thereby realizing the seamlessly continuous outer ring 62A and the gear body 22. Alternatively, in the case of casting, the outer ring 62A and the gear body 22 are formed integrally by pouring a single base material made of molten metal into a molding die, thereby realizing the seamlessly continuous outer ring 62A and the gear body 22. In this way, in the gear device 1A according to this embodiment, the outer ring 62A and the gear body 22 are formed integrally by, for example, processing a single base material, thereby realizing the outer ring 62A that is provided seamlessly and continuously in a direction parallel to the rotation axis Ax1 with the gear body 22. In other words, the manufacturing method of the gear device 1A has a process of forming the outer ring 62A and the gear body 22 integrally by processing a single base material.
このように、本実施形態に係る歯車装置1Aでは、外輪62Aが歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向においてシームレスに連続して設けられていることにより、内歯歯車2と軸受け部材6Aとの芯出しの精度向上を図りやすくなる。つまり、内歯歯車2の歯車本体22の中心と、軸受け部材6Aの外輪62Aの中心とが、回転軸Ax1上に精度よく維持されやすくなる。その結果、歯車装置1Aでは、芯出し不良に起因した振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合が生じにくい、という利点がある。 In this way, in the gear device 1A according to this embodiment, the outer ring 62A is provided seamlessly and continuously with the gear body 22 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, which makes it easier to improve the accuracy of centering between the internal gear 2 and the bearing member 6A. In other words, the center of the gear body 22 of the internal gear 2 and the center of the outer ring 62A of the bearing member 6A are more likely to be precisely maintained on the rotation axis Ax1. As a result, the gear device 1A has the advantage that it is less susceptible to problems such as vibrations caused by poor centering and reduced transmission efficiency.
歯車本体22及び外輪62Aは、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。本実施形態では特に、歯車本体22及び外輪62Aは、ケース10のうちの胴部18にシームレスに一体化されている。言い換えれば、ケース10の胴部18の一部が、歯車本体22及び外輪62Aとして機能する。そのため、図15に示すように、歯車本体22と外輪62Aとでは、その外径は同一である。一方、内径に関しては、歯車本体22と外輪62Aとで相違する。 The gear body 22 and the outer ring 62A both have an annular shape that is a perfect circle in a plan view. In this embodiment, the gear body 22 and the outer ring 62A are seamlessly integrated into the body 18 of the case 10. In other words, a part of the body 18 of the case 10 functions as the gear body 22 and the outer ring 62A. Therefore, as shown in FIG. 15, the gear body 22 and the outer ring 62A have the same outer diameter. On the other hand, the inner diameters of the gear body 22 and the outer ring 62A are different.
具体的には、歯車本体22の内周面221には、図14に示すように、円周方向の全域に複数の溝が形成されている。これら複数の溝は、それぞれ複数の外ピン23の保持構造としての複数のピン保持溝223である。言い換えれば、複数の外ピン23の保持構造は、歯車本体22の内周面221に形成された複数のピン保持溝223を含む。複数のピン保持溝223は、全て同一形状であって、等ピッチで設けられている。複数のピン保持溝223は、いずれも回転軸Ax1と平行であって、歯車本体22の全幅にわたって形成されている。ただし、本実施形態では、上述したように歯車本体22は胴部18の一部であるので、複数のピン保持溝223は胴部18のうちの歯車本体22に対応する部位(図11参照)にのみ形成されている。複数の外ピン23は、複数のピン保持溝223に嵌るようにして、歯車本体22(胴部18)に組み合わされている。複数の外ピン23の各々は、ピン保持溝223内において自転可能な状態で保持され、ピン保持溝223により歯車本体22の円周方向への移動が規制される。 Specifically, as shown in FIG. 14, a plurality of grooves are formed on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22 in the entire circumferential direction. These grooves are a plurality of pin holding grooves 223 as a holding structure for a plurality of outer pins 23. In other words, the holding structure for the plurality of outer pins 23 includes a plurality of pin holding grooves 223 formed on the inner peripheral surface 221 of the gear body 22. The plurality of pin holding grooves 223 are all of the same shape and are provided at equal pitches. The plurality of pin holding grooves 223 are all parallel to the rotation axis Ax1 and are formed over the entire width of the gear body 22. However, in this embodiment, since the gear body 22 is a part of the body 18 as described above, the plurality of pin holding grooves 223 are formed only in the portion of the body 18 corresponding to the gear body 22 (see FIG. 11). The plurality of outer pins 23 are combined with the gear body 22 (body 18) so as to fit into the plurality of pin holding grooves 223. Each of the multiple outer pins 23 is held in a rotatable state within the pin holding groove 223, and the pin holding groove 223 restricts movement of the gear body 22 in the circumferential direction.
このような複数のピン保持溝223が形成されていることで、歯車本体22の内径は、ピン保持溝223の底部で最大となり、ピン保持溝223以外で最小となる。本実施形態では、複数のピン保持溝223の底部を通る仮想円VC1の直径φ2、つまり歯車本体22の内径の最大値を、歯車本体22の内径と定義する。そして、図15に示すように、歯車本体22の内径(φ2)は、軸受け部材6Aの外輪62Aの内径φ3とは異なる。要するに、外輪62Aの内径φ3は、歯車本体22の内周面221における複数の外ピン23が保持される複数のピン保持溝223の底部を通る仮想円VC1の直径φ2とは異なる。これにより、歯車本体22と外輪62Aとがシームレスに連続しながらも、両者の内径の違いによって、歯車本体22と外輪62Aとの機能を明確に分けやすくなる。 By forming such a plurality of pin retaining grooves 223, the inner diameter of the gear body 22 is maximum at the bottom of the pin retaining groove 223 and is minimum outside the pin retaining groove 223. In this embodiment, the diameter φ2 of the imaginary circle VC1 passing through the bottom of the plurality of pin retaining grooves 223, that is, the maximum value of the inner diameter of the gear body 22, is defined as the inner diameter of the gear body 22. And, as shown in FIG. 15, the inner diameter (φ2) of the gear body 22 is different from the inner diameter φ3 of the outer ring 62A of the bearing member 6A. In short, the inner diameter φ3 of the outer ring 62A is different from the diameter φ2 of the imaginary circle VC1 passing through the bottom of the plurality of pin retaining grooves 223 in which the plurality of outer pins 23 are held on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22. As a result, while the gear body 22 and the outer ring 62A are seamlessly connected, the difference in the inner diameters of the two makes it easier to clearly separate the functions of the gear body 22 and the outer ring 62A.
さらに、本実施形態では、図15に示すように、外輪62Aの内径φ3は、仮想円VC1の直径φ2より大きい(φ3>φ2)。つまり、歯車本体22の内径(の最大値)である仮想円VC1の直径φ2は、外輪62Aの内径φ3よりも小さい。これにより、胴部18の内周面においては、歯車本体22の内周面221における複数のピン保持溝223の底部と、外輪62Aとの間に、図16に示すように、高さD1の段差が生じることになる。段差の高さD1は、例えば、外ピン23の径φ10(図14参照)の12分の1(φ10×1/12)以上、10分の2倍(φ10×0.2)以下であることが好ましい。一例として、外ピン23の径φ10が2.5mm程度である場合に、段差の高さD1は、0.2mm以上、0.5mm以下であることが好ましい。この段差により、ピン保持溝223にて保持される外ピン23と、外輪62Aの内周面620との干渉を回避できる。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 15, the inner diameter φ3 of the outer ring 62A is larger than the diameter φ2 of the virtual circle VC1 (φ3>φ2). In other words, the diameter φ2 of the virtual circle VC1, which is the inner diameter (maximum value) of the gear body 22, is smaller than the inner diameter φ3 of the outer ring 62A. As a result, on the inner circumferential surface of the trunk 18, a step of height D1 is generated between the bottom of the multiple pin holding grooves 223 on the inner circumferential surface 221 of the gear body 22 and the outer ring 62A, as shown in FIG. 16. It is preferable that the height D1 of the step is, for example, 1/12 (φ10×1/12) or more and 2/10 (φ10×0.2) or less of the diameter φ10 of the outer pin 23 (see FIG. 14). As an example, when the diameter φ10 of the outer pin 23 is about 2.5 mm, it is preferable that the height D1 of the step is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less. This step helps prevent interference between the outer pin 23 held in the pin holding groove 223 and the inner circumferential surface 620 of the outer ring 62A.
また、本実施形態においては、仮想円VC1の直径φ2よりも更に、内輪61A(第1内輪601及び第2内輪602)の外径φ1は小さい。つまり、仮想円VC1の直径φ2は内輪61Aの外径φ1より大きく、外輪62Aの内径φ3は仮想円VC1の直径φ2はより大きい。言い換えれば、仮想円VC1の直径φ2は、内輪61Aの外径φ1と、外輪62Aの内径φ3との間の値となる(φ1<φ2<φ3)。 In addition, in this embodiment, the outer diameter φ1 of the inner ring 61A (first inner ring 601 and second inner ring 602) is smaller than the diameter φ2 of the imaginary circle VC1. In other words, the diameter φ2 of the imaginary circle VC1 is larger than the outer diameter φ1 of the inner ring 61A, and the inner diameter φ3 of the outer ring 62A is larger than the diameter φ2 of the imaginary circle VC1. In other words, the diameter φ2 of the imaginary circle VC1 is a value between the outer diameter φ1 of the inner ring 61A and the inner diameter φ3 of the outer ring 62A (φ1<φ2<φ3).
また、図16に示すように、外輪62Aの内周面620と歯車本体22の内周面221との間には保持凹部67が配置されている。保持凹部67は、外輪62Aの円周方向の全周にわたって設けられた溝からなる。保持凹部67は、例えば、表面張力により潤滑剤を保持可能な大きさ及び形状に形成されている。つまり、保持凹部67は、潤滑剤(潤滑油)を溜めておくための「油溜まり」として機能する。本実施形態では、歯車本体22及び外輪62Aは、歯車本体22が回転軸Ax1の入力側(図16の左側)、外輪62Aが回転軸Ax1の出力側(図16の右側)となるように配置されている。そのため、歯車本体22の内周面221、保持凹部67、及び外輪62Aの内周面620は、回転軸Ax1の入力側から歯車本体22の内周面221、保持凹部67、外輪62Aの内周面620の順で並ぶ。 16, a retaining recess 67 is disposed between the inner peripheral surface 620 of the outer ring 62A and the inner peripheral surface 221 of the gear body 22. The retaining recess 67 is a groove provided around the entire circumference of the outer ring 62A in the circumferential direction. The retaining recess 67 is formed to a size and shape that can retain a lubricant by surface tension, for example. In other words, the retaining recess 67 functions as an "oil reservoir" for retaining the lubricant (lubricating oil). In this embodiment, the gear body 22 and the outer ring 62A are disposed so that the gear body 22 is the input side of the rotation axis Ax1 (left side in FIG. 16), and the outer ring 62A is the output side of the rotation axis Ax1 (right side in FIG. 16). Therefore, the inner peripheral surface 221 of the gear body 22, the retaining recess 67, and the inner peripheral surface 620 of the outer ring 62A are arranged in the order of the inner peripheral surface 221 of the gear body 22, the retaining recess 67, and the inner peripheral surface 620 of the outer ring 62A from the input side of the rotation axis Ax1.
本実施形態では一例として、図16に示すように、保持凹部67は、外輪62Aの円周方向に直交する断面形状が矩形状である。保持凹部67の(外輪62Aの内周面620からの)深さD2及び保持凹部67の幅D3は、いずれも段差の高さD1よりも大きい。保持凹部67の深さD2及び幅D3は、それぞれ外ピン23の径φ10の10分の1(φ10×1/10)以上、2倍(φ10×2)以下であることが好ましい。一例として、外ピン23の径φ10が2.5mm程度である場合に、保持凹部67の深さD2及び幅D3は、0.25mm以上、5.0mm以下であることが好ましい。図16の例では、保持凹部67の深さD2は保持凹部67の幅D3よりも大きいが、この例に限らず、保持凹部67の深さD2は幅D3以下であってもよい。さらに、保持凹部67の断面形状は、矩形状に限らず、半円状、三角形状又はその他の多角形状等であってもよい。 In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 16, the retaining recess 67 has a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the outer ring 62A. The depth D2 (from the inner peripheral surface 620 of the outer ring 62A) of the retaining recess 67 and the width D3 of the retaining recess 67 are both greater than the height D1 of the step. It is preferable that the depth D2 and width D3 of the retaining recess 67 are at least one-tenth (φ10×1/10) and not more than twice (φ10×2) the diameter φ10 of the outer pin 23. As an example, when the diameter φ10 of the outer pin 23 is about 2.5 mm, it is preferable that the depth D2 and width D3 of the retaining recess 67 are at least 0.25 mm and not more than 5.0 mm. In the example of FIG. 16, the depth D2 of the retaining recess 67 is greater than the width D3 of the retaining recess 67, but this is not limited to this example, and the depth D2 of the retaining recess 67 may be equal to or less than the width D3. Furthermore, the cross-sectional shape of the holding recess 67 is not limited to a rectangular shape, but may be a semicircular shape, a triangular shape, or another polygonal shape, etc.
ここで、本実施形態に係る歯車装置1Aは、保持凹部67から、複数の内ピン4の各々、複数の外ピン23の各々、及び複数の転動体63の少なくとも一つにつながる、潤滑剤の経路を更に備える。すなわち、「油溜まり」としての保持凹部67は、複数の内ピン4の各々、複数の外ピン23の各々、及び複数の転動体63の少なくとも一つに対して、潤滑剤の経路にてつながっている。これにより、保持凹部67に保持されている潤滑剤は、複数の内ピン4の各々、複数の外ピン23の各々、及び複数の転動体63の少なくとも一つに対して供給され、内ピン4、外ピン23及び転動体63の少なくとも一つの動きを円滑にする。本実施形態では、潤滑剤の循環路RL1上に、保持凹部67が位置することで、循環路RL1の一部を「潤滑剤」の経路として、保持凹部67内の潤滑剤を、内ピン4、外ピン23及び転動体63の少なくとも一つに供給する。特に、本実施形態では、図16に示すように、内ピン4、外ピン23及び転動体63は、いずれも循環路RL1上に位置するため、保持凹部67に保持されている潤滑剤を、内ピン4、外ピン23及び転動体63の全てに供給可能である。 Here, the gear device 1A according to this embodiment further includes a lubricant path that connects from the retaining recess 67 to each of the multiple inner pins 4, each of the multiple outer pins 23, and at least one of the multiple rolling bodies 63. That is, the retaining recess 67 as an "oil reservoir" is connected to each of the multiple inner pins 4, each of the multiple outer pins 23, and at least one of the multiple rolling bodies 63 through a lubricant path. As a result, the lubricant held in the retaining recess 67 is supplied to each of the multiple inner pins 4, each of the multiple outer pins 23, and at least one of the multiple rolling bodies 63, smoothing the movement of at least one of the inner pins 4, the outer pins 23, and the rolling bodies 63. In this embodiment, the retaining recess 67 is located on the lubricant circulation path RL1, and the lubricant in the retaining recess 67 is supplied to at least one of the inner pins 4, the outer pins 23, and the rolling bodies 63 through a part of the circulation path RL1 as a "lubricant" path. In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 16, the inner pin 4, outer pin 23, and rolling element 63 are all located on the circulation path RL1, so the lubricant held in the holding recess 67 can be supplied to all of the inner pin 4, outer pin 23, and rolling element 63.
特に、本実施形態では、循環路RL1上に転動体63が位置する。そのため、軸受け部材6Aが動作して転動体63が回転することで、転動体63がポンプとして機能して、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を、循環路RL1経由で積極的に循環させることが可能である。特に、第1内輪601と第2内輪602との分割面が、転動体63に臨む(対向する)位置にあることで、転動体63の回転時に、転動体63がポンプとして効率的に作用する。その結果、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤が循環されやすくなり、歯車装置1Aの長期的な使用に際しても、潤滑剤が潤滑剤保持空間17の全体に行きわたりやすくなり、歯車装置1Aにおける伝達効率の低下等の不具合が生じにくくなる。 In particular, in this embodiment, the rolling element 63 is located on the circulation path RL1. Therefore, when the bearing member 6A operates and the rolling element 63 rotates, the rolling element 63 functions as a pump, and the lubricant in the lubricant retention space 17 can be actively circulated via the circulation path RL1. In particular, since the dividing surface between the first inner ring 601 and the second inner ring 602 is located facing (opposing) the rolling element 63, the rolling element 63 efficiently acts as a pump when the rolling element 63 rotates. As a result, the lubricant in the lubricant retention space 17 is easily circulated, and even when the gear device 1A is used for a long period of time, the lubricant is easily distributed throughout the lubricant retention space 17, making it less likely that problems such as a decrease in transmission efficiency in the gear device 1A will occur.
<適用例>
本実施形態に係る歯車装置1Aは、図17に示すように、車輪本体102と共に、車輪装置W1を構成する。言い換えれば、本実施形態に係る車輪装置W1は、歯車装置1Aと、車輪本体102と、を備えている。車輪本体102は、歯車本体22に対して複数の内ピン4が相対的に回転する際の回転出力により、走行面上を転がる。本実施形態では、歯車装置1の外郭を構成するケース10のうち、「回転部材」としての胴部18及びキャップ19が、車輪本体102を構成する。つまり、本実施形態に係る車輪装置W1においては、歯車装置1Aが、偏心軸7の回転を入力回転とし、歯車本体22が固定されている回転部材(胴部18等)の回転を出力回転として動作することで、車輪本体102が回転して走行面上を転がることになる。ここで、車輪本体102における走行面との接触面、つまり接地面となる胴部18の外周面には、例えば、ゴム製のタイヤ103が装着される。
<Application Examples>
As shown in FIG. 17, the gear device 1A according to this embodiment constitutes the wheel device W1 together with the wheel body 102. In other words, the wheel device W1 according to this embodiment includes the gear device 1A and the wheel body 102. The wheel body 102 rolls on the running surface due to the rotation output generated when the multiple inner pins 4 rotate relatively to the gear body 22. In this embodiment, the body 18 and the cap 19 as "rotating members" of the case 10 constituting the outer shell of the gear device 1 constitute the wheel body 102. In other words, in the wheel device W1 according to this embodiment, the gear device 1A operates with the rotation of the eccentric shaft 7 as the input rotation and the rotation of the rotating member (body 18, etc.) to which the gear body 22 is fixed as the output rotation, so that the wheel body 102 rotates and rolls on the running surface. Here, a tire 103 made of rubber, for example, is attached to the outer peripheral surface of the body 18, which is the contact surface of the wheel body 102 with the running surface, i.e., the ground contact surface.
このように構成される車輪装置W1は、内輪61Aが固定部材であるハブ部材104に固定された状態で使用される。これにより、偏心軸7が回転することで、固定部材(ハブ部材104)に対する回転部材(車輪本体102)の相対的な回転によって、車輪本体102が回転することになる。本実施形態では一例として、車輪装置W1は、複数のボルト66を利用して、ハブ部材104に対して内輪61A(第1内輪601及び第2内輪602)が固定される。このとき、ハブ部材104等に固定されるのは、内輪61Aのうち第2内輪602であることが好ましい。 The wheel device W1 configured in this manner is used with the inner ring 61A fixed to the hub member 104, which is a fixed member. As a result, when the eccentric shaft 7 rotates, the wheel body 102 rotates due to the relative rotation of the rotating member (wheel body 102) with respect to the fixed member (hub member 104). In this embodiment, as an example, the wheel device W1 uses a plurality of bolts 66 to fix the inner ring 61A (first inner ring 601 and second inner ring 602) to the hub member 104. At this time, it is preferable that the second inner ring 602 of the inner ring 61A is fixed to the hub member 104, etc.
ここで、歯車装置1Aが車輪装置W1に用いられる場合、基本的には、回転軸Ax1が水平面に沿った姿勢で歯車装置1Aが使用される。そのため、循環路RL1(図16参照)を通して循環する潤滑剤が、偏心体軸受け5(の転動体53)及び第2ベアリング92等の、偏心軸7周辺にも供給されやすくなる。つまり、循環路RL1を通して循環する潤滑剤の一部は、重力により、遊星歯車3(第2遊星歯車302)と第1内輪601との間の隙間を通して、偏心体軸受け5及び第2ベアリング92等へ供給されやすくなる。これにより、偏心軸7の高速回転時に遠心力で潤滑剤が外周側に飛ばされることがあっても、循環路RL1を通して潤滑剤を偏心軸7周辺にも供給でき、偏心軸7の円滑な回転を維持しやすくなる。 Here, when the gear device 1A is used in the wheel device W1, the gear device 1A is basically used with the rotation axis Ax1 in a position along a horizontal plane. Therefore, the lubricant circulating through the circulation path RL1 (see FIG. 16) is easily supplied to the eccentric body bearing 5 (the rolling body 53) and the second bearing 92, etc., around the eccentric shaft 7. In other words, a part of the lubricant circulating through the circulation path RL1 is easily supplied to the eccentric body bearing 5 and the second bearing 92, etc., through the gap between the planetary gear 3 (second planetary gear 302) and the first inner ring 601 by gravity. As a result, even if the lubricant is blown outward by centrifugal force when the eccentric shaft 7 rotates at high speed, the lubricant can be supplied to the eccentric shaft 7 through the circulation path RL1, making it easier to maintain smooth rotation of the eccentric shaft 7.
そして、歯車装置1Aを用いた車輪装置W1は、例えば、無人搬送車(AGV:Automated Guided Vehicle)等の車両に適用される。つまり、車輪装置W1は車両の車体に設けられているハブ部材104に装着され、車輪本体102が回転して走行面上を転がることで、車両は床面等からなる平坦な走行面上を走行する。一例として、歯車装置1Aは、車体に対して複数(例えば4つ)装着され、各歯車装置1Aの偏心軸7を、それぞれ個別の駆動源にて駆動することによって、「インホイールモータ」のレイアウトを採用する。これにより、駆動源は、車輪装置W1の偏心軸7を、回転軸Ax1を中心に回転させることにより、遊星歯車3を揺動させる。これにより、駆動源で発生する回転(入力回転)が、歯車装置1Aにおいて比較的高い減速比にて減速され、車輪本体102を比較的高トルクで回転させる。 The wheel device W1 using the gear device 1A is applied to a vehicle such as an automated guided vehicle (AGV). That is, the wheel device W1 is attached to a hub member 104 provided on the vehicle body, and the wheel body 102 rotates and rolls on the running surface, so that the vehicle runs on a flat running surface such as a floor surface. As an example, a plurality of gear devices 1A (for example, four) are attached to the vehicle body, and the eccentric shaft 7 of each gear device 1A is driven by an individual driving source, thereby adopting an "in-wheel motor" layout. As a result, the driving source rotates the eccentric shaft 7 of the wheel device W1 around the rotation axis Ax1, thereby oscillating the planetary gear 3. As a result, the rotation (input rotation) generated by the driving source is decelerated at a relatively high reduction ratio in the gear device 1A, and the wheel body 102 is rotated with a relatively high torque.
ところで、本実施形態では、外輪62Aの外周面680は、歯車本体22の外周面224に比較して大きな応力を受ける受圧面を構成する。言い換えれば、外輪62Aの外周面680(受圧面)には、歯車本体22の外周面224に比較して大きな応力が外方から作用する。特に、歯車装置1Aが車輪装置W1等に用いられる場合においては、外輪62Aの外周面680に、歯車本体22の外周面224に比較して大きな応力が作用するように構成されることが好ましい。歯車本体22は、その内側において遊星歯車3が公転(揺動)可能となるように、遊星歯車3との間に比較的大きめの隙間がある。これに対して、外輪62Aは、その内側において内輪61Aが自転可能であればよく、内輪61Aとの間に比較的小さめの隙間がある。つまり、外輪62Aは、歯車本体22と比較すると、内側が詰まった中実構造に近い構造にあるため、ラジアル方向に作用する外力に対して高い剛性を持つ。そのため、外輪62Aの外周面680を受圧面とすることにより、剛性の高い外輪62A側にて外部からの応力を受けることができ、歯車装置1A全体としての応力に対する耐性が高くなる。 In this embodiment, the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A constitutes a pressure-receiving surface that receives a larger stress than the outer peripheral surface 224 of the gear body 22. In other words, a larger stress acts on the outer peripheral surface 680 (pressure-receiving surface) of the outer ring 62A from the outside than on the outer peripheral surface 224 of the gear body 22. In particular, when the gear device 1A is used in a wheel device W1 or the like, it is preferable to configure the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A so that a larger stress acts on the outer peripheral surface 680 than on the outer peripheral surface 224 of the gear body 22. The gear body 22 has a relatively large gap between it and the planetary gear 3 so that the planetary gear 3 can revolve (oscillate) on the inside. In contrast, the outer ring 62A has a relatively small gap between it and the inner ring 61A as long as the inner ring 61A can rotate on its inside. In other words, compared to the gear body 22, the outer ring 62A has a structure closer to a solid structure with a filled inside, and therefore has high rigidity against external forces acting in the radial direction. Therefore, by making the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A the pressure-receiving surface, the outer ring 62A side, which has high rigidity, can receive external stress, and the gear device 1A as a whole has high resistance to stress.
より詳細には、受圧面(外輪62Aの外周面680)には、外輪62Aの外周に嵌合される外装体からの応力が作用する。ここでは、タイヤ103が、外輪62Aの外周に嵌合される外装体の一例である。すなわち、タイヤ103が胴部18の外周に嵌合するように装着される際に、タイヤ103から胴部18に作用する応力(嵌合圧)は、歯車本体22に比べて外輪62Aで大きくなる。具体的には、例えば、図17に示すように、胴部18の外周面における外輪62Aに相当する部位に、スペーサ68を設けることにより、胴部18の外径を、歯車本体22に比べて外輪62Aで大きくする。これにより、胴部18に外装体としてのタイヤ103が装着された際に、タイヤ103からの応力は、歯車本体22側に比べて外輪62A側で大きくなる。ただし、スペーサ68を設ける構成に限らず、例えば、歯車本体22の外径を小さくしたり、外装体(タイヤ103等)の内径を歯車本体22側に比べて外輪62A側で小さくしたりすることでも、同様の作用を実現可能である。 More specifically, the pressure-receiving surface (the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A) is subjected to stress from the outer body fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 62A. Here, the tire 103 is an example of an outer body fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 62A. That is, when the tire 103 is fitted to the outer peripheral surface of the body 18, the stress (fitting pressure) acting from the tire 103 to the body 18 is larger on the outer ring 62A than on the gear body 22. Specifically, for example, as shown in FIG. 17, a spacer 68 is provided at a portion corresponding to the outer ring 62A on the outer peripheral surface of the body 18, so that the outer diameter of the body 18 is larger on the outer ring 62A than on the gear body 22. As a result, when the tire 103 as an outer body is fitted to the body 18, the stress from the tire 103 is larger on the outer ring 62A side than on the gear body 22 side. However, this is not limited to the configuration in which the spacer 68 is provided. For example, the same effect can be achieved by reducing the outer diameter of the gear body 22 or by making the inner diameter of the exterior body (tire 103, etc.) smaller on the outer ring 62A side than on the gear body 22 side.
あるいは、歯車装置1Aは、外装体からの応力については、外輪62Aの外周面680と、歯車本体22の外周面224とで同一である場合にも、走行面等の地面からの反力が、受圧面としての外輪62Aの外周面680側で大きくなるように構成されてもよい。具体的には、例えば、歯車装置1Aが車輪装置W1として用いられる場合に、キャンバー角の調節により、走行面等の地面からの反力が、歯車本体22側よりも外輪62A側で大きくなるように構成される。この場合、受圧面(外輪62Aの外周面680)には、接地面からの接地圧が作用することになる。 Alternatively, the gear device 1A may be configured so that the reaction force from the ground, such as the running surface, is greater on the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A as the pressure-receiving surface, even if the stress from the exterior body is the same on the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A and the outer peripheral surface 224 of the gear body 22. Specifically, for example, when the gear device 1A is used as a wheel device W1, the camber angle is adjusted so that the reaction force from the ground, such as the running surface, is greater on the outer ring 62A side than on the gear body 22 side. In this case, the ground pressure from the ground contact surface acts on the pressure-receiving surface (the outer peripheral surface 680 of the outer ring 62A).
また、本実施形態に係る歯車装置1Aは、車輪装置W1に限らず、基本構成で説明したように、例えば、水平多関節ロボット(スカラ型ロボット)のようなロボット等にも適用可能である。 The gear device 1A according to this embodiment is not limited to the wheel device W1, but can also be applied to robots such as horizontal articulated robots (SCARA robots), as described in the basic configuration.
<変形例>
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
<Modification>
The first embodiment is merely one of various embodiments of the present disclosure. Various modifications of the first embodiment are possible depending on the design and the like, as long as the object of the present disclosure can be achieved. In addition, all drawings referred to in this disclosure are schematic drawings, and the ratio of the size and thickness of each component in the drawings does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Below, modified examples of the first embodiment are listed. The modified examples described below can be applied in appropriate combination.
内ピン4は、内輪61Aを構成する第1内輪601及び第2内輪602のうちの第1内輪601を貫通してさえいればよく、図18A及び図18Bに示すように、第2内輪602の一部又は全部に内ピン4が挿入されていてもよい。図18Aの例では、保持孔611が、回転軸Ax1に平行な方向における第2内輪602の一部にまで延長されており、第1内輪601を貫通した内ピン4の端部が第2内輪602の途中まで挿入されている。図18Bの例では、保持孔611が、回転軸Ax1に平行な方向において第1内輪601及び第2内輪602の両方を貫通するように形成されており、第1内輪601を貫通した内ピン4が第2内輪602をも貫通する。 The inner pin 4 only needs to penetrate the first inner ring 601 of the first inner ring 601 and the second inner ring 602 constituting the inner ring 61A, and as shown in Figs. 18A and 18B, the inner pin 4 may be inserted into a part or all of the second inner ring 602. In the example of Fig. 18A, the retaining hole 611 extends to a part of the second inner ring 602 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, and the end of the inner pin 4 that penetrates the first inner ring 601 is inserted halfway into the second inner ring 602. In the example of Fig. 18B, the retaining hole 611 is formed to penetrate both the first inner ring 601 and the second inner ring 602 in a direction parallel to the rotation axis Ax1, and the inner pin 4 that penetrates the first inner ring 601 also penetrates the second inner ring 602.
実施形態1では、遊星歯車3が2つのタイプの歯車装置1Aを例示したが、歯車装置1Aは、遊星歯車3を3つ以上備えていてもよい。例えば、歯車装置1Aが遊星歯車3を3つ備える場合、これら3つの遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで120度の位相差をもって配置されることが好ましい。また、歯車装置1Aは遊星歯車3を1つのみ備えていてもよい。 In the first embodiment, the gear device 1A having two types of planetary gears 3 is exemplified, but the gear device 1A may have three or more planetary gears 3. For example, when the gear device 1A has three planetary gears 3, it is preferable that these three planetary gears 3 are arranged with a phase difference of 120 degrees around the rotation axis Ax1. Also, the gear device 1A may have only one planetary gear 3.
また、複数の内ピン4の各々が、少なくとも一部が軸受け部材6Aの軸方向において軸受け部材6Aと同じ位置に配置されることは、歯車装置1Aにおいて必須の構成ではない。すなわち、歯車装置1Aは、軸受け部材6Aと、内歯歯車2と、遊星歯車3と、複数の内ピン4と、を備えていればよい。軸受け部材6Aは、外輪62A及び外輪62Aの内側に配置される内輪61Aを有する。内輪61Aは外輪62Aに対して相対的に回転可能に支持される。内歯歯車2の歯車本体22は外輪62Aに固定される。複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61Aに保持されている。ここで、複数の内ピン4の各々は、軸受け部材6Aの軸方向において軸受け部材6Aと並ぶ(対向する)ように配置されてもよい。 In addition, it is not essential for the gear device 1A that at least a portion of each of the multiple inner pins 4 is positioned at the same position as the bearing member 6A in the axial direction of the bearing member 6A. That is, the gear device 1A only needs to include the bearing member 6A, the internal gear 2, the planetary gear 3, and the multiple inner pins 4. The bearing member 6A has an outer ring 62A and an inner ring 61A that is positioned inside the outer ring 62A. The inner ring 61A is supported so as to be rotatable relative to the outer ring 62A. The gear body 22 of the internal gear 2 is fixed to the outer ring 62A. Each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61A in a rotatable state. Here, each of the multiple inner pins 4 may be positioned so as to be aligned (opposed) with the bearing member 6A in the axial direction of the bearing member 6A.
また、実施形態1で説明した内ピン4の数、及び外ピン23の数(内歯21の歯数)、及び外歯31の歯数等は、一例に過ぎず、適宜変更可能である。 In addition, the number of inner pins 4, the number of outer pins 23 (the number of teeth of the inner teeth 21), and the number of teeth of the outer teeth 31 described in embodiment 1 are merely examples and can be changed as appropriate.
また、軸受け部材6Aは、クロスローラベアリングに限らず、深溝玉軸受け又はアンギュラ玉軸受等であってもよい。ただし、軸受け部材6Aは、例えば、4点接触玉軸受け等のように、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)のいずれに対しても耐え得ることが好ましい。 The bearing member 6A is not limited to a cross roller bearing, and may be a deep groove ball bearing or an angular ball bearing. However, it is preferable that the bearing member 6A be able to withstand radial loads, thrust loads (direction along the rotation axis Ax1), and bending forces (bending moment loads) against the rotation axis Ax1, such as a four-point contact ball bearing.
また、偏心体軸受け5は、コロ軸受けに限らず、例えば、深溝玉軸受け、又はアンギュラ玉軸受等であってもよい。 In addition, the eccentric bearing 5 is not limited to a roller bearing, but may be, for example, a deep groove ball bearing or an angular contact ball bearing.
また、歯車装置1Aの各構成要素の材質は、金属に限らず、例えば、エンジニアリングプラスチック等の樹脂であってもよい。 In addition, the material of each component of the gear device 1A is not limited to metal, but may be, for example, a resin such as engineering plastic.
また、歯車装置1Aは、軸受け部材6Aの内輪61Aと外輪62Aとの間の相対的な回転を出力として取り出すことができればよく、外輪62Aの回転力が出力として取り出される構成に限らない。例えば、外輪62Aに対して相対的に回転する内輪61Aの回転力が出力として取り出されてもよい。 The gear device 1A is not limited to a configuration in which the rotational force of the outer ring 62A is output, as long as it can extract the relative rotation between the inner ring 61A and the outer ring 62A of the bearing member 6A as an output. For example, the rotational force of the inner ring 61A rotating relative to the outer ring 62A may be output as an output.
また、潤滑剤は、潤滑油(オイル)等の液状の物質に限らず、グリス等のゲル状の物質であってもよい。 The lubricant is not limited to a liquid substance such as lubricating oil (oil), but may be a gel-like substance such as grease.
また、歯車装置1Aは内ローラを備えていてもよい。つまり、歯車装置1Aにおいて、複数の内ピン4の各々が、遊嵌孔32の内周面321に直接的に接触することは必須ではなく、複数の内ピン4の各々と遊嵌孔32との間に内ローラが介在してもよい。この場合、内ローラは、内ピン4に装着されて内ピン4を軸に回転可能となる。 The gear device 1A may also include an inner roller. In other words, in the gear device 1A, it is not essential that each of the multiple inner pins 4 directly contacts the inner circumferential surface 321 of the loose-fitting hole 32, and an inner roller may be interposed between each of the multiple inner pins 4 and the loose-fitting hole 32. In this case, the inner roller is attached to the inner pin 4 and can rotate around the inner pin 4 as an axis.
また、複数の内ピン4の各々は、自転可能な状態で内輪61Aに保持されていればよく、複数の内ピン4の各々が内輪61Aに直接的に保持されることは、歯車装置1Aにおいて必須ではない。例えば、複数の内ピン4の各々は、内輪61Aに一体化される出力軸又はキャリア等に形成された保持孔に挿入されることで、内輪61Aにて間接的に保持されてもよい。 Furthermore, it is sufficient that each of the multiple inner pins 4 is held by the inner ring 61A in a rotatable state, and it is not essential for the gear device 1A that each of the multiple inner pins 4 is directly held by the inner ring 61A. For example, each of the multiple inner pins 4 may be indirectly held by the inner ring 61A by being inserted into a holding hole formed in an output shaft or carrier that is integrated with the inner ring 61A.
また、支持体8が、周方向及び径方向の両方について、複数の内ピン4の支持体8に対する位置決めを行うことは、歯車装置1Aにおいて必須ではない。例えば、支持体8は、径方向(ラジアル方向)に延びるスリット状の支持孔82を有し、周方向についてのみ、複数の内ピン4の支持体8に対する位置決めを行ってもよい。反対に、支持体8は、径方向についてのみ、複数の内ピン4の支持体8に対する位置決めを行ってもよい。 In addition, it is not essential for the gear device 1A that the support body 8 positions the multiple inner pins 4 relative to the support body 8 in both the circumferential and radial directions. For example, the support body 8 may have a slit-shaped support hole 82 extending in the radial direction, and position the multiple inner pins 4 relative to the support body 8 only in the circumferential direction. Conversely, the support body 8 may position the multiple inner pins 4 relative to the support body 8 only in the radial direction.
また、歯車装置1Aは、軸受け部材6Aの内輪61Aについての工夫と、外輪62Aについての工夫との少なくとも一方を採用していればよく、これら両方を採用することは必須ではない。すなわち、歯車装置1Aは、内輪61Aが第1内輪601及び第2内輪602を有すること(内輪61Aについての工夫)と、外輪62Aが歯車本体22とシームレスに連続して設けられること(外輪62Aについての工夫)と、のいずれか一方のみを採用してもよい。 The gear device 1A may adopt at least one of the features for the inner ring 61A of the bearing member 6A and the features for the outer ring 62A, but it is not necessary to adopt both. In other words, the gear device 1A may adopt only one of the features that the inner ring 61A has the first inner ring 601 and the second inner ring 602 (feature for the inner ring 61A) and that the outer ring 62A is provided seamlessly and continuously with the gear body 22 (feature for the outer ring 62A).
さらに、歯車装置1Aは、内輪61Aについての工夫と、外輪62Aについての工夫との少なくとも一方を採用すればよいので、その他の構成については、基本構成から適宜省略又は変更可能である。例えば、歯車装置1Aにおいて、第1関連技術と同様に、内ピン4は、内輪61A(又は内輪61Aと一体化されたキャリア)に対して圧入された状態で保持されていてもよく、この場合、複数の内ピン4の各々は、内輪61Aに対して自転できない状態で保持される。また、複数の内ピン4の各々は、軸受け部材6Aの軸方向において軸受け部材6Aと同じ位置に配置されなくてもよい。あるいは、歯車装置1Aにおいて、第2関連技術と同様に、複数の内ピン4は、内輪61A(又は内輪61Aと一体化されたキャリア)のみで保持されてもよい。この場合、支持体8は省略可能である。さらに、複数の内ピン4を支持する(束ねる)支持体8が設けられる場合でも、支持体8が外周面81を複数の外ピン23に接触させることにより位置規制されることは必須ではなく、支持体8の外周面81が複数の外ピン23から離れていてもよい。 Furthermore, since the gear device 1A only requires the adoption of at least one of the device for the inner ring 61A and the device for the outer ring 62A, other configurations can be omitted or changed as appropriate from the basic configuration. For example, in the gear device 1A, the inner pin 4 may be held in a state where it is pressed into the inner ring 61A (or a carrier integrated with the inner ring 61A) as in the first related technology, and in this case, each of the multiple inner pins 4 is held in a state where it cannot rotate with respect to the inner ring 61A. In addition, each of the multiple inner pins 4 does not have to be disposed at the same position as the bearing member 6A in the axial direction of the bearing member 6A. Alternatively, in the gear device 1A, the multiple inner pins 4 may be held only by the inner ring 61A (or a carrier integrated with the inner ring 61A) as in the second related technology. In this case, the support body 8 can be omitted. Furthermore, even if a support 8 is provided to support (bind) multiple inner pins 4, it is not essential that the support 8 be positioned by contacting its outer circumferential surface 81 with the multiple outer pins 23, and the outer circumferential surface 81 of the support 8 may be separated from the multiple outer pins 23.
また、内輪61Aについての工夫に関しても、歯車装置1Aは、内輪61Aが第1内輪601及び第2内輪602を有していればよく、例えば、内輪61Aが3つ以上の部品に分割されていてもよい。つまり、一例として、内輪61Aは、第1内輪601及び第2内輪602に加えて、第3内輪を有することで、3つの部品に分割されていてもよい。 In addition, with regard to the innovation regarding the inner ring 61A, the gear device 1A only needs to have the first inner ring 601 and the second inner ring 602, and for example, the inner ring 61A may be divided into three or more parts. In other words, as an example, the inner ring 61A may be divided into three parts by having a third inner ring in addition to the first inner ring 601 and the second inner ring 602.
また、複数の位置決めピン65が圧入される複数の孔は、第1内輪601から第2内輪602にかけて形成されていればよく、内輪61Aを回転軸Ax1に平行な方向に貫通していなくてもよい。例えば、第2内輪602における第1内輪601との対向面602A側から、第2内輪602の厚みの途中まで形成された孔に、位置決めピン65が圧入されてもよい。この場合、位置決めピン65を圧入するための孔を通して潤滑剤が漏れることが防止される。 The multiple holes into which the multiple positioning pins 65 are pressed need only be formed from the first inner ring 601 to the second inner ring 602, and do not have to penetrate the inner ring 61A in a direction parallel to the rotation axis Ax1. For example, the positioning pins 65 may be pressed into holes formed from the opposing surface 602A side of the second inner ring 602 facing the first inner ring 601 to partway through the thickness of the second inner ring 602. In this case, lubricant is prevented from leaking through the holes into which the positioning pins 65 are pressed.
また、外輪62Aについての工夫に関し、軸受け部材6Aの外輪62Aは、歯車本体22と回転軸Ax1に平行な方向において、完全にシームレスでなくてもよい。すなわち、歯車装置1Aの製造方法は、外輪62Aと歯車本体22とを、1つの基材に対する加工により一体に形成する工程を有していればよい。具体的には、例えば、2種類の金属塊を圧着又は接着等により接合(一体化)した1つの基材に対する加工により外輪62Aと歯車本体22とが一体に形成されてもよい。この場合、2種類の金属塊の接合部位において継ぎ目が生じるため、完全にシームレスではないものの、シームレスに連続する外輪62A及び歯車本体22と同様の効果が期待できる。 In addition, with regard to the innovation regarding the outer ring 62A, the outer ring 62A of the bearing member 6A does not have to be completely seamless in the direction parallel to the gear body 22 and the rotation axis Ax1. In other words, the manufacturing method of the gear device 1A only needs to include a process of integrally forming the outer ring 62A and the gear body 22 by processing one base material. Specifically, for example, the outer ring 62A and the gear body 22 may be integrally formed by processing one base material in which two types of metal blocks are joined (integrated) by crimping or gluing, etc. In this case, since a seam is generated at the joint portion of the two types of metal blocks, it is not completely seamless, but the same effect as that of the outer ring 62A and the gear body 22 that are seamlessly continuous can be expected.
(実施形態2)
本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置1B(以下、単に「歯車装置1B」ともいう)は、図19A及び図19Bに示すように、軸受け部材6Aの内輪61Aの細部の形状が、実施形態1に係る歯車装置1Aと相違する。図19Bは、図19AのA1-A1線断面における第1内輪601の要部のみを示す図である。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 2)
As shown in Figures 19A and 19B, an internally meshing planetary gear device 1B according to this embodiment (hereinafter also simply referred to as "gear device 1B") differs from the gear device 1A according to embodiment 1 in the detailed shape of an inner ring 61A of a bearing member 6A. Figure 19B is a diagram showing only the main parts of a first inner ring 601 in a cross section taken along line A1-A1 in Figure 19A. Hereinafter, common reference numerals will be used to designate configurations similar to those of embodiment 1, and explanations thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態に係る歯車装置1Bでは、第1内輪601における第2内輪602とは反対側の表面には、複数の保持孔611の各々の開口面積を広げる拡径部691が形成されている。具体的には、拡径部691は、図19Aに示すように、第1内輪601の回転軸Ax1の入力側(図19Aの左側)の面における保持孔611の開口周縁に形成された面取り部にて構成される。ここでは、拡径部691は、保持孔611の開口面積が第2内輪602から離れる程に大きくなるようにテーパ状(C面状)に形成されている。本実施形態では、このような拡径部691が、全ての保持孔611に対応してそれぞれ形成されている。拡径部691はテーパ状(C面状)に限らず、例えば、湾曲したR面状、又は階段状の座繰り形状等であってもよい。 In the gear device 1B according to this embodiment, an enlarged diameter portion 691 is formed on the surface of the first inner ring 601 opposite to the second inner ring 602, which enlarges the opening area of each of the multiple retaining holes 611. Specifically, as shown in FIG. 19A, the enlarged diameter portion 691 is formed by a chamfered portion formed on the opening periphery of the retaining hole 611 on the input side (left side of FIG. 19A) surface of the rotation axis Ax1 of the first inner ring 601. Here, the enlarged diameter portion 691 is formed in a tapered shape (C-shaped) so that the opening area of the retaining hole 611 increases as it moves away from the second inner ring 602. In this embodiment, such an enlarged diameter portion 691 is formed corresponding to each of all the retaining holes 611. The enlarged diameter portion 691 is not limited to a tapered shape (C-shaped), and may be, for example, a curved R-shaped surface or a stepped countersink shape.
このような拡径部691が形成されていることにより、少なくとも複数の保持孔611の各々における第2内輪602とは反対側の開口面においては、内ピン4との間の隙間が拡大される形になる。その結果、拡径部691によって生じる保持孔611の内周面と内ピン4との間の隙間が、潤滑剤(潤滑油)を溜めておくための「油溜まり」として機能する。拡径部691は保持孔611に連続しているため、拡径部691に溜められた潤滑剤は、例えば、毛細管現象により保持孔611の内周面と内ピン4との隙間に引き込まれ、内ピン4の回転(自転)を円滑にするよう作用する。 By forming such an enlarged diameter portion 691, at least on the opening surface of each of the multiple retaining holes 611 opposite the second inner ring 602, the gap between the inner pin 4 is enlarged. As a result, the gap between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4 created by the enlarged diameter portion 691 functions as an "oil reservoir" for storing lubricant (lubricating oil). Since the enlarged diameter portion 691 is continuous with the retaining hole 611, the lubricant stored in the enlarged diameter portion 691 is drawn into the gap between the inner peripheral surface of the retaining hole 611 and the inner pin 4 by capillary action, for example, and acts to smooth the rotation (spinning) of the inner pin 4.
さらに、「油溜まり」としての拡径部691は、図20に示すように、潤滑剤の循環路RL1上に位置する。そのため、循環路RL1の一部を「潤滑剤」の経路として、拡径部691内の潤滑剤を、内ピン4以外の、外ピン23及び転動体63の少なくとも一つに対しても供給することができる。特に、本実施形態では、図20に示すように、外ピン23及び転動体63は、いずれも循環路RL1上に位置するため、拡径部691に保持されている潤滑剤を、外ピン23及び転動体63の両方に供給可能である。 Furthermore, the enlarged diameter portion 691 as an "oil reservoir" is located on the lubricant circulation path RL1 as shown in FIG. 20. Therefore, by using a portion of the circulation path RL1 as a path for the "lubricant", the lubricant in the enlarged diameter portion 691 can be supplied to at least one of the outer pin 23 and the rolling element 63 other than the inner pin 4. In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 20, since both the outer pin 23 and the rolling element 63 are located on the circulation path RL1, the lubricant held in the enlarged diameter portion 691 can be supplied to both the outer pin 23 and the rolling element 63.
また、本実施形態では、図19A及び図19Bに示すように、第1内輪601と第2内輪602との少なくとも一方における他方との対向面601A,602Aには、連結溝692が形成されている。連結溝692は、複数の転動体63の各々を収容する空間と、複数の保持孔611の各々とを連結する。すなわち、連結溝692は、第1内輪601と第2内輪602との分割面である対向面601Aと対向面602Aとの少なくとも一方に設けられ、内輪61Aと外輪62Aとの間における転動体63の各々を収容する空間と、保持孔611とを連結している。本実施形態では一例として、第1内輪601における第2内輪602との対向面601Aに、内輪61Aのラジアル方向に沿って連結溝692が形成されている。本実施形態では、このような連結溝692が、全ての保持孔611に対応してそれぞれ形成されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 19A and FIG. 19B, a connecting groove 692 is formed on the opposing surface 601A, 602A of at least one of the first inner ring 601 and the second inner ring 602 facing the other. The connecting groove 692 connects the space that houses each of the multiple rolling elements 63 to each of the multiple retaining holes 611. That is, the connecting groove 692 is provided on at least one of the opposing surfaces 601A and 602A, which are the dividing surfaces of the first inner ring 601 and the second inner ring 602, and connects the space that houses each of the rolling elements 63 between the inner ring 61A and the outer ring 62A to the retaining hole 611. As an example, in this embodiment, a connecting groove 692 is formed on the opposing surface 601A of the first inner ring 601 facing the second inner ring 602 along the radial direction of the inner ring 61A. In this embodiment, such a connecting groove 692 is formed corresponding to all of the retaining holes 611.
連結溝692は、潤滑剤(潤滑油)を通す経路として機能する。本実施形態では、図20に示すように、連結溝692は、潤滑剤の循環路RL1の一部を構成する。本実施形態では一例として、図19Bに示すように、連結溝692は、内輪61Aのラジアル方向に直交する断面形状が矩形状である。連結溝692の(対向面601Aからの)深さD4及び連結溝692の幅D5は、それぞれ外ピン23の径φ10の10分の1(φ10×1/10)以上、2倍(φ10×2)以下であることが好ましい。一例として、外ピン23の径φ10が2.5mm程度である場合に、連結溝692の深さD4及び幅D5は、0.25mm以上、5.0mm以下であることが好ましい。図20の例では、連結溝692の深さD4は連結溝692の幅D5よりも小さいが、この例に限らず、連結溝692の深さD4は幅D5以上であってもよい。さらに、連結溝692の断面形状は、矩形状に限らず、半円状、三角形状又はその他の多角形状等であってもよい。 The connecting groove 692 functions as a path for passing the lubricant (lubricating oil). In this embodiment, as shown in FIG. 20, the connecting groove 692 constitutes a part of the circulation path RL1 of the lubricant. In this embodiment, as shown in FIG. 19B, as an example, the connecting groove 692 has a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the radial direction of the inner ring 61A. It is preferable that the depth D4 (from the opposing surface 601A) of the connecting groove 692 and the width D5 of the connecting groove 692 are 1/10 (φ10×1/10) or more and 2 times (φ10×2) or less of the diameter φ10 of the outer pin 23. As an example, when the diameter φ10 of the outer pin 23 is about 2.5 mm, it is preferable that the depth D4 and width D5 of the connecting groove 692 are 0.25 mm or more and 5.0 mm or less. In the example of FIG. 20, the depth D4 of the connecting groove 692 is smaller than the width D5 of the connecting groove 692, but this is not limited to the example, and the depth D4 of the connecting groove 692 may be equal to or greater than the width D5. Furthermore, the cross-sectional shape of the connecting groove 692 is not limited to a rectangular shape, and may be a semicircular shape, a triangular shape, or another polygonal shape, etc.
このような連結溝692が設けられていることで、連結溝692を通して潤滑剤が潤滑剤保持空間17内を循環しやすくなる。特に、連結溝692は、内輪61Aと外輪62Aとの間における転動体63を収容する空間につながっている。そのため、軸受け部材6Aが動作して転動体63が回転することで、転動体63がポンプとして機能して、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤を、連結溝692経由で積極的に循環させることが可能である。その結果、潤滑剤保持空間17内の潤滑剤が循環されやすくなり、歯車装置1Bの長期的な使用に際しても、潤滑剤が潤滑剤保持空間17の全体に行きわたりやすくなり、歯車装置1Bにおける伝達効率の低下等の不具合が生じにくくなる。 The provision of such a connecting groove 692 makes it easier for the lubricant to circulate through the lubricant retention space 17. In particular, the connecting groove 692 is connected to the space that houses the rolling element 63 between the inner ring 61A and the outer ring 62A. Therefore, when the bearing member 6A operates and the rolling element 63 rotates, the rolling element 63 functions as a pump, and it is possible to actively circulate the lubricant in the lubricant retention space 17 via the connecting groove 692. As a result, the lubricant in the lubricant retention space 17 is more easily circulated, and even when the gear device 1B is used for a long period of time, the lubricant is more likely to permeate the entire lubricant retention space 17, making it less likely that problems such as a decrease in transmission efficiency in the gear device 1B will occur.
さらには、連結溝692が設けられることにより、オイルシール16と転動体63との間の空間における内圧を下げる効果も期待できる。つまり、オイルシール16と転動体63との間の空間が、連結溝692によって保持孔611につながることで、オイルシール16と転動体63との間の空間が拡張されるので、転動体63がポンプとして機能した際に、内圧の上昇の抑制につながる。潤滑剤保持空間17の内圧の上昇が抑制される結果、例えば、オイルシール16を超えての潤滑剤の漏れ等が生じにくくなる。 Furthermore, the provision of the connecting groove 692 is expected to have the effect of lowering the internal pressure in the space between the oil seal 16 and the rolling element 63. In other words, the space between the oil seal 16 and the rolling element 63 is connected to the retaining hole 611 by the connecting groove 692, and the space between the oil seal 16 and the rolling element 63 is expanded, which leads to suppression of an increase in internal pressure when the rolling element 63 functions as a pump. As a result of suppressing an increase in internal pressure in the lubricant retaining space 17, for example, leakage of the lubricant beyond the oil seal 16 is less likely to occur.
実施形態2の変形例として、連結溝692は、第1内輪601と第2内輪602との両方の対向面601A,602Aに形成されていてもよい。また、連結溝692は、第2内輪602の対向面602Aにのみ形成されていてもよい。 As a modification of the second embodiment, the connecting groove 692 may be formed on the opposing surfaces 601A, 602A of both the first inner ring 601 and the second inner ring 602. Also, the connecting groove 692 may be formed only on the opposing surface 602A of the second inner ring 602.
実施形態2の他の変形例として、拡径部691及び連結溝692は、個別に採用されていてもよい。すなわち、歯車装置1Bは、拡径部691及び連結溝692のうち拡径部691のみを有していてもよいし、反対に、連結溝692のみを有していてもよい。 As another variation of the second embodiment, the enlarged diameter portion 691 and the connecting groove 692 may be employed separately. That is, the gear device 1B may have only the enlarged diameter portion 691 of the enlarged diameter portion 691 and the connecting groove 692, or, conversely, may have only the connecting groove 692.
実施形態2の構成(変形例を含む)は、実施形態1で説明した構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて適用可能である。 The configuration of embodiment 2 (including modifications) can be applied in appropriate combination with the configuration described in embodiment 1 (including modifications).
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)は、軸受け部材(6,6A)と、内歯歯車(2)と、遊星歯車(3)と、複数の内ピン(4)と、を備える。軸受け部材(6,6A)は、外輪(62,62A)、外輪(62,62A)の内側に配置される内輪(61,61A)、及び外輪(62,62A)と内輪(61,61A)との間に配置される複数の転動体(63)を有し、内輪(61,61A)が外輪(62,62A)に対して回転軸(Ax1)を中心に相対的に回転可能に支持される。内歯歯車(2)は、環状の歯車本体(22)と、自転可能な状態で歯車本体(22)の内周面(221)に保持され内歯(21)を構成する複数の外ピン(23)と、を有する。遊星歯車(3)は、内歯(21)に部分的に噛み合う外歯(31)を有する。複数の内ピン(4)は、遊星歯車(3)に形成された複数の遊嵌孔(32)にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔(32)内を公転しながら内歯歯車(2)に対して相対的に回転する。外輪(62,62A)は、歯車本体(22)と回転軸(Ax1)に平行な方向においてシームレスに連続して設けられている。
(summary)
As described above, the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the first aspect includes a bearing member (6, 6A), an internal gear (2), a planetary gear (3), and a plurality of inner pins (4). The bearing member (6, 6A) includes an outer ring (62, 62A), an inner ring (61, 61A) disposed inside the outer ring (62, 62A), and a plurality of rolling elements (63) disposed between the outer ring (62, 62A) and the inner ring (61, 61A), and the inner ring (61, 61A) is supported so as to be rotatable relative to the outer ring (62, 62A) about a rotation axis (Ax1). The internal gear (2) includes an annular gear body (22) and a plurality of outer pins (23) that are held on the inner peripheral surface (221) of the gear body (22) in a rotatable state and form the internal teeth (21). The planetary gear (3) has external teeth (31) that partially mesh with the internal teeth (21). The multiple inner pins (4) are inserted into multiple loose fitting holes (32) formed in the planetary gear (3), respectively, and rotate relatively to the internal gear (2) while revolving within the loose fitting holes (32). The outer rings (62, 62A) are provided seamlessly continuous with the gear body (22) in a direction parallel to the rotation axis (Ax1).
この態様によれば、内歯歯車(2)と軸受け部材(6,6A)との芯出しの精度向上を図りやすくなる。つまり、内歯歯車(2)の歯車本体(22)の中心と、軸受け部材(6,6A)の外輪(62,62A)の中心とが、回転軸(Ax1)上に精度よく維持されやすくなる。その結果、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、芯出し不良に起因した振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合が生じにくい、という利点がある。 According to this aspect, it becomes easier to improve the accuracy of centering between the internal gear (2) and the bearing member (6, 6A). In other words, the center of the gear body (22) of the internal gear (2) and the center of the outer ring (62, 62A) of the bearing member (6, 6A) are more likely to be accurately maintained on the rotation axis (Ax1). As a result, the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) has the advantage that it is less likely to suffer from problems such as vibrations caused by poor centering and reduced transmission efficiency.
第2の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1の態様において、外輪(62,62A)の内径(φ3)は、仮想円(VC1)の直径(φ2)とは異なる。仮想円(VC1)は、歯車本体(22)の内周面(221)における複数の外ピン(23)が保持される複数のピン保持溝(223)の底部を通る仮想的な円である。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the second aspect, in the first aspect, the inner diameter (φ3) of the outer ring (62, 62A) is different from the diameter (φ2) of the imaginary circle (VC1). The imaginary circle (VC1) is an imaginary circle that passes through the bottoms of the multiple pin retaining grooves (223) in which the multiple outer pins (23) are retained on the inner circumferential surface (221) of the gear body (22).
この態様によれば、歯車本体(22)と外輪(62,62A)とがシームレスに連続しながらも、両者の内径の違いによって、歯車本体(22)と外輪(62,62A)との機能を明確に分けやすくなる。 In this embodiment, the gear body (22) and the outer ring (62, 62A) are seamlessly connected, but the difference in their inner diameters makes it easier to clearly separate the functions of the gear body (22) and the outer ring (62, 62A).
第3の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第2の態様において、外輪(62,62A)の内径(φ3)は、仮想円(VC1)の直径(φ2)より大きい。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the third aspect, in the second aspect, the inner diameter (φ3) of the outer ring (62, 62A) is larger than the diameter (φ2) of the imaginary circle (VC1).
この態様によれば、歯車本体(22)の内周面(221)に保持される外ピン(23)と、外輪(62,62A)の内周面(620)との干渉を回避できる。 According to this embodiment, interference between the outer pin (23) held on the inner peripheral surface (221) of the gear body (22) and the inner peripheral surface (620) of the outer ring (62, 62A) can be avoided.
第4の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1~3のいずれかの態様において、外輪(62,62A)の内周面(620)と歯車本体(22)の内周面(221)との間には保持凹部(67)が配置されている。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the fourth aspect, in any of the first to third aspects, a retaining recess (67) is disposed between the inner peripheral surface (620) of the outer ring (62, 62A) and the inner peripheral surface (221) of the gear body (22).
この態様によれば、保持凹部(67)が潤滑剤を溜めておくための「油溜まり」として機能し、潤滑剤が枯渇しにくくなる。 According to this embodiment, the retaining recess (67) functions as an "oil reservoir" for storing the lubricant, making it difficult for the lubricant to run out.
第5の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)は、第4の態様において、保持凹部(67)から、複数の内ピン(4)の各々、複数の外ピン(23)の各々、及び複数の転動体(63)の少なくとも一つにつながる、潤滑剤の経路を更に備える。 The internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the fifth aspect further includes a lubricant path that connects the retaining recess (67) to each of the multiple inner pins (4), each of the multiple outer pins (23), and at least one of the multiple rolling elements (63).
この態様によれば、保持凹部(67)に保持されている潤滑剤は、内ピン(4)、外ピン(23)、及び転動体(63)の少なくとも一つに対して供給され、その動きを円滑にできる。 According to this embodiment, the lubricant held in the holding recess (67) is supplied to at least one of the inner pin (4), the outer pin (23), and the rolling element (63), making their movement smooth.
第6の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1~5のいずれかの態様において、外輪(62,62A)の外周面(680)は、歯車本体(22)の外周面(224)に比較して大きな応力を受ける受圧面を構成する。 In the sixth embodiment of the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B), in any of the first to fifth embodiments, the outer peripheral surface (680) of the outer ring (62, 62A) constitutes a pressure-receiving surface that receives a large stress compared to the outer peripheral surface (224) of the gear body (22).
この態様によれば、剛性の高い外輪(62,62A)側にて外部からの応力を受けることができ、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)全体としての応力に対する耐性が高くなる。 According to this embodiment, the outer ring (62, 62A) side, which has high rigidity, can bear external stress, and the internal meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) as a whole has high resistance to stress.
第7の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第6の態様において、受圧面には、外輪(62,62A)の外周に嵌合される外装体からの応力が作用する。 In the seventh embodiment of the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B), in the sixth embodiment, stress acts on the pressure-receiving surface from the exterior body that is fitted to the outer periphery of the outer ring (62, 62A).
この態様によれば、外輪(62,62A)の外周に外装体が嵌合される場合に、剛性の高い外輪(62,62A)側にて外装体からの応力を受けることができ、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)全体としての応力に対する耐性が高くなる。 According to this embodiment, when an exterior body is fitted to the outer periphery of the outer ring (62, 62A), the stress from the exterior body can be received by the outer ring (62, 62A) side, which has high rigidity, and the internal meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) as a whole has high resistance to stress.
第8の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1~7のいずれかの態様において、複数の内ピン(4)の各々は、自転可能な状態で内輪(61,61A)に保持されている。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the eighth aspect, in any of the first to seventh aspects, each of the multiple inner pins (4) is held in the inner ring (61, 61A) in a rotatable state.
この態様によれば、複数の内ピン(4)の各々は、自転可能な状態で内輪(61,61A)に保持されるので、遊嵌孔(32)内を内ピン(4)が公転する際に、内ピン(4)自体が自転可能である。そのため、内ピン(4)に装着されて内ピン(4)を軸に回転可能な内ローラを用いなくとも、遊嵌孔(32)の内周面(321)と内ピン(4)との間の摩擦抵抗による損失を低減できる。したがって、内ローラが必須でなく、小型化しやすいという利点がある。 According to this embodiment, each of the multiple inner pins (4) is held in the inner ring (61, 61A) in a rotatable state, so that the inner pins (4) themselves can rotate when they revolve within the loose fitting hole (32). Therefore, even without using an inner roller that is attached to the inner pin (4) and can rotate around the inner pin (4), it is possible to reduce loss due to frictional resistance between the inner peripheral surface (321) of the loose fitting hole (32) and the inner pin (4). Therefore, there is an advantage that an inner roller is not required and it is easy to make the device smaller.
第9の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1~8のいずれかの態様において、内輪(61,61A)は、回転軸(Ax1)に平行な方向において対向する第1内輪(601)及び第2内輪(602)を含む。第1内輪(601)は、回転軸(Ax1)に平行な方向において複数の内ピン(4)がそれぞれ貫通する複数の保持孔(611)を有する。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the ninth aspect, in any of the first to eighth aspects, the inner ring (61, 61A) includes a first inner ring (601) and a second inner ring (602) that face each other in a direction parallel to the rotation axis (Ax1). The first inner ring (601) has a plurality of retaining holes (611) through which the plurality of inner pins (4) respectively pass in a direction parallel to the rotation axis (Ax1).
この態様によれば、第1内輪(601)と第2内輪(602)との間には、たとえ僅かであっても隙間が生じ得る。このような隙間が生じることで、例えば潤滑剤が当該隙間を通して内ピン(4)等に供給されやすくなる。したがって、内輪(61,61A)が第1内輪(601)と第2内輪(602)とに分割されていない場合に比較して、例えば、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)の長期的な使用に際しても、潤滑剤が全体に行きわたりやすくなり、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)における伝達効率の低下等の不具合が生じにくくなる。 According to this embodiment, a gap may be formed between the first inner ring (601) and the second inner ring (602), even if it is small. The formation of such a gap makes it easier for lubricant to be supplied to the inner pin (4) through the gap. Therefore, compared to a case where the inner ring (61, 61A) is not divided into the first inner ring (601) and the second inner ring (602), for example, even when the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) is used for a long period of time, the lubricant is more likely to spread throughout the entire device, making it less likely that problems such as a decrease in transmission efficiency will occur in the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B).
第10の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)は、第9の態様において、潤滑剤の循環路(RL1)を更に備える。潤滑剤の循環路(RL1)は、少なくとも第1内輪(601)及び第2内輪(602)間の隙間と、複数の転動体(63)の各々を収容する空間と、複数の保持孔(611)の各々と、を通る。 The internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the tenth aspect is the same as the ninth aspect, but further includes a lubricant circulation path (RL1). The lubricant circulation path (RL1) passes through at least the gap between the first inner ring (601) and the second inner ring (602), the space that houses each of the multiple rolling elements (63), and each of the multiple retaining holes (611).
この態様によれば、転動体(63)及び内ピン(4)を通して潤滑剤が循環しやすくなる。 This aspect makes it easier for the lubricant to circulate through the rolling elements (63) and the inner pin (4).
第11の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、第1~10のいずれかの態様において、遊星歯車(3)は、回転軸(Ax1)に平行な方向において対向する第1遊星歯車(301)及び第2遊星歯車(302)を含む。 In the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the eleventh aspect, in any of the first to tenth aspects, the planetary gear (3) includes a first planetary gear (301) and a second planetary gear (302) that face each other in a direction parallel to the rotation axis (Ax1).
この態様によれば、第1遊星歯車(301)及び第2遊星歯車(302)間での重量バランスをとることで、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合を抑制しやすい。 According to this embodiment, by balancing the weight between the first planetary gear (301) and the second planetary gear (302), it is easy to suppress problems such as the generation of vibrations and a decrease in transmission efficiency.
第12の態様に係る内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)の製造方法は、軸受け部材(6,6A)と、内歯歯車(2)と、遊星歯車と、複数の内ピン(4)と、を備える内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)の製造方法である。軸受け部材(6,6A)は、外輪(62,62A)及び外輪(62,62A)の内側に配置される内輪(61,61A)を有し、内輪(61,61A)が外輪(62,62A)に対して回転軸(Ax1)を中心に相対的に回転可能に支持される。内歯歯車(2)は、環状の歯車本体(22)と、自転可能な状態で歯車本体(22)の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピン(23)と、を有する。遊星歯車は、内歯に部分的に噛み合う外歯を有する。複数の内ピン(4)は、遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔(32)にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔(32)内を公転しながら内歯歯車(2)に対して相対的に回転する。製造方法は、外輪(62,62A)と歯車本体(22)とを、1つの基材に対する加工により一体に形成する工程を有する。 The manufacturing method of the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) according to the twelfth aspect is a manufacturing method of the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) including a bearing member (6, 6A), an internal gear (2), a planetary gear, and a plurality of internal pins (4). The bearing member (6, 6A) has an outer ring (62, 62A) and an inner ring (61, 61A) arranged inside the outer ring (62, 62A), and the inner ring (61, 61A) is supported so as to be rotatable relative to the outer ring (62, 62A) about a rotation axis (Ax1). The internal gear (2) has an annular gear body (22) and a plurality of external pins (23) that are held on the inner peripheral surface of the gear body (22) in a rotatable state and form internal teeth. The planetary gear has external teeth that partially mesh with the internal teeth. The multiple inner pins (4) are inserted into multiple loose fitting holes (32) formed in the planetary gear, and rotate relative to the internal gear (2) while revolving within the loose fitting holes (32). The manufacturing method includes a process of integrally forming the outer ring (62, 62A) and the gear body (22) by processing a single base material.
この態様によれば、内歯歯車(2)と軸受け部材(6,6A)との芯出しの精度向上を図りやすくなる。つまり、内歯歯車(2)の歯車本体(22)の中心と、軸受け部材(6,6A)の外輪(62,62A)の中心とが、回転軸(Ax1)上に精度よく維持されやすくなる。その結果、内接噛合遊星歯車装置(1,1A,1B)では、芯出し不良に起因した振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合が生じにくい、という利点がある。 According to this aspect, it becomes easier to improve the accuracy of centering between the internal gear (2) and the bearing member (6, 6A). In other words, the center of the gear body (22) of the internal gear (2) and the center of the outer ring (62, 62A) of the bearing member (6, 6A) are more likely to be accurately maintained on the rotation axis (Ax1). As a result, the internally meshing planetary gear device (1, 1A, 1B) has the advantage that it is less likely to suffer from problems such as vibrations caused by poor centering and reduced transmission efficiency.
1,1A,1B 内接噛合遊星歯車装置
2 内歯歯車
3 遊星歯車
4 内ピン
6,6A 軸受け部材
21 内歯
22 歯車本体
23 外ピン
31 外歯
32 遊嵌孔
61,61A 内輪
62,62A 外輪
63 転動体
67 保持凹部
103 タイヤ(外装体)
221 (歯車本体の)内周面
223 ピン保持溝
224 (歯車本体の)外周面
301 第1遊星歯車
302 第2遊星歯車
601 第1内輪
602 第2内輪
611 保持孔
620 (外輪の)内周面
680 (外輪の)外周面(受圧面)
Ax1 回転軸
RL1 循環路
VC1 仮想円
φ2 (仮想円の)直径
φ3 (外輪の)内径
Reference Signs List 1, 1A, 1B Internally meshing planetary gear device 2 Internal gear 3 Planetary gear 4 Inner pin 6, 6A Bearing member 21 Internal teeth 22 Gear body 23 External pin 31 External teeth 32 Loose fitting hole 61, 61A Inner ring 62, 62A Outer ring 63 Rolling element 67 Retaining recess 103 Tire (outer body)
221 Inner peripheral surface (of gear body) 223 Pin retaining groove 224 Outer peripheral surface (of gear body) 301 First planetary gear 302 Second planetary gear 601 First inner ring 602 Second inner ring 611 Retaining hole 620 Inner peripheral surface (of outer ring) 680 Outer peripheral surface (pressure receiving surface) (of outer ring)
Ax1 Rotating shaft RL1 Circulation path VC1 Virtual circle φ2 Diameter (of virtual circle) φ3 Inner diameter (of outer ring)
Claims (9)
環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、
前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する複数の内ピンと、を備え、
前記外輪は、前記歯車本体と前記回転軸に平行な方向においてシームレスに連続して設けられており、
前記外輪の内径は、前記歯車本体の前記内周面における前記複数の外ピンが保持される複数のピン保持溝の底部を通る仮想円の直径とは異なり、
前記外輪の内径は、前記仮想円の直径より大きい、
内接噛合遊星歯車装置。 a bearing member including an outer ring, an inner ring disposed inside the outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, the inner ring being supported so as to be rotatable relative to the outer ring about a rotation axis;
an internal gear including an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held on an inner peripheral surface of the gear body and form internal teeth;
a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth;
a plurality of inner pins that are inserted into a plurality of loose-fitting holes formed in the planetary gear and rotate relative to the internal gear while revolving within the loose-fitting holes,
the outer ring is provided seamlessly continuous with the gear body in a direction parallel to the rotation shaft,
an inner diameter of the outer ring is different from a diameter of an imaginary circle passing through bottoms of a plurality of pin retaining grooves in which the plurality of outer pins are retained on the inner circumferential surface of the gear body,
The inner diameter of the outer ring is larger than the diameter of the imaginary circle.
Internally meshing planetary gear set.
環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、
前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する複数の内ピンと、を備え、
前記外輪は、前記歯車本体と前記回転軸に平行な方向においてシームレスに連続して設けられており、
前記外輪の内周面と前記歯車本体の前記内周面との間には保持凹部が配置されている、
内接噛合遊星歯車装置。 a bearing member including an outer ring, an inner ring disposed inside the outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, the inner ring being supported so as to be rotatable relative to the outer ring about a rotation axis;
an internal gear including an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held on an inner peripheral surface of the gear body and form internal teeth;
a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth;
a plurality of inner pins that are inserted into a plurality of loose-fitting holes formed in the planetary gear and rotate relatively to the internal gear while revolving within the loose-fitting holes,
the outer ring is provided seamlessly continuous with the gear body in a direction parallel to the rotation shaft,
A retaining recess is disposed between the inner peripheral surface of the outer ring and the inner peripheral surface of the gear body.
Internally meshing planetary gear set.
請求項2に記載の内接噛合遊星歯車装置。 a lubricant path extending from the retaining recess to at least one of each of the inner pins, each of the outer pins, and each of the rolling elements;
3. The internal meshing planetary gear device according to claim 2 .
環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、
前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する複数の内ピンと、を備え、
前記外輪は、前記歯車本体と前記回転軸に平行な方向においてシームレスに連続して設けられており、
前記外輪の外周面は、前記歯車本体の外周面に比較して大きな応力を受ける受圧面を構成する、
内接噛合遊星歯車装置。 a bearing member including an outer ring, an inner ring disposed inside the outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, the inner ring being supported so as to be rotatable relative to the outer ring about a rotation axis;
an internal gear including an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held on an inner peripheral surface of the gear body and form internal teeth;
a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth;
a plurality of inner pins that are inserted into a plurality of loose-fitting holes formed in the planetary gear and rotate relatively to the internal gear while revolving within the loose-fitting holes,
the outer ring is provided seamlessly continuous with the gear body in a direction parallel to the rotation shaft,
The outer peripheral surface of the outer ring constitutes a pressure-receiving surface that receives a large stress compared to the outer peripheral surface of the gear body.
Internally meshing planetary gear set.
請求項4に記載の内接噛合遊星歯車装置。 A stress is applied to the pressure-receiving surface from an exterior body fitted onto an outer periphery of the outer ring.
5. The internal meshing planetary gear device according to claim 4 .
請求項1~5のいずれか1項に記載の内接噛合遊星歯車装置。 Each of the plurality of inner pins is held by the inner ring in a rotatable state.
The internal meshing planetary gear device according to any one of claims 1 to 5 .
環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、
前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する複数の内ピンと、を備え、
前記外輪は、前記歯車本体と前記回転軸に平行な方向においてシームレスに連続して設けられており、
前記内輪は、前記回転軸に平行な方向において対向する第1内輪及び第2内輪を含み、
前記第1内輪は、前記回転軸に平行な方向において前記複数の内ピンがそれぞれ貫通する複数の保持孔を有し、
少なくとも前記第1内輪及び前記第2内輪間の隙間と、前記複数の転動体の各々を収容する空間と、前記複数の保持孔の各々と、を通る潤滑剤の循環路を更に備える、
内接噛合遊星歯車装置。 a bearing member including an outer ring, an inner ring disposed inside the outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, the inner ring being supported so as to be rotatable relative to the outer ring about a rotation axis;
an internal gear including an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held on an inner peripheral surface of the gear body and form internal teeth;
a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth;
a plurality of inner pins that are inserted into a plurality of loose-fitting holes formed in the planetary gear and rotate relatively to the internal gear while revolving within the loose-fitting holes,
the outer ring is provided seamlessly continuous with the gear body in a direction parallel to the rotation shaft,
The inner ring includes a first inner ring and a second inner ring opposed to each other in a direction parallel to the rotation shaft,
the first inner ring has a plurality of retaining holes through which the plurality of inner pins respectively pass in a direction parallel to the rotation shaft,
a circulation path for a lubricant passing through at least a gap between the first inner ring and the second inner ring, a space for accommodating each of the plurality of rolling elements, and each of the plurality of retaining holes,
Internally meshing planetary gear set.
請求項1~7のいずれか1項に記載の内接噛合遊星歯車装置。 The planetary gears include a first planetary gear and a second planetary gear opposed to each other in a direction parallel to the rotation shaft.
The internal meshing planetary gear device according to any one of claims 1 to 7 .
環状の歯車本体と、自転可能な状態で前記歯車本体の内周面に保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、
前記遊星歯車に形成された複数の遊嵌孔にそれぞれ挿入された状態で、前記遊嵌孔内を公転しながら前記内歯歯車に対して相対的に回転する複数の内ピンと、を備え、
前記外輪の内径は、前記歯車本体の前記内周面における前記複数の外ピンが保持される複数のピン保持溝の底部を通る仮想円の直径とは異なり、
前記外輪の内径は、前記仮想円の直径より大きい、内接噛合遊星歯車装置の製造方法であって、
前記外輪と前記歯車本体とを、1つの基材に対する加工により一体に形成する工程を有する、
内接噛合遊星歯車装置の製造方法。 a bearing member having an outer ring and an inner ring disposed inside the outer ring, the inner ring being supported so as to be rotatable relative to the outer ring about a rotation axis;
an internal gear including an annular gear body and a plurality of outer pins that are rotatably held on an inner peripheral surface of the gear body and form internal teeth;
a planetary gear having external teeth that partially mesh with the internal teeth;
a plurality of inner pins that are inserted into a plurality of loose-fitting holes formed in the planetary gear and rotate relatively to the internal gear while revolving within the loose-fitting holes ,
an inner diameter of the outer ring is different from a diameter of an imaginary circle passing through bottoms of a plurality of pin retaining grooves in which the plurality of outer pins are retained on the inner circumferential surface of the gear body,
An inner diameter of the outer ring is larger than a diameter of the imaginary circle,
The method includes a step of integrally forming the outer ring and the gear body by processing a single base material.
A method for manufacturing an internally meshing planetary gear device.
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