KR101958041B1

KR101958041B1 - 기어 장치

Info

Publication number: KR101958041B1
Application number: KR1020147003616A
Authority: KR
Inventors: 마사나리 가토; 고지 나카무라
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2019-03-13
Also published as: US8900084B2; EP2733383A4; EP2733383B1; CN103649587B; CN103649587A; WO2013011639A1; JP5782321B2; JP2013024258A; US20140196554A1; KR20140048255A; EP2733383A1

Abstract

내치 핀과 외치 기어의 상대적인 어긋남에 의해 발생하는 이상 마모 등의 문제를 해소하고, 또한 부품 개수의 증가를 억제하는 것이 가능한 기어 장치를 제공한다. 기어 장치(1)는 외통(2)과, 내치 핀(3)과, 캐리어(4)를 구비하고 있다. 외통(2)의 내주면에는 그 외통(2)의 축 방향으로 연장되는 복수의 핀 홈(13)이 형성되고, 내치 핀(3)은 핀 홈(13)에 끼워 맞추고 있다. 핀 홈(13)은, 그 핀 홈(13)의 길이가 내치 핀(3)의 길이보다도 길어지도록 형성되어 있다. 캐리어(4)는 누름면(7c)을 갖는 한 쌍의 누름 부재(7)를 구비하고 있다. 누름면(7c)은 내치 핀(3) 및 외치(6a)를 갖는 요동 기어(6)의 축 방향의 이동을 규제하도록 구성되어 있다.

Description

기어 장치{GEAR DEVICE}

본 발명은 내치 핀 및 외치 기어를 갖는 기어 장치에 관한 것이다.

로봇을 구성하는 부재, 즉 로봇 부재 등을 구동하기 위한 편심 요동형 기어 장치로서, 로봇 부재에 걸리는 외부 하중을 지지하는 주베어링을 내장한 기어 장치가 종래부터 알려져 있다. 이러한 기어 장치에서는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 원통 형상의 케이스 내부에, 캐리어가 한 쌍의 주베어링을 개재해서 회전 가능하게 장착되어 있다. 복수의 핀 기어는, 원통 형상의 케이스 내주면에 설치되어 있다. 핀 기어는, 축 방향으로 배열하는 한 쌍의 주베어링 사이에 두어져 축 방향의 이동이 규제되고 있다. 핀 기어는 핀 형상의 부재이다. 핀 기어가 원통 형상의 케이스의 내주면에 등간격으로 배치됨으로써, 내치 기어가 구성된다. 핀 기어는, 크랭크축의 회전에 연동하여 요동 회전하는 요동 기어의 외치에 맞물리는 것이 가능하다. 이 기어 장치의 구성에서는, 한 쌍의 주베어링이 기어 장치의 케이스 내부에 수납되어 있으므로, 로봇 부재 등을 기어 장치의 케이스와 캐리어에 각각 고정시키는 것만으로 사용할 수 있어, 로봇 부재측에는 주베어링이 불필요해진다.

여기서, 한 쌍의 로봇 부재가, 기어 장치의 외부에 설치된 주베어링에 의해 서로 회전 가능하게 연결되어 있는 경우에는, 기어 장치에 있어서, 로봇 부재의 외부 하중을 받기 위한 주베어링을 생략하는 것이 가능하다. 그러한 주베어링을 내장하지 않은 기어 장치에서는, 예를 들어 특허문헌 2 기재의 기어 장치와 같이, 원통 형상의 케이스 내측에 있어서 내치 핀의 상하 양단측에 한 쌍의 리테이닝 링이 설치됨으로써, 내치 핀의 축 방향 이동을 규제하고 있다. 한편, 요동 기어의 축 방향의 이동은, 종래와 같이 캐리어에 의해 규제된다.

상기와 같은 주베어링을 내장하지 않은 기어 장치에서는, 부품의 치수 오차 등에 의해 발생하는 기어 장치 외부의 주베어링의 조립폭의 편차를, 내치 핀과 요동 기어의 상대 위치의 이동에 의해 흡수한다.

상기 특허문헌 2 기재의 기어 장치에서는, 캐리어에 의해 요동 기어의 축 방향의 이동이 규제되고, 그리고 케이스측의 리테이닝 링에 의해 내치 핀의 축 방향 이동이 규제되고 있으므로, 기어 장치와는 별개로 설치된 주베어링의 조립폭의 편차는 내치 핀과 요동 기어의 상대 위치의 이동에 의해 흡수되어 있다. 그로 인해, 내치 핀과 요동 기어의 상대적인 축 방향으로의 어긋남양이 큰 경우에는, 내치 핀과 요동 기어의 접촉 폭 및 접촉 면적이 감소하고, 그에 의해, 이상 마모 등의 조기 파손이 발생할 우려가 있다(예를 들어, 도 7에 나타나는 내치 핀(103) 및 요동 기어(106) 참조).

또한, 내치 핀의 축 방향의 이동을 규제하기 위해 한 쌍의 리테이닝 링이 설치되어 있기 때문에, 기어 장치의 부품 개수가 증가한다.

일본 특허 공개 제2005-47006호 공보 일본 실용신안 공고 평4-29988호 공보

본 발명의 목적은, 내치 핀과 외치 기어의 상대적인 어긋남에 의해 발생하는 이상 마모 등의 문제를 해소하고, 또한 부품 개수의 증가를 억제하는 것이 가능한 기어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기어 장치는, 주베어링을 개재해서 상대적으로 회전 가능하게 서로 연결된 한 쌍의 상대측 부재 사이에서 소정의 감속비로 회전력을 전달하기 위한 기어 장치로서, 한쪽 상대측 부재에 고정 가능한 외통과, 상기 외통의 내주면에 있어서 그 외통의 축 방향을 따라서 장착된 복수의 내치 핀과, 상기 외통의 내부에 수납되어, 다른 쪽 상대측 부재에 고정 가능한 캐리어와, 상기 캐리어에 회전 가능하게 지지된 크랭크축과, 상기 크랭크축의 회전에 연동하여 요동하도록 상기 캐리어에 지지되고, 상기 내치 핀과 맞물리는 것이 가능한 외치를 갖는 요동 기어를 구비하고, 상기 외통의 내주면에는, 그 외통의 축 방향으로 연장되는 복수의 핀 홈이 형성되고, 상기 내치 핀은, 상기 핀 홈에 끼워 맞추고 있고, 상기 핀 홈은, 그 핀 홈의 길이가 상기 내치 핀의 길이보다도 길어지도록 형성되어 있고, 상기 캐리어는, 상기 내치 핀 및 상기 요동 기어의 축 방향의 이동을 규제하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기어 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 내치 핀 및 요동 기어가 캐리어측의 누름 부재에 의해 각각의 축 방향의 이동이 규제된 상태를 도시하는 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 캐리어측의 누름 부재가 외통의 빠짐 방지를 행하고 있는 상태를 도시하는 확대 단면도이다.
도 4는 누름 부재로부터 빠짐 방지부를 생략한 경우에, 외통이 캐리어로부터 떨어지는 상태를 나타내는 단면 설명도이다.
도 5는 본 발명의 비교예인 종래의 내치 핀의 축 방향 이동을 규제하는 리테이닝 링을 구비한 기어 장치를 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 5의 내치 핀이 외통측의 리테이닝 링에 의해 축 방향의 이동이 규제됨과 함께, 요동 기어가 캐리어에 의해 축 방향의 이동이 규제된 상태를 도시하는 확대 단면도이다.
도 7은 도 6의 내치 핀과 요동 기어가 축 방향으로 상대적으로 어긋나 있는 상태를 도시하는 확대 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 관한 기어 장치는, 예를 들어 로봇의 선회 몸통이나 팔 관절 등의 선회부 또는 각종 공작 기계의 선회부에 감속기로서 적용되는 기어 장치이다. 이하의 본 실시 형태의 설명에서는, 로봇의 아암 등의 선회체에 기어 장치를 적용한 예에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 기어 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이 주베어링(51)을 개재해서 상대적으로 회전 가능하게 서로 연결된 베이스(50)와 선회체(52) 사이에서 소정의 감속비로 회전력을 전달하는 것이다. 즉, 기어 장치(1)는 주베어링(51)을 구비하지 않고, 주베어링(51)은 기어 장치(1)의 외부에 있어서, 베이스(50)와 선회체(52) 사이에 설치되어 있다. 베이스(50)는 한쪽 상대측 부재의 개념에 포함되는 것이며, 선회체(52)는 다른 쪽 상대측 부재의 개념에 포함되는 것이다.

본 실시 형태의 기어 장치(1)는, 외통(2)과, 내치 핀(3)과, 캐리어(4)와, 크랭크축(5)과, 요동 기어(6)와, 통체(8)와, 크랭크축 기어(9)와, 중앙 기어 부재(10)를 구비하고 있다.

외통(2)은 대략 원통 형상의 부재이며, 기어 장치(1)의 외면을 구성하는 케이스로서 기능한다. 외통(2)은 로봇의 베이스(50)에 볼트(22)에 의해 체결되어 있다. 외통(2)의 내주면에는, 그 외통(2)의 축 방향으로 연장되는 복수의 핀 홈(13)(도 2 내지 도 3 참조)이 그 외통(2)의 내주면을 따라서 등간격으로 형성되어 있다. 각 핀 홈(13)에는, 내치 핀(3)이 끼워 맞추고 있다. 내치 핀(3)은 외치 기어로 이루어지는 요동 기어(6)가 맞물리는 내치로서 기능한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 핀 홈(13)은 그 길이(L1)가 내치 핀(3)의 길이(L2)보다도 길어지도록(2 내지 4㎜ 정도) 형성되어 있다. 그로 인해, 내치 핀(3)은, 핀 홈(13)의 내부에 있어서 핀 홈(13)을 따라 어느 정도의 여유량의 범위 내(전후 1 내지 2㎜ 정도)에서 이동하는 것이 가능하다(도 2 내지 도 3 참조).

캐리어(4)는 외통(2)과 동축 상에서 배치된 상태에서 그 외통(2) 내에 수용되어 있다. 캐리어(4)는 외통(2)에 대하여 동일한 축 둘레로 상대 회전하는 것이 가능하다. 이 캐리어(4)는 복수의 볼트(21)에 의해 선회체(52)에 체결되어 있다. 캐리어(4)가 외통(2)에 대하여 상대 회전함으로써, 선회체(52)는 베이스(50)에 대하여 상대적으로 선회하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에서는 캐리어(4)가 선회체(52)에 체결되어 선회 가능한 한편, 외통(2)이 베이스(50)에 고정되어 선회할 수 없지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 외통(2)이 선회체(52)에 체결되고, 캐리어(4)가 베이스(50)에 체결된 상태에서, 기어 장치(1)를 사용하는 것도 물론 가능하다.

본 실시 형태의 캐리어(4)는 캐리어 본체(15)와, 한 쌍의 누름 부재(7)를 구비하고 있다.

캐리어 본체(15)는 기초부(11)와, 단판부(12)를 구비하고 있다. 기초부(11)와 단판부(12) 사이에는, 외통(2)과 캐리어(4) 사이에 있어서의 회전력을 전달하는 요동 기어(6)를 수납하는 수용 공간(33)이 형성되어 있다. 수용 공간(33)은 캐리어 본체(15)의 관통 구멍(4a)과 연통되어 있다.

기초부(11)는 단판부(12)를 향해서 축 방향으로 연장되는 샤프트부(4b)를 갖는다. 샤프트부(4b)는 볼트(23)에 의해 단판부(12)에 체결되어 있다. 기초부(11) 및 단판부(12)는 주철 등에 의해 제조되어 있다.

한 쌍의 누름 부재(7)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 링 형상의 부재이며, 캐리어 본체(15)의 외주 측면의 오목부(15a)에 각각 끼워 맞추고 있다.

한 쌍의 누름 부재(7)는 각각 본체부(7a)와, 단차부(7b)를 구비하고 있다. 본체부(7a)는 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)에 접촉하는 누름면(7c)을 갖고 있다. 한 쌍의 누름 부재(7)의 누름면(7c)은 서로 대향하도록 배치되어 있고, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6) 각각의 축 방향을 향하는 단부면을 동일 평면 상에서 규제한다. 누름면(7c)이 내치 핀(3) 및 요동 기어(6) 각각의 축 방향을 향하는 단부면에 접촉함으로써, 누름면(7c)은 내치 핀(3) 및 요동 기어(6) 각각의 축 방향의 이동을 규제하는 것이 가능하다.

단차부(7b)는 외통(2)의 빠짐 방지를 하기 위해서, 본체부(7a)로부터 외통(2)을 향해서 누름 부재(7)의 반경 방향으로 돌출되어 있는 부분이다. 단차부(7b)끼리가 서로 대향하는 면(7d)은 인접하는 누름면(7c)에 대하여 내치 핀(3)으로부터 멀어지는 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 한 쌍의 누름 부재(7)의 단차부(7b) 사이에 두어진 간극에는, 외통(2)의 내주면으로부터 내측으로 돌출된 볼록부(2a)가 삽입되어 있다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 외통(2)과 캐리어(4)가 상대적으로 축 방향으로 이동했을 때, 볼록부(2a)가 한 쌍의 단차부(7b)가 대향하는 면(7d) 중 어느 하나에 접촉함으로써, 외통(2)이 캐리어(4)에 대하여 상대적으로 축 방향으로 이동하는 것을 규제한다. 또한, 볼록부(2a)가 단차부(7b)가 대향하는 면(7d)에 접촉하므로, 도 4에 도시된 바와 같이 외통(2)이 캐리어(4)로부터 빠져버리는 것을 방지하는 것, 즉 외통(2)의 빠짐 방지가 가능하다.

누름 부재(7)의 내경(R1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 요동 기어(6)의 외치(6a)의 기어 바닥(6e)으로부터 그 누름 부재(7)의 중심(O)까지의 거리의 최소값 R2_min보다도 작아지도록 설정되어 있다. 여기서, 요동 기어(6)의 외치(6a)의 기어 바닥(6e)으로부터 그 누름 부재(7)의 중심(O)까지의 거리의 최소값 R2_min이란, 요동 기어(6)가 크랭크축(5)의 회전에 연동하여 요동할 때, 요동 기어(6)가 가장 내측에 왔을 때의 요동 기어(6)의 외치(6a)의 기어 바닥(6e)으로부터 그 누름 부재(7)의 중심(O)까지의 거리를 말한다.

본 실시 형태의 누름 부재(7)는, 캐리어 본체(15)의 재료(주철 등)보다도 높은 마무리 정밀도가 얻어지는 재료, 예를 들어 강재 등으로 제조된다. 그에 의해, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)에 접촉하는 누름면(7c)을 높은 마무리 정밀도로 표면 마무리하는 것이 가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어(4)의 관통 구멍(4a)의 내부에는, 중앙 기어 부재(10)가 베어링(20)을 개재해서 그 캐리어(4)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 중앙 기어 부재(10)의 중앙에는, 축 방향으로 관통하는 삽입 관통 구멍이 설치되고, 그 삽입 관통 구멍에는, 통체(8)가 삽입 관통되어 있다.

통체(8)는 캐리어(4)의 관통 구멍(4a)에 삽입 관통되어 있다. 통체(8)는 캐리어(4)의 중심축 방향으로 직선 형상으로 연장된다. 통체(8)의 내부에는 배선 케이블 등이 삽입 관통된다. 통체(8)는 케이블과 기어 장치 내의 각 기어 등의 접촉을 방지함과 함께, 그 내부에 윤활유 등이 침입하는 것을 방지한다. 통체(8)는 볼트(27)에 의해 베이스(50)에 연결되어 있다.

크랭크축(5)은 통체(8) 주위에 등간격으로 복수개 배치되어 있다. 그 각 크랭크축(5)의 단부에는, 크랭크축 기어(9)가 각각 장착되어 있다. 각 크랭크축 기어(9)는 중앙 기어 부재(10)와 각각 맞물려 있다. 복수의 크랭크축 기어(9) 중 하나는 구동원인 모터(M)에 의해 구동되는 구동 기어(D)에 맞물려 있다. 다른 크랭크축 기어(9)는 중앙 기어 부재(10)를 개재해서 모터(M)의 회전 구동력을 받을 수 있다. 이에 의해, 각 크랭크축 기어(9)는 모터(M)의 회전 구동력을 크랭크축(5)에 전달하는 것이 가능하다. 각 크랭크축(5)은 한 쌍의 크랭크 베어링(16, 19)을 개재해서 캐리어(4)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

크랭크축(5)은, 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 편심부(5a)를 갖고 있다. 이 복수의 편심부(5a)는, 한 쌍의 크랭크 베어링(16, 19) 사이의 위치에서 축 방향으로 배열하도록 배치되어 있다. 각 편심부(5a)는 각각 크랭크축(5)의 축심으로부터 소정의 편심량으로 편심된 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 각 편심부(5a)는, 서로 소정 각도의 위상차를 갖도록 크랭크축(5)에 형성되어 있다.

요동 기어(6)는 크랭크축(5)의 회전에 연동하여 요동하도록 캐리어(4)에 지지되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2매의 요동 기어(6)가 캐리어(4)에 설치되어 있다. 2개의 요동 기어(6)는 크랭크축(5)의 각 편심부(5a)에 각각 구름 베어링(17, 18)을 개재해서 장착되어 있다. 요동 기어(6)는 외통(2)의 내경보다도 조금 작게 형성되어 있고, 크랭크축(5)이 회전할 때 편심부(5a)의 편심 회전에 연동하여 외통(2) 내면의 내치 핀(3)에 맞물리면서 요동 회전한다.

각각의 요동 기어(6)는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 내치 핀(3)과 맞물리는 것이 가능한 외치(6a)와, 중앙부 관통 구멍(6b)과, 복수의 편심부 삽입 관통 구멍(6c)과, 복수의 샤프트부 삽입 관통 구멍(6d)을 갖는다. 통체(8)는 중앙부 관통 구멍(6b)에 여유를 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다. 요동 기어(6)의 톱니수(외치(6a)의 수)는, 내치 핀(3)의 수보다도 약간 적게 되어 있다.

편심부 삽입 관통 구멍(6c)은, 요동 기어(6)에 있어서 중앙부 관통 구멍(6b) 주위에 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 각 편심부 삽입 관통 구멍(6c)에는, 구름 베어링(17, 18)을 개재 장착한 상태에서 각 크랭크축(5)의 편심부(5a)가 각각 삽입 관통되어 있다.

샤프트부 삽입 관통 구멍(6d)은 요동 기어(6)에 있어서 중앙부 관통 구멍(6b) 주위에 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(6d)은, 둘레 방향에 있어서 편심부 삽입 관통 구멍(6c) 사이의 위치에 각각 배치되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(6d)에는, 캐리어(4)의 각 샤프트부(4b)가 여유를 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다.

본 실시 형태에서는, 주베어링(51)은, 베이스(50)의 내주면에 끼워 맞추어지고, 링 형상의 덮개(53)에 의해, 베이스(50)의 내부로부터 빠져 나오지 않도록 고정되어 있다. 덮개(53)는 베이스(50)의 상면에 볼트(25)에 의해 나사 고정되어 있다. 또한, 주베어링(51)의 내측 가동 부분(51a)은 선회체(52)의 외주 플랜지 부분(52b)에 대하여 볼트(24)에 의해 연결되어 있다. 이에 의해, 베이스(50)와 선회체(52)가 주베어링(51)을 개재해서 상대적으로 회전 가능하게 서로 연결된다.

이어서, 본 실시 형태에 의한 기어 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다.

1개의 크랭크축 기어(9)가 모터(M)로부터의 회전 구동력을 받으면, 중앙 기어 부재(10)를 개재해서 다른 크랭크축 기어(9)에 각각 전달된다. 이에 의해, 각 크랭크축(5)은 각각의 축 둘레로 회전한다.

그리고, 각 크랭크축(5)의 회전에 수반하여, 그 크랭크축(5)의 편심부(5a)가 편심 회전한다. 이에 의해, 요동 기어(6)는 편심부(5a)의 편심 회전에 연동하여 외통(2)의 내면의 내치 핀(3)에 맞물리면서 요동 회전한다. 요동 기어(6)의 요동 회전은, 각 크랭크축(5)을 통해서 캐리어(4)에 전달된다. 본 실시 형태에서는, 외통(2)은 베이스(50)에 고정되어 움직이지 않으므로, 그에 의해, 캐리어(4) 및 선회체(52)는, 입력된 회전으로부터 감속된 회전수로 외통(2) 및 베이스(50)에 대하여 상대 회전하는 것이 가능하다.

(본 실시 형태의 특징)

(1)

본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 외통(2)의 내주면에 형성된 핀 홈(13)의 길이(L1)가 내치 핀(3)의 길이(L2)보다도 길어지도록 핀 홈(13)이 형성되어 있다. 그 결과, 내치 핀(3)이 핀 홈(13)의 내부에 있어서 축 방향으로 이동 가능한 여유가 확보되어, 부품의 치수 오차 등에 의해 발생하는 외부의 주베어링(51)의 조립폭의 편차를 흡수할 수 있다. 또한, 내치 핀(3)이 핀 홈(13)의 축 방향 단부로부터 비어져 나올 우려가 없으므로, 내치 핀(3)의 이상 마모 등을 확실하게 방지하는 것이 가능하다.

게다가, 캐리어(4)는 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)의 축 방향의 이동을 규제하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 캐리어(4)측에 설치된 누름 부재(7)의 누름면(7c)에 의해, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)의 축 방향의 이동의 양쪽이 규제되고 있다. 그 결과, 내치 핀(3)과 요동 기어(6)의 상대적인 축 방향의 어긋남을 확실하게 방지할 수 있어, 이상 마모 등에 의한 조기 파손을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 종래와 같이, 내치 핀(3)의 축 방향으로의 이동을 규제하기 위한 리테이닝 링 등의 부품을 외통(2)에 설치할 필요가 없다. 그 결과, 부품 개수의 증가를 억제하는 것이 가능하여, 조립 작업이 용이해진다.

여기서, 본 발명의 기어 장치의 비교예로서, 도 5 내지 도 7에 나타나는 내치 핀(103)의 축 방향의 이동을 규제하는 한 쌍의 리테이닝 링(107)을 구비한 기어 장치(101)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 이러한 기어 장치(101)는, 주베어링(151)을 개재해서 상대적으로 회전 가능하게 서로 연결된 베이스(150)와 선회체(152) 사이에서 소정의 감속비로 회전력을 전달하는 것이며, 외통(102)과, 그 외통(102)의 내주면에 등간격으로 배치된 복수의 내치 핀(103)과, 캐리어(104)와, 그 캐리어(104)에 회전 가능하게 지지된 크랭크축(105)과, 그 크랭크축(105)에 의해 요동되는 2매의 요동 기어(106)와, 한 쌍의 리테이닝 링(107)을 구비한다. 한 쌍의 리테이닝 링(107)은 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 내치 핀(103)의 상하 양단에 접촉함으로써, 내치 핀(103)의 축 방향의 이동을 규제하는 것이 가능하다. 한편, 요동 기어(106)는 캐리어(104)에 있어서의 축 방향으로 돌출된 한 쌍의 볼록부(104a)에 의해 상하 양단으로부터 축 방향의 이동이 규제되고 있다. 이에 의해, 도 6에 도시된 바와 같이, 주베어링(151)의 조립폭의 편차를 내치 핀(103)과 요동 기어(106)의 상대 위치의 이동에 의해 흡수하고 있다.

그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 내치 핀(103)과 요동 기어(106)의 상대적인 축 방향으로의 어긋남양이 큰 경우에는, 내치 핀(103)과 요동 기어(106)의 접촉 폭 및 접촉 면적이 감소함으로써, 이상 마모 등의 조기 파손이 발생할 우려가 있다.

이에 반해, 본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어(4)측에 설치된 누름면(7c)에 의해, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)가 상대적인 축 방향의 이동을 규제하므로, 상기 도 5 내지 도 7에 나타나는 기어 장치(101)와 같은 내치 핀(103)과 요동 기어(106)의 상대적인 축 방향으로의 어긋남이 발생하지 않고, 이상 마모 등에 의한 조기 파손을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 외부의 주베어링(51)의 조립폭의 편차에 의해, 캐리어(4)와 외통(2)이 축 방향으로 상대적으로 어긋나도, 긴 핀 홈(13)의 범위 내에서 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)가 각각 누름면(7c)에 의해 양단부가 눌러진 상태에서 축 방향으로 이동하는 것이 가능하므로, 상기 주베어링(51)의 조립폭의 편차를 흡수할 수 있다.

(2)

본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 캐리어(4)는 캐리어 본체(15)와, 그 캐리어 본체(15)의 외주 측면에 배치된 누름 부재(7)를 구비하고 있다. 누름 부재(7)는 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)에 접촉하여 그 내치 핀(3) 및 그 요동 기어(6)의 축 방향의 이동을 규제하는 누름면(7c)을 갖고 있다. 이 구성에서는, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)의 축 방향의 이동을 규제하는 누름면(7c)을 갖는 누름 부재(7)가 캐리어 본체(15)의 외주면에 배치된 구성이다. 이로 인해, 누름면(7c)을 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)에 접촉하여 배치하는 것이 용이하며, 내치 핀(3) 및 요동 기어(6)의 축 방향의 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다. 게다가, 누름 부재(7)를 변경하는 것만으로, 사양이 다른 기어 장치(1)에도 캐리어 본체(15)를 적용하는 것이 가능하므로, 캐리어 본체(15)의 공통화가 가능해진다. 또한, 캐리어 본체(15)와 누름 부재(7)가 개별로 구성되어 있으므로, 캐리어 본체(15)의 재료의 선정이나 가공과 독립하여, 누름 부재(7)의 재료의 선정이나 가공이 가능해진다. 따라서, 누름면(7c)의 면 조도의 개선이 용이해진다.

(3)

본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 캐리어(4)는 외통(2)이 그 캐리어(4)에 대하여 상대적으로 축 방향으로 이동하는 것을 규제하는 것이 가능한 단차부(7b)를 갖고 있다. 외통(2)의 내주면에는, 상기 단차부(7b)에 접촉하는 것이 가능한 볼록부(2a)가 형성되어 있다. 이 구성에서는, 캐리어(4)의 누름 부재(7)에 형성된 단차부(7b)(외통(2)의 빠짐 방지용 단차부(7b))가 외통(2)의 내주면의 볼록부(2a)에 접촉함으로써, 캐리어(4)에 대한 외통(2)의 상대적인 축 방향의 이동을 규제하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 적은 부품 개수로 외통(2)의 탈락을 방지하는 것이 가능하다.

여기서, 종래의 기어 장치(예를 들어, 일본 특허 공개 제2000-213605호 공보의 도 1 참조)에서는, 외부의 주베어링이 부착되어 있지 않은 상태에서는, 케이스가 캐리어로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해서, 케이스 내부에 오일 시일을 미리 삽입해 둘 필요가 있으며, 기어 장치 조립 후에는 오일 시일의 상태를 관찰할 수 없다고 하는 문제가 있다. 이에 반해, 본 실시 형태의 기어 장치에서는, 빠짐 방지를 위한 오일 시일이 불필요해지므로, 부품 개수의 증가를 억제하는 것이 가능하다.

(4)

본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 누름 부재(7)가 링 형상이며, 게다가, 누름 부재(7)의 내경(R1)이 요동 기어(6)의 외치(6a)의 기어 바닥(6e)으로부터 그 누름 부재(7)의 중심(O)까지의 거리의 최소값 R2_min보다도 작아지도록 설정되어 있으므로, 요동 기어(6)의 외치(6a)가 누름 부재(7)의 내측 코너부(7e)에 간섭하는 문제를 피하는 것이 가능하다.

(변형예)

(A)

상기 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 캐리어(4)를 구성하는 캐리어 본체(15)와 누름 부재(7)가 별개로 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 캐리어 본체(15)와 누름 부재(7)를 일체 성형해도 상관없다. 그 경우, 또한 부품 개수의 증가를 억제하는 것이 가능하다.

(B)

본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 외통(2)의 빠짐 방지용 단차부(7b)가 누름 부재(7)에 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 빠짐 방지용 단차부(7b)를 생략해도 상관없다. 그 경우, 캐리어(4)의 외주면에 설치된 오일 시일(도시하지 않음) 등에 의해, 외통(2)의 빠짐 방지를 행하도록 하면 된다.

(C)

본 실시 형태에서는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 2매의 요동 기어(6)를 구비한 기어 장치(1)를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 요동 기어(6)를 1장만 구비한 구조나 3장 이상 구비한 구조라도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

1 : 기어 장치
2 : 외통
3 : 내치 핀
4 : 캐리어
5 : 크랭크축
5a : 편심부
6 : 요동 기어
6a : 외치
6e : 기어 바닥
7 : 누름 부재
7b : 단차부
7c : 누름면
13 : 핀 홈
50 : 베이스
51 : 주베어링
52 : 선회체

Claims

주베어링을 개재해서 상대적으로 회전 가능하게 서로 연결된 한 쌍의 상대측 부재 사이에서 소정의 감속비로 회전력을 전달하기 위한 기어 장치로서,
한쪽 상대측 부재에 고정 가능한 외통과,
상기 외통의 내주면에 있어서 그 외통의 축 방향을 따라서 장착된 복수의 내치 핀과,
상기 외통의 내부에 수납되어, 다른 쪽 상대측 부재에 고정 가능한 캐리어와,
상기 캐리어에 회전 가능하게 지지된 크랭크축과,
상기 크랭크축의 회전에 연동하여 요동하도록 상기 캐리어에 지지되고, 상기 내치 핀과 맞물리는 것이 가능한 외치를 갖는 요동 기어
를 구비하고,
상기 외통의 내주면에는, 그 외통의 축 방향으로 연장되는 복수의 핀 홈이 형성되고, 상기 내치 핀은, 상기 핀 홈에 끼워 맞추고 있고,
상기 핀 홈은, 그 핀 홈의 길이가 상기 내치 핀의 길이보다도 길어지도록 형성되어 있고,
상기 캐리어는, 상기 내치 핀 및 상기 요동 기어 각각의 축 방향을 향하는 단부면을 동일 평면 상에서 규제하는 누름면을 갖고, 상기 누름면에 의해 상기 내치 핀 및 상기 요동 기어의 축 방향의 이동을 규제하도록 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 기어 장치.
제1항에 있어서,
상기 캐리어는, 캐리어 본체와, 그 캐리어 본체의 외주 측면에 배치된 누름 부재를 구비하고 있고,
상기 누름 부재는, 상기 내치 핀 및 상기 요동 기어에 접촉하여 그 내치 핀 및 그 요동 기어의 축 방향의 이동을 규제하는 누름면을 갖는 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어는, 상기 외통이 상기 캐리어에 대하여 상대적으로 축 방향으로 이동하는 것을 규제하는 것이 가능한 그 외통의 빠짐 방지용 단차부를 갖고 있고,
상기 외통의 내주면에는, 상기 단차부에 접촉하는 것이 가능한 볼록부가 형성되어 있는 기어 장치.
제2항에 있어서,
상기 누름 부재는, 링 형상이며,
상기 누름 부재의 내경은, 상기 요동 기어의 외치의 기어 바닥으로부터 그 누름 부재의 중심까지의 거리의 최소값보다도 작아지도록 설정되어 있는 기어 장치.
제3항에 있어서,
상기 캐리어는, 캐리어 본체와, 그 캐리어 본체의 외주 측면에 배치된 누름 부재를 구비하고 있고,
상기 누름 부재는, 링 형상이며,
상기 누름 부재의 내경은, 상기 요동 기어의 외치의 기어 바닥으로부터 그 누름 부재의 중심까지의 거리의 최소값보다도 작아지도록 설정되어 있는 기어 장치.