KR20070102951A

KR20070102951A - 요동내접맞물림 유성기어장치

Info

Publication number: KR20070102951A
Application number: KR1020070036866A
Authority: KR
Inventors: 다카시 하가; 요 츠루미
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2007-10-22
Also published as: TWI373576B; US20070243967A1; CN101059163A; DE102007017757B4; JP4818787B2; US7819770B2; KR101186125B1; JP2007285396A; DE102007017757A1; TW200801372A

Abstract

[과제] 기본적인 성능의 향상과, 가일층의 코스트 다운의 양립을 도모한다.

[해결수단] 내치기어(122)와, 이 내치기어(122)에 내접맞물림하는 외치기어(118, 120)를 가지고, 이 외치기어(118, 120) 또는 내치기어(122) 중의 어느 한쪽을, 입력축(편심체축)(112)에 형성한 편심체(114, 116)에 의하여 요동 회전시키도록 구성한 요동내접맞물림 유성기어장치(110)에 있어서, 편심체(114, 116)의 외주(114A, 116A)와 (요동하는) 외치기어(118, 120) 사이에 개재되는 슬라이딩 촉진체(134, 136)와, 입력축(편심체축)(112)을 지지하는 편심체축용 베어링(138, 139)을 구비하며, 또한, 편심체축용 베어링(138, 139)이, 슬라이딩 촉진체(134, 136)와, 동일한 구성(모두 니들 베어링)으로 되어 있다.

내치기어, 외치기어, 유성기어장치, 요동내접맞물림, 니들 베어링

Description

요동내접맞물림 유성기어장치{Wobbling inner gearing planetary gear system}

도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 내접맞물림 유성기어장치의 일례를 나타내는 종단면도.

도 2는, 종래의 내접맞물림 유성기어장치의 일례를 나타내는 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : (요동내접맞물림) 유성기어장치

112 : 입력축(편심체축)

112H : 중공부(中空部)

114, 116 : 제1, 제2 편심체

114A, 116A : 외주(外周)

118, 120 : 제1, 제2 외치(外齒)기어

122 : 내치(內齒)기어

124, 126 : 제1, 제2 지지 플랜지

124A, 126A : 제1, 제2 단부(段部)

127 :케이싱

134, 136 : 슬라이딩 촉진체(促進體)

134N, 136N : 니들(전동체(轉動體))

138, 139 : 편심체축용 베어링

138N, 139N : 니들(전동체)

146, 148 : 앵귤러 베어링

160, 162 : 스러스트 와셔

S1, S2 : 간극(間隙)

본 발명은, 요동내접맞물림 유성기어장치에 관한 것이다.

[배경기술]

내치기어와, 이 내치기어에 내접맞물림하는 외치기어를 가지고, 이 외치기어 또는 내치기어 중의 어느 한쪽을, 편심체축에 형성한 편심체에 의하여 요동 회전시키도록 구성한 요동내접맞물림 유성기어장치가 널리 이용되고 있다.

예컨대, 특허문헌 1에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같은 유성기어장치가 개시되어 있다. 이 유성기어장치(10)는, 입력축(12), 제1, 제2 편심체(14, 16), 제1, 제2 외치기어(18, 20), 내치기어(22), 상대회전 인출기구(K), 및 출력요소로서 제1, 제2 지지 플랜지(24, 26)를 구비한다. 상기 제1, 제2 외치기어(18, 20)가 축방 향을 따라서 2열로 배열되어 있는 것은, 전달 용량의 증대를 의도하였기 때문이다.

상기 입력축(12)은 대경(大徑)의 중공부(中空部)(12H)를 구비하는 홀로 샤프트(중공축)로 이루어지며, 유성기어장치(10)의 반경(半徑)방향 중앙에 배치되어 있다. 입력축(12)은, 편심체축을 겸용하고 있어, 상기 제1, 제2 편심체(14, 16)는, 이 입력축(12)의 외주에 일체적으로 형성되어 있다. 제1, 제2 편심체(14, 16)는, 그 편심 위상이 서로 180도 어긋나 있다.

제1, 제2 편심체(14, 16)의 외주와 제1, 제2 외치기어(18, 20) 사이에는, 롤러 형상의 제1, 제2 슬라이딩 촉진체(34, 36)가 개재되어 있다. 또한, 입력축(편심체축)(12)은, 테이퍼 롤러 베어링(편심체축용 베어링)(38, 39)을 통하여, 제1, 제2 플랜지(24, 26)에 지지되어 있다.

상기 상대회전 인출기구(K)는, 제1, 제2 외치기어(18, 20)에 형성된 제1, 제2 내측 핀구멍(40, 42)과, 이 내측 핀구멍(40, 42)으로 관통하는 내측핀(44) 및 내측 롤러(43)에 의하여 실현되어 있다.

도시하지 않은 모터에 의하여 입력축(12)이 회전되면, 제1, 제2 편심체(14, 16)가 이 입력축(12)과 일체적으로 편심 회전한다. 그로 인하여, 입력축(12)이 1회 회전하면 이 편심체(14, 16)의 외주에 장착되어 있는 외치기어(18, 20)가 1회 요동한다. 이 결과, 정지상태에 있는 내치기어(22)에 대하여, 제1, 제2 외치기어(18, 20)가 내치기어(22)와의 잇수(齒數) 차에 상당하는 분량만큼 각각 상대 회전한다. 이 상대회전이, 제1, 제2 내측 핀구멍(40, 42), 내측 롤러(43), 및 내측 핀(44)(상대회전 인출기구(K))을 통하여 제1, 제2 지지 플랜지(24, 26) 중의 어느 한쪽에서 감속출력으로서 인출된다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 2000-065162호 공보

이 종류의 유성기어장치의 분야에 있어서도, 기본적인 성능의 향상과, 가일층의 코스트 다운을 도모하는 것이 강하게 요구되고 있다. 본 발명은, 이러한 요청에 부응하는 것을, 그 과제로 하고 있다.

본 발명은, 내치(內齒)기어와, 이 내치기어에 내접맞물림하는 외치(外齒)기어를 가지고, 이 외치기어 또는 내치기어 중의 어느 한쪽을, 편심체축에 형성한 편심체에 의하여 요동(搖動) 회전시키도록 구성한 요동내접맞물림 유성기어장치에 있어서, 상기 편심체의 외주와 상기 요동 회전시키는 기어 사이에 개재되는 슬라이딩 촉진체(促進體)와, 상기 편심체축을 지지하는 편심체축용 베어링을 구비하고, 또한 상기 슬라이딩 촉진체가, 상기 편심체축용 베어링과 동일한 구성으로 되어 있는 것에 의하여, 상기 과제를 해결한 것이다.

요동내접맞물림 유성기어장치에 있어서는, 요동 기어(요동하는 내치기어 또는 외치기어)가, 편심체의 외주에 있어서 원활하게 슬라이딩할 수 있는 구성으로 되어 있지 않으면 안된다. 따라서, 편심체와 요동 기어 사이에는, 어떤 슬라이딩 촉진체가 개재되는 경우가 많다.

슬라이딩 촉진체는, 편심체축을 지지하는 편심체축용 베어링과는, 그 필요로 하는 기능(예컨대 취급하는 토크 대소(大小)나 스러스트 하중이 걸리는 방식 등)이 다르므로, 종래는 전혀 다른 관점에서 각각이 독자적으로 설계되고, 가장 합리적인 코스트 계산에 근거하여 각각에 최적의 부재가 채용되고 있었다.

그러나, 본 발명에서는, 이 슬라이딩 촉진체와 편심체축용 베어링을 감히 동일한 구성으로 하고 있다. 여기서 말하는 동일한 구성이란, 각각의 기능을 실현하기 위한 본체 부재(전동체(轉動體))가, 서로 공통의 사양을 가지는 이른바 동일품(同一品)인 것을 의미하고 있다.

슬라이딩 촉진체와 편심체축용 베어링을 동일 구성으로 한다고 함은, 정성적(定性的)으로는, 일견, 슬라이딩 촉진체 쪽이 과잉품질로 되어 버린다고 생각된다. 그러나, 이 부분에 양질의 슬라이딩 촉진체를 채용하는 것은, 장치 전체의 진동ㆍ소음의 저감을 포함하는 회전 품질의 향상이나 에너지 손실의 저감이라는 면에서 양호한 효과를 얻을 수 있고, 게다가, 이 양호한 효과를, (슬라이딩 촉진체의 내구성이 향상되므로) 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다는 메리트가 얻어지는 것으로 연결된다.

이에 더하여, 전동체(轉動體)의 종류가 1종류로 되기 때문에, 부품개수가 감소하여, 부품의 재고관리나 설치관리의 부담이 경감되므로, 전체적인 코스트는 오히려 저감할 수 있다. 또한, 동일한 종류인(형상이 같은) 것은, 각각의 부재의 설치나 위치결정의 방법 등에 있어서도, 보다 간이한 설계를 하기 쉽다는 메리트도 얻어진다(후술).

[실시예]

이하 도면에 근거하여, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 일례에 관련된 유성기어장치를 나타내는, 도 2에 상당하는 종단면도이다.

개략적으로 설명하면, 이 유성기어장치(110)는, 입력축(112), 제1, 제2 편심체(114, 116), 제1, 제2 외치기어(118, 120), 내치기어(122), 상대회전 인출기구(K), 및 출력요소로서 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)를 구비한다. 제1, 제2 외치기어(118, 120)가 축방향을 따라서 2열로 배열되어 있는 것은, 전달 용량의 증대를 의도하였기 때문이다.

상기 입력축(112)은, 중공부(112H)를 가지는 홀로 샤프트(중공축)로 되어 있어, 도 1에 있어서 유성기어장치(110)의 우측에 배치된 도시하지 않은 모터측의 출력부재와 볼트(볼트구멍(113)만 도시)를 통하여 동력을 전수(傳受; 전달받음) 가능하다. 입력축(112)은, 장치 전체의 반경방향 중앙에 배치되고, 편심체축을 겸함과 함께, 편심체축용 베어링(138, 139)에 의하여 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)에 지지되어 있다.

편심체축용 베어링(138, 139)은, 구체적으로는 니들 베어링이다. 편심체축용 베어링(138, 139)의 외륜은, 제1, 제2 플랜지(124, 126)가 겸하고 있고, 내륜은 입력축(편심체축)(112)이 겸하고 있다. 다시 말하여, 편심체축용 베어링(138, 139) 은, 본체 부재(전동체)인 니들(바늘 형상 롤러)(138N, 139N)이, 직접 입력축(편심체축)(112)과 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)와 접촉하고 있다.

상기 제1, 제2 편심체(114, 116)는, 편심체축으로서도 기능하고 있는 입력축(112)의 외주에 일체적으로 형성되어 있다. 각 편심체(114, 116)의 외주(114A, 116A)의 중심(Oe1, Oe2)은 입력축(112)의 축심(Oi)에 대하여 소정량(ΔE1)만큼 편심되어 있다. 제1, 제2 편심체(114, 116)는, 그 편심위상이 서로 180도 어긋나 있다.

상기 제1, 제2 외치기어(118, 120)는, 슬라이딩 촉진체(134, 136)를 통하여 제1, 제2 편심체(114, 116)의 외주(114A, 116A)에 각각 장착되어 있다. 슬라이딩 촉진체(134, 136)도, 구체적으로는 니들 베어링이다. 슬라이딩 촉진체(134, 136)의 베어링으로서의 외륜은, 제1, 제2 외치기어(118, 120)가 겸하고 있고, 내륜은 입력축(편심체축)과 합체된 제1, 제2 편심체(114, 116)가 겸하고 있다. 즉, 슬라이딩 촉진체(134, 136)도, 본체 부재(전동체)인 니들(바늘 형상 롤러)(134N, 136N)이, 직접 제1, 제2 편심체(114, 116)와 제1, 제2 외치기어(118, 120)와 접촉하고 있다.

이 슬라이딩 촉진체(134, 136)의 전동체인 니들(134N, 136N)은, 상기 편심체축용 베어링(138, 139)의 전동체인 니들(138N, 139N)과 완전한 동일품(同一品)으로 구성되어 있다.

각 외치기어(118, 120)는, 이 외치기어(118, 120)를 관통하는 제1, 제2 내측 핀구멍(140, 142)을 구비한다. 제1, 제2 내측 핀구멍(140, 142)에는 외주에 내측 롤러(143)가 여유를 가지고 끼워진 내측 핀(144)이 관통하고 있다. 내측 핀(144)은 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)에 각각 끼워넣어 있다. 상대회전 인출기구(K)는, 구체적으로는 이 내측 핀구멍(140, 142)과 내측 핀(144)(내측 롤러(143))과의 여유를 가지고 끼워진 구조에 의하여 실현되어 있다.

제1, 제2 외치기어(118, 120)는, 하나의 내치기어(122)에 지지된 내치(핀)(122A)에 내접맞물림하고 있다. 내치기어(122)는, 케이싱(127)과 일체화되어 있다.

상기 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)는, 앵귤러 베어링(146, 148)에 의하여 케이싱(127)에 지지되고 있고, 스페이서(149)를 개재시킨 후에 캐리어 볼트(150)에 의하여 일체화되어 있다. 앵귤러 베어링(146, 148)은, 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126)가 그 전송(轉送)면(내륜)으로 되어 있다. 이를 위하여(전송면으로 하기 위하여) 담금질을 실시하는데, 이때, 니들(138N 및 139N)과의 전송면도 동시에 담금질함으로써, 제조의 코스트 다운과 시간단축이 도모된다. 여기서, 이 실시예에서는, 제2 지지 플랜지(126)가 도시하지 않은 상대기계에 대한 출력축으로서 기능하고 있다.

제1 지지 플랜지(124)에는 제1 단(段)부(124A)가 형성되고, 또한, 제2 지지 플랜지(126)에는 제2 단부(126A)가 형성되어 있다. 상기 슬라이딩 촉진체(134, 136), 편심체축용 베어링(138, 139)은, 축방향으로 인접한 상태로 설치된다. 즉, 편심체축용 베어링(138, 139)의 전동체인 니들(138N, 139N), 및 슬라이딩 촉진체(134, 136)의 전동체인 니들(134N, 136N)은, 그 축방향 최단부(最端部), 즉 니들(138N)의 단부(端部)(138No) 및 니들(139N)의 단부(139No)에 설치된 스러스트 와 셔(160, 162)에 의하여 슬라이딩 규제되어, 축방향으로 위치 결정되어 있다. 스러스트 와셔(160, 162)는, 상기 제1 지지 플랜지(124)의 제1 단부(124A), 및 제2 지지 플랜지(126)의 제2 단부(126A)의 사이에 간극(S1, S2)을 가지고서 축방향으로 각각 2개씩 개재되어 있어, 이 구성에만 의하더라도, 편심체축용 베어링(134, 136), 슬라이딩 촉진체(138, 139) 모두가, 동등하게 스러스트 하중을 받을 수 있는 구성으로 되어 있다. 여기서, 스러스트 와셔(160, 162)를 축방향으로 2개씩 배치한 것은, 보다 양호한 슬라이딩 특성을 얻기 위해서이다.

다음으로, 이 유성기어장치(110)의 작용을 설명한다.

도시하지 않은 모터의 구동에 의하여, 입력축(112)이 회전하면, 제1, 제2 편심체(114, 116)가 이 입력축(112)과 일체적으로 (서로 역(逆)위상으로) 편심 회전한다. 이 제1, 제2 편심체(114, 116)의 외주(114A, 116A)에는 슬라이딩 촉진체(134, 136)를 통하여 제1, 제2 외치기어(118, 120)가 장착되어 있으므로, 입력축(112)이 1회 회전하면 제1, 제2 외치기어(118, 120)가 각각 1회 요동한다. 이 결과, 정지상태에 있는 내치기어(122)에 대하여, 제1, 제2 외치기어(118, 120)가 내치기어(122)와의 잇수(齒數) 차에 상당하는 분량만큼 각각 상대회전한다. 이 상대회전이, 제1, 제2 내측 핀구멍(140, 142) 및 내측 핀(144)(상대회전 인출기구(K))을 통하여 제1, 제2 지지 플랜지(124, 126) 측에 인출된다. 이로써, (내치기어(122)와 제1, 제2 외치기어(118, 120)의 잇수 차) / (제1, 제2 외치기어(118, 120)의 잇수)에 상당하는 감속비의 감속을 실현할 수 있다. 감속출력은, 제2 지지 플랜지(126) 측에서 상대기계에 대하여 제공된다.

여기서, 슬라이딩 촉진체(134, 136) 및 편심체축용 베어링(138, 139)은, 모두, 니들 베어링이 채용되며, 게다가, 전용 내외륜을 구비하지 않고, 전동체인 니들(134N, 136N, 138N, 139N)만을 구비한 구성으로 되어 있으므로, 그 반경방향의 높이(두께)(H1)가 작다. 그로 인하여, 유성기어장치(110)의 외경(外徑)(d1)에 대하여, 종래보다 큰 내경(內徑)(D1)을 가지는 중공부(112H)를 형성할 수 있고, 반대로, 중공부(112H)의 내경(D1)이 동일하였을 경우에는, 유성기어장치(110)의 외경(d1)을 종래보다 작게 억제할 수 있도록 되어 있다.

또한, 편심체축용 베어링(138, 139), 및 슬라이딩 촉진체(134, 136)는, 그 축방향 최단부(最端部), 즉 니들(138N)의 단부(端部)(138No) 및 니들(139N)의 단부(139No)가 스러스트 와셔(160, 162)에 의하여 슬라이딩 규제되어, 축방향으로 위치 결정되어 있으므로, 입력축(112) 측으로부터 축방향 중 어느 방향의 스러스트 하중이 걸린 경우에 있어서도, 슬라이딩 촉진체(134, 136), 편심체축용 베어링(138, 139) 모두가, 동등하게 스러스트 하중을 받을 수 있다. 또한, 단순히 4개의 베어링(138, 139, 134, 136)의 최외단(最外端)을 스러스트 와셔(160, 162)로 밀 뿐이므로, 구성도 간이하다. 게다가, 스러스트 와셔(160, 162)는, 제1 지지 플랜지(124)의 제1 단부(段部)(124A), 및 제2 지지 플랜지(126)의 제2 단부(126A) 사이에 간극(S1, S2)이 잔존하도록 하여 개재되어 있으므로, 각 니들(134N, 136N, 138N, 139N)끼리가 축방향으로 강한 힘으로 서로 간섭하지도 않으므로, 극히 매끄러운 회전 혹은 슬라이딩이, 상시 확보되어 있다.

다만, 상기 실시예에 있어서는, 특히 입력축(112)의 중공부(112H)의 내경(D1)을 가능한 한 크게 확보하기 위하여, 편심체축용 베어링(138, 139) 및 슬라이딩 촉진체(134, 136)를 모두 전용 내외륜을 가지지 않는 니들 베어링으로 구성하도록 하고 있었으나, 본 발명에 있어서는, 편심체축용 베어링 및 슬라이딩 촉진체의 베어링의 형식에 대하여는, 특히 니들 베어링으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 베어링의 내륜 또는 외륜으로서 전용 부재를 구비하는 것을 금지하는 것도 아니다.

더 나아가서는, 입력축(편심체축)은, 반드시 중공부를 구비한 홀로 샤프트일 필요는 없고, 예컨대, 중실축(中實軸)이어도 본 발명은 적용 가능하다.

또한, 본 발명은, 편심체의 주위에서 내치기어를 요동시키는 내치 요동내접맞물림 유성기어장치에 있어서도 적용 가능하여, 마찬가지의 효과가 얻어진다.

[산업상의 이용 가능성]

모든 용도의 내접맞물림 유성기어장치에 적용 가능하다.

기본적인 성능을 향상시키면서 가일층의 코스트 다운을 실현할 수 있다.

Claims

내치(內齒)기어와, 이 내치기어에 내접(內接)맞물림하는 외치(外齒)기어를 가지고, 이 외치기어 또는 내치기어 중의 어느 한쪽을, 편심체축에 형성한 편심체에 의하여 요동(搖動) 회전시키도록 구성한 요동내접맞물림 유성기어장치에 있어서,

상기 편심체의 외주와 상기 요동 회전시키는 기어 사이에 개재되는 슬라이딩 촉진체(促進體)와,

상기 편심체축을 지지하는 편심체축용 베어링을 구비하고, 또한

상기 슬라이딩 촉진체가, 상기 편심체축용 베어링과 동일한 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 1에 있어서,

상기 슬라이딩 촉진체 및 편심체축용 베어링이, 모두 니들 베어링으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 2에 있어서,

상기 편심체축이, 상기 니들 베어링의 내륜을 겸하는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 요동 회전하는 기어 및 편심체축용 베어링을 지지하고 있는 지지체가, 각각 상기 니들 베어링의 외륜을 겸하는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 니들 베어링의 축방향위치가, 이 니들 베어링의 축방향 최단부(最端部)와의 사이에 간극을 가지고서 설치된 스러스트 와셔에 의하여 규제되어 있는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 4에 있어서,

상기 지지체가, 케이싱에 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지되고, 지지체는 이 베어링의 내륜을 겸하는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 6에 있어서,

상기 스러스트 와셔의 축방향위치가, 상기 편심체축용 베어링을 지지하고 있는 지지체에 의하여 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.
청구항 7에 있어서,

상기 스러스트 와셔는 축방향으로 복수개 겹쳐서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 요동내접맞물림 유성기어장치.