KR20150083087A - Gear device - Google Patents
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Abstract
기어 장치(1)는, 외통(2)과, 크랭크축(20)과, 크랭크축(20)을 회전 가능하게 지지하는 캐리어(4)와, 크랭크축(20)에 스플라인에 의해 결합된 스퍼 기어(18)를 구비하고 있다. 스플라인(40)은, 크랭크축(20)에 형성된 수형 스플라인부(41)와, 스퍼 기어(18)의 개구(18a)의 내주면에 형성된 암형 스플라인부(42)를 갖는다. 수형 스플라인부(41)는, 당해 수형 스플라인부(41)의 안측 단부이며 이웃하는 이(41a)끼리의 사이에 형성되고, 수형 스플라인부(41)의 안측으로 갈수록 크랭크축(20)의 반경 방향 외측을 향하는 방향으로 경사진 경사면(41b)을 갖고 있다. 스퍼 기어(18)는, 볼록부가 경사면(41b)에 압박 접촉된 상태에서, 크랭크축(20)에 구속되어 있다.The gear device 1 includes an outer cylinder 2, a crankshaft 20, a carrier 4 for rotatably supporting the crankshaft 20, and a spur gear 20 connected to the crankshaft 20 by a spline, (18). The spline 40 has a male type spline portion 41 formed on the crankshaft 20 and a female type spline portion 42 formed on the inner circumferential surface of the opening 18a of the spur gear 18. The male spline portion 41 is formed between the adjacent teeth 41a at the inner side end of the male spline portion 41 and extends in the radial direction of the crankshaft 20 toward the inner side of the male spline portion 41 And an inclined surface 41b inclined in a direction toward the outside. The spur gear 18 is restrained by the crankshaft 20 in a state in which the convex portion is pressed against the inclined surface 41b.
Description
본 발명은 기어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gear device.
종래, 소형 경량이며 큰 감속비가 얻어지는 감속기로서, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 기어 장치가 알려져 있다. 이러한 기어 장치에서는, 모터의 회전 구동력을, 원통 형상의 인풋 기어(중간 기어) 및 그것에 맞물리는 스퍼 기어(전달 기어)를 통해, 크랭크 샤프트(편심체축)에 전달하고, 당해 크랭크 샤프트를 회전시키고 있다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, a gear device as disclosed in Patent Document 1 is known as a speed reducer that is small and lightweight and achieves a large reduction ratio. In such a gear device, the rotational driving force of the motor is transmitted to a crankshaft (eccentric body shaft) through a cylindrical input gear (intermediate gear) and a spur gear (transmission gear) engaged therewith, and the crankshaft is rotated .
상기한 스퍼 기어는, 크랭크 샤프트의 단부에 스플라인에 의해 결합되어 있다. 즉, 크랭크 샤프트의 단부에는, 복수의 이(齒)를 갖는 수형 스플라인부가 형성되고, 스퍼 기어의 개구의 내주면에는, 당해 이에 대응하는 형상의 복수의 오목부를 갖는 암형 스플라인부가 형성되어 있다. 스퍼 기어의 개구에 크랭크 샤프트가 삽입됨으로써, 이들 수형 스플라인부와 암형 스플라인부가 맞물린다. 이에 의해, 스퍼 기어는, 크랭크 샤프트에 대해 상대적으로 회전하지 않도록 규제된다. 또한, 크랭크 샤프트의 축 방향에 있어서의 스퍼 기어의 양단부에는, 한 쌍의 리테이닝링이 장착되어 있다. 이들 리테이닝링에 의해, 스퍼 기어가 크랭크 샤프트에 대해 상대적으로 축 방향으로 이동하지 않도록 규제되어 있다.The above spur gear is coupled to the end of the crankshaft by a spline. That is, a male spline portion having a plurality of teeth is formed at an end of the crankshaft, and a female spline portion having a plurality of recesses corresponding to the corresponding shape is formed in the inner peripheral surface of the opening of the spur gear. By inserting the crankshaft into the opening of the spur gear, these male and female spline portions engage with each other. Thereby, the spur gear is regulated not to rotate relative to the crankshaft. A pair of retaining rings are mounted on both ends of the spur gear in the axial direction of the crankshaft. By these retaining rings, the spur gear is regulated not to move in the axial direction relative to the crankshaft.
상기 특허문헌 1에 기재된 기어 장치에서는, 스퍼 기어와 크랭크 샤프트가 스플라인에 의해 결합되어 있다. 스플라인에 의한 결합 부분에서는, 스퍼 기어의 개구에 크랭크 샤프트를 삽입함으로써, 수형 스플라인부와 암형 스플라인부가 맞물리도록 설계되어 있다. 이로 인해, 이 스플라인에 의한 결합 부분에서는, 설계상 또는 제조상의 다소의 간극 또는 유극이 허용되어 있다. 그로 인해, 스퍼 기어와 크랭크 샤프트의 조합이나 가공 정밀도 등에 의해, 당해 스플라인 결합 부분에 있어서의 간극이 커지면, 스퍼 기어의 회전 방향의 덜걱거림이 발생할 우려가 있다.In the gear device described in Patent Document 1, the spur gear and the crankshaft are coupled by a spline. In the coupling portion by the spline, the male type spline portion and the female type spline portion are designed to engage by inserting the crankshaft into the opening of the spur gear. For this reason, in the joint portion by this spline, a slight gap or clearance in design or manufacturing is allowed. As a result, if the clearance in the spline coupling portion becomes large due to the combination of the spur gear and the crankshaft, the processing accuracy, or the like, the rumble may occur in the rotational direction of the spur gear.
또한, 상기 특허문헌 1에 기재된 기어 장치에서는, 한 쌍의 리테이닝링에 의해 크랭크 샤프트의 축 방향에 있어서의 스퍼 기어의 이동을 규제하고 있다. 이로 인해, 설계상 또는 조립상의 오차에 의해, 스퍼 기어의 축 방향의 덜걱거림이 발생할 우려가 있다.In the gear device described in Patent Document 1, the pair of retaining rings restrict the movement of the spur gear in the axial direction of the crankshaft. This may cause rattling in the axial direction of the spur gear due to design or assembly errors.
스퍼 기어의 회전 방향 및 축 방향에 있어서 발생하는 덜걱거림의 영향에 의해, 기어 장치의 구동에 수반하여 스플라인 결합 부분에 마모가 발생하거나, 또한 기어 장치 자체에 진동이 발생하거나, 소음 레벨이 증대될 우려가 있다.The influence of the rattling generated in the rotational direction and the axial direction of the spur gear causes wear on the spline coupling portion as the gear device is driven and vibration occurs in the gear device itself or the noise level is increased There is a concern.
본 발명의 목적은, 스퍼 기어와 크랭크 샤프트의 결합 부분에 있어서의 마모, 진동 및 소음을 저감하고, 또한 부품 개수를 삭감하는 것이 가능한 기어 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a gear device capable of reducing abrasion, vibration and noise at a joint portion between a spur gear and a crankshaft, and reducing the number of parts.
본 발명의 일 국면에 따르는 기어 장치는, 한 쌍의 상대 부재간에서 소정의 회전수비로 회전수를 변환하여 전동하는 기어 장치이며, 한쪽의 상대 부재에 고정 가능한 외통과, 크랭크축과, 다른 쪽의 상대 부재에 고정 가능하게 구성되는 한편, 상기 외통 내부에 회전 가능하게 수용되고, 상기 크랭크축을 회전 가능하게 지지하고, 상기 크랭크축의 회전에 연동하여 상기 외통에 대해 상대 회전하는 캐리어와, 상기 크랭크축의 단부에 스플라인에 의해 결합된 스퍼 기어를 구비하고 있다. 상기 스플라인은, 상기 크랭크축의 단부에 형성된 수형 스플라인부와, 상기 스퍼 기어의 개구의 내주면에 형성된 암형 스플라인부를 갖는다. 상기 수형 스플라인부는, 상기 크랭크축의 원주 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 이와, 당해 수형 스플라인부의 안측 단부이며 당해 이의 사이에 형성되고, 상기 수형 스플라인부의 안측으로 갈수록 상기 크랭크축의 반경 방향 외측을 향하는 방향으로 경사진 경사면을 갖고 있다. 상기 암형 스플라인부는, 상기 스퍼 기어의 상기 개구의 상기 내주면을 따라 형성된 복수의 오목부와, 당해 오목부의 사이에 있어서 상기 수형 스플라인부의 이웃하는 이끼리의 사이에 돌출되는 볼록부를 갖고 있다. 상기 볼록부가 상기 경사면에 압박 접촉된 상태에서, 상기 스퍼 기어는, 상기 크랭크축에 구속되어 있다.A gear device according to an aspect of the present invention is a gear device that transmits and rotates a rotational speed ratio between a pair of counterpart members at a predetermined rotational speed ratio and includes an outer cylinder fixed to one of the mating members, A carrier rotatably supported in the outer cylinder and rotatably supporting the crankshaft and relatively rotating with the outer cylinder in conjunction with rotation of the crankshaft; And a spur gear coupled to the end portion by a spline. The spline has a male spline formed at an end of the crankshaft and a female spline formed at an inner circumferential surface of the opening of the spur gear. Wherein said male spline portion is formed between a plurality of said male spline portions spaced apart in the circumferential direction of said crankshaft and an inner end portion of said male spline portion and formed between said male spline portion and said male spline portion in a radially outward direction of said crankshaft toward the inner side of said male spline portion It has a sloped slope. The female type spline portion has a plurality of recesses formed along the inner circumferential surface of the opening of the spur gear and a convex portion protruding between adjacent recesses of the male spline portion between the recesses. And the spur gear is restrained to the crankshaft in a state in which the convex portion is pressed against the inclined surface.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기어 장치의 단면도이다.
도 2는 상기 기어 장치에 있어서의 스퍼 기어와 크랭크축의 결합 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기어 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 기어 장치에 있어서의 스퍼 기어와 크랭크축의 결합 부분의 확대 단면도이다.1 is a sectional view of a gear device according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling portion between the spur gear and the crankshaft in the gear device.
3 is a cross-sectional view of a gear device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling portion between the spur gear and the crankshaft in the gear device of Fig. 3;
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(제1 실시 형태)(First Embodiment)
제1 실시 형태에 관한 기어 장치(1)는, 예를 들어 로봇의 선회 동체나 팔 관절 등의 선회부 또는 각종 공작 기계의 선회부에 감속기로서 적용되는 기어 장치이다. 기어 장치(1)는, 로봇의 선회부 등에 있어서, 베이스와 그것에 대해 상대적으로 선회하는 선회체 사이에서 소정의 회전수비로 회전수를 변환하여 전동하는 장치이다.The gear device 1 according to the first embodiment is, for example, a gear device applied to a turning part such as a turning body of a robot, a turning part such as an arm joint, or a turning part of various machine tools as a speed reducer. The gear device 1 is a device for converting the rotational speed between a base and a revolving body relatively rotating with respect to the base to convert the rotational speed to a predetermined rotation ratio.
본 실시 형태의 기어 장치(1)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 외통(2)과, 내기어 핀(3)과, 캐리어(4)와, 주 베어링(6)과, 복수의 크랭크축(20)과, 크랭크 베어링(22)과, 요동 기어(24)와, 인풋 기어(도시하지 않음)와, 복수의 크랭크축(20)에 각각 결합된 복수의 스퍼 기어(18)와, 각 스퍼 기어(18)의 축 방향 외측에 설치된 빠짐 방지용의 리테이닝링(43)을 구비하고 있다.1, the gear device 1 of the present embodiment includes an
외통(2)은, 한쪽의 상대 부재(예를 들어, 로봇의 베이스)에 고정 가능한 형상을 하고 있고, 기어 장치(1)의 케이스로서 기능한다. 이 외통(2)은, 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 외통(2)은, 로봇의 베이스에 볼트 등에 의해 체결된다. 외통(2)의 내면에는, 다수의 내기어 핀(3)이 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 내기어 핀(3)은, 외치기어로 이루어지는 요동 기어(24)가 맞물리는 내기어로서 기능한다. 요동 기어(24)의 잇수는 내기어 핀(3)의 수보다도 약간 적게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개(복수)의 요동 기어(24)가 사용되어 있다.The
캐리어(4)는, 다른 쪽의 상대 부재(예를 들어, 로봇의 선회체)에 고정 가능한 형상을 하고 있다. 캐리어(4)는, 외통(2)에 대해 상대적으로 회전 가능하고, 외통(2)과 동축 상에 배치된 상태에서 그 외통(2) 내에 수용되어 있다. 본 실시 형태에서는, 캐리어(4)는, 외통(2)에 대해 동일한 축 주위로 상대 회전한다. 캐리어(4)는, 볼트 등에 의해 로봇의 선회체에 체결된다. 캐리어(4)가 외통(2)에 대해 상대 회전하면, 로봇의 선회체는, 베이스에 대해 선회한다.The carrier 4 has a shape that can be fixed to the other mating member (for example, a swivel body of the robot). The carrier 4 is relatively rotatable with respect to the
또한, 본 실시 형태에서는 캐리어(4)를 선회체에 체결하여 선회하도록 하고, 외통(2)을 베이스에 고정하여 부동으로 하고 있는 예가 나타내어져 있지만, 그 반대의 배치여도 된다. 즉, 외통(2)을 선회체에 체결하고, 캐리어(4)를 베이스에 체결하여 사용하는 것도 물론 가능하다.In the present embodiment, an example is shown in which the carrier 4 is fastened to the slewing body to make a turn, and the
캐리어(4)는, 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 주 베어링(6)에 의해 외통(2)에 대해 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(4)는, 기부(32)와 단부 판부(34)를 구비하고 있다. 그들의 사이에는, 외통(2)과 캐리어(4) 사이에 있어서의 회전력의 전달을 하는 전달 부재인 요동 기어(24)를 수납하는 수용 공간(33)이 형성되어 있다.The carrier (4) is supported so as to be rotatable relative to the outer cylinder (2) by a pair of main bearings (6) spaced from each other in the axial direction. The carrier 4 is provided with a
기부(32)는, 외통(2) 내에 있어서 그 외통(2)의 단부 근방에 배치되는 기판부(32a)와, 그 기판부(32a)로부터 단부판부(34)를 향해 축 방향으로 연장되는 복수의 샤프트부(32b)를 갖는다. 샤프트부(32b)는 핀(7)에 의해 단부판부(34)에 대향하는 소정의 위치에 위치 결정된 상태에서, 볼트(5)에 의해 단부판부(34)에 체결되어 있다. 이에 의해, 기부(32)와 단부판부(34)가 일체화되어 있다. 또한, 캐리어(4)의 직경 방향 중앙부에는, 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(4a)이 형성되어 있다. 수용 공간(33)은, 관통 구멍(4a)을 통해 캐리어(4)의 외부에 연통되어 있다.The
크랭크축(20)은, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개) 설치되어 있고, 각 크랭크축(20)은 캐리어(4)의 둘레 방향으로 등간격(120도마다)으로 배치되어 있다. 각 크랭크축(20)은, 한 쌍의 크랭크 베어링(22)을 통해 캐리어(4)에 회전 가능하게 지지되어 있다.A plurality of (for example, three in this embodiment)
크랭크축(20)에는, 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 편심부(20a)가 설치되어 있다. 이 복수의 편심부(20a)는, 한 쌍의 크랭크 베어링(22)의 사이의 위치에서 축 방향으로 배열되도록 배치되어 있다. 각 편심부(20a)는, 각각 크랭크축(20)의 축심으로부터 소정의 편심량으로 편심된 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 각 편심부(20a)는, 서로 소정 각도의 위상차를 갖도록 크랭크축(20)에 형성되어 있다. 또한, 편심부(20a)는 1개여도 된다.The
복수의 요동 기어(24)는, 크랭크축(20)의 각 편심부(20a)에 각각 롤러 베어링(28a)을 통해 장착되어 있다. 요동 기어(24)는, 외통(2)의 내경보다도 조금 작게 형성되어 있고, 크랭크축(20)이 회전할 때에 편심부(20a)의 편심 회전에 연동하여 외통(2) 내면의 내기어 핀(3)에 맞물리면서 요동 회전한다.The plurality of rocking gears 24 are mounted on the respective
요동 기어(24)는, 중앙부 관통 구멍(24b)과, 복수의 편심부 삽입 관통 구멍(24c)과, 복수의 샤프트부 삽입 관통 구멍(24d)을 갖는다.The rocking
편심부 삽입 관통 구멍(24c)은, 요동 기어(24)에 있어서 중앙부 관통 구멍(24b)의 주위에 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각 편심부 삽입 관통 구멍(24c)에는, 롤러 베어링(28a)을 개재 장착한 상태에서 각 크랭크축(20)의 편심부(20a)가 각각 삽입 관통되어 있다.The eccentric portion insertion through
샤프트부 삽입 관통 구멍(24d)은, 요동 기어(24)에 있어서 중앙부 관통 구멍(24b)의 주위에 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(24d)은, 둘레 방향에 있어서 이웃하는 편심부 삽입 관통 구멍(24c)간의 위치에 각각 배치되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(24d)에는, 캐리어(4)의 각 샤프트부(32b)가 유극을 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다.The shaft portion insertion through
각 크랭크축(20)의 단부는, 캐리어(4)의 축 방향을 따라 당해 캐리어(4)로부터 외부로 돌출되어 있다. 각각의 크랭크축(20)에 있어서 캐리어(4)의 외측에 연장된 단부에는, 스퍼 기어(18)가 스플라인 결합되어 있다. 또한, 스퍼 기어(18)는, 캐리어(4)의 외측에 위치하는 구성에 한정되지 않는다. 캐리어(4)에 오목부가 형성되어 있고, 스퍼 기어(18)가 이 오목부 내에 배치되는 구성이어도 된다.The end portions of the
스퍼 기어(18)는, 스플라인(40)에 의한 결합 부분에서의 파고들어감에 의해, 크랭크축(20)에 대해 회전 방향 및 축 방향으로의 이동이 규제되어 있다.The
구체적으로는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 스퍼 기어(18)를 크랭크축(20)에 결합하는 스플라인(40)은, 크랭크축(20)의 캐리어(4)로부터 외부로 돌출된 단부에 형성된 수형 스플라인부(41)와, 스퍼 기어(18)의 개구(18a)의 내주면에 형성된 암형 스플라인부(42)를 갖는다.2, the
수형 스플라인부(41)는, 크랭크축(20)의 원주 방향으로 등간격으로 형성된 복수의 이(41a)를 갖는다. 또한, 복수의 이(41a)는, 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있을 필요는 없고, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성되어 있으면 된다.The male spline section (41) has a plurality of teeth (41a) formed at equal intervals in the circumferential direction of the crankshaft (20). In addition, the plurality of
또한, 수형 스플라인부(41)는, 크랭크축(20)의 수형 스플라인부(41)의 안측 단부이며 이웃하는 이(41a)끼리의 사이에 형성된 경사면(41b)을 갖는다. 경사면(41b)은, 수형 스플라인부(41)의 안측으로(도 2의 좌측 방향으로) 갈수록 크랭크축(20)의 반경 방향 외측을 향하는 방향으로 경사져 있다.The
이 경사면(41b)으로서는, 예를 들어 스플라인 가공용의 호브를 갖는 절삭 가공기에 의해 절삭 가공하여 수형 스플라인부(41)를 성형할 때에 발생하는 호브 절상부가 채용된다. 또한, 본 발명은 경사면(41b)의 형성 방법에 대해 특별히 한정하는 것이 아니라, 다른 형성 방법에 의해 당해 경사면(41b)을 형성해도 된다.As the
한편, 암형 스플라인부(42)는, 스퍼 기어(18)의 개구(18a)의 내주면을 따라 형성된 복수의 오목부(42a)를 갖는다. 각 오목부(42a)는, 스퍼 기어(18)의 원주 방향을 따라 등간격으로 형성되고, 수형 스플라인부(41)의 이(41a)가 삽입 가능한 형상을 갖고 있다. 또한, 복수의 오목부(42a)는, 등간격으로 형성되어 있을 필요는 없고, 이웃하는 이(41a)끼리의 간격에 따라 간격을 두고 배치되어 있으면 된다.The
또한, 암형 스플라인부(42b)는, 오목부(42a)의 사이에 있어서, 크랭크축(20)의 이웃하는 이(41a)끼리의 사이에 돌출되는 볼록부(42b)를 갖는다.The
또한, 도 2에 나타내어지는 예에서는, 스퍼 기어(18)의 개구(18a)의 테두리[즉, 볼록부(42b)의 테두리]는, 모따기 가공되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 모따기 가공은 실시되지 않아도 된다.2, the rim of the
상기한 구성에서는, 크랭크축(20)의 단부가 스퍼 기어(18)의 개구(18a)에 삽입될 때에, 스퍼 기어(18)의 암형 스플라인부(42)와 크랭크축(20)의 수형 스플라인부(41)가 맞물리도록, 수형 스플라인부(41)의 이(41a)가 암형 스플라인부(42)의 오목부(42a)에 삽입된다. 이때, 암형 스플라인부(42)의 오목부(42a)끼리의 사이의 볼록부(42b)가 수형 스플라인부(41)의 이(41a)와 이(41a) 사이에 삽입된다. 그리고, 볼록부(42a)가 수형 스플라인부(41)의 안측 단부에 형성된 경사면(41b)에 압박 접촉된다. 이 상태에서, 경사면(41b)에 의한 쐐기 효과, 즉, 경사면(41b)이, 크랭크축(20)의 반경 방향 외측을 향하는 방향의 압박력을 볼록부(42b)에 부여하고, 이에 의해 경사면(41b)과 볼록부(42b)의 접촉면에 있어서의 마찰력이 증대된다. 이에 의해, 스퍼 기어(18)는, 크랭크축(20)에 달라붙고, 당해 크랭크축(20)에 구속된다. 이에 의해, 스퍼 기어(18)와 크랭크축(20)을 결합하는 스플라인(40)에 있어서, 회전 방향 및 축 방향 모두에 있어서 덜걱거림이 발생하는 일 없이, 스퍼 기어(18)를 크랭크축(20)에 강고하게 연결하는 것이 가능하다.In the above configuration, when the end portion of the
리테이닝링(43)은, 크랭크축(20)에 있어서 스퍼 기어(18)에 대해 당해 크랭크축(20)의 선단측의 위치에 배치되어 있다. 리테이닝링(43)은, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)으로부터 탈락하는 것을 방지한다. 리테이닝링(43)은, 금속제의 C자 형상(즉, 일부가 도중에 끊어져 폐쇄되어 있지 않은 원호상의 형상)의 부재로 이루어진다. 리테이닝링(43)은, 스퍼 기어(18)를 크랭크축(20)의 수형 스플라인부(41)의 경사면(41b)에 파고들어가게 한 후에, 리테이닝링(43)을 일단 확장하고 나서 크랭크축(20)의 외주면에 형성된 링 형상의 홈(20b)에 끼워 넣어진다. 이때, 리테이닝링(43)은, 그 복원력에 의해 반경 방향 내측으로 수축하고, 크랭크축(20)의 선단부에 강고하게 체결된다.The retaining
홈(20b)의 위치는, 상기와 같이 볼록부(42a)가 경사면(41b)에 압박 접촉되어, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)의 단부의 소정 위치에 배치되었을 때에, 리테이닝링(43)이 스퍼 기어(18)의 측면에 접촉 또는 근접한 상태에서 리테이닝링(43)을 홈(20b)에 끼워 넣는 것이 가능한 위치로 설정되어 있다. 이에 의해, 리테이닝링(43)을 홈(20b)에 끼워 넣을 수 있는지 여부에 의해, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)의 단부 정위치에 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.The position of the
또한, 도 1∼2에 도시되는 스퍼 기어(18)는, 이가 축 방향과 평행하게 연장되는 평기어이다. 이로 인해, 스퍼 기어(18)가 인풋 기어(도시하지 않음)와 맞물려 회전할 때에는, 축 방향으로 작용하는 힘이 베벨 기어(크라운 기어)의 경우와 비교하여 작다. 그로 인해, 리테이닝링(43)에 대해서는 운전 시에 큰 힘이 축 방향으로 작용하지 않는다.The
복수의 스퍼 기어(18)는, 도시되어 있지 않은 인풋 기어에 각각 맞물려 있다. 이 인풋 기어에 대해 기어 장치 외부의 모터로부터 회전 구동력이 부여됨으로써, 당해 복수의 스퍼 기어(18)의 각각에 회전 구동력이 전달된다.The plurality of spur gears 18 are respectively engaged with input gears (not shown). A rotational driving force is imparted to the input gear from a motor outside the gear unit, so that the rotational driving force is transmitted to each of the plurality of spur gears.
다음으로, 제1 실시 형태에 의한 기어 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the gear device 1 according to the first embodiment will be described.
기어 장치(1)의 외부의 모터로부터의 회전 구동력이 도시하지 않은 인풋 기어를 통해 각 스퍼 기어(18)에 전달되고, 이에 의해, 각 크랭크축(20)은, 각각의 축 주위로 회전한다.The rotational driving force from a motor outside the gear device 1 is transmitted to each
각 크랭크축(20)의 회전에 수반하여, 편심부(20a)는 편심 회전한다. 요동 기어(24)는, 편심부(20a)의 편심 회전에 연동하여 외통(2)의 내면의 내기어 핀(3)에 맞물리면서 요동 회전한다. 요동 기어(24)의 요동 회전은, 각 크랭크축(20)을 통해 캐리어(4)에 전달된다. 본 실시 형태에서는, 외통(2)은 베이스(52)에 고정되어 부동이므로, 캐리어(4) 및 선회체(50)는, 입력된 회전으로부터 감속된 회전수로 외통(2) 및 베이스(52)에 대해 상대 회전한다.As the
(제1 실시 형태의 특징)(Features of First Embodiment)
(1)(One)
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기어 장치(1)에서는, 스퍼 기어(18)의 개구(18a)에 형성된 암형 스플라인부(42)가 크랭크축(20)의 수형 스플라인부(41)에 맞물리고, 또한 수형 스플라인부(41)의 안측 단부에 형성된 경사면(41b)이, 암형 스플라인부(42)의 볼록부(42b)에 압박 접촉된다. 이 상태에서는, 경사면(41b)이 볼록부(42b)에 강하게 압박 접촉됨으로써 그 접촉면에 있어서 큰 마찰력이 발생하는, 소위 쐐기 효과가 얻어진다. 이로 인해, 스퍼 기어(18)는, 크랭크축(20)에 달라붙고, 상기 크랭크축(20)에 구속된다. 그 결과, 스퍼 기어(18)와 크랭크축(20)의 결합 부분인 스플라인(40)에 있어서 회전 방향 및 축 방향 모두에 있어서, 덜걱거림이 발생하는 일이 없다. 따라서, 스플라인 결합 부분에 있어서의 마모, 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 또한, 스퍼 기어(18)의 축 방향의 이동을 규제하기 위해 한 쌍의 리테이닝링에 의해 스퍼 기어(18)를 구속할 필요가 없어지므로, 부품 개수를 삭감하는 것이 가능하다.The female
(2)(2)
또한, 제1 실시 형태에 관한 기어 장치(1)에서는, 구동 중에 진동 등에 의해 상기한 쐐기 효과가 저하되었을 때라도, 스퍼 기어(18)에 대해 크랭크축(20)의 선단측에 배치된 리테이닝링(43)에 의해, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 안전성을 향상시킬 수 있다.In the gear device 1 according to the first embodiment, even when the wedge effect is lowered by vibration or the like during driving, the retaining ring (not shown) disposed on the tip side of the
(3)(3)
또한, 제1 실시 형태에 관한 기어 장치(1)에서는, 스퍼 기어(18)에 대해 크랭크축의 선단측에 배치된 빠짐 방지 부재로서, 금속제의 C자 형상의 리테이닝링(43)이 사용되고 있다. 이로 인해, 크랭크축(20)의 선단부에 스퍼 기어(18)를 강고하게 체결하는 것이 가능하고, 스퍼 기어(18)의 빠짐 방지 효과가 보다 향상된다.In the gear device 1 according to the first embodiment, a metallic C-shaped
(제1 실시 형태의 변형예)(Modification of First Embodiment)
(A)(A)
또한, 제1 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 빠짐 방지를 위한 리테이닝링(43)이 스퍼 기어(18)의 축 방향 외측에 배치되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 리테이닝링(43)은 생략해도 된다. 그 경우에도, 스퍼 기어(18)의 암형 스플라인부(42)는 크랭크축(18)의 수형 스플라인부(41)의 안측의 경사면(41b)에 파고들어가 구속되어 있으므로, 당해 리테이닝링(43)을 생략한 상태에서도 당해 기어 장치(1)를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 안전성 향상을 위해 리테이닝링(43)을 설치해 두어도 된다.In the gear device 1 of the first embodiment, the retaining
(B)(B)
또한, 제1 실시 형태에서는, 각 크랭크축(18)에 있어서 1개의 리테이닝링(43)에 의해 스퍼 기어(18)의 빠짐 방지를 행하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 복수의 리테이닝링(43)을 사용해도 된다. 복수의 리테이닝링(43)을 사용한 경우, 두께가 다른 스퍼 기어(18)로 바꾸었을 때에, 당해 스퍼 기어(18)의 두께에 대응하여 복수의 리테이닝링(43)을 사용함으로써, 당해 리테이닝링(43)이 차지하는 폭을 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 스퍼 기어(18)의 부품 선택의 자유도가 넓어진다. 또한 1개의 리테이닝링(43)과 함께 심을 사용하여, 심 두께에 의해 폭 조정을 행하는 것도 가능하다.In the first embodiment, the
(C)(C)
또한, 제1 실시 형태에서는, 복수의 크랭크축(20)이 중앙의 관통 구멍(4a)(도 1 참조)의 주위에 배치된 구성으로 하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 크랭크축(20)이 캐리어(4)의 직경 방향의 중앙부에 배치된 센터 크랭크식으로 해도 된다.In the first embodiment, the plurality of
(D)(D)
제1 실시 형태에서는, 스퍼 기어(18)가 캐리어(4)의 단부판부(34)측으로부터 외부로 돌출되는 크랭크축(20)의 단부에 삽입되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 크랭크축(20)의 일단부가 캐리어(4)의 기부(32)로부터 외부로 돌출된 구성으로 하고, 그 단부에 스퍼 기어(18)가 장착되는 구성으로 해도 된다.In the first embodiment, the
(제2 실시 형태)(Second Embodiment)
상기 제1 실시 형태에서는, 크랭크축(20)에 있어서 스퍼 기어(18)에 대해 크랭크축(20) 선단측의 위치에 배치되고, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)으로부터 탈락하는 것을 방지하는 빠짐 방지 부재로서, 금속제의 C자 형상의 리테이닝링(43)을 사용한 기어 장치(1)를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 리테이닝링(43) 이외의 다른 빠짐 방지 부재를 채용해도 된다.In the first embodiment, the
예를 들어, 도 3∼4에 도시되는 기어 장치(1)에서는, 금속제의 C자 형상의 리테이닝링(43) 대신 O링(45)이 사용되고 있다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 공통되어 있으므로, 설명을 생략한다.For example, in the gear device 1 shown in Figs. 3 to 4, an O-
O링(45)은, 고무 또는 수지 등의 탄성 재료로 이루어지는 틈이 없는 링 형상의 부재이다.The O-
O링(45)은, 리테이닝링(43)과 마찬가지로, 크랭크축(20)에 있어서 스퍼 기어(18)에 대해 크랭크축(20) 선단측의 위치에 배치되고, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)으로부터 탈락하는 것을 방지한다. O링(45)은, 스퍼 기어(18)를 크랭크축(20)의 수형 스플라인부(41)의 경사면(41b)에 파고들어가게 한 후에, 크랭크축(20)의 홈(20b)에 끼워 넣어진다. 홈(20b)은, 크랭크축(20)의 외주면에 형성되어 있고, 링 형상으로 되어 있다.The
(제2 실시 형태의 특징)(Features of the Second Embodiment)
(1)(One)
제2 실시 형태에 관한 기어 장치(1)에서는, 구동 중에 진동 등에 의해 상기한 쐐기 효과가 저하되었을 때라도 스퍼 기어(18)에 대해 크랭크축(20)의 선단측에 배치된 O링(45)에 의해, 스퍼 기어(18)가 크랭크축(20)으로부터 탈락하는 것을 방지한다. 따라서, 안전성을 향상시킬 수 있다.In the gear device 1 according to the second embodiment, even when the wedge effect is lowered due to vibration or the like during driving, the O-
(2)(2)
또한, 제2 실시 형태에 관한 기어 장치(1)에서는, 빠짐 방지 부재로서 탄성 재료로 이루어지는 O링(45)이 사용되어 있으므로, 빠짐 방지 부재의 크랭크축(20)에의 장착이 용이해져, 기어 장치(1)의 조립의 자동화에 대응하기 쉬워진다.In the gear device 1 according to the second embodiment, since the O-
(제2 실시 형태의 변형예)(Modification of Second Embodiment)
또한, 제2 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 빠짐 방지를 위한 O링(45)이 스퍼 기어의 외측에 배치되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 당해 O링(45)을 생략해도 된다. 그 경우에도, 스퍼 기어(18)의 암형 스플라인부(42)는 크랭크축(20)의 수형 스플라인축(41)의 안측의 경사면(41b)에 파고들어가 구속되어 있으므로, O링(45)을 생략한 상태에서도 당해 기어 장치(1)를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 안전성 향상을 위해 O링(45)을 설치해 두어도 된다.In the gear device 1 of the second embodiment, an O-
(실시 형태의 개요)(Overview of Embodiment)
여기서, 상기 실시 형태에 대해 개략적으로 설명한다.Here, the above embodiment will be schematically described.
상기 실시 형태에서는, 스퍼 기어의 개구에 형성된 암형 스플라인부가 크랭크축의 수형 스플라인부에 맞물리고, 또한 수형 스플라인부의 안측 단부에 형성된 경사면이, 암형 스플라인부의 볼록부에 압박 접촉된다. 이 상태에서는, 경사면이 볼록부에 강하게 압박 접촉됨으로써 그 접촉면에 있어서 큰 마찰력이 발생하는, 소위 쐐기 효과가 얻어진다. 이로 인해, 스퍼 기어는, 크랭크축에 달라붙고, 상기 크랭크축에 구속된다. 그 결과, 스퍼 기어와 크랭크 샤프트의 결합 부분에 있어서 회전 방향 및 축 방향 모두에 있어서, 덜걱거림이 발생하는 일이 없다. 따라서, 당해 결합 부분에 있어서의 마모, 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 또한, 스퍼 기어의 축 방향의 이동을 규제하기 위해 스퍼 기어의 양측으로부터 한 쌍의 리테이닝링으로 구속할 필요가 없어지므로, 부품 개수를 삭감하는 것이 가능하다.In the above embodiment, the female spline portion formed on the opening of the spur gear is engaged with the male spline portion of the crankshaft, and the sloped surface formed on the inner side end portion of the male spline portion is pressed against the convex portion of the female spline portion. In this state, a so-called wedge effect is obtained in which the inclined surface is strongly pressed against the convex portion, thereby generating a large frictional force on the contact surface. As a result, the spur gear is attached to the crankshaft and restrained to the crankshaft. As a result, rattling does not occur in both the rotational direction and the axial direction in the engagement portion between the spur gear and the crankshaft. Therefore, the abrasion, vibration, and noise in the bonding portion can be reduced. In addition, since it is not necessary to restrain the spur gear from being paired with the pair of retaining rings from both sides of the spur gear in order to regulate the axial movement of the spur gear, the number of parts can be reduced.
상기 크랭크축에 있어서 상기 스퍼 기어에 대해 당해 크랭크축의 선단측의 위치에 배치되고, 상기 스퍼 기어가 상기 크랭크축으로부터 탈락하는 것을 방지하는 빠짐 방지 부재를 더 구비하고 있어도 된다.The crankshaft may further include a slip-off preventing member which is disposed at a position on the tip side of the crankshaft relative to the spur gear and which prevents the spur gear from falling off from the crankshaft.
이러한 구성에 따르면, 구동 중에 진동 등에 의해 상기한 쐐기 효과가 저하되었을 때라도 스퍼 기어에 대해 크랭크축의 선단측에 배치된 빠짐 방지 부재에 의해, 스퍼 기어가 상기 크랭크축으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 안전성을 향상시킬 수 있다.With this configuration, even when the wedge effect is lowered due to vibration or the like during driving, the spur gear can be prevented from falling off the crankshaft by the stopper member disposed at the tip side of the crankshaft relative to the spur gear. Therefore, safety can be improved.
상기 빠짐 방지 부재는, 금속제의 C자 형상의 리테이닝링이어도 된다.The retaining member may be a C-shaped retaining ring made of metal.
이러한 구성에 따르면, 크랭크축 선단부에 강고하게 체결하는 것이 가능하고, 빠짐 방지 효과가 보다 향상된다.According to this configuration, it is possible to securely fasten the crankshaft to the leading end thereof, and the slipping-off preventing effect is further improved.
또한, 상기 빠짐 방지 부재는, 탄성 재료로 이루어지는 O링이어도 된다.Further, the dropout preventing member may be an O-ring made of an elastic material.
이러한 구성에 따르면, 빠짐 방지 부재의 크랭크축에의 장착이 용이해져, 기어 장치의 조립의 자동화에 대응하기 쉬워진다.According to this configuration, it is easy to mount the stopper member on the crankshaft, and it becomes easy to automate the assembly of the gear device.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 스퍼 기어와 크랭크 샤프트의 결합 부분에 있어서의 마모, 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 또한, 스퍼 기어의 축 방향의 이동을 규제하기 위한 한 쌍의 리테이닝링이 불필요해지므로, 부품 개수를 삭감할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the embodiment, it is possible to reduce wear, vibration, and noise at the joint portion between the spur gear and the crankshaft. In addition, since a pair of retaining rings for restricting axial movement of the spur gear is unnecessary, the number of parts can be reduced.
Claims (4)
한쪽의 상대 부재에 고정 가능한 외통과,
크랭크축과,
다른 쪽의 상대 부재에 고정 가능하게 구성되는 한편, 상기 외통 내부에 회전 가능하게 수용되고, 상기 크랭크축을 회전 가능하게 지지하고, 상기 크랭크축의 회전에 연동하여 상기 외통에 대해 상대 회전하는 캐리어와,
상기 크랭크축의 단부에 스플라인에 의해 결합된 스퍼 기어를 구비하고 있고,
상기 스플라인은, 상기 크랭크축의 단부에 형성된 수형 스플라인부와, 상기 스퍼 기어의 개구의 내주면에 형성된 암형 스플라인부를 갖고,
상기 수형 스플라인부는, 상기 크랭크축의 원주 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 이와, 당해 수형 스플라인부의 안측 단부이며 당해 이의 사이에 형성되고, 상기 수형 스플라인부의 안측으로 갈수록 상기 크랭크축의 반경 방향 외측을 향하는 방향으로 경사진 경사면을 갖고 있고,
상기 암형 스플라인부는, 상기 스퍼 기어의 상기 개구의 상기 내주면을 따라 형성된 복수의 오목부와, 당해 오목부의 사이에 있어서 상기 수형 스플라인부의 이웃하는 이끼리의 사이에 돌출되는 볼록부를 갖고 있고,
상기 볼록부가 상기 경사면에 압박 접촉된 상태에서, 상기 스퍼 기어는, 상기 크랭크축에 구속되어 있는, 기어 장치.A gear device for converting rotational speed between a pair of counterpart members at a predetermined rotation ratio,
An outer cylinder which can be fixed to one of the mating members,
A crankshaft,
A carrier rotatably supported in the outer cylinder and rotatably supporting the crankshaft and relatively rotatable with the outer cylinder in conjunction with rotation of the crankshaft;
And a spur gear coupled to an end of the crankshaft by a spline,
Wherein the spline has a male spline formed at an end of the crankshaft and a female spline formed at an inner circumferential surface of the opening of the spur gear,
Wherein said male spline portion is formed between a plurality of said male spline portions spaced apart in the circumferential direction of said crankshaft and an inner end portion of said male spline portion and formed between said male spline portion and said male spline portion in a radially outward direction of said crankshaft toward the inner side of said male spline portion And has a sloped inclined surface,
The female type spline portion has a plurality of recesses formed along the inner circumferential surface of the opening of the spur gear and a convex portion protruding between adjacent recesses of the male spline portion between the recesses,
And the spur gear is constrained to the crankshaft in a state in which the convex portion is pressed against the inclined surface.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012244201A JP2014092249A (en) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | Gear device |
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Publications (1)
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