KR20150110661A

KR20150110661A - 휨 맞물림식 기어장치

Info

Publication number: KR20150110661A
Application number: KR1020157022392A
Authority: KR
Inventors: 타카시 이이지마; 신지 요시다; 마나부 안도
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-10-02
Also published as: DE112013006889T5; JP2014199130A; CN105008763B; DE112013006889B4; JP6031397B2; CN105008763A; KR101740421B1; WO2014155791A1

Abstract

기진체(104)와, 외치기어(120)와, 롤러베어링(110)과, 내치기어(130)를 구비한 휨 맞물림식 기어장치(100)에 있어서, 롤러베어링(110)의 축방향(O)의 측방에 배치되는 고정벽(136), 출력장치(138)와 롤러베어링(110)과의 사이에, 롤러베어링(110)의 리테이너(114)의 축방향(O)으로의 이동을 규제하는 스러스트베어링인 제1 규제부재(150)가 배치되어 있다. 이로써, 롤러베어링의 리테이너의 축방향 이동으로 발생하는 롤러베어링에 의한 단면 로스를 저감 가능하게 한다.

Description

휨 맞물림식 기어장치{Flexible Meshing Type Gear Device}

본 발명은 휨 맞물림식 기어장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에 나타내는 휨 맞물림식 기어장치는 기진체(起振體)와, 그 기진체의 외주에 배치되어 그 기진체의 회전에 의하여 휨 변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치(外齒)기어와, 그 기진체와 그 외치기어와의 사이에 배치되는 롤러베어링과, 그 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치(內齒)기어와, 그 제1 내치기어에 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비하고 있다.

선행기술문헌

(특허문헌)

특허문헌 1: 일본공개특허공보 2012-2318호

특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 휨 맞물림식 기어장치에 있어서는, 기진체와 통형상의 외치기어와의 사이에 롤러베어링이 배치되어, 토크 전달 시에 롤러베어링의 롤러가 스큐(skew)할 우려가 있다. 롤러가 스큐하면, 휨 맞물림식 기어장치의 롤러베어링의 축방향의 측방에 배치되는 부재(측방부재) 쪽으로 롤러베어링이 이동한다. 그리고, 롤러베어링의 리테이너의 단면과 측방부재가 부딪쳐 슬라이딩하고 리테이너의 단면에서 마찰 로스(단면 로스라고도 함)를 발생시킬 우려가 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 롤러베어링의 리테이너의 축방향 이동으로 발생하는 롤러베어링에 의한 단면 로스를 저감 가능한 휨 맞물림식 기어장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 기진체와, 상기 기진체의 외주에 배치되어 상기 기진체의 회전에 의하여 휨 변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어와, 상기 기진체와 상기 외치기어와의 사이에 배치되는 롤러베어링과, 상기 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어와, 상기 제1 내치기어에 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비한 휨 맞물림식 기어장치에 있어서, 상기 롤러베어링의 축방향의 측방에 배치되는 측방부재와 상기 롤러베어링과의 사이에, 상기 롤러베어링의 리테이너의 축방향으로의 이동을 규제하는 제1 규제부재가 배치되고, 상기 리테이너의 단면과 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수보다, 상기 리테이너의 단면과 상기 제1 규제부재와의 사이의 마찰계수, 혹은 상기 제1 규제부재와 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수가 작게 되어 있는 것으로 인하여, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에 있어서는, 측방부재와 롤러베어링과의 사이에 제1 규제부재를 배치한다. 그리고, 롤러베어링의 리테이너의 단면과 측방부재와의 사이의 마찰계수보다, 리테이너의 단면과 제1 규제부재와의 사이의 마찰계수, 혹은 제1 규제부재와 측방부재와의 사이의 마찰계수를 작게 하고 있다. 즉, 본 발명에서는, 스큐에 의하여 롤러베어링이 축방향으로 이동하고 리테이너가 제1 규제부재를 통하여 측방부재와 부딪쳐도, 마찰계수가 작은 리테이너의 단면과 제1 규제부재와의 사이, 혹은 마찰계수가 작은 제1 규제부재와 측방부재와의 사이에서 슬라이딩이 이루어지게 된다. 즉, 본 발명은 마찰계수가 큰 리테이너의 단면과 측방부재와의 직접적인 슬라이딩에 의하여 발생하는 단면 로스에 비하여, 단면 로스를 작게 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 롤러베어링의 리테이너의 축방향 이동으로 발생하는 롤러베어링에 의한 단면 로스를 저감하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기진체를 나타내는 정면도(a)와 단면도(b)이다.
도 3은 도 1의 기진체, 롤러베어링, 외치기어, 및 제1, 제2 규제부재의 위치 관계의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 1의 기진체, 롤러베어링, 외치기어, 및 내치기어의 위치 관계의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 제1, 제2 규제부재의 위치 관계의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태의 일례를 상세하게 설명한다.

먼저, 본 실시형태의 전체 구성에 대하여, 개략적으로 설명한다.

휨 맞물림식 기어장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기진체(104)와, 기진체(104)의 외주에 배치되어 기진체(104)의 회전에 의하여 휨 변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어(120(120A, 120B))와, 기진체(104)와 외치기어(120)와의 사이에 배치되는 롤러베어링(110(110A, 110B))과, 외치기어(120A)가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 감속용 내치기어(제1 내치기어)(130A)와, 감속용 내치기어(130A)에 병설되어 외치기어(120B)와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 출력용 내치기어(제2 내치기어)(130B)를 구비하고 있다(다만, 감속용 내치기어(130A)와, 출력용 내치기어(130B)를 합쳐, 단순히 내치기어(130)라고도 칭한다). 그리고, 롤러베어링(110A, 110B)의 축방향(O)의 측방에 각각 배치되는 고정벽(136), 출력장치(138)(측방부재)와 롤러베어링(110A, 110B)의 사이에, 롤러베어링(110A, 110B)과의 리테이너(114(114A, 114B))의 축방향(O)으로의 이동을 규제하는 제1 규제부재(150(150A, 150B))가 배치되어 있다. 여기에서, 제1 규제부재(150)는 스러스트베어링으로 되어 있다.

이하, 각 구성요소에 대하여 상세하게 설명한다.

기진체(104)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대략 기둥형상이다. 자세하게 설명하면, 기진체(104)는, 편심(편심량(L))한 위치를 중심으로 하는 일정한 곡률반경(r1)에 의한 맞물림 범위(FA)를 구비하고, 복수의 곡률반경을 조합한 형상으로 되어 있다. 그리고, 기진체(104)는, 맞물림 범위(FA)에서, 외치기어(120A, 120B)와 감속용 내치기어(130A), 출력용 내치기어(130B)와의 맞물림 상태를 실현하도록 되어 있다. 기진체(104)에는, 중앙에 입력축(102)이 삽입되는 입력축구멍(106)이 형성되어 있다. 입력축(102)이 삽입되어 회전했을 때에, 기진체(104)가 입력축(102)과 일체로 회전하도록, 입력축구멍(106)에는 키홈(108)이 마련되어 있다. 또한, 입력축(102)은, 베어링(140, 142)을 통하여 고정벽(136)에 회전 가능하게 축지지되어 있다.

롤러베어링(110)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기진체(104)의 외측과 외치기어(120)의 내측과의 사이에 배치되는 베어링이다. 롤러베어링(110A(110B))은, 내륜(112), 리테이너(114A(114B)), 전동체로서의 롤러(116A(116B))와, 외륜(118A(118B))으로 구성된다. 내륜(112)은, 롤러(116A, 116B)를 지지하고 있으며, 기진체(104)의 외주에 접촉 배치되어 있다. 또한, 롤러(116A(116B))는, 원기둥형상이면 되고, 니들형상도 포함한다. 리테이너(114(114A, 114B))는, 둘레방향에 롤러(116A, 116B)를 일정 간격으로 회전 가능하게 지지하고 있다. 외륜(118A(118B))은, 롤러(116A(116B))의 외측에 배치된다. 외륜(118(118A, 118B))은, 기진체(104)의 회전에 의하여 휨 변형하고, 그 외측에 배치되는 외치기어(120)를 그 직경방향으로 변형시킨다. 롤러베어링(110)의 축방향(O) 외측에는, 제1 규제부재(150)가 배치되어 있다(후술).

외치기어(120)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기부재(基部材)(122)와, 외치(124(124A, 124B))로 구성되어 통형상으로 되어 있다. 기부재(122)는, 가요성을 가진 통형상부재이며, 롤러베어링(110)의 외측에 배치된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 외치(124)는 축방향(O)으로 분할된 형태이지만, 각각을 지지하는 기부재(122)가 일체가 되어 공통으로 되어 있다. 다만, 외치(124)는, 이론(理論) 맞물림을 실현하도록 트로코이드 곡선에 근거하여 치형(齒形)이 결정되어 있다. 외치기어(120)의 축방향(O) 외측에는, 제2 규제부재(152)가 배치되어 있다(후술).

감속용 내치기어(130A)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 강성을 가진 부재로 형성되어 있다. 감속용 내치기어(130A)는, 외치기어(120A)의 외치(124A)의 치수(齒數)보다 i(i=2, 4, …)개만큼 많은 치수의 내치(128A)를 구비한다. 감속용 내치기어(130A)에는, 휨 맞물림식 기어장치(100)를 고정하는 고정벽(136)이 볼트구멍(132A)을 통하여 볼트(134A)로 고정된다. 감속용 내치기어(130A)는, 외치기어(120A)와 맞물리는 것에 의하여, 기진체(104)의 회전의 감속에 기여한다. 내치(128A)는, 트로코이드 곡선에 근거한 외치(124A)에 이론 맞물림하도록 성형되어 있다.

한편, 출력용 내치기어(130B)도, 도 1에 나타내는 바와 같이, 감속용 내치기어(130A)와 마찬가지로, 강성을 가진 부재로 형성되어 있다. 출력용 내치기어(130B)는, 외치기어(120B)의 외치(124B)의 치수와 동일한 내치(128B)의 치수를 구비하고 있다(등속전달). 출력용 내치기어(130B)에는, 휨 맞물림식 기어장치(100)로부터의 출력이 전달되는 출력장치(138)가 볼트구멍(132B)을 통하여 볼트(134B)로 고정된다.

다만, 본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 내치기어(130)의 직경방향 내측에 오는 기진체(104), 롤러베어링(110), 및 외치기어(120)의 축방향(O) 길이가, 내치기어(130)의 축방향(O) 길이보다 짧게 되어 있고, 내치기어(130)의 직경방향 내측에 제1, 제2 규제부재(150, 152)(후술)가 배치되어 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 기진체, 롤러베어링, 및 외치기어와 내치기어가 축방향(O) 길이로 동일하게 되어 있어도 된다.

다음으로, 제1 규제부재(150(150A, 150B)), 제2 규제부재(152(152A, 152B))에 대하여 도 1, 도 3~도 5를 이용하여 상세하게 설명한다.

제1 규제부재(150A, 150B)는 각각, 롤러베어링(110A, 110B)의 축방향(O)의 측방에 배치되는 고정벽(136), 출력장치(138)와 롤러베어링(110A, 110B)과의 사이에 배치되어, 리테이너(114A, 114B)의 축방향(O)으로의 이동을 규제하고 있다. 그리고, 제1 규제부재(150)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 규제부재(152)의 직경방향 내측에 배치되어 있다. 제1 규제부재(150)는, 상기 서술한 바와 같이, 링형상의 스러스트베어링이며, 2개의 궤도륜(軌道輪)과 2개의 궤도륜에 끼워지는 전동체를 가지고 있다(전동체는 볼이어도 되지만 롤러(니들)이어도 된다).

도 1에 나타내는 바와 같이, 일방의 궤도륜의 외측 단면(150AA(150BA))은, 또 다른 일방의 궤도륜의 내측 단면(150AB(150BB))이 축방향(O)에서 리테이너(114A(114B))의 단면(114AC(114BC))에 인접(간극이 있어도 되고 없어도 된다)하도록, 고정벽(136)의 측면(136A)(출력장치(138)의 측면(138A))에 고정된다. 즉, 본 실시형태는, 리테이너(114A)의 단면(114AC)(리테이너(114B)의 단면(114BC))과 고정벽(136)(출력장치(138))과의 사이의 마찰계수 μ0보다, 제1 규제부재(150A(150B))와 리테이너(114A)의 단면(114AC)과의 사이의 마찰계수 μ2가 작게 되어 있는 구성이라고 할 수 있다(μ2<μ0).

제2 규제부재(152A, 152B)는, 제1 규제부재(150)와는 별체로 되어 있으며, 고정벽(136), 출력장치(138)와 외치기어(120)와의 사이에 배치되어, 외치기어(120)의 축방향(O)으로의 이동을 규제하고 있다. 그리고, 제2 규제부재(152A, 152B)는 각각, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 규제부재(150A, 150B)의 직경방향 외측 및 감속용 내치기어(130A), 출력용 내치기어(130B)의 직경방향 내측에 배치되어 있다. 제2 규제부재(152A, 152B)는, 수지(슬라이딩 저항이 낮고 내열성 고분자 수지의 PEEK재, 나일론, 불소계 수지 등)로 만들어진 저마찰부재이며, 링형상으로 되어 있다. 즉, 제1 규제부재(150)와 제2 규제부재(152)의 소재는 상이하게 되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 규제부재(152A(152B))의 외측 단면(152AA(152BA))은, 제2 규제부재(152A(152B))의 내측 단면(152AB(152BB))이 축방향(O)에서 외치기어(120A(120B))의 단면(120AC(120BC))과 외륜(118A(118B))의 단면(118AC(118BC))에 인접(간극이 있어도 되고 없어도 된다)하도록, 고정벽(136)의 측면(136A)(출력장치(138)의 측면(138A))에 고정된다. 그리고, 외치기어(120A, 120B)의 단면(120AC, 120BC)과 고정벽(136), 출력장치(138)와의 사이의 마찰계수 μ3보다, 외치기어(120A, 120B)의 단면(120AC, 120BC)과 제2 규제부재(152A, 152B)와의 사이의 마찰계수 μ4가 작게 되어 있다(μ4<μ3).

다만, 제2 규제부재(152A, 152B)는 고정벽(136), 출력장치(138)에 고정되어 있지 않아도 되고, 그 때에는 외치기어(120A, 120B)의 단면(120AC, 120BC)과 고정벽(136), 출력장치(138)와의 사이의 마찰계수 μ3보다 제2 규제부재(152A, 152B)와 고정벽(136), 출력장치(138)와의 사이의 마찰계수 μ5가 작게 되어 있어도 된다(μ5<μ3).

도 3에는, 기진체(104), 롤러베어링(110), 외치기어(120), 및 제1, 제2 규제부재(150, 152)의 위치 관계의 일례를 나타낸다. 기본적으로, 축방향(O)으로부터 보았을 때에, 제1 규제부재(150)는 단축(Y)의 위치에서 리테이너(114)와 중첩되고, 제2 규제부재(152)는 장축(X)의 위치에서 외치기어(120) 및 외륜(118)과 중첩되도록 배치되어 있다. 도 4, 도 5를 이용하여, 이하에 각 구성요소의 위치 관계에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

휨 맞물림식 기어장치(100)에 있어서, 기진체(104)(내륜(112)을 포함함)의 회전속도 ω1과 롤러베어링(110)의 리테이너(114)의 회전속도 ω2와 외치기어(120)(외륜(118)을 포함함)의 회전속도 ω3을 비교하면, 기진체(104)의 회전속도 ω1이 가장 빠르고, 외치기어(120)의 회전속도 ω3이 가장 늦다(ω1>ω2>ω3). 이로 인하여, 축방향(O)에서 리테이너(114)에 인접하는 제1 규제부재(150)는, 전체 둘레방향에 걸쳐, 축방향(O)에서 기진체(104) 및 외치기어(120)에 중첩하지 않도록 배치하는 것이 가장 바람직하다. 동시에, 축방향(O)에서 외치기어(120)에 인접하는 제2 규제부재(152)는, 전체 둘레방향에 걸쳐, 축방향(O)에서 리테이너(114) 및 내치기어(130)와 중첩되지 않도록 배치하는 것이 가장 바람직하다. 다만, 감속비 등의 설계에 따라서는 기진체(104)의 장축(X)과 단축(Y)과의 길이 관계는 적절히 변경된다. 이로 인하여, 본 실시형태에서는, 롤러베어링(110)의 리테이너(114)의 회전속도 ω2와 외치기어(120)의 회전속도 ω3이 서로 간섭하지 않도록 하기 위하여, 제1 규제부재(150)의 외경(R2)은 롤러베어링(110)의 외륜(118)의 최소 내주경(Roi)보다 작고(R2<Roi), 제2 규제부재(152)의 내경(R3)은 리테이너(114)의 단면(114AC, 114BC)의 최대 외경(Rro)보다 크게(R3>Rro) 되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 롤러베어링(110)의 외륜(118)의 최소 내주경(Roi)은 단축(Y)의 위치에서 얻어지고, 리테이너(114)의 단면(114AC, 114BC)의 최대 외경(Rro)은 장축(X)의 위치에서 얻어진다.

또, 장축(X)의 위치에서 제1 규제부재(150)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기진체(104)와 중첩되는 개소가 가장 커질 수 있다. 이로 인하여, 제1 규제부재(150)의 내경(R1)은, 최저한 스큐로 발생하는 하중을 지지하는 스러스트베어링을 구성 가능하게 하는 직경으로 되어 있다.

다음으로, 휨 맞물림식 기어장치(100)의 동작에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다.

입력축(102)의 회전에 의하여, 기진체(104)가 회전하면, 그 회전 상태에 따라, 외치기어(120)가 롤러베어링(110)을 통하여 휨 변형한다(즉, 외치기어(120B)는 외치기어(120A)와 동위상으로 휨 변형한다).

외치기어(120)가 기진체(104)로 휨 변형됨으로써, 맞물림 범위(FA)에서, 외치(124)가 직경방향에서 외측으로 이동하여, 내치기어(130)의 내치(128)에 맞물린다.

외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)와의 맞물림 위치는, 기진체(104)의 회전에 따라 회전이동한다. 여기에서, 기진체(104)가 1회전하면, 외치기어(120A)는 감속용 내치기어(130A)와의 치수차만큼, 회전위상이 지연된다. 즉, 고정벽(136)에 고정된 감속용 내치기어(130A)에 의한 외치기어(120A)의 감속비는((외치기어(120A)의 치수-감속용 내치기어(130A)의 치수)/외치기어(120A)의 치수)로 하여 구할 수 있다.

외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)는 모두 치수가 동일하기 때문에, 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)는 서로 맞물리는 부분이 이동하지 않고, 동일한 치(齒)끼리 맞물리게 된다. 이로 인하여, 출력용 내치기어(130B)로부터 외치기어(120B)(외치기어(120A))의 자전과 동일한 회전이 출력된다. 결과적으로, 출력용 내치기어(130B)에 접속된 출력장치(138)는, 입력축(102)의 회전을 감속용 내치기어(130A)에 의한 감속비에 근거하여 감속한 출력을 취출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 고정벽(136), 출력장치(138)와 롤러베어링(110)과의 사이에, 제1 규제부재(150)가 배치되어 있다. 여기에서, 제1 규제부재(150)는, 스러스트베어링으로 되어 있다. 이로 인하여, 본 실시형태는, 리테이너(114A)의 단면(114AC)(리테이너(114B)의 단면(114BC))과 고정벽(136)(출력장치(138))과의 직접적인 슬라이딩을 방지할 수 있다. 그리고, 리테이너(114A)의 단면(114AC)(리테이너(114B)의 단면(114BC))과 고정벽(136)(출력장치(138))에 의한 미끄러짐 마찰을 롤러베어링(110)의 구름 마찰로 할 수 있다. 즉, 본 실시형태는, 롤러베어링(110A, 110B)의 리테이너(114A, 114B)의 단면(114AC, 114BC)과 고정벽(136), 출력장치(138)와의 사이의 미끄러짐 마찰에 의한 마찰계수 μ0보다, 제1 규제부재(150) 자체에 의한 구름 마찰에 의하여, 제1 규제부재(150A, 150B)와 리테이너(114A, 114B)의 단면(114AC, 114BC)과의 사이의 마찰계수 μ2가 작게 되어 있는 구성이라고 할 수 있다. 즉, 스큐에 의하여 롤러베어링(110)이 축방향(O)으로 이동하여 리테이너(114)가 제1 규제부재(150)를 통하여 고정벽(136), 출력장치(138)와 부딪쳐도, 마찰계수 μ2가 작은 제1 규제부재(150)와 리테이너(114)와의 사이에서 슬라이딩이 이루어지게 된다. 즉, 마찰계수 μ0이 큰 리테이너(114A, 114B)의 단면(114AC, 114BC)과 고정벽(136), 출력장치(138)와의 직접적인 슬라이딩에 의하여 발생하는 단면 로스에 비하여, 단면 로스를 작게 할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 고정벽(136), 출력장치(138)와 외치기어(120A, 120B)와의 사이에, 외치기어(120)의 축방향(O)으로의 이동을 규제하는 제2 규제부재(152)가 배치되어 있다. 그리고, 외치기어(120A, 120B)의 단면(120AC, 120BC)과 고정벽(136), 출력장치(138)와의 사이의 마찰계수 μ3보다, 외치기어(120A, 120B)의 단면(120AC, 120BC)과 제2 규제부재(152A, 152B)와의 사이의 마찰계수 μ4가 작게 되어 있다(μ4<μ3). 이로 인하여, 외치기어(120)의 축방향(O)으로의 이동이 발생했을 때에는, 외치기어(120)가 고정벽(136), 출력장치(138)에 직접적으로 부딪쳐 슬라이딩하지 않고, 외치기어(120)는 제2 규제부재(152)와의 사이에서 슬라이딩한다. 즉, 외치기어(120)에 의한 단면 로스를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 외륜(118)은 외치기어(120)와 일체가 되어 휨 변형한다. 이로 인하여, 제2 규제부재(152)에 의하여, 외륜(118A, 118B)의 단면(118AC, 118BC)에 의한 단면 로스도 동시에 방지되고 있다.

그리고, 제1 규제부재(150)와 제2 규제부재(152)는 별체로 되어 있으며, 제1 규제부재(150)와 제2 규제부재(152)의 소재는 상이하게 되어 있다. 이로 인하여, 외치기어(120)의 회전속도 ω3에 영향을 받지 않고, 제1 규제부재(150)에서 리테이너(114)에 의한 단면 로스를 저감할 수 있다. 동시에, 롤러베어링(110)의 회전속도 ω2에 영향을 받지 않고, 제2 규제부재(152)로 외치기어(120)에 의한 단면 로스를 저감할 수 있다. 또, 제1 규제부재(150)와 제2 규제부재(152)에 가해지는 힘은 서로 영향을 주지 않기 때문에, 제1, 제2 규제부재(150, 152)의 수명을 늘리는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 제2 규제부재(152A, 152B)가 고정벽(136), 출력장치(138)에 고정되지 않고, 고정벽(136), 출력장치(138)에 대해서도 슬라이딩하도록 구성되어 있어도 된다. 그 때에는, 고정벽(136), 출력장치(138)가 각각, 제2 규제부재(152A, 152B)를 위치결정 가능한 오목부(도시하지 않음)를 구비하고 있어도 된다. 물론, 제2 규제부재가 외치기어에 고정되어 있어도 된다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 제1 규제부재(150)의 외경(R2)은 롤러베어링(110)의 외륜(118)의 최소 내주경(Roi)보다 작고, 제2 규제부재(152)의 내경(R3)은 리테이너(114)의 단면(114AC, 114BC)의 최대 외경(Rro)보다 크게 되어 있다. 이로 인하여, 제1 규제부재(150)에서는, 롤러베어링(110)으로부터의 힘을 받고, 외치기어(120)로부터의 힘을 받지 않는다. 반대로, 제2 규제부재(152)에서는, 외치기어(120)로부터의 힘을 받고, 롤러베어링(110)으로부터의 힘을 받지 않는다. 즉, 이러한 구성에 의하여, 제1, 제2 규제부재(150, 152)를 통한 롤러베어링(110) 및 외치기어(120)의 회전속도 ω2, ω3의 서로의 간섭을 확실히 회피하는 것이 가능하다. 다만, 이에 한정하지 않고, 제1 규제부재와 제2 규제부재의 형상은 적절히 정할 수 있다.

즉, 본 실시형태에 있어서는, 롤러베어링(110)의 리테이너(114)의 축방향(O) 이동으로 발생하는 롤러베어링(110)에 의한 단면 로스를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 롤러베어링(110A, 110B)이, 축방향(O)에서 각각, 외치(124A)를 지지하는 부분과, 외치(124B)를 지지하는 부분으로 되어 있다. 이로 인하여, 본 실시형태의 휨 맞물림식 기어장치(100)는, 감속용 내치기어(130A)와 외치(124A)와의 맞물림을 원인으로 하는 롤러(116B)의 스큐, 및 출력용 내치기어(130B)와 외치(124B)와의 맞물림을 원인으로 하는 롤러(116A)의 스큐의 각각의 발생을 저감 가능한 구성으로 되어 있다.

본 발명에 대하여 제1 실시형태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 제1 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 개량 및 설계의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면 제1 실시형태에 있어서는, 제1 규제부재(150)가 스러스트베어링으로 되어 있고, 제2 규제부재(152)가 제1 규제부재(150)와는 상이한 소재의 저마찰부재로 되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 규제부재와 제2 규제부재가 동일한 소재로 되어 있어도 된다. 예를 들면, 제2 규제부재도 스러스트베어링으로 되어 있고, 고정벽, 출력장치에 일방의 궤도륜이 고정되어 있는 구성이어도 된다. 혹은, 도 6에 나타내는 제2 실시형태와 동일한 것이어도 된다. 다만, 제1 규제부재(250) 이외에는 모두 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 제1 규제부재(250) 이외에 대하여 부호의 아래 두자릿수를 동일하게 하여 중복되는 설명은 생략한다.

제2 실시형태에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 규제부재(250)가, 제2 규제부재(252)와 동일한 소재의 저마찰부재로 되어 있다. 그리고, 고정벽(236), 출력장치(238)가 제1 규제부재(250)를 위치결정 가능한 오목부(도시하지 않음)를 구비하고, 제1 규제부재(250)는 리테이너(214)에 대해서도, 고정벽(236), 출력장치(238)에 대해서도 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 그리고, 리테이너(214)의 단면(214AC, 214BC)과 고정벽(236), 출력장치(238)와의 사이의 마찰계수 μ0보다, 리테이너(214)의 단면(214AC, 214BC)과 제1 규제부재(250A, 250B)와의 사이의 마찰계수 μ2, 및 제1 규제부재(250A, 250B)와 고정벽(236), 출력장치(238)와의 사이의 마찰계수 μ1이 작게 되어 있다(μ1<μ0, μ2<μ0). 이로 인하여, 본 실시형태는, 제1 실시형태에서 얻어지는 효과를 상응하게 나타내면서, 제1 실시형태보다, 제1 규제부재(250)의 장착이 용이하고, 또한 보다 더 저비용으로 할 수 있다. 또한, 이에 한정하지 않고, 제1 규제부재(250A, 250B)가 각각, 고정벽(236), 출력장치(238)에 고정되어 있어도 된다. 또, 제1 규제부재(250)가 리테이너(214)에 고정되어 있어도 된다. 이 경우에는, 리테이너(214A, 214B)의 단면(214AC, 214BC)과 고정벽(236), 출력장치(238)와의 사이의 마찰계수 μ0보다, 제1 규제부재(250)와 고정벽(236), 출력장치(238)와의 사이의 마찰계수 μ1이 작게 되어 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 제1 규제부재 및 제2 규제부재가 고정벽측 및 출력장치측의 양측에 마련되어 있었지만, 제1 규제부재만이 고정벽측 및 출력장치측의 양측에 마련되어 있어도 된다. 혹은, 제1 규제부재와 제2 규제부재가 고정벽측과 출력장치측 중 한측에만 마련되어 있어도 된다. 혹은, 고정벽측 및 출력장치측의 양측에 마련되어 있는 제1 규제부재(혹은 제2 규제부재)는 서로 다른 구성(형상이나 소재)으로 되어 있어도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 고정벽, 출력장치, 및 외치기어가 금속이고 제2 규제부재(와 제2 실시형태의 제1 규제부재(250))가 수지로 되어 있는 것으로써 마찰계수의 크기를 변경하고 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고정벽, 출력장치, 및 외치기어가 철계의 금속이면, 제1, 제2 규제부재가 구리나 알루미늄 등을 주성분으로 하는 슬라이딩성이 높은 금속으로 해도 된다. 혹은, 제1, 제2 규제부재가 고정벽, 출력장치, 및 외치기어와 동일한 소재이더라도, 서로 표면처리, 마무리가 상이하게 되어 있어도 된다. 이러한 구성의 차이에 따라서도 마찰계수의 크기를 변경할 수 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 휨 맞물림식 기어장치가 내륜, 리테이너, 전동체, 및 외륜을 가지는 롤러베어링을 구비하고 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 롤러베어링은 반드시 기진체와 별체의 내륜, 및 외치기어와 별체의 외륜을 가질 필요는 없다. 예를 들면, 내륜이 기진체와 일체가 되어 있어도 되고, 외륜이 외치기어와 일체가 되어 있어도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 제1, 제2 규제부재가 연속된 링형상으로 되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 단속(斷續)하여 둘레방향에 배치되는 형상으로 되어 있어도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 외치를 트로코이드 곡선에 근거한 치형으로 했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 외치는, 원호치형이어도 되고, 그 외의 치형을 이용해도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 측방부재가 내치기어에 고정된 고정벽 및 출력장치로 되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 측방부재가 내치기어에 고정되어 있을 필요는 없고, 외치기어의 축방향(O)의 측방에 배치되는 부재를 넓게 측방부재로 해도 된다.

산업상 이용가능성

본 발명은 리테이너를 가지는 롤러베어링과 통형상의 외치기어를 필수 구성 요건으로 하는 휨 맞물림식 기어장치에 대하여 널리 적용 가능하다.

2013년 3월 29일에 출원된 일본 출원번호 2013-75409의 명세서, 도면 및 특허청구의 범위에 있어서의 개시는 그 전체가 이 명세서 중에 참조에 의하여 원용되어 있다.

100, 200…휨 맞물림식 기어장치
104, 204…기진체
110, 110A, 110B, 210, 210A, 210B…롤러베어링
112, 212…내륜
114, 114A, 114B, 214, 214A, 214B…리테이너
118, 118A, 118B, 218, 218A, 218B…외륜
120, 120A, 120B, 220, 220A, 220B…외치기어
114AC, 114BC, 118AC, 118BC, 120AC, 120BC, 214AC, 214BC, 218AC, 218BC, 220AC, 220BC…단면
124, 124A, 124B, 224, 224A, 224B…외치
128, 128A, 128B, 228, 228A, 228B…내치
130, 230…내치기어
130A, 230A…감속용 내치기어
130B, 230B…출력용 내치기어
136, 236…고정벽
136A, 138A, 236A, 238A…측면
138, 238…출력장치
150, 150A, 150B, 250, 250A, 250B…제1 규제부재
152, 152A, 152B, 252, 252A, 252B…제2 규제부재
150AA, 150BA, 152AA, 152BA, 250AA, 250BA, 252AA, 252BA…외측 단면
150AB, 150BB, 152AB, 152BB, 250AB, 250BB, 252AB, 252BB…내측 단면

Claims

기진체와, 상기 기진체의 외주에 배치되어 상기 기진체의 회전에 의하여 휨 변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어와, 상기 기진체와 상기 외치기어와의 사이에 배치되는 롤러베어링과, 상기 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어와, 상기 제1 내치기어에 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비한 휨 맞물림식 기어장치에 있어서,
상기 롤러베어링의 축방향의 측방에 배치되는 측방부재와 상기 롤러베어링과의 사이에, 상기 롤러베어링의 리테이너의 축방향으로의 이동을 규제하는 제1 규제부재가 배치되고,
상기 리테이너의 단면과 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수보다, 상기 리테이너의 단면과 상기 제1 규제부재와의 사이의 마찰계수, 혹은 상기 제1 규제부재와 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수가 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측방부재와 상기 외치기어와의 사이에, 상기 외치기어의 축방향으로의 이동을 규제하는 제2 규제부재가 배치되고,
상기 외치기어의 단면과 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수보다, 상기 외치기어의 단면과 상기 제2 규제부재와의 사이의 마찰계수, 혹은 상기 제2 규제부재와 상기 측방부재와의 사이의 마찰계수가 작게 되어 있으며,
상기 제2 규제부재는 상기 제1 규제부재와는 별체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 규제부재와 상기 제2 규제부재의 소재는 상이하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제1 규제부재의 외경은 상기 롤러베어링의 외륜의 최소 내주경보다 작고,
상기 제2 규제부재의 내경은 상기 리테이너의 단면의 최대 외경보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 규제부재는, 스러스트베어링으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.