KR20160122639A - 기어 전동 장치 - Google Patents

Abstract

회전 방향의 변환을 위해 직교하는 상태로 맞물리는 한 쌍의 기어의 맞물림 정밀도를 향상시킬 수 있음으로써, 조립 비용을 경감할 수 있는 기어 전동 장치를 제공한다.
기어 전동 장치(1)는, 회전 방향 변환 기구(20)와, 감속 기구(80)와, 회전 방향 변환 기구(20) 및 감속 기구(80)가 설치되는 메인 하우징(10)을 구비한다. 회전 방향 변환 기구(20)는, 제1 기어(32)와, 제1 기어(32)에 직교하는 자세로 배치되고, 또한 제1 기어(32)에 맞물리는 제2 기어(42)를 갖는다. 감속 기구(80)는, 출력축을 갖고, 제1 기어(32)로부터 제2 기어(42)로 전달된 회전을 상기 출력축으로부터 출력한다. 제1 기어(32) 및 제2 기어(42)의 각각은, 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다.

Description

기어 전동 장치 {GEAR TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 기어 전동 장치에 관한 것이다.

크랭크축을 자전 가능하게 보유 지지하는 캐리어와, 크랭크축에 걸림 결합하는 외치 기어와, 외치 기어와는 상이한 잇수의 내치 기어를 구비하고, 내치 기어 내에서 외치 기어를 요동시키는 감속 기구가 알려져 있다. 이러한 감속 기구에 있어서는, 크랭크축에 편심체가 설치되어 있고, 편심체가 외치 기어에 걸림 결합되어 있다. 크랭크축이 자전하면 편심체가 편심 회전하고, 편심체에 걸림 결합하는 외치 기어가 요동한다.

이러한 감속 기구에 있어서는, 캐리어의 자전을 구속함으로써 외치 기어의 자전을 구속한 경우, 내치 기어가 자전한다. 이와 같은 구성에 있어서는, 내치 기어를 출력축으로 하여, 크랭크축의 자전을 감속하여 출력할 수 있다. 또한, 캐리어의 자전을 구속하지 않고 내치 기어의 자전을 구속한 경우에는, 외치 기어가 공전하면서 자전한다. 이 경우, 외치 기어와 크랭크축을 통하여 연결되는 캐리어도 자전한다. 이와 같은 구성에 있어서는, 캐리어를 출력축으로 하여 크랭크축의 자전을 감속하여 출력할 수 있다.

이러한 감속 기구에서는, 모터의 회전축의 회전이 크랭크축에 전달되고, 그 후, 출력축(내치 기어 또는 캐리어)에 전달된다.

산업용 로봇이나 공작 기계에서는, 모터의 회전축과 감속 기구의 출력축이 직교하는 관계로 되는 구성이 요망되는 경우가 있다. 이 경우, 일반적으로, 모터의 토크가 입력되는 입력축에 대하여 직교하는 자세로 배치되는 중계축이 이용된다. 상세하게는, 입력축에 설치된 기어와 중계축에 설치된 기어를 맞물리게 하여, 입력축의 회전 방향을 변환하는 기구가 이용된다. 그리고, 이러한 회전 방향 변환 기구와 감속 기구가 조합된 기어 전동 장치가 로봇 등에 내장된다. 한 쌍의 베벨 기어 또는 한 쌍의 하이포이드 기어를 맞물리게 함으로써, 직교하여 배치되는 입력축으로부터 중계축으로 토크를 전달할 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 이러한 종류의 기어 전동 장치가 개시되어 있다.

국제 공개 제2007/125835호

상술한 특허문헌 1에 개시된 기어 전동 장치는, 바닥면 등에 적재되는 받침대에, 입력축을 보유 지지하는 하우징과, 중계축을 보유 지지하는 하우징과, 감속 기구가 설치되어 있다. 입력축을 보유 지지하는 하우징은, 그 내측에 베어링을 통하여 입력축을 보유 지지하고 있다.

이 하우징은, 받침대에 형성된 구멍에 삽입된 상태로 받침대에 체결되어 있다.

그러나, 이 구성에서는, 받침대에 형성된 구멍과 하우징의 외주면이 접촉하고, 하우징의 내주면과 베어링의 외륜이 접촉하고, 베어링의 내륜과 입력축의 외주면이 접촉한다. 그 결과, 다수의 요소의 공차가 누적됨으로써, 입력축의 기어와 중계축의 기어의 맞물림 정밀도가 저하되기 쉽다. 그로 인해, 원하는 정밀도를 얻기 위한 조정 작업에 수고가 들고, 조립 비용이 증가하는 경우가 있다.

본 발명은 상기 실정을 고려하여 이루어진 것이며, 회전 방향의 변환을 위해 직교하는 상태로 맞물리는 한 쌍의 기어의 맞물림 정밀도를 향상시킬 수 있음으로써, 조립 비용을 경감할 수 있는 기어 전동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 회전 방향 변환 기구와, 감속 기구와, 상기 회전 방향 변환 기구 및 상기 감속 기구가 설치되는 메인 하우징을 구비하고, 상기 회전 방향 변환 기구는, 제1 기어와, 상기 제1 기어에 직교하는 자세로 배치되고, 또한 상기 제1 기어에 맞물리는 제2 기어를 갖고, 상기 감속 기구는, 출력축을 갖고, 상기 제1 기어로부터 상기 제2 기어로 전달된 회전을 상기 출력축으로부터 출력하도록 되어 있고, 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 각각은, 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되어 있는, 기어 전동 장치이다.

상기 기어 전동 장치에 있어서, 상기 제1 기어는, 입력축에 설치되어, 당해 입력축과 일체로 자전하고, 상기 제2 기어는, 중계축에 설치되어, 당해 중계축과 일체로 자전하고, 상기 중계축은, 상기 입력축에 직교하는 자세로 배치되고, 상기 메인 하우징은, 상기 입력축이 삽입되는 입력축용 베어링 구멍과, 상기 중계축이 삽입되는 중계축용 베어링 구멍을 갖고, 상기 입력축이 상기 입력축용 베어링 구멍에 자전 가능하게 지지됨으로써, 상기 제1 기어가 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되고, 상기 중계축이 상기 중계축용 베어링 구멍에 자전 가능하게 지지됨으로써, 상기 제2 기어가 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되어 있어도 된다.

더 구체적으로, 상기 입력축은, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링을 통하여 자전 가능하게 지지되고, 상기 중계축은, 상기 중계축용 베어링 구멍에 설치된 베어링을 통하여 자전 가능하게 지지되어 있어도 된다.

본 발명의 기어 전동 장치에 따르면, 공통의 메인 하우징에, 회전 방향 변환 기구에서의 제1 기어와 제2 기어가 자전 가능하게 지지됨으로써, 메인 하우징과 제1 기어 및 제2 기어와의 사이에 개재되는 요소가 억제됨으로써, 공차의 누적이 억제된다. 그 결과, 회전 방향의 변환을 위해 직교하는 상태로 맞물리는 한 쌍의 기어의 맞물림 정밀도를 향상시킬 수 있음으로써, 조립 비용을 경감할 수 있다.

또한, 상기 기어 전동 장치에 있어서, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링 및 상기 중계축용 베어링 구멍에 설치된 베어링 중 적어도 한쪽은, 일부가 대응하는 상기 베어링 구멍으로부터 돌출되도록 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 따르면, 베어링 구멍으로부터 돌출되는 베어링의 일부를 부재의 위치 결정에 이용할 수 있어, 조립의 작업성 향상을 도모할 수 있다.

구체적으로, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링은, 일부가 상기 입력축용 베어링 구멍으로부터 돌출되도록 설치되어 있어도 된다. 그리고, 상기 제1 기어는, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링보다 상기 메인 하우징의 내부측에 위치하고, 상기 입력축은, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링으로부터 상기 메인 하우징의 외부로 연장되어 있고, 상기 입력축 중 상기 베어링으로부터 상기 메인 하우징의 외부로 연장되는 부분의 직경 방향 외측에, 상기 입력축을 덮는 서브 하우징이 설치되고, 상기 서브 하우징은, 상기 베어링의 돌출된 부분에 걸림 지지되어 있어도 된다.

이러한 경우, 베어링을 서브 하우징의 위치 결정에 이용할 수 있기 때문에, 조립의 작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 회전 방향의 변환을 위해 직교하는 상태로 맞물리는 한 쌍의 기어의 맞물림 정밀도를 향상시킬 수 있음으로써, 조립 비용을 경감할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기어 전동 장치의 단면도이다.
도 2는, 도 1의 기어 전동 장치의 메인 하우징의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기어 전동 장치(1)의 단면도를 도시하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기어 전동 장치(1)는, 회전 방향 변환 기구(20)와, 감속 기구(80)와, 이들 회전 방향 변환 기구(20) 및 감속 기구(80)의 사이에 개재되는 중간 기어 기구(60)와, 각 기구(20, 60, 80)가 설치되는 메인 하우징(10)를 구비하고 있다.

회전 방향 변환 기구(20)는, 입력축 유닛(30) 및 중계축 유닛(40)을 갖고 있다. 기어 전동 장치(1)에서는, 입력축 유닛(30)이 출력하는 회전이 중계축 유닛(40)에 전달된다. 이때, 입력축 유닛(30)의 회전 방향이 중계축 유닛(40)에 의해 변환된다. 중계축 유닛(40)에 의해 방향이 변환된 회전은, 중간 기어 기구(60)에 전달되고, 그 후, 감속 기구(80)에 전달된다.

도 2는, 메인 하우징(10)을 도시하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 메인 하우징(10)에는, 입력축 유닛(30)을 수용하기 위한 제1 구멍(11)과, 중계축 유닛(40)을 수용하기 위한 제2 구멍(12)과, 중간 기어 기구(60)를 수용하기 위한 제3 구멍(13)과, 배선 등을 기어 전동 장치(1)의 외부로 인출하기 위한 제4 구멍(14)이 형성되어 있다.

도 2에 있어서, 부호 L1은, 제1 축선을 나타내고 있다. 제1 축선(L1)은, 감속 기구(80)로부터 출력되는 회전의 회전 중심 상에 위치하고 있다. 부호 L2는, 제1 축선(L1)에 직교하는 제2 축선을 나타내고 있다. 메인 하우징(10)에는, 감속 기구(80)를 적재 및 위치 결정하는 제1 평탄면(16)과, 기어 전동 장치(1)를 설치면에 설치할 때에 당해 설치면에 접촉되는 제2 평탄면(17)이 형성되어 있다. 제1 평탄면(16) 및 제2 평탄면(17)은, 제2 축선(L2)을 따라 연장되어 있다.

상술한 구멍(11 내지 14) 중, 제1 구멍(11)은, 제2 축선(L2)을 따라 메인 하우징(10)의 외부측으로부터 내부측을 향하여 연장되어 있다. 제1 구멍(11)은, 메인 하우징(10)의 외부측에 위치하는 입력축용 베어링 구멍(11A)과, 메인 하우징(10)의 내부측에 위치하고, 입력축용 베어링 구멍(11A)보다 소직경의 제1 기어 수용 구멍(11B)을 갖고 있다. 입력축용 베어링 구멍(11A)과 제1 기어 수용 구멍(11B)의 사이에는, 단차면(11C)이 형성되어 있다.

제2 구멍(12)은, 제1 축선(L1)을 따라 제2 평탄면(17)으로부터 제1 평탄면(16)측을 향하여 연장되어 있다. 제2 구멍(12)은, 제2 축선(L2) 방향을 따라 제1 축선(L1)으로부터 제1 구멍(11)측으로 오프셋한 위치에 형성되어 있다. 제2 구멍(12)과 제1 구멍(11)은 일부에서 교차하고 있고, 일부에서 서로 연통되어 있다. 제2 구멍(12)은, 제2 평탄면(17)에서 개구하는 입구 구멍(12A)과, 입구 구멍(12)보다 제1 평탄면(16)측에 형성되고, 제1 구멍(11)(제1 기어 수용 구멍(11B))과 연통되는 제2 기어 수용 구멍(12B)과, 제2 기어 수용 구멍(12B)보다 제1 평탄면(16)측에 형성된 중계축용 베어링 구멍(12C)을 갖고 있다. 중계축용 베어링 구멍(12C)은, 제1 평탄면(16)측에 관통하지 않고, 메인 하우징(10)의 벽부를 사이에 끼워 제1 평탄면(16)의 외주측 부분과 대향하도록 형성되어 있다.

제3 구멍(13)은, 제1 축선(L1)을 중심으로 하는 환 형상으로 형성되어 있다. 제3 구멍(13)과 제2 구멍(12)은 일부에서 교차하고 있고, 일부에서 서로 연통되어 있다. 또한, 제3 구멍(13)은, 제1 평탄면(16)에서 개구되어 있다. 제4 구멍(14)은, 제1 축선(L1)과 동축에 형성된 구멍이며, 제3 구멍(13)의 내주측에 형성되어 있다. 여기서, 메인 하우징(10)에는, 제3 구멍(13)과 제4 구멍(14)을 구획하는 원통 형상의 주위벽부(18)가 형성되어 있다. 주위벽부(18)는, 제2 평탄면(17)으로부터 제1 평탄면(16)측으로 연장되어 있다. 주위벽부(18)의 외주면에 의해 제3 구멍(13)의 내주 부분이 구획 형성되고, 주위벽부(18)의 내주면에 의해 제4 구멍(14)의 외주 부분이 구획 형성되어 있다. 제4 구멍(14)은, 주위벽부(18)의 제1 평탄면(16)측의 단부에서 개구됨과 함께 제2 평탄면(17)에서 개구되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 입력축 유닛(30)은, 입력축(31)과, 입력축(31)의 일단부에 설치되어 입력축(31)과 일체로 자전하는 제1 기어(32)와, 입력축(31)의 일단부측에 있어서 제1 기어(32)보다 타단부측에 설치된 제1 메인 베어링(33)과, 입력축(31)의 타단부측에 설치된 제1 서브 베어링(34)와, 제1 메인 베어링(33) 및 제1 서브 베어링(34)의 외주면에 삽입(밖에서 끼움)된 서브 하우징(35)을 갖고 있다. 제1 메인 베어링(33) 및 제1 서브 베어링(34)의 각각은, 본 실시 형태에 있어서 앵귤러 볼베어링으로서 구성되어 있다.

입력축 유닛(30)에 있어서, 입력축(31)은, 제1 메인 베어링(33)이 설치된 상태로 제1 기어(32)측으로부터 제1 구멍(11)에 삽입된다. 제1 기어(32)는, 제1 구멍(11) 중 제1 기어 수용 구멍(11B)의 내부에 배치되고, 제1 메인 베어링(33)은, 제1 구멍(11) 중 입력축용 베어링 구멍(11A)에 삽입(안에서 끼움)되어, 단차면(11C)에 접촉함으로써 위치 결정된다. 이에 의해, 입력축(31)은, 제1 메인 베어링(33)을 통하여 입력축용 베어링 구멍(11A)(메인 하우징(10))에 자전 가능하게 그 직경 방향 외측으로부터 지지되어 있다. 그 결과, 제1 기어(31)가 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다. 입력축(31)에는, 메인 하우징(10)의 외부측에 위치하는 기타 단부로부터 일단부측으로 연장되는 구동축 삽입 구멍(31A)이 형성되어 있다. 구동축 삽입 구멍(31A)에는, 도시하지 않은 모터의 구동축이 삽입된다. 이에 의해, 모터의 회전에 의해 입력축(31)이 자전하게 되어 있다.

입력축(31)은, 제1 메인 베어링(33)으로부터 메인 하우징(10)의 외부를 향하여 연장되어 있다. 서브 하우징(35)은, 입력축(31)의 제1 메인 베어링(33)으로부터 외부로 연장되는 부분의 직경 방향 외측에 설치되고, 당해 입력축(31)을 직경 방향 외측으로부터 덮는 원통 형상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 제1 메인 베어링(33)은, 그 일부가 입력축용 베어링 구멍(11A)으로부터 그 축 방향을 따라 외부측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 서브 하우징(35)은, 그 일단부의 개구부가, 제1 메인 베어링(33)의 상기 돌출된 부분의 외주면에 걸림 지지 혹은 삽입되어 있다. 이에 의해, 서브 하우징(35)은, 제1 메인 베어링(33)에 의해 위치 결정되어 있다.

서브 하우징(35)은, 그 타단부측에 있어서 입력축(31)의 타단부측에 설치된 제1 서브 베어링(34)의 외주면에 삽입되어 있다. 이에 의해, 입력축(31)의 타단부는, 제1 서브 베어링(34)을 통하여 서브 하우징(35)에 자전 가능하게 그 직경 방향 외측으로부터 지지되어 있다.

서브 하우징(35)은, 그 일단부의 개구부가 제1 메인 베어링(33)에 걸림 지지된 상태에서, 메인 하우징(10)에 도시하지 않은 볼트에 의해 체결되어 있다. 이에 의해, 입력축 유닛(30)이 메인 하우징(10)에 고정되어 있다.

중계축 유닛(40)은, 중계축(41)과, 중계축(41)의 일단부(41a)와 타단부(41b)의 사이에 설치되어 중계축(41)과 일체로 자전하는 제2 기어(42) 및 제3 기어(43)와, 중계축(41)의 일단부(41a)에 설치된 제2 서브 베어링(44)과, 중계축(41)의 타단부(41b)에 설치된 제2 메인 베어링(45)과, 제2 메인 베어링(45)을 통하여 중계축(41)과 연결되고, 또한 중계축 유닛(40)을 메인 하우징(10)에 고정하기 위한 고정 플레이트(46)를 갖고 있다.

중계축(41)은, 입력축(31)에 직교하는 자세로 배치되어 있고, 마찬가지로, 제2 기어(42)는, 제1 기어(31)에 직교하는 자세로 배치되고, 또한 제1 기어(32)에 맞물려 있다. 제2 기어(42)는 중계축(41)의 일단부(41a)측에 설치되고, 제3 기어(43)는 중계축(41)의 타단부(41b)측에 설치되어 있다. 제2 서브 베어링(44) 및 제2 메인 베어링(45)의 각각은, 본 실시 형태에 있어서 앵귤러 볼베어링으로서 구성되어 있다.

중계축 유닛(40)은, 상술한 각 부재를 일체화시킨 상태에서, 중계축(41)의 일단부(41a)측으로부터 제2 구멍(12)에 삽입된다. 중계축(41)의 일단부(41a)에 설치된 제2 서브 베어링(44)은, 제2 구멍(12) 중 중계축용 베어링 구멍(12C)에 삽입(안에서 끼움)되어, 중계축용 베어링 구멍(12C)의 저면에 접촉함으로써 위치 결정된다. 이 상태에 있어서, 제2 기어(42) 및 제3 기어(43)는, 제2 구멍(12) 중 제2 기어 수용 구멍(12B) 내에 배치되고, 제2 기어(42)가 제1 기어(32)에 맞물림된다. 또한, 고정 플레이트(46)는, 그 외주부를 제2 구멍(12) 중 입구 구멍(12A)의 외주연부에 접촉된 상태에서, 메인 하우징(10)에 도시하지 않은 볼트에 의해 체결되어 있다. 이에 의해, 중계축 유닛(40)이 메인 하우징(10)에 고정되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 제2 서브 베어링(44)은, 그 일부가 중계축용 베어링 구멍(12C)으로부터 그 축 방향을 따라 당해 구멍(12C)의 외부측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 메인 베어링(45)은, 그 일부가 고정 플레이트(46)에 형성된 베어링 구멍으로부터 그 축 방향을 따라 당해 구멍의 외부측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 또한, 제2 서브 베어링(44) 및 제2 메인 베어링(45)은, 대응하는 베어링 구멍으로부터 돌출되지 않아도 상관없다.

중계축 유닛(40)이 메인 하우징(10)에 고정된 상태에 있어서, 상술한 바와 같이, 중계축(41)의 일단부(41a)는, 제2 서브 베어링(44)을 통하여 중계축용 베어링 구멍(12C)에 삽입되어 있다. 이에 의해, 중계축(41)의 일단부(41a)는, 제2 서브 베어링(44)을 통하여 중계축용 베어링 구멍(12C)(메인 하우징(10))에 자전 가능하게 그 직경 방향 외측으로부터 지지되어 있다. 그 결과, 제2 기어(42)가 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다.

한편, 중계축(41)의 타단부(41b)는, 제2 메인 베어링(45)을 통하여 고정 플레이트(46)에 자전 가능하게 그 직경 방향 외측으로부터 지지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 고정 플레이트(46)는, 메인 하우징(10)에 체결되어 중계축(41)을 축 방향으로부터 지지함으로써, 중계축(41)의 축 방향 하중을 지지하고, 중계축 유닛(40)의 제2 구멍(12)으로부터의 탈락을 방지하고 있다.

상술한 바와 같이, 공통의 메인 하우징(10)에, 입력축 유닛(30)과 중계축 유닛(40)을 고정함으로써, 회전 방향 변환 기구(20)가 완성된다. 회전 방향 변환 기구(20)에서는, 입력축 유닛(30)의 입력축(31)의 제1 기어(32)와, 중계축 유닛(40)의 중계축(41)의 제2 기어(42)가 맞물린다. 입력축(31)과 중계축(41)은 직교하고 있다. 이에 의해, 입력축(31)의 회전 방향이 변환된다. 또한, 제1 기어(32) 및 제2 기어(42)로서는, 베벨 기어가 사용되어도 되고, 하이포이드 기어가 사용되어도 된다. 또한, 제3 기어(43)는, 본 실시 형태에서는 평기어로서 구성되어 있다.

중간 기어 기구(60)는, 주위벽부(18)의 외주면에 설치된 앵귤러 볼베어링으로 이루어지는 센터 베어링(61)에 자전 가능하게 지지된 제4 기어(62)와, 제4 기어(62)의 제1 평탄면(16)측의 내주연부에 그 외주연부가 볼트에 의해 고정된 원환 형상의 플랜지부(63)와, 플랜지부(63)의 내주연부로부터 제1 축선(L1)을 따라 제1 평탄면(16)측으로 연장되는 통 형상의 축부(64)와, 축부(64)의 선단부의 외주부에 설치된 제5 기어(65)와, 축부(64)의 선단부로부터 제1 축선(L1)을 따라 더 연장되는 베어링 걸림 결합부(66)를 갖고 있다.

제4 기어(62)는 평기어이며, 제3 구멍(13)의 내부에 수용되어, 중계축 유닛(40)의 제3 기어(43)에 맞물려 있다. 플랜지부(63)는, 제4 기어(62)와의 고정 위치로부터 주위벽부(18)측을 향하여 연장되고, 그 내주연부가 주위벽부(18)의 축 방향 단부에 대향하여 위치하고 있다. 축부(64)는, 플랜지부(63)의 내주연부로부터 제1 축선(L1)을 따라 연장되고, 제1 평탄면(16)으로부터 외부로 노출되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 플랜지부(63), 축부(64), 제5 기어(65) 및 베어링 걸림 결합부(66)가 일체로 형성되어 있다.

중간 기어 기구(60)에 있어서는, 중계축 유닛(40)의 제3 기어(43)의 자전에 의해, 제4 기어(62)가 제1 축선(L1)을 중심으로 하여 자전한다. 이에 의해, 중간 기어 기구(60)의 전체가 자전한다. 그리고, 제5 기어(65)가, 감속 기구(80)에 회전을 전달하도록 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제5 기어(65)는 평기어로서 구성되어 있다.

감속 기구(80)는, 편심체(81a, 81b)가 형성되어 있는 크랭크축(81)과, 편심체(81a, 81b)와 걸림 결합하여 크랭크축(81)의 자전에 수반하여 크랭크축(81)의 주위를 공전하는 외치 기어(82a, 82b)와, 외치 기어(82a, 82b)를 둘러싸고 외치와 맞물리는 내치 핀을 구비하는 내치 기어(90)를 갖고 있다. 내치 핀의 잇수는, 외치의 잇수와 상이하다.

크랭크축(81)에는, 크랭크축(81)과 일체로 자전하는 제6 기어(83)가 고정되어 있다. 제6 기어(83)가 중간 기어 기구(60)의 제5 기어(65)에 맞물려 있다. 크랭크축(81)은, 한 쌍의 원뿔 롤러 베어링(84a, 84b)에 의해, 캐리어(85a, 85b)에 대하여 자전 가능하고 축 방향으로 변위 불가능하게 지지되어 있다. 크랭크축(81)이 자전하면, 편심체(81a, 81b)는 편심 회전한다. 편심체(81a, 81b)가 편심 회전하면, 외치 기어(82a, 82b)는 크랭크축(81)의 주위를 공전한다.

캐리어(85a, 85b)는, 외치 기어(82a, 82b)를 사이에 두도록 배치되어 있고, 볼트(86)에 의해 서로 고정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 캐리어(85a, 85b)가, 한 쌍의 앵귤러 볼베어링(86a, 86b)에 의해, 내치 기어(90)를 자전 가능하고 축 방향으로 변위 불가능하게 지지하고 있다. 또한, 캐리어(85a)와 중간 기어 기구(60)의 베어링 걸림 결합부(66)와의 사이에, 앵귤러 볼베어링(100)이 설치되고, 앵귤러 볼베어링(100)에 의해, 중간 기어 기구(60) 전체가 캐리어(85a)에 대하여 자전 가능하게 지지되어 있다.

캐리어(85a)는, 캐리어(85b)와의 연결을 위한 기둥 형상부(87)를 갖는다. 또한, 상술한 볼트(86)는, 기둥 형상부(87)에 삽입되어 있다. 기둥 형상부(87)는, 외치 기어(82a, 82b)에 형성되어 있는 관통 구멍을 통과하고 있다. 캐리어(85a, 85b)는, 외치 기어(82a, 82b)에 대하여 자전 불가능하게 크랭크축(81)을 통하여 연결되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 크랭크축(81) 및 기둥 형상부(87)는, 앵귤러 볼베어링(86a, 86b)의 중심에 대한 주방향으로 복수 형성되고, 외치 기어(82a, 82b)에는, 크랭크축(81) 및 기둥 형상부(87)를 통과시키는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다.

이 감속 기구(80)에 있어서는, 외치 기어(82a, 82b)의 외치의 잇수는, 내치 핀의 잇수보다 적다(예를 들어, 1개 적다). 이에 의해, 크랭크축(81)이 회전할 때마다, 외치와 내치 핀의 맞물림이 어긋나, 외치 기어(82a, 82b)가 편심되어 내치 기어(90)에 대하여 상대적으로 요동 회전한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 볼트(88)에 의해, 캐리어(85a)가 메인 하우징(10)에 고정되어 있다. 따라서, 외치 기어(82a, 82b)의 자전이 구속되어 있다. 따라서, 크랭크축(81)이 자전하면, 외치 기어(82a, 82b)는 자전하지 않고 공전한다. 이 공전시, 외치 기어(82a, 82b)는 내치 기어(90)를 캐리어(85a, 85b)에 대하여 회전시킨다. 이에 의해, 내치 기어(90)가 자전한다.

내치 기어(90)에는, 볼트(91)에 의해 플레이트(92)가 고정되어 있다. 감속 기구(80)는, 이 플레이트(90)를 출력축으로 하여 회전을 출력하도록 되어 있다. 플레이트(92)의 중앙부에는, 통(93)이 설치되어 있다. 통(93)은, 감속 기구(80)를 통과한 후, 중간 기어 기구(60)의 축부(64) 및 제4 구멍(14)을 통과하여, 제2 평탄면(17)에 이르고 있다. 통(93)의 내부에는, 전원 케이블 등을 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

본 실시 형태에 관한 기어 전동 장치(1)의 동작을 설명한다. 기어 전동 장치(1)에서는, 회전 방향 변환 기구(20)에 있어서, 도시하지 않은 모터의 구동축의 회전에 의해 입력축(31)이 자전하면, 제1 기어(32)가 입력축(31)과 일체로 자전한다. 제1 기어(32)의 자전은, 중계축(41)의 제2 기어(42)를 자전시켜, 중계축(41)이 자전한다. 이에 의해, 제3 기어(43)도 자전한다. 입력축(31)의 자전이 제1 기어(32)로부터 제2 기어(42)로 전달될 때, 제1 기어(32) 및 제2 기어(42)에 의해 회전 방향이 변환된다.

중계축(41)의 자전은, 제4 기어(62)로부터 중간 기어 기구(60)에 입력되어, 자전 속도가 변환된 후, 제5 기어(65)로부터 출력된다. 그리고, 제5 기어(65)의 자전이, 제6 기어(83)를 통하여 크랭크축(81)에 전달된다. 크랭크축(81)은 그 중심축의 주위로 자전하여, 편심체(81a, 81b)를 상기 중심축의 주위로 공전시킨다. 편심체(81a, 81b)가 공전하면, 외치 기어(82a, 82b)는, 내치 핀을 통하여 내치 기어(90)에 맞물린 상태로 공전한다. 본 실시 형태에서는, 외치 기어(82a, 82b)의 자전이 구속되어 있다. 따라서, 외치 기어(82a, 82b)가, 내치 기어(90)에 맞물린 상태에서 공전하면, 외치 기어(82a, 82b)와 내치 기어(90)의 잇수가 상이하기 때문에, 내치 기어(90)가 자전한다.

(효과)

이상에 설명한 본 실시 형태의 기어 전동 장치(1)에서는, 회전 방향 변환 기구(20)에 있어서, 제1 기어(32) 및 제2 기어(42)의 각각이, 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다. 상세하게는, 제1 기어(32)가 입력축(31)에 설치되어, 당해 입력축(31)과 일체로 자전하고, 제2 기어(42)가 중계축(41)에 설치되어, 당해 중계축(41)과 일체로 자전하고, 중계축(41)은, 입력축(31)에 직교하는 자세로 배치되어 있다. 입력축(31)이 메인 하우징(10)에 형성된 입력축용 베어링 구멍(11A)에 설치된 제1 메인 베어링(33)을 통하여 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지됨으로써, 제1 기어(32)가 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다. 중계축(41)이 메인 하우징(10)에 형성된 중계축용 베어링 구멍(12C)에 설치된 제2 서브 베어링(44)을 통하여 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지됨으로써, 제2 기어(42)가 메인 하우징(10)에 자전 가능하게 지지되어 있다.

이 구성에 따르면, 공통의 메인 하우징(10)에, 회전 방향 변환 기구(20)에서의 제1 기어(32)와 제2 기어(42)가 자전 가능하게 지지됨으로써, 메인 하우징(10)과 제1 기어(32) 및 제2 기어(42)와의 사이에 개재되는 요소가 억제됨으로써, 공차의 누적이 억제된다. 그 결과, 회전 방향의 변환을 위해 직교하는 상태로 맞물리는 한 쌍의 기어의 맞물림 정밀도를 향상시킬 수 있음으로써, 원하는 정밀도를 얻기 위한 조정 작업의 수고가 경감되고, 조립 비용을 경감할 수 있다.

특히, 통상, 베어링은, 그 내륜 및 외륜이 정밀하게 가공되어 있기 때문에, 입력축용 베어링 구멍(11A)의 내주면에 제1 메인 베어링(33)의 외주면이 삽입되고, 제1 메인 베어링(33)의 내주면에 입력축(31)이 지지되는 구성에 따르면, 원하는 센터링 상태를 얻기 위한 가공 비용도 억제할 수 있다.

또한, 제1 기어(32)는, 입력축용 베어링 구멍(11A)에 설치된 제1 메인 베어링(33)보다 메인 하우징(10)의 내부측에 위치하고, 입력축(31)은, 제1 메인 베어링(33)으로부터 메인 하우징(10)의 외부로 연장되어 있다. 입력축(31) 중 제1 메인 베어링(33)으로부터 메인 하우징(10)의 외부로 연장되는 부분의 직경 방향 외측에, 입력축(31)을 덮는 서브 하우징(35)이 설치되고, 서브 하우징(35)은, 제1 메인 베어링(33)의 입력축용 베어링 구멍(11A)으로부터 돌출된 부분에 걸림 지지되어 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따르면, 제1 메인 베어링(33)을 서브 하우징(35)의 위치 결정에 이용할 수 있기 때문에, 조립의 작업성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과도 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 캐리어(85a)의 자전이 구속됨으로써, 외치 기어(82a, 82b)의 자전이 구속되고, 내치 기어(90)가 자전하는 구성이 설명되었다. 그러나, 본 발명은 내치 기어(90)의 자전이 구속됨으로써, 캐리어(85a, 85b)가 자전하는 구성에 있어서도 적용 가능하다.

1: 기어 전동 장치
10: 메인 하우징
11A: 입력축용 베어링 구멍
12C: 중계축용 베어링 구멍
20: 회전 방향 변환 기구
30: 입력축 유닛
31: 입력축
32: 제1 기어
33: 제1 메인 베어링
35: 서브 하우징
40: 중계축 유닛
41: 중계축
42: 제2 기어
43: 제3 기어
80: 감속 기구

Claims (5)

1. 회전 방향 변환 기구와,
   감속 기구와,
   상기 회전 방향 변환 기구 및 상기 감속 기구가 설치되는 메인 하우징을 구비하고,
   상기 회전 방향 변환 기구는, 제1 기어와, 상기 제1 기어에 직교하는 자세로 배치되고, 또한 상기 제1 기어에 맞물리는 제2 기어를 갖고,
   상기 감속 기구는, 출력축을 갖고, 상기 제1 기어로부터 상기 제2 기어로 전달된 회전을 상기 출력축으로부터 출력하도록 되어 있고,
   상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 각각은, 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되어 있는, 기어 전동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기어는, 입력축에 설치되어, 당해 입력축과 일체로 자전하고,
   상기 제2 기어는, 중계축에 설치되어, 당해 중계축과 일체로 자전하고, 상기 중계축은, 상기 입력축에 직교하는 자세로 배치되고,
   상기 메인 하우징은, 상기 입력축이 삽입되는 입력축용 베어링 구멍과, 상기 중계축이 삽입되는 중계축용 베어링 구멍을 갖고,
   상기 입력축이 상기 입력축용 베어링 구멍에 자전 가능하게 지지됨으로써, 상기 제1 기어가 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되고, 상기 중계축이 상기 중계축용 베어링 구멍에 자전 가능하게 지지됨으로써, 상기 제2 기어가 상기 메인 하우징에 자전 가능하게 지지되어 있는, 기어 전동 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 입력축은, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링을 통하여 자전 가능하게 지지되고, 상기 중계축은, 상기 중계축용 베어링 구멍에 설치된 베어링을 통하여 자전 가능하게 지지되어 있는, 기어 전동 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링 및 상기 중계축용 베어링 구멍에 설치된 베어링 중 적어도 한쪽은, 일부가 대응하는 상기 베어링 구멍으로부터 돌출되도록 설치되어 있는, 기어 전동 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링은, 일부가 상기 입력축용 베어링 구멍으로부터 돌출되도록 설치되어 있고,
   상기 제1 기어는, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링보다 상기 메인 하우징의 내부측에 위치하고, 상기 입력축은, 상기 입력축용 베어링 구멍에 설치된 베어링으로부터 상기 메인 하우징의 외부로 연장되어 있고,
   상기 입력축 중 상기 베어링으로부터 상기 메인 하우징의 외부로 연장되는 부분의 직경 방향 외측에, 상기 입력축을 덮는 서브 하우징이 설치되고,
   상기 서브 하우징은, 상기 베어링의 돌출된 부분에 걸림 지지되어 있는 것을 특징으로 하는, 기어 전동 장치.

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