JP2010025140A - Gear transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達する歯車伝動装置に関する。特に、内歯歯車と、内歯歯車に噛み合っている外歯歯車のいずれか一方が他方に対して偏心回転する偏心揺動型の歯車伝動装置に関する。 The present invention relates to a gear transmission that transmits torque of a motor to an output member through three or more parallel transmission paths. In particular, the present invention relates to an eccentric oscillating gear transmission in which one of an internal gear and an external gear meshing with the internal gear rotates eccentrically with respect to the other.
歯車伝動装置の中には、1つのモータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達する歯車伝動機構を有するタイプがある。内歯歯車と、内歯歯車に噛み合っている外歯歯車のいずれか一方が他方に対して偏心回転する偏心揺動型の歯車伝動装置は、そのような歯車装置の典型である。本明細書は、主として外歯歯車が偏心回転するタイプの歯車伝動装置について説明する。以下では、簡単のため、「偏心揺動型の歯車伝動装置」を「偏心揺動型の伝動装置」、さらに簡単に「伝動装置」と称することがある。 Among the gear transmissions, there is a type having a gear transmission mechanism that transmits the torque of one motor to an output member through three or more parallel transmission paths. An eccentric oscillating gear transmission in which either an internal gear or an external gear meshing with the internal gear rotates eccentrically with respect to the other is typical of such a gear device. The present specification mainly describes a gear transmission in which an external gear rotates eccentrically. Hereinafter, for the sake of simplicity, the “eccentric oscillating gear transmission” may be referred to as “eccentric oscillating transmission” and more simply “transmission”.
伝動装置において、偏心回転する外歯歯車はキャリアに偏心回転可能に支持されている。キャリアは、内歯歯車に同軸に回転可能に支持される。この伝動装置は、内歯歯車を他の装置に固定するとき、キャリアが「出力部材」に相当する。キャリアを他の装置に固定するとき、内歯歯車が「出力部材」に相当する。内歯歯車とキャリアのいずれを出力部材とするかは、伝動装置の用途に依存する。なお、内歯歯車が偏心回転するタイプの伝動装置では、内歯歯車がキャリアに偏心回転可能に支持され、キャリアは外歯歯車に同軸に回転可能に支持される。内歯歯車が偏心回転するタイプの伝動装置では、キャリアと外歯歯車の一方が他の装置に固定され、他方が「出力部材」に相当する。 In the transmission, the externally geared gear that rotates eccentrically is supported by the carrier so as to be able to rotate eccentrically. The carrier is rotatably supported coaxially on the internal gear. In this transmission device, the carrier corresponds to an “output member” when the internal gear is fixed to another device. When the carrier is fixed to another device, the internal gear corresponds to the “output member”. Which of the internal gear and the carrier is used as the output member depends on the use of the transmission device. In the transmission device of the type in which the internal gear rotates eccentrically, the internal gear is supported by the carrier so that it can rotate eccentrically, and the carrier is supported by the external gear so that it can rotate coaxially. In a transmission device in which the internal gear rotates eccentrically, one of the carrier and the external gear is fixed to the other device, and the other corresponds to the “output member”.
例えば特許文献1に、外歯歯車が偏心回転するタイプの伝動装置が開示されている。その伝動装置は、平行な3本のクランクシャフトがキャリアに回転可能に支持されている。夫々のクランクは、中継歯車と偏心体を固定している。夫々のクランクシャフトの偏心体が、外歯歯車の貫通孔に係合している。夫々のクランクシャフトの中継歯車は、1つのセンタ歯車に噛み合っており、モータのトルクがセンタ歯車を介して3本のクランクシャフトに伝達される。3本のクランクシャフトは同期して回転する。クランクシャフトの回転に伴って、外歯歯車が偏心回転する。外歯歯車の偏心回転に伴って、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に相当する減速比でキャリアが回転する。すなわち、モータのトルクは、3本のクランクシャフトから並列にキャリアに伝達される。 For example, Patent Document 1 discloses a transmission device in which an external gear rotates eccentrically. In the transmission, three parallel crankshafts are rotatably supported by the carrier. Each crank fixes a relay gear and an eccentric body. The eccentric body of each crankshaft is engaged with the through hole of the external gear. Each of the crankshaft relay gears meshes with one center gear, and the torque of the motor is transmitted to the three crankshafts via the center gear. The three crankshafts rotate in synchronization. As the crankshaft rotates, the external gear rotates eccentrically. As the external gear rotates eccentrically, the carrier rotates at a reduction ratio corresponding to the difference in the number of teeth between the external gear and the internal gear. That is, the motor torque is transmitted to the carrier in parallel from the three crankshafts.
一つのモータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達する従来の伝動装置では、並列な伝達経路はすべて同一の構造を有していた。別言すれば、従来の伝動装置では、並列な複数のトルク伝達経路はシンメトリックに構成されていた。特許文献1の伝動装置も並列な複数のトルク伝達経路はシンメトリックに構成されている。ところで、特許文献1の伝動装置は、センタ歯車が軸受で支持されていない。センタ歯車は、噛み合っている3つの中継歯車によって半径方向の位置が規制され、2つの外歯歯車の間で軸方向の移動が規制されている。
このような伝動装置は、センタ歯車が軸受で支持されていないため、並列な複数のトルク伝達経路に加わる半径方向の荷重に差が生じていた。荷重に差があるにも関わらずに、並列な複数のトルク伝達経路をシンメトリックに構成するのは不経済である。なぜならば、低い荷重しか加わらないトルク伝達経路の耐荷重強度が、最も高い荷重の加わるトルク伝達経路の耐荷重強度と同じだからである。そのような伝動装置は、一部のトルク伝達経路の耐荷重強度が必要以上に高く、無駄なコストが嵩む。
In a conventional transmission device that transmits torque of one motor to an output member through three or more parallel transmission paths, all the parallel transmission paths have the same structure. In other words, in the conventional transmission device, the plurality of parallel torque transmission paths are configured symmetrically. A plurality of torque transmission paths in parallel in the transmission device of Patent Document 1 are configured symmetrically. By the way, as for the transmission device of patent document 1, the center gear is not supported by the bearing. The center gear is restricted in position in the radial direction by three meshing gears engaged with each other, and the movement in the axial direction is restricted between the two external gears.
In such a transmission device, since the center gear is not supported by the bearing, there is a difference in the radial load applied to the plurality of parallel torque transmission paths. It is uneconomical to construct a plurality of parallel torque transmission paths symmetrically despite the difference in load. This is because the load bearing strength of the torque transmission path to which only a low load is applied is the same as the load bearing strength of the torque transmission path to which the highest load is applied. In such a transmission device, the load bearing strength of some of the torque transmission paths is higher than necessary, and wasteful costs increase.
本明細書は、歯車伝動装置のコストを抑制する技術を開示する。本発明は、1つのモータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達するトルク伝達機構が有する固有の特徴に着目し、歯車伝動装置のコストを抑制する。
本明細書では、耐荷重仕様が実用時に加わる実際の荷重を大きく上回ることを「オーバースペック」と称することがある。
本発明は、これまで注意が向けられなかったこの半径方向の荷重の差に着目し、荷重の低いトルク伝達経路の耐荷重強度を荷重の高いトルク伝達経路の耐荷重強度よりも低くする。そうすることによって、並列な複数のトルク伝達経路のオーバースペックを解消し、無用なコストを削減する。本明細書が開示する技術は、3以上の並列な伝達経路を有しており、伝達経路の耐荷重強度が異なるという独特な形態(コンフィグレーション)を有する歯車伝動装置のコストを抑制する。本発明は、その独特な形態に着目して歯車伝動装置の無駄なコストを抑制する。
This specification discloses the technique which suppresses the cost of a gear transmission. The present invention pays attention to a unique feature of a torque transmission mechanism that transmits torque of one motor to an output member through three or more parallel transmission paths, and suppresses the cost of the gear transmission.
In the present specification, the fact that the load resistance specification greatly exceeds the actual load applied in practical use may be referred to as “over spec”.
The present invention pays attention to this radial load difference, which has not been paid attention so far, and makes the load resistance strength of the torque transmission path with a low load lower than the load resistance strength of the torque transmission path with a high load. By doing so, the overspec of the plurality of parallel torque transmission paths is eliminated, and unnecessary costs are reduced. The technology disclosed in this specification has three or more parallel transmission paths, and suppresses the cost of the gear transmission having a unique configuration (configuration) in which the load resistance strength of the transmission paths is different. The present invention pays attention to its unique form and suppresses the wasteful cost of the gear transmission.
本発明は、センタ歯車、センタ歯車に噛み合っておりモータトルクをセンタ歯車に伝達する入力歯車、センタ歯車に噛み合う中継歯車を有しているとともにセンタ歯車の軸線に平行に伸びている少なくとも3本の平行シャフト、及び、平行シャフトから並列にトルクを受ける出力部材を備えている歯車伝動装置に具現化することができる。そのような伝動装置は、モータのトルクを3以上の並列な伝達経路(即ち複数の平行シャフト)を通して出力部材に伝達する。 The present invention has a center gear, an input gear meshing with the center gear and transmitting motor torque to the center gear, a relay gear meshing with the center gear, and at least three extending parallel to the axis of the center gear. The present invention can be embodied in a gear transmission including a parallel shaft and an output member that receives torque in parallel from the parallel shaft. Such a transmission transmits the torque of the motor to the output member through three or more parallel transmission paths (ie, a plurality of parallel shafts).
そのような伝動装置では、センタ歯車がモータトルクに起因した荷重を入力歯車から受ける。その荷重は、センタ歯車の周方向に作用する。この時、センタ歯車が軸受で支持されていなければ、センタ歯車の周方向に沿って入力歯車に隣接している平行シャフトが他の平行シャフトよりもその荷重の影響を強く受ける。即ち、センタ歯車の周方向に沿って入力歯車に隣接している平行シャフトが他の平行シャフトよりも強く半径方向荷重を受ける。そこで、本発明の歯車伝動装置は、センタ歯車の周方向に沿って入力歯車に隣接している平行シャフト(第1シャフト及び第2シャフト)の半径方向耐荷重強度を他の平行シャフト(第3シャフト)の半径方向耐荷重強度よりも高くする。別言すれば、第3シャフトの半径方向耐荷重強度を第1シャフト及び第2シャフトの半径方向耐荷重強度よりも小さくする。実際に受ける荷重差に応じて各平行シャフトの半径方向耐荷重強度を異ならせることによって、各平行シャフトを適切な仕様で製造することができる。平行シャフトの仕様がオーバースペックにならないので無用なコストを抑制することができる。 In such a transmission, the center gear receives a load caused by the motor torque from the input gear. The load acts in the circumferential direction of the center gear. At this time, if the center gear is not supported by the bearing, the parallel shaft adjacent to the input gear along the circumferential direction of the center gear is more strongly affected by the load than the other parallel shafts. That is, the parallel shaft adjacent to the input gear along the circumferential direction of the center gear receives a radial load more strongly than the other parallel shafts. Therefore, the gear transmission according to the present invention has a radial load resistance strength of parallel shafts (first shaft and second shaft) adjacent to the input gear along the circumferential direction of the center gear. Higher than the load bearing strength in the radial direction of the shaft). In other words, the radial load bearing strength of the third shaft is made smaller than the radial load bearing strength of the first shaft and the second shaft. By making the load resistance strength in the radial direction of each parallel shaft different according to the load difference actually received, each parallel shaft can be manufactured with an appropriate specification. Since the specifications of the parallel shaft do not become overspec, unnecessary cost can be suppressed.
本明細書において、「シャフトの強度」は、中継歯車を含むシャフトを意味する。従って、「シャフトの強度が高い」という表現は、次のいずれかを意味する。即ち、
・シャフト自体が高い強度を有する、
・中継歯車が高い強度を有する、
・シャフト自体と中継歯車の双方が高い強度を有する、
・シャフトに係合する軸受(シャフトと他の部材の間に介在する軸受)が高い容量を有する。
In this specification, “shaft strength” means a shaft including a relay gear. Accordingly, the expression “shaft strength is high” means one of the following. That is,
・ The shaft itself has high strength.
・ The relay gear has high strength,
-Both the shaft itself and the relay gear have high strength,
A bearing that engages the shaft (a bearing that is interposed between the shaft and another member) has a high capacity.
第1シャフト及び第2シャフトの半径方向耐荷重強度が第3シャフトの半径方向耐荷重強度よりも高いことは、具体的には次のいずれかであればよい。即ち、
(a)第1シャフトと第2シャフトに係合する軸受の容量が、第3シャフトに係合する軸受の容量よりも大きい、
(b)第1シャフトと第2シャフトの直径が、第3シャフトの直径よりも大きい、
(c)第1シャフトと第2シャフトの中継歯車の歯幅(軸方向に沿った幅)が、第3シャフトの中継歯車の歯幅よりも大きい、
(d)第1シャフトと第2シャフトの材質の強度が、第3シャフトの材質の強度よりも高い。
(e)第1シャフトと第2シャフトの中継歯車の材質の強度が、第3シャフトの中継歯車の材質の強度よりも高い。
上記(a)から(e)の技術的特徴は単独でも目的を達成することができる。(a)から(e)の特徴を組み合わせることも好適である。
Specifically, the radial load bearing strength of the first shaft and the second shaft is higher than the radial load bearing strength of the third shaft may be any of the following. That is,
(A) the capacity of the bearing engaged with the first shaft and the second shaft is larger than the capacity of the bearing engaged with the third shaft;
(B) the diameter of the first shaft and the second shaft is larger than the diameter of the third shaft;
(C) The tooth width (width along the axial direction) of the relay gear of the first shaft and the second shaft is larger than the tooth width of the relay gear of the third shaft.
(D) The strength of the material of the first shaft and the second shaft is higher than the strength of the material of the third shaft.
(E) The strength of the material of the relay gear of the first shaft and the second shaft is higher than the strength of the material of the relay gear of the third shaft.
The technical features of (a) to (e) above can achieve the object alone. It is also preferable to combine the features of (a) to (e).
本明細書は、上記の特徴を有する偏心揺動型の歯車伝動装置として具現化することも好適である。その歯車伝動装置は、内歯歯車と、内歯歯車に噛み合っている外歯歯車を有しており、内歯歯車と外歯歯車のいずれか一方が他方に対して偏心回転する。その歯車伝動装置はさらに、内歯歯車と外歯歯車の他方に同軸に回転可能に支持されているキャリアを備えている。「内歯歯車と外歯歯車の一方」とは、内歯歯車と外歯歯車のうち、偏心回転する歯車を意味する。「内歯歯車と外歯歯車の他方」とは、内歯歯車と外歯歯車のうち、偏心回転しない歯車を意味する。前記平行シャフトは、内歯歯車と外歯歯車の一方に係合して偏心回転させる偏心体を固定しているとともに、キャリアに回転可能に支持されている。偏心揺動型の歯車伝達装置の場合、「平行シャフト」は「クランクシャフト」に相当する。また、「平行シャフトから並列にトルクを受ける出力部材」は、「キャリア」に相当する。 The present specification is also preferably embodied as an eccentric oscillating gear transmission having the above characteristics. The gear transmission has an internal gear and an external gear meshed with the internal gear, and one of the internal gear and the external gear rotates eccentrically with respect to the other. The gear transmission further includes a carrier that is rotatably supported coaxially on the other of the internal gear and the external gear. “One of the internal gear and the external gear” means a gear that rotates eccentrically among the internal gear and the external gear. “The other of the internal gear and the external gear” means a gear that does not rotate eccentrically among the internal gear and the external gear. The parallel shaft fixes an eccentric body that engages with one of an internal gear and an external gear and rotates eccentrically, and is supported rotatably on the carrier. In the case of the eccentric oscillating gear transmission, “parallel shaft” corresponds to “crankshaft”. The “output member that receives torque in parallel from the parallel shaft” corresponds to a “carrier”.
上記の「平行シャフトから並列にトルクを受ける出力部材」という表現は、「平行シャフトに同列に係合している出力部材」と換言してよい。さらには、「平行シャフトから並列にトルクを受ける出力部材」という表現は、単に、「平行シャフトに係合している出力部材」と換言してよい。 The expression “an output member that receives torque in parallel from a parallel shaft” may be rephrased as “an output member that is engaged in parallel with the parallel shaft”. Furthermore, the expression “an output member that receives torque in parallel from a parallel shaft” may be simply referred to as “an output member that is engaged with the parallel shaft”.
本明細書に開示された技術によれば、モータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達する歯車伝動装置のコストを抑制することができる。 According to the technique disclosed in the present specification, it is possible to reduce the cost of the gear transmission that transmits the torque of the motor to the output member through three or more parallel transmission paths.
図面を参照して、実施例の伝動装置100(偏心揺動型の歯車伝動装置)を説明する。図1は、伝動装置100の軸線CLに交差する平面における伝動装置100の断面図である。図2は、図1のII−II線に沿ってみたときの伝動装置100の断面図である。なお図1は、図2のI−I線から見た断面図である。図3は、図1のIII−III線に沿ってみたときの断面図である。図3には以下の説明に必要な部品にのみ符号を付しており、図2に示した部品と同じ部品であっても符号を付していない部品があることに留意されたい。図2と図3は、軸線CLを含む異なる2つの平面における伝動装置100の断面図である。図4は、図2のIV−IV線に沿ってみたときの断面図である。
With reference to the drawings, a transmission device 100 (an eccentric oscillating gear transmission) according to an embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of
歯車伝動装置100は、内周に複数の内歯ピン4が配置されているケース2と、キャリア8と、2個の外歯歯車10を備えている。複数の内歯ピン4は、ピンの軸線を伝動装置100の軸線CLと平行にして、ケース2の内周に沿って配置されている。ケース2と複数の内歯ピン4が内歯歯車6を構成する。2個の外歯歯車10のそれぞれは、内歯歯車6に噛み合っている。内歯歯車6の歯数(内歯ピン4の個数)と、外歯歯車10の歯数はわずかに異なっている。
The
キャリア8は、一対のアンギュラ玉軸受12を介してケース2に回転可能に支持されている。キャリア8は内歯歯車6に同軸に配置されており、その軸線は伝動装置100の軸線CLに一致する。キャリア8は、3本のクランクシャフト14(14a、14b、及び14c)を夫々回転可能に支持している。夫々のクランクシャフト14は、軸線CLに平行に伸びており、一対の円錐ころ軸受16を介してキャリア8に支持されている。3本のクランクシャフト14は、伝動装置100の軸線CLの周方向に等間隔に配置されている。キャリア8には、その軸心を貫通する中心貫通孔50が設けられている。中心貫通孔50をケーブル52が通じている。図1に示すように、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)の直径が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)の直径よりも大きい。
The
夫々のクランクシャフト14に、2個の偏心体18と、1個の中継歯車20(20a、20b、及び20c)が固定されている。2個の偏心体18の夫々は、2個の外歯歯車10の夫々に設けられた孔に針状ころ軸受22を介して係合している。なお、図1では針状ころ軸受22の図示を省略している。2個の外歯歯車10は、クランクシャフト14の回転に伴って内歯歯車6に噛み合いながら軸線CLの周りを偏心回転する。
Two
図4は、図1の断面と平行な断面であり、偏心体18と針状ころ軸受22を横切るが、中継歯車20を横切らない断面を示している。図4に示すように、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)の偏心体(18a、18b)の直径が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)の偏心体18cの直径よりも大きい。また、偏心体18aと外歯歯車10の間に介在する針状ころ軸受22a、及び、偏心体18bと外歯歯車の間に介在する針状ころ軸受22bの容量が、偏心体18cと外歯歯車の間に介在する針状ころ軸受け22cの容量よりも大きい。
FIG. 4 is a cross section parallel to the cross section of FIG. 1, and shows a cross section that crosses the
軸線CLと同軸に、リング状のセンタ歯車40が配置されている。センタ歯車40は、3つの中継歯車20a、20b、及び20cに噛み合っている。センタ歯車40は、その周方向に等間隔に位置している3つの中継歯車20a、20b、及び20cによって、半径方向の移動が規制されている。またセンタ歯車40は、2個の外歯歯車10の間で軸線CL方向の移動が規制されている。センタ歯車40は、軸受なしに回転可能に支持されている。
A ring-shaped
キャリア8は、軸線CLに沿って伸びている1本のサブシャフト26を支持している。サブシャフト26は、一対の玉軸受28によって、キャリア8に回転可能に支持されている。サブシャフト26には、第1入力歯車30と第2入力歯車32が固定されている。第1入力歯車30は、モータ34の出力軸に固定されたピニオン歯車36に噛み合っている。第2入力歯車32は、センタ歯車40に噛み合っている。モータ34は、被駆動部材38を介してキャリア8に固定されている。
The
伝動装置100の動作を説明する。モータのトルクは、ピニオン歯車36と第1入力歯車30を介してサブシャフト26に伝達される。トルクは、サブシャフト26の第2入力歯車32を介してセンタ歯車40に伝達される。そしてトルクは、センタ歯車40から中継歯車20(20a、20b、及び20c)を介して3本のクランクシャフト14(14a、14b、及び14c)へ伝達される。3本のクランクシャフト14が回転すると、偏心体18によって、外歯歯車10が内歯歯車6に噛み合いながら軸線CLの周りを偏心回転する。外歯歯車10の歯数と内歯歯車6の歯数はわずかに異なっており、偏心体18が1回転すると、即ち、外歯歯車10が軸線CLの周りを1周移動すると、外歯歯車10と内歯歯車6の歯数差に相当する角度だけキャリア8が回転する。クランクシャフト14の一回転が、外歯歯車10と内歯歯車6の歯数差に相当する角度に減速される。
The operation of the
ケース2を他の装置(例えばロボットの基部側アーム)に固定する場合、キャリア8が出力部材に相当する。この場合、キャリア8に回転させるべき被駆動部材(例えばロボットの先端側アーム)が固定される。モータ34のトルクは、平行に伸びている3本のクランクシャフト14(14a、14b、及び14c)を通じてキャリア8(出力部材)に伝達される。3本のクランクシャフト14の夫々に固定されている中継歯車20は、同じ直径と歯数を有している。従って、モータのトルクは、3本のクランクシャフト14に分散される。そして、分散されたモータのトルクは、3本のクランクシャフト14から並列にキャリア8へ伝達される。即ち、3本のクランクシャフト14は、3つの並列なトルク伝達経路を構成する。
When the
伝動装置100の利点を説明する前に、モータ34からキャリア8へのトルク伝達経路を説明する。前述したように、モータのトルクは、センタ歯車40を介して3本のクランクシャフト14に分散して伝達され、そして、キャリア8へ合流する。伝達されるモータトルクは3本のクランクシャフト14に分散するが、センタ歯車が軸受で支持されていないため、3本のクランクシャフト14が受ける荷重は異なる。特に、第2入力歯車32からセンタ歯車40を介して伝達されるモータトルクによって生じる3つの中継歯車20a、20b、及び20cへの半径方向荷重が異なる。即ち、3本のクランクシャフト14a、14b、及び14cに加わる半径方向荷重が異なる。説明のため、センタ歯車40の周方向で第2入力歯車32に隣接しているクランクシャフト14a、14bを夫々第1シャフト14a、第2シャフト14bと称する。第2入力歯車32に隣接していないクランクシャフト14cを第3シャフト14cと称する。第1シャフト14aに固定された中継歯車20aを第1中継歯車20aと称する。同様に、第2シャフト14bに固定された中継歯車20bを第2中継歯車20bと称し、第3シャフト14cに固定された中継歯車20cを第3中継歯車20cと称する(図1参照)。
Before describing the advantages of the
図5に、センタ歯車40、第2入力歯車32、及び、3つの中継歯車20a、20b、及び20cの位置関係を模式的に示す。図5は、第2入力歯車32が右回りに回転したときに、各歯車に作用する力のベクトルを示している。破線のベクトルは、第2入力歯車32がセンタ歯車40に加える力を示している。この力は、モータのトルクによって発生する。この力を「印加力」と称する。印加力に抗する反力が各中継歯車に発生する。中継歯車20a、20b、20cに生ずる反力を夫々「反力a」、「反力b」、「反力c」と称する。印加力ベクトルと反力ベクトルは、概ねセンタ歯車40の接線方向を向く。なお厳密には、印加力ベクトルと反力ベクトルの向きは歯の形状に依存するのでそれらはセンタ歯車40の接線方向からわずかにずれる。ベクトルがセンタ歯車の接線方向を向くので、図5に示すとおり、印加力ベクトルの延長線に最も近い第2中継歯車20bが最も大きい反力bを生ずる。図5とは逆方向に第2入力歯車32が回転する場合には、第1中継歯車20aが最も大きい反力を生じる。即ち、第2入力歯車32に隣接する中継歯車(第1中継歯車20a及び第2中継歯車20b)に、他の中継歯車(第3中継歯車20c)よりも大きい半径方向荷重が生じる。中継歯車に加わる半径方向荷重はクランクシャフト14が支える。従って、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)に、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)よりも大きい半径方向荷重が生じる。3本のクランクシャフト14は、モータトルクを伝達するが、それぞれが受ける半径方向荷重は異なる。
FIG. 5 schematically shows the positional relationship between the
上記の半径方向荷重の条件の下、伝動装置100は次の特徴を備える。
(1)図1に示すように、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)の直径が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)の直径よりも大きい。ここで、クランクシャフトの直径とは、円錐ころ軸受16を介してキャリア8に支持されるシャフト部分の直径と、針状ころ軸受22を介して外歯歯車10と係合する偏心体18の直径の、いずれか一方あるいは両方を意味する。
(2)図2と図3を対比すると明らかなとおり、中継歯車20bの歯幅Wbが中継歯車20cの歯幅Waよりも大きい。図示されていないが、中継歯車20aの歯幅は中継歯車20bの歯幅Wbと同じである。すなわち、第2入力歯車32に隣接する中継歯車(第1中継歯車20a及び第2中継歯車20b)の歯幅が、他の中継歯車(第3中継歯車20c)の歯幅よりも大きい。ここで、「歯幅」とは、歯車の軸線方向に沿った歯の長さを意味する。
(3)第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)を支持する軸受16の容量が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)を支持する軸受16の容量よりも大きい。「軸受の容量」は、軸受の半径方向耐荷重の大きさを意味する。
(4)図4に示したとおり、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフトの偏心体(第1シャフトの偏心体18a及び第2シャフトの偏心体18b)と係合する軸受22a及び22bの容量が、他のクランクシャフトの偏心体(第3シャフトの偏心体18c)と係合する軸受22cの容量よりも大きい。
(5)第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)の材質の強度が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)の材質の強度よりも高い。
(6)第2入力歯車32に隣接するクランクシャフトの中継歯車(第1シャフトの中継歯車20a及び第2シャフトの中継歯車20b)の材質の強度が、他のクランクシャフトの中継歯車(第3シャフトの中継歯車20c)の材質の強度よりも高い。
Under the above radial load conditions, the
(1) As shown in FIG. 1, the diameter of the crankshaft (the
(2) As apparent from the comparison between FIG. 2 and FIG. 3, the tooth width Wb of the
(3) The capacity of the
(4) As shown in FIG. 4, the capacities of the
(5) The strength of the material of the crankshaft (
(6) The strength of the material of the crankshaft relay gear (the first
上記(1)−(6)の特徴を総じていえば、第2入力歯車32に隣接するクランクシャフト(第1シャフト14a及び第2シャフト14b)の強度が、他のクランクシャフト(第3シャフト14c)の強度よりも高い。ここでいう「クランクシャフトの強度」は、クランクシャフトに係合する軸受の容量と、クランクシャフトが有する中継歯車の強度を含む。
To summarize the features (1) to (6), the strength of the crankshaft (the
上記の特徴により、伝動歯車100は、それぞれが受ける半径方向荷重に見合った強度の3本のクランクシャフトを備える。3本のクランクシャフトのそれぞれがオーバースペックにならないので、無駄なコストを抑制することができる。上記(1)−(4)の特徴のいずれか1つのみでも、伝動装置は上記の効果を得ることができる。或いは、伝動装置は、上記(1)−(4)の特徴のいくつかを有してよい。
Due to the above characteristics, the
伝動装置100のその他の特徴を列挙する。2個の外歯歯車10は軸心に貫通孔が形成されており、その貫通孔に、両端がキャリア8に連結している円筒部材60が配置されている。また、ケース2とキャリア8の間にオイルシール62が配置されている。また、キャリア8においてクランクシャフト14を挿入する孔にシールキャップ64が配置されている。円筒部材60、オイルシール62、及びシールキャップ64は、ケース2内部に潤滑剤を封止する。
Other characteristics of the
クランクシャフト14の夫々に固定されている2個の偏心体18は、180度の位相差で偏心回転する。即ち、2個の外歯歯車10は、180度の位相差で偏心回転する。2個の外歯歯車10は、内歯歯車6の内周に180度の位相差をもって噛み合う。これによって、内歯歯車6とキャリア8の間に作用する力の良好なバランスが保たれる。
The two
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本願発明は偏心揺動型以外の歯車伝動装置にも適用することができる。本発明が適用可能な伝動装置は、モータのトルクを3以上の並列な伝達経路を通して出力部材に伝達するタイプであればよい。また、クランクシャフト(平行シャフト)の数は4以上であってもよい。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The present invention can be applied to gear transmissions other than the eccentric oscillating type. The transmission device to which the present invention is applicable may be of a type that transmits the torque of the motor to the output member through three or more parallel transmission paths. Further, the number of crankshafts (parallel shafts) may be four or more.
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2:ケース
4:内歯ピン
6:内歯歯車
8:キャリア
10:外歯歯車
14:クランクシャフト
18:偏心体
20:中継歯車
26:サブシャフト
30:第1入力歯車
32:第2入力歯車
34:モータ
36:ピニオン歯車
40:センタ歯車
100:伝動装置
2: Case 4: Internal pin 6: Internal gear 8: Carrier 10: External gear 14: Crankshaft 18: Eccentric body 20: Relay gear 26: Subshaft 30: First input gear 32: Second input gear 34 : Motor 36: Pinion gear 40: Center gear 100: Transmission device
Claims (7)
センタ歯車に噛み合っておりモータトルクをセンタ歯車に伝達する入力歯車と、
センタ歯車に噛み合う中継歯車を有しているとともに、センタ歯車の軸線に平行に伸びている少なくとも3本の平行シャフトと、
前記平行シャフトから並列にトルクを受ける出力部材と、を備えており、
入力歯車に隣接している平行シャフトの半径方向耐荷重強度が他の平行シャフトの半径方向耐荷重強度よりも高いことを特徴とする歯車伝動装置。 A center gear,
An input gear meshing with the center gear and transmitting the motor torque to the center gear;
A relay gear meshing with the center gear, and at least three parallel shafts extending parallel to the axis of the center gear;
An output member that receives torque in parallel from the parallel shaft,
A gear transmission characterized in that the radial load bearing strength of a parallel shaft adjacent to an input gear is higher than the radial load bearing strength of other parallel shafts.
内歯歯車と外歯歯車の他方に同軸に回転可能に支持されているキャリアを備えており、
前記平行シャフトは、内歯歯車と外歯歯車の一方に係合して偏心回転させる偏心体を固定しているとともに、キャリアに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の歯車伝動装置。 An eccentric oscillating gear transmission in which either the internal gear or the external gear meshed with the internal gear rotates eccentrically with respect to the other,
A carrier that is rotatably supported coaxially on the other of the internal gear and the external gear;
7. The parallel shaft is fixed to an eccentric body that engages with one of an internal gear and an external gear and rotates eccentrically, and is supported rotatably on a carrier. The gear transmission of any one of these.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008183879A JP2010025140A (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Gear transmission device |
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JP2008183879A JP2010025140A (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Gear transmission device |
Publications (1)
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JP2010025140A true JP2010025140A (en) | 2010-02-04 |
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JP2008183879A Pending JP2010025140A (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Gear transmission device |
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- 2008-07-15 JP JP2008183879A patent/JP2010025140A/en active Pending
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