JP2015127579A - 減速装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで、出力軸を支持する軸受を良好に潤滑することのできる減速装置を得る。【解決手段】減速機構部10の出力回転が伝達される出力フランジ70と、該出力フランジと一体化され、出力フランジよりも小径とされた出力軸80と、該出力軸を支持する第1テーパローラ軸受81と、を備え、出力フランジは、フランジ本体部71と、該フランジ本体部の径方向内側に形成されると共に該フランジ本体部よりも出力側に突出した位置で第1テーパローラ軸受の内輪81Aの軸方向移動を規制する規制部72と、減速機構部側の空間と第1テーパローラ軸受側の空間とを連通する油孔73と、を有し、該油孔は、フランジ本体部に、出力フランジの軸方向Xと平行に形成されている。【選択図】図1
Description
本発明は、減速装置に関する。
特許文献1に、偏心揺動型の減速装置が開示されている。
この減速装置Goは、図4に示されるように、減速機構部2の出力回転が伝達される出力フランジ4と、該出力フランジ4と一体化され、出力フランジ4よりも小径とされた出力軸5と、該出力軸5を支持する第1、第2主軸受6、7と、を備えている。
出力フランジ4には、該出力フランジ4の、減速機構部2側の空間と第1、第2主軸受6、7側の空間との間を連通する油孔8が形成され、これにより、特に、出力フランジ4の反減速機構部側に位置する前記第1主軸受6を潤滑している。
この油孔8は、出力フランジ4と出力軸5との境界において、出力フランジ4の軸方向Xoに対して傾斜して形成されている。
上述したような減速装置Goにあっては、出力フランジ4に形成された油孔8は、軸方向Xoに対して傾斜して形成されていたため、該油孔8の加工機械が特殊なものとなり、使用できる加工機械に制約がある上に、加工後のバリ取り工数が多くなり、加工コストが掛かるという問題があった。
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、低コストで、出力軸を支持する軸受を良好に潤滑することのできる減速装置を提供することをその課題としている。
本発明は、減速機構部の出力回転が伝達される出力フランジと、該出力フランジと一体化され、出力フランジよりも小径とされた出力軸と、該出力軸を支持する軸受と、を備え、前記出力フランジは、フランジ本体部と、該フランジ本体部の径方向内側に形成されると共に該フランジ本体部よりも出力側に突出した位置で前記軸受の内輪の軸方向移動を規制する規制部と、前記減速機構部側の空間と前記軸受側の空間とを連通する油孔と、を有し、該油孔は、前記フランジ本体部に、前記出力フランジの軸方向と平行に形成されている構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
本発明においては、油孔は、出力フランジの軸方向と平行に形成されるため、油孔の加工に使用できる加工機械の制約を緩和でき、また、(軸方向と平行に形成されることから)バリ取り工数も低減することができる。
本発明によれば、低コストで、出力軸を支持する軸受を良好に潤滑することのできる減速装置を得ることができる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態の一例に係る遊星減速装置の全体断面図である。
先ず、遊星減速装置G1の全体概略構成から説明する。この遊星減速装置G1は、偏心揺動型と称される減速機構部10を有する遊星減速装置である。
遊星減速装置G1の入力軸12は、モータ13のモータ軸13Aと一体化されている。図1の符号11は、モータ軸受である。入力軸12には、キー17を介して偏心部14、16を有する偏心体15が連結されている。
偏心部14、16の軸心O2、O3は、入力軸12の軸心O1に対して、それぞれ偏心している。この例では、偏心部14、16の偏心位相差は、180度である。
偏心部14、16の外周にはころ軸受18、20が配置されている。ころ軸受18、20の外周には外歯歯車22、24が揺動可能に組み込まれている。外歯歯車22、24は、それぞれ内歯歯車26に内接噛合している。
内歯歯車26は、ケーシング31と一体化された内歯歯車本体26A、該内歯歯車本体26Aに支持された円柱状の支持ピン26B、および該支持ピン26Bに回転自在に外嵌され、内歯歯車26の「内歯」を構成する外ローラ26Cとで主に構成されている。内歯歯車26の内歯の数(外ローラ26Cの数)は、外歯歯車22、24の外歯の数よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
なお、この実施形態では、ケーシング31は、モータ側カバー31Aと、内歯歯車本体26Aを兼ねる第1ケーシング本体31Bと、後述する出力フランジ70よりも負荷側を収容する第2ケーシング本体31Cと、負荷側カバー31Dとで主に構成され、ボルト33、34を介して連結されている。
外歯歯車22、24には、その軸心(O2、O3に同じ)からオフセットされた位置に複数(この例では10個)の貫通孔22A、24Aが円周方向に36度の間隔で設けられている。この貫通孔22A、24Aには、ピン部材30が嵌入されている。ピン部材30は、外歯歯車22、24を貫通していることから、該外歯歯車22、24の自転と同期して入力軸12の周りを公転し、該外歯歯車22、24の自転成分を、減速機構部10の出力回転として、出力フランジ70に伝達可能である。
なお、この実施形態では、ピン部材30には摺動促進部材として、摺動ローラ44が外嵌されている。摺動ローラ44は、常時外歯歯車22、24の貫通孔22A、24Aの内周面の一部と当接しており、当接していない側には、該貫通孔22A、24Aとの間に偏心部14、16の偏心量の2倍に相当する大きさの隙間がそれぞれ確保されている。ピン部材30は、外歯歯車22、24の貫通孔22A、24Aに対応して複数(この例では10本)あり、出力フランジ70の後述するフランジ本体部71に形成された10個のピン孔(図3参照)71Aに圧入によって嵌入されている。
ここで、図2、図3を合わせて参照して、出力フランジ70の近傍の構成について詳細に説明する。図2は、図1の要部拡大断面図、図3は、出力フランジ70および出力軸80を示すもので、(A)は、その正面図、(B)は側面図である。
この実施形態に係る遊星減速装置G1は、減速機構部10の出力回転が伝達される出力フランジ70と、該出力フランジ70と一体化され、出力フランジ70よりも小径とされた出力軸80と、該出力軸80を支持する第1、第2テーパローラ軸受81、82と、を備えている。具体的には、出力フランジ70は、径d70であり、出力軸80の出力フランジ側80Aの径はd80Aであり、d70>d80Aである。なお、出力軸80の負荷側80Bの径d80Bは、出力フランジ側80Aの径d80Aよりもさらに小さな径とされている。すなわち、d70>d80A>d80Bとされている。いずれにしても、出力軸80の径d80A、d80Bは、出力フランジ70の径d70よりも小さい。なお、この実施形態では、出力フランジ70は出力軸80と初めから一部材として一体化されているが、それぞれが別部材で構成された上で、スプライン等によって連結されて一体化される構成であってもよい。
出力フランジ70は、外歯歯車22、24の軸方向負荷側に配置されると共に、フランジ本体部71、規制部72、および油孔73を有している。前記ピン部材30は、該フランジ本体部71に形成されたピン孔71Aに圧入されている。つまり、減速機構部10の出力回転は、フランジ本体部71を介して出力フランジ70に伝達される。フランジ本体部71は、軸方向両側にフランジ面71B、71Cを有している。フランジ面71B、71Cは、該フランジ本体部71の軸心O1と直角である。なお、フランジ本体部71の軸心O1は、入力軸12の軸心O1と同じであり、出力軸80、出力フランジ70、内歯歯車26の軸心とも同じである(それぞれ軸方向Xに沿っている)。
出力フランジ70の規制部72は、フランジ本体部71の径方向内側に形成されると共に、該フランジ本体部71よりも出力軸80側に突出した位置で、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aに当接し、該内輪81Aの軸方向出力フランジ側への移動を規制している。つまり、この実施形態では、規制部72は、フランジ本体部71の負荷側のフランジ面71Cよりも負荷側に突出して内輪81Aに当接している軸方向端面として構成されている。また、規制部72の最も内側の部分から出力軸80が突出している。そして、この出力軸80の根元部分(最も出力フランジ側の部分)に内輪81Aが組み込まれることで、該内輪81Aが規制部72に当接している。
具体的には、規制部72は、フランジ本体部71から軸方向Xに寸法L1だけ突出した位置で、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aの位置を規制している。なお、第1テーパローラ軸受81は、内輪81A、外輪81B、および転動体81Cを備えている。規制部72の最外部72Bの径方向寸法(最外部72Bの軸心O1からの距離の2倍)d72Bは、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aの最外部81A1の径方向寸法(最外部81A1の軸心O1からの距離の2倍)d81A1よりも小さい。
また、規制部72がフランジ本体部71から軸方向Xに寸法L1だけ突出した位置で、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aを規制していることから、該第1テーパローラ軸受81の内輪81Aとフランジ本体部71の負荷側のフランジ面71Cとの間には、寸法L1に相当する軸方向隙間が形成されている。
なお、この実施形態では、フランジ本体部71(のフランジ面71C)と規制部72(の軸方向端面)との間を接続する接続面74は、出力フランジ70の軸方向X(軸心O1の方向)に対して傾斜している。具体的には、該フランジ本体部71と規制部72との間を接続する接続面74の負荷側は、出力フランジ70の軸方向Xに対して45度だけ直線的に傾斜している直線傾斜面74Aで構成されている(なお、この傾斜角度は特に45度に限定されない)。また、該接続面74は、該直線傾斜面74Aと連続して、出力フランジ70の軸方向Xに対して曲線的に傾斜している曲線傾斜面74Bを備えている。すなわち、該接続面74は、そのフランジ本体部71側の部分が、曲面によって形成されている。
一方、出力フランジ70の油孔73は、フランジ本体部71の、減速機構部10側の空間SP1と第1テーパローラ軸受81側の空間SP2とを連通している。油孔73は、フランジ本体部71に、出力フランジ70の軸方向Xと平行に形成されている。油孔73の径は、d73である。
この実施形態では、図2、図3に示されるように、油孔73は、フランジ本体部71と規制部72とに跨って形成されている。具体的には、油孔73の径方向内側のほぼ半分73Pは、規制部72に形成されており、油孔73の径方向外側のほぼ半分73Qは、フランジ本体部71に形成されている。換言するならば、油孔73の開口部のほぼ半分は、接続面74、すなわち、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aとフランジ本体部71との間の前記隙間に開口している。つまり、接続面74は、フランジ本体部71の一部であり、接続面74の部分に油孔73が形成されている場合にも、該油孔73は、フランジ本体部71に形成されていると言える。
また、前述したように、本実施形態の減速機構部10は、外歯歯車(遊星歯車)22、24を有し、フランジ本体部71には、該外歯歯車22、24の自転と同期する複数の(この例では10本の)ピン部材30が嵌入されている。油孔73は、該ピン部材30の径方向内側に形成されると共に、周方向において、ピン部材30とピン部材30との間に設けられている。なお、この例では、油孔73は、計5個形成されているが、必ずしも5個である必要はなく、1個でもよいし、5個以外の複数であってもよい。
図1に戻って、出力フランジ70の径方向内側には、前記入力軸12を支持するころ軸受68が配置され、油孔73は、このころ軸受68の径方向外側に形成されている。すなわち、入力軸12は、先端部が当該ころ軸受68を介して出力フランジ70に支持されることにより、前記モータ軸受11と合わせて両持ち支持されている。
また、第2ケーシング本体31Cの、第1テーパローラ軸受81の径方向外側には、該第1テーパローラ軸受81の軸方向減速機構部側と反減速機構部側等を連通する油孔31C1が複数形成されている。
なお、図1の符号64は、潤滑剤の給油口である。潤滑剤は、この例ではグリースが使用されているが、グリースでもオイルでも良い。
次に、この偏心揺動型の遊星減速装置G1の作用を説明する。
モータ13のモータ軸13Aが回転して、該モータ軸13Aと一体化された遊星減速装置G1の入力軸12が回転すると、該入力軸12とキー17を介して一体化されている偏心体15が回転し、該偏心体15の偏心部14、16が偏心回転する。偏心部14、16が偏心回転すると、該偏心部14、16の外周にころ軸受18、20を介して組み込まれている外歯歯車22、24が180度の位相差で揺動される。外歯歯車22、24は、内歯歯車26に内接噛合しており、かつ、この実施形態では内歯歯車本体26Aがケーシング31(の第1ケーシング本体31B)と一体化されている。そのため、外歯歯車22、24は、入力軸12が1回回転する毎に、内歯歯車26(ケーシング31)に対して歯数差分(この例では1歯分)だけ相対回転する(自転する)。
外歯歯車22、24の自転成分(減速機構部10の出力回転)は、該外歯歯車22、24の貫通孔22A、24Aを貫通している摺動ローラ44およびピン部材30を介して出力フランジ70のフランジ本体部71に伝達される。すると、該出力フランジ70がケーシング31に対して外歯歯車22、24の自転成分と同一の速度で相対的に回転する。この結果、出力フランジ70と一体化されている出力軸80から減速出力を取り出すことができる。
ここで、出力フランジ70、出力軸80、および第1テーパローラ軸受81の近傍の作用を詳細に説明する。
この遊星減速装置G1においては、潤滑剤は、給油口64から供給される。給油口64から供給された潤滑剤は、外歯歯車22、24の貫通孔22A、24A等を介して出力フランジ70のフランジ本体部71に至り、該フランジ本体部71に形成された油孔73を介して減速機構部10側の空間SP1から第1テーパローラ軸受81側の空間SP2に進入する。これにより、短い給油時間で、フランジ本体部71の反減速機構部側に存在する第1、第2テーパローラ軸受81、82に潤滑剤を供給することができる。
油孔73は、出力フランジ70の軸方向Xと平行に形成されているため、該油孔73への潤滑剤の流入・流出は、円滑に行われ、短い給油時間で、給油を実現できる。運転中も潤滑剤が流通し易いため、減速機構部10側の空間SP1と第1テーパローラ軸受81側の空間SP2との間での潤滑剤の流通が促進され、発熱し易い減速機構部側の冷却性も向上する。また、例えば、鉛直方向において、モータ13を上側、出力軸80を下側に配置し、図示せぬポンプで強制潤滑を行う場合の潤滑性も向上する。すなわち、もし、油孔73がない場合、給油口64から供給された潤滑剤は、減速機構部を通過し、出力フランジ70の外側を通過する。その際、出力フランジ70の回転による遠心力で潤滑剤は、第2ケーシング本体31Cの内壁側へ飛ばされ、油孔31C1を通過する。その結果、第1テーパローラ軸受81は潤滑されにくい状況となる。しかし、油孔73があることにより、当該油孔73から第1テーパローラ軸受81に潤滑剤が供給されるため、潤滑性が向上する。
また、従来の軸方向Xoに対して斜めの油孔8(図4)を形成する場合と比較して、バリの発生自体が少なく、除去も容易である。したがって、例えば、小さめの径d73の油孔73を複数形成する(この実施形態では5個形成している)こともより容易となり、強度、あるいは潤滑剤の流れを個別に考慮した柔軟な設計を行うことができ、潤滑に関する設計の自由度が高い。
さらには、油孔73は出力フランジ70の軸方向Xと平行に形成されるため、油孔73の加工に使用できる加工機械の制約も緩和される。
また、従来は、油孔8が出力フランジ4の軸方向Xoに対し斜めに形成されていたため、出力軸5を支持している第1主軸受(本実施形態の第1テーパローラ軸受81に相当する軸受)6は、出力フランジ4の軸と直角の面4Aから、油孔8の開口部8Aの軸方向成分に相当する寸法Loを、少なくとも離す必要があった。そのため、例えば、油孔8の径d8が大きいと、第1主軸受6をより反減速機構部側に配置する必要があり、出力軸5を支持している第1、第2主軸受6、7のスパンを確保しにくい(第1、第2主軸受6、7にとって強度上厳しくなり易い)という問題があった。
しかしながら、本実施形態では、油孔73が出力フランジ70の軸方向Xに対して平行に形成されているため、第1テーパローラ軸受81を、油孔73の径d73の大小に依存することなく、フランジ本体部71側に寄せることができる。そのため、第1、第2テーパローラ軸受81、82の軸受スパンL(81−82)をより大きく取ることができ、該第1、第2テーパローラ軸受81、82の負荷を軽減し、その分寿命を増大させることができる。
また、本実施形態では、特に、規制部72の最外部72Bの径方向寸法d72Bが、該第1テーパローラ軸受81の内輪81Aの最外部81A1の径方向寸法d81A1よりも小さく設定されており、かつ、内輪81Aとフランジ本体部71との間には寸法L1の隙間が形成されるように構成している。このため、油孔73から供給されてきた潤滑剤の流れを止めることなく円滑に出力フランジ70の反減速機構部側に供給することができる。
また、本実施形態では、油孔73は、フランジ本体部71と規制部72とに跨って形成されていることから、特に、油孔73の径方向内側の強度を高く確保することができる。さらには、油孔73を第1テーパローラ軸受81の転動体81Cの近傍に開口させることができることから、該潤滑剤を確実に該転動体81Cの転動面に供給することができる。
また、本実施形態では規制部72がフランジ本体部71から突出している接続面74が、出力フランジ70の軸方向Xに対して傾斜しているため、(たとえ油孔73が規制部72に跨って形成されていたとしても、バリの発生をより低減することができる。
また、該接続面74は、そのフランジ本体部71側の断面が曲線傾斜面74Bによって形成されるように構成したため、フランジ本体部71から規制部72が突出している構造でありながら、当該接続面74の根元部74Kに応力が集中するのを、防止することができている。
また、上記実施形態においては、油孔73は、フランジ本体部71の周方向において、ピン部材30とピン部材30との間に形成するようにしていたため、油孔73を形成することによるフランジ本体部71の強度低下をより抑えることができている。
なお、上記実施形態においては、規制部72の最外部72Bの径方向寸法d72Bが、第1テーパローラ軸受81の内輪81Aの最外部81A1の径方向寸法d81A1より小さくなるように設定されていたが、規制部72の最外部72Bの径方向寸法d72Bは、必ずしもこのような設定例とする必要はない(例えば、規制部の最外部の径方向寸法が、軸受の内輪の最外部の径方向寸法より大きくてもよい。この場合には、内輪とフランジ本体部との間に隙間もないことになる)。また、油孔73の形成位置や数、径も、上記例に限定されない。
例えば、上記実施形態においては、油孔73は、フランジ本体部71と規制部72とに跨って形成されていたが、本発明に係る油孔は、必ずしもフランジ本体部と規制部とに跨って形成される必要はない。例えば、本実施形態では、フランジ本体部71には、外歯歯車(遊星歯車)の自転と同期するピン部材30が嵌入されているが、油孔(73)を、このピン部材30の径方向内側で、かつ(規制部72に跨がらず)規制部72の径方向外側に位置するように形成してもよい。これにより、油孔の位置が規制部の接続面から径方向に離れている分、該油孔をより容易に形成することができるようになる。
また、規制部72の接続面74は、必ずしも出力フランジ70の軸方向Xに対して傾斜している必要はなく、例えば、軸方向Xと平行とされていてもよい。接続面74のフランジ本体部71側の断面が曲線によって形成されている構造も必ずしも必要ではない。
なお、上記実施形態においては、出力フランジ70の径方向内側に、入力軸12を支持するころ軸受68が配置され、油孔73は、この軸受68の径方向外側に形成されている。図4に示されるように、従来は、油孔8が出力フランジ4の軸方向Xoに対して斜めに形成されていたため、本実施形態において入力軸12のころ軸受68が配置されている部分は、当該油孔8の開口部8Aが位置しており、この部分に軸受を配置することはできなかった。そのため、従来の入力軸9は、片持ち状態で支持され、ときにブレや振動発生の原因となることがあった。特に、入力軸9が偏心揺動型の減速機構部2の偏心体軸を構成している場合には、このブレや振動が外歯歯車3の円滑な揺動回転を妨げる要因となり易いという問題もあった。
これに対し、本実施形態では、出力フランジ70のフランジ本体部71に、出力フランジ70の軸方向Xと平行に油孔73が形成されているため、該油孔73は、出力フランジ70の径方向内側には、開口していない。そのため、該出力フランジ70の径方向内側の空間に入力軸12を支持するころ軸受68を配置することができる。
その結果、入力軸(特に偏心体軸を兼ねる軸)12を、(モータ軸受11とで)両持ち状態で支持することができ、外歯歯車22、24をより安定した状態で揺動回転させることができる。また、このころ軸受68は、出力フランジ70の組付け剛性をより高める機能を併せ持つため、該ころ軸受68が出力フランジ70の径方向内側に組み込まれることで、遊星減速装置G1全体の剛性をより高めることができる。
なお、上記実施形態においては、本発明を偏心揺動型の遊星減速装置に適用していたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、偏心揺動型の減速装置としては、上記実施形態のように装置の軸心位置にクランク軸を備えた「センタクランクタイプ」のほか、装置の軸心から離れた位置に複数のクランク軸を備え、該複数のクランク軸を同期して回転させることによって、外歯歯車を揺動させる「振り分けタイプ」と称される減速装置も公知である。本発明は、このような振り分けタイプの偏心揺動型の減速装置においても、適用可能である。さらには、必ずしも偏心揺動型の減速装置である必要もなく、要は、減速機構部の出力回転が伝達される出力フランジと、該出力フランジと一体化され、出力フランジよりも小径とされた出力軸と、該出力軸を支持する軸受と、を備えた減速装置ならば、例えば、単純遊星減速装置であってもよい。
G1…遊星減速装置
12…入力軸
22、24…外歯歯車(遊星歯車)
70…出力フランジ
71…フランジ本体部
72…規制部
73…油孔
74…接続面
80…出力軸
SP1、SP2…空間
X…軸方向
12…入力軸
22、24…外歯歯車(遊星歯車)
70…出力フランジ
71…フランジ本体部
72…規制部
73…油孔
74…接続面
80…出力軸
SP1、SP2…空間
X…軸方向
Claims (7)
- 減速機構部の出力回転が伝達される出力フランジと、該出力フランジと一体化され、出力フランジよりも小径とされた出力軸と、該出力軸を支持する軸受と、を備え、
前記出力フランジは、フランジ本体部と、該フランジ本体部の径方向内側に形成されると共に該フランジ本体部よりも出力側に突出した位置で前記軸受の内輪の軸方向移動を規制する規制部と、前記減速機構部側の空間と前記軸受側の空間とを連通する油孔と、を有し、
該油孔は、前記フランジ本体部に、前記出力フランジの軸方向と平行に形成されている
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1において、
前記規制部の最外部の径方向寸法は、前記軸受の内輪の最外部の径方向寸法より小さく、
該軸受の内輪と前記フランジ本体部との間には、隙間が形成され、
前記油孔は、当該隙間に開口している
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1または2において、
前記油孔は、前記フランジ本体部と前記規制部とに跨って形成されている
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記フランジ本体部と前記規制部との間を接続する接続面は、前記出力フランジの軸方向に対して傾斜している
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記減速機構部は、遊星歯車を有し、
前記フランジ本体部には、該遊星歯車の自転または公転と同期するピン部材が嵌入され、
前記油孔は、該ピン部材の径方向内側に形成される
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記減速機構部は、遊星歯車を有し、
前記フランジ本体部には、該遊星歯車の自転または公転と同期するピン部材が複数嵌入され、
前記油孔は、該フランジ本体部の周方向において、前記ピン部材とピン部材との間に設けられている
ことを特徴とする減速装置。 - 請求項1〜6のいずれかにおいて、
前記フランジ本体部と前記規制部との間を接続する接続面は、フランジ本体部側の部分が曲面とされている
ことを特徴とする減速装置。
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