JP5647661B2 - Swing intermeshing planetary gear unit - Google Patents
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Description
本発明は、揺動内接噛合型遊星歯車装置に関する。 The present invention relates to a swinging intermeshing planetary gear device.
揺動内接噛合型遊星歯車装置は、外歯歯車と該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車とを有し、該外歯歯車と内歯歯車の一方が他方に対して揺動することにより入力軸の回転を減速し、出力軸より減速出力を取り出すもので、大トルクの伝達が可能であり且つ大減速比が得られるという利点があるので、種々の減速機分野で使用されている。 The swinging internal meshing planetary gear device has an external gear and an internal gear having a slight difference in the number of teeth from the external gear, and one of the external gear and the internal gear is in relation to the other. By swinging, the rotation of the input shaft is decelerated and the deceleration output is taken out from the output shaft. This has the advantage that a large torque can be transmitted and a large reduction ratio can be obtained. It is used.
例えば、外歯歯車の周りで該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車を揺動回転させることにより、入力軸の回転を減速して出力部材から取り出す内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装置が、特許文献1に開示されている。 For example, by rotating the internal gear having a slight difference in the number of teeth from the external gear around the external gear, the rotation of the input shaft can be decelerated and taken out from the output member. A meshing planetary gear device is disclosed in Patent Document 1.
図3、図4を用いて同歯車装置の一例を説明する。 An example of the gear device will be described with reference to FIGS.
図において、1はケーシングであり、互いにボルトやピン等の締結部材(図示略)を締結孔2に挿入することにより結合される第1支持ブロック1Aと第2支持ブロック1Bとを有する。5は入力軸で、入力軸5の端部にはピニオン6が設けられ、ピニオン6は、入力軸5の周りに等角度に配設された複数の伝動歯車7と噛合している。
In the figure, reference numeral 1 denotes a casing, which has a first support block 1A and a second support block 1B that are coupled to each other by inserting fastening members (not shown) such as bolts and pins into the
ケーシング1には、3本の偏心体軸10が、円周方向に等角度間隔(120度間隔)で設けられている。この偏心体軸10は、軸方向両端を軸受8、9によって回転自在に支持され且つ軸方向中間部に偏心体10A、10Bを有する。前記伝動歯車7は各偏心体軸10の端部に結合されており、入力軸5の回転を受けて該伝動歯車7が回転することにより、各偏心体軸10が回転するようになっている。
The casing 1 is provided with three
各偏心体軸10は、ケーシング1内に収容された2枚の内歯揺動体12A、12Bの偏心体孔11A、11Bをそれぞれ貫通しており、各偏心体軸10の軸方向に隣接した2段の偏心体10A、10Bの外周と、内歯揺動体12A、12Bの貫通孔の内周との間にはころ14A、14Bが設けられている。
Each
一方、ケーシング1内の中心部には、出力軸20の端部に一体化された外歯歯車21が配されており、外歯歯車21の外歯23に、内歯揺動体12A、12Bのピンからなる内歯13が噛合している。外歯歯車21の外歯23と内歯揺動体12A、12Bの内歯13の歯数差は僅少(例えば1〜4程度)に設定されている。
On the other hand, an
この歯車装置は次のように動作する。 This gear device operates as follows.
入力軸5の回転は、ピニオン6を介して伝動歯車7に与えられ、伝動歯車7によって偏心体軸10が回転させられる。偏心体軸10の回転により偏心体10A、10Bが回転すると、該偏心体10A、10Bの回転によって内歯揺動体12A、12Bが揺動回転する。この場合、内歯揺動体12A、12Bの1回の揺動回転によって、該内歯揺動体12A、12Bと噛合する外歯歯車21はその歯数差だけ位相がずれるので、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車21の(減速)回転となり、出力軸20から減速出力が取り出される。
The rotation of the input shaft 5 is given to the
なお、この種の揺動内接噛合型遊星歯車装置としては、このような内歯歯車を揺動させる内歯揺動型のほかに、外歯歯車の方を揺動させる外歯揺動型の遊星歯車装置も知られており、広く利用されている。 In addition, as this kind of swinging internal meshing type planetary gear device, in addition to the internal tooth swinging type that swings such an internal gear, an externally swinging type that swings the external gear. Are also known and widely used.
外歯歯車を揺動させるタイプの場合、外歯歯車を揺動回転させるための偏心体を入力軸の外周に(該入力軸と同軸に)設けるようにしたタイプと、複数の偏心体軸を外歯歯車を貫通して備え、入力軸の回転を該複数の偏心体軸に振り分けて伝達することにより全偏心体軸を同位相で回転させるタイプとがある(例えば技術文献2等多数)。 In the case of the type that swings the external gear, a type in which an eccentric body for swinging and rotating the external gear is provided on the outer periphery of the input shaft (coaxially with the input shaft), and a plurality of eccentric shafts There is a type in which all the eccentric body shafts are rotated in the same phase by passing through external gears and transmitting the rotation of the input shaft to the plurality of eccentric body shafts (see, for example, Technical Document 2).
しかしながら、これら従来公知の歯車装置では、入力軸が出力軸と同軸に配置されていたため、該入力軸に駆動源(例えばモータ)が接続された場合に、軸方向の長さが長くなり、また、元々歯車装置自体が半径方向にかなりの寸法を有していることから、結局、半径方向及び軸方向の双方において大きな占有空間(収容空間)を必要としていた。そのため、用途や設置状況によっては、相手機械(被駆動機械)への据付が困難になることがあり、また、ギヤドモータ等の形で在庫として保管したり、運搬したりする場合に、一個当たりの専有体積が大きくなるという問題もあった。 However, in these conventionally known gear devices, since the input shaft is arranged coaxially with the output shaft, when a drive source (for example, a motor) is connected to the input shaft, the axial length becomes long. Since the gear device itself has a considerable size in the radial direction, a large occupied space (accommodating space) is required in both the radial direction and the axial direction. For this reason, depending on the application and installation conditions, it may be difficult to install the machine on the other machine (driven machine), and when storing or transporting it in the form of a geared motor, etc. There was also a problem that the exclusive volume became large.
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、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる揺動内接噛合型遊星歯車装置を提供することその課題としている。 The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and does not require a large occupied space even when a drive source is connected, and in particular, a swing that can reduce the axial length. An object of the present invention is to provide an intermeshing planetary gear device.
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車と、前記外歯歯車または内歯歯車の一方を他方に対して揺動回転させるための偏心体軸と、を備える揺動内接噛合型遊星歯車装置において、出力軸と平行に、前記出力軸の中心からオフセットして配置された中間軸と、該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置され、複数の前記偏心体軸に組み込まれた偏心体軸駆動用歯車と、前記複数の偏心体軸駆動用歯車と噛合する伝動外歯歯車と、を備え、前記入力軸からの動力が、前記中間軸歯車を介して前記伝動外歯歯車へ伝達され、前記入力軸は、前記直交歯車と噛合う直交ピニオンを有し、軸受によって回転自在に支持され、モータの出力軸が挿入される挿入口を有することによって、上記課題を解決したものである。
The present invention relates to an external gear, an internal gear having a slight difference in the number of teeth from the external gear, and an eccentric body shaft for swinging and rotating one of the external gear and the internal gear with respect to the other. An intermediate shaft arranged in parallel with the output shaft and offset from the center of the output shaft, and an orthogonal gear that orthogonally connects the intermediate shaft and the input shaft. And an intermediate shaft gear that is provided on the intermediate shaft and transmits power to the swinging and rotating gear side, and in the axial direction of the intermediate shaft, between the orthogonal gear and the external gear, The intermediate shaft gear is disposed, and includes an eccentric body shaft driving gear incorporated in the plurality of eccentric body shafts, and a transmission external gear that meshes with the plurality of eccentric body shaft driving gears, and the input shaft power from is transmitted to the transmission external gear via the intermediate shaft gear, the entering Axis has the orthogonal gear meshed with orthogonal pinion is rotatably supported by a bearing, by having an insertion port for the output shaft of the motor is inserted, is obtained by solving the above problems.
本発明に係る構成によれば、駆動源を含めた装置全体の軸方向長を短縮できる。また、駆動源を一体化したときの占有空間に無駄が少ないため、在庫、あるいは運搬時の一個当たりの専有体積を減少させることもできる。 According to the configuration of the present invention, the axial length of the entire apparatus including the drive source can be shortened. In addition, since the occupied space when the drive sources are integrated is less wasteful, it is possible to reduce the exclusive volume per inventory or during transportation.
なお、本発明は、後述するように、内歯揺動型及び外歯揺動型のいずれの内接噛合遊星歯車装置にも適用可能である。 As will be described later, the present invention can be applied to any internally meshed planetary gear device of an internal gear swing type and an external gear swing type.
また、本発明は、出力軸が当該揺動内接噛合方遊星歯車装置全体を軸方向に貫通するホローシャフトとされている構成を採用するのが好ましい。これにより、大径で且つ防護パイプ等の付設を要しないホローシャフト構造を実現することができる。 Further, the present invention preferably employs a configuration in which the output shaft is a hollow shaft that penetrates the entire swinging in meshing planetary gear device in the axial direction. Thereby, it is possible to realize a hollow shaft structure that has a large diameter and does not require a protective pipe or the like.
本発明によれば、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる。 According to the present invention, a large occupied space is not required even when the drive source is connected, and the axial length can be particularly shortened.
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態の例に係る揺動内接噛合型の遊星歯車装置100を示した図である。
FIG. 1 is a view showing a swinging intermeshing
この遊星歯車装置100は、本体ケーシング102、入力軸104、直交歯車セット106、後に詳述する中間軸108、伝動外歯歯車110、偏心体軸駆動用の歯車112、該偏心体軸駆動用の歯車112によって駆動される3本の偏心体軸114(114A〜114C)、2つの内歯揺動体(内歯歯車)116A、116B、及び出力軸としての機能を兼用する外歯歯車118によって主に構成されている。
The
即ち、この遊星歯車装置100は、内歯揺動体116A、116Bを揺動回転させるための複数の偏心体軸114を内歯揺動体116A、116Bを貫通して3本備え、入力軸104の回転を該複数の偏心体軸114A〜114Cに振り分けて伝達することにより全偏心体軸114A〜114Cを同位相で回転させるものである。
That is, the
減速機構自体の基本構成は図3、図4を用いて既に説明した従来例と同様である。該従来例と大きく異なるのは入力軸104から偏心体軸114A〜114Cまでの動力伝達構造及び歯車装置全体のケーシング構造である。そのため、以下この点について詳細に説明する。
The basic structure of the speed reduction mechanism itself is the same as that of the conventional example already described with reference to FIGS. The major difference from the conventional example is the power transmission structure from the
前記本体ケーシング102は、図1において左右に配置された、2つの第1、第2ケーシング102A、102Bによって構成されている。この第1、第2ケーシング102A、102Bには、図2に示されるように、これらを貫通するように複数のボルト孔102A1、102B1がそれぞれ形成されている。該第1、第2ケーシング102A、102Bは、互いにボルト103によって結合可能な構造となっている。なお、図2の(A)は図1の右側面図であり、(B)は(A)とは別の角度からモータMを取付ける例をそれぞれ示している。
The
この本体ケーシング102には、前記入力軸104が図1において縦向き、即ち外歯歯車(出力軸)118と直交する方向に配置され、軸受120、122により回転自在に支持されている。入力軸104の一端側(図の上側)には、ハイポイドピニオン(直交ピニオン)104Aが形成されており、他端にはモータMの出力軸(図示略)が挿入される挿入口104Bが形成されている。
In the
本体ケーシング102には、入力軸104のほかに、内歯揺動体116A、116Bよりも半径方向外側位置に、外歯歯車(出力軸)118と平行に前記中間軸108が配置され、テーパーローラベアリング124、124によって回転自在に支持されている。中間軸108には前記ハイポイドピニオン104Aと噛合して直交歯車セット106を構成するハイポイドギヤ(直交ギヤ)128が組み込まれており、さらに、中間ピニオン130が組み込まれている。
In the
一方、外歯歯車(出力軸)118の外周には、軸受132を介してリング状の前記伝動外歯歯車110が該外歯歯車118と同軸に配置されている。この伝動外歯歯車110には、前記中間ピニオン130及び3本の偏心体軸114にそれぞれ組み込まれた偏心体軸駆動用の歯車112が同時に噛合している。即ち、伝動外歯歯車110は、前記中間ピニオン130を介して中間軸108と連結されると共に、偏心体軸駆動用の歯車112を介して全偏心体軸114のそれぞれとも連結されていることになる。
On the other hand, on the outer periphery of the external gear (output shaft) 118, the ring-shaped transmission
3本の偏心体軸114は、同一の円周上で等間隔に配置され(図2参照)、それぞれテーパーローラベアリング136、136によって両持ち支持されている。各偏心体軸114とも内歯揺動体116A、116Bの偏心体孔116A1、116B1を軸方向に貫通している。各偏心体軸114には偏心体140A、140Bが一体に組み込まれており、3本の偏心体軸114が同位相で同時に同方向に回転できように各偏心体軸114の偏心体140A、140Bの位相が揃えられている。また、2枚の内歯揺動体116A、116Bはこの偏心体140A、140Bとの摺動により、それぞれ互いに180°の位相差を保ちながら揺動回転可能である。なお、図の符号119は、当該2枚の内歯揺動体116A、116Bの軸方向の移動規制を行うための差し輪である。
The three
内歯揺動体116A、116Bには、ホローシャフトタイプの出力軸兼用の外歯歯車118が内接している。外歯歯車118は配管や配線等を貫通可能な貫通孔118Dを有する略円筒形状の部材からなり、テーパーローラベアリング142、142を介してケーシング本体102に回転自在に支持されている。
A hollow shaft type
外歯歯車118の外歯は外ピン118Pが図示せぬ溝に回転自在に組み込まれた構造になっている。外ピン118Pの数(外歯の歯数)は、内歯揺動体116A、116Bの内歯の歯数より僅かだけ小さい(僅少の歯数差)。この外歯歯車118は、本体118A、端部部材118B、118Cの3つの部材からなる。これは、端部部材118B、118Cの段部118B1、118C1によって前記テーパーローラベアリング142、142の組込み及びその軸方向の位置決めを可能とするためである。
The external teeth of the
次にこの遊星歯車装置100の作用を説明する。
Next, the operation of the
モータMの図示せぬモータ軸の回転によって入力軸104が回転すると、この回転は、ハイポイドピニオン104A及びハイポイドギヤ128を介してその回転方向が直交方向に変換されると共に初段の減速が行われ、中間軸108に伝達される。中間軸108が回転すると、該中間軸108に組み込まれた中間ピニオン130が回転し、更にこれと噛合している伝動外歯歯車110が回転する。
When the
伝動外歯歯車110には同時に偏心体軸駆動用の歯車112が噛合しているため、該伝動外歯歯車110の回転によりこれらの歯車112が回転する。その結果、3本の偏心体軸114A〜114Cが同位相で回転し、これにより2つの内歯揺動体116A、116Bがそれぞれの位相を180°に保った状態で外歯歯車118の周りを揺動回転する。内歯揺動体116A、116Bは、その自転が拘束されているため、該内歯揺動体116A、116Bの1回の揺動回転によって、該内歯揺動体116A、116Bと噛合する外歯歯車118はその歯数差だけ位相がずれ、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車118の回転となり、出力が外部へ取り出される。
Since the transmission
ここで、本発明の実施形態の例に係る遊星歯車装置100によれば、内歯揺動体116A、116Bよりも半径方向外側位置に、外歯歯車(出力軸)118と平行に前記中間軸108を配置し、入力軸104の回転を、一度中間軸108で受けた後に揺動体側に入力するようにしている。そのため、入力軸(及びモータM)104を、従来のように歯車装置100の軸方向サイドにではなく、半径方向サイドに配置することができるようになる。この結果、駆動源を含めた装置全体(ギヤドモータ)の軸方向長さを、ほぼ遊星歯車装置100自体の軸方向長さ内に収めることができ、該軸方向長さを大幅に短縮できる。また、ギヤドモータとして在庫を保管したり、運搬したりする場合においても無駄な空間が少なく、且つ扱いやすい。
Here, according to the
更に、遊星歯車装置100の軸方向サイドに入力軸も駆動源も存在しないことから、外歯歯車118を、歯車装置100を貫通する大径のホローシャフトとすることができている。外歯歯車118は出力軸を兼ねるものであり、その回転は極めて低速であるため、該外歯歯車118の内側に別体の防護パイプ等を付設することなく、ワイヤハーネスや冷却水パイプ等をそのまま配置することができる。
Further, since neither the input shaft nor the drive source exists on the axial side of the
なお、上記実施形態においては、入力軸104として、モータ軸の挿入口104Bを有する構造のものが使用されているが、モータのモータ軸の先端に直接直交ピニオンを形成し、これを入力軸として兼用する構造であってもよい。
In the above embodiment, the
また、直交ピニオン及び直交ギヤのセットは、上記実施形態においてはハイポイドピニオン及びハイポイドギヤのセットが利用されていたが、ベベルピニオン及びベベルギヤ等の他の構造に係る直交ピニオン及び直交ギヤのセットを用いても構わない。 Further, in the above embodiment, the set of the orthogonal pinion and the orthogonal gear is the set of the hypoid pinion and the hypoid gear, but the orthogonal pinion and the orthogonal gear set according to another structure such as the bevel pinion and the bevel gear are used. It doesn't matter.
さらに、本発明は、外歯歯車が揺動するタイプの揺動内接噛合型遊星歯車装置にも適用可能である。この場合、3本の偏心体軸によって揺動回転させられるのが内歯歯車ではなく外歯歯車となり、キャリヤを介して該外歯歯車の自転成分を取り出すことになる。しかしながら、この場合でも、モータから入力軸〜中間軸〜伝動外歯歯車〜偏心体軸駆動用の歯車〜3本の偏心体軸に至る構成については、上記実施形態にて説明した構造と全く同様の構成とすることができる。 Furthermore, the present invention is also applicable to a swinging intermeshing planetary gear device of a type in which an external gear swings. In this case, it is not an internal gear but an external gear that is swung and rotated by the three eccentric body shafts, and the rotation component of the external gear is taken out via the carrier. However, even in this case, the configuration from the motor to the input shaft, the intermediate shaft, the transmission external gear, the eccentric shaft driving gear, and the three eccentric shafts is exactly the same as the structure described in the above embodiment. It can be set as this structure.
100…内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置
102…本体ケーシング
102A、102B…第1、第2ケーシング
104…入力軸
104A…ハイポイドピニオン(直交ピニオン)
106…直交歯車セット
108…中間軸
110…伝動外歯歯車
112…偏心体軸歯車
116A、116B…内歯揺動体(内歯歯車)
118…外歯歯車
128…ハイポイドギヤ(直交ギヤ)
DESCRIPTION OF
106 ... Orthogonal gear set 108 ...
118 ...
Claims (1)
出力軸と平行に、前記出力軸の中心からオフセットして配置された中間軸と、
該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、
前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、
前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置され、
複数の前記偏心体軸に組み込まれた偏心体軸駆動用歯車と、
前記複数の偏心体軸駆動用歯車と噛合する伝動外歯歯車と、を備え、
前記入力軸からの動力が、前記中間軸歯車を介して前記伝動外歯歯車へ伝達され、
前記入力軸は、前記直交歯車と噛合う直交ピニオンを有し、軸受によって回転自在に支持され、モータの出力軸が挿入される挿入口を有することを特徴とする揺動内接噛合型遊星歯車装置。
An external gear, an internal gear having a slight difference in the number of teeth from the external gear, and an eccentric body shaft for swinging and rotating one of the external gear and the internal gear with respect to the other. In the swinging intermeshing planetary gear device,
An intermediate shaft arranged parallel to the output shaft and offset from the center of the output shaft;
An orthogonal gear that orthogonally connects the intermediate shaft and the input shaft;
An intermediate shaft gear that is provided on the intermediate shaft and transmits power to the rocking and rotating gear side;
In the axial direction of the intermediate shaft, the intermediate shaft gear is disposed between the orthogonal gear and the external gear,
An eccentric body shaft driving gear incorporated in the plurality of eccentric body shafts;
A transmission external gear that meshes with the plurality of eccentric body shaft driving gears,
Power from the input shaft is transmitted to the transmission external gear through the intermediate shaft gear,
The input shaft has an orthogonal pinion that meshes with the orthogonal gear, is rotatably supported by a bearing, and has an insertion port into which an output shaft of a motor is inserted. apparatus.
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