JP6342206B2 - 偏心型減速機 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つの部材が互いに締結されることにより形成されたキャリアを有する偏心型減速機に関する。

従来より、例えば特許文献１に開示されるような、電動機等の動力源から大きなトルクを出力するように構成された減速機が知られている。この減速機では、動力源としての駆動モータが回転すると、入力軸、従動外歯車等を介してクランク軸が回転する。この回転に伴い、クランク軸に固定された偏心部の荷重がピニオン（外歯歯車）に作用し、外歯歯車が偏心回転する。すると、該外歯歯車に回転保持されたクランク軸が自転しながら公転する。このクランク軸の公転動作により、クランク軸を回転自在に保持するキャリアが回転する。これにより、キャリアに固定された伝達歯車から大きなトルクを得ることができる。

そして、特許文献１に開示される減速機のキャリアは、基台部（第１キャリア部材）及び端板部（第２キャリア部材）が、ピン部材及びボルト（締結部）によって互いに対して固定されることにより形成されている。ピン部材は、基部キャリア及び端部キャリアのそれぞれに形成されたピン部材用の穴部の双方に跨るように圧入される。ボルトは、基部キャリア及び端部キャリアのそれぞれに形成されたネジ穴の双方に跨るようにネジ止めされる。これにより、双方のキャリアが互いに対して強固に固定される。

特開２００６−２８３９８３号公報

ところで、上述のようにピン部材を圧入しただけでは、何らかの理由によりピン部材が穴部から脱落してしまう可能性がある。これに対して、例えば一例として、ピン部材を穴部に圧入した後、該穴部の外周縁部を打ち叩いて内側に変形させることにより、ピン部材の脱落を防止することが考えられる。しかし、このように穴部の外周縁部を打ち叩いて変形させる場合、その変形量の管理が非常に難しく、変形量が不十分になる場合がある。その結果、ピン部材の脱落を防止できない虞が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、第１キャリア部材及び第２キャリア部材を互いに固定するために双方に跨って圧入されたピン部材の離脱を確実に防止することである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る偏心型減速機は、駆動力が入力される側の駆動側ギアの回転とともに回転する歯車部、該歯車部を回転自在に保持するキャリア、及び該キャリアと一体に回転する出力軸、を備えた偏心型減速機であって、前記キャリアは、前記出力軸が延びる方向における一方側に配置される第１キャリア部材と、前記出力軸が延びる方向における他方側に配置されて、前記第１キャリア部材に固定される第２キャリア部材と、前記第１キャリア部材に形成された有底穴部、及び前記第２キャリア部材に形成された貫通孔部の両方に跨って圧入されるピン部材と、前記第１キャリア部材及び前記第２キャリア部材のそれぞれに形成されたネジ穴の両方に跨って螺合されるネジ本体部、を有する締結部と、を備え、前記締結部の一部は、前記ピン部材が圧入された状態の前記貫通孔部の開口部分の少なくとも一部を覆うカバー部として設けられている。

この構成では、第１キャリア部材と第２キャリア部材とが、ピン部材及び締結部によって互いに固定される。これにより、互いに強固に固定された第１キャリア部材及び第２キャリア部材を有するキャリアを構成することができる。また、この構成では、ピン部材が圧入された状態の貫通孔部の開口部分の少なくとも一部が、締結部の一部によって覆われている。こうすると、圧入されたピン部材が何らかの理由により貫通孔部から抜け落ちようとしても、締結部の一部に引っかかる。すなわち、上述した締結部の一部は、圧入されたピン部材が貫通孔部から抜け落ちるのを防止するカバー部として機能する。

従って、この構成によると、第１キャリア部材及び第２キャリア部材を互いに固定するために双方に跨って圧入されたピン部材の離脱を確実に防止できる。

また、この構成では、２つのキャリア部材を互いに固定する締結部の一部を、カバー部として設けている。すなわち、ピン部材の離脱を防止するためのカバー部として、新たに別の部材を設けることなく、ピン部材の抜け落ちを防止することができる。

（２）好ましくは、前記締結部は、前記ネジ本体部と一体に形成されたネジ頭部と、該ネジ頭部と前記第２キャリア部材との間で挟んで保持されるワッシャーと、を更に有し、前記ワッシャーは、前記カバー部として設けられている。

この構成では、締結部の一部として設けられたワッシャーによって、ピン部材の離脱を防止することができる。また、ワッシャーは、例えばプレスによる打ち抜き加工等によって形成されるため、外形寸法のバラつきが比較的少ない。よって、ピン部材が圧入された貫通孔部の一部をより確実に覆うことができるため、ピン部材の離脱をより確実に防止できる。

（３）好ましくは、前記締結部は、前記ネジ本体部と一体に形成されたネジ頭部を更に有し、前記ネジ頭部は、前記カバー部として設けられている。

この構成では、締結部の一部として設けられたネジ頭部によって、ピン部材の離脱を防止することができる。また、ネジ頭部は、外形寸法のバラつきが比較的少ないため、ピン部材の離脱をより確実に防止できる。

（４）好ましくは、前記キャリアは、複数の前記ピン部材を更に備え、前記カバー部は、複数の前記ピン部材が圧入された状態の複数の前記貫通孔部の開口部分のそれぞれの少なくとも一部を覆うように設けられている。この構成では、１つのカバー部で複数のピン部材の抜け落ちを防止することができる。

本発明によると、第１キャリア部材及び第２キャリア部材を互いに固定するために双方に跨って圧入されたピン部材の離脱を確実に防止できる。

本発明の実施形態に係る偏心型減速機の部分断面部であって、偏心型減速機の内部構造を説明するための図であり、図２のI-I線の部分断面図である。 図１を矢印IIから視た場合における締結部及びピン部材の位置関係を示す図であり、ケース及び端部キャリア等の構成部品については外形のみを示す図である。 図２における締結部及びピン部材付近を拡大して示す図である。 図３のIV−IV線の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る偏心型減速機１は、例えば、風車のタワーに対してナセルを回転させるようにヨー駆動するヨー駆動装置、又は、ナセル側のハブに対してブレードの軸部を回転させるようにピッチ駆動するピッチ駆動装置に用いる減速機として好適である。なお、本実施形態に係る偏心型減速機１は、風車用に限らず、各種産業用機械又は建設機械等において用いることもできる。

［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る偏心型減速機１の部分断面図である。偏心型減速機１は、モータ（図示せず）から入力された回転を減速して伝達して出力するように構成されている。偏心型減速機１は、ケース２、入力ギア４（駆動側ギア）、減速部１０、出力軸５等を備えている。

図１に示すように、偏心型減速機１は、下側に配置された一端側においてケース２から突出するように位置する出力軸５にピニオン６が一体に形成され、上側に配置された他端側においてケース２に対してモータ（図示省略）が取り付けられる。そして、偏心型減速機１においては、上側に配置されたモータから入力された回転力を、減速部１０等を介して減速して伝達し、出力軸５のピニオン６に出力する。尚、以下の説明においては、図１に示すように、偏心型減速機１にて、出力軸５が配置される下側である出力側を一端側として、モータが取り付けられる上側である入力側を他端側として説明する。また、他端側を上側又は上方、一端側を下側又は下方と称する場合もある。

図１に示すように、ケース２は、複数のケース部材が互いに締結されることにより、上下方向に延びる略円筒状に形成されている。ケース２には、減速部１０等が収容されている。ケース２の内周面には、上下方向に延びるピン内歯（図示省略）が、該ケース２の周方向に沿って等間隔に配列されている。これらのピン内歯は、後述する外歯歯車２５と噛み合うように構成されている。

入力ギア４は、短軸状の歯車部材で構成され、モータの回転軸３と一体に設けられている。モータの回転軸３は、モータの回転駆動力が入力される側の軸である入力側軸として設けられている。入力ギア４の外周面には、減速部１０のスパーギア１１の歯部と噛み合う歯車部分が形成されている。入力ギア４は、モータからの回転駆動力をスパーギア１１に入力するように構成されている。

減速部１０は、スパーギア１１、クランク軸２０、外歯歯車２５（歯車部）、キャリア３０等を備えて構成されている。

スパーギア１１は、入力ギア４によって駆動される従動側ギアとして設けられている。スパーギア１１は、入力ギア４の歯車部分と噛み合うように入力ギア４の周囲に複数個（本実施形態では、４個）配置されている。スパーギア１１は、入力ギア４の周方向に沿って等間隔で（本実施形態では、９０度間隔で）配列されている。スパーギア１１は、クランク軸２０とスプライン結合している。

クランク軸２０は、ケース２の内周の周方向に沿って互いに等間隔となるように複数（本実施形態では４つ）配置されている。各クランク軸２０は、外歯歯車２５に形成されたクランク用孔（図示省略）をそれぞれ貫通するように配置されており、回転することで外歯歯車２５を偏心させて回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸２０は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２５の回転とともに、公転動作を行うことになる。また、各クランク軸２０における上側の部分には、スパーギア１１が取り付けられている。

外歯歯車２５は、互いに平行となるようにケース２内に複数、収納されている。また、各外歯歯車２５には、周方向に等間隔となるように、各クランク軸２０が挿通している。

各外歯歯車２５の外周には、ピン内歯に噛み合う外歯（図示省略）が形成されている。すなわち、外歯歯車２５は、ピン内歯に噛み合う外歯を有する歯車を構成している。各外歯歯車２５の外歯の歯数は、ピン内歯の歯数よりも１個或いは複数個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸２０が回転するごとに、噛み合う外歯とピン内歯との噛み合いがずれ、外歯歯車２５が偏心して揺動回転するように構成されている。外歯歯車２５は、外歯用軸受（図示省略）を介してクランク軸２０を回転自在に保持している。

［キャリアの構成］
キャリア３０は、クランク軸受３３，３４によって外歯歯車２５を回転自在に保持するとともに、自身もケース２に対してキャリア軸受７，８によって回転自在に保持されている。キャリア３０は、基部キャリア３１（第１キャリア部材）、端部キャリア３２（第２キャリア部材）、複数のピン部材４１、及び複数の締結部４０等を備え、これらが互いに組み合わされることにより構成されている。

基部キャリア３１は、円板部３５と、複数の（本実施形態では、４つの）支柱部３６とを有し、これらが一体に形成されている。円板部３５は、上下方向にやや肉厚な略円板状の部分として設けられている。各支柱部３６は、円板部３５から上方へ延びるように形成されている。

各支柱部３６には、１つのボルト用穴部３６ａと、２つのピン用有底穴部３６ｂと、が形成されている。ボルト用穴部３６ａは、支柱部３６の上面から下方へ延びるように形成されている。ボルト用穴部３６ａの内周面には、雌ネジが形成されている。各ピン用有底穴部３６ｂは、ボルト用穴部３６ａと同様、支柱部３６の上面から下方へ延びるように形成されている。ピン用有底穴部３６ｂの内周面は、該ピン用有底穴部３６ｂの延びる方向に垂直な断面形状が円形状となるように形成されている。

端部キャリア３２は、円板部３７と、複数の（本実施形態では、４つの）支柱部３８とを有し、これらが一体に形成されている。円板部３７は、上下方向にやや肉厚な略円板状の部分として設けられている。各支柱部３８は、円板部３７から下方へ延びるように形成されている。

各支柱部３８には、１つのボルト用穴部３８ａと、２つのピン用貫通孔部３８ｂと、が形成されている。各ボルト用穴部３８ａ及び各ピン用貫通孔部３８ｂは、各支柱部３８において、基部キャリア３１及び端部キャリア３２が上下方向に重ねられた状態において、対応する各ボルト用穴部３６ａ及び各ピン用有底穴部３６ｂと重なる位置に形成されている。

ボルト用穴部３８ａは、支柱部３８を上下方向に貫通するように形成されている。ボルト用穴部３８ａの内周面には、雌ネジが形成されている。ボルト用穴部３８ａの内径は、基部キャリア３１に形成されたボルト用穴部３６ａの内径と同じである。各ピン用貫通孔部３８ｂは、ボルト用穴部３８ａと同様、支柱部３８を上下方向に貫通するように形成されている。ピン用貫通孔部３８ｂの内周面は、該ピン用貫通孔部３８ｂの延びる方向に垂直な断面形状が円形状となるように形成されている。ピン用貫通孔部３８ｂの内径は、ピン用有底穴部３６ｂの内径と同じである。

複数のピン部材４１は、それぞれ、略丸棒状に形成されている。ピン部材４１の外径は、ピン用有底穴部３６ｂ及びピン用貫通孔部３８ｂの内径よりもやや大きい。各ピン部材４１は、基部キャリア３１及び端部キャリア３２が上下方向に重ねられた状態において、ピン用有底穴部３６ｂ及びピン用貫通孔部３８ｂの双方の跨るように圧入される。これにより、基部キャリア３１及び端部キャリア３２を互いに対して固定することができる。

図２は、図１を矢印IIから視た場合における締結部４０及びピン部材４１の位置関係を示す図であり、ケース２及び端部キャリア３２等の構成部品については外形のみを示す図である。図３は、図２における締結部４０及びピン部材４１付近を拡大して示す図である。図４は、図３のIV−IV線の断面図である。各締結部４０は、ボルト４２とワッシャー４５とを備えている。

ボルト４２は、図４に示すように、ネジ本体部４３及びネジ頭部４４を有し、これらが一体に形成されている。ネジ本体部４３は、略丸棒状に形成された部分であって、その外周面には、ボルト用穴部３６ａ，３８ａの内周面に形成された雌ネジと螺合する雄ネジが形成されている。ネジ頭部４４は、ネジ本体部４３の一端側と一体に設けられた部分であって、その外径は、ネジ本体部４３の外径よりも大きくなるように形成されている。各ボルト４２は、基部キャリア３１及び端部キャリア３２が上下方向に重ねられた状態において、ボルト用穴部３６ａ，３８ａに挿入されて螺合する。これにより、基部キャリア３１及び端部キャリア３２を互いに対して、更に強固に固定することができる。なお、このとき、各ボルト４２は、ネジ本体部４３がワッシャー４５に挿入された状態で、ボルト用穴部３６ａ，３８ａに挿入される。

ワッシャー４５は、比較的厚みの薄い円環状に形成された部材である。ワッシャー４５は、ネジ本体部４３がボルト用穴部３６ａ，３８ａに螺合した状態において、ネジ頭部４４と端部キャリア３２との間で挟まれて保持された状態となっている。ワッシャー４５の外径は、ネジ頭部４４の外径よりも大きくなるように形成されている。

そして、ワッシャー４５は、図３及び図４等に示すように、ピン部材４１が圧入された状態のピン用貫通孔部３８ｂの開口部分３８ｃの一部を覆った状態で、ネジ頭部４４と端部キャリア３２との間で挟んで保持されている。すなわち、本実施形態では、ワッシャー４５は、ピン用貫通孔部３８ｂの開口部分３８ｃの少なくとも一部を覆うカバー部として設けられている。また、本実施形態では、各ワッシャー４５は、図３に示すように、２つのピン用貫通孔部３８ｂのそれぞれの開口部分３８ｃの一部を覆っている。

出力軸５は、基部キャリア３１の中央部分から下方へ延びるように、該基部キャリア３１と一体に設けられている。出力軸５は、図１に示すように、ピニオン６が一体に形成された一端側においてケース２から突出している。

［動作］
次に、上述した偏心型減速機１の動作について説明する。偏心型減速機１は、図示しないモータの運転が行われることにより動作する。モータの運転が開始されると、入力ギア４が回転する。入力ギア４が回転すると、入力ギア４に噛み合う各スパーギア１１が回転し、各スパーギア１１が固定された各クランク軸２０が回転する。この回転に伴って、外歯歯車２５がピン内歯と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、外歯歯車２５の偏心回転に伴って、外歯歯車２５に対して回転保持されたクランク軸２０が自転しながら公転動作を行う。このクランク軸２０の公転動作により、クランク軸２０の一端側及び他端側を基部キャリア３１及び端部キャリア３２にて回転自在に保持するキャリア３０が回転する。そして、基部キャリア３１と一体に設けられた出力軸５が回転し、大きなトルクがピニオン６から出力されることになる。

ところで一般的に、偏心型減速機では、基部キャリア３１及び端部キャリア３２を互いに締結するために、双方のキャリア部材３１，３２に形成された各穴部に跨るようにピン部材４１が圧入される。そして、このピン部材４１が穴から抜け落ちるのを防止するために、従来では、例えば一例として、ピン部材４１が圧入された状態の穴部の外周縁部を打ち叩いて内側に変形させている。しかし、この方法では、変形量の管理が非常に難しく、変形量が不十分になる場合がある。その結果、ピン部材４１の脱落を防止できない虞が生じる。

これに対して、本実施形態に係る偏心型減速機１では、締結部４０の一部として設けられたカバー部（ワッシャー４５）で、ピン部材４１が圧入された状態の貫通孔部３８ｂの一部を覆っている。こうすると、圧入されたピン部材４１が何らかの理由により貫通孔部３８ｂから抜け落ちようとしても、ワッシャー４５に引っかかるため、ピン部材４１が抜け落ちるのを確実に防止できる。

［効果］
以上説明したように、上記実施形態に係る偏心型減速機１では、基部キャリア３１及び端部キャリア３２を互いに固定するために双方に跨って圧入されたピン部材４１の離脱を確実に防止できる。

また、偏心型減速機１では、２つのキャリア部材３１，３２を互いに固定する締結部４０の一部（本実施形態では、ワッシャー４５）を、カバー部として設けている。すなわち、ピン部材４１の離脱を防止するためのカバー部として、新たに別の部材を設けることなく、ピン部材４１の抜け落ちを防止することができる。

また、偏心型減速機１では、締結部４０の一部として設けられたワッシャー４５によって、ピン部材４１の離脱を防止することができる。また、ワッシャー４５は、例えばプレスによる打ち抜き加工等によって形成されるため、外形寸法のバラつきが比較的少ない。よって、ピン部材４１が圧入された貫通孔部３８ｂの一部をより確実に覆うことができるため、ピン部材４１の離脱をより確実に防止できる。

また、偏心型減速機１では、１つのワッシャー４５で複数のピン部材４１の抜け落ちを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）上述した実施形態では、ワッシャー４５をカバー部として設けてピン部材４１の抜け止めを図ったが、これに限らない。具体的には、例えば一例として、ワッシャーを有さない締結部（すなわち、ボルトで構成された締結部）のネジ頭部をカバー部として設けてもよい。ネジ頭部は、外形寸法のバラつきが比較的少ないため、ピン部材４１の離脱をより確実に防止することができる。

（２）上述した実施形態では、１つのワッシャー４５で２つのピン用貫通孔部３８ｂのそれぞれの一部を覆ったが、これに限らない。具体的には、１つのワッシャー４５で１つ又は３つ以上のピン用貫通孔部３８ｂを覆うような構成であってもよい。

本発明は、少なくとも２つの部材が互いに締結されることにより形成されたキャリアを有する偏心型減速機として広く適用することができるものである。

１ 偏心型減速機
４ 入力ギア（駆動側ギア）
５ 出力軸
２５ 外歯歯車（歯車部）
３０ キャリア
３１ 基部キャリア（第１キャリア部材）
３２ 端部キャリア（第２キャリア部材）
３６ａ ボルト用穴部（ネジ穴）
３６ｂ ピン用有底穴部（有底穴部）
３８ａ ボルト用穴部（ネジ穴）
３８ｂ ピン用貫通孔部（貫通孔部）
４０ 締結部
４１ ピン部材
４３ ネジ本体部
４４ ネジ頭部
４５ ワッシャー（カバー部）

Claims (4)

1. 駆動力が入力される側の駆動側ギアの回転とともに回転する歯車部、該歯車部を回転自在に保持するキャリア、及び該キャリアと一体に回転する出力軸、を備えた偏心型減速機であって、
   前記キャリアは、
   前記出力軸が延びる方向における一方側に配置される第１キャリア部材と、
   前記出力軸が延びる方向における他方側に配置されて、前記第１キャリア部材に固定される第２キャリア部材と、
   前記第１キャリア部材に形成された有底穴部、及び前記第２キャリア部材に形成された貫通孔部の両方に跨って圧入されるピン部材と、
   前記第１キャリア部材及び前記第２キャリア部材のそれぞれに形成されたネジ穴の両方に跨って螺合されるネジ本体部、を有する締結部と、を備え、
   前記締結部の一部は、前記ピン部材が圧入された状態の前記貫通孔部の開口部分の少なくとも一部を覆うカバー部として設けられ、
   前記ピン部材と前記締結部は互いに異なる軸心をもつことを特徴とする、偏心型減速機。
2. 請求項１に記載の偏心型減速機において、
   前記締結部は、前記ネジ本体部と一体に形成されたネジ頭部と、該ネジ頭部と前記第２キャリア部材との間で挟んで保持されるワッシャーと、を更に有し、
   前記ワッシャーは、前記カバー部として設けられていることを特徴とする、偏心型減速機。
3. 請求項１に記載の偏心型減速機において、
   前記締結部は、前記ネジ本体部と一体に形成されたネジ頭部を更に有し、
   前記ネジ頭部は、前記カバー部として設けられていることを特徴とする、偏心型減速機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の偏心型減速機において、
   前記キャリアは、複数の前記ピン部材を更に備え、
   前記カバー部は、複数の前記ピン部材が圧入された状態の複数の前記貫通孔部の開口部分のそれぞれの少なくとも一部を覆うように設けられていることを特徴とする、偏心型減速機。

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