JP6723652B2 - Gear device - Google Patents
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Description
本発明は、歯車装置に関する。 The present invention relates to a gear device.
特許文献1に、偏心揺動型の歯車装置が開示されている。この歯車装置は、ケーシングに設けられた内歯歯車と、該内歯歯車と噛合する外歯歯車とを備えている。外歯歯車の軸方向側部にはキャリヤが配置され、ケーシングとキャリヤとの間には主軸受が配置されている。キャリヤには、外歯歯車を貫通する複数の柱部材が連結されている。 Patent Document 1 discloses an eccentric oscillating gear device. This gear device includes an internal gear provided in a casing and an external gear that meshes with the internal gear. A carrier is arranged on the axial side of the external gear, and a main bearing is arranged between the casing and the carrier. A plurality of pillar members that penetrate the external gear are connected to the carrier.
特許文献1で記載されているような、外歯歯車を貫通する複数の柱部材がキャリヤに連結されるような構成の歯車装置にあっては、強度の低下を抑えながら装置を軽量化するのが難しいという問題があった。 In a gear device having a structure in which a plurality of pillar members penetrating an external gear are connected to a carrier as described in Patent Document 1, the device can be reduced in weight while suppressing reduction in strength. There was a problem that it was difficult.
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、強度の低下を抑えつつ、歯車装置の軽量化をより促進することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to further reduce the weight of a gear device while suppressing a decrease in strength.
本発明は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた内歯歯車と、該内歯歯車と噛合する外歯歯車と、該外歯歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤと、前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置された主軸受と、前記キャリヤに連結され前記外歯歯車を貫通する複数の柱部材と、を備えた歯車装置であって、前記キャリヤは、前記外歯歯車と対向する面において、前記柱部材と柱部材との間に凹部を有し、該凹部と前記主軸受は、径方向から見て重なり、該凹部は、前記主軸受の作用線とは重ならない構成とすることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention relates to a casing, an internal gear provided in the casing, an external gear that meshes with the internal gear, a carrier arranged on an axial side portion of the external gear, the casing, and A gear device, comprising: a main bearing arranged between a carrier and a plurality of column members connected to the carrier and penetrating the external gear, wherein the carrier faces the external gear. In the surface, there is a concave portion between the pillar member and the pillar member, the concave portion and the main bearing overlap with each other when viewed from the radial direction, and the concave portion does not overlap the action line of the main bearing. This solves the above problem.
このような歯車装置において、軽量化をより促進するために、いたずらに部材に中空部を形成したり、部材の肉厚を薄くしたりしたのでは、装置の強度の低下を招いてしまう。本発明においては、キャリヤの外歯歯車と対向する面における柱部材と柱部材との間に、凹部が形成される。この凹部は、径方向から見ると主軸受と重なっているが、主軸受の作用線とは重ならない。 In such a gear device, if the hollow portion is formed in the member or the wall thickness of the member is thinned in order to further reduce the weight, the strength of the device is deteriorated. In the present invention, the recess is formed between the pillar member and the pillar member on the surface of the carrier facing the external gear. When viewed from the radial direction, this recess overlaps the main bearing, but does not overlap the line of action of the main bearing.
このような条件を満足する凹部をキャリヤの外歯歯車と対向する面に形成することにより、キャリヤの強度の低下を抑制しつつ、当該キャリヤをより効率的に軽量化することができ、ひいては歯車装置の軽量化をより促進することができる。 By forming the recess satisfying such conditions on the surface of the carrier that faces the external gear, it is possible to reduce the strength of the carrier while efficiently reducing the weight of the carrier. The weight of the device can be further promoted.
本発明によれば、強度の低下を抑えつつ、歯車装置の軽量化をより促進することができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the weight of the gear device while suppressing the reduction in strength.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例に係る歯車装置を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態の一例に係る歯車装置の全体断面図である。 Hereinafter, a gear device according to an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall sectional view of a gear device according to an example of an embodiment of the present invention.
本歯車装置12は、ケーシング14と、ケーシング14に設けられた内歯歯車16と、内歯歯車16と噛合する第1外歯歯車21と、を備える。第1外歯歯車21の軸方向入力側(軸方向側部)には、第1キャリヤ31が配置されている。ケーシング14と第1キャリヤ31との間には第1主軸受41が配置されている。第1キャリヤ31には、第1外歯歯車21を貫通する複数の内ピン33(柱部材)が連結されている。第1キャリヤ31は、第1外歯歯車21と対向する面31Eにおいて、内ピン33と内ピン33との間に凹部36を有する。凹部36と第1主軸受41は、径方向から見て重なっている。しかし、凹部36は、第1主軸受41の第1作用線F1とは重なっていない。
The
以下、本歯車装置12のより具体的な構成を詳細に説明する。
Hereinafter, a more specific configuration of the
本歯車装置12の第1外歯歯車21および第2外歯歯車22は、揺動しながら内歯歯車16に内接噛合している。内歯歯車16に対し2系統の第1外歯歯車21および第2外歯歯車22を有しているのは、より大きな伝達容量を確保すると共に、揺動によって生じるトルク変動をできるだけ抑制することを意図したためである。
The first
本歯車装置12は、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22を揺動回転させるためのクランク軸38を備えている。クランク軸38は、歯車装置12の径方向中央(内歯歯車16の軸心C16と同心)に配置されている。クランク軸38は、軸方向に貫通する大径の中空部38Pを有する筒状に形成され、軸方向端部38Eにタップ穴38Tが形成されている。クランク軸38には、このタップ穴38Tを介して駆動系の動力を歯車装置12に入力するための動力入力部材(図示略)が連結可能である。つまり、クランク軸38は、本歯車装置12の入力軸を構成している。
The
クランク軸38は、第1外歯歯車21を揺動させるための第1偏心体51、および第2外歯歯車22を揺動させるための第2偏心体52を一体的に有している。第1偏心体51には、第1偏心体軸受61を介して第1外歯歯車21が外嵌されている。第2偏心体52には、第2偏心体軸受62を介して第2外歯歯車22が外嵌されている。第1偏心体51と第2偏心体52のクランク軸38に対する偏心量は同一である.第1偏心体51の第1軸心C51と第2偏心体52の第2軸心C52は、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22の揺動バランスを維持するために、互いに180度の位相差で偏心している(偏心の方向が真逆である)。
The
第1外歯歯車21および第2外歯歯車22は、内歯歯車16に内接噛合している。内歯歯車16は、この実施形態では、ケーシング14と一体化された内歯歯車本体16Aと、該内歯歯車本体16Aの内周に軸方向に沿って形成されたピン溝16Bと、該ピン溝16Bに回転自在に組み込まれ、当該内歯歯車16の内歯を構成する円柱状の内歯ピン16Cと、を有している。内歯歯車16の内歯の数(内歯ピン16Cの本数)は、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22の外歯の数よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
The first
第1外歯歯車21の軸方向入力側(軸方向側部)には、第1キャリヤ31が配置されている。第2外歯歯車22の軸方向出力側には、第2キャリヤ32が配置されている。第1キャリヤ31および第2キャリヤ32には、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22を貫通する複数の内ピン(柱部材)33が連結されている。
A
より具体的には、各内ピン33は、第2キャリヤ32から一体的に突出されている(第2キャリヤ32と同一の素材で初めから連結されている)。一方、第1キャリヤ31には、この内ピン33と対応する位置に内ピン凹部31Aが形成されており、内ピン33の先端部33Aが各内ピン凹部31Aに嵌入されている。そして、第1キャリヤ31の反第1外歯歯車側の側面31Gから挿入された内ピンボルト80によって内ピン33が第1キャリヤ31と連結されている。この結果、第1キャリヤ31と第2キャリヤ32は、柱部材である内ピン33を介して連結され、大きなキャリヤ体として一体的な動きをする。なお、符号31Hは、内ピンボルト80が挿通される貫通孔である。
More specifically, each
一方、この歯車装置12の第1外歯歯車21には、第1軸心C21からオフセットした位置に複数の第1貫通孔21Aが形成されている。第2外歯歯車22には、第2軸心C22からオフセットした位置に、複数の第2貫通孔22Aが形成されている。前記内ピン33は、この第1貫通孔21Aおよび第2貫通孔22Aを貫通している。内ピン33の外周には、摺動促進用の内ローラ34が外嵌されている。
On the other hand, the first
内ローラ34は、第1貫通孔21Aおよび第2貫通孔22Aの内周の一部と接触している。第1貫通孔21Aおよび第2貫通孔22Aの内径は、内ローラ34の外径よりも、それぞれ第1偏心体51および第2偏心体52の偏心量の2倍に相当する大きさだけ大きい。内ピン33は、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22を貫通しているため、該内ピン33と連結された第1キャリヤ31および第2キャリヤ32は、第1外歯歯車21および第2外歯歯車22の自転と同期した動きをする。
The
ケーシング14と第1キャリヤ31との間には、第1主軸受41が配置されている。ケーシング14と第2キャリヤ32との間には第2主軸受42が配置されている。この歯車装置12では、第1主軸受41および第2主軸受42は、背面合わせで組み込まれたアンギュラ玉軸受で構成されている。
A first
第1主軸受41は、玉で構成された第1転動体41Aと、第1キャリヤ31と一体化された(第1キャリヤ31と同一の素材で構成された)第1内輪41Bと、独立した(ケーシング14とは別の部材で構成された)第1外輪41Cと、第1転動体41Aを保持する第1リテーナ41Dと、を有している。
The first
本実施形態に係る第1主軸受41は、アンギュラ玉軸受で構成されているため、第1主軸受41の第1接触角θ1は0度ではなく、この例では40度に設定されている。ここで、第1主軸受41の第1接触角θ1とは、「第1主軸受41の軸心C41に垂直な平面(第1ラジアル平面P1)と,第1内輪41Bおよび第1外輪41Cによって第1転動体41Aに伝えられる力の合力の第1作用線F1とがなす角度」のことである(JIS B 0104)。換言するならば、本歯車装置12の第1主軸受41の第1作用線F1は、第1ラジアル平面P1に対して第1接触角θ1と等しい40度の角度で、全第1転動体41Aから歯車装置12の外側に向かう方向(第1ラジアル平面P1から遠ざかる方向)に延びている。
Since the first
第2主軸受42も、同様に、玉で構成された第2転動体42Aと、第2キャリヤ32と一体化された第2内輪42Bと、独立した第2外輪42Cと、第2転動体42Aを保持する第2リテーナ42Dと、を有している。第2主軸受42の第2接触角θ2は40度に設定されている。つまり、第2主軸受42の第2作用線F2は、第2ラジアル平面P2に対して第2接触角θ2と等しい40度の角度で、全第2転動体42Aから歯車装置12の外側に向かう方向(第2ラジアル平面P2から遠ざかる方向)に延びている。
Similarly, the second
なお、本歯車装置12では、第1キャリヤ31の反第1外歯歯車側の側面31Gには、内ピン33を第1キャリヤ31と連結するための内ピンボルト80の頭部80Aを収容するザグリ空間31Bが形成されている。このザグリ空間31Bは、円形とされ、それぞれの内ピンボルト80毎に個別に形成されている。つまり、このザグリ空間31Bは、第1キャリヤ31の反第1外歯歯車側の側面31Gの8本の内ピン33に対応した位置に、計8個形成されている。
In the
クランク軸38は、第1キャリヤ31および第2キャリヤ32によって支持されている。つまり、クランク軸38と第1キャリヤ31との間には第1クランク軸受71が配置されている。クランク軸38と第2キャリヤ32との間には第2クランク軸受72が配置されている。この歯車装置12では、第1クランク軸受71および第2クランク軸受72は、共に接触角が0度の玉軸受で構成されている。
The
ケーシング14には、フランジ部14Bが形成されている。フランジ部14Bには、第1相手部材(例えば図示せぬロボットの前段アーム)とボルト連結するための連結貫通孔14Aが複数形成されている。また、第2キャリヤ32には、第2相手部材(例えば図示せぬロボットの後段アーム)とボルト連結するためのタップ穴32Tが複数形成されている。
A
ここで、図2は、図1の要部拡大断面図、図3は、第1キャリヤ31単体の構成を示したもので、(A)は正面図、(B)は該正面図の矢視III−IIIB線に沿う断面図、(C)は該正面図の矢視III−IIIC線に沿う断面図である。
Here, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 1, FIG. 3 shows a structure of the
本歯車装置12の第1キャリヤ31は、第1外歯歯車21と対向する面31Eにおいて、(複数ある)内ピン33と内ピン33との間に凹部36を有している。ここで、「内ピン33と内ピン33との間に凹部36を有する」とは、「第1キャリヤ31の軸心C31と直角の断面(図3(A)の断面)において、第1キャリヤ31の軸心C31(=内歯歯車16の軸心C16)と内ピン33の中心C33(=内ピン凹部31Aの中心C31A)とを結ぶ線L(C31−C31A)と、凹部36とが重ならない」ということである。なお、本歯車装置12では、内ピン33の中心C33は、内ピンボルト80の挿通される貫通孔31Hの中心C31H、さらには、ザグリ空間31Bの中心C31Bとも同一である。
The
この例では、内ピン33は周方向に8本設けられており、凹部36は各内ピン33と内ピン33の間に計8個形成されている。凹部36と第1主軸受41は、径方向から見てδ(36−41C)だけ重なっている。凹部36は、この歯車装置12においては、内ピン(柱部材)33と同一の径方向位置(同一の円周上)に形成されている。具体的には、内ピン凹部31Aの中心C31Aと凹部36の中心C36が、第1キャリヤ31の軸心C31を共通の中心とする同一の円周上にある。なお、凹部36の径方向位置は、必ずしも内ピン33(内ピン凹部31A)と同一の径方向位置でなくてもよい。
In this example, eight
ここで、本発明において、「凹部と主軸受が径方向から見て重なっている」とは、「凹部と主軸受の少なくとも一部が径方向から見て重なっている」ことを意味している。この場合の主軸受には、転動体のほか、外輪および内輪の概念が含まれる。具体的には、例えば本歯車装置12における第1外輪41Cのように、主軸受の内輪あるいは外輪が独立した部材で構成されている場合には、凹部と当該内輪あるいは外輪が、一部でも重なっているかという基準で重なり状態が判断される。また、例えば本歯車装置12における第1内輪41Bのように、主軸受の内輪および外輪が独立した部材で構成されていない場合には(キャリヤあるいはケーシングと一体化されている場合には)、転動体の軸方向幅を当該主軸受の軸方向幅と見做して重なり状態が判断される。
Here, in the present invention, “the recess and the main bearing overlap in the radial direction” means that “the recess and the main bearing at least partially overlap in the radial direction”. .. In this case, the main bearing includes not only rolling elements but also outer ring and inner ring concepts. Specifically, when the inner ring or the outer ring of the main bearing is composed of independent members such as the first
本歯車装置12では、凹部36と第1主軸受41は、径方向から見たときに、第1外輪41Cの部分でδ(36−41C)だけ重なっている。しかし、この凹部36は、第1主軸受41の第1作用線F1とは重なっていない。具体的には、凹部36は、該第1作用線F1からL(36−F1)だけ離れている。
In the
なお、この歯車装置12では、凹部36には補助凹部37が連続的に設けられている。ここで、「補助凹部」とは、「凹部の反外歯歯車側の端部から連続的に設けられ、外歯歯車から離れるに従って断面積が減少する割合が凹部よりも大きい部分」を指している。本歯車装置12の「凹部36から連続的に設けられている部分(37)」は、凹部36の反第1外歯歯車側の端部から連続的に設けられている。また、凹部36の部分は、断面積の減少はないが、「凹部36から連続的に設けられている部分(37)」では、第1外歯歯車21から離れるに従って断面積が減少している。つまり、第1外歯歯車21から離れるに従って断面積が減少する割合が凹部36よりも大きい。そのため、「凹部36から連続的に設けられている部分(37)」は、本発明の「補助凹部」に相当している。
In the
そして、本歯車装置12では、第1主軸受41の第1作用線F1は、凹部36と重ならないだけでなく、この補助凹部37とも(最も近い部分でも)同じL(36−F1)だけ離れており、重なっていない。つまり、第1主軸受41の第1作用線F1は、凹部36および補助凹部37の両方と重なっていない。
In addition, in the
なお、具体的には、本歯車装置12での補助凹部37は、凹部36を図示せぬドリルで形成する場合に、ドリルの先端によって形成される部分に相当している。ただし、本発明では、凹部36の形成は、必ずしもドリルでの後加工に限定されるものではなく、例えば、鍛造、鋳造等で初めから形成されたものであってもよい。別言するならば、本発明において補助凹部37は、必須の構成ではなく、なくてもよい。
In addition, specifically, the
また、凹部36の断面形状(内歯歯車16の軸心C16と直角の断面の形状:図3(A)の断面の形状)も必ずしも円形に限定されない。例えば、凹部36の断面形状(軸と直角の断面形状)は、楕円や矩形であってもよいし、隣接する内ピン33あるいは内ローラ34の形状に沿わせて、径方向中央部の周方向寸法が、径方向外側部及び内側部の周方向寸法より小さい鼓形状であってもよい。凹部36が複数形成される場合は、各々の凹部36の形状が異なっていてもよい。
Further, the cross-sectional shape of the concave portion 36 (the shape of the cross section orthogonal to the axis C16 of the internal gear 16: the shape of the cross section of FIG. 3A) is not necessarily limited to the circular shape. For example, the cross-sectional shape of the concave portion 36 (the cross-sectional shape perpendicular to the axis) may be an ellipse or a rectangle, or along the shape of the adjacent
凹部36の形成数も、必ずしも各内ピン33の間に1個ずつでなくてもよい。例えば、各内ピン36の間において、径方向に並んで2個ずつ形成するようにしてもよいし、一部の内ピン33と内ピン33の間には形成されなくてもよい。また、(複数ではなく)特定の内ピン33と内ピン33の間に1個のみの凹部36が形成される構成であってもよい。さらには、この歯車装置12の凹部36は、軸と直角の断面積が、軸方向において一定であるが、これに限らず、例えば、第1外歯歯車21に対向する面31Eから遠ざかるに従って、徐々に減少するような形状としてもよい。
The number of the
また、本歯車装置12においては、凹部36は、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41AとはL(36−C41A)だけ離れており、径方向から見て重なっていない。
Further, in the
しかし、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41Aは、補助凹部37とは径方向から見て重なっている。換言するならば、補助凹部37は、第1転動体41Aの中心C41Aよりもδ(37−C41A)だけ反第1外歯歯車側にまで延在されている。
However, the center C41A of the
なお、図3に示されるように、この歯車装置12では、内ピン33と内ピン33との間に第2の凹部36Spを有し、当該第2の凹部36Spには、第1キャリヤ31を貫通する貫通孔31Pが連続して形成されている。この貫通孔31Pは、当該第2の凹部36Spよりも断面積が小さい。別言するならば、この歯車装置12は、「内ピン33と内ピン33との間に第2の凹部36Spを有し、当該第2の凹部36Spに連通し、当該第2の凹部36Spよりも断面積が小さく、かつ第1キャリヤ31を貫通する貫通孔31P」を有している。この貫通孔31Pは、この歯車装置12では、排脂口として利用される。なお、貫通孔31Pが形成されていないときの第2の凹部36Spの形状は、この例では、凹部36の形状と同一である。
As shown in FIG. 3, the
次に、この歯車装置12の作用を説明する。
Next, the operation of the
図示せぬモータ等の駆動によってクランク軸(入力軸)38が回転すると、該クランク軸38と一体的に形成された第1、第2偏心体51、52が、該クランク軸38と共に回転する。第1、第2偏心体51、52が回転すると、第1、第2偏心体軸受61、62を介して組み込まれている第1、第2外歯歯車21、22が揺動回転する。第1、第2外歯歯車21、22は、内歯歯車16に内接噛合している。また、第1、第2外歯歯車21、22の歯数は内歯歯車16の歯数よりも1だけ少ない。
When the crank shaft (input shaft) 38 is rotated by driving a motor (not shown) or the like, the first and second
このため、第1、第2外歯歯車21、22は、クランク軸38が1回回転する毎に1回揺動し、内歯歯車16に対して歯数差分(1歯分)だけ位相がずれ、自転する。この自転が、第1、第2外歯歯車21、22を貫通している内ローラ34および内ピン33に伝達され、内ピン33が内歯歯車16の軸心C16の周りで公転する。この内ピン33の公転により、該内ピン33を支持している第1、第2キャリヤ31、32が内歯歯車16の軸心C16の周りで回転する。
Therefore, the first and second
この結果、ケーシング14のフランジ部14Bに連結されているロボットの前段アーム(第1相手部材)に対して、第2キャリヤ32と連結されているロボットの後段アーム(第2相手部材)が減速された速度で回転する。
As a result, the rear arm (second mating member) of the robot connected to the
ここで、この歯車装置12においては、第1キャリヤ31は、第1外歯歯車21と対向する面31Eにおいて、内ピン(柱部材)33と内ピン33との間に凹部36を有している。この凹部36は、第1主軸受41と径方向から見てδ(36−41C)だけ重なっている。しかし、本実施形態における第1主軸受41は、第1接触角θ1が0度ではなく、凹部36は、第1主軸受41の第1作用線F1とはL(36−F1)だけ離れており、重なっていない。つまり、第1キャリヤ31には、第1転動体41Aに伝えられる力の合力の第1作用線F1上に、素材のない空間部が存在しない。したがって、第1キャリヤ31は、凹部36が形成されていることによる強度の低下は小さい。
Here, in the
一方で、この歯車装置12では、第1キャリヤ31の第1外歯歯車21と対向する面31Eに、(径方向において第1主軸受41と重なるほどに大きな)凹部36が多数形成されている。このため、この大きく形成した多数の凹部36の総容積に相当する分、第1キャリヤ31の重量を大きく低減することができ、装置全体の重量をそれだけ大きく低減することができる。
On the other hand, in the
また、この種の歯車装置12は、装置の内部空間の容積が小さく、潤滑剤を封入するスペースが小さいという課題を有しているが、この課題に対して、凹部36および補助凹部37の空間を、潤滑剤の更なる封入スペースとして活用することができる。これにより、歯車装置12内の潤滑剤の温度上昇や圧力の上昇をより緩和することができ、オイルシールの耐久性をより向上させることができるようになると共に、潤滑剤の劣化をより抑制することができるようになる。
Further, the
ここで、本歯車装置12においては、凹部36の反第1外歯歯車側の端部から補助凹部37が連続的に設けられている。この凹部36および補助凹部37に対する本歯車装置12の構成および作用を纏めると、以下のようになる。
Here, in the
先ず、本歯車装置12においては、第1主軸受41の第1作用線F1は、凹部36と重ならないだけでなく、補助凹部37とさえL(36−F1)だけ離れており、重なっていない(凹部36および補助凹部37の両方と重なっていない)。このため、凹部36に連続して更に補助凹部37が形成されていることによる強度低下の影響を、より低減することができる。
First, in the
次に、第1主軸受41は、第1接触角θ1が0度ではなく、第1転動体41Aに伝えられる荷重は、基本的に第1作用線F1上に作用するが、径方向に作用することもある。しかし、本歯車装置12では、凹部36については、径方向から見たときに、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41AとはL(36−C41A)だけ離れており、重なっていない。このため、径方向に荷重が発生した場合においても、高い強度で対応することができる。
Next, in the first
その一方で、補助凹部37は、第1外歯歯車21から離れるに従って断面積が減少する割合が凹部36よりも大きく、もともと、凹部36ほどには強度低下に対する影響が少ない。本歯車装置12においては、この点を考慮して、補助凹部37については、径方向から見たときに、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41Aと重なるようにしている。つまり補助凹部37は、第1転動体41Aの中心C41Aよりも更にδ(37−C41A)だけ深い位置まで延在されている。結果として、凹部36および補助凹部37の容積をより大きく確保することができ、より大きな重量軽減効果を得ることができている。
On the other hand, the auxiliary recessed
このように、本歯車装置12においては、第1キャリヤ31に形成される凹部36あるいは補助凹部37の形成位置および大きさが、第1主軸受41の位置および第1作用線F1との関係で規定されている。換言するならば、これらの構成が両方セットで規定されることで、初めて、第1キャリヤ31の強度の低下を抑制しつつ、当該第1キャリヤ31を効率的かつ合理的に軽量化することができていると言える。
As described above, in the
なお、本発明における凹部36あるいは補助凹部37は、文字通り「凹部」、すなわちキャリヤ内に「底」がある「有底の空間」を意味している。つまり、凹部36あるいは補助凹部37の概念に、キャリヤを突き抜けている貫通孔は含まれない。また、キャリヤに対して、一度、上記条件に合致しない凹部または貫通孔を形成した後に、別の部材によって当該凹部または貫通孔の一部が塞がれ、結果として上記構成を満足するようになった凹部や補助凹部も含まれない。換言するならば、凹部の底はキャリヤの素材によって構成されている。
The
より具体的には、例えば、キャリヤに貫通孔を形成した後、この貫通孔の一部がボルトやノックピン、あるいは給・排脂口の栓等のキャリヤ以外の部材で塞がれ、結果として上記条件を満足するようになった空間は、本発明の凹部や補助凹部からは除外される。これは、一度、上記条件に合致しない態様で形成された凹部または貫通孔は、たとえその後に他の部材によって塞がれても、必ずしも本発明が期待するキャリヤの強度を維持できないためである。 More specifically, for example, after forming a through hole in a carrier, a part of this through hole is blocked by a member other than the carrier such as a bolt, a knock pin, or a plug of a greasing/greasing port, and as a result, Spaces that have come to satisfy the conditions are excluded from the recesses and auxiliary recesses of the present invention. This is because the recess or through hole that is once formed in a manner that does not meet the above conditions cannot always maintain the strength of the carrier expected by the present invention, even if it is subsequently closed by another member.
例えば、本歯車装置12は、内ピン33と内ピン33との間に第2の凹部36Spを有し、当該第2の凹部36Spに連通し、当該第2のの凹部36Spよりも断面積が小さく、かつ第1キャリヤ31を貫通する貫通孔31Pを有している。この「第2の凹部36Spを利用して貫通孔31Pを形成する」という構成は、断面積がより大きな部分(第2の凹部36Sp)が装置の内部側に存在するため、例えばこの構成を排脂口として利用する場合に、排脂の流れがより円滑になるというメリットが得られる。しかも、凹部36と同等の位置および形状で構成された(断面積が大きくかつ強度低下が小さい)第2の凹部36Spによる重量軽減効果と、貫通孔31Pの断面積がより小さいことによる強度低下の抑制効果が、両方考慮されているという点で合理的な構成である。
For example, the
しかし、このような構成の貫通孔31Pは、たとえ給脂した後に栓によって該貫通孔31Pの一部が塞がれて、結果として本発明の凹部に合致するような空間構成となったとしても、一度貫通孔31Pを形成したことによるキャリヤ素材の強度の低下は避けられない。したがって、本発明は、このような、キャリヤとは別の部材によって塞がれることによって、結果として本発明の凹部36の構成を有するに至った第2の凹部36Spは、(たとえ第2の凹部36Sp自体の形状が他の凹部36の位置および形状が同等であったとしても)本発明の凹部の概念からは除外される。
However, in the through
換言するならば、本歯車装置12の場合、本発明に係る凹部36は、当該第2の凹部36Spを除いた7個のみである。このように本発明では、キャリヤに本発明に係る凹部以外の凹部や貫通孔が形成されるのを排除するわけではない。
In other words, in the case of the
図4および図5に本発明の他の実施形態の例を示す。 4 and 5 show examples of other embodiments of the present invention.
本歯車装置90においても、凹部81は、径方向から見て第1主軸受41の第1外輪41Cとはδ(81−41C)だけ重なっているが、第1主軸受41の第1作用線F1とはL(81−F1)だけ離れており、重なっていない。したがって、本発明によって得られる「強度の低下を抑える」という基本的な作用効果は、十分実現できている。
Also in the
しかし、本歯車装置90においては、凹部81は、鍛造、あるいは鋳造によって形成され、軸と直角の底面81Bを有している。つまり、凹部81に補助凹部は連接されていない。
However, in the
また、凹部81の底面81Bは、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41Aよりも、δ(81−C41A)だけ第1キャリヤ31の内部に入り込んでおり、径方向から見て凹部81は、第1主軸受41の第1転動体41Aの中心C41Aと重なっている。つまり、凹部81は、先の実施形態と比較してより大きく形成され、より一層の軽量化が図られている。
In addition, the
加えて、本歯車装置90においては、内ピン33を第1キャリヤ31と連結するための内ピンボルト80の頭部80Aを収容するザグリ空間31Kが、周方向に一周する連続したリング状の空間で構成されている。このため、先の歯車装置12のような、それぞれの内ピンボルト80毎に個別に形成した円形のザグリ空間31Bと比較して、このザグリ空間31Kにおいても、一層の軽量化が実現されている。
In addition, in the
その他の構成については、先の歯車装置12と同様であるため、図中で同一または類似する部位に、歯車装置12における符号と同一の符号を付すに止め重複説明を省略する。
Since other configurations are the same as those of the
なお、上記実施形態においては、主軸受(第1主軸受41)として、接触角が40度のアンギュラ玉軸受が採用されていた。しかし、本発明に係る主軸受は、必ずしも接触角が40度でなくてもよい。例えば、20度程度の接触角であってもよいし、0度でもよい(作用線がラジアル平面上に存在する軸受であってもよい)。ただし、主軸受の接触角が0度、あるいは0度に近い小さい値に設定されていると、形成できる凹部が小さくなってしまう傾向となるため、主軸受の接触角は、好ましくは0度でなく、さらに好ましくは15度以上あるのが望ましい。 In the above embodiment, an angular contact ball bearing having a contact angle of 40 degrees was used as the main bearing (first main bearing 41). However, the main bearing according to the present invention does not necessarily have a contact angle of 40 degrees. For example, the contact angle may be about 20 degrees or 0 degrees (the bearing may be a bearing having a line of action on a radial plane). However, if the contact angle of the main bearing is set to 0 degree or a small value close to 0 degree, the recess that can be formed tends to be small, so the contact angle of the main bearing is preferably 0 degree. None, more preferably 15 degrees or more.
また、上述した歯車装置12、90においては、「玉」による転動体を使用した第1、第2主軸受41、42を採用していたが、「ローラ」による転動体を使用したアンギュラローラ軸受、テーパローラ軸受、あるいは接触角が0度のローラ軸受であっても、本発明は、同様に適用可能である。
Further, in the above-described
また、この歯車装置12、90においては、第1キャリヤ31の第1外歯歯車21と対向する面31Eに凹部36、81が設けられていた。しかし、本発明に係る凹部は、例えば内ピン(柱部材)33が一体的に連結された第2キャリヤ32の第2外歯歯車22と対向する面32Eに設けるようにしてもよい。もちろん、本発明に係る凹部は、第1キャリヤ31の第1外歯歯車21と対向する面31E、および第2キャリヤ32の第2外歯歯車22と対向する面32Eの両方に設けるようにしてもよい。
Further, in the
また、上記歯車装置12、90においては、第1、第2外歯歯車21、22を揺動させるクランク軸38が内歯歯車16の軸心C16上に位置する、いわゆるセンタクランクタイプの偏心揺動型の歯車装置12、90に本発明が適用されていた。しかし、偏心揺動型の歯車装置には、クランク軸38が内歯歯車16の軸心C16からオフセットした位置に複数設けられる、いわゆる振り分けタイプの歯車装置も公知である。
Further, in the
振り分けタイプの歯車装置の場合、一般に、外歯歯車の軸方向側部に一対のキャリヤが配置され、該一対のキャリヤが、柱部材に相当するキャリヤピンによって連結される構成が採用される。また、クランク軸自体を柱部材と見ることもできる。したがって、このような構成の歯車装置の場合は、キャリヤの外歯歯車と対向する面において、キャリヤピンとキャリヤピンとの間、あるいはクランク軸とクランク軸との間、あるいはキャリヤピンとクランク軸との間に、主軸受と径方向から見て重なり、主軸受の作用線とは重ならない凹部を形成するようにすればよい。つまり、本発明は、このような振り分けタイプの偏心揺動型の歯車装置においても、同様に適用することができ、同様の作用効果を得ることができる。 In the case of a distribution type gear device, generally, a structure is adopted in which a pair of carriers is arranged on the axial side of the external gear, and the pair of carriers are connected by carrier pins corresponding to column members. Also, the crankshaft itself can be regarded as a pillar member. Therefore, in the case of the gear device having such a configuration, on the surface of the carrier facing the external gear, between the carrier pin and the carrier pin, or between the crank shaft and the crank shaft, or between the carrier pin and the crank shaft. It is sufficient to form a recess that overlaps the main bearing in the radial direction and does not overlap the action line of the main bearing. That is, the present invention can be similarly applied to such a distribution type eccentric oscillating gear device, and similar operational effects can be obtained.
また、上記歯車装置においては、クランク軸38によって第1、第2外歯歯車21、22が内歯歯車16に対して揺動する外歯揺動タイプの偏心揺動型の歯車装置12、90が示されていた。しかし、偏心揺動型の歯車装置の中には、クランク軸によって内歯歯車が外歯歯車に対して揺動する内歯揺動タイプの歯車装置も公知である。本発明は、このような内歯歯車が揺動するタイプの偏心揺動型の歯車装置においても、同様に適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
Further, in the above gear device, the eccentric
さらに、本発明は、偏心揺動型の歯車装置に限らず、例えば単純遊星歯車機構を有する歯車装置についても、適用可能である。単純遊星歯車機構を有する歯車装置の場合は、遊星歯車(外歯歯車)の軸方向側部に配置されたキャリヤの遊星歯車と対向する面において、遊星歯車を支持する遊星ピン(柱部材)と遊星ピンとの間に、主軸受と径方向から見て重なり、主軸受の作用線とは重ならない凹部を形成するようにすればよい。これにより、同様の作用効果を得ることができる。 Furthermore, the present invention is applicable not only to the eccentric oscillating gear device but also to a gear device having a simple planetary gear mechanism, for example. In the case of a gear device having a simple planetary gear mechanism, a planetary pin (column member) that supports the planetary gear is provided on the surface of the carrier arranged on the axial side of the planetary gear (external gear) that faces the planetary gear. A recess may be formed between the planetary pin and the main bearing when viewed from the radial direction, and that does not overlap the working line of the main bearing. As a result, the same effect can be obtained.
なお、本発明に係るキャリヤは、必ずしも外歯歯車の軸方向両側部に一対設けられている必要はない。例えば、外歯歯車の軸方向一方側の側部にのみ設けられ、柱部材が該キャリヤから片持ち状態で突出することで外歯歯車を貫通しているような構成であってもよい。このような歯車装置であっても、キャリヤの外歯歯車と対向する面において、柱部材と柱部材との間に、主軸受と径方向から見て重なり、主軸受の作用線とは重ならない凹部を形成することで、同様の作用効果を得ることができる。 It should be noted that the carrier according to the present invention does not necessarily need to be provided in a pair on both axial sides of the external gear. For example, the external gear may be provided only on one side of the external gear in the axial direction, and the column member may protrude from the carrier in a cantilever state to penetrate the external gear. Even in such a gear device, on the surface of the carrier facing the external gear, the column members overlap with each other as seen from the main bearing in the radial direction, and do not overlap with the action line of the main bearing. By forming the concave portion, the same operational effect can be obtained.
本発明に係る歯車装置は、当該歯車装置が、減速装置として使用されるか、増速装置として使用されるかは限定されない。 The gear device according to the present invention is not limited to whether the gear device is used as a speed reducer or a speed increasing device.
12…歯車装置
14…ケーシング
16…内歯歯車
21…第1外歯歯車
31…第1キャリヤ
31E…第1外歯歯車と対向する面
33…内ピン(柱部材)
41…第1主軸受
36…凹部
37…補助凹部
F1…第1作用線
12...
41... 1st
Claims (5)
前記主軸受は、本歯車装置が駆動対象である相手部材に連結される前の状態にあるときに、前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置されており、
前記キャリヤは、前記外歯歯車と対向する面において、前記柱部材と柱部材との間に凹部を有し、
該凹部と前記主軸受は、径方向から見て重なり、
該凹部は、前記主軸受の作用線とは重ならず、
前記凹部は、前記キャリヤの軸心と直角の断面において、前記キャリヤの軸心と前記柱部材の中心とを結ぶ線と重ならない
ことを特徴とする歯車装置。 Between a casing, an internal gear provided on the casing, an external gear that meshes with the internal gear, a carrier arranged on an axial side portion of the external gear, and the casing and the carrier. A main bearing arranged in, and a plurality of column members connected to the carrier and penetrating the external gear,
The main bearing is arranged between the casing and the carrier when the main gear device is in a state before being connected to a mating member to be driven,
The carrier has a recess between the column member and the column member on a surface facing the external gear,
The recess and the main bearing overlap when viewed in the radial direction,
The recess does not overlap the line of action of the main bearing ,
The gear device , wherein the recess does not overlap a line connecting the axis of the carrier and the center of the column member in a cross section perpendicular to the axis of the carrier .
前記主軸受は、本歯車装置が駆動対象である相手部材に連結される前の状態にあるときに、前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置されており、
前記キャリヤは、前記外歯歯車と対向する面において、前記柱部材と柱部材との間に凹部を有し、
該凹部と前記主軸受は、径方向から見て重なり、
該凹部は、前記主軸受の作用線とは重ならず、
前記凹部の反外歯歯車側の端部から連続的に設けられ、前記外歯歯車から離れるに従って断面積が減少する割合が前記凹部よりも大きい補助凹部を有し、
前記主軸受の作用線は、前記凹部および補助凹部の両方と重ならない
ことを特徴とする歯車装置。 Between a casing, an internal gear provided on the casing, an external gear that meshes with the internal gear, a carrier arranged on an axial side portion of the external gear, and the casing and the carrier. A main bearing arranged in, and a plurality of pillar members connected to the carrier and penetrating the external gear,
The main bearing is arranged between the casing and the carrier when the main gear device is in a state before being connected to a mating member to be driven,
The carrier has a recess between the column member and the column member on a surface facing the external gear,
The recess and the main bearing overlap when viewed in the radial direction,
The recess does not overlap the line of action of the main bearing ,
Before SL continuously provided from the end portion of the anti-external gear side of the recess, an auxiliary recess rate of decreasing cross-sectional area larger than the recess with increasing distance from said external gear,
The line of action of the main bearing does not overlap with both the recess and the auxiliary recess.
前記主軸受の転動体の中心が、径方向から見て前記凹部と重ならない
ことを特徴とする歯車装置。 In claim 1 or 2,
The gear device, wherein the center of the rolling element of the main bearing does not overlap with the recess as viewed in the radial direction.
前記キャリヤは、前記外歯歯車と対向する面において、前記柱部材と柱部材との間に凹部を有し、
該凹部と前記主軸受は、径方向から見て重なり、
該凹部は、前記主軸受の作用線とは重ならず、
前記凹部の反外歯歯車側の端部から連続的に設けられ、前記外歯歯車から離れるに従って断面積が減少する割合が前記凹部よりも大きい補助凹部を有し、
前記主軸受の転動体の中心が、径方向から見て前記補助凹部と重なる
ことを特徴とする歯車装置。 Between a casing, an internal gear provided on the casing, an external gear that meshes with the internal gear, a carrier arranged on an axial side portion of the external gear, and the casing and the carrier. A main bearing arranged in, and a plurality of pillar members connected to the carrier and penetrating the external gear,
The carrier has a recess between the column member and the column member on a surface facing the external gear,
The recess and the main bearing overlap when viewed in the radial direction,
The recess does not overlap the line of action of the main bearing,
The auxiliary recess is provided continuously from the end of the recess on the side opposite to the external gear, and the proportion of the cross-sectional area of which decreases with increasing distance from the external gear is larger than that of the recess.
The gear device, wherein the center of the rolling element of the main bearing overlaps with the auxiliary recess when viewed in the radial direction.
前記キャリヤは、前記外歯歯車と対向する面において、前記柱部材と柱部材との間に凹部を有し、
該凹部と前記主軸受は、径方向から見て重なり、
該凹部は、前記主軸受の作用線とは重ならず、
前記柱部材と柱部材との間に、第2の凹部を有し、当該第2の凹部に連通し、当該第2の凹部よりも断面積が小さく、かつ前記キャリヤを貫通する貫通孔を有する
ことを特徴とする歯車装置。 Between a casing, an internal gear provided on the casing, an external gear that meshes with the internal gear, a carrier arranged on an axial side portion of the external gear, and the casing and the carrier. A main bearing arranged in, and a plurality of pillar members connected to the carrier and penetrating the external gear,
The carrier has a recess between the column member and the column member on a surface facing the external gear,
The recess and the main bearing overlap when viewed in the radial direction,
The recess does not overlap the line of action of the main bearing,
A second recess is provided between the pillar member and the pillar member, and has a through hole communicating with the second recess, having a smaller cross-sectional area than the second recess, and penetrating the carrier. A gear device characterized by the above.
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