WO2016140234A1 - 減速又は増速装置 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
- F16H1/321—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/08—Profiling
Definitions
- the first crown gear and the second crown gear having different numbers of teeth are opposed to each other, and the first crown gear is inclined with respect to the second crown gear so that the first crown gear meshes with the second crown gear.
- the present invention relates to a speed reduction or speed increasing device that causes a first crown gear to perform a wave motion so that a meshing portion moves.
- the first crown gear and the second crown gear having different numbers of teeth are opposed to each other, and the first crown gear is engaged with the second crown gear so that the first crown gear meshes with the second crown gear.
- Deceleration or speed increasing devices have been developed that incline with respect to the crown gear and cause the first crown gear to wave-act so that the meshing location moves.
- the first crown gear is wave-moved
- the second crown gear rotates relative to the first crown gear by an amount corresponding to the difference in the number of teeth each time the meshing portion makes a round.
- a large reduction ratio can be obtained by outputting the rotation corresponding to the difference in the number of teeth between the two.
- a large speed increase ratio can be obtained by rotating the second crown gear.
- Patent Document 1 discloses a reduction gear including a first crown gear, a second crown gear, and an inclined cam.
- the first crown gear and the second crown gear have different numbers of teeth and face each other.
- the first crown gear is tilted by a tilt cam integrated with the input shaft.
- the second crown gear is fixed to the housing.
- the first crown gear is supported by a spherical spline joint disposed inside the radial direction so as to be capable of wave motion.
- the first crown gear makes a wave motion while moving the meshing portion with the second crown gear by the tilt cam integrated with the input shaft. Due to the wave motion of the first crown gear, the first crown gear rotates relative to the second crown gear by the difference in the number of teeth. The rotation of the first crown gear is transmitted to the output shaft through a spherical spline joint.
- a spherical spline joint that supports the first crown gear so as to be capable of wave motion is disposed inside the first crown gear in the radial direction. Then, the rotational motion of the first crown gear is transmitted to the output shaft through the spline joint.
- the diameter of the spline joint has a great influence on the rotational rigidity of the spline joint and thus the rotational rigidity of the reduction gear.
- the spline joint since the spline joint has a small diameter, there is a problem that the rotational rigidity of the spline joint cannot be increased, and consequently the rotational rigidity of the speed reducer cannot be increased.
- a first object of the present invention is to provide a speed reduction or speed increasing device capable of increasing the rotational rigidity.
- the tooth shape of the first crown gear and the second crown gear is formed in a triangle or trapezoid.
- gear of a 1st crown gear fits in the groove
- the teeth of the first crown gear cannot be smoothly fitted in the groove of the second crown gear.
- most of the meshing between the first crown gear and the second crown gear is not rolling but slipping, there is a problem that the efficiency of the gear is poor.
- a second object of the present invention is to provide a highly efficient reduction or speed increasing device capable of smoothly fitting the teeth of the first crown gear into the groove of the second crown gear.
- a first aspect of the present invention is a housing, a first crown gear, and a radially outer side of the first crown gear, wherein the first crown gear is located with respect to the housing.
- the first crown gear is tilted with respect to the second crown gear so that the first crown gear meshes with the second crown gear, and the first crown gear is waved so that the meshed portion moves.
- a speed increasing device including a cam portion.
- the second aspect of the present invention includes a first crown gear, a second crown gear having a different number of teeth from the first crown gear, and facing the first crown gear, and the first crown gear being the second crown.
- a reduction gear or a speed increasing device comprising: a cam portion that inclines the first crown gear with respect to the second crown gear so as to mesh with the gear and causes the first crown gear to wave-act so that the meshing position moves.
- the first crown gear and the second crown gear have tooth tip portions and tooth bottom portions alternately in a circumferential direction, and the tooth tip portion has a convex shape based on a side surface of a cone, The tooth bottom portion has a concave shape based on a side surface of a cone.
- the convex shape and concave shape based on the side surface of the cone are the convex shape and concave shape constituted by the side surface of the cone, and the conical base body of the first crown gear is the first. It includes convex and concave shapes generated using a trochoid curve drawn when rolling along the conical body of a double crown gear. Moreover, the case where the tooth traces of the tooth tip portion and the tooth bottom portion having such convex shape and concave shape are helical is included.
- the support portion that allows the first crown gear to be wave-movable and cannot be rotated is disposed on the outer side in the radial direction of the first crown gear, so the diameter of the support portion is increased. It is possible to increase the rotational rigidity of the support portion, and hence the rotational rigidity of the speed reduction or speed increasing device.
- the tooth tip portions of the first crown gear and the second crown gear are convex shapes based on the side surface of the cone, and the tooth bottom portions of the first crown gear and the second crown gear are Since the concave shape is based on the side surface of the cone, it is possible to smoothly fit either the tooth tip portion of the first crown gear or the second crown gear to the other tooth bottom portion. In addition, since most of the meshing between the one tooth tip portion and the other tooth bottom portion is rolling, the efficiency of the gear can be improved.
- FIG. 5A is a perspective view showing a first crown gear and a second crown gear (FIG. 5A shows a second crown gear and a first crown gear meshing with the second crown gear in an inclined manner, and FIG. The second crown gear is shown, and FIG. 5 (c) shows the first crown gear). It is an expanded view of the tooth
- FIG. 7 (a) shows a 1st crown gear and a 2nd crown gear
- FIG.7 (b) shows a 2nd crown gear. Show).
- FIG. 10A is a perspective view showing a state where the apex of the moving cone (base of the first crown gear) and the constant cone (base of the second crown gear) are in contact with the bus
- FIG. 10B is the moving cone.
- FIG. 16A shows the root curve of the first crown gear
- FIG. 16B shows the bottom curve of the second crown gear. It is a figure which shows mesh
- FIG. 22A is a perspective view showing a state where the apex of the moving cone (base of the first crown gear) and the constant cone (base of the second crown gear) are in contact with the bus
- FIG. 22B is the moving cone. It is a perspective view which shows no precession. It is a perspective view showing a trochoid curve vector p 2 draws.
- FIG. 1 shows an external perspective view on the input shaft side of the reduction gear according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2 shows an external perspective view on the output portion side of the reduction gear.
- an input shaft 2 and an output unit 3 are rotatably accommodated.
- the axis 2a of the input shaft 2 and the axis 3a1 of the output unit 3 coincide.
- the output unit 3 is decelerated and rotates about the axis 3a1.
- the reduction ratio of the output unit 3 with respect to the input shaft 2 is determined by the number of teeth of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 (see FIG. 3) accommodated in the housing 1.
- the housing 1 includes a cylindrical housing main body 1a having a flange 1a1 and disk-shaped lid members 1b and 1c attached to both ends of the housing main body 1a in the axial direction.
- the flange 1a1 of the housing body 1a is provided with a through hole for attaching to the counterpart part.
- the lid members 1b and 1c are fixed to the housing main body 1a by fastening members such as bolts.
- FIG. 3 shows a cross-sectional perspective view of the speed reducer of the present embodiment
- FIG. 4 shows an exploded perspective view of the speed reducer of the present embodiment
- the speed reducer includes a housing 1, a cam portion 5 in which an inclined cam 4 is provided integrally with the input shaft 2, a first crown gear 11, and a first crown gear 11 capable of wave motion and A support portion (spherical spline) 14 that is supported so as not to rotate, a second crown gear 12, and an output portion 3 connected to the second crown gear 12 are provided.
- the configuration of the reduction gear will be described using the direction when the axis 2a of the input shaft 2 and the output unit 3 is arranged in the X direction, that is, the X, Y, and Z directions shown in FIG. To do.
- the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are disk-shaped.
- a plurality of teeth are formed radially on the opposing surface 11 a of the first crown gear 11 and the opposing surface 12 a of the second crown gear 12.
- the number of teeth of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 is not particularly limited.
- the first crown gear 11 has 49 teeth and the second crown gear 12 has 50 teeth.
- the number of teeth of the first crown gear 11 and the number of teeth of the second crown gear 12 are different. Since the number of teeth is different, the first crown gear 11 and the second crown gear 12 cannot be meshed with each other in a state where the axis of the first crown gear 11 and the axis of the second crown gear 12 are matched.
- first crown gear 11 is inclined with respect to the second crown gear 12, and a part of the first crown gear 11 is meshed with a part of the second crown gear 12.
- the facing surface 12a of the second crown gear 12 is disposed in the YZ plane of FIG.
- the facing surface 11a of the first crown gear 11 is inclined by an angle ⁇ around the Z axis with respect to the YZ plane of FIG.
- the cam portion 5 includes an input shaft 2 that is supported by the housing 1 so as to be rotatable about an axis, a disc-shaped tilt cam 4 that is provided integrally with the input shaft 2, and a tilt cam 4. And a ball 6 as a rolling element that is interposed between the first crown gear 11 (more precisely, an inner ring portion that is integrally fixed to the first crown gear 11) so as to allow rolling motion (see also FIG. 4). ).
- the tilt cam 4 is provided to tilt the first crown gear 11. Similar to the first crown gear 11, the cam surface 4 a of the tilt cam 4 is inclined by an angle ⁇ around the Z axis with respect to the YZ plane and faces the first crown gear 11.
- a circular ball rolling groove 4 b is formed on the cam surface 4 a of the inclined cam 4.
- a circular ball rolling groove 7 b facing the ball rolling groove 4 b of the inclined cam 4 is also formed in the inner ring portion 7 of the support portion 14.
- a plurality of balls 6 are arranged between the ball rolling groove 4b and the ball rolling groove 7b so as to be capable of rolling in the circumferential direction.
- a preload is applied to the ball 6.
- the gap between the ball rolling groove 4b and the ball rolling groove 7b is smaller than the diameter of the ball 6, and the ball 6 is compressed between them.
- the ball 6 is held by a ring-shaped holder 16.
- the input shaft 2 passes through the first crown gear 11 and the second crown gear 12.
- the input shaft 2 is hollow. Both ends in the axial direction of the input shaft 2 are rotatably supported by bearings 21 and 22.
- the bearings 21 and 22 are disposed outside the first crown gear 11 and the second crown gear 12 in the axial direction.
- the support portion 14 is disposed on the outer side in the radial direction of the first crown gear 11 so that the first crown gear 11 can perform a wave motion with respect to the housing 1 (in other words, as shown in FIG. 3).
- the axis 11b of the first crown gear 11 is supported so as to be able to rotate so as to draw a conical locus having the point P1 as a vertex) and is supported so as not to rotate around the axis.
- the wave motion of the first crown gear 11 is also called precession motion.
- the support portion 14 is disposed on the inner side of the outer ring portion 10 having an outer ring spline groove 10a (see FIG. 4) on the spherical inner peripheral surface, and on the outer peripheral surface of the spherical shape.
- the inner ring portion 7 having an inner ring spline groove 7a (see FIG. 4) opposed to the groove 10a, and a roll interposed between the outer ring spline groove 10a and the inner ring spline groove 7a so as to be capable of rolling along an axial arc trajectory.
- a ball 9 as a moving body.
- the outer ring portion 10 is integral with the housing 1.
- the inner ring portion 7 is fixed to the first crown gear 11 by a fastening member such as a bolt.
- the ball 9 is held by the cage 8.
- the support portion 14 enables the first crown gear 11 to swing around the Z axis and the Y axis around the point P1 on the axis 2a.
- the rotational movement of the first crown gear 11 around the axis 2 a is limited by the spline mechanism of the support portion 14.
- the inner ring 3a of the output unit 3 is fixed to the second crown gear 12 by a fastening member such as a bolt.
- the output unit 3 is rotatably supported by the housing 1 by the cross roller 23.
- the cross roller 23 is a roller row in which the axes of rollers adjacent in the circumferential direction are orthogonal to each other when viewed from the circumferential direction (see FIG. 4).
- the second crown gear 12 is rotatably supported by the housing 1 via the output unit 3.
- a circular raceway 1c1 is formed on the inner peripheral surface of the lid member 1c of the housing 1.
- a circular raceway 3b facing the raceway 1c1 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 3a of the output unit 3.
- a cross roller 23 is disposed as a rolling element between the raceway 1c1 and the raceway 3b. A moment resulting from the reaction force of the meshing portion between the first crown gear 11 and the second crown gear 12 acts on the output unit 3. By using the cross roller 23, the moment rigidity of the output part 3 can be improved.
- a bearing 22 that rotatably supports one end of the input shaft 2 is disposed between the output unit 3 and the input shaft 2.
- the inclined crown 4 of the cam portion 5 moves the portion where the first crown gear 11 is engaged with the second crown gear 12.
- Wave motion With the wave motion of the first crown gear 11, the second crown gear 12 rotates relative to the first crown gear 11 by the difference in the number of teeth.
- the number of teeth of the first crown gear 11 is 49
- the number of teeth of the second crown gear 12 is 50.
- the rotation of the first crown gear 11 with respect to the housing 1 is limited by the support portion 14, and the rotation of the output portion 3 with respect to the housing 1 is allowed.
- the output part 3 decelerates by one tooth and rotates, and a reduction ratio of 1/50 is obtained.
- the number of teeth of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 is not limited. ⁇ Shapes of the teeth of the first crown gear and the second crown gear (example in which the tooth tip portion and the tooth bottom portion are configured from a conical side surface)>
- FIG. 5A shows a second crown gear 12 and a first crown gear 11 that meshes with the second crown gear 12 at an angle.
- the first crown gear 11 and the second crown gear 12 mesh at one place (the left end position A in FIG. 5 (a)).
- the contact portion between the first crown gear 11 and the second crown gear 12 spreads around a plurality of teeth in the circumferential direction around the meshing portion. Since the first crown gear 11 is inclined, the gap ⁇ between the first crown gear 11 and the second crown gear 12 gradually increases toward the right side of FIG.
- the diameter of the first crown gear 11 and the diameter of the second crown gear 12 are equal. Since the number of teeth of the first crown gear 11 and the number of teeth of the second crown gear 12 are different, the pitch of the teeth of the first crown gear 11 and the pitch of the teeth of the first crown gear 11 are different.
- FIG. 5B shows the second crown gear 12.
- the second crown gear 12 has a bevel gear shape and has a conical base. On the surface of the second crown gear 12, corrugated teeth 30 are continuously formed in the circumferential direction.
- the second crown gear 12 has a plurality of tooth tip portions 31 arranged radially and a plurality of tooth bottom portions 32 arranged radially, alternately in the circumferential direction.
- the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12 has a convex shape constituted by a conical side surface.
- the tooth bottom portion 32 of the second crown gear 12 has a concave shape constituted by a conical side surface.
- FIG. 5C shows the first crown gear 11.
- the first crown gear 11 is also bevel gear-shaped and has a conical base. On the surface of the first crown gear 11, corrugated teeth 35 are continuously formed in the circumferential direction.
- the first crown gear 11 also has a plurality of tooth tip portions 33 arranged radially and a plurality of tooth bottom portions 34 arranged radially, alternately in the circumferential direction.
- the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 has a convex shape constituted by a conical side surface.
- the tooth bottom part 34 of the first crown gear 11 has a concave shape constituted by a conical side surface.
- the radius of the tooth root portion 32 of the second crown gear 12 is larger than the radius of the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11, and the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 is The second crown gear 12 is fitted to the tooth bottom portion 32. Then, the apex of the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 and the tooth bottom portion 32 of the second crown gear 12 come into contact with each other at the meshing position A.
- the radius of the tooth root portion 34 of the first crown gear 11 is larger than the radius of the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12, and the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12 is connected to the tooth bottom portion 34 of the first crown gear 11. Fit. With the wave motion of the first crown gear 11, the meshing position A moves, and the apex of the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12 and the tooth bottom portion 34 of the first crown gear 11 come into contact with each other.
- FIG. 7 (a) and 7 (b) are perspective views in which cones are added to the teeth of the second crown gear 12 and the first crown gear 11.
- FIG. 7 (b) the tooth tip part 31 of the 2nd crown gear 12 is formed in the taper which becomes narrow toward the center, and is specifically comprised from a part of side surface of the cone C1. Is done.
- the tooth bottom portion 32 of the second crown gear 12 is also formed in a taper whose width becomes narrower toward the center, and specifically, a part of the side surface of the cone C2.
- the radius of the cone C ⁇ b> 2 of the root portion 32 is larger than the radius of the cone C ⁇ b> 1 of the tooth tip portion 31.
- the vertices of the cone C1 of the plurality of tooth tip portions 31 intersect at the meshing center P2.
- the apexes of the cones C2 of the plurality of tooth bottom portions 32 also intersect at the meshing center P2.
- the meshing center P2 is located on the axis 2a of the input shaft 2 and coincides with the center P1 of the wave motion of the first crown gear 11. Thereby, the first crown gear 11 and the second crown gear 12 can be in line contact.
- the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 is constituted by a part of the side surface of the cone C3 whose width becomes narrower toward the center.
- the tooth bottom part 34 of the first crown gear 11 is constituted by a part of the side surface of the cone C4 whose width becomes narrower toward the center.
- the radius of the cone C4 of the root portion 34 is larger than the radius of the cone C3 of the tip portion 33.
- the radius of the cone C ⁇ b> 3 of the tip portion 33 of the first crown gear 11 is the tip of the second crown gear 12.
- the radius of the cone C ⁇ b> 4 of the root portion 34 of the first crown gear 11 is smaller than the radius of the cone C ⁇ b> 2 of the root portion 32 of the second crown gear 12.
- the apexes of the cones C3 of the plurality of tooth tip portions 33 of the first crown gear 11 coincide with the meshing center P2 of the second crown gear 12, and the apexes of the cones C4 of the plurality of tooth bottom portions 34 of the first crown gear 11 are It coincides with the meshing center P2 of the second crown gear 12.
- the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 is formed in an arc, and the tooth bottom portion 34 is also formed in an arc.
- the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12 is formed in an arc, and the tooth bottom portion 32 is also formed in an arc.
- the radius of the arc of the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 is equal to the radius of the arc of the tooth tip portion 31 of the second crown gear 12.
- the radius of the root portion 34 of the first crown gear 11 is set to the radius of the tooth bottom portion 32 of the second crown gear 12. It is smaller than the radius.
- the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are manufactured. Is easy. However, as shown in the development view of the teeth of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 in FIG. 8, when the locus of the tooth tip portion 33 (shown in a circle) of the first crown gear 11 is drawn, the first crown A slight gap g is left between the gear 11 and the second crown gear 12. This gap g may cause an increase in angle transmission error and driving sound. In this example, the gap g is filled to allow the tooth tip portion 33 and the tooth bottom portion 32 to roll completely, thereby improving the angle transmission accuracy and the quietness. However, the gap g is very small, and even if the gap g is not filled, an angle transmission accuracy equivalent to that of the involute tooth profile can be obtained. (Overview of design)
- the created tooth profile curve is a single curve, not a surface.
- a tooth profile obtained by changing the radius r c of the reference circle of the conical first crown gear 11 and the second crown gear 12 base Arrange along. Thereby, the tooth profile curved surfaces of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are obtained. (Tooth profile curve design guidelines)
- the first crown gear 11 and the second crown tooth top portion 33, 31 of the gear 12 is to be composed of the side surface of the cone, the reference circle r first crown on c gear 11 and the tooth portion 33 of the second crown gear 12 , 31 is a single R arc.
- the root curve of the tooth bottom portions 34 and 32 is a locus drawn by the tooth tip portions 33 and 31.
- the first crown gear 11 meshes with the second crown gear 12 while precessing.
- the first crown gear 11 and the second crown gear 12 have a conical base, and their tooth surfaces are on the conical base. Therefore, although congruent tooth profile curves are arranged in the circumferential direction, the tooth profile curves are similar but not congruent in the radial direction. Therefore, defining a certain reference circle r c, determining the tooth profile curve on the reference circle r c.
- the locus drawn by the point P 2 at the time of the dynamic cone is precession a curve should pass through the teeth (trochoid curve).
- FIG. 10B consider a case where the moving cone performs precession without leaving the fixed cone. If this precession is such that the moving cone rotates by - ⁇ around its own axis OH 2 and ⁇ rotates around the constant cone, the point P 1 is ⁇ around OH 1 and the point P 2 is It can be regarded as having rotated ⁇ around OH 2 .
- FIG. 10B consider a case where the moving cone performs precession without leaving the fixed cone. If this precession is such that the moving cone rotates by - ⁇ around its own axis OH 2 and ⁇ rotates around the constant cone, the point P 1 is ⁇ around OH 1 and the point P 2 is It can be regarded as having rotated ⁇ around OH 2 .
- FIG. 10B consider a case where the moving cone performs precession without leaving the fixed cone.
- the vector normalized in parallel with the line segment OH 2 is n
- the vector from the point O to the point P 1 is p 1
- the vector from the point O to the point P 2 is p 2 .
- p 2 can be regarded as a vector obtained by rotating p 1 around n by ⁇
- P 2 which has been determined so far can represent a vector representing the curve to pass through the center of the first crown gear 11 by changing the value of ⁇ second crown gear 12 each tooth tip 33, 31.
- a curve through which the center of the tooth tip portion 33 of the first crown gear 11 should pass is obtained.
- the moving cone is regarded as the first crown gear 11 and the constant cone is regarded as the second crown gear 12, and the number of teeth is set to z i and z 0 , respectively.
- Equation 4 and 5 are selected according to the characteristics of the gear to be combined and substituting Equation 1 for ⁇ .
- An example of the obtained curve is shown in FIG. 13, the locus vector p 2 draws is trochoidal curve.
- the rotation angles and directions of p1 and p2 are the same as those in FIG. (Calculation of root curve)
- Locus addendum portion 33 of the mating gear depicted as shown in FIG. 14 is tooth root curve p 3. That is, a trajectory obtained when the trochoid curve p 2 through which the center of the tooth tip portion 33 of the counterpart gear should pass is obtained and a circle having the radius of the tooth tip portion 33 of the counterpart gear is moved on the trochoid curve p 2. Should be calculated.
- the tooth tip radius of the counterpart gear is h k , and this circle is C.
- Equation 6 a vector p 3 representing the tooth bottom curve, among the points when a circle C on p 2, also orthogonal to both p 2 and p 2 of the direction vector Delta] p 2 a vector of up to P 3 points to. Therefore, the relationship of Equation 6 and Equation 7 holds.
- FIG. 16A shows the tooth profile curve (tooth tip curve and root curve) of the first crown gear 11 calculated according to the above
- FIG. 16B shows the tooth profile curve of the second crown gear 12 calculated according to the above.
- (Tooth tip curve and root curve) are shown.
- the radius of the tooth tip curve is determined so that the tooth tip curve and the root curve are smoothly connected.
- the radius of the tooth tip curve is determined on the condition that “the tooth tip curve and the bottom curve have only one contact point”.
- (Equation for tooth tip curve) (Equation for tooth bottom curve) is established, and the value of the tooth tip radius when this has multiple solutions may be found.
- the tooth profile curves of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 can be generated.
- FIG. 17 shows the tooth profile curves of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 obtained according to the above.
- Black circles in the figure indicate contact points. It can be seen that the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are always in contact from the start of contact in (S1) to the end of contact in (S5), and the contact point moves. Since the contact point moves, it can be seen that the first crown gear 11 and the second crown gear 12 roll on each other.
- the tooth bottom portions 34 and 32 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are configured from conical side surfaces, and the tooth tip portions 33 and 31 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are formed using a trochoid curve. Can also be generated.
- the curve of the tooth bottom portion 34, 32 of the reference circle first crown gear 11 and the second crown gear 12 on the r c an arc of a single R, addendum of the tooth tip 33 and 31 using a trochoidal curve Calculate the curve.
- the tooth trace can be made helical by shifting the phase of the tooth profile curve on the reference circle of the second crown gear 12 in the circumferential direction every time the radius of the reference circle is changed.
- the phase of the tooth profile curve differs between the outside and the inside of the second crown gear 12.
- the tooth streaks of the first crown gear 11 can be similarly helical.
- the logarithmic spiral shown in FIG. 19 can be used for the helical tooth trace.
- the logarithmic helix has a constant angle ⁇ formed with the generatrix of the conical parent body, and can be expressed by the following equation (9).
- a and b are parameters of how to wind the spiral.
- the configuration of the speed reducer according to this embodiment has been described above. According to the speed reducer of the present embodiment, the following effects can be obtained. Since the support portion 14 that supports the first crown gear 11 so as to be capable of wave motion and non-rotatably is disposed outside the first crown gear 11 in the radial direction, the P.P. C. D. (Pitch Circle Diameter) can be increased, and the rotational rigidity of the support portion 14, and thus the rotational rigidity of the reduction gear can be increased. In addition, by using a spline mechanism including the balls 9 for the support portion 14, the first crown gear 11 can be smoothly waved.
- P.P. C. D. Peak Circle Diameter
- both ends of the input shaft 2 can be rotatably supported by the bearings 21 and 22. Even if the moment caused by the reaction force of the meshing portion between the first crown gear 11 and the second crown gear 12 acts on the input shaft 2, the moment rigidity of the input shaft 2 can be improved. Further, the length of the reduction gear in the axial direction can be made compact as compared with the case where the input shaft 2 does not penetrate the first crown gear 11 and the second crown gear 12.
- the ball 6 Since the ball 6 is interposed between the inclined cam 4 of the cam portion 5 and the first crown gear 11 so as to be able to roll, the first crown gear 11 can be smoothly waved.
- the first ring gear 11 and the inner ring part 7 can be easily manufactured by fixing the inner ring part 7 of the support part 14 to the first crown gear 11 with a fastening member.
- the tip portions 33 and 31 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 have a convex shape based on the side surface of the cone, and the tooth bottom portions 34 and 32 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are cones. Therefore, most of the meshing between the tooth tip portions 33 and 31 and the tooth bottom portions 34 and 32 is rolling, so that the efficiency of the gear can be improved.
- the tooth tip The parts 33 and 31 and the tooth bottom parts 34 and 32 can be brought into line contact. Since the tooth contact area can be increased and the engagement rate can be increased, high rigidity, high efficiency, and low noise can be realized.
- the tooth tip portions 33 and 31 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 have a shape constituted by conical side surfaces, and the tooth bottom portions 34 and 32 of the first crown gear 11 and the second crown gear 12 are Since the shape is generated using a trochoid curve drawn when the conical base of the first crown gear 11 is rolled along the conical base of the second crown gear 12, the tooth tip portions 33, 31 and The meshing with the tooth bottom portions 34 and 32 can be completely rolled, and further high rigidity, high efficiency, and low noise can be realized.
- FIG. 20 shows a cross-sectional view of the reduction gear according to the second embodiment of the present invention.
- the speed reducer of this embodiment is similar to the speed reducer of the first embodiment.
- the speed reduction device of the second embodiment is different from the speed reduction device of the first embodiment in that a ball 41 as a rolling element is interposed between the housing 1 and the inclined cam 4 so as to be able to roll.
- the inclined cam 4 integral with the input shaft 2 is formed with a circular ball rolling groove 4d on the surface 4c facing the housing 1 (that is, the back surface of the cam surface 4a).
- a ring 42 is fixed to the housing 1. In the ring 42, a circular ball rolling groove 42a facing the ball rolling groove 4d is formed.
- a plurality of balls 41 are arranged between the ball rolling groove 4d and the ball rolling groove 42a so as to be capable of rolling in the circumferential direction.
- a reaction force is generated at the meshing position between the first crown gear 11 and the second crown gear 12, and a component force in the axial direction acts on the inclined cam 4 by this reaction force.
- this component force can be supported and the rigidity of the reduction gear can be improved.
- FIG. 21 shows a cross-sectional view of the speed reducer according to the third embodiment of the present invention.
- the speed reducer of this embodiment also includes a housing 51, an input shaft 52, an inclined cam 54 integral with the input shaft 52, a first crown gear 61, a second crown gear 62, a support portion (spherical spline) 64, and an output portion 63.
- the basic movement of the speed reducer of the third embodiment is the same as that of the speed reducers of the first and second embodiments.
- the first crown gear 61 is wave-moved by the inclined cam 54 integrated with the input shaft 52, and the second crown gear 62 is moved to both teeth along with the wave motion of the first crown gear 61. Rotate by the number difference.
- the reduction gear of the third embodiment differs from the reduction gears of the first and second embodiments in that the second crown gear 62 has a bevel gear shape and the first crown gear 61 has a reverse bevel gear shape. . That is, the second crown gear 62 is formed in a conical shape in which the surface facing the first crown gear 61 is convex toward the first crown gear 61. The apex angle of this cone is smaller than the apex angle of the cone of the second crown gear 12 of the reduction gears of the first and second embodiments.
- the first crown gear 61 is formed in a conical shape in which the surface facing the second crown gear 62 is recessed in a mortar shape.
- the meshing center P2 of the first crown gear 61 and the second crown gear 62 (the tops of the tips of the tooth crowns and bottoms of the first crown gear 61 and the second crown gear 62) is the wave motion of the first crown gear 61. It remains coincident with the center of motion P1. This point is the same as the speed reducer of the first and second embodiments (see FIG. 20).
- the outer diameter of the second crown gear 62 is smaller than the inner diameter of the ring-shaped rolling element row (cross roller ring 65) that rotatably supports the output portion 63.
- the second crown gear 62 is embedded in the output unit 63.
- the second crown gear 62 is formed in a bevel gear shape and the first crown gear 61 is formed in a reverse bevel gear shape, so that the meshing center P2 matches the center P1 of the wave motion,
- the meshing portion e (the inner region of the broken line in FIG. 21) can be offset from the center line cl of the support portion (spherical spline) 64 to the output portion 63 side, and therefore the first crown gear 61 and the second crown gear 62 are centered.
- the second crown gear 62 can be embedded in the output unit 63.
- the meshing portion e ′ (the inner region of the broken line in FIG. 20) is a support portion (spherical spline). 14 on the center line cl ′.
- the tooth design of the reduction gear according to the third embodiment is substantially the same as the tooth design of the reduction gear according to the first embodiment.
- the first crown gear 61 has a mortar-shaped conical base toward the second crown gear 62
- the second crown gear 62 has a convex conical base toward the first crown gear 61. .
- Fig.22 (a) it becomes a shape where the 1st crown gear 61 which is a moving cone covers the 2nd crown gear 62 which is a constant cone.
- the bottom radius of the moving cone is r cr
- the base angle is ⁇ cr
- the bottom radius of the constant cone is r cf
- the base angle is ⁇ cf.
- Other numbers 3 to 7 need not be changed.
- FIG. 23 shows the determined trochoid curve. 23, the locus vector p 2 draws is trochoidal curve.
- the reduction gear has been mainly described.
- the input side and the output side can be reversed so that the reduction gear can be used as a compact speed increaser in the axial direction.
- axial compactness can be achieved by using the present invention as a speed increaser for a generator having a large input power, such as a hydroelectric generator.
- SYMBOLS 1 Housing, 1a ... Housing main body, 1b, 1c ... Lid member, 2 ... Input shaft, 2a ... Axis, 3 ... Output part, 4 ... Inclination cam, 5 ... Cam part, 6 ... Ball (Rolling body of cam part) , 7 ... Inner ring portion, 7a ... Inner ring spline groove, 9 ... Ball (rolling element of support portion), 10 ... Outer ring portion, 10a ... Outer ring spline groove, 11 ... First crown gear, 12 ... Second crown gear, 14 ... Support part, 31 ... tooth tip part of the second crown gear, 32 ... tooth root part of the second crown gear, 33 ...
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Abstract
【課題】回転剛性を高くすることができる減速又は増速装置を提供する。 【解決手段】本発明の減速又は増速装置は、ハウジング1と、第一冠ギヤ11と、第一冠ギヤ11の半径方向の外側に配置され、第一冠ギヤ11をハウジング1に対して波動運動可能にかつ回転不可能に支持する支持部14と、ハウジング1に対して回転可能であり、第一冠ギヤ11と歯数が異なり第一冠ギヤ11に対向する第二冠ギヤ12と、第一冠ギヤ11が第二冠ギヤ12に噛み合うように第一冠ギヤ11を第二冠ギヤ12に対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように第一冠ギヤ11を波動運動させるカム部5と、を備える。
Description
本発明は、互いに歯数の異なる第一冠ギヤと第二冠ギヤを対向させ、第一冠ギヤが第二冠ギヤに噛み合うように第一冠ギヤを第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように第一冠ギヤを波動運動させる減速又は増速装置に関する。
従来の減速又は増速装置として、インボリュート歯形を持つ2つの平歯車を噛み合わせたものが知られている。製作が容易で、効率も良いため、インボリュート歯形を持つ平歯車は、減速又は増速装置に多用されている。しかし、2つの平歯車の歯数差に限界があるので、減速比又は増速比を大きくすることができないという課題がある。
減速比又は増速比を大きくするために、互いに歯数の異なる第一冠ギヤと第二冠ギヤを対向させ、第一冠ギヤが第二冠ギヤに噛み合うように第一冠ギヤを第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合い箇所が移動するように第一冠ギヤを波動運動させる減速又は増速装置が開発されている。第一冠ギヤを波動運動させると、噛み合い箇所が一周する毎に歯数差の分だけ第二冠ギヤが第一冠ギヤに対して相対的に回転する。両者の歯数差の分だけの回転を出力することで、大きな減速比を得ることができる。逆に、第二冠ギヤを回転させることで、大きな増速比を得ることができる。
この種の減速装置として、例えば特許文献1には、第一冠ギヤと、第二冠ギヤと、傾斜カムと、を備える減速装置が開示されている。第一冠ギヤと第二冠ギヤとは、歯数が異なり互いに対向する。第一冠ギヤは、入力軸と一体の傾斜カムによって傾斜させられる。第一冠ギヤを傾けると、第一冠ギヤと第二冠ギヤとが一箇所で噛み合う。第二冠ギヤは、ハウジングに固定される。第一冠ギヤは、その半径方向の内側に配置される球形のスプラインジョイントに波動運動可能に支持される。
入力軸を回転させると、入力軸と一体の傾斜カムによって、第一冠ギヤが第二冠ギヤとの噛み合い箇所を移動させながら波動運動する。第一冠ギヤの波動運動によって、第一冠ギヤが第二冠ギヤに対して歯数差の分だけ回転する。第一冠ギヤの回転は、球形のスプラインジョイントを介して出力軸に伝達される。
従来の減速装置にあっては、第一冠ギヤを波動運動可能に支持する球形のスプラインジョイントが第一冠ギヤの半径方向の内側に配置される。そして、第一冠ギヤの回転運動をスプラインジョイントを介して出力軸に伝達する。しかし、スプラインジョイントの直径は、スプラインジョイントの回転剛性、ひいては減速装置の回転剛性に大きな影響を及ぼす。従来の減速装置にあっては、スプラインジョイントの直径が小さいので、スプラインジョイントの回転剛性を高くすることができず、ひいては減速装置の回転剛性を高くできないという課題がある。
そこで本発明の第一の目的は、回転剛性を高くすることができる減速又は増速装置を提供することにある。
また、従来の減速装置にあっては、第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状が三角形又は台形に形成される。そして、第一冠ギヤと第二冠ギヤとの噛み合い箇所では、第一冠ギヤの歯が第二冠ギヤの歯の間の溝に隙間なく嵌まる。このため、もし、第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯にピッチ誤差及び/又は歯形誤差があると、第一冠ギヤの歯を第二冠ギヤの溝に円滑に嵌めることができなくなる。しかも、第一冠ギヤと第二冠ギヤとの噛み合いのほとんどが、転がりではなく、滑りであるので、歯車の効率が悪いという課題がある。
そこで、本発明の第二の目的は、第一冠ギヤの歯を第二冠ギヤの溝に円滑に嵌めることができる高効率な減速又は増速装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様は、ハウジングと、第一冠ギヤと、前記第一冠ギヤの半径方向の外側に配置され、前記第一冠ギヤを前記ハウジングに対して波動運動可能にかつ回転不可能にする支持する支持部と、前記ハウジングに対して回転可能であり、前記第一冠ギヤと歯数が異なり前記第一冠ギヤに対向する第二冠ギヤと、前記第一冠ギヤが前記第二冠ギヤに噛み合うように前記第一冠ギヤを前記第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第一冠ギヤを波動運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置である。
本発明の第二の態様は、第一冠ギヤと、前記第一冠ギヤと歯数が異なり、前記第一冠ギヤに対向する第二冠ギヤと、前記第一冠ギヤが前記第二冠ギヤに噛み合うように前記第一冠ギヤを前記第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第一冠ギヤを波動運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置において、前記第一冠ギヤ及び前記第二冠ギヤは、歯先部と歯底部とを円周方向に交互に有し、前記歯先部が、円錐の側面を基礎とした凸形状であり、前記歯底部が、円錐の側面を基礎とした凹形状であることを特徴とする減速又は増速装置である。
なお、本発明の第二の態様において、円錐の側面を基礎とした凸形状及び凹形状は、円錐の側面から構成される凸形状及び凹形状、及び第一冠ギヤの円錐形の母体を第二冠ギヤの円錐形の母体に沿って転がしたときに描かれるトロコイド曲線を用いて生成された凸形状及び凹形状を含む。また、このような凸形状及び凹形状を持つ歯先部及び歯底部の歯すじがヘリカル状である場合を含む。
本発明の第一の態様によれば、第一冠ギヤを波動運動可能にかつ回転不可能にする支持部が第一冠ギヤの半径方向の外側に配置されるので、支持部の直径を大きくすることができ、支持部の回転剛性、ひいては減速又は増速装置の回転剛性を高くすることができる。
本発明の第二の態様によれば、第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯先部が円錐の側面を基礎とした凸形状であり、第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯底部が円錐の側面を基礎とした凹形状であるので、第一冠ギヤ及び第二冠ギヤのいずれか一方の歯先部を他方の歯底部に円滑に嵌めることができる。また、一方の歯先部と他方の歯底部との噛み合いのほとんどが転がりであるので、歯車の効率を向上させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態の減速装置を詳細に説明する。ただし、本発明の減速装置は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。この実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
<第一の実施形態の減速装置の全体構成>
<第一の実施形態の減速装置の全体構成>
図1は本発明の第一の実施形態の減速装置の入力軸側の外観斜視図を示し、図2は減速装置の出力部側の外観斜視図を示す。なお、添付の図面及び以下の明細書を通して、同一の構成には同一の符号を附す。
ハウジング1には、入力軸2、出力部3が回転可能に収容される。入力軸2の軸線2aと出力部3の軸線3a1とは一致する。入力軸2を軸線2aの回りを回転させると、出力部3が減速されて軸線3a1の回りを回転する。入力軸2に対する出力部3の減速比は、ハウジング1に収容される第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12(図3参照)の歯数によって決定される。
ハウジング1は、フランジ1a1を有する筒形のハウジング本体1aと、ハウジング本体1aの軸方向の両端部に取り付けられる円盤形の蓋部材1b,1cと、を備える。ハウジング本体1aのフランジ1a1には、相手部品に取り付けるための通し孔が開けられる。蓋部材1b,1cは、ボルト等の締結部材によってハウジング本体1aに固定される。
図3は本実施形態の減速装置の断面斜視図を示し、図4は本実施形態の減速装置の分解斜視図を示す。図3に示すように、減速装置は、ハウジング1と、傾斜カム4が入力軸2に一体に設けられるカム部5と、第一冠ギヤ11と、第一冠ギヤ11を波動運動可能にかつ回転不可能に支持する支持部(球面スプライン)14と、第二冠ギヤ12と、第二冠ギヤ12に連結される出力部3と、を備える。なお、以下においては、説明の便宜上、入力軸2及び出力部3の軸線2aをX方向に配置したときの方向、すなわち図3に示すX,Y,Z方向を用いて減速装置の構成を説明する。
図4に示すように、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12は円盤形である。第一冠ギヤ11の対向面11a及び第二冠ギヤ12の対向面12aには、放射状に複数の歯が形成される。第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯数は特に限定されるものではない。例えば第一冠ギヤ11の歯数は49、第二冠ギヤ12の歯数は50である。第一冠ギヤ11の歯数と第二冠ギヤ12の歯数とは異なる。歯数が異なるので、第一冠ギヤ11の軸線と第二冠ギヤ12の軸線とを一致させた状態で噛み合わせることはできない。このため、第一冠ギヤ11を第二冠ギヤ12に対して傾斜させて、第一冠ギヤ11の一部を第二冠ギヤ12の一部に噛み合わせる。第二冠ギヤ12の対向面12aは、図3のYZ平面内に配置される。第一冠ギヤ11の対向面11aは、図3のYZ平面に対してZ軸の回りに角度αだけ傾いている。
図3に示すように、カム部5は、ハウジング1に軸線の回りを回転可能に支持される入力軸2と、入力軸2に一体に設けられる円盤形の傾斜カム4と、傾斜カム4と第一冠ギヤ11(正確にいえば、第一冠ギヤ11に一体に固定される内輪部)との間に転がり運動可能に介在する転動体としてのボール6と、を備える(図4も参照)。傾斜カム4は、第一冠ギヤ11を傾けるために設けられる。傾斜カム4のカム面4aは、第一冠ギヤ11と同様にYZ平面に対してZ軸の回りに角度αだけ傾いていて、第一冠ギヤ11に対向する。傾斜カム4のカム面4aには、円形のボール転走溝4bが形成される。支持部14の内輪部7にも、傾斜カム4のボール転走溝4bに対向する円形のボール転走溝7bが形成される。ボール転走溝4bとボール転走溝7bとの間には、周方向に転がり運動可能に複数のボール6が配列される。第一冠ギヤ11を第二冠ギヤ12に押し付け、これらの間のバックラッシを無くすために、ボール6には予圧が付与される。ボール転走溝4bとボール転走溝7bとの間の隙間はボール6の直径よりも小さく、ボール6はこれらの間で圧縮される。ボール6はリング形の保持器16に保持される。
入力軸2は、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12を貫通する。入力軸2は中空である。入力軸2の軸方向の両端部は、軸受21,22によって回転可能に支持される。軸受21,22は、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の軸方向の外側に配置される。
図3に示すように、支持部14は、第一冠ギヤ11の半径方向の外側に配置され、第一冠ギヤ11をハウジング1に対して波動運動可能に(言い換えれば、図3に示すように、第一冠ギヤ11の軸線11bが点P1を頂点にした円錐の軌跡を描くように回転可能に)かつ軸線の回りを回転不可能に支持する。第一冠ギヤ11の波動運動は歳差運動とも呼ばれる。
図3に示すように、支持部14は、球形の内周面に外輪スプライン溝10a(図4参照)を有する外輪部10と、外輪部10の内側に配置され、球形の外周面に外輪スプライン溝10aに対向する内輪スプライン溝7a(図4参照)を有する内輪部7と、外輪スプライン溝10aと内輪スプライン溝7aとの間に軸方向の円弧の軌道に沿って転がり運動可能に介在する転動体としてのボール9と、を備える。外輪部10は、ハウジング1と一体である。内輪部7は、ボルト等の締結部材によって第一冠ギヤ11に固定される。ボール9は、保持器8に保持される。支持部14によって、第一冠ギヤ11は、軸線2a上の点P1を中心にしてZ軸の回り及びY軸の回りを揺動可能になる。第一冠ギヤ11の軸線2aの回りの回転運動は、支持部14のスプライン機構によって制限される。内輪部7にカム部5のボール転走溝7bを形成することで、回転を制限した第一冠ギヤ11の波動運動が円滑になる。
出力部3の内輪3aは、ボルト等の締結部材によって第二冠ギヤ12に固定される。出力部3は、クロスローラ23によってハウジング1に回転可能に支持される。クロスローラ23は、周方向に隣接するローラの軸線が周方向から見て直交するローラ列である(図4参照)。第二冠ギヤ12は、出力部3を介してハウジング1に回転可能に支持される。ハウジング1の蓋部材1cの内周面には、円形のレースウェイ1c1が形成される。出力部3の内輪3aの外周面には、レースウェイ1c1に対向する円形のレースウェイ3bが形成される。レースウェイ1c1とレースウェイ3bとの間に転動体としてクロスローラ23が配置される。出力部3には、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との噛み合い箇所の反力に起因したモーメントが作用する。クロスローラ23を用いることで、出力部3のモーメント剛性を向上させることができる。なお、入力軸2の一端部を回転可能に支持する軸受22は、出力部3と入力軸2との間に配置される。
図示しないモータ等の駆動源を用いて、カム部5を軸線の回りに回転させると、カム部5の傾斜カム4によって第一冠ギヤ11が第二冠ギヤ12との噛み合い箇所を移動させながら波動運動する。第一冠ギヤ11の波動運動に伴って、第二冠ギヤ12が第一冠ギヤ11に対して歯数差の分だけ相対的に回転する。この実施形態では、例えば、第一冠ギヤ11の歯数を49、第二冠ギヤ12の歯数を50とする。そして、ハウジング1に対する第一冠ギヤ11の回転は支持部14によって制限され、ハウジング1に対する出力部3の回転は許容される。このため、出力部3が1歯分だけ減速して回転し、1/50の減速比が得られる。ここで、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯数は限定されない。
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状(歯先部及び歯底部が円錐の側面から構成される例)>
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状(歯先部及び歯底部が円錐の側面から構成される例)>
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯の形状は、以下のとおりである。図5(a)は、第二冠ギヤ12、及び第二冠ギヤ12に傾斜して噛み合う第一冠ギヤ11を示す。図5(a)に示すように、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12とは1カ所(図5(a)の左端の位置A)で噛み合う。ただし、第一冠ギヤ11にはカム部5から予圧がかかるので、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12の接触箇所は、噛み合い箇所を中心に周方向に複数の歯に広がる。第一冠ギヤ11が傾斜しているので、図5(a)の右側に向かって第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との間の隙間δが徐々に大きくなる。
図5(a)に示すように、第一冠ギヤ11の直径と第二冠ギヤ12との直径とは等しい。第一冠ギヤ11の歯数と第二冠ギヤ12の歯数が異なっているので、第一冠ギヤ11の歯のピッチと第一冠ギヤ11の歯のピッチとが異なる。
図5(b)は第二冠ギヤ12を示す。第二冠ギヤ12は、傘歯車状であり、円錐形の母体を持つ。第二冠ギヤ12の表面には、波形の歯30が円周方向に連続して形成される。第二冠ギヤ12は、放射状に配置される複数の歯先部31と、放射状に配置される複数の歯底部32と、を円周方向に交互に有する。第二冠ギヤ12の歯先部31は、円錐の側面から構成される凸形状である。第二冠ギヤ12の歯底部32は、円錐の側面から構成される凹形状である。
図5(c)は第一冠ギヤ11を示す。第一冠ギヤ11も、傘歯車状であり、円錐形の母体を持つ。第一冠ギヤ11の表面にも、波形の歯35が円周方向に連続して形成される。第一冠ギヤ11も、放射状に配置される複数の歯先部33と放射状に配置される複数の歯底部34とを円周方向に交互に有する。第一冠ギヤ11の歯先部33は、円錐の側面から構成される凸形状である。第一冠ギヤ11の歯底部34は、円錐の側面から構成される凹形状である。
図6の展開図に示すように、第二冠ギヤ12の歯底部32の半径は、第一冠ギヤ11の歯先部33の半径よりも大きく、第一冠ギヤ11の歯先部33が第二冠ギヤ12の歯底部32に嵌まる。そして、第一冠ギヤ11の歯先部33の頂点と第二冠ギヤ12の歯底部32とが噛み合い位置Aで接触する。第一冠ギヤ11の歯底部34の半径は、第二冠ギヤ12の歯先部31の半径よりも大きく、第二冠ギヤ12の歯先部31が第一冠ギヤ11の歯底部34に嵌まる。第一冠ギヤ11の波動運動に伴い、噛み合い位置Aが移動し、第二冠ギヤ12の歯先部31の頂点と第一冠ギヤ11の歯底部34とが接触するようになる。
図7(a)及び図7(b)は、第二冠ギヤ12及び第一冠ギヤ11の歯に円錐を付記した斜視図を示す。ここでは、歯の形状を分かり易くするために円錐を付記している。図7(b)に示すように、第二冠ギヤ12の歯先部31は、中心に向かって幅が狭くなるテーパに形成されていて、具体的には円錐C1の側面の一部から構成される。第二冠ギヤ12の歯底部32も、中心に向かって幅が狭くなるテーパに形成されていて、具体的には円錐C2の側面の一部から構成される。同一の円周上において、歯底部32の円錐C2の半径は、歯先部31の円錐C1の半径よりも大きい。複数の歯先部31の円錐C1の頂点は噛み合い中心P2で交わる。複数の歯底部32の円錐C2の頂点も噛み合い中心P2で交わる。なお、図3に示すように、この噛み合い中心P2は入力軸2の軸線2a上に位置し、第一冠ギヤ11の波動運動の中心P1と一致する。これにより第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との線接触が可能となる。
図7(a)に示すように、第一冠ギヤ11の歯先部33は、中心に向かって幅が狭くなる円錐C3の側面の一部から構成される。第一冠ギヤ11の歯底部34は、中心に向かって幅が狭くなる円錐C4の側面の一部から構成される。歯底部34の円錐C4の半径は、歯先部33の円錐C3の半径よりも大きい。第一冠ギヤ11の歯のピッチと第二冠ギヤ12の歯のピッチとを異ならせるため、第一冠ギヤ11の歯先部33の円錐C3の半径は、第二冠ギヤ12の歯先部31の円錐C1の半径に等しく、第一冠ギヤ11の歯底部34の円錐C4の半径は、第二冠ギヤ12の歯底部32の円錐C2の半径よりも小さい。第一冠ギヤ11の複数の歯先部33の円錐C3の頂点は、第二冠ギヤ12の噛み合い中心P2に一致し、第一冠ギヤ11の複数の歯底部34の円錐C4の頂点は、第二冠ギヤ12の噛み合い中心P2に一致する。
図6の展開図に示すように、第一冠ギヤ11の歯先部33は円弧に形成され、歯底部34も円弧に形成される。第二冠ギヤ12の歯先部31は円弧に形成され、歯底部32も円弧に形成される。厳密にいえば、円錐形の第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯30,35を展開すると楕円になるが、円弧とみなすことができる。上記のように、第一冠ギヤ11の歯先部33の円弧の半径は、第二冠ギヤ12の歯先部31の円弧の半径に等しい。第一冠ギヤ11の歯35のピッチと第二冠ギヤ12の歯30のピッチとを異ならせるために、第一冠ギヤ11の歯底部34の半径は第二冠ギヤ12の歯底部32の半径よりも小さい。
第一冠ギヤ11に予圧をかけない状態では、第一冠ギヤ11の歯先部33が1カ所Aでのみ第二冠ギヤ12に接触する。第一冠ギヤ11に予圧をかけると、第一冠ギヤ11の複数の歯35と第二冠ギヤ12の複数の歯30が接触する。第一冠ギヤ11を波動運動させると、噛み合い位置Aが第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の円周方向に移動し、第二冠ギヤ12が第一冠ギヤ11に対して歯数差の分だけ相対的に回転する。
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状の他の例(歯先部が円錐の側面から構成され、歯底部がトロコイド曲線を用いて生成される例)>
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状の他の例(歯先部が円錐の側面から構成され、歯底部がトロコイド曲線を用いて生成される例)>
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31及び歯底部34,32が円錐の側面から構成される形状であると、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の製作が容易である。しかし、図8の第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯の展開図に示すように、第一冠ギヤ11の歯先部33(円形で示す)の軌跡を描くと、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との間に僅かな隙間gが空く。この隙間gは、角度伝達誤差や駆動音の増大を招くおそれがある。この隙間gを埋めて、歯先部33と歯底部32が完全に転がるようにし、角度伝達精度と静音性とを向上させたのがこの例である。ただし、この隙間gは極めて僅かなものであり、隙間gを埋めなくても、インボリュート歯形と同等の角度伝達精度は得られる。
(設計の概要)
(設計の概要)
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯形曲面の設計は、図9に示すように、まず、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の基準円rc上の歯形曲線を作成することから始まる。作成した歯形曲線は一本の曲線であり、面ではない。第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯形曲面を得るために、基準円の半径rcを変化させて得られる歯形曲線を第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の円錐形の母体に沿って並べる。これにより、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯形曲面が得られる。
(歯形曲線の設計指針)
(歯形曲線の設計指針)
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31が円錐の側面から構成されるとし、基準円rc上の第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31の曲線を単一Rの円弧とする。このとき、歯先部33,31と歯底部34,32が互いに転がり運動を行うためには、歯底部34,32の歯底曲線は、歯先部33,31が描く軌跡となる。歯先部33,31の単一Rの円弧と歯底部34,32の歯底曲線を滑らかに接続することで、図9に示すように、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の基準円rc上の歯形曲線が得られる。歯形曲線の作成は、下記の順序で行われる。
(i)波動運動(以下、歳差運動という)によって歯先部33,31が通るべき曲線(トロコイド曲線)を求める。
(ii)歯先部33,31の半径を仮定し、歯先部33,31が(i)で求めたトロコイド曲線上を通ったときに描く曲線を求め、これを歯底部34,32の歯底曲線とする。
(iii)歯先部33,31の歯先曲線(円弧)と歯底部34,32の歯底曲線とを互いになめらかに接続するように歯先部33,31の半径を決定する。
(歯先部が通るべきトロコイド曲線の計算)
(ii)歯先部33,31の半径を仮定し、歯先部33,31が(i)で求めたトロコイド曲線上を通ったときに描く曲線を求め、これを歯底部34,32の歯底曲線とする。
(iii)歯先部33,31の歯先曲線(円弧)と歯底部34,32の歯底曲線とを互いになめらかに接続するように歯先部33,31の半径を決定する。
(歯先部が通るべきトロコイド曲線の計算)
第一冠ギヤ11は、歳差運動をしながら第二冠ギヤ12に噛み合う。第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12は、円錐形の母体を持ち、これらの歯面は円錐形の母体上にある。したがって、周方向には合同な歯形曲線が並ぶが、半径方向では歯形曲線は相似ではあるが合同ではない。このため、ある基準円rcを定め、この基準円rc上での歯形曲線を求める。
まず、この基準円rcを底面にもつ2つの円錐があり、図10(a)に示すように互いの頂点と母線が接触している状態を仮定し、歳差運動を行う円錐を動円錐、固定された円錐を定円錐とする。ここで、円錐頂点を原点O、底面同士の接触点を点P1、動円錐の底面上の定点を点P2、定円錐の頂点から底面へ下ろした垂線の足をH1、動円錐の頂点から底面へ下ろした垂線の足をH2とする。このとき、動円錐を歳差運動させたときの点P2の描く軌跡が歯の通るべき曲線(トロコイド曲線)となる。いま、図10(b)示すように、動円錐が定円錐から離れることなく歳差運動を行った場合を考える。この歳差運動が、動円錐が自身の軸OH2回りに-ψだけ回転し、かつ定円錐回りをθ回転するものだとすれば、点P1がOH1回りにθ、点P2がOH2回りに-ψ回転したものとみなせる。ここで、図11に示すように、線分OH2に平行で正規化したベクトルをn、点Oから点P1までのベクトルをp1、点Oから点P2までのベクトルをp2とすれば、p2はp1をn回りにψだけ回転したベクトルとみなせるため、
ここまで求めてきたp2は、ψの値を変えることで第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12それぞれの歯先部33,31の中心が通るべき曲線を表すベクトルを表すことができる。まず、第一冠ギヤ11の歯先部33の中心が通るべき曲線を求める。動円錐が第一冠ギヤ11、定円錐が第二冠ギヤ12とみなし、歯数をそれぞれzi,z0とする。また、動円錐の歳差運動のパラメータはθ=θi,ψ=ψiとする。このとき、正転ギヤであれば、図12に示すようにθが1回転する間にψは反対方向に1歯分だけ多く回転し、逆転ギヤであれば、θが1回転する間にψは反対方向に1歯分だけ少なく回転するため、数3が成り立つ。
第二冠ギヤ12の歯先部31の中心が通るべき曲線を求める場合、動円錐を第二冠ギヤ12、定円錐を第一冠ギヤ11とみなし、歳差運動のパラメータはθ=θo,ψ=ψoとすれば、同様にして数5が成り立つ。
このように、組み合わせるギヤの特性によって、数4、数5を選択し、ψについて数1に代入することで、歯先部の中心が通るべき曲線を求められる。このとき、求めた曲線の例を図13に示す。図13において、ベクトルp2が描く軌跡がトロコイド曲線である。p1とp2の回転角と方向は図12と同じである。
(歯底曲線の計算)
(歯底曲線の計算)
次に、歯底曲線を求める。図14に示すように相手側ギヤの歯先部33が描く軌跡が歯底曲線p3となる。すなわち、相手側ギヤの歯先部33の中心が通るべきトロコイド曲線p2を求め、相手側ギヤの歯先部33の半径をもつ円をこのトロコイド曲線p2上で動かしたときに得られる軌跡を計算すればよい。ここで、相手側ギヤの歯先半径をhk、この円をCとする。このとき、図15に示すように、歯底曲線を表すベクトルp3は、p2上に円Cを描いたときの点のうち、p2とp2の方向ベクトルΔp2のどちらにも直交する点P3までのベクトルとなる。したがって、数6と数7の関係が成り立つ。
図16(a)は、上記に従って計算した第一冠ギヤ11の歯形曲線(歯先曲線と歯底曲線)を示し、図16(b)は、上記に従って計算した第二冠ギヤ12の歯形曲線(歯先曲線と歯底曲線)を示す。ここでは、歯先曲線と歯底曲線が滑らかに繋がるように歯先曲線の半径を決定する。歯先曲線の半径は、「歯先曲線と歯底曲線が接点をただ一つ持つとき」を条件にして決定する。(歯先曲線の方程式)=(歯底曲線の方程式)を立式し、これが重解を持つときの歯先半径の値を探せばよい。以上により、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯形曲線を生成することができる。
図17は、上記に従って得られた第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯形曲線を示す。図中の黒丸が接触点を示す。(S1)の接触開始時から(S5)の接触終了時に至るまで、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12とが常に接触し、接触点が移動することがわかる。接触点が移動することから、第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12とが互いに転がることがわかる。
なお、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯底部34,32を円錐の側面から構成し、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31をトロコイド曲線を用いて生成することもできる。この場合、基準円rc上の第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯底部34,32の曲線を単一Rの円弧とし、トロコイド曲線を用いて歯先部33,31の歯先曲線を計算すればよい。
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状のさらに他の例(歯すじがヘリカル状である例)>
<第一冠ギヤ及び第二冠ギヤの歯の形状のさらに他の例(歯すじがヘリカル状である例)>
図18に示すように、第二冠ギヤ12の基準円上の歯形曲線の位相を、基準円の半径を変化させる毎に円周方向にずらすことで、歯すじをヘリカル状にすることができる。図18に示すように、第二冠ギヤ12の外側と内側とでは、歯形曲線の位相が異なる。同様に、第一冠ギヤ11の歯すじも同様にヘリカル状にすることができる。
ヘリカル状の歯すじには、図19に示す対数らせんを採用することができる。対数らせんは、円錐形の母体の母線とのなす角βが常に一定のらせんであり、数9で表すことができる。
以上に本実施形態の減速装置の構成を説明した。本実施形態の減速装置によれば、以下の効果を奏する。第一冠ギヤ11を波動運動可能にかつ回転不可能に支持する支持部14を第一冠ギヤ11の半径方向の外側に配置するので、支持部14のスプライン機構を構成するボール9のP.C.D.(Pitch Circle Diameter)を大きくすることができ、支持部14の回転剛性、ひいては減速装置の回転剛性を高くすることができる。また、支持部14にボール9を備えるスプライン機構を用いることで、第一冠ギヤ11を円滑に波動運動させることができる。
入力軸2が第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12を貫通するので、入力軸2の両端部を軸受21,22で回転可能に支持することができる。第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との噛み合い箇所の反力に起因したモーメントが入力軸2に作用しても、入力軸2のモーメント剛性を向上させることができる。また、入力軸2が第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12を貫通しない場合に比べて、減速装置の軸線方向の長さをコンパクトにすることもできる。
カム部5の傾斜カム4と第一冠ギヤ11との間に転がり運動可能にボール6が介在するので、第一冠ギヤ11を円滑に波動運動させることができる。
支持部14の外輪部をハウジング1に一体にすることで、減速装置の部品点数の削減、半径方向のコンパクト化が図れる。
支持部14の内輪部7を締結部材によって第一冠ギヤ11に固定することで、第一冠ギヤ11及び内輪部7の製造が容易になる。
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31が円錐の側面を基礎とした凸形状であり、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯底部34,32が円錐の側面を基礎とした凹形状であるので、歯先部33,31と歯底部34,32との噛み合いのほとんどが転がりになり、歯車の効率を向上させることができる。
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31及び歯底部34,32の円錐の頂点P2が、第一冠ギヤ11の歳差運動の中心P1に一致するので、歯先部33,31と歯底部34,32とを線接触させることができる。歯当たり面積を大きく、噛み合い率を大きくすることができるので、高剛性化、高効率、静音化が実現できる。
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31が、円錐の側面から構成される形状であり、第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯底部34,32が、第一冠ギヤ11の円錐形の母体を第二冠ギヤ12の円錐形の母体に沿って転がしたときに描かれるトロコイド曲線を用いて生成された形状であるので、歯先部33,31と歯底部34,32との噛み合いを完全な転がりにすることができ、さらなる高剛性化、高効率、静音化が実現できる。
第一冠ギヤ11の歯先部33の円錐の半径Rと第二冠ギヤ12の歯先部31の円錐の半径Rとが一致するので、両者の歯先部33,31の製造が容易であり、強度も一致させることができる。
第一冠ギヤ11及び第二冠ギヤ12の歯先部33,31及び歯底部34,32の歯すじが、ヘリカル状であるので、歯当たり面積を大きく、噛み合い率を大きくすることができ、さらなる高剛性化、高効率、静音化が実現できる。
<第二の実施形態の減速装置>
<第二の実施形態の減速装置>
図20は、本発明の第二の実施形態の減速装置の断面図を示す。この実施形態の減速装置は、第一の実施形態の減速装置と同様に、ハウジング1、入力軸2、入力軸2と一体の傾斜カム4、第一冠ギヤ11、第二冠ギヤ12、支持部(球面スプライン)14、出力部3を備える。これらの構成は、第一の実施形態の減速装置と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。
第二の実施形態の減速装置では、ハウジング1と傾斜カム4との間に、転動体としてのボール41が転がり運動可能に介在する点が、第一の実施形態の減速装置と異なる。入力軸2と一体の傾斜カム4には、ハウジング1との対向面4c(すなわちカム面4aの背面)に円形のボール転走溝4dが形成される。ハウジング1には、リング42が固定される。リング42には、ボール転走溝4dに対向する円形のボール転走溝42aが形成される。ボール転走溝4dとボール転走溝42aとの間には、周方向に転がり運動可能に複数のボール41が配列される。
第一冠ギヤ11と第二冠ギヤ12との噛み合い箇所には反力が発生し、この反力によって傾斜カム4には軸方向の分力が働く。ハウジング1と傾斜カム4との間にボール41を介在させることで、この分力を支持することができ、減速装置の剛性を向上させることができる。
<第三の実施形態の減速装置>
<第三の実施形態の減速装置>
図21は、本発明の第三の実施形態の減速装置の断面図を示す。この実施形態の減速装置も、ハウジング51、入力軸52、入力軸52と一体の傾斜カム54、第一冠ギヤ61、第二冠ギヤ62、支持部(球面スプライン)64、出力部63を備える。第三の実施形態の減速装置の基本的な動きは、第一及び第二の実施形態の減速装置と同一である。すなわち、入力軸52を回転させると、入力軸52と一体の傾斜カム54によって第一冠ギヤ61が波動運動し、第一冠ギヤ61の波動運動に伴って第二冠ギヤ62が両者の歯数差の分だけ回転する。
第三の実施形態の減速装置では、第二冠ギヤ62が傘歯車状であり、第一冠ギヤ61が逆傘歯車状である点が、第一及び第二の実施形態の減速装置と異なる。すなわち、第二冠ギヤ62は、第一冠ギヤ61との対向面が第一冠ギヤ61に向かって凸の円錐形に形成される。この円錐の頂角は、第一及び第二の実施形態の減速装置の第二冠ギヤ12の円錐の頂角よりも小さい。第一冠ギヤ61は、第二冠ギヤ62との対向面がすり鉢状にくぼんだ円錐形に形成される。ただし、第一冠ギヤ61と第二冠ギヤ62の噛み合い中心P2(第一冠ギヤ61及び第二冠ギヤ62の歯先部及び歯底部の円錐の頂点)は、第一冠ギヤ61の波動運動の中心P1に一致したままである。この点は第一及び第二の実施形態の減速装置と同一である(図20参照)。
第二冠ギヤ62の外径は、出力部63を回転可能に支持するリング形の転動体列(クロスローラリング65)の内径よりも小さい。第二冠ギヤ62は、出力部63に埋め込まれる。第三の実施形態の減速装置では、第二冠ギヤ62を傘歯車状、第一冠ギヤ61を逆傘歯車状に形成するので、噛み合い中心P2を波動運動の中心P1に一致させたまま、噛み合い部e(図21の破線の内側領域)を支持部(球面スプライン)64の中心線clから出力部63側にオフセットすることができ、したがって第一冠ギヤ61及び第二冠ギヤ62を中心線clから出力部63側にするオフセットすることができる。このため、第二冠ギヤ62を出力部63に埋め込むことが可能になる。なお、図20に示すように、第二冠ギヤ12及び第一冠ギヤ11を共に傘歯車状に形成した場合、噛み合い部e´(図20の破線の内側領域)は支持部(球面スプライン)14の中心線cl´上に位置する。
第一冠ギヤ61及び第二冠ギヤ62を中心線clから出力部63側にするオフセットし、出力部63に第二冠ギヤ62を埋め込むことで、クロスローラリング65の径を拡大することなく、軸線方向の寸法を大幅に小さくすることができる。また、ハウジング51の軸線方向の寸法を小さくすることで、ハウジング51のばね定数が上がるので、出力部63の回転剛性を上げることができる。
<第三の実施形態の減速装置の歯の設計>
<第三の実施形態の減速装置の歯の設計>
第三の実施形態の減速装置の歯の設計は、第一の実施形態の減速装置の歯の設計と略同一である。ただし、第一冠ギヤ61は、第二冠ギヤ62に向かってすり鉢状の円錐形の母体を持ち、第二冠ギヤ62は、第一冠ギヤ61に向かって凸の円錐形の母体を持つ。このため、図22(a)に示すように、定円錐である第二冠ギヤ62に動円錐である第一冠ギヤ61が覆い被さるような形となる。トロコイド曲線を求めるにあたって、上記の数2を、
図23は、求めたトロコイド曲線を示す。図23において、ベクトルp2が描く軌跡がトロコイド曲線である。
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に具現化可能である。
上記実施形態では、減速機を中心に説明したが、入力側と出力側を逆にすることで、軸方向にコンパクトな増速機としても利用できる。例えば、水力発電機のような入力側のパワーの大きい発電機に対して本発明を増速機として利用することで、軸方向のコンパクト化が図れる。
本明細書は、2015年3月2日出願の特願2015-039782及び2015年3月2日出願の特願2015-039783に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
1…ハウジング、1a…ハウジング本体、1b,1c…蓋部材、2…入力軸、2a…軸線、3…出力部、4…傾斜カム、5…カム部、6…ボール(カム部の転動体)、7…内輪部、7a…内輪スプライン溝、9…ボール(支持部の転動体)、10…外輪部、10a…外輪スプライン溝、11…第一冠ギヤ、12…第二冠ギヤ、14…支持部、31…第二冠ギヤの歯先部、32…第二冠ギヤの歯底部、33…第一冠ギヤの歯先部、34…第一冠ギヤの歯底部、C1…円錐(第二冠ギヤの歯先部の円錐)、C2…円錐(第二冠ギヤの歯底部の円錐)、C3…円錐(第一冠ギヤの歯先部の円錐)、C4…円錐(第一冠ギヤの歯底部の円錐)、P2…円錐の頂点、P1…波動運動の中心、p2…トロコイド曲線
Claims (13)
- ハウジングと、
第一冠ギヤと、
前記第一冠ギヤの半径方向の外側に配置され、前記第一冠ギヤを前記ハウジングに対して波動運動可能にかつ回転不可能に支持する支持部と、
前記ハウジングに対して回転可能であり、前記第一冠ギヤと歯数が異なり前記第一冠ギヤに対向する第二冠ギヤと、
前記第一冠ギヤが前記第二冠ギヤに噛み合うように前記第一冠ギヤを前記第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第一冠ギヤを波動運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置。 - 前記カム部は、
前記入力軸と一体の傾斜カムと、
前記傾斜カムと前記第一冠ギヤとの間に転がり運動可能に介在する転動体と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の減速又は増速装置。 - 前記支持部は、
外輪スプライン溝を有する外輪部と、
前記外輪部の内側に配置され、前記外輪スプライン溝に対向する内輪スプライン溝を有する内輪部と、
前記外輪スプライン溝と前記内輪スプライン溝との間に転がり運動可能に介在する転動体と、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の減速又は増速装置。 - 前記外輪部が前記ハウジングと一体であることを特徴とする請求項3に記載の減速又は増速装置。
- 前記内輪部が前記第一冠ギヤに締結部材によって固定されることを特徴とする請求項3又は4に記載の減速又は増速装置。
- 前記第一冠ギヤ及び前記第二冠ギヤは、歯先部と歯底部とを円周方向に交互に有し、
前記歯先部が、円錐の側面を基礎とした凸形状であり、
前記歯底部が、円錐の側面を基礎とした凹形状であり、
前記円錐の頂点が前記第一冠ギヤの前記波動運動の中心に一致することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の減速又は増速装置。 - 前記ハウジングと前記傾斜カムとの間に、前記第一冠ギヤと前記第二冠ギヤとの噛み合い箇所に発生する反力を受ける転動体が転がり運動可能に介在することを特徴とする請求項2に記載の減速又は増速装置。
- 前記第二冠ギヤが傘歯車状であり、前記第一冠ギヤが逆傘歯車状であり、
前記第二冠ギヤの外径が、前記ハウジングに出力部を回転可能に支持するリング形の転動体列の内径よりも小さく、
前記第二冠ギヤが、前記出力部に埋め込まれることを特徴とする請求項1又は2に記載の減速又は増速装置。 - 第一冠ギヤと、
前記第一冠ギヤと歯数が異なり、前記第一冠ギヤに対向する第二冠ギヤと、
前記第一冠ギヤが前記第二冠ギヤに噛み合うように前記第一冠ギヤを前記第二冠ギヤに対して傾斜させ、かつ噛み合う箇所が移動するように前記第一冠ギヤを波動運動させるカム部と、を備える減速又は増速装置において、
前記第一冠ギヤ及び前記第二冠ギヤは、歯先部と歯底部とを円周方向に交互に有し、
前記歯先部が、円錐の側面を基礎とした凸形状であり、
前記歯底部が、円錐の側面を基礎とした凹形状であることを特徴とする減速又は増速装置。 - 前記円錐の頂点が、前記第一冠ギヤの前記波動運動の中心に一致することを特徴とする請求項9に記載の減速又は増速装置。
- 前記歯先部及び前記歯底部のいずれか一方が、前記円錐の側面から構成される形状であり、
前記歯先部及び前記歯底部の他方が、前記第一冠ギヤの円錐形の母体を前記第二冠ギヤの円錐形の母体に沿って転がしたときに描かれるトロコイド曲線を用いて生成された形状であることを特徴とする請求項9又は10に記載の減速又は増速装置。 - 前記第一冠ギヤの前記歯先部の前記円錐の半径と前記第二冠ギヤの前記歯先部の前記円錐の半径とが一致し、
又は前記第一冠ギヤの前記歯底部の前記円錐の半径と前記第二冠ギヤの前記歯底部の前記円錐の半径とが一致することを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の減速又は増速装置。 - 前記歯先部及び前記歯底部の歯すじが、ヘリカル状であることを特徴とする請求項9ないし12のいずれか1項に記載の減速又は増速装置。
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