IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 住友重機械工業株式会社の特許一覧

<>
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図1
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図2
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図3
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図4
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図5
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図6
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図7
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図8
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図9
  • 特許-偏心揺動型減速装置 図10
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-12
(45)【発行日】2023-10-20
(54)【発明の名称】偏心揺動型減速装置
(51)【国際特許分類】
   F16H 1/32 20060101AFI20231013BHJP
【FI】
F16H1/32 A
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2018215154
(22)【出願日】2018-11-16
(65)【公開番号】P2020085017
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-05-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 友彦
【審査官】増岡 亘
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-70716(JP,A)
【文献】特開2016-193464(JP,A)
【文献】特開2010-107053(JP,A)
【文献】実公昭56-35567(JP,Y2)
【文献】特開2012-177468(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第108662089(CN,A)
【文献】実開昭63-20553(JP,U)
【文献】特開平6-081907(JP,A)
【文献】実開平4-126055(JP,U)
【文献】特開平3-244852(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16H 1/32
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内歯歯車と、
前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動させる偏心体を有する偏心体軸と、
複数の内ピンにより前記外歯歯車の自転成分と同期する第1キャリア及び第2キャリアと、
を備えた偏心揺動型減速装置において、
前記複数の内ピンは樹脂で構成され、一端部が前記第1キャリアに一体的に形成されると共に、他端部は前記第2キャリアに挿入され、
前記複数の内ピンの前記第2キャリアに挿入されている部分である挿入端部における挿入方向に垂直な断面形状が非円形であり、
前記第2キャリアには、複数の前記内ピンの挿入端部が挿入される複数の挿入孔が形成され、
前記挿入孔における、前記内ピンの挿入端部の挿入方向に垂直な断面形状が当該内ピンの挿入端部と等しく、
前記複数の内ピンは、円周上に並ぶように配置され、
前記複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状は、当該複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状に対して個別に外接すると共に当該断面形状の全ての頂点に接するか又は当該断面形状の円弧部分に重なって接する複数の端部外接円の全てに対して当該全ての端部外接円における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する第1外接円よりも、全ての前記内ピンの挿入端部の前記断面形状における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する第2外接円の方が小さくなる形状である偏心揺動型減速装置。
【請求項2】
前記複数の内ピンは、円周上に並ぶように配置され、
前記複数の内ピンは、
いずれも、前記挿入端部の前記断面形状の図形上の重心が、当該挿入端部の前記断面形状に対して外接すると共に当該断面形状の全ての頂点に接するか又は当該断面形状の円弧部分に重なって接する端部外接円の中心よりも、前記内歯歯車の径方向の内側に位置する請求項1に記載の偏心揺動型減速装置。
【請求項3】
前記複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状は、
前記内歯歯車の径方向の幅よりも当該径方向に直交する方向の幅の方が広い請求項1又は請求項2に記載の偏心揺動型減速装置。
【請求項4】
前記複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状は、
前記内歯歯車の径方向における外側部分が、前記内歯歯車と同心の円弧形状又は前記内歯歯車の中心と前記内ピンの中心とを結ぶ線分に直交する方向に沿った直線形状である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
【請求項5】
前記複数の内ピンは、前記挿入端部と前記外歯歯車の内ピン孔に遊挿された本体部とを有し、
前記第1キャリアを支持する軸受と前記第2キャリアを支持する軸受とを備え、
前記第2キャリアを支持する軸受は、前記複数の内ピンの前記挿入端部に対して前記内歯歯車の径方向から見て重なり、前記複数の内ピンの前記本体部に対して前記内歯歯車の軸方向から見て重なる配置である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
【請求項6】
内歯歯車と、
前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動させる偏心体を有する偏心体軸と、
複数の内ピンにより前記外歯歯車の自転成分と同期する第1キャリア及び第2キャリアと、
を備えた偏心揺動型減速装置において、
前記複数の内ピンは樹脂で構成され、一端部が前記第1キャリアに一体的に形成されると共に、他端部は前記第2キャリアに挿入され、
前記複数の内ピンの前記第2キャリアに挿入されている部分である挿入端部における挿入方向に垂直な断面形状が非円形であり、
前記第2キャリアには、複数の前記内ピンの挿入端部が挿入される複数の挿入孔が形成され、
前記挿入孔における、前記内ピンの挿入端部の挿入方向に垂直な断面形状が当該内ピンの挿入端部と等しく、
前記複数の内ピンは、前記挿入端部と前記外歯歯車の内ピン孔に遊挿された本体部とを有し、
前記第1キャリアを支持する軸受と前記第2キャリアを支持する軸受とを備え、
前記第2キャリアを支持する軸受は、前記複数の内ピンの前記挿入端部に対して前記内歯歯車の径方向から見て重なり、前記複数の内ピンの前記本体部に対して前記内歯歯車の軸方向から見て重なる配置である偏心揺動型減速装置。
【請求項7】
前記複数の内ピンは、円周上に並ぶように配置され、
前記複数の内ピンは、前記挿入端部と前記外歯歯車の内ピン孔に遊挿された本体部とを有し、
前記内ピンは、いずれも、前記本体部の前記挿入方向に垂直な断面形状が円形であり、
全ての前記内ピンの前記本体部の前記挿入方向に垂直な断面形状における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する本体部外接円に対して、全ての前記内ピンの前記挿入端部の前記断面形状における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する第2外接円が内側となる請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
【請求項8】
前記挿入端部に個別に外接すると共に前記挿入端部の前記断面形状の全ての頂点に接するか又は当該断面形状の円弧部分に重なって接する端部外接円が、前記本体部の円形の断面形状と一致して重なるか又はその内側となる請求項7に記載の偏心揺動型減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、偏心揺動型減速装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の偏心揺動型減速装置は、入力軸に設けられた偏心体により偏心揺動を行う外歯歯車と、外歯歯車に噛み合う内歯歯車と、円周に沿って配置された複数の内ピンを介して外歯歯車に連結された第1キャリア及び第2キャリアとを備えている。
複数の内ピンは、一端部が第1キャリアに支持されており、他端部が第2キャリアに挿入支持されている。
そして、上記外歯歯車は、内歯歯車の内歯よりも歯数が少なく設定されており、入力軸が回転すると、外歯歯車は偏心揺動しながら歯数差に応じて入力軸と逆方向に自転を生じ、この自転による減速回転が内ピンによって第1キャリア及び第2キャリアに伝達される構成となっている(例えば、特許文献1の図3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2017-82993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の偏心揺動型減速装置は、内ピンとして金属の丸棒を利用しているため、第2キャリア側に挿入される挿入端部の軸垂直断面の形状が円形に限定され、内ピンの周辺の構造について設計の自由度が低いという問題が生じていた。
【0005】
本発明は、内ピンの周辺の構造の設計の自由度の高い偏心揺動型減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、
内歯歯車と、
前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動させる偏心体を有する偏心体軸と、
複数の内ピンにより前記外歯歯車の自転成分と同期する第1キャリア及び第2キャリアと、
を備えた偏心揺動型減速装置において、
前記複数の内ピンは樹脂で構成され、一端部が前記第1キャリアに一体的に形成されると共に、他端部は前記第2キャリアに挿入され、
前記複数の内ピンの前記第2キャリアに挿入されている部分である挿入端部における挿入方向に垂直な断面形状が非円形であり、
前記第2キャリアには、複数の前記内ピンの挿入端部が挿入される複数の挿入孔が形成され、
前記挿入孔における、前記内ピンの挿入端部の挿入方向に垂直な断面形状が当該内ピンの挿入端部と等しく、
前記複数の内ピンは、円周上に並ぶように配置され、
前記複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状は、当該複数の内ピンの前記挿入端部の前記断面形状に対して個別に外接すると共に当該断面形状の全ての頂点に接するか又は当該断面形状の円弧部分に重なって接する複数の端部外接円の全てに対して当該全ての端部外接円における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する第1外接円よりも、全ての前記内ピンの挿入端部の前記断面形状における前記内歯歯車の径方向外側端部に外接する第2外接円の方が小さくなる形状である。
また、他の発明は、
内歯歯車と、
前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動させる偏心体を有する偏心体軸と、
複数の内ピンにより前記外歯歯車の自転成分と同期する第1キャリア及び第2キャリアと、
を備えた偏心揺動型減速装置において、
前記複数の内ピンは樹脂で構成され、一端部が前記第1キャリアに一体的に形成されると共に、他端部は前記第2キャリアに挿入され、
前記複数の内ピンの前記第2キャリアに挿入されている部分である挿入端部における挿入方向に垂直な断面形状が非円形であり、
前記第2キャリアには、複数の前記内ピンの挿入端部が挿入される複数の挿入孔が形成され、
前記挿入孔における、前記内ピンの挿入端部の挿入方向に垂直な断面形状が当該内ピンの挿入端部と等しく、
前記複数の内ピンは、前記挿入端部と前記外歯歯車の内ピン孔に遊挿された本体部とを有し、
前記第1キャリアを支持する軸受と前記第2キャリアを支持する軸受とを備え、
前記第2キャリアを支持する軸受は、前記複数の内ピンの前記挿入端部に対して前記内歯歯車の径方向から見て重なり、前記複数の内ピンの前記本体部に対して前記内歯歯車の軸方向から見て重なる配置である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、内ピンの周辺や構造設計の自由度の高い偏心揺動型減速装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の第一の実施の形態に係る偏心揺動型減速装置の軸方向に沿った断面図である。
図2図1のW-W線に沿った偏心揺動型減速装置の軸垂直断面図である。
図3図1のX-X線に沿った偏心揺動型減速装置の軸垂直断面図である。
図4】内ピンの挿入端部の軸垂直断面を示す断面図である。
図5】内ピンの挿入端部の軸垂直断面の断面形状の詳細を示す説明図である。
図6】内ピンの挿入端部の断面形状の他の例(1)を示す断面図である。
図7】内ピンの挿入端部の断面形状の他の例(2)を示す断面図である。
図8】内ピンの挿入端部の断面形状の他の例(3)を示す断面図である。
図9】内ピンの挿入端部の断面形状の他の例(4)を示す断面図である。
図10】内ピンの挿入端部の断面形状の他の例(5)を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[発明の実施形態の概略]
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態である偏心揺動型減速装置10の軸方向に沿った断面図(図2のV-V線に沿った断面図)、図2図1のW-W線に沿った偏心揺動型減速装置の軸垂直断面図、図3図1のX-X線に沿った偏心揺動型減速装置の軸垂直断面図である。
なお、本実施形態では、偏心揺動型減速装置10の回転軸O1に沿った方向を軸方向、回転軸O1を中心とする円の半径に沿った方向を径方向、回転軸O1を中心とする回転方向を周方向と定義する。
なお、回転軸O1は後述する偏心体軸40の中心軸と一致している。
【0010】
偏心揺動型減速装置10は、内歯歯車20、第1カバー部材21、第2カバー部材22、第1外歯歯車31、第2外歯歯車32、偏心体41,42を備える偏心体軸40、第1及び第2キャリア51,52、複数の内ピン53を有している。
【0011】
第1及び第2外歯歯車31,32は、それぞれが偏心体軸40の偏心体41,42によって偏心揺動しながら内歯歯車20に噛合する。
偏心揺動型減速装置10の出力は、第1及び第2外歯歯車31,32の自転成分として第1及び第2キャリア51,52から取り出される。
【0012】
[偏心体軸]
偏心揺動型減速装置10の中心に位置する偏心体軸40は、全長に渡って中空であり、偏心体軸40の一端部には、例えば、モータ等の動力源からトルクが入力される入力歯車43が取り付けられている。
そして、入力歯車43から回転が入力されると、第1及び第2キャリア51,52側からは入力回転数よりも小さい出力回転数で回転が出力される。
なお、以下の説明では、回転軸O1に沿った方向であって偏心体軸40に対して入力歯車43が取り付けられている方向を「入力側」(図1において右側)とし、その逆方向を「出力側」(図1において左側)とする。
但し、これは説明の便宜上の定義であって、入力側と出力側とは上記定義に限定されるものではない。
【0013】
偏心体軸40の一端部と他端部は、それぞれラジアル玉軸受からなる偏心体軸用軸受47,48を介して第1キャリア51及び第2カバー部材22に回転可能に支持されている。
第1キャリア51は内周部に段部形状の嵌合部511が設けられ、いわゆるインロー嵌合構造によって当該嵌合部511に偏心体軸用軸受47の外輪が嵌合している。
また、第2カバー部材22の中央に形成された開口部222には、内周面に形成された内周溝に嵌合する略環状の止め金46が偏心体軸用軸受48に隣接して設けられている。
そして、偏心体軸用軸受47,48は、偏心体41,42を挟むように偏心体軸40の両側に設けられている。
これらの構造により、偏心体軸40は、偏心体軸用軸受47,48を介して、回転軸O1に沿った方向に移動が生じないように位置決めされている。
なお、偏心体軸用軸受47,48については、ラジアル玉軸受けに限らず他の軸受を使用しても良い。
【0014】
また、偏心体軸40には、回転軸O1に沿って並んで二つの偏心体41,42が回転軸O1を中心とする180度の位相差で一体的に設けられている。
そして、第1及び第2外歯歯車31,32と偏心体41,42の間には、それぞれラジアル玉軸受からなる偏心体用軸受44,45が配置されている。偏心体軸40のそれぞれの偏心体41,42は同期して回転し、第1及び第2外歯歯車31,32は、同期して偏心回転する偏心体軸40の偏心体41,42を介して偏心揺動しながら内歯歯車20にそれぞれ噛合する。
なお、偏心体用軸受44,45については、ラジアル玉軸受に限らず他の軸受を使用しても良い。
【0015】
[外歯歯車]
第1外歯歯車31は、偏心体41に偏心体用軸受44を介して組み込まれ、偏心体軸40が回転することで揺動する。
第2外歯歯車32は、偏心体42に偏心体用軸受45を介して組み込まれ、偏心体軸40が回転することで、第1外歯歯車31と異なる位相で揺動する。
第1外歯歯車31には、複数の内ピン53をそれぞれ通す複数の内ピン孔311が互いに周方向に離間して設けられている。同様に、第2外歯歯車32には、複数の内ピン53をそれぞれ通す複数の内ピン孔321が互いに周方向に離間して設けられている。
【0016】
[内歯歯車]
内歯歯車20は、第1カバー部材21と一体的に形成されており、第1カバー部材21の入力側の端部における内周部分に周方向に沿って並んで形成された複数の内歯を備えている。
内歯歯車20の複数の内歯は、軸方向について第1及び第2外歯歯車31,32の二倍以上の歯幅を有し、軸方向に並んだ第1外歯歯車31と第2外歯歯車32の両方の外歯に噛み合うことができる。
なお、この内歯歯車20の回転軸(中心軸)は、回転軸O1と同一線上となっている。
【0017】
[カバー部材]
第1カバー部材21は、略円筒状に形成され、その内側に第1キャリア51、第1及び第2外歯歯車31,32、偏心体軸40の出力側の端部を収容している。
第1カバー部材21は、出力側の内周部において、ラジアル玉軸受からなる主軸受23を介して第1キャリア51を回転軸O1回りに回転可能に支持している。主軸受23は、第1カバー部材21の内周に形成された段部構造の嵌合部211に突き当てられた状態で嵌合されている。また、第1カバー部材21の内周部には、内周面に形成された内周溝に嵌合する略環状の止め金26が主軸受23に隣接して設けられている。これにより、主軸受23は、軸方向に移動が生じないように位置決めされ、固定されている。
【0018】
第2カバー部材22は、入力側の端部が閉塞壁面221により閉塞された略円筒状に形成され、その内側に第2キャリア52、偏心体軸40の入力側の端部を収容している。
第2カバー部材22は、入力側の閉塞壁面221の中央部には開口部222が形成されている。この開口部222には、前述したように、偏心体軸40の他端部を回転可能に支持する偏心体軸用軸受48が設けられており、偏心体軸40の他端部を回転可能に支持している。
【0019】
第2カバー部材22の外周近傍には、連結部材であるボルトBの挿通孔223が周方向に沿って均一の間隔で複数形成されている。そして、第1カバー部材21の入力側の端面には複数のネジ穴212が形成されており、複数のボルトBの締結により、第1カバー部材21の入力側の端部に第2カバー部材22を固定することができる。
【0020】
なお、第1カバー部材21の入力側の端部における外周には、全周に渡って縮径した段部213が形成されており、第2カバー部材22の出力側端部には、第1カバー部材21側に延出された周壁部224が設けられている。
この周壁部224は、段部213を挿入し、嵌合させることができる。つまり、第1カバー部材21と第2カバー部材22の間にもインロー嵌合構造が形成されている。これにより、第1カバー部材21と第2カバー部材22の嵌合時に、第1カバー部材21の中心軸と第2カバー部材22の中心軸とが同一軸上となるように相互に位置決めを行うことができる。
【0021】
また、第2カバー部材22は、その内周部において、ラジアル玉軸受からなる主軸受24を介して第2キャリア52を回転軸O1回りに回転可能に支持している。主軸受24は、第2カバー部材22の内周部に閉塞壁面221に突き当てられた状態で嵌合されている。
また、第2キャリア52は、主軸受24に対して出力側から当接するフランジ部521を有している。従って、第2カバー部材22内において、第2キャリア52は、主軸受24を介して、回転軸O1に沿った方向について精度良く位置決めされる。
なお、主軸受23,24については、ラジアル玉軸受に限らず他の軸受を使用しても良い。
【0022】
[キャリア]
第1キャリア51と第2キャリア52とは、第1及び第2外歯歯車31,32を挟んで軸方向の出力側と入力側とに配置されている。
第1及び第2キャリア51,52は、偏心体軸40の周囲において第1キャリア51に一体的に設けられた複数の内ピン53(例えば、六本)の挿入端部532が第2キャリア52の挿入孔522に挿入されて互いに連結されている。
各内ピン53の長手方向は軸方向に平行であり、挿入端部532の挿入方向も軸方向に平行である。
【0023】
第1キャリア51は、第1カバー部材21により主軸受23を介して回転可能に支持されている。第1キャリア51の出力側端部の外周には、段部構造の嵌合部512に主軸受23の内輪が突き当てられた状態で嵌合されている。また、第1キャリア51には、出力側端部の外周面に形成された外周溝に嵌合する略環状の止め金25が主軸受23に隣接して設けられている。これにより、第1キャリア51は、主軸受23に対して、軸方向に移動が生じないように位置決めされ、固定されている。従って、第1キャリア51は、主軸受23を介して軸方向について精度良く位置決めされている。
【0024】
第2キャリア52は、中央部が広く開口した環状体であり、前述したように、その外周部が主軸受24により、回転軸O1回りに回転可能に支持されている。
この第2キャリア52は、周方向に沿って均一間隔で内ピン53の挿入端部532が挿入される挿入孔522が軸方向に貫通形成されている。
【0025】
[内ピン]
複数の内ピン53は、第1キャリア51から入力側に向かって軸方向に平行に延出された円柱体である。
各内ピン53は、軸垂直断面(挿入端部532の挿入方向に垂直な断面)の形状が一様な外径の円形である本体部531と、第2キャリア52の挿入孔522に挿入される挿入端部532とを有する。
挿入端部532は、本体部531の入力側の端部に位置し、軸垂直断面(挿入端部532の挿入方向に垂直な断面)の形状は非円形となっている。
【0026】
また、各内ピン53の本体部531の外周には、円筒状の内ローラ54が回転可能に外嵌されている。
そして、第1及び第2外歯歯車31,32の内ピン孔311,321に対して、内ローラ54を介して各内ピン53が遊挿されている。
なお、動作の際には、内ピン53の本体部531は、内ローラ54を介して外周の少なくとも一部が内ピン孔311,321に接触した状態となる。
【0027】
[各部材の構成材料]
偏心揺動型減速装置10は、上述した各構成の内、少なくとも、内ピン53は、樹脂から構成されている。この樹脂材料としては、FRP(Fiber-Reinforced Plastic)又はCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)などの高い強度を有する材料を適用できる。しかし、これに限られず、内ピン53の樹脂材料としては、単一素材である各種樹脂、樹脂と別材料とを複合させた複合材料など、様々な材料を適用してもよい。
【0028】
また、上記以外の構成、例えば、第1キャリア51、第2キャリア52、第1カバー部材21,第2カバー部材22、内歯歯車20、偏心体41,42を含む偏心体軸40、第1外歯歯車31、第2外歯歯車32、内ローラ54も、樹脂から構成される。これらの樹脂材料としては、FRP、CFRP、紙ベーク材、布ベーク材、単一素材である樹脂など、様々な材料を適用してもよい。
【0029】
なお、前述したように、第1キャリア51と内ピン53とは一体的に形成されているので、これらは同一材料で形成されているが、これに限定されない。第1キャリア51と内ピン53とは、別体、別材料で形成しても良い。
また、内ピン53を除く、第1キャリア51、第2キャリア52、第1カバー部材21、第2カバー部材22、内歯歯車20、偏心体41,42を含む偏心体軸40、第1外歯歯車31、第2外歯歯車32、内ローラ54は、樹脂以外の素材、例えば、アルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、その他の金属から構成してもよい。
【0030】
ボルトB及び軸受23、24、44、45、47、48は、金属から構成されるが、これらもFRP及びCFRP等の樹脂から構成してもよい。
また、軸受23、24、44、45、47、48については、玉軸受に限らず、滑り軸受を使用することが出来る。
【0031】
[内ピンの挿入端部の断面形状]
上記のように、内ピン53は、樹脂から構成されるので、金型成形により、挿入端部532の断面形状を多種多様な形状で成形することができる。
この内ピン53の挿入端部532の軸垂直断面の形状について、図3図5に基づいて詳細に説明する。図4は内ピン53の挿入端部532の軸垂直断面を示す断面図、図5は内ピン53の挿入端部532の軸垂直断面の断面形状(以下、「挿入端部532の断面形状」という)の詳細を示す説明図である。
【0032】
各内ピン53の挿入端部532の断面形状は、図5に示すように、非円形である。さらに、挿入端部532の断面形状は、複数の内ピン53の挿入端部532の断面形状に対して個別に外接する複数の端部外接円C0の全てに対してさらに外接する第1外接円C1よりも、全ての内ピン53の挿入端部532の断面形状に対して外接する第2外接円C2の方が小さくなるように形成されている。
なお、第1外接円C1と第2外接円C2はいずれも回転軸O1を中心とする円である。
また、第2外接円C2の半径は、回転軸O1と端部外接円C0の中心を結ぶ線分に直交する方向(第2外接円C2の接線方向とする)について、挿入端部532の断面形状の最大幅(端部外接円C0の直径)が得られる径としても良い。
【0033】
例えば、上述の要件を満たす挿入端部532の断面形状の一例として、図4に示すように、端部外接円C0から、回転軸O1を中心とする半径方向の外側部分を第2外接円C2の円弧に沿って切除した形状が挙げられる。即ち、挿入端部532の断面形状は、径方向における外側部分Mが、回転軸O1を中心とする円弧形状となっている。
なお、図4において、C3は、端部外接円C0の中心cを通過する、回転軸O1を中心とする第3円である。
また、第2外接円C2の半径は、第1外接円C1の半径より小さく、第1外接円C1の半径から端部外接円C0の直径を減じた値よりも大きい。また、第2外接円C2の半径は、第1外接円C1の半径より小さく、第1外接円C1の半径から端部外接円C0の半径を減じた値よりも大きいと、接線方向の最大幅(=端部外接円C0の直径)が得やすい。
【0034】
なお、挿入端部532を、この図4に示す断面形状とする場合には、端部外接円C0は,軸方向から見て、内ピン53の本体部531の軸断面形状の円形と一致するように構成すると、成形が容易となるが、これは必須の要件ではない。
【0035】
また、本実施形態では、本体部531の軸垂直断面形状(挿入端部532の挿入方向に垂直な断面形状)が円形であり、軸方向から見て、挿入端部532の端部外接円C0と一致した状態で重なる内ピン53を例示している。
また、図5に示すように、全ての内ピン53の本体部531の軸垂直断面形状に外接する本体部外接円C5が、軸方向から見て、第1外接円C1と一致した状態で重なっており、前述した第2外接円C2が本体部外接円C5の内側となる場合を例示している。
但し、これら二つの要件は必須ではない。
【0036】
第1外接円C1よりも第2外接円C2の径が小さくなるように挿入端部532の断面形状を定めた場合、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分の省スペース化が図られ、装置全体を径方向に小型化することができる。また、第2外接円C2が本体部外接円C5の内側となるように挿入端部532の断面形状を定めた場合にも同様のことが言える。
例えば、図1に示すように、各内ピン53の挿入端部532の径方向の外側には主軸受24が設けられているが、第2外接円C2の径が小さくなるほど、主軸受24も径の小さい軸受を使用することができる。これに伴い、偏心揺動型減速装置10の一端部、例えば、入力側の端部を全体的に小径、小型化することができる。
【0037】
また、各内ピン53は、第1及び第2外歯歯車31,32から第1及び第2キャリア51,52にトルクを伝達する機能上、偏心揺動型減速装置10の動作時には、径方向のせん断応力が加わる。
これに対して、図4に示す挿入端部532の断面形状は、第2外接円C2の接線方向(径方向に垂直な方向)における幅W1を径方向の幅W2よりも広くとっているので、上記せん断応力に対して高い剛性を得ることができる。
特に、断面形状の第2外接円C2の接線方向の幅を端部外接円C0の直径と等しい幅(最大幅)とした場合には、より高い剛性を得ることができる。この最大幅を得るための要件は、端部外接円C0の中心cにおける第3円C3の接線L1が端部外接円C0と交わる二つの交点P1,P2よりも第2外接円C2が径方向の外側となることである。
【0038】
また、図5に示す要件を満たす挿入端部532の断面形状の他の例(1)を図6に示す。
この図6に示す挿入端部532の断面形状は、図4の挿入端部532の断面形状からさらに、回転軸O1を中心とする半径方向の内側部分を第4円C4の円弧に沿って切除した形状である。第4円C4の半径は、第2外接円C2の半径より小さくすべきである。
この図6に示す挿入端部532の断面形状の場合は、図4の断面形状と同じ効果に加えて、各内ピン53の挿入端部532の内側領域も省スペース化を図ることが出来るという利点がある。
【0039】
また、図5に示す要件を満たす挿入端部532の断面形状の他の例(2)を図7に示す。
図4に示す挿入端部532の断面形状は、径方向の外側部分が第2外接円C2に沿った形状としているが、断面形状は第2外接円C2に外接していれば良く、図7に示すように、径方向における外側部分Mを円弧形状以外の形状、例えば、直線形状としても良い。なお、ここでいう直線形状とは、第2外接円C2に沿った円弧における接線であって、回転軸O1と端部外接円C0(又は本体部531の軸方向に垂直な円形の断面形状)の中心を結ぶ線分に直交する直線形状を示す。この直線形状を、以下の説明では、便宜上「直交直線形状」と記載する。
また、同様に、図6に示すように、回転軸O1を中心とする半径方向の内側部分を切除する場合も、第4円C4に沿った円弧形状以外の形状、例えば、直交直線形状に平行な直線形状としても良い。
図7の他の例(2)に示す挿入端部532の断面形状の場合も、図4図6の断面形状と等しい効果を得ることが出来る。
【0040】
また、図5に示す要件を満たす挿入端部532の断面形状の他の例(3)を図8に示す。
図4に示す挿入端部532の断面形状は、周方向の両側部分が端部外接円C0に沿った形状としているが、その断面形状は端部外接円C0に外接していれば良く、図8に示すように、周方向の両側部分を円弧形状以外の形状、例えば、回転軸O1と端部外接円C0(又は本体部531の軸方向に垂直な円形の断面形状)の中心を結ぶ線分に平行な直線形状としても良い。
また、前述した図4図6及び図7に示す挿入端部532の断面形状の例に共通して言えることだが、端部外接円C0は、内ピン53の本体部531の軸方向断面形状と一致していなくとも良い。
但し、端部外接円C0を内ピン53の本体部531の軸方向断面形状よりも大きくすると、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分のスペースを活用する或いは小型化する効果を得るための断面形状について、制約が増えてしまうので、図8に示すように、端部外接円C0の径は、内ピン53の本体部531の軸方向断面形状以下とする方が有利である。
【0041】
図5に示す要件を満たす挿入端部532の断面形状の他の例(4)を図9に、他の例(5)を図10に示す。
図5に示す要件を満たし、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分の省スペース化を図り、装置全体を径方向に小型化することができ、望ましくは、挿入端部532の断面形状の周方向の幅を広く確保することができれば、他の例(4)及び(5)に示すように、その形状そのものについては多彩な形状を選択することができる。他の例(4)のような略扇形や他の例(5)のような正五角形などの多角形であっても良い。
また、これら他の例(4)及び(5)に示すように、端部外接円C0は、内ピン53の本体部531の軸方向断面形状に対して偏心させても良い。なお、この端部外接円C0の偏心については、これら他の例(4)及び(5)に限らず、すでに説明した図4の例や他の例(1)~(3)についても同様である。
【0042】
[偏心揺動型減速装置の回転動作]
次に、当該偏心揺動型減速装置10の回転動作を説明する。
例えば、偏心体軸40から回転が入力されると、当該偏心体軸40に一体的に装着されている偏心体41,42が回転し、第1及び第2外歯歯車31,32が内歯歯車20に内接しながらそれぞれ180度の位相差を維持しつつ揺動回転する。
第1及び第2外歯歯車31,32の歯数は、内歯歯車20の歯数よりも少なくとも一つ以上少ない。そのため、内歯歯車20が非回転状態である場合には、偏心体軸40の一回転につき、第1及び第2外歯歯車31,32は歯数差分の回転を行う。
第1及び第2外歯歯車31,32の回転は、複数の内ピン53を介して、第1及び第2キャリア51,52に伝達され、減速回転として出力される。
なお、第1及び第2キャリア51,52が回転しないように固定し、内歯歯車20、第1カバー部材21及び第2カバー部材22から減速回転を取り出すこともできる。
【0043】
[内ピンと第2キャリアの主軸受との関係]
第2キャリア52を支持する主軸受24は、各内ピン53の挿入端部532に対して径方向から見て重なる配置となっている。即ち、図1に示すように、主軸受24は挿入端部532の径方向外側に位置し、軸方向について重なりを生じている。
また、主軸受24は、各内ピン53の本体部531に対して軸方向から見て重なる配置となっている。即ち、図3に示すように、主軸受24と本体部531とは、径方向について重なりを生じている。
これらに示すように、主軸受24の内径は、各内ピン53の本体部531の本体部外接円C5よりも小径化が図られ、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分が主軸受24の配置スペースとして活用され、装置全体の径方向の小型化が図られている。
【0044】
[発明の実施形態の技術的効果]
上記偏心揺動型減速装置10では、複数の内ピン53を樹脂で構成し、各内ピン53の挿入端部532における軸垂直断面形状が非円形となっている。
内ピン53を樹脂で構成した場合、加工上の制約を受けにくく、その断面形状は多彩な形状を選択しても金型成形等の加工により比較的容易に成形することが可能である。
一方、内ピン53の挿入端部の断面形状を円形にすると、例えば、径方向について、内ピン53の挿入端部の断面形状である円形の直径分のスペースが必ず必要となり、設計の自由度が制限される。
これに対して、挿入端部532断面形状が非円形であれば、挿入される側の構成の余剰スペースの形状に合わせる等の対策をとることもでき、設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる。
【0045】
また、図4及び図6図10に示す内ピン53の挿入端部の断面形状は、いずれも、当該複数の内ピン53の挿入端部532の断面形状に対して個別に外接する複数の端部外接円C0の全てに対してさらに外接する第1外接円C1よりも、全ての内ピン53の挿入端部の断面形状に対して外接する第2外接円C2の方が小さくなる形状としている。
この場合、偏心揺動型減速装置10は、以下の有利な効果を有する。
第1外接円C1よりも第2外接円C2の径が小さくなることで、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分の省スペース化を図ることができ、当該スペースに他の部材を配置したり、第2外接円C2の径に応じて、装置全体を径方向に小型化することができる。
また、上記の断面形状であれば、内ピン53の挿入端部532の断面形状は周方向については制約を受けにくいので、回転時に内ピン53に生じる周方向の応力に対して、剛性の高い形状とすることが可能である。
【0046】
なお、偏心揺動型減速装置10は、全ての内ピン53の本体部531の断面形状の全てに対して外接する本体部外接円C5に対して、第2外接円C2が内側となるという要件も具備している。
この要件を具備する場合にも、各内ピン53の挿入端部532の周囲の省スペース化、装置の小型化、内ピン53に生じる周方向の応力に対して挿入端部532を剛性の高い形状とする等の効果を得ることが出来る。
また、偏心揺動型減速装置10は、内ピン53が、いずれも、本体部531の円形の断面形状に対して、挿入端部532の端部外接円C0が、一致して重なるか又はその内側となっている。この場合も、各内ピン53の挿入端部532の周囲の省スペース化、装置の小型化に貢献する。
【0047】
また、図4及び図6図10に示す内ピン53の挿入端部532の断面形状は、いずれも、図形上の重心gが、端部外接円C0の中心cよりも径方向の内側に位置している。なお、「図形上の重心」とは、図形(断面形状)上に一様に質量を分布させたときの質量中心をいう。
つまり、内ピン53の挿入端部532の断面形状は、いずれも、径方向の内側に寄っている形状となるため、各内ピン53の挿入端部532よりも径方向の外側部分の省スペース化が図られ、当該スペースの活用或いは径方向の小型化を図ることができる。
【0048】
また、図4及び図6図10に示す内ピン53の挿入端部532の断面形状は、いずれも、径方向の幅よりも径方向に直交する円周の接線方向の幅の方が広くなっている。
このため、径方向の外側部分に省スペース化が図られ、当該スペースの活用或いは径方向の小型化を図りつつも、回転時に内ピン53に生じる周方向の応力に対して、剛性の高い形状とすることが可能である。
【0049】
また、図4及び図6図10に示す内ピン53の挿入端部532の断面形状は、いずれも、径方向における外側部分が、回転軸O1を中心とする円弧形状又は直交直線形状であることから、複数の内ピン53の挿入端部の径方向の外側部分の省スペース化が図られ、回転時に内ピン53に生じる周方向の応力に対して、剛性の高い形状とすることが可能である。
【0050】
また、偏心揺動型減速装置10は、各内ピン53の挿入端部532が挿入される第2キャリア52が主軸受24で支持されているが、各内ピン53の挿入端部532の断面形状が、図4及び図6図10に示す形状であることから、主軸受24を小型化することができ、偏心揺動型減速装置10の第2キャリア52を配置する端部の小型化を図ることが可能となる。
【0051】
[その他]
上記各実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、第2キャリア52は主軸受24により回転可能に支持されているが、第2キャリア52は偏心揺動型減速装置内において、他の部材に支持されていない状態で設けても良い。
例えば、第2キャリアを環状に形成し、各内ピン53の挿入端部を挿入する挿入孔を形成する。そして、第2キャリアは、第1カバー部材21と第2カバー部材22の内部において、他の部材に摺接する配置とする、或いは、他の部材と非接触状態で配置しても良い。
この構造の場合も、第2キャリアは、各内ピン53の挿入端部532を周方向に一定の間隔に保持すると共に、第1キャリア側の端部における周方向への倒れを防ぎ、各内ピン53の剛性を高く維持することが可能である。
【0052】
また、第1キャリア51と各内ピン53は別部材で形成してもよい。その場合、各内ピン53は、前述した第2キャリア52と同じ嵌合構造で第1キャリア51に嵌合させてもよい。
また、本体部外接円C5と第1外接円C1とが軸方向から見て一致するように重なる偏心揺動型減速装置10を例示したが、必須の要件ではなく、本体部外接円C5と第1外接円C1とは一致重複しなくともよい。
【0053】
また、上記実施形態では、1本の偏心体軸を減速機の軸心に配置した所謂センタークランク式の偏心揺動型減速装置を示した。しかし、本発明は、2個以上の偏心体軸が減速機の軸心からオフセットして配置された所謂振り分け型の偏心揺動型減速装置に適用してもよい。
また、上記実施形態では、外歯歯車として第1外歯歯車31及び第2外歯歯車32を示したが、外歯歯車は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【0054】
10 偏心揺動型減速装置
20 内歯歯車
21 第1カバー部材
22 第2カバー部材
24 主軸受
25,26 止め金
31 第1外歯歯車
32 第2外歯歯車
40 偏心体軸
41,42 偏心体
43 入力歯車
44,45 偏心体用軸受
46 止め金
47,48 偏心体軸用軸受
51 第1キャリア
52 第2キャリア
53 内ピン
54 内ローラ
211 嵌合部
212 ネジ穴
213 段部
221 閉塞壁面
222 開口部
223 挿通孔
224 周壁部
311 内ピン孔
311,321 内ピン孔
511,512 嵌合部
521 フランジ部
522 挿入孔
531 本体部
532 挿入端部
B ボルト
c 中心
C0 端部外接円
C1 第1外接円
C2 第2外接円
C3 第3円
C4 第4円
g 重心
L1 接線
O1 回転軸
P1,P2 交点
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10