JP2018091414A - 撓み噛合い式歯車装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この撓み噛合い式歯車装置は、撓み変形可能な外歯歯車と、外歯歯車を撓み変形させる伝動軸と、外歯歯車に噛み合う二つの内歯歯車と、伝動軸にトルクを与えるモーターとを備えている。
そして、モーターが駆動すると、伝動軸が外歯歯車に対して内側から周期的な撓み変形を付与し、固定されていない一方の内歯歯車に伝動軸よりも減速された回転動作が付与される。
しかしながら、上記従来の歯車機構は、駆動により潤滑剤が移動を生じて部材間の潤滑性に低下を生じるおそれがあった。
前記第一内歯歯車は、前記軸方向に沿って前記第二内歯歯車側に延在する延在部を有し、
前記延在部は、前記第一内歯歯車と前記第二内歯歯車の間の隙間の径方向外側に位置する第一延在部と、前記第二内歯歯車の径方向外側に位置する第二延在部と、を有し、
前記第一延在部の最大内径が、前記第二延在部の最小内径より大きい構成である。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置を示す縦断面図である。図2(A)は第一の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置1を回転中心線方向(軸方向)に見た側面図、図2(B)はその部分拡大図である。回転中心線方向Dとは撓み噛合い式歯車装置1の後述する第一内歯歯車11の回転中心線Oに平行な方向とする。
図3は、第一の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置1の歯車周辺の機構を示す分解斜視図である。
なお、ここでいう「固定」とは、撓み噛合い式歯車装置1を動力伝達機構として組み込む上位装置が支持構造物によって撓み噛合い式歯車装置1を支持した状態において、当該支持構造物に対して固定されている状態を示す。
図4は、歯車機構1の第一内歯歯車11及び第二内歯歯車12の回転中心線Oを通過する断面に沿った拡大断面図である。
一般に、撓み噛合い式歯車装置は、動作の際、部材同士で摺動や摩耗を生じる箇所がある場合には、予め、部材と部材との間にグリスや潤滑油等の潤滑剤が塗布又は供給され、動作の円滑化が図られる。
しかしながら、動作が継続して行われると、潤滑剤は流動して潤滑剤が必要な部位から退避し、例えば、外歯歯車13と第一及び第二内歯歯車11,12の噛み合い部の潤滑性が低下するおそれがある。
このため、撓み噛合い式歯車装置1では、前述した第一内歯歯車11と第二内歯歯車12の間に、潤滑剤の保持構造が設けられている。
本体部110と延在部111は、一体的に形成されており、これらの外径は等しく且つ第二内歯歯車12よりも外径が大きい。そして、延在部111は、全体的にその内径が第二内歯歯車12の外径よりも大きく、当該第二内歯歯車12がその内側に配置されている。
そして、第一内歯歯車11の本体部110における第二内歯歯車12側の端面と第二内歯歯車12における第一内歯歯車11側の端面との間には、一定幅の隙間dが形成されている。
これに対して、第二延在部113は、回転中心線方向Dについて内径が一定であって最大内径R2maxとなる部分113aと、回転中心線方向Dについて内径が一定であって最小内径R2minとなる部分113bとから構成されている。
そして、第二延在部113における第一延在部112側の端部の内径が最大内径R2maxであり、第二延在部113の最大内径R2maxと第一延在部112の最大内径R1maxは等しい。また、第二延在部113の最大内径R2maxとなる部分113aと最小内径R2minとなる部分113bとの境界は、回転中心線方向Dに対して垂直な端面となっている。
撓み噛合い式歯車装置1の駆動時において、装置内の各所に塗布又は供給される潤滑剤は、回転中心から外側に向かって移動を生じることになるが、延在部111は第二内歯歯車12を囲繞しているので、潤滑剤は溝状の領域Mに捕捉される。
さらに、溝状の領域Mに対して、第二内歯歯車12側には、第二延在部113の最小内径R2minとなる部分113bが存在するので、溝状の領域Mに捕捉された潤滑剤は、延在部111の開口端側への移動が抑制され、溝状の領域M内に保持することができる。
また、撓み噛合い式歯車装置1の回転中心線Oは、必須ではないが、鉛直上下方向に対して傾斜した方向が好ましく、さらに、水平又は略水平状態に向けることがより好ましい。
次に、歯車装置1の動作について説明する。前述したように、ここでは、偏心カム15が入力軸(駆動源側)に連結され、第一内歯歯車11が出力軸に連結され、第二内歯歯車12が固定された構成について説明する。また、特に制限されるものではないが、第一内歯歯車11と外歯歯車13との歯数が同数であり、第二内歯歯車12と外歯歯車13との歯数に差があるものとする。なお、第一内歯歯車11と第二内歯歯車12の歯数の関係は逆でも良い。
例えば、第二内歯歯車12の歯数が102で、外歯歯車13の歯数が100であれば、偏心カム15の回転運動は減速比100:2で減速されて外歯歯車13に伝達される。
上記撓み噛合い式歯車装置1は、第一内歯歯車11が延在部111を有し、当該延在部111は、第一内歯歯車11と第二内歯歯車12の間の隙間dの径方向外側に位置する第一延在部112と、第二内歯歯車12の径方向外側に位置する第二延在部113とを有し、第一延在部112の最大内径R1maxが、第二延在部113の最小内径R2minより大きい。
このため、撓み噛合い式歯車装置1の駆動時において、回転中心から外側に向かって移動を生じる装置内の潤滑剤を、第一延在部112の最大内径R1maxとなる部分が捕捉する。そして、第二内歯歯車12の外側には、第二延在部113の最小内径R2minとなる部分113bが存在するので、捕捉された潤滑剤が延在部111の外側へ移動することを抑制し、潤滑剤を装置内に保持することが可能となる。そして、回転が止まると、保持されていた潤滑剤が噛み合い部に戻る。
従って、撓み噛合い式歯車装置1は、特に、噛み合い部の潤滑性が向上され、高い潤滑性をより長く維持することが可能となる。
前述した図4の潤滑剤の保持構造と異なる他の例について図5に基づいて説明する。この図5では、第一内歯歯車11A及び第二内歯歯車12Aの回転中心線Oを通過する断面に沿った拡大断面図である。
なお、以下の説明では、前述した撓み噛合い式歯車装置1と異なる点のみを主に説明し、共通部分の説明は省略する。また、前述した撓み噛合い式歯車装置1の各構成と同一の構成については同じ符号を使用し、重複する説明は省略する。
本体部110と延在部111Aは、一体的に形成されており、これらの外径は等しく且つ第二内歯歯車12Aよりも外径が大きい。そして、延在部111Aは、第二内歯歯車12Aが内側に配置されており、延在部111Aの回転中心線方向Dにおける各部の内径は、第二内歯歯車12Aと干渉しない大きさとなっている。
そして、第一延在部112Aの場合も、その最大内径R1maxが第二延在部113Aの最小内径R2minより大きい。
また、延在部111Aは、回転中心線方向Dにおける第二内歯歯車12側(図5右側)の端部に、内径が最小内径R2minであって回転中心線方向Dにおける一定の幅で均一となる等径部114Aを有している。
この縮径部115Aは、回転中心線方向Dにおける第二内歯歯車12側に向かうにつれて内径が一定割合で漸減している。つまり、縮径部115Aは、断面形状が回転中心線方向Dに対して直線的に傾斜しており、縮径部115Aにおける内周面は円錐面となっている。そして、第一延在部112Aと第二延在部113Aは、この円錐面によって連なっている。
また、第二内歯歯車12Aは、等径部121Aに隣接して回転中心線方向Dにおける第二内歯歯車12A側(図5右側)に、最小の外径から最大の外径に漸増する拡径部122Aを有している。つまり、拡径部122Aは、断面形状が回転中心線方向Dに対して傾斜しており、拡径部122Aにおける外周面は円錐面となっている。
なお、拡径部122Aの最大外径(第二内歯歯車12Aの最大外径でもある)は、前述した延在部111Aの最小内径R2minよりも小さく、第一内歯歯車11Aと第二内歯歯車12Aの相対的な回転に干渉しない。
また、第一内歯歯車11A及び第二内歯歯車12Aの場合も、これらの回転中心線Oは、垂直方向に対して傾斜した方向、さらに、水平又は略水平状態に向けることがより好ましい。
また、第二延在部113Aの最小内径R2minとなる等径部114Aを回転中心線方向Dに沿って一定の範囲で有するので、潤滑剤の延在部111Aの外側へ移動を抑制し、潤滑剤をより効果的に装置内に保持することが可能となる。
前述した第一内歯歯車11と第二内歯歯車12は、図4に示すように、それぞれの回転中心線方向Dにおける第二内歯歯車12側(図4右側)の端部の位置を揃えた状態を図示しているが、これに限定されない。即ち、第一内歯歯車11と第二内歯歯車12の端部位置は回転中心線方向Dについて不一致であって、いずれか一方が回転中心線方向Dに沿ってより遠方に延出されていても良い。また、第一内歯歯車11の本体部110と第二内歯歯車12の回転中心線方向Dの幅も等しくしなくとも良い。図5に示した第一内歯歯車11Aと第二内歯歯車12Aも同様である。
また、同様に、図5の構成において、第二内歯歯車12Aに替えて、回転中心線方向Dについて全長に渡って外径が均一な第二内歯歯車を設けても良い。
その他、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。
11,11A 第一内歯歯車
11a 歯部
12,12A 第二内歯歯車
12a 歯部
13 外歯歯車
13a 歯部
14 軸受
15 偏心カム(起振体)
110 本体部
111,111A 延在部
112,112A 第一延在部
113,113A 第二延在部
113a 最大内径となる部分
113b 最小内径となる部分
114A 等径部
115A 縮径部
121A 等径部
122A 拡径部
D 回転中心線方向(軸方向)
d 隙間
M 領域
O 回転中心線
R1max,R2max 最大内径
R2min 最小内径
Claims (7)
- 起振体と、
前記起振体により撓み変形が付与される外歯歯車と、
前記外歯歯車と噛合う第一内歯歯車と、
前記第一内歯歯車に対してその軸方向の隣に配置され、前記外歯歯車と噛合う第二内歯歯車と、
を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
前記第一内歯歯車は、前記軸方向に沿って前記第二内歯歯車側に延在する延在部を有し、
前記延在部は、前記第一内歯歯車と前記第二内歯歯車の間の隙間の径方向外側に位置する第一延在部と、前記第二内歯歯車の径方向外側に位置する第二延在部と、を有し、
前記第一延在部の最大内径が、前記第二延在部の最小内径より大きい撓み噛合い式歯車装置。 - 前記第一内歯歯車は、当該歯車装置により入力回転よりも減速された回転を出力する歯車である請求項1記載の撓み噛合い式歯車装置。
- 前記第一延在部は、前記軸方向の全長に渡って内径が一定とされている請求項1又は2記載の撓み噛合い式歯車装置。
- 前記第二延在部は、前記最小内径となる部分を前記軸方向に沿って一定の範囲で有する請求項1から3のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
- 前記第一延在部の最大内径と前記第二延在部の最大内径とが等しい請求項1から4のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
- 前記延在部の内周は、前記第一内歯歯車から前記第二内歯歯車側に向かって、内径が直線的に減少する部分を有する請求項1から5のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
- 前記第二内歯歯車は、前記第一内歯歯車側の端部の外径よりも、前記第一内歯歯車側とは逆側の端部の外径の方が大きい請求項1から6のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
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