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JP2015175378A - 偏心揺動型の歯車装置 - Google Patents

偏心揺動型の歯車装置 Download PDF

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Abstract

【課題】偏心揺動型の歯車装置における偏心体軸受の潤滑性を、より向上させる。【解決手段】A側外歯歯車12Aと、内歯歯車14と、A側偏心体20Aを備えたクランク軸18と、A側偏心体軸受22Aと、を備えた偏心揺動型の歯車装置10において、A側偏心体軸受のA側ころ24Aを支持するA側リテーナ76Aと、該A側ころの軸方向移動を規制するA側第1ガイド体71Aと、を備え、該A側第1ガイド体は、A側偏心体と同軸に配置され、A側リテーナ(のA側リテーナ外側部76A1)とA側第1ガイド体との間の径方向隙間δ(76A1−71A)が、該A側リテーナ外側部とA側外歯歯車のA側貫通孔16Aとの間の径方向隙間δ(76A1−16A)よりも大きく設定される。【選択図】図1

Description

本発明は、偏心揺動型の歯車装置に関する。
例えば、特許文献1に、外歯歯車と、該外歯歯車が揺動しながら内接噛合する内歯歯車と、を備えた偏心揺動型の歯車装置が開示されている。
外歯歯車は、貫通孔を備えており、外歯歯車を揺動回転させるための偏心体が設けられたクランク軸が、該貫通孔を貫通している。外歯歯車の貫通孔と偏心体との間には、偏心体軸受が配置され、外歯歯車がクランク軸によって円滑に揺動回転できるように構成されている。
特開2009−197819号公報
しかしながら、上記特許文献1に係る構成を有する偏心揺動型の歯車装置にあっては、該偏心体軸受の潤滑性をより向上させたいという要望がある。
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、偏心体軸受の潤滑性を、より向上させることのできる偏心揺動型の歯車装置を提供することをその課題としている。
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車が揺動しながら内接する内歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体を備えると共に前記外歯歯車に形成した貫通孔を貫通するクランク軸と、前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体との間に配置された偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、前記偏心体軸受の転動体がころで構成され、該ころを支持するリテーナと、該ころの軸方向端面に当接して該ころの軸方向移動を規制するガイド体と、を備え、該ガイド体は、前記偏心体と同軸に配置され、前記リテーナと前記ガイド体との間の径方向隙間が、該リテーナと前記外歯歯車の前記貫通孔との間の径方向隙間よりも大きく設定された構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
本発明では、リテーナとガイド体との間の径方向隙間が、該リテーナと外歯歯車の貫通孔との間の径方向隙間よりも大きく設定される。
あるいは、本発明では、偏心体軸受の転動体がころで構成され、該偏心体軸受が軸方向に並んで配置されると共に、ころの軸方向外側端面は、クランク軸とは別体のガイド体で軸方向移動が規制され、当該ころの軸方向内側端面は、偏心体に一体形成された突部によって軸方向移動が規制される。
あるいは、本発明では、リテーナとガイド体との間に、ころの直径の10%以上の径方向隙間が確保されるように構成される。
これらの構成、あるいはこれらの構成の組み合わせにより、潤滑剤を偏心体軸受に潤沢に供給することができ、該偏心体軸受の潤滑性をより向上させることができる。
本発明によれば、偏心揺動型の歯車装置における偏心体軸受の潤滑性を、より向上させることができる。
本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置の全体断面図 上記偏心揺動型の歯車装置の要部拡大断面図
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の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偏心揺動型の歯車装置の全体断面図、図2は該歯車装置の要部拡大断面図である。
この偏心揺動型の歯車装置10は、いわゆる「振り分けタイプ」と称される偏心揺動型の歯車装置であり、図示せぬ産業用ロボットの関節を駆動するために使用される。
歯車装置10は、外歯歯車12と、該外歯歯車12が揺動しながら内接噛合する内歯歯車14と、を備える。歯車装置10は、伝達容量の増大および回転バランス性の向上を意図して、外歯歯車12を2枚有している(A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12B)。各外歯歯車12は、それぞれ貫通孔16(A側貫通孔16AおよびB側貫通孔16B)を備えており、クランク軸18が、該貫通孔16を貫通している。クランク軸18には、外歯歯車12を揺動回転させるための偏心体20(A側偏心体20AおよびB側偏心体20B)が設けられている。外歯歯車12の貫通孔16と、クランク軸18の偏心体20との間には、偏心体軸受22(A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22B)が配置され、外歯歯車12が円滑に揺動回転できるように構成されている。
本実施形態では、以降、必要に応じて、モータ側の動力伝達系を「A側」、反モータ側の動力伝達系を「B側」と称して、各部材を適宜区別することにする。
なお、本実施形態において、「ある部材の軸方向内側」とは、「当該部材の軸方向においてケーシングで囲まれた空間の中央位置により近い側」を意味し、「ある部材の軸方向外側」とは、「当該部材の軸方向においてケーシングで囲まれた空間の中央位置からより遠い側」を意味している。なお、より具体的な意味については、後に詳述する。
以下、当該偏心揺動型の歯車装置10の構成をより詳細に説明する。
モータ(図示略)のモータ軸28は、歯車装置10の入力軸30を兼用している。入力軸30の端部には、入力ピニオン32が直切り形成されている。入力ピニオン32は、複数の振り分け歯車34と同時に噛合している。振り分け歯車34は、この実施形態では3個(1個のみ図示)設けられ、それぞれクランク軸18にスプライン36を介して連結されている。
クランク軸18は、この実施形態では複数(この例では3本。1本のみ図示)設けられている。クランク軸18は、内歯歯車14の軸心O14からR18だけオフセットした円周上において、周方向に120度の間隔で配置されている。
各クランク軸18には、それぞれの軸方向同位置にA側外歯歯車12Aを揺動させるためのA側偏心体20A(偏心量e)が一体的に形成されている。また、各クランク軸18には、該A側偏心体20Aと軸方向に並んで、B側外歯歯車12Bを揺動させるための(同じ偏心量eの)B側偏心体20Bが一体的に形成されている。なお、偏心体20は、別体の偏心体部材をキー等で連結した構成であってもよい。各クランク軸18のA側偏心体20A同士およびB側偏心体20B同士は、それぞれ偏心位相が揃えられている。A側偏心体20AとB側偏心体20Bの偏心位相差は180度である(互いに離反する方向に偏心している)。
各クランク軸18のA側偏心体20Aの外周には、それぞれA側偏心体軸受22Aが組み込まれている。また、各クランク軸18のB側偏心体20Bの外周には、それぞれB側偏心体軸受22Bが組み込まれている。A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22Bの近傍の構成については、後に詳述する。
A側外歯歯車12Aは、A側貫通孔16Aを備え、A側偏心体軸受22Aが該A側貫通孔16Aと嵌合している。また、B側外歯歯車12Bは、B側貫通孔16Bを備え、B側偏心体軸受22Bが該B側貫通孔16Bと嵌合している。これにより、3本のクランク軸18上のA側偏心体20Aが同期して回転し、A側外歯歯車12Aを揺動回転させることができる。同様に、3本のクランク軸18上のB側偏心体20Bが同期して回転し、B側外歯歯車12Bを揺動回転させることができる。
A側外歯歯車12Aの軸方向モータ側の側部にはA側キャリヤ40Aが配置されている。B側外歯歯車12Bの軸方向反モータ側の側部にはB側キャリヤ40Bが配置されている。各クランク軸18は、このA側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bに、正面合わせで配置した一対のA側テーパローラ軸受42AおよびB側テーパローラ軸受42Bを介してそれぞれ支持されている。
A側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bは、背面合わせで配置した一対のA側アンギュラ玉軸受44AおよびB側アンギュラ玉軸受44Bを介してケーシング46にそれぞれ支持されている。A側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bは、キャリヤ連結体48およびピン50を介して連結されている(一体化されている)。この実施形態では、キャリヤ連結体48は、B側キャリヤ40Bから3本(1本のみ図示)が一体的に突出されており、それぞれ先端がA側キャリヤ40Aの軸方向端面40A1に当接している。キャリヤ連結体48は、A側外歯歯車12AのA側キャリヤ孔52AおよびB側外歯歯車12BのB側キャリヤ孔52Bを非接触で貫通している。すなわち、キャリヤ連結体48は、A側外歯歯車12Aが揺動しても該A側外歯歯車12AのA側キャリヤ孔52Aと接触することはなく、また、B側外歯歯車12Bが揺動しても該B側外歯歯車12BのB側キャリヤ孔52Bと接触することはない。
A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bは、それぞれ内歯歯車14に内接噛合している。内歯歯車14は、この実施形態では、ケーシング46と一体化された内歯歯車本体54と、該内歯歯車本体54に回転自在に組み込まれると共に該内歯歯車14の内歯を構成する外ピン56とで構成されている。内歯歯車14の歯数(外ピン56の本数)は、A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bの歯数よりも僅かだけ(この例では1だけ)多い。
本実施形態では、ケーシング46には、ボルト(ボルト孔60のみ図示)を介してロボットの第1アーム(図示略)が連結される。また、B側キャリヤ40Bには、ボルト(図示略)を介してロボットの第2アーム(図示略)が連結される。
なお、この実施形態では、歯車装置10内の潤滑は、グリースによって行われている(オイル潤滑であってもよい)。符号64は、オイルシールである。
ここで、図2を合わせて参照して、A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22Bの近傍の構成について詳細に説明する。
始めに、本実施形態の歯車装置10における「軸方向外側」および「軸方向内側」の意味に関して、先に言及した定義をより具体的に説明する。
前述したように、本実施形態において、「ある部材の軸方向内側」とは、「当該部材の軸方向においてケーシングで囲まれた空間の中央位置により近い側」を意味し、「ある部材の軸方向外側」とは、「当該部材の軸方向においてケーシングで囲まれた空間の中央位置からより遠い側」を意味している。
今、A側キャリヤ40AとB側キャリヤ40Bとに囲まれた空間を内部空間(歯車装置10のケーシング46で囲まれた空間)とし、A側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bよりも外側の空間を外部空間(つまり、歯車装置10の外部空間)とする。
2つの部位(部材)を比較するときには、内部空間に近い側の部位を軸方向内側の部位とし、外部空間に近い側の部位を軸方向外側の部位とする。本実施形態のように、比較する部位(部材)が両方とも内部空間にある場合は、内部空間の軸方向中央位置に近い(外部空間から遠い)側の部位が軸方向内側の部位となり、外部空間に近い(内部空間の軸方向中央位置から遠い)側の部位が軸方向外側の部位となる。例えば、A側ころ24Aの軸方向端面に着目すると、2つの軸方向端面24A1、24A2のうち、外部空間に近い端面24A1が軸方向外側端面となり、内部空間の軸方向中央位置に近い(外部空間から遠い)端面24A2が軸方向内側端面となる。
方向を規定するときには、外部空間から内部空間に向かう方向を軸方向内側へ向かう方向、内部空間から外部空間に向かう方向を軸方向外側へ向かう方向とする。例えば、A側ころ24Aの軸方向移動に着目すると、A側第1ガイド体71Aは、A側ころ24Aの軸方向外側へ向かう移動を規制しており、A側突部80Aは、A側ころ24Aの軸方向内側へ向かう移動を規制していることになる。
A側偏心体軸受22Aは、A側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aと、クランク軸18のA側偏心体20Aとの間に配置されている。B側偏心体軸受22Bは、B側外歯歯車12BのB側貫通孔16Bと、クランク軸18のB側偏心体20Bとの間に配置されている。A側偏心体軸受22Aの転動体は、A側ころ24A、B側偏心体軸受22Bの転動体は、B側ころ24Bでそれぞれ構成されている。A側ころ24AはA側リテーナ76Aによって、B側ころ24BはB側リテーナ76Bによって、それぞれ周方向に支持されている。この実施形態では、A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22Bは、いわゆる内輪あるいは外輪を有していない。つまり、A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bが外輪、A側偏心体20AおよびB側偏心体20Bが内輪としてそれぞれ機能している。
A側リテーナ76Aは、一対のA側リング部76A1、76A2、つまり、A側ころ24Aの軸方向外側端面24A1に対向するA側リング部76A1、およびA側ころ24Aの軸方向内側端面24A2に対向するA側リング部76A2を備える。そして、該一対のA側リング部76A1、76A2を連結する複数のA側連結部(図示略)を有し、A側ころ24Aは、当該A側連結部とA側連結部との間に配置されている。なお、本明細書では、当該一対のA側リング部76A1、76A2のうち、A側ころ24Aの軸方向外側端面24A1に対向し、A側ころ24AがA側偏心体20Aの外周に組み込まれたときに軸方向外側に位置するA側リング部76A1を「A側リテーナ外側部76A1」と称する。また、A側ころ24Aの軸方向内側端面24A2に対向し、A側ころ24AがA側偏心体20Aの外周に組み込まれたときに軸方向内側に位置するA側リング部76A2を「A側リテーナ内側部76A2」と称する。
B側リテーナ76Bも、A側リテーナ76Aと同様の構成を有している。つまり、B側リテーナ76Bも、B側リテーナ外側部76B1およびB側リテーナ内側部76B2と、該B側リテーナ外側部76B1とB側リテーナ内側部76B2とを連結する複数のB側連結部(図示略)とを有する。ここで、B側リテーナ外側部76B1は、B側ころ24Bの軸方向外側端面24B1に対向し、該B側ころ24Bの軸方向外側に位置するB側リング部のことであり、B側リテーナ内側部76B2は、B側ころ24Bの軸方向内側端面24B2に対向し、該B側ころ24Bの軸方向内側に位置するB側リング部のことである。
A側偏心体軸受22AのA側ころ24Aの軸方向外側端面24A1は、クランク軸18とは別体のA側第1ガイド体71A(ガイド体、あるいは第1ガイド体)によって軸方向移動(軸方向外側への移動)が規制されている。B側偏心体軸受22BのB側ころ24Bの軸方向外側端面24B1も、クランク軸18とは別体のB側第1ガイド体71B(ガイド体、あるいは第1ガイド体)によって軸方向移動(軸方向外側への移動)が規制されている。A側第1ガイド体71Aは、A側偏心体20Aと同軸に配置され、B側第1ガイド体71Bは、B側偏心体20Bと同軸に配置されている。
より具体的には、A側偏心体20Aの軸方向外側には、A側偏心体20Aと同軸で、かつA側偏心体20Aの径よりも小さな径を有するA側段部20A1が形成されている。つまり、A側段部20A1は、クランク軸18の軸心O18(O14と同じ)に対して、eだけ偏心しており、偏心方向はA側偏心体20Aと一致している。A側第1ガイド体71Aは、クランク軸18とは別体のリング形状の部材で構成され、該A側段部20A1に外嵌する態様で、クランク軸18に組み込まれている。
A側第1ガイド体71Aの外径d71Aは、A側偏心体20Aの外径d20Aよりも大きく(d71A>d20A)、A側第1ガイド体71AがA側偏心体20Aよりも突出した部分71A1が、A側ころ24Aの軸方向外側端面24A1と当接している。A側第1ガイド体71Aは、後述するA側スペーサ74Aを介して前記A側テーパローラ軸受42AのA側内輪84Aによって位置決めされている。つまり、A側第1ガイド体71Aは、(該A側テーパローラ軸受42AからA側スペーサ74Aを介して反力を受けることにより)A側ころ24Aのモータ側への軸方向移動を規制している。なお、A側テーパローラ軸受42AのA側外輪86Aは、A側内輪84Aよりも軸方向外側にシフトして組み込まれている。
A側リテーナ76Aの軸方向外側の部分であるA側リテーナ外側部76A1(の内周面)とA側第1ガイド体71A(の外周面)との間の径方向隙間は、δ(76A1−71A)である。A側リテーナ外側部76A1(の外周面)とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16A(の内周面)との間の径方向隙間は、δ(76A1−16A)である。そして、A側リテーナ外側部76A1とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)は、該A側リテーナ外側部76A1とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの径方向隙間δ(76A1−16A)よりも大きく設定されている。すなわち、δ(76A1−71A)>δ(76A1−16A)である。
また、A側ころ24Aの直径は、d24Aである。前記A側リテーナ外側部76A1とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)は、A側ころ24Aの直径d24Aの0.1倍より大きい。つまり、0.1・d24A<δ(76A1−71A)であり、A側リテーナ76A(のA側リテーナ外側部76A1)とA側第1ガイド体71Aとの間には、A側ころ24Aの直径d24Aの10%以上の径方向隙間δ(76A1−71A)が確保されている。なお、本実施形態においては、20%程度の径方向隙間δ(76A1−71A)が確保されている。
一方、B側偏心体軸受22Bは、A側偏心体軸受22Aと軸方向に並んで配置されており、対称面P1に対してA側偏心体軸受22Aと対称の構成を有している。したがって、上記構成および大小関係は、B側偏心体軸受22Bにおいても同様に成立している。
すなわち、B側第1ガイド体71Bが、B側偏心体20Bと同軸に配置され、B側リテーナ76B(のB側リテーナ外側部76B1)とB側第1ガイド体71Bとの間の径方向隙間δ(76B1−71B)が、B側リテーナ外側部76B1とB側外歯歯車12BのB側貫通孔16Bとの間の径方向隙間δ(76B1−16B)よりも大きく設定されている。
また、B側リテーナ76B(のB側リテーナ外側部76B1)とB側第1ガイド体71Bとの間には、B側ころ24Bの直径の10%以上の径方向隙間δ(76B1−71B)が確保されている(本実施形態においては、20%程度の径方向隙間δ(76B1−71B)が確保されている)。
ここで、軸方向に並んで配置されているA側偏心体軸受22AのA側ころ24Aと、B側偏心体軸受22BのB側ころ24Bの向かい合う端面(軸方向内側端面)24A2、24B2の構成について説明する。この実施形態では、A側偏心体軸受22AのA側ころ24Aの軸方向内側端面24A2は、クランク軸18のA側偏心体20Aの軸方向内側端部に該A側偏心体20Aと一体形成されたA側突部80Aにより、軸方向内側への移動が規制されている。また、B側偏心体軸受22BのB側ころ24Bの軸方向内側端面24B2は、クランク軸18のB側偏心体20Bの軸方向内側端部に該B側偏心体20Bと一体形成されたB側突部80Bにより、軸方向内側への移動が規制されている。
すなわち、A側ころ24AとB側ころ24Bの互いに向かい合う端面(軸方向内側端面)24A2、24B2は、(A側リテーナ76AとB側リテーナ76Bの向かい合う端面同士を当接させるという手法によってではなく)、A側ころ24Aはクランク軸18のA側突部80Aによって、B側ころ24Bはクランク軸18のB側突部80Bによって、それぞれ独立して軸方向移動が規制されている。そのため、この構成は、A側突部80Aを、「A側ころ24Aの軸方向(内側)端面24A2に当接して該A側ころ24Aの軸方向内側への移動を規制するA側第2ガイド体(第2ガイド体)」、B側突部80Bを、「B側ころ24Bの軸方向(内側)端面24B2に当接して該B側ころ24Bの軸方向内側への移動を規制するB側第2ガイド体(第2ガイド体)」と、それぞれ捉えることもできる。
要するならば、本実施形態のガイド体は、並んで配置されているA側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22BのA側ころ24AおよびB側ころ24Bの軸方向外側端面24A1、24B1の軸方向移動を規制するA側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bを有すると共に、該並んで配置されている偏心体軸受22A、22BのA側ころ24AとB側ころ24Bの互いに向かい合う軸方向内側端面24A2、24B2の軸方向移動を規制する第2ガイド体80A、80Bとを有するとも言い得る。
なお、この実施形態においては、A側突部(A側第2ガイド体)80Aの外径d80Aは、A側第1ガイド体71Aの外径d71Aと同一の径に設定し(d80A=d71A)、かつ、A側リテーナ内側部(A側リテーナ76Aの軸方向内側のA側リング部)76A2の内径D76A2を、A側リテーナ外側部(A側リテーナ76Aの軸方向外側のA側リング部)76A1の内径D76A1と同一に設定している(D76A2=D76A1)。B側も、同様(対称)である。つまり、B側突部80Bの外径d80B=B側第1ガイド体71Bの外径d71B、かつ、B側リテーナ内側部76B2の内径D76B2=B側リテーナ外側部76B1の内径D76B1である。
そのため、A側リテーナ内側部76A2とA側突部80Aとの間の径方向隙間δ(76A2−80A)も、A側リテーナ内側部76A2とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの径方向隙間δ(76A2−16A)よりも大きく設定されている。つまり、δ(76A2−80A)>δ(76A2−16A)である。また、このA側リテーナ内側部76A2とA側突部(A側第2ガイド体)80Aとの間においても、A側ころ24Aの直径d24Aの10%以上の径方向隙間δ(76A2−80A)が確保されている。
換言するならば、A側突部80Aを「第2ガイド体」と捉えることにより、(当該第2ガイド体がA側偏心体20Aと別体か、あるいは一体か、が異なるだけで)A側リテーナ内側部76A2の近傍も、A側リテーナ外側部76A1の近傍と同様な構成を有していると言い得る。B側も同様(対称)である。
さらに、この実施形態では、A側突部(A側第2ガイド体)80Aの軸方向幅はW80Aであり、A側リテーナ76A(具体的にはA側リテーナ内側部76A2)のA側ころ24Aの軸方向(内側)端面24A2からの軸方向突出幅はL76A2である。つまり、A側突部80Aの軸方向幅W80Aは、A側リテーナ内側部76A2のA側ころ24Aの軸方向(内側)端面24A2からの軸方向突出幅L76A2よりも大きい。B側も同様(対称)である。
この構成により、結局、A側リテーナ内側部76A2とB側リテーナ内側部76B2との間には、{(W80A−L76A2)+(W80B−L76B2)}に相当する軸方向隙間δ(76A2−76B2)が確保されている。
また、クランク軸18を支持するA側テーパローラ軸受42Aと、A側第1ガイド体71Aとの間には、A側スペーサ74Aが配置されている。このA側スペーサ74Aは、クランク軸18と同軸に配置されているため、A側偏心体20Aと同軸に配置されているA側第1ガイド体71Aとは、径方向に摺動する(変位する)。しかし、この実施形態では、A側スペーサ74Aは、全周に亘ってA側第1ガイド体71Aよりも径方向外側に突出しない形状とされている。換言するならば、A側スペーサ74Aの外径d74Aは、少なくとも、A側偏心体20Aの偏心量eの2倍以上、A側第1ガイド体71Aの外径d71Aよりも小さい(d74A≦d71A−2・e)。B側も同様(対称)である(d74B≦d71B−2・e)。
次に、この偏心揺動型の歯車装置10の作用を説明する。
図示せぬモータが回転すると、モータ軸28の先端に形成された入力ピニオン32が回転する。入力ピニオン32は、3個の振り分け歯車34と同時に噛合しているため、該入力ピニオン32と振り分け歯車34の噛合により、3本のクランク軸18が入力ピニオン32と振り分け歯車34との歯数比に減速された状態で同一の方向に同一の回転速度で回転する。
この結果、各クランク軸18に形成された3個のA側偏心体20Aが同期して回転し、A側偏心体軸受22Aを介してA側外歯歯車12Aを揺動させる。また、各クランク軸18に形成された3個のB側偏心体20Bが同期して回転し、B側偏心体軸受22Bを介してB側外歯歯車12Bを揺動させる。
A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bは、それぞれ内歯歯車14に内接噛合しているため、クランク軸18が1回回転する毎に、A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bは、内歯歯車14に対して歯数差分(この実施形態では1歯分)円周方向の位相がずれる(自転する)。この自転成分は、各クランク軸18の内歯歯車14の軸心O14周りの公転としてA側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bに伝達される。
A側キャリヤ40AおよびB側キャリヤ40Bは、キャリヤ連結体48およびピン50を介して互いに連結されているため、結局、モータ軸28の回転によって、ケーシング46に連結されたロボットの第1アームに対して、B側キャリヤ40Bに連結されたロボットの第2アームを相対的に回転させることができる。
このように、A側外歯歯車12AおよびB側外歯歯車12Bは、A側偏心体20AおよびB側偏心体20Bの回転により、速い速度で揺動回転する。A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22Bは、このときの揺動回転の円滑性を維持する重要な機能を担い、潤沢な潤滑剤の供給を必要とする。
本実施形態では、A側とB側は、対称の構成を有し、同様の作用効果を奏する。今、便宜上、A側に着目すると、A側ころ24Aは、A側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aに対しては、「凹面」に対する接触となるが、A側偏心体20Aに対しては「凸面」に対する接触となるため、A側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの接触面よりA側偏心体20Aとの接触面の方が、接触面圧が高く、耐久性上厳しい。
しかし、本実施形態では、該A側第1ガイド体71Aは、A側偏心体20Aと同軸に配置され、A側リテーナ76A(のA側リテーナ外側部76A1)とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)が、A側リテーナ外側部76A1とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの間の径方向隙間δ(76A1−16A)よりも大きく設定されている。
そのため、潤滑剤は、(大きく設定されている)A側リテーナ外側部76A1とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)を介して、より耐久性上厳しいA側ころ24AとA側偏心体20Aの接触面の近傍に向けて、より容易に入り込むことができ、より良好な潤滑を行うことができる。
また、本実施形態では、A側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22Bが軸方向に並んで配置されており、例えば、A側ころ24Aの軸方向外側端面24A1は、クランク軸18とは別体のA側第1ガイド体71Aで軸方向移動が規制され、A側ころ24Aの軸方向内側端面24A2は、A側偏心体20Aに一体形成されたA側突部80Aによって軸方向移動が規制される構成とされている。
このため、A側リテーナ76Aは、A側ころ24Aの軸方向外側端面24A1の側も、また、A側ころ24Aの軸方向内側端面24A2の側も、該A側ころ24Aの軸方向移動を規制する機能を有する必要がない。したがって、A側リテーナ76Aは、A側リテーナ外側部76A1も、またA側リテーナ内側部76A2も、(A側偏心体20Aの偏心量eに依存することなく)必要最小限の径方向寸法を有するだけで足りる。
したがって、該A側リテーナ外側部76A1とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの間の径方向隙間δ(76A1−16A)、A側リテーナ外側部76A1とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)、あるいは、A側リテーナ内側部76A2とA側外歯歯車12AのA側貫通孔16Aとの間の径方向隙間δ(76A2−16A)や、A側リテーナ内側部76A2とA側突部80Aとの間の径方向隙間δ(76A2−80A)を大きく取ることができている。そのため、A側ころ24Aの軸方向両側から、広い隙間を介してA側ころ24Aに潤滑剤を、良好に供給することができる。
なお、A側ころ24Aの軸方向内側端面24A2が、A側偏心体20Aに一体形成されたA側突部80Aによって軸方向移動が規制されていることから、部品点数の増大がなく、移動規制が安定しているというメリットも得られる。
また、本実施形態によれば、例えば、A側リテーナ外側部76A1の内径D76A1を大きく取れることと相まって、A側リテーナ76A(のA側リテーナ外側部76A1)とA側第1ガイド体71Aとの間には、A側ころ24Aの直径の10%以上の径方向隙間δ(76A1−71A)が確保されている。したがって、A側ころ24Aの大きさ(直径)d24Aに依存することなく、A側リテーナ76AとA側第1ガイド体71Aとの間、すなわち、A側ころ24AとA側偏心体20Aとの間に、潤滑剤を良好に供給することができる。
なお、視点を変えるならば、本実施形態では、該並んで配置されているA側偏心体軸受22AおよびB側偏心体軸受22BのA側ころ24AおよびB側ころ24Bの軸方向外側端面24A1、24B1が、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bにより軸方向移動が規制され、さらに該並んで配置されているA側ころ24AおよびB側ころ24Bの向かい合う端面(軸方向内側端面)24A2、24B2も、A側突部80A(A側第2ガイド体)およびB側突部80B(B側第2ガイド体)により軸方向移動が規制される、という構成と捉えることもできる。
これにより、A側ころ24AおよびB側ころ24Bの向かい合う端面(軸方向内側端面)24A2、24B2の双方の近傍においても、潤滑剤の潤沢な供給を期待できる。
例えば、この実施形態においては、A側第2ガイド体(すなわちA側突部80A)の軸方向幅W80Aが、A側リテーナ76A(のA側リテーナ内側部76A2)の、A側ころ24Aの軸方向内側端面24A2からの軸方向突出幅L76A2よりも大きく形成されている。このため、A側リテーナ76AのA側リテーナ内側部76A2を、B側リテーナ76BのB側リテーナ内側部76B2に対してより後退させることができる。
特に、この実施形態では、この構成をB側においても対称に採用しているため、相乗的にA側リテーナ内側部76A2とB側リテーナ内側部76B2との間の軸方向隙間δ(76A2−76B2)を一層大きく確保することができている。したがって、この構成によっても、A側ころ24AおよびB側ころ24Bの向かい合う端面(軸方向内側端面)24A2、24B2の双方の近傍においても、潤滑剤の一層潤沢な供給を期待できる。
また、本実施形態では、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71BがA側偏心体20AおよびB側偏心体20Bと同軸に配置されている。仮に、例えば、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bを(A側偏心体20AおよびB側偏心体20Bと同軸にではなく)クランク軸18と同軸に配置した場合、A側リテーナ76A(の内周面)とA側第1ガイド体71A(の外周面)との間の径方向隙間δ(76A1−71A)、あるいはB側リテーナ76B(の内周面)とB側第1ガイド体71B(の外周面)との間の径方向隙間δ(76B1−71B)を周方向に均一にするためには、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bの外形を偏心したものにする必要があり、加工コストが高い上、組付けも複雑になる。
しかし、本実施形態では、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bが、(クランク軸18と同軸にではなく)A側偏心体20AおよびB側偏心体20Bと同軸に配置されている。このため、A側第1ガイド体71AおよびB側第1ガイド体71Bを外径が一定なリング形状としても、A側リテーナ外側部76A1とA側第1ガイド体71Aとの間の径方向隙間δ(76A1−71A)、あるいはB側リテーナ外側部76B1とB側第1ガイド体71Bとの間の径方向隙間δ(76B1−71B)が周方向で均一なので、周方向で均一な潤滑が可能である。また、加工コストが低く、組付けも容易である。
また、この実施形態においては、クランク軸18を支持するA側テーパローラ軸受42Aと、A側第1ガイド体71Aとの間にA側スペーサ74Aを有し、該A側スペーサ74Aは、全周に亘ってA側第1ガイド体71Aよりも径方向外側に突出しない形状とされている。このため、A側スペーサ74Aが、A側リテーナ76AとA側第1ガイド体71Aとの間の隙間の一部を塞いでしまうような態様となることがない。このため、この構成により、潤滑剤をA側ころ24Aに潤沢に供給することができる(B側においても同様)。
特に、本実施形態では、クランク軸18を支持する軸受が、正面合わせで配置されたA側テーパローラ軸受42Aで構成されている。そのため、A側テーパローラ軸受42AのA側内輪84AよりもA側外輪86Aの方が軸方向反リテーナ側にシフトされている。このため、(例えばクランク軸18を支持する軸受が玉軸受のように内輪と外輪の軸方向位置が同一の軸受と比べて)A側スペーサ74Aの存在と相まって、「クランク軸を支持する軸受」が潤滑剤の流通を阻害することを、より回避できている。B側も同様である。
なお、上記実施形態においては、第2ガイド体(A側第2ガイド体、あるいはB側第2ガイド体)が、偏心体と一体形成された「突部」によって構成されていたが、第2ガイド体は、偏心体と別体で構成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、偏心体軸受が軸方向に2個並んで配置されている構成例が示されていたが、各請求項に言及されている構成を具備する偏心体軸受が存在する限り、偏心体軸受の数は、特に限定されるものではない(1個でもよく、あるいは3個以上配置されていてもよい)。
また、上記実施形態においては、A側とB側とも、各偏心体軸受の軸方向外側と内側が対称とされ、さらに、A側全体とB側全体が、対称面P1に対して対称に形成されていた。しかし、これらは、必ずしも対称とする必要はない。つまり、例えば、偏心体軸受が2個でない場合など、各偏心体軸受の軸方向外側と内側は、必ずしも対称でなくてもよく、A側全体とB側全体も、必ずしも対称でなくてもよい。
また、上記実施形態においては、外歯歯車を揺動回転させるクランク軸を内歯歯車の軸心からオフセットした位置に3本備えた、振り分けタイプの偏心揺動型の歯車装置が例示されていたが、本発明は、クランク軸の数は特に限定されない。例えば、本発明は、クランク軸を2本あるいは4本有する偏心揺動型の歯車装置にも適用できる。また、本発明は、クランク軸を内歯歯車の軸心位置に1本のみ備える、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においても、同様に適用可能である。
また、上記実施形態においては、偏心体がクランク軸に一体形成された構成例が示されていたが、偏心体は、クランク軸に、例えばキー等を介して連結された構成とされていてもよい。
また、上記実施形態においては、第1ガイド体とクランク軸を支持する軸受(テーパローラ軸受)との間にスペーサを配置するようにしていたが、該スペーサの配置は、必ずしも必須の構成ではない(スペーサはなくてもよい)。
10…歯車装置
12…外歯歯車
14…内歯歯車
16…貫通孔
18…クランク軸
20…偏心体
22…偏心体軸受
24…ころ
71…ガイド体
76…リテーナ

Claims (7)

  1. 外歯歯車と、該外歯歯車が揺動しながら内接する内歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体を備えると共に前記外歯歯車に形成した貫通孔を貫通するクランク軸と、前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体との間に配置された偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、
    前記偏心体軸受の転動体がころで構成され、
    該ころを支持するリテーナと、該ころの軸方向端面に当接して該ころの軸方向移動を規制するガイド体と、を備え、
    該ガイド体は、前記偏心体と同軸に配置され、
    前記リテーナと前記ガイド体との間の径方向隙間が、該リテーナと前記外歯歯車の前記貫通孔との間の径方向隙間よりも大きく設定された
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  2. 外歯歯車と、該外歯歯車が揺動しながら内接する内歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体を備えると共に前記外歯歯車に形成した貫通孔を貫通するクランク軸と、前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体との間に配置された偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、
    前記偏心体軸受の転動体がころで構成され、
    該偏心体軸受が軸方向に並んで配置され、
    前記ころの軸方向外側端面は、前記クランク軸とは別体のガイド体で軸方向移動が規制され、当該ころの軸方向内側端面は、前記偏心体に一体形成された突部によって軸方向移動が規制される
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  3. 外歯歯車と、該外歯歯車が揺動しながら内接する内歯歯車と、前記外歯歯車を揺動させる偏心体を備えると共に前記外歯歯車に形成した貫通孔を貫通するクランク軸と、前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体との間に配置された偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、
    前記偏心体軸受の転動体がころで構成され、
    該ころを支持するリテーナと、該ころの軸方向端面に当接して該ころの軸方向移動を規制するガイド体と、を備え、
    前記リテーナと前記ガイド体との間には、前記ころの直径の10%以上の径方向隙間が確保されている
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  4. 請求項1または3において、
    前記偏心体軸受が軸方向に並んで配置され、
    前記ガイド体は、該偏心体軸受のころの軸方向外側端面を規制する第1ガイド体と、該偏心体軸受のころの向かい合う端面を規制する第2ガイド体とを有する
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  5. 請求項4において、
    前記第2ガイド体の軸方向幅が、前記ころを支持するリテーナの、前記ころの端面からの軸方向突出幅よりも大きい
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  6. 請求項2において、
    前記突部の軸方向幅が、前記ころを支持するリテーナの、前記ころの端面からの軸方向突出幅よりも大きい
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
  7. 請求項1〜6のいずれかにおいて、
    前記クランク軸を支持する軸受と、該軸受と前記ガイド体との間に配置されるスペーサと、を有し、
    該スペーサは、全周に亘って前記ガイド体よりも径方向外側に突出しない形状とされた
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
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