JP2014119110A - 減速装置のセンタパイプ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の耐久性をより増大させることのできる減速装置のセンタパイプ構造を得る。
【解決手段】減速装置（Ｇ１）を軸方向に貫通する中空部（貫通孔）１４Ａを備える入力軸１４（中空軸）の内側において、互いに相対回転する第１パイプ５１と第２パイプ５２とが、同軸に連結される減速装置Ｇ１のセンタパイプ構造であって、第１パイプ５１と第２パイプ５２は、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる部分Ｏｒ１と軸方向から見て重なる部分Ｏａ１とを有し、かつ径方向から見て重なる部分Ｏｒ１に滑り軸受６０が配置され、軸方向から見て重なる部分Ｏａ１にシール部材たるＯリング６４が配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、減速装置のセンタパイプ構造に関する。

特許文献１に、減速装置を軸方向に貫通する貫通孔の内側において、互いに相対回転する第１パイプと第２パイプとが、同軸に連結される減速装置のセンタパイプ構造が開示されている。

第１パイプは、出力シャフトに取付けられ、一端（Ａ端）が中空軸の貫通孔の一方の開口部に達すると共に、他端（Ｂ端）は貫通孔内で終端している。第２パイプは、前記出力シャフトと相対的に回転するケーシングに取付けられ、一端（Ｃ端）が該中空軸の貫通孔の他方の開口部に達すると共に、他端（Ｄ端）は貫通孔内で終端している。

貫通孔内で終端している第１パイプのＢ端と、第２パイプのＤ端が、径方向から見たときに重なりを有して同軸に突き合わされ、この径方向から見たときに重なった部分にＯリングが配置されている。

特開２０１２−１１７６０９号公報

しかしながら、出力シャフトに取付けられた第１パイプと、ケーシングに取付けられた第２パイプとを、精度よく同軸に突き合わせるのは、第１パイプおよび第２パイプの製造誤差のみならず、減速装置を構成する各部材の組み付け誤差の影響を大きく受けるため、現実には必ずしも容易ではないという問題があった。第１パイプと第２パイプとの軸心がずれると（ずれたまま組み付けてしまうと）、Ｏリングが両パイプの回転位置の変化に伴って強い圧縮と弱い圧縮を繰り返すことになり、該Ｏリングの耐久性が低下する要因となる。

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、シール部材の耐久性をより増大させることのできる減速装置のセンタパイプ構造を提供することをその課題としている。

本発明は、減速装置を軸方向に貫通する貫通孔の内側において、互いに相対回転する第１パイプと第２パイプとが、同軸に連結される減速装置のセンタパイプ構造であって、前記第１パイプと前記第２パイプは、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる部分と軸方向から見て重なる部分とを有し、かつ前記径方向から見て重なる部分に滑り軸受が配置され、軸方向から見て重なる部分にシール部材が配置される構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、第１パイプと第２パイプは、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる部分と軸方向から見て重なる部分とを有する。そして、径方向から見て重なる部分に滑り軸受が配置され、軸方向から見て重なる部分にシール部材が配置される。

この結果、第１パイプと第２パイプとが多少の軸心ずれを起こした状態で組み付けられても、該第１パイプと第２パイプが径方向から見て重なる部分に配置された滑り軸受によって、両パイプは、円滑に相対回転することができる。また、シール部材は、第１パイプと第２パイプが軸方向から見て重なる部分に配置されることから、該シール部材の耐久性を増大させることができる。

本発明によれば、シール部材の耐久性をより増大させることのできる減速装置のセンタパイプ構造を得ることができる。

本発明の実施形態の一例に係る減速装置のセンタパイプ構造が適用された偏心揺動型の減速装置の全体断面図 図１の矢視ＩＩ部分の部分拡大断面図 本発明の他の実施形態の例を示すセンタパイプの連結部近傍の部分拡大断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る減速装置のセンタパイプ構造が適用された偏心揺動型の減速装置の全体断面図である。

始めにこの減速装置Ｇ１の概略構成から説明する。

モータ軸１０（またはモータ軸と連結されている駆動軸）には、ピニオン１２が連結されている。ピニオン１２は、減速装置Ｇ１の入力軸１４にボルト１６を介して連結されたギヤ１８と噛合している。入力軸１４は、中空部（貫通孔）１４Ａを有する中空軸で構成され、減速装置Ｇ１の径方向中央において（より具体的には後述する内歯歯車２６の軸心Ｏ１上で）、該減速装置Ｇ１を軸方向に貫通している。入力軸１４には、偏心体２０が一体的に形成されている。偏心体２０の外周には、ころ２２を介して外歯歯車２４が揺動自在に組み込まれている。外歯歯車２４は、内歯歯車２６に内接噛合している。

なお、減速装置Ｇ１のケーシング２８は、ケーシング本体２８Ａとケーシングカバー２８Ｂがボルト２９を介して連結された構成とされている。

内歯歯車２６は、ケーシング２８（のケーシング本体２８Ａ）と一体化された内歯歯車本体２６Ａと、該内歯歯車本体２６Ａに回転自在に支持され、該内歯歯車２６の内歯を構成する円柱状のピン２６Ｂとで構成されている。内歯歯車２６の内歯の数（ピン２６Ｂの本数）は、外歯歯車２４の外歯の数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

外歯歯車２４には、貫通孔２４Ａが形成されている。この貫通孔２４Ａを、ピン部材３０が偏心体２０の偏心量の２倍の隙間を有して貫通している。ピン部材３０は、外歯歯車２４の軸方向両側に配置された第１、第２キャリヤ３２、３４に圧入され、該第１、第２キャリヤ３２、３４を連結している。第１、第２キャリヤ３２、３４は、ねじ付きのキャリヤピン３１およびナット３３によっても連結されている。一対のテーパローラ軸受３６、３８によってケーシング２８（のケーシング本体２８Ａ）に回転自在に支持されると共に、玉軸受４０、４２を介して前記入力軸１４を回転自在に支持している。

この実施形態では、図１の左側に位置している第１キャリヤ３２のタップ穴３２Ａを介して図示せぬ相手機械の被動軸が連結される。

ここで、この実施形態に係る減速装置Ｇ１において、入力軸１４が中空部１４Ａを備えているのは、減速装置Ｇ１の軸方向一方側から他方側へ制御系のワイヤハーネス５０を通すためである。入力軸１４は、高速で回転しているため、入力軸１４の内側にワイヤハーネス保護用のセンタパイプＣｐ１を配置している。

センタパイプＣｐ１は、この実施形態では、減速装置Ｇ１の径方向中央（内歯歯車２６の軸心Ｏ１の位置）に設けられた入力軸１４（中空軸）の内側（中空部１４Ａ内）において、第１パイプ５１と第２パイプ５２とが同軸に（同軸となるように）連結された構成とされている。

すなわち、第１パイプ５１は、ボルト５４を介して（出力部材である）第１キャリヤ３２の第１連結面３２Ｐに取付けられている。第２パイプ５２は、ボルト５６を介して（固定部材である）ケーシング２８のケーシングカバー２８Ｂの第２連結面２８Ｐに取付けられている。第１パイプ５１の軸心Ｏ２と第２パイプの軸心Ｏ３は、設計上内歯歯車２６の軸心Ｏ１と共通であり、第１パイプ５１と第２パイプ５２は、互いに同軸に（同軸となるように）連結され、かつ相対的に回転する。センタパイプＣｐ１を単一のパイプとせず、あえて相対回転する２つの第１、第２パイプ５１、５２を連結した構成としている理由については後に触れる。

図２に示されるように、この実施形態では、第１パイプ５１と第２パイプ５２は、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる（対向する）部分Ｏｒ１と軸方向から見て重なる（対向する）部分Ｏａ１を有している。

より具体的には、第１パイプ５１は、その軸方向端部の内周の一部を、軸方向にＬ１の範囲において深さδ１だけ切削した第１凹部５１Ａを有している。一方、第２パイプ５２は、その軸方向端部の外周の一部を、軸方向にＬ２の範囲において深さδ２だけ切削した第２凹部５２Ａを有している。尚、ここでの第１凹部５１Ａ、あるいは第２凹部５２Ａの「凹部」は、「切り欠いた部分」という意味で用いられており、凹部、段部、係合部等の概念を含んでおり、第１パイプ５１と第２パイプ５２の軸方向端部が、径方向から見て重なる部分Ｏｒ１と軸方向から見て重なる部分Ｏａ１を有して対向できる形状ならば、具体的な形状は問わない。

第１、第２パイプ５１、５２の内径Ｄ２、Ｄ４は、設計上同一であり（Ｄ２＝Ｄ４）、肉厚ｔ１、ｔ２も、設計上同一（ｔ１＝ｔ２）である。第１凹部５１Ａの切り欠きの深さδ１と第２凹部５２Ａの切り欠きの深さδ２は、その合計δ１＋δ２が、該肉厚ｔ１（＝ｔ２）より「Ｓｒ１」だけ大きい。換言するならば、第１パイプ５１の第１凹部５１Ａと、第２パイプ５２の第２凹部５２Ａとが径方向から見て重なる部分Ｏｒ１には、径方向スペースＳｒ１が存在している。そして、この径方向から見て重なる部分Ｏｒ１（の径方向スペースＳｒ１）に、滑り軸受６０が配置されている。この実施形態では、硬めのグリース、例えば、ＮＬＧＩ（ＪＩＳ）ちょう度番号で、４号〜６号のグリース（混和ちょう度２０５以下のグリース）を滑り軸受として使用している。

また、この実施形態では、第１、第２パイプ５１、５２の軸方向の寸法設定により、（組み付けられたときに）第１パイプ５１と第２パイプ５２とが軸方向から見て重なる部分Ｏａ１には、軸方向スペースＳａ１が存在するように設定されている。そして、当該軸方向から見て重なる部分Ｏａ１（の軸方向スペースＳａ１）に、シール用凹部６２が形成され、該シール用凹部６２に、シール部材としてＯリング６４が配置されている。

次に、この実施形態に係る減速装置Ｇ１のセンタパイプ構造の作用を説明する。

初めに、減速装置Ｇ１の駆動系の作用を簡単に説明する。

モータ軸１０が回転すると、該モータ軸１０に連結されたピニオン１２が一体的に回転し、該ピニオン１２と噛合しているギヤ１８が回転する。ギヤ１８はボルト１６を介して入力軸１４に連結されているため、ギヤ１８の回転に伴って入力軸１４が一体的に回転する。入力軸１４の回転によって偏心体２０が回転すると、該偏心体２０の外周にころ２２を介して組み込まれている外歯歯車２４が揺動する。外歯歯車２４は、内歯歯車２６に内接噛合しているため、この揺動によって内歯歯車２６との噛合位置が順次ずれてゆく現象が発生する。これにより、外歯歯車２４は、入力軸１４が１回回転する毎に、固定状態にある内歯歯車２６に対して歯数差分（１歯分）だけ位相がずれ、自転する。この自転成分が、該外歯歯車２４を貫通しているピン部材３０に伝達され、ピン部材３０を支持している第１、第２キャリヤ３２、３４が回転する。なお、外歯歯車２４の揺動成分は、ピン部材３０と貫通孔２４Ａとの隙間によって吸収される。第１、第２キャリヤ３２、３４は、ピン部材３０およびキャリヤピン３１によって連結されているため、一体的に回転する。この回転により、第１キャリヤ３２にタップ穴３２Ａを介して連結されている相手機械の被動体が駆動される。

この減速装置Ｇ１では、センタパイプＣｐ１の負荷側（第１キャリヤ３２側）の第１パイプ５１は、第１キャリヤ３２の第１連結面３２Ｐと連結されていて被動軸と一緒に回転する。また、センタパイプＣｐ１の反負荷側（第２キャリヤ３４側）の第２パイプ５２は、ケーシングカバー２８Ｂの第２連結面２８Ｐと連結されていて固定されている。ワイヤハーネス５０は、センタパイプＣｐ１の負荷側では第１キャリヤ３２と共に回転し、反負荷側では、ケーシングカバー２８Ｂまたはこれと一体化された部材に固定されているため、この構成により、ワイヤハーネス５０が、センタパイプＣｐ１の第１パイプ５１側の端部５１Ｅ、あるいは第２パイプ５２側の端部５２Ｅと擦れてしまう状態を緩和できる。

しかしながら、この作用を得るために、この減速装置Ｇ１では、第１キャリヤ３２の第１連結面３２Ｐに取付けられた第１パイプ５１と、ケーシングカバー２８Ｂの第２連結面２８Ｐに取付けられた第２パイプ５２とが、同軸となるように両パイプ５１、５２を組み付けている。この構成は、第１パイプ５１および第２パイプ５２のそれぞれの製造誤差に加え、減速装置Ｇ１の各部材の製造誤差や組み付け誤差の影響を大きく受けることから、現実には第１パイプ５１および第２パイプ５２の軸心Ｏ２、Ｏ３を一致させるのは容易ではない。

この問題に関し、特許文献１のように、連結部の径方向から見て重なる部分にＯリングを配置して両パイプの連結と封止を行うという手法を採用した場合、この軸心Ｏ２、Ｏ３の不一致のために、Ｏリングは、第１パイプ５１および第２パイプ５２の相対回転に伴って強い圧縮と弱い圧縮を繰り返すことになり、摺動抵抗が大きくなり易い上に、Ｏリングが損傷し易く、該Ｏリングの耐久性が低下する要因となる。また、Ｏリング自体は変形し易いため、第１、第２パイプ５１、５２は、互いの軸心ずれが殆んど矯正されないまま（軸ぶれを起こしたまま）相対回転する。このため、振動発生の原因となり、第１、第２パイプを締結しているボルト（本実施形態のボルト５４、５６相当のボルト）も弛緩し易くなるため、軸ぶれが一層発生し易くなるという悪循環も発生し易い。

しかし、この実施形態では、第１パイプ５１と第２パイプ５２は、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる部分Ｏｒ１、および軸方向から見て重なる部分Ｏａ１を有し、かつ該径方向から見て重なる部分Ｏｒ１に滑り軸受６０、軸方向から見て重なる部分Ｏａ１（のシール用凹部６２）にＯリング６４が配置されている。

このため、第１パイプ５１の軸心Ｏ２と第２パイプ５２の軸心Ｏ３とが多少ずれた状態で組み付けられても、滑り軸受６０によって、第１、第２パイプ５１、５２は、極めて円滑に相対回転することができる。

また、該滑り軸受６０によって第１パイプ５１と第２パイプ５２の軸ぶれ自体が（Ｏリングが介在されている構成と較べて）より矯正されるため、第１、第２パイプ５１、５２は、ほぼ同一の軸心Ｏ２、Ｏ３を共有して相対回転し、振動も生じにくい。したがって、第１、第２パイプ５１、５２を締結しているボルト５４、５６の締め付け力も適正に維持することができ、安定した相対回転を長期に亘って維持することができる。

また、本実施形態におけるＯリング６４は、一度組み付けられたら、殆ど寸法の変化がない軸方向から見て重なる部分Ｏａ１に配置されているため（変形が頻繁に繰り返されることがなく）、耐久性がより高まり、より寿命をより増大できる。

さらには、本実施形態においては、滑り軸受６０を硬めのグリースによって構成するようにしたため、低コストで簡易に滑り軸受を配置することができる。また、Ｏリング６４が滑り軸受６０よりも径方向外側にあるため、Ｏリング６４の組み付けが容易である。

図３に本発明の他の実施形態の例を示す。

なお、既に説明した実施形態と同一、または機能的に類似する部分には、先の実施形態と下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

図３（Ａ）の例は、センタパイプＣｐ１０１の軸方向から見て重なる部分Ｏａ１０１に配置されるＯリング１６４の径方向の位置を、滑り軸受１６０が配置される径方向の位置よりも内周側に設定したものである。Ｏリング１６４の配置位置が、滑り軸受１６０の径方向内側にある場合には、相対回転の周速が小さくなる分、Ｏリング１６４の耐久性をより向上させることができる。このように、Ｏリングの配置位置は、先の実施形態のように、滑り軸受６０の配置位置の外周側としても、また、図３（Ａ）のように、滑り軸受１６０の配置位置の内周側としてもよい（要するに、第１パイプと第２パイプのそれぞれの軸方向端部が軸方向から見て重なる（対向する）部分のいずれかの部分であればよい）。

図３（Ｂ）および（Ｃ）は、第１パイプ２５１、３５１、および第２パイプ２５２、３５２のうち、一方のパイプである第２パイプ２５２、３５２のみの軸方向先端に凹部２５２Ａ、３５２Ａが形成され、当該凹部２５２Ａ、３５２Ａに他方のパイプである第１パイプ２５１、３５１の軸方向先端が配置される例が示されている。

図３（Ｂ）、（Ｃ）のように構成した場合には、他方のパイプ（図３（Ｂ）、（Ｃ）では、第１パイプ２５１、３５１）は、全く加工を要しないため、加工工数、加工コストを低減でき、ひいてはセンタパイプＣｐ２０１、Ｃｐ３０１の組込コストを低減することができる。

より具体的には、図３（Ｂ）の例では、第１パイプ２５１と第２パイプ２５２の径方向から見て重なる部分Ｏｒ２０１の段部２５５が、凹部が形成されていない方のパイプ（他方のパイプ：図３（Ｂ）では第１パイプ２５１）の下側に形成されている。そのため、万一、ワイヤハーネス（図３では図示略）が該段部２５５に当接しても損傷しないように、第２パイプ２５２の端部にアール部２５２Ｂを形成している。この図３（Ｂ）の構造は、Ｏリング２６４が滑り軸受２６０の外周側にあるため、該Ｏリング２６４の組み付けが容易である。

また、図３（Ｃ）の例では、図３（Ｂ）と同様の構成を、第１パイプ３５１と第２パイプ３５２の径方向から見て重なる部分Ｏｒ３０１の段部３５５が、凹部が形成されていない方のパイプ（他方のパイプ：図３（Ｃ）では第１パイプ３５１）の外周側に形成されている。この構造は、第１パイプ３５１と第２パイプ３５２の内径Ｄ３０２、Ｄ３０４を同一に維持できるため（Ｄ３０２＝Ｄ３０４）、万一、ワイヤハーネスがセンタパイプＣｐ３０１と接触したとしても、該ワイヤハーネスの損傷を極小に抑えることができる。

このように、「径方向から見て重なる部分に滑り軸受が配置され、軸方向から見て重なる部分にシール部材が配置される構成」には、具体的には、種々の構成がある。本発明は、特に上記構成に限定されない。

なお、上記実施形態においては、滑り軸受を、グリースによって構成するようにしていたが、本発明に係る滑り軸受は、これに限定されず、例えば、当然に専用の滑り軸受を配置するようにしてもよい。これにより更に円滑に第１パイプと第２パイプとを相対回転させることができ、また、軸心ずれの矯正機能もより高めることができる。

また、上記実施形態においては、軸方向から見て重なる部分に、シール部材として、Ｏリングを配置するようにしていたが、本発明に係るシール部材は、これに限定されず、例えば、いわゆるオイルシールを配置するようにしてもよい。第１パイプと第２パイプは、相対回転する部材であるため、シール性能および耐久性の面では、Ｏリングよりは、むしろオイルシールの方が好ましい。

また、上記実施形態においては、本発明が適用される装置として、偏心体が設けられた偏心体軸（入力軸）が、内歯歯車の軸心位置に一本のみ配置された偏心揺動型の減速装置が例示されていた。しかしながら、本発明が適用される減速装置は、必ずしもこのような減速装置に限定されない。例えば、内歯歯車の軸心位置からオフセットされた（離れた）位置に複数の偏心体軸が配置され、該複数の偏心体軸上の偏心体が同期して回転することにより外歯歯車を揺動させるように構成した偏心揺動型の減速装置であっても、同様に適用できる。また、必ずしも偏心揺動型の減速装置でなくてもよく、他の減速機構を有する減速装置であっても、減速装置を軸方向に貫通する貫通孔の内側において、互いに相対回転する第１パイプと第２パイプとが同軸に（同軸となるように）連結される減速装置であるならば、同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。

Ｇ１…減速装置
Ｃｐ１…センタパイプ
１４Ａ…中空部（貫通孔）
５０…ワイヤハーネス
５１…第１パイプ
５１Ａ…第１凹部
５２…第２パイプ
５２Ａ…第２凹部
６０…滑り軸受
６４…Ｏリング
Ｏｒ１…径方向から見て重なる部分
Ｏａ１…軸方向から見て重なる部分

Claims (4)

1. 減速装置を軸方向に貫通する貫通孔の内側において、互いに相対回転する第１パイプと第２パイプとが、同軸に連結される減速装置のセンタパイプ構造であって、
   前記第１パイプと前記第２パイプは、それぞれの軸方向端部が径方向から見て重なる部分と軸方向から見て重なる部分とを有し、かつ
   前記径方向から見て重なる部分に滑り軸受が配置され、軸方向から見て重なる部分にシール部材が配置される
   ことを特徴とする減速装置のセンタパイプ構造。
2. 請求項１において、
   前記滑り軸受は、グリースにより構成される
   ことを特徴とする減速装置のセンタパイプ構造。
3. 請求項１または２において、
   第１パイプおよび第２パイプの、いずれか一方のみの軸方向先端に凹部が形成され、当該凹部に他方のパイプの軸方向先端が配置される
   ことを特徴とする減速装置のセンタパイプ構造。
4. 請求項３において、
   前記他方のパイプの外周側に前記一方のパイプが配置されている
   ことを特徴とする減速装置のセンタパイプ構造。

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