JP2006183871A

JP2006183871A - 減速機

Info

Publication number: JP2006183871A
Application number: JP2006071344A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Asano; 成樹浅野; Tomio Miyamoto; 富雄宮本
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: JP4689505B2

Abstract

【課題】減速機の各部品を過度に大型化することなく増加したモーメント荷重に耐えるようにして、大型化することなく、装着スペースが増大せず、また、設備費が高くならない減速機を提供する。
【解決手段】円板状部１７、柱状部２１からなる支持ブロック１３および柱状部２１の半径方向外側に設けられたハブ３７からなり、円板状部１７はハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′とハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着するとともに円板状部１７の軸方向に見て反対側においてハブ３７にカバー３８を取着し、軸受３６の軸方向に見て外側で且つ円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′とハブ３７の外周部との間の位置にオイルシール５を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は減速機に関する。より詳しくは、本発明はトルク性能に優れた減速機であり、溶接ロボット等の産業用ロボットの駆動源として適用するのに適した減速機に関する。

従来から、例えば、本願出願人が出願した特許文献１（特公昭５９−１８９５号公報）に開示されているように、円板状部および円板状部から軸方向に突設した柱状部からなる支持ブロック、柱状部の半径方向外側に設けられたハブ並びに支持ブロックの外周とハブの内周との間に設置されて支持ブロックとハブとの相対回転を許容する軸受からなる減速機が知られている。

特許文献１に記載されているように、例えば特許文献２（特公昭３９−２５３９８号公報）により知られている減速機には、外形が大きく、重量が大きいため、出力トルクが特定の産業界の要求に合致しないという問題が付随していた。特許文献１の減速機は特許文献２の問題を解消し、外形が小さく、軽量で大出力を出せる減速機である。

特許文献１の減速機はモータによって回転され、減速機は溶接ロボット等の産業用ロボットに多用されており、この場合に、例えば２つのアーム部材が減速機を介して関節結合しており、減速機は前記２つのアーム部材の一方のアーム部材に取着されている。

上述したような減速機を介して２つのアーム部材が関節結合している場合には、負荷の増大によりアーム部材に掛かるモーメント荷重が増加すると、従来は減速機の各部品を大型化するとともに支持ブロックの外周とハブの内周との間に設置された軸受を大型化して、増加したモーメント荷重に耐えるようにしていた。このため、減速機が全体として大型化し、それに伴い減速機の装着スペースが増大し、また、減速機の設備費が高くなった。
特公昭５９−１８９５号公報特公昭３９−２５３９８号公報

本発明は、減速機の各部品を過度に大型化することなく増加したモーメント荷重に耐えるようにして、過度に大型化することなく、また、装着スペースが増大せず、更に、設備費が高くならない減速機を提供することを目的とする。

本発明においては、円板状部１７および該円板状部１７から軸方向に突設した柱状部２１からなる支持ブロック１３並びに柱状部２１の半径方向外側に設けられたハブ３７からなり、前記円板状部１７は前記ハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、該円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′と前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着したことを特徴とする減速機により上述した目的を達成する。

更にまた、本発明においては、円板状部１７および該円板状部１７から軸方向に突設した柱状部２１からなる支持ブロック１３並びに柱状部２１の半径方向外側に設けられたハブ３７からなり、前記円板状部１７は前記ハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、該円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａと前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着するとともに前記円板状部１７の軸方向に見て反対側においてハブ３７にカバー３８を取着し、該軸受３６の軸方向外側で且つ円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′と前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間の位置にオイルシール５を設けたことを特徴とする減速機とすることが好ましい。

本発明においては、円板状部１７は前記ハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、該円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａと前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着したので、軸受３６の装着位置が従来の減速機よりも半径方向に外側に位置し、従来よりも一層大きなモーメント荷重を受けることができる。このため、減速機の他の部品の大きさが同じで装着スペースが殆ど同じ場合にも、一層大きなモーメント荷重を受けることができ、一方、設備費を低減することができる。

本発明においては、軸受３６の軸方向外側で且つ円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端から軸方向に延在する先端部１７ａ′とハブ３７の外周部３７ｂとの間の位置にオイルシール５を設けることにより、減速機に外部から溶接の火花などの異物が混入することが防止できる。本発明の減速機を溶接ロボットに適用する場合には、オイルシールの軸方向外側にオイルシールのシールリップを溶接の火花から保護するための鋼製の端面保護板を設けることが好ましい。

更に、本発明においては、円板状部１７の軸方向に見て反対側においてハブ３７にカバー３８を取着して円板状部１７および柱状部２１からなる支持ブロック１３の内部に異物が混入することを防止することが好ましい。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例に基き本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る減速機に端面保護オイルシール５を具備させ溶接ロボットの腕の関節部分として実施した実施例の断面図であり、２つのアーム部材１、２はモータ３付の減速機４を介して関節結合されている。図１に示すモータ３は電動モータであり、アーム部材２に取着されている。

図１に示す減速機４は偏心揺動型歯車減速機であり、支持ブロック１３の本体は円板状部１７および円板状部１７に突設した柱状部２１からなる。

円板状部１７の表面には隣接柱状部２１間に所定深さの軸受装着孔１７ｂおよび支持ブロック１３をアーム２にボルト結合するための螺子孔１７ｃを形成している。更に、支持ブロック１３を構成する円板状部１７および柱状部２１の中心部分には入力回転軸１１を嵌挿させる中心孔２１ｃを穿っている。

図１に示すように、入力回転軸１１は上述の中心孔２１ｃに嵌挿され、図１において右側端部の近傍において、支持ブロック１３に設けられた軸受１０に支承されている。軸受１０の軸方向外側（図１の右側）には、図１に示すように、オイルシール１２が設けられ、入力回転軸１１は右端部がモータ３の出力軸に連結している。

また図１の左側に示す如く、支持ブロック１３の一部をなす端円板２５を支持ブロックの本体の柱状部２１にピン（図示せず）により一体的に結合しており、端円板２５を支持ブロックの本体の柱状部２１にボルト２４によって固定している。螺子孔２１ｅはボルト２４の締結孔であり、柱状部２１に形成されている。

端円板２５には、前述の円板状部１７に形成した軸受装着孔１７ｂに対応して軸受装着孔２５ｄを形成している。軸受装着孔１７ｂ、２５ｄにそれぞれコロ軸受２７、２９を装着し、該軸受２７、２９間にピニオン３３の自転運動を取出すピンとしてクランクピン３１を回転可能に両端支持している。クランクピン３１はその回転軸線に対し偏心配置した２つのクランク部３１ａ、３１ｃを有し、ピニオン３３がクランク部３１ａ、３１ｃに嵌合されている。

ピニオン３３は外周面にペリサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯を有し、クランクピン３１のクランク部３１ａまたは３１ｃに軸受３５を介して係合するピン孔３３ｂを具備する。

図１に示すように、ハブ３７を柱状部２１の半径方向外側に設け、その内周面に、ピニオン３３の外周に形成した外歯の歯数より僅かに多い数の内歯をピン歯３７ａにより形成している。

更に、図１に示すように、前述した支持ブロック１３の円板状部１７はハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａし、その先端部１７ａ′はハブ３７を包むように軸方向に延びている。支持ブロック１３の円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′とハブ３７の外周部３７ｂとの間にボール軸受３６を装着し、ハブ３７を回転可能に支持している。

なお、符号１８はリング状カバーであり、図１に示すように、円板状部１７の本体の軸方向に見て反対側において、円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′にボルト１９により一体的に取着されている。また、図１に示すように、円板状部１７の本体の軸方向に見て反対側において、ハブ３７にカバー３８を取着し、カバー３８とアーム部材１とをボルト３９により連結している。

ピニオン３３の柱状部用溝は支持ブロック１３の柱状部２１により形成される柱状部２１に遊嵌合しており、クランクピン３１の自転運動によりそのクランク部３１ａ、３１ｃの中心軸線がクランクピン３１の回転軸線に対して公転運動することにより２つのピニオン３３は偏心公転運動され、外歯がハブ３７の内歯歯車と係合する。

本実施例においては、入力回転軸１１の左側先端に第１外歯車４１を形成し、また前記両端支持されたクランクピン３１の左端に第１外歯車４１の歯数より大きな歯数を有する第２外歯車４３を止着し、両歯車４１、４３を噛合させる。

モータ３の出力軸、すなわち減速機の入力回転軸１１、の回転は入力回転軸１１の第１外歯車４１を通じそれに噛合う第２外歯車４３に両歯車４１、４３の歯数比に応じ減速（第１段の減速）して伝達される。第２外歯車４３の回転により支持ブロック１３に回転可能に両端支持されたクランクピン３１のクランク部３１ａは公転運動を生じ、ピニオン３３は軸受３５を介してピン孔３３ｂがクランク部３１ａに係合しているので、クランク部３１ａの公転運動により偏心公転運動される。このとき、複数個のクランクピン３１は、ピニオン３３の公転運動成分と自転運動成分のうち、自転運動成分のみがハブ３７に取り出されるように、機能している。従って、ピニオン３３の偏心公転運動によりピニオンの外周に形成した外歯３３ａがハブ３７の内周に形成した内歯歯車に係合しハブ３７を減速回転（第２段の減速）させる。このようにして、ハブ３７に取付けたアーム部材１がアーム部材２に対して減速して回動される。

減速機４の端面部分、すなわち、リング状カバー１８とカバー３８との間にはオイルシール５が設けられている。オイルシール５の拡大図を図２に示す。

図２において、このオイルシール５は略Ｌ字状断面をした芯金６とその芯金６を被覆するゴム部材７からなり、ゴム部材７は軸方向の内側のメインリップ７ａおよび軸方向外側のダストリップ７ｂからなるシールリップを有している。この芯金６の軸方向外側位置に逆Ｌ字状をした保護板８が設けられている。保護板８の材質は前述したように炭素鋼などの鋼からなっている。符号９はバネであり、メインリップ７ａおよびダストリップ７ｂをオイルシール装着部（図示した実施例ではカバー３８）に押圧するものである。

保護板８は図３（ａ）に示すように、その先端８ａがダストリップ７ｂよりも僅かに短い状態となっており、この寸法差ｔは装着状態において０．１〜０．２mm程度になるように設定している。

上述したように、本実施例のオイルシール５はオイルシール部材自体に保護板８を組付けており、この保護板８によってダストリップ７ｂを含めたオイルシール５端面の保護を行うことができる。従って、本実施例によれば、従来のオイルシール５に保護板８を設けるだけでよく、特別な保護構造を必要とせず、他のロボット部材も特に設計変更することなく、オイルシール５のみを変えることによって簡単な構造で、溶接ロボット、特にその関節結合部を溶接の火花から保護することができる。更に、保護板８の先端８ａとオイルシール装着部との隙間を０．１〜０．２mm程度に押さえることにより、この保護板８により工作機械等により生ずる切粉等の切り裂き作用を持つダストに対する保護機能も生じ、ダストリップ７ｂの更なる保護が図れる。なお本発明の保護板８に小さな孔８ｂ（図４（ｃ））などを開けることにより、本発明に係るオイルシール５を具備した溶接ロボットを火花のみならず水の掛かるような場所に用いることもできる。

図３にオイルシール５の他の実施例の幾つかを示す。図３（ｂ）においてはオイルシール装着部（図示した実施例ではカバー３８）の端面を面取りをしており、保護板８の先端８ａは周面を越えて、この面取りをした部分まで延ばすことができるものである。このようにすることにより保護板８によるダスト侵入防止効果および火花侵入防止効果はより一層高めることができる。

また、図３（ｃ）においては保護板８の先端部を軸方向に外の方向に僅かに膨らますことによって、保護板８の先端８ａとオイルシール装着部（図示した実施例ではカバー３８）との間の上述の効果をより一層生じ易くしたものである。

図４においては、オイルシール５の芯金６の形状が逆コの字状をしたものを示している。このような形状にすることによってダストリップ７ｂに芯金６のばね力が働くのでダストリップ７ｂによるダストシール性がよくなるという効果が奏される。

図４（ａ）においては、このような芯金６に別体の保護板８を溶接または接着により一体的に取付けたものであり、保護板８の先端は軸の先端の近傍まで達している。

図４（ｂ）においては芯金６をＬ字状の先端の上側部分を更に折り曲げて軸方向下側まで軸に向けて半径方向に延ばしたものであり、全体としてＰ字状断面をしており、このようにこのものにおいては芯金６が一体的構造となっており、一体構造の芯金６にゴムを一体的に成形することによりオイルシール５を製造することができる。

図４（ｃ）においては、前述した図４（ａ）の態様とよく似ているが、保護板８に小さな孔８ｂを開けており、この装置全体が火花のみならず水が掛かるような場所に使用する場合に水が中に溜った状態とならないように外部に抜けるようにしている。

本発明に係る減速機を具備した溶接ロボットの関節部の断面図である。図１のオイルシール部の拡大図である。本発明の実施例に用いるオイルシールの要部の断面図であり、（ａ）は図１および図２に示した実施例に用いたものであり、（ｂ）は別の実施例、（ｃ）は更に別の実施例である。本発明の実施例に用いるオイルシールの芯金形状を変えた実施例を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ異なる実施例である。

符号の説明

１、２アーム
３モータ
４減速機
５オイルシール
１３支持ブロック
１７円板状部
１７ａ半径方向に延在した箇所
１７ａ′ 半径方向に延在した箇所の先端部
２１柱状部
３６軸受
３７ハブ
３７ｂ外周部
３８カバー

Claims

円板状部１７および該円板状部１７から軸方向に突設した柱状部２１からなる支持ブロック１３並びに柱状部２１の半径方向外側に設けられたハブ３７からなり、前記円板状部１７は前記ハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、該円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′と前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着したことを特徴とする減速機。
円板状部１７および該円板状部１７から軸方向に突設した柱状部２１からなる支持ブロック１３並びに柱状部２１の半径方向外側に設けられたハブ３７からなり、前記円板状部１７は前記ハブ３７の外周を越えて半径方向に延在１７ａしており、該円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａと前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間に軸受３６を装着するとともに前記円板状部１７の軸方向に見て反対側においてハブ３７にカバー３８を取着し、該軸受３６の軸方向外側で且つ円板状部１７の半径方向に延在した箇所１７ａの先端部１７ａ′と前記ハブ３７の外周部３７ｂとの間の位置にオイルシール５を設けたことを特徴とする減速機。