JP2006226533A - Connecting structure for reduction gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、技術的に合理的な思想に基づいて、例えば各種ギアドモータを製品群として複数用意するものに好適な減速装置の連結構造に関する。 The present invention relates to a reduction gear connecting structure suitable for, for example, preparing a plurality of various geared motors as a product group based on a technically rational idea.
本発明者は、本発明の着想を得る過程において、図6に示すようなギアドモータ1を提案している(例えば特許文献1参照)。このギヤドモータ1は各種モータ2(全体図示省略)及び減速装置3を備えている。この減速装置3は各種仕様からなるシリーズとして用意されており、モータ2の容量や相手機械の取り合い寸法などを考慮して、これらの複数種類の減速装置3から最適なものを選択してモータ2と組み合わせるようになっている。
The present inventor has proposed a geared
減速装置3は、単純遊星歯車構造の遊星減速機4と、この遊星減速機4の出力側に連結される1段式の直交伝達構造の直交減速機5と、を備える。遊星減速機4は、モータ2のモータ軸2Aに同軸に連結される太陽歯車6と、この太陽歯車6の周囲に配置され、該太陽歯車6と外接噛合する(4つの)遊星歯車8と、モータ軸2Aと同心状態で配置され、遊星歯車8と内接噛合する内歯歯車10と、上記遊星歯車8の公転成分のみを取出して直交減速機5側に出力するキャリア12と、を備える。
The
内歯歯車10は円筒状の部材によって構成されており、遊星減速機4のケーシングの役割も兼ねている。従って、内歯歯車10の入力側端面には、モータ2のフランジ2Bと取り合うためのモータ取付面10Aが形成されており、他方の端面には、直交減速機5と取り合うための出力側取付面10Bが形成されている。
The
遊星歯車8の各々には、その中心に軸方向のキャリア孔14が形成される。このキャリア孔14には、キャリア12のキャリアピン12Aがピンローラ12Bを介して挿入されており、遊星歯車8の公転運動のみを取出すようになっている。
Each of the planetary gears 8 is formed with an axial carrier hole 14 at the center thereof. A
この遊星減速機4は、モータ軸2Aと一体となって太陽歯車6が回転すると、これと噛合している遊星歯車8は該太陽歯車6の周囲を公転しようとする。しかし、この遊星歯車8は内歯歯車10と内接噛合しているので「自由な」公転が規制されて、自転運動を伴った公転運動となる。つまり、遊星歯車8自身に自転運動が生じる分だけ公転運動が遅れることになり、この公転運動を取出すキャリア12の回転は、モータ軸2Aの回転速度よりも減速されることになる。
In the planetary reduction gear 4, when the
なお、今回例示した遊星減速機4においては、キャリア12によって直交減速機5側に出力する構造を示したが、実際には、内歯歯車10によって回転動力を取出す構造や、太陽歯車6によって回転動力を取出す構造にすることも可能である。
In the planetary speed reducer 4 exemplified here, the structure in which the
1段式直交減速機5は、キャリア12に一体的に連結されるべベルピニオン16と、このべベルピニオン16と噛合するべベルギア18と、このべベルギア18に同軸かつ一体的に連結されるホロータイプ(中空軸タイプ)の出力軸20と、この出力軸20を2つの軸受け22を介して回転自在に支持するとともに、上記べベルピニオン16及びべベルギア18を内部に収容する歯車箱24と、を備える。
The one-stage
歯車箱24の入力側には、円筒状に突出して先端が外側に広がった状態の取付フランジ部26が一体的に形成されており、この取付フランジ26に遊星減速機4の内歯歯車10(の出力側取付面10B)が連結されている。べベルピニオン16には、伝達軸16Aが連結されており、この伝達軸16Aはキャリア12に形成される軸孔12Cとスプライン結合している。さらに、この伝達軸16Aは取付フランジ部26の内周側に設置される軸受28によって回転自在に支持されており、又、キャリア12も同様に、取付フランジ部26の内周側に設置される軸受30によって回転自在に支持されている。これらの構造からキャリア12及びべベルピニオン16は一体となって回転するので、キャリア12の回転がべベルピニオン16に伝達されることになる。
On the input side of the
このギアドモータ1によれば、遊星減速機4によって、モータ2の回転動力が減速されて、この減速後の動力が1段式直交減速機5に入力される。この動力は、べベルピニオン16及びべベルギア18によって減速されながら、回転軸がモータ軸2Aと直交するように方向変換され、出力軸20から出力される。
According to the geared
直交伝達構造の直交減速機5は、一対の傘歯車が各々スラスト方向の反力を受けて互いに離隔しようとする特性から、「動力伝達能力」が比較的低いという特徴を有している。従って、このスラスト方向の反力に抵抗し得るためにも、減速装置3の所定の枠番Pに対して歯車箱24や軸受22などの剛性は、多少高めに設定されている。一方、遊星減速機4は、複数の遊星歯車8が同時に噛合しながら動力を伝達するので、構造上高い動力伝達能力が確保されている。つまり、シリーズとして準備される複数の減速装置3におけるすべての枠番Pにおいて、直交減速機5はやや大きめ、遊星減速機4はやや小さめという組み合わせが採用されている。
The orthogonal speed reducer 5 having the orthogonal transmission structure has a characteristic that the “power transmission capability” is relatively low because the pair of bevel gears are each subjected to a reaction force in the thrust direction and are separated from each other. Accordingly, the rigidity of the
しかしながら、例えば減速装置3にトルクリミッターを設置することで、所定トルク以上の回転動力が伝達されないように設定(保障)した場合においては、上記のように直交減速機5の剛性を必ずしも「高め」に設定する必要はなく、逆に言うと従来は、必要以上に製造コストの増大及び伝達効率の低下を招いていた。
However, for example, when a torque limiter is installed in the
その一方で、例えば減速装置3の入力側に制動機構(ブレーキ)を設置し、相手機械の回転を確実に停止させる必要がある場合(強い慣性反力を受ける場合)、或いは大きな負荷が掛かってもその停止状態を保持しなければならないような場合には、従来の枠番Pに対応する直交減速機5の剛性では必ずしも十分とは言えない状況もあった。
On the other hand, for example, when a braking mechanism (brake) is installed on the input side of the
なお、この状況は、相手機械の反力トルクをべベルギア18及びべベルピニオン16によって直接受け止めるという構造に特有なものであり、この構造であるが故に発生している問題点であると考えられる。
This situation is peculiar to the structure in which the reaction torque of the counterpart machine is directly received by the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、相手機械や回転動力源などの仕様(要求)に柔軟に対応し、動力伝達効率を最適な状態に維持しながら装置全体の小型化を図った減速装置の連結構造を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and flexibly responds to specifications (requirements) such as a counterpart machine and a rotational power source, and reduces the size of the entire apparatus while maintaining the power transmission efficiency in an optimum state. It aims at obtaining the connection structure of the reduction device which was aimed.
本発明は、入力軸に対して一体となって回転する太陽歯車、該太陽歯車の周囲に配置されて該太陽歯車と外接噛合する遊星歯車、自身が固定されて前記遊星歯車と内接噛合する内歯歯車、及び前記遊星歯車の公転成分を取り出すキャリアを備える単純遊星歯車構造の遊星減速機と、該遊星減速機の前記キャリアに連結されてその回転動力が入力される伝達軸、該伝達軸に同軸的に設けられる入側傘歯車、及び該入側傘歯車と噛合する出側傘歯車を備える直交伝達構造の直交減速機と、を備える減速装置における前記遊星減速機及び前記直交減速機の連結構造において、自身の両端に形成される入側及び出側連結面によって、前記遊星減速機の出力側取付面と前記直交減速機の入力側取付面とを連結可能な筒状の継フランジを、該遊星減速機と該直交減速機との間に介在させると共に、前記継フランジの内周に、前記入側傘歯車に同軸的に設けられる前記伝達軸、及び該伝達軸に連結される前記キャリアを回転自在に配設したことにより、上記目的を達成するものである。 The present invention includes a sun gear that rotates integrally with an input shaft, a planetary gear that is disposed around the sun gear and externally meshes with the sun gear, and that is fixed and internally meshes with the planetary gear. A planetary speed reducer having a simple planetary gear structure including an internal gear and a carrier for taking out the revolution component of the planetary gear, a transmission shaft connected to the carrier of the planetary speed reducer and receiving rotational power, and the transmission shaft Of the planetary speed reducer and the orthogonal speed reducer in a speed reducer comprising: an input side bevel gear provided coaxially to the input side bevel gear; In the connecting structure, a cylindrical joint flange capable of connecting the output side mounting surface of the planetary reduction gear and the input side mounting surface of the orthogonal reduction gear by the input and output side connecting surfaces formed at both ends of the connecting structure. The planetary reducer and The transmission shaft provided coaxially with the entry side bevel gear and the carrier connected to the transmission shaft are rotatably disposed on the inner periphery of the joint flange and interposed between the orthogonal reduction gears. As a result, the above object is achieved.
従来は、直交減速機と減速機とを「唯一(1つ)の取り合い面(連結面)」によって連結していた。このことが要因となって、減速装置を全体として捉えて伝達容量を判断せざるを得ない状態だったと考えられる。というのも、減速装置の伝達容量は歯車箱の肉厚や大きさ等から総合的に判断することになるが、特に上記取り合い面(連結面)の大きさに反映されることが多いからである。 Conventionally, the orthogonal speed reducer and the speed reducer are connected by “one (one) mating surface (connecting surface)”. This is considered to be a condition that the transmission capacity has to be determined with the speed reducer as a whole. This is because the transmission capacity of the reduction gear is comprehensively determined from the thickness and size of the gearbox, but it is often reflected in the size of the mating surface (connection surface). is there.
そこで、本発明では、減速機と直交減速機との間に継フランジを介在させることで「2つの連結面」により連結し、特定遊星減速機に対して直交減速機とを「独立」して複数種類用意可能として、これらの組み合わせが可能な構成とした。 Therefore, in the present invention, a joint flange is interposed between the speed reducer and the orthogonal speed reducer so that they are connected by “two connecting surfaces”, and the orthogonal speed reducer is made “independent” with respect to the specific planetary speed reducer. Multiple types can be prepared, and a combination of these is possible.
このようにすると、例えば、特定の遊星減速機(つまり特定の出力側取付面寸法を有する減速機)に対して、継フランジを交換すれば(つまり適当な継フランジを選択すれば)2以上の直交減速機(つまり2以上の異なる入力側取付面寸法の直交減速機)を容易に組み合わせることが出来るようになる。 In this case, for example, if a joint flange is replaced (that is, if an appropriate joint flange is selected) for a specific planetary speed reducer (that is, a speed reducer having a specific output side mounting surface dimension), two or more. It becomes possible to easily combine orthogonal reducers (that is, orthogonal reducers having two or more different input side mounting surface dimensions).
この結果、例えば各取付面寸法が伝達容量に対応(反映)するように遊星減速機又は直交減速機を構成した場合には、例えば以下のような態様を選択出来るようになる。 As a result, for example, when the planetary speed reducer or the orthogonal speed reducer is configured such that each mounting surface dimension corresponds (reflects) to the transmission capacity, for example, the following modes can be selected.
(1)トルクリミッタ等を採用する場合には、遊星減速機の伝達容量は維持したままで、直交減速機の伝達容量を1ランク下げる(つまり、入力側取付面の寸法を1ランク下げる)ような態様 (1) When using a torque limiter, etc., reduce the transmission capacity of the orthogonal reduction gear by one rank while maintaining the transmission capacity of the planetary reduction gear (that is, reduce the dimension of the input side mounting surface by one rank). Aspect
(2)制動機構(ブレーキ)を採用する場合には、遊星減速機の伝達容量は維持したままで、直交減速機の伝達容量を1ランク上げるげる(つまり、入力側取付面の寸法を1ランク上げる)ような態様 (2) When a braking mechanism (brake) is adopted, the transmission capacity of the orthogonal speed reducer is increased by one rank while maintaining the transmission capacity of the planetary speed reducer (that is, the dimension of the input side mounting surface is increased by 1). (Raising the rank)
(3)相手機械側の取付面寸法が「既に決定している」場合において、その取付面寸法と一致する直交減速機をやむなく選択したが、遊星減速機側は最適な伝達容量を(その出力側取付面の大きさに制約を受けることなく)自由に選択して組み合わせる態様 (3) In the case where the mounting surface dimension on the counterpart machine side is “already determined”, an orthogonal reduction gear that matches the mounting surface dimension was selected unavoidably, but the planetary reduction gear side had the optimum transmission capacity (its output Freely select and combine without limiting the size of the side mounting surface
(4)回転動力源(例えばモータ)側の取付面寸法が「既に決定している」場合において、その取付面寸法と一致する遊星減速機をやむなく選択したが、直交減速機は最適な伝達容量を(その入力側取付面寸法の制約を受けずに)選択して組み合わせる態様 (4) In the case where the mounting surface dimension on the rotational power source (eg, motor) side is “already determined”, a planetary reduction gear that matches the mounting surface size is unavoidably selected. To select and combine (without restrictions on the input side mounting surface dimensions)
(5)所定容量の遊星減速機に対して、その遊星減速機で選択された「減速比」に応じて最適な伝達容量の1段式減速機を組み合わせる態様 (5) A mode in which a planetary speed reducer having a predetermined capacity is combined with a one-stage speed reducer having an optimum transmission capacity in accordance with the “reduction ratio” selected by the planetary speed reducer.
(6)1段式減速機の減速比と、遊星減速機の減速比との配分を最適化し、その結果により配分される伝達トルクに応じて最適な伝達容量を、その連結面の制約を受けることなくそれぞれ独立して選択して組み合わせる態様 (6) The distribution of the reduction ratio of the single-stage reduction gear and the reduction ratio of the planetary reduction gear is optimized, and the transmission capacity that is optimal according to the transmission torque that is distributed as a result is restricted by the connection surface. Without selecting each independently
以上の態様が総てではないが、このように構成することで、使用者の要求に対して益々柔軟に対応できるようになり、伝達効率を高めると共に製造コストも低減される。これは、単純遊星歯車構造の特徴と直交伝達構造の特徴、及びこれらを組み合わせて減速装置を構成する際の特性を十分に検討した結果得られたものである。 Although not all of the above aspects, such a configuration makes it possible to respond more flexibly to the user's request, thereby increasing transmission efficiency and reducing manufacturing costs. This is obtained as a result of a thorough examination of the characteristics of the simple planetary gear structure and the orthogonal transmission structure, and the characteristics when combining them to constitute a reduction gear.
このような減速装置の連結構造を利用して構成し得るシリーズを模式的に例示すると、例えば図1に示すようになる。従来は1つの連結面による連結構造であった結果、遊星減速機の出力側取付面寸法S1、S2、S3・・・(伝達容量Y1、Y2、Y3・・・に対応する)に対して、この取付面寸法に1対1で対応する入力側取付面寸法T1、T2、T3・・・の直交減速機(伝達容量X1、X2、X3・・・に対応する)がそれぞれ組み合わされ、減速装置として対角線上に位置するA1、A2、A3・・・のみがシリーズの構成要素として用意されていたと考えられる。本発明を採用すれば例えば遊星減速機S1に対して直交減速機T1、T2を組合せ可能としたA1、B1や、遊星減速機S2に対して直交減速機T1、T2、T3を組合せ可能としたC1、A2、B2等を構成要素とする減速装置のシリーズを得ることができ、上記のような多方面にわたるメリットを得ることができる。 FIG. 1 shows, for example, a schematic example of a series that can be configured using such a reduction gear connecting structure. As a result of the conventional connecting structure with one connecting surface, the output side mounting surface dimensions S1, S2, S3... (Corresponding to the transmission capacities Y1, Y2, Y3. Orthogonal speed reducers (corresponding to transmission capacities X1, X2, X3...) Having input side mounting surface dimensions T1, T2, T3. It is considered that only A1, A2, A3,... Located on the diagonal line are prepared as components of the series. If the present invention is adopted, for example, A1 and B1 that can be combined with the planetary reducer S1 can be combined with the orthogonal reducers T1 and T2, and the orthogonal reducers T1, T2, and T3 can be combined with the planetary reducer S2. A series of reduction gears having C1, A2, B2, etc. as constituent elements can be obtained, and the above-mentioned merits can be obtained.
又、全く同様に、例えば直交減速機T1に対して遊星減速機S1、S2の組合せを可能としたA1、C1や、直交減速機T2に対して遊星減速機S1、S2、S3を組合せ可能としたB1、A2、C2等を構成要素とする減速装置のシリーズを得ることもできる。 Also, in exactly the same manner, for example, A1 and C1 that can be combined with the planetary reduction gears S1 and S2 with respect to the orthogonal reduction gear T1, and the planetary reduction gears S1, S2, and S3 can be combined with the orthogonal reduction gear T2. It is also possible to obtain a series of reduction gears having B1, A2, C2, etc. as constituent elements.
なお、継フランジ、伝達軸及びキャリアを、減速装置の残りの部分に対して一体的に組み込み・取り外し可能にするのが好ましい。 It is preferable that the joint flange, the transmission shaft, and the carrier can be integrated and removed integrally with the remaining portion of the reduction gear.
このようにすれば、直交減速機側、(直交減速機と遊星減速機の双方の要素を含んだ)継フランジ部分、遊星減速機側をそれぞれ独立して組み立てて、この3体を最終的に組み上げて減速装置を構成することが出来るので、製造・組立コストが抑制されるとともにメンテナンス性が向上する。又、直交減速機を相手機械側に連結した状態、或いは動力源に遊星減速機を連結した状態でも、継フランジを介して減速装置を分解することが出来るようになる。このことは特に、シリーズを構成する際に好適であり、相手側機械に直交減速機を連結した状態であっても、遊星減速機を他のものに交換すれば(シリーズ内の)他の減速装置に変更することが出来るようになる。 In this way, the orthogonal reducer side, the joint flange portion (including elements of both the orthogonal reducer and the planetary reducer), and the planetary reducer side are assembled independently, and the three bodies are finally assembled. Since the speed reducer can be constructed by assembling, manufacturing and assembly costs are suppressed and maintainability is improved. Further, the speed reducer can be disassembled via the joint flange even when the orthogonal speed reducer is connected to the counterpart machine side or the planetary speed reducer is connected to the power source. This is particularly suitable when constructing a series, and even if the orthogonal speed reducer is connected to the other machine, if the planetary speed reducer is replaced with another one (within the series) It becomes possible to change to a device.
本発明によれば、技術的に合理的な基礎に基づいて、相手機械や回転動力源などの仕様に柔軟に対応し、伝達効率を最適な状態に維持することできる減速装置シリーズを構成する際に好適な減速装置の連結構造を得ることができる。 According to the present invention, on the basis of a technically rational basis, when configuring a reduction gear series that can flexibly respond to specifications of a counterpart machine, a rotational power source, etc., and can maintain transmission efficiency in an optimum state. Therefore, it is possible to obtain a speed reducer connecting structure suitable for the above.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2に本発明に係る減速機装置の連結構造の一例が採用された減速装置103を示す。この減速装置103は、伝達容量Yの単純遊星歯車構造の遊星減速機104と、この遊星減速機104の出力側に連結されて伝達容量がXとなる直交減速機105と、を備える。直交減速機105は、べベルピニオン116及びべベルギア118からなる一対の傘歯車による直交伝達構造であり、所定の減速比(ここでは約1/3)でもって回転動力を直角方向に変換する。なお、以下に具体的に示す構成または作用等を除いては、すでに従来の例で示した減速装置3とほぼ同様であるので、同一または類似する部材・部分については減速装置3と下二桁を同一符号を付することによって構成・作用などの具体的な説明は省略する。
FIG. 2 shows a
遊星減速機104は、モータ軸(入力軸)102Aと同軸に連結される太陽歯車106と、この太陽歯車106の周囲に配置され該太陽歯車106と外接噛合する(4つの)遊星歯車108と、モータ軸102Aと同心状に配置され、上記遊星歯車108と内接噛合する内歯歯車110と、遊星歯車108の公転成分を取出すキャリア112と、を備える。
The
べべルギヤ118やべべルピニオン116を内部に収容し、出力軸120を回転自在に支持する歯車箱124には、円周方向に所定間隔で形成されるボルト孔42を有する入力側取付面124Bが形成されている。又、この入力側取付面124Bには、開口40が形成されており、後述する継フランジ44の一部が挿入されるようになっている。べべルピニオン116は、キャリア112に対してスプライン結合している伝達軸46の一端に同軸的にに連結(又は形成)されている。ここで、入力側取付面124Bのボルト孔42が形成される円軌跡の直径をTとし、本実施形態に限ってはこれを入力側取付面の寸法Tと定義する。
A
内歯歯車110の出力側端面には、周方向に一定の間隔で形成されたボルト孔48を有する出力側取付面50が形成されている。なお、このボルト孔48が形成される円軌道の直径をSとし、本実施形態に限ってはこのSを出力側取付面50の寸法Sと定義する。なお、この取付面の寸法S、Tの概念は上記に限定されない。
On the output side end surface of the internal gear 110, an output
次に、減速装置103における遊星減速機104と1段式直交減速機105の連結構造について説明する。
Next, the connection structure of the
これらの遊星減速機104と直交減速機105の間には、円筒状の継フランジ44が介在するようにして配置されている。この継フランジ44は、自身の両端に入側連結面44A及び出側連結面44Bが形成されたいわゆる両フランジ構造となっている。従って、遊星減速機104の出力側取付面50は、継フランジ44の入側連結面44Aとボルトによって連結され、一方、1段式直交減速機105の入力側取付面124Bは、継フランジ44の出側連結面44Bとボルトによって連結される。
Between the
更にこの継フランジ44の内周には、軸受128を介して、べべルピニオン116が一体的に連結される伝達軸46が回転自在に配設され、キャリア112も同様に、軸受130を介して回転自在に配設される。さらに具体的に説明すると、キャリア112にはスプライン状の軸孔112Cが形成されており、伝達軸46の一端とスプライン結合している。この伝達軸46の他端にはベベルピニオン116が同軸状に設けられているので、以上の構成から、伝達軸46を介してキャリア112の回転がベベルピニオン116に伝達にされる。なお、これらの軸受128、130の配置はこの場合に限定されるものではなく、1つの軸受で全て(伝達軸46及びキャリア112)を支持するようにしてもよく、又、伝達軸46を2つの軸受で支持するようにしてもよい。要は、継フランジ44の内周側において、キャリア112と伝達軸46とが一体となった状態で回転自在に保持されていればよい。このようにすると、継フランジ44、伝達軸46及びキャリア112を、減速装置103の残りの部分に対して一体的に組み込んだり、取り外したりすることができる。
Further, a
以上に示した減速装置103によれば、遊星減速機104と直交減速機105との間に継フランジ44が介在しているので、出力側取付面50の寸法Sと入力側取付面124Bの寸法Tとを独立して変更できることになる。これは、継フランジ44を別のものに交換することによって達成される。つまり、継フランジ44においては、これらの各寸法S、Tと一致するように入側連結面44Aおよび出側連結面44Bが形成される。
According to the
なお、この減速装置103においては、遊星減速機104の伝達容量Yに連動して、キャリア112におけるキャリアピン112Aが配置される円軌道の直径Kも変動する。つまり、出力側取付面50の寸法Sが小さくなると上記寸法Kも小さくなるように設定されている。一方、伝達軸46の外径Dについても、直交減速機105の入力側取付面124Bの伝達容量Xと連動する。即ち、入力側取付面124Bの寸法Tが小さくなると、上記寸法Dも小さくなるように設定される。
In this
ここで、便宜上、上記に示した連結構造が採用された減速装置を複数用意して構成される減速装置シリーズについて説明する。なお、減速装置については図2に示した減速装置103の符号等に基づいて説明することにする。
Here, for the sake of convenience, a reduction gear series configured by preparing a plurality of reduction gears employing the above-described connection structure will be described. The speed reducer will be described based on the reference numerals of the
この減速装置シリーズは、遊星減速機104が、自身の出力側取付面50の寸法Sが互いに異なるように(すなわち、S1<S2<S3・・・となるように)複数用意されて構成される遊星減速機群Gと、直交減速機105が、自身の入力側取付面124Bの寸法Tが互いに異なるように(すなわち、T1<T2<T3・・・となるように)複数用意されて構成される直交減速機群Iと、この遊星減速機104と直交減速機105との間に介在するように配置される継フランジ44が入側連結面44A及び出側連結面44Bの寸法(すなわち、上記寸法S、Tに対応する)の組み合わせが異なるように複数用意されて構成される継フランジ群Fと、を備える。
In this speed reducer series, a plurality of
具体的に図3に示されるように、寸法S1、S2、S3、S4・・・となる遊星減速機群Gと、寸法T1、T2、T3、T4・・・となる直交減速機群Iとによって、マトリックスMが形成される。このマトリックスM内における(減速装置103がシリーズとして用意される場所の)各セルUに対応して、各継フランジがそれぞれ用意されるので、これらの複数の継フランジが集合して継フランジ群Fが構成される。すなわち、本例では継フランジ群Fにおける継フランジの数と、減速装置シリーズが用意する減速装置の数とが一致していることになる。
Specifically, as shown in FIG. 3, a planetary reduction gear group G having dimensions S1, S2, S3, S4... And an orthogonal reduction gear group I having dimensions T1, T2, T3, T4. Thus, the matrix M is formed. Since each joint flange is prepared corresponding to each cell U (where the
以上の構成を採用した結果、この減速装置シリーズは、例えば特定の減速装置A1、A2、A3、A4における遊星減速機(出力側取付面寸法がS1、S2、S3、S4となる遊星減速機104)のそれぞれに対して、継フランジ群Fの中から選択された所定の継フランジ44を介在させることで、直交減速機群Iの中の少なくとも2個の相互に入力側取付面寸法Tが異なる直交減速機(詳細は下記参照)を組み合わせ可能な状態になっている。 As a result of adopting the above configuration, this reduction gear series includes, for example, planetary reduction gears in specific reduction gears A1, A2, A3, and A4 (planetary reduction gears 104 whose output-side mounting surface dimensions are S1, S2, S3, and S4. ), By interposing a predetermined joint flange 44 selected from the joint flange group F, at least two of the orthogonal reduction gear group I have different input side mounting surface dimensions T. It is in a state where it is possible to combine orthogonal reduction gears (see below for details).
つまり、図3に示す遊星減速装置のシリーズにおいては、特定の寸法がS1となる遊星減速機104に対しては、寸法がT1及びT2の2つの直交減速機105が組み合わされており、A1、B1の減速装置103が構成されている。また、特定の寸法がS2の遊星減速機104に対しては、選択されたT1、T2、T3の3つの直交減速機105が組み合わされ、C1、A2、B2の減速装置103が構成されている。さらに、特定の寸法S3の遊星減速機104に対しては、寸法T2、T3、T4の3つの直交減速機が組み合わされ、C2、A3、B3の減速装置103が構成されている。特定の寸法S4の遊星減速機104に対しては、寸法T3、T4の直交減速機105が組み合わされてC3、A4の減速装置103が構成されている。これは、すでに説明したように各セルUに対応して所定の継フランジ44が用意されていることによる。
That is, in the series of planetary reduction devices shown in FIG. 3, two
さらに、例えば、特定の減速装置A4における直交減速機(入力側取付面寸法T4となる直交減速機)に対して、所定の継フランジ44を介在させることにより、遊星減速機群Gの中から選択された3個の出力側取付面50の寸法Sが異なる遊星減速機104(ここでは寸法S3、S4、S5となる3つの遊星減速機104を選択する)を組み合わせ可能な状態となっており、これによってB3、A4、C4の減速装置103が構成されている。なお、他にも減速装置A2における直交減速機T2について考えれば、S1、S2、S3の遊星減速機と組合せ可能な状態となっているといえる。
Further, for example, a predetermined reduction flange 44 is interposed in the orthogonal reduction device (orthogonal reduction device having the input side mounting surface dimension T4) in the specific reduction device A4, so that the selection is made from the planetary reduction device group G. The three planetary decelerators 104 (in this case, the three
以前は、遊星減速機104と直交減速機105を組み合わせた状態の減速装置103を一体的なものとして捉えて「全体」の伝達容量を階段状に変化させ、それによりシリーズを構成していた。従って、図3のマトリックスに仮に対応させるとすれば、A1、A2、A3、A4・・・のシリーズのみが構成されていたことになる。しかしながら、本第1実施形態に係わる減速装置シリーズによれば、B1、B2、B3・・・や、C1、C2、C3、C4・・・の減速装置103もシリーズとして構成することができるようになり、具体的に以下に示すような状況に柔軟に対応できるようになる。これは、出力側取付面50の寸法Sや、入力側取付面124Bの寸法Tは、一般的に遊星減速機104及び直交減速機105の伝達容量Y及びXを反映したものとして考えることができるからである。
Previously, the
(1)例えば通常では減速装置A2が適用されるところ、遊星減速機104にトルクリミッタが設置されることで、1段式直交減速機105に入力される伝達トルクが常に所定値以下であることが確保される場合には、この1段式直交減速機105の入力側取付面寸法T2を小さくしてT1とし、直交減速機の伝達容量Xが小さく設定されたC1の減速装置103を使用するような態様
(1) For example, when the reduction gear A2 is normally applied, a torque limiter is installed in the
(2)通常は減速装置A2が採用されるところ、動力源側に制動機構(ブレーキ)が採用されたために相手機械の停止状態を確実に保持する必要性が生じ、1段式直交減速機105の寸法T2を大きくしてT3とし、直交減速機の伝達容量Xが大きく設定されたB2の減速装置を採用するような態様 (2) Normally, the reduction gear A2 is adopted, but since the braking mechanism (brake) is adopted on the power source side, it is necessary to securely hold the stop state of the counterpart machine, and the one-stage orthogonal reduction gear 105 A mode in which the B2 reduction device in which the transmission capacity X of the orthogonal reduction gear is set large is adopted by increasing the dimension T2 of the cylinder to T3.
(3)相手機械側の取付面寸法が既に決定しており、これに対応できる1段式直交減速機105がT3しかなく従来であれば減速装置A3を選択しなければならないところ、遊星減速機104側の伝達能力Yが不必要に大きいという理由から、S3を1ランク下げてS2として伝達容量Yが小さく設定されたB2の減速装置103を選択する態様
(3) The mounting surface size on the counterpart machine side has already been determined, and the only one-stage
(4)動力発生源(モータ)の容量が比較的大きいがために寸法S2の遊星減速機104を採用するために従来であれば減速装置A2を選択しなければならないところ、遊星減速機104の減速比が低く設定されたために相対的に1段式直交減速機105の伝達容量Xが大きくなり過ぎたため、寸法T2を1ランク下げてT1とし、伝達容量Xが小さく設定されたC1の減速装置103を採用するような態様
(4) Since the capacity of the power generation source (motor) is relatively large, in order to employ the
以上に示した各種態様はほんの一例であるが、このようにシリーズが構成されることで、使用者の要求に更に柔軟に対応することができ、その結果、伝達効率も高めることができる。又、本発明の案出過程では、A1、A2、A3・・・のように比較的大きい間隔で(総合)伝達能力が設定されていたが、本減速装置シリーズによれば、A1、C1、A2、C2、A3、C3・・・の順にきめ細かな間隔で(総合)伝達能力を設定することも可能となり、使用者の伝達容量の要求に的確に(最適な状態で)対応できるようになる。しかも、本実施形態に係る継フランジ144を各減速装置によって選択しなければならないことを除いては、他の部品(例えば単純遊星歯車構造や直交伝達構造)は案出過程中のものをそのまま利用・共用できるので、極めて合理的にシリーズを構築することができる。 The various aspects described above are only examples, but by configuring the series in this way, it is possible to respond more flexibly to the user's request, and as a result, it is possible to improve transmission efficiency. Further, in the process of devising the present invention, the (total) transmission capacity is set at relatively large intervals such as A1, A2, A3..., But according to the present speed reducer series, A1, C1, (Comprehensive) transmission capacity can be set at fine intervals in the order of A2, C2, A3, C3, etc., and it becomes possible to respond accurately (in an optimal state) to the user's transmission capacity requirements. . Moreover, except that the joint flange 144 according to the present embodiment must be selected by each reduction gear, other parts (for example, a simple planetary gear structure and an orthogonal transmission structure) are used as they are in the process of being devised. -Since it can be shared, it is possible to construct a series very reasonably.
次に、他の減速装置シリーズについて説明する。なお、減速装置の構成は先の例と同様であるので、図2に示した減速装置103の符号に従って説明する。
Next, another reduction gear series will be described. Since the configuration of the speed reducer is the same as that of the previous example, the description will be made according to the reference numerals of the
図4に示されるように、この減速装置シリーズは、寸法SがS1、S2、S3となる3つの遊星減速機104からなる遊星減速機群Gと、寸法TがT1、T2、T3となる3つの直交減速機105からなる直交減速機群Iと、を備える。 As shown in FIG. 4, this reduction gear series includes a planetary reduction gear group G including three planetary reduction gears 104 having a dimension S of S1, S2, and S3, and a dimension T of T1, T2, and T3. An orthogonal reduction gear group I including two orthogonal reduction gears 105.
当シリーズを構成する特定の減速装置A2に対応する寸法S2の遊星減速機104に対して、直交減速機群Iの中から選択された3つの寸法(T1、T2、T3)の直交減速機が組み合わされるようになっており、これによってB1、A2、C2の3つの減速装置103がシリーズとして構成されている。
For the
また当シリーズを構成する特定の減速装置C1に対応する寸法T2の直交減速機105に対して、遊星減速機群Gの中から選択された3個の(寸法S1、S2、S3となる)遊星減速機104が組み合わされており、これによってC1、A2、B2の3つの減速装置103がシリーズとして構成されている。なお、減速装置シリーズにおいて用意される各減速装置A2、B1、B2、C1、C2に対して、それぞれ所定の継フランジ44が用意されており、これら全体から継フランジ群Fが構成されている。
In addition, three planetary gears selected from the planetary gear group G (with dimensions S1, S2, and S3) are selected for the
この減速装置のシリーズによれば、一般的な状況ではA2の減速装置103が採用されるが、相手機械側の取付面の構造や、遊星減速機104の減速比などを考慮して、適宜B1、B2、C1、C2の4方向にシフトさせることができる。つまり、その状況(要求)に応じてさらに4種類のバリエーションが追加され、柔軟に対応できるようになっている。
According to this series of speed reducers, the
上記のような減速装置シリーズを構成する場合、各遊星減速機103に対応させて継フランジ44を準備しなければならない。従って、図2に示されるように、この継フランジ44の内部に収容されるキャリア112や伝達軸46なども各々対応させて用意していたのでは、準備しなければならない部品点数(在庫)が膨大になるので非合理的である。そこで、下記のような手段によって部品点数を大幅に減少させることができる。
In the case of configuring the speed reducer series as described above, the joint flange 44 must be prepared corresponding to each
図5に、図4の減速装置シリーズに対応したキャリア112、伝達軸46及びベベルピニオン116の組み合わせを示す。減速装置3における遊星減速機104の寸法Sが大きくなることは、この遊星減速機104の伝達容量Yが大きくなることを意味するので、それに対応してキャリア112の寸法KもK1<K2<K3と大きくして剛性を高めなければならない。
FIG. 5 shows a combination of the
その一方で、直交減速機105の寸法Tが、T1<T2<T3のように徐々に大きくなることは、伝達容量Xも徐々に大きくなることを意味しているので、それに対応して伝達軸46の外形寸法DもD1<D2<D3と大きくしなければならない。このような組み合わせを実現するためにキャリア112と伝達軸46とを一体的に製造して(継フランジと同等数量を)それぞれ準備していたのでは、在庫数も膨大となって合理的ではない。
On the other hand, when the dimension T of the
これについては、キャリア112に形成されるキャリア穴112Cのみを適宜加工することで、キャリア112の「素材」、及び伝達軸46を可能な限り共通化することができる。
About this, the "material" of the
つまり、まず、シリーズにおけるB1、A2、C2に対応する減速装置3について考えると、直交減速機群Iの中の3つの直交減速機(寸法TがT1、T2、T3となる直交減速機)105がそれぞれ備える3種類の外径D1、D2、D3の伝達軸46に対応させて、特定の減速装置A2における寸法がS2の遊星減速機104が有するキャリア112を、(素材及び寸法K2は共通にして)軸孔112Cの内径が相互に異なるように(すなわちD1、D2、D3と一致するようにして)複数用意して、このキャリア112と各伝達軸46を連結可能にすればよい。
That is, first, considering the reduction gears 3 corresponding to B1, A2, and C2 in the series, three orthogonal reduction gears (orthogonal reduction gears having a dimension T of T1, T2, and T3) 105 in the orthogonal reduction gear group I 105 Corresponding to the three types of
次に、シリーズにおけるC1、A2及びB2の減速装置103について考えると、特定の減速装置A2における寸法がT2となる直交減速機105が有する伝達軸46の外径D2に対応させて、遊星減速機群Gの中の寸法S1及びS3の2個の遊星減速機104がおのおの有する寸法がK1<K3となる大きさの異なるキャリア112を、伝達軸46の外径D2と一致する共通の軸孔112Cを有するように用意(加工)して、大きさの異なる各キャリア112と「共通の」伝達軸46とを連結できるようにすればよい。このようにすれば、キャリア112側の寸法変動が生じても、伝達軸46は常に共通の素材を用いることができるようになる。
Next, considering the reduction gears 103 of C1, A2 and B2 in the series, the planetary reduction gears correspond to the outer diameter D2 of the
以上のことから、「継フランジを利用する」ことにより、部品又は「素材」の共通化が達成されて、きわめて合理的にシリーズを構成させることができる。 From the above, by “using the joint flange”, the sharing of parts or “materials” is achieved, and the series can be configured extremely rationally.
遊星歯車減速機と直交減速機とを有する減速装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a speed reducer having a planetary gear speed reducer and an orthogonal speed reducer.
103…減速装置
104…遊星減速機
105…直交減速機
116…ベベルピニオン
118…ベベルギア
44…継フランジ
44A…入側連結面
44B…出側連結面
112C…軸孔
50…出力側取付面
124B…入力側取付面
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該遊星減速機の前記キャリアに連結されてその回転動力が入力される伝達軸、該伝達軸に同軸的に設けられる入側傘歯車、及び該入側傘歯車と噛合する出側傘歯車を備える直交伝達構造の直交減速機と、
を備える減速装置における前記遊星減速機及び前記直交減速機の連結構造において、
自身の両端に形成される入側及び出側連結面によって、前記遊星減速機の出力側取付面と前記直交減速機の入力側取付面とを連結可能な筒状の継フランジを、該遊星減速機と該直交減速機との間に介在させると共に、前記継フランジの内周に、前記入側傘歯車に同軸的に設けられる前記伝達軸、及び該伝達軸に連結される前記キャリアを回転自在に配設した
ことを特徴とする減速装置の連結構造。 A sun gear that rotates integrally with the input shaft, a planetary gear that is arranged around the sun gear and externally meshes with the sun gear, an internal gear that is fixed and internally meshes with the planetary gear, And a planetary speed reducer having a simple planetary gear structure comprising a carrier for extracting the revolution component of the planetary gear,
A transmission shaft connected to the carrier of the planetary reduction gear to receive rotational power, an input side bevel gear provided coaxially with the transmission shaft, and an output side bevel gear meshing with the input side bevel gear An orthogonal reducer with an orthogonal transmission structure;
In the connecting structure of the planetary speed reducer and the orthogonal speed reducer in a speed reducer comprising:
A cylindrical joint flange capable of connecting the output side mounting surface of the planetary reduction gear and the input side mounting surface of the orthogonal reduction gear by means of an input side and an output side connection surface formed at both ends of the planetary speed reducer. The transmission shaft provided coaxially with the entry side bevel gear and the carrier connected to the transmission shaft are freely rotatable on the inner periphery of the joint flange. A reduction gear connecting structure characterized by being arranged in
前記継フランジ、前記伝達軸及び前記キャリアを、前記減速装置の残りの部分に対して一体的に組み込み・取り外し可能にした
ことを特徴とする減速装置の連結構造。 In claim 1,
The joint structure of the speed reducer, wherein the joint flange, the transmission shaft, and the carrier can be integrally incorporated into and removed from the remaining part of the speed reducer.
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---|---|---|---|---|
WO2011044733A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 重庆大学 | Gapless planetary transmission |
JP2019150936A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | ファナック株式会社 | Joint shaft structure of robot and robot |
-
2006
- 2006-04-21 JP JP2006118280A patent/JP2006226533A/en active Pending
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