JP2009185826A - ローラギヤカム減速装置 - Google Patents

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昭 藤本
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Abstract

【課題】ローラギヤカム減速装置において、減速比を大きく取るためにローラの支持軸の軸径を抑えつつ、支持軸の変形、破損を回避することである。
【解決手段】ローラギヤ本体4aは、支持軸5をそれぞれ支持するための複数の支持部10が円周方向に等分配置され、各支持部10は、支持軸5における一方の端部5aであるローラギヤ本体4aの軸心側端を支持する第1支持部分11と、ローラ6の外側を支持軸5に沿って延在して他方の端部5bを支持する第2支持部分12とを有すると共に、隣接する支持部10との間に螺旋状カム8の受け入れ空間17を形成しており、ローラ6はローラギヤ本体4aの円周方向における両側が受け入れ空間17に対して露出状態となる。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数のローラが円周方向に等分配置されるローラギヤと、螺旋状カムを有するローラカム軸とを備えるローラギヤカム減速装置に関する。
入力軸の回転を減速する減速装置として、ローラギヤカム減速装置がある。該ローラギヤカム減速装置は、複数のローラがローラギヤ本体に円周方向に等分配置されるローラギヤと、螺旋状カムを有するローラカム軸とを備えており、ローラギヤ本体が回転軸に同軸に固定される。ローラギヤカム減速装置は、入力軸として駆動源に繋がるローラカム軸の回転に伴って各ローラが螺旋状カムのカム面に順次当接して、ローラギヤ本体が回転し、回転軸を出力軸として減速駆動する。
特許文献1の公報に記載されるローラギヤカム減速装置は、インデックステーブルの回転軸の減速装置として用いられおり、ローラの支持軸が一端のみローラギヤ本体に固定されることにより、ローラはいわゆる片持ち支持となっている。
しかし、ローラが片持ち支持となっていると、螺旋状カムからの力によってローラの支持軸が変形したり破損したりする。そのため、ローラギヤカム減速装置は、支持軸の軸径を大きくして支持軸の剛性を高める必要がある。それにともない、支持軸に取り付けられるローラ自体の径も大きくなって、ローラの配設ピッチが大きくならざるを得ず、ローラギヤカム減速装置は、減速比を大きく取ることができなくなり、回転軸は十分な回転力を得ることができない。
特開2002−126958号公報
したがって、本発明の課題は、ローラギヤカム減速装置において、減速比を大きく取るためにローラの支持軸の軸径を抑えつつ、支持軸の変形、破損を回避することである。
上記課題のもとに、本発明は、回転軸(3)に同軸に固定されるローラギヤ本体(4a)と、それぞれがローラギヤ本体(4a)の半径方向に延在しローラギヤ本体(4a)の円周方向に等分配置される複数の支持軸(5)と、支持軸(5)を介してローラギヤ本体(4a)に回転可能に支持される複数のローラ(6)とを含んでローラギヤ(4)が形成され、回転軸(3)と、ローラギヤ(4)と、螺旋状カム(8)を有するローラカム軸(7)とを備え、駆動源に繋がるローラカム軸(7)の回転に伴って各ローラ(6)が螺旋状カム(8)のカム面(9)に順次当接するローラギヤカム減速装置(50)において、前記ローラギヤ本体(4a)は、支持軸(5)をそれぞれ支持するための複数の支持部(10)が円周方向に等分配置され、各支持部(10)は、支持軸(5)における一方の端部(5a)であるローラギヤ本体(4a)の軸心側端を支持する第1支持部分(11)と、ローラ(6)の外側を支持軸(5)に沿って延在して他方の端部(5b)を支持する第2支持部分(12)とを有すると共に、隣接する支持部(10)との間に前記螺旋状カム(8)の受け入れ空間(17)を形成しており、ローラ(6)はローラギヤ本体(4a)の円周方向における両側が受け入れ空間(17)に対して露出状態となる。
第1支持部分(11)は、ローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)の周面に設けられた支持軸(5)の挿通孔(15)を含み、第2支持部分(12)は、ローラ(6)を挟んで支持軸(5)に沿って延在する一対の延在部(12a)と、前記他方の端部(5b)に対応する軸端支持部(12b)とを備え、軸端支持部(12b)は固定部材(14)を介し本体部分(4aa)に対して着脱可能に設けられる。
第1支持部分(11)と第2支持部分(12)とは、支持軸(5)の挿通孔(15、16)を互いに同軸にそれぞれ有すると共に、支持部(10)は、少なくともローラ(6)の着脱時には、ローラギヤ本体(4a)の軸線方向における一方の側が開口してローラ(6)の着脱空間(18)が形成される。
支持部(10)は、第1支持部分(11)と第2支持部分(12)との連結部材(19)が着脱可能に設けられ、連結部材(19)が取り外されることにより、前記一方の側が開口して前記着脱空間(18)が形成される。
支持部(10)は、ローラ(6)と支持軸(5)とが装着されて1つのローラ(6)を回転可能に支持するユニット(20)として形成され、複数の該ユニット(20)はローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)に個別に固定される。
前記ユニット(20)は、固定部材(14)を介して着脱可能にローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)に固定される。
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に従属する請求項7において、ローラカムギヤ減速装置(50)は、ワークが取り付けられる回転テーブル(2)を備えるインデックステーブル(1)に設けられ、回転テーブル(2)はローラカムギヤ減速装置(50)を介して前記回転軸(3)によって回転割出される。
請求項1に係る発明によると、ローラは、カム面に順次当接可能となると共に、その支持軸の両端が支持部により支持されて、いわゆる両持ち支持となり、ローラが螺旋状カムから受ける力を支持軸の両端で受けることができる。これにより、支持軸に生じる応力を小さくできるから、支持軸の軸径を大きくすることなく支持軸の変形、破損が回避できる。これにともない、支持軸に取り付けられるローラの径も小さく抑えることができる。そして、ローラ径を抑えることができるから、ローラの回転軸の円周方向における配設ピッチを小さくして減速比を大きく取ることができ、回転軸は十分な回転力を得ることができる。
請求項2に係る発明によると、固定部材を操作することにより、ローラ支持部の第2支持部分の少なくとも軸端支持部をローラギヤ本体の本体部分から容易に取り外すことができる。その状態では、ローラは、軸端支持部側が露出状態となる。従って、ローラは、ローラ支持部に対し、軸端支持部側から隣接する他のローラと干渉することなく着脱可能である。
請求項3に係る発明によると、着脱空間を利用して、ローラの着脱を容易にできる。従って、支持軸を挿通孔から取り外した状態にすれば、ローラは、ローラ支持部に対し、隣接するローラと干渉することなく容易に着脱可能となる。
請求項4に係る発明によると、請求項3の発明において、第1支持部分と第2支持部分(とを連結部材により連結したことにより、支持部の剛性を高めることができ、ローラの支持軸に生じる応力を小さくする効果が得られる。
請求項5に係る発明によると、ユニットとしてローラを回転可能に支持した状態でローラギヤ本体の本体部分に装着するので、ローラを隣接するローラと干渉することなく回転軸に装着可能である。
請求項6に係る発明によると、請求項5の発明において、ローラ、支持軸、支持軸の軸受等が破損や摩耗しても、全てのユニットまたは破損、摩耗したユニットのみをユニット毎に取り外して交換することが可能であり、容易に装置の補修、割出精度の維持が可能である。
請求項7に係る発明によると、ローラギヤカム減速装置は、インデックステーブルの回転軸の減速装置として用いられ、減速比を大きく取るためにローラの支持軸の軸径を抑えつつ、支持軸の変形、破損を回避することが可能である。
本発明のローラギヤカム減速装置は、全ての実施例において、工作物の加工角度を割り出すために用いられる工作機械用の割出し装置、即ち、インデックステーブルに適用され、ローラギヤカム減速装置の出力軸としてインデックステーブルの回転軸に適用される。以下、図1〜5で1つの実施例を、図6、7で別の実施例を、図8〜10で更なる別の実施例を説明する。
図1は、本発明のローラカムギヤ減速装置50を備える割出し装置、即ち、インデックステーブル1の一例を示している。インデックステーブル1は、回転テーブル2を回転割出する回転軸3が、ベースとなるフレーム21に回転自在に取り付けられた装置である。ワークが取り付けられる回転テーブル2として、本実施例のようにワーク保持面が回転軸3と直交するタイプのほか、傾斜型インデックステーブルに用いられ、ワーク保持面が回転軸3と平行なクランクタイプ、クレードルタイプの回転テーブル2がある。
インデックステーブル1についてより詳しく説明すると、本実施例の回転テーブル2は、フレーム21内で回転自在に設けられた回転軸3の一方の端部に固定されており、回転軸3は、中空に形成され、図示しない軸受に回転可能に支持されている。
また、インデックステーブル1は、ローラカムギヤ減速装置50として、回転軸3に固定されるローラギヤ4と、ローラギヤ4と噛み合う螺旋状カム8を有するローラカム軸7を有している。ローラカム軸7は、軸受22、40によってフレーム21に回転可能に支持されており、駆動軸23、ギヤ24、25を介して図示しないモータにより回転駆動される。
図2は、ローラギヤ4と、ローラカム軸7との噛み合いを示している。ローラギヤ4は、回転軸3に該回転軸3と同軸に固定される円盤状の本体部分4aaと、本体部分4aaに設けられ本体部分4aaの円周方向に等分配置される複数の支持部10とからなるローラギヤ本体4aを有しており、該ローラギヤ本体4aと、各支持部10にそれぞれ支持される複数の支持軸5と、各支持軸5にそれぞれ挿通される複数のローラ6とによって、ローラギヤ4が形成される。
図3は、支持部10を示している。支持軸5は軸受13を介してローラ6を回転可能に支持しており、支持部10は、支持軸5における一方の端部、即ち、本体部分4aaの軸心側端である第1の端部5aを支持する第1支持部分11と、ローラ6の外側を支持軸5に沿って延在して他方の端部、即ち、第1の端部5aの反対側端である第2の端部5bを支持する第2支持部分12とを有している。第1支持部分11は、本体部分4aaの周面に設けられ、支持軸5の端部5aがしまりばめにより嵌め込まれる挿入孔15を有しており、挿入孔15は精度よく円周方向に等分され、かつ、本体部分4aaの軸線と所定の角度で交差するように、例えば直交するように、本体部分4aaの軸線に向かって延在して設けられている。
また、第2支持部分12は、本体部分4aaと一体物で形成されローラ6を挟んで支持軸5に沿って延在する一対の延在部12aと、支持軸5と一体物で形成され固定部材14により一対の延在部12aに固定される軸端支持部12bと、延在部12aの互いに対向する円弧状の内周面に嵌まりこむ互いに対向する円弧状の段付部12cとから構成される。支持軸5、延在部12aの内周面および段付部12cの外周面は、挿入孔15と同心であり、端部5aを挿入孔15に嵌め込み、段付部12cを延在部12aの内周面に嵌め込むことにより、支持軸5は、精度よく円周方向に等分されて位置決めされ、かつ、軸のふれをなくし、即ち、本体部分4aaの軸線と所定の角度で交差するように、例えば直交するように本体部分4aaの軸線に向かって延在する。固定部材14としては、ボルト、ツバ付ピン等が用いられ、本実施例ではボルトが用いられる。なお、固定部材14のボルト孔の近傍に設けられている軸端支持部12bのメネジは、補修時、支持軸5の端部5aを挿入孔15から取り外すためのボルト用のメネジである。また、支持軸5の端部5aのローラ6と第1支持部分11との間には、ディスタンスワッシャ29が配設されており、該ディスタンスワッシャ29と端部5bの段部とで、ローラ6の軸線方向の移動を規制している。
また、支持部10は、隣接する他の支持部10との間に、螺旋状カム8の受け入れ空間17を形成しており、ローラ6は本体部分4aaの円周方向における両側が受け入れ空間17に対して露出状態となっている。これにより、ローラ6は、露出状態となっている部分において螺旋状カム8のカム面9と転がり接触できるようになっており、かつ、支持部10は、螺旋状カム8と干渉することなく、支持軸5を介してローラ6をその両端において支持できるようになっている。図示しない駆動源により、ローラカムギヤ減速装置50の入力軸としてローラカム軸7が回転すると、ローラカム軸7の回転に伴って各ローラ6が螺旋状カム8のカム面9に順次当接して、本体部分4aaが回転し、出力軸としての回転軸3が、入力軸としてのローラカム軸7の回転に対し、所定の減速比、即ち、1/ローラ6の数 の減速比で回転する。これにより、回転軸3に固定される回転テーブル2は、所定の減速比で減速駆動される。
なお、第2支持部分12の延在部12aと軸端支持部12bとを一体物で形成し、第1支持部分11と第2支持部分12とを別体とし、固定部材(ボルト等)を介して延在部12aを本体部分4aaに固定することにより、第2支持部分12全体を本体部分4aaに対し着脱可能としてもよい。この場合、軸端支持部12bは延在部12aを介して本体部分4aaに対して着脱可能に設けられる。
図4は、図3の実施例において、支持軸5と第2支持部分12の軸端支持部12bとを別体物で形成すると共に、支持軸5の第2の端部5bと軸端支持部12bの挿通孔とを、シマリバメで嵌合させて、支持軸5と第2支持部分12bとを一体化させ、更に、段付部12cを省略した変形例である。この変形例では、支持軸5の第1の端部5aと第1支持部分11の挿入孔15との嵌合部を長くとることにより、支持軸5のふれをなくし、ローラ6の精度の維持を図っている。
図5は、更なる変形例であり、支持軸5とローラ6とを一体構造とし、ローラ6が支持軸5を兼ねた変形例を示している。この変形例では、第1支持部分11を、本体部分4aaの周面に設けた軸受嵌合孔26と、軸受嵌合孔26に組み込まれた軸受27とで構成し、また、第2支持部分12を、本体部分4aaとの一体物でありローラ6を挟んで支持軸5に沿って延在する一対の延在部12aと、固定部材14により延在部12aに固定される軸端支持部12bと、軸端支持部12bに嵌め込まれた軸受28とで構成している。支持軸5(ローラ6)は軸受27および軸受28により両端支持されている。ローラ6の半径方向内側に軸受を設けずに、支持軸5の端部5a、5bの外周面に軸受26、27を設けたから、ローラ6の半径方向内側に軸受収納スペースを設ける必要がなく、ローラ径を小さくできる。また、第1支持部分11に大径の軸受を組み込み、支持軸5の端部5aを大径化することにより、ローラ6の剛性を高めることができる。
図6は、第1支持部分11と第2支持部分12とを一体物で形成し、かつ、これらは本体部分4aaと一体物としている例を示している。第1支持部分11と第2支持部分12とは、支持軸5の挿通孔15、16を互いに同軸にそれぞれ有している。第1支持部分11と第2支持部分12とを一体物とし、挿通孔15、16を同時加工とすることにより、挿通孔15、16同士の同軸度の維持を図っている。挿通孔15には、外径が軸受13の嵌合部分から連続して研磨加工されることにより、精度良く仕上げられた六角穴付ボルトが、支持軸5として嵌合されており、挿通孔15の底部に形成されるメネジにより、支持軸5は本体部分4aaに固定される。支持軸5には、ローラ6が軸受13を介して回転可能に取り付けられている。ローラ6の支持軸5方向の位置決めはディスタンスワッシャ29によって行われる。図2〜5の例では、第2支持部分12は、ローラ6を挟んで支持軸5に沿って延在する一対の延在部12aを有していたが、本実施例では、延在部12aはローラ6の一方の側にしか存在せず、他方の側が開口してローラ6の着脱空間18が形成されている。支持軸5を取り外した状態で、この着脱空間18を利用して、ローラ6の収容空間に、および収容空間から、ローラ6を隣接するローラ6と干渉することなく容易に着脱可能となる。なお、本実施例では、第1支持部分11と第2支持部分12とは一体物で形成されているが、それぞれ1以上の別体物で形成しボルト等によって接合して一体化してもよい。
図7は、図6の実施例において、第1支持部分11と第2支持部分12とを、着脱可能な連結部材19により連結した変形例を示している。第1支持部分11と第2支持部分12とを、ボルト41を介して着脱可能に設けてられている連結部材19により連結したことにより、支持部10の剛性を高めることができる。また、連結部材19を取り外すことにより、ローラ6の収容空間が開口して着脱空間18が形成され、ローラ6の着脱作業を可能としている。
図8および図9は、更なる別の実施例を示し、支持部10を、ローラ6と支持軸11とが装着されて1つのローラ6を回転可能に支持するユニット20として、構成している。複数のユニット20は、本体部分4aaに個別に固定されている。
ユニット20は、ローラ6と、ローラ6を回転可能に支持する支持軸5と、支持軸5の一方の端部、即ち、第1の端部5aを支持する第1支持部分11と、ローラ6の外側を支持軸5に沿って延在して他方の端部、即ち、第2の端部5bを支持する第2支持部分12とを、一体物で有している。また、ユニット20は、位置決めおよび固定用の部材として、支持軸5の軸方向に延在するブラケット30を、第1支持部分11、第2支持部分12と一体物で有している。一方、本体部分4aaには、その一方の端面および周面に位置決め用溝31、32がフライス加工により形成されている。ユニット20をこれら位置決め用溝31、32に嵌め込み、固定部材14によって本体部分4aaに固定することで、ユニット20を本体部分4aaに対し精度良く組み付けることができる。また、ユニット20の交換時には、固定部材14を外すのみでユニット20ごと簡便に交換でき、かつ位置決め用溝31、32によって容易にローラ6の位置決めをすることができる。なお、本実施例では、ユニット20は、固定部材14としてボルト14が用いられて着脱可能にローラギヤ本体部分4aに固定されているが、必ずしも、着脱可能に固定されなくてもよく、例えば、ユニット20に1または複数のピンを設け、本体部分4aaに設けられている挿通孔にピンを圧入してもよい。
図10は、支持部10をユニット化した変形例を示している。図8、9に示した実施例では、本体部分4aaにフライス加工で位置決め用溝31、32を形成しているのに対し、本変形例では、本体部分4aaの一方の端面に旋盤加工で取り付け面33を形成しており、図8、9の例に比べて加工が容易になっている。ユニット20の位置決めは、組み付け治具を用いて行われ、本体部分4aaの周面に形成されたフライス加工の取り付け面34にユニット20が当接される。全てのユニット20が固定部材14としてボルト14を用いて位置決め固定された後、ユニット20に設けられる図示しない下孔を貫通して、本体部分4aaに図示しないピン挿通孔が穿孔されて、図示しない位置決めピンが挿入される。補修時には、位置決めピンが着脱され、組み付け治具を用いることなく精度が維持される。
本発明は上記のいずれの実施例に限定されるものでなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。また、インデックステーブルのローラカムギヤ減速装置に本発明を適用するほか、インデックステーブル以外の装置のローラカムギヤ減速装置に、本発明を適用してもよい。
1つの実施例のインデックステーブル1の全体図であり、一部断面図で示す。 図1において、ローラギヤ4とローラカム軸7との噛み合いの詳細図である。 1つの実施例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 1つの実施例の変形例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 1つの実施例の別の変形例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 別の実施例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 別の実施例の変形例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 更なる別の実施例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。 更なる別の実施例のローラギヤ4とローラカム軸7との噛み合いの詳細図である。 更なる別の実施例の変形例の支持部10の回転軸3の軸線に沿う断面図、および回転軸3の周面方向から見た正面図である。
符号の説明
1 インデックステーブル
2 回転テーブル
3 回転軸
4 ローラギヤ
4a ローラギヤ本体
4aa 本体部分
5 支持軸
5a 端部
5b 端部
6 ローラ
7 ローラカム軸
8 螺旋状カム
9 カム面
10 支持部
11 第1支持部分
12 第2支持部分
12a 延在部
12b 軸端支持部
12c 段付部
13 軸受
14 固定部材
15 挿入孔
16 挿入孔
17 受け入れ空間
18 着脱空間
19 連結部材
20 ユニット
21 フレーム
22 軸受
23 駆動軸
24 ギヤ
25 ギヤ
26 軸受嵌合孔
27 軸受
28 軸受
29 ディスタンスワッシャ
30 ブラケット
31 位置決め用溝
32 位置決め用溝
33 取り付け面
34 取り付け面
40 軸受
41 ボルト
50 ローラギヤカム減速装置

Claims (7)

  1. 回転軸(3)に同軸に固定されるローラギヤ本体(4a)と、それぞれがローラギヤ本体(4a)の半径方向に延在しローラギヤ本体(4a)の円周方向に等分配置される複数の支持軸(5)と、支持軸(5)を介してローラギヤ本体(4a)に回転可能に支持される複数のローラ(6)とを含んでローラギヤ(4)が形成され、回転軸(3)と、ローラギヤ(4)と、螺旋状カム(8)を有するローラカム軸(7)とを備え、駆動源に繋がるローラカム軸(7)の回転に伴って各ローラ(6)が螺旋状カム(8)のカム面(9)に順次当接するローラギヤカム減速装置(50)において、
    前記ローラギヤ本体(4a)は、支持軸(5)をそれぞれ支持するための複数の支持部(10)が円周方向に等分配置され、各支持部(10)は、支持軸(5)における一方の端部(5a)であるローラギヤ本体(4a)の軸心側端を支持する第1支持部分(11)と、ローラ(6)の外側を支持軸(5)に沿って延在して他方の端部(5b)を支持する第2支持部分(12)とを有すると共に、隣接する支持部(10)との間に前記螺旋状カム(8)の受け入れ空間(17)を形成しており、ローラ(6)はローラギヤ本体(4a)の円周方向における両側が受け入れ空間(17)に対して露出状態となることを特徴とするローラギヤカム減速装置(50)。
  2. 第1支持部分(11)は、ローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)の周面に設けられた支持軸(5)の挿通孔(15)を含み、第2支持部分(12)は、ローラ(6)を挟んで支持軸(5)に沿って延在する一対の延在部(12a)と、前記他方の端部(5b)に対応する軸端支持部(12b)とを備え、軸端支持部(12b)は固定部材(14)を介し本体部分(4aa)に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項1記載のローラギヤカム減速装置(50)。
  3. 第1支持部分(11)と第2支持部分(12)とは、支持軸(5)の挿通孔(15、16)を互いに同軸にそれぞれ有すると共に、支持部(10)は、少なくともローラ(6)の着脱時には、ローラギヤ本体(4a)の軸線方向における一方の側が開口してローラ(6)の着脱空間(18)が形成されることを特徴とする請求項1記載のローラギヤカム減速装置(50)。
  4. 支持部(10)は、第1支持部分(11)と第2支持部分(12)との連結部材(19)が着脱可能に設けられ、連結部材(19)が取り外されることにより、前記一方の側が開口して前記着脱空間(18)が形成されることを特徴とする請求項3記載のローラギヤカム減速装置(50)。
  5. 支持部(10)は、ローラ(6)と支持軸(5)とが装着されて1つのローラ(6)を回転可能に支持するユニット(20)として形成され、複数の該ユニット(20)はローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)に個別に固定されることを特徴とする請求項1記載のローラギヤカム減速装置(50)。
  6. 前記ユニット(20)は、固定部材(14)を介して着脱可能にローラギヤ本体(4a)の本体部分(4aa)に固定されることを特徴とする請求項5記載のローラギヤカム減速装置(50)。
  7. ローラカムギヤ減速装置(50)は、ワークが取り付けられる回転テーブル(2)を備えるインデックステーブル(1)に設けられ、回転テーブル(2)はローラカムギヤ減速装置(50)を介して前記回転軸(3)によって回転割出されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項記載のローラギヤカム減速装置(50)。
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