JP2011017445A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体を小型化するとともに、製作費を安価とする。
【解決手段】偏心差動減速機56において、駆動モータ58の出力軸59の回転を、前記２本以上のクランクシャフト50のうちのいずれか１本50ａに伝達して回転させるとともに、残りのクランクシャフト50ｂを前記１本のクランクシャフト50ａに同期して回転させるようにしたので、装置全体の軸方向長さを短縮することができて、小型化することができるとともに、製作費を安価とすることもできる。
【選択図】図１

Description

この発明は、クランクシャフトを回転させることによってピニオンを偏心回転させる偏心差動減速機を有する回転駆動装置に関する。

従来の回転駆動装置としては、例えば以下の特許文献１、２に記載されているようなものが知られている。

実開昭６４−３８３５２号公報 特公平５−１３７９４号公報

この特許文献１に記載のものは、内歯歯車、該内歯歯車のピン歯の歯数より若干少ない歯数を有するとともに、中心部が中空に構成され、該内歯歯車に噛み合う外歯歯車、該外歯歯車に偏心カムが係合し、前記外歯歯車の中心から偏心した位置に配置されたカム軸、該カム軸を回転可能に支持するとともに、中心部が中空に構成されたキャリア、前記カム軸に固定された平歯車、および、前記平歯車に噛み合う平歯車が設けられるとともに、その中心部が中空に構成された入力軸を備えた偏心差動減速機と、前記入力軸の回転軸線に直交する出力軸を有するとともに、該入力軸に傘歯車を介して出力軸から回転を伝達し、前記入力軸より半径方向外側に配置された駆動モータとを備え、前記駆動モータ、入力軸およびカム軸に固定された平歯車を前記外歯歯車の軸方向片側に配置したものである。また、前記特許文献２には、偏心差動減速機を有する回転駆動装置の基本構造が示されている。

この発明は、製作費を安価とすることができる回転駆動装置を提供することを目的とする。

このような目的は、内歯歯車と、該内歯歯車の歯数より若干少ない歯数を有するとともに、その中心部が中空に構成され、該内歯歯車に噛み合うピニオンと、該ピニオンにクランク部が係合し、前記ピニオンの中心から偏心した位置に配置された２本以上のクランクシャフトと、該各クランクシャフトを回転可能に支持するとともに、その中心部が中空に構成され、前記内歯歯車に対し相対回転可能なキャリアと、前記各クランクシャフトに固定された入力外歯車と、該入力外歯車に噛み合う外歯車が設けられるとともに、その中心部が中空に構成された回転体とを備えた偏心差動減速機と、
前記回転体の回転軸線と平行な出力軸を有するとともに、前記回転体より半径方向外側に配置され、前記回転体を介して前記各クランクシャフトに回転を伝達する駆動モータとを有する回転駆動装置において、
その中央近傍に孔を有し、前記キャリアに取り付けられることで、前記キャリアとともに前記内歯歯車に対し相対回転可能であるとともに、前記キャリアおよび前記ピニオンの各中空に挿入された筒体をさらに備え、
前記回転体が前記筒体を外側から囲むよう配置されるとともに、前記駆動モータの出力軸の回転軸線を、前記内歯歯車と前記ピニオンとの噛み合い部より半径方向内側に配置した、産業ロボットに用いられる回転駆動装置により達成することができる。

この回転駆動装置によれば、製作費を安価とすることができる。

回転駆動装置を示す正面断面図である。 図１のＩーＩ矢視断面図である。 その概要を説明する正面断面図である。 この発明の実施形態の概要を示す正面断面図である。 その図２と同様の断面図である。

図１、２、３において、29は図示していない産業ロボット機体やインデックス装置等の装置本体に固定されたフランジ部材であり、このフランジ部材29の中央近傍に設けられた孔（通路）には筒体32、33が挿入されて固定されている。これら筒体32、33は中央近傍に孔32ａ、33ａを有し、これらの孔32ａ、33ａは配管、配線を通す通路30として使用される。前述したフランジ部材29、筒体32、33は全体として中央近傍に通路を有する固定部材31を構成する。

この固定部材31の外側には該固定部材31と同軸で円筒状をした回転ケース36が遊嵌され、この回転ケース36の内周でその軸方向中央部には円柱状をした多数のピン歯37がほぼ半分だけ埋設された状態で設けられている。そして、これらのピン歯37は軸方向に延びるとともに周方向に等距離離れて配置されている。39は円板状をした２個のピニオンであり、これらのピニオン39の中央部には前記筒体32より大径の貫通孔40が形成されている。そして、これらピニオン39は貫通孔40内に筒体32が遊嵌された状態で固定部材31と回転ケース36との間に設けられている。また、これらピニオン39の外周には回転ケース36のピン歯37より若干歯数が少ない外歯41が形成され、これらの外歯41はサイクロイド歯から構成されるとともに、前記ピン歯37に全歯で噛み合っている。44は固定部材31と回転ケース36との間に設けられ、固定部材31に取り付けられたキャリアであり、このキャリア44はピニオン39の軸方向一側に配置された一側フランジ45と、ピニオン39の軸方向他側に配置された他側フランジ46と、これら一側、他側フランジ45、46同士を連結するとともにピニオン39内に遊嵌された軸方向に延びる複数本の連結ロッド47と、から構成されている。そして、このキャリア44の一側フランジ45には筒体32の一端部が取り付けられ、他側フランジ46にはフランジ部材29が取り付けられている。49は一側、他側フランジ45、46と回転ケース36との間に介装された一対の軸受であり、これらの軸受49によってキャリア44と回転ケース36とは相対回転可能となる。50は周方向に等距離離れて配置された軸方向に延びる２本以上、ここでは２本のクランクシャフトであり、各クランクシャフト50はその一端が軸受51を介して一側フランジ45に、他端部が軸受52を介して他側フランジ46に回転可能に支持されている。また、各クランクシャフト50は中央部に偏心した２個のクランク部53を有し、各クランク部53はそれぞれピニオン39に形成された貫通孔54にニードル軸受55を介装した状態で挿入されている。前述した回転ケース36、ピニオン39、キャリア44、クランクシャフト50は全体として、入力回転を高比で減速することができる偏心差動減速機56を構成する。

58は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周に固定された１台の駆動モータ（サーボモータ）であり、この駆動モータ58の出力軸59の一端が継手60を介していずれか１本のクランクシャフト50ａの他端に直結されている。この結果、前記駆動モータ58が作動して出力軸59からクランクシャフト50ａに駆動力が直接付与されると、該クランクシャフト50ａが回転してピニオン39が偏心回転（公転）する。61は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周に固定され、前記駆動モータ58に重なり合う（軸方向位置が一致し、並設している）検出器としてのエンコーダであり、このエンコーダ61は前記駆動モータ58から 180度離れて配置されるとともに、その検出軸62が残りのクランクシャフト50の１本、即ちクランクシャフト50ｂの他端に継手63を介して連結されている。そして、このエンコーダ61は同期して回転するクランクシャフト50の回転量を検出し、その検出結果を基に駆動モータ58を制御する。65は前記フランジ部材29と筒体33の他端とに連結され、駆動モータ58およびエンコーダ61を覆う有底円筒状のカバーであり、66は回転ケース36と一側フランジ45との間および回転ケース36とフランジ部材29との間にそれぞれ介装されたオイルシールである。

今、駆動モータ58が作動して出力軸59の回転がクランクシャフト50ａに伝達され、これにより、ピニオン39が該クランクシャフト50ａと同一回転数で偏心回転（公転）し、また、クランクシャフト50ｂも同一回転数で回転しているとする。このとき、ピニオン39の外歯41は歯数が回転ケース36のピン歯37より若干少なく、かつ、該回転ケース36のピン歯37に全歯で噛み合っており、しかも、キャリア44が回転できないよう固定部材31に固定されているため、前記駆動モータ58の回転は高比に減速されて回転ケース36から取り出される。

ここで、前述のように駆動モータ58の出力軸59をクランクシャフト50ａに直結し、該クランクシャフト50ａに駆動モータ58からの駆動力を、従来技術のような歯車を介することなく直接付与するようにしているため、歯車の噛み合いに基づくバックラッシや騒音が生じることはなく、これにより、低騒音としながら回転ケース36を高精度で減速回転させることができる。しかも、前述のように歯車を省略して駆動モータ58の出力軸59とクランクシャフト50ａを直結することにより、駆動モータ58をクランクシャフト50ａに接近させるとともに、エンコーダ61を駆動モータ58から分離して駆動モータ58から離れた他のクランクシャフト50ｂに連結するようにしているため、これら駆動モータ58とエンコーダ61とを互いに重なり合わせた状態（軸方向位置を一致させた並設状態）で配置することができ、これにより、装置全体の軸方向長さを飛躍的に短縮することができる。さらに、前述のことからエンコーダ61は発熱する駆動モータ58から離隔して配置され、これにより、エンコーダ61に対する駆動モータ58からの熱影響が低減してエンコーダ61の検出精度の低下が防止される。さらに、前述のように歯車を省略したので、製作費を安価とすることもできる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図４、５に示すように、偏心差動減速機は、内周に多数の歯13が設けられた内歯歯車としての回転ケース14を有する。前記回転ケース14内には、外周に回転ケース14の歯13の歯数より歯数が若干少ない歯数で、かつ回転ケース14の歯13に噛み合う外歯15を有するピニオン16が設けられ、これらピニオン16はその中心部が中空に構成されている。19は前記ピニオン16にクランク部18が挿入され係合している２本以上のクランクシャフトであり、これらクランクシャフト19はピニオン16の中心から偏心した位置に配置されるとともに、その他端には入力外歯車としての外歯車23が固定されている。17はクランクシャフト19を回転可能に支持するキャリアであり、このキャリア17の中心部は中空に構成されている。20は外周に前記外歯車23に噛み合う外歯車21が取り付けられて設けられた回転体であり、この回転体20の中心部は中空に構成されている。

26は前記回転体20の回転軸線と平行な出力軸24を有するとともに、前記回転体20より半径方向外側に配置された駆動モータであり、該駆動モータ26、回転体20および外歯車23は前記ピニオン16の軸方向片側（他側）に配置されている。また、前記駆動モータ26の出力軸24の回転軸線を、前記回転ケース14と前記ピニオン16との噛み合い部より半径方向内側に配置している。そして、この駆動モータ26の回転は、前記出力軸24の一端に固定されて設けられた第１外歯車としての外歯車25、および、前記回転体20に取り付けられて設けられ、前記外歯車25に噛み合う第２外歯車としての外歯車22とからなる歯車列を介して、前記回転体20に伝達される。12は前述と同様にフランジ部材、キャリア17に固定され、中央近傍に孔を有する筒体であり、この筒体12は前記キャリア17および前記ピニオン16の各中空に挿入されるとともに、その外側には前記回転体20が該筒体12を囲むよう配置されている。

この発明は、偏心差動減速機を有する回転駆動装置に適用できる。

31…固定部材 36…回転ケース
37…歯 39…ピニオン
41…外歯 44…キャリア
50…クランクシャフト 53…クランク部
58…駆動モータ 59…出力軸

Claims (1)

1. 内周に多数の歯が設けられた回転ケースと、回転ケース内に設けられ、外周に回転ケースの歯より歯数が若干少なくかつ回転ケースの歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、ピニオンにクランク部が挿入された２本以上のクランクシャフトと、クランクシャフトを回転可能に支持するキャリアとを備えた偏心差動減速機において、駆動モータの出力軸の回転を、前記２本以上のクランクシャフトのうちのいずれか１本に伝達して回転させるとともに、残りのクランクシャフトを前記１本のクランクシャフトに同期して回転させるようにしたことを特徴とする偏心差動減速機。

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