JP2014122651A - Speed reducer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase an inner diameter of a hollow hole of a hollow crank shaft and also assure rigidity, accuracy and pre-compression without increasing an outer diameter size of a speed reducer.SOLUTION: There are provided a first bearing 3b and a second bearing 3a to hold eccentric cylindrical parts 2b and 2a of a hollow cylindrical crank shaft 2 at an inner ring. An outer ring is installed at a first carrier 15 and a second carrier 16. Inner rings of a third bearing 17b and a fourth bearing 17a are fitted to the outer peripheries of the first and second carriers and then a frame 1 is held by the outer ring. Thin plate legs 22 with arcuate section and output pins 11 are fixed between the first and second carriers. The legs are integrally formed with the first carrier, outer screws 23 with outer peripheries of extremity ends of a plurality of legs as screw outer diameter are arranged at the extremity ends, the outer screws are protruded out through the second carrier, the second carrier is held to and fixed to the first carrier by inner screw members 18 threadably fitted to a plurality of outer screws and further the first to the fourth bearings are held.

Description

本発明は、中空クランク軸からの入力を内外歯車の相対回転差を出力として取り出す減速機、好ましくはロボットの関節部分に使用される減速機に関する。   The present invention relates to a speed reducer that takes an input from a hollow crankshaft as an output from a relative rotational difference between internal and external gears, and preferably relates to a speed reducer used for a joint portion of a robot.

従来、ロボット用の減速機においては、限られた外径サイズの中で減速機内部を中空として、その中空部にロボット制御用等の配線を通すことによって、スペースの有効活用を図っている。さらに、ロボットの小型・軽量化及びロボット制御用の配線の数の増大に伴い、減速機の大きさをそのままにして、中空部の穴径を大きくしたい。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a reduction gear for a robot, the space is effectively utilized by making the inside of the reduction gear hollow in a limited outer diameter size and passing wiring for robot control or the like through the hollow portion. Furthermore, as the robot becomes smaller and lighter and the number of wires for robot control increases, it is desirable to increase the hole diameter of the hollow portion while keeping the size of the reduction gear.

そこで、特許文献1においては、内歯車に噛み合う歯付き円盤(外歯車)が偏心駆動されるように設けられた中空円筒状のクランク軸(中空軸)の偏心円筒部(カム)の軸方向を円錐ころ軸受で挟持する。さらに、テーパころ軸受の外輪を第一及び第二キャリアで挟持する。また、第一及び第二キャリアの外周と内歯車が設けられたフレーム(ハウジング)との間もテーパころ軸受で軸方向に挟持している。これにより、剛性を維持し、歯付き円盤を公転可能に支持する出力ピンの径を細くすることにより、軸の穴径を大きくしている。なお、出力ピンは第一及び第二キャリア間にボルトで固定されている。   Therefore, in Patent Document 1, the axial direction of the eccentric cylindrical portion (cam) of the hollow cylindrical crankshaft (hollow shaft) provided so that the toothed disk (external gear) meshing with the internal gear is driven eccentrically. Clamp with a tapered roller bearing. Further, the outer ring of the tapered roller bearing is held between the first and second carriers. Further, the outer circumferences of the first and second carriers and the frame (housing) provided with the internal gear are also sandwiched in the axial direction by the tapered roller bearings. Thus, the shaft hole diameter is increased by reducing the diameter of the output pin that maintains rigidity and supports the toothed disk so that it can revolve. The output pin is fixed with a bolt between the first and second carriers.

一方、外歯車が遊星歯車であって、中空円筒状クランク軸ではないが、特許文献2においては、薄板円弧状断面の脚部によりキャリアを結合している。また、特許文献3の第12図の第5実施例においては、中空円筒状クランク軸ではなく、出力ピン側を偏心させたものであるが、複数の出力ピンの間に繭状の穴と、穴を貫通する繭状の脚部を設けている。   On the other hand, although the external gear is a planetary gear and not a hollow cylindrical crankshaft, in Patent Document 2, the carrier is coupled by the legs of the thin plate arc-shaped cross section. Further, in the fifth embodiment of FIG. 12 of Patent Document 3, the output pin side is eccentric rather than the hollow cylindrical crankshaft, but a bowl-shaped hole between a plurality of output pins, The bowl-shaped leg part which penetrates the hole is provided.

特開2000−65162号公報JP 2000-65162 A 特開2002−21946号公報JP 2002-21946 A 実公平4−29986号公報Japanese Utility Model Publication 4-29986

そこで、かかる弧状断面の脚部を特許文献1のものに追加することにより、中空穴の径方向の増大を図ることが可能と考えられる。しかし、ロボットの関節用に使用する場合は、頻繁な正逆回転、加減速、停止等が行われる。このため非常に高い回転精度が要求され、また、ガタやバックラッシを少なく、剛性を高くしたい。しかし、特許文献2のものでは、外歯車が遊星歯車であり、軸方向の寸法規制はあまり必要としない。このため、脚部とキャリアとの固定は溶接、かしめ等であり、組付け精度、特に軸方向の軸受の予圧管理はできず、剛性も低いという問題があった。また、特許文献3のものでは、軸方向の精度を高くできるが弧状あるいは繭状断面の脚部とキャリアとの固定をボルトで行っているので、径方向の寸法を小さくすることができず、クランク軸の中空穴を大きくできないという問題があった。   Therefore, it is considered that the radial direction of the hollow hole can be increased by adding the leg portion of the arc-shaped cross section to that of Patent Document 1. However, when used for robot joints, frequent forward / reverse rotation, acceleration / deceleration, stop, and the like are performed. For this reason, extremely high rotational accuracy is required, and it is desired to reduce the backlash and backlash and increase the rigidity. However, in the thing of patent document 2, an external gear is a planetary gear and the dimension control of an axial direction is not so required. For this reason, fixing of the leg portion and the carrier is performed by welding, caulking, etc., and there is a problem in that the assembly accuracy, in particular, the preload control of the axial bearing cannot be performed, and the rigidity is low. Moreover, in the thing of patent document 3, since the precision of an axial direction can be made high, but fixing with the volt | bolt part and carrier of an arc-shaped or bowl-shaped cross section with a volt | bolt, the dimension of radial direction cannot be made small, There was a problem that the hollow hole of the crankshaft could not be enlarged.

本発明の課題は、かかる問題点に鑑みて、中空クランク軸からの入力を内外歯車の相対回転差を出力として取り出す減速機のキャリアの脚部を円弧状断面とし、中空クランク軸の中空穴径を拡大し、さらには、軸方向精度を確保し、かつ軸方向予圧管理を可能とし、剛性の高い減速機を提供することである。   In view of such a problem, the object of the present invention is to make the leg portion of the carrier of the speed reducer that takes out the input from the hollow crankshaft as an output the relative rotational difference of the internal and external gears has an arc-shaped cross section, and the hollow hole diameter of the hollow crankshaft Furthermore, it is to provide a reduction gear with high rigidity that ensures axial accuracy and enables axial preload management.

本発明においては、モータの入力軸に係合して回転するとともに、その外周部分に偏心円筒部が設けられた中空円筒状のクランク軸と、前記クランク軸の偏心円筒部の軸方向を内輪側で挟持するように設けられた第一及び第二軸受と、前記第一及び第二軸受の外輪がそれぞれ嵌合された第一及び第二キャリアと、前記第一及び第二キャリアの外周部に内輪がそれぞれ嵌合された第三及び第四軸受と、前記第三及び第四軸受の外輪側で挟持されて相対回転可能にされたフレームと、前記フレームの内側に設けられ内歯と、前記偏心円筒部に偏心用軸受を介して係合し、前記クランク軸の回転に伴って偏心運動する前記内歯と噛み合うようにされた外歯が設けられた1以上の歯付き円盤と、前記歯付き円盤に複数設けられた出力ピン開口穴に挿通され前記歯付き円盤を公転運動可能に支持し、かつ前記歯付き円盤の自転運動を取り出す出力ピンと、前記歯付き円盤に複数設けられた繭状穴を貫通する薄板円弧断面状の脚部と、を備え、前記出力ピンと、前記脚部とが前記第一及び第二キャリア間に固定された減速機であって、
前記脚部は前記第一キャリアと一体に形成され、前記複数の脚部の先端部からなる外周をねじ外径とする外ねじが前記脚部の先端にそれぞれ設けられ、前記複数の外ねじが前記第二キャリアを貫通して突出し、前記複数の外ねじに螺合する内ねじ部材により、前記第一キャリアに前記第二キャリアを挟持固定するようにされている減速機を提供することにより前述した課題を解決した。
In the present invention, a hollow cylindrical crankshaft that engages and rotates with the input shaft of the motor and is provided with an eccentric cylindrical portion on the outer peripheral portion thereof, and the axial direction of the eccentric cylindrical portion of the crankshaft is the inner ring side. First and second bearings provided to be sandwiched between, first and second carriers fitted with outer rings of the first and second bearings, respectively, and outer peripheral portions of the first and second carriers A third and a fourth bearing each fitted with an inner ring; a frame sandwiched between the third and fourth bearings on the outer ring side; and a relatively rotatable frame; an inner tooth provided inside the frame; One or more toothed disks provided with external teeth engaged with an eccentric cylindrical portion via an eccentric bearing and meshed with the internal teeth that move eccentrically with rotation of the crankshaft; Inserted into multiple output pin opening holes on the attached disk An output pin that supports the toothed disk so as to be capable of revolving, and takes out the rotational movement of the toothed disk; and a leg portion having a thin circular arc cross section that passes through a plurality of bowl-shaped holes provided in the toothed disk; A reduction gear in which the output pin and the leg are fixed between the first and second carriers,
The leg is formed integrally with the first carrier, and an outer screw having an outer periphery made up of the tips of the plurality of legs is provided at the tip of the leg, and the plurality of outer screws are Providing a reduction gear configured to sandwich and fix the second carrier to the first carrier by an inner screw member that protrudes through the second carrier and is screwed into the plurality of external screws. Solved the problem.

即ち、第一キャリアの薄板円弧断面状の脚部の先端の外周面に設けられた雄ねじ部を内ねじ部材(ナット)で螺着することにより、第二キャリアを第一キャリアと内ねじ部材とで挟持固定する。これにより、第一キャリアと第二キャリアとを軸方向に互いに近づく方向に付勢しながら、一体固定される。同時に第一乃至第四軸受を挟持して予圧を与える。なお、内ねじの回り止めや、脚部側に段差を設けてストッパとすることにより締め付け位置を規制できる。   That is, by screwing a male thread portion provided on the outer peripheral surface of the leg of the thin circular arc cross section of the first carrier with an inner thread member (nut), the second carrier is formed with the first carrier and the inner thread member. Hold it with a pin. Accordingly, the first carrier and the second carrier are integrally fixed while urging the first carrier and the second carrier toward each other in the axial direction. At the same time, the first to fourth bearings are sandwiched to apply preload. The tightening position can be regulated by preventing the inner screw from rotating or by providing a step with a step on the leg side.

また、請求項2に記載の発明においては、前記出力ピン開口穴と、前記繭状穴とは、軸方向からみて円周方向に交互に配置されている減速機とした。出力ピン開口穴と、繭状穴の位置は適宜配置できるが、円周状に交互に配置することにより、径方向厚みを小さくできる。   In the invention described in claim 2, the output pin opening hole and the bowl-shaped hole are speed reducers arranged alternately in the circumferential direction as viewed from the axial direction. The positions of the output pin opening hole and the bowl-shaped hole can be appropriately arranged, but the radial thickness can be reduced by arranging them alternately in a circumferential shape.

本発明においては、クランク軸からの入力を内外歯車の相対回転差を出力として取り出す減速機において、第一キャリアの薄板円弧断面状の脚部と内ねじ部材(ナット)とで、第二キャリアを挟持固定し、第一キャリアと第二キャリアとを軸方向に互いに近づく方向に付勢し、第一乃至第四軸受を挟持して予圧を与えるようにしたので、軸方向精度を確保し、かつ軸方向予圧管理が可能であり、さらには剛性の高い減速機を提供するものとなった。また、従来の減速機のように、キャリア及び脚部にボルト穴や雌ねじを形成しないので、第1及び第2のキャリアの肉厚も薄くでき、それに伴って中空クランク軸の中空穴の内径を大きくすることができる。   In the present invention, in the speed reducer that takes out the input from the crankshaft as an output from the relative rotational difference between the internal and external gears, the second carrier is made up of the legs of the thin circular arc cross section of the first carrier and the internal screw member (nut). The first carrier and the second carrier are urged in the direction approaching each other in the axial direction, and the first to fourth bearings are sandwiched to give the preload, ensuring axial accuracy, and Axis preload management is possible, and a highly rigid reduction gear is provided. Further, unlike the conventional speed reducer, bolt holes and female threads are not formed in the carrier and the leg, so that the thickness of the first and second carriers can be reduced, and accordingly the inner diameter of the hollow hole of the hollow crankshaft can be reduced. Can be bigger.

また、請求項2に記載の発明においては、出力ピン開口穴と、繭状穴の位置を円周状に交互に配置し径方向厚みを小さくできるので、第1及び第2のキャリアの肉厚も薄くでき、中空クランク軸の中空穴の内径をさらに大きくすることができる。   Further, in the invention according to claim 2, since the positions of the output pin opening holes and the bowl-shaped holes can be alternately arranged in the circumferential direction to reduce the radial thickness, the thickness of the first and second carriers can be reduced. The inner diameter of the hollow hole of the hollow crankshaft can be further increased.

なお、締結手段は、軸方向の付勢が可能な弾性体を介して、例えばスナップリング、キー、ピン等を用いてもよいが、本発明の雄ねじとナットの組合せが構造も簡単で精度も確保し易く、取扱も容易である。   The fastening means may use, for example, a snap ring, a key, a pin, etc. via an elastic body capable of urging in the axial direction, but the combination of the male screw and nut of the present invention is simple in structure and accurate. Easy to secure and easy to handle.

本発明の実施の形態を示す減速機が組み込まれたロボットの関節部分の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the joint part of the robot with which the reduction gear which shows embodiment of this invention was integrated. 図1のキャリア及び軸受部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the carrier of FIG. 1, and a bearing part. 図1のX−X線部分拡大断面図である。It is the XX line partial expanded sectional view of FIG. 本発明の実施の形態を示す(a)は第一キャリアの左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。(A) which shows embodiment of this invention is a left view of a 1st carrier, (b) is a front view, (c) is a right view. 本発明の実施の形態を示す(a)は第二キャリアの左側面図、(b)は正面図である。(A) which shows embodiment of this invention is a left view of a 2nd carrier, (b) is a front view.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態においては、クランク軸が減速機の軸心に配置され、モータの入力軸が軸心からオフセットされた偏心位置に配置されたセンタークランク式偏心揺動型減速機(以下、単に「減速機」と記載する。)の例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the crankshaft is arranged at the center of the speed reducer, and the center crank type eccentric oscillating speed reducer (hereinafter simply referred to as “ An example of “reduction gear” will be described.

図1に示すように、図示しないロボットのアーム本体及びモータが接続固定される基台10と、基台10にキャリア13を介して連結される減速機100と、減速機のフレーム(出力部材)1にボルト33により接続固定された旋回体20とを備える。基台10と旋回体20とは減速機100を介して互いに相対回転され、ロボットの関節部を構成する。 また、旋回体20の軸心部分には、ロボット制御用の配線(図示せず)とクランク軸2の内周面との干渉を避けるための保護円筒体34が取り付けられている。   As shown in FIG. 1, a base 10 to which a robot arm body and a motor (not shown) are connected and fixed, a speed reducer 100 connected to the base 10 via a carrier 13, and a frame (output member) of the speed reducer 1 and a revolving body 20 connected and fixed by a bolt 33. The base 10 and the swivel body 20 are rotated relative to each other via the speed reducer 100 to constitute a joint portion of the robot. A protective cylindrical body 34 for avoiding interference between the robot control wiring (not shown) and the inner peripheral surface of the crankshaft 2 is attached to the axial center portion of the revolving body 20.

図1及び図2に示されるように、減速機100を構成するフレーム1(出力部材)の軸心には、クランク軸2が配置されている。クランク軸2は中空円筒形状であり、その外周部分における軸方向のほぼ中央部に一対の偏心円筒部2a、2bが軸方向に並んで設けられている。一対の偏心円筒部2a,2bの偏心の位相は、互いにずれている(例えば180°)。クランク軸2の一方(図2の図面視における右側)の偏心円筒部2aよりも右側の部分と、同じく他方(図2の図面視における左側)の偏心円筒部2bよりも左側の部分は各偏心円筒部2a,2bよりも外径が小さくなっており、これらの部分に一対のテーパころ軸受(第一及び第二軸受)3b,3aの内輪が互いに大径部側を内側にして装着されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the crankshaft 2 is disposed on the axis of the frame 1 (output member) constituting the reduction gear 100. The crankshaft 2 has a hollow cylindrical shape, and a pair of eccentric cylindrical portions 2a and 2b are provided side by side in the axial direction at a substantially central portion in the axial direction on the outer peripheral portion thereof. The eccentric phases of the pair of eccentric cylindrical portions 2a and 2b are shifted from each other (for example, 180 °). A portion on the right side of the eccentric cylindrical portion 2a on one side (right side in the drawing view of FIG. 2) of the crankshaft 2 and a portion on the left side of the eccentric cylindrical portion 2b on the other side (left side in the drawing view of FIG. 2) are each eccentric. The outer diameter is smaller than that of the cylindrical portions 2a and 2b, and the inner rings of the pair of tapered roller bearings (first and second bearings) 3b and 3a are attached to these portions with the large diameter portion side inward. Yes.

クランク軸2の左側の偏心円筒部2bよりもさらに左側の部分(クランク軸2の先端部)には、その全周に亘って雄スプライン部4が形成されている。雄スプライン部4は、歯車5の内周に形成された雌スプラインに係合されている。歯車5の外周には外歯車が形成されている。一方、基台10には、図示しないモータのモータ軸6が、その軸方向を減速機100のフレーム1の軸線に沿わせ、かつ軸心から所定の長さだけオフセットされた位置に取り付けられている。モータ軸6の先端部には歯車5の外歯車に係合する歯部が形成されており、歯車5を介してクランク軸2のスプライン部4に連結されている。これにより、図示しないモータを駆動させてモータ軸6を回転させると、クランク軸2が所定方向に回転する。なお、本実施の形態では、クランク軸2と歯車5とはスプライン結合によって連結されているが、クランク軸2と歯車5を一体に形成してもよい。   A male spline portion 4 is formed over the entire periphery of the left-side portion (the tip portion of the crankshaft 2) of the eccentric cylindrical portion 2b on the left side of the crankshaft 2. The male spline portion 4 is engaged with a female spline formed on the inner periphery of the gear 5. An external gear is formed on the outer periphery of the gear 5. On the other hand, a motor shaft 6 of a motor (not shown) is attached to the base 10 at a position where its axial direction is along the axis of the frame 1 of the speed reducer 100 and is offset by a predetermined length from the axis. Yes. A tooth portion that engages with the external gear of the gear 5 is formed at the tip of the motor shaft 6, and is connected to the spline portion 4 of the crankshaft 2 via the gear 5. Thus, when the motor shaft 6 is rotated by driving a motor (not shown), the crankshaft 2 rotates in a predetermined direction. In the present embodiment, the crankshaft 2 and the gear 5 are connected by spline coupling, but the crankshaft 2 and the gear 5 may be integrally formed.

クランク軸2の各偏心円筒部2b,2aの外周面には、ニードル軸受7b,7aが装着されている。一対のニードル軸受7b,7aの外周部分には、外周面にそれぞれ外歯9a,8aが形成された各歯付き円盤9,8が回転可能に取り付けられている。一対の歯付き円盤9,8の構成は位相がずれていることを除いて同一なので、歯付き円盤9についてのみ説明する。図3に示すように、歯付き円盤9の周縁部には、ぺリサイクロイド曲線より成る多数(例えば39本)の外歯9aが一定角度をおいて波状に形成されている。また、歯付き円盤9の周縁部で外歯9aよりも内側の部分には、各出力ピン11を貫通させる複数の出力ピン開口穴12とキャリア13に設けられた薄板円弧状断面の脚部22(後述)を貫通させる複数の繭状穴14が設けられている。各出力ピン開口穴12は出力ピン11の外径よりも大きな円孔であり、各繭状穴14は脚部22よりも大きい。各出力ピン開口穴12と各繭状穴14は、軸方向視において略同一円周上に、かつそれらが交互になるように配置されている。   Needle bearings 7 b and 7 a are mounted on the outer peripheral surfaces of the eccentric cylindrical portions 2 b and 2 a of the crankshaft 2. The toothed disks 9 and 8 having outer teeth 9a and 8a formed on the outer peripheral surfaces are rotatably attached to the outer peripheral portions of the pair of needle bearings 7b and 7a, respectively. Since the configuration of the pair of toothed disks 9, 8 is the same except that the phases are shifted, only the toothed disk 9 will be described. As shown in FIG. 3, a large number (for example, 39) of external teeth 9 a made of a pericycloid curve are formed in a wave shape at a certain angle on the peripheral edge of the toothed disk 9. Further, a plurality of output pin opening holes 12 through which each output pin 11 passes and a leg portion 22 having a thin plate arc-shaped cross section provided in the carrier 13 at a peripheral portion of the toothed disk 9 and inside the external teeth 9a. A plurality of bowl-shaped holes 14 that penetrate (described later) are provided. Each output pin opening hole 12 is a circular hole larger than the outer diameter of the output pin 11, and each bowl-shaped hole 14 is larger than the leg portion 22. Each output pin opening hole 12 and each bowl-shaped hole 14 are arranged on substantially the same circumference as viewed in the axial direction so that they alternate.

フレーム1の内側には、多数(例えば40本)の外ピンからなる内歯31が回転自在に設けられている。内歯31の歯数に対して歯付き円盤の外歯9a,8aの歯数(例えば39歯)は少なくされており、内歯31と歯付き円盤9,8の外歯9a,8aとが噛み合うように、内歯31の内側に歯付き円盤9,8が配置されている。   Inside the frame 1, internal teeth 31 composed of a large number (for example, 40) of external pins are rotatably provided. The number of teeth (for example, 39 teeth) of the external teeth 9a and 8a of the toothed disk is reduced with respect to the number of teeth of the internal teeth 31, and the internal teeth 31 and the external teeth 9a and 8a of the toothed disks 9 and 8 are reduced. The toothed disks 9 and 8 are arranged inside the inner teeth 31 so as to mesh with each other.

クランク軸2の外方には、略円筒形状のキャリア13が配置されている。キャリア13は、図1の図面視における左方に配置される第一キャリア15と、同じく右方に配置される第二キャリア16、及び第一キャリアから第二キャリアに向かって延びる薄板円弧状断面の脚部22と、ナット18とから一体に構成される。   A substantially cylindrical carrier 13 is disposed outside the crankshaft 2. The carrier 13 includes a first carrier 15 disposed on the left side in the drawing view of FIG. 1, a second carrier 16 disposed on the right side, and a thin plate arc-shaped cross section extending from the first carrier toward the second carrier. The leg portion 22 and the nut 18 are integrally formed.

図2に示されるように、第一キャリア15は、テーパころ軸受3bと玉軸受17bによって支持される厚肉の中空円板形状の基部21と、基部21から第二キャリア16に対して軸方向に沿って突出する薄板円弧状断面の脚部22とからなる。図4に示すように、第一キャリア15の脚部22は、各出力ピン11との干渉を避けるため円周方向に複数本設けられている。各脚部22の先端に複数の脚部の先端部からなる外周をねじ外径とする外ねじ23がそれぞれ設けられている。各脚部全体として、雄ねじ部23を形成している。脚部22の基部端面には、各出力ピン11の端部を嵌合させて支持するための出力ピン支持穴26が設けられている。脚部22の剛性を高くするため、基部21と脚部22との接続部19を大きなアールを有する曲面形状としたり、接続部19の肉厚を厚くしたりすることが望ましい。また、基部21の反脚部側端面には、基台10と連結するボルト24を螺合させるための多数本の雌ねじ部21aが、円周方向に一定の角度をおいて形成されている。また、モータ軸6を配置するための逃し穴25が設けられている。   As shown in FIG. 2, the first carrier 15 includes a thick hollow disk-shaped base 21 supported by the tapered roller bearing 3 b and the ball bearing 17 b, and an axial direction from the base 21 to the second carrier 16. And a leg portion 22 having a thin-arc-shaped cross section projecting along the line. As shown in FIG. 4, a plurality of leg portions 22 of the first carrier 15 are provided in the circumferential direction in order to avoid interference with each output pin 11. An outer screw 23 is provided at the tip of each leg portion 22 with the outer periphery formed by the tip portions of the plurality of leg portions having a screw outer diameter. A male screw portion 23 is formed as the whole leg portion. An output pin support hole 26 for fitting and supporting the end portion of each output pin 11 is provided on the base end surface of the leg portion 22. In order to increase the rigidity of the leg portion 22, it is desirable that the connecting portion 19 between the base portion 21 and the leg portion 22 has a curved shape having a large radius or that the connecting portion 19 is thick. In addition, a large number of female screw portions 21 a for screwing bolts 24 connected to the base 10 are formed on the end surface of the base portion 21 on the side opposite to the leg portion at a certain angle in the circumferential direction. An escape hole 25 for arranging the motor shaft 6 is provided.

一方、第二キャリア16は、図5に示されるように、鍔16a付きの長さの短い円筒形状(リング状、環状)である。第二キャリア16には、軸方向に沿って各出力ピン11の端部を嵌合させて支持するための出力ピン支持穴27と、第一キャリア15から延出する脚部22が嵌合・貫通するための脚部支持開口穴28が設けられている。第二キャリアの反支持ピン穴側には小径部16aが形成されている。小径部16aは、脚部の内径とほぼ同一にされ、脚部22の内径側円弧が嵌合する。第一キャリアの脚部22を第二キャリアの脚部支持開口穴28に嵌合・貫通させて、鍔16bより突出する外ねじ23に、内ねじ部材(ナット)18が螺着され、第一及び第二キャリアが一体に組み立てられる。ナット18と鍔16aとの間に座金29が設けられナットの緩み止めと位置決めが可能にされている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the second carrier 16 has a short cylindrical shape (ring shape or annular shape) with a flange 16a. The second carrier 16 is fitted with an output pin support hole 27 for fitting and supporting the end portion of each output pin 11 along the axial direction, and a leg portion 22 extending from the first carrier 15. A leg support opening hole 28 for penetrating is provided. A small-diameter portion 16a is formed on the anti-support pin hole side of the second carrier. The small diameter part 16a is made substantially the same as the inner diameter of the leg part, and the inner diameter side arc of the leg part 22 is fitted. An inner screw member (nut) 18 is screwed onto the outer screw 23 protruding from the flange 16b by fitting and penetrating the leg portion 22 of the first carrier into the leg support opening hole 28 of the second carrier. And the second carrier is assembled together. A washer 29 is provided between the nut 18 and the flange 16a to prevent the nut from being loosened and positioned.

図1及び2に示すように、キャリア13は第一及び第二キャリア15,16が脚部22とナット18とを螺合させて一体に固定化された状態とされる。このとき、キャリア13の内径側は、クランク軸2の偏心円筒部2b,2aの両側に互いに大径部側を内側にして装着された内輪からなる一対のテーパころ軸受(第一及び第二軸受)3b,3aの外輪を挟持するように組み立てられ、第一及び第二キャリア15,16とで、テーパころ軸受(第一及び第二軸受)3b,3a及び偏心円筒部2b,2aを挟持して、予圧を与える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the carrier 13 is in a state where the first and second carriers 15 and 16 are integrally fixed by screwing the leg portion 22 and the nut 18 together. At this time, the inner diameter side of the carrier 13 is a pair of tapered roller bearings (first and second bearings) composed of inner rings mounted on both sides of the eccentric cylindrical portions 2b and 2a of the crankshaft 2 with the large diameter portion sides inside. ) 3b and 3a are assembled so as to sandwich the outer ring, and the first and second carriers 15 and 16 sandwich the tapered roller bearings (first and second bearings) 3b and 3a and the eccentric cylindrical portions 2b and 2a. Apply preload.

同様に、キャリア13の第一及び第二キャリアの外周部に内輪がそれぞれ嵌合された第三及び第四(玉)軸受17b,17aが設けられ、第三及び第四軸受の外輪側でフレーム1の一部及び内歯(ピン)31を挟持して、フレーム1とキャリア13が相対回転可能に支持されている。第三及び第四軸受の内輪は互いに外側が大径となるように、また、外輪は互いに外側が小径となるように装着され、第一及び第二キャリア15,16とで、第三及び第四軸受17b,17a及びフレーム1の内歯部を挟持し予圧を与える。   Similarly, third and fourth (ball) bearings 17b and 17a, in which inner rings are fitted to the outer peripheral portions of the first and second carriers of the carrier 13, are provided, and the frame is formed on the outer ring side of the third and fourth bearings. 1, the frame 1 and the carrier 13 are supported so as to be relatively rotatable. The inner and outer rings of the third and fourth bearings are mounted so that the outer diameter is larger than the outer diameter, and the outer rings are mounted such that the outer diameter is smaller and the outer diameter is smaller. The four bearings 17b, 17a and the inner teeth of the frame 1 are clamped to give preload.

このように、本実施の形態においては、キャリア13を薄板円弧状断面の脚部22の雄ねじ23とナット18で結合一体化するとともに、クランク軸2、フレーム1を挟持回転支持する第一乃至第四軸受に予圧を与えることができる。   As described above, in the present embodiment, the carrier 13 is coupled and integrated by the male screw 23 and the nut 18 of the leg portion 22 having a thin plate arc-shaped cross section, and the crankshaft 2 and the frame 1 are sandwiched and supported for rotation. Preload can be applied to the four bearings.

次に、本実施の形態の作用について説明する。図1ないし図3に示されるように、図示しないモータを作動させてモータ軸6を回転させると、クランク軸2が所定方向に回転する。クランク軸2の偏心円筒部2a,2bにより、一対の歯付き円盤8,9が回転する。このとき、各歯付き円盤8,9の外歯8a,9aが、各外ピン31を乗り越えるような動作を行い、それによりフレーム1は押されて、本実施の形態の場合は、外ピン31の1ピッチ分だけ回転する。各外歯8a,9aが1つの外ピン31を乗り越えるのは、一対の偏心円筒部2a,2bが1回転したときであるから、フレーム1とキャリア15との減速比は、本実施の形態の場合、1/外ピン31の数(外ピン31の数が40本であるから、減速比は1/40)となる。なお、本実施の形態の減速機の減速比は、((歯付き円盤8,9の外歯8a,9a数−外ピン31の本数)/外ピン本数)×(モータ軸6の歯車歯数/クランク軸2の歯車5の歯数)となり、100以上の高い減速比が得られる。   Next, the operation of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, when the motor shaft 6 is rotated by operating a motor (not shown), the crankshaft 2 rotates in a predetermined direction. A pair of toothed disks 8 and 9 are rotated by the eccentric cylindrical portions 2 a and 2 b of the crankshaft 2. At this time, the external teeth 8a and 9a of the toothed disks 8 and 9 perform operations such as to get over the respective external pins 31, whereby the frame 1 is pushed. In this embodiment, the external pins 31 are pushed. Rotate by one pitch. Each of the external teeth 8a and 9a gets over the one outer pin 31 when the pair of eccentric cylindrical portions 2a and 2b makes one rotation. Therefore, the reduction ratio between the frame 1 and the carrier 15 is the same as that of the present embodiment. In this case, 1 / the number of outer pins 31 (the number of outer pins 31 is 40, so the reduction ratio is 1/40). The reduction ratio of the speed reducer of the present embodiment is ((the number of external teeth 8a, 9a of the toothed disks 8, 9−the number of external pins 31) / the number of external pins) × (the number of gear teeth of the motor shaft 6). / Number of teeth of the gear 5 of the crankshaft 2), and a high reduction ratio of 100 or more is obtained.

第1キャリア15の脚部22が各歯付き円盤8,9のキャリア開口14を通って、第2キャリア16の脚部支持開口28に挿入される。この状態で脚部22先端の雄ねじ部23は、脚部支持開口28から抜け出て第2キャリア16の小径部16aに配置される。このとき、脚部22の内周面は、僅かな隙間をもって小径部16aの外周面に配置される。そして、脚部22の雄ねじ部23に座金29(菊座金)を介してナット18が螺合、締め込まれ、第一キャリア15と第二キャリア16が、一対のテーパころ軸受3b,3a、一対の玉軸受7b,7a及びフレーム1を挟み込んで予圧をかけた状態で一体に固定される。このため、第一キャリア15と第二キャリア16とにおける軸方向の長さは、一対のテーパころ軸受3b,3a、一対の玉軸受17b,17a及びフレーム1によって規制される。   The leg 22 of the first carrier 15 is inserted into the leg support opening 28 of the second carrier 16 through the carrier opening 14 of each toothed disk 8, 9. In this state, the male screw portion 23 at the distal end of the leg portion 22 comes out of the leg portion support opening 28 and is disposed on the small diameter portion 16 a of the second carrier 16. At this time, the inner peripheral surface of the leg portion 22 is disposed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 16a with a slight gap. Then, the nut 18 is screwed and tightened to the male screw portion 23 of the leg portion 22 via a washer 29 (star washer), and the first carrier 15 and the second carrier 16 are paired with a pair of tapered roller bearings 3b and 3a and a pair. The ball bearings 7b and 7a and the frame 1 are sandwiched and fixed together so as to be preloaded. For this reason, the axial lengths of the first carrier 15 and the second carrier 16 are regulated by the pair of tapered roller bearings 3b and 3a, the pair of ball bearings 17b and 17a, and the frame 1.

第一キャリア15の脚部22の先端の外ねじ23は、ナット18で螺合、締め込まれることにより、第二キャリア16と一体的に構成される。このため、第一キャリア15の脚部22の肉厚が薄くても、その剛性が低下するおそれはない。そして、脚部22の肉厚を薄くできる分だけ、クランク軸2を脚部22の内周面に接近させることができ、その結果、中空クランク軸2の中空穴の内径を大きくすることができる。   The external screw 23 at the tip of the leg portion 22 of the first carrier 15 is integrally formed with the second carrier 16 by being screwed and tightened with a nut 18. For this reason, even if the thickness of the leg portion 22 of the first carrier 15 is thin, there is no possibility that the rigidity thereof is lowered. The crankshaft 2 can be brought closer to the inner peripheral surface of the leg portion 22 as much as the thickness of the leg portion 22 can be reduced. As a result, the inner diameter of the hollow hole of the hollow crankshaft 2 can be increased. .

なお、本実施の形態では、基台をロボットのアーム本体等に連結し、フレーム側を出力側としたが、逆に、フレーム側を本体等に連結し、基台側を旋回体としてもよい。また、第一乃至第四軸受はそれぞれテーパころ軸受、アンギュラ玉軸受としているが、逆でも、同じでもよく、これに限定されるものでなく軸方向予圧を与え、剛性を高めることができる軸受であればよい。さらに、本発明は中空クランク軸タイプの減速機に適しているが、他の減速機についても適宜適用できることは言うまでもない。   In this embodiment, the base is connected to the arm body or the like of the robot and the frame side is set as the output side, but conversely, the frame side may be connected to the main body or the like and the base side may be set as the revolving body. . The first to fourth bearings are tapered roller bearings and angular ball bearings, respectively, but may be reversed or the same, and are not limited to these, and are bearings that can provide axial preload and increase rigidity. I just need it. Furthermore, although the present invention is suitable for a hollow crankshaft type speed reducer, it is needless to say that the present invention can be appropriately applied to other speed reducers.

1 フレーム(出力部材)
2 (中空)クランク軸
2a、2b 偏心円筒部
3a、3b 第二、第一軸受(テーパころ軸受)
6 モータ軸(入力軸)
7a、7b 偏心用軸受(ニードル軸受)
8、9 歯付き円盤
8a、9a 外歯
11 出力ピン(ピン)
12 出力ピン開口穴
13 キャリア
14 繭状穴
15 第一キャリア
16 第二キャリア
17a、17b 第四、第三軸受(玉軸受)
18 内ねじ部材(ナット)
22 脚部
23 外ねじ
31 内歯(外ピン)
100 減速機
1 frame (output member)
2 (Hollow) crankshaft 2a, 2b Eccentric cylindrical part 3a, 3b Second, first bearing (tapered roller bearing)
6 Motor shaft (input shaft)
7a, 7b Eccentric bearings (needle bearings)
8, 9 Discs with teeth 8a, 9a External teeth 11 Output pin (pin)
12 output pin opening hole 13 carrier 14 bowl-shaped hole 15 first carrier 16 second carrier 17a, 17b fourth and third bearings (ball bearings)
18 Internal thread member (nut)
22 Leg 23 External screw 31 Internal tooth (External pin)
100 reducer

Claims (2)

モータの入力軸に係合して回転するとともに、その外周部分に偏心円筒部が設けられた中空円筒状のクランク軸と、
前記クランク軸の偏心円筒部の軸方向を内輪側で挟持するように設けられた第一及び第二軸受と、
前記第一及び第二軸受の外輪がそれぞれ嵌合された第一及び第二キャリアと、
前記第一及び第二キャリアの外周部に内輪がそれぞれ嵌合された第三及び第四軸受と、
前記第三及び第四軸受の外輪側で挟持されて相対回転可能にされたフレームと、
前記フレームの内側に設けられ内歯と、
前記偏心円筒部に偏心用軸受を介して係合し、前記クランク軸の回転に伴って偏心運動する前記内歯と噛み合うようにされた外歯が設けられた1以上の歯付き円盤と、
前記歯付き円盤に複数設けられた出力ピン開口穴に挿通され前記歯付き円盤を公転運動可能に支持し、かつ前記歯付き円盤の自転運動を取り出す出力ピンと、
前記歯付き円盤に複数設けられた繭状穴を貫通する薄板円弧断面状の脚部と、を備え、
前記出力ピンと、前記脚部とが前記第一及び第二キャリア間に固定された減速機であって、
前記脚部は前記第一キャリアと一体に形成され、前記複数の脚部の先端部からなる外周をねじ外径とする外ねじが前記脚部の先端にそれぞれ設けられ、前記複数の外ねじが前記第二キャリアを貫通して突出し、前記複数の外ねじに螺合する内ねじ部材により、前記第一キャリアに前記第二キャリアを挟持固定するようにされていることを特徴とする減速機。
A hollow cylindrical crankshaft that engages and rotates with the input shaft of the motor and is provided with an eccentric cylindrical portion on its outer peripheral portion;
First and second bearings provided so as to sandwich the axial direction of the eccentric cylindrical portion of the crankshaft on the inner ring side;
First and second carriers fitted with outer rings of the first and second bearings, respectively;
Third and fourth bearings in which inner rings are fitted to the outer peripheral portions of the first and second carriers, respectively.
A frame sandwiched on the outer ring side of the third and fourth bearings and capable of relative rotation;
Internal teeth provided inside the frame;
One or more toothed disks provided with external teeth engaged with the eccentric cylindrical portion via an eccentric bearing and engaged with the internal teeth that move eccentrically with rotation of the crankshaft;
An output pin inserted through a plurality of output pin opening holes provided in the toothed disk to support the toothed disk so as to be capable of revolving, and to take out the rotation of the toothed disk;
A thin plate arc-shaped leg portion penetrating a plurality of bowl-shaped holes provided in the toothed disk, and
The speed reducer in which the output pin and the leg are fixed between the first and second carriers,
The leg is formed integrally with the first carrier, and an outer screw having an outer periphery made up of the tips of the plurality of legs is provided at the tip of the leg, and the plurality of outer screws are A speed reducer characterized in that the second carrier is clamped and fixed to the first carrier by an inner screw member that protrudes through the second carrier and is screwed into the plurality of external screws.
前記出力ピン開口穴と、前記繭状穴とは、軸方向からみて円周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項1記載の減速機。   The speed reducer according to claim 1, wherein the output pin opening holes and the bowl-shaped holes are alternately arranged in a circumferential direction when viewed from the axial direction.
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