JP2014185659A - 減速機、ロボットハンド、ロボット、移動体、ギアドモーターおよび電子部品搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】貫通孔と貫通ピンとの間に弾性部材を配置しても寿命の長い減速機を提供する。
【解決手段】内周にギア歯があるリングギアと、このギア歯と噛合するギア歯7aのある第1公転ギア7と、リングギアの中心軸周りに第1公転ギア7を公転させる円形カムを有する回転軸と、第1公転ギア7に固定された貫通ピンと、貫通ピンを支持して第1公転ギア7の自転を出力する支持部と、を備え、第1公転ギア7は、第1貫通孔7cと貫通ピンとの間に位置し第1貫通孔7cと貫通ピンとに接し弾性を有する第1受部14を有し、第1公転ギア7の材質は炭素鋼であり、第1受部14の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、第1公転ギア7の歯底円7eの直径をDfとし、第1受部14の径方向の厚みをTとするとき、次の条件式を満たす。47mm=<Df<=75mm、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm
【選択図】図7
【解決手段】内周にギア歯があるリングギアと、このギア歯と噛合するギア歯7aのある第1公転ギア7と、リングギアの中心軸周りに第1公転ギア7を公転させる円形カムを有する回転軸と、第1公転ギア7に固定された貫通ピンと、貫通ピンを支持して第1公転ギア7の自転を出力する支持部と、を備え、第1公転ギア7は、第1貫通孔7cと貫通ピンとの間に位置し第1貫通孔7cと貫通ピンとに接し弾性を有する第1受部14を有し、第1公転ギア7の材質は炭素鋼であり、第1受部14の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、第1公転ギア7の歯底円7eの直径をDfとし、第1受部14の径方向の厚みをTとするとき、次の条件式を満たす。47mm=<Df<=75mm、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm
【選択図】図7
Description
本発明は、減速機、ロボットハンド、ロボット、移動体、ギアドモーターおよび電子部品搬送装置に関するものである。
モーター等の動力源から得られる動力は、そのまま使用するには回転速度が高すぎたりトルクが不足したりすることが多い。そこで、減速機を用いて適した回転速度まで減速させて、必要な回転数と必要なトルクを発生させることが広く実施されている。
大きな減速比が得られる減速機が特許文献1に開示されている。減速機はリングギアを備え、リングギアの内側にリングギアよりも少し小さく且つリングギアよりも歯数が少ない公転ギアを設けておく。公転ギアの中心位置には公転ギアに対して回転可能な状態で円形カムが設けられている。円形カムからはリングギアの中心軸上の位置に第1回転軸が立設されており、第1回転軸によってリングギアの中心軸周りに円形カムを回転させると、公転ギアはリングギアに噛合しながらリングギアの中心軸周りに公転する。このような構成では、公転ギアがリングギアの中心軸周りを一回公転する間に、公転の方向とは逆方向にリングギアとの歯数差分だけ自転するようになっている。従って、公転ギアの自転の動きを取り出すことで、第1回転軸に入力された回転を大きく減速させることができる。
公転ギアの自転の動きは、公転ギアに設けられた貫通孔と、貫通孔に挿入された貫通ピンとによって取り出される。貫通孔と貫通ピンとの間にはクリアランスが設けられており、このクリアランスによって公転ギアの公転の動きを吸収しつつ、公転ギアが自転する動きを貫通ピンで取り出す。こうして貫通ピンで取り出した公転ギアの自転の動きは、貫通ピンが連結された第2回転軸から外部に出力される。
貫通孔と貫通ピンとの間にクリアランスがあると公転ギアの回転方向を反転させたときのバックラッシュができる。バックラッシュは減速機が組み込まれた各種装置の位置決め精度を低下させる要因である。そこで、貫通孔と貫通ピンとの間に円筒状の弾性部材を挿入することにより、バックラッシュを低減する構造が検討されている。
弾性部材は貫通孔と貫通ピンとにより押圧されるので、応力が発生する。弾性部材の径方向の厚みが薄いとき弾性部材は弾性疲労を生じるので寿命が短くなる。一方、弾性部材の径方向の厚みが厚いとき貫通孔が大きくなるので、公転ギアの歯底と貫通孔とが近い配置となる。そして、公転ギアの歯底と貫通孔との間の応力が高くなり公転ギアは弾性疲労を生じるので寿命が短くなる。そこで、貫通孔と貫通ピンとの間に弾性部材を配置しても寿命の長い減速機が望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例にかかる減速機であって、中空部を有し、前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例にかかる減速機であって、中空部を有し、前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例によれば、回転軸を回転させることにより、円形カムが中心軸周りに回転する。そして、円形カムが回転して公転ギアが中心軸周りに公転する。尚、本明細書中で「回転」は時計回りと反時計回りとの2方向へ回ることを称する。「公転」とは、ある点の周りを物体が周回する動きのことを称する。公転ギアはリングギアと噛み合っており、公転ギアが公転するとき、並行して公転ギアが自転する。公転ギアが自転する方向は公転する方向とは逆方向であり、公転ギアが自転する角度はリングギアと公転ギアとの歯数差に相当する角度となる。公転ギアの自転の動きは公転ギアの貫通孔に挿入された貫通ピンに伝達される。貫通ピンに伝達された公転ギアの自転は回転軸の回転に対して減速されている。減速された回転が貫通ピンと連結する支持部から出力される。
貫通孔と貫通ピンとの間には弾性部が設置され、弾性部は貫通孔及び貫通ピンに接する。そして、弾性部は貫通ピンと貫通孔とを付勢する。従って、公転ギアが回転するときには弾性部が変形して公転ギアのトルクが貫通ピンに伝達される。公転ギアの回転方向が切り替わるとき公転ギアのトルクの変化に応じて弾性部の変形量が変わる。このため、弾性部を介して貫通孔と貫通ピンとが接する状態が保たれるので、貫通孔と貫通ピンとの間にバックラッシュの発生を抑制もしくは回避することができる。
また、回転軸が回転するとき貫通ピンと貫通孔とは相対的に回転する。弾性部は貫通孔と貫通ピンとに挟まれているので、弾性部は貫通孔及び貫通ピンと摺動する。そして、公転ギアの材質は炭素鋼であり、弾性部の材質は材質がばね鋼である。公転ギアの歯底円直径Dfが47mm=<Df<=75mmであり、弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mmである。
弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mmより厚いとき弾性部に加わる応力がばね鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。従って、弾性部は疲労破壊し難くなる。また、弾性部の径方向の厚みTが0.015×Df+0.316mmより薄いとき、公転ギアの歯底と弾性部との距離が確保できる。従って、公転ギアに加わる応力が炭素鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。その結果、弾性部及び公転ギアは疲労破壊し難くなる為、減速機の寿命を長くすることができる。
[適用例2]
上記適用例にかかる減速機において、前記第2ギア歯の歯型にはインボリュート曲線が用いられていることを特徴とする。
上記適用例にかかる減速機において、前記第2ギア歯の歯型にはインボリュート曲線が用いられていることを特徴とする。
本適用例によれば、歯型はインボリュート曲線が用いられている。従って、歯型にサイクロイド曲線やトロコイド曲線を用いるときに比べて歯丈を短くすることができる。その結果、減速機を小型にすることができる。
[適用例3]
上記適用例にかかる減速機において、1つの前記公転ギアに設置された前記貫通孔の個数は8個であることを特徴とする。
上記適用例にかかる減速機において、1つの前記公転ギアに設置された前記貫通孔の個数は8個であることを特徴とする。
本適用例によれば、貫通孔の個数は8個である。このとき、隣り合う貫通孔の間隔が確保できるので公転ギアの強度を確保することができる。また、貫通孔に挿入された貫通ピンの本数が8本にできるので、各貫通ピンの負荷を減らすことができる。
[適用例4]
本適用例にかかるロボットハンドであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例にかかるロボットハンドであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例によれば、ロボットハンドはモーターと減速機と可動部とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くすることができる。そして、高トルクの出力を用いて可動部を動作させることができる。減速機は上記適用例に記載の減速機であり、疲労破壊を生じ難く寿命の長い減速機である。従って、本適用例のロボットハンドは、寿命の長い減速機を備えたロボットハンドとすることができる。
[適用例5]
本適用例にかかるロボットであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例にかかるロボットであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例によれば、ロボットはモーターと減速機と可動部とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くすることができる。そして、高トルクの出力を用いて可動部を動作させることができる。減速機は上記適用例に記載の減速機であり、疲労破壊を生じ難く寿命の長い減速機である。従って、本適用例のロボットは、寿命の長い減速機を備えたロボットとすることができる。
[適用例6]
本適用例にかかる移動体であって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により回転する車輪と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例にかかる移動体であって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により回転する車輪と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例によれば、移動体はモーターと減速機と車輪とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くすることができる。そして、高トルクの出力を用いて車輪を動作させることができる。減速機は上記適用例に記載の減速機であり、疲労破壊を生じ難く寿命の長い減速機である。従って、本適用例の移動体は、寿命の長い減速機を備えた移動体とすることができる。
[適用例7]
本適用例にかかるギアドモーターであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例にかかるギアドモーターであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例によれば、ギアドモーターはモーターと減速機とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くすることができる。減速機は上記適用例に記載の減速機であり、疲労破壊を生じ難く寿命の長い減速機である。従って、本適用例のギアドモーターは、寿命の長い減速機を備えたギアドモーターとすることができる。
[適用例8]
本適用例にかかる電子部品搬送装置であって、電子部品を搬送するステージと、前記ステージを駆動する駆動装置と、を備え、前記駆動装置はモーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例にかかる電子部品搬送装置であって、電子部品を搬送するステージと、前記ステージを駆動する駆動装置と、を備え、前記駆動装置はモーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、前記減速機が上記に記載の減速機であることを特徴とする。
本適用例によれば、電子部品搬送装置はステージと駆動装置とを有し、駆動装置はステージを駆動する。そして、駆動装置はモーターと減速機とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを減速機が高くする為、駆動装置は高いトルクでステージを駆動することができる。減速機は上記適用例に記載の減速機であり、疲労破壊を生じ難く寿命の長い減速機である。従って、本適用例の電子部品搬送装置は、寿命の長い減速機を備えた電子部品搬送装置とすることができる。
[適用例9]
本適用例にかかるロボットハンドであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機は、中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例にかかるロボットハンドであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機は、中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例によれば、ロボットハンドはモーターと減速機と可動部とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。減速機により、モーターが出力するトルクを高くすることができる。そして、高トルクの出力を用いて可動部を動作させることができる。本適用例の減速機では弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mmより厚い為、弾性部に加わる応力がばね鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。従って、弾性部は疲労破壊し難くなる。また、弾性部の径方向の厚みTが0.015×Df+0.316mmより薄い為、公転ギアの歯底と弾性部との距離が確保できる。従って、公転ギアに加わる応力が炭素鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。その結果、本適用例のロボットハンドは、弾性部及び公転ギアが疲労破壊し難く、寿命の長い減速機を備えたロボットハンドとすることができる。
[適用例10]
本適用例にかかるロボットであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機は、中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し、前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例にかかるロボットであって、モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、前記減速機は、中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し、前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。47mm=<Df<=75mm(1)、0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm(2)
本適用例によれば、ロボットはモーターと減速機と可動部とを有している。減速機はモーターの出力を減速する。減速機により、モーターが出力するトルクを高くすることができる。そして、高トルクの出力を用いて可動部を動作させることができる。本適用例の減速機では弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mmより厚い為、弾性部に加わる応力がばね鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。従って、弾性部は疲労破壊し難くなる。また、弾性部の径方向の厚みTが0.015×Df+0.316mmより薄い為、公転ギアの歯底と弾性部との距離が確保できる。従って、公転ギアに加わる応力が炭素鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。その結果、本適用例のロボットは、弾性部及び公転ギアが疲労破壊し難く、寿命の長い減速機を備えたロボットとすることができる。
本実施形態では、減速機の特徴的な例について、図1〜図14に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(第1の実施形態)
図1は、減速機の外観を示す概略斜視図である。図1に示すように、減速機1は円柱状の本体部2を備えている。本体部2の軸方向の一方には回転軸としての第1回転軸3が設けられており、本体部2の軸方向の他方には第2回転軸4が設けられている。第1回転軸3及び第2回転軸4は同じ中心軸5を中心として回転する。そして、本体部2の軸も中心軸5と同一線上に配置されている。本体部2を固定した状態で第1回転軸3を回転させると、その回転が本体部2内の機構によって減速されて第2回転軸4から出力される。つまり、第1回転軸3が高速回転する入力軸であり、第2回転軸4が低速回転する出力軸となっている。
図1は、減速機の外観を示す概略斜視図である。図1に示すように、減速機1は円柱状の本体部2を備えている。本体部2の軸方向の一方には回転軸としての第1回転軸3が設けられており、本体部2の軸方向の他方には第2回転軸4が設けられている。第1回転軸3及び第2回転軸4は同じ中心軸5を中心として回転する。そして、本体部2の軸も中心軸5と同一線上に配置されている。本体部2を固定した状態で第1回転軸3を回転させると、その回転が本体部2内の機構によって減速されて第2回転軸4から出力される。つまり、第1回転軸3が高速回転する入力軸であり、第2回転軸4が低速回転する出力軸となっている。
図2は、減速機の内部構造を示す概略分解斜視図である。図2に示すように、減速機1は、本体部2の外周を構成する円筒形のリングギア6を備えている。従って、リングギア6の内部は中空部6cとなっている。リングギア6の内周には複数の第1ギア歯としてのギア歯6aが形成されている。また、リングギア6の内側には、公転ギアとしての第1公転ギア7と公転ギアとしての第2公転ギア8とが設置されている。第1公転ギア7及び第2公転ギア8の外周はリングギア6の内周よりも少し小さくなっている。第1公転ギア7の外周には複数の第2ギア歯としてのギア歯7aが配置され、第2公転ギア8の外周には複数の第2ギア歯としてのギア歯8aが配置されている。ギア歯7aの歯数とギア歯8aの歯数とは同じ数となっている。またギア歯7aの歯数とギア歯8aの歯数は、ギア歯6aの歯数より少ない数となっている。そして、ギア歯7a及びギア歯8aがギア歯6aと噛み合うように第1公転ギア7及び第2公転ギア8はリングギア6に配置されている。
ギア歯7a及びギア歯8aの歯型はインボリュート曲線となっている。従って、ギア歯7a及びギア歯8aの歯型にサイクロイド曲線やトロコイド曲線を用いるときに比べて歯丈を短くすることができる。
第1公転ギア7の中央には軸孔7bが設けられており、第2公転ギア8の中央には軸孔8bが設けられている。軸孔7bには第1ベアリング9が設置され、軸孔8bには第2ベアリング10が設置されている。第1ベアリング9及び第2ベアリング10には第1回転軸3が挿入されて設置されている。
第1回転軸3には円形カムとしての第1偏心カム11及び円形カムとしての第2偏心カム12が設置されている。第1偏心カム11及び第2偏心カム12の外形は円形であり外形の中心は中心軸5に対して偏心して配置されている。中心軸5に対する偏心量は第1偏心カム11及び第2偏心カム12共に同じ量となっている。そして、第1偏心カム11の中心と中心軸5と第2偏心カム12の中心とがなす角度を偏心角とするとき、偏心角は180度となっている。つまり、第1偏心カム11の中心と中心軸5と第2偏心カム12の中心とは同一直線上に配置されている。
第1偏心カム11は第1ベアリング9の内輪に接して設置され、第2偏心カム12は第2ベアリング10の内輪に接して設置されている。これにより、ギア歯7aがギア歯6aと噛み合う場所とギア歯8aがギア歯6aと噛み合う場所と中心軸5とは同一直線上に配置される。
第1公転ギア7には、第1公転ギア7の中央を中心とする同心円上の4か所に貫通孔としての第1貫通孔7cが設けられている。各第1貫通孔7cには第1公転ギア7の自転の動きを取り出すための貫通ピン13が挿入されている。各第1貫通孔7cの内周壁には形状が略円筒形であって、弾性を有する弾性部としての第1受部14が嵌め込まれ、第1受部14の内周壁が貫通ピン13に接触するように設置されている。従って、第1公転ギア7が回転するとき第1貫通孔7cは第1受部14を介して貫通ピン13を押圧して移動させる。
同様に、第2公転ギア8には、第2公転ギア8の中央を中心とする同心円上の4か所に貫通孔としての第2貫通孔8cが設けられている。各第2貫通孔8cには、第2公転ギア8の自転の動きを取り出すための貫通ピン13が挿入されている。各第2貫通孔8cの内周壁には形状が略円筒形であって、弾性を有する弾性部としての第2受部15が嵌め込まれ、第2受部15の内周壁が貫通ピン13に接触するように設置されている。従って、第2公転ギア8が回転するとき第2貫通孔8cは第2受部15を介して貫通ピン13を押圧して移動させる。
本体部2の第1回転軸3側には円板状の支持部としての第1支持板16が設置され、第2回転軸4側には円板状の支持部としての第2支持板17が設置されている。第1支持板16の外周には第1支持軸受け18が設置されている。第1支持軸受け18はボールベアリングであり第1支持軸受け18の内輪が第1支持板16に固定され、外輪がリングギア6に固定される。第2支持板17の外周には第2支持軸受け19が設置されている。第2支持軸受け19はボールベアリングであり第2支持軸受け19の内輪が第2支持板17に固定され、外輪がリングギア6に固定される。これにより、リングギア6、第1支持板16、第2支持板17は中心軸5を回転中心にしてそれぞれ独立して回転することが可能になっている。
第1支持板16には第1支持板16の中央を中心とする同心円上の4か所に連結孔としての第1連結孔16aが設けられている。そして、各第1連結孔16aの内周壁には円筒状の第3受部22が嵌め込まれている。同様に、第2支持板17には第2支持板17の中央を中心とする同心円上の4か所に連結孔としての第2連結孔17aが設けられている。そして、各第2連結孔17aには円筒状の第4受部23が嵌め込まれている。
貫通ピン13は第1回転軸3側から第3受部22、第1受部14、第2受部15、第4受部23の順に通過して設置されている。従って、貫通ピン13は第3受部22、第1受部14、第2受部15、第4受部23と接して配置されている。そして、第2回転軸4側ではナット24によって第2支持板17に固定されている。第2支持板17の中央には第2回転軸4が固定されている。そして、第2支持板17が回転するとき、第2支持板17の回転トルクは第2回転軸4に伝達される。
第1支持板16の中央には中心孔16bが形成され、第1回転軸3は中心孔16bに挿入されている。そして、第1回転軸3の第1偏心カム11は第1ベアリング9と連結され、第2偏心カム12は第2ベアリング10と連結されている。中心孔16b側の第1回転軸3の一端は中心孔16bから本体部2の外に突出して設置される。
図3(a)は減速機の構造を示す模式側断面図である。図3(b)は公転ギアと貫通ピンとの位置関係を説明するための模式図であり、図3(a)に示すA方向矢視の第1公転ギア7、第2公転ギア8、貫通ピン13を示している。図3(a)に示すように、第1支持板16及び第2支持板17は中心軸5の軸方向で所定の隙間をもって第1公転ギア7及び第2公転ギア8を挟んでいる。そして、第1支持板16とリングギア6との間には第1支持軸受け18が設置され、第2支持板17とリングギア6との間には第2支持軸受け19が設置されている。これにより、第1支持板16及び第2支持板17は第1公転ギア7及び第2公転ギア8に対して回転可能になっている。そして、第1支持板16と第2支持板17とは貫通ピン13によって連結され中心軸5を中心にして同じ角度で回転するようになっている。
第3受部22は貫通ピン13と第1支持板16との間で隙間なく設置されている。同様に、第4受部23は貫通ピン13と第2支持板17との間で隙間なく設置されている。従って、第1支持板16及び第2支持板17が回転するとき貫通ピン13の中心軸は中心軸5と平行なまま回転する。
図3(b)に示すように、リングギア6のギア歯6aにおけるピッチ径6dの中心は中心軸5である。そして、第1公転ギア7の中心と中心軸5との距離は偏心量25であり、第2公転ギア8との中心と中心軸5との距離も同じ偏心量25となっている。偏心量25は第1偏心カム11及び第2偏心カム12により設定されている。
貫通ピン13は、第1公転ギア7の第1受部14及び第2公転ギア8の第2受部15を貫通するように装着されている。更に、貫通ピン13は第1受部14及び第2受部15の内周と接触し摺動する。第1公転ギア7及び第2公転ギア8の自転により第1受部14及び第2受部15が貫通ピン13を押圧する。これにより、第1公転ギア7及び第2公転ギア8は貫通ピン13を移動させる。そして、貫通ピン13が連結される第1支持板16及び第2支持板17が回転し、第2支持板17に固定された第2回転軸4より回転トルクが出力される。
図4は、減速機の動作を説明するための模式図である。リングギア6の内側には、リングギア6よりも小さな第1公転ギア7及び第2公転ギア8が設けられている。第1公転ギア7と第2公転ギア8とは同様の動作をする。動作説明を分かりやすくするために第1公転ギア7の動作を説明する。図4(a)に示すように、第1公転ギア7は、リングギア6の中心位置に対して偏心した状態となっている。そして、リングギア6と第1公転ギア7とは一箇所で噛合している。また、第1公転ギア7の中心には軸孔7bが設けられており、この軸孔7bには第1ベアリング9を介して第1偏心カム11が嵌め込まれている。第1回転軸3を回転させると第1偏心カム11が回転して、第1回転軸3の中心軸5を中心とする公転運動を第1公転ギア7に生じさせる。尚、本明細書中で「公転」とは、ある点の周りを物体が周回する動きのことを称する。
また、第1公転ギア7と第1偏心カム11との間は第1ベアリング9によって回転可能となっている。そして、第1公転ギア7とリングギア6とはギア歯7a及びギア歯6aによって噛合している。このため第1公転ギア7は、リングギア6のギア歯との噛合によって自転を行いながら、第1回転軸3の中心軸5を中心とする公転を行う。
尚、本明細書中で「自転」とは、ある物体の内部の点を通る軸を中心軸として回転する動きのことを称する。例えば、第1公転ギア7の中心7dを通る軸を中心軸として第1公転ギア7が回転する動きのことを称する。本実施形態では、第1公転ギア7が公転しながら自転するが、公転せずに自転する自転ギアは含まれていない。
第1偏心カム11は図中上側に偏心している。従って、第1公転ギア7が図中上側でリングギア6と噛み合っている。尚、第1公転ギア7が自転する様子が把握できるように、第1公転ギア7に矢印26が表示されている。この矢印26が図面上で真上を指している状態から開始する。
図4(b)に示すように、第1回転軸3を時計回り方向27に45度だけ回転させる。これにより、第1偏心カム11の働きによって、第1公転ギア7も時計回り方向27に45度だけ公転する。また、第1公転ギア7は、リングギア6に噛合しているためギア歯の数に相当する角度だけ反時計回り方向28に自転する。図4(a)と図4(b)とを比較すれば明らかなように、第1偏心カム11が時計回り方向27に45度回転したことに伴って、第1公転ギア7も時計回り方向27に45度だけ公転し図中右上側に偏心した位置に移動している。また、第1公転ギア7に描かれた矢印26の向きは、図4(a)と同様にほぼ図面上の真上を指している。これは、第1公転ギア7を時計回り方向27に公転させたときに、リングギア6との噛合によって第1公転ギア7に生じた反時計回り方向28の自転が、時計回り方向27の公転をほぼ打ち消したためである。
図4(c)に示すように、第1回転軸3を時計回り方向27に更に45度だけ回転させる。これにより、第1公転ギア7が時計回り方向27に90度だけ公転した状態となる。また、第1公転ギア7が、リングギア6と噛み合いながらこの位置まで公転することに伴って、第1公転ギア7はギア歯7aとギア歯6aとがかみ合った歯の数に相当する角度だけ、反時計回り方向28に自転している。また、第1公転ギア7に設けられた矢印26の向きは、図4(b)と同様に、依然としてほぼ図面上の真上を指した状態となっている。
第1回転軸3を更に時計回り方向27に更に45度、90度、135度、180度、225度、270度と回転させることにより、第1公転ギア7は、図4(d)〜図4(i)に示した状態へと移動する。第1回転軸3をちょうど一回転させると、図4(i)に示した状態となる。また、第1公転ギア7に表示された矢印26の向きは、図4(a)と比較すると、第1公転ギア7とリングギア6との歯数の差の分だけ、反時計回り方向28に回転する。
例えば、第1公転ギア7の歯数がリングギア6の歯数よりも1だけ少ない場合、第1公転ギア7に生じる時計回り方向27の公転と反時計回り方向28の自転とは、ほぼ打ち消し合う大きさになっている。厳密には、一回分の公転につき、ギア歯7a一枚分だけ第1公転ギア7が自転する角度の方が大きくなる。これは、第1公転ギア7のギア歯7aの数がリングギア6のギア歯6aの数よりも一歯だけ少なく形成されていることに起因する。その結果、第1公転ギア7がリングギア6と噛み合いながら時計回り方向27に一回公転するためには、第1公転ギア7は反時計回り方向28に一回と、更に一歯分だけ余分に自転しなければならない。
このように、第1回転軸3を一回転させるとリングギア6とのギア歯の数の差に相当する歯数分だけ第1公転ギア7が逆方向に自転することとなる。例えば、リングギア6の歯数を50枚とし第1公転ギア7の歯数を49枚とするとき第1回転軸3を一回転させる毎に第1公転ギア7が50分の1回転(従って360度/50=7.2度)だけ、逆方向に自転する。
また、第1回転軸3を回転させたときの第1公転ギア7の動きは次のように考えることもできる。まず、第1回転軸3を回転させると、第1偏心カム11によって第1公転ギア7は、第1回転軸3の中心軸5を中心とする公転を行う。一方で、第1公転ギア7はリングギア6と噛み合っているので、第1公転ギア7はリングギア6の上を転がりながら自転することとなる。
このように、第1公転ギア7の歯数をリングギア6に対して少しだけ少ない歯数に設定しておく。これにより、第1偏心カム11を回転して第1公転ギア7を駆動することにより、第1公転ギア7をほとんど自転させることなくリングギア6と噛合させて第1公転ギア7を転がすことができる。そして、例えば、リングギア6に対して第1公転ギア7を図4(a)に示す位置から開始して図4(i)に示す位置まで移動させる。この間に、第1公転ギア7はリングギア6と第1公転ギア7との歯数の差に相当する角度の自転しか生じない。
尚、上述したように第1回転軸3を一回転させると、第1公転ギア7は一回公転する。このことは、第1回転軸3を高速で回転させると第1公転ギア7が高速で公転することを示している。これに伴う振動の発生が懸念される。しかし、減速機1には第1公転ギア7と第2公転ギア8との2つのギアが設けられている。第1公転ギア7と第2公転ギア8とは互いに半周期ずつずれて公転するようになっている。このため、一方の第1公転ギア7の揺動によって生じる振動が、他方の第2公転ギア8の揺動による振動で打ち消される。従って、減速機1全体としては振動の発生を回避することが可能となっている。
図5は、第1公転ギアの回転トルクを出力する方法を説明するための模式図である。第1公転ギア7の回転トルクを出力する方法と第2公転ギア8の回転トルクを出力する方法とは同様の方法である。従って、第1公転ギア7の回転トルクを出力する方法を説明し、第2公転ギア8の回転トルクを出力する方法は省略する。まず、第1貫通孔7cの大きさについて説明する。図5(a)に示すように、ギア歯6aとギア歯7aとを噛合させたときの第1公転ギア7の中心7dとリングギア6の中心6bとの間隔を偏心量25とする。換言すると、偏心量25は第1公転ギア7のピッチ円の半径とリングギア6のピッチ円の半径との差である。そして、第1受部14の内径の半径と貫通ピン13の半径との差を孔ピン半径差29とする。そして、孔ピン半径差29を偏心量25より小さくする。
図5(b)に示すように、第1偏心カム11によって第1公転ギア7を図中上側に偏心させる。すると、第1公転ギア7は偏心量25だけ上方向に偏心するので、貫通ピン13の側面の下側と第1受部14の内周壁の下側とが当接した状態となる。このとき、孔ピン半径差29と偏心量25との差に相当する量の第1受部14が押圧されて変形する。第1公転ギア7が反時計回り方向28に自転するとき、図中右側の第1受部14が貫通ピン13を押圧する。
図5(c)に示すように、第1公転ギア7が第1偏心カム11によって図中右側に移動させられる。このとき貫通ピン13の図中左側の側面が第1受部14の内周壁の図中左側と当接する。第1公転ギア7が反時計回り方向28に自転するとき、図中下側の第1受部14が貫通ピン13を押圧する。同様に、図5(d)に示すように、第1公転ギア7が図中下側に移動するとき貫通ピン13の図中上側が第1受部14の内周壁の図中上側と当接する。第1公転ギア7が反時計回り方向28に自転するとき、図中左側の第1受部14が貫通ピン13を押圧する。図5(e)に示すように、第1公転ギア7が図中左側に移動するとき貫通ピン13の右側側面が第1受部14の内周壁の図中右側と当接する。第1公転ギア7が反時計回り方向28に自転するとき、図中上側の第1受部14が貫通ピン13を押圧する。
このように、減速機1では第1受部14の内径の半径を貫通ピン13の半径に対して孔ピン半径差29に相当する分だけ大きくしておく。これにより、第1公転ギア7が自転するとき第1貫通孔7cの位置が移動し、第1貫通孔7cの動きは貫通ピン13に伝達される。そして、貫通ピン13は第1公転ギア7の自転の動きを取り出すことができる。
こうして取り出された第1公転ギア7の自転は、貫通ピン13が取り付けられた本体部2の第2支持板17及び第1支持板16に伝達される。その結果、第2支持板17に固定された第2回転軸4は第1公転ギア7の自転に対応して回転し、第1公転ギア7が自転するトルクが第2回転軸4を介して減速機1の外部に出力される。同様に、第2公転ギア8が自転するトルクも第2回転軸4を介して減速機1の外部に出力される。
図5(b)〜図5(e)に示すように、第1公転ギア7がリングギア6の内側に沿って公転するとき貫通ピン13と第1受部14とは常にどこか一箇所で接触し、接触する箇所は常に移動している。
図6は貫通ピン及び第1受部〜第4受部の周囲を示す要部模式断面図である。図6に示すように第1公転ギア7及び第2公転ギア8が回転するとき、第1受部14及び第2受部15は貫通ピン13を押圧する。そして、第1受部14及び第2受部15が貫通ピン13を押圧する場所は第1公転ギア7及び第2公転ギア8の回転により移動する。従って、第1受部14及び第2受部15には繰り返して荷重が加えられる。
図7は、第1公転ギアを示す模式平面図である。図をわかり易くするためにギア歯7aの歯数は模式的に少なく表記されている。図7に示すように、第1公転ギア7の歯底円7eの内側には軸孔7b及び第1貫通孔7cが形成されている。軸孔7bと歯底円7eとは同心円である。第1貫通孔7cの外周は軸孔7b及び歯底円7eに接近している。従って、第1公転ギア7にトルクが加わるとき、第1貫通孔7cの外周と軸孔7bとの間に応力が集中し易くなっている。同様に、第1公転ギア7にトルクが加わるとき、歯底円7eと軸孔7bとの間に応力が集中し易くなっている。
軸孔7bの外周と第1貫通孔7cの外周との距離を孔間距離30とする。第1貫通孔7cの外周と歯底円7eとの距離を歯底孔間距離31とする。孔間距離30と歯底孔間距離31とは略同じ距離となっている。これにより、第1貫通孔7cの軸孔7b側と歯底円7e側とで同程度の応力分布となるように設定されている。
第1受部14の内径は第1偏心カム11及び貫通ピン13の寸法に対応して設定されている。そして、第1受部14の内径、第1偏心カム11の寸法及び貫通ピン13の寸法は減速機1の機械的損失が小さく且つ貫通ピン13の寿命が長くなるように設定されている。従って、軸孔7bの直径、第1受部14の内径及び歯底円直径32が固定されている。歯底円直径32から軸孔7bの直径を引いて、さらに、第1受部14の内径を引いた値は固定されている。第1受部14の径方向の厚みを弾性部の幅33とする。このとき、孔間距離30と歯底孔間距離31と弾性部の幅33を2倍した値とを加算した値は固定した値となる。従って、弾性部の幅33を大きくすると、孔間距離30及び歯底孔間距離31は短くなり、弾性部の幅33を小さくすると、孔間距離30及び歯底孔間距離31は長くなる。弾性部の幅33が短くなると第1受部14が疲労破壊し易くなり、歯底孔間距離31が短くなると第1貫通孔7cと歯底円7eとの間の場所が疲労破壊し易くなる。
図8(a)は弾性部の幅に対する第1受部の応力の関係を示すグラフである。図8(a)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1受部14に発生する応力を示す。第1応力相関線34は、第1公転ギア7の歯底円直径32が47mmのとき弾性部の幅33を0.4mmから1.2mmまで変えたときの第1受部14に発生する応力の変化を示している。軸孔7bの直径は19mmとなっている。第1応力相関線34は公知の有限要素法を用いて算出されている。そして、第1受部14の材質はばね鋼を用いており、詳細にはSUP7を用いている。ばね鋼は板ばね,つる巻きばね,さらばねなどの材料となる鋼である。ばね用鋼は,構造用普通鋼、構造用合金鋼、高炭素鋼、ピアノ線用鋼、およびとくにケイ素の添加量を増した成分の鋼の棒材・線材・条などが該当する。ばね鋼はばねとして弾性限が高いことと破壊靱性(じんせい)がある程度保持されていることが特徴である。疲れ限界線35はばね鋼に反復荷重を加えたときに応力破壊が生じない限界の応力を示している。具体的にはSUP7の疲れ限界は675MPaとなっている。
第1応力相関線34と疲れ限界線35との交点を第1限界点34aとする。第1限界点34aにおける弾性部の幅33は0.72mmである。従って、弾性部の幅33が0.72mm〜1.2mmの間で第1応力相関線34は疲れ限界線35を下回っている。従って、弾性部の幅33を0.72mm〜1.2mmに設定することにより、反復荷重による第1受部14の破壊を生じ難くすることができる。
図8(b)は弾性部の幅に対する第1貫通孔と歯底との間の応力の関係を示すグラフである。図8(b)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1公転ギア7の歯底と第1貫通孔7cとの間に発生する応力を示す。第2応力相関線36は、第1公転ギア7の歯底円直径32が47mmのとき弾性部の幅33を0.4mmから1.2mmまで変えたときの第1公転ギア7に発生する応力の変化を示している。第2応力相関線36は公知の有限要素法を用いて算出されている。そして、第1公転ギア7の材質は炭素鋼を用いており、詳細にはS45Cを用いている。炭素鋼は鉄と炭素の合金を示し、炭素含有量が最低で0.02%含まれている。また、炭素鋼は熱処理を施すことにより、大きく性質を変える事ができる。S45Cは炭素含有量が0.45%の炭素鋼である。疲れ限界線37は炭素鋼に反復荷重を加えたときに応力破壊が生じない限界の応力を示している。具体的にはS45Cの疲れ限界は376MPaとなっている。
第2応力相関線36と疲れ限界線37との交点を第2限界点36aとする。第2限界点36aにおける弾性部の幅33は1.033mmである。従って、弾性部の幅33が0.4mm〜1.033mmの間で第2応力相関線36は疲れ限界線37を下回っている。従って、弾性部の幅33を0.4mm〜1.033mmに設定することにより、反復荷重による第1公転ギア7の破壊を生じ難くすることができる。
上記の内容から、第1公転ギア7の歯底円直径32が47mmのとき弾性部の幅33が0.72mm〜1.033mmの間では第1公転ギア7及び第1受部14を疲労破壊し難くすることができる。
図9(a)は弾性部の幅に対する第1受部の応力の関係を示すグラフである。図9(a)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1受部14に発生する応力を示す。第3応力相関線40は、第1公転ギア7の歯底円直径32が56mmのとき弾性部の幅33を0.5mmから1.4mmまで変えたときの第1受部14に発生する応力の変化を示している。軸孔7bの直径は23mmとなっている。第3応力相関線40は公知の有限要素法を用いて算出されている。
第3応力相関線40と疲れ限界線35との交点を第3限界点40aとする。第3限界点40aにおける弾性部の幅33は0.78mmである。従って、弾性部の幅33が0.78mm〜1.4mmの間で第3応力相関線40は疲れ限界線35を下回っている。従って、弾性部の幅33を0.78mm〜1.4mmに設定することにより、反復荷重による第1受部14の破壊を生じ難くすることができる。
図9(b)は弾性部の幅に対する第1貫通孔と歯底との間の応力の関係を示すグラフである。図9(b)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1公転ギア7の歯底と第1貫通孔7cとの間に発生する応力を示す。第4応力相関線41は、第1公転ギア7の歯底円直径32が56mmのとき弾性部の幅33を0.5mmから1.4mmまで変えたときの第1公転ギア7に発生する応力の変化を示している。第4応力相関線41は公知の有限要素法を用いて算出されている。
第4応力相関線41と疲れ限界線37との交点を第4限界点41aとする。第4限界点41aにおける弾性部の幅33は1.206mmである。従って、弾性部の幅33が0.5mm〜1.206mmの間で第4応力相関線41は疲れ限界線37を下回っている。従って、弾性部の幅33を0.5mm〜1.206mmに設定することにより、反復荷重による第1公転ギア7の破壊を生じ難くすることができる。
上記の内容から、第1公転ギア7の歯底円直径32が56mmのとき弾性部の幅33が0.78mm〜1.206mmの間では第1公転ギア7及び第1受部14を疲労破壊し難くすることができる。
図10(a)は弾性部の幅に対する第1受部の応力の関係を示すグラフである。図10(a)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1受部14に発生する応力を示す。第5応力相関線42は、第1公転ギア7の歯底円直径32が75mmのとき弾性部の幅33を0.6mmから1.6mmまで変えたときの第1受部14に発生する応力を変化を示している。軸孔7bの直径は30mmとなっている。第5応力相関線42は公知の有限要素法を用いて算出されている。
第5応力相関線42と疲れ限界線35との交点を第5限界点42aとする。第5限界点42aにおける弾性部の幅33は1.2mmである。従って、弾性部の幅33が1.2mm〜1.6mmの間で第5応力相関線42は疲れ限界線35を下回っている。従って、弾性部の幅33を1.2mm〜1.6mmに設定することにより、反復荷重による第1受部14の破壊を生じ難くすることができる。
図10(b)は弾性部の幅に対する第1貫通孔と歯底との間の応力の関係を示すグラフである。図10(b)において、横軸は弾性部の幅33を示し、縦軸は第1公転ギア7の歯底と第1貫通孔7cとの間に発生する応力を示す。第6応力相関線43は、第1公転ギア7の歯底円直径32が75mmのとき弾性部の幅33を0.6mmから1.6mmまで変えたときの第1公転ギア7に発生する応力を変化を示している。第6応力相関線43は公知の有限要素法を用いて算出されている。
第6応力相関線43と疲れ限界線37との交点を第6限界点43aとする。第6限界点43aにおける弾性部の幅33は1.454mmである。従って、弾性部の幅33が0.6mm〜1.454mmの間で第6応力相関線43は疲れ限界線37を下回っている。従って、弾性部の幅33を1.2mm〜1.454mmに設定することにより、反復荷重による第1公転ギア7の破壊を生じ難くすることができる。
図11は歯底円直径と限界点における弾性部の幅と関係を示す相関図である。図11において、横軸は歯底円直径32を示し、縦軸は弾性部の幅33を示す。そして、第1限界点34a、第3限界点40a及び第5限界点42aは各歯底円直径32における第1受部14の限界点を示している。第2限界点36a、第4限界点41a及び第6限界点43aは各歯底円直径32における第1公転ギア7の限界点を示している。
第1仕切り線44は第1限界点34a、第3限界点40a及び第5限界点42aより弾性部の幅33が広い場所を示す線である。弾性部の幅33をTとし、歯底円直径32をDfとする。第1仕切り線44の式は、T=0.0172×Df−0.085(mm)で示される。第2仕切り線45は第2限界点36a、第4限界点41a及び第6限界点43aより弾性部の幅33が狭い場所を示す線である。第2仕切り線45の式は、T=0.015×Df+0.316(mm)で示される。
上記の内容から、第1公転ギア7の歯底円直径32が47mm〜75mmの間では弾性部の幅33を第1仕切り線44以上にすることにより第1受部14を疲労破壊し難くすることができる。弾性部の幅33を第2仕切り線45以下にすることにより第1公転ギア7を疲労破壊し難くすることができる。弾性部の幅33を第1仕切り線44と第2仕切り線45との間に設定することにより、第1公転ギア7及び第1受部14を疲労破壊し難くすることができる。尚、第1仕切り線44と第2仕切り線45との間は図中ハッチングが配置されている範囲である。第1仕切り線44と第2仕切り線45の各線上の点の条件でも第1公転ギア7及び第1受部14を疲労破壊し難くすることができる。
第2公転ギア8及び第2受部15の寸法は第1公転ギア7及び第1受部14と同様である。従って、第2公転ギア8の歯底円直径32を47mm〜75mmとする。そして、第2受部15の弾性部の幅33を第1仕切り線44と第2仕切り線45との間に設定することにより、第2公転ギア8及び第2受部15を疲労破壊し難くすることができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、第1公転ギア7の材質は炭素鋼であり、第1受部14の材質はばね鋼である。第1公転ギア7の歯底円直径32をDfとするとき47mm=<Df<=75mmであり、弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mmである。弾性部の幅33が0.0172×Df−0.085mmより厚いとき第1受部14に加わる応力がばね鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。従って、第1受部14は疲労破壊し難くなる。また、弾性部の幅33が0.015×Df+0.316mmより薄いとき、第1公転ギア7の歯底と第1受部14との距離が確保できる。従って、第1公転ギア7に加わる応力が炭素鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。その結果、第1受部14及び第1公転ギア7は疲労破壊し難くすることができる為、減速機1の寿命を長くすることができる。第2公転ギア8及び第2受部15の寸法は第1公転ギア7及び第1受部14と同様であり、第2公転ギア8及び第2受部15を疲労破壊し難くすることができる。
(1)本実施形態によれば、第1公転ギア7の材質は炭素鋼であり、第1受部14の材質はばね鋼である。第1公転ギア7の歯底円直径32をDfとするとき47mm=<Df<=75mmであり、弾性部の径方向の厚みTが0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mmである。弾性部の幅33が0.0172×Df−0.085mmより厚いとき第1受部14に加わる応力がばね鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。従って、第1受部14は疲労破壊し難くなる。また、弾性部の幅33が0.015×Df+0.316mmより薄いとき、第1公転ギア7の歯底と第1受部14との距離が確保できる。従って、第1公転ギア7に加わる応力が炭素鋼の疲れ限界の応力より小さくなる。その結果、第1受部14及び第1公転ギア7は疲労破壊し難くすることができる為、減速機1の寿命を長くすることができる。第2公転ギア8及び第2受部15の寸法は第1公転ギア7及び第1受部14と同様であり、第2公転ギア8及び第2受部15を疲労破壊し難くすることができる。
(2)本実施形態によれば、ギア歯7a及びギア歯8aの歯型はインボリュート曲線となっている。従って、ギア歯7a及びギア歯8aの歯型にサイクロイド曲線やトロコイド曲線を用いるときに比べて歯丈を短くすることができる。
(第2の実施形態)
次に、減速機を配置したギアドモーター、ロボットハンド、移動体、ロボット、電子部品搬送装置及び印刷装置の一実施形態について図12〜図14を用いて説明する。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、減速機を配置したギアドモーター、ロボットハンド、移動体、ロボット、電子部品搬送装置及び印刷装置の一実施形態について図12〜図14を用いて説明する。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
上述したように、第1の実施形態の減速機1では、第1公転ギア7及び第2公転ギア8の歯底円直径32をDfとするとき47mm=<Df<=75mmであり、弾性部の幅33を示すTが0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mmとなっていた。その結果、第1受部14及び第1公転ギア7は疲労破壊し難くなっていた。同様に、第2受部15と第2公転ギア8も同様に疲労破壊し難くなっていた。その結果、減速機1は寿命を長くすることができる装置とすることができる。
図12(a)は、ギアドモーターの構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図12(a)に示すように、ギアドモーター50はモーター51を備えている。そして、モーター51には接続板51bが設置され、接続板51bはモーター51と減速機52とを連結している。そして、モーター51の出力軸51aは第1回転軸3と直結されている。モーター51は第1回転軸3を回転させる。そして、接続板51bにより減速機52がモーター51に固定され、第2回転軸4は出力軸51aの回転が減速された速度で回転する。
減速機52には減速機1が用いられている。尚、減速機1は上記の実施形態にて説明した減速機である。従って、ギアドモーター50は寿命の長い減速機52を備えた装置とすることができる。
図12(b)は、ロボットハンドの構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図12(b)に示すように、ロボットハンド55はハンド本体部56を備えている。そして、ハンド本体部56には2本の向かい合う指部57が設置されている。各指部57は3つの関節部58と3つの可動部59とが交互に接続して配置されている。
関節部58はモーターと減速機60とを有し、減速機60には減速機1が配置されている。減速機60はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを減速機60が高くする。そして、関節部58は高トルクの出力を用いて可動部59を動作させる。ロボットハンド55は制御装置61を備えている。そして、制御装置61はモーターを駆動させて関節部58を回転させる。これにより、可動部59を人間の指のように所望の形態に変形させることが可能になっている。減速機60は寿命が長いので、ロボットハンド55の関節部58は長期にわたり安定して作動する減速機60を備えた装置とすることができる。
図12(c)は、自動車の構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図12(c)に示すように、移動体としての自動車64は車台65を備えている。車台65には直流で作動する一対のモーター66が設置されている。各モーター66の出力軸と接続して減速機66aが設置され、減速機66aには減速機1が用いられている。各減速機66aの第2回転軸4には車輪67が取り付けられている。
モーター66は配線68を介して分配装置69と接続され、分配装置69は配線68を介して蓄電池70と接続されている。さらに、分配装置69は配線68を介して制御装置71と接続されている。
制御装置71は蓄電池70から各モーター66に流動させる電流量を制御する装置である。分配装置69は制御装置71が出力する指示信号に従って、各モーター66に電流を供給する。これによりモーター66が回転し、減速機66aがモーター66の回転数を減速した回転数で第2回転軸4を回転させる。そして、第2回転軸4により車輪67が回転する。
車台65において蓄電池70の図中右側の場所には、差動装置72が設置されている。そして、差動装置72には一対の車軸73が設置され、各車軸73には車輪67が取り付けられている。差動装置72は一対の車軸73の回転速度を調整する装置である。差動装置72の作用により車輪67は異なる回転速度で回転することが可能になっている。減速機66aは寿命が長いので、自動車64は長期にわたり安定して作動する減速機66aを備えた装置とすることができる。
図13(a)はロボットの構成を示す概略斜視図である。すなわち、本実施形態では、図13(a)に示すように、ロボット76は車体部77を備えている。車体部77は車体本体77aを備え、車体本体77aの地面側には4つの車輪77bが設置されている。そして、車体本体77aには車輪77bを駆動する回転機構77cが内蔵されている。さらに、車体本体77aにはロボット76の姿勢及び動作を制御する制御部78が内蔵されている。
車体本体77a上には本体回転部79、本体部80がこの順に重ねて設置されている。本体回転部79には本体部80を回転させる回転機構79aが設置されている。そして、本体部80は鉛直方向を回転中心として回転する。本体部80上には一対の撮像装置81が設置され、撮像装置81はロボット76の周囲を撮影する。そして、撮影した物と撮像装置81との距離を検出することができる。
本体部80の側面のうち対向する2つの面には左腕部82及び右腕部83が設置されている。つまり、ロボット76は双腕ロボットとなっている。左腕部82及び右腕部83はそれぞれ可動部としての上腕部84、下腕部85、ハンド部86を備えている。上腕部84、下腕部85、ハンド部86はそれぞれ回転または屈曲可能に接続されている。そして、本体部80には本体部80に対して上腕部84を回転させる回転機構87が内蔵されている。上腕部84には上腕部84に対して下腕部85を回転させる回転機構87が内蔵されている。下腕部85には下腕部85に対してハンド部86を回転させる回転機構87が内蔵されている。さらに、下腕部85には下腕部85の長手方向を回転軸にして捻る回転機構87が内蔵されている。
ハンド部86はハンド本体86aとハンド本体86aの先端に位置する一対の板状の可動部としての把持部86bを備えている。ハンド本体86aには把持部86bを移動して把持部86b間隔を変更させる直動機構88が内蔵されている。ハンド部86は把持部86bを開閉して被把持物を把持することができる。
回転機構87及び直動機構88はモーターと減速機89とを備え、減速機89には減速機1が用いられている。尚、減速機1は上記の実施形態にて説明した減速機である。さらに、車輪77bを回転させる回転機構77cと本体部80を回転させる回転機構79aとはモーター及び減速機89を備えている。従って、減速機89は寿命が長いので、回転機構87及び直動機構88は長期にわたり安定して作動する減速機89を備えた装置とすることができる。
図13(b)は電子部品搬送装置の構成を示す概略斜視図である。すなわち、本実施形態では、図13(b)に示すように、電子部品搬送装置92は基台93を備えている。基台93上には電子部品94を供給するステージとしての供給ステージ95が設置されている。そして、基台93には供給ステージ95を移動させる駆動装置96が内蔵されている。駆動装置96は直動機構を備え、供給ステージ95を直動させる。
基台93上には電子部品94を除材するステージとしての除材ステージ97が設置されている。そして、基台93には除材ステージ97を移動させる駆動装置98が内蔵されている。駆動装置98は直動機構を備え、除材ステージ97を直動させる。
基台93には直方体状に立設した支持部93aが設置され、支持部93aの側面にはステージとしての第1ステージ99が設置されている。第1ステージ99は供給ステージ95及び除材ステージ97と平行に移動する。そして、支持部93aには第1ステージ99を移動させる駆動装置100が内蔵されている。
第1ステージ99には水平方向に突出した第1腕部101が設置されている。第1腕部101にはステージとしての第2ステージ102が設置されている。第2ステージ102は水平方向で第1ステージ99の進行方向と直交する方向に移動する。そして、第1腕部101には第2ステージ102を移動させる駆動装置103が内蔵されている。
第2ステージ102には昇降装置104が設置されている。昇降装置104はステージとしての第3ステージ105を備え、第3ステージ105は把持部106を昇降させる。そして、昇降装置104には第3ステージ105を昇降させる駆動装置107が設置されている。把持部106は電子部品94を吸着して把持することが可能になっている。さらに、基台93上には検査台108が設置され、電子部品搬送装置92は検査台108に載置された電子部品94の電気特性を測定することが可能になっている。
駆動装置96、駆動装置98、駆動装置100、駆動装置103、駆動装置107はモーターと減速機109とを備え、減速機109には減速機1が用いられている。尚、減速機1は上記の実施形態にて説明した減速機である。従って、駆動装置96、駆動装置98、駆動装置100、駆動装置103、駆動装置107が備える減速機109は長寿命で安定して作動するので、電子部品搬送装置92は、供給ステージ95、除材ステージ97、第1ステージ99、第2ステージ102、第3ステージ105にそれぞれ長期に安定して駆動する減速機109を備えた装置とすることができる。
図14は印刷装置の構成を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図14に示すように、印刷装置112は基台113を備えている。基台113の図中左上にはモーター114が設置され、モーター114の出力軸には減速機114aが設置されている。そして、減速機114aの第2回転軸4に第1ローラー115が接続されている。そして、第1ローラー115と平行して第2ローラー116が回転可能に配置されている。第1ローラー115及び第2ローラー116の表面にはゴム等の弾性部材が設置されている。そして、第1ローラー115と第2ローラー116との間に紙117が挿入される。
紙117は第1ローラー115と第2ローラー116とに挟まれる。そして、モーター114が駆動されると減速機114aにより減速されて第1ローラー115及び第2ローラー116が回転する。これにより、紙117が移動して給紙及び排紙が行われる。
モーター114の図中下側の基台113上にはモーター118が設置され、モーター118の出力軸には減速機118aが設置されている。そして、減速機118aの第2回転軸4に第1プーリー119が設置されている。第1プーリー119の図中右側には第2プーリー120が回転可能に配置され、第1プーリー119と第2プーリー120とにベルト121が掛けられている。
ベルト121には印字ユニット122が固定されている。そして、モーター118が駆動されると減速機118aにより減速されて第1プーリー119が回転する。これにより、ベルト121を介して印字ユニット122が図中左右に移動する。
印字ユニット122にはインクが供給された容器と紙117に向けてインクを吐出する吐出ヘッドが設置されている。印刷装置112は制御部123を備え、制御部123はモーター114、モーター118及び印字ユニット122を制御する。これにより制御部123は紙117の移動量、印字ユニット122の位置、インクを吐出するタイミングを制御することができる。そして、印刷装置112は紙117に所望のパターンの印刷を行うことが可能になっている。
減速機114a及び減速機118aには減速機1が用いられている。尚、減速機1は上記の実施形態にて説明した減速機である。従って、減速機114a及び減速機118aは長寿命で安定して作動するので、印刷装置112は長期に安定して駆動する減速機114a及び減速機118aを備えた装置とすることができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、ギアドモーター50はモーター51と減速機52とを有している。減速機52はモーター51の出力を減速する。これにより、モーター51が出力するトルクを高くすることができる。減速機52には減速機1が用いられている。従って、ギアドモーター50は寿命が長い減速機52を備えた装置とすることができる。
(1)本実施形態によれば、ギアドモーター50はモーター51と減速機52とを有している。減速機52はモーター51の出力を減速する。これにより、モーター51が出力するトルクを高くすることができる。減速機52には減速機1が用いられている。従って、ギアドモーター50は寿命が長い減速機52を備えた装置とすることができる。
(2)本実施形態によれば、ロボットハンド55は関節部58と可動部59とを有している。関節部58は減速機60とモーターとが設置され、減速機60には減速機1が用いられている。従って、ロボットハンド55は関節部58に寿命が長い減速機60を備えた装置とすることができる。
(3)本実施形態によれば、自動車64はモーター66と減速機66aと車輪67とを有している。減速機66aはモーター66の出力を減速して車輪67を回転する。これにより、モーター66が出力するトルクを高くすることができる。減速機66aには減速機1が設置されている。従って、自動車64は寿命が長い減速機66aを備えた装置とすることができる。
(4)本実施形態によれば、ロボット76は回転機構87、直動機構88、回転機構77c及び回転機構79aに減速機89を備えている。減速機89には減速機1が用いられている。従って、ロボット76は寿命が長い減速機89を備えた装置とすることができる。
(5)本実施形態によれば、電子部品搬送装置92は供給ステージ95、除材ステージ97、第1ステージ99、第2ステージ102、第3ステージ105と各ステージを駆動する駆動装置96,98,100,103,107とを有している。そして、駆動装置96,98,100,103,107にはモーターと減速機109が設置されている。減速機109には減速機1が用いられている。従って、電子部品搬送装置92は寿命が長い減速機109を備えた装置とすることができる。
(6)本実施形態によれば、印刷装置112は減速機114a及び減速機118aを有している。減速機114a及び減速機118aには減速機1が設置されている。従って、印刷装置112は寿命が長い減速機114a及び減速機118aを備えた装置とすることができる。
以上、本実施形態の減速機について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、第1受部14及び第2受部15の材質にSUP7を用いたが、この材質に限らない。疲れ限界がSUP7と同等か大きな金属であればよい。同様に、第1公転ギア7及び第2公転ギア8の材質にS45Cを用いたが、この材質に限らない。疲れ限界がS45Cと同等か大きな金属であればよい。この場合にも、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、第1受部14及び第2受部15の材質にSUP7を用いたが、この材質に限らない。疲れ限界がSUP7と同等か大きな金属であればよい。同様に、第1公転ギア7及び第2公転ギア8の材質にS45Cを用いたが、この材質に限らない。疲れ限界がS45Cと同等か大きな金属であればよい。この場合にも、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(変形例2)
前記第1の実施形態では、第1公転ギア7における第1貫通孔7cの個数は4個であった。隣り合う第1貫通孔7cの距離が得られて強度が確保できるときには、第1貫通孔7cの個数は4個以上でもよい。第1貫通孔7cの個数は4個〜9個の間が好ましく、8個がさらに好ましい。例えば、第1貫通孔7cの個数が8個の例を示す。歯底円7eの直径が47mmであり軸孔7bの直径が19mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径33mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を9.8mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を2.6mmにすることができる。例えば、歯底円7eの直径が56mmであり軸孔7bの直径が23mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径39.5mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を10.2mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を4.7mmにすることができる。例えば、歯底円7eの直径が75mmであり軸孔7bの直径が30mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径52.5mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を10.8mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を9.0mmにすることができる。従って、隣り合う第1貫通孔7cの距離を確保することができる。第1貫通孔7cの個数が多い方が各貫通ピン13の負荷を減らすことができる。その結果、貫通ピン13の疲労破壊を起こし難くすることができる。
前記第1の実施形態では、第1公転ギア7における第1貫通孔7cの個数は4個であった。隣り合う第1貫通孔7cの距離が得られて強度が確保できるときには、第1貫通孔7cの個数は4個以上でもよい。第1貫通孔7cの個数は4個〜9個の間が好ましく、8個がさらに好ましい。例えば、第1貫通孔7cの個数が8個の例を示す。歯底円7eの直径が47mmであり軸孔7bの直径が19mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径33mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を9.8mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を2.6mmにすることができる。例えば、歯底円7eの直径が56mmであり軸孔7bの直径が23mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径39.5mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を10.2mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を4.7mmにすることができる。例えば、歯底円7eの直径が75mmであり軸孔7bの直径が30mmのとき第1貫通孔7cの中心を直径52.5mmの円周上に配置する。第1受部14の外径を10.8mmにして隣り合う第1貫通孔7cの外周の距離を9.0mmにすることができる。従って、隣り合う第1貫通孔7cの距離を確保することができる。第1貫通孔7cの個数が多い方が各貫通ピン13の負荷を減らすことができる。その結果、貫通ピン13の疲労破壊を起こし難くすることができる。
(変形例3)
前記第2の実施形態では、ロボットハンド55に2つの指部57が設置された。指部57の数は1つでも良く、3つ以上でも良い。1つの指部57には3つの関節部58が配置された。1つの指部57に配置される関節部58の数は1つまたは2つでも良く、4つ以上でも良い。ロボットハンド55が把持する物品に合わせて指部57の数や関節部58の数を設定して良い。物品に合わせることにより、品質良く物品を把持することができる。
前記第2の実施形態では、ロボットハンド55に2つの指部57が設置された。指部57の数は1つでも良く、3つ以上でも良い。1つの指部57には3つの関節部58が配置された。1つの指部57に配置される関節部58の数は1つまたは2つでも良く、4つ以上でも良い。ロボットハンド55が把持する物品に合わせて指部57の数や関節部58の数を設定して良い。物品に合わせることにより、品質良く物品を把持することができる。
(変形例4)
前記第2の実施形態では、ロボット76には左腕部82及び右腕部83の2つの腕部が設置された。腕部の数は1つでも良く、3つ以上でも良い。1つの腕部には3つの回転機構87が配置された。1つの腕部に配置される回転機構87の数は1つまたは2つでも良く、4つ以上でも良い。ロボット76が作業する内容や環境に合わせて腕部の数や回転機構87の数を設定して良い。作業内容や環境に合わせることにより、品質良く作業を行うことができる。
前記第2の実施形態では、ロボット76には左腕部82及び右腕部83の2つの腕部が設置された。腕部の数は1つでも良く、3つ以上でも良い。1つの腕部には3つの回転機構87が配置された。1つの腕部に配置される回転機構87の数は1つまたは2つでも良く、4つ以上でも良い。ロボット76が作業する内容や環境に合わせて腕部の数や回転機構87の数を設定して良い。作業内容や環境に合わせることにより、品質良く作業を行うことができる。
(変形例5)
前記第2の実施形態では、ギアドモーター50、ロボットハンド55、自動車64、ロボット76、電子部品搬送装置92及び印刷装置112に減速機1が活用された例を示したが、これに限らない。モーターの回転軸を減速機で減速し可動部を可動する機器の減速機に減速機1を用いることができる。機器としては、例えば、工作機械、光磁気ディスクの読取装置で読取ヘッドを移動する機構、音響装置の向きを遠隔制御する機構等の各種の用途に減速機1を用いることができる。
前記第2の実施形態では、ギアドモーター50、ロボットハンド55、自動車64、ロボット76、電子部品搬送装置92及び印刷装置112に減速機1が活用された例を示したが、これに限らない。モーターの回転軸を減速機で減速し可動部を可動する機器の減速機に減速機1を用いることができる。機器としては、例えば、工作機械、光磁気ディスクの読取装置で読取ヘッドを移動する機構、音響装置の向きを遠隔制御する機構等の各種の用途に減速機1を用いることができる。
3…回転軸としての第1回転軸、5…中心軸、6…リングギア、6a…第1ギア歯としてのギア歯、7…公転ギアとしての第1公転ギア、7a,8a…第2ギア歯としてのギア歯、7c…貫通孔としての第1貫通孔、7d…中心、8c…貫通孔としての第2貫通孔、8…公転ギアとしての第2公転ギア、11…円形カムとしての第1偏心カム、12…円形カムとしての第2偏心カム、13…貫通ピン、14…弾性部としての第1受部、15…弾性部としての第2受部、17…支持部としての第2支持板、32…歯底円直径、33…径方向の厚みとしての弾性部の幅、50…ギアドモーター、51,66…モーター、52,60,66a,89…減速機、59…可動部、67…車輪、76…ロボット、84…上腕部、85…下腕部、86…ハンド部、86b…把持部、95…供給ステージ、96,98,100,103,107…駆動装置、97…除材ステージ、99…第1ステージ、102…第2ステージ、105…第3ステージ。
Claims (10)
- 中空部を有し、前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、
前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、
前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、
前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、
前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、
前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、
前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、
前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする減速機。
47mm=<Df<=75mm (1)
0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm (2) - 請求項1に記載の減速機であって、
前記第2ギア歯の歯型にはインボリュート曲線が用いられていることを特徴とする減速機。 - 請求項1または2に記載の減速機であって、
1つの前記公転ギアに設置された前記貫通孔の個数は8個であることを特徴とする減速機。 - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、
前記減速機が請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機であることを特徴とするロボットハンド。 - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、
前記減速機が請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機であることを特徴とするロボット。 - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により回転する車輪と、を有し、
前記減速機が請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機であることを特徴とする移動体。 - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、
前記減速機が請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機であることを特徴とするギアドモーター。 - 電子部品を搬送するステージと、前記ステージを駆動する駆動装置と、を備え、
前記駆動装置はモーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、を有し、
前記減速機が請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機であることを特徴とする電子部品搬送装置。 - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、
前記減速機は、
中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、
前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、
前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、
前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、
前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、
前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、
前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、
前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とするロボットハンド。
47mm=<Df<=75mm (1)
0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm (2) - モーターと、前記モーターの出力を減速する減速機と、前記減速機の出力により可動する可動部と、を有し、
前記減速機は、
中空部を有し前記中空部に臨む内周に第1ギア歯が形成されたリングギアと、
前記第1ギア歯と噛合する第2ギア歯が形成された公転ギアと、
前記公転ギアの中心位置に前記公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、
前記円形カムに設けられ前記リングギアの中心軸上に位置し、前記中心軸周りに前記円形カムを回転させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる回転軸と、
前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、
前記貫通ピンが挿入され連結される連結孔を有し、前記公転ギアの自転による回転を出力し前記貫通ピンを支持する支持部と、を備え、
前記公転ギアは、前記貫通孔と前記貫通ピンとの間に位置し前記貫通孔と前記貫通ピンとに接し弾性を有する弾性部を有し、
前記公転ギアの材質は炭素鋼であり、前記弾性部の材質は材質がばね鋼であり形状が円筒形であり、前記公転ギアの歯底円直径をDfとし、前記弾性部の径方向の厚みをTとするとき、下記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とするロボット。
47mm=<Df<=75mm (1)
0.0172×Df−0.085mm=<T<=0.015×Df+0.316mm (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013059552A JP2014185659A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 減速機、ロボットハンド、ロボット、移動体、ギアドモーターおよび電子部品搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013059552A JP2014185659A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 減速機、ロボットハンド、ロボット、移動体、ギアドモーターおよび電子部品搬送装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2014185659A true JP2014185659A (ja) | 2014-10-02 |
Family
ID=51833427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013059552A Pending JP2014185659A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 減速機、ロボットハンド、ロボット、移動体、ギアドモーターおよび電子部品搬送装置 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105240458A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 合肥工业大学 | 一种应用于工业机器人的关节减速器 |
JP2016211706A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | 減速機及びロボット |
CN108679190A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-19 | 重庆大学 | 新型柔性补偿型齿轮机器人减速器 |
-
2013
- 2013-03-22 JP JP2013059552A patent/JP2014185659A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016211706A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | 減速機及びロボット |
CN105240458A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 合肥工业大学 | 一种应用于工业机器人的关节减速器 |
CN108679190A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-19 | 重庆大学 | 新型柔性补偿型齿轮机器人减速器 |
CN108679190B (zh) * | 2018-06-06 | 2024-05-24 | 重庆大学 | 新型柔性补偿型齿轮机器人减速器 |
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