JP2016161128A

JP2016161128A - ２段減速機

Info

Publication number: JP2016161128A
Application number: JP2015055389A
Authority: JP
Inventors: 横井　隆雄; Takao Yokoi; 隆雄横井
Original assignee: G-Vox Inc
Current assignee: G-Vox Inc
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-09-05

Abstract

【課題】一段目にインボリュート歯車を２段目にトロコイド歯車を組み合わせ構成した２段減速機において、クランク軸と一段目平歯車を一体にして固定軸上に軸受けすることによって、機構の簡素化による小型コンパクト化と価格の低減、及び高い剛性を有した２段減速機を実現する。
【解決手段】図５において、従来のクランク軸の代わりに出力フランジ２に固定勘合した固定軸７ａにクランクハブ６ｂを設けた平歯車６ａを回転自在に軸受けして、さらに平歯車６ａのクランクハブ６ｂをトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａに回転自在に勘合して、ピン歯車４と噛み合うトロコイド歯車３に偏心運動を与えて差動減速回転を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、一段目にインボリュート歯車を２段目にトロコイド歯車を組み合わせ構成した産業用ロボットの間接駆動や各種機械の制御用に使用される２段減速機に関するものである。

この種の２段減速機の一例を図１、図２、図３に示す。また、図２は従来技術の２段減速機の正面図の図１に於けるＡ−Ａ’矢視の断面を表し、図３は図２におけるＢ−Ｂ’矢視の断面図である。減速機中心にピニオンギヤ５を設け、減速機ケース１の両側に回転自在に軸受け８で軸受けされた出力フランジ２ａ、２ｂを設ける。出力フランジ２ａ、２ｂに一段目歯車の中心距離だけ離れた位置に回転自在に軸受けされたクランク軸７を左右対称に２個配列する。クランク軸７の軸部先端に固定嵌合されたピニオンギヤ５と噛み合う平歯車６を配置してクランク軸７の偏心部には軸受け９を介してトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａが嵌合されている。ピニオンギヤ５と平歯車６によって減速回転したクランク軸７の偏心部が偏心回転することにより、減速機ケース１に固定配列されたピン歯車４と噛み合うトロコイド歯車３が偏心運動することにより、トロコイド歯車３はピン歯車４との歯数差分だけ自転回転を行う。同時にトロコイド歯車３の自転回転は、トロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａと嵌合しているクランク軸７を介して出力フランジ２ａ、２ｂが減速回転を行う２段減速機。

減速機ケース１の両側に回転自在に軸受け８で軸受けされた出力フランジ２ａ、２ｂは、固定軸１０によって連結固定されている。図３の様に固定軸１０は、トロコイド歯車３の偏心運動に干渉しない様にトロコイド歯車３の逃がし穴３ｂを貫通して両側の出力フランジ２ａ、２ｂに連結されている。

従来の２段減速機の図２において、クランク軸７は両側の出力フランジ２ａ、２ｂに軸受け８を設け回転自在に軸受けしなければならない。また、クランク軸７の偏心軸部にも軸受け９を設け２枚のトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａと回転自在に嵌合しなければならないため、一本のクランク軸７には４個の軸受けが必要になる。この為に構造が複雑になり、部品数が多いことから価格が高く、又軸受けの寸法制限があり、この構造では小型コンパクトの２段減速機が製作が困難という問題を有していた。
特開昭６２−４５８６号公報ナブテスコ株式会社「ＲＶＳＥＲＩＥＳ」技術資料

本発明は、このような問題に鑑みて考案されたものである。この種の２段減速機においてクランク軸７の部材を統合配置することによって、機構の簡素化により小型コンパクトな２段減速機の設計製作を可能とし、また部品数の削減による価格の低減も可能にした２段減速機を提供することを課題としている。

本発明は、図２に於けるクランク軸７の代わりに実施形態の図５に於いて固定軸７ａを出力フランジ２に固定嵌合する。その固定軸７ａに軸受け９ａを介して回転自在に平歯車６ａを設ける。従来のクランク軸７の偏心部の代わりに図８に示すように平歯車６ａのハブをｅだけ偏心させたクランクハブ６ｂを平歯車６ａの両側に設ける。クランクハブ６ｂは、トロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａに回転自在に嵌合設置する。

ピニオンギヤ５が回転することによって、平歯車６ａは歯数比分減速回転する。この結果、平歯車６ａのクランクハブ６ｂはトロコイド歯車３に対して偏心運動をする。トロコイド歯車３は、平歯車６ａの回転により偏心運動を得て、減速機ケース１に固定配列されたピン歯車４に対して偏心運動を行いその歯数差分だけ自転回転する。トロコイド歯車３の自転回転は、クランク軸受け穴３ａに嵌合している平歯車６ａのクランクハブ６ｂを介して固定軸７ａに伝り固定軸７ａは出力フランジ２に固定嵌合されている為、出力フランジ２は減速回転を行う。

以上の結果、図５に示す様に従来の図２におけるクランク軸７から軸受け部材を少なくすることができ、市販軸受けの有無に制限なく小型コンパクト化が可能になり、製作価格を低減すると共に図２のクランク軸７を図５の如く固定軸７ａにすることにより出力フランジ２を４本の固定軸で連結固定することができ高い剛性を有することができた。

以下の図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態である２段減速機を図４、図５、図６、図８に示す。また、図５は、正面図４におけるＡ−Ａ’矢視の断面を表し、図６は図５におけるＢ−Ｂ’矢視の断面図である。図８は、図５における平歯車６ａとクランクハブ６ｂの関係図である。図５には、本発明の固定軸７ａと平歯車６ａの軸受け構造及びクランクハブ６ｂとトロコイド歯車３の組み立て構造を示す。また、図５、図６には、減速機ケース両側に設けた出力フランジ２を連結固定する為に、トロコイド歯車３に干渉しない様に貫通する固定軸１０とトロコイド歯車３の逃がし穴３ｂとの構造を示す。

実施例の図５に示す様に、従来技術の図２のクランク軸７の位置にクランク軸７の代わりに固定軸７ａを両側の出力フランジ２に連結固定嵌合する。固定軸７ａにクランクハブ６ｂを持つ平歯車６ａを軸受け９ａを介して回転自在に配置する。平歯車６ａの左右に配置されたクランクハブ６ｂは、平歯車６ａの左右に配置されたトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａに回転自在に嵌合されている。図５の実施例では、図８の様に平歯車６ａの両サイドに１８０度対称に偏心距離ｅだけ偏心してクランクハブ６ｂは設けられる。

従来の２段減速機例では、図２の如く平歯車６は出力フランジ２ａの外側に配置しているが、実施例では、図５の如く平歯車６ａを出力カバー２の内側に配置して各歯車の潤滑を減速機ケース内部で出来る様になっている。

従来の２段減速機例では、図２の出力フランジ２ａと２ｂを連結固定嵌合する為に固定軸１０は図１の様に２本配置されるが、実施例では、図４の様に固定軸１０と固定軸７ａが２本づつ配置されており出力フランジ２はより強固に連結固定される。

従来の２段減速機例では、図２のクランク軸７を出力フランジ２ａと２ｂに軸受けを設けているが本発明では、図５の固定軸７ａに軸受け９ａで平歯車６ａを回転自在に受けることで軸受けを少なくしている。

従来の２段減速機例では、図２のクランク軸７の偏心部に軸受け９を設けてトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａに回転自在に嵌合しているが、この偏心部の軸受け９は省略することもできるが、設けることもできる。

従来の２段減速機例では、図２のクランク軸７に平歯車６がキー又はスプラインなどで固定されているが、実施例では、図５の様に平歯車６ａは固定軸７ａに軸受け９ａで軸受けされているだけでキー加工やスプライン加工などが必要ない為、加工コストを下げることが可能である。

以上の様にして構成した２段減速機は、図５のピニオンギヤ５が回転するによって、固定軸７ａに回転自在に軸受けされた平歯車６ａは歯数比分減速回転を行う。この結果、平歯車６ａのクランクハブ６ｂはトロコイド歯車３に対して偏心運動を行い、トロコイド歯車３は平歯車６ａの回転によりクランクハブ６ｂから偏心運動を得て、減速機ケース１に固定配列されたピン歯車４に対して偏心運動を行いその歯数差分だけ自転回転する。トロコイド歯車３の自転回転は、クランク軸受け穴３ａに嵌合している平歯車６ａのクランクハブ６ｂを介して固定軸７ａを自転回転をさせる。この結果、固定軸７ａは出力フランジ２に連結固定されている為、出力フランジ２は減速回転する。

本発明の２段減速機は、固定軸７ａに回転自在に軸受けされた平歯車６ａを設けることによって成立する。

本発明の２段減速機は、図８の様に平歯車６ａの両側に１８０度対称に偏心距離ｅだけ偏心させてクランクハブ６ｂを設け、クランクハブ６ｂは両側に設けたトロコイド歯車３のクランク軸受け穴３ａに回転自在に嵌合されることよって成立する。

本発明の２段減速機の実施例では、図６の様に平歯車６ａはピニオンギヤ５を中心に１８０度対称に２個配列しているが、ピニオンギヤ５を中心に複数個配列することもできる。

図７は、図５の別の歯車の組合せの実施例２の断面図である。図９は、実施例２の図７に於ける平歯車６ａのクランクハブ６ｂの関係図である。実施例２の図７では、平歯車６ａのクランクハブ６ｂは片側のみに設け、回転自在に嵌合するトロコイド歯車３も１枚にして組み合わせた実施例である。図７の実施例では、小型化した２段減速機の設計に於いてトロコイド歯車３が１枚で十分な強度が得られることから、図９の様にクランクハブ６ｂは片側のみに設けることで、よりコンパクトに設計できる。

以上の結果から、クランク軸７を固定軸７ａに代え固定軸７ａに軸受け９ａで平歯車６ａを回転自在に受けることで軸受けを少なくすることができ、簡単な構造でコストを安くすることができた。また、クランク軸７を固定軸７ａに代えることにより出力フランジ２を連結固定することで剛性を高くすることができた。また、平歯車６を固定軸７ａに軸受けする為、従来の平歯車６をクランク軸７に固定するキー加工やスプライン加工などが必要なくなる。この結果、従来出来なかった産業用ロボットの間接駆動や各種機械の制御用に使用されるこのタイプの小型でコンパクトな２段減速機の製作が可能になり、また加工コストを下げることができ、低価格で高剛性な２段減速機を提供できる。

従来の２段減速機の左側面図である。図１のＡ−Ａ’矢視における断面図である。図２のＢ−Ｂ’矢視における断面図である。実施形態の２段減速機の左側面図である。（実施例１）図４のＡ−Ａ’矢視における断面図である。図５のＢ−Ｂ’矢視における断面図である。図５の別の歯車の組合せの断面図である。（実施例２）図５の両側クランクハブ一体型ギヤの詳細図である。（実施例１）図７の片側クランクハブ一体型ギヤの詳細図である。（実施例２）

１減速機ケース
２出力フランジ
２ａ出力フランジ
２ｂ出力フランジ
３トロコイド歯車
３ａクランク軸受け穴
３ｂ逃がし穴
４ピン歯車
５ピニオンギヤ
６平歯車
６ａ平歯車
６ｂクランクハブ
７クランク軸
７ａ固定軸
８軸受け
９軸受け
９ａ軸受け
１０固定軸
１１固定軸の抜け止め
１２抜け止めカバー
ｅ偏心距離

Claims

一段目にインボリュート歯車を２段目にトロコイド歯車を組み合わせ構成した２段減速機構に於いて、固定軸上に回転自在に軸受けした一段目の平歯車にクランクハブを設けて、クランクハブが偏心回転することによってピン歯車と噛み合う２段目トロコイド歯車に偏心差動回転を与えることを特徴とした２段減速機。
請求項１に於いて、平歯車のクランクハブは平歯車の片面又は両面に設けることができる。両面にクランクハブを設ける場合は、平歯車を挟んで偏心位置を１８０°対象に設けることを特徴とした２段減速機。
請求項１及び請求項２に於いて、クランクハブを設けた平歯車をピニオンギヤを中心に複数個配列することを特徴とした２段減速機。