JP2016200201A - 多方向より動力を取り出すことができるギヤ機構およびハンド機構 - Google Patents
多方向より動力を取り出すことができるギヤ機構およびハンド機構 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 入力軸に対して出力軸が直交方向になるギヤ機構において、入力段に遊星歯車機構100を設け、出力段の方向変換に直交軸歯車機構を設け、前記遊星歯車機構100の太陽歯車1を入力軸とし、前記遊星歯車機構100のキャリアの出力端に直交軸歯車機構の歯車6aを設け、該直交軸歯車機構の歯車6aに噛み合う出力歯車9を前記入力軸と直交する出力軸10に装着したことにある。
【選択図】 図1
Description
前記直交軸歯車機構の歯車にフェース歯車または、かさ歯車を用いることができる。
図1ないし図3は、本発明の実施の形態による多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構を示したもので、遊星歯車機構100と、フェース歯車機構200で構成されている。
これにより太陽歯車1を回転させると、3個の遊星歯車3は、自転しながら公転動作となる。
太陽歯車1による3個の遊星歯車3は自転しながら内歯車2の内周を公転し、公転運動が遊星シャフト4を介してキャリア兼フェース歯車6を回転駆動させるものである。
出力軸10の基端側を支持する出力軸軸受11aはフランジ12に設けられた中空の箱型のケース部12aに支持されている。このケース部12aには4面の壁部に開口穴12bが設けられ、この開口穴12bに前記基端側の出力軸軸受11aが組み付けられている。出力軸10の先端側を支持する出力軸軸受11bは出力軸軸受ハウジング22により支持されている。また、各一対の出力軸軸受11a,11bの間には出力軸10に支持された前記出力歯車9がケース部12aの各面に平行にそれぞれ設けられている。
遊星歯車機構100の太陽歯車1を回転させると、3個の遊星歯車3が太陽歯車1と噛み合いながら太陽歯車1を中心に、内歯車2に沿って自転しながら太陽歯車1の周囲を公転する。
こうして、遊星歯車3は太陽歯車1に対して遊星(惑星)のように回転(公転)する。
太陽歯車1の回転により遊星歯車機構100の原理により、キャリア兼フェース歯車6が減速されて回転する。そして、キャリア兼フェース歯車6のフェース歯車部6aが、周方向に回転し、4個の出力歯車9が出力軸10に支持されてフェース歯車部6aの面と直交する4つの面上を回転する。太陽歯車1から直交する方向で、それぞれ90°ごとに異なる4つの方向に延出された出力軸10から回転出力を得ることができる。出力軸10の回転方向は、軸の出力方向から見た回転方向が全て等しくなる。
キャリア兼フェース歯車6のフェース歯車部6aの歯数は120、出力歯車9の歯数は100とすると、キャリア兼フェース歯車6から出力歯車9へ1.2倍に増速となり、太陽歯車1から出力歯車9は約1/5に減速される。
図4の実施の形態では、出力歯車9を3個とし、これら出力歯車9をそれぞれ支持する3本の出力軸10から3方向に出力を取り出すようにしたものである。
図5の実施の形態では、互いに90°角度を変えた出力歯車9を2個とし、これら出力歯車9をそれぞれ支持する2本の出力軸10から90°方向の異なる2方向に出力を取り出すようにしたものである。
図6の実施の形態では、互いに180°角度を変えた出力歯車9を2個とし、これら出力歯車9をそれぞれ支持する2本の出力軸10から180°方向の異なる2方向に出力を取り出すようにしたものである。
図7の実施の形態では、出力歯車9を1個とし、この出力歯車9を支持する1本の出力軸10から1方向に出力を取り出すようにしたものである。
このように4方向に自由に選択、出力することができる。
図8は、2個の出力歯車9Bを180°異なる対角に配置したもので、出力歯車9Bの歯数Yをキャリア兼フェース歯車6のフェース歯車部6aの歯数Kよりも多くY>Kに設定している。
図1ないし図3の実施の形態の場合、太陽歯車1の歯数20、遊星歯車3の歯数40、内歯車2の歯数100とすると、遊星歯車減速機(プラネタリ型)の原理により、キャリア兼フェース歯車6は、1/6に減速されている。
そして、キャリア兼フェース歯車6のフェース歯車部6aの歯数は120、出力歯車9Bの歯数は180とすると、フェース歯車部6aから出力歯車9Bへ1/1.5倍に減速となり、太陽歯車1から出力歯車9Bは約1/9に減速される。
20はキャリア兼フェース歯車6のキャリア兼フェース歯車軸受7を支持する内歯車軸受ホルダ20であり、この内歯車軸受ホルダ20は、フランジ12とともに、出力ギヤケース21の両側開口部を支持している。出力ギヤケース21は角筒状の四面に形成された開口部に前記出力軸10を支持する出力軸軸受ハウジング22がそれぞれ設けられている。この出力軸軸受ハウジング22には前記出力軸10を回転自在に支持する前記出力軸軸受11a,11bの一方軸受11bが内装されている。前記各出力軸10を回転自在に支持する前記出力軸軸受11a,11bの他方軸受11aは前記フランジ12の中空部に内装されており、これら一対の出力軸軸受11a,11bの間には前記出力ギヤ9が前記出力軸10に支持されている。内歯車軸受ホルダ20の壁面に形成された開口穴にはモータ部23の回転軸(出力軸)23aによって構成される太陽歯車1が挿入されて、組み付けられている。
いずれも前記した実施の形態の機構を用いたもので、図9および図10の出力軸10から動力を取り出したものである。
この実施の形態では、モータ部23の駆動で、ギヤ機構を作動し、内歯車軸受ホルダ20の両側の出力軸10を駆動する。
これら出力軸10の回転に伴って両側の駆動ネジ軸45が回転し、駆動ネジナット46をガイドレール42に沿って互いに移動させる。駆動ネジナット46はテーブル44に装着されているので、テーブル44がガイドレール42に沿って移動し、ハンド爪47を図示矢印X、X´のように移動させる。180°対角側は、回転が逆となるためハンド爪47の動きは対称的な動きとなりハンド爪47が平行移動できるハンド機構ができる。こうして、ハンド爪47を互いに接離させることにより搬送物の挟持を行い、ロボットハンドとして装置を組み付けることにより作業用ロボットのハンド機構として作業を行うことができる。
さらに、図4から図7で説明した他の実施の形態では、90°ごとに角度を変えて1方向から3方向に出力を取り出すことができるように構成したが、フェース歯車6aの中心から放射線状上に3方向、6方向、図16に示す8方向等自由に配置し、出力軸を配置することができる。図16は、8方向に動力を取り出すもので、図1〜図3と同一部分は同符号を付して説明を省略して示したものである。
なお、直交軸歯車機構として、フェース歯車機構で説明したが、かさ歯車機構など、他の直交軸歯車機構でも構成することができる。
2 内歯車
3 遊星歯車
4 遊星シャフト
5 遊星軸受
6 キャリア兼フェース歯車
6a フェース歯車部
7 キャリア兼フェース歯車軸受
9 出力歯車
10 出力軸
11a,11b 出力軸軸受
100 遊星歯車機構
200 フェース歯車機構
Claims (6)
- 入力軸に対して出力軸が直交方向になるギヤ機構において、入力段に遊星歯車機構を設け、出力段の方向変換に直交軸歯車機構を設け、前記遊星歯車機構の太陽歯車を入力軸とし、前記遊星歯車機構のキャリアの出力端に直交軸歯車機構の歯車を設け、該直交軸歯車機構の歯車に噛み合う出力歯車を前記入力軸と直交する出力軸に装着したことを特徴とする多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
- 前記直交軸歯車機構の歯車に噛み合う出力歯車を複数設け、これら複数の出力歯車を前記入力軸に直交して設けられた複数の出力軸にそれぞれ装着したことを特徴とする請求項1に記載の多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
- 前記複数の出力軸が、出力方向から見た回転方向がすべて等しく設定されていることを特徴とする請求項2に記載の多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
- 前記複数の出力軸にそれぞれロボットハンドを取り付け、前記出力軸の回転に伴ってロボットハンドを操作することを特徴とする請求項2に記載の多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
- 前記直交軸歯車機構の歯車がフェース歯車であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
- 前記直交軸歯車機構の歯車がかさ歯車であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の多方向に自在に出力を取り出すギヤ機構。
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