JP2016211706A - 減速機及びロボット - Google Patents

減速機及びロボット Download PDF

Info

Publication number
JP2016211706A
JP2016211706A JP2015097941A JP2015097941A JP2016211706A JP 2016211706 A JP2016211706 A JP 2016211706A JP 2015097941 A JP2015097941 A JP 2015097941A JP 2015097941 A JP2015097941 A JP 2015097941A JP 2016211706 A JP2016211706 A JP 2016211706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
outer tube
speed reducer
revolving
tube portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2015097941A
Other languages
English (en)
Inventor
祐哉 片岡
Yuya Kataoka
祐哉 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2015097941A priority Critical patent/JP2016211706A/ja
Priority to US15/151,737 priority patent/US20160333966A1/en
Priority to CN201610319196.XA priority patent/CN106151391A/zh
Publication of JP2016211706A publication Critical patent/JP2016211706A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/103Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears with backlash-preventing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/325Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear comprising a carrier with pins guiding at least one orbital gear with circular holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/327Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear with orbital gear sets comprising an internally toothed ring gear
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/19Drive system for arm
    • Y10S901/25Gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

【課題】高剛性と高トルクとを両立できる減速機及びロボットを提供する。
【解決手段】減速機は、歯車20に設けられた複数の内ピン30を備えた減速機であって、内ピン30は、芯部50と、芯部50に挿着された外管部48と、を含み、外管部48の弾性率は、芯部50の弾性率よりも小さい。
【選択図】図5

Description

本発明は、減速機及びロボットに関する。
遊星歯車式減速装置としては、サイクロ減速機と同様の減速機構を備え、インボリュート歯形の固定太陽内歯車(外歯車)と遊星歯車(内歯車)とを用いた遊星歯車式減速装置が知られている。この形式の減速装置は、固定太陽内歯車内に、これよりも歯数が1枚少ない遊星歯車を回転自在に配置し、この遊星歯車を高速入力回転によって偏心回転させることにより、遊星歯車を遊嵌状態で貫通して延びる複数本のピン(内ピン)と一体回転する出力部材の側から大幅に減速された回転を得るものである。
このような減速装置は、1段で大減速比を実現できるので、産業ロボット等の駆動系における高速精密制御用の減速機構に採用されている。
しかし、減速装置の組み付け誤差、あるいは製造誤差などに起因して、固定太陽内歯車と遊星歯車との間等に、許容できない程のバックラッシュができることがある。このようなバックラッシュができると、減速装置の応答性、制御性が低下してしまうので好ましくない。
また、中空ピンによって歯車支持軸を支持部に抜き止めする構造が開示されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、固定太陽内歯車は、第1の太陽内歯車片及び第2の太陽内歯車片を軸線方向に相互に締結した2分割構造となっており、これら第1及び第2の太陽内歯車片を相対的に円周方向に向けて相対的にねじることにより、固定太陽内歯車と遊星歯車との間、及びピン孔とピンとの間のバックラッシュの調整が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2014−77247号公報 特開平5−296301号公報
しかしながら、特許文献1に記載の減速装置では、中空ピンを用いた抜き止め構造が開示されているが、弾性率及びこれによるバックラッシュは低減できない。また、特許文献2に記載の減速装置では、バックラッシュレスのために内ピン−歯車穴間のクリアランスがゼロになるよう調整が必要である。また、部品の加工誤差により場所によっては過剰に内ピンと歯車穴が近づきすぎて起動トルクが大きくなるおそれがある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る減速機は、歯車に設けられた複数の内ピンを備えた減速機であって、前記内ピンは、芯部と、前記芯部に挿着された外管部と、を含み、前記外管部の弾性率は、前記芯部の弾性率よりも小さいことを特徴とする。
本適用例によれば、外管部と、外管部の内径より外径が小さい芯部を外管部内に設置し、外管部の弾性率は、芯部の弾性率よりも小さいため、外管部での位置決めにより、歯車が荷重を受けると、最初に外管部が回転方向にたわむ。ある程度以上の荷重だと変形した外管部が外管部内部の芯部に接触する。つまり、外管部の変形で位置誤差を吸収することとなり、これによって、加工公差を吸収しバックラッシュを低減することができる。したがって、高剛性と高トルクとを両立できる減速機を提供することができる。
また、内ピンの配置数を減らさずに済むため、剛性ばらつきや寿命などの特性を維持できる。
[適用例2]上記適用例に記載の減速機において、前記芯部の外周には、複数の前記外管部が装着されていることが好ましい。
本適用例によれば、各外管部の弾性率を異ならせることにより加工公差の吸収が容易になる。
[適用例3]上記適用例に記載の減速機において、前記内ピンの数は、6組以下であることが好ましい。
本適用例によれば、低負荷時に接触する内ピンの数が減少するため、起動トルクを低減することができる。さらに、位置決めのために接触する内ピンの数が少ないため、高精度部品点数が減少しコストを低減できる。
[適用例4]上記適用例に記載の減速機において、前記内ピンの数は、4組以下であることが好ましい。
本適用例によれば、低負荷時に接触する内ピンの数が減少するため、起動トルクをさらに低減することができる。さらに、位置決めのために接触する内ピンの数が少ないため、高精度部品点数が減少しコストをさらに低減できる。
[適用例5]上記適用例に記載の減速機において、前記芯部と前記外管部との間は、空気層となっていることが好ましい。
本適用例によれば、外管部の変形が容易になる。
[適用例6]本適用例に係るロボットは、上記のいずれか一項に記載の減速機を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、信頼性の高いロボットを提供できる。
本実施形態に係る減速機の外観図。 本実施形態に係る減速機の内部構造を示した分解斜視図。 本実施形態に係る減速機の動作理由を示した説明図。 本実施形態に係る公転ギアの自転を内ピンによって取り出す様子を示した説明図。 本実施形態に係る公転ギアと内ピンとを示した断面図、(A)は公転ギアと内ピンとの配置を示した図、(B)は外管部が負荷を受ける前後の概要を示した図。 本実施形態に係る減速機の特性を示した図、(A)は内ピンの数に対する減速機の剛性ばらつき及び負荷を示した図、(B)は内ピンの数ごとの入力軸向きに対する減速機の剛性を示した図、(C)は内ピンの数・外管部の有無ごとの入力軸向きに対する減速機の起動トルクを示した図。 本実施形態の減速機をロボットハンドの関節部分などに組み込んだ様子を示した説明図、(A)はロボットハンドを示した図、(B)はロボットを示した図。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。
(減速機)
図1は、本実施形態に係る減速機2の外観図である。図示されるように、本実施形態の減速機2には、円柱形の本体部10の下面側に入力軸12が設けられており、本体部10の上面側に出力軸14が設けられている。
図2は、本実施形態に係る減速機2の内部構造を示した分解斜視図である。図示されるように、本実施形態の減速機2では、本体部10の外周を構成する円筒形の部材の内周(以降、内周側ともいう)に複数のギア歯が形成されて、リングギア18を構成している。
また、リングギア18の内側には、リングギア18よりも少し小さく、外周(以降、外周側ともいう)に複数のギア歯が形成された公転ギア(歯車)20が設けられている。公転ギア20の中央には軸孔22が設けられており、この軸孔22には入力軸12に設けられた円形カム24がベアリング26を介して回転可能に嵌め込まれている。本体部10を固定した状態で入力軸12を回転させると、その回転が本体部10内の機構によって減速されて、上蓋板16若しくは上蓋板16の中心に固定された出力軸14から出力される。なお、図示した本実施形態の減速機2では、リングギア18の内側に2つの公転ギア20が設けられているが、この理由については後述する。
また、公転ギア20には、公転ギア20の中央から見て同心円上の4か所に貫通孔28が設けられており、それぞれの貫通孔28には、公転ギア20の自転の動きを取り出すための内ピン30が挿入されている。内ピン30によって公転ギア20の自転の動きを取り出す方法については後述する。これら内ピン30は、上端部が本体部10の上面を構成する上蓋板16に取り付けられるとともに、下端部が本体部10の下面を構成する下蓋板32に取り付けられている。そして、上蓋板16及び下蓋板32から突き出た内ピン30の端部にナット34が取り付けられることにより、内ピン30が上蓋板16及び下蓋板32に固定されている。
内ピン30は、芯部50と、芯部50に挿入された外管部48と、を備えている(図5参照)。芯部50及び外管部48は、公転ギア20に形成された貫通孔28に挿入されている。外管部48は、貫通孔28と芯部50との間に位置し弾性を有している。上蓋板16及び下蓋板32は、芯部50及び外管部48が挿入され連結される連結孔を有し、公転ギア20の自転による回転を出力し、芯部50及び外管部48を支持している。
図3は、本実施形態の減速機2の動作理由を示した説明図である。図2を用いて前述したように、リングギア18の内側には、リングギア18よりも小さな公転ギア20が設けられており、リングギア18と公転ギア20とは噛合している。したがって、公転ギア20は、リングギア18の中心位置に対して偏心した状態となっている。また、公転ギア20の中心には軸孔22(図2を参照)が設けられており、この軸孔22にはベアリング26を介して円形カム24が嵌め込まれている。このため、入力軸12を回転させると円形カム24が回転して、入力軸12(及びリングギア18の中心軸)を中心とする公転運動を公転ギア20に生じさせる。なお、本実施形態中で「公転」とは、ある点の周りを物体が周回する動きのことを表している。
また、公転ギア20と円形カム24との間はベアリング26によって回転可能となっているが、公転ギア20とリングギア18とはギア歯によって噛合している。このため公転ギア20は、リングギア18のギア歯との噛合によって自転を行いながら、入力軸12(及びリングギア18の中心軸)を中心とする公転を行うこととなる。なお、本実施形態で「自転」とは、ある物体の内部の点(例えば中心や重心)を通る軸を中心軸として回転する動きのことを表している。例えば、本実施形態の場合では、公転ギア20の中心(図示せず)を通る軸を中心軸として回転する動きのことを表している。
図3(A)には、円形カム24が図面上で上側に偏心しており、したがって、公転ギア20が図面上の上側でリングギア18と噛み合っている状態が示されている。なお、図3では、公転ギア20が回転する様子が把握できるように、公転ギア20の側面に矢印が表示されている。この矢印は、図3(A)の状態では図面上で真上を示している。
図3(A)に示した状態から、入力軸12を時計回り方向に45度だけ回転させると、円形カム24の動きによって、公転ギア20も時計回り方向に45度だけ公転する。また、公転ギア20は、リングギア18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に自転する。その結果、公転ギア20は、図3(B)に示すような状態となる。図3(A)と図3(B)とを比較すれば明らかなように、円形カム24が時計回り方向に45度回転したことに伴って、公転ギア20も時計回り方向に45度だけ公転し、図面上では右上側に偏心した位置に移動している。また、公転ギア20に描かれた矢印の向きは、図3(A)と同様に略図面上の真上を指している。これは、公転ギア20を時計回り方向に公転させたときに、リングギア18との噛合によって公転ギア20に生じた反時計回り方向の自転が、時計回り方向の公転を略打ち消したためと考えることができる。
図3(B)に示した状態から、入力軸12を時計回り方向にさらに45度だけ回転させると、公転ギア20は図3(C)に示した位置まで移動する。この状態は、図3(A)に示した状態に対して、公転ギア20が時計回り方向に90度だけ公転した状態である。また、公転ギア20が、リングギア18と噛み合いながらこの位置まで公転することに伴って、公転ギア20はギア歯の数に相当する角度だけ、反時計回り方向に自転している。また、公転ギア20に設けられた矢印の向きは、図3(B)と同様に、依然として略図面上の真上を指した状態となっている。
図3(C)に示した状態から、入力軸12をさらに時計回り方向に回転させていくと、公転ギア20は、図3(D)に示した状態、図3(E)に示した状態、図3(F)に示した状態、図3(H)に示した状態へと移動していき、入力軸12をちょうど一回転させると、図3(I)に示した状態となる。また、公転ギア20に表示された矢印の向きは、図3(A)と比較すると、公転ギア20とリングギア18との歯数の差の分だけ、反時計回りの方向に回転している。例えば、公転ギア20の歯数がリングギア18の歯数よりも1だけ少ない場合、公転ギア20に生じる時計回り方向の公転と反時計回り方向の自転とは、略打ち消し合う大きさになっているものの、厳密には、一回分の公転につき、ギア歯一枚分だけ自転の角度の方が大きくなる。これは、公転ギア20のギア歯の数が、リングギア18のギア歯の数よりも一歯だけ少なく形成されている結果、公転ギア20がリングギア18と噛み合いながら時計回り方向に一回公転するためには、公転ギア20は反時計回り方向に一回と、さらに一歯分だけ余分に自転しなければならないためである。
このように、本実施形態の減速機2では、入力軸12を一回転させると、公転ギア20が、リングギア18とのギア歯の数の差に相当する歯数分だけ、逆方向に自転することとなる。例えば、リングギア18の歯数を50枚、公転ギア20の歯数を49枚とすると、入力軸12を一回転させる毎に、公転ギア20が50分の1回転(したがって360度/50=7.2度)だけ、逆方向に自転する。
また、入力軸12を回転させたときの公転ギア20の動きは次のように考えることもできる。先ず、入力軸12を回転させると、円形カム24によって公転ギア20は、入力軸12(及びリングギア18の中心軸)を中心とする公転を行う。一方で、公転ギア20はリングギア18と噛み合っているので、公転ギア20はリングギア18の上を転がりながら自転することとなる。
ここで、公転ギア20はリングギア18よりも少しだけ小さく形成されている。したがって、公転ギア20は、実際にはほとんど回転(正確には自転)しなくても、少しだけ平行移動するだけでリングギア18の上を転がることができる。例えば、図3(A)に示す状態と、図3(B)に示す状態とでは、公転ギア20がほとんど回転することなく、少しだけ右下方向に移動しているに過ぎない。それにも拘わらず、リングギア18に対して公転ギア20が噛み合う位置は、リングギア18の中心位置から45度だけ移動している。すなわち、リングギア18の上を公転ギア20が転がっている。また、図3(B)に示す状態と図3(C)に示す状態とについても同様に、公転ギア20はほとんど回転することなく、略下方向の少しだけ右寄りに移動しているに過ぎない。それにも拘わらず、リングギア18に対して公転ギア20が噛み合う位置は、さらに45度だけ移動している。すなわち、リングギア18の上を公転ギア20が転がっている。
このように、公転ギア20をリングギア18に対して少しだけ小さく形成しておけば、公転ギア20を振れ回るように移動(揺動)させるだけで、ほとんど自転させることなく、リングギア18の上で公転ギア20を転がすことができる。そして、公転ギア20が元の位置まで(例えば図3(A)又は図3(I)に示す位置まで)戻ってくるまでの間には、リングギア18と公転ギア20との歯数の差に相当する角度の自転しか生じない。
なお、上述したように入力軸12を一回転させると、公転ギア20は一回揺動する。このことは、入力軸12を高速で回転させると公転ギア20が激しく揺動することを示しており、これに伴う振動の発生が懸念される。しかし、前述したように、本実施形態の減速機2には公転ギア20が2つ設けられており(図2を参照)、これらの公転ギア20は、互いが半周期ずつずれて公転するようになっている。このため、一方の公転ギア20の揺動によって生じる振動が、他方の公転ギア20の揺動による振動で打ち消されることとなって、減速機2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。
上述したように、本実施形態の公転ギア20を公転させても、実際には公転ギア20は少しずつ自転しながらリングギア18の内側を僅かに揺動しているに過ぎない。このように考えれば、公転ギア20の自転を内ピン30によって取り出せることも了解できる。すなわち、図2に示したように、本実施形態の公転ギア20には一例として4つの貫通孔28が設けられており、これら貫通孔28にはそれぞれ内ピン30が挿入されている。
ここで、貫通孔28の大きさを内ピン30の直径に対してある程度大きめに設定しておけば、公転ギア20がリングギア18内を揺動する動きを、貫通孔28と内ピン30との間のクリアランスによって吸収して、公転ギア20の自転のみを取り出すことができる。以下、この点について説明する。
図4は、本実施形態に係る公転ギア20の自転を内ピン30によって取り出す様子を示した説明図である。まず、貫通孔28の大きさについて説明する。貫通孔28は、図4(A)に示すように、公転ギア20の中心位置とリングギア18の中心位置とを一致させたときに、内ピン30の位置に重ねて、内ピン30よりも半径cだけ大きな孔に形成する。ここで「c」とは、リングギア18の中心位置に対する公転ギア20の偏心量である。
このように貫通孔28を形成した公転ギア20を、円形カム24によって図面上で上側に偏心させる。すると、公転ギア20は長さcだけ上方向に偏心するので、図4(B)に示すように、貫通孔28の下側と内ピン30の外周とが当接した状態となる。
また、公転ギア20が、円形カム24によって図面上で右側に偏心させられると、図4(C)に示すように、貫通孔28の左側が内ピン30と当接する。同様に、公転ギア20が図面上で下側に偏心すると、図4(D)に示すように貫通孔28の上側が内ピン30と当接し、図面上で左側に偏心すると、図4(E)に示すように貫通孔28の右側で、貫通孔28と内ピン30とが当接する。
このように、本実施形態の減速機2では、貫通孔28の大きさを内ピン30に対して偏心量cに相当する分だけ大きくしておくことで、公転ギア20がリングギア18内で揺動する動きを吸収することができる。なお、「貫通孔28の大きさを内ピン30に対して偏心量cに相当する分だけ大きくする」とは、貫通孔28の半径を内ピン30の半径よりも偏心量cの分だけ大きくするとも言い換えることができ、また貫通孔28の直径を内ピン30の直径よりも偏心量cの2倍(2c)の分だけ大きくするとも言い換えることができる。その一方で、公転ギア20が自転すると、貫通孔28の位置が移動するため、この動きは内ピン30に伝達される。このため、公転ギア20の自転の動きだけ取り出すことができる。
こうして取り出された公転ギア20の自転は、内ピン30が取り付けられた上蓋板16及び下蓋板32(図2を参照)に伝達される。その結果、上蓋板16に固定された出力軸14から公転ギア20の自転が減速機2の外部に出力される。
ここで、図4(B)〜図4(E)を見れば明らかなように、公転ギア20がリングギア18の内側を揺動している間は、貫通孔28と内ピン30とは、常に一箇所で当接しており、しかも当接箇所は常に移動している。したがって、どこか一箇所でも貫通孔28と内ピン30とのクリアランスが小さすぎる箇所が存在すると、その箇所で貫通孔28と内ピン30とが干渉して減速機2がロック状態となる。貫通孔28や内ピン30の製造時に多少の製造誤差が発生することは避けられないため、このような事態を回避するためには、貫通孔28と内ピン30との間のクリアランスを、余裕をもって大きめに形成しておく必要がある。
このため、本実施形態のような動作原理の減速機2では、貫通孔28と内ピン30との間に隙間が生じ、この隙間の分だけ貫通孔28と内ピン30との間のトルク伝達が遅れて出力トルクが得られない期間が生じたり、あるいは入力軸12が止まっているのに出力軸14がガタつくといった不都合が生じたりする。そこで、本実施形態の減速機2では、貫通孔28と芯部50との間に外管部48を介在させる構造を採用することにより、このような不都合を抑制若しくは回避している。
図5は、本実施形態に係る公転ギア20と内ピン30とを示した断面図である。図5(A)は公転ギア20と内ピン30との配置を示した図であり、図5(B)は外管部48が負荷を受ける前後の概要を示した図である。なお、図5(A)に示す内ピン30の数は8組である。
本実施形態に係る内ピン30は、図5(A)のように、貫通孔28内に外管部48を配置し、その内部に芯部50を配置する。内ピン30は、外管部48と、外管部48の内径より外径が小さい芯部50を外管部48内に設置する。外管部48の弾性率は、芯部50の弾性率よりも小さい。芯部50の剛性は、減速機2の最大負荷に耐えうるピンであればよい。外管部48は中空ピンである。芯部50は、中実ピンであってもよいし、中空ピンであってもよい。
この状態で荷重を受けると、図5(B)のように外管部48が変形し、芯部50に接触する。この状態でさらに公転ギア20から負荷を受けた場合、負荷を支えるのは芯部50となる。そのため、高負荷を受ける場合は従来と変わらない剛性を持つこととなる。また、減速機2としての位置決め精度を決めるのは外管部48のみとなるため、高精度である部品点数を低減できる。さらに、低負荷時では従来と比較して芯部50と公転ギア20との接触数が少なくなるように設計するため、起動トルクを低減できる。また、公転ギア20には追加機構がなく、別途機構を配置するための領域を新たにとる必要がないため、内ピン30の配置数を減らすことなく実装できる。
外管部48の材質は鉄材、フッ素樹脂、ゴム、及びPEEK等である。芯部50の材質は高負荷に耐える必要がある。例えば芯部50の材質は鉄材である。
なお、この時の外管部48と芯部50とのクリアランスの関係を、加工公差を吸収し、かつ変形時に外管部48が破損しないこととしている。
芯部50の外周には、複数の外管部48が設けられていることが好ましい。これによれば、各外管部48の弾性率を異ならせることにより加工公差の吸収が容易になる。
芯部50の数は、6組以下であることが好ましい。これによれば、低負荷時の芯部50が接触する数が減少するため、起動トルクを低減することができる。さらに、位置決めのための芯部50が接触する数が少ないため、高精度部品点数が減少しコストを低減できる。
芯部50の数は、4組以下であることが好ましい。これによれば、低負荷時の芯部50が接触する数が減少するため、起動トルクをさらに低減することができる。さらに、位置決めのための芯部50が接触する数が少ないため、高精度部品点数が減少しコストをさらに低減できる。
芯部50と外管部48との間は、空間(空気層)となっていることが好ましい。これによれば、外管部48の変形が容易になる。
次に、内ピン30が配置された数と特性について、図6(A)〜(C)に示す。
図6は、本実施形態に係る減速機2の特性を示した図である。(A)は内ピン30の数に対する減速機2の剛性ばらつき及び負荷を示した図であり、(B)は内ピン30の数ごとの入力軸向きに対する減速機2の剛性を示した図であり、(C)は内ピン30の数・外管部48の有無ごとの入力軸向きに対する減速機2の起動トルクを示した図である。
減速機2の剛性ばらつきは、図6(A)に示すように、内ピン30の数が増すほど小さくなる。また、減速機2の負荷は内ピン30の数が増すほど負荷の分散により小さくなる。
入力軸向きに対する減速機2の剛性のばらつきは、図6(B)に示すように、内ピン30の数が多いほど小さくなる。
減速機2の起動トルクのばらつきは、図6(C)に示すように、従来の外管部がない減速機の起動トルクのばらつきに比べて小さくなる。また、内ピン30の数が増すことにより起動トルクのばらつきは小さくなる。
本実施形態によれば、外管部48と、外管部48の内径より外径が小さい芯部50を外管部48内に設置し、外管部48の弾性率は、芯部50の弾性率よりも小さいため、外管部48での位置決めにより、公転ギア20が荷重を受けると、最初に外管部48が回転方向にたわむ。ある程度以上の荷重だと変形した外管部48が外管部48内部の芯部50に接触する。つまり、外管部48の変形で位置誤差を吸収することとなり、これによって、加工公差を吸収しバックラッシュを低減することができる。したがって、高剛性と高トルクとを両立できる減速機2を提供することができる。
また、芯部50が配置された数を減らさずに済むため、剛性ばらつきや寿命などの特性を維持できる。
外管部48での位置決めにより、外管部48の変形で位置誤差を吸収することができるため加工公差を吸収しバックラッシュを低減できる。
位置決めのための内ピン30が接触する数が少ないため、高精度部品点数が減少しコストを低減できる。
低負荷時の芯部50が接触する数が減少するため、起動トルクを低減できる。
内ピン30が配置された数を減らさずに済むため、剛性ばらつきや寿命などの特性を維持できる。
なお、複数の外管部48の弾性率は一定であってもよい。また、複数の芯部50の弾性率は一定であってもよい。
また、本構造では、内ピン30の径を複数もたせることによって加工公差を吸収することで調整が不要であり、また駆動トルクの低減も図ることができる。
さらに、外管部48内部に外管部48を配置し、さらにその内部に芯部50を配置してもよい。この時、外管部48の段数はいくつでもよい。
(ロボット)
上述したように、本実施形態の減速機2は、大きな減速比を実現することができ、かつ出力の遅れや出力軸14のガタつきを防止することができる。このため、本実施形態の減速機2は、ロボットハンドの関節などのように、精密な動作が要求される部分に取り付けられる減速機として特に適している。
図7は、本実施形態に係る減速機2をロボットハンドの関節部分などに組み込んだ様子を示した説明図である。図7(A)に示したロボットハンド100には、2本の向かい合う指102の3カ所に関節が設けられており、この関節部分に減速機2が組み込まれている。また、図7(B)に示したロボット200には、ロボットのアーム部分とロボットハンド100との接続部やアーム部分の肘の部分、あるいはアーム部分の付け根の部分などに、減速機2が組み込まれている。このため、減速機2が組み込まれた関節部分の出力の遅れや出力軸14のガタつきが防止されて、関節の動きを滑らかにすることが可能である。
以上、本実施形態の減速機及びロボットについて説明したが、本発明は上記の実施例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。
2…減速機 10…本体部 12…入力軸 14…出力軸 16…上蓋板 18…リングギア 20…公転ギア(歯車) 22…軸孔 24…円形カム 26…ベアリング 28…貫通孔 30…内ピン 32…下蓋板 34…ナット 48…外管部 50…芯部 100…ロボットハンド 102…指 200…ロボット。

Claims (6)

  1. 歯車に設けられた複数の内ピンを備えた減速機であって、
    前記内ピンは、芯部と、前記芯部に挿着された外管部と、を含み、
    前記外管部の弾性率は、前記芯部の弾性率よりも小さいことを特徴とする減速機。
  2. 請求項1に記載の減速機において、
    前記芯部の外周には、複数の前記外管部が装着されていることを特徴とする減速機。
  3. 請求項1又は2に記載の減速機において、
    前記内ピンの数は、6組以下であることを特徴とする減速機。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の減速機において、
    前記内ピンの数は、4組以下であることを特徴とする減速機。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の減速機において、
    前記芯部と前記外管部との間は、空気層となっていることを特徴とする減速機。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の減速機を備えたことを特徴とするロボット。
JP2015097941A 2015-05-13 2015-05-13 減速機及びロボット Withdrawn JP2016211706A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015097941A JP2016211706A (ja) 2015-05-13 2015-05-13 減速機及びロボット
US15/151,737 US20160333966A1 (en) 2015-05-13 2016-05-11 Reduction gear and robot
CN201610319196.XA CN106151391A (zh) 2015-05-13 2016-05-13 减速机以及机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015097941A JP2016211706A (ja) 2015-05-13 2015-05-13 減速機及びロボット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016211706A true JP2016211706A (ja) 2016-12-15

Family

ID=57276801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015097941A Withdrawn JP2016211706A (ja) 2015-05-13 2015-05-13 減速機及びロボット

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160333966A1 (ja)
JP (1) JP2016211706A (ja)
CN (1) CN106151391A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101855712B1 (ko) * 2017-09-12 2018-05-10 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기
KR101901278B1 (ko) * 2018-03-21 2018-09-27 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기
WO2019054651A1 (ko) * 2017-09-12 2019-03-21 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110529559A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 昆山光腾智能机械有限公司 针齿摆线减速器及工业机器人
US11885405B2 (en) * 2018-12-10 2024-01-30 Abb Schweiz Ag Housing for plastic gearbox and associated plastic gearbox and robot

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014185659A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Seiko Epson Corp 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

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4902227B2 (ja) * 2006-03-01 2012-03-21 本田技研工業株式会社 波動歯車装置
JP5467019B2 (ja) * 2010-09-07 2014-04-09 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
WO2012139674A1 (de) * 2011-01-15 2012-10-18 Lothar Ginzel Getriebe
JP2012197874A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Seiko Epson Corp 減速機
CN102192277A (zh) * 2011-04-02 2011-09-21 吴小杰 新型卧式无针套摆线减速器
JP5849456B2 (ja) * 2011-06-23 2016-01-27 セイコーエプソン株式会社 減速機、ロボットハンド、ロボット、及び、電子機器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014185659A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Seiko Epson Corp 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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101855712B1 (ko) * 2017-09-12 2018-05-10 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기
WO2019054651A1 (ko) * 2017-09-12 2019-03-21 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기
KR101901278B1 (ko) * 2018-03-21 2018-09-27 주식회사 민트로봇 백래시 방지 싸이클로이드 감속기

Also Published As

Publication number Publication date
CN106151391A (zh) 2016-11-23
US20160333966A1 (en) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016211706A (ja) 減速機及びロボット
US8568264B2 (en) Speed reducer, robot hand and robot
US11365784B2 (en) Eccentric oscillation type speed reducer
JP2016075350A (ja) 減速機及びロボット
JP2011190826A (ja) 波動歯車装置
JP2010151196A (ja) 減速装置
JP5807355B2 (ja) 減速機、ロボットハンドおよびロボット
WO2021015165A1 (ja) 波動歯車装置
JP2023184669A (ja) 歯車ユニット
JP2016075348A (ja) 減速機及びロボット
TWI632310B (zh) Harmonic gear unit
JP2012197875A (ja) 減速機
JP2012197874A (ja) 減速機
JP6632430B2 (ja) ロボットの減速伝達装置
JP7412739B2 (ja) 波動歯車装置
JP2014005900A (ja) 偏心揺動型歯車装置
JP2010007787A (ja) 回転伝達機構または直交型減速機。
JP2016075349A (ja) 減速機及びロボット
JP2020051541A (ja) 歯車減速機
JP2016003705A (ja) 減速機及びロボット
US11359699B2 (en) Speed reducer
JP2017089804A (ja) トラクションドライブ機構を備えた波動歯車装置
JP2022125569A (ja) 減速機およびロボット
JP2022163521A (ja) 減速機
JP2015175496A (ja) 軸受、減速装置、ロボットハンドおよびロボット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180312

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20180905

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190108

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20190311