JP3167670B2 - 遊星差動歯車減速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク部を有するカ
ム軸と、外歯および貫通孔が形成されるとともにカム軸
のクランク部に嵌合され偏心運動するピニオンと、ピニ
オンの外歯に噛合う内歯を内周面に形成したハブと、ピ
ニオンの両端側に位置し、カム軸の両端を支持する一対
の支持円板と、ピニオンの貫通孔に挿入され一対の支持
円板を一体的に結合する柱状部からなる支持ブロックと
を有する遊星差動歯車減速機に関し、特に、工具交換装
置の駆動装置として用いられ、駆動スプロケットと駆動
モータとの間に介装される減速機に有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、クランク部を有するカム軸と、外
歯および貫通孔が形成されるとともにカム軸のクランク
部に嵌合され偏心運動するピニオンと、ピニオンの外歯
に噛合う内歯を内周面に形成したハブと、ピニオンの両
端側に位置し、カム軸の両端を支持する一対の支持円板
と、ピニオンの貫通孔に挿入され一対の支持円板を一体
的に結合する柱状部からなる支持ブロックとを有する遊
星差動歯車減速機は知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、このような工具
交換装置の駆動装置に用いられる減速機は、固定フレー
ムや駆動モータが取付けられる箇所が定まり、出力され
る部分が限られた減速機であった。このため、減速機へ
のモータ等部材の取付け自由度や出力取出しの自由度が
なく、減速機の用い方に制限を受けていたという問題が
ある。

【０００４】また、減速機および駆動モータを一体化し
たまま、部材としてのフレームに取付けることができ
ず、それらをユニット化して取り扱うことができなかっ
たという問題もある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、減速機への部材の取付け自由
度が増加し、また、減速機を構成する部材の三個所のい
ずれからも出力を取出すことができ出力取出しの自由度
が増加し、更に、減速機および駆動モータを一体化して
取り扱うことができ、従って、減速機が用途や使用方法
によって適宜に選択できる遊星差動歯車減速機を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、クラ
ンク部を有するカム軸と、外歯および貫通孔が形成され
るとともに該カム軸のクランク部に嵌合され偏心運動す
るピニオンと、該ピニオンの外歯に噛合う内歯を内周面
に形成したハブと、前記ピニオンの両端側に位置し、該
カム軸の両端を支持する一対の支持円板とからなり、該
一対の支持円板が前記ピニオンの貫通孔に挿入された柱
状部により一体的に結合されている遊星差動歯車減速機
において、前記一対の支持円板のカム軸方向の両外端面
がそれぞれ前記ハブの前記カム軸方向の端面より突出す
るとともに該一対の支持円板の該両外端面に部材締結用
孔を具備しており、ハブが前記一対の支持円板の放射外
方位置に部材締結用孔を具備していることを特徴とする
遊星差動歯車減速機により、上記の目的を達成する。

【０００７】

【実施例】以下、自動工具交換装置の駆動装置に実施し
た本発明の実施例を示す添付図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【０００８】図５において、マシンニングセンタ等の工
具保管箱Ｂにおいては、多数の工具受容ポツトＰが無端
状チェーンＣにより等間隔に連結されており、該無端状
チェーンＣが駆動スプロケット７（図１、図３）に巻掛
けられ、該駆動スプロケット７が本発明の一実施例であ
る遊星差動歯車減速機５を介して駆動モータ３により回
転、駆動されて工具を交換する。

【０００９】図１において自動工具交換装置のフレーム
１にサーボモータ等の公知形式の駆動モータ３をボルト
６１により止着し、減速機５により駆動モータ３の回転
を減速して駆動スプロケット７を大出力トルクにて駆動
する。駆動モータ３の出力軸１１には入力カム軸１２が
一体的に取付けられている。カム軸１２は１８０°位相
のずれたクランク部１２ａ、１２ｂを有し、駆動モータ
３のケーシング１３に一対の軸受１５、１６により回転
可能に支持されている。駆動モータ３のケーシング１３
は減速機５の支持ブロックを構成しており、以下支持ブ
ロックと称する。

【００１０】支持ブロック１３本体は、図１に示すよう
に、円板状部１７および該円板状部１７に突設した凸状
部１９からなる。凸状部１９は、３個円周方向に等配配
置した柱状部２１を有している。円板状部１７の表面に
は隣接柱状部２１間に所定深さの軸受装着孔１７ｂを形
成している。図１に示すように、円板状部１７に形成し
た部材締結孔１７ａにボルト２４を貫通し、支持ブロッ
ク１３の一部をなす端円板２５を支持ブロックの柱状部
２１にボルト２４によって一体的に結合している。

【００１１】図１において端円板２５には、円板状部１
７に形成した軸受装着孔１７ｂに対応して軸受装着孔２
５ｄを形成している。軸受装着孔１７ｂ、２５ｄにそれ
ぞれローラ軸受２７、２９を装着し、該軸受２７、２９
間にクランクピン３１を回転可能に両端支持している。
クランクピン３１はその回転軸線に対し所定距離だけ偏
心配置した２つのクランク部３１ａ、３１ｃを有し、ピ
ニオン３３が該クランク部３１ａ、３１ｃに嵌合されて
いる。

【００１２】ピニオン３３は外周面にペリサイクロイド
曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯を有し、入力カ
ム軸１２のクランク部１２ａ、１２ｂに軸受３２を介し
て係合するとともに、クランクピン３１のクランク部３
１ａまたは３１ｃ（図１）に軸受３５を介して係合する
ピン孔３３ｂを具備しいる。更に、ピニオン３３には支
持ブロック１３に形成した凸状部１９より僅かに大きい
寸法の溝３３ｃ（貫通孔）を形成している。

【００１３】再び図１において、支持ブロック１３の円
板状部１７および端円板２５の外周部にボール軸受３６
ａ、３６ｂを装着し、ハブ３７を回転可能に支持してい
る。ハブ３７は駆動スプロケット７を駆動するもので、
その内周面に、ピニオン３３の外周に形成した外歯３３
ａの歯数より僅かに多い数の小径ピン３９を、等配的に
固着したピン歯車からなる内歯を形成している。図１に
示すように、ハブ３７の右端面および左端面はそれぞれ
円板状部１７の右側端面および端円板２５の左側端面よ
り内側にある。

【００１４】図２に示すようにピニオン３３の溝３３ｃ
（貫通孔）は支持ブロック１３の柱状部２１により形成
される凸状部１９に遊嵌合しており、入力カム軸１２の
自転運動によりそのクランク部１２ａ、１２ｂ並びにク
ランクピン３１のクランク部３１ａ、３１ｃの中心軸線
がクランクピン３１の回転軸線に対して公転運動するこ
とにより２つのピニオン３３は偏心公転運動され、外歯
３３ａがハブ３７のピン歯車と係合する。ここで支持ブ
ロック１３の柱状部２１の最外周を、クランクピン３１
の回転中心に対して放射方向外方に位置させている。

【００１５】更に、ハブ３７の、円板状部１７および端
円板２５よりも放射方向外側の位置に部材締結用孔３７
ａを形成し、この部材締結用孔３７ａにボルト５１によ
って駆動スプロケット装着用マウント５２を締結し、こ
の駆動スプロケット装着用マウント５２にスプロケット
７をボルト５３で締結している。

【００１６】上述した実施例においてはクランクピン３
１の数が３個の減速機において、３個の柱状部２１を具
備した凸状部１９を有する支持ブロック１３およびそれ
に対応する溝３３ｃ（貫通孔）を有するピニオン３３を
含んでなる実施例について説明した。本発明はクランク
ピン３１の数が２個以外の減速機にも適用でき、クラン
クピン３１の数が多い場合には全ての隣接するクランク
ピン３１間に柱状部２１を設けずに、例えば１つおきに
柱状部２１を設けてもよい。

【００１７】また、ピニオン３３の自由な公転を規制で
きるものであれば、クランクピン３１に代えて真直ぐな
ピンとしてもよい。

【００１８】駆動モータ３としては上記実施例における
サーボモータ３に代え、油圧モータまたは空気圧モータ
を採用することも可能である。

【００１９】更に、図３に示す実施例においては、入力
回転軸１１の右側先端に第１外歯車４１を一体的に止着
し、また前記両端支持されたクランクピン３１の右端に
第１外歯車４１の歯数より大きな歯数を有する第２外歯
車４３を止着し、両歯４１、４３を噛合させている。

【００２０】駆動モータ３の出力軸、すなわち減速機の
入力回転軸１１の回転は入力回転軸１１に止着した第１
外歯車４１を通じそれに噛合う第２外歯車４３に両歯車
４１、４３の歯数比に応じ減速して伝達される。第２外
歯車４３の回転により支持ブロック１３に回転可能に両
端支持されたクランクピン３１のクランク部３１ａは公
転運動を生じ、ピニオン３３は軸受３５を介してピン孔
３３ｂがクランク部３１ａに係合しているので、クラン
ク部３１ａの公転運動により偏心公転運動される。ピニ
オン３３の偏心公転運動によりピニオンの外周に形成し
た外歯３３ａがハブ３７の内周に形成したピン歯車に係
合しハブ３７を減速回転させる。しかして、ハブ３７に
取付けたスプロケット７により自動工具交換装置を駆動
する。以上の実施例においては、駆動モータ３のケース
を遊星差動歯車減速機５に対し工具受容ポットＰへの工
具着脱側と反対側でコラム１に取付けていたが、図６に
示す実施例の使用態様では駆動モータ３のケースを遊星
差動歯車減速機５に対し工具受容ポットＰへの工具着脱
側と同じ側に位置するよう遊星差動歯車減速機の端円板
２５に取着している。

【００２１】図６に示す実施例は図３に示した実施例と
良く似ているので、同一または類似部品は同一符号を示
して説明を省略し、相違点について説明する。

【００２２】図３においては遊星差動歯車減速機５の工
具受容ポットＰへの工具着脱側（作業者の操作面側）の
表面にカバーを蓋せていたが、図６に示す実施態様では
カバーをなくし、支持ブロック１３の外側面（端円板２
５の外側面）に部材締結孔２５ａを形成した。図１、図
３の実施態様とは反対向きとした駆動モータ３のフラン
ジ部１３ａをボルト１３ｂにより部材締結孔２５ａに締
結固定している。

【００２３】図６に示す実施例の駆動モータ３の出力軸
１１は直柱状をしており遊星差動歯車減速機５を貫通し
ている。なお、出力軸１１を図１に示す実施例と同様に
クランク形状としてもよい。

【００２４】この実施例では駆動モータ３がコラム１の
背面に突出しないため、本発明の工具受容ポットＰの前
面から自動工具交換装置の後端面までの距離を小さくす
ることができ、自動工具交換装置の工具受容ポットをマ
シニングセンタ等の本機に一層近付けることができる。
従って、自動工具交換装置と本機とを前後に平行して配
置する場合や図７に示すように本機の脇に直交して自動
工具交換装置を配置する場合には設置スペースを小さく
できて好ましい。

【００２５】更に、この実施例では、駆動モータ３が工
具受容ポットＰへの工具着脱側（作業者の操作面側）に
位置するため、駆動モータ３の取付け、取外しや調整作
業が容易に行える。

【００２６】

【発明の効果】 本発明においては、一対の支持円板
１７、２５がピニオン３３の貫通孔３３ｃに挿入された
柱状部２１により一体的に結合されている遊星差動歯車
減速機５において、一対の支持円板１７、２５のカム軸
方向の両外端面がそれぞれハブ３７のカム軸方向の端面
より突出するとともに一対の支持円板１７、２５の両外
端面に部材締結用孔１７ａ、２５ａを具備しており、ハ
ブ３７が一対の支持円板１７、２５の放射外方位置に部
材締結用孔３７ａを具備しているので、遊星差動歯車減
速機５への部材の取付け自由度が増加し、遊星差動歯車
減速機５の用い方が適宜に選択できる。例えば、工具交
換装置の駆動装置に適用した場合、一対の支持円板１
７、２５の一方の一端面に部材としてのフレーム１を取
付け、他方の一端面に部材としての駆動モータ３を取付
けることができ、また逆に用途によって、一方の一端面
に駆動モータ３を取付け、他方の一端面にフレーム１を
取付けることもでき、このように適宜に選択できる。

【００２７】 また、本発明においては、一対の支持
円板１７、２５がピニオン３３の貫通孔３３ｃに挿入さ
れた柱状部２１により一体的に結合されている遊星差動
歯車減速機５において、一対の支持円板１７、２５のカ
ム軸方向の両外端面がそれぞれハブ３７のカム軸方向の
端面より突出するとともに一対の支持円板１７、２５の
両外端面に部材締結用孔１７ａ、２５ａを具備してお
り、ハブ３７が一対の支持円板の放射外方位置に部材締
結用孔３７ａを具備しているので、その三者のいずれか
から出力を取出すことができ、出力取出しの自由度が増
加し、遊星差動歯車減速機の用い方が適宜に選択でき
る。例えば、支持ブロック１３を固定した場合はハブ３
７から出力を取出せる。また、ハブ３７を固定した場合
は一対の支持円板１７、２５の一方の一端面から出力を
取出せるし、用途によっては一対の支持円板１７、２５
の他方の一端面から出力を取出せる。

【００２８】 更にまた、本発明においては、一対の
支持円板１７、２５がピニオン３３の貫通孔３３ｃに挿
入された柱状部２１により一体的に結合されている遊星
差動歯車減速機５において、一対の支持円板１７、２５
のカム軸方向の両外端面がそれぞれハブ３７のカム軸方
向の端面より突出するとともに一対の支持円板１７、２
５の両外端面に部材締結用孔１７ａ、２５ａを具備して
おり、ハブ３７が一対の支持円板１７、２５の放射外方
位置に部材締結用孔３７ａを具備しているので、一対の
支持円板１７、２５の一方および他方の一端面のいずれ
かに部材としての駆動モータ３を取付けることができ、
遊星差動歯車減速機５および駆動モータ３を一体化した
まま、部材としてのフレーム１に取付けることができ
る。また、一対の支持円板１７、２５を一体的に結合す
る柱状部からなる支持ブロック１３は剛性があるので、
このように遊星差動歯車減速機５および駆動モータ３を
一体化して取扱うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の断面図である。

【図２】図１のII−II断面図であり図中スプロケットお
よび取付けボルト等は省略している。

【図３】第２実施例の断面図である。

【図４】図１のIV−IV断面図であり図中スプロケットお
よび取付けボルト等は省略している。

【図５】本発明に係る自動工具交換装置の概略斜視図で
ある。

【図６】本発明の実施例の他の実施態様を示す断面図で
ある。

【図７】図６の実施例の配置例を示す平面図である。

【符号の説明】

３ 駆動モータ ５ 遊星差動歯車減速機 １１ 入力回転軸 １３ 支持ブロック １７ 円板状部 １７ａ 部材締結孔 １９ 凸状部 ２１ 柱状部 ２５ 端円板 ２５ａ 部材締結孔 ２７ 軸受 ２９ 軸受 ３１ クランクピン ３３ ピニオン ３３ｂ ピン孔 ３３ｃ 溝 ３６ａ 軸受 ３６ｂ 軸受 ３７ ハブ ３７ａ 部材締結孔 ４１ 第１外歯車 ４３ 第２外歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 3/157 F16H 1/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク部を有するカム軸（１２、３
   １）と、外歯（３３ａ）および貫通孔（３３ｃ）が形成
   されるとともに該カム軸（１２、３１）のクランク部に
   嵌合され偏心運動するピニオン（３３）と、該ピニオン
   （３３）の外歯（３３ａ）に噛合う内歯を内周面に形成
   したハブ（３７）と、前記ピニオン（３３）の両端側に
   位置し、該カム軸（１２、３１）の両端を支持する一対
   の支持円板（１７、２５）とからなり、該一対の支持円
   板（１７、２５）が前記ピニオン（３３）の貫通孔（３
   ３ｃ）に挿入された柱状部（２１）により一体的に結合
   されている遊星差動歯車減速機（５）において、前記一
   対の支持円板（１７、２５）のカム軸方向の両外端面が
   それぞれ前記ハブ（３７）の前記カム軸方向の端面より
   突出するとともに該一対の支持円板（１７、２５）の該
   両外端面に部材締結用孔（１７ａ、２５ａ）を具備して
   おり、ハブ（３７）が前記一対の支持円板の放射外方位
   置に部材締結用孔（３７ａ）を具備していることを特徴
   とする遊星差動歯車減速機。