JP3596932B2

JP3596932B2 - 駆動モータ付き偏心差動減速機

Info

Publication number: JP3596932B2
Application number: JP5668095A
Authority: JP
Inventors: 孝史阪本
Original assignee: ティーエスコーポレーション株式会社
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08226498A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、駆動モータの回転を偏心差動減速機により減速するようにした駆動モータ付き偏心差動減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の駆動モータ付き偏心差動減速機としては、例えば図４、５に示すようなものが知られている。このものは、内部に配管、配線用の通路１１が形成された固定部材１２と、固定部材１２に遊嵌され内周に多数のピン歯１３が設けられた回転ケース１４と、回転ケース１４と固定部材１２との間に設けられ、外周に回転ケース１４のピン歯１３より歯数が若干少なくかつ回転ケース１４のピン歯１３に噛み合う外歯１５が設けられた複数のピニオン１６と、固定部材１２に取り付けられたキャリア１７と、キャリア１７に両端部が回転可能に支持されるとともにクランク部１８が前記ピニオン１６に挿入された２本のクランクシャフト１９と、ピニオン１６より他側において固定部材１２の外側に嵌合された回転可能な回転体２０と、回転体２０の外周に取り付けられた外歯車２１、２２と、各クランクシャフト１９の他端に固定され前記外歯車２１に噛み合う２個の外歯車２３と、固定部材１２の外側に配置されるとともに、出力軸２４の一端に前記外歯車２２に噛み合う外歯車２５が固定された駆動モータ２６と、駆動モータ２６の他端に取り付けられ、該駆動モータ２６の回転量を検出するエンコーダ２７と、を備え、前記ピニオン１６の偏心回転により駆動モータ２６の出力軸２４の回転を減速して回転ケース１４から取り出すようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の駆動モータ付き偏心差動減速機にあっては、駆動モータ２６の回転を５個の外歯車２５、２２、２１、２３を介してクランクシャフト１９に伝達するようにしているため、これら外歯車２５、２２、２１、２３間に発生するバックラッシが累積して回転ケース１４の回転位置に誤差が生じるとともに、これら外歯車２５、２２、２１、２３同士の噛み合いによって大きな騒音が生じるという問題点がある。しかも、駆動モータ２６とエンコーダ２７とを軸方向に並べて密着配置しているため、装置全体が軸方向に長くなるとともに、エンコーダ２７の検出精度が駆動モータ２６の発熱の影響を受けて低下することがあるという問題点もある。
【０００４】
この発明は、低騒音でありながら回転ケースを高精度で減速回転させることができ、しかも、装置全体を小型化することができるとともに、検出器の検出精度の低下を阻止することができる駆動モータ付き偏心差動減速機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、中央近傍に貫通した孔から構成された通路を有する固定部材と、固定部材に遊嵌され内周に多数の歯が設けられた回転ケースと、回転ケースと固定部材との間に設けられ、外周に回転ケースの歯より歯数が若干少なくかつ回転ケースの歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、回転ケースと固定部材との間に設けられ、固定部材に取り付けられたキャリアと、キャリアに回転可能に支持されるとともにクランク部が前記ピニオンに挿入され、周方向に離れて配置された２本以上のクランクシャフトと、固定部材の外側に配置されるとともに、いずれか１本のクランクシャフトに出力軸が直結され、該クランクシャフトに駆動力を直接付与することでピニオンを偏心回転させる駆動モータと、固定部材の外側に前記駆動モータと重なり合うよう配置されるとともに、残りのクランクシャフトの１本に連結され、該クランクシャフトの回転量を検出する検出器と、を備え、前記ピニオンの偏心回転により駆動モータの出力軸の回転を減速して回転ケースから取り出すことにより達成することができる。
【０００６】
【作用】
今、駆動モータが作動して出力軸の回転が１本のクランクシャフトに伝達され、これにより、ピニオンがクランクシャフトと同一回転数で偏心回転（公転）しているとする。このとき、ピニオンの外歯は歯数が回転ケースの歯の数より若干少なく、かつ、該回転ケースの歯に噛み合っており、しかも、キャリアが回転できないよう固定部材に固定されているため、前記駆動モータの回転は減速され回転ケースから取り出される。ここで、前述のように駆動モータの出力軸を１本のクランクシャフトに直結し、該クランクシャフトに駆動モータからの駆動力を歯車を介することなく直接付与するようにしているため、歯車の噛み合いに基づくバックラッシや騒音が生じることはなく、これにより、低騒音としながら回転ケースを高精度で減速回転させることができる。しかも、前述のように歯車を省略して駆動モータの出力軸とクランクシャフトを直結することにより、駆動モータをクランクシャフトに接近させるとともに、検出器を駆動モータから分離して駆動モータから離れた他のクランクシャフトに連結するようにしているため、これら駆動モータと検出器とを互いに重なり合わせた状態（軸方向位置を一致させた並設状態）で配置することができ、これにより、装置全体の軸方向長さを飛躍的に短縮することができ、さらに、検出器が発熱する駆動モータから離隔して配置され、これにより、検出器に対する駆動モータからの熱影響が低減して検出器の検出精度の低下が防止される。さらに、前述のように歯車を省略したので、製作費を安価とすることもできる。
【０００７】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、２９は図示していない産業ロボット機体やインデックス装置等の装置本体に固定されたフランジ部材であり、このフランジ部材２９の中央近傍に設けられた孔（通路）には筒体３２、３３が挿入されて固定されている。これら筒体３２、３３は中央近傍に孔３２ａ、３３ａを有し、これらの孔３２ａ、３３ａは配管、配線を通す通路３０として使用される。前述したフランジ部材２９、筒体３２、３３は全体として中央近傍に通路を有する固定部材３１を構成する。
【０００８】
この固定部材３１の外側には該固定部材３１と同軸で円筒状をした回転ケース３６が遊嵌され、この回転ケース３６の内周でその軸方向中央部には円柱状をした多数のピン歯３７がほぼ半分だけ埋設された状態で設けられている。そして、これらのピン歯３７は軸方向に延びるとともに周方向に等距離離れて配置されている。３９は円板状をした２個のピニオンであり、これらのピニオン３９の中央部には前記筒体３２より大径の貫通孔４０が形成されている。そして、これらピニオン３９は貫通孔４０内に筒体３２が遊嵌された状態で固定部材３１と回転ケース３６との間に設けられている。また、これらピニオン３９の外周には回転ケース３６のピン歯３７より若干歯数が少ない外歯４１が形成され、これらの外歯４１はサイクロイド歯から構成されるとともに、前記ピン歯３７に全歯で噛み合っている。４４は固定部材３１と回転ケース３６との間に設けられ、固定部材３１に取り付けられたキャリアであり、このキャリア４４はピニオン３９の軸方向一側に配置された一側フランジ４５と、ピニオン３９の軸方向他側に配置された他側フランジ４６と、これら一側、他側フランジ４５、４６同士を連結するとともにピニオン３９内に遊嵌された軸方向に延びる複数本の連結ロッド４７と、から構成されている。そして、このキャリア４４の一側フランジ４５には筒体３２の一端部が取り付けられ、他側フランジ４６にはフランジ部材２９が取り付けられている。４９は一側、他側フランジ４５、４６と回転ケース３６との間に介装された一対の軸受であり、これらの軸受４９によってキャリア４４と回転ケース３６とは相対回転可能となる。５０は周方向に等距離離れて配置された軸方向に延びる２本以上、ここでは２本のクランクシャフトであり、各クランクシャフト５０はその一端が軸受５１を介して一側フランジ４５に、他端部が軸受５２を介して他側フランジ４６に回転可能に支持されている。また、各クランクシャフト５０は中央部に偏心した２個のクランク部５３を有し、各クランク部５３はそれぞれピニオン３９に形成された貫通孔５４にニードル軸受５５を介装した状態で挿入されている。前述した回転ケース３６、ピニオン３９、キャリア４４、クランクシャフト５０は全体として、入力回転を高比で減速することができる偏心差動減速機５６を構成する。
【０００９】
５８は他側フランジ４６より他側で固定部材３１の外側に配置、詳しくは筒体３３の外周に固定された１台の駆動モータ（サーボモータ）であり、この駆動モータ５８の出力軸５９の一端は継手６０を介していずれか１本のクランクシャフト５０ａの他端に直結されている。この結果、前記駆動モータ５８が作動して出力軸５９からクランクシャフト５０ａに駆動力が直接付与されると、該クランクシャフト５０ａが回転してピニオン３９が偏心回転（公転）する。６１は他側フランジ４６より他側で固定部材３１の外側に配置、詳しくは筒体３３の外周に固定され、前記駆動モータ５８に重なり合う（軸方向位置が一致し、並設している）検出器としてのエンコーダであり、このエンコーダ６１は前記駆動モータ５８から１８０度離れて配置されるとともに、その検出軸６２が残りのクランクシャフト５０の１本、即ちクランクシャフト５０ｂの他端に継手６３を介して連結されている。そして、このエンコーダ６１は同期して回転するクランクシャフト５０の回転量を検出し、その検出結果を基に駆動モータ５８を制御する。６５は前記フランジ部材２９と筒体３３の他端とに連結され、駆動モータ５８およびエンコーダ６１を覆う有底円筒状のカバーであり、６６は回転ケース３６と一側フランジ４５との間および回転ケース３６とフランジ部材２９との間にそれぞれ介装されたオイルシールである。
【００１０】
次に、この発明の一実施例の作用について説明する。
今、駆動モータ５８が作動して出力軸５９の回転がクランクシャフト５０ａに伝達され、これにより、ピニオン３９が該クランクシャフト５０ａと同一回転数で偏心回転（公転）し、また、クランクシャフト５０ｂも同一回転数で回転しているとする。このとき、ピニオン３９の外歯４１は歯数が回転ケース３６のピン歯３７より若干少なく、かつ、該回転ケース３６のピン歯３７に全歯で噛み合っており、しかも、キャリア４４が回転できないよう固定部材３１に固定されているため、前記駆動モータ５８の回転は高比に減速されて回転ケース３６から取り出される。
【００１１】
ここで、前述のように駆動モータ５８の出力軸５９をクランクシャフト５０ａに直結し、該クランクシャフト５０ａに駆動モータ５８からの駆動力を、従来技術のような歯車を介することなく直接付与するようにしているため、歯車の噛み合いに基づくバックラッシや騒音が生じることはなく、これにより、低騒音としながら回転ケース３６を高精度で減速回転させることができる。しかも、前述のように歯車を省略して駆動モータ５８の出力軸５９とクランクシャフト５０ａを直結することにより、駆動モータ５８をクランクシャフト５０ａに接近させるとともに、エンコーダ６１を駆動モータ５８から分離して駆動モータ５８から離れた他のクランクシャフト５０ｂに連結するようにしているため、これら駆動モータ５８とエンコーダ６１とを互いに重なり合わせた状態（軸方向位置を一致させた並設状態）で配置することができ、これにより、装置全体の軸方向長さを飛躍的に短縮することができる。さらに、前述のことからエンコーダ６１は発熱する駆動モータ５８から離隔して配置され、これにより、エンコーダ６１に対する駆動モータ５８からの熱影響が低減してエンコーダ６１の検出精度の低下が防止される。さらに、前述のように歯車を省略したので、製作費を安価とすることもできる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、低騒音でありながら回転ケースを高精度で減速回転させることができ、しかも、装置全体を小型化することができるとともに、検出器の検出精度の低下を阻止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す正面断面図である。
【図２】図１のＩーＩ矢視断面図である。
【図３】その概要を説明する正面断面図である。
【図４】従来の駆動モータ付き偏心差動減速機の概要を示す正面断面図である。
【図５】その図２と同様の断面図である。
【符号の説明】
３１…固定部材３６…回転ケース
３７…歯３９…ピニオン
４１…外歯４４…キャリア
５０…クランクシャフト５３…クランク部
５８…駆動モータ５９…出力軸
６１…検出器

Claims

中央近傍に貫通した孔から構成された通路を有する固定部材と、固定部材に遊嵌され内周に多数の歯が設けられた回転ケースと、回転ケースと固定部材との間に設けられ、外周に回転ケースの歯より歯数が若干少なくかつ回転ケースの歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、回転ケースと固定部材との間に設けられ、固定部材に取り付けられたキャリアと、キャリアに回転可能に支持されるとともにクランク部が前記ピニオンに挿入され、周方向に等距離離れて配置された２本以上のクランクシャフトと、固定部材の外側に配置されるとともに、いずれか１本のクランクシャフトに出力軸が直結され、該クランクシャフトに駆動力を直接付与することでピニオンを偏心回転させる駆動モータと、固定部材の外側に前記駆動モータと重なり合うよう配置されるとともに、残りのクランクシャフトの１本に連結され、該クランクシャフトの回転量を検出する検出器と、を備え、前記ピニオンの偏心回転により駆動モータの出力軸の回転を減速して回転ケースから取り出すようにしたことを特徴とする駆動モータ付き偏心差動減速機。