JP5878196B2 - 中空型減速器 - Google Patents

Description

本発明は、伝動装置に関し、特に、中空型減速器に関するものである。

一般的なハーモニック式減速器１０は、図１に示すように、波発生器１１と、撓み性付き歯持ちコップ１２と、剛性内ギア１３と、を含む。
波発生器１１は、楕円カム１１１に撓み性付きボール軸受１１２を嵌合して構成される。波発生器１１の外周面に撓み性付き歯持ちコップ１２が嵌合されている。撓み性付き歯持ちコップ１２の外周面に剛性内ギア１３が嵌合されている。波発生器１１の楕円カム１１１には、動力入力端が固定されている。
動力が入力されて楕円カム１１１が回転しているときには、楕円カム１１１により撓み性付き歯持ちコップ１２が拡径されて、撓み性付き歯持ちコップ１２の一部が剛性内ギア１３と噛合う。撓み性付き歯持ちコップ１２と剛性内ギア１３の歯数の差により、減速の目的を達成することが可能である。ハーモニック式減速器は、減速及び伝動の目的を達成することが可能であるが、全体の構造が中実であるため、配線を配するための中空箇所はない。

上記の目的を解決するために、図２及び図３に示す中空型減速器２０が提案された。中空型減速器２０は、チューブ２１内に支持台２２が回転可能に設けられている。支持台２２の外周面に減速ギア２３が嵌合されている。支持台２２には、動力を出力するための受けプラットフォーム２４が固定されている。
駆動源２５は、支持台２２、減速ギア２３及び受けプラットフォーム２４と同軸せずにチューブ２１に挿入して、減速ギア２３と噛合う。このように、駆動源２５は、減速ギア２３と支持台２２を介して、動力を減速して受けプラットフォーム２４に伝達して出力する。チューブ２１が中空であるため、配線を配することが可能である。
しかし、駆動源２５は、チューブ２１の奥側に挿入して、減速ギア２３と同軸せずに噛合うため、減速器全体の体積が増加し、組付け作業が容易ではなく、そして駆動源２５にある小さいギアを介して、歯数がより多い減速ギア２３を駆動するため、ギアのバックラッシュの問題がある。適量のバックラッシュは、潤滑を良くにし、製造時の誤差を解決するために必要な存在である。バックラッシュが大きすぎると、伝動が精確とならなく、振動が生じ、減速器の角度の伝達に誤差が発生し、振動が生じるとギアの磨耗が加速される。上記の問題を解決するために、加工及び組付けの精度を増加することが必要であるが、そうすると、組付け作業が困難となり、加工コストが増加する。

本発明の主な目的は、貫通するように配線を配することが可能であり、部材が簡素化となり、組付け作業が容易となる中空型減速器を提供することにある。

本発明の中空型減速器によると、一端に楕円収容空間を有する波発生器を有し、他端に動力源と連接する動力源結合穴を有する動力入力部を有する中空型波発生器と、内周面と、外周面と、を有し、前記中空型波発生器の前記楕円収容空間に収容されており、前記外周面が前記楕円収容空間に当接し、前記楕円収容空間に駆動される環状撓み性付き軸受と、撓み性を有し、環状を呈する構造であり、一端に内歯部を有し、他端に出力部を有し、前記内歯部は、内周面と、外周面と、を有し、前記内周面に内歯が複数設けられており、前記外周面は前記環状撓み性付き軸受の前記内周面に嵌合されており、前記環状撓み性付き軸受に駆動されるフレキシブルホイールと、環状を呈する構造であり、その外周面に外歯が複数設けられており、前記外歯の歯数と前記内歯の歯数は差を有し、前記フレキシブルホイールに嵌合されており、一部の前記外歯が前記内歯と噛合う剛性ホイールと、を含み、前記中空型波発生器は、前記楕円収容空間及び前記動力源結合穴と連通する中空通路を有し、前記中空型波発生器の外周面には、前記中空通路と連通した配線挿通用の側穴が設けられていることを特徴とする。

本発明の中空型減速器によると、環状撓み性付き軸受は、外リングと、内リングと、複数の転がり玉と、を含むボール軸受であり、内リングは外リングの内側に位置しており、各転がり玉は、転がり可能であるように外リングと内リングの間に配されており、環状撓み性付き軸受は、外リングの外周面で楕円収容空間に当接することを特徴とする。

本発明の中空型減速器によると、前記フレキシブルホイールの他端の前記出力部には、動力出力部材を組付けるためのボルト穴が複数設けられており、前記内歯部と前記出力部の内周面の間に形成した環状押付面に前記環状撓み性付き軸受の一側面を当接させて位置決めすることを特徴とする。

本発明の中空型減速器によれば、貫通するように配線を配することが可能であり、部材が簡素化となり、組付け作業が容易となるという効果を有する。

一般的なハーモニック式減速器の構造を示す断面図である。 従来の中空型減速器の構造を示す分解斜視図である。 従来の中空型減速器の組合済み状態を示す断面図である。 本発明の一実施例の構造を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例の組合済み状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例の組合済み状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４から図６を参照する。図４は本発明の一実施例の構造を示す分解斜視図であり、図５は本発明の一実施例の組合済み状態を示す斜視図であり、図６は本発明の一実施例の組合済み状態を示す断面図である。本発明の一実施例の中空型減速器は、中空型波発生器３０と、環状撓み性付き軸受４０と、フレキシブルホイール５０と、剛性ホイール６０と、を含む。

中空型波発生器３０は、一端が波発生器３１であり、他端が動力入力部３２である。波発生器３１の動力入力部３２から遠ざかった端に楕円収容空間３１１が成形されている。楕円収容空間３１１は楕円形の周面を有する。動力入力部３２の波発生器３１から遠ざかった端には、動力源結合穴３２１が成形されている。動力源結合穴３２１は、円形穴３２２と、円形穴３２２と連通するキー溝３２３と、から構成される。中空型波発生器３０は、更に、楕円収容空間３１１及び動力源結合穴３２２と連通する中空通路３３を有する。中空通路３３と円形穴３２２は中空型波発生器３０を貫通する。中空型波発生器３０の動力入力部３２の両端の間は外周面３２４である。外周面３２４には、中空通路３３と連通する側穴３２５が少なくとも一つ設けられている。本実施例では、側穴３２５は、二つあり、楕円形を呈する。

環状撓み性付き軸受４０は、内周面と、外周面と、を有する。環状撓み性付き軸受４０は、外リング４１と、内リング４２と、複数の転がり玉４３と、を含むボール軸受である。内リング４２は外リング４１内に位置している。各転がり玉４３は、転がり可能であるように外リング４１と内リング４２の間に配されている。
前記内周面は内リング４２の外リング４１から遠ざかった面である。前記外周面は外リング４１の内リング４２から遠ざかった面である。本実施例の環状撓み性付き軸受４０は、撓み性を有するボール軸受であり、中空型波発生器３０の楕円収容空間３１１に収容されている。このように、環状撓み性付き軸受４０は、外リング４０の外周面で楕円収容空間３１１に当接し、楕円収容空間３１１に駆動されることが可能である。

フレキシブルホイール５０は、撓み性を有し、環状を呈する構造であり、一端が内歯部５１であり、他端が出力部５２である。内歯部５１は、内周面と、外周面と、を有する。前記内周面に内歯５１１が複数設けられている。出力部５２にボルト穴５２１が複数設けられている。これらのボルト穴５２１により、動力出力部材を組付けることが可能である。
内歯部５１と出力部５２の間は環状押付面５３を有する。内歯部５１の前記外周面は、環状撓み性付き軸受４０の内リング４２の前記内周面に嵌合されている。フレキシブルホイール５０は、環状撓み性付き軸受４０の内リング４２に挿入して、環状撓み性付き軸受４０の前記内周面に当接して、環状撓み性付き軸受４０に駆動される。フレキシブルホイール５０の環状押付面５３は環状撓み性付き軸受４０に当接する。

剛性ホイール６０は、環状を呈する構造であり、その外周面に外歯６１が複数設けられている。外歯６１の歯数とフレキシブルホイール５０の内歯部５１の内歯５１１の歯数は差を有する。剛性ホイール６０は、フレキシブルホイール５０の内歯部５１に嵌合されており、一部の外歯６１が内歯５１１と噛合う。

次に、本発明の一実施例の組付方法を説明する。まず、剛性ホイール６０を固定して、剛性ホイール６０にフレキシブルホイール５０を嵌め込んで、フレキシブルホイール５０の内歯部５１を剛性ホイール６０の外歯６１と噛合う。この後、中空型波発生器３０の楕円収容空間３１１に環状撓み性付き軸受４０を嵌め込んで、環状撓み性付き軸受４０が楕円形になる。最後に、フレキシブルホイール５０の内歯部５１に中空型波発生器３０と環状撓み性付き軸受４０を嵌め込む。このようにして、本発明の一実施例の組付け作業は完成する。
フレキシブルホイール５０の各ボルト穴５２１により、動力出力部材をロックして出力端となることが可能である。本実施例の各ボルト穴５２１は座ぐり穴であり、これにより、締結具の突出による干渉を回避することが可能である。中空型波発生器３０の動力入力部３２の動力源結合穴３２１には、動力源の動力出力軸Ｘを固定することが可能である。動力出力軸Ｘは、円形軸Ｘ１に回転止めキーＸ２が設けられている構成である。動力出力軸Ｘの円形軸Ｘ１と回転止めキーＸ２は、動力源結合穴３２１の円形穴３２２とキー溝３２３にそれぞれ挿入する。円形穴３２２とキー溝３２３により、動力源の動力出力軸Ｘは、動力を動力入力部３２に入力して、中空型波発生器を駆動して回転することが可能である。
本発明の中空型減速器が組み付けられている機構の配線Ｙは、剛性ホイール６０、フレキシブルホイール５０及び環状撓み性付き軸受４０を挿通して、中空型波発生器３０の中空通路３３を挿通して、側穴３２５から外部に延びる。このように、配線Ｙは、本発明の中空型減速器を挿通して配線作業をすることが可能である。側穴３２５は楕円形を呈する穴であるため、配線作業は容易となる。特に、本発明の中空型減速器は、１５０〜２５０度の運動範囲を有するロボットに適用することが可能である。もちろん、回転ジョイントを別に組み付けると、本発明の中空型減速器は、もっと大きい運動範囲を有する機械に適用することも可能である。

次に、本発明の一実施例の使用状態を説明する。動力源の動力出力軸Ｘは中空型波発生器３０を駆動すると、中空型波発生器３０が環状撓み性付き軸受４０とフレキシブルホイール５０を駆動して、フレキシブルホイール５０と剛性ホイール６０との歯数に差があるため、動力が減速されて出力する。

本発明は、減速器に適用することができる。

１０ ハーモニック式減速器
１１ 波発生器
１２ 撓み性付き歯持ちコップ
１３ 剛性内ギア
２０ 中空型減速器
２１ チューブ
２２ 支持台
２３ 減速ギア
２４ 受けプラットフォーム
２５ 駆動源
３０ 中空型波発生器
３１ 波発生器
３２ 動力入力部
３３ 中空通路
４０ 環状撓み性付き軸受
４１ 外リング
４２ 内リング
４３ 転がり玉
５０ フレキシブルホイール
５１ 内歯部
５２ 出力部
５３ 環状押付面
６０ 剛性ホイール
６１ 外歯
１１１ 楕円カム
１１２ 撓み性付きボール軸受
３１１ 楕円収容空間
３２１ 動力源結合穴
３２２ 円形穴
３２３ キー溝
３２４ 外周面
３２５ 側穴
５１１ 内歯
５２１ ボルト穴
Ｘ 動力出力軸
Ｘ１ 円形軸
Ｘ２ 回転止めキー
Ｙ 配線

Claims (3)

1. 一端に楕円収容空間を有する波発生器を有し、他端に動力源と連接する動力源結合穴を有する動力入力部を有する中空型波発生器と、
   内周面と、外周面と、を有し、前記中空型波発生器の前記楕円収容空間に収容されており、前記外周面が前記楕円収容空間に当接し、前記楕円収容空間に駆動される環状撓み性付き軸受と、
   撓み性を有し、環状を呈する構造であり、一端に内歯部を有し、他端に出力部を有し、前記内歯部は、内周面と、外周面と、を有し、前記内周面に内歯が複数設けられており、前記外周面は前記環状撓み性付き軸受の前記内周面に嵌合されており、前記環状撓み性付き軸受に駆動されるフレキシブルホイールと、
   環状を呈する構造であり、その外周面に外歯が複数設けられており、前記外歯の歯数と前記内歯の歯数は差を有し、前記フレキシブルホイールに嵌合されており、一部の前記外歯が前記内歯と噛合う剛性ホイールと、を含み、
   前記中空型波発生器は、前記楕円収容空間及び前記動力源結合穴と連通する中空通路を有し、
   前記中空型波発生器の外周面には、前記中空通路と連通した配線挿通用の側穴が設けられていることを特徴とする、
   中空型減速器。
2. 前記環状撓み性付き軸受は、外リングと、内リングと、複数の転がり玉と、を含むボール軸受であり、前記内リングは前記外リングの内側に位置しており、前記各転がり玉は、転がり可能であるように前記外リングと前記内リングの間に配されており、前記環状撓み性付き軸受は、前記外リングの前記外周面で前記楕円収容空間に当接することを特徴とする、請求項１に記載の中空型減速器。
3. 前記フレキシブルホイールの他端の前記出力部には、動力出力部材を組付けるためのボルト穴が複数設けられており、前記内歯部と前記出力部の内周面の間に形成した環状押付面に前記環状撓み性付き軸受の一側面を当接させて位置決めすることを特徴とする、請求項１に記載の中空型減速器。

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