JP6635795B2 - 減速機およびロボット - Google Patents

Description

本発明は、入力軸の回転を減速させて出力する減速機およびそれを用いたロボットに関する。

減速機には、外郭に設けられた内部空間に、潤滑を目的としてグリスが封入されているものがある。このような減速機には、外郭の内部空間と外部空間とを塞ぐ目的で、オイルシールが設けられているものがある。特許文献１には、内部空間の内圧をオイルシールの耐圧範囲内に抑えるために、内部空間と外部空間とを連通させる穴が外郭に形成された構成が開示されている。

特開２０１１−００１８９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された構成では、内部空間と外部空間とを連通させる穴を通してグリスが漏れるおそれがある。内部空間と外部空間とを連通させる穴からのグリスの漏れを防ぎつつ、内部空間の内圧の上昇を抑えるためには、空気は通過可能であるがグリスの通過を阻む部材、例えばフェルトで穴を塞ぐ必要がある。しかしながら、部材の追加による部品点数の増加が問題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、グリスが封入された内部空間の内圧の上昇を抑えつつ、部品点数を抑えて内部空間からのグリスの漏れを抑えることができる減速機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる減速機は、回転可能とされた入力軸の回転を減速して出力させる減速機であって、入力軸と、入力軸が貫通された外郭体と、を備える。外郭体は、入力軸の一部が露出する内部空間を有する。入力軸には、入力軸の一端から他端に向けて形成された第１の穴と、入力軸の内部空間への露出面から第１の穴に向けて形成されて第１の穴と連通された第２の穴とが設けられている。

本発明にかかる減速機によれば、グリスが封入された内部空間の内圧の上昇を抑えつつ、部品点数を抑えて内部空間からのグリスの漏れを抑えることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる減速機を用いた関節構造の概略構成を示す断面図 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図 図１に示す関節構造を用いたロボットの概略構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる減速機およびロボットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる減速機を用いた関節構造の概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。この関節構造には、関節構造の外殻を構成する筐体２，３と、減速機１と、クロスローラベアリング５と、ボールベアリング６，７と、オイルシール８，９と、キー１０とが備えられる。

減速機１は、サーキュラスプライン１ａ、フレクスプライン１ｂ、およびウェーブジェネレータ１ｃを備える波動減速機である。減速機１は、さらに入力軸４を備える。

入力軸４は、ウェーブジェネレータ１ｃに固定されている。具体的には、図２に示すように、入力軸４は、ウェーブジェネレータ１ｃに形成された穴１６に挿通される。穴１６にはキー溝１５が形成され、入力軸４に嵌め込まれたキー１０がキー溝１５と嵌合する。キー１０がキー溝１５と嵌合することで、入力軸４の空回りが防がれる。なお、キー１０とキー溝１５との嵌合によらず、入力軸４にＤカット部を設けて、入力軸４の空回りを防いでも構わない。

フレクスプライン１ｂとウェーブジェネレータ１ｃとが、減速機１の外殻体を構成する。フレクスプライン１ｂとウェーブジェネレータ１ｃとの間には内部空間１７が形成され、入力軸４の一部が内部空間１７に露出する。この内部空間１７のうち、フレクスプライン１ｂとウェーブジェネレータ１ｃとが当接する領域を含んだ領域が、グリスの塗布されたグリス塗布領域１３となる。グリス塗布領域１３は、内部空間１７のなかでも入力軸４から入力軸４の径方向外側に離れた領域となっている。

筐体２は、サーキュラスプライン１ａに固定されている。筐体３は、フレクスプライン１ｂに固定されている。筐体２と筐体３との間には、クロスローラベアリング５が設けられる。筐体２は、クロスローラベアリング５の内輪に固定されている。筐体３は、クロスローラベアリング５の外輪に固定されている。

なお、筐体２がクロスローラベアリング５の外輪に固定され、筐体３がクロスローラベアリング５の内輪に固定されていても構わない。また、筐体２と筐体３との間に設けられるベアリングはクロスローラベアリング５に限られず、アキシアル荷重とラジアル荷重とモーメント荷重とを支持できるベアリングであればよい。例えば、クロスローラベアリング５に代えて１対のアンギュラベアリングを用いてもよい。

入力軸４は、筐体２に固定されたボールベアリング６と筐体３に固定されたボールベアリング７とで回転可能に支持されている。ウェーブジェネレータ１ｃおよびキー１０は、入力軸４とともに回転する。オイルシール８は、筐体２に固定されて、筐体２と入力軸４との間を封止している。オイルシール９は、筐体３に固定され、筐体３と筐体２との間を封止している。

減速機１を用いた関節構造では、入力軸４を回転させると、入力軸４が固定されたウェーブジェネレータ１ｃが回転する。ウェーブジェネレータ１ｃの回転は、減速機１によって減速されてフレクスプライン１ｂに出力される。すなわち、フレクスプライン１ｂは、ウェーブジェネレータ１ｃよりも遅い回転速度で回転する。そして、フレクスプライン１ｂに固定された筐体３は、フレクスプライン１ｂと同じ回転速度で回転する。すなわち、この関節構造では、入力軸４の回転が減速されて筐体３に伝達される構成となっている。

次に、減速機１においてグリス塗布領域１３に塗布されたグリスが内部空間１７から漏れるのを防ぐための構成について説明する。

減速機１においては、入力軸４の一端４ａから他端４ｂに向けて第１の穴１１が形成されている。第１の穴１１は、入力軸４が回転する際の中心軸Ｃと重なる。入力軸４の一端４ａは、減速機１の外部空間に露出している。

また、入力軸４には、内部空間１７への露出面４ｃから第１の穴１１に向けて形成されて、第１の穴１１と連通する第２の穴１２が設けられる。また、第１の穴１１に向けて形成される第２の穴１２の始点１２ａは、キー１０が設けられる位置と同位相であり、ウェーブジェネレータ１ｃに形成されたキー溝１５と対向する位置となっている。これにより、減速機１の内部空間１７と外部空間とが、第１の穴１１と第２の穴１２とによって連通される。

このように、減速機１の内部空間１７と外部空間とが、第１の穴１１と第２の穴１２とによって連通されることで、減速機１の内部空間１７の内圧の上昇を抑えることができる。これにより、内部空間１７の内圧をオイルシール８，９の耐圧範囲内に抑えることができる。

また、グリス塗布領域１３から離れた入力軸４に第１の穴１１および第２の穴１２が形成されているので、グリス塗布領域１３に塗布されたグリスが、減速機１の姿勢に関わらず第１の穴１１および第２の穴１２に到達しにくくなっている。そのため、内圧の上昇を抑えるために設けられた第１の穴１１および第２の穴１２からグリスが外部空間に漏れにくくなっている。したがって、第１の穴１１の出口、すなわち入力軸４の一端４ａ部分にグリスを吸収させる部材が不要となり、部品点数を抑えることが可能となる。

また、第２の穴１２の始点１２ａが、ウェーブジェネレータ１ｃに形成されたキー溝１５と対向する位置となっているため、入力軸４とキー溝１５との隙間を通らなければグリスは第２の穴１２に到達できない。したがって、グリス塗布領域１３に塗布されたグリスが、減速機１の姿勢に関わらず第１の穴１１および第２の穴１２に到達しにくくなっている。

また、第１の穴１１が入力軸４の回転の中心軸Ｃと重なっており、その第１の穴１１に向けて第２の穴１２が形成されているので、入力軸４が回転した場合には、第２の穴１２に侵入したグリスには始点１２ａに向かう遠心力が働く。したがって、第２の穴１２に侵入したグリスは、入力軸４が回転すれば始点１２ａを通して内部空間１７に排出される。そのため、第１の穴１１および第２の穴１２を通して外部空間にグリスが漏れることをより確実に抑制することができる。

なお、第２の穴１２の始点１２ａは、ウェーブジェネレータ１ｃに形成されたキー溝１５および穴１６と対向しない位置であってもよい。すなわち、始点１２ａの位置が、図１に示すよりも他端４ｂ側にずれていてもよい。キー溝１５穴１６と対向する位置に始点１２ａを設ける場合に比べてグリスが始点１２ａに到達しやすくなるものの、グリス塗布領域１３から離れた入力軸４に第２の穴１２が形成されていることには変わりがなく、第２の穴１２に侵入したグリスを遠心力によって排出することもできるので、第１の穴１１および第２の穴１２を通してグリスが漏れることを抑えることが可能である。

また、キー１０を用いずに入力軸４にＤカット部を設けている場合には、そのＤカット部に第２の穴１２の始点１２ａを設け、穴１６の内壁面と始点１２ａとを対向させてもよい。

また、本実施の形態１では、波動減速機を例に挙げて説明したが、グリスが封入された内部空間１７を有する減速機であれば、波動減速機以外の減速機にも本発明の構成を適用することが可能である。

図３は、図１に示す関節構造を用いたロボットの概略構成を示す図である。ロボット３０は、動力部である電動機３１で減速機１の入力軸４を回転させる。そして、入力軸４の回転に基づく減速機１からの出力、すなわち、筐体３の回転によって、筐体３に連結された回転出力部である腕部３２が回転する。ロボット３０は、図１に示した関節構造を用いているので、関節部分での内部空間１７の内圧の上昇を抑えつつ、部品点数を抑えて内部空間１７からのグリスの漏れを抑えることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 減速機、１ａ サーキュラスプライン、１ｂ フレクスプライン（外郭体）、１ｃ ウェーブジェネレータ（外郭体）、２，３ 筐体、４ 入力軸、４ａ 一端、４ｂ 他端、５ クロスローラベアリング、６，７ ボールベアリング、８，９ オイルシール、１０ キー、１１ 第１の穴、１２ 第２の穴、１２ａ 始点、１３ グリス塗布領域、１５ キー溝、１６ 穴、１７ 内部空間、３０ ロボット、３１ 電動機（動力部）、３２ 腕部（回転出力部）、Ｃ 中心軸。

Claims (5)

1. 回転可能とされた入力軸の回転を減速して出力させる減速機であって、
   前記入力軸と、
   前記入力軸が貫通される貫通穴が形成された外郭体と、を備え、
   前記外郭体は、前記入力軸の一部が露出する内部空間を有し、
   前記貫通穴の内面と前記入力軸の外周面とが対向する領域の一部には前記内部空間に通じる隙間が形成され、
   前記入力軸には、前記入力軸の一端から他端に向けて形成された第１の穴と、前記入力軸の前記隙間への露出面から前記第１の穴に向けて形成されて前記第１の穴と連通された第２の穴とが設けられていることを特徴とする減速機。
2. 前記隙間は、前記貫通穴に設けられたキー溝によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速機。
3. 前記隙間は、前記入力軸に設けられたＤカット部によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速機。
4. 前記外郭体は、前記貫通穴が形成されたウェーブジェネレータと、前記ウェーブジェネレータとの間に前記内部空間を形成するフレクスプラインと、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の減速機。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の減速機と、
   前記入力軸を回転させる動力部と、
   前記入力軸の回転に基づく前記減速機からの出力によって回転する回転出力部と、を備えることを特徴とするロボット。

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