JPH02261943A - 遊星歯車減速機 - Google Patents
遊星歯車減速機Info
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- JPH02261943A JPH02261943A JP8064089A JP8064089A JPH02261943A JP H02261943 A JPH02261943 A JP H02261943A JP 8064089 A JP8064089 A JP 8064089A JP 8064089 A JP8064089 A JP 8064089A JP H02261943 A JPH02261943 A JP H02261943A
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- teeth
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 9
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
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- Retarders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、遊星歯車減速機に関し、例えば産業用ロボッ
トの関節部に設けられ、ロボットのアーム部材を駆動す
る高減速比の減速機に関する。
トの関節部に設けられ、ロボットのアーム部材を駆動す
る高減速比の減速機に関する。
（従来の技術）
近時、各種産業における産業用ロボットの進出に伴い、
モータと協動してロボットのアーム部材を所定のプログ
ラムに基づいて駆動し、その動作を微妙にコントロール
するために、高減速比を備えた種々の減速機が考案され
ている。
モータと協動してロボットのアーム部材を所定のプログ
ラムに基づいて駆動し、その動作を微妙にコントロール
するために、高減速比を備えた種々の減速機が考案され
ている。
従来のこの種の減速機のうち遊星歯車機構を備えた遊星
歯車減速機としては、例えば第５図〜第７図に示すよう
なものが知られている。
歯車減速機としては、例えば第５図〜第７図に示すよう
なものが知られている。
第５図および第６図において、符号ｌは上述の減速機２
の入力軸であり、入力軸１はモータ３に直結され、モー
タ３の回転によって小歯車４とともに回転駆動される。
の入力軸であり、入力軸１はモータ３に直結され、モー
タ３の回転によって小歯車４とともに回転駆動される。
そして、小歯車４は入力軸１の放射外方に設けられた３
組のカム軸５の第５図中右端軸部にそれぞれ固着された
大歯車６に噛合している。カム軸５の中間部には偏心カ
ム７がその偏心方向が相反するようにして一対形成され
ており、カム軸５の第５図中左端軸部および大歯車６と
偏心カム７の間の軸部は、それぞれブロック部材８およ
び円板部材９に支持されている。さ牧に、円板部材９は
ブロック部材８に形成された３つの突起部８ａに一体的
に取り付けられている。
組のカム軸５の第５図中右端軸部にそれぞれ固着された
大歯車６に噛合している。カム軸５の中間部には偏心カ
ム７がその偏心方向が相反するようにして一対形成され
ており、カム軸５の第５図中左端軸部および大歯車６と
偏心カム７の間の軸部は、それぞれブロック部材８およ
び円板部材９に支持されている。さ牧に、円板部材９は
ブロック部材８に形成された３つの突起部８ａに一体的
に取り付けられている。
符号１０は、外周に波形の多数の外歯１１が等間隔で形
成された外歯歯車であり、これも一対設けられている。
成された外歯歯車であり、これも一対設けられている。
外歯歯車１０にはカム軸５が貫通して偏心カム７が係合
し、また、ブロック部材８の突出部８ａが貫通、遊合し
ている。外歯歯車１０の放射外方には、内周に外歯歯車
１０の外歯１１の数ｎよりも１つ多い数、すなわちｎ＋
１の円筒状のビン１２が等間隔で回転自在に植設され、
ビン１２が外歯歯車１０の外歯１１に噛合する内歯歯車
１３が設けられている。なお、多数のビン１２は内歯歯
車１３の内周に設けられた多数の内歯を構成する。一方
、ブロック部材８の第５図中左側には、出力軸１４に同
軸で一体的に形成されたフランジ部１４ａがブロック部
材８および円板部材９と同軸に設けられており、ボルト
１５によってフランジ部１４ａ、ブロック部材８および
円板部材９が一体的に結合される。なお、出力軸１４は
減速機２のハウジング１６に軸受（図示せず）を介して
回転自在に支持され、また内歯歯車１３はハウジング１
６に一体的に設けられている。
し、また、ブロック部材８の突出部８ａが貫通、遊合し
ている。外歯歯車１０の放射外方には、内周に外歯歯車
１０の外歯１１の数ｎよりも１つ多い数、すなわちｎ＋
１の円筒状のビン１２が等間隔で回転自在に植設され、
ビン１２が外歯歯車１０の外歯１１に噛合する内歯歯車
１３が設けられている。なお、多数のビン１２は内歯歯
車１３の内周に設けられた多数の内歯を構成する。一方
、ブロック部材８の第５図中左側には、出力軸１４に同
軸で一体的に形成されたフランジ部１４ａがブロック部
材８および円板部材９と同軸に設けられており、ボルト
１５によってフランジ部１４ａ、ブロック部材８および
円板部材９が一体的に結合される。なお、出力軸１４は
減速機２のハウジング１６に軸受（図示せず）を介して
回転自在に支持され、また内歯歯車１３はハウジング１
６に一体的に設けられている。
第５図において、カム軸５が入力軸１および小歯車４を
介してモータ３により回転駆動されると、３つの偏心カ
ム７がそれぞれ第６図中、例えば時計回転方向に同期し
て回転する。これに伴って、外歯歯車１０が内歯歯車１
３の軸心○を中心として偏心揺動し、外歯１１とビン１
２のピッチの差によって外歯歯車１０は反時計回転方向
に駆動される。同時に、第５図において、ブロック部材
８および円板部材９がカム軸５とともに軸心Ｏの周りに
回転し、出力軸１４がフランジ部１４ａを介して回転駆
動される。このとき、出力軸１４０回転数とカム軸５０
回転数の比、すなわち、外歯歯車１０および内歯歯車１
３による減速比は ｎ＋１ き（設定すれば、小歯車４とカム軸５の間に生じる減速
比とともに極めて大きな減速比が得られ、産業用ロボッ
ト等のア・−ム部材の微妙な動作をコントロールするこ
とができる。
介してモータ３により回転駆動されると、３つの偏心カ
ム７がそれぞれ第６図中、例えば時計回転方向に同期し
て回転する。これに伴って、外歯歯車１０が内歯歯車１
３の軸心○を中心として偏心揺動し、外歯１１とビン１
２のピッチの差によって外歯歯車１０は反時計回転方向
に駆動される。同時に、第５図において、ブロック部材
８および円板部材９がカム軸５とともに軸心Ｏの周りに
回転し、出力軸１４がフランジ部１４ａを介して回転駆
動される。このとき、出力軸１４０回転数とカム軸５０
回転数の比、すなわち、外歯歯車１０および内歯歯車１
３による減速比は ｎ＋１ き（設定すれば、小歯車４とカム軸５の間に生じる減速
比とともに極めて大きな減速比が得られ、産業用ロボッ
ト等のア・−ム部材の微妙な動作をコントロールするこ
とができる。
ここで、第７図は、第６図におけるＢ部の拡大図である
。第７図に示すように、外歯歯車１０の多数の外歯１１
はべりサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯形に
形成され、歯先部１１ａの先端面と歯元部１１ｂの底面
の間の放射方向の距離、すなわち歯たけＨがいずれも所
定寸法となるように精密に歯切りされている。
。第７図に示すように、外歯歯車１０の多数の外歯１１
はべりサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯形に
形成され、歯先部１１ａの先端面と歯元部１１ｂの底面
の間の放射方向の距離、すなわち歯たけＨがいずれも所
定寸法となるように精密に歯切りされている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来の遊星歯車減速機にあっ
ては、第６図に示すよ、うに、いずれの部位におけるビ
ン１２も外歯１１に接触しているため、その運転時にお
いて、それぞれのビン１２と外歯１１とが連続して転が
り接触する。したがって、各ビン１２は連続して強制的
に自転させられ、それぞれのビン１２とこれを回転支持
する凹部１３ａとの間においても、連続して摺動運動が
強制される。したがって、そのような摺動による摩擦熱
が発生し続け、その温度は当然ながら減速機の高速運転
時に高温となり、これに起因してビン１２と凹部１３ａ
との間に焼付きが起きるという問題があった。さらに駆
動するロボットの動作精度を高めるため減速機２を構成
する各噛合部あるいは摺動部の振動、バックラッシュ等
には基準が設けられており、このために、各部材間のク
リアランスは僅少で精密であるため、上述のような内部
発熱が大きくなると、これらのクリアランスが零となっ
てロックされ焼付を生じる。
ては、第６図に示すよ、うに、いずれの部位におけるビ
ン１２も外歯１１に接触しているため、その運転時にお
いて、それぞれのビン１２と外歯１１とが連続して転が
り接触する。したがって、各ビン１２は連続して強制的
に自転させられ、それぞれのビン１２とこれを回転支持
する凹部１３ａとの間においても、連続して摺動運動が
強制される。したがって、そのような摺動による摩擦熱
が発生し続け、その温度は当然ながら減速機の高速運転
時に高温となり、これに起因してビン１２と凹部１３ａ
との間に焼付きが起きるという問題があった。さらに駆
動するロボットの動作精度を高めるため減速機２を構成
する各噛合部あるいは摺動部の振動、バックラッシュ等
には基準が設けられており、このために、各部材間のク
リアランスは僅少で精密であるため、上述のような内部
発熱が大きくなると、これらのクリアランスが零となっ
てロックされ焼付を生じる。
なお、ビン１２と凹部１３ａの摩擦を減少して減速機２
の内部発熱を軽減するものとしてビン１２の外周に低摩
擦部材を嵌合させたり、ビン１２の外周にテフロン等の
低摩擦素材をコーティングする方法も提案されているが
、いずれも減速機２のコストが高くなる割にはその効果
は不充分である。
の内部発熱を軽減するものとしてビン１２の外周に低摩
擦部材を嵌合させたり、ビン１２の外周にテフロン等の
低摩擦素材をコーティングする方法も提案されているが
、いずれも減速機２のコストが高くなる割にはその効果
は不充分である。
（発明の目的）
本発明は、上述のような従来技術の課題を背景としてな
されたものであり、内部発熱を低減することにより、焼
付による故障を解消して、高速化に対応可能な遊星歯車
減速機を提供することを目的としている。
されたものであり、内部発熱を低減することにより、焼
付による故障を解消して、高速化に対応可能な遊星歯車
減速機を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明によるａＸ歯車減速機は上記目的達成のため、偏
心カムを有し、入力軸によって回転駆動されるカム軸と
、外周に多数の外歯が形成され、カム軸の偏心カムが係
合して入力軸の軸線の回りに偏心揺動する外歯歯車と、
内周に回転自在に植設されたビンからなる多数の内歯を
有し、該内歯が偏心揺動する外歯歯車の外歯に噛合する
内歯歯車と、を備えた遊星歯車減速機において、前記外
歯歯車の外歯形状を歯先部で切除した形状としている。
心カムを有し、入力軸によって回転駆動されるカム軸と
、外周に多数の外歯が形成され、カム軸の偏心カムが係
合して入力軸の軸線の回りに偏心揺動する外歯歯車と、
内周に回転自在に植設されたビンからなる多数の内歯を
有し、該内歯が偏心揺動する外歯歯車の外歯に噛合する
内歯歯車と、を備えた遊星歯車減速機において、前記外
歯歯車の外歯形状を歯先部で切除した形状としている。
（作用）
本発明では、外歯歯車の外歯形状を歯先部で切除した形
状としているので外歯歯先部との関係において内歯歯車
のビンが強制回転させられることがなくなる。このため
、内部発熱が低減して焼付による故障が解消し、減速機
の高速化に対応することが可能となる。
状としているので外歯歯先部との関係において内歯歯車
のビンが強制回転させられることがなくなる。このため
、内部発熱が低減して焼付による故障が解消し、減速機
の高速化に対応することが可能となる。
また、ビン歯と外歯との転がり速度は、従来、ピン歯と
外歯歯先部との保合時が最大となり、したがって、その
時の転がり速度も最大となって発熱量も大きくなってい
たわけであるが、本発明においては上述したように、そ
のような係合関係を起こさない構成となっているので、
減速機の高温化防止を効果的に達成することができる。
外歯歯先部との保合時が最大となり、したがって、その
時の転がり速度も最大となって発熱量も大きくなってい
たわけであるが、本発明においては上述したように、そ
のような係合関係を起こさない構成となっているので、
減速機の高温化防止を効果的に達成することができる。
また、本発明においては上述したようにピン歯と外歯歯
先部との係合は生じないが、かかる保合は本来トルク伝
達にあまり寄与しないものであるから、実質上、減速機
のトルク伝達能力を低下させることもない。
先部との係合は生じないが、かかる保合は本来トルク伝
達にあまり寄与しないものであるから、実質上、減速機
のトルク伝達能力を低下させることもない。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図である。ま
ず、構成を説明するが、第１図および第２図に示す本実
施例の構成は、外歯歯車１０が形状の異なる外歯２１を
有することを除いて第５図および第６図に示した従来例
と同様であり、このため、第１図および第２図に同一の
符号を付して詳細な説明を省略する。
ず、構成を説明するが、第１図および第２図に示す本実
施例の構成は、外歯歯車１０が形状の異なる外歯２１を
有することを除いて第５図および第６図に示した従来例
と同様であり、このため、第１図および第２図に同一の
符号を付して詳細な説明を省略する。
第３図は、第２図におけるＡ部の拡大図であり、外歯歯
車１０の偏心揺動により内歯歯車１３の内歯、すなわち
ビン１２が外歯歯車１０の外歯２１に最も深く噛合して
いる部分の状態を示す。第３図に示すように、外歯２１
の歯先部２１ａを外歯歯車１０の外周に沿って切削する
ことにより外歯形状を歯先部で切除したものとしている
。第３図中の仮想線は修正前の歯先形状を表したもので
あり、その修正前歯形は従来同様、ペリサイクロイド曲
線への等距離曲線からなる。
車１０の偏心揺動により内歯歯車１３の内歯、すなわち
ビン１２が外歯歯車１０の外歯２１に最も深く噛合して
いる部分の状態を示す。第３図に示すように、外歯２１
の歯先部２１ａを外歯歯車１０の外周に沿って切削する
ことにより外歯形状を歯先部で切除したものとしている
。第３図中の仮想線は修正前の歯先形状を表したもので
あり、その修正前歯形は従来同様、ペリサイクロイド曲
線への等距離曲線からなる。
次に、作用を説明する。
第１図において、カム軸５が入力軸１および小歯車４を
介してモータ３に回転駆動されると、偏心カム７がそれ
ぞれ第２図中、例えば時計回転方向に同期して回転する
。これに伴って、外歯歯車１０が、内歯歯車１３の軸心
Ｏを中心として偏心揺動し、外歯２１とビン１２のピッ
チの差によって外歯歯車１０は反時計回転方向に駆動さ
れる。同時に、第１図において、ブロック部材８および
円板部材９がカム軸５とともに軸線Ｘ−Ｘの周りに回転
し、出力軸１４がフランジ部１４ａを介して回転駆動さ
れる。このとき、第３図において、内歯歯車１３のビン
１２の外周は外歯２１の歯先部２１ａから歯元部２１ｃ
に亘って外歯２１に転がり接触し、このためビン１２は
内歯歯車１３の凹部１３ａの回りに自転するが、前述の
ように外歯２１の歯先部２１ａが切削されているので、
歯先部２１ａから歯元部２１Ｃにかけてビン１２と外歯
２１とが転がり接触する距離が短縮される。
介してモータ３に回転駆動されると、偏心カム７がそれ
ぞれ第２図中、例えば時計回転方向に同期して回転する
。これに伴って、外歯歯車１０が、内歯歯車１３の軸心
Ｏを中心として偏心揺動し、外歯２１とビン１２のピッ
チの差によって外歯歯車１０は反時計回転方向に駆動さ
れる。同時に、第１図において、ブロック部材８および
円板部材９がカム軸５とともに軸線Ｘ−Ｘの周りに回転
し、出力軸１４がフランジ部１４ａを介して回転駆動さ
れる。このとき、第３図において、内歯歯車１３のビン
１２の外周は外歯２１の歯先部２１ａから歯元部２１ｃ
に亘って外歯２１に転がり接触し、このためビン１２は
内歯歯車１３の凹部１３ａの回りに自転するが、前述の
ように外歯２１の歯先部２１ａが切削されているので、
歯先部２１ａから歯元部２１Ｃにかけてビン１２と外歯
２１とが転がり接触する距離が短縮される。
その結果、ビン１２が強制的に自転させられる時間は短
縮される。このためビン１２と凹部１３ａの摩擦による
発熱が低減する。この発熱低減効果は、上述した転がり
接触の距離が短かければ短いほど大きくなるが、歯面圧
等との関係で自ずとその限界が定まる。本実施例におい
ては、第３図に示す歯たけＨが１．８ｍｍの歯先修正前
の外歯２１に対し、ビン１２と転がり接触する範囲の好
適寸法りを１．７１としている。第４図は前述した従来
の減速機と本実施例に示す減速機について、それぞれ出
力軸１４の回転数を所定の数ポイントに維持して連続運
転した場合の内歯歯車１３の外周側表面飽和温度とその
時のテスト室々温との差を測定した結果を示す。
縮される。このためビン１２と凹部１３ａの摩擦による
発熱が低減する。この発熱低減効果は、上述した転がり
接触の距離が短かければ短いほど大きくなるが、歯面圧
等との関係で自ずとその限界が定まる。本実施例におい
ては、第３図に示す歯たけＨが１．８ｍｍの歯先修正前
の外歯２１に対し、ビン１２と転がり接触する範囲の好
適寸法りを１．７１としている。第４図は前述した従来
の減速機と本実施例に示す減速機について、それぞれ出
力軸１４の回転数を所定の数ポイントに維持して連続運
転した場合の内歯歯車１３の外周側表面飽和温度とその
時のテスト室々温との差を測定した結果を示す。
なお、上記比較テストに使用した本実施例の減速機につ
いては、外歯２１の寸法が、前述のように第３図におい
て、従来例の歯たけＨ”１．８ｍｍに対して切除部の高
さΔｈ−０，１ｍｍ、すなわち歯たけｈ＝１゜７ ＋ｎ
ｏ＋のものである。また、両減速機共に外歯歯車１０の
外径は約８０ｍｍ、ビン１２径は４１である。
いては、外歯２１の寸法が、前述のように第３図におい
て、従来例の歯たけＨ”１．８ｍｍに対して切除部の高
さΔｈ−０，１ｍｍ、すなわち歯たけｈ＝１゜７ ＋ｎ
ｏ＋のものである。また、両減速機共に外歯歯車１０の
外径は約８０ｍｍ、ビン１２径は４１である。
第４図に示すように、従来例において出力軸１４の回転
数を１１００ｒｐ近辺で連続運転すると内歯歯車１３の
外周側表面の温度が飽和しなくなり、焼付の懸念がある
のに比較して、本実施例においては内部発熱が外部放熱
とバランスして実用可能温度に保たれている。すなわち
、第４図に示すように、本実施例においては充分に高速
化に対応可能な結果が得られている。なお、本実施例で
は内歯歯車と外歯歯車の歯数差が−の場合について説明
したが、本発明においては、かかる歯数差は二基上であ
ってもよい。また、本実施例では外歯の基本形状がベリ
サイクロイド曲線への等距離曲線からなるものとして説
明したが、これに限らず本発明においては、外歯の基本
形状は他のトロコイド系歯形曲線からなるものであって
もよい。
数を１１００ｒｐ近辺で連続運転すると内歯歯車１３の
外周側表面の温度が飽和しなくなり、焼付の懸念がある
のに比較して、本実施例においては内部発熱が外部放熱
とバランスして実用可能温度に保たれている。すなわち
、第４図に示すように、本実施例においては充分に高速
化に対応可能な結果が得られている。なお、本実施例で
は内歯歯車と外歯歯車の歯数差が−の場合について説明
したが、本発明においては、かかる歯数差は二基上であ
ってもよい。また、本実施例では外歯の基本形状がベリ
サイクロイド曲線への等距離曲線からなるものとして説
明したが、これに限らず本発明においては、外歯の基本
形状は他のトロコイド系歯形曲線からなるものであって
もよい。
（効果）
本発明によれば、外歯歯車の外歯形状を歯先部で切除し
たものとしているので、内歯歯車のビンが強制的に自転
させられる時間が減少する。このため、内部発熱を低減
して焼付による故障を解消することができる。したがっ
て、本発明の目的とする高速化に対応可能な′ｔ１足歯
車減速機を提供することができる。
たものとしているので、内歯歯車のビンが強制的に自転
させられる時間が減少する。このため、内部発熱を低減
して焼付による故障を解消することができる。したがっ
て、本発明の目的とする高速化に対応可能な′ｔ１足歯
車減速機を提供することができる。
第１図〜第４図は本発明に係るＭ星歯車減速機の一実施
例を示す図であり、第１図はその正面断面図、第２図は
第１図におけるｎ−ｎ矢視断面図、第３図は第２図にお
けるＡ２部の拡大図、第４図は発熱特性図である。第５
図〜第７図は従来の遊星歯車減速機の−・例を示す図で
あり、第５図はその正面断面図、第６図は第５図におけ
る■−Ｖｌ矢視断面図、第７図は第６図におけるＢ部の
拡大図である。 ｌ・−・・・・人力軸、 ５・・・・・・カム軸、 ７・・・・・・偏心カム、 １０・・・・・・外歯歯車、 １２・・・・・・ビン（内歯）、 １３・・・・・・内歯歯車、 ２１・・・・・・外歯、 ２１ａ・・・・・・歯先部。 第 １ 図 代 理 人 弁理士 有我軍 部 １、Ｉ門困困１１ 外 歯 ２１ａ：歯先部 １ら 第 図 第 図 第 図 □減速機出力軸の回転数（ｒｐｍ） 第 図
例を示す図であり、第１図はその正面断面図、第２図は
第１図におけるｎ−ｎ矢視断面図、第３図は第２図にお
けるＡ２部の拡大図、第４図は発熱特性図である。第５
図〜第７図は従来の遊星歯車減速機の−・例を示す図で
あり、第５図はその正面断面図、第６図は第５図におけ
る■−Ｖｌ矢視断面図、第７図は第６図におけるＢ部の
拡大図である。 ｌ・−・・・・人力軸、 ５・・・・・・カム軸、 ７・・・・・・偏心カム、 １０・・・・・・外歯歯車、 １２・・・・・・ビン（内歯）、 １３・・・・・・内歯歯車、 ２１・・・・・・外歯、 ２１ａ・・・・・・歯先部。 第 １ 図 代 理 人 弁理士 有我軍 部 １、Ｉ門困困１１ 外 歯 ２１ａ：歯先部 １ら 第 図 第 図 第 図 □減速機出力軸の回転数（ｒｐｍ） 第 図
Claims (1)
- 偏心カムを有し、入力軸によって回転駆動されるカム軸
と、外周に多数の外歯が形成され、カム軸の偏心カムが
係合して入力軸の軸線の回りに偏心揺動する外歯歯車と
、内周に回転自在に植設されたピンからなる多数の内歯
を有し、該内歯が偏心揺動する外歯歯車の外歯に噛合す
る内歯歯車と、を備えた遊星歯車減速機において、前記
外歯歯車の外歯形状を歯先部で切除した形状としている
ことを特徴とする遊星歯車減速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8064089A JPH02261943A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 遊星歯車減速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8064089A JPH02261943A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 遊星歯車減速機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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