JPH0837759A

JPH0837759A - 歯車付モータ

Info

Publication number: JPH0837759A
Application number: JP7068090A
Authority: JP
Inventors: Adolf Schnell; アドルフ・シュネル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-26
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-02-06
Also published as: CN1114399A; DE4410401A1; DE59502666D1; RU2155893C2; US5655988A; EP0674122A2; ES2120092T3; US5833569A; EP0674122A3; KR100340955B1; ATE167919T1; EP0674122B1; CN1051604C; RU95104318A; CA2144833A1; KR950034995A

Abstract

(57)【要約】【目的】遊星歯車装置を用いた歯車付モータの内部に
ケーブルその他を収容する貫通路を設ける。【構成】筐体２との間に遊星歯車装置７が同軸に配置
されるように遊星歯車装置７を貫通する中空シャフト１
を備え、遊星キャリア８を中空シャフト１のまわりに回
転するように取り付け、この遊星キャリア８に支えられ
る遊星輪１１が筐体２に固定された内歯車１３に歯合
し、さらに、この内歯車１３と軸方向に並んで配置され
た内歯車１４を遊星輪１１に歯合させて回転出力を取り
出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動モータおよびそれに
より駆動されるウォルフロム（Wolfrom ）型遊星歯車装
置を備えた歯車付モータに関する。ウォルフロム型遊星
歯車装置は筐体内に配置され、遊星キャリアと、この遊
星キャリアに取り付けられた遊星輪と、筐体に固定され
た内歯車および回転する内歯車とを備え、これらの内歯
車は軸方向に沿って配置される。

【０００２】

【従来の技術】ロボット技術を利用して人間の手の動き
を模倣する装置（以下「ハンドギア装置」という）が従
来から知られており、保持、溶接、刺抜き、接着剤塗布
その他のツール（道具）を回転軸を中心として動かした
り、旋回軸を中心としてその軸に直角に動かすことがで
きる。ツールとハンドギア装置との間には過負荷クラッ
チが配置され、通常はツールとハンドギア装置との間を
しっかりと接続し、衝突が起こった場合にはそれらの間
に柔接続を形成することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のハンド
ギア装置では、ツールまたは過負荷クラッチに電力や油
圧あるいは空気圧パワーを供給するため、あるいは噴霧
のためのペンキその他を供給するために必要な供給ライ
ンが、装置の外部に無保護に配置されていた。また、場
合によっては、ハンドギア装置にツール用のモータの付
加的重量が加わることなしにツールを駆動する必要があ
る。このような課題を解決するには、ハンドギア装置内
を供給ラインや動力伝達機構が通り抜けるような構造が
必要となる。

【０００４】本発明は、このような構造を実現するた
め、貫通路が設けられた歯車付モータを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の歯車付モータ
は、駆動モータと、筐体内に配置され駆動モータにより
駆動される遊星歯車装置とを備え、この遊星歯車装置
は、遊星キャリアと、この遊星キャリアに支えられた複
数の遊星輪と、筐体に固定され複数の遊星輪に歯合する
第一の内歯車とを含む歯車付モータにおいて、筐体との
間に遊星歯車装置が同軸に配置されるように遊星歯車装
置を貫通する中空シャフトを備え、遊星キャリアは中空
シャフトのまわりに回転するように取り付けられ、第一
の内歯車と同じ軸に軸方向に並んで配置され遊星輪に歯
合して回転出力を取り出す第二の内歯車を備えたことを
特徴とする。

【０００６】

【作用】遊星キャリアを駆動すると、この遊星キャリア
に支えられた遊星輪がその外側に設けられた第一の内歯
車に歯合して自転しながら中空シャフトのまわりを公転
し、この遊星輪に歯合する第二の内歯車を駆動する。こ
の第二の内歯車の回転が回転出力として取り出される。
また、遊星輪を中空シャフト側から駆動する場合にも、
遊星輪が自転しながら中空シャフトのまわりを公転し、
第二の内歯車を駆動する。

【０００７】この構成は、空間的にコンパクトでしかも
軽量に構成でき、非常に高い作動パワーで大きな位置精
度をもつことができる。しかも、中空シャフトの内部を
利用して、電極ケーブル、制御ケーブル、作業に用いる
材料などを供給することがてきる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明第一実施例の歯車付モータを備
えたロボット・アーム用ハンドギア装置の一部を示す図
であり、簡略化しその一部を断面により示す。このハン
ドギア装置は二軸構造であり、このハンドギア装置の回
転軸となる中空シャフト１を備え、この中空シャフト１
は筐体２に接続される。筐体２は実質的に中空円筒また
は管状の形をしており、カバーリング２ａが設けられ
る。この構造において、中空シャフト１は筐体２に対し
て静止している。筐体２は側面にフランジ３を備え、こ
のフランジ３に駆動モータ４を接続することができる。
駆動モータ４は駆動シャフト５を備え、この駆動シャフ
ト５に傘ピニオン６が取り付けられ、五輪構成すなわち
ウォルフロム型の遊星歯車装置７を駆動することができ
る。

【０００９】遊星歯車装置７は、いくらか遊びがあり、
遊星キャリア８を備え、この遊星キャリア８は二つの遊
星輪ピン９を支える。これらの遊星輪ピン９は中空シャ
フト１と同軸の互いに１８０°の位置に配置され、針状
ころ軸受１０により遊星輪１１が取り付けられる。遊星
キャリア８には傘ピニオン６側にこの傘ピニオン６に噛
み合う傘歯車１２が設けられ、駆動モータ４により遊星
キャリア８を駆動することができる。

【００１０】筐体２は内歯車１３を収容し、この内歯車
１３は筐体２にしっかりと連結される。内歯車１３の近
傍には軸方向に並んで出力用内歯車１４が配置され、こ
れらの内歯車１３、１４が遊星輪１１に歯合する。

【００１１】出力用内歯車１４は、ハンドギヤ装置のひ
とつの端面に配置され、ツールまたは過負荷リミッタを
固定するためにの取り付けフランジ１５を保持する。取
り付けフランジ１５と中空シャフト１および筐体２との
間にはそれぞれ、適合する形状のシール１６′、１６″
が設けられる。出力用内歯車１４はさらに、例えば軸方
向および放射方向に動作する軸受装置１７により、遊び
なしに筐体２内に取り付けられる。

【００１２】傘歯車１２側の端面領域では、遊星キャリ
ア８が針状ころ軸受１８を介して中空シャフト１に接す
るように取り付けられ、一方、取り付けフランジ１５に
面した遊星キャリア８の端面と出力内部歯車１４との間
には、テーパーのついたころ軸受１９が配置される。

【００１３】この構成は、非常にコンパクトであり、全
体の直径が比較的小さいながら大きな直径のものを通す
ことができ、しかも十分に高い出力トルクが得られる。
一方、五輪構成すなわちウォルフロム型の遊星歯車装置
７は、複合遊星歯車装置であり、例えば１００：１とい
う大きな減速比を得ることができ、このため非常に正確
な位置決めが可能である。

【００１４】直接に結合される駆動モータ４の代わり
に、例えばタイミングベルトにより結合される駆動モー
タを使用することも可能である。その場合には、駆動シ
ャフト５をタイミングベルト輪に接続する。

【００１５】この実施例はまた、駆動モータまたはタイ
ミングベルトにより駆動される旋回駆動部２０により、
手首継手として旋回することができる。すなわち、旋回
駆動部２０は、筐体２に作用し、中空シャフト１の軸に
直角な軸、例えば駆動シャフト５の軸またはそれに平行
な軸の回りに前後に回動させることができる。

【００１６】図２は第二および第三実施例の歯車付モー
タの一部を示す図であり、一部を断面により示す。

【００１７】図２の左側に示した実施例では、駆動モー
タ４が交流サーボのリング・モータであり、筐体２に収
容される。レゾルバー２１は、駆動モータ４の回転角お
よび回転速度に相当する信号を電気制御系（図示せず）
に出力する。駆動モータ４は、例えば針状ころ軸受（図
示せず）により、中空シャフト１を取り囲むように取り
付けられた中空ピニオン２２を駆動する。そして、この
中空ピニオン２２が遊星輪１１に歯合することで、五輪
構成すなわちウォルフロム型の遊星歯車装置７を駆動す
ることができる。

【００１８】この構成では、遊星キャリア８が、二つの
内歯車１３、１４に対しては二つの球軸受１８′、１
９′により取り付けられ、中空ピニオン２２に対しては
別の軸受２３により取り付けられる。これに対して出力
用の内歯車１４は、別個の部品として構成され例えばネ
ジにより固定的に取り付けられる出力シャフト部１４′
を備え、この出力シャフト部１４′の外側に、フランジ
またはその同等物を固定することができる。

【００１９】さらにこの実施例はディスクブレーキ２４
を備え、このディスクブレーキ２４のブレーキライニン
グ２５を中空ピニオン２２のリング２６の対応する面に
当接させることができる。ディスクブレーキ２４のブレ
ーキングモーメントは駆動モータ４の定格モーメントの
何倍かになり、安全なブレーキとして使用することがで
きる。

【００２０】図２の右側には、直径方向の寸法を小さく
するための実施例を示す。この実施例では、駆動モータ
４を筐体２の外側に配置し、適当な結合器２７により中
空ピニオン２２または遊星キャリア８に結合させる。

【００２１】以上の説明では中空シャフト１が静止して
いるものとしたが、何らかの手段により出力用内歯車１
４に結合させて中空シャフト１を回転させることもでき
る。

【００２２】また、以上の説明では遊星輪１１の数を２
としたが、それより多数、例えば３または５個の遊星輪
を備えることもできる。

【００２３】図１および図２を参照して説明した実施例
に示した歯車装置は、ハンドギア装置だけでなく種々の
用途に利用できる。

【００２４】図３は持ち上げ装置に使用される歯車付モ
ータを示す。この歯車付モータの筐体２には、一方の端
面にカバープレート２８が設けられ、他方の端面にフラ
ンジ２９が設けられる。フランジ２９は、支持および保
護のための管３０に密着している。この歯車付モータ
は、ボール・ローラのスピンドルを駆動するために用い
られる。ボール・ローラのスピンドル３１は静止状態す
なわち回転しないように保持される。そして、出力用内
歯車１４、または中空シャフト１がその内歯車と共に回
転する場合にはその中空シャフト１をスピンドル・ナッ
トとして用い、スピンドル３１を軸方向に直線駆動す
る。スピンドル３１の一端にはフォーク形または球状の
ヘッド３２が設けられ、他端には、フォーク形ヘッド３
４のためのフォーク３３が設けられる。フォーク３３は
同時にトルク押さえ（トーションロック）としても用い
られる。フランジ２８とヘッド３２との間には、ベロー
３５または螺旋バネ３６によるカバーが設けられる。支
持および保護のための管３０にはリミットスイッチ（図
示せず）設けられ、スピンドル３１のストローク終端位
置を規定する。

【００２５】中空シャフト１にはまた、複数のスプライ
ンが設けられたシャフトや多角形のシャフトを収容して
直線移動させることができるように、その構造に対応す
る構造を設けることができる。利用形態によっては、空
気圧または油圧のシリンダや、硬質または特性のシャフ
トを中空シャフト１内に収容することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の歯車付モ
ータは、空間的に小さく軽量であり、非常に高い作動パ
ワーで大きな位置精度をもつ一方で、静止または回転す
る中空シャフトを通して、電力ケーブルや制御ケーブ
ル、あるいは作業に必要な材料を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の歯車付モータを備えたロボ
ット・アーム用ハンドギア装置の一部を示す図であり、
簡略化してその一部を断面により示す図。

【図２】別の二つの実施例を部分的に断面により示す
図。

【図３】持ち上げ装置の一部を示す図。

【符号の説明】

１中空シャフト２筐体２ａカバーリング３、１５、２９フランジ４駆動モータ５駆動シャフト６傘ピニオン７遊星歯車装置８遊星キャリア９遊星輪ピン１０針状ころ軸受１１遊星輪１２傘歯車１３内歯車１４出力用内歯車１４′出力シャフト部１６′、１６″シール１７軸受装置１８針状ころ軸受１８′、１９′球軸受１９ころ軸受２０旋回駆動部２１レゾルバー２２中空ピニオン２３軸受２４ディスクブレーキ２５ブレーキライニング２６リング２７結合器２８カバープレート３０支持および保護のための管３１スピンドル３２ヘッド３３フォーク３４フォーク形ヘッド３５ベロー３６螺旋バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動モータ（４）と、筐体（２）内に配
置され前記駆動モータにより駆動される遊星歯車装置
（７）とを備え、前記遊星歯車装置は、遊星キャリア（８）と、この遊星
キャリアに支えられた複数の遊星輪（１１）と、前記筐
体に固定され前記複数の遊星輪（１１）に歯合する第一
の内歯車（１３）とを含む歯車付モータにおいて、前記筐体との間に前記遊星歯車装置が同軸に配置される
ように前記遊星歯車装置を貫通する中空シャフト（１）
を備え、前記遊星キャリアは前記中空シャフトのまわりに回転す
るように取り付けられ、前記第一の内歯車と軸方向に並んで配置され前記遊星輪
（１１）に歯合して回転出力を取り出す第二の内歯車
（１４）を備えたことを特徴とする歯車付モータ。
【請求項２】前記遊星歯車装置（７）は前記中空シャ
フト（１）が内部を貫通し外側の歯が前記遊星輪（１
１）に歯合する中空のピニオン（２２）により駆動され
る請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項３】前記遊星歯車装置（７）は前記遊星キャ
リア（８）に取り付けられた歯車（１２）により駆動さ
れ、この歯車（１２）はピニオン（６）により駆動され
る請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項４】前記ピニオン（６）は傘ピニオンであ
り、前記遊星輪に取り付けられた歯車（１２）は傘歯車
である請求項３記載の歯車付モータ。
【請求項５】前記第二の内歯車（１４）は前軸方向お
よび放射方向に作動する軸受装置（１７）により記筐体
（２）に対して請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項６】前記駆動モータ（４）はサーボモータで
ある請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項７】前記駆動モータ（４）は前記中空シャフ
ト（１）と同軸のリングモータとして前記筐体（２）内
に配置された請求項１または６記載の歯車付モータ。
【請求項８】前記駆動モータ（４）は前記中空シャフ
ト（１）と同軸のリングモータとして前記筐体（２）の
外側に配置された請求項１または６記載の歯車付モー
タ。
【請求項９】前記駆動モータ（４）には回転角および
回転速度に対応する信号を出力するレゾルバー（２１）
が接続された請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項１０】ディスク・ブレーキ（２４）が設けら
れた請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項１１】前記ディスク・ブレーキ（２４）はそ
のブレーキ・モーメントが前記駆動モータ（４）の定格
モーメントより大きく設定された請求項１０記載の歯車
付モータ。
【請求項１２】前記中空シャフト（１）は前記筐体に
固定された請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項１３】前記中空シャフト（１）は前記第二の
内歯車（１４）と共に回転する構造である請求項１記載
の歯車付モータ。
【請求項１４】前記中空シャフト（１）は前記遊星歯
車装置（７）の駆動シャフトとして前記駆動モータ
（４）に連結された請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項１５】前記筐体（２）は円筒形である請求項
１記載の歯車付モータ。
【請求項１６】前記筐体（２）はその円筒軸に直角な
軸のまわりに旋回可能であり、前記筐体の端面には前記円筒軸を中心として前記筐体に
対して相対的に回転可能な取り付けフランジ（１５）を
備え、この取り付けフランジは前記第二の内歯車（１４）に固
定され、前記中空シャフト（１）は前記筐体に固定された請求項
１５記載の歯車付モータ。
【請求項１７】前記中空シャフト（１）はその内部を
貫通するようにボール・ローラのスピンドル（３１）を
収容し、前記第二の内歯車（１４）はこのスピンドルの
ナットとして形成された請求項１記載の歯車付モータ。
【請求項１８】前記中空シャフト（１）には、その内
側に、収容する構造に対応する構造が設けられた請求項
１記載の歯車付モータ。