JPWO2006073182A1 - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

中空とした入力軸１４０の端部に摩擦低減用軸受１５０を配置することによって、別途第２の中空軸（保護パイプ）を設けることなく、減速機を貫通する中空とした入力軸１４０内を挿通する配線等１９０の保護を可能とし、入力軸１４０の中空部分を最大限利用することで、減速機に設けられた中空軸に配線等を挿通するに際し、配線等を保護しつつより多くの配線、配管の挿通スペースを確保する。

Description

本発明は、中空軸を有する動力伝達装置に関する。

入力された動力を相手機械へと伝達する動力伝達装置は、主に減速機として利用されている。これは、高速回転はそれほど要求されないコンベアの駆動や、産業用ロボットの関節の駆動等の駆動源として電動モータ等を利用する場合に、高回転低トルクな出力の電動モータをそのまま用いることは不適切であり、必要な回転数までモータの回転を減速し、且つトルクを増して使用する必要があるからである。

このとき、用途によっては、当該動力伝達装置を貫通する軸を中空として、その内部に電源コードやその他の制御配線、冷却水管などを通すように設計することがある（例えば特開平７−１０８４８５号公報）。

しかし、複雑化した機械（例えば産業用ロボット等）において使用される場合には、必要となる配線等の数も多くなり、多くの配線や配管を前記中空部分に通したいという要望が存在する。

ここで、より多くの配線、配管を通すためには前記中空軸の径を広げるのが最も直接的且つ効果的であるが、単に径を広げることは同時に動力伝達装置自体も半径方向に大きくすることを意味し、コンパクト性に欠け、重量が増加する等のデメリットが大きい。

一方で、前記中空軸が回転する場合、かかる回転により中空部分に挿通する配線等と回転する軸との接触や摩擦が発生し、断線等を引き起こすことが考えられる。これを防止するため、前記中空軸（入力軸）の内部に独立した第２の中空軸（保護パイプ）を設け、配線等との摩擦や、回転に伴う接触・離反の繰り返しを排除する方法もある。

しかし、このような方法では、せっかく広く設計した中空部分を十分に活用することができず、多くの配線、配管等を通したいという要望を十分に満たし得ない。

そこで、本発明は、挿通する配線等が接触・摩擦により損傷することを防止し、且つ本来設計された中空部分を最大限に有効活用することで、より多くの配線、配管を中空軸に挿通することのできる動力伝達装置の提供をその目的としている。

本発明は、装置全体を貫通し、且つ回転する中空軸を備え、該中空軸の端部の内周面に該中空軸に挿通する部材を保護するための保護部を備える構成とすることにより、前記課題を解決するものである。

本発明では、中空軸の端部内周面に保護部を設けることで、中空軸と配線等との間に接触・摩擦が生じた場合でも、前記保護部の存在によりその接触時の面圧や摩擦が緩和されることで、配線・配管の損傷、断線等が防止できる。

「端部」に保護部を設けるのは、配線等が接触し損傷するのは、中空軸内のどの部分でも均一に起こるのではなく、接触し易い箇所があることに着目したからである。即ち、中空軸の端部は、部材の形状が鋭角となっていたり、更に加えて、配線等の取り回しの都合上、挿通後直ぐに曲げられて配置される場合も多いことから、接触による損傷が発生し易いからである。

その結果、中空軸の内部全体に別途第２の中空軸（保護パイプ）を挿入する場合等に比べ構造が簡単であり、コスト低減できる。又、「端部」は、その構成上、より径を広げた「段差」を容易に形成できるため、例えばその段差部分に保護部を設けるようにすることにより、本来設計された中空部分を最大限に利用することができる。

なお、本発明における「中空軸」とは、必ずしも一の部材で構成されたものに限られず、例えば、中空の入力軸と、中空のギヤやプーリ等とを結合して構成されるものも含む概念である。

本発明により、動力伝達装置を貫通する中空軸に、より多くの配線・配管等を設置することが可能となる。

本発明の実施形態の一例であり、入力軸を配線等が通される中空の軸とした動力伝達装置を備えたギヤドモータの全体側断面図 本発明の実施形態の一例であり、出力軸を配線等が通される中空の軸とした動力伝達装置を備えたギヤドモータの全体側断面図

以下、添付図面を用いて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例が適用された動力伝達装置１６０を備えたギヤドモータＧＭ１００の一部断面図である。

ギヤドモータＧＭ１００はモータ１０２と、該モータ１０２に連結・一体化された動力伝達装置１６０とからなり、相手機械１８０（一部図示略）へと動力を伝達する構成とされている。

モータ１０２のモータ軸１０４にはピニオン１０６が形成されており、ギヤ１０８と噛合している。該ギヤ１０８は動力伝達装置１６０の入力軸１４０に固着されている。該入力軸１４０には偏心体１２０が一体的に形成されており、入力軸１４０は同時に偏心体軸１４２でもある。この偏心体１２０には、偏心体用軸受１１８を介して外歯歯車１１２とが回転可能に支持されており、前記偏心体１２０の回転に伴って外歯歯車１１２は揺動回転可能である。該外歯歯車１１２は、僅少の歯数差の内歯１１０を有する内歯歯車１３６と噛合している。

なお、内歯歯車１３６は当該動力伝達装置１６０のケーシング１３７と一体的に形成され、内歯歯車１３６であると同時にケーシング１３７でもある。

前記外歯歯車１１２は、外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯を有しており、更に内ピン孔１４６が複数個設けられ、内ピン１１４及び内ローラ１１６が挿嵌されている。

挿嵌されている前記内ピン１１４は、第２出力フランジ体１３２及び第１出力フランジ体１３４の両方に係合している。

外歯歯車１１２には内ピン孔１４６の他にキャリヤピン孔１４７が形成されており、キャリヤボルト１３０が挿嵌されている。該キャリヤボルト１３０により第２出力フランジ体１３２と第１出力フランジ体１３４とが一体・連結している。

前記第２出力フランジ体１３２は、軸受１２６を介して前記内歯歯車１３６に回転可能に支持されている。又、軸受１２２を介して前記入力軸１４０（偏心体軸１４２）を回転可能に支持している。

同様に、第１出力フランジ体１３４は、軸受１２８を介して前記内歯歯車１３６に回転可能に支持されている。更に、軸受１２４を介して前記入力軸１４０を回転可能に支持している。

即ち、内歯歯車１３６と、連結された第２出力フランジ体１３２及び第１出力フランジ体１３４と、入力軸１４０（偏心体軸１４２）とは、それぞれが独立して軸心Ｏ１を中心に回転可能である。

なお、前記第１出力フランジ体１３４は、図示せぬボルト等により相手機械１８０と連結している。

又、前記入力軸１４０（偏心体軸１４２）の第２出力フランジ体１３２側の端部は、段差１４０ａにより入力軸１４０の径が広げられており（大径部とされ）、その広がった部分に摩擦低減用軸受１５０が装着されている。該摩擦低減用軸受１５０は、その外輪１５０ａが前記入力軸１４０に固着され、玉１５０ｃを介して内輪１５０ｂが自由に回転可能な構成とされている。

又、前記入力軸１４０の中空部には、各種の配線等１９０が通されている。

次に、ギヤドモータＧＭ１００の作用について説明する。

モータ１０２に通電すると、モータ１０２の駆動力がモータ軸１０４、ピニオン１０６、ギア１０８を介して入力軸１４０へと伝えられる。該入力軸１４０は軸心Ｏ１を中心に回転し、これに伴い該入力軸１４０に一体形成された偏心体１２０も回転する。該偏心体１２０の回転により外歯歯車１１２も入力軸１４０の周りで揺動回転を行なおうとするが、内歯歯車１３６によってその自転が拘束されているため、外歯歯車１１２は内歯歯車１３６に内接しながら、ほとんど揺動のみを行なうことになる。

この外歯歯車１１２の回転は、内ピン孔１４６及び内ピン１１４によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが第１出力フランジ体１３４（及び第２出力フランジ体１３２）を介して相手機械１８０へと伝達される。

本実施形態では、配線等１９０が通されるのは入力軸１４０（偏心体軸１４２）の中空部であるため、高速で回転する入力軸１４０と配線等１９０とが直接接触する可能性がある。しかし中空である入力軸１４０の端部以外の部分では、配線等１９０が真直ぐに通されていることもあり、接触する可能性はほとんど無く、仮に接触した場合でも、中空軸の内周面は平滑であり、生じる摩擦や接触面圧も高いものとはなり難い。そのため、配線等の損傷は起こり難い。

しかし、中空軸の端部においては、図１に例示するように取り回しの都合上、配線等が挿通後直ぐに曲げられて配置されることも多く、接触する可能性が高い。又、「端部」という性質上、接触時の面圧も高くなり易く、その部分に大きな摩擦力が発生し易い。

そこで、本実施形態のように入力軸（中空軸）１４０の端部に段差１４０ａを設けて径を広げ、そこに摩擦低減用軸受１５０を配置することで、当該接触が生じ易い内輪１５０ｂ部分を、高速で回転する中空軸とは独立して回転できる構造（内輪フリー）とし、配線等が接触した場合でも内輪１５０ｂと配線等の相対位置は変化することなく、中空軸の回転による摩擦力を事実上ゼロとし、配線等を保護することができる。

これにより、従来例のような別途回転しない第２の中空軸（保護パイプ）を設ける必要がなくなり、本来設計された中空部分を有効に活用することが可能となる。又、保護パイプを設けるためのコストもかからない。

なお、本実施形態では、中空軸の第２出力フランジ体側に摩擦低減用軸受１５０を設けているが、第１出力フランジ体側に設けてもよく、更に両側に配置することも可能である。

又、本実施形態では、入力軸を中空としてそこに配線等を通しているものであるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、図２の実施形態のように中空軸を第１出力フランジ体２３４と一体的に形成することも可能である。

なお、上述した図１に示す実施形態と同一又は類似の部分については、下２桁が同一の番号を付することにより重複説明を省略するが、ここでは、モータ軸２０４から歯車２０８を介して複数の偏心体軸２４２に動力を振り分け、該偏心体軸２４２にそれぞれ装着した同位相の複数の偏心体２２０を介して、外歯歯車２１２を複数箇所において同時に偏心駆動するような振り分けタイプの内接噛合遊星歯車構造である。又、この構造においては、前記偏心体軸２４２は、内ピン２１４としても機能することとなる。

又、図１における実施形態では、保護部に摩擦低減部材としての軸受を配置するようにしているが、これに限られるものではなく、フッ素樹脂シートのような摩擦を低減できる部材を端部に配置することも可能である。なお、端部に加えて端部以外の部分も同様に保護部を設けることは可能であるが、コスト面を考慮すると端部にのみ設けるのが最も費用対効果に優れている。

更に、上記説明した実施形態はいずれも揺動する外歯歯車を備えた動力伝達装置であるが、これに限られるものではなく、例えば、単純遊星歯車動力伝達装置の高速軸を中空として、その中空軸に適用することも可能である。

本発明は、産業用ロボット等の複雑化した機械において、より多くの配線を通したい技術分野で用いられるは勿論、ポンプ等の駆動源に用いられる場合のように、太い配管を通しての利用が期待される分野に広く利用することが可能である。

Claims (7)

1. 装置全体を貫通し、且つ回転する中空軸を備え、該中空軸の端部の内周面に該中空軸に挿通する部材を保護するための保護部を備えた
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１において、
   前記中空軸の前記端部に、より内径を拡大した大径部が備えられ、且つ、
   該大径部に前記保護部が備えられている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記保護部が、中空軸の該保護部以外の内周面より摩擦が低い部材が配置された摩擦低減部である
   ことを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項３において、
   前記摩擦低減部は、その内輪が前記中空軸に対して回転可能な軸受で構成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記動力伝達装置は、内歯歯車と、該内歯歯車に揺動しながら内接噛合する外歯歯車と、前記内歯歯車と外歯歯車との相対回転成分を取り出す相対回転取出機構とを備えた揺動内接噛合式の動力伝達装置である
   ことを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項５において、
   前記中空軸は、前記相対回転取出機構と連結された出力部材と一体形成された部材で形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項５において、
   前記中空軸は、前記外歯歯車を揺動させるための偏心体を備えた偏心体軸である
   ことを特徴とする動力伝達装置。

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