JPWO2007080987A1 - 偏心揺動型減速機 - Google Patents
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Abstract
極めて簡単な構造により効果的に冷却することが可能な偏心揺動型減速機を提供する。クランク部１１ａ、１１ｂを有するカム軸１１と、クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材１２と、外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材１３と、外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材１４とからなり、支持部材１８、１９が柱部１７を介して一体的に連結されている偏心揺動型減速機１において、一体的に連結された支持部材１８、１９および柱部１７を貫通する冷却媒体通路３０を設けて、冷却媒体通路に冷却水、冷却エア等の冷却媒体を通すことにより、偏心揺動型減速機を効率的に冷却する。
Description
本発明は、偏心揺動型減速機に関し、特にスポットガンロボットに用いられる偏心揺動型減速機に関する。より詳しくは、本発明は、クランク部を有するカム軸と、クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材と、外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材と、外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材とからなり、支持部材が柱部を介して一体的に連結されている偏心揺動型減速機の改良に関する。
上述した構造の偏心揺動型減速機は大減速比を達成することができ、種々の技術分野において広く採用されており（例えば、特許文献１参照）、また、スポット溶接を行なうスポットガンロボット等の産業用ロボットの駆動部にも採用されている。
特開２００４−８４９２０公報
このような偏心揺動型減速機は大減速比を達成することができる。しかし、減速機に過大な負荷が掛かることにより減速機は発熱する。この発熱を防止するためには、減速機に掛かる負荷を低減するか、減速機の容量を大きくするかが一般的に採用されている対策であるが、何れもコストアップに繋がる。また、減速機の冷却についても高々その周囲を空冷する程度しか行なわれていない。
本発明は、このような従来技術に鑑みて、極めて簡単な構造により効果的に冷却することが可能な偏心揺動型減速機を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を、クランク部を有するカム軸と、該クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材と、該外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、該外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材とからなり、該支持部材が柱部を介して一体的に連結されている偏心揺動型減速機において、前記一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設けた偏心揺動型減速機により達成する。
特に、本発明の偏心揺動型減速機がスポットガンロボットに適用される場合には、前記偏心揺動型減速機が、クランク部を有するカム軸と、該クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材と、該外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、該外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材とからなり、該支持部材が柱部を介して一体的に連結され、該一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設け、スポットガン冷却用冷却媒体を通ようにした偏心揺動型減速機と構成することができる。この構成とすることにより、スポットガンロボットにおいてスポット溶接時の冷却に用いている冷却水等の冷却媒体を用いて偏心揺動型減速機を効果的に冷却することができる。
本発明においては、偏心揺動型減速機に、一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設けて、冷却媒体通路に冷却水、冷却エア等の冷却媒体を通すことにより、偏心揺動型減速機を効率的に冷却することができる。これにより、従来と同じ容量の減速機を用いた場合でも、減速機に掛かる負荷を従来よりも増加させることができ、一層低コストで運転することができる。
この場合に、スポットガンロボットなどにおいて、複数の偏心揺動型減速機を並行して使用する場合には、複数の偏心揺動型減速機に冷却水、冷却エア等の冷却媒体が順次供給されるように直列に配管してもよい。また、冷却水、冷却エア等の冷却媒体を循環させて、一つの偏心揺動型減速機を冷却するようにしてもよい。
以下、本発明の実施例を図示した添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１はスポットガンロボットに適用した本発明に係る減速機の配管断面図である。図１においては３台の減速機１が用いられているが、ここでは真ん中に図示された減速機１に基づき詳細に説明する。
この実施例の減速機１は基台４に取付けられ、アーム６を揺動させるものである。減速機１は何れも同形式であり、それぞれ、カム軸１１と、２枚の外歯歯車部材１２と、内歯歯車部材１３と、支持部材１４とからなる偏心揺動型減速機である。
支持部材１４は、外歯歯車部材１２の軸方向両側端に位置し、カム軸１１の両端をころ軸受を介して回転自在に支持する。内歯歯車部材１３の内部には支持部材１４が位置し、支持部材１４は、外歯歯車部材１２のカム軸１１用孔の間に形成された貫通孔に遊嵌される柱部１７と、柱部１７の両端に一対の円板１８、１９とを有し、カム軸１１の両端を回転自在に支持する。柱部１７と一対の円板１８、１９は連結ボルトによって一体的に連結されている。この一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に冷却媒体通路３０を通している。
カム軸１１は入力歯車１５の外周部に複数個（本実施例では、３個）等配的に配置されており、各カム軸１１はクランク部１１ａ、１１ｂを有する。クランク部１１ａ、１１ｂはカム軸１１に一体的に形成されており、それぞれが１８０度の偏心位相となっている。クランク部１１ａ、１１ｂにはニードル軸受が取り付けられ、外歯歯車部材１２の孔に挿入される。
各外歯歯車部材１２は、カム軸１１のクランク部１１ａ、１１ｂを収容する孔を備え、カム軸１１の回転によって偏心運動する。外歯歯車部材１２の外周にはペリトロコイド歯形が形成されており、内歯歯車部材１３の内周で等配的に形成された複数の半円状の溝に保持されるピン（内歯）に噛み合う。
内歯歯車部材１３は、外歯歯車部材１２の外周面に形成された外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成され、外歯歯車部材１２の外歯に噛み合う。
一対の円板１８、１９の外周には、一対の主軸受２０が設けられ内歯歯車部材１３に対して支持部材１４を回転可能に支持するようになっている。主軸受２０はアンギュラ玉軸受であり、装着時に予圧を与えることによって剛性を増すようになっている。
駆動モータ３の出力回転は、駆動モータ３の出力回転軸に取り付けた入力歯車１５を通して、入力歯車１５より歯数の多い伝達歯車１６に伝えられ、伝達歯車１６に取り付けられたカム軸１１を減速回転させ、更に、カム軸１１、外歯歯車部材１２、内歯歯車部材１３により減速される。なお場合により、減速回転出はなく、増速回転または等速回転する用にすることも可能である。
このようにして減速機１に負荷が掛かることにより減速機１は発熱する。この発熱を防止するためには、減速機１に掛かる負荷を低減するか、または減速機の容量を大きくすることが一般的に採用されている対策であるが、前述したように、何れもコストアップに繋がる。
本発明においては、減速機の柱部１７と一対の円板１８、１９とが一体的に連結されていることに着目し、この一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に冷却媒体通路３０を通し、冷却媒体通路３０に冷却水、冷却エア等の冷却媒体を通すことにより、負荷が掛かった状態の減速機１を冷却するようにしている。
この実施例においては、冷却媒体として冷却水を用いており、下段において給水された冷却水は下段の偏心揺動型減速機１の一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に設けられた冷却媒体通路３０に通され、下段の偏心揺動型減速機１を冷却する。ついで、下段の偏心揺動型減速機１を出た冷却水は、中段の偏心揺動型減速機１の一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に設けられた冷却媒体通路３０に通され、中段の偏心揺動型減速機１を冷却する。その後、中段の偏心揺動型減速機１を出た冷却水は、アーム６の内部に収納された冷却媒体通路を通って上段の偏心揺動型減速機１の一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に設けられた冷却媒体通路３０に通され、上段の偏心揺動型減速機１を冷却する。
冷却媒体通路はアーム６の揺動に対してフレキシブル性を有するものであり、場合によってはロータリージョイントを介して接続するようにしてもよい。また、上記実施例では冷却媒体通路をアーム６の内部に収納したが、アーム６の外部に固定してもよい。
上述のように、冷却媒体通路３０により減速機１を冷却することにより、発熱を低減でき、従来と同じ容量の減速機１を用いた場合でも、減速機１に掛かる負荷を従来よりも増加させることができ、一層低コストで運転することができる。
次に、本発明を産業用ロボットの多関節機構に実施した一実施例の要部断面図を示す図２を参照して、産業用ロボットの多関節機構に実施した本発明の一実施例を説明する。
図２において、スポットガンロボット等の産業用ロボットの基台４１に減速機取付け用ブラケット２がボルト４により取着されている。減速機取付け用ブラケット２内には、図１を参照して説明したと同様の構造の減速機１が収容されている。減速機１の構造は図１を参照して行なった説明と同様なため、同一部品に同一番号を付し、説明を省略する。
上述の実施例と同様に、柱部１７と一対の円板１８、１９は連結ボルトによって一体的に連結されている。この一体化された柱部１７と円板１８、１９との部分に冷却媒体通路３０を通し、給水された冷却水を偏心揺動型減速機１の中を通している。偏心揺動型減速機１を出た排水は、循環されて、冷却された後に、再度、冷却水としてし吸水される。
基台４１上に旋回台５が設けられ、旋回台５は減速機１の出力により水平面内で回転する。旋回台５上に枢軸部５ａが設けられ、枢軸部５ａにおいてアーム６の下端部が水平軸線の回りに揺動可能に支承されており、アーム６は揺動駆動源（図示せず）からの動力により垂直面内で揺動する。以上のようにして本発明の多関節機構が構成されている。
更にアーム６の他端部には適宜スポットガンロボット等の溶接アームなどの別のアーム（図示せず）が連結されている。
また、アーム６の下端部と旋回台５との間に、付勢された引っ張りばね（図示せず）を張架する直接ばねバランス構造のカウンターバランスシステム７を連結し、旋回台５上で揺動する垂直アーム６をバランスさせるようにしている。
本発明においては、偏心揺動型減速機に、一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設けて、冷却媒体通路に冷却水、冷却エア等の冷却媒体を通すことにより、偏心揺動型減速機を効率的に冷却することができる。これにより、従来と同じ容量の減速機を用いた場合でも、減速機に掛かる負荷を従来よりも増加させることができ、一層低コストで運転することができる。
Claims (2)
- クランク部を有するカム軸と、該クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材と、該外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、該外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材とからなり、該支持部材が柱部を介して一体的に連結されている偏心揺動型減速機において、前記一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設けた偏心揺動型減速機。
- スポットガンロボットに用いられる偏心揺動型減速機において、前記偏心揺動型減速機が、クランク部を有するカム軸と、該クランク部を収容する孔を備え、カム軸の回転によって偏心運動する複数枚の外歯歯車部材と、該外歯歯車部材の外周面に形成された外歯に噛み合い、該外歯の歯数より若干歯数の多い内歯を内周面に形成した内歯歯車部材と、前記外歯歯車部材の両側端に位置し、カム軸の両端を回転自在に支持する支持部材とからなり、該支持部材が柱部を介して一体的に連結され、該一体的に連結された支持部材および柱部を貫通する冷却媒体通路を設け、スポットガン冷却用冷却媒体を通すようにした偏心揺動型減速機。
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