KR20080086495A

KR20080086495A - 편심요동형 감속기

Info

Publication number: KR20080086495A
Application number: KR1020087016668A
Authority: KR
Inventors: 코지 나카무라
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-09-25
Also published as: EP1972830A4; ATE490422T1; CN101375082B; JP5162253B2; EP1972830B1; DE602007010900D1; WO2007080987A1; JPWO2007080987A1; US7976420B2; CN101375082A; US20110077117A1; EP1972830A1; KR101233896B1

Abstract

매우 간단한 구조에 의해 효과적으로 냉각하는 것이 가능한 편심요동형 감속기를 제공한다. 크랭크부(11a,11b)를 갖는 캠축(11)과, 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠축의 회전에 의해 편심운동하는 복수개의 외부치 기어부재(12)와, 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하여 외부치의 톱니수 보다 약간 톱니수가 많은 내부치를 내주면에 형성한 내부치 기어부재(13)와, 외부치 기어부재의 양측단에 위치하고, 캠축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재(14)로 이루어지며, 지지부재(18,19)가 기둥부(17)를 통해 일체로 연결되어 있는 편심요동형 감속기(1)로서, 일체로 연결된 지지부재(18,19) 및 기둥부(17)를 관통하는 냉각매체통로(30)를 배설하여 냉각매체통로를 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체를 통과함으로써 편심요동형 감속기를 효율적으로 냉각한다.

Description

편심요동형 감속기{ECCENTRIC ROCKING TYPE REDUCTION GEAR}

본 발명은 편심요동형 감속기에 관한 것이며, 특히 스폿 건 로봇(spot gun robot)에 사용되는 편심요동형 감속기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 크랭크부를 갖는 캠축과, 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하며, 캠축의 회전에 의해 편심운동하는 복수개의 외부치(external teeth) 기어부재와, 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하고, 외부치의 톱니수 보다 약간 톱니수가 많은 내부치(internally teeth)를 내주면에 형성한 내부치 기어부재와, 외부치 기어부재의 양 측단에 위치하며, 캠 축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재로 이루어지고, 지지부재가 기둥부를 통해 일체로 연결되어 있는 편심요동형 감속기의 개량에 관한 것이다.

상술한 구조의 편심요동형 감속기는 대감속비를 달성하는 것이 가능하고, 각종 기술분야에서 널리 채용되어 있으며(예를들면, 특허문헌 1 참조), 또 스폿 용접을 실행하는 스폿 건 로봇 등의 산업용 로봇의 구동부에도 채용되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개 2004-84920 공보

이와 같은 편심요동형 감속기는 대감속비를 달성하는 것이 가능하다. 그러나 감속기에 과대한 부하가 걸림으로써 감속기는 발열한다. 이 발열을 방지하기 위해서는 감속기에 걸리는 부하를 저하시키거나, 감속기의 용량을 크게 하는 것이 일반적으로 채용되고 있는 대책이나 모두 비용상승으로 연결된다. 또 감속기의 냉각에 대해서도 겨우 그 범위를 냉각하는 정도만 실행되어 있다.

본 발명은 이와 같은 종래기술에 비추어볼 때 매우 간단한 구조에 의해 효과적으로 냉각하는 것이 가능한 편심요동형 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 구성특징은, 크랭크부를 갖는 캠축과, 상기 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠축의 회전에 의해 편심운동하는 복수개의 외부치 기어부재와, 상기 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하며, 상기 외부치의 톱니수 보다 약간 톱니수가 많은 내부치를 내주면에 형성한 내부치 기어부재와, 상기 외부치 기어부재의 양측단에 위치하고, 캠축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재로 이루어지며, 상기 지지부재가 기둥부를 통해 일체로 연결되어 있는 편심요동형 감속기에 있어서, 상기 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설한 편심요동형 감속기에 의해 달성된다.

특히 본 발명의 편심요동형 감속기가 스폿 건 로봇(spot gun robot)에 적용되는 경우에는 상기 편심요동형 감속기가 크랭크부를 갖는 캠축과, 상기 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠축의 회전에 의해 편심 운동하는 복수개의 외부치 기어부재와, 상기 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하며, 상기 외부치의 톱니수 보다 약간 톱니수가 많은 내부치를 내주면에 형성한 내부치 기어부재와, 상기 외부치 기어부재의 양측단에 위치하고, 캠축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재로 이루어지며, 상기 지지부재가 기둥부를 통해 일체로 연결되고 상기 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설하여 스폿 건 냉각용 냉각매체를 통과하도록 한 편심요동형 감속기로 구성하는 것이 가능하다. 이와 같이 구성으로 함으로써 스폿 건 로봇에 있어서 스폿용접시의 냉각에 사용되고 있는 냉각수 등의 냉각매체를 사용하여 편심요동형 감속기를 효과적으로 냉각하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 편심요동형 감속기에 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설하여 냉각매체통로에 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체를 통과함으로써 편심요동형 감속기를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다. 이것에 의해 종래와 같은 용량의 감속기를 사용한 경우에도 감속기에 걸리는 부하를 종래보다도 증가시키는 것이 가능하며 더욱 더 저비용으로 운전하는 것이 가능하다.

이 경우에 스폿 건 로봇 등에서, 복수의 편심요동형 감속기를 병행하여 사용하는 경우에는, 복수의 편심요동형 감속기에 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체가 순차적으로 공급되도록 직렬로 배관해도 된다. 또 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체를 순환시켜서 한 개의 편심요동형 감속기를 냉각하도록 해도 된다.

도 1은, 스폿 건 로봇에 적용한 본 발명에 관한 감속기의 배관단면도이다.

도 2는, 본 발명을 산업용 로봇의 다관절기구에 실시한 일실시예의 요부단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 스폿 건 로봇(spot gun robot)에 적용한 본 발명에 관한 감속기의 배관단면도이다. 도 1에서 3대의 감속기(1)가 사용되고 있지만, 여기서는 중앙에 도시된 감속기(1)에 따라서 상세히 설명한다.

이 실시예의 감속기(1)는 기대(4)에 부착되어 암(6)을 요동시키는 것이다. 감속기(1)는 모두 같은 형식으로서, 각각 캠축(11)과, 2개의 외부치(external teeth) 기어부재(12)와, 내부치(internally teeth) 기어부재(13)와, 지지부재(14)로 이루어지는 편심요동형 감속기이다.

지지부재(14)는 외부치 기어부재(12)의 축방향 양단측에 위치하고, 캠축(11)의 양단을 롤링베어링을 통해 회전이 자유롭게 지지한다. 내부치 기어부재(13)의 내부에는 지지부재(14)가 위치하고, 지지부재(14)는 외부치 기어부재(12)의 캠축(11)용 구멍의 사이에 형성된 관통공에 걸어서 끼워지는 기둥부(17)와, 기둥부(17)의 양단에 한 쌍의 원판(18,19)을 가지며, 캠축(11)의 양단을 회전이 자유롭게 지지한다. 기둥부(17)와 한 쌍의 원판(18,19)은 연결볼트에 의해 일체로 연결 되어 있다. 이 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)과의 부분에 냉각매체통로(30)를 통과하고 있다.

캠축(11)은 입력기어(15)의 외주부에 복수개(본 실시예에서는 3개) 등간격으로 배치되어 있고, 각 캠축(11)은 크랭크부(11a,11b)를 갖는다. 크랭크부(11a,11b)는 캠축(11)에 일체로 형성되어 있으며, 각각이 180도의 편심위상으로 이루어져 있다. 크랭크부(11a,11b)에는 니들베어링이 부착되어 외부치 기어부재(12)의 구멍에 삽입된다.

각 외부치 기어부재(12)는 캠축(11)의 크랭크부(11a,11b)를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠축(11)의 회전에 의해 편심운동한다. 외부치 기어부재(12)의 외주에는 페리트로코이드 톱니형이 형성되어 있으며, 내부치 기어부재(13)의 내부에서 등간격으로 형성된 복수의 반원형상의 홈에 지지되는 핀(내부치)에 끼워맞춤한다.

내부치 기어부재(13)는 외부치 기어부재(12)의 외주면에 형성된 외부치의 톱니수보다 약간 톱니수가 많은 내부치를 내주면에 형성하여 외부치 기어부재(12)의 외부치에 끼워맞춤한다.

한 쌍의 원판(18,19)의 외주에는 한 쌍의 메인 베어링(20)이 배설되어 내부치 기어부재(13)에 대해 지지부재(14)를 회전가능하게 지지하도록 이루어져 있다. 메인 베어링(20)은 앵귤러 볼 베어링으로서 장착시에 예압을 부여함으로써 강성을 늘리도록 이루어져 있다.

구동모터(3)의 출력회전은 구동모터(3)의 출력회전축에 부착한 입력기어(15)를 통해 입력기어(15)보다 톱니수가 많은 전달기어(16)에 전달되고, 전달기어(16) 에 부착된 캠축(11)을 감속회전시키며, 또한 캠축(11), 외부치 기어부재(12), 내부치 기어부재(13)에 의해 감속된다. 또한, 경우에 따라서 감속회전 대신에 증속회전 또는 등속회전 용으로 하는 것도 가능하다.

이와 같이 하여 감속기(1)에 부하가 걸림으로써 감속기(1)는 발열한다. 이 발열을 방지하기 위해서는 감속기(1)에 걸리는 부하가 저하되거나, 또는 감속기의 용량을 크게 하는 것이 일반적으로 채용되어 있는 대책이지만, 전술한 바와 같이 모두 비용상승으로 연결된다.

본 발명에서는 감속기의 기둥부(17)와 한 쌍의 원판(18,19)이 일체로 연결되어 있는 것에 착안하여 이 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)과의 부분에 냉각매체통로(30)를 통과하고, 냉각매체통로(30)에 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체를 통과함으로써 부하가 걸린 상태의 감속기(1)를 냉각하도록 하고 있다.

이 실시예에서는 냉각매체로서 냉각수를 사용하고 있으며, 하단에서 급수된 냉각수는 하단의 편심요동형 감속기(1)가 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)과의 부분에 배설된 냉각매체통로(30)에 통과되어 하단의 편심요동형 감속기(1)를 냉각한다. 이어서, 하단의 편심요동형 감속기(1)를 나온 냉각수는 중단의 편심요동형 감속기(1)가 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)과의 부분에 배설된 냉각매체통로(30)에 통과되어 중단의 편심요동형 감속기(1)를 냉각한다. 그 후, 중단의 편심요동형 감속기(1)를 나온 냉각수는 암(6)의 내부에 수납된 냉각매체통로를 통과하여 상단의 편심요동형 감속기(1)가 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)과의 부분에 배설된 냉각매체통로(30)에 통과되어 상단의 편심요동형 감속기(1)를 냉각한다.

냉각매체통로는 암(6)의 요동에 대해 가요성을 갖는 것으로 경우에 따라서는 로터리 조인트를 통해 접속하도록 해도 된다. 또 상기 실시예에서는 냉각매체통로를 암(6)의 내부에 수납하였으나 암(6)의 외부에 고정해도 된다.

상술한 바와 같이 냉각매체통로(30)에 의해 감속기(1)를 냉각함으로써 발열을 저하시킬 수 있고, 종래와 같은 용량의 감속기(1)를 사용한 경우에도 감속기(1)에 걸리는 부하를 종래보다도 증가시키는 것이 가능하며 더욱더 저비용으로 운전하는 것이 가능하다.

다음에 본 발명을 산업용 로봇의 다관절기구에 실시한 일실시예의 요부단면도를 도시한 도 2를 참조하여 산업용 로봇의 다관절기구에 실시한 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2에서, 스폿 건 로봇 등의 산업용 로봇의 기대(41)에 감속기부착용 브래킷(2)이 볼트(4)에 의해 부착되어 있다. 감속기 부착용 브래킷(2) 내에는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 구조의 감속기(1)가 수용되어 있다. 감속기(1)의 구조는 도 1을 참조하여 설명한 것과 같으므로 동일부품에 동일번호를 부여하여 설명을 생략한다.

상술의 실시예와 마찬가지로 기둥부(17)와 한 쌍의 원판(18,19)은 연결볼트에 의해 일체로 연결되어 있다. 이 일체화된 기둥부(17)와 원판(18,19)의 부분에 냉각매체통로(30)를 통과하여 급수된 냉각수를 편심요동형 감속기(1)의 내부를 통과하고 있다. 편심요동형 감속기(1)를 나온 배수는 순환되어 냉각된 후에 다시 냉각수로서 흡수된다.

기대(41) 상에 선회대(5)가 배설되고, 선회대(5)는 감속기(1)의 출력에 의해 수평면 내에서 회전한다. 선회대(5) 상에 추축부(5a)가 배설되고, 추축부(5a)에서 암(6)의 하단부가 수평축선의 회전으로 요동 가능하게 지지되어 있으며, 암(6)은 요동구동원(도시생략)으로부터의 동력에 의해 수직면 내에서 요동한다. 이상과 같이 하여 본 발명의 다관절기구가 구성되어 있다.

또한, 암(6)의 타단부에는 적절히 스폿 건 로봇 등의 용접 암 등의 별도의 암(도시 생략)이 연결되어 있다.

또 암(6)의 하단부와 선회대(5)와의 사이에 가압된 인장스프링(도시생략)을 걸어 설치하는 직접스프링 밸런스 구조의 카운터 밸런스 시스템(7)을 연결하고 선회대(5) 상에서 요동하는 수직 암(6)을 밸런스 시키도록 하고 있다.

본 발명에서는 편심요동형 감속기에 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설하여 냉각매체통로에 냉각수, 냉각 에어 등의 냉각매체를 통과함으로써 편심요동형 감속기를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다. 이에 따라서 종래와 같은 용량의 감속기를 사용한 경우에도 감속기에 걸리는 부하가 종래보다도 증가시키는 것이 가능하고, 더욱더 저비용으로 운전하는 것이 가능하다.

Claims

크랭크부를 갖는 캠 축과,

상기 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠 축의 회전에 의해 편심운동하는 복수개의 외부치(external teeth) 기어부재와,

상기 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하며, 상기 외부치의 톱니수보다 약간 톱니수가 많은 내부치(internal teeth)를 내주면에 형성한 내부치 기어부재와,

상기 외부치 기어부재의 양측단에 위치하고, 캠 축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재를, 구비하는 편심요동형 감속기로서,

상기 지지부재가 기둥부를 통해 일체로 연결되고, 상기 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설한 것을 특징으로 하는 편심요동형 감속기.
스폿 건 로봇(spot gun robot)에 사용되는 편심요동형 감속기에 있어서,

상기 편심요동형 감속기가 크랭크부를 갖는 캠축과,

상기 크랭크부를 수용하는 구멍을 구비하고, 캠 축의 회전에 의해 편심운동하는 복수개의 외부치 기어부재와,

상기 외부치 기어부재의 외주면에 형성된 외부치에 끼워맞춤하고, 상기 외부 치의 톱니수보다 약간 톱니수가 많은 내부치를 내주면에 형성한 내부치 기어부재와,

상기 외부치 기어부재의 양측단에 위치하고, 캠 축의 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재를 구비하며,

상기 지지부재가 기둥부를 통해 일체로 연결되고, 상기 일체로 연결된 지지부재 및 기둥부를 관통하는 냉각매체통로를 배설하여 스폿 건 냉각용 냉각매체를 통과하도록 한 것을 특징으로 한 편심요동형 감속기.