KR20130097055A

KR20130097055A - 감속장치, 산업기계 및 감속장치의 산업기계에 대한 장착방법

Info

Publication number: KR20130097055A
Application number: KR1020120131658A
Authority: KR
Inventors: 요 쓰루미; 사토시 도코요다; 타쿠야 히로세
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-09-02
Also published as: CN103291888A; DE102013002189A1; JP5868724B2; JP2013174271A; CN103291888B; KR101472500B1

Abstract

본 발명은 주베어링을 가지지 않는 감속장치에 있어서, 당해 감속장치의 반송시, 장착시, 혹은 분해시 등에 있어서 감속장치 자체를, 간단한 구성으로 유효하게 보호하는 것을 과제로 한다.
케이싱(제1 부재)(42)과, 그 케이싱(42)과 가장 느린 상대회전속도로 상대회전하는 메인캐리어(제2 부재)(44)를 가지는 감속장치(12)로서, 케이싱(42)과, 메인캐리어(44)와의 사이에 베어링이 배치되어 있지 않고, 또한, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 사이의, 축방향의 상대이동을 규제하는 규제부재(A, B)를 구비했다.

Description

감속장치, 산업기계 및 감속장치의 산업기계에 대한 장착방법{Reducer device, industry device and method for mounting the reducer device to industry device}

본 발명은, 감속장치, 산업기계 및 감속장치의 산업기계에 대한 장착방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에, 예를 들면 산업용로봇의 관절구동에 사용하기에 적합한 편심요동형의 감속장치가 개시되어 있다. 이 감속장치는, 캐리어에 지지된 외치기어(유성기어)가, 요동하면서 내치기어와 맞물려, 그 맞물림시에 발생하는 양 기어의 상대회전을, 취출하는 구성으로 한 것이다. 내치기어와 외치기어의 상대회전은, 케이싱과 캐리어와의 상대회전으로서 취출된다. 이로 인하여, 케이싱과 캐리어는, "주베어링"이라고 불리는 직경이 큰 베어링을 통해 상대회전 가능하게 되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 2010-156430호(도 1)

여기서, 감속장치가 장착되는 산업기계(피구동장치)에 따라, 혹은 당해 산업기계의 용도에 따라서는, 산업기계측으로부터 감속장치의 주베어링에 역입력되어 오는 모멘트가, 간혹 매우 커지는 경우가 있기 때문에, 이러한 모멘트를 "산업기계측"에 설치한 베어링기구에서 받아들이도록 하는 구성이 제안되고 있다. 이 구성에 의하면, 후에 상세하게 설명하는 바와 같이, 결과적으로, 감속장치측에서는 주베어링을 배제할 수 있다.

그러나, 한편으로, 이러한 주베어링을 가지지 않는 감속장치의 경우, 반송시나 장착시에 부주의하게 취급하면, 감속장치 내의 각 부재의 위치가 어긋나거나, 중요한 부분이 손상되거나 하는 문제가 발생하기 쉬워진다.

본 발명은, 이러한 상황을 상정하여 이루어진 것으로, 이른바 주베어링을 가지지 않는 감속장치에 대해, 당해 감속장치의 반송시, 장착시, 혹은 분해시 등에 있어서 감속장치 자체를, 간단한 구성으로 유효하게 보호하는 것을 그 과제로 하고 있다.

본 발명은, 제1 부재와, 그 제1 부재와 상대회전하는 제2 부재를 가지는 감속장치로서, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 사이에 베어링이 배치되지 않고, 또한, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 사이의, 적어도 축방향 일방측으로의 상대이동을 규제하는 규제부재를 구비한 구성으로 함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에서는, 제1 부재와 제2 부재와의 사이의, 적어도 축방향 일방측으로의 상대이동을 규제하는 규제부재를 구비하도록 하고 있다. 그로 인하여, 간단한 구성으로, 이러한 이른바 주베어링을 가지지 않는 감속장치의, 산업기계에 장착되어 있지 않은 상태일 때에 발생할 우려가 있는 많은 문제를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이른바 주베어링을 가지지 않는 감속장치에 대해, 당해 감속장치의 반송시, 장착시, 혹은 분해시 등에 있어서 감속장치 자체를, 간단한 구성으로 유효하게 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 한 예에 관한 감속장치의 전체 단면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 II부분의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 화살표 II부분으로부터 원주방향으로 약간 어긋난 위치(도 4의 화살표 III-III선을 따른 위치)에서의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 우측면도이다.
도 5는 도 1의 좌측면도이다.
도 6은 도 1의 감속장치가 장착된 산업용 로봇의 주요부를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태의 한 예에 관한 감속장치 및 그 감속장치가 장착된(산업기계의 한 예이다) 산업용 로봇에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태의 한 예에 관한 감속장치(12)의 전체 단면도이다.

이 감속장치(12)는, 이른바 편심요동형이라고 불리는 유성기어기구(13)를 가지는 감속장치이다.

이 감속장치(12)는, 도시하지 않은 모터의 모터축과 연결되는 이음축(16)이 입력축을 구성하고 있다. 이음축(16)은, 감속장치(12)의 직경방향 중앙에 배치되며, 모터축이 끼워 넣어지는 중공부(16A)를 가지고 있다. 이음축(16)과 모터축은, 키홈(16B)에 끼워 넣어지는 도시하지 않은 키를 통해 연결된다.

이음축(16)의 선단에는 피니언(18)이 직접절삭 형성되어 있다. 피니언(18)은, 원주방향 3개소에 배치된 3개의 분할기어(20)(1개만 도시)와 동시에 끼워맞춰져 있다. 분할기어(20)는, 3개의 편심체축(22)(1개만 도시)에 각각 스플라인(24)을 통해 고정되어 있다.

각 편심체축(22)에는 각각 2개의 편심체(26, 28)가 일체적으로 형성되어 있다. 편심체(26, 28)는, 편심체축(22)의 축심(O1)에 대해 180도의 위상으로 각각 δe만큼 편심되어 있다. 각 편심체(26, 28)에는, 니들베어링(30, 32)을 통해 외치기어(유성기어기구(13)의 유성기어)(34, 36)가 끼워맞춰져 있다.

외치기어(34, 36)는 내치기어(40)에 내접하여 끼워맞춰져 있다. 내치기어(40)는, 케이싱(후술하는 제1 부재)(42)과 일체화된 내치기어본체(40A)와, 그 내치기어본체(40A)에 회전 가능하게 지지되어, 당해 내치기어(40)의 내치를 구성하는 외핀(40B)으로 구성되어 있다. 외핀(40B)은, 스톱블록(40C, 40D) 및 위치결정부재(40E, 40F)에 의하여 위치결정되어 있다. 내치기어(40)의 내치의 수(외핀(40B)의 개수)는, 외치기어(34, 36)의 외치의 톱니수보다 약간만(이 예에서는 1개만) 많다.

외치기어(34, 36)의 축방향측부에는, 메인캐리어(후술하는 제2 부재)(44)가 배치되어 있다. 이 실시형태에서는, 외치기어(34, 36)의 축방향 반대측의 측부에도 그 메인캐리어(44)와 일체적으로 회전하는 서브캐리어(46)가 배치되어 있다. 서브캐리어(46)는, 메인캐리어(44)에 압입된 캐리어핀(44A) 및 볼트(48)를 통해 메인캐리어(44)와 일체화되어, 메인캐리어(44)와 함께 유성기어기구(13)의 캐리어(50)를 구성하고 있다.

상기 편심체축(22)은, 메인캐리어(44) 및 (그 메인캐리어(44)와 일체화된) 서브캐리어(46)에 각각 형성된 3개의 편심체축구멍(52, 53)(도 1에서는 1개씩만 도시)에, 한 쌍의 원추롤러베어링(54, 56)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 한 쌍의 원추롤러베어링(54, 56)은, 예를 들면 앵귤러롤러베어링에 의하여 구성해도 된다.

메인캐리어(44)측에 배치된 원추롤러베어링(54)은, 외륜(54A), 롤러(전동체)(54B), 및 내륜(54C)을 구비한다. 외륜(54A)은, 메인캐리어(44)에 끼워 넣어진 스냅링(58)과 심(59)을 통해 맞닿아 있으며, 내륜(54C)은 편심체축(22)에 형성된 단부(22A)에 맞닿아 있다. 서브캐리어(46)측에 배치된 원추롤러베어링(56)은, 외륜(56A), 롤러(전동체)(56B), 및 내륜(56C)을 구비한다. 외륜(56A)은 서브캐리어(46)에 끼워 넣어진 스냅링(60)과 맞닿아 있으며, 내륜(56C)은, 편심체축(22)에 형성된 단부(22B)에 안내륜(62)을 통해 맞닿아 있다. 심(59)의 두께(축방향 치수)를 변경·선택하면서, 스냅링(58, 60)의 사이에 한 쌍의 원추롤러베어링(54, 56)을 장착함으로써, 그 원추롤러베어링(54, 56)의 메인캐리어(44) 및 서브캐리어(46)에 대한 위치결정 및 여압의 조정이 행해진다.

다만, 부호 64는 서브캐리어(46)의 편심체축구멍(53)의 보호캡이다. 또, 부호 66은, 내치기어본체(40A)(케이싱(42))와 메인캐리어(44)와의 사이를 밀봉하는 오일씰, 부호 68은, 내치기어본체(40A)(케이싱(42))와 서브캐리어(46)와의 사이를 밀봉하는 오일씰이다.

이 감속장치(12)는, 이러한 구성으로 이루어지며, 후술하는 작용에 의하여, 모터로부터의 구동력을 직경방향 중앙으로부터 입력하고, 유성기어기구(13)의 내치기어(40)(케이싱(42): 제1 부재)와 메인캐리어(44)(제2 부재)와의 사이에서 발생하는 상대회전을 출력으로서 취출하는 구성으로 되어 있다. 다시 말하면, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)가, 이 감속장치(12)에 있어서, 가장 느린 상대회전속도(가장 감속된 큰 토크)로 상대회전하는 부재끼리, 즉 제1 부재와 제2 부재에 상당하고 있다. 여기에서는, 편의상 케이싱(42)을 제1 부재, 메인캐리어(44)를 제2 부재라고 칭하기로 한다.

또한, 제1 부재인 케이싱(42)은, 축방향 일단, 구체적으로는 메인캐리어(44)측의 단부외주가 전체둘레에 걸쳐 절제되어 단부(42A)가 형성되어 있으며, 이 단부(42A)에 링체(중간부재)(70)가 볼트(72)를 통해 연결되어 있다. 링체(70)는, 단부(42A)에 연결됨으로써 케이싱(42)의 일부를 구성하고 있다.

도 1로부터 명확한 바와 같이, 이 감속장치(12)에는, 당해 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 사이에 (감속장치라면 통상 설치되는) 주베어링이 배치되어 있지 않다. 주베어링이 설치되어 있지 않은 것은, 본 감속장치(12)가 특정 산업용로봇(76)에 장착되는 것을 상정하여 설계되어 있기 때문이다.

도 6에, (주베어링이 배치되어 있지 않은) 상기 감속장치(12)가 장착된 산업용로봇(76)의 구성예를 나타낸다(산업용로봇의 실시형태의 한 예에 상당한다).

이 산업용로봇(76)은, 제1 암(78)과 제2 암(80)을 구비하고, 감속장치(12)는, 그 제1 암(78)(제1 피구동부재)과 제2 암(80)(제2 피구동부재)을 상대적으로 회전구동시키기 위해 사용된다. 감속장치(12)의 케이싱(42)(=내치기어(40)의 내치기어본체(40A): 제1 부재)은, 볼트(82)를 통해 제1 암(78)과 연결된다. 감속장치(12)의 메인캐리어(44)(제2 부재)는, 볼트(84)를 통해 제2 암(80)과 연결된다. 또, 메인캐리어(44)에는, 링블록(86)이 그 볼트(84)에 의하여 함께 고정되어 있다. 제1 암(78)과 제2 암(80)은, (링블록(86)을 통해) 크로스롤러베어링(90)에 의하여 상대회전 가능하게 연결되어 있다. 크로스롤러베어링(90)은, 외륜(90A)과 내륜(90B)과의 사이에 롤러(90C)를 교대로 90도의 각도로 장착한 것으로, 1개로 래디얼 하중 및 스러스트 하중의 쌍방을 받아들일 수 있는 베어링이다.

즉, 이 산업용로봇(76)은, 제1 암(78)과 제2 암(80)을 상대회전 가능하게 연결하는 크로스롤러베어링(90)을, 감속장치(12)의 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 사이 "이외"의 부위(구체적으로는 감속장치(12)의 외부로서, 케이싱(42)의 직경방향외측)에 구비하고 있는 것이 된다.

또한, 부호 92, 94는, 각각 크로스롤러베어링(90)의 위치결정부재이다. 위치결정부재(92, 94)는, 볼트(96, 98)를 통해 제1 암(78) 및 링블록(86)에 고정되어, 크로스롤러베어링(90)을 위치결정하고 있다.

다만, 이 감속장치(12)에는, 당해 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 사이에 (감속장치라면 통상 설치되는) 주베어링이 배치되어 있지 않지만, 이 실시형태에서는, 당해 감속장치(12)를, 통상의 주베어링을 가진 감속장치와 부품을 공용할 수 있도록, 주베어링의 수용스페이스(P1, P2)가 확보되어 있다. 주베어링을 수용하는 경우에는, 외핀(40B)의 스톱블록(40C, 40D) 및 위치결정부재(40E)를 제거한 후 수용스페이스(P1, P2)에 주베어링을 배치한다. 이 경우, 외핀(40B)은, 주베어링의 외륜에 의하여 위치결정부재(40F)를 통해 위치결정한다. 또, 주베어링을 가지는 감속장치의 경우에는, 케이싱(42)에 단부(42A)가 형성되지 않는다. 즉, 주베어링이 없는 감속장치(12)를 제조하는 경우에는, 주베어링을 가지는 감속장치의 케이싱의 일단부 외주를 절제하여 단부(42A)를 형성하고, 링체(70)를 고정하도록 하고 있다. 이로써, 주베어링이 없는 감속장치(12)와 주베어링을 가지는 감속장치와의 사이에서, 케이싱을 공용화할 수 있다. 예를 들면, 주베어링을 가지는 감속장치의 케이싱이, 축방향 단부에 볼트를 고정하기에 충분한 평탄면을 가지지 않는 형상이어도, 당해 케이싱(및 링체(70))을 사용하여 주베어링을 가지지 않는 감속장치의 케이싱을 구성할 수 있다.

다만, 케이싱을 공용화하는 양태에 대해서는, 이것으로 한정하지 않고, 단부(42A)가 형성된 케이싱(42)을 공용하도록 해도 된다. 이 경우, 단부(42A)를 가지는 케이싱을 준비해 두고, 주베어링을 가지는 감속장치의 경우에는, 그 케이싱을 그대로 사용하며, 주베어링을 가지지 않는 감속장치의 경우에는, 링체(70)를 단부(42A)에 장착하여 사용한다. 이 경우에는, 주베어링을 가지는 감속장치의 중량을, 보다 경감할 수 있고, 비용도 저감할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 케이싱(42)(제1 부재)에 규제부재를 장착하기 위한 규제부재 장착수단(단부(42A) 및 링체(70))을 설치하고 있지만, 이것으로 한정하지 않고, 캐리어(제2 부재)에 규제부재 장착수단을 설치해도 되고, 양방에 설치해도 된다. 이 규제부재 장착수단에 대해서는, 실시형태의 단부(42A) 및 링체(70)로 한정하는 것은 아니며, 규제부재를 장착 가능한 구성이면 되고, 예를 들면, 케이싱(42)의 둘레방향에 간헐적으로 단부를 형성하여, 각 단부에 끼워맞춰지는 부재를 배치해도 된다.

이상과 같이, 본 발명은 시리즈의 발명으로서 파악할 수도 있다. 즉, 제1 부재와, 제1 부재와 상대회전하는 제2 부재를 가지며, 주베어링을 가지지 않는 제1 감속장치와, 제1 부재와, 제1 부재와 상대회전하는 제2 부재를 가지고, 주베어링을 가지는 제2 감속장치를 구비하고, 제1 감속장치의 제1 부재(또는 제2 부재)는, 제2 감속장치의 제1 부재(또는 제2 부재)에 규제부재 장착수단을 장착함으로써 구성되는 감속장치의 시리즈로서 파악할 수 있다. 이 경우, 제1 감속장치의 제1 부재(또는 제2 부재)는, 제2 감속장치의 제1 부재(또는 제2 부재)의 일부를 절제하고, 절제한 부분에 규제부재 장착수단을 장착하도록 해도 된다.

감속장치(12)의 설명으로 되돌아온다.

도 1에서 명확한 바와 같이, 이 감속장치(12)는, 산업용로봇(76)에 장착되어 있지 않을 때, 즉, 반송시, 장착시, 혹은 유지·보수에 의하여 분해했을 때 등에 있어서는, 주베어링이 없기 때문에, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)는, (외치기어(34, 36)와 내치기어(40)의 맞물림에 의한 약간의 구속력은 있지만) 기본적으로 서로의 움직임이 규제되고 있지 않은 상황에 있다.

따라서, 여러가지 양태에서, 문제가 발생할 우려가 있었다.

이 문제는, 종래, 반드시 명확하게 인식되고 있던 문제는 아니기 때문에, 조금 자세하게 설명하면, 예를 들면, 메인캐리어(44)의 축방향측면(44S)을 하측을 향해 감속장치(12)를 도시하지 않은 작업대 상에 두려고 한 경우에는, 감속장치(12)의 케이싱(42) 자체가 중량물인 점에서, 그 자중으로 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 사이의 축방향의 간극(S1)이 작아져 버려, 오일씰(66) 등이 손상될 우려가 있다. 반대로, 서브캐리어(46)의 축방향측면(46S)을 하측을 향해 감속장치(12)를 작업대 상에 두려고 했을 경우에는, 이번에는 단차(S2)가 작아져 오일씰(68)이 손상될 우려가 있다. 또한, 이것을 피하고자 감속장치(12)를 세운 상태(축을 수평으로 한 상태)로 작업대 상에 두려고 하면, 이 감속장치(12)는, 케이싱(42)의 외경(d1)보다 메인캐리어(44)의 플랜지부(44F)의 외경(d2) 쪽이 크기 때문에, 감속장치(12)의 전체를 약간 기울여 두지 않을 수 없다. 그러면, 캐리어(50) 및 그 캐리어(50)에 지지된 유성기어기구(13)의 전체를, 케이싱(42)의 축심(O2)에 대해서 기울이려는 모멘트 하중이 발생하여, 예를 들면, 외치기어(34, 36)와 내치기어(40)의 톱니면이 손상될 우려가 있는 등, 이 경우에는 감속장치(12) 내의 많은 부재에 무리한 하중이 걸려버린다.

따라서, 본 실시형태에 있어서는, 이들의 문제발생에 대처하기 위해서, 케이싱(42)(보다 구체적으로는 케이싱(42)의 일부를 구성하고 있는 링체(70))과 메인캐리어(44)를 축방향으로 대향시켜, 규제부재(A, B)에 의하여, 그 케이싱(42)과 메인캐리어(44)와의 축방향의 상대이동을 "축방향으로부터" 규제하도록 하고 있다.

본 실시형태에 있어서는, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)의 축방향(A)측(서로 가까워지는 측)으로의 규제 외에 축방향(B)측(서로 이반되는 측)으로의 규제도 함께 행하고 있으며, 또한, 축방향(A)측으로의 규제와 축방향(B)측으로의 규제로, 종류가 상이한 규제부재(A, B)를 구비하도록 하고 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 규제부재(A)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 실시형태에서는 머리부가 부착된 대치볼트(112)로 구성되어 있다. 그리고, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44) 중 그 대치볼트(112)의 머리부(112A)가 배치되는 측의 부재인 메인캐리어(44)에 암나사(114)(및 계지구멍(116))가 형성되어 있고, (대치볼트(112)가 그 암나사(114)에 조여졌을 때) 그 대치볼트(112)의 선단(112B)이 타방측의 부재인 케이싱(42)(구체적으로는 케이싱(42)의 일부를 구성하고 있는 링체(70))에 "대치"하는 듯한 구성으로 되어 있다. 여기서, "대치"란, 대치볼트(112)의 선단(112B)이 링체(70)에, 약간의 간극을 가지고 대향하는 상태 혹은 접촉하는 상태를 말한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 숄더볼트(120)의 머리부(120A)와 메인캐리어(44)의 좌면(120A1)과의 사이에 간극이 있으면, 대치볼트(112)의 선단(112B)과 링체(70)가 간극을 가지고 대치하고, 머리부(120A)와의 좌면(120A1)과의 사이에 간극이 없으면, 대치볼트(112)의 선단(112B)과 링체(70)가 접촉하여 대치하게 된다. 다만, 계지구멍(116)은, 없어도 된다. 이 경우는, 대치볼트(112)의 좌면이 메인캐리어(44)의 축방향측면(44S)에 직접 맞닿음과 함께, 계지구멍(116)의 바닥부(116A)까지의 축방향깊이(L1)만큼, 대치볼트(112)의 "공칭길이"를 길게 하면 된다(머리부만이 메인캐리어(44)의 축방향측면(44S)으로부터 돌출하는 형태가 된다). 다만, 대치볼트(112)의 머리부(112A)에는, 도시하지 않은 육각렌치를 끼워 넣기 위한 육각구멍(헥스소켓)(112C)이 형성되어 있다.

이 실시형태에 있어서는, 결국, 상기 암나사(114) 및 계지구멍(116)이, "케이싱(42)(링체(70))에 대한 메인캐리어(44)의 축방향(A)측으로의 상대이동을 규제하는 대치볼트(규제부재(A))(112)를 장착하기 위한, 제1 규제부재 장착수단(A1)"을 구성하게 된다. 바꾸어 말하면, 이 감속장치(12)의 메인캐리어(44)에는, "규제부재 장착수단(A1)"으로서의 암나사(114) 및 계지구멍(116)이 형성되어 있기 때문에, 대치볼트(112)를 육각렌치에 의하여 조이는 것 만으로, 케이싱(42)(링체(70))과 메인캐리어(44)의 축방향(A)측으로의 상대이동을 규제하는 규제기구를 간단히 구축할 수 있는 구성으로 되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 이 실시형태에서는, 대치볼트(112)는, 원주방향의 3개소에 배치되어 있다. 그리고, 대치볼트(112)가 배치되어 있는 위치로부터 원주방향으로 약간 어긋난 위치에, 대치볼트(112)와 동일 피치원 상에, 규제부재(B)를 구성하는 숄더볼트(120)가 나란히 배치되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 이 실시형태에서는, 규제부재(B)는, 머리부가 부착된 숄더볼트(120)로 구성되어 있다. 그리고, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44) 중 당해 숄더볼트(120)의 머리부(120A)가 배치되는 측의 부재인 메인캐리어(44)에 그 머리부(120A)를 계지하는 계지구멍(122)이 형성되며, 숄더볼트(120)의 숄더부(120B)가 맞닿는 측의 부재인 케이싱(42)(구체적으로는 링체(70))에 암나사(124)가 형성되어 있다. 즉, 이 숄더볼트(120)는, 명칭대로, 숄더부(120B)를 가지고 있으며, 그 숄더부(120B)의 존재에 의하여, 숄더볼트(120)를 링체(70)의 암나사(124)에 조여 넣어 갔을 때, 일정한 비스크류 길이(구체적으로는 링체(70)의 단면(70A)부터 숄더볼트(120)의 머리부(120A)의 좌면(120A1)까지의 길이)(L2)가 간극(S1)을 고려한 특정의 값으로 확정될 수 있게 되어 있다. 다만, 숄더볼트(120)의 머리부(120A)에도, 도시하지 않은 육각렌치를 끼워 넣기 위한 육각구멍(120C)이 형성되어 있다. 또 메인캐리어(44)측의 관통구멍(123)은, 숄더볼트(120)가 관통하는 단순한 관통구멍으로, 암나사는 끊겨 있지 않다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 관통구멍(123)과 숄더볼트(120)와의 사이에 간극이 형성되어 있어, 이 간극의 크기만큼, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)는, 직경방향 및 둘레방향으로 상대이동 가능하다. 이 간극을 없애도록, 관통구멍(123)의 직경을 설정하면, 직경방향 및 둘레방향의 상대이동을 완전히 구속할 수도 있다.

결국, 이 실시형태에 있어서는, 계지구멍(122), 관통구멍(123), 및 암나사(124)가, "케이싱(42)(링체(70))과 메인캐리어(44)의 축방향(B)측으로의 상대이동을 규제하는 숄더볼트(규제부재(B))(120)를 장착하기 위한, 제2 규제부재 장착수단(B1)"을 구성하게 된다. 바꾸어 말하면, 이 감속장치(12)의 메인캐리어(44)에는, "규제부재 장착수단(B1)"으로서의 계지구멍(122), 관통구멍(123), 및 암나사(124)가 형성되어 있기 때문에, 숄더볼트(120)를 육각렌치에 의하여 조이는 것 만으로, 케이싱(42)(링체(70))과 메인캐리어(44)의 축방향(B)측으로의 상대이동을 규제하는 규제기구를 간단히 구축할 수 있는 구성으로 되어 있다.

다음으로, 감속장치(12)의 산업용로봇(76)으로의 장착방법에 대해 설명한다.

우선, 감속장치(12)에 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)를 장착하고, 케이싱(42)과 캐리어(메인캐리어(44), 서브캐리어(46))와의 상대이동을 규제한 상태로, 감속장치(12)를 소정의 장착장소로 운반한다. 다음으로, 감속장치(12)를 산업용 로봇(76)의 제1 암(78)의 내측에 장착하여, 제1 암(78)과 케이싱(42)을 볼트(82)에 의하여 고정한다. 다음으로, 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)를 모두 제거하고, 그 후 링블록(86), 메인캐리어(44) 및 제2 암(80)을 볼트(84)에 의하여 고정한다.

다만, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)를 제1 암(78) 및 제2 암(80)에 연결하는 공정과, 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)를 제거하는 공정의 순서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)를 제거한 후에, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)를 제1 암(78) 및 제2 암(80)에 연결해도 되고, 구조적으로 가능하다면, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)를 제1 암(78) 및 제2 암(80)에 연결한 후에, 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)를 제거해도 된다. 또, 예를 들면, 제1 암(78)과 케이싱(42)을 연결한 후에, 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)의 일방을 제거하고, 다음으로 메인캐리어(44) 및 제2 암(80)을 연결하여, 그 후 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)의 타방을 제거해도 된다.

다음으로, 감속장치(12), 및 그 감속장치(12)가 장착된 산업용로봇(76)의 작용을 설명한다.

모터의 회전에 의하여 이음축(16)이 회전하면, 3개의 분할기어(20)가 동시에 회전하고, 3개의 편심체축(22)이, 동기하여 동방향으로 회전한다. 이로써, 외치기어(34, 36)가 내치기어(40)에 내접하여 맞물리면서 요동하고, 외치기어(34, 36)는, 각 편심체축(22)이 1회 회전할 때마다, 외치기어(34, 36)와 내치기어(40)의 톱니수차(이 실시형태에서는 "1")에 상당하는 분량만큼 내치기어(40)에 대해서 상대회전한다. 이 상대회전은, 내치기어(40)의 내치기어본체(40A)와 일체화되어 있는 케이싱(42)과 메인캐리어(44)의 상대회전으로서 취출된다. 이 결과, 케이싱(42)과 일체화되어 있는 제1 암(78), 및 메인캐리어(44)와 일체화되어 있는 제2 암(80)을 상대회전시킬 수 있다.

산업용로봇(76)의 가동중에, 제1 암(78), 혹은 제2 암(80)에 어떠한 충격이 가해져 그 충격하중이나 모멘트가 역입력되어 왔을 때에는, 이 충격하중이나 모멘트를, 확실히 크로스롤러베어링(90)에 의하여 받아 들일 수 있다.

크로스롤러베어링(90)은, 외륜(90A)과 내륜(90B)과의 사이에 롤러(90C)를 90도의 각도로 교대로 장착한 것이기 때문에, 1개로 래디얼 하중 및 스러스트 하중의 쌍방을 받아들일 수 있으며, 또한, 백래시가 거의 없다. 그로 인하여, 제1 암(78) 및 링블록(86)을 통해, 메인캐리어(44)는, 케이싱(42)에 대해, 축방향으로 정확하게 위치결정된다.

또, 서브캐리어(46)는, 메인캐리어(44)와 캐리어핀(44A) 및 볼트(48)를 통해 강고하게 연결되어 있다. 그로 인하여, 서브캐리어(46)는, 메인캐리어(44)에 대해서 축방향으로 정확하게 위치결정된다.

또한, 편심체축(22)을 포함한, 감속장치(12) 내의 각 부재의 축방향의 위치결정은, 케이싱(42), 메인캐리어(44), 및 서브캐리어(46)를 기준으로 하여 이루어져 있기 때문에, 결과적으로, 감속장치(12) 내의 각 부재는, (주베어링이 없어도) 축방향의 위치결정이 정확하게 이루어지게 된다.

또, 감속장치(12) 내의 각 부재의 직경방향의 위치결정은, 메인캐리어(44) 및 서브캐리어(46)에 형성된 편심체축구멍(52, 53)에, 한 쌍의 원추롤러베어링(54, 56)을 통해 장착된 3개의 편심체축(22)을 기준으로 함과 함께, 타이트하게 맞물린 외치기어(34, 36)와 내치기어(40)의 맞닿음에 의하여 이루어지기 때문에, 결과적으로, 감속장치(12) 내의 각 부재는, (주베어링이 없어도) 직경방향에 정확하게 위치결정된다.

그러나, 이 감속장치(12)는, 산업용로봇(76)에 장착되어 있지 않을 때, 즉, 반송시, 장착시, 혹은 유지·보수에 의하여 분해되었을 때 등에 있어서는, (주베어링이 없으므로) 케이싱(42)과 메인캐리어(44)는, 기본적으로 서로의 움직임이 규제되지 않는 상황에 있다.

그러나, 이 실시형태에 관한 감속장치(12)에 의하면, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)가 축방향(A)측으로 상대이동(접근)하려고 해도, 대치볼트(112)의 선단(112B)이 케이싱(42)에 간극이 거의 없는 상태로 대치하고 있으며, 또한 대치볼트(112)는, 암나사(114)와 나사결합되어 있기 때문에, 대치볼트(112)의 선단(112B)이, 바로 케이싱(42)(링체(70))과 맞닿아, 그 메인캐리어(44)의 축방향(A)측으로의 이동이 효과적으로 규제된다.

또, 케이싱(42)에 대해서 메인캐리어(44)가 축방향(B)측으로 상대이동(이반)하려고 해도, 숄더볼트(120)가 케이싱(42)(링체(70))의 암나사(124)와 나사결합한 후, 숄더볼트(120)의 좌면(120A1)이 계지구멍(122)의 바닥부(122A)에 맞닿아 있기 때문에, 그 메인캐리어(44)의 축방향(B)측의 이동도 규제된다.

결국, 축방향 중 어느 측의 상대이동도, 대치볼트(112) 및 그 대치볼트(112)와는 종류가 상이한 숄더볼트(120)의 세트에 의하여 확실히 방지할 수 있다. 또한, 구성상, 이 실시형태에 있어서는, 숄더볼트(120)에 의하여, 케이싱(42)과 메인캐리어(44)의 원주방향의 상대회전도 규제할 수 있다. 그로 인하여, 감속장치(12) 전체가, 커다란 1개의 덩어리가 되기 때문에, 메인캐리어(44) 및 서브캐리어(46)의 어느 측을 하측으로 해 둔 경우에도, 감속장치(12) 내의 각 부재는 전혀 움직이지 않는다. 즉, 감속장치(12)의 반송시나 장착시 등에 있어서 그 감속장치(12)에 스러스트 하중이 가해졌을 경우여도, 전부 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)가 받아들여 주기 때문에, 주베어링이 없는 것에 의한 문제가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또, 감속장치(12)가, 산업용로봇(76)의 한 구성요소로서 장착되었을 때는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 대치볼트(112)나 숄더볼트(120)는 제거되지만, 이 산업용로봇(76)의 감속장치(12)의 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)에는, "제1, 제2 규제부재 장착수단"으로서의 각 계지구멍(116, 122)이나 관통구멍(123), 혹은 암나사(114, 124)는 형성된 채로 있다. 그로 인하여, 유지·보수시에 당해 산업용로봇(76)을 분해했을 때에는, 감속장치(12)에 형성되어 있는 이들 계지구멍(116, 122)이나 관통구멍(123), 혹은 암나사(114, 124)를 이용하여 대치볼트(112)나 숄더볼트(120)를 조이는 것 만으로 다시 간단하게 케이싱(42)과 메인캐리어(44)가 축방향(A)측으로도 축방향(B)측으로도, 또 원주방향으로도 상대적으로 움직이지 않는 상태(상기 서술한 바와 같이, 관통구멍(123)과 숄더볼트(120)와의 사이의 간극만큼은 움직이지만, 상대회전은 규제된 상태)를 형성할 수 있어, 그 상태로 감속장치(12)를 산업용로봇(76)으로부터 제거할 수 있다.

또, 이 실시형태에서는, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)의 축방향의 상대이동의 규제를, 규제부재인 대치볼트(112) 및 숄더볼트(120)에 의한 "축방향으로부터의" 규제에 의하여 실현하고 있는 점에서, 각각의 볼트의 (전단응력이 아닌) 압축 또는 인장응력을 이용하여 이동 규제를 행할 수 있다. 이로 인하여, 비교적 작은 대치볼트(112) 혹은 숄더볼트(120)여도, 확실한 규제 작용을 얻을 수 있다. 따라서, 케이싱(42), 혹은 메인캐리어(44)측에 형성하는 각 계지구멍(116, 122)이나 관통구멍(123), 혹은 암나사(114, 124)(규제부재 장착수단)의 크기를 작게 할 수 있어, 케이싱(42) 및 메인캐리어(44)의 강도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 축방향 어느 측에 있어도 상대이동을 할 수 없게 할 뿐만 아니라, 또 원주방향의 상대회전도 규제하도록 하였지만, 본 발명에 있어서는, 원주방향의 상대회전의 규제는, 반드시 필요한 것은 아니며, 또한, 반드시 축방향 양측으로의 이동 규제를 행할 필요도 없이, 최소한, 축방향 중 어느 측으로의 상대이동이 규제되고 있으면, 상응하는 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 제1 부재와 제2 부재를 축방향으로 대향시켜, 규제부재에 의하여 그 제1 부재와 제2 부재와의 축방향의 상대이동을 "축방향으로부터" 규제하도록 하였지만, 본 발명은, 요컨대 제1 부재와 제2 부재와의 축방향 일방측의 상대이동이 결과적으로 규제되면 되고, 예를 들면 제1 부재와 제2 부재를 반경 방향으로 대향시켜, 직경방향으로부터 그 제1 부재와 제2 부재와의 축방향의 상대이동을 규제하는 것이어도 된다. 예를 들면, 직경방향에 대향한 제1 부재 및 제2 부재에 직경방향으로부터 핀이나 볼트를 서로 통하게 함으로써, 축방향의 상대이동을 규제하도록 해도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 축방향 일방측으로의 규제 외에 축방향 타방측으로의 규제도 행해지고, 또한, 그 축방향 일방측의 규제와, 타방측의 규제로, 종류가 상이한 규제부재(대치볼트(112)와 숄더볼트(120))를 구비하도록 하였지만, 본 발명은, 반드시 이러한 구성으로 할 필요는 없다. 예를 들면, 케이싱과 메인캐리어의 측뿐만 아니라, 케이싱과 서브 캐리어의 측에서도 축방향 이동을 규제하도록 해도 되고, 그 경우에는, 동일한 규제부재(예를 들면, 대치볼트)로 양방향의 규제를 행할 수 있다.

규제부재의 구체적인 구성에 대해서도, 반드시 머리부가 부착된 볼트, 혹은 머리부가 부착된 숄더볼트로 한정되지는 않는다. 요컨대, 규제부재를 장착함으로써 제1 부재와 제2 부재가 적어도 축방향 일방측으로 상대이동하는 것이 규제되는 구성이면, 본 발명이 의도하는 상응의 작용 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 케이싱에, 규제부재를 고정하기 위한 중간부재(상기 실시형태에 있어서의 링체(70))를 배치하는 구성으로 하고, 주베어링을 가지는 감속장치와 가지지 않는 감속장치에서 합리적인 차별화가 이루어지도록 하였지만, 본 발명에 있어서는, 이러한 중간부재는, 반드시 배치할 필요는 없고, 예를 들면, 캐리어나 케이싱에 직접 암나사나 관통구멍 등을 설치해도 된다. 배치하는 경우에도, 중간부재의 형상은 상기 실시형태와 같은 링 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 그 중간부재에 의하여 상기 케이싱과 메인캐리어의 간극이나 케이싱과 서브 캐리어의 단부의 축방향 공간이 충전되도록 구성했을 경우에는, 숄더볼트를 필요로 하지 않게 되는 (단순히 볼트면 되는) 등, 규제부재의 구성을 보다 간소화할 수 있는 경우가 있다.

다만, 실시형태에 있어서는, 감속장치가 산업용로봇에 장착되는 경우를 예를 들어 설명했지만, 본 발명의 감속장치가 장착되는 산업기계는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 공작기계 등의 산업기계에 널리 적용할 수 있다.

실시형태에 있어서는, 내치기어의 축심으로부터 오프셋된 위치에 복수의 크랭크축이 배치되는 편심요동형의 유성기어 감속장치를 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 감속장치는, 어떠한 감속 기구를 가지는 것이어도 된다. 예를 들면, 크랭크축이 내치기어의 축심위치에 배치되는 타입의 편심요동형의 유성기어 감속장치여도 되고, 단순 유성기어 감속장치여도 되며, 이 이외의 감속기구를 가지는 것이어도 된다.

산업기계의 제1 피구동부재와 제2 피구동부재를 지지하는 베어링은, 크로스롤러베어링으로 한정되지 않으며, 어떠한 베어링이어도 되고, 그 배치 위치도 실시형태의 위치로 한정되지 않고, 감속장치의 제1 부재와 제2 부재의 사이 이외의 위치(바꿔 말하면, 감속장치의 외측)이면 된다.

12: 감속장치 34, 36: 외치기어
40: 내치기어 42: 케이싱
44: 메인캐리어 46: 서브캐리어
50: 캐리어 70: 링체
76: 산업용로봇 78: 제1 암
80: 제2 암 86: 링블록
90: 크로스롤러베어링 A, B: 규제부재
112: 대치볼트 114: 암나사
116: 계지구멍 120: 숄더볼트
122: 계지구멍 124: 암나사

Claims

제1 부재와, 상기 제1 부재와 상대회전하는 제2 부재를 가지는 감속장치로서,
상기 제1 부재와 제2 부재와의 사이에 베어링이 배치되지 않고, 또한,
상기 제1 부재와 제2 부재와의 사이의, 적어도 축방향 일방측으로의 상대이동을 규제하는 규제부재를 구비한 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 1 항에 있어서,
상기 감속장치가, 유성기어기구를 가지는 감속장치이며, 상기 제1 부재가 상기 유성기어기구의 내치기어와 일체화된 케이싱이고, 상기 제2 부재가 상기 유성기어기구의 캐리어인 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 규제부재는, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 상기 상대회전도 규제하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 부재와 제2 부재를 축방향으로 대향시켜, 상기 규제부재에 의하여, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 축방향 일방측으로의 상대이동을 축방향으로부터 규제하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 축방향 일방측으로의 규제 외에 축방향 타방측으로의 규제도 행해지며, 또한, 상기 축방향 일방측으로의 규제와, 타방측으로의 규제로, 종류가 상이한 규제부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 4 항에 있어서,
상기 규제부재가, 머리부가 부착된 볼트로 구성되고,
상기 제1 부재 또는 제2 부재 중, 상기 볼트의 머리부가 배치되는 측의 부재에 암나사가 형성되며, 상기 볼트의 선단이 타방측의 부재에 대치하고 있는 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 4 항에 있어서,
상기 규제부재가, 머리부가 부착된 숄더볼트로 구성되고,
상기 제1 부재 또는 제2 부재 중, 상기 숄더볼트의 머리부가 배치되는 측의 부재에 상기 머리부를 계지하는 계지부가 형성되며, 상기 숄더볼트의 숄더부가 맞닿는 측의 부재에 암나사가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감속장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 부재 또는 제2 부재의 어느 일방의 부재에, 상기 규제부재를 고정하기 위한 중간부재를 배치한 것을 특징으로 하는 감속장치.
제1 부재와, 상기 제1 부재와 상대회전하는 제2 부재를 가지고, 또한 상기 제1 부재와 제2 부재와의 사이에 베어링이 배치되어 있지 않은 감속장치를 구비한 산업기계에 있어서,
상기 제1 부재에 연결되는 제1 피구동부재와, 상기 제2 부재에 연결되는 제2 피구동부재와, 상기 감속장치의 제1 부재와 제2 부재와의 사이 이외의 부위에 배치되며, 상기 제1 피구동부재와 제2 피구동부재를 상대회전 가능하게 연결하는 베어링을 가지고,
상기 감속장치는, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 적어도 축방향 일방측으로의 상대이동을 규제하는 규제부재를 장착하기 위한 규제부재 장착수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산업기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 감속장치를 산업기계에 장착하는 방법으로서,
상기 규제부재가 장착된 상태의 감속장치를 소정의 장착장소까지 운반하는 공정과,
상기 장착장소에 있어서, 상기 감속장치의 제1 부재를 산업기계의 제1 피구동부재와 연결하고, 상기 감속장치의 제2 부재를 산업기계의 제2 피구동부재와 연결하여, 상기 감속장치를 산업기계에 장착하는 공정과,
상기 장착장소에 있어서, 상기 감속장치로부터 규제부재를 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 감속장치의 산업기계에 대한 장착방법.