KR20190095559A - Eccentrically rocking-type gear device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 편심 요동형 기어 장치(1)는 편심부(10a)와, 편심부(10a)가 삽입되는 삽입 관통 구멍을 가짐과 함께 외측 기어(14a)를 갖는 요동 기어(14)와, 외통(2)과, 캐리어(4)를 구비한다. 외통(2)은, 요동 기어(14)의 외측 기어(14a)와 교합하는 내측 기어 핀(3)을 갖고, 캐리어(4)는 요동 기어(14)를 보유 지지한 상태에서 외통(2)의 직경 방향 내측에 배치된다. 외통(2)과 캐리어(4)는, 편심부(10a)의 회전에 수반하는 요동 기어(14)의 요동에 의하여 동심 형상으로 서로 상대적으로 회전 가능하다. 사용 시에 있어서의 요동 기어(14)의 열팽창에 의하여 외통(2)에 대한 캐리어(4)의 백래시 각도가 대략 1분으로 되도록 백래시 각도는 2분 내지 3분으로 설정되어 있다.According to the present invention, the eccentric oscillation gear device 1 includes an oscillation gear 14 having an eccentric portion 10a, an insertion through hole into which the eccentric portion 10a is inserted, and an outer gear 14a, The outer cylinder 2 and the carrier 4 are provided. The outer cylinder 2 has an inner gear pin 3 that engages with the outer gear 14a of the swinging gear 14, and the carrier 4 holds the swinging gear 14 in the state of holding the swinging gear 14. It is disposed inside the radial direction. The outer cylinder 2 and the carrier 4 are rotatable relative to each other in a concentric manner by swinging the swinging gear 14 accompanying the rotation of the eccentric portion 10a. The backlash angle is set to 2 minutes-3 minutes so that the backlash angle of the carrier 4 with respect to the outer cylinder 2 may be set to about 1 minute by the thermal expansion of the rocking gear 14 at the time of use.
Description
본 발명은 편심 요동형 기어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an eccentric oscillating gear device.
종래, 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 2개의 상대 부재 사이에서 소정의 감속비로 회전수를 감속하는 편심 요동형 기어 장치가 알려져 있다. 이 편심 요동형 기어 장치는, 한쪽 상대 부재에 고정되는 외통과, 외통 내에 배치됨과 함께 다른 쪽 상대 부재에 고정되는 캐리어를 구비하고 있다. 캐리어는, 크랭크축의 편심부에 설치된 요동 기어의 요동 회전에 의하여, 외통에 대하여 상대적으로 회전한다.Background Art Conventionally, as disclosed in
최근 들어, 로봇의 사용 환경의 변화에 따라 로봇의 가동률이 높아지는 경향이 있으며, 이에 따라 감속기에 대해서도 고속화가 요구되고 있다. 편심 요동형 기어 장치의 사용 시에는 캐리어 내의 온도가 외통의 온도보다도 높아진다. 이로 인하여 사용 시에는 요동 기어가 열팽창한다. 이 열팽창에 의하여 요동 기어의 외측 기어와 외통의 내측 기어 사이의 틈새가 좁아져, 요동 기어의 톱니면의 면압이 높아진다. 그 결과, 요동 기어의 수명이 짧아진다.In recent years, the operation rate of a robot tends to increase with the change of the use environment of a robot, and accordingly, the speed reduction is required also for a speed reducer. When the eccentric oscillation gear device is used, the temperature in the carrier becomes higher than the temperature of the outer cylinder. For this reason, the swing gear thermally expands during use. This thermal expansion narrows the gap between the outer gear of the rocking gear and the inner gear of the outer cylinder, thereby increasing the surface pressure of the tooth surface of the rocking gear. As a result, the life of the swinging gear is shortened.
본 발명의 목적은, 요동 기어의 톱니면의 면압이 높아지는 것을 억제함으로써, 요동 기어의 수명이 짧아지는 것을 억제하는 것이다.An object of the present invention is to suppress the life of the swinging gear from being shortened by suppressing the increase in the surface pressure of the tooth surface of the swinging gear.
본 발명의 일 국면에 따른 편심 요동형 기어 장치는, 제1 부재와 제2 부재 사이에서 소정의 회전수비로 회전수를 변환하여 구동력을 전달하는 기어 장치이며, 편심부와, 상기 편심부가 삽입되는 삽입 관통 구멍을 가짐과 함께 톱니부를 갖는 요동 기어와, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 한쪽에 설치 가능하게 구성되는 외통과, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 다른 쪽에 설치 가능하게 구성되는 캐리어를 구비한다. 상기 외통은, 상기 요동 기어의 상기 톱니부와 교합하는 내측 기어를 갖고 있다. 상기 캐리어는 상기 요동 기어를 보유 지지한 상태에서 상기 외통의 직경 방향 내측에 배치된다. 상기 외통과 상기 캐리어는, 상기 편심부의 회전에 수반하는 상기 요동 기어의 요동에 의하여 동심 형상으로 서로 상대적으로 회전 가능하다. 이 편심 요동형 기어 장치에서는, 사용 시에 있어서의 상기 요동 기어의 열팽창에 의하여 상기 외통에 대한 상기 캐리어의 백래시 각도가 대략 1분으로 되도록 상기 백래시 각도는 2분 내지 3분으로 설정되어 있다.An eccentric oscillation gear device according to an aspect of the present invention is a gear device for converting a rotational speed at a predetermined rotational speed ratio and transmitting a driving force between a first member and a second member, wherein an eccentric portion and the eccentric portion are inserted. A swing gear having an insertion through hole and having a toothed portion, an outer cylinder configured to be installed on one of the first member and the second member, and configured to be installed on the other side of the first member and the second member. It is provided with a carrier. The outer cylinder has an inner gear that engages with the toothed portion of the swinging gear. The carrier is disposed in the radially inner side of the outer cylinder in the state of holding the swing gear. The outer cylinder and the carrier are rotatable relative to each other in a concentric shape by swinging of the swing gear accompanying rotation of the eccentric portion. In this eccentric rocking gear device, the backlash angle is set to 2 minutes to 3 minutes so that the backlash angle of the carrier to the outer cylinder becomes approximately 1 minute due to thermal expansion of the rocking gear in use.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 편심 요동형 기어 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2의 (A)는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 있어서의 단면도이며, (B)는 (A)의 부분 확대도이다.
도 3은 백래시 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 외통의 온도 변화에 수반하는 백래시 각도의 변화를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the structure of the eccentric oscillation gear apparatus which concerns on embodiment of this invention.
2: (A) is sectional drawing in the II-II line | wire of FIG. 1, (B) is a partial enlarged view of (A).
3 is a view for explaining a backlash angle.
It is a figure for demonstrating the change of the backlash angle accompanying the change of the temperature of an outer cylinder.
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 편심 요동형 기어 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the eccentric oscillation gear apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
본 실시 형태의 편심 요동형 기어 장치(이하, 기어 장치라고 칭함)(1)는, 예를 들어 로봇의 선회 동체나 팔 관절 등의 선회부, 각종 공작 기계의 선회부 등에 감속기로서 적용되는 것이다. 이 기어 장치(1)는, 예를 들어 80rpm 내지 200rpm(매분 80회전 이상이고 또한 매분 200회전 이하)의 회전수 범위에서 사용된다.The eccentric oscillation gear device (henceforth a gear device) 1 of this embodiment is applied as a speed reducer to swing parts, such as a swinging body and arm joint of a robot, and a swing part of various machine tools, for example. This
본 실시 형태에 따른 기어 장치(1)는, 입력축(8)이 회전함으로써 크랭크축(10)이 회전하고, 크랭크축(10)의 편심부(10a, 10b)에 연동하여 요동 기어(14, 16)가 요동 회전함으로써, 입력 회전으로부터 감속된 출력 회전을 얻도록 구성되어 있다. 이 기어 장치(1)에서는, 예를 들어 로봇의 베이스(한쪽 상대 부재)와 선회 동체(다른 쪽 상대 부재) 사이에서 상대 회전을 발생시킬 수 있다.In the
도 1 및 도 2의 (A)에 도시한 바와 같이 기어 장치(1)는 외통(2)과, 캐리어(4)와, 입력축(8)과, 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축(10)과, 요동 기어{제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)}와, 복수(예를 들어 3개)의 전달 기어(20)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the
외통(2)은 기어 장치(1)의 외면을 구성하는 것이며, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 외통(2)은, 예를 들어 로봇의 베이스(도시 생략; 제1 부재)에 체결된다. 외통(2)의 내주면에는 다수의 핀 홈(2b)이 형성되어 있다. 각 핀 홈(2b)은 외통(2)의 축 방향으로 연장되도록 배치되고, 축 방향에 직교하는 단면에 있어서 반원형의 단면 형상을 갖고 있다. 이들 핀 홈(2b)은 외통(2)의 내주면에 둘레 방향으로 등간격으로 배열되어 있다.The
외통(2)은 다수의 내측 기어 핀(3)을 갖고 있다. 각 내측 기어 핀(3)은 핀 홈(2b)에 각각 설치되어 있다. 구체적으로 각 내측 기어 핀(3)은, 대응하는 핀 홈(2b)에 각각 끼워넣어져 있으며, 외통(2)의 축 방향으로 연장되는 자세로 배치되어 있다. 이것에 의하여, 다수의 내측 기어 핀(3)은 외통(2)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열되어 있다. 이들 내측 기어 핀(3)에는, 제1 요동 기어(14)의 제1 외측 기어(14a) 및 제2 요동 기어(16)의 제2 외측 기어(16a)가 교합한다.The
외통(2)에는 플랜지부가 설치되어 있으며, 이 플랜지부는, 예를 들어 로봇의 베이스에 고정하기 위한 체결구(볼트)를 삽입 관통하기 위한 삽입 관통 구멍(2c)이 형성되어 있다.The
캐리어(4)는 외통(2)과 동축 상에 배치된 상태에서 외통(2)의 내측에 수용되어 있다. 캐리어(4)는, 예를 들어 로봇의 선회 동체(도시 생략; 제2 부재)에 체결된다. 캐리어(4)는 외통(2)에 대하여 외통(2)과 동일한 축 주위로 상대 회전한다. 구체적으로 캐리어(4)는 외통(2)의 직경 방향 내측에 배치되어 있다. 이 상태에서 캐리어(4)는, 축 방향에 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 주 베어링(6)에 의하여, 외통(2)에 대하여 상대 회전 가능하게 지지되어 있다.The
캐리어(4)는 기판부(4a)와 복수(예를 들어 3개)의 샤프트부(4c)를 갖는 기초부와, 단부판부(4b)를 구비하고 있다.The
기판부(4a)는 외통(2) 내에 있어서 축 방향의 일단부 근방에 배치되어 있다. 기판부(4a)의 직경 방향 중앙부에는 원형의 관통 구멍(4d)이 형성되어 있다. 관통 구멍(4d)의 주위에는 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축 설치 구멍(4e)(이하, 간단히 설치 구멍(4e)이라고 함)이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다.The board |
기판부(4a)에는 캐리어(4)를, 예를 들어 로봇의 선회 동체에 고정하기 위한, 도시 생략된 체결구(볼트)를 체결하기 위한 체결 구멍(4i)이 형성되어 있다.In the board |
단부판부(4b)는 기판부(4a)에 대하여 축 방향으로 이격되어 설치되어 있으며, 외통(2) 내에 있어서 축 방향의 타단부 근방에 배치되어 있다. 단부판부(4b)의 직경 방향 중앙부에는 관통 구멍(4f)이 형성되어 있다. 관통 구멍(4f)의 주위에는 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축 설치 구멍(4g)(이하, 간단히 설치 구멍(4g)이라고 함)이 형성되어 있다. 각 설치 구멍(4g)은 각각 기판부(4a)의 설치 구멍(4e)과 대응하는 위치에 배치되어 있다. 외통(2) 내에는, 단부판부(4b) 및 기판부(4a)가 서로 대향하는 양쪽의 내면과, 외통(2)의 내주면으로 둘러싸인 폐공간이 형성되어 있다.The
복수의 샤프트부(4c)는 기판부(4a)와 일체적으로 설치되어 있으며, 기판부(4a)의 일주면(내측면)으로부터 단부판부(4b)측으로 직선적으로 연장되어 있다. 이 복수의 샤프트부(4c)는 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다(도 2의 (A) 참조). 각 샤프트부(4c)는 볼트(4h)에 의하여 단부판부(4b)에 체결되어 있다(도 1 참조). 이것에 의하여 기판부(4a), 샤프트부(4c) 및 단부판부(4b)가 일체화되어 있다.The some
입력축(8)은, 도시 생략된 구동 모터의 구동력이 입력되는 입력부로서 기능한다. 입력축(8)은 단부판부(4b)의 관통 구멍(4f) 및 기판부(4a)의 관통 구멍(4d)에 삽입되어 있다. 입력축(8)은, 그 축심이 외통(2) 및 캐리어(4)의 축심과 일치하도록 배치되어 있으며, 축 주위로 회전한다. 입력축(8)의 선단부의 외주면에는 입력 기어(8a)가 설치되어 있다.The
복수의 크랭크축(10)은 외통(2) 내에 있어서 입력축(8)의 주위에 등간격으로 배치되어 있다(도 2의 (A) 참조). 각 크랭크축(10)은 한 쌍의 크랭크 베어링(12a, 12b)에 의하여, 캐리어(4)에 대하여 축 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다(도 1 참조). 구체적으로는 각 크랭크축(10)의 축 방향의 일단부로부터 소정 길이만큼 축 방향 내측의 부분에 제1 크랭크 베어링(12a)이 설치되어 있다. 이 제1 크랭크 베어링(12a)은 기판부(4a)의 설치 구멍(4e)에 장착되어 있다. 한편, 각 크랭크축(10)의 축 방향의 타단부에는 제2 크랭크 베어링(12b)이 설치되어 있다. 이 제2 크랭크 베어링(12b)은 단부판부(4b)의 설치 구멍(4g)에 장착되어 있다. 이것에 의하여 크랭크축(10)은 기판부(4a) 및 단부판부(4b)에 회전 가능하게 지지되어 있다.The plurality of crank
각 크랭크축(10)은 축 본체(10c)와, 이 축 본체(10c)에 일체적으로 형성된 편심부(10a, 10b)를 갖는다. 제1 편심부(10a)와 제2 편심부(10b)는, 양 크랭크 베어링(12a, 12b)에 의하여 지지된 부분 사이에 축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 편심부(10a)와 제2 편심부(10b)는 각각 원기둥 형상을 갖고 있으며, 어느 쪽도 축 본체(10c)의 축심에 대하여 편심된 상태에서 축 본체(10c)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 제1 편심부(10a)와 제2 편심부(10b)는 각각 축심으로부터 소정의 편심량으로 편심되어 있으며, 서로 소정 각도의 위상차를 갖도록 배치되어 있다.Each
크랭크축(10)의 일단부, 즉, 기판부(4a)의 설치 구멍(4e) 내에 설치되는 부분의 축 방향 외측의 부위에는, 전달 기어(20)가 설치되는 피감합부(10d)가 설치되어 있다.At one end of the
제1 요동 기어(14)는 외통(2) 내의 상기 폐공간에 배치되어 있음과 함께, 각 크랭크축(10)의 제1 편심부(10a)에 제1 롤러 베어링(18a)를 개재하여 설치되어 있다. 제1 요동 기어(14)는, 각 크랭크축(10)이 회전하여 제1 편심부(10a)가 편심 회전하면, 이 편심 회전에 연동하여 내측 기어 핀(3)에 교합하면서 요동 회전한다.The
제1 요동 기어(14)는 외통(2)의 내경보다도 약간 작은 크기를 갖고 있다. 제1 요동 기어(14)는 제1 외측 기어(14a)와, 중앙부 관통 구멍(14b)과, 복수(예를 들어 3개)의 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)과, 복수(예를 들어 3개)의 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)을 갖고 있다. 제1 외측 기어(14a)는 요동 기어(14)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 매끄럽게 연속되는 파형 형상을 갖고 있다.The
중앙부 관통 구멍(14b)은 제1 요동 기어(14)의 직경 방향 중앙부에 형성되어 있다. 중앙부 관통 구멍(14b)에는, 입력축(8)이 유극을 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다.The central portion through-
복수의 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)은 제1 요동 기어(14)에 있어서 중앙부 관통 구멍(14b)의 주위에 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)에는, 제1 롤러 베어링(18a)이 개재 장착된 상태에서 각 크랭크축(10)의 제1 편심부(10a)가 각각 삽입 관통되어 있다.The plurality of first
복수의 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)은 제1 요동 기어(14)에 있어서 중앙부 관통 구멍(14b)의 둘레에 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)은 둘레 방향에 있어서, 인접하는 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c) 사이의 위치에 각각 배치되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)에는, 대응하는 샤프트부(4c)가 유극을 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다.The plurality of shaft
제2 요동 기어(16)는 외통(2) 내의 상기 폐공간에 배치되어 있음과 함께, 각 크랭크축(10)의 제2 편심부(10b)에 제2 롤러 베어링(18b)을 개재하여 설치되어 있다. 제1 요동 기어(14)와 제2 요동 기어(16)는 제1 편심부(10a)와 제2 편심부(10b)의 배치에 대응하여 축 방향으로 나란히 설치되어 있다. 제2 요동 기어(16)는, 각 크랭크축(10)이 회전하여 제2 편심부(10b)가 편심 회전하면, 이 편심 회전에 연동하여 내측 기어 핀(3)에 교합하면서 요동 회전한다.While the
제2 요동 기어(16)는 외통(2)의 내경보다도 약간 작은 크기를 갖고 있으며, 제1 요동 기어(14)와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 즉, 제2 요동 기어(16)는 제2 외측 기어(16a), 중앙부 관통 구멍(16b), 복수(예를 들어 3개)의 제2 편심부 삽입 관통 구멍(16c) 및 복수(예를 들어 3개)의 샤프트부 삽입 관통 구멍(16d)을 갖고 있다. 이들은 제1 요동 기어(14)의 제1 외측 기어(14a), 중앙부 관통 구멍(14b), 복수의 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c) 및 복수의 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)과 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 각 제2 편심부 삽입 관통 구멍(16c)에는, 제2 롤러 베어링(18b)가 개재 장착된 상태에서 크랭크축(10)의 제2 편심부(10b)가 삽입 관통되어 있다.The
각 전달 기어(20)는 입력 기어(8a)의 회전을, 대응하는 크랭크축(10)에 전달하는 것이다. 각 전달 기어(20)는, 대응하는 크랭크축(10)의 축 본체(10c)에 있어서의 일단부에 설치된 피감합부(10d)에 각각 외부 끼움되어 있다. 각 전달 기어(20)는 크랭크축(10)의 회전축과 동일한 축 주위로 이 크랭크축(10)과 일체적으로 회전한다. 각 전달 기어(20)는, 입력 기어(8a)와 교합하는 외측 기어(20a)를 갖고 있다.Each
여기서, 본 실시 형태에 따른 기어 장치(1)에 있어서의 캐리어(4)의 백래시 각도에 대하여 설명한다. 백래시 각도란, 입력축을 고정한 상태에서 캐리어(4)에 토크를 가했을 때, 토크가 제로인 상태에서 캐리어(4)가 축 주위로 회전하는 각도를 말한다. 즉, 캐리어(4) 내의 요동 기어(14, 16)의 외측 기어(14a, 16a)와 외통(2) 내의 내측 기어 핀(3) 사이에는, 도 2의 (B)에 도시한 바와 같이 틈새가 있기 때문에, 캐리어(4)에 토크를 가하면 외측 기어(14a, 16a)가 내측 기어 핀(3)에 교합하기까지 토크 제로의 상태인 채로 약간 회동한다. 이 회동 각도는, 외측 기어(14a, 16a)와 내측 기어 핀(3) 사이의 틈새의 크기에 따른 각도로 된다. 그리고 도 3에 나타낸 바와 같이 외측 기어(14a, 16a)가 내측 기어 핀(3)에 교합한 상태에서는, 캐리어(4)의 비틀림각은 가해진 토크의 크기에 따른 크기로 된다. 이와 같이 캐리어(4)에는, 상기 틈새의 크기에 따른 백래시 각도로 토크 제로인 채로 회동이 가능하며, 이 백래시 각도의 크기는 로봇의 위치 결정 정밀도(정지 정밀도)에 영향을 미친다. 따라서 일반적으로는 백래시 각도가 약 1분(60분의 1°)으로 되도록 외통 및 요동 기어의 형상이 설정되어 있다.Here, the backlash angle of the
이에 비하여 본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 사용 전의 상태에서 백래시 각도가 2분 내지 3분으로 되도록 설정되어 있다. 즉, 외통(2)은 외기로 방열되거나, 체결되는 상대 부재(예를 들어 로봇의 베이스)로 방열되기 때문에, 요동 기어(14, 16) 및 내측 기어 핀(3)에 비하여 열팽창량이 작다. 이로 인하여, 기어 장치(1)를 작동시키면 요동 기어(14, 16)의 외측 기어(14a, 16a)와 내측 기어 핀(3) 사이의 틈새(클리어런스)가 좁아지는 경향이 있다. 이것에 의하여 본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 사용 시의 승온에 의하여 클리어런스가 사용 전에 비하여 좁아졌을 때, 백래시 각도가 대략 1분으로 되는 설정으로 되어 있다. 예를 들어 내측 기어 핀(3)의 외경을 종래의 것에 비하여 작게 함으로써, 발열에 의한 클리어런스 감소분에 상당하는 클리어런스를 미리 부가해 둘 수 있다.In contrast, in the
도 4는 사용 시의 발열에 수반하는 백래시 각도에 관한, 사용 전의 상태로부터의 변화를 나타내고 있다. 사용 시에는, 외통(2)의 온도는 70 내지 80℃ 정도로까지 상승한다. 따라서 사용 전의 상태(예를 들어 20℃)에서 백래시 각도가 2분인 경우, 70℃에서의 백래시 각도가 1분 미만(약 0.6분)으로 된다. 또한 사용 전의 상태에서 백래시 각도가 3분인 경우에는, 70℃에서의 백래시 각도가 약 1.2분으로 된다. 따라서 사용 전의 상태에서의 백래시 각도가 2 내지 3분(2분 이상이고 또한 3분이내)이면, 사용 중인 백래시 각도는 약 1분(0.6분 이상이고 또한 1.2분 이내)으로 된다. 특히 본 실시 형태에서는, 80rpm 내지 200rpm에서 사용되는 기어 장치로 되어 있으므로, 이 온도에 도달하기까지 그다지 시간이 걸리지 않아, 백래시가 큰 상태에서 사용되는 일은 적다. 또한 도 4에 있어서, 사용 전의 상태에서의 백래시 각도가 3분인 경우의 데이터는 추측값이다.Fig. 4 shows a change from the state before use with respect to the backlash angle accompanying the heat generation during use. At the time of use, the temperature of the
도 4에 나타내는 비교예 1과 같이 사용 전의 상태에서의 백래시 각도가 1분인 경우에는, 60℃ 이상에 있어서, 온도 상승에 의하더라도 백래시 각도가 낮아지지 않고 멈추어져 있다. 이는, 60℃ 부근에서 이미 틈새가 없어져 버린 상태를 나타내고 있다고 추측된다. 한편, 비교예 2는 사용 전의 상태에서의 백래시 각도가 6분인 경우를 나타내고 있다. 이 비교예 2에서는, 외통의 온도가 상승한 사용 중에 있어서도 백래시 각도가 대략 4분 이며, 로봇의 위치 결정 정밀도(정지 정밀도)가 나쁜 것으로 된다.When the backlash angle in the state before use is 1 minute as in Comparative Example 1 shown in FIG. 4, the backlash angle is stopped without decreasing even when the temperature rises at 60 ° C. or higher. This is presumed to represent a state where the gap has already disappeared at around 60 ° C. On the other hand, the comparative example 2 has shown the case where the backlash angle in the state before use is 6 minutes. In this comparative example 2, even in the use which the temperature of an outer cylinder rose, the backlash angle is about 4 minutes, and the positioning accuracy (stop accuracy) of a robot becomes bad.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태의 기어 장치(1)에서는, 백래시 각도가 2분 내지 3분으로 설정되어 있으므로, 기어 장치(1)를 작동시킴으로써 요동 기어(14, 16)가 승온하여 팽창했을 경우에, 외통(2)에 대한 캐리어(4)의 백래시 각도를 대략 1분으로 할 수 있다. 따라서 사용 시에 있어서는 외통(2)에 대한 캐리어(4)의 백래시 각도가 과대해지는 일이 없기 때문에, 편심 요동형 기어 장치(1)로서 정지 정밀도를 유지할 수 있다. 게다가 요동 기어(14, 16)의 톱니면의 면압이 높아지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 요동 기어(14, 16)의 수명의 저감을 억제할 수 있다. 즉, 실제 사용 시에 있어서의 백래시 각도의 최적화를 도모할 수 있다.As described above, in the
또한 본 실시 형태에서는, 외통(2)과 캐리어(4) 사이의 상대 회전수가 80rpm 내지 200rpm이다. 이 형태에서는, 80rpm 내지 200rpm이라는 고속 영역에서의 회전수로 사용되기 때문에, 사용 개시 후의 요동 기어(14, 16)의 승온도 빠르다. 따라서 사용 개시 후에 통상의 백래시 각도(대략 1분)로 되기까지의 시간도 짧아, 난기 운전의 시간을 짧게 하거나 또는 없앨 수 있다.In addition, in this embodiment, the relative rotation speed between the
또한 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경, 개량 등이 가능하다. 예를 들어 상기 실시 형태에서는 2개의 요동 기어(14, 16)가 설치된 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 1개의 요동 기어가 설치되는 구성, 또는 3개 이상의 요동 기어가 설치되는 구성이어도 된다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning. For example, in the said embodiment, although the two oscillation gears 14 and 16 were provided, it is not limited to this. For example, the structure in which one rocking gear is provided or the structure in which three or more rocking gears are provided may be sufficient.
상기 실시 형태에서는, 입력축(8)이 캐리어(4)의 중앙부에 배치되고, 복수의 크랭크축(10)이 입력축(8)의 주위에 배치되어 있다. 그러나 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 크랭크축(10)이 캐리어(4)의 중앙부에 배치된 센터 크랭크식이어도 된다. 이 경우, 입력축(8)이 크랭크축(10)에 설치된 전달 기어(20)에 교합하도록 설치되면, 입력축(8)은 어느 위치에 배치되어 있어도 된다.In the said embodiment, the
상기 실시 형태에서는, 외통(2)이 로봇의 베이스에 결합됨과 함께 캐리어(4)가 로봇의 선회 동체에 결합되고, 또한 캐리어(4)가 외통(2)에 대하여 회동하는 구성으로 되어 있다. 그러나 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 캐리어(4)가 로봇의 베이스에 결합됨과 함께 외통(2)이 로봇의 선회 동체에 결합되고, 외통(2)이 캐리어(4)에 대하여 회동하는 구성으로 해도 된다.In the above embodiment, the
여기서, 상기 실시 형태에 대하여 개략적으로 설명한다.Here, the above embodiment will be described schematically.
일반적으로 편심 요동형 기어 장치의 사용 시에는, 외통보다도 요동 기어 쪽이 발열에 의하여 고온으로 된다. 이 때문에, 외통에 배치된 내측 기어와 요동 기어의 톱니부의 틈새는 사용 중에 있어서, 사용 전에 비하여 좁아지는 경향이 있다. 따라서 통상의 편심 요동형 기어 장치와 같이 외통에 대한 캐리어(4)의 백래시 각도가 대략 1분으로 설정되는 경우에는, 요동 기어의 발열에 의하여 상기 틈새(유극)가 좁아지면 요동 기어의 톱니면의 면압 상승으로 이어지고, 그 결과로서 피로 강도가 저감되어 버린다. 이에 비하여 본 실시 형태에서는, 백래시 각도가 2분 내지 3분으로 설정되어 있으므로, 편심 요동형 기어 장치를 작동시킴으로써 요동 기어가 승온하여 팽창하면, 외통에 대한 캐리어의 백래시 각도를 대략 1분으로 할 수 있다. 따라서 사용 시에 있어서는, 외통에 대한 캐리어의 백래시 각도가 과대해지는 일이 없기 때문에, 편심 요동형 기어 장치로서 정지 정밀도를 유지할 수 있다. 게다가 요동 기어의 톱니면의 면압이 높아지는 것을 억제할 수 있어, 요동 기어의 수명의 저감을 억제할 수 있다.In general, when the eccentric oscillation gear device is used, the oscillation gear side becomes higher temperature by heat generation than the outer cylinder. For this reason, the clearance of the tooth | gear part of the inner gear and the oscillation gear arrange | positioned in an outer cylinder tends to become narrow compared with before use in use. Therefore, when the backlash angle of the
여기서, 상기 외통과 상기 캐리어 사이의 상대 회전수는 80rpm 내지 200rpm이어도 된다.Here, the relative rotation speed between the outer cylinder and the carrier may be 80 rpm to 200 rpm.
이 형태에서는, 80rpm 내지 200rpm이라는 고속 영역에서의 회전수 범위에서 사용되기 때문에, 사용 개시 후의 요동 기어의 승온도 빠르다. 따라서 사용 개시 후에 통상의 백래시 각도(대략 1분)로 되기까지의 시간도 짧아, 난기 운전의 시간을 짧게 하거나 또는 없앨 수 있다.In this aspect, since it is used in the rotational speed range in a high speed range of 80 rpm to 200 rpm, the temperature rise of the swinging gear after the start of use is fast. Therefore, the time from the start of use to the normal backlash angle (approximately 1 minute) is also short, which can shorten or eliminate the time for warm-up operation.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 의하면, 요동 기어의 톱니면의 면압이 상승하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 요동 기어의 수명이 짧아지는 것을 억제할 수 있다.As explained above, according to this embodiment, since the surface pressure of the tooth surface of a rocking gear can be suppressed from rising, it can suppress that life of a rocking gear becomes short.
1: 편심 요동형 기어 장치
2: 외통
3: 내측 기어 핀
4: 캐리어
6: 주 베어링
10: 크랭크축
10a: 제1 편심부
10b: 제2 편심부
10c: 축 본체
12a: 제1 크랭크 베어링
12b: 제2 크랭크 베어링
14: 제1 요동 기어
14a: 외측 기어
16: 제2 요동 기어
16a: 외측 기어1: eccentric oscillating gear device
2: outer cylinder
3: inner gear pin
4: carrier
6: main bearing
10: crankshaft
10a: first eccentric
10b: second eccentric
10c: shaft body
12a: first crank bearing
12b: second crank bearing
14: first swing gear
14a: outer gear
16: second swinging gear
16a: outer gear
Claims (2)
편심부와,
상기 편심부가 삽입되는 삽입 관통 구멍을 가짐과 함께 톱니부를 갖는 요동 기어와,
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 한쪽에 설치 가능하게 구성되는 외통과,
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 다른 쪽에 설치 가능하게 구성되는 캐리어를 구비하고,
상기 외통은, 상기 요동 기어의 상기 톱니부와 교합하는 내측 기어를 갖고 있으며,
상기 캐리어는 상기 요동 기어를 보유 지지한 상태에서 상기 외통의 직경 방향 내측에 배치되고,
상기 외통과 상기 캐리어는, 상기 편심부의 회전에 수반하는 상기 요동 기어의 요동에 의하여 동심 형상으로 서로 상대적으로 회전 가능하며,
사용 시에 있어서의 상기 요동 기어의 열팽창에 의하여 상기 외통에 대한 상기 캐리어의 백래시 각도가 대략 1분으로 되도록 상기 백래시 각도는 2분 내지 3분으로 설정되어 있는, 편심 요동형 기어 장치.It is a gear device for transmitting a driving force by converting the rotation speed at a predetermined rotation speed ratio between the first member and the second member,
Eccentric,
A swinging gear having a toothed portion with an insertion through hole into which the eccentric is inserted;
An outer passage configured to be installable on one of the first member and the second member,
And a carrier configured to be installed on the other side of the first member and the second member,
The outer cylinder has an inner gear that engages with the teeth of the swinging gear,
The carrier is disposed in the radially inner side of the outer cylinder in the state of holding the swing gear,
The outer cylinder and the carrier are rotatable relative to each other in a concentric shape by the oscillation of the oscillation gear accompanying the rotation of the eccentric portion,
The backlash angle is set to 2 minutes to 3 minutes so that the backlash angle of the carrier with respect to the outer cylinder is approximately 1 minute due to thermal expansion of the swing gear in use.
상기 외통과 상기 캐리어 사이의 상대 회전수는 80rpm 내지 200rpm인, 편심 요동형 기어 장치.The method of claim 1,
The relative rotational speed between the outer cylinder and the carrier is 80rpm to 200rpm, eccentric rocking gear device.
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