KR20230000962A

KR20230000962A - 감속기 및 회전 장치

Info

Publication number: KR20230000962A
Application number: KR1020220071943A
Authority: KR
Inventors: 고지 나카무라; 슈이치 가마가타
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-01-03
Also published as: JP2023004083A; EP4343169A3; EP4108388A3; EP4108388A2; CN115523261A; TW202314142A; EP4343169A2

Abstract

본 발명의 일 양태에 관한 감속기는, 외통(11)의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부(12)와, 구동원에 마련되는 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지됨과 함께 입력축(3)에 접속되고, 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축(13)과, 크랭크축(13)의 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어(14, 16)와, 요동 기어(14, 16)의 요동 회전과 함께 회전하고, 복수의 크랭크축(13)의 각각과 동축에 마련되는 복수의 스퍼 기어(20)와, 입력축(3)에 마련됨과 함께 복수의 스퍼 기어(20)와 맞물려, 복수의 스퍼 기어(20)를 동기 회전시키는 인풋 기어(30)를 구비한다. 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20)가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다.

Description

감속기 및 회전 장치{SPEED REDUCER AND ROTATING DEVICE}

본 발명은 감속기 및 회전 장치에 관한 것이다.

예를 들어 산업용 로봇이나 공작 기계 등에서는, 회동 가능하게 연결되는 한 쌍의 암의 연결 부분(관절 부분)에, 암을 구동시키기 위한 모터 유닛이 마련된다.

모터 유닛은, 모터와, 모터에 연결된 감속기를 구비하고 있다. 이에 의해, 모터의 회전에 의해 발생하는 모터 토크가 감속기에 의해 감속되어 암에 출력된다.

이러한 산업용 로봇 등에서는, 작업자와 협동 작업을 행할 수 있는 로봇에 사용하기 위한 감속기 개발이 진행되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에는, 복수의 스퍼 기어(전달 기어)와, 인풋 기어(입력 기어)를 구비하는 감속기가 개시되어 있다. 인풋 기어는 복수의 스퍼 기어 각각과 맞물려, 복수의 스퍼 기어를 동기 회전시킨다.

일본 특허 공개 제2019-72842호 공보

상기와 같은 산업용 로봇은 작업자에게 가까운 장소에 설치된다. 그 때문에, 산업용 로봇에는, 작업자에게 신경 쓰이지 않을 정도까지 동작음을 작게 할 것이 요구되고 있다.

그러나, 산업용 로봇에 사용되는 정밀 감속기의 경우에는, 인풋 기어가 다른 부위보다 높은 속도로 회전한다. 그 때문에, 인풋 기어(입력 기어)와 복수의 스퍼 기어(전달 기어)의 맞물림 부분에서 큰 소음이 발생하기 쉽다. 따라서, 이 맞물림 부분의 저소음화가 요구되고 있었다.

본 발명은 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있어, 낮은 소음 레벨을 달성할 수 있는 감속기 및 회전 장치를 제공한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다.

이와 같이 구성함으로써, 입력 기어와 전달 기어가 맞물리는 잇수가 6 내지 8치가 된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 복수의 전달 기어를 마련한 고치를 적용하는 것이 가능해져, 낮은 소음 레벨을 달성한 감속기를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 산업용 로봇 등에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

(2) 본 발명의 다른 양태에 관한 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이다.

이와 같이 구성함으로써, 입력 기어 및 전달 기어의 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하로 설정되고, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 복수의 전달 기어를 마련한 고치를 적용하는 것이 가능해져, 낮은 소음 레벨을 달성한 감속기를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 산업용 로봇 등에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

(3) 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하인 것이 바람직하다.

(4) 본 발명의 다른 양태에 관한 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다. 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하이다.

또한, 입력 기어 및 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하로 설정되고, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하로 설정되고, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하로 설정된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음을 보다 작게 억제할 수 있다.

(5) 본 발명의 다른 양태에 관한 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 설치되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이다. 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하이다.

이와 같이 구성함으로써, 입력 기어와 전달 기어의 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하로 설정되고, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 복수의 전달 기어를 마련한 고치를 적용하는 것이 가능해져, 낮은 소음 레벨을 달성한 감속기를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 산업용 로봇 등에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

(6) 본 발명의 일 양태에 관한 회전 장치는, 장치 본체와, 작업 헤드를 구비한 회전체와, 상기 장치 본체에 마련되고, 상기 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와, 상기 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비한다. 상기 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다.

이와 같이 구성함으로써, 입력 기어와 전달 기어가 맞물리는 잇수가 6 내지 8치가 된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 그 때문에, 장치 본체와, 작업 헤드를 구비한 회전체와, 장치 본체에 마련되며 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와, 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비한 산업용 로봇 등의 회전 장치에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

(7) 본 발명의 다른 양태에 관한 회전 장치는, 장치 본체와, 작업 헤드를 구비한 회전체와, 상기 장치 본체에 마련되고, 상기 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와, 상기 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비한다. 상기 감속기는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과, 상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와, 구동원에 마련되는 입력축과, 상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과, 상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와, 상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비한다. 상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이다.

이와 같이 구성함으로써, 입력 기어 및 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하로 설정되고, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정된다. 따라서, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 그 때문에, 장치 본체와, 작업 헤드를 구비한 회전체와, 장치 본체에 마련되며 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와, 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비한 산업용 로봇 등의 회전 장치에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

상술한 감속기 및 회전 장치에 의하면, 입력 기어와 복수의 전달 기어의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 따라서, 낮은 소음 레벨을 달성할 수 있다.

도 1은 실시 형태의 감속기를 구비한 산업용 로봇의 측면도이다.
도 2는 실시 형태의 감속기의 개략적인 정면도이다.
도 3은 실시 형태의 감속기의 도 2에 도시한 I-I선 단면도이다.
도 4는 실시 형태의 감속기에 있어서의 인풋 기어와 스퍼 기어의 맞물림부의 주요부 확대도이다.
도 5는 실시예와 비교예의 음압 측정의 결과를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 각 실시 형태와 변형예에서는, 공통 부분에 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명을 일부 생략하는 것으로 한다.

도 1은 산업용 로봇(100)의 측면도이다. 산업용 로봇(100)에서는, 감속기를 갖는 모터에 마련되는 감속기(1)를, 구동부로서 채용하고 있다.

본 실시 형태의 산업용 로봇(100)(회전 장치)은, 예를 들어 정밀 기기 등의 부품을 공급, 반출, 반송, 및 조립 등의 작업에 사용되는 산업용 로봇이다. 산업용 로봇(100)은, 기대(110)(장치 본체)와, 제1 암(120)(회전체)과, 제2 암(130)(회전체)과, 작업 헤드(140)와, 엔드 이펙터(150)를 구비하고 있다.

기대(110)에는, 축선(O1) 주위로 회동 가능한 제1 암(120)이 연결되어 있다. 제1 암(120)에는, 축선(O1)에 평행한 축선 주위로 회동 가능한 제2 암(130)이 연결되어 있다. 제2 암(130)의 선단부에는, 엔드 이펙터(150)가 연결된 작업 헤드(140)가 마련되어 있다.

기대(110)의 내부에는, 서보 모터 등의 모터(160)와, 모터(160)의 회전을 감속하는 감속기(1)가 마련되어 있다. 제1 암(120)은 모터(160)의 구동력에 의해 회동된다. 감속기(1)의 입력축(3)(후술한다)은, 모터(160)의 회전축에 연결되어 있다. 감속기(1)의 출력축은, 제1 암(120)에 연결되어 있다.

이에 의해, 모터(160)의 구동력이 감속기(1)를 통해 제1 암(120)에 전달됨으로써, 제1 암(120)이 축선(O1) 주위로 수평면 내에서 회동한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 감속기(1)는 산업용 로봇(100)에 있어서, 기대(110)에 대하여 회동 가능하게 연결되는 제1 암(120)의 연결 부분(관절 부분)에 마련된다. 감속기(1)는 동력원으로서의 모터(160)로부터 입력되는 모터 토크를, 소정의 감속비로 감속해서 출력축측으로 출력한다. 즉, 감속기(1)는 제1 부재인 동력원과 암 등의 기구부의 사이에서, 소정의 회전수비로 회전수를 변환해서 구동력을 전달한다.

본 실시 형태의 설명에서는, 감속기(1)의 모터(160)의 축선(O1)(도 1 참조)을 따르는 방향을 단순히 축 방향이라 한다. 축 방향에서 보아 축선(O1)에 교차하는 방향을 직경 방향이라 한다. 축선(O1) 주위로 주회하는 방향을 둘레 방향이라고 한다. 또한, 축 방향에 관해서, 대상물의 내측을 향하는 측을 축 방향 내측이라 하고, 그 반대측을 축 방향 외측이라 한다. 또한 감속기(1)에 구동원이 접속되는 측을 입력측이라 하고, 상술한 암 등의 기구부가 접속되는 측을 출력측이라 한다. 또한, 기구부는 감속기(1)로부터의 출력을 받는다.

도 2는 감속기(1)를 축선(O1) 방향으로 입력측에서 본 개략적인 정면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 감속기(1)는 전달 기어에 상당하는 3개의 스퍼 기어(20; 20A, 20B, 20C)와, 입력 기어에 상당하는 인풋 기어(30)를 구비한다. 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 각각 인벌류트 기어로서 형성된다. 마찬가지로, 인풋 기어(30)도, 인벌류트 기어로서 형성된다.

도 2에는, 인풋 기어(30)의 회전축인 축선(O1)과, 3개의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 각각의 전달축(C1, C2, C3)을 나타내고 있다. 전달축(C1, C2, C3)은, 축선(O1)을 중심으로 하는 가상원 상에 대략 등간격으로 배치된다.

인풋 기어(30)는 축선(O1) 주위로 회전한다. 제1 스퍼 기어(20A)는 제1 전달축(C1) 주위로 회전한다. 제2 스퍼 기어(20B)는 제2 전달축(C2) 주위로 회전한다. 제3 스퍼 기어(20C)는 제3 전달축(C3) 주위로 회전한다. 감속기(1)의 입력측에는, 복수(예를 들어 3개)의 스퍼 기어(20)와 인풋 기어(30)가 노출되어 있다.

인풋 기어(30)는 스퍼 기어(20A, 20B, 20C) 각각과 맞물려 구동력을 전달한다. 인풋 기어(30)의 선단의 외주면에는, 외치(30a)가 마련되어 있다. 외치(30a)는, 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 외치(20a)와 맞물려 있다.

따라서, 인풋 기어(30)가 축선(O1) 주위로 회전함으로써, 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는 동기 회전한다.

도 3은 실시 형태에 관한 감속기(1)의 단면도(도 1에 도시한 축선(O1)을 포함하는 평면을 따라 절단한 도면)이며, 도 2에 도시한 I-I선에 있어서의 단면도이다.

본 실시 형태에 관한 감속기(1)는 인풋 기어(30)를 갖는 입력축(3)을 회전시킴으로써 크랭크축(13)을 회전시킨다. 이에 의해, 크랭크축(13)의 편심부(13B, 13C)에 연동시켜서, 요동 기어(14, 16)를 요동 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 감속기(1)는 입력 회전으로부터 감속된 출력 회전을 얻도록 구성되어 있다.

3개의 크랭크축(13)의 중심축은, 각각 전달축(C1, C2, C3)에 일치하고 있다. 즉, 3개의 크랭크축(13)의 회전은, 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)에 전달된다. 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)는 외통(11) 및 캐리어부(12)에 의해 둘러싸인 내부 공간에 배치된다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 감속기(1)는 외통(11)과, 산업용 로봇(100)에 고정되는 캐리어부(12)와, 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지되는 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축(13)과, 제1 요동 기어(14)와, 제2 요동 기어(16)와, 복수(예를 들어 3개)의 스퍼 기어(20; 20A, 20B, 20C)를 구비하고 있다.

3개의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 3개의 크랭크축(13)에 각각 내장된다. 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)는 크랭크축(13)의 주위에 배치되어 있다.

외통(11)은 원통 형상으로 형성되어, 감속기(1)의 외면을 구성한다. 외통(11)의 내주면에는, 다수의 핀 홈(11b)이 형성되어 있다.

각 핀 홈(11b)은 외통(11)의 축 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 각 핀 홈(11b)은 축 방향에 직교하는 단면에서 반원형의 단면 형상으로 형성되어 있다. 복수의 핀 홈(11b)은 외통(11)의 내주면에 둘레 방향으로 등간격으로 배열되어 있다.

외통(11)은 캐리어부(12)와 협동하여, 크랭크축(13), 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)가 수용되는 원주상의 내부 공간을 형성한다.

외통(11)은 다수의 내치 핀(4)을 갖고 있다. 각 내치 핀(4)은 축 방향으로 연장되는 대략 원주상의 부재로 되어, 핀 홈(11b)에 각각 설치되어 있다.

구체적으로, 각 내치 핀(4)은, 대응하는 핀 홈(11b)에 각각 감입되어 있음과 함께 외통(11)의 축 방향으로 연장되는 자세로 배치되어 있다. 이에 의해, 다수의 내치 핀(4)은 외통(11)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열되어 있다. 복수의 내치 핀(4)에는, 제1 요동 기어(14)의 제1 외치(14a) 및 제2 요동 기어(16)의 제2 외치(16a)가 각각 맞물린다.

캐리어부(12)는 외통(11)과 동축 상에 배치된 상태에서, 외통(11) 내에 수용되어 있다. 캐리어부(12)는 외통(11)에 대하여 동일한 축 주위로 상대 회전한다.

구체적으로, 캐리어부(12)는 외통(11)의 직경 방향 내측에 배치된 상태에서, 한 쌍의 주베어링(17)에 의해 외통(11)에 대하여 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 주베어링(17)은, 축 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다.

캐리어부(12)는 기판부(12A) 및 복수(예를 들어 3개)의 샤프트부(12C)를 갖는 기부와, 단부판부(12B)를 구비하고 있다.

기판부(12A)는 외통(11) 내에 배치됨과 함께, 외통(11)의 축 방향의 일단부 근방에 배치되어 있다. 기판부(12A)의 직경 방향 중앙부에는, 원형의 관통 구멍(12a)이 형성되어 있다. 또한 기판부(12A)에는, 관통 구멍(12a)의 주위에 위치하도록, 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축 설치 구멍(이하, 단순히 설치 구멍(12b)이라고 한다)이 둘레 방향으로 등간격으로 마련되어 있다.

3개의 설치 구멍(12b)의 내부에는, 크랭크축(13)이 각각 배치된다. 설치 구멍(12b)의 축 방향으로 연장되는 구멍 중심선은, 각각 전달축(C1, C2, C3)에 일치한다.

단부판부(12B)는, 외통(11) 내에 배치됨과 함께, 외통(11)의 축 방향의 타단부 근방에 배치되어 있다. 또한 단부판부(12B)는 기판부(12A)에 대하여 축 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 단부판부(12B)의 직경 방향 중앙부에는, 관통 구멍(12c)이 마련되어 있다. 또한 단부판부(12B)에는, 관통 구멍(12c)의 주위에 위치하도록, 복수(예를 들어 3개)의 크랭크축 설치 구멍(이하, 단순히 설치 구멍(12d)이라고 한다)이 둘레 방향으로 등간격으로 마련되어 있다. 또한, 복수의 설치 구멍(12d)은 기판부(12A)의 복수의 설치 구멍(12b)과 축 방향에 대응하는 위치에 마련되어 있다.

외통(11) 내에는 단부판부(12B) 및 기판부(12A)의 양쪽의 내면과, 외통(11)의 내주면으로 둘러싸인 폐공간이 형성되어 있다.

3개의 샤프트부(12C)는, 기판부(12A)와 일체적으로 형성되고, 기판부(12A)의 일 주면(내측면)으로부터 단부판부(12B)를 향해서 직선적으로 연장되어 있다. 3개의 샤프트부(12C)는, 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 각 샤프트부(12C)는, 볼트(12e)에 의해 단부판부(12B)에 체결되어 있다.

이에 의해, 기판부(12A), 샤프트부(12C) 및 단부판부(12B)는, 일체적으로 조합되어 있다.

입력축(3)은 구동 모터(도 1에 도시한 모터(160))의 구동력이 입력되는 입력부로서 기능한다. 입력축(3)은 그 축심이 외통(11) 및 캐리어부(12)의 축심과 일치하도록 배치되어 있고, 축 주위로 회전한다. 입력축(3)의 선단부의 외주면에는 인풋 기어(30)가 마련되어 있다.

3개의 크랭크축(13)은, 외통(11) 내에서 입력축(3)의 주위에 등간격으로 배치되어 있다. 각 크랭크축(13)은, 한 쌍의 크랭크 베어링(13a, 13b)에 의해, 캐리어부(12)에 대하여 축 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다.

구체적으로, 각 크랭크축(13) 중, 축 방향의 일단부로부터 소정 길이만큼 축 방향 내측에 위치한 부분에, 제1 크랭크 베어링(13a)이 설치되어 있다. 제1 크랭크 베어링(13a)은, 기판부(12A)의 설치 구멍(12b)의 내측에 장착되어 있다. 한편, 각 크랭크축(13) 중, 축 방향의 타단부에 위치하는 부분에, 제2 크랭크 베어링(13b)이 설치되어 있다. 제2 크랭크 베어링(13b)은, 단부판부(12B)의 설치 구멍(12d)의 내측에 장착되어 있다.

이에 의해, 크랭크축(13)은 기판부(12A) 및 단부판부(12B)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

각 크랭크축(13)은 축 본체(13A)와, 축 본체(13A)에 일체적으로 형성된 편심부(13B, 13C)를 갖는다. 또한, 편심부(13B)를, 제1 편심부(13B)라 칭하는 경우가 있다. 또한 편심부(13C)를, 제2 편심부(13C)라 칭하는 경우가 있다.

제1 편심부(13B)와 제2 편심부(13C)는, 크랭크축(13) 중, 양 크랭크 베어링(13a, 13b)에 의해 지지된 부분 사이에, 축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 편심부(13B)와 제2 편심부(13C)는, 각각 원주 형상으로 형성되어 있다. 제1 편심부(13B)와 제2 편심부(13C)는, 모두 축 본체(13A)의 축심에 대하여 편심된 상태에서, 축 본체(13A)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 제1 편심부(13B)와 제2 편심부(13C)는, 각각 축심으로부터 소정의 편심량으로 편심되어 있고, 서로 소정 각도의 위상차를 갖도록 배치되어 있다.

크랭크축(13)의 일단부(도 3에 있어서 우측의 단부), 즉 단부판부(12B)의 설치 구멍(12d) 내에 설치되는 부분에는, 축 방향 외측을 향해서 연장되는 피감합부(13c)가 마련되어 있다. 피감합부(13c)에는, 스퍼 기어(20; 20A, 20B, 20C)가 설치된다.

또한, 실시 형태의 감속기(1)는 도 2의 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 크랭크축(13)을 축 방향에 역방향으로 배치하고, 피감합부(13c)를, 기판부(12A)의 설치 구멍(12b)보다 축 방향 외측에 배치하는, 역조립이라 칭해지는 구성이어도 된다.

감속기(1)에서는, 각 크랭크축(13)에 전달되는 토크의 차를 작게 함으로써, 각 크랭크축(13)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 감속기(1)에서는, 각 크랭크축(13)에 전달되는 충격을 저감함으로써, 크랭크부의 표면(즉, 크랭크축(13)으로부터 스퍼 기어(20)에 토크를 전달하는 면)의 표면 박리를 억제할 수 있다.

제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)는 공통의 설계 도면에 기초해서 형성된 트로코이드 기어나 싸이클로이드 기어여도 된다.

제1 요동 기어(14)는 외통(11) 내의 폐공간에 배치되어 있음과 함께, 각 크랭크축(13)의 제1 편심부(13B)에 제1 롤러 베어링(18a)을 통해 설치되어 있다. 제1 요동 기어(14)는, 각 크랭크축(13)의 회전에 의해 제1 편심부(13B)가 편심 회전하면, 이 편심 회전에 연동해서 내치 핀(4)과 맞물리면서 요동 회전한다.

제1 요동 기어(14)는 외통(11)의 내경보다 조금 작은 크기를 갖고 있다. 제1 요동 기어(14)는, 제1 외치(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 외치(14a)는 제1 요동 기어(14)의 둘레 방향 전체에 걸쳐서 매끄럽게 연속되는 파형상을 갖고 있다.

중앙부 관통 구멍(14b)은 제1 요동 기어(14)의 직경 방향 중앙부에 형성되어 있다. 제1 요동 기어(14)에는, 3개의 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)이 중앙부 관통 구멍(14b)의 주위에 위치하도록, 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있다. 각 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)에는, 각 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)의 내벽측에 제1 롤러 베어링(18a)을 통해 각 크랭크축(13)의 제1 편심부(13B)가 각각 삽입 관통되어 있다.

제1 요동 기어(14)에는, 3개의 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)이 중앙부 관통 구멍(14b)의 주위에 위치하도록, 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)은, 둘레 방향에서 3개의 제1 편심부 삽입 관통 구멍(14c)의 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 각 샤프트부 삽입 관통 구멍(14d)에는, 대응하는 샤프트부(12C)가 유격을 가진 상태에서 삽입 관통되어 있다.

제2 요동 기어(16)는 외통(11) 내의 폐공간에 배치되어 있음과 함께, 각 크랭크축(13)의 제2 편심부(13C)에 제2 롤러 베어링(18b)을 통해 설치되어 있다. 제1 요동 기어(14)와 제2 요동 기어(16)는 제1 편심부(13B)와 제2 편심부(13C)의 배치에 대응하여, 축 방향으로 나란히 마련되어 있다. 제2 요동 기어(16)는 각 크랭크축(13)의 회전에 의해 제2 편심부(13C)가 편심 회전하면, 이 편심 회전에 연동해서 내치 핀(4)과 맞물리면서 요동 회전한다.

제2 요동 기어(16)는 외통(11)의 내경보다 조금 작은 크기를 갖고 있고, 제1 요동 기어(14)와 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 즉, 제2 요동 기어(16)는 제2 외치(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 외치(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, 각 제2 편심부 삽입 관통 구멍(16c)의 내벽측에 제2 롤러 베어링(18b)을 통해 크랭크축(13)의 제2 편심부(13C)가 삽입 관통되어 있다.

스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 각각에 대응하는 크랭크축(13)에 인풋 기어(30)의 회전을 전달한다. 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 대응하는 크랭크축(13)의 축 본체(13A)에 마련된 피감합부(13c)에 각각 감합되어 있다. 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 크랭크축(13)의 회전축과 동일한 축 주위로, 크랭크축(13)과 일체적으로 회전한다. 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는 인풋 기어(30)와 맞물리는 외치(20a)를 갖고 있다.

외통(11) 및 캐리어부(12) 중 한쪽은, 크랭크축(13), 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)에 전달된 구동력에 의해, 축선(O1) 주위로 회전한다. 외통(11) 및 캐리어부(12) 중 다른 쪽은, 감속기(1)가 설치되는 산업용 로봇(100)의 제1 암(120)(도 1 참조)에 고정된다.

스퍼 기어(20; 20A, 20B, 20C)는 인벌류트 기어이다. 따라서, 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와 인풋 기어(30)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음이, 트로코이드 기어인 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)와, 외통(11)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음보다 커지기 쉽다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 스퍼 기어(20)의 외치(20a)와 입력축(3)의 인풋 기어(30)의 외치(30a)가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치로 설정되어 있다. 이 경우, 제1 요동 기어(14) 및 제2 요동 기어(16)와, 외통(11)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음은, 매우 낮은 레벨로 억제된다.

도 4는 스퍼 기어(20)의 외치(20a)와, 인풋 기어(30)의 외치(30a)의 맞물림 부분의 확대도이다.

본 실시 형태에서 채용되는 스퍼 기어(20)의 외치(20a) 및 입력축(3)의 인풋 기어(30)의 외치(30a)에 대해서, 도 4를 사용해서 더욱 구체적으로 설명한다.

이하의 설명에 있어서 「치형 방향」이라는 용어는, 치원으로부터 치선으로 연장되는 방향, 또는 치선으로부터 치원으로 연장되는 방향이다. 이하, 본 실시 형태에 있어서의, 각 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 외치(20a) 및 인풋 기어(30)의 외치(30a)의 치의 형상이나 치수에 대해서 설명한다.

또한, 이하의 수치는, 스퍼 기어(20)의 외치(20a)와 인풋 기어(30)의 외치(30a)에 공통되어 있다.

본 실시 형태에서는, 외치(20a) 및 외치(30a)는, 치말의 길이의 계수(h1)가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수(h2)가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정되어 있다.

즉, 총 치 길이 h0은 치말의 길이의 계수(h1)와 치원의 길이의 계수(h2)의 합계(=h1+h2)가 되어, 2.45보다 크고 2.85 이하가 된다.

치말의 길이의 계수(h1)의 하한값은, 맞물림률을 2 이상으로 크게 하기 위해서, 물리적으로 1.2 이상으로 하고 있다. 또한 치원의 길이의 계수(h2)의 하한값은, 맞물림률을 크게 하여, 정음 효과를 높이기 위해서 1.25보다 커지도록 설정되어 있다.

본 실시 형태에서는, 외치(20a) 및 외치(30a)는, 압력각 α가 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께 s가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈 m(피치원 직경 d/잇수 Z)이 0.8 이상 3.0 이하로 설정되어 있다.

압력각 α의 상한값은, 일반적으로 사용되는 각도인 20.0°로 설정하고 있다. 압력각 α의 하한값은, 맞물림률을 크게 하기 위해서, 14.5° 이상으로 설정되어 있다. 압력각 α가 14.5°보다 작은 경우에는, 토크가 큰 정밀 감속기에서는, 예를 들어 치가 부러지거나 파손될 가능성이 있다.

치 두께 s의 수치 범위(3㎜ 이상 30㎜ 이하)는, 일반적으로 사용되는 정밀 감속기의 범위이다. 즉, 치 두께 s가 3㎜ 미만인 경우에는, 맞물림부의 에지 로드가 크게 발생하여, 유효한 접촉폭을 확보할 수 없어, 소음이 발생한다. 치 두께 s가 30㎜보다 커지면, 정밀 감속기의 두께 방향으로 신장이 발생해 버린다.

모듈 m의 수치 범위(0.8 이상 3.0 이하)는, 일반적으로 사용되는 정밀 감속기의 범위이다. 즉, 모듈 m이 0.8 미만인 경우에는, 치 길이를 늘렸을 때, 치의 톱 랜드가 너무 작아져서, 예를 들어 열처리에 의해 균열이 발생하는 등, 제조가 곤란해진다. 모듈 m이 3.0보다 큰 경우에는, 잇수가 적어지기 때문에, 맞물림률을 2 이상으로 할 수 없게 된다.

표 1 및 도 5는 상술한 수치 범위로 설정된 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 외치(20a) 및 인풋 기어(30)의 외치(30a)를 구비한 실시예에 의한 감속기(1)와, 상기 수치 범위로부터 벗어난 조건의 비교예에 의한 감속기에 있어서, 입력 회전수(rpm)를 바꾸었을 때의 음압(dBA)을 측정한 시험 결과를 나타내고 있다.

실시예에 있어서의 스퍼 기어(20)의 외치(20a) 및 인풋 기어(30)의 외치(30a)의 설정 조건은, 모듈 m이 1.25, 치 두께 s가 14.5㎜, 치말의 길이의 계수(h1)가 1.3, 치원의 길이의 계수(h2)가 1.55, 압력각 α가 20°로 설정된 것이다.

이에 비해, 비교예에 있어서의 스퍼 기어(20)의 외치(20a) 및 인풋 기어(30)의 외치(30a)의 설정 조건은, 모듈 m이 1.25, 치 두께 s가 14.5㎜, 치말의 길이의 계수(h1)가 1, 치원의 길이의 계수(h2)가 1.25, 압력각 α가 20°로 설정된 것이다.

실시예 및 비교예에서 사용한 감속기의 회전 조건으로서는, 총 속비가 236.36, 토크에 의한 감속기 부하가 4900Nm, 모멘트에 의한 감속기 부하가 11000Nm이다.

그리고, 시험에서는 입력 회전수를 500rpm으로부터 3000rpm까지 500rpm 피치마다 변화시켰을 때의 음압(dBA)을 측정했다. 도 5에 도시한 「○」의 형상의 도형은 실시예를 나타내고, 「△」의 형상의 도형은 비교예를 각각 나타내고 있다.

표 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 모든 입력 회전수에 있어서, 실시예가 비교예에 비하여 3 내지 6dBA의 범위에서 음압이 작게 되어 있다. 따라서, 실시예에서는, 외치(20a)의 치면과 외치(30a)의 치면의 미끄럼 마찰에 의해 발생하는 소음 레벨을 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.

구체적으로는, 치말의 길이의 계수를 1.3, 치원의 길이의 계수를 1.55로 설정함으로써, 소음 레벨을 비교예에 비해 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 감속기(1)에서는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통(11)과, 외통(11)의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부(12)와, 구동원에 마련되는 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지됨과 함께 입력축(3)에 접속되고, 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축(13)과, 크랭크축(13)의 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어(14, 16)와, 요동 기어(14, 16)의 요동 회전과 함께 회전하고, 복수의 크랭크축(13)의 각각과 동축에 마련되는 복수(3개)의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와, 입력축(3)에 마련됨과 함께 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와 맞물려, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 동기 회전시키는 인풋 기어(30)를 구비한다. 그리고, 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다.

이 때문에, 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)가 맞물리는 잇수가 6 내지 8치가 된다. 따라서, 인풋 기어(30)와 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 마련한 고치를 적용하는 것이 가능해져서, 낮은 소음 레벨을 달성한 감속기(1)를 실현할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 산업용 로봇(100) 등에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

또한 본 실시 형태에서는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통(11)과, 외통(11)의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부(12)와, 구동원에 마련되는 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지됨과 함께 입력축(3)에 접속되고, 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축(13)과, 크랭크축(13)의 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어(14, 16)와, 요동 기어(14, 16)의 요동 회전과 함께 회전하고, 복수의 크랭크축(13)의 각각과 동축에 마련되는 복수의 스퍼 기어(20)와, 입력축(3)에 마련됨과 함께 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와 맞물려, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 동기 회전시키는 인풋 기어(30)를 구비한다. 그리고 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이다.

이 경우에는, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하로 설정되고, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정된다. 따라서, 인풋 기어(30)와 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 마련한 고치를 적용하는 것이 가능해져서, 낮은 소음 레벨을 달성한 감속기(1)를 실현할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 산업용 로봇(100) 등에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

또한, 본 실시 형태의 감속기(1)에서는, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하인 것이 바람직하다.

이 경우에는, 인풋 기어(30)와 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음을 보다 작게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 기대(110)와, 제1 암(120)과, 작업 헤드(140)를 구비한 제2 암(130)과, 기대(110)에 마련된 제1 암(120) 및 제2 암(130)을 구동력에 의해 회동시키는 모터(160)와, 모터(160)의 회전을 감속하는 감속기(1)를 구비하고 있다.

감속기(1)는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통(11)과, 외통(11)의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부(12)와, 구동원에 마련되는 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지됨과 함께 입력축(3)에 접속되고, 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축(13)과, 크랭크축(13)의 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어(14, 16)와, 요동 기어(14, 16)의 요동 회전과 함께 회전하고, 복수의 크랭크축(13)의 각각과 동축에 마련되는 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와, 입력축(3)에 마련됨과 함께 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와 맞물려, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 동기 회전시키는 인풋 기어(30)를 구비하고 있다. 그리고, 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이다.

이 때문에, 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)가 맞물리는 잇수가 6 내지 8치가 된다. 따라서, 인풋 기어(30)와 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 그 때문에, 기대(110)와, 제1 암(120), 작업 헤드(140)를 구비한 제2 암(130)과, 제1 암(120) 및 제2 암(130)을 구동력에 의해 회동시키는 모터(160)와, 모터(160)의 회전을 감속하는 감속기(1)를 구비한 산업용 로봇(100) 등의 회전 장치에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

감속기(1)는, 회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통(11)과, 외통(11)의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부(12)와, 구동원에 마련되는 입력축(3)과, 캐리어부(12)에 회전 가능하게 지지됨과 함께 입력축(3)에 접속되고, 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축(13)과, 크랭크축(13)의 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어(14, 16)와, 요동 기어(14, 16)의 요동 회전과 함께 회전하고, 복수의 크랭크축(13)의 각각과 동축에 마련되는 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와, 입력축(3)에 마련됨과 함께 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)와 맞물려, 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 동기 회전시키는 인풋 기어(30)를 구비하고 있다. 그리고, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이다.

이 때문에, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하로 설정되고, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하로 설정된다. 따라서, 인풋 기어(30)와 복수의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 그 때문에, 기대(110)와, 제1 암(120), 작업 헤드(140)를 구비한 제2 암(130)과, 제1 암(120) 및 제2 암(130)을 구동력에 의해 회동시키는 모터(160)와, 모터(160)의 회전을 감속하는 감속기(1)를 구비한 산업용 로봇(100) 등의 회전 장치에 대한 정밀 감속기의 적용이 유효해진다.

상술한 실시 형태의 감속기(1)에 의하면, 인풋 기어(30)와 복수(3개)의 스퍼 기어(20)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 따라서, 낮은 소음 레벨을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 설계 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 인풋 기어(30)와 스퍼 기어(20)가 맞물리는 잇수가 6 내지 8치인 구성(제1 구성)을 구비하고 있다. 또한 상기 실시 형태에서는, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20)는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하인 구성(제2 구성)을 구비하고 있다. 또한 상기의 실시 형태에서는, 인풋 기어(30) 및 스퍼 기어(20)는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈이 0.8 이상 3.0 이하인 구성(제3 구성)을 구비한 구성으로 되어 있다.

단, 이들 제1 구성, 제2 구성 및 제3 구성 모두를 포함하는 구성의 감속기인 것에 한정되는 일은 없다. 즉, 제1 구성 및 제2 구성 중 적어도 한쪽의 구성을 포함하는 감속기로 해도 상관없다. 이 경우에도, 상술한 바와 같은, 인풋 기어(30)와 복수(3개)의 스퍼 기어(20)의 맞물림 부분에서 발생하는 소음의 저감을 도모할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 제3 구성은, 생략하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 감속기(1)에서 1개의 인풋 기어(30)와 3개의 스퍼 기어(20A, 20B, 20C)를 마련한 구성으로 하고 있다. 단, 스퍼 기어(20)는 복수이면 되고, 예를 들어 감속기(1)에서 1개의 인풋 기어(30)와 2개의 스퍼 기어(20)를 마련한 구성이어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 감속기(1)는 인풋 기어(30)를 갖는 입력축(3)을 회전시킴으로써 3개의 크랭크축(13)을 회전시키고 있다. 또한 각 크랭크축(13)의 편심부(13B, 13C)에 연동해서 2개의 요동 기어(14, 16)를 요동 회전시킴으로써, 입력 회전으로부터 감속된 출력 회전을 얻도록 구성되어 있는 경우에 대해서 설명했다.

그러나, 이 경우에 한정되지 않고, 감속기(1)는 적어도 1개의 크랭크축(13)을 구비하고 있으면 된다. 감속기(1)는 크랭크축의 회전을 감속해서 출력 회전을 얻을 수 있는 소위 편심 요동형의 감속기(1)이면 된다.

예를 들어, 1개의 크랭크축을 갖는 편심 요동형의 감속기에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 이 경우의 감속기는, 크랭크축으로서 축선(O1)과 동축 상의 소위 센터 크랭크축을 갖는다. 이 센터 크랭크축의 회전에 수반하여, 2개의 요동 기어(14, 16)가 요동 회전된다.

또한, 본 명세서에서 개시한 실시 형태 중, 복수의 물체로 구성되어 있는 것은, 당해 복수의 물체를 일체화해도 되고, 반대로 하나의 물체로 구성되어 있는 것을 복수의 물체로 나눌 수 있다. 일체화되어 있는지 여부에 상관없이, 발명의 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.

또한 상술한 실시 형태에서는, 감속기(1)의 적용 대상으로서 산업용 로봇(100)에 대해서 설명했지만, 본 발명의 감속기는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 공작 기계나 자동차 등에 적용할 수 있다.

1: 감속기
3: 입력축
11: 외통
12: 캐리어부
13: 크랭크축
14: 제1 요동 기어
16: 제2 요동 기어
20, 20A, 20B, 20C: 스퍼 기어(전달 기어)
20a: 외치
30: 인풋 기어(입력 기어)
100: 산업용 로봇(회전 장치)
110: 기대(장치 본체)
120: 제1 암(회전체)
130: 제2 암(회전체)
140: 작업 헤드
O1: 축선

Claims

회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치인, 감속기.
회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하인, 감속기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하인, 감속기.
회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치이고,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하인, 감속기.
회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하이고,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 압력각이 14.5° 이상 20.0° 이하, 치 두께가 3㎜ 이상 30㎜ 이하, 또한 모듈(피치원 직경/잇수)이 0.8 이상 3.0 이하인, 감속기.
장치 본체와,
작업 헤드를 구비한 회전체와,
상기 장치 본체에 마련되고, 상기 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와,
상기 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비하고,
상기 감속기는,
회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어와 상기 전달 기어가 맞물리는 잇수는 6 내지 8치인, 회전 장치.
장치 본체와,
작업 헤드를 구비한 회전체와,
상기 장치 본체에 마련되고, 상기 회전체를 구동력에 의해 회동시키는 모터와,
상기 모터의 회전을 감속하는 감속기를 구비하고,
상기 감속기는,
회전축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 외통과,
상기 외통의 내측에 회전 가능하게 마련되고, 출력축에 고정되는 캐리어부와,
구동원에 마련되는 입력축과,
상기 캐리어부에 회전 가능하게 지지됨과 함께 상기 입력축에 접속되고, 상기 출력축의 회전축선에 대하여 편심되는 편심부를 갖는 복수의 크랭크축과,
상기 복수의 크랭크축의 상기 편심부와 함께 요동 회전하는 요동 기어와,
상기 요동 기어의 요동 회전과 함께 회전하고, 상기 복수의 크랭크축의 각각과 동축에 마련되는 복수의 전달 기어와,
상기 입력축에 마련됨과 함께 상기 복수의 전달 기어와 맞물려, 상기 복수의 전달 기어를 동기 회전시키는 입력 기어를 구비하고,
상기 입력 기어 및 상기 전달 기어는, 치말의 길이의 계수가 1.2 이상 1.3 이하, 또한 치원의 길이의 계수가 1.25보다 크고 1.55 이하인, 회전 장치.