WO2007018181A1 - 減速装置 - Google Patents

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WO2007018181A1
WO2007018181A1 PCT/JP2006/315602 JP2006315602W WO2007018181A1 WO 2007018181 A1 WO2007018181 A1 WO 2007018181A1 JP 2006315602 W JP2006315602 W JP 2006315602W WO 2007018181 A1 WO2007018181 A1 WO 2007018181A1
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gear
external gear
external
support shaft
carrier
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PCT/JP2006/315602
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Nakamura
Original Assignee
Nabtesco Corporation
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Definitions

  • the present invention relates to a speed reducer that combines a front stage speed reducer composed of an external gear and an eccentric oscillation type speed reducer.
  • This reducer is attached to an eccentric oscillating type reducer having a plurality of crankshafts that are rotatably supported by a carrier at both ends in the axial direction and equidistant from each other in the circumferential direction, and an output shaft of the motor.
  • the first external gear that rotates with the driving force transmitted from the motor, the second external gear attached to one end in the axial direction of all crankshafts, and the output shaft of the motor are rotatably supported.
  • a small-diameter gear that meshes with the second external gear and has a smaller diameter than the second external gear, and a third external gear having a large-diameter gear, and one axial direction side of all the crankshafts A large-diameter gear disposed close to the second external gear while maintaining a coaxial relationship with the first external gear and meshing with the first external gear and having a larger diameter than the first external gear, and the third external gear A small diameter that fits the large diameter gear of the car and is smaller than the large diameter gear.
  • the fourth external gear having a car is obtained by rotatably supported.
  • a large number of three external gears that is, a second external gear and a fourth external gear are arranged at one axial end of all crankshafts. Since the radial gear and the small gear are arranged close to each other while maintaining a coaxial relationship, the entire length of the reduction gear increases in the axial direction and the driving force is transmitted from the first external gear to the crankshaft.
  • there are three gears that is, a large gear of the first external gear and the fourth external gear, a small gear of the fourth external gear, a large gear of the third external gear, a small gear of the third external gear, and the second gear.
  • An object of the present invention is to provide a low-noise reduction device that has a simple structure and is small in size, with low energy loss.
  • the purpose of this is to provide an eccentric oscillating speed reducer having a plurality of crankshafts that are rotatably supported by the carrier at both ends in the axial direction and equidistant from each other in the circumferential direction, and a driving force from the motor.
  • a first external gear that is transmitted and rotated, a second external gear attached to one axial end of at least one of the crankshafts, a support shaft supported by a carrier, and supported by the support shaft
  • a large-diameter gear that meshes with the first external gear and that has a larger diameter than the first external gear; and a small-diameter gear that meshes with the second external gear and has a smaller diameter than the second external gear.
  • This can be achieved by a speed reducer with a rotatable third external gear.
  • the support shaft supported by the carrier supports two-stage gears, that is, the large-diameter gear and the small-diameter gear of the third external gear, while the crankshaft Since only one stage of the second external gear that meshes with the small-diameter gear is attached to one end in the axial direction, the overall length of the reduction gear in the axial direction is shortened, and the size can be reduced.
  • there are two gears until the driving force is transmitted from the first external gear to the crankshaft that is, the large-diameter gear of the first external gear and the third external gear, the small-diameter gear of the third external gear, and the first gear. 2 Since it only meshes with the external gear, noise can be reduced and energy loss can be reduced.
  • the structure can be simplified.
  • the support shaft is configured to be arranged radially outward from a virtual circle passing through the central axis of all crankshafts, the diameter of the large-diameter gear of the third external gear is further increased. This makes it possible to easily increase the reduction gear ratio of the reduction gear.
  • the carrier is also configured with two or more member caps
  • the support shaft is configured with a fastening member force for fastening the two or more members
  • the fastening member is used for fastening the carrier and the third outer member. It can be used for both supporting the gears, which simplifies the structure and reduces the production cost.
  • FIG. 1 is a front sectional view showing Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a view taken along the arrow I I in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a driving force transmission path.
  • FIG. 4 is a front sectional view showing Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a view taken along II II in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a driving force transmission path.
  • reference numeral 11 denotes a base end side arm as a first member of the industrial robot 12, and the base end side arm 11 can swing around the base end portion.
  • a fixed portion of the eccentric oscillating speed reducer 13, here a case 14, is fixed by a plurality of bolts 15 on one side surface of the distal end of the base end side arm 11.
  • a proximal end portion of a distal arm 17 as a second member of the industrial robot 12 is fixed to one end of the rotating portion, here the carrier 16, by a plurality of bolts 18.
  • the distal arm 17 can rotate (swing) relative to the proximal arm 11 around the proximal end.
  • the case 14 is on the fixed side and the carrier 16 is on the rotating side as described above, it is the same as the conventional type, and can be used with the same feeling as before.
  • the case 14 has a substantially cylindrical shape, and a plurality of pin teeth 21 as inner teeth that are equidistant from each other in the circumferential direction are provided on the inner periphery of the central portion in the axial direction.
  • a plurality (two) of pinions 22 are stored in the case 14 so as to be arranged in the axial direction, and external teeth 23 having a large number of trochoidal tooth shapes are formed on the outer periphery of the pinions 22, respectively.
  • the number of external teeth 23 of the pinion 22 is slightly smaller than the number of teeth of the pin teeth 21, and in this case, only one is less.
  • the pinion 22 and the case 14 are inscribed.
  • the outer teeth 23 and the pin teeth 21 are mixed with each other! /, But the maximum pinion of the two pinions 22 !, the part (the deepest part of the pinching) is 180 degrees out of phase. It's off.
  • the force with which the carrier 16 is inserted into the case 14 is a pair of end plate portions 28 and 29 arranged on both outer sides in the axial direction of the pion 22, and one end is an end plate portion. It is composed of a plurality of (the same number of through-holes) pillars (not shown) that are integrally formed with the other end and fastened to the end plate part 29, and these pillars are respectively in the through-holes. It is loosely fitted. Further, center holes 32 and 33 having substantially the same diameter as the center hole 24 are formed on the center axis of the carrier 16, specifically, the end plate portions 28 and 29.
  • [0015] 36 is a pair of bearings interposed between the carrier 16, more specifically, the outer periphery of the end plate portions 28 and 29 and the inner periphery of both ends of the case 14 in the axial direction. It is supported so that it can rotate relative to case 14.
  • Reference numeral 37 denotes a plurality of (three) through-hole crank holes formed in each pinion 22 extending in the axial direction. These crank holes 37 are equidistant from each other in the circumferential direction and are alternately arranged with the through holes. Yes.
  • Reference numeral 40 denotes a plurality of crankshafts (the same number as the crank holes 37), and these crankshafts 40 are arranged equidistantly in the circumferential direction.
  • a pair of bearings 41 separated in the axial direction are interposed between the crankshaft 40 and the carrier 16, specifically, the end plate portions 28 and 29, so that both end portions of the crankshaft 40 in the axial direction are interposed. Is supported rotatably on the carrier 16 via the pair of bearings 41.
  • the crankshaft 40 has the same number (two) of eccentric portions 44 as the pinions 22 that are eccentric by a distance equal to the central axial force of the crankshaft 40 at the axially central portion. Are arranged adjacent to each other in the axial direction and are 180 degrees out of phase with each other.
  • the eccentric portion 44 of the crankshaft 40 is inserted into the crank hole 37 of the pinion 22 via the roller bearings 45, respectively.
  • Reference numeral 46 denotes an oil seal interposed between the inner periphery of the case 14 and the outer periphery of the end plate portion 28 on the one side in the axial direction with respect to the bearing 36 disposed on the one side in the axial direction.
  • a dynamic reduction gear 13 is configured. 48 is the tip of the proximal arm 11.
  • the rotating shaft 50 of the motor 48 is coaxial with the central axis of the eccentric oscillating speed reducer 13. In this way, if the motor 48 and the eccentric oscillating speed reducer 13 are coaxial, the center axis force of the eccentric oscillating speed reducer can be turned compared to the case where the motor is installed at a predetermined distance in the radial direction.
  • the entire substructure can be downsized.
  • a transmission shaft 53 that passes through center holes 24, 32, 33 formed in the central portion of the eccentric oscillating speed reducer 13 in the axial direction is fixed to the rotary shaft 50.
  • One end gear 54 is provided at one end.
  • the rotary shaft 50 and the transmission shaft 53 described above constitute the output shaft 55 of the motor 48 that extends in the axial direction toward one side in the central holes 24, 32, and 33 as a whole. 1When the driving force from the motor 48 is transmitted, the external gear 54 rotates around the axis.
  • Reference numeral 58 denotes a second external gear attached to at least one of the crankshafts 40, here, one end in the axial direction (one end in the axial direction) of each crankshaft 40 by spline coupling.
  • Reference numeral 59 denotes at least one support shaft extending in parallel with the output shaft 55, in this case, the same number as the second external gear 58.
  • the side portion is supported by the carrier 16 by being inserted and fixed to the carrier 16, specifically, the end plate portion 28.
  • the support shaft 59 is disposed at a position apart from the crankshaft 40 to which the second external gear 58 is attached, here, all the crankshafts 40 in the circumferential direction, as described above. It is arranged close to one side in the circumferential direction of the crankshaft 40, and is arranged radially outward from the virtual circle 60 passing through the central axis of all the crankshafts 40.
  • 63 is a third external gear coaxial with the support shaft 59 rotatably supported on one side in the axial direction of each support shaft 59 via a bearing 64, and these third external gears 63 are on one side in the axial direction.
  • the first external gear 54 has a large-diameter gear 65 having a diameter larger than that of the first external gear 54. All the large-diameter gears 65 are arranged around the one first external gear 54 and the one external gear 54 It meshes with the first external gear 54.
  • the large-diameter gear 65 is formed to have a maximum diameter that does not interfere with each other, and as a result, a large reduction ratio is obtained due to the meshing between the first external gear 54 and the large-diameter gear 65. Can be obtained.
  • the third external gear 63 has a small-diameter gear 66 on the other side in the axial direction, and the small-diameter gear 66 is disposed close to the large-diameter gear 65 in a coaxial relationship. And these small The diameter gear 66 has a smaller diameter than the second external gear 58 and meshes with the corresponding second external gear 58.
  • the large-diameter gear 65 of the first external gear 54 and the third external gear 63 described above is composed of the first-stage gear reduction mechanism 67, the small-diameter gear 66 of the third external gear 63, and the second external gear 58, respectively.
  • a second-stage gear reduction mechanism 68 is configured, and these first and second-stage gear reduction mechanisms 67 and 68 as a whole have a front-stage speed reducer 69 arranged at the front stage of the eccentric oscillation speed reducer 13.
  • the support shaft 59 is disposed radially outward from the virtual circle 60 passing through the central axis of all the crankshafts 40, the diameter of the large-diameter gear 65 of the third external gear 63 is further increased.
  • the reduction ratio of the speed reducer can be easily increased.
  • the support shaft 59 described above is disposed on or in the vicinity of the intermediate position in the circumferential direction of the adjacent crankshaft 40, whereby the small-diameter gear 66 is arranged on the second external gear 58 on either side or the first gear on one side. 2 You may make it mesh with the external gear 58. In this way, the second external gear 58 has a larger diameter, and the reduction ratio of the second stage gear reduction mechanism 68 can be further increased.
  • the large diameter gear 65 is formed to have the maximum diameter that does not interfere with each other as described above, the large diameter gear 65 is surrounded on the one side portion in the axial direction of the end plate portion 28 from the outside.
  • the outer flange 71 projecting radially outward from the outer periphery of the central portion of the case 14 is formed.
  • the oil seal 46 is opened on the open side, that is, in the axial direction. The side is almost closed by the outer flange 71, and the entry of dust into the eccentric oscillating speed reducer 13 is effectively suppressed.
  • the bolt 18 described above is fastened together with the outer flange 71 and the distal arm 17, the radial distance to the central axial force bolt 18 of the eccentric oscillating speed reducer 13 is increased, causing the eccentricity.
  • the transmission torque from the oscillating speed reducer 13 to the distal arm 17 can be increased.
  • the motor 48 is operated to rotate the output shaft 55.
  • the rotation of the output shaft 55 is decelerated one after another by the large diameter gear 65 of the first external gear 54 and the third external gear 63, and then by the small diameter gear 66 and the second external gear 58 of the third external gear 63. Is transmitted to all crankshafts 40, and these crankshafts 40 are rotated in the same direction around their center axis in the same direction. Rotate at rolling speed.
  • the eccentric portion 44 of the crankshaft 40 is eccentrically rotated in the crank hole 37 of the pinion 22 to cause the pinion 22 to be eccentrically swung and rotated. Since the number of teeth is only one less than the number of pin teeth 21 in case 14, carrier 16 is greatly decelerated by the eccentric oscillating rotation of pinion 22 and rotates at low speed, and distal arm 17 is connected to the base end. Rotate (swing) around the center.
  • the support shaft 59 supported by the carrier 16 supports two-stage gears, that is, the large-diameter gear 65 and the small-diameter gear 66 of the third external gear 63, while the crankshaft Since only one stage of the second external gear 58 that meshes with the small-diameter gear 66 is attached to one end (one end) of the 40 axial directions, the axial length of the entire reduction gear is shortened. Miniaturization is possible.
  • Embodiment 2 of the present invention is attached to the end plate portion 28 of the carrier 16 by a plurality of bolts 49, and the front end of the output shaft 55 (the other end side) that the motor 48 force also extends toward the other side in the axial direction.
  • the carrier 16 is loosely fitted in the end plate portions 28 and 29 and the through hole 72 formed integrally with the end plate portion 28 and formed in the pinion 22.
  • At least two or more, here three member forces with the pillar part 73 that is configured The force that consists of the pillar part 73 and the end plate part 29 are screwed with the axial force toward one side.
  • a plurality of bolts 74 (the same number as the column portions 73) as members are fastened together and fastened.
  • the column portion 73 and the end plate portion 29 are usually fastened by bolts and pins other than the bolt 74 as the fastening member described above.
  • bolts 74 are the forces constituting the support shaft 76.
  • a third external gear 63 having a gear 66 is rotatably supported via a cylindrical intermediate member 75 and a bearing 64, and the large-diameter gear 65 has one first outer gear 65 as described above.
  • the gear 54 and the small-diameter gear 66 are in mesh with the second external gear 58, respectively.
  • the above-mentioned intermediate member 75 and bearing 64 can be omitted.
  • a bearing metal or the like can be integrally formed on the outer periphery of the bolt 74 by supporting the third external gear 63.
  • a bearing metal or the like can be integrally formed on the outer periphery of the bolt 74 by supporting the third external gear 63.
  • a support shaft 76 (for supporting the third external gear 63 rotatably) ( If the pillar part 73 and the end plate part 29 are fastened by the bolt 74), the support shaft 76 can be used both for fastening the carrier 16 and for supporting the third external gear 63, As a result, the structure is simplified and the manufacturing cost can be reduced. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
  • the second external gear 58 is attached to all (three) crankshafts 40 and the same number (three) of support shafts 59 as the third crankshaft 40 are connected to the third external gear 58.
  • the external gear 63 is supported, and the large-diameter gear 65 of the three third external gears 63 is meshed with the single first external gear 54, while the small-diameter gear 66 of the three third external gears 63 is supported.
  • the second external gear is attached to only one of the crankshafts, and the crankshaft is adjacent to the crankshaft.
  • a third external gear is supported by only one support shaft installed between the first external gear and the large external gear of the third external gear on the first external gear, and the second external gear on the second external gear.
  • 3 Small gears of external gears may be squeezed one-on-one.
  • the motor may be arranged at a predetermined distance in the radial direction of the central axial force of the eccentric oscillating speed reducer.
  • the other axial side portion of the support shaft 59 is fixed to the carrier 16 (end plate portion 28), while a bearing 64 is provided on one axial side portion of the support shaft 59.
  • the support shaft is rotatably supported by the carrier via the bearing, while the third external gear 63 is fixed to the support shaft. In any case, the third external gear can rotate.
  • the support shaft 59 is supported by the second member (front end arm) of the industrial robot that is integrally connected to the carrier. May be.
  • the support shaft 59 is supported by the carrier 16 (end plate portion 28 or 29) so as to protrude toward the arm (front end side arm 17 or proximal end side arm 11).
  • the support shaft may be supported by the carrier (end plate portion) so as to protrude to the pinion side.
  • the force in which the difference in the number of teeth between the pin teeth 21 of the eccentric oscillating speed reducer 13 and the external teeth 23 of the pins 22 is 1. It may be 2 or more.
  • the case 14 which is the fixed portion of the eccentric oscillating speed reducer 13 is attached to the proximal end arm 11 which is the first member of the industrial robot 12, and the industrial robot 12
  • the carrier 16 that is the rotating part is attached to the distal end side arm 17 that is the two members
  • the carrier that is the fixed part of the eccentric rocking speed reducer is attached to the first member of the industrial robot. Let's attach a case that is a rotating part to two members.
  • the present invention can be applied to a turning part structure of an industrial robot using an eccentric oscillating speed reducer.

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Abstract

　構造簡単で小型でありながら、エネルギーロスの少ない低騒音の減速装置を提供する。 　支持軸59には２段の歯車、即ち、第３外歯車63の大径歯車65、小径歯車66が支持され、クランク軸40の軸方向一側端には小径歯車66に噛み合う１段の第２外歯車58が取り付けられているだけであるため、減速装置全体の軸方向長が短くなり、小型化が可能となる。また、第１外歯車54からクランク軸40に駆動力が伝達されるまでに、歯車が２箇所で噛み合うだけであるため、騒音が低減され、エネルギーロスも低下させることができる。

Description

明 細 書
減速装置
技術分野
[0001] この発明は、外歯車からなる前段減速機と偏心揺動型減速機とを組み合わせた 減速装置に関する。
背景技術
[0002] 従来の減速装置としては、例えば以下の特開昭 62— 4586号公報に記載されてい るようなちのが知られている。
[0003] この減速機は、軸方向両端部がキャリアに回転可能に支持され、周方向に等距離 離れた複数本のクランク軸を有する偏心揺動型減速機と、モータの出力軸に取り付 けられ、該モータから駆動力が伝達されて回転する第 1外歯車と、全てのクランク軸 の軸方向片側端に取り付けられた第 2外歯車と、前記モータの出力軸に回転可能に 支持され、前記第 2外歯車に嚙み合うとともに、該第 2外歯車より小径である小径歯 車、および、大径歯車を有する第 3外歯車とを備えるとともに、前記全てのクランク軸 の軸方向片側端に、第 2外歯車に同軸関係を保持しながら近接配置され、第 1外歯 車に嚙み合うとともに、該第 1外歯車より大径である大径歯車、および、前記第 3外歯 車の大径歯車に嚙み合うとともに、該大径歯車より小径である小径歯車を有する第 4 外歯車を回転可能に支持させたものである。
[0004] し力しながら、このような従来の減速装置にあっては、全てのクランク軸の軸方向片 側端に 3段の外歯車、即ち、第 2外歯車、第 4外歯車の大径歯車および小径歯車が 同軸関係を保持しながら近接配置されているため、減速装置全体の軸方向長が長く なって大型化するとともに、第 1外歯車からクランク軸に駆動力が伝達されるまでに、 歯車が 3箇所、即ち、第 1外歯車と第 4外歯車の大径歯車、第 4外歯車の小径歯車と 第 3外歯車の大径歯車、第 3外歯車の小径歯車と第 2外歯車とで嚙み合い、この結 果、騒音が大きくなり、エネルギーロスも大きくなるという課題があった。さらに、大径 歯車、小径歯車を有する歯車 (第 3、第 4外歯車)を 2種類使用しているため、構造が 複雑となってしまうという課題もあった。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] この発明は、構造簡単で小型でありながら、エネルギーロスの少な 、低騒音の減速 装置を提供することを目的とする。
[0006] このような目的は、軸方向両端部がキャリアに回転可能に支持され、周方向に等距 離離れた複数本のクランク軸を有する偏心揺動型減速機と、モータから駆動力が伝 達されて回転する第 1外歯車と、少なくともいずれか 1本のクランク軸の軸方向片側端 に取り付けられた第 2外歯車と、キャリアに支持された支持軸と、前記支持軸に支持 され、第 1外歯車に嚙み合うとともに、該第 1外歯車より大径である大径歯車、および 、第 2外歯車に嚙み合うとともに、該第 2外歯車より小径である小径歯車を有する回転 可能な第 3外歯車とを備えた減速装置により、達成することができる。
発明の効果
[0007] この発明にお 、ては、前述のようにキャリアに支持された支持軸には 2段の歯車、 即ち、第 3外歯車の大径歯車、小径歯車が支持され、一方、クランク軸の軸方向片側 端には前記小径歯車に嚙み合う 1段の第 2外歯車が取り付けられているだけであるた め、減速装置全体の軸方向長が短くなり、小型化が可能となる。また、第 1外歯車か らクランク軸に駆動力が伝達されるまでに、歯車が 2箇所、即ち、第 1外歯車と第 3外 歯車の大径歯車、第 3外歯車の小径歯車と第 2外歯車とで嚙み合うだけであるため、 騒音が低減され、エネルギーロスも低下させることができる。さらに、大径歯車、小径 歯車を有するのは第 3外歯車の 1種類だけであるため、構造を簡単なものとすることも できる。
[0008] また、前記支持軸を、全てのクランク軸の中心軸を通る仮想円より半径方向外側に 配置するのように構成すれば、第 3外歯車の大径歯車の径をさらに大径とすることが でき、これにより、減速装置の減速比を容易に大きくすることができる。
さらに、前記キャリアが 2以上の部材カも構成されているとき、前記支持軸を、前記 2 以上の部材を締結する締結部材力 構成すれば、締結部材をキャリアの締結用およ び第 3外歯車の支持用の双方に共用することができ、これにより、構造が簡単となり 製作費を安価とすることもできる。 図面の簡単な説明
[0009] [図 1]この発明の実施例 1を示す正面断面図である。
[図 2]図 1の I I矢視図である。
[図 3]駆動力の伝達経路を示す説明図である。
[図 4]この発明の実施例 2を示す正面断面図である。
[図 5]図 4の II II矢視図である。
[図 6]駆動力の伝達経路を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下，図面を参照して，本発明の好ましい実施の形態について説明する。
実施例 1
[0011] 以下、この発明の実施例 1を図面に基づいて説明する。
図 1、 2、 3において、 11は産業用ロボット 12の第 1部材としての基端側アームであり 、この基端側アーム 11は基端部を中心に揺動可能である。この基端側アーム 11の先 端部一側面には偏心揺動型減速機 13の固定部、ここではケース 14が複数のボルト 1 5によって固定され、また、この偏心揺動型減速機 13の回転部、ここではキャリア 16の 一側端には産業用ロボット 12の第 2部材としての先端側アーム 17の基端部が複数の ボルト 18によって固定されている。
[0012] この結果、前記先端側アーム 17は基端部を中心に基端側アーム 11に対して回転（ 揺動）することができる。そして、前述のようにケース 14を固定側と、キャリア 16を回転 側とすると、従来多用されている形式と同一となり、従来と同様の感覚で使用すること ができる。ここで、前記ケース 14は略円筒状を呈するとともに、その軸方向中央部内 周には周方向に等距離離れた多数の内歯としてのピン歯 21が設けられて 、る。
[0013] 前記ケース 14内には複数（2個）のピニオン 22が軸方向に並べられて収納され、こ れらピユオン 22の外周には多数のトロコイド歯形からなる外歯 23がそれぞれ形成され ている。ここで、前記ピ-オン 22の外歯 23の歯数は前記ピン歯 21の歯数より若干、こ こでは 1個だけ少なぐまた、これらピ-オン 22とケース 14とは内接した状態で外歯 23 とピン歯 21とが嚙み合って!/、るが、 2つのピ-オン 22の最大嚙み合!、部（嚙み合 、の 最も深い部位）は 180度だけ位相がずれている。 [0014] そして、これらピ-オン 22の中心軸上には貫通した中心孔 24力 また、その内、外 周間の中間部には軸方向に貫通した図示して 、な 、複数（3個）の貫通孔が周方向 に等距離離れて形成されている。また、前記ケース 14内には前記キャリア 16が挿入さ れている力 このキャリア 16はピ-オン 22の軸方向両外側に配置された一対の端板 部 28、 29と、一端が端板部 28に一体形成され、他端が端板部 29に締結された複数（ 貫通孔と同数)の柱部（図示せず)とから構成され、これら柱部は前記貫通孔内にそ れぞれ遊嵌されている。また、前記キャリア 16、詳しくは端板部 28、 29の中心軸上に は前記中心孔 24とほぼ同径の中心孔 32、 33がそれぞれ形成されている。
[0015] 36は前記キャリア 16、詳しくは端板部 28、 29の外周とケース 14の軸方向両端部内周 との間に介装された一対の軸受であり、これらの軸受 36によりキャリア 16はケース 14に 対し相対回転可能に支持される。 37は各ピニオン 22に成形された軸方向に延びる貫 通した複数（3個）のクランク孔であり、これらのクランク孔 37は周方向に等距離離れる とともに、前記貫通孔と交互に配置されている。
[0016] 40は複数本 (クランク孔 37と同数）のクランク軸であり、これらのクランク軸 40は周方 向に等距離離れて配置されている。これらクランク軸 40とキャリア 16、詳しくは端板部 2 8、 29との間には軸方向に離れた一対の軸受 41がそれぞれ介装され、これにより、前 記クランク軸 40の軸方向両端部はこれら一対の軸受 41を介してキャリア 16に回転可 能に支持される。
[0017] また、前記クランク軸 40は軸方向中央部にクランク軸 40の中心軸力 等距離だけ偏 心したピ-オン 22と同数（2個）の偏心部 44を有し、これら偏心部 44は軸方向に隣接 して配置されるとともに、互いに 180度だけ位相がずれている。そして、前記クランク 軸 40の偏心部 44はピ-オン 22のクランク孔 37内にそれぞれころ軸受 45を介して挿入 されており、この結果、前記ピ-オン 22とクランク軸 40とは相対回転が許容されている 。なお、 46は軸方向一側に配置されている軸受 36より軸方向一側のケース 14内周と キャリア 16、詳しくは端板部 28の外周との間に介装されたオイルシールである。
[0018] 前述したケース 14、キャリア 16、ピニオン 22、クランク軸 40は全体として、クランク軸 4 0に入力された回転を減速してケース 14またはキャリア 16、ここではキャリア 16に出力 する前記偏心揺動型減速機 13を構成する。 48は前記基端側アーム 11の先端部でそ の他側面に複数のボルト 49によって取付けられたモータであり、このモータ 48の回転 軸 50は前記偏心揺動型減速機 13の中心軸と同軸である。このようにモータ 48と偏心 揺動型減速機 13とを同軸とすれば、モータが偏心揺動型減速機の中心軸力 半径 方向に所定距離離れて設置されて ヽる場合に比較し、旋回部構造全体を小型化す ることがでさる。
[0019] この回転軸 50には前記偏心揺動型減速機 13の中心部に形成された中心孔 24、 32 、 33を軸方向に貫通する伝達軸 53が固定され、この伝達軸 53の先端 (一端）には 1個 の第 1外歯車 54が設けられている。前述した回転軸 50、伝達軸 53は全体として、中心 孔 24、 32、 33内を軸方向一側に向力つて延びるモータ 48の出力軸 55を構成し、この 出力軸 55に設けられた第 1外歯車 54はモータ 48からの駆動力が伝達されると、軸線 回りに回転する。
[0020] 58は少なくともいずれか 1本、ここでは全てのクランク軸 40の軸方向片側端 (軸方向 一側端）にスプライン結合によりそれぞれ取り付けられた第 2外歯車である。 59は出力 軸 55に平行に延びる少なくとも 1本、ここでは第 2外歯車 58と同数である 3本の支持軸 であり、これらの支持軸 59は周方向に等距離離れるとともに、その軸方向他側部がキ ャリア 16、詳しくは端板部 28に挿入固定されることで該キャリア 16に支持されている。
[0021] また、前記支持軸 59は、第 2外歯車 58が取り付けられたクランク軸 40、ここでは前述 のように全てのクランク軸 40力 周方向に離れた位置に配置、詳しくは対応するクラ ンク軸 40の周方向一側に近接して配置されるとともに、全てのクランク軸 40の中心軸 を通る仮想円 60より半径方向外側に配置されて 、る。 63は各支持軸 59の軸方向一 側部に軸受 64を介して回転可能に支持された該支持軸 59と同軸の第 3外歯車であり 、これらの第 3外歯車 63は軸方向一側に第 1外歯車 54より大径である大径歯車 65を 有し、これら全ての大径歯車 65は前記 1個の第 1外歯車 54の周囲に配置されるととも に、該 1個の第 1外歯車 54に嚙み合っている。
[0022] ここで、前記大径歯車 65は互いに干渉し合うことのない最大径に形成されており、こ の結果、第 1外歯車 54と大径歯車 65との嚙み合いによって大きな減速比を得ることが できる。また、前記第 3外歯車 63はその軸方向他側に小径歯車 66を有し、該小径歯 車 66は前記大径歯車 65に同軸関係を保って近接配置されている。そして、これら小 径歯車 66は前記第 2外歯車 58より小径であるとともに、対応する第 2外歯車 58にそれ ぞれ嚙み合っている。
[0023] 前述した第 1外歯車 54、第 3外歯車 63の大径歯車 65は全体として、第 1段歯車減速 機構 67を、第 3外歯車 63の小径歯車 66、第 2外歯車 58は全体として、第 2段歯車減 速機構 68を構成し、これら第 1、第 2段歯車減速機構 67、 68は全体として、偏心揺動 型減速機 13の前段に配置された前段減速機 69を構成する。ここで、前述のように、支 持軸 59を全てのクランク軸 40の中心軸を通る仮想円 60より半径方向外側に配置した ので、第 3外歯車 63の大径歯車 65の径をさらに大径とすることができ、これにより、減 速装置の減速比を容易に大きくすることができる。なお、前述の支持軸 59は隣接する クランク軸 40の周方向中間位置上、または、その近傍にそれぞれ配置し、これにより 、小径歯車 66を両隣の第 2外歯車 58に、または、片側の第 2外歯車 58に嚙み合わせ るようにしてもよい。このようにすれば、第 2外歯車 58がさらに大径となり、第 2段歯車 減速機構 68の減速比をさらに大とすることができる。
[0024] さらに、大径歯車 65を前述のように互いに干渉し合うことのない最大径に形成すると 、端板部 28の軸方向一側部には、大径歯車 65を外側から囲むために、ケース 14の中 央部外周より半径方向外側に突出した外方フランジ 71が形成されるが、このように外 方フランジ 71が形成されると、前記オイルシール 46の開放側、即ち軸方向一側は該 外方フランジ 71によってほぼ閉止され、偏心揺動型減速機 13の内部へのゴミの侵入 が効果的に抑制される。また、前述したボルト 18は外方フランジ 71と先端側アーム 17 とに共締めされて 、るため、偏心揺動型減速機 13の中心軸力 ボルト 18までの半径 方向距離が長くなつて、偏心揺動型減速機 13から先端側アーム 17への伝達トルクを 大さなちのとすることがでさる。
[0025] 次に、前記実施例 1の作用について説明する。
前述のような産業用ロボット 12において先端側アーム 17を基端側アーム 11に対して 回転 (揺動）させる場合には、モータ 48を作動して出力軸 55を回転させる。この出力 軸 55の回転は、第 1外歯車 54および第 3外歯車 63の大径歯車 65により、続いて第 3 外歯車 63の小径歯車 66および第 2外歯車 58により、次々に減速されながら全てのク ランク軸 40に伝達され、これらクランク軸 40を自身の中心軸回りに同一方向に同一回 転速度で回転させる。
[0026] このとき、クランク軸 40の偏心部 44がピ-オン 22のクランク孔 37内において偏心回 転してピ-オン 22を偏心揺動回転させる力 前記ピ-オン 22の外歯 23の歯数がケー ス 14のピン歯 21の数より 1個だけ少ないので、キャリア 16はピ-オン 22の偏心揺動回 転により大幅に減速されて低速回転し、先端側アーム 17を基端部を中心として回転（ 揺動)させる。
[0027] ここで、前述のようにキャリア 16に支持された支持軸 59には 2段の歯車、即ち、第 3 外歯車 63の大径歯車 65、小径歯車 66が支持され、一方、クランク軸 40の軸方向片側 端 (一側端）には前記小径歯車 66に嚙み合う 1段の第 2外歯車 58が取り付けられてい るだけであるため、減速装置全体の軸方向長が短くなり、小型化が可能となる。
[0028] また、第 1外歯車 54からクランク軸 40に駆動力が伝達されるまでに、歯車が 2箇所、 即ち、第 1外歯車 54と第 3外歯車 63の大径歯車 65、第 3外歯車 63の小径歯車 66と第 2外歯車 58とで嚙み合うだけであるため、騒音が低減され、エネルギーロスも低下さ せることができる。さらに、大径歯車 65、小径歯車 66を有するのは第 3外歯車 63の 1種 類だけであるため、構造を簡単なものとすることもできる。
実施例 2
[0029] 以下、この発明の実施例 2を図面に基づいて説明する。
図 4、 5、 6はこの発明の実施例 2を示す図である。この実施例においては、モータ 4 8がキャリア 16の端板部 28に複数のボルト 49によって取り付けられるとともに、該モー タ 48力も軸方向他側に向力つて延びる出力軸 55の先端 (他端側）には第 1外歯車 54 が設けられ、また、偏心揺動型減速機 13のクランク軸 40の軸方向片側端 (軸方向他 側端）には第 2外歯車 58が取り付けられている。
[0030] さらに、この実施例では前記実施例と同様に、キャリア 16が、端板部 28、 29と、端板 部 28に一体形成されピ-オン 22に形成された貫通孔 72に遊嵌されている柱部 73との 少なくとも 2つ以上、ここでは 3つの部材力 構成されている力 このうち、柱部 73と端 板部 29とを、軸方向一側に向力つてねじ込まれた締結部材としての複数 (柱部 73と同 数)のボルト 74により共締めして締結している。なお、前述の柱部 73と端板部 29とは、 通常、前述した締結部材としてのボルト 74以外のボルト、ピンによっても締結されてい る。
[0031] そして、これらボルト 74は支持軸 76を構成する力 これら支持軸 76 (ボルト 74)の外 側には、軸方向他側に位置する大径歯車 65と軸方向一側に位置する小径歯車 66と を有する第 3外歯車 63が、円筒状をした中間部材 75および軸受 64を介してそれぞれ 回転可能に支持されるとともに、これら大径歯車 65は前述と同様に 1個の第 1外歯車 54に、小径歯車 66は第 2外歯車 58にそれぞれ嚙み合っている。なお、前述の中間部 材 75、軸受 64は省略することも可能である力 この場合には、第 3外歯車 63を支持し て 、るボルト 74の外周に軸受メタル等を一体形成することが好ま 、。
[0032] 前述のようにキャリア 16が 2以上の部材 (端板部 28、 29、柱部 73)力 構成されて!ヽ るとき、第 3外歯車 63を回転可能に支持する支持軸 76 (ボルト 74)により前記柱部 73と 端板部 29とを締結するようにすれば、支持軸 76をキャリア 16の締結用および第 3外歯 車 63の支持用の双方に共用することができ、これにより、構造が簡単となり製作費を 安価とすることもできる。なお、他の構成、作用は前記実施例 1と同様である。
[0033] なお、前述の実施例においては、全て（3本)のクランク軸 40に第 2外歯車 58を取り 付けるとともに、該クランク軸 40と同数（3本)の支持軸 59にそれぞれ第 3外歯車 63を 支持させ、 1個の第 1外歯車 54に 3個の第 3外歯車 63の大径歯車 65を嚙み合わせる 一方、 3個の第 3外歯車 63の小径歯車 66を対応する第 2外歯車 58にそれぞれ嚙み合 わせるようにしたが、この発明においては、いずれか 1本のクランク軸のみに第 2外歯 車を取り付けるとともに、該クランク軸と、該クランク軸に隣接するクランク軸との間に 設置された 1本の支持軸のみに 1個の第 3外歯車を支持させ、第 1外歯車に第 3外歯 車の大径歯車を、第 2外歯車に第 3外歯車の小径歯車を 1対 1で嚙み合わせるように してもよい。このとき、モータを偏心揺動型減速機の中心軸力 半径方向に所定距離 離して配置してもよい。
[0034] また、前述の実施例においては、支持軸 59の軸方向他側部をキャリア 16 (端板部 28 )に固定する一方、該支持軸 59の軸方向一側部に軸受 64を介して第 3外歯車 63を回 転可能に支持させるようにした力 この発明においては、支持軸をキャリアに軸受を 介して回転可能に支持する一方、該支持軸に第 3外歯車を固定するようにしてもよく 、いずれの場合も第 3外歯車は回転可能となる。さらに、前述の実施例においては、 支持軸 59をキャリア 16 (端板部 28)に支持させるようにした力 この発明においては、 キャリアに一体的に連結されている産業用ロボットの第 2部材 (先端側アーム）に支持 させるようにしてもよい。また、前述の実施例においては、支持軸 59をキャリア 16 (端 板部 28または 29)に、アーム (先端側アーム 17または基端側アーム 11)側に突出する よう、支持させたが、この発明においては、支持軸をキャリア (端板部）に、ピニオン側 に突出するよう、支持させてもよい。
[0035] また、前述の実施例においては、偏心揺動型減速機 13のピン歯 21の歯数とピ-ォ ン 22の外歯 23との歯数差が 1であった力 この発明にお 、ては 2以上であってもよ ヽ 。さらに、前述の実施例においては、産業用ロボット 12の第 1部材である基端側ァー ム 11に偏心揺動型減速機 13の固定部であるケース 14を取り付け、産業用ロボット 12 の第 2部材である先端側アーム 17に回転部であるキャリア 16を取り付けるようにしたが 、この発明においては、産業用ロボットの第 1部材に偏心揺動型減速機の固定部で あるキャリアを、第 2部材に回転部であるケースを取り付けるようにしてもょ 、。
産業上の利用可能性
[0036] この発明は、偏心揺動型減速機を用いた産業用ロボットの旋回部構造に適用でき る。

Claims

請求の範囲
[1] 軸方向両端部がキャリアに回転可能に支持され、周方向に等距離離れた複数本の クランク軸を有する偏心揺動型減速機と、モータから駆動力が伝達されて回転する第
1外歯車と、少なくともいずれか 1本のクランク軸の軸方向片側端に取り付けられた第 2外歯車と、キャリアに支持された支持軸と、前記支持軸に支持され、第 1外歯車に 嚙み合うとともに、該第 1外歯車より大径である大径歯車、および、第 2外歯車に嚙み 合うとともに、該第 2外歯車より小径である小径歯車を有する回転可能な第 3外歯車と を備えた減速装置。
[2] 前記支持軸を、全てのクランク軸の中心軸を通る仮想円より半径方向外側に配置し た請求項 1記載の減速装置。
[3] 前記キャリアが 2以上の部材カも構成されて 、るとき、前記支持軸を、前記 2以上の 部材を締結する締結部材から構成した請求項 1記載の減速装置。
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