WO2007125835A1

WO2007125835A1 - 減速装置とその製造方法

Info

Publication number: WO2007125835A1
Application number: PCT/JP2007/058653
Authority: WO
Inventors: Kenichi Takeuchi
Original assignee: Nabtesco Corporation
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2007-11-08
Also published as: EP2014949A1; CN101432547A; CN101432547B; KR20090008419A; JPWO2007125835A1; JP5174657B2; KR101376006B1; US20090118050A1

Abstract

　回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを変更することなく、総減速比が所望の値に調整されている減速装置を実現する。　回転方向変換用歯車機構は、入力軸と一体に自転する入力歯車と、入力歯車に略直交して噛み合っている中継歯車を備えている。減速比調整用歯車機構は、中継歯車と一体に回転する第１平歯車と、第１平歯車に噛み合っている第２平歯車と、第２平歯車に噛み合っている第３平歯車を備えている。減速ユニットは、第３平歯車と一体に自転するとともに偏心カムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と噛み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車を備えている。この減速装置は、第１平歯車と第２平歯車と第３平歯車のうちの少なくとも一つの歯車を歯数の異なる他の歯車に変更することによって、減速装置の総減速比を変更することができる。

Description

明細書

減速装置とその製造方法

技術分野

[0001] 本出願は、 2006年 4月 28日に出願された日本国特許出願第 2006— 126203号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により援用されている。

本発明は、産業用ロボットや工作機械で使用される減速装置に関する。特に、入力軸に加えられるトルクを入力軸に略直交する方向に伸びて、る中継軸に伝達して回転方向を変換する機構と、内歯歯車内で公転する外歯歯車を利用して減速する減速ユニットを有する減速装置に関する。背景技術

[0002] コンパクトで大きな減速比を実現する減速ユニットが開発されている。この減速ュ- ットの一例が、特開昭 62— 218087号公報、特開 2004— 293640号公報に開示されている。この形式の減速ユニットは、内接式遊星ギア式減速機構といわれており、自転することによって偏心カムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車を備えてヽる。

内接式遊星ギア式減速機構では、内歯歯車の自転を拘束すると外歯歯車が自転し、外歯歯車の自転を拘束すると内歯歯車が自転する。クランク軸の自転数に比して、外歯歯車または内歯歯車の自転数は大きく減速される。

[0003] 産業用ロボットや工作機械では、モータの回転軸と減速ユニットの出力軸が略直交する関係を得たいことが多い。この場合には、モータのトルクが入力される入力軸に対して略直交する姿勢で中継軸を配置する。入力軸と中継軸の両者を歯車で連結することによって回転方向を変換する機構と、減速ユニットを組み合わせて用、る。一対の傘歯車または一対のハイポイド歯車を嚙み合わせることによって、略直交して配置されている入力軸から中継軸にトルクを伝達することができる。

回転方向変換用歯車機構と減速ユニットが組み合わされている減速装置が特開 2 004— 293640号公報【こ開示されて!ヽる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを組み合わせた減速装置で所望の減速比（以下、減速装置の減速比を総減速比ともいう）を実現するためには、減速ユニットの減速比または回転方向変換用歯車機構の減速比を適値に調整すればよい。減速ユニットの内歯歯車の歯数または外歯歯車の歯数を選択することによって、減速ユニットの減速比を調整することができる。回転方向変換用歯車機構を構成する一対の傘歯車または一対のハイポイド歯車の歯数比を選択することによって、回転方向変換用歯車機構の減速比を調整することができる。

減速ユニットの減速比または回転方向変換用歯車機構の減速比を調整すれば、専ら減速比を調整するための機構を必要とせず、減速装置をコンパクトに維持することができる。

[0005] 減速ユニットの減速比または回転方向変換用歯車機構の減速比を調整すれば、減速装置をコンパクトに維持することができるために、専ら減速比を調整するための機構を組み入れる方式は採用されてこな力つた。し力しながら、従来の方式には不都合も存在する。

所望する総減速比の減速装置を実現するために減速ユニットの減速比を調整する場合、内歯歯車の歯数または外歯歯車の歯数を適値に選択する。例えば、内歯歯車の歯数力 0個の場合、外歯歯車の歯数を 39個にすることによって、減速比 1Z4 0が得られる。内歯歯車の歯数を 40個のままとし、外歯歯車の歯数を 38個にすることによって、減速比 1Z20が得られる。内歯歯車の歯数を 20個にし、外歯歯車の個数を 19個にすることによつても、減速比 1Z20が得られる。し力しながら、内歯歯車や外歯歯車は複雑な加工によって形成されており、所望する総減速比ごとに内歯歯車や外歯歯車を製造すると、多くの種類の内歯歯車や外歯歯車を揃える必要があり、生産コストが非常に高くなる。

所望する総減速比の減速装置を実現するために回転方向変換用歯車機構の減速比を変化させる場合、一対の傘歯車または一対のハイポイド歯車の歯数比を変更する。し力しながら、一対の歯車の歯数を変更すると、歯車の径が変更されることが多く、歯数を変更するとともに入力軸と中継軸の位置関係も変更しなければならない。入力軸と中継軸の位置関係の変更に伴い、一対の歯車を収納する台座の形状も変更しなければならない。

[0006] 例えば、減速比が 1Z2の回転方向変換用歯車機構が開発されており、減速比が 1 Z50の減速ユニットが開発されている状況で、総減速比が 1Z150の減速装置が新たに必要とされる場合を想定する。この場合、減速比が 1Z3の回転方向変換用歯車機構あるいは減速比が 1Z75の減速ユニットを新たに開発する必要がある。いずれの場合も、減速装置の構成を大幅に変更する必要が生じてしまう。

本発明では、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを変更することなぐ総減速比が所望の値に調整されている減速装置を実現する技術を提供する。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の減速装置は、回転方向変換用歯車機構と、減速比調整用歯車機構と、減速ユニットを備えている。

回転方向変換用歯車機構は、台座と、台座に自転可能に支持されている入力軸と、入力軸に略直交する姿勢で台座に自転可能に支持されて、る中継軸を有して、る。入力軸には入力軸と一体に自転する入力歯車が形成されている。中継軸には、入力歯車に嚙み合ってヽるとともに中継軸と一体に自転する中継歯車が形成されて!、る。

減速比調整用歯車機構は、中継歯車と一体に回転する第 1平歯車と、第 1平歯車に嚙み合って、る第 2平歯車と、第 2平歯車に嚙み合って、る第 3平歯車を有してヽる。第 2平歯車は、第 2上平歯車と軸部と第 2下平歯車から形成されている。第 2上平歯車と軸部と第 2下平歯車は、一体に自転する。第 1平歯車と第 2下平歯車が嚙み合つており、第 2上平歯車と第 3平歯車が嚙み合っている。

減速ユニットは、第 3平歯車と一体に自転するとともにその自転にともなって偏心力ムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車を備えている。 [0008] 上記の減速装置は、減速比調整用歯車機構の第 1平歯車と第 2平歯車と第 3平歯車の少なくとも一つを歯数の異なる他の歯車に変更することによって、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを変更することなしに総減速比を変更することができる。本発明は、従来の常識に反し、専ら減速比を調整するための機構 (減速比調整用歯車機構)を、減速装置の中で回転方向変換用歯車機構と減速ユニットの間に介在させる。すなわち、本発明は、所望する総減速比の減速装置を実現するために回転方向変換用歯車機構または減速ユニットの減速比が適値に調整されていれば不要な機構をあえて減速装置に組み込む。これは、減速装置をコンパクトにするためには不利な手法であり、従来は採用されなかった方式である。

し力しながら、従来の常識に反して専ら減速比を調整する機構を利用すると、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを改良しないでも、総減速比が所望の値に調整されている減速装置を実現することができる。もちろん、所望の総減速比を実現するためには、減速比調整用歯車機構の減速比を適値に調整しなければならない。しかしながら、減速比調整用歯車機構は、専ら減速比を調整するためのものであり、平歯車列で構成されているため、その減速比を所望の値に簡単に調整することができる。従来の常識に反して専ら減速比を調整するための機構を導入すると、減速比調整用歯車機構が必要とされるために減速装置をコンパクトに収めるには不利であるという問題以上に、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを改良しなくてもすみ、簡単に調整できる減速比調整用歯車機構を調整すればよ!、と!、う利点が顕著となる。

[0009] 本発明の減速装置では、外歯歯車に追従して内歯歯車の中心の周りに自転するキャリアを備えており、そのキャリアが減速装置の出力軸と一体に回転する方式の減速ユニットを採用することが好ましい。

すなわち、減速ユニットは、クランク軸を自転可能に支持するともに、外歯歯車に追従して内歯歯車の中心の周りに自転するキャリアを備えて、ることが好ま、。この場合、第 3平歯車は第 2平歯車の周りを公転する構成とする。

自転するキャリアを有する減速ユニットでは、クランク軸が自転しながら公転する必要がある。この場合、モータトルクによってキャリアの中心の周りに自転する平歯車と、その平歯車の周りを公転しながら自転する平歯車をクランク軸に固定した構成を採用する。

上記形式の減速装置と比較すると、本発明の減速装置は第 1平歯車が追加されているだけであり、最少数の部品を追加するだけで総減速比を調整することができる。

[0010] 台座に、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットが支持されることによって、減速装置が構成されていることが好ましい。この場合、第 2平歯車が、キャリアの中心の周りに自転可能に支持されて、ることが好ま、。

この場合、第 1平歯車は、回転方向変換用歯車機構の中継軸に固定されており、第 3平歯車は、減速ユニットのクランク軸に固定されている。第 2平歯車が、減速ュニットのキャリアに支持されていると、台座に回転方向変換用歯車機構と減速ユニットを固定することによって、減速装置が構成される。

[0011] 本発明の減速装置では、外歯歯車とキャリアと第 2平歯車のそれぞれに、中心軸に沿って伸びる貫通孔が形成されて、ることが好ま、。

上記の減速装置によると、貫通孔の内部にケーブルや配線等を通過させることができる。これによつて、ケーブルや配線等の処理が容易になるとともに、それらに断線等のトラブルが生じることを防止できる。

[0012] 本発明は、回転方向変換用歯車機構と、減速比調整用歯車機構と、減速ユニットを有する減速装置を製造する新たな方法をも提供する。この方法では、台座に、入力歯車が固定されている入力軸を自転可能に支持し、中継歯車と第 1平歯車が固定されて、る中継軸を自転可能に支持することによって、第 1平歯車が固定されて、る回転方向変換用歯車機構を完成する工程と、自転にともなって偏心カムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車と、クランク軸を自転可能に支持するともに外歯歯車に追従して内歯歯車の中心の周りに自転するキャリアと、クランク軸に固定されている第 3平歯車を備えている減速ユニットを完成する工程と、キャリアに第 2平歯車を自転可能に支持する工程と、第 2平歯車と第 3 平歯車が取り付けられている減速ユニットの内歯歯車を台座に固定する工程を備えている。

[0013] 上記の製造方法によると、第 1平歯車が固定されている回転方向変換用歯車機構と、第 2平歯車と第 3平歯車が取り付けられている減速ユニットを別々に完成しておき、両者を固定することによって、減速装置の組み立てが完了する。比較的簡単に、総減速比が所望の値に調整されている減速装置を組み立てることができる。なお、第 3 平歯車をクランク軸に固定するタイミングは、減速ユニットを組み立てる工程中でもよいし、減速ユニットを完成させた後でもよい。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]実施例 1の歯車減速装置を示す。

[図 2A]入力軸ユニットを示す。

[図 2B]中継軸ユニットを示す。

[図 2C]減速ユニットを示す。

[図 2D]台座を示す。

[図 3]図 1の III III線に沿った断面図を示す。

[図 4]図 3の点線領域 Aの拡大図を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 実施例の主要な特長を以下に記す。

(第 1特長）回転方向変換用歯車機構の中継軸と減速ユニットのクランク軸は、平歯車列を介して結合している。

(第 2特長）台座の中継軸を収容する部分には、中継歯車よりも大きな孔が形成されている。

(第 3特長）第 1平歯車の外径は、中継歯車の外径よりも小さい。

(第 4特長）減速装置の中心部分に貫通孔が形成されており、貫通孔の内部を配線等が通過することができる。

実施例

[0016] 図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例では、図面の明瞭化のため、断面を表すハッチングを一部省略することがある。

(第 1実施例）

図 1は、本実施例の減速装置 10の要部断面図を示している。減速装置 10は、回転方向変換用歯車機構 16と減速ユニット 15と減速比調整用歯車機構 32を備えている図 2Aは、台座 52へ組み付ける前の入力軸ユニット 62を示している。図 2Bは、台座 52へ組み付ける前の中継軸ユニット 44を示している。図 2Cは、台座 52へ組み付ける前の減速ユニット 15を示している。図 2Dは、台座 52を示している。減速比調整用歯車機構 32を構成する第 1平歯車 42は、中継軸ユニット 44の中継軸 46に固定されている。減速比調整用歯車機構 32を構成する第 2平歯車 27の軸部 24は、減速ュニット 15のキャリア 12bに対して軸受 26aによって自転可能に支持されて、る。減速比調整用歯車機構 32を構成する第 3平歯車 28は、減速ユニット 15のクランク軸 72に固定されている。台座 52に入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44を固定すると、第 1 平歯車 42が固定されている回転方向変換用歯車機構 16が完成する。第 2平歯車 2 7と第 3平歯車 28が取り付けられている減速ユニット 15を台座 52に固定すると、減速装置 10が完成する。減速比調整用歯車機構 32は、台座 52に中継軸ユニット 44と減速ユニット 15を固定すると、完成する。なお、台座 52に対する入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44と減速ユニット 15の組み付け順序は特に制約されない。

[0017] 第 1平歯車 42は、ボルト 67によって、中継軸 46に固定されている。第 2平歯車 27 は、第 2上平歯車 29と、軸部 24と、ボルト 31によって軸部 24に固定されている第 2下平歯車 30で構成されている。第 2平歯車 27は、軸受 26aによって、キャリア 12bに対して自転可能で軸方向に変位不能に支持されている。第 3平歯車 28は、クランク軸 7 2の端部に固定されている。

本実施例では、中継軸ユニット 44に第 1平歯車 42を固定するとともに、減速ュ-ット 15に第 2平歯車 27と第 3平歯車 28を組み付けた後に、入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44と減速ユニット 15を台座 52に組み付ける。しかしながら、中継軸ユニット 4 4と第 1平歯車 42を個別に台座 52に組みつけてもよい。同様に、第 2平歯車 27と第 3 平歯車 28と減速ユニット 15を個別に台座 52に組みつけてもよい。ここで重要なことは、中継軸 46が、平歯車 42、 30、 29、 28から成る減速比調整用歯車機構 32を介して、減速ユニット 15のクランク軸 72に結合していることである。

[0018] 図 2Dに示しているように、台座 52には、入力軸ユニット 62を収容するための第 1孔 65と、中継軸ユニット 44を収容するための第 2孔 38と、配線等を減速装置 10に引き込むための穴 18と、配線等を減速装置 10の外部に引き出すための穴 22が形成されている。さらに、第 1平歯車 42がトルクを伝達するときに発生するラジアル荷重を支持する軸受 69と、第 2平歯車 27を自転可能で軸方向に変位不能に支持する軸受 26b と、減速ユニット 15から油が漏れることを防止するためのオイルシール 23を備えている。また、台座 52に対して減速ユット 15を位置決めする第 1平坦面 17と、減速装置 10を固定面に固定する第 2平坦面 20が形成されている。

[0019] 入力軸ユニット 62は、入力軸 58と、入力軸 58と一体に自転する入力歯車 63と、入力軸ハウジング 66を備えている。入力軸 58と入力軸ハウジング 66の間には、入力軸 58を入力軸ハウジング 66に対して自転可能で軸方向に変位不能に支持する一対のアンギユラ玉軸受 54a、 54bを備えており、予め入力軸 58と入力軸ハウジング 66の間に組み付けられている。入力軸ユニット 62では、入力歯車 63が入力軸ハウジング 66の先端において入力軸ハウジング 66から露出する位置関係に組み付けられている。入力歯車 63の直径は入力軸ハウジング 66の直径よりも小さぐ入力歯車 63は入力軸ハウジング 66を固定するための第 1孔 65を通過することができる。入力軸 58と入力軸ハウジング 66の間には、オイルシール 61が挿入されており、減速装置内の油が外部に流れ出すことを防止できる。入力軸 58の先端の空洞部分には、シールキヤップ 73 (図 1参照）が装着されており、モータ 60の出力軸 60aを入力軸 58から取り外しても、減速装置 10内部の油が外部に流れ出すことを防止できる。入力軸ユニット 6 2を入力歯車 63側から第 1孔 65に挿入し、ボルト 64を締め付けることによって、入力軸ユニット 62が台座 52に固定される。入力軸ユニット 62を台座 52に対して挿入する深さは、スぺーサ 34aの厚さを変更するだけで調整することができる。

[0020] 中継軸ユニット 44は、中継軸 46と、中継軸 46と一体に自転する中継歯車 40と、中継軸ハウジング 50を備えている。中継軸 46と中継軸ハウジング 50の間には、中継軸 46を中継軸ハウジング 50に対して自転可能で軸方向に変位不能に支持する一対のアンギユラ玉軸受 48a、 48bを備えており、予め中継軸 46と中継軸ハウジング 50の間に組み付けられている。中継軸ユニット 44では、中継歯車 40が中継軸ハウジング 50の先端において中継軸ハウジング 50から露出する位置関係に組み付けられている。減速比調整用歯車機構 32の第 1平歯車 42が、ボルト 67によって、中継軸 46に固定されている。すなわち、第 1平歯車 42は中継歯車 40と一体に自転する。また、中継歯車 40の直径は中継軸ハウジング 50の直径よりも小さく、中継歯車 40は中継軸ハウジング 50を固定するための第 2孔 38を通過することができる。中継軸ユニット 44 を中継歯車 40側から第 2孔 38に挿入し、ボルト 36を締め付けることによって、中継軸ユニット 44が台座 52に固定される。中継軸ユニット 44を台座 52に対して挿入する深さは、スぺーサ 34bの厚さを変更するだけで調整することができる。

本実施例では、第 1平歯車 42が、ボルト 67〖こよって、中継軸 46に固定されている。第 1平歯車 42は、中継軸 46に固定されている反対側で軸受 69によって、台座 52に対して自転可能に支持されて、る。

[0021] 台座 52に、入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44を固定すると、入力歯車 63と中継歯車 40が嚙み合う。入力軸 58と中継軸 46は直交している。入力歯車 63と中継歯車 40が嚙み合うことによって、入力軸の回転方向が変換される。

入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44は、共通の台座 52に固定されるために、両者の位置関係が正確に調整され、入力歯車 63と中継歯車 40の嚙み合い状態が適正に調整される。

[0022] 予め入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44を別に完成しておき、それらを共通の台座 52に固定することによって、回転方向変換用歯車機構 16が完成する。入力歯車 6 3と中継歯車 40の嚙み合い状態は、スぺーサ 34a、 34bの厚さを変更して調整する。本実施例では、回転方向変換用歯車機構 16と、減速比調整用歯車機構 32の第 1 平歯車 42が完成する。

[0023] 減速ユニット 15は、偏心カム 74a、 74bが形成されているクランク軸 72と、偏心カム 74a、 74bと係合してクランク軸 72の自転にともなってクランク軸 72の周りを公転する外歯歯車 70a、 70bと、外歯歯車 70a、 70bを囲んで外歯と嚙み合う内歯ピンを備えている。内歯ピンの歯数は、外歯の歯数と異なる。

クランク軸 72には、クランク軸 72と一体に自転する第 3平歯車 28が固定されている。また、クランク軸 72は、一対の円錐ころ軸受 71a、 71bによって、キャリア 12a、 12b に対して自転可能で軸方向に変位不能に支持されて、る。クランク軸 72が自転すると、偏心カム 74a、 74bは偏心回転する。偏心カム 74a、 74bが偏心回転すると、外歯歯車 70a、 70bはクランク軸 72の周りを公転する。

キャリア 12aと 12bは、外歯歯車 70a、 70bを挟むように酉己置されており、ボノレト 14によって固定されている。キャリア 12a、 12bは、一対のアンギユラ玉軸受 14a、 14bによつて、内歯歯車 8に対して自転可能で軸方向に変位不能に支持されている。キャリア 12aの柱状部 13は、外歯歯車 70a、 70bに形成されている貫通孔を通過している。キャリア 12a、 12bは、外歯歯車 70a、 70bに対して自転不能であり、外歯歯車 70a、 70bが自転すると、キャリア 12a、 12bも自転する。

図 3は、図 1の III III線に沿った断面を示している。図 3に示すように、外歯歯車 70 aには、周方向に合計 12個の貫通孔 80a〜801が形成されて、る。

キャリア 12aには、 9本の柱状部 13b〜13d、 13f〜13h、 13j〜131 (図面の簡素化のために、柱状部 13g以外の柱状部の参照番号は図示を省略している）が形成されている。 9本の柱状部は、外歯歯車 70aの対応するそれぞれの貫通孔 80b〜80d、 8 0f〜80h、 80j〜801【こ挿人されて!ヽる。

図 4は、図 3の破線で囲った領域 Aの拡大図を示している。図示 74aは、クランク軸 72aに形成されている偏心カムを示している。偏心カム 74aの外形は円形であり、その中心 74xはクランク軸 72aの中心軸 72xから偏心している。偏心カム 74aは、ニードル軸受 76aを介して外歯歯車 70aの貫通孔 80aに係合して!/、る。クランク軸 72aが中心軸 72xの周りに自転すると、偏心カム 74aの中心 74xは、矢印 90に示すようにクランク軸 72aの中心軸 72xの周りを偏心回転する。外歯歯車 70aは、偏心カム 74aと係合しているため、クランク軸 72aが中心軸 72xの周りに自転すると、外歯歯車 70aは、クランク軸 72aの中心軸 72xの周りを公転する。また、偏心カム 74aの中心 74xが矢印 90のように偏心回転すると、外歯歯車 70aは、矢印 88 (図 3参照）に示すように、内歯歯車 8の中心軸 82の周りを公転する。矢印 90、 88の公転半径は、実際よりも拡大して表示されており、実際の公転半径は、偏心カム 74aの中心 74xとクランク軸 72a の中心 72x間のオフセット距離に等 U、。

図 3に示している図示 74e、 74iは偏心カムであり、その作用効果は偏心カム 74aと同様のため説明を省略する。 [0025] 外歯歯車 70aの外歯の歯数は、内歯ピンの歯数よりも 1つ少ない。外歯歯車 70aの貫通孔 80b〜80d、 80f〜80h、 80j〜801と、キャリア 12aの対応するそれぞれの柱状部 13b〜13d、 13f〜13h、 13j〜131の間には、外歯歯車 70aの公転 88を許容するだけの空間が確保されている。

外歯歯車 70aの周方向の一部の外歯が内歯歯車 8の周方向の一部の内歯ピン 86 に嚙み合った状態で、外歯歯車 70aは矢印 88に示すように、内歯歯車 8の中心軸 8 2の周りに公転することができる。内歯ピン 86は内歯歯車 8に固定されておらず、内歯歯車 8に形成された溝 8a (図 4参照）内に配置されており、内歯ピン 86の中心 86x の周りに自転することが可能である。内歯ピン 86と内歯歯車 8の関係は、 60本の内歯ピンの全てに共通である。

本実施例では、ボルト 68によって、内歯歯車 8が台座 52に固定されている（図 1参照)。よって、クランク軸 72aが自転すると、外歯歯車 70aは中心軸 82の周りを公転しつつ自転する。外歯歯車 70aが自転すると、キャリア 12a、 12bも外歯歯車 70aの自転に追従して自転する。外歯歯車 70aの歯数が 59本であり内歯歯車 8の歯数が 60 本のため、外歯歯車 70aが 60回公転すると、外歯歯車 70aが 1回自転する。すなわち、クランク軸 72aが 60回自転すると、外歯歯車 70aが 1回自転する。

外歯歯車 70aの中央部分には貫通孔 84が形成されており、貫通孔 84の内部を筒体 79が通過している。筒体 79には貫通孔 78が形成されており、貫通孔 78の内部をケーブルや配線等が通過することができる。

[0026] 上記の説明は、外歯歯車 70bに対しても共通である。ただし、偏心方向が反対である。図 3および図 4の状態において、外歯歯車 70aのための偏心カム 74aの中心 74x はクランク軸 72aの自転の中心軸 72xから偏心して!/、る。外歯歯車 70aのための偏心カム 74aの中心 74xと、外歯歯車 70bのための偏心カム 74bの中心は、いつもクランク軸 72aの自転の中心軸 72xを挟んだ対称の位置にある。すなわち、図 3において、外歯歯車 70aが左方向に偏心すれば外歯歯車 70bは右方向に偏心し、外歯歯車 7 Oaが上方向に偏心すれば外歯歯車 70bは下方向に偏心し、外歯歯車 70aが右方向に偏心すれば外歯歯車 70bは左方向に偏心し、外歯歯車 70aが下方向に偏心すれば外歯歯車 70bは上方向に偏心する。すなわち、外歯歯車 70aと外歯歯車 70bとクランク軸 72aの全体を観察すると、クランク軸 72aの自転の中心軸 72xに対して左右対称となっており、回転バランスが確保される関係が実現されている。

[0027] 図 1に示すように、回転方向変換用歯車機構 16と減速ユニット 15を組み付けることによって、回転方向変換用歯車機構 16と減速ユニット 15の間に、減速比調整用歯車機構 32が形成される。減速比調整用歯車機構 32は、回転方向変換用歯車機構 1 6の中継軸 46の自転の速度を変化させて、減速ユニット 15のクランク軸 72に伝達することがでさる。

[0028] 本実施例の減速装置 10の製造方法を説明する。図 2A〜図 2Dは、減速装置 10に組み上げる前の、入力軸ユニット 62と、中継軸ユニット 44と、減速ユニット 15と、台座 52の要部断面図を示している。減速比調整用歯車機構 32は、減速比調整用歯車機構 32を構成する歯車ごとに分けられて、中継軸ユニット 44または減速ユニット 15 に固定されている。第 1平歯車 42は、中継軸ユニット 44に固定されている。第 2平歯車 27と第 3平歯車 28は、減速ユニット 15に固定されている。

[0029] 台座 52には、入力軸ユニット 62を挿入する第 1孔 65と、中継軸ユニット 44を挿入する第 2孔 38と、配線等を回転方向変換用歯車機構 16の内外に通過させる穴 18と、配線等を減速ユニット 15の内外に通過させる穴 22と、減速ユニット 15を位置決めする第 1平坦面 17と、減速装置 10を固定する第 2平坦面 20を形成しておく。本実施例では、上記の構成に加えて、軸受 69と、第 2平歯車 27を自転可能に支持する軸受 26bと、減速ユニット 15の内部の油が減速装置 10の下方に漏れ出すことを防止するオイルシール 23も形成しておく。

[0030] 入力軸ユニット 62は、台座 52に組み込む前に組み立てておく。入力軸ユニット 62 を組み立てるときには、一対の軸受 54a、 54bによって、入力軸 58が入力軸ハウジング 66に対して自転可能で軸方向に変位不能に組み付けられる。入力軸 58の入力歯車 63が形成されている反対側において、入力軸 58と入力軸ハウジング 66の間にォィルシール 61を形成する。オイルシール 61によって、減速装置 10の内部の油力モータ 60の側に漏れ出すことを防止できる。

中継軸ユニット 44も、台座 52に組み込む前に組み立てておく。中継軸ユニット 44 を組み立てるときには、一対の軸受 48a、 48bによって、中継軸 46が中継軸ハウジング 50に対して自転可能で軸方向に変位不能に組み付けられる。さらに、減速比調整用歯車機構 32の第 1平歯車 42を、ボルト 67によって、中継軸 46の上面に固定しておく。

減速ユニット 15も、台座 52に組み込む前に組み立てておく。減速ユニット 15を組み立てるときには、一対の軸受 14a、 14bによって、キャリア 12a、 12bが内歯歯車 8 に対して自転可能で軸方向に変位不能になるように予圧を与えておく。また、一対の円錐ころ軸受 71a、 71bによって、クランク軸 72がキャリア 12a、 12bに対して自転可能で軸方向に変位不能になるように予圧を与えておく。

[0031] 次いで、台座 52の第 1孔 65に入力軸ユニット 62を挿入し、台座 52の第 2孔 38に中継軸ユニット 44を挿入する。入力歯車 63と中継歯車 40の嚙み合い状態をスぺーサ 34a、 34bによって調節した後、入力軸ユニット 62と中継軸ユニット 44を台座 52に固定する。次に、減速ユニット 15の内歯歯車 8の下面を、回転方向変換用歯車機構 16 の第 1平坦面 17に面接触させることによって両者の位置関係を所望の位置関係にしてから、内歯歯車 8と台座 52をボルト 68によって固定する。減速ユニット 15を台座 52 に固定するときに、第 1平歯車 42と第 2平歯車 27が嚙み合うことにより、減速比調整用歯車機構 32の歯車間が回転トルクを伝達することができるようになる。

[0032] 本実施例の減速装置 10の動作を説明する。減速装置 10では、回転方向変換用歯車機構 16の台座 52に形成されている第 2平坦面 20が、基板等の不動面に固定されて用いられる。台座 52に対して、固定台 56に取り付けられているモータ 60が固定される。台座 52とモータ 60が固定されるときに、モータ 60の出力軸 60aと入力軸 58がキー等の結合手段によりトルク伝達可能に結合される。

[0033] モータ 60の出力軸 60aが自転すると、入力軸 58は出力軸 60aと一体に自転する。

入力軸 58の自転は、入力歯車 63と嚙み合っている中継歯車 40に伝達される。入力軸 58の自転が入力歯車 63から中継歯車 40に伝達されるときに、入力歯車 63と中継歯車 40によって、自転方向が変換される。入力歯車 63の歯数と中継歯車 40の歯数を調整することによって、自転方向を変換するのと同時に、モータ 60の自転速度を変換させることちでさる。

[0034] 中継歯車 40に伝達された自転は、減速比調整用歯車機構 32によって自転速度が変換された後にクランク軸 72a、 72e、 72i (図 3参照）に伝達される。クランク軸 72aは中心軸 72x (図 4参照）の周りに自転して、偏心カム 74a、 74b (図 1参照）を中心軸 7 2xの周りに公転させる。クランク軸 72e、 72iも同様の動作を行う。偏心カム 74a、 74b が公転すると、外歯歯車 70a、 70bは、内歯ピン 86を介して内歯歯車 8に嚙み合った状態で矢印 88に示すように中心軸 82の回りを公転する。本実施例では、内歯歯車 8 は、ボルト 68によって台座 52に固定されている。すなわち、内歯歯車 8は自転が拘束されており、外歯歯車 70a、 70bは自転が許容されている。外歯歯車 70a、 70bが、内歯歯車 8に嚙み合った状態で公転すると、外歯歯車 70a、 70bと内歯歯車 8の歯数が相違するため、外歯歯車 70a、 70bが自転する。外歯歯車 70a、 70bが自転すると、キャリア 12a、 12bが中心軸 82の周りを自転する。すなわち、キャリア 12a、 12b力 S トルクの出力部となる。

[0035] 本実施例の減速装置 10は、モータ 60の自転速度を減速して出力することができる。すなわち、回転方向変換用歯車機構 16と減速ユニット 15の間に配置した減速比調整用歯車機構 32の第 1平歯車 42と、第 2下平歯車 30と、第 2上平歯車 29と、第 3 平歯車 28の少なくとも一つの歯車を歯数の異なる他の歯車に変更することによって、減速装置 10の減速比を変更することができる。この場合、少なくとも一つの歯車を所定の歯数にすることによって、対応する相手側の歯車の歯数も異ならせる。

本発明の減速装置 10は、回転方向変換用歯車機構 16と減速ユニット 15は変更せずに、減速比調整用歯車機構 32の減速比を変更することによって、減速装置 10の総減速比を変更することができる。

[0036] 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記実施例では、入力歯車がユニットィ匕されているとともに中継歯車もュニットィ匕されている。し力しながら、入力歯車のみがユニットィ匕されていてもよいし、中継歯車のみがユニットィ匕されていてもよいし、入力歯車と中継歯車の両方ともがュ- ットイ匕されていなくてもよい。入力歯車および Zまたは中継歯車を台座に直接固定してもよい。また、上記実施例では、外歯歯車の自転に追従して自転するキャリアがトルクの出力部であるが、内歯歯車がトルクの出力部であってもよい。その場合は、キャリアの一部を台座に固定すると、外歯歯車が内歯歯車に囲まれた状態で内歯歯車の中心の周りを公転することにより、内歯歯車が自転する。

上記実施例では、台座の第 2平坦面を、基板等の不動面に固定している。本発明の減速装置は、基板等の不動面に固定することによって、溶接ロボットに使用される溶接ポジショナとして使用することができる。また、産業用ロボットの旋回駆動装置としてち使用することがでさる。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

請求の範囲

[1] 回転方向変換用歯車機構と、減速比調整用歯車機構と、減速ユニットを有する減速装置であり、

回転方向変換用歯車機構は、台座と、台座に自転可能に支持されている入力軸と、入力軸と一体に自転する入力歯車と、入力軸に略直交する姿勢で台座に自転可能に支持されて、る中継軸と、入力歯車に嚙み合って、るとともに中継軸と一体に自転する中継歯車を備えており、

減速比調整用歯車機構は、中継歯車と一体に回転する第 1平歯車と、第 1平歯車に嚙み合って、る第 2平歯車と、第 2平歯車に嚙み合って、る第 3平歯車を備えており、

減速ユニットは、第 3平歯車と一体に自転するとともにその自転にともなって偏心力ムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車を備えて!/ヽることを特徴とする減速装置。

[2] 前記減速ユニットは、クランク軸を自転可能に支持するともに、外歯歯車に追従して内歯歯車の中心の周りに自転するキャリアを備えており、

前記第 3平歯車が第 2平歯車の周りを公転することを特徴とする請求項 1の減速装置。

[3] 台座に、回転方向変換用歯車機構と減速ユニットが支持されており、

第 2平歯車が、キャリアの中心の周りに自転可能に支持されて!、ることを特徴とする請求項 2の減速装置。

[4] 外歯歯車とキャリアと第 2平歯車のそれぞれに、中心軸に沿って伸びる貫通孔が形成されて!/ヽることを特徴とする請求項 3の減速装置。

[5] 回転方向変換用歯車機構と、減速比調整用歯車機構と、減速ユニットを有する減速装置を製造する方法であり、

台座に、入力歯車が固定されている入力軸を自転可能に支持し、中継歯車と第 1 平歯車が固定されている中継軸を自転可能に支持することによって、第 1平歯車が固定されている回転方向変換用歯車機構を完成する工程と、自転にともなって偏心カムを偏心回転させるクランク軸と、偏心カムと係合して公転する外歯歯車と、外歯歯車を囲んで外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車の歯数と異なる歯数を有する内歯歯車と、クランク軸を自転可能に支持するともに外歯歯車に追従して内歯歯車の中心の周りに自転するキャリアと、クランク軸に固定されて、る第

3平歯車を備えてヽる減速ユニットを完成する工程と、

キャリアに第 2平歯車を自転可能に支持する工程と、

第 2平歯車と第 3平歯車が取り付けられている減速ユニットの内歯歯車を台座に固定する工程を備えて!/、る減速装置の製造方法。