JP2006046664A

JP2006046664A - 駆動モータ付き歯車装置

Info

Publication number: JP2006046664A
Application number: JP2005269032A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakamoto; 孝史阪本
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】装置全体を小型化するとともに、製作費を安価とする。
【解決手段】偏心差動減速機56において、駆動モータ58の出力軸59の回転を、前記２本以上のクランクシャフト50のうちのいずれか１本50ａに伝達して回転させるとともに、残りのクランクシャフト50ｂを前記１本のクランクシャフト50ａに同期して回転させるようにしたので、装置全体の軸方向長さを短縮することができて、小型化することができるとともに、製作費を安価とすることもできる。
【選択図】図１

Description

この発明は、クランクシャフトを回転させることによってピニオンを偏心回転させる偏心差動減速機を有する駆動モータ付き歯車装置に関する。

従来の駆動モータ付き歯車装置としては、例えば以下の特許文献１、２に記載されているようなものが知られている。
実開昭６４−３８３５２号公報特公平５−１３７９４号公報

この特許文献１に記載されているものは、内周に多数のピンが設けられた内歯歯車、外周に前記内歯歯車のピンより歯数が若干少なくかつ前記内歯歯車のピンに噛み合う歯形部が設けられた外歯歯車、外歯歯車に偏心カムが挿入され、外歯歯車の偏心運動中心から偏心した位置に配置されたカム軸、カム軸を回転可能に支持する第１、２支持部材からなるキャリアおよび前記カム軸に固定された平歯車からなる入力外歯車を備えた偏心差動減速機と、モータの出力軸に固定された第１外歯車と、前記第１外歯車に噛み合う第２外歯車および前記入力外歯車に噛み合う平歯車からなる第３外歯車が取り付けられた入力軸とを備え、前記モータが前記偏心差動減速機の外歯歯車の偏心運動中心から半径方向方向外側に配置されるとともに、前記偏心差動減速機の中心部および前記入力軸の中心部が中空に構成されている。そして、このものは、前記第１、第２外歯車が共に傘歯車から構成されることで、これらの回転軸線が互いに直交するとともに、カム軸が軸方向に延びる一方、モータおよび出力軸が半径方向に延びている。しかも、このものは、前記第１外歯車の直径と第２外歯車の直径とが等しい。また、前記特許文献２には、偏心差動減速機構型歯車装置の基本構造が示されている。

しかしながら、このような従来の駆動モータ付き歯車装置にあっては、駆動モータの回転を外歯車を介してクランクシャフトに伝達するようにしているため、装置全体が軸方向に長くなるという問題点がある。

この発明は、装置全体を小型化することができるとともに、製作費を安価とすることができる駆動モータ付き歯車装置を提供することを目的とする。

このような目的は、内周に多数の歯が設けられたケース、外周に前記ケースの歯より歯数が若干少なくかつ前記ケースの歯に噛み合う外歯が設けられたピニオン、ピニオンにクランク部が挿入され、ピニオンの偏心運動中心から偏心した位置に配置されたクランクシャフト、クランクシャフトを回転可能に支持するキャリアおよび前記クランクシャフトに固定された入力外歯車を備えた偏心差動減速機と、駆動モータの出力軸に固定された第１外歯車と、前記第１外歯車に噛み合う第２外歯車および前記入力外歯車に噛み合う第３外歯車が取り付けられた回転体とを備え、前記駆動モータが前記偏心差動減速機のピニオンの偏心運動中心から半径方向方向外側に配置されるとともに、前記偏心差動減速機の中心部および前記回転体の中心部が中空に構成された駆動モータ付き歯車装置において、前記駆動モータの出力軸が前記クランクシャフトの回転軸線と平行になるよう前記駆動モータを配置するとともに、前記第２外歯車の回転軸線を前記第１外歯車の回転軸線と平行に配置したことにより達成することができる。

この駆動モータ付き歯車装置によれば、駆動モータの出力軸が前記クランクシャフトの回転軸線と平行になるよう前記駆動モータを配置するとともに、前記第２外歯車の回転軸線を前記第１外歯車の回転軸線と平行に配置したので、製作費を安価とすることができる。

図１、２、３において、29は図示していない産業ロボット機体やインデックス装置等の装置本体に固定されたフランジ部材であり、このフランジ部材29の中央近傍に設けられた孔（通路）には筒体32、33が挿入されて固定されている。これら筒体32、33は中央近傍に孔32ａ、33ａを有し、これらの孔32ａ、33ａは配管、配線を通す通路30として使用される。前述したフランジ部材29、筒体32、33は全体として中央近傍に通路を有する固定部材31を構成する。

この固定部材31の外側には該固定部材31と同軸で円筒状をした回転ケース36が遊嵌され、この回転ケース36の内周でその軸方向中央部には円柱状をした多数のピン歯37がほぼ半分だけ埋設された状態で設けられている。そして、これらのピン歯37は軸方向に延びるとともに周方向に等距離離れて配置されている。39は円板状をした２個のピニオンであり、これらのピニオン39の中央部には前記筒体32より大径の貫通孔40が形成されている。そして、これらピニオン39は貫通孔40内に筒体32が遊嵌された状態で固定部材31と回転ケース36との間、ここでは、回転ケース36の内部で、筒体32の外側に設けられている。また、これらピニオン39の外周には回転ケース36のピン歯37より若干歯数が少ない外歯41が形成され、これらの外歯41はサイクロイド歯から構成されるとともに、前記ピン歯37に全歯で噛み合っている。44は固定部材31と回転ケース36との間に設けられ、固定部材31に取り付けられたキャリアであり、このキャリア44はピニオン39の軸方向一側に配置された一側フランジ45と、ピニオン39の軸方向他側に配置された他側フランジ46と、これら一側、他側フランジ45、46同士を連結するとともにピニオン39内に遊嵌された軸方向に延びる複数本の連結ロッド47と、から構成されている。そして、このキャリア44の一側フランジ45には筒体32の一端部が取り付けられ、他側フランジ46にはフランジ部材29が取り付けられている。49は一側、他側フランジ45、46と回転ケース36との間に介装された一対の軸受であり、これらの軸受49によってキャリア44と回転ケース36とは相対回転可能となる。50は周方向に等距離離れて配置された軸方向に延びる２本以上、ここでは２本のクランクシャフトであり、各クランクシャフト50はその一端が軸受51を介して一側フランジ45に、他端部が軸受52を介して他側フランジ46に回転可能に支持されている。また、各クランクシャフト50は中央部に偏心した２個のクランク部53を有し、各クランク部53はそれぞれピニオン39に形成された貫通孔54にニードル軸受55を介装した状態で挿入されている。前述した回転ケース36、ピニオン39、キャリア44、クランクシャフト50は全体として、入力回転を高比で減速することができる偏心差動減速機56を構成する。

58は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周に固定された１台の駆動モータ（サーボモータ）であり、この駆動モータ58は、図１に示すように、いずれか１本のクランクシャフト50ａの回転軸線上に配置されるとともに、その出力軸59の一端が継手60を介して前記１本のクランクシャフト50ａの他端に直結されている。この結果、前記駆動モータ58が作動して出力軸59からクランクシャフト50ａに駆動力が直接付与されると、該クランクシャフト50ａが回転してピニオン39が偏心回転（公転）する。61は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周に固定され、前記駆動モータ58に重なり合う（軸方向位置が一致し、並設している）検出器としてのエンコーダであり、このエンコーダ61は前記駆動モータ58から 180度離れて配置されるとともに、その検出軸62が残りのクランクシャフト50の１本、即ちクランクシャフト50ｂの他端に継手63を介して連結されている。そして、このエンコーダ61は同期して回転するクランクシャフト50の回転量を検出し、その検出結果を基に駆動モータ58を制御する。65は前記フランジ部材29と筒体33の他端とに連結され、駆動モータ58およびエンコーダ61を覆う有底円筒状のカバーであり、66は回転ケース36と一側フランジ45との間および回転ケース36とフランジ部材29との間にそれぞれ介装されたオイルシールである。

今、駆動モータ58が作動して出力軸59の回転がクランクシャフト50ａに伝達され、これにより、ピニオン39が該クランクシャフト50ａと同一回転数で偏心回転（公転）し、また、クランクシャフト50ｂも同一回転数で回転しているとする。このとき、ピニオン39の外歯41は歯数が回転ケース36のピン歯37より若干少なく、かつ、該回転ケース36のピン歯37に全歯で噛み合っており、しかも、キャリア44が回転できないよう固定部材31に固定されているため、前記駆動モータ58の回転は高比に減速されて回転ケース36から取り出される。このとき、駆動モータ58の出力軸59の回転を、前記２本以上のクランクシャフト50のうちのいずれか１本50ａに伝達して回転させるとともに、残りのクランクシャフト50ｂを前記１本のクランクシャフト50ａに同期して回転させるようにしたので、装置全体の軸方向長さを短縮することができ、また、製作費を安価とすることもできる。

ここで、前述のように駆動モータ58の出力軸59をクランクシャフト50ａに直結し、該クランクシャフト50ａに駆動モータ58からの駆動力を、従来技術のような歯車を介することなく直接付与するようにしているため、歯車の噛み合いに基づくバックラッシや騒音が生じることはなく、これにより、低騒音としながら回転ケース36を高精度で減速回転させることができる。しかも、前述のように歯車を省略して駆動モータ58の出力軸59とクランクシャフト50ａを直結することにより、駆動モータ58をクランクシャフト50ａに接近させるとともに、エンコーダ61を駆動モータ58から分離して駆動モータ58から離れた他のクランクシャフト50ｂに連結するようにしているため、これら駆動モータ58とエンコーダ61とを互いに重なり合わせた状態（軸方向位置を一致させた並設状態）で配置することができ、これにより、装置全体の軸方向長さを飛躍的に短縮することができる。さらに、前述のことからエンコーダ61は発熱する駆動モータ58から離隔して配置され、これにより、エンコーダ61に対する駆動モータ58からの熱影響が低減してエンコーダ61の検出精度の低下が防止される。さらに、前述のように歯車を省略したので、製作費を安価とすることもできる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図４、５に示すように、偏心差動減速機は、内周に多数の歯13が設けられた回転ケース14を有する。前記回転ケース14内には、外周に回転ケース14の歯13より歯数が若干少なくかつ回転ケース14の歯13に噛み合う外歯15が設けられたピニオン16が設けられており、このピニオン16には、該ピニオン16の偏心運動中心から偏心した位置に配置された２本以上のクランクシャフト19のクランク部18が挿入されている。前記クランクシャフト19はキャリア17に回転可能に支持されるとともに、該クランクシャフト19の他端には２個の入力外歯車としての外歯車23が固定されている。

20は、外周に直径が前記外歯車23の直径より大径である第３外歯車としての外歯車21、および、直径が後述する外歯車25の直径より大径である第２外歯車としての外歯車22が取り付けられた回転体であり、この外歯車21は前記外歯車23に噛み合っている。そして、この回転体20の中心部および前記偏心差動減速機の中心部は中空に構成されている。26は前記偏心差動減速機のピニオン16の偏心運動中心から半径方向外側に配置された駆動モータであり、この駆動モータ26の出力軸24の一端には前記外歯車22に噛み合う第１外歯車としての外歯車25が固定されている。前記駆動モータ26は、その出力軸24が前記クランクシャフト19の回転軸線と平行になるよう配置されるとともに、前記外歯車25の回転軸線と前記外歯車22の回転軸線とが平行になるよう配置されている。

この発明は、偏心差動減速機を有する駆動モータ付き歯車装置に適用できる。

駆動モータ付き歯車装置を示す正面断面図である。図１のＩーＩ矢視断面図である。その概要を説明する正面断面図である。この発明の実施例を示す正面断面図である。その図２と同様の断面図である。

符号の説明

31…固定部材 36…回転ケース
37…歯 39…ピニオン
41…外歯 44…キャリア
50…クランクシャフト 53…クランク部
58…駆動モータ 59…出力軸

Claims

内周に多数の歯が設けられた回転ケースと、回転ケース内に設けられ、外周に回転ケースの歯より歯数が若干少なくかつ回転ケースの歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、ピニオンにクランク部が挿入された２本以上のクランクシャフトと、クランクシャフトを回転可能に支持するキャリアとを備えた偏心差動減速機において、駆動モータの出力軸の回転を、前記２本以上のクランクシャフトのうちのいずれか１本に伝達して回転させるとともに、残りのクランクシャフトを前記１本のクランクシャフトに同期して回転させるようにしたことを特徴とする偏心差動減速機。
前記いずれか１本のクランクシャフトの回転軸線上に駆動モータを配置するとともに、該１本のクランクシャフトと駆動モータの出力軸とを直結するようにした請求項１記載の偏心差動減速機。