JP2009024738A

JP2009024738A - 偏心揺動型歯車装置

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Publication number: JP2009024738A
Application number: JP2007186265A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Mori; 弘樹森
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】偏心揺動型歯車装置内に種々の必要部材を通過させることができる偏心揺動型歯車装置を提供する。
【解決手段】内歯歯車２と、軸方向に第一貫通孔３及び第二貫通孔５を有するとともに内歯歯車に噛み合う外歯歯車７と、外歯歯車の第一貫通孔に偏心部９が係合して外歯歯車を偏心運動させるクランク軸１１と、軸方向に並設した一対の端板部１３，１５及び一対の端板部を連結するとともに外歯歯車の第二貫通孔に遊嵌した柱部１７を有し、クランク軸を回転自在に支持する支持体１９とを備え、内歯歯車及び支持体が相対的に回転する偏心揺動型歯車装置において、
外歯歯車の軸方向で中心から放射方向に離隔した第三貫通孔２１を形成し、一対の端板部の各々に軸方向で中心から放射方向に離隔した貫通孔２３，２５を形成し、第三貫通孔に遊嵌するとともに前記貫通孔に取付けられて中心から放射方向に離隔した円筒体２７を歯車装置に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業用ロボットの関節部などに用いられる偏心揺動型歯車装置に関する。

従来の偏心揺動型歯車装置としては、例えば以下の特許文献１及び２に記載されているものが知られている。

特開２００５−３３０９８１号公報特開２００２−１０６６５０号公報

これらの偏心揺動型歯車装置は、内歯歯車と、軸方向に第一貫通孔及び第二貫通孔を有するとともに内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、外歯歯車の第一貫通孔に偏心部が係合して該外歯歯車を偏心運動させるクランク軸と、軸方向に並設した一対の端板部及び該一対の端板部を連結するとともに外歯歯車の第二貫通孔に遊嵌した柱部を有し、クランク軸を回転自在に支持する支持体とを備えている。

特許文献１の偏心揺動型歯車装置においては、入力軸が内歯歯車の中心に設けられているので、モータへの電線ケーブルなどを偏心揺動型歯車装置内に通過させることができない。
一方、特許文献２の偏心揺動型歯車装置においては、一対の端板部及び外歯歯車の中心に中空孔が形成されているので、その中空孔にモータへの電線ケーブルなどを通過させることができる。しかしながら、該中空孔に種類の異なる配管・配線や、もっと多くの部材、例えば冷却水配管やより太い配線などを通過させようとしても、コンパクトな偏心揺動型歯車装置にとっては該中空孔の径に制限があるので、該中空孔に通す部材の容量に制限があった。

かかる課題に鑑み、本発明は、偏心揺動型歯車装置内に種々の必要部材を通過させることができる偏心揺動型歯車装置を提供することを目的とする。

本発明の偏心揺動型歯車装置は、内歯歯車と、軸方向に第一貫通孔及び第二貫通孔を有するとともに内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、外歯歯車の第一貫通孔に偏心部が係合して該外歯歯車を偏心運動させるクランク軸と、軸方向に並設した一対の端板部及び該一対の端板部を連結するとともに外歯歯車の第二貫通孔に遊嵌した柱部を有し、クランク軸を回転自在に支持する支持体とを備え、内歯歯車及び支持体が相対的に回転する偏心揺動型歯車装置において、外歯歯車の軸方向で中心から放射方向に離隔した第三貫通孔を形成し、一対の端板部の各々に軸方向で中心から放射方向に離隔した貫通孔を形成し、該第三貫通孔に遊嵌するとともに該貫通孔に取付けられて中心から放射方向に離隔した円筒体を備えている。
また、外歯歯車の第三貫通孔、一対の端板部の貫通孔、及び円筒体が、複数個設けられている。
また、クランク軸が内歯歯車の中心から放射方向に離隔した複数個からなり、一対の端板部及び外歯歯車の中央部に中空孔が形成されている。
また、外歯歯車の軸方向で中心から放射方向に離隔した第四貫通孔を形成し、クランク軸の各々に平歯車を備え、該各々の平歯車に噛み合う一個の円筒歯車を備え、第四貫通孔に遊嵌されて一対の端板部に回転自在に支持されるとともに円筒歯車に噛み合う平歯車を有する入力軸を備えている。

請求項１の発明によれば、支持体における柱部以外の一対の端板部及び外歯歯車を利用した形態で、偏心揺動型歯車装置内に種々の必要部材を通過させることができる。
また、請求項２の発明によれば、偏心揺動型歯車装置内により多くの必要部材を通過させることができ、且つ円筒体毎に種類の異なる部材を通過させることもできるため、通過する部材の識別を容易にすることもできる。
また、請求項３の発明によれば、一対の端板部及び外歯歯車の中央部に形成した中空孔の利用とともに、偏心揺動型歯車装置内にさらに多くの必要部材を通過させることができる。
また、請求項４の発明によれば、一対の端板部及び外歯歯車の中心に形成した中空孔の径を大きく確保しつつ、クランク軸への回転の伝達が容易にできる。

以下、本発明の第一実施例を図面に基づいて説明する。
図１、図２及び図３において、偏心揺動型歯車装置１００は、複数のピン１からなる内歯を有する内歯歯車２と、軸方向に二個の第一貫通孔３及び四個の第二貫通孔５を有するとともに内歯歯車２に噛み合う複数の外歯を形成した外歯歯車７と、外歯歯車７の第一貫通孔３に偏心部９が針状ころ軸受１０を介して係合して該外歯歯車７を偏心運動させるクランク軸１１と、軸方向に並設した一対の端板部１３，１５及び該一対の端板部１３，１５を連結するとともに外歯歯車７の第二貫通孔５に遊嵌した四個の柱部１７を有し、クランク軸１１を一対の円すいころ軸受１２を介して回転自在に支持する支持体１９とを備え、内歯歯車２及び支持体１９が一対の軸受２２を介して相対的に回転する歯車装置である。
外歯歯車７は二個設けられ、各外歯歯車７の外歯の数は、内歯歯車２の内歯の数より若干（一枚乃至五枚程度）少ない。各柱部１７は一方の端板部１５に一体的に形成されている。各柱部１７の端部は他方の端板部１３に形成した各穴１８に挿入されて、ボルト２０で固定され、一対の端板部１３，１５は支持体１９として一体的に構成されている。

外歯歯車７は、その軸方向で中心から放射方向に離隔した第三貫通孔２１を形成している。一対の端板部１３，１５の各々は、その軸方向で中心から放射方向に離隔した貫通孔２３，２５を形成している。
円筒体２７は、その中央部が第三貫通孔２１に遊嵌するとともに、その両端部がＯリング３０を挟んで貫通孔２３，２５に取付けられており、内歯歯車２の中心から放射方向に離隔している。円筒体２７の材質は鋼材、合成樹脂、ゴム材などが好ましい。
内歯歯車２の両端部内周面と支持体１９の両端部外周面との間に一対のオイルシール５０が設けられている。

クランク軸１１は内歯歯車２の中心から放射方向に離隔して二個設けられている。一対の端板部１３，１５及び外歯歯車７の各中央部には、中空孔２９，３１が形成されている。外歯歯車７に形成した第四貫通孔４４は、その軸方向で中心から放射方向に離隔している。クランク軸１１の各々は、二個の偏心部９の間に平歯車３３が設けられている。
鋼材からなる円筒体４０は外歯歯車７の中空孔３１に遊嵌するとともに、Ｏリング３２を挟んで中空孔２９に取付けられている。一個の円筒歯車３５は外歯歯車７の中央部の凹部３４に挟まれるように納められ、その外歯が各平歯車３３に噛み合い、その内周が円筒体４０に軸受４１を介して回転自在に支持されている。

入力軸３９は外歯歯車７の第四貫通孔４４に遊嵌されて一対の端板部１３，１５に軸受４５を介して回転自在に支持されるとともに円筒歯車３５に噛み合う平歯車３７及びその端部に固定した平歯車４３を有している。平歯車４３には、中央部の軸線から離隔した位置に配設されたモータ（図示なし）からの回転が伝達される。平歯車４３は一方の端板部１５の切り欠き５２に収納されている。オイルシール５１は一方の端板部１５の内周と入力軸３９の端部外周と間に設けられており、外歯歯車７側の内部のオイルやグリースが平歯車４３側に漏れないようにしている。
なお、偏心揺動型歯車装置１００を軸方向に重ねて並設して用いる場合は、一方の偏心揺動型歯車装置の入力軸３９、或いは平歯車４３に入力するための駆動軸を、他方の偏心揺動型歯車装置の貫通孔２３，２５及び円筒体２７の内部に挿入することもできる。
また、入力軸３９や円筒歯車３５を省略した形態でクランク軸１１にモータの回転を入力する場合は、一方の偏心揺動型歯車装置のクランク軸１１を、他方の偏心揺動型歯車装置の貫通孔２３，２５及び円筒体２７の内部に挿入することもできる。

次に第一実施例の作用について説明する。
偏心揺動型歯車装置１００の減速作用は公知なので簡潔に説明する。支持体１３を固定する場合、中央部の軸線から離隔した位置に配設されたモータ（図示なし）からの回転が平歯車４３に伝達されると、入力軸３９の平歯車３７は円筒歯車３５を回転させる。円筒歯車３５の回転は各クランク軸１１の平歯車３３に伝達され、各クランク軸１１は外歯歯車７を内歯歯車２に対して偏心揺動運動させる。外歯歯車７が内歯歯車２に噛み合っていることに起因して、内歯歯車２が減速回転された出力となる。内歯歯車２を固定する場合は、支持体１３が減速回転された出力となる。
ここで、一対の端板部１３，１５の貫通孔２３，２５及び円筒体２７の内部には、電線、ケーブル、信号線、配管などを通過させることができる。当該内部を通過させる部材が回転しない方が好ましければ、支持体１３を固定して内歯歯車２から減速回転を取り出せばよい。

また、一対の端板部及び外歯歯車の中心に形成した中空孔や円筒体の内部も利用でき、当該内部にさらに多くの必要部材を通過させることができる。
また、第四貫通孔４４に遊嵌されて一対の端板部１３，１５に回転自在に支持されるとともに円筒歯車３５に噛み合う平歯車３７を有する入力軸３９を備えているので、一対の端板部及び外歯歯車の中心に形成した中空孔の径を大きく確保しつつ、クランク軸への回転の伝達が容易にできる。

次に、本発明の第二実施例を図面に基づいて説明する。
図４及び図５において、偏心揺動型歯車装置２００は、複数のピン２０１からなる内歯を有する内歯歯車２０２と、放射方向中央部の軸方向に第一貫通孔２０３及び六個の第二貫通孔２０５を有するとともに内歯歯車２０２に噛み合う複数の外歯を形成した外歯歯車２０７と、外歯歯車２０７の第一貫通孔２０３に偏心部２０９が針状ころ軸受２１０を介して挿入されて係合して該外歯歯車２０７を偏心運動させるクランク軸２１１と、軸方向に並設した一対の端板部２１３，２１５及び該一対の端板部２１３，２１５を連結するとともに外歯歯車２０７の第二貫通孔２０５に遊嵌した円形の六個の柱部２１７を有し、クランク軸２１１を一対のアンギュラ玉軸受２１２を介して回転自在に支持する支持体２１９とを備え、内歯歯車２０２及び支持体２１９が一対の軸受２２２を介して相対的に回転する歯車装置である。

外歯歯車２０７は二個設けられ、各外歯歯車２０７の外歯の数は、内歯歯車２０２の内歯の数より若干（一枚乃至五枚程度）少ない。外歯歯車２０７の第一貫通孔２０３は、放射方向中央に空けた中空孔として構成している。各柱部２１７は一方の端板部２１５に一体的に形成されている。各柱部２１７の端部は他方の端板部２１３に形成した各穴２１８に挿入されて、ボルト２２０で固定され、一対の端板部２１３，２１５は支持体２１９として一体的に構成されている。

外歯歯車２０７は、その軸方向で中心から放射方向に離隔した二個の第三貫通孔２２１を形成している。一対の端板部２１３，２１５の各々は、その軸方向で中心から放射方向に離隔した二個の貫通孔２２３，２２５を形成している。
二個の円筒体２２７の各々は、その中央部が第三貫通孔２２１に遊嵌するとともに、その両端部がＯリング２３０を挟んで貫通孔２２３，２２５に取付けられており、内歯歯車２０２の中心から放射方向に離隔している。
内歯歯車２０２の両端部内周面と支持体２１９の両端部外周面との間に一対のオイルシール２５０が設けられている。

クランク軸２１１は、その中心に形成した中空孔２４２及びその端部に形成した雄スプライン２４７を有し、内歯歯車２０２の放射方向中心に設けられている。雄スプライン２４７には中央部の軸線から離隔した位置に配設されたモータ（図示なし）からの回転が伝達されて、クランク軸２１１が回転する。一対の端板部２１３，２１５の中央部には、中空孔２２９が形成されている。
円筒の軸受ブッシュ２２５は各柱部２１７に回転可能に嵌め込まれており、その外周の一部が第二貫通孔２０５の内周の一部に摺接する。

次に、第二実施例の作用について説明する。
偏心揺動型歯車装置２００の減速作用は公知なので簡潔に説明する。支持体２１３を固定する場合、中央部の軸線から離隔した位置に配設されたモータ（図示なし）からの回転がクランク軸２１１に伝達され、クランク軸２１１は外歯歯車２０７を内歯歯車２０２に対して偏心揺動運動させる。外歯歯車２０７が内歯歯車２０２に噛み合っていることに起因して、内歯歯車２０２が減速回転された出力となる。内歯歯車２０２を固定する場合は、支持体２１３が減速回転された出力となる。
ここで、一対の端板部２１３，２１５の貫通孔２２３，２２５及び円筒体２２７の内部には、電線、ケーブル、信号線、配管などを通過させることができる。当該内部を通過させる部材が回転しない方が好ましければ、支持体２１３を固定して内歯歯車２０２から減速回転を取り出せばよい。

また、外歯歯車２０７の第三貫通孔２２１、一対の端板部２１３，２１５の貫通孔２２３、及び円筒体２２７が複数個設けられているので、当該内部により多くの必要部材を通過させることができ、且つ各円筒体に種類の異なる部材を通過させることもできるので、通過する部材を容易に識別できる。
また、クランク軸２１１の中空孔２４２も利用でき、当該内部にさらに多くの必要部材を通過させることができる。

以上のように本発明を実施例により説明をしたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲で各種の変更が可能である。例えば、平歯車３３，３７、及び円筒歯車３５を二枚の外歯歯車の間に挟むように配置したが、これらの歯車を外歯歯車と一対の端板部の一方との間で挟むように配置してもよい。また、実施例における軸受の形態も例示であり、これに限定されるものではない。

本発明は、あらゆる産業分野に用いられる偏心揺動型歯車装置に利用できる。
特に、産業ロボットの関節部や回転テーブル装置や工作機械の工具自動交換装置に用いられる偏心揺動型減速装置に最適である。

本発明に係る第一実施例の断面図（図２のＢ−Ｂ矢視断面）である。図１のＡ矢視側面図である。図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。本発明に係る第二実施例の断面図（図５のＤ−Ｄ矢視断面）である。図４のＥ−Ｅ矢視断面図である。

符号の説明

２，２０２・・・・・内歯歯車
３，２０３・・・・・第一貫通孔
５，２０５・・・・・第二貫通孔
７，２０７・・・・・外歯歯車
９，２０９・・・・・偏心部
１１，２１１・・・・クランク軸
１３，１５，２１３，２１５・・・一対の端板部
１７，２１７・・・・柱部
１９，２１９・・・・支持体
１００，２００・・・偏心揺動型歯車装置
２１，２２１・・・・第三貫通孔
２３，２５，２２３，２２５・・・貫通孔
２７，２２７・・・・円筒体
２９，３１，２２９・・・中空孔
３３・・・・・平歯車
３５・・・・・円筒歯車
３７・・・・・平歯車
３９・・・・・入力軸
４４・・・・・第四貫通孔

Claims

内歯歯車と、軸方向に第一貫通孔及び第二貫通孔を有するとともに内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、外歯歯車の前記第一貫通孔に偏心部が係合して該外歯歯車を偏心運動させるクランク軸と、軸方向に並設した一対の端板部及び該一対の端板部を連結するとともに前記外歯歯車の第二貫通孔に遊嵌した柱部を有し、前記クランク軸を回転自在に支持する支持体とを備え、前記内歯歯車及び前記支持体が相対的に回転する偏心揺動型歯車装置において、前記外歯歯車の軸方向で中心から放射方向に離隔した第三貫通孔を形成し、前記一対の端板部の各々に軸方向で中心から放射方向に離隔した貫通孔を形成し、該第三貫通孔に遊嵌するとともに該貫通孔に取付けられて中心から放射方向に離隔した円筒体を備えたことを特徴とする偏心揺動型歯車装置。
前記外歯歯車の第三貫通孔、前記一対の端板部の貫通孔、及び前記円筒体が、複数個設けられていることを特徴とする請求項１記載の偏心揺動型歯車装置。
前記クランク軸が前記内歯歯車の中心から放射方向に離隔した複数個からなり、前記一対の端板部及び前記外歯歯車の中央部に中空孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の偏心揺動型歯車装置。
前記外歯歯車の軸方向で中心から放射方向に離隔した第四貫通孔を形成し、前記クランク軸の各々に平歯車を備え、該各々の平歯車に噛み合う一個の円筒歯車を備え、前記第四貫通孔に遊嵌されて前記一対の端板部に回転自在に支持されるとともに前記円筒歯車に噛み合う平歯車を有する入力軸を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の偏心揺動型歯車装置。