WO2008026571A1

WO2008026571A1 - Reduction gear

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Publication number: WO2008026571A1
Application number: PCT/JP2007/066620
Authority: WO
Inventors: Atsushi Hirata
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2009-03-01
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Description

明細書

減速装置

技術分野

[0001] 本出願は、 2006年 9月 1日に出願された日本国特許出願第 2006— 237725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。

本発明は減速装置に関する。特に、コンパクトで大きな減速比が得られ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が得られる減速装置が開発されている。日本国特許公開公報 62— 4586号に、モータと、入力軸と、クランク軸と、外歯歯車と、内歯歯車を備えた減速装置が開示されている。モータの出力軸にはモータ歯車が固定されている。入力軸は、モータの出力軸に平行に伸びており、入力歯車と出力歯車が形成されている。入力歯車がモータ歯車と嚙み合っている。クランク軸は、出力歯車に嚙み合う歯車と、その歯車が自転するとクランク軸の軸線の周りを偏心回転する偏心回転部を備えている。外歯歯車は、その中心からオフセットされた位置に形成されている貫通孔と、外周に形成されている外歯を備えている。外歯歯車の貫通孔に、クランク軸の偏心回転部が挿入されている。クランク軸が自転すると、外歯歯車は、入力軸の軸線の周りを公転する。内歯歯車は、内周に内歯を備えており、外歯歯車の外歯と嚙み合うとともに外歯歯車が公転することを許容する状態で外歯歯車を囲っている。外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数は異ならせている。

この種の減速装置は、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数を調整することによって、減速比を自在に調整することができる。したがって、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数を調整することによって、所望の減速比を得られるように調整しておき、モータの出力軸に固定されているモータ歯車が入力軸に固定されている入力歯車に嚙み合う構造を採用している。

同様の減速装置であって、モータと、入力軸と、楕円形の回転部と、外歯歯車と、内歯歯車を備えた減速装置も知られている。

入力軸は、モータの出力軸に平行に伸びている。楕円形の回転部は、入力軸の軸線に沿って観測したときに楕円形をなす姿勢で入力軸に固定されている。外歯歯車は、しなやかに変形することが可能であり、その内側で楕円形の回転部の外周に係合している。内歯歯車は、楕円形の回転部の長軸に沿った位置で外歯歯車と嚙み合うとともに楕円形の回転部が入力軸の軸線の周りに自転することを許容する状態で外歯歯車を囲って!/、る。外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数は異ならせてある。

この種の減速装置でも、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数を調整することによって、減速比を自在に調整することができる。したがって、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数を調整することによって、所望の減速比を得られるように調整しておき、モータの出力軸と入力軸を直結する構造を採用している。

[0003] 従来の減速装置では、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数を調整することによって所望の減速比を得られることを利用して、所望の減速比の減速装置を実現している。従って、外歯歯車と内歯歯車の他には減速機構を必要とせず、モータの出力軸と入力軸を直結する構造を採用している。あるいは、モータの出力軸に固定されているモータ歯車が入力軸の入力歯車に嚙み合う構造を採用している。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] モータの回転数は増大しており、減速装置には、より大きな減速比が要求されてきている。内歯歯車の歯数を増やし、内歯歯車と外歯歯車の歯数差を減らせば、より大きな減速比を得ること力 Sできる。し力もながら、その手法を採用すると、減速装置の外径が大径化してしまう。

モータ歯車と入力軸の入力歯車による減速比、あるいは、入力軸の出力歯車とクランク軸に固定されている歯車 (クランク軸歯車）による減速比を大きくすることによって、減速装置の減速比を大きくすることもできる。

他方、減速装置によってロボットアームの関節を構成する場合、減速装置の入力軸にその軸線に沿って伸びる貫通孔を形成し、その貫通孔を利用して配線や配管等を通過させる必要がある。減速装置は大径化させず、貫通孔は大径化させたいという要望の中で、モータ歯車から入力歯車を経てクランク軸歯車までの減速比を大きくすることは難しい。

従来の技術では、大きな減速比が要求される場合、減速装置の大径化、あるいは、貫通孔の小径化のいずれか一方は避けられない。本発明はそれに対策する技術であり、減速装置の大径化と貫通孔の小径化の双方を避けながら、大きな減速比を実現する技術を提案する。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の減速装置は、モータ歯車と、中間軸と、第 1歯車と、第 2歯車と、入力軸と、外歯困早と、内 ¾歯車を備えている。

モータ歯車は、モータの出力軸に固定されている。中間軸は、モータ軸に平行に伸びている。第 1歯車は、中間軸に固定されており、モータ歯車と嚙み合っている。第 2 歯車は、中間軸に固定されている。入力軸は、モータの出力軸に対して平行に伸びている。入力軸には、その軸線に沿って伸びる貫通孔が形成されている。さらに入力軸には、入力歯車が固定されている。入力歯車は、第 2歯車と嚙み合っている。入力歯車が回転すると、偏心回転部が偏心回転する。外歯歯車は、中心部に中心貫通孔が形成されている。外歯歯車は、その内側で偏心回転部に係合している。外歯歯車は、入力軸が自転するとその入力軸の軸線の周りに公転する。内歯歯車は、外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車が公転することを許容する状態で外歯歯車を囲って V、る。外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数は異ならせて!/、る。

モータ歯車と第 1歯車は、中間軸の軸線と入力軸の軸線を結ぶ直線からオフセットされた位置で嚙み合ってレ、る。

[0006] 上記の減速装置によると、モータ歯車から第 1歯車と第 2歯車を経て入力歯車に至る歯車列によって減速機構が構成される。すなわち、歯数を異にする外歯歯車と内歯歯車を利用する減速機構の他に、モータ歯車から第 1歯車と第 2歯車を経て入力歯車に至る減速機構を利用する。この構造によると、減速装置の大径化と貫通孔の小径化の双方を避けながら、大きな減速比を実現することができる。

この装置は、歯数を異にする外歯歯車と内歯歯車を利用する減速機構に、もう一つの減速機構を付加したものに相当する。し力、しながら、従来の減速機構に他の減速機構を付加しただけと評価するべきものではない。従来の技術は、歯数を異にする外歯歯車と内歯歯車を利用する減速機構によって必要な減速比を得ることを基本にしており、他の減速機構を排除している。他の減速機構を必要としないために、減速装置の構造が単純化され、低コストで製造できる利点を追及して!/、る。

本発明の減速装置はその技術動向に反対するものであり、他の減速機構を利用する。技術動向に反対して他の減速機構を利用すると、通常であれば減速装置の構造が複雑になって大径化する。し力、しながら、モータ歯車から第 1歯車と第 2歯車を経て入力歯車に至る歯車列によって構成される減速機構を利用し、し力、もモータ歯車と第 1歯車を、中間軸の軸線と入力軸の軸線を結ぶ線からオフセットされた位置で嚙み合って!/、る位置関係で配置すると、減速装置の大径化と貫通孔の小径化の双方を避けながら、大きな減速比を実現することができる。

本発明の減速装置をロボットアームの関節に利用すると、減速比が大きいために小型の高速モータが利用でき、外径が小さいので細いロボットアームを実現でき、しかも多数の配線や配管等を通すことができる関節を実現することができる。

[0007] 本発明の具体的な態様の減速装置は、さらに、クランク軸を備えている。クランク軸は、入力軸に平行に伸びている。クランク軸には、第 4歯車が形成されている。入力軸の外周に、第 4歯車に嚙み合う第 3歯車が形成されている。外歯歯車の中心からオフセットされた位置に第 2貫通孔が形成されて!/、る。クランク軸が第 2貫通孔を通過している。前述した偏心回転部力そのクランク軸に形成されている。その偏心回転部は、第 2貫通孔の内側で外歯歯車に係合している。

上記の減速装置によると、第 3歯車と第 4歯車の間でも減速を行うことができる。減速装置のサイズを大きくすることなぐより効果的に、例えば、 1/350よりも大きな減速匕を得ること力 Sできる。

[0008] 本発明の他の具体的な態様の減速装置では、前述した偏心回転部が入力軸に形成されている。その偏心回転部が、中心貫通孔の内側で外歯歯車に係合している。入力軸に偏心回転部が形成されているため、入力軸を自転可能に支持する軸受と、偏心回転部を入力軸の軸線の周りに回転可能に支持する軸受を共通にすることができる。減速装置を構成する部品の数を少なくできるため、低コストの減速装置を実現できる。

[0009] 本発明は、さらに別のタイプの減速装置をも提供する。その減速装置は、モータ歯車と、中間軸と、第 1歯車と、第 2歯車と、入力軸と、外歯歯車と、内歯歯車を備えている。

モータ歯車は、モータの出力軸に固定されている。中間軸は、モータの出力軸に平行に伸びている。第 1歯車は、中間軸に固定されており、モータ歯車と嚙み合っている。第 2歯車は、中間軸に固定されている。入力軸は、モータの出力軸と平行に伸びる軸線の周りに自転可能に支持されている。入力軸には、その軸線に沿って伸びる貫通孔が形成されている。さらに入力軸には、外周に第 2歯車と嚙み合っている入力歯車と、その軸線に直交する楕円形の回転部が形成されている。外歯歯車は、楕円形の回転部の外周に係合して変形する。内歯歯車は、楕円形の回転部の長軸に沿つた位置で外歯歯車と嚙み合う。さらに内歯歯車は、楕円形の回転部が入力軸の軸線の周りに自転することを許容する状態で外歯歯車を囲っている。外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数は異ならせている。モータ歯車と第 1歯車は、中間軸の軸線と入力軸の軸線を結ぶ直線力オフセットされた位置で嚙み合っている。

[0010] 上記の減速装置は、楕円形の回転部が入力軸の軸線の周りに自転することによつて、外歯歯車と内歯歯車の嚙み合いの位置が変化する。外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数が異なることによって、外歯歯車が内歯歯車に対して相対的に入力軸の軸線の周りを自転する。このタイプの減速装置でも、モータ歯車から第 1歯車と第 2歯車を経て入力歯車に至る減速機構を組み込むことによって、減速装置の大径化と貫通孔の小径化の双方を避けながら、大きな減速比を実現することができる。

[0011] 本発明の減速装置では、モータと第 1歯車と第 2歯車が、入力軸に形成されている貫通孔よりも外側で、内歯歯車の外径よりも内側の範囲内に収容されていることが好ましい。

上記の減速装置によると、モータと第 1歯車と第 2歯車を収容するためのスペースを確保することによって、減速装置が大径化したり、貫通孔が小径化することを避けること力 Sできる。

発明の効果 [0012] 本発明によると、減速装置の内部を多数の配線や配管等が通過することができる。減速装置のサイズを大きくすることなぐ大きな減速比を得ること力 Sできる。その減速装置を利用して、コンパクトなサイズの産業用ロボットを製造することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]実施例 1の減速装置の断面図を示している。

[図 2]実施例 1の減速装置の平面図を示して!/、る (支持体の図示を省略)。

[図 3]実施例 1の減速装置の平面図を示している。

[図 4]図 1の IV— IV線に沿った断面図を示している。

[図 5]図 4の破線 Bで囲った範囲の拡大図を示している。

[図 6]実施例 1の減速装置を使用した産業用ロボットの断面図を示している。

[図 7]実施例 1の減速装置のトルク伝達回路を示している。

[図 8]実施例 3の減速装置の断面図を示して!/、る。

[図 9]実施例 4の減速装置の断面図を示して!/、る。

[図 10]図 9の X— X線に沿った断面図を示している。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本実施例の特徴を列記する。

(第 1特徴）第 1〜第 3実施例の減速装置では、内歯歯車とキャリアの間にアンギュラ玉軸受が配置されている。キャリアは、アンギユラ玉軸受によって、内歯歯車に対して自転可能に支持されているとともに、軸方向に変位不能に支持されている。

(第 2特徴）第 1〜第 3実施例の減速装置では、キャリアの一部分が外歯歯車に形成されて!/、る第 2貫通孔の内部を通過して!/、る。

(第 3特徴）第 4実施例の減速装置では、内歯歯車とキャリアが一体に形成されてい

(第 4特徴）第 1歯車と第 2歯車を支持するための部材を位置決めする窪みが、内歯歯車に形成されている。

実施例

[0015] 図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。

(第 1実施例）図 1は、本実施例の減速装置 10の断面図を示している。図 2, 3は、減速装置 10からモータ 12とケーシング 66を取り除き、図中の矢印 Aから観察した平面図を示している。図 2は、図 3から後述する支持体 78を取り除いた平面図を示している。図 4は、図 1の IV— IV線に沿った断面図を示している。図 5は、図 4の破線で囲った範囲 Bの拡大図を示している。

図 1に示すように、減速装置 10は、モータ歯車 74 (図 2を参照して後述する）と、中間シャフト 13と、第 1歯車 70と、第 2歯車 64と、入力軸 28と、外歯歯車 38X, 38Yと、内歯歯車 58を備えている。モータ歯車 74は、モータ 12の出力軸（図示省略）に固定されている。中間シャフト 13は、モータ 12の出力軸に平行に伸びている。第 1歯車 7 0と第 2歯車 64が、中間シャフト 13に固定されている。第 1歯車 70は、モータ歯車 74 と嚙み合っている（図 2を参照）。第 2歯車 64は、中間シャフト 13上に、第 1歯車 70と同軸に配置されている。第 2歯車 64は、第 1歯車 70と一体に回転する。入力軸 28は、モータ 12の出力軸と平行に伸びる軸線 CL1の周りに自転可能に支持されている。入力軸 28に、軸線 CL1に沿って伸びる貫通孔が形成されている。入力軸 28に、外周に第 2歯車 64と嚙み合って!/、る入力歯車 14が形成されて!/、る。入力軸 28の外周に第 3歯車 30が形成されている。外歯歯車 38X, 38Yは、その中心部に中心貫通孔 82X, 82Yが形成されている。外歯歯車 38X, 38Yは、中心からオフセットされた位置に第 2貫通孔 84a〜84i (図 4を参照して後述する）が形成されている。外歯歯車 3 8X, 38Yは、外周に外歯が形成されている。クランク軸 31が、第 2貫通孔 84a〜84i 内を通過している。そのクランク軸 31には、第 3歯車 30に嚙み合っている第 4歯車 32 と、偏心回転部 42X, 42Yが形成されている。入力歯車 14の自転にともなって入力軸 28が軸線 CL1の周りに自転すると、偏心回転部 42X, 42Yがクランク軸 31の軸線の周りを偏心回転する。偏心回転部 42X, 42Yは、第 2貫通孔 84a〜84iの内側に係合している。従って、偏心回転部 42X, 42Yが偏心回転すると、外歯歯車 38X, 3 8Yが、入力軸 28の周りを公転する。

内歯歯車 58は、外歯歯車 38X, 38Yの外歯と嚙み合うとともに外歯歯車 38X, 38 Yが公転することを許容する状態で外歯歯車 38X, 38Yを囲っている。後述するが、外歯歯車 38X, 38Yの歯数と内歯歯車 58の歯数は異ならせている。入力軸 28の中心部に貫通孔が形成されており、その貫通孔の内部を筒体 22が通過している。筒体 22の中心部に貫通孔 20が形成されている。筒体 22は、ボルト 46 によって、キャリア 34Yに固定されている。なお、筒体 22と入力軸 28の間には隙間（図 2も参照）が形成されており、入力軸 28は筒体 22の周りを自転することができる。

[0016] 図 2に示すように、モータ歯車 74と第 1歯車 70は、第 1歯車 70と第 2歯車 64の共通軸線（すなわち、中間シャフト 13の軸線）と入力軸 28の軸線を結ぶ線力もオフセットされた位置で嚙み合っている。第 1歯車 70と第 2歯車 64は、中間シャフト 13で固定されている（図 1も参照）ため、第 1歯車 70と第 2歯車 64は一体に回転する。本明細書では、第 1歯車 70と第 2歯車 64と中間シャフト 13の組み合わせを二段歯車 16と称すること力 Sある。なお、本明細書では、図面の明瞭化のため、歯車 74, 64, 70, 14及び後述する第 4歯車 32a, 32d, 32gの外歯を、二重の円で示している。

図 1に示しているように、第 3歯車 30は第 4歯車 32と嚙み合っている。図 2に図示している第 4歯車 32a, 32d, 32gは、図 1に図示している第 4歯車 32である。すなわち、減速装置 10は 3つの第 4歯車 32を有しており、第 3歯車 30は第 4歯車 32a, 32d, 32gの全てと D歯み合っている。第 4歯車 32a, 32d, 32gは、入力車由 28の車由,線 CL1周りに互いに 120° ずれて配置されている。

[0017] 本実施例の減速装置 10では、モータ 12と第 1歯車 70と第 2歯車 64が、入力軸 28 に形成されている貫通孔よりも外側で、内歯歯車 58の外径よりも内側の範囲内に収容されている。

減速装置 10によると、モータ 12と第 1歯車 70と第 2歯車 64を収容するためのスぺースを確保することによって、減速装置 10が大径化したり、入力軸 28の貫通孔が小径ィ匕することを避けること力 Sできる。

[0018] 図 2に示すように、内歯歯車 58の一部に窪み 76が形成されている。窪み 76は、二段歯車 16を支持する支持体 68, 78 (図 1を参照）を所定の位置に固定することができる。図 1に示すように、二段歯車 16 (第 1歯車 70と第 2歯車 64と中間シャフト 13)は、支持体 68, 78によって支持されており、二段歯車 16の中間シャフト 13と支持体 68 , 78の間に一対の深溝玉軸受 72X, 72Yが配置されている。深溝玉軸受 72X, 72 Yによって、二段歯車 16は支持体 68, 78に対して自転可能に支持されている。図 3 に示しているように、ボルト 82によって、支持体 78が支持体 68に固定されている。支持体 68を、内歯歯車 58に形成されている窪み 76に嵌めこむことによって、二段歯車 16の位置決めができる。モータ歯車 74が配置される上部の支持体 78には、切り欠きが形成されており、モータ 12の出力軸（図示省略）にモータ歯車 74が固定される。

[0019] 減速装置 10は、 4つの変速部分 (減速、増速及び等速を含む）を有している。図 7 を参照して、減速装置 10の第 1〜第 3の減速部分について説明する。図 7は、モータ 12のトルク伝達回路を示している。モータ 12から出力されるトルクは、モータ歯車 74 を自転させる。モータ歯車 74の自転が第 1歯車 70に伝達されるときに第 1の減速が得られる。第 1歯車 70と第 2歯車 64は、中間シャフト 13によって固定されており、第 1 歯車 70と第 2歯車 64は同じ速度で自転する。第 2歯車 64の自転が入力歯車 14に伝達されるときに第 2の減速が得られる。入力歯車 14と第 3歯車 30は、入力軸 28によつて固定されており、入力歯車 14と第 3歯車 30は同じ速度で自転する。第 3歯車 30 の自転が第 4歯車 32に伝達されるときに第 3の変速が得られる。第 4歯車 32はクランク軸 31の軸線の周りに自転する。クランク軸 31が自転すると、偏心円板部 42X, 42 Yがクランク軸 31の軸線の周りを偏心回転して第 4の減速が得られる。

[0020] 減速装置 10の第 4の減速について説明する。外歯歯車 38X, 38Yが、内歯歯車 5 8と嚙み合うとともに入力軸 28の軸線 CL1周りを公転することによって、第 4の減速が得られる。図 1に示すように、減速装置 10は、クランク軸 31を備えている。クランク軸 3 1には、第 4歯車 32の軸線の周り（すなわち、クランク軸 31の軸線の周り）を回転する偏心回転部 42X, 42Yが形成されている。外歯歯車 38X, 38Yが、偏心回転部 42X , 42Yに係合する状態で形成されている。内歯歯車 58が、外歯歯車 38X, 38Yを囲う状態で形成されている。後で詳細に説明するが、内歯歯車 58は、外歯歯車 38X, 38Yの歯数と異なる歯数を有して!/、る。

クランク軸 31は、一対の円錐ころ軸受 36X, 36Yによって、キャリア 34X, 34Yに対して自転可能に支持されている。クランク軸 31はまた、円錐ころ軸受 36X、 36Yによつて、軸線方向に変位不能に支持されている。クランク軸 31が自転すると、偏心回転部 42X, 42Yがクランク軸 31の軸線の周りを偏心回転する。キャリア 34Xとキャリア 3 4Yはボルト 62によって固定されている。キャリア 34Xとキャリア 34Yは、一対のアンギユラ玉軸受 54X, 54Yによって、内歯歯車 58に対して自転可能に支持されている。キャリア 34Xとキャリア 34Yはまた、一対のアンギユラ玉軸受 54X, 54Yによって、軸線方向に変位不能に支持されている。以下では、キャリア 34Xとキャリア 34Yの組み合わせを、キャリア 34と称することがある。キャリア 34の一部に、柱状部 55が形成されている。柱状部 55が、外歯歯車 38X, 38Yの中心からオフセットされた位置に形成されて!/、る貫通孔を通過して!/、る。

図 4は、図 1の IV— IV線に沿った断面図を示している。ただし、筒体 22の図示を省略している。図 4に示すように、外歯歯車 38Xには、周方向に 9個の第 2貫通孔 84a 〜84iが形成されている。第 2貫通孔 84a〜84iは、外歯歯車 38Xの中心からオフセットされた位置に形成されている。キャリア 34に形成されている 6本の柱状部 55b, 5 5c, 55e, 55f, 55h, 55iは、それぞれ外歯歯車 38Xの対応する第 2貫通孔 84b, 8 4c, 84e, 84f, 84h, 84iに挿入されている。

図 5は、図 4の破線 Bで囲まれた範囲の拡大図を示している。図示 42Xaは、クランク軸 31aに形成されている偏心回転部を示している。偏心回転部 42Xaの外形は円形であり、その中心 94はクランク軸 31a軸線 96から偏心している。偏心回転部 42Xa は、針状ころ軸受 40Xaを介して外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84aに係合している。クランク軸 31aが軸線 96の周りに自転すると、偏心回転部 42Xaの中心 94は、矢印 97 に示すようにクランク軸 31aの軸線 96の周りを公転する。偏心回転部 42Xaの中心 9 4が矢印 97のように公転すると、外歯歯車 38Xは、内歯歯車 58の中心 88 (図 4を参照）の周りを矢印 92に示すように公転する。矢印 92, 97の公転半径は、実際よりも拡大されて表示されている。実際の公転半径は、偏心回転部 42Xaの中心 94とクランク軸 31aの軸線 96のオフセット距離に等しい。

図 4に示している 42Xd, 42Xgは偏心回転部である。偏心回転部 42Xd, 42Xgの作用効果は、偏心回転部 42Xaと同じため説明を省略する。図示 31d, 31gはクランク軸である。クランク軸 31d, 31gの作用効果は、クランク軸 31aと同じため説明を省略する。なお、クランク軸 31aと偏心回転部 42Xaは同一の部材である力分かり易さのために別の斜線を付している。クランク軸 31dと偏心回転部 42Xd、クランク軸 31g と偏心回転部 42Xgにつ!/、ても別の斜線を付して!/、る。 [0022] 外歯歯車 38Xは 29個の歯（外歯）を有しており、内歯歯車 58は 30個の歯（内歯）を有している。すなわち、外歯歯車 38Xの歯数は内歯歯車 58の歯数よりも 1つ少ない。外歯歯車 38Xの外歯と、内歯歯車 58の内歯ピン 57が嚙み合った状態で、外歯歯車 38Xは矢印 92に示すように内歯歯車 58の軸線 88の周りに公転することができる。内歯ピン 57は内歯歯車 58に固定されておらず、内歯歯車 58に形成された溝 102 (図 5を参照）内に配置されている。内歯ピン 57は、自身の軸線 100の周りに自転することができる。このことは、内歯歯車 58に形成されている 30本の全ての内歯ピン 57について共通の事象である。

外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84bと柱状部 55bの間には、外歯歯車 38Xの公転 92 を許容する空間が確保されてレ、る。外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84cと柱状部 55cの間と、外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84eと柱状部 55eの間と、外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84fと柱状部 55fの間と、外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84hと柱状部 55hの間と、外歯歯車 38Xの第 2貫通孔 84iと柱状部 55iの間にも、外歯歯車 38Xの公転 92を許容する空間が確保されている。本実施例の減速装置 10では、キャリア 34は、ボルト 5 0によって、台座 52に固定されている（図 1を参照）。すなわち、外歯歯車 38Xの自転が拘束されている。このため、クランク軸 31が自転すると、外歯歯車 38Xは内歯歯車 58の軸線 88の周りを公転するが自転しない。外歯歯車 38Xの歯数と内歯歯車 58の歯数の差は 1であり、内歯歯車 58の歯数が 30個のため、外歯歯車 38Xが軸線 88の周りを 30回公転すると、内歯歯車 58が 1回自転する。

台座 52の中央部分に貫通孔 48が形成されている。外歯歯車 38Xの中央部分に中心貫通孔 82Xが形成されており、中心貫通孔 82Xの内部を筒体 22 (図 1を参照）が通過している。筒体 22の内部に貫通孔 20が形成されている。貫通孔 48, 20の内部を配線や配管等を通過させることができる。

[0023] 上記の説明は、外歯歯車 38Yに対しても共通である。ただし、軸線 88に対する偏心方向が反対である。図 4及び図 5の状態において、外歯歯車 38Xの偏心回転部 4 2Xaの中心 94はクランク軸 31aの軸線 96から偏心している。外歯歯車 38Xのための偏心回転部 42Xaの中心 94と、外歯歯車 38Yのための偏心回転部 42Ya (図示省略 )の中心は、いつもクランク軸 31aの軸線 96を挟んだ対称の位置にある。すなわち、外歯歯車 38Xと外歯歯車 38Yは、軸線 96に対して対称の位置となっており、回転バランスが確保される関係が実現されている。

[0024] 図 1に示しているように、ボルト 60によって、内歯歯車 58とケーシング 66が固定されており、減速装置 10の部品が外部に露出しない構造になっている。入力軸 28とケ一シング 66の間に深溝玉軸受 26Xが配置されており、入力軸 28とキャリア 34の間に深溝玉軸受 26Yが配置されている。入力軸 28は、ケーシング 66とキャリア 34に対して自転可能に支持されている。

円筒 22とケーシング 66の間にオイルシール 24が配置されている。キャリア 34Yと内歯歯車 58の間に、オイルシール 44が配置されている。オイノレシーノレ 24, 44によつて、減速装置 10の内部に揷入されたオイル力減速装置 10の外部に漏れることを防止できる。

[0025] (第 2実施例）

図 6は、本実施例の産業用ロボット 200の要部断面図を示している。第 1減速装置 1

Oaと第 2減速装置 10bの構成は、第 1実施例の減速装置 10と同一のため、説明を省略する。

産業用ロボット 200は、基部 52と、基部に対して回転する前段アーム 104と、前段アーム 104に対して回転する後段アーム 116を備えている。基部 52と前段アーム 10 4の間に第 1減速装置 10aが配置されており、前段アーム 104と後段アーム 116の間に第 2減速装置 10bが配置されている。第 1減速装置 10aの入力軸の軸線 CL1と第 2減速装置 10bの入力軸の軸線 CL2は、直交しない状態で交差している。

前段アーム 104の後段アーム 116側の端面に、軸線 CL1に対して傾斜している傾斜部 110が形成されている。後段アーム 116の前段アーム 104側の端面に、軸線 C L1に対して傾斜して!/、る傾斜部 114が形成されて!/、る。傾斜部 114は、軸線 CL2に対して直交している。

ボルト 50によって、第 1減速装置 10aの入力軸 28aを自転可能に支持しているキヤリア 34力基咅の前段アーム 104彻 Jの端面 52aに固定されてレヽる。ボノレ卜 60aによつて、第 1減速装置 10aの内歯歯車 58aが前段アーム 104に固定されている。ボルト 112によって、第 2減速装置 10bの入力軸 28aを自転可能に支持しているキャリア 34 が前段アームの傾斜部 110に固定されている。ボルト 60bによって、第 2減速装置 10 bの内歯歯車 58bが後段アーム 116の傾斜部 114に固定されている。第 1減速装置 1 Oaのモータ 12が、前段アーム 104内の傾斜部 110の内面に形成されている空間 10 6に収容されている。第 2減速装置 10bのモータ 12が後段アーム 116内の空間 118 に収容されている。前段アーム 104の傾斜部 110の中央部分に貫通孔 108が形成されている。基部 52に形成されている貫通孔と、第 1減速装置 10aに形成されている貫通孔と、貫通孔 108と、第 2減速装置に形成されている貫通孔を配線や配管等が通過すること力 Sでさる。

[0026] (第 3実施例）

図 8を参照して、第 3実施例の減速装置 300を説明する。減速装置 300は、減速装置 10の変形例である。減速装置 300を利用して産業用ロボットを製造することもできる。減速装置 300の減速装置 10と相違する部分のみを説明する。減速装置 10と同じ部材には、同じ参照番号または下二桁に同じ参照番号を付すことによって、重複説明を省略する。

入力軸 322の一部に、入力軸 322の軸線 CL3からオフセットされた位置に中心を持つ偏心回転部 342X, 342Yが形成されている。偏心回転部 342X, 342Yの各々、外歯歯車 338X, 338Yの中心部に形成されている中心貫通孔 384X、 342Yに係合してレヽる。キャリア 334X, 334Υίま、柱状き 355を介してボノレ卜 362ίこよって固定されている。以下では、キャリア 334Χとキャリア 334Υの組み合わせを、キャリア 33 4と称する。キャリア 334の一部は、内ピン 337によって固定されている。柱状部 355 と内ピン 337は、外歯歯車 338Χ, 338Υの中心力、らオフセットされた位置に形成されている貫通孔を通過している。入力軸 322とケーシング 366の間に深溝玉軸受 327 が配置されており、入力軸 322とキャリア 334の間に一対の深溝玉軸受 326Χ, 326 Υが配置されている。入力軸 322と偏心回転部 342Χ, 342Υは、深溝玉軸受 327, 326Χ, 326Υによって、ケーシング 366とキャリア 334に対して自転可倉に支持されている。

[0027] 減速装置 300は、入力軸 322が軸線 CL3の周りを自転すると、偏心回転部 342Χ, 342Υの中心が軸線 CL3の周りを偏心回転する。偏心回転部 342Χ, 342Υが軸線 CL3の周りを偏心回転すると、外歯歯車 338X, 338Yは、内歯歯車 358と嚙み合いながら軸線 CL3の周りを公転する。本実施例では、ボノレト 352によって、キャリア 334 が台座 52に固定されている。外歯歯車 338X, 338Yが軸線 CL3の周りを公転すると、内歯歯車 358が軸線 CL3の周りを自転する。

(第 4実施例）

図 9, 10を参照して、第 4実施例の減速装置 400を説明する。図 10は、図 9の X— X線に沿った断面図を示している。減速装置 400は、減速装置 10の変形例である。減速装置 400を利用して産業用ロボットを製造することもできる。減速装置 400の減速装置 10と相違する部分のみを説明する。減速装置 10と同様の部材には、同じ参照番号または下二桁に同じ参照番号を付すことによって、重複説明を省略する。図 9, 10に示すように、入力軸 422の一部に軸線 CL4に直交する楕円形の回転部 442が形成されている。外歯歯車 438は、回転部 442の外周に深溝玉軸受 440を介して形成されている。外歯歯車 438は、回転部 442の形状に係合して変形する。内歯歯車 458は、回転部 442の長軸に沿った位置で外歯歯車 438と嚙み合っており、回転部 442が軸線 CL4周りに自転することを許容する状態で外歯歯車 438を囲んで V、る。外歯歯車 438の歯数と内歯歯車 458の歯数は異ならせて!/、る。

内歯歯車 458力ボノレ卜 462によってキャリア 434X, 434Yに固定されてレヽる。以下では、キャリア 434Xとキャリア 434Yの糸且み合わせを、キャリア 434と称する。外歯歯車 438力ボノレ卜 460によって、ケーシング 439, 466に固定されてレヽる。キャリア 4 34とケーシング 439の間に、一対のアンギユラ玉軸受 454X, 454Yが配置されている。ケーシング 439は、キャリア 434に対して自転不能で軸線方向に変位不能に支持されている。

入力軸 422とケーシング 466の間に深溝玉軸受 427が配置されている。入力軸 42 2とケーシング 466に固定されている支持体 467の間に深溝玉軸受 426Xが配置されている。入力軸 422とキャリア 434の間に深溝玉軸受 426Yが配置されている。そのため、人力車由 422は、ケーシング 439, 466とキャリア 434に対して自転可倉に支持されている。

図 10に示しているように、外歯歯車 438が、回転部 442の長軸に沿った位置で内歯歯車 458に嚙み合っている。なお、図 10では、ケーシング 439は図示していない。入力軸 422が軸線 CL4の周りを自転すると、回転部 442が軸線 CL4の周りを自転する。外歯歯車 438は、回転部 442に係合して、回転部 442の長軸に沿った位置で内歯歯車 458と嚙み合う。すなわち、回転部 442が自転すると、外歯歯車 438と内歯歯車 458の嚙み合いの位置が変化する。本実施例では、外歯歯車 438の歯数と内歯歯車 458の歯数の差は 2であり、内歯歯車の歯数が 60個である。そのため、回転部 4 22力 0回自転すると、内歯歯車 458が入力軸 422の回転軸 CL4の周りを 1回自転する。

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。

第 1実施例では、外歯歯車と内歯歯車の歯数差が 1の場合について説明している。し力、しながら、外歯歯車と内歯歯車の歯数差は 2であってもよいし、 3以上であってもよい。所望する減速比に応じて適宜選択することができる。

第 1実施例では、入力軸に貫通孔が形成されており、貫通孔の内部を筒体が貫通している。し力もながら、第 2、第 3実施例のように入力軸に貫通孔を形成し、その入力軸を外歯歯車の中心貫通孔の内部を通過させてもよい。筒体を省略することができる。

第 2実施例では、前段アームと後段アームの 2段のアームを有する産業用ロボットについて示している。し力もながら、産業用ロボットは 2段のアームに限定されるものではなぐ前段アームと後段アームの構成が繰り返される 2段以上のアームを有していてもよい。

第;!〜 3実施例では、外歯歯車が 2枚のタイプについて説明した。外歯歯車の枚数は 2枚に限定されない。外歯歯車の枚数は 1枚でもよいし、 3枚以上でもよい。外歯歯車の枚数を少なくすると、減速装置をよりコンパクトにすることができる。外歯歯車の枚数を多くすると、減速装置の回転バランスをより効果的に向上させることができる。目的と使用用途に応じて適宜選択することができる。

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] モータの出力軸に固定されているモータ歯車と、

モータ軸に平行に伸びている中間軸と、

中間軸に固定されており、モータ歯車と嚙み合っている第 1歯車と、

中間軸に固定されている第 2歯車と、

モータの出力軸に平行に伸びており、その軸線に沿って伸びる貫通孔が形成されており、第 2歯車と嚙み合っている入力歯車が形成されており、入力歯車の自転にともなつて偏心回転部を偏心回転させる入力軸と、

中心部に中心貫通孔が形成されており、偏心回転部に係合しており、入力軸が自転するとその入力軸の軸線の周りに公転する外歯歯車と、

外歯歯車と嚙み合うとともに外歯歯車が公転することを許容する状態で外歯歯車を囲っており、外歯歯車の歯数と異なる歯数の内歯歯車を備えており、

中間軸の軸線と入力軸の軸線を結ぶ直線からオフセットされた位置で、モータ歯車と第 1歯車が嚙み合っていることを特徴とする減速装置。

[2] 入力軸に平行に伸びており、第 4歯車が形成されているクランク軸を備えており、入力軸の外周に、第 4歯車に嚙み合う第 3歯車が形成されており、

外歯歯車の中心からオフセットされた位置に第 2貫通孔が形成されており、クランク軸が、第 2貫通孔を通過しており、

前記偏心回転部が、クランク軸に形成されているとともに、第 2貫通孔の内側で外歯歯車に係合していることを特徴とする請求項 1の減速装置。

[3] 前記偏心回転部が、入力軸に形成されているとともに、中心貫通孔の内側で外歯歯車に係合していることを特徴とする請求項 1の減速装置。

[4] モータの出力軸に固定されているモータ歯車と、

モータ軸に平行に伸びている中間軸と、

中間軸に固定されている第 2歯車と、

モータの出力軸に平行に伸びており、その軸線に沿って伸びる貫通孔が形成されており、第 2歯車と嚙み合っている入力歯車が形成されており、その軸線に直交する楕円形の回転部が形成されている入力軸と、

楕円形の回転部の外周に係合して変形する外歯歯車と、

楕円形の回転部の長軸に沿った位置で外歯歯車と嚙み合うとともに楕円形の回転部が入力軸の軸線の周りに自転することを許容する状態で外歯歯車を囲っており、外歯歯車の歯数と異なる歯数の内歯歯車を備えており、

モータと第 1歯車と第 2歯車が、入力軸に形成されている貫通孔よりも外側で、内歯歯車の外径よりも内側の範囲内に収容されていることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の減速装置。