(57)【要約】【課題】構造が簡単で部品点数が少なく、且つ支持剛性の高い内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータ、あるいは減速機を提供する。【解決手段】前記出力軸５６と一体化されると共に、前記揺動減速部Ｇ１のほぼ中央に配置された支持軸３８と、モータ１２のモータ軸１３の先端に一体的に設けられたヘリカルピニオン３０と、を備える。支持軸３８の外周には前記偏心体４２を回転自在に配置され、該偏心体４２の端部外周に、前記ヘリカルピニオン３０と噛合可能で入力軸として機能するヘリカルギヤ３２を一体的に設け、且つ出力軸５６及び該出力軸５６と一体化された支持軸３８を、前記減速機１４のケーシング１６によって両持ち支持する。【選択図】      図１
2004301136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、偏心体によって該外歯歯車又は内歯歯車のいずれかを偏心揺動させることにより入力軸の回転を減速して出力軸から取り出す内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機と、を連結したギヤドモータにおいて、
前記モータのモータ軸の先端にヘリカルピニオンを一体的に設けると共に
前記偏心体に、該ヘリカルピニオンと噛合するヘリカルギヤを一体的に設けた
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項２】
モータと、
僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、偏心体によって該外歯歯車又は内歯歯車のいずれかを偏心揺動させることにより入力軸の回転を減速して出力軸から取り出す内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機と、を連結したギヤドモータにおいて、
前記出力軸と同軸に一体化された支持軸と、
前記モータのモータ軸の先端に一体的に設けられたヘリカルピニオンと、を備え、
前記支持軸の外周に前記偏心体が回転自在に配置されると共に、
該偏心体に、前記ヘリカルピニオンと噛合可能なヘリカルギヤが一体的に設けられ、且つ
前記出力軸及び該出力軸と一体化された前記支持軸が、前記減速機のケーシングによって両持ち支持されている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記支持軸を支持する前記減速機のケーシングと、前記ヘリカルピニオン付のモータのケーシングとが、分離可能とされている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項４】
僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、偏心体によって該外歯歯車又は内歯歯車のいずれかを偏心揺動させることにより入力軸の回転を減速して出力軸から取り出す内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機において、
前記出力軸と同軸に一体化された支持軸と、
モータ軸の先端に一体的に設けられたヘリカルピニオンを有する外部モータと連結可能な連結孔を有する減速機ケーシングと、を備え、
前記支持軸の外周に前記偏心体が回転自在に配置されると共に、
該偏心体に、前記ヘリカルピニオンと噛合可能なヘリカルギヤが一体的に設けられ、且つ
前記出力軸及び該出力軸と一体化された前記支持軸が、前記減速機ケーシングによって両持ち支持されている
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機。
【請求項５】
請求項４において、
前記偏心体が前記支持軸の外周に２以上の軸受を介して回転自在に配置されている
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記出力軸及び該出力軸と一体化された前記支持軸を両持ち支持する軸受のうち、支持軸側を支持する軸受が、滑り軸受とされている
ことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータ、あるいは減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボットの関節駆動装置やコンベアの駆動装置等の分野において、内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータあるいは減速機が広く利用されている。
【０００３】
内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部は、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えると共に、外歯歯車又は内歯歯車の一方の歯車の自転を拘束した状態でいずれかの歯車を相手側の歯車に対して偏心揺動させ、この偏心揺動の際に自転の拘束されていない側の歯車に発生する当該自転成分を出力として取り出すもので、１段で大きな減速比が得られる。
【０００４】
この種の内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部Ｇを有するギヤドモータＧＭの一例が、例えば特開平６−２４１２８２号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００５】
この構造を図５に示す。
【０００６】
揺動減速部Ｇの前段にはモータ軸１５３に直切りされたヘリカルピニオン１５４及びヘリカルギヤ１５５を有するヘリカルギヤセットＨが配置されている。前段の変速機構としてヘリカルギヤセットＨが配置されているのは、一層の高減速比を低騒音で得ることを意図したためである。
【０００７】
揺動減速部Ｇを覆っているケーシング１１２は、その端部がそのまま延長され、ヘリカルギヤセットＨを覆うケーシングを兼用すると共に、モータ１６０の端部カバーの機能も兼用している。即ち、モータ１６０は、端部カバーのない専用モータであり、前記ケーシング１１２と円筒状のモータケーシング１６１とを連結することで、モータ１６０と減速機との連結が行なわれる。この例ではケーシング１１２の端部をモータケーシング１６１の端部とをインロー１６３によって嵌め込んだ上で、止めねじ１７０によってこれらを固定するようにしている。
【０００８】
構成の説明と共にこのギヤドモータＧＭの作用を簡単に説明すると、モータ軸１５３の回転はそのままヘリカルピニオン１５４の回転となり、これと噛合しているヘリカルギヤ１５５が回転する。これにより、まず１段目の減速が成される。このヘリカルギヤ１５５の回転は、内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部Ｇの入力軸１５１の回転となり、偏心体１５７ａ、１５７ｂを介して外歯歯車１０５ａ、１０５ｂが該入力軸１５１の回転と共に揺動回転する。この結果、内歯歯車１１０の内歯に相当する外ピン１１１と外歯歯車１０５ａ、１０５ｂとの噛合によって外歯歯車１０５ａ、１０５ｂが揺動しながらゆっくりと自転する。
【０００９】
この外歯歯車１０５ａ、１０５ｂの動きは、内ピン孔１１９ａ、１１９ｂと内ピン１０７との隙間によりその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該内ピン１０７を介して出力軸１０２のフランジ部１１４と支持リング１１７とに伝達される。支持リング１１７に伝達された回転力は、キャリヤピン１１６を介して出力軸１０２に伝達される。
【００１０】
ヘリカルギヤセットＨの噛合によって入力軸１５１に発生するスラスト荷重は、偏心体１５７ａ、１５７ｂを挟んで該入力軸１５１を支持している一対の軸受１７２、１７４を介して前記フランジ部１１４及び支持リング１１７によって受け止められている。
【００１１】
図から明らかなように、この従来例においては、出力軸１０２はそのフランジ部１１４においてキャリヤピン１１６を介して支持リング１１７と一体的に連結されており、この一体化された出力軸１０２及び支持リング１１７が軸受１１５ａ、１１５ｂによって両持ち支持される構成とされている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−２４１２８２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来例に係るギヤドモータＧＭは、低騒音化を期待して、入力段に（通常の平歯車によるギヤセットではなく）ヘリカルギヤセットＨを配置しているため、入力軸１５１にスラスト方向の力がかかってしまうことなどの事情を考慮して該入力軸１５１を軸受１７２、１７４によって両持ち支持すると共に、出力軸１０２についても、キャリヤピン１１６を介して支持リング１１７と一体化し、この一体化された支持リング１１７ごと、軸受１１５ａ、１１５ｂを介して両持ち支持するようにしていた。そのため、構造が非常に複雑で、かつ軸受その他の部品点数が多いという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、構造が簡単で部品点数が少ない内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータ、あるいは減速機を提供することをその課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータと、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、偏心体によって該外歯歯車又は内歯歯車のいずれかを偏心揺動させることにより入力軸の回転を減速して出力軸から取り出す内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機と、を連結したギヤドモータにおいて、前記モータのモータ軸の先端にヘリカルピニオンを一体的に設けると共に前記偏心体に、該ヘリカルピニオンと噛合するヘリカルギヤを一体的に設けたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１６】
なお、ここで「僅少の歯数差」とは１〜６程度の歯数差のことを言う。
【００１７】
又、「ヘリカルギヤを一体的に設けた」とは、一つの素材に直接ヘリカルギヤを形成する場合と、別部材で形成した後一体化する場合の双方を含む。
【００１８】
本発明においては、従来揺動減速部の中央に入力軸を配置し、この入力軸の外周に偏心体を組み込んでいた構造を改め、揺動減速部の中央には単に偏心体を配置すると共に、この偏心体に（入力軸を不要とするための）ヘリカルギヤを形成するようにした。モータ軸の先端に形成されたヘリカルピニオンはこのヘリカルギヤと噛合し、ダイレクトに偏心体を駆動する。これにより構造が簡単で部品点数が少なく、モータ軸方向にも短いギヤドモータを得ることができる。
【００１９】
又、本発明は、モータと、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、偏心体によって該外歯歯車又は内歯歯車のいずれかを偏心揺動させることにより入力軸の回転を減速して出力軸から取り出す内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有する減速機と、を連結したギヤドモータにおいて、前記出力軸と同軸に一体化された支持軸と、前記モータのモータ軸の先端に一体的に設けられたヘリカルピニオンと、を備え、前記支持軸の外周に前記偏心体が回転自在に配置されると共に、該偏心体に、前記ヘリカルピニオンと噛合可能なヘリカルギヤが一体的に設けられ、且つ前記出力軸及び該出力軸と一体化された前記支持軸が、前記減速機のケーシングによって両持ち支持されていることにより、同じく上記課題を解決したものである。
【００２０】
この構成によれば、前記支持軸は、出力軸と同軸に一体化される。出力軸は、この一体化された支持軸と共にケーシングに両持ち支持される。
【００２１】
この結果、偏心体の回転のベースを提供する支持軸（従来の入力軸相当の軸）の両持ち支持と出力軸の両持ち支持とを兼用する形で一対の軸受のみで各部材の両持ち支持を実現することができる。その結果、構造が簡単で部品点数が少なく、且つ支持剛性の高い内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を得ることができる。
【００２２】
なお、前記支持軸を支持する前記減速機のケーシングと、前記ヘリカルピニオン付のモータのケーシングとが、分離可能とされていると、ヘリカルピニオン付の市販の汎用モータを特定の減速機と組み合わせて使用したり、あるいは、減速比を変更する等の理由で減速機側だけを交換、調達したりすることが可能となる。即ち、モータと減速機は必ずしも常に連結・一体化された状態で流通される必要はない。
【００２３】
また、前記偏心体が前記支持軸の外周に２以上の軸受を介して回転自在に配置されているようにすると、偏心体が傾いていわゆる片当たりの状態が形成されるのを、防止または緩和できる。
【００２４】
更に、前記出力軸及び該出力軸と一体化された支持軸を両持ち支持する軸受のうち、支持軸側を支持する軸受を、滑り軸受とした場合には、後述するように、当該滑り軸受の外側に空間を確保することができるため、この空間にヘリカルピニオンとヘリカルギヤの噛合スペースを確保することができるようになり、結果として軸方向の長さ短縮することができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る駆動装置を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００２７】
このギヤドモータ１０は、駆動源として独立したモータ１２と、内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部Ｇ１を有する減速機１４とが一体化されたものである。
【００２８】
減速機１４のケーシング１６は、本体ケーシング１８、及びその軸方向両サイドに配置された第１、第２端部カバー２０、２２とで構成されており、ボルト２４、２５によって一体化されている。モータ１２側の第１端部カバー２０には前記独立したモータ１２を取り付け可能な取り付け孔２６が形成されており、モータ１２はモータケーシング２９を貫通して設けられる取り付けボルト２８によって該第１端部カバー２０に連結可能である。
【００２９】
モータ１２のモータ軸１３にはヘリカルピニオン３０が直接形成されている。第１端部カバー２０には該ヘリカルピニオン３０が挿入される貫通孔３１が形成されており、第１端部カバー２０とモータ１２のケーシング２９とが前記取り付け孔２６を介して連結された際にヘリカルピニオン３０が減速機１４のケーシング１６内に臨むように構成されている。
【００３０】
減速機１４のケーシング１６内に収容される内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部Ｇ１は、出力軸５６と同軸に一体化された支持軸３８と、該支持軸３８にころ軸受４０、４１を介して組み込まれた偏心体４２と、該偏心体４２にころ軸受４４を介して装着され、支持軸３８の周りで偏心揺動可能とされた外歯歯車４６と、本体ケーシング１８と一体化され、該外歯歯車４６が内接噛合する内歯歯車４８と、を主に備える。
【００３１】
前記支持軸３８は、出力軸５６と当初より同軸に一体的に製造され、該出力軸５６と共に滑り軸受５０及び玉軸受５５によってそれぞれ第１端部カバー２０及び第２端部カバー２２に支持されている。
【００３２】
前記偏心体４２は、２個のころ軸受４０、４１を介して前記支持軸３８に回転自在に組み込まれている。この偏心体４２の端部外周には、ヘリカルギヤ３２が直接歯切り形成されている。尤も、ヘリカルギヤ３２は、偏心体４２の端部外周に直接歯切りしなくても、別体の歯車として製作し、偏心体４２に固定しても良い。ヘリカルギヤ３２は、この実施形態では、その一部が前記滑り軸受５０の半径方向外側の位置にまで延在され、前記モータ軸１３の先端に形成されたヘリカルピニオン３０と噛合可能とされている。ヘリカルピニオン３０の歯数は１４、ヘリカルギヤ３２の歯数は７０である。
【００３３】
偏心体４２の支持軸３８上における軸方向の位置決めは、該偏心体４２が２つのリングプレート６０、６１及び滑り軸受５０と共に、出力軸５６及び支持軸３８間の段部６２と第１端部カバー２０の段部２１とによって挟持されることによって行われる。
【００３４】
図２に示されるように、外歯歯車４６の外周にはトロコイド歯形の外歯が形成されており、内歯歯車４８の内歯は、円弧状の溝に回転自在に組み込まれたピン４９によって構成されている。外歯歯車４６の歯数は「５９」で、内歯歯車４８の歯数「６０」よりも１だけ少ない（僅少の歯数差）。外歯歯車４６には貫通孔４７が形成されており、摺動促進用の内ローラ７０が被せられた内ピン７２が遊嵌している。内ピン７２は出力軸５６から一体的に拡開されたフランジ部５８に片持ち状態で固定されている。
【００３５】
次に、この実施形態に係る減速機１４の作用を説明する。
【００３６】
モータ１２のモータ軸１３が回転すると、該モータ軸１３の先端に形成されたヘリカルピニオン３０が回転する。この結果、該ヘリカルピニオン３０と噛合している（偏心体４２上の）ヘリカルギヤ３２が回転し、該ヘリカルギヤ３２と一体の偏心体４２が２つのころ軸受４０、４１に支持されながら支持軸３８の周りで回転する。この段階で減速比１４／７０＝１／５の減速が実現される。
【００３７】
偏心体４２が回転すると、外歯歯車４６が該偏心体４２の周りで揺動回転を行おうとするが、本体ケーシング１８と一体化された内歯歯車４８によってその自転が抑制されるため、外歯歯車４６はこの内歯歯車４８に内接しながらほとんど揺動のみを行うことになる。しかしながら、外歯歯車４６の歯数「５９」は内歯歯車４８の歯数「６０」より１だけ少ないため、外歯歯車４６は偏心体４２の１回転毎に内歯歯車４８に対してその歯数差「１」だけずれる（自転する）ことになる。これは、偏心体４２の１回転が外歯歯車４６の−１／５９の回転に減速されたことを意味する。なお、マイナスの符号は外歯歯車４６の回転方向が偏心体４２の回転方向と逆になることを示している。
【００３８】
外歯歯車４６の揺動回転は貫通孔４７と内ローラ７０との隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが内ピン７２を介して出力軸５６へと伝達される。この結果、結局、総減速比（１／５）ｘ（１／５９）＝１／２９５の減速が実現される。
【００３９】
ヘリカルピニオン３０とヘリカルギヤ３２とが噛合することによって発生するスラスト荷重は、前述した偏心体４２の位置決め構造によって、即ち、該偏心体４２が２つのリングプレート６０、６１及び滑り軸受５０と共に、出力軸５６及び支持軸３８間の段部６２と第１端部カバー２０の段部２１とによって挟持されることによって受け止められる。
【００４０】
この実施形態では、モータ１２のモータ軸１３のヘリカルピニオン３０の回転は偏心体４２にダイレクトに伝達される。そのため部品点数が少なく、軸方向長さの短縮が可能である。
【００４１】
また揺動減速部Ｇ１の中央には単に偏心体４２を支持するだけの支持軸３８が配置されているだけである。この支持軸３８には従来のような入力軸としての機能はない。代わりに、出力軸５６と同軸に一体化され、出力軸５６の延長部としての機能があるため、出力軸５６と共にこの支持軸３８を滑り軸受５０及び玉軸受５５によって両持ち支持することにより、偏心体４２の回転ベースである支持軸３８の支持剛性の確保と出力軸５６の支持剛性の確保とを同時に実現することができる。その結果、構造が簡単で部品点数が少ないだけでなく、支持剛性の高い内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部Ｇ１を得ることができる。
【００４２】
また、減速機の端部カバー２０と、前記ヘリカルピニオン付のモータ１２のケーシング２９とが、分離可能とされているため、ヘリカルピニオン付の市販の汎用モータを特定の減速機と組み合わせて使用したり、あるいは、減速比を変更する等の理由で減速機側だけを交換、調達したりすることが容易である。
【００４３】
更に、偏心体４２が支持軸３８の外周に２個のころ軸受４０、４１を介して回転自在に配置されているため、１個のみの長いころ軸受によって偏心体４２を支持する構造に比べ、偏心体４２が傾いていわゆる片当たりの状態が形成されるのを、より効果的に防止または緩和できる。
【００４４】
また、本実施形態においては、前記出力軸５６及び該出力軸５６と一体化された支持軸３８の両持ち支持する軸受５０、５５のうち、支持軸３８側を「滑り軸受」によって支持するようにしている。そのため、当該滑り軸受５０の外側にヘリカルピニオン３０とヘリカルギヤ３２の噛合空間を確保することができ、軸方向の長さが短縮されている。
【００４５】
更に、第１端部カバー２０に、該第１端部カバー２０の外部（図の右側）からヘリカルピニオン３０を挿入可能な貫通孔３１が形成されると共に、モータ１２を取り付け可能な取り付け孔２６が形成され、この取り付け孔２６を介して独立した（市販の）モータ１２を取り付けることができるようにしたため、モータ部品を極めて容易に、且つ低コストに調達できる。
【００４６】
図３及び図４に、本発明の他の実施形態に係るギヤドモータの例を示す。
【００４７】
このギヤドモータ１１４においては、出力軸１５６と支持軸１３８とが、当初別部品として形成され、その後、支持軸１３８が出力軸１５６に形成されている挿入穴１５７内に圧入されることによって一体化される構成とされている。この構造は、出力軸１５６と支持軸１３６とを一体で製造する構造よりは、製造コストを低減できる。また、共通の内歯歯車１４８（本体ケーシング１１８）をそのまま使用しながら、外歯歯車１４６の歯形及び歯数を変更することにより、歯数差２、減速比−２／５８＝−１／２９の揺動減速部Ｇ２を実現し、総減速比を（１／５）ｘ（１／２９）＝１／１４５としている。このようにコストの係る内歯歯車１４８を共用化すると、一個当りの全体のコストを低減できるようになる。その他の構成については、先に説明した実施形態と同様であるため、同様の部位に図中において下２桁が同一の符号付すに止め、重複説明を省略する。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、構造が簡単で部品点数が少なく、且つ支持剛性の高い内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータ、あるいは減速機を得ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータを示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータを示す断面図
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
【図５】従来の内接噛合遊星歯車構造の揺動減速部を有するギヤドモータの例を示す断面図
【符号の説明】
Ｇ１…揺動減速部
Ｈ１…ヘリカルギヤセット
１０…ギヤドモータ
１２…モータ
１３…モータ軸
１４…減速機
１６…ケーシング
１８…本体ケーシング
２０…第１端部カバー
２１…段部
２２…第２端部カバー
２４…ボルト
２６…取り付け孔
３０…ヘリカルピニオン
３２…ヘリカルギヤ
３８…支持軸
４０、４１…ころ軸受
４２…偏心体
４６…外歯歯車
４８…内歯歯車
５０…滑り軸受
５５…玉軸受
５６…出力軸
【図１】
2004301136.tif 000003
【図２】
2004301136.tif 000004
【図３】
2004301136.tif 000005
【図４】
2004301136.tif 000006
【図５】
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