(57)【特許請求の範囲】
【請求項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減速装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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い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。この減速ユニットの一例が、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。
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いる。一対の傘歯車または一対のハイポイド歯車を噛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２００４−２９３６４０号公報に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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かった。しかしながら、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、内歯歯車の歯数が４０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１／４０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１／２０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個にすることによっても、減速比１／２０が得られる。しかしながら、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。しかしながら、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１／２の回転方向変換用歯車機構が開発されており、減速比が１／５０の減速ユニットが開発されている状況で、総減速比が１／１５０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１／３の回転方向変換用歯車機構あるいは減速比が１／７５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技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示する減速装置は、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いる中継軸を有している。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、入力歯車に噛み合ってい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平歯車を有している。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下平歯車が噛み合っており、第２上平歯車と第３平歯車が噛み合っている。
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。
【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。
本明細書に開示する技術は、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、本明細書に開示する技術では、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。
しかしながら、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いという利点が顕著となる。
【０００９】
本明細書に開示する減速装置では、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いることが好ましい。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、本明細書に開示する減速装置は第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いることが好ましい。
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、減速ユ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】
本明細書に開示する減速装置では、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いることが好ましい。
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。これによって、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、減速ユニット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いる。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２７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７２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、減速ユニット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４４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ュラ玉軸受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の直径よりも小さく、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、シールキャップ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６２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、スペーサ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ュラ玉軸受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、スペーサ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によって、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いる。【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が噛み合う。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が噛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の噛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６３と中継歯車４０の噛み合い状態は、スペーサ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を囲んで外歯と噛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いる。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を挟むように配置されており、ボルト１４によって固定されている。キャリア１２ａ、１２ｂは、一対のアンギュラ玉軸受１４ａ、１４ｂによって、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。【００２４】
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７０ａには、周方向に合計１２個の貫通孔８０ａ〜８０ｌが形成されている。
キャリア１２ａには、９本の柱状部１３ｂ〜１３ｄ、１３ｆ〜１３ｈ、１３ｊ〜１３ｌ（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、８０ｆ〜８０ｈ、８０ｊ〜８０ｌに挿入されている。
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に係合している。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しい。
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〜８０ｌと、キャリア１２ａの対応するそれぞれの柱状部１３ｂ〜１３ｄ、１３ｆ〜１３ｈ、１３ｊ〜１３ｌ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に噛み合った状態で、外歯歯車７０ａは矢印８８に示すように、内歯歯車８の中心軸８２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から偏心している。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７０ａ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１６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きる。【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の間にオイルシール６１を形成する。オイルシール６１によって、減速装置１０の内部の油が、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の噛み合い状態をスペーサ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が噛み合うことにより、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と噛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もできる。【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７２ｘ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に噛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に噛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が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化されているとともに中継歯車もユニット化されている。しかしながら、入力歯車のみがユニット化されていてもよいし、中継歯車のみがユニット化されていてもよいし、入力歯車と中継歯車の両方ともがユニット化されていなくてもよい。入力歯車および／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も使用することができる。
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。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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