JP2001349387A - 揺動回転形減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 入力軸の駆動を減速して出力軸に回転伝達す
る減速機に関し、歯の干渉のない減速機を提供する。 【解決手段】 入力軸１０によって回転される円盤体で
あって入力軸の軸芯１０ａに対して傾斜した軸芯を有す
る傾斜軸の回りに回転される傾斜円盤体１１と、傾斜円
盤体によって傾斜軸の回りに自転されると共に入力軸に
対して公転される揺動円盤体１２と、固定円盤体１３
と、出力円盤体１４とでなる減速機２において、固定円
盤体又は出力円盤体と噛み合う揺動円盤体との噛み合い
部分のうち少なくとも一方の揺動円盤体との噛み合い部
分が、揺動円盤体の半径方向に保持され回転自在に配設
された球体３と、球体が当接して転動すると共に球体の
軌跡に沿って固定円盤体と出力円盤体とに刻設された溝
１３ｂ，１４ｂとによって構成されている揺動回転形減
速機１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の駆動を減
速して出力軸に回転伝達する減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、減速機として、図７乃至図８に示
すように、入力軸１０の軸芯１０ａに傾斜した傾斜軸１
１ａの回りに当該入力軸１０と一体にして回転される傾
斜円盤体１１と、該傾斜円盤体１１によって前記入力軸
の軸芯１０ａ回りに公転しながら揺動回転する揺動傘歯
車１２と、該揺動傘歯車１２と歯合して減速させる固定
傘歯車１３と、減速された前記揺動傘歯車１２と歯合し
て出力する出力傘歯車１４と、による揺動回転形減速機
が、知られている（従来例特公昭４４−２３７３号、
従来例特開平７−２４８０４７号）。

【０００３】この揺動回転形減速機は、互いに歯合する
固定傘歯車１３と揺動傘歯車１２との周差、または、互
いに歯合する揺動傘歯車１２と出力歯車１４との周差に
よって減速されるものであり、例えば、図７の例で、固
定傘歯車１３と揺動傘歯車１２の歯数が等しい場合に、
減速比＝揺動傘歯車の歯数／（揺動傘歯車の歯数−出力
歯車の歯数）で表される（±の符号は回転方向を示すこ
とになる）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知の揺動回転形減速機は、いずれも実際に歯を形成して
減速が得られるようにするものであって、揺動傘歯車１
２の複雑な運動により歯形が複雑化しその成型が困難で
あり、更に、歯形に干渉が生じるというという課題があ
る。前記従来例には、歯の代わりにボールならびに球
面状又は円形に湾曲された案内溝によってもできるとさ
れているが、具体的にその内容が記載されていない。本
発明に係る揺動回転形減速機は、このような課題を解消
するために提案されるものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る揺動回転形
減速機の上記課題を解決するための要旨は、減速機本体
に回転自在に支持される入力軸と、該入力軸によって回
転される円盤体であって当該入力軸の軸芯に対して傾斜
した軸芯を有する傾斜軸の回りに回転される傾斜円盤体
と、該傾斜円盤体によって前記傾斜軸の回りに自転され
ると共に前記入力軸に対して公転される揺動円盤体と、
該揺動円盤体と噛み合って当該揺動円盤体を減速させる
と共に前記減速機本体に固定される固定円盤体と、前記
揺動円盤体と噛み合うとともに前記減速機本体に回転自
在に支持される出力円盤体とでなる減速機において、前
記固定円盤体又は出力円盤体と噛み合う前記揺動円盤体
との噛み合い部分のうち少なくとも一方の揺動円盤体と
の噛み合い部分が、揺動円盤体の半径方向に保持され回
転自在に配設された球体と、該球体が当接して転動する
と共に当該球体の軌跡に沿って前記固定円盤体と出力円
盤体とに刻設された溝とによって構成されていることで
ある。

【０００６】前記揺動円盤体における減速側の球体の中
心軌跡と出力側の球体の中心軌跡とが、入力軸の軸芯と
傾斜軸の軸芯との交点に対して対称にされているこ
と、；前記球体が、揺動円盤体において分割体によって
保持されることを含むものである。

【０００７】本発明に係る揺動回転形減速機によれば、
揺動円盤体と噛み合う部分を、転動するボールと溝とで
構成することができて、バックラッシや干渉のない減速
機となる。また、前記固定円盤体と出力円盤体とが、入
力軸の軸芯と傾斜軸の軸芯との交点に対して対称に配設
されているので、球体が転動する溝を有した当該両円盤
体の製作が容易となる。更に、前記球体が、揺動円盤体
において分割体によって保持されるようにすることで、
該揺動回転形減速機の組立が容易となるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る揺動回転形減
速機１について図面を参照して説明する。なお、発明の
理解の容易のため従来例に対応する部分には従来例と同
一符号を付けて説明する。

【０００９】本発明の揺動回転形減速機１は、図１に示
すように、減速機本体（框体）２に回転自在に支持され
る入力軸１０と、該入力軸１０によって回転される円盤
体であって当該入力軸の軸芯１０ａに対して傾斜（角度
α）した軸芯１１ａを有する傾斜軸の回りに回転される
傾斜円盤体１１と、該傾斜円盤体１１によって前記傾斜
軸の回りに自転されると共に前記入力軸１０ａに対して
公転される揺動円盤体（従来例では揺動傘歯車）１２
と、該揺動円盤体１２と噛み合って当該揺動円盤体１２
を減速させると共に前記減速機本体２に固定される固定
円盤体（従来例では固定傘歯車）１３と、前記揺動円盤
体（従来例では揺動傘歯車）１２と噛み合うとともに前
記減速機本体２に回転自在に支持される出力円盤体（従
来例では出力傘歯車）１４とでなる。

【００１０】前記固定円盤体１３のすり鉢状の内周壁面
１３ａに、後述の球体（ボールともいう）３ａの一部が
嵌合して転動する溝１３ｂが刻設されている。該溝１３
ｂは、図２に示すように、一定条件の下で得られる球体
３ａの軌跡に沿って連続させて刻設されるものである。

【００１１】この溝１３ｂにおける一つの半楕円形状が
一つの歯に相当するものである。一例として、固定円盤
体１３の溝１３ｂによって減速させるために歯数１３
（半径r₁＝５２ｍｍ）とし、揺動円盤体１２（半径r₂＝
５６ｍｍ）の球体３ａの数を１４とし、モジュール
（ｍ）を８、傾斜角度α＝１０°とした場合の、球体３
ａの中心軌跡を図２に示す。

【００１２】図２に示すように、球体３ａの中心軌跡に
おいてループが存在せず、歯形を形成する際に干渉を起
こす不都合が無く、歯形輪郭軌跡として的確なものとな
っている。なお、該溝１３ｂの溝深さや溝幅は適宜設定
条件により定められる。

【００１３】前記固定円盤体１３の歯数と揺動円盤体１
２の球体３ａの数によって、揺動円盤体１２の回転方向
（公転方向）が決まることになり、例えば、球体３ａの
数が固定円盤体の歯数よりも多ければ、傾斜円盤体１１
によって揺動円盤体１２が１回転されると、かかる揺動
円盤体１２における、ある球体３ａが一つ先の溝１３ｂ
に進むことになり、傾斜円盤体１１の回転方向に同一方
向に回転する。一方、逆に少なければ傾斜円盤体１１の
回転方向と反対方向に回転（公転）することになる。

【００１４】前記揺動円盤体１２は、前記傾斜円盤体１
１の回転によって、揺動（みそすり運動）されるもので
あり、その半径方向において外周部に、当該揺動円盤体
１２の本体にボルト１５，１６等で固定される分割体１
２ａ，１２ｂとの挟装により、例えば円錐体状の空間で
ある球体収納部１２ｃ，１２ｄが、周方向に所要数箇所
に形成される。

【００１５】前記出力円盤体１４は、すり鉢状の内周壁
面１４ａに、入力軸１０の軸芯１０ａと傾斜軸の軸芯１
１ａとの交点Ａに対して、減速側と出力側とが対称にな
るようにして、球体３ｂが転動する溝１４ｂが所要数カ
所に設けられている。

【００１６】この場合、前記入力側の球体３ａの中心軌
跡と出力側の球体３ｂの中心軌跡とが重なることがない
ように、揺動円盤体１２の厚さとの関係で一定の条件を
満たすことが必要となり、図３に示すように、傾斜角度
αと固定円盤体１３の歯数との一定の関係がある。例え
ば、r₂・ｃｏｓ２α＞r₁・ｃｏｓαとなり、固定円盤体
１３の歯数Ｚ₁と揺動円盤体１２の歯数（球体３ａの
数）Ｚ₂で表すと、Ｚ₂・ｃｏｓ２α＞Ｚ₁・ｃｏｓαと
なり、これにＺ₂−Ｚ₁＝１の条件を代入して関係を求め
たものである。この図中の斜線部分が実現できる有効範
囲である。

【００１７】また、出力側の球体３ｂの中心軌跡を求め
たものが、図４に示す軌跡である。図２に示す前記減速
側の球体３ａの中心軌跡とは、入力軸の軸芯と傾斜軸の
軸芯との交点Ａに対して対称になっている。この出力側
の球体３ｂの中心軌跡から導き出される出力円盤体１４
の出力取出溝である溝１４ｂが、図５に示すリング状の
循環溝である。

【００１８】前記溝１４ｂは、例えば、揺動円盤体１２
における減速側の球体３ａ数（１４個）に合わせて出力
側の球体３ｂ数（１４個）が設定されているので、図示
の例では球体３ｂの数と同じ数となっていて、出力側の
回転がそのまま出力円盤体１４の同一方向への回転とな
るが、出力側の球体３ｂの数は減速側の球体３ａの数よ
りも少なければ良いものであって、その球体３ｂの数に
合わせた数の溝１４ｂが設けられる。

【００１９】出力側の球体３ｂの位置を、前記図４の球
体中心軌跡と図５の循環溝とを重ね合わせて求めたの
が、図６に示す説明図である。

【００２０】このような構成により、本発明の揺動回転
形減速機１は、揺動円盤体１２において半径方向に支持
された球体と、固定円盤体１３と出力円盤体１４に刻設
された溝１３ｂ，１４ｂとによる係合により、従来実際
には実現困難であった揺動回転形減速機として実用化さ
れるようになったものである。

【００２１】また、この揺動回転形減速機１の組立性に
おいては、揺動円盤体１２の側面の球体収納部１２ｃ，
１２ｄが、本体に固定される分割体１２ａ，１２ｂとボ
ルト１５，１６とにより形成されるので、予め揺動円盤
体１２の本体に球体３ａ，３ｂを配設して該分割体１２
ａ，１２ｂを蓋するように被せてボルト１５，１６で固
定すれば組立が完了する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る揺動
回転形減速機は、減速機本体に回転自在に支持される入
力軸と、該入力軸によって回転される円盤体であって当
該入力軸の軸芯に対して傾斜した軸芯を有する傾斜軸の
回りに回転される傾斜円盤体と、該傾斜円盤体によって
前記傾斜軸の回りに自転されると共に前記入力軸に対し
て公転される揺動円盤体と、該揺動円盤体と噛み合って
当該揺動円盤体を減速させると共に前記減速機本体に固
定される固定円盤体と、前記揺動円盤体と噛み合うとと
もに前記減速機本体に回転自在に支持される出力円盤体
とでなる減速機において、前記固定円盤体又は出力円盤
体と噛み合う前記揺動円盤体との噛み合い部分のうち少
なくとも一方の揺動円盤体との噛み合い部分が、揺動円
盤体の半径方向に保持され回転自在に配設された球体
と、該球体が当接して転動すると共に当該球体の軌跡に
沿って前記固定円盤体と出力円盤体とに刻設された溝と
によって構成されているので、バックラッシや歯の干渉
の無い揺動回転形減速機が実現されるという優れた効果
を奏するものである。

【００２３】また、揺動円盤体における減速側の球体の
中心軌跡と出力側の球体の中心軌跡とが、入力軸の軸芯
と傾斜軸の軸芯との交点に対して対称にされているの
で、固定円盤体と出力円盤体との形成が容易となるとい
う優れた効果を奏するものである。更に、前記球体が、
揺動円盤体において分割体によって保持されるので、当
該揺動回転形減速機の組立が容易となって工数削減とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る揺動回転形減速機の縦断面図であ
る。

【図２】同本発明に係る揺動回転形減速機の減速側の球
体の中心軌跡を示す説明図である。

【図３】同本発明に係る揺動回転形減速機における、傾
斜角度αと減速側の歯数との関係を示す特性曲線図であ
る。

【図４】同本発明に係る揺動回転形減速機の出力側の球
体の中心軌跡を示す説明図である。

【図５】同本発明に係る揺動回転形減速機の出力円盤体
における溝の軌跡を示す説明図である。

【図６】同本発明に係る揺動回転形減速機における出力
側のボール（球体）の位置を示す説明図である。

【図７】従来例（従来例）に係る揺動回転形減速機の
正面図である。

【図８】従来例（従来例）に係る揺動回転形減速機の
正面図である。

【符号の説明】

１ 揺動回転形減速機、２ 減速機本体、３ａ 減速側
の球体、３ｂ 出力側の球体、１０ 入力軸、１０ａ
軸芯、１１ 傾斜円盤体、１１ａ 軸芯、１２ 揺動円
盤体、１２ａ，１２ｂ 分割体、１２ｃ，１２ｄ 球体
収納部、１３ 固定円盤体、１３ａ 内周壁面、１３ｂ
溝、１４ 出力円盤体、１４ａ 内周壁面、１４ｂ
溝、１５，１６ ボルト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】減速機本体に回転自在に支持される入力軸
   と、 該入力軸によって回転される円盤体であって当該入力軸
   の軸芯に対して傾斜した軸芯を有する傾斜軸の回りに回
   転される傾斜円盤体と、 該傾斜円盤体によって前記傾斜軸の回りに自転されると
   共に前記入力軸に対して公転される揺動円盤体と、 該揺動円盤体と噛み合って当該揺動円盤体を減速させる
   と共に前記減速機本体に固定される固定円盤体と、 前記揺動円盤体と噛み合うとともに前記減速機本体に回
   転自在に支持される出力円盤体とでなる減速機におい
   て、 前記固定円盤体又は出力円盤体と噛み合う前記揺動円盤
   体との噛み合い部分のうち少なくとも一方の揺動円盤体
   との噛み合い部分が、揺動円盤体の半径方向に保持され
   回転自在に配設された球体と、該球体が当接して転動す
   ると共に当該球体の軌跡に沿って前記固定円盤体と出力
   円盤体とに刻設された溝とによって構成されているこ
   と、 を特徴とする揺動回転形減速機。
2. 【請求項２】揺動円盤体における減速側の球体の中心軌
   跡と出力側の球体の中心軌跡とが、入力軸の軸芯と傾斜
   軸の軸芯との交点に対して対称にされていること、 を特徴とする請求項１に記載の揺動回転形減速機。
3. 【請求項３】球体が、揺動円盤体において分割体によっ
   て保持されること、 を特徴とする請求項１に記載の揺動回転形減速機。