JP2010107053A - 遊星歯車減速装置 - Google Patents
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Abstract
化を実現する。
【解決手段】遊星歯車減速装置110において、第1支持フランジ150と一体的に形成
された内ピン140と第2支持フランジ160との間に打ち込まれたノックピン170と
、第2支持フランジ160と内ピン140を連結するため連結ボルト180とを備え、ノ
ックピン170は連結ボルト180が挿入される中空部172を有し、支持フランジには
、連結ボルト180の頭部が収容される穴168と、ノックピンが打ち込まれる穴166
とが連通して形成される。
【選択図】 図1
Description
の相対回転成分を出力として取り出す遊星歯車減速装置が広く利用されている。
れている。
、16B)、内歯歯車18、相対回転取り出し機構K、及び出力軸22を主な構成要素と
して備える。
り出し機構Kは、この内ピン孔30と、前記出力軸22のフランジ部22Aの内ピン保持
穴22Bに圧入・固定され該内ピン孔30に遊嵌する内ピン40と、で構成されている。
的に回転する。偏心体14の外周は入力軸12の軸心に対して偏心しているため、入力軸
12が1回回転すると該偏心体14の外周に装着されている外歯歯車16が1回揺動する
。この結果、内歯歯車18に対して外歯歯車16が両歯車18、16の歯数差に相当する
分だけ相対回転する。この相対回転が、相対回転取り出し機構Kの内ピン孔30及び内ピ
ン40を介して出力軸22のフランジ部22A側に取り出される。
ピン40との遊嵌によって吸収される。この結果、(内歯歯車18と外歯歯車16の歯数
差)/(外歯歯車の歯数)に相当する減速比を実現することができる。
があり、さまざまな分野で適用されている。
ン孔30内で対応する各内ピン40が完全に一致した態様で摺動しなければならない。し
たがって、内ピン孔30及び内ピン40は、その全数が非常に高い精度で加工・製造され
る必要がある。そのため内ピン40は、フランジ部22Aに高精度に形成した内ピン保持
孔22Bに対して、別途の工程で高精度に加工した内ピン40を圧入するという製造方法
が採用されていた。
サイドに配置した一対のフランジ部によって当該内ピンを両持ち状態で支持するように構
成した減速装置も提案されている。
分野においても、近年、一層の高品質化及び低コスト化の要請が強く押し寄せている。
遊嵌する構造は、部品点数が多く、又、加工工数、組み付け工数も多くならざるを得ない
ため、コスト増大の要因となっていた。
成する手法が考えられる。しかしながら、例えば樹脂成形で済むようなトルクの領域の製
品ならばともかく、産業機械の駆動等の高トルクが要求される分野においては、円滑な運
転を確保するためには各内ピンがほぼ均等に荷重を負担できるように、一体的に突出され
ているそれぞれの内ピンの高度な位置精度あるいは加工精度の確保が必須である。
いう構造は、組付け誤差の縮小という面においても、また、長期運転の信頼性という面に
おいても大きなメリットが得られるが、内ピンが挿入される内ピン保持穴を外歯歯車の両
サイドのフランジ部に精度良く加工するのが難しく、加工コストの増大要因となっていた
。
な品質或いは性能をむしろ向上させながら、低コスト化を実現することのできる遊星歯車
減速装置を提供することをその課題としている。
外歯歯車との相対回転成分を出力として取り出す遊星歯車減速装置において、前記外歯歯
車を貫通して形成された内ピン孔と、前記外歯歯車の軸方向一方側に配置された第1支持
フランジ、前記外歯歯車の軸方向他方側に配置された第2支持フランジ、および前記第1
支持フランジと一体的に形成されると共に、前記内ピン孔を貫通して前記第2支持フラン
ジ側にまで延在された複数の内ピンを有する支持フランジと、前記第2支持フランジと前
記内ピンとの間に打ち込まれたノックピンと、前記第2支持フランジと前記内ピンとを連
結するための連結ボルトと、を備え、前記ノックピンは、前記連結ボルトが挿入される挿
入穴を有し、前記ノックピンと連結ボルトは同軸に配置され、前記支持フランジには、前
記連結ボルトの頭部が収容される部分と前記ノックピンが打ち込まれる部分とが連通して
形成された連通孔が設けられることにより、上記課題を解決したものである。
ため、部品点数を大きく削減でき、また、第1支持フランジ側に形成する内ピン保持孔等
の加工も不要であり、低コスト化が可能である。
て両持ち支持するようにしているため、各内ピンの後加工を省略或いは簡素化したとして
も特に不具合が発生しない精度特性を維持することができ、耐久性等の面でも優れた効果
が期待できる。
ランジ側に内ピンを挿入するための内ピン保持孔を高精度に加工しなければならない。こ
の加工は、必ずしも容易ではなく、場合によっては一体化によるコスト低減が相殺されて
しまう恐れがある。本発明においては、ノックピンによって第2支持フランジと内ピンと
の高精度な位置決めを確保でき、しかも、内ピンと第2支持フランジとの間の連結応力を
基本的に第2支持フランジと内ピンとの間に発生する摩擦力によって受け持たせることが
できる。ノックピンはこのときに自身の剪断応力を提供し、この摩擦力を補助する。その
ため、結果として第2支持フランジ側に高精度な内ピン保持孔を形成する必要がなくなり
、(両持ち支持構造を採用していながら)大きなコスト低減が可能である。
設定してもよく、また、同一の内ピンに対してノックピンが打ち込まれると共に連結ボル
トもねじ込まれるような構成とすることも可能である(後述)。
が存在していても良い。本発明においては、「全内ピン」が第1支持フランジと一体化さ
れているため、内ピンの一部において正確な位置決めがなされれば、その他の内ピンにつ
いても自動的に正確な位置決めがなされる。
できる。
ある。
、内歯歯車118、相対回転取り出し機構K1、及び出力軸(150)を主な構成要素と
して備える。また、相対回転取り出し機構K1の構成要素の一つである内ピン140を両
持ち的に支持するために、外歯歯車116の軸方向両サイドに第1支持フランジ150及
び第2支持フランジ160を備える。なお、この実施形態では、第1支持フランジ150
が出力軸として機能している。
2、162によって回転自在に支持されている。この入力軸112は、中央に大径の中空
部112Aを備え(ホロー構造)、図示せぬモータのモータ軸とスプライン112Bを介
して連結されている。
の偏心部114A〜114Cを備える。各偏心部114A〜114Cの外周の中心OeA
〜OeCは、それぞれ入力軸12の軸心Oiに対してΔEだけ偏倚(偏心)している。ま
た、各偏心部114A〜114Cの偏心位相は互いに120度ずれている。
A〜114Cに軸受117A〜117Cを介してそれぞれ回転自在に装着されている。軸
受117A〜117Cは、それぞれ内輪117A1〜117C1及びローラ117A2〜
117C2のみを有し、外輪は各外歯歯車116A〜116Cがその機能を兼用している
。軸受117A〜117Cは、入力軸112を支持している軸受152、162によって
その軸方向の位置決めがなされている。なお、外歯歯車116が軸方向に3枚並列に配置
されているのは、伝達容量の増大を意図したためである。各外歯歯車116は、相対回転
取り出し機構K1の構成要素として、該外歯歯車116を貫通する内ピン孔130を備え
る。
る。ケーシング111は、この実施形態では外部部材に固定されている。内歯歯車118
の内歯118Aは、具体的にはローラ状のピンによって構成されている。
ってケーシング111にそれぞれ回転自在に支持されている。第1支持フランジ150に
は駆動対象である外部機器(図示略)が、図示せぬボルト等を用いて連結可能とされてい
る。また、第1支持フランジ150は、内ピン140を(自身の一部として)一体的に備
える。
記内ピン孔130とで構成されている。各内ピン140の外周には内ローラ142が回転
自在に装着されている。即ち、内ピン孔130と内ピン140は、具体的にはこの内ロー
ラ142を介して動力伝達を行う構成とされている。
ついて説明する。図2(A)は、図1の矢視IIA付近、図2(B)は、図1の矢視IIB付
近の拡大図である。
)の内ピン140Nの端部には、第2支持フランジ160側からノックピン170を打ち
込むための穴146が予め形成されている。一方、第2支持フランジ160の対応する箇
所にも該ノックピン170を係合させるための穴166が形成されている。
の打ち込まれる内ピン140Nを含め、図2(A)に示されるように、全ての内ピン14
0の端部に第2支持フランジ160側から連結ボルト180をねじ込むためのねじ孔14
4が形成されている。また、第2支持フランジ160の対応箇所には、該連結ボルト18
0の頭部180Aを収容するための穴168及び連結孔169が形成されている。連結ボ
ルト180は、内ピン140の端面140Aと第2支持フランジ160の対応する面16
0Aとの間に所定の摩擦力を発生させるためのものである。ノックピン170を打ち込ん
だ内ピン140Nにおいては、連結ボルト180は該ノックピン170の中空部172を
貫通して当該内ピン140N内にねじ込まれるようになっている。
6と連結ボルト180の頭部180Aを収容するための穴168は、この実施形態では連
続しては形成されていない。即ち、両者166、168間により小径の前記連結孔169
が残存・介在されている。これは、ノックピン170を、内ピン140N側に形成した穴
146と第2支持フランジ160側に形成した穴166のそれぞれの底部によって軸方向
の抜け止めを可能とするためである。
ある。
されている偏心体114が回転する。偏心体114の外周は入力軸112の軸心Oiに対
してΔEだけ偏心されているため、該偏心体114の回転により軸受117A〜117C
を介して3枚の外歯歯車116A〜116Cがそれぞれ120度の位相差をもって内歯歯
車118に内接しながら揺動回転する。この例では、内歯歯車118がケーシング111
と一体化され、かつ外部部材に固定されているため、入力軸112が1回回転することに
よって外歯歯車116が1回揺動回転すると、該外歯歯車116は、内歯歯車118に対
して両歯車116、118の歯数差に相当する分だけ相対的に回転(自転)することにな
る。
0を介して第1、第2支持フランジ150、160側に取り出される。外歯歯車116の
揺動成分は、相対回転取り出し機構K1における内ピン孔130と内ピン140との遊嵌
によって吸収される。この結果、(内歯歯車118と外歯歯車116の歯数差)/(外歯
歯車の歯数)に相当する減速比を僅か一段で実現することができる。
動対象である外部機器(図示略)とを、図示せぬボルト等を用いて連結するようにしてあ
るため、結局、該第1支持フランジ150側を介して外部機器を駆動することができる。
なお、第1支持フランジ150を固定して、ケーシング111自体を出力部材(いわゆる
枠回転構造)として活用することも可能である。
め、部品点数を大きく削減でき、且つ、第1支持フランジ150の側に高精度な内ピン保
持孔を形成する必要もない。また、バラバラに存在する内ピン140をこれらの内ピン保
持孔に圧入する工程も必要ない。
持ち支持されているため、支持剛性が高く、また経時的な支持剛性の低下も殆ど発生しな
い。
の打ち込みによって高精度な位置決めを行うことができる。図2を参照して、ノックピン
170は、内ピン140N側に形成した穴146と第2支持フランジ160側に形成した
穴166のそれぞれの底部によって軸方向の抜け止めが可能とされているため、ノックピ
ン170自体の抜け防止のために別部材を用意する必要はない。
持フランジ内に挿入された内ピン自体の剪断応力に頼るという構成ではなく)、連結ボル
ト180の連結力による内ピン140の端面140Aと第2支持フランジ160の対応す
る面160Aとの間に発生する摩擦力(及びノックピン170の剪断応力)によって確保
されている。そのため、第2支持フランジ160に内ピン140の数に相当する高精度な
内ピン保持孔を形成する必要がなく、また内ピン140自体に局所的な剪断負荷が加わる
のを防止できる。
た内ピン140Nについても連結ボルト180をねじ込むことが可能となっており、第2
支持フランジ160と内ピン140とのより強固な連結に寄与している。
と内ピン140との摺動による動力伝達を極めて円滑に行うことができる。そのため、両
持ち支持構造と相まって、用途によっては、第1支持フランジ150と一体的に成形され
た内ピン140を何ら加工することなく、あるいは極めて簡易な加工のみで一体成形品を
ほとんどそのまま使用することも可能である。
。この遊星歯車減速装置210は、第2支持フランジ260において、前記連結ボルト2
80の頭部280Aを収容するための内径D2の穴268と、ノックピン270を係合さ
せるための内径D1の穴266が「連続して」形成されている。そのため、2つの穴26
8と266を単一の方向(図のXで示した方向)から同じチャッキングを維持したまま連
続的に形成(加工)することができ、加工工程をより簡略化することが可能となる。
り緊密にするとともに、ノックピン270の抜けを阻止するための座金である。
め、図中で同一または類似する部分に下2桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省
略する。
軸受317A〜317Cの内輪が省略されている。すなわち、偏心体314と外歯歯車3
16との間にローラ317A2〜317C2のみが介在されており、偏心体314が内輪
の機能を兼ねると共に、外歯歯車316が外輪の機能を兼ねる構成とされている。
17A2〜317C2の軸方向の位置決めを、偏心体314と入力軸312の軸受352
、362との間に配置された一対のプレート392(392A、392B)によって行う
ようにしている。プレート392は、その外周側がローラ317A2〜317C2側にそ
れぞれ偏倚している円板状のばね体である。各プレート392は、ローラ317A2〜3
17C2をその軸方向両側から挟み込み、該ローラ317A2〜317C2に対して適度
な軸方向規制力を付与している。その他の構成は、基本的に先に説明した遊星歯車減速装
置110の構成と同一であるため、図中で同一または類似する部分に下2桁が同一の符号
を付すにとどめ、重複説明を省略する。
減速装置410は、単純遊星歯車機構のプレ減速部Prを備えている。
。入力軸412の先端にはスプライン(491)が形成され、これがそのままプレ減速部
Prのサンギヤ491を構成している。
ギヤ492、該プラネタリギヤ492が内接噛合するリングギヤ493、プラネタリギヤ
492のキャリヤピン494を支持するキャリヤ495とから主に構成されている。
持フランジ450と一体化されている。前記キャリヤピン494は頭部494Aを有し、
この頭部494Aと止め輪494Bとでキャリヤ495及びプラネタリギヤ492を挟持
している。キャリヤ495は、軸受453によって支持されている。
され、キャリヤ495と一体的に回転可能である。偏心体414は、入力軸412の回転
をプレ減速Prによって減速した後の回転速度で回転するため、入力軸412とは独立し
た部材とされている。
に形成された(プレ減速部Prの)サンギヤ491を介してプラネタリギヤ492に伝達
される。プレ減速部Prのリングギヤ493は、第1支持フランジ450と一体化されて
いるため、相対的にほぼ停止した状態を維持している。そのため、このプレ減速部Prは
、事実上サンギヤ491を入力メンバ、リングギヤ493を固定メンバ、キャリヤ495
を出力メンバとする単純遊星歯車機構と類似する動きを呈する。この結果、入力軸412
(=サンギヤ491)の回転が減速された状態でキャリヤ495から取り出される。キャ
リヤ495が回転すると、該キャリヤ495と一体化されている偏心体414が回転する
。これ以降は既に説明した遊星歯車減速装置110の動きと同様となる。
を得ることができる。しかも、第1支持フランジ450をリングギヤ493の支持メンバ
として利用するようにしているため、減速装置全体の大きさをほとんど増大させずに済ん
でいる。
め、図中で同一または類似する部分に下2桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省
略する。
示されていた。本発明は、内ピンを両持ち支持するようにしているため、このように外歯
歯車が軸方向に複数枚並設されている場合に特に顕著な効果が得られる。しかしながら、
本発明は、必ずしもこのように3枚、あるいはそれ以上の外歯歯車が並設された場合にそ
の適用が限定されるものではなく、例えば、図6に示された遊星歯車減速装置510のよ
うに、外歯歯車516が2枚のみ装備された減速装置にも適用可能であり、さらには、図
示はしないが、外歯歯車が1枚のみの減速装置にも同様に適用可能である。なお、遊星歯
車減速装置510は、外歯歯車516の枚数の違いを除き、基本的に図4に示された遊星
歯車減速装置310と同様の構成を有するため、図6中において遊星歯車減速装置310
と同一または類似する部分に下2桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
れていた。本発明においては、この内ローラの存在は、必ずしも必須ではない。
込むとともに、当該ノックピンの打ち込まれる内ピンを含め、すべての内ピンに連結ボル
トをねじ込むようにしていたが、本発明におけるノックピンの打ち込み及び連結ボルトの
ねじ込みは必ずしもこの態様に限定されるものではない。例えば、ノックピンのみが打ち
込まれる内ピンがあってもよく、また全ての内ピンにノックピンが打ち込まれていてもよ
い。更には、全ての内ピンにノックピンの打ち込みが可能なノックピン挿入孔が形成され
た状態において、一部の内ピンにのみノックピンを打ち込むようにしてもよい。
と、剪断応力を提供することにより、ノックピンの打ち込まれた内ピンと第2支持フラン
ジとの間の連結を補助する機能とがある。そのため、用途に応じて適宜に打ち込むノック
ピンの数を増減すればよい。扱うトルクがそれほど大きくない場合には、ノックピンの数
は3個〜4個程度で足りる場合もある。
が存在しても良い。本発明においては、「全内ピン」が第1支持フランジと一体化されて
いるため、内ピンの一部において正確な位置決めがなされれば、その他の内ピンについて
も自動的に正確な位置決めがなされる。
ストで従来と同等あるいはそれ以上の性能を確保することができるようになることから、
従来主にコスト等の面で導入が難しかった分野においても、適用の範囲が広がる可能性が
ある。
112…入力軸
114…偏心体
116…外歯歯車
118…内歯歯車
K1…相対回転取り出し機構
130…内ピン孔
140…内ピン
140Nを…ノックピンの打ち込まれる内ピン
142…内ローラ
144…ねじ穴、
146、166、168右…穴
150…第1支持フランジ(出力軸)
160…第2支持フランジ
168…穴
170…ノックピン
172…中空部
180…連結ボルト
Pr…プレ減速部
491…サンギヤ
492…プラネタリギヤ
493…リングギヤ
494…キャリヤピン
495…キャリヤ
Claims (2)
- 内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車とを備え、前記内歯歯車と外歯歯車と
の相対回転成分を出力として取り出す遊星歯車減速装置において、
前記外歯歯車を貫通して形成された内ピン孔と、
前記外歯歯車の軸方向一方側に配置された第1支持フランジ、前記外歯歯車の軸方向他
方側に配置された第2支持フランジ、および前記第1支持フランジと一体的に形成される
と共に、前記内ピン孔を貫通して前記第2支持フランジ側にまで延在された複数の内ピン
を有する支持フランジと、
前記第2支持フランジと前記内ピンとの間に打ち込まれたノックピンと、
前記第2支持フランジと前記内ピンとを連結するための連結ボルトと、を備え、
前記ノックピンは、前記連結ボルトが挿入される挿入穴を有し、前記ノックピンと連結
ボルトは同軸に配置され、
前記支持フランジには、前記連結ボルトの頭部が収容される部分と前記ノックピンが打
ち込まれる部分とが連通して形成された連通孔が設けられることを特徴とする遊星歯車減
速装置。 - 請求項1において、
前記支持フランジの連通孔には、前記連結ボルトの頭部が収容される部分と前記ノック
ピンが打ち込まれる部分との間に両部分よりも小径の連結部分が設けられ、該連結部分を
介して前記連結ボルトの頭部が収容される部分と前記ノックピンが打ち込まれる部分とが
連通していることを特徴とする遊星歯車減速装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20100216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110825 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20110906 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111101 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20120410 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |