JP2011027254A5

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Publication number: JP2011027254A5
Application number: JP2010038737A
Authority: JP
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2030-02-24

Description

すなわち、請求項１に係る本発明の遊星歯車機構は、内周面に第１内歯歯車が形成された第１部材と、内周面に第２内歯歯車が形成されるとともに、入出力軸線を中心に第１部材に対して相対回転可能な第２部材と、環状に形成され、外周面に第１内歯歯車と噛合可能な第１外歯歯車および第２内歯歯車と噛合可能な第２外歯歯車を備え、第１外歯歯車の歯数は第１内歯歯車の歯数よりも少なく、第２外歯歯車の歯数は第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、第１部材および第２部材に対して揺動することにより、第１外歯歯車の円周上の一部のみが第１内歯歯車と噛合し、第２外歯歯車の円周上の一部のみが第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、入出力軸線に対して偏心した外周面を有する偏心部を備えるとともに、偏心部が揺動部材の内周面を支持し入出力軸線を中心に回転することによって揺動部材を揺動させる、または、揺動部材が揺動することにより入出力軸線を中心に回転させられる第３部材と、を備え、第３部材に駆動力を入力して揺動部材を揺動させるとともに回転させ、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方に減速された駆動力を出力させる、または、第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方に駆動力を入力して、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、第３部材に増速された駆動力を出力させ、第２部材は、その一部が第３部材の軸心部に内挿され、第３部材と、第２部材の第３部材に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする。

請求項９に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１〜８において、第２支持軸受けは、第３部材の偏心部と、第２部材の第３部材に内挿された部分の間に配されていることを特徴とする。

請求項１０に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１〜９の何れか１項において、第３部材を入力軸とし、第２部材を出力軸とする減速機構であることを特徴とする。

請求項１１に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項２および３において、第１部材は、第２部材および第３部材を回転可能に支持するハウジングであって、第２部材は、第３部材に入力された駆動力を減速して出力する出力軸であり、第１内歯歯車は第１部材から突出した第１ピンにより形成され、第２外歯歯車は揺動部材から突出した第２ピンにより形成されたことを特徴とする。

請求項１２に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項２および３において、第１部材は、第２部材および第３部材を回転可能に支持するハウジングであって、第２部材は、第３部材に入力された駆動力を減速して出力する出力軸であり、第１外歯歯車は揺動部材から突出した第１ピンにより形成され、第２内歯歯車は第２部材から突出した第２ピンにより形成されたことを特徴とする。

請求項１３に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１〜１２の何れか１項において、第３部材は、偏心部のアンバランス回転を打ち消すカウンターバランサを有することを特徴とする。

請求項１４に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１３において、カウンターバランサは、第３部材を部分的に刳り抜いた軽量孔であることを特徴とする。

請求項１５に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１〜１４の何れか１項において、第２部材は第３支持軸受けを介して、第１部材により回転可能に支持されており、第３支持軸受けの内輪を第２部材と一体に形成したことを特徴とする。

請求項１６に係る本発明の遊星歯車機構は、請求項１〜１５の何れか一項において、第３部材は、電動モータにより駆動され、電動モータのケースは、第１部材または第２部材と一体的に形成され、電動モータの出力軸と第３部材とが一体的に形成されたことを特徴とする。

請求項１７に係る本発明の遊星歯車機構は、共通の入出力軸線を中心として、入力軸および出力軸を回転可能に支持する固定されたハウジングと、入力軸および出力軸のうちの一方であって、入出力軸線に対して偏心した偏心軸を中心とする偏心部を有する第１軸と、入力軸および出力軸のうちの他方であって、第２内歯歯車が設けられた第２軸と、偏心部に支持される筒状部と、ハウジングに形成された入出力軸線を中心とする第１内歯歯車に係合する第１外歯歯車と、第２内歯歯車と係合する第２外歯歯車と、が形成され、第１外歯歯車の歯数は第１内歯歯車の歯数よりも少なく、第２外歯歯車の歯数は第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、偏心軸に対して回転するとともに、ハウジングおよび第２軸に対して揺動することにより、第１外歯歯車の円周上の一部のみが第１内歯歯車と噛合し、第２外歯歯車の円周上の一部のみが第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、を備えた遊星歯車機構において、第１内歯歯車は、ハウジングから突出し入出力軸線方向に伸びる第１ピンよりなり、第２外歯歯車は、揺動部材から突出し入出力軸線方向に伸びる第２ピンよりなり、第１軸に駆動力を入力して揺動部材を揺動させるとともに回転させ、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、第２軸に減速された駆動力を出力させる、または、第２軸に駆動力を入力して、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、第１軸に増速された駆動力を出力させ、第２軸は、その一部が第１軸の軸心部に内挿され、第１軸と、第２軸の第１軸に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする。

請求項１８に係る本発明の遊星歯車機構は、共通の入出力軸線を中心として、入力軸および出力軸を回転可能に支持する固定されたハウジングと、入力軸および出力軸のうちの一方であって、入出力軸線に対して偏心した偏心軸を中心とする偏心部を有する第１軸と、入力軸および出力軸のうちの他方であって、第２内歯歯車が設けられた第２軸と、偏心部に支持される筒状部と、ハウジングに形成された入出力軸線を中心とする第１内歯歯車に係合する第１外歯歯車と、第２内歯歯車と係合する第２外歯歯車と、が形成され、第１外歯歯車の歯数は第１内歯歯車の歯数よりも少なく、第２外歯歯車の歯数は第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、偏心軸に対して回転するとともに、ハウジングおよび第２軸に対して揺動することにより、第１外歯歯車の円周上の一部のみが第１内歯歯車と噛合し、第２外歯歯車の円周上の一部のみが第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、を備えた遊星歯車機構において、第１外歯歯車は、揺動部材から突出し入出力軸線方向に伸びる第１ピンよりなり、第２内歯歯車は、第２軸から突出し入出力軸線方向に伸びる第２ピンよりなり、第１軸に駆動力を入力して揺動部材を揺動させるとともに回転させ、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、第２軸に減速された駆動力を出力させる、または、第２軸に駆動力を入力して、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および第２外歯歯車と第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、第１軸に増速された駆動力を出力させ、第２軸は、その一部が第１軸の軸心部に内挿され、第１軸と、第２軸の第１軸に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする。

さらに、従来の遊星歯車機構では外歯歯車に内ピンを貫通する内ピン穴が必要となっており、外歯歯車自身の外径の縮径に限界があったが、本発明の遊星歯車機構は揺動部材（外歯歯車と同等に機能する）に二つの外歯歯車を設けることで、内ピン穴のような大きなスペースを要求する部品を用いなくなっている。この結果、外径を小型化できる効果を発揮する。
また、第３部材と第２部材との軸方向位置が重なり合い、両者の間に第２支持軸受けが配されることで、第１及び第２外歯歯車が、噛合する第１及び第２内歯歯車から受ける径方向内方へ向かう応力（噛み合い時の反力）が、揺動部材、第３部材の偏心部及び第２支持軸受けを介して第２部材に伝達される。第２部材は、伝達された応力（反力）を受け止めることで、各歯車群における回転の伝達がロスなく行われる。

請求項９に係る本発明の遊星歯車機構によると、第３部材の偏心部と第２部材の間に第２支持軸受けが配されることで、偏心部が受ける径方向内方に向かう応力を、第２部材で受け止めることができる。

請求項１０に係る本発明の遊星歯車機構によると、低コストかつ小型化された機構で変速をできることから、第３部材からの入力を第２部材に減速して出力する減速機構であることが好ましい。本発明の遊星歯車機構は、上記のように、低コストかつ小型化が可能であるため、ロボット等においてモータの出力を減速する減速機として用いることがより好ましい。

請求項１１に係る本発明の遊星歯車機構によると、第１内歯歯車は第１部材から突出した第１ピンにより形成されたことにより、これと噛合する第１外歯歯車を揺動部材の外周端に切削により形成することができるため、第１外歯歯車を設ける場合に、揺動部材を貫通切削により容易に形成することができる。

請求項１２に係る本発明の遊星歯車機構によると、第１外歯歯車は揺動部材から突出した第１ピンにより形成されたことにより、これと噛合する第１内歯歯車を第１部材に切削により形成することができるため、第１内歯歯車を設ける場合に、ハウジングとしての第１部材の壁を貫通切削することにより形成することができ、その製造が容易となる。

請求項１３に係る本発明の遊星歯車機構によると、第３部材が偏心部のアンバランス回転を打ち消すカウンターバランサを有することで、偏心部により生じたアンバランス回転を打ち消すことができ、遊星歯車機構の振動を抑えることができる。なお、カウンターバランサは、偏心部のアンバランス回転を打ち消すことができる形状、位置であれば、その構成が特に限定されるものではない。

請求項１４に係る本発明の遊星歯車機構によると、カウンターバランサが第３部材を部分的に刳り抜いた軽量孔であることにより、部品点数を増やすことなく、第３部材の偏心アンバランス荷重を解消することができる。

請求項１５に係る本発明の遊星歯車機構によると、第３支持軸受けの内輪を第２部材と一体に形成したことにより、部品点数を低減し、低コストの遊星歯車機構にすることができる。

請求項１６に係る本発明の遊星歯車機構によると、電動モータのケースは、第１部材または第２部材と一体的に形成され、電動モータの出力軸と第３部材とが一体的に形成されたことにより、部品点数を低減し、低コストの遊星歯車機構にすることができる。

請求項１７に係る本発明の遊星歯車機構は、入出力軸の一方である第１軸が回転すると、第１軸に設けられた偏心部を介して揺動部材が偏心揺動するとともに、偏心軸を中心に回転運動を生じる。そして、揺動部材にはハウジングから突出した第１ピンにより形成された第１内歯歯車と係合（外接噛合）する第１外歯歯車が形成されており、第１外歯歯車と第１内歯歯車の歯数により決定される変速比に応じた速度に、入出力軸線（第１軸の中心軸）を中心とした回転運動の回転速度が変速される。

また、第２外歯歯車は揺動部材から突出した第２ピンにより形成されたことにより、第２外歯歯車が第１外歯歯車よりも小径であっても、切削加工により形成する場合と異なり、揺動部材を袋状に加工する必要がなく、その製造が容易となる。
また、第１軸と第２軸との軸方向位置が重なり合い、両者の間に第２支持軸受けが配されることで、第１及び第２外歯歯車が、噛合する第１及び第２内歯歯車から受ける径方向内方へ向かう応力（噛み合い時の反力）が、揺動部材、第１軸の偏心部及び第２支持軸受けを介して第２軸に伝達される。第２軸は、伝達された応力（反力）を受け止めることで、各歯車群における回転の伝達がロスなく行われる。

請求項１８に係る本発明の遊星歯車機構は、入出力軸の一方である第１軸が回転すると、第１軸に設けられた偏心部を介して揺動部材が偏心揺動するとともに、偏心軸を中心に回転運動を生じる。そして、揺動部材からは第１ピンが突出し、第１ピンにより、ハウジングに形成された第１内歯歯車と係合（外接噛合）する第１外歯歯車が形成されており、第１外歯歯車と第１内歯歯車の歯数により決定される変速比に応じた速度に、入出力軸線（第１軸の中心軸）を中心とした回転運動の回転速度が変速される。

また、第２内歯歯車は第２軸から突出した第２ピンにより形成されたことにより、第２軸に第２内歯歯車を形成する場合に、第２軸を袋状に加工する必要がなく、その製造が容易となる。
また、第１軸と第２軸との軸方向位置が重なり合い、両者の間に第２支持軸受けが配されることで、第１及び第２外歯歯車が、噛合する第１及び第２内歯歯車から受ける径方向内方へ向かう応力（噛み合い時の反力）が、揺動部材、第１軸の偏心部及び第２支持軸受けを介して第２軸に伝達される。第２軸は、伝達された応力（反力）を受け止めることで、各歯車群における回転の伝達がロスなく行われる。

Claims

内周面に第１内歯歯車が形成された第１部材と、
内周面に第２内歯歯車が形成されるとともに、入出力軸線を中心に前記第１部材に対して相対回転可能な第２部材と、
環状に形成され、外周面に前記第１内歯歯車と噛合可能な第１外歯歯車および前記第２内歯歯車と噛合可能な第２外歯歯車を備え、前記第１外歯歯車の歯数は前記第１内歯歯車の歯数よりも少なく、前記第２外歯歯車の歯数は前記第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、前記第１部材および前記第２部材に対して揺動することにより、前記第１外歯歯車の円周上の一部のみが前記第１内歯歯車と噛合し、前記第２外歯歯車の円周上の一部のみが前記第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、
前記入出力軸線に対して偏心した外周面を有する偏心部を備えるとともに、前記偏心部が前記揺動部材の内周面を支持し前記入出力軸線を中心に回転することによって前記揺動部材を揺動させる、または、前記揺動部材が揺動することにより前記入出力軸線を中心に回転させられる第３部材と、
を備え、
前記第３部材に駆動力を入力して前記揺動部材を揺動させるとともに回転させ、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方に減速された駆動力を出力させる、
または、
前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方に駆動力を入力して、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、前記揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、前記第３部材に増速された駆動力を出力させ、
前記第２部材は、その一部が前記第３部材の軸心部に内挿され、
該第３部材と、該第２部材の該第３部材に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１において、
前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車の一方は、前記入出力軸線方向に伸びる第１ピンよりなることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜２の何れか１項において、
前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車の一方は、前記入出力軸線方向に伸びる第２ピンよりなることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項２〜３の何れか１項において、
各前記外歯歯車と各前記内歯歯車の他方は、トロコイド歯形で形成されていることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜４の何れか１項において、
前記第１外歯歯車の中心軸と前記第２外歯歯車の中心軸は、同軸に設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項２において、
前記第１ピンは、ピン本体と、該ピン本体に回転可能な状態で外装されたカラーと、を有することを特徴とする遊星歯車機構。
請求項３において、
前記第２ピンは、ピン本体と、該ピン本体に回転可能な状態で外装されたカラーと、を有することを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜７の何れか１項において、
前記偏心部と前記揺動部材との間には第１支持軸受けが配されていることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜８の何れか１項において、
前記第２支持軸受けは、前記第３部材の前記偏心部と、前記第２部材の該第３部材に内挿された部分の間に配されていることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜９の何れか１項において、
前記第３部材を入力軸とし、前記第２部材を出力軸とする減速機構であることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項２および３において、
前記第１部材は、前記第２部材および前記第３部材を回転可能に支持するハウジングであって、
前記第２部材は、前記第３部材に入力された駆動力を減速して出力する出力軸であり、
前記第１内歯歯車は前記第１部材から突出した前記第１ピンにより形成され、前記第２外歯歯車は前記揺動部材から突出した前記第２ピンにより形成されたことを特徴とする遊星歯車機構。
請求項２および３において、
前記第１部材は、前記第２部材および前記第３部材を回転可能に支持するハウジングであって、
前記第２部材は、前記第３部材に入力された駆動力を減速して出力する出力軸であり、
前記第１外歯歯車は前記揺動部材から突出した前記第１ピンにより形成され、前記第２内歯歯車は前記第２部材から突出した前記第２ピンにより形成されたことを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜１２の何れか１項において、
前記第３部材は、前記偏心部のアンバランス回転を打ち消すカウンターバランサを有することを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１３において、
前記カウンターバランサは、前記第３部材を部分的に刳り抜いた軽量孔であることを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜１４の何れか１項において、
前記第２部材は第３支持軸受けを介して、前記第１部材により回転可能に支持されており、
前記第３支持軸受けの内輪を前記第２部材と一体に形成したことを特徴とする遊星歯車機構。
請求項１〜１５の何れか一項において、
前記第３部材は、電動モータにより駆動され、
前記電動モータのケースは、前記第１部材または前記第２部材と一体的に形成され、
前記電動モータの出力軸と前記第３部材とが一体的に形成されたことを特徴とする遊星歯車機構。
共通の入出力軸線を中心として、入力軸および出力軸を回転可能に支持する固定されたハウジングと、
前記入力軸および前記出力軸のうちの一方であって、前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸を中心とする偏心部を有する第１軸と、
前記入力軸および前記出力軸のうちの他方であって、第２内歯歯車が設けられた第２軸と、
前記偏心部に支持される筒状部と、前記ハウジングに形成された前記入出力軸線を中心とする第１内歯歯車に係合する第１外歯歯車と、前記第２内歯歯車と係合する第２外歯歯車と、が形成され、前記第１外歯歯車の歯数は前記第１内歯歯車の歯数よりも少なく、前記第２外歯歯車の歯数は前記第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、前記偏心軸に対して回転するとともに、前記ハウジングおよび前記第２軸に対して揺動することにより、前記第１外歯歯車の円周上の一部のみが前記第１内歯歯車と噛合し、前記第２外歯歯車の円周上の一部のみが前記第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、
を備えた遊星歯車機構において、
前記第１内歯歯車は、前記ハウジングから突出し前記入出力軸線方向に伸びる第１ピンよりなり、
前記第２外歯歯車は、前記揺動部材から突出し前記入出力軸線方向に伸びる第２ピンよりなり、
前記第１軸に駆動力を入力して前記揺動部材を揺動させるとともに回転させ、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、前記第２軸に減速された駆動力を出力させる、
または、
前記第２軸に駆動力を入力して、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、前記揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、前記第１軸に増速された駆動力を出力させ、
前記第２軸は、その一部が前記第１軸の軸心部に内挿され、
該第１軸と、該第２軸の該第１軸に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする遊星歯車機構。
共通の入出力軸線を中心として、入力軸および出力軸を回転可能に支持する固定されたハウジングと、
前記入力軸および前記出力軸のうちの一方であって、前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸を中心とする偏心部を有する第１軸と、
前記入力軸および前記出力軸のうちの他方であって、第２内歯歯車が設けられた第２軸と、
前記偏心部に支持される筒状部と、前記ハウジングに形成された前記入出力軸線を中心とする第１内歯歯車に係合する第１外歯歯車と、前記第２内歯歯車と係合する第２外歯歯車と、が形成され、前記第１外歯歯車の歯数は前記第１内歯歯車の歯数よりも少なく、前記第２外歯歯車の歯数は前記第２内歯歯車の歯数よりも少なく形成されており、前記偏心軸に対して回転するとともに、前記ハウジングおよび前記第２軸に対して揺動することにより、前記第１外歯歯車の円周上の一部のみが前記第１内歯歯車と噛合し、前記第２外歯歯車の円周上の一部のみが前記第２内歯歯車と噛合するように形成された揺動部材と、
を備えた遊星歯車機構において、
前記第１外歯歯車は、前記揺動部材から突出し前記入出力軸線方向に伸びる第１ピンよりなり、
前記第２内歯歯車は、前記第２軸から突出し前記入出力軸線方向に伸びる第２ピンよりなり、
前記第１軸に駆動力を入力して前記揺動部材を揺動させるとともに回転させ、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させることにより、前記第２軸に減速された駆動力を出力させる、
または、
前記第２軸に駆動力を入力して、前記第１外歯歯車と前記第１内歯歯車とが噛合する円周上の位置および前記第２外歯歯車と前記第２内歯歯車とが噛合する円周上の位置を移動させ、前記揺動部材を揺動させるとともに回転させることにより、前記第１軸に増速された駆動力を出力させ、
前記第２軸は、その一部が前記第１軸の軸心部に内挿され、
該第１軸と、該第２軸の該第１軸に内挿された部分の間には、第２支持軸受けが配されていることを特徴とする遊星歯車機構。