JP2015175496A - 軸受、減速装置、ロボットハンドおよびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ころ軸受におけるころ（ニードル）の斜行が抑制できる軸受と、その軸受を用いることで入力回転トルクを適正に伝達することができる減速装置。【解決手段】円柱状の転動面を備える複数の転動体と、前記転動面を挟持する内輪と、外輪と、を備え、前記転動体は、前記転動面の転動軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍔部が備えられている軸受。【選択図】図６

Description

本発明は、軸受、減速装置、ロボットハンドおよびロボットに関する。

モーター等の動力源から得られる動力は、そのまま使用するには回転速度が高すぎたりトルクが不足したりすることが多い。そこで、減速装置を用いて適した回転速度まで減速させて、必要な回転数と必要なトルクを発生させることが広く実施されている。

大きな減速比を得られる減速装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている減速装置は遊星歯車減速装置であり、モーターなどの動力源からの動力が入力される入力軸に偏心体が組み込まれ、偏心体と軸受を介して外歯歯車が搖動回転可能に装着されている。外歯歯車はケーシング本体と一体化された内歯歯車に内接噛合している。

外歯歯車には内ピン孔が貫通形成され、この内ピン孔に、出力部となるフランジ体に固着され、内ローラーが装着された内ピンが配置される。そして入力軸から入力された回転力は偏心体によって外歯歯車を搖動回転させることにより、入力された回転数に対して減速されて外歯歯車が回転する。この外歯歯車の回転が、内ピンを介してフランジ体が回転し、フランジ体に繋がる出力部へ出力される。

特開２００８−２４０８５２号公報

特許文献１では、入力軸に組み込まれている偏心体と、外歯歯車と、の間には軸受としてころ軸受を用いている。すなわち、偏心体によって、入力軸の回転トルクを外歯歯車に伝達するために、大きな負荷が掛かる軸受部となるため、大負荷に対して耐久性の高いころ軸受が採用されている。

しかし、大きな負荷によって、軸受の外輪と内輪との間で、ころ（ニードル）が斜行してしまい、更に大きな負荷がニードルに掛かり、入力軸の回転トルクが適切に外歯歯車に伝達されなかったり、ニードルそのものの損傷となってしまったりする虞があった。また、ニードルと外輪、内輪との隙間を少なくすることでニードルの斜行を抑制することが可能ではあるが、ニードルの転がり抵抗を大きくし、入力軸の回転トルクが適切に外歯歯車に伝達されなかったり、ニードルそのものの損傷となってしまったりする虞があった。

そこで、ころ軸受におけるころ（ニードル）の斜行が抑制できる軸受と、その軸受を用いることで入力回転トルクを適正に伝達することができる減速装置が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

〔適用例１〕本適用例の軸受は、円柱状の転動面を備える複数の転動体と、前記転動面を挟持する、内輪と外輪と、を備え、前記転動体は、前記転動面の転動軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍔部が備えられていることを特徴とする。

本適用例の軸受は、いわゆるころ軸受に分類される軸受であり、内輪もしくは外輪の転動によって、転動体が転動し、内輪もしくは外輪に嵌合された回転軸を滑らかに回転させるものである。転動体が内輪と外輪との間で滑らかに転動するためには、転動体と内輪、外輪とには適当な隙間を持たせている。この本適用例の軸受によれば、転動体と内輪、外輪とに有する隙間によって、軸受の動作時に、隣り合う転動体が接近することがあっても、鍔部が、隣り合う転動体の転動面に接近、あるいは接触する状態となり、隣り合う転動面同士が直接接触することがない。従って、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる。

〔適用例２〕上述の適用例において、前記転動面の一方の端部に前記鍔部が備えられていることを特徴とする。

上述の適用例によれば、転動面に一方に鍔部を有するだけで、転動体と内輪、外輪とに有する隙間によって、軸受の動作時に、隣り合う転動体が接近することがあっても、鍔部が、隣り合う転動体の転動面に接近、あるいは接触する状態となり、隣り合う転動面同士が直接接触することがない。従って、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる。

〔適用例３〕上述の適用例において、前記内輪あるいは前記外輪の回転方向に隣り合う前記転動体のどちらか一方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の一方の側に前記鍔部が配置され、隣り合う前記転動体の他方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の他方の側に前記鍔部が配置されるように配設されていることを特徴とする。

上述の適用例によれば、隣り合う転動体の鍔部が内輪、外輪の回転軸方向の一方の側に交互に配置される。従って、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる。

更に、本来の転動体の転動軸に対して傾いて転動してしまう、いわゆる転動体の斜行が発生する虞があった。しかし、隣り合う転動体の鍔部を、内外輪の回転軸方向の一方の側に交互に配置させることにより、隣り合う転動体において、軸受けの回転方向における間隔を、内外輪の回転軸方向の両方の側において略同じにすることができる。よって、転動体の斜行を抑制することができ、転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる。

〔適用例４〕本適用例の減速装置は、中空部を有し、前記中空部の内周に複数のギア歯が形成されたリングギアと、複数のギア歯が形成され、前記リングギアの前記内周のギア歯と噛合する公転ギアと、前記公転ギアの中心位置に、前記公転ギアに対して軸受を介して転動可能に設けられた円形カムと、前記円形カムに設けられ、前記リングギアの中心軸上に位置し、前記中心軸周りに前記円形カムを回動させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる第１回転軸と、前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、
前記貫通ピンを挿入し連結される連結孔を有し、前記リングギアの前記中空部に前記公転ギアを収納する第１蓋体および第２蓋体と、前記第２蓋体と連結され、前記中心軸上に設けられて前記公転ギアの自転による回動を出力する第２回転軸と、を備え、前記軸受は、円柱状の転動面を備える複数の転動体と、前記転動面を挟持する、内輪と外輪と、を備え、前記転動体は、前記転動面の転動軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍔部が備えられていることを特徴とする。

本適用例の減速装置によれば、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができる。

〔適用例５〕上述の適用例において、前記転動面の一方の端部に前記鍔部が備えられていることを特徴とする。

上述の適用例によれば、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができる。

〔適用例６〕上述の適用例において、前記内輪あるいは前記外輪の回転方向に隣り合う前記転動体のどちらか一方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の一方の側に前記鍔部が配置され、隣り合う前記転動体の他方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の他方の側に前記鍔部が配置されるように配設されていることを特徴とする。

上述の適用例によれば、転動体の斜行を抑制することができ、転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができる。

〔適用例７〕本適用例のロボットハンドは、モーターと、前記モーターからの出力を減速する減速装置と、前記減速装置からの出力により可動する可動部と、を有し、前記減速装置が上述の適用例のいずれかに記載の減速装置であることを特徴とする。

本適用例のロボットハンドによれば、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができ、更に、転動体の斜行を抑制することができ、転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができる減速装置を備える。従って、減速装置が装着されるロボットハンドの、例えば関節部において、出力遅れ、あるいは回動停止が防止でき、ロボットハンドの動きを滑らかにすることができる。

〔適用例８〕本適用例のロボットは、モーターと、前記モーターからの出力を減速する減速装置と、前記減速装置からの出力により可動する可動部と、を有し、前記減速装置が上述の適用例のいずれかに記載の減速装置であることを特徴とする。

本適用例のロボットによれば、隣り合う転動体同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができ、更に、転動体の斜行を抑制することができ、転動体の転がり抵抗の増大、更には転動体の転動停止に至ることが防止できる軸受によって、滑らかな減速をすることができる減速装置を備える。従って、減速装置が装着されるロボットの、例えば関節部において、出力遅れ、あるいは回動停止が防止でき、ロボットの動きを滑らかにすることができる。

第１実施形態に係る減速装置の外観を示す概略斜視図。 第１実施形態に係る減速装置の内部構造を示す概略分解斜視図。 第１実施形態に係る減速装置の、（ａ）は模式図的な概略断面図、（ｂ）は第１公転ギアと第２公転ギアの動作を説明する平面図。 第１実施形態に係る減速装置の動作を説明する模式図。 第１実施形態に係る減速装置の回転トルクを出力する方法を説明する模式図。 第１実施形態に係る減速装置に備える軸受を示す、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ方向矢視の平面図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図。 （ａ）は軸受に備える転動体の配列を説明する配置模式図、（ｂ）は転動体に係る負荷状態を説明する模式図。 転動体のその他の形態を示す正面図。 第２実施形態に係る軸受を示す、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＥ方向矢視の平面図、（ｃ）は転動体の配列を説明する配置模式図。 第３実施形態に係る、（ａ）はロボットハンドの模式正面図、（ｂ）はロボットの模式正面図。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、減速装置の外観を示す概略斜視図である。図１に示すように、減速装置１は円柱状の本体部２を備えている。本体部２の軸方向の一方には第１回転軸３が設けられており、本体部２の軸方向の他方には第２回転軸４が設けられている。第１回転軸３および第２回転軸４は同じ回転中心５を中心として回動する。そして、本体部２の軸も回転中心５と同一線上に配置されている。本体部２を固定した状態で第１回転軸３を回動させると、その回動が本体部２内の機構によって減速されて第２回転軸４から出力される。つまり、第１回転軸３が高速回転する入力軸であり、第２回転軸４が低速回転する出力軸となっている。

図２は、減速装置１の内部構造を示す概略分解斜視図である。図２に示すように、減速装置１は、本体部２の外周を構成する円筒形のリングギア６を備えている。従って、リングギア６の内部は空洞部６ｃとなっている。リングギア６の内周には複数のギア歯６ａが形成されている。また、リングギア６の内側には、公転ギアとしての第１公転ギア７と第２公転ギア８とが設置されている。第１公転ギア７および第２公転ギア８の外周はリングギア６の内周よりも少し小さくなっている。第１公転ギア７の外周には複数のギア歯７ａが配置され、第２公転ギア８の外周には複数のギア歯８ａが配置されている。ギア歯７ａの歯数とギア歯８ａの歯数とは同じ数となっている。またギア歯７ａの歯数とギア歯８ａの歯数は、ギア歯６ａの歯数より少ない数となっている。そして、ギア歯７ａおよびギア歯８ａがギア歯６ａと噛み合うように第１公転ギア７および第２公転ギア８はリングギア６に配置されている。

第１公転ギア７の中央には軸孔７ｂが設けられており、第２公転ギア８の中央には軸孔８ｂが設けられている。軸孔７ｂの内側には軸受としての第１ベアリング９が嵌合され、軸孔８ｂの内側には軸受けとしての第２ベアリング１０が嵌合されている。第１回転軸３には円形カムとしての第１偏心カム１１および第２偏心カム１２が設置されている。第１偏心カム１１および第２偏心カム１２の外形は円形であり外形の中心は回転中心５に対して偏心して配置されている。回転中心５に対する偏心量は第１偏心カム１１および第２偏心カム１２共に同じ量となっている。そして、第１偏心カム１１の中心と、回転中心５の中心と、第２偏心カム１２の中心と、を結ぶ線分によってなす角度を偏心角とするとき、偏心角は１８０度となっている。つまり、第１偏心カム１１の中心と、回転中心５の中心と、第２偏心カム１２の中心と、は同一直線上に配置されている。

第１偏心カム１１は第１ベアリング９の内輪に設置され、第２偏心カム１２は第２ベアリング１０の内輪に設置されている。これにより、ギア歯７ａがギア歯６ａと噛み合う場所とギア歯８ａがギア歯６ａと噛み合う場所と回転中心５とは同一直線上に配置される。

第１公転ギア７には、第１公転ギア７の中央を中心とする同心円上の４か所に第１貫通孔７ｃが設けられている。各第１貫通孔７ｃには、第１公転ギア７の自転の動きを取り出すための貫通ピン１３が挿入されている。各第１貫通孔７ｃの内周壁には形状が略円筒形の弾性を有する第１弾性部材１４が嵌め込まれ、第１弾性部材１４の内周壁が貫通ピン１３に接触するように配置されている。従って、第１公転ギア７の回動によって第１弾性部材１４を介して第１貫通孔７ｃに挿入された貫通ピン１３が押圧され、貫通ピン１３が移動させられる。

同様に、第２公転ギア８には、第２公転ギア８の中央を中心とする同心円上の４か所に第２貫通孔８ｃが設けられている。各第２貫通孔８ｃには、第２公転ギア８の自転の動きを取り出すための貫通ピン１３が挿入されている。各第２貫通孔８ｃの内周壁には形状が略円筒形の弾性を有する第２弾性部材１５が嵌め込まれ、第２弾性部材１５の内周壁が貫通ピン１３に接触するように配置されている。従って、第２公転ギア８の回動によって第２弾性部材１５を介して第２貫通孔８ｃに挿入された貫通ピン１３が押圧され、移動させられる。

本体部２の第１回転軸３側では円板状の第１蓋体１６の第１連結穴１６ａには、各貫通ピン１３が取り付けられる。貫通ピン１３は、第２回転軸４側で円板状の第２蓋体１８の第２連結穴１８ａに挿通され、ナット１７によって固定される。第１蓋体１６及び第２蓋体１８は回転中心５の軸方向で所定の隙間をもってリングギア６を挟んでいる。これにより、第１蓋体１６及び第２蓋体１８はリングギア６に対して回動可能になっている。

第１蓋体１６の中央には中心孔１６ｂが形成され、第１回転軸３は中心孔１６ｂに挿入されている。そして、第１回転軸３において第１偏心カム１１及び第２偏心カム１２が設置された一端は第１ベアリング９及び第２ベアリング１０と連結される。第１回転軸３の他端は本体部２の外に突出して設置される。第２蓋体１８の中央には第２回転軸４が固定されている。そして、第２蓋体１８が回動するとき、第２蓋体１８の回転トルクは第２回転軸４に伝達される。

このように貫通ピン１３を介して第１蓋体１６と第２蓋体１８は第１回転軸３側と第２回転軸４側とで連結される。図３（ａ）に貫通ピン１３を含む部分の減速装置１の模式図的な概略断面図、図３（ｂ）に図３（ａ）に示すＡ方向矢視の第１公転ギア７と第２公転ギア８との矢視図を示す。図３（ａ）に示すように、第１蓋体１６と第２蓋体１８とは回転中心５の軸方向で所定の隙間をもってリングギア６を挟んで配置され、貫通ピン１３の第２蓋体１８側に設けた貫通ピンねじ部１３ａにナット１７をねじ込むことで、第１蓋体１６と第２蓋体１８とは連結され、第１蓋体１６および第２蓋体１８はリングギア６に対して回動可能になっている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＡ矢視方向の第１公転ギア７と第２公転ギア８との配置を示す矢視図であり、その他の構成の図示は省略してある。図３（ｂ）に示すように第１公転ギア７および第２公転ギア８は上述した通りリングギア６のギア歯６ａのピッチ径ｐ６の中心、すなわち回転中心５に対して、軸孔７ｂ，８ｂにベアリング９，１０を介して嵌合される偏心カム１１，１２によって、偏心量２２を有して、偏心させて配置される。なお、偏心量２２の詳細は後述する。このように配置された第１公転ギア７と第２公転ギア８とを貫通する貫通ピン１３は、第１公転ギア７の第１貫通孔７ｃに装着された第１弾性部材１４の内壁面１４ａと、第２公転ギア８の第２貫通孔８ｃに装着された第２弾性部材１５の内壁面１５ａと、に接するように、第１弾性部材１４と第２弾性部材１５を介して、第１貫通孔７ｃと第２貫通孔８ｃとを貫通するように装着される。このように構成することによって、公転ギア７，８の自転を貫通孔７ｃ，８ｃが、弾性部材１４，１５を介して貫通ピン１３を付勢することで貫通ピン１３を移動させ、貫通ピン１３が連結される蓋体１６，１８が回動し、第２蓋体１８に固定された第２回転軸４より回転トルクが出力される。

図４は、減速装置１の動作を説明するための模式図である。リングギア６の内側には、リングギア６よりも小さな第１公転ギア７および図示しない第２公転ギア８が設けられている。第１公転ギア７と第２公転ギア８とは同様の動作をする。動作説明を分かりやすくするために第１公転ギア７の動作を説明する。図４（ａ）に示すように、第１公転ギア７は、リングギア６の中心位置に対して偏心した状態となっている。そして、リングギア６と第１公転ギア７とは一箇所で噛合している。また、第１公転ギア７の中心には軸孔７ｂが設けられており、この軸孔７ｂには第１ベアリング９を介して第１偏心カム１１が嵌め込まれている。第１回転軸３を回動させると第１偏心カム１１が回動して、第１回転軸３の回転中心５を中心とする公転運動を第１公転ギア７に生じさせる。なお、本明細書中で「公転」とは、ある点の周りを物体が周回する動きのことを称する。

また、第１公転ギア７と第１偏心カム１１との間は第１ベアリング９によって回動可能となっているが、第１公転ギア７とリングギア６とはギア歯７ａおよびギア歯６ａによって噛合している。このため第１公転ギア７は、リングギア６のギア歯との噛合によって自転を行いながら、第１回転軸３の回転中心５を中心とする公転を行うこととなる。なお、本明細書中で「自転」とは、ある物体が内部の点を通る軸を中心軸として回動する動きのことを称する。例えば、第１公転ギア７の中心７ｄを通る軸を中心軸として第１公転ギア７が回動する動きのことを称する。

第１偏心カム１１は図４では図中上側に偏心している。従って、第１公転ギア７が図中上側でリングギア６と噛み合っている。なお、第１公転ギア７が自転する様子が把握できるように、第１公転ギア７に矢印１９を表示する。この矢印１９が図面上で真上を指している状態から開始する。

図４（ｂ）に示すように、第１回転軸３を時計回り方向に４５度だけ回動させる。これにより、第１偏心カム１１の働きによって、第１公転ギア７も時計回り方向に４５度だけ公転する。また、第１公転ギア７は、リングギア６に噛合しているからギア歯の数に相当する角度だけ反時計回り方向に自転する。図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較すれば明らかなように、第１偏心カム１１が時計回り方向に４５度回転したことに伴って、第１公転ギア７も時計回り方向に４５度だけ公転し図中右上側に偏心した位置に移動している。また、第１公転ギア７に描かれた矢印１９の向きは、図４（ａ）と同様にほぼ図面上の真上を指している。これは、第１公転ギア７を時計回り方向に公転させたときに、リングギア６との噛合によって第１公転ギア７に生じた反時計回り方向の自転が、時計回り方向の公転をほぼ打ち消したためである。

図４（ｃ）に示すように、第１回転軸３を時計回り方向に更に４５度だけ回転させる。これにより、第１公転ギア７が時計回り方向に９０度だけ公転した状態となる。また、第１公転ギア７が、リングギア６と噛み合いながらこの位置まで公転することに伴って、第１公転ギア７はギア歯７ａとギア歯６ａとが噛み合った歯の数に相当する角度だけ、反時計回り方向に自転している。また、第１公転ギア７に設けられた矢印１９の向きは、図４（ｂ）と同様に、依然としてほぼ図面上の真上を指した状態となっている。

第１回転軸３を更に時計回り方向に更に４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度と回転させることにより、第１公転ギア７は、図４（ｄ）〜図４（ｉ）に示した状態へと移動する。第１回転軸３をちょうど１回転させると、図４（ｉ）に示した状態となる。また、第１公転ギア７に表示された矢印１９の向きは、図４（ａ）と比較すると、第１公転ギア７とリングギア６との歯数の差の分だけ、反時計回り方向に回転する。

例えば、第１公転ギア７の歯数がリングギア６の歯数よりも１だけ少ない場合、第１公転ギア７に生じる時計回り方向の公転と反時計回り方向の自転とは、ほぼ打ち消し合う大きさになっている。厳密には、一回分の公転につき、ギア歯７ａ一枚分だけ第１公転ギア７が自転する角度の方が大きくなる。これは、第１公転ギア７のギア歯７ａの数がリングギア６のギア歯６ａの数よりも一歯だけ少なく形成されていることに起因する。その結果、第１公転ギア７がリングギア６と噛み合いながら時計回り方向に一回公転するためには、第１公転ギア７は反時計回り方向に一回と、更に一歯分だけ余分に自転しなければならない。

このように、第１回転軸３を１回転させるとリングギア６とのギア歯の数の差に相当する歯数分だけ第１公転ギア７が逆方向に自転することとなる。例えば、リングギア６の歯数を５０枚とし第１公転ギア７の歯数を４９枚とするとき第１回転軸３を１回転させる毎に第１公転ギア７が５０分の１回転（従って３６０度／５０＝７．２度）だけ、逆方向に自転する。

また、第１回転軸３を回動させたときの第１公転ギア７の動きは次のように考えることもできる。まず、第１回転軸３を回動させると、第１偏心カム１１によって第１公転ギア７は、第１回転軸３の回転中心５を中心とする公転を行う。一方で、第１公転ギア７はリングギア６と噛み合っているので、第１公転ギア７はリングギア６の上を転がりながら自転することとなる。

このように、第１公転ギア７の歯数をリングギア６に対して少しだけ少ない歯数に設定しておく。これにより、第１偏心カム１１を回動して第１公転ギア７を駆動することにより、第１公転ギア７をほとんど自転させることなくリングギア６と噛合させて第１公転ギア７を転がすことができる。そして、例えば、リングギア６に対して第１公転ギア７を図３（ａ）に示す位置から開始して図４（ｉ）に示す位置まで移動させる。この間に、第１公転ギア７はリングギア６と第１公転ギア７との歯数の差に相当する角度しか自転しない。

なお、上述したように第１回転軸３を１回転させると、第１公転ギア７は一回公転する。このことは、第１回転軸３を高速で回動させると第１公転ギア７が高速で公転することを示している。これに伴う振動の発生が懸念される。しかし、減速装置１には第１公転ギア７と第２公転ギア８との２つのギアが設けられている。第１公転ギア７と第２公転ギア８とは互いに半周期ずつずれて公転するようになっている。このため、一方の第１公転ギア７の揺動によって生じる振動が、他方の第２公転ギア８の揺動による振動で打ち消される。従って、減速装置１全体としては振動の発生を回避することが可能となっている。

図５は、第１公転ギア７の回転トルクを出力する方法を説明するための模式図である。第１公転ギア７の回転トルクを出力する方法と第２公転ギア８の回転トルクを出力する方法とは同様の方法である。従って、第１公転ギア７の回転トルクを出力する方法を説明し、第２公転ギア８の回転トルクを出力する方法の説明は省略する。まず、第１貫通孔７ｃの嵌合される第１弾性部材１４の大きさについて説明する。図５（ａ）に示すように、ギア歯６ａとギア歯７ａとを噛合させたときの第１公転ギア７の中心７ｄとリングギア６の中心６ｂとの間隔を偏心量２２とする。換言すると、偏心量２２は、図５（ａ）に示すように、第１公転ギア７とリングギア６とをその中心７ｄ，６ｄを合致させて配置した場合の第１公転ギア７のピッチ円ｐ７の半径とリングギア６のピッチ円ｐ６の半径との差である。そして、第１貫通孔７ｃに嵌合された第１弾性部材１４の内壁面１４ａの半径と貫通ピン１３の半径との差を孔ピン半径差２３とする。そして、孔ピン半径差２３と偏心量２２とは略同じにする。

図５（ｂ）に示すように、第１偏心カム１１によって第１公転ギア７を図中上側に偏心させる。すると、第１公転ギア７は偏心量２２だけ上方向に偏心するので、貫通ピン１３の側面の下側と第１貫通孔７ｃに嵌合させた第１弾性部材１４の内壁面１４ａの下側とが当接した状態となる。すなわち、貫通ピン１３は、第１弾性部材１４を介して第１貫通孔７ｃの内周壁に間接的に当接されることとなる。次に、図５（ｃ）に示すように、第１公転ギア７が、第１偏心カム１１によって図中右側に移動させられる。このとき貫通ピン１３の左側側面が第１貫通孔７ｃに嵌合させた第１弾性部材１４の内壁面１４ａの左側と当接し、貫通ピン１３は、第１弾性部材１４を介して第１貫通孔７ｃの内周壁の左側に間接的に当接されることとなる。

同様に、図５（ｄ）に示すように、第１公転ギア７が図中下側に移動するとき貫通ピン１３の上側が第１貫通孔７ｃに嵌合された第１弾性部材１４の内壁面１４ａの上側と当接し、貫通ピン１３は、第１弾性部材１４を介して第１貫通孔７ｃの内周壁の上側に間接的に当接されることとなる。そして、図５（ｅ）に示すように、第１公転ギア７が図中左側に移動するとき貫通ピン１３の右側側面が第１貫通孔７ｃに嵌合された第１弾性部材１４の内壁面１４ａの右側と当接し、貫通ピン１３は、第１弾性部材１４を介して第１貫通孔７ｃの内周壁に間接的に当接されることとなる。

このように、減速装置１では、第１貫通孔７ｃに嵌合される第１弾性部材１４の内壁面１４ａの径の半径を貫通ピン１３の半径に対して孔ピン半径差２３に相当する分だけ大きくしておく。これにより、第１公転ギア７が自転するとき第１貫通孔７ｃの位置が移動し、第１貫通孔７ｃの動きは、第１貫通孔７ｃに嵌合される第１弾性部材１４の内壁面１４ａに当接して配置される貫通ピン１３に伝達される。そして、貫通ピン１３は第１公転ギア７の自転の動きを取り出すことができる。

取り出された第１公転ギア７の自転は、貫通ピン１３が取り付けられた本体部２の第２蓋体１８および第１蓋体１６に伝達される。その結果、第２蓋体１８に固定された第２回転軸４は第１公転ギア７の自転に対応して回動し、第１公転ギア７が自転するトルクが減速装置１の外部に出力される。同様に、第２公転ギア８が自転するトルクも減速装置１の外部に出力される。

上述したように、減速装置１において、第１回転軸３の回転は第１偏心カム１１によって第１公転ギア７が第１回転軸３とは相対的に偏心回動され、第２公転ギア８は第２偏心カム１２によって第１回転軸３とは相対的に偏心回動される。この時、偏心カム１１，１２と公転ギア７，８との間に嵌め込まれる第１ベアリング９および第２ベアリング１０には、回転方向の転がり抵抗に加えて、第１回転軸３の回転中心５の方向の負荷が大きく加わってくる。そこで、ベアリング９，１０は図６に示す構成を備えている。

図６は、第１ベアリング９および第２ベアリング１０として用いられるベアリング１００を示し、（ａ）はベアリング１００の回転中心線を含む面の断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ方向からの平面外観図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図である。

図６（ａ）に示すベアリング１００は、内輪１１０と、外輪１２０と、の間に円筒状の転動面１３０ａを有する転動部１３０ｂを有する転動体１３０を挟持させた、いわゆる円筒ころ軸受である。転動体１３０は、内輪１１０と、外輪１２０と、に接触し回動する転動面１３０ａを有する転動部１３０ｂと、転動部１３０ｂの一方の端部に円板状の鍔部１３０ｃと、を備えている。鍔部１３０ｃは転動面１３０ａの外径より大きな外径を備えている。

外輪１２０の外輪端部１２０ａには、図示しない固着手段により転動体保持体１４０が固着されている。転動体保持体１４０は、外輪端部１２０ａに固着され、ベアリング１００に組み込まれた状態において転動体１３０の鍔部１３０ｃと干渉しない内径を有する固定部１４０ａと、固定部１４０ａから内側に延出され、ベアリング１００に組み込まれた状態において転動体１３０の鍔部１３０ｃの一部が、平面視（Ｂ方向矢視）で重なるように形成された保持部１４０ｂと、を備えている。内輪１１０と、外輪１２０と、の間に転動部１３０ｂが挿入された後、転動体保持体１４０を外輪１２０に固着させることにより、転動体１３０の軸方向への離脱に対する規制となる。

そして、ベアリング１００の内輪１１０は、第１回転軸３に備える第１偏心カム１１に嵌合され、外輪１２０には第１公転ギア７が嵌合され、第１ベアリング９となる。そして、ベアリング１００の内輪１１０は、第１回転軸３に備える第２偏心カム１２に嵌合され、外輪１２０には第２公転ギア８が嵌合され、第２ベアリング１０となる。

ベアリング１００は、図６（ｂ），（ａ）に示すように転動体１３０は、転動部１３０ｂが内輪１１０と外輪１２０と、で形成される間隙に隣り合う転動部１３０ｂを略同じ間隔で配設されている。そして、その配列方法は、図６（ｂ）に示すＤ−Ｄ´部の想像線（２点鎖線）に沿った転動体１３０の配置模式図である図７（ａ）に示すように、隣り合う転動体１３０の鍔部１３０ｃが、図中の上下に配置されている。

図７（ａ）に示すように転動体１３０を配置させることにより、減速装置１の作動中に、隣り合う転動体１３０が接近するようにｐ１の位置に移動しても、鍔部１３０ｃが、隣り合う転動体１３０の転動部１３０ｂ、すなわち転動面１３０ａに接近、あるいは接触する状態となり、隣り合う転動体１３０の転動面１３０ａ同士が直接接触することがない。従って、転動体１３０同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体１３０の転がり抵抗の増大、更には転動体１３０の転動停止に至ることが防止できる。

また、上述したようにベアリング１００は、図４あるいは図５を用いて説明したように、第１ベアリング９および第２ベアリング１０として減速装置１に用いた場合、偏心カム１１，１２によって第１回転軸３の回転中心に対して偏心して組み込まれている。この状態における転動体１３０に掛る負荷状態を図７（ｂ）に模式図的に示す。

図７（ｂ）に示すように、ベアリング１００は、第１回転軸３に備える図７（ｂ）には図示しない偏心カム１１，１２に嵌合している。従って、ベアリング１００を用いた第１ベアリング９および第２ベアリング１０は、減速装置１では回転中心５を回転中心として、内輪１１０が駆動される。その時、転動体１３０の転動部１３０ｂには回転中心５を中心とする軌道円Ｃ５の円周方向に沿った力Ｆが付加される。しかし、転動部１３０ｂはベアリング１００の回転中心である中心１００ａを中心とする軌道円Ｃ_100aに沿って転動されるため、軌道円Ｃ５の円周方向に沿った力Ｆは、軌道円Ｃ_100aに沿った力Ｆｒと、中心１００ａから外側に向かう方向の力Ｆｄと、に分解される。

力Ｆｒは転動体１３０を内輪１１０と、外輪１２０と、に沿って転動させる力となるが、力Ｆｄは、転動部１３０ｂの転がり抵抗を生じさせる力となる。力Ｆｄに起因する転動部１３０ｂと、内輪１１０および外輪１２０と、の抵抗によって図７（ａ）に示すｐ２まで移動し、転動体１３０´（以下、斜行転動体１３０´という）の状態のように、本来の転動部１３０ｂの転動軸Ｌに対して斜行角度αの傾きを生じてしまう。すなわち、転動軸Ｌ´を有する斜行転動体１３０´が発生する。

斜行転動体１３０´が生じると、隣り合う転動体１３０との転動部１３０ｂと鍔部１３０ｃの間隔が接近、もしくは接触する状態となる。しかし、転動部１３０ｂ同士が接触する状態にはならないことから、斜行転動体１３０´が発生しても、転動体１３０同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体１３０の転がり抵抗の増大、更には転動体１３０の転動停止に至ることが防止できる。また、斜行転動体１３０´における斜行角度αを抑制することができる。

図８に転動体１３０のその他の形態を示す。図８（ａ）に示す転動体１３１は、鍔部１３１ｃに斜面部１３１ｄが形成されている。このように鍔部１３１ｃを形成することにより、隣り合う転動体１３１の転動面１３１ａと、鍔部１３１ｃとの接触領域を小さくすることができ、隣り合う転動体１３１同士の接近、あるいは斜行による転動体１３１の転動の不具合を抑制することができる。

図８（ｂ）に示す転動体１３２は、鍔部１３２ｃの端部に球面部１３２ｄが形成されている。このように鍔部１３２ｃを形成することにより、隣り合う転動体１３２の転動面１３２ａと、鍔部１３２ｃとの接触領域を小さくすることができ、転動体１３２の接近、あるいは斜行による転動体１３２の転動の不具合を抑制することができる。

（第２実施形態）
図９に第２実施形態に係るベアリング２００を示す。本実施形態に係るベアリング２００は、第１実施形態に係るベアリング１００と同様に、減速装置１に、第１ベアリング９および第２ベアリング１０として組み込まれる。なお、第２実施形態に係るベアリング２００は、第１実施形態に係るベアリング１００に対して、転動体１３０の組み込み方向が異なるものであり、ベアリング１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図９は、第２実施形態に係るベアリング２００を示し、（ａ）はベアリング２００の回転中心線を含む面の断面図、（ｂ）が（ａ）に示すＥ方向からの平面外観図、（ｃ）は（ｂ）に示すＦ−Ｆ´部の想像線（２点鎖線）に沿った転動体１３０の配置模式図である。

ベアリング２００は、ベアリング１００と同様に、内輪１１０と、外輪１２０と、の間に転動体１３０が組み込まれた、いわゆる円筒ころ軸受である。そして転動体１３０は、図９（ｃ）に示すように、鍔部１３０ｃが同じ方向、図示の場合は図中上方向に配置されている。このように鍔部１３０ｃが一方向に揃えられて転動体１３０が配置されていることにより、転動体保持体１４０は、鍔部１３０ｃが配置される側に配設するだけで転動体１３０の保持を可能にする。

本実施形態に係るベアリング２００を、減速装置１の第１ベアリング９および第２ベアリング１０として用いることにより、隣り合う転動体１３０が近接しても、鍔部１３０ｃ同士が近接、あるいは接触し、転動部１３０ｂ、すなわち転動面１３０ａ同士が接触することを防止でき、転動体１３０同士の接触による接触抵抗によって生じる転動体１３０の転がり抵抗の増大、更には転動体１３０の転動停止に至ることを防止することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態として、減速装置１を配置したロボットハンドとロボットの一実施形態について図１０を用いて説明する。なお、第１実施形態に係る減速装置１およびベアリング１００、あるいは第２実施形態に係る減速装置１に用いられるベアリング２００と同じ点については説明を省略する。

図１０（ａ）は、ロボットハンドの構造を示す模式正面図である。すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ロボットハンド１０００はハンド本体部１１００を備えている。そして、ハンド本体部１１００には２本の向かい合う指部１２００が設置されている。指部１２００は３つの関節部１２１０と３つの可動部１２２０とが交互に接続して配置されている。

関節部１２１０にはモーターと減速装置１が配置されている。なお、減速装置１は第１実施形態にて説明した減速装置１、あるいは第２実施形態にて説明したベアリング２００を備える減速装置１である。減速装置１はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くする。そして、高トルクの出力を用いて可動部１２２０を動作させている。ロボットハンド１０００は制御装置１３００を備えている。そして、制御装置１３００はモーターを駆動させて関節部１２１０を回動させる、可動部１２２０を動作させる。これにより、指部１２００を人間の指のように所望の形態に変形させることが可能になっている。

図１０（ｂ）は、ロボットの構造を示す模式正面図である。すなわち、本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、ロボット２０００はロボット本体部２１００を備えている。ロボット本体部２１００には２つの腕部２２００が設置されている。そして、腕部２２００は３つの関節部２２１０と２つの可動部２２２０とが交互に接続して配置されている。そして、腕部２２００の一端はロボット本体部２１００に設置され、他端にはロボットハンド１０００が設置されている。

関節部２２１０にはモーターと減速装置１が配置されている。なお、減速装置１は第１実施形態にて説明した減速装置１、あるいは第２実施形態にて説明したベアリング２００を備える減速装置１である。減速装置１はモーターの出力を減速する。これにより、モーターが出力するトルクを高くする。そして、高トルクの出力を用いて可動部２２２０を動作させている。ロボット２０００は制御装置２３００を備えている。そして、制御装置２３００はモーターを駆動させて関節部２２１０を回動させる。これにより、腕部２２００を人間の腕のように所望の形態に変形させることが可能になっている。

本実施形態に係るロボットハンド１０００、あるいはロボット２０００では、第１実施形態に係る減速装置１、もしくは第２実施形態に係るベアリング２００を備える減速装置１を備えることにより、ベアリング１００あるいはベアリング２００に組み込まれている転動体１３０に備える鍔部１３０ｃによって、隣り合う転動体１３０同士が接近しても転動部１３０ｂの転動面１３０ａ同士が接触することが防止でき、転動体１３０同士の接触抵抗によって生じる転動体１３０の転がり抵抗の増大、更には転動体１３０の転動停止に至ることが防止できる。従って、ロボットハンド１０００に備える関節部１２１０、あるいはロボット２０００に備える関節部２２１０の出力遅れ、あるいは回動停止が防止でき、関節の動きを滑らかにすることができる。

以上、本実施例の減速装置１について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
前述の第１実施形態では、第１公転ギア７および第２公転ギア８の２つの公転ギアを配置した。公転ギアの個数は２つに限らず１つでも良く３つ以上でも良い。公転ギアが１つでも安定して減速できるときには公転ギアは１つでも良い。このとき、第２回転軸４とリングギア６との間に軸受けを配置するのが好ましい。公転ギアの数を減らせるので、生産性良く製造できる。公転ギアを３つ以上にするとき、公転ギアとリングギア６とが接触する場所が増えるため、第２回転軸４の振動を減らせることができる。

（変形例２）
第３実施形態に係るロボットハンド１０００には２つの指部１２００が設置されていが、指部１２００の数は１つでも良く、３つ以上でも良い。１つの指部１２００には３つの関節部１２１０が配置されているが、１つの指部１２００に配置される関節部１２１０の数は１つまたは２つでも良く、４つ以上でも良い。ロボットハンド１０００が把持する物品に合わせて指部１２００の数や関節部１２１０の数を設定して良い。物品に合わせることにより、品質良く物品を把持することができる。

（変形例３）
第３実施形態に係るロボット２０００には２つの腕部２２００が設置されているが、腕部２２００の数は１つでも良く、３つ以上でも良い。１つの腕部２２００には３つの関節部２２１０が配置されているが、１つの腕部２２００に配置される関節部２２１０の数は１つまたは２つでも良く、４つ以上でも良い。ロボット２０００が作業する内容や環境に合わせて腕部２２００の数や関節部２２１０の数を設定して良い。作業内容や環境に合わせることにより、品質良く作業を行うことができる。

（変形例４）
第１実施形態に係る減速装置１、あるいは第２実施形態に係るベアリング２００を用いた減速装置１が活用された例として、第３実施形態に係るロボットハンド１０００およびロボット２０００を示したが、これに限らない。モーターの回転を減速装置で減速し、可動部を可動する電子機器の減速装置に減速装置１を用いることができる。電子機器としては、例えば、プリンター、工作機械、自動車、光磁気ディスクの読取装置で読取ヘッドを移動する機構、音響装置のつまみを遠隔制御する機構等の各種の用途に減速装置１を用いることができる。

３…第１回転軸、５…回転中心、７，８…公転ギア、９，１０…ベアリング、１１，１２…偏心カム、１００…ベアリング（軸受）、１１０…内輪、１２０…外輪、１３０…転動体、１４０…転動体保持体。

Claims (8)

1. 円柱状の転動面を備える複数の転動体と、
   前記転動面を挟持する、内輪と外輪と、を備え、
   前記転動体は、前記転動面の転動軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍔部が備えられている、
   ことを特徴とする軸受。
2. 前記転動面の一方の端部に前記鍔部が備えられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
3. 前記内輪あるいは前記外輪の回転方向に隣り合う前記転動体のどちらか一方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の一方の側に前記鍔部が配置され、
   隣り合う前記転動体の他方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の他方の側に前記鍔部が配置されるように配設されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の軸受。
4. 中空部を有し、前記中空部の内周に複数のギア歯が形成されたリングギアと、
   複数のギア歯が形成され、前記リングギアの前記内周のギア歯と噛合する公転ギアと、
   前記公転ギアの中心位置に、前記公転ギアに対して軸受を介して転動可能に設けられた円形カムと、
   前記円形カムに設けられ、前記リングギアの中心軸上に位置し、前記中心軸周りに前記円形カムを回動させて前記公転ギアを前記中心軸周りに公転させる第１回転軸と、
   前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入された貫通ピンと、
   前記貫通ピンを挿入し連結される連結孔を有し、前記リングギアの前記中空部に前記公転ギアを収納する第１蓋体および第２蓋体と、
   前記第２蓋体と連結され、前記中心軸上に設けられて前記公転ギアの自転による回動を出力する第２回転軸と、を備え、
   前記軸受は、
   円柱状の転動面を備える複数の転動体と、
   前記転動面を挟持する、内輪と外輪と、を備え、
   前記転動体は、前記転動面の転動軸方向の少なくともどちらか一方の端部に鍔部が備えられている、
   ことを特徴とする減速装置。
5. 前記転動面の一方の端部に前記鍔部が備えられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の減速装置。
6. 前記内輪あるいは前記外輪の回転方向に隣り合う前記転動体のどちらか一方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の一方の側に前記鍔部が配置され、
   隣り合う前記転動体の他方が、前記内輪あるいは前記外輪の回転軸方向の他方の側に前記鍔部が配置されるように配設されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の減速装置。
7. モーターと、前記モーターからの出力を減速する減速装置と、前記減速装置からの出力により可動する可動部と、を有し、前記減速装置が請求項４から６のいずれか一項に記載の減速装置である、
   ことを特徴とするロボットハンド。
8. モーターと、前記モーターからの出力を減速する減速装置と、前記減速装置からの出力により可動する可動部と、を有し、前記減速装置が請求項４から６のいずれか一項に記載の減速装置である、
   ことを特徴とするロボット。

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