JP2020012546A - 減速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の減速機と同様の回転減速機能を発揮することができ、従来の減速機よりもラチェッティングが生じにくい構造の減速機を提供する。【解決手段】減速機1は、入力側回転体(2、4)と共に回動する偏心カム3と、偏心カム3によって揺動させられる揺動体5と、被固定部材に固定される固定部材6と、固定部材6に対して回動させられる出力側回転体7と、を備えている。固定部材6の揺動体5に対向する面側には、リンク部材35の揺動支点部が回動できるように支持されている。また、出力側回転体7の揺動体5に対向する面側には、リンク部材35の摺動部36が移動できるように係合される環状の波形溝54が形成されている。リンク部材35は、波形溝54の波数をNとすると、N+1個だけ入力側回転体(2、4)の回転軸心CLの周囲に配置されて、N+1個の摺動部36が波形溝54に係合されている。【選択図】図1
Description
この発明は、回転を減速して伝達するために使用される減速機に関するものである。
従来から一般的に使用されている歯車減速機は、複数の歯車を組み合わせて構成されているため、バックラッシを無くすことが困難であり、また、小型で且つ大きな減速比を得ることも困難である。そこで、歯車減速機の欠点を解消するものとして、図18のような減速機が開発された。
図18は、このような従来の減速機100を示す図である。なお、図18(a)は、従来の減速機100の縦断面図であり、図18(b)は、図18(a)のA9−A9線に沿って切断して示す減速機100の断面図である。
図18に示すように、減速機100は、入力軸101に形成された偏心カム102の外周側にベアリング103を介して偏心回転板104が取り付けられており、偏心回転板104が偏心カム102によって偏心駆動されるようになっている。また、この減速機100は、図示しない出力軸に連結される出力側回転体105が偏心回転板104の径方向内方側の両側にそれぞれ配置されており、入力軸101が出力側回転体105の内周側にベアリング106を介して相対回動できるように支持されている。また、この減速機100は、産業用ロボットの一部等に固定される固定部材107が偏心回転板104の径方向外方側の両側にボール108を介してそれぞれ配置されており、出力側回転体105が固定部材107の内周側にベアリング110を介して回動可能に支持されている。そして、偏心回転板104と固定部材107とに挟まれるボール108は、偏心回転板104の側面に形成された第1波形溝(外サイクロイド曲線で形作られる第1サイクロイド溝)111と固定部材107の内側面(偏心回転板104に対向する側面)に形成された第2波形溝(内サイクロイド曲線で形作られる第2サイクロイド溝)112とに転動できるように係合されており、偏心回転板104と固定部材107とを連結している。なお、第2波形溝112の波数は、第1波形溝111の波数よりも2波多くなるように形成されている。
また、出力側回転体105は、偏心吸収機構113を介して偏心回転板104に連結されている。偏心吸収機構113は、偏心回転板104が出力側回転体105に対して偏心運動するのを可能にするものであり(偏心回転板104の偏心を吸収するものであり)、偏心回転板104の回転を出力側回転体105に伝達するようになっている。この偏心吸収機構113は、偏心回転板104と出力側回転体105との間に介装された複数のボール114と、このボール114を転動可能に収容する偏心回転板104の駆動環状溝115と、出力側回転体105の従動環状溝116とによって構成されている。駆動環状溝115及び従動環状溝116は、偏心カム102の偏心量を考慮して形状及び大きさが決定され、偏心回転板104が入力軸101の回転中心に対して偏心回転する際のボール114の動きを許容し、出力側回転体105がボール114を介して偏心回転板104と一体に回動するのを可能にしている(特許文献1参照)。
このような従来の減速機100は、例えば、偏心回転板104の第1波形溝111の波数をN−2とし、固定部材107の第2波形溝112の波数をNとした場合、入力軸101が図示しない電動機等によって回転駆動されると、偏心回転板104が入力軸101の偏心カム102によって偏心駆動され、出力側回転体105が偏心吸収機構113を介して偏心回転板104と一体となって回転することになるが、出力側回転体105が入力軸101の1回転に対して−2/(N−2)回転(入力軸101の回転方向と逆の方向に2/(N−2)回転)することになる。すなわち、従来の減速機100は、偏心回転板104の第1波形溝111の波数をN−2とし、固定部材107の第2波形溝112の波数をNとした場合、減速比が2/(N−2)になる。
しかしながら、図19に示すように、従来の減速機100は、ボール108と係合する第1波形溝111及び第2波形溝112の溝直角断面形状が円弧形状であるため、偏心回転板104と固定部材107とが離間する方向に変位すると、ボール108と第1波形溝111及びボール108と第2波形溝112との接触位置を結ぶ線分117と偏心回転板104の回動方向とのなす角θが大きく変化し、ラチェッティングが生じやすくなるという問題を有していた。
そこで、本発明は、従来の減速機と同様の回転減速機能を発揮することができ、従来の減速機よりもラチェッティングが生じにくい構造の減速機の提供を目的とする。
本発明は、入力側回転体(2、4)の回転を出力側回転体7に減速して伝達する減速機1に関するものである。本発明の減速機1は、前記入力側回転体(2、4)と共に回動する偏心カム3と、前記偏心カム3に相対回動可能に嵌合され、前記偏心カム3によって揺動させられる揺動体5と、前記揺動体5の一方の側面5a側に対向するように配置され、被固定部材に固定される固定部材6と、前記揺動体5の他方の側面5b側に対向するように配置され、前記固定部材6に対して回動させられる出力側回転体7と、を備えている。前記固定部材6と前記出力側回転体7とのいずれか一方の前記揺動体5に対向する面側には、リンク部材35の揺動支点部48が回動できるように支持されている。また、前記固定部材6と前記出力側回転体7とのいずれか他方の前記揺動体5に対向する面側には、前記リンク部材35の摺動部36が移動できるように係合される環状の波形溝54が形成されている。また、前記リンク部材35は、前記波形溝54の波数をNとすると、Nと異なる整数Mで且つ2以上の整数Mの数だけ前記入力側回転体(2、4)の回転軸心CLの周囲に配置されて、M個の前記摺動部36が前記波形溝54に係合されている。また、前記揺動体5は、前記偏心カム3によって揺動させられると、前記摺動部36に当接した状態で前記リンク部材35を前記揺動支点部48の回りに揺動させ、前記摺動部36を前記波形溝54に沿って移動させて、前記出力側回転体7を前記入力側回転体(2、4)の回転数よりも少ない回転数で回転させる。
本発明に係る減速機は、従来の減速機と同様の回転減速機能を発揮できることはもちろんのこと、従来の減速機よりもラチェッティングを生じにくくすることができ、確実な動力伝達を可能にする。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
図1は、本発明の実施形態に係る減速機1を示す図である。なお、図1(a)は、減速機1の正面図である。また、図1(b)は、図1(a)のA1−A1線に沿って切断して示す減速機1の断面図である。また、図1(c)は、減速機1の背面図である。
(減速機の概略構成)
図1に示すように、本実施形態に係る減速機1は、駆動軸(入力側回転体)2と一体に回動する偏心カム3と、駆動軸2と一体に回動するキャップ(入力側回転体)4と、偏心カム3によって揺動させられる揺動体5と、この揺動体5の一方の側面5aに対向するように位置する固定部材6と、揺動体5の他方の側面5bに対向するように位置する出力側回転体7と、を有している。この減速機1は、駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、及び出力側回転体7が樹脂材料(例えば、ポリアセタール(POM)ポリアミド(PA)等)で形成され、駆動軸2の回転を出力側回転体7から減速して被駆動部材(図示せず)に伝達するようになっている。なお、キャップ4は、駆動軸2の先端側に固定されることにより、駆動軸2と共に入力側回転体を構成する。
図1に示すように、本実施形態に係る減速機1は、駆動軸(入力側回転体)2と一体に回動する偏心カム3と、駆動軸2と一体に回動するキャップ(入力側回転体)4と、偏心カム3によって揺動させられる揺動体5と、この揺動体5の一方の側面5aに対向するように位置する固定部材6と、揺動体5の他方の側面5bに対向するように位置する出力側回転体7と、を有している。この減速機1は、駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、及び出力側回転体7が樹脂材料(例えば、ポリアセタール(POM)ポリアミド(PA)等)で形成され、駆動軸2の回転を出力側回転体7から減速して被駆動部材(図示せず)に伝達するようになっている。なお、キャップ4は、駆動軸2の先端側に固定されることにより、駆動軸2と共に入力側回転体を構成する。
(駆動軸)
図1及び図2に示すように、駆動軸2は、第1ベアリング8を介して固定部材6の軸受穴10に相対回動可能に嵌合されている。また、駆動軸2は、第1ベアリング8が嵌合された軸受部11よりも先端寄りの部分に偏心カム3が一体に形成されており、この偏心カム3の外周面3aに第2ベアリング12を介して揺動体5が相対回動可能に嵌合されている。また、駆動軸2は、偏心カム3よりも先端側にキャップ取付部13が一体に形成され、このキャップ取付部13にキャップ4がボルト14で固定されている。駆動軸2に一体に形成された偏心カム3は、駆動軸2の回転軸心CLに対する偏心量がeの丸棒状の部分であり、キャップ4を固定するボルト14用のねじ穴15が偏心軸心16に合致するように形成され、駆動軸2の回転軸心CLに対して偏心量eで偏心回動する。駆動軸2に形成されたキャップ取付部13は、丸棒状の偏心カム3の先端側を2回対称となるように偏心軸心16に沿って切り欠いたような形状の軸部であり、平行な二面17,17を有し、キャップ4の駆動軸係合穴18に回り止めされた状態で形状される(図4参照)。また、駆動軸2の軸受部11には、回転軸心CLの回りの回転モーメントの釣り合いを図るため、鉛等の比重の大きな金属製のバランスウェイト20を収容する錘収容穴21が形成されている(図2及び図3参照)。なお、キャップ4の駆動軸係合穴18は、キャップ取付部13を転写したような凹所である(図2及び図4参照)。
図1及び図2に示すように、駆動軸2は、第1ベアリング8を介して固定部材6の軸受穴10に相対回動可能に嵌合されている。また、駆動軸2は、第1ベアリング8が嵌合された軸受部11よりも先端寄りの部分に偏心カム3が一体に形成されており、この偏心カム3の外周面3aに第2ベアリング12を介して揺動体5が相対回動可能に嵌合されている。また、駆動軸2は、偏心カム3よりも先端側にキャップ取付部13が一体に形成され、このキャップ取付部13にキャップ4がボルト14で固定されている。駆動軸2に一体に形成された偏心カム3は、駆動軸2の回転軸心CLに対する偏心量がeの丸棒状の部分であり、キャップ4を固定するボルト14用のねじ穴15が偏心軸心16に合致するように形成され、駆動軸2の回転軸心CLに対して偏心量eで偏心回動する。駆動軸2に形成されたキャップ取付部13は、丸棒状の偏心カム3の先端側を2回対称となるように偏心軸心16に沿って切り欠いたような形状の軸部であり、平行な二面17,17を有し、キャップ4の駆動軸係合穴18に回り止めされた状態で形状される(図4参照)。また、駆動軸2の軸受部11には、回転軸心CLの回りの回転モーメントの釣り合いを図るため、鉛等の比重の大きな金属製のバランスウェイト20を収容する錘収容穴21が形成されている(図2及び図3参照)。なお、キャップ4の駆動軸係合穴18は、キャップ取付部13を転写したような凹所である(図2及び図4参照)。
(キャップ)
図1及び図4に示すように、キャップ4は、正面側の形状が円形であり、中心軸心4aが駆動軸2の回転軸心CLと同心となるように駆動軸2のキャップ取付部13に固定される。このキャップ4は、駆動軸2に対向するように配置される軸方向一端面22(図4中の右側端面)側に偏心カム3の偏心軸心16と同心の丸棒軸部23が形成され、この丸棒軸部23に駆動軸係合穴18が形成されている。このキャップ4の駆動軸係合穴18は、キャップ取付部13の平行な二面17,17に係合する平行な穴側面27,27を有し、キャップ取付部13を回り止めした状態で収容する。また、このキャップ4は、駆動軸係合穴18の中心18aと同心のボルト頭部収容穴25及びボルト軸部挿通穴26が形成され、ボルト軸部挿通穴26に収容されたボルト14の軸部がキャップ取付部13のねじ穴15に螺合されることにより、丸棒軸部23の端面23aがキャップ取付部13の端面13aに突き当てられた状態で駆動軸に2固定される。また、このキャップ4は、第3ベアリング27が外周面28に嵌合され、その第3ベアリング27を介して出力側回転体7を相対回動可能に支持している。なお、キャップ4の外周面28と駆動軸2の軸受部11の外周面11aとは同一外径寸法に形成され、第1ベアリング8と第3ベアリング27とが同一のベアリングを使用できるようになっている。
図1及び図4に示すように、キャップ4は、正面側の形状が円形であり、中心軸心4aが駆動軸2の回転軸心CLと同心となるように駆動軸2のキャップ取付部13に固定される。このキャップ4は、駆動軸2に対向するように配置される軸方向一端面22(図4中の右側端面)側に偏心カム3の偏心軸心16と同心の丸棒軸部23が形成され、この丸棒軸部23に駆動軸係合穴18が形成されている。このキャップ4の駆動軸係合穴18は、キャップ取付部13の平行な二面17,17に係合する平行な穴側面27,27を有し、キャップ取付部13を回り止めした状態で収容する。また、このキャップ4は、駆動軸係合穴18の中心18aと同心のボルト頭部収容穴25及びボルト軸部挿通穴26が形成され、ボルト軸部挿通穴26に収容されたボルト14の軸部がキャップ取付部13のねじ穴15に螺合されることにより、丸棒軸部23の端面23aがキャップ取付部13の端面13aに突き当てられた状態で駆動軸に2固定される。また、このキャップ4は、第3ベアリング27が外周面28に嵌合され、その第3ベアリング27を介して出力側回転体7を相対回動可能に支持している。なお、キャップ4の外周面28と駆動軸2の軸受部11の外周面11aとは同一外径寸法に形成され、第1ベアリング8と第3ベアリング27とが同一のベアリングを使用できるようになっている。
(揺動体)
図1、図5、及び図6に示すように、揺動体5は、内側揺動体30と外側揺動体31とで構成されている。なお、図5(a)は内側揺動体30の正面図であり、図5(b)は図5(a)のA4−A4線に沿って切断して示す内側揺動体30の断面図である。また、図6(a)は外側揺動体31の正面図であり、図6(b)は図6(a)のA5−A5線に沿って切断して示す外側揺動体31の断面図である。
図1、図5、及び図6に示すように、揺動体5は、内側揺動体30と外側揺動体31とで構成されている。なお、図5(a)は内側揺動体30の正面図であり、図5(b)は図5(a)のA4−A4線に沿って切断して示す内側揺動体30の断面図である。また、図6(a)は外側揺動体31の正面図であり、図6(b)は図6(a)のA5−A5線に沿って切断して示す外側揺動体31の断面図である。
図1及び図5に示すように、内側揺動体30は、ボス部32と、ボス部32の外周面から径方向外方へ向かって延びる円板状部33と、を有している。また、内側揺動体30は、ボス部32の中心に形成された軸受穴34に第2ベアリング12が嵌合され、その第2ベアリング12を介して偏心カム3に相対回動可能に支持されている。そして、この内側揺動体30の外周面30aには、後に詳述するリンク部材35の摺動部36が配置されている(図7及び図8参照)。また、内側揺動体30は、固定部材6の回り止めピン37に係合する回り止めピン係合穴38が周方向に沿って複数形成されている。この回り止めピン係合穴38は、偏心カム3の偏心量eの2倍の直径の貫通穴であり、回り止めピン37が係合されることにより、内側揺動体30が偏心軸心16の回りに回動するのを防止すると共に、内側揺動体30の揺動運動を可能にしている。
図1及び図6に示すように、外側揺動体31は、円環状に形成され、径方向内方側に内側揺動体30を収容し、外側揺動体31の内周面31aと内側揺動体30の外周面30aとの間にリンク部材35の摺動部36を収容するようになっている(図7及び図8参照)。
(固定部材)
図1及び図9に示すように、固定部材6は、正面側から見た形状が略四角形状であり、4隅に固定用のボルト穴40が形成されている。また、固定部材6は、中央部に軸受穴10が形成され、この軸受穴10に第1ベアリング8が嵌合されて、駆動軸2を第1ベアリング8を介して回動可能に支持するようになっている。また、固定部材6の正面側(出力側回転体7に対向する面側)には、出力側回転体7の一側面41(固定部材6に対向する面)の径方向外方端部側に係合する出力側回転体係合部42が形成されている。この出力側回転体係合部42は、出力側回転体7の一側面41の径方向外方端部を突き当てて、出力側回転体7を回転軸心CLに沿った方向に位置決めする突き当て面43と、出力側回転体7の一側面41側の外周面に嵌合される円筒面44と、を有している。また、固定部材6の正面側の中央部には、軸受穴10よりも小径の軸穴45が形成されており、この軸穴45の開口端に内側揺動体30の円板状部33に対向する円環状ボス46が形成されている。この円環状ボス46は、出力側回転体7の一側面41との間に内側揺動体30の円板状部33を収容するようになっており、複数の回り止めピン37が周方向に沿って形成されている。回り止めピン37は、内側揺動体30の回り止めピン係合穴38に係合されるようになっており、内側揺動体30の回り止めピン係合穴38と同数だけ形成されている。また、固定部材6の正面側であって、且つ、円環状ボス46の径方向外方側には、リンク部材35を収容するリング状凹所47が形成されている(図7、図10参照)。このリング状凹所47には、リンク部材35の揺動支点部48を回動可能に収容する有底の支点穴50が形成されている。そして、リング状凹所47に収容されたリンク部材35と出力側回転体7との間のスペースには、外側揺動体31が収容されている。
図1及び図9に示すように、固定部材6は、正面側から見た形状が略四角形状であり、4隅に固定用のボルト穴40が形成されている。また、固定部材6は、中央部に軸受穴10が形成され、この軸受穴10に第1ベアリング8が嵌合されて、駆動軸2を第1ベアリング8を介して回動可能に支持するようになっている。また、固定部材6の正面側(出力側回転体7に対向する面側)には、出力側回転体7の一側面41(固定部材6に対向する面)の径方向外方端部側に係合する出力側回転体係合部42が形成されている。この出力側回転体係合部42は、出力側回転体7の一側面41の径方向外方端部を突き当てて、出力側回転体7を回転軸心CLに沿った方向に位置決めする突き当て面43と、出力側回転体7の一側面41側の外周面に嵌合される円筒面44と、を有している。また、固定部材6の正面側の中央部には、軸受穴10よりも小径の軸穴45が形成されており、この軸穴45の開口端に内側揺動体30の円板状部33に対向する円環状ボス46が形成されている。この円環状ボス46は、出力側回転体7の一側面41との間に内側揺動体30の円板状部33を収容するようになっており、複数の回り止めピン37が周方向に沿って形成されている。回り止めピン37は、内側揺動体30の回り止めピン係合穴38に係合されるようになっており、内側揺動体30の回り止めピン係合穴38と同数だけ形成されている。また、固定部材6の正面側であって、且つ、円環状ボス46の径方向外方側には、リンク部材35を収容するリング状凹所47が形成されている(図7、図10参照)。このリング状凹所47には、リンク部材35の揺動支点部48を回動可能に収容する有底の支点穴50が形成されている。そして、リング状凹所47に収容されたリンク部材35と出力側回転体7との間のスペースには、外側揺動体31が収容されている。
(出力側回転体)
図1及び図11に示すように、出力側回転体7は、正面側から見た形状が円形状であり、中央部に軸受穴51が形成され、この軸受穴51に第3ベアリング27が嵌合され、この第3ベアリング27を介してキャップ4に回動可能に支持される。また、出力側回転体7は、正面側の周方向に沿って複数のねじ穴52が形成されており、このねじ穴52に螺合されるボルトによって図示しない被駆動部材に固定されるようになっている。また、出力側回転体7は、軸受穴51よりも小径の軸穴53が軸受穴51内と出力側回転体7の一側面41(固定部材6に対向する面)側とを連通している。また、出力側回転体7の一側面側41には、波形溝54が出力側回転体7の軸心7aの回りに環状に形成されている。この波形溝54には、リンク部材35の摺動部36がスライド移動できるように係合されている。なお、本実施形態において、波形溝54は、10個(N+1個)のリンク部材35の摺動部36に対し、波数が9波(N個)となるように形成されており、波の振幅が偏心カム3の偏心量(e)の2倍になっている。
図1及び図11に示すように、出力側回転体7は、正面側から見た形状が円形状であり、中央部に軸受穴51が形成され、この軸受穴51に第3ベアリング27が嵌合され、この第3ベアリング27を介してキャップ4に回動可能に支持される。また、出力側回転体7は、正面側の周方向に沿って複数のねじ穴52が形成されており、このねじ穴52に螺合されるボルトによって図示しない被駆動部材に固定されるようになっている。また、出力側回転体7は、軸受穴51よりも小径の軸穴53が軸受穴51内と出力側回転体7の一側面41(固定部材6に対向する面)側とを連通している。また、出力側回転体7の一側面側41には、波形溝54が出力側回転体7の軸心7aの回りに環状に形成されている。この波形溝54には、リンク部材35の摺動部36がスライド移動できるように係合されている。なお、本実施形態において、波形溝54は、10個(N+1個)のリンク部材35の摺動部36に対し、波数が9波(N個)となるように形成されており、波の振幅が偏心カム3の偏心量(e)の2倍になっている。
(リンク部材)
図1、図7、図8、図10、及び図12に示すように、リンク部材35は、長板状のアーム部55の一方の側面55aの長手方向一端部に円柱状の揺動支点部48が一体に形成され、アーム部55の他方の側面55bの長手方向他端部に円柱状の摺動部36が一体に形成されている。そして、リンク部材35は、揺動支点部48が固定部材6の支点穴50に回動できるように収容され、摺動部36の先端側が出力側回転体7の波形溝54に摺動できるように係合され、摺動部36の根本側(アーム部55寄りの部分)が内側揺動体30の外周面30aと外側揺動体31の内周面31aとの間に収容される。このようなリンク部材35は、摺動部36が波形溝54の谷部54aから頂部54bへ向かって移動する際に内側揺動体30の外周面30aで押され、摺動部36が波形溝54の頂部54bから谷部54aに向かって移動する際に外側揺動体31の内周面31aで押されるようになっている。そして、図12に示すように、リンク部材35は、揺動支点部48と固定部材6との接触点をP1とし、摺動部36と出力側回転体7との接触点をP2とし、出力側回転体7の回動方向に沿ったP2からP1までの長さをLとし、出力側回転体7の回動方向に直交する方向に沿ったP1からP2までの長さをWとすると、W/Lの数値を小さくでき、P1とP2を結ぶ線分56と出力側回転体7の回動方向とのなす角θ1を小さくできる。また、リンク部材35は、図12(a)に示すW1が製造誤差等の影響で図12(b)に示すW2に増大した場合でも、W2に対するLの長さが大きいため、θ1の増加を小さくできる。その結果、本実施形態に係る減速機1は、出力側回転体7の回動方向に作用する力に対して、出力側回転体7を固定部材6から離す方向に作用する分力が小さくなり、図18に示した従来例と比較してラチェッティングが生じにくくなる。なお、リンク部材35は、出力側回転体7等と同様の樹脂材料で形成される。
図1、図7、図8、図10、及び図12に示すように、リンク部材35は、長板状のアーム部55の一方の側面55aの長手方向一端部に円柱状の揺動支点部48が一体に形成され、アーム部55の他方の側面55bの長手方向他端部に円柱状の摺動部36が一体に形成されている。そして、リンク部材35は、揺動支点部48が固定部材6の支点穴50に回動できるように収容され、摺動部36の先端側が出力側回転体7の波形溝54に摺動できるように係合され、摺動部36の根本側(アーム部55寄りの部分)が内側揺動体30の外周面30aと外側揺動体31の内周面31aとの間に収容される。このようなリンク部材35は、摺動部36が波形溝54の谷部54aから頂部54bへ向かって移動する際に内側揺動体30の外周面30aで押され、摺動部36が波形溝54の頂部54bから谷部54aに向かって移動する際に外側揺動体31の内周面31aで押されるようになっている。そして、図12に示すように、リンク部材35は、揺動支点部48と固定部材6との接触点をP1とし、摺動部36と出力側回転体7との接触点をP2とし、出力側回転体7の回動方向に沿ったP2からP1までの長さをLとし、出力側回転体7の回動方向に直交する方向に沿ったP1からP2までの長さをWとすると、W/Lの数値を小さくでき、P1とP2を結ぶ線分56と出力側回転体7の回動方向とのなす角θ1を小さくできる。また、リンク部材35は、図12(a)に示すW1が製造誤差等の影響で図12(b)に示すW2に増大した場合でも、W2に対するLの長さが大きいため、θ1の増加を小さくできる。その結果、本実施形態に係る減速機1は、出力側回転体7の回動方向に作用する力に対して、出力側回転体7を固定部材6から離す方向に作用する分力が小さくなり、図18に示した従来例と比較してラチェッティングが生じにくくなる。なお、リンク部材35は、出力側回転体7等と同様の樹脂材料で形成される。
(減速機の作動)
本実施形態に係る減速機1は、駆動軸2と偏心カム3とが一体になって1回転すると、揺動体5が偏心カム3の偏心量(e)の2倍の寸法(2e)だけ揺動させられ、内側揺動体30と外側揺動体31との間に収容されたリンク部材35の摺動部36がリンク部材35の揺動支点部48の回りを2eの揺動幅(振れ幅)で1往復する。この際、出力側回転体7は、リンク部材35の摺動部36が波形溝54の1波分だけスライド移動するため、固定部材6に対して波形溝54の1波分だけ回動させられる。そして、出力側回転体7は、波形溝54の波数が9であるため、駆動軸2及び偏心カム3の9回転に対して1回転する。したがって、本実施形態に係る減速機1は、駆動軸2の回転を1/9に減速して出力側回転体7に伝達する。
本実施形態に係る減速機1は、駆動軸2と偏心カム3とが一体になって1回転すると、揺動体5が偏心カム3の偏心量(e)の2倍の寸法(2e)だけ揺動させられ、内側揺動体30と外側揺動体31との間に収容されたリンク部材35の摺動部36がリンク部材35の揺動支点部48の回りを2eの揺動幅(振れ幅)で1往復する。この際、出力側回転体7は、リンク部材35の摺動部36が波形溝54の1波分だけスライド移動するため、固定部材6に対して波形溝54の1波分だけ回動させられる。そして、出力側回転体7は、波形溝54の波数が9であるため、駆動軸2及び偏心カム3の9回転に対して1回転する。したがって、本実施形態に係る減速機1は、駆動軸2の回転を1/9に減速して出力側回転体7に伝達する。
(本実施形態の効果)
以上のような構造の本実施形態に係る減速機1は、従来の減速機100と同様の回転減速機能を発揮できることはもちろんのこと、従来の減速機100よりもラチェッティングを生じにくくすることができ、確実な動力伝達を可能にする。
以上のような構造の本実施形態に係る減速機1は、従来の減速機100と同様の回転減速機能を発揮できることはもちろんのこと、従来の減速機100よりもラチェッティングを生じにくくすることができ、確実な動力伝達を可能にする。
また、本実施形態に係る減速機1は、第1乃至第3ベアリング8、12、27とボルト14を除く部品(駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、出力側回転体7、及びリンク部材35)が樹脂材料で形成されており、従来の減速機100と比較して軽量化を図ることができる。
なお、図1に示すように、本実施形態の減速機1は、駆動軸2の外周側鍔状部57、第1ベアリング8、固定部材6の内周側鍔状部58、キャップ4の外周側鍔状部60、第2ベアリング12、及び出力側回転体7の内周側鍔状部61によって、固定部材6と出力側回転体7との回転軸心CLに沿った方向へのずれ動きを抑えるようになっている。
(第1変形例)
図13は、揺動体5の変形例を示す図である。なお、図13(a)は本変形例に係る揺動体5の正面図であり、図13(b)は図13(a)のA8−A8線に沿って切断して示す揺動体5の断面図である。
図13は、揺動体5の変形例を示す図である。なお、図13(a)は本変形例に係る揺動体5の正面図であり、図13(b)は図13(a)のA8−A8線に沿って切断して示す揺動体5の断面図である。
図13に示すように、本変形例に係る揺動体5は、図5に示した内側揺動体30と、図6に示した外側揺動体31と、を一体化したものである。すなわち、本変形例に係る揺動体5は、ボス部32と、ボス部32から径方向外方側へ延びる円板状部33と、を有している。そして、ボス部32には、第2ベアリング12が嵌合される軸受穴34が形成されている。また、円板状部33には、回り止めピン係合穴38が周方向に沿って複数形成されると共に、回り止めピン係合穴38の径方向外方側の位置に摺動部係合穴62がリンク部材35(摺動部36)の数と同数形成されている。この円板状部33の摺動部係合穴62は、リンク部材35の摺動部36が係合される長穴であり、揺動体5が偏心カム3によって揺動させられる際に、揺動体5がリンク部材35の摺動部36に対して揺動するのを可能にする周方向長さ(揺動体5の周方向に沿った長さ)に形成され、揺動体5と摺動部36とが円滑に相対移動できる穴幅に形成されている。このような本変形例に係る揺動体5を備えた減速機1は、上記実施形態に係る減速機1と同様の効果を得ることができる。
(第2変形例)
図14は、リンク部材35と内側揺動体30との関係を簡略化して示す図であり、リンク部材35の変形例1を示す図である。
図14は、リンク部材35と内側揺動体30との関係を簡略化して示す図であり、リンク部材35の変形例1を示す図である。
図14に示すように、リンク部材35は、への字形状に形成し、揺動支点部48の中心48aと摺接部36の中心36aとの長さLaを図7に示したリンク部材35よりも長くして、リンク部材35の揺動角度を小さくし、揺動支点部48を内側揺動体30の外周面30aに当接する摺動部36よりも径方向外方側に配置し、隣り合う多のリンク部材35と重なり合わないようにして使用される。
(第3変形例)
図15は、リンク部材35と内側揺動体30との関係を簡略化して示す図であり、リンク部材35の変形例2を示す図である。また、図16は、リンク部材35の変形例2を示す図であり、隣り合うリンク部材35,35同士の関係を示す図である。
図15は、リンク部材35と内側揺動体30との関係を簡略化して示す図であり、リンク部材35の変形例2を示す図である。また、図16は、リンク部材35の変形例2を示す図であり、隣り合うリンク部材35,35同士の関係を示す図である。
図15に示すように、リンク部材35を30個(N+1個)配置し、出力側回転体7の波形溝54の波数を29波(N個)にして、減速機1の減速比を29にしたものである(図11参照)。この変形例に係るリンク部材35は、図16に示すように、隣り合う他のリンク部材35と重なり合うため、摺動部36が形成された先端側部63と、揺動支点部48が形成された基端側部64と、先端側部63と基端側部64との間に位置する中間部65と、で構成されている。すなわち、リンク部材35は、基端側部64が固定部材6寄りに位置し、先端側部63が出力側回転体7寄りに位置し、中間部65が固定部材6と出力側回転体7との中間に位置するように階段状に形成されている。そして、リンク部材35は、中間部65が隣り合う他のリンク部材35の先端側部64の下面側に位置し、基端側部64が隣り合う他のリンク部材35の中間部65の下面側に位置するように配置される。
(第4変形例)
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、固定部材6の支点穴50にリンク部材35の揺動支点部48を係合し、出力側回転体7の波形溝54にリンク部材35の摺動部36を係合するように構成されているが、これに限定されず、リンク部材35の揺動支点部48を係合する支点穴50を出力側回転体7に形成し、リンク部材35の摺動部36を係合する波形溝54を固定部材6に形成してもよい。
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、固定部材6の支点穴50にリンク部材35の揺動支点部48を係合し、出力側回転体7の波形溝54にリンク部材35の摺動部36を係合するように構成されているが、これに限定されず、リンク部材35の揺動支点部48を係合する支点穴50を出力側回転体7に形成し、リンク部材35の摺動部36を係合する波形溝54を固定部材6に形成してもよい。
(第5変形例)
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、波形溝54の波数Nに対して、リンク部材35の摺動部36の個数をN+1にする例を示したが、これに限定されず、波形溝54の波数Nに対して、リンク部材35の摺動部36をNと異なる整数Mで且つ2以上の整数Mの数(例えば、(N+1)/2)だけ駆動軸2(入力側回転体)の回転軸心CLの周囲に配置し、M個の摺動部36を波形溝54に係合させるように構成してもよい。
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、波形溝54の波数Nに対して、リンク部材35の摺動部36の個数をN+1にする例を示したが、これに限定されず、波形溝54の波数Nに対して、リンク部材35の摺動部36をNと異なる整数Mで且つ2以上の整数Mの数(例えば、(N+1)/2)だけ駆動軸2(入力側回転体)の回転軸心CLの周囲に配置し、M個の摺動部36を波形溝54に係合させるように構成してもよい。
(第6変形例)
また、図7及び図16に示したリンク部材35は、揺動支点部48及び摺動部36の先端が面取りされているが、これに限られず、図17(a)に示すように、揺動支点部48及び摺動部36の先端をテーパー状に形成し、支点穴40及び波形溝54の底部をテーパー状に形成してもよく、また、図17(b)に示すように、揺動支点部48及び摺動部36の先端を半球状に形成し、支点穴50及び波形溝54の底部を半球状に形成してもよい。
また、図7及び図16に示したリンク部材35は、揺動支点部48及び摺動部36の先端が面取りされているが、これに限られず、図17(a)に示すように、揺動支点部48及び摺動部36の先端をテーパー状に形成し、支点穴40及び波形溝54の底部をテーパー状に形成してもよく、また、図17(b)に示すように、揺動支点部48及び摺動部36の先端を半球状に形成し、支点穴50及び波形溝54の底部を半球状に形成してもよい。
(第7変形例)
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、第1乃至第3ベアリング8、12、27とボルト14を除く部品(駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、出力側回転体7、及びリンク部材35)を樹脂材料で形成するようになっているが、これに限られず、駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、出力側回転体7、及びリンク部材35のいずれか、又は全部を金属で形成してもよい。
図1に示した本発明の実施形態に係る減速機1は、第1乃至第3ベアリング8、12、27とボルト14を除く部品(駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、出力側回転体7、及びリンク部材35)を樹脂材料で形成するようになっているが、これに限られず、駆動軸2、偏心カム3、キャップ4、揺動体5、固定部材6、出力側回転体7、及びリンク部材35のいずれか、又は全部を金属で形成してもよい。
1……減速機、2……駆動軸(入力側回転体)、3……偏心カム、4……キャップ(入力側回転体)、5……揺動体、5a……一方の側面、5b……他方の側面、6……固定部材、7……出力側回転体、35……リンク部材、36……摺動部、48……揺動支点部、54……波形溝、CL……回転軸心
Claims (3)
- 入力側回転体の回転を出力側回転体に減速して伝達する減速機において、
前記入力側回転体と共に回動する偏心カムと、
前記偏心カムに相対回動可能に嵌合され、前記偏心カムによって揺動させられる揺動体と、
前記揺動体の一方の側面側に対向するように配置され、被固定部材に固定される固定部材と、
前記揺動体の他方の側面側に対向するように配置され、前記固定部材に対して回動させられる出力側回転体と、を備え、
前記固定部材と前記出力側回転体とのいずれか一方の前記揺動体に対向する面側には、リンク部材の揺動支点部が回動できるように支持され、
前記固定部材と前記出力側回転体とのいずれか他方の前記揺動体に対向する面側には、前記リンク部材の摺動部が移動できるように係合される環状の波形溝が形成され、
前記リンク部材は、前記波形溝の波数をNとすると、Nと異なる整数Mで且つ2以上の整数Mの数だけ前記入力側回転体の回転軸心の周囲に配置されて、M個の前記摺動部が前記波形溝に係合され、
前記揺動体は、前記偏心カムによって揺動させられると、前記摺動部に当接した状態で前記リンク部材を前記揺動支点部の回りに揺動させ、前記摺動部を前記波形溝に沿って移動させて、前記出力側回転体を前記入力側回転体の回転数よりも少ない回転数で回転させる、
ことを特徴とする減速機。 - 前記リンク部材は、前記波形溝の波数をNとすると、N+1個が前記入力側回転体の回転軸心の周囲に等間隔で配置されて、N+1個の前記摺動部が前記波形溝に係合される、
ことを特徴とする請求項1に記載の減速機。 - 前記リンク部材は、長板状のアーム部の一方の側面の長手方向一端部に円柱状の揺動支点部が一体に形成され、アーム部の他方の側面の長手方向他端部に円柱状の摺動部が一体に形成され、
前記揺動支点部は、前記固定部材と前記出力側回転体とのいずれか一方の前記揺動体に対向する面側に形成された支点穴に回動できるように係合され、
前記アーム部は、前記固定部材と前記出力側回転体とのいずれか一方と前記揺動体との間に配置される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の減速機。
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