JP2020106138A - 回転減速伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易な製造を可能にして製造コストの削減を図るとともに、金属疲労や動作不良等を低減して耐久性及び信頼性の向上を図る。【解決手段】 カム本体部３ｃ，オーバルシャフト部３及びインナギア５ｇを有するインターナルギア部５を備えるとともに、複数の噛合位置Ｔ…でインナギア５ｇに噛合するアウタギア４ｇを有し、かつ伝達ピン本体４ｐｍ…及びこの伝達ピン本体４ｐｍ…に中心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…を有する複数の伝達ピン部４ｐ…を設けたフレックスギア部４と、伝達ローラ４ｐｒ…の外径よりも大径に形成することにより当該伝達ローラ４ｐｒ…が係合し、かつ複数の円形の係合孔７ｓｈ…を設けた出力プレート部７と、伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…間に介在することにより伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…を常時係合可能にする弾性体部６…とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボット等に内蔵することにより、入力する回転運動を減速して出力する回転減速伝達装置に関する。

一般に、量産性が要求される生産工場の生産ラインでは、複数のアーム部を関節機構により連結して構成した産業用ロボットが設置される。関節機構は、任意のアーム部の端部と他のアーム部の端部を回動可能に連結するとともに、任意のアーム部に内蔵する駆動モータの回転を、１／１００〜１／２００程度に減速し、減速した回転出力により他のアーム部を回転駆動可能な回転減速伝達装置を備えている。したがって、この種の回転減速伝達装置には、高精度の、位置決め制御，角度制御，速度制御等が要求される。

従来、このような要求に応える回転減速伝達装置としては、通称、ハーモニックドライブ（登録商標）と呼ばれる波動歯車機構による減速機が広く用いられており、この波動歯車機構を備えるロボット或いはロボット関連装置としては、例えば、特許文献１で開示される原動装置、特許文献２で開示される産業用ロボットの手首機構、特許文献３で開示される多関節ロボットなどが知られている。

この場合、特許文献１で開示される原動装置は、カップ状のハウジングと、このハウジングの内周にリング状のサーキュラ・スプラインを回転可能に支承させるとともに、このサーキュラ・スプラインの内側に配設され、ウェーブジェネレータに付勢されて、サーキュラ・スプラインに噛合するカップ状のフレクスプラインをハウジングに固定してなるハーモニック減速機と、ハウジングに支軸の一端を固着するとともに、この支軸回りに回転するケーシングをフレクスプラインの内部に配設し、このケーシングにウェーブジェネレータを設けてなる液圧モータとを具備し、回転出力をサーキュラ・スプラインから取り出し得るように構成されたものである。

また、特許文献２で開示される産業用ロボットの手首機構は、アームに支持されたアーム軸を中心として回転自在に支承された手首全体を回転させる第３軸と、この第３軸に支持され、第３軸に直角な軸を中心として回転自在に支承された手首先端部を傾動させる第２軸と、第２軸に支持され、第２軸に直角な軸を中心として回軸自在に支承された手首先端部の加工具把持部を回転させる第１軸を設け、第１軸および第２軸は、同一中心軸に重ね合わせて配置された減速機にて手首内において減速させ、第３軸は、手首外においてあらかじめ減速させるように構成されたものである。

さらに、特許文献３で開示される多関節ロボットは、少くとも２つの制御アームと、両制御アームの関節部に設けられた同一軸上で相対する２つの減速機とを有する多関節ロボットにおいて、２つの減速機が一方の制御アームの関節部に固定された共通のサーキュラスプラインと、該共通のサーキュラスプラインの一端に該サーキュラスプラインと相対的に回動するように取付けられ、かつ他方の制御アームの関節部に連結されたブラケットとを備えた第１および第２のハーモニックドライブ減速磯から構成されたものである。

特開昭６０−０９８２４６号公報 特開昭６１−１４６４９０号公報 特開昭６４−０１１７７７号公報

しかし、上述した従来における波動歯車機構を備える回転減速伝達装置は、次のような問題点があった。

第一に、主要構成部品として、フレクスプライン、ウェーブジェネレータ、サーキュラスプラインを備えており、フレクスプラインは、薄肉の金属弾性プレートにより全体をカップ状に形成するとともに、楕円状に変形する開口部の外周に形成した歯車部を、位置を固定したサーキュラスプラインの内周に形成した歯車部に噛合させている。したがって、カップ状に一体形成するフレクスプラインは、高度の精密部品として製造する必要があるため、その製造が容易でなく、高コスト化が避けられない。しかも、フレクスプラインは、使用による金属疲労や動作不良を生じ易く、耐久性にも難がある。結局、従来の波動歯車機構は、イニシャルコスト及びランニングコストの双方において大幅なコストアップを招いてしまう。

第二に、カップ状に形成するフレクスプラインにおける開口部の外周に歯車部を形成し、この歯車部を、楕円状のウェーブジェネレータにより波動変形させるとともに、底部の中心に、減速回転を出力する出力軸を結合するため、フレクスプラインを機能させるためには、当該フレクスプラインの軸方向長さをある程度確保する必要があり、減速伝達装置における全体構造の薄型化（小型化）を図るには限界があった

第三に、フレクスプラインの全体形状をカップ状に形成し、一端を閉塞する底部の中心に出力軸を結合するため、接続ケーブルを引き回すための空間確保が容易でない。特に、ロボットの場合、多数の関節機構を備え、多彩な動きを実現するための多数の駆動モータを内蔵するため、この駆動モータとロボットコントローラを接続する接続ケーブルの本数は少なくとも駆動モータの数だけ必要になるとともに、この本数を備える接続ケーブルを引き回す必要がある。したがって、多数の接続ケーブルを引き回すことができる空間を確保する観点からも更なる改善の余地があった。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した回転減速伝達装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る回転減速伝達装置１は、上述した課題を解決するため、入力する回転運動を減速して出力する回転減速伝達装置であって、回転運動が入力する回転入力部２と、この回転入力部２と一体に回転するカム本体部３ｃ，及びこのカム本体部３ｃの外周に沿って設けた内輪３ｂｉとこの内輪３ｂｉに対して相対的に回動変位可能となるフレキシブルな外輪３ｂｏを有するオーバルシャフト部３と、内周にインナギア５ｇを形成し、かつ位置を固定したインターナルギア部５と、外周の周方向Ｆｆに沿って形成し、かつインナギア５ｇに対して歯数を少なくして、オーバルシャフト部３の外周に付設した際に、周方向Ｆｆにおける複数の噛合位置Ｔ…でインナギア５ｇに噛合するアウタギア４ｇを有するとともに、側面から突出した伝達ピン本体４ｐｍ…及びこの伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして中心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…を有し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに配した複数の伝達ピン部４ｐ…を設けたフレックスギア部４と、伝達ローラ４ｐｒ…の外径よりも大径に形成することにより当該伝達ローラ４ｐｒ…が係合し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに形成した円形の係合孔７ｓｈ…を設けた出力プレート部７と、伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…間に介在することにより伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…を常時係合可能にする弾性体部６…とを備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、弾性体部６は、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍにより形成することができるとともに、より望ましくは、少なくとも潤滑材を含む充填剤Ａｄを配合した合成樹脂素材Ｒｍにより形成することができる。なお、合成樹脂素材Ｒｍの一例としては、ふっ素系樹脂素材又はポリフェニレンサルファイド樹脂素材が好適である。したがって、弾性体部６を設けるに際しては、伝達ローラ４ｐｒを、合成樹脂素材Ｒｍにより形成することにより、弾性体部６を兼用させてもよいし、伝達ローラ４ｐｒ…を金属素材Ｍｍにより形成し、かつ弾性体部６を、伝達ピン本体４ｐｍと当該伝達ローラ４ｐｒ間に介在させる円筒形のカラー部材６ａにより構成し、或いは伝達ローラ４ｐｒを金属素材により形成し、かつ弾性体部６を、伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈ間に介在させる円筒形のカラー部材６ｂにより構成してもよい。一方、伝達ピン本体４ｐｍを設けるに際しては、フレックスギア部４に設けた取付孔部４ｓに挿入して直接固定してもよいし、伝達ピン本体４ｐｍを、取付プレート４ｂに固定し、この取付プレート４ｂの複数位置を複数の固定部材４ｘ…によりフレックスギア部４に固定する固定機構４ｕを介して取付けてもよい。

このような構成を有する本発明に係る回転減速伝達装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 薄肉の金属弾性プレート材を用いて全体形状をカップ状に形成する従来のフレクスプラインは不要になるため、容易に製造可能となり、製造コストの大幅な削減を図れるとともに、金属疲労や動作不良等も大幅に低減できるため、耐久性及び信頼性の向上を図ることができるなど、イニシャルコスト及びランニングコストの双方における大幅なコストダウンを実現できる。

（２） 従来のフレクスプラインが不要になるため、軸方向Ｆｓにおける配設スペースのサイズダウンを図ることができる。したがって、全体構造における薄型化が可能になり、小型化に限界のあった、特に産業用ロボット等の更なる小型化を容易に実現できる。

（３） 弾性体部６…の弾性機能により、伝達ローラ４ｐｒ…と係合孔７ｓｈ…間を安定に係合させることができるため、フレックスギア部４から出力プレート部７への回転伝達を効率的に行うことができるとともに、無用な発熱や減耗を排除して長期使用における信頼性を高めることができる。しかも、係合孔７ｓｈ…と伝達ローラ４ｐｒ…の組合わせによる単純形状の部品や加工部位により実現できるとともに、機械的な寸法誤差に対する吸収機能により加工上の厳格な精度が要求されないため、実施の容易性及び低コスト性に優れる。

（４） 好適な態様により、弾性体部６を、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍにより形成すれば、射出成形機による一体成形が可能になるため、更なる低コスト性及び量産性に寄与できる。

（５） 好適な態様により、弾性体部６を、少なくとも潤滑材を含む充填剤Ａｄを配合した合成樹脂素材Ｒｍにより形成すれば、弾性体部６の外周面又は内周面が接触する際の接触摩擦をより低減できるなど、更なる円滑性かつ効率の高い回転伝達を行うことができる。

（６） 好適な態様により、合成樹脂素材Ｒｍとして、ふっ素系樹脂素材又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂素材を用いれば、適度な弾性を確保しつつ、耐摩耗性及び摩擦特性（潤滑性）、更には高い機械的強度及び寸法安定性を有する自身の特性を有効に活かせるため、最適な弾性体部６として構成できる。

（７） 好適な態様により、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒを、合成樹脂素材Ｒｍにより形成することにより弾性体部６を兼用させれば、弾性体部６が一体の伝達ローラ４ｐｒを構成できるため、別部品としての弾性体部６が不要となり、部品点数及び組付工数の低減に伴う構造のシンプル化及びコスト低減を図れるとともに、故障等の低減にも寄与できるなど、信頼性を高めることができる。

（８） 好適な態様により、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒを金属素材Ｍｍにより形成し、かつ弾性体部６を、伝達ピン本体４ｐｍと当該伝達ローラ４ｐｒ間に介在させる円筒形のカラー部材６ａにより構成すれば、円筒形に形成した伝達ローラ４ｐｒの内径とカラー部材６ａの厚みを所定の寸法に選定できるため、弾性体部６の弾性度合や変形度合等を任意に調整できるとともに、弾性体部６を介しての回転伝達特性の最適化を容易に図ることができる。なお、この形態は、比較的小サイズのカラー部材６ａを、伝達ローラ４ｐｒの内周面に配するため、小型の係合機構を構築する際に適している。

（９） 好適な態様により、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒを金属素材により形成し、かつ弾性体部６を、伝達ローラ４ｐｒと係合円孔部７ｓ間に介在させる円筒形のカラー部材６ｂにより構成すれば、円筒形に形成した伝達ローラ４ｐｒの外径とカラー部材６ａの厚みを所定の寸法に選定できるため、弾性体部６の弾性度合や変形度合等を任意に調整できるとともに、弾性体部６を介しての伝達特性の最適化を容易に図ることができる。なお、この形態は、比較的大サイズのカラー部材６ｂを伝達ローラ４ｐｒの外周側に配するため、安定した係合機構を構築する際に適している。

（１０） 好適な態様により、伝達ピン本体４ｐｍを設けるに際して、フレックスギア部４に設けた取付孔部４ｓに挿入して直接固定すれば、最もシンプルな取付構造により実施できるため、部品点数の削減及び取付構造の小型化に寄与できる。

（１１） 好適な態様により、伝達ピン本体４ｐｍを設けるに際して、伝達ピン本体４ｐｍを、取付プレート４ｂに固定し、この取付プレート４ｂの複数位置を複数の固定部材４ｘ…によりフレックスギア部４に固定する固定機構４ｕを介して取付ければ、特に回転伝達方向の応力に強い取付構造を実現できるため、伝達機構における安定性及び信頼性を高めることができる。

本発明に係る回転減速伝達装置の原理を説明するための原理形態に係る回転減速伝達装置の一部を破断した全体を示す斜視図、 同回転減速伝達装置の全体を示す断面側面図、 同回転減速伝達装置の要部の分解斜視図、 同回転減速伝達装置のフレックスギア部とインターナルギア部の関係を示す部分抽出拡大図を含む正面図、 同回転減速伝達装置のフレックスギア部の一部を示す作用説明図、 同回転減速伝達装置のオーバルシャフト部を含む軸直角方向の原理的断面構成図、 同回転減速伝達装置の出力プレート部と伝達ピン部の関係を示す部分抽出拡大図を含む正面図、 同回転減速伝達装置の要部の一部を示す軸方向断面図、 同回転減速伝達装置を用いた産業用ロボットの外観図、 同回転減速伝達装置の動作説明図、 本発明の好適実施形態に係る回転減速伝達装置の伝達ピン部が係合した状態を示す一部抽出拡大図を含む出力プレート部の正面図、 同回転減速伝達装置の伝達ピン部が係合した状態を示す一部抽出拡大図を含む出力プレート部の断面側面図、 同回転減速伝達装置における伝達ピン部の作用説明図、 同回転減速伝達装置における変更例に係るフレックスギア部の一部分を抽出して示す正面図、 同回転減速伝達装置における変更例に係る伝達ピン部の正面図、 同伝達ピン部をフレックスギア部に取付けた状態を示す断面構造図、 同伝達ピン部を取付ける状態を説明するためのフレックスギア部の一部を示す正面図、 同回転減速伝達装置における他の変更例に係る伝達ピン部の正面図、 同回転減速伝達装置における他の各種変更例に係る伝達ピン部の断面正面図、

次に、本発明の好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

最初に、同好適実施形態に係る回転減速伝達装置１の理解を容易にするため、原理説明用の原理形態に係る回転減速伝達装置１００の構成及び動作について、図１〜図１０を参照して説明する。

この種の回転減速伝達装置１００，１は、図９に示すような産業用ロボットＲの関節機構Ｍｊに用いることができる。例示の産業用ロボットＲは、垂直多関節ロボットＲｖであり、機台２１の上面に設置したロボット本体部２２と、この機台２１の下方スペースに収容することによりロボット本体部２２を駆動制御するロボットコントローラ２３を備える。ロボット本体部２２は、第１アーム部（任意のアーム部）１５と第２アーム部（他のアーム部）１６を備えており、この第１アーム部１５と第２アーム部１６が関節機構Ｍｊを介して連結される。即ち、第１アーム部１５の先端部１５ｓに、回転減速伝達装置１００，１を内蔵し、この回転減速伝達装置１００，１により第２アーム部１６の後端部１６ｒを回転駆動する。これにより、第２アーム部１６の位置決め制御，角度制御及び速度制御等を行うことができる。

図１及び図２に、回転減速伝達装置１００の全体構造を示す。なお、図２において、図９に示した産業用ロボットＲにおける第１アーム部１５の先端部１５ｓ及び第２アーム部１６の後端部１６ｒを、それぞれ仮想線で示している。図１及び図２に示すように、回転減速伝達装置１００は、大別して、回転の伝達方向上流側から、回転入力部２，オーバルシャフト部３，フレックスギア部４，インターナルギア部５及び出力プレート部７（回転出力機構９）を備える。これにより、回転入力部２に入力する回転運動は、予め設定した１／１００〜１／２００レベルで減速され、減速された回転運動は回転出力機構９から出力する。

以下、各部の構成について具体的に説明する。回転入力部２は、全体を筒形に形成した入力回転体１１により構成する。この入力回転体１１はベアリング（ボールベアリング等）３１により回動自在に支持される。この場合、ベアリング３１は、外輪を第１アーム部１５の内面に取付けた支持筒３２に固定するとともに、内輪を入力回転体１１の外周面に固定する。入力回転体１１は、図２に示すように、内周面１１ｉの内方がケーブル類Ｋａ，Ｋｂ…の配線空間Ｓとなる。このため、確保する配線空間Ｓの広さを考慮して内径等を選定することができる。また、入力回転体１１の外周面１１ｏにおける軸方向Ｆｓの中間部位には、オーバルシャフト部３を構成するカム本体部３ｃを一体形成する。

したがって、このような筒形の入力回転体１１を用いれば、ケーブル類Ｋａ，Ｋｂ…の配線空間Ｓを確保できるため、ケーブル類Ｋａ，Ｋｂ…の本数が多くなった場合であっても、他の周辺構造と併せて全体の煩雑化を回避できる利点がある。なお、符号３３は、入力回転体１１の端面に固定した入力ギアリングである。

オーバルシャフト部３は、図６に示すように、入力回転体１１に一体形成したカム本体部３ｃと、このカム本体部３ｃの外周面に沿って設けた内輪３ｂｉと、フレキシブルな外輪３ｂｏと、この内輪３ｂｉと外輪３ｂｏ間に介在させた複数の転動体３ｂｍ…を備える。例示の転動体３ｂｍ…はボールである。このような構造により、外輪３ｂｏは内輪３ｂｉに対して相対的に回動変位可能になる。なお、内輪３ｂｉは、カム本体部３ｃの外周面に兼用させることも可能である。これにより、カム本体部３ｃにおける内周面１１ｉの軸直角方向の断面形状は円形状になるとともに、カム本体部３ｃにおける外周面１１ｏの軸直角方向の断面形状は楕円形状（オーバル形状）になる（図６参照）。

一方、第１アーム部１５の内面には、サーボモータ等の駆動モータ３４を固定し、この駆動モータ３４の回転シャフトに取付けた駆動ギア３４ｇを入力ギアリング３３に噛合させる。これにより、回動自在に支持される入力回転体１１に、駆動モータ３４からの回転運動が入力する。このように、回転入力部２（入力回転体１１）に、駆動モータ３４の回転運動を入力させるようにすれば、回転減速伝達装置１００は、駆動モータ３４を含めた駆動部として構成できるため、例えば、産業用ロボットのアーム部に内蔵する駆動部の小型化、更には耐久性向上及び信頼性向上に寄与できる利点がある。なお、駆動モータ３４から回転入力部２に対する回転伝達方式として、ギア伝達機構を例示したが、タイミングベルトとプーリを利用したベルト伝達機構等の他の回転伝達方式を用いてもよい。

フレックスギア部４は、全体を金属素材（特殊鋼等）によりフレキシブル性を有する無端ベルト状に構成し、図６に示すように、オーバルシャフト部３の外輪３ｂｏの外周面に沿って付設する。図４に、フレックスギア部４の全体形状を示すとともに、図５に、フレックスギア部４の一部の拡大形状を示す。フレックスギア部４は、外周面に、周方向Ｆｆに沿ったアウタギア４ｇを形成する。

また、アウタギア４ｇを構成する各歯部（山部）４ｇｓ…の一つ置きに伝達ピン本体４ｐｍ…を埋設（穴に圧入）する。この場合、各歯部（山部）４ｇｓ…は、各伝達ピン本体４ｐｍ…を支持する機能を有するため、支持強度を確保できる厚さ及び形状を選定する。なお、伝達ピン本体４ｐｍ…は、各歯部（山部）４ｇｓ…の一つ置きに配した例を示したが、各伝達ピン本体４ｐｍ…の間隔は任意に設定できる。各伝達ピン本体４ｐｍ…は、剛性の高い耐摩耗性を有する金属素材を使用し、図３〜図５に示すように、断面が円形となる丸棒状に形成し、図８に示すように、一端側を、各歯部（山部）４ｇｓ…に埋設するとともに、他端側を、フレックスギア部４の側面から横側方（図８では上方）に突出させる。これにより、各伝達ピン本体４ｐｍ…は、フレックスギア部４の周方向Ｆｆに沿って一定間隔置きに配される。

さらに、フレックスギア部４の横側方から突出する各伝達ピン本体４ｐｍ…の他端側には伝達ローラ４ｐｒ…の偏心位置を回動自在に取付ける。これにより、各伝達ローラ４ｐｒ…の偏心位置が各伝達ピン本体４ｐｍ…により回動自在に支持される。このように、フレックスギア部４から突出した伝達ピン本体４ｐｍ…と、この伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして偏心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…により伝達ピン部４ｐ…が構成される。なお、伝達ピン部４ｐ…はこのような伝達ピン本体４ｐｍ…と伝達ローラ４ｐｒ…により構成することが望ましいが、伝達ローラ４ｐｒ…を使用することなく伝達ピン本体４ｐｍ…の形状を選定した一体化した伝達ピン部４ｐ…であってもよい。

他方、フレックスギア部４の内周面であって、各歯部（山部）４ｇｓ…間の谷部４ｇｄ…に対応するそれぞれの位置には、図５に示すように、Ｕ形形状となる切込部４ｃ…を放射方向Ｆｄに形成する。これにより、各谷部４ｇｄ…と各切込部４ｃ…間の厚さは、オーバルシャフト部３の回転に対して円滑かつ安定に追従可能なフレキシブル性（弾性）が確保される。図５における実線部分が、図４に示すフレックスギア部４がインターナルギア部５から最離間したときの形状を示すとともに、図５における仮想線部分が、図４に示すフレックスギア部４がインターナルギア部５に最接近したときの形状を示している。

インターナルギア部５は、全体を金属素材により剛性を有するリング状に形成し、図３に示すように、内周面には、周方向Ｆｆに沿ったインナギア５ｇを形成する。そして、図２に示すように、インターナルギア部５の外周面を第１アーム部１５の内面に取付けて固定するとともに、インナギア５ｇに、上述したフレックスギア部４のアウタギア４ｇを噛合させる。この際、インターナルギア部５に形成するインナギア５ｇの一周の歯数は、フレックスギア部４に形成するアウタギア４ｇの一周の歯数に対して、多くなるように設定する。例示の場合、アウタギア４ｇの歯数を「Ｎ」に設定し、インナギア５ｇの歯数は「Ｎ＋２」に設定した。

この場合、フレックスギア部４の全体の外周形状は楕円形となるため、フレックスギア部４は、インナギア５ｇに対して１８０〔°〕の位置関係となる二個所の噛合位置Ｔ，Ｔで噛合する。このように、フレックスギア部４を、インナギア５ｇに対して１８０〔°〕の位置関係となる二個所の噛合位置Ｔ，Ｔで噛合させるようにすれば、フレックスギア部４を、最も、単純な形状となる楕円形状を選定できるため、例えば、三個所以上の噛合位置Ｔ…で噛合させる場合に要求される精度に対してより低く抑えることが可能となり、製造容易性及び加工容易性を高めることができるとともに、耐久性，静音性及び信頼性の向上にも寄与できる利点がある。

回転出力機構９は、リング状に形成した出力プレート保持体１２を備え、この出力プレート保持体１２は、この内周面と入力回転体１１の外周面間に配したベアリング（ローラベアリング）３６により内周面側が支持されるとともに、この出力プレート保持体１２の外周面と第１アーム部１５の内面間に配したクロスローラベアリング３７により外周面側が支持される。出力プレート保持体１２におけるフレックスギア部４に対向する端面１２ｓには、出力プレート部７を嵌合させるリング凹部１２ｈを形成し、このリング凹部１２ｈに、図２に示す出力プレート部７を嵌合させる。一方、出力プレート保持体１２におけるリング凹部１２ｈを有する端面１２ｓに対して反対側の端面１２ｔには、出力接続プレート３８を固定する。

また、出力プレート部７はリング形（リング板状）に形成するとともに、伝達ローラ４ｐｒ…が係合可能な複数の係合孔７ｓｈ…を形成する。係合孔７ｓｈ…は、出力プレート部７の周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに形成するとともに、出力プレート部７が回転したときの伝達ローラ４ｐｒ…の変位を許容できるように、放射方向Ｆｄに沿ったスリット状の長孔として形成する。なお、出力プレート部７をリング形に形成すれば、ケーブル類Ｋａ，Ｋｂ…の配線空間を確保可能になるとともに、特に、筒形に形成する入力回転体１１と組合わせることにより、全体構造のシンプル化及び高剛性化に寄与できる利点がある。その他、図１及び図２において、符号４０…は、シールリングを示す。

このように、回転出力機構９を構成するに際し、伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして偏心位置が支持される伝達ローラ４ｐｒ…，及びこの伝達ローラ４ｐｒ…が係合し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに形成するとともに、回転伝達時に伝達ローラ４ｐｒ…の変位を許容する複数の係合孔７ｓｈ…を放射方向Ｆｄに設けたリング形の出力プレート部７を用いて構成すれば、周方向Ｆｆの異なる位置で生じる係合孔７ｓｈ…に対する伝達ピン部４ｐ…の変位を有効に吸収することができる。したがって、係合孔７ｓｈ…と伝達ピン本体４ｐｍ…を直接係合させた際に生じる無用な応力を排除し、伝達ピン部４ｐ…から回転出力機構９への回転伝達を安定かつ円滑に行うことができるとともに、無用なロス分を排除して回転伝達効率をより向上させることができる。

よって、このような原理形態に係る回転減速伝達装置１００によれば、回転運動が入力する回転入力部２と、この回転入力部２と一体に回転するカム本体部３ｃ，及びこのカム本体部３ｃの外周に沿って設けた内輪３ｂｉとフレキシブルな外輪３ｂｏ間に複数の転動体３ｂｍ…を介在させたオーバルシャフト部３と、インナギア５ｇを内周に形成し、かつ位置を固定したインターナルギア部５と、外周の周方向Ｆｆに沿って形成し、かつインナギア５ｇに対して歯数を少なくして、オーバルシャフト部３の外周に付設した際に、周方向Ｆｆにおける二個所（一般的には複数個所）の噛合位置Ｔ…でインナギア５ｇに噛合するアウタギア４ｇを有するとともに、側面から突出し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに設けた複数の伝達ピン本体４ｐｍ…及びこの伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして偏心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…により構成した伝達ピン部４ｐ…を有するフレックスギア部４と、この伝達ピン部４ｐ…が係合し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに設けるとともに、回転伝達時に伝達ピン部４ｐ…の変位を許容する複数の係合孔７ｓｈ…を放射方向Ｆｄに設けた出力プレート部７を有する回転出力機構９とを備えるため、薄肉の金属弾性プレート材を用いて全体形状をカップ状に形成する従来のフレクスプラインは不要になる。

この結果、容易に製造可能となり、製造コストの大幅な削減を図れるとともに、金属疲労や動作不良等も大幅に低減できるため、耐久性及び信頼性の向上を図ることができるなど、イニシャルコスト及びランニングコストの双方における大幅なコストダウンを実現できる。しかも、従来のフレクスプラインが不要になることから、軸方向Ｆｓにおける配設スペースのサイズダウンを図ることができ、全体構造における薄型化が可能になる。したがって、小型化に限界のあった、特に産業用ロボット等の更なる小型化を容易に実現することができる。

また、回転減速伝達装置１００を、ロボットＲを構成する任意のアーム部１５と他のアーム部１６を連結する関節機構Ｍｊに用いれば、関節機構Ｍｊの薄型化（小型化）、耐久性及び信頼性の向上に寄与できるため、特に、生産ラインに設置するための最適な産業用ロボット（垂直多関節ロボットＲｖ，水平多関節ロボット，デルタ型ロボット等）を構築できる利点がある。

次に、このような原理形態を有する回転減速伝達装置１００の動作について、図１〜図９を参照し、主に図１０（ａ）〜（ｄ）に従って説明する。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）は原理図のため、カム本体部３ｃの楕円形状は誇張した細長形状で描いている。

まず、ロボットコントローラ２３により駆動モータ３４をＯＮ制御すれば、駆動モータ３４が作動し、駆動ギア３４ｇが回転する。この回転運動は入力ギアリング３３に伝達されるとともに、さらに、カム本体部３ｃを含む入力回転体１１に伝達される。これにより、カム本体部３ｃは比較的高速で回転する。

図１０（ａ）は、カム本体部３ｃの回転が開始する前の状態を示している。この状態では、カム本体部３ｃが位置Ｐｓで停止し、カム本体部３ｃの長手方向（楕円直径の最大方向）は上下方向となる。したがって、フレックスギア部４における始点は符号Ｘｓの位置にありインターナルギア部５の基準点Ｘｏに一致する。図１０（ａ）の状態では、フレックスギア部４のアウタギア４ｇがインターナルギア部５のインナギア５ｇに対して上下二個所の噛合位置Ｔ，Ｔで噛合する。

次いで、カム本体部３ｃが、図１０（ａ）の位置Ｐｓから矢印Ｄｒ方向に９０°回転した状態を想定する。この状態を図１０（ｂ）に示す。この場合、カム本体部３ｃは、位置Ｐｓから時計方向へ９０°回転した位置Ｐ１まで変位する。これにより、カム本体部３ｃの長手方向は、図１０（ｂ）に示すように左右方向となる。したがって、カム本体部３ｃの回転時には、アウタギア４ｇがインナギア５ｇに噛合する上側の噛合位置Ｔ（下側の噛合位置Ｔも同じ）が時計方向に噛み合いつつ９０°移動することになる。この際、アウタギア４ｇの歯数はＮ、インナギア５ｇの歯数はＮ＋２のため、フレックスギア部４の始点は、基準点Ｘｏに対して、角度Ｑ１＝（３６０°／Ｎ）×２）／４だけ、反時計方向となる位置Ｘ１へ変位する。

さらに、カム本体部３ｃが図１０（ｂ）の位置Ｐ１から矢印Ｄｒ方向に９０°回転した状態を想定する。この状態を図１０（ｃ）に示す。この場合、カム本体部３ｃは位置Ｐ１から時計方向へ９０°回転した位置Ｐ２まで変位する。これにより、カム本体部３ｃの長手方向は、図１０（ｃ）に示すように上下方向となる。したがって、フレックスギア部４の始点は、基準点Ｘｏに対して、角度Ｑ２＝（３６０°／Ｎ）×２）／２だけ反時計方向となる位置Ｘ２へ変位する。

次いで、カム本体部３ｃが図１０（ｃ）の状態から矢印Ｄｒ方向に１８０°回転した状態を想定する。この状態を図１０（ｄ）に示す。この場合、カム本体部３ｃは位置Ｐ２から１８０°回転した位置Ｐ３まで変位する。これにより、カム本体部３ｃの長手方向は、上下方向となり、図１０（ｃ）の位置に対して上下反転する。したがって、フレックスギア部４の始点は、基準点Ｘｏに対して、角度Ｑ３＝（３６０°／Ｎ）×２）だけ反時計方向となる位置Ｘ３へ変位する。以上により、カム本体部３ｃは、時計方向へ１回転するとともに、フレックスギア部４は、歯数「２」だけ反時計方向へ移動する減速処理が行われる。

さらに、減速されたフレックスギア部４の回転運動は、回転出力機構９に伝達される。即ち、フレックスギア部４から突出する伝達ピン部４ｐ…は、出力プレート部７の係合孔７ｓｈ…に係合する偏心位置が支持される伝達ローラ４ｐｒ…を備えるため、出力プレート部７はフレックスギア部４の回転運動に完全に同調して回転する。この場合、伝達ピン部４ｐ…は、カム本体部３ｃの外周面の軌跡に従って放射方向Ｄｄに反復変位するが、この変位は、長孔により形成した係合孔７ｓｈ…により吸収される。

そして、図２に示すように、出力プレート部７の回転運動は、入力した回転運動に対して大きく減速されるとともに、出力プレート保持体１２，出力接続プレート３８を含む出力プレート部７以外の回転出力機構９を介して第２アーム部１６に伝達され、第２アーム部１６が回転変位する。即ち、第１アーム部１５を支点に高精度で回転制御される。

次に、このような原理形態を踏まえ、本発明の好適実施形態に係る回転減速伝達装置１について、図１１〜図１９を参照して詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る回転減速伝達装置１の構成について、図１１〜図１８を参照して説明する。本実施形態は、前述した図１〜図１０に示した原理形態に対して、特に、フレックスギア部４と出力プレート部７間における回転伝達機構を改善したものである。したがって、本実施形態では、原理形態におけるフレックスギア部４の一部、即ち、外周の周方向Ｆｆに沿って形成し、かつインナギア５ｇに対して歯数を少なくして、オーバルシャフト部３の外周に付設した際に、周方向Ｆｆにおける複数の噛合位置Ｔ…でインナギア５ｇに噛合するアウタギア４ｇを有する原理形態におけるフレックスギア部４の一部を含むとともに、特に、側面から突出した伝達ピン本体４ｐｍ…及びこの伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして中心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…を有し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに配した複数の伝達ピン部４ｐ…を設けてなるフレックスギア部４を備える。また、出力プレート部７として、伝達ローラ４ｐｒ…の外径よりも大径に形成することにより当該伝達ローラ４ｐｒ…が係合し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに形成した円形の係合孔７ｓｈ…を設けた出力プレート部７を備えるとともに、更に、伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…間に介在させることにより、伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…を常時係合可能にする弾性体部６…を備えている。

即ち、本実施形態の場合、図１１及び図１２に示すように、一つの伝達ピン部４ｐは、丸棒状のピン部材により形成した伝達ピン本体４ｐｍと、この伝達ピン本体４ｐｍを軸にして中心位置が回動自在に支持される円形（円筒形）の伝達ローラ４ｐｒにより構成する。したがって、前述した図１〜図１０に示した原理形態の伝達ピン部４ｐは、伝達ローラ４ｐｒの偏心位置が伝達ピン本体４ｐｍにより支持されるが、本実施形態における伝達ピン部４ｐは、円形の伝達ローラ４ｐｒの中心位置が伝達ピン本体４ｐｍにより支持される点が異なる。

また、本実施形態における伝達ローラ４ｐｒは、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍにより一体に形成する。特に、合成樹脂素材Ｒｍとしては、適度な弾性を確保しつつ、耐摩耗性及び摩擦特性（潤滑性）、更には高い機械的強度及び寸法安定性を有する素材を選定することが望ましい。このような合成樹脂素材Ｒｍを用いることにより、射出成形機による一体成形が可能になるため、更なる低コスト性及び量産性に寄与できる。この場合、合成樹脂素材Ｒｍとして、合成樹脂素材をそのまま利用することも可能であるが、より好ましくは、後述する変更例のように、充填剤を配合した合成樹脂素材Ｒｍを用いることが望ましい。

合成樹脂素材Ｒｍとしては、例えば、ふっ素系樹脂素材又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂素材Ｒｍｐが好適である。これらの素材は、適度な弾性を確保しつつ、耐摩耗性及び摩擦特性（潤滑性）、更には高い機械的強度及び寸法安定性を有する自身の特性を有効に活かせるため、最適な弾性体部６として構成できる。一例として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂素材Ｒｍｐを利用したオイレス工業株式会社製のすべり軸受（グライトロンＳＥ（商品名）等）やふっ素系樹脂素材を利用したＮＴＮ株式会社製のスリーブベアリング（ＡＲＥシリーズ等）を用いることができる。なお、これらの製品は、本来はすべり軸受であるが、本実施形態の伝達ローラ４ｐｒにそのまま転用又はサイズ（形状）等の設計変更により容易に転用することができ、実施の容易性及び低コスト性に寄与できる。

このような本実施形態における伝達ローラ４ｐｒは、伝達ローラ４ｐｒに弾性体部６を兼用する形態として構成される。即ち、弾性体部６は、伝達ピン部４ｐと係合孔７ｓｈ間に介在させることにより、伝達ピン部４ｐと係合孔７ｓｈを常時係合可能にする機能を備えるため、後述する変更例のように、伝達ローラ４ｐｒを金属素材により形成し、この伝達ローラ４ｐｒの外周側又は内周側に合成樹脂素材Ｒｍにより形成した筒形状の弾性体部６を組合わせて構成することもできるし、本実施形態のように、伝達ローラ４ｐｒ自体を合成樹脂素材Ｒｍにより形成することもできる。これにより、弾性体部６が一体の伝達ローラ４ｐｒを構成できるため、別部品としての弾性体部６が不要とり、部品点数及び組付工数の低減に伴う構造のシンプル化及びコスト低減を図れるとともに、故障等の低減にも寄与できるなど、信頼性を高めることができる利点がある。

一方、伝達ピン本体４ｐｍは、図１２に示すように、フレックスギア部４の側面から突出させるとともに、円筒形の伝達ローラ４ｐｒは伝達ピン本体４ｐｍの外周面に対して回動自在に組付ける。これにより、伝達ローラ４ｐｒの中心位置が伝達ピン本体４ｐｍにより回動自在に支持される伝達ピン部４ｐが構成される。また、複数の伝達ピン部４ｐ…を用意し、図１１に示すように、フレックスギア部４の周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに配設する。

この場合、伝達ピン部４ｐ…を除くフレックスギア部４は、図４に示した原理形態のフレックスギア部４を用いることができる。なお、図１４は、フレックスギア部４の変更例を示している。図４（図５）に示した原理形態のフレックスギア部４に対して、図１４に示すフレックスギア部４は、各切込部４ｃ…を、より広く形成するとともに、各切込部４ｃ…間に、各伝達ピン本体４ｐｍ…を配した点を異ならせたものである。基本的な機能は同じとなるが、よりフレックス性を高めることができる。

また、伝達ピン部４ｐの取付けに際しては、図１２に示すように、伝達ピン本体４ｐｍをフレックスギア部４に対して直接固定する方法、又は図１５〜図１８に示すように、別途の固定機構４ｕを介して取付ける方法を用いることができる。伝達ピン部４ｐを直接固定する方法は、図１２に示すように、フレックスギア部４の側面から面直角方向に取付孔部４ｓを形成し、この取付孔部４ｓに伝達ピン本体４ｐｍを圧入するなどにより直接固定することができる。この方法は、最もシンプルな取付構造により実施できるため、部品点数の削減及び取付構造の小型化に寄与できる。さらに、伝達ピン本体４ｐｍに、伝達ローラ４ｐｒを組付けるには、図１２に示すように、伝達ローラ４ｐｒの内孔部に対して、伝達ピン本体４ｐｍを単に挿入するのみで組付けることができる。この場合、伝達ローラ４ｐｒの一端面は、フレックスギア部４の側面に規制されるとともに、伝達ローラ４ｐｒの他端面は、図２に示すインターナルギア部５の端面により規制されるため、伝達ローラ４ｐｒの、伝達ピン本体４ｐｍからの抜脱が阻止され、伝達ローラ４ｐｒに対して伝達ピン本体４ｐｍを単に挿入するのみで組付可能となる。

一方、伝達ピン本体４ｐｍを、固定機構４ｕを介して取付ける方法では、図１５及び図１６に示すような横長の取付プレート４ｂを用意し、この取付プレート４ｂの中央位置に伝達ピン本体４ｐｍの一端をネジ止め方式等により固定するとともに、この取付プレート４ｂの両側位置（一般的には複数位置）を、それぞれ固定部材４ｘ，４ｘにより、フレックスギア部４の側面に固定することができる。例示の固定部材４ｘ，４ｘは、丸棒状に形成し、一端側をフレックスギア部４の側面から面直角方向に形成した取付孔５１，５１に圧入するとともに、他端側を取付プレート４ｂに形成した取付孔５２，５２に圧入して固定できる。なお、５３，５３は、取付プレート４ｂとフレックスギア部４の側面間に介在させたワッシャ部材を示す。このような取付方法を採用すれば、特に、回転伝達方向の応力に強い取付構造を実現できるため、伝達機構における安定性及び信頼性を高めることができる。

図１７は、フレックスギア部４の側面に、複数の固定機構４ｕ…を介して各伝達ピン部４ｐ…を取付ける際の配置状態を示している。なお、図１８は、取付プレート４ｂの変更例を示す。図１８に示す取付プレート４ｂは、図１５に示した取付プレート４ｂに対して、長手方向の長さを、更に長く形成するとともに、中間部位をフレックスギア部４の円弧形状に沿わせてへの字形にやや折曲形成したものである。このような形状的な相違点を除き、基本的には、図１５に示した取付プレート４ｂと同様に用いることができる。したがって、取付プレート４ｂは各種形状や形態により実施可能である。

他方、出力プレート部７には、各伝達ローラ４ｐｒ…が係合する係合孔７ｓｈ…を形成する。この係合孔７ｓｈは、図１１に示すように、伝達ローラ４ｐｒの外径よりも大径となる円形に形成する。この場合、係合孔７ｓｈは、伝達ローラ４ｐｒを挿入（収容）した際に、伝達ローラ４ｐｒの外周面の一点（一ライン）位置と係合孔７ｓｈにおける内周面の一点（一ライン）位置が常時圧接して係合するように、当該係合孔７ｓｈの直径（又は伝達ローラ４ｐｒの外径）の大きさを選定する。

その他、図１１〜図１８において、図１〜図１０と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

次に、本実施形態に係る回転減速伝達装置１の動作（機能）について、図１１〜図１３を参照して説明する。

本実施形態に係る回転減速伝達装置１では、図１１に示すように、各係合孔７ｓｈ…は、出力プレート部７の周方向Ｆｆに沿って、所定間隔毎に形成するため、例示の場合、約１／４周の範囲において、八つの係合孔７ｓｈ…が形成される。したがって、今、図１１に示すように、最上部に位置する係合孔７ｓｈにおいて、伝達ローラ４ｐｒの上端位置が当該係合孔７ｓｈの内面上端となる位置Ｘ１で圧接するとともに、出力プレート部７の回転方向が、図中時計回りであるとすれば、カム本体部３ｃ（図６，図１０）がＱｓ〔°〕だけ回転することにより、伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈが圧接する位置Ｘ２は、伝達ローラ４ｐｒから見て反時計方向へＱｓ〔°〕だけ角度変位する。同様に、カム本体部３ｃが、Ｑｓ〔°〕×２だけ回転することにより、伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈが当接する位置Ｘ３は、伝達ローラ４ｐｒから見て反時計方向へＱｓ〔°〕×２だけ変位する。以下、同様の動作が行われる。この結果、係合孔７ｓｈ…の中心位置は、図１１中、真円となる鎖線円Ｔｃ上を変位（移動）するとともに、伝達ピン部４ｐ…の中心位置は、楕円となる鎖線円Ｔｅ上を変位する。この楕円となる鎖線円Ｔｅは、上下端位置において、鎖線円Ｔｃに対して最大となる外側に位置し、左右端位置において、鎖線円Ｔｃに対して最大となる外側に位置する。

したがって、カム本体部３ｃが回転する３６０〔°〕のいずれの角度位置においても、伝達ローラ４ｐｒの外周面の一点（一ライン）は係合孔７ｓｈの内周面に圧接することになる。この際、伝達ローラ４ｐｒが、例えば、金属素材等の硬質素材により形成されている場合には、伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈに対する高度の精度が要求され、精度が低い場合には、角度位置に応じて、非接触状態又は過大応力による接触状態が発生する虞れがあるが、本実施形態では、伝達ローラ４ｐｒを、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍにより形成するため、係合孔７ｓｈの内周面に対する圧接時には、図１１に示すように、無加圧時の厚さＬｄに対して、厚さＬｐ分が加圧により減縮されることにより厚さＬｓまで厚さが圧縮される。図１３（ａ）に、無加圧時における伝達ローラ４ｐｒの断面形状を示すとともに、図１３（ｂ）に、圧接時における伝達ローラ４ｐｒの断面形状を示す。４ｐｒｆは、無加圧時における伝達ローラ４ｐｒの表面形状を示すとともに、４ｐｒｓは、圧接時における伝達ローラ４ｐｒの表面形状を示す。

このように、弾性体部６を兼用する伝達ローラ４ｐｒ…は、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍにより形成するため、係合孔７ｓｈ…に圧接することにより、伝達ローラ４ｐｒ…の周方向Ｆｆへの変位を係合孔７ｓｈ…に伝達、即ち、出力プレート部７に伝達する回転伝達機能を発揮するとともに、この伝達ローラ４ｐｒ…は、弾性圧縮するため、機械的な寸法誤差等に対する誤差吸収機能を発揮する。

次に、伝達ピン部４ｐと弾性体部６の変更例について、図１９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

図１９（ａ）は、充填剤Ａｄを配合した合成樹脂素材Ｒｍを用いて一体成形した場合の伝達ローラ４ｐｒを模式的（原理的）に示したものである。この場合、充填剤Ａｄとしては、少なくとも二硫化モリブデン，グラファイト等の各種潤滑材を含ませることができる。これにより、弾性体部６（伝達ローラ４ｐｒ）の外周面又は内周面が接触する際の接触摩擦をより低減できるなど、更なる円滑性かつ効率の高い回転伝達を行うことができる。また、必要に応じて、伝達ローラ４ｐｒとしての特性（性能）を高めるための各種充填剤（添加剤）を配合することも可能である。なお、充填剤Ａｄを配合するとは、混合する場合のみならず表面をコーティングする場合も含む概念である。

図１９（ｂ）は、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒと弾性体部６を別体の部品とし、これらを組合わせて構成した形態となる。即ち、伝達ローラ４ｐｒを金属素材Ｍｍにより形成し、かつ弾性体部６を、伝達ピン本体４ｐｍと当該伝達ローラ４ｐｒ間に介在させる円筒形のカラー部材６ａにより構成したものである。このように構成すれば、円筒形に形成した伝達ローラ４ｐｒの内径とカラー部材６ａの厚みを所定の寸法に選定できるため、弾性体部６の弾性度合や変形度合等を任意に調整できるとともに、弾性体部６を介しての回転伝達特性の最適化を容易に図ることができる。なお、この形態は、比較的小サイズのカラー部材６ａを、伝達ローラ４ｐｒの内周面に配するため、小型の係合機構を構築する際に適している。また、カラー部材６ａを形成する弾性体部６は、図１１〜図１３及び図１９（ａ）に示したように、合成樹脂素材に対して他の充填剤を配合せずに、そのままの合成樹脂素材Ｒｍを利用してもよいし、充填剤Ａｄを配合した合成樹脂素材Ｒｍを利用してもよい。

図１９（ｃ）は、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒを金属素材により形成し、かつ弾性体部６を、当該伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈ間に介在させる円筒形のカラー部材６ｂにより構成したものである。このように構成すれば、円筒形に形成した伝達ローラ４ｐｒの外径とカラー部材６ｂの厚みを所定の寸法に選定できるため、弾性体部６の弾性度合や変形度合等を任意に調整できるとともに、弾性体部６を介しての伝達特性の最適化を容易に図ることができる。なお、この形態は、比較的大サイズのカラー部材６ｂを伝達ローラ４ｐｒの外周側に配するため、安定した係合機構を構築する際に適している。例示の場合、カラー部材６ｂを、係合孔７ｓｈの内周面に設けた場合を示したが、伝達ローラ４ｐｒの外周面に設けてもよい。また、カラー部材６ｂを形成する弾性体部６も、図１１〜図１３及び図１９（ａ）に示したように、合成樹脂素材に対して他の充填剤を配合せずに、そのままの合成樹脂素材Ｒｍを利用してもよいし、充填剤Ａｄを配合した合成樹脂素材Ｒｍを利用してもよい。

その他、図１９（ａ）〜（ｃ）において、図１〜図１８と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

このように、本実施形態に係る回転減速伝達装置１は、基本構成として、回転運動が入力する回転入力部２と、この回転入力部２と一体に回転するカム本体部３ｃ，及びこのカム本体部３ｃの外周に沿って設けた内輪３ｂｉとフレキシブルな外輪３ｂｏ間に複数の転動体３ｂｍ…を介在させたオーバルシャフト部３と、インナギア５ｇを内周に形成し、かつ位置を固定したインターナルギア部５と、外周の周方向Ｆｆに沿って形成し、かつインナギア５ｇに対して歯数を少なくして、オーバルシャフト部３の外周に付設した際に、周方向Ｆｆにおける複数の噛合位置Ｔ…でインナギア５ｇに噛合するアウタギア４ｇを有するとともに、側面から突出した伝達ピン本体４ｐｍ…及びこの伝達ピン本体４ｐｍ…を軸にして中心位置が回動自在に支持される伝達ローラ４ｐｒ…を有し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに配した複数の伝達ピン部４ｐ…を設けたフレックスギア部４と、伝達ローラ４ｐｒ…の外径よりも大径に形成することにより当該伝達ローラ４ｐｒ…が係合し、かつ周方向Ｆｆに沿って所定間隔置きに形成した円形の係合孔７ｓｈ…を設けた出力プレート部７と、伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…間に介在することにより伝達ピン部４ｐ…と係合孔７ｓｈ…を常時係合可能にする弾性体部６…とを備え、入力する回転運動を減速して出力する機能を備えるため、薄肉の金属弾性プレート材を用いて全体形状をカップ状に形成する従来のフレクスプラインは不要になり、容易に製造可能となる。これにより、製造コストの大幅な削減を図れるとともに、金属疲労や動作不良等も大幅に低減でき、耐久性及び信頼性の向上を図ることができるなど、イニシャルコスト及びランニングコストの双方における大幅なコストダウンを実現できる。

また、従来のフレクスプラインが不要になるため、軸方向Ｆｓにおける配設スペースのサイズダウンを図ることができる。したがって、全体構造における薄型化が可能になり、小型化に限界のあった、特に産業用ロボット等の更なる小型化を容易に実現することができる。さらに、弾性体部６…の弾性機能により、伝達ローラ４ｐｒ…と係合孔７ｓｈ…間を安定に係合させることができるため、フレックスギア部４から出力プレート部７への回転伝達を効率的に行うことができるとともに、無用な発熱や減耗を排除して長期使用における信頼性を高めることができる。しかも、係合孔７ｓｈ…と伝達ローラ４ｐｒ…の組合わせによる単純形状の部品や加工部位により実現できるとともに、機械的な寸法誤差に対する吸収機能により加工上の厳格な精度が要求されないため、実施の容易性及び低コスト性に優れる。

以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，方法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、出力プレート部７をリング形に形成するとともに、回転入力部２を筒形の入力回転体１１により構成した場合を示したが、ケーブル類Ｋａ，Ｋｂ…の配線空間Ｓを設けない場合には、リング形又は筒形に構成することを要しない。また、回転入力部２は、外周面１１ｏに、少なくともオーバルシャフト部３のカム本体部３ｃを一体形成した場合を示したが、別体のカム本体部３ｃを所定の取付手段により取付けてもよい。一方、フレックスギア部４は、インターナルギア部５のインナギア５ｇに対して１８０〔°〕の位置関係となる二個所の噛合位置Ｔ，Ｔで噛合させる場合を例示したが、カム本体部３ｃの形状を三角状，四角状又は五角状に形成し、三個所の噛合位置Ｔ…，四個所の噛合位置Ｔ…又は五個所の噛合位置Ｔ…で噛合させることも可能である。さらに、回転出力機構９には、回動自在に支持され、かつ端面１２ｓに、出力プレート部７を保持するリング凹部１２ｈを形成したリング形の出力プレート保持体１２を設けた形態を例示したが、同一の機能を発揮できる他の構成により置換する場合を排除するものではない。また、各伝達ピン４ｐ…は、アウタギア４ｇにおける各歯部（山部）４ｇｓの位置に対応して設けた場合を例示したが、必ずしも位置を対応させる必要はないとともに、各伝達ピン４ｐ…の数量及び間隔は、各歯部（山部）４ｇｓ…の数量と間隔に一致させる必要はない。一方、入力する回転運動として駆動モータ３４の回転運動を例示したが、他の各種の回転運動源を適用できる。さらに、各部の形成素材として金属素材を例示したが合成樹脂素材や繊維強化複合素材等であってもよいし、弾性が不要となる部品についてはセラミックス素材等であってもよく、素材の種類は特定の素材に限定されるものではない。なお、フレックスギア部４の内周面であって、各歯部（山部）４ｇｓ…間の谷部４ｇｄ…に対応するそれぞれの位置に、Ｕ形形状となる切込部４ｃ…を放射方向Ｆｄに形成した場合を例示したが、切込部４ｃ…の形状や位置（間隔）は任意であり、また、必ずしも設けることを要しない。

一方、所定の弾性を有する合成樹脂素材Ｒｍは、例示した一定の機能（特性）を有することを条件に各種の合成樹脂素材を利用できる。同様に、充填剤Ａｄも、例示した一定の機能（特性）を有することを条件に各種充填剤を利用することができる。さらに、弾性体部６を設けるに際して、伝達ローラ４ｐｒを、合成樹脂素材Ｒｍにより形成することにより、伝達ローラ４ｐｒに弾性体部６を兼用させた場合、伝達ローラ４ｐｒ…を金属素材Ｍｍにより形成し、かつ弾性体部６を、伝達ピン本体４ｐｍと当該伝達ローラ４ｐｒ間に介在させる円筒形のカラー部材６ａにより構成した場合、伝達ローラ４ｐｒを金属素材により形成し、かつ弾性体部６を、伝達ローラ４ｐｒと係合孔７ｓｈ間に介在させる円筒形のカラー部材６ｂにより構成した場合を例示したが、これらは、それぞれ単独で構成してもよいし、或いは、二又は三つの構成を任意に組合わせて構成してもよい。また、伝達ピン本体４ｐｍを設けるに際しては、フレックスギア部４に設けた取付孔部４ｓに挿入して直接固定する場合と、伝達ピン本体４ｐｍを、取付プレート４ｂに固定し、この取付プレート４ｂの複数位置を複数の固定部材４ｘ…により固定する固定機構４ｕを介してフレックスギア部４に取付ける場合とを例示したが、その他、公知の各種取付構造を利用することができる。

本発明に係る回転減速伝達装置は、産業用ロボットのアーム部を連結する関節機構をはじめ、入力する回転運動を減速して出力する機能を必要とする各種回転減速伝達装置として利用できる。

１：回転減速伝達装置，２：回転入力部，３：オーバルシャフト部，３ｃ：カム本体部，３ｂｉ：内輪，３ｂｏ：外輪，４：フレックスギア部，４ｐ…：伝達ピン部，４ｇ：アウタギア，４ｓ：取付孔部，４ｂ：取付プレート，４ｘ…：固定部材，４ｕ：固定機構，４ｐｍ…：伝達ピン本体，４ｐｒ…：伝達ローラ，５：インターナルギア部，５ｇ：インナギア，６…：弾性体部，６ａ：カラー部材，６ｂ：カラー部材，７：出力プレート部，７ｓｈ…：係合孔，Ｆｆ：周方向，Ｔ…：噛合位置，Ｒｍ：合成樹脂素材，Ｍｍ：金属素材，Ａｄ：充填剤

Claims (9)

1. 入力する回転運動を減速して出力する回転減速伝達装置であって、回転運動が入力する回転入力部と、この回転入力部と一体に回転するカム本体部，及びこのカム本体部の外周に沿って設けた内輪とこの内輪に対して相対的に回動変位可能となるフレキシブルな外輪を有するオーバルシャフト部と、内周にインナギアを形成し、かつ位置を固定したインターナルギア部と、外周の周方向に沿って形成し、かつ前記インナギアに対して歯数を少なくして、前記オーバルシャフト部の外周に付設した際に、周方向における複数の噛合位置で前記インナギアに噛合するアウタギアを有するとともに、側面から突出した伝達ピン本体及びこの伝達ピン本体を軸にして中心位置が回動自在に支持される伝達ローラを有し、かつ周方向に沿って所定間隔置きに配した複数の伝達ピン部を設けたフレックスギア部と、前記伝達ローラの外径よりも大径に形成することにより当該伝達ローラが係合し、かつ周方向に沿って所定間隔置きに形成した円形の係合孔を設けた出力プレート部と、前記伝達ピン部と前記係合孔間に介在することにより前記伝達ピン部と前記係合孔を常時係合可能にする弾性体部とを備えることを特徴とする回転減速伝達装置。
2. 前記弾性体部は、所定の弾性を有する合成樹脂素材により形成することを特徴とする請求項１記載の回転減速伝達装置。
3. 前記弾性体部は、少なくとも潤滑材を含む充填剤を配合した合成樹脂素材により形成することを特徴とする請求項２記載の回転減速伝達装置。
4. 前記合成樹脂素材には、ふっ素系樹脂素材又はポリフェニレンサルファイド樹脂素材を用いることを特徴とする請求項１，２又は３記載の回転減速伝達装置。
5. 前記伝達ローラは、前記合成樹脂素材により形成することにより、前記弾性体部を兼用することを特徴とする請求項２，３又は４記載の回転減速伝達装置。
6. 前記伝達ローラは、金属素材により形成し、かつ前記弾性体部は、前記伝達ピン本体と当該伝達ローラ間に介在する円筒形のカラー部材により構成することを特徴とする請求項２，３又は４記載の回転減速伝達装置。
7. 前記伝達ローラは、金属素材により形成し、かつ前記弾性体部は、前記伝達ローラと前記係合孔間に介在する円筒形のカラー部材により構成することを特徴とする請求項２，３又は４記載の回転減速伝達装置。
8. 前記伝達ピン本体は、前記フレックスギア部に設けた取付孔部に挿入して直接固定することを特徴とする請求項１記載の回転減速伝達装置。
9. 前記伝達ピン本体は、取付プレートに固定し、この取付プレートの複数位置を複数の固定部材により前記フレックスギア部に固定する固定機構を介して取付けることを特徴とする請求項１記載の回転減速伝達装置。

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