JP2575016B2 - 遊星歯車減速機 - Google Patents

遊星歯車減速機

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JP2575016B2
JP2575016B2 JP62046182A JP4618287A JP2575016B2 JP 2575016 B2 JP2575016 B2 JP 2575016B2 JP 62046182 A JP62046182 A JP 62046182A JP 4618287 A JP4618287 A JP 4618287A JP 2575016 B2 JP2575016 B2 JP 2575016B2
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Japan
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gear
planetary gear
input shaft
rotation
planetary
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誠司郎 尾形
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内歯歯車をピン又はピンとローラの組合せ
よりなる円弧歯形等で構成し、外歯歯車の外歯をエピト
ロコイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形或いは円弧
歯形等で構成すると共に、外歯歯車には内ピン或いは内
ピンに内ローラを遊嵌させており、内外両歯車を内接噛
合させて外歯歯車に嵌合させた偏心体によって外歯歯車
を揺動回転させ、入力回転を減速して出力軸に出力する
遊星歯車減速機の改良に関し、更に詳しくは入力回転と
出力回転とが反対方向となる前記内接形遊星歯車減速機
に、入力回転と出力回転とが同方向となるプラネタリー
形の遊星歯車機構を併設し、内接形の遊星歯車減速機と
プラネタリー形の遊星歯車機構とにより減速機構が閉ル
ープとなるように構成して、動力伝達の過程に生ずる伝
達誤差や系の共振現象による回転変動を出力側から入力
側へメカニカルにフィードバックさせるようにした遊星
歯車減速機に関する。
(従来の技術) 内接噛合形遊星歯車機構を用いた減速機は種々提案さ
れている。これらの減速機の中でも内歯歯車がピン又は
ピンとローラの組合せよりなる円弧歯形であり、外歯歯
車がエピトロコイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形
であって、この外歯歯車には内ピン或いは内ピンに内ロ
ーラを遊嵌させており、内外両歯車を内接噛合させて外
歯歯車に嵌合した偏心体によって外歯歯車を揺動回転さ
せ、入力回転を減速して出力する遊星歯車減速機は「サ
イクロ減速機」(登録商標)として著名である。そし
て、この「サイクロ減速機」は大トルクの伝達が可能で
ある上、減速比が大きいため種々の減速機構として使用
されている。
以下に、公知の「サイクロ減速機」の一例を第5図及
び第6図によって説明する。
同図において、入力軸1が挿入連結される中空の偏心
体軸2には偏心体31、32が設けられている。偏心体軸2
の中空部分にはキー溝4が形成され、キー4Aが嵌挿され
ている。外歯歯車51、52は偏心体31、32にコロ6を介し
て嵌合されており、かつ外歯歯車51、52はその外周にト
ロコイド歯形からなる外歯7を有している。また、内歯
歯車8は外歯歯車51、52と内接噛合する外ピン9からな
る円弧歯形を有している。この外ピン9には外ローラを
遊嵌する構造としてもよい。外ピン9は内歯歯車8に固
定されている。前記外歯歯車51、52には内ピン穴10が形
成されており、内ピン穴10には内ピン11が遊嵌されてい
る。内ピン11には内ローラ11Aが遊嵌されており、内ピ
ン11は出力フランジ12に密嵌されている。出力フランジ
12は出力側軸(図示しない)に連結されている。
前記内歯歯車8は固定カバー14、15によって両側から
挟持されており、ボルト16によって挟持固定されてい
る。入力軸1と出力フランジ12の間、及び入力軸1と一
方のカバー14との間には間隔をおいて2個の軸受け17が
設けられている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記遊星歯車減速機に、機械的な製造誤差
による伝達誤差や系の共振現象に基づく回転変動が生じ
ると、ロボット等の制御機構に適用した場合、正確な制
御動作を得ることができない。
即ち、たとえば、内ピン及び内ピン穴10の製造に誤差
が生ずると、内ピン11に作用する荷重が一定せず、荷重
がある一部の内ピンに偏り、全内ピン11に等しく分配さ
れない。このため、内ピンが変形し、入力軸1と出力フ
ランジ12の間に伝達誤差が生じてしまうため、必要以上
に高精度、高剛性の減速機を製作しなければならなかっ
た。
一方、遊星歯車減速機の回転変動を抑制するために、
遊星歯車減速機の噛合部に弾性体からなるダンパーを設
けて誤差を吸収するようにしたものも公知(実公昭39−
35083号公報)であるが、この方式ではダンパーの振動
特性が機構全体の振動に合致すれば変動を吸収できる
が、場合によっては共振現象を起こしてかえって振動を
増幅させるおそれがある。
又、一般的なサーボ制御システムと同様に、この遊星
歯車減速機の出力側の誤差情報を入力側にフィードバッ
クして制御することも公知であるが、通常行なわれてい
るサーボ制御システムでは、遊星歯車機構以外からの外
乱が入った場合の対処ができず、未だ十分な制御システ
ムとは言えなかった。
そこで、本発明の目的は、遊星歯車減速機の伝達機構
自身によるメカニカルフィードバックで回転変動を吸収
できるようにした遊星歯車減速機を提供せんとするにあ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明の特徴とするところは、次のような構成を採用
した点にある。
中間入力軸に設けた偏心体と、該偏心体に嵌合した外
歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、前記
外歯歯車に形成した内ピン穴と、該内ピン穴に遊嵌した
内ピンと、該内ピンが保持した出力フランジとからな
り、前記内歯歯車を固定し、前記中間入力軸を一方向に
回転させることによって前記出力フランジから他方向の
減速回転を取り出すようにした第1の遊星歯車減速機に
おいて、 入力軸と、該入力軸に設けた外歯太陽歯車と、該外歯
太陽歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を保持する
遊星歯車軸と、該遊星歯車軸を保持すると共に前記中間
入力軸と一体或いは別体に設けた遊星キャリヤと、該遊
星歯車と噛合すると共に前記出力フランジに一体或いは
別体に設けた内歯太陽歯車とからなり、入力軸を一方向
に回転させることによって前記遊星歯車を介して遊星キ
ャリヤから同方向の減速回転を取り出すようにしたプラ
ネタリー形の遊星歯車機構を前記トロコイド形の遊星歯
車減速機により閉ループを形成して出力側の回転を入力
側へメカニカルフィードバックさせたこと。
(実施例) 以下、図によって詳しく説明する。
以下の説明においては、第5、6図に示す従来公知の
構成と同一部分或いは相当部分については同一符号を付
すものとする。
中間入力軸2Aは、この実施例では入力軸1が回転可能
に挿入できるように中空となっており、かつこの中間入
力軸2Aには偏心体31、32が設けられている。
即ち、中間入力軸2Aの中空部分には軸受18が設けら
れ、該軸受18には入力軸1が挿通されている。前記偏心
体31、32にコロ6を介して外歯歯車51、52が嵌合されて
いる。この外歯歯車51、52はその外周にトロコイド歯形
からなる外歯7を有している。又、内歯歯車8は前記外
歯歯車51、52と内接噛合する外ピン9からなる円弧歯形
を有している。この外ピン9は外ローラをその外周に遊
嵌する構造としてもよい。外ピン9は内歯歯車8に形成
したた孔に挿入固定されている。前記外歯歯車51、52
は内ピン穴10が形成されており、内ピン穴10には内ピン
11が遊嵌されている。この内ピン11には内ローラ11Aを
遊嵌しており、該内ピン11は出力フランジ12(第5図及
び第6図の内ピン保持フランジ12に相当する)に密嵌さ
れている。出力フランジ12は出力側軸(図示せず)に連
結されている。尚、出力フランジ12と出力側軸との連結
は一体的であってもよく、別体であってもよい。
内歯歯車8は両側から固定カバー14、15によって挟持
されており、これらを挿通するボルト16によって一体に
固定されている。出力フランジ12と中間入力軸2A(又は
後述の遊星キャリヤ)との間及び一方の固定カバー14と
中間入力軸2Aとの間には間隔をおいて2個の軸受け17が
設けられている。
以上までの構成は従来公知のトロコイド形の遊星歯車
減速機と同一であるが、本発明では、以下に示すプラネ
タリー形の遊星歯車機構を上記トロコイド形の遊星歯車
減速機に併設したことを特徴としている。
中間入力軸2Aの中空部分には軸受18が設けられ、該軸
受18には入力軸1が軸受けされている。入力軸1の端部
には外歯太陽歯車19が設けられている。この外歯太陽歯
車19に噛合する遊星歯車20が設けられ、該遊星歯車20は
遊星歯車軸21に回転自在に支持されている。遊星歯車軸
21は中間入力軸2Aに設けた遊星キャリヤ22に固定されて
いる。この遊星キャリヤ22は中間入力軸2Aと一体或いは
別体に設けられるものである。内歯太陽歯車23は遊星歯
車20と内接噛合するように前記出力フランジ12に一体或
いは別体に設けられている。
上記のように構成された本発明の一実施例の作用を以
下に説明する。
本発明では、トロコイド歯形を有する上記遊星歯車減
速機を第1の遊星歯車減速機とし、外歯太陽歯車と内歯
太陽歯車及び遊星歯車とを持つ所謂、プラネタリー形の
遊星歯車機構を第2の遊星歯車機構とし、入力回転と出
力回転とが反対方向となる前記第1の遊星歯車減速機
に、入力回転と出力回転とが同方向となる第2の遊星歯
車機構を併設し、第1の遊星歯車減速機と第2の遊星歯
車機構とにより減速機構が閉ループとなるように形成し
て、動力伝達の過程で生ずる伝達誤差や系の共振現象に
よる回転変動を出力側から入力側へメカニカルフィード
バックするようにしたものである。
以下に、メカニカルフィードバック作用について説明
する。
まず、第2図を参照して、中間入力軸2Aの矢印P1方向
への回転は、内ピン11の矢印P2方向の減速回転となって
伝達される。即ち、ここでは入力回転の方向P1と出力回
転の方向P2とが反対方向となっている。
又、第3図を参照して、外歯太陽歯車19の矢印P3方向
の回転は遊星歯車20の矢印P4方向の回転となり、これが
遊星キャリヤ22の矢印P5の回転となる。即ち、ここでは
入力回転の方向P3と出力回転の方向P5の方向とが同方向
となっている。
上記回転説明において、内ピン11は出力フランジ12に
固定されているので、内ピン11の回転は出力フランジ12
の回転と同一となる。又、遊星キャリヤ22は中間入力軸
2Aに固定或いは一体に設けられているので、中間入力軸
2Aの回転は遊星キャリヤ22の回転と同一となる。
今、一定に回転する入力に対して、出力部たる出力フ
ランジ12の回転に誤差を生じた場合を考える。
まず第4図に示すように、出力フランジ12の回転が正
しい位置より進む側にずれる場合を想定すると、これに
連結された内歯太陽歯車23も同期してずれる。このずれ
を+Qとする。このプラネタリー形遊星歯車機構におい
て内歯太陽歯車23の回転に対して遊星キャリヤ22は同じ
方向に回転するので、該遊星キャリヤ22に連結された中
間入力軸2Aは出力フランジ12の回転方向と同じ方向に押
されることになる。
一方、第2図に示すような内接噛合式の第1の遊星歯
車減速機は入力回転方向と出力回転方向とが逆になるの
で、上記挙動はこの部分の入力軸たる中間入力軸2Aの回
転を遅らせようとする側に働くことになる。このずれを
−Qとする。即ち、内歯太陽歯車23を介して第1の遊星
歯車減速機の入力側へフィードバックされた情報は負の
返還となり、これはサーボシステムにおいて電気的にフ
ィードバック(負返還)をかけたのと同様に制御対象の
変動、即ち、+Qと−Qとをキャンセルする機構を減速
機の内部でできる。
又、出力フランジ12の回転が遅れる場合も、同様の原
理で入力側を進ませる側に働く。
なお、本発明では、出力フランジ12の回転変動の原因
を問わず、あらゆる変動をフィードバックするので、遊
星歯車減速機で生ずる伝達誤差のみならず、負荷の衝撃
的な変動についても有効にフィードバック機能が作用す
る。
(発明の効果) 以上のように構成された本発明の効果を述べると次の
とおりである。
減速機内にメカニカルフィードバック機能を内蔵して
いるので、減速機内で生ずる伝達誤差や回転変動を吸収
できる。
又、減速機が連結された機構全体に生ずる共振に基づ
く回転変動も減速機のフィードバック機能によって抑制
或いは防止できる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は第1
図のA−A断面図、第3図は第1図のB−B断面図、第
4図は本発明のフィードバック機能を説明するための断
面図、第5図は従来公知の遊星歯車減速機を示す断面
図、第6図は第5図のC−C断面図図である。 1:入力軸、2:偏心体軸、31、32:偏心体 4:キー溝、51、52:外歯歯車、6:コロ 7:外歯、8:内歯歯車、9:外ピン 9A:外ローラ、10:内ピン穴、11:内ピン 11A:内ローラ、12:出力フランジ 13:出力側軸、14、15:固定カバー 16:ボルト、2A:中間入力軸、17:軸受 18:軸受、19:外歯太陽歯車 20:遊星歯車、21:遊星歯車軸 22:遊星キャリヤ、23:内歯太陽歯車

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中間入力軸に設けた偏心体と、該偏心体に
    嵌合した外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯
    車と、前記外歯歯車に形成した内ピン穴と、該内ピン穴
    に遊嵌した内ピンと、該内ピンが保持した出力フランジ
    とからなり、前記内歯歯車を固定し、前記中間入力軸を
    一方向に回転させることによって前記出力フランジから
    他方向の減速回転を取り出すようにした第1の遊星歯車
    減速機において、 入力軸と、該入力軸に設けた外歯太陽歯車と、該外歯太
    陽歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を保持する遊
    星歯車軸と、該遊星歯車軸を保持すると共に前記中間入
    力軸と一体あるいは別体に設けた遊星キャリヤと、前記
    遊星歯車と噛合するように前記出力フランジに一体或い
    は別体に設けた内歯太陽歯車とからなり入力軸を一方向
    に回転させることによって前記遊星歯車を介して遊星キ
    ャリヤから同方向の出力回転を取り出すようにした第2
    の遊星歯車機構を前記第1の遊星歯車減速機に併設し、 前記第1の遊星歯車減速機と第2の遊星歯車機構とによ
    って減速機構が閉ループとなるようにして出力側の回転
    を入力側へメカニカルフィードバックさせたことを特徴
    とする遊星歯車減速機。
JP62046182A 1987-02-27 1987-02-27 遊星歯車減速機 Expired - Lifetime JP2575016B2 (ja)

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US07/305,122 US4898065A (en) 1987-02-27 1988-02-26 Planetary reduction gear
PCT/JP1988/000210 WO1988006688A1 (en) 1987-02-27 1988-02-26 Epicyclic reduction gear
EP88902215A EP0305535B1 (en) 1987-02-27 1988-02-26 Epicyclic reduction gear
AT88902215T ATE94261T1 (de) 1987-02-27 1988-02-26 Epizyklisches untersetzungsgetriebe.
DE88902215T DE3883893T2 (de) 1987-02-27 1988-02-26 Epizyklisches untersetzungsgetriebe.
KR88701363A KR970009478B1 (en) 1987-02-27 1988-10-27 Epicyclic reduction gear

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