JP5568722B2

JP5568722B2 - Deceleration mechanism, joint device for robot

Info

Publication number: JP5568722B2
Application number: JP2011108897A
Authority: JP
Inventors: 健次金増; 勝之木田; 順二金増; 仁暢古池
Original assignee: 有限会社吉則工業
Priority date: 2011-05-14
Filing date: 2011-05-14
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2031-05-14
Also published as: JP2012241723A

Description

本発明は、減速機機構に関する。また、減速機構を備えるロボット用の関節装置に関する。 The present invention relates to a speed reducer mechanism. The present invention also relates to a joint device for a robot provided with a speed reduction mechanism.

従来から、様々なタイプのロボットの関節装置が、提案されている。これらロボットの関節装置の１つとして、複数の歯車の組み合わせからなる関節部が、提案されている（特許文献１を参照）。このタイプの関節部では、固定アームに内蔵されたモータが駆動されると、モータの回転が原動歯車（小歯車）から従動歯車（大歯車）に伝達され、この回転は波動歯車装置で減速され、従動アームを回動する。 Conventionally, various types of joint devices for robots have been proposed. As one of these robot joint devices, a joint portion composed of a combination of a plurality of gears has been proposed (see Patent Document 1). In this type of joint, when the motor built in the fixed arm is driven, the rotation of the motor is transmitted from the driving gear (small gear) to the driven gear (large gear), and this rotation is decelerated by the wave gear device. Rotate the follower arm.

特開昭５９−２０１７８７号公報JP 59-201787 A

近年では、ロボット技術の発展に伴って、ロボットの構成装置の小型化及び軽量化が、望まれるようになってきた。しかしながら、ロボットの駆動を担う部分は、様々な部品が組み合わされて構成されているため、小型化及び軽量化に対する様々な試みがなされてきた。例えば、上述したような従来のロボットの関節装置では、複数の歯車を組み合わせることによって、小型化を実現する試みを行っている。また、ロボット技術の高機能化に伴い、関節装置のような駆動装置を、単に小型化するだけでなく、出力の向上も同時に要求されるようになってきた。 In recent years, along with the development of robot technology, it has become desirable to reduce the size and weight of robot components. However, since the part responsible for driving the robot is configured by combining various parts, various attempts have been made to reduce the size and weight. For example, in the conventional robot joint device as described above, an attempt is made to achieve miniaturization by combining a plurality of gears. In addition, with the advancement of robot technology, not only a drive device such as a joint device is reduced in size but also an improvement in output has been required at the same time.

しかしながら、従来の技術、例えば複数の歯車を用いた関節装置では、設計者が所望する出力を得ようとすると、装置の大きさや装置の重量が大きくなってしまうという問題があった。特に、自立２足歩行のロボットでは、このタイプの関節装置を用いて目標出力を得ようとすると、関節部の重量が大きくなりすぎて、ロボットを設計しづらくなるという問題が生じていた。言い換えると、従来の技術では、関節装置の重量に対する出力の比が、限界に到達していた。 However, in the conventional technology, for example, a joint device using a plurality of gears, there is a problem that the size of the device and the weight of the device become large if an attempt is made to obtain an output desired by the designer. In particular, in a self-standing biped walking robot, when attempting to obtain a target output using this type of joint device, there has been a problem that the weight of the joint portion becomes too large, making it difficult to design the robot. In other words, in the prior art, the ratio of the output to the weight of the joint device has reached its limit.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、小型化及び高出力化を実現可能な減速機構を、提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a speed reduction mechanism capable of realizing downsizing and high output.

請求項１に係る減速機構は、入力を減速して出力する機構である。減速機構は、入力部材と出力部材とを、備えている。入力部材は、第１回転中心を中心として揺動する。入力部材は、出力部を有している。出力部は、第１回転中心から所定の距離を隔てた位置に設けられている。出力部材は、入力部材の揺動に応じて、第２回転中心を中心として揺動する。第２回転中心は、第１回転中心から所定の間隔を隔てた位置に配置されている。出力部材は、係合部を有している。係合部は、入力部材の出力部が係合する部分である。 The deceleration mechanism according to claim 1 is a mechanism that decelerates and outputs an input. The speed reduction mechanism includes an input member and an output member. The input member swings about the first rotation center. The input member has an output part. The output unit is provided at a position spaced a predetermined distance from the first rotation center. The output member swings about the second rotation center in accordance with the swing of the input member. The second rotation center is disposed at a position spaced a predetermined distance from the first rotation center. The output member has an engaging portion. The engaging portion is a portion where the output portion of the input member is engaged.

本減速機構では、入力部材の出力部が、第１回転中心から所定の距離を隔てた位置において、出力部材の係合部に係合している。このため、入力部材が第１回転中心を中心として揺動すると、入力部材の揺動速度より減速された揺動速度で、出力部材が揺動する。すなわち、本減速機構では、入力されたトルクを、増幅して、出力部材から出力することができる。 In the present speed reduction mechanism, the output portion of the input member is engaged with the engagement portion of the output member at a position separated from the first rotation center by a predetermined distance. For this reason, when the input member swings around the first rotation center, the output member swings at a swing speed that is decelerated from the swing speed of the input member. That is, in this speed reduction mechanism, the input torque can be amplified and output from the output member.

このように、本減速機構では、第１回転中心及び出力部の距離と、第１回転中心及び第２回転中心の距離とを任意に設定することによって、減速比を自由に設定することができる。また、本減速機構によって、トルクを、減速比の設定に応じて増加させることができる。また、本減速機構では、減速比の設定は、入力部材の大きさ及び出力部材の大きさを変更することなく行うことができるので、減速機構を小型化することができる。さらに、入力部材及び出力部材の２つの部材を、回転軸方向に並べて配置することができるので、減速機構を、さらに小型化することができる。これにより、小型化を図りながら高出力を発揮することができる減速機構を、実現することができる。 Thus, in the present speed reduction mechanism, the speed reduction ratio can be set freely by arbitrarily setting the distance between the first rotation center and the output unit and the distance between the first rotation center and the second rotation center. . Moreover, the torque can be increased according to the setting of the reduction ratio by the present reduction mechanism. Further, in the present speed reduction mechanism, the speed reduction ratio can be set without changing the size of the input member and the size of the output member, so that the speed reduction mechanism can be reduced in size. Furthermore, since the two members of the input member and the output member can be arranged side by side in the rotation axis direction, the speed reduction mechanism can be further reduced in size. As a result, it is possible to realize a speed reduction mechanism that can exhibit high output while achieving downsizing.

請求項１記載の減速機構においては、出力部が軸部である。
係合部は、第２回転中心から半径方向に延びる溝部である。ここでは、軸部が孔部に係合している。In the speed reduction mechanism according to claim 1, the output portion is a shaft portion.
The engaging portion is a groove portion extending in the radial direction from the second rotation center. Here, the shaft portion is engaged with the hole portion.

この場合、入力部材が第１回転中心を中心として揺動すると、軸部が溝部の内部で移動し、入力部材の揺動速度より減速された揺動速度で、出力部材が揺動する。すなわち、本減速機構では、入力されたトルクを、増幅して、出力部材から出力することができる。 In this case, when the input member swings around the first rotation center, the shaft portion moves inside the groove portion, and the output member swings at a swing speed that is decelerated from the swing speed of the input member. That is, in this speed reduction mechanism, the input torque can be amplified and output from the output member.

このように、本減速機構では、軸部を溝部の内部で移動させることによって、入力部材からのトルクを、スムーズに出力部材に伝達することできる。例えば、複数の歯車を組み合わせた機構では、バックラッシュが発生するおそれがあるが、本減速機構では、バックラッシュが発生しない。このため、従来技術と比較して、入力部材からのトルクを、スムーズに出力部材に伝達することできる。 Thus, in this speed reduction mechanism, the torque from the input member can be smoothly transmitted to the output member by moving the shaft portion inside the groove portion. For example, in a mechanism in which a plurality of gears are combined, backlash may occur, but in the present speed reduction mechanism, backlash does not occur. For this reason, compared with a prior art, the torque from an input member can be smoothly transmitted to an output member.

請求項１記載の減速機構においては、軸部が、軸受部材を介して、孔部に係合している。 In the speed reduction mechanism according to the first aspect, the shaft portion is engaged with the hole portion via the bearing member.

この場合、軸受部材を介して軸部を孔部に係合させているので、軸部を孔部に容易に組み付けることができる。また、軸部の加工誤差及び溝部の加工誤差を、軸受部材によって吸収することができるので、軸部の精度及び溝部の加工精度を、必要以上に高くする必要がない。すなわち、入力部材及び出力部材を容易に加工することができる。 In this case, since the shaft portion is engaged with the hole portion via the bearing member, the shaft portion can be easily assembled to the hole portion. Further, since the processing error of the shaft portion and the processing error of the groove portion can be absorbed by the bearing member, it is not necessary to increase the accuracy of the shaft portion and the processing accuracy of the groove portion more than necessary. That is, the input member and the output member can be easily processed.

請求項１記載の減速機構においては、軸受部材が平面部を有している。平面部は、溝部の側面に当接している。この場合、軸受部材の平面部が溝部の側面に当接しているので、軸部を溝部に沿ってスムーズに案内することができる。 In the reduction mechanism according to the first aspect, the bearing member has a flat portion. The flat surface portion is in contact with the side surface of the groove portion. In this case, since the flat surface portion of the bearing member is in contact with the side surface of the groove portion, the shaft portion can be smoothly guided along the groove portion.

請求項１記載の減速機構においては、入力部材が、第１回転中心と第２回転中心とを結ぶ線を基準とした所定の揺動範囲で、揺動する。この場合、入力部材を、第１回転中心と第２回転中心とを結ぶ線を基準とした所定の揺動範囲において、揺動させることによって、出力部材を常に減速域において揺動させることができる。 In the speed reduction mechanism according to the first aspect, the input member swings within a predetermined swing range based on a line connecting the first rotation center and the second rotation center. In this case, the output member can always be swung in the deceleration range by swinging the input member within a predetermined swing range with respect to a line connecting the first rotation center and the second rotation center. .

請求項３に係る減速機構は、請求項１又は２記載の減速機構において、ストッパ機構を、さらに備えている。ストッパ機構は、上記の所定の揺動範囲を制限する。
この場合、ストッパ機構によって入力部材の揺動範囲を制限されるので、出力部材を減速域において確実に揺動させることができる。 A speed reduction mechanism according to a third aspect of the present invention is the speed reduction mechanism according to the first or second aspect , further comprising a stopper mechanism. The stopper mechanism limits the predetermined swing range.
In this case, since the swing range of the input member is limited by the stopper mechanism, the output member can be reliably swung in the deceleration region.

請求項４に係る減速機構は、請求項１から３に記載の減速機構において、駆動手段を、さらに備えている。駆動手段は、入力部材を、上記の所定の揺動範囲で駆動する。この場合、駆動手段によって入力部材を駆動することによって、入力部材を減速域において確実に揺動させることができる。 A speed reduction mechanism according to a fourth aspect of the present invention is the speed reduction mechanism according to any one of the first to third aspects, further comprising drive means. The driving means drives the input member within the predetermined swing range. In this case, the input member can be reliably swung in the deceleration region by driving the input member by the driving means.

請求項５に係る減速機構は、請求項１から４のいずれかに記載の減速機構において、減速機を、さらに備えている。減速機は、入力された回転速度を、減速して出力する。減速機の出力は、入力部材に入力される。 A speed reduction mechanism according to a fifth aspect is the speed reduction mechanism according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a speed reducer. The reducer decelerates and outputs the input rotational speed. The output of the speed reducer is input to the input member.

この場合、まず、入力された回転速度が、減速機によって減速される。次に、減速機において減速された回転速度が、入力部材と出力部材とによって、さらに減速される。このようにして、本減速機構では、入力された回転速度を、大幅に減速することができる。すなわち、本減速機構では、入力されたトルクを、大幅に増幅して、出力部材から出力することができる。 In this case, first, the input rotational speed is decelerated by the speed reducer. Next, the rotational speed decelerated in the speed reducer is further decelerated by the input member and the output member. In this way, in the present speed reduction mechanism, the input rotational speed can be greatly reduced. That is, in the present deceleration mechanism, the input torque can be greatly amplified and output from the output member.

請求項６に係る減速機構は、請求項１から５のいずれかに記載の減速機構において、支持部材を、さらに備えている。支持部材は、出力部材を回転自在に支持する。この場合、支持部材が出力部材を回転自在に支持しているので、出力部材を安定的に揺動させることができる。 A speed reduction mechanism according to a sixth aspect is the speed reduction mechanism according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a support member. The support member rotatably supports the output member. In this case, since the support member rotatably supports the output member, the output member can be stably swung.

本減速機構はロボット用の関節として、第１アーム部材と第２アーム部材とを連結するための装置である。ロボット用の関節装置は、ロボットの関節を揺動可能な減速機構を備えている。減速機構は、請求項１から６のいずれかに記載の減速機構である。この場合、請求項１から６のいずれかに記載の減速機構を、ロボット用の関節装置に用いることによって、上記と同様の効果を持ったロボット用の関節を、実現することができる。 This deceleration mechanism is a device for connecting the first arm member and the second arm member as a joint for a robot. A robot joint device includes a speed reduction mechanism capable of swinging a robot joint. The speed reduction mechanism is the speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 6. In this case, a robot joint having the same effect as described above can be realized by using the speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 6 for the robot joint device.

本発明では、小型化及び高出力化を実現可能な減速機構を、提供することができる。 In the present invention, it is possible to provide a speed reduction mechanism capable of realizing miniaturization and high output.

本発明の一実施形態によるロボットの関節部の模式図。The schematic diagram of the joint part of the robot by one Embodiment of this invention. 前記ロボットの関節部に配置される減衰機構の斜視図。The perspective view of the damping mechanism arrange | positioned at the joint part of the said robot. 前記減速機構の断面図。Sectional drawing of the said deceleration mechanism. 前記減速機構を外方から軸方向に見た外観図（蓋部材、カムプレート、及び軸受部材を除く）。FIG. 3 is an external view of the speed reduction mechanism as viewed in the axial direction from the outside (excluding a lid member, a cam plate, and a bearing member). 本発明の他の実施形態による減速機構を外方から見た外観図。The external view which looked at the deceleration mechanism by other embodiment of this invention from the outside.

〔減速機構の構成〕
図１は、ロボットの関節部の模式図である。図２は、ロボットの関節部に配置される減衰機構１の斜視図である。図３は、減速機構１の断面図である。図４は、減速機構１を外方から軸方向に見た外観図である。図４では、後述する、蓋部材、カムプレート、及び軸受部材は、除かれている。[Configuration of deceleration mechanism]
FIG. 1 is a schematic diagram of a joint portion of a robot. FIG. 2 is a perspective view of the damping mechanism 1 disposed at the joint of the robot. FIG. 3 is a cross-sectional view of the speed reduction mechanism 1. FIG. 4 is an external view of the speed reduction mechanism 1 viewed from the outside in the axial direction. In FIG. 4, a lid member, a cam plate, and a bearing member, which will be described later, are removed.

以下では、２足歩行用ロボットの膝関節部に、ロボット用の関節装置が適用された場合を一例として、説明を行う。ロボットの関節部には、ロボット用の関節装置が配置されている。図１に示すように、ロボット用の関節装置は、減速機構１を有している。ここでは、減速機構１が、上脚部材５（第１アーム部材）と、下脚部材６（第２アーム部材）とを連結する。具体的には、上脚部材５は太腿部材であり、下脚部材６は脹脛部材である。 In the following, a case where a robot joint device is applied to the knee joint of a biped walking robot will be described as an example. A joint device for the robot is arranged at the joint portion of the robot. As shown in FIG. 1, the joint device for a robot has a speed reduction mechanism 1. Here, the speed reduction mechanism 1 connects the upper leg member 5 (first arm member) and the lower leg member 6 (second arm member). Specifically, the upper leg member 5 is a thigh member, and the lower leg member 6 is a calf member.

減速機構１は、入力を減速して出力する機構である。図２〜図４に示すように、減速機構１は、ハウジング１０（支持部材）と、駆動モータ２０（駆動手段）と、減速機３０と、クランクプレート４０（入力部材）と、カムプレート５０（出力部材）と、ストッパ機構６０と、トルク伝達部材７０とを、備えている。 The deceleration mechanism 1 is a mechanism that decelerates and outputs an input. As shown in FIGS. 2 to 4, the speed reduction mechanism 1 includes a housing 10 (support member), a drive motor 20 (drive means), a speed reducer 30, a crank plate 40 (input member), and a cam plate 50 ( Output member), a stopper mechanism 60, and a torque transmission member 70.

ハウジング１０は、減速機３０と、クランクプレート４０と、カムプレート５０とを、収納する。ハウジング１０は、カムプレート５０を外周側で回転自在に支持する。これにより、カムプレート５０を、安定的に回転させることができる。ハウジング１０は、ハウジング本体１０ａと、蓋部材１０ｂと、一対のガイド部材１０ｃとを、有している。 The housing 10 houses the speed reducer 30, the crank plate 40, and the cam plate 50. The housing 10 rotatably supports the cam plate 50 on the outer peripheral side. Thereby, the cam plate 50 can be rotated stably. The housing 10 includes a housing main body 10a, a lid member 10b, and a pair of guide members 10c.

ハウジング本体１０ａは、上脚部材５に固定されている。ハウジング本体１０ａは、有底円筒状に形成されている。ハウジング本体１０ａの底部には、円形の底部の中心から所定の距離（後述する第２距離ｄ２）を隔てた位置に、貫通孔１００ｄが形成されている。ハウジング本体１０ａの内周部には、第１から第３の段差部１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃが、形成されている。 The housing body 10 a is fixed to the upper leg member 5. The housing body 10a is formed in a bottomed cylindrical shape. A through-hole 100d is formed in the bottom of the housing body 10a at a position separated from the center of the circular bottom by a predetermined distance (a second distance d2 described later). First to third step portions 110a, 110b, 110c are formed on the inner peripheral portion of the housing body 10a.

蓋部材１０ｂは、ハウジング本体１０ａの開口端に装着される。蓋部材１０ｂは、円環状に形成されている。蓋部材１０ｂの一面には、段差部１００ａが形成されている。 The lid member 10b is attached to the open end of the housing body 10a. The lid member 10b is formed in an annular shape. A step portion 100a is formed on one surface of the lid member 10b.

一対のガイド部材１０ｃは、カムプレート５０を回転自在に支持する部材である。一対のガイド部材１０ｃは、円環状に形成されている。一対のガイド部材１０ｃそれぞれの内周端には、段差部１００ｃが形成されている。一方のガイド部材１０ｃの段差部１００ｃと、他方のガイド部材１０ｃの段差部１００ｃとの間に、カムプレート５０は回転自在に配置される。一対のガイド部材１０ｃは、ハウジング１０の第３段差部１１０ｃと、蓋部材１０ｂの段差部１００ａとの間で挟持される。 The pair of guide members 10c are members that rotatably support the cam plate 50. The pair of guide members 10c are formed in an annular shape. A stepped portion 100c is formed at the inner peripheral end of each of the pair of guide members 10c. The cam plate 50 is rotatably disposed between the step portion 100c of one guide member 10c and the step portion 100c of the other guide member 10c. The pair of guide members 10c is sandwiched between the third step portion 110c of the housing 10 and the step portion 100a of the lid member 10b.

駆動モータ２０は、制御部（図示しない）によって、回転が制御されている。駆動モータ２０は、例えばサーボモータであり、回転速度及び位置を制御可能である。駆動モータ２０は、駆動軸２０ａを有している。駆動モータ２０の駆動軸２０ａは、ハウジング本体１０ａの底部に形成された貫通孔１００ｄに挿通される。また、駆動モータ２０の駆動軸２０ａは、減速機３０の回転中心Ｏ１に駆動軸２０ａの軸芯が位置するように、減速機３０に嵌合される。駆動モータ２０は、駆動軸２０ａを所定の揺動範囲で回転駆動する。 The rotation of the drive motor 20 is controlled by a control unit (not shown). The drive motor 20 is a servo motor, for example, and can control the rotation speed and position. The drive motor 20 has a drive shaft 20a. The drive shaft 20a of the drive motor 20 is inserted through a through hole 100d formed in the bottom of the housing body 10a. The drive shaft 20a of the drive motor 20 is fitted to the speed reducer 30 so that the axis of the drive shaft 20a is positioned at the rotation center O1 of the speed reducer 30. The drive motor 20 rotationally drives the drive shaft 20a within a predetermined swing range.

減速機３０は、駆動モータ２０からの入力を減速して出力する。具体的には、減速機３０は、駆動モータ２０の駆動軸２０ａの回転速度を減速して、出力する。減速機３０は、第１減速部を構成する。減速機３０は、例えば波動歯車装置である。減速機３０は、楕円回転部３０ａと、波動歯車３０ｂと、円筒歯車３０ｃと、固定部材３０ｄと、を有している。 The speed reducer 30 decelerates and outputs the input from the drive motor 20. Specifically, the speed reducer 30 decelerates and outputs the rotational speed of the drive shaft 20a of the drive motor 20. The speed reducer 30 constitutes a first speed reduction unit. The reduction gear 30 is a wave gear device, for example. The speed reducer 30 includes an elliptic rotating part 30a, a wave gear 30b, a cylindrical gear 30c, and a fixed member 30d.

楕円回転部３０ａは、回転本体部１３０ａと、楕円プレート１３０ｂと、軸受部材１３０ｃとを、有している。回転本体部１３０ａは、ハウジング本体１０ａに対して相対回転自在に装着されている。例えば、回転本体部１３０ａは、ベアリング１４０ｃを介して、ハウジング本体１０ａに回転自在に装着されている。ベアリング１４０ｃは、第１段差部１１０ａに配置されている。回転本体部１３０ａには、駆動軸２０ａが一体回転可能に装着されている。回転本体部１３０ａには、軸部１３１ａが設けられている。 The elliptical rotating part 30a has a rotating main body part 130a, an elliptical plate 130b, and a bearing member 130c. The rotation main body 130a is mounted so as to be rotatable relative to the housing main body 10a. For example, the rotary main body 130a is rotatably mounted on the housing main body 10a via a bearing 140c. The bearing 140c is disposed in the first step portion 110a. A drive shaft 20a is attached to the rotary main body 130a so as to be integrally rotatable. A shaft portion 131a is provided in the rotary main body portion 130a.

楕円プレート１３０ｂは、回転本体部１３０ａに一体回転可能に装着されている。例えば、まず、楕円プレート１３０ｂの回転中心に設けられた貫通孔に、回転本体部１３０ａの軸部１３１ａが、挿通される。次に、回転本体部１３０ａ側から挿入されたボルトによって、楕円プレート１３０ｂは、回転本体部１３０ａに固定される。
軸受部材１３０ｃは、楕円プレート１３０ｂの外周部に配置されている。軸受部材１３０ｃは、例えば玉軸受である。The elliptical plate 130b is attached to the rotary main body 130a so as to be integrally rotatable. For example, first, the shaft portion 131a of the rotating main body portion 130a is inserted into the through hole provided at the rotation center of the elliptical plate 130b. Next, the elliptical plate 130b is fixed to the rotary main body 130a by bolts inserted from the rotary main body 130a side.
The bearing member 130c is disposed on the outer periphery of the elliptical plate 130b. The bearing member 130c is, for example, a ball bearing.

波動歯車３０ｂは、楕円回転部３０ａの外周に配置される。波動歯車３０ｂは、円筒状の噛合部２３０と、フランジ部２３１とを、有している。噛合部２３０は、楕円回転部３０ａと円筒歯車３０ｃとの間に配置される。詳細には、噛合部２３０は、楕円回転部３０ａの軸受部材１３０ｃの外周面と円筒歯車３０ｃの内周面との間に配置される。噛合部２３０の形状は、楕円回転部３０ａの回転に追従して、変化する。 The wave gear 30b is disposed on the outer periphery of the elliptical rotating part 30a. The wave gear 30 b has a cylindrical meshing portion 230 and a flange portion 231. The meshing part 230 is disposed between the elliptical rotating part 30a and the cylindrical gear 30c. Specifically, the meshing portion 230 is disposed between the outer peripheral surface of the bearing member 130c of the elliptical rotating portion 30a and the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c. The shape of the meshing part 230 changes following the rotation of the elliptical rotating part 30a.

噛合部２３０の外周面には、複数の歯が設けられている。噛合部２３０の外周面の歯数は、後述する円筒歯車３０ｃの内周面の歯数より少ない。ここでは、例えば、波動歯車３０ｂの外周面の歯数が、円筒歯車３０ｃの内周面の歯数より、２歯少なくなっている。フランジ部２３１は、噛合部２３０の一端から半径方向外方に延びる部分である。フランジ部２３１は、ハウジング本体１０ａの第２段差部１１０ｂに固定される。 A plurality of teeth are provided on the outer peripheral surface of the meshing portion 230. The number of teeth on the outer peripheral surface of the meshing portion 230 is smaller than the number of teeth on the inner peripheral surface of a cylindrical gear 30c described later. Here, for example, the number of teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b is two less than the number of teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c. The flange portion 231 is a portion extending radially outward from one end of the meshing portion 230. The flange portion 231 is fixed to the second step portion 110b of the housing body 10a.

円筒歯車３０ｃは、円筒状に形成されている。円筒歯車３０ｃは、波動歯車３０ｂの外周部に配置される。詳細には、円筒歯車３０ｃは、波動歯車３０ｂと固定部材３０ｄとの間に配置される。円筒歯車３０ｃの内周面には、複数の歯が設けられている。円筒歯車３０ｃの内周面の歯数は、波動歯車３０ｂの外周面の歯数より多い。上述したように、ここでは、円筒歯車３０ｃの内周面の歯数が、波動歯車３０ｂの外周面の歯数より、２歯多くなっている。円筒歯車３０ｃの内周面の歯は、楕円回転部３０ａの楕円プレート１３０ｂの長軸の頂部の位置において、波動歯車３０ｂの外周面の歯すなわち噛合部２３０の歯に、噛み合う。 The cylindrical gear 30c is formed in a cylindrical shape. The cylindrical gear 30c is disposed on the outer peripheral portion of the wave gear 30b. Specifically, the cylindrical gear 30c is disposed between the wave gear 30b and the fixed member 30d. A plurality of teeth are provided on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c. The number of teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c is greater than the number of teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b. As described above, here, the number of teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c is two more than the number of teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b. The teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c mesh with the teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b, that is, the teeth of the meshing portion 230, at the position of the top of the long axis of the elliptical plate 130b of the elliptical rotating portion 30a.

円筒歯車３０ｃは、波動歯車３０ｂ及び固定部材３０ｄに対して、相対回転自在に設けられている。円筒歯車３０ｃの内周面の歯数は、波動歯車３０ｂの外周面の歯数より多くなっているので、この歯数の差に応じて、円筒歯車３０ｃは、波動歯車３０ｂに対して相対回転する。また、円筒歯車３０ｃの外周面円周方向に形成された溝部と、固定部材３０ｄの内周面円周方向に形成された溝部との間には、複数のボール体１４０ｄ例えば複数の鋼球が、配置されている。ここでは、互いに対向する溝部と、複数のボール体１４０ｄとが、軸受として機能する。このようにして、円筒歯車３０ｃは、波動歯車３０ｂに対して相対回転する。 The cylindrical gear 30c is provided to be rotatable relative to the wave gear 30b and the fixed member 30d. Since the number of teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c is larger than the number of teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b, the cylindrical gear 30c rotates relative to the wave gear 30b according to the difference in the number of teeth. To do. In addition, a plurality of ball bodies 140d, for example, a plurality of steel balls, are provided between the groove portion formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the cylindrical gear 30c and the groove portion formed in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the fixing member 30d. Have been placed. Here, the groove portions facing each other and the plurality of ball bodies 140d function as bearings. In this way, the cylindrical gear 30c rotates relative to the wave gear 30b.

固定部材３０ｄは、円筒状に形成されている。上述したように、固定部材３０ｄの内周側には、円筒歯車３０ｃが回転自在に配置されている。固定部材３０ｄは、ハウジング本体１０ａに固定される。例えば、固定部材３０ｄは、回転本体部１３０ａ側から挿入されたボルトによって、固定部材３０ｄの第２段差部１１０ｂに固定される。また、固定部材３０ｄとハウジング本体１０ａの第２段差部１１０ｂとの間には、波動歯車３０ｂのフランジ部２３１が配置されている。すなわち、固定部材３０ｄをハウジング本体１０ａの第２段差部１１０ｂに固定することによって、波動歯車３０ｂも同時にハウジング本体１０ａに固定される。 The fixing member 30d is formed in a cylindrical shape. As described above, the cylindrical gear 30c is rotatably disposed on the inner peripheral side of the fixing member 30d. The fixing member 30d is fixed to the housing body 10a. For example, the fixing member 30d is fixed to the second step portion 110b of the fixing member 30d by a bolt inserted from the rotating main body portion 130a side. A flange portion 231 of the wave gear 30b is disposed between the fixing member 30d and the second step portion 110b of the housing body 10a. That is, by fixing the fixing member 30d to the second step portion 110b of the housing body 10a, the wave gear 30b is also fixed to the housing body 10a at the same time.

クランクプレート４０は、カムプレート５０とともに、第２減速部を構成する。クランクプレート４０は、第１回転中心Ｏ１を中心として揺動する。詳細には、クランクプレート４０は、第１回転中心Ｏ１と第２回転中心Ｏ２（後述する）とを結ぶ線を基準とした所定の揺動範囲で、揺動する。第１回転中心Ｏ１は、駆動モータ２０の駆動軸２０ａと同心である。 The crank plate 40, together with the cam plate 50, constitutes a second reduction part. The crank plate 40 swings about the first rotation center O1. Specifically, the crank plate 40 swings within a predetermined swing range based on a line connecting the first rotation center O1 and the second rotation center O2 (described later). The first rotation center O1 is concentric with the drive shaft 20a of the drive motor 20.

クランクプレート４０は、第１プレート本体４０ａと、軸部４０ｂ（出力部）とを、有している。第１プレート本体４０ａは、円盤状に形成されている。第１プレート本体４０ａの一面に形成された円形凹部には、ベアリング１４０ａの外輪が固定されている。また、このベアリング１４０ａの内輪は、回転本体部１３０ａの軸部１３１ａに固定されている。第１プレート本体４０ａは、第１プレート本体４０ａの一面の外周部において、円筒歯車３０ｃに固定されている。これにより、円筒歯車３０ｃの回転が、第１プレート本体４０ａに伝達される。すなわち、クランクプレート４０が、第１回転中心Ｏ１を中心として、回転可能になる。 The crank plate 40 includes a first plate main body 40a and a shaft portion 40b (output portion). The first plate body 40a is formed in a disc shape. An outer ring of the bearing 140a is fixed to a circular recess formed on one surface of the first plate body 40a. Further, the inner ring of the bearing 140a is fixed to the shaft portion 131a of the rotating main body portion 130a. The first plate body 40a is fixed to the cylindrical gear 30c on the outer peripheral portion of one surface of the first plate body 40a. Thereby, the rotation of the cylindrical gear 30c is transmitted to the first plate body 40a. That is, the crank plate 40 can rotate around the first rotation center O1.

軸部４０ｂは、第１プレート本体４０ａに一体に形成されている。軸部４０ｂは、第１回転中心Ｏ１から所定の第１距離ｄ１を隔てた位置において、第１プレート本体４０ａの他面から外方に突出して形成されている。軸部４０ｂには、段差部１４０ｂが形成されている。軸部４０ｂには、ブッシュ２４０（軸受部材）が装着されている。ブッシュ２４０の外周には、互いに平行な平面部２４０ａが形成されている。 The shaft portion 40b is formed integrally with the first plate body 40a. The shaft portion 40b is formed to protrude outward from the other surface of the first plate main body 40a at a position separated from the first rotation center O1 by a predetermined first distance d1. A stepped portion 140b is formed in the shaft portion 40b. A bush 240 (bearing member) is attached to the shaft portion 40b. On the outer periphery of the bush 240, plane portions 240a parallel to each other are formed.

カムプレート５０は、クランクプレート４０の揺動に応じて、第２回転中心Ｏ２を中心として揺動する。第２回転中心Ｏ２は、第１回転中心Ｏ１から所定の第２距離ｄ２を隔てた位置に配置されている。カムプレート５０は、第２プレート本体５０ａと、溝部５０ｂ（係合部）とを、有している。第２プレート本体５０ａは、円盤状に形成されている。溝部５０ｂは、第２回転中心Ｏ２から半径方向に延びるように、第２プレート本体５０ａに形成されている。溝部５０ｂには、クランクプレート４０の軸部４０ｂが係合する。 The cam plate 50 swings about the second rotation center O2 in response to the swing of the crank plate 40. The second rotation center O2 is disposed at a position separated from the first rotation center O1 by a predetermined second distance d2. The cam plate 50 has a second plate main body 50a and a groove 50b (engagement portion). The second plate body 50a is formed in a disc shape. The groove 50b is formed in the second plate body 50a so as to extend in the radial direction from the second rotation center O2. The shaft portion 40b of the crank plate 40 is engaged with the groove portion 50b.

詳細には、溝部５０ｂには、ブッシュ２４０を介して、クランクプレート４０の軸部４０ｂが配置される。溝部５０ｂの対向する側面には、ブッシュ２４０の平面部２４０ａが摺動自在に当接している（図４を参照）。これにより、軸部４０ｂを溝部５０ｂに沿ってスムーズに案内することができる。また、カムプレート５０には、第２回転中心Ｏ２の位置において、貫通孔５０ｃが形成されている。 Specifically, the shaft portion 40b of the crank plate 40 is disposed in the groove portion 50b via the bush 240. The flat surface portion 240a of the bush 240 is slidably in contact with the opposite side surfaces of the groove portion 50b (see FIG. 4). Thereby, the axial part 40b can be smoothly guided along the groove part 50b. Further, the cam plate 50 is formed with a through hole 50c at the position of the second rotation center O2.

ストッパ機構６０は、クランクプレート４０の揺動範囲を制限するためのものである。図４に示すように、ストッパ機構６０は、クランクプレート４０に固定される当接部材６０ａと、減速機３０に固定されるストッパ部材６０ｂとを、有している。具体的には、当接部材６０ａは、第１回転中心Ｏ１と軸部４０ｂの軸芯Ｏ３とを結ぶ直線上において第１プレート本体４０ａの外周面に設けられている。ストッパ部材６０ｂは、半円環状に形成されており、減速機３０の固定部材３０ｄに固定されている。ストッパ部材６０ｂは、円周方向の中央部が、第１回転中心Ｏ１から第２回転中心Ｏ２に向かう直線上に位置するように、減速機３０の固定部材３０ｄに固定されている。 The stopper mechanism 60 is for limiting the swing range of the crank plate 40. As shown in FIG. 4, the stopper mechanism 60 has a contact member 60 a fixed to the crank plate 40 and a stopper member 60 b fixed to the speed reducer 30. Specifically, the contact member 60a is provided on the outer peripheral surface of the first plate body 40a on a straight line connecting the first rotation center O1 and the axis O3 of the shaft portion 40b. The stopper member 60b is formed in a semi-annular shape, and is fixed to the fixing member 30d of the speed reducer 30. The stopper member 60b is fixed to the fixing member 30d of the speed reducer 30 so that the center portion in the circumferential direction is located on a straight line from the first rotation center O1 to the second rotation center O2.

ここでは、第１回転中心Ｏ１、第２回転中心Ｏ２、及び軸部４０ｂの軸芯Ｏ３が一直線上に位置する状態（図４の状態、後述する基準状態）において、第１回転中心Ｏ１と第３回転中心Ｏ３とを結ぶ直線と、当接部材６０ａがストッパ部材６０ｂに当接した状態において、第１回転中心Ｏ１と第３回転中心Ｏ３とを結ぶ直線とがなす角度は、９０度である。言い換えると、図４の状態（後述する基準状態）において、第２回転中心Ｏ２と第３回転中心Ｏ３とを結ぶ直線と、当接部材６０ａがストッパ部材６０ｂに当接した状態において、第２回転中心Ｏ２と第３回転中心Ｏ３とを結ぶ直線とがなす角度は、４５度である。 Here, in a state where the first rotation center O1, the second rotation center O2, and the axis O3 of the shaft portion 40b are positioned on a straight line (the state of FIG. 4, a reference state described later), the first rotation center O1 and the first rotation center O1 An angle formed by a straight line connecting the three rotation centers O3 and a straight line connecting the first rotation center O1 and the third rotation center O3 in a state where the contact member 60a is in contact with the stopper member 60b is 90 degrees. . In other words, in the state of FIG. 4 (reference state described later), the second rotation is performed in a state where the straight line connecting the second rotation center O2 and the third rotation center O3 and the contact member 60a are in contact with the stopper member 60b. The angle formed by the straight line connecting the center O2 and the third rotation center O3 is 45 degrees.

なお、ストッパ機構６０は、クランクプレート４０の揺動範囲の限界を決めるためのものである。後述するように、ストッパ機構６０の当接部材６０ａがストッパ部材６０ｂに当接する位置を基準として、クランクプレート４０が揺動する範囲が、設定されている。 The stopper mechanism 60 is for determining the limit of the swing range of the crank plate 40. As will be described later, a range in which the crank plate 40 swings is set with reference to a position where the contact member 60a of the stopper mechanism 60 contacts the stopper member 60b.

トルク伝達部材７０は、カムプレート５０から出力されるトルクを、揺動対象の部材例えば下脚部材６に、伝達するためのものである。トルク伝達部材７０は、第３プレート本体７０ａと、位置決め部７０ｂと、トルク伝達部７０ｃとを、有している。第３プレート本体７０ａは、円盤状に形成されている。位置決め部７０ｂは、第３プレートの中心位置において、第３プレートの一面から外方に突出して形成されている。位置決め部７０ｂは、カムプレート５０に形成された貫通孔５０ｃに嵌合されている。トルク伝達部７０ｃは、第３プレートの回転中心の位置において、第３プレートの他面から外方に突出して形成されている。トルク伝達部７０ｃは、下脚部材６に一体回転可能に固定される。
〔減速機構の動作〕
＜減速機（第１減速部）の動作及び作用＞
駆動モータ２０が回転すると、減速機３０において、楕円回転部３０ａが駆動モータ２０の駆動軸２０ａと一体に回転する。すると、楕円回転部３０ａの楕円プレート１３０ｂの長軸の頂部の位置において、波動歯車３０ｂの外周面の歯が、円筒歯車３０ｃの内周面の歯に噛み合いながら、円筒歯車３０ｃが回転する。ここでは、波動歯車３０ｂの歯数が円筒歯車３０ｃの歯数より少なく設定されているので、円筒歯車３０ｃの回転速度より小さな回転速度（以下、第１回転速度と呼ぶ）で、波動歯車３０ｂは回転する。The torque transmission member 70 is for transmitting torque output from the cam plate 50 to a member to be swung, for example, the lower leg member 6. The torque transmission member 70 includes a third plate body 70a, a positioning portion 70b, and a torque transmission portion 70c. The third plate body 70a is formed in a disc shape. The positioning portion 70b is formed to protrude outward from one surface of the third plate at the center position of the third plate. The positioning portion 70 b is fitted in a through hole 50 c formed in the cam plate 50. The torque transmission part 70c is formed to protrude outward from the other surface of the third plate at the position of the rotation center of the third plate. The torque transmission part 70c is fixed to the lower leg member 6 so as to be integrally rotatable.
[Operation of deceleration mechanism]
<Operation and action of reduction gear (first reduction gear)>
When the drive motor 20 rotates, in the speed reducer 30, the elliptical rotation unit 30 a rotates integrally with the drive shaft 20 a of the drive motor 20. Then, the cylindrical gear 30c rotates while the teeth on the outer peripheral surface of the wave gear 30b mesh with the teeth on the inner peripheral surface of the cylindrical gear 30c at the position of the top of the long axis of the elliptical plate 130b of the elliptical rotating portion 30a. Here, since the number of teeth of the wave gear 30b is set to be smaller than the number of teeth of the cylindrical gear 30c, the wave gear 30b has a rotation speed smaller than the rotation speed of the cylindrical gear 30c (hereinafter referred to as the first rotation speed). Rotate.

このように、減速機３０は、駆動モータ２０の回転速度を減速することによって、駆動モータ２０のトルクを増加させる。上述した構成の減速機３０が、例えば、１００分の１の減速機３０として機能する場合、駆動モータ２０のトルクの１００倍のトルクが、減速機３０から出力される。すなわち、減速機３０から出力される出力トルク（以下、第１トルクと呼ぶ）は、駆動モータ２０のトルクより、大きくなる。この第１トルクを有する回転は、円筒歯車３０ｃからクランクプレート４０へと伝達される。 In this way, the speed reducer 30 increases the torque of the drive motor 20 by reducing the rotational speed of the drive motor 20. For example, when the speed reducer 30 configured as described above functions as a 1/100 speed reducer 30, a torque 100 times the torque of the drive motor 20 is output from the speed reducer 30. That is, the output torque (hereinafter referred to as the first torque) output from the speed reducer 30 is larger than the torque of the drive motor 20. The rotation having the first torque is transmitted from the cylindrical gear 30 c to the crank plate 40.

なお、後述するように、クランクプレート４０は、揺動範囲が制限されている。このため、上述した減速機３０の各部材の回転も、後述するクランクプレート４０の揺動範囲に対応する範囲内でのみ、回転する。
＜クランクプレート及びカムプレート（第２減速部）の動作及び作用＞
第２減速部４０，５０では、クランクプレート４０が回転する範囲が、制限されている。すなわち、クランクプレート４０は、所定の範囲で揺動する。まず、クランクプレート４０が所定の範囲で揺動する際の第２減速部４０，５０の動作を、説明する。As will be described later, the swing range of the crank plate 40 is limited. For this reason, the rotation of each member of the reduction gear 30 described above also rotates only within a range corresponding to a swing range of the crank plate 40 described later.
<Operation and action of crank plate and cam plate (second reduction part)>
In the second reduction parts 40 and 50, the range in which the crank plate 40 rotates is limited. That is, the crank plate 40 swings within a predetermined range. First, the operation of the second reduction parts 40 and 50 when the crank plate 40 swings within a predetermined range will be described.

例えば、図４に示すように、第１回転中心Ｏ１、第２回転中心Ｏ２、及び軸部４０ｂの軸芯Ｏ３が一直線上に位置するように、クランクプレート４０及びカムプレート５０が配置された状態（基準状態）を基準として、第２減速部４０，５０が動作を開始する場合の例を用いて、第２減速部４０，５０の動作を説明する。また、この構成では、カムプレート５０が、基準状態を基準として、第１回転方向及び第２回転方向に９０度未満の範囲内で、揺動する場合に、第２減速部４０，５０が減速機構として機能する。なお、ここでは、クランクプレート４０が、図４において時計回りに回転する方向を、第１回転方向とし、図４において反時計回りに回転する方向を、第２回転方向としている。 For example, as shown in FIG. 4, the crank plate 40 and the cam plate 50 are arranged such that the first rotation center O1, the second rotation center O2, and the shaft core O3 of the shaft portion 40b are positioned on a straight line. The operation of the second deceleration units 40 and 50 will be described using an example in which the second deceleration units 40 and 50 start to operate with reference to (reference state). Further, in this configuration, when the cam plate 50 swings within a range of less than 90 degrees in the first rotation direction and the second rotation direction with reference to the reference state, the second reduction portions 40 and 50 are decelerated. Acts as a mechanism. Here, the direction in which the crank plate 40 rotates clockwise in FIG. 4 is defined as the first rotation direction, and the direction in which the crank plate 40 rotates counterclockwise in FIG. 4 is defined as the second rotation direction.

減速機３０の円筒歯車３０ｃが回転すると、クランクプレート４０が、基準状態から第１回転方向へと、回転を開始する。また、このときには、カムプレート５０が、クランクプレート４０の回転に連動して回転を開始する。 When the cylindrical gear 30c of the speed reducer 30 rotates, the crank plate 40 starts rotating from the reference state in the first rotation direction. At this time, the cam plate 50 starts rotating in conjunction with the rotation of the crank plate 40.

ここでは、クランクプレート４０の当接部材６０ａが、減速機３０の固定部材３０ｄに固定されたストッパ部材６０ｂに当接しないように、駆動モータ２０はクランクプレート４０の回転を制御する。具体的には、クランクプレート４０の揺動範囲の限界、すなわちクランクプレート４０の揺動角度の最大は、１７０度である。図４に示した基準状態を基準とした場合、所定の角度より大きい範囲、例えば８５度より大きい範囲へのクランクプレート４０の揺動が、規制されている。言い換えると、図４に示した基準状態を基準とした場合、クランクプレート４０は、第１回転方向に８５度以内の範囲で揺動し、第２回転方向に８５度以内の範囲で揺動する。 Here, the drive motor 20 controls the rotation of the crank plate 40 so that the contact member 60a of the crank plate 40 does not contact the stopper member 60b fixed to the fixed member 30d of the speed reducer 30. Specifically, the limit of the swing range of the crank plate 40, that is, the maximum swing angle of the crank plate 40 is 170 degrees. When the reference state shown in FIG. 4 is used as a reference, the swing of the crank plate 40 is restricted to a range larger than a predetermined angle, for example, a range larger than 85 degrees. In other words, when the reference state shown in FIG. 4 is used as a reference, the crank plate 40 swings within a range of 85 degrees in the first rotation direction and swings within a range of 85 degrees in the second rotation direction. .

このようにクランクプレート４０の揺動範囲を制限することによって、カムプレート５０を常に減速域で揺動させることができる。これにより、減速機３０において減速された回転速度（第１回転速度）を、第２減速部４０，５０においてさらに減速することができる。 By restricting the swing range of the crank plate 40 in this way, the cam plate 50 can always be swung in the deceleration region. Thereby, the rotational speed (first rotational speed) decelerated in the speed reducer 30 can be further decelerated in the second speed reducing units 40 and 50.

例えば、上記の構成では、クランクプレート４０が、基準状態を基準として、第１回転方向及び第２回転方向に所定の第１揺動範囲内（ｅｘ．１７０度未満の範囲内）で、揺動する場合に、カムプレート５０が、基準状態を基準として、第１回転方向及び第２回転方向に所定の第２揺動範囲内（ｅｘ．８０度未満の範囲内）で、揺動する。このように、上記の構成では、カムプレート５０を常に減速域で揺動させることができるので、第２減速部４０，５０を減速機構として機能させることができる。 For example, in the above configuration, the crank plate 40 swings within a predetermined first swing range (ex. Less than 170 degrees) in the first rotation direction and the second rotation direction with reference to the reference state. In this case, the cam plate 50 swings within a predetermined second swing range (within a range of less than 80 degrees) in the first rotation direction and the second rotation direction with reference to the reference state. Thus, in the above configuration, since the cam plate 50 can always be swung in the deceleration region, the second deceleration units 40 and 50 can function as a deceleration mechanism.

なお、駆動モータ２０は、制御部により制御されている。具体的には、上脚部材５と下脚部材６との相対的な位置関係を、所定の位置関係に設定するために、制御部が駆動モータ２０の回転を制御している。また、ここでは、説明を容易にするために、クランクプレート４０が基準状態から回転を開始する場合の例を示したが、クランクプレート４０は、上記の揺動範囲内であれば、どの位置からでも回転を開始することができる。 The drive motor 20 is controlled by the control unit. Specifically, the control unit controls the rotation of the drive motor 20 in order to set the relative positional relationship between the upper leg member 5 and the lower leg member 6 to a predetermined positional relationship. Further, here, for ease of explanation, an example in which the crank plate 40 starts rotating from the reference state has been shown. However, the crank plate 40 can be moved from any position within the above swing range. But you can start rotating.

以下では、上記のような揺動範囲で第２減速部４０，５０が揺動する場合の各部材の動作を、詳細に説明する。減速機３０の円筒歯車３０ｃが回転すると、クランクプレート４０は、円筒歯車３０ｃと同軸上で一体に回転する。すなわち、クランクプレート４０は、第１回転速度で回転する。すると、クランクプレート４０の軸部４０ｂがカムプレート５０の溝部５０ｂにおいて摺動する。これにより、クランクプレート４０の回転がカムプレート５０へと伝達される。 Below, operation | movement of each member when the 2nd deceleration parts 40 and 50 rock | fluctuate in the above rocking | fluctuation ranges is demonstrated in detail. When the cylindrical gear 30c of the reduction gear 30 rotates, the crank plate 40 rotates integrally with the cylindrical gear 30c on the same axis. That is, the crank plate 40 rotates at the first rotation speed. Then, the shaft portion 40 b of the crank plate 40 slides in the groove portion 50 b of the cam plate 50. Thereby, the rotation of the crank plate 40 is transmitted to the cam plate 50.

ここでは、クランクプレート４０の第１回転中心Ｏ１とクランクプレート４０の軸部４０ｂの軸芯Ｏ３とは、所定の第１距離ｄ１を隔てて配置されている。また、クランクプレート４０の第１回転中心Ｏ１と、カムプレート５０の回転中心である第２回転中心Ｏ２とは、所定の第２距離ｄ２を隔てて配置されている。このため、クランクプレート４０の回転がカムプレート５０へと伝達されると、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２との関係に基づいて、第１回転速度はさらに減速される。なお、ここで減速された回転速度を、以下では第２回転速度と呼ぶ。 Here, the first rotation center O1 of the crank plate 40 and the shaft core O3 of the shaft portion 40b of the crank plate 40 are arranged with a predetermined first distance d1 therebetween. Further, the first rotation center O1 of the crank plate 40 and the second rotation center O2, which is the rotation center of the cam plate 50, are arranged with a predetermined second distance d2. Therefore, when the rotation of the crank plate 40 is transmitted to the cam plate 50, the first rotation speed is further reduced based on the relationship between the first distance d1 and the second distance d2. In addition, the rotational speed decelerated here is called a 2nd rotational speed below.

これにより、減速機３０から、クランクプレート４０及びカムプレート５０から構成される第２減速部４０，５０へと、回転が第１回転速度で入力されると、第１回転速度は、第２減速部４０，５０において第２回転速度に減速される。 As a result, when rotation is input at a first rotation speed from the speed reducer 30 to the second speed reduction units 40 and 50 including the crank plate 40 and the cam plate 50, the first rotation speed is changed to the second reduction speed. The parts 40 and 50 are decelerated to the second rotational speed.

このように、第２減速部４０，５０は、第１回転速度を減速することによって、第１トルクを増加する。すなわち、第２減速部４０，５０から出力される出力トルク（以下、第２トルクと呼ぶ）は、減速機３０から出力された第１トルクより、大きくなる。この第２トルクを有する回転は、カムプレート５０からトルク伝達部材７０へと伝達される。 Thus, the 2nd deceleration parts 40 and 50 increase a 1st torque by decelerating a 1st rotational speed. That is, the output torque (hereinafter referred to as the second torque) output from the second reduction units 40 and 50 is larger than the first torque output from the reduction gear 30. The rotation having the second torque is transmitted from the cam plate 50 to the torque transmission member 70.

最後に、カムプレート５０から出力される出力トルク（第２トルク）の説明を、行っておく。第２減速部４０，５０では、第１トルクが、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とを用いて定義される倍率Ｋ（＝（ｄ１＋ｄ２）／ｄ１）で、増加する。このトルクが第２トルクである。例えば、上述した構成の第２減速部４０，５０では、倍率Ｋが２になるように、クランクプレート４０及びカムプレート５０が構成されている。このため、第２トルクは、第１トルクに対して最大２倍に増加する。 Finally, the output torque (second torque) output from the cam plate 50 will be described. In the second decelerating units 40 and 50, the first torque increases at a magnification K (= (d1 + d2) / d1) defined using the first distance d1 and the second distance d2. This torque is the second torque. For example, in the 2nd deceleration parts 40 and 50 of the structure mentioned above, the crank plate 40 and the cam plate 50 are comprised so that the magnification K may be set to 2. For this reason, the second torque increases up to twice as much as the first torque.

別の見方で説明すると、カムプレート５０の回転角度に対するクランクプレート４０の回転角度の比によって、第２トルクを評価することもできる。例えば、カムプレート５０の回転角度をＲｋと表記し、クランクプレート４０の回転角度をＲｃと表記すると、この比Ｈは「Ｒｃ／Ｒｋ」と表記される。この比Ｈが、上記の倍率Ｋに対応する。より具体的には、上述した構成の第２減速部４０，５０では、仮にクランクプレート４０が９０度回転したときにカムプレート５０が４５度回転する。このため、上記の比Ｈは２となり、第２トルクは、第１トルクに対して最大２倍に増加する。
＜減速機構全体の動作及び作用＞
駆動モータ２０が回転すると、駆動モータ２０の回転が減速機３０に入力される。すると、減速機３０（第１減速部）は、駆動モータ２０の回転速度を、第１回転速度に減速する。これにより、駆動モータ２０のトルクが、減速機３０によって増加され、第１トルクとして減速機３０から出力される。なお、第１トルクは、第１回転速度に対応するトルクである。上記の構成では、上述したように、第１トルクは、駆動モータ２０のトルクの１００倍に設定されている。From another viewpoint, the second torque can also be evaluated by the ratio of the rotation angle of the crank plate 40 to the rotation angle of the cam plate 50. For example, if the rotation angle of the cam plate 50 is expressed as Rk and the rotation angle of the crank plate 40 is expressed as Rc, the ratio H is expressed as “Rc / Rk”. This ratio H corresponds to the magnification K described above. More specifically, in the second reduction parts 40 and 50 having the above-described configuration, the cam plate 50 rotates 45 degrees when the crank plate 40 rotates 90 degrees. Therefore, the ratio H is 2, and the second torque increases up to twice as much as the first torque.
<Operation and action of the entire deceleration mechanism>
When the drive motor 20 rotates, the rotation of the drive motor 20 is input to the speed reducer 30. Then, the reduction gear 30 (1st deceleration part) decelerates the rotational speed of the drive motor 20 to a 1st rotational speed. Thereby, the torque of the drive motor 20 is increased by the speed reducer 30 and is output from the speed reducer 30 as the first torque. The first torque is a torque corresponding to the first rotation speed. In the above configuration, as described above, the first torque is set to 100 times the torque of the drive motor 20.

続いて、減速機３０から出力された回転は、クランクプレート４０に伝達される。すると、クランクプレート４０は、第１回転速度で回転する。すると、クランクプレート４０の軸部４０ｂとカムプレート５０の溝部５０ｂとの係合によって、カムプレート５０が第２回転速度（＜第１回転速度）で回転する。これにより、第１トルクが、第２減速部４０，５０によって増加され、第２トルクとして第２減速部４０，５０から出力される。なお、第２トルクは、第２回転速度に対応するトルクである。上記の構成では、上述したように、第２トルクは、第１トルクに対して最大２倍に設定されている。 Subsequently, the rotation output from the speed reducer 30 is transmitted to the crank plate 40. Then, the crank plate 40 rotates at the first rotation speed. Then, the cam plate 50 rotates at the second rotation speed (<first rotation speed) by the engagement between the shaft portion 40b of the crank plate 40 and the groove portion 50b of the cam plate 50. Thereby, the 1st torque is increased by the 2nd reduction parts 40 and 50, and is outputted from the 2nd reduction parts 40 and 50 as the 2nd torque. The second torque is a torque corresponding to the second rotation speed. In the above configuration, as described above, the second torque is set to a maximum of twice the first torque.

このように、第１減速部３０及び第２減速部４０，５０（クランクプレート４０及びカムプレート５０）によってトルクが増加されると、第２トルクを有する回転が、カムプレート５０からトルク伝達部材７０へと伝達される。そして、この回転は、トルク伝達部材７０から下脚部材６へと、さらに伝達される。これにより、下脚部材６を、上脚部材５に対して揺動させることができる。
〔減速機構の特徴〕
減速機構１の第２減速部４０，５０では、クランクプレート４０の軸部４０ｂが、第１回転中心Ｏ１から所定の第１距離ｄ１を隔てた位置において、カムプレート５０の溝部５０ｂに係合している。このため、クランクプレート４０が第１回転中心Ｏ１を中心として揺動すると、クランクプレート４０の揺動速度より減速された揺動速度で、カムプレート５０が揺動する。すなわち、第２減速部４０，５０では、入力されたトルクを、増加させて、カムプレート５０から出力することができる。As described above, when the torque is increased by the first speed reduction unit 30 and the second speed reduction units 40 and 50 (the crank plate 40 and the cam plate 50), the rotation having the second torque is transmitted from the cam plate 50 to the torque transmission member 70. Is transmitted to. This rotation is further transmitted from the torque transmission member 70 to the lower leg member 6. Thereby, the lower leg member 6 can be swung with respect to the upper leg member 5.
[Characteristics of deceleration mechanism]
In the second speed reduction portions 40 and 50 of the speed reduction mechanism 1, the shaft portion 40b of the crank plate 40 is engaged with the groove portion 50b of the cam plate 50 at a position spaced a predetermined first distance d1 from the first rotation center O1. ing. Therefore, when the crank plate 40 swings about the first rotation center O1, the cam plate 50 swings at a swing speed that is decelerated from the swing speed of the crank plate 40. In other words, the second deceleration units 40 and 50 can increase the input torque and output it from the cam plate 50.

このように、第２減速部４０，５０では、第１回転中心Ｏ１及び軸部４０ｂの軸芯Ｏ３との間の第１距離ｄ１と、第１回転中心Ｏ１及び第２回転中心Ｏ２の間の第２距離ｄ２とを任意に設定することによって、減速比すなわちトルク倍率Ｋを、自由に設定することができる。また、第２減速部４０，５０によって、トルクを容易に増加させることができる。さらに、第２減速部４０，５０では、減速比の設定すなわちトルク倍率Ｋの設定は、クランクプレート４０の大きさ及びカムプレート５０の大きさを変更することなく行うことができる。このため、第２減速部４０，５０を小型化することができる。また、クランクプレート４０及びカムプレート５０の２つの部材を、回転軸方向に並べて配置することができるので、第２減速部４０，５０を、さらに小型化することができる。これにより、小型化を図りながら高出力を発揮することができる減速機構１を、実現することができる。 Thus, in the 2nd deceleration parts 40 and 50, the 1st distance d1 between the 1st rotation center O1 and the axial center O3 of the axial part 40b, and the 1st rotation center O1 and the 2nd rotation center O2 are between. By arbitrarily setting the second distance d2, the reduction ratio, that is, the torque magnification K can be set freely. In addition, the torque can be easily increased by the second deceleration units 40 and 50. Further, in the second reduction parts 40 and 50, the reduction ratio, that is, the torque magnification K can be set without changing the size of the crank plate 40 and the size of the cam plate 50. For this reason, the 2nd deceleration parts 40 and 50 can be reduced in size. In addition, since the two members of the crank plate 40 and the cam plate 50 can be arranged side by side in the direction of the rotation axis, the second reduction parts 40 and 50 can be further downsized. Thereby, the reduction mechanism 1 that can exhibit high output while achieving downsizing can be realized.

また、第２減速部４０，５０では、軸部４０ｂを溝部５０ｂの内部で移動させることによって、クランクプレート４０からのトルクを、スムーズにカムプレート５０に伝達することできる。例えば、複数の歯車を組み合わせた機構では、バックラッシュが発生するおそれがあるが、第２減速部４０，５０では、バックラッシュが発生しない。このため、従来技術と比較して、クランクプレート４０からのトルクを、スムーズにカムプレート５０に伝達することできる。 Moreover, in the 2nd deceleration parts 40 and 50, the torque from the crank plate 40 can be smoothly transmitted to the cam plate 50 by moving the axial part 40b inside the groove part 50b. For example, in a mechanism in which a plurality of gears are combined, backlash may occur, but backlash does not occur in the second reduction units 40 and 50. Therefore, the torque from the crank plate 40 can be smoothly transmitted to the cam plate 50 as compared with the prior art.

また、第２減速部４０，５０では、ブッシュ２４０を介して軸部４０ｂを溝部５０ｂに係合させているので、軸部４０ｂを溝部５０ｂに容易に組み付けることができる。また、軸部４０ｂの加工誤差及び溝部５０ｂの加工誤差を、ブッシュ２４０によって吸収することができるので、軸部４０ｂの精度及び溝部５０ｂの加工精度を、必要以上に高くする必要がない。すなわち、クランクプレート４０及びカムプレート５０を容易に加工することができる。 Moreover, in the 2nd deceleration parts 40 and 50, since the axial part 40b is engaged with the groove part 50b via the bush 240, the axial part 40b can be easily assembled | attached to the groove part 50b. Further, since the processing error of the shaft portion 40b and the processing error of the groove portion 50b can be absorbed by the bush 240, it is not necessary to increase the accuracy of the shaft portion 40b and the processing accuracy of the groove portion 50b more than necessary. That is, the crank plate 40 and the cam plate 50 can be easily processed.

また、第２減速部４０，５０では、クランクプレート４０を、第１回転中心Ｏ１と第２回転中心Ｏ２とを結ぶ線を基準とした所定の揺動範囲において、揺動させることによって、カムプレート５０を常に減速域において揺動させることができる。また、第２減速部４０，５０では、ストッパ機構６０によってクランクプレート４０の揺動範囲を制限されるので、カムプレート５０を減速域において確実に揺動させることができる。 Further, in the second speed reduction units 40 and 50, the cam plate is swung within a predetermined swing range with respect to a line connecting the first rotation center O1 and the second rotation center O2, thereby cam plate 50 can always be swung in the deceleration region. Further, in the second speed reduction units 40 and 50, the swing range of the crank plate 40 is limited by the stopper mechanism 60, so that the cam plate 50 can be reliably swung in the speed reduction range.

また、第２減速部４０，５０では、まず、駆動モータ２０の駆動軸２０ａの回転に対する回転速度が、減速機３０によって減速される。次に、減速機３０から出力された回転に対する第１回転速度が、クランクプレート４０とカムプレート５０とによって、第２回転速度へと、さらに減速される。このようにして、減速機構１では、駆動モータ２０の回転速度を、大幅に減速することができる。すなわち、減速機構１では、入力されたトルクを、大幅に増加させて、カムプレート５０から出力することができる。
〔他の実施形態〕
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（ａ）前記実施形態では、減速機構１がストッパ機構６０を有する場合の例を示したが、ストッパ機構６０を必ずしも用意する必要はない。例えば、減速機構１がストッパ機構６０を有していない場合、カムプレート５０が減速域で揺動するように、クランクプレート４０の回転は制御される。例えば、基準状態を基準として、カムプレート５０が、第１回転方向及び第２回転方向に９０度未満の範囲内で、揺動するように、クランクプレート４０の回転が制御される。これにより、第２減速部４０，５０において、回転速度を確実に減速することができる。すなわち、第２減速部４０，５０において、トルクを増加することができる。
（ｂ）前記実施形態では、減速機構１がトルク伝達部材７０を有する場合の例を示したが、トルク伝達部材７０を用いることなく、カムプレート５０から出力されるトルクを、揺動対象の部材に直接的に伝達するようにしてもよい。この場合、カムプレート５０を、揺動対象の部材に、直接的に連結することによって、カムプレート５０から出力されるトルクを、揺動対象の部材に伝達することができる。
（ｃ）前記実施形態では、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とを用いて定義される倍率Ｋ（＝（ｄ１＋ｄ２）／ｄ１）が２になる場合の例を示したが、この倍率Ｋは、適宜変更可能である。例えば、第１回転中心に対する軸部４０ｂの軸芯Ｏ３の位置、及び第２回転中心Ｏ２に対する第１回転中心Ｏ１の位置の少なくともいずれか一方を、変更することによって、この倍率Ｋは任意の値に設定することができる。
（ｄ）前記実施形態では、カムプレート５０がハウジング１０の円筒部の内周側において一対のガイド部材１０ｃを介して回転自在に支持される場合の例を示したが、カムプレート５０を支持する形態は、前記実施形態に限定されず、どのようにしてもよい。
例えば、前記実施形態では、ハウジング１０は、ハウジング本体１０ａと、蓋部材１０ｂと、一対のガイド部材１０ｃとを、有していたが、これに代えて、図５に示すように、ハウジング１０が、ハウジング本体１０ａと、ハウジング本体１０ａに固定される軸部１０ｅを有する軸部材１０ｄとから構成されるようにしてもよい。この場合、カムプレート５０には、軸部１０ｅを嵌合するための嵌合孔５０ｅが形成される。そして、ハウジング１０ａにおける軸部材１０ｄの軸部１０ｅを、ベアリング１５０を介して、カムプレート５０の嵌合孔５０ｅに回転自在に装着することによって、カムプレート５０を、ハウジング１０に対して相対回転させることができる。この場合は、前記実施形態と比較して、更なる軽量化を図ることができる。また、この場合においても、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。In the second speed reduction units 40 and 50, first, the rotational speed of the drive motor 20 relative to the rotation of the drive shaft 20 a is reduced by the speed reducer 30. Next, the first rotation speed with respect to the rotation output from the speed reducer 30 is further reduced to the second rotation speed by the crank plate 40 and the cam plate 50. In this way, in the speed reduction mechanism 1, the rotational speed of the drive motor 20 can be greatly reduced. That is, in the speed reduction mechanism 1, the input torque can be greatly increased and output from the cam plate 50.
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention. In particular, a plurality of embodiments and modifications described in this specification can be arbitrarily combined as necessary.
(A) In the above embodiment, an example in which the speed reduction mechanism 1 has the stopper mechanism 60 has been described. However, the stopper mechanism 60 is not necessarily prepared. For example, when the speed reduction mechanism 1 does not have the stopper mechanism 60, the rotation of the crank plate 40 is controlled so that the cam plate 50 swings in the speed reduction range. For example, with reference to the reference state, the rotation of the crank plate 40 is controlled so that the cam plate 50 swings within a range of less than 90 degrees in the first rotation direction and the second rotation direction. Thereby, in the 2nd deceleration parts 40 and 50, a rotational speed can be reliably decelerated. That is, the torque can be increased in the second deceleration units 40 and 50.
(B) In the above-described embodiment, an example in which the speed reduction mechanism 1 includes the torque transmission member 70 has been described. However, the torque output from the cam plate 50 can be changed without using the torque transmission member 70. You may make it transmit directly to. In this case, the torque output from the cam plate 50 can be transmitted to the swing target member by directly connecting the cam plate 50 to the swing target member.
(C) In the above-described embodiment, an example in which the magnification K (= (d1 + d2) / d1) defined using the first distance d1 and the second distance d2 is 2 is shown. These can be changed as appropriate. For example, by changing at least one of the position of the axis O3 of the shaft portion 40b with respect to the first rotation center and the position of the first rotation center O1 with respect to the second rotation center O2, the magnification K can be set to an arbitrary value. Can be set to
(D) In the above-described embodiment, the example in which the cam plate 50 is rotatably supported via the pair of guide members 10c on the inner peripheral side of the cylindrical portion of the housing 10 has been described. The form is not limited to the above-described embodiment, and any form may be used.
For example, in the embodiment described above, the housing 10 has the housing body 10a, the lid member 10b, and the pair of guide members 10c. Instead, as shown in FIG. The housing body 10a and the shaft member 10d having the shaft portion 10e fixed to the housing body 10a may be used. In this case, the cam plate 50 is formed with a fitting hole 50e for fitting the shaft portion 10e. The shaft portion 10e of the shaft member 10d in the housing 10a is rotatably mounted in the fitting hole 50e of the cam plate 50 via the bearing 150, thereby rotating the cam plate 50 relative to the housing 10. be able to. In this case, the weight can be further reduced as compared with the above embodiment. Also in this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

本発明は、減速機構に対して、広く用いることができる。 The present invention can be widely used for a speed reduction mechanism.

１減速機構
１０ハウジング（支持部材）
１０ｃガイド部材
２０駆動モータ（駆動手段）
３０減速機
４０クランクプレート（入力部材）
４０ｂ軸部（出力部）
５０カムプレート（出力部材）
５０ｂ溝部（係合部）
６０ストッパ機構
７０トルク伝達部材
２４０ブッシュ（軸受部材）
２４０ａ平面部
Ｏ１第１回転中心
Ｏ２第２回転中心
Ｏ３軸部の軸芯
ｄ１第１距離
ｄ２第２距離1 Deceleration mechanism 10 Housing (support member)
10c guide member 20 drive motor (drive means)
30 Reducer 40 Crank plate (input member)
40b Shaft part (output part)
50 Cam plate (output member)
50b Groove (engagement part)
60 Stopper mechanism 70 Torque transmission member 240 Bush (bearing member)
240a Plane portion O1 First rotation center O2 Second rotation center O3 Shaft core axis d1 First distance d2 Second distance

Claims

A deceleration mechanism that decelerates and outputs an input,
An input member provided in parallel with the first rotation center at a position separated from the first rotation center by a predetermined distance and swinging about the first rotation center;
An engaging portion with which the output portion of the input member engages, and parallel to the first rotation center at a position spaced apart from the first rotation center by a swing of the input member; An output member that swings about the arranged second rotation center;
With
The output portion is a shaft portion, the engagement portion is a groove portion extending in a radial direction from a second rotation center orthogonal to the second rotation center , and the flat portion that the shaft portion contacts the side surface of the groove portion Engaged with the hole of the bearing member, and the bearing member is engaged with the groove,
The input member swings within a predetermined swing range based on a line connecting the first rotation center and the second rotation center;
Reduction mechanism.

The engaging portion is included in a bottomed cylindrical housing body, the input member is disposed on the bottom side of the housing body, the disk-shaped output member is disposed on the opening end side, and the groove portion has a bottom on the opening side. The speed reduction mechanism according to claim 1.

A stopper mechanism for limiting the predetermined swing range;
Reduction mechanism according to claim 1 or 2 further comprising a.

Drive means for driving the input member in the predetermined swing range;
The speed reduction mechanism according to claim 1, further comprising:

A decelerator that decelerates and outputs the input rotation speed,
Further comprising
The output of the speed reducer is input to the input member.
The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 4 .

A support member for rotatably supporting the output member;
The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 5 , further comprising: