JPH01169154A - 遊星歯車減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば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、外歯歯車の歯形をエ
ビトロコイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形成いは
円弧歯形等で構成すると共に、外歯両川に嵌合された偏
心体の回転によって外歯歯車を揺動回転させ、内外両歯
車を内接噛合させて入力回転を減速して出力する内接噛
合形遊星歯車減速磯の改良に関し、さらに詳しくは、該
遊星歯車減速機が中空の偏心体軸を有し、該偏心体軸の
中空部分を利用可能とすると共に、該偏心体の中空部分
の内径を増・大させた構造に関する。

（従来技術） 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ら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
がエビ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と内ロー
ラが遊嵌されており、外歯歯車に嵌合された偏心体の回
転によって外歯歯車を揺動回転させ、内外両歯車を内接
噛合させて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」（以下、遊星歯車減
速機という）の−例を第３図及びｆｊＳ４図によって説
明する。

第３図は遊星歯車減速機の一例を示す断面図であり、第
４図は第３図のＡ−Ａ線断面図である。

この例では、入力軸１の回転が出力軸２の減速回転とな
って取り出されるものとなっているが、出力軸２を固定
し、内歯歯車８から減速回転を取り出す構成とすること
もでさる。

入力軸１には個々に分割された２枚の偏心体３が設けら
れている。入力軸１と偏心体３とはキー溝４及びキー４
Ａによって結合されている。

外歯歯車５は個々の偏心体３にコロ６を介して嵌合され
ている。この外歯歯車５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、コロ６は内周リング６Ａを有している。更に、内歯
歯車８は外側のケーシングを兼用しており、かつ該内歯
歯車８はこの例では固定されている。内歯歯４Ｌ８は外
歯歯１１１５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。前記外歯歯車５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。そして、この内ピン１１の外周には内口−２１２
が遊嵌されており、該内ピン１１の一端は内ピン保持７
ランジ１３にｆｆｉ嵌されている。

内ピン保持７ランジ１３には出力軸２が一体的に設けら
れている。

以上に説明した遊星歯車減速機では、個々の偏心体３を
入力軸１に別々に位相差を持たせて取り付けるものとな
っており、２枚の場合には１８０度の位相差を以て取り
付けなければならない、ところが、正確に１８０度の位
相差を持つように取り付けるには、その作業に精密さが
要求され、作業性が余りよくなかった。

上記偏心体の取り付は作業における作業性を゛改善する
ものとして、ｆｊＳＳ図に示すような構造の遊星歯車減
速機も公知である。

ｆｊｓ　５図を参照して、２個の偏心体３１．３２が一
体に成型された偏心部材３Ａが設けられ、この偏心部材
３Ａが入力軸１にキー結合されている。その他の構成に
ついては、ｆｊｒＪ３図及び第４図に示す遊星歯車減速
機と同一であるから説明を省略する。

この構造によると、分割された個々の偏心体の位相差を
合わせる手間が省ける点で作業性が向上するものとなっ
ている。

又、ｌｓ図に示す構造を更に一歩進めて、第６図に示す
ような偏心体軸３Ｂを持っ１！展歯車減速成も提案され
ている。

ｆｊＳ６図を参照して、偏心体軸３Ｂは２個の偏心体３
．１３□を一体に有しており、かつ両端を軸受１４及び
１５で軸支されている。軸受１４は内ピン保持７ランク
１３との間に設けられ、軸受１５は内歯歯車８に固定さ
れたカバーケーシング１６との間に設けられている。

上記偏心体軸３Ｂを持つ遊星歯車減速機では、図示しな
い入力軸によって偏心体軸３Ｂを回転させ、その回転を
内歯歯車８の減速回転（内ピン保持７ランク１３が固定
の場合）或いは内ピン保持７ランジ１３の減速回転（内
歯歯車８が固定の場合）として取り出すようになってい
る。

この第６図に示す′Ｍ星歯車減減速の中空部分は入力軸
を挿入させるためのものであるが、この偏心体軸３Ｂの
中空部分は、例えば袖を挿通させて使用するとか、或い
は必要なケーブルを挿通させて使用するとか、種々の用
途がひらけているものであった。

第７図に示すものは、第６図の構造の遊星歯車減速機を
利用したロボット関節の一例を示すものである。

第７図を参照して、モータＭ１の回転は傘歯車２１．２
２を介してｆｊＳｌの遊星歯車減速機の偏心体軸２３に
伝達される。このｍｌの遊星歯車減速機では内歯歯車２
４が固定されているので、内ピン保持フランジ２５が減
速回転の出力側となる。内ピン保持７ランジ２５は軸受
２６によって回転自在に支持されており、該内ピン保持
フランジ２５の回１１云はロボットの腕２７を軸心０１
の回りに回転させる。

又、モータＭ２の回転は傘歯車２８．２９を介して軸３
０の回転となり、該軸３０の回転は全歯Ｉｆ１３１．３
２を介して第２の遊星歯車減速機の偏心体ｊｉｌＩＩ３
３に与えられる。軸３ｏは軸受３４によって支持され、
かつ萌記第１の遊星歯車載速成の偏心体軸２３を貫通し
て設けられている。第２のＴＬ星歯車減減速は前記ロボ
ットの腕２７内に設けられており、その偏心体軸３３の
回転は内ピン保持７ランジ３５の減速回転となって出力
される。内ピン保持フランジ３５にはロボットの腕２７
の操作端３６が固定されており、該操乍端３６の回転は
細心０２回りの回転となる。このため、ロボットの操作
端３６は、一方では軸心０１のまわりに公転され、他方
では軸心０２回りに自転して所定の作業を行なうものと
なっている。

以上の説明がらも分かるように、従来の遊星歯車載速成
では偏心体を１個或いは２個設けた構造が普通であった
。

一方、分割された偏心体の数を３枚以上として個々のコ
ロに作用する荷重を低減し、以て伝達荷重を増大させた
遊星歯車載速成も公知である。

第８図を参照して、入力軸１には個々に分割された３枚
の偏心体３Ｃが１２０度の位相差を持って設けられてい
る。入力軸１と偏心体３Ｃとは公知のようにキー溝及び
キーによって結合されている。３枚の外歯歯車５は個々
の偏心体３Ｃにコロ６を介して嵌合されている。コロ６
は内周リング６Ａを有している。

この３枚の偏心体３Ｃを設けた遊星歯車減速機では、伝
達荷重を増大させる効果を奏するが、見方を変えると、
それぞれのコロ６及び内周リング６Ａに作用する伝達荷
重が小さいので、フロロ及び内周リング６Ａの厚みを小
さくできるものとなって、遊星歯車減速機の半径方向大
きさを低減し、以て全体的に小形化を達成できるもの、
と言うこともで慇る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記第６図及び１７図に示す遊星歯車減速機
では次のような問題があった。

偏心体軸の中空部分を回転軸が貫通するものでは、該回
転軸の軸径を大きくして伝達トルクを増大させんとする
と、中空部分の内径を大きくしなければならないが、偏
心体軸等の個々の部品の強度の面から中空部分の内径を
増大させるには限界がある。

そこで本発明の目的は、偏心体軸に一体形成された偏心
体を３個以上とした遊星歯車載速成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、中空の偏心体軸に３個以
上の偏心体を一体形成し、これによってコロ及び内周リ
ングの厚みを低減し、以て中空部分の内径を増大させた
ところにある。

ところが、第６図に示すような偏心体軸では、偏心体の
数は２個までであって、第８図に示すような３個の偏心
体を一体形成したとしてら実際にはそのような偏心体軸
を遊星歯車減速機に適用することは不可能である。その
理由は、３個の偏心体を形成する場合、各偏心体が偏心
体軸上に１２０度づつずらさ、れて形成されるため、コ
ロの内周リングをこれらの偏心体を越えて挿入させるこ
とが不可能となるからである。

そこで、本発明を実施するに当たってはｆｊＳ９図に示
すように、偏心体軸３に一体形成された３個の偏心体３
Ｄ、、３Ｄ２．３Ｄ３の内、端部の偏心体３Ｄ３を小内
部３Ｓとその外周に設けられたスペーサリング３Ｒとか
ら構成し、該小内部３Ｓの外周が隣接する偏心体３Ｄ２
の外周よりも内側になるように小さ（形成させ、これに
よって中間の偏心体３Ｄ２にコロ６及び内周リング６Ａ
を挿入可能としたものである。

尚、本発明を実施するに当たっては、前記第９図の構成
の他に、第１０図に示すように端部の偏心体３Ｅ３を小
内部とし、第９図におけるスペーサリング３Ｓと内周リ
ング３Ｒとの合計厚さの内周リング３Ｒ３を設ける構造
としてもよい。

（実施例） 以下、図によって本発明の一実施例を詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

以下の説明においては、！＠３図及びＰｔ５４図に示す
従来公知の構成と同一部分についでは同一符号を付すも
のとする。

偏心体軸４１には端部より順次３個の偏心体３３．３□
、３．が一体的に形成されている。偏心体３１．３２．
３．にはコロ６１，６２．６コが設けられており、該コ
ロ６Ｉ、６□、６．は内周リングＧＡ、、６Ａ２．６Ａ
、を有している。各偏心体３１１３□、３．には前記内
周リング６　Ａ　＋、６Ａ２．６Ａａ、及びコロ６１１
６□、６．を介して３枚の外歯歯車５が嵌合されでいる
。この外歯歯車５はその外周にトロコイド歯形からなる
外歯を有している。内歯歯車８はケーシングと一体に形
成されている。又、内歯歯１＄８は外歯歯車５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は外ローラを遊嵌する構造としてもよい。前記外
歯歯１１１５には内ピン穴１０が形成されており、該内
ピン穴１０には内ピン１１が遊嵌されている。この内ピ
ン１１の外周には内ローラ１２が遊嵌されており、該内
ピン１１は一端を内ピン保持７ランジ１３に密嵌されて
いる。ここで、内口−２１２は省略可能である。内ピン
保持フランジ１３は固定側（図示しない）に固着されて
いる。

以上までの構成は従来公知の遊星歯車減速機と同様な構
成であるが、本発明では偏心体軸４１の中心に該偏心体
軸４１を貫通する中空部分４２が形成されている。尚、
中央の偏心体３□にコロ６２と内周リング６Ａ２が挿入
可能となるように、偏心体３．が内部３３．とスペーサ
リング３，２とによって構成されていることは１９図で
説明したとおりである。

本発明は以上のように構成されているので、コロ６１，
６２．６コと内周リング６Ａ、、６Ａ２、（３Ａ、に作
用する荷重が低減され、該コロ６い６□、６．及び内周
リング６　Ａ　＋、６Ａ２．６　Ａ　３の半径方向厚み
を低減できるので、中空部分４２の内径を増大できるも
のとなる。このため、以下の第２図に示すロボットの関
節として使用した場合、中空部分を貫通して太い軸をと
おすことが可能となり、大トルクの伝達が可能となって
小形、高伝達トルクのロボット関節が得られるものとな
る。

ｆ５２図を参照して、モータＭ１の回転は該モータＭ１
の出力軸に設けられた傘歯車４１と第１の遊星歯車減速
機の偏心体軸４２に設けられた傘歯車４３を介して第１
の遊星歯車減速機に伝達される。この第１の遊星歯車減
速機では内歯歯車４４がモータ保持枠４５に固定されて
いるので、内ピン保持７ランジ４６が減速回転の出力側
となる。内ピン保持７ランク４６は軸受４７によって内
歯歯車枠４８との間で回転自在に支持されており、かつ
該内ピン保持７ランシ４６は連結枠４９を介してロボッ
トの腕５０と連結されている。このため、内ピン保持フ
ランジ４６の回転はロボットの腕５０の軸心０１回りの
回転となる。ここで、軸心０１はｆｊＳｌの遊星歯車減
速機の回転中心である。

又、モータＭ２の回転は該モータＭ２の出力軸に設けら
れた傘歯車５１を介して貫通軸５２の一端に設けられた
傘歯車５３に伝達される。

貫通軸５２はこの図示例では中空軸となっているが、中
実軸としてもよい。貫通軸５２の他端には傘歯車５４が
設けられ、第２の遊星歯車減速機の偏心体軸５５に設け
られた傘歯車５６と噛合している。貫通軸５２はｔｊＳ
ｌの遊星歯車減速機の偏心体軸４２の中空部分を貫通し
て設けられ、その両端付近で軸受５７によって回転自在
に支持されている。こうして、そ−タＭ２の回転が貫通
軸５２を介して１２の！！星歯車減減速の偏心体軸５５
に与えられる。第２の遊星歯車減速機は前記ロボットの
腕５０内に設けられており、内歯歯車５８が腕５０に固
定されているので、偏心体軸５５の回転は内ピン保持７
うンジ５つの減速回転となって出力される。内ピン保持
フランジ５つにはロボットの腕５０の操作端６０が固定
されており、該繰作端６０は腕５０との開で軸受６１に
よって回１吠自在に支持されている。この操作：４Ｊ６
０の回転は軸心０２回りの回転となる。ここで、０２は
第２の遊星歯車減速機の回転中心である。

こうして、ロボットの繰作端６０は、モータＭ１によっ
て軸心０１のまわりに公転され、モータＭ２によって軸
心０２回りに自転され、所定の作業を行なうものとなっ
ている。

このようなロボットの関節では、できるだけ高トルクの
伝達を可能としたいが、そのためには貫通軸５２の径が
大きい程よいことになる。

換言すれば、偏心体軸４２の中空部分の内径が大きい程
よいということである。従って、本発明のように３個の
偏心体を設けた偏心体軸とすれば、そのような要求を適
えることができるものとなる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、第１図の説明では内歯歯車８がケーシングと一
体に回転され、内ピン保持７ランジ１３が固定するもの
として説明したが、内ピン保持７ランジ１３を回転し、
内歯ｔＪｉＪＩｌｌ　８をケーシングと一体に固定とし
、内ピン保持フランジ１３から出力を取り出すようにし
たものら、本発明に含むことは、その趣旨から明白なも
のである。

又、偏心体の数は３個に限定されるものではなく、内部
とスペーサリングのｖ１成を両端に設けること或いは内
部とスペーサリングとの組み合わせを隣接する偏心体の
２個以上に連続して設けることにより、４個或いはそれ
以上の偏心体を持つ遊星歯車減速機に適用可能であり、
本発明は３個以上の偏心体を持つ遊星歯車減速機に適用
可能である。

更に又、本発明は減速機に限定されるものではなく、増
速磯にも適用可能である。

（発明の効果） 以上のように描成された本発明の効果を述べると次のと
おりである。

偏心体が３個以上設けられているので、１個当たりに作
用する伝達荷重が低減する。このため、コロ及び内周リ
ングの半径方向厚みを低減することが可能になり、その
分偏心体紬の中空部分の内径を増大させることができる
。従って、該中空部分の利用度が向上し、特にロボット
の関節に適用すると小形、高伝達トルクのロボット関節
が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｆ：５１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は
第１図の遊星歯車減速機を使用したロボット関節の一例
を示す断面図、＠３図は従来公知の２枚の分割偏心体を
用いた遊星歯車減速機の断面図、第４図は第３図のＡ−
Ａ断面図、第５図は従来公知の一体形成偏心体を用いた
遊星歯ヰ１減速磯の断面図、ｆｊＳ６図は従来公知の偏
心体軸を用いた遊星歯車減速機を示す断面図、第７図は
ｆｊＳｉ３図の′ｉ！Ｌ星歯屯減速磯減速いたロボット
の関節を示す断面図、第８図は従来公知の３枚の偏心体
を用いた遊星歯車滅連磯の断面図、第９図は３個の偏心
体を一体的に有する偏心体軸を用いた遊星歯車載速成の
断面図、ｆｊＳ１０図は３個の偏心体を一体的に有する
偏心体軸を用いた他の遊星歯車減速機の断面図である。 ３１．３□、３．：偏心体 ３．１：円ｎ　　３３２ニスペーサリング５：外歯歯＊
６＋、６２．６３：コロ ６Ａ、、６Ａ２．６Ａ、：内周リング ８：内歯歯＄　　９：外ピン　１０：内ピン穴１１：内
ピン　１２：内ローラ １３：内ピン保持７ランジ　４１：偏心体軸４２：中空
部分 復代理人　弁理士　辻　三部（ばか１名）第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 ｊ＄７図 第　８　図 ］Ａ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空の偏心体軸と、該偏心体軸に一体に形成された３個
   以上の偏心体と、前記偏心体にコロ及び内周リングを介
   して嵌合された外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する
   内歯歯車と、前記外歯歯車を貫通して設けられた内ピン
   と、該内ピンを保持する内ピン保持フランジとからなり
   、前記内歯歯車或いは前記内ピン保持フランジのどちら
   か一方を固定し、他方から減速回転を取り出すようにし
   た遊星歯車減速機。