JPH0285552A - 転動ボール形差動減速装置 - 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、回転速度を減少させる減速装置に関し、特に
回転動力に対して同期した複数の回転出力が得られるよ
うに改良を施された転動ボール形差動減速装置に係る。

［従来の技術］ 本発明の出願人は、電動機等の回転速度を減少する減速
装置において、特開昭６２−２０６４号公報に掲載され
たとおり、（１）小形の装置で高減速比が得られる、（
２）バックラッシなどの遊びが少なく制御上の精度が高
い、（３）噛み合い率が高く剛性が大きい、（４）回転
部分の慣性力が比較的小さく制御性が良い、（５）ＩＩ
擦が小さく動力損失が少ない等の点で優れた性能を有す
る転動ボール形差動減速装置を、すでに紹介した。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、互いに同期した複数の駆動出力が必要な場合に
は、優れた特性を有する上記の減速装置を使用して減速
後の出力を他の手段によつ°Ｃ複数に分岐させることは
、その性能を確保するうえから好ましくない、従って、
複数の出力を得るには、上記の減速ｔ！ｌ撲を複数設け
、それらに駆動動力を与える電動機の作動を制御装置で
同期させることが考えられるが、複数個設けられる電動
機等にはばらつきがあり、制御装置にかなりの精度が要
求されるため、完全に同期させることは非常に困難であ
るという問題がある。

本発明は、回転動力に対して同期した複数の回転出力が
得られる転動ボール形差動減速装置を提（共することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、直線状に形成された溝を有する固定部材と、
該固定部材の前記溝に対応して形成された直線状の二次
溝および該二次溝に対して直角方向に形成された直線状
の一次溝をそれぞれ表裏に有する第１の動板と、該第１
の動板の前記一次溝に対応して形成された直線状の溝と
、複数の基円に沿うサイクロイド系曲線形状に形成され
た複数の案内溝とを有する第２の動板と、該第２の動板
の前記複数の案内溝にそれぞれ対応して前記サイクロイ
ド系曲線形状とは逆のサイクロイド系曲線形状に形成さ
れた案内溝を有する複数の出力板と、回転に伴い旋回運
動する出力部を有し、回転駆動されるとき該出力部によ
り前記第２の動板を駆動する動力軸と、前記固定部材の
溝と前記第１の動板の二次溝との間に転動可能に配設さ
れた第１の転動ボール群と、前記第１の動板の一次溝と
前記第２の動板の直線状の溝との間に転動可能に配設さ
れた第２の転動ボール群と、前記第２の動板の複数の案
内溝と面記複数の出力板の案内溝との間にそれぞれ転動
可能に列設された第３の転動ボール群とからなる技術的
手段を採用する。

［作用］ 本発明では、固定部材と第１の動板と第２の動板とが、
これらの間にそれぞれ配設された転動ボール群を介して
積層配置されている。動力軸が回転されると、その出力
部が旋回運動し、第２の動板を駆動する。第２の動板は
、駆動されると、それぞれ直線状に形成された第１の動
板の一次溝と該溝と対応して形成された溝との間を第２
の転動ボール群が転動することによって一方の直線方向
に自由に移動する。また、第１の動板は、同じくそれぞ
れ直線状に形成された固定部材の溝と該渭と対応して形
成された一次溝との間を第１の転動ボール群が転するこ
とによって、第２の動板が第１の動仮に対して移動する
方向とは直角方向に自由に移動する。

従って、第１の動板は第２の動板に対してオルダムａ横
を形成するため、動力軸により１ヅ動される第２の動板
を回転（自転）させないで、旋回運動のみを与える。

第２の動板が旋回運動を行うと、第２の動板と出力板と
にそれぞれ逆に形成されたサイクロイド系曲線形状の案
内溝の間に列設された第３の転動ボールが一体的に転動
し、出力板を減速回転させる。出力板は、第２の動板上
の各案内溝と対応して複数設けられているため、各出力
板は、互いに同期して回転する。

［発明の効果］ 本発明では、第２の動板が回転（自転）しないで、旋回
運動のみを行うため、第２の動板十、の案内溝に対応す
る案内溝を有する出力板は、動力軸の回転に同期して回
転する。また、第２の動仮に形成される案内溝の基円の
径は同一である必要がないため、異なる径を基円とする
案内溝を設け、それに対応する案内溝を設けた出力板に
よっζ異なる減速率を有する出力を同期させることもで
きる。さらに、案内、溝の基円を同心上に設けることに
より、同一中心で異なる減速率の出力を同期して得るこ
ともできる。

また、各出力板からの出力は、バックラッシがなく、制
御上の高い精度が得られ、噛み合い率がよく、回転部分
の慣性が小さく、この点からも制御性がよく、しかも摩
擦が小で動力損失が少なくなる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明にかかる転動ボール形差動減速装置の
主要構成を示す分解斜視図である。

転動ボール形差動減速装置は、固定板１０、オルダム板
２０、偏心板３０、出力板４０．５０が順に積層配置さ
れ、動力軸６０によって偏心板３０が駆動され、積層配
置された各板の間には、スチールボール群７０．８０．
９０がそれぞれ配されている。

固定板１０は中空の円盤形状をなし、その中空部分には
軸受け１１が嵌合されて固定されている。

オルダム板２０側に面する固定板１０の面１２には、軸
受り１１を挟んで両側に、複数の直線状の溝１３が形成
されている。

固定板１０に隣り合うオルダム板２０は、固定板１０と
同様に中央に穴２１を有する中空の円盤形状を呈してお
り、固定板１０側の面２２には、固定板１０の複数の溝
１３にそれぞれ対応して形成された複数の直線状の湧２
３が、穴２１を挟んだ両側に設けられている。オルダム
板２０には、面２２とは反対側の偏心板３０１１１！Ｉ
の面２４に、泊２３と直交方向に形成された複数の直線
状の溝２５が設けられている０、 偏心板３０は、軸受け３１を中心に備えた円盤形状を呈
し、オルダム板２０側の面３２には、溝２５に対応した
複数の直線状の溝３３か、軸受け３１を挟んで形成され
ている。出力板４０．５０側の鋼心板３０の面３４には
、波形の案内溝３５゜３６が形成されている。これらの
案内溝３５．３６は、第２図にも示すとおり、ハイポサ
イクロイド曲線をなしている。

出力板４０．５０は、それぞれ円盤部４１．５１と、出
力軸４２．５２とからなり、円盤部４１．５１と出力軸
４２．５２とは一体的に回転する。

円盤部４１．５１には、偏心板３０の各案内溝３５．３
６と対応して、波形の案内溝４３．５３が形成されてい
る。これらの案内溝４３．５３は、第２図にも示すとお
り、エビサイクロイド曲線をなしている。

ここで、偏心板３０の案内溝３５．３６として形成され
たハイポサイクロイド曲線Ａと、出力板４０．５０の案
内溝４３．５３として形成されたエビサイクロイド曲線
Ｂを第３図および第４図に基づいて説明する。

ハイポサイクロイド曲ｌＩＡは、基準とされた円Ｒ（以
下ｒ基円Ｒ」という）の半径ｒに対して、ｒａ　＝ｒ＋
ｅ　（ｅは正の値）の関係を有する半径ｒＡの円ＲＡに
沿って半径Δｒ　（＝２ｅ）の円を転動させて得られる
曲線である。

これに対し、エビサイクロイド曲＆ｌ１ｌＢは、基円Ｒ
の半径ｒに対して、ｒ、＝ｒ＋ｅ（ｅは正の値）の関係
を１する半径！−８の円Ｒｅに沿って半径Δｒの円を転
動さぜＣ得られる曲線である。

本実施例では、ハイポサイクロイド曲線Ａの波数と、エ
ビサイクロイド曲線Ｂの波数は、それぞれ１２と１０と
なっており、ハイポサイクロイド曲線Ａの波数はエビサ
イクロイド曲線Ｂの波数より２だけ多く設けられている
。この場合、減速比は、２／（エビサイクロイド曲線の
波数＋２）によって求められ、２／　（１０＋２）＝１
／６となる。

動力軸６０は、電動機等の回転動力源と接続される主軸
６１、主軸６１と同心的に形成され、主軸６１より径が
大きい径大部６２、径大部６２より大きな径を有し、径
大部６２の外周部の一部に径大部６２と一体的に形成さ
れた錘６３、主軸６１の回転中心とは異なる中心を有す
る円筒部をなす偏心部６４、受は軸６５からなる。ここ
で、偏心部６４の中心は、動力軸６０の回転に伴って主
軸６１の回転軸の回りを旋回運動し、偏心部６４は遍心
運動することになる。このとき、偏心部６４の中心は、
主ＩＩＩＩＩ１６１の中心の回りで、上記のハイボサイ
クロイド曲線Ａとエビサイクロイド曲線Ｂにおける半径
Δｒと同じを半径Δｒで旋回運動する。

スチールボール群７０は、固定板１０とオルダム板２０
との間の、それぞれ対応する溝１３と溝２３とに転動可
能にそれぞれ２個ずつ配され、オルダム板２０を固定板
１０に対して溝１３．２３方向に自由に移動できるよう
に転動支持する。

スチールボール群８０は、オルダム板２０と偏心板３０
との間の、それぞれ対応する溝２５と講３３とに転動可
能にそれぞれ２個ずつ配され、偏心板３０をオルダム板
２０に対して講２５．３３方向に自由に移動できるよう
に転動支持する。

スチールボール群９０は、偏心板３０と出力板４０．５
０との間の、それぞれ対応する案内溝３５．３６と案内
溝４３．５３との間に基円に沿って列設される。ここで
は、各出力板４０．５０に形成されたエビサイクロイド
曲線の波数の１０より１だけ多く、偏心板３０に形成さ
れたハイポサイクロイド曲線の波数１２より１だけ少な
い１１個が各サイクロイド曲線に沿っ゛Ｃ連続して配置
されている。

以１の構成からなる転動ボール形差動減速装置は、第５
図に示すとおり、固定板１０と固定されたケーシング１
４内に配置される。

ここで、動力軸６０の径大部６２は、固定板１０の軸受
け１１に、また受は軸６５はケーシング１４に固定され
た軸受け１５にそれぞれ嵌合されて回転自在に支持され
る。また、出力板４０．５０の各出力軸４２．５２は、
同じくケーシング１４に固定された軸受け１６．１７に
それぞれ嵌合され回転自在に支持される。

一方、偏心板３０の軸受け３１には、動力軸６０の鋼心
部６４が嵌合され、偏心板３０は動力軸６０の回転に伴
って主軸６１の回転軸の回りを旋回運動する。

さらに径大部６２と一体に形成された錘６３は、オルダ
ム板２０の穴２１内に配され、オルダム板２０には接触
しない。従って、動力軸６０の回転時には、旋回運動す
るオルダム板２０の重心の漏心分を吸収して、回転時の
重量バランスの均衡を図る。

以上の構成からなる本実施例の転動ボール形差動減速装
置は、次の通り作動する。

図示しない回転動力により動力軸６０が回転駆動される
と、主軸６１および径大部６２は回転し、錘６３と偏心
部６４はそれぞれ偏心運動する。

偏心部６４が軸受け３１に嵌合された偏心板３０は、主
軸６１および径大部６２の回転軸の回りを旋回運動する
ように駆動される。

このとき偏心板３０は、面３２に形成された満３３によ
り、スチールボール群８０を介してオルダム板２０の横
２５に転動支持されているため、動力軸６０の駆動力の
うち、清３３方向に自由に移動することができる。さら
に、オルダム板２０は、面２２に形成された溝２３によ
り、スチールボール群７０を介して固定板１０の？ｆ１
１３に転動支持されているため、溝１３方向にも自由に
移動することができる。ここで、オルダム板２０におい
ては、溝１３に転動支持される溝２３と、溝３３を転動
支持するｆｆ４２５とが、互いに直角に形成されている
ため、偏心板３０は、動力軸６０によって駆動される際
に、回転（自転）運動を伴わないで、旋回運動のみを行
う。ここで、旋回運動の旋回半径は、偏心部６４の中心
が主軸６１の中心に対して旋回する半径Δｒである。

旋回半径Δｒで旋回運動のみを行う偏心板３０の案内溝
３５．３６には、全周に亘ってスチールボール群９０が
列設されている。ここで案内溝３５．３６には波数が１
２のハイポサイクロイド曲線が形成されていて、列設さ
れたスチールボール群９０は、その数が１１個になって
いる。さらに、１１個のスチールボール群９０を介して
積層配置された出力板４０．５０には、エビサイクロイ
ド曲線形状に形成された案内溝４３．５３が設けられ、
その波数が１０となっている。

従って、出力板４０．５０の案内溝４３．５３には、半
径Δｒで転動しながら旋回運動するスチールボール群９
０の各ボールにより出力軸４２．５２を中心とする回転
力が与えられるため、出力板４０．５０は、偏心板３０
の旋回方向とは逆向きの回転を行う、ここで、各出力板
４０．５０の回転は、偏心板３０の旋回に応じて転動す
るスチールボール群９０によって与えられるため、出力
板４０と出力板５０の回転状態は、完全に一致し、互い
に同期した回転を示す。

第６図に本発明の第２実施例を示す。

この実施例では、偏心板３０の面３４に形成される案内
溝３５ａおよび案内溝３６ａは、同心的に配され異なっ
た半径を有する基円に沿って形成され、出力板４０ａの
円盤部４１ａと出力板５０ａの円盤部５１ａには、案内
溝３５ａと案内溝３６ａにそれぞれ対応した案内溝４３
ａと案内溝５３ａとが形成されている。

また、出力板５０ａの出力軸５２ａには、出力板４０ａ
の出力軸４２ａを貫通さぜる穴５４が設けられ、出力軸
４２ａは、穴５４内に嵌合された軸受け５５に回転自在
に指示される。

さらに、案内溝３５ａと案内溝４３ａとの間と、案内溝
３６ａと案内溝５３ａとの間には、それぞれスチールボ
ール群９０ａとスチールボール群９０ｂとがそれぞれ設
けられている。

従って、この実施例では、動力軸６０の回転に伴って出
力軸４２ａと出力軸５２ａとがそれぞれ独立して回転さ
せることができる。また、各案内溝の波数を適切に設定
することによって、減速比の異なった出力を得ることが
できる。

以」、の実施例では、動力軸による鋼心板の駆動を、そ
の中心部において行ったが、偏心板は、オルダム板によ
ってその回転（自転）を停止させることができるため、
偏心板の端部において駆動するようにしてもよい、また
、重量ノ、＜ランスの観点から、固定板、オルダム板、
偏心板をすべて円盤形状としたが、矩形等の他の形状で
もよい。また、偏心板において、案内溝を対称的に設け
たが、使用される出力板の配置に応じてその数、間隔、
位置を変更してもよい。

上記の実施例では、偏心板の案内溝にハイポサイクロイ
ド曲線を、出力板の案内溝にエビサイクロイド曲線をそ
れぞれ形成したが、鋼心板の案内溝にエビサイクロイド
曲線を、出力板の案内溝にハイポサイクロイド曲線をそ
れぞれ形成してもよい、また、ハイポサイクロイド曲線
とエビサイクロイド曲線の各波数は、１２と１０に限定
されるものではなく、例えば４２と４０にされ、各案内
溝間に配置されるスチールボール群の数がその中間の４
１のように、ハイポサイクロイド曲線の波数がエビサイ
クロイド曲線の波数より２だけ大きく設定され、各案内
１間に配置されるスチールボール群の数がその中間の個
数に設定されればよい。

その場合の、各減速比は、２／（エビサイクロイド曲線
の波数＋２）でそれぞれ決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の主要構成を示す分解斜視
図、第２図は第１図に於ける主要部の拡大図、第３図お
よび第４図は偏心板および出力板にそれぞれ形成される
ハイポサイクロイド曲線とエビサイクロイド曲線との関
係を説明するための説明図、第５図は第１実施例の構造
を示す断面図、第６図は本発明の第２実施例の主要構成
を示す分解斜視図である。 図中、１０・・・固定板（固定部材）、２０・・・オル
ダム板（第１の動板）、３０・・・偏心板（第２の動板
）、４０．５０・・・出力板、６０・・・動力軸、７０
・スチールボール群（第１の転動ボール群）、８０・・
・スチールボール群（第２の転動ボール群）、９０・・
・スチールボール群（第３の転動ボール群）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直線状に形成された溝を有する固定部材と、該固定
   部材の前記溝に対応して形成された直線状の二次溝およ
   び該二次溝に対して直角方向に形成された直線状の一次
   溝をそれぞれ表裏に有する第１の動板と、 該第１の動板の前記一次溝に対応して形成された直線状
   の溝と、複数の基円に沿うサイクロイド系曲線形状に形
   成された複数の案内溝とを有する第２の動板と、 該第２の動板の前記複数の案内溝にそれぞれ対応して前
   記サイクロイド系曲線形状とは逆のサイクロイド系曲線
   形状に形成された案内溝を有する複数の出力板と、 回転に伴い旋回運動する出力部を有し、回転駆動される
   とき該出力部により前記第２の動板を駆動する動力軸と
   、 前記固定部材の溝と前記第１の動板の二次溝との間に転
   動可能に配設された第１の転動ボール群と、 前記第１の動板の一次溝と前記第２の動板の直線状の溝
   との間に転動可能に配設された第２の転動ボール群と、 前記第２の動板の複数の案内溝と前記複数の出力板の案
   内溝との間にそれぞれ転動可能に列設された第３の転動
   ボール群と からなる転動ボール形差動減速装置。