JPH04272552A - 転動ボール形差動減速装置 - Google Patents

転動ボール形差動減速装置

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JPH04272552A
JPH04272552A JP2418853A JP41885390A JPH04272552A JP H04272552 A JPH04272552 A JP H04272552A JP 2418853 A JP2418853 A JP 2418853A JP 41885390 A JP41885390 A JP 41885390A JP H04272552 A JPH04272552 A JP H04272552A
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plate
rolling
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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、比較的簡単な構造で厚
み方向の薄型化を図りコンパクト化を達成するようにし
た減速装置に係わり、特には全体のコンパクト化を妨げ
ることなく、大きな減速比を実現し得るよう構成し、産
業技術界の要請に応ずるようにした転動ボール形差動減
速装置に関する。[従来の技術]例えば工作機械の生産
現場で用いられる近年のロボット技術にあっては、モー
タの回転数を差動減速装置により減速して低速状態で搬
送用のアームを回動するようにしている。この差動減速
装置としては現在までに歯車式減速機をはじめサイクロ
減速機あるいはハーモニックドライブ減速機などが考え
られている。ところが、ロボット技術に用いられる差動
減速装置は、制御の正確さを確保するうえで近年では、
特に下記の利点(1)〜(5)を有するものが求められ
ている。即ち、(1)小型の構造で高減速比が得られる
。(2)バックラッシュなどの遊びが少なく、トルク伝
達能力も優れて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
小さくて応答性に関する制御性が良い。(5)摩擦が小
さく動力損失が少ない。このような利点を満足する最新
(State  of  Art)の差動減速装置には
、本願と同一出願人とする特願昭60−141963号
公報(昭和60年6月27日出願)および米国対応特許
第4、829、851号(1989年5月16日特許)
に記載されているように、サイクロイド曲線系で規定さ
れる案内溝を互いに対面状態に配置された第1および第
2の動力板の対向面に形成し、第2の動力板が入力方向
の回転力を受けるに伴い双方の案内溝にボールを転動さ
せて減速を得る構成のものが紹介されている。すなわち
、第1の動力板にはエピサイクロイド曲線に沿った案内
溝が形成され、第2の動力板にはハイポサイクロイドに
沿った案内溝が設けられ、これら両案内溝にわたっては
転動ボールが配されている。そして、第2の動力板が入
力回転を受けるに伴い転動ボールが両案内溝に沿って転
動し、第2の動力板が自転成分と公転成分を含んだ複合
運動を行い、この複合運動を整動板が受けて公転成分を
相殺、吸収して自転変位のみを出力して低速側に減速を
得るようにしている。[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、特に工作機械関係で要求されるロボット
アームの関節には、1/50ないし1/100といった
大変に大きな減速比で減速させる必要があることが多く
、上述の最新(State  of  Art)の差動
減速装置では、上記の利点(1)〜(5)を満足させる
ことができるものの、大型化させないコンパクトのまま
で大きな減速比を確保させることが加工あるいは強度保
持上などの点から困難があり、改良の余地が模索されて
いた。したがって、本発明はかかる困難を克服すべくな
されたもので、その目的は遊び(バックラッシュ)がな
く、精度が高いに加えて回転慣性力が小さく、噛み合い
率が高くて剛性が大きいことは勿論、全体のコンパクト
化を維持しながらも高い減速比が確保できるといった理
想的な転動ボール形差動減速装置を提供するにある。[
課題を解決するための手段]主請求項の転動ボール形差
動減速装置によれば、互いに対向する状態に配置された
第1および第2の動力板と、前記第1および第2の動力
板のいずれか一方に所定の径寸法の基円に沿って等間隔
に形成された複数の円形孔と、前記第1および第2の動
力板の他方に前記基円と同一径の基円に沿ってサイクロ
イド系曲線により形成された案内溝と、一球面部を前記
円形孔内に滑動可能に設けるとともに、他球面部を前記
案内溝内に転動可能となるように配置され、前記第2の
動力板が回転入力を受けるに伴い前記円形孔内で自転し
、前記案内溝で転動して前記第2の動力板に公転運動成
分と自転運動成分から成る複合運動を行わせる転動ボー
ルと、前記第2の動力板の公転運動成分と自転運動成分
のうち公転運動成分を吸収して自転運動成分のみを取り
出して出力とする整動部材とを具備してなることを特徴
とする。第2の請求項によれば、請求項1に記載の転動
ボール形差動減速装置において、前記第2の動力板には
、前記円形孔が設けられている一方、前記第1の動力板
にはサイクロイド系曲線により形成された案内溝が設け
られていることを特徴とする。第3の請求項によれば、
請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置において、
前記第2の動力板には、サイクロイド系曲線により形成
された案内溝が設けられ、前記第1の動力板には円形孔
が設けられていることを特徴とする。第4の請求項によ
れば、請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置にお
いて、前記案内溝の外輪郭を決めるサイクロイド系曲線
は、エピサイクロイドあるいはハイポサイクロイド曲線
であることを特徴とする。第5の請求項によれば、請求
項1に記載の転動ボール形差動減速装置において、前記
整動部材は、前記第2の動力板に前記案内溝の存する反
対側に対向状態に配された整動板と、この整動板および
前記第2の動力板の対向面側の一方に形成された複数の
円形溝と他方に該円形溝の内周縁部に摺接するように立
設され、前記第2の動力板が入力回転を受けるに伴い、
前記円形溝の内周縁部に沿って摺動するように配置され
たピンとからなることを特徴とする。第6の請求項によ
れば、請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置にお
いて、前記整動部材は、前記第2の動力板に前記案内溝
とは反対側に対向状態に配された整動板と、この整動板
および前記第2の動力板の対向両面のそれぞれ形成され
た環状溝と、前記第2の動力板が入力回転を受けるに伴
い、これら両方の環状溝内に該環状溝に沿って転動可能
となるように配置された整動ボールとからなることを特
徴とする。第7の請求項によれば、請求項1に記載の転
動ボール形差動減速装置において、前記転動ボールは、
スチール製であることを特徴とする。第8の請求項によ
れば、請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置にお
いて、前記転動ボールは、窒化ケイ素を主成分とする耐
摩耗性のセラミックにより形成されていることを特徴と
する。第9の請求項によれば、請求項1に記載の転動ボ
ール形差動減速装置において、前記第1および第2の動
力板は金属により形成され、前記円形孔の内周縁部およ
び転動ボールには、耐摩耗性の向上のために焼き入れや
浸炭作用により表面硬化処理がなされていることを特徴
とする。第10の請求項によれば、請求項1に記載の転
動ボール形差動減速装置において、前記案内溝の断面形
状は、前記転動ボールの曲率半径と略同一な曲率半径を
有する半円弧状に形成されていることを特徴とする。第
11の請求項によれば、請求項1に記載の転動ボール形
差動減速装置において、前記円形孔は、前記転動ボール
の曲率半径と略同一な曲率半径を有する半球面状の窪み
からなっていることを特徴とする。第12の請求項によ
れば、請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置にお
いて、前記案内溝の断面形状は、前記転動ボールが二点
接触をなすべくV字状に形成されていることを特徴とす
る。[作用および発明の効果]第2の動力板が回転入力
を受けるに伴い、転動ボールが円形孔内で自転しつつ案
内溝で転動して第2の動力板が公転運動成分と自転運動
成分から成る複合運動を伝達され、整動部材により第2
の動力板の公転運動成分と自転運動成分のうち公転運動
成分を吸収して自転運動成分のみを取り出して出力され
る。このときの出力は、サイクロイド系の案内溝を第1
の動力板に形成し、円形孔を第2の動力板に形成した場
合には、入力側の単位回転数につき出力側がサイクロイ
ド系の案内溝の単位波数分だけ回転して減速が得られる
一方、円形孔を第1の動力板に形成し、サイクロイド系
の案内溝を第2の動力板に形成した場合には、転動ボー
ル間の間隔寸法分だけ回転して減速が得られる。すなわ
ち、減速割合は、ピッチ円に沿って等角度間隔に配され
た転動ボールの数の逆数、あるいは単に案内溝の波数に
より規定されるので、全体構造の大型化を招くことなく
、薄型化およびコンパクト化されたままで大きな減速比
が得られ、産業技術上で非常に有用な効果を発揮するこ
とができる。また、減速を受けた低速側の第2の動力板
には高負荷がかかる事情にあるが、円形孔を第2の動力
板に半球状の窪みにより形成した場合には、転動ボール
が円形孔内に面接触状態に配置されるので、点接触や線
接触状態に配されるものとは異なって、伝達力が広い面
積で受けられたトルク伝達力とともに負荷能力が格段に
向上する。さらには、円形孔による負荷能力の向上に伴
い、第2の動力板は硬質材を用いなくて軟質材で済み、
材料、加工時間および精度保持の上でコストの低減化が
図られる。また、動力板のいずれかは円形孔で済むので
、複雑なサイクロイド系の曲線を両動力板に形成せざる
をえないものとは異なり、加工が簡単で迅速にできる。
[実施例]以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。先ず本発明の第1実施例を示す第1図において
、1は差動減速装置の縦長なケーシングで、左側面およ
び右側面には挿通口2、3を対向状態に形成している。
4はケーシング1内の右側面に固定された金属製の第1
の動力板で、これは円盤形を成し中央に挿通口3と連通
する透孔5を有する。6は第1の動力板4と同様な形状
を有する金属製の第2の動力板で、これはケーシング1
内に第1の動力板4と対向状態に配設され中央には透孔
7を有する。8はケーシング1内に設けられた偏心軸で
、これは第1の動力板4の透孔5を挿通する状態にあり
偏心部8aとしての一端は軸受9を介して第2の動力板
6の透孔7に支持されている。偏心軸8の他端は軸受1
0を介して挿通口3に支持され、挿通口3から外部に突
出する部分を入力部11とする。この場合、偏心軸8の
偏心量を後述する案内溝に関するそれと相応させている
。12は整動部材における円盤状の整動板で、これはケ
ーシング1内に第2の動力板6と対向状態に配設され中
央部には、挿通口2に軸受13を介して支持された出力
軸14が取付けられている。さて、先の第1の動力板4
の表面には、第2図に見られる如く、全周にわたって一
定の寸法の溝幅を有する案内溝15を形成している。こ
の案内溝15は、第3a図に示すような波形のエピサイ
クロイド曲線により、例えば10個の波数でもって所定
径寸法のピッチ円(基円)上に連続形成したものである
。この案内溝15は内外両側ともに壁部を有し、その断
面形状は、後述する転動ボール17の曲率半径と同径の
円弧状をなし、溝幅寸法は転動ボール17の球径寸法よ
りも若干小さくなるように設定されている。このとき、
案内溝15は第3b図に示すような波形のハイポサイク
ロイド曲線により、例えば12個の波数でもって所定径
寸法のピッチ円(基円)上に連続形成してもよい。ここ
で、エピサイクロイド曲線およびハイポサイクロイド曲
線とは所定の径寸法の円に小径の円を外接および内接状
態でそれぞれ移動させたとき描く曲線であり、その波高
長寸法を第3a図、第3b図で、記号Eにて示すような
偏心量とする。また、案内溝15の形状について言及す
れば、その断面形状は、転動ボールと点接触をなすべく
半円弧状に代わってV字形のアーチ状をなしているもの
でもよく、あるいは案内溝の内外両側ともに壁部を有す
るものではなくて、第3c図に本発明の変形例として示
すように、外側の壁部を省略した内側だけの壁部をイン
ナーレースとして有する片壁形の案内溝15bであって
もよい。一方、第2の動力板6の第1の動力板4に対向
する面には、第2図に見られるように、複数、例えば1
1個の円形孔16aが案内溝15のピッチ円と同一径寸
法のピッチ円上に等角度間隔に形成されている。この円
形孔16aは、例えば転動ボール17の曲率半径と同径
で略半球面状の窪み形状となるように設定され、深さ寸
法は転動ボール17の球径寸法よりも若干浅くなるよう
に形成されている。そして、特に本実施例においては、
これら第1の動力板4の案内溝15の内周縁部、ならび
に第2の動力板6の円形孔16aの内周縁部には、焼き
入れや浸炭により表面硬化処理を行って耐摩耗性を強化
するようにしている。翻って、前述の転動ボール17は
、例えばスチール製で11個の円形孔16aの数に対応
して設けられたもので、一球面部を円形孔16a内に面
接触状態で且つ滑動自在に配するとともに、他球面部を
案内溝15内に転動可能となるように配設している。こ
れら転動ボール17の配置関係は、第3a図に黒点で示
すように、円形孔16aのピッチ円が案内溝16のエピ
サイクロイド曲線の軌跡と交差する位置を占めるように
なっている。また、案内溝16がハイポサイクロイド曲
線で形成された場合にも、エピサイクロイド曲線の場合
と同様に転動ボール17の配置関係は第3b図に黒点で
示すとおりである。18は断面半円弧状の環状溝で、こ
れは第2の動力板6に円形孔16aと反対側に形成され
、案内溝15と円形孔16aの両ピッチ円間の偏心量に
見合った外径寸法を有し、円周方向に沿って複数個設け
ている。19は上記と同様の環状溝で、これは整動部材
を構成する整動板12に第2の動力板6の環状溝18に
対応して形成されている。これら第2の動力板6および
整動板12の環状溝18、19内に亘ってはスチール製
の整動ボール20が転動可能に配置されている。さて、
上記構成を工作機械の搬送用ロボットに適用した場合に
は、偏心軸8の入力部には電動機(図示せず)が連結さ
れており、出力軸14には、例えば逐次加工の途中にあ
る部品搬送用のアーム(図示せず)が取付けられている
。しかして、電動機を駆動すると、偏心軸8が回転し、
偏心部8aにより第2の動力板6に偏心回転力が入力と
して伝達される。この偏心回転力を受けた第2の動力板
6は転動ボール17を介して円形孔16aが第1の動力
板4の案内溝15に常に当接した状態で変位し、転動ボ
ール17の円形孔16a内での滑動回転を伴わせつつ転
動ボール17の位置を中心にして小刻みに自転しながら
、同時に転動ボール17の案内溝15に沿っての転動変
位を伴わせつつ偏心軸8の偏心部8aを中心に公転変位
を行う。このように第2の動力板6が自転運動と公転運
動成分とを含んだ複合運動をすることによりスチール製
の整動ボール20が第2の動力板6および整動板12の
両環状溝18、19内に沿って転動する。これに伴い、
第2の動力板6の公転変位成分が相殺により吸収されて
第2の動力板6の自転変位成分の回転力のみが整動ボー
ル20により整動板12に伝達される。これにより相殺
された公転変位成分に見合った減速状態で出力軸4を入
力と同一方向に回転させ搬送用のアームを移動させ、加
工部品の次工程への転送に供せられる。このときの出力
は、入力側の単位回転数につき出力側がエピサイクロイ
ド曲線の案内溝15の単位波数分(後述する第2実施例
のように、円形孔を第1の動力板に形成し、サイクロイ
ド系の案内溝を第2の動力板に形成した場合には、隣接
する転動ボール間の間隔寸法分)だけ回転して減速が得
られる。すなわち、本実施例のように、サイクロイド系
の案内溝15を第1の動力板4に形成し、円形孔16a
を第2の動力板6に形成した場合には、減速比は転動ボ
ール17の配置数により支配され、転動ボール17の配
置数の逆数で得られる。したがって、本実施例の場合に
は、転動ボール17の配置数は11個だから減速比は1
/11となる。同様にして、例えば、1/10の減速比
を得たい場合には、転動ボールを10個だけ配置し、1
/15の減速比なら転動ボールの必要数は15個である
。所望する減速比が1/100になれば、転動ボールの
必要数は100個であるが、1個飛びに50個とするこ
ともでき、あるいは4個、20個飛びにして順に25個
、5個でも成立する。この一方、案内溝15の波数は、
転動ボール17の配置数によって支配されて決定される
。案内溝がエピサイクロイド曲線状に形成されているか
、ハイポサイクロイド曲線状に形成されているかによっ
て定義の仕方が異なるが、本実施例のように案内溝15
がエピサイクロイド曲線状に形成された場合には、転動
ボールの配置数(減速比の逆数)から一つだけ減数した
値になる。したがって、本実施例の場合には、転動ボー
ル17の配置数は11個だから案内溝15の波数は(1
1−1=10)個となる。同様にして、例えば、1/1
0の減速比を得たい場合には、転動ボールの配置数は1
0個だから案内溝に必要な波数は(10−1=9)個と
なり、1/15の減速比なら転動ボールの必要数は15
個であるから案内溝の波数は(15−1=14)個とな
る。所望する減速比が1/100になれば、転動ボール
の必要数は100個であるから案内溝の波数は(100
−1=99)個だけ必要となる。ここで、従来の技術の
項で述べたように、本願と同一出願人とする特願昭60
−141963号公報(昭和60年6月27日出願)お
よび米国対応特許第4、829、851号(1989年
5月16日特許)に記載された差動減速装置と減速比に
ついて比較すると、従来の差動減速装置における案内溝
の波数は、所望する減速比の逆数の2倍だけ必要であり
、例えば減速比が1/10なら一方の案内溝の波数は2
0枚で他方の波数は18あるいは22枚が必要であり、
減速比が1/50なら一方の案内溝の波数は100枚で
他方の波数は98あるいは102枚が必要であった。こ
のため動力板のコンパクト化を妨げることなく大きな減
速比の確保できる案内溝を形成するには、案内溝の波形
が波長の短い細かな形状となり加工が困難となるととも
に、転動ボールの球径寸法を小さく設定せざるをえず、
伝達トルクの低下を余儀なくされていた。しかしながら
、本発明では上記の実施例で述べた如く、大きな減速比
を設定する場合でも、同一減速比を得るのに案内溝の波
数が半分で済むといったように、案内溝の波数を少なく
、且つ転動ボールの球径寸法を比較的大きく確保できる
。これにより従来1/50の減速比を得るために必要な
スペースで、本発明では1/100の減速比を実現でき
るようになっている。このように、第1の動力板4と第
2の動力板6とは転動ボール17を介して互いに対向状
態に並設するだけで済むので左右方向に短寸な薄型とな
り全体が小型化することは勿論、全体の大型化を招来す
ることなくコンパクト化された状態のままで大きな減速
比が得られる。また、第1の動力板4と第2の動力板6
とは、これらの案内溝15と円形孔16aを介して転動
ボール17により連結されているので、両動力板4、6
に予圧をかけておけば、転動ボール17の案内溝15お
よび円形孔16aに対する相互間の遊び(バックラッシ
ュ)を除去でき、出力軸14の出力回動角度を高い精度
で実現できる。加えて、第1の動力板4と第2の動力板
6とはこれらの案内溝15および円形孔16aを介して
転動ボール17により確実に連結されているので、両動
力板4、6どうしが一体的となり剛性が大きい一方、転
動ボール17は案内溝15および円形孔16a内にがた
つくことなく、密接状態に配されることになり噛み合い
率が高くなる。さらには、第1および第2の動力板4、
6自体は径寸法が小さく、且つ比較的薄いもので済むこ
とから、これらの慣性力は小さくなり、応答性に関する
制御性が改善される。一般的には、減速を受けた低速側
の第2の動力板には高負荷がかかる事情にあるが、本実
施例の如く、円形孔16aを第2の動力板6に半球状の
窪みにより形成した場合には、転動ボール17が円形孔
16a内に面接触状態に配置されるので、点接触や面接
触状態に配されるものとは異なって、伝達力が広い面積
で受けられたトルク伝達力とともに負荷能力が格段に向
上する。さらには、転動ボール17が円形孔16a内に
面接触状態に配置されることによる負荷能力の向上に伴
い、第2の動力板6は硬質材を用いなくて軟質材で済み
、材料、加工時間および精度保持の上でコストの低減化
が図られる。また、第2の動力板6には円形孔16aを
形成するだけで済むので、複雑なサイクロイド系の曲線
を両動力板にともに形成せざるをえないものとは異なり
、加工が容易で迅速にできる。さらには、転動ボール1
7は円形孔16a内で自ずと位置決めされてしまうため
、転動ボールを等角度間隔に位置保持するための環状の
リィテーナあるいはケージといった保持部材が全く不要
になり、部品点数および組み付け工数の削減ひいてはコ
ストの低減化に繋がる。さて、第4図は、本発明の第2
実施例を示し、この第2実施例では先の第1実施例とは
逆に円形孔15aを第1の動力板4に11個形成し、第
2の動力板6にはサイクロイド系の曲線、例えばハイポ
サイクロイド曲線に沿って波数12枚の案内溝16を形
成している。この第2実施例の場合、減速比を決定する
上では、案内溝16の波数、円形孔15aの数、すなわ
ち転動ボールの配置数の関係は、第1実施例の場合と同
様であるが、減速比は案内溝16の波数が支配するとこ
ろが第1実施例とは異なる。例えば、1/10の減速比
を得たい場合には、案内溝の波数を10枚に設定し、1
/12の減速比を得たい場合には、案内溝の波数を12
枚に設定し、必要減速比が1/15に設定する場合には
、案内溝の所要波数は15枚になる。また、この第2実
施例では、入力回転方向と出力回転方向とが互いに反対
となる関係にある。したがって、入力軸11が正方向の
回転で入力されると、出力軸14からは負方向の回転が
出力されることとなる。
なお、この第2実施例の場合、第2の動力板6にはハイ
ポサイクロイド曲線に代わってエピサイクロイド曲線に
沿って案内溝を形成してもよい。つぎに、第5図および
第6図は本発明の第3実施例を示し、この第3実施例で
は、整動部材を構成するにあたって第1実施例のスチー
ル製の整動ボール20に代わってピン21を用いている
。即ち、整動板22の表面には環状溝19の代わりに例
えば8本のピン21が面直角状態に突設され、第2の動
力板23には環状溝18に代わって、ピン21が内周縁
部に摺接した整動用の円形溝24が形成されている。
この場合には、円形溝24の径寸法は案内溝に係わる偏
心量に見合ったものに設定され、ピン21の移動変位が
円形溝24の径寸法範囲内で許容されるようにしている
。すなわち、第2の動力板23が入力回転を受けるに伴
い、整動用の円形溝24の内周縁部がピン21を摺動し
ながら公転変位成分を相殺して整動板22には自転変位
成分のみを伝達するようになる。また、第7図は本発明
の第4実施例を示し、この第4実施例では第1実施例に
おける第1の動力板4と整動板12とを互いに逆に配置
している。このため整動板25には偏心軸8を挿通させ
る透孔26を設け、第2の動力板27は無孔状にされ、
中央に出力軸28を連結している。さらに、第8図は本
発明の第5実施例を示し、この第5実施例では、減速が
2段階的に行われるように構成している。すなわち、第
2の動力板29および整動板30に第1実施例の環状溝
18、19に代わって案内溝31、円形孔32を形成し
、これら案内溝31、円形孔32内にスチール製の整動
ボール20の代わりに転動ボール33を設けている。こ
れにより入力軸11側の偏心軸8からの回転力は第1の
動力板4と第2の動力板29との間で減速状態で伝達さ
れたうえ、第2の動力板29と整動板30との間でさら
に減速されて、出力軸30aを有する整動板30に伝達
される。このため整動板30の出力軸30aからは大き
な減速比で減速された回転出力が得られる。加えて、第
9図および第10図は本発明の第6実施例を示し、この
第6実施例では整動部材をオルダム板40を加えた三枚
の環状板から構成している。これら第9図および第10
図において、41は中央に透孔42aを有する固定ケー
シング42に固定された支持環であり、この支持環41
の片面には中央の孔41aを隔てて直線状の長溝43が
三本づつ径方向に沿って形成されている。オルダム板4
0は中央孔40cを有して支持環41に対面状態に配さ
れ、片面に長溝43に対応する長溝40aを有し、反対
面には長溝40aに直交する三本の長溝40bを有し、
長溝40aと長溝43に渡っては往復ボール44が配設
されている。このオルダム板40には第1の動力板45
が対面状態に配置され、これの一面に形成された長溝4
5aはオルダム板40の長溝40bに往復ボール46を
介して連結されている。第1の動力板45の他面には、
案内溝54が形成され、この案内溝54は、第2の動力
板55の円形孔56に転動ボール57を介して接続され
ている。この第2の動力板55は出力軸55aを有して
出力発生部材として作用する。58は入力側の偏心軸で
、その偏芯部58aは、孔42a,41aおよび40c
を通過して第1の動力板45の中央部分に軸受け59に
より取り付けられている。これら第2ないし第6実施例
のように構成しても第1実施例と同様な効果が得られる
。上記各実施例では第1実施例と同一部材には同一符号
を付して異なる部分のみ説明した。以上述べたように本
発明によれば、バックラッシュなどの遊びが無く移動位
置を高い精度で設定でき、小さい慣性力で済み制御し易
く、あわせて噛み合い率が高くて全体の大きな剛性が確
保されることは勿論、全体の大型化を招くことなくコン
パクトな状態のままで大きな減速比が得られるといった
差動減速装置として理想的な優れた効果を奏する。なお
、上記各実施例では環状溝は断面半円弧状を成すよう形
成したが、この形状だけに限らないことは勿論で、環状
溝を例えば断面V字状に形成して整動ボールが環状溝に
二点接触状態に配設されるように構成してもよい。また
、第1および第2実施例において、第2の動力板6およ
び第1の動力板4にそれぞれ形成した円形孔16a,1
5aに配された転動ボールは、この状態のままで第2の
動力板6および第1の動力板4に溶接やろう付けなどに
より一体的に固着するようにしてもよいし、転動ボール
は、第2の動力板6あるいは第1の動力板4の製作の際
に、円形孔に相当する位置に固定形の突出部として半球
面状に面から突き出るように一体に成形してもよい。こ
の場合には、突出部としての半球ボールは案内溝内を転
動せずして、案内溝の壁部を摩擦摺動するので、摩擦に
よるトルクの伝達損失が予期されるので、案内溝内には
例えばスラスト形の軸受けを配設して半球ボールの摺動
状態を円滑にしてトルクの伝達損失を最小にとどめるよ
うにするようにしてもよい。加えて、第1および第2実
施例では、使用したスチール製の整動ボール20を位置
保持すべく環状のリテーナあるいはゲージを用いるよう
にすると、ボール20の配設時、その作業が容易になる
。さらには、転動ボールは、窒化ケイ素を主成分とする
セラミックなどの耐磨耗性の高い材料により形成しても
よい。また、適用対象としては、本実施例の如く工作機
械関係の加工部品搬送用ロボットアームばかりではなく
、自動車産業のロータリエンジンの出力軸や一般のエン
ジンのトランスミッション関係は勿論、減速装置を必要
とする産業界一般の装置、機械、器具ないしは設備に広
く適用できる。その他、本発明に関する転動ボール形差
動減速装置の具体的な実施にあたっては、発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変更できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第2図は本発明の第1実施例を示し、第1
図は全体の縦断面図、第2図は全体の分解斜視図、第3
a図および第3b図は案内溝の形状、転動ボールおよび
円形孔の位置を説明するための概略図、第3c図は案内
溝の変形例を示すための図示した全体の縦断面図、第4
図は本発明の第2実施例を示す第2図に相当する分解斜
視図であり、第5図および第6図は本発明の第3実施例
を示す全体の縦断面図および分解斜視図、第7図は本発
明の第4実施例を示し、ケーシングを取外した状態の第
1図に相当する縦断面図であり、第8図は本発明の第5
実施例を示す第7図に相当する縦断面図、第9図および
第10図はともに本発明の第6実施例を示し、第9図は
第7図に相当する縦断面図、第10図は整動部材の分解
斜視図である。図中、4、45…第1の動力板  6、
23、27、29、55…第2の動力板 12、22…整動板(整動部材)  15、15b、1
6、31…案内溝  15 a、16a、32、56…円形孔17、33、57…転
動ボール  18、19… 環状溝(整動部材)  20…整動ボール(整動部材)
  21…ピン(整動部材) 24…円形溝(整動部材)  40…オルダム板(整動
部材)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)互いに対向する状態に配置された第1および第2の
    動力板と、前記第1および第2の動力板のいずれか一方
    に所定の径寸法の基円に沿って等間隔に形成された複数
    の円形孔と、前記第1および第2の動力板の他方に前記
    基円と同一径の基円に沿ってサイクロイド系曲線により
    形成された案内溝と、一球面部を前記円形孔内に滑動可
    能に設けるとともに、他球面部を前記案内溝内に転動可
    能となるように配置され、前記第2の動力板が回転入力
    を受けるに伴い前記円形孔内で自転し、前記案内溝で転
    動して前記第2の動力板に公転運動成分と自転運動成分
    から成る複合運動を行わせる転動ボールと、前記第2の
    動力板の公転運動成分と自転運動成分のうち公転運動成
    分を吸収して自転運動成分のみを取り出して出力とする
    整動部材とを具備してなることを特徴とする転動ボール
    形差動減速装置。2)前記第2の動力板には、前記円形
    孔が設けられている一方、前記第1の動力板にはサイク
    ロイド系曲線により形成された案内溝が設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の転動ボール形差動減
    速装置。3)前記第2の動力板には、サイクロイド系曲
    線により形成された案内溝が設けられ、前記第1の動力
    板には円形孔が設けられていることを特徴とする請求項
    1に記載の転動ボール形差動減速装置。4)前記案内溝
    の外輪郭を決めるサイクロイド系曲線は、エピサイクロ
    イドあるいはハイポサイクロイド曲線であることを特徴
    とする請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置。 5)前記整動部材は、前記第2の動力板に前記案内溝の
    存する反対側に対向状態に配された整動板と、この整動
    板および前記第2の動力板の対向面側の一方に形成され
    た複数の円形溝と他方に該円形溝の内周縁部に摺接する
    ように立設され、前記第2の動力板が入力回転を受ける
    に伴い、前記円形溝の内周縁部に沿って摺動するように
    配置されたピンとからなることを特徴とする請求項1に
    記載の転動ボール形差動減速装置。6)前記整動部材は
    、前記第2の動力板に前記案内溝とは反対側に対向状態
    に配された整動板と、この整動板および前記第2の動力
    板の対向両面のそれぞれ形成された環状溝と、前記第2
    の動力板が入力回転を受けるに伴い、これら両方の環状
    溝内に該環状溝に沿って転動可能となるように配置され
    た整動ボールとからなることを特徴とする請求項1に記
    載の転動ボール形差動減速装置。7)前記転動ボールは
    、スチール製であることを特徴とする請求項1に記載の
    転動ボール形差動減速装置。8)前記転動ボールは、窒
    化ケイ素を主成分とする耐摩耗性のセラミックにより形
    成されていることを特徴とする請求項1に記載の転動ボ
    ール形差動減速装置。9)前記第1および第2の動力板
    は金属により形成され、前記円形孔の内周縁部および転
    動ボールには、耐摩耗性の向上のために焼き入れや浸炭
    作用により表面硬化処理がなされていることを特徴とす
    る請求項1に記載の転動ボール形差動減速装置。10)
    前記案内溝の断面形状は、前記転動ボールの曲率半径と
    略同一な曲率半径を有する半円弧状に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の転動ボール形差動減速
    装置。11)前記円形孔は、前記転動ボールの曲率半径
    と略同一な曲率半径を有する半球面状の窪みからなって
    いることを特徴とする請求項1に記載の転動ボール形差
    動減速装置。12)前記案内溝の断面形状は、前記転動
    ボールが二点接触をなすべくV字状に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の転動ボール形差動減速
    装置。
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