JPH0642128Y2 - Reduction mechanism - Google Patents

Reduction mechanism

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JPH0642128Y2
JPH0642128Y2 JP12567786U JP12567786U JPH0642128Y2 JP H0642128 Y2 JPH0642128 Y2 JP H0642128Y2 JP 12567786 U JP12567786 U JP 12567786U JP 12567786 U JP12567786 U JP 12567786U JP H0642128 Y2 JPH0642128 Y2 JP H0642128Y2
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Japan
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star wheel
chain
cam
input shaft
rotating
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齊 氷見
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【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、大きな減速比を有する減速機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a reduction mechanism having a large reduction ratio.

B.考案の概要 本考案は、入力軸の回転力をカムを介してチェーンに伝
達し、チェーンは固定側スターホイール及び回転側スタ
ーホイールと円周上の接点で噛合わせ、この噛合い位置
をカムの回転に従い順次円周上を移動することによつて
回転側スターホイールを回転させ、この回転側スターホ
イールを出力軸とした減速機構である。さらに、前記出
力軸を入力軸とした同一の減速機構を多段に組合せて減
速比を大きくした減速機構である。
B. Outline of the Invention In the present invention, the rotational force of the input shaft is transmitted to the chain via the cam, and the chain meshes with the stationary star wheel and the rotating star wheel at the contact points on the circumference. The rotation-side star wheel is rotated by sequentially moving on the circumference according to the rotation of the cam, and this reduction-speed mechanism uses the rotation-side star wheel as an output shaft. Further, the same reduction mechanism having the output shaft as the input shaft is combined in multiple stages to increase the reduction ratio.

C.従来の技術 近年ロボツトのアーム駆動に代表される如く、比較的小
形の高回転数モータを大きな減速比を有する減速機構を
用いて使用されることが多くなつてきた。
C. Prior Art In recent years, as represented by robot arm drive, a relatively small high-speed motor is often used with a reduction mechanism having a large reduction ratio.

この種の減速機構は歯車の組合せによる減速機構に代つ
て、例えば、第5図に示す如く、剛体の内歯歯車1と内
歯歯車1の内側に配置されるとともに該内歯歯車1の歯
数より少ない歯数が形成された弾性変形可能な円筒状の
外歯歯車2と、該外歯歯車2の内側に配設されるととも
のボールベアリング3を介して外歯歯車2の内側面に摺
動する楕円状のカム4を備えたものが使用されている。
そして、例えば、内歯歯車1を固定した状態でカム4に
回転運動を与えれば、このカム4の回転に伴つて、外歯
歯車2を弾性変形させて外歯歯車2と内歯歯車1との噛
合い位置(楕円の長軸端部)を周方向に順次移動させ、
内歯歯車1と外歯歯車2との歯数の差に対応して外歯歯
車2が回転することにより、減速した出力を取出すよう
にしたものである。
This kind of reduction gear mechanism is replaced with a reduction gear mechanism by a combination of gears. For example, as shown in FIG. 5, a rigid internal gear 1 and an internal gear 1 are arranged inside the internal gear 1 and teeth of the internal gear 1 are arranged. An inner surface of the external gear 2 via an elastically deformable cylindrical external gear 2 having a smaller number of teeth and a ball bearing 3 arranged inside the external gear 2. The one provided with an elliptical cam 4 that slides on the inside is used.
Then, for example, when the cam 4 is rotated while the internal gear 1 is fixed, the external gear 2 is elastically deformed as the cam 4 rotates, and the external gear 2 and the internal gear 1 are separated from each other. Move the meshing position of (the long axis end of the ellipse) sequentially in the circumferential direction,
The external gear 2 is rotated according to the difference in the number of teeth between the internal gear 1 and the external gear 2, and the decelerated output is taken out.

D.考案が解決しようとする問題点 従来この種の減速機構は、差動歯車の原理を利用したも
のであるが、しかし、この種の減速機構の欠点は、大き
な減速比を一段と得るために、歯車の歯形はインポリユ
ート歯形を用いず三角歯車とするため機械効率は50%程
度であり、また、外歯歯車が弾性変形を繰返すため、寿
命上、耐久性上問題があり、信頼性に乏しい。また、外
歯歯車が弾性変形を連続的に行なうため、負荷側から見
てねじりバネを介していることと等価的になり、このた
め低い周波数のねじり振動が減速系に生ずる結果とな
り、特にロボツトの腕等の制御上好ましくない等の問題
点があつた。この外に、トロコダイル歯車を用いた減速
機構もあるが、特殊加工の部品を用いる必要があり、組
立作業が複雑でコストアツプの要因となつていた。
D. Problems to be Solved by the Invention Conventionally, this type of reduction gear mechanism uses the principle of a differential gear, but the drawback of this type of reduction gear mechanism is that a large reduction ratio can be obtained. Since the tooth profile of the gear is a triangular gear without using an impoliute tooth profile, the mechanical efficiency is about 50%. Also, since the external gear repeats elastic deformation, there is a problem in terms of life and durability, and reliability is poor. . Further, since the external gear continuously elastically deforms, it is equivalent to that it is via a torsion spring when viewed from the load side, which results in a low-frequency torsional vibration in the reduction gear system, especially in the robot. There was a problem that it was unfavorable for the control of the arm and the like. In addition to this, there is a speed reduction mechanism using a trocodile gear, but it requires the use of specially processed parts, which complicates the assembly work and causes a cost increase.

E.問題点を解決するための手段 本考案は、上記の問題点を解決するとともに、安定した
高効率の減速が得られる減速機構を提供するものであ
る。すなわち、入力軸の回転力をカムを介してチェーン
に伝達し、このチェーンは固定側スターホイール及び回
転側スターホイールと円周上の一点で噛合わせ、この噛
合い位置をカムの回転に従い順次円周上を移動すること
によつて回転側スターホイールを回転させ、この回転側
スターホイールを出力軸とする減速機構としたものであ
る。
E. Means for Solving the Problems The present invention solves the above problems and provides a speed reduction mechanism that can achieve stable and highly efficient speed reduction. That is, the rotational force of the input shaft is transmitted to the chain via the cam, and the chain meshes with the stationary star wheel and the rotating star wheel at one point on the circumference, and this meshing position is sequentially circled as the cam rotates. The rotation-side star wheel is rotated by moving the rotation-side star wheel, and the rotation-side star wheel serves as an output shaft to form a speed reduction mechanism.

F.作用 本考案において、入力軸の回転力はカムを介してチェー
ンに伝達され、このチェーンは固定側スターホイール及
び回転側スターホイールの歯と円周上の接点で噛合い、
この噛合い位置はカムの回転に従い、順次円周上を移動
し、前記二つのスターホイールの歯数の差により減速す
るようにしたものである。
F. Action In the present invention, the rotational force of the input shaft is transmitted to the chain via the cam, and the chain meshes with the teeth of the stationary star wheel and the rotating star wheel at the contact points on the circumference.
This meshing position is such that it sequentially moves on the circumference according to the rotation of the cam and is decelerated due to the difference in the number of teeth of the two star wheels.

G.実施例 以下、本考案の実施例を図面を用いて説明する。第1図
は本考案の減速機構を2段に用いた実施例を示す断面
図、第2図は第1図のA−A断面を示す断面図である。
なお、第2図においては、カム19のリブの部分を除いて
示してある。第1図及び第2図において、5はケース、
6はケース5のカバー、7は入力軸(第1段目の減速機
構への入力軸)、8は第1段目の減速機構の出力軸で第
2段目の入力軸となる。9は出力軸(第2段目の出力
軸)、10は入力軸7をケース5に軸支する軸受、11は出
力軸9をカバー6に軸支する軸受、12は入力軸7に設け
られた円弧状のカム、13は二連チェーン(第1段目)、
14は固定側スターホイール(第1段目)、15は回転側ス
ターホイール(第1段目)、16は固定側スターホイール
(第2段目)、17は固定スターホイール16をケース5に
固定するための中間ケース、18は第2段目の入力軸8を
中間ケース17に軸支する軸受、19は第2段目の入力軸8
に設けられたカム、20は二連チェーン(第2段目)、21
は回転側スターホイール(第2段目)である。20aはチ
ェーンのピン、20bはチェーンのコロである。
G. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment in which the speed reducing mechanism of the present invention is used in two stages, and FIG. 2 is a sectional view showing an AA section of FIG.
Note that, in FIG. 2, the rib portion of the cam 19 is omitted. 1 and 2, 5 is a case,
Reference numeral 6 is a cover of the case 5, 7 is an input shaft (input shaft to the first stage reduction mechanism), 8 is an output shaft of the first stage reduction mechanism, which serves as a second stage input shaft. 9 is an output shaft (second stage output shaft), 10 is a bearing that supports the input shaft 7 on the case 5, 11 is a bearing that supports the output shaft 9 on the cover 6, and 12 is provided on the input shaft 7. Arc-shaped cam, 13 is a double chain (first stage),
14 is a fixed side star wheel (first stage), 15 is a rotating side star wheel (first stage), 16 is a fixed side star wheel (second stage), 17 is a fixed star wheel 16 fixed to the case 5. For supporting the intermediate stage, 18 is a bearing for pivotally supporting the second stage input shaft 8 on the intermediate case 17, and 19 is the second stage input shaft 8.
Cam provided on the, 20 is a double chain (second stage), 21
Is a rotating side star wheel (second stage). 20a is a pin of the chain and 20b is a roller of the chain.

カム12及び19は第1図に示すように入力軸7によって同
心上を回転し、チェーン13と部分的に接合する円弧部を
有するので、入力軸8及び回転側スターホイール15に対
し一般には不平衡負荷となるが、第3図のようにカムの
肉厚及びリブ22及び23、23の形状により不平衡負荷を軽
減したり、第4図のように、円周上のチェーンに対する
固定側及び回転側スターホイールの噛合点を複数点、例
えば3点とすることにより、不平衡負荷にならないよう
にすることができるので、特に入力軸のねじれ振動を大
幅に軽減することもできる。
As shown in FIG. 1, the cams 12 and 19 are concentrically rotated by the input shaft 7 and have an arc portion which is partially joined to the chain 13. Although it becomes a balanced load, the unbalanced load can be reduced by the wall thickness of the cam and the shapes of the ribs 22 and 23, 23 as shown in FIG. 3, and as shown in FIG. Since the unbalanced load can be prevented by setting the meshing points of the rotating star wheel at a plurality of points, for example, three points, the torsional vibration of the input shaft can also be significantly reduced.

次に動作について説明する。まず、第1段の減速機構に
おいて、回転入力は入力軸7からカム12に伝達され、こ
のカム12と接合するチェーン13に伝達され、チェーン13
は固定側スターホイール14と回転側スターホイール15の
歯形と円周上の一点で噛合つているので、この噛合位置
はカム12の回転に従い、順次円周上を移動し、チェーン
13の移動によつて回転側スターホイール15が回転する。
回転側スターホイール15の回転は出力軸8の回転とな
る。次いで、この出力軸8は第2段の減速機構の入力軸
であり、この入力軸8の回転力はカム19に伝達され、こ
のカム19と接合するチェーン20に伝達され、チェーン20
は固定側スターホイール16と回転側スターホイール21の
歯形と円周上の一点で噛合つているので、この噛合い位
置はカム19の回転に従い、順次円周上を移動し、チェー
ン19の移動によつて回転側スターホイール21が回転す
る。回転側スターホイール21の回転は出力軸9の回転で
あり、減速された出力として取り出される。
Next, the operation will be described. First, in the first-stage speed reduction mechanism, the rotation input is transmitted from the input shaft 7 to the cam 12, and is transmitted to the chain 13 that is joined to the cam 12.
Is engaged with the tooth profile of the fixed side star wheel 14 and the rotating side star wheel 15 at one point on the circumference, so this engagement position moves sequentially on the circumference according to the rotation of the cam 12, and the chain
The movement of 13 causes the rotation-side star wheel 15 to rotate.
The rotation of the rotating star wheel 15 is the rotation of the output shaft 8. Next, the output shaft 8 is the input shaft of the second stage reduction mechanism, and the rotational force of the input shaft 8 is transmitted to the cam 19 and the chain 20 joined to the cam 19, and the chain 20
Has meshed with the tooth profile of the fixed side star wheel 16 and the rotating side star wheel 21 at one point on the circumference, so this meshing position moves sequentially on the circumference according to the rotation of the cam 19, and the chain 19 moves. Therefore, the rotating star wheel 21 rotates. The rotation of the rotating star wheel 21 is the rotation of the output shaft 9 and is taken out as a decelerated output.

次に、減速するための固定側及び回転側のスターホイー
ル歯数の関係について述べる。例えば、本実施例の第1
段の減速機構では、 固定側スターホイール14の歯数=20枚 ピッチ円=40.59mmφ,外径=43.5mmφ 回転側スターホイール15の歯数=21枚 ピッチ円=42.61mmφ,外径=45.5mmφ とし、チェーン13は、 ピッチ=6.35mm,コロ径=3.3mmφ, ピン径=2.31mmφ とすれば、第1段目の減速機構の減速比は、 が得られる。
Next, the relationship between the fixed and rotating star wheel teeth for deceleration will be described. For example, the first of the present embodiment
In the stepped reduction mechanism, the number of teeth on the fixed side star wheel = 20, pitch circle = 40.59mmφ, outer diameter = 43.5mmφ, the number of teeth on the rotating side starwheel = 21, pitch circle = 42.61mmφ, outer diameter = 45.5mmφ When the pitch of the chain 13 is 6.35 mm, the roller diameter is 3.3 mmφ, and the pin diameter is 2.31 mmφ, the reduction ratio of the first reduction gear mechanism is Is obtained.

また、第2の減速機構の減速比は、 固定側スターホイール16の歯数=15枚 ピッチ円=45.81mmφ,外径=51mmφ 回転側スターホイール21の歯数=16枚 ピッチ円=48.82mmφ,外径=53mmφ とし、チェーン20は、 ピッチ=95.25mm,コロ径=5.08mmφ, ピン径=3.59mmφ とすれば、第2段目の減速機構の減速比は、 が得られる。Further, the reduction ratio of the second reduction mechanism is as follows: fixed side star wheel 16 teeth = 15 teeth pitch circle = 45.81mmφ, outer diameter = 51mmφ rotating side star wheel 21 teeth = 16 teeth pitch circle = 48.82mmφ, If the outer diameter is 53 mmφ and the chain 20 has a pitch of 95.25 mm, a roller diameter of 5.08 mmφ, and a pin diameter of 3.59 mmφ, the speed reduction ratio of the second speed reduction mechanism is Is obtained.

従つて、第1の減速機構で入力軸7の回転数は21分の1
に減速され、さらに、第2段の減速機構によつて、16分
の1に減速される。従つて、出力軸9(回転側スターホ
イール21と一体構造)は、 16×21=336 すなわち、入力軸7の回転は出力軸9では336分の1に
減速できる。
Therefore, the rotation speed of the input shaft 7 in the first reduction mechanism is 1/21.
The speed is reduced to 1/16 and further reduced to 1/16 by the second stage reduction mechanism. Therefore, the output shaft 9 (integral structure with the rotating star wheel 21) is 16 × 21 = 336, that is, the rotation of the input shaft 7 can be decelerated to 1/336 in the output shaft 9.

本実施例では減速機構を2段使用した場合を示したが、
1段または3段以上の減速機構を使用してもよい。また
チェーン13,20を二連のチェーンを使用し、二連のチェ
ーンを2つの歯数の異なるスターホイールに噛合わせた
場合について説明したが、一連のチェーンでこれに2つ
の歯数の異るスターホイールを噛合わせてもよい。
In the present embodiment, the case where the reduction gear mechanism is used in two stages is shown.
A one-step or three-step or more speed reduction mechanism may be used. In addition, I explained the case where two chains are used as the chains 13 and 20, and the two chains are meshed with the star wheel with two different numbers of teeth. However, a series of chains has two different numbers of teeth. The star wheel may be meshed.

H.考案の効果 以上説明したように、本考案の減速機構は、入力軸の回
転力をカムを介してチェーンに伝達し、このチェーンが
歯数の異なる固定側スターホイールと回転側スターホイ
ールと円周上の一点で噛合わせ、この噛合い位置をカム
の回転に従い順次円周上を移動することによつて回転側
スターホイールを出力軸とする減速機構としたので、 (1)従来の減速機構のように、弾性変形する外歯歯車
のような弾性体を介在せずに、大幅な減速比がとれるた
め、低周波のねじり振動が発生する恐れがなく、減速の
目的が達成され、制御性がよい。
H. Effect of the Invention As described above, the speed reduction mechanism of the present invention transmits the rotational force of the input shaft to the chain via the cam, and the chain has a fixed side star wheel and a rotating side star wheel with different numbers of teeth. Since the speed reducing mechanism uses the rotating star wheel as the output shaft by meshing at one point on the circumference and moving this meshing position sequentially on the circumference according to the rotation of the cam, (1) conventional deceleration Since a large reduction ratio can be obtained without interposing an elastic body such as an externally toothed gear that elastically deforms like a mechanism, there is no risk of low-frequency torsional vibration, the purpose of deceleration is achieved, and control is achieved. Good sex.

(2)入力軸と同芯上に出力軸が得られ、しかも同一原
理の機構を追加すれば、さらに大きい減速比が得られ
る。
(2) An output shaft can be obtained concentrically with the input shaft, and if a mechanism of the same principle is added, a larger reduction ratio can be obtained.

(3)チェーンとスターホイールの関係であり、効率が
良い。
(3) It is efficient because of the relationship between the chain and the star wheel.

などの効果が得られる。And the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の実施例を示す断面図、第2図は第1図
のA−A断面を示す断面図、第3図及び第4図は本考案
のカムの実施例を示す平面図、第5図は従来の減速機構
を示す断面図である。 7……入力軸、8……第1段の出力軸(第2段の入力
軸)、9……出力軸、12……カム、13……チェーン(第
1段目)、14……固定側スターホイール(第1段目)、
15……回転側スターホイール(第1段目)16……固定側
スターホイール(第2段目)、19……カム、20……チェ
ーン(第2段目)、21……回転側スターホイール(第2
段目)。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an AA section of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are plan views showing an embodiment of a cam of the present invention. , FIG. 5 is a sectional view showing a conventional reduction gear mechanism. 7 ... Input shaft, 8 ... First stage output shaft (second stage input shaft), 9 ... Output shaft, 12 ... Cam, 13 ... Chain (first stage), 14 ... Fixed Side star wheel (first stage),
15 …… Rotating side star wheel (first stage) 16 …… Fixed side star wheel (second stage), 19 …… Cam, 20 …… Chain (second stage), 21 …… Rotating side star wheel (Second
Step).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】歯数の異なる2つのスターホイールを同心
上に対設してその一方を固定し、他方を回転自在に軸支
するとともに、この固定側及び可動側のスターホイール
の歯と噛合しその歯形と円周上の少なくとも一点で噛み
合うチェーンを設け、該チェーンの内側に入力軸によっ
て回転され前記チェーンと部分的に接合して入力軸を中
心に回転する円弧部を有するカムを設け、この入力軸の
回転によりカムの円弧部を回転させて前記固定側と回転
側のスターホイールの歯形との噛み合う位置を円周上で
移動させることによってチェーンを介し回転側のスター
ホイールを回転させ該スターホイールに設けた出力軸に
回転を出力するようにしたことを特徴とする減速機構。
1. Two star wheels having different numbers of teeth are concentrically confronted, one of them is fixed, the other is rotatably supported, and meshes with the teeth of the fixed and movable star wheels. A chain that meshes with its tooth profile at at least one point on the circumference is provided, and a cam that has an arc portion that is rotated by the input shaft and that is partially joined to the chain and that rotates around the input shaft is provided inside the chain, The rotation of the input shaft rotates the arc portion of the cam to move the position where the fixed side and the tooth profile of the rotating star wheel mesh with each other on the circumference, thereby rotating the rotating star wheel through the chain. A reduction mechanism characterized in that rotation is output to an output shaft provided on a star wheel.
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