JPS60179544A - 差動かさ歯車機構 - Google Patents

差動かさ歯車機構

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JPS60179544A
JPS60179544A JP3512084A JP3512084A JPS60179544A JP S60179544 A JPS60179544 A JP S60179544A JP 3512084 A JP3512084 A JP 3512084A JP 3512084 A JP3512084 A JP 3512084A JP S60179544 A JPS60179544 A JP S60179544A
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JP
Japan
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bevel gear
gear
pair
planetary gear
differential
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Pending
Application number
JP3512084A
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English (en)
Inventor
Minoru Sekiguchi
実 関口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60179544A publication Critical patent/JPS60179544A/ja
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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】 発明の技術分計 本発明は歯車機構を用いる減速機構または増速機構に関
し、特に差動かさ歯車機構に関するものである。
技術の背景 近年の産業用ロボットをはじめとする自動機械の進歩は
目ざましいが、この分野においては例えばロボットのハ
ンドの駆動用に減速比の非常に高い減速機構が必要とさ
れる。
従来技術と問題点 従来の減速機構として、平歯車による差動歯車機構を用
いるものが周知であるが、かかる歯車機構は大形であり
、高減速が得られず、またバックラッシュの除去が困難
である等の欠点がある。また、近年、高減速比が得られ
るものとして、歯車の弾性変形を・利用したもの(例え
ば「ハーモニックドライブ(登録商標)」)があるが、
これはヒステリシスが生じる欠点がある。
発明の目的 本発明は、上記従来技術に鑑み、小形化および高減速比
を実現でき、しかもバックラッシュの除去が容易な差動
歯車機構を提供することを目的とするものである。
発明の構成 本発明はかさ歯車を用いる差動歯車機構であって、互い
に軸直結された第1及び第2のかさ歯車(A、C)を有
する遊星歯車対を第1回転軸に固定のアームに該アーム
の軸線を中心に回転自在に支承し、該遊星歯車対(A、
C)の第1かさ歯車(A)を固定かさ歯車(B)にかみ
合わせ、またそれの第2かさ歯車(C)を第2回転軸に
同定の回転かさ歯車(D)にかみ合わせた構成としたも
のである。
また上記の構成において、特に遊星歯車対(A。
C)の第1かさ歯車(A)及び第2かさ歯車(C)を該
遊星歯車対の公転中心線に関し互いに同一側に配置し且
つ前記固定かさ歯車(B)および回転かさ歯車(D)を
遊星歯車対の公転平面に関し互いに同一側に配置した場
合、遊星歯車対(A、C)を複数対設けることが容易に
可能である。この場合、伝達率の向上が可能であり、ま
た約半数の遊星歯車対(A、C)と残りの遊星歯車対(
A、C)にそれぞれ公転方向において互いに反対方向に
予圧を付与することにより・ぐツクラッシュの除去が可
能である。
発明の実施例 以下、本発明の実施例につき図面を参照して詳細に説明
する。
第1図は不発ψノによる差動かさ歯車m構の第1実施例
の一部断面側面図である。第1図中、符号1は支持フレ
ームを示し、このフレーム1に第2回転軸S2(例えば
入力軸)及び第2回転軸S2(例えば出力軸)をそれら
の回転中心線CLが整合する如くそれぞれベアリング2
,3で支持して設けである。第2回転軸S2の内端には
その中心線に対し直角にアーム4を固定してあり、この
アーム4に遊星歯車対Pをベアリング5.6によってア
ーム4の中心縁周りに回転自在に支承しである。この遊
星歯車Pは互いに軸直結されて一緒に回転する第1及び
第2の2つのかさ歯車A及びCを有している。尚、これ
ら2つのがさ歯車A、Cは図示の如く遊星歯車対Pの公
転中心線CLの同一側に配置されている。一方、第2回
転軸S2の内端にはかさ歯fp、Dを固定してあり、こ
れに遊星歯車対Pの第2かさ歯車Cがかみ合っている。
更に、遊星歯車対Pの公転平面PLに関して回転がさ歯
車りと同一側においてかさ歯車Bをフレーム1に固定し
てあり、これに遊星歯車対Pの第1がさ歯車Aがかみ合
っている。
以上の構成によれば、例えば第1回転軸S1を駆動した
場合、遊星歯車対Pはそれの第1がさ歯車Aと固定かさ
歯車Bとのがみ合いによりアーム4の中心縁周りに自転
しながら公転軸線CLの周りを公トし、従って遊星歯車
対Pの第2がさ歯車Cとかみ合っている回転がさ歯車り
が回転し、第2回転軸S2から回転が取り出される。こ
の場合、第1.及び第°2の回転軸S1+82の回転数
をそれぞれN1.N2、またかさ歯車A、B、C,Dの
*数をそれぞれZ + Zu r Zc r Zoとす
るととなる。ここでzB−2c/zA−2D=nとし、
また減速比N2/Nl−αとすると、 N2 α= −= 1− n 1 となる。
従って、nが1の近似値となるように歯数zA。
zB、zc、zDを設定してやれば、高い減速比αが得
られる。例えばzA、zB、zc、zDをそれぞれ25
.49,16,32とすれば、 となり、従って となり、高い減速比が得られる。
尚、第2回転軸S2の回転方向はn (1であれば第1
回転軸S1と同方向であり、n〉1であればそれと逆方
向になる。飼えば、zA、zB、zc。
zD をそれぞれ25.51,16.32とすればn 
= 51 / 50となり、従ってα=〜1150とな
って第2回転軸S2は減速比50で逆回転する。
次に、第2図は本発明による差動かさ歯車機構の第2実
施例の一部断面図であり、第3図は第2図のX−X矢視
図である。この実施例においては、フレーム1、回転軸
511S2、固定かさ歯車B、及び回転かさ歯車りの構
成は前記第1実施例の場合と同様である。しかし、第1
回転軸S1の内端にはその中心線に対し直角に且つ反対
方向(つまり第3図に示すように180°反対方向)へ
延出する2本のアーム4A、4Bを固定してあり、各7
−A4A、4Bの先端部にそれぞれ第1及び第2の2対
の遊星歯車対P1+P2をそれぞれベアリング5.6で
アーム4A、4Bの中心線層りに回転自在に支承しであ
る。これらの遊星歯車対pl 、p、はそれぞれ前記第
1実施例の遊星歯車対Pと全く同じものであり、遊星歯
車対の公転中心線に関し同一側において互いに軸直結さ
れた第1及び第2のかさ歯車A、Cを有する。そして両
遊星歯車対PI IF2の第1かさ歯車Aが固定かさ歯
車Bにそれの直径方向反対位置にてそれぞれかみ合い、
またそれらの第2かさ歯車Cが回転かさ歯車りにそれの
直径方向反対位置にてそれぞれかみ合っている。
このように構成された第2実施例においても、前記第1
実施例の場合と同様に前記(1)式が成立し、同様の減
速作用が得られる。但し、第2実施例においては下記の
ような付加利点が得られる。
まず、2対の遊星歯車対P1+P2を設けたことにより
動的釣合いが向上し、また伝達率も向上する。
更に、第3図に示す如く第1遊星歯市対PHと第2遊星
歯車対P2にそれらの公転方向において互いに反対方向
の予圧F1+F2をそれぞれ付与することにより、バッ
クラッシュを除去できる。
つまり、第1遊星歯車対P1は反時計回り公転時に、ま
た第2遊星歯車対P2は時計回り公転時にそれぞれバッ
クラッシュを除去し、従って時計方向及び反時計方向の
両方に対してパラクララシーが除去される。
次に、この両遊星歯車対P1rP2に対して予圧を付与
する機構について第4図及び第5図を参照して説明する
。第4図は第2図における第1回転軸S里へのアーム4
A、4Bの取付部を一部断面で示す部分拡大図であり、
第5図は当該部分の分解斜視図である。特に第5図に明
示するように、アーム4A、4B・の基端部7A、7B
は角柱形状に形成され、その端部にそれぞれ写真8A、
8Bを一体形成しである。そして写真8A、8Bにそれ
ぞれ穴9A 、9Bが形成され、これらの穴9A。
9Bにピン11が挿入されて両アーム4A、4Bはこの
ビン11を中心に回動可能に結合される。
一方、両アームの基端部7に、7Bにそれぞれ穴9A、
9Bを中心とする円弧状のボルト穴10A。
10Bが形成されており、ぎルト14A、14Bをこれ
らのボルト穴に挿通させ、第1回転軸S1のフランジ1
2のネジ穴15A、15Bにそれぞれ螺入することによ
り、両アーム4A、4Bは第1回転軸S1に固定される
。尚、ぎン11はフランジ12の中心の穴13に収容さ
れる。遊星歯車P1pP2つまりアーム4A、4Bに前
記のような予圧を付与するには、ピル)14A、14B
を緩め、両アーム4A、4Bに互いに反対方向の予圧p
1yF2(第3図)を付与した上で再びゲル)14A、
14Bを締め付けることによって可能である。
次に第6図は前記第2実施例の差動かさ歯1丁機構をロ
ボットに適用した例を示す。図中、符号Gはロゼツトア
ームを示し、これにフレーム1が固定されている。そし
て第1回転軸S、に可逆モータMが連結され、第2回転
軸S2にロボットハンドHが連結されている。かかる構
成によれば、前述したような差動かさ歯車機構の高い減
速比によってモータMの小さなトルクによってロボット
ハンドを駆動でき、しかも・ぐツクラッシュのない円滑
な動作を実現できる。
次に第7図は本発明による差動かさ歯車機構の第3実施
例の一部断面側面図である。この第3実施例はフレーム
1及び回転軸81+S!は前記第1及び第2実施例とほ
ぼ同様であるが、遊星歯車対を構成する第1及び第2の
かさ歯車A、C及び固定かさ歯車Bの構成が相違してい
る。つまり、第2回転軸S2の内端には筒状のアーム2
0が固定され、軸21がこのアーム20を貫通し且つベ
アリング22(1個のみ図示)によってアーム20に対
し回転自在に支承されていてこの軸21の両端に第1及
び第2のかさ歯車A及びCが固定されている。つまり、
第1及び第2のかさ歯車A。
Cは互いに公転中心線CLに関し反対側位置にある。一
方、同定かさ歯車Bは遊星歯車A、Cの公転平面PLに
関し回転かさ歯車りと反対側において70−ム1に固定
されている。そして遊星歯車対の第1かさ歯車Aは固定
かさ歯車Bにかみ合い、また第2かさ歯車Cはいわば遊
星歯車対の公転中点(第7図でCLとPLの交点)に関
し反対側の位置にて回転かさ歯車りにかみ合っている。
かかる第3実施例においても前記第1及び第2実施例と
同様に前記(1)式が成立し、同様の減速作用が得られ
る。尚、第3実施例においても原理的には遊星歯車対A
、Cを円周方向へ複数対設けて第2実施例の場合と同様
の付加利点を得ることが可能である。但し、°その場合
にはかさ歯車A、Cを連結する機構が第2実施例の場合
に比べて極めて複雑になり、実用的に有利とは云えない
発明の効果 以上のように、本発明によれば、かさ歯車を用いること
により構造が簡単で小形、また高減速比が得られ、しか
もバックラッシュの除去が容易な減速機構が得られ、産
業用口&ツ)への適用など′その実用的効果は著大であ
る。
尚、本発明の差動かさ歯車機構は入力と出力を逆にする
ことによって減速機あるいは増速機の両方に適用できる
ことは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の差動かさ歯車機構の第1実施例の一部
断面側面図、第2図は本発明の第2実施例の一部断面側
面図、第3図は第2図のX−X矢視図、第4図は第2図
の一部の一部断面拡大図、第5図は第4図の部分の分解
斜視図、第6図は前記第2実施例をロボットに適用した
例を示す図、第7図は本発明の第3実施例の一部断面側
面図である。 1・・・フレーム、2,3.5,6.22・・・ベアリ
ング、4.4A 、4B 、20・・・アーム、11・
・・ビン、14A、”14B・・・ボルト、21・・・
軸、S1+82・・・回転軸、P t P 1 + P
2・・・遊星歯車対、A・・・遊星歯車対の第1かさ歯
車、B・・・固定かさ歯車、C・・・遊星歯車対の第2
かさ歯車、■・・回転かさ歯車、CL・・・公転中心線
、PL・・・公転平面、M・・・モータ、G・・・口?
ットアーム、H・・・ロボットハンド。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第1同 第21」 >’i’> 31”:!I 1 第40 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、互いに軸直結された第1及び第2のかさ歯車(A、
    C)を有する遊星歯車対が第1回転軸に固定のアームに
    該アームの軸線を中心に回転自在に支承され、該遊星歯
    車対(A、C)の第1かさ歯車(A)が固定かさ歯車(
    B)にかみ合い、またそれの第2ゆ)さ歯車<C)が第
    2回転軸にIAI定の回転かさ歯車(D)にかみ合って
    いることを特・ 徴とする差動かさ歯車機構。 2、特許請求の範囲第1項記載の差動かさ歯車機構にお
    いて、前記遊星歯車対(A、C)の第1かさ歯車(A)
    及び第2かさ歯車(C)が該遊星歯車対の公転中心線に
    関し互いに同一側に位置され、且つ前記固定かさ歯車(
    B)および回転かさ歯車(D)が遊星歯車対(A、C)
    の公転平面に関して互いに同一側に配置されていること
    を特徴とする差動かさ歯車機構。 3、特許請求の範囲第1項記載の差動かさ歯車機構にお
    いて、前記遊星歯車対(A、C)を複数対具備すること
    を特徴とする差動かさ歯車機構。 4、特許請求の範囲第2項記載の差動かさ歯車機構にお
    いて、約半数の遊星歯車対(A、C)と他の残りの遊星
    歯車対(A、C)にそれぞれそれらの公転方向において
    互いに反対方向の予圧を伺与してバックラッシュを除去
    するように構成したことを特徴とする差動かさ歯車機構
    。 5、特許請求の範FffJ第1項記載の差動かさ歯車機
    構において、前記遊星歯車対(A、C)の第1かさ歯車
    #(A)及び第2かさ歯車4(C)が該遊星歯車対の公
    転中心線に関し互いに反対側に配置され、且つ前記固定
    かさ歯車(B)および回転かさ歯車(D)が遊星歯車対
    (A、C)の公転平面に関して互いに反対側に配置され
    ていることを特徴とする差動かさ歯車機構。
JP3512084A 1984-02-28 1984-02-28 差動かさ歯車機構 Pending JPS60179544A (ja)

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JPS60179544A true JPS60179544A (ja) 1985-09-13

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013114646A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 MURAKITA Takuya 非干渉機構および可変インピーダンス機構
JP2014059017A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Fujitsu Ltd 歯車装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013114646A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 MURAKITA Takuya 非干渉機構および可変インピーダンス機構
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