JPS61119850A - 減速装置 - Google Patents

減速装置

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JPS61119850A
JPS61119850A JP23979784A JP23979784A JPS61119850A JP S61119850 A JPS61119850 A JP S61119850A JP 23979784 A JP23979784 A JP 23979784A JP 23979784 A JP23979784 A JP 23979784A JP S61119850 A JPS61119850 A JP S61119850A
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JP
Japan
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gear
shaft
input shaft
output
axis
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Pending
Application number
JP23979784A
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English (en)
Inventor
Sotaro Iijima
飯島 宗太郎
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YASHIMA ENG KK
Original Assignee
YASHIMA ENG KK
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Publication date
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Publication of JPS61119850A publication Critical patent/JPS61119850A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H1/321Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

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) 本考案は各種産業機器や電機機器その他の動力の伝達機
構として使用される減速装置に関するものである。
(従来例の構成とその問題点) 従来から、減速装置としては各種の構造のものがあり、
その中でも噛合歯N、機構を利用した減速装置が広く使
用されている。
このような減速機構においては、歯数が大きく異なる大
小径の歯車を噛合させることにより適宜の減速比を得る
ことが古くから知られているが、入力軸と出力軸とが同
軸芯上に配設することができなくて装置が大型化するば
かりでなく、減速比も数分の−ないしは士数分の一程度
のものしか得られないという欠点がある。
このため、装置全体を小型化し且つ大減速比を得ること
ができる減速装置として、最近、第8図に示すような内
接式遊星歯車機構が開発された。
この装置は固定太陽歯車Aの中心Oから偏芯させた位置
にクランクシャフトCを配設し、このクランクシャフト
CにベアリングBを介して遊星歯車りを嵌合させ、該遊
星歯車りの一部を前記固定太陽歯車Aに噛合させた構造
を有するもので、固定太陽歯車Aの歯数をS、遊星歯車
りの歯数をpとすると共にクランクシャフトCと遊星歯
車りの角速度を夫々ωいω2とすれば、 &2/ω+= 1−s/p −−(s−p) /pとな
り固定太陽歯車Aと遊星歯車りとの歯数差s−p=1と
すれば、回転方向が逆向きで最大の減速比が得られるも
のである。
しかしながら、このような構造によれば、入力軸側が偏
芯回転運動であるため、振動及び騒音が発生するばかり
でなく、高速回転に通さないものであり、又、入力軸と
出力軸とが逆方向の回転となるために、減速比をさらに
大きくする目的で複数価の減速装置を連結した場合、最
終出力側の回転方向がことなる状態となる場合が生じる
。さらに、出力軸側に回転力を与えると入力軸側にそれ
が伝達される構造であるために、出力軸側に制動機構が
必要となると共に抵抗半径を有するので、入力軸に負担
がか\って効率を低下させることになる。
又、前述したように、理論的には1に対応する減速比を
得ることができるが、インボリュート歯形では歯先の干
渉が生じて現実には2以上に対応する減速比しか得るこ
とができず、このため、トロコイド系曲線歯形に形成す
ればよいが、この歯形では多数枚の歯を形成することが
できなくていずれにしても大きな減速比が得られないも
のであり、しかも、高い精度を要して高価につくという
問題点がある。
一方、前述したような偏芯伝達構造に替えて、楕円系の
入力回転体にベアリングを介して弾性変形可能な楕円形
状の歯体の長軸方向を固定太陽歯車に噛合させた減速装
置も開発されているが、この減速装置においても前記同
様の問題点を有するものである。
(発明の目的) 本発明はこのような問題点をなくするもので、その第1
の目的とするところは、偏芯回転機構や長軸、短軸を有
する回転体を採用することなく、同軸円上で回転を行わ
せて振動等の発生をなくした高速回転可能な減速装置を
提供するにある。
本発明の別な目的は、入力軸の回転方向に対する出力軸
の回転方向を互いに異なる方向は勿論、同一方向にも伝
達を可能にした減速装置を提供するものである。
本発明のさらに別な目的は、入力軸に負担がかかる抵抗
半径をなくして効率良く且つ出力軸に制動機構を配する
必要のない減速装置を提供するものである。
本発明のもう一つの大きな目的は、1に対応する大きな
減速比を得ることができると共に部品点数を少なくして
製作が容易であり、安価で且つコンパクトに形成できる
減速装置を提供するものである。
(発明の構成) 上記目的を達成するために、本発明の減速装置は、入力
軸に、該入力軸の軸芯上に中心を有する斜軸を一体に設
けてこの斜軸に斜角揺動歯車を回転自在に嵌合し、該斜
角揺動歯車の両側歯車部を入力軸に対して同軸芯上に配
設した出力歯車と固定歯車とに夫々噛合させて固定歯車
と斜角揺動歯車との歯数差に対応する減速比を出力歯車
に伝達するように構成したもので、斜角運動を応用して
高い減速比を導出し得るようにしたものである。
ここにおいて、斜角運動とは、−軸線上に他のもう一つ
の傾き角を持った軸が入力軸と一体となって回転し、偏
芯又は長軸、短軸を持たない完全同軸円で回転を行う運
動を呼称するものである。
(実施例の説明) 本発明の実施例を図面について説明すると、(1)は入
力軸で、゛その先端に該入力軸(1)の軸芯Xに対して
小角度傾斜した断面円形の斜軸(2)を一体に設けてあ
り、さらにこの斜軸(2)の先端面中央部に入力軸と同
軸芯上にして先端軸(3)を一体に突設しである。
(4)は入力軸(1)にベアリング(5)を介して嵌合
した固定歯車で、ケース(6)の内壁等に固着しである
(7)は斜軸(2)の外周にベアリング(8)を介して
回転自在に嵌合した斜角揺動歯車で、その外周両側面に
おける斜軸(2)の軸芯を中心とする円上に歯車(9)
αωを夫々形成してなるものであり、その一方の歯車(
9)の一部を前記固定歯車(4)の対向歯部に噛合させ
である。なお、ベアリング(8)の内輪はスナップリン
グ11等によって斜軸(2)に固定されである。
12は入力軸(1)の先端軸(3)にニードルベアリン
グ13を介して回転自在に嵌合した出力軸で、その外周
部に一体に設けた出力歯車14の一部を前記斜角揺動歯
車(7)の他方の歯車αφの対向歯部に噛合させである
これらの固定歯車(4)、斜角揺動歯車(7)の両歯車
(9)αω及び出力歯車14は円形の全歯歯車形状に形
成されてあり、斜軸(2)の傾斜角度は該斜軸(2)の
中心0を通る両側歯車(9)αω間の対角線G上でこれ
らの歯車(9)αωが夫々固定歯車(4)と出力歯車1
4に噛合する状態になる角度であればよい0図において
は、下部では斜角揺動歯車(7)の一方の歯車(9)が
固定歯車(4)と噛合して他方の歯車αφは出力歯車1
4から外れてあり、上部では一方の歯車(9)は固定歯
車(4)から外れて他方の歯車αωは出力歯車14と噛
合し、斜軸(2)の回転に伴って斜め揺動歯車(7)が
左右に揺動しながら噛合歯部を変化させていくものであ
る。
又、斜軸(2)の中心Oは人、出力軸(1)、12の軸
芯X上にあり、この中心0を通る軸芯Xに直角なY軸に
対して中心0を通る斜角揺動歯車(7)の中央線Fが一
定の傾きを有している。従って、入力軸(1)はX軸と
前記中央線F軸に直角なP軸との二つの座標を有し、こ
れらの軸の座標原点(0,0,0)上にベアリング(8
)を介して斜角歯車(7)が嵌合しているものである。
このようにこの減速装置は、固定歯車(4)と斜角揺動
歯車(7)と出力歯車14との三つの歯車によって構成
され、偏芯又は長軸、短軸を持たない完全円運動を行う
ように構成されである。
なお、これらの歯車(滲(7)14の歯の形状は互いに
噛合するのに最も適した形状に形成しておくとよい。
(作用の説明) 今、入力軸(1)をモータ等の適宜な駆動機構によって
回転させると、固定歯車(4)と出力歯車14とに夫々
部分的に噛合している斜角揺動歯* (7)の両側歯車
(9) (11は該斜角揺動歯車(7)のF軸の傾斜に
よってその噛合位置を案内され、固定歯車(4)と出力
歯車14との円周を連続噛合しなから揺動回転を行う。
ここにおいて、入力軸(1)の軸芯Xは座標(0,0,
0)上にあって抵抗半径は零、叩ち、入力軸(1)の回
転を妨げるものはなにもない。強いて言えば、入力軸(
1)の回転により斜角揺動歯車(7)は揺動運動しなが
ら固定歯車(4)と出力歯車14に対する噛合位置を変
化させていくが、この噛合による機械的抵抗を無視すれ
ば、抵抗半径は零である。
このことは、後述する本減速装置の基本原理において、
極めて重要である。
又、出力軸12に回転負荷をかけると、その回転力が出
力歯′N14から斜角揺動歯車(7)を介して入力軸(
1)に伝達しようとするが、固定歯i (4)と出力歯
車14とに噛合する斜角揺動歯車(7)の歯車(9)α
O)間を結ぶG線が座標(0,0,0)上を通り、且つ
入力軸(1)は抵抗半径を持たない該座標上にあるため
に何等のモーメントも受けなく、従って、出力軸12に
いかなる回転力を加えても入力軸(1)は回転しない。
従って、入力軸(1)の抵抗半径の所在を明らかにしな
ければならないが、今、固定歯車(4)及び出力歯車1
4の歯数を100、斜角揺動歯車(7)の両側歯車(9
)α0)の歯数を101に設定し、第3図に示すように
固定歯車(4)を平面にして円形で表す一方、この固定
歯車(4)よりも歯数が1枚多い斜角揺動歯車(7)を
その歯数の増分に相当する円弧長さαだけ長く、該歯車
(7)の傾きを含めて楕円形で表し、この歯車(71を
1回転させた場合のその増分αの移動する回転量即ち、
出力歯車14への回転伝達量を説明する。
まず、第3図において、固定歯車(4)の円周長を90
度宛(4分の1の円弧長宛)に区切ってこの円弧長に等
しい円弧長を固定歯車(4)と斜角揺動歯車(7)との
噛合点aから該斜角揺動歯車(7)の楕円上に順次a 
〜b 、 b w c 、 c Nd 、 d 〜eと
区切ると、a −’−eの円弧長が固定歯車(4)の円
周長に等しく、e −aの円弧長が前記増分αである。
この状態から、斜角揺動歯車(7)が固定歯車(4)に
噛合しながらその噛合点が90度移動すると、第4図に
示す状態となり、増分αは第3図におけるb点からX軸
間の円弧長、即ちその増分の4分の1の長さだけY軸の
右側(回転方向)に送り出され、同様に噛合点aが18
0度、270度夫々移動した時には、第5図、第6図に
示すように増分αの2分の1.4分の3だけ送り出され
て第7図に示すように噛合点aが固定歯車(4)を−回
りした時にはその増分が同一回転方向に送り出されたこ
とになる。
これは、斜角揺動歯車(7)の歯数101−固定歯車(
4)の歯数100=1、つまり、両歯車(4)(7)の
歯数差だけ斜角揺動歯車(7)の1回転により出力歯車
14に送り出し、100  : 1の減速比を導出する
ものである。
この歯数差1枚が前述した入力回転に抵抗する抵抗半径
であり、このことは、固定歯車(4)の円周長を100
+wo+とすれば抵抗半径は1/100mmという極め
て低入力で高出力の減速装置であることを示すものであ
る。
又、第1図に示すように、斜角揺動歯車(7)はその両
側歯車(9)(至)の直径方向で対向する歯を一定歯車
(4)と出力歯車14に同時噛合させていると共に噛合
していない歯部に向かって順次噛合中を減少させながら
も噛合し、金歯数の1/2以上の噛合を可能にしえるの
で、バックラッシ等の問題も解決できるものである。
このように、固定歯車(4)と斜角揺動歯車(7)との
歯数差を1にすることにより、1に対応する大きな減速
比が得られるが、2枚或いはそれ以上の歯数差にして減
速比を低下させることも可能であり、又、固定歯車(4
)に対する斜角揺動歯車(7)の歯数を少なくすれば、
出力歯車14側に逆方向の減速回転を付与できるのは勿
論である。
さらに、固定歯車(4)と出力歯車14及び斜角揺動歯
車(7)の歯数を適宜変更することにより、種々の減速
比を得ることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明の減速装置によれば、入力軸に、該
入力軸の軸芯上に中心を有する斜軸を一体に設けてこの
斜軸に斜角揺動歯車を回転自在に嵌合し、該斜角揺動歯
車の両側歯車部を入力軸に対して同軸芯上に配設した出
力歯車と固定歯車とに夫々噛合させて固定歯車と斜角揺
動歯車との歯数差に対応する減速比を出力歯車に伝達す
るように構成したので、入力軸から出力歯車に至る全て
の部品を同軸芯上ないしは同軸円上に配設しているから
、回転が円滑に行われて振動や騒音の発生をなくし、高
速回転が可能となるものであり、さらに、入力軸の回転
方向に対する出力歯車の回転方向を同一方向にできて複
数台の減速装置を連結して大きな減速比を得る場合でも
極めて好都合である。
又、出力歯車側に回転力を与えても斜角揺動歯車を介し
て入力軸側にその回転力が伝達するのを阻止され、従っ
て、入力軸に負担がかかる抵抗半径をなくして効率の良
い回転伝達ができると共に出力歯車側に制動機構を配設
する必要もなくなるものである。
さらに、本発明の減速装置によれば、従来の減速装置で
は得られない1に対応する大きな減速比を得ることがで
き、しかも、使用歯車も少なくて製作が容易であり、安
価にしてコンパクトに形成できるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は縦断側面
図、第2図は分解斜視図、第3図乃至第7図は作用説明
図、第8図は従来の減速装置の簡略構成図である。 (1)・・・入力軸、(2)・・・斜軸、(4)・・・
固定歯車、(7)・・・斜角揺動歯車、(9)α〔・・
・両側歯車、12・・・出力軸、14・・・出力歯車。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力軸に、該入力軸の軸芯上に中心を有する斜軸を一体
    に設けてこの斜軸に斜角揺動歯車を回転自在に嵌合し、
    該斜角揺動歯車の両側歯車部を入力軸に対して同軸芯上
    に配設した出力歯車と固定歯車とに夫々噛合させて固定
    歯車と斜角揺動歯車との歯数差に対応する減速比を出力
    歯車に伝達するように構成したことを特徴とする減速装
    置。
JP23979784A 1984-11-14 1984-11-14 減速装置 Pending JPS61119850A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011154981A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Orbitech Engineering S.R.L. Kinematism with orbital movement with fixed orientation
CN104802182A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 佳能株式会社 致动器和多关节机器人臂

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JPS49101766A (ja) * 1972-12-27 1974-09-26

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