JPS63214542A - 遊星歯車減速機 - 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、内歯歯車をピン又はピンとローラの組合せよ
りなる円弧歯形等で構成し、外歯歯車の外歯をエビトロ
コイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形成いは円弧歯
形等で構成すると共に、外歯歯車には内ピン或いは内ピ
ンに内ローラを遊嵌させでおり、内外両歯車を内接噛合
させて外歯歯車に嵌合させた偏心体によって外歯歯車を
揺動回転させ、入力回転を減速して出力軸に出力する遊
星歯車減速機の改良に関し、更に詳しくは入力回転と出
力回転とが反対方向となる前記内接歴遊星歯車減速機に
、入力回転と出力回転とが同方向となるプラネタリ−形
の遊星歯車機構を併設し、内接形の遊星歯車減速磯とプ
ラネタリ−形の４星歯＊＊構とにより減速機構が閉ルー
プとなるように構成して、動力伝達の過程に生ずる伝達
誤差や系の共振現象による回転変動を出力側から入力側
へメカニカルにフィードバックさせるようにしたｉ星歯
阜減速槻に関する。

（従来の技術） 内接噛合形遊星歯５ａｖｔを用いた減速機は種々提案さ
れている。これらの減速機の中でも内歯歯車がピン又は
ピンとローラの組合せよりなる円弧歯形であり、外歯歯
車がエビトロコイド平行曲線よりなるトロコイド形歯形
であって、この外歯歯車には内ピン或いは内ピンに内ロ
ーラを遊嵌させており、内外両歯車を内接噛合させて外
歯歯車に嵌合した偏心体によっで外歯歯車を揺動回転さ
せ、入力回転を減速して出力する′Ｒ星歯阜減速機は「
サイクロ減速機」（登録商標）として着名である。そし
て、この「サイクロ減速機」は大トルクの伝達が可能で
ある上、減速比が大きいため種々の減速機構として使用
されている。

以下に、公知の「サイクロ減速機」の−例を第５図及び
第６図によって説明する。

同図において、入力軸１が挿入連結される中空の偏心体
軸２には偏心体３１．３２が設けられている。偏心体軸
２の中空部分にはキー溝４が形成され、キー４Ａが嵌挿
されている。外歯歯車５１．５２は偏心体３２．３□に
コロ６を介して嵌合されており、かつ外歯歯＊’５＋、
５２はその外周にトロコイド歯形からなる外歯７を有し
ている。＊た、内歯歯ＩｊＬ８は外歯歯車５い５□と内
接噛合する外ピンクからなる円弧歯形を有している。こ
の外ピンクには外ローラを遊嵌する構造としてもよい。

外ピン９は内歯歯車８に固定されている。前記外歯歯車
５０．５□には内ピン穴１０が形成されており、内ビン
穴１０には内ピン１１が遊嵌されている。内ピン１１に
は内ローラＩＩＡが遊嵌されており、内ピン１１は出力
フランジ１２に密嵌されている。出力フランジ１２は出
力側輸（図示しない）に連結されている。

前記内歯歯］１１８は固定カバー１４．１５によって両
側から挟持されており、ボルト１６によって挟持固定さ
れている。入力軸１と出力フランジ１２の間、及び入力
軸１と一方のカバー１４との間には間隔をおいて２個の
軸受け１７が設けられている。

（発明が解決しようとする問題豆） ところで、上記遊星歯車減速機に、機械的な製造誤差に
よる伝達誤差や系の共振現象に基づく回転変動が生じる
と、ロボット等の制御機構に適用した場合、正確な制御
動作を得ることができない。

即ち、たとえば、内ピン及び内ピン穴１０の製造に誤差
が生ずると、内ピン１１に作用する荷重が一定せず、荷
重がある一部の内ビンに偏り、全内ピン１１に等しく分
配されない、このため、内ピンが変形し、入力軸１と出
力フランジ１２の間に伝達誤差が生じてしまうため、必
要以上に高精度、高剛性の減速機を製作しなければなら
なかった。。

一方、遊星歯車減速機の回転変動を抑制するために、遊
星歯車減速機の噛合部に弾性体からなるダンパーを設け
て誤差を吸収するようにしたものも公知（実公昭３９−
３５０８３号公報）であるが、この方式ではダンパーの
振動特性がｆｉｌｌ全体の振動に合致すれば変動を吸収
できるが、場合によっては共振現象を起こしてかえって
振動を増幅させるおそれがある。

又、一般的なサーボ制御システムと同様に、この遊星歯
車減速機の出力側の誤差情報を入力側にフィードバック
して制御することも公知であるが、通常行なわれている
サーボ制御システムでは、遊星歯車機構以外からの外乱
が入った場合の対処ができず、未だ十分な制御システム
とは言えなかった。

そこで、本発明の目的は、遊星歯車減速機の伝達機構自
身によるメカニカルフィードバックで回転変動を吸収で
きるようにした遊星歯車減速機を提供せんとするにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴とするところは、次のような構成を採用し
た点にある。

中間入力軸に設けた偏心体と、該偏心体に嵌合した外歯
歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、前記外
歯歯車に形成した内ピン穴と、該内ビン穴に遊嵌した内
ピンと、該内ピンが保持した出力フランジとからなり、
前記内歯歯車を固定し、前記中間入力軸を一方向に回転
させることによって前記出力フランジから他方向の減速
回転を取り出すようにした＄１の遊星歯車減速機におい
で、 入力軸と、該入力軸に設けた外歯太陽歯車と、該外歯太
陽歯車に噛合する１１星歯車と、該遊星歯車を保持する
遊星歯車軸と、該遊星歯車軸を保持すると共に前記中間
入力軸と°一体或いは別体に設けた遊星キャリヤと、該
遊星歯車と噛合すると共に前記出力フランジに一体或い
は別体に設けた内歯太陽歯車とからなり、入力軸を一方
向に回転させることによって前記遊星歯車を介して遊星
キャリヤから同方向の減速回転を取り出すようにしたプ
ラネタリ−形の遊星歯ｒａｍ構を前記トロコイド形の遊
星歯車減速機により閉ループを形成したこと。

（実施例） 以下、図によって詳しく説明する。

以下の説明においては、第５．６図に示す従来公知の構
成と同一部分或いは相当部分については同一符号を付す
ものとする。

中間入力軸２Ａは、この実施例では入力軸１が回転可能
に挿入できるように中空となっており、かつこの中間入
力軸２Ａには偏心体３１．３２が設けられている。

即ち、中間入力軸２Ａの中空部分には輸受１８が設けら
れ、該軸受１８には入力軸１が挿通されている＝前記偏
心体３８．３２にコロ６を介して外歯歯車５１−５２が
嵌合されている。この外歯歯車５＋−５ｚはその外周に
トロコイド歯形からなる外歯７を有している。又、内歯
歯車８は前記外歯歯車５８．５２と内接噛合する外ピン
９からなる円弧歯形を有している。この外ピンクは外ロ
ーラをその外周に遊嵌する構造としでもよい。外ピン９
は内歯歯＄８に形成したた孔に挿入固定されている。前
記外歯歯車５１．５２には内ビン穴１０が形成されてお
り、内ピン穴１０には内ピン１１が遊嵌されている。こ
の内ピン１１には内ローラＩＩＡを遊嵌しており、該内
ピン１１は出力フランジ１２（第５図及び第６図の内ピ
ン保持フランジ１２に相当する）に密嵌されている。出
力フランジ１２は出力側軸（図示せず）に連結されてい
る。尚、出力フランジ１２と出力側軸との連結は一体的
であってもよく、別体であってもよい。

内歯歯車８は両側から固定カバー１４．１５によって挟
持されており、これらを挿通するボルト１６によって一
体に固定されでいる。出力フランジ１２と中間入力軸２
Ａ（又は後述の遊里キャリヤ）との間及び一方の固定カ
バー１４と中間入力軸２Ａとの間には間隔をおいて２個
の軸受け１７が設けられでいる。

以上までの構成は従来公知のトロコイド形の遊星歯車減
速機と同一であるが、本発明では、以下に示すプラネタ
リ−形の遊星歯車機構を上記トロコイド形の遊星歯車減
速機に併設したことを特徴としでいる。

中間入力軸２Ａの中空部分には輸受１８が設けられ、該
輪受１８には入力軸１が輸受けされている。入力軸１の
端部には外歯太陽歯車１９が設けられている。この外歯
太陽歯車１９に噛合する遊星歯＄２０が設けられ、該１
！Ｌ星歯車２０は遊星歯車軸２１に回転自在に支持され
ている。ｉ星歯車軸２１は中間入力軸２Ａに設けた遊星
キャリヤ２２に固定されている。この′ＩＬ星キャリヤ
２２は中間入力軸２Ａと一体或いは別体に設けられるも
のである。内歯太陽歯＄２３は遊星歯車２０と内接噛合
するように前記出力フランジ１２に一体或いは別体に設
けられている。

上記のように構成された本発明の一実施例の作用を以下
に説明する。

本発明では、トロコイド歯形を有する上記遊星歯車減速
機を第１の遊星歯車減速機とし、外歯太陽歯車と内歯太
陽歯車及び遊星歯車とを持つ所謂、プラネタリ−形の遊
星歯車機構を第２のｉｓ歯１ｆＬ磯構とし、入力回転と
出力回転とが反対方向となる前記ｔｔ４１の遊星歯車減
速機に、入力回転と出力回転とが同方向となる第２の遊
星歯車機構を併設し、ｔｊＳｉの遊星歯車減速機と第２
の１１星歯＊慨構とにより減速機構が閉ループとなるよ
うに形成して、動力伝達の過程で生ずる伝達誤差や系の
共振現象による回転変動を出力側から入力側へメカニカ
ルフィードバックするようにしたものである。

以下に、メカニカルフィードバック作用について説明す
る。

まず、第２図を参照して、中間入力軸２Ａの矢印Ｐ１方
向への回転は、内ピン１１の矢印Ｐ２方向の減速回転と
なって伝達される。即ち、ここでは入力回転の方向Ｐ、
と出力回転の方向Ｐ２とが反対方向となっている。

又、第３図を参照して、外歯太陽歯車１９の矢印Ｐ、力
方向回転は遊星歯車２０の矢印Ｐ４方向の回転となり、
これがＭ星ギヤリヤ２２の矢印　Ｐ、の回転となる。即
ち、ここでは入力回転の方向Ｐ３と出力回転の方向Ｐ５
の方向とが同方向となっている。

上記回転説明において、内ピン１１は出力フランジ１２
に固定されているので、内ビン１１の回転は出力フラン
ジ１２の回転と同一となる。

又、遊星キャリヤ２２は中間入力軸２Ａに固定或いは一
体に設けられているので、中間入力軸２Ａの回転は遊星
キャリヤ２２の回転と同一となる。

今、一定に回転する入力に対して、出力部たる出力フラ
ンジ１２の回転に誤差を生じた場合を考える。

まず第４図に示すように、出力フランジ１２の回転が正
しい位置より進む側にずれる場合を想定すると、これに
連結された内歯太陽歯車２３も同期してずれる。このず
れを＋Ｑとする。

このプラネタリ−形ＲＭ、歯＄８構において内歯太陽歯
車２３の回転に対して遊星キャリヤ２２は同じ方向に回
転するので、該遊星キャリヤ２２に連結された中間入力
軸２Ａは出力フランジ１２の回転方向と同じ方向に押さ
れることになる。

一方、第２図に示すような内接噛合式の第１の遊星歯車
減速機は入力回転方向と出力回転方向とが逆になるので
、上記挙動はこの部分の入力軸たる中間入力軸２Ａの回
転を遅らせようとする側に働くことになる。このずれを
−Ｑとする。即ち、内歯太陽歯１１１２３を介してｆＪ
Ｓｉの遊星歯車減速機の入力側へフィードバックされた
情報は負の返還となり、これはサーボシステムにおいて
電気的にフィードバック（負返還）をかけたのと同様に
制御対象の変動、即ち、＋Ｑと−Ｑとをキャンセルする
機構を減速機の内部でできる。

又、出力７ランν１２の回転が遅れる場合も、同様のｉ
Ｘ埋で入力側を進ませる側に働く。　　　゛なお、本発
明では、出力７ランシ１２の回転変動の原因を問わず、
あらゆる変動をフィードバックするので、遊星歯車減速
機で生ずる伝達誤差のみならず、負荷の衝撃的な変動に
ついても有効にフィードバック機能が作用する。

（発明の効果） 以上のように構成された本発明の効果を述べると次のと
おりである。

減速機内にメカニカルフィードバック機能を内蔵してい
るので、減速機内で生ずる伝達誤差や・回転変動を吸収
できる。

又、減速機が連結された８！構全体に生ずる共振に基づ
く回転変動も減速機のフィードバック機能によって抑制
或いは防止できる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はｔｊ
Ｓｉ図のＡ−Ａ断面図、第３図はｆｊｔＪｉ図のＢ−Ｂ
断面図、第４図は本発明のフィードバック機能を説明す
るための断面図、第５図は従米公知の遊星歯車減速機を
示す断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面図図である。 に入力軸　２：偏心体軸　３８．３□：偏心体４：キー
溝　５０．５□：外歯歯車　６：フロ７：外歯　８：内
歯歯車　９：外ピン ９Ａ：外ローラ　１０：内ピン穴　１１：内ビン１１Ａ
：内ローラ　１２：出力フランジ１３：出力側軸　１４
．１５：固定カバー１６：ボルト　２Ａ：中間入力軸　
１７：軸受１８：軸受　１９：外歯太陽歯車 ２０：ｉ星歯車　２１：Ｊ！ｌ星歯車軸２２：遊星キャ
リヤ　２３：内歯太陽歯車復代理人弁理士　辻　三　部
＠Ｉ畦名）第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中間入力軸に設けた偏心体と、該偏心体に嵌合した外歯
   歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、前記外
   歯歯車に形成した内ピン穴と、該内ピン穴に遊嵌した内
   ピンと、該内ピンが保持した出力フランジとからなり、
   前記内歯歯車を固定し、前記中間入力軸を一方向に回転
   させることによって前記出力フランジから他方向の減速
   回転を取り出すようにした第１の遊星歯車減速機におい
   て、 入力軸と、該入力軸に設けた外歯太陽歯車と、該外歯太
   陽歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を保持する遊
   星歯車軸と、該遊星歯車軸を保持すると共に前記中間入
   力軸と一体或いは別体に設けた遊星キャリヤと、該遊星
   歯車と噛合するように前記出力フランジに一体或いは別
   体に設けた内歯太陽歯車とからなり、入力軸を一方向に
   回転させることによって前記遊星歯車を介して遊星キャ
   リヤから同方向の出力回転を取り出すようにした第２の
   遊星歯車機構を前記第１の遊星歯車減速機に併設したこ
   とを特徴とする遊星歯車減速機。