JPS63214543A - 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ビ
ンに内ローラを遊嵌させて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て外歯歯車を揺動回転
させ、入力回転を減速して内歯歯車に出力する遊星歯車
減速機の改良に関し、更に詳しくは入力軸の入力回転方
向と内歯歯車の出力回転方向とが反対方向となる内接形
遊星歯車減速磯に、入力回転方向と出力回転方向とが同
方向となるプラネタリ−形遊星歯ａｍ構を併設し、内接
形の遊星歯車減速機とプラネタリ−形の遊星歯車機構と
により減速機構が閉ループとなるように構成して、減速
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フィードバックさせるよ
うにした遊星歯車減速機に関する。

（従来の技術） 内接噛合形遊星歯阜機構を泪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ビン或いは内ピン（、−内
ローラを遊嵌させて、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て外歯歯車を揺動回転させ
、入力口伝を減速して出力する遊星歯車減速機は「サイ
クロ減速機」（登録商標）として者名である。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」（以下、トロコイド
形遊星歯車滅連機という）の−例を第４図及び第５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３１．３□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５８．５□は偏心体３Ｉ、３□に
コロ６を介して嵌合されており、かつ、外歯歯車５Ｉ、
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。また、内歯歯＄８は外歯歯１ｆｔ５．．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９に外ローラを遊嵌する構造としてもよい。

前記外歯歯車５１．５□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。

内ビン１１には内ローラＩＩＡが遊嵌されており、丙ビ
ン１１は出力フランジ１２に密嵌されている。

前記内歯歯車８は固定カバー１４．１５によって両側か
ら挟持されでおり、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
と一方の固定カバー１４と０間には間隔をおいて２個の
軸受け１７が設けられている。

上記トロコイド形遊星歯車減速機では、入力軸１の一方
向の回転が内歯歯車８の同方向の減速口伝となって取り
出されるものとなっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、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、たと乏ば、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８！構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′１！
Ｌ星歯阜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
身による出力誤差を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。

入力軸と、該入力軸に設けられた外歯太陽歯車と、該太
陽歯車と噛合する遊星歯車と、該遊星歯車に内接噛合す
る内歯太陽歯車と、該内歯太陽歯車を固定した回転カバ
ーと、前記遊星歯車の遊星歯車軸が取り付けられたキャ
リヤ歯車とからなる入力回転と出力回転とが同方向であ
るプラネタリ−′形遊星ｌ！Ｉ車機構と、外歯歯車と、
該外歯歯車と内接噛合して回転する内歯歯車と、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
ピンに嵌挿した偏心体と、該内ピンを固定する固定７ラ
ンノと、前記偏心体に設けた外歯歯車とからなる入力回
転と出力回転とが反対方向である内接形遊星歯阜減速機
とを有し、 更に、前記偏心体に設けられた外歯歯車を前記キャリヤ
歯車と噛合させることによって前記プラネタリ−形遊星
歯車機構と前記内接形遊星歯車減速機とにより閉ループ
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４．５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。

外歯歯車５□、５□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は減速回転を取
り出す出力側となっている。

この内歯歯車８は前記外歯歯Ｉ＄１５１．５□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
ビン９は外ローラをその外周に遊嵌する構造としてもよ
い。前記外歯歯１１５１．５□には内ピン穴１９が形成
されており、内ピン穴１０には内ビン１１が遊嵌されて
いる。この実施例に示すトロコイド形遊星歯車減速槻で
は、内ピン１１に後述の偏心円筒ローラが遊嵌されてお
り、これによって外歯歯車５１．５２を偏心揺動回転さ
せるようになっている。内ピン１１は固定フランジ１２
に密嵌されている。固定フランジ１２は固定７レーム等
の固定側に固定されている。

前記内歯歯１１１８は、両側から回転カバー１４．１５
によって挟持されており、これらを挿通しているボルト
′１６によって固定されている。後述の入力軸１と一方
の回転カバー１４との開、及び入力軸１と固定フランジ
１２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。

この実施例のトロコイド形遊星歯車減速機では、内ビン
１１に軸受を介して偏心円筒ローラ１８が設けられ、該
偏心円筒ローラ１８は軸受を介して外歯歯車５Ｉ、５２
に設けた内ビン穴１０に挿通されている。偏心円筒ロー
ラ１８の一端部には外歯歯車１９が設けられている。こ
の外歯歯車１９は後述のキャリヤ歯車と噛合している。

尚、本発明は偏心円筒ロー２１８に代えて偏心軸体とし
た構造のものも含むものである。

上記トロコイド形遊星歯車減速機では偏心体である偏心
円筒ローラ１８の回転方向と出力側である内歯歯］１ｔ
８の回転方向とは反対方向になっている。

上記トロコイド形遊星歯車減速機に、下記のようなプラ
ネタリ−形遊星歯阜磯構が併設され、両者は伝動ａｖｔ
として閉ループを形成している。

入力軸１には外歯太陽歯車２０が設けられており、該太
陽歯＄２０は遊星歯車２１と噛合している。遊星歯車２
１は１１星歯車軸２２に支持されている。この遊星歯車
２１は内歯太陽歯車２３に内接噛合しており、遊星歯車
軸２２はキャリヤ歯１＄１２４に固定されている。また
、内歯太陽歯車２３は回転カバー１４に固定されており
、前記内歯歯車８と一体になって減速回転する。

キャリヤ歯車２４は、前述したとおり外歯歯車１９と噛
合している。

このプラネタリ−形遊星歯＊機構では入力軸１の入力回
転方向と内歯太陽歯車２３の出力回転方向とが同方向と
なっている。

尚、外歯歯車１９の位置は外歯歯＊　５　＋、５□の間
でも、或いは図示したのと反対側の端部でもよい。

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ｍ卓と遊星歯
車とを持つ所謂プラネタリ−形の遊星ｒ！ｊ１１１１磯
構を！５２の減速８！構とし、入力回転と出力回転とが
反対方向となる前記ＰｔＳｉ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ｆｊＳ２の遊星歯車８
！構を併設し、第１の遊星歯車減速機と第２のｉ星歯阜
槻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、このメカニカルフィードバック作用について説
明する。

ｆｐＪ２．３図を参照して、外歯太陽歯車２０の矢印Ｐ
１方向の回転は遊星歯車２１に矢印Ｐ２方向の回転とし
て伝達される。この遊星歯車２１の回転Ｐ２で、一方で
は内歯太陽歯＄２３を矢印Ｐ、力方向回転させるように
作用し、他方ではキャリヤ歯車２４を矢印Ｐ４方向へ回
転させる。このキャリヤ歯車２４の回転Ｐ４により外歯
歯車１８を介して偏心体である偏心円筒ローラ１８を矢
印Ｐ、力方向回転させる。内歯歯車８は偏心円筒ローラ
１８によって内歯太陽歯車２３の回転Ｐ、と同方向に回
転する。

今、一定に回転する入力に対して、出力部たる内歯歯１
１１８の回転に誤差を生じた場合を考える。

まず、ｆＪＳＱ図に示すように内歯歯Ｉ＄１８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。また、前記したようにプラネタリ−
歴遊星歯車減速機において内歯太陽歯車２３の回転に対
してキャリア歯＄２４は同じ方向に回転するので、該キ
ャリア歯＄２４に噛合した外歯歯車１９を介して偏心体
１８は内歯歯車８の口伝方向と同じ方向に押されること
になる。しかるに、内接噛合い式の第１のＲ星歯車減速
機は入力回転方向と出力回転方向は逆になるので、上記
の挙動はこの部分の入力軸たる外歯歯１１１１１９（偏
心体１８）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、内歯太陽歯車２３を介し
て内接噛み合い式の第１の″ｉ！ＬＩＪ、歯車減速成の
歯車側速成ィードバックされた情報は負の帰還となり、
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
（負帰２！り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８！構を減速機の内部で
実現できる。

また、出力部たる内歯歯車８の回転が遅れる場合も、同
様の原理で入力側を進ませる側に働く。

尚、本発明では出力部たる内歯歯車８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
歯車減速機で生じる伝達誤差のみならず、負荷の衝撃的
変動についても有効にフィードバック？ｆｉｆｌｌＲ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機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パ・ン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】

ｔ５１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、
第４図は従来公知の遊星歯車減速機を示す断面図、第５
図は第４図のＣ−Ｃ断面図である。 に入力軸　２：偏心体軸　３１．３２：偏心体５い５□
：外歯歯車　７：外歯　８：内歯歯車９：外ピン　１０
：内ピン穴　１１：内ビン１１Ａ：内ローラ°　１２：
固定フランジ　１３：出力側軸　１４．１５：回転カバ
ー　１６：ボルト２Ａ：中間入力軸　１７：軸受　１８
：偏心円筒ローラ　１９：外歯歯＄　　２０：外歯太陽
歯車２１：Ｒ星歯１！２２：ｉ星歯阜袖　２３：内歯太
陽歯車　２４：キャリヤ歯車 復代理人　弁理士　辻　三　部（はが１名）第１図 １１２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力軸と、該入力軸に設けた外歯太陽歯車と、該外歯太
   陽歯車と噛合する遊星歯車と、該遊星歯車に内接噛合す
   る内歯太陽歯車と、該内歯太陽歯車を固定した回転ケー
   シングと、前記遊星歯車の遊星歯車軸が取り付けられた
   キャリヤ歯車とからなる入力回転と出力回転とが同方向
   であるプラネタリー形遊星歯車機構と、 外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合して回転する内歯歯
   車と、前記外歯歯車に形成した内ピン穴と、該内ピン穴
   に遊嵌した内ピンに嵌挿した偏心体と、該内ピンを固定
   する固定フランジと、前記偏心体に設けた外歯歯車とか
   らなる入力回転と出力回転とが反対方向である内接形遊
   星歯車減速機とを有し、 更に、前記偏心体に設けられた外歯歯車を前記キャリヤ
   歯車と噛合させたことを特徴とする遊星歯車減速機。