JPH01275954A

JPH01275954A - 転動ボール形変速装置

Info

Publication number: JPH01275954A
Application number: JP10157688A
Authority: JP
Inventors: Kenji Imase; 憲司今瀬
Original assignee: Kamo Seiko KK
Current assignee: Kamo Seiko KK
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1989-11-06
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2863529B2

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］本発明は特開昭６２−２０６４号公報の改良に係るもの
で、大きな減速比を得るように構成した変速装置に係わ
り、特には、厚み方向の薄形化を図るようにした転動ボ
ール形変速装置に関する。

［従来の技術］例えば近年のロボット技術にあっては、モータの回転数
を差動減速機構により降下させた搬送用のアームを回動
するようにしている。この差動減速機構としては現在ま
でに歯車式減速機をはじめサイクロ減１Ｍあるいはハー
モニックドライブ減速機等が考えられている。

ところが、ロボット技術に用いられる差動減速機構は、
制御の正確さを確保する上で近年特に下記の利点（１）
〜（５）を有するものが求められている。すなわち、（１）小形の装置で高減速比が得られる。

（２）バックラッシュなどの遊びが少なく制御上の精度
が高い。

（３）噛み合い率が高く剛性が大きい。

（４）回転部分の慣性力が比較的小さく制御性が良い。

（５）摩擦が小さく動力損失が少ない。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の減速機では一長一短があり、
いずれも利点（１）〜（５）を全て満足させることは困
難になっている。

従って、本発明は係る困難を克服すべくなされたもので
、その目的は比較的高い減速比を確保しつつも全体が小
形で済み、遊びがなく精度が高いことに加えて回転慣性
力が小さくて済むと共に噛み合い率が高くて剛性が大き
く、合わせて低摩擦で動力損失が少なく理想的な転動ボ
ール形変速装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、一側面で基円に沿うサイクロイド系曲線形状
の案内溝を形成した第１の動板と、この第１の動仮に案
内溝のある側で対面状！ぶに配置され、一側面で基円に
沿うサイクロイド系曲線形状の案内溝を形成した第２の
動板と、これら第１および第２の動板の両案内溝にわた
るように配置され、第１の動板の第２の動板に対する相
対回転により前記両案内溝に沿って転動し、第１の動仮
に回転変位および公転変位を行なわせる転動ボールと、
前記第１の動板と静止部材との間に設けられ、この第１
の動板の公転変位を吸収し前記第２の動板に回転変位の
みを伝）仝する修正手段とを具備するように構成してい
る。

また、この発明によれば前記修正手段は、前記修正板の
表裏側で互いに径方向に直交する方向に形成された溝と
、前記静止部材に前記修正板の裏面の溝に対応して形成
された溝と、前記第１の動板の案内溝とは反対側面に前
記修正板の表面の溝に対応するように形成された直線状
の消と、前記第１の動板の溝と前記修正板の溝との間な
らびに前記静止部材の消と前記修正板の溝との間にこれ
らの溝に沿ってそれぞれ移動するように設けた転動体と
からなるように構成している。

［発明の作用および効果］上記のように構成した本発明によれば、転動ボールを両
溝に入れるようにして第１および第２の動板を対面させ
るように配置させることにより変速機構が達成されるの
で、全体的に小形で済みバックラッシュがなくなり、制
御上の高い精度が得られ噛み合い率がよくなり、回転部
分の慣性が小さくて済み、この点からも制御性がよく、
しかも皇擦が小で動力損失が少なくて済む。

また、第２の動板は回転伝達される際に、生ずる公転変
位は修正板と転動体が入った溝により行なわれるが、涌
は直線状でよく加゛［が容易になる。

しかも、修正板が静止部材と第１の動板とに強固に挟ま
れて転動体が講に強く当接するようになっても、溝に対
する転動体の変位は円滑状態に保たれトルク損失がなく
トルクリップルもなくなる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。１は
円板状の静止部材で、これの中央には軸受２が嵌着され
、一側面には軸受２を挟んで径方向に対向する三列ずつ
の講１ａ、１ｂを形成している。３は中央に透孔４を形
成した修正板で、これは静止部材１に対面状態に位置し
、一側面にはｆｆ４１ａ、１ｂに対向する消３ａ　、３
ｂを形成し、これらの溝１ａ、ｌｂと講３ａ、３ｂとに
は第２図に示す接触状態で転動体としてのスチールボー
ルＳｔを入れている。

また、この修正板３の他側面には、講３ａ、３ｂに対向
する溝３ｃ、’３ｄを溝３ａ　、３ｂに直交するように
形成している。５は中央に軸受６を嵌着した第１の動板
で、これの一側面には漬３Ｃ５３ｄに対向する湧４ａ　
、４ｂを形成し、これらの溝３Ｃ１３ｄと清４ａ、４ｂ
とには第２図と同様な接触状態で転動体としてのスチー
ルボールＳｔを入れている。７は中央に軸受８を嵌着し
た第２の動板で、これは第１の動板５と対面状態に配置
され、対面とは反対側には出力軸９を一体に形成してい
る。１０は偏心軸で、これは第３図に示すように先端の
（Ｈ合部１０ａ、径大部１０ｂ、生方形状の肩部１０Ｃ
および入力部１０ｄとからなり、清心部１０ａを軸受８
に支持させるとともに、径大部１０ｂを軸受６に支持さ
せ、肩部１０Ｃを透孔４の内周縁に摩擦接触させて入力
部１０ｄを軸受２で支持している。

さて、先の第１の動板５の表面には、特開昭６２−２０
６４号公報に記載したように略半円状の断面を有する案
内溝１１を形成している。この案内溝１１はエビサイク
ロイド曲線により１０個の波数でもって所定のピッチ円
上に連続形成したものである。

さらに、第２の動板７の第１の動板５に対向する面には
、略半円状の断面を有する案内溝１２が形成されている
。この案内溝１２はハイポサイクロイド曲線により１２
個の波数でもって１・述と同一寸法のピッチ円上に連続
形成したものである。ここで、エビサイクロイド曲線お
よびハイポサイクロイド曲線とは所定の径寸法でそれぞ
れ移動させたとき描く曲線であり、その波高共１法を偏
心量とする。１３は例えばスチール製の転動ボールで、
これらは案内溝１２の波数１０より１つだけ多い数、す
なわち１１個だけ設け、第１および第２の動板５．７の
各案内溝１１．１２内にわたって等間隔に配置されてお
り、第２の動板７の回動に「トい案内溝１１．１２に沿
って転動する。

さて、上記構成を搬送用ロボットに適用した場合には、
偏心軸１０の入力部１０ｄには電動機（図示せず）が連
結されており、出力軸９には搬送用のアーム（図示せず
）が収り付けられている。

そして、電動機を駆動すると、偏心軸１０が回転し、偏
心部１０ａにより第２の動板７に自転と公転変位とを伴
った偏心回転力が伝達されようとする。

このとき、第１の動板５は消４ａ　、４ｂと溝３Ｃ１３
ｄとの間に入れたスチールボールＳｔによりｙ軸方向の
移動が可能になっζおり、渭１ａ、１ｂと溝３ａ、３ｂ
との間に入れたスチールボールＳｔによりＸ軸方向の移
動が可能となっている。

このため第２の動板７に伝達された偏心回転力の公転変
位成分はＸ軸およびｙ軸方向の変位により吸収され、第
２の動板７には回転変位のみが伝達される。これにより
出力軸っけアームが所定の角度だけ回動変位する。

この場合、偏心軸１０の一回転量は、転動ボール１３が
案内溝１１．１２を波数２個分の長さ寸法だけ移動する
量に相応することから、一般に減速比は数値２と第１の
動板５の案内溝１１の波数Ｎに数２を加えた数値との比
、すなわち２／　（Ｎ＋２）となる。上記実施例では案
内溝１１の波数Ｎを１０個としたので、減速比は２／（
１０＋２）＝　１／６となる。

このように、１／６といった比較的高い減速比を確保し
ながらも、第１の動板５と第２の動板７とは互いに対向
状態に並設するだけで済むので左右方向に短寸な薄型と
なり全体が小型（ヒする。

また、第１の動板５と第２の動板７とはこれらの案内溝
１１．１２を介して転動ボール１３により連結されてい
るので、これら第１、第２の動板５．７間の隙間を除去
でき、出力軸９の回転角度を高い精度で設定できる。

加えて、第１の動板５と第２の動板とはこれらの案内溝
１１．１２を介して転動ボール１３により確実に連結さ
れているので、第１および第２の動板５．７間士が一体
的となり、剛性が大きい一方、転動ボール１３は案内溝
１１．１２にがたつくことなく密接状態に設けられてい
ることからバックラッシュなどの遊びが除去されるのは
勿論、噛み合い率が高くなる。

さらには、第１および第２の動板５．７自体は比較的薄
いもので済むことからこれらの慣性力は小さくなり制御
性が改善される。

合わせて、案内溝１１．１２と転動ボール１３どの摩擦
は小さいので、効率良く回転数を変位でき動力損失が少
ない。

しかも、第２の動板７の公転変位成分を吸収する講１ａ
、ｌｂ、消３ａ、３ｂ、溝３Ｃ１３ｄならびに溝４ａ　
、４ｂは直線形状でよく、加工が容易になり、しかも修
正板４が静止部材１と第１の動板５との間に強固に挟ま
れるような負荷を受けてもスチールボールＳｔは溝に沿
って円滑に変位するので、ｌ・ルク損失やｌ・ルクリッ
プルもなくなる。　なお、上記実施例ではスチールボー
ルＳｔを個々ばらばらに入れたが、スチールボールＳｔ
をひとまとめに保持するリテーナを使用するようにして
もよい。

また、転動体はローラであってもよい。

さらには、これらボールはセラミックなどの耐摩耗性の
高い材料により形成しても良い。

その他、具体的な実施にあたっては発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は全体の分解斜視図、第２図は溝の形状説明図、第３
図は全体の縦断面図である。図中　１・・・静止部材　１ａ、ｌｂ・・・溝　３ａ、
３ｂ　、３ｃ　、３ｄ　−・・講　４ａ　、　４ｂ−ｉ
ｔｌｉ　　５−第１の動板　７・・・第２の動板　１１
．１２・・・案内溝１３・・・転動ボール　Ｓｔ・・・
スチールボール（転動体）

Claims

【特許請求の範囲】１）一側面で基円に沿うサイクロイド系曲線形状の案内
溝を形成した第１の動板と、この第１の動板に案内溝のある側で対面状態に配置され
、一側面で基円に沿うサイクロイド系曲線形状の案内溝
を形成した第２の動板と、これら第１および第２の動板の両案内溝にわたるように
配置され、第１の動板の第２の動板に対する相対回転に
より前記両案内溝に沿って転動し、第１の動板に回転変
位および公転変位を行なわせる転動ボールと、前記第１の動板と静止部材との間に設けられ、この第１
の動板の公転変位を吸収し前記第２の動板に回転変位の
みを伝達する修正手段とを具備してなる転動ボール形変
速装置。２）前記修正手段は、前記修正板の表裏側で互いに径方
向に直交する方向に形成された溝と、前記静止部材に前記修正板の裏面の溝に対応して形成さ
れた溝と、前記第１の動板の案内溝とは反対側面に前記修正板の表
面の溝に対応するように形成された直線状の溝と、前記第１の動板の溝と前記修正板の溝との間ならびに前
記静止部材の溝と前記修正板の溝との間にこれらの溝に
沿ってそれぞれ移動するように設けた転動体とからなる
ことを特徴とする請求項１記載の転動ボール形変速装置
。