JPH06174017A - 増減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 剛性が高く、軽量でコンパクトな増減速装置
を実現すること。 【構成】 減速装置１は、環状の内歯歯車２と、この内
側に同心状に配置された楕円形のカム板３１と、これら
内歯歯車およびカム板の間において周方向に向けて等間
隔で配置されていると共に、外周面が内歯歯車の内歯お
よびカム板の外周面に接触した状態に配置されたコロ４
と、カム板の回転に伴ってコロが内歯歯車の内歯に沿っ
て転動できるように、各コロを偏心回転可能に支持して
いるコロ支持板６とを有している。カム板３１が回転入
力要素とされ、コロ支持板６の側が回転出力要素とされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内歯歯車に内接するよう
に等間隔に配列したコロを当該内歯に沿って転動させる
ことにより増減速出力を得る増減速装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット等において、高速、高精
度で位置決め等を行うための駆動機構に使用される増減
速装置として、波動歯車装置が知られている。この波動
歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置さ
れ、これに噛み合い可能な弾性外歯歯車とを備えて、両
歯車の噛み合い位置を周方向に移動させることにより、
両歯車の歯数差に応じた速比の増減速動作を行うように
なっている。この構成の波動歯車装置は、弾性外歯歯車
を使用しているので、高剛性が要求される場合には用い
るのに適当でない場合もあり得る。また、増減速装置と
しては、サイクロ減速装置等が知られているが、これら
においては、偏心歯車（遊星歯車）が２枚以上必要であ
るなどのために、寸法および重量が大きくなる傾向があ
るという問題点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような点に鑑みて、剛性が高く、しかも小型、軽量の増
減速装置を提案することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の増減速装置は、
環状の内歯歯車と、この内側に同心状に配置された滑ら
かな楕円的形状のカム板と、これら内歯歯車およびカム
板の間において周方向に向けて等間隔で配置されている
と共に、外周面が前記内歯歯車の内歯およびカム板の外
周面に接触した状態に配置されたコロと、前記カム板の
回転に伴って前記コロが前記内歯歯車の内歯に沿って転
動できるように、各コロを偏心回転可能に支持している
コロ支持板とを有し、前記カム板およびコロ支持板の一
方が回転入力要素とされ、他方が回転出力要素とされて
いることを特徴としている。

【０００５】ここに、コロ支持板としては、内歯歯車お
よびカム板を挟む状態に両側に配置した第１および第２
の円盤状支持板と、これらの第１および第２の円板状支
持板によって両端が支持されたコロ偏心軸から構成され
るものを採用することができる。各コロ偏心軸にはこの
軸線を中心として偏心回転可能に各コロが回転自在に支
持させる。

【０００６】また、カム板とコロの間の滑りを円滑にす
るために、カム板の外周に弾性外輪を備えたボールベア
リングまたはニードルベアリングを装着し、その弾性外
輪の外周面が各コロに接触するようにすればよい。さら
に、ボールベアリングまたはニードルベアリングに作用
する応力の緩和およびその外輪とコロとの接触状態を良
好に保持するためには、ボールベアリングまたはニード
ルベアリングの外輪とコロの間に弾性リングを介挿する
ことが好ましい。

【０００７】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

【０００８】図１、図２および図３には、本発明の一実
施例の減速装置を示してある。本例の減速装置１は、環
状の剛性内歯歯車２と、この内側に同心状に配置された
ウエーブ・ジェネレータ３と、剛性内歯歯車２およびウ
エーブ・ジェネレータ３の間において周方向に向けて等
間隔に配置したコロ４を有している。

【０００９】ウエーブ・ジェネレータ３は、楕円形のカ
ム板３１と、この外周に嵌めたボールベアリング３２
と、このボールベアリング３２の外周に嵌めた弾性リン
グ３３から構成されている。カム板３１の一方の側面に
は同軸状態に、入力軸（図示せず）を連結可能な軸孔３
１ａが形成されたボス３１ｂが突出している。

【００１０】各コロ４は、内歯歯車２の歯面２１と、弾
性リング３３の外周面の接触した状態に配置されてい
る。各コロ４は、偏心回転可能に偏心軸５によって支持
されており、偏心軸５の両端はコロ支持板６によって支
持されている。

【００１１】コロ支持板６は、同心状に配置された剛性
内歯歯車２およびウエーブ・ジェネレータ３を両側から
挟む状態に配置された主円板６１と補助円板６２からな
る。これらの円板には周方向に等間隔に偏心軸の取り付
け孔が形成されており、各偏心軸５の両端は、ブッシュ
５１を介して取り付け孔に取り付けられている。主円板
６１の外側の端面には同軸状態に出力軸７が一体形成さ
れている。また、この主円板６１の内側の端面には、ウ
エーブ・ジェネレータ３のカム板３１の端面から突出し
たボス３１ｃをベアリング８を介して回転自在に支持し
ている環状凹部６１ａが形成されている。補助円板６２
の中心には開口６２ａが開いており、ここを介して、カ
ム板のボス３１ｂが遊嵌状態で突出している。

【００１２】本例においては、コロ４は等間隔に２０個
配置され、剛性内歯歯車２の歯数はこれよりも２枚すく
ない１８枚に設定されている。また、カム板３ａの回転
により、各コロ４が、内歯車および弾性リング３ｃに接
触した状態で、内歯車の歯面に沿って転動できるよう
に、内歯車の歯形およびコロの偏心量が設定されてい
る。

【００１３】この構成の減速装置１において、そのウエ
ーブ・ジェネレータ３を回転すると、その楕円形の輪郭
によって、各コロ４は偏心軸５を中心に偏心回転しなが
ら、剛性内歯歯車２の内歯の歯面に沿って転動する。本
例では、内歯車の歯数に対して、コロ４の個数が２個多
いので、ウエーブ・ジェネレータ３が１回転すると、各
コロ４は２枚の歯数分だけ同一回転方向の周方向に移動
する。このコロ４の移動軌跡を図４に示してある。剛性
内歯車２は全てのコロと接触させるために、このコロ４
の移動軌跡の外側包絡線を歯形としている。各コロ４は
支持板６に連結されているので、各コロ４の回転は支持
板６の回転となって、そこに形成された出力軸７から取
り出される。このようにして、本例の減速装置１では、
ウエーブ・ジェネレータ３に入力された回転が、速比１
／１０｛歯数差／（コロの数）｝で減速されて出力軸の
側から取り出される。

【００１４】次に、図５および図６には、上記の実施例
の変形例を示してある。本例の減速装置１００の構造は
基本的には前述した実施例と同様である。すなわち、環
状の剛性内歯歯車１２０と、この内側に同心状態に配置
されたウエーブ・ジェネレータ１３０と、これらの間に
接触した状態に配置されたコロ１４０と、各コロ１４０
の偏心軸１５０を支持しているコロ支持板１６０を有し
ている。ウエーブ・ジェレネータ１３０は、楕円形のカ
ム板１３１と、この外周に嵌めたボールベアリング１３
２と、この外周に嵌めた弾性リング１３３から構成され
ている。カム板１３１の中心には、入力軸（図示せず）
を連結するための軸孔１３１ａが開いている。剛性内歯
車２の歯形は、コロ４の移動軌跡の外側包絡線を凸と凹
の２つの円弧で近似した滑らかな円弧歯形としている。

【００１５】支持板１６０は、内歯歯車１２０およびウ
エーブ・ジェネレータ１３０を両側から挟む状態に配置
された主円板１６１と補助円板１６２を有している。本
例においては、主円板１６１は、剛性内歯歯車１２０の
端面に固着された環状の出力側フランジ２１０の内周面
に対して、クロスローラベアリング２２０を介して回転
自在に支持されている。また、この主円板１６１は、そ
の中心の出力軸（図示せず）の取り付け孔１６１ａが形
成された出力フランジとなっている。一方、補助円板１
６２は、中心のウエーブ・ジェネレータ１３０を挿入可
能な大きさの開口が形成された環形状をしている。この
補助円板１６２は、ベアリング２３０を介して、内歯歯
車１２０の端面に固着された入力側フランジ２４０の内
周面に対して回転自在に支持されている。この入力側フ
ランジ２４０の中心にも、ウエーブ・ジェネレータ１３
０を挿入可能な開口が形成されている。

【００１６】本例においても、コロ１４０は等しい間隔
に２０個配置されており、各コロ１４０の偏心軸１５０
の両端は、ブッシュ１５０ａを介して、主円板１６１お
よび補助円板１６２によって支持されている。

【００１７】本例の減速装置１００も、そのウエーブ・
ジェネレータ１３０からの回転入力が前述の実施例と同
様に減速されて、その出力フランジである主円板１６１
の側から取り出すことができる。

【００１８】なお、上記の各実施例は減速装置である
が、入力側と出力側を逆にすれば、増速装置として動作
することは明らかであり、増速装置として本発明を同様
に適用できることは勿論である。また、各実施例におい
ては、ウエーブ・ジェネレータを、カム板、ボールベア
リングおよび弾性リングにより構成しているが、ボール
ベアリング、あるいはボールベアリングおよび弾性リン
グを省略することもできる。さらには、剛性内歯歯車の
歯数およびコロの個数も、これらの実施例に限定される
ものではない。例えば、コロの個数が、剛性内歯車の歯
数より少なくても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の増減速装
置においては、剛性内歯歯車と、その内歯車の歯面に沿
って転動する複数個のコロによって増減速動作を行うよ
うになっているので、剛性が高く、したがって、高剛性
が要求される駆動機構系に組み込むのに適している。ま
た、軸長としては、基本的には、同心状に配置された剛
性内歯歯車またはウエーブ・ジェネレータの肉厚およ
び、これらの間に配置されたコロを偏心回転可能に支持
している両側の支持板の肉厚が有ればよいので、装置の
軸長を従来の同種の装置に比べて短くでき、また重量も
小さく抑えることができるという利点がある。さらに
は、コロの偏心軸は両端において支持板によって支持さ
れ、動作時にコロに作用する力に十分に耐える支持構造
となっているという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である減速装置を示す縦断面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の横断面で
ある。

【図３】図１の装置におけるコロを支持している偏心軸
の支持部分を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図４】図１の装置の動作を示す説明図である。

【図５】本発明の別の実施例である減速装置を示す縦断
面図である。

【図６】図５の装置の側面を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１００・・・減速装置 ２、１２０・・・剛性内歯歯車 ３、１３０・・・ウエーブ・ジェネレータ ４、１４０・・・コロ ５、１５０・・・偏心軸 ６、１６０・・・支持板 ６１、１６１・・・主円板 ６２、１６２・・・補助円板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の内歯歯車と、この内側に同心状に
   配置された楕円的形状のカム板と、これら内歯歯車およ
   びカム板の間において周方向に向けて等間隔で配置され
   ていると共に、外周面が前記内歯歯車の内歯およびカム
   板の外周面に接触した状態に配置されたコロと、前記カ
   ム板の回転に伴って前記コロが前記内歯歯車の内歯に沿
   って転動できるように、各コロを偏心回転可能に支持し
   ているコロ支持板とを有し、前記カム板およびコロ支持
   板の一方が回転入力要素とされ、他方が回転出力要素と
   されていることを特徴とする増減速装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記コロ支持板は、
   前記内歯車およびカム板を挟む状態に両側に配置した第
   １および第２の円盤状支持板と、これらの支持板によっ
   て両端が支持されたコロ偏心軸とを有し、各コロ偏心軸
   にはこの軸線を中心として偏心回転可能に各コロが回転
   自在に支持されていることを特徴とする増減速装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記カム板
   の外周には、弾性外輪を備えたボールベアリングまたは
   ニードルベアリングが装着されており、その弾性外輪の
   外周面が各コロに接触していることを特徴とする増減速
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のうちの何れかの項にお
   いて、前記カム板とコロの間には弾性リングが介挿され
   ていることを特徴とする増減速装置。