JPS622064A - 転動ボ−ル形差動減速機構 - Google Patents

転動ボ−ル形差動減速機構

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JPS622064A
JPS622064A JP60141963A JP14196385A JPS622064A JP S622064 A JPS622064 A JP S622064A JP 60141963 A JP60141963 A JP 60141963A JP 14196385 A JP14196385 A JP 14196385A JP S622064 A JPS622064 A JP S622064A
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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］ 本発明は大きな減速比を得るよう構成した減速機構に係
わり、特には厚み方向の薄形化を図るようにした転動ボ
ール形差動減速機構に関する。
［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て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ｆｌＩ巾式減速機をはじめサイクロ減速機あるいは
ハーモニックドライブ減速機などが考えられている。
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うえ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。即ち、 （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問題点］ 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。したがって、本発明はかかる困難を克
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、あ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差動減速機構を提供するにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は下記の構成要件を備える。即ち、互いに対向状
態に配置され一方の回転力を他方に受けさせる第一およ
び第二の動板と、これら第一および第二の動板の一方に
所定−の円周に沿って連続形成された波形状の案内溝お
よび他方に該案内溝と対向するよう形成された波形状の
案内溝と、前記第一および第二の動板間にこれらの両案
内溝内に亘って配置され、該第一の動板の回転に伴い両
案内溝に沿って転動しながら第一の動板の回転力を第二
の動板に伝達する転動ボールとを具備する。
［実施例］ 以下本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。まず
、第１図において１はケーシングで、左側面および右側
面には挿通口２．３を対向状態に形成している。４はケ
ーシング１内の右側面に固定された第一の動板で、これ
は円盤形を成し中央に挿通口３と連通する透孔５を有す
る。６は第一の動板４と同様な形状を有する第二の動板
で、これはケーシング１内に第一の動板４と対向状態に
配設され中央には透孔７を有する。８はケーシング１内
に設けられた偏心軸で、これは第一の動板４の透孔５を
挿通する状態にあり偏心部８ａとしての一端は軸受９を
介して第二の動板６の透孔７に支持されている。偏心軸
８の他端は軸受１０を介して挿通口３に支持され、挿通
口３から外部に突出する部分を入力部１１とする。この
場合、偏心軸８の偏心量を後述する案内溝に関するそれ
と相応させている。１２は円盤状の整動板で、これはケ
ーシング１内に第二の動板６と対向状態に配設され中央
部には、挿通口２に軸受１３を介して支持された出力軸
１４が取付けられている。
さて、先の第一の動板４の表面には、第２図に見られる
如く半円状の断面を有する案内溝１５を形成している。
この案内溝１５は第３図（ａ）に示すような波形のエピ
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、第二の動
板６の第一の動板４に対向する面には、第２図に見られ
るよう半円状の断面を有する案内溝１６が形成されてい
る。この案内溝１６は第３図（ｂ）に示す如き波形のハ
イポサイクロイド曲線により１２個の波数でもって上述
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、エピ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の円に小径の円を外接および内
接状態でそれぞれ移動させたとき描く曲線であり、その
波高長寸法を第３図（ａ）、（ｂ）で記号ｅにて示すよ
う偏心量とする。１７は例えばスチール類の転動ボール
で、これらは案内溝１５の波数より１つだけ多い数、即
ち１１個だけ設け、第一および第二の動板４．６の各案
内溝１５．１６内に亘って等間隔に配置されており、第
二の動板６の回動に伴い案内溝１５．１６に沿って転動
する。１８は断面半円状の環状溝で、これは第二の動板
６に案内溝１６と反対側に形成され、案内溝１５．１６
に基づく偏心量に見合った外径を有し、周方向に複数個
設けている。１９は上記と同様の環状溝で、これは整動
板１２に第二の動板６の環状溝１８に対応して形成され
ている。これら第二の動板Ｇおよび差動板１２の環状溝
１８．１９内に亘ってはスチールボール２０が配設され
ている。
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８の入力部には電動機（図示せず）が連結されて
おり、出力軸１４には搬送用のアーム（図示せず）が取
付けられている。しかして、電動機を駆動すると、偏心
軸８が回転し、偏心部８ａにより第二の動板６に偏心回
転力が伝達される。
この偏心回転力を受けた第二の動板６は第４図に示すよ
う転動ボール１７を介して案内溝１６が第一の動板４の
案内溝１５に常時接する状態で変位し、偏心軸８の偏心
部８ａを中心に回転する。この第二の動板６の運動によ
りスチールボール２０が第二の動板６および差動板１２
の再環状溝１８．１９内に沿って転動し、第二の動板６
の偏心回転力が吸収されて消去され第二の動板６の回転
力のみがスチールボール２０により差動板１２に伝達さ
れ出力軸１４を回転させアームを移動させる。
この場合、偏心軸８の一回転量は、転動ボール１７が案
内溝１５．１６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と第一の動
板の案内溝勇波数Ｎに数２を加えた数値との比、即ち２
／Ｎ＋２となる。上記実施例では案内溝１５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、比較的高い減速比を確保しながらも、第一
の動板４と第二の動板６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形となり全体が小形
化する。
また、第一の動板４と第二の動板６とはこれらの案内溝
１５．１６を介して転動ボール１７により連結されてい
るので、これら第一および第二の動板４．６間の遊びを
除去でき、出力軸１４の回動角度を高い精度で設定でき
る。
加えて、第一の動板４と第二の動板６とはこれらの案内
溝１５．１６を介して転動ボール１７により確実に連結
されているので、動板４．６どうしが一体的となり剛性
が大きい一方、転動ボール１７は案内溝１５．１６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、第一および第二の動板４．６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。
あわせて、案内溝１５．１６と転動ボール１７との摩擦
は小さいので、効率良く回転力を降下でき動力損失が少
ない。
つぎに、第５図および第６図は本発明の第二実施例を示
し、この第二実施例では第一実施例のスチールボール２
０に変わってピン２１を用いている。
即ち、差動板２２には環状溝１９の代わりにビン２１が
垂直状態に突設され、第二の動板２３には環状溝１８に
代わってピン２１を受納さぜた円形の差動凹部２４が形
成されている。この状態で、ビン２１の移動が差動凹部
２４の径寸法範囲内で動板の案内溝に係わる偏心量だけ
許容されるようにしている。
また、第７図は本発明の第三実施例を示し、この第三実
施例では第一実施例での第一の動板４と差動板１２とを
互いに逆に配置している。このため差動板２５には偏心
軸８を挿通させる透孔２６を設け、第二の動板２７は無
孔状にされ、中央に出力軸２８を連結している。
さらに、第８図は本発明の第四実施例を示し、この第四
実施例では、第二の動板２９および差動板３０に第一実
施例の環状溝１８．１９に代わって案内溝３１．３２を
形成し、スチールボール２０の代わりに転動ボール３３
を設けている。これにより偏心軸８からの回転力は第一
の動板４と第二の動板２９との間で減速状態で伝達され
たうえ、第二の動板２９と差動板３０との間でさらに減
速されて、この差動板３０に伝達される。
これら第二ないし第四実施例のように構成しても第一実
施例と同様な効果が得られる。上記各実施例では同一部
材には同一符号を付して異なる部分のみ説明した。
つぎに、第９図は転動ボール１７を位置保持する環状の
ケージもしくはりチェイナー３４を示し、リテエイナ−
３４は内部に転動ボール１７を保持した保持孔３５が周
方向に形成している。このようにすれば転動ボール１７
の取付時、その作業が容易になる。
この場合、スチールボール２０にも上記と同様なりチェ
イナーを用いるようにしても良い。
なお、上記各実施例では案内溝および環状溝は断面半円
状を成すよう形成したが、この形状だけに限らないこと
は勿論で、案内溝あるいは環状溝を例えば断面Ｖ字状に
形成して転動ボールもしくはスチールボールが該案内溝
や環状溝に線接触状態に配設されるよう構成してもよい
。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。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、比較的高い減速比を
確保しつつも小形化を図り得、バックラッシュなどの遊
゛びが無（移動位置を高い精度で設定でき、小さい慣性
力で済み制御し易く、あわせて噛み合い率が高くて全体
の剛性が大きく低摩擦で動力損失が少ないといった減速
機として理想的な優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図は本発明の第一実施例を示し、第１
図は全体の縦断面図、第２図は全体の分解斜視図、第３
図は案内溝の形状説明図、第４図は作用説明図であり、
第５図および第６図は本発明の第二実施例を示す第１図
相当図、および第２図相当図、第７図は本発明の第三実
施例を示し、ケースを取外した状態の第１図相当図であ
り、第８図は本発明の第四実施例を示す第７図相当図、
第９図はりチェイナーの斜視図である。 図中　　４・・・第一の動板　６．２３．２７．２９・
・・第二の動板　１５．１６．３１．３２・・・案内溝
　１７．３３・・・転動ボール 第１図 第３図 （ａ）エピサイクロイド曲線 （ｂ）ハイポサイクロイド曲線 第４図 第５図 第９図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）互いに対向状態に配置され一方の回転力を他
    方に受けさせる第一および第二の動板と、（ｂ）これら
    第一および第二の動板の一方に所定の円周に沿って連続
    形成された波形状の案内溝および他方に該案内溝と対向
    するよう形成された波形状の案内溝と、 （ｃ）前記第一および第二の動板間にこれらの両案内溝
    内に亘って配置され、該第一の動板の回転に伴い両案内
    溝に沿って転動しながら第一の動板の回転力を第二の動
    板に伝達する転動ボールとを具備して成る転動ボール形
    差動減速機構。 ２）前記第一および第二の動板の案内溝のうち一方はエ
    ピサイクロイド曲線、他方はハイポサイクロサイド曲線
    形状を成していることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の転動ボール形差動減速機構。
JP60141963A 1985-06-27 1985-06-27 転動ボ−ル形差動減速機構 Expired - Lifetime JPH0762495B2 (ja)

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