JP2004301273A - 減速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い減速比が実現可能でありながら、製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシの小さな減速機を得る。
【解決手段】減速機Ｇ１は、僅少の歯数差を有する外歯歯車１３０、１３２および内歯歯車１４０を備えた内接噛合遊星歯車構造の前段減速部１００と、同じく僅少の歯数差を有する外歯歯車２３０、２３２および内歯歯車２４０を備え、前記前段減速部１００の出力を受ける内接噛合遊星歯車構造の後段減速部２００と、の２段の減速部を有し、後段減速部２００のバックラッシを、前記前段減速部１００のバックラッシの１／２０〜１／３０のレベルに小さく維持する。
【選択図】 図１
【解決手段】減速機Ｇ１は、僅少の歯数差を有する外歯歯車１３０、１３２および内歯歯車１４０を備えた内接噛合遊星歯車構造の前段減速部１００と、同じく僅少の歯数差を有する外歯歯車２３０、２３２および内歯歯車２４０を備え、前記前段減速部１００の出力を受ける内接噛合遊星歯車構造の後段減速部２００と、の２段の減速部を有し、後段減速部２００のバックラッシを、前記前段減速部１００のバックラッシの１／２０〜１／３０のレベルに小さく維持する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速機、特に、例えば産業用ロボットの関節駆動装置や精密工作機械のような精密機械を駆動・制御するために用いられる減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボットの関節駆動装置や精密工作機械には、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えた内接噛合遊星歯車構造の減速機が広く利用されている。
【０００３】
この減速機は、外歯歯車又は内歯歯車の一方の歯車の自転を拘束した状態でいずれかの歯車を相手側の歯車に対して偏心揺動させ、この偏心揺動の際に自転の拘束されていない側の歯車に発生する当該自転成分を出力として取り出すもので、１段で大きな減速比が得られる。
【０００４】
ところで、ロボットのアームのように、正逆回転が繰り返され、且つ所定の位置に確実に位置決めすることが要求されるような用途においては、各歯車のバックラッシの存在が問題となる。即ち、歯車の噛合には、不可避的にバックラッシが存在するが、このバックラッシが大きすぎると位置決め精度の低下や運動軌跡の狂いが生じるという問題が発生する。そのため、この種の精密機械を駆動・制御する減速機においては、このバックラッシの低減が大きな課題となっている。
【０００５】
内接噛合遊星歯車構造におけるこのようなバックラッシをなくす工夫として、従来、例えば外歯歯車、内歯歯車等を正転用と逆転用とに２分割したり、あるいは正転用や逆転用に役割分担させたりする技術が提案されている。又、出願人は、外ピンと外ピン孔に関する隙間に着目した技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−８６５０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は、それぞれに相応の効果は得られるものの、伝達容量が半減したり製造コストが上昇したりするなどのデメリットも併せて有しており、必ずしも最良の結果が得られるものではなかった。
【０００８】
また、近年では、駆動源としてのサーボモータの回転速度の上限が従来の数倍程度にまで高くなっているという事情があることから、減速機により高い減速比が求められるようになってきている。しかしながら、高減速比になればなるほど、歯形のモジュールが小さくなって行くため伝達容量は小さくなり、また、管理されたバックラッシに納まるように正確に歯形を形成し精度よく組付けるのがそれだけ困難となる傾向が生じる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、高い減速比が実現可能でありながら、製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシを小さく維持することのできる減速機を提供することをその課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えた内接噛合遊星歯車構造の前段減速部と、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、前記前段減速部の出力を受けて更に減速する内接噛合遊星歯車構造の後段減速部と、の２段の減速部を有すると共に、前記前段減速部と後段減速部とを、バックラッシに関して同等の加工精度の管理下で製造した場合に、後段減速部のバックラッシが、前記前段減速部のバックラッシより、小さくなる比率をαとしたときに、該後段減速部のバックラッシが、（前段減速部のバックラッシ×α）よりも更に小さく設定された構成により、上記課題を解決したものである。
【００１１】
なお、ここにおいて、「僅少の歯数差」とは、１〜６程度の歯数差をいう。
【００１２】
本発明は、バックラッシが小さく且つ低コストで高減速比の得られる減速機を得るために、前段減速部及び後段減速部の双方とも内接噛合遊星歯車構造の２段の減速部を備えるようにし、その上で、該後段減速部のバックラッシを前段減速部のバックラッシよりも意図的に小さく設定した。
【００１３】
これにより、高い減速比が実現可能でありながら、減速機全体としての製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシの小さな減速機を得ることができる。
【００１４】
この理由等の詳細は後に詳述する。
【００１５】
なお、前記比率αは、現実的には、１／２〜１／３程度である。そのため、後段減速部のバックラッシが前段減速部のバックラッシの１／１０より更に小さく設定されていれば、本発明の意図する効果を十分享受することができる。
【００１６】
また、前段減速部の外歯歯車と内歯歯車との歯数差は２以上に設定するとよい。これにより本減速機において得ようとする総減速比を実現するのに要求される前段減速部の減速比、特に１／６〜１／３０程度の領域の減速比を容易に得ることができるようになる。
【００１７】
また、前記後段減速部における外歯歯車と内歯歯車との相対揺動成分を吸収するための機構が、揺動する歯車に形成した孔内において該外歯歯車と内歯歯車との偏心量相当分の軸心のずれを吸収可能な内ピンを備えた構造とされ、且つ、該内ピンが、自身の外周に偏心量に対応する偏心突起部を有し、前記孔の内周との間に偏心量相当の空間を有しない偏心内ピンとされていると、後段減速部のバックラッシを効果的に低減をすることができる。
【００１８】
更に、前記前段減速部と前記後段減速部が分割可能とされていると、設計の自由度を一層増大させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る減速機の主要部分を示す断面図、図２、図３はそれぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４はこの減速機を産業用ロボットの関節駆動に適用した例を示す断面図である。
【００２１】
この減速機Ｇ１はモータ（サーボモータ）Ｍと連結され、いわゆるギヤドモータの一部として用いられるもので、図４に示されるような態様で、産業用ロボット１０の第１アーム１２に対して第２アーム１４を回転させるために取り付けられる。
【００２２】
減速機Ｇ１は、内接噛合遊星歯車構造の前段減速部１００及び該前段減速部１００の出力を受ける内接噛合遊星歯車構造の後段減速部２００を備える。
【００２３】
以下、前段減速部１００、後段減速部２００の順により詳細に説明する。
【００２４】
図１において、前段減速部１００は前段ケーシング１０２内に収容されている。前段ケーシング１０２は、本体ケーシング１０４、及びその軸方向両側に連結された第１、第２サイドカバー１０６、１０８からなる。前段減側部１００の入力軸１１０の一端には連結部１１２が一体的に延在されている。該連結部１１２には挿入穴１１４が形成されており、該挿入穴１１４にモータＭのモータ軸３０が挿入・連結される。
【００２５】
入力軸１１０は一対の軸受１２０、１２２を介して前段ケーシング１０２の第１サイドカバー１０６及び後述する前段出力軸１７０（＝後段入力軸２１０）のフランジ体１７２によって支持されている。この一対の軸受１２０、１２２の間には偏心体１２４が組み込まれている。偏心体１２４の外周にはころ軸受１２６、１２８を介して２枚の外歯歯車１３０、１３２が揺動回転可能に装着されている。外歯歯車１３０、１３２は前段ケーシング１０２のケーシング本体１０４と一体化された内歯歯車１４０に内接噛合している。内歯歯車１４０の内歯はローラ状のピン（外ピン）１４２によって形成されている。
【００２６】
２枚の外歯歯車１３０、１３２にはそれぞれ内ピン孔１５０、１５２が貫通形成され、内ピン１６０が挿入されている。内ピン１６０にはパイプ状の内ローラ１６２が回転自在に装着されている。内ピン１６０は前段出力軸１７０と一体的に形成されたフランジ体１７２に固定され、該フランジ体１７２から片持状態で支持されている。
【００２７】
前段出力軸１７０は、そのまま後段減速部２００の後段入力軸２１０となっている。
【００２８】
後段減速部２００は、後段ケーシング２０２内に収容されている。
【００２９】
後段入力軸２１０は一対のテーパーローラベアリング２２２、２２０を介して後述する第１、第２出力フランジ２６６、２６８によって支持されると共に、フランジ体１７２の部分については、ボールベアリング１９０を介して前段ケーシング１０２の第２サイドカバー１０８によっても支持されている。該一対のテーパーローラベアリング２２０、２２２の間には偏心体２２４が組み込まれている。偏心体２２４の外周にはころ軸受２２６、２２８を介して２枚の外歯歯車２３０、２３２が装着されている。外歯歯車２３０、２３２は後段ケーシング２０２と一体化された内歯歯車２４０に内接噛合している。内歯歯車２４０の内歯はローラ状のピン（外ピン）２４２によって形成されている。
【００３０】
２枚の外歯歯車２３０、２３２にはそれぞれ内ピン孔２５０、２５２が貫通形成され、高精度な偏心内ピン２６０が挿入されている。この偏心内ピン２６０は、前段減速部１００の内ピン１６０と異なり、その外周にころ軸受２６２、２６３を介して内ピン孔２５０、２５２の全内周と摺動可能な（偏心量に対応する）偏心突起部２６４、２６５を備え、内ピン孔２５０、２５２の内周との間に偏心量相当の空間を有しない。
【００３１】
この偏心内ピン２６０は、外歯歯車２３０、２３２の両サイドに配置された円板状の一対の第１、第２出力フランジ２６６、２６８にテーパーローラベアリング２７０、２７２を介して両持ち支持されている。
【００３２】
第１、第２出力フランジ２６６、２６８は、それぞれテーパーローラベアリング２７４、２７６を介して後段ケーシング２０２に回転可能に支持されている。
【００３３】
後段入力軸２１０、偏心内ピン２６０及び第１、第２出力フランジ２６６、２６８がテーパーローラベアリング２２０、２２２、２７０、２７２、２７４、２７６によって支持されているのは、本実施形態に係る減速機が産業用ロボット１０の第１アーム１２と第２アーム１４の関節駆動の用途に用いられるものであるため、該第１、第２アーム１２、１４のいずれか側からスラスト方向の荷重が入力される可能性があるためである。
【００３４】
ここで、図４を参照して、各部材の連結態様等について説明する。
【００３５】
後段減速部２００の第１、第２出力フランジ２６６、２６８はキャリヤピン２８０によって強固に固定されている。第１出力フランジ２６６とキャリヤピン２８０の固定は、ボルト２８２によって行われる。一方、第２出力フランジ２６８とキャリヤピン２８０の固定は、第２アーム１４を貫通して挿入・螺合されるボルト２８６によって行われる。
【００３６】
モータＭのケーシング３２と前段減速部１００の第１サイドカバー１０６はインロー５０を介してボルト５２によって連結・分離可能とされている。また、前段減速部１００の第２サイドカバー１０８と後段減速部２００の後段ケーシング２０２も、インロー５４を介してボルト５５によって連結・分割可能とされている。更に、この第２サイドカバー１０８及び後段ケーシング２０２の当該ボルト位置Ｐ１が産業用ロボット１０の第１アーム１２の取り付け孔位置Ｐ２と一致しており、第２サイドカバー１０８及び後段ケーシング２０２の連結、更にこれらのカバー１０８及びケーシング２０２の第１アーム１２への取り付けが、ボルト５５によって同時に行われる構成とされている。
【００３７】
なお、前段減速部１００の外径は前記後段減速部２００の外径より小さく設定され、これによって確保される空間Ｓ１に、エンコーダ（図示略）等の付属品が収容可能とされている。
【００３８】
図２から明らかなように、前段減速部１００の外歯歯車１３０、１３２の歯数は「１２」、内歯歯車１４０の歯数は「１４」、歯数差は「２」であり、減速比は、２／１２＝１／６である。また、図３から明らかなように、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２の歯数は「７８」、内歯歯車２４０の歯数（外ピン２４２の数）は「８０」、歯数差は「２」であり、減速比は、２／７８＝１／３９である。なお、後段減速部２００は、バックラッシの管理を含め、精密に制作する必要があるため、その減速比は１／５０以下に設定するのが望ましい。
【００３９】
ここで、バックラッシに関して詳細に説明する。
【００４０】
「バックラッシ」とは、当該減速部の入力軸を止めた状態で、出力軸が動く（回転する）範囲のことであり、単位は「度」又は「分」である。
【００４１】
一般に、同一レベルの製造管理の下で減速部を製造した場合、減速比が高くなるほど、また、枠番（大きさ、或いは容量の概念）が大きくなるほど、バックラッシは小さくできる傾向にある。例えば、減速比１／３９の後段減速部２００のバックラッシＡ２は、加工精度と枠番が同等であれば、減速比１／６の前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／２〜１／３程度に小さくなる。これが、この減速比及び枠番の組み合わせにおける「前段減速部と後段減速部とを、バックラッシに関して同等の加工精度の管理下で製造した場合に、後段減速部のバックラッシが、前段減速部のバックラッシより、小さくなる比率α」に相当する（α＝１／２〜１／３）。
【００４２】
本実施形態では、後段バックラッシＡ２を、この比率αの更に１／１０程度にまで、意図的に小さくしたバックラッシとしている。すなわち、結果として、後段バックラッシＡ２は、前段バックラッシＡ１の１／２０〜１／３０となるようにしている。
【００４３】
なお、バックラッシを小さくするための製造技術自体については、公知のバックラッシ低減手法を採用できる。例えば、最も単純には、寸法の僅かに異なる外歯歯車を何種類か用意しておき、実際に組み込んで該外歯歯車と内歯歯車との組におけるバックラッシの発生状態及び回転の円滑性を確認しながら、最適な外歯歯車を選択するという方法であってもよい。或いは、前述したように、例えば外歯歯車、内歯歯車等を正転用と逆転用とに軸方向に２分割したりするものであっても良い。
【００４４】
次に、この実施形態に係る減速機Ｇ１の作用を説明する。
【００４５】
モータＭの回転によって前段減速部１００の入力軸１１０が回転すると、該入力軸１１０と一体化された偏心体１２４も回転する。偏心体１２４が回転すると、外歯歯車１３０、１３２は入力軸１１０の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車１４０によってその自転が抑制されるため、外歯歯車１３０、１３２はこの内歯歯車１４０に内接しながら殆ど揺動のみを行うことになる。しかしながら、外歯歯車１３０、１３２の歯数は１２、内歯歯車１４０の歯数は１４に設定されているため、入力軸１１０の一回転毎に外歯歯車１３０、１３２は内歯歯車１４０に対してその歯数差「２」だけずれる（自転する）ことになる。これは、入力軸１１０の一回転が外歯歯車１３０、１３２の−２／１２の回転、即ち、減速比−１／６の回転に減速されたことを意味する。なお、マイナスの符号は、外歯歯車１３０、１３２の回転方向が入力軸１１０の回転方向と逆になることを示している。この外歯歯車１３０、１３２の回転は内ピン孔１５０、１５２及び内ローラ１６２の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが内ピン１６０を介して前段出力軸１７０（後段入力軸２１０）へと伝達される。
【００４６】
後段減速部２００においても、前段減速部１００と全く同様の減速作用が行われる。即ち、後段入力軸２１０の一回転毎に外歯歯車２３０、２３２は内歯歯車２４０に対してその歯数差「２」だけずれる（自転する）。但し、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２の歯数は７８、内歯歯車２４０の歯数は８０に設定されているため、結局、後段入力軸２１０の１回転は外歯歯車の−２／７８の回転、即ち、減速比−１／３９の回転に減速されることになる。なお、回転方向は、前段減速部１００において一度逆転方向となるが、後段減速部２００において再び逆転するため、結局、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２は、モータＭの回転と同一方向に回転することになる。
【００４７】
外歯歯車２３０、２３２の回転は偏心内ピン２６０の偏心突起部２６４、２６５の存在によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該偏心内ピン２６０を介して外歯歯車２３０、２３２の両サイドに配置された第１、第２出力フランジ２６６、２６８に伝達される。偏心内ピン２６０は内ピン孔２５０、２５２の内周との間に偏心量相当の空間を有しないため、ここでのバックラッシの増大が防止される。第１、第２出力フランジ２６６、２６８はキャリヤピン２８０を介して強固に連結されているため、両出力フランジ２６６、２６８は一体的に回転し、その回転を相手機械である産業用ロボット１０の第２アーム１４に、ボルト２８６及び図示しない第２アーム１４と出力フランジ２６６とを連結するボルトを介して伝達する（図４参照）。
【００４８】
この結果として前段減速部１００との掛け合わせで（−１／６）ｘ（−１／３９）＝１／２３４の減速比に相当する減速が実現される。
【００４９】
ここでこの実施形態でのバックラッシに関する作用をより詳細に説明する。
【００５０】
後段減速部２００は、産業用ロボット１０の第２アーム１４と一体化されており、そのバックラッシの大小はそのまま産業用ロボット１０の制御性能の高低に直接的に影響する。前述したように、本実施形態においては、偏心内ピン２６０を採用するなど、後段減速部２００の方にバックラッシに関してより厳しい条件を付した上で製造し、結果として比率αを大きく下回るレベル、即ち前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／２０〜１／３０程度が確保されるようにしているため、良好なバックラッシ特性を享受できる。
【００５１】
また、このことは、視点を変えて観察すると、前段減速部１００の方はバックラッシＡ１に関して厳しさの要求されない設計・製造でよいということになり、低コスト化が実現できることを意味する。用途にもよるが、場合によっては汎用の減速部をそのまま流用できることもある。
【００５２】
具体例で言うならば、例えば、後段減速部２００のバックラッシＡ１が０．３分であったとき、前段減速部のバックラッシＡ１は、その２０倍から３０倍、ということになるため、６分〜９分でよいことになる。このレベルならば、前段減速部１００を後段減速部２００よりはるかに低コストでの製造ができる。また、この前段減速部１００でのバックラッシＡ１は、後段減速部２００を経る段階で、後段減速部２００の減速比（の分母）分の１に圧縮されることを考慮し、最終的な第１、第２出力フランジ２６６、２６８におけるトータルのバックラッシに大きな影響は及ぼさないように設定されている。
【００５３】
なお、上記実施形態では、比率αを大きく下回るレベルにまで前段減速部１００に比して後段減速部２００のバックラッシＡ２を低減していたが、本発明では、両バックラッシＡ１、Ａ２に関し、必ずしもここまで差を付ける必要はない。前述したように、同等の加工精度の場合、定性的には、減速比が高くなればなるほど、また、枠番が大きくなればなるほど、比率αは小さくなる傾向にある。しかし、比率αと減速比や枠番との関係は、必ずしもリニアではない。減速比に関して言うならば、１／２０以上に高くなると、以降はそれ程小さくはならない。枠番についても同様である。
【００５４】
結果的にみるならば、こうした減速比や枠番の影響（比率αのばらつく範囲）は、最大でも１／５程度までである。従って、後段バックラッシＡ２に関し、この比率αを明確に下回るレベル、つまり後段減速部２００のバックラッシＡ２が前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／１０以下（より好ましくは１／１５以下）のレベルにまで「意図的に小さく」確保されるようにするならば、本発明所定の効果を相応に享受できるようになる。
【００５５】
実施形態の作用の説明を続ける。
【００５６】
前段減速部１００は、動力伝達経路における上流側に位置しているため、入力軸１１０をはじめ、各部材が高速で回転、あるいは揺動をしている。しかしながら、そのバックラッシＡ１が相対的に大きく設定されているため、各部材間（特に外歯歯車１３０、１３２と内歯歯車１４０の歯面間）に豊富な潤滑オイルを確保することができ、潤滑性及び耐久性を向上させることができる。
【００５７】
また、この実施形態では、２段の内接噛合遊星歯車構造の減速部１００、２００を有するようにしたため、高い減速比を容易に実現することができる。即ち、本実施形態では、減速部の構造として、単体ではより低コストの平行軸歯車構造を敢えて採用せず、両減速部１００、２００とも内接噛合遊星歯車構造を採用した。この構成によって次のような作用が得られる。
【００５８】
即ち、駆動源として用いられるモータ（サーボモータ）Ｍは、以前は１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度の回転速度で回転するのが一般的であったが、近年は数千ｒｐｍから高いものでは１００００ｒｐｍに近いサーボモータも出現している。そのため、減速機において求められる総減速比もより高くなり、具体的には１５０〜４００程度の総減速比が求められるようになってきている。しかしながら、平行軸歯車構造の減速部の場合、実用的には１段では１／５程度の減速比しか得られないため、前段減速部の構造として平行軸歯車構造を採用した場合、後段減速部は、単純計算で１／３０〜１／８０程度の高い減速比が要求されることになる。
【００５９】
後段減速部が内接噛合遊星歯車構造の場合、この領域の減速比の実現は十分可能であるが、最も作りやすい減速比の領域は１／３０〜１／４０の範囲であってそれ程広くはない。前述したように、減速比が１／２０以上に高くなると、それより高くてもバックラッシはあまり小さくはならない。むしろ、製造の容易性、あるいは伝達容量の確保、何よりもバックラッシの小さい精密な部品の加工・組み立てという面で、このような高減速比の設定は好ましいとは言えない。この意味で、総減速比１８０以上を得たい場合には前段減速部の減速比は、これを１／６以上に設定するのか好ましいが、平行軸歯車構造で１／６以上を実現しようとすると、前段ケーシングの外周が大きくなったり、前段減速部を２段にせざるを得なくなったりするという不具合の発生が避けられない。
【００６０】
本実施形態では、前段減速部１００の構造が内接噛合遊星歯車構造であるため、１／６以上の減速比を容易に実現できる。前段ケーシング１０２の外周を小さくできるので、空いたスペースにエンコーダ等の制御機器を配置することも可能となる。
【００６１】
この結果、両減速部１００、２００とも、製造し易い領域の減速比の減速部とすることができ、とりわけ製造条件の厳しい後段減速部２００の設計・製造が容易となる。なお、１／３０以下の減速比は、外歯歯車と内歯歯車との歯数差が１の設計でも製造自体は可能であるが、本実施形態では該歯数差を２以上に設定したため、バックラッシの小さいものに関して一層容易に実現できる。
【００６２】
更に、内接噛合遊星歯車構造の減速部は、平行軸歯車構造の減速部に比べて噛み合い率が高いために、経時的な摩耗が少ない。産業用ロボットの関節駆動装置用の減速機をはじめ、この種の精密機械駆動用の減速機は、連続運転されることが多く、一般に稼働時間が長い。経時的な摩耗はバックラッシ増大の原因となる。本実施形態では、両減速部１００、２００ともその構造が内接噛合遊星歯車構造であるため、良好なバックラッシ特性を長期に亘って得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、前段減速部１００と後段減速部２００、及び、前段減速部１００とモータＭが、それぞれ分割可能とされているため、モータＭと後段減速部１００との間に存在する前段減速部１００のみを変更あるいは入れ替え可能である。そのため、高精度であるが故に高コストとなりやすい後段減速部２００を１種類のみの設計とし、既に豊富な種類が存在する汎用の内接噛合遊星歯車構造の減速装置のいずれかを前段減速部１００として適宜に用意し、これをモータＭと後段減速部２００との間に組み込むことにより、さまざまな減速比を有するバックラッシの小さな減速機を容易に得ることができ、設計の自由度を増大させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、高い減速比が実現可能でありながら、製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシの小さな減速機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る減速機の主要部分を示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】上記減速機を産業用ロボットの関節部分に適用した例を示す断面図
【符号の説明】
１０…産業用ロボット
１２…第１アーム
１４…第２アーム
１００…前段減速部
１０２…前段ケーシング
１０６…第１サイドカバー
１０８…第２サイドカバー
１１０…入力軸
１２４…偏心体
１３０、１３２…外歯歯車
１４０…内歯歯車
１６０…内ピン
１７０…前段出力軸
２００…後段減速部
２０２…後段ケーシング
２１０…後段入力軸
２３０、２３２…外歯歯車
２４０…内歯歯車
２６０…偏心内ピン
２６２、２６４…第１、第２出力フランジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速機、特に、例えば産業用ロボットの関節駆動装置や精密工作機械のような精密機械を駆動・制御するために用いられる減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボットの関節駆動装置や精密工作機械には、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えた内接噛合遊星歯車構造の減速機が広く利用されている。
【０００３】
この減速機は、外歯歯車又は内歯歯車の一方の歯車の自転を拘束した状態でいずれかの歯車を相手側の歯車に対して偏心揺動させ、この偏心揺動の際に自転の拘束されていない側の歯車に発生する当該自転成分を出力として取り出すもので、１段で大きな減速比が得られる。
【０００４】
ところで、ロボットのアームのように、正逆回転が繰り返され、且つ所定の位置に確実に位置決めすることが要求されるような用途においては、各歯車のバックラッシの存在が問題となる。即ち、歯車の噛合には、不可避的にバックラッシが存在するが、このバックラッシが大きすぎると位置決め精度の低下や運動軌跡の狂いが生じるという問題が発生する。そのため、この種の精密機械を駆動・制御する減速機においては、このバックラッシの低減が大きな課題となっている。
【０００５】
内接噛合遊星歯車構造におけるこのようなバックラッシをなくす工夫として、従来、例えば外歯歯車、内歯歯車等を正転用と逆転用とに２分割したり、あるいは正転用や逆転用に役割分担させたりする技術が提案されている。又、出願人は、外ピンと外ピン孔に関する隙間に着目した技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−８６５０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は、それぞれに相応の効果は得られるものの、伝達容量が半減したり製造コストが上昇したりするなどのデメリットも併せて有しており、必ずしも最良の結果が得られるものではなかった。
【０００８】
また、近年では、駆動源としてのサーボモータの回転速度の上限が従来の数倍程度にまで高くなっているという事情があることから、減速機により高い減速比が求められるようになってきている。しかしながら、高減速比になればなるほど、歯形のモジュールが小さくなって行くため伝達容量は小さくなり、また、管理されたバックラッシに納まるように正確に歯形を形成し精度よく組付けるのがそれだけ困難となる傾向が生じる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、高い減速比が実現可能でありながら、製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシを小さく維持することのできる減速機を提供することをその課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えた内接噛合遊星歯車構造の前段減速部と、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、前記前段減速部の出力を受けて更に減速する内接噛合遊星歯車構造の後段減速部と、の２段の減速部を有すると共に、前記前段減速部と後段減速部とを、バックラッシに関して同等の加工精度の管理下で製造した場合に、後段減速部のバックラッシが、前記前段減速部のバックラッシより、小さくなる比率をαとしたときに、該後段減速部のバックラッシが、（前段減速部のバックラッシ×α）よりも更に小さく設定された構成により、上記課題を解決したものである。
【００１１】
なお、ここにおいて、「僅少の歯数差」とは、１〜６程度の歯数差をいう。
【００１２】
本発明は、バックラッシが小さく且つ低コストで高減速比の得られる減速機を得るために、前段減速部及び後段減速部の双方とも内接噛合遊星歯車構造の２段の減速部を備えるようにし、その上で、該後段減速部のバックラッシを前段減速部のバックラッシよりも意図的に小さく設定した。
【００１３】
これにより、高い減速比が実現可能でありながら、減速機全体としての製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシの小さな減速機を得ることができる。
【００１４】
この理由等の詳細は後に詳述する。
【００１５】
なお、前記比率αは、現実的には、１／２〜１／３程度である。そのため、後段減速部のバックラッシが前段減速部のバックラッシの１／１０より更に小さく設定されていれば、本発明の意図する効果を十分享受することができる。
【００１６】
また、前段減速部の外歯歯車と内歯歯車との歯数差は２以上に設定するとよい。これにより本減速機において得ようとする総減速比を実現するのに要求される前段減速部の減速比、特に１／６〜１／３０程度の領域の減速比を容易に得ることができるようになる。
【００１７】
また、前記後段減速部における外歯歯車と内歯歯車との相対揺動成分を吸収するための機構が、揺動する歯車に形成した孔内において該外歯歯車と内歯歯車との偏心量相当分の軸心のずれを吸収可能な内ピンを備えた構造とされ、且つ、該内ピンが、自身の外周に偏心量に対応する偏心突起部を有し、前記孔の内周との間に偏心量相当の空間を有しない偏心内ピンとされていると、後段減速部のバックラッシを効果的に低減をすることができる。
【００１８】
更に、前記前段減速部と前記後段減速部が分割可能とされていると、設計の自由度を一層増大させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る減速機の主要部分を示す断面図、図２、図３はそれぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４はこの減速機を産業用ロボットの関節駆動に適用した例を示す断面図である。
【００２１】
この減速機Ｇ１はモータ（サーボモータ）Ｍと連結され、いわゆるギヤドモータの一部として用いられるもので、図４に示されるような態様で、産業用ロボット１０の第１アーム１２に対して第２アーム１４を回転させるために取り付けられる。
【００２２】
減速機Ｇ１は、内接噛合遊星歯車構造の前段減速部１００及び該前段減速部１００の出力を受ける内接噛合遊星歯車構造の後段減速部２００を備える。
【００２３】
以下、前段減速部１００、後段減速部２００の順により詳細に説明する。
【００２４】
図１において、前段減速部１００は前段ケーシング１０２内に収容されている。前段ケーシング１０２は、本体ケーシング１０４、及びその軸方向両側に連結された第１、第２サイドカバー１０６、１０８からなる。前段減側部１００の入力軸１１０の一端には連結部１１２が一体的に延在されている。該連結部１１２には挿入穴１１４が形成されており、該挿入穴１１４にモータＭのモータ軸３０が挿入・連結される。
【００２５】
入力軸１１０は一対の軸受１２０、１２２を介して前段ケーシング１０２の第１サイドカバー１０６及び後述する前段出力軸１７０（＝後段入力軸２１０）のフランジ体１７２によって支持されている。この一対の軸受１２０、１２２の間には偏心体１２４が組み込まれている。偏心体１２４の外周にはころ軸受１２６、１２８を介して２枚の外歯歯車１３０、１３２が揺動回転可能に装着されている。外歯歯車１３０、１３２は前段ケーシング１０２のケーシング本体１０４と一体化された内歯歯車１４０に内接噛合している。内歯歯車１４０の内歯はローラ状のピン（外ピン）１４２によって形成されている。
【００２６】
２枚の外歯歯車１３０、１３２にはそれぞれ内ピン孔１５０、１５２が貫通形成され、内ピン１６０が挿入されている。内ピン１６０にはパイプ状の内ローラ１６２が回転自在に装着されている。内ピン１６０は前段出力軸１７０と一体的に形成されたフランジ体１７２に固定され、該フランジ体１７２から片持状態で支持されている。
【００２７】
前段出力軸１７０は、そのまま後段減速部２００の後段入力軸２１０となっている。
【００２８】
後段減速部２００は、後段ケーシング２０２内に収容されている。
【００２９】
後段入力軸２１０は一対のテーパーローラベアリング２２２、２２０を介して後述する第１、第２出力フランジ２６６、２６８によって支持されると共に、フランジ体１７２の部分については、ボールベアリング１９０を介して前段ケーシング１０２の第２サイドカバー１０８によっても支持されている。該一対のテーパーローラベアリング２２０、２２２の間には偏心体２２４が組み込まれている。偏心体２２４の外周にはころ軸受２２６、２２８を介して２枚の外歯歯車２３０、２３２が装着されている。外歯歯車２３０、２３２は後段ケーシング２０２と一体化された内歯歯車２４０に内接噛合している。内歯歯車２４０の内歯はローラ状のピン（外ピン）２４２によって形成されている。
【００３０】
２枚の外歯歯車２３０、２３２にはそれぞれ内ピン孔２５０、２５２が貫通形成され、高精度な偏心内ピン２６０が挿入されている。この偏心内ピン２６０は、前段減速部１００の内ピン１６０と異なり、その外周にころ軸受２６２、２６３を介して内ピン孔２５０、２５２の全内周と摺動可能な（偏心量に対応する）偏心突起部２６４、２６５を備え、内ピン孔２５０、２５２の内周との間に偏心量相当の空間を有しない。
【００３１】
この偏心内ピン２６０は、外歯歯車２３０、２３２の両サイドに配置された円板状の一対の第１、第２出力フランジ２６６、２６８にテーパーローラベアリング２７０、２７２を介して両持ち支持されている。
【００３２】
第１、第２出力フランジ２６６、２６８は、それぞれテーパーローラベアリング２７４、２７６を介して後段ケーシング２０２に回転可能に支持されている。
【００３３】
後段入力軸２１０、偏心内ピン２６０及び第１、第２出力フランジ２６６、２６８がテーパーローラベアリング２２０、２２２、２７０、２７２、２７４、２７６によって支持されているのは、本実施形態に係る減速機が産業用ロボット１０の第１アーム１２と第２アーム１４の関節駆動の用途に用いられるものであるため、該第１、第２アーム１２、１４のいずれか側からスラスト方向の荷重が入力される可能性があるためである。
【００３４】
ここで、図４を参照して、各部材の連結態様等について説明する。
【００３５】
後段減速部２００の第１、第２出力フランジ２６６、２６８はキャリヤピン２８０によって強固に固定されている。第１出力フランジ２６６とキャリヤピン２８０の固定は、ボルト２８２によって行われる。一方、第２出力フランジ２６８とキャリヤピン２８０の固定は、第２アーム１４を貫通して挿入・螺合されるボルト２８６によって行われる。
【００３６】
モータＭのケーシング３２と前段減速部１００の第１サイドカバー１０６はインロー５０を介してボルト５２によって連結・分離可能とされている。また、前段減速部１００の第２サイドカバー１０８と後段減速部２００の後段ケーシング２０２も、インロー５４を介してボルト５５によって連結・分割可能とされている。更に、この第２サイドカバー１０８及び後段ケーシング２０２の当該ボルト位置Ｐ１が産業用ロボット１０の第１アーム１２の取り付け孔位置Ｐ２と一致しており、第２サイドカバー１０８及び後段ケーシング２０２の連結、更にこれらのカバー１０８及びケーシング２０２の第１アーム１２への取り付けが、ボルト５５によって同時に行われる構成とされている。
【００３７】
なお、前段減速部１００の外径は前記後段減速部２００の外径より小さく設定され、これによって確保される空間Ｓ１に、エンコーダ（図示略）等の付属品が収容可能とされている。
【００３８】
図２から明らかなように、前段減速部１００の外歯歯車１３０、１３２の歯数は「１２」、内歯歯車１４０の歯数は「１４」、歯数差は「２」であり、減速比は、２／１２＝１／６である。また、図３から明らかなように、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２の歯数は「７８」、内歯歯車２４０の歯数（外ピン２４２の数）は「８０」、歯数差は「２」であり、減速比は、２／７８＝１／３９である。なお、後段減速部２００は、バックラッシの管理を含め、精密に制作する必要があるため、その減速比は１／５０以下に設定するのが望ましい。
【００３９】
ここで、バックラッシに関して詳細に説明する。
【００４０】
「バックラッシ」とは、当該減速部の入力軸を止めた状態で、出力軸が動く（回転する）範囲のことであり、単位は「度」又は「分」である。
【００４１】
一般に、同一レベルの製造管理の下で減速部を製造した場合、減速比が高くなるほど、また、枠番（大きさ、或いは容量の概念）が大きくなるほど、バックラッシは小さくできる傾向にある。例えば、減速比１／３９の後段減速部２００のバックラッシＡ２は、加工精度と枠番が同等であれば、減速比１／６の前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／２〜１／３程度に小さくなる。これが、この減速比及び枠番の組み合わせにおける「前段減速部と後段減速部とを、バックラッシに関して同等の加工精度の管理下で製造した場合に、後段減速部のバックラッシが、前段減速部のバックラッシより、小さくなる比率α」に相当する（α＝１／２〜１／３）。
【００４２】
本実施形態では、後段バックラッシＡ２を、この比率αの更に１／１０程度にまで、意図的に小さくしたバックラッシとしている。すなわち、結果として、後段バックラッシＡ２は、前段バックラッシＡ１の１／２０〜１／３０となるようにしている。
【００４３】
なお、バックラッシを小さくするための製造技術自体については、公知のバックラッシ低減手法を採用できる。例えば、最も単純には、寸法の僅かに異なる外歯歯車を何種類か用意しておき、実際に組み込んで該外歯歯車と内歯歯車との組におけるバックラッシの発生状態及び回転の円滑性を確認しながら、最適な外歯歯車を選択するという方法であってもよい。或いは、前述したように、例えば外歯歯車、内歯歯車等を正転用と逆転用とに軸方向に２分割したりするものであっても良い。
【００４４】
次に、この実施形態に係る減速機Ｇ１の作用を説明する。
【００４５】
モータＭの回転によって前段減速部１００の入力軸１１０が回転すると、該入力軸１１０と一体化された偏心体１２４も回転する。偏心体１２４が回転すると、外歯歯車１３０、１３２は入力軸１１０の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車１４０によってその自転が抑制されるため、外歯歯車１３０、１３２はこの内歯歯車１４０に内接しながら殆ど揺動のみを行うことになる。しかしながら、外歯歯車１３０、１３２の歯数は１２、内歯歯車１４０の歯数は１４に設定されているため、入力軸１１０の一回転毎に外歯歯車１３０、１３２は内歯歯車１４０に対してその歯数差「２」だけずれる（自転する）ことになる。これは、入力軸１１０の一回転が外歯歯車１３０、１３２の−２／１２の回転、即ち、減速比−１／６の回転に減速されたことを意味する。なお、マイナスの符号は、外歯歯車１３０、１３２の回転方向が入力軸１１０の回転方向と逆になることを示している。この外歯歯車１３０、１３２の回転は内ピン孔１５０、１５２及び内ローラ１６２の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが内ピン１６０を介して前段出力軸１７０（後段入力軸２１０）へと伝達される。
【００４６】
後段減速部２００においても、前段減速部１００と全く同様の減速作用が行われる。即ち、後段入力軸２１０の一回転毎に外歯歯車２３０、２３２は内歯歯車２４０に対してその歯数差「２」だけずれる（自転する）。但し、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２の歯数は７８、内歯歯車２４０の歯数は８０に設定されているため、結局、後段入力軸２１０の１回転は外歯歯車の−２／７８の回転、即ち、減速比−１／３９の回転に減速されることになる。なお、回転方向は、前段減速部１００において一度逆転方向となるが、後段減速部２００において再び逆転するため、結局、後段減速部２００の外歯歯車２３０、２３２は、モータＭの回転と同一方向に回転することになる。
【００４７】
外歯歯車２３０、２３２の回転は偏心内ピン２６０の偏心突起部２６４、２６５の存在によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該偏心内ピン２６０を介して外歯歯車２３０、２３２の両サイドに配置された第１、第２出力フランジ２６６、２６８に伝達される。偏心内ピン２６０は内ピン孔２５０、２５２の内周との間に偏心量相当の空間を有しないため、ここでのバックラッシの増大が防止される。第１、第２出力フランジ２６６、２６８はキャリヤピン２８０を介して強固に連結されているため、両出力フランジ２６６、２６８は一体的に回転し、その回転を相手機械である産業用ロボット１０の第２アーム１４に、ボルト２８６及び図示しない第２アーム１４と出力フランジ２６６とを連結するボルトを介して伝達する（図４参照）。
【００４８】
この結果として前段減速部１００との掛け合わせで（−１／６）ｘ（−１／３９）＝１／２３４の減速比に相当する減速が実現される。
【００４９】
ここでこの実施形態でのバックラッシに関する作用をより詳細に説明する。
【００５０】
後段減速部２００は、産業用ロボット１０の第２アーム１４と一体化されており、そのバックラッシの大小はそのまま産業用ロボット１０の制御性能の高低に直接的に影響する。前述したように、本実施形態においては、偏心内ピン２６０を採用するなど、後段減速部２００の方にバックラッシに関してより厳しい条件を付した上で製造し、結果として比率αを大きく下回るレベル、即ち前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／２０〜１／３０程度が確保されるようにしているため、良好なバックラッシ特性を享受できる。
【００５１】
また、このことは、視点を変えて観察すると、前段減速部１００の方はバックラッシＡ１に関して厳しさの要求されない設計・製造でよいということになり、低コスト化が実現できることを意味する。用途にもよるが、場合によっては汎用の減速部をそのまま流用できることもある。
【００５２】
具体例で言うならば、例えば、後段減速部２００のバックラッシＡ１が０．３分であったとき、前段減速部のバックラッシＡ１は、その２０倍から３０倍、ということになるため、６分〜９分でよいことになる。このレベルならば、前段減速部１００を後段減速部２００よりはるかに低コストでの製造ができる。また、この前段減速部１００でのバックラッシＡ１は、後段減速部２００を経る段階で、後段減速部２００の減速比（の分母）分の１に圧縮されることを考慮し、最終的な第１、第２出力フランジ２６６、２６８におけるトータルのバックラッシに大きな影響は及ぼさないように設定されている。
【００５３】
なお、上記実施形態では、比率αを大きく下回るレベルにまで前段減速部１００に比して後段減速部２００のバックラッシＡ２を低減していたが、本発明では、両バックラッシＡ１、Ａ２に関し、必ずしもここまで差を付ける必要はない。前述したように、同等の加工精度の場合、定性的には、減速比が高くなればなるほど、また、枠番が大きくなればなるほど、比率αは小さくなる傾向にある。しかし、比率αと減速比や枠番との関係は、必ずしもリニアではない。減速比に関して言うならば、１／２０以上に高くなると、以降はそれ程小さくはならない。枠番についても同様である。
【００５４】
結果的にみるならば、こうした減速比や枠番の影響（比率αのばらつく範囲）は、最大でも１／５程度までである。従って、後段バックラッシＡ２に関し、この比率αを明確に下回るレベル、つまり後段減速部２００のバックラッシＡ２が前段減速部１００のバックラッシＡ１の１／１０以下（より好ましくは１／１５以下）のレベルにまで「意図的に小さく」確保されるようにするならば、本発明所定の効果を相応に享受できるようになる。
【００５５】
実施形態の作用の説明を続ける。
【００５６】
前段減速部１００は、動力伝達経路における上流側に位置しているため、入力軸１１０をはじめ、各部材が高速で回転、あるいは揺動をしている。しかしながら、そのバックラッシＡ１が相対的に大きく設定されているため、各部材間（特に外歯歯車１３０、１３２と内歯歯車１４０の歯面間）に豊富な潤滑オイルを確保することができ、潤滑性及び耐久性を向上させることができる。
【００５７】
また、この実施形態では、２段の内接噛合遊星歯車構造の減速部１００、２００を有するようにしたため、高い減速比を容易に実現することができる。即ち、本実施形態では、減速部の構造として、単体ではより低コストの平行軸歯車構造を敢えて採用せず、両減速部１００、２００とも内接噛合遊星歯車構造を採用した。この構成によって次のような作用が得られる。
【００５８】
即ち、駆動源として用いられるモータ（サーボモータ）Ｍは、以前は１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度の回転速度で回転するのが一般的であったが、近年は数千ｒｐｍから高いものでは１００００ｒｐｍに近いサーボモータも出現している。そのため、減速機において求められる総減速比もより高くなり、具体的には１５０〜４００程度の総減速比が求められるようになってきている。しかしながら、平行軸歯車構造の減速部の場合、実用的には１段では１／５程度の減速比しか得られないため、前段減速部の構造として平行軸歯車構造を採用した場合、後段減速部は、単純計算で１／３０〜１／８０程度の高い減速比が要求されることになる。
【００５９】
後段減速部が内接噛合遊星歯車構造の場合、この領域の減速比の実現は十分可能であるが、最も作りやすい減速比の領域は１／３０〜１／４０の範囲であってそれ程広くはない。前述したように、減速比が１／２０以上に高くなると、それより高くてもバックラッシはあまり小さくはならない。むしろ、製造の容易性、あるいは伝達容量の確保、何よりもバックラッシの小さい精密な部品の加工・組み立てという面で、このような高減速比の設定は好ましいとは言えない。この意味で、総減速比１８０以上を得たい場合には前段減速部の減速比は、これを１／６以上に設定するのか好ましいが、平行軸歯車構造で１／６以上を実現しようとすると、前段ケーシングの外周が大きくなったり、前段減速部を２段にせざるを得なくなったりするという不具合の発生が避けられない。
【００６０】
本実施形態では、前段減速部１００の構造が内接噛合遊星歯車構造であるため、１／６以上の減速比を容易に実現できる。前段ケーシング１０２の外周を小さくできるので、空いたスペースにエンコーダ等の制御機器を配置することも可能となる。
【００６１】
この結果、両減速部１００、２００とも、製造し易い領域の減速比の減速部とすることができ、とりわけ製造条件の厳しい後段減速部２００の設計・製造が容易となる。なお、１／３０以下の減速比は、外歯歯車と内歯歯車との歯数差が１の設計でも製造自体は可能であるが、本実施形態では該歯数差を２以上に設定したため、バックラッシの小さいものに関して一層容易に実現できる。
【００６２】
更に、内接噛合遊星歯車構造の減速部は、平行軸歯車構造の減速部に比べて噛み合い率が高いために、経時的な摩耗が少ない。産業用ロボットの関節駆動装置用の減速機をはじめ、この種の精密機械駆動用の減速機は、連続運転されることが多く、一般に稼働時間が長い。経時的な摩耗はバックラッシ増大の原因となる。本実施形態では、両減速部１００、２００ともその構造が内接噛合遊星歯車構造であるため、良好なバックラッシ特性を長期に亘って得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、前段減速部１００と後段減速部２００、及び、前段減速部１００とモータＭが、それぞれ分割可能とされているため、モータＭと後段減速部１００との間に存在する前段減速部１００のみを変更あるいは入れ替え可能である。そのため、高精度であるが故に高コストとなりやすい後段減速部２００を１種類のみの設計とし、既に豊富な種類が存在する汎用の内接噛合遊星歯車構造の減速装置のいずれかを前段減速部１００として適宜に用意し、これをモータＭと後段減速部２００との間に組み込むことにより、さまざまな減速比を有するバックラッシの小さな減速機を容易に得ることができ、設計の自由度を増大させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、高い減速比が実現可能でありながら、製造・組みつけが容易で低コストであり、且つ、バックラッシの小さな減速機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る減速機の主要部分を示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】上記減速機を産業用ロボットの関節部分に適用した例を示す断面図
【符号の説明】
１０…産業用ロボット
１２…第１アーム
１４…第２アーム
１００…前段減速部
１０２…前段ケーシング
１０６…第１サイドカバー
１０８…第２サイドカバー
１１０…入力軸
１２４…偏心体
１３０、１３２…外歯歯車
１４０…内歯歯車
１６０…内ピン
１７０…前段出力軸
２００…後段減速部
２０２…後段ケーシング
２１０…後段入力軸
２３０、２３２…外歯歯車
２４０…内歯歯車
２６０…偏心内ピン
２６２、２６４…第１、第２出力フランジ
Claims (6)
- 僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備えた内接噛合遊星歯車構造の前段減速部と、僅少の歯数差を有する外歯歯車および内歯歯車を備え、前記前段減速部の出力を受ける内接噛合遊星歯車構造の後段減速部と、の２段の減速部を有すると共に、
前記前段減速部と後段減速部とを、バックラッシに関して同等の加工精度の管理下で製造した場合に、後段減速部のバックラッシが、前記前段減速部のバックラッシより、小さくなる比率をαとしたときに、該後段減速部のバックラッシが、（前段減速部のバックラッシ×α）よりも更に小さく設定された
ことを特徴とする減速機。 - 請求項１において、
前記後段減速部のバックラッシが、前記前段減速部のバックラッシの１／１０より更に小さく設定されている
ことを特徴とする減速機。 - 請求項１または２において、
前記前段減速部の外歯歯車と内歯歯車との歯数差が２以上に設定されていることを特徴とする減速機。 - 請求項１〜３において、
前記前段減速部の減速比が１／６以上に設定されている
ことを特徴とする減速機。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記後段減速部における外歯歯車と内歯歯車との相対揺動成分を吸収するための機構が、揺動する歯車に形成した孔内において該外歯歯車と内歯歯車との偏心量相当分の軸心のずれを吸収可能な内ピンを備えた構造とされ、且つ、
該内ピンが、自身の外周に偏心量に対応する偏心突起部を有し、前記孔の内周との間に偏心量相当の空間を有しない偏心内ピンとされている
ことを特徴とする減速機。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記前段減速部と前記後段減速部が分割可能とされている
ことを特徴とする減速機。
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