JP2676286B2 - Control device using internally meshing planetary gear reduction mechanism - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、偏心体軸に設けられた
偏心体に保持される円弧歯形あるいはトロコイド形歯形
を有する外歯歯車と、この外歯歯車と内接噛合する外ピ
ン等の円弧歯形からなる内歯を有する内歯歯車とを内接
噛合させることによって外歯歯車と内歯歯車とが相対的
に減速回転を行う内接噛合形遊星歯車減速機に関し、更
に詳しくは該内接噛合形遊星歯車減速機を使用した制御
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、制御動作を行なうロボットが多数
実用化されており、該ロボットの関節駆動機構として１
次側の回転を減速して２次側へ伝動する機構が設けられ
ている。１次側の回転を減速して２次側へ伝動する理由
は、減速によって２次側の出力やトルクを増大させると
同時に、１次側の制御誤差が減速比分だけ縮小されて２
次側へ現われるために２次側の回転制御あるいは位置制
御が精密に行なわれるからである。 【０００３】通常のロボットの関節伝動機構は、減速機
付きのモータを１次側の関節に設け、該減速機付きモー
タの出力回転を２次側の関節に入力伝動し、モータの出
力回転を制御することにより２次側の関節の回転（ある
いは位置）を制御している。ロボット関節の減速機構に
使用されている減速機は、外歯歯車同士を外接噛合させ
た通常の歯車減速機、太陽歯車と遊星歯車とを外接噛合
させ、遊星歯車を固定内歯歯車に内接噛合させた単純遊
星歯車減速機、ハーモニックドライブ（登録商標）と称
される弾性リング状の内歯歯車と外歯歯車を内接噛合さ
せた減速機、等々である。 【０００４】一方、円弧歯形を有する内歯歯車とトロコ
イド系歯形を有する外歯歯車とを内接噛合させてなる内
接噛合形遊星歯車減速機も種々提案されている。以下
に、内接噛合形遊星歯車機構を図３および図４を参照し
て説明する。 【０００５】入力軸１の端部にはピニオン２が設けられ
ている。ピニオン２は、入力軸１の回りに等角度に設け
られた３つの伝動歯車３と噛み合っている。伝動歯車３
は、偏心体軸４の端部に設けられている。偏心体軸４
は、軸受け５Ａ、５Ｂにより回転可能に支持されてい
る。偏心体軸４の中間には偏心体６Ａ、６Ｂが設けられ
ている。偏心体軸４に設けられた偏心体６Ａ、６Ｂは、
それぞれ外歯歯車７Ａ、７Ｂを偏心体軸受９Ａ、９Ｂを
介して保持している。外歯歯車７Ａ、７Ｂの歯８Ａ、８
Ｂは、円弧またはトロコイド形などの歯形に形成されて
いる。内歯歯車１０は外ケース１１と兼用になってお
り、その内周面に設けられた外ピン１２からなる内歯を
有している。前記外歯歯車７Ａ、７Ｂには、曲線からな
る内周面１３を有する貫通口が形成されており、この内
周面１３の中に支持ブロック１４の一部が遊嵌されてい
る。支持ブロック１４の端部にはキャリア１５がピン１
６とボルト１７によって固定されている。キャリア１５
と外ケース１１の間に軸受１８Ｂが設けられ、支持ブロ
ック１４と外ケース１１の間に軸受１８Ａが設けられて
いる。そして内歯歯車１０（外ケース１１）の回転は、
回転取り出し部１９から取り出される。外歯歯車７Ａ、
７Ｂの中心ＯＢは、入力軸１の回転中心ＯＡと比べてｅ
だけ偏心している。 【０００６】上記の内接噛合形遊星歯車減速機の作用を
説明すると、偏心体軸４が１回転するごとに外歯歯車７
Ａ、７Ｂは中心ＯＡの回りを１回だけ公転する。そうす
ると、外歯歯車７Ａの歯８Ａおよび外歯歯車７Ｂの歯８
Ｂと内歯歯車１０の外ピン１２との噛み合いが１歯づつ
ずれるように内歯歯車１０（外ケース１１）が自転す
る。 【０００７】このような内接噛合形遊星歯車装置は、相
対的に小形、軽量であるにも拘わらず大減速比が得られ
ると言う特徴を有する上、大トルクの伝達が可能である
ため、モータの出力回転を減速して大回転トルクを得る
種々の駆動機構の減速機として使用されている。その代
表的な使用例が産業車両のクローラの駆動装置である。 【０００８】又、一般に歯車伝動機構では、噛み合う歯
車の間にガタや遊びが生じることは避けられない。この
ガタや遊びのため、一方の回転方向から他方の回転方向
に変換するときに、駆動側の回転が直ちに被動側の回転
となってあらわれない。このため、例えば内接噛合遊星
歯車機構では、実開昭５８−１０２８５５号公報あるい
は実開昭５９−３０４８号公報、特平昭５６−３９３４
１号公報等にみられるように、並行に複数個の噛み合い
を行わせ、伝動トルクの増大、強度の維持、バランスの
保持等を行なっているが、このような伝動機構では個々
の噛み合い部分でのガタや遊びは互いに干渉されて小さ
くなるが、本来、噛み合い部分で力の伝達が行われるは
ずのものであるから、このものでも正転から逆転時にガ
タや遊びが生ずる。上記ガタや遊びは、噛み合い部分が
複数個あるときは相対的なものとなる。このような相対
的なガタや遊びによる一方の回転から他方の回転への伝
達の遅れを角度バックラッシュという。 【０００９】このような角度バックラッシュは、前述の
従来公知の内接噛合形遊星歯車減速機においても、その
噛み合い部分の総和として存在する。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】前出の既提案の歯車減
速機を小形の制御装置用として用いた場合、それぞれ下
記のような難点があった。 【００１１】まず、前記通常の歯車減速機を小形の制御
装置の減速機として使用した場合、大減速比を得るため
には大径の歯車を用いなければならず、減速機構が大形
化してしまうという欠点がある。又、通常の歯車減速機
では大トルクの伝動が出来ないので、大トルクの伝動を
可能とするには軸径や歯車を大形化しなければならず、
この点においても減速機構が大形化してしまう。 【００１２】又、単純遊星歯車減速機は、それ自身大減
速比を得られるが、内接噛合形遊星歯車減速機と比べる
と相対的に大形化する上、大トルクの伝動が不可能であ
る。従って、単純遊星歯車減速機によっても減速機構が
大形化してしまう。 【００１３】次に、前述のハーモニックドライブと称さ
れる機構は、本来小トルクの伝動しか行なわないので、
小形であったとしても大トルクの伝動を必要とする制御
機構には不向きである。 【００１４】これに対して、本来前記ロボット関節のよ
うな制御装置用の減速機は、大出力や大伝動トルクが必
要であるから、１台で大減速比の得られる内接噛合形遊
星歯車減速機は該制御装置用の減速機として非常に有利
なものであるはずである。ところが、内接噛合形遊星歯
車減速機は、小形の制御用減速機として使用されること
はなかった。その理由は、主として以下の２点にあっ
た。 【００１５】第１点として、内接噛合形遊星歯車減速機
には、角度バックラッシュという避けられない技術的課
題がある。このため、内接噛合形遊星歯車減速機をその
まま正転、逆転の繰り返しの多い制御装置用減速機とし
て使用するには支障が有った。即ち、角度バックラッシ
ュは噛合部分の製造誤差や取り付け部分の誤差によって
生ずるものであるが、前述の内接噛合形遊星歯車減速機
は偏心体、外歯歯車、内歯歯車、内ピン等の取り付け部
品が多く、どうしても角度バックラッシュが大きくなっ
てしまう。このような角度バックラッシュの大きい減速
機構を制御機構の減速機として使用すると、入力回転が
直ぐに出力回転として現われないので、これを制御装置
に使用すると制御精度の低下を来たしてしまう。特に、
正転から逆転への回転変換が頻繁に行なわれるような制
御装置に使用すると、その都度角度バックラッシュによ
る遅れが生じてしまうので、このような回転変換の頻繁
な制御態様を採る制御方式には一層使用することが困難
である。 【００１６】上記角度バックラッシュを除きかつ縮める
ためには部品の加工精度を上げたり、部品の選択や組み
合わせに時間を浪費したり、部品の取り付けに工夫を凝
らして正転時の伝動機構と逆転時の伝動機構とをそれぞ
れ分担させると良いことが分かっている。しかしなが
ら、このようなことを行うには、製造コストや、組付け
時間、メンテナンス等の面で余りにもマイナスが多すぎ
る。この理由により、公知の実開昭５９−３０４８号公
報、特開昭５６−３９３４１号公報の内接噛合形遊星歯
車減速機は角度バックラッシュを余り考慮しなくとも良
いクローラ車両の走行装置用として使われていたのであ
る。 【００１７】第２点として、ロボット関節等の制御装置
用として用いられる減速機は、サーボモータ等の駆動源
をコンパクトに収容できると同時に、結合される相手側
機械との取り付け、取外しが簡単でなければならず、更
には減速機の構造自体が組付け、分解作業に手間取らな
いことが必要である。又、種々の制御装置に使用可能と
するには駆動部分と出力部分がユニットとして完全に一
体的に結合されていると同時に組付け、分解作業を容易
としてメンテナンスに困難のない構造とする必要があ
る。 【００１８】本発明者は内接噛合形遊星歯車減速機を制
御装置に適用することを鋭意研究した結果、小形コンパ
クトであるとともに慣性力の小さい内接噛合形遊星歯車
減速機の構造、及び内接噛合形遊星歯車減速機に効果的
な角度バックラッシュの低減手段を得ることができた。 【００１９】そこで、本発明の目的は、制御装置に適し
た遊星歯車減速機の構造を提供すると同時に、該遊星歯
車減速機における角度バックラッシュを除去し、高精度
の伝動制御を可能にすることにある。 【００２０】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、支持ブロックと、該支持ブロックから突出して設
けられた入力軸と、該入力軸に設けられたピニオンと、
該ピニオンと噛合する複数の伝動歯車と、該伝動歯車に
設けられ、前記支持ブロックに回転可能に支持された複
数の偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体に保持
される外歯歯車と、該外歯歯車と噛み合う内歯歯車とか
らなる内接噛合形遊星歯車減速機構を有し、該内接噛合
形遊星歯車減速機構に、偏心体と該偏心体に保持される
外歯歯車および該外歯歯車と噛み合う内歯歯車からなる
歯車の組合せが複数組設けられ、該複数組の外歯歯車と
内歯歯車の組み合わせの内、１つの組み合わせの外歯歯
車と内歯歯車との位相を互いに角度バックラッシュ分だ
けずらして取り付けると共に、互いに噛み合うピニオン
と伝動歯車のいずれか一方を軸方向に２個または２分割
して互いに角度バックラッシュ分だけ位相をずらせて噛
み合わせてなる角度バックラッシュ低減手段を設けると
共に、前記入力軸を正逆回転駆動するサーボモータを設
け、該入力軸の回転を減速して、前記内歯歯車の制御回
転として取り出してなるところにある。 【００２１】 【実施例】次に、本発明の一実施例を図１および図２に
基づいて説明する。入力軸１は支持ブロック１４から突
出して設けられており、該入力軸１の端部にはピニオン
２が設けられている。ピニオン２は伝動歯車３と外接し
て噛み合っている。伝動歯車３は偏心体軸４の端部に設
けられており、該偏心体軸４は入力軸１の軸心ＯＡを中
心として同半径位置に等角度に３本設けられている。偏
心体軸４は、伝動歯車３を回転自在に支持するととも
に、支持ブロック１４及びキャリア１５との間に設けら
れた軸受５Ａ、５Ｂを介してそれ自体が回転可能に支持
されている。偏心体軸４の中間には偏心体６Ａ、６Ｂが
一体あるいは別体に設けられている。偏心体６Ａ、６Ｂ
の外周には、外歯歯車７Ａ、７Ｂが偏心体軸受け９Ａ、
９Ｂを介して保持されている。外歯歯車７Ａ、７Ｂの歯
８Ａ、８Ｂは、円弧またはトロコイド形などの歯形に形
成されている。内歯歯車１０Ａ、１０Ｂは、外ケース１
１と兼用となっており、その内周面に外ピン１２Ａ、１
２Ｂからなる内歯を有している。前記外歯歯車７Ａ、７
Ｂには、曲線からなる内周面１３を有する貫通口が形成
されており、該内周面１３を貫通して支持ブロック１４
の一部が遊嵌されている。支持ブロック１４の端部には
キャリア１５がピン１６とボルト１７によって固定され
ている。キャリア１５と外ケース１１の間に軸受１３Ｂ
が設けられ、支持ブロック１４と外ケース１１の間に軸
受１３Ａが設けられている。そして内歯歯車１０（外ケ
ース１１）の回転は、外ケース１１の外周に設けられた
回転取り出し部１９から取り出される。外歯歯車７Ａ、
７Ｂの中心ＯＢは、入力軸１の回転中心ＯＡと比べてｅ
だけ偏心している。 【００２１】本発明では、入力軸１はサーボモータによ
って回転され、該入力軸１の端部に片持ち状に設けられ
たピニオン２によって伝動歯車３を回転している。この
実施例では、支持ブロック１４は固定されたものとなっ
ている。 【００２２】本発明のこの実施例においては、偏心体６
Ａ、６Ｂ、外歯歯車７Ａ、７Ｂおよび内歯歯車１０Ａ、
１０Ｂからなる組み合わせが、軸方向に２組設けられて
いる。外ピンは、１２Ａ、１２Ｂの２つに分割されてお
り、一方の外ピン１２Ａは外ケース１１に保持されて内
歯歯車１０Ａを形成し、他方の外ピン１２Ｂは外ケース
１１に設けられた中間枠２０に保持されて内歯歯車１０
Ｂを形成している。つまり、偏心体６Ａ、外歯歯車７Ａ
および内歯歯車１０Ａにより１組の歯車組が構成され、
更に又、偏心体６Ｂ、外歯歯車７Ｂおよび内歯歯車１０
Ｂにより他の１組の歯車組が構成されている。前記中間
枠２０はノックピン２１により外ケース１１に固定され
る。ピニオン２と噛合う伝動歯車３は３Ａ、３Ｂに歯車
２分割あるいは２個１組の組み合わせ歯車となってお
り、相対的に円周方向に調整可能となっており、かつ止
めボルト２２によって一体的によって固定されている。 【００２３】これらの組み立ては、次のように行われ
る。まず、一方の回転方向に対して１組、すなわち内歯
歯車１０Ａ（外ケース１１に保持された外ピン１２
Ａ）、外歯歯車７Ａおよび偏心体軸受け９Ａのガタや遊
びが詰まった状態、すなわち角度バックラッシュをなく
した状態にして取り付ける。この状態において、他方の
回転方向に対しては他の１組、すなわち内歯歯車１０Ｂ
（中間枠２０に保持された外ピン１２Ｂ）、外歯歯車７
Ｂおよび偏心体軸受け９Ｂのガタや遊びが詰まるまで、
角度θだけ中間枠２０を外ケース１１内で回転させて、
ノックピン２１により外ケース１１に固定する。このよ
うに外ケース１１内を中間枠２０を回転させて固定する
方法は、組み立てを容易なものとする。 【００２４】これによって、一方の回転方向において、
内歯歯車１０Ａの外ピン１２Ａと外歯歯車７Ａの歯８Ａ
のガタや遊びによる角度バックラッシュが除去され、ま
た、他方の回転方向において、内歯歯車１０Ｂの外ピン
１２Ｂと外歯歯車７Ｂのガタや遊びによる角度バックラ
ッシュが除去されるので正、逆いずれの回転においても
角度バックラッシュが除去される。 【００２５】さらに、伝動歯車３とピニオン２との間の
ガタや遊びによる角度バックラッシュをも除去する構造
となっている。すなわち、伝動歯車を３Ａ、３Ｂの２つ
に分割あるいは２個１組とし、互いに角度バックラッシ
ュ分だけ位相をずらして一体に固定してある。この作用
は、上記した内歯歯車１０Ａ、１０Ｂと外歯歯車７Ａ、
７Ｂの場合と同様である。さらに、ピニオンを２分割あ
るいは２個１組とし、これと噛み合う伝動歯車を１個と
してもよい。 【００２６】 【発明の効果】以上のように構成された本発明の効果を
挙げると以下のとおりである。外歯歯車が公転のみを行
い、該外歯歯車と噛み合う内歯歯車（外ケース）が自転
のみを行うものとなっているので、総合的な慣性力が低
減し、高速、高精度な位置決めが可能となり、制御装置
の伝動機構として効果的なものとなる。全体的に小形、
コンパクトな構造であり、かつ組立て、分解が簡単であ
る。サーボモータによって入力軸を回転駆動し、この入
力回転を内歯歯車（外ケース）の減速回転として取り出
すようになっているので、サーボモータによって回転さ
れる入力軸と大トルクを伝動する出力部である内歯歯車
が完結した伝動機構となっているので、小形コンパクト
である上、相手機械との取り付け、取外しが容易で、メ
ンテナンス性の良いものとなっている。遊星歯車機構に
おける角度バックラッシュを除去でき、これにより正確
な回転制御が可能となり、特に、制御装置の回転伝達機
構としての精度を向上させることができる。すなわち、
動力の伝達が行われる外歯歯車と内歯歯車との間、及び
ピニオンと伝動歯車との間のいずれの角度バックラッシ
ュもなくすことができるので、正転、逆転時の角度バッ
クラッシュを確実に除去でき、制御装置の回転伝達機構
としての精度を一層向上させることができるものとな
る。角度バックラッシュの低減構造が簡単であり、低コ
ストである上、該角度バックラッシュ低減手段の組付
け、調整に手間取ることもない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an external gear having an arcuate tooth profile or trochoidal tooth profile which is held by an eccentric body provided on an eccentric body shaft, and an external gear. An inscribed meshing planet in which the external gear and the internal gear relatively decelerate and rotate by internally meshing the internal gear with the internal gear having an arcuate tooth profile such as an outer pin that meshes internally The present invention relates to a gear reducer, and more specifically to a control device using the intermeshing planetary gear reducer. 2. Description of the Related Art In recent years, a large number of robots that perform control operations have been put into practical use.
A mechanism is provided for decelerating the rotation of the secondary side and transmitting it to the secondary side. The reason for decelerating the rotation on the primary side and transmitting it to the secondary side is that deceleration increases the output and torque on the secondary side, and at the same time, the control error on the primary side is reduced by the reduction ratio and
This is because rotation control or position control on the secondary side is precisely performed in order to appear on the secondary side. In a joint transmission mechanism of a normal robot, a motor with a speed reducer is provided in a joint on the primary side, and the output rotation of the motor with the speed reducer is input to the joint on the secondary side to output the output rotation of the motor. By controlling the rotation (or position) of the secondary side joint. The reducer used for the speed reduction mechanism of the robot joint is a normal gear reducer in which external gears are externally meshed with each other, the sun gear and the planetary gears are externally meshed, and the planetary gears are inscribed in the fixed internal gear. These are a simple planetary gear reducer that meshes with each other, a reduction gear that internally meshes an elastic ring-shaped internal gear and an external gear called a harmonic drive (registered trademark), and the like. On the other hand, various internally meshing planetary gear reducers have been proposed in which an internally toothed gear having an arcuate tooth profile and an externally toothed gear having a trochoidal tooth profile are internally meshed. The internally meshing planetary gear mechanism will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. A pinion 2 is provided at the end of the input shaft 1. The pinion 2 meshes with three transmission gears 3 provided at equal angles around the input shaft 1. Transmission gear 3
Is provided at the end of the eccentric body shaft 4. Eccentric body axis 4
Are rotatably supported by bearings 5A and 5B. Eccentric bodies 6A and 6B are provided in the middle of the eccentric body shaft 4. The eccentric bodies 6A and 6B provided on the eccentric body shaft 4 are
External gears 7A and 7B are held via eccentric body bearings 9A and 9B, respectively. External gear 7A, 7B teeth 8A, 8
B is formed in a tooth shape such as an arc or trochoid shape. The internal gear 10 is also used as the outer case 11, and has internal teeth composed of the external pins 12 provided on the inner peripheral surface thereof. A through hole having a curved inner peripheral surface 13 is formed in each of the external gears 7A and 7B, and a part of the support block 14 is loosely fitted in the inner peripheral surface 13. The carrier 15 has a pin 1 at the end of the support block 14.
It is fixed by 6 and a bolt 17. Carrier 15
A bearing 18B is provided between the outer case 11 and the outer case 11, and a bearing 18A is provided between the support block 14 and the outer case 11. The rotation of the internal gear 10 (outer case 11) is
It is taken out from the rotation take-out section 19. External gear 7A,
The center OB of 7B is compared with the rotation center OA of the input shaft 1 by e
Only eccentric. The operation of the above internally meshing planetary gear reducer will be described. Every time the eccentric body shaft 4 makes one revolution, the external gear 7 is rotated.
A and 7B revolve around the center OA only once. Then, the teeth 8A of the external gear 7A and the teeth 8A of the external gear 7B.
The internal gear 10 (the outer case 11) rotates on its own axis so that the meshing between B and the outer pin 12 of the internal gear 10 is shifted by one tooth. Such an internally meshing planetary gear device is characterized in that a large reduction ratio can be obtained in spite of its relatively small size and light weight, and since a large torque can be transmitted, It is used as a speed reducer for various drive mechanisms that decelerates the output rotation of a motor to obtain a large rotational torque. A typical example of its use is a drive device for a crawler of an industrial vehicle. Generally, in a gear transmission mechanism, it is inevitable that rattling or play occurs between meshing gears. Due to this play and play, the rotation on the drive side does not immediately appear as the rotation on the driven side when converting from one rotation direction to the other rotation direction. Therefore, for example, in the intermeshing planetary gear mechanism, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-102855, Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-3048, and Japanese Patent Publication No. 56-3934.
As seen in Japanese Patent Publication No. 1 etc., a plurality of meshes are made in parallel to increase the transmission torque, maintain the strength, maintain the balance, etc. In such a transmission mechanism, the individual meshing portions are used. Although the backlash and play are reduced by interfering with each other, since the force is originally supposed to be transmitted at the meshing portion, backlash and play also occur in the normal rotation to the reverse rotation. The backlash and play described above are relative when there are a plurality of meshing portions. The delay in transmission from one rotation to the other rotation due to such relative play and play is called angular backlash. Such an angular backlash is present as the sum of the meshing parts in the above-described conventionally well-known internally meshing planetary gear reducer. When the previously proposed gear reducer is used for a small-sized control device, there are the following drawbacks, respectively. First, when the above-mentioned ordinary gear reducer is used as a reducer for a small-sized control device, a gear with a large diameter must be used in order to obtain a large reduction ratio, and the reduction mechanism becomes large. There is a drawback that it ends up. In addition, since a normal gear reducer cannot transmit a large torque, it is necessary to enlarge the shaft diameter and the gear in order to transmit a large torque.
Also in this respect, the speed reduction mechanism becomes large. Although the simple planetary gear reducer can obtain a large reduction ratio by itself, it is relatively large compared to the intermeshing planetary gear reducer and cannot transmit a large torque. is there. Therefore, the speed reduction mechanism becomes large even with the simple planetary gear reducer. Next, since the above-mentioned mechanism called a harmonic drive originally performs only a small torque transmission,
Even if it is small, it is not suitable for a control mechanism that requires transmission of large torque. On the other hand, a reduction gear for a control device such as the robot joint is originally required to have a large output and a large transmission torque. Therefore, a single intermeshing planetary gear that can obtain a large reduction ratio can be used. The speed reducer should be very advantageous as a speed reducer for the controller. However, the internally meshing planetary gear reducer has never been used as a small control reducer. The reasons were mainly for the following two points. First, the internally meshing planetary gear reducer has an unavoidable technical problem of angular backlash. Therefore, there is a problem in using the intermeshing planetary gear reducer as it is as a reducer for a control device, which often repeats forward and reverse rotations. That is, the angular backlash is caused by the manufacturing error of the meshing part and the error of the mounting part, but the internal meshing planetary gear reducer described above is mounted on the eccentric body, the external gear, the internal gear, the internal pin, etc. There are many parts, and the angle backlash inevitably increases. When a speed reducer having such a large angle backlash is used as a speed reducer for a control mechanism, the input rotation does not immediately appear as the output rotation, so that if this is used for a control device, the control accuracy will deteriorate. Especially,
If it is used in a control device that frequently performs rotation conversion from forward rotation to reverse rotation, a delay due to angular backlash will occur each time, so a control method that adopts such a frequent control mode of rotation conversion is used. It is more difficult to use. In order to eliminate and reduce the above-mentioned angular backlash, the machining accuracy of the parts is increased, time is wasted in selecting and combining the parts, and the mounting of the parts is devised so that the transmission mechanism at the time of forward rotation and the reverse rotation It turns out that it is good to share with each time transmission mechanism. However, in order to do this, there are too many negative points in terms of manufacturing cost, assembly time, maintenance and the like. For this reason, the internally meshing planetary gear reducers disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-3048 and Japanese Patent Laid-Open No. 56-39341 are used for traveling devices of crawler vehicles in which angular backlash need not be considered. It was used. Secondly, the speed reducer used for the control device of the robot joint or the like can accommodate the drive source such as the servo motor in a compact manner, and at the same time, can be easily attached to and detached from the mating machine to be coupled. In addition, it is necessary that the structure of the speed reducer is assembled and the disassembling work is not time-consuming. Further, in order to be usable for various control devices, it is necessary to have a structure in which the driving portion and the output portion are completely integrated as a unit and are assembled at the same time so that disassembling work can be facilitated and maintenance is not difficult. is there. As a result of earnest research on the application of the intermeshing planetary gear reducer to the control device, the present inventor has found that the structure of the intermeshing planetary gear reducer is small and compact and has a small inertial force. The effective means for reducing the angular backlash can be obtained in the contact mesh type planetary gear reducer. Therefore, an object of the present invention is to provide a structure of a planetary gear reducer suitable for a control device, and at the same time, to eliminate angular backlash in the planetary gear reducer to enable highly accurate transmission control. It is in. A feature of the present invention is that a support block, an input shaft projecting from the support block, and a pinion provided on the input shaft are provided.
A plurality of transmission gears meshing with the pinion, a plurality of eccentric body shafts provided on the transmission gears and rotatably supported by the support block, and an outer portion held by an eccentric body provided on the eccentric body shafts. An internally meshing planetary gear speed reduction mechanism composed of a tooth gear and an internal gear that meshes with the external gear, and the internally meshing planetary gear speed reduction mechanism has an eccentric body and an outer member held by the eccentric body. A plurality of combinations of toothed gears and internal gears that mesh with the external gears are provided, and one combination of the plurality of sets of external gears and internal gears is an external gear and an internal gear. And the phase of the pinion and the transmission gear that are in mesh with each other are shifted by an angle backlash from each other. Horn Provided with a backlash reducing means, a servo motor for forward and reverse rotation drives the input shaft is provided, by reducing the rotation of the input shaft, there is to made by taking out a controlled rotation of the internal gear. Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The input shaft 1 is provided so as to project from the support block 14, and a pinion 2 is provided at the end of the input shaft 1. The pinion 2 is in external contact with the transmission gear 3 and meshes therewith. The transmission gear 3 is provided at the end of the eccentric body shaft 4, and the three eccentric body shafts 4 are provided at the same radial position about the axis OA of the input shaft 1 at equal angles. The eccentric body shaft 4 rotatably supports the transmission gear 3, and is itself rotatably supported via bearings 5A and 5B provided between the support block 14 and the carrier 15. Eccentric bodies 6A and 6B are integrally or separately provided in the middle of the eccentric body shaft 4. Eccentric bodies 6A, 6B
External gears 7A, 7B are provided on the outer periphery of the eccentric body bearing 9A,
Held via 9B. The teeth 8A, 8B of the external gears 7A, 7B are formed in a tooth shape such as an arc or trochoid shape. The internal gears 10A and 10B are the outer case 1
It is also used as 1, and the outer pins 12A, 1 are provided on the inner peripheral surface thereof.
It has internal teeth of 2B. The external gears 7A, 7
A through hole having a curved inner peripheral surface 13 is formed in B, and the support block 14 penetrates through the inner peripheral surface 13.
A part of is loosely fitted. A carrier 15 is fixed to the end of the support block 14 by a pin 16 and a bolt 17. Bearing 13B between carrier 15 and outer case 11
Is provided, and a bearing 13A is provided between the support block 14 and the outer case 11. The rotation of the internal gear 10 (outer case 11) is taken out from the rotation take-out portion 19 provided on the outer circumference of the outer case 11. External gear 7A,
The center OB of 7B is compared with the rotation center OA of the input shaft 1 by e
Only eccentric. In the present invention, the input shaft 1 is rotated by a servomotor, and the transmission gear 3 is rotated by a pinion 2 provided in a cantilever shape at the end of the input shaft 1. In this embodiment, the support block 14 is fixed. In this embodiment of the invention, the eccentric body 6
A, 6B, external gears 7A, 7B and internal gear 10A,
Two sets of 10B are provided in the axial direction. The outer pin is divided into two parts 12A and 12B. One outer pin 12A is held by the outer case 11 to form the internal gear 10A, and the other outer pin 12B is provided in the outer case 11. The internal gear 10 is held by the intermediate frame 20.
B is formed. That is, the eccentric body 6A and the external gear 7A
And the internal gear 10A constitutes one gear set,
Furthermore, the eccentric body 6B, the external gear 7B, and the internal gear 10
Another pair of gears is formed by B. The intermediate frame 20 is fixed to the outer case 11 by a knock pin 21. The transmission gear 3 that meshes with the pinion 2 is divided into two gears 3A and 3B, or a combination gear consisting of two gears, which can be adjusted relatively in the circumferential direction, and can be integrated by a stop bolt 22. Is fixed by. These assembling are performed as follows. First, one set in one rotation direction, that is, the internal gear 10A (the outer pin 12 held in the outer case 11)
A), the external gear 7A and the eccentric body bearing 9A are mounted in a state in which play or play is blocked, that is, in a state in which the angular backlash is eliminated. In this state, the other set, that is, the internal gear 10B, is used for the other rotation direction.
(Outer pin 12B held by the intermediate frame 20), External gear 7
Until play and play of B and eccentric body bearing 9B are blocked,
Rotate the intermediate frame 20 in the outer case 11 by an angle θ,
It is fixed to the outer case 11 with a knock pin 21. The method of rotating and fixing the intermediate frame 20 inside the outer case 11 as described above facilitates the assembly. As a result, in one rotation direction,
The outer pin 12A of the internal gear 10A and the tooth 8A of the external gear 7A
Angle backlash due to backlash and play of the internal gear 10B and angular backlash due to backlash and play of the external pin 12B of the internal gear 10B and external gear 7B in the other rotation direction. The angular backlash is eliminated even in the rotation of. Further, it has a structure for eliminating angular backlash due to play or play between the transmission gear 3 and the pinion 2. That is, the transmission gears are divided into two parts, 3A and 3B, or a set of two parts, and the phases are shifted from each other by an angle backlash and are integrally fixed. This action is achieved by the above-described internal gears 10A, 10B and external gear 7A,
It is similar to the case of 7B. Further, the pinion may be divided into two or may be a set of two, and one transmission gear may be meshed with the pinion. The effects of the present invention configured as described above are as follows. Since the external gear only revolves and the internal gear (outer case) that meshes with the external gear only rotates, the total inertial force is reduced and high-speed, high-accuracy positioning is possible. It becomes possible and becomes effective as a transmission mechanism of the control device. Small overall,
It has a compact structure and is easy to assemble and disassemble. Since the input shaft is driven to rotate by the servo motor and this input rotation is taken out as the decelerated rotation of the internal gear (outer case), the input shaft rotated by the servo motor and the output part that transmits a large torque are output. Since a certain internal gear serves as a complete transmission mechanism, it is compact and compact, and it is easy to install and remove from the mating machine and has good maintainability. The angular backlash in the planetary gear mechanism can be eliminated, which enables accurate rotation control, and particularly improves the accuracy of the rotation transmission mechanism of the control device. That is,
It is possible to eliminate any angular backlash between the external gear and the internal gear where power is transmitted, and between the pinion and the transmission gear. Therefore, the accuracy of the rotation transmission mechanism of the control device can be further improved. The structure for reducing the angular backlash is simple and the cost is low, and the assembly and adjustment of the angular backlash reducing means are not troublesome.

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる遊星歯車機
構の断面図である。 【図２】図２は、図３における２組の外ピンと外歯歯車
を示す図である。 【図３】図３は、従来の遊星歯車機構の断面図である。 【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。 【符号の説明】 １：入力軸 ２：ピニオン ３Ａ、３Ｂ：伝動歯車 ４：偏心体軸 ６Ａ、６Ｂ：偏心体 ７Ａ、７Ｂ：外歯歯車 １０Ａ、１０Ｂ：内歯歯車 １１：外ケース １２Ａ、１２Ｂ：外ピン ２０：中間枠 Ｍ：サーボモータBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a planetary gear mechanism according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram showing two sets of outer pins and external gears in FIG. 3; FIG. 3 is a sectional view of a conventional planetary gear mechanism. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. [Explanation of Codes] 1: Input shaft 2: Pinion 3A, 3B: Transmission gear 4: Eccentric body shaft 6A, 6B: Eccentric body 7A, 7B: External gear 10A, 10B: Internal gear 11: Outer case 12A, 12B : Outer pin 20: Intermediate frame M: Servo motor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．支持ブロックと、該支持ブロックから突出して設け
られた入力軸と、該入力軸に設けられたピニオンと、該
ピニオンと噛合する複数の伝動歯車と、該伝動歯車に設
けられ、前記支持ブロックに回転可能に支持された複数
の偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体に保持さ
れる外歯歯車と、該外歯歯車と噛み合う内歯歯車とから
なる内接噛合形遊星歯車減速機構を有し、 該内接噛合形遊星歯車減速機構に、偏心体と該偏心体に
保持される外歯歯車および該外歯歯車と噛み合う内歯歯
車からなる歯車の組合せが複数組設けられ、該複数組の
外歯歯車と内歯歯車の組み合わせの内、１つの組み合わ
せの外歯歯車と内歯歯車との位相を互いに角度バックラ
ッシュ分だけずらして取り付けると共に、互いに噛み合
うピニオンと伝動歯車のいずれか一方を軸方向に２個ま
たは２分割して互いに角度バックラッシュ分だけ位相を
ずらせて噛み合わせてなる角度バックラッシュ低減手段
を設けると共に、 前記入力軸を正逆回転駆動するサーボモータを設け、該
入力軸の回転を減速して、前記内歯歯車の制御回転とし
て取り出してなることを特徴とする内接噛合形遊星歯車
減速機構を使用した制御装置。(57) [Claims] A support block, an input shaft provided so as to project from the support block, a pinion provided on the input shaft, a plurality of transmission gears meshing with the pinion, and a plurality of transmission gears provided on the transmission gear and rotated by the support block. An internally meshing planetary gear reduction consisting of a plurality of eccentric body shafts supported so as to be possible, an external gear provided on the eccentric body shaft and held by an eccentric body, and an internal gear meshing with the external gear. A plurality of sets of gears including an eccentric body, an external gear held by the eccentric body, and an internal gear that meshes with the external gear are provided in the internal mesh planetary gear reduction mechanism. Of the combination of the plurality of sets of external gears and internal gears, one combination of external gears and internal gears is attached with their phases offset from each other by an angular backlash, and either pinion or transmission gears that mesh with each other are attached. Kaichi One of them is divided into two or two in the axial direction, and an angle backlash reducing means is provided to shift the phases by an angle backlash and mesh with each other, and a servomotor for driving the input shaft to rotate forward and backward is provided. A control device using an internal mesh planetary gear reduction mechanism, characterized in that the rotation of an input shaft is decelerated and extracted as control rotation of the internal gear.