JP3217060U - マイクロ減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】単段だけで大きな減速比を実現でき、噛合率が大きく、耐衝撃能力が高く、破損しにくく、且つノイズが低いマイクロ減速機を提供する。【解決手段】入力側軸受１、ハウジング２、出力軸３、スライダー４、サイクロイド歯車５、サイクロイド歯車軸受６、入力軸７、入力側軸受８、プーリ９、取付板１０、ピン１１、ネジ１２を備え、入力側軸受８は入力軸７とハウジング２の間に取り付けられ、出力側軸受１は出力軸２とハウジングの間に取り付けられ、サイクロイド歯車軸受６はサイクロイド歯車５と入力軸７の間に取り付けられ、プーリ９は入力軸７に取り付けられ、入力軸７は偏心軸であり、サイクロイド歯車５は入力軸７の偏心部に同軸に回転し、入力軸７はハウジング２に同軸である。【選択図】図１

Description

本考案は機械的伝動分野に属し、具体的にマイクロ減速機に関する。

現在、知能ロボットの開発はますます高速化しており、その回転ジョイントには通常減速機が必要であるが、従来の減速機構造では、歯車の噛み合いにより減速するのが一般的であり、減速機構造の体積が小さいため、歯車も小さく製造されるから、全体としての強度が低く、衝撃に与えられると破損する恐れがある。また、従来の遊星歯車構造や歯車減速構造は空間的に制限されており、単段の減速比も小さく、減速比を増大したい場合は、多段減速が行われるため、伝動効率が低下し、歯車の噛み合いによる伝動を行うため、高速の場合、ノイズは非常に大きくなる。

本考案が解決しようとする技術的問題は、サイクロイド・ピン歯車の伝動原理を利用して設計された、単段だけで大きな減速比を実現でき、噛合率が大きく、耐衝撃能力が高く、破損しにくく、且つノイズが低いものを提供し、従来の設計上の欠点を確実に解決することである。

本考案は以下の技術案によって実現される。マイクロ減速機であって、入力側軸受、ハウジング、出力軸、スライダー、サイクロイド歯車、サイクロイド歯車軸受、入力軸、入力側軸受、プーリ、取付板、ピン、ネジを備え、入力側軸受は入力軸とハウジングの間に取り付けられ、出力側軸受は出力軸とハウジングの間に取り付けられ、サイクロイド歯車軸受はサイクロイド歯車と入力軸の間に取り付けられ、プーリは入力軸に取り付けられ、入力軸は偏心軸であり、サイクロイド歯車は入力軸の偏心部に同軸に回転し、入力軸はハウジングに同軸であり、入力側軸受は入力軸とハウジングの間に取り付けられ、出力軸はハウジングに同軸に回転し、それらの間に出力側軸受が取り付けられている。

好ましい技術案として、前記入力軸、サイクロイド歯車、ハウジング、ピンによって、一段サイクロイド・ピン歯車減速機構が構成される。

好ましい技術案として、前記サイクロイド歯車の数が１つ、２つ又は３つである。

好ましい技術案として、前記スライダーは十字構造をしており、それぞれサイクロイド歯車、出力軸と係合して直動対偶を構成し、且つ両方の運動方向が十字形となる。

好ましい技術案として、前記入力軸は、プーリを取り付けてベルト伝動を動力入力とするか、歯車を用いるか、又は、モータに直接接続されて駆動する。

好ましい技術案として、前記入力軸は出力軸に同軸であり、且つ入力出力が可逆的であり、出力軸を入力端とするときに加速機構になる。

好ましい技術案として、前記サイクロイド歯車のノッチがスライダーのボスと係合して、摺動対偶を構成し、スライダーのノッチが出力軸のボスと係合して、摺動対偶を構成し、両方の摺動方向が互いに垂直になり、十字形となっている。

本考案の有益な効果は以下のとおりである。本考案は、サイクロイド・ピン歯車減速原理を利用して、単段での大きな減速比、低ノイズ、高い耐衝撃能力の利点を実現するものであり、このような構造を有するマイクロ減速機は、同体積の歯車減速機に比べて、性能上、顕著な長所がある。

本考案の実施例又は従来技術における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明するが、勿論、以下、説明する図面は本考案の実施例の一部に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を必要とせずに、これら図面に基づいてほかの図面を想到し得る。
本考案の模式的な構造分解図である。 本考案の主構造模式図である。 本考案のサイクロイド・ピン歯車構造の模式図である。 本考案の全体模式図である。 本考案のベルト入力方式の模式図である。 本考案の歯車入力方式の模式図である。 本考案の直接接続入力方式の模式図である。

本明細書に開示されているすべての特徴、又は開示されているすべての方法又は過程のステップは、互いに矛盾する特徴及び／又はステップ以外、何らかの方法で組み合わせることができる。

本明細書（追加した特許請求の範囲、要約書及び図面のすべてを含む）に開示されている特徴については、特に断らない限り、いずれもほかの等価物又は類似目的を有する替代特徴により置き換えることができる。すなわち、特に記載がない限り、それぞれの特徴は一連の等価又は類似特徴の一例に過ぎない。

図１に示されるように、本考案のマイクロ減速機は、出力側軸受１、ハウジング２、出力軸３、スライダー４、サイクロイド歯車５、サイクロイド歯車軸受６、入力軸７、入力側軸受８、プーリ９、取付板１０、ピン１１、ネジ１２等からなり、入力軸７は偏心軸であり、サイクロイド歯車５は入力軸７の偏心部に同軸に回転し、それらの間にサイクロイド歯車軸受６が取り付けられており、入力軸７とハウジング２は同軸であり、それらの間に入力側軸受８が取り付けられており、出力軸３とハウジング２は同軸に回転し、それらの間に出力側軸受１が取り付けられている。

図２、図３に示されるように、本考案のマイクロ減速機では、入力軸７、サイクロイド歯車５、ハウジング２、ピン１１によって、一段サイクロイド・ピン歯車伝動が構成され、ハウジング２に分布しているピン１１はほぼすべてサイクロイド歯車５に接触するため、噛合率が極めて高く、耐荷重能力が高い。

図１、図３に示されるように、本考案のマイクロ減速機では、サイクロイド歯車５とスライダー４は互いに摺動して摺動対偶を構成し、スライダー４はさらに出力軸３と互いに摺動して摺動対偶を構成し、両方の摺動方向が十字形となっている。

さらに、入力軸７は偏心軸であり、入力側軸受８による制約下で、ハウジング２に同軸に回転するが、その偏心部位がサイクロイド歯車５、サイクロイド歯車軸受６に同軸に回転し、サイクロイド歯車６とハウジング２は、ピン１１により制約されてサイクロイド・ピン歯車運動を行い、入力軸７が１回り回転すると、サイクロイド歯車５は逆方向に１歯分回転する。

さらに、出力軸３とハウジング２は、出力側軸受１により制約されて同軸を保持するのに対して、サイクロイド歯車５は、入力軸受７回りの公転と自転運動の組み合わせであり、図１、図３に示されるように、サイクロイド歯車５のノッチがスライダー４のボスと係合して摺動対偶を構成し、スライダー４のノッチが出力軸３のボスと係合して摺動対偶を構成し、両方の摺動方向が垂直になり、十字形となっており、クロスカップリングに相当するものとして、サイクロイド歯車５の自転運動を出力軸３に伝達する。

さらに、出力軸３はハウジング２に同軸、ハウジング２は入力軸７に同軸になるため、出力軸３と入力軸７も同軸となり、ハウジング２が固定されていると、入力軸７と出力軸３の回転方向が反対になり、出力３が固定であると、入力軸７とハウジング２の回転方向が同様である。

図５に示されるように、本考案の入力軸７の回転は、直流モータ１０２によりベルト伝動方式で提供されてもよく、直流モータ１０２の軸にモータプーリ１０４が取り付けられている。直流モータ１０２が回転すると、モータプーリ１０４、ベルト１０３、プーリ９を用いたベルト伝動方式で入力軸７を回転させる。

図６に示されるように、本考案の入力軸７の回転は、直流モータ１０２により歯車伝動方式で提供されてもよく、直流モータ１０２の軸にモータプーリ１０４が取り付けられている。プーリ９を歯車１０６に変更し、直流モータ１０２が回転すると、モータ歯車１０５、歯車１０６の噛み合い伝動方式で入力軸７を回転させる。

図７に示されるように、本考案の入力軸７の回転は、直流モータ１０２により接直接続方式で提供されてもよく、直流モータ１０２の出力軸は入力軸７になり、このように、直流モータ１０２が回転すると、直接入力軸７を回転させる。

さらに、図６及び図７の取り付け態様はいずれもシート状の取り付け態様であり、一方にベルト伝動、他方に歯車伝動が使用される以外、ほぼ同様であり、ベルト伝動の場合は、プーリの直径寸法を過大化させることなく一段減速中心距離を大きく設計防止できるとともに、直流モータの高速でのノイズが極めて小さいという利点を有し、本考案の最適な形態であり、歯車伝動方式として設計する場合は、一段歯車の減速比が外形寸法により制限されて、ほぼ１であり、取り付け方式をシート状にする以外、意義がないため、二段歯車噛み合い方式として設計する必要があり、このようにしても、入力段として、そのノイズは理想的であると言えない。

さらに、図７に示される取り付け方式は、入力出力を同軸にすることで、簡素化と実用化を両立させるという主要な利点がある反面、構造全体の長さの寸法を増大して、十分にコンパクトではない。

以上は、本考案の特定の実施形態に過ぎず、本考案の保護範囲はこれらに制限されず、創造的な努力を必要とせずに想到し得るすべての変化又は置換は、本考案の保護範囲に属する。このため、本考案の保護範囲は特許請求の範囲に限定される保護範囲を基準にする。

図中：１、出力側軸受、２、ハウジング、３、出力軸、４、スライダー、５、サイクロイド歯車、６、サイクロイド歯車軸受、７、入力軸、８、入力側軸受、９、プーリ、１０、取付板、１１、ピン、１２、ネジ、１０１、本考案（プーリ９無し）、１０２、直流モータ、１０３、ベルト、１０４、モータプーリ、１０５、モータ歯車、１０６、歯車。

Claims (7)

1. 入力側軸受（１）、ハウジング（２）、出力軸（３）、スライダー（４）、サイクロイド歯車（５）、サイクロイド歯車軸受（６）、入力軸（７）、入力側軸受（８）、プーリ（９）、取付板（１０）、ピン（１１）、ネジ（１２）を備え、入力側軸受（８）は入力軸（７）とハウジング（２）の間に取り付けられ、出力側軸受（１）は出力軸（２）とハウジング（２）の間に取り付けられ、サイクロイド歯車軸受（６）はサイクロイド歯車（５）と入力軸（７）の間に取り付けられ、プーリ（９）は入力軸（７）に取り付けられ、入力軸（７）は偏心軸であり、サイクロイド歯車（５）は入力軸（７）の偏心部に同軸に回転し、入力軸（７）はハウジング（２）に同軸であり、入力側軸受（８）は入力軸（７）とハウジング（２）の間に取り付けられ、出力軸（３）はハウジング（２）に同軸に回転し、それらの間に出力側軸受（１）が取り付けられていることを特徴とするマイクロ減速機。
2. 前記入力軸（７）、サイクロイド歯車（５）、ハウジング（２）、ピン（１１）によって、一段サイクロイド・ピン歯車減速機構が構成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ減速機。
3. 前記サイクロイド歯車（５）の数が１つ、２つ又は３つであることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ減速機。
4. 前記スライダー（４）は十字構造をしており、それぞれサイクロイド歯車（５）、出力軸（３）と係合して直動対偶を構成し、且つ両方の運動方向が十字形となることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ減速機。
5. 前記入力軸（７）は、プーリ（９）を取り付けてベルト伝動を動力入力とするか、歯車を用いるか、又は、モータに直接接続されて駆動することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ減速機。
6. 前記入力軸（７）は出力軸（３）に同軸であり、且つ入力出力が可逆的であり、出力軸（７）を入力端とするときに加速機構になることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ減速機。
7. 前記サイクロイド歯車（５）のノッチがスライダー（４）のボスと係合して、摺動対偶を構成し、スライダー（４）のノッチが出力軸（３）のボスと係合して、摺動対偶を構成し、両方の摺動方向が互いに垂直になり、十字形となっていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ減速機。