JP6944400B2 - 減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、減速装置に関する。

特許文献１には、装置中央部を軸方向に貫通するホロー部を有する減速装置が開示されている。

特開２００９−１６６１６８号公報

ところで、特許文献１のような減速装置のホロー部を構成する筒状部材に関して、その薄肉化が求められる場合がある。本発明者は、このように筒状部材の厚みを薄くした場合、減速装置の内部で生じた音が筒状部材で共鳴し易くなり、筒状部材から騒音が生じ易くなるという新たな知見を得た。

本発明のある態様は、こうした状況に鑑みてなされ、その目的の１つは、ホロー部を構成する筒状部材の厚みを薄くした場合であっても、低騒音化を図れる減速装置を提供することにある。

本発明のある態様は減速装置に関し、装置中央部を軸方向に貫通するホロー部を有する減速装置であって、前記ホロー部を構成する第１筒状部材と、前記第１筒状部材の内側に配置される吸音材と、を備える。

本発明によれば、ホロー部を構成する第１筒状部材の厚みを薄くした場合であっても、低騒音化を図れる。

第１実施形態の減速装置を示す断面図である。 図１の一部の拡大図である。 第２実施形態の減速装置を示す断面図である。 図３の一部の拡大図である。 第３実施形態の減速装置を示す断面図である。 図５の一部の拡大図である。

まず、実施形態の減速装置を想到するに到った背景から説明する。実施形態の減速装置は、ホロー部を構成する第１筒状部材を有し、その第１筒状部材の内側にケーブル等の挿通部材を挿通している。第１筒状部材の外側に配置される他の部材の寸法を変化させることなく、第１筒状部材の内側に挿通部材を挿通し易くするうえでは、第１筒状部材の厚みが薄くなるように、その内径の大径化が求められる。

本発明者は、このように第１筒状部材の厚みを薄くした場合、減速装置を構成する可動部材の動作音が生じたときに第１筒状部材が共鳴し易くなり、第１筒状部材から騒音が生じ易くなる問題があるという新たな知見を得た。ここでの可動部材の動作音とは、たとえば、外歯歯車と内歯歯車等の歯車の噛み合いに伴い生じる音や、第１筒状部材の外周面上での転動体の転動に伴い生じる音をいう。このような第１筒状部材の共鳴音は、減速装置の歯車等の回転速度に依存せず、常時に発せられるため、減速装置の使用環境によっては、その対策が特に強く求められる。この使用環境とは、たとえば、後述する協働ロボットに減速装置を組み込む場合である。

この対策として、本実施形態の減速装置は、第１筒状部材の内側に第１吸音材を配置する構成を採用している。これにより、第１筒状部材から発せられる音の音圧レベルを第１吸音材により低減でき、第１筒状部材の厚みを薄くした場合であっても低騒音化を図れる。以下、この減速装置の詳細を説明する。

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。

本明細書での「接触」とは、特に明示されていない限り、言及している二者が直接的に接触する場合の他に、他の部材を介して間接的に接触する場合も含む。また、「同等」とは、言及している二者が字句通りに言及している条件（ここでは「同等」）を満たす場合の他に、その条件をほぼ満たす場合も含まれる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１実施形態の減速装置１０を示す断面図である。本実施形態の減速装置１０は産業用ロボット１２の関節部１２ａに組み込まれる。本実施形態の産業用ロボット１２は、人と協働して作業を行う協働ロボットである。

実施形態の減速装置１０は、駆動源となるモータ１４を備えるギヤモータである。モータ１４は、減速装置１０のケーシング３６（後述する）に固定されるモータハウジング１６と、モータハウジング１６と一体化されるステータ１８とを有する。また、モータ１４は、ステータ１８との間での磁気的な相互作用により回転させられるロータ２０と、ロータ２０と一体的に回転可能に設けられる出力軸２２とを有する。モータハウジング１６は、ステータ１８やロータ２０の径方向外側に設けられる筒状部１６ａと、ステータ１８やロータ２０を入力側（後述する）から覆うカバー部１６ｂとを有する。

減速装置１０は、モータ１４の回転動力を減速したうえで被駆動部材に出力する。減速装置１０は、内歯歯車３０と噛み合う外歯歯車２８を動かすことで、外歯歯車２８及び内歯歯車３０の一方の自転を生じさせ、その生じた自転成分を被駆動部材に出力する。本実施形態の減速装置１０は、前述の自転成分を外歯歯車２８の揺動により生じさせる偏心揺動型減速装置である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車３０の中心軸線Ｌｃと同心上にクランク軸２６が配置されるセンタークランク型である。以下、内歯歯車３０の中心軸線Ｌｃに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Ｌｃを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」という。また、内歯歯車３０に対して駆動源（モータ１４）が位置する軸方向の一方側（図１の右側）を入力側（反負荷側）といい、軸方向の他方側（図１の左側）を反入力側（負荷側）という。

減速装置１０は、主に、入力軸２４と、クランク軸２６と、外歯歯車２８と、内歯歯車３０と、キャリヤ３２、３４と、ケーシング３６と、を備える。

入力軸２４には、駆動源から回転動力が入力される。駆動源はモータ１４を例示するが、ギヤモータ、エンジン等でもよい。本実施形態の入力軸２４はモータ１４の出力軸２２を兼ねているが、出力軸２２と別体に設けられてもよい。

クランク軸２６は、入力軸２４に入力される回転動力によって、自らを通る回転中心線周りに回転可能である。本実施形態のクランク軸２６は入力軸２４が兼ねている。クランク軸２６は、軸方向に沿って延びる軸部２６ａと、軸部２６ａと一体的に回転可能に設けられる偏心体３８と、を有する。

偏心体３８の中心軸線はクランク軸２６の回転中心線に対して偏心しており、外歯歯車２８を揺動させることが可能である。本実施形態の偏心体３８は、クランク軸２６の軸部２６ａと同じ部材の一部として構成されるが、別体に構成されてもよい。本実施形態の減速装置１０は複数の偏心体３８を有し、複数の偏心体３８の偏心方向の位相はずれている。本実施形態では２個の偏心体３８が設けられ、隣り合う偏心体３８の位相は１８０°ずれている。

外歯歯車２８は、複数の偏心体３８のそれぞれに対応して個別に設けられ、その対応する偏心体３８に第１軸受４０を介して回転自在に支持される。外歯歯車２８は、対応する偏心体３８によって、自らの中心軸線が内歯歯車３０の中心軸線Ｌｃ周りを回転するように揺動させられる。

内歯歯車３０は、複数の外歯歯車２８の径方向外側に設けられ、外歯歯車２８と噛み合う。本実施形態の内歯歯車３０は、内歯歯車本体３０ａと、内歯歯車本体３０ａのピン溝に回転自在に支持されるとともに内歯を構成するピン部材３０ｂとを有する。内歯歯車３０の内歯数（ピン部材３０ｂの数）は、本実施形態において、外歯歯車２８の外歯数より一つ多い。

キャリヤ３２、３４は、外歯歯車２８の軸方向側部に配置される。キャリヤ３２、３４には、入力側に配置される入力側キャリヤ３２（第１キャリヤ）と、反入力側に配置される反入力側キャリヤ３４（第２キャリヤ）とが含まれる。本実施形態のキャリヤ３２、３４は円盤状をなす。本実施形態の入力側キャリヤ３２は、ボルトを用いてケーシング３６に固定されることで、ケーシング３６と一体化される。本実施形態の反入力側キャリヤ３４は、ボルトを用いて内歯歯車３０に固定されることで、内歯歯車３０と一体化される。

ケーシング３６は、全体として筒状をなし、その径方向内側には、外歯歯車２８等の内部部材が配置される。本実施形態のケーシング３６は、内歯歯車３０とは別体であり、内歯歯車３０の径方向外側に配置される。

被駆動部材に回転動力を出力する部材を出力部材４２とし、減速装置１０を支持するための外部部材に固定される部材を被固定部材４４とする。本実施形態の出力部材４２は反入力側キャリヤ３４であり、被固定部材４４はケーシング３６である。出力部材４２は、被固定部材４４に主軸受４６を介して回転自在に支持される。本実施形態の主軸受４６は、ケーシング３６と内歯歯車３０の間に配置されるクロスローラ軸受である。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動源から入力軸２４に回転動力が伝達されると、クランク軸２６が回転中心線周りに回転し、クランク軸２６の偏心体３８により外歯歯車２８が揺動する。このとき、外歯歯車２８は、自らの中心軸線がクランク軸２６の回転中心線周りを回転するように揺動する。外歯歯車２８が揺動すると、外歯歯車２８と内歯歯車３０の噛合位置が順次ずれる。この結果、クランク軸２６が一回転する毎に、外歯歯車２８と内歯歯車３０の歯数差に相当する分、外歯歯車２８及び内歯歯車３０の一方の自転が発生する。

本実施形態では内歯歯車３０の自転が生じ、出力部材４２としての反入力側キャリヤ３４は内歯歯車３０の自転成分と同期して回転することで、その自転成分を被駆動部材に出力する。このとき、クランク軸２６の回転は、外歯歯車２８と内歯歯車３０の歯数差に応じた減速比で減速されたうえで被駆動部材に出力される。

ここで、実施形態の減速装置１０は、減速装置１０の径方向の中央部である装置中央部を軸方向に貫通するホロー部４８を有する。減速装置１０は、このようなホロー部４８を構成する第１筒状部材５０としてクランク軸２６（入力軸２４）を備える。実施形態のホロー部４８は、モータ１４の出力軸２２の入力側端部からクランク軸２６の反入力側端部までの範囲に設けられる。本実施形態のホロー部４８は、そのホロー部４８の内側に電源ケーブル等の挿通部材５２を挿通するために設けられる。

実施形態の減速装置１０は、第１筒状部材５０の径方向内側に配置される第２筒状部材５３を備える。第２筒状部材５３は、高速で回転する第１筒状部材５０との直接の接触から挿通部材５２を保護するために用いられる。第２筒状部材５３は、モータ１４の出力軸２２やクランク軸２６が構成するホロー部４８内に挿通される筒状部５３ａと、筒状部５３ａの入力側端部から径方向外側に延びるフランジ部５３ｂとを有する。フランジ部５３ｂは、モータハウジング１６のカバー部１６ｂに入力側から突き当てられ、ボルトによりモータハウジング１６に固定される。

図２は、図１の一部の拡大図である。第１筒状部材５０の偏心体３８と外歯歯車２８の間には、前述の通り、第１軸受４０が配置される。第１軸受４０は、複数の第１転動体５４と、複数の第１転動体５４を回転自在に支持する第１リテーナ５６とを有する。本実施形態の第１転動体５４はころである。第１軸受４０は、専用の内輪を有しておらず、偏心体３８が内輪を兼ねている。詳しくは、偏心体３８の外周面は、第１転動体５４が転動する内側転動面５８を構成する。第１筒状部材５０の外周面の一部は内側転動面５８を構成しているとも捉えられる。また、第１軸受４０は、専用の外輪を有しておらず、外歯歯車２８が外輪を兼ねている。

第１筒状部材５０とキャリヤ３２、３４との間には第２軸受６０が配置される。第１筒状部材５０は、第２軸受６０を介してキャリヤ３２、３４に回転自在に支持される。第１筒状部材５０とキャリヤ３２、３４との間には、第２軸受６０を挟んで第１軸受４０とは軸方向の反対側にオイルシール６２が配置される。

第１筒状部材５０は、その内側転動面５８の径方向内側に他の部分より内径が大きい大内径部６４を有する。本実施形態の大内径部６４は、偏心体３８の径方向内側に設けられることになる。本実施形態での「他の部分」とは、第１筒状部材５０の軸方向端部を含む軸方向範囲に設けられる小内径部６６をいう。本実施形態の小内径部６６は、第１筒状部材５０の両側の軸方向端部を含む軸方向範囲に個別に設けられる。本実施形態の大内径部６４は、複数の内側転動面５８の径方向内側を含む軸方向範囲に設けられる。また、本実施形態の大内径部６４は、複数の偏心体３８の軸方向両側に配置される一対の第２軸受６０の径方向内側も含む軸方向範囲に設けられる。

本実施形態の大内径部６４は、平坦面部６４ａ、６４ｂと接続面部６４ｃを組み合わせて構成される。詳しくは、本実施形態の大内径部６４は、三つの平坦面部６４ａ、６４ｂと、四つの接続面部６４ｃを組み合わせて構成される。

平坦面部６４ａ、６４ｂの内周面は、軸方向に向かって平坦な形状である。三つの平坦面部６４ａ、６４ｂには、他の平坦面部６４ｂより内径が大きい大径平坦面部６４ａが含まれる。大径平坦面部６４ａは、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に少なくとも設けられる。

接続面部６４ｃは、平坦面部６４ａ、６４ｂの軸方向両端部に接続される。本実施形態の接続面部６４ｃは、軸方向において、大径平坦面部６４ａに近づくにつれて拡径するように形成される傾斜面である。

実施形態の減速装置１０は、前述の通り、第１筒状部材５０の内側に配置される第１吸音材６８を備える。本実施形態の第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の入力側端部から反入力側端部までの連続する軸方向範囲で第１筒状部材５０の内側に配置される。

第１吸音材６８は、振動エネルギーを吸収することで音圧レベルを低減する吸音機能を持つ。本明細書の「吸音機能」には、空間を伝わる音の振動エネルギーを吸収することで音圧レベルを低減する一般的な吸音機能の他に、物体の内部を伝わる振動エネルギーを直接に吸収することで音圧レベルを低減する制振機能も含まれる。第１吸音材６８は、たとえば、ブチルゴムとアスファルトの複合材や、ブチルゴムとアルミニウムの複合材である。

第１吸音材６８は、第１筒状部材５０と第２筒状部材５３の間に配置される。本実施形態の第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の内周面に接触している。第１吸音材６８は、塗布、接着等により第１筒状部材５０に取り付けられる。本実施形態の第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の内部に伝わる振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで直接に吸収する制振機能を果たす制振材である。

第１吸音材６８は、径方向に厚みを持って配置される。第１吸音材６８は、第１吸音材６８の他の部分より厚みが大きい厚肉部７０を有する。ここでの「他の部分」とは、第１吸音材６８の軸方向端部を含む軸方向範囲に設けられる薄肉部７２をいう。本実施形態の第１吸音材６８の薄肉部７２は、第１筒状部材５０の小内径部６６の径方向内側に設けられる。

本実施形態の厚肉部７０は、第１筒状部材５０の大内径部６４の径方向内側に配置される。厚肉部７０は、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に少なくとも配置される。本実施形態の厚肉部７０は、第１筒状部材５０の大内径部６４が構成する凹部を埋めるように、その大内径部６４の径方向内側に配置される。

本実施形態の厚肉部７０は、軸方向に向かって厚みが同等の等厚部７０ａ、７０ｂと、軸方向に向かって厚みが変化する厚み変化部７０ｃとを組み合わせて構成される。詳しくは、本実施形態の厚肉部７０は、三つの等厚部７０ａ、７０ｂと、四つの厚み変化部７０ｃを組み合わせて構成される。

三つの等厚部７０ａ、７０ｂには、他の等厚部７０ｂより厚みが大きい厚肉等厚部７０ａが含まれる。三つの等厚部７０ａ、７０ｂは、第１筒状部材５０の平坦面部６４ａ、６４ｂの径方向内側に配置される。厚肉等厚部７０ａは、第１筒状部材５０の大径平坦面部６４ａの径方向内側に配置される。厚肉等厚部７０ａは、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に少なくとも配置される。

厚み変化部７０ｃは、厚肉等厚部７０ａに近づくにつれて厚みが大きくなるように形成される。本実施形態の厚み変化部７０ｃは、厚肉等厚部７０ａに近づくにつれて、その内径は変化せずに、その外径のみが拡径するように形成される。厚み変化部７０ｃは、第１筒状部材５０の接続面部６４ｃの径方向内側に配置される。

本実施形態の厚肉部７０は、第１吸音材６８の薄肉部７２と同等の内径に設定される。第１吸音材の厚肉部７０と薄肉部７２の内周面は軸方向に向かって連続する平坦面を形成する。

以上の減速装置１０の効果を説明する。

（Ａ）減速装置１０は、第１筒状部材５０の内側に配置される第１吸音材６８を備える。よって、前述の通り、第１筒状部材５０から発せられる音の音圧レベルを第１吸音材６８により低減でき、第１筒状部材５０の厚みを薄くした場合であっても低騒音化を図れる。

（Ｂ）また、第１筒状部材５０の外側に第１吸音材６８を配置する構成を採用していないため、第１筒状部材５０の外側に配置される他の部材との干渉を避けつつ低騒音化を図れる。ここでの他の部材とは、たとえば、モータ１４のロータ２０、第２軸受６０、オイルシール６２等である。

（Ｃ）第１筒状部材５０の外周面の一部は、第１転動体５４が転動する内側転動面５８を構成する。よって、第１転動体５４の転動に伴い第１筒状部材５０に直接に入力された音で第１筒状部材５０が共鳴し易くなる状況のもとでも、第１吸音材６８により低騒音化を効果的に図れる。

（Ｄ）第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に配置される厚肉部７０を有する。よって、第１転動体５４の転動に伴い第１筒状部材５０に音が入力される箇所（内側転動面５８）の近傍で、第１吸音材６８の厚肉部７０により効果的に吸音機能を果たすことができ、低騒音化を効果的に図れる。

（Ｅ）第１筒状部材５０は、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に大内径部６４を有し、第１吸音材６８の厚肉部７０は、その大内径部６４の径方向内側に配置される。よって、第１吸音材６８の他の箇所より厚みの大きい厚肉部７０がある場合でも、その厚肉部７０を大内径部６４の内側に配置することで、厚肉部７０の内径が小さくなるのを抑えられる。これにより、第１筒状部材５０の内側に挿通部材５２を挿通するうえで、第１吸音材６８が一部を構成するホロー部４８の内径が小さくなる事態を避けられ、挿通部材５２の通し易さに悪影響が及び難くなる。また、第１筒状部材５０に他の部分より内径が大きい大内径部６４を設けることで、第１筒状部材５０に大内径部６４がない場合と比べ、第１筒状部材５０の軽量化を図れる。

第１吸音材６８は、第１筒状部材５０と第２筒状部材５３の間に配置される。よって、第１筒状部材５０から第２筒状部材５３に伝播しようとする音の音圧レベルを第１吸音材６８により低減でき、第２筒状部材５３が共鳴して騒音源となる事態を避け易くなる。

（Ｆ）第１吸音材６８は第１筒状部材５０の内周面に接触している。よって、第１筒状部材５０が共鳴したとしても、その振動エネルギーを直接に第１吸音材６８により吸収でき、低騒音化を効果的に図れる。

なお、本実施形態の減速装置１０は、図１に示すように、モータハウジング１６の入力側端面に取り付けられる第２吸音材７４を備える。第２吸音材７４には、第２筒状部材５３と軸方向に重なる箇所に開口部７４ａが形成される。開口部７４ａは、モータハウジング１６に第２筒状部材５３を固定するときに、その第２筒状部材５３との干渉を避けるために用いられる。第２吸音材７４は、第１吸音材６８と同様の吸音機能を持つ。本実施形態の第２吸音材７４は、第１吸音材６８と同じ素材を用いて構成されるが、別の素材を用いて構成されてもよい。このようにモータハウジング１６の入力側端面に第２吸音材７４を取り付けた場合、モータハウジング１６から発せられる音の音圧レベルを効果的に低減できる。

（第２の実施の形態）
図３は、第２実施形態の減速装置１０を示す断面図である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車３０の中心軸線Ｌｃから径方向外側にオフセットした位置に複数のクランク軸２６が配置される振り分け型である。本実施形態の減速装置１０も、第１実施形態と同様にモータ１４（図示せず）を備える。また、本実施形態の減速装置１０は、第１実施形態の第２筒状部材５３を備えない。

減速装置１０は、第１実施形態と同様、入力軸２４と、クランク軸２６と、外歯歯車２８と、内歯歯車３０と、キャリヤ３２、３４と、ケーシング３６と、を備える。

入力軸２４の入力側端部にはスプライン等を介して入力ギヤ７６が一体的に回転可能に設けられる。入力ギヤ７６は、図示しない駆動源（モータ１４）の出力軸のギヤと噛み合い、入力軸２４には、入力ギヤ７６を介して駆動源から回転動力が入力される。入力軸２４の中間部にはスプライン等を介して伝動ギヤ７８が一体的に回転可能に設けられる。伝動ギヤ７８は、第１筒状部材５０に第１軸受４０を介して回転自在に支持されるセンターギヤ８０と噛み合っている。

クランク軸２６は、第１実施形態と異なり、入力軸２４とは別体に設けられる。クランク軸２６は、内歯歯車３０の中心軸線Ｌｃ周りに周方向に間を置いて複数設けられる。本実施形態では三つのクランク軸２６（図３では一つのクランク軸２６のみ示す）が設けられる。クランク軸２６は、第１実施形態と同様、軸部２６ａと、複数の偏心体３８を有する。クランク軸２６の軸部２６ａにはクランク軸２６と一体的に回転可能にクランクギヤ８２が設けられる。クランクギヤ８２は、センターギヤ８０と噛み合っている。クランク軸２６は、入力軸２４から伝動ギヤ７８、センターギヤ８０、クランクギヤ８２を介して伝達される回転動力によって、自らを通る回転中心線周りに回転可能である。

外歯歯車２８は、第１実施形態と同様、複数の偏心体３８のそれぞれに対応して個別に設けられ、その対応する偏心体３８に偏心軸受８４を介して揺動可能に支持される。

内歯歯車３０は、第１実施形態と同様、内歯歯車本体３０ａと、ピン部材３０ｂとを有する。

入力側キャリヤ３２は、第１実施形態と異なり、ケーシング３６とは別体に設けられる。反入力側キャリヤ３４は、第１実施形態と異なり、内歯歯車３０とは別体に設けられる。キャリヤ３２、３４は、入力軸受８６を介して入力軸２４を回転自在に支持する。また、キャリヤ３２、３４は、クランク軸受８８を介してクランク軸２６を回転自在に支持する。

ケーシング３６は、第１実施形態と異なり、内歯歯車３０と一体化されている。本実施形態の減速装置１０は、反入力側キャリヤ３４を反入力側から覆うカバー部材９０を備える。カバー部材９０は、ケーシング３６にボルトを用いて固定される。

本実施形態の出力部材４２は入力側キャリヤ３２であり、被固定部材４４はケーシング３６である。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動源から入力軸２４に回転動力が伝達されると、伝動ギヤ７８、センターギヤ８０、クランクギヤ８２を介して複数のクランク軸２６に回転が伝達され、個々のクランク軸２６が回転中心線周りに回転する。個々のクランク軸２６が回転すると、クランク軸２６の偏心体３８により外歯歯車２８が揺動する。これにより、第１実施形態と同様、外歯歯車２８及び内歯歯車３０の一方の自転が発生する。本実施形態では外歯歯車２８の自転が生じ、出力部材４２としての入力側キャリヤ３２は外歯歯車２８の自転成分と同期して回転することで、その自転成分を被駆動部材に出力する。

ここで、実施形態の減速装置１０は、装置中央部を軸方向に貫通するホロー部４８を構成する第１筒状部材５０を備える。本実施形態のホロー部４８は、第１実施形態と異なり、第１筒状部材５０の他に入力側キャリヤ３２が構成している。第１筒状部材５０は、第１実施形態と異なり、入力軸２４やクランク軸２６とは別体に設けられる。第１筒状部材５０は、入力側キャリヤ３２や反入力側キャリヤ３４の内側に圧入されており、これらキャリヤ３２、３４と一体化されている。

図４は、図３の一部の拡大図である。第１筒状部材５０とセンターギヤ８０との間には、第１軸受４０が配置される。第１軸受４０は、第１実施形態と同様、複数の第１転動体５４と、複数の第１転動体５４を回転自在に支持する第１リテーナ５６とを有する。第１軸受４０は、専用の内輪を有しておらず、第１筒状部材５０が内輪を兼ねている。詳しくは、第１筒状部材５０の外周面の一部は、第１転動体５４が転動する内側転動面５８を構成している。第１軸受４０は、専用の外輪を有しておらず、センターギヤ８０が外輪を兼ねている。

第１筒状部材５０は、第１実施形態と同様、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に、他の部分となる小内径部６６より内径が大きい大内径部６４を有する。本実施形態の大内径部６４は、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側から、反入力側キャリヤ３４と接触する第１筒状部材５０のキャリヤ接触面９２の径方向内側までの軸方向範囲に少なくとも設けられる。本実施形態の大内径部６４も、第１実施形態と同様、平坦面部６４ａ、６４ｂと接続面部６４ｃを組み合わせて構成される。

本実施形態の第１吸音材６８も、第１実施形態と同様、第１筒状部材５０の大内径部６４の径方向内側に配置される厚肉部７０と、第１筒状部材５０の小内径部６６の径方向内側に設けられる薄肉部７２とを有する。厚肉部７０は、第１実施形態と同様、等厚部７０ａ、７０ｂと厚み変化部７０ｃとを組み合わせて構成される。

第１筒状部材５０の大径平坦面部６４ａや、第１吸音材６８の厚肉等厚部７０ａは、第１実施形態と異なり、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側ではなく、反入力側の外歯歯車２８の径方向内側に設けられる。

本実施形態の減速装置１０によっても、前述した（Ａ）〜（Ｆ）と同様の効果を得られる。

（第３の実施の形態）
図５は、第３実施形態の減速装置１０を示す断面図である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車３０−Ａ、３０−Ｂと噛み合う外歯歯車２８を撓み変形させつつ動かすことで、外歯歯車２８の自転を生じさせ、その自転成分を出力部材４２から被駆動部材に出力する撓み噛み合い型減速装置である。本実施形態の減速装置は、減速用内歯歯車３０−Ａと出力用内歯歯車３０−Ｂを用いて入力軸２４の回転を減速して出力する、いわゆる筒型の撓み噛み合い型減速装置である。

減速装置１０は、主に、入力軸２４と、外歯歯車２８と、内歯歯車３０−Ａ、３０−Ｂと、キャリヤ３２、３４と、ケーシング３６と、を備える。

入力軸２４は、いわゆる起振体であり、剛性をもつ筒状部材である。本実施形態の入力軸２４はモータ１４の出力軸２２を兼ねているが、出力軸２２と別体に設けられてもよい。入力軸２４は、その断面の外周形状が楕円状をなす中間軸部２４ａを有する。本明細書での「楕円」とは、幾何学的な厳密に楕円に限定されず、略楕円も含む。

外歯歯車２８は、入力軸２４の中間軸部２４ａの径方向外側に配置され、その中間軸部２４ａに第１軸受４０を介して回転自在に支持される。外歯歯車２８は、可撓性を持つ筒状部材である。外歯歯車２８は、減速用内歯歯車３０−Ａと噛み合う入力側外歯部２８ａと、出力用内歯歯車３０−Ｂと噛み合う反入力側外歯部２８ｂとを有する。

内歯歯車３０−Ａ、３０−Ｂは、外歯歯車２８の自転に追従して変形しない程度の剛性を持つ環状部材である。内歯歯車３０−Ａ、３０−Ｂには、入力側の減速用内歯歯車３０−Ａと、反入力側の出力用内歯歯車３０−Ｂとが含まれる。減速用内歯歯車３０−Ａの内歯数は外歯歯車２８の入力側外歯部２８ａの外歯数より多い。これにより、入力軸２４が回転したとき、減速用内歯歯車３０−Ａの内歯数と入力側外歯部２８ａの外歯数との歯数差に応じた減速比で入力軸２４の回転が減速されて外歯歯車２８が自転する。

出力用内歯歯車３０−Ｂの内歯数は外歯歯車２８の反入力側外歯部２８ｂの外歯数と同数である。これにより、入力軸２４が回転したとき、出力用内歯歯車３０−Ｂには、外歯歯車２８の自転成分と同じ大きさの回転が出力される。

ケーシング３６は、出力用内歯歯車３０−Ｂに対して径方向外側に配置され、その出力用内歯歯車３０−Ｂを主軸受４６を介して回転自在に支持する。本実施形態のケーシング３６は、減速用内歯歯車３０−Ａにボルトを用いて固定され、減速用内歯歯車３０−Ａと一体化される。

入力側キャリヤ３２は、減速用内歯歯車３０−Ａと一体化される。反入力側キャリヤ３４は、ボルトを用いて出力用内歯歯車３０−Ｂに固定され、出力用内歯歯車３０−Ｂと一体化される。

本実施形態の出力部材４２は反入力側キャリヤ３４であり、被固定部材４４はケーシング３６である。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動源から入力軸２４に回転が伝達されると、入力軸２４の回転に追従して、外歯歯車２８は、入力軸２４の中間軸部２４ａにより第１軸受４０を介して楕円状に撓み変形させられる。このとき、外歯歯車２８は、内歯歯車３０との噛合位置を周方向に変えつつ、入力軸２４の中間軸部２４ａの形状に合うように撓み変形させられる。これにより、外歯歯車２８は、入力軸２４が一回転するごとに、外歯歯車２８の入力側外歯部２８ａと減速用内歯歯車３０−Ａとの歯数差に相当する分、減速用内歯歯車３０−Ａに対して相対回転（自転）する。

出力用内歯歯車３０−Ｂは、入力軸２４が一回転した前後で外歯歯車２８の反入力側外歯部２８ｂに対する相対的な噛合位置が変わらないまま、外歯歯車２８と同じ自転成分で同期して回転する。この出力用内歯歯車３０−Ｂの回転は反入力側キャリヤ３４から被駆動部材に出力される。このとき、入力軸２４の回転は、前述の歯数差に応じた減速比で減速されて被駆動部材に出力される。

ここで、実施形態の減速装置１０は、装置中央部を軸方向に貫通するホロー部４８を構成する第１筒状部材５０を備える。本実施形態の第１筒状部材５０は入力軸２４である。

図６は、図５の一部の拡大図である。第１筒状部材５０の中間軸部２４ａと外歯歯車２８の間には第１軸受４０が配置される。第１軸受４０は、外歯歯車２８の入力側外歯部２８ａと反入力側外歯部２８ｂのそれぞれに対応して個別に設けられ、その対応する外歯部２８ａ、２８ｂの径方向内側に配置される。

第１軸受４０は、第１実施形態と同様、複数の第１転動体５４と、複数の第１転動体５４を回転自在に支持する第１リテーナ５６とを有する。第１軸受４０は、専用の内輪を有しておらず、第１筒状部材５０が内輪を兼ねている。詳しくは、第１筒状部材５０の外周面の一部は、第１転動体５４が転動する内側転動面５８を構成する。

第１筒状部材５０とキャリヤ３２、３４との間には第２軸受６０が配置される。第１筒状部材５０は、第２軸受６０を介してキャリヤ３２、３４に回転自在に支持される。

第１筒状部材５０は、第１実施形態と同様、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に、他の部分となる小内径部６６より内径が大きい大内径部６４を有する。本実施形態の大内径部６４は、入力側の内側転動面５８の径方向内側から、反入力側の内側転動面５８の径方向内側までの軸方向範囲に少なくとも設けられる。

本実施形態の大内径部６４も、平坦面部６４ｂと接続面部６４ｃを組み合わせて構成される。詳しくは、本実施形態の大内径部６４は、一つの平坦面部６４ｂと、二つの接続面部６４ｃを組み合わせて構成される。平坦面部６４ｂは、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側に少なくとも設けられる。

本実施形態の第１吸音材６８も、第１筒状部材５０の大内径部６４の径方向内側に配置される厚肉部７０と、第１筒状部材５０の小内径部６６の径方向内側に設けられる薄肉部７２とを有する。厚肉部７０は、第１実施形態と同様、等厚部７０ｂと厚み変化部７０ｃとを組み合わせて構成される。本実施形態の厚肉部７０は、一つの等厚部７０ｂと、二つの厚み変化部７０ｃを組み合わせて構成される。

本実施形態の減速装置１０によっても、前述した（Ａ）〜（Ｆ）と同様の効果を得られる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

減速装置１０は、産業用ロボット１２の関節部１２ａに組み込まれる例を説明したが、その用途は特に限定されない。たとえば、産業用ロボット１２以外の機械装置に組み込まれていてもよい。また、減速装置１０が用いられる産業用ロボット１２は協働ロボットに限定されず、たとえば、協働ロボット以外の他の産業用ロボット１２に組み込まれていてもよい。

減速装置１０は偏心揺動型減速装置、撓み噛み合い型減速装置を例に説明したが、その種類は特に限定されない。たとえば、遊星歯車減速装置等でもよい。また、偏心揺動型減速装置や撓み噛み合い型減速装置の場合、その具体的な構造は実施形態の例に限定されない。また、撓み噛み合い型減速装置の場合、その種類は特に限定されない。たとえば、筒型の撓み噛み合い式歯車装置の他に、シルクハット型、カップ型等の撓み噛み合い式歯車装置でもよい。

第１〜第３実施形態の出力部材４２はキャリヤ３２、３４であり、被固定部材４４はケーシング３６である例を説明した。この他にも、出力部材４２はケーシング３６であり、被固定部材４４はキャリヤ３２、３４でもよい。

第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の内側に配置されていればよく、その具体的な配置位置は特に限定されない。たとえば、第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の内側転動面５８とは異なる箇所の径方向内側のみに配置してもよい。また、第１筒状部材５０が大内径部６４を有する場合、第１吸音材６８は、第１筒状部材５０の大内径部６４の径方向内側にのみ配置してもよいし、第１筒状部材５０の小内径部６６の径方向内側のみに配置していてもよい。

第１筒状部材５０の内側に第２筒状部材５３が配置される場合、第１吸音材６８は、第２筒状部材５３の内側に配置されていてもよい。この場合、第１吸音材６８は、第２筒状部材５３の内周面に接触していてもよい。また、第１吸音材６８は、第１筒状部材５０と第２筒状部材５３の間に配置する場合、第１筒状部材５０の内周面ではなく、第２筒状部材５３の外周面に接触してもよい。

第１吸音材６８は、他の部分より厚みが大きい厚肉部７０を有していなくともよい。第１吸音材６８は、軸方向に向かって厚みが同等の大きさに設定されていてもよい。また、第１吸音材６８の厚肉部７０は、第１筒状部材５０の大内径部６４の径方向内側に配置される例を説明したが、その配置位置は特に限定されない。第１吸音材６８の厚肉部７０は、たとえば、第１筒状部材５０の小内径部６６の径方向内側に配置されていてもよい。第１吸音材６８の接続面部６４ｃは傾斜面である例を説明したが、段差面でもよい。

第１吸音材６８の厚肉部７０は、第１筒状部材５０の内側転動面５８の径方向内側において、厚肉部７０で最も厚みが大きくなってもよいし、厚肉部７０の他の部分より厚みが小さくなってもよい。前者は、たとえば、第１実施形態、第３実施形態における厚肉部７０の厚肉等厚部７０ａが該当し、後者は、たとえば、第２実施形態における厚肉部７０の等厚部７０ｂが該当する。

第１筒状部材５０は、他の部分より内径が大きい大内径部６４を有していなくともよい。第１筒状部材５０の外周面の一部は、内側転動面５８を構成していなくともよい。

挿通部材５２の具体例は特に限定されない。挿通部材５２は、たとえば、電源ケーブルの他に、配線ケーブル等の他のケーブルでもよいし、冷却液が通る冷却管、ドライブシャフト等でもよい。

第１実施形態の第２吸音材７４は、第２実施形態の振り分け型の偏心揺動型減速装置１０、第３実施形態の撓み噛み合い型減速装置１０に用いられてもよい。これらの減速装置１０のモータハウジング１６の入力側端面に取り付けられていてもよいということである。

１０…減速装置、１２…産業用ロボット（協働ロボット）、１２ａ…関節部、４８…ホロー部、５０…第１筒状部材、５３…第２筒状部材、６４…大内径部、６８…吸音材、７０…厚肉部。

Claims (7)

1. 装置中央部を軸方向に貫通するホロー部を有する減速装置であって、
   前記ホロー部を構成する第１筒状部材と、
   前記第１筒状部材の内周面に取り付けられる吸音材と、を備え、
   前記吸音材の内周面は、前記ホロー部内に露出している減速装置。
2. 前記第１筒状部材の外周面の一部は、転動体が転動する転動面を構成する請求項１に記載の減速装置。
3. 装置中央部を軸方向に貫通するホロー部を有する減速装置であって、
   前記ホロー部を構成する第１筒状部材と、
   前記第１筒状部材の内側に配置される吸音材と、を備え、
   前記第１筒状部材の外周面の一部は、転動体が転動する転動面を構成し、
   前記吸音材は、前記転動面の径方向内側に配置され、前記吸音材の他の部分より厚みが大きい厚肉部を有する減速装置。
4. 前記第１筒状部材は、前記転動面の径方向内側に他の部分より内径が大きい大内径部を有し、
   前記厚肉部は、前記大内径部の径方向内側に配置される請求項３に記載の減速装置。
5. 前記第１筒状部材の径方向内側に配置される第２筒状部材を備え、
   前記吸音材は、前記第１筒状部材と前記第２筒状部材の間に配置される請求項１から４のいずれかに記載の減速装置。
6. 前記吸音材は、前記第１筒状部材の内周面に接触している請求項１から５のいずれかに記載の減速装置。
7. 本減速装置は、人と協働して作業を行う協働ロボットの関節部に組み込まれる請求項１から６のいずれかに記載の減速装置。

Images