JPH06307505A - 差動遊星歯車減速装置 - Google Patents

差動遊星歯車減速装置

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JPH06307505A
JPH06307505A JP9127293A JP9127293A JPH06307505A JP H06307505 A JPH06307505 A JP H06307505A JP 9127293 A JP9127293 A JP 9127293A JP 9127293 A JP9127293 A JP 9127293A JP H06307505 A JPH06307505 A JP H06307505A
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JP
Japan
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gear
planetary gear
internal gear
housing
output shaft
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JP9127293A
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Inventor
Hisayoshi Takahashi
久義 高橋
Sayuu Hamaguchi
左右 浜口
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はコンパクトな構成で全長が短く且つ
部品点数の少ない歯車減速装置を提供することを目的と
する。 【構成】 駆動源に直結された太陽歯車又は遊星歯車キ
ャリヤと、ハウジング内周と遊星歯車キャリヤの外周と
の間に配置された1個のボールベアリングと、ハウジン
グ内周に形成され遊星歯車の片側と噛合う固定内歯車
と、遊星歯車の他の片側と噛合い且つ固定内歯車と歯数
の異なる回転内歯車と、回転内歯車の側面に形成された
出力軸と、ハウジング内周と回転内歯車及び出力軸との
間に配置された1個のクロスローラベアリングとを具え
た差動遊星歯車減速装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は小型軽量で且つ回転位置
精度の高い差動遊星歯車減速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にロボットなどの関節駆動用には、
駆動源であるモータと、このモータの回転を大きなトル
クに変換する減速機が使用され、この減速機には種々の
形式があるが、比較的大きな負荷にも耐え得るものとし
て差動遊星歯車装置が知られている。
【0003】図4は、こういった従来の差動遊星歯車装
置を示す側断面図である。この差動遊星歯車装置100
は、入力軸101を回転させて太陽歯車103を回転さ
せ、この太陽歯車103の回転をこの太陽歯車103と
固定内歯車105の双方に噛み合うように等配置された
例えば3個の遊星歯車107を自転させながら太陽歯車
103の回りを公転させる形式のものである。
【0004】そして、各遊星歯車107を固定内歯車1
05の他に、この固定内歯車105に対し僅かな歯数差
を有する回転内歯車109に噛み合わせ、この回転内歯
車109で出力軸111を回転させるようにしている。
したがって、各遊星歯車107が自転しながら太陽歯車
103の回りを公転すると、回転内歯車109が固定内
歯車105との歯数差に応じて回転し、この結果、回転
内歯車109と一体になった出力軸111が入力軸10
1の回転数に対して減速されて回転する。
【0005】ところで、このような差動遊星歯車装置1
00では、一般に、図5に分離して示すように、1個の
遊星歯車107に対して歯数の異なる固定内歯車105
と回転内歯車109とを同心にして精度よく噛み合わせ
る必要があるため、歯数の少ない方の内歯車、例えば固
定内歯車105の転位係数を大きくした設計を行ってい
る。そして、固定内歯車105の歯先円105aの直径
及びと回転内歯車109の歯先円109aの直径(共に
kd)は、それぞれ次式から求められる。
【0006】 Dkd={Zb −2+2(Xb +y)}m ・・・・(1) ただし、Zd ・・・・内歯車の歯数 Xb ・・・・遊星歯車の転位係数 y ・・・・中心距離増加係数 m ・・・・内歯車のモジュール その結果、固定内歯車105の歯先円105aの直径と
回転内歯車109の歯先円109aの直径とは、等しい
寸法に設計されている。さらに、双方の内歯車105、
109に噛み合う複数の遊星歯車107は、歯車諸元を
共通にして一体化しているため、双方の内歯車105、
109に噛み合う部分の歯先円107aの直径が全て等
しい寸法になっている。
【0007】このような差動遊星歯車装置100では、
双方の内歯車105、109の歯数差に応じた差動によ
って大きな減速比が得られ、また、双方の内歯車10
5、109に噛み合う遊星歯車107を上述のように共
通・一体化しているため、遊星歯車107の変形が少な
く、かつ、回転内歯車109から直接に出力が得られる
ため、捩り剛性が高くなっている。そして、上記共通・
一体化した遊星歯車107や回転内歯車109からの直
接に出力などにより、この差動遊星歯車装置100は部
品数が少なく、小型・軽量の減速機という特徴を持って
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、ロボ
ットなどの関節駆動には、小型軽量で回転位置精度の高
い駆動源が必要で、従来技術の例もこの狙いで考えられ
たものであるが、まだ全長が長く、ロボットなどの末端
の関節などの駆動にはコンパクトさが不十分であり、機
能を構成する部品数も多い。
【0009】本発明は、コンパクトな構成で全長が短く
且つ部品点数の少ない歯車減速装置を提供することを目
的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】駆動源に連結された太陽
歯車と、前記太陽歯車を取巻く遊星歯車キャリヤにより
支承され同太陽歯車と噛合う遊星歯車と、ハウジング内
周と前記遊星歯車キャリヤの外周との間に配置された1
個の回転軸受と、ハウジング内周に形成され前記遊星歯
車の片側と噛合う固定内歯車と、前記遊星歯車の他の片
側と噛合い且つ前記固定内歯車と歯数の異なる回転内歯
車と、前記回転内歯車の側面に形成された出力軸と、ハ
ウジング内周と前記回転内歯車及び出力軸との間に配置
された1個のクロスローラベアリングとにより、差動遊
星歯車減速装置を構成する。
【0011】あるいは、上記の歯車減速装置において、
太陽歯車を取除き、遊星歯車キャリヤを直接入力側の駆
動源に連結する。
【0012】
【作用】この差動遊星歯車減速装置の動力伝達及び減速
の機構は、前述の従来技術と同様である。駆動源に直結
した太陽歯車が回転すると、この太陽歯車に噛み合って
いる各遊星歯車が、ハウジングに固定の内歯車とも噛み
合って、自転しながら太陽歯車の回りを公転し、出力側
の内歯車が固定の内歯車との歯数差に応じて回転し、こ
の結果、回転する内歯車と一体になった出力軸が、入力
軸の回転数に対して減速されて回転する。
【0013】また、上記の歯車減速装置において、太陽
歯車を経ずに遊星歯車キャリヤを駆動モータの駆動軸に
直結したものでも、各遊星歯車はハウジングに固定の内
歯車と噛み合って、自転しながら公転し、出力側の内歯
車が固定の内歯車との歯数差に応じて回転する。この場
合は、上述の太陽歯車が存在するときより遊星歯車の公
転速度が早くなるので、前者より大きい減速比の装置が
得られる。
【0014】太陽歯車、あるいは、遊星歯車キャリヤは
駆動源に直結し、遊星歯車キャリヤは遊星歯車を支える
大径のフランジ部外周で1個の回転軸受で支えられ、更
に出力側の内歯車は1個のクロスローラベアリングで支
えられているので、歯車減速装置の軸方向の長さ寸法は
歯車機構を収容する寸法だけで収まり、十分に短くする
ことができる。
【0015】
【実施例】
第1実施例 本発明の第1実施例を、図1及び図2に示した側断面図
によって説明する。モータ11の駆動軸11aに太陽歯
車21が固設され、この太陽歯車21を取巻く遊星歯車
キャリヤ25が、ボールベアリング43を介して太陽歯
車21と同軸心に、ハウジング13の内周に支承されて
いる。遊星歯車キャリヤ25に、複数の遊星歯車軸33
が、同一円周上に等配され、座板39及びボルト41に
よって固設され、遊星歯車軸33に、複数の遊星歯車2
3がニードルベアリング37を介して自由回転するよう
に支持され、太陽歯車21(歯数ZA )に噛み合ってい
る。複数の遊星歯車23は、同軸で互いに歯数が異なる
2個の内歯車、すなわち、ハウジング13の内周に形成
された固定内歯車14(歯数Zc )と、回転内歯車27
(歯数ZD )とに同時に噛み合っている。
【0016】同一の遊星歯車23に対して、歯数の異な
る固定歯車14と回転内歯車27とを、同軸心にして精
度よく噛み合わせる必要があるため、歯数の少ない方の
内歯車、例えば固定内歯車14に大きい転位係数を持た
せ、固定内歯車14の歯先円の直径と回転内歯車27の
歯先円の直径とは、等しい寸法に設計されている。固定
内歯車14はハウジング13の1部を形成し、ボルトに
より一体的に結合されるハウジング13、ハウジング1
5及びハウジング17によりハウジング全体が構成され
ている。ハウジング15とハウジング17とよってクロ
スローラベアリング45が固定され、クロスローラベア
リング45は出力軸29を回転自在に支える。回転内歯
車27は、図2(図1のA部拡大図)に示されたよう
に、出力軸29と電子ビーム溶接(加工歪みを殆ど生じ
ない)で一体になるように溶接されている。出力軸29
の回転はピン31によりロボット等の被動機の回転軸3
3に伝えられ、減速装置全体は、ハウジング17のフラ
ンジにおいて、被動機のフレーム19に取付けられる。
【0017】駆動モータ11の駆動軸に直結した太陽歯
車21(歯数ZA )が回転すると、各遊星歯車23が、
固定内歯車14に噛み合って自転しながら太陽歯車21
の回りを公転し、出力側の内歯車27(歯数ZD )が、
ハウジング13に固定の固定内歯車14(歯数Zc )と
の歯数差に応じて回転し、この結果、回転内歯車27と
一体になった出力軸29が、入力側の太陽歯車21の回
転数に対して減速されて回転する。
【0018】減速比をRとすると、 R=(1−ZD /Zc )/(1+ZA /ZD )となる。 太陽歯車21は駆動モータ11の駆動軸11aに直結
し、遊星歯車キャリヤ25は遊星歯車37を支えるフラ
ンジ部外周で1個のボールベアリング43で支えられ、
更に出力軸29と一体の回転内歯車27は1個のクロス
ローラベアリング45で支えられているので、歯車減速
装置の軸方向の長さ寸法は歯車機構を収容する寸法だけ
の短いものとなっている。
【0019】また入力側は駆動モータ11がハウジング
全体の1部となっているハウジング13に直接取付けら
れ、出力側はハウジング17が被動機フレーム19に直
結する構造となっているので、この歯車減速装置はロボ
ット等の被動機に非常にコンパクトに装着される。 第2実施例 本発明の第2実施例を、図3の側断面図によって説明す
る。
【0020】この第2実施例は、第1実施例で説明した
差動遊星歯車減速装置において、太陽歯車21を取除
き、太陽歯車21を取巻く遊星歯車キャリヤ25に替え
て、駆動源となるモータ11の駆動軸11aに直接連結
した遊星歯車キャリヤ51を設けたものである。即ち、
モータ11の駆動軸11aに遊星歯車キャリヤ51の軸
部が直結し、モータ11の回転は直接遊星歯車23の公
転回転となり、遊星歯車23は固定内歯車14に噛み合
って回され、同時に噛み合っている回転内歯車27を、
両方の内歯車の歯数差だけ回してその回転を出力する。
【0021】この第2実施例の装置において、太陽歯数
を経ずに、遊星歯車キャリヤ51をモータ11の駆動軸
11aに直結したもので、差動歯車機構は成立し、この
場合は第1実施例より大きい減速比の装置が得られる。 固定内歯車14の歯数をZc 回転内歯車27の歯数をZD 減速比をR′とすると、 R′=1−ZD /Zc となる。
【0022】
【発明の効果】本発明による差動遊星歯車減速装置は、
駆動源に直結された太陽歯車又は遊星歯車キャリヤと、
ハウジング内周と前記遊星歯車キャリヤの外周との間に
配置された1個のボールベアリングと、ハウジング内周
に形成され遊星歯車の片側と噛合う固定内歯車と、前記
遊星歯車の他の片側と噛合い且つ前記固定内歯車と歯数
の異なる回転内歯車と、前記回転内歯車の側面に形成さ
れた出力軸と、ハウジング内周と前記回転内歯車及び出
力軸との間に配置された1個のクロスローラベアリング
とを具えたことにより、次の効果を有する。
【0023】歯車減速装置の軸方向の長さ寸法は、歯車
機構を収容する寸法だけで収まるので、長さが短くな
る。また、機能部品の数が少ないので、軽量コンパクト
にすることができ、加工精度を高めることが容易であ
る。従って、ロボットなどの関節に取付ける駆動源とし
て最適なものとなる。太陽歯車の有無を選択できるの
で、同形状寸法の装置で減速比の範囲を広く採ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る差動遊星歯車減速装
置の側断面図である。
【図2】図1のA部拡大図である。
【図3】本発明の第2実施例に係る差動遊星歯車減速装
置の側断面図である。
【図4】従来の差動遊星歯車減速装置の側断面図であ
る。
【図5】図4における固定内歯車及び回転内歯車と遊星
歯車との噛み合い部を示す拡大図である。
【符号の説明】
11a 駆動軸 13 ハウジング 15 ハウジング 17 ハウジング 14 固定内歯車 27 回転内歯車 21 太陽歯車 23 遊星歯車 25 遊星歯車キャリヤ 29 出力軸 43 ボールベアリング 45 クロスローラベアリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動源に連結された太陽歯車と、前記太
    陽歯車を取巻く遊星歯車キャリヤにより支承され同太陽
    歯車と噛合う遊星歯車と、ハウジング内周と前記遊星歯
    車キャリヤの外周との間に配置された1個の回転軸受
    と、ハウジング内周に形成され前記遊星歯車の片側と噛
    合う固定内歯車と、前記遊星歯車の他の片側と噛合い且
    つ前記固定内歯車と歯数の異なる回転内歯車と、前記回
    転内歯車の側面に形成された出力軸と、ハウジング内周
    と前記回転内歯車及び出力軸との間に配置された1個の
    クロスローラベアリングとを具えたことを特徴とする差
    動遊星歯車減速装置。
  2. 【請求項2】 駆動源に連結され遊星歯車を支承する遊
    星歯車キャリヤと、ハウジング内周と前記遊星歯車キャ
    リヤの外周との間に配置された1個の回転軸受と、ハウ
    ジング内周に形成され前記遊星歯車の片側と噛合う固定
    内歯車と、前記遊星歯車の他の片側と噛合い且つ前記固
    定内歯車と歯数の異なる回転内歯車と、前記回転内歯車
    の側面に形成された出力軸と、ハウジング内周と前記回
    転内歯車及び出力軸との間に配置された1個のクロスロ
    ーラベアリングとを具えたことを特徴とする差動遊星歯
    車減速装置。
JP9127293A 1993-04-19 1993-04-19 差動遊星歯車減速装置 Withdrawn JPH06307505A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10138062A (ja) * 1996-09-10 1998-05-26 Staubli Faverges 遊星歯車減速装置の組立方法及び遊星歯車減速装置
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CN110966356A (zh) * 2019-12-05 2020-04-07 无锡市恒翼通机械有限公司 少齿差行星减速器

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Effective date: 20000704