JPS6275152A - 差動遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の技術分野」 この発明は、特にロボットアームの関節駆動６１構の構
成する減速機として好適する差初遊ワ歯車装置に関する
。

［発明の技術的背飛とその問題点」 例えば、多関節アーム形のロボットにおいては、その関
節毎に関節駆動用のアクチュエータが分散して配置され
ており、これらアクチュエータは電動モータの回転を減
速する減速囚を備えて構成されている。ここで、このよ
うな多関節形アームロボットにおいては、そのアームの
先端側に位置する関節に配置されたアクチュエータのΦ
攪がアームの基端側の関節に配置されたアクチュエータ
の負荷として作用することから、この種のアクチュエー
タに使用される減速銭には大きな減速比を有することは
勿論のこと、小形ａつ軽ｆｆ１１ヒを図ることが要求さ
れ、しかも、高トルクの伝達性が必要とされる。

このようなことから、上述した減ｉ１　機には、例えば
、第２図に示されるよう差ｖＪ遊星歯虫装装設使用され
ている。この差動遊星歯車装置について以下に簡単に説
明すると、差動Ｍ星歯車装置は、入力軸１の回転に伴い
、太陽歯車２が回転される。

この太ｒにＡ歯車２の回転は、太陽歯車２と固定内歯車
３の双方に噛合う少数の遊星歯車４に伝達され、これに
より、これら遊星歯車４は自転しながら太陽歯車２の回
りを公転づることになる。一方、各遊星歯車４は固定内
歯車３の他に、この固定内歯車３の歯数に対し１Φかな
歯数差を有する回転内歯車５に噛合されており、この回
転内ｆｆ１１１！５は出力軸６に連結されている。従っ
て、上述したように各遊星歯車４が自転しながら太陽歯
車２の回りを公転されると、回転内歯１５は固定内歯車
３との歯数差に応じて回転されることになる。即ち、出
力軸６は入力軸１の回転数に対し減速された回転数でも
って回転される。

ところで、上述した差動遊星歯車装置においては、第２
図から明らかなように、回転内歯車５は出力軸６及び一
対の軸受７，７を介してケーシング８に支持される構造
となっていることから、これら回転内歯車５及び出力軸
６からなる出力部材の支持はいわゆる片持ちの支持構造
となっている。

このため、出力軸６と接続される負荷側からこの出力軸
６に径方向の荷重が加わったり、また、遊星歯車４側か
ら回転内歯車５に高トルクが加わったりすると、回転歯
車５は径方向に変位されたり、また変形されてしまうこ
とになる。この結果、回転内歯車５と各遊星歯車４との
噛合いが良好になされないことから、これら遊里歯車と
回転内歯車との間における回転力の伝達損失が大となり
、出力軸での出力効率が低下することになる。

このような不具合を解消するには、第１に、回転内歯車
５の剛性を高めるとともに、第２に、ケーシング８自体
の剛性をも高めるばかりではなく、許容負荷荷重の大き
な軸受７，７を使用し、尚且つ、軸受７．７間の寸法を
も大きく設定して回転内歯車５の支持強度を高めること
が望ましい。

しかしながら、回転内歯１５及びケーシング８の剛性を
高めるには、これらの肉厚を増加させる必要があるが、
この場合には回転内歯車５及びケーシング８自体の重量
増加をＪＢ　＜ばかりではなく、大形の軸受７，７の使
用により、更に差動遊星歯自体の軸方向寸法も更に大き
なものとなってしまうことになる。

「発明の目的」 この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、小形且つ軽帛化が図れるばか
りではなく、高トルクの伝達に好適する差ｖＪ遊星歯車
装置を提供することにある。

「発明の概要」 この発明によれば、回転内ｌ１ｌＲｉの外側に更に軸受
を配置し、固定内歯車若しくはケーシングに対しこの軸
受を介して回転内歯車を回転可能に支持してなる差動遊
星歯車装置が提供される。

「発明の実廠例」 以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
。

図中、１０はケーシングを示し、このケーシング１０は
図において、右ケーシング部１１．中間ケーシング部１
２及び右ケーシング部１３を備え、これらケーシング部
１１，１２．１３を一体的に結合して構成されている。

中間ケーシング部１２の内周面の一部には内部に突出さ
れたリング形状の突部が形成されており、この突部は固
定内歯車１４として構成されている。

ケーシング１０内には固定内歯車１４に対し同心的に入
力軸１５が配置されでいる。この入力軸１５の一端側は
図示しないけれども左ケーシング部１１に対し玉軸受を
介して回転自在に支持され、そして左ケーシング部１１
から外部に突出されている。入力軸１５の一端は図示し
ない電動モータの回転軸に連結可能となっており、この
電動モータにより入力軸１５が回転駆動されるようにな
っている。一方、入力軸１５の＠端は後述する出力軸１
６に対し玉軸受１７を介して回転可能に支持されている
。

中間ケーシング部１２及び右ケーシング部１３内に位置
する入力軸１５の部位には、この入力軸１５とともに回
転可能に太陽歯車１８が取付けられいる。この太陽歯車
１８と上述した固定内歯車１４との間には、周方向に等
間隔を存して？！数の遊星歯車１９が配置されており、
これら遊星歯車１９は太ｒＪＡ＃ｆＩ車１８と固定内歯
車１４との双方に噛合されている。ここで、大ｍｍ車１
８と各ＭＷ両歯車９の歯幅は同一の寸法であるが、しか
しながら、各遊星歯車１９の歯幅は固定内歯車１４の歯
幅よりも充分に長く設定されており、これにより、各遊
星歯車１９の歯面の一部は固定内歯車１４から外部に露
出されている。更に、各遊星歯車１９は、支軸２０に対
し一対の玉軸受２１を介して回転可能に取付けられてお
り、これら支軸２０の一端はキャリア２２に固定されて
いる。このキャリア２２は、左ケーシング部１１内にお
いて入力軸１５の回りに配置され、第２図に示した従来
の遊星歯車装置と同様に、左ケーシング部１１に対し図
示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

ケーシング１０内には、固定内ｍＲ１１４に隣接して各
Ｔｉ星歯車１９を夫々囲むような回転内歯車２３が入力
軸１５に対し同心的に配置されている。

この回転内歯車２３は、固定内歯車１４から露出した各
遊星歯車１９の南面に夫々噛合されており、また、回転
内歯車２３は固定内歯車１４のＦＡ数に対し僅かな歯数
差を有する歯数を有している。

回転内歯車２３の外周面と中間ケーシング部１２の内周
面との間には、回転内Ｉ！ｆＩＲ１２３の固定内歯車１
４側に位置して、例えば玉軸受からなるころがり軸受（
第２軸受）２４が配置されており、このころがり軸受２
４を介して回転内歯車２３は中間ケーシング部１２に対
し回転可能に支持されている。

回転内歯車２３には、右ケーシング部１３を軸方向に延
びるリング形状の延長部２５が一体的に形成されており
、この延長部２５は前述した出力軸１６のフランジ部２
６に連結されている。この出力軸１６は、入力軸１５に
対して同軸上に位置しており、右ケーシング部１３に対
し例えば玉軸受からなるころがり軸受２７を介して回転
自在に支持されている。出力軸１６の一端は右ケーシン
グ部１３内に突出されており、この出力軸１６の一端に
上述したフランジ部２６が一体的に形成されている。ま
た、出力軸１６の他端は右ケーシング部１３から外部に
突出されて、外部の負荷側となる装置に接続可能となっ
ている。

尚、入力軸１５の他端を出力軸１６に対して回転自在に
支持する前述した玉軸受１７は、出力軸１６の一端部に
形成した収容凹部２８内に取付けられている。

次に、上述した一実施例に係わる差ａｌｌ遊星歯車装置
の作用を説明する。

電動モータにより入力軸１５を回転駆動すると、この入
力軸１５とともに太ｐ３歯車１８が回転駆動される。こ
の太陽歯車１８の回転により、各遊星歯車１つは自転し
ながら太＋ｉ歯車１８の回りを公転する。このような各
遊星歯ｔ１１９の運動は、固定内歯車１４と回転内歯車
２３との歯数の差に応じて回転内歯車２３を回転させる
こととなり、この回転内歯車２３の回転は延長部２５及
びフランジ８Ｉ３２６を介して出力軸１６に伝達され５
、この出力軸１６を回転駆動する。即ち、入力軸１５の
回転は所定の減速比でもって出力軸１６に伝達されて、
この出力軸１６を回転駆動することになる。

このような差動遊星歯車装置によれば、中間ケーシング
１２に対しころがり軸受２４を介して回転内歯ｌ！２３
を回転可能に支持しであることから、この回転内歯車２
３及び出力＠１６からなる出力部材は、ころがり軸受２
４．２７により両端支持構造でもって回転自在に支持さ
れることになる。

従って、このような上記出力部材の支持構造であれば、
外部からの負荷に対し、出力部材の剛性を高めることが
できる。この点について更に詳述すれば、出力軸１６と
接続された負荷側の装置からこの出力軸１６に径方向の
負荷が加わっても、回転内歯車２３の径方向の変位を上
記ころがり軸受２４によって防止することができる。ま
た、この差＃ＪＴ１甲歯車装置の作動時、回転内歯車２
３は負荷の大きさに応じたねじりモーメン１〜を受ける
ことになるが、この場合においても、ころがり軸受２４
の存在によってねじりモーメントに起因する回転内歯車
２３の変形を効果的に防止することができる。この結果
、回転内歯車２３と各遊星歯車１９との噛合いを正常に
帷持し続けることが可能となり、入力軸１５から出力軸
１６への高トルクの伝達を効率良く行なうことができる
。

また、上述した出力部材の支持構造により、回転内歯車
２３及びケーシング１０自体の剛性を従来に比べてあま
り必要としないので、これら回転内歯車２３及びケーシ
ング１０の肉厚を蒲＜シて、これら部材の軽小化を図る
ことができるばかりでなく、出力軸１６用のころがり軸
受２７にも小形且つ軒昂のものを使用できる。このこと
から、友！ｌＩＭ星ｒ＠車装置全体の軽量化を大幅に図
ることが可能となる。

更に、従来のａ置のように出力軸１６を軸方向に間隔を
存して配置した一対の軸受でもって２点支持する必要が
なく、ころがり軸受２７による１点支持だけ出力軸１６
の支持をなすことができるので、（＃Ｊ遊星＃４車装置
全体の軸方向寸法を小さくする口とかでき、装置全体の
小形化をも図ることができる。

この発明は、上述した一実施例の監勤′ＴＩ星歯車装置
に制約されるものではない。例えば、ころがり軸受２４
としては、玉軸受に限らず、ローラ軸受及びニードル軸
受等の軸受も使用することができる。また、一実施例に
おいては、固定内歯車１４と中間ケーシング部１２どが
一体的に構成されているが、これら固定内歯車１４と中
間ケーシング部１２とが別体に構成されるならば、ころ
がり軸受２４を固定内歯車１４と回転内歯車２３との間
に配置することもできる。

更に、出力軸１６を支持するころがり軸受２７は１個に
限らず、装置全体の大形化を招かない範囲で、複数個の
軸受を軸方向に連続して配置してもよい。

さらにまた、上述した一実施例では、連動遊里歯車装置
を減速機として使用しているが、入力側と出力側とを逆
にすることにより、このＸｖＪｙｒ１１歯車装置を増速
機として使用することも可能である。

「発明の効果」 以上の説明から既に明らかなように、この発明によれば
、回転内歯車をケーシング若しくは固定内歯車に対し、
軸受を介して回転自在に支持しであることから、回転内
歯車の支持構造が強固なものとなる。従って、回転内歯
車と遊星歯車との噛合いを良好に維持できることから、
高トルクの伝達に好適する。また、上述した支持構造に
より、回転内歯車及びケーシング自体に必要とされる剛
性を従来に比べあまり必要とせず、しがも、回転内歯車
と連結される軸の支持部をもコンパクトにできるので、
装置全体の軒昂及び小形化を効果的に図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す差動遊星ｌｖＩ車
装置の一部断面図、第２図は、従来−ｎ　茗＃Ｊ遊星歯
中装置を示す断面図である。 １０・・・ケーシング、１４・・・固定内歯車、１５・
・・入力軸（第１軸）、１６・・・出力軸（第２輪）、
１８・・・太ＶにＡ両歯車１９・・・遊星歯車、２３・
・・回転内歯車、２４・・・ころがり軸受（第２軸受）
、２７・・・ころがり軸受（第１軸受）、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングと、このケーシング内に回転可能に配置され
   た第１軸と、この第１軸に設けられた太陽歯車と、この
   太陽歯車の外側に太陽歯車に対し同心的に配置された固
   定内歯車と、この固定内歯車及び太陽歯車の双方に噛合
   う少なくとも１個の遊星歯車と、固定内歯車と同軸上に
   配置されて遊星歯車と噛合うとともに、固定内歯車の歯
   数に対し僅かな歯数差を有する回転内歯車と、この回転
   内歯車に対し同軸的に連結された第２軸と、この第２軸
   とケーシングとの間に配置され、第２軸を回転自在に支
   持する第１軸受と、回転内歯車の外側に配置され、この
   回転内歯車をケーシング若しくは固定内歯車に対し回転
   自在に支持する第２軸受とを具備したことを特徴とする
   差動遊星歯車装置。