JPH0617900A - 偏心伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来公知の偏心伝動装置を改良し、ピン継手
における遊びに基づく動作の不確実性を排除するために
ピン継手を設けないでも済むようにする。 【構成】 少なくとも３本の偏心軸２ａ，２ｂ，２ｃの
うちの１本２ａが一方の側でケーシング壁１ａを貫通し
て出力軸として構成されており、かつ、少なくとも３本
の偏心軸２ａ，２ｂ，２ｃがスライダを介して互いに連
結されており、該スライダが、駆動偏心距離ｅ１よりも
著しく大きな偏心距離をもって軌道周回運動を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１の軌道周回運動す
る歯付き盤の歯環が第２の歯付き盤の歯環と噛み合って
おり、前記の両歯環が偏心距離だけ互いにずらされてお
りかつ前記第２の歯付き盤が、定置のケーシング内に支
承された出力軸と相対回動不能に固着結合されており、
前記の軌道周回運動する第１の歯付き盤をガイドするた
めに該歯付き盤の全周に均等分配された少なくとも３本
の偏心軸が設けられており、各偏心軸の偏心輪が前記歯
付き盤の対応孔内に支承されておりかつ少なくとも３本
の偏心軸がケーシング内に支承されている形式の偏心伝
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】偏心伝動装置は、寸法が小さく、回転遊
びが少なく、ねじれ剛さが大きいことを必須要件とする
ような産業用ロボットにおいて採用されている。該偏心
伝動装置は主として、偏心輪を有する中央に配置された
高速回転する駆動軸から成っている。前記偏心輪上に
は、外歯列を有する歯付き盤が支承されており、前記外
歯列は運転中に内歯列と噛み合っている。該内歯列は通
常は中空輪に配置されており、該中空輪はケーシングと
固定的に結合されている。該偏心伝動装置の伝動比は、
互いに内外で噛み合う両方の歯列の歯数もしくはピッチ
円直径に関連している。両方の歯列の噛み合いは常に、
偏心輪が前記ピッチ円に最も接近する部位で行なわれ
る。小さい方の歯列の固有運動は偏心輪に対して逆向き
でありかつ両歯列の円周の差に相応している。偏心輪上
でガイドされる歯付き盤はその固有軸線を中心として回
転する。しかしながら該固有軸線は、偏心輪によって規
定された円軌道上を回転する。その結果生じるサイクロ
イド状運動は１つの回転運動に戻されねばならない。こ
のために歯付き盤には、夫々１本の連行ピンの係合する
多数の孔が設けられねばならない。該連行ピンは、出力
軸と相対回動不能に固着結合されたフランジに固定され
ており、従って駆動部と出力部との間の継手を形成して
いる。歯の遊び及びピン継手における遊びを排除するた
めに、このような伝動装置は補償装置又は後調整装置を
装備していなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の偏心伝動装置を改良し、ピン継手におけ
る遊びに基づく動作の不確実性を排除するためにピン継
手を設けないでも済むようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、少なくとも３本の偏心軸のうちの１本
が一方の側でケーシング壁を貫通して出力軸として構成
されており、かつ、少なくとも３本の偏心軸がスライダ
を介して互いに連結されており、該スライダが、駆動偏
心距離よりも著しく大きな偏心距離をもって軌道周回運
動を行なう点にある。

【０００５】

【作用】本発明の利点は、軌道周回運動する構成部分が
一義的にかつ高精度でガイドされ、このガイドが歯の噛
み合いに有利に作用し、かつ歯の遊びを除く手段を講じ
る必要がないことである。更に別の利点は、従来慣用さ
れている中央駆動方式を放棄するので、これによって駆
動側で解放される中央スペースを例えば高負荷される出
力軸を支承するために活用することが可能になることで
ある。

【０００６】スライダは、駆動偏心距離に対比して著し
く大きな偏心距離をもって軌道周回運動を行なう。この
解決手段によって、ただ１つの変速段で、ひいては著し
く小さな駆動偏心距離で著しく大きな減速比を得ること
が可能になる。因みに小さな偏心輪は自縛性を有し、駆
動トルクを送出することができない。しかし本発明の新
規な手段によってトルクは軌道周回運動するスライダか
ら軌道周回運動する歯付き盤へ伝達される。さもなけれ
ば、すべての関係偏心軸に必要になるような強制駆動装
置、例えば歯付きベルト駆動装置を省くことが本発明に
よって付加的に可能になる。そればかりでなく本発明の
新規な構成手段によって偏心輪のためにコストの手頃な
滑り軸受を使用することが可能になる。

【０００７】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。

【０００８】但し、本図面では本発明を理解する上で重
要な構成エレメントだけが図示されているにすぎない。
例えば駆動装置やケーシングの詳細な細部などの図示は
省いた。部材の回転方向及び軌道周回運動方向は矢印で
示されている。

【０００９】図１乃至図３による偏心伝動装置は極めて
単純化された形態で図示されている。偏心伝動装置はケ
ーシング半部１ａ及び１ｂを有し、両ケーシング半部
は、図示を省いたが慣用の方式でねじ締結によって互い
に結合されている。偏心伝動装置の駆動は、ケーシング
半部１ａを貫通する偏心軸２ａを介して行なわれる。偏
心軸２ａはケーシング半部１ａ内に滑り軸受３を介して
支承されている。偏心軸２ａは偏心輪４ａを装備し、該
偏心輪は、やはり滑り軸受として構成されて、歯付き盤
６の孔５ａ内に位置している。偏心輪４ａはその回転時
に歯付き盤６を軌道に沿って周回運動させる。歯付き盤
６の固有回転を避けるために、該歯付き盤６を案内する
ための２本の別の偏心軸２ｂ，２ｃが設けられている。
両偏心軸２ｂ，２ｃもケーシング半部１ａ内に支承され
ておりかつ所属の各偏心輪４ｂ，４ｃは歯付き盤６の対
応孔内に係合している。３本の偏心軸並びに所属の孔は
歯付き盤６の全周に夫々１２０°ずつずらして分配され
ておりかつ等しい半径方向平面内に位置している。歯付
き盤６は内歯列付き歯環７を有している。

【００１０】軌道周回運動を行なう前記内歯には、対応
した外歯列付き歯環８が噛み合っている。この第２の外
歯列付き歯環８は歯付き盤９の一部分である。該歯付き
盤９は純然たる回転運動を行ないかつ出力軸１０と相対
回動不能に固着結合されている。該出力軸１０は図示の
例では滑り軸受１１，１２を介して両ケーシング半部１
ａ，１ｂ内に支承されている。

【００１１】内歯列付き歯環７と外歯列付き歯環８の中
心軸線は、偏心輪４ａ，４ｂ，４ｃの有する偏心距離に
等しい偏心距離ｅ１だけ互いにずらされている。このご
く僅かな偏心距離ｅ１が伝動比つまり変速比を決定す
る。僅かな偏心距離に相応して駆動される外歯列付き歯
環８は駆動する内歯列付き歯環７よりも僅かに少ない歯
を有しているに過ぎない。この点から本発明の偏心伝動
装置の利点の１つ、すなわち歯列が長い噛み合い区間を
もって作動するという利点が得られる。従って伝達比
は、互いに噛み合っている歯列の両方の歯数もしくはピ
ッチ円直径に関連している。駆動する偏心軸２ａ、ひい
ては偏心輪４ａが完全に１回転して始めて、両方の歯付
き盤間に歯の完全交替が生じる。この１回転ですべての
歯が噛み合うことになる。しかしながら回転駆動される
歯付き盤９は、その固有軸線を中心として完全に１回回
転するのではなくて、歯数差分しか送られていない。例
えば軌道周回運動する内歯列付き歯環７が１１０個の歯
を、また回転する外歯列付き歯環８が１００個の歯を有
している場合には、偏心輪４ａ，４ｂ，４ｃが１回転す
ると、内側の歯付き盤９は歯１０個分だけ回転送りされ
た状態にある。従って内側の歯付き盤９を完全に１回転
させるためには、外側の歯付き盤６は１０回周回運動し
なければならない。それ故にこの伝動比は１：１０であ
る。噛み合う両方の歯列のピッチ円直径は歯数に相応し
ている。ピッチ円直径の差は常に偏心距離ｅ１の２倍で
ある。

【００１２】その結果、大きな伝達比の場合には、駆動
トルクの伝達が偏心輪４ａだけによっては不可能になる
ほど偏心距離ｅ１が小さくなることがある。この問題点
を解決する手段として本発明では、３本の偏心軸２ａ，
２ｂ，２ｃを互いに連結するスライダ１３が配置されて
いる。該スライダはその場合トルクを伝達するために、
駆動偏心距離ｅ１よりも大きな偏心距離ｅ２をもって軌
道周回運動を行なわなければならない。この点に関して
絶対値を限定的に明示することは断念せざるを得ない。
それというのは当該絶対値が、著しく多数のパラメータ
に関連しているからである。いずれにしても、選択すべ
き偏心距離ｅ２は、極度に小さな駆動偏心距離ｅ１の自
縛作用を克服するのに充分な大きさでなければならな
い。他面において前記偏心距離ｅ２は、補償を必要とす
るほど不釣合が大きくなりかつ伝動装置の外寸が大きく
なるのを避けるために、必要以上に大きく設計されては
ならない。

【００１３】本実施例では前記スライダ１３はほぼ三角
形の扁平盤として構成されており、該スライダは中央に
出力軸１０を通すための切欠き部１４を有しかつ３本の
偏心ピン１５ａ，１５ｂ，１５ｃ上に片持ち式に支承さ
れている。各偏心ピンは出力側で所属の偏心輪４ａ，４
ｂ，４ｃと結合されている。各偏心ピンの偏心軸線は駆
動軸線に対して偏心距離ｅ２を有し、かつ、所属の偏心
輪４ａ，４ｂ，４ｃの偏心軸線に対して１８０°だけ、
すなわち２分の１回転だけずらされている。この構成に
基づいて、スライダ１３を適正に設計した場合には、両
方の軌道周回エレメント、すなわち歯付き盤６とスライ
ダ１３との間の質量補償が可能になる。

【００１４】本発明が、以上説明した図示の実施例に限
定されるものではないことは勿論である。単一偏心輪４
ａ，４ｂ，４ｃを有する図示の構成とは異なって、３本
の偏心軸、すなわち１本の駆動軸と２本の案内軸がダブ
ル偏心輪を有することもできる。この場合は、等しい偏
心距離ｅ１を有するダブル偏心輪の両スライダはそれぞ
れ互いに１８０°ずらされかつ両スライダに１つの歯付
き盤が支承されることになる。２つの直接互いに接し合
う歯付き盤を組付けることによって、偏心不釣合の完全
な重量バランスが得られる。この場合、軌道周回運動を
行なうスライダにバランスウェイトを設けることも可能
である。その場合に生じる偏心軸の軸方向長並びにダブ
ル偏心輪とスライダとバランスウェイトとの組合せに基
づいて、偏心軸をケーシング半部１ａ内だけでなくケー
シング半部１ｂ内にも支承する、つまり２個所で支承す
るのが有利と判った。軌道周回運動する歯付き盤の歯環
が外歯列を、また第２の歯付き盤の、偏心距離だけずら
された歯環が内歯列を有するような変化実施態様も可能
である。その場合回転する内歯列を有する歯環付きの歯
付き盤は、出力軸と結合されたフランジに配置されるこ
とになる。すでに述べた実施例の場合に等しいモジュー
ルの歯を選択した場合には、この変化実施態様は、１つ
の変速段でもって一層大きな変速比が得られるという利
点を有している。

【００１５】図示の滑り支承の代りに、関係エレメント
を転がり軸受に支承することも可能であり、この場合例
えば軸支承のためには玉軸受又はアンギュラ玉軸受を、
また偏心輪のためにはニードル軸受を採用することが可
能である。

【００１６】本発明の思想の変化態様では、本発明の解
決手段は、押し退け原理に基づいて稼働するスパイラル
コンプレッサやスパイラルポンプのような軌道周回型ス
パイラルマシンにも適用することができる。偏心伝動装
置の場合のように軌道周回運動する第１の歯付き盤の歯
環が、回転する第２の歯付き盤の歯環と噛み合う代り
に、スパイラルマシンの場合では、第１の押し退け盤の
単数又は複数のスパイラルが第２の押し退け盤のスパイ
ラルと係合することになる。両押し退け盤は駆動偏心距
離だけ互いにずらされている。第２の押し退け盤は、定
置のケーシング内に支承された出力軸と相対回動不能に
固着結合されている。軌道周回運動する押し退け盤をガ
イドするために、歯付き盤の全周に均等分配された３本
の偏心軸が設けられており、この場合各偏心軸の偏心輪
は押し退け盤の適当な孔内に支承されている。３本の偏
心軸のうちの１本は一方の側でケーシング壁を貫通して
出力軸として構成されている。３本の偏心軸はやはり１
つのスライダを介して互いに連結されており、該スライ
ダは、駆動偏心距離よりも著しく大きな偏心距離をもっ
て軌道周回運動を行なうことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏心伝動装置の縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った偏心伝動装置の横
断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った偏心伝動装置の
横断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ケーシング半部、 ２ａ，２ｂ，２ｃ
偏心軸、 ３ 滑り軸受、 ４ａ，４ｂ，４ｃ
偏心輪、 ５ａ 孔、 ６ 軌道周回運動する歯付
き盤、 ７ 軌道周回する内歯列付き歯環、 ８
回転する外歯列付き歯環、 ９ 回転する歯付き盤、
１０ 出力軸、 １１，１２ 滑り軸受、 １３
スライダ、 １４ 切欠き部、 １５ａ，１５
ｂ，１５ｃ偏心ピン、 ｅ１ 歯の偏心距離、 ｅ２
スライダの偏心距離

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の軌道周回運動する歯付き盤（６）
   の歯環（７）が第２の歯付き盤（９）の歯環（８）と噛
   み合っており、前記の両歯環が偏心距離（ｅ１）だけ互
   いにずらされておりかつ前記第２の歯付き盤（９）が、
   定置のケーシング（１ａ，１ｂ）内に支承された出力軸
   （１０）と相対回動不能に固着結合されており、前記の
   軌道周回運動する第１の歯付き盤（６）をガイドするた
   めに該歯付き盤の全周に均等分配された少なくとも３本
   の偏心軸（２ａ，２ｂ，２ｃ）が設けられており、各偏
   心軸の偏心輪（４ａ，４ｂ，４ｃ）が前記歯付き盤の対
   応孔（５ａ）内に支承されておりかつ少なくとも３本の
   偏心軸がケーシング（１ａ）内に支承されている形式の
   偏心伝動装置において、少なくとも３本の偏心軸（２
   ａ，２ｂ，２ｃ）のうちの１本（２ａ）が一方の側でケ
   ーシング壁（１ａ）を貫通して出力軸として構成されて
   おり、かつ、少なくとも３本の偏心軸（２ａ，２ｂ，２
   ｃ）がスライダ（１３）を介して互いに連結されてお
   り、該スライダが、駆動偏心距離（ｅ１）よりも著しく
   大きな偏心距離（ｅ２）をもって軌道周回運動を行なう
   ことを特徴とする、偏心伝動装置。
2. 【請求項２】 軌道周回運動する第１の歯付き盤（６）
   の歯環（７）が内歯列を有し、また第２の歯付き盤
   （９）の、駆動偏心距離（ｅ１）だけずらされた歯環
   （８）が外歯列を有している、請求項１記載の偏心伝動
   装置。
3. 【請求項３】 軌道周回運動する第１の歯付き盤の歯環
   が外歯列を有し、また第２の歯付き盤の、駆動偏心距離
   だけずらされた歯環が内歯列を有し、前記第２の歯付き
   盤が、出力軸と結合されたフランジに配置されている、
   請求項１記載の偏心伝動装置。