JPH06323371A - 複合遊星を有する遊星型減速機およびそのような遊星の構成方法 - Google Patents
複合遊星を有する遊星型減速機およびそのような遊星の構成方法Info
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- JPH06323371A JPH06323371A JP6049792A JP4979294A JPH06323371A JP H06323371 A JPH06323371 A JP H06323371A JP 6049792 A JP6049792 A JP 6049792A JP 4979294 A JP4979294 A JP 4979294A JP H06323371 A JPH06323371 A JP H06323371A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/2809—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with means for equalising the distribution of load on the planet-wheels
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H—GEARING
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- F16H2001/2881—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49462—Gear making
- Y10T29/49465—Gear mounting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Retarders (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボット用の電線およびサービス線を貫通さ
せる大きな中心穴を備えた遊星型減速機を提供するこ
と、および歯車遊星を製造する方法を提供すること。 【構成】 減速機は自動または外部駆動のいずれの回転
継手にも使用することができる。好適実施例では、減速
機は円筒形支持体およびそのそれぞれのシャフトに回転
可能に取付けられている複数の複合歯車遊星を備えてお
り、それらの幾つかは支持体に偏心して取付けられてい
る。各歯車には二つの部分または部品があり、それらは
互いに対して角度的にずれており、回転継手の隣接する
固定出力歯車とかみ合うようになっている。
せる大きな中心穴を備えた遊星型減速機を提供するこ
と、および歯車遊星を製造する方法を提供すること。 【構成】 減速機は自動または外部駆動のいずれの回転
継手にも使用することができる。好適実施例では、減速
機は円筒形支持体およびそのそれぞれのシャフトに回転
可能に取付けられている複数の複合歯車遊星を備えてお
り、それらの幾つかは支持体に偏心して取付けられてい
る。各歯車には二つの部分または部品があり、それらは
互いに対して角度的にずれており、回転継手の隣接する
固定出力歯車とかみ合うようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遊星型減速機に関し、特
に、複合遊星を備えている遊星型減速機に関する。
に、複合遊星を備えている遊星型減速機に関する。
【０００２】
（関連出願との相互参照）本出願は、本出願と同じ出願
日および譲受人を有するMotorized Rotary JointAnd Me
thod of Constructing A Modular Robot Utilizing Sam
e（電動回転継手およびそれを使用したモジューラーロ
ボットの構成方法）と題する出願に関係している。サイ
クロイド型減速機およびハーモニックドライブ減速機の
ような減速機はロボット継手に広範囲に使用されてきて
いる。このような減速機を組込んでいるモジュールで
は、継手軸受が減速機と共に組込まれていることがあ
る。しかし、このような減速機はロボット構造の特定の
必要性を完全には満たしていない。たとえば、ロボット
継手はケーブルおよびサービス線を基体からロボットア
ームの直列接続継手まで且つ最終的にその終端作動装置
まで継手を貫いて通すように中空であることが望まし
い。また、ロボット継手、減速機、および恐らくは減速
機を駆動するモータがそれ自身の独立の軸受を所有して
いるという継手での軸受の重複を避けることも望まし
い。
日および譲受人を有するMotorized Rotary JointAnd Me
thod of Constructing A Modular Robot Utilizing Sam
e（電動回転継手およびそれを使用したモジューラーロ
ボットの構成方法）と題する出願に関係している。サイ
クロイド型減速機およびハーモニックドライブ減速機の
ような減速機はロボット継手に広範囲に使用されてきて
いる。このような減速機を組込んでいるモジュールで
は、継手軸受が減速機と共に組込まれていることがあ
る。しかし、このような減速機はロボット構造の特定の
必要性を完全には満たしていない。たとえば、ロボット
継手はケーブルおよびサービス線を基体からロボットア
ームの直列接続継手まで且つ最終的にその終端作動装置
まで継手を貫いて通すように中空であることが望まし
い。また、ロボット継手、減速機、および恐らくは減速
機を駆動するモータがそれ自身の独立の軸受を所有して
いるという継手での軸受の重複を避けることも望まし
い。
【０００３】ロボットは周辺機器との干渉から生ずる偶
発的過負荷を受けることもある。このような干渉は、ロ
ボット継手および減速機が本来的に高負荷支持能力を備
えていなければ、ロボットを損傷して動作不能にする恐
れがある。更に、緊密なサーボ制御のもとでのロボット
動作にはロボット継手のバックラッシュは可及的に少な
く且つ剛性は高いことが必要である。ロボット構造は、
製造、組立て、および保守を簡単にしてロボットのコス
トを下げる構成要素を取入れることからも利益を得るこ
とができる。
発的過負荷を受けることもある。このような干渉は、ロ
ボット継手および減速機が本来的に高負荷支持能力を備
えていなければ、ロボットを損傷して動作不能にする恐
れがある。更に、緊密なサーボ制御のもとでのロボット
動作にはロボット継手のバックラッシュは可及的に少な
く且つ剛性は高いことが必要である。ロボット構造は、
製造、組立て、および保守を簡単にしてロボットのコス
トを下げる構成要素を取入れることからも利益を得るこ
とができる。
【０００４】市販の減速機の中にはこれら長所の幾つか
を示すものがある。たとえば、RV減速機として知られて
いる回転ベクトル減速機、およびハーモニックドライブ
をロボット継手に組込んで共通軸受を共有させることが
できる。RV減速機はまた、バックラッシュが小さく、高
過負荷支持能力を備え、且つ小さな中心穴を設けること
ができる。しかし、RV減速機は重量が重く、値がさであ
り、価値を認め得る程充分大きい中空中心穴を設けるこ
とができない。ハーモニックドライブはバックラッシュ
が過大で、過負荷能力が低く、中空中心を備えていな
い。二つのドライブともモータ設置選択肢は非常に限ら
れている。歯車列を利用する特別製作の減速機を構成し
て所要特性を発揮させることができるが、それには不必
要に費用が高く、またはコンプライアンスが過大であ
る。
を示すものがある。たとえば、RV減速機として知られて
いる回転ベクトル減速機、およびハーモニックドライブ
をロボット継手に組込んで共通軸受を共有させることが
できる。RV減速機はまた、バックラッシュが小さく、高
過負荷支持能力を備え、且つ小さな中心穴を設けること
ができる。しかし、RV減速機は重量が重く、値がさであ
り、価値を認め得る程充分大きい中空中心穴を設けるこ
とができない。ハーモニックドライブはバックラッシュ
が過大で、過負荷能力が低く、中空中心を備えていな
い。二つのドライブともモータ設置選択肢は非常に限ら
れている。歯車列を利用する特別製作の減速機を構成し
て所要特性を発揮させることができるが、それには不必
要に費用が高く、またはコンプライアンスが過大であ
る。
【０００５】それぞれInoue 等、およびChilton に与え
られた米国特許第４,６０１,２１６号および第２,１５
０,５４０ 号は中心減速歯車を開示している。
られた米国特許第４,６０１,２１６号および第２,１５
０,５４０ 号は中心減速歯車を開示している。
【０００６】それぞれOgawa およびBraun に与えられた
米国特許第３,７０５,５２２号および第３,５９６,５３
８ 号は変速機構を開示している。
米国特許第３,７０５,５２２号および第３,５９６,５３
８ 号は変速機構を開示している。
【０００７】イタリア特許文書第３６７１４４号および
PCT 特許文書第８５００８５９号も各種形式の変速機構
を開示している。
PCT 特許文書第８５００８５９号も各種形式の変速機構
を開示している。
【０００８】それぞれChikamori 等、Taig、Matsumoto
等、およびFerrary に与えられた米国特許第４,９１８,
３４４号、第４,８５０,４５７号、第４,６９０,０１０
号、および第３,２３９,６９９号は電動機と減速機とを
組合せた機構を開示している。
等、およびFerrary に与えられた米国特許第４,９１８,
３４４号、第４,８５０,４５７号、第４,６９０,０１０
号、および第３,２３９,６９９号は電動機と減速機とを
組合せた機構を開示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一般に、バックラッシ
ュが小さく、減速比を随意に選択でき、過負荷能力が高
く、大きい中空中心を備えているロボットの回転継手に
組込むようになっている減速機を設けることが望まれ
る。このような回転継手は比較的低コストで生産され、
構成要素が少なくて信頼性が高く、且つコンパクトなパ
ッケージを提供するはずである。
ュが小さく、減速比を随意に選択でき、過負荷能力が高
く、大きい中空中心を備えているロボットの回転継手に
組込むようになっている減速機を設けることが望まれ
る。このような回転継手は比較的低コストで生産され、
構成要素が少なくて信頼性が高く、且つコンパクトなパ
ッケージを提供するはずである。
【００１０】本発明の目的は、複合歯車遊星を備え、バ
ックラッシュが小さく、高い過負荷容量および比較的大
きい中心貫通穴を設ける能力を有する遊星型減速機を提
供することである。
ックラッシュが小さく、高い過負荷容量および比較的大
きい中心貫通穴を設ける能力を有する遊星型減速機を提
供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、このような歯車遊星
をコスト効率良く製造する方法を提供することである。
をコスト効率良く製造する方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的およ
び他の目的を遂行するにあたり、ロボットの回転継手に
組込まれるようになっている遊星型減速機が提供され
る。この減速機は、原動機に結合されるようになってお
り且つ回転中心軸に沿って完全に貫通している中心穴を
備えている円筒形支持体を備えている。支持体には外側
寸法および内側寸法がある。減速機は支持体の円周の周
りに支持体に回転可能に取付けられた複数の複合歯車遊
星を備えている。各歯車遊星は、回転継手の反作用歯車
および出力歯車にそれぞれ結合するようになっている歯
を有する軸方向に隣接する第１および第２の部分を備え
ている。出力歯車は反作用歯車に対して回転可能であ
る。支持体は回転中心軸に平行にサービス線を貫通させ
る中心中空コアを備えている。支持体の内側寸法はハウ
ジングの外側寸法に関して比較的大きく、比較的多数の
サービス線を貫通できるようにしている。
び他の目的を遂行するにあたり、ロボットの回転継手に
組込まれるようになっている遊星型減速機が提供され
る。この減速機は、原動機に結合されるようになってお
り且つ回転中心軸に沿って完全に貫通している中心穴を
備えている円筒形支持体を備えている。支持体には外側
寸法および内側寸法がある。減速機は支持体の円周の周
りに支持体に回転可能に取付けられた複数の複合歯車遊
星を備えている。各歯車遊星は、回転継手の反作用歯車
および出力歯車にそれぞれ結合するようになっている歯
を有する軸方向に隣接する第１および第２の部分を備え
ている。出力歯車は反作用歯車に対して回転可能であ
る。支持体は回転中心軸に平行にサービス線を貫通させ
る中心中空コアを備えている。支持体の内側寸法はハウ
ジングの外側寸法に関して比較的大きく、比較的多数の
サービス線を貫通できるようにしている。
【００１３】本発明は内歯または外歯の遊星歯車方式で
実施することができる。
実施することができる。
【００１４】更に本発明の上述の目的および他の目的を
遂行するにあたり、出力歯車および反作用歯車を有する
遊星歯車減速機用複合歯車遊星を構成する方法が提供さ
れる。歯車遊星の各々は歯を有する二つの部分から構成
されている。一方の部分の歯は他方の部分の歯に対して
共通中心軸の周りに角度的に位相がずれている。方法は
二つの部分を両部分が互いに突き合わせられるように共
通軸上に取付ける段階、二つの部分を互いに対して、二
つの部分の歯の間に所定の角度的位相ずれがある状態で
方向を決める段階、および二つの部分が共に回転するよ
うに二つの部分を接合する段階から成る。
遂行するにあたり、出力歯車および反作用歯車を有する
遊星歯車減速機用複合歯車遊星を構成する方法が提供さ
れる。歯車遊星の各々は歯を有する二つの部分から構成
されている。一方の部分の歯は他方の部分の歯に対して
共通中心軸の周りに角度的に位相がずれている。方法は
二つの部分を両部分が互いに突き合わせられるように共
通軸上に取付ける段階、二つの部分を互いに対して、二
つの部分の歯の間に所定の角度的位相ずれがある状態で
方向を決める段階、および二つの部分が共に回転するよ
うに二つの部分を接合する段階から成る。
【００１５】更になお、本発明の上述の目的および他の
目的を遂行するにあたり、出力歯車および反作用歯車を
有する遊星型歯車減速機のための複数の同一の遊星群を
構成する方法が提供される。各群は歯を有する二つの歯
車部分を備え、一方の部分の歯は他方の部分の歯に対し
て共通中心軸の周りに角度的に位相がずれている。方法
は各歯車遊星の二つの歯車部分に、その共通中心軸の周
りに角度的に等間隔に設けられたある数の案内路を、各
歯車遊星の案内路の数が遊星群の一つの歯車遊星の数の
倍数であり、各歯車部分の歯の数は遊星群の一つの歯車
遊星の数の倍数ではないように、設ける段階を含む。方
法はまた各歯車遊星の二つの歯車部分を、各部分の案内
路が一直線を成し、二つの歯車部分の歯が互いに対して
角度的に位相がすれているように、整列させる段階を含
む。最後に、方法は少なくとも一つの剪断要素を各歯車
要素の一直線になった案内路に挿入し、この場合、各歯
車遊星の少なくとも一つの剪断要素が両歯車部分と係合
して歯車部分が共に回転するようにする段階を含んでい
る。
目的を遂行するにあたり、出力歯車および反作用歯車を
有する遊星型歯車減速機のための複数の同一の遊星群を
構成する方法が提供される。各群は歯を有する二つの歯
車部分を備え、一方の部分の歯は他方の部分の歯に対し
て共通中心軸の周りに角度的に位相がずれている。方法
は各歯車遊星の二つの歯車部分に、その共通中心軸の周
りに角度的に等間隔に設けられたある数の案内路を、各
歯車遊星の案内路の数が遊星群の一つの歯車遊星の数の
倍数であり、各歯車部分の歯の数は遊星群の一つの歯車
遊星の数の倍数ではないように、設ける段階を含む。方
法はまた各歯車遊星の二つの歯車部分を、各部分の案内
路が一直線を成し、二つの歯車部分の歯が互いに対して
角度的に位相がすれているように、整列させる段階を含
む。最後に、方法は少なくとも一つの剪断要素を各歯車
要素の一直線になった案内路に挿入し、この場合、各歯
車遊星の少なくとも一つの剪断要素が両歯車部分と係合
して歯車部分が共に回転するようにする段階を含んでい
る。
【００１６】上述の欠点に留意して、本発明は、 ・効率的なロボットアームの必要性を満たし、 ・継手の駆動用モータに直接結合するようになってお
り、 ・その外側寸法に関してその中心コアに大きい中空部を
本来的に設けることができ、 ・その負荷支持容量に関して本来的にコンパクトで重量
が軽く、 ・バックラッシュを調節し得る能力を有しており、 ・最少限の修正で複数の減速比を発生することができ、 ・高負荷に本来的に耐えることができ、 ・本来的に製造コストが低い、 減速機を提供する。
り、 ・その外側寸法に関してその中心コアに大きい中空部を
本来的に設けることができ、 ・その負荷支持容量に関して本来的にコンパクトで重量
が軽く、 ・バックラッシュを調節し得る能力を有しており、 ・最少限の修正で複数の減速比を発生することができ、 ・高負荷に本来的に耐えることができ、 ・本来的に製造コストが低い、 減速機を提供する。
【００１７】本発明の上述の目的および他の目的、特徴
および長所を更に実施するにあたり、本発明は好適に下
記支援特徴を備えている。
および長所を更に実施するにあたり、本発明は好適に下
記支援特徴を備えている。
【００１８】１．旋回型の遊星歯車装置。したがって、
簡潔さ、円筒性、軽量、およびそれに結合されるように
なっている二つの隣接する内歯歯車または外歯歯車の間
の高減速比が得られる。
簡潔さ、円筒性、軽量、およびそれに結合されるように
なっている二つの隣接する内歯歯車または外歯歯車の間
の高減速比が得られる。
【００１９】２．複数の歯車遊星。したがって、多数の
歯車を内歯歯車の空洞内に、または二つの太陽歯車の円
周の周りに取付ることができ、負荷全体を減速機に分担
するので、高負荷能力が得られる。
歯車を内歯歯車の空洞内に、または二つの太陽歯車の円
周の周りに取付ることができ、負荷全体を減速機に分担
するので、高負荷能力が得られる。
【００２０】３．コンパクトな遊星支持体。したがって
減速機の外側寸法に関して大きい内部中空コアが可能で
ある。
減速機の外側寸法に関して大きい内部中空コアが可能で
ある。
【００２１】４．モータシャフトから可変比で支持体を
駆動する第１段減速構成。したがって減速比が最少限の
修正で同じ外囲器内に複数の比を有することができ、ま
たモータにとって、平歯車の場合継手軸に平行な、また
は傘歯車の場合継手軸に直交するような、可変取付け位
置が可能になる。
駆動する第１段減速構成。したがって減速比が最少限の
修正で同じ外囲器内に複数の比を有することができ、ま
たモータにとって、平歯車の場合継手軸に平行な、また
は傘歯車の場合継手軸に直交するような、可変取付け位
置が可能になる。
【００２２】５．減速機、モータ、および負荷の間に直
接結合する取付け設備。これにより、減速機、モータ、
および負荷の各構造間で部品の重複を避けることにより
コンパクト、軽量、且つ低価格のロボット継手が可能に
なる。
接結合する取付け設備。これにより、減速機、モータ、
および負荷の各構造間で部品の重複を避けることにより
コンパクト、軽量、且つ低価格のロボット継手が可能に
なる。
【００２３】６．回転ロボット継手の内側の最少限の空
間に内部装着するに最も適する円筒形態に減速機を組立
てている。したがって簡潔さおよび効率の良い空間利用
が得られる。
間に内部装着するに最も適する円筒形態に減速機を組立
てている。したがって簡潔さおよび効率の良い空間利用
が得られる。
【００２４】７．低コストで大量生産し得る伝統的な歯
車構成要素を使用している。したがってその性能特徴に
対して本来的に低コストの減速機が得られる。
車構成要素を使用している。したがってその性能特徴に
対して本来的に低コストの減速機が得られる。
【００２５】８．所定数の歯車遊星を偏心シャフトに取
付けている。したがってバックラッシュを除去するため
の中心調節が行われる。
付けている。したがってバックラッシュを除去するため
の中心調節が行われる。
【００２６】９．歯車遊星を、各々が他に対して角度的
にずれて二つの内歯歯車、または太陽歯車の歯の間の漸
進的ずれに適応するよう、二つの部品または部分から構
成しているので、より多くの遊星を使用して負荷を分担
させ、減速機の負荷能力を更に高くすることができる。
にずれて二つの内歯歯車、または太陽歯車の歯の間の漸
進的ずれに適応するよう、二つの部品または部分から構
成しているので、より多くの遊星を使用して負荷を分担
させ、減速機の負荷能力を更に高くすることができる。
【００２７】１０．歯車をスプラインシャフトに取付け
たはすば歯車として構成しているので、遊星部品の相対
的軸方向偏位がバックラッシュを補償する。
たはすば歯車として構成しているので、遊星部品の相対
的軸方向偏位がバックラッシュを補償する。
【００２８】１１．大きな中空コアを取囲んだ、また歯
車の構成に対して外部の軸受構成。したがって大きな軸
受直径、およびロボット継手にかかる大きな負荷を支持
する大きな負荷支持能力を本来的に備えている。
車の構成に対して外部の軸受構成。したがって大きな軸
受直径、およびロボット継手にかかる大きな負荷を支持
する大きな負荷支持能力を本来的に備えている。
【００２９】本発明の上述の目的および他の目的、特
徴、および長所は添付した図面と関連して行う本発明を
実施する好適態様の下記詳細説明から容易に明らかであ
る。
徴、および長所は添付した図面と関連して行う本発明を
実施する好適態様の下記詳細説明から容易に明らかであ
る。
【００３０】
【実施例】次に図面を参照すると、図１に本発明に従っ
て構成された、全般的に２２で示してある、減速機の第
１の実施例が図解されている。減速機２２は全般的で２
０で示してある回転継手に使用するようになっており、
これを発照して以下に説明することにする。
て構成された、全般的に２２で示してある、減速機の第
１の実施例が図解されている。減速機２２は全般的で２
０で示してある回転継手に使用するようになっており、
これを発照して以下に説明することにする。
【００３１】減速機２２は中空中心２４を備えており、
それぞれ全般的に２８および３０で示した第１および第
２の二つの構造的ハウジング部品により形成されるハウ
ジング内部に軸受２６により支持されている。
それぞれ全般的に２８および３０で示した第１および第
２の二つの構造的ハウジング部品により形成されるハウ
ジング内部に軸受２６により支持されている。
【００３２】第１のハウジング部品２８は軸受２６によ
り第２のハウジング部品３０に回転可能に取付けられ、
リテーナ３４により互いに対して所定位置に保持され、
複数のボルトにより固定されている。ボルトの一つだけ
を３６で図示してある。第１のハウジング部品２８は中
心線７６を有するファスナにより反作用歯車３８に結合
されている。歯車３８は中心線７８を有するファスナに
より第２のハウジング部品３０に結合されている出力歯
車４０に隣接している。
り第２のハウジング部品３０に回転可能に取付けられ、
リテーナ３４により互いに対して所定位置に保持され、
複数のボルトにより固定されている。ボルトの一つだけ
を３６で図示してある。第１のハウジング部品２８は中
心線７６を有するファスナにより反作用歯車３８に結合
されている。歯車３８は中心線７８を有するファスナに
より第２のハウジング部品３０に結合されている出力歯
車４０に隣接している。
【００３３】減速機２２は全般的に４２で示した複数の
複合歯車遊星を備えている。各歯車遊星４２には二つの
部分４４および４６があり、それぞれ歯車３８および４
０の歯とかみ合っている。一つの歯車遊星４２だけを図
示してある。
複合歯車遊星を備えている。各歯車遊星４２には二つの
部分４４および４６があり、それぞれ歯車３８および４
０の歯とかみ合っている。一つの歯車遊星４２だけを図
示してある。
【００３４】歯車遊星４２は全般的に４８で示してある
支持体アセンブリにより支持されている。支持体アセン
ブリ４８は、断面がＵ形であるスプール形支持体５０、
心棒５２、および軸受５４を備えている。心棒５２は支
持体の側方フランジと各歯車遊星４２をその心棒５２に
回転可能に支持する軸受５４との間に延びている。支持
体アセンブリ４８は、代って、軸受５６により第２のハ
ウジング部品３０に回転可能に支持されている。
支持体アセンブリにより支持されている。支持体アセン
ブリ４８は、断面がＵ形であるスプール形支持体５０、
心棒５２、および軸受５４を備えている。心棒５２は支
持体の側方フランジと各歯車遊星４２をその心棒５２に
回転可能に支持する軸受５４との間に延びている。支持
体アセンブリ４８は、代って、軸受５６により第２のハ
ウジング部品３０に回転可能に支持されている。
【００３５】歯車５８のような支持体駆動要素は、図１
に示すように、支持体５０に駆動結合しており、モータ
７８のモータピニオン６４のような他の駆動要素ともか
み合っている。取付け板６６（仮想線で部分的に示して
ある）が中心線（一つを６８で示す）を有する複数のね
じ付きボルト第１のハウジング部品２８に取付けられて
いる。取付け板６６は典型的な回転ロボット継手の二つ
の相対移動可能な構造要素の一つである。
に示すように、支持体５０に駆動結合しており、モータ
７８のモータピニオン６４のような他の駆動要素ともか
み合っている。取付け板６６（仮想線で部分的に示して
ある）が中心線（一つを６８で示す）を有する複数のね
じ付きボルト第１のハウジング部品２８に取付けられて
いる。取付け板６６は典型的な回転ロボット継手の二つ
の相対移動可能な構造要素の一つである。
【００３６】第２のハウジング部分３０は中心線（一つ
を７２で示す）でファスナ（図示せず）により第２の継
手要素７０にも結合されている。第２の継手要素７０は
ロボット継手２０の第１の要素または板６６に対して移
動し得るロボット継手２０の第２の構造要素を表す。ロ
ボット継手２０はまた、第１および第２の歯車部品２８
および３０に組込まれまたは取付けられている部品の間
に好適に取付けられたシール３２を備えており、内部歯
車装置の動作に必要な潤滑剤の洩れを防止している。
を７２で示す）でファスナ（図示せず）により第２の継
手要素７０にも結合されている。第２の継手要素７０は
ロボット継手２０の第１の要素または板６６に対して移
動し得るロボット継手２０の第２の構造要素を表す。ロ
ボット継手２０はまた、第１および第２の歯車部品２８
および３０に組込まれまたは取付けられている部品の間
に好適に取付けられたシール３２を備えており、内部歯
車装置の動作に必要な潤滑剤の洩れを防止している。
【００３７】図１は歯車遊星４２の外部に設置された軸
受２６を示している。図１の回転継手２０は、負荷支持
容量および軸受２６の剛性を遊星減速機２２のトルク出
力に関して最大にしようとするとき好適な実施例であ
る。
受２６を示している。図１の回転継手２０は、負荷支持
容量および軸受２６の剛性を遊星減速機２２のトルク出
力に関して最大にしようとするとき好適な実施例であ
る。
【００３８】図２は本発明の回転継手２０' の他の実施
例に示すもので、これでは軸受２６が歯車遊星４２' の
内部の軸受２６' で置き換えられている。図１の構成要
素と同じまたは同様の構成要素には' を有する同じ参照
数字を付けてある。
例に示すもので、これでは軸受２６が歯車遊星４２' の
内部の軸受２６' で置き換えられている。図１の構成要
素と同じまたは同様の構成要素には' を有する同じ参照
数字を付けてある。
【００３９】図２の実施例は図１の実施例と同じ外側寸
法の中で更に大きい内歯歯車および更に多くの歯車遊星
４２' を使用することを可能とし、したがって回転継手
２０' にはるかに高いトルク出力容量を可能とする。他
方、軸受２６' は直径が一層小さくなっており、図１の
実施例と同等の負荷支持容量および剛性を発揮するのに
数が２個になっている。第２の実施例も減速機２２' の
コアに大きい中空中心２４' を設けている。歯車５８'
および６４'は駆動モータの方向を違えたければ傘歯車
で置き換えることができる。
法の中で更に大きい内歯歯車および更に多くの歯車遊星
４２' を使用することを可能とし、したがって回転継手
２０' にはるかに高いトルク出力容量を可能とする。他
方、軸受２６' は直径が一層小さくなっており、図１の
実施例と同等の負荷支持容量および剛性を発揮するのに
数が２個になっている。第２の実施例も減速機２２' の
コアに大きい中空中心２４' を設けている。歯車５８'
および６４'は駆動モータの方向を違えたければ傘歯車
で置き換えることができる。
【００４０】図３および図４は典型的なロボットアーム
構造に対する回転継手２０の基本的要素の二つの取付け
変種を示す。図３はモータ７８をロボットアーム６６の
外側に取付けた状態のロボット部品７０と６６との間の
回転ロボット継手２０を示す。モータ７８およびロボッ
トの他のモータ（図示せず）に給電するケーブル束７９
は一方のアーム部品６６の外部から他方のアーム部品７
０の内側へ回転継手２０の中空中心２４を通ってロボッ
ト継手２０を通過するよう示してある。
構造に対する回転継手２０の基本的要素の二つの取付け
変種を示す。図３はモータ７８をロボットアーム６６の
外側に取付けた状態のロボット部品７０と６６との間の
回転ロボット継手２０を示す。モータ７８およびロボッ
トの他のモータ（図示せず）に給電するケーブル束７９
は一方のアーム部品６６の外部から他方のアーム部品７
０の内側へ回転継手２０の中空中心２４を通ってロボッ
ト継手２０を通過するよう示してある。
【００４１】図４は第１のアーム部品６６' の内側に取
付けられたモータ７８、および回転継手２０の内側ばか
りでなく第１および第２のアーム部品、それぞれ６６'
および７０' にも完全に取囲まれたケーブル束７９を示
している。
付けられたモータ７８、および回転継手２０の内側ばか
りでなく第１および第２のアーム部品、それぞれ６６'
および７０' にも完全に取囲まれたケーブル束７９を示
している。
【００４２】ここに記した形式の高減速比遊星減速機に
ついては、反作用歯車３８の歯の数は、隣接する出力歯
車４０の歯数からわずかだけ、通常１歯から５歯だけ、
異なることができる。同じモジュールの歯車を使用する
ときは歯車部分４４および４６を同一にすることができ
るが、歯車３８および４０では歯の形が異なる。逆に、
歯車３８および４０の歯の形が同様であれば、歯車部分
４４または４６の一方の形が異なる。しかし、歯車部分
４４および４６はそれらの歯が必ずしも互いに整列しな
いが、それぞれ相手の歯車３８および４０の歯と整列す
るように心棒５２の上に組立てられなければならない。
ついては、反作用歯車３８の歯の数は、隣接する出力歯
車４０の歯数からわずかだけ、通常１歯から５歯だけ、
異なることができる。同じモジュールの歯車を使用する
ときは歯車部分４４および４６を同一にすることができ
るが、歯車３８および４０では歯の形が異なる。逆に、
歯車３８および４０の歯の形が同様であれば、歯車部分
４４または４６の一方の形が異なる。しかし、歯車部分
４４および４６はそれらの歯が必ずしも互いに整列しな
いが、それぞれ相手の歯車３８および４０の歯と整列す
るように心棒５２の上に組立てられなければならない。
【００４３】Ｚ1 、Ｚ2 、Ｚ3 、およびＺ4 がそれぞれ
歯車３８および４０および部分４４および４６の歯車の
数に等しいと仮定すれば、遊星減速機２０の総合減速
比、Ｒ、は支持体５０の回転速度と出力歯車４０の回転
速度との間の比である。ここで、Ｒ＝１／（１−Ｚ4 Ｚ
1 ／Ｚ2 Ｚ3 ）であり、Ｚ3 ＝Ｚ4 のときＲ＝１／（１
−Ｚ1／Ｚ2）である。したがって、Ｚ1／Ｚ2 が１.０に
近づくとき、またはＺ1がＺ2 に近づくときには高い比
が達成される。
歯車３８および４０および部分４４および４６の歯車の
数に等しいと仮定すれば、遊星減速機２０の総合減速
比、Ｒ、は支持体５０の回転速度と出力歯車４０の回転
速度との間の比である。ここで、Ｒ＝１／（１−Ｚ4 Ｚ
1 ／Ｚ2 Ｚ3 ）であり、Ｚ3 ＝Ｚ4 のときＲ＝１／（１
−Ｚ1／Ｚ2）である。したがって、Ｚ1／Ｚ2 が１.０に
近づくとき、またはＺ1がＺ2 に近づくときには高い比
が達成される。
【００４４】たとえば、Ｚ2 ＝１００およびＺ1 ＝９９
と仮定すれば、Ｒ＝１００であり、歯車３８および４０
の歯を１カ所でだけ整列させることができ、したがっ
て、一つの単一歯車遊星、すなわち、二つの歯車３８お
よび４０にまたがる直線歯を有する遊星、だけを使用す
ることができる。
と仮定すれば、Ｒ＝１００であり、歯車３８および４０
の歯を１カ所でだけ整列させることができ、したがっ
て、一つの単一歯車遊星、すなわち、二つの歯車３８お
よび４０にまたがる直線歯を有する遊星、だけを使用す
ることができる。
【００４５】Ｚ1 ＝９８とするとＲ＝５０であり、二つ
の単一歯車遊星を使用することができる。Ｚ1 とＺ2 と
の間の小さな差のため同等に小さな数の歯数遊星だけ
を、それらの歯が整列しているとき、歯車３８および４
０の両方とかみ合わせることができる。減速機２０に更
に大きいトルクおよび動力を伝達させるには、歯車３８
および４０の歯の整列により許容されるより多い遊星を
使用しなければならない。
の単一歯車遊星を使用することができる。Ｚ1 とＺ2 と
の間の小さな差のため同等に小さな数の歯数遊星だけ
を、それらの歯が整列しているとき、歯車３８および４
０の両方とかみ合わせることができる。減速機２０に更
に大きいトルクおよび動力を伝達させるには、歯車３８
および４０の歯の整列により許容されるより多い遊星を
使用しなければならない。
【００４６】歯が角度的にずれている二つの部品を有す
る複合遊星は太陽歯車の周りまたは内歯歯車の内側に取
付けることができるだけの数の遊星の使用を可能とす
る。共通の遊星は、それらが互いには広く離れ、減速機
２０の長さが不快に増大することになる場合でない限
り、その歯車の各々に異なる歯を備えるように切削する
ことはないので、Ｚ2 およびＺ4 が等しくないときにも
複合遊星が必要となる。
る複合遊星は太陽歯車の周りまたは内歯歯車の内側に取
付けることができるだけの数の遊星の使用を可能とす
る。共通の遊星は、それらが互いには広く離れ、減速機
２０の長さが不快に増大することになる場合でない限
り、その歯車の各々に異なる歯を備えるように切削する
ことはないので、Ｚ2 およびＺ4 が等しくないときにも
複合遊星が必要となる。
【００４７】たとえば、差Ｚ2 −Ｚ1 ＝ｓで、Ｚ1 およ
びＺ2 が、好適に、ｓの倍数である場合には、歯車３８
および４０の歯はｓカ所で整列する。その場合等間隔に
設置されたｓ個の歯車遊星を使用することができる。３
ｓ個の等間隔に配置された遊星を使用すると、ｓ個の同
様な遊星群が存在することになる。すなわち遊星の１／
３は単一歯車遊星であり、１／３は一つの部品がその隣
接部品からＰ／３だけ角度的に位相がずれている複合構
造を有しており、１／３は２Ｐ／３だけ角度的に位相が
ずれている。ただしｐは、図９に示すように、二つの隣
接する遊星の歯の間の角ピッチである。
びＺ2 が、好適に、ｓの倍数である場合には、歯車３８
および４０の歯はｓカ所で整列する。その場合等間隔に
設置されたｓ個の歯車遊星を使用することができる。３
ｓ個の等間隔に配置された遊星を使用すると、ｓ個の同
様な遊星群が存在することになる。すなわち遊星の１／
３は単一歯車遊星であり、１／３は一つの部品がその隣
接部品からＰ／３だけ角度的に位相がずれている複合構
造を有しており、１／３は２Ｐ／３だけ角度的に位相が
ずれている。ただしｐは、図９に示すように、二つの隣
接する遊星の歯の間の角ピッチである。
【００４８】一般に、等間隔に設置されたＮ個の遊星が
存在し、且つＮがｓのｎ倍であれば、各々がｉｐ／ｎの
角度ずれを有するｎ＝Ｎ／ｓ個の異なる複合遊星を備え
たｓ個の同様の遊星群が存在する。ただし、ｉ＝１、
２、…、ｎである。Ｎ、Ｚ1 、またはＺ2 のいずれもｓ
の倍数でなければ、Ｎ個の遊星はすべて異なり、同じよ
うに組分けすることはできない。
存在し、且つＮがｓのｎ倍であれば、各々がｉｐ／ｎの
角度ずれを有するｎ＝Ｎ／ｓ個の異なる複合遊星を備え
たｓ個の同様の遊星群が存在する。ただし、ｉ＝１、
２、…、ｎである。Ｎ、Ｚ1 、またはＺ2 のいずれもｓ
の倍数でなければ、Ｎ個の遊星はすべて異なり、同じよ
うに組分けすることはできない。
【００４９】［複合遊星の構成方法］２部品または２部
分から成る複合遊星は異なる歯数の二つの同心歯車とか
み合わなければならないから、２部品は互いに対して所
定の角度だけずれている２組の歯を備えていなければな
らない。遊星部品はまた確実に結合して完全なトルク容
量を一部品から他部品へ伝えなければならない。二つの
部品は互いに直接結合することができ、またはキー付シ
ャフトまたはスリーブのような確実なトルク伝達要素を
介して結合することができる。下記はこれら目的を実現
する構成方法である。
分から成る複合遊星は異なる歯数の二つの同心歯車とか
み合わなければならないから、２部品は互いに対して所
定の角度だけずれている２組の歯を備えていなければな
らない。遊星部品はまた確実に結合して完全なトルク容
量を一部品から他部品へ伝えなければならない。二つの
部品は互いに直接結合することができ、またはキー付シ
ャフトまたはスリーブのような確実なトルク伝達要素を
介して結合することができる。下記はこれら目的を実現
する構成方法である。
【００５０】（構成方法＃１）２個の遊星部品を共通の
心棒、または中空スリーブに取付け、ip／n の適切な位
相ずれが生ずるまで角度的に回転し、互いに対して永続
的に固定する。図５は１／２ピッチずれを示している。
固定は、接合、または電子ビームまたはレーザビームに
よる溶接、によるような、仕上がり遊星部品の完全さを
乱さない接合プロセスにより好適に行われる。図６は接
合複合遊星４２を示し、図７は溶接複合遊星４２を示し
ている。
心棒、または中空スリーブに取付け、ip／n の適切な位
相ずれが生ずるまで角度的に回転し、互いに対して永続
的に固定する。図５は１／２ピッチずれを示している。
固定は、接合、または電子ビームまたはレーザビームに
よる溶接、によるような、仕上がり遊星部品の完全さを
乱さない接合プロセスにより好適に行われる。図６は接
合複合遊星４２を示し、図７は溶接複合遊星４２を示し
ている。
【００５１】接合に先立つ位置合せはどんな伝統的な方
法によってでも行うことができる。たとえば、歯車３８
および４０を、各歯車の少なくとも一つの歯を整列させ
た状態で、テンプレートとして使用することができ、二
つの未接合遊星部品を所合のかみ合せ位置に設置するこ
とができ、このようにして歯車３８および４０から直接
それらの位相関係が得られる。固定する前の二つの遊星
部品間に所要角位相ずれを設けるのに割出し分割を利用
することもできる。
法によってでも行うことができる。たとえば、歯車３８
および４０を、各歯車の少なくとも一つの歯を整列させ
た状態で、テンプレートとして使用することができ、二
つの未接合遊星部品を所合のかみ合せ位置に設置するこ
とができ、このようにして歯車３８および４０から直接
それらの位相関係が得られる。固定する前の二つの遊星
部品間に所要角位相ずれを設けるのに割出し分割を利用
することもできる。
【００５２】（構成方法＃２）二つの遊星部品または部
分にスプライン付き穴を設け、相手のスプラインシャフ
トまたは中空スリーブに滑動可能に取付ける。スプライ
ンシャフトの角ピッチはＰ／ｎ（遊星の歯のピッチを一
つの群の歯車遊星の数で割ったもの）である。図８はｎ
＝３で構成した複合歯車遊星４２の一部を示す。
分にスプライン付き穴を設け、相手のスプラインシャフ
トまたは中空スリーブに滑動可能に取付ける。スプライ
ンシャフトの角ピッチはＰ／ｎ（遊星の歯のピッチを一
つの群の歯車遊星の数で割ったもの）である。図８はｎ
＝３で構成した複合歯車遊星４２の一部を示す。
【００５３】同様の部品と組合せると、二つの遊星部品
について、歯Ｂが整列するか歯Ｃが整列するかにより、
それぞれ、Ｐ／３または２Ｐ／３の歯ずれが得られる。
同じように名付けてある歯を整列させると、単一歯車遊
星と同等のものが作られる。この方法はｎが小さい数で
ピッチＰが大きいとき適している。その他の場合には、
スプラインピッチＰ／ｎは歯車遊星のトルクを伝えるに
は細か過ぎる。
について、歯Ｂが整列するか歯Ｃが整列するかにより、
それぞれ、Ｐ／３または２Ｐ／３の歯ずれが得られる。
同じように名付けてある歯を整列させると、単一歯車遊
星と同等のものが作られる。この方法はｎが小さい数で
ピッチＰが大きいとき適している。その他の場合には、
スプラインピッチＰ／ｎは歯車遊星のトルクを伝えるに
は細か過ぎる。
【００５４】（構成方法＃３）これは、スプラインの歯
数がｎの倍数であり且つ遊星の歯数がｎの倍数でない他
は、方法＃２と同じである。スプライン付き中空部を、
ピンおよびキーのような二つの遊星部品の間に剪断力を
伝える機械的インサートを受け入れるどんな形式の案内
路によっても置き換えることができる。
数がｎの倍数であり且つ遊星の歯数がｎの倍数でない他
は、方法＃２と同じである。スプライン付き中空部を、
ピンおよびキーのような二つの遊星部品の間に剪断力を
伝える機械的インサートを受け入れるどんな形式の案内
路によっても置き換えることができる。
【００５５】例。Ｚ2 ＝９９、Ｚ1 ＝９６で１２個の遊
星を使用すれば、ｓ＝Ｚ2 −Ｚ1 ＝３、ｎ＝１２／３＝
４であり、したがって３個の遊星群が必要であり、各群
はそれぞれＰ／４、Ｐ／２、３Ｐ／４、Ｐ（すなわち、
単一歯車として整列している）の歯ずれを有する４個の
遊星を備えている。スプラインの歯の数は４、８、１
２、・・・などのようなｎ＝４の倍数であるべきであ
る。逆に、遊星の歯の数はこれらの数のいずれでもある
べきではない。ｎ＝４およびＺ3 ＝１５の状態を図５お
よび図９に示してある。
星を使用すれば、ｓ＝Ｚ2 −Ｚ1 ＝３、ｎ＝１２／３＝
４であり、したがって３個の遊星群が必要であり、各群
はそれぞれＰ／４、Ｐ／２、３Ｐ／４、Ｐ（すなわち、
単一歯車として整列している）の歯ずれを有する４個の
遊星を備えている。スプラインの歯の数は４、８、１
２、・・・などのようなｎ＝４の倍数であるべきであ
る。逆に、遊星の歯の数はこれらの数のいずれでもある
べきではない。ｎ＝４およびＺ3 ＝１５の状態を図５お
よび図９に示してある。
【００５６】したがって、図５および図９を参照して、
複合歯車遊星を、共通のスプライン歯、または一つの共
通キーを一方の部品の対応するキー溝に、たとえば、Ｄ
で、および第２の部品においてはP／４ずれに対するＥ
で、P／２ずれに対するＦで、３Ｐ／４ずれに対するＧ
で、またはずれ０に対するＤで、係合させることによ
り、所要角度ずれの状態で共通心棒上に組立てることが
できる。図５は一方の遊星部品のスロットを他の遊星部
品のスロットと整列させてＰ／２位相ずれを得る状態を
示している。
複合歯車遊星を、共通のスプライン歯、または一つの共
通キーを一方の部品の対応するキー溝に、たとえば、Ｄ
で、および第２の部品においてはP／４ずれに対するＥ
で、P／２ずれに対するＦで、３Ｐ／４ずれに対するＧ
で、またはずれ０に対するＤで、係合させることによ
り、所要角度ずれの状態で共通心棒上に組立てることが
できる。図５は一方の遊星部品のスロットを他の遊星部
品のスロットと整列させてＰ／２位相ずれを得る状態を
示している。
【００５７】方法＃３の場合、単一機械キーを心棒に使
用して遊星部品のスプライン穴の空洞部と組合せること
ができ、または、完全なスプラインシャフトを使用して
遊星により高トルクを伝達させることができる。
用して遊星部品のスプライン穴の空洞部と組合せること
ができ、または、完全なスプラインシャフトを使用して
遊星により高トルクを伝達させることができる。
【００５８】代りに、図１０および図１１に示したよう
に二つの遊星部品の対向面にある数の穴ｎに一つまたは
複数のピンを係合させると、同じ位相結果が得られる。
半径方向キー溝を対向面に切って一つまたは複数のキー
でキー止めすることもできる。
に二つの遊星部品の対向面にある数の穴ｎに一つまたは
複数のピンを係合させると、同じ位相結果が得られる。
半径方向キー溝を対向面に切って一つまたは複数のキー
でキー止めすることもできる。
【００５９】（バックラッシュ除去）バックラッシュ
は、シャフトの変位により歯車遊星が半径方向内側また
は外側に移動してそれらの歯を相手の入力および出力歯
車に一層近づける、歯車遊星を偏心シャフトに取付ける
ことによるような周知のどんな方法によっても除去する
ことができる。
は、シャフトの変位により歯車遊星が半径方向内側また
は外側に移動してそれらの歯を相手の入力および出力歯
車に一層近づける、歯車遊星を偏心シャフトに取付ける
ことによるような周知のどんな方法によっても除去する
ことができる。
【００６０】好適実施例では、図１２に２００で全般的
に示してある減速機歯車装置はつる巻き角（ヘリックス
アングル）Ｘのはすば歯車構成を備えている。歯車遊
星部品２０２および２０４はスプライン付き心棒に取付
けられ、軸２０６に平行に軸方向移動できる。少なくと
も一つの遊星は二つの遊星部分または遊星部品２０２'
および２０４' を強制的に離す（または一緒にする）軸
方向ばね２０８を備えており、ｄのバックラッシュ余裕
を示してある。
に示してある減速機歯車装置はつる巻き角（ヘリックス
アングル）Ｘのはすば歯車構成を備えている。歯車遊
星部品２０２および２０４はスプライン付き心棒に取付
けられ、軸２０６に平行に軸方向移動できる。少なくと
も一つの遊星は二つの遊星部分または遊星部品２０２'
および２０４' を強制的に離す（または一緒にする）軸
方向ばね２０８を備えており、ｄのバックラッシュ余裕
を示してある。
【００６１】相手歯車２３８および２４０と共に組立て
ると、遊星部品はばね２０８により相手歯車２３８およ
び２４０の反対面２１０および２１２押し付けられ、し
たがってバックラッシュが除去される。
ると、遊星部品はばね２０８により相手歯車２３８およ
び２４０の反対面２１０および２１２押し付けられ、し
たがってバックラッシュが除去される。
【００６２】（複合歯車間の負荷分担）複数の遊星を有
する遊星型減速機の最大負荷容量を実現するには、負荷
トルクがすべての遊星により均等に分担されなければな
らない。歯の大きさ、歯の間隔、軸受転動路の偏心度、
および中心距離のような多数のパラメータが達成し得る
精度の量に実際的な制限を加え、究極的に不均等な負荷
分布を生ずる。
する遊星型減速機の最大負荷容量を実現するには、負荷
トルクがすべての遊星により均等に分担されなければな
らない。歯の大きさ、歯の間隔、軸受転動路の偏心度、
および中心距離のような多数のパラメータが達成し得る
精度の量に実際的な制限を加え、究極的に不均等な負荷
分布を生ずる。
【００６３】先に述べた方法により各複合遊星に固定バ
ックラッシュ調節を組込めば、負荷を複合遊星間に一層
均等に分布させるのに役立つことができる。得られる負
荷分担の量は制限される。というのは軸受転動路の偏心
から生ずるもののような変動バックラッシュの影響が調
節されていないからである。
ックラッシュ調節を組込めば、負荷を複合遊星間に一層
均等に分布させるのに役立つことができる。得られる負
荷分担の量は制限される。というのは軸受転動路の偏心
から生ずるもののような変動バックラッシュの影響が調
節されていないからである。
【００６４】図１３に一好適実施例を概略図示してある
が、これでは図１および図７に対応する要素には" を有
する同じ数字が付けてあり、ねじり変位を直線変位で表
してある。所定量の角コンプライアンスＱが各歯車遊星
４２" の二つの遊星部品４４" および４６" の間に組入
れられている。負荷Ｒを出力歯車４０" に加えると、出
力歯車４０" と反作用歯車３８" との間に生ずる角撓み
Ｓにより、各複合遊星のバックラッシュｄが除去される
ので、別の複合遊星が負荷を支持することができる。角
コンプライアンスの大きさは負荷分担の量および得られ
る駆動歯車列のねじれ剛性を考慮して最適化することが
できる。
が、これでは図１および図７に対応する要素には" を有
する同じ数字が付けてあり、ねじり変位を直線変位で表
してある。所定量の角コンプライアンスＱが各歯車遊星
４２" の二つの遊星部品４４" および４６" の間に組入
れられている。負荷Ｒを出力歯車４０" に加えると、出
力歯車４０" と反作用歯車３８" との間に生ずる角撓み
Ｓにより、各複合遊星のバックラッシュｄが除去される
ので、別の複合遊星が負荷を支持することができる。角
コンプライアンスの大きさは負荷分担の量および得られ
る駆動歯車列のねじれ剛性を考慮して最適化することが
できる。
【００６５】遊星部品４４および４６の間に角コンプラ
イアンスを生ずる複合遊星を構成する方法を図７に示
す。遊星部品を心棒５２に固定する溶接部は遊星部品４
４および４６の外面にある。心棒５２は負荷のもとで撓
むトーションバーとして働く。
イアンスを生ずる複合遊星を構成する方法を図７に示
す。遊星部品を心棒５２に固定する溶接部は遊星部品４
４および４６の外面にある。心棒５２は負荷のもとで撓
むトーションバーとして働く。
【００６６】遊星部品４６が遊星部品４４を固定した状
態でねじり負荷Ｔを受けると、遊星部品４６の角撓みＵ
の量を、溶接部間の心棒の長さＬ、心棒の直径Ｄ、およ
び材料の弾性係数Ｇを下記ねじり撓みの関係に従って選
択することにより制御することができる。中実の丸い断
面の場合、 Ｕ＝ＴｘＱ Ｑ＝Ｌ／（Ｇ×Ｊ） Ｊ＝（π×Ｄ4 ）／３２ である。
態でねじり負荷Ｔを受けると、遊星部品４６の角撓みＵ
の量を、溶接部間の心棒の長さＬ、心棒の直径Ｄ、およ
び材料の弾性係数Ｇを下記ねじり撓みの関係に従って選
択することにより制御することができる。中実の丸い断
面の場合、 Ｕ＝ＴｘＱ Ｑ＝Ｌ／（Ｇ×Ｊ） Ｊ＝（π×Ｄ4 ）／３２ である。
【００６７】本発明を実施する最良の態様を詳細に説明
してきたが、当業者は、特許請求の範囲により規定され
る本発明を実用化する種々の代りの設計および実施例を
認めるであろう。
してきたが、当業者は、特許請求の範囲により規定され
る本発明を実用化する種々の代りの設計および実施例を
認めるであろう。
【００６８】
【発明の効果】本発明の減速機を組込んでいる回転継手
は、幾つかの重要なロボット設計要素を、動力、簡潔
さ、信頼性、およびコストに対して最適化し得る一つの
モジュールに組込んでいる。またこの回転継手によりロ
ボット設計者はロボットの信頼性、コスト、保守、およ
びサービス性を向上する高レベルのモジュラリティを得
ることができる。本発明は複雑なロボットを簡単廉価に
構成する融通のきく方法を提供するものであることも明
らかである。
は、幾つかの重要なロボット設計要素を、動力、簡潔
さ、信頼性、およびコストに対して最適化し得る一つの
モジュールに組込んでいる。またこの回転継手によりロ
ボット設計者はロボットの信頼性、コスト、保守、およ
びサービス性を向上する高レベルのモジュラリティを得
ることができる。本発明は複雑なロボットを簡単廉価に
構成する融通のきく方法を提供するものであることも明
らかである。
【図１】外歯遊星歯車を有する、本発明に従って構成し
た回転継手の第１の実施例の半断面図であり、想像線で
表した負荷、および取付けられたモータを示してある。
た回転継手の第１の実施例の半断面図であり、想像線で
表した負荷、および取付けられたモータを示してある。
【図２】図１と同様の見方で、内歯遊星歯車を有する本
発明の回転継手の第２の実施例を示した図である。
発明の回転継手の第２の実施例を示した図である。
【図３】図１の回転継手の断面図であり、モータおよび
ケーブル束がロボットアームの外側に取付けられてい
る。
ケーブル束がロボットアームの外側に取付けられてい
る。
【図４】図１の回転継手の断面図であり、モータおよび
ケーブル束が全体的にロボットアーム内部に囲まれてい
る。
ケーブル束が全体的にロボットアーム内部に囲まれてい
る。
【図５】ピッチが１／２ずれている歯車遊星の端面図で
ある。
ある。
【図６】接合歯車遊星の側面立面図である。
【図７】溶接歯車遊星の側面立面図である。
【図８】細かいピッチのスプラインを有する歯車遊星の
半端面図である。
半端面図である。
【図９】歯車遊星の、その歯および案内路の向きを示
す、端面図である。
す、端面図である。
【図１０】ピンにより共に接続されている部分を有する
歯車遊星の側面断面図である。
歯車遊星の側面断面図である。
【図１１】図１０の線４g−４gに沿って取った図であ
る。
る。
【図１２】バックラッシュ除去の方法を示す減速機歯車
装置の側面図の図式表現である。
装置の側面図の図式表現である。
【図１３】歯車遊星の概略図であり、ねじり変位は直線
変位に置き換えて示されている。
変位に置き換えて示されている。
２０ 回転継手 ２２ 減速機 ２４ 中空中心 ２６ 軸受 ２８ 第１ハウジング ３０ 第２ハウジング ３８ 反作用歯車 ４０ 出力歯車 ４２ 複合歯車遊星 ４８ 支持体アセンブリ ５２ 心棒 ６４ モータピニオン ７８ モータ ｄ バックラッシュ Ｑ コンプライアンス Ｒ 負荷 Ｓ 角撓み Ｘ はす歯のつる巻き角
Claims (20)
- 【請求項１】 ロボットの回転継手に組込まれるように
なっている遊星型減速機において、該減速機が、 原動機に結合されるようになっており、回転の中心軸に
沿って完全に貫通する中心穴を備えており、且つ外側寸
法および内側寸法を備えている円筒形の支持体と、 支持体の円周の周りに支持体に回転可能に取付けられて
いる複数の複合歯車遊星であって、各歯車遊星は回転継
手の、それぞれ、反作用歯車および出力歯車に結合され
るようになっている歯を備えた軸方向隣接部を備えてお
り、反作用歯車および出力歯車は互いに対して回転可能
であり、支持体は回転の中心軸に平行にそれを貫く、サ
ービス線を通すための、中心中空コアを備えており、内
側寸法は外側寸法に対して比較的大きくて比較的多数の
サービス線を貫通させることができるようになっている
複数の複合歯車遊星と、を備えて構成されている減速
機。 - 【請求項２】 一方の部の歯の形態は他方の部の歯の形
態とは異なる請求項１に記載の減速機。 - 【請求項３】 更に、支持体に駆動係合して支持体を駆
動する支持体駆動要素を備えている請求項１に記載の減
速機。 - 【請求項４】 支持体駆動要素は歯車である請求項３に
記載の減速機。 - 【請求項５】 支持体は軸方向に延びる基底部分および
半径方向に間を隔てて延びる側壁部分を備えており、歯
車遊星は側壁部分の間で回転するよう支持体に取付けら
れている請求項１に記載の減速機。 - 【請求項６】 出力歯車および反作用歯車を有する遊星
歯車減速機の複合歯車遊星であって、歯車遊星の各々は
歯を有する二つの部分から成り、一方の部分の歯は他方
の部分の歯に対して共通中心軸の周りに角度的に位相が
ずれている複合歯車遊星を構成する方法において、該方
法が、 二つの部分を共通軸上に設置して二つの部分が互いに突
き当たるようにする段階と、 二つの部分を互いに対して二つの部分の歯の間に所定の
角度的位相ずれがある状態で方向を決める段階と、 二つの部分が共に回転するように二つの部分を接合する
段階と、から成る方法。 - 【請求項７】 二つの部分を互いに接合する請求項６に
記載の方法。 - 【請求項８】 二つの部分を共通心棒の反対端で共通心
棒に取付け且つ接合して共通心棒が二つの部分の間に角
コンプライアンスを生じ、それにより共通反作用歯車お
よび共通出力歯車に係合する複合歯車遊星の間に負荷を
分担させるようにする請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 接合する段階を結合コンパウンドを用い
て行う請求項６または７に記載の方法。 - 【請求項１０】 接合する段階は溶接する段階を含む請
求項６、７、または８に記載の方法。 - 【請求項１１】 溶接する段階を電子ビームを用いて行
う請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 溶接する段階をレーザビームを用いて
行う請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記心棒は中空スリーブである請求項
８に記載の方法。 - 【請求項１４】 出力歯車および反作用歯車を有する遊
星歯車減速機の複数の同一の遊星群であって、各群は複
合歯車遊星を備え、各歯車遊星は歯を有する二つの歯車
部分を有し、一方の部分の歯は他方の部分の歯に対して
共通中心軸の周りに角度的に位相がずれている遊星群を
構成する方法において、該方法が、 各歯車遊星の二つの歯車部分に、その共通中心軸の周り
に角度的に等間隔に設けられたある数の案内路を、各歯
車遊星の案内路の数が遊星群の一つの歯車遊星の数の倍
数であり、各歯車部分の歯の数は遊星群の一つの歯車遊
星の数の倍数ではないように設ける段階と、 各歯車遊星の二つの歯車部分を、各部分の案内路が一直
線を成し、二つの歯車部分の歯が互いに対して角度的に
位相がずれているように整列させる段階と、 少なくとも一つの剪断要素を各歯車要素の一直線になっ
た案内路に挿入し、この場合各歯車遊星の少なくとも一
つの剪断要素が両歯車部分と係合して歯車部分が共に回
転するようにする段階と、から成る方法。 - 【請求項１５】 案内路は共通中心軸に沿ってスプライ
ン付き中空部を形成している請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 少なくとも一つの剪断要素はスプライ
ン付き中空部に嵌合するシャフトに取付けられた機械的
キーである請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 少なくとも一つの剪断要素はスプライ
ン付きシャフトである請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１８】 案内路は二つの歯車部分の突合せ面内
に軸方向に切られた角度的に等間隔の穴であり、少なく
とも一つの剪断要素はシャーピンである請求項１４に記
載の方法。 - 【請求項１９】 案内路は半径方向キー溝であり、少な
くとも一つの剪断要素は機械的キーである請求項１４に
記載の方法。 - 【請求項２０】 出力歯車および反作用歯車はある数の
歯を備えており、出力歯車または反作用歯車のいずれか
の歯の数は遊星群の数の倍数である請求項１４乃至１９
のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/021,999 | 1993-02-24 | ||
| US08/021,999 US5459925A (en) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | Planetary type speed reducer having compound planets and method of constructing such planets |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323371A true JPH06323371A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=21807307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6049792A Withdrawn JPH06323371A (ja) | 1993-02-24 | 1994-02-23 | 複合遊星を有する遊星型減速機およびそのような遊星の構成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5459925A (ja) |
| EP (1) | EP0612934A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06323371A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH09141549A (ja) * | 1995-11-22 | 1997-06-03 | Nippei Toyama Corp | ワイヤソーにおけるワーク方位調節装置 |
| JP2009018412A (ja) * | 2007-06-11 | 2009-01-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ロボットの関節駆動装置 |
| JP2018535361A (ja) * | 2015-06-04 | 2018-11-29 | スヴェパルツ トランスミシォーン アクチエボラグＳｗｅｐａｒｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ａｂ | 遊星歯車列 |
| JP2021142929A (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-24 | 住友重機械工業株式会社 | 車輪駆動装置 |
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- 1994-01-24 EP EP19940100935 patent/EP0612934A3/en not_active Withdrawn
- 1994-02-23 JP JP6049792A patent/JPH06323371A/ja not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0612934A2 (en) | 1994-08-31 |
| US5459925A (en) | 1995-10-24 |
| EP0612934A3 (en) | 1994-10-12 |
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