(57)【要約】      （修正有）【課題】非常時に出力側から手動で回転可能な、不思議遊星歯車減速機を提供すること。【解決手段】不思議遊星歯車減速機１０は、出力軸１と一体に回転する太陽歯車２、太陽歯車２の周りを自転しながら公転する遊星歯車３、遊星歯車３と噛み合う固定内歯車４、および遊星歯車３と噛み合うとともに固定内歯車４とは歯数の異なる可動内歯車５とから構成される不思議遊星歯車機構６を用いた減速機であり、固定内歯車４と本減速機１０のハウジング９との間の固定―固定解除を可能とするクラッチ８が設けられている構成とする。【選択図】図１
2020148216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、これにより該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転が可能であることを特徴とする、不思議遊星歯車減速機。
【請求項２】
出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機におけるバックドライブ構造であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、これにより該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転が可能であることを特徴とする、不思議遊星歯車減速機におけるバックドライブ構造。
【請求項３】
出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機におけるバックドライブ方法であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転を行うことを特徴とする、不思議遊星歯車減速機におけるバックドライブ方法。
【請求項４】
請求項１に記載の不思議遊星歯車減速機を用いていることを特徴とする、ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不思議遊星歯車減速機、そのバックドライブ構造、バックドライブ方法、およびロボットに係り、バックドライブの可能な不思議遊星歯車減速機等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットや人との協調ロボット等のロボットにおいて、減速機を用いて回転動力を伝達する箇所では従来、遊星歯車機構や不思議遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構はしかし、高減速比を得るためには多段化が必要となり、構造はどうしても胴長にならざるを得ず、小サイズ化・省スペース化の点では問題がある。一方、不思議遊星歯車機構は一段で高減速比が得られるため、胴長の構造にはならず、小サイズ化・省スペース化の点ではより有利である。
【０００３】
不思議遊星歯車は、出力軸と一体に回転する太陽歯車、これと噛み合いその主軸を中心として公転する遊星歯車、遊星歯車外方に噛み合い太陽歯車と同軸上に固定配置される固定内歯歯車、遊星歯車外方に噛み合い固定内歯歯車と歯数が異なる回転自在の可動内歯歯車から構成され、可動内歯歯車には主軸と同軸で回転駆動される出力軸が設けられる。
【０００４】
太陽歯車の回転により、遊星歯車は自転しつつ太陽歯車主軸周りに公転するが、固定内歯歯車と可動内歯歯車の歯数の相違により、両内歯歯車の回転方向における相対位置にはずれが生じ、可動内歯歯車が主軸周りに回転していくことになる。かかる構成の不思議遊星歯車を用いた減速機は従来、出力軸側からは回転せずに高い保持力を持つ、すなわちセルフロックの構造を備える。これにより、モーターが通電していない状態で振動や衝撃等外部からの力がかかったとしても、その位置が正確に保持され、それにより低消費電力化を可能としている。
【０００５】
ロボットにおける減速機については従来、技術的な提案も多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、バックラッシュを除去ないし低減でき、組立性を向上し、出力軸のふら付きを防止できる、不思議遊星歯車を備えた構造の回転駆動装置として、中空主軸周りに回転自在に設けられる第１キャリアと、遊星歯車を回転自在に支持する第２キャリアと、第１キャリアと第２キャリアとを互いに連結するとともに第１キャリアに対して第２キャリアを主軸と直交する方向に移動自在に案内する連結部と、第２キャリアを主軸と直交する方向に付勢する付勢部とを有する、構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５１２６９号公報「回転駆動装置、ロボットの関節構造及びロボットアーム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３は、従来の不思議遊星歯車減速機の構造を示す断面図である。図示するように従来の不思議遊星歯車減速機３１０は、出力軸３１と一体に回転する太陽歯車３２と、太陽歯車３２の周りを自転しながら公転する遊星歯車３３と、遊星歯車３３と噛み合う固定内歯車３４と、および遊星歯車３３と噛み合い固定内歯車３４とは歯数の異なる可動内歯車３５とから構成される不思議遊星歯車機構３６を用いた減速機である。そして固定内歯車３４は、図示するようにネジ等の固定手段３８によって本減速機３１０のハウジング３９に固定されているか、またはハウジング３９と一体に形成されている。これにより、上述のセルフロック機能が担保される。
【０００８】
しかし、産業用ロボットや人との協調ロボットでは、非常時においては出力側から手動で回転可能であること、すなわちバックドライブ可能であることが要求される。だが上述の通り、従来の不思議遊星歯車機構はセルフロックしてしまう構造であり、バックドライブが不可能である。産業用ロボットや人との協調ロボット等のロボットにおいて減速機として不思議遊星歯車機構を用いる場合であっても、非常時には出力側から手動で回転可能な減速機が望ましい。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、不思議遊星歯車機構におけるバックドライブを容易に行うことのできる不思議遊星歯車減速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は上記課題について検討した結果、従来はハウジングと一体形成か、またはネジ等によりハウジングに固定されていた固定内歯車を、固定された形態とはせずに、固定内歯車−ハウジング間にクラッチを設けた構成とすることによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【００１１】
〔１〕  出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、これにより該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転が可能であることを特徴とする、不思議遊星歯車減速機。
〔２〕  出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機におけるバックドライブ構造であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、これにより該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転が可能であることを特徴とする、不思議遊星歯車減速機におけるバックドライブ構造。
【００１２】
〔３〕  出力軸と一体に回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周りを自転しながら公転する遊星歯車と、該遊星歯車と噛み合う固定内歯車と、および該遊星歯車と噛み合い該固定内歯車とは歯数の異なる可動内歯車とから構成される不思議遊星歯車機構を用いた減速機におけるバックドライブ方法であって、該固定内歯車と本減速機のハウジングとの間の固定―固定解除を可能とするクラッチが設けられており、該クラッチを切断することによって出力軸側からの該不思議遊星歯車機構全体の回転を行うことを特徴とする、不思議遊星歯車減速機におけるバックドライブ方法。
〔４〕  〔１〕に記載の不思議遊星歯車減速機を用いていることを特徴とする、ロボット。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の不思議遊星歯車減速機、そのバックドライブ構造、バックドライブ方法、およびロボットは上述のように構成されるため、これらによれば、不思議遊星歯車機構を用いた減速機であっても、不思議遊星歯車機構がセルフロックせず、バックドライブを容易に行うことができる。したがって、必要な場合には出力側から手動にて不思議遊星歯車機構を回転させることができる。
【００１４】
かかる構成は、非常時におけるバックドライブを可能とし、特に産業用ロボットや人との協調ロボット等、非常時における手動でのバックドライブ可能であることが要求されるロボット分野において便利であり、また不思議遊星歯車減速機の利用をさらに拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の不思議遊星歯車減速機の構造を示す断面図である（クラッチ接続状態）。
【図２】本発明の不思議遊星歯車減速機の構造を示す断面図である（クラッチ切断状態）。
【図３】従来の不思議遊星歯車減速機の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１、２は、本発明の不思議遊星歯車減速機の構造を示す断面図であり、前者はクラッチ接続状態を、後者はクラッチ切断状態を示す。これらに示すように本発明不思議遊星歯車減速機１０は、出力軸１と一体に回転する太陽歯車２と、太陽歯車２の周りを自転しながら公転する遊星歯車３と、遊星歯車３と噛み合う固定内歯車４と、および遊星歯車３と噛み合うとともに固定内歯車４とは歯数の異なる可動内歯車５とから構成される不思議遊星歯車機構６を用いた減速機であって、固定内歯車４と本減速機１０のハウジング９との間の固定―固定解除を可能とするクラッチ８が設けられており、これによりクラッチ８を切断することによって出力軸１側からの不思議遊星歯車機構６全体の回転が可能であることを、主たる構成とする。
【００１７】
かかる構成により本不思議遊星歯車減速機１０では、不思議遊星歯車機構６を構成する太陽歯車２は出力軸１と一体に回転し、遊星歯車３は太陽歯車２の周りを自転しながら公転し、固定内歯車４は遊星歯車３と噛み合い、そして可動内歯車５は遊星歯車３と噛み合うとともに固定内歯車４とは回転方向に位置がずれながら自転していくことで所望の減速が、従来通りになされるが、さらにクラッチ８が設けられていることによる作用がなされる。
【００１８】
すなわち、クラッチ８の断続によって、固定内歯車４と本減速機１０のハウジング９との間における歯車−クラッチ連結部Ｊの接触解除状態−接触状態を切換えられることで固定解除および固定が実現し、したがって、クラッチ８をハウジング９に接続している場合（図１）には通常運転時どおりのセルフロック機能が働いて、出力側（ワークＷ側）からのバックドライブが不可能であり、一方、クラッチ８が切断されている場合には出力軸１側（モーターＭ側）からの不思議遊星歯車機構６全体の回転、つまりバックドライブを行うことができる。
【００１９】
つまり、固定内歯車４−ハウジング９間にクラッチ８が設けられていることにより、非常時にはクラッチ８を切ることで、内部の不思議遊星歯車機構６全体を出力側から回転させることができ、しかも手動で回転させることができ、産業用ロボットや人との協調ロボットにおいて要求されるバックドライブを可能とすることができる。
【００２０】
なお、かかる不思議遊星歯車減速機１０におけるバックドライブ構造１０、すなわち固定内歯車４と本減速機１０のハウジング９との間の固定―固定解除を可能とするクラッチ８が設けられているバックドライブ構造２０や、かかる不思議遊星歯車減速機１０における、クラッチ８の断続によるバックドライブ方法もまた、本発明の範囲内である。さらに、不思議遊星歯車減速機１０を用いている産業用ロボット、人との協調ロボット、その他のロボットもまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の不思議遊星歯車減速機、そのバックドライブ構造、バックドライブ方法、およびロボットによれば、不思議遊星歯車機構のセルフロックを生じることなく、バックドライブを容易に行うことができる。かかる構成は、非常時におけるバックドライブを可能とし、特に産業用ロボットや人との協調ロボット等、非常時における手動でのバックドライブ可能であることが要求されるロボット分野において、産業上利用性が高い。したがって、産業用ロボットを初めとするロボット製造・使用分野、および関連する全分野において、有用性の高い発明である。
【符号の説明】
【００２２】
１…出力軸
２…太陽歯車
３…遊星歯車
４…固定内歯車
５…可動内歯車
６…不思議遊星歯車機構
７…可動内歯車の伝動部
８…クラッチ
９…ハウジング
１０…従来の不思議遊星歯車減速機
Ｊ…歯車−クラッチ連結部
Ｍ…モーター
Ｗ…ワーク
３１…出力軸
３２…太陽歯車
３３…遊星歯車
３４…固定内歯車
３５…可動内歯車
３６…不思議遊星歯車機構
３７…可動内歯車の伝動部
３８…固定手段
３９…ハウジング
３１０…従来の不思議遊星歯車減速機
【図１】
2020148216.tif 000003
【図２】
2020148216.tif 000004
【図３】
2020148216.tif 000005