(57)【要約】      （修正有）【課題】減速比が大きくかつ小型で無負荷ランニングトルクの小さい減速機の実現。【解決手段】各々楔状をなすとともに厚い側の端面にボール溝を持つ複数のセグメント５をボール溝が所定の中心軸線Ａ周りに螺旋状に連続して歯溝を形成しかつその中心軸線が屈曲可能なように互いに重ねて連結するとともに、それらのセグメントを両端部の軸部材７に連結してなるウオーム１と、ボール溝からなる歯溝２ｃを有するウオームホイール２と、ウオームホイールを回動可能に支持するとともに、ウオームの複数のセグメントで歯溝を形成する部分がウオームホイールに沿って曲がってボールを介してウオームホイールの歯溝に噛合するように、ウオームの両端部の軸部材をそれぞれ回転可能に支持する支持部材３と、ウオーム１の歯溝とウオームホイール２の歯溝とで画成される通路に複数のボール１４を循環させるボール循環通路４とからなるボール循環型ウオーム式減速機。【選択図】図５
2008051229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々楔状をなすとともに厚い側の端面にボール溝を持つ複数のセグメントを連結手段により、それらのセグメントのボール溝が所定の中心軸線周りにその中心軸線に沿って螺旋状に連続して歯溝を形成しかつその中心軸線が屈曲可能なように互いに重ねて連結するとともに、それらのセグメントを前記連結手段により両端部の軸部材に連結してなるウオームと、
ボール溝からなる歯溝を有するウオームホイールと、
前記ウオームホイールを回動可能に支持するとともに、前記ウオームの前記複数のセグメントで歯溝を形成する部分が前記ウオームホイールに沿って曲がってボールを介して前記ウオームホイールの歯溝に噛合するように、前記ウオームの両端部の軸部材を前記ウオームホイールの中心軸線に対し直角に位置するとともに互いに交差する二本の中心軸線上でそれぞれ回転可能に支持する支持部材と、
前記ウオームの歯溝と前記ウオームホイールの歯溝とで画成される通路に複数のボールを循環させるボール循環通路と、
を具えてなる、ボール循環型ウオーム式減速機。
【請求項２】
前記連結手段は、前記セグメントを前記ボール溝の延在方向に貫通するコイルスプリングであることを特徴とする、請求項１記載のボール循環型ウオーム式減速機。
【請求項３】
前記ボール循環通路は、前記複数のセグメントの薄い側の端面によって前記ウオームの中心軸線上に画成される中心通路と、前記ウオームの前記複数のセグメントで歯溝を形成する部分を前記ウオームホイールと反対の側から覆ってその歯溝内のボールを保持するボールケーシングと、前記ウオームの両端部の軸部材に形成されてそのウオームの前記中心通路と前記歯溝とを連通させる端部通路とにより構成されることを特徴とする、請求項１または２記載のボール循環型ウオーム式減速機。
【請求項４】
前記重ねて連結した複数のセグメントは少なくとも一枚おきに、前記ウオームの中心軸線の延在方向に突出する突部と、その突部を収容可能な凹部との少なくとも一方を有することを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載のボール循環型ウオーム式減速機。
【請求項５】
前記ウオームホイールは、中空の軸により支持されていることを特徴とする、請求項１から４までの何れか記載のボール循環型ウオーム式減速機。
【請求項６】
前記両端部の軸部材はそれぞれ、前記支持部材から突出していることを特徴とする、請求項１から５までの何れか記載のボール循環型ウオーム式減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットの関節等に用いられる減速機構に関するものであり、特には、ウオームとウオームホイールの両者の溝にボールが嵌って転動しつつ循環することにより大きな回転減速比を持つ減速機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高減速比を求められるロボットの関節において、関節駆動機構に用いられる減速機としては従来、減速比が大きくかつ小型であることから、ハーモニックドライブ（登録商標）減速機が多用されている。しかしながらハーモニックドライブ減速機は、その構造上から無負荷ランニングトルクが高く、このトルクが駆動機構の出力のうちで大きな割合を占めており、特に小型のものにおいてこの傾向が強く、このため駆動機構の小出力化が困難であり、結果としてロボット関節の小型化が難しくなってしまうという問題があった。
【０００３】
この無負荷ランニングトルクの低減だけを考慮すれば、車両の操舵機構に用いられているようなボール循環型ウオーム式減速機が好ましい。この減速機は、ウオーム軸にボール循環型ナットを螺合させ、そのナットを回転せずに直線移動するように案内するとともにそのナットの側面にラックを設け、そのラックに歯車の一部をなすセクタを噛合させて、ウオーム軸の回転によりナットひいてはラックを直線移動させ、そのラックの直線移動によりセクタを回動させるものである（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】株式会社山海堂発行の二訂版「シャシの構造」中第５章（ステアリング装置）、図５−１５のボール・ナット型ギヤ機構
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロボット関節の小型化を実現するには、上記従来のボール循環型ウオーム式減速機のようにナットの移動に必要な十分な直線間隙を設けることはできない。そこで、ナットの移動を不要とするために、ウオームが、ある噛み合い半径をもってウオームホイール（この明細書ではセクタを含む）とボールを介して噛合する構成とすることが考えられる。
【０００５】
このような構成としては、例えば鼓型ウオームを用いることが考えられるが、鼓型ウオームでは、軸線方向中央部と両端部とで太さが異なるため周速が異なり、それゆえボールの速度も異なることになるため、ウオーム全体としてボールが円滑に循環しない可能性がある。
【０００６】
一方、ウオームを直線状ではなくウオームホイールに沿って曲がるものとすることも考えられるが、このようにすると、小型の減速機ほど小さい曲げ半径となり、これによってウオームの曲げ応力が大きくなってしまうという問題が生じることになる。
【０００７】
また、ウオームには回転させるためのトルクが作用するので、ウオームを曲がるものとすると捩れ応力と曲げ応力が重畳することとなり、これらの発生応力を効果的に回避しなければならないが、この問題を解決するウオームの形状および構成材料を揃えることは、従来の技術では極めて困難である。
【０００８】
さらに、小型化を図るロボット関節に上記のような減速機を搭載するためには、関節軸において邪魔にならないスペースでボールの循環を実現するボール循環構造も必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明のボール循環型ウオーム式減速機は、各々楔状をなすとともに厚い側の端面にボール溝を持つ複数のセグメントを連結手段により、それらのセグメントのボール溝が所定の中心軸線周りにその中心軸線に沿って螺旋状に連続して歯溝を形成しかつその中心軸線が屈曲可能なように互いに重ねて連結するとともに、それらのセグメントを前記連結手段により両端部の軸部材に連結してなるウオームと、ボール溝からなる歯溝を有するウオームホイールと、前記ウオームホイールを回動可能に支持するとともに、前記ウオームの前記複数のセグメントで歯溝を形成する部分が前記ウオームホイールに沿って曲がってボールを介して前記ウオームホイールの歯溝に噛合するように、前記ウオームの両端部の軸部材を前記ウオームホイールの中心軸線に対し直角に位置するとともに互いに交差する二本の中心軸線上でそれぞれ回転可能に支持する支持部材と、前記ウオームの歯溝と前記ウオームホイールの歯溝とで画成される通路に複数のボールを循環させるボール循環通路と、を具えてなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
かかるこの発明のボール循環型ウオーム式減速機にあっては、ウオームの両端部の軸部材の一方にモータ等で入力回転を与えると、その軸部材への入力回転トルクがその軸部材に連結手段を介して連結された複数のセグメントに伝達され、ウオームのそれらのセグメントで歯溝を形成する部分がウオームホイールに沿って曲がりながらそのウオームの中心軸線周りに回転するとともに、そのウオームの部分の歯溝がボールを介してウオームホイールの歯溝に噛合していて、ウオームの一回転でウオームの歯溝が軸線方向に一ピッチ進み、その一ピッチに対応するウオームホイールの歯溝分ウオームホイールが回動するので、ウオームの軸部材への入力回転が大きな減速比で減速されてウオームホイールから出力回転として出力される。また、ボール循環構造が、ウオームの歯溝とウオームホイールの歯溝とで画成される通路に複数のボールを循環させる。
【００１１】
従って、この発明のボール循環型ウオーム式減速機によれば、実質的に、ウオームがウオームホイールに沿って曲がるように連結手段を変形させるための僅かな無負荷ランニングトルクで、ウオームとウオームホイールとをボールを介して噛合させることができ、これにより、ロボットの関節等に用い得る、減速比が大きくかつ小型で無負荷ランニングトルクの小さい減速機を実現することができる。
【００１２】
なお、この発明のボール循環型ウオーム式減速機においては、前記連結手段は、前記セグメントを前記ボール溝の延在方向に貫通するコイルスプリングであっても良く、このようにすれば、簡易な構成で容易に、各々楔状をなすとともに厚い側の端面にボール溝を持つ複数のセグメントをそのボール溝が所定の中心軸線周りにその中心軸線に沿って螺旋状に連続して歯溝を形成しかつその中心軸線が屈曲可能なように互いに重ねて連結するとともに、それらのセグメントをウオームの両端部の軸部材に連結することができる。
【００１３】
また、この発明のボール循環型ウオーム式減速機においては、前記ボール循環通路は、前記複数のセグメントの薄い側の端面によって前記ウオームの中心軸線上に画成される中心通路と、前記ウオームの前記複数のセグメントで歯溝を形成する部分を前記ウオームホイールと反対の側から覆ってその歯溝内のボールを保持するボールケーシングと、前記ウオームの両端部の軸部材に形成されてそのウオームの前記中心通路と前記歯溝とを連通させる端部通路とにより構成されても良く、このようにすれば、ボール循環通路がウオームの中心通路を通してボールを循環させることから、ウオームの歯溝内のボールとの干渉防止のためウオームから離してボールを通す通路を設ける必要がないので、ボール循環型ウオーム式減速機をより小型に構成することができる。
【００１４】
さらに、この発明のボール循環型ウオーム式減速機においては、前記重ねて連結した複数のセグメントは少なくとも一枚おきに、前記ウオームの中心軸線の延在方向に突出する突部と、その突部を収容可能な凹部との少なくとも一方を有していても良く、このようにすれば、その凹部に収容されたセグメントの突部が隣接するセグメントの側面に当接してその隣接するセグメントをウオームの回転方向に附勢するので、軸部材への入力回転トルクをより効率よく複数のセグメントの全体に伝達することができる。
【００１５】
さらに、この発明のボール循環型ウオーム式減速機においては、前記ウオームホイールは、中空の軸により支持されていても良く、このようにすれば、このボール循環型ウオーム式減速機をロボットの関節に用いた場合にその中空の軸内に配線や配管等を通すことができるので、スペースが限られているロボット内での配線や配管等の取り回しを容易にすることができる。
【００１６】
さらに、この発明のボール循環型ウオーム式減速機においては、前記両端部の軸部材はそれぞれ、前記支持部材から突出していても良く、このようにすれば、一方の軸部材にモータの出力軸を結合するとともに他方の軸部材にエンコーダを結合し得て、エンコーダ付のモータを用いなくてもモータの出力回転ひいては減速機の出力回転を容易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、ロボットの関節に用いた、この発明のボール循環型ウオーム式減速機の一実施例の外観全体を示す斜視図、図２は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ボール循環通路を構成するボールケーシングの中央部をウオームの中心軸線に対し片側だけ外した状態で示す斜視図、図３は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ボール循環通路を構成するボールケーシングの全体をウオームの中心軸線に対し片側だけ外した状態で示す斜視図、図４は、図３の要部を拡大して示す斜視図、図５は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ウオームの中心軸線を通る平面で切断して示す断面図、図６は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の、歯溝一ピッチ分重ねたセグメントを突部側から見た状態で示す斜視図、図７は、図６に示す歯溝一ピッチ分重ねたセグメントを凹部側から見た状態で示す斜視図、図８は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の支持部材の要部を示す斜視図、図９は、上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の、ウオームの一端部の軸部材およびそこに設けられた、ボール循環通路を構成する端部通路の一部を示す斜視図、図１０は、図９に示す軸部材およびそこに設けられた端部通路の構成を示す斜視図、そして図１１は、図９に示す軸部材を分解してそこに設けられた端部通路の構成を示す斜視図である。
【００１８】
この実施例のボール循環型ウオーム式減速機は、図１〜図５に示すように、ウオーム１とウオームホイール２と支持部材３とを具えるとともに、図８〜図１１に示すように、ボール循環通路４を具えており、ここで、ウオーム１は、図６および図７にその歯溝１ａの一ピッチ分を示すように、各々楔状をなすとともに、ウオーム１の外周面を形成する厚さの厚い側の端面にボール溝５ａを持つ多数のセグメント５と、各セグメント５をそのボール溝５ａの延在方向に貫通する貫通穴５ｂに遊嵌した連結手段としてのコイルスプリング６と、当該ウオームの軸線方向両端部に位置する二本の軸部材７とを有し、コイルスプリング６は、それら多数のセグメント５を互いに重ねて連結しガイドして、それらのセグメント５のボール溝５ａがコイルスプリング６の螺旋の中心軸線と一致するウオーム１の中心軸線Ａ周りにその中心軸線Aに沿って螺旋状に連続してウオーム１の螺旋状の歯溝１ａを形成するようにし、かつその中心軸線Ａがコイルスプリング６の撓みによって屈曲し得るようにする。さらにコイルスプリング６はその両端部を上記二本の軸部材７に結合されて上記多数のセグメント５をそれら二本の軸部材７に連結する。これによりウオーム１は、図３に示すように、ウオームホイール２の周囲の後述する外周溝２ｂに沿って撓んだ状態のままで、中心軸線Ａ周りに回転することができる。
【００１９】
各セグメント５は、例えば円板をその中心軸線を含む複数の平面で等分割することで上記のように楔状に形成することができ、その分割数（楔の傾斜角度に対応）は、ボール溝５ａを循環する後述のボールの大きさや歯溝１ａのピッチに応じて適切なものとする。例えば、使用するボール一個の大きさが一分割になる程度を目安とすることができる。また、各セグメント５は好ましくは、図６および図７に示すように、厚さの厚い側の端面に近づくほど、ウオーム１の中心軸線Ａの延在方向の幅寸法が小さくなるものとする。これにより、図５に示すように、ウオーム１がウオームホイール２の周囲の外周溝２ｂに沿って撓んだ状態で、その撓みの内側に位置するセグメント５同士が長手方向全長に亘り中心軸線Ａの延在方向に密接して、これら線接触するセグメント５群がトルク伝達の際のコイルスプリング６の変形を拘束し、ウオームホイール２の回転反力をウオーム１の両端部の軸部材７から支持部材３へと伝達するので、伝達可能なトルクを高めることができる。
【００２０】
ウオームホイール２は、図５に片側を除いて示すように、二枚の環状のホイール半部８が中心軸線Bの軸線方向に向き合って、図示しない複数本のボルトで互いに結合されて構成されており、それらのホイール半部８の内周面は、図示しないクロスローラベアリングのアウターレース２ａを構成し、一方、それらのホイール半部８の外周面は、図１〜図４に示すように、中心軸線Bを通る平面で切断した断面形状が円弧状をなす外周溝２ｂを形成し、その外周溝２ｂには、ウオーム１の歯溝１ａと一致する螺旋の周方向の半部をなす多数の歯溝２ｃが形成されている。また一方のホイール半部８（図１〜図３では手前側のホイール半部８）の外方端面には、周方向に等間隔に複数の雌ねじ穴２ｄが設けられている。
【００２１】
支持部材３は、図５および図８に示すように、固定用の複数のボルト穴１０ａを設けられ、ウオームホイール２を上記中心軸線B周りに回転自在に支持する上記クロスローラベアリングのインナーレース９を周囲に嵌着される中空のウオームホイール支持軸１０ｂを持つとともに後述するボールケーシング１１を固定される支持板１０と、その支持板１０の両端部にそれぞれ固定されてウオーム１の両端部の二本の軸部材７をそれぞれ互いに対向する二個のアンギュラーコンタクト型ベアリング１２を介し上記中心軸線A周りに回転自在に支持するとともに、その中心軸線Aを上記中心軸線Bに対して直角に位置させ、かつその中心軸線Aの、二本の軸部材７をそれぞれ通る直線部分の延長線を互いに所定の角度を持って交差させる二個のウオーム軸受け１３とを有している。そして二本の軸部材７のうちの一本（図１〜図５では右側の軸部材７）は、ウオーム軸受け１３から外方へ突出して、駆動用モータの出力軸に結合可能となっている。
【００２２】
この実施例のボール循環型ウオーム式減速機はさらに、図４および図５に示すように、ウオーム１の歯溝１ａ内にそれに沿って充填されてウオーム１の歯溝１ａとウオームホイール２の歯溝２ｃとの間に介在する多数の例えば鋼製のボール１４を具え、これらのボール１４を循環させるボール循環通路４は、図５に示すように、上記複数のセグメント５の薄い側の端面によってウオーム１の中心軸線A上に画成される中心通路４ａと、ウオームホイール２の中心軸線B周りに円弧状に延在して、ウオーム１の複数のセグメント５で歯溝１ａを形成する部分をウオームホイール２と反対の側から覆い、その歯溝１ａ内にボール１４を保持する丸溝状の案内面１１ａを持つ、複数の部分に分割可能なボールケーシング１１と、ウオーム１の両端部の軸部材７に形成されてそのウオーム１の中心通路４ａと歯溝１ａとを連通させる端部通路４ｂとにより構成されている。
【００２３】
ここで、上記二本の軸部材７は各々、図５および図９〜図１１に示すように、ベアリング１２で支持された軸端部１５と、中心軸線Ａに沿って二つ割りに形成された中間部１６と、それら軸端部１５と中間部１６とを結合するカラー１７と、その中間部１６の、セグメント５に向く端部に突設された中心軸部１６ａの周囲にその中心軸部１６ａを囲むように固着された、セグメント５と類似の多数の固定セグメント１８とを有しており、これらの固定セグメント１８は、中心軸線Aの延在方向の幅寸法が順次に拡大して、セグメント５に当接する側面１８ａの位置が、図９に示すように、コイルスプリング６の螺旋のピッチに一致して中心軸線Aの延在方向に迫り出している。
【００２４】
そして、その最も迫り出した固定セグメント１８から中心軸線Ａ周りに略９０度分の複数の固定セグメント１８の、軸部材７の外周面を形成する厚さの厚い側の端面には、セグメント５のボール溝５ａで形成される歯溝１ａに連なるボール溝１８ｂが設けられ、その複数の固定セグメント１８にさらに連なる複数の固定セグメント１８と二つ割りにされた中間部１６との内部には、図１０および図１１に示すように、中心軸部１６ａの中心部から中間部１６の分割面に沿って折り返して上記ボール溝１８ｂまで連なるヘアピン状の内部通路４ｃが設けられて、それらボール溝１８ｂと内部通路４ｃとが上記端部通路４ｂを構成しており、内部通路４ｃとの接続位置付近のボール溝１８ｂ上には、ボール１４をウオームホイール２の歯溝２ｃ上から掬いとる細長いスコップ状の張り出し部１９が固定セグメント１８に設けられている。この張り出し部１９は、図９に示すように、ウオームの歯溝１ａに連なるボール溝１８ｂとウオームホイール２の歯溝２ｃとが同期しているため、ウオームホイール２やボールケーシング１１と干渉することはない。
【００２５】
さらにこの実施例では、多数のセグメント５のうち、図６および図７に示すように、中心軸線Ａ周りに例えば９０度毎の等間隔に位置するものに、中心軸線Ａの延在方向に突出する突部５ｃと、その突部５ｃを収容可能な凹部５ｄとの少なくとも一方が設けられている。また、二本の軸部材７のうちの一方の固定セグメント１８の側面１８ａに、図９に示すように、中心軸線Ａ周りに例えば９０度毎の等間隔で、中心軸線Ａの延在方向に突出する、セグメント５の突部５ｃと同様の突部１８ｃが設けられ、また、二本の軸部材７のうちの他方の固定セグメント１８の側面１８ａに、図示しないが、その突部１８ｃを収容可能な、セグメント５の凹部５ｄと同様の凹部が設けられている。従って、最も迫り出した固定セグメント１８とそれに隣接するセグメント５との重なり合いおよび、互いに中心軸線Ａの延在方向および周方向に隣接するセグメント５同士の重なり合いに加えて、それら固定セグメント１８の突部１８ｃとセグメント５との掛合およびセグメント５の突部５ｃと固定セグメント１８との掛合によっても、二本の軸部材７と多数のセグメント５との間のトルク伝達が行われる。
【００２６】
かかる実施例のボール循環型ウオーム式減速機にあっては、ウオーム１の一端部の軸部材７にモータ等で入力回転を与えると、その軸部材７への入力回転トルクがその軸部材７にコイルスプリング６を介して連結された多数のセグメント５に伝達され、ウオーム１のそれらのセグメント５で歯溝１ａを形成する部分がウオームホイール２に沿って曲がりながらそのウオーム１の中心軸線Ａ周りに回転するとともに、そのウオーム１の部分の歯溝１aがボール14を介してウオームホイール2の歯溝２ｃに噛合していて、ウオーム１の一回転でウオーム１の歯溝１ａが中心軸線Ａ方向に一ピッチ進み、その一ピッチに対応するウオームホイール２の歯溝２ｃのピッチ分ウオームホイール２が回動するので、ウオーム１の軸部材７への入力回転が大きな減速比で減速されてウオームホイール２から出力回転として出力される。また、ボール循環構造４が、ウオーム１の歯溝１ａとウオームホイール２の歯溝２ｃとで画成される通路に複数のボール１４を循環させる。
【００２７】
従って、この実施例のボール循環型ウオーム式減速機によれば、実質的に、ウオーム１がウオームホイール２に沿って曲がるようにコイルスプリング６を撓み変形させるための僅かな無負荷ランニングトルクで、ウオーム１とウオームホイール２とをボール１４を介して噛合させることができるので、減速比が大きくかつ小型で無負荷ランニングトルクの小さい減速機で、ロボットの関節を構成することができる。
【００２８】
しかもこの実施例のボール循環型ウオーム式減速機によれば、連結手段は、セグメント５をボール溝５ａの延在方向に貫通するコイルスプリング６であることから、簡易な構成で容易に、各々楔状をなすとともに厚い側の端面にボール溝５ａを持つ多数のセグメント５を、そのボール溝５ａが所定中心軸線A周りにその中心軸線Aに沿って螺旋状に連続して歯溝１ａを形成しかつその中心軸線Ａが屈曲可能なように互いに重ねて連結するとともに、それらのセグメント５をウオーム１の両端部の軸部材７に連結することができる。
【００２９】
また、この実施例のボール循環型ウオーム式減速機によれば、ボール循環通路４は、多数のセグメント５の薄い側の端面によってウオーム１の中心軸線A上に画成される中心通路４ａと、ウオーム１の多数のセグメント５で歯溝１ａを形成する部分をウオームホイール２と反対の側から覆ってその歯溝１ａ内のボール１４を保持するボールケーシング１１と、ウオーム１の両端部の軸部材７に形成されてそのウオーム１の中心通路４ａと歯溝１ａとを連通させる端部通路４ｂとにより構成されているため、ボール循環通路４がウオーム１の中心通路４ａを通してボール１４を循環させることから、ウオーム１の歯溝１ａ内のボール１４との干渉防止のためウオーム１から離してボール１４を通す通路を設ける必要がないので、ボール循環型ウオーム式減速機をより小型に構成することができる。
【００３０】
さらに、この実施例のボール循環型ウオーム式減速機によれば、重ねて連結した多数のセグメント５はウオーム１の中心軸線Ａの周囲に９０度おきに、その中心軸線Aの延在方向に突出する突部５ｃと、その突部５ｃを収容可能な凹部５ｄとの少なくとも一方を有していることから、その凹部５ｄに収容されたセグメントの突部５ｃが隣接するセグメント５の側面に当接してその隣接するセグメント５をウオーム１の回転方向に附勢するので、軸部材７への入力回転トルクをより効率よく多数のセグメント５の全体に伝達することができる。
【００３１】
さらに、この実施例のボール循環型ウオーム式減速機によれば、ウオームホイール２は中空のウオームホイール支持軸１０ｂにより支持されていることから、その中空の軸内に他の関節のモータ等の配線や配管等を通すことができるので、スペースが限られているロボット内での配線や配管等の取り回しを容易にすることができる。
【００３２】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、両端部の軸部材７はそれぞれ、支持部材３のウオーム軸受けから外方へ突出していても良く、このようにすれば、一方の軸部材７にモータの出力軸を結合するとともに他方の軸部材７にエンコーダを結合し得て、エンコーダ付のモータを用いなくてもモータの出力回転ひいては減速機の出力回転を容易に検出することができる。
【００３３】
また連結手段は、コイルスプリング６でなく、例えばセグメント同士の間およびセグメントと両端部の軸部材との間に、ウオーム１の回転による、ウオーム１の撓み方向に対するセグメント５の位置の変化に伴う、ウオーム１の周方向に互いに重なり合うセグメント５同士のウオーム１の中心軸線Aの延在方向への相対移動（ウオームホイール２の外周溝の底にセグメントが向く、最もセグメント同士の重なりが多くなる状態と、ウオームホイール２の外周溝から最も遠ざかる、最もセグメント同士の重なりが少なくなる状態との間の移動）を、セグメント同士を互いに分離不能に摺接させて案内するアリ溝等の通常の嵌合案内構造を設けても良い。
【００３４】
さらに、上記実施例では９０度毎にセグメント５の突部５ｃおよび凹部５ｄを設けたが、伝達するトルクの大きさに応じてセグメント５の突部５ｃおよび凹部５ｄの数を増減しても良い。
【００３５】
そして、この発明のボール循環型ウオーム式減速機は、ロボットの関節以外にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
かくしてこの発明のボール循環型ウオーム式減速機によれば、実質的に、ウオームがウオームホイールに沿って曲がるように連結手段を変形させるための僅かな無負荷ランニングトルクで、ウオームとウオームホイールとをボールを介して噛合させることができ、これにより、ロボットの関節等に用い得る、減速比が大きくかつ小型で無負荷ランニングトルクの小さい減速機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ロボットの関節に用いた、この発明のボール循環型ウオーム式減速機の一実施例の外観全体を示す斜視図である。
【図２】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ボール循環通路を構成するボールケーシングの中央部をウオームの中心軸線に対し片側だけ外した状態で示す斜視図である。
【図３】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ボール循環通路を構成するボールケーシングの全体をウオームの中心軸線に対し片側だけ外した状態で示す斜視図である。
【図４】図３の要部を拡大して示す斜視図である。
【図５】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機を、ウオームの中心軸線を通る平面で切断して示す断面図である。
【図６】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の、歯溝一ピッチ分重ねたセグメントを突部側から見た状態で示す斜視図である。
【図７】図６に示す歯溝一ピッチ分重ねたセグメントを凹部側から見た状態で示す斜視図である。
【図８】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の支持部材の要部を示す斜視図である。
【図９】上記実施例のボール循環型ウオーム式減速機の、ウオームの一端部の軸部材およびそこに設けられた、ボール循環通路を構成する端部通路の一部を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す軸部材およびそこに設けられた端部通路の構成を示す斜視図である。
【図１１】図９に示す軸部材を分解してそこに設けられた端部通路の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ウオーム
１a  歯溝
２  ウオームホイール
２ａ  アウターレース
２ｂ  外周溝
２ｃ  歯溝
雌ねじ穴  ２ｄ
３  支持部材
４  ボール循環通路
４ａ  中心通路
４ｂ  端部通路
５  セグメント
５ａ  ボール溝
５ｂ  貫通穴
５ｃ  突部
５ｄ  凹部
６  コイルスプリング
７  軸部材
８  ホイール半部
９  インナーレース
１０  支持板
１０ａ  ボルト穴
１０ｂ  ウオームホイール支持軸
１１  ボールケーシング
１１ａ  案内面
１２  ベアリング
１３  ウオーム軸受け
１４  ボール
１５  軸端部
１６  中間部
１６ａ  中心軸部
１７  カラー
１８  固定セグメント
１８ａ  側面
１８ｂ  ボール溝
１８ｃ  突部
１９  張り出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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