(57)【要約】  【課題】複雑で大型の機構を使用せずに減速比を高くし、且つ、入力軸を中空で径の大きなものにする。  【解決手段】  太陽歯車１１、内歯車２１、遊星歯車３１及びキャリア３３から成る遊星歯車装置と、モータ５とを有する。太陽歯車、内歯車、及び、キャリアには、それぞれ、同軸状に固定した第１入力軸１０、第２入力軸２０、及び、出力軸を設ける。第１及び第２入力軸にはモータ５の出力軸の回転駆動力を、プーリー式入力手段１３，１４、１５及び歯車式入力手段２２，２３を介して入力する。【選択図】  図３
2007016980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車と、該太陽歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車に噛合する内歯車と、該遊星歯車を自転軸回りに回動可能で且つ該太陽歯車の中心軸の回りに公転可能なように保持するキャリアと、該太陽歯車に同軸状に固定された第１の入力軸と、該内歯車に同軸状に固定された第２の入力軸と、該キャリアに同軸状に固定された出力軸とを備える遊星歯車装置と、
モータにより回転駆動されるモータ駆動軸と、
該モータ駆動軸に固定された第１プーリーと、第１及び第２入力軸の一方に固定された第２プーリーと、第１及び第２プーリーとの間にかけられ、第２プーリーを第１プーリーと同じ方向に回転する無端ベルトとを備えるプーリー式入力手段と、
該モータ駆動軸に固定された第１歯車と、第１及び第２入力軸の他方に固定され、第１歯車に噛合する第２歯車とを備える歯車式入力手段と、  
を有する歯車減速装置。
【請求項２】
該太陽歯車がリングギアとされ、
該リングギアを挿通され、該出力軸に固定されている中空軸を有する歯車減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットのポジショナーなどにおいて用いられる、遊星歯車装置を備える歯車減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車装置は、太陽歯車、遊星歯車及び内歯車を基本的エレメントするものであり、減速装置として広く用いられている（特許文献１及び２）。
【０００３】
この減速装置において高い減速比を得るためには、内歯車の直径を大きくするか、あるいは、遊星歯車装置を軸方向に積層して多段で減速する必要があり、装置が大型化したり、複雑化するといった問題がある。
遊星歯車装置全体の大型化せずに、太陽歯車を小さくすることによって、減速比を大きくするという方法もあるが、産業用ロボットのポジショナーなどで用いられる減速装置では、太陽歯車を中空として、当該減速装置の中心部分を通して配線や配管ができるようにすることが必要な場合があり、そのような方法は適さない。
【特許文献１】特開平１０−３３１９２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１２５９号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような点に鑑み、構造が簡単で、余り大型化せず、しかも高い減速比を得ることを可能とする歯車減速装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、
太陽歯車と、該太陽歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車に噛合する内歯車と、該遊星歯車を自転軸回りに回動可能で且つ該太陽歯車の中心軸の回りに公転可能なように保持するキャリアと、該太陽歯車に同軸状に固定された第１の入力軸と固定された太陽歯車と、該内歯車に同軸状に固定された
該太陽歯車と噛みあう複数の遊星歯車を回動可能に支持し、筐体に稼動可能に支持された出力軸に固定されたキャリアと、
第２の入力軸固定と、該キャリアに同軸状に固定された出力軸とを備える遊星歯車装置と、
モータにより回転駆動されるモータ駆動軸と、
該モータ駆動軸に固定された第１プーリーと、第１及び第２入力軸の一方に固定された第２プーリーと、第１及び第２プーリーとの間にかけられ、第２プーリーを第１プーリーと同じ方向に回転する無端ベルトとを備えるプーリー式入力手段と、
該モータ駆動軸に固定された第１歯車と、第１及び第２入力軸の他方に固定され、第１歯車に噛合する第２歯車とを備える歯車式入力手段と、  
を有する歯車減速装置を提供する。
【０００６】
具体的には、
該太陽歯車がリングギアとされ、
該リングギアを挿通され、該出力軸に固定されている中空軸を有するようにすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る歯車減速装置は、遊星歯車装置部分の構造が簡単でコンパクトとなり、また、太陽歯車の中心を通しての配管、配線も可能となるので、産業用ロボットのポジショナーなどに用いるのに適したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の歯車減速機の主要部分である遊星歯車装置１の断面図である。
該遊星歯車装置１は、中空の第１入力軸１０に同軸状に固定された太陽歯車１１と、該太陽歯車１１に噛合する４個の遊星歯車３１（図２）と、該遊星歯車３１を支持するキャリア３３と、遊星歯車３１と噛合する内歯車２１とを有する。
遊星歯車３１は、キャリア３３に固定された自転軸３０の周りで回転可能とされている。
キャリア３３は、太陽歯車１１と同軸状とされ、ラジアルベアリング２を介して、ハウジング３に回転可能に支持されている。キャリア３３には、出力軸３４が固定されている。
内歯車２１は、ベアリング１２及びベアリング２２によって、第１入力軸１０及びハウジング３の間に回転可能に支持された筒状の第２入力軸２０に固定されている。
【０００９】
この遊星歯車装置における減速作用は以下のように説明することができる。
まず、第１入力軸１０の回転により、太陽歯車１１が時計方向の回転を与えるとする。
このとき、内歯車２１を固定するものとすると、遊星歯車３１は自転しながら、所定の減速比をもって太陽歯車１１の周りを時計方向に公転するため、キャリア３３も同時に時計方向に回転し、出力軸は一定の減速比で回転されることになる。
また、この遊星歯車装置では、第１入力軸１０への時計方向の回転と同時に、第２入力軸２０に反時計方向での回転を与える。これにより、キャリア３３に連結された出力軸は、内歯車２１が時計方向に回転した場合の時計方向の回転と、内歯車が反時計方向に回転した場合の反時計方向の回転の差分で回転されることになる。
【００１０】
これを、太陽歯車１１の歯数を１２０、内歯車２１の歯数を２００、遊星歯車３１の歯数を４０とした場合を例にして説明すれば次の通りである。
上記の構成で太陽歯車１１に時計方向の回転を与えた場合、キャリア３３は第１入力軸１０に対し、３／８の減速比で時計方向に回転する。しかし、同時に内歯車２１に反時計方向の回転を与えると、キャリア３３は第２入力軸２０に対し、５／８の減速比で反時計方向に回転しようとするため、第１入力軸１０、第二入力軸２０の回転数が同じであった場合には、最終的にキャリア３３は入力回転数に対し、反時計方向に1／4の回転となる。
たとえば、太陽歯車１１を時計方向に９００rpm、内歯車２１を反時計方向に５００rpm回転させた場合、キャリア３３は時計方向に２５rpmの回転を行い、第１入力軸１０を主入力軸とすると、減速比は１／３６となり、少ない歯車構成で高い減速比を得ることが可能となる。
【００１１】
上記実施形態では、遊星歯車３１を４つ配置しているが、相互に干渉しない範囲で２つ以上の遊星歯車とすることができる。
また、本実施形態では、第１入力軸を主入力軸として説明したが、第２入力軸を主入力軸としても良い。
【００１２】
次に、産業用ロボット等に用いられるポジショナーなどに用いられる本発明の歯車減速装置を説明する。
図３は本発明に係る歯車減速装置４であり、モータ５と該モータの出力を減速して出力する遊星歯車装置とを有する。該遊星歯車装置は図１に示したものと実質的に同じ構成となっており、同じ構成要素は同じ参照番号を付して示してある。
モータ５は、その出力軸に固定されたタイミングプーリ１４と、歯車２４とを備えている。
タイミングプーリー１４は、無端タイミングベルト１５により第１入力軸１０に取付けられたタイミングプーリー１３に駆動連結され、該第１入力軸１０にモータの回転出力を伝達するようになっている。
歯車２４は、第２入力軸２０に固定された歯車２３に噛合しており、該第２入力軸２０にモータの回転出力を伝達するようになっている。
従って、モータの回転出力は、回転第１入力軸１０及び第２入力軸２０に対して相互に反対向きの回転力として入力されるようになっている。
【００１３】
この歯車減速装置において、タイミングプーリー１４とタイミングプーリー１３の間の減速比を１／２、歯車２４と歯車２３の間の減速比を２９／１００とし、前述の減速機構と同様に、太陽歯車１１の歯数を１２０、内歯車２１の歯数を２００、遊星歯車３１の歯数を４０とした場合を想定する。
前述のように、太陽歯車１１に時計方向での回転を与えた場合、キャリア３３は第１入力軸１０に対して３／８の減速比で太陽歯車と同方向に回転する。モータＭの回転に対する第１入力軸１０の減速比は１／２であるから、キャリア３３はモータＭの回転に対し、３／１６の減速比で時計方向に回転する。
また、前述のように、内歯車２１に反時計方向の回転を与えた場合、キャリア３３は第２入力軸２０に対して５／８の減速比で反時計方向に回転しようとするので、モータから２９／１００の減速比で反時計方向での入力を受けた場合、キャリア３３はモータＭの回転に対し、２９／１６０の減速比で反時計方向に回転しようとする。
従って、出力軸３３は、第１入力軸１０側の減速比３／１６と、第２入力軸２０側の減速比２９／１６０の差分で回転する。すなわち、１／１６０の減速比で反時計方向、すなわちモータＭと逆方向に回転する。
【００１４】
以上のように、本歯車減速装置を用いた場合、少ない歯車の構成で高い減速比を得ることができる。
また、１つの駆動源から、１つのプーリー式入力手段と１つの歯車式入力手段とによって第１、第２入力軸を相互に反対の方向に回転することができるため、装置自体を簡素化することが可能となる。
さらに、本発明では、遊星歯車装置の減速比と、第１、第２入力軸の速度比によって最終減速比を決定することができるため、遊星歯車装置を構成する各歯車の歯数の制約が減少することから、図２に示すような大径の中空軸３５を出力軸３４に取り付けることができる。これにより、出力軸３４に取り付けられる、治具等のアクチュエータの配管、配線を多く通すことが可能となる。
【００１５】
本実施形態では、第１入力軸とモータをタイミングベルトで、第２出力軸とモータを歯車で、それぞれ動力を伝達する構成としているが、その逆であっても良い。また、第１、第２入力軸に相互に反対の方向に回転を与えられる構造であれば、チェーン等の他の動力伝達方法をとっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
工作機械のインデックステーブル、産業用ロボットの外部軸等において、高い減速比を必要とする場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の減速機構を示す断面図である。
【図２】本発明の減速機の原理を説明する図である。
【図３】本発明の減速機を用いたポジショナーを示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    差動遊星歯車減速機
４    歯車減速装置
５    モータ
１０  第１入力軸
１１  太陽歯車
１３，１４  タイミングプーリー
１５  タイミングベルト
２０  第２入力軸
２１  内歯車
２２，２３  歯車
３１  遊星歯車
３３  キャリア
３４  出力軸
【図１】
2007016980.tif 000003
【図２】
2007016980.tif 000004
【図３】
2007016980.tif 000005