JP2012197874A - 減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】公転ギアの貫通孔と貫通ピンとが当接する部分に生じるバックラッシュを抑制可能な減速機を提供する。
【解決手段】リングギアに噛合しながら公転する公転ギアに貫通孔を設けておき、貫通孔には貫通ピンを挿入する。また、貫通孔の内周面または貫通ピンの外周面の何れか一方には、外径に対して内径が移動可能に形成された円環形状の弾性部材が装着される。こうすると、貫通孔と貫通ピンとは干渉せず、干渉によって減速機がロック状態となることがなく、その分貫通孔と貫通ピンとのクリアランスを小さく設定することができる。その結果、貫通孔と貫通ピンとの間のバックラッシュを抑制することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、入力された回転速度を減じて出力する減速機に関する。

モーターなどの動力源から得られる動力は、そのまま使用するには回転速度が高すぎた
り力が不足したりすることが多い。そこで、減速機を用いて適した回転速度まで減速させ
て、必要な回転数と必要なトルクを発生させることが、通常よく実施されている。

大きな減速比が得られる減速機として、次のようなものが提案されている。すなわち、
リングギアの内側に、リングギアよりも少し小さく、且つリングギアよりも歯数が少ない
（例えば歯数が１つ少ない）公転ギアを設けておく。公転ギアの中心位置には、公転ギア
に対して回転可能な状態で円形カムが設けられている。円形カムからは、リングギアの中
心軸上の位置に第１回転軸が立設されており、第１回転軸によってリングギアの中心軸周
りに円形カムを回転させると、公転ギアはリングギアに噛合しながらリングギアの中心軸
周りに公転する。このような構成では、公転ギアがリングギアの中心軸周りを一回公転す
る間に、公転の方向とは逆方向にリングギアとの歯数差分だけ自転するようになっている
。従って、公転ギアの自転の動きを取り出すことで、入力の回転（第１回転軸の回転）を
大きく減速させることができる。

公転ギアの自転の動きは、公転ギアに設けられた貫通孔と、貫通孔に挿入された貫通ピ
ンとによって取り出される。貫通孔と貫通ピンとの間にはクリアランスが設けられており
、このクリアランスによって公転ギアの公転の動きを吸収しつつ、公転ギアが自転する動
きを貫通ピンで取り出す。こうして貫通ピンで取り出した公転ギアの自転の動きは、貫通
ピンが連結された第２回転軸から外部に出力される（特許文献１）。

特開２００８−２４０８５２号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の減速機には、バックラッシュが発生し易いという
問題があった。すなわち、第１回転軸の入力が第２回転軸から出力されるまでの間には、
リングギアと公転ギアとが噛み合う部分で生じる通常のバックラッシュに加えて、公転ギ
アの貫通孔と貫通ピンとが当接する部分で生じるバックラッシュも存在する。後者のバッ
クラッシュは、特許文献１の動作原理の減速機において、製造誤差に起因して生じるバッ
クラッシュであり、その分だけ全体として大きなバックラッシュが発生し易くなる。その
結果、第１回転軸の入力に対して出力トルクが得られない期間が発生したり、あるいは、
第２回転軸に大きながたつきが発生するといった問題が生じていた。そのため、組み立て
後にバックラッシュの大きさを検査し、問題があれば、分解して、ある部品を寸法がわず
かに違う部品に変更し、再度組み立てなおしてバックラッシュを検査する。この作業を繰
り返して、所定の大きさ以下のバックラッシュの減速機を得る。もしくは、全ての部品の
寸法をあらかじめ測定して選別し、組み立てた時に貫通孔と貫通ピンとの間の隙間が発生
しないように組み合わせた部品で組み立てが行われており、組み立て作業に非常に時間が
かかっていた。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、製造誤差を含んだ部品を用いても、部品寸法選別や組み立て検査を行う
ことなく、公転ギアの貫通孔と貫通ピンとが当接する部分にバックラッシュが発生するこ
とを抑制可能な減速機を提供することを目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の減速機は次の構成を採用し
た。すなわち、
内周に複数のギア歯が形成されたリングギアと、
前記リングギアの内側に設けられて、外周に複数のギア歯が形成され、該リングギアと
噛合する公転ギアと、
前記公転ギアの中心位置に、該公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、
前記リングギアの中心軸上に前記円形カムから立設され、該中心軸周りに該円形カムを
回転させて、該公転ギアを該中心軸周りに公転させる第１回転軸と、
前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入される貫通ピンと、
前記リングギアの中心軸上に設けられて前記貫通ピンと連結され、前記公転ギアの自転
による回転を出力する第２回転軸と、
円環形状に形成されて、前記貫通孔の内周面または前記貫通ピンの外周面の何れか一方
に装着され、且つ該円環の外径に対して該円環の内径が移動可能に形成された弾性部材と
を備えることを要旨とする。

このような構成を有する本発明の減速機においては、第１回転軸によって円形カムをリ
ングギアの中心軸周りに回転させると、公転ギアがリングギアに噛合しながら中心軸周り
を公転する。また、詳細には後述するが、公転ギアは公転しながら公転の方向とは逆方向
に少しずつ（リングギアと公転ギアとの歯数差に相当する角度だけ）自転しており、公転
ギアの自転の動きは、公転ギアの貫通孔に挿入された貫通ピンに伝達される。こうして貫
通ピンに伝達された公転ギアの自転は、入力の回転に対して減速されており、減速された
回転が貫通ピンと連結する第２回転軸から出力される。また、本発明の減速機では、貫通
孔の内周面または貫通ピンの外周面の何れか一方に円環形状の弾性部材が装着される。こ
の弾性部材は、円環の外周面に対して円環の内周面が移動可能に形成されている。

貫通孔と貫通ピンとの間には弾性部材が介在しているので、製造誤差によって貫通孔の
内周面と貫通ピンとが近付くように形成されても、弾性部材の内周面が外周面に近付くよ
うに変形するだけで貫通孔と貫通ピンとは干渉せず、干渉によって減速機がロック状態と
なることがない。このため、ロック状態を回避する目的で、貫通孔に対して貫通ピンを小
さめに製造し、あるいは貫通ピンに対して貫通孔を大きめに製造することによって、貫通
孔と貫通ピンとの間のクリアランスを余裕を持って大きめに形成しておく必要がない。あ
るいは、貫通孔が小さめに製造された公転ギアに、大きめに製造された貫通ピンが組み付
けられて減速機がロック状態となることを回避するために、公転ギアや貫通ピンを選別し
て組み付ける必要もない。このため、部品の選別という手間のかかる作業を行わなくとも
、単に貫通孔と貫通ピンとのクリアランスを小さく設定するだけで、減速機をロック状態
とさせることなく、貫通孔と貫通ピンとの間のバックラッシュを抑制することが可能とな
る。

また、上述した本発明の減速機においては、貫通ピンの外周面に対して弾性部材を回転
可能に装着することとしてもよい。

こうすると、貫通孔の中で貫通ピンが移動する際に、貫通ピンに装着された弾性部材が
貫通孔の内周面上を転がるように移動する。その結果、弾性部材が貫通ピンに対して滑る
分だけ、弾性部材と貫通孔との間の滑り速度が低下する。これにより、貫通孔と弾性部材
との間に生ずる摩擦を低減することができるので、摩耗によって貫通孔や弾性部材が変形
することを抑制することが可能となる。

また、上述した本発明の減速機は、大きな減速比を実現することができ、さらに貫通孔
と貫通ピンとの間のバックラッシュを解消することで出力の遅れや第２回転軸のガタつき
をおさえることができるので、ロボットハンドやロボットに組み込んで使用される減速機
として特に優れている。

本実施例の減速機の外観図である。 本実施例の減速機の内部構造を示す分解斜視図である。 本実施例の減速機の動作理由を示した説明図である。 公転ギアの自転を貫通ピンによって取り出す様子を示した説明図である。 貫通孔に対して弾性リングを組み付ける様子を示した説明図である。 本実施例の弾性リングの構造を示した説明図である。 ある貫通ピンの中心軸を通る断面を取ることによって、貫通孔に弾性リングが組み付けられている様子を示した説明図である。 本実施例の減速機が、弾性リングによって貫通孔と貫通ピンとの間の隙間を解消するメカニズムを示した説明図である。 第１変形例の弾性リングが貫通孔に設けられる様子を示した説明図である。 第２変形例の減速機において、貫通ピンに対して弾性リングを組み付ける様子を示した説明図である。 第２変形例の減速機の貫通孔の周囲の様子を示した拡大図である。 第３変形例の弾性リングを形成する方法を示した説明図である。 本実施例の減速機をロボットハンドの関節部分などに組み込んだ様子を示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．本実施例の減速機の構成：
Ｂ．弾性リングによって貫通孔と貫通ピンとの間の隙間を解消するメカニズム：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１変形例：
Ｃ−２．第２変形例：
Ｃ−３．第３変形例：
Ｄ．適用例：

Ａ．本実施例の減速機の構成 ：
図１は、本実施例の減速機１０の外観図である。図示されるように、本実施例の減速機
１０には、円柱形の本体部４０の下面側に入力軸２０（第１回転軸）が設けられており、
本体部４０の上面側に出力軸３０（第２回転軸）が設けられている。本体部４０を固定し
た状態で入力軸２０を回転させると、その回転が本体部４０内の機構によって減速されて
、上蓋板１０４の中心に固定された出力軸３０から出力される。

図２は、本実施例の減速機１０の内部構造を示した分解斜視図である。図示されている
ように、本実施例の減速機１０では、本体部４０の外周を構成する円筒形の部材の内周（
以降、内周側とも言う）に複数のギア歯が形成されて、リングギア１００を構成している
。また、リングギア１００の内側には、リングギア１００よりも少し小さく、外周（以降
、外周側とも言う）に複数のギア歯が形成された公転ギア１１０が設けられている。公転
ギア１１０の中央には軸孔１１２が設けられており、この軸孔１１２には入力軸２０に設
けられた偏心カム１３０（円形カム）がベアリング１１６を介して回転可能に嵌め込まれ
る。尚、図示した本実施例の減速機１０では、リングギア１００の内側に２つの公転ギア
１１０が設けられているが、この理由については後述する。

また、公転ギア１１０には、公転ギア１１０の中央から見て同心円上の４か所に貫通孔
１１４が設けられており、それぞれの貫通孔１１４には、公転ギア１１０の自転の動きを
取り出すための貫通ピン１２０が挿入される。貫通ピン１２０によって公転ギア１１０の
自転の動きを取り出す方法については後述する。これら貫通ピン１２０は、上端部が本体
部４０の上面を構成する上蓋板１０４に取り付けられるとともに、下端部が本体部４０の
仮面を構成する下蓋板１０２に取り付けられる。そして、上蓋板１０４および下蓋板１０
２から突き出た貫通ピン１２０の端部にナット１０６が取り付けられることにより、貫通
ピン１２０が上蓋板１０４および下蓋板１０２に固定される。

尚、本実施例の減速機１０では、公転ギア１１０に設けられる４つの貫通孔１１４のそ
れぞれに対して、円環形状の弾性リング１４０（弾性部材）が嵌め込まれている。このよ
うな弾性リング１４０を設ける理由については後述する。

図３は、本実施例の減速機１０の動作理由を示した説明図である。図２を用いて前述し
たように、リングギア１００の内側には、リングギア１００よりも小さな公転ギア１１０
が設けられており、リングギア１００と公転ギア１１０とは一箇所で噛合している。従っ
て、公転ギア１１０は、リングギア１００の中心位置に対して偏心した状態となっている
。また、公転ギア１１０の中心には軸孔１１２が設けられており、この軸孔１１２にはベ
アリング１１６（図２を参照）を介して偏心カム１３０が嵌め込まれている。このため、
入力軸２０を回転させると偏心カム１３０が回転して、入力軸２０（およびリングギア１
００の中心軸）を中心とする公転運動を公転ギア１１０に生じさせる。また、公転ギア１
１０と偏心カム１３０との間はベアリング１１６によって回転可能となっているが、公転
ギア１１０とリングギア１００とはギア歯によって噛合している。このため公転ギア１１
０は、リングギア１００のギア歯との噛合によって自転を行いながら、入力軸２０（およ
びリングギア１００の中心軸）を中心とする公転を行うこととなる。

図３（ａ）には、偏心カム１３０が図面上で上側に偏心しており、従って、公転ギア１
１０が図面上の上側でリングギア１００と噛み合っている状態が示されている。尚、図３
では、公転ギア１１０が回転する様子が把握できるように、公転ギア１１０の側面に矢印
が表示されている。この矢印は、図３（ａ）の状態では図面上で真上を指している。

図３（ａ）に示した状態から、入力軸２０を時計回り方向に４５度だけ回転させると、
偏心カム１３０の働きによって、公転ギア１１０も時計回り方向に４５度だけ公転する。
また、公転ギア１１０は、リングギア１００に噛合しているからギア歯の数に相当する角
度だけ反時計回り方向に自転する。その結果、公転ギア１１０は、図３（ｂ）に示すよう
な状態となる。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すれば明らかなように、偏心カム１３０
が時計回り方向に４５度回転したことに伴って、公転ギア１１０も時計回り方向に４５度
だけ公転し、図面上では右上側に偏心した位置に移動している。また、公転ギア１１０に
描かれた矢印の向きは、図３（ａ）と同様にほぼ図面上の真上を指している。これは、公
転ギア１１０を時計回り方向に公転させたときに、リングギア１００との噛合によって公
転ギア１１０に生じた反時計回り方向の自転が、時計回り方向の公転をほぼ打ち消したた
めと考えることができる。

図３（ｂ）に示した状態から、入力軸２０を時計回り方向に更に４５度だけ回転させる
と、公転ギア１１０は図３（ｃ）に示した位置まで移動する。この状態は、図３（ａ）に
示した状態に対して、公転ギア１１０が時計回り方向に９０度だけ公転した状態である。
また、公転ギア１１０が、リングギア１００と噛み合いながらこの位置まで公転すること
に伴って、公転ギア１１０はギア歯の数に相当する角度だけ、反時計回り方向に自転して
いる。また、公転ギア１１０に設けられた矢印の向きは、図３（ｂ）と同様に、依然とし
てほぼ図面上の真上を指した状態となっている。

図３（ｃ）に示した状態から、入力軸２０を更に時計回り方向に回転させていくと、公
転ギア１１０は、図３（ｄ）に示した状態、図３（ｅ）に示した状態、図３（ｆ）に示し
た状態、図３（ｈ）に示した状態へと移動していき、入力軸２０をちょうど一回転させる
と、図３（ｉ）に示した状態となる。また、公転ギア１１０に表示された矢印の向きは、
図３（ａ）と比較すると、ちょうどギア歯の一歯分だけ反時計回り方向に回転している。
すなわち、公転ギア１１０に生じる時計回り方向の公転と反時計回り方向の自転とは、ほ
ぼ打ち消し合う大きさになっているものの、厳密には、一回分の公転につき、ギア歯一枚
分だけ自転の角度の方が大きくなる。これは、公転ギア１１０のギア歯の数が、リングギ
ア１００のギア歯の数よりも一歯だけ少なく形成されている結果、公転ギア１１０がリン
グギア１００と噛み合いながら時計回り方向に一回公転するためには、公転ギア１１０は
反時計回り方向に一回と、更に一歯分だけ余分に自転しなければならないためである。

このように、本実施例の減速機１０では、入力軸２０を一回転させると、公転ギア１１
０が、リングギア１００とのギア歯の数の差に相当する歯数分だけ、逆方向に自転するこ
ととなる。例えば、リングギア１００の歯数を５０枚、公転ギア１１０の歯数を４９枚と
すると、入力軸２０を一回転させる毎に、公転ギア１１０が５０分の１回転（従って３６
０度／５０＝７．２度）だけ、逆方向に自転する。

また、入力軸２０を回転させたときの公転ギア１１０の動きは次のように考えることも
できる。先ず、入力軸２０を回転させると、偏心カム１３０によって公転ギア１１０は、
入力軸２０（およびリングギア１００の中心軸）を中心とする公転を行う。一方で、公転
ギア１１０はリングギア１００と噛み合っているので、公転ギア１１０はリングギア１０
０の上を転がりながら自転することとなる。

ここで、公転ギア１１０はリングギア１００よりも少しだけ小さく形成されている。従
って、公転ギア１１０は、実際にはほとんど回転（正確には自転）しなくても、少しだけ
平行移動するだけでリングギア１００の上を転がることができる。たとえば、図３（ａ）
に示す状態と、図３（ｂ）に示す状態とでは、公転ギア１１０がほとんど回転することな
く、少しだけ右下方向に移動しているに過ぎない。それにも拘わらず、リングギア１００
に対して公転ギア１１０が噛み合う位置は、リングギア１００の中心位置から４５度だけ
移動している。すなわち、リングギア１００の上を公転ギア１１０が転がっている。また
、図３（ｂ）に示す状態と図３（ｃ）に示す状態とについても同様に、公転ギア１１０は
ほとんど回転することなく、ほぼ下方向の少しだけ右寄りに移動しているに過ぎない。そ
れにも拘わらず、リングギア１００に対して公転ギア１１０が噛み合う位置は、更に４５
度だけ移動している。すなわち、リングギア１００の上を公転ギア１１０が転がっている
。

このように、公転ギア１１０をリングギア１００に対して少しだけ小さく形成しておけ
ば、公転ギア１１０を振れ回るように移動（揺動）させるだけで、ほとんど自転させるこ
となく、リングギア１００の上で公転ギア１１０を転がすことができる。そして、公転ギ
ア１１０が元の位置まで（たとえば図３（ａ）または図３（ｉ）に示す位置まで）戻って
くるまでの間には、リングギア１００と公転ギア１１０との歯数の差に相当する角度の自
転しか生じない。

尚、上述したように入力軸２０を一回転させると、公転ギア１１０は一回揺動する。こ
のことは、入力軸２０を高速で回転させると公転ギア１１０が激しく揺動することを示し
ており、これに伴う振動の発生が懸念される。しかし、前述したように、本実施例の減速
機１０には公転ギア１１０が２つ設けられており（図２を参照）、これらの公転ギア１１
０は、互いが半周期ずつずれて公転するようになっている。このため、一方の公転ギア１
１０の揺動によって生じる振動が、他方の公転ギア１１０の揺動による振動で打ち消され
ることとなって、減速機１０全体としては振動の発生を回避することが可能となっている
。

上述したように、本実施例の公転ギア１１０を公転させても、実際には公転ギア１１０
は少しずつ自転しながらリングギア１００の内側を僅かに揺動しているに過ぎない。この
ように考えれば、公転ギア１１０の自転を貫通ピン１２０によって取り出せることも了解
できる。すなわち、図２に示したように、本実施例の公転ギア１１０には４つの貫通孔１
１４が設けられており、これら貫通孔１１４にはそれぞれ貫通ピン１２０が挿入されてい
る。ここで、貫通孔１１４の大きさを貫通ピン１２０の直径に対してある程度大きめに設
定しておけば、公転ギア１１０がリングギア１００内を揺動する動きを、貫通孔１１４と
貫通ピン１２０との間のクリアランスによって吸収して、公転ギア１１０の自転のみを取
り出すことができる。以下、この点について説明する。

図４は、公転ギア１１０の自転を貫通ピン１２０によって取り出す様子を示した説明図
である。先ず、貫通孔１１４の大きさについて説明する。貫通孔１１４は、図４（ａ）に
示すように、公転ギア１１０の中心位置とリングギア１００の中心位置とを一致させたと
きに、貫通ピン１２０の位置に重ねて、貫通ピン１２０よりも半径ａだけ大きな孔に形成
する。ここで「ａ」とは、リングギア１００の中心位置に対する公転ギア１１０の偏心量
である。

このように貫通孔１１４を形成した公転ギア１１０を、偏心カム１３０によって図面上
で上側に偏心させる。すると、公転ギア１１０は長さａだけ上方向に偏心するので、図４
（ｂ）に示したように、貫通孔１１４の下側が貫通ピン１２０の外周面とが当接した状態
となる。

また、公転ギア１１０が、偏心カム１３０によって図面上で右側に偏心させられると、
図４（ｃ）に示した様に、貫通孔１１４の左側が貫通ピン１２０と当接する。同様に、公
転ギア１１０が図面上で下側に偏心すると、図４（ｄ）に示す様に貫通孔１１４の上側が
貫通ピン１２０と当接し、図面上で左側に偏心すると、図４（ｅ）に示すように貫通孔１
１４の右側で、貫通孔１１４と貫通ピン１２０とが当接する。

このように、本実施例の減速機１０では、貫通孔１１４の大きさを貫通ピン１２０に対
して偏心量ａに相当する分だけ大きくしておくことで、公転ギア１１０がリングギア１０
０内で揺動する動きを吸収することができる。尚、「貫通孔１１４の大きさを貫通ピン１
２０に対して偏心量ａに相当する分だけ大きくする」とは、貫通孔１１４の半径を貫通ピ
ン１２０の半径よりも偏心量ａの分だけ大きくする、もしくは貫通孔１１４の直径を貫通
ピン１２０の直径よりも偏心量ａの２倍（２ａ）の分だけ大きくすると言い換えることが
できる。その一方で、公転ギア１１０が自転すると、貫通孔１１４の位置が移動するから
、この動きは貫通ピン１２０に伝達される。このため、公転ギア１１０の自転の動きだけ
取り出すことができる。

こうして取り出された公転ギア１１０の自転は、貫通ピン１２０が取り付けられた上蓋
板１０４および下蓋板１０２（図２を参照）に伝達される。その結果、上蓋板１０４に固
定された出力軸３０から公転ギア１１０の自転が減速機１０の外部に出力される。

ここで、図４（ｂ）〜図４（ｅ）を見れば明らかなように、公転ギア１１０がリングギ
ア１００の内側を揺動している間は、貫通孔１１４と貫通ピン１２０とは、常に一箇所で
当接しており、しかも当接箇所は常に移動している。従って、どこか一箇所でも貫通孔１
１４と貫通ピン１２０とのクリアランスが小さすぎる箇所が存在すると、その箇所で貫通
孔１１４と貫通ピン１２０とが干渉して減速機１０がロック状態となる。貫通孔１１４や
貫通ピン１２０の製造時に多少の製造誤差が発生することは避けられないから、このよう
な事態を回避するためには、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間のクリアランスを余裕
を持って大きめに形成しておく必要がある。

このため、本実施例のような動作原理の減速機１０では、貫通孔１１４と貫通ピン１２
０との間に隙間（バックラッシュ）が生じ、このバックラッシュの分だけ貫通孔１１４と
貫通ピン１２０との間のトルク伝達が遅れて出力トルクが得られない期間が生じたり、あ
るいは入力軸２０が止まっているのに出力軸３０がガタつくといった不都合が生じる。そ
こで、本実施例の減速機１０では、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間に弾性リング１
４０を介在させる構造を採用することにより、この様な不都合を回避している。

Ｂ．弾性リングで貫通孔と貫通ピンとの間のバックラッシュを解消するメカニズム ：
図５は、貫通孔１１４に対して弾性リング１４０を組み付ける様子を示した説明図であ
る。図５では、下側の公転ギア１１０に対する弾性リング１４０は既に組み付けられてお
り、上側の公転ギア１１０に対して、弾性リング１４０や上蓋板１０４を組み付ける様子
が示されている。尚、以下では、上側の公転ギア１１０に対して、弾性リング１４０など
を組み付ける方法について説明するが、下側の公転ギア１１０に対して弾性リング１４０
などを組み付ける場合も、同様な方法によって組み付けることができる。

図示されるように本実施例の減速機１０では、公転ギア１１０に４つの貫通孔１１４が
設けられており、この貫通孔１１４に対して、１つずつ弾性リング１４０が嵌め込まれる
。弾性リング１４０は、金属材料によって形成された円環形状の部材である。弾性リング
１４０の詳細な構造については後述する。また、弾性リング１４０の外径は、貫通孔１１
４の内径よりも若干大きめに形成されている。このため、弾性リング１４０を貫通孔１１
４に嵌め込むと、貫通孔１１４の内側に弾性リング１４０が固定される。本実施例の貫通
孔１１４では、貫通孔１１４に弾性リング１４０を嵌め込んだ状態で、弾性リング１４０
の内径が、貫通ピン１２０よりも半径ａだけ大きくなるようになっている。

こうして４つの貫通孔１１４のそれぞれに対して弾性リング１４０を嵌め込んだら、貫
通孔１１４に貫通ピン１２０を挿入し、この貫通ピン１２０の上端部を上蓋板１０４の貫
通孔に取り付ける。その後、上蓋板１０４から突き出ている貫通ピン１２０に対してナッ
ト１０６を取り付ければ、減速機１０の組み立てが完成する。

図６は、本実施例の弾性リング１４０の構造を示した説明である。図６（a）には、本
実施例の弾性リング１４０をリングの上側から見た拡大図が示されており、図６（ｂ）に
は、図６（a）に示した弾性リング１４０のＡＡ断面を矢印の方向から見たときの、弾性
リング１４０の内部構造が示されている。

図６（a）に示されているように、本実施例の弾性リング１４０には、リングの中央に
貫通ピン１２０が挿入される孔が設けられており、この孔よりも少し外側に、円形の狭い
溝（内溝１４２ａ）が形成されている。この内溝１４２ａは、図６（ｂ）に示されるよう
に、弾性リング１４０の上面から、リングの下面よりも少し上の位置まで掘り下げられて
いる。また、弾性リング１４０を上側から見た状態（図６（a）の状態）では見えないが
、本実施例の弾性リング１４０には、弾性リング１４０の下面側にも円形の狭い溝（外溝
１４２ｂ）が形成されている。この外溝１４２ｂは、図６（ｂ）に示されるように、内溝
１４２ａのさらに外側に形成されており、弾性リング１４０の下面からリングの上面の少
し下の位置まで掘り下げられている。

このような溝が形成された本実施例の弾性リング１４０は、弾性リング１４０の厚みの
部分が、薄い金属板が層状に折り畳まれたような構造となっている。このため、弾性リン
グ１４０の厚みを潰す方向に力を加えると、力を加えた部分で弾性リング１４０が圧縮さ
れ、また、加えた力を開放すると、弾性リング１４０の厚みが元に戻るようになっている
。

図７は、ある貫通ピン１２０の中心軸を通る断面を取ることによって、貫通孔１１４に
弾性リング１４０が組み付けられている様子を示した説明図である。図示されているよう
に、弾性リング１４０は貫通孔１１４の内側に固定されている。また、貫通ピン１２０は
貫通孔１１４に対して偏心していることから、弾性リング１４０に対しても偏心している
。ここで、上述したように、本実施例の弾性リング１４０の内径は、貫通ピン１２０より
も半径ａだけ大きな径となっている（図５を参照）。半径ａの値は、公転ギア１１０の偏
心量（すなわち、弾性リング１４０に対する貫通ピン１２０の偏心量）に相当するので、
貫通ピン１２０が弾性リング１４０に対して偏心することで、貫通ピン１２０と弾性リン
グ１４０の内周面とが当接した状態となっている。

図８は、本実施例の減速機１０が、弾性リング１４０によって貫通孔１１４と貫通ピン
１２０との間のバックラッシュを解消するメカニズムを示した説明図である。前述したよ
うに、貫通ピン１２０は貫通孔１１４（および弾性リング１４０）に対して偏心しており
、貫通ピン１２０と弾性リング１４０とは一箇所で接している。しかし、公転ギア１１０
が公転すると、弾性リング１４０の中で貫通ピン１２０が移動する。そして、貫通孔１１
４には製造誤差が存在するから、貫通孔１１４の中で貫通ピン１２０が移動したときに、
貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間の距離が縮まることが起こり得る。このような場合
でも、本実施例の減速機１０では、図８に示されるように、貫通孔１１４と貫通ピン１２
０との間で弾性リング１４０が圧縮されるので、弾性リング１４０と貫通ピン１２０とが
干渉して、減速機１０がロック状態となることがない。

ロック状態になると減速機１０が動作しなくなるだけでなく、減速機１０に損傷を与え
るので、減速機１０がロック状態になることは是が非でも回避しなければならない。しか
し、貫通孔１１４や貫通ピン１２０の製造時には必ず製造誤差が混入する。従って、ばら
つきの中央値よりも小さめに製造された貫通孔１１４と、ばらつきの中央値よりも大きめ
に製造された貫通ピン１２０とが組み合わされた場合でもロック状態とならないようにし
ようとすると、貫通孔１１４の中央値を少し大きめに製造し、貫通ピン１２０の中央値を
少し小さめに製造しておく必要が生じる。その結果、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との
間には必ずバックラッシュが発生する状態となる。特に、貫通孔１１４が中央値よりも大
きめに製造され、貫通ピン１２０が中央値よりも小さめに製造されていた場合には、大き
なバックラッシュが発生する。もちろん、貫通孔１１４および貫通ピン１２０の大きさを
計測して、貫通孔１１４および貫通ピン１２０を予め選別しておき、大きめに製造された
貫通孔１１４には大きめの貫通ピン１２０を組み合わせ、小さめに製造された貫通孔１１
４には小さめの貫通ピン１２０を組み合わせるようにすれば、こうした問題を抑制するこ
とができる。しかし、貫通孔１１４および貫通ピン１２０を選別して組み合わせるために
は、大きな労力が必要となり、製造コストも大幅に増加する。

これに対して本実施例の減速機１０では、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間に介在
する弾性リング１４０によって、減速機１０がロック状態となることを回避することがで
きる。このため、ロック状態を回避する目的で、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間の
クリアランスを余裕をもって大きめに形成する必要がなく、その分クリアランスを小さく
設定することができる。その結果、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間のバックラッシ
ュを抑制することができるので、バックラッシュによってトルク伝達が遅れて出力トルク
が得られない期間が生じたり、あるいは出力軸３０がガタついてしまうことを抑制可能と
なる。また、貫通孔１１４や貫通ピン１２０の選別のように手間のかかる作業を行う必要
もない。

以上では、製造公差によって貫通孔１１４の位置ズレが生じた場合を例にとって説明し
たが、この他にも、製造公差によって貫通ピン１２０の位置ズレが生じたり、あるいは貫
通孔１１４の内周面（あるいは貫通ピン１２０の外周面）を完全な円形に形成できなかっ
た場合にも、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間隔が縮まることが起こり得る。このよ
うな場合でも、上述したように貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間で弾性リング１４０
が圧縮されるので、減速機１０がロック状態となることがない。

Ｃ．変形例 ：
上述した実施例には、いくつかの変形例が考えられる。以下では、これらの変形例につ
いて簡単に説明する。尚、以下に説明する変形例において、上述した実施例と同様の構成
部分については、実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

Ｃ−１．第１変形例 ：
上述した実施例の減速機１０では、製造誤差の影響で貫通孔１１４と貫通ピン１２０と
の隙間が狭まった場合でも、弾性リング１４０が圧縮されるように変形して、減速機１０
がロック状態となることを回避するものと説明した。上述したように、ロック状態を回避
することができるだけでも、貫通孔１１４と貫通ピン１２０との隙間を狭めることができ
る。しかし、これだけに留まらず、製造誤差の影響で貫通孔１１４と貫通ピン１２０との
間の隙間が広がった場合には、その隙間を埋めるように弾性リング１４０が変形するよう
にしてもよい。

図９は、第１変形例の弾性リング１４０が貫通孔１１４に設けられる様子を示した説明
図である。図９に示した弾性リング１４０は、弾性リング１４０の内径が、図７に示した
実施例の弾性リング１４０の内径よりも、少し小さく形成されている。このような弾性リ
ング１４０に対して貫通ピン１２０が挿入されると、図９の左側に示すように、貫通ピン
１２０によって弾性リング１４０が少し圧縮された状態となる。尚、このとき弾性リング
１４０は未だ弾性限界には達しておらず、まだ圧縮される余裕のある状態となっている。

このような第１変形例の減速機１０では、貫通孔１１４や貫通ピン１２０の製造誤差に
よって貫通孔１１４と貫通ピン１２０との間の隙間が広がると、図９の右側に示されるよ
うに、予め圧縮された弾性リング１４０が元の厚みに戻ろうとする。これにより、弾性リ
ング１４０と貫通ピン１２０とは常に当接した状態に維持されるので、貫通孔１１４と貫
通ピン１２０との間に隙間が発生することを防止することが可能となる。もちろん、貫通
孔１１４と貫通ピン１２０との間には弾性リング１４０が介在しているので、貫通孔１１
４や貫通ピン１２０の製造誤差によって減速機１０がロック状態となることもない。

Ｃ−２．第２変形例 ：
上述した実施例および第１変形例の減速機１０では、弾性リング１４０を貫通孔１１４
に嵌め込むものと説明した。しかし、弾性リング１４０は貫通ピン１２０に嵌め込むこと
としてもよい。

図１０は、第２変形例の減速機１０において、貫通ピン１２０に対して弾性リング１４
０を組み付ける様子を示した説明図である。図９では、下側の公転ギア１１０に対する弾
性リング１４０などは既に組み付けられており、上側の公転ギア１１０に対して、弾性リ
ング１４０や上蓋板１０４などを組み付ける様子が示されている。尚、以下では、上側の
公転ギア１１０に対して、弾性リング１４０などを組み付ける方法について説明するが、
下側の公転ギア１１０に対して弾性リング１４０などを組み付ける場合も、同様な方法に
よって組み付けることができる。

図１０に示した変形例の弾性リング１４０は、弾性リング１４０の外径が、貫通孔１１
４の内径よりも半径ａ（公転ギア１１０の偏心量）の分だけ小さく形成されている。また
、弾性リング１４０の内径は、貫通ピン１２０に対して回転可能な内径に形成されている
。このような弾性リング１４０を貫通ピン１２０に嵌め込む際には、先ず、貫通ピン１２
０にワッシャー１５０を嵌める。こうすると、ワッシャー１５０は貫通ピン１２０に沿っ
て滑り落ちた後、下側の公転ギア１１０に組み付けられた弾性リング１４０と当接して停
止する。さらに、ワッシャー１５０の上から弾性リング１４０を嵌めると、弾性リング１
４０はワッシャー１５０と当接して停止する。この状態で、弾性リング１４０は、上側の
公転ギア１１０の貫通孔１１４と同じ高さに位置決めされる。こうして４つの貫通ピン１
２０に弾性リング１４０を嵌め込んだら、弾性リング１４０の上から上蓋板１０４を取り
付け、上蓋板１０４から突き出ている貫通ピン１２０にナット１０６を取り付けて減速機
１０を完成させる。

図１１は、第２変形例の減速機１０の貫通孔１１４の周囲の様子を示した拡大図である
。図示されているように、貫通ピン１２０は貫通孔１１４に対して偏心しており、これに
伴って貫通ピン１２０に嵌め込まれた弾性リング１４０も偏心している。また、上述した
ように、弾性リング１４０の外径は、貫通孔１１４の内径よりも半径ａ（公転ギア１１０
の偏心量）の分だけ小さく形成されているので、弾性リング１４０が偏心した状態で、弾
性リング１４０と貫通孔１１４の内周面とが当接するようになっている。

このように弾性リング１４０を貫通ピン１２０に嵌め込むこととしても、貫通孔１１４
と貫通ピン１２０とのクリアランスに余裕を持たせることなく減速機１０のロック状態を
防止できるので、バックラッシュが発生することによる上述した弊害を回避することがで
きる。また、弾性リング１４０は、貫通ピン１２０に対して回転可能な状態で嵌め込まれ
ているので、貫通ピン１２０が貫通孔１１４の中を移動する際には、弾性リング１４０が
貫通孔１１４の内周面上を転がりながら移動する。従って、貫通孔１１４と弾性リング１
４０との間に生ずる摩擦を低減することができるので、摩耗によって貫通孔１１４や弾性
リング１４０が変形することを抑制することが可能である。

Ｃ−３．第３変形例 ：
上述した実施例および変形例では、弾性リング１４０は、円環形状の金属部材を切削加
工して形成するものと説明した。しかし、弾性リング１４０は、以下のような方法で形成
してもよい。

図１２は、第３変形例の弾性リング１４０を形成する方法を示した説明図である。第３
変形例の弾性リング１４０は、略円筒形状の２つの部品を組み合わせることで形成される
。このうち、図１２（ａ）には、一方の部品（部品a）の外観形状が示されており、図１
２（ｂ）には、他方の部品（部品ｂ）の外観形状が示されている。また、図１２（ｃ）に
は、部品ａと部品ｂとを組み合わせて形成した弾性リング１４０外観形状が示されている
。また、部品ａ、部品ｂ、および弾性リング１４０の外観図の右隣には、それぞれの部品
（または弾性リング１４０）の円筒の中心を通る縦断面を取ったときの内部構造が示され
ている。

図１２（ａ）に示されるように、部品ａは、略円筒形の部材であり、円筒の上端部が内
側に折り込まれた形状となっている。また、図１２（ｂ）に示されるように、部品ｂは、
部品ａよりも一回り小さな略円筒形の部材であり、円筒の下端部が、外側に折り返された
形状となっている。このような部品ａおよび部品ｂは、部品ａと部品ｂとの中心位置を合
わせた状態で部品ｂの上から部品ａを嵌め込むと、互いの折り返しの部分で部品同士が噛
み合って一体となる。その結果、図１２（ｃ）に示されるように、前述した弾性リング１
４０（図６を参照）と同様の構造の弾性リング１４０が形成されるようになっている。

上述した部品ａおよび部品ｂは構造が単純であり、プレス加工などによって容易に製造
可能である。そして、弾性リング１４０は部品ｂに部品ａを嵌め込むだけで形成すること
ができる。従って、前述したように、切削加工によって細かな溝を弾性リング１４０を形
成する場合と比較して、弾性リング１４０を簡単に形成することが可能である。

Ｄ．適用例 ：
上述したように、本実施例の減速機１０は、大きな減速比を実現することができ、且つ
出力の遅れや出力軸３０のガタつきを防止することができる。このため、本実施例の減速
機１０は、ロボットハンドの関節などのように、精密な動作が要求される部分に取り付け
られる減速機として特に適している。

図１３は、本実施例の減速機１０をロボットハンドの関節部分などに組み込んだ様子を
示した説明図である。図１３（ａ）に示したロボットハンド２００には、２本の向かい合
う指２０２の３カ所に関節が設けられており、この関節部分に減速機１０が組み込まれて
いる。また、図１３（ｂ）に示したロボット５００には、ロボットのアーム部分とロボッ
トハンド２００との接続部やアーム部分の肘の部分、あるいはアーム部分の付け根の部分
などに、減速機１０が組み込まれている。このため、減速機１０が組み込まれた関節部分
の出力の遅れや出力軸３０のガタつきが防止されて、関節の動きを滑らかにすることが可
能である。

以上、本実施例の減速機について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

１０…減速機、 ２０…入力軸、 ３０…出力軸、
４０…本体部、 １００…リングギア、 １０２…下蓋板、
１０４…上蓋板、 １０６…ナット、 １１０…公転ギア、
１１２…軸孔、 １１４…貫通孔、 １１６…ベアリング、
１２０…貫通ピン、 １３０…偏心カム、 １４０…弾性リング、
１４２ａ…内溝、 １４２ｂ…外溝、 １５０…ワッシャー、
２００…ロボットハンド、 ２０２…指、 ５００…ロボット、

Claims (4)

1. 内周に複数のギア歯が形成されたリングギアと、
   前記リングギアの内側に設けられて、外周に複数のギア歯が形成され、該リングギアと
   噛合する公転ギアと、
   前記公転ギアの中心位置に、該公転ギアに対して回転可能に設けられた円形カムと、
   前記リングギアの中心軸上に前記円形カムから立設され、該中心軸周りに該円形カムを
   回転させて、該公転ギアを該中心軸周りに公転させる第１回転軸と、
   前記公転ギアに形成された貫通孔に挿入される貫通ピンと、
   前記リングギアの中心軸上に設けられて前記貫通ピンと連結され、前記公転ギアの自転
   による回転を出力する第２回転軸と、
   円環形状に形成されて、前記貫通孔の内周面または前記貫通ピンの外周面の何れか一方
   に装着され、且つ該円環の外径に対して該円環の内径が移動可能に形成された弾性部材と
   を備える減速機。
2. 前記弾性部材は、前記貫通ピンの外周面に対して該貫通ピンを中心軸として回転可能に
   装着されている請求項１に記載の減速機。
3. 請求項１または請求項２に記載の減速機を搭載したロボットハンド。
4. 請求項１または請求項２に記載の減速機を搭載したロボット。

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