JP3946923B2

JP3946923B2 - 回転駆動装置及び該回転駆動装置の製造方法

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Publication number: JP3946923B2
Application number: JP2000000835A
Authority: JP
Inventors: 淳為永; 清次峯岸
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2020-01-06
Also published as: JP2001193809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動力を発生する駆動部と、この回転動力を伝達する第１及び第２減速機構部とを有する回転駆動装置に関し、特に、第２減速機構部が内接噛合遊星歯車構造であるものに関する。更に本発明は、このような回転駆動装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型で高出力な回転駆動装置として、特許第２７７１３９５号に開示されているような、減速機構部として内接噛合遊星歯車減速構造が採用されているものが広く知られている。この減速機構部は、内歯歯車と、この内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を有しており、この内歯歯車の中心が外歯歯車の周囲の内側に設定され（国際分類Ｆ１６Ｈ１／３２に該当）、１段で約１／６から１／１１９の高変速比を達成することができる。従って、この回転駆動装置は非常に幅広い用途、例えばロボットのアームを駆動したり、大荷重のものを運搬するリフト装置を駆動する場合に数多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、近年の産業の発達に伴う使用者のニーズの多様化により、コンパクトで更に高減速比（例えば１／２００以上の減速比）を発揮できる回転駆動装置が求められるようになっており、図６には、このようなニーズに対応して提案された２段減速タイプの回転駆動装置が示されている。
【０００４】
この回転駆動装置１は、上記の特許第２７７１３９５号に記載されている回転駆動装置の減速機構部と駆動部との間に、更に減速機構部を介在させて約１／１０００の高減速比まで達成可能にしたものであり、具体的には、回転動力を発生する駆動部（モータ）２と、この駆動部に連結されて回転動力を伝達する第１減速機構部４と、この第１減速機構部に連結されて回転動力を伝達する内接噛合遊星歯車構造の第２減速機構部６と、を備える。
【０００５】
回転駆動装置１の第２減速機構部６は、第１減速機構部４に連結される第１軸１１と、この第１軸１１と同軸的に配置されて出力軸となる第２軸１２とを備えている。この第１軸１１の外周上には、所定位相差（この例では１８０°）をもって軸方向に隣接して２つの偏心体１３ａ、１３ｂが嵌合され、これらが第１軸１１と一体に回転する。偏心体１３ａ、１３ｂの中心は、それぞれ第１軸１１の軸心に対して所定の偏心量だけ偏心しており、この偏心体１３ａ、１３ｂの外周には、それぞれベアリング１４ａ、１４ｂを介して外歯歯車１５ａ、１５ｂが嵌合されている。
【０００６】
これら各偏心体１３ａ、１３ｂに嵌合された複数の外歯歯車１５ａ、１５ｂには、内ピン孔１６ａ、１６ｂがそれぞれ複数設けられており、これら内ピン孔１６ａ、１６ｂに内ピン１７が遊嵌されている。
【０００７】
外歯歯車を２枚（複列）にしているのは、主に伝達容量の増大、強度の維持、回転バランスの保持を図るためである。特に、本例のように、２段減速タイプにおける下段側にこの構造が採用される場合には、下段側の伝達容量（伝達トルク）が増大するため複列にすることが好ましい。
【０００８】
外歯歯車１５ａ、１５ｂの外周にはトロコイド歯形や円弧歯形の外歯が設けられ、この外歯は、第１軸１１と同心に設けられた内歯歯車２０に内接噛合している。内歯歯車２０はケーシング５１の内周に一体的に形成されており、各内歯が外ピン２１によって構成される。
【０００９】
結局、この第２減速機構部６は、内歯歯車２０及びこの内歯歯車２０に内接噛合する外歯歯車１５ａ、１５ｂを有し、この内歯歯車２０の中心が外歯歯車１５ａ、１５ｂの外周の内側にあるという特徴（国際分類Ｆ１６Ｈ１／３２に規定する特徴）を有している。
【００１０】
ケーシング５１は、詳細には、中央ケーシング５２、駆動部２側の継ケーシング５３、及びこの継ケーシング５３と反対側に配置される前部ケーシング５４とからなる。従って、このケーシング５１の内部に第２減速機構部６が収容されている。
【００１１】
２枚の外歯歯車１５ａ、１５ｂの両側には、一対のキャリア２３、２４が配置されている。このキャリア２３、２４は、ケーシング５１の内周に嵌合した２つの軸受３１、３２により回転自在に支持されており、外歯歯車１５ａ、１５ｂを貫通する複数本のキャリアピン（連結ピン）２５及びスペーサ２６で一体に結合されている。
【００１２】
又、外歯歯車１５ａ、１５ｂの内ピン孔１６ａ、１６ｂに遊嵌された内ピン１７の両端は、この一対のキャリア２３、２４に滑り回転可能に支持されており、これにより、外歯歯車１５ａ、１５ｂの自転成分のみがキャリア２３、２４に伝達される。
【００１３】
駆動部２側のキャリア２３は、中央孔２３ａを有するリング状をなしており、この中央孔２３ａに第１軸の一端が軸受を介して支持され、他端は反対側のキャリア２４の内部に嵌合された軸受を介して支持されている。つまり、第１軸１１は一対のキャリア２３、２４の内部に回転自在に収容されている。
【００１４】
この第２減速機構部は、第１軸１１が１回転すると偏心体１３ａ、１３ｂが共に回転し、これに伴って外歯歯車１５ａ、１５ｂが第１軸１１の周りで揺動回転を行おうとする。しかし、内歯歯車２０によってその自由な自転が拘束されているため、外歯歯車１５ａ、１５ｂは、この内歯歯車２０に内接噛合しながらほとんど揺動のみを行う。
【００１５】
今、例えば外歯歯車１５ａ、１５ｂの歯数をＮ、内歯歯車２０の歯数をＮ＋１とした場合、その歯数差は１となり、第１軸１１の１回転毎に外歯歯車１５ａ、１５ｂが、内歯歯車２０に対して１歯分だけずれる（自転する）ことになる。結果として、第１軸１１の１回転が外歯歯車１５ａ、１５ｂの−１／Ｎ回転に減速されたことになる。
【００１６】
この外歯歯車１５ａ、１５ｂの回転は、内ピン孔１６ａ、１６ｂ及び内ピン１７の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみがキャリア２３、２４に伝えられて、更にそれが第２軸１２へと伝達される。
【００１７】
この結果、第２減速機構部６では、結局減速比−１／Ｎ（−は逆回転を表わす）の減速が達成される。
【００１８】
次に、第１減速機構部について説明する。
【００１９】
この回転駆動装置１では、第１減速機構部４にも揺動内接噛合遊星歯車構造が採用されており、第２減速機構部６とほぼ同様の構成である。従って、重複した説明を避けるため、同一部分又は部材については下２桁を同一符号を付することで構成・作用等の詳細な説明は省略する。
【００２０】
この第１減速機構部４において第２減速機構部６と異なる点は、主に、外歯歯車１１５が１枚（単列）ということである。これは、前段側には後段側と比較して伝達容量（伝達トルク）が小さいことから、１枚でも強度面等において十分対応できると考えられるためである。
【００２１】
又、第１減速機構部４における出力側のキャリア３２４は、スプライン構造によって第２減速機構部６の第１軸１１に連結されている。又、第１減速機構部４における第１軸３１１は、駆動部２の駆動軸６１に連結されている。
【００２２】
この第１減速機構部４を収容するケーシング３５１は、中央ケーシング３５２と、駆動部２側の継ケーシング３５３と、第２減速機構部６側の継ケーシング５３とからなり、従って、継ケーシング５３が第１減速機構部４と第２減速機構部６とを一体的に結合する役目を果たし、更に、双方のケーシング５１、１５１の一部を兼用しているといえる。
【００２３】
以上のように構成された回転駆動装置１は、共に揺動内切噛合遊星歯車構造の第１及び第２減速機構部４、６により、駆動部２の回転動力を２段階で減速して、第２軸１２から出力する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成された回転駆動装置１によれば、共に揺動内接噛合遊星歯車構造である第１減速機構部４と第２減速機構部６とによって、極めて高い減速比を達成可能であり、この点では市場の広いニーズに十分対応している。つまり、この回転駆動装置１の特徴は、駆動部２の回転動力をその同軸性を維持したまま、第２減速機構部６の第２軸１２に伝達し、極めて高い出力が得られるということである。
【００２５】
しかしながら、この回転駆動装置１は新たに中央ケーシング３５２と継ケーシング３５３を第２減速機構部６と駆動部２の間に介在させて、そこに第１減速機構部４を収容する構造であるので、装置全体が軸方向に大幅に長大化し、製造コストもかなり高いものであった。
【００２６】
又、第１減速機構部４及び第２減速機構部６は共に歯車（外歯歯車、内歯歯車）を含む減速構造であるが故に、これらを連結すると騒音が大幅に増加するという問題があった。これは、互いに独立した内部空間をもった各ケーシング５１、１５１を単に連結（連通）した構造であることから、各ケーシング内の騒音が双方の内部空間で共鳴して増幅されること、あるいは互いに異なる１又は２以上のピーク周波数を有する駆動部２及び２つの減速機構部４、６が連結されることによって複雑な共振現象を起こすためと推測される。
【００２７】
ところで、２段減速タイプで高い減速比を達成するためには、以上に示した回転駆動装置１以外にも、この第１減速機構部を、平歯車等を組合わせた平行軸歯車構造にすることも考えられる。
【００２８】
しかしながら、この平行軸歯車構造で大きな減速比を得るためには、入力側歯車（ピニオン）と出力側歯車の中心間距離を広くして、噛合する歯車間の歯数差を大きく設定する必要があり、その中心間距離により回転駆動装置全体が（軸方向に加えて）径方向にも大型化することが予測される。又、駆動部（モータ）と出力軸とを同軸化するには、ここだけで２段（全体では３段）にして軸心のずれを戻す必要があり、軸方向の長大化が避けられない。
【００２９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、大型化及び高コスト化を極力抑えた状態で、従来よりも高い減速比を達成することができ、更に騒音も大幅に低減された回転駆動装置を得ることを目的とする。
【００３０】
又、他の目的としては、回転駆動装置の組立の容易化を図り、作業者の労力を軽減することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転動力を発生する駆動部と、この駆動部に連結されて回転動力を伝達する第１減速機構部と、この第１減速機構部に連結される第１軸、この第１軸に対して偏心回転する外歯歯車、ケーシングに固定されると共に外歯歯車が内接噛合する内歯歯車、外歯歯車の軸方向両外側位置においてケーシングに軸受を介して回転自在に支持され、外歯歯車の自転成分のみを取り出す一対のキャリア、及び第１軸と同軸的に配置されてキャリアの回転が伝達される第２軸、を備える揺動内接噛合遊星歯車構造の第２減速機構部と、を備える回転駆動装置において、第１減速機構部を、駆動部の駆動軸に連結される太陽ローラ、この太陽ローラの外周に転接する遊星ローラ、この遊星ローラが内接するリングローラ、及び遊星ローラの公転成分を取り出して第２減速機構部の第１軸に伝達する遊星キャリア、を備える摩擦伝動式の単純遊星ローラ構造とすると共に、リングローラの外径寸法を、第２減速機構部の一対のキャリアのうちの駆動部側を支持する軸受の外径寸法以内に設定し、このリングローラを、この軸受を収容している前記ケーシングと同一のケーシング内であって、且つ該軸受より駆動部側の空間に配置したことにより、上記目的を達成するものである。
【００３２】
単純遊星ローラ機構は摩擦力によって回転動力を伝達するものであるため、歯車伝達構造に比べて極めて静粛な運転が可能であり、又、平行歯車等と比較して高い減速比を維持したままコンパクトに構成できる。
【００３３】
本発明者は、この単純遊星ローラ機構の特徴に着目し、この回転駆動装置における上段減速側である第１減速機構部を、摩擦伝動タイプの単純遊星ローラ構造とし、且つ、第１減速機構部のリングローラの外径を、第２減速機構部の上記軸受の外径寸法以内に設定すれば、極めてコンパクトに第１減速機構部と第２減速機構部とを連結可能であることを見出した。
【００３４】
即ち、この構成を採用すると、ケーシング内の上記軸受より駆動部側の空間は、極めて簡単な設計変更で（単にケーシングを多少延長するだけで）単純遊星ローラ機構を収容可能な程度に拡張することができ、しかもその拡張スペースは回転駆動装置全体の大きさにほとんど影響を与えることがない。
【００３５】
又、上記軸受の外径寸法以内にリングローラの外径を設定すれば、（この軸受を外した状態で）駆動部の反対側から、つまり将来組み込まれる第２減速機構部側からこのリングローラをケーシングに組み込み可能となる。これによりケーシングの内部構造は大幅に簡略化され、装置の製造・組立も大変容易になる（製造方法等は後述する）。
【００３６】
従って、単純遊星ローラ機構の第１減速機構部を、第２減速機構部と同一ケーシング内の上記軸受より駆動部側の空間に配置できるようになり、第１減速機構部と第２減速機構部を組合わせて市場のニーズに十分対応可能な高い減速比を達成しつつ、従来よりも大幅に軸方向寸法が短縮化され、製造コストも低減することができる。勿論、以上のように構成された回転駆動装置は、駆動部の回転動力を同軸性を維持したまま出力することができ、径方向に大型化することもない。
【００３７】
更に、この第１減速機構部は摩擦伝動式であるため静粛運転が可能であり、それに加えて第１減速機構部と第２減速機構部を１つのケーシング内に収容可能であるので、従来のように２つのケーシングの内部空間による共鳴等を抑制することができ、又、駆動部（モータ）と第２減速機構部の振動伝達が摩擦伝動式の第１減速機構部の存在によって遮断されるため、各部の共振が低減され、運転時の騒音が大幅に低減される。結果として、従来困難であると考えられた高減速比、コンパクト性、静粛性の三者を合理的に解決することができる。
【００３８】
又、以上のように回転駆動装置を構成すれば、製造工程を大幅に簡略化できる。具体的な製造方法としては、ケーシングに駆動部を組み付け、この駆動部が組み付けられた状態のケーシングに、駆動部と反対側から第１減速機構部を組み込み、この第１減速機構部が組み込まれた状態のケーシングに、第２減速機構部を組み込むようにすればよい。
【００３９】
この製造方法によれば、最初にケーシングに固定された駆動部の駆動軸を基準にして、（同軸性を有する）第１減速機構部と第２減速機構部を順次組み込むことができるので、作業者の労力が大幅に低減される。
【００４０】
特に、第１減速機構部に採用される単純遊星ローラ構造と、第２減速機構部に採用される揺動内接噛合遊星歯車構造は、共にユニット的要素（モジュール的要素）が強いものであり、各々を別段階である程度組み上げた状態で、まとめてケーシングに組み込むことができる。しかも、共に回転動力を同軸的に伝達する構造であるため、位置決めが容易であり、迅速に組み立てることができる。
【００４１】
なお、組立の容易化を図るという面では、駆動部の駆動軸と第１減速機構部の太陽ローラとの連結構造と、この第１減速機構部の遊星キャリアと第２減速機構部の第１軸との連結構造とを、共に軸径方向の遊びを許すスプライン結合構造にすることが好ましい。このようにすると、第１減速機構部と第２減速機構部の各組込み段階において、微調整をする必要がほとんど無くなり、更に容易に且つ迅速に組み立てることができる。
【００４２】
又、以上の思想を考慮すると、この回転駆動装置における第２減速機構部は、第１減速機構部に連結される減速機と、この減速機の軸方向両外側においてケーシングに軸受けを介して回転自在に支持され、減速機の回転動力を取り出す一対のキャリアと、を備えるキャリア伝動式構造であれば良く、上記発明を同様に適用することが可能である。
【００４３】
例えば、既に示した内接噛合遊星歯車構造以外にも、第２減速機構部における上記減速機を、第１減速機構部に連結される太陽部材、この太陽部材の周囲に配置される遊星部材、及びこの遊星部材が内接するリング部材を備える単純遊星構造とし、更に、遊星部材の軸方向両外側位置においてケーシングに軸受けを介して一対のキャリアを回転自在に配置して遊星部材の太陽部材周りの公転成分のみを出力軸に伝達するような構成としても良い。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４５】
図１は、本発明の実施形態として示す回転駆動装置（ギヤドモータ）の断面図、図２はその中の第１減速機構部の拡大断面図、図３は図２のIII−III矢視図、図４は図１のIV−IV矢視断面図である。なお、以下の説明については、図６において示す従来例の構成と同一又は類似部分については下２桁が同一の番号を付し、構成・作用等の重複説明は一部省略する。
【００４６】
この回転駆動装置１０１は、回転動力を発生する駆動部１０２と、この駆動部１０２に連結されて回転動力を伝達する第１減速機構部１０４と、この第１減速機構部１０４に連結される第２減速機構部１０６とを備える。
【００４７】
この第２減速機構部１０６は、第１軸（入力軸）１１１と、この第１軸１１１に対して偏心回転する外歯歯車１１５ａ、１１５ｂと、ケーシング１５１に固定されると共に外歯歯車１１５ａ、１１５ｂが内接噛合する内歯歯車１２０と、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの軸方向（Ｌ）両外側位置においてケーシング１５１に軸受１３１、１３２を介して回転自在に支持され、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの自転成分のみを取り出す一対のキャリア１２３、１２４と、及び第１軸１１１と同軸的に配置され、キャリア１２３、１２４の回転が伝達される第２軸１１２（出力軸）と、を備える揺動内接噛合遊星歯車構造である。
【００４８】
第２減速機構部１０６のケーシング１５１は、上記内歯歯車１２０と一体を成す中央ケーシング１５２と、駆動部１０２側（第１減速機構部１０４側）の継ケーシング１５３と、中央ケーシング１５２を間にして前記継ケーシング１５３と反対側に配置される前部ケーシング１５４とから構成される。
【００４９】
継ケーシング１５３の内部にはキャリア１２３を支持する軸受１３１が嵌合されているが、この継ケーシング１５３は軸線方向Ｌに多少延長され、それによって形成される軸受１３１よりも駆動部１０２側の空間に、第１減速機構部１０４が収容されている。
【００５０】
即ち、第１減速機構部１０４が前段減速部に相当し、第２減速機構部１０６が後段減速部に相当する。
【００５１】
なお、駆動部１０２のケーシング１５５は、固定子を内装した円筒ケーシング１５６と、上記の継ケーシング１５３と、この継ケーシング１５３と反対側に位置する後面カバー１５７とから構成されており、従って、継ケーシング１５３が減速機構側のケーシング１５１と駆動部１０２側のケーシング１５５の一部を兼用している。
【００５２】
更に具体的に、第２減速機構部１０６の第１軸１１１の外周上には所定位相差（この例では１８０°）をもって軸方向に隣接して２つの偏心体１１３ａ、１１３ｂが嵌合され、これらが第１軸１１１と一体に回転する。図４に示すように、偏心体１１３ａ、１１３ｂの中心Ｏ１は、第１軸１１１の軸心Ｏ２に対して所定の偏心量ｅだけ偏心している。各偏心体１１３ａ、１１３ｂの外周には、ベアリング１１４ａ、１１４ｂを介して外歯歯車１１５ａ、１１５ｂが嵌合される。
【００５３】
この複列（２つ）の外歯歯車１１５ａ、１１５ｂには、内ピン孔１１６ａ、１１６ｂがそれぞれ複数形成されており、これら内ピン孔１１６ａ、１１６ｂに内ピン１１７が遊嵌されている。外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの外周にはトロコイド歯形や円弧歯形の外歯が設けられており、この外歯が第１軸１１１と同心に設けられた内歯歯車１２０と内接噛合している。内歯歯車１２０は中央ケーシング１５２の内周に一体的に形成されており、各内歯が、中央ケーシング１５２の内周に保持された外ピン１２１によって構成されている。
【００５４】
なお、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂと内歯歯車１２０との歯数差は「４」となっている（図４参照）。
【００５５】
２枚の外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの外側に配置される両キャリア１２３、１２４は、それぞれ継ケーシング１５３及び前部ケーシング１５４の内部に嵌合した軸受１３１、１３２により回転自在に支持され、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂを貫通する複数本のキャリアピン（連結ピン）１２５及びスペーサ１２６で軸方向に位置決めして一体に結合されている。又、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの内ピン孔１１６ａ、１１６ｂに遊嵌された内ピン１１７の両端は、両側のキャリア１２３、１２４に滑り回転可能に結合され、これにより、外歯歯車１１５ａ、１１５ｂの自転成分のみが両側のキャリア１２３、１２４に伝達される。
【００５６】
駆動部１０２側のキャリア１２３は、中央孔１２３ａを有するリング状をなしており、この中央孔１２３ａに第１軸１１１の先端１１１ａが臨んでいる。又、反対側のキャリア１２４は第２軸１１２の基部に一体形成されており、このキャリア１２４に形成された凹所１２４ａに、第１軸１１１の他端１１１ｂが挿入されている。そして、この第１軸１１１は、キャリア１２３の貫通孔１２３ａの内部に嵌合された軸受１３３と、他方のキャリア１２４の凹所１２４ａ近傍に嵌合された軸受１３４とによって回転自在に支持されている。
【００５７】
第１減速機構部１０４は、図２に拡大して示されるように、駆動部１０２の駆動軸１６１と連結される太陽ローラ２１１、この太陽ローラ２１１の外周に転接する遊星ローラ２１２と、この遊星ローラ２１２が内接するリングローラ２１３と、遊星ローラ２１２の公転成分を取り出して第２減速機構部１０６の第１軸１１１に伝達する遊星キャリア２１５、を備える摩擦伝動式の単純遊星ローラ構造である。
【００５８】
この第１減速機構部１０４のリングローラ２１３の外径寸法は、第２減速機構部１０６の一対のキャリア１２３、１２４のうちの駆動部１０２側（即ちキャリア１２３）を支持する軸受１３１の外径寸法以内に設定されている。更に、このリングローラ２１３は、ケーシング１５１（具体的には継ケーシング１５３）内の上記軸受１３１より駆動部１０２側の空間に、配置されている。
【００５９】
第１減速機構部１０４について図２及び図３等を参照しながら更に詳細に説明する。
【００６０】
リングローラ２１３の内径寸法Ｄ３は、遊星ローラ２１２の直径Ｄ２の２倍と太陽ローラ２１１の直径Ｄ１との和よりやや小さめに設定されている。従って、リングローラ２１３の内側に遊星ローラ２１２と太陽ローラ２１１を組み込んだ状態では、リングローラ２１３は径方向外側に微妙に弾性変形しており、この変形に伴う応力によって各摩擦ローラ２１１、２１２、２１３との接触面間に所定の押力を付与して摩擦力を発生させている。
【００６１】
更に、リングローラ２１３は、単純遊星ローラ構造における固定要素として、継ケーシング１５３に貫通ボルト２５２により固定されている。又、太陽ローラ２１１が入力要素、遊星ローラ２１２を支持する遊星キャリア２１５が出力要素となっている。なお、リングローラ２１３に対して径方向の外圧が加わらないように、リングローラ２１３の外径は継ケーシング１５３の内周径よりも小さく設定されている。
【００６２】
遊星ローラ２１２の公転運動を取り出す遊星キャリア２１５は、第２減速機構部１０６側に突出した中空円筒状の出力軸部２１６と、この出力軸部２１６の基端側に一体的に形成されるリテーナ部（リテーナ）２１７とを有し、出力軸部２１６の内周には内スプライン２１８が形成される。この内スプライン２１８は、第２減速機構部１０６の第１軸１１１の軸端部に形成される外スプラインと係合しており（図１参照）、共に一体となって回転する。
【００６３】
このリテーナ部２１７は、軸方向に突出して４つの遊星ローラ２１２の間にそれぞれ挿入される４本の突起部２１７ａ〜２１７ｄを有しており、各突起部２１７ａ〜２１７ｄには、遊星ローラ２１２の外周面と同一の曲率となる凹円弧面２１９が形成されている。
【００６４】
従って、このリテーナ部２１７は、上記凹円弧面２１９を遊星ローラ２１２に当接させて、各遊星ローラ２１２の円周方向の相互位置を９０°間隔で一定に保持しており、結果として、このリテーナ部２１７を備えた遊星キャリア２１５が、遊星ローラ２１２を自転可能に保持する役目と、この遊星ローラ２１２の公転成分を取り出す役目を果たしている。
【００６５】
リングローラ２１３の両端面には、リング状の側板２２１が配置されており、これらの両側板２２１により遊星ローラ２１２とリングローラ２１３との接触面部分が全周に亘って外から遮蔽されている。この遮蔽された空間の内周側は、リテーナ部２１７の外周面によっても封じられており、この空間の内部に歯車用グリースよりも高価なトラクショングリースが封入されている。このグリースは摩擦を減らすのではなく、摩擦力を確保するためのものである。
【００６６】
又、太陽ローラ２１１の奥部にも、太陽ローラ２１１を収容した空間と出力軸部２１６の内部空間とを仕切る仕切板２２２が配置されている。
【００６７】
なお、本発明に係る第１減速機構部の単純遊星ローラ構造は、上記に示したようなリテーナタイプに限定されるものではなく、遊星キャリア２１５が軸方向のピンを備え、リング状の遊星ローラ２１２がこのピンに回転自在に保持されているピンタイプのものでもよい。
【００６８】
この第１減速機構部１０４は、駆動部１０２によって太陽ローラ２１１が駆動され、これに伴ってこの太陽ローラ２１１の回りを遊星ローラ２１２が公転しようとする。遊星ローラ２１２はリングローラ２１３と太陽ローラ２１１とに挟持されているので、リングローラ２１３の内周面を転がるようにして太陽ローラ２１１周りを公転する。即ち、遊星ローラ２１２は自転運動を伴って太陽ローラ２１２の回りを公転することになる。この遊星ローラ２１２の公転運動は、リテーナ部２１７を介して遊星キャリア２１５によって取り出され、第２減速機構部１０６の第１軸に所定の減速比で伝達される。なお、遊星キャリア２１５と第２減速機構部１０６の第１軸とが一体化されていても良い。
【００６９】
これ以降は、既に従来の例において示したように、揺動内接噛合遊星歯車構造の第２減速機構部１０６によって所定の減速比でその回転が伝達され、第２軸１１２から出力される。
【００７０】
本発明者は、単純遊星ローラ構造におけるリングローラ２１３が軸受１３１と同様のリング構造であることに着目し、ケーシング１５１の内部を多少設計変更すれば、軸受１３１に接近した合理的な位置に第１減速機構部１０４を配置できることを見出した。従って、この着想の下で、第２減速機構部１０６のキャリア１２３を支持する軸受１３１の外径寸法以下に、リングローラ２１３の外径寸法が設定されているので、リングローラ２１３をこの軸受１３１の駆動部１０２側に同心状態で収容することができる。
【００７１】
結果として、回転駆動装置１０１は第１段目の減速機構部を単純遊星構造として高い減速比（高出力）が達成されているのにも拘らず、この実施形態においては駆動部１０２と第２減速機構部１０６のみを備える回転駆動装置と比較して、軸線方向の長大化がわずか５％程度に抑えられており、従来困難と考えられていた、高減速比とコンパクト化の相反する要求を、合理的に両立することができる。又これにより製造コストも従来のものと比較して大幅に低減されている。
【００７２】
更に、この第１減速機構部１０４に採用されている単純遊星ローラ構造は、各摩擦ローラ２１１、２１２、２１３の間に生じる摩擦力によって回転動力を伝達する摩擦伝動タイプであるため、歯車構造よりも静粛に構成することができる。従って、第１減速機構部１０４と第２減速機構部１０６とを組合わせた２段減速構造であっても騒音が増大するという問題は生じることはなく、むしろ予測の域をはるかに超えて騒音低減が図られることを発明者は確認済みである（特願平１１−１８０６４１）。特に、この回転駆動装置はケーシング１５１の同一内部空間に第１及び第２減速機構部１０４、１０６を収容しているため、２つの空間の個々の共鳴がそれぞれ干渉し合って新たな共鳴が発生することが防止され、一層騒音の増大が防止されている。
【００７３】
次に、この回転駆動装置１０１の組立方法（製造方法）について図５を参照して説明する。
【００７４】
まず、図５（Ａ）に示されるように、ケーシング１５１（の一部である継ケーシング１５３）に駆動部１０２を組み付ける。つまり、既に別段階で組み上げられたユニット状の駆動部１０２を、ケーシング１５１に連結する。
【００７５】
次に、図５（Ｂ）に示されるように、この駆動部１０２が組み付けられた状態のケーシング１５１（継ケーシング１５３）に、駆動部１０２と反対側から（対向側から）、単純遊星ローラ構造の第１減速機構部１０４を組み込む。この第１減速機構部１０４は、太陽ローラ２１１、遊星ローラ２１２、リングローラ２１３が予め焼きばめ等で組み付けられ、これに遊星キャリア２１５のリテーナ部２１７を挿入することで既に別段階で組み上げられており、このユニットをまとめて挿入し、貫通ボルト２５２によってリングローラ２１３を固定するだけでよい。
【００７６】
なお、太陽ローラ２１１と駆動軸１６１とは浮動連結構造（スプライン構造）となっており、径方向に遊びを有するので、この第１減速機構部１０４を容易に挿入することができる。
【００７７】
次に、図５（Ｃ）に示されるように、第１減速機構部１０４が組み込まれた状態のケーシング１５１に、揺動内接噛合遊星歯車構造の第２減速機構部１０６を組み込む。この第２減速機構部１０６も、（内歯歯車１２０を除いては）ほとんどユニット状態（モジュール状態）で別段階で組み上げることができ、これを単にケーシング１５１に挿入するだけでよい。なお、内歯歯車１２０（を含む中央ケーシング１５２）は、事前に継ケーシング１５３に固定しておくことが好ましい。
【００７８】
以降、前部ケーシング１５４を組付ければ回転駆動装置１０１が完成する。
【００７９】
この方法によれば、ケーシング１５１（継ケーシング１５３）を基礎として、ユニット的要素の高い駆動部１０２と第１減速機構部１０４と、第２減速機構部１０６とを一気に組み上げることができる。これは、第１減速機構部１０４の外径（リングローラ２１３の外径）を第２減速機構部１０６の軸受１３１の外径よりも小さく設定して、これらを同一内部空間に収容できるようにしたためである。
【００８０】
更に、最初に組付ける駆動部１０２の駆動軸１６１の軸心を基準にして、共に同軸上の動力伝達形態を有する第１及び第２減速機構部１０４、１０６を組付ければよいので、中心の位置決めが大変容易であり、組立精度及び組立速度が大幅に向上する。
【００８１】
結果として、作業者の組立労力が大幅に軽減され、製造コストの低廉化にもつながる。
【００８２】
なお、以上の実施形態においては、この回転駆動装置における第２減速機構部が内接噛合遊星歯車構造である場合に限定して示したが、本発明はその思想からも明らかなように上記構造に限定されない。即ち、第２減速機構部は、第１減速機構部に連結される減速機と、この減速機の軸方向両外側においてケーシングに軸受けを介して回転自在に支持され、減速機の回転動力を取り出す一対のキャリアと、を備えるキャリア伝動式構造であれば十分であり、上記発明を同様に適用することが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、回転駆動装置の大型化を極力抑えながら、減速比を大幅に高めることができる。又、簡易且つ迅速に回転駆動装置を組み立てることができるので、作業者の労力が大幅に軽減され、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る回転駆動装置の断面図
【図２】同回転駆動装置内の単純遊星ローラ構造の第１減速機構部の断面図
【図３】図２のIII−III矢視図
【図４】図１のIV−IV矢視断面図
【図５】同回転駆動装置の組立過程を示す模式図
【図６】従来の回転駆動装置を示す断面図
【符号の説明】
１０１…回転駆動装置
１０２…駆動部
１０４…第１減速機構部
１０６…第２減速機構部
１１１…第１軸
１１２…第２軸
１１５ａ、１１５ｂ…外歯歯車
１２０…内歯歯車
１２３、１２４…キャリア
１３１、１３２…軸受
１５１…ケーシング
１５３…継ケーシング
１６１…駆動軸
２１１…太陽ローラ
２１２…遊星ローラ
２１３…リングローラ
２１５…遊星キャリア

Claims

回転動力を発生する駆動部と、
該駆動部に連結されて前記回転動力を伝達する第１減速機構部と、
該第１減速機構部に連結される第１軸、該第１軸に対して偏心回転する外歯歯車、ケーシングに固定されると共に前記外歯歯車が内接噛合する内歯歯車、前記外歯歯車の軸方向両外側位置において前記ケーシングに軸受を介して回転自在に支持され、該外歯歯車の自転成分のみを取り出す一対のキャリア、及び前記第１軸と同軸的に配置され、前記キャリアの回転が伝達される第２軸、を備える内接噛合遊星歯車構造の第２減速機構部と、を備える回転駆動装置において、
前記第１減速機構部を、前記駆動部の駆動軸に連結される太陽ローラ、該太陽ローラの外周に転接する遊星ローラ、該遊星ローラが内接するリングローラ、及び前記遊星ローラの公転成分を取り出して前記第２減速機構部の前記第１軸に伝達する遊星キャリア、を備える摩擦伝動式の単純遊星ローラ構造とすると共に、
前記リングローラの外径寸法を、前記第２減速機構部の前記一対のキャリアのうち駆動部側を支持する前記軸受の外径寸法以内に設定し、
該リングローラを、該軸受を収容している前記ケーシングと同一のケーシング内であって、且つ該軸受より駆動部側の空間に配置したことを特徴とする回転駆動装置。
請求項１記載の回転駆動装置の製造方法であって、
前記ケーシングに前記駆動部を組み付ける第１手順と、
該駆動部が組み付けられた状態の前記ケーシングに、該駆動部と反対側から前記第１減速機構部を組み込む第２手順と、
該第１減速機構部が組み込まれた状態の前記ケーシングに、前記第２減速機構部を組み込む第３手順と、
を有することを特徴とする回転駆動装置の製造方法。
回転動力を発生する駆動部と、
該駆動部に連結されて前記回転動力を伝達する第１減速機構部と、
該第１減速機構部に連結される減速機、及び該減速機の軸方向両外側においてケーシングに軸受けを介して回転自在に支持され、減速機の回転動力を取り出す一対のキャリアを備えるキャリア伝動式の第２減速機構部と、を備える回転駆動装置において、
前記第１減速機構部を、前記駆動部の駆動軸に連結される太陽ローラ、該太陽ローラの外周に転接する遊星ローラ、該遊星ローラが内接するリングローラ、及び前記遊星ローラの公転成分を取り出して前記第２減速機構部の前記入力軸に伝達する遊星キャリア、を備える摩擦伝動式の単純遊星ローラ構造とすると共に、
前記リングローラの外径寸法を、前記第２減速機構部の前記一対のキャリアのうち駆動部側を支持する前記軸受けの外径寸法以内に設定し、
該リングローラを、該軸受を収容している前記ケーシングと同一のケーシング内であって、且つ該軸受けより駆動部側の空間に配置した
ことを特徴とする回転駆動装置。