JP2016008633A - 内接歯車式の減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつコンパクトな減速機でありながら伝達トルクの増大を可能とする内接歯車式の減速機を提供すること。【解決手段】固定内歯歯車ＩＧを形成したハウジング１の内部に、固定内歯歯車ＩＧと噛み合い公転及び自転を行う遊星歯車体４を偏心して配置し、内接歯車機構を設置する。遊星歯車体４の中央孔４１に入力軸２の偏心板２１を嵌め込み、また、遊星歯車体４に遊星内歯歯車４２を形成するとともに、これを、出力軸３の出力歯車板３１に形成した同一歯数の外歯３３と噛み合わせて出力取り出し機構を構成する。遊星内歯歯車４２と出力歯車板３１の歯型は共に円弧歯型であるので、両者は複数の点において接触しながら、出力歯車板３１は、遊星内歯歯車４２の自転と同じ角速度で回転する。これにより、減速比が大きく伝達トルクの大きな減速機を得ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転速度を減少するために動力伝達系に設置される減速機、ことに、内接歯車機構を備えその遊星運動を利用する、小型でありながら変速比の大きい減速機に関するものである。

機械部品あるいは作業機器等を回転駆動する動力伝達系では、駆動する機器の特性に合わせるよう、回転速度やトルクを変更するための減速機あるいは増速機が常套的に使用される。最近は様々な分野で動力を用いた自動操作が進展し、複写機等のＯＡ機器などにおいては、非常に小型のモーターを駆動源として各種の機器を駆動することが多い。小さいモーターは高速回転、低トルクであるため、こうした場合には、回転速度等を調整する小型の減速機がしばしば動力伝達系に介在される。また、小型の減速機をモーターに一体に組み込んだ減速機付きモーターも多用されている。

減速機としては、異なる径のプーリを用いるベルト伝動装置等の摩擦伝動式のものもあるが、一般的には歯車式減速機が用いられ、その中には、遊星運動を利用する内接歯車式の減速機がある。この減速機では、固定された内歯歯車の内側にこれと噛み合う外歯歯車（遊星歯車体）を偏心して配置し、内接歯車機構を構成する。外歯歯車を内歯歯車に沿って移動し公転させると、両歯車の噛み合いにより外歯歯車自体が自転することとなり、公転と自転の回転速度の差を利用して減速が行われる。

内接歯車式の減速機の一例を図７に示す。
図７の減速機は、ハウジングＨＧの両側にそれぞれ配置された入力軸ＩＳ及び出力軸ＯＳを備えている。断面矢視Ａ−Ａ図に示されるとおり、ハウジングＨＧには内歯歯車ＩＧ１が形成され、その内側には、内歯歯車ＩＧ１と噛み合う外歯歯車ＥＧ１（遊星歯車体ＹＧ）が配置される。内歯歯車ＩＧ１の中心Ｏ１は、入力軸ＩＳ及び出力軸ＯＳの回転中心と同心であるのに対し、入力軸ＩＳには偏心体ＥＢが固定され、外歯歯車ＥＧ１の中心Ｏ２は、内歯歯車ＩＧ１の中心Ｏ１と偏心量ｅだけ偏心している。
一方、断面矢視Ｂ−Ｂ図に示されるとおり、遊星歯車体ＹＧには遊星内歯歯車ＩＧ２が形成され、その内側に、遊星内歯歯車ＩＧ２と噛み合うようにして出力外歯歯車ＥＧ２が配置される。出力外歯歯車ＥＧ２は、出力軸ＯＳに固着した出力歯車板ＯＢの外周に形成されていて、その中心Ｏ３は、入力軸ＩＳ及び出力軸ＯＳの回転中心と同心であると共に内歯歯車ＩＧ１の中心Ｏ１とも同心であり、外歯歯車ＥＧ１の中心Ｏ２とは偏心量ｅだけ偏心している。

入力軸ＩＳの回転により偏心体ＥＢが回転すると、外歯歯車ＥＧ１が偏心体ＥＢに駆動されて、外歯歯車ＥＧ１（遊星歯車体ＹＧ）の中心Ｏ２は、内歯歯車ＩＧ１の中心Ｏ１を中心とする半径ｅの円周上を移動（公転）する。外歯歯車ＥＧ１は内歯歯車ＩＧ１と噛み合っているため、この公転によって遊星歯車体ＹＧがその中心軸Ｏ２の周りを自転する。内接歯車機構の外歯歯車ＥＧ１は、内歯歯車ＩＧ１の中心の周りを公転しつつ自身が逆方向に自転する遊星運動（よろめき運動）を行うこととなり、公転の角速度ω１と自転の角速度ω２との角速度比は、内歯歯車ＩＧ１の歯数をＳ、外歯歯車ＥＧ１の歯数をＰとすると、次式で表される（回転方向は逆なので−を付す）。
ω２／ω１＝１−Ｓ／Ｐ＝−（Ｓ−Ｐ）／Ｐ （ただし、Ｓ＞Ｐ）
図７のものでは、外歯歯車ＥＧ１の歯数が２０、歯数差が１であって、自転の角速度は公転の角速度の−１／２０となる。換言すれば、外歯歯車ＥＧ１は、１回の公転により内歯歯車ＩＧ１との歯数差分だけ回され、これが遊星歯車体ＹＧの自転となる。

遊星歯車体ＹＧの遊星運動に伴い、遊星歯車体ＹＧの遊星内歯歯車ＩＧ２と噛み合う出力軸ＯＳの出力外歯歯車ＥＧ２も回転する。このとき、遊星内歯歯車ＩＧ２と出力外歯歯車ＥＧ２との運動は、相対的には、内接歯車機構における遊星運動と同じであるが、遊星内歯歯車ＩＧ２と出力外歯歯車ＥＧ２との歯数が同一であって、遊星歯車体ＹＧの公転が両歯車の間隙により吸収されて、出力外歯歯車ＥＧ２は、遊星歯車体ＹＧの自転のみにより回転することとなる。このような減速機は、本出願人の先行出願に係る特開２０１３−２４５８０１号公報に示されている。

また、一般にサイクロ減速機（「サイクロ」は登録商標）と呼ばれる減速機も、内接歯車式の減速機の一種である。この減速機は、図８に示すとおり、ハウジングＨＧの両側にそれぞれ配置された入力軸ＩＳ及び出力軸ＯＳを備え、ハウジングＨＧには内歯歯車ＩＧが形成され、その内側には、内歯歯車ＩＧと噛み合う外歯歯車ＥＧが配置される（断面矢視Ａ−Ａ図）。入力軸ＩＳには偏心量ｅを有する偏心体ＥＢが固定される。
サイクロ減速機では、出力軸ＯＳの回転となる外歯歯車ＥＧの自転は、円弧形状の内ローラ孔と内ローラによって取り出される。図８において、外歯歯車ＥＧには、等間隔に複数の断面円形の内ローラ孔ＲＨが設けられ、２個の外歯歯車ＥＧの内ローラ孔ＲＨには、軸方向に延びる共通の内ローラＩＲが挿入される。内ローラＩＲは中空であってその内部に内ピンＩＰが嵌め込まれており、内ピンＩＰは、軸方向に出力軸ＯＳに向けて突出し、出力軸ＯＳの端部に形成したフランジ部に固着されている。つまり、内ローラ孔ＲＨの中心と内ローラＩＲ（内ピンＩＰ）の中心とは、やはり偏心量ｅだけ偏心していて、内ローラ孔ＲＨと内ローラＩＲとは、円形断面上の１点で接触しその他の部分には間隙が存在する。サイクロ減速機は、例えば特許第４３１９３４４号公報に開示されている。

特開２０１３−２４５８０１号公報 特許第４３１９３４４号公報

本出願人の先行出願に開示された図７の内接歯車式の減速機は、小型でコンパクトな減速機として各種の動力伝達系に好適なものであるけれども、次の点において未だ改善の余地が残されている。
減速機の作動中において、公転及び自転を行う遊星内歯歯車ＩＧ２は、図７の出力部拡大図に示すように、基本的には１点Ｃのみで出力外歯歯車ＥＧ２と接触し、出力歯車板ＯＢを介して出力軸ＯＳを矢印方向に回転させるが、寸法誤差などがあると全く接触しないこともある。そのため、出力軸ＯＳに大きな負荷（トルク）が掛かった状態では、遊星内歯歯車ＩＧ２と出力軸ＯＳの出力外歯歯車ＥＧ２との間で間欠的な滑りが生じ、出力軸ＯＳが円滑に回転しない。

図８に示す減速機の出力回転取出し部のように、公転及び自転を行う外歯歯車ＥＧに複数の断面円形の内ローラ孔を設け、これに内ローラを挿入して接触させる構造とすると、複数の内ローラ孔の全てで接触するので、伝達トルクを増大することができる。しかし、内ローラを支持する内ピンは、出力軸の端部に形成したフランジ部から軸方向に垂直に突出している。この構造では、減速機の軸方向長さが増大するので、減速機全体を小型化することができない。また、フランジ部から垂直方向に精度よく内ピンを固着する作業は、現実には非常に困難な作業となる。
本発明の課題は、小型かつコンパクトな減速機でありながら伝達トルクの増大を可能とし、上述の問題点を解決することにある。

上記の課題に鑑み、本発明は、内接歯車式の減速機において、公転及び自転を行う遊星歯車体（外歯歯車）の遊星内歯歯車の歯型を円弧歯型にするとともに、出力外歯歯車の外歯も円弧歯型としたものである。すなわち、本発明は、
「ハウジングに固定した内歯歯車と、前記内歯歯車の内側に偏心して配置され、前記内歯歯車と噛み合いながら公転及び自転を行う遊星歯車体とを設けた内接歯車機構を備える減速機であって、
前記ハウジングの両側には、前記内歯歯車と同心の回転軸を有する入力軸及び出力軸がそれぞれ設置され、前記入力軸には円板状の偏心板が固着されており、
前記遊星歯車体は、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車が外周に形成された円板状の部材であって、前記入力軸の偏心板の嵌まり込む、前記遊星歯車体の中心と同心の中央孔が前記入力軸側に設けられるとともに、前記遊星歯車体の中心と同心の遊星内歯歯車が前記出力軸側に設けられ、
前記出力軸には、前記遊星内歯歯車と噛み合う、前記遊星内歯歯車と同一の歯数の外歯を形成した出力歯車板が固着され、さらに、
前記遊星歯車体の出力軸側に設けられた遊星内歯歯車の歯型は円弧歯型であり、
前記出力軸に固着した出力歯車板は、円板部と、該円板部の外方において同一平面上に形成された円弧歯型の外歯と、該円板部と該外歯とを連結する連結片とから成る」
ことを特徴とする減速機となっている。

請求項２に記載のように、前記遊星歯車体の遊星内歯歯車の歯数と前記出力軸の出力歯車板の歯数は、５乃至７個であることが好ましい。

本発明の減速機としては、請求項３に記載のように、前記ハウジングの内部には軸方向に垂直な端面が形成されるとともに、前記端面と対向する端部には円板状の蓋体が嵌め込まれており、前記円板状の遊星歯車体は、その両面が前記端面及び前記蓋体にそれぞれ当接して、スラスト方向に軸受されるのが好ましい。
この場合においては、請求項４に記載のように、前記入力軸に固着される円板状の前記偏心板の一方の面と、前記出力軸に固着される出力歯車板の一方の面とが互いに当接し、かつ、前記偏心板と前記出力歯車板との他方の面が、前記ハウジングの端面又は前記蓋体にそれぞれ当接して、スラスト方向に軸受されるようにすることができる。

請求項５に記載のように、前記ハウジングに固定した内歯歯車の歯数が１５以上であり、前記遊星歯車体の外周に形成された外歯歯車の歯数が１だけ少ないのが好ましい。

請求項６に記載のように、前記入力軸の偏心板と前記遊星歯車体の中央孔との間、及び前記入力軸の周囲と前記出力軸の周囲とには、転がりベアリングを配置することができる。

本発明の減速機は、図７に示す減速機と同様に、固定された内歯歯車の内側に偏心して配置され、内歯歯車と噛み合いながら公転及び自転を行う遊星歯車体を備え、減速機の入力軸には、遊星歯車体を公転させる偏心板が固着されている。本発明の遊星歯車体は、内歯歯車と噛み合う外歯歯車が外周に形成された円板状の部材であって、入力軸の偏心板の嵌まり込む中央孔が入力軸側に設けられるとともに、出力軸側には、遊星歯車体の中心と同心の遊星内歯歯車が設けられる。そして、遊星歯車体の遊星内歯歯車には、出力軸の出力歯車板が遊星内歯歯車と偏心した状態で入り込み、出力歯車板には、遊星内歯歯車と噛み合う歯数が同一の外歯歯車が設けてある。

入力軸が回転すると、入力軸に固着した偏心板に駆動されて遊星歯車体の中心が円周上を移動し、遊星歯車体は、固定された内歯歯車の中心（入出力軸の回転中心）の周りを公転する。内歯歯車と噛み合う遊星歯車体は公転と同時に自転を生じ、公転と自転の角速度比は、前述の式に示すとおり、遊星歯車体の外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数とにより決定され、外歯歯車の歯数を大きく、かつ、両歯車の歯数差を小さく設定すると、遊星歯車体の自転の角速度を公転のそれよりも非常に小さい値とすることができる。
遊星歯車体の中心と同心となるように形成された遊星内歯歯車は、当然、遊星歯車体と全く同一の角速度で公転及び自転を行う。遊星内歯歯車には、出力歯車板の外歯歯車が相互に偏心した状態で噛み合っており、遊星内歯歯車の公転及び自転に伴ってその外歯歯車も回転する。ここで、遊星内歯歯車の歯数と外歯歯車の歯数とは同一歯数に設定されているため、この機構により遊星内歯歯車の公転が吸収される結果となり、出力歯車板及び出力軸は、遊星内歯歯車の自転角速度で回転する（後述の図４参照）。本発明の減速機は、入力軸の回転速度で遊星歯車体を公転させ、その自転を出力軸の回転速度とするという基本作動においては図７又は図８の減速機と同じであって、単段で非常に大きな減速比を得ることが可能である。

そして、本発明の減速機では、遊星歯車体に設けた遊星内歯歯車と出力軸に固着した出力歯車板とにより、出力取り出し機構を構成する。出力歯車板は、円板部と、その円板部の同一平面上の外方に形成された円弧歯型の外歯と、円板部と外歯とを連結する連結片とから成る板状の部品であり、これが遊星内歯歯車内に嵌め込まれる。したがって、本発明の減速機は、軸方向の寸法が小さくコンパクトな構造となる。
また、本発明の出力取り出し機構においては、遊星内歯歯車の歯型を円弧歯型であるとともに、これと噛み合う出力歯車板の外歯も円弧歯型となっている。こうした円弧による噛み合いの状態は、図８に示されるサイクロ減速機の、円形断面の内ローラ孔と内ローラによる出力取出し部の構造と同等であり、複数の個所において内歯と外歯とが接触するので（ただし、全ての歯を接触させることはできない）、遊星内歯歯車と出力歯車板との間で滑りが生じないとともに、減速機の伝達トルクを大幅に増大することができる。ここで、出力歯車板の円弧歯型の外歯は、連結片により連結されて円板部と同一平面上に形成されているため、サイクロ減速機のようにフランジ部に垂直な内ピンを設ける必要はない。本発明の出力歯車板は、加工が非常に容易であって、大量生産に好適な、鍛造あるいは金属粉末の焼結のような製造方法であっても、精度の良い製品を得ることができる。

本発明の減速機を小型で、かつ、確実なトルク伝達を行うようにするには、請求項２の発明のように、遊星歯車体の遊星内歯歯車の歯数及び出力軸の出力歯車板の歯数を５乃至７個とすることが好ましい。

請求項３の発明は、減速機のハウジング内部における軸方向の一方側に垂直な端面を形成し、この端面と対向するハウジングの端部には円板状の蓋体を嵌め込んで、円板状の遊星歯車体の両面を、ハウジングの端面及び蓋体にそれぞれ当接させるものである。こうすると、遊星歯車体がハウジングと蓋体とで位置決めされると同時にスラスト方向の軸受けが行われ、遊星歯車体の回転軸の傾きが防止されるため、遊星歯車体の円滑な遊星運動が実現される。また、遊星歯車体に嵌まり込む入力軸の偏心板や出力軸の出力歯車板の傾きも防止されるため、入力軸及び出力軸の回転が安定化し摩擦抵抗が減少して、円滑かつ効率的に減速機を作動させることができる。
請求項４の発明は、請求項３の発明のハウジング及び蓋体を備えた減速機において、入力軸の偏心板の一方の面と、出力軸の出力歯車板の一方の面とを互いに当接させるとともに、偏心板と出力歯車板との他方の面を、ハウジングの端面又は蓋体にそれぞれ当接してスラスト方向の軸受けを行うものであり、これによれば、上記の効果が一層確実に発揮されることとなる。

請求項５の発明は、ハウジングに固定した内歯歯車の歯数を１５以上とし、かつ、遊星歯車体の外周に形成された外歯歯車の歯数を、内歯歯車の歯数よりも１だけ少ないように設定するものである。前述の角速度比の式から分かるように、内接歯車機構の自転と公転の差を利用する減速機では、遊星運動を行う外歯歯車の歯数が多いほど、また、内歯歯車との歯数差が少ないほど減速比が大きくなる。請求項５の発明によれば、単段の内接歯車機構であっても十分大きな減速比を得ることができる。

請求項６の発明は、入力軸の偏心板と遊星歯車体の中央孔との間など、相対的な回転を行う部品間に転がりベアリングを介在させたものであり、これによれば、回転部品の間の摩擦抵抗を減少させてより円滑な作動が可能となるのは明らかである。

本発明の減速機の全体的な構造を示す図である。 本発明の減速機の静止部品を単品で示す図である。 本発明の減速機の可動部品を単品で示す図である。 本発明の減速機の作動を説明する図である。 本発明の減速機の作動を説明する補足図である。 本発明の減速機の変形例を示す図である。 従来の内接歯車式減速機の一例の構造などを示す図である。 従来の内接歯車式減速機の別例を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の減速機について説明する。まず、図１に本発明の減速機の全体的な構造を示し、図２及び図３には、減速機の構成部品を静止部品と可動部品とに分けてそれぞれ拡大単品図で示す。
図１の中央の縦断面図に示すように（各部品を単品で示す図２、図３も参照）、本発明の減速機は、中央に置かれた固定のハウジング１の両側に入力軸２及び出力軸３をそれぞれ配した構造であり、図示は省略するが、入力軸２は小型のモーター等の高速回転の駆動側に連結され、出力軸３は低速回転の機器等の従動側に連結される。ハウジング１の内部には、入力軸２と出力軸３との間に遊星歯車体４（図１では分かり易いようにハッチングを施す）が配置されている。

ハウジング１内部の軸方向中央部には、入力軸２及び出力軸３の回転中心と同心の固定の内歯歯車ＩＧ（図２も参照）が形成され、また、一方の端部に出力軸３が貫通する軸方向に垂直な端面１１（図２）が形成されるとともに、端面１１と対向する端部には、入力軸２が貫通する円板状の蓋体５が圧入されてシ−ルドされる。遊星歯車体４は、全体的には軸方向長さが短い円板状であって、その軸方向の両面がハウジング１の端面１１と蓋体５の軸方向の内面とにそれぞれ当接し、軸方向に位置決めされると同時に、スラスト方向の軸受けが行われる。
図１の断面矢視Ａ−Ａ図に示すとおり、遊星歯車体４の外周にはサイクロイド歯型の外歯歯車ＥＧが形成され、この外歯歯車ＥＧは、同じくサイクロイド歯型の固定の内歯歯車ＩＧと噛み合い、両方の歯車で内接歯車機構を構成する。遊星歯車体４の入力軸２側の面には断面円形の中央孔４１が形成され、その中に、入力軸２に固着した円板状の偏心板２１が嵌め込まれている。偏心板２１の中心は、入力軸２の回転中心とは偏心量ｅだけ偏心しており、したがって、遊星歯車体４の外周の外歯歯車ＥＧは、その中心が内歯歯車ＩＧの中心とやはりｅだけ偏心して配置されている。

本発明の減速機では、図１の断面矢視Ｂ−Ｂ図に示すとおり、内接歯車機構を構成する遊星歯車体４の出力軸３側に、遊星歯車体４と同心の遊星内歯歯車４２を形成する一方、出力軸３には、遊星内歯歯車４２の内に入り込む出力歯車板３１が固着されている（詳細については後述）。出力歯車板３１には、遊星内歯歯車４２の歯数と同じ歯数である外歯３３を設け、これを遊星内歯歯車４２と噛み合わせる。つまり、同一歯数の出力歯車板３１は、その中心が出力軸３の回転中心と同心で、遊星内歯歯車４２とやはりｅだけ偏心して配置されることとなる。

遊星歯車体４の出力軸３側に設けられた遊星内歯歯車４２の歯型は円弧歯型である。図３を参照して詳述すると、遊星内歯歯車４２は、円形中央孔４３と、円形中央孔４３の外周に沿って等角度間隔で複数個（５個乃至７個が好ましいが、図示の実施例では５個）形成された内歯４４から構成されている。内歯４４は、それぞれ３００度程度の角度範囲で円弧状に形成された貫通孔として形成される。
出力軸３に固着された出力歯車板３１は、円板部３２と、円板部３２の外方において同一平面上に形成された円弧歯型の外歯３３と、円板部３２と外歯３３とを連結する連結片３４とから成る。円板部３２の直径は遊星内歯歯車４２の円形中央孔４３の直径よりも幾分小さい円形板部材であって、円弧歯型の外歯３３は、円板部３２の外周に沿って等角度間隔で複数個形成され、それぞれ遊星内歯歯車４２の内歯４４内に入り込んで内歯４４と接触している。この状態は、図８に示すサイクロ減速機の内ローラ孔と内ローラとの係合に類似しているが、外歯３３が円板部３２と同一平面上にあって連結片３４が円形中央孔４３のいわば切れ目を通過するため、外歯３３の中の１個は内歯４４と接触しない。

図１の実施例のものでは、遊星内歯歯車４２は、遊星歯車体４の出力軸３側の端面から中央孔４１の底面まで貫通するように形成されており、出力軸３の出力歯車板３１と入力軸２の偏心板２１とは、その対向する面同士が直接当接する。出力歯車板３１の反対側の面はハウジング１の端面１１に、偏心板２１の反対側の面は蓋体５の内面にそれぞれ当接し、これによって、特に減速機の軸方向の寸法（厚さ）が短縮されて、減速機全体が小型となる。さらに、遊星歯車体４等の回転部品における平面状の端面が、ハウジング１等の固定部品の平面と当接してスラスト方向に軸受される（入力軸２及び出力軸３には、互いに嵌り合う円柱形の凸軸と凹部とが形成されるとともに（図３も参照）、両軸は、ハウジング１等の貫通孔に嵌め合わされているため、ラジアル方向にも軸受されることとなる）ので、回転部品の回転軸が傾いたり搖動を起こすことが防止され、減速機としての円滑な安定した作動が達成される。

次いで、本発明の減速機の作動について、図４及び図５も用いて説明する。
図４において、入力軸２が角速度ω１で回転すると、入力軸２に固着した偏心板２１に駆動されて、遊星歯車体４は、その中心が偏心量ｅを半径とする円周上を移動し、固定内歯歯車ＩＧの中心の周りを公転する。外歯歯車ＥＧで固定の内歯歯車ＩＧと噛み合う遊星歯車体４には、両歯車の歯数差に基づいて自転が生じ、公転の角速度ω１と自転の角速度ω２との比は、前述の角速度比の式により決定される。図１の実施例の減速機では、外歯歯車ＥＧの歯数が１９、固定された内歯歯車ＩＧの歯数が２０であるので、
ω２／ω１＝−１／１９
となり、自転の角速度ω２は公転の角速度ω１の約１／２０に減速される（ただし、回転方向は逆。図４の断面矢視Ａ−Ａ図参照）。

本発明の遊星歯車体４に形成された遊星内歯歯車４２は、遊星歯車体４の中心と同心に形成されている。つまり、遊星内歯歯車４２も、入力軸２及び出力軸３の回転中心とはｅだけ偏心していて、遊星歯車体４と同一の角速度ω１、ω２で回転中心の周りに公転及び自転を行う。これにより、出力軸３の出力歯車板３１は、遊星内歯歯車４２と噛み合って回転する。このとき、遊星内歯歯車４２と出力歯車板３１との運動は、相対的には、内接歯車機構における遊星運動と同じであるが、遊星内歯歯車４２と出力歯車板３１の歯数が同一に設定されているので、遊星内歯歯車４２の公転が両歯車の間隙により吸収されて、出力歯車板３１は、遊星内歯歯車４２の自転のみにより回転することとなる（図４の断面矢視Ｂ−Ｂ図参照）。
ちなみに、図５は、遊星内歯歯車４２が自転することなく出力歯車板３１の周りを公転した場合の状態を、遊星内歯歯車４２の９０°毎の回転位置について示したもので、これから分かるように、遊星内歯歯車４２の公転は両歯車の間隙に吸収されて、出力歯車板３１には回転が生じない（前述の角速度比の式においても、両歯車の歯数が等しくＳ＝Ｐの場合には、外歯歯車ＥＧの自転角速度は０となる）。遊星内歯歯車４２は、実際には公転の外に自転を行うので、出力歯車板３１は、遊星内歯歯車４２の自転角速度ω２で回転する。

このように、本発明の減速機においては、図７の減速機と同様に、遊星歯車体４の角速度ω１の公転（入力軸２の回転）と角速度ω２の自転（出力軸３の回転）との差による減速が行われ、大きな減速比が達成される。そして、本発明の出力取り出し機構は、遊星内歯歯車４２が円板状の遊星歯車体４に設けられ、同じく円板状の出力歯車板３１がその中に入り込んで組み合わされているので、減速機の軸方向の寸法が縮小されコンパクトな構成となる。
さらに、本発明の減速機の出力取出し機構では、遊星内歯歯車４２の歯型を円形断面の円弧歯型にするとともに、これに、同じく円弧歯型の出力歯車板３１の外歯３３を噛み合わせる。図５の噛み合い状態拡大図に示すとおり、遊星内歯歯車４２と外歯３３とは常に複数個（図示の形態にあっては４個）の点で当接するので、出力軸３に負荷がかかった状態で入力軸２を回転させた場合であっても、遊星内歯歯車４２と出力歯車板３１間における滑りが確実に防止される。

図６に示す本発明の変形例の減速機は、図１の減速機の、入力軸２の偏心板２１と遊星歯車体４の中央孔４１との間にボールベアリングＢ１を配置し、入力軸２の周囲（蓋体５との間）と出力軸３の周囲（ハウジング１との間）とには、ボールベアリングＢ２、Ｂ３をそれぞれ配置したものである。これによって、相対回転する部品間の摩擦抵抗を減少して、減速機の作動の円滑化あるいは伝達損失の低下が可能となる。偏心板２１と遊星歯車体４の中央孔４１との間のみにボールベアリング等の転がりベアリングを介在させ、入出力軸の周囲の転がりベアリングを省いてもよい。

以上詳述したように、本発明は、遊星歯車体が固定内歯歯車に接しつつ遊星運動を行う内接歯車機構を利用する減速機において、遊星歯車体に円弧歯型の遊星内歯歯車を設けるとともに、この遊星内歯歯車を、出力軸の出力歯車板に形成した歯数が同一の円弧歯型の外歯歯車と噛み合わせて出力を取り出すようにしたものである。上記の実施例では、入力軸の偏心板あるいは出力軸の出力歯車板等をそれぞれの部品と一体に形成しているが、これらを別体で製作して部品に組み付けるようにしてもよい。また、内接歯車機構や出力取り出し機構における外歯歯車及び内歯歯車の歯型曲線として、サイクロイド歯形に代えてインボリュート歯形、その他特殊形状歯形を採用するなど、上記実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。

１：ハウジング
２：入力軸
２１：偏心板
３：出力軸
３１：出力歯車板
３２：円板部
３３：外歯
３４：連結片
４：遊星歯車体
４１：中央孔
４２：遊星内歯歯車
４３：円形中央孔
４４：内歯
５：蓋体

Claims (6)

1. ハウジングに固定した内歯歯車と、前記内歯歯車の内側に偏心して配置され、前記内歯歯車と噛み合いながら公転及び自転を行う遊星歯車体とを設けた内接歯車機構を備える減速機であって、
   前記ハウジングの両側には、前記内歯歯車と同心の回転軸を有する入力軸及び出力軸がそれぞれ設置され、前記入力軸には円板状の偏心板が固着されており、
   前記遊星歯車体は、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車が外周に形成された円板状の部材であって、前記入力軸の偏心板の嵌まり込む、前記遊星歯車体の中心と同心の中央孔が前記入力軸側に設けられるとともに、前記遊星歯車体の中心と同心の遊星内歯歯車が前記出力軸側に設けられ、
   前記出力軸には、前記遊星内歯歯車と噛み合う、前記遊星内歯歯車と同一の歯数の外歯を形成した出力歯車板が固着され、さらに、
   前記遊星歯車体の出力軸側に設けられた遊星内歯歯車の歯型は円弧歯型であり、
   前記出力軸に固着した出力歯車板は、円板部と、該円板部の外方において同一平面上に形成された円弧歯型の外歯と、該円板部と該外歯とを連結する連結片とから成ることを特徴とする減速機。
2. 前記遊星歯車体の遊星内歯歯車の歯数と前記出力軸の出力歯車板の歯数は、５乃至７個である、請求項１に記載の減速機。
3. 前記ハウジングの内部には軸方向に垂直な端面が形成されるとともに、前記端面と対向する端部には円板状の蓋体が嵌め込まれており、前記円板状の遊星歯車体は、その両面が前記端面及び前記蓋体にそれぞれ当接して、スラスト方向に軸受される請求項１又は請求項２に記載の減速機。
4. 前記入力軸に固着される円板状の前記偏心板の一方の面と、前記出力軸に固着される前記出力歯車板の一方の面とが互いに当接し、かつ、前記偏心板と前記出力歯車板との他方の面が、前記ハウジングの端面又は前記蓋体にそれぞれ当接して、スラスト方向に軸受される請求項３に記載の減速機。
5. 前記ハウジングに固定した内歯歯車の歯数が１５以上であり、前記遊星歯車体の外周に形成された外歯歯車の歯数が１だけ少ない請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の減速機。
6. 前記入力軸の偏心板と前記遊星歯車体の中央孔との間、及び前記入力軸の周囲と前記出力軸の周囲とには、転がりベアリングが配置されている請求項1乃至請求項５のいずれかに記載の減速機。