JP2019522755A - ピン歯サイクロイド減速機および産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ピン歯サイクロイド減速機、およびそれを備える産業用ロボットを提供する。【解決手段】ピン歯サイクロイド減速機は、軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムおよび第２サイクロイド構造システムを備える。第１サイクロイド構造システムは偏心軸上にスリーブ接続され、それぞれのサイクロイド構造システムは軸方向において少なくとも１つのサイクロイド構造を有する。サイクロイド構造は、サイクロイドディスクと、周方向に配列された複数のピン歯と、ピン歯ハウジングと、を備え、それらの構成要素は径方向において内側から外側に連続的に配置される。複数のピン歯は、ピン歯ハウジングに回転可能な状態で固定され、サイクロイドディスクは複数のピン歯と係合する。ピン歯サイクロイド減速機に含まれる複数のピン歯ハウジングは、すべて同軸上に配置される。第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクと、第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクとは、周方向に固定され、それらの周方向に固定された複数のサイクロイドディスクは、同軸上に配置される。偏心軸から、第１サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスクへと動力を伝達する際に、ピン歯サイクロイド減速機に第１の減速が生じる。次に、そのサイクロイドディスクから、第２サイクロイド構造システムに含まれるピン歯ハウジングへと動力を伝達する際に、ピン歯サイクロイド減速機に第２の減速が生じる。このようにして減速が実現される。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に減速機の技術分野に関し、具体的には、ピン歯サイクロイド減速機および産業用ロボットに関する。

産業用ロボットは、製造プロセス中の人間による労働に代わって、さまざまな運動または処理を行い得る機械である。産業用ロボットは、さまざまな働きをする目的で、アクチュエータと、そのアクチュエータを駆動する動力源と、を備える。減速機は、通常、動力源とアクチュエータとの間に配置され、モータや、内燃機関等からアクチュエータへと高速に動力を出力することにより、速度を低下させ、トルクを増大させる。

現在のところ、日本のナブテスコ株式会社の製造によるＲＶ型減速機（ピン歯車サイクロイド減速機）が、そのコンパクトな構造と強力な伝達能力により、産業用ロボットの分野において最も広く普及した減速機となっている。ＲＶ型減速機は、一般に、ピン歯ハウジングと、そのピン歯ハウジング内でサイクロイド運動が可能なサイクロイドディスクと、ピン歯ハウジング―サイクロイドディスク間に配置された複数のピン歯と、を有する。サイクロイドディスクは、ピン歯ハウジング内でサイクロイド運動を行うことにより、減速を実現する。ＲＶ型減速機は、遊星キャリアをさらに有する。遊星キャリアは、偏心軸を介してサイクロイドディスクに接続される。これにより、サイクロイドディスクのサイクロイド運動が遊星キャリアに伝わり、遊星キャリアに回転が生じることにより、動力を出力する。

しかし研究によれば、このようなＲＶ型減速機は、部品の点数が比較的多く、構造も複雑であり、かつ部品間加工精度も非常に高いので、歩留まりが低くなることが分かっている。また、調査結果によれば、このようなＲＶ型減速機は、使用中に破損しやすい（特に遊星キャリアとサイクロイドディスクとの間に配置される偏心軸にはその傾向が強い）こと、さらに応力が集中することにより摩耗し、破損しやすいことも分かってきている。

したがって、出力用に遊星キャリアを用いない新しいタイプのサイクロイド減速機であって、構造が比較的単純で、製造も容易であり、さらに遊星キャリアを用いないため、その構成部品が使用中に簡単に破損することもない、新しいタイプのサイクロイド減速機が今求められている。

本開示の実施の形態によれば、製造が容易であり、かつ簡単に破損することのない、新しいタイプのピン歯サイクロイド減速機が提供される。

軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムおよび第２サイクロイド構造システムを備える、ピン歯サイクロイド減速機が提供される。上記第１サイクロイド構造システムは、偏心軸上にスリーブ接続され、それぞれのサイクロイド構造システムは上記軸方向において少なくとも１つのサイクロイド構造を有する。上記サイクロイド構造は、サイクロイドディスクと、周方向に配列された複数のピン歯と、ピン歯ハウジングと、を備える。これらサイクロイドディスク、複数のピン歯、およびピン歯ハウジングは、径方向において内側から外側に連続的に配置される。上記複数のピン歯は上記ピン歯ハウジングに回転可能な状態で固定され、上記サイクロイドディスクは上記複数のピン歯と係合する。上記ピン歯サイクロイド減速機に含まれる複数のピン歯ハウジングは、すべて同軸上に配置される。上記第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクと、上記第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクは、周方向に固定され、それらの周方向に固定されたサイクロイドディスクは、同軸上に配置される。上記偏心軸が回転すると、上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記サイクロイドディスクは、対応する上記ピン歯ハウジングに対して第１角度αだけ回転し、上記第２サイクロイド構造システムに含まれる上記サイクロイドディスクは、対応する上記ピン歯ハウジングに対して第２角度βだけ回転する。ここで、上記第１角度αは上記第２角度βに等しくない。

ある実施の形態において、上記第２サイクロイド構造システムは、上記偏心軸上にスリーブ接続される。

ある実施の形態では、上記第１サイクロイド構造システムにおいてサイクロイド構造が１つ配置され、上記第２サイクロイド構造システムにおいてサイクロイド構造が１つ配置される。

ある実施の形態において、上記第１サイクロイド構造システムおよび上記第２サイクロイド構造システムは、共に上記軸方向に順に配置された少なくとも２つのサイクロイド構造を有する。上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイドディスクの個数は、上記第２サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイドディスクの個数と等しい。上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイドディスクおよび上記第２サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイドディスクは、周方向において一対一に対応するように固定接続される。

ある実施の形態では、上記第１サイクロイド構造システムおよび上記第２サイクロイド構造システムにおいて、上記軸方向における間隔が最短である２つのサイクロイドディスクが周方向に固定され、その他のサイクロイドディスクは周方向に固定される。

ある実施の形態において、上記偏心軸は複数の偏心部を有し、それら複数の偏心部から選択されたいずれか２つの偏心部の偏心位相は、同相または逆相である。

ある実施の形態において、上記複数の偏心部の個数は偶数であり、上記複数の偏心部のうち半分はそれらのすべてが第１方向に面し、上記複数の偏心部の残り半分は第２方向に面し、上記第１方向および上記第２方向は互いに逆方向である。

ある実施の形態において、上記ピン歯サイクロイド減速機は、上記サイクロイドディスクの周方向における固定接続を実現する、少なくとも１つのコネクタをさらに備える。

ある実施の形態において、上記少なくとも１つのコネクタの個数は複数であり、それら複数のコネクタは上記周方向において一定の間隔で配列される。

ある実施の形態において、上記コネクタは、ピン、ボルトおよびネジからなる群から選択される。

ある実施の形態において、上記周方向に固定されたサイクロイドディスクは、一体構造を有する。

ある実施の形態において、上記コネクタは、上記軸方向においてこの順に配置された第１接続部および第２接続部を備える。上記第１接続部は上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記サイクロイドディスクに接続され、上記第２接続部は上記第２サイクロイド構造システムに含まれる上記サイクロイドディスクに接続される。上記第１接続部および上記第２接続部は、同一直線上には配置されない。これにより、上記周方向に固定された複数のサイクロイドディスクは、上記周方向において角度差を有する。

ある実施の形態において、上記減速機に含まれる少なくとも１つのサイクロイド構造において、上記ピン歯ハウジングの内周面上にピン歯切欠きが形成され、上記複数のピン歯は、上記ピン歯切欠き内に配置される。

ある実施の形態において、上記ピン歯サイクロイド減速機は、制限部材をさらに備える。上記制限部材は上記ピン歯切欠きにおける上記複数のピン歯の軸方向移動を制限するように構成される。

ある実施の形態において、上記制限部材は、上記偏心軸上にスリーブ接続された環状隔離板を備える。上記環状隔離板は、上記ピン歯切欠きの軸方向一端に固定配置される。

ある実施の形態では、上記減速機に含まれる少なくとも１つのサイクロイド構造において、上記複数のピン歯は、上記軸方向に少なくとも２つの列を形成するように構成される。それらの列のうち同一の列に含まれる複数のピン歯は、周方向に配列される。

ある実施の形態では、上記第１サイクロイド構造システムにおいて、上記サイクロイドディスクの歯数は、１０本から５５本の範囲内であり、上記ピン歯ハウジングの歯数も１０本から５５本の範囲内であり、および／または、上記第２サイクロイド構造において、上記サイクロイドディスクの歯数は、１０本から５５本の範囲内であり、上記ピン歯ハウジングの歯数も１０本から５５本の範囲内である。

ある実施の形態では、上記減速機に含まれる上記少なくとも１つのサイクロイド構造において、上記サイクロイドディスクと上記ピン歯ハウジングとは、一対一に対応するように配置されるか、または、上記減速機に含まれる上記少なくとも１つのサイクロイド構造において、１つのサイクロイドディスクが少なくとも２つのピン歯ハウジングに対応するか、または、上記第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも２つの隣接するサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有するか、または、上記第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも２つの隣接するサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する。

ある実施の形態では、上記第１サイクロイド構造システムにおいて、複数のピン歯ハウジングがすべて固定接続される。または、上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する。

ある実施の形態では、上記第２サイクロイド構造システムにおいて、複数のピン歯ハウジングがすべて固定接続される。または、上記第２サイクロイド構造システムに含まれる上記少なくとも１つのサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する。

ある実施の形態では、上記第１サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのサイクロイドディスクが上記偏心軸に軸受けを介して接続される。

ある実施の形態では、上記第２サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのサイクロイドディスクが上記偏心軸に軸受けを介して接続され、かつ／または、少なくとも１つのピン歯ハウジングが上記偏心軸に軸受けを介して接続される。

ある実施の形態において、上記軸受けは、ケージと、上記ケージ内に配置された複数のローラと、を備える。上記複数のローラは、上記偏心軸および上記サイクロイドディスクに接触する。

ある実施の形態において、上記ピン歯サイクロイド減速機は、外装をさらに備える。上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記ピン歯ハウジングは、上記外装上に固定配置される。

ある実施の形態では、上記第２サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのピン歯ハウジングが、上記軸受けを介して上記外装に接続される。

ある実施の形態において、上記ピン歯サイクロイド減速機は、オイルシールをさらに備える。上記オイルシールは、上記ピン歯ハウジングと、上記外装との間に配置される。上記ピン歯ハウジングおよび上記外装は軸受けを介して互いに接続される。

ある実施の形態において、上記ピン歯サイクロイド減速機はカバー板をさらに備える。上記カバー板、上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記ピン歯ハウジング、および上記外装は、上記軸方向に連続的に配置される。上記第１サイクロイド構造システムに含まれる上記ピン歯ハウジングは、上記外装と上記カバー板との間で軸方向に固定される。上記カバー板は、上記軸受けを介して上記偏心軸に接続される。

動力源と、アクチュエータと、を備え、上記ピン歯サイクロイド減速機をさらに備える、産業用ロボットがさらに提供される。この産業用ロボットにおいては、上記動力源の回転速度を低下させ、そのようにして低下させた速度を上記アクチュエータに出力するように構成された上記ピン歯サイクロイド減速機が、上記動力源と上記アクチュエータとの間に固定配置される。

本開示の実施の形態は、従来の技術に対し、次のような効果を奏する。

本開示の実施の形態によれば、ピン歯サイクロイド減速機に含まれる第１サイクロイド構造システムおよび第２サイクロイド構造システムは、軸方向に配置され、第１サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスク、および第２サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスクは、周方向に固定され、かつ偏心軸上に回転可能な状態で配置される。偏心軸が回転すると、第１サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスクが、ピン歯ハウジング内でサイクロイド運動を行う。このようにして、偏心軸の回転運動が、その軸を中心としたサイクロイドディスクの回転を含むサイクロイド運動と、偏心軸を中心とした旋回運動とに変換される。第２サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスクは、対応するピン歯ハウジングと連動して、ピン歯ハウジングを駆動し、その軸を中心として回転させる。これにより、サイクロイドディスクのサイクロイド運動が、ピン歯ハウジングの軸を中心とした回転へと変換される。

偏心軸から、第１サイクロイド構造システムに含まれるサイクロイドディスクへと動力を伝達する際に、ピン歯サイクロイド減速機に第１の減速が生じる。さらに、そのサイクロイドディスクから、第２サイクロイド構造システムに含まれるピン歯ハウジングへと動力を伝達する際に、ピン歯サイクロイド減速機に第２の減速が生じる。このようにして減速と、トルクの向上とが実現され得る。さらに、その軸を中心としたピン歯ハウジングの回転運動は、偏心軸の運動を変化させることがないので、出力端として動力を直接に出力可能とする。

また、本開示の実施の形態によれば、ピン歯サイクロイド減速機においてサイクロイド運動を回転運動へと変換する際に、遊星キャリアを用いることはないので、従来の技術と比べて、構造が比較的単純になり、製造が容易になり、歩留まりが向上する。またこれにより、ピン歯サイクロイド減速機が使用時に容易に破損することもなくなり、製品の品質向上にもつながる。

図１は、本開示のある実施の形態によるピン歯サイクロイド減速機内での運動伝達関係を模式的に示す図である。 図２は、本開示のある実施の形態によるピン歯サイクロイド減速機の構造を模式的に示す図である。 図３は、図２に示すピン歯サイクロイド減速機の模式的な分解斜視図である。 図４は、本開示のある実施の形態によるピン歯サイクロイド減速機内での運動伝達関係を模式的に示す図である。 図５は、本開示のある実施の形態によるピン歯サイクロイド減速機の構造を模式的に示す図である。 図６は、図５に示すピン歯サイクロイド減速機の模式的な分解斜視図である。 図７は、図５に示すピン歯サイクロイド減速機において周方向に固定接続されたサイクロイドディスクの一部を模式的に示す図である。

従来の産業用ロボットでは、動力源からアクチュエータへとトルクを出力し、アクチュエータを駆動することにより、対応する動作を実行させるためには、モータや内燃機関のような動力源の高い回転速度を低い回転速度へと低下させることが通常必要になる。現時点では、ピン歯サイクロイド減速機は、回転速度を低下させるように構成される。ピン歯サイクロイド減速機の主要構成要素としては、サイクロイド構造が挙げられる。サイクロイド構造は、その主要構成要素として、径方向の内側から外側へと連続的に配置される、サイクロイドディスク、複数のピン歯、およびピン歯ハウジングを備える。

偏心軸が、入力端としてのサイクロイドディスクを貫通する。偏心軸が回転すると、サイクロイドディスクは、ピン歯ハウジングにより囲まれた領域内においてサイクロイド運動を行うことにより、減速を実現する（すなわち、偏心軸の回転速度を低下させる）。しかしながら、サイクロイドディスクのサイクロイド運動には、その軸を中心としたサイクロイドディスクの回転運動と、旋回軸を中心としたその旋回運動とが含まれる。したがって、サイクロイドディスクは、動力出力端として動力を直接的に出力することができない。

そこで従来の技術では、サイクロイドディスクのサイクロイド運動を、出力動力として利用可能な回転運動へと変換するために、遊星キャリアが設けられるのが一般的である。遊星キャリアとピン歯ハウジングとは同軸上に配置され、遊星キャリアとサイクロイドディスクとは、別に設けられた偏心軸を介して接続される。またそれら複数の偏心軸は、通常、周方向に沿って設けられる。したがって、サイクロイドディスクが回転するにつれて、遊星キャリアを動力出力端としてその軸を中心として回転駆動させることにより、動力を出力することが可能になる。

しかしながら、研究によれば、この種の減速機に用いる高精度部品を製造するには非常に厳しい要求が課せられることが分かってきている。一例を挙げれば、その場合、遊星キャリアとサイクロイドディスクとの間に配置される複数の偏心軸は、互いに厳密に平行である必要がある。それらの偏心軸のいずれか２本の間に角度差が生じると、応力の集中が起こり、それがひいては摩耗や破損につながることになる。また、高精度部品を製造する際の要求が厳しいため、実際の使用にあたっては、特別な注意を払わなければならない。いったん外力が加わったり、誤動作が発生したりすると、減速機は簡単に破損し得る。

そこで本開示では、ピン歯サイクロイド減速機の運動変換を、上述した遊星キャリアを用いることなく達成可能とする、新規で創意あるピン歯サイクロイド減速機を提供する。

具体的には、元々設けられているサイクロイド構造（以下、「第１サイクロイド構造」と称する）に基づき、別のサイクロイド構造（以下、「第２サイクロイド構造」と称する）を軸方向に沿って配置し、第１サイクロイド構造に含まれる第１サイクロイドディスクを、第２サイクロイド構造に含まれる第２サイクロイドディスクに固定接続する。

偏心軸が入力端として、その軸を中心として回転し、第１サイクロイドディスクを駆動することにより、サイクロイド運動を行うとき、その第１サイクロイドディスクが第２サイクロイドディスクを駆動することにより、サイクロイド運動を行う。第２サイクロイドディスクは、第２サイクロイド構造に含まれる第２ピン歯ハウジングと連動して、第２ピン歯ハウジングを駆動することにより、その軸を中心として回転させる。そして出力端としての第２ピン歯ハウジングが動力を出力することにより、運動形態の変換が実現される。

したがって、本開示によれば、軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムおよび第２サイクロイド構造システムを備える、ピン歯サイクロイド減速機が提供される。ここで、第１サイクロイド構造システムは、偏心軸上にスリーブ接続され、それぞれのサイクロイド構造システムは軸方向において少なくとも１つのサイクロイド構造を有する。

サイクロイド構造は、サイクロイドディスクと、周方向に配列された複数のピン歯と、ピン歯ハウジングと、を備える。これらサイクロイドディスク、複数のピン歯、およびピン歯ハウジングは、径方向において内側から外側に連続的に配置される。複数のピン歯はピン歯ハウジングに回転可能な状態で固定され、サイクロイドディスクは上記複数のピン歯と係合する。

ピン歯サイクロイド減速機に含まれる複数のピン歯ハウジングは、すべて同軸上に配置される。第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクと、第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクは、周方向に固定され、それらの周方向に固定されたサイクロイドディスクは、同軸上に配置される。

偏心軸が回転すると、第１サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイドディスクはそれぞれ、対応する上記ピン歯ハウジングに対して第１角度αだけ回転し、第２サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイドディスクはそれぞれ、対応する上記ピン歯ハウジングに対して第２角度βだけ回転する。ここで、第１角度αは第２角度βに等しくない。すなわち、α≠βである。

本開示によれば、第１サイクロイド構造システムは、サイクロイド構造を１つだけ備えてもよいし、複数のサイクロイド構造を備えてもよい。同様に、第２サイクロイド構造システムも、サイクロイド構造を１つだけ備えてもよいし、複数のサイクロイド構造を備えてもよい。いずれにせよ、第１サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイドディスクの１つが、同軸上に配置された第２サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイドディスクの１つに固定接続される限り、動力伝達は実現可能であり、運動形態の変換も達成可能である。

また、偏心軸が回転する際に、仮に、第１サイクロイド構造システムに含まれる異なる複数のサイクロイドディスクが、対応する各ピン歯ハウジングに対してそれぞれ異なる角度だけ回転したとする、または、第２サイクロイド構造システムに含まれる異なる複数のサイクロイドディスクが、対応する各ピン歯ハウジングに対してそれぞれ異なる角度だけ回転したとすると、それぞれ異なる回転速度を有する複数のサイクロイドディスクが互いに干渉することになり、ひいては、そのようなピン歯サイクロイド減速機は、通常動作ができなくなってしまう。

したがって、第１サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイド構造はすべて、対応する各ピン歯ハウジングに対して、同じ第１角度αだけ回転する必要があり、第２サイクロイド構造システムに含まれる複数のサイクロイド構造はすべて、対応する各ピン歯ハウジングに対して、同じ第２角度βだけ回転する必要がある。またこれら第１角度αおよび第２角度βは等しくないことも必要である。そうでなければ、運動を動力として出力できないからである。

以上に述べた本開示のさまざまな目的、特徴および効果については、添付の図面を参照して以下に述べる具体的な実施の形態の詳細な説明を読めば、より明瞭になるであろう。

ある実施の形態では、第１サイクロイド構造システムにはサイクロイド構造が１つだけ配置され、第２サイクロイド構造システムにもサイクロイド構造が１つだけ配置される。

図１、図２および図３に示すように、ピン歯サイクロイド減速機１００は、軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムＩと、第２サイクロイド構造システムＩＩとを備える。第１サイクロイド構造システムＩは第１サイクロイド構造１０を備え、第２サイクロイド構造システムＩＩは、第２サイクロイド構造２０を備える。

第１サイクロイド構造１０は、第１サイクロイドディスク１１と、周方向に配列された複数の第１ピン歯１２と、第１ピン歯ハウジング１３とを備える。これら第１サイクロイドディスク１１、複数の第１ピン歯１２、および第１ピン歯ハウジング１３は、径方向において内側から外側へと連続的に配置される。複数の第１ピン歯１２は、第１ピン歯ハウジング１３に回転可能な状態で固定され、第１サイクロイドディスク１１は複数の第１ピン歯１２と係合する。

第２サイクロイド構造２０は、第２サイクロイドディスク２１と、周方向に配列された複数の第２ピン歯２２と、第２ピン歯ハウジング２３とを備える。これら第２サイクロイドディスク２１、複数の第２ピン歯２２、および第２ピン歯ハウジング２３は、径方向において内側から外側へと連続的に配置される。複数の第２ピン歯２２は、第２ピン歯ハウジング２３に回転可能な状態で固定され、第２サイクロイドディスク２１は複数の第２ピン歯２２と係合する。

ピン歯サイクロイド減速機１００は、偏心軸３０をさらに備える。偏心軸３０は偏心部３１を有する。偏心軸の軸方向において、偏心部３１は、軸方向のそれぞれの位置で同じ偏心位相を有し、同じ偏心度を有する。第１サイクロイドディスク１１は、偏心部３１上に回転可能な状態でスリーブ接続される。

ある実施の形態において、第１ピン歯ハウジング１３と第２ピン歯ハウジング２３とは同軸上に配置され、第１サイクロイドディスク１１と第２サイクロイドディスク２１とは周方向に固定され、同軸上に配置される。偏心軸３０が回転すると、第１サイクロイドディスク１１は、第１ピン歯ハウジング１３に対して第１角度αだけ回転し、第２サイクロイドディスク２１は、第２ピン歯ハウジング２３に対して第２角度βだけ回転する。ここで、第１角度αは第２角度βに等しくない。

したがって、偏心軸３０が入力端として回転すると、偏心部３１に配置された第１サイクロイドディスク１１が、第１ピン歯ハウジング１３の境界により囲まれた領域においてサイクロイド運動を行う（すなわち、第１サイクロイドディスクはその軸を中心として回転し、かつ偏心軸を中心として旋回する）。さらに、第１サイクロイドディスク１１は、周方向において固定接続された第２サイクロイドディスク２１を駆動することによってもサイクロイド運動を行い、第２ピン歯ハウジング２３は、第２サイクロイドディスク２１と第２ピン歯ハウジング２３との連動により、その軸を中心として回転し始める。とはいうものの、その軸を中心とした第２ピン歯ハウジング２３の回転が、偏心軸３０の運動（それらのすべては個々の軸を中心とする回転である）に影響を及ぼすことはないので、第２ピン歯ハウジング２３は、出力端として動力を直接的に出力することができる。

具体的には、偏心軸３０により第１サイクロイド構造１０へと動力が伝達される際に、第１ピン歯ハウジング１３を周方向に固定し続けた場合、偏心軸３０の回転速度をＶとし、第１ピン歯ハウジング１３の歯数をＭ１とし、第１サイクロイドディスク１１の歯数をＮ１（ここでＭ１＞Ｎ１である）とすると、第１サイクロイドディスク１１の回転速度Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ／（Ｍ１／（Ｍ１−Ｎ１））により求められる。第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１が周方向に固定される場合、第２サイクロイドディスク２１の回転速度Ｖ１もまたＶ１＝Ｖ／（Ｍ１／（Ｍ１−Ｎ１））により求められる。第２ピン歯ハウジング２３の歯数がＭ２とし、第２サイクロイドディスク２１の歯数をＮ２（ここでＭ２＞Ｎ２である）とすると、第２ピン歯ハウジング２３の回転速度Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ／（Ｍ２／（Ｍ２−Ｎ２））−Ｖ／（Ｍ１／（Ｍ１−Ｎ１））により求められる。

したがって、ｉ１＝Ｍ１／（Ｍ１−Ｎ１）の場合、ｉ２＝Ｍ２／（Ｍ２−Ｎ２）となる。

ｉ１＝ｉ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３の回転速度はＶ２＝０となる。この場合、第２ピン歯ハウジング２３は、第１ピン歯ハウジング１３に対して周方向に固定され、動力出力としては使用不可となる。

一方、ｉ１＜ｉ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３の回転速度はＶ２＝Ｖ／ｉ２−Ｖ／ｉ１となる。この場合、第２ピン歯ハウジング２３は、第１ピン歯ハウジング１３に対して周方向に回転し、動力出力として使用可能になる。その結果、減速が実現でき、第２ピン歯ハウジング２３の回転方向は、偏心軸３０の回転方向と反対になる。

また、ｉ１＞ｉ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３の回転速度はＶ２＝Ｖ／ｉ２−Ｖ／ｉ１となる。この場合、第２ピン歯ハウジング２３は、第１ピン歯ハウジング１３に対して周方向に回転し、動力出力として使用可能になる。その結果、減速が実現でき、第２ピン歯ハウジング２３の回転方向は、偏心軸３０の回転方向と同じになる。

このサイクロイド構造において、Ｍ−Ｎは歯数差を表す。すなわち、ピン歯ハウジングの歯数と、サイクロイドディスクの歯数との差を表す。

Ｍ−Ｎ＝１である場合、歯数差は１となる。すなわち、この場合、サイクロイドディスクがピン歯ハウジングに対して一回転するたびに、サイクロイドディスクは、ピン歯ハウジングに対して１歯だけ進むことになる。同様に、Ｍ−Ｎ＝２である場合、歯数差は２となる。すなわち、この場合、サイクロイドディスクがピン歯ハウジングに対して一回転するたびに、サイクロイドディスクは、ピン歯ハウジングに対して２歯だけ進むことになる。この伝で言うと、これらの要件によれば、サイクロイド構造を具体的な歯数差に基づいて設計可能ということになる。

ある実施の形態において、第１サイクロイド構造１０の歯数差が１であり、かつ第２サイクロイド構造２０の歯数差も１である場合、偏心軸３０の回転速度はＶとなる。

したがって、第１サイクロイドディスク１１の回転速度Ｖ１はＶ１＝Ｖ／Ｍ１となり、第２サイクロイドディスク２１の回転速度もＶ１＝Ｖ／Ｍ１となり、第２ピン歯ハウジング２３の回転速度Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ／Ｍ２−Ｖ／Ｍ１により求められる。

ここで、Ｍ１＝Ｍ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３は、動力出力としては使用不可となる。Ｍ１＜Ｍ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３の回転方向は偏心軸３０の回転方向の反対となる。Ｍ１＞Ｍ２である場合、第２ピン歯ハウジング２３の回転方向は偏心軸３０の回転方向と同じになる。

上述した例では、第１サイクロイド構造１０および第２サイクロイド構造２０の両者において、歯数差が１であるとしたが、別の実施の形態では、第１サイクロイド構造１０は、歯数差が２以上であってもよく、第２サイクロイド構造２０も、歯数差が２以上であってもよい。

また、第１サイクロイド構造システムＩが複数のサイクロイド構造を有する場合、複数のサイクロイドディスクが互いに干渉しないようにするためには、偏心軸が回転する際に、それらすべてのサイクロイド構造において、複数のサイクロイドディスクは、対応するそれぞれのピン歯ハウジングに対して、同じ第１角度αだけ回転する必要があるが、異なる複数のサイクロイド構造は、互いに異なる歯数差を有してもよい。同様に、第２サイクロイド構造システムＩＩが複数のサイクロイド構造を有する場合、複数のサイクロイドディスクが互いに干渉しないようにするためには、偏心軸が回転する際に、それらすべてのサイクロイド構造において、複数のサイクロイドディスクは、対応するそれぞれのピン歯ハウジングに対して、同じ第２角度βだけ回転する必要があるが、異なる複数のサイクロイド構造は、互いに異なる歯数差を有していてもよい。

ある実施の形態において、ピン歯サイクロイド減速機は、遊星キャリアを用いずに、サイクロイド運動を回転運動に変換する。したがって、全体的な構造は比較的単純であり、製造も容易である。これにより歩留まりを向上させることができる。また、遊星機構が必須でなくなるので、ピン歯サイクロイド減速機が使用中に容易に破損することもなくなる。したがって、製品の品質を向上させることも可能である。

なお、サイクロイド構造において、サイクロイドディスクとピン歯ハウジングとは、一対一に対応させて配置しても良いし、１つのサイクロイドディスクを、２つ以上のピン歯ハウジングに対応させてもよい。また、１列のピン歯のみをサイクロイドディスクとピン歯ハウジングとの間に配置してもよいし、２列以上のニードル歯を周方向に沿って配置してもよい。

ある実施の形態において、第１サイクロイド構造１０は、第１ピン歯ハウジング１３を１つ、第１ピン歯１２を１列だけ有し、第２サイクロイド構造２０は、第２ピン歯ハウジング２３を１つ、第２ピン歯２２を１列だけ有する。

図１に示すように、偏心軸３０は、第２サイクロイド構造２０を軸方向に貫通する。すなわち、第１サイクロイド構造１０および第２サイクロイド構造２０は共に、偏心軸３０上にスリーブ接続される。具体的には、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１が、偏心部３１上に回転可能な状態でスリーブ接続されることにより、第１サイクロイドディスク１１と第２サイクロイドディスク２１が同軸上に配置されるようにする。一方、偏心軸３０の非偏心部は、第１ピン歯ハウジング１３および第２ピン歯ハウジング２３それぞれの中心位置を貫通することにより、第１ピン歯ハウジング１３と第２ピン歯ハウジング２３とが同軸上に配置されるようにする。

ある実施の形態では、偏心軸３０は、第１サイクロイド構造１０だけを貫通していることもある。その場合、偏心軸３０と同一直線上に位置するピニオン軸が、第２ピン歯ハウジング２３を貫通することにより、第１ピン歯ハウジング１３および第２ピン歯ハウジング２３の同軸配置を実現する。その場合、第２サイクロイドディスク２１は、第１サイクロイドディスク１１上に直接固定される。これにより、第１サイクロイドディスク１１と第２サイクロイドディスク２１とが同軸上に配置される。

図２および図３に示すように、ピン歯サイクロイド減速機１００は、少なくとも１つのコネクタ４０をさらに備える。この少なくとも１つのコネクタ４０は、第１サイクロイドディスク１１と第２サイクロイドディスク２１とを周方向に固定接続するように構成される。具体的には、第１サイクロイドディスク１１は軸方向に形成された第１取り付け穴４１を有し、第２サイクロイドディスク２１は軸方向に形成された第２取り付け穴４２を有し、これら第１取り付け穴４１および第２取り付け穴４２は軸方向に対向する。少なくとも１つのコネクタ４０が第１取り付け穴４１および第２取り付け穴４２にそれぞれ挿入されることによって、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１を周方向に固定する。

少なくとも１つのコネクタ４０は、ピン、ボルト、ネジまたはこれらの組み合わせであり得る。具体的には、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１が対向配置された第１取り付け穴４１および第２取り付け穴４２をそれぞれ一個ずつ有する場合、少なくとも１つのコネクタ４０は、ピン、ネジまたはボルトのいずれか１つの形態をとり得る。一方、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１が対向配置された複数の第１取り付け穴４１および複数の第２取り付け穴４２をそれぞれ有する場合、少なくとも１つのコネクタ４０は、ピン、ネジまたはボルトのいずれか１つまたはそれらの任意の組み合わせの形態をとり得る。

ある実施の形態において、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１をより確実に周方向に固定するためには、少なくとも１つのコネクタ４０を設け、その少なくとも１つのコネクタ４０を周方向に一定の間隔で配列すればよい。その場合、これに応じて、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１には、やはり周方向に一定の間隔で配列された複数の第１取り付け穴４１および複数の第２取り付け穴４２がそれぞれ設けられる。

なお上記少なくとも１つのコネクタ４０は、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１を周方向に固定するはたらきをするが、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１を別のやり方で周方向に固定してもよい。例えば、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１は一体構造を有してもよいし、第２サイクロイドディスク２１を第１サイクロイドディスク１１上にスナップ止め、または接着剤の使用により固定してもよい。

図３に示すように、複数の第１ピン歯切欠き１４を第１ピン歯ハウジング１３の内周面上に形成した上で、複数の第１ピン歯１２が第１ピン歯ハウジング１３に対して回転可能な状態で固定される。ここで、複数の第１ピン歯切欠き１４は、複数の第１ピン歯１２のそれぞれと一対一に対応して配置される。なお複数の第１ピン歯１２は複数の第１ピン歯切欠き１４内に固定配置されるが、複数の第１ピン歯１２そのものは自らを中心として回転可能である。

第１サイクロイドディスク１１が第１ピン歯ハウジング１３内でサイクロイド運動を行うとき、第１サイクロイドディスク１１は複数の第１ピン歯１２と係合可能であるが、第１サイクロイドディスク１１と複数の第１ピン歯２との間には相対的な滑りが生じることはなく、複数の第１ピン歯１２が回転することにより、第１サイクロイドディスク１１と第１ピン歯ハウジング１３との間に相対的な回転が生じる。

同様に、複数の第２ピン歯切欠き２４を第２ピン歯ハウジング２３の内周面上に形成した上で、複数の第２ピン歯２２が第２ピン歯ハウジング２３に対して回転可能な状態で固定される。ここで、複数の第２ピン歯切欠き２４は、複数の第２ピン歯２２のそれぞれと一対一に対応して配置される。なお複数の第２ピン歯２２は複数の第２ピン歯切欠き２４内に固定配置されるが、複数の第２ピン歯２２そのものは自らを中心として回転可能である。

第１サイクロイド構造１０において、第１サイクロイドディスク１１の歯数および第１ピン歯ハウジング１３の歯数は、各種要件に基づいて設定可能である。ある実施の形態では、第１サイクロイドディスク１１および第１ピン歯ハウジング１３の製造を容易にするために、第１サイクロイドディスク１１の歯数は、１０〜５５本の範囲内で設定され、第１ピン歯ハウジング１３の歯数も１０〜５５本の範囲内で設定される。

同様に、第２サイクロイド構造２０においても、第２サイクロイドディスク２１の歯数および第２ピン歯ハウジング２３の歯数は、各種要件に基づいて設定可能である。ある実施の形態では、第２サイクロイドディスク２１および第２ピン歯ハウジング２３の製造を容易にするために、第２サイクロイドディスク２１の歯数は、１０〜５５本の範囲内で設定され、第２ピン歯ハウジング２３の歯数も１０〜５５本の範囲内で設定される。

図２および図３に示すように、第１軸受け５１が第１サイクロイドディスク１１と偏心部３１との間に配置される。すなわち、第１サイクロイドディスク１１を回転可能な状態で偏心部３１上にスリーブ接続可能とするために、第１サイクロイドディスク１１は第１軸受け５１を介して偏心部３１に接続される。同様に、第２軸受け５２が第２サイクロイドディスク２１と偏心部３１との間に配置される。すなわち、第２サイクロイドディスク２１を回転可能な状態で偏心部３１上にスリーブ接続可能とするために、第２サイクロイドディスク２１は第２軸受け５２を介して偏心部３１に接続される。

第１軸受け５１は、ケージと、そのケージ内に配置された複数のローラとを備える。第１軸受け５１に含まれる複数のローラは、偏心部３１および第１サイクロイドディスク１１とそれぞれ接触する。同様に、第２軸受け５２も、ケージと、そのケージ内に配置された複数のローラとを備える。第２軸受け５２に含まれる複数のローラは、偏心部３１および第２サイクロイドディスク２１とそれぞれ接触する。換言すれば、第１サイクロイド構造１０および第２サイクロイド構造２０の径方向寸法をより縮小するために、第１軸受け５１にも第２軸受け５２にも、内側リングや外側リングが設けられていない。

なお第１軸受け５１および第２軸受け５２を一個の軸受けとして設計してもよい。すなわち、第１サイクロイドディスク１１および第２サイクロイドディスク２１を同一の軸受け上にまとめてスリーブ接続してもよい。あるいは、第１軸受け５１および第２軸受け５２に内側リングおよび外側リングを設けてもよい。そのようにしても、本開示の実現に特に影響が及ぶことはない。

また、第３軸受け５３が、第２ピン歯ハウジング２３と偏心軸３０との間に配置される。すなわち、第２ピン歯ハウジング２３を回転可能な状態で偏心軸３０にスリーブ接続可能とするため、第２ピン歯ハウジング２３は、第３軸受け５３を介して偏心軸３０に接続される。こうすることで、第２ピン歯ハウジング２３と第１ピン歯ハウジング１３を確実に同軸上に配置可能とする一方で、偏心軸３０を入力端として構成し、第２ピン歯ハウジング２３を出力端として構成する場合において、それら偏心軸３０および第２ピン歯ハウジング２３がそれぞれ異なる回転速度を有することも可能となる。

ある実施の形態において、ピン歯サイクロイド減速機１００は、外装６０をさらに備える。第１サイクロイド構造１０、第２サイクロイド構造２０、および偏心軸３０は、外装６０内に固定配置される。第２ピン歯ハウジング２３と外装６０との間には、第４軸受け５４が配置される。第２ピン歯ハウジング２３は、第４軸受け５４を介して外装６０の内周面に接続されることにより、第２ピン歯ハウジング２３は、動力出力端として、外装６０に対して回転可能となる。

ピン歯サイクロイド減速機１００が動作しているとき、ピン歯サイクロイド減速機１００の内側には、通常、動いている各部品間の潤滑のために、潤滑油が注される。潤滑油が外部に漏れないようにするため、かつ異物をピン歯サイクロイド減速機１００内に混入させないために、オイルシール６１が、外装６０と第２ピン歯ハウジング２３との間に配置される。

具体的には、オイルシール６１は、環状の封止リングである。外装６０には環状溝が設けられ、環状の封止リングはその環状溝内に固定配置される。しかしこれは一例であり、封止効果が得られる限り、オイルシールとして他の種類の封止部材を用いてもよい。

サイクロイド減速機１００は、カバー板６２をさらに備える。カバー板６２、第１ピン歯ハウジング１３、および外装６０は、軸方向に連続的に配置される。ネジ６３により、第１ピン歯ハウジング１３の径方向外周縁が、外装６０とカバー板６２との間で軸方向に固定される。カバー板６２は中央に穴を有し、偏心軸３０はその穴を通る。第５軸受け５５が、カバー板６２と偏心軸３０との間に配置される。カバー板６２は、第５軸受け５５を介して、偏心軸３０の外周面に接続される。これにより、偏心軸３０は、動力入力端として、カバー板６２に対して回転可能となる。

ある実施の形態において、第３軸受け５３、第４軸受け５４、および第５軸受け５５には、内側リングや外側リングを設けてもよいし、設けなくてもよい。いずれにせよ、この技術的解決手段の実現に特に影響が及ぶことはない。

ピン歯サイクロイド減速機１００は、制限部材２５をさらに備える。制限部材２５は、偏心軸３０上にスリーブ接続される環状の隔離板である。この環状隔離板は、ネジ２６を用いて第２ピン歯ハウジング２３の軸方向一端に固定配置される。これにより、複数の第２ピン歯２２が第２ピン歯切欠き２４から軸方向に滑り出ないようにする。複数の第２ピン歯２２の軸方向他端においては、第２ピン歯ハウジング２３が制限部材として作用することにより、複数の第２ピン歯２２が第２ピン歯切欠き２４の他端から軸方向に滑り出ないようにする。

また、この環状隔離板は、第４軸受け５４と接することにより、第４軸受け５４の軸方向の移動を制限し、第４軸受け５４が軸方向に振動しないようにする。

第１ピン歯１２の軸方向両端には、第４軸受け５４と、カバー板６２とがそれぞれ設けられる。すなわち、第４軸受け５４およびカバー板６２は、複数の第１ピン歯１２に対する制限部材として作用し、複数の第１ピン歯１２が第１ピン歯切欠き１４から軸方向に滑り出ないようにする。

ある実施の形態において、環状板を複数の第１ピン歯１２の軸方向両端に制限部材２５としてそれぞれ設けることにより、複数の第１ピン歯１２が第１ピン歯切欠き１４から軸方向に滑り出ないようにしてもよい。あるいは、環状板を複数の第２ピン歯２２の軸方向両端に制限部材２５としてそれぞれ設けることにより、複数の第２ピン歯２２が第２ピン歯切欠き２４から軸方向に滑り出ないようにしてもよい。

ある実施の形態では、産業用ロボットが提供される。この産業用ロボットは、動力源と、アクチュエータと、上に述べたピン歯サイクロイド減速機１００と、を備える。ピン歯サイクロイド減速機１００は、動力源とアクチュエータとの間に固定配置される。動力源は偏心軸３０に接続されることにより、偏心軸３０を回転駆動する。第２ピン歯ハウジング２３がアクチュエータに接続されることにより、アクチュエータを駆動し、動作させる。第２ピン歯ハウジング２３の回転速度は偏心軸３０の回転速度よりも低い。これにより、動力源の回転速度を低下させたうえでアクチュエータへと出力させる。

ある実施の形態において、第１サイクロイド構造システムＩは、上記サイクロイド構造を２つ含み、第２サイクロイド構造システムＩＩも、上記サイクロイド構造を２つ含む。

次に、図４、図５および図６を参照する。これらの図に示すように、ピン歯サイクロイド減速機１００は、軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムＩと、第２サイクロイド構造システムＩＩとを備える。第１サイクロイド構造システムＩは、第１サイクロイド構造１０ａと、第２サイクロイド構造１０ｂと、を備える。偏心軸３０が回転すると、第１サイクロイド構造１０ａおよび第２サイクロイド構造１０ｂに含まれる複数のサイクロイドディスクは、第１角度αだけ回転する。第２サイクロイド構造システムＩＩは、第３サイクロイド構造２０ａと、第４サイクロイド構造２０ｂと、を備える。偏心軸３０が回転すると、第３サイクロイド構造２０ａおよび第４サイクロイド構造２０ｂに含まれる複数のサイクロイドディスクは、第２角度βだけ回転する。第１角度αは第２角度βに等しくない。

偏心軸３０は、偏心部を２つ有する（以下、それぞれ「第１偏心部３１」および「第２偏心部３２」と称する）。これら第１偏心部３１および第２偏心部３２の偏心位相は互いに逆相である。

図４に示すように、第１ピン歯ハウジング１３ａ、第２ピン歯ハウジング１３ｂ、第３ピン歯ハウジング２３ａ、および第４ピン歯ハウジング２３ｂは、すべて同軸上に配置される。第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａは、周方向に固定され、第１偏心部３１上に同軸上でスリーブ接続される。第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、周方向に固定され、第２偏心部３２上に同軸上でスリーブ接続される。

第１偏心部３１の偏心位相と第２偏心部３２の偏心位相とは互いに逆相であるため、偏心軸３０が回転すると、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第２サイクロイドディスク１１ｂは、偏心軸３０の径方向両側に対称的に位置する。また、第３サイクロイドディスク２１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂも、偏心軸３０の径方向両側に対称的に位置する。これにより、ピン歯サイクロイド減速機１００の動的つり合いを向上させることができる。特に偏心軸３０が高い回転速度と大きな負荷を有する場合、ピン歯サイクロイド減速機１００の振動を効果的に低減可能となる。

偏心軸３０が入力端として回転するとき、第１偏心部３１に配置された第２サイクロイドディスク１１ｂは、第２ピン歯ハウジング１３ｂの境界により囲まれた領域においてサイクロイド運動を行い、第２偏心部３２に配置された第１サイクロイドディスク１１ａは、第１ピン歯ハウジング１３ａの境界により囲まれた領域においてサイクロイド運動を行う。

第１サイクロイドディスク１１ａおよび第２サイクロイドディスク１１ｂは、同じ回転速度を有し、第３サイクロイドディスク２１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂを駆動することにより、同一の回転速度でサイクロイド運動を実行する。

第３サイクロイドディスク２１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、第３ピン歯ハウジング２３ａおよび第４ピン歯ハウジング２３ｂを、それぞれの軸を中心として同じ回転速度で回転させることができる。したがって、第３ピン歯ハウジング２３ａおよび第４ピン歯ハウジング２３ｂは、出力端として、動力を直接的に出力できる。

具体的には、ある実施の形態において、第１ピン歯ハウジング１３ａおよび第２ピン歯ハウジング１３ｂは、同一のピン歯ハウジングである。換言すれば、その場合、第１サイクロイド構造１０ａおよび第２サイクロイド構造１０ｂは、同一のピン歯ハウジングを共有する。同様に、第３ピン歯ハウジング２３ａおよび第４ピン歯ハウジング２３ｂも、同一のピン歯ハウジングである。換言すれば、その場合、第３サイクロイド構造２０ａおよび第４サイクロイド構造２０ｂは、同一のピン歯ハウジングを共有する。

次に、図５および図６に示すように、第２偏心部３２は、第１偏心ブロック３２ａと、第２偏心ブロック３２ｂと、を有する。第１偏心ブロック３２ａおよび第２偏心ブロック３２ｂは、第１偏心部３１の軸方向両側にそれぞれ配置される。第１サイクロイドディスク１１ａは、第１偏心ブロック３２ａ上に回転可能な状態でスリーブ接続され、第４サイクロイドディスク２１ｂは、第２偏心ブロック３２ｂ上に回転可能な状態でスリーブ接続される。

すなわち、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａの軸方向両側にそれぞれ配置される。このようにして、軸方向の間隔が最短である第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａが周方向に固定接続される。周方向に固定するやり方については、既に述べた実施の形態の説明を参照されたい。具体的には、周方向の固定は、少なくとも１つのコネクタを用いる方法か、または一体成形法で行うことができる。

軸方向の間隔が最長である第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、周方向に固定接続される。周方向に固定するやり方については、既に述べた実施の形態の説明を参照されたい。具体的には、周方向の固定は、少なくとも１つのコネクタを用いる方法で行うことができる。ただし、第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａは、第１サイクロイドディスク１１ａと、第４サイクロイドディスク２１ｂとの間に配置される。第１サイクロイドディスク１１ａと、第４サイクロイドディスク２１ｂとがコネクタを用いて接続される場合、そのコネクタは第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａを貫通する必要がある。したがって、コネクタが第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａを貫通できるように、貫通孔を設ける必要がある。

ある実施の形態において、ピン歯サイクロイド減速機１００は、第１コネクタ４０ａと、第２コネクタ４０ｂとを備える。第１コネクタ４０ａは、第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａを周方向に固定接続するように構成される。第２コネクタ４０ｂは、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂを周方向に固定接続するように構成される。

具体的には、第２サイクロイドディスク１１ｂは軸方向に延びる第１貫通孔４１ｂを有し、第３サイクロイドディスク２１ａは軸方向に延びる第２貫通孔４２ｂを有する。第１貫通孔４１ｂおよび第２貫通孔４２ｂは、軸方向に対向配置される。第２コネクタ４０ｂが第１貫通孔４１ｂおよび第２貫通孔４２ｂを貫通することにより、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂを周方向に固定可能となる。

また、偏心軸３０が回転すると、第１サイクロイドディスク１１ａと第２サイクロイドディスク１１ｂとの間に相対的運動が生じ、第３サイクロイドディスク２１ａと第４サイクロイドディスク２１ｂとの間にも相対的運動が生じる。したがって、第１貫通孔４１ｂおよび第２貫通孔４２ｂが動作時に第２コネクタ４０ｂに干渉することがないように、第１貫通孔４１ｂおよび第２貫通孔４２ｂは、第２コネクタ４０ｂの直径よりも大きな径を有する必要がある。これにより、サイクロイドディスクの運動への妨害が回避可能となる。

次に図７を参照する。図７は、この実施の形態において第１コネクタにより相互に接続される第１サイクロイドディスクおよび第３サイクロイドディスクの構造の一部を模式的に示す図である。第１コネクタ４０ａは、第１接続部４３ａと、第２接続部４４ａとを有する。第１接続部４３ａは第２サイクロイドディスク１１ｂに固定接続され、第２接続部４４ａは第３サイクロイドディスク２１ａに固定接続される。第１接続部４３ａおよび第２接続部４４ａは、同一直線上に位置しない。このため、第１接続部４３ａと、第２接続部４４ａとの間には、距離的なずれ（錯位距離）Δが生じる。したがって、第２サイクロイドディスク１１ｂと、第３サイクロイドディスク２１ａとの間には周方向に角度差が発生する。これにより、第２サイクロイドディスク１１ｂの歯と、第３サイクロイドディスク２１ａの歯とは軸方向に完全に直線配置されるわけではなく、周方向に角度差を有する。

ここで、第１サイクロイド構造１０ａおよび第２サイクロイド構造１０ｂは同一のピン歯ハウジングを共有するので、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂが周方向に角度差を有しない場合、あるいは、第１サイクロイドディスク１１ａと第４サイクロイドディスク２１ｂとの間の周方向における角度差が、第２サイクロイドディスク１１ｂと第３サイクロイドディスク２１ａとの間の周方向における角度差と等しくない場合、第３サイクロイドディスク２１ａと第４サイクロイドディスク２１ｂとの間にも角度差が生じることになる。

また、第３サイクロイド構造２０ａおよび第４サイクロイド構造２０ｂは同一のピン歯ハウジングを共有するので、第３サイクロイドディスク２１ａと第４サイクロイドディスク２１ｂとの間に角度差が生じると、第３サイクロイドディスク２１ａと第４サイクロイドディスク２１ｂとはピン歯ハウジングを介してより緊密に係合することになる。一方、第３サイクロイドディスク２１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、コネクタを介して第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第１サイクロイドディスク１１ａに作用を及ぼすので、第１サイクロイドディスク１１ａと第２サイクロイドディスク１１ｂとの間に角度差が生じ、第１サイクロイドディスク１１ａと第２サイクロイドディスク１１ｂとはピン歯ハウジングを介してより緊密に係合することになる。

サイクロイド構造の製造プロセスにおいて、複数のピン歯を噛み合わせる位置においては、必然的に隙間が生じる。上に述べた構成によれば、複数のピン歯を噛み合わせる位置において、そのような隙間を埋めることができる。また同時に、複数のピン歯を噛み合わせる位置において摩耗により生じる隙間を埋めることも可能になる。その結果、サイクロイドディスクと複数のピン歯とは、ピン歯ハウジングと緊密に係合する。

同様に、第２コネクタ４０ｂもまた２つの接続部を備え、それら２つの接続部が同一直線上に位置しないように設計してもよい。その結果、それら２つの接続部とそれぞれ接続する第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂは、周方向に角度差を有することになる。あるいは、第１コネクタ４０ａが同一直線上に位置しない２つの接続部を有する一方で、第２コネクタ４０ｂも同一直線上に位置しない２つの接続部を有してもよい。その結果、第２サイクロイドディスク１１ｂおよび第３サイクロイドディスク２１ａは周方向に角度差を有し、第１サイクロイドディスク１１ａおよび第４サイクロイドディスク２１ｂも周方向に角度差を有することになる。

なお、ある実施の形態において、偏心軸３０は２つの偏心部を有する。その場合、第１サイクロイド構造システムＩは２つのサイクロイド構造を有し、第２サイクロイド構造システムＩＩも２つのサイクロイド構造を有する。また、別の実施の形態では、偏心軸３０は、偏心方向が同じであるか逆方向である、さらに多くの偏心部を有する。その場合、第１サイクロイド構造システムＩは複数のサイクロイド構造を有し得、それら複数のサイクロイド構造の個数は偏心部の個数と同じでよい。第２サイクロイド構造システムＩＩは複数のサイクロイド構造を有し得、それら複数のサイクロイド構造の個数は偏心部の個数と同じでよい。

複数の偏心部の配置については、この実施の形態について既に述べた説明を参照されたい。すなわち、各偏心部が２つの偏心ブロックを有し、それら２つの偏心ブロックは、その他の偏心部の軸方向両側にそれぞれ配置される。第１サイクロイド構造システムＩに含まれる１つのサイクロイド構造は、それらの偏心ブロックの一方の上に配置され、第２サイクロイド構造システムＩＩに含まれる１つのサイクロイド構造は、それらの偏心ブロックの他方の上に配置される。換言すれば、第１サイクロイド構造システムＩおよび第２サイクロイド構造システムＩＩにおいて、軸方向の間隔が最短である２つのサイクロイドディスクが周方向に固定され、その他のサイクロイドディスクは、周方向に連続的に固定される。

ある実施の形態において、偏心部についていうと、同一の偏心方向を有する偏心部の個数は、上に述べた逆の偏心方向を有する偏心部の個数に等しい。すなわち、偏心部の個数が偶数である場合、それらのうち半分の偏心部は第１方向を向き、残り半分の偏心部は、第２方向を向き、第１方向は第２方向とは逆方向である。このような構成によれば、ピン歯サイクロイド減速機１００の動的つり合いを向上させることが可能であり、ピン歯サイクロイド減速機１００の振動を効果的に低減可能となる。

第１サイクロイド構造システムＩが複数のサイクロイド構造を有する場合、第１サイクロイド構造システムＩにおいて、すべてのピン歯ハウジングを互いに固定接続させてもよいし、すべてのサイクロイド構造が同一のピン歯ハウジングを共有してもよい。同様に、第２サイクロイド構造システムＩＩが複数のサイクロイド構造を有する場合、第２サイクロイド構造システムＩＩにおいて、すべてのピン歯ハウジングを互いに固定接続させてもよいし、すべてのサイクロイド構造が同一のピン歯ハウジングを共有してもよい。

また、ある実施の形態において、第１偏心部３１および第２偏心部３２を以下のように配置することも可能である。すなわち、第１偏心部３１および第２偏心部３２のめいめいが２つの偏心ブロックを有してもよい。その場合、第１偏心部３１の２つの偏心ブロックおよび第２偏心部３２の２つの偏心ブロックは、軸方向に交互に配置される。

また、第１偏心部３１および第２偏心部３２は同じ偏心位相を有していてもよい。すなわち、第１偏心部３１および第２偏心部３２は同じ方向に面してもよい。第１偏心部３１および第２偏心部３２が同じ偏心度を有する場合、第１サイクロイドディスク１１ａ、第２サイクロイドディスク１１ｂ、第３サイクロイドディスク２１ａ、および第４サイクロイドディスク２１ｂは、同一の偏心部上にスリーブ接続される。このようにして、第１サイクロイドディスク１１ａ、第２サイクロイドディスク１１ｂ、第３サイクロイドディスク２１ａ、および第４サイクロイドディスク２１ｂを周方向に固定接続することが可能になる。

第１偏心部３１および第２偏心部３２が異なる偏心度を有する場合、第１サイクロイドディスク１１ａ、第２サイクロイドディスク１１ｂ、第３サイクロイドディスク２１ａ、および第４サイクロイドディスク２１ｂは、異なる方法で設計可能となる。偏心方向が逆である場合の説明を参照されたい。

図５および図６に示すように、ある実施の形態では、第１軸受け５１が第１サイクロイドディスク１１ａと第１偏心ブロック３２ａとの間に配置され、第２軸受け５２が第２サイクロイドディスク１１ｂと第１偏心部３１との間に配置され、第３軸受け５３が第３サイクロイドディスク２１ａと第１偏心部３１との間に配置され、第４軸受け５４が第４サイクロイドディスク２１ｂと第２偏心ブロック３２ｂとの間に配置される。第１軸受け５１、第２軸受け５２、第３軸受け５３および第４軸受け５４には、内側リングも外側リングも設けられない。これにより、第１サイクロイド構造システムＩおよび第２サイクロイド構造システムＩＩは、より小さな径方向の寸法を有し得る。

さらに、第５軸受け５５が、第２サイクロイド構造システムＩＩに含まれる複数のピン歯ハウジング（すなわち、第３ピン歯ハウジング２３ａおよび第４ピン歯ハウジング２３ｂ）と、偏心軸３０との間に配置される。これにより、複数のピン歯ハウジングが偏心軸３０上に回転可能な状態でスリーブ接続され、第１サイクロイド構造システムＩに含まれる複数のピン歯ハウジング（すなわち、第１ピン歯ハウジング１３ａおよび第２ピン歯ハウジング１３ｂ）と同軸上に配置される。

ある実施の形態において、ピン歯サイクロイド減速機１００は、外装６０をさらに備える。第１サイクロイド構造システムＩ、第２サイクロイド構造システムＩＩおよび偏心軸３０は、外装６０内に固定配置され、第６軸受け５６が、第２サイクロイド構造システムＩＩにおいて、複数のピン歯ハウジングと外装６０との間にさらに配置される。

ピン歯サイクロイド減速機１００内部の潤滑油が外部に漏れないようにするため、あるいは、異物をピン歯サイクロイド減速機１００内に混入させないため、第２サイクロイド構造システムＩＩにおいて、オイルシール６１が複数のピン歯ハウジングと、外装６０との間に配置される。

ピン歯サイクロイド減速機１００は、さらにカバー板６２を備える。ネジ６３により、第１サイクロイド構造システムＩに含まれる第１ピン歯ハウジングの径方向外縁は、外装６０とカバー板６２との間で、軸方向に固定される。カバー板６２は中央に穴を有し、偏心軸３０がその中央の穴を貫通する。カバー板６２と偏心軸３０との間には、第７軸受け５７がさらに配置される。

ある実施の形態において、第１サイクロイド構造１０ａおよび第２サイクロイド構造１０ｂは、複数の第１ピン歯１２を共有する。複数の第１ピン歯１２は、第１サイクロイド構造システムＩにおいて、ピン歯ハウジングのピン歯切欠き内に固定配置される。第３サイクロイド構造２０ａおよび第４サイクロイド構造２０ｂもまた、複数の第２ピン歯２２を共有する。複数の第２ピン歯２２は、第２サイクロイド構造システムＩＩにおいて、ピン歯ハウジングのピン歯切欠き内に固定配置される。

また、ピン歯サイクロイド減速機１００は、制限部材２５をさらに備える。制限部材２５は、偏心軸３０上にスリーブ接続された環状の隔離板である。この環状の隔離板が、ネジ２６により複数の第２ピン歯２２の軸方向一端に固定配置されることにより、複数の第２ピン歯２２がピン歯切欠きから軸方向に滑り出ないようにする。

以上、本開示を好ましい実施の形態に基づいて説明したが、以上の開示は単なる例を示すものにすぎず、それらに限定されることを意図するものではないことは理解されたい。むしろ、以上に述べた実施の形態を、本開示の範囲内で変形し改変することは、当業者には容易である。

Claims (28)

1. 軸方向に配置された第１サイクロイド構造システムおよび第２サイクロイド構造システムを備える、ピン歯サイクロイド減速機であって、
   前記第１サイクロイド構造システムは偏心軸上にスリーブ接続され、それぞれのサイクロイド構造システムは前記軸方向において少なくとも１つのサイクロイド構造を有し、
   前記サイクロイド構造は、サイクロイドディスクと、周方向に配列された複数のピン歯と、ピン歯ハウジングと、を備え、前記サイクロイドディスク、前記複数のピン歯、および前記ピン歯ハウジングは、径方向において内側から外側に連続的に配置され、前記複数のピン歯は前記ピン歯ハウジングに回転可能な状態で固定され、前記サイクロイドディスクは前記複数のピン歯と係合し、
   前記ピン歯サイクロイド減速機に含まれる複数のピン歯ハウジングは、すべて同軸上に配置され、
   前記第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクと、前記第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも１つのサイクロイドディスクとは、周方向に固定され、それらの周方向に固定された複数のサイクロイドディスクは、同軸上に配置され、
   前記偏心軸が回転すると、前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記サイクロイドディスクは、対応する前記ピン歯ハウジングに対して第１角度αだけ回転し、前記第２サイクロイド構造システムに含まれる前記サイクロイドディスクは、対応する前記ピン歯ハウジングに対して第２角度βだけ回転し、前記第１角度αは前記第２角度βに等しくない、
   ピン歯サイクロイド減速機。
2. 前記第２サイクロイド構造システムは、前記偏心軸上にスリーブ接続される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
3. 前記第１サイクロイド構造システムにはサイクロイド構造が１つ配置され、前記第２サイクロイド構造システムにもサイクロイド構造が１つ配置される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
4. 前記第１サイクロイド構造システムおよび前記第２サイクロイド構造システムは、その各々が前記軸方向に順に配置された少なくとも２つのサイクロイド構造を有し、
   前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイドディスクの個数は、前記第２サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイドディスクの個数と等しく、前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイドディスクおよび前記第２サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイドディスクは、周方向において一対一に対応するように固定接続される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
5. 前記第１サイクロイド構造システムおよび前記第２サイクロイド構造システムにおいて、前記軸方向における間隔が最短である２つのサイクロイドディスクが周方向に固定され、その他のサイクロイドディスクも周方向に固定される、請求項４に記載のピン歯サイクロイド減速機。
6. 前記偏心軸は複数の偏心部を有し、前記複数の偏心部から選択されたいずれか２つの偏心部の偏心位相は、同相または逆相である、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
7. 前記複数の偏心部の個数は偶数であり、前記複数の偏心部のうち半分はそれらのすべてが第１方向に面し、前記複数の偏心部の残り半分は第２方向に面し、前記第１方向および前記第２方向は互いに逆方向である、請求項６に記載のピン歯サイクロイド減速機。
8. 前記サイクロイドディスクの周方向における固定接続を実現する、少なくとも１つのコネクタをさらに備える、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
9. 前記少なくとも１つのコネクタの個数は複数であり、それら複数のコネクタは前記周方向において一定の間隔で配列される、請求項８に記載のピン歯サイクロイド減速機。
10. 前記コネクタは、ピン、ボルトおよびネジからなる群から選択される、請求項８に記載のピン歯サイクロイド減速機。
11. 前記周方向に固定されたサイクロイドディスクは、一体構造を有する、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
12. 前記コネクタは、前記軸方向においてこの順に配置された第１接続部および第２接続部を備え、前記第１接続部は前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記サイクロイドディスクに接続され、前記第２接続部は前記第２サイクロイド構造システムに含まれる前記サイクロイドディスクに接続され、
    前記第１接続部および前記第２接続部は、同一直線上には配置されないことにより、前記周方向に固定された複数のサイクロイドディスクは、前記周方向において角度差を有する、請求項８に記載のピン歯サイクロイド減速機。
13. 前記減速機に含まれる少なくとも１つのサイクロイド構造において、前記ピン歯ハウジングの内周面上にピン歯切欠きが形成され、前記複数のピン歯は、前記ピン歯切欠き内に配置される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
14. 制限部材をさらに備え、
    前記制限部材は、前記ピン歯切欠きにおける前記複数のピン歯の軸方向移動を制限するように構成される、請求項１３に記載のピン歯サイクロイド減速機。
15. 前記制限部材は、前記偏心軸上にスリーブ接続された環状隔離板（隔板）を備え、前記環状隔離板は、前記ピン歯切欠きの軸方向一端に固定配置される、請求項１４に記載のピン歯サイクロイド減速機。
16. 前記減速機に含まれる少なくとも１つのサイクロイド構造において、前記複数のピン歯は、前記軸方向に少なくとも２つの列を形成するように構成され、前記少なくとも２つの列のうち同一の列に含まれる複数のピン歯は、周方向に配列される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
17. 前記第１サイクロイド構造システムにおいて、前記サイクロイドディスクの歯数は、１０本から５５本の範囲内であり、前記ピン歯ハウジングの歯数も１０本から５５本の範囲内であり、および／または
    前記第２サイクロイド構造において、前記サイクロイドディスクの歯数は、１０本から５５本の範囲内であり、前記ピン歯ハウジングの歯数も１０本から５５本の範囲内である、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
18. 前記減速機に含まれる前記少なくとも１つのサイクロイド構造において、前記サイクロイドディスクと前記ピン歯ハウジングとは、一対一に対応するように配置されるか、または、
    前記減速機に含まれる前記少なくとも１つのサイクロイド構造において、１つのサイクロイドディスクが少なくとも２つのピン歯ハウジングに対応するか、または、
    前記第１サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも２つの隣接するサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有するか、または、
    前記第２サイクロイド構造システムに含まれる少なくとも２つの隣接するサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
19. 前記第１サイクロイド構造システムにおいて、複数のピン歯ハウジングがすべて固定接続されるか、または、前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
20. 前記第２サイクロイド構造システムにおいて、複数のピン歯ハウジングがすべて固定接続されるか、または、前記第２サイクロイド構造システムに含まれる前記少なくとも１つのサイクロイド構造が、同一のピン歯ハウジングを共有する、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
21. 前記第１サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのサイクロイドディスクが前記偏心軸に軸受けを介して接続される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
22. 前記第２サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのサイクロイドディスクが前記偏心軸に軸受けを介して接続され、かつ／または、少なくとも１つのピン歯ハウジングが前記偏心軸に軸受けを介して接続される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
23. 前記軸受けは、ケージと、前記ケージ内に配置された複数のローラと、を備え、前記複数のローラは、前記偏心軸および前記サイクロイドディスクに接触する、請求項２１または２２に記載のピン歯サイクロイド減速機。
24. 外装をさらに備え、
    前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記ピン歯ハウジングは、前記外装上に固定配置される、請求項１に記載のピン歯サイクロイド減速機。
25. 前記第２サイクロイド構造システムにおいて、少なくとも１つのピン歯ハウジングが、軸受けを介して前記外装に接続される、請求項２４に記載のピン歯サイクロイド減速機。
26. オイルシールをさらに備え、
    前記オイルシールは、前記ピン歯ハウジングと前記外装との間に配置され、前記ピン歯ハウジングおよび前記外装は軸受けを介して互いに接続される、請求項２５に記載のピン歯サイクロイド減速機。
27. カバー板をさらに備え、
    前記カバー板、前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記ピン歯ハウジング、および前記外装は、前記軸方向に連続的に配置され、
    前記第１サイクロイド構造システムに含まれる前記ピン歯ハウジングは、前記外装と前記カバー板との間で軸方向に固定され、前記カバー板は、軸受けを介して前記偏心軸に接続される、請求項２４に記載のピン歯サイクロイド減速機。
28. 動力源と、アクチュエータと、を備え、請求項１から２７のいずれか１つに記載の前記ピン歯サイクロイド減速機をさらに備える、産業用ロボットであって、前記動力源の回転速度を低下させ、そのようにして低下させた速度を前記アクチュエータに出力するように構成された前記ピン歯サイクロイド減速機が、前記動力源と前記アクチュエータとの間に固定配置される、産業用ロボット。