JP2866245B2 - 内接噛合遊星歯車構造のシリーズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減速機、あるいは増速
機、特に小型で高出力、高精度が要求される減速機、あ
るいは増速機に適用するのに好適な内接噛合遊星歯車構
造のシリーズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主回転軸と、該主回転軸に設けら
れたピニオン；及び該ピニオンと噛合する複数の伝動歯
車を有する第１変速段と、該伝動歯車と共に回転する複
数の偏心体軸；該偏心体軸に設けられた偏心体；該偏心
体に偏心体軸受を介して支持され、前記主回転軸に対し
て揺動回転する外歯歯車；該外歯歯車と噛合する内歯歯
車；前記偏心体軸の両端を回転自在に支持すると共に、
自身は前記外歯歯車の自転成分の回転を行う一対の支持
ブロック；及び該一対の支持ブロック同士を連結するキ
ャリア体；を有する第２変速段と、を備えた内接噛合遊
星歯車構造を採用した減速機が、例えば米国特許３１２
９６１１号等により知られている。

【０００３】ところが、この種の公知の内接噛合遊星歯
車構造を採用した減速機においては、互いに噛み合う歯
車間や軸への取付手段に遊びやがたがあることから、正
転から逆転へ移るときに駆動側の逆転が直ぐに始動側の
逆転となって現われない現象（角度バックラッシュ）が
あるため、これをそのまま正転、逆転の繰返しの多い、
例えば産業用ロボットの関節装置のような制御装置用の
減速機として使用すると、前記角度バックラッシュによ
る制御精度の低下を招くという問題があった。

【０００４】そこで、公知の内接噛合遊星歯車減速機
で、内歯歯車の波形がピンよりなる円弧歯形、外歯歯車
の歯形がトロコイド歯形又は円弧歯形であって、外歯歯
車の歯数が内歯歯車の歯数よりも１だけ少ない組合せに
おいて、角度バックラッシュをより低減させるように構
成した減速機が特開昭６０−２６０７３７において提案
されている。

【０００５】図５及び図６に、この形式の内接噛合遊星
歯車構造の従来例を示す。

【０００６】本発明の内容をよりよく理解するために、
まずこの図５、図６の減速機を少し詳しく説明する。

【０００７】これらの図において、符号１で示すものは
円筒状のケーシングであり、外フランジ２を有してい
る。ケーシング１内の中心部には、図示しないモータに
よって回転駆動される入力軸（主回転軸）３の先端が挿
入されている。

【０００８】ケーシング１内には、軸方向に間隔をおい
て支持ブロック４及び止めブロック（第２の支持ブロッ
クに相当）５が互いに対向して配置されている。これら
支持ブロック及び止めブロック４、５は、それぞれ軸受
６a 、６b を介してケーシング１の内周に回転自在に支
持されている。

【０００９】図５において右側の支持ブロック４は、左
側の止めブロック５側に突出した複雑な形状のキャリア
体７（図６参照）を有しており、両ブロック４、５は、
このキャリア体７を介してボルト２９、ピン３０により
互いに連結・固定され、全体でキャリアを構成してい
る。

【００１０】又、ケーシング１内には、３本の偏心体軸
８が入力軸３と平行に配設されている。これら偏心体軸
８は、入力軸３と同心の円周上に周方向に等間隔をもっ
て配設されており、各々両端部が偏心体軸軸受９a 、９
b を介して、支持ブロック４及び止めブロック５の各偏
心体軸軸受孔１０a 、１０b に回転自在に支持されてい
る。

【００１１】各偏心体軸８の止めブロック５側の端部
は、偏心体軸軸受９a による支持部分よりも外方に突出
しており、その突出した部分には、スプライン１２を介
して伝動歯車１３が取付けられている。ここにおいて伝
動歯車１３はバックラッシ防止のために２枚重ねにして
取付けられている。

【００１２】即ち、２枚の伝動歯車体１３a 、１３b を
互いの位相をがた分だけずらして組み込むことにより正
転時、逆転時で伝動歯車体１３a 、１３b のいずれかに
より全くバックラッシを生じることなく動力伝達ができ
るようにしているものである。

【００１３】支持ブロック４及び止めブロック５の径方
向の中心には、それぞれ中心孔１４、１５が形成されて
おり、それら中心孔１４、１５を、前記入力軸３が貫通
している。そして、入力軸３の先端に、前記各偏心体軸
８に固定した伝動歯車１３と噛合するピニオン１６が固
定され、これにより、入力軸３の回転が、ピニオン１６
及び伝動歯車１３を介して、３本の偏心体軸８に等しく
分配されるようになっている。

【００１４】この場合、伝動歯車１３の歯数はピニオン
１６の歯数よりも多くなっており、各偏心体軸８は、伝
動歯車１３とピニオン１６の歯数比だけ減速回転され
る。

【００１５】各偏心体軸８の軸方向略中央部には、軸方
向に並んで２つの偏心体１７a 、１７b が設けられてい
る。これら偏心体１７a 、１７b は、互いに１８０°位
相がずれている。

【００１６】一方、支持ブロック４、止めブロック５の
間には、２枚の外歯歯車１８a 、１８b が配置されてい
る。各外歯歯車１８a 、１８b には、前記偏心体軸８の
貫通する３つの偏心体軸受孔１９a 、１９b が設けられ
ており、各偏心体軸受孔１９a 、１９b に、前記各偏心
体１７a 、１７b が偏心体軸受２０a 、２０b を介して
嵌合されている。これにより外歯歯車１８a 、１８b
は、図６に示すように、その中心Ｏg が入力軸３の回転
中心Ｏf に対して距離ｅだけ偏心した状態に支持され、
偏心体軸８の１回転毎に、入力軸３の回転中心Ｏf に対
して１回転だけ揺動回転するようになっている。

【００１７】前記外歯歯車１８a 、１８b は、円弧又は
トロコイド系の外歯２４を有するもので、その外周側に
は、外歯歯車１８a 、１８b が噛合する内歯歯車２５が
配設されている。内歯歯車２５は、ケーシング１の内周
に該ケーシング１と一体に形成されており、外ピン２６
からなる内歯を有している。

【００１８】外歯歯車１８a 、１８b の中央部には、図
６に示すように、複雑な曲線状輪郭を持つ挿入口（＝嵌
挿孔）２８a 、２８b が形成されている。そして、これ
ら挿入口２８a 、２８b を支持ブロック４のキャリア体
７が貫通し、該キャリア体７の端面が止めブロック５の
内端面に密着した状態で、前述したように両ブロック
４、５が、ボルト２９及びピン３０で互いに連結・固定
され、一体のキャリアが構成されている。

【００１９】キャリア体７は、支持ブロック４、止めブ
ロック５が受けた回転力を相互に伝達するものであり、
外歯歯車１８a 、１８b の挿入口２８a 、２８b は、外
歯歯車１８a 、１８b が揺動しても該キャリア体７と干
渉しないだけの大きさ、及び形状の開口として形成され
ている。

【００２０】次に作用を説明する。

【００２１】ここでは、まず、仮にケーシング１が固定
され、支持ブロック４、止めブロック５で構成したキャ
リアから回転出力を取り出す場合を想定して説明する。

【００２２】入力軸３が回転すると、ピニオン１６及び
伝動歯車１３を介して３つの偏心体軸８が同一方向（入
力軸３とは逆方向）に同一速度で回転する。３つの偏心
体軸８には、それぞれ２つの偏心体１７a 、１７b が設
けられており、当該偏心体１７a 、１７b が同方向に同
一速度で偏心回転することにより、２枚の外歯歯車１８
a 、１８b が入力軸３に対して揺動回転を行う。

【００２３】ここではケーシング１が固定、即ち内歯歯
車２５が固定されている場合を想定しているから、外歯
歯車１８a 、１８b は、内歯歯車２５によって自由な自
転が拘束された状態で、内歯歯車２５に内接しながら揺
動することになる。今、例えば外歯歯車１８a 、１８b
の歯数をＮ、内歯歯車２５の歯数をＮ＋１とした場合、
その歯数差は１である。従って、偏心体軸８が１回転す
る毎に、外歯歯車１８a 、１８b は内歯歯車２５に対し
て１歯分だけずれる（自転する）ことになる。

【００２４】この「ずれ」、即ち外歯歯車１８a 、１８
b の自転は、偏心体軸８を介して支持ブロック４、止め
ブロック５に伝わる。各ブロック４、５に伝わった回転
力は、両ブロック４、５がキャリア体７を介して一体化
されていることで、合力となって取り出される。なお、
両ブロック４、５は、偏心体軸８が１回転すると、−１
／Ｎ回転に減速される。

【００２５】上の説明では、ケーシング１を固定し、支
持ブロック４、止めブロック５側から出力を取り出す場
合の作用を述べたが、支持ブロック４、止めブロック５
を固定し、ケーシング１側から出力を取り出すこともで
きる。その場合は、ケーシング１に設けた外フランジ２
に相手部材を連結することになる。これによりケーシン
グ１から、前記支持ブロック４、５とは逆回転で（入力
回転に対して）１／（Ｎ＋１）回転の減速回転出力が取
り出される。

【００２６】このように、ケーシング１側を固定して両
ブロック４、５側から減速回転出力を取り出してもよい
し、両ブロック４、５側を固定して、ケーシング１側か
ら減速回転出力を取り出してもよい。即ち、減速機とし
て適用する場合には、前記二様の使用形態が可能であ
る。出力の取り出し方によって区別する場合、前者をキ
ャリア回転形、後者をケース回転形と呼ぶ。

【００２７】図５、６に示した従来の構造の場合は、ケ
ース回転形として使用することを前提として構成されて
いるので、伝動歯車１３側のケーシング１の開口部には
カバー３１が設けられている。

【００２８】なお、この形式の内接噛合遊星歯車構造
は、ケース回転形、キャリア回転形とも、入力、出力の
関係を逆転させることにより、増速機として利用するこ
とも可能である。

【００２９】偏心体軸８の本数は、２本でもよいが、実
用上は外歯歯車１８a 、１８b を安定して保持すると共
に、該外歯歯車１８a 、１８b を貫通する支持ブロック
４の柱部分のスペースとの兼ね合いにより、少なすぎ
ず、且つ多すぎない３本に止どめることが多い。

【００３０】又、外歯歯車１８a 、１８b は、主に伝達
容量の増大、あるいは回転バランスの保持のため、複数
枚（図５、図６の例では２枚）に設定されている。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記減速機
においては、近年の多様化したニーズに幅広く対応する
ため、２種以上の減速比を有する減速機群をシリーズと
して備えるのが普通である。この場合、従来はこの２種
以上の減速比を得るために、第１減速段（第１変速段）
のピニオン１６及び伝動歯車１３の減速比を複数種類持
つようにするのが普通であった。これは、第２減速段
（第２変速段）において減速比を複数種類持つことが第
１減速段において減速比を複数持つことに比べ設計上も
難しく、又、製作コスト的にも高くつくためである。

【００３２】しかしながら、このような設計思想に基づ
く従来のシリーズの場合、例えば後述する図１の減速機
において非常に低い減速比（入力軸回転速度と出力軸回
転速度の比が小さい）を得ようとした場合、必然的にピ
ニオン１１６の外接円径が大きくなり、中心孔１１５を
貫通して該ピニオン１１６を組み込むことができず、例
えば図７に示されるように、入力軸３Ｘとピニオン１６
Ｘとを分割して用意する必要が生じた。

【００３３】逆に、非常に高い減速比（入力側回転速度
と出力側回転速度の比が大きい）を得ようとしたときに
は、ピニオン１６の外接円径が小さくなり過ぎ、例えば
該ピニオン１６をホブ切りするときに、図１のa で示す
寸法を大きくとる必要が生じたり、あるいは、ピニオン
１６を貫通したボルトによって入力軸１に差し込まれた
モータ軸を軸端より締上げて固定するための貫通孔を該
ピニオン１６に設けることが難しくなるという問題があ
った。

【００３４】一方、部品精度の面からみると、外歯歯車
１８a 、１８b の外歯２４及び偏心体軸受孔１９a 、１
９b は、１組（２枚）の外歯歯車１８a 、１８b を重ね
た状態で同時に加工することが望ましい。何故ならば、
この重ね加工により、加工工数の削減はもとより、２枚
の外歯歯車１８a 、１８b 間での精度のばらつきの解
消、２枚の外歯歯車１８a 、１８b の加工誤差を相殺す
る組立が可能となるからである。

【００３５】しかしながら、従来公知の減速機、あるい
は減速機のシリーズの例では、このような加工、組立は
不可能であった。

【００３６】これを以下に説明する。

【００３７】従来の減速機では、下記の理由により通常
外歯歯車１８a 、１８b は２枚で、且つ各外歯歯車１８
a 、１８b の最大偏心方向の位相が１８０°ずれてお
り、偏心体軸８の本数は３本となっていた。

【００３８】１）２枚以上の外歯歯車１８a 、１８b を
１つの内歯歯車２５と組合せて、各外歯歯車のそれぞれ
の最大偏心方向の位相を円周方向に均等に分散させるこ
とにより、減速機の動的バランスを良好に維持する。

【００３９】２）偏心体軸８を３本以上円周方向に配置
することにより、外歯歯車１８a 、１８b を安定的に保
持する。

【００４０】そこで、この場合について必要な事項を考
慮すると、まず、１）項より２枚の外歯歯車１８a 、１
８b が１８０°対称位置で１つの内歯歯車２５に噛み合
うことが必要となる。従って、内歯歯車２５の歯数は偶
数となる。更に、従来の公知例では、内歯歯車２５と外
歯歯車１８a 、１８b の歯数差が１であるから、外歯歯
車の歯数は奇数となる。

【００４１】奇数歯の２枚の外歯歯車１８a 、１８b を
重ね加工した場合、当該２枚の外歯歯車１８a 、１８b
を１８０°対称位置で内歯歯車２５と噛み合わせるため
には、互いの外歯を半歯分ずらして組立てる必要があ
る。ところが、半歯分互いの外歯歯車１８a 、１８b を
ずらすと、せっかく重ね加工した偏心体軸受孔１９a 、
１９b の位相もずれてしまい、結局１８０°位相をずら
した組立が不可能となる。

【００４２】そのため、従来公知例の場合、重ね加工す
るとしても、外歯歯車１８a 、１８b の外歯２４と偏心
体軸受孔１９a 、１９b のどちらか一方については２枚
の外歯歯車１８a 、１８b で別々に加工する必要があっ
た。

【００４３】そのため、両外歯歯車１８a 、１８b の外
歯２４と偏心体軸受孔１９a 、１９b との相対位置が少
なからずずれてしまうことは避け難く、これが組立後の
精度低下の大きな要因の１つとなっていたものである。

【００４４】このように第２減速段では、これ自体加工
工数が非常に多く、しかも高精度を出すことが難しいと
いう事情があるため、この部分で複数の減速比を備える
というのはコスト的あるいは精度の維持の点で難しいと
いうのが実情であった。

【００４５】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、ピニオンの組込み等に不都合を
生じることなく、しかも共通の部品を多くしてコストダ
ウンを図りながら多種類の減速比を提供することがで
き、しかも、外歯歯車の孔加工及び外歯加工を同時に行
うことを可能として組立後の精度を飛躍的に向上させる
ことができるようにした内接噛合遊星歯車構造のシリー
ズを提供し、上記課題を解決せんとしたものである。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本発明は、主回転軸と、
該主回転軸に設けられたピニオン；及び該ピニオンと噛
合する複数の伝動歯車を有する第１変速段と、該伝動歯
車と共に回転する複数の偏心体軸；該偏心体軸に設けら
れた偏心体；該偏心体に偏心体軸受を介して支持され、
前記主回転軸に対して揺動回転する外歯歯車；該外歯歯
車と噛合する内歯歯車；前記偏心体軸の両端を回転自在
に支持すると共に、自身は前記外歯歯車の自転成分の回
転を行う一対の支持ブロック；及び該一対の支持ブロッ
ク同士を連結するキャリア体；を有する第２変速段と、
を備えた内接噛合遊星歯車構造のシリーズにおいて、前
記第１変速段の変速比が２種以上設定され、前記ピニオ
ンと伝動歯車との軸間距離が等しく、前記第２変速段の
変速比が２種以上設定され、前記キャリア体の断面形状
が、前記第２変速段の少なくとも２種以上の変速比にお
いて等しく、該キャリア体の貫通する前記外歯歯車の嵌
挿孔の形状が、前記第２変速段の少なくとも２種以上の
変速比において等しく、前記内歯歯車が、前記第２変速
段の少なくとも２種以上の変速比において共通とされ、
且つ、第２変速段の各変速比における外歯歯車の歯数
を、それぞれの外歯歯車の枚数の整数倍に設定すると共
に、内歯歯車と外歯歯車の歯数差を外歯歯車の枚数の整
数倍に設定したことにより、上記課題を解決したもので
ある。

【００４７】

【作用】本発明においては、第１変速段の各変速比に対
して２種類以上の変速比を設定するようにしながら、第
２変速段のキャリア体の断面形状を等しくし、且つこの
キャリア体の貫通する外歯歯車の嵌挿孔の形状も等し
く、更に内歯歯車を各変速比において共通としたため、
各変速比の差に基づく（第２変速段の各部材のうち）異
なる部分は外歯歯車の外歯の部分だけとなり、第２変速
段で複数の変速比を備えたとしても部品点数の増大や加
工工数の増大を極力避けることができる。

【００４８】更に、本発明では外歯歯車の歯数を該外歯
歯車の枚数の整数倍に設定すると共に、内歯歯車と外歯
歯車の歯数差を外歯歯車の枚数の整数倍に設定するよう
にしたため、外歯歯車に形成される偏心体軸受孔等の各
孔がどのように配置されていたとしても、これらの孔加
工及び外歯の加工を同時に（一度のセッティングで）実
行できるようになり、各外歯歯車で外歯と偏心体軸受孔
との相対位置関係がずれることがなくなるため、加工工
数を削減できるのはもとより組立後の精度を格段に向上
させることができるようになる。

【００４９】従って、結果としてコスト増、加工工数増
をほとんど伴うことなく、しかもむしろ従来以上に高い
精度を維持したまま、第２変速段で複数の変速比を備え
ることが可能となる。

【００５０】その結果、ユーザの広いニーズに幅広く対
応できると共に、第１変速段のピニオンの歯先円径を中
央孔より小さく保ったまま、且つ歯底円径がピニオンを
貫通する孔等を十分にとれるように大きな寸法に保った
まま、必要な変速比を設定することができるようにな
る。

【００５１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４を参照
しながら説明する。

【００５２】図１において、符号１０１で示すものは円
筒状のケーシングである。このケーシング１０１は、筒
壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔１０２を有し
ている。ケーシング１０１内の中心部には、図示しない
モータによって回転駆動される入力軸（主回転軸）１０
３の先端が図中右側から挿入されている。

【００５３】ケーシング１０１内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第１の支持ブロック（図中左側）１
０４と第２の支持ブロック（図中右側）１０５とが互い
に対向して配置されている。第１の支持ブロック１０４
の外端面（左端面）は相手部材取付面１０４a とされ、
ケーシング１０１外に若干突き出ている。これら第１、
第２の支持ブロック１０４、１０５は、それぞれ軸受１
０６a 、１０６b を介してケーシング１０１の内周に回
転自在に支持されている。

【００５４】両支持ブロック１０４、１０５は、入力軸
１０３と平行に配した３本のキャリアピン１５０により
一体に連結・固定され、全体でキャリアを構成してい
る。キャリアピン１５０は、両支持ブロック１０４、１
０５の外周寄りの位置に配置されており、入力軸１０１
と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている（図
２）。

【００５５】第１の支持ブロック１０４及び第２の支持
ブロック１０５には、各キャリアピン１５０を挿通させ
るためのキャリアピン保持孔１５１、１５２がそれぞれ
形成されている。第２の支持ブロック１０５のキャリア
ピン保持孔１５２は、外端面側に座ぐり部１５３を有し
ている。そして、第２の支持ブロック１０５のキャリア
ピン保持孔１５２側から、頭に鍔部１５０a を持つキャ
リアピン１５０が挿入され、該鍔部１５０a が座ぐり部
１５３の底面に突き当たることで、キャリアピン１５０
の第２の支持ブロック１０５に対する軸方向の位置決め
が行われている。

【００５６】又、第１の支持ブロック１０４と第２の支
持ブロック１０５との間にはパイプ状のキャリアスペー
サ１５４が配設され、各キャリアピン１５０の先端は、
それぞれキャリアスペーサ１５４を貫通して第１の支持
ブロック１０４の各キャリアピン保持孔１５１に挿入さ
れている。各キャリアスペーサ１５４は、キャリアピン
１５０の軸方向中間部外周に遊嵌されており、両端面が
第１の支持ブロック１０４と第２の支持ブロック１０５
とに密着することで、両支持ブロック１０４、１０５の
間隔を一定に保っている。

【００５７】キャリアピン１５０の先端面は、第１の支
持ブロック１０４の相手部材取付面１０４a に露出して
いる。この露出した先端面の中心には、相手部材固定用
ボルト１５５をねじ込むためのねじ穴１５６が形成され
ており、相手部材Ｐのボルト挿通孔に通したボルト１５
５を、このねじ穴１５６にねじ込んで相手部材Ｐとキャ
リアピン１５０とを結合することにより、同時に第１の
支持ブロック１０４と第２の支持ブロック１０５とが、
キャリアスペーサ１５４を介して、所定の間隔で連結・
固定されるようになっている。

【００５８】又、ケーシング１０１内には、３本の偏心
体軸１０８が入力軸１０３と平行に配設されている。こ
れら偏心体軸１０８は、入力軸３と同心の円周上に周方
向に等間隔で配設されており、図２に示すように、前記
各キャリアピン１５０の中間に位置している。そして、
各々の偏心体軸１０８の両端部が、偏心体軸軸受１０９
a 、１０９b を介して第１の支持ブロック１０４及び第
２の支持ブロック１０５の各偏心体軸軸受孔１１０a 、
１１０b にそれぞれ回転自在に支持されている。

【００５９】各偏心体軸１０８の第１の支持ブロック１
０４側には、前記偏心体軸軸受１０９a で支持されてい
る部分より軸方向中間部寄りに、スプライン１１２を介
して伝動歯車１１３が取付けられている。

【００６０】第１の支持ブロック１０４、第２の支持ブ
ロック１０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔１１
４、１１５が形成されており、それら中心孔１１４、１
１５に前記入力軸１０３が第２支持ブロック１０５側か
ら挿入されている。

【００６１】入力軸１０３の先端は、第１支持ブロック
１０４の中心孔１１４内にわずかに入った位置にあり、
その入力軸１０３の先端に、前記各偏心体軸１０８に固
定した伝動歯車１１３と噛合するピニオン１１６が固定
され、これにより、入力軸１０３の回転がピニオン１１
６及び伝動歯車１１３を介して３本の偏心体軸１０８に
等しく分配されるようになっている。この場合、伝動歯
車１１３の歯数はピニオン１１６の歯数よりも多くなっ
ており、各偏心体軸１０８は、伝動歯車１１３とピニオ
ン１１６の歯数比だけ減速回転される（第１減速段を構
成）。

【００６２】各偏心体軸１０８の軸方向中央部には、軸
方向に並んで２つの偏心体１１７a、１１７b が設けら
れている。これら偏心体１１７a 、１１７b は、互いに
１８０°位相がずれている。

【００６３】一方、第１、第２の支持ブロック１０４、
１０５の間には、ケーシング１０１の内径よりやや小さ
い外径の円板状の２枚の外歯歯車１１８a 、１１８b が
軸方向に並べて配置されている。各外歯歯車１１８a 、
１１８b には、前記偏心体軸１０８が貫通する３つの偏
心体軸受孔１１９a 、１１９b が設けられており、各偏
心体軸受孔１１９a 、１１９b に、前記各偏心体１１７
a 、１１７b が偏心体軸受１２０a 、１２０b を介して
嵌合されている。これにより、外歯歯車１１８a 、１１
８b は、図２に示すように、その中心Ｏg が入力軸１０
３の回転中心Ｏf に対して距離ｅだけ偏心した状態に支
持され、偏心体軸１０８の１回転毎に、入力軸１０３の
中心Ｏf に対して１回転だけ揺動回転するようになって
いる。

【００６４】このように、外歯歯車１１８a 、１１８b
が配置されることにより、両支持ブロック１０４、１０
５間には、第１支持ブロック１０４側から第２の支持ブ
ロック１０５側に向かって順に、伝動歯車１１３、外歯
歯車１１８a 、外歯歯車１１８b が互いに隣接して並ん
でいる。

【００６５】偏心体軸１０８を支持する図１中の左側の
偏心体軸軸受１０９a と伝動歯車１１３は、左側の偏心
体１１７a の端面と、第１の支持ブロック１０４の偏心
体軸軸受孔１１０a 内周に係合した止め輪１６０とで挟
まれており、それにより偏心体軸１０８上で位置決めさ
れている。

【００６６】又、前記偏心体軸受１２０a 、１２０b と
しては、ここではニードル軸受が用いられている。そし
て、この偏心体軸受１２０a 、１２０b の軸方向の位置
決めが次のように行われている。

【００６７】即ち、第１の支持ブロック１０４寄りの左
側の偏心体軸受１２０a は、図１において左端側が前記
伝動歯車１１３の側面で直接位置決めされ、右端側が両
偏心体１１７a 、１１７b 間に設けたフランジ１２２に
より位置決めされている。又、第２の支持ブロック１０
５寄りの偏心体軸受１２０b は、左端側が両偏心体１１
７a 、１１７b 間に設けた前記フランジ１２２により位
置決めされ、右端側が止め板１２３により位置決めされ
ている。

【００６８】止め板１２３は、偏心体軸１０８を支持す
る右側の偏心体軸軸受１０９b により押さえられ、偏心
体軸軸受１０９b は、第２の支持ブロック１０５の偏心
体軸軸受孔１１０b 内周に係合した止め輪１６１により
押さえられている。

【００６９】前記外歯歯車１１８a 、１１８b は、後述
する条件の外歯１２４を有しており、この外歯歯車１１
８a 、１１８b の外周側には、外歯歯車１１８a 、１１
８bが噛合する内歯歯車１２５が配設されている。内歯
歯車１２５はケーシング１０１の内周に、ケーシング１
０１と一体に形成されており、外ピン１２６からなる内
歯を有している。なお、外ピン１２６は、外ピン押さえ
リング１２７により抜け落ちないように内側から止めら
れている。

【００７０】外歯歯車１１８a 、１１８b には、その中
心に、入力軸１０３の貫通する中心孔１６０a 、１６０
b が形成され、又、キャリアピン１５０に対応する位置
に、嵌挿孔１２８a 、１２８b が形成されている。そし
て、この嵌挿孔１２８a 、１２８b をキャリアピン１５
０及びキャリアスペーサ１５４が貫通している。

【００７１】キャリアピン１５０は、第２の支持ブロッ
ク１０５が受けた回転力を、第１の支持ブロック１０４
に伝達するものであり、外歯歯車１１８a 、１１８b の
嵌挿孔１２８a 、１２８b は、外歯歯車１１８a 、１１
８b が揺動してもキャリアピン１５０及びキャリアスペ
ーサ１５４と干渉しないだけの大きさの円孔として形成
されている。

【００７２】又、キャリアピン１５０の先端面のねじ穴
１５６の他に、第１の支持ブロック１０４の相手部材取
付面１０４a には、相手部材固定用ねじ穴１５６が複数
形成され、これら多数のねじ穴１５６に固定用ボルト１
５５をねじ込むことにより，相手部材Ｐを強固に連結・
固定することができるようになっている。

【００７３】次に、このように構成された内接噛合遊星
歯車構造の動きについて説明する。

【００７４】まず、入力軸１０３の回転は、第１減速段
であるピニオン１１６、伝動歯車１１３を介して減速さ
れ、３本の偏心体軸１０８に伝達される。その結果、偏
心体１１７a 、１１７b を介して外歯歯車１１８a 、１
１８b が揺動回転し、内歯歯車１２５の内歯に相当する
外ピン１２６と外歯歯車１１８a 、１１８b との噛合に
よってゆっくりと自転を開始する。

【００７５】この外歯歯車１１８a 、１１８b の自転は
３本の偏心体軸１０８を介して第１、第２の支持ブロッ
ク１０４、１０５に伝達される。第２の支持ブロック１
０５に伝達された回転力は、キャリアピン１５０を介し
て、第１の支持ブロック１０４に伝達される。そして、
その回転力が第１の支持ブロック１０４から、同ブロッ
ク１０４に連結された相手部材Ｐに伝達される。

【００７６】これらの作用については、基本的に前述し
た従来の公知例と全く同様である。

【００７７】次に、このような減速機において幅広い減
速比を有するシリーズを合理的に設定するために採用さ
れている構成を、図２及び図３を比較しながら説明す
る。

【００７８】図２は図１の減速機自体の断面図であり、
図３はこれとシリーズ関係にある減速機の断面図であ
る。各図で同一又は類似の部位には下２桁が同一の符号
を付している。図２と図３において、両減速機の内歯歯
車１２５、２２５は、完全に共通とされている。即ち、
その歯数（外ピン１２６の数）がそれぞれ８８とされ、
該外ピンの半径及び間隔（内歯歯車１２５、２２５の歯
形に対応）も全く共通とされている。

【００７９】一方、外歯歯車１１８a 、２１８a は、こ
の第２減速段で異なる減速比を得るために、図２の例は
８６歯とされ、一方、図３の例では８４歯とされてい
る。この場合図２の例ではキャリア回転型での減速比は
１／４３となり、図３の例ではキャリア回転型での減速
比は１／２１となる。

【００８０】図２の減速機と図３の減速機とでは、第１
減速段については説明の便宜上全く共通化されている。
ここでは第１減速段のピニオン１１６、２１６と、伝動
歯車１１３、２１３は、ピニオン１１６、２１６が中心
孔１１５、２１５における内接円径を貫通できるだけの
歯先円径以下で、且つ、ピニオン１１６、２１６の中心
にボルトやシャフト等を通す貫通孔を設けることができ
るようなピニオン歯底円径以上となるような減速比が予
め設定されている。この条件に合うような減速比は、一
般的には１．６１〜４．４５程度となり、従って、これ
を第２減速段側での減速比と組合せると３６．４２〜１
９６．８程度の減速比をカバーすることができるように
なる。

【００８１】ところで、外歯歯車１１８a 、２１８a の
キャリアピン１５０、２５０及びキャリアスペーサ１５
４、２５４が遊嵌される嵌挿孔１２８a 、２２８a は、
キャリアスペーサ１５４の外径よりも少なくとも偏心量
e の２倍より大きな隙間が必要である。これは、外歯歯
車１１８a 、２１８a が揺動しても、その揺動がキャリ
アスペーサ１５４、２５４と干渉しないための条件に相
当する。

【００８２】偏心量e は、図から明らかなように、一般
に減速比が小さくなると大きくなる傾向があり、従って
減速比によって外歯歯車１１８a 、２１８a に形成すべ
き嵌挿孔１２８a 、２２８a の大きさが異なってくる。
しかしながら、本シリーズにおいては、図の例で明らか
な如く、キャリアピン１５０、キャリアスペーサ１５
４、を共通化すると共に、外歯歯車１１８a 、２１８a
に形成される嵌挿孔１２８a 、２２８a についても、こ
れを共通化できるようにしている。即ち、偏心量e の小
さな（即ち高減速比の）図２の減速機においては、キャ
リアスペーサ１５４と嵌挿孔１２８a との間隙が若干余
裕αをもって空けられていることになる。

【００８３】これにより、多くの部品や加工工程をより
簡略化できるようになる。

【００８４】なお、この実施例ではキャリアピンの断面
形状は円形とされているが、キャリア体の断面形状は必
ずしも円形である必要はない、しかしながら、この場合
でもキャリア体については全く同一とし、且つ外歯歯車
１１８a 、２１８a の嵌挿孔については偏心量の多い図
３の側に合せて設定するようにすると、同様に共通化が
図れるようになる。

【００８５】同一の第１減速段に対して、第２減速段の
減速比が２種類以上設定されていることによる利点をよ
り具体的に説明すると、以下のようになる。

【００８６】（１）低減速比を得たいときにもピニオン
１１６、２１６の歯先円径を中心孔１１５、２１５より
も小さく設定できるため、入力軸１０３、２０３と一体
的に形成されたピニオン１１６、２１６を矢印Ａの方向
から挿入し、伝動歯車の位置に組込むことができる。

【００８７】仮に、中心孔１１５、２１５の内接円径を
３５mm、伝動歯車１１３、２１３とピニオン１１６、２
１６の軸間距離Ｌが３９．３７５、第２減速段での減速
比が１／３５としたとき、トータル減速比で５２．２３
を得ようとした場合（この場合第１減速段の減速比は３
７／２６となる）には、ピニオンの歯先円径は３５（モ
ジュール１．２５）となり、中心孔１１５、２１５を貫
通することができない。しかしながら、仮に２段目が減
速比１／２１であれば、トータル減速比で５１．９５を
得るためには、第１減速段の減速比を４４／１９（モジ
ュール１．２５）とすればよく、このときのピニオン１
１６、２１６の歯先円径は２６．２５となるため、中心
孔１１５、２１５を十分貫通可能となる。

【００８８】（２）逆に、ピニオン１１６、２１６と伝
動歯車１１３、２１３の軸間距離Ｌが（１）と同一であ
る機種で高減速比を得たい場合にも、ピニオン１１６、
２１６の歯先円径を十分に大きくとれるため、ピニオン
の中央部に例えば貫通孔を容易に設けることができるよ
うになるため、当該貫通孔を種々の用途に利用できるよ
うになる。

【００８９】仮に、中心孔１１５、２１５の内接円径が
３５mm、伝動歯車１１３、２１３とピニオン１１６、２
１６の軸間距離Ｌが３９．３７５（（１）と同一）、第
２減速段での減速比が１／３５のとき、トータル減速比
で１９１．８を得ようとした場合、第１減速段での減速
比は５３／１０を確保しなければならず、ピニオン１１
６、２１６の歯底円径は１０（モジュール１．２５）と
なり、該ピニオン１１６、２１６の中央に、例えば内径
１０mmの小さな貫通孔でも、これを開けることができな
くなる。

【００９０】しかしながら、仮に第２減速段での減速比
が１／４３であれば、トータル減速比で１８８を得るた
めには第１減速段での減速比は５１／１２（モジュール
１．２５）でよく、このときピニオンの歯底円径は１
２．５であるから、該ピニオン１１６、２１６に例えば
１０mmの貫通孔を十分開けることができるようになる。

【００９１】次に、同一のセッティングのままで（同一
のチャッキングのままで）、外歯歯車１１８a 、１１８
b （あるいは２１８a 、２１８b ）の外歯１２４及び偏
心体軸受孔１１９a 、１１９b （２１９a 、２１９b ）
を同時に加工するための構成について説明する。

【００９２】まず、この実施例の具体的な説明に入る前
に、本発明において採用されている各外歯歯車の外歯及
び偏心体軸受孔を同時に加工するための基本的な原理に
ついて説明する。

【００９３】図４は、本発明に係る２枚の外歯歯車５１
８a 、５１８b 及び内歯歯車５２５の外歯に相当する外
ピン５２６との関係を示している。

【００９４】図４から明らかなように、この外歯歯車５
１８a 、５１８b は、その歯数が外歯歯車５１８a 、５
１８b の枚数「２」の整数倍である「２４」に設定され
ている。又、外ピン５２６の数は「２８」である。従っ
て、外歯歯車５１８a 、５１８b と外ピン５２６との歯
数差が外歯歯車５１８a 、５１８b の枚数「２」の整数
倍である「４」に設定されている。

【００９５】なお、図の符号Ｏは主回転軸の中心、Ｏa1
は外歯歯車５１８a が最大偏心方向に偏心されたときの
該外歯歯車５１８a の中心、Ｏb1は外歯歯車５１８b が
最大偏心方向に偏心されたときの該外歯歯車５１８b の
中心をそれぞれ示している。

【００９６】この設定の結果、組付けに際しては、各外
歯歯車５１８a 、５１８b をそれぞれの最大偏心方向に
平行移動（この場合は１８０°離反）させるだけですむ
ようになり、当該外歯歯車５１８a 、５１８b のどの位
置にどのような形状の貫通孔が形成されていたとして
も、両外歯歯車の外歯及び種々の孔部を一度に加工でき
ることになる。

【００９７】しかも、平行移動させた状態で組付けられ
るため、必然的に同位置に形成された外歯同士（例えは
図のa1とa2、b1とb2、あるいはc1とc2）が同時に内歯歯
車と噛合することがなくなり、誤差の平準化が現実でき
る。

【００９８】上記枚数、歯数、及び歯数差の関係の成立
は、「平行移動」することによって必ず組付けることが
できるようになるための必須要件に相当する。上記関係
が成立するときは、必ず「平行移動」によって組付ける
ことができる。しかしながら、上記関係が成立しないと
きは、必ずしも「平行移動」によって組付けることはで
きない。

【００９９】又、「平行移動」によって組付けることが
できるという事は、即ち、各外歯歯車を全く回転させる
ことなく組付けることができるという事は、外歯歯車の
いかなる位置にいかなる形状の孔が形成されていたとし
ても、全外歯歯車の外歯と種々の孔部を一度に加工する
ことができるようになるための必須要件に相当する。平
行移動によって組付けができる場合は、必ず全外歯歯車
の外歯及び種々の孔部を一度に加工することができる。

【０１００】しかしながら、平行移動によって組付ける
ことができないとき、即ち、いずれかの外歯歯車を他の
外歯歯車に対して（加工後に）回転させなければ組付け
ることができないときは、必ずしも全外歯歯車の外歯及
び種々の孔部を一度には加工することはできない。

【０１０１】ちなみに従来は、「同位置に形成された外
歯同志を同時に噛合させると誤差の平準化が実現でき
る」という誤った考え方が支配的であり、従って平行移
動によって組付けているという考え方そのものがなかっ
た。

【０１０２】本発明においては、このような外歯歯車の
枚数、歯数、及び歯数差の関係が成立しているからこ
そ、外歯歯車の偏心体軸受孔と外歯を同時に加工するこ
とができるようになるものである。

【０１０３】具体的な実施例に戻って、この図１及び図
２、そして図３の実施例では、外歯歯車１１８a 、１１
８b （２１８a 、２１８b ）の枚数は、各図から明らか
なようにいずれも「２」に設定されている。又、この外
歯歯車１１８a 、１１８b （２１８a 、２１８b ）の各
々の歯数は、該外歯歯車１１８a 、１１８b （２１８a
、２１８b ）の枚数「２」の整数倍である「８６」又
は「８４」に設定されている。更に、外ピン１２６（２
２６）の本数（内歯歯車１２５（＝２２５）の歯数に相
当）は「８８」に設定され、外歯歯車１１８a 、１１８
b （２１８a 、２１８b ）の外歯１２４（２２４）との
歯数差が「２」又は「４」となっている。即ち、歯数差
が外歯歯車の枚数「２」の整数倍に設定されている。

【０１０４】この結果、当該外歯歯車１１８a 、１１８
b （２１８a 、２１８b ）を組付けるときは、各外歯歯
車１１８a 、１１８b （２１８a 、２１８b ）をその最
大偏心方向である１８０°の方向にそれぞれ平行移動さ
せるだけですむようになる。

【０１０５】又、各図から明らかなように、外歯歯車１
１８a 、１１８b （２１８a 、２１８b ）には種々の貫
通孔が形成されているが、たとえどのような形状の孔が
どのような位置に形成されていようとも、各外歯歯車１
１８a 、１１８b （２１８a、２１８b ）は共に重ねた
ままそれぞれの外歯１２４（２２４）及び種々の孔部、
とりわけ精度の要求される偏心体軸受孔１１９a 、１１
９b （２１９a 、２１９b ）を一度に加工できることが
分かる。

【０１０６】この結果、これらの各孔及び外歯をその相
対位置関係を非常に高精度に維持した状態で加工できる
と共に組付けできるようになる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、部
品点数の可能な限りの共通化を図った上で第２変速段側
での変速比を２種類以上確保できるようにしたため、部
品点数の増加や加工工数の増加を最小限に抑えながら、
極めて幅広い変速比を容易に得ることができるようにな
る。

【０１０８】その結果、低変速比を得るために第１変速
段のピニオンを主回転軸（減速機の場合は入力軸）上に
一体的に形成することができなくなったり、あるいは高
変速比を得るためにピニオンが小さくなり過ぎて、ここ
に貫通孔を形成しづらくなるというような不具合が発生
するのを防止することもできるようになる。

【０１０９】更に、本発明では、外歯歯車の各孔と外歯
を同時に加工することができるようになるため、特に偏
心体軸受孔と外歯との相対位置精度を著しく高くするこ
とができるようになり、従来と同じ加工機械を用いたと
しても加工による相対位置の誤差の影響を極めて小さく
抑えることができ、加工工数の削減はもとより組付け後
の位置精度を飛躍的に高めることができるようになり、
各部材の互換性確保の点においてもむしろ従来以上の性
能を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内接噛合遊星歯車構造が適用され
た減速機の側断面図

【図２】図１のII−II線に沿う断面図

【図３】図１、図２の減速機と同一シリーズの１つに相
当する減速機の図２相当の断面図

【図４】本発明の外歯歯車の歯数、枚数、歯数差に関す
る基本原理を説明するための説明図

【図５】従来の内接噛合遊星歯車構造の減速機の一例を
示す側断面図

【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図

【図７】従来のシリーズにおいて低減速比を得るために
採用されていた構成の一例を示す側断面図

【符号の説明】

１、１０１…ケーシング、 ３、１０３…入力軸（主回転軸）、 ４、１０４…第１の支持ブロック、 ５、１０５…第２の支持ブロック、 ６a 、６b 、１０６a 、１０６b …軸受、 ８、１０８…偏心体軸、 ９a 、９b 、１０９a 、１０９b …偏心体軸軸受、 １０a 、１０b 、１１０a 、１１０b …偏心体軸軸受
孔、 １３、１１３、２１３…伝動歯車、 １６、１１６、２１６…ピニオン、 １７a 、１７b 、１１７a 、１１７b 、２１７a 、２１
７b …偏心体、 １８a 、１８b 、１１８a 、１１８b 、２１８a 、２１
８b …外歯歯車、 １９a 、１９b 、１１９a 、１１９b 、２１９a 、２１
９b …偏心体軸受孔、 ２０a 、２０b 、１２０a 、１２０b 、２２０a 、２２
０b …偏心体軸受、 ２４、１２４、２２４…外歯、 ２５、１２５、２２５…内歯歯車、 １５０、２５０…キャリアピン、 １５４、２５４…キャリアスペーサ、 １５５…ボルト、 １５６…ねじ穴、 Ｐ…相手部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 1/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主回転軸と、該主回転軸に設けられたピニ
   オン；及び該ピニオンと噛合する複数の伝動歯車を有す
   る第１変速段と、該伝動歯車と共に回転する複数の偏心
   体軸；該偏心体軸に設けられた偏心体；該偏心体に偏心
   体軸受を介して支持され、前記主回転軸に対して揺動回
   転する外歯歯車；該外歯歯車と噛合する内歯歯車；前記
   偏心体軸の両端を回転自在に支持すると共に、自身は前
   記外歯歯車の自転成分の回転を行う一対の支持ブロッ
   ク；及び該一対の支持ブロック同士を連結するキャリア
   体；を有する第２変速段と、を備えた内接噛合遊星歯車
   構造のシリーズにおいて、 前記第１変速段の変速比が２種以上設定され、 前記ピニオンと伝動歯車との軸間距離が等しく、 前記第２変速段の変速比が２種以上設定され、 前記キャリア体の断面形状が、前記第２変速段の少なく
   とも２種以上の変速比において等しく、 該キャリア体の貫通する前記外歯歯車の嵌挿孔の形状
   が、前記第２変速段の少なくとも２種以上の変速比にお
   いて等しく、 前記内歯歯車が、前記第２変速段の少なくとも２種以上
   の変速比において共通とされ、且つ、 第２変速段の各変速比における外歯歯車の歯数を、それ
   ぞれの外歯歯車の枚数の整数倍に設定すると共に、内歯
   歯車と外歯歯車の歯数差を外歯歯車の枚数の整数倍に設
   定したことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造のシリー
   ズ。