JP3854346B2 - ギヤドモータのシリーズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギヤドモータのシリーズ、特に、内接噛合遊星歯車構造の変速部を備えた複数のギヤドモータによって構成されるギヤドモータのシリーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介して、この第１軸に対して偏心回転可能な状態で取付けられた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に該外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介して連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造が広く知られている。
【０００３】
この構造の具体的な例を図１９及び図２０に示す。この例は、前記第１軸を入力軸、第２軸を出力軸とすると共に、内歯歯車を固定することによって上記構造を「減速機」として適用したものである。
【０００４】
入力軸１には所定位相差（この例では１８０°）をもって偏心量ｅを有する２つの偏心体３、３が嵌合されている。なお、２つの偏心体３、３は一体化されている。それぞれの偏心体３、３には軸受４、４を介して２枚の外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘが取付けられている。この外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘには内ローラ孔６が複数個設けられ、内ピン７及び内ローラ８が嵌合されている。
【０００５】
外歯歯車Ｅｘ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。
【０００６】
前記外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘの外周にはトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯９が設けられている。この外歯９はケーシング１２に固定された内歯歯車Ｉｎと内接噛合している。内歯歯車Ｉｎの内歯は具体的には外ピン１１が外ピン孔１３に遊嵌され、回転し易く保持された構造とされている。
【０００７】
前記外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘを貫通する内ピン７は、出力軸２のフランジ部１４に固着又は嵌入されている。
【０００８】
入力軸１が１回転すると偏心体３、３が１回転する。この偏心体３、３の１回転により、外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘも入力軸１の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車Ｉｎによってその自転が拘束されるため、外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘは、この内歯歯車Ｉｎに内接しながらほとんど揺動のみを行うことになる。
【０００９】
今、例えば外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘの歯数をＮ、内歯歯車Ｉｎの歯数をＮ＋１とした場合、その歯数差は１である。そのため、入力軸１の１回転毎に外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘはケーシング１２に固定された内歯歯車Ｉｎに対して１歯分だけずれる（自転する）ことになる。これは入力軸１の１回転が外歯歯車の−１／Ｎの回転（マイナスは逆回転）に減速されたことを意味する。
【００１０】
この外歯歯車Ｅｘ、Ｅｘの回転は内ローラ孔６及び内ピン７の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該内ピン７を介して出力軸２へと伝達される。
【００１１】
この結果、結局わずか１段で非常に高い減速比−１／Ｎの減速が達成される。このため、特に小型、軽量化の要請が高い分野での変速構造として広く利用されている。
【００１２】
その代表的な利用例として、第１軸側にモータを連結し、小型で且つ単体で大きな出力トルクが得られるように構成した「ギヤドモータ」がある。この種のギヤドモータは、通常、ユーザの便宜を考慮し、様々な変速比と様々な取合寸法（容量）の製品バリエーションが１つの「シリーズ」として用意されている。
【００１３】
即ち、図２１に示されるように、この種のギヤドモータのシリーズは、一般に「枠番」と称されるサブシリーズＡ、Ｂ、Ｃ、・・・Ｊの集合として構成される。
【００１４】
サブシリーズ（枠番）Ａには、変速比がＲ1 のギヤドモータＧａ1 、変速比がＲ2 のギヤドモータＧａ2 、変速比がＲ3 のギヤドモータＧａ3 ・・・及び変速比がＲk のギヤドモータＧａk が属している（製品バリエーションとして用意されている）。なお、ここで、変速比Ｒ1 は最も低い変速比であり、Ｒ2 、Ｒ3 ・・・の順に高くなり、Ｒk が最も高い変速比である。高い変速比とは、これを１／Ｘの形で表わしたときに分母Ｘが大きいことを意味している。
【００１５】
このサブシリーズＡに属するギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk は、いずれも相手機械に対する取合寸法Ｌａ（容量Ｃａと同義）が同一の値に統一されている。従って、サブシリーズＡに属するギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk は、いずれも取付けに際して互換性を有している。
【００１６】
サブシリーズ（枠番）Ｂにも全く同様に変速比がＲ1 のギヤドモータＧｂ1 、変速比がＲ2 のギヤドモータＧｂ2 ・・・変速比がＲk のギヤドモータＧｂk が用意されている。サブシリーズＢに属するギヤドモータＧｂ1 〜Ｇｂk は、サブシリーズＡに属するギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk と比べてとその容量Ｃｂ（相手機械に対する取合寸法Ｌｂ）が異なっている。従って、取付けに際し、サブシリーズＡに属するギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk とサブシリーズＢに属するギヤドモータＲｂ1 〜Ｇｂk 間には互換性はないが、サブシリーズＢに属するギヤドモータＧｂ1 〜Ｇｂk 同士の間では互いに取付けに関して互換性を有していることになる。
【００１７】
このようにして、相手機械に対する取合寸法が異なるサブシリーズ（枠番）がＡ、Ｂ、・・・Ｊだけ集合され、合計（ｋ×Ｊ）種類のギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk 、Ｇｂ1 〜Ｇｂk 、・・・Ｇｊ1 〜Ｇｊk により１つの「ギヤドモータのシリーズ」が構成される。
【００１８】
なお、ここの説明では、わかり易さのため、各サブシリーズＡ、Ｂ、・・・Ｊには、それぞれ同一の数の変速比（ｋ種類の変速比）が備えられているように説明したが、当該シリーズにおいて「量」の出るサブシリーズと出ないサブシリーズとでは、用意される変速比の数（種類）が変更（増減）されることはあり得る。
【００１９】
ユーザは、このようにして多種類用意されたギヤドモータＧａ1 〜Ｇａk 、Ｇｂ1 〜Ｇｂk 、・・・Ｇｊ1 〜Ｇｊk の中から任意の容量（サブシリーズ）の任意の変速比のギヤドモータを選定し、これを注文、あるいは購入し、単独で、あるいは他のマシーン（例えば物流機械）の１つの部品として使用することになる。
【００２０】
ところで、このように多種類のギヤドモータからなるシリーズをメーカーが提供しようとする場合には、図１９、２０で説明した構成において、種々の大きさ及び変速比のバリエーションを用意する必要があることから、基本的には各サブシリーズ（大きさ）において、変速比毎に内歯歯車と外歯歯車とを用意する必要がある。
【００２１】
例えば、変速比として１／６〜１／１１９までを用意したある特定のサブシリーズにおいては、（変速比の並び（設定）を実用上便利な間隔とするために）１５種類程度の変速比が用意される（ｋ＝１５）。又、その上でこのように１５種類程度の変速比が用意されたサブシリーズ（枠番）を一般には５〜６種類、場合によっては１０数種類程度用意しなければならない（Ｊ＝５〜１５）。そのため、シリーズ全体では、膨大な種類の内歯歯車及び外歯歯車が必要となる。
【００２２】
この内歯歯車及び外歯歯車は、歯形が特殊であり、この種の内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモータにおいて最も製造コスト及び製造時間がかかる部品である。特に、内歯歯車は、一般にギヤドモータのケーシングの一部を兼ねさせることから、その大きさ、重量とも非常に大きい。従ってこれを多種類用意しなければならないというのは、「在庫コスト」の面でもメーカーにとって極めて大きな負担となる。この負担は結果として「製品価格」としてユーザにも振りかかってくることになる。
【００２３】
従来、この種の問題を少しでも改善しようとしてシリーズに属する個々のギヤドモータの構成を図２２に示されるように改良したものが知られている。
【００２４】
この改良シリーズにかかるギヤドモータは、メインとなる内接噛合遊星歯車構造の変速部（主変速部）Ｍｇの前段に平行軸歯車構造の副変速部Ｓｇを連結し、ここで変速比のバリエーションを達成できるようにしたものである。
【００２５】
この構成は、この前段に設ける副変速部Ｓｇがインボリュート歯車で構成されるため、１種類の工具で何種類もの副変速部Ｓｇを容易に且つ低コストで製造することができるという利点がある。そこで、内接噛合遊星歯車構造の主変速部Ｍｇを１種類とし、平行軸歯車構造の副変速部ＳｇのピニオンＳｇp とギヤＳｇg の歯数を種々変化させることにより総変速比を調整し、結果として種々の変速比のギヤドモータを実現するという構成を採用していた。
【００２６】
即ち、この主変速部と副変速部とを有した２段型のギヤドモータから構成される改良シリーズは、副変速部Ｓｇの「モジュールさえ合えば異なる歯数の歯車を１つの工具で切削が可能（交換性歯形）」という性質を利用し、該副変速部Ｓｇにおいて多数の変速比を得てシリーズ化するという技術思想によりシリーズが構成されていたものである。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この副変速部Ｓｇによって多数の種類の変速比を得るという方法は、大きな不具合が２つあった。
【００２８】
第１の不具合は、副変速部Ｓｇによって多数の種類の変速比を得るということから副変速部Ｓｇの入力軸（モータの出力軸）と出力軸（主変速部の入力軸）とを同芯（同軸）とすることができず、その結果、モータと主変速部の中心が大きくずれてしまうということであった。これは、コンパクト化の要請の強いギヤドモータとしては、許容し難いデメリットとなった。又、ギヤドモータをケースに入れて「在庫」として保管する場合にも、変速部とモータとの中心がずれているとケース１個当りの占有スペースが非常に大きくなり、在庫コストを増大させた。
【００２９】
なお、「平行軸歯車構造の副変速部を有しながら軸芯を同軸に維持する」という点にのみ着目するならば、例えば米国特許３１２９６１１に、図２３、２４に示すような「内接噛合遊星歯車構造」が開示されている。
【００３０】
この内接噛合遊星歯車構造は、基軸２５の回転を１個のピニオンＳｇp を介して３つのギヤＳｇg で受け、３本のシャフト（３本の第１軸）１を同じ方向に同期して回転させ、該３本のシャフト１上にそれぞれ配置した３つの偏心体３を介して外歯歯車Ｅｘを揺動回転させるようにしたものである。
【００３１】
しかしながらこの構造は、確かに「同芯」というメリットは得られるものの、部品点数が多く構造が複雑すぎ、「在庫コスト」が最も重要なキーポイントとなる「シリーズ」を構成するための基本構造として採用されることはなかった。少なくととも、この構成を採用した「ギヤドモータ」のシリーズは、出願人の知る限り従来皆無であった。
【００３２】
一方、副変速部Ｓｇによって多数の種類の変速比を得るという方法の第２の不具合は、該副変速部Ｓｇによって得られる変速比には（１段の平歯車の組合せで得るということから）制約があるということであった。具体的に言うと、この副変速部Ｓｇにおいて得られる変速比は１／６〜１／７程度までであり、これはギヤドモータ全体のバランスから見ると、せいぜい１／３〜１／４程度に相当する。従って、この副変速部Ｓｇとの組合せで得られる総変速比は、「最低変速比と最高変速比との比率」をせいぜい３〜４倍程度にしか取れないという問題があった。
【００３３】
例えば、内接噛合遊星歯車構造の変速比が１／３５であった場合には、副変速部Ｓｇを１／１〜１／４までとしたときの総変速比は（１／３５）×（１／１）＝１／３５から（１／３５）×（１／４）＝１／１４０が得られるに過ぎなかった。
【００３４】
従って、この改良のシリーズ（図２２の構造をベースとしたシリーズ）によってより広い変速比範囲を得るためには、内接噛合遊星歯車構造の主変速部Ｍｇの側にも何種類かの変速比を用意するか、あるいは副変速部Ｓｇの側を一対のみのピニオンＳｇp とギヤＳｇg で構成するのではなく、２対（ここだけで２段、全体で３段）の構成とするような方法を取らざるを得なかった。
【００３５】
ところが、主変速部Ｍｇにおいて何種類かの変速比を得るということは、（少なくとも従来は）必然的に、何種類かの内歯歯車及び外歯歯車を用意しなければならないことを意味していた。この理由は、内歯歯車と外歯歯車との差が少なければ少ないほど、即ち１であるときに最も大きな変速比をとることができるため、この内接噛合遊星歯車構造を採用している利点、即ち僅か１段の変速部で大きな変速比を得るという利点を最も効率的に得るには、歯数差は「１」であるべきであるという思想が支配していたためと考えられる。
【００３６】
一方、副変速部Ｓｇ自体を２段にするということは、それだけ装置が大型化し、重量増大、あるいは運転騒音の増大が避けられなかった。
【００３７】
特にギヤドモータは、ユーザにとって小型、軽量化は非常に要求度が高く、副変速部を２段（全体で３段）にするというのは、「小型、軽量化を意図して内接噛合遊星歯車構造の主変速部を有している」という利点をほとんど相殺してしまう程のデメリットとなった。
【００３８】
このようなことから、副変速部Ｓｇを連結して変速比バリエーションを得るというシリーズ構成は、従来概念のシリーズのままでは何種類かの内歯歯車及び外歯歯車を用意しない限り得られる変速比の範囲が狭くなることや、コンパクト性が損われる等の問題があり、極めて特殊用途の（小規模の）ミニシリーズとして採用されたことはあったが、汎用品としての「ギヤドモータ」のシリーズ化の方法として採用されたことはなかった。
【００３９】
しかして、内接噛合遊星歯車構造を用いたギヤドモータのシリーズは、本格的に発売されるようになってから数十年の歴史があるものの、シリーズ全体において未だに（必ず）多種類の内歯歯車と外歯歯車を用意しているというのが実情であった。
【００４０】
本発明は、このような従来の（内接噛合遊星歯車構造を採用した）ギヤドモータのシリーズの問題に鑑みてなされたものであって、同一のサブシリーズにおいて得られる変速比の幅を従来と同様に大きく確保しながら、同一のサブシリーズ内において最もコストのかかる内歯歯車を完全共通化し、僅か１種類のみの内歯歯車にて（同一のサブシリーズ内の）全ての変速比を得ることができると共に、１つ１つのギヤドモータが非常にコンパクトなシリーズを提供し、もってシリーズ全体としての製造コストを低減すると共に製造時間を短縮することを可能とし、更にシリーズ全体としての在庫コストを低減することのできるギヤドモータのシリーズを提供することを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータと、内歯歯車及び偏心体を介して該内歯歯車と内接しながら揺動回転する外歯歯車を有する内接噛合遊星歯車構造の変速部と、を備えた複数のギヤドモータによって構成されるギヤドモータのシリーズであって、変速比は、低速比から高速比までそれぞれ異なるが、相手機械に対する取合寸法は同一であるような複数のギヤドモータが属するサブシリーズの集合で構成される、ギヤドモータのシリーズにおいて、同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータの変速部は、その全ての内歯歯車が共通とされ、同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータの変速部は、それぞれ内歯歯車と外歯歯車の歯数の差が互いに異なるように設計されたｍ種類のタイプが用意され、該同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータのｍ種類の変速部に対して、前記モータとの間に変速比が互いに異なるように設計されたｎ種類の平行軸歯車構造の副変速部が介在可能に用意され、前記歯数差の異なるｍ種類の内接噛合遊星歯車構造の変速部と、前記ｎ種類の平行軸歯車構造の副変速部とにより、同一のサブシリーズにおいてｍ×ｎ種類の変速比バリエーションのギヤドモータが用意されると共に、前記平行軸歯車構造の副変速部が、モータの軸上に設けられたピニオンと、該ピニオンの外周に複数設けられたギヤとで構成され、前記内接噛合遊星歯車構造の変速部が、該副変速部の複数のギヤの軸上にそれぞれ設けられた複数の偏心体を介して前記外歯歯車を揺動回転させる構成とされ、且つ、前記内歯歯車と外歯歯車の歯数の差が互いに異なるように設計されたｍ種類のタイプは、それぞれの歯数差が等比級数となるように設計されていることにより、上記課題を解決したものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。
【００４３】
これまでの説明で明らかなように、本発明の特徴は、多種類の大きさ（容量）及び多種類の変速比のこの種のギヤドモータをいかにしてシリーズ化するかということにある。しかしながら、本発明の特徴の中には、必然的に該シリーズを構成する１つ１つのギヤドモータの構成が不可分に関係している。そこで、まず本シリーズを構成するギヤドモータの構成を図１５〜図１７を用いて簡単に説明する。この構成は、基本的には前述した図２３、図２４と同一である。しかしながら、「ギヤドモータのシリーズ」としてより合理化するべく、若干の変更が加えられている。
【００４４】
ケーシング１２内の中心部には、モータＭｏによって回転駆動される基軸（モータ軸）２５の先端が装入されている。基軸２５には、ピニオンＳｇp が設けられ、このピニオンＳｇp に３つのギヤＳｇg が噛合されることにより幅変速部Ｓｇが構成されている。
【００４５】
この３つのギヤＳｇg の回転によって３本のシャフト（３本の第１軸）１が同じ方向に同期して回転する。該３本のシャフト１上には、それぞれ２つ（合計では６つ）の偏心体３が取り付けられている。
【００４６】
一方、２枚の外歯歯車Ｅｘは、それぞれ３つの偏心体孔２７を備え、軸受２９を介して偏心体３と嵌合している。この２枚の外歯歯車Ｅｘは、出力軸２と一体的に形成された第１支持ブロック３１と、ケーシング１２に軸受３３を介して回転自在に支持された第２支持ブロック３５とに挟まれるようにして配置されている。第１、第２支持ブロック３１、３５は、キャリアピン３７を介して連結されている。このキャリアピン３７は、外歯歯車Ｅｘに形成されたキャリアピン孔３９を貫通している。２枚の外歯歯車Ｅｘは、それぞれ内歯歯車Ｉｎと内接噛合している。内歯歯車Ｉｎはケーシング１２の一部を兼ねている。
【００４７】
３本のシャフト１、偏心体３、外歯歯車Ｅｘ、内歯歯車Ｉｎ、出力軸２等から主変速部Ｍｇが構成されている。
【００４８】
次にこの構造の作用を説明する。
【００４９】
基軸（モータ軸）２５が回転すると、ピニオンＳｇp を介してギヤＳｇg が同一速度で減速回転し、３本のシャフト（３本の第１軸）１が基軸２５とは逆方向に同一速度で回転する。３本のシャフト１にはそれぞれ偏心体３が設けられており、当該偏心体３が同方向に同一速度で回転することにより、軸受２９を介して外歯歯車Ｅｘが基軸２５に対して偏心・揺動回転を行う。内歯歯車Ｉｎはケーシング１２の一部を兼ね、固定状態にあるため、外歯歯車Ｅｘは内歯歯車Ｉｎに内接しながら揺動・回転することになる。今、図示の例では外歯歯車Ｅｘの歯数は５８、内歯歯車Ｉｎの歯数は６０であり、その歯数差は２である。従って、シャフト１が１回転する毎に、外歯歯車Ｅｘは内歯歯車Ｉｎに対して２歯分だけずれる（自転する）ことになる。
【００５０】
この「ずれ」、即ち外歯歯車Ｅｘの自転は、３本のシャフト１を介して第１、第２支持ブロック３１、３５に伝わる。各支持ブロック３１、３５に伝わった外歯歯車Ｅｘの自転成分は、両支持ブロック３１、３５がキャリアピン３７を介して一体化されているため合力となって第１支持ブロック３１と一体化されている出力軸２から取り出される。
【００５１】
この結果、３本のシャフト１が１回転すると、出力軸２が−２／５８回転することになる。
【００５２】
以上の結果、副変速部ＳｇにおいてピニオンＳｇp とギヤＳｇg の比だけ減速され、主変速部Ｍｇにおいて、これが更に２／５８だけ減速されることになる（歯数差が２の場合）。なお、回転方向は、副変速部Ｓｇで逆転し、更に主変速部Ｍｇで逆転するため、結果としてモータＭｏの出力軸である基軸２５と同じ方向の回転が出力されることになる。
【００５３】
ここで、内歯歯車Ｉｎと外歯歯車Ｅｘの歯数差がＸである場合は、３本のシャフト１が１回転したときに外歯歯車Ｅｘの「ずれ」、即ち自転が歯数差１の場合のＸ倍となるため、得られる減速比はＸ／Ｎとなる。従って、内歯歯車Ｉｎが共通でも、外歯歯車Ｅｘを歯数差の種類の数だけ（ｍ種類だけ）用意するのみでｍ種類の主変速部Ｍｇのタイプが得られることになる。
【００５４】
従って、これに加えて副変速部ＳｇでのピニオンＳｇp とギヤＳｇg の組合せをｎ種類用意することにより、結果としてｍ×ｎ種類の変速比バリエーションのギヤドモータを得ることができることになる。
【００５５】
これが、本発明に係るシリーズの大きな特徴となっているため、以下詳しく説明する。
なお、本発明では、前記ｍ種類のタイプは、それぞれの歯数差が等比級数となるように設計されるべきであるが、説明の便宜上、等比級数となっていないものから、順に説明していく。
【００５６】
本発明に係るギヤドモータのシリーズは、サブシリーズの集合で構成されているという基本構成は従来と同様である。即ち、図２１に示されるように、この実施形態に係るシリーズも、サブシリーズＡ、Ｂ、Ｃ・・・Ｊの集合で構成される。
【００５７】
サブシリーズＡに属するギヤドモータＧａ1 、Ｇａ2 ・・・Ｇａk は、それぞれ容量Ｃａが同一、即ち相手機械に対する取合い寸法Ｌａが同一とされ、変速比がＲａ1 、Ｒａ2 、・・・Ｒａk にそれぞれ設定されている。
【００５８】
同様に、サブシリーズＢに属するギヤドモータＧｂ1 、Ｇｂ2 、・・・Ｇｂk は、それぞれ容量Ｃｂが同一、即ち相手機械に対する取合寸法Ｌｂが同一とされ、変速比がＲｂ1 、Ｒｂ2 、・・・Ｒｂk にそれぞれ設定されている。
【００５９】
サブシリーズＣ以降も全く同様の構成が採用されている。
【００６０】
以下図１〜図３を用いてサブシリーズＡの構成について詳細に説明する。
【００６１】
図１〜図３では、わかり易さを優先し、ｍ＝３、ｎ＝４、ｋ＝ｍ×ｎ＝１２の例が示されている。
【００６２】
サブシリーズＡに属する１２個のギヤドモータＧａ（Ｇａ1 、Ｇａ2 、・・・Ｇａ12）は、その主変速部Ｍｇａとして内歯歯車Ｉｎａと外歯歯車Ｅｘａ（Ｅｘａ1 、Ｅｘａ2 、Ｅｘａ3 ）の歯数の差が互いに異なるように設定された３種類（ｍ＝３）のタイプ（Ｍｇａ1 、Ｍｇａ2 、Ｍｇａ3 ）が用意されている。
【００６３】
これに対し、前述したようにこの３種類の変速部Ｍｇａ1 、Ｍｇａ2 、Ｍｇａ3 に対して、変速比が互いに異なるように設定された４種類（ｎ＝４）の平行軸歯車構造の副変速部Ｓｇａ（Ｓｇａ1 、Ｓｇａ2 、・・・Ｓｇａ4 ）がモータＭｏとの間で介在可能に用意されている。
【００６４】
副変速部Ｓｇａはいずれもその軸心がモータＭｏとも主変速機Ｍｇａとも完全に一致している。これがこのギヤドモータのシリーズの大きな特徴の１つである。
【００６５】
前記歯数差の異なる３種類の内接噛合遊星歯車構造の変速部Ｍｇａと、前記４種類の平行軸歯車構造の副変速部Ｓｇａとにより、サブシリーズＡにおいて３×４＝１２種類の変速比バリエーションのギヤドモータＧａ1 、Ｇａ2 、・・・Ｇａ12が用意される。即ち、ｋ＝３×４＝１２である。これがこのギヤドモータのシリーズのもう１つの大きな特徴である。
【００６６】
サブシリーズＡに属する１２個のギヤドモータＧａ1 、Ｇａ2 、・・・Ｇａ12の主変速部Ｍｇａは、（タイプは３種類用意されているが）その全ての内歯歯車Ｉｎａが共通とされている。
【００６７】
従来のこの種のシリーズにおいて主変速部において何種類かの変速比を得ようとした場合には、前述したように内歯歯車と外歯歯車との歯数差は、全て１に設定するのが常識とされていた。この理由は、内歯歯車と外歯歯車との差が少なければ少ないほど、即ち１であるときに最も大きな変速比をとることができるため、この内接噛合遊星歯車構造を採用している利点、即ち僅か１段の変速部で大きな変速比を得るという利点を最も効率的に得るには、歯数差は「１」であるべきであるという思想が支配していたためと考えられる。
【００６８】
しかしながら、この実施形態に係るシリーズにおいては、この従来の常識を抜本的に見直し、サブシリーズＡで言えば内歯歯車Ｉｎａと外歯歯車Ｅｘａとの歯数差を異ならせることによって主変速部Ｍｇａにおいて多種類（３種類）の変速比Ｒｍａ1 、Ｒｍａ2 、Ｒｍａ3 を実現するようにしたものである。
【００６９】
内歯歯車と外歯歯車との歯数差が１以外の内接噛合遊星歯車構造は、これ自体は公知である。歯数差が１の内接噛合遊星歯車構造で得られる変速比（減速比）を１／Ｘとした場合、前述したように歯数差が２、３、・・・の内接噛合遊星歯車構造のそれは、（基本的に）それぞれ２／Ｘ、３／Ｘ、・・・となる。これは、入力軸（第１軸）の１回転当りにおいて外歯歯車Ｅｘが内歯歯車Ｉｎ対して自転する角度がそれぞれ２倍、３倍、・・・となるためである。
【００７０】
図１〜図３から明らかなように、この実施形態では、このようにして３種類の大きな変速比範囲を主変速部Ｍｇａの側で決定し、その（受け持ち）範囲内で副変速部Ｓｇａによって総合的に得られる変速比をそれぞれ更に４つに分けるようにしている。即ち、主変速部Ｍｇａにおいて得られる３種類の変速比Ｒｍａ1 、Ｒｍａ2 、Ｒｍａ3 と、副変速部Ｓａｇによって得られる４種類の変速比Ｒｓａ1 、Ｒｓａ2 、Ｒｓａ3 、Ｒｓａ4 の組合せ（掛合せ）によって１２種類の総変速比Ｒａ1 〜Ｒａ12を得ている。
【００７１】
【実施例１】
より具体的な実施例を図４に示す。
【００７２】
図４には、（サブシリーズＡの）内歯歯車Ｉｎａの歯数を６０、ｍ＝４としたときの実施例が示されている。図４から明らかなように、このとき外歯歯車の歯数を例えば５９、５８、５６、あるいは５４とすれば、歯数差はそれぞれ１、２、４、６の４種（ｍ＝４）となり、主変速部Ｍｇａの変速比（の分母）はそれぞれ６０、３０、１５、１０となる。従って、これに副変速部Ｓｇａ側の変速比を掛合せれば、これらの値６０、３０、１５、１０をベースとし、これらの間（あるいは６０以上）を埋め得る多数の変速比を容易に得ることができる。なお、この１種類の内歯歯車Ｉｎａと４種の外歯歯車Ｅｘａ（Ｅｘａ1 、Ｅｘａ2 、Ｅｘａ3 、Ｅｘａ4 ）のそれぞれの関係を図示すると、図５〜図８のようになる。
【００７３】
図から明らかなように、いずれの場合も、内歯歯車Ｉｎａの歯数は６０の１種のみであり、共通である。
【００７４】
【実施例２】
図９には内歯歯車Ｉｎａの歯数を１００、同じくｍ＝４としたときの実施例が示されている。この場合に、４種の外歯歯車Ｅｘａ（Ｅｘａ1 、Ｅｘａ2 、Ｅｘａ3 、Ｅｘａ4 ）の歯数をそれぞれ９９、９８、９６、あるいは９２に設定すると、その歯数差は、それぞれ１、２、４、８となり、主変速部Ｍｇａ1 、Ｍｇａ2 、Ｍｇａ3 、Ｍｇａ4 の変速比（の分母）はそれぞれ１００、５０、２５、１２．５となる。
【００７５】
このように、歯数差を１、２、４、８というように２の等比級数に設定すると、主変速部Ｍｇａにおいて得られる変速比Ｒｍａも等比級数的に変化させることができるため、副変速部Ｓｇａの変速比Ｒｓａとの組合せによって得られる総変速比Ｒａも等比級数的に変化させることが容易にできるようになる（本発明の本来的な効果）。従って変速比の設定に関して極めて実用度の高いギヤドモータのシリーズを得ることができるようになる。なお、この実施例２に係る内歯歯車Ｉｎａと外歯歯車Ｅｘａを具体的に図示すると図１０〜図１３のようになる。
【００７６】
図から明らかなように、いずれの場合も、内歯歯車Ｉｎａの歯数は１００の１種類のみであり、共通である。
【００７７】
【実施例３】
一方、図１４に副変速部Ｓｇａの変速比を種々変化させたときの主変速部Ｍｇａとの組合せ例を示す。
【００７８】
図から明らかなように、副変速部ＳｇａのピニオンＳｇａp とギヤＳｇａg の歯数を変化させることにより種々の変速比を得ることができ、これと例えば図５〜図８に示す主変速部Ｍｇａと組合せることにより非常に多種類の総変速比を得ることができるのがわかる。
【００７９】
実際のシリーズの構成にあっては、重量、製造コスト、製造のし易さ、騒音性能、耐久性等を考慮し、重なり合った領域の変速比（例えばαとβで示す領域）のうちの一方をカットして低変速比から高変速比までを連続させれば良い。
【００８０】
図１５〜図１７に示されるように、この実施例では基軸２５の回転を１個のピニオンＳｇp を介して３つのギヤＳｇg で受け、３つのシャフト（第１軸）１を同じ方向に同期して回転させ、該３つのシャフト２０３上にそれぞれ配置した３つの偏心体３を介して外歯歯車Ｅｘを揺動回転させるような構成としている。
【００８１】
そのため、副変速部Ｓｇを有しながら、基軸２５と主変速部Ｍｇの出力軸２とを同芯に維持にすることができるため、特にギヤドモータのシリーズとして製品化する場合にそのコンパクト性を向上させることができるという点で非常に有利となる。
【００８２】
この構成は従来は前述したように、内歯歯車を共通化するという概念がなかったため、その利点は認められながらも、該構成のギヤドモータを「シリーズ」として展開すると、個々の部品数があまりに多くなるため、現実には、「シリーズ」のベース構造として採用されることはなかった。しかしながら、本発明によって、内歯歯車が共用化できたことから、「シリーズ」のベース構造として使用し得るようになり、その構造本来のメリットをシリーズ化されたギヤドモータ（任意の変速比で且つ任意の大きさで）得られるようになった。
【００８３】
なお、本発明に係るシリーズを構成する具体的なギヤドモータの構造は、図１５〜図１７の例に限定されない。例えば図１８に示されるように軸受構造を変更してもよい。これにより、より剛性を強化することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、従来と同様の広く、且つ細かい（多種類の）の変速比を確保しながら、同一のサブシリーズにおいては内歯歯車を僅か１種類で済ますことができるようになり、シリーズ全体のギヤドモータの１つ１つを非常に容易に且つ短時間で製造できるようになると共に、その製造コスト及び在庫コストを激減させることができるようになるという優れた効果が得られる。しかもシリーズもののギヤドモータとして最大の課題の１つであったコンパクト性を実現できるようになるという大きな効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたシリーズの実施形態に係るサブシリーズＡの構成例を示す表
【図２】同じくサブシリーズＡを構成する主変速部と副変速部の組合せ例を示した説明図
【図３】同じく主変速部と副変速部とで得られる変速比の組合せ例を示した表
【図４】内歯歯車の歯数を６０としたときに得られる主変速部の変速比の例を示した表
【図５】図４の表において、変速比１／６０を得るための内歯歯車と外歯歯車を具体的に図示した線図
【図６】図４の表において変速比１／３０を得るための内歯歯車と外歯歯車を具体的に図示した線図
【図７】図４の表において変速比１／１５を得るための内歯歯車と外歯歯車を具体的に図示した線図
【図８】図４の表において変速比１／１０を得るための内歯歯車及び外歯歯車を具体的に図示した線図
【図９】内歯歯車の歯数を１００としたときに得られる主変速部の変速比の例を示した表
【図１０】図９の表において変速比１／１００を得るための内歯歯車及び外歯歯車を具体的に図示した線図
【図１１】図９の表において変速比１／５０を得るための内歯歯車及び外歯歯車を具体的に図示した線図
【図１２】図９の表において変速比１／２５を得るための内歯歯車及び外歯歯車を具体的に図示した線図
【図１３】図９のグラフにおいて変速比１／１２．５を得るための内歯歯車及び外歯歯車を具体的に図示した線図
【図１４】副変速部と主変速部との組合せにより具体的に得られる変速比（の分母）の例を示したグラフ
【図１５】本発明に係るシリーズを構成するためのギヤドモータ構造例を示した断面図
【図１６】図１５の矢視XVI −XVI 線に沿う断面図
【図１７】図１５の矢視XVII−XVII線に沿う拡大断面図
【図１８】本発明に係るギヤドモータのシリーズを構成するためのギヤドモータの他の構造例を示した断面図
【図１９】従来の内接噛合遊星歯車構造のギヤドモータの構造例を示す断面図
【図２０】図１９のXX−XX線に沿う断面図
【図２１】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用したギヤドモータのシリーズの構成例を示すグラフ
【図２２】上記従来のギヤドモータのシリーズを改良するために該シリーズに属するギヤドモータを改良した例を示す図１８相当の断面図
【図２３】副変速部を有した内接噛合遊星歯車構造の例を示した断面図
【図２４】図２３の矢視XXIV−XXIV線に沿う断面図
【符号の説明】
Ｉｎ…内歯歯車
Ｉｎａ…サブシリーズＡの内歯歯車
Ｅｘ…外歯歯車
Ｅｘａ…サブシリーズＡの外歯歯車
Ｍｇ…主変速部
Ｍｇａ…サブシリーズＡの主変速部
Ｓｇ…副変速部
Ｓｇａ…サブシリーズＡの副変速部
Ｒ1 、Ｒ2 、・・・Ｒk …総変速比
Ｒａ1 、Ｒａ2 、・・・Ｒａk …サブシリーズＡの総変速比
Ｒｍ1 、Ｒｍ2 、Ｒｍ3 …主変速部の変速比
Ｒｍａ1 、Ｒｍａ2 、Ｒｍａ3 …サブシリーズＡの主変速部の変速比
Ｒｓ1 〜Ｒｓ4 …副変速部の変速比
Ｒｓａ1 〜Ｒｓａ4 …サブシリーズＡの副変速部の変速比

Claims (1)

1. モータと、内歯歯車及び偏心体を介して該内歯歯車と内接しながら揺動回転する外歯歯車を有する内接噛合遊星歯車構造の変速部と、を備えた複数のギヤドモータによって構成されるギヤドモータのシリーズであって、
   変速比は、低速比から高速比までそれぞれ異なるが、相手機械に対する取合寸法は同一であるような複数のギヤドモータが属するサブシリーズの集合で構成される、ギヤドモータのシリーズにおいて、
   同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータの変速部は、その全ての内歯歯車が共通とされ、
   同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータの変速部は、それぞれ内歯歯車と外歯歯車の歯数の差が互いに異なるように設計されたｍ種類のタイプが用意され、
   該同一のサブシリーズに属する各ギヤドモータのｍ種類の変速部に対して、前記モータとの間に変速比が互いに異なるように設計されたｎ種類の平行軸歯車構造の副変速部が介在可能に用意され、
   前記歯数差の異なるｍ種類の内接噛合遊星歯車構造の変速部と、前記ｎ種類の平行軸歯車構造の副変速部とにより、同一のサブシリーズにおいてｍ×ｎ種類の変速比バリエーションのギヤドモータが用意されると共に、
   前記平行軸歯車構造の副変速部が、モータの軸上に設けられたピニオンと、該ピニオンの外周に複数設けられたギヤとで構成され、
   前記内接噛合遊星歯車構造の変速部が、該副変速部の複数のギヤの軸上にそれぞれ設けられた複数の偏心体を介して前記外歯歯車を揺動回転させる構成とされ、且つ
   前記内歯歯車と外歯歯車の歯数の差が互いに異なるように設計されたｍ種類のタイプは、それぞれの歯数差が等比級数となるように設計されている
   ことを特徴とするギヤドモータのシリーズ。

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