JP4688909B2 - 内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズ - Google Patents

Description

本発明は、変速機のシリーズ、特に内接噛合遊星歯車構造を採用した複数の変速機によって構成される変速機のシリーズに関する。

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タイプの変速機が、例えば特許文献１等により知られている。

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。図において、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中実の入力軸（主回転軸）１０３の先端が図中右側から挿入されている。

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５中左側）１０４と第２の支持ブロック（図５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１０６ａ、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。

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、１０５の外周寄りの位置に配置されており、入力軸１０３と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている（図６参照）。

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。

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。

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１５５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。

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１０３と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されており、図６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１０９ａ、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。

各偏心体軸１０８の第１の支持ブロック１０４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。

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１１４、１１５が形成されており、それら中心孔１１４、１１５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。

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１１６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）。

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。

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１１７ａ、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、１１８ｂは、図６に示すように、その中心Ｏｇが入力軸１０３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。

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、１０５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。

偏心体軸１０８を支持する図５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。

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。

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５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１０５寄りの偏心体軸受１２０ｂは、左端側が両偏心体１１７ａ、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。

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。

前記外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯１２４を有しており、この外歯歯車１１８ａ、１１８ｂの外周側には、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂ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１０１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。

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、１６０ｂ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１５０及びキャリアスペーサ１５４が貫通している。

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、１１８ｂ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α分余裕のある大きさの円孔として形成されている。

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１５５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。

次に作用を説明する。

ここでは、まず、仮にケーシング１０１が固定され、第１、第２の支持ブロック１０４、１０５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。

入力軸１０３が回転すると、その回転は、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。３本の偏心体軸１０８には、それぞれ２つの偏心体１１７ａ、１１７ｂが設けられており、当該偏心体１１７ａ、１１７ｂ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１１８ａ、１１８ｂが入力軸１０３に対して揺動回転を行う。

ここではケーシング１０１が固定、即ち内歯歯車１２５が固定されている場合を想定しているから、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは、内歯歯車１２５によって自由な自転が拘束された状態で、内歯歯車１２５に内接しながら揺動することになる。今、例えば外歯歯車１１８ａ、１１８ｂ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１０８が１回転する毎に、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは内歯歯車１２５に対して１歯分だけずれる（自転する）ことになる。

この「ずれ」、即ち外歯歯車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１、第２の支持ブロック１０４、１０５に伝わった回転力は、両支持ブロック１０４、１０５がキャリアピン１５０を介して一体化されていることで、合力となって第１の支持ブロック１０４から、同支持ブロック１０４に連結された相手部材Ｐに取り出される。なお、両支持ブロック１０４、１０５は、偏心体軸１０８が１回転すると、−１／Ｎ回転に減速される。

上の説明では、ケーシング１０１を固定し、第１の支持ブロック１０４から出力を取り出す場合の作用を述べたが、第１、第２の支持ブロック１０４、１０５を固定し、ケーシング１０１側から出力を取り出すこともできる。その場合、ケーシング１０１から、前記第１、第２の支持ブロック１０４、１０５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。

このように、ケーシング１０１側を固定して両支持ブロック１０４、１０５側から減速回転出力を取り出してもよいし、両支持ブロック１０４、１０５側を固定して、ケーシング１０１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には、前者をキャリア回転形、後者をケース回転形と呼ぶ。

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。

又、偏心体軸１０８の本数は、２本でもよいが、実用上は外歯歯車１１８ａ、１１８ｂを安定して保持すると共に、該外歯歯車１１８ａ、１１８ｂを貫通する支持ブロック１０４、１０５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。

又、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂ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（図示例では２枚であるが、３枚以上であってもよいし、１枚であってもよい）に設定されている。

次に別のタイプの構造として、中空の第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を採用したタイプの変速機が知られている。

この構造の従来例を図７及び図８に示す。図において、符号２０１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２０１は、筒壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔２０２を有している。ケーシング２０１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（第１軸）２０３が配設されている。

ケーシング２０１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７中左側）２０４と第２の支持ブロック（図７中右側）２０５とが互いに対向して配置されている。これら第１、第２の支持ブロック２０４、２０５は第２軸に相当する。第１の支持ブロック２０４の外端面（左端面）は相手部材取付面２０４ａとされ、ケーシング２０１外に若干突き出ている。この相手部材取付面２０４ａには、図８に示すように、相手部材固定用ボルトをねじ込むためのねじ穴２５６が形成されている。これら第１、第２の支持ブロック２０４、２０５は、それぞれ軸受２０６ａ、２０６ｂを介してケーシング２０１の内周に回転自在に支持されている。

両支持ブロック２０４、２０５は、入力軸２０３と平行に配した３本のキャリアボルト２５０により、キャリアスペーサ２５４を介して所定の間隔で一体に連結・固定され、全体でキャリアを構成している。キャリアボルト２５０は、入力軸２０３と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている（図８参照）。第１の支持ブロック２０４及び第２の支持ブロック２０５には、各キャリアボルト２５０のねじ孔２５１及び座ぐり２５３付きの挿通孔２５２がそれぞれ形成されており、キャリアボルト２５０は第２の支持ブロック２０５側から座ぐり２５３付きの挿通孔２５２に通され、第１の支持ブロック２０４のねじ孔２５１に締結されている。

第１の支持ブロック２０４、第２の支持ブロック２０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔２１４、２１５が形成されており、それら中心孔２１４、２１５の内周に入力軸２０３が軸受２０９ａ、２０９ｂを介して回転自在に支持されている。入力軸２０３は貫通孔２０３ａを有する中空軸により構成され、入力軸２０３の軸受２０９ａ、２０９ｂ間の外周には、所定位相差（この例では１２０°）をもって偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃが一体に形成されている。それぞれの偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃには、軸受２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを介して３枚の外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃが取付けられている。軸受２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、コロ２２１と内輪２２２を有するもので、偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃの外周に内輪２２１を嵌合することで取付けられている。

又、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃには内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃが複数個設けられ、内ピン２０７及び内ローラ２０８が、内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃを貫通している。これら外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃを貫通する内ピン２０７は、キャリアボルト２５０と同一ピッチ円上に配されており、各内ピン２０７の両端は、第１、第２の支持ブロック２０４、２０５の内ピン保持孔２１０、２１１に嵌合固定されている。

なお、キャリアボルト２５０は、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃに形成された内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃを非接触で貫通している。

又、前記外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯２２４を有しており、この外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの外周側には、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃが噛合する内歯歯車２２５が配設されている。内歯歯車２２５はケーシング２０１の内周に、ケーシング２０１と一体に形成されており、外ピン２２６からなる内歯を有している。なお、外ピン２２６は、図示しない外ピン孔に遊嵌され、回転し易く保持されている。

次に作用を述べる。

ここでは、ケーシング２０１が固定され、第１、第２の支持ブロック２０４、２０５で構成したキャリアから減速回転出力を取り出す場合を想定して説明する。

入力軸２０３が１回転すると偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃが１回転する。この偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃの１回転により、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃも入力軸２０３の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車２２５によってその自転が拘束されているため、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、この内歯歯車２２５に内接しながらほとんど揺動のみを行うことになる。

今、例えば外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの歯数をＮ、内歯歯車２２５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２０３の１回転毎に外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃはケーシング２０１に固定された内歯歯車２２５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２０３の１回転が外歯歯車の−１／Ｎの回転に減速されたことを意味する。

この外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの回転は内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ及び内ピン２０７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２０７を介して出力軸２へと伝達される。

ここにおいて、内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ及び内ピン２０７（内ローラ２０８）は「等速度内歯車機構」を形成している。

この結果、結局減速比−１／Ｎの減速が達成される。

なお、上記の説明では、内歯歯車２２５を有するケーシング２０１を固定し、第１軸を入力軸２０３、第２軸としての支持ブロック２０４、２０５を出力軸としていたが、支持ブロック２０４、２０５を固定し、内歯歯車２２５を出力軸とすることによっても減速機を構成可能である。更に、これらの入出力を逆転させることにより、増速機を構成することも可能である。

なお、上記の例では、外歯歯車を３枚にしているが、この場合も１８０°の位相差を持たせて２枚の外歯歯車にしてもよく、又１枚でもよい。複列の外歯歯車を配置することで、主に伝達容量の増大、強度の維持、あるいは回転バランスの保持を実現できる。

以上で中実の入力軸タイプと中空の入力軸タイプの機構の異なる２種類の変速機について説明したが、これらは、高精度、高性能の減速機としての機能を果たすものであるので、例えば産業ロボットの関節等の制御装置として広く利用されている。その場合、特に後者の中空の入力軸を採用したタイプは、ケーブル等をその中空の入力軸２０３に通すことができるメリットを提供することができるものである。

ところで、上記の２種類の変速機は、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、それぞれに別系統の「シリーズ」として用意されている。

即ち、図９に一つのシリーズが示されるように、各タイプの変速機のシリーズは、一般に「枠番」と称されるサブシリーズＡ、Ｂ、Ｃ、・・・Ｊの集合としてそれぞれに構成される。

サブシリーズ（枠番）Ａには、変速比がＲ１の変速機Ｇａ１、変速比がＲ２の変速機Ｇａ２、変速比がＲ３の変速機Ｇａ３・・・及び変速比がＲｋの変速機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、減速比の場合、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。

このサブシリーズＡに属する変速機Ｇａ１〜Ｇａｋは、いずれも相手機械に対する取合寸法Ｌａ（容量Ｃａと略同義）が同一の値に統一されている。従って、サブシリーズＡに属する変速機Ｇａ１〜Ｇａｋは、いずれも取付けに際して互換性を有している。

サブシリーズ（枠番）Ｂにも全く同様に変速比がＲ１の変速機Ｇｂ１、変速比がＲ２の変速機Ｇｂ２・・・変速比がＲｋの変速機Ｇｂｋが用意されている。サブシリーズＢに属する変速機Ｇｂ１〜Ｇｂｋは、サブシリーズＡに属する変速機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に属する変速機Ｇａ１〜ＧａｋとサブシリーズＢに属する変速機Ｒｂ１〜Ｇｂｋ間には互換性はないが、サブシリーズＢに属する変速機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。

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）種類の変速機Ｇａ１〜Ｇａｋ、Ｇｂ１〜Ｇｂｋ、・・・Ｇｊ１〜Ｇｊｋにより１つのタイプの「変速機のシリーズ」が構成される。

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。

ユーザは、このようにして多種類用意された変速機Ｇａ１〜Ｇａｋ、Ｇｂ１〜Ｇｂｋ、・・・Ｇｊ１〜Ｇｊｋの中から任意の容量（サブシリーズ）の任意の変速比の変速機を選定し、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。

特開平５−２７２５９８号公報

ところで、このように多種類の変速機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、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、変速比毎に外歯歯車を用意している。しかも、従来では、図５、図６に示したタイプの変速機のシリーズと、図７、図８に示したタイプの変速機のシリーズとを独立に系列化させているので、機構の違うタイプ毎に、多種類の外歯歯車を用意していた。

本発明は、上記事情を考慮し、異なるタイプの変速機のシリーズの部品の共用化を図ることで、全体の部品点数の削減を図り、もって安価な変速機の提供を可能にする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、中空の第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、前記外歯歯車に形成した内ピン孔を介して外歯歯車の自転成分のみを伝達するように前記外歯歯車に連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用した第１のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるための取合寸法は同一であるような複数の変速機からなるサブシリーズの集合で構成すると共に、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、各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ピン；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第２のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるための取合寸法は同一であるような複数の変速機からなるサブシリーズの集合で構成し、前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される偏心体の軸受孔の直径及び軸中心に対する形成位置と、キャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置をそれぞれ同一に設定し、前記第１のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される内ピン孔の直径及び軸中心に対する形成位置と、前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される前記共通化された偏心体の軸受孔及びキャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置とをそれぞれ同一に設定したことにより、上記課題を解決したものである。

なお、本発明における「内ピン孔」の概念には、前述した従来例のように滑り性能向上のために内ピンに内ローラが付設されている場合には「内ローラ孔」の概念を含むものとする。

本発明によれば、各孔等の位置を一致させることができるため、外歯歯車の共通部品化を促進できる。

以上説明したように、本発明によれば、各孔等の位置を一致させることができるため、外歯歯車の共通部品化を促進できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明に係る変速機のシリーズは、２つのタイプの変速機のシリーズの一部の部品（外歯歯車）を共通化したものである。各タイプの変速機のシリーズは、従来と同様に図９に示されるように、サブシリーズＡ、Ｂ、・・・Ｊの集合で構成されており、相対応するサブシリーズにおける内歯歯車を一体に有するケーシングと外歯歯車とがタイプの別に拘わらず共通部品化されている。

図１〜図４を用いて共通部品化した内歯歯車付きケーシングと外歯歯車とを使用して組み立てられた中空入力軸タイプの減速機を説明する。

この減速機は、まず、別のタイプである中実入力軸タイプの減速機を構成する場合と共通の円筒状のケーシング５０１と外歯歯車５１８ａ、５１８ｂとを有している。ケーシング５０１は、筒壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔５０２を有している。ケーシング５０１内の中心部には、モータＭによって回転駆動される中空の入力軸（第１軸）５０３が配設されている。

ケーシング５０１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１中左側）５０４と第２の支持ブロック（図１中右側）５０５とが互いに所定の間隔をおいて対向して配置されている。これら第１、第２の支持ブロック５０４、５０５は第２軸に相当する。第１の支持ブロック５０４の外端面（左端面）は相手部材取付面５０４ａとされ、ケーシング５０１外に若干突き出ている。この相手部材取付面５０４ａには、図３に示すように、相手部材固定用ボルトをねじ込むためのねじ穴５５６が形成されている。これら第１、第２の支持ブロック５０４、５０５は、それぞれ軸受５０６ａ、５０６ｂを介してケーシング５０１の内周に回転自在に支持されている。

第１の支持ブロック５０４、第２の支持ブロック５０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔５１４、５１５が形成されており、それら中心孔５１４、５１５の内周に入力軸５０３が軸受５０９ａ、５０９ｂを介して回転自在に支持されている。入力軸５０３は貫通孔５０３ａを有する中空軸により構成されており、図１の右側端面には、例えば伝動歯車５９１を取り付けるための多数のねじ孔５９２が設けられている。伝動歯車５９１は、モータＭの出力軸に取り付けたピニオン５９３と噛合し、モータＭの回転を入力軸５０３に伝える役割を果たす。

入力軸５０３の軸受５０９ａ、５０９ｂ間の外周には、所定位相差（この例では１８０°）をもって偏心体５１７ａ、５１７ｂが一体に形成されている。それぞれの偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周には、軸受を構成する多数のコロ５２１を介して２枚の外歯歯車５１８ａ、５１８ｂが嵌合されている。軸受はコロ５２１と図示しないリテーナとによって構成されており、内輪が省略されている。そして、コロ５２１が直接偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周に転接するように配されている。この場合、偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周に直接コロ５２１を接触させるので、偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周面は、浸炭処理等の表面硬化処理が施されている。

又、外歯歯車５１８ａ、５１８ｂには内ローラ孔５２８ａ、５２８ｂが複数個設けられ、内ピン５０７及び内ローラ５０８が、各内ローラ孔５２８ａ、５２８ｂを貫通している。これら外歯歯車５１８ａ、５１８ｂを貫通する内ピン５０７は、キャリアボルトを兼ねるものであり、両端が第１、第２の支持ブロック５０４、５０５に連結されることで、両支持ブロック５０４、５０５を所定の間隔で一体に連結・固定し、全体でキャリアを構成している。

この場合、内ピン５０７の両端には、段付き部５０７ａを介して、両支持ブロック５０４、５０５の内ピン保持孔５１０、５１１に嵌合する小径部５０７ｂが設けられ、そのさらに端部側に雄ねじ５０７ｃが設けられている。そして、内ピン保持孔５１０、５１１に設けた座ぐり穴５１０ａ、５１１ａ内で、内ピン保持孔５１０、５１１を貫通した内ピン５０７の両端の雄ねじ５０７ｃに、六角穴付きナット５１２を締結することにより、両支持ブロック５０４、５０５と内ピン５０７が連結し一体化されている。

なお、内ピン５０７は、図３、図４に示すように、入力軸５０３と同心の円周上に周方向に等間隔で多数本配設されている。

又、前記外歯歯車５１８ａ、５１８ｂは外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯５２４を有しており、この外歯歯車５１８ａ、５１８ｂの外周側には、外歯歯車５１８ａ、５１８ｂが噛合する内歯歯車５２５が配設されている。内歯歯車５２５はケーシング５０１の内周にケーシング５０１と一体に形成されており、外ピン５２６からなる内歯を有している。なお、外ピン５２６は、図示しない外ピン孔に遊嵌され、回転し易く保持されている。

この減速機の作用は、図７、図８で示したものと同様であるので説明は省略する。

この減速機の場合、入力軸５０３が中空であり、しかも、入力軸５０３に一体に形成した偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周上に、軸受内輪を介さずに、外歯歯車５１８ａ、５１８ｂを回転自在に支持するコロ５２１を直接配設したので、入力軸５０７の中空径をできるだけ大きくとることができる。従って、入力軸５０３の内部にケーブル等を一層通しやすくなる。

以上においては、図１〜図４を参照して、内歯歯車５２５を一体に有するケーシング５０１と、外歯歯車５１８ａ、５１８ｂとを使用して組み立てた中空入力軸タイプの減速機を説明したが、同じケーシング５０１と外歯歯車５１８ａ、５１８ｂを使用することで、図５、図６に示した中実入力軸タイプの減速機を構成することができる。

説明の分かりやすさを優先して、第１のタイプの変速機のシリーズである図１〜図４の変速機に対し、前述した従来の第２のタイプの変速機のシリーズである図５及び図６の変速機を合わせることで、両者のケーシング及び外歯歯車の共通化を図ることについて説明する。

先ず、図６における外歯歯車１１８ａ、１１８ｂ（図６には１１８ａ側のみ図示）に形成される偏心体軸受孔１１９ａ、１１９ｂの直径ａ１及び軸中心に対する形成位置（半径）ｒ１と、キャリアピン１５０の嵌挿孔１２８ａ，１２８ｂの直径ａ２及び軸中心に対する形成位置（半径）ｒ２をそれぞれ同一に設定する（ａ１＝ａ２、ｒ１＝ｒ２）。

又、前記第１のタイプの変速機である図１〜図４の変速機での外歯歯車５１８ａ、５１８ｂに形成される内ローラ孔５２８ａ、５２８ｂの数（この例では１４個）、直径Ａ１及び軸中心に対する形成位置（半径）Ｒ１に対し、前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車５１８ａ、５１８ｂに形成される前記共通化された偏心体軸受孔１１９ａ，１１９ｂ及びキャリアピン１５０の嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂの合計数、直径ａ１、ａ２及び軸中心に対する形成位置ｒ１，ｒ２をそれぞれ同一に設定する。

即ち、偏心体軸受孔１１９ａ，１１９ｂ及びキャリアピン嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂの合計数を１４個に設定し、Ａ１＝ａ１＝ａ２、Ｒ１＝ｒ１＝ｒ２にそれぞれ設定する。

これにより前記第１のタイプの変速機のシリーズと第２のタイプの変速機のシリーズの相対応するサブシリーズにおける外歯歯車（この説明では５１８ａ、５１８ｂと１１８ａ、１１８ｂ）を完全共通部品化できる。

一方、第１のタイプの変速機である図５、図６のケーシング（内歯歯車）１０１と、第２のタイプの変速機である図１〜図４のケーシング（内歯歯車）５０１のそれぞれに形成される取付用ボルト孔１０２、５０２の数、直径ａ３、Ａ３及び軸中心に対する形成位置ｒ３、Ｒ３をそれぞれ同一に設定する。即ち、この例では取付ボルト孔１０２の数を１６個に増加し、その直径ａ３をＡ３に、軸中心に対する形成位置ｒ３をＲ３にそれぞれ一致させる。

これにより、前記第１のタイプの変速機のシリーズと第２のタイプの変速機のシリーズの相対応するサブシリーズにおける内歯歯車（この説明では５０１と１０１）を完全共通部品化できる。

従って、今まで全く別のシリーズとして部品の共通化が図られていなかったものを一部共通化することにより、部品点数の削減を図ることができ、もって安価な変速機を提供できるようになる。

なお、各例とも形成する孔の数については、形成位置及び半径が同一ならば、例えば一方のタイプを他方のタイプに対して一つ置きに重なるように、或いは一部のみが重なるように選択的に形成するようにしても、完全共用部品化ではなくなるが、実質的な共用部品化を実現することができる。

本発明の実施形態の減速機の一例を示す断面図 図１のII−II矢視図 図１のIII−III矢視図 図１のIV−IV矢視図 従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機の断面図 図５のVI−VI矢視図 従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した別のタイプの変速機の断面図 図５のVIII−VIII矢視図 従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズの一覧を示す図

１０１…ケーシング
１０３…入力軸（主回転軸）
１０８…偏心体軸
１１３…伝動歯車
１１６…ピニオン
１１７ａ，１１７ｂ…偏心体
１１８ａ、１１８ｂ…外歯歯車
１０４、１０５…支持ブロック
１５０…キャリアピン（キャリア体）
５０１…ケーシング
５０３…入力軸（第１軸）
５０４、５０５…支持ブロック（第２軸）
５０７…内ピン（自転成分のみを伝達する手段）
５１７ａ，５１７ｂ…偏心体
５１８ａ，５１８ｂ…外歯歯車
５２５…内歯歯車

Claims (3)

1. 中空の第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、前記外歯歯車に形成した内ピン孔を介して外歯歯車の自転成分のみを伝達するように前記外歯歯車に連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用した第１のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるための取合寸法は同一であるような複数の変速機からなるサブシリーズの集合で構成すると共に、
   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、各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ピン；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第２のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるための取合寸法は同一であるような複数の変速機からなるサブシリーズの集合で構成し、
   前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される偏心体の軸受孔の直径及び軸中心に対する形成位置と、キャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置をそれぞれ同一に設定し、
   前記第１のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される内ピン孔の直径及び軸中心に対する形成位置と、前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形成される前記共通化された偏心体の軸受孔及びキャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置とをそれぞれ同一に設定したことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズ。
2. 請求項１において、
   前記第１のタイプの変速機のシリーズにおける内歯歯車と前記第２のタイプの変速機のシリーズにおける内歯歯車のそれぞれに形成される取付用ボルト孔の直径及び軸中心に対する形成位置をそれぞれ同一に設定したことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズ。
3. 請求項１又は２において、
   前記第１のタイプの変速機のシリーズにおける第１軸に偏心体を一体に形成すると共に、該偏心体の外周に直接コロを介して外歯歯車を回転可能に嵌合したことを特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズ。

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