JP5771157B2 - 偏心揺動型の減速機のシリーズ - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動型の減速機のシリーズに関する。

特許文献１に、偏心揺動型の減速機が開示されている。この減速機は、キャリヤ体に支持された外歯歯車（遊星歯車）が、揺動しながら内歯歯車と噛合し、該噛合の際に生じる両歯車の相対回転を、取り出す構成としたものである。通常、内歯歯車と外歯歯車の相対回転は、ケーシングとキャリヤ体との相対回転として取り出される。このため、ケーシングとキャリヤ体は、「主軸受」と称される最も大きな軸受を介して相対回転可能とされている。

この種の減速機は、ユーザの多様な要求を満たすために、さまざまなタイプが用意されている。例えば、産業ロボットの用途等において、減速機の中央部に配管やロッド等を通す必要がある場合を考慮して、非常に大きなホロー径の中空部を有する減速機が提供されている。あるいは、そのような要請がないユーザに対しては、小さなホロー径の中空部を有する減速機、あるいは中空部が全くない（中実の）減速機も提供されている。

また、さまざまな大きさの装置を駆動するために、同一のタイプの減速機ごとに、伝達トルク（出力トルク、ピークトルク、定格トルク等の概念を含む）および外部モーメントに対する許容モーメントの大小に基づいて決定される区分（大小区分）が複数設定され、それぞれの大小区分に対応する大きさ（寸法）の減速機の一群が「シリーズ」として複数用意されるのが一般的である。

しかしながら、このように複数のタイプの減速機のそれぞれについて、複数の大小区分に属する減速機を用意するというのは、メーカーサイドから見た場合、それだけ個々の部材の部品点数が増えることを意味するため、ユーザのニーズに応じて幅広く多種多様の減速機を用意すればする程、管理費用が上昇し、最終的に減速機のコストが上昇する要因となってしまう。

特開２００１−１８７９４５号公報（図１、段落［００６５］）

ここで、径の大きくなる主軸受はコストのかさむ部品の１つであるが、その性質上、許容モーメントに影響を与える部材であることもあり、共用化はなされておらず、個々の大小区分ごとに個別の設計で製作されていたというのが実情である。

本発明は、このような状況において、減速機のタイプと伝達トルクとの関係をより広く吟味し直すことによってなされたものであって、偏心揺動型の減速機の主軸受の共用化を図り、シリーズとしてのコストを低減することをその課題としている。

本発明は、遊星歯車が揺動しながら内歯歯車と噛合するとともに、該遊星歯車の軸方向側部に主軸受にて支持されたキャリヤ体を有する構成とされた偏心揺動型の減速機を、出力トルクの大小に基づいて決定される複数の大小区分において備えた偏心揺動型の減速機のシリーズにおいて、中空部を有する減速機で構成される第１のサブシリーズと、同一の大小区分において、第１のサブシリーズの中空部のホロー径より小さなホロー径の中空部を有するか、または中空部を有さない減速機で構成される第２のサブシリーズと、を備え、前記第１のサブシリーズの特定の前記大小区分の減速機の前記キャリヤ体を支持する前記主軸受を、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分より大きな大小区分の減速機の前記キャリヤ体を支持する前記主軸受と共用した構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

ホロー径の大きな中空部を有する減速機は、ホロー径の小さな中空部を有する減速機（あるいは中空部のない減速機）と同等の伝達トルクを確保しようとすると、ホロー径が大きい分、結果として内部部品（例えば遊星歯車やキャリヤ体）の外径が大きくなってしまい易く、そのため、主軸受の外径も大きくなってしまう傾向がある。換言するならば、ホロー径の大きな中空部を有する特定の大小区分の減速機の主軸受は、ホロー径の小さな中空部を有する減速機の当該特定の大小区分より大きい大小区分の主軸受と共用し得る。本発明はこの点に着目したものである。

本発明では、この新たに得られた知見に基づいてなされたものであって、大きなホロー径の中空部を有する特定の大小区分の減速機と、小さなホロー径の中空部を有するか、あるいは中空部を有さない減速機であって該特定の大小区分よりも大きな大小区分の減速機との間で主軸受の共用化する。これにより、大径でコストの高い主軸受の部品点数を大きく低減させることができ、シリーズとして大きなコストダウンを図ることができる。

本発明によれば、偏心揺動型の減速機の主軸受の共用化を図り、シリーズとしてのコストを低減することができる。

本発明の実施形態に係る、第１のサブシリーズに属する大きなホロー径の中空部を有する減速機の一例を示す断面図 図１の実施形態に係る、第２のサブシリーズに属する中空部のない（ホロー径が０）の減速機の一例を示す断面図 上記実施形態での共用化の様子が示されている２つのサブシリーズと大小区分との関係図 本発明の他の実施形態に係る、第１のサブシリーズに属する大きなホロー径の中空部を有する減速機の一例を示す断面図 図４の実施形態に係る、第２のサブシリーズに属する小さなホロー径の減速機の一例を示す断面図 上記他の実施形態での共用化の様子が示されている２つのサブシリーズと大小区分との関係図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の減速機のシリーズについて詳細に説明する。

この減速機のシリーズは、大きなホロー径の中空部を有する複数の減速機群で構成される第１サブシリーズと、第１サブシリーズの中空部のホロー径よりも小さなホロー径の中空部を有する（具体的にはホロー径が最小の零、すなわち、中空部が存在しない）複数の減速機群で構成される第２サブシリーズとで構成されている。

図１は、第１サブシリーズに属する大きなホロー径の中空部を有する減速機（以下、適宜第１減速機Ｇ１と称す）の一例を示す断面図、図２は、第２サブシリーズに属する中空部のない（ホロー径が０）の減速機（以下、適宜第２減速機Ｇ２と称す）の一例を示す断面図、図３は、上記実施形態での共用化の様子が示されている２つのサブシリーズと大小区分との関係図である。

第１、第２減速機Ｇ１、Ｇ２は、キャリヤ体に後述するピン状部材を介して支持された外歯歯車（遊星歯車）が揺動しながら内歯歯車と噛合する偏心揺動型と称される減速機である。ここでは、第１減速機Ｇ１の符号を１００台、第２減速機Ｇ２の符号を２００台として、両減速機Ｇ１、Ｇ２を比較しながら説明する。

第１減速機Ｇ１の入力軸１１６は、大きなホロー径Ｄ１の中空部１１６Ａを有するホローシャフトで構成されている。しかし、第２減速機Ｇ２の入力軸２１６は、中空部を有しない中実シャフトで構成されている（ホロー径が小さな（零）の中空部を有すると捉えることもできる）。

第１減速機Ｇ１の入力軸１１６は、中空部１１６Ａを貫通する図示せぬ配線等が前段の部材（例えば産業ロボットのアームやモータ：図示略）と干渉しないように、タップ穴１１６Ｂを利用して図示せぬ歯車やプーリが連結され、この歯車やプーリと前段の部材が入力軸１１６の軸心Ｏ１とオフセットして連結される。これに対し、第２減速機Ｇ２の入力軸２１６は、中実シャフトであるため、前段の部材は、基本的に入力軸２１６と同軸で連結される。図２には、連結のためのタップ穴等は、特に表示されていないが、（第２減速機Ｇ２の入力軸２１６は、中実シャフトであってタップ穴形成の自由度が高いため）接続する相手部材に応じて、適宜に後加工される（勿論、予め加工しておいてもよい）。

入力軸１１６、２１６の外周には偏心体１１８、２１８が一体的に設けられている。偏心体１１８、２１８は、それぞれの外周が入力軸１１６、２１６の軸心Ｏ１に対して偏心している。この例では、第１減速機Ｇ１の偏心体１１８の数は「２個（１１８Ａ、１１８Ｂ）」である。したがって、偏心体１１８の外周に組み込まれているころ軸受１２０の数も「２個（１２０Ａ、１２０Ｂ）」とされ、外歯歯車１１２の枚数も「２枚（１１２Ａ、１１２Ｂ）」とされている。２つの偏心体１１８（１１８Ａ、１１８Ｂ）の偏心位相差は１８０度である。

これに対し、第２減速機Ｇ２の偏心体２１８の数は「３個（２１８Ａ〜２１８Ｃ）」である。したがって、偏心体２１８の外周に組み込まれているころ軸受２２０の数も「３個（２２０Ａ〜２２０Ｃ）」とされ、外歯歯車２１２の枚数も「３枚（２１２Ａ〜２１２Ｃ）」とされている。３個の偏心体２１８（２１８Ａ〜２１８Ｃ）の偏心位相差は１２０度である。この外歯歯車１１２、２１２の枚数の相違については後に触れる。

外歯歯車１１２、２１２は、その中心からオフセットされた位置に複数（この例では６個）の内ピン孔１１２Ａ１、１１２Ｂ１、２１２Ａ１〜２１２Ｃ１が形成されている。各内ピン孔１１２Ａ１、１１２Ｂ１、２１２Ａ１〜２１２Ｃ１には、円柱状の内ピン（ピン状部材）１２２、２２２が複数（この例では６本）貫通している。内ピン１２２、２２２は、外歯歯車１１２、２１２の軸方向側部に配置された出力側キャリヤ体１２４、２２４と一体化され、ボルト１２６、２２６を介して外歯歯車１１２、２１２の軸方向他方側に配置された反出力側キャリヤ体１２８、２２８と連結されている。結果として、外歯歯車１１２、２１２は、出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８に内ピン（ピン状部材）１２２、２２２を介して支持されていることになる。

内ピン１２２、２２２の外周には、摺動促進体として外径がそれぞれｄ１、ｄ２の内ローラ１３０、２３０が被せられている。内ローラ１３０、２３０の外周と内ピン孔１１２Ａ１、１１２Ｂ１、２１２Ａ１〜２１２Ｃ１の内周との間には、偏心体１１８、２１８の偏心量の２倍に相当する隙間が確保されている。すなわち、内ピン１２２、２２２は、（内ローラ１３０、２３０を介して）内ピン孔１１２Ａ１、１１２Ｂ１、２１２Ａ１〜２１２Ｃ１の一部と常に当接している。内ピン１２２、２２２は、外歯歯車１１２、２１２の自転成分と同期して入力軸１１６、２１６の軸心Ｏ１の周りを公転し、出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８を入力軸１１６、２１６の軸心Ｏ１、Ｏ２の周りで回転させる。つまり、この実施形態に係る内ピン１２２、２２２（および内ローラ１３０、２３０）は、「出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８と外歯歯車１１２、２１２との間の動力の伝達に寄与するピン状部材」を構成している。なお、内ピン１２２、２２２の外周の内ローラ１３０、２３０はなくてもよい。この場合は、内ピン１２２、２２２自体の外径がｄ１、ｄ２にそれぞれ変更される。

外歯歯車１１２、２１２は、揺動しながらそれぞれ内歯歯車１１４、２１４に内接噛合している。内歯歯車１１４、２１４は、ケーシング１３２、２３２と一体化された内歯歯車本体１１４Ａ、２１４Ａおよび内歯歯車１１４、２１４の「内歯」を構成する円柱状の外ピン１１４Ｂ、２１４Ｂ等で主に構成されている。外ピン１１４Ｂ、２１４Ｂは、内歯歯車本体１１４Ａ、２１４Ａの外ピン溝１１４Ｃ、２１４Ｃに回転自在に支持されている。内歯歯車１１４、２１４の内歯の数（外ピン１１４Ｂ、２１４Ｂの本数）は、外歯歯車１１２、２１２の外歯の数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

前述したように、外歯歯車１１２、２１２の軸方向両側には、出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８が配置されている。両キャリヤ体１２４、２２４、１２８、２２８は、背面合わせで組み込まれた一対のアンギュラ玉軸受からなる出力側主軸受１３５、２３５、および反出力側主軸受１３６、２３６を介してそれぞれケーシング１３２、２３２に支持されている。出力側主軸受１３５、２３５は、それぞれ外輪１３５Ａ、２３５Ａおよび転動体１３５Ｂ、２３５Ｂを有しているが、内輪は有していない（出力側キャリヤ体１２４、２２４が、転走面１２４Ｃ、２２４Ｃを有し、内輪として機能している）。反出力側主軸受１３６、２３６も、同様に、それぞれ外輪１３６Ａ、２３６Ａおよび転動体１３６Ｂ、２３６Ｂを有しており、内輪は有していない（反出力側キャリヤ体１２８、２２８が、転走面１２８Ｃ、２２８Ｃを有し、内輪として機能している）。この一対の出力側主軸受１３５と２３５、および、反出力側主軸受１３６と２３６が、それぞれ異なる大小区分の第１減速機Ｇ１および第２減速機Ｇ２とで共用される（後述）。

出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８は、外径がｄ３、ｄ４の玉軸受１３８（１３８Ａ、１３８Ｂ）、２３８（２３８Ａ、２３８Ｂ）を介して前記入力軸１１６、２１６を回転自在に支持している。出力側キャリヤ体１２４、２２４には、図示せぬ相手機械（被駆動機械）と連結するためのタップ穴１２４Ａ、２２４Ａが形成されている。

なお、図１の第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１の下半分の描写と図２の第２減速機Ｇ２の下半分の描写が、それぞれ異なっているのは、理解を容易にするために、各下半分の図面については、内ピン１２２、２２２を通る面と、通らない面とをそれぞれ断面化したものであって、特に構造が異なっているということではない。

なお、符号１４０、２４０、１４２は、オイルシールである。なお、第２減速機Ｇ２の方にオイルシール１４２に対応するオイルシールがないのは、たまたま、この実施形態では、連結される相手部材との関係で、オイルシールが不要とされる態様が想定されているからである。汎用性を重視する場合には、第２減速機Ｇ２についても一対のオイルシールを配置して減速機単体で潤滑剤の封止が完結するようにしてもよい。

第１、第２減速機Ｇ１、Ｇ２は、このような構成とされ、それぞれ、以下のような作用で入力軸１１６、２１６の回転を減速する。

すなわち、入力軸１１６、２１６が回転すると、該入力軸１１６、２１６と一体化されている偏心体１１８、２１８が回転し、ころ軸受１２０、２２０を介して外歯歯車１１２、２１２が揺動回転しながら内歯歯車１１４、２１４に内接噛合する。この結果、外歯歯車１１２、２１２と内歯歯車１１４、２１４との噛合位置が順次ずれて行く現象が発生する。外歯歯車１１２、２１２の歯数は、内歯歯車１１４、２１４の歯数（外ピン１１４Ｂ、２１４Ｂの本数）よりも１だけ小さく設定されているため、外歯歯車１１２、２１２は、入力軸１１６、２１６が１回回転する毎に（固定状態にある）内歯歯車１１４、２１４に対して一歯分だけ位相がずれてゆく（自転する）ことになる。この自転成分は、内ピン１２２、２２２および内ローラ１３０、２３０を介して出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８に伝達され、出力側キャリヤ体１２４、２２４から減速された回転として相手機械側へと出力される。外歯歯車１１２、２１２の揺動成分は、内ローラ１３０、２３０と内ピン孔１１２Ａ１、１１２Ｂ１、２１２Ａ１〜２１２Ｃ１との隙間によって吸収される。

ここで、第１サブシリーズに属する第１減速機Ｇ１と第２サブシリーズに属する第２減速機Ｇ２の「大小区分に関係した主軸受の共用」について詳細に説明する。

図３は、本実施形態での第１、第２サブシリーズと大小区分との関係図である。図３において、Ｇ１（Ｙ２５）、Ｇ１（Ｙ３５）の表示は、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１の伝達トルクの大小に基づいて決定される大小区分を含めた（一部の）呼称である。また、Ｇ２（Ｘ３５）、Ｇ２（Ｘ４５）は、第２サブシリーズの第２減速機Ｇ２の伝達トルクの大小に基づいて決定される大小区分を含めた（一部の）呼称である。それぞれの（ ）内の数字は、この実施形態では、出力側キャリヤ体１２４、２２４において出力し得る定格トルクに依存して付されている。例えば、図３右下の大小区分Ｙ３５の第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）（図１の減速機）と、図３左上の大小区分Ｘ３５の第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）（図２の減速機）は、同一の大小区分Ｙ３５、Ｘ３５の減速機同士に相当しており、ともに同等の出力トルクを出力し得ることを意味している。図１の第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）と、図２の第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）とでは、「伝達トルクの大小に基づいて決定される大小区分」が１ランク異なり、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の方が第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）よりも１ランク上である（伝達トルクが大きい）。

ここで、「伝達トルクの大小に基づいて決定される大小区分」とは、「同一の減速比で、減速機の出力トルク、ピークトルク、あるいは定格トルク等の各種伝達トルクの概念のうちのいずれか一つに着目したときの大小区分」を意味している。同一のサブシリーズ中にあっては、同一の減速比ならば、着目した特定の伝達トルクに関わらず、大小区分の異なる減速機は、他のいずれの伝達トルクにおいても同じ傾向の大小関係があり（微妙な違いについては後に触れる）、この傾向は減速機の大きさ（寸法）の大小関係とも一致している（大小関係の逆転はない）。しかし、異なるサブシリーズ同士の大小区分を比較する場合、「大小区分の呼称」の与え方として、例えば、伝達トルクの大小に着目して大小区分の呼称を与える場合と、減速機の大きさの大小に着目して大小区分の呼称を与える場合とがあるため、与え方を定義しておかないと比較ができないことになる。本発明では、いずれのサブシリーズに対しても、「伝達トルクの大小」に着目して大小区分の呼称を与えることとしている。この大小区分の呼称の与え方の定義によれば、本実施形態の場合、同じ呼称の大小区分に属する第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１と第２サブシリーズの第２減速機Ｇ２とでは、第２サブシリーズの第２減速機の方が、外形が小さくなる（後に詳述）。

今、同一の大小区分（同一の伝達トルクの区分）であるＹ３５の第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）とＸ３５の第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）とを比較すると、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の外径ｄ５は、第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）の外径ｄ６よりも大きい（ｄ５＞ｄ６）。すなわち、この関係があるからこそ、同一の大小区分で部材を共用化するという視点が、従来なかったとも言える。

本実施形態では、第１、第２サブシリーズの大小区分のそれぞれの代表的な伝達トルク値および各区分間の伝達トルク比（区分間の格差）が「主軸受の共用」という目的のために意図的に設定される。すなわち、本実施形態では、大小区分の間隔が、大小区分が１ランク異なったときに（１ランクに限らない）、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１の出力側主軸受１３５の外輪１３５Ａと２３５Ａ、転動体１３５Ｂ、２３５Ｂ、および転走面１２４Ｃと２２４Ｃが、丁度同一の大きさとできるように、大小区分のそれぞれの代表的な伝達トルク値および両区分間の伝達トルク比が設定される。同様に、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１の反出力側主軸受１３６の外輪１３６Ａと２３６Ａ、転動体１３６Ｂと２３６Ｂ、および転走面１２８Ｃと２２８Ｃが、丁度同一の大きさとできるように、大小区分のそれぞれの代表的な伝達トルク値および両区分間の伝達トルク比が設定される。

これは、第１、第２サブシリーズは、その大小区分をどのような設計で構築しても当然に主軸受を兼用できるようになる、というものではないからである。したがって、「主軸受を共用化する」という技術思想の下での意図的な適正化が必要である。

具体的には、例えば、この実施形態では、この大小区分の各区分の伝達トルク値および伝達トルク比を的確に設定するために、外歯歯車１１２、２１２の枚数を、第１サブシリーズは２枚、第２サブシリーズは３枚と変更している。この背景を説明すると、第２サブシリーズの第２減速機Ｇ２にあっては、内ローラ２３０の外径ｄ２を比較的自由に（大きく）設定できることから、内ピン２２２での伝達トルクも大きく確保できるため、外歯歯車２１２の枚数を多くする（３枚とする）ことで、小さな外径ｄ６で伝達トルクも大きくできる。

しかしながら、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１においては、（たとえ第１減速機Ｇ１の外形ｄ５を大きめに取ったとしても、なお、）大きなホロー径を確保するため、入力軸１１６の径も大きくなるので、内ローラ１３０の外径ｄ１を大きく確保するのは困難であるため、内ピン１２２の伝達し得るトルクの確保に限界があり、そのため、外歯歯車１１２の枚数を多くしたとして（内ピン１２２の強度がネックになって）伝達トルクの増大に寄与しない。また、別の見方をするならば、例えば、同一の大小区分Ｙ３５、Ｘ３５の第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）と第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）の場合、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の内ピン１２２のピッチ円径ｒ１は、第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）の内ピン２２２のピッチ円径ｒ２よりも大きく確保できているため、外歯歯車１１２の枚数が少なくても、同等の伝達トルクを扱うことができる、と捉えることもできる。

もちろん、例えば、後述する実施形態のように、外歯歯車の枚数等を異ならせなくても第１、第２サブシリーズの大小区分を適正に設定できるときは、外歯歯車の枚数は、必ずしも異ならせる必要はない。しかし、このような第１、第２サブシリーズの大小区分の設定の適正化に際しては、第１サブシリーズと第２サブシリーズとで外歯歯車の枚数を変更するという手法のほか、出力側主軸受１３５、２３５、および反出力側主軸受１３６、２３６の転動体１３５Ｂ、１３６Ｂ、２３５Ｂ、２３６Ｂの数の変更、あるいは、内ピン１２２、２２２の突出数（配置数）の変更等が有益に機能することがある。

特に、出力側主軸受１３５、２３５、および反出力側主軸受１３６、２３６の転動体１３５Ｂ、１３６Ｂ、２３５Ｂ、２３６Ｂの数の変更は、極めて簡易かつ直接的に該主軸受の伝達トルクと許容モーメントの関係を調整できるため、適正化の調整効果が高い。

この伝達トルクと許容モーメントの関係について若干補足すると、本実施形態では基本的に定格トルクに基づいて大小区分を設定しているとして説明してきたが、実際には、許容モーメントについても、異なる大小区分においては、当該定格トルクに基づく大小区分の大小関係と同じ大小関係の許容モーメントの大小関係が成立し、同一の大小区分においては、ほぼ同等の大きさの許容モーメントが得られるように設定される。例えば、第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）と第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）とでは、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の許容モーメントが大きく、第２減速機Ｇ２（Ｘ３５）と第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）とでは、ほぼ同等の許容モーメントとなるように設定される。これは、伝達トルク（定格トルク）に依存して大小区分が設定されている以上、ユーザは、許容モーメントについても、当然にそのような大小関係が成立していると期待すると考えられるためである。

この許容モーメントの設定仕様によれば、例えば、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）と第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）とでは、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の許容モーメントの方がより大きく確保されていなければならない。しかるに、本実施形態に係るシリーズでは、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）と第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）では、外輪１３５Ａ、１３６Ａと２３５Ａ、２３６Ａが共通であり、転動体１３５Ｂ、１３６Ｂと２３５Ｂ、２３６Ｂが共通であり、さらに（内輪の）転走面１２４Ｃ、１２８Ｃと２２４Ｃ、２２８Ｃも共通である。そのため、何らの手当てもしないと、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の許容モーメントを第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の許容モーメントよりも大きく確保するのが困難になる傾向がある。そこで、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の転動体１３５Ｂ、１３６Ｂの数よりも、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の２３５Ｂ、２３６Ｂの数を多くし、その結果、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の許容モーメントを、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の許容モーメントよりも大きく確保している。逆の見方をするならば、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の転動体１３５Ｂ、１３６Ｂの数を、第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の転動体２３５Ｂ、２３６Ｂの数よりも少なくすることで、第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の過剰品質を抑制し、コストダウンを図ることができる。

いずれにしても、こうして各部材の大きさ（寸法）や数を最適に設定することにより、各大小区分の伝達トルク値や伝達トルク比（さらには許容モーメント値や許容モーメント比）が１ランク異なったときに、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１の両主軸受１３５、１３６と、第２減速機Ｇ２の両主軸受２３５、２３６の大きさが丁度同一の大きさとなるように、該大小区分の間隔を設定することは、公知の強度計算の試行錯誤やシミュレーション解析等で可能である。そして同時に、例えば、外歯歯車の枚数や転動体の数を適正に設定したときは、いずれかのサブシリーズの主軸受を含む各種部材が、過剰品質となるのを適正に防止することもできる。

なお、この共用化は、全く同様に第１減速機Ｇ１（Ｙ２５）とＧ２（Ｘ３５）との間においても適用でき、主軸受１８１と２８１、１８２と２８２を共用化できる。

主軸受の共用には、種々の態様が考えられる。本実施形態では、出力側主軸受１３５、２３５、および反出力側主軸受１３６、２３６の外輪１３５Ａと２３５Ａ、転動体１３５Ｂ、２３５Ｂ、および転走面１２４Ｃと２２４Ｃ、および、反出力側主軸受１３６の外輪１３６Ａと２３６Ａ、転動体１３６Ｂと２３６Ｂ、および転走面１２８Ｃと２２８Ｃが共用されている。本実施形態では、内輪が出力側キャリヤ体１２４、２２４（あるいは反出力側キャリヤ体１２８、２２８）と一体化されているため、結果として内輪については転走面１２８Ｃ、２２８Ｃの共用化（転走面加工の共通化）のみがなされているが、設計次第では、出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８の母材（凹部やタップ穴を形成加工する前の部材）についても共用化できる可能性がある。内輪が独立している場合には、当然に内輪も共用化できる。また、必ずしも主軸受の構成要素全てを共用化する必要もない。既に触れたように、主軸受の転動体の数は、異なっていてもよい。これにより、主軸受に必要な強度を確保した上で、いずれか側が過剰品質となるのを防止し、コストを低減することができる。

さらに、両主軸受１３５、１３６、２３５、２３６が共用できるということは、出力側キャリヤ体１２４、２２４あるいは反出力側キャリヤ体１２８、２２８の外径ｄ７、ｄ８を容易に同一に設定できるということである。そのため、本実施形態では、これを活用し、オイルシール１４０、２４０も共用している。すなわち、本実施形態では、第１サブシリーズの特定の大小区分Ｙ３５の第１減速機Ｇ１（Ｙ３５）の、出力側キャリヤ体１２４の外周に配置されるオイルシール１４０が、第２サブシリーズの当該特定の大小区分Ｘ３５より大きな大小区分Ｘ４５の第２減速機Ｇ２（Ｘ４５）の出力側キャリヤ体２２４の外周に配置されるオイルシール２４０と共用されている。

また、本実施形態では、外歯歯車１１２、２１２の枚数が異なっていることから、内ローラ１３０、２３０の共用はされていないが、外歯歯車の枚数が同一のときは、内ローラを共用することも可能である。但し、内ローラの共用の場合は、該内ローラの外径の類似性の観点から、（主軸受やオイルシールの共用と異なり）同一の大小区分の第１、第２減速機同士で共用化すべきである。換言するならば、内ローラの共用の場合は、例えば、第１サブシリーズの特定の大小区分の第１減速機の内ローラは、第２サブシリーズの当該特定の大小区分と「同一の」大小区分の第２減速機の内ローラと共用されることになる。このように、減速機を構成する部材によっては、同一の大小区分の減速機同士での共用の方が合理的な場合がある。

ところで、上記実施形態においては、第１、第２減速機Ｇ１、Ｇ２の径方向中央に偏心体軸（偏心体が設けられている軸：上記例では入力軸１１６、２１６）が設けられ、外歯歯車１１２、２１２が、該第１、第２減速機Ｇ１、Ｇ２の径方向中央に位置する偏心体軸によって揺動される例が示されていた。しかし、本発明に係る偏心揺動型の減速機は、このような構成の減速機に限定されるものではなく、例えば、偏心体軸が減速機の径方向中央からオフセットされた位置に設けられ、外歯歯車がキャリヤ体に該外歯歯車の中心からオフセットされた位置において支持されるともに、偏心体および偏心体軸受を介して揺動されるタイプの減速機（いわゆる振り分けタイプと称される偏心揺動型の減速機）にも、同様に適用することができる。

このタイプの偏心揺動型の減速機のシリーズの一例を、図４〜図６に示す。

図４は、本発明の他の実施形態に係る、第１サブシリーズに属する大きなホロー径（Ｄ３）の中空部を有する第１減速機Ｇ１１の一例を示す断面図、図５は、第２サブシリーズに属する小さなホロー径（Ｄ４）の第２減速機Ｇ１２の一例を示す断面図、図６は、上記他の実施形態での共用化の様子が示されている２つのサブシリーズと大小区分の図３相当の関係図である。以降、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１１は符号３００台、第２サブシリーズの第２減速機Ｇ１２は符号４００台を付して説明することとする。

この第１、第２減速機Ｇ１１、Ｇ１２は、ホロー径の大小を具現化するために、第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１１と第２サブシリーズの第２減速機Ｇ１２の駆動系自体が若干異なっている。第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１１の構成から説明していく。

図４に示す第１サブシリーズの偏心揺動型の第１減速機Ｇ１１は、大きなホロー径Ｄ３の中空部３１４を有し、この中空部３１４に配線やロッド（図示略）を積極的に配置することを想定している。このため、入力軸３１２は、第１減速機Ｇ１１の軸方向中央には配置されていない。そして、入力軸３１２に設けたピニオン３１６およびギヤ３１８を介して中間軸３１７に動力が入力されるように構成されている。中間軸３１７には、中間ピニオン３５０が形成されており、中間ピニオン３５０はホロー軸３５２の外周にニードル３５４を介して組み込まれたセンタギヤ３５６と噛合している。３本の偏心体軸３２０（１本のみ図示）は、このセンタギヤ３５６と噛合する振り分けギヤ３５８を一体的に備えている。該センタギヤ３５６は振り分けギヤ３５８と噛合している。

この構成により、入力軸３１２を回転させることにより、ピニオン３１６、ギヤ３１８、中間軸３１７、中間ピニオン３５０、センタギヤ３５６を介して３本の偏心体軸３２０を同期して同方向に回転させることができる。各偏心体軸３２０は、偏心体３２４（３２４Ａ、３２４Ｂ）を複数（この例では２個）それぞれ備えている。

各偏心体軸３２０のそれぞれの軸方向同位置にある偏心体３２４Ａあるいは３２４Ｂは、その偏心位相が揃えられており、３本の偏心体軸３２０が同期して同方向に回転することにより、軸方向同位置にある偏心体３２４Ａあるいは３２４Ｂが軸受３２５Ａあるいは３２５Ｂを介して共同して軸方向同位置にある外歯歯車３２２（３２２Ａ、３２２Ｂ）を揺動させる構成とされている。

外歯歯車３２２は揺動しながら内歯歯車３２６に内接噛合している。内歯歯車３２６の内歯が外ピン３２６Ｂで形成されている構成は、先の実施形態と同様であり、外歯歯車３２２の歯数が内歯歯車３２６の歯数（外ピン３２６Ｂの本数）よりも僅かだけ（この例でも１だけ）多く設定してされている構成も先の実施形態と同様である。

外歯歯車３２２が内歯歯車３２６に対して相対的に回転すると、外歯歯車３２２の中心からオフセットした位置に回転自在に支持されている偏心体軸３２０が、内歯歯車３２６の軸心Ｏ２に対して公転するため、前記外歯歯車３２２と内歯歯車３２６との相対回転を、この偏心体軸３２０の公転として、該偏心体軸３２０を支持している出力側キャリヤ体３３０および反出力側キャリヤ体３３２から取り出すことができる。この実施形態においても、出力側キャリヤ体３３０および反出力側キャリヤ体３３２は、それぞれ主軸受３３５、３３６を介してケーシング３４０に回転自在に支持されているとともに、偏心体軸３２０を介して外歯歯車３２２を支持している。

なお、先の実施形態では、外歯歯車１１２、２１２と内歯歯車１１４、２１４との相対回転を取り出す内ピン１２２、２２２は、出力側キャリヤ体１２４、２２４および反出力側キャリヤ体１２８、２２８に固定されていたが、本実施形態では、外歯歯車３２２と内歯歯車３２６との相対回転を取り出す偏心体軸３２０は、出力側キャリヤ体３３０および反出力側キャリヤ体３３２に偏心体軸軸受３３８を介して回転自在に支持されている。

一方、図５に示す第２サブシリーズの第２減速機Ｇ１２は、小さなホロー径Ｄ４の中空部４１４を有している。入力軸４１２は、キー溝４１２Ａに嵌入される図示せぬキーを介して前段の駆動軸またはモータ軸（図示略）と連結されている。第２サブシリーズの第２減速機Ｇ１２は、中空部４１４を積極的に配線等の配置に活用することは想定していない。したがって、入力軸４１２は、第２減速機Ｇ１２の中空部４１４、すなわち径方向中央に位置している。入力軸４１２の先端にはピニオン４１６が一体的に形成されている。ピニオン４１６は、複数（この例では３個：１個のみ図示）の振り分けギヤ４１８と同時に噛合している。各振り分けギヤ４１８は、円周方向に１２０度の間隔で配置された３本の偏心体軸４２０（１本のみ図示）にそれぞれ固定されている。この構成により、入力軸４１２を回転させることにより、３個の振り分けギヤ４１８を介して３本の偏心体軸４２０を同期して同方向に回転させることができる。

各偏心体軸４２０は、偏心体４２４（４２４Ａ、４２４Ｂ）を複数（この例では２個）それぞれ備えている。各偏心体軸４２０のそれぞれの軸方向同位置にある偏心体４２４Ａあるいは３２４Ｂは、その偏心位相が揃えられており、３本の偏心体軸４２０が同期して同方向に回転することにより、軸方向同位置にある偏心体４２４Ａあるいは４２４Ｂが共同して軸方向同位置にある外歯歯車４２２を揺動させる。

なお、図４の下半分の描写から明らかなように、出力側キャリヤ体４３０および反出力側キャリヤ体４３２は、円周方向の偏心体軸４２０と偏心体軸４２０の間において、出力側キャリヤ体４３２から一体的に突出されたキャリヤボディ４３６を介して連結固定されている。そのため、出力側キャリヤ体４３０および反出力側キャリヤ体４３２は、先の実施形態と同様に大きな出力体として一体に回転する。

その他の構成は、先の第１サブシリーズの振り分けタイプの第１減速機Ｇ１１と同様であるため、重複説明を省略する。

この種の振り分けタイプの偏心揺動型の第１、第２減速機Ｇ１１、Ｇ１２においても、ホロー径Ｄ３の大きな中空部３１４を有する第１サブシリーズの第１減速機Ｇ１１は、各部材の径方向の寸法が大きくなり易く、そのため、出力側キャリヤ体３３０および反出力側キャリヤ体３３２が、（小さなホロー径Ｄ４の第２減速機Ｇ１２の出力側キャリヤ体４３０および反出力側キャリヤ体４３２よりも）大きくなり易いという事情がある。この事情は、先の図１〜図３の実施形態における事情と同様の事情である。

したがって、この振り分けタイプの偏心揺動型の第１、第２減速機Ｇ１１、Ｇ１２を用いたシリーズにおいても、図６に示されるように先の図３と同様の関係を成立させることができる。すなわち、例えば、図６右下の第１サブシリーズの特定の大小区分Ｅ３５の第１減速機Ｇ１１（Ｅ３５）の出力側主軸受３３５および反出力側主軸受３３６と、第２サブシリーズの当該特定の大小区分Ｆ３５よりも大きな大小区分Ｆ４５の第２減速機Ｇ１２（Ｆ４５）の出力側主軸受４３５および反出力側主軸受４３６と共用する構成を構築することができる。

また、全く同様な共用が、第１減速機Ｇ１１（Ｅ２５）とＧ１２（Ｆ３５）との間においても適用でき、主軸受３８１と４８１、３８２と４８２を共用化できる。

また、本実施形態においては、オイルシールは、共用化されていないが、例えば、第１サブシリーズの特定の大小区分Ｅ３５の第１減速機Ｇ１１（Ｅ３５）の出力側キャリヤ体４３０の外周に、第２サブシリーズの第２減速機Ｇ１２の当該特定の大小区分Ｆ３５より大きな大小区分Ｆ４５の第２減速機Ｇ１２（Ｆ４５）のオイルシール４６０と共用のオイルシールを配置すればよい。

また、本実施形態の場合は、さらに、偏心体３２４、４２４と外歯歯車３２２、４２２との間の軸受３２５、４２５、偏心体軸を支持する軸受３３８、４３８、更には、偏心体軸３２０、４２０そのものも共用するように発展させることも可能である。この場合は、先の内ローラの共用と同様の趣旨により、第１サブシリーズの特定の大小区分の第１減速機Ｇ１１のこれらの部材と、第２サブシリーズの当該特定の大小区分と「同一の区分」の第２減速機Ｇ１２の対応する部材とが共用化されるようにすればよい。さらに、偏心体軸３２０、４２０の歯車３５８、４１８を同一区分で共用してもよい。

なお、本実施形態においては、第１サブシリーズおよび第２サブシリーズとも、外歯歯車の個数（枚数）は、２枚であって同一であるが、先の実施形態と同様の趣旨により、例えば、第２サブシリーズの外歯歯車の枚数を３枚とする等、第１サブシリーズと第２サブシリーズとで外歯歯車の枚数を異ならせるようにしてもよい。同様に主軸受の転動体の数や偏心体軸の本数等を第１サブシリーズと第２サブシリーズとで異ならせるようにしてもよい。

Ｇ１、Ｇ２…第１、第２減速機
１１０、２１０…キャリヤ体
１１２、２１２…外歯歯車
１１４、２１４…内歯歯車
１１６、２１６…入力軸
１１６Ａ…中空部
１１８、２１８…偏心体
１２０、２２０…ころ軸受
１２２、２２２…内ピン
１２４、２２４…出力側キャリヤ体
１２８、２２８…反出力側キャリヤ体
１３０、２３０…内ローラ
１３２、２３２…ケーシング
１３４、２３４…出力軸
１３５、２３５…出力側主軸受
１３６、２３６…反出力側主軸受

Claims (8)

1. 遊星歯車が揺動しながら内歯歯車と噛合するとともに、該遊星歯車の軸方向側部に主軸受にて支持されたキャリヤ体を有する構成とされた偏心揺動型の減速機を、出力トルクの大小に基づいて決定される複数の大小区分において備えた偏心揺動型の減速機のシリーズにおいて、
   中空部を有する減速機で構成される第１のサブシリーズと、
   同一の大小区分において、第１のサブシリーズの中空部のホロー径より小さなホロー径の中空部を有するか、または中空部を有さない減速機で構成される第２のサブシリーズと、を備え、
   前記第１のサブシリーズの特定の前記大小区分の減速機の前記キャリヤ体を支持する前記主軸受を、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分より大きな大小区分の減速機の前記キャリヤ体を支持する前記主軸受と共用した
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
2. 請求項１において、
   前記共用される主軸受の転動体の数が、前記第１のサブシリーズと前記第２のサブシリーズとで異なっている
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
3. 請求項１または２において、
   さらに、前記第１のサブシリーズの特定の大小区分の減速機の前記キャリヤ体の外周に配置されるオイルシールが、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分より大きな大小区分の減速機の前記キャリヤ体の外周に配置されるオイルシールと共用される
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   さらに、前記第１のサブシリーズの特定の大小区分の減速機の、前記遊星歯車から前記キャリヤ体に動力を伝達するピン状部材に被せられる摺動促進体が、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分と同一の大小区分の減速機の摺動促進体と共用される
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記遊星歯車の枚数が、前記第１のサブシリーズと前記第２のサブシリーズとで異なっている
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記遊星歯車から前記キャリヤ体に動力を伝達するピン状部材の本数が、前記第１のサブシリーズと前記第２のサブシリーズとで異なっている
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
7. 請求項１において、
   前記偏心揺動型の減速機が、前記遊星歯車が該遊星歯車の中心からオフセットされた位置に配置された偏心体軸に設けられた偏心体および偏心体軸受を介して揺動されるタイプの減速機であって、さらに、
   前記第１のサブシリーズの特定の大小区分の減速機の前記偏心体軸受が、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分と同一の大小区分の減速機の偏心体軸受と共用される
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。
8. 請求項１または７において、
   前記偏心揺動型の減速機が、前記遊星歯車が該遊星歯車の中心からオフセットされた位置に配置された偏心体軸に設けられた偏心体および偏心体軸受を介して揺動されるタイプの減速機であって、さらに、
   前記第１のサブシリーズの特定の大小区分の減速機の前記偏心体の設けられている偏心体軸を、前記キャリヤ体に支持するための軸受が、前記第２のサブシリーズの前記特定の大小区分と同一の大小区分の減速機の偏心体軸を支持する軸受と共用される
   ことを特徴とする偏心揺動型の減速機のシリーズ。

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