JP6356514B2 - 減速機 - Google Patents

Description

本発明は、減速機に関する。

従来、遊星歯車機構を用いた減速機や、内接遊星式の減速機が知られている。これらの減速機は、出力軸に連結される円板体と、周方向に配列されて各々の端部が円板体に固定される複数のピンと、を有する。入力軸の回転は、減速されて各ピンに伝達され、円板体を介して、出力軸から取り出される。内接遊星式の減速機の場合は、上述した複数のピンが、外歯歯車に設けられた複数の孔に、それぞれ挿入される。また、遊星歯車機構を用いた減速機の場合は、上述した各ピンが、複数の遊星歯車を、それぞれ回転可能に支持する。また、円板体と各ピンとの固定方法には、例えば圧入が用いられる。すなわち、円板体に、ピンの外径よりも僅かに小さい孔を設け、当該孔にピンが締め代をもって圧入される。

減速機を組み立てるときには、円板体に複数のピンを圧入し、円板体の反対側の面から突出した各ピンに対して、外歯歯車や遊星歯車を組み付ける。そして、各ピンの先端を、上述した円板体とは別の円板状の部材に、ボルト止め等によって固定する。このような従来の減速機については、例えば、特開２００７−１２７１６５号公報に記載されている。
特開２００７−１２７１６５号公報

しかしながら、ピンが圧入される孔の周囲において、円板体の状態が不均一な場合、ピンの圧入によって、円板体の孔が不均一に歪む。これにより、圧入後のピンが、軸方向に対して傾斜する場合がある。例えば、孔の周囲における円板体の厚みが不均一な場合、一定の締め代でピンを圧入すると、孔の周囲のうち、厚みの厚い部分に比べて、厚みの薄い部分の歪みが大きくなる。そうすると、厚みの薄い方へピンが傾斜しやすくなる。このように、圧入後の各ピンが傾斜すると、各ピンに外歯歯車または遊星歯車を、精度よく組み付けることが困難となる。

本発明の目的は、減速機において、円板体に圧入された複数のピンが、軸方向に対して傾斜することを抑制できる構造を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、第１回転数の回転運動を前記第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する減速機であって、前記第１回転数で回転する入力回転体と、前記第２回転数で回転する出力回転体と、前記入力回転体と前記出力回転体との間に介在する減速機構と、を有し、前記出力回転体は、回転軸に対して垂直に配置される円板体と、前記回転軸と平行に延びる複数のピンと、を有し、前記円板体は、周方向に並ぶ複数の被圧入孔を有し、前記複数のピンは、それぞれ、前記被圧入孔内に位置する圧入部と、前記被圧入孔の外部に位置し、前記減速機構からトルクを受ける回転伝達部と、を有し、前記圧入部は、前記被圧入孔に対して第１の締め代で圧入される強圧入部と、前記強圧入部よりも前記回転伝達部側に位置し、前記被圧入孔に対して前記第１の締め代よりも小さい第２の締め代で圧入される軽圧入部と、を有する。

本願の例示的な第２発明は、減速機であって、回転軸を中心として回転する太陽輪と、前記太陽輪の周りに配置され、前記太陽輪と接触しつつ自転する複数の遊星輪と、前記複数の遊星輪に接触する環状の外輪体と、前記複数の遊星輪のそれぞれを回転自在に支持する複数のピンと、前記複数のピンが固定された円板体と、を有し、前記外輪体と前記ピンとが、前記回転軸を中心として相対的に回転する構造の減速機であって、前記円板体は、周方向に並ぶ複数の被圧入孔を有し、前記複数のピンは、それぞれ、前記被圧入孔内に位置する圧入部と、前記被圧入孔の外部に位置し、前記遊星輪を支持する支持部と、を有し、前記圧入部は、前記被圧入孔に対して第１の締め代で圧入される強圧入部と、前記強圧入部よりも前記支持部側に位置し、前記被圧入孔に対して前記第１の締め代よりも小さい第２の締め代で圧入される軽圧入部と、を有する。

本願の例示的な第１発明によれば、円板体に圧入されたピンが、軸方向に対して傾斜することを、抑制できる。これにより、減速機構とピンの回転伝達部とを、精度よく組み付けることができる。

本願の例示的な第２発明によれば、円板体に圧入されたピンが、軸方向に対して傾斜することを、抑制できる。これにより、遊星輪とピンの支持部とを、精度よく組み付けることができる。

図１は、第１実施形態に係る減速機の縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係る減速機の横断面図である。 図３は、圧入前の第１円板体および複数のピンの斜視図である。 図４は、圧入後の第１円板体および複数のピンの斜視図である。 図５は、ピンの側面図である。 図６は、圧入部全体に対する軽圧入部の軸方向の長さの比率と、ピン先端部の変位量との関係を示したグラフである。 図７は、圧入部全体に対する軽圧入部の軸方向の長さの比率と、ピン先端部の変位量との関係を示したグラフである。 図８は、圧入部全体に対する軽圧入部の軸方向の長さの比率と、ピン先端部の変位量との関係を示したグラフである。 図９は、圧入部全体に対する軽圧入部の軸方向の長さの比率と、ピン先端部の変位量との関係を示したグラフである。 図１０は、第２実施形態に係る減速機の縦断面図である。 図１１は、変形例に係る第１円板体の部分断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、入力回転体または太陽輪の回転軸と平行な方向を「軸方向」、回転軸に直交する方向を「径方向」、回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。また、以下では、説明の便宜上、図１または図１０中の右側を「入力側」、図１または図１０中の左側を「出力側」、とそれぞれ称する。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．減速機の全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る減速機１を、回転軸９０を含む平面で切断した縦断面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ位置から見た減速機１の横断面図である。

この減速機１は、第１回転数の回転運動を第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する、内接遊星式の減速機である。減速機１は、例えば、ロボット、工作機、Ｘ−Ｙテーブル、材料の切断装置、コンベアライン、ターンテーブル、圧延ローラなどの駆動機構に、組み込まれて使用される。ただし、本発明の減速機は、他の用途に使用されるものであってもよい。

図１に示すように、本実施形態の減速機１は、入力回転体１０、減速機構２０、および出力回転体３０を有する。

入力回転体１０は、外部から入力される回転数である第１回転数で回転する部材である。本実施形態では、回転軸９０に沿って配置された円筒状の部材が、入力回転体１０となっている。入力回転体１０の入力側の端部１０１は、直接または他の動力伝達機構を介して、駆動源であるモータに接続される。モータを駆動させると、回転軸９０を中心として、入力回転体１０が第１回転数で回転する。

入力回転体１０は、第１偏心部１１と、第１偏心部１１よりも入力側に位置する第２偏心部１２と、を有する。第１偏心部１１は、回転軸９０から外れた位置で回転軸９０と平行に延びる第１中心軸９１を中心とする、円筒状の外周面を有する。第２偏心部１２も、回転軸９０から外れた位置で回転軸９０と平行に延びる第２中心軸９２を中心とする、円筒状の外周面を有する。第１中心軸９１と第２中心軸９２とは、回転軸９０を挟んで互いに反対側に位置する。また、入力回転体１０が回転すると、第１中心軸９１および第２中心軸９２の位置も、回転軸９０を中心として回転する。

減速機構２０は、入力回転体１０と出力回転体３０との間に介在し、入力回転体１０の回転運動を、減速させつつ出力回転体３０へ伝達する機構である。本実施形態の減速機構２０は、第１外歯歯車２１、第２外歯歯車２２、およびフレーム２３を有する。

第１外歯歯車２１は、第１偏心部１１の外周面に、ローラベアリング２４を介して、取り付けられている。したがって、第１外歯歯車２１は、第１偏心部１１の第１中心軸９１を中心として、回転自在に支持される。第２外歯歯車２２は、第２偏心部１２の外周面に、ローラベアリング２５を介して、取り付けられている。したがって、第２外歯歯車２２は、第２偏心部１２の第２中心軸９２を中心として、回転自在に支持される。

図２中に拡大して示したように、第１外歯歯車２１は、その外周部に、径方向外側へ向けて突出する複数の外歯４１を有する。また、隣り合う外歯４１の間には、径方向内側へ向けて凹む外歯間溝４２が設けられている。外歯４１と外歯間溝４２とは、第１中心軸９１を中心として、周方向に交互に並んでいる。また、第２外歯歯車２２も、第１外歯歯車２１と同じように、外周部に複数の外歯４１と複数の外歯間溝４２とを有する。

また、図１および図２に示すように、第１外歯歯車２１は、複数（図２の例では８つ）の挿通孔４３を有する。複数の挿通孔４３は、第１中心軸９１を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各挿通孔４３は、外歯４１および外歯間溝４２よりも径方向内側において、第１外歯歯車２１を軸方向に貫通する。また、第２外歯歯車２２も、第１外歯歯車２１と同じように、複数の挿通孔４３を有する。

なお、本実施形態の減速機構２０は、２枚の外歯歯車２１，２２を有しているが、外歯歯車の数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。

フレーム２３は、入力回転体１０、出力回転体３０、および２つの外歯歯車２１，２２を内部に収容する略円筒状の部材である。図２中に拡大して示したように、フレーム２３は、その内周部に、径方向内側へ向けて突出する複数の内歯５１を有する。また、隣り合う内歯５１の間には、径方向外側へ向けて凹む内歯間溝５２が設けられている。内歯５１と内歯間溝５２とは、回転軸９０を中心として、周方向に交互に並んでいる。

各外歯歯車２１，２２の複数の外歯４１と、フレーム２３の複数の内歯５１とは、互いに噛み合う。すなわち、減速機１の動作時には、フレーム２３の内歯間溝５２に各外歯歯車２１，２２の外歯４１が嵌り、各外歯歯車２１，２２の外歯間溝４２にフレーム２３の内歯５１が嵌りながら、各外歯歯車２１が回転する。このように、本実施形態では、フレーム２３が、内歯歯車としての機能を果たしている。ただし、フレーム２３とは別に、フレーム２３の内周部に、内歯歯車が別部材として設けられていてもよい。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２は、入力回転体１０の動力によって回転軸９０の周りを公転しながら、フレーム２３の内歯５１と噛み合うことによって自転する。ここで、フレーム２３が有する内歯５１の数は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の各々が有する外歯４１の数よりも、多い。このため、各外歯歯車２１，２２の１公転ごとに、フレーム２３の同じ位置の内歯５１に噛み合う外歯４１の位置がずれる。これにより、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２が、入力回転体１０の回転方向とは逆の方向へ、第１回転数よりも低い第２回転数で、ゆっくりと自転する。したがって、各外歯歯車２１，２２の挿通孔４３の位置も、第２回転数で、ゆっくりと回転する。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の各々が有する外歯４１の数をＮとし、フレーム２３が有する内歯５１の数をＭとすると、減速機構２０の減速比Ｐは、Ｐ＝（第１回転数）／（第２回転数）＝Ｎ／（Ｍ−Ｎ）となる。図２の例では、Ｎ＝５９，Ｍ＝６０なので、この例における減速機構２０の減速比は、Ｐ＝５９である。すなわち、第２回転数は、第１回転数の１／５９の回転数となる。ただし、本発明における減速機構の減速比は、他の値であってもよい。

出力回転体３０は、減速後の第２回転数で、回転軸９０を中心として回転する。図１に示すように、本実施形態の出力回転体３０は、第１円板体３１、第２円板体３２、および複数（本実施形態では８本）のピン３３を有する。

第１円板体３１は、回転軸９０に対して垂直に配置された、円環状の部材である。第１円板体３１は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２よりも、出力側に配置されている。第１円板体３１と入力回転体１０との間、および、第１円板体３１とフレーム２３との間には、それぞれボールベアリング６０が介在する。これにより、第１円板体３１は、フレーム２３および入力回転体１０に対して、相対的に回転自在に支持される。

また、第１円板体３１には、複数のピン３３を圧入するための複数（本実施形態では８つ）の被圧入孔３１１が、設けられている。複数の被圧入孔３１１は、回転軸９０を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各被圧入孔３１１は、第１円板体３１を軸方向に貫通する。

第２円板体３２は、回転軸９０に対して垂直に配置された、円環状の部材である。第２円板体３２は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２よりも、入力側に配置されている。第２円板体３２と入力回転体１０との間、および、第２円板体３２とフレーム２３との間には、それぞれボールベアリング６０が介在する。これにより、第２円板体３２は、フレーム２３および入力回転体１０に対して、相対的に回転自在に支持される。

また、第２円板体３２には、複数のピン３３の入力側の端部を挿入するための、複数（本実施形態では８つ）の固定用孔３２１が設けられている。複数の固定用孔３２１は、回転軸９０を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各固定用孔３２１は、第２円板体３２を軸方向に貫通する。

複数のピン３３は、第１円板体３１と第２円板体３２とを接続する、円柱状の部材である。各ピン３３は、回転軸９０と略平行に配置される。また、複数のピン３３は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の複数の挿通孔４３に、それぞれ挿入される。複数のピン３３は、第１円板体３１の複数の被圧入孔３１１に、それぞれ圧入される。また、各ピン３３の出力側の端部には、拡径されたフランジ部３３１が、設けられている。フランジ部３３１は、第１円板体３１と軸方向に接触する。これにより、各ピン３３の入力側への抜けが防止される。また、各ピン３３の入力側の端部は、第２円板体３２の固定用孔３２１に挿入され、ナットによって、第２円板体３２に固定される。

図２に示すように、各挿通孔４３を構成する面と、ピン３３の外周面との間には、隙間が介在する。そして、当該隙間には、円環状のブッシュリング６１が挿入されている。第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２が減速後の第２回転数で自転すると、当該動力がブッシュリング６１を介して各ピン３３に伝達する。その結果、複数のピン３３、第１円板体３１、および第２円板体３２が、回転軸９０を中心として、第２回転数で回転する。

＜１−２．第１円板体と複数のピンとの固定構造について＞
続いて、第１円板体３１と複数のピン３３との固定構造について、より詳細に説明する。図３は、圧入前の第１円板体３１および複数のピン３３の斜視図である。図４は、圧入後の第１円板体３１および複数のピン３３の斜視図である。図５は、ピン３３の側面図である。

図３に示すように、複数のピン３３は、第１円板体３１の出力側から、第１円板体３１の複数の被圧入孔３１１に、それぞれ圧入される。複数のピン３３が圧入されると、図４に示すように、各ピン３３の入力側の端部は、第１円板体３１の入力側の面よりも、入力側へ突出する。また、各ピン３３のフランジ部３３１が、第１円板体３１の出力側の面に接触することで、複数のピン３３の圧入が完了する。

図５に示すように、圧入完了後のピン３３の一部分は、被圧入孔３１１内に位置する圧入部７１となる。図５の例では、ピン３３のうち、フランジ部３３１の入力側に隣接した部分が、圧入部７１となっている。また、ピン３３のうち、圧入部７１の入力側に隣接した一部分は、被圧入孔３１１の外部に位置する回転伝達部７２となる。回転伝達部７２は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の複数の挿通孔４３に挿入され、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２から、ブッシュリング６１を介してトルクを受ける。

本実施形態では、被圧入孔３１１の内径は、軸方向の位置によらず一定となっている。これに対し、ピン３３の圧入部７１は、外径が互いに異なる強圧入部７１１と軽圧入部７１２とを有する。強圧入部７１１は、フランジ部３３１の入力側に隣接する。軽圧入部７１２は、強圧入部７１１の入力側かつ回転伝達部７２の出力側に位置する。図５中に拡大して示したように、軽圧入部７１２の外径Ｒｂは、強圧入部７１１の外径Ｒａよりも、小さい。このため、被圧入孔３１１に対する強圧入部７１１の圧入の締め代を「第１の締め代」とし、被圧入孔３１１に対する軽圧入部７１２の圧入の締め代を「第２の締め代」とすると、第２の締め代は、第１の締め代よりも小さい。

なお、本実施形態では、軽圧入部７１２の外径Ｒｂと、回転伝達部７２の外径とが、同一となっている。しかしながら、軽圧入部７１２の外径Ｒｂと、回転伝達部７２の外径とは、必ずしも同一でなくてもよい。

表１は、第１円板体３１に対する複数のピン３３の圧入後に、ピン３３の入力側の端部が径方向にどれだけ変位するかを、構造解析ソフトウエアを用いて調べた結果を示している。表１中のケース１では、ピン３３の圧入部７１の外径を一定とし、表１中のケース２では、強圧入部７１１の外径Ｒａよりも軽圧入部７１２の外径Ｒｂを小さく設定した。なお、表１の例では、第１円板体３１よりも入力側に突出したピン３３の軸方向の長さを40.5mm、圧入部７１の軸方向の長さを16.5mm、ケース２における強圧入部７１１の軸方向の長さを11.0mm、ケース２における軽圧入部７１２の軸方向の長さを5.5mmとした。

解析の結果、ケース１では、ピン３３の入力側の端部の径方向の変位量が、0.0173mmとなった。これに対し、ケース２では、ピン３３の入力側の端部の径方向の変位量が0.0014mmとなった。すなわち、ケース１よりもケース２の方が、ピン３３の入力側の端部の径方向の変位量は小さくなった。被圧入孔３１１の内径、ピン３３の各部の軸方向の長さ、第１円板体３１における被圧入孔３１１の位置などを変えて、同様に解析をした場合にも、同じように、圧入部７１の外径が一定の場合よりも、強圧入部７１１と軽圧入部７１２とで外径を変化させた場合の方が、ピン３３の入力側の端部の径方向の変位量は小さくなった。

この解析の結果から、ピン３３に強圧入部７１１と軽圧入部７１２とを設けたことによって、圧入後のピン３３の軸方向に対する傾斜を抑制できることが分かった。ピン３３の傾斜を抑制できれば、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２に対して、ピン３３の回転伝達部７２を、精度よく組み付けることができる。

ピン３３に強圧入部７１１と軽圧入部７１２とを設けると、圧入後のピン３３の傾斜を抑制できるのは、次の理由によるものと推測される。すなわち、上記のケース１のように、圧入部７１の全体を強圧入にすると、被圧入孔３１１の軸方向の全体において、強圧入による歪みが生じる。これに対し、上記のケース２のように、強圧入部７１１よりも入力側に軽圧入部７１２を設ければ、軽圧入部７１２の外周面は、第１円板体３１の被圧入孔３１１を構成する面に接触するものの、被圧入孔３１１に歪みを生じさせにくい。このため、強圧入部７１１の周囲において、被圧入孔３１１に歪みが生じたとしても、当該歪みによるピン３３の傾斜は、軽圧入部７１２において矯正される。その結果、圧入後のピン３３の傾斜が、抑制されると考えられる。

特に、本実施形態のように、複数の外歯歯車が軸方向に配列されている場合には、外歯歯車が１枚の場合よりも、ピン３３の軸方向の長さを長くする必要がある。このため、複数の外歯歯車にピン３３の回転伝達部７２を、精度よく組み付けるために、ピン３３の傾斜を抑制することが、より重要となる。

また、図３に示すように、本実施形態の第１円板体３１は、被圧入孔３１１の径方向内側に肉厚部３１２を有し、被圧入孔３１１の径方向外側に肉薄部３１３を有する。肉薄部３１３の径方向の厚みは、肉厚部３１２の径方向の厚みよりも、薄い。このようにすれば、複数の被圧入孔３１１および複数のピン３３を、径方向外側寄りに配置できる。したがって、ピッチ円直径が広がり、ピン３３にかかる荷重を小さくすることができる。ただし、第１円板体３１のこのような肉薄部３１３は、圧入により歪みやすい。このため、当該構造において、ピン３３の傾斜を抑制することは、より重要となる。

特に、本実施形態では、肉薄部３１３の径方向外側に、ボールベアリング６０が配置されている。このため、ボールベアリング６０の配置のために、肉薄部３１３の径方向の厚みは、より薄くなっている。したがって、当該構造において、ピン３３の傾斜を抑制することが、さらに重要となる。

図５の例では、強圧入部７１１の軸方向の長さＬａよりも、軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂの方が、小さい。すなわち、軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂは、圧入部７１全体の軸方向の長さＬｏの半分以下となっている。しかしながら、強圧入部７１１の軸方向の長さＬａよりも、軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂの方が、大きくてもよい。また、強圧入部７１１の軸方向の長さＬａと、軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂとが、等しくてもよい。

図６〜図９のグラフは、圧入部７１全体の軸方向の長さＬｏに対する軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂの比率を変えて、ピン３３の入力側の端部の変位量がどのように変化するかを、表１と同じ構造解析ソフトウエアを用いて調べた結果を示している。図６〜図９の例では、被圧入孔３１１の内径を、それぞれ、8mm、10mm、12mm、16mmとした。また、図６〜図９において、記号◇，□，△でプロットされた各データ系列は、強圧入部７１１と軽圧入部７１２の締め代の差を、それぞれ0.005mm、0.010mm、0.015mmとしたときのデータである。

図６〜図９のいずれの結果においても、Ｌｂ／Ｌｏが５０％前後のときに、ピン３３の入力側の端部の変位量が最も小さくなり、Ｌｂ／Ｌｏが０％または１００％に近づくにつれて、ピン３３の入力側の端部の変位量が大きくなることが分かった。

図６〜図９の結果から、軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂは、圧入部７１全体の軸方向の長さＬｏの、０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であればより好ましい、と言える。軽圧入部７１２の軸方向の長さＬｂをある程度確保することによって、軽圧入部７１２によるピン３３の傾斜矯正の作用を、より効果的に得ることができる。また、加工誤差が生じたときにも、軽圧入部７１２の軸方向の長さが短くなり過ぎないため、ピン３３の傾斜を、より確実に抑制できる。

また、図６〜図９の結果から、強圧入部７１１の軸方向の長さＬａは、圧入部７１全体の軸方向の長さＬｏの、０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であればより好ましい、と言える。強圧入部７１１の軸方向の長さを、ある程度確保することによって、第１円板体３１に対するピン３３の固定強度を高めることができる。また、加工誤差が生じた場合にも、強圧入部７１１の軸方向の長さが短くなり過ぎないため、ピン３３の傾斜を、より確実に抑制できる。

＜２．第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る減速機１Ａを、回転軸９０Ａを含む平面で切断した縦断面図である。この減速機１Ａは、１つの太陽歯車１４Ａと複数の遊星歯車２６Ａとを含む、いわゆる遊星歯車機構を用いた減速機である。本実施形態の減速機１Ａは、入力回転体１０Ａ、減速機構２０Ａ、および出力回転体３０Ａを有する。

入力回転体１０Ａは、外部から入力される回転数である第１回転数で回転する。本実施形態の入力回転体１０Ａは、入力シャフト１３Ａと、太陽輪である太陽歯車１４Ａとを有する。入力シャフト１３Ａは、回転軸９０Ａに沿って配置された円筒状の部材である。入力シャフト１３Ａの入力側の端部１３１Ａは、直接または他の動力伝達機構を介して、駆動源であるモータに接続される。モータを駆動させると、回転軸９０Ａを中心として、入力回転体１０が第１回転数で回転する。

太陽歯車１４Ａは、入力シャフト１３Ａの外周面に固定されて、入力シャフト１３Ａとともに、回転軸９０Ａを中心として回転する。太陽歯車１４Ａは、径方向外側へ向けて突出した複数の太陽歯１４１Ａを有する。

減速機構２０Ａは、入力回転体１０Ａと出力回転体３０Ａとの間に介在し、入力回転体１０Ａの回転運動を、減速させつつ出力回転体３０Ａへ伝達する機構である。本実施形態の減速機構２０Ａは、複数の遊星輪である遊星歯車２６Ａと、フレーム２３Ａとを有する。

複数の遊星歯車２６Ａは、太陽歯車１４Ａの周りに、等間隔に配置されている。各遊星歯車２６Ａは、中央に挿通孔２６０Ａを有する。当該挿通孔２６０Ａには、後述するピン３３Ａが挿入される。各遊星歯車２６Ａは、このピン３３Ａによって、回転自在に支持される。また、各遊星歯車２６Ａの外周部には、太陽歯１４１Ａと噛み合う複数の遊星歯２６１Ａが設けられている。

フレーム２３Ａは、入力回転体１０Ａ、出力回転体３０Ａ、および複数の遊星歯車２６Ａを内部に収容する略円筒状の部材である。フレーム２３Ａは、その内周部に、遊星歯２６１Ａと噛み合う複数の内歯５１Ａを有する。すなわち、複数の遊星歯車２６Ａは、それぞれ、太陽歯車１４Ａの太陽歯１４１Ａと、フレーム２３Ａの内歯５１Ａと、の双方と常に噛み合っている。このため、太陽歯車１４Ａが回転すると、複数の遊星歯車２６Ａは、ピン３３Ａを中心として自転しながら、フレーム２３Ａの内周面に沿って、第１回転数よりも低い第２回転数で、ゆっくりと公転する。

このように、本実施形態では、フレーム２３Ａが、遊星歯車２６Ａと接触する外輪体としての機能を果たしている。ただし、フレーム２３Ａとは別に、フレーム２３Ａの内周部に、遊星歯車２６Ａと接触する環状の外輪体が、別部材として設けられていてもよい。

出力回転体３０Ａは、減速後の第２回転数で、回転軸９０Ａを中心として回転する。図１に示すように、本実施形態の出力回転体３０Ａは、第１円板体３１Ａ、第２円板体３２Ａ、および複数のピン３３Ａを有する。

第１円板体３１Ａは、回転軸９０Ａに対して垂直に配置された、円環状の部材である。第１円板体３１Ａは、複数の遊星歯車２６Ａよりも、出力側に配置されている。第１円板体３１Ａと入力シャフト１３Ａとの間、および、第１円板体３１Ａとフレーム２３Ａとの間には、それぞれボールベアリング６０Ａが介在する。これにより、第１円板体３１Ａは、フレーム２３Ａおよび入力シャフト１３Ａに対して、相対的に回転自在に支持される。

また、第１円板体３１Ａには、複数のピン３３Ａを圧入するための複数の被圧入孔３１１Ａが、設けられている。複数の被圧入孔３１１Ａは、回転軸９０Ａを中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各被圧入孔３１１Ａは、第１円板体３１Ａを軸方向に貫通する。

第２円板体３２Ａは、回転軸９０Ａに対して垂直に配置された、円環状の部材である。第２円板体３２Ａは、複数の遊星歯車２６Ａよりも、入力側に配置されている。第２円板体３２Ａと入力シャフト１３Ａとの間、および、第２円板体３２Ａとフレーム２３Ａとの間には、それぞれボールベアリング６０Ａが介在する。これにより、第２円板体３２Ａは、フレーム２３Ａおよび入力シャフト１３Ａに対して、相対的に回転自在に支持される。

また、第２円板体３２Ａには、複数のピン３３Ａの入力側の端部を挿入するための、複数の固定用孔３２１Ａが設けられている。複数の固定用孔３２１Ａは、回転軸９０Ａを中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各固定用孔３２１Ａは、第２円板体３２Ａを軸方向に貫通する。

複数のピン３３Ａは、第１円板体３１Ａと第２円板体３２Ａとを接続する、円柱状の部材である。各ピン３３Ａは、回転軸９０Ａと略平行に配置される。複数のピン３３Ａは、第１円板体３１Ａの複数の被圧入孔３１１Ａに、それぞれ圧入されるとともに、複数の遊星歯車２６Ａの挿通孔２６０Ａに、それぞれ挿入される。各ピン３３Ａの出力側の端部には、拡径されたフランジ部３３１Ａが、設けられている。フランジ部３３１Ａは、第１円板体３１Ａと軸方向に接触する。これにより、各ピン３３Ａの入力側への抜けが防止される。また、各ピン３３Ａの入力側の端部は、第２円板体３２Ａの固定用孔３２１Ａに挿入され、ナットによって、第２円板体３２Ａに固定される。

複数の遊星歯車２６Ａが減速後の第２回転数で公転すると、当該動力が各ピン３３Ａに伝達する。その結果、複数のピン３３Ａ、第１円板体３１Ａ、および第２円板体３２Ａが、回転軸９０Ａを中心として、第２回転数で回転する。

このように、本実施形態の減速機１Ａは、減速機構の構造は第１実施形態と異なるものの、出力回転体３０Ａのみに着目すれば、第１実施形態の出力回転体３０と類似の構造を有する。各ピン３３Ａは、被圧入孔３１１Ａの内部に位置する圧入部７１Ａと、被圧入孔３１１Ａの外部に位置して遊星歯車２６Ａを支持する支持部７２Ａと、を有する。このため、第１実施形態と同様に、ピン３３Ａの圧入部７１Ａに、強圧入部と軽圧入部とを設ければ、圧入後のピン３３Ａの傾斜を抑制できる。そして、ピン３３Ａの傾斜を抑制すれば、複数のピン３３Ａの各支持部７２Ａと遊星歯車２６Ａとを、精度よく組み付けることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図１１は、一変形例に係る第１円板体３１Ｂの部分断面図である。図１１の例では、ピン３３Ｂの圧入部７１Ｂの外径は、軸方向の位置によらず一定となっている。これに対し、第１円板体３１Ｂの被圧入孔３１１Ｂのうち、軽圧入部７１２Ｂに接触する部分の内径Ｒｄは、強圧入部７１１Ｂに接触する部分の内径Ｒｃよりも大きくなっている。このように、被圧入孔３１１Ｂの内径に変化をつけることで、強圧入部７１１Ｂの圧入の締め代よりも、軽圧入部７１２Ｂの圧入の締め代を、小さくするようにしてもよい。ただし、加工のしやすさの観点では、被圧入孔の内径よりも、ピンの外径に変化をつける方が、容易である。

減速機を構成する各部材の材料には、例えば、高強度の金属を用いればよい。ただし、各部材の材料は、使用時の負荷に耐えうるものであればよく、必ずしも金属には限定されない。

また、上記の各実施形態では、フランジ部が、ピンの一部分となっていた。すなわち、ピンの圧入部とフランジ部とが、一繋がりの部材となっていた。しかしながら、フランジ部は、ピンとは別の部材であってもよい。

また、上記の各実施形態では、複数のピンの出力側の端部が、第１円板体に対して圧入され、複数のピンの入力側の端部が、第２円板体に対してナットにより固定されていた。しかしながら、複数のピンの入力側の端部が、第２円板体に対して圧入され、複数のピンの出力側の端部が、第１円板体に対してナットにより固定される構造であってもよい。その場合、第２円板体に対して圧入されるピンに、強圧入部と、強圧入部よりも出力側に位置する軽圧入部と、を設ければよい。

また、上記の第２実施形態では、太陽輪として太陽歯車を用い、遊星輪として遊星歯車を用いていた。そして、両者の噛み合いによって動力を伝達していた。しかしながら、太陽輪として太陽ローラを用い、遊星輪として遊星ローラを用い、両者の接触による摩擦力によって動力を伝達する構造であってもよい。

また、上記の第２実施形態では、フレームの位置が固定され、当該フレームに対して複数のピンが回転していた。しかしながら、複数のピンの位置を固定して、当該複数のピンに対して、フレームが回転するようになっていてもよい。すなわち、フレームとピンとが、回転軸を中心として相対的に回転する構造であればよい。

また、減速機の細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、減速機に利用できる。

１，１Ａ 減速機
１０，１０Ａ 入力回転体
１１ 第１偏心部
１２ 第２偏心部
１３Ａ 入力シャフト
１４Ａ 太陽歯車
２０，２０Ａ 減速機構
２１ 第１外歯歯車
２２ 第２外歯歯車
２３，２３Ａ フレーム
２４，２５ ローラベアリング
２６Ａ 遊星歯車
３０，３０Ａ 出力回転体
３１，３１Ａ，３１Ｂ 第１円板体
３２，３２Ａ 第２円板体
３３，３３Ａ，３３Ｂ ピン
４１ 外歯
４２ 外歯間溝
４３ 挿通孔
５１，５１Ａ 内歯
５２ 内歯間溝
６０，６０Ａ ボールベアリング
６１ ブッシュリング
７１，７１Ａ，７１Ｂ 圧入部
７２ 回転伝達部
７２Ａ 支持部
９０，９０Ａ 回転軸
９１ 第１中心軸
９２ 第２中心軸
２１１ 挿通孔
２６０Ａ 挿通孔
３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ 被圧入孔
３１２ 肉厚部
３１３ 肉薄部
３２１，３２１Ａ 固定用孔
３３１，３３１Ａ フランジ部
７１１，７１１Ｂ 強圧入部
７１２，７１２Ｂ 軽圧入部

Claims (11)

1. 第１回転数の回転運動を前記第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する減速機であって、
   前記第１回転数で回転する入力回転体と、
   前記第２回転数で回転する出力回転体と、
   前記入力回転体と前記出力回転体との間に介在する減速機構と、
   を有し、
   前記出力回転体は、
   回転軸に対して垂直に配置される円板体と、
   前記回転軸と平行に延びる複数のピンと、
   を有し、
   前記円板体は、周方向に並ぶ複数の被圧入孔を有し、
   前記複数のピンは、それぞれ、
   前記被圧入孔内に位置する圧入部と、
   前記被圧入孔の外部に位置し、前記減速機構からトルクを受ける回転伝達部と、
   を有し、
   前記圧入部は、
   前記被圧入孔に対して第１の締め代で圧入される強圧入部と、
   前記強圧入部よりも前記回転伝達部側に位置し、前記被圧入孔に対して前記第１の締め代よりも小さい第２の締め代で圧入される軽圧入部と、
   を有する、減速機。
2. 請求項１に記載の減速機において、
   前記減速機構は、
   外周部に複数の外歯を有する外歯歯車と、
   内周部に前記外歯と噛み合う複数の内歯を有する内歯歯車と、
   を含み、
   前記内歯歯車の歯数は、前記外歯歯車の歯数よりも多く、
   前記外歯歯車は、前記入力回転体の動力によって前記回転軸の周りを公転しながら、前記内歯歯車と噛み合うことによって自転し、
   前記外歯歯車は、複数の挿通孔を有し、
   前記複数のピンは、前記複数の挿通孔に、それぞれ挿入されている、減速機。
3. 請求項２に記載の減速機において、
   軸方向に配列された複数の前記外歯歯車を有する、減速機。
4. 回転軸を中心として回転する太陽輪と、
   前記太陽輪の周りに配置され、前記太陽輪と接触しつつ自転する複数の遊星輪と、
   前記複数の遊星輪に接触する環状の外輪体と、
   前記複数の遊星輪のそれぞれを回転自在に支持する複数のピンと、
   前記複数のピンが固定された円板体と、
   を有し、
   前記外輪体と前記ピンとが、前記回転軸を中心として相対的に回転する構造の減速機であって、
   前記円板体は、周方向に並ぶ複数の被圧入孔を有し、
   前記複数のピンは、それぞれ、
   前記被圧入孔内に位置する圧入部と、
   前記被圧入孔の外部に位置し、前記遊星輪を支持する支持部と、
   を有し、
   前記圧入部は、
   前記被圧入孔に対して第１の締め代で圧入される強圧入部と、
   前記強圧入部よりも前記支持部側に位置し、前記被圧入孔に対して前記第１の締め代よりも小さい第２の締め代で圧入される軽圧入部と、
   を有する、減速機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記被圧入孔の内径は、軸方向の位置によらず一定であり、
   前記軽圧入部の外径は、前記強圧入部の外径よりも小さい、減速機。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記圧入部の外径は、軸方向の位置によらず一定であり、
   前記被圧入孔のうち、前記軽圧入部に接触する部分の内径は、前記強圧入部に接触する部分の内径よりも大きい、減速機。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記軽圧入部の軸方向の長さは、前記圧入部の軸方向の長さの０．２倍以上である、減速機。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記強圧入部の軸方向の長さは、前記圧入部の軸方向の長さの０．２倍以上である、減速機。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記円板体は、
   前記被圧入孔の径方向内側に位置する肉厚部と、
   前記被圧入孔の径方向外側に位置する肉薄部と、
   を有し、
   前記肉薄部の径方向の厚みは、前記肉厚部の径方向の厚みよりも薄い、減速機。
10. 請求項９に記載の減速機において、
    少なくとも前記円板体を内部に収容する円筒状のフレームと、
    前記フレームと前記円板体との間に介在するベアリングと、
    を有し、
    前記ベアリングは、前記肉薄部の径方向外側に位置する、減速機。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の減速機において、
    前記ピンは、前記強圧入部に隣接し、前記円板体と軸方向に接触するフランジ部をさらに有する、減速機。

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