JP6542530B2 - 減速機群及び減速機群の設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動型歯車装置としての機構を有する減速機の減速機群に関する。

産業用ロボットや工作機械といった様々な技術分野において、様々な減速機が用いられている（特許文献１を参照）。特許文献１は、筒状の筐体と、筐体内で揺動する揺動歯車と、揺動歯車を揺動させるクランク組立体と、を備える減速機を開示する。設計者は、特許文献１の開示技術に基づいて、顧客が要求する性能（例えば、トルクや減速比）に適合するように様々な減速機を設計することができる。

特開２０１０−２８６０９８号公報

設計者が、顧客の様々な要求に応じて、様々な減速機を設計するならば、設計者は、減速機の様々な部品について設計計算を行い、且つ、様々な図面を作成する必要がある。このことは、過大な設計労力に帰結する。加えて、減速機の製造を管理するロジスティクス部門の管理労力も、多すぎる部品の種類に起因して過大になることもある。

本発明は、設計及びロジスティクスに関する労力の軽減に貢献する技術を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る減速機群は、第１出力部を回転させる第１クランク組立体を有する複数の第１減速機を含む第１減速機群と、第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有する複数の第２減速機を含む第２減速機群と、を備える。前記第１クランク組立体は、第１ジャーナルと前記第１ジャーナルに対して偏心した第１偏心部とを含む第１クランク軸を含む。前記第２クランク組立体は、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含む。前記第１減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク組立体は何れも、前記第１クランク軸に取り付けられる軸受の荷重許容量及び前記第１出力部の回転中心軸からの距離のうち少なくとも一方において、前記第２クランク組立体とは相違する。前記第１減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク軸は何れも、前記第２減速機群に含まれる前記第２減速機の前記第２クランク軸に形状的に一致する。

上記構成によれば、第１クランク軸は、第２クランク軸に形状的に一致するので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。加えて、クランク軸の種類は低減されるので、クランク軸に関するロジスティクス業務も軽減される。

上記構成において、前記第１出力部は、第１主軸周りに回転してもよい。前記第１ジャーナルは、前記第１主軸から第１距離だけ離間した第１伝達軸周りに回転してもよい。前記第２出力部は、第２主軸周りに回転してもよい。前記第２ジャーナルは、前記第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した第２伝達軸周りに回転してもよい。

上記構成によれば、第２ジャーナルは、第２主軸から第１距離とは異なる第２距離だけ離間した第２伝達軸周りに回転するので、第１減速機と第２減速機との間で、寸法上の差異が存在する。しかしながら、第１クランク軸は、第２クランク軸に形状的に一致するので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。加えて、クランク軸の種類は低減されるので、クランク軸に関するロジスティクス業務も軽減される。

上記構成において、前記第１減速機は、前記第１クランク軸によって揺動され、前記第１出力部を回転させる第１揺動歯車と、前記第１偏心部と前記第１揺動歯車との間に配置される第１歯車支持軸受を含んでもよい。前記第２減速機は、前記第２クランク軸によって揺動され、前記第２出力部を回転させる第２揺動歯車と、前記第２偏心部と前記第２揺動歯車との間に配置される第２歯車支持軸受を含んでもよい。前記第１歯車支持軸受は、前記第２歯車支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違してもよい。

上記構成によれば、第１歯車支持軸受は、第２歯車支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違するので、設計者は、第１減速機と第２減速機との間で性能的な差異を作り出すことができる。しかしながら、第１クランク軸は、第２クランク軸に形状的に一致するので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。加えて、クランク軸の種類は低減されるので、クランク軸に関するロジスティクス業務も軽減される。

上記構成において、前記第１減速機は、前記第１ジャーナルに取り付けられる第１シャフト支持軸受を含んでもよい。前記第２減速機は、前記第２ジャーナルに取り付けられる第２シャフト支持軸受を含んでもよい。前記第１シャフト支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違してもよい。

上記構成によれば、第１シャフト支持軸受は、第２シャフト支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違するので、設計者は、第１減速機と第２減速機との間で性能的な差異を作り出すことができる。しかしながら、第１クランク軸は、第２クランク軸に形状的に一致するので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。加えて、クランク軸の種類は低減されるので、クランク軸に関するロジスティクス業務も軽減される。

上記構成において、前記第１クランク組立体は、前記第２クランク組立体と形状的に一致してもよい。

上記構成によれば、第１クランク組立体は、第２クランク組立体と形状的に一致するので、クランク組立体の製造に用いられる部品の種類が低減される。

本発明の他の局面に係る減速機群は、出力部の回転中心軸と前記出力部を回転させるクランク組立体の伝達回転軸との間の距離関係及び前記クランク組立体の荷重許容量のうち少なくとも一方において、他のもう１つの減速機群に含まれる第２減速機とは相違する複数の第１減速機を備えた減速機群であって、前記第１減速機は何れも、前記回転中心軸として規定される第１主軸周りに回転する第１出力部と、前記第１出力部を回転させる第１クランク組立体と、を備える。前記他のもう１つの減速機群に含まれる第２減速機は何れも、回転運動を行うことによって、第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有する。前記第１クランク組立体は何れも、第１ジャーナルと前記第１ジャーナルに対して偏心した第１偏心部とを有する第１クランク軸を含む。前記第２クランク組立体は何れも、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含む。前記減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク軸は何れも、前記他のもう一つの減速機群に含まれる前記第２減速機の前記第２クランク軸に形状的に一致する。

上記構成によれば、第１クランク軸は、第２クランク軸に形状的に一致するので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。加えて、クランク軸の種類は低減されるので、クランク軸に関するロジスティクス業務も軽減される。

本発明の更に他の局面に係る減速機の設計方法は、出力部の回転中心軸と前記出力部へ駆動力を伝達するクランク組立体の伝達回転軸との間の距離関係及び前記クランク組立体の荷重許容量のうち少なくとも一方において、他のもう１つの減速機群に含まれる減速機とは相違する複数の減速機を備えた第１減速機群の設計に利用される。設計方法は、前記第１減速機群に含まれる減速機における、前記回転中心軸として規定される第１主軸周りに回転する第１出力部を設計する工程と、前記第１減速機群に含まれる減速機における、前記第１出力部を回転させる第１クランク組立体を設計する工程と、を備える。前記他のもう１つの減速機は、回転運動を行うことによって、第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有する。前記第２クランク組立体は、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含む。前記第１減速機群に含まれる減速機における前記第１クランク組立体を設計する工程は、前記第２クランク軸に形状的に一致する第１クランク軸を設計する段階を含む。

上記構成によれば、第１クランク組立体を設計する工程は、第２クランク軸に形状的に一致する第１クランク軸を設計する段階を含むので、設計者は、クランク軸に関する設計作業を省略することができる。

本発明は、設計及びロジスティクスに関する労力の軽減に貢献する。

第１実施形態の減速機の概略的な断面図である。 図１Ａに示されるＡ−Ａ線に沿う減速機の概略的な断面図である。 他のもう１つの減速機の概略的な断面図である。 第２実施形態の減速機の概略的な断面図である。 第３実施形態の減速機の概略的な断面図である。 減速機の例示的な設計手順を示すフローチャートである（第４実施形態）。

添付の図面を参照して、減速機の設計及び減速機の製造のためのロジスティクスに関する労力の軽減に貢献する技術に関する様々な実施形態が説明される。

＜第１実施形態＞
従来の設計技術では、設計者が、所定の減速比で回転する出力部の回転中心軸と、出力部へ駆動力を伝達するクランク組立体と、の間の距離関係において互いに相違する複数の減速機を設計するとき、設計者は、複数の減速機それぞれに専用のクランク軸を設計している。この結果、膨大な種類のクランク軸が作成されることとなっている。本発明者等は、様々な減速機の設計を研究し、出力部の回転中心軸とクランク組立体との間の距離において相違する複数の減速機に対して、共通の設計から作り出されたクランク軸が適用可能であることを見出した。第１実施形態において、形状的に一致するクランク軸が組み込まれた２つの減速機が説明される。

（減速機の構造）
図１Ａ及び図１Ｂは、例示的な減速機１００を示す。図１Ａは、減速機１００の概略的な断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ−Ａ線に沿う減速機１００の概略的な断面図である。図１Ａ及び図１Ｂを参照して、減速機１００が説明される。

減速機１００は、筐体筒２００と、歯車部３００と、３つのクランク組立体４００と、を備える。筐体筒２００は、歯車部３００と、３つのクランク組立体４００と、を収容する。本実施形態において、第１減速機は、減速機１００によって例示される。

筐体筒２００は、外筒部２１０と、キャリア部２２０と、２つの主軸受２３０と、を含む。キャリア部２２０は、外筒部２１０内に配置される。２つの主軸受２３０は、外筒部２１０とキャリア部２２０との間に配置される。２つの主軸受２３０は、外筒部２１０と、キャリア部２２０と、の間の相対的な回転運動を可能にする。本実施形態において、第１出力部は、外筒部２１０及びキャリア部２２０のうち一方によって例示される。

図１Ａは、２つの主軸受２３０の回転中心軸として規定される主軸ＦＭＸを示す。外筒部２１０及びキャリア部２２０は、主軸ＦＭＸを取り囲む。外筒部２１０が固定されているならば、キャリア部２２０は、主軸ＦＭＸ周りに回転する。キャリア部２２０が固定されているならば、外筒部２１０は、主軸ＦＭＸ周りに回転する。すなわち、外筒部２１０及びキャリア部２２０のうち一方は、外筒部２１０及びキャリア部２２０のうち他方に対して、主軸ＦＭＸ周りに相対的に回転することができる。本実施形態において、第１主軸は、主軸ＦＭＸによって例示される。

設計者は、外筒部２１０に様々な形状を与えることができる。したがって、本実施形態の原理は、外筒部２１０の特定の形状に限定されない。

設計者は、キャリア部２２０に様々な形状を与えることができる。したがって、本実施形態の原理は、キャリア部２２０の特定の形状に限定されない。

外筒部２１０は、外筒２１１と、複数の内歯ピン２１２と、を含む。外筒２１１は、キャリア部２２０、歯車部３００及びクランク組立体４００が収容される円筒状の内部空間を規定する。各内歯ピン２１２は、主軸ＦＭＸに略平行に延びる円柱状の部材である。各内歯ピン２１２は、外筒２１１の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、各内歯ピン２１２は、外筒２１１によって適切に保持される。

複数の内歯ピン２１２は、主軸ＦＭＸ周りに略一定間隔で配置される。各内歯ピン２１２の半周面は、外筒２１１の内壁から主軸ＦＭＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン２１２は、歯車部３００と噛み合う内歯として機能する。

キャリア部２２０は、基部２２１と、端板部２２２と、位置決めピン２２３と、固定ボルト２２４と、を含む。キャリア部２２０は、全体的に、円筒形状をなす。基部２２１は、基板部２２５と、３つのシャフト部２２６と、を含む。３つのシャフト部２２６それぞれは、基板部２２５から端板部２２２に向けて延びる。３つのシャフト部２２６それぞれの先端面には、ネジ孔２２７及びリーマ孔２２８が形成される。位置決めピン２２３は、リーマ孔２２８へ挿入される。この結果、端板部２２２は、基部２２１に対して精度よく位置決めされる。固定ボルト２２４は、ネジ孔２２７に螺合する。この結果、端板部２２２は、基部２２１に適切に固定される。

歯車部３００は、基板部２２５と端板部２２２との間に配置される。３つのシャフト部２２６は、歯車部３００を貫通し、端板部２２２に接続される。

歯車部３００は、２つの歯車３１０，３２０を含む。歯車３１０は、基板部２２５と歯車３２０との間に配置される。歯車３２０は、端板部２２２と歯車３１０との間に配置される。

歯車３１０は、形状及び大きさにおいて、歯車３２０と略等しい。歯車３１０，３２０は、内歯ピン２１２に噛み合いながら、外筒２１１内を周回移動する。したがって、歯車３１０，３２０の中心は、主軸ＦＭＸ周りを周回することとなる。本実施形態において、第１揺動歯車は、歯車３１０，３２０のうち一方によって例示される。

歯車３１０の周回位相は、歯車３２０の周回位相から略１８０°ずれている。歯車３１０は、外筒部２１０の複数の内歯ピン２１２のうち半数に噛み合う間、歯車３２０は、複数の内歯ピン２１２のうち残りの半数に噛み合う。したがって、歯車部３００は、外筒部２１０又はキャリア部２２０を回転させることができる。

本実施形態において、歯車部３００は、２つの歯車３１０，３２０を含む。代替的に、設計者は、歯車部として、２を超える数の歯車を用いてもよい。更に代替的に、設計者は、歯車部として、１つの歯車を用いてもよい。

３つのクランク組立体４００それぞれは、クランク軸４１０と、４つの軸受４２１，４２２，４２３，４２４と、伝達歯車４３０と、を含む。伝達歯車４３０は、一般的なスパーギアであってもよい。本実施形態の原理は、伝達歯車４３０の特定の種類に限定されない。

伝達歯車４３０は、駆動源（例えば、モータ）が発生させた駆動力を直接的又は間接的に受ける。設計者は、駆動源から伝達歯車４３０までの駆動力の伝達経路を、減速機１００の使用環境や使用条件に応じて適切に設定してもよい。したがって、本実施形態の原理は、駆動源から伝達歯車４３０までの特定の駆動伝達経路に限定されない。

図１Ａは、伝達軸ＦＴＸを示す。伝達軸ＦＴＸは、主軸ＦＭＸに対して略平行である。クランク軸４１０は、伝達軸ＦＴＸ周りに回転する。図１Ａは、伝達軸ＦＴＸと主軸ＦＭＸとの間の距離を記号「Ｌ１」で示す。本実施形態において、第１クランク組立体は、３つのクランク組立体４００のうち１つによって例示される。第１伝達軸は、伝達軸ＦＴＸによって例示される。第１距離は、距離Ｌ１によって例示される。

クランク軸４１０は、２つのジャーナル４１１，４１２と、２つの偏心部４１３，４１４と、を含む。ジャーナル４１１，４１２は、伝達軸ＦＴＸに沿って延びる。ジャーナル４１１，４１２の中心軸は、伝達軸ＦＴＸに一致する。ジャーナル４１１，４１２は、伝達軸ＦＴＸ周りに回転する。偏心部４１３，４１４は、ジャーナル４１１，４１２間に形成される。偏心部４１３，４１４それぞれは、伝達軸ＦＴＸから偏心している。本実施形態において、第１クランク軸は、クランク軸４１０によって例示される。第１ジャーナルは、ジャーナル４１１，４１２のうち一方によって例示される。第１偏心部は、偏心部４１３，４１４のうち一方によって例示される。

ジャーナル４１１は、軸受４２１に挿入される。軸受４２１は、ジャーナル４１１と端板部２２２との間に配置される。したがって、ジャーナル４１１は、端板部２２２と軸受４２１とによって支持される。ジャーナル４１２は、軸受４２２に挿入される。軸受４２２は、ジャーナル４１２と基部２２１との間に配置される。したがって、ジャーナル４１２は、基部２２１と軸受４２２とによって支持される。本実施形態において、第１シャフト支持軸受は、軸受４２１，４２２のうち一方によって例示される。

偏心部４１３は、軸受４２３に挿入される。軸受４２３は、偏心部４１３と歯車３１０との間に配置される。偏心部４１４は、軸受４２４に挿入される。軸受４２４は、偏心部４１４と歯車３２０との間に配置される。本実施形態において、第１歯車支持軸受は、軸受４２３，４２４のうち一方によって例示される。

伝達歯車４３０に駆動力が入力されると、クランク軸４１０は、伝達軸ＦＴＸ周りに回転する。この結果、偏心部４１３，４１４は、伝達軸ＦＴＸ周りに偏心回転する。クランク軸４１０は、軸受４２３，４２４を介して、歯車３１０，３２０へ駆動力を伝達する。軸受４２３，４２４を介して偏心部４１３，４１４に接続された歯車３１０，３２０は、外筒部２１０によって規定された円形空間内で揺動する。歯車３１０，３２０は、内歯ピン２１２に噛み合うので、外筒部２１０とキャリア部２２０との間で相対的な回転運動が引き起こされる。

（他のもう１つの減速機）
設計者は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明された減速機１００の設計原理に基づいて、主軸と伝達軸との間の距離において相違する他のもう１つの減速機を設計することができる。

図２は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明された設計原理に基づいて構築された他のもう１つの減速機１００Ａを示す。図２は、減速機１００Ａの概略的な断面図である。図１Ａ及び図２を参照して、減速機１００Ａが説明される。

減速機１００Ａは、筐体筒２００Ａと、歯車部３００Ａと、クランク組立体４００Ａと、を備える。筐体筒２００Ａは、歯車部３００Ａと、クランク組立体４００Ａと、を収容する。本実施形態において、第２減速機は、減速機１００Ａによって例示される。

筐体筒２００Ａは、外筒部２１０Ａと、キャリア部２２０Ａと、２つの主軸受２３０Ａと、を含む。キャリア部２２０Ａは、外筒部２１０Ａ内に配置される。２つの主軸受２３０Ａは、外筒部２１０Ａとキャリア部２２０Ａとの間に配置される。２つの主軸受２３０Ａは、外筒部２１０Ａと、キャリア部２２０Ａと、の間の相対的な回転運動を可能にする。本実施形態において、第２出力部は、外筒部２１０Ａ及びキャリア部２２０Ａのうち一方によって例示される。

図２は、２つの主軸受２３０Ａの回転中心軸として規定される主軸ＳＭＸを示す。外筒部２１０Ａが固定されているならば、キャリア部２２０Ａは、主軸ＳＭＸ周りに回転する。キャリア部２２０Ａが固定されているならば、外筒部２１０Ａは、主軸ＳＭＸ周りに回転する。すなわち、外筒部２１０Ａ及びキャリア部２２０Ａのうち一方は、外筒部２１０Ａ及びキャリア部２２０Ａのうち他方に対して、主軸ＳＭＸ周りに相対的に回転することができる。本実施形態において、第２主軸は、主軸ＳＭＸによって例示される。

設計者は、外筒部２１０Ａに様々な形状を与えることができる。したがって、本実施形態の原理は、外筒部２１０Ａの特定の形状に限定されない。

設計者は、キャリア部２２０Ａに様々な形状を与えることができる。したがって、本実施形態の原理は、キャリア部２２０Ａの特定の形状に限定されない。

外筒部２１０Ａは、外筒２１１Ａと、複数の内歯ピン２１２Ａと、を含む。減速機１００Ａ内の内歯ピン２１２Ａは、減速機１００内の内歯ピン２１２よりも多くてもよい。外筒２１１Ａは、キャリア部２２０Ａ、歯車部３００Ａ及びクランク組立体４００Ａが収容される円筒状の内部空間を規定する。各内歯ピン２１２Ａは、主軸ＳＭＸに略平行に延びる円柱状の部材である。各内歯ピン２１２Ａは、外筒２１１Ａの内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、各内歯ピン２１２Ａは、外筒２１１Ａによって適切に保持される。

複数の内歯ピン２１２Ａは、主軸ＳＭＸ周りに略一定間隔で配置される。各内歯ピン２１２Ａの半周面は、外筒２１１Ａの内壁から主軸ＳＭＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン２１２Ａは、歯車部３００Ａと噛み合う内歯として機能する。

キャリア部２２０Ａは、基部２２１Ａと、端板部２２２Ａと、を含む。キャリア部２２０Ａは、全体的に、円筒形状をなす。基部２２１Ａは、基板部２２５Ａと、シャフト部２２６Ａと、を含む。シャフト部２２６Ａは、基板部２２５Ａから端板部２２２Ａに向けて延びる。減速機１００Ａと同様に、端板部２２２Ａは、ネジ及びピンによって、シャフト部２２６Ａの先端面に固定されてもよい。

歯車部３００Ａは、基板部２２５Ａと端板部２２２Ａとの間に配置される。シャフト部２２６Ａは、歯車部３００Ａを貫通し、端板部２２２Ａに接続される。

歯車部３００Ａは、２つの歯車３１０Ａ，３２０Ａを含む。歯車３１０Ａは、基板部２２５Ａと歯車３２０Ａとの間に配置される。歯車３２０Ａは、端板部２２２Ａと歯車３１０Ａとの間に配置される。

歯車３１０Ａは、形状及び大きさにおいて、歯車３２０Ａと同様である。歯車３１０Ａ，３２０Ａは、内歯ピン２１２Ａに噛み合いながら、外筒２１１Ａ内を周回移動する。したがって、歯車３１０Ａ，３２０Ａの中心は、主軸ＳＭＸ周りを周回することとなる。本実施形態において、第２揺動歯車は、歯車３１０Ａ，３２０Ａのうち一方によって例示される。

歯車３１０Ａの周回位相は、歯車３２０Ａの周回位相から略１８０°ずれている。歯車３１０Ａは、外筒部２１０Ａの複数の内歯ピン２１２Ａのうち半数に噛み合う間、歯車３２０Ａは、複数の内歯ピン２１２Ａのうち残りの半数に噛み合う。したがって、歯車部３００Ａは、外筒部２１０Ａ又はキャリア部２２０Ａを回転させることができる。

本実施形態において、歯車部３００Ａは、２つの歯車３１０Ａ，３２０Ａを含む。代替的に、設計者は、歯車部として、２を超える数の歯車を用いてもよい。更に代替的に、設計者は、歯車部として、１つの歯車を用いてもよい。

クランク組立体４００Ａは、クランク軸４１０Ａと、４つの軸受４２１Ａ，４２２Ａ，４２３Ａ，４２４Ａと、伝達歯車４３０Ａと、を含む。伝達歯車４３０Ａは、一般的なスパーギアであってもよい。本実施形態の原理は、伝達歯車４３０Ａの特定の種類に限定されない。

図２は、伝達軸ＳＴＸを示す。伝達軸ＳＴＸは、主軸ＳＭＸに対して略平行である。クランク軸４１０Ａは、伝達軸ＳＴＸ周りに回転する。図２は、伝達軸ＳＴＸと主軸ＳＭＸとの間の距離を記号「Ｌ２」で示す。距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも大きい。本実施形態において、第２クランク組立体は、クランク組立体４００Ａによって例示される。第２伝達軸は、伝達軸ＳＴＸによって例示される。第２距離は、距離Ｌ２によって例示される。

クランク軸４１０Ａは、２つのジャーナル４１１Ａ，４１２Ａと、２つの偏心部４１３Ａ，４１４Ａと、を含む。ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａは、伝達軸ＳＴＸに沿って延びる。ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａの中心軸は、伝達軸ＳＴＸに一致する。ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａは、伝達軸ＳＴＸ周りに回転する。偏心部４１３Ａ，４１４Ａは、ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａ間に形成される。偏心部４１３Ａ，４１４Ａそれぞれは、伝達軸ＳＴＸから偏心している。本実施形態において、第２クランク軸は、クランク軸４１０Ａによって例示される。第２ジャーナルは、ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａのうち一方によって例示される。第２偏心部は、偏心部４１３Ａ，４１４Ａのうち一方によって例示される。

ジャーナル４１１Ａは、軸受４２１Ａに挿入される。軸受４２１Ａは、ジャーナル４１１Ａと端板部２２２Ａとの間に配置される。したがって、ジャーナル４１１Ａは、端板部２２２Ａと軸受４２１Ａとによって支持される。ジャーナル４１２Ａは、軸受４２２Ａに挿入される。軸受４２２Ａは、ジャーナル４１２Ａと基部２２１Ａとの間に配置される。したがって、ジャーナル４１２Ａは、基部２２１Ａと軸受４２２Ａとによって支持される。

偏心部４１３Ａは、軸受４２３Ａに挿入される。軸受４２３Ａは、偏心部４１３Ａと歯車３１０Ａとの間に配置される。偏心部４１４Ａは、軸受４２４Ａに挿入される。軸受４２４Ａは、偏心部４１４Ａと歯車３２０Ａとの間に配置される。

伝達歯車４３０Ａに駆動力が入力されると、クランク軸４１０Ａは、伝達軸ＳＴＸ周りに回転する。この結果、偏心部４１３Ａ，４１４Ａは、伝達軸ＳＴＸ周りに偏心回転する。軸受４２３Ａ，４２４Ａを介して偏心部４１３Ａ，４１４Ａに接続された歯車３１０Ａ，３２０Ａは、外筒部２１０Ａによって規定された円形空間内で揺動する。歯車３１０Ａ，３２０Ａは、内歯ピン２１２Ａに噛み合うので、外筒部２１０Ａとキャリア部２２０Ａとの間で相対的な回転運動が引き起こされる。

設計者は、減速機１００Ａを設計した後、減速機１００を設計してもよい。このとき、設計者は、クランク軸４１０Ａの寸法や形状を表す設計データを、クランク軸４１０の設計に転用してもよい。この結果、減速機１００のクランク軸４１０は、減速機１００Ａのクランク軸４１０Ａと形状的及び材質的に一致することとなる。すなわち、クランク軸４１０の全長は、クランク軸４１０Ａの全長に一致する。ジャーナル４１１，４１２の長さ寸法は、ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａの長さ寸法にそれぞれ一致する。ジャーナル４１１，４１２の直径寸法は、ジャーナル４１１Ａ，４１２Ａの直径寸法にそれぞれ一致する。ジャーナル４１１に施与される軸加工（たとえば、伝達歯車４３０との接続に用いられるスプライン加工）は、ジャーナル４１１Ａに施与される軸加工（たとえば、伝達歯車４３０Ａとの接続に用いられるスプライン加工）と同一である。偏心部４１３，４１４の長さ寸法は、偏心部４１３Ａ，４１４Ａの長さ寸法にそれぞれ一致する。偏心部４１３，４１４の直径寸法は、偏心部４１３Ａ，４１４Ａの直径寸法にそれぞれ一致する。伝達軸ＦＴＸに対する偏心部４１３，４１４の偏心量は、伝達軸ＳＴＸに対する偏心部４１３Ａ，４１４Ａの偏心量に一致する。偏心部４１４に対する偏心部４１３の偏心方向は、偏心部４１４Ａに対する偏心部４１３Ａの偏心方向に一致する。

設計者は、クランク軸４１０を除く部位（筐体筒２００，歯車部３００，軸受４２１，４２２，４２３，４２４や伝達歯車４３０）の形状及び大きさを、減速機１００に要求される条件（たとえば、減速比や最大トルク）に合わせて決定してもよい。必要に応じて、設計者は、軸受４２１，４２２，４２３，４２４としてそれぞれ利用される軸受の型式番号を、軸受４２１Ａ，４２２Ａ，４２３Ａ，４２４Ａとしてそれぞれ利用される軸受の型式番号に一致させてもよい。この結果、減速機１００，１００Ａは、少ない種類の軸受の使用下で製造される。

設計者は、軸受に加えて、伝達歯車４３０，４３０Ａとの間での共通化を図ってもよい。この場合、クランク組立体４００は、クランク組立体４００Ａに形状的及び構造的に一致することとなる。

＜第２実施形態＞
設計者は、第１実施形態に関連して説明された設計原理にしたがって、新たな減速機を設計するとき、新たな減速機のクランク組立体に求められる荷重許容量が、既存の減速機のクランク組立体の荷重許容量よりも高いことを見出すこともある。大きな軸受がクランク組立体に組み込まれるならば、クランク組立体は、高い荷重許容量を発揮することができる。したがって、設計者は、クランク軸の設計データを変更することなく、大きな軸受を使用し、高い荷重許容量を有する減速機を設計することができる。第２実施形態において、大きな軸受が組み込まれたクランク組立体を有する減速機が説明される。

図３は、第１実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて構築された他のもう１つの減速機１００Ｂを示す。図３は、減速機１００Ｂの概略的な断面図である。図１Ａ及び図３を参照して、減速機１００Ｂが説明される。

減速機１００Ｂは、筐体筒２００Ｂと、歯車部３００Ｂと、クランク組立体４００Ｂと、を備える。筐体筒２００Ｂは、歯車部３００Ｂと、クランク組立体４００Ｂと、を収容する。本実施形態において、第２減速機は、減速機１００Ｂによって例示される。

筐体筒２００Ｂは、外筒部２１０Ｂと、キャリア部２２０Ｂと、２つの主軸受２３０Ｂと、を含む。外筒部２１０Ｂは、構造、大きさ、形状及び材質において、図１Ａを参照して説明された外筒部２１０と一致してもよい。代替的に、設計者は、外筒部２１０Ｂに、外筒部２１０とは異なる構造、大きさ、形状及び／又は材質を設定してもよい。本実施形態の原理は、外筒部２１０Ｂの特定の構造、特定の大きさ、特定の形状及び／又は特定の材質に限定されない。

設計者は、図１Ａを参照して説明された主軸受２３０として用いられる軸受に割り当てられた型式番号によって特定される軸受を、主軸受２３０Ｂとして利用してもよい。代替的に、設計者は、図１Ａを参照して説明された主軸受２３０とは異なる型式番号の軸受を、主軸受２３０Ｂとして利用してもよい。本実施形態の原理は、主軸受２３０Ｂの特定の種類に限定されない。

歯車部３００Ｂは、２つの歯車３１０Ｂ，３２０Ｂを含む。歯車３１０Ｂ，３２０Ｂは、図１Ａを参照して説明された歯車３１０，３２０と同様の揺動動作を行う。したがって、第１実施形態の説明は、歯車３１０Ｂ，３２０Ｂの動作に援用される。

クランク組立体４００Ｂは、クランク軸４１０Ｂと、４つの軸受４２１Ｂ，４２２Ｂ，４２３Ｂ，４２４Ｂと、伝達歯車４３０Ｂと、を含む。伝達歯車４３０Ｂは、一般的なスパーギアであってもよい。本実施形態の原理は、伝達歯車４３０Ｂの特定の種類に限定されない。

クランク軸４１０Ｂは、２つのジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂと、２つの偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂと、を含む。クランク軸４１０Ｂは、図１Ａを参照して説明されたクランク軸４１０と形状的及び材質的に同一である。したがって、ジャーナル４１１Ｂは、図１Ａを参照して説明されたジャーナル４１１に形状的に一致する。ジャーナル４１２Ｂは、図１Ａを参照して説明されたジャーナル４１２に形状的に一致する。偏心部４１３Ｂは、図１Ａを参照して説明された偏心部４１３に形状的に一致する。偏心部４１４Ｂは、図１Ａを参照して説明された偏心部４１４に形状的に一致する。本実施形態において、第２クランク軸は、クランク軸４１０Ｂによって例示される。第２ジャーナルは、ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂのうち一方によって例示される。第２偏心部は、偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂのうち一方によって例示される。

ジャーナル４１１Ｂは、軸受４２１Ｂに挿入される。ジャーナル４１２Ｂは、軸受４２２Ｂに挿入される。偏心部４１３Ｂは、軸受４２３Ｂに挿入される。偏心部４１４Ｂは、軸受４２４Ｂに挿入される。

軸受４２１Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２１と、内径において等しい。その一方で、軸受４２１Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２１よりも大きな外径寸法を有する。設計者は、軸受４２１Ｂが、ジャーナル４１１Ｂとキャリア部２２０Ｂとの間で適切に挟持されるように、キャリア部２２０Ｂを設計してもよい。軸受４２２Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２２と、内径において等しい。その一方で、軸受４２２Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２２よりも大きな外径寸法を有する。設計者は、軸受４２２Ｂが、ジャーナル４１２Ｂとキャリア部２２０Ｂとの間で適切に挟持されるように、キャリア部２２０Ｂを設計してもよい。本実施形態において、第１シャフト支持軸受は、軸受４２１，４２２のうち一方によって例示される。第２シャフト支持軸受は、軸受４２１Ｂ，４２２Ｂのうち一方によって例示される。

軸受４２３Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２３と、内径において等しい。その一方で、軸受４２３Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２３よりも大きな外径寸法を有する。設計者は、軸受４２３Ｂが、偏心部４１３Ｂと歯車３１０Ｂとの間で適切に挟持されるように、歯車３１０Ｂを設計してもよい。軸受４２４Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２４と、内径において等しい。その一方で、軸受４２４Ｂは、図１Ａを参照して説明された軸受４２４よりも大きな外径寸法を有する。設計者は、軸受４２４Ｂが、偏心部４１４Ｂと歯車３２０Ｂとの間で適切に挟持されるように、歯車３２０Ｂを設計してもよい。本実施形態において、第１歯車支持軸受は、軸受４２３，４２４のうち一方によって例示される。第２歯車支持軸受は、軸受４２３Ｂ，４２４Ｂのうち一方によって例示される。

本実施形態において、軸受４２１Ｂ，４２２Ｂの組は、軸受４２１，４２２の組よりも大きな外径寸法を有し、且つ、軸受４２３Ｂ，４２４Ｂの組は、軸受４２３，４２４の組よりも大きな外径寸法を有する。代替的に、ジャーナルに配置される軸受及び偏心部に配置される軸受のうち一方が、２つの減速機間で外径寸法において相違する一方で、ジャーナルに配置される軸受及び偏心部に配置される軸受のうち他方が、２つの減速機間で形状的に一致してもよい。

＜第３実施形態＞
設計者は、第２実施形態に関連して説明された設計原理にしたがって、大きさにおいて異なる軸受をクランク組立体に組み込むことができる。代替的に、又は、加えて、設計者は、減速機の設計に要求される条件に応じて、種類において相違する軸受をクランク組立体に組み込んでもよい。第３実施形態において、種類において異なる軸受が組み込まれたクランク組立体を有する減速機が説明される。

図４は、第１実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて構築された他のもう１つの減速機１００Ｃを示す。図４は、減速機１００Ｃの概略的な断面図である。第２実施形態及び第３実施形態の間で共通して用いられる符号は、当該共通の符号が付された要素が、第２実施形態と同一の機能を有することを意味する。したがって、第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。図１Ａ及び図４を参照して、減速機１００Ｃが説明される。

第２実施形態と同様に、減速機１００Ｃは、筐体筒２００Ｂと、歯車部３００Ｂと、を備える。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

減速機１００Ｃは、クランク組立体４００Ｃを更に備える。筐体筒２００Ｂは、歯車部３００Ｂと、クランク組立体４００Ｃと、を収容する。本実施形態において、第２減速機は、減速機１００Ｃによって例示される。

第２実施形態と同様に、クランク組立体４００Ｃは、クランク軸４１０Ｂと、軸受４２３Ｂ，４２４Ｂと、伝達歯車４３０Ｂと、を含む。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

クランク組立体４００Ｃは、軸受４２１Ｃ，４２２Ｃを更に含む。軸受４２１Ｃ，４２２Ｃは、図１Ａを参照して説明された軸受４２１，４２２と、内径においてそれぞれ等しい。その一方で、第２実施形態に関連して説明された設計原理にしたがって、軸受４２１Ｃ，４２２Ｃは、図１Ａを参照して説明された軸受４２１，４２２よりも大きな外径寸法をそれぞれ有してもよい。代替的に、軸受４２１Ｃ，４２２Ｃは、外径寸法においても、軸受４２１，４２２に一致してもよい。本実施形態の原理は、軸受４２１Ｃ，４２２Ｃの特定の外径寸法に限定されない。

設計者は、軸受４２１Ｃが、ジャーナル４１１Ｂとキャリア部２２０Ｂとの間で適切に挟持されるように、キャリア部２２０Ｂを設計してもよい。設計者は、軸受４２２Ｃが、ジャーナル４１２Ｂとキャリア部２２０Ｂとの間で適切に挟持されるように、キャリア部２２０Ｂを設計してもよい。本実施形態において、第１シャフト支持軸受は、軸受４２１，４２２のうち一方によって例示される。第２シャフト支持軸受は、軸受４２１Ｃ，４２２Ｃのうち一方によって例示される。

図１Ａを参照して説明された減速機１００に組み込まれた軸受４２１，４２２それぞれは、テーパ軸受である。一方、減速機１００Ｃに組み込まれた軸受４２１Ｃ，４２２Ｃは、ニードル軸受である。したがって、設計者は、本実施形態の原理にしたがって、様々な種類の軸受を利用することができる。

＜第４実施形態＞
設計者は、様々な手法に基づいて、減速機を設計することができる。第４実施形態において、例示的な設計手順が説明される。

図５は、減速機の例示的な設計手順を示すフローチャートである。図５を参照して、減速機の例示的な設計手順が説明される。

（ステップＳ１１０）
設計者は、データベースから既存のクランク軸の設計データを選定する。その後、ステップＳ１２０が実行される。

（ステップＳ１２０）
設計者は、選定されたクランク軸に適合する軸受を選定する。その後、ステップＳ１３０が実行される。

（ステップＳ１３０）
設計者は、選定されたクランク軸及び軸受を用いて構築されたクランク組立体が、減速機に要求された条件（たとえば、荷重許容量）を充足するか否かを判定する。クランク組立体が、減速機に要求された条件を充足するならば、ステップＳ１４０が実行される。他の場合には、ステップＳ１５０が実行される。

（ステップＳ１４０）
設計者は、クランク組立体に適合するように筐体筒及び歯車部を設計する。

（ステップＳ１５０）
設計者は、クランク軸に適合し、且つ、減速機に要求された条件を充足する他の軸受が存在するか否かを検討する。設計者が、適切な軸受を見出すならば、ステップＳ１２０が実行される。他の場合には、ステップＳ１６０が実行される。

（ステップＳ１６０）
設計者は、クランク軸に関する他の設計データが存在するか否かを検討する。設計者が、他の設計データを見出すならば、ステップＳ１１０が実行される。他の場合には、ステップＳ１７０が実行される。

（ステップＳ１７０）
設計者は、クランク軸を新たに設計する。その後、ステップＳ１２０が実行される。

図５に示される設計手順は、既存のクランク軸の設計データの再利用を促すことができる。したがって、クランク軸に関する設計労力は、大幅に低減される。

図５に示される設計手順は、クランク軸の選定の後に、筐体筒や歯車部が設計される。代替的に、筐体筒や歯車部が、クランク軸の選定の前に設計されてもよい。この場合、筐体筒や歯車部に適合することが、クランク軸の選定のための条件として用いられる。したがって、本実施形態の原理は、筐体筒、歯車部及びクランク組立体間の特定の設計順序に限定されない。

上述の様々な実施形態の原理は、減速機に対する要求に適合するように、組み合わされてもよい。

上述の実施形態の原理は、様々な減速機の設計に好適に利用される。

１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ・・・・・・・・・・減速機
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・外筒部
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・キャリア部
３１０，３１０Ａ，３１０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・歯車
３２０，３２０Ａ，３２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・歯車
４００，４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ・・・・・・・・・・クランク組立体
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・クランク軸
４１１，４１１Ａ，４１１Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・ジャーナル
４１２，４１２Ａ，４１２Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・ジャーナル
４１３，４１３Ａ，４１３Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・偏心部
４１４，４１４Ａ，４１４Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・偏心部
４２１，４２１Ａ，４２１Ｂ，４２１Ｃ・・・・・・・・・・軸受
４２２，４２２Ａ，４２２Ｂ，４２２Ｃ・・・・・・・・・・軸受
４２３，４２３Ａ，４２３Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・軸受
４２４，４２４Ａ，４２４Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・軸受
ＦＭＸ，ＳＭＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・主軸
ＦＴＸ，ＳＴＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達軸

Claims (11)

1. 第１出力部を回転させる第１クランク組立体を有する複数の第１減速機を含む第１減速機群と、
   第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有する複数の第２減速機を含む第２減速機群と、を備え、
   前記第１クランク組立体は、第１ジャーナルと前記第１ジャーナルに対して偏心した第１偏心部とを含む第１クランク軸を含み、
   前記第２クランク組立体は、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含み、
   前記第１減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク組立体は何れも、前記第１クランク軸に取り付けられる軸受の荷重許容量及び前記第１出力部の回転中心軸からの距離のうち少なくとも一方において、前記第２クランク組立体とは相違し、
   前記第１減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク軸は何れも、前記第２減速機群に含まれる前記第２減速機の前記第２クランク軸に形状的に一致する
   減速機群。
2. 前記第１出力部は、第１主軸周りに回転し、
   前記第１ジャーナルは、前記第１主軸から第１距離だけ離間した第１伝達軸周りに回転し、
   前記第２出力部は、第２主軸周りに回転し、
   前記第２ジャーナルは、前記第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した第２伝達軸周りに回転する
   請求項１に記載の減速機群。
3. 前記第１減速機は、前記第１クランク軸によって揺動され、前記第１出力部を回転させる第１揺動歯車と、前記第１偏心部と前記第１揺動歯車との間に配置される第１歯車支持軸受を含み、
   前記第２減速機は、前記第２クランク軸によって揺動され、前記第２出力部を回転させる第２揺動歯車と、前記第２偏心部と前記第２揺動歯車との間に配置される第２歯車支持軸受を含み、
   前記第１歯車支持軸受は、前記第２歯車支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違する
   請求項１又は２に記載の減速機群。
4. 前記第１減速機は、前記第１ジャーナルに取り付けられる第１シャフト支持軸受を含み、
   前記第２減速機は、前記第２ジャーナルに取り付けられる第２シャフト支持軸受を含み、
   前記第１シャフト支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違する
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減速機群。
5. 前記第１クランク組立体は、前記第２クランク組立体と形状的に一致する
   請求項１又は２に記載の減速機群。
6. 出力部の回転中心軸と前記出力部を回転させるクランク組立体の伝達回転軸との間の距離関係及び前記クランク組立体の荷重許容量のうち少なくとも一方において、他のもう１つの減速機群に含まれる第２減速機とは相違する複数の第１減速機を備えた減速機群であって、
   前記第１減速機は何れも、前記回転中心軸として規定される第１主軸周りに回転する第１出力部と、
   前記第１出力部を回転させる第１クランク組立体と、を備え、
   前記他のもう１つの減速機群に含まれる第２減速機は何れも、回転運動を行うことによって、第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有し、
   前記第１クランク組立体は何れも、第１ジャーナルと前記第１ジャーナルに対して偏心した第１偏心部とを有する第１クランク軸を含み、
   前記第２クランク組立体は何れも、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含み、
   前記減速機群に含まれる前記第１減速機の前記第１クランク軸は何れも、前記他のもう一つの減速機群に含まれる前記第２減速機の前記第２クランク軸に形状的に一致する
   減速機群。
7. 出力部の回転中心軸と前記出力部へ駆動力を伝達するクランク組立体の伝達回転軸との間の距離関係及び前記クランク組立体の荷重許容量のうち少なくとも一方において、他のもう１つの減速機群に含まれる減速機とは相違する複数の減速機を備えた第１減速機群の設計方法であって、
   前記第１減速機群に含まれる減速機における、前記回転中心軸として規定される第１主軸周りに回転する第１出力部を設計する工程と、
   前記第１減速機群に含まれる減速機における、前記第１出力部を回転させる第１クランク組立体を設計する工程と、を備え、
   前記他のもう１つの減速機群に含まれる減速機は、回転運動を行うことによって、第２出力部を回転させる第２クランク組立体を有し、
   前記第２クランク組立体は、第２ジャーナルと前記第２ジャーナルに対して偏心した第２偏心部とを含む第２クランク軸を含み、
   前記第１減速機群に含まれる減速機における前記第１クランク組立体を設計する工程は、前記第２クランク軸に形状的に一致する第１クランク軸を設計する段階を含む
   減速機群の設計方法。
8. 前記第１出力部は、第１主軸周りに回転し、
   前記第１クランク組立体は、第１ジャーナルと前記第１ジャーナルに対して偏心した第１偏心部とを有する第１クランク軸を含み、
   前記第１ジャーナルは、前記第１主軸から第１距離だけ離間した第１伝達軸周りに回転し、
   前記第２出力部は、第２主軸周りに回転し、
   前記第２ジャーナルは、前記第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した第２伝達軸周りに回転する
   請求項７に記載の減速機群の設計方法。
9. 前記第１減速機は、前記第１クランク軸によって揺動され、前記第１出力部を回転させる第１揺動歯車と、前記第１偏心部と前記第１揺動歯車との間に配置される第１歯車支持軸受を含み、
   前記他のもう１つの減速機群に属する減速機は、前記第２クランク軸によって揺動され、前記第２出力部を回転させる第２揺動歯車と、前記第２偏心部と前記第２揺動歯車との間に配置される第２歯車支持軸受を含み、
   前記第１歯車支持軸受は、前記第２歯車支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違する
   請求項７又は８に記載の減速機群の設計方法。
10. 前記第１減速機は、前記第１ジャーナルに取り付けられる第１シャフト支持軸受を含み、
    前記他のもう１つの減速機群に属する減速機は、前記第２ジャーナルに取り付けられる第２シャフト支持軸受を含み、
    前記第１シャフト支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受と内径において等しく、且つ、外径において相違する
    請求項７乃至９のいずれか１項に記載の減速機群の設計方法。
11. 前記第１クランク組立体は、前記第２クランク組立体と形状的に一致する
    請求項７又は８に記載の減速機群の設計方法。

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