JP6585271B2 - 減速機群、減速機及び減速機の設計方法 - 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

特許文献１によれば、クランク組立体は、多くの軸受を含む。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、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は、多すぎる軸受の種類に起因して過大になることもある。

本発明は、少数種の軸受の使用の下での減速機の製造を可能に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出力部の回転中心軸として規定される第１主軸から第１距離だけ離間した第１伝達軸周りに回転運動を行うことによって、前記第１主軸周りに前記第１出力部を回転させるように第１揺動歯車を揺動させる第１クランク組立体を有する第１減速機と、第２出力部の回転中心軸として規定される第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伝達軸周りに回転運動を行うことによって、前記第２主軸周りに前記第２出力部を回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第２クランク組立体を有する第２減速機と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含む。前記第１歯車支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する。

上記構成によれば、第１歯車支持軸受は、第２シャフト支持軸受に形状的に一致するので、軸受は、第１減速機及び第２減速機のそれぞれに利用可能となる。したがって、第１減速機及び第２減速機は、少数種の軸受の使用の下で製造される。

上記構成において、前記第１シャフト支持軸受、前記第１歯車支持軸受、前記第２シャフト支持軸受及び前記第２歯車支持軸受それぞれは、ニードル軸受であってもよい。

上記構成によれば、ニードル軸受が、第１シャフト支持軸受、第１歯車支持軸受、第２シャフト支持軸受及び第２歯車支持軸受に利用されるので、歯車を支持するために用意された軸受は、クランク軸を支持するための軸受としても利用可能となる。

上記構成において、前記第１シャフト支持軸受は、前記第１歯車支持軸受とは形状的に相違してもよい。前記第２シャフト支持軸受は、前記第２歯車支持軸受とは形状的に相違してもよい。

上記構成によれば、第１シャフト支持軸受は、第１歯車支持軸受とは形状的に相違するので、第１クランク組立体を設計する設計者は、第１減速機に要求される条件に応じて、第１ジャーナルと第１偏心部との間の直径比を適切に設定することができる。第２シャフト支持軸受は、第２歯車支持軸受とは形状的に相違するので、第２クランク組立体を設計する設計者は、第２減速機に要求される条件に応じて、第２ジャーナルと第２偏心部との間の直径比を適切に設定することができる。

本発明の他の局面に係る減速機は、出力部の回転中心軸と前記回転中心軸周りに前記出力部を回転させる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において、他のもう１つの減速機とは相違する。減速機は、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出力部の前記第１主軸周りの回転を引き起こすように揺動する第１揺動歯車と、前記第１主軸から第１距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第１伝達軸周りの回転運動を行う第１クランク組立体と、を備える。前記他のもう１つの減速機は、前記回転中心軸として規定される第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第２伝達軸周りに回転運動を行うことによって、第２出力部を前記第２主軸周りに回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第２クランク組立体を有する。前記第１クランク組立体は、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含む。前記第１歯車支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する。

上記構成によれば、第１歯車支持軸受は、第２シャフト支持軸受に形状的に一致するので、軸受は、第１減速機及び第２減速機のそれぞれに利用可能となる。したがって、第１減速機及び第２減速機は、少数種の軸受の使用の下で製造される。

本発明の更に他の局面に係る設計方法は、出力部の回転中心軸と前記回転中心軸周りに前記出力部を回転させる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において、他のもう１つの減速機とは相違する減速機の設計に利用される。設計方法は、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出力部の前記第１主軸周りの回転を引き起こすように揺動する第１揺動歯車を設計する工程と、前記第１主軸から第１距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第１伝達軸周りの回転運動を行う第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、前記回転中心軸として規定される第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第２伝達軸周りに回転運動を行うことによって、第２出力部を前記第２主軸周りに回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含む。前記第１クランク組立体を設計する工程は、（ｉ）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クランク軸を設計する段階と、（ｉｉ）前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する軸受を、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歯車支持軸受として利用することを決定する段階と、を含む。

上記構成によれば、設計方法は、第１偏心部と第１揺動歯車との間に配置される第１歯車支持軸受が、第２シャフト支持軸受に形状的に一致するように、第１歯車支持軸受を設計する段階を含むので、軸受は、第１減速機及び第２減速機のそれぞれに利用可能となる。したがって、第１減速機及び第２減速機は、少数種の軸受の使用の下で製造される。

本発明は、少数種の軸受の使用の下での減速機の製造を可能にする。

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。 軸受選択パターンを示す表である（第２実施形態）。 クランク組立体の設計概念図である（第３実施形態）。 減速機の例示的な設計手順を示す概念図である（第４実施形態）。

添付の図面を参照して、少数種の軸受の使用の下での減速機の製造を可能に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、減速機それぞれに対して相異なる軸受を利用している。第１実施形態において、形状的に一致する軸受を、複数の減速機に対して利用可能にする技術が説明される。

（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。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。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、寸法的に異なる他のもう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。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。本実施形態において、第２シャフト支持軸受は、軸受４２１Ａ，４２２Ａのうち一方によって例示される。

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。本実施形態において、第２歯車支持軸受は、軸受４２３Ａ，４２４Ａのうち一方によって例示される。

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の軸受４２１Ａ，４２２Ａとして、減速機１００の軸受４２３，４２４と形状的に一致する軸受を選択してもよい。

＜第２実施形態＞
設計者は、軸受を供給するサプライヤが付した型式番号に基づいて、減速機に用いられる軸受を選択してもよい。第２実施形態において、様々な軸受選択パターンが説明される。

図３は、減速機１００，１００Ａに対する軸受選択パターンを示す表である。図１Ａ、図２及び図３を参照して、軸受選択パターンが説明される。

本実施形態において、サプライヤは、ニードル軸受に、型式番号「ＮＤＬ−１」，「ＮＤＬ−２」，「ＮＤＬ−３」を付している。同一の型式番号が付された複数の軸受は、略同一の形状及び略同一の性能を有する。一方、互いに相違する型式番号が付された複数の軸受は、互いに相違する形状（例えば、互いに相違する内径寸法、互いに相違する外形寸法及び／又は互いに相違する厚さ寸法）並びに互いに相違する性能を有する。

「複数の軸受が、形状的に等しい」との文言は、複数の軸受の実際の形状が完全に一致することのみを意味するものではない。複数の軸受の製造誤差が、複数の軸受の寸法に微小な誤差を生じさせていたとしても、複数の軸受は、形状的に等しい軸受の概念に包括される。たとえば、複数の軸受が共通の設計図面に基づいて構築されているならば、これらの軸受は、形状的に等しい（すなわち、複数の軸受は、内径寸法、外形寸法、厚さや他の寸法において等しい）。

「複数の軸受が、性能的に等しい」との文言は、複数の軸受の実際の性能が完全に一致することのみを意味するものではない。複数の軸受が実際に発揮する性能に微小な差異を生じているとしても、複数の軸受は、性能的に等しい軸受の概念に包括される。たとえば、複数の軸受が、複数の軸受が共通の設計図面に基づいて構築されているならば、これらの軸受は、性能的に等しい（たとえば、複数の軸受は、許容荷重や他の性能パラメータにおいて、等しい）。

図３は、設計者が、軸受４２１，４２２に、型式番号「ＮＤＬ−１」が付されたニードル軸受を選択していることを表す。型式番号「ＮＤＬ−１」が付されたニードル軸受は、軸受４２１，４２２として用いられるので、軸受４２１，４２２は、形状的及び性能的に等しい。

図３は、設計者が、軸受４２３，４２４，４２１Ａ，４２２Ａに、型式番号「ＮＤＬ−２」が付されたニードル軸受を選択していることを表す。型式番号「ＮＤＬ−２」が付されたニードル軸受は、軸受４２３，４２４，４２１Ａ，４２２Ａとして用いられるので、軸受４２３，４２４，４２１Ａ，４２２Ａは、形状的及び性能的に等しい。

図３は、設計者が、軸受４２３Ａ，４２４Ａに、型式番号「ＮＤＬ−３」が付されたニードル軸受を選択していることを表す。型式番号「ＮＤＬ−３」が付されたニードル軸受は、軸受４２３Ａ，４２４Ａとして用いられるので、軸受４２３Ａ，４２４Ａは、形状的及び性能的に等しい。

＜第３実施形態＞
設計者は、主軸と伝達軸との間の距離を変更し、減速機が出力することができるトルクに対して、様々な値を設定することができる。減速機に対して、大きなトルクが要求されるならば、設計者は、主軸と伝達軸との間の距離を長くしてもよい。この場合、設計者は、減速機が、十分な機械的強度を有するように、設計者は、太いクランク軸を減速機に組み込んでもよい。第１実施形態及び第２実施形態に関連して説明された設計原理は、太さにおいて異なるクランク軸に対して、少数種の軸受を取り付け、クランク組立体を組み上げることを可能にする。第３実施形態において、少数種の軸受を利用して、太さにおいて相違する様々なクランク組立体を構築するための技術が説明される。

図４は、クランク組立体の設計概念図である。図４を参照して、クランク組立体の設計概念が説明される。

図４は、３つのクランク組立体４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄを示す。クランク組立体４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄは、太さにおいて互いに相違する。

クランク組立体４００Ｂは、クランク軸４１０Ｂと、４つのニードル軸受４２１Ｂ，４２２Ｂ，４２３Ｂ，４２４Ｂと、を含む。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。偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂは、ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂの間に形成される。ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂは、同軸である一方で、偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂは異軸である。偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂそれぞれは、ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂに対して偏心している。偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂそれぞれは、ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂよりも太い。ニードル軸受４２１Ｂ，４２２Ｂは、ジャーナル４１１Ｂ，４１２Ｂにそれぞれ取り付けられる。ニードル軸受４２３Ｂ，４２４Ｂは、偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂにそれぞれ取り付けられる。

クランク組立体４００Ｃは、クランク軸４１０Ｃと、４つのニードル軸受４２１Ｃ，４２２Ｃ，４２３Ｃ，４２４Ｃと、を含む。クランク軸４１０Ｃは、２つのジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃと、２つの偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃと、を含む。偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃは、ジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃの間に形成される。ジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃは、同軸である一方で、偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃは異軸である。偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃそれぞれは、ジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃに対して偏心している。偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃそれぞれは、ジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃよりも太い。ニードル軸受４２１Ｃ，４２２Ｃは、ジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃにそれぞれ取り付けられる。ニードル軸受４２３Ｃ，４２４Ｃは、偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃにそれぞれ取り付けられる。

クランク組立体４００Ｄは、クランク軸４１０Ｄと、４つのニードル軸受４２１Ｄ，４２２Ｄ，４２３Ｄ，４２４Ｄと、を含む。クランク軸４１０Ｄは、２つのジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄと、２つの偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄと、を含む。偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄは、ジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄの間に形成される。ジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄは、同軸である一方で、偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄは異軸である。偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄそれぞれは、ジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄに対して偏心している。偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄそれぞれは、ジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄよりも太い。ニードル軸受４２１Ｄ，４２２Ｄは、ジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄにそれぞれ取り付けられる。ニードル軸受４２３Ｄ，４２４Ｄは、偏心部４１３Ｄ，４１４Ｄにそれぞれ取り付けられる。

設計者は、クランク軸４１０Ｂの偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂの直径を、クランク軸４１０Ｃのジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃの直径に一致させてもよい。この場合、偏心部４１３Ｂ，４１４Ｂ及びジャーナル４１１Ｃ，４１２Ｃに取り付けられる軸受として、共通の型式番号が付されたニードル軸受が選択される。

設計者は、クランク軸４１０Ｃの偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃの直径を、クランク軸４１０Ｄのジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄの直径に一致させてもよい。この場合、偏心部４１３Ｃ，４１４Ｃ及びジャーナル４１１Ｄ，４１２Ｄに取り付けられる軸受として、共通の型式番号が付されたニードル軸受が選択される。

＜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概念図である。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。

図５は、３つのブロックを示す。３つのブロックそれぞれは、減速機の設計対象を示す。３つのブロックそれぞれに示される設計は、平行して行われてもよい。代替的に、３つのブロックそれぞれに示される設計は、順次実行されてもよい。本実施形態の原理は、３つのブロックの特定の実行順序に限定されない。

設計者は、筐体筒（外筒部やキャリア部）、歯車部及びクランク組立体を設計する。筐体筒及び歯車部は、減速機に要求される減速比、トルクや大きさに関する条件に基づいて設計されてもよい。

クランク組立体は、既に設計された他の減速機の設計データを参照して設計されてもよい。他の減速機の設計データに示される偏心部の寸法値が、ジャーナルの直径に対して割り当てられる。設計者は、ジャーナルに取り付けられる軸受に対して、当該他の減速機に利用された軸受と同一の型式番号を有する軸受を選択することができる。したがって、上述の実施形態に関連して説明された設計原理は、軸受の管理に関するロジスティクス業務だけでなく、新たな減速機を設計するための設計業務の労力をも軽減することができる。

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

Claims (5)

1. 第１出力部の回転中心軸として規定される第１主軸から第１距離だけ離間した第１伝達軸周りに回転運動を行うことによって、前記第１主軸周りに前記第１出力部を回転させるように第１揺動歯車を揺動させる第１クランク組立体を有する第１減速機と、
   第２出力部の回転中心軸として規定される第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伝達軸周りに回転運動を行うことによって、前記第２主軸周りに前記第２出力部を回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第２クランク組立体を有する第２減速機と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含み、
   前記第１歯車支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する
   減速機群。
2. 前記第１シャフト支持軸受、前記第１歯車支持軸受、前記第２シャフト支持軸受及び前記第２歯車支持軸受それぞれは、ニードル軸受である
   請求項１に記載の減速機群。
3. 前記第１シャフト支持軸受は、前記第１歯車支持軸受とは形状的に相違し、
   前記第２シャフト支持軸受は、前記第２歯車支持軸受とは形状的に相違する
   請求項２に記載の減速機群。
4. 出力部の回転中心軸と前記回転中心軸周りに前記出力部を回転させる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において、他のもう１つの減速機とは相違する減速機であって、
   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出力部の前記第１主軸周りの回転を引き起こすように揺動する第１揺動歯車と、
   前記第１主軸から第１距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第１伝達軸周りの回転運動を行う第１クランク組立体と、を備え、
   前記他のもう１つの減速機は、前記回転中心軸として規定される第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第２伝達軸周りに回転運動を行うことによって、第２出力部を前記第２主軸周りに回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第２クランク組立体を有し、
   前記第１クランク組立体は、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含み、
   前記第１歯車支持軸受は、前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する
   減速機。
5. 出力部の回転中心軸と前記回転中心軸周りに前記出力部を回転させる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において、他のもう１つの減速機とは相違する減速機の設計方法であって、
   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出力部の前記第１主軸周りの回転を引き起こすように揺動する第１揺動歯車を設計する工程と、
   前記第１主軸から第１距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第１伝達軸周りの回転運動を行う第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つの減速機は、前記回転中心軸として規定される第２主軸から前記第１距離とは異なる第２距離だけ離間した前記伝達回転軸として規定される第２伝達軸周りに回転運動を行うことによって、第２出力部を前記第２主軸周りに回転させるように第２揺動歯車を揺動させる第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クランク軸と、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歯車支持軸受と、を含み、
   前記第１クランク組立体を設計する工程は、
   （ｉ）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クランク軸を設計する段階と、
   （ｉｉ）前記第２シャフト支持軸受に形状的に一致する軸受を、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歯車支持軸受として利用することを決定する段階と、を含む
   減速機の設計方法。

Images