JP7182309B2 - 減速機 - Google Patents

Description

この発明は、動力を減速して伝達する減速機に関し、特に、薄型化が可能な減速機に関する。

ロボットの関節を駆動する関節駆動装置においては、動力発生装置としてモーターが使用されるが、一般的に、モーターの回転速度は、関節の駆動に適した回転速度に対し、必要以上に速くなっている場合がある。そのため、関節駆動装置等においては、通常、回転動力を減速して伝達する減速機が用いられる。また、減速機が大型化すると関節駆動装置等も大型化するため、ロボット等に使用される減速機には、薄型化が要求される。そこで、薄型化が可能な減速機として、遊星歯車減速機やサイクロイド減速機（例えば、特許文献１参照）等の種々の減速機が使用されている。

特開２０１６－２０１９９６号公報

しかしながら、遊星歯車減速機やサイクロイド減速機等の従来の減速機は、歯車機構等を構成するために軸受等が使用され、また、歯車機構等を入れ子構造としていることにより構成されているため、その構成が複雑となる。この問題は、ロボット等に使用される減速機に限らず、種々の分野で使用される減速機一般に共通する。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、薄型化が可能な減速機において、より簡単な構成で減速機を実現する技術を提供することを目的とする。

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態としての減速機は、入力された中心軸を中心とする回転方向の動力を減速して、前記回転方向の動力を出力する減速機であって、前記回転方向に展伸する歯数がＭ（Ｍは、２以上の整数）の内歯車が形成され、前記回転方向に固定された板状のステーターと、前記内歯車に対向する歯数がＮ（Ｎは、１以上の整数）の外歯車が形成され、前記動力が入力される、前記中心軸を中心に回転する入力板と、前記内歯車および前記外歯車の間に配置され、前記内歯車および前記外歯車の双方に常時接触するように構成されたスライダーと、前記動力を出力する、前記中心軸を中心に回転する出力板と、を備え、前記内歯車および前記外歯車は、それぞれの形状が前記回転方向に延びる同種のシニュソイド系曲線となるように形成されており、前記出力板は、前記出力板に対する前記スライダーの前記回転方向への移動を規制するとともに、前記出力板に対する前記スライダーの前記内歯車と前記外歯車の対向方向への移動を許容するように構成されていることを特徴とする。
この形態によれば、歯車が形成されたステーターおよび入力板と、出力板と、出力板に対する回転方向への移動が規制された複数のスライダーとにより薄型化が可能な減速機を実現することができるので、より簡単な構成で、回転動力を減速する減速機を実現することができる。

［適用例１］
入力された所定の動作方向の動力を減速して、前記動作方向の動力を出力する減速機であって、前記動作方向に展伸する第１の歯車が形成され、前記動作方向に固定された板状のステーターと、前記第１の歯車に対向する第２の歯車が形成され、前記動力が入力される入力板と、前記第１および第２の歯車の間に配置され、前記第１および第２の歯車の双方に常時接触するように構成されたスライダーと、前記動力を出力する出力板と、を備え、前記第１および第２の歯車は、それぞれの形状が前記動作方向に延びる同種のシニュソイド系曲線となるように形成されており、前記出力板は、前記出力板に対する前記スライダーの前記動作方向への移動を規制するとともに、前記出力板に対する前記スライダーの前記第１と第２の歯車の対向方向への移動を許容するように構成されている、減速機。

この構成によれば、歯車が形成されたステーターおよび入力板と、出力板と、出力板に対する動作方向への移動が規制された複数のスライダーとにより薄型化が可能な減速機を実現することができるので、より簡単な構成で減速機を実現することができる。

［適用例２］
前記シニュソイド系曲線は、シニュソイド誘導曲線である、適用例１記載の減速機。

この構成によれば、スライダーの先端部を第１および第２の歯車の双方に常時接触させることができるので、スライダーの形状をより簡単に決定することができる。

［適用例３］
前記シニュソイド誘導曲線は、シニュソイド曲線である、適用例２記載の減速機。

この構成によれば、第１および第２の歯車の形状がより簡単な形状となるので、減速機を構成するステーターおよび入力板の形成がより簡単となる。

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか記載の減速機であって、前記動作方向は、中心軸を中心とする回転方向であり、前記第１の歯車は、歯数がＭ（Ｍは、２以上の整数）の内歯車であり、前記第２の歯車は、歯数がＮ（Ｎは、１以上の整数）の外歯車である、減速機。

この構成によれば、回転動力を減速する減速機の構成をより簡単にすることができる。

［適用例５］
前記スライダーの本数は、（Ｍ＋Ｎ）本あるいは（Ｍ－Ｎ）本のいずれかである、適用例４記載の減速機。

この構成によれば、より確実に、入力板に入力された動力を出力板に伝達することができる。

［適用例６］
適用例１ないし５のいずれか記載の減速機であって、前記スライダーは、平棒状の部材であって、厚み方向から見て矩形状の中央部と、中央部の両端に設けられ、厚み方向から見て前記中央部を底辺とする二等辺三角形状の２つの端部と、を有しており、前記出力板は、前記中央部と同幅で前記対向方向に伸びるガイド溝が形成された板状の部材であり、前記スライダーは、前記ガイド溝に嵌め込まれることにより、前記出力板に対する前記動作方向への移動が規制される、減速機。

この構成によれば、減速機における動力の伝達効率の低下を抑制するとともに、出力板に形成されるガイド溝や、スライダーの形状をより簡単な形状にすることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、減速機、その減速機を用いた駆動機構、その減速機とモーター等の動力発生装置とを組み合わせた駆動装置等の態様で実現することができる。

第１実施形態としての減速機の構成を示す分解斜視図。 減速機を構成する各部材の構成を示す説明図。 減速機を構成する各部材の構成を示す説明図。 内歯車および外歯車の形状の具体的態様を示す説明図。 出力板を固定した際の減速機の動作の様子を示す説明図。 ステーターを固定した際の減速機の動作の様子を示す説明図。 第２実施形態における出力板およびスライダーの構成を示す説明図。 出力板を固定した際の減速機の動作の様子を示す説明図。 ステーターを固定した際の減速機の動作の様子を示す説明図。 第３実施形態におけるステーターおよび入力板の構成を示す説明図。 第３実施形態の減速機の動作の様子を示す説明図。 第４実施形態におけるステーター、入力板およびスライダーの構成を示す説明図。 スライダーの内端部および外端部の具体的形状を示す説明図。 第４実施形態の減速機の動作の様子を示す説明図。 第５実施形態の減速機を構成する各部材の構成を示す説明図。 第５実施形態の減速機の動作の様子を示す説明図。

以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．減速機の構成：
Ａ２．内歯車および外歯車の形状の具体的態様とスライダーの配置：
Ａ３．減速機の動作：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．第３実施形態：
Ｄ．第４実施形態：
Ｅ．第５実施形態：
Ｆ．変形例：

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．減速機の構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての減速機１００の構成を示す分解斜視図である。図２および図３は、減速機１００を構成する各部材の構成を示す説明図であり、各部材を＋Ｚ方向から見た様子を示している。なお、図１をはじめとする各図面に示すＸ，Ｙ，Ｚの各方向は、直交する３方向を表している。また、以下の説明においては、特に断らない限り、各部材等の形状は、Ｚ方向から見た形状で表す。

減速機１００は、入力された減速機１００の中心軸Ｃを中心として回転する動力（回転動力）を減速して、回転動力を出力する。このように、第１実施形態の減速機１００は、中心軸Ｃを中心として回転する動力を減速するように構成されているため、中心軸Ｃを中心とした回転方向、すなわち、中心軸Ｃを中心とする周方向（以下、単に「周方向」と謂う）は、「動作方向」とも呼ぶことができる。また、以下では、特に断らない限り、回転とは、中心軸Ｃを中心とした回転を謂う。

図１に示すように、減速機１００は、２枚の略円盤状の板状部材１１０，１２０と、Ｚ方向に貫通する円形の貫通穴１３９が形成された１枚の略円環状の板状部材１３０と、３０本の略平棒状のスライダー１４０とを備えている。３枚の板状部材１１０，１２０，１３０のうち、第２の板状部材１２０は、第１の板状部材１１０の＋Ｚ方向側に積層される。また、スライダー１４０および第３の板状部材１３０は、この順に、第１の板状部材１１０の＋Ｚ方向側に積層される。このようにＺ方向、すなわち、中心軸Ｃの方向（軸方向）は、第１の板状部材１１０に対して第２の板状部材１２０と、スライダー１４０および第３の板状部材１３０とが積層される方向であるので、「積層方向」とも呼ぶことができる。

第１実施形態においては、３枚の板状部材１１０，１２０，１３０のうち、第１の板状部材１１０が、動作方向に対して固定されたステーターとして使用される。また、回転動力は、第２の板状部材１２０に入力され、第３の板状部材１３０から出力される。そのため、以下では、第１の板状部材１１０を「ステーター１１０」、第２の板状部材１２０を「入力板１２０」、また、第３の板状部材１３０を「出力板１３０」とも呼ぶ。

なお、入力板１２０への回転動力の入力は、出力板１３０に設けられた貫通穴１３９を通して入力板１２０に固定的に取り付けられたシャフトや歯車等を介して行うことができる。また、ステーターに貫通穴を設け、当該貫通穴を通して入力板に固定的に取り付けられたシャフトや歯車等を介して、回転動力を入力板１２０に入力することができる。

一方、出力板１３０からの回転動力の出力は、例えば、出力板１３０に固定的に取り付けられた各種歯車等を介して行うことができる。また、出力板自体に歯形を形成し、出力板を回転動力を出力するための歯車とすることも可能である。

このような、入力板への回転動力の入力および出力板からの回転動力の出力は、必ずしも機械的な手段によって行う必要はなく、入力板への回転動力の入力および出力板からの回転動力の出力の少なくとも一方を、電磁的な手段で行うことも可能である。例えば、電磁誘導により入力板を直接電磁的に回転させるようにすることも可能である。また、出力板自体を磁化し、あるいは、出力板に磁石を取り付け、磁界を回転させることにより、磁気的な結合や電磁誘導により回転動力を出力することもできる。

ステーター１１０は、図１および図２（ａ）に示すように、全体として円盤状の部材であり、その＋Ｚ方向側の面には、底面が平坦な凹部１１８が－Ｚ方向に向かって形成されている。このステーター１１０に形成された凹部１１８は、その周縁部の中心軸Ｃからの距離が回転角度に対して周期的に変化するように形成されており、内歯車を構成する。なお、第１実施形態の減速機１００においては、ステーター１１０の凹部１１８によって構成される内歯車（以下、「内歯車１１８」とも謂う）の歯数Ｍを２１としている。

入力板１２０は、図１および図２（ｂ）に示すように、厚みがステーター１１０の凹部１１８と略同一に設定された平板状の部材である。入力板１２０は、ステーター１１０の凹部１１８と同様に、その周縁部の中心軸Ｃからの距離が回転角度に対して周期的に変化するように形成されている。これにより、入力板１２０は、それ自体で外歯車を構成する。なお、第１実施形態の減速機１００においては、入力板１２０として実現された外歯車（以下、「外歯車１２０」とも謂う）の歯数Ｎを９としている。また、以上の説明では、入力板１２０がそれ自体で外歯車を構成するものとして説明しているが、外歯車は、入力板１２０に形成されていると捉えることができる。

出力板１３０は、図１および図３（ａ）に示すように、全体として円環状の部材であり、外径がステーター１１０の凹部１１８の最小径よりも小さく、内径が入力板１２０の最大径よりも大きく設定されている。そのため、ステーター１１０に、スライダー１４０および出力板１３０を積層した際に、出力板１３０が、ステーター１１０や入力板１２０と接触し、出力板１３０のステーター１１０や入力板１２０に対する回転が制限されることが抑制される。

図１および図３（ａ）に示すように、出力板１３０の－Ｚ方向側の面には、３０本のガイド溝１３８が＋Ｚ方向に向かって形成されている。出力板１３０に形成されたガイド溝１３８は、Ｚ方向の断面形状が矩形状で、中心軸Ｃを中心とする径方向（以下、単に「径方向」と謂う）に伸びる一定幅の溝であり、中心軸Ｃを中心として角度が等間隔となる位置（等角位置）に形成されている。なお、以上の説明から分かるように、第１実施形態においては、ガイド溝１３８の本数（３０）は、内歯車１１８の歯数Ｍ（２１）と外歯車１２０の歯数Ｎ（９）との和（Ｍ＋Ｎ）と同数に設定されている。

スライダー１４０は、図１および図３（ｂ）に示すように、中央部１４１と、中央部１４１の中心軸Ｃ側（内方側）に設けられた内端部１４２と、中央部１４１の中心軸Ｃと反対側（外方側）に設けられた外端部１４３とを有する略平棒状の部材である。Ｚ方向（すなわち、厚み方向）から見て、中央部１４１は、矩形に形成されており、内端部１４２および外端部１４３は、それぞれ、中央部１４１側が底辺となる二等辺三角形状となるように形成されている。これにより、スライダー１４０の内方側端および外方側端（併せて、「先端部」とも謂う）がスライダー１４０の軸線上に配列されるとともに、減速機１００を動作させた際に、スライダー１４０が、軸線上に位置する先端部以外の位置でステーター１１０や入力板１２０と接触し、あるいは、ステーター１１０や入力板１２０と干渉することが抑制される。

スライダー１４０の中央部１４１の幅は、出力板１３０に形成されたガイド溝１３８の幅と略同一に設定される。これにより、スライダー１４０をガイド溝１３８に嵌め込んだ状態で、スライダー１４０と出力板１３０とをステーター１１０に積層すると、スライダー１４０は、出力板１３０に対して周方向への移動が規制されるとともに、軸線が径方向に沿った状態で、径方向に移動自在となる。

スライダー１４０の厚みは、出力板１３０のガイド溝１３８の深さよりも厚く設定される。これにより、スライダー１４０および出力板１３０は、ステーター１１０に対して回転自在となる。また、スライダーをガイド溝に嵌め込んだ際に、スライダーが出力板からＺ方向に突出する長さを、ステーターに形成された凹部の深さや入力板の厚みより長くするものとしても良い。この場合、出力板と、ステーターや入力板とがＺ方向に離間するので、出力板の外径をより大きくすることができ、また、出力板の内径をより小さくしあるいは貫通穴の形成を省略することができる。

スライダー１４０の長さ、すなわち、個々のスライダー１４０における２つの先端部の間の距離は、両先端部が、内歯車１１８と外歯車１２０との双方に常時接触するように設定される。このように、中央部１４１の幅を出力板１３０に形成されたガイド溝１３８の幅と略同一に設定するとともに、スライダー１４０の両先端部が、内歯車１１８と外歯車１２０との双方に常時接触するようにスライダー１４０の長さを設定することにより、減速機１００において、バックラッシュの発生を抑制するとともに、動力の伝達効率の低下を抑制することができる。

Ａ２．内歯車および外歯車の形状の具体的態様とスライダーの配置：
図４は、内歯車１１８の形状および外歯車１２０の形状の具体的態様を示す説明図である。ここで、内歯車１１８の形状および外歯車１２０の形状とは、それぞれ、ステーター１１０に形成された凹部１１８の周縁部の形状、および、入力板１２０の周縁部の形状を謂う。このように、本発明および本明細書においては、歯車の形状等について言及する場合、歯車（ここでは、内歯車１１８および外歯車１２０）とは、当該歯車を構成する要素（ここでは、凹部１１８および入力板１２０）の周縁部を謂う。

なお、図４においては、図示の便宜上、内歯車１１８および外歯車１２０（ステーター１１０および入力板１２０）を、図２に示した状態から中心軸Ｃを中心に適宜回転させた状態で描いている。また、それに合わせて、図４では、中心軸Ｃに垂直な面、すなわち、図２のＸＹ面内における直交座標を、図２とは異なる直交座標ｘ，ｙで表している。

第１実施形態において、内歯車１１８は、その形状が、一周の波数（以下、単に「波数」と呼ぶ）が内歯車１１８の歯数Ｍ（２１）となる円周シニュソイド曲線となるように形成されている。また、外歯車１２０は、その形状が、波数が外歯車１２０の歯数Ｎ（９）となる円周シニュソイド曲線となるように形成されている。ここで、円周シニュソイド曲線とは、サイン波形状の曲線（シニュソイド曲線）を円周に巻き付けた曲線を謂う。

このように内歯車１１８および外歯車１２０の形状を円周シニュソイド曲線とすることにより、図４（ａ）に示すように、角度θにおける、中心軸Ｃから内歯車１１８までの距離ｒ１（以下、「内歯車１１８の動径ｒ１」とも謂う）、および、中心軸Ｃから外歯車１２０までの距離ｒ２（以下、「外歯車１２０の動径ｒ２」とも謂う）は、それぞれの基準径Ｒ１，Ｒ２および振幅Ｄと、波数Ｍ，Ｎ（すなわち、歯数Ｍ，Ｎ）と、角度θとを用いて、それぞれ、以下の式（１ａ）および（１ｂ）で表される。

なお、第１実施形態においては、スライダー１４０（図１）は、その両先端部が内歯車１１８と外歯車１２０との双方に常時接触するように構成されている。そのため、内歯車１１８の基準径Ｒ１は、外歯車１２０の基準径Ｒ２とスライダー１４０の長さＬとの和（Ｒ２＋Ｌ）に設定される。また、スライダー１４０が配置される位置では、内歯車１１８の動径ｒ１は、外歯車１２０の動径ｒ２とスライダー１４０の長さＬとの和（ｒ２＋Ｌ）に等しくなる。そのため、スライダー１４０が配置し得る位置の角度θは、次の式（２）を満たす角度θとなる。

上記式（２）は、三角関数の和積公式を用いて、次の式（３）のように変形される。

そして、上記式（３）から、スライダー１４０が配置し得る角度θは、以下の式（４）あるいは（５）を満たす角度θであることが判る。

一周（０≦θ＜２π）の間に、上記式（４）を満たす角度θは、（Ｍ＋Ｎ）個存在し、上記式（５）を満たす角度θは、（Ｍ－Ｎ）個存在する。そのため、角度θが上記式（４）を満たす場合には、（Ｍ＋Ｎ）本のスライダー１４０を等角位置に配置することが可能であり、角度θが上記式（５）を満たす場合には、（Ｍ－Ｎ）本のスライダー１４０を等角位置に配置することが可能である。

第１実施形態においては、スライダー１４０を上記式（４）を満たす等角位置に配置している。そのため、内歯車１１８の歯数Ｍを２１とし、外歯車１２０の歯数Ｎを９とする第１実施形態では、図１および図３（ｂ）に示すように、３０本のスライダー１４０が等角位置に配置される。

次に、出力板１３０（図１）を固定し、内歯車１１８および外歯車１２０をそれぞれ角度α，βだけ＋Ｚ方向から見て時計回りに回転させることを考える。この場合、回転させた内歯車１１８の角度θにおける動径ｒ１は、図４（ｂ）に示す回転させていない内歯車１１８の角度（θ＋α）における動径ｒ１（θ＋α）となる。同様に、回転させた外歯車１２０の角度θにおける動径ｒ２は、図４（ｂ）に示す回転させていない外歯車１２０の角度（θ＋β）における動径ｒ２（θ＋β）となる。

この場合においても、スライダー１４０が配置可能となるように、内歯車１１８の動径ｒ１（θ＋α）が、外歯車１２０の動径ｒ２（θ＋β）とスライダー１４０の長さＬとの和（ｒ２＋Ｌ）に等しくなるためには、角度θ，α，βは、次の式（６）を満たす必要がある。

そして、角度θが上記式（４）を満たす場合、出力板１３０に対する内歯車１１８および外歯車１２０（ステーター１１０および入力板１２０）の回転状態を規定する上記式（６）は、次の式（７）のように変形される。

さらに、複数のスライダー１４０を配置可能とするためには、異なる角度θに対して上記式（７）が満たされる必要がある。そのため、角度α（内歯車１１８の回転角、すなわち、ステーター１１０の回転角）と角度β（外歯車１２０の回転角、すなわち、入力板１２０の回転角）との関係は、次の式（８）で与えられる。

この式（８）から判るように、スライダー１４０の配置される角度θが上記式（４）を満たした状態、すなわち、出力板１３０が固定された状態においては、入力板１２０をＭ回転させた場合、ステーター１１０を－Ｎ回転（入力板１２０の回転方向と反対方向にＮ回転）させることにより、スライダー１４０は、その両先端部が内歯車１１８と外歯車１２０との双方に接触した状態に維持される。従って、内歯車１１８および外歯車１２０の歯数Ｍ，Ｎの和（Ｍ＋Ｎ）のスライダー１４０を等角位置に配置した場合、出力板１３０を固定した状態において、入力板１２０を＋Ｍ回転させると、ステーター１１０が－Ｎ回転（入力板１２０の回転方向と反対方向にＮ回転）することとなる。

なお、以上の説明から分かるように、内歯車１１８および外歯車１２０は、その形状が円周シニュソイド曲線、すなわち、シニュソイド曲線を中心軸Ｃを中心とする円周に巻き付けた曲線となっているので、歯形の配列方向（展伸方向）が周方向となっている。また、図４から判るように、内歯車１１８と外歯車１２０とは、径方向に離間して互いに対向している。そのため、内歯車１１８と外歯車１２０とは、対向方向を径方向として対向していると謂うこともできる。

Ａ３．減速機の動作：
図５および図６は、第１実施形態の減速機１００の動作の様子を示す説明図である。図５および図６では、後述する各状態におけるステーター１１０、入力板１２０、出力板１３０およびスライダー１４０の配置を示している。なお、図５および図６では、ステーター１１０、入力板１２０およびスライダー１４０の位置関係を明確にするため、出力板１３０の外形を二点鎖線で描いている。また、図５および図６では、図５（ａ）に示す初期状態において中心軸Ｃから見て＋Ｙ方向に位置するスライダー１４０にハッチングを施すとともに、初期状態における＋Ｙ方向を示す黒丸のマーキングをステーター１１０および入力板１２０に付している。

図５（ｂ）は、出力板１３０を固定した状態で、図５（ａ）に示す初期状態から入力板１２０を回転させていった状態を示している。また、図６（ａ）および図６（ｂ）は、ステーター１１０を固定した状態、すなわち、減速機１００を動作させた際に、図５（ａ）に示す初期状態から入力板１２０を回転させていった状態を示している。なお、以下の説明において、入力板１２０等の回転角は、図５（ａ）に示す初期状態における回転角を±０°とし、＋Ｚ方向から見て時計回りの方向を正の値とする。

上述の通り、第１実施形態においては、等角位置に配置されるスライダー１４０の本数は、内歯車１１８の歯数Ｍ（２１）と外歯車１２０の歯数Ｎ（９）の和の３０本としている。そのため、図５（ｂ）に示すように、出力板１３０（図１）を固定した状態、すなわち、スライダー１４０の周方向（動作方向）の移動が規制された状態では、入力板１２０を＋Ｚ方向から見て時計回りに１４°（＋１４°）回転させると、ステーター１１０は、＋Ｚ方向から見て反時計回りに６°（－６°）回転する。

このように出力板１３０を固定した状態において、入力板１２０の回転角とステーター１１０の回転角との関係が与えられた場合、ステーター１１０を固定した状態における入力板１２０の回転角と出力板１３０の回転角との関係は、作表法等を用いて算出することができる。

具体的には、次の表１に示すように、出力板１３０を固定した状態で入力板１２０を＋Ｍ回転させた場合と、全体を糊付けした状態で、ステーター１１０の回転を相殺するように入力板１２０を＋Ｎ回転させた場合とについて出力板１３０およびステーター１１０のそれぞれの回転数を算出する。次いで、これらの２条件での各部の回転数を加算することにより、ステーター１１０が固定された状態における入力板１２０および出力板１３０の回転数を算出する。

そして、減速機１００の減速比Ｚは、入力板１２０の回転数（Ｍ＋Ｎ）を出力板１３０の回転数Ｎで除することにより、次の式（９）で与えられる。

第１実施形態においては、内歯車１１８の歯数Ｍを２１とし、外歯車１２０の歯数Ｎを９としている。そのため、減速比Ｚは、１０／３となり、図６（ａ）に示すように、入力板１２０の回転角を＋１０°とすると、出力板１３０の回転角は＋３°となる。同様に、図６（ｂ）に示すように、入力板１２０の回転角を＋２０°とすると、出力板１３０の回転角は＋６°となる。

このように、第１実施形態によれば、内歯車１１８および外歯車１２０（すなわち、ステーター１１０に形成された凹部１１８と、入力板１２０との、それぞれの周縁部）の形状を円周シニュソイド曲線とするとともに、出力板１３０に対する周方向（動作方向）の運動が規制されたスライダー１４０の両先端部を内歯車１１８および外歯車１２０の双方に常時接触させることにより、内歯車１１８の歯数Ｍと外歯車１２０の歯数Ｎとに応じた、減速比の減速機を得ることができる。

また、図１に示すように、減速機１００は、内歯車を構成する凹部１１８が形成されたステーター１１０と、外歯車として機能する入力板１２０と、ガイド溝１３８が形成された出力板１３０と、３０本のスライダー１４０とで構成される。そのため、第１実施形態では、減速のための遊星歯車等を設けることなく減速機１００を実現することが可能となるため、遊星歯車等を構成する軸受等を省略し、また、減速のために遊星歯車等を入れ子構造とする必要がないため、減速機１００の構成がより簡単となる。

さらに、減速機１００は、ステーター１１０に形成された凹部１１８に、入力板１２０と、出力板１３０のガイド溝１３８に嵌め込まれたスライダー１４０および出力板１３０とをそれぞれ積層することにより構成される。そのため、減速機１００の厚みは、凹部１１８の底におけるステーター１１０の厚みと入力板１２０の厚みとの和、あるいは、凹部１１８の底におけるステーター１１０の厚みとスライダー１４０の厚みとガイド溝１３８の底における出力板１３０の厚みとの和になる。そのため、第１実施形態によれば、減速機１００の厚みを薄くすることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態における出力板２３０およびスライダー２４０の構成を示す説明図であり、図８および図９は、第２実施形態の減速機２００の動作の様子を示す説明図である。なお、図８および図９では、第１実施形態の減速機１００の動作の様子を示す図５および図６と同様に、出力板２３０の外形を二点鎖線で描くとともに、図８（ａ）に示す初期状態において中心軸Ｃから見て＋Ｙ方向に位置するスライダー２４０にハッチングを施し、初期状態における＋Ｙ方向を示す黒丸のマーキングをステーター１１０および入力板１２０に付している。

第２実施形態は、スライダー２４０の配置を規定する上記式（４），（５）のうち、式（５）を満たす等角位置にスライダー２４０を配置している点で、式（４）を満たす等角位置にスライダー１４０を配置する第１実施形態と異なっている。そのため、第２実施形態において減速機２００を構成する出力板２３０は、第１実施形態において減速機１００（図１）を構成する出力板１３０（図３）と、スライダー２４０が嵌め込まれるガイド溝２３８の数およびその配置が異なっている。なお、スライダー２４０は、その本数および配置が異なっている点で、第１実施形態のスライダー１４０と異なっているが、中央部２４１、内端部２４２および外端部２４３の形状やそれらの配置等、個々の形状は、第１実施形態のスライダー１４０と同じである。一方、ステーター１１０および入力板１２０の構成や、減速機としての全体的な構成は、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同一構成のステーター１１０および入力板１２０を使用しているため、内歯車１１８および外歯車１２０の歯数Ｍ，Ｎは、それぞれ２１および９となっている。そのため、上記式（５）を満たす角度θに配置し得るスライダー２４０の本数は、１２（Ｍ－Ｎ）本となる。そこで、第２実施形態の出力板２３０では、図７に示すように、１２本のガイド溝２３８が等角位置に形成されている。

また、スライダー２４０の配置位置を表す角度θが上記式（５）を満たす場合、出力板２３０に対するステーター１１０および入力板１２０の回転状態を規定する上記式（６）は、次の式（１０）のように変形される。

そして、異なる角度θに対して上記式（１０）が満たされることが要請されるので、角度αと角度βとの関係は、次の式（１１）で与えられる。

従って、角度θが上記式（５）を満たす場合、すなわち、内歯車１１８と外歯車１２０との歯数Ｍ，Ｎの差（Ｍ－Ｎ）のスライダー２４０を等角位置に配置した第２実施形態においては、出力板２３０を固定した際、入力板１２０を＋Ｍ回転させると、ステーター１１０が＋Ｎ回転（入力板１２０の回転方向にＮ回転）することとなる。

具体的には、出力板２３０を固定した状態、すなわち、スライダー２４０の周方向の移動が規制された状態で、図８（ａ）に示す初期状態から、入力板１２０を＋Ｚ方向から見て時計回りに１４°（＋１４°）回転させると、図８（ｂ）に示すように、ステーター１１０は、＋Ｚ方向から見て時計回りに６°（＋６°）回転する。

そして、第１実施形態と同様に、次の表２を用いた作表法により第２実施形態の減速機２００の減速比Ｚは、以下の式（１２）で与えられる。

第２実施形態においても、内歯車１１８の歯数Ｍを２１とし、外歯車１２０の歯数Ｎを９としているので、減速比Ｚは、－４／３となる。そして図９（ａ）に示すように、入力板１２０の回転角を＋８°とすると、出力板２３０の回転角は－６°となる。同様に、図９（ｂ）に示すように、入力板１２０の回転角を＋１６°とすると、出力板２３０の回転角は－１２°となる。

このように、第２実施形態によれば、内歯車１１８および外歯車１２０（すなわち、ステーター１１０に形成された凹部１１８と、入力板１２０との、それぞれの周縁部）の形状を円周シニュソイド曲線とするとともに、出力板２３０に対する周方向（動作方向）の運動が規制されたスライダー２４０の両先端部を内歯車１１８および外歯車１２０の双方に常時接触させることにより、内歯車１１８の歯数Ｍと外歯車１２０の歯数Ｎとに応じた、減速比の減速機を得ることができる。

そして、第２実施形態によっても、減速機２００が、内歯車を構成する凹部１１８が形成されたステーター１１０と、外歯車として機能する入力板１２０と、ガイド溝２３８が形成された出力板２３０と、１２本のスライダー２４０とで構成されるので、第１実施形態と同様に、減速機２００の構成をより簡単にするとともに、減速機２００の厚みを薄くすることができる。

Ｃ．第３実施形態：
図１０は、第３実施形態におけるステーター３１０および入力板３２０の構成を示す説明図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、ステーター３１０および入力板３２０を＋Ｚ方向から見た様子を示している。第３実施形態は、ステーター３１０に形成された凹部３１８（内歯車３１８）および入力板３２０（外歯車３２０）の形状が異なっている点で第１実施形態と異なっている。他の点は、第１実施形態と同様である。

第３実施形態において、内歯車３１８は、その形状が、波数が内歯車３１８の歯数Ｍ（２１）となる円周三角波曲線となるように形成されており、外歯車３２０は、その形状が、波数が外歯車３２０の歯数Ｎ（９）となる円周三角波曲線となるように形成されている。ここで、円周三角波曲線とは、三角波形状の曲線（三角波曲線）を円周に巻き付けた曲線を謂う。

このように内歯車３１８および外歯車３２０の形状を円周三角波曲線とすることにより、角度θにおける、内歯車３１８の動径ｒ１および外歯車３２０の動径ｒ２は、それぞれの基準径Ｒ１，Ｒ２および振幅Ｄと、波数Ｍ，Ｎ（すなわち、歯数Ｍ，Ｎ）と、角度θと、三角波曲線を表す関数Ｔｒｉ（以下、「三角波関数Ｔｒｉ」と呼ぶ）とを用いて、それぞれ、以下の式（１３ａ）および（１３ｂ）で表される。

ここで、三角波関数Ｔｒｉ（ｔ）とは、周期が２πで、値域が－１から＋１までの周期関数であって、ｔが－π～－π／２，－π／２～π／２，π／２～πの各区間において線形な区分線形関数であり、一般的には、以下の式（１４）で表される。

第１実施形態と同様に、スライダー１４０が配置し得る位置（角度θ）は、内歯車３１８の動径ｒ１（θ）が、外歯車３２０の動径ｒ２（θ）とスライダー１４０の長さＬとの和（ｒ２＋Ｌ）に等しくなる位置である。また、内歯車３１８の基準径Ｒ１は、外歯車３２０の基準径Ｒ２とスライダー１４０の長さＬとの和（Ｒ２＋Ｌ）に設定される。従って、スライダー１４０が配置し得る角度θは、次の式（１５）を満たす角度θとなる。

一方、三角波関数Ｔｒｉ（ｔ）は、上記式（１４）の他、主値をとる逆三角関数（ａｒｃｓｉｎ）を用いて、以下の式（１６）で表すことができる。

ここで逆三角関数ａｒｃｓｉｎは、その定義域である－１～＋１において連続な狭義単調増加関数であるため、上記式（１５）が充足される条件と、式（２）が充足される条件とは等価である。従って、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、式（３）を満たす角度θにおいて、スライダー１４０を配置することが可能である。また、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステーター３１０および入力板３２０の回転状態を規定する式（６）が満たされる必要がある。

このように、第３実施形態では、スライダー１４０の配置と、ステーター３１０および入力板３２０の回転状態とは、いずれも第１実施形態と同様に規定される。そのため、第３実施形態においても、第１実施形態と同様にスライダー１４０を配置し、減速動作を実現することが可能となる。

図１１は、このようにして動作する第３実施形態の減速機３００において、減速動作が実現される様子を示す説明図である。上述のように、第３実施形態の減速機３００では、第１実施形態の減速機１００と同様に、内歯車３１８（ステーター３１０の凹部３１８）および外歯車３２０（入力板３２０）の歯数Ｍ，Ｎをそれぞれ２１および９とし、３０本のスライダー１４０を配置している。そのため、第３実施形態の減速機３００では、減速比Ｚが１０／３となる。そして、図１１（ａ）に示す初期状態から入力板３２０を＋１０°回転させると、図１１（ｂ）に示すように出力板１３０は、＋３°回転する。

このように、第３実施形態によっても、減速機３００が、内歯車を構成する凹部３１８が形成されたステーター３１０と、外歯車として機能する入力板３２０と、ガイド溝１３８が形成された出力板１３０と、３０本のスライダー１４０とで構成されるので、第１実施形態と同様に、減速機３００の構成をより簡単にするとともに、減速機３００の厚みを薄くすることができる。

なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、スライダー１４０の配置位置を上記式（４）を充足する角度θとしているが、スライダー１４０の配置位置は、第２実施形態と同様に、上記式（５）を充足する角度θにすることも可能である。この場合においても、減速機は、第２実施形態と同様に減速動作する。

さらに、第３実施形態では、内歯車３１８および外歯車３２０の形状を式（１３ａ）および（１３ｂ）で表される円周三角波曲線としているが、内歯車および外歯車の形状を種々変更することができる。具体的には、内歯車および外歯車の形状は、定義域（ｔ：－１～＋１）において連続な任意の狭義単調関数Ｆｍ（ｔ）として、次の式（１７ａ）および（１７ｂ）で表される曲線であれば良い。

この場合においても、第１実施形態と同様に、式（４）を充足する角度θの位置にスライダー１４０を配置すれば、回転角α，βの関係は、式（７）で規定され、第２実施形態と同様に、式（５）を充足する角度θの位置にスライダー１４０を配置すれば、回転角α，βの関係は、式（１０）で規定される。従って、第１および第２実施形態と同様に、内歯車および外歯車の形状を、式（１７ａ）および（１７ｂ）で表される曲線とすることにより、減速機としての減速動作を実現することができる。

なお、内歯車および外歯車の形状を規定する、上記式（１ａ）および（１ｂ）、式（１３ａ）および（１３ｂ）、ならびに、式（１７ａ）および（１７ｂ）で表される曲線（形状規定曲線）は、いずれも、狭義単調関数を用いてサイン波形から誘導される波形を円周に巻き付けた曲線である。そのため、本発明および本明細書においては、これらの曲線を、円周シニュソイド誘導曲線と総称する。また、円周シニュソイド誘導曲線は、サイン波形から誘導される波形（シニュソイド誘導曲線）を回転方向に延ばした曲線とも捉えることが可能であるため、回転方向（すなわち、動作方向）に延びるシニュソイド誘導曲線と呼ぶことも可能である。

また、上述のように、形状規定曲線としては、種々のシニュソイド誘導曲線を回転方向に延ばした曲線とすることが可能であるが、減速機を構成する入力板やステーターの形成がより簡単となる点で、形状規定曲線は、回転方向に延びるシニュソイド曲線あるいは三角波曲線（円周シニュソイド曲線あるいは円周三角波曲線）とするのが好ましい。

Ｄ．第４実施形態：
図１２は、第４実施形態におけるステーター４１０、入力板４２０およびスライダー４４０の構成を示す説明図である。図１２（ａ）は、ステーター４１０に入力板４２０を積層した状態を＋Ｚ方向から見た様子を示し、図１２（ｂ）は、スライダー４４０を＋Ｚ方向から見た様子を示している。

第４実施形態は、ステーター４１０に形成された凹部４１８（内歯車４１８）および入力板４２０（外歯車４２０）の形状が異なっている点と、内歯車４１８の歯数Ｍ（２０）および外歯車４２０の歯数Ｎ（１０）が異なっている点と、スライダー４４０の形状が異なっている点とで、第１実施形態と異なっている。他の点は、第１実施形態と同様である。

第４実施形態において、内歯車４１８は、その形状が、波数が内歯車４１８の歯数Ｍ（２０）となる円周シニュソイド近似曲線となるように形成され、外歯車４２０は、その形状が、波数が外歯車の歯数Ｎ（１０）となる円周シニュソイド近似曲線となるように形成されている。ここで、円周シニュソイド近似曲線とは、直線と円弧（フィレット）との組み合わせによって円周シニュソイド曲線を近似した曲線を謂う。

このように、第４実施形態においては、内歯車４１８および外歯車４２０の形状を円周シニュソイド近似曲線としているため、スライダー４４０の両先端部を内歯車４１８および外歯車４２０の双方に常時接触させることができない。

そこで、第４実施形態では、第１ないし第３実施形態と同一構成の出力板１３０を用いているため、中央部４４１は、第１ないし第３実施形態のスライダー１４０，２４０の中央部１４１，２４１と同幅としているが、スライダー４４０が内歯車４１８および外歯車４２０の双方に常時接触するように、内端部４４２および外端部４４３の形状を調整している。これにより、第４実施形態においても、減速機におけるバックラッシュの発生や動力の伝達効率の低下を抑制することができる。

図１３は、スライダー４４０の内端部４４２および外端部４４３の形状を設定する様子を示す説明図である。図１３（ａ）ないし図１３（ｃ）は、それぞれ、内歯車４１８の歯形、外歯車４２０の歯形およびスライダー４４０を＋Ｚ方向から見た様子を示している。

上述のように、内歯車４１８および外歯車４２０の形状は、直線と円弧との組み合わせで表されるため、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、内歯車４１８および外歯車４２０の歯形には、直線部ＬＰ１ａ，ＬＰ１ｂ，ＬＰ２が存在する。

また、スライダー４４０の内端部４４２および外端部４４３は、いずれも、第１ないし第３実施形態のスライダー１４０，２４０と同様に、中央部４４１側を底辺とする二等辺三角形状としている。

そして、二等辺三角形状の外端部４４３の斜辺の傾きは、内歯車４１８が最も内方側に位置する山を向いた状態での直線部ＬＰ１ａの傾きと、内歯車４１８が最も外方側に位置する谷を向いた状態での直線部ＬＰ１ｂの傾きとの中間に設定される。一方、二等辺三角形状の内端部４４２の斜辺の傾きは、外歯車４２０が最も外方側に位置する山を向いた状態での直線部ＬＰ２の傾きに設定される。

このように、内端部４４２および外端部４４３の形状を設定することにより、スライダー４４０の両先端部が内歯車４１８および外歯車４２０の双方に接触しない状態においても、スライダー４４０が内歯車４１８および外歯車４２０の双方に接触するようにすることができる。

図１４は、このようにして構成された第４実施形態の減速機４００において、減速動作が実現される様子を示す説明図である。上述のように、第４実施形態の減速機４００では、内歯車４１８（ステーター４１０の凹部４１８）および外歯車４２０（入力板４２０）の歯数Ｍ，Ｎをそれぞれ２０および１０とし、３０本のスライダー４４０を配置している。そして、第４実施形態においても第１ないし第３実施形態と同様に減速比Ｚが算出されるので、第４実施形態の減速機４００では、減速比Ｚが３となり、図１４（ａ）に示す初期状態から入力板４２０を＋９°回転させると、図１４（ｂ）に示すように出力板１３０は、＋３°回転する。

このように、第４実施形態によっても、減速機４００が、内歯車を構成する凹部４１８が形成されたステーター４１０と、外歯車として機能する入力板４２０と、ガイド溝１３８が形成された出力板１３０と、３０本のスライダー４４０とで構成されるので、第１実施形態と同様に、減速機４００の構成をより簡単にするとともに、減速機４００の厚みを薄くすることができる。

図１４に示すように、第４実施形態では、等角位置に配置されるスライダー４４０の本数を、内歯車４１８の歯数Ｍ（２０）と外歯車４２０の歯数Ｎ（１０）との和である３０本としているため、減速機４００が減速動作する。これに対し、等角位置に配置されるスライダーの本数を、内歯車４１８の歯数Ｍ（２０）と外歯車４２０の歯数Ｎ（１０）との差である１０本とした場合、減速機は動作しない。これは、内歯車４１８の歯数Ｍ（２０）と外歯車４２０の歯数Ｎ（１０）との差１０（Ｍ－Ｎ）が、これらの歯数Ｍ，Ｎの和２０（Ｍ＋Ｎ）の約数となっているため、回転方向が不定となることに起因する。

第４実施形態では、円周シニュソイド近似曲線として、直線と円弧との組み合わせによって円周シニュソイド曲線を近似した曲線を用いているが、円周シニュソイド近似曲線としては、種々の態様で円周シニュソイド曲線を近似した曲線を用いることができる。円周シニュソイド近似曲線としては、例えば、内歯車や外歯車の歯形を放物線等の多項式で近似した曲線を用いることも可能である。また、内歯車および外歯車の形状を、円周三角波曲線等の円周シニュソイド誘導曲線に近似した曲線とすることも可能である。これらの場合、スライダーの内端部や外端部の形状は、スライダーから見た系における内歯車や外歯車の形状変化等を基に、実験的に決定される。

なお、本発明および本明細書においては、これらの近似曲線と、円周シニュソイド誘導曲線とを、円周シニュソイド系曲線と総称する。また、円周シニュソイド系曲線は、シニュソイド誘導曲線やその近似曲線（併せて、「シニュソイド系曲線」と呼ぶ）を回転方向に延ばした曲線とも捉えることが可能であるため、回転方向（すなわち、動作方向）に延びるシニュソイド系曲線と呼ぶことも可能である。そして、内歯車および外歯車は、それぞれの形状が同種の円周シニュソイド系曲線、すなわち、関数形や近似態様が同一の円周シニュソイド系曲線とすれば良い。

Ｅ．第５実施形態：
図１５は、第５実施形態の減速機を構成する各部材の構成を示す説明図である。図１５（ａ）ないし図１５（ｃ）は、ステーター５１０、入力板５２０および出力板５３０のそれぞれの形状を示し、図１５（ｄ）は、スライダー５４０の形状と、スライダー５４０の配置とを示している。

第５実施形態の減速機は、ステーター５１０、入力板５２０および出力板５３０がＸ方向を長手方向とする略平棒状の部材として形成されている点と、動作方向であるＸ方向に直線運動する動力（直動動力）を減速して直動動力を出力する点とで、第１実施形態の減速機１００（図１）と異なっている。

図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、ステーター５１０の－Ｙ方向側と、入力板５２０の＋Ｙ方向側とには、それぞれ、歯形５１１，５２１が形成されている。これにより、ステーター５１０および入力板５２０は、それ自体でラック歯車（Ｘ方向に展伸する歯車）を構成する。なお、第５実施形態においては、ステーター５１０として実現されたラック歯車（以下、「ラック歯車５１０」とも謂う）の単位長Ｕあたりの歯数Ｍを３としている。また、入力板５２０として実現されたラック歯車（以下、「ラック歯車５２０」とも謂う）の単位長Ｕあたりの歯数Ｍを２としている。また、以上の説明では、ステーター５１０および入力板５２０がそれ自体でラック歯車を構成するものとして説明しているが、ラック歯車は、ステーター５１０および入力板５２０のそれぞれに形成されていると捉えることができる。

図１５（ｃ）に示すように、出力板５３０の－Ｚ方向側の面には、Ｘ方向に等間隔に配置され、Ｙ方向に伸びる一定幅のガイド溝５３８が、＋Ｚ方向に向かって形成されている。単位長Ｕあたりのガイド溝５３８の本数（５）は、２つのラック歯車５１０，５２０の単位長Ｕあたりの歯数Ｍ（３），Ｎ（２）の和（Ｍ＋Ｎ）と同数に設定されている。

図１５（ｄ）に示すように、スライダー５４０は、第１ないし第４実施形態と同様に、ガイド溝５３８と幅が略同一に設定された中央部５４１と、Ｚ方向から見て中央部５４１側が底辺となる二等辺三角形状に形成された第１と第２の端部５４２，５４３とを有する略平棒状の部材である。単位長Ｕあたりのスライダー５４０の本数（５）は、ガイド溝５３８と同数に設定される。

第５実施形態の減速機は、出力板５３０のガイド溝５３８に嵌め込まれたスライダー５４０を、歯形５１１，５２１が対向する状態で配置された２つのラック歯車５１０，５２０で挟み込むことにより構成される。

第５実施形態では、減速機の動作方向がＸ方向となっているため、歯形５１１，５２１の位置、すなわち、ラック歯車５１０，５２０の形状を、単位長Ｕあたりの波数Ｍ，Ｎがそれぞれラック歯車５１０，５２０の単位長Ｕあたりの歯数Ｍ，ＮとなるＸ方向に伸びるシニュソイド曲線としている。そのため、ラック歯車５１０，５２０の位置ＸにおけるＹ方向の位置（Ｙ方向位置）ｙ１，ｙ２は、それぞれのＹ方向基準位置Ｙ１，Ｙ２および半波高（振幅）Ｈと、単位長Ｕあたりの波数Ｍ，Ｎ（すなわち、単位長Ｕあたりの歯数Ｍ，Ｎ）とを用いて、それぞれ、以下の式（１８ａ）および（１８ｂ）で表される。なお、第５実施形態においては、単位長Ｕあたりのシニュソイド曲線（形状規定曲線）の波数Ｍ，Ｎは、互いに異なっている限り、任意の実数とすることができる。

上述のように、第５実施形態の減速機では、スライダー５４０が２つのラック歯車５１０，５２０で挟み込まれるので、ラック歯車５１０のＹ方向基準位置Ｙ１は、ラック歯車５２０のＹ方向基準位置Ｙ２をスライダー５４０の長さＬの分移動させたＹ方向位置（Ｙ２＋Ｌ）となる。

また、スライダー５４０が配置し得るＸ方向の位置は、ラック歯車５１０のＹ方向位置ｙ１が、ラック歯車５２０のＹ方向位置ｙ２をスライダー５４０の長さＬの分移動させたＹ方向位置（ｙ２＋Ｌ）に等しい位置、すなわち、ｓｉｎ ＭＸ＝ｓｉｎ ＮＸとなる位置となる。この条件は、上記式（２）における角度θを位置Ｘに置き換えたものと等価である。従って、第５実施形態においても、Ｘ方向における単位長Ｕの半開区間（単位長区間Ｕ）に配置されるスライダー５４０の本数は、（Ｍ＋Ｎ）本あるいは（Ｍ－Ｎ）本となる。

第５実施形態においては、単位長区間Ｕに配置されるスライダー５４０の数を（Ｍ＋Ｎ）本としているため、角度θを位置Ｘに置き換えた上記式（４）を満たす。そのため、角度θを位置Ｘに置き換えるとともに、角度α，βをそれぞれ出力板５３０に対するラック歯車５１０，５２０（ステーター５１０および入力板５２０）のＸ方向の移動距離と置き換えれば、第５実施形態においても、上記式（６）を満たすことが要請される。

そして、第５実施形態においては、ラック歯車５１０，５２０の単位長Ｕあたりの歯数Ｍ，Ｎをそれぞれ、３および２とし、単位長区間Ｕに配置されるスライダー５４０の数を５本すなわち（Ｍ＋Ｎ）本としている。そのため、第５実施形態の減速機の減速比も上記式（９）を用いて算出され、減速比Ｚ＝５／２となる。

図１６は、このように構成された第５実施形態の減速機５００の動作の様子を示す説明図である。図１６（ａ）は、初期状態を示している。図１６（ｂ）は、出力板５３０を固定した状態で、図１６（ａ）で示す初期状態から、入力板５２０を＋Ｘ方向に移動させた状態を示している。また、図１６（ｃ）は、ステーター５１０を固定した状態で、図１６（ａ）で示す初期状態から、入力板５２０を＋Ｘ方向に移動させた状態を示している。なお、図１６では、ステーター５１０、入力板５２０およびスライダー５４０の位置関係を明確にするため、図１６（ａ）に示す初期状態においてＸ方向の中央（一点鎖線で示す）に位置するスライダー５４０にハッチングを施すとともに、初期状態における中央位置を示す黒丸のマーキングをステーター５１０および入力板５２０に付している。

図１６（ｂ）で示すように、出力板５３０を固定した状態で、入力板５２０を＋Ｘ方向に移動させると、ステーター５１０は、入力板５２０の移動量に対して減速比Ｚ＝－３／２で減速されて移動する。そして、図１６（ｃ）で示すように、ステーター５１０を固定した状態で、入力板５２０を＋Ｘ方向に移動させると、出力板５３０は、入力板５２０の移動量に対して減速比Ｚ＝５／２で減速されて移動する。

このように、第５実施形態によれば、ラック歯車５１０，５２０（すなわち、ステーター５１０および入力板５２０に形成された歯形５１１，５２１）の形状をシニュソイド曲線とするとともに、出力板５３０に対するＸ方向（動作方向）の運動が規制されたスライダー５４０の両先端部を２つのラック歯車５１０，５２０の双方に常時接触させることにより、ラック歯車５１０，５２０の歯数Ｍ，Ｎに応じた、減速比の減速機を得ることができる。

また、第５実施形態においても、いずれも板状の、歯形５１１，５２１が形成されたステーター５１０および入力板５２０と、ガイド溝５３８が形成された出力板５３０と、単位長Ｕあたり５（Ｍ＋Ｎ）本の平棒状のスライダー５４０とで減速機５００が構成される。そのため、減速機５００の厚みを薄くすることができる。さらに、第５実施形態によっても、遊星歯車等を構成する軸受等を省略し、また、減速のために遊星歯車等を入れ子構造とする必要がないため、減速機５００の構成をより簡単なものとすることができる。

なお、第５実施形態では、第１実施形態のように、単位長Ｕあたりのスライダー５４０の本数を、ラック歯車５１０，５２０の単位長Ｕあたりの歯数Ｍ，Ｎの和（Ｍ＋Ｎ）としているが、第２実施形態のように、単位長Ｕあたりのスライダー５４０の本数を歯数Ｍ，Ｎの差（Ｍ－Ｎ）としてもよい。この場合、減速機は、上記式（１２）で算出される減速比Ｚで、直動動力を減速することができる。

さらに、ラック歯車５１０，５２０の形状を規定する形状規定曲線は、シニュソイド曲線のほか、三角波曲線等の任意のシニュソイド誘導曲線やその近似曲線（シニュソイド系曲線）とすることも可能である。なお、このような形状規定曲線は、シニュソイド系曲線をＸ方向に延ばした曲線とも捉えることが可能であるため、Ｘ方向（動作方向）に延びるシニュソイド系曲線と呼ぶことも可能である。そして、対向する２つのラック歯車は、それぞれの形状が同種のシニュソイド系曲線とすれば良い。

Ｆ．変形例：
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｆ１．変形例１：
上記各実施形態では、一周あるいは単位長区間Ｕについて、配置されるスライダー１４０，２４０，４４０，５４０の本数を、内歯車１１８，３１８，４１８あるいはラック歯車５１０の歯数Ｍと、外歯車１２０，３２０，４２０あるいはラック歯車５２０の歯数Ｎとの和（Ｍ＋Ｎ）あるいは差（Ｍ－Ｎ）としているが、配置されるスライダーの本数は、２以上、かつ、（Ｍ＋Ｎ）あるいは（Ｍ－Ｎ）以下であり、（Ｍ＋Ｎ）と（Ｍ－Ｎ）の公約数以外であればよい。この場合、出力板に形成されるガイド溝の数を、スライダーの本数に合わせて変更することも可能である。

但し、スライダー１４０，２４０，４４０，５４０は、入力板１２０，３２０，４２０，５２０に入力された動力を出力板１３０，２３０，５３０に伝達する機能を有している。そのため、動力の伝達をより確実にするためには、一周あるいは単位長区間Ｕに配置されるスライダー１４０，２４０，４４０，５４０の本数は、（Ｍ＋Ｎ）本あるいは（Ｍ－Ｎ）本とするのが好ましい。

Ｆ２．変形例２：
上記各実施形態では、スライダー１４０，２４０，４４０，５４０の出力板１３０，２３０，５３０に対する動作方向への移動を規制するため、出力板１３０，２３０，５３０にガイド溝１３８，２３８，５３８を形成し、当該ガイド溝１３８，２３８，５３８にスライダー１４０，２４０，４４０，５４０を嵌め込んでいるが、他の方法により、スライダーの出力板に対する動作方向への移動を規制することも可能である。例えば、平棒状のスライダーに突起を設け、当該突起を収容してスライダーの移動が規制されるように、動作方向と直交する方向（すなわち、２つの歯車の対向方向）に伸びるガイド穴を出力板に形成するようにしても良い。

Ｆ３．変形例３：
上記各実施形態では、スライダー１４０，２４０，４４０，５４０の形状を略平棒状としているが、スライダーの形状は、種々変更することができる。例えば、スライダーを、Ｚ方向から見て両端を二等辺三角形状にした三角棒状や台形棒状としても良く、両端を円錐状にした丸棒状としても良い。但し、スライダーを丸棒状とした場合、歯車とスライダーの先端部とが点接触するため、減速機における動力の伝達効率が低下する虞がある。そのため、スライダーは、その先端部が歯車と線接触するような形状とするのが好ましい。なお、スライダーの形状を種々変更した場合、出力板に形成されるガイド溝は、Ｚ方向の断面形状がスライダーの形状に合わせて適宜変更される。但し、減速機における動力の伝達効率の低下を抑制するとともに、出力板に形成されるガイド溝や、スライダーの形状をより簡単な形状にすることができる点で、ガイド溝およびスライダーは、上記各実施形態のような形状にするのが好ましい。

１００，２００，３００，４００，５００…減速機
１１０，３１０，４１０，５１０…ステーター
１１８，３１８，４１８…凹部
１２０，３２０，４２０，５２０…入力板
１３０，２３０，５３０…出力板
１３８，２３８，５３８…ガイド溝
１３９，２３９…貫通穴
１４０，２４０，４４０，５４０…スライダー
１４１，２４１，４４１，５４１…中央部
１４２，２４２，４４２…内端部
１４３，２４３，４４３…外端部
５１１，５２１…歯形
５４２，５４３…端部
Ｃ…中心軸
ＬＰ１ａ，ＬＰ１ｂ，ＬＰ２…直線部

Claims (5)

1. 入力された中心軸を中心とする回転方向の動力を減速して、前記回転方向の動力を出力する減速機であって、
   前記回転方向に展伸する歯数がＭ（Ｍは、２以上の整数）の内歯車が形成され、前記回転方向に固定された板状のステーターと、
   前記内歯車に対向する歯数がＮ（Ｎは、１以上の整数）の外歯車が形成され、前記動力が入力される、前記中心軸を中心に回転する入力板と、
   前記内歯車および前記外歯車の間に配置され、前記内歯車および前記外歯車の双方に常時接触するように構成されたスライダーと、
   前記動力を出力する、前記中心軸を中心に回転する出力板と、
   を備え、
   前記内歯車および前記外歯車は、それぞれの形状が前記回転方向に延びる同種のシニュソイド系曲線となるように形成されており、
   前記出力板は、前記出力板に対する前記スライダーの前記回転方向への移動を規制するとともに、前記出力板に対する前記スライダーの前記内歯車と前記外歯車の対向方向への移動を許容するように構成されている、
   減速機。
2. 前記シニュソイド系曲線は、シニュソイド誘導曲線である、請求項１記載の減速機。
3. 前記シニュソイド誘導曲線は、シニュソイド曲線である、請求項２記載の減速機。
4. 前記スライダーの本数は、（Ｍ＋Ｎ）本あるいは（Ｍ－Ｎ）本のいずれかである、請求項１ないし３のいずれか記載の減速機。
5. 請求項１ないし４のいずれか記載の減速機であって、
   前記スライダーは、平棒状の部材であって、厚み方向から見て矩形状の中央部と、中央部の両端に設けられ、厚み方向から見て前記中央部を底辺とする二等辺三角形状の２つの端部と、を有しており、
   前記出力板は、前記中央部と同幅で前記対向方向に伸びるガイド溝が形成された板状の部材であり、
   前記スライダーは、前記ガイド溝に嵌め込まれることにより、前記出力板に対する前記回転方向への移動が規制される、
   減速機。

Images