JP7324070B2

JP7324070B2 - 減速機

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Publication number: JP7324070B2
Application number: JP2019128348A
Authority: JP
Inventors: 州一鎌形; 将伍渡▲辺▼
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2023-08-09
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: JP2021014860A

Description

本発明は、減速機に関する。

産業用ロボット、工作機械、及びこれら以外のトルク入力により動作する様々な機械において減速機が用いられている。減速機は、電動モータ等の駆動源から入力された回転を減速して駆動対象の相手装置に出力する。減速機の一種として偏心揺動型の減速機が知られている。従来の偏心揺動型の減速機は、特開２０１６－８９９１６号公報に記載されている。

偏心揺動型の減速機は、偏心部を有するクランク軸と、当該偏心部を介してクランク軸に取り付けられた外歯歯車と、当該外歯歯車と噛み合う内歯を有するケースと、当該ケースに対して相対回転可能に設けられたキャリアと、を有する。クランク軸には入力ギヤと噛み合うスパーギヤが設けられる。このような偏心揺動型の減速機において、駆動源からの回転は、入力ギヤからスパーギヤを介してクランク軸に伝達される。クランク軸が回転すると偏心部に押されて外歯歯車も回転する。この外歯歯車の回転により、キャリアがケースに対して相対回転する。これにより、キャリア又はケースから減速された回転が駆動対象の部材に対して出力される。

特開２０１６－０８９９１６号公報

従来の減速機においては、ギヤ同士が噛み合う際に衝突音が発生するという問題がある。入力ギヤは高速で回転するため、入力ギヤと他のギヤ（例えばスパーギヤ）との噛み合いにより特に大きな衝突音が発生する。

近年、作業者と共同作業を行うための産業用ロボットが開発されている。作業者と産業用ロボットとが共同作業を行う場合には、作業者は産業用ロボットに備えられている減速機の近くで作業を行うため、減速機の静音化が求められる。

このように、ギヤ同士の噛み合いによる大きな衝突音が発生しない減速機が求められている。本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解消または緩和することである。本発明の具体的な目的の一つは、優れた静音性を有する減速機を提供することである。本発明の具体的な目的の一つは、駆動源からの回転が入力される際に発生する衝撃音を低減できる減速機を提供することである。本発明の上記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。

本発明の一実施形態による減速機は、少なくとも一つの第１ギヤの第１回転軸の周りでの回転を減速して出力する減速機構と、前記少なくとも一つの第１ギヤと噛み合っており駆動源から入力される回転によって第２回転軸の周りで回転する第２ギヤと、を備える。当該第２ギヤは、前記第２回転軸が前記第１回転軸と平行になるように前記減速機構に揺動可能に設けられる。

本発明の一実施形態において、前記第２ギヤは、前記第１ギヤから受ける力により揺動する。

本発明の一実施形態において、前記第２ギヤは、前記減速機構の本体に設けられている。

本発明の一実施形態において、前記本体は、キャリア及び前記キャリアに対して相対回転するケースを有し、前記第２ギヤは、前記キャリアに設けられている。

本発明の一実施形態において、前記第２ギヤは、前記本体に保持される自動調心軸受によって支持される。

本発明の一実施形態による減速機は、前記第２ギヤと前記駆動源の入力軸とを連結する可撓性部材を備える。

本発明の一実施形態において、前記可撓性部材は、フレキシブルカップリングである。

本発明の一実施形態において、前記第２ギヤは、複数の第１ギヤと噛み合い、前記複数の第１ギヤの各々の回転軸に対して揺動可能に設けられている。

本発明の一実施形態において、前記複数の第１ギヤは、前記第２ギヤの軸心の周りに等間隔で設けられている。

本発明の一実施形態によれば、優れた静音性を有する減速機を提供することができる。

本発明の一実施形態による減速機をその一部を破断して概略的に示す図である。図１の減速機をその回転軸に沿って切断した断面を示す断面図である。入力ギヤの軸心のスパーギヤの軸心に対する傾きを示す図である。図３ａにおいては、入力ギヤの軸心がスパーギヤの軸心に対して傾いている。入力ギヤの軸心のスパーギヤの軸心に対する傾きを示す図である。図３ｂにおいては、入力ギヤの軸心がスパーギヤの軸心に対して平行である。本発明の他の実施形態による減速機をその回転軸の方向から見た概略図である。

以下、図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、各図面において共通する構成要素に対しては同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による減速機１について説明する。図１は、減速機１の一部を破断して示す概略図であり、図２は、減速機１をその回転軸Ａ１に沿って切断した断面を示す断面図である。

これらの図には、本発明を適用可能な減速機の一種である偏心揺動型の減速機１が示されている。この減速機１は、不図示の駆動源からの回転が入力される入力ギヤ１３と、入力ギヤ１３と噛み合うスパーギヤ１１と、スパーギヤ１１と一体に回転するクランク軸１２と、クランク軸１２の回転を減速して出力する減速機構２０と、を備える。本発明は、当業者に理解されるように、偏心揺動型以外の減速機にも適用可能である。

入力ギヤ１３は、軸心Ａ３に沿って延びる軸部材である。入力ギヤ１３は、可撓性部材６０によって駆動源の入力軸７０と連結されている。駆動源は、例えば電動モータである。駆動源からの回転は、入力軸７０を介して入力ギヤ１３に入力される。駆動源からの回転が入力された入力ギヤ１３は、軸心Ａ３の周りで自転する。入力ギヤ１３の外歯はスパーギヤ１１の外歯と噛み合っているので、入力ギヤ１３は、入力軸７０から入力された回転をスパーギヤ１１に伝達することができる。入力ギヤ１３は、特許請求の範囲に記載されている「第２ギヤ」の一例である。

スパーギヤ１１は、入力ギヤ１３の外歯と噛み合う外歯を有している。スパーギヤ１１は、クランク軸１２に連結されている。スパーギヤ１１は、入力ギヤ１３からの回転をクランク軸１２に伝達する。クランク軸１２は、軸心Ａ２に沿って延びる概ね円柱形状の部材である。スパーギヤ１１は、クランク軸１２の軸心Ａ２の周りで自転するようにクランク軸１２に取り付けられている。スパーギヤ１１からクランク軸１２に対して回転が伝達されると、スパーギヤ１１は、軸心Ａ２の周りで自転する。クランク軸１２の回転は、減速機構２０に入力される。スパーギヤ１１は、特許請求の範囲に記載されている「第１ギヤ」の一例である。クランク軸１２に回転を伝達するための第１ギヤとして使用可能なギヤは、スパーギヤ１１に限られない。クランク軸１２に回転を伝達するための第１ギヤとして、入力ギヤ１３から入力された回転をクランク軸１２に伝達可能な任意のギヤが用いられ得る。

減速機構２０は、本体２０ａを有する。本体２０ａは、キャリア２４とケース２８とを有する。減速機構２０においては、クランク軸１２から入力される回転によりキャリア２４がケース２８に対して中心軸Ａ１の周りで相対回転する。中心軸Ａ１は、軸心Ａ２と平行な方向に延びていてもよい。減速機構２０において減速された回転は、キャリア２４又はケース２８から駆動対象の相手装置に伝達される。すなわち、減速機構２０は、クランク軸１２から入力された回転を減速して駆動対象の相手装置に伝達する。減速された回転は、中心軸Ａ１周りの回転として相手装置に出力される。減速機１は、産業用ロボットに備えられてもよい。この場合、駆動対象の相手装置は、例えば産業用ロボットのアームである。クランク軸１２及び減速機構２０の詳細については後述する。

減速機１は、本体２０ａに設けられた自動調心軸受５０を備えている。図示の実施形態において、自動調心軸受５０は、本体２０ａのうちキャリア２４に支持されている。自動調心軸受５０は、キャリア２４に直接取り付けられても良いし、ブラケットなどの取付部材を介して取り付けられても良い。自動調心軸受５０は、ケース２８に取り付けられても良い。自動調心軸受５０は、ケース２８にブラケットなどの取付部材を介して取り付けられてもよい。

自動調心軸受５０は、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、又はこれら以外の公知の自動調心軸受である。自動調心軸受５０は、内輪５１と、外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間に保持されている転動体５３と、を有する。図示の実施形態においては、中心軸Ａ１に沿って２つの転動体５３が並列に設けられている。中心軸Ａ１に沿って並ぶ転動体５３の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。自動調心軸受５０には、許容調心角が設定されている。自動調心軸受５０の外輪５２は、その軸が中心軸Ａ１と一致するように設けられている。自動調心軸受５０の内輪５１は、外輪５２の軸に対して（すなわち、減速機１の中心軸Ａ１に対して）許容調心角以内の角度だけ傾くことができる。

入力ギヤ１３は、その一端が自動調心軸受５０よりもＸ２側に突出するように内輪５１に挿入される。入力ギヤ１３の外周面には、その軸心Ａ３周りの周方向に延びる溝が設けられており、この溝に止め輪５４が嵌め込まれている。この止め輪５４により中心軸Ａ１に沿う軸方向において入力ギヤ１３の自動調心軸受５０に対する移動が制限される。入力ギヤ１３の外周面の一部にはスパーギヤ１１の外歯と噛み合う外歯が設けられている。入力ギヤ１３の外歯は、軸方向において自動調心軸受５０よりもＸ１側の領域に設けられている。

上記のとおり、入力ギヤ１３は本体２０ａに設けられた自動調心軸受５０によって支持されており、また、スパーギヤ１１と噛み合っている。よって、入力ギヤ１３は、スパーギヤ１１から受ける力によって本体２０ａに対して揺動することができる。軸心Ａ２と軸心Ａ３とが互いに対して傾いていると入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との噛み合いが不均一になってしまう。この不均一な噛み合いは、大きな衝突音の原因となる。このため、入力ギヤ１３及びクランク軸１２は、入力ギヤ１３の回転軸である軸心Ａ３とスパーギヤ１１の回転軸である軸心Ａ２とが平行となるように設けられることが望ましい。

しかしながら、減速機１の動作時には、図３ａに示すように、クランク軸１２が中心軸Ａ１と平行な正規の自転軸に対して傾いてしまうことがある。図３ａにおいては、クランク軸１２及びスパーギヤ１１の軸心Ａ２が、正規の自転軸に対して角度θ１だけ左側に（Ｙ１方向に）傾いている。図３ａにおいては、クランク軸１２及びスパーギヤ１１の傾きが強調して描かれている。実際の減速機においては、クランク軸１２及びスパーギヤ１１は正規の自転軸に対して僅かに傾く。図３ａに示されているようにクランク軸１２及びスパーギヤ１１の傾きが発生したときに入力ギヤ１３の軸心Ａ３の中心軸Ａ１に対する傾きが拘束されていると、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との間で不均一な噛み合いが発生してしまう。本発明の実施形態による減速機１では、入力ギヤ１３が自動調心軸受５０により支持されているので、スパーギヤ１１の軸心Ａ２が正規の自転軸に対して傾いても、図３ｂに示されているように、入力ギヤ１３がスパーギヤ１１の傾きに追従して傾くことができる。つまり、スパーギヤ１１が正規の自転軸から傾いたときに、入力ギヤ１３は、スパーギヤ１１から力を受けてスパーギヤ１１の傾きに追従するように本体２０ａに対して揺動する。入力ギヤ１３は、その回転軸である軸心Ａ３と正規の自転軸である中心軸Ａ１との為す角度θ２が、スパーギヤ１１の軸心Ａ２とスパーギヤ１１の正規の自転軸との為す角度θ１と等しくなるように本体２０ａに対して揺動することができる。つまり、入力ギヤ１３は、自動調心軸受５０により、入力ギヤ１３の軸心Ａ３がスパーギヤ１１の軸心Ａ２と平行になるように本体２０ａに対して揺動することができる。

減速機１の動作時には、クランク軸１２の正規の自転軸に対する傾きの発生以外の原因で入力ギヤ１３の軸心Ａ３が軸心Ａ２に対して傾く可能性がある。また、入力ギヤ１３、スパーギヤ１１、クランク軸１２、キャリア２４、及びこれら以外の部材の加工精度や取付精度に起因して入力ギヤ１３の軸心Ａ３が軸心Ａ２に対して傾く可能性がある。自動調心軸受５０により入力ギヤ１３を支持することにより、どのような原因で軸心Ａ２と軸心Ａ３とが相対的に傾いたとしても、この両軸心間の傾きが小さくなるように入力ギヤ１３の姿勢を補正することができる。

入力ギヤ１３は、自動調心軸受５０以外の軸受により本体２０ａに支持されてもよい。減速機１において入力ギヤ１３を支持するために使用できる軸受には、入力ギヤ１３の軸心Ａ３がスパーギヤ１１の軸心Ａ２に追従して傾くことができるように入力ギヤ１３の姿勢を補正することができる任意の軸受が含まれ得る。

可撓性部材６０は、例えば、フレキシブルカップリングである。可撓性部材６０として、市販のフレキシブルカップリングを利用することができる。可撓性部材６０は、入力ギヤ１３の軸心Ａ３の入力軸７０の軸心に対する傾きや、両軸心の位置ずれを吸収できるように構成される。

次に、クランク軸１２についてより具体的に説明する。上記のとおり、クランク軸１２は、軸心Ａ２に沿って延びる概ね円柱形状の部材であり、スパーギヤ１１から伝達された回転入力により軸心Ａ２の周りで回転（自転）する。クランク軸１２は、第１ジャーナル部１２ａと、第２ジャーナル部１２ｂと、偏心部１２ｃと、偏心部１２ｄと、ヘッド１２ｅと、を有する。第１ジャーナル部１２ａ、第２ジャーナル部１２ｂ、偏心部１２ｃ、偏心部１２ｄ、及びヘッド１２ｅは、一体に形成されてもよい。言い換えると、第１ジャーナル部１２ａ、第２ジャーナル部１２ｂ、偏心部１２ｃ、偏心部１２ｄ、及びヘッド１２ｅは、軸心Ａ２周りの周方向において互いに対して相対移動しないワンピース構造を有していてもよい。

第１ジャーナル部１２ａ及び第２ジャーナル部１２ｂはそれぞれ、軸心Ａ２方向に延びる円柱形状を有している。偏心部１２ｃは、軸心Ａ２方向において第１ジャーナル部１２ａよりもＸ２側に設けられている。偏心部１２ｄは、軸心Ａ２方向において偏心部１２ｃよりもＸ２側に設けられている。一実施形態において、偏心部１２ｃ及び偏心部１２ｄはいずれも円筒形状を有する。偏心部１２ｃ及び偏心部１２ｄは、軸心Ａ２方向からの視点で、軸心Ａ２から径方向に変位した位置に中心を有する円形を呈する。つまり、偏心部１２ｃ及び偏心部１２ｄは、軸心Ａ２に対して偏心している。偏心部１２ｃと偏心部１２ｄとは互いと異なる位相を有する。例えば、偏心部１２ｃの位相と偏心部１２ｄの位相とは互いに１８０°ずれている。

ヘッド１２ｅは、軸心Ａ２方向において第１ジャーナル部１２ａよりもＸ１側に設けられている。つまり、ヘッド１２ｅは、第１ジャーナル部１２ａに対して偏心部１２ｃと反対側に設けられている。ヘッド１２ｅは、概ね円柱形状を有する。ヘッド１２ｅは、スパーギヤ１１とスプライン結合している。

次に、減速機構２０の詳細についてより具体的に説明する。図示の実施形態において、減速機構２０は、外歯歯車２３ａ，２３ｂと、キャリア２４と、ケース２８と、を有する。減速機構２０において減速された回転は、キャリア２４又はケース２８から駆動対象の相手装置に伝達される。キャリア２４又はケース２８は中心軸Ａ１の周りで回転するため、中心軸Ａ１を減速機１の回転軸と呼ぶことがある。

外歯歯車２３ａ及び外歯歯車２３ｂはいずれも概ねリング状の形状を有する。外歯歯車２３ａ及び外歯歯車２３ｂの各々の中央には、中心軸Ａ１に沿って延びる貫通孔が設けられている。この中心軸Ａ１に沿って延びる貫通孔には、例えばケーブルが収容される。

外歯歯車２３ａはクランク貫通孔２３ａ１を有し、外歯歯車２３ｂはクランク貫通孔２３ｂ１を有する。説明の簡略化のため、以下では、クランク貫通孔２３ａ１を単に貫通孔２３ａ１と呼び、クランク貫通孔２３ｂ１を単に貫通孔２３ｂ１と呼ぶ。貫通孔２３ａ１は、中心軸Ａ１から径方向外側にシフトした位置において外歯歯車２３ａを中心軸Ａに沿う軸方向に貫く貫通孔である。貫通孔２３ｂ１は、中心軸Ａ１から径方向外側にシフトした位置において外歯歯車２３ｂを中心軸Ａに沿う軸方向に貫く貫通孔である。外歯歯車２３ａは、中心軸Ａ１周りの周方向に沿って配置される複数の貫通孔２３ａ１を有していてもよい。外歯歯車２３ｂは、中心軸Ａ１周りの周方向に沿って配置される複数の貫通孔２３ｂ１を有していてもよい。

貫通孔２３ａ１及び貫通孔２３ｂ１には、クランク軸１２が設けられている。貫通孔２３ａ１及び貫通孔２３ｂ１は、クランク軸１２の一部を収容している。図示の実施形態において、クランク軸１２は、貫通孔２３ａ１内に偏心部１２ｃが位置し、貫通孔２３ｂ１内に偏心部１２ｄが位置するように配置されている。

外歯歯車２３ａ，２３ｂは、後述する第２キャリア体２４ｂのボス部２４ｂ２を受け入れるための貫通孔を有する。具体的には、外歯歯車２３ａは、中心軸Ａ１の径方向外側に貫通孔２３ａ３を有し、外歯歯車２３ｂは、中心軸Ａ１の径方向外側に貫通孔２３ｂ３を有する。貫通孔２３ａ３及び貫通孔２３ｂ３は互いに対向する位置に設けられる。図１には、単一の貫通孔２３ａ３及び単一の貫通孔２３ｂ３が示されているが、外歯歯車２３ａは複数の貫通孔２３ａ３を有していてもよく、外歯歯車２３ｂは複数の貫通孔２３ｂを有していてもよい。

外歯歯車２３ａ，２３ｂはいずれも外歯を有する。具体的には、外歯歯車２３ａは外歯２３ａ２を有し、外歯歯車２３ｂは外歯２３ｂ２を有している。中心軸Ａ１の方向から視た外歯歯車２３ａ及び外歯２３ｂ２の形状は、例えばペリサイクロイド曲線である。減速機１に備えられる外歯歯車の数は任意である。図示の実施形態における減速機１は、２枚の外歯歯車（すなわち、外歯歯車２３ａ及び外歯歯車２３ｂ）を有しているが、減速機１に備えられる外歯歯車は１枚であってもよいし３枚以上であってもよい。

ケース２８は、外歯歯車２３ａ及び外歯歯車２３ｂの径方向外側に設けられている。ケース２８は、中空の円筒形状を有するケース本体２８ａと、ケース本体２８ａの径方向外側に設けられたフランジ２８ｂと、を有する。フランジ２８ｂは、中心軸Ａ１と平行に延びるボルト孔２８ｃを有する。フランジ２８ｂには、例えば、駆動対象の相手装置（不図示）の一部が連結される。駆動対象の相手装置は、例えば、産業用ロボットである。駆動対象の相手装置が産業用ロボットである場合には、当該産業用ロボットのアーム又はベースがフランジ２８ｂに連結される。駆動対象の相手装置は、ボルトによりフランジ２８ｂに連結され得る。産業用ロボットのベースは、当該産業用ロボットの設置場所のフロア等の固定面に当該産業用ロボットを固定する。フランジ２８ｂが産業用ロボットのベースと連結される場合には、フランジ２８ｂ（よって、ケース２８）の自転が制限される。

ケース本体２８ａの内周面には中心軸Ａ１に沿って延びる複数の溝２８ａ１が形成されている。言い換えると、ケース本体２８ａは、中心軸Ａ１に沿って延びる複数の溝２８ａ１を有する。複数の溝２８ａ１の各々にはピン２７が設けられる。ピン２７の数は、外歯歯車２３ａ，２３ｂの歯数と異なっている。ピン２７の数は、例えば、外歯歯車２３ａ，２３ｂの歯数よりも１つだけ多い。ピン２７は、外歯歯車２３ａの外歯２３ａ２及び外歯歯車２３ｂの外歯２３ｂ２と噛み合う内歯の一例である。

ケース２８の径方向内方には、キャリア２４が設けられている。キャリア２４は、ケース２８に対して中心軸Ａ１の周りで相対回転可能に設けられる。キャリア２４は、第１キャリア体２４ａと、第２キャリア体２４ｂと、を有する。第１キャリア体２４ａは、中心軸Ａ１に沿う軸方向において第２キャリア体２４ｂよりもＸ１側に設けられている。第１キャリア体２４ａと第２キャリア体２４ｂとの間にはギャップが設けられている。この第１キャリア体２４ａと第２キャリア体２４ｂとの間のギャップに外歯歯車２３ａ及び外歯歯車２３ｂが配置されている。

第１キャリア体２４ａは、概ね円盤形状を有する。第２キャリア体２４ｂは、概ね円盤形状を有する基部２４ｂ１と、中心軸Ａ１よりも径方向外方においてＸ１方向に突出するボス部２４ｂ２と、を有する。ボス部２４ｂ２には、ボルト２６を受け入れるボルト穴が設けられている。第１キャリア体２４ａ及び第２キャリア体２４ｂは、ボルト２６により連結されている。第２キャリア体２４ｂは、軸方向と交差する２つの端面を有する。第２キャリア体２４ｂの２つの端面のうち第１キャリア体２４ａと反対側にある端面（すなわち、Ｘ２側にある端面）を取付面２４ｂ５と呼ぶ。駆動対象の相手装置は、取付面２４ｂ５において減速機１に取り付けられる。第２キャリア体２４ｂは、取付面２４ｂ５に設けられた凹部２４ｂ４を有する。凹部２４ｂ４は、取付面２４ｂ５からＸ１方向に延びている。凹部２４ｂ４は、駆動対象の相手装置を第２キャリア体２４ｂに連結するために使用される。駆動対象の相手装置は、不図示のボルトを凹部２４ｂ４に挿入することによりキャリア体２４ｂに連結され得る。第２キャリア体２４ｂは、複数の凹部２４ｂ４を有することが望ましい。複数の凹部２４ｂ４によって取付面２４ｂ５に相手装置を締結することにより、当該相手装置は強い締結力で第２キャリア体２４ｂに締結される。上記のように、駆動対象の相手装置は産業用ロボットであってもよい。フランジ２８ｂに産業用ロボットのアームが連結される場合にはキャリア体２４ｂには産業用ロボットのベースが連結される。これとは逆に、フランジ２８ｂに産業用ロボットのベースが連結される場合にはキャリア体２４ｂには産業用ロボットのアームが連結される。キャリア体２４ｂが産業用ロボットのベースと連結される場合には、キャリア体２４ｂ（よって、キャリア２４）の自転が制限される。

第１キャリア体２４ａは、主軸受２９ａを介してケース２８に支持されている。第２キャリア体２４ｂは、主軸受２９ｂを介してケース２８に支持されている。このように、第１キャリア体２４ａ及び第２キャリア体２４ｂは、ケース２８に対して相対回転可能に取り付けられる。第１キャリア体２４ａ及び第２キャリア体２４ｂは、ボルト２６により連結されているので、第１キャリア体２４ａ及び第２キャリア体２４ｂは一体にケース２８に対して相対回転する。

第１キャリア体２４ａは、クランク軸１２を受け入れる貫通孔４０ａを有する。貫通孔４０には、クランク軸１２の第１ジャーナル部１２ａが受け入れられる。貫通孔４０において、第１ジャーナル部１２ａと貫通孔４０ａを画定する内周面との間には、クランク軸受３０ａが設けられている。クランク軸１２の第１ジャーナル部１２ａは、クランク軸受３０ａを介して第１キャリア体２４ａに支持される。

貫通孔４０ａには、軸心Ａ２に沿うＸ１方向へのクランク軸１２の移動を制限するキャップ３５ａが設けられる。キャップ３５ａは、円盤形状を有する。キャップ３５ａは、その径方向中央に軸心Ａ２に沿って延びる貫通孔を有する。この貫通孔には、クランク軸１２のヘッド１２ｅが挿入される。キャップ３５ａの外周面には雄ねじが設けられ、貫通孔４０ａを画定する内周面の一部には雌ねじが設けられている。この内周面に設けられた雌ねじにキャップ３５の雄ねじが噛み合うことで、キャップ３５ａが第１キャリア体２４ａに取り付けられる。第１キャリア体２４ａに取り付けられたキャップ３５ａは、その下面が第１ジャーナル部１２ａのＸ１方向を向く端面に接している。これにより、第１キャリア体２４ａに取り付けられたキャップ３５ａは、第１ジャーナル部１２ａのＸ１方向への移動を制限する。

第２キャリア体２４ｂは、クランク軸１２を受け入れる貫通孔４０ｂを有する。貫通孔４０ｂには、クランク軸１２の第２ジャーナル部１２ｂが受け入れられる。貫通孔４０ｂにおいて、第２ジャーナル部１２ｂと貫通孔４０ｂを画定する内周面との間には、クランク軸受３０ｂが設けられている。クランク軸１２の第２ジャーナル部１２ｂは、クランク軸受３０ｂを介して第２キャリア体２４ｂに支持される。

貫通孔４０ｂには、軸心Ａ２に沿うＸ２方向へのクランク軸１２の移動を制限するキャップ３５ｂが設けられる。キャップ３５ｂは、円盤形状を有する。キャップ３５ｂの外周面には雄ねじが設けられ、貫通孔４０ｂを画定する内周面の一部には雌ねじが設けられている。この内周面４２に設けられた雌ねじにキャップ３５の雄ねじが噛み合うことで、キャップ３５ｂが第２キャリア体２４ｂに取り付けられる。第２キャリア体２４ｂに取り付けられたキャップ３５ｂは、その上面が第２ジャーナル部１２ｂのＸ２方向を向く端面に接している。これにより、第２キャリア体２４ｂに取り付けられたキャップ３５ｂは、第２ジャーナル部１２ｂのＸ２方向への移動を制限する。

偏心部１２ｃと貫通孔２３ａ１と間にはクランク軸受３０ｃが設けられており、偏心部１２ｄと貫通孔２３ｂ１と間にはクランク軸受３０ｄが設けられている。これにより、外歯歯車２３ａはクランク軸受３０ｃによりクランク軸１２の偏心部１２ｃに支持され、外歯歯車２３ｂはクランク軸受３０ｄによりクランク軸１２の偏心部１２ｄに支持される。

図示の実施形態において、クランク軸受３０ａ～３０ｄはいずれもニードル軸受である。クランク軸受３０ｃ及びクランク軸受３０ｄは、ニードル軸受以外の種類の軸受であってもよい。クランク軸受３０ａは、保持器３１ａと、この保持器３１ａに保持される転動体３２ａと、を有する。クランク軸受３０ｂは、保持器３１ｂと、この保持器３１ｂに保持される転動体３２ｂと、を有する。クランク軸受３０ｃは、保持器３１ｃと、この保持器３１ｃに保持される転動体３２ｃと、を有する。クランク軸受３０ｄは、保持器３１ｄと、この保持器３１ｄに保持される転動体３２ｄと、を有する。

減速機１を構成する構成部材の形状、構造、及び配置は、本明細書及び図面に明示的に示されているものには限定されない。例えば、自動調心軸受５０の形状、構造、及び配置は、図示された態様や本明細書において明示的に説明されたものには限定されない。キャリア２４及びケース２８の形状、構造、及び配置も、図示された態様や本明細書において明示的に説明されたものには限定されない。記載を完結にするため逐一の言及は避けるが、自動調心軸受５０、キャリア２４、ケース２８以外の減速機１の構成部材についても、その形状、構造、及び配置は、本明細書及び図面に明示的に示されているものには限定されない。

続いて、減速機１の動作について説明する。駆動源からの回転駆動力が入力軸７０から入力ギヤ１３に入力されると、入力ギヤ１３が軸心Ａ３の周りで回転する。入力ギヤ１３の回転は、入力ギヤ１３と噛み合っているスパーギヤ１１に伝達される。スパーギヤ１１が回転すると、その回転は、スパーギヤ１１と結合されているヘッド１２ｅからクランク軸１２に伝達される。このようにして、駆動源から入力ギヤ１３に入力された回転は、入力ギヤ１３の外歯の数とスパーギヤ１１の外歯の数とで定められる第１減速比で減速され、減速された回転がクランク軸１２に出力される。

駆動源から入力ギヤ１３及びスパーギヤ１１を介して入力された回転により、クランク軸１２の偏心部１２ｃ及び偏心部１２ｄが軸心Ａ２の周りで偏心回転する。クランク軸１２の回転により偏心部１２ｃ及び偏心部１２ｄがそれぞれ外歯歯車２３ａ，２３ｂを周方向に押す。このため、クランク軸１２が１回転分自転すると、外歯歯車２３ａ，２３ｂがケース２８に対してケース２８のピン２７の数と外歯歯車２３ａ，２３ｂの歯数との差だけ相対回転する。このようにして、クランク軸１２の回転が（外歯歯車２３ａ，２３ｂの歯数）／（ピン２７の数－外歯歯車２３ａ，２３ｂの歯数）の第２減速比で減速されてキャリア２４又はケース２８に伝達される。

以上のようにして、駆動源から減速機１に入力された回転は、第１減速比で減速されてクランク軸１２に出力され、このクランク軸１２の回転が減速機構２０において第２減速比で減速されてキャリア２４又はケース２８から相手装置に出力される。したがって、減速機１は、第１減速比と第２減速比との積で表される高い減速比で駆動源からの回転を減速することができる。

減速機１の動作中に、スパーギヤ１１が正規の自転軸に対して一時的に傾いたとしても、入力ギヤ１３は、図３ｂに示すようにスパーギヤ１１の傾きに追従して傾く。このため、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との間での不均一な噛み合いが抑制される。

次に、図４を参照して、本発明の別の実施形態による減速機１０１について説明する。本発明の別の実施形態による減速機１０１は、３つのスパーギヤ１１を備えている点で図１に示されている減速機１と異なっている。図４は、本発明の他の実施形態による減速機１０１をその回転軸Ａ１の方向から見た概略図である。図４に示されている減速機１０１の構成要素のうち図１に示されている減速機１の構成要素と同一又は類似のものには図１と同じ又は類似の参照符号を付し、これらの構成要素については詳細な説明を省略する。

減速機１０１は、複数のスパーギヤ１１を有する。この複数のスパーギヤ１１は、入力ギヤ１３の周りの周方向に均等な間隔をおいて配置される。図示の実施形態では、入力ギヤ１３の周りの周方向に均等な間隔をおいて３つのスパーギヤ１１が配置されている。入力ギヤ１３の回転は、この３つのスパーギヤ１１に振り分けられる。つまり、減速機１０１は、振り分け式の減速機である。減速機１０１に備えられるスパーギヤ１１の数は２つであってもよいし４つ以上であってもよい。複数のスパーギヤ１１の各々は、回転軸Ａ２の周りで自転する。

減速機１０１において、入力ギヤ１３は、複数のスパーギヤ１１の各々と噛み合っている。減速機１０１の動作時に、入力ギヤ１３は、その軸心Ａ３が正規の自転軸に対して傾くことがある。入力ギヤ１３が正規の自転軸に対して傾いた場合には、複数のスパーギヤ１１のうちの少なくとも一つから反力を受ける。入力ギヤ１３は、自動調心軸受５０によって支持されているので、入力ギヤ１３の姿勢は、複数のスパーギヤ１１のうちの少なくとも一つからの反力により、軸心Ａ３が正規の自転軸と平行になるように（すなわち、中心軸Ａ１と平行になるように）補正される。

続いて、上記実施形態が奏する作用効果について説明する。上記の一実施形態によれば、スパーギヤ１１の軸心Ａ２が入力ギヤ１３の軸心Ａ３に対して傾いても、入力ギヤ１３は、軸心Ａ２の傾きに追従して傾くように減速機構２０の本体２０ａに対して揺動することができる。よって、スパーギヤ１１の軸心Ａ２が入力ギヤ１３の軸心Ａ３に対して一時的に傾いても、入力ギヤ１３の姿勢は、入力ギヤ１３の自転軸である軸心Ａ３がスパーギヤの自転軸である軸心Ａ２と平行になるように補正される。よって、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との噛み合いを均一に保つことができる。これにより、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との不均一に噛み合いに起因する大きな衝撃音の発生を抑制することができる。また、入力ギヤ１３の自転軸である軸心Ａ３がスパーギヤの自転軸である軸心Ａ２と平行になるように入力ギヤ１３の姿勢を調整することにより、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との間の噛み合い損失を低減することができる。

減速機１、１０１の構成部材の加工精度や取付精度に起因して入力ギヤ１３の軸心Ａ３がスパーギヤ１１の自転軸である軸心Ａ２に対して傾いていても、減速機１、１０１の動作時には、軸心Ａ３が軸心Ａ２と平行になるように入力ギヤ１３の姿勢が補正される。これにより、減速機１、１０１の構成部材の加工精度や取付精度に起因して入力ギヤ１３の軸心Ａ３がスパーギヤ１１の自転軸である軸心Ａ２に対して傾いている場合であっても、入力ギヤ１３とスパーギヤ１１との不均一な噛み合いによる大きな衝撃音の発生を抑制することができ、また、噛み合い損失を低減することができる。

上記の一実施形態によれば、入力ギヤ１３は、入力ギヤ１３がスパーギヤ１１に対して傾いたときにスパーギヤ１１から入力ギヤに作用する力により本体２０ａに対して揺動する。よって、入力ギヤ１３がスパーギヤ１１に対して一時的に傾いた場合であっても軸心Ａ３と軸心Ａ２とが平行になるように入力ギヤ１３の姿勢を補正することができる。

上記の一実施形態によれば、自動調心軸受５０によって入力ギヤ１３の軸心Ａ３がスパーギヤ１１の軸心Ａ２と平行になるように入力ギヤ１３の姿勢が補正される。

上記の一実施形態によれば、入力ギヤ１３が揺動可能に設けられていることから、入力ギヤ１３の軸心Ａ３が駆動源の入力軸７０の軸心に対して傾いたり、両者の軸心に位置ずれが発生したりすることがある。入力ギヤ１３と入力軸７０とを可撓性を有する可撓性部材６０によって連結することで、入力ギヤ１３の軸心Ａ３が駆動源の入力軸７０の軸心に対して傾いても入力軸７０を入力ギヤ１３の傾きや移動に追従させることができる。このように、可撓性部材６０により、入力ギヤ１３の軸心Ａ２と入力軸７０の軸心との傾きや位置ずれを吸収することができる。可撓性部材６０は、例えば、フレキシブルカップリングである。この場合、フレキシブルカップリングにより、入力ギヤ１３の軸心Ａ２と入力軸７０の軸心との傾きや位置ずれを吸収することができる。

上記の一実施形態によれば、入力ギヤ１３の周りの周方向に沿って複数のスパーギヤ１１が設けられている。この場合、入力ギヤ１３と複数のスパーギヤ１１とが噛み合う際の衝撃音を小さくすることができる。

上記の実施形態によれば、入力ギヤ１３の軸心Ａ３の周りにスパーギヤ１１が等間隔で設けられている。これにより、入力ギヤ１３が正規の自転軸に対して傾いた場合には、複数のスパーギヤ１１の少なくとも一つからの反力により、軸心Ａ３が正規の自転軸に平行となるように入力ギヤ１３の姿勢を補正することができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

上記の各実施形態は、適宜組み合わされてもよい。複数の実施形態を組み合わせることで実現される態様も、本発明の一実施形態となり得る。

１、１０１減速機
１１スパーギヤ
１２クランク軸
２０減速機構
２０ａ本体
２３ａ，２３ｂ外歯歯車
２４キャリア
２４ａ第１キャリア体
２４ｂ第２キャリア体
２８ケース
５０自動調心軸受
６０可撓性部材
７０入力軸
Ａ１中心軸

Claims

少なくとも一つの第１ギヤの第１回転軸の周りでの回転を減速して出力する減速機構と、
前記少なくとも一つの第１ギヤと噛み合っており駆動源から入力される回転によって第２回転軸の周りで回転する第２ギヤであって、前記第２回転軸が前記第１回転軸と平行になるように前記減速機構に揺動可能に設けられた第２ギヤと、
前記第２ギヤを支持する軸受と、
前記第２ギヤの外周面に設けられており、前記第２回転軸に沿う軸方向における前記第２ギヤの前記軸受に対する移動を規制する止め輪と、
を備え、
前記第２ギヤは、前記第２回転軸に沿う軸方向において前記軸受よりも前記駆動源側に設けられた外歯を有し、前記外歯において前記少なくとも一つの第１ギヤと噛み合う、
減速機。
前記第２ギヤは、前記第１ギヤから受ける力により揺動する、
請求項１に記載の減速機。
前記第２ギヤは、前記減速機構の本体に設けられている、
請求項１又は請求項２に記載の減速機。
前記本体は、キャリア及び前記キャリアに対して相対回転するケースを有し、
前記第２ギヤは、前記キャリアに設けられている、
請求項３に記載の減速機。
前記軸受は、前記本体に保持される自動調心軸受である、
請求項３又は請求項４に記載の減速機。
前記第２ギヤと前記駆動源の入力軸とを連結する可撓性部材を備える、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の減速機。
前記可撓性部材は、フレキシブルカップリングである、
請求項６に記載の減速機。
前記第２ギヤは、複数の第１ギヤと噛み合い、前記複数の第１ギヤの各々の回転軸に対して揺動可能に設けられている
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の減速機。
前記複数の第１ギヤは、前記第２ギヤの軸心の周りに等間隔で設けられている、請求項８に記載の減速機。
少なくとも一つの第１ギヤの第１回転軸の周りでの回転を減速して出力する減速機構と、
前記少なくとも一つの第１ギヤと噛み合っており駆動源から入力される回転によって第２回転軸の周りで回転する第２ギヤであって、前記第２回転軸が前記第１回転軸と平行になるように前記減速機構に揺動可能に設けられた第２ギヤと、
前記第２ギヤを支持する軸受と、
前記第２ギヤの外周面に設けられており、前記第２回転軸に沿う軸方向における前記第２ギヤの前記軸受に対する移動を規制する止め輪と、
前記第２ギヤと前記駆動源の入力軸とを連結する可撓性部材と、
を備え、
前記第２ギヤは、前記第２回転軸に沿う軸方向において前記軸受よりも前記駆動源側に設けられた外歯を有し、前記外歯において前記少なくとも一つの第１ギヤと噛み合う、
減速機。
前記少なくとも一つの第１ギヤと一体に前記第１回転軸の周りで回転するクランク軸をさらに備え、
前記クランク軸は、前記第１回転軸に対して偏心している偏心部と、前記偏心部よりも前記第１回転軸に沿う軸方向において前記駆動源側に設けられているヘッドと、を有し、
前記少なくとも一つの第１ギヤは、前記ヘッドにおいて、前記クランク軸に取り付けられている、
請求項１に記載の減速機。