JP7684094B2

JP7684094B2 - 減速機

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Publication number: JP7684094B2
Application number: JP2021087529A
Authority: JP
Inventors: 都至佐々木
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2025-05-27
Anticipated expiration: 2041-05-25
Also published as: CN117242279A; WO2022249700A1; DE112022002297T5; JP2022180820A; US12366283B2; US20250092937A1; TW202246677A

Description

本開示は、減速機に関する。

従来から、移動用装置における車輪の駆動制御部、ロボットまたは工作機械等において、減速機が用いられている。この種の技術が、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された減速機は、一対の偏心部を備えた入力軸と、当該偏心部に接触する一対のサイクロイド歯車と、出力軸を構成するハブと、出力軸ピンホルダと、複数の外周ピンと、当該外周ピンを保持する外周ピンホルダと、当該ハブに支持された内周ピンとを備えている。当該内周ピンは、軸と、当該軸に対して回転可能に配置された外輪と、当該軸と当該外輪との間で転動するローラとを含む。当該軸の両端は、固定ボルトによってハブおよび出力軸ピンホルダに対して固定されている。

特開２０１７－４８８５２号公報

上述の通り、特許文献１に記載された減速機では、内周ピンの軸の両端がハブおよび出力軸ピンホルダに対して固定ボルトにより固定されている。このため、内周ピンの軸の端部に固定ボルトを挿入するための孔を形成する必要がある。この場合、内周ピンの軸を細くするのが困難であるため、減速機の径方向のサイズを小さくするのが困難である。したがって、従来の減速機は、コンパクト化について改善の余地がある。

本開示の目的は、コンパクト化が可能な減速機を提供することである。

本開示に従った減速機は、外周面に周方向に沿って並ぶ複数の外歯を有し、軸方向に貫通する複数の貫通孔が周方向に並べて形成された円環状の外歯歯車と、外歯歯車の内周面に取り囲まれる空間を貫通し、軸方向に延びる入力軸と、外歯歯車と入力軸との間に配置され、入力軸を外歯歯車に対して周方向に相対的に回転可能に保持する軸受と、内周面に周方向に沿って並ぶと共に外歯に噛み合う複数の内歯を有し、外歯歯車の外周面を取り囲む円環状の内歯歯車と、上記複数の貫通孔を軸方向に貫通する複数の内周ピンと、内周ピンの両端を保持し、入力軸が貫通する空間が形成された内周ピンホルダと、を備えている。内周ピンホルダは、内周ピンの第１端部を保持する円環状の保持部を有する第１ホルダ部と、内周ピンにおける第１端部と反対側の第２端部を保持する円環状の保持部を有する第２ホルダ部と、第１ホルダ部および第２ホルダ部を繋ぐと共に周方向に間隔を空けて配置され、上記貫通孔を貫通する柱部と、を含む。上記減速機は、柱部の端面を第１ホルダ部または第２ホルダ部に固定する固定部材であって、当該端面から柱部の内部に挿入される固定部材をさらに備えている。

本開示によれば、コンパクト化が可能な減速機を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係るサイクロイド減速機の外観構造を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係るサイクロイド減速機を入力軸側から見た正面図である。図３は、実施の形態１に係るサイクロイド減速機を出力軸側から見た背面図である。図４は、図２中の線分ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。図５は、図４中の線分Ｖ－Ｖに沿った断面図である。図６は、入力軸の構成を示す斜視図である。図７は、押さえ部材の構成を示す斜視図である。図８は、サイクロイド歯車の構成を示す平面図である。図９は、外周ピンホルダの構成を示す斜視図である。図１０は、内周ピンの構成を示す斜視図である。図１１は、内周ピンが内周ピンホルダに保持された籠構造を示す斜視図である。図１２は、図１１中の領域ＸＩＩの拡大図である。図１３は、第２ホルダ部および柱部の構成を示す斜視図である。図１４は、内周ピン潤滑部材の構成を示す斜視図である。図１５は、実施の形態２に係るサイクロイド減速機の外観構造を示す斜視図である。図１６は、図１５中の線分ＸＶＩ－ＸＶＩに沿った断面図である。

［実施形態の概要］
本開示に従った減速機は、外周面に周方向に沿って並ぶ複数の外歯を有し、軸方向に貫通する複数の貫通孔が周方向に並べて形成された円環状の外歯歯車と、外歯歯車の内周面に取り囲まれる空間を貫通し、軸方向に延びる入力軸と、外歯歯車と入力軸との間に配置され、入力軸を外歯歯車に対して周方向に相対的に回転可能に保持する軸受と、内周面に周方向に沿って並ぶと共に外歯に噛み合う複数の内歯を有し、外歯歯車の外周面を取り囲む円環状の内歯歯車と、上記複数の貫通孔を軸方向に貫通する複数の内周ピンと、内周ピンの両端を保持し、入力軸が貫通する空間が形成された内周ピンホルダと、を備えている。内周ピンホルダは、内周ピンの第１端部を保持する円環状の保持部を有する第１ホルダ部と、内周ピンにおける第１端部と反対側の第２端部を保持する円環状の保持部を有する第２ホルダ部と、第１ホルダ部および第２ホルダ部を繋ぐと共に周方向に間隔を空けて配置され、上記貫通孔を貫通する柱部と、を含む。上記減速機は、柱部の端面を第１ホルダ部または第２ホルダ部に固定する固定部材であって、当該端面から柱部の内部に挿入される固定部材をさらに備えている。

上記減速機では、柱部の端面から当該柱部の内部に挿入される固定部材によって、当該端面が第１ホルダ部または第２ホルダ部に固定されている。このため、従来の減速機とは異なり、固定部材を内周ピンの軸に挿入する必要がない。したがって、上記減速機によれば、従来の減速機に比べて、内周ピンを細くすることが可能であり、径方向のサイズを小さくしてコンパクト化を図ることができる。

上記減速機において、柱部の長手方向に垂直な断面形状は、周方向に延びる円弧形状であってもよい。外歯歯車に形成された複数の貫通孔は、周方向に延びる長孔であってもよい。この構成によれば、柱部の端面の面積を広げることができるため、固定部材の挿入孔の位置の制約が小さくなる。その結果、減速機の設計の自由度が向上する。

上記減速機において、複数の内周ピンは、周方向において柱部を挟むように配置されていてもよい。内周ピンは、転がり軸受または滑り軸受であってもよい。この構成によれば、柱部の周方向の両側部が、外歯歯車の貫通孔の内面に直接接触するのを抑制することができるため、当該両側部と貫通孔の内面との間の摩擦を低減することができる。そして、転がり軸受または滑り軸受である内周ピンが貫通孔の内面との接触によって回転するため、入力軸の回転トルクの上昇を抑えることができる。

上記減速機は、外歯歯車に形成された貫通孔の内側に配置され、内周ピンに接触する潤滑部材をさらに備えていてもよい。この構成によれば、内周ピンを潤滑することができるため、内周ピンの外周面と外歯歯車の貫通孔の内面との間の摩擦を低減することができる。これにより、当該摩擦による損失を低減し、入力軸の回転トルクの上昇を抑えることができる。

上記減速機において、潤滑部材は、軸方向に垂直な面で切断された断面において、径方向に延びるベース部と、ベース部の第１端部から突出する第１凸部と、ベース部のうち第１端部と反対側の第２端部から突出する第２凸部と、ベース部のうち第１端部と第２端部との間から突出する第３凸部と、を含んでいてもよい。潤滑部材は、第１凸部および第３凸部が内周ピンに接触すると共に第２凸部が内周ピンから離れた第１接触状態と、第２凸部および第３凸部が内周ピンに接触すると共に第１凸部が内周ピンから離れた第２接触状態とを達成するように揺動可能であってもよい。この構成によれば、潤滑部材を第１～第３凸部において内周ピンに接触させることができる。このため、潤滑部材が内周ピンに全面接触する場合に比べて、トルクロスや温度上昇を抑制することができる。

上記減速機において、柱部には、潤滑部材が収容される溝が形成されていてもよい。当該溝は、長手方向に垂直な断面における外形形状が潤滑部材に対応していてもよい。この構成によれば、潤滑部材が柱部の溝内において滑らかに揺動することができる。

［実施形態の具体例］
次に、本開示の減速機の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係るサイクロイド減速機１（以下、単に「減速機１」とも称する）の構成を説明する。減速機１は、例えばロボットの関節部分や移動用装置における車輪の駆動制御部などに用いられる。図１は、減速機１の外観構造を示す斜視図である。図２は、減速機１を入力軸１０側から見た正面図である。図３は、減速機１を出力軸５３側から見た背面図である。図４は、図２中の線分ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。図５は、図４中の線分Ｖ－Ｖに沿った断面図である。図４に示すように、減速機１は、入力軸１０と、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１（外歯歯車）と、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４（軸受）と、複数の外周ピン３１および外周ピンホルダ３０（内歯歯車）と、内周ピンホルダ４０と、主軸受５０とを主に備えている。以下、これらの構成要素をそれぞれ詳細に説明する。なお、本実施の形態では、軸受類には、グリースなどの潤滑剤が予め封入されている。

入力軸１０は、中空円筒形状を有し、軸方向Ｄ１に延びている。図４に示すように、入力軸１０は、第１端部１０Ａと、軸方向Ｄ１において第１端部１０Ａと反対側の第２端部１０Ｂとを含む。第２端部１０Ｂは、出力軸５３と反対側の端部であり、内周ピンホルダ４０の端面４０Ａよりも軸方向Ｄ１の外側に突出している。第２端部１０Ｂには駆動用モータ（図示しない）が取り付けられ、当該モータを駆動させることにより入力軸１０が軸周りに回転する。なお、入力軸は、中空状のものに限定されず、中実状のものが採用されてもよい。

入力軸１０は、第１端部１０Ａを含む第１軸部１７と、第２端部１０Ｂを含む第２軸部１８と、第１軸部１７および第２軸部１８を繋ぐ第３軸部１９とを含む。第３軸部１９の外径は第１軸部１７の外径よりも大きく、第２軸部１８の外径は第３軸部１９の外径よりも大きい。すなわち、入力軸１０の外径は、第１端部１０Ａから第２端部１０Ｂに向かって段階的に大きくなる。一方、第１～第３軸部１７～１９の内径は、それぞれ同じである。

図４に示すように、第３軸部１９は、第１支持軸受１２、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４のそれぞれの内輪に挿入されている。第１軸部１７は、第２支持軸受１５の内輪に挿入されている。入力軸１０は、第１支持軸受１２および第２支持軸受１５によって両端が支持されている。第１偏心軸受１３は、第１外歯歯車２０と入力軸１０（第３軸部１９）との間に配置され、入力軸１０を第１外歯歯車２０に対して周方向に相対的に回転可能に保持する。第２偏心軸受１４は、第２外歯歯車２１と入力軸１０（第３軸部１９）との間に配置され、入力軸１０を第２外歯歯車２１に対して周方向に相対的に回転可能に保持する。第３軸部１９の外周面には、キー１１が挿入されるキー溝１９Ａが軸方向Ｄ１に延びるように形成されている。当該キー１１によって、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４のそれぞれの内輪が入力軸１０に固定されている。

図４に示すように、第１支持軸受１２、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４は、第２端部１０Ｂから第１端部１０Ａに向かってこの順で並んでおり、それぞれの内輪は、第２軸部１８および第３軸部１９の間の段差端面と押さえ部材２３とによって軸方向Ｄ１に挟まれている。押さえ部材２３は、固定ねじ２４によって入力軸１０（第３軸部１９）の外周面に取り付けられている。押さえ部材２３は、入力軸１０の周方向に間隔を空けて複数（本実施の形態では３個）設けられている。

第１軸部１７の外周面には、止め輪１６が配置される環状の凹溝が形成されている。図４に示すように、第２支持軸受１５の内輪は、第１軸部１７および第３軸部１９の間の段差端面と止め輪１６とによって軸方向Ｄ１に挟まれている。

図６は、各軸受に挿入された入力軸１０の構成を示す斜視図である。図７は、押さえ部材２３の構成を示す斜視図である。図６に示すように、止め輪１６は、周方向の一部に切り欠き部１６Ａが形成された円形リング状（Ｃ字状）の部材である。図７に示すように、押さえ部材２３は、固定ねじを挿入可能なようにＵ字状に開口している。押さえ部材２３は、上面２３Ａが傾斜面（押さえ部材２３の厚さ方向に垂直な面に対して傾斜する面）であると共に、下面２３Ｂが入力軸１０の外周面に沿った曲面となっている。

第１支持軸受１２、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４は、例えば円筒ころ軸受である。第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４は、偏心位相が互いに１８０°ずれた状態で入力軸１０に固定されている。第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４のそれぞれは、偏心内輪と、円筒ころ（転動体）と、円筒形状の外輪と、保持器とを含む。当該保持器としては、軽量な樹脂製のものを採用することができるが、これに限定されない。例えば、金属製の保持器が、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４において採用されてもよい。

図４に示すように、第１偏心軸受１３および第２偏心軸受１４のそれぞれの内輪は、円筒ころの軸方向Ｄ１における移動を規制する一対の鍔部を含む。また当該内輪は、キー１１によって入力軸１０の外周面に固定されることにより、入力軸１０に対する回転が防止されている。なお、本実施の形態では、第１支持軸受１２にシールが設けられていないがこれに限定されず、シールが設けられていてもよい。また第２支持軸受１５は、例えばシール付きの深溝玉軸受であるがこれに限定されず、シールを有しないものが採用されてもよい。

第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１は、サイクロイド歯車である。第１外歯歯車２０は、第１偏心軸受１３の外輪に対して径方向Ｄ２の外側から嵌められている。第２外歯歯車２１は、第２偏心軸受１４の外輪に対して径方向Ｄ２の外側から嵌められている。

図８は、第１外歯歯車２０の平面図である。図８に示すように、第１外歯歯車２０は、外周面に周方向に沿って並ぶ複数の外歯２７を有し、軸方向に貫通する複数の長孔２６（貫通孔）が周方向に並べて形成された円環状の部材である。第１外歯歯車２０には、内周面２０Ａに取り囲まれる中央孔２５（空間）が形成されており、入力軸１０（図４）は当該中央孔２５を貫通している。

複数（本実施の形態では８個）の長孔２６は、周方向に延びるように形成されており、中央孔２５の周囲を取り囲んでいる。中央孔２５は、円形孔である。なお、第１偏心軸受１３（図４）の外輪が省略され、内周面２０Ａが円筒ころの軌道面として機能してもよい。

本実施の形態における外歯２７は、エピトロコイド平行曲線の形状を有しているが、これに限定されない。また外歯２７の数も特に限定されず、所望の減速比を達成するために適宜選択することが可能である。

第１外歯歯車２０は、例えば熱処理されたＪＩＳ（ＪａｐａｎｅｓｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄｓ）の高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）やクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）などの鋼材からなるが、これに限定されない。例えば、アルミニウムの他、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）などの樹脂材料が、第１外歯歯車２０の材料として採用されてもよい。なお、第２外歯歯車２１は、基本的に第１外歯歯車２０と同じものであるため、第２外歯歯車２１の詳細な説明は省略する。

外周ピン３１（図４）は、軸方向Ｄ１に延びる円柱形状を有し、外歯２７（図８）と噛み合う内歯を構成している。外周ピン３１は、外周ピンホルダ３０の内周面に保持されると共に、当該内周面において周方向に沿って並んでいる。外周ピン３１の本数は特に限定されないが、本実施の形態では外歯２７の数よりも１つ多い。

図９は、外周ピンホルダ３０の構成を示す斜視図である。外周ピンホルダ３０は、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１（図４）の外周面を取り囲む円環状の部材である。外周ピンホルダ３０には、外周面から内周面まで貫通する複数の貫通孔３０Ａが周方向の全体に亘って形成されている。貫通孔３０Ａは、外周ピンホルダ３０の軽量化のために形成されており、径方向の内側に向かって内径が小さくなっている。なお、貫通孔３０Ａの形状や数は特に限定されない。また貫通孔３０Ａは、本開示の減速機における必須の構成ではなく、省略されてもよい。

図９に示すように、外周ピンホルダ３０の内周面には、第１ピン保持リング３２Ａと、当該第１ピン保持リング３２Ａに対して軸方向Ｄ１に離間する第２ピン保持リング３３Ａとがそれぞれ設けられている。第１ピン保持リング３２Ａおよび第２ピン保持リング３３Ａのそれぞれは、周方向に並ぶと共に各々が軸方向Ｄ１に延びる複数の円弧状の溝を有し、外周ピンホルダ３０の内周面に沿って環状に設けられている。外周ピン３１（図４）は、第１端部が第１ピン保持リング３２Ａの溝内に嵌められると共に、軸方向Ｄ１において当該第１端部と反対側の第２端部が第２ピン保持リング３３Ａの溝内に嵌められている。これにより、複数の外周ピン３１および外周ピンホルダ３０は、内周面に周方向に沿って並ぶと共に外歯２７（図８）に噛み合う複数の内歯を有し、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１の外周面を取り囲む円環状の内歯歯車を構成している。なお、本実施の形態では、外周ピン３１は、第１ピン保持リング３２Ａおよび第２ピン保持リング３３Ａの溝に対して１つおきに配置されているが、これに限定されない。

図４に示すように、外周ピンホルダ３０の径方向Ｄ２の内側には、入力軸１０、第１外歯歯車２０、第２外歯歯車２１および内周ピンホルダ４０がそれぞれ収容されている。減速機１は、外周ピン３１の軸方向Ｄ１における移動を規制する第１ピン規制部材３３および第２ピン規制部材３４を備えている。第１ピン規制部材３３は、リング状の部材であり、外周ピン３１の第１端面（図４中の右端面）に対して軸方向Ｄ１に対向している。第２ピン規制部材３４は、第１ピン規制部材３３と同様のリング状部材であり、外周ピン３１の第２端面（図４中の左端面）に対して軸方向Ｄ１に対向している。

減速機１は、外周ピンホルダ３０の第１端面（主軸受５０と反対側の端面、図４中の右端面）にボルトＢ２によって固定された防塵用の外装板３５を備えている。図４に示すように、外装板３５は、外周ピンホルダ３０および内周ピンホルダ４０の間の径方向Ｄ２の隙間を塞ぐように、外周ピンホルダ３０の内周面よりも径方向Ｄ２の内側まで延びている。なお、本開示の減速機において、第１ピン規制部材３３、第２ピン規制部材３４および外装板３５は、いずれも必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。

減速機１は、外周ピン潤滑部材３２を備えている。外周ピン潤滑部材３２は、例えば多孔質の焼結樹脂部材に潤滑剤を含浸させたリング状の部材である。外周ピン潤滑部材３２は、外周ピンホルダ３０の内周面に配置されている（図４）。より具体的には、外周ピン潤滑部材３２は、外周ピンホルダ３０の内周面のうち第１ピン保持リング３２Ａと第２ピン保持リング３３Ａとの間の部分に配置されている（図９）。

外周ピン３１は、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１との接触によって軸周りに回転する。また外周ピン３１は、外周ピン潤滑部材３２に接触する。このため、外周ピン３１がその軸周りに回転するのに伴って、外周ピン潤滑部材３２も軸周り（減速機１の回転軸の周り）に回転する。外周ピン潤滑部材３２によって外周ピン３１に潤滑剤を供給することができるため、外周ピン３１と第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１との間の摩擦を低減することができる。これにより、摩擦による損失を低減し、入力軸１０の回転トルクの上昇を抑えることができる。なお、外周ピン潤滑部材３２は、本開示の減速機における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。

減速機１は、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１に形成された複数の長孔２６を軸方向に貫通する複数（本実施の形態では１６本）の内周ピン６０を備えている（図５）。図１０は、本実施の形態における内周ピン６０の構成を示す斜視図であり、転動体６３が破線で示されている。図１０に示すように、内周ピン６０は、円柱状の軸６１と、円環状の一対の外輪６２と、複数の転動体６３（ニードルローラ）とを含む転がり軸受である。なお、内周ピンは、本実施の形態のような転がり軸受に限定されず、例えば滑り軸受であってもよい。

図１０に示すように、軸６１は、両端の角部が面取りされており、一対の外輪６２のそれぞれに挿入されている。転動体６３は、軸６１の外周面と外輪６２の内周面との間において環状に配置されている。内周ピン６０は、外輪６２の外端面および外輪６２同士の間に配置されたスラストワッシャ６４を含む。スラストワッシャ６４は、例えばＰＥＥＫ（ＰоｌｙＥｔｈｅｒＥｔｈｅｒＫｅｔｏｎｅ）などの熱可塑性樹脂からなるが、これに限定されない。

内周ピンホルダ４０（図４）は、内周ピン６０の両端を保持する。内周ピンホルダ４０には、入力軸１０が貫通する空間が形成されている。図４に示すように、内周ピンホルダ４０は、第１ホルダ部４１と、第２ホルダ部４２と、柱部４３とを含む。第１外歯歯車２０と第１ホルダ部４１との間、第１外歯歯車２０と第２外歯歯車２１との間および第２外歯歯車２１と第２ホルダ部４２との間には、スラストワッシャ２２が配置されている。このスラストワッシャ２２は、例えばＰＥＥＫなどの熱可塑性樹脂からなる。これにより、外歯歯車と内周ピンホルダ４０との接触による摩耗や外歯歯車同士の接触による摩耗を抑制し、発熱を防ぐことができる。なお、このスラストワッシャは、本開示の減速機における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。

図１１は、内周ピン６０の軸方向Ｄ１における両端が内周ピンホルダ４０により保持された籠構造を示す斜視図である。図１１では、入力軸１０、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１は、省略されている。図１１に示すように、第１ホルダ部４１は、内周ピン６０の第１端部を保持する円環状の保持部を有する。

図１２は、図１１中の領域ＸＩＩの拡大図である。図１２に示すように、第１ホルダ部４１には、軸６１の第１端部が圧入される孔４５が周方向に間隔を空けて複数形成されている。孔４５は、第１ホルダ部４１を厚さ方向に貫通している。また孔４５には、軸６１の抜け止めのために、当該軸６１の圧入部分にのみリーマ加工が施されている。

第２ホルダ部４２は、内周ピン６０における第１端部と反対側の第２端部を保持する円環状の保持部を有する。図１１に示すように、第２ホルダ部４２は、第１ホルダ部４１と略同径の円環状の部分であり、第１ホルダ部４１に対して軸方向Ｄ１に離間している。第１ホルダ部４１と同様、第２ホルダ部４２には、内周ピン６０の第２端部が圧入される孔が周方向に間隔を空けて複数形成されている。

柱部４３は、第１ホルダ部４１および第２ホルダ部４２を繋ぐと共に、周方向に間隔を空けて配置されている（図１１）。柱部４３は、内周ピン６０と共に、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１に形成された長孔２６を貫通する（図５）。なお、柱部４３の数は特に限定されないが、内周ピン６０の数の半分であり且つ４個以上であることが好ましい。

図１３は、内周ピンホルダ４０において第１ホルダ部４１が取り外された状態を示している。図１３に示すように、柱部４３は、長手方向（軸方向Ｄ１）に垂直な断面形状が周方向に延びる円弧形状となっている。本実施の形態では、第２ホルダ部４２および柱部４３は、一体に形成されている。柱部４３は、第２ホルダ部４２と反対側の端面４６を含む。当該端面４６は、第１ホルダ部４１に固定されている（図１２）。なお、第２ホルダ部４２および柱部４３が一体に形成されている場合に限定されず、第１ホルダ部４１、第２ホルダ部４２および柱部４３が、それぞれ別部材により構成されていてもよい。

減速機１は、柱部４３の端面４６を第１ホルダ部４１に固定するものであって、当該端面４６から柱部４３の内部に挿入されるボルトＢ１（固定部材）を複数備えている（図１１および図１２）。図４に示すように、第１ホルダ部４１には、ボルトＢ１が挿入されるボルト孔４１Ａ（貫通孔）が形成されている。一方、柱部４３には、ボルトＢ１の軸部の外周面に形成された雄ねじが噛み合う雌ねじ穴４３Ａが形成されている。雌ねじ穴４３Ａは、第１ホルダ部４１側に開口する有底孔であり、ボルト孔４１Ａに対応して形成されている。

図５に示すように、柱部４３は、一対の内周ピン６０と共に長孔２６に挿入されている。より具体的には、複数（２本）の内周ピン６０は、周方向において柱部４３を両側から挟むように配置されている。また内周ピン６０は、長孔２６の内面に接触している。

減速機１は、内周ピン６０を潤滑するための内周ピン潤滑部材７０を備えている（図５）。内周ピン潤滑部材７０は、長孔２６の内側に配置され、内周ピン６０の外周面（外輪６２の外周面）に接触する。より具体的には、図５に示すように、柱部４３の周方向の両側部には、軸方向に延びると共に当該軸方向に垂直な断面形状が円弧形状である溝が形成されており、当該溝内に内周ピン潤滑部材７０が収容されている。当該溝は、長手方向に垂直な断面（図５の断面）における外形形状が内周ピン潤滑部材７０に対応している。内周ピン潤滑部材７０は、例えば多孔質の焼結樹脂部材に潤滑剤を含浸させたものであるが、これに限定されない。

図１４は、内周ピン潤滑部材７０の構成を示す斜視図である。図５および図１４を参照して、内周ピン潤滑部材７０は、軸方向Ｄ１に垂直な面で切断された断面（図５の断面）において、径方向Ｄ２に延びるベース部７５と、第１凸部７２と、第２凸部７３と、第３凸部７１とを含む。第１凸部７２は、ベース部７５の第１端部から突出する。第２凸部７３は、ベース部７５のうち径方向Ｄ２において第１端部と反対側の第２端部から突出する。第３凸部７１は、ベース部７５のうち第１端部と第２端部との間から突出する。

上記の第１～第３凸部は、内周ピン６０の外周面に向かって突出する形状を有し、その先端が曲面になっている。すなわち、内周ピン潤滑部材７０は、第１～第３凸部の先端が内周ピン６０の外周面側を向くように配置されている。また内周ピン潤滑部材７０のうち第１～第３凸部と反対側の裏面７４（図１４）は、柱部４３（図５）から離れる方向に円弧状に凹む曲面となっている。このため、減速機１の駆動停止時には、柱部４３の周方向の側部と内周ピン潤滑部材７０との間に隙間が空いている。

内周ピン潤滑部材７０は、第１凸部７２および第３凸部７１が内周ピン６０の外周面に接触すると共に第２凸部７３が内周ピン６０の外周面から離れた第１接触状態と、第２凸部７３および第３凸部７１が内周ピン６０の外周面に接触すると共に第１凸部７２が内周ピン６０の外周面から離れた第２接触状態とを達成するように、柱部４３の周方向の両側部に形成された溝内において揺動可能となっている。より具体的には、内周ピン潤滑部材７０が柱部４３の周方向の両側部に形成された円弧状の曲面に沿って揺動することにより、第１凸部７２および第２凸部７３が内周ピン６０の外周面に対して交互に接触する。内周ピン潤滑部材７０は、入力軸１０が図５中の時計回りに回転するときに第１接触状態となる。このとき、内周ピン６０の外輪６２（図１０）は、図５中の反時計回りに回転する。一方、内周ピン潤滑部材７０は、入力軸１０が図５中の反時計回りに回転するときに第２接触状態となる。このとき、内周ピン６０の外輪６２は、図５中の時計回りに回転する。

内周ピン潤滑部材７０が内周ピン６０の外周面となる外輪６２に対して全面接触すると、内周ピン潤滑部材７０が外輪６２に貼り付き、その結果、トルクロスや温度上昇が起こり得る。これに対し、第１～第３凸部が内周ピン６０の外輪６２に接触する構成を採用することにより、上記のような不具合の発生を防ぐことができる。なお、内周ピン潤滑部材７０は、本開示の減速機における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。

主軸受５０（図４）は、例えばクロスローラベアリングである。図４に示すように、主軸受５０は、外輪５１と、内輪５３と、外輪５１の軌道面（内周面）と内輪５３の軌道面（外周面）との間に環状に配置された複数の転動体５２と、シール５４とを含む。

外輪５１は、外周ピンホルダ３０の第２端面（第１端面と反対側の端面、図４中の左端面）にボルトＢ２によって固定されている。外輪５１は、外周ピンホルダ３０と共に固定軸を構成している。外輪５１には、転動体５２の投入孔が形成されており、且つ当該投入孔を塞ぐ蓋５１Ａ（図１）が設けられている。蓋５１Ａは、ピンにより抜け止めされている。なお、当該蓋は、側面蓋であってもよいし、また外輪５１に設けられる場合にも限定されない。また当該蓋は、軸方向Ｄ１に延びるピンによって抜け止めされる場合に限定されず、周方向に延びるピンが採用されてもよいし、ボルトが採用されてもよい。

内輪５３は、ボルトＢ３（図１１）によって第２ホルダ部４２のうち柱部４３と反対側の面に固定され、且つ第２支持軸受１５の外輪に対して径方向Ｄ２の外側から嵌められている。内輪５３は、内周ピンホルダ４０と共に出力軸を構成しており、相手部材（図示しない）に取り付けられる。

転動体５２は円筒ころであり、周方向に隣接する円筒ころの回転軸が互いに直交している。外輪５１および内輪５３は、例えばＪＩＳの高炭素クロム軸受鋼などの金属材料からなるが、これに限定されない。また主軸受５０は、保持器またはセパレータをさらに含んでいてもよい。

次に、実施の形態１に係る減速機１の動作について説明する。

まず、モータ（図示しない）が駆動すると、入力軸１０が高速で回転する。これに伴って、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１の中心が、入力軸１０の中心の周りを回転（公転）する。そして、入力軸１０が１回転する毎に、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１の外歯２７（図８）が、周方向の隣の外周ピン３１に順に接触する。これにより、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１は、外周ピンホルダ３０の径方向Ｄ２の内側において、高速で公転しつつ低速で自転する。

これにより、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１の各長孔２６内に内接している内周ピン６０の外輪６２を介して周方向に押され、内周ピンホルダ４０が第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１の自転に伴って低速で回転する。その結果、内周ピンホルダ４０（第２ホルダ部４２）に取り付けられた内輪５３が、入力軸１０よりも低速で回転する。このとき、入力軸１０が回転する向きと内輪５３が回転する向きは、互いに逆になる。

次に、実施の形態１に係る減速機１の作用効果を説明する。

減速機１では、柱部４３の端面４６から当該柱部４３の内部に挿入されるボルトＢ１によって、当該端面４６が第１ホルダ部４１に固定されている。このため、減速機１では、ボルトＢ１を内周ピン６０の軸６１に挿入する必要はない。したがって、減速機１によれば、ボルトＢ１を軸６１に挿入する場合とは異なり、内周ピン６０を細く形成することが可能になる。したがって、減速機１の径方向のサイズを小さくし、コンパクト化を図ることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るサイクロイド減速機２（以下、単に「減速機２」と称する）の構成を、図１５および図１６に基づいて説明する。実施の形態２に係る減速機２は、基本的に上記実施の形態１に係る減速機１と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、外歯歯車の枚数などにおいて主に異なっている。以下、上記実施の形態１に係る減速機１と異なる点についてのみ説明する。

図１５は、実施の形態２に係る減速機２の外観構造を示す斜視図である。図１６は、図１５中の線分ＸＶＩ－ＸＶＩに沿った断面図である。図１６に示すように、減速機２は、第１外歯歯車２０および第２外歯歯車２１に加えて、第３外歯歯車８２および第４外歯歯車８３をさらに備えている。第３外歯歯車８２の内周面と入力軸１０（第３軸部１９）の外周面との間には、第３偏心軸受８０が配置されている。また第４外歯歯車８３の内周面と入力軸１０（第３軸部１９）の外周面との間には、第４偏心軸受８１が配置されている。第３外歯歯車８２および第４外歯歯車８３は、いずれも第１外歯歯車２０と同様のサイクロイド歯車である。また第３偏心軸受８０および第４偏心軸受８１は、例えば円筒ころ軸受である。図１６に示すように、第２偏心軸受１４、第１偏心軸受１３、第３偏心軸受８０、第４偏心軸受８１および第１支持軸受１２は、第１端部１０Ａから第２端部１０Ｂに向かってこの順で配置されている。

実施の形態２では、上記実施の形態１に比べて、入力軸１０および内周ピン６０が軸方向Ｄ１に長く、且つ外周ピンホルダ３０および内周ピンホルダ４０も軸方向Ｄ１に厚く形成されている。また外歯歯車の枚数の増加に応じて外周ピン３１も軸方向Ｄ１に長く形成されており、外周ピン潤滑部材３２が軸方向Ｄ１に２つ並べて配置されている。実施の形態２に係る減速機２によれば、サイクロイド歯車の枚数を増加させることにより、許容負荷トルクの向上、振動の低減およびバックラッシュの低減などの効果が得られる。なお、図１５では、外周ピンホルダ３０に貫通孔が形成されていないがこれに限定されず、上記実施の形態１と同様に貫通孔が形成されていてもよい。

（その他実施の形態）
ここで、その他実施の形態について説明する。

上記実施の形態１では、長孔２６を貫通孔の一例として説明したがこれに限定されず、例えば貫通孔は真円の孔であってもよい。

第１ホルダ部４１と柱部４３とが一体に形成され、ボルトＢ１によって柱部４３の端面４６が第２ホルダ部４２に固定されてもよい。

柱部４３を周方向の両側から挟むように内周ピン６０が配置される場合に限定されず、長孔２６内に内周ピン６０が１本のみ配置されていてもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２減速機、１０入力軸、１０Ａ第１端部、１０Ｂ第２端部、１１キー、１２第１支持軸受、１３第１偏心軸受、１４第２偏心軸受、１５第２支持軸受、１６止め輪、１６Ａ切り欠き部、１７第１軸部、１８第２軸部、１９第３軸部、１９Ａキー溝、２０第１外歯歯車、２０Ａ内周面、２１第２外歯歯車、２２スラストワッシャ、２３押さえ部材、２３Ａ上面、２３Ｂ下面、２４固定ねじ、２５中央孔、２６長孔、２７外歯、３０外周ピンホルダ、３０Ａ貫通孔、３１外周ピン、３２外周ピン潤滑部材、３２Ａ第１ピン保持リング、３３第１ピン規制部材、３３Ａ第２ピン保持リング、３４第２ピン規制部材、３５外装板、４０内周ピンホルダ、４０Ａ端面、４１第１ホルダ部、４１Ａボルト孔、４２第２ホルダ部、４３柱部、４３Ａ雌ねじ穴、４５孔、４６端面、５０主軸受、５１外輪、５２転動体、５３内輪、５４シール、６０内周ピン、６１軸、６２外輪、６３転動体、６４スラストワッシャ、７０内周ピン潤滑部材、７１第３凸部、７２第１凸部、７３第２凸部、７４裏面、７５ベース部、８０第３偏心軸受、８１第４偏心軸受、８２第３外歯歯車、８３第４外歯歯車、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ボルト、Ｄ２径方向

Claims

外周面に周方向に沿って並ぶ複数の外歯を有し、軸方向に貫通する複数の貫通孔が前記周方向に並べて形成された円環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に取り囲まれる空間を貫通し、前記軸方向に延びる入力軸と、
前記外歯歯車と前記入力軸との間に配置され、前記入力軸を前記外歯歯車に対して前記周方向に相対的に回転可能に保持する軸受と、
内周面に前記周方向に沿って並ぶと共に前記外歯に噛み合う複数の内歯を有し、前記外歯歯車の前記外周面を取り囲む円環状の内歯歯車と、
前記複数の貫通孔を前記軸方向に貫通する複数の内周ピンと、
前記内周ピンの両端を保持し、前記入力軸が貫通する空間が形成された内周ピンホルダと、を備え、
前記内周ピンホルダは、
前記内周ピンの第１端部を保持する円環状の保持部を有する第１ホルダ部と、
前記内周ピンにおける前記第１端部と反対側の第２端部を保持する円環状の保持部を有する第２ホルダ部と、
前記第１ホルダ部および前記第２ホルダ部を繋ぐと共に前記周方向に間隔を空けて配置され、前記貫通孔を貫通する柱部と、を含み、
前記柱部の端面を前記第１ホルダ部または前記第２ホルダ部に固定する固定部材であって、前記端面から前記柱部の内部に挿入される前記固定部材をさらに備え、
前記柱部の長手方向に垂直な断面形状は、前記周方向に延びる円弧形状であり、
前記複数の貫通孔は、前記周方向に延びる長孔であり、
各前記複数の貫通孔にはそれぞれ、１つの前記柱部と、前記周方向において１つの前記柱部を挟む一対の前記内周ピンが挿入されている、減速機。
前記複数の貫通孔は、前記周方向に円弧状に延びる長孔である、請求項１に記載の減速機。
前記内周ピンは、転がり軸受または滑り軸受である、請求項１または請求項２に記載の減速機。
前記貫通孔の内側に配置され、前記内周ピンに接触する潤滑部材をさらに備え、
前記柱部には、前記潤滑部材が収容される溝が形成されており、
前記溝は、長手方向に垂直な断面における外形形状が前記潤滑部材に対応している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の減速機。
前記潤滑部材は、前記軸方向に垂直な面で切断された断面において、
径方向に延びるベース部と、
前記ベース部の第１端部から突出する第１凸部と、
前記ベース部のうち前記第１端部と反対側の第２端部から突出する第２凸部と、
前記ベース部のうち前記第１端部と前記第２端部との間から突出する第３凸部と、を含み、
前記潤滑部材は、前記第１凸部および前記第３凸部が前記内周ピンに接触すると共に前記第２凸部が前記内周ピンから離れた第１接触状態と、前記第２凸部および前記第３凸部が前記内周ピンに接触すると共に前記第１凸部が前記内周ピンから離れた第２接触状態とを達成するように揺動可能である、請求項４に記載の減速機。