WO2017073693A1 - 歯車変速機 - Google Patents

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WO2017073693A1
WO2017073693A1 PCT/JP2016/081943 JP2016081943W WO2017073693A1 WO 2017073693 A1 WO2017073693 A1 WO 2017073693A1 JP 2016081943 W JP2016081943 W JP 2016081943W WO 2017073693 A1 WO2017073693 A1 WO 2017073693A1
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WO
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solid lubricant
gear transmission
gear
transmission according
external
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PCT/JP2016/081943
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French (fr)
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裕二 前口
健治 杉下
太平 坪根
洋志 重田
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日本電産シンポ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/041—Coatings or solid lubricants, e.g. antiseize layers or pastes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H2001/325—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear comprising a carrier with pins guiding at least one orbital gear with circular holes

Definitions

  • the present invention relates to a gear transmission.
  • an inscribed planetary gear transmission used for driving industrial equipment is known.
  • an inscribed planetary gear transmission includes an external gear and an internal gear whose internal teeth are constituted by external pins independent of the internal gear main body. Then, the external gear and the outer pin mesh with each other to transmit power.
  • a technique is known in which a substantially liquid lubricant such as grease is sealed inside the casing.
  • Patent Document 1 discloses an oscillating internal meshing power transmission device in which an oil-containing member containing a lubricant is provided at a position where it can come into contact with an outer pin. Yes. JP 2006-226370 A
  • An object of the present invention is to provide a technology capable of maintaining lubricity for a long period of time in a gear transmission by stably holding a lubricant inside a casing and sufficiently supplying a lubricating component to a drive unit. is there.
  • An exemplary first invention of the present application is a gear transmission that changes a rotational speed, an input rotating body that rotates at an input rotational speed around a rotational axis, and an output rotational speed that is different from the input rotational speed.
  • An output rotator that rotates and a transmission mechanism that converts the rotational motion of the input rotator into the rotational motion of the output rotator and transmits the rotational motion of the input rotator.
  • a plurality of carrier pins that are respectively inserted into the plurality of through holes and extend in parallel with the rotation shaft, and at least one solid lubricant is disposed inside the frame, The shape lubricant contacts at least one of the internal pin, the external gear, and the carrier pin.
  • the lubricant component can be stably supplied to each drive unit of the gear transmission over a long period of time by the solid lubricant disposed inside the frame. .
  • resistance of the drive part of a gear transmission can be reduced. Therefore, power consumption for driving the tooth transmission can be reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of the gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operation time and the rotational torque of the gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the operation time and the rotational torque of the gear reducer according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a gear reducer according to a modification.
  • FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view of a gear reducer according to a modification.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a gear reducer according to a modification.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a gear reducer according to a modification.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a gear reducer according to a modification.
  • a direction parallel to the rotation axis is referred to as an “axial direction”
  • a direction orthogonal to the rotation axis is referred to as a “radial direction”
  • a direction along an arc centered on the rotation axis is referred to as a “circumferential direction”.
  • the above “parallel direction” includes a substantially parallel direction.
  • the above-mentioned “orthogonal direction” includes a substantially orthogonal direction.
  • the right side of FIG. 1 is referred to as “axially upward”
  • the left side of FIG. 1 is referred to as “axially downward”.
  • this definition of the vertical direction is not intended to limit the direction when the gear transmission according to the present invention is used.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the speed reducer 1 according to the first embodiment of the present invention cut along a plane including a rotating shaft 90.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the speed reducer 1 as seen from the AA cross section in FIG.
  • the speed reducer 1 is an inscribed planetary speed reducer that converts rotational motion at an input rotational speed into rotational motion at an output rotational speed lower than the input rotational speed.
  • the reduction gear 1 is used by being incorporated in a drive mechanism such as a robot, a machine tool, an XY table, a material cutting device, a conveyor line, a turntable, a rolling roller, for example.
  • a drive mechanism such as a robot, a machine tool, an XY table, a material cutting device, a conveyor line, a turntable, a rolling roller, for example.
  • the reduction gear 1 of the present invention may be used for other purposes.
  • the speed reducer 1 of the present embodiment includes an input rotator 10, a speed reduction mechanism 20, and an output rotator 30.
  • the input rotating body 10 is a member that rotates at an input rotational speed that is a rotational speed input from the outside.
  • a cylindrical member disposed along the rotation shaft 90 is the input rotator 10.
  • the axially upper end of the input rotator 10 is connected to a motor as a drive source directly or via another power transmission mechanism. When the motor is driven, the input rotator 10 rotates at the input rotation speed around the rotation shaft 90.
  • the input rotator 10 includes a first eccentric part 11 and a second eccentric part 12 positioned axially above the first eccentric part 11.
  • the first eccentric portion 11 has a cylindrical outer peripheral surface centering on a first eccentric shaft 91 extending in parallel with the rotation shaft 90 at a position deviated from the rotation shaft 90.
  • the second eccentric portion 12 also has a cylindrical outer peripheral surface centering on a second eccentric shaft 92 extending parallel to the rotation shaft 90 at a position off the rotation shaft 90.
  • the first eccentric shaft 91 and the second eccentric shaft 92 are located on opposite sides of the rotation shaft 90. Further, when the input rotating body 10 rotates, the positions of the first eccentric shaft 91 and the second eccentric shaft 92 also rotate about the rotation shaft 90.
  • the speed reduction mechanism 20 that is a speed change mechanism is a mechanism that is interposed between the input rotator 10 and the output rotator 30 and transmits the rotational motion of the input rotator 10 to the output rotator 30 while decelerating.
  • the speed reduction mechanism 20 of the present embodiment includes a pair of eccentric bearings 40, a first external gear 51, a second external gear 52, a frame 60, and a solid lubricant 70.
  • the pair of eccentric bearings 40 are attached to the outer peripheral portions of the first eccentric portion 11 and the second eccentric portion 12, respectively.
  • the eccentric bearing 40 has an inner ring 41 and a plurality of rollers 42.
  • the inner ring 41 is a cylindrical member centered on the first eccentric shaft 91.
  • the plurality of rollers 42 are rotatably disposed on the outer peripheral portion of the inner ring 41 while being restricted from moving in the circumferential direction and the axial direction.
  • the number of the rollers 42 which the eccentric bearing 40 has is 18 in this embodiment, other numbers may be sufficient.
  • the first external gear 51 is attached to the outer side in the radial direction of the first eccentric portion 11 via an eccentric bearing 40. Therefore, the first external gear 51 is supported rotatably about the first eccentric shaft 91 of the first eccentric portion 11.
  • the second external gear 52 is attached to the radially outer side of the second eccentric portion 12 via the eccentric bearing 40. Accordingly, the second external gear 52 is supported rotatably about the second eccentric shaft 92 of the second eccentric portion 12.
  • the first external gear 51 has a plurality of external teeth 53 protruding outward in the radial direction on the outer peripheral portion thereof. Further, between the adjacent external teeth 53, an external inter-tooth groove 54 that is recessed toward the inside in the radial direction is provided. The external teeth 53 and the external inter-tooth grooves 54 are alternately arranged in the circumferential direction around the first eccentric shaft 91.
  • the second external gear 52 also has a plurality of external teeth 53 and a plurality of external tooth grooves 54 on the outer peripheral portion.
  • the first external gear 51 has a plurality (eight in the example of FIG. 2) through-holes 55 penetrating in the axial direction.
  • the plurality of through holes 55 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the first eccentric shaft 91.
  • Each through hole 55 penetrates the first external gear 51 in the axial direction on the radially inner side than the external teeth 53 and the inter-external teeth groove 54.
  • the second external gear 52 also has a plurality of through holes 55, as with the first external gear 51.
  • a spacer 57 that forms a gap 56 in the axial direction is disposed between the adjacent first external gear 51 and the second external gear 52.
  • the axial width of the gap 56 is substantially the same as the axial width of the spacer 57.
  • the frame 60 is a substantially cylindrical member that accommodates the input rotator 10, the output rotator 30, and the two external gears 51 and 52 inside.
  • the frame 60 has a plurality of internal tooth placement portions 61 that are recessed radially outward and extend in the axial direction on the inner peripheral portion thereof.
  • the internal pin 62 which is an internal tooth is arrange
  • the plurality of internal pins 62 are disposed substantially parallel to the axial direction. Further, between the adjacent internal pins 62, an internal inter-tooth groove 63 that is recessed outward in the radial direction is formed.
  • the internal pins 62 and the interdental grooves 63 are alternately arranged in the circumferential direction around the rotation shaft 90.
  • the external teeth 53 of the external gears 51 and 52 and the internal pins 62 mesh with each other. That is, during the operation of the speed reducer 1, the external teeth 53 of the external gears 51 and 52 are fitted in the internal gear grooves 63 of the frame 60, and the internal pins 62 are fitted in the external gear grooves 54 of the external gears 51 and 52. However, the external gears 51 and 52 rotate. Thus, the frame 60 functions as an internal gear. In the present embodiment, the internal pin 62 rotates in the internal tooth placement portion 61 by meshing with the external teeth 53. Thereby, the external tooth 53 and the internal pin 62 can be meshed smoothly.
  • the first external gear 51 and the second external gear 52 rotate while meshing with the internal pin 62 of the frame 60 while revolving around the rotation shaft 90 by the power of the input rotating body 10.
  • the number of internal pins 62 is larger than the number of external teeth 53 that each of the first external gear 51 and the second external gear 52 has.
  • the position of the external tooth 53 which meshes with the internal pin 62 at the same position of the frame 60 is shifted for each revolution of the external gears 51 and 52.
  • the first external gear 51 and the second external gear 52 rotate in the direction opposite to the rotation direction of the input rotating body 10 at an output rotation speed lower than the input rotation speed. Therefore, the positions of the through holes 55 of the external gears 51 and 52 also rotate at an output rotational speed lower than the input rotational speed.
  • the speed reduction mechanism 20 When the number of external teeth 53 of each of the first external gear 51 and the second external gear 52 is N and the number of internal pins 62 arranged on the inner peripheral portion of the frame 60 is M, the speed reduction mechanism 20
  • the reduction ratio of the speed reduction mechanism in the present invention may be another value.
  • the output rotating body 30 rotates around the rotation shaft 90 at the output rotation speed after deceleration.
  • the output rotating body 30 of the present embodiment has a first disk body 31, a second disk body 32, and a plurality (eight in this embodiment) of carrier pins 33. .
  • the first disc body 31 is an annular member disposed perpendicular to the rotation shaft 90.
  • the first disc body 31 is disposed below the first external gear 51 and the second external gear 52 in the axial direction.
  • Ball bearings 34 are interposed between the first disk body 31 and the input rotating body 10 and between the first disk body 31 and the frame 60, respectively. Thereby, the first disc body 31 is supported so as to be relatively rotatable with respect to the frame 60 and the input rotating body 10.
  • the first disc body 31 is provided with a plurality (eight in this embodiment) of press-fitting holes 311 for press-fitting a plurality of carrier pins 33.
  • the plurality of press-fit holes 311 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the rotation shaft 90. Each press-fit hole 311 penetrates the first disc body 31 in the axial direction.
  • the second disk body 32 is an annular member disposed perpendicular to the rotation shaft 90.
  • the second disc body 32 is disposed axially above the first external gear 51 and the second external gear 52.
  • Ball bearings 34 are interposed between the second disk body 32 and the input rotating body 10 and between the second disk body 32 and the frame 60, respectively. Thereby, the second disk body 32 is supported so as to be relatively rotatable with respect to the frame 60 and the input rotating body 10.
  • the second disc body 32 is provided with a plurality (eight in this embodiment) of fixing holes 321 for inserting the axially upper ends of the plurality of carrier pins 33.
  • the plurality of fixing holes 321 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the rotation shaft 90. Each fixing hole 321 passes through the second disk body 32 in the axial direction.
  • the plurality of carrier pins 33 are cylindrical members that connect the first disc body 31 and the second disc body 32. Each carrier pin 33 is disposed substantially parallel to the rotation shaft 90. The plurality of carrier pins 33 are inserted into the plurality of through holes 55 of the first external gear 51 and the second external gear 52, respectively. The plurality of carrier pins 33 are press-fitted into the plurality of press-fit holes 311 of the first disc body 31, respectively. Further, an enlarged flange portion 331 is provided at an end portion in the axial direction of each carrier pin 33. The flange portion 331 is in contact with the first disc body 31 in the axial direction. This prevents the carrier pins 33 from coming off upward in the axial direction. Further, the axially upper end of each carrier pin 33 is inserted into the fixing hole 321 of the second disk body 32 and is fixed to the second disk body 32 by a nut.
  • a first gap 81 is interposed between the surface constituting each through hole 55 and the outer peripheral surface of the carrier pin 33.
  • An annular bush ring 58 is inserted into each of the first gaps 81 of the first external gear 51 and the second external gear 52.
  • the bush ring 58 is located in the through hole 55 and surrounds the outer side in the radial direction of the carrier pin 33.
  • the solid lubricant 70 is a member that is disposed inside the frame 60 and supplies a lubricating component to each part of the speed reducer 1. As shown in FIG. 1, the solid lubricant 70 of the present embodiment is in a position in contact with the internal pin 62, a position in contact with the first external gear 51 and the second external gear 52, and a position in contact with the carrier pin 33.
  • the ball bearing 34 is disposed at a position where the ball bearing 34 is brought into contact with the roller 42 of the eccentric bearing 40.
  • the solid lubricant 70 may be disposed at other positions inside the frame 60.
  • the solid lubricant 70 is molded, for example, by injecting a substantially liquid lubricant into the mold and performing a heat treatment.
  • the solid lubricant 70 may be formed by other methods such as machining.
  • As the material of the solid lubricant 70 for example, grease, polyethylene, and a crosslinking agent, which are lubricating components, are used. Grease is uniformly dispersed in the base polyethylene. Therefore, the solid lubricant 70 can uniformly supply a lubricating component to each part. Further, the hardness of the solid lubricant 70 can be adjusted by the content of the crosslinking agent. Therefore, it becomes easy to process the solid lubricant 70. Further, the solid lubricant 70 can be stably held inside the frame 60. For example, lithium stearate is used as the crosslinking agent.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speed reducer 1 as seen from the BB cross section in FIG.
  • the frame 60 has a first groove portion 64 that is recessed radially outward and extends in the circumferential direction on the inner circumferential portion.
  • the first groove portion 64 is opposed to at least a part of each of the adjacent first external gear 51 and second external gear 52 in the radial direction.
  • a first solid lubricant 71 is disposed in the first groove portion 64.
  • the first solid lubricant 71 is in contact with at least the internal pin 62. Thereby, the lubricating component can be supplied to the internal pin 62. Further, as described above, the internal pin 62 rotates by meshing with the external teeth 53. For this reason, the lubricating component supplied to the internal pin 62 also reaches the external teeth 53.
  • the lubricity of the meshing portion between the external teeth 53 and the internal pins 62 can be improved.
  • the first solid lubricant 71 may further contact the external teeth 53. Thereby, the lubricity of a meshing part can be improved more.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the reducer 1 near the carrier pin 33.
  • the axial width d1 of the gap 56 between the first external gear 51 and the second external gear 52 and the axial width d2 of the first groove portion 64 satisfy the relationship d1 ⁇ d2. .
  • the first solid lubricant 71 disposed in the first groove portion 64 can efficiently supply a lubricating component to the two external gears of the first external gear 51 and the second external gear 52. .
  • processing cost can be held down.
  • the internal pin 62 receives a pressure toward the radially outer side by meshing with the external teeth 53. For this reason, if the portion where the first groove portion 64 and the internal pin 62 overlap in the radial direction is large, the internal pin 62 may be deformed by the pressure from the external teeth 53. Therefore, in the present embodiment, the axial widths d3 and d2 from the axial lower end of the external teeth 53 of the first external gear 51 to the axial upper end of the external teeth 53 of the second external gear 52 are: The relationship d2 ⁇ d3 is satisfied. Furthermore, the external teeth 53 overlap with a part of the first groove portion 64 in the axial direction in the radial direction.
  • the first groove portion 64 and the entire outer peripheral portion of the external tooth 53 do not overlap in the radial direction. Thereby, the load caused by the internal pin 62 meshing with the external teeth 53 is reduced. Therefore, the durability of the internal pin 62 can be improved.
  • the first groove portion 64 is formed in an annular shape on the inner peripheral portion of the frame 60.
  • a first solid lubricant 71 is disposed in the first groove portion 64. Thereby, the first solid lubricant 71 can come into contact with all the internal pins 62 arranged on the inner peripheral portion of the frame 60. For this reason, a lubrication component can be spread over all the meshing portions.
  • first solid lubricant 71 disposed in the annular first groove portion 64 may contact the external teeth 53.
  • the first external gear 51 and the second external gear 52 rotate by meshing with the internal pin 62 while revolving around the rotation shaft 90 by the power of the input rotating body 10. For this reason, all the external teeth 53 of the outer peripheral part of each external gear 51 and 52 can repeat a contact with the 1st solid lubricant 71 with a fixed period. Therefore, the lubricity of the meshing portion can be further improved.
  • the 1st solid lubricant 71 of this embodiment is a plate-shaped member which has flexibility.
  • the first solid lubricant 71 can be arranged by being fitted along the annular first groove portion 64 while being curved.
  • the first solid lubricant 71 is fixed in the first groove portion 64 by an elastic force for returning from the curved state to a flat plate shape. By doing so, the first solid lubricant 71 can be easily disposed in the first groove portion 64.
  • both end portions face each other in the circumferential direction through the third gap 83 in the first groove portion 64.
  • the circumferential interval of the third gap 83 is preferably smaller than the circumferential interval of the adjacent internal pins 62.
  • the third gap 83 preferably does not overlap the internal pin 62 in the radial direction.
  • the lubricating component can be supplied to all the internal pins 62 arranged on the inner peripheral portion of the frame 60.
  • the circumferential interval of the third gap 83 may be larger than the circumferential interval of the adjacent internal pins 62.
  • the second solid lubricant 72 is disposed in the gap 56 between the first external gear 51 and the second external gear 52 that are adjacent to each other.
  • the second solid lubricant 72 comes into contact with the external gears 51 and 52 and the carrier pin 33.
  • the second solid lubricant 72 is further in contact with the bush ring 58. Thereby, the lubricity of each external gear 51, 52, the carrier pin 33, and the bush ring 58 can be improved.
  • the second solid lubricant 72 of the present embodiment is composed of a single member. For this reason, the second solid lubricant 72 can be easily incorporated into the frame 60.
  • the second solid lubricant 72 may be composed of a plurality of members. A plurality of second solid lubricants may be arranged in contact with the plurality of carrier pins 33 and the external gears 51 and 52, respectively.
  • the axial width d4 of the second solid lubricant 72 is preferably equal to or less than the axial width of the spacer 57, that is, the axial width d1 of the gap 56. By doing so, the second solid lubricant 72 is easily disposed in the gap 56. In addition, the axial width d1 of the gap 56 can be kept constant with high accuracy.
  • the 2nd solid lubricant 72 receives the force which goes to the radial direction outer side by centrifugal force with rotation of the input rotary body 10.
  • the second solid lubricant 72 is disposed between the input rotating body 10 and the carrier pin 33.
  • the second solid lubricant 72 is restricted from moving radially outward by the carrier pin 33. Accordingly, the second solid lubricant 72 is stably held with high accuracy. Further, the second solid lubricant 72 can efficiently supply the lubricating component to the carrier pin 33 by utilizing centrifugal force.
  • the inner diameter of the bush ring 58 is larger than the outer diameter of the carrier pin 33. That is, the second gap 82 is interposed between the bush ring 58 and the carrier pin 33. Then, the lubricating component supplied from the second solid lubricant 72 enters the second gap 82. For this reason, the bush ring 58 can smoothly transmit power to the carrier pin 33. Further, the lubricating component supplied from the second solid lubricant 72 also enters the first gap 81 between the surface constituting the through hole 55 and the outer peripheral surface of the carrier pin 33. For this reason, the carrier pin 33 can smoothly rotate inside the through hole 55.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operation time and the rotational torque when the speed reducer 1 is driven in an environment of ⁇ 20 ° C.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the drive time and the rotational torque when the speed reducer 1 is driven in an environment of 0 ° C.
  • the series of each data plotted with the symbol ⁇ is the data of the speed reducer 1 according to the present embodiment.
  • the series plotted with the symbol ⁇ is data for a liquid grease filled type speed reducer.
  • the horizontal axis of FIG. 5 and FIG. 6 shows the operation time of the speed reducer.
  • the vertical axis indicates the rotational torque (resistance magnitude) of the speed reducer.
  • the reduction gear 1 of the present embodiment has reduced rotational torque as compared with the liquid grease filled type reduction gear.
  • the rotational torque was reduced by 50% or more when the operation time of FIG. 5 and FIG. Therefore, in the reduction gear 1 of this embodiment, the power consumption for driving a reduction gear can be reduced.
  • the rotational torque increases because the viscosity of the liquid grease increases in a low temperature environment such as 0 ° C. or ⁇ 20 ° C.
  • an increase in rotational torque due to use in a low temperature environment can be prevented.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a reduction gear 1A according to a modification.
  • the first solid lubricant 71A is disposed in the first groove portion 64A formed in the inner peripheral portion of the frame 60A.
  • the frame 60A has a recess 65A that is further recessed radially outward from the first groove 64A.
  • An auxiliary lubricant 73A is interposed in the recess 65A.
  • the auxiliary lubricant 73A may be liquid, substantially liquid (semi-solid, gel-like, etc.) or solid lubricant.
  • the lubricating component by the first solid lubricant 71A the lubricating component by the auxiliary lubricant 73A can be supplied to the internal pin 62A and the external teeth 53A. Therefore, the resistance of the meshing portion between the external tooth 53A and the internal pin 62A can be further reduced.
  • the 7 further includes a supply mechanism 74A that supplies the auxiliary lubricant 73A to the recess 65A.
  • the supply mechanism 74A includes, for example, a pipe 77A that connects a supply source 75A that supplies the auxiliary lubricant 73A and the recess 65A.
  • An on-off valve 76A is provided on the route of the pipe 77A. When the on-off valve 76A is opened, the auxiliary lubricant 73A sent from the supply source 75A passes through the pipe 77A and is supplied into the recess 65A. Thereby, 1 A of reduction gears can maintain lubricity over a long period of time.
  • FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view of the vicinity of the carrier pin 33B of a reduction gear according to another modification.
  • the first solid lubricant 71B is disposed in the first groove portion 64B formed in the inner peripheral portion of the frame 60B.
  • the surface inside radial direction of the 1st solid lubricant 71B is located in the radial inside rather than the surface inside radial direction of frame 60B. Thereby, the 1st solid lubricant 71B becomes easy to contact the internal pin 62B and the external tooth 53B.
  • the internal pin 62B rotates while being in contact with the first solid lubricant 71B, so that the lubricating component is likely to ooze out from the first solid lubricant 71B. Therefore, the lubricity of the meshing portion between the external teeth 53B and the internal pins 62B can be further improved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a speed reducer according to another modification.
  • the second solid lubricant 72C of the speed reducer is disposed between the input rotating body 10C and the spacer 57C.
  • the 2nd solid lubricant 72C comprises a single member.
  • the second solid lubricant 72C has a plurality of positioning holes 73C.
  • the plurality of carrier pins 33C are respectively disposed in the positioning holes 73C. In this way, the second solid lubricant 72C can be easily incorporated. Further, the second solid lubricant 72C can be positioned more accurately with respect to the plurality of carrier pins 33C and can be stably held. Further, the second solid lubricant 72C can efficiently supply the lubricating component to the carrier pin 33C by utilizing centrifugal force.
  • the second solid lubricant 72C preferably surrounds at least a part of the outer periphery of the carrier pin 33C.
  • the second solid lubricant 72 ⁇ / b> C surrounds the substantially half circumference of the outer periphery of the carrier pin 33 ⁇ / b> C.
  • the second solid lubricant 72C is restricted from moving in the circumferential direction and is held more stably. Further, the contact portion between the second solid lubricant 72C and the carrier pin 33C is increased. For this reason, the second solid lubricant 72C can more easily supply the lubricating component to the carrier pin 33C.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a speed reducer according to another modification.
  • the spacer 57D of the reduction gear is disposed on the radially inner side of the carrier pin 33D.
  • the second solid lubricant 72D is disposed between the spacer 57D and the internal pin 62D.
  • the second solid lubricant 72D is formed of a single member.
  • the second solid lubricant 72D has a plurality of positioning holes 73D.
  • the plurality of carrier pins 33C are respectively disposed in the positioning holes 73D. Even with such a structure, the second solid lubricant 72D can supply a lubricating component to the carrier pin 33D and the external gear.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a reduction gear according to another modification.
  • Adjacent external gears 51E and 52E of the reduction gear have second groove portions 66E that are recessed in the axial direction on mutually facing surfaces.
  • a part of the second solid lubricant 72E is disposed in the second groove 66E. Thereby, it becomes easy to arrange
  • one first groove is formed on the inner periphery of the frame.
  • the number of the first groove portions formed in the inner peripheral portion of the frame may be two or more.
  • a solid lubricant may be disposed in each of the two or more first groove portions.
  • the speed reduction mechanism has two external gears, that is, a first external gear and a second external gear.
  • the number of external gears may be three or more.
  • the external gear is a so-called “spur gear” in which the external teeth are formed substantially parallel to the axial direction.
  • the external gear may be, for example, a so-called “bevel gear” in which the external teeth are formed obliquely toward the rotation axis.
  • the internal pin may be disposed obliquely toward the rotation axis so as to be able to mesh with external teeth that are oblique teeth.
  • a reduction gear is shown as an example of a gear transmission.
  • the gear transmission may be a gear speed increasing device that increases the rotational speed.
  • power may be supplied to the output rotator of the speed reducer in the above embodiment to output the rotational speed of the input rotator.
  • the detailed shape of the gear transmission may be different from the shape shown in each drawing of the present application. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.

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Abstract

この歯車変速機は、入力回転体（１０）と、出力回転体（３０）と、変速機構とを有する。変速機構は、複数の貫通孔（５５）と、複数の外歯（５３）とを備える複数の外歯歯車（５１，５２）と、隣り合う外歯歯車（５１，５２）の間に間隙を形成するスペーサ（５７）と、複数の偏心軸受（４０）と、円環状のフレーム（６０）と、フレーム（６０）の内周に沿って、外歯（５３）と噛み合う複数のインタナルピン（６２）とを有する。出力回転体（３０）は、円板体（３１，３２）と、円板体（３１，３２）に固定され、複数の貫通孔（５５）にそれぞれ挿入される複数のキャリアピン（３３）とを有する。フレーム（６０）の内部には、少なくとも一つの固形状潤滑剤（７０）が配置される。固形状潤滑剤（７０）は、少なくともインタナルピン（６２）と、外歯歯車（５１，５２）と、キャリアピン（３３）と、のうちいずれかと接触する。これにより、歯車変速機の駆動部に、潤滑成分を供給できる。したがって、歯車変速機の駆動部の抵抗を低減することができる。

Description

歯車変速機
　本発明は、歯車変速機に関する。
　従来、産業機器の駆動に用いられる内接遊星式の歯車変速機が知られている。一般的に、内接遊星式の歯車変速機は、外歯歯車と、内歯が内歯歯車本体と独立した外ピンで構成される内歯歯車と、を備える。そして、外歯歯車と、外ピンとが内接噛合することで動力が伝達される。このような歯車変速機では、動力の伝達損失の抑制や、構成部材を摩耗から保護するために、駆動部の潤滑性を保持する必要がある。このような、歯車変速機の潤滑性を保持する手段として、グリース等の略液状の潤滑剤をケーシング内部に封入する技術が知られている。また、特開２００６－２２６３７０号公報（特許文献１）では、潤滑剤を含んだ含油性部材を外ピンと接触可能な位置に備える構成とする揺動型内接噛合式動力伝達装置が開示されている。
特開２００６－２２６３７０号公報
　しかしながら、グリース封入タイプの歯車変速機では、必要な部分にグリースを行き亘らせるために、相当量のグリースが封入される。すなわち、グリースは、ケーシングの内部に余分な量まで封入される。余分なグリースは、歯車変速機の撹拌抵抗を増加させる。したがって、歯車変速機の駆動には、余分な回転トルクが必要となる。また、グリースの粘度は低温環境下で増加する。このため、歯車変速機が低温環境下で使用されると、歯車変速機の駆動に必要な回転トルクが増加する。また、長期の使用により、グリース漏れが生じ、潤滑性が低下していくおそれもある。
　一方、特許文献１に記載の構成では、グリース漏れや撹拌抵抗の増加を防ぐことができる。また、潤滑が必要な外ピンへ潤滑成分を供給できる。しかしながら、外歯と外ピンとの噛み合い部や、外歯歯車等の駆動部の潤滑性は不十分であった。
　本発明の目的は、歯車変速機において、潤滑剤をケーシング内部において安定的に保持して、駆動部へ十分に潤滑成分を供給しつつ、長期に亘り潤滑性を維持できる技術を提供することである。
　本願の例示的な第１発明は、回転速度を変速させる歯車変速機であって、回転軸を中心に、入力回転数で回転運動する入力回転体と、前記入力回転数と異なる、出力回転数で回転運動する出力回転体と、前記入力回転体の回転運動を、前記出力回転体の回転運動へと変換して伝達する変速機構と、を有し、前記変速機構は、前記入力回転体の径方向外側に配置され、複数の貫通孔と、外周に複数の外歯と、を備える複数の外歯歯車と、複数の前記外歯歯車の間に配置され、隣り合う前記外歯歯車の間に間隙を形成するスペーサと、前記入力回転体の外周部に配置され、前記回転軸に対して偏心する偏心軸を中心に、前記外歯歯車を回転可能に支持する、複数の偏心軸受と、前記外歯歯車の径方向外側に配置される円環状のフレームと、前記フレームの内周に沿って、前記外歯と噛み合う複数のインタナルピンと、を有し、前記出力回転体は、前記入力回転体に対して垂直に配置される円板体と、前記円板体に固定され、前記複数の貫通孔にそれぞれ挿入され、前記回転軸と平行に延びる複数のキャリアピンと、を有し、前記フレームの内部には、少なくとも一つの固形状潤滑剤が配置され、前記固形状潤滑剤は、少なくとも前記インタナルピンと、前記外歯歯車と、前記キャリアピンと、のうちいずれかと接触する。
　本願の例示的な第１発明によれば、グリース漏れが防止され、フレーム内部に配置された固形状潤滑剤によって、歯車変速機の各駆動部に、長期に亘り安定的に潤滑成分を供給できる。これにより、歯車変速機の駆動部の抵抗を低減することができる。したがって、歯変速機を駆動するための消費電力を低減することができる。また、歯車変速機の起動時の、過負荷による駆動異常を防ぐことができる。すなわち、歯車変速機の起動特性を改善することができる。
図１は、第１実施形態に係る歯車減速機の縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係る歯車減速機の横断面図である。 図３は、第１実施形態に係る歯車減速機の横断面図である。 図４は、第１実施形態に係る歯車減速機の部分縦断面図である。 図５は、第１実施形態に係る歯車減速機の運転時間と回転トルクとの関係を　　示す図である。 図６は、第１実施形態に係る歯車減速機の運転時間と回転トルクとの関係を　　示す図である。 図７は、変形例に係る歯車減速機の横断面図である。 図８は、変形例に係る歯車減速機の部分縦断面図である。 図９は、変形例に係る歯車減速機の横断面図である。 図１０は、変形例に係る歯車減速機の横断面図である。 図１１は、変形例に係る歯車減速機の縦断面図である。
　以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、回転軸と平行な方向を「軸方向」、回転軸に直交する方向を「径方向」、回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。また、以下では、説明の便宜上、図１の右側を「軸方向上方」、図１の左側を「軸方向下方」と、それぞれ称する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る歯車変速機の使用時の向きを限定する意図はない。
　以下、歯車変速機の例示的な実施形態である、歯車減速機（以下、単に減速機という）について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る減速機１を、回転軸９０を含む平面で切断した縦断面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ断面から見た減速機１の横断面図である。
　この減速機１は、入力回転数の回転運動を入力回転数よりも低い出力回転数の回転運動に変換する、内接遊星式の減速機である。減速機１は、例えば、ロボット、工作機、Ｘ－Ｙテーブル、材料の切断装置、コンベアライン、ターンテーブル、圧延ローラなどの駆動機構に、組み込まれて使用される。ただし、本発明の減速機１は、他の用途に使用されるものであってもよい。
　図１に示すように、本実施形態の減速機１は、入力回転体１０、減速機構２０、および出力回転体３０を有する。
　入力回転体１０は、外部から入力される回転数である入力回転数で回転する部材である。本実施形態では、回転軸９０に沿って配置された円筒状の部材が、入力回転体１０となっている。入力回転体１０の軸方向上方の端部は、直接または他の動力伝達機構を介して、駆動源であるモータに接続される。モータを駆動させると、回転軸９０を中心として、入力回転体１０が入力回転数で回転する。
　入力回転体１０は、第１偏心部１１と、第１偏心部１１よりも軸方向上方に位置する第２偏心部１２と、を有する。第１偏心部１１は、回転軸９０から外れた位置で回転軸９０と平行に延びる第１偏心軸９１を中心とする、円筒状の外周面を有する。第２偏心部１２も、回転軸９０から外れた位置で回転軸９０と平行に延びる第２偏心軸９２を中心とする、円筒状の外周面を有する。第１偏心軸９１と第２偏心軸９２とは、回転軸９０を挟んで互いに反対側に位置する。また、入力回転体１０が回転すると、第１偏心軸９１および第２偏心軸９２の位置も、回転軸９０を中心として回転する。
　変速機構である減速機構２０は、入力回転体１０と出力回転体３０との間に介在し、入力回転体１０の回転運動を、減速させつつ出力回転体３０へ伝達する機構である。本実施形態の減速機構２０は、一対の偏心軸受４０、第１外歯歯車５１、第２外歯歯車５２、フレーム６０および固形状潤滑剤７０を有する。
　一対の偏心軸受４０は、第１偏心部１１および第２偏心部１２の外周部に、それぞれ取り付けられる。偏心軸受４０は、内輪４１および複数のローラ４２を有する。内輪４１は、第１偏心軸９１を中心とする円筒状の部材である。内輪４１は、入力回転体１０が回転すると、入力回転体１０の回転軸９０を中心として回転する。複数のローラ４２は、内輪４１の外周部に、周方向および軸方向の移動を規制されつつ、回転自在に配置される。なお、偏心軸受４０が有するローラ４２の数は、本実施形態では１８個であるが、それ以外の数であってもよい。
　第１外歯歯車５１は、第１偏心部１１の径方向外側に、偏心軸受４０を介して、取り付けられている。したがって、第１外歯歯車５１は、第１偏心部１１の第１偏心軸９１を中心として、回転自在に支持される。第２外歯歯車５２は、第２偏心部１２の径方向外側に、偏心軸受４０を介して、取り付けられている。したがって、第２外歯歯車５２は、第２偏心部１２の第２偏心軸９２を中心として、回転自在に支持される。
　図２中に拡大して示したように、第１外歯歯車５１は、その外周部に、径方向外側へ向けて突出する複数の外歯５３を有する。また、隣り合う外歯５３の間には、径方向内側へ向けて凹む外歯間溝５４が設けられている。外歯５３と外歯間溝５４とは、第１偏心軸９１を中心として、周方向に交互に並んでいる。また、第２外歯歯車５２も、第１外歯歯車５１と同じように、外周部に複数の外歯５３と複数の外歯間溝５４とを有する。
　また、図１および図２に示すように、第１外歯歯車５１は、軸方向に貫通する、複数（図２の例では８つ）の貫通孔５５を有する。複数の貫通孔５５は、第１偏心軸９１を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各貫通孔５５は、外歯５３および外歯間溝５４よりも径方向内側において、第１外歯歯車５１を軸方向に貫通する。また、第２外歯歯車５２も、第１外歯歯車５１と同じように、複数の貫通孔５５を有する。また、図１に示すように、隣り合う第１外歯歯車５１と、第２外歯歯車５２との間には、軸方向に間隙５６を形成するスペーサ５７が配置される。ここで、間隙５６の軸方向の幅は、スペーサ５７の軸方向の幅と、略同一となる。
　フレーム６０は、入力回転体１０、出力回転体３０、および２つの外歯歯車５１，５２を内部に収容する略円筒状の部材である。図２中に拡大して示したように、フレーム６０は、その内周部に、径方向外側へ向けて凹み、軸方向に延びる複数の内歯配置部６１を有する。そして、複数の内歯配置部６１には、それぞれ内歯であるインタナルピン６２が回転自在に配置される。本実施形態では、複数のインタナルピン６２は、軸方向と略平行に配置される。また、隣り合うインタナルピン６２の間には、径方向外側へ向けて凹む内歯間溝６３が形成される。インタナルピン６２と内歯間溝６３とは、回転軸９０を中心として、周方向に交互に並んでいる。
　各外歯歯車５１，５２の複数の外歯５３と、複数のインタナルピン６２とは、互いに噛み合う。すなわち、減速機１の動作時には、フレーム６０の内歯間溝６３に各外歯歯車５１，５２の外歯５３が嵌り、各外歯歯車５１，５２の外歯間溝５４にインタナルピン６２が嵌りながら、各外歯歯車５１，５２が回転する。このように、フレーム６０は、内歯歯車としての機能を果たす。なお、本実施形態では、インタナルピン６２は外歯５３と噛み合うことで、内歯配置部６１内で回転する。これにより、外歯５３とインタナルピン６２とを、滑らかに噛み合わすことができる。
　第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２は、入力回転体１０の動力によって回転軸９０の周りを公転しながら、フレーム６０のインタナルピン６２と噛み合うことによって自転する。ここで、インタナルピン６２の数は、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の各々が有する外歯５３の数よりも、多い。このため、各外歯歯車５１，５２の１公転ごとに、フレーム６０の同じ位置のインタナルピン６２に噛み合う外歯５３の位置がずれる。これにより、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２が、入力回転体１０の回転方向とは逆の方向へ、入力回転数よりも低い出力回転数で自転する。したがって、各外歯歯車５１，５２の貫通孔５５の位置も、入力回転数よりも低い出力回転数で回転する。
　第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の各々が有する外歯５３の数をＮとし、フレーム６０の内周部に配置されたインタナルピン６２の数をＭとすると、減速機構２０の減速比Ｐは、Ｐ＝（入力回転数）／（出力回転数）＝Ｎ／（Ｍ－Ｎ）となる。図２の例では、Ｎ＝５９，Ｍ＝６０なので、この例における減速機構２０の減速比は、Ｐ＝５９である。すなわち、出力回転数は、入力回転数の１／５９の回転数となる。ただし、本発明における減速機構の減速比は、他の値であってもよい。
　出力回転体３０は、減速後の出力回転数で、回転軸９０を中心として回転する。図１および図２に示すように、本実施形態の出力回転体３０は、第１円板体３１、第２円板体３２、および複数（本実施形態では８本）のキャリアピン３３を有する。
　第１円板体３１は、回転軸９０に対して垂直に配置された、円環状の部材である。第１円板体３１は、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２よりも、軸方向下方に配置されている。第１円板体３１と入力回転体１０との間、および、第１円板体３１とフレーム６０との間には、それぞれボールベアリング３４が介在する。これにより、第１円板体３１は、フレーム６０および入力回転体１０に対して、相対的に回転自在に支持される。
　また、第１円板体３１には、複数のキャリアピン３３を圧入するための複数（本実施形態では８つ）の被圧入孔３１１が、設けられている。複数の被圧入孔３１１は、回転軸９０を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各被圧入孔３１１は、第１円板体３１を軸方向に貫通する。
　第２円板体３２は、回転軸９０に対して垂直に配置された、円環状の部材である。第２円板体３２は、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２よりも、軸方向上方に配置されている。第２円板体３２と入力回転体１０との間、および、第２円板体３２とフレーム６０との間には、それぞれボールベアリング３４が介在する。これにより、第２円板体３２は、フレーム６０および入力回転体１０に対して、相対的に回転自在に支持される。
　また、第２円板体３２には、複数のキャリアピン３３の軸方向上方の端部を挿入するための、複数（本実施形態では８つ）の固定用孔３２１が設けられている。複数の固定用孔３２１は、回転軸９０を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。各固定用孔３２１は、第２円板体３２を軸方向に貫通する。
　複数のキャリアピン３３は、第１円板体３１と第２円板体３２とを接続する、円柱状の部材である。各キャリアピン３３は、回転軸９０と略平行に配置される。また、複数のキャリアピン３３は、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の複数の貫通孔５５に、それぞれ挿入される。複数のキャリアピン３３は、第１円板体３１の複数の被圧入孔３１１に、それぞれ圧入される。また、各キャリアピン３３の軸方向下方の端部には、拡径されたフランジ部３３１が、設けられている。フランジ部３３１は、第１円板体３１と軸方向に接触する。これにより、各キャリアピン３３の軸方向上方への抜けが防止される。また、各キャリアピン３３の軸方向上方の端部は、第２円板体３２の固定用孔３２１に挿入され、ナットによって、第２円板体３２に固定される。
　図２に示すように、各貫通孔５５を構成する面と、キャリアピン３３の外周面との間には、第１隙間８１が介在する。そして、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の第１隙間８１には、それぞれ円環状のブッシュリング５８が挿入されている。ブッシュリング５８は、貫通孔５５内に位置し、かつ、キャリアピン３３の径方向外側を囲む。第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２が減速後の出力回転数で自転すると、当該動力がブッシュリング５８を介して各キャリアピン３３に伝達する。その結果、複数のキャリアピン３３、第１円板体３１、および第２円板体３２が、回転軸９０を中心として、出力回転数で回転する。なお、本実施形態では、ブッシュリング５８と、キャリアピン３３との間には、第２隙間８２が介在する。
　続いて、固形状潤滑剤７０について説明する。
　固形状潤滑剤７０は、フレーム６０内部に配置され、減速機１の各部に潤滑成分を供給するための部材である。図１に示すように、本実施形態の固形状潤滑剤７０は、インタナルピン６２と接触する位置、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２と接触する位置、キャリアピン３３と接触する位置、ボールベアリング３４と接触する位置、および偏心軸受４０のローラ４２と接触する位置に、それぞれ配置されている。ただし、固形状潤滑剤７０は、フレーム６０内部の他の位置に配置されてもよい。
　固形状潤滑剤７０は、例えば、略液体状の潤滑剤を、金型の内部に注入して、熱処理を施すことで成型される。ただし、固形状潤滑剤７０は、機械加工等の、他の工法によって形成されるものであってもよい。固形状潤滑剤７０の材料には、例えば、潤滑成分であるグリース、ポリエチレンおよび架橋剤が使用される。グリースは、母材であるポリエチレン中に均一に分散される。したがって、固形状潤滑剤７０は、各部に対して潤滑成分を均一に供給できる。また、固形状潤滑剤７０の硬度は、架橋剤の含有量によって調整できる。したがって、固形状潤滑剤７０を加工しやすくなる。また、固形状潤滑剤７０を、フレーム６０内部に安定的に保持することができる。なお、架橋剤には、例えば、ステアリン酸リチウムが使用される。
　続いて、固形状潤滑剤７０である第１固形状潤滑剤７１について説明する。図３は、図１中のＢ－Ｂ断面から見た減速機１の横断面図である。
　図１および図３に示すように、フレーム６０は、内周部に、径方向外側に凹み、かつ周方向に延びる第１溝部６４を有する。第１溝部６４は、隣り合う第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の各々の、少なくとも一部分と径方向に対向する。そして、第１溝部６４には、第１固形状潤滑剤７１が配置される。第１固形状潤滑剤７１は、少なくともインタナルピン６２と接触する。これにより、インタナルピン６２に対して、潤滑成分を供給することができる。また、上述したように、インタナルピン６２は、外歯５３と噛み合うことで回転する。このため、インタナルピン６２に供給された潤滑成分は、外歯５３にも行き亘る。したがって、外歯５３とインタナルピン６２との噛み合い部の潤滑性を向上できる。なお、第１固形状潤滑剤７１は、外歯５３とさらに接触してもよい。これにより、噛み合い部の潤滑性をより向上できる。
　図４は、減速機１の、キャリアピン３３付近の部分断面図である。本実施形態では、第１外歯歯車５１と第２外歯歯車５２との間隙５６の軸方向の幅ｄ１と、第１溝部６４の軸方向の幅ｄ２と、はｄ１＜ｄ２の関係を満たす。このため、第１溝部６４に配置された第１固形状潤滑剤７１によって、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２の二つの外歯歯車に対して、効率良く潤滑成分を供給できる。また、フレーム６０の内周部に、軸方向に複数の第１溝部６４を設ける必要がないため、加工費用を抑えることができる。
　インタナルピン６２は、外歯５３と噛み合うことによって、径方向外側に向かう圧力を受ける。このため、第１溝部６４とインタナルピン６２との、径方向に重なる部分が大きいと、外歯５３からの圧力によって、インタナルピン６２が変形するおそれがある。そこで、本実施形態では、第１外歯歯車５１の外歯５３の軸方向下端から、第２外歯歯車５２の外歯５３の軸方向上端までの軸方向の幅ｄ３と、ｄ２とは、ｄ２＜ｄ３の関係を満たす。さらに、外歯５３は、第１溝部６４の軸方向の一部分と、径方向に重なる。すなわち、第１溝部６４と、外歯５３の外周部の全部とは、径方向に重ならない。これにより、インタナルピン６２は、外歯５３と噛み合うことによる負荷が低減される。したがって、インタナルピン６２の耐久性を向上できる。
　また、図３に示すように、第１溝部６４は、フレーム６０の内周部に環状に形成される。そして、第１溝部６４内には第１固形状潤滑剤７１が配置される。これにより、第１固形状潤滑剤７１は、フレーム６０の内周部に配置された、全てのインタナルピン６２と接触することができる。このため、全ての噛み合い部に潤滑成分を行き亘らせることができる。
　なお、環状の第１溝部６４に配置された第１固形状潤滑剤７１は、外歯５３と接触してもよい。上述したように、第１外歯歯車５１および第２外歯歯車５２は、入力回転体１０の動力によって回転軸９０の周りを公転しながら、インタナルピン６２と噛み合うことによって自転する。このため、各外歯歯車５１，５２の外周部の全ての外歯５３は、第１固形状潤滑剤７１と一定の周期で接触を繰り返すことができる。したがって、噛み合い部の潤滑性をより向上できる。
　なお、本実施形態の第１固形状潤滑剤７１は、可撓性を有する板状の部材である。このため、第１固形状潤滑剤７１を、環状の第１溝部６４に沿って、湾曲させつつ嵌めこむことで配置できる。第１固形状潤滑剤７１は、湾曲状態から平板状に戻ろうとする弾性力によって、第１溝部６４内に固定される。こうすることで、第１固形状潤滑剤７１を第１溝部６４内に容易に配置できる。なお、板状の第１固形状潤滑剤７１を、環状の第１溝部６４内に配置すると、両端部は、第１溝部６４内で第３隙間８３を介して周方向に対向する。ここで、第３隙間８３の周方向の間隔は、隣り合うインタナルピン６２の周方向の間隔より、小さいことが好ましい。そして、第３隙間８３は、インタナルピン６２とは径方向に重ならないことが好ましい。これにより、フレーム６０の内周部に配置された、全てのインタナルピン６２に潤滑成分を供給できる。ただし、第３隙間８３の周方向の間隔は、隣り合うインタナルピン６２の周方向の間隔より大きくてもよい。
　続いて、固形状潤滑剤７０である第２固形状潤滑剤７２について説明する。
　図１および図３に示すように、第２固形状潤滑剤７２は、隣り合う第１外歯歯車５１と、第２外歯歯車５２との間の間隙５６に配置される。そして、第２固形状潤滑剤７２は、各外歯歯車５１，５２およびキャリアピン３３と接触する。また、本実施形態では、第２固形状潤滑剤７２は、ブッシュリング５８とさらに接触する。これにより、各外歯歯車５１，５２、キャリアピン３３およびブッシュリング５８の潤滑性を向上できる。
　図３に示すように、本実施形態の第２固形状潤滑剤７２は、単一部材で構成されている。このため、第２固形状潤滑剤７２を、フレーム６０内部に、容易に組み込むことができる。ただし、第２固形状潤滑剤７２は、複数部材から構成されてもよい。そして、複数の第２固形潤滑剤を、複数のキャリアピン３３および各外歯歯車５１，５２と、それぞれ接触させつつ配置してもよい。
　また、図４に示すように、第２固形状潤滑剤７２の軸方向の幅ｄ４は、スペーサ５７の軸方向の幅、すなわち間隙５６の軸方向の幅ｄ１以下であることが好ましい。こうすることで、第２固形状潤滑剤７２を間隙５６に配置しやすくなる。また、間隙５６の軸方向の幅ｄ１を精度よく一定に保つことができる。
　なお、第２固形状潤滑剤７２は、入力回転体１０の回転に伴い、遠心力による径方向外側に向かう力を受ける。しかしながら、本実施形態では、第２固形状潤滑剤７２は、入力回転体１０とキャリアピン３３との間に配置される。このため、第２固形状潤滑剤７２は、キャリアピン３３によって径方向外側への移動が規制される。したがって、第２固形状潤滑剤７２は、精度よく安定的に保持される。また、第２固形状潤滑剤７２は、遠心力を利用して、キャリアピン３３へと効率よく潤滑成分を供給できる。
　上述したように、ブッシュリング５８の内径は、キャリアピン３３の外径よりも大きい。すなわち、ブッシュリング５８とキャリアピン３３との間には、第２隙間８２が介在する。そして、第２固形状潤滑剤７２から供給された潤滑成分は、第２隙間８２に入り込む。このため、ブッシュリング５８は、キャリアピン３３へと滑らかに動力を伝達することができる。また、第２固形状潤滑剤７２から供給された潤滑成分は、貫通孔５５を構成する面と、キャリアピン３３の外周面との間の、第１隙間８１にも入り込む。このため、キャリアピン３３は、貫通孔５５内部で滑らかに回転することができる。
　図５は、－２０℃の環境下で減速機１を駆動させた際の、運転時間と回転トルクとの関係を示す図である。図６は、０℃の環境下で減速機１を駆動させた際の、駆動時間と回転トルクとの関係を示す図である。図５および図６において、記号○でプロットされた各データの系列は、本実施形態に係る減速機１のデータである。また、記号□でプロットされた系列は、液状グリース封入タイプの減速機のデータである。図５および図６の横軸は、減速機の運転時間を示している。また、縦軸は、減速機の回転トルク（抵抗の大きさ）を示している。
　図５および図６の結果から、本実施形態の減速機１は、液状グリース封入タイプの減速機と比べて、回転トルクが低減したと言える。特に、起動時である図５および図６の運転時間が０分のときに、回転トルクが５０％以上低減した。したがって、本実施形態の減速機１では、減速機駆動のための消費電力を低減することができる。また、減速機の起動時の、過負荷による起動不良を防ぐことができる。すなわち、減速機の起動特性を改善することができる。液状グリース封入タイプの減速機を用いた場合、０℃や－２０℃のような低温環境下において、液状グリースの粘度が増加するため、回転トルクが増加する。しかしながら、本実施形態の減速機１では、低温環境下での使用による回転トルクの増加を防ぐことができる。
　特に、液状グリース封入タイプの減速機を６軸ロボットのような産業用ロボットに適用した場合には、減速機内部のグリースの量や劣化状態を定期的に管理する必要があった。また、液状グリースの追加や交換をする際には、ロボットの動作を一時的に停止しなければならないため、生産性を低下させていた。しかしながら、本実施形態の減速機１では、グリース漏れによる潤滑性の低下のおそれはない。さらに、減速機の潤滑性を、長期に亘り維持できる。このため、本実施形態の減速機１を産業用ロボットに適用した場合、メンテナンスの頻度を低減でき、生産性を向上できる。
　以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
　図７は、一変形例に係る減速機１Ａの横断面図である。図７の減速機１Ａでは、フレーム６０Ａの内周部に形成された第１溝部６４Ａに、第１固形状潤滑剤７１Ａが配置される。また、フレーム６０Ａは、第１溝部６４Ａからさらに径方向外側へ凹む凹部６５Ａを有する。そして、凹部６５Ａ内には、補助潤滑剤７３Ａが介在する。なお、補助潤滑剤７３Ａは、液状、略液状（半固体、ゲル状等）、固形状の潤滑剤のいずれであってもよい。これにより、インタナルピン６２Ａおよび外歯５３Ａに対して、第１固形状潤滑剤７１Ａによる潤滑成分に加えて、補助潤滑剤７３Ａによる潤滑成分を供給することができる。したがって、外歯５３Ａとインタナルピン６２Ａとの噛み合い部の抵抗をより低減することができる。
　また、図７の減速機１Ａは、凹部６５Ａに補助潤滑剤７３Ａを供給する供給機構７４Ａをさらに有する。供給機構７４Ａは、例えば、補助潤滑剤７３Ａを供給する供給源７５Ａと凹部６５Ａとを接続する配管７７Ａを有する。配管７７Ａの経路上には、開閉弁７６Ａが設けられる。開閉弁７６Ａを開放すると、供給源７５Ａから送られた補助潤滑剤７３Ａが、配管７７Ａを通り、凹部６５Ａ内に供給される。これにより、減速機１Ａは、長期に亘り潤滑性を維持することができる。
　図８は、他の変形例に係る減速機の、キャリアピン３３Ｂ付近の部分縦断面図である。この減速機では、フレーム６０Ｂの内周部に形成された第１溝部６４Ｂに、第１固形状潤滑剤７１Ｂが配置される。そして、第１固形状潤滑剤７１Ｂの、径方向内側の面は、フレーム６０Ｂの径方向内側の面よりも、径方向内側に位置する。これにより、第１固形状潤滑剤７１Ｂが、インタナルピン６２Ｂおよび外歯５３Ｂと接触しやすくなる。また、インタナルピン６２Ｂが、第１固形状潤滑剤７１Ｂと接触しつつ回転することで、第１固形状潤滑剤７１Ｂから潤滑成分がにじみ出やすくなる。したがって、外歯５３Ｂとインタナルピン６２Ｂとの噛み合い部の潤滑性をより向上できる。
　特に、図８の例では、第１外歯歯車５１Ｂおよび第２外歯歯車５２Ｂの各々の外歯５３Ｂの一部分が、第１固形状潤滑剤７１Ｂの径方向内側の面と径方向に対向する。このため、第１固形状潤滑剤７１Ｂから外歯５３Ｂへ、潤滑成分をより効率よく供給できる。
　図９は、他の変形例に係る減速機の横断面図である。この減速機の第２固形状潤滑剤７２Ｃは、入力回転体１０Ｃと、スペーサ５７Ｃとの間に配置される。そして、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、単一部材で構成される。第２固形状潤滑剤７２Ｃは、複数の位置決め孔７３Ｃを有する。そして、複数のキャリアピン３３Ｃは、それぞれ位置決め孔７３Ｃに配置される。このようにすれば、第２固形状潤滑剤７２Ｃを、容易に組み込むことができる。また、第２固形状潤滑剤７２Ｃを、複数のキャリアピン３３Ｃに対してより精度よく位置決めできるとともに、安定的に保持できる。また、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、遠心力を利用して、キャリアピン３３Ｃへと効率よく潤滑成分を供給できる。
　なお、図９に示すように、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、キャリアピン３３Ｃの外周の少なくとも一部を囲むことが好ましい。図９の例では、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、キャリアピン３３Ｃの外周部の略半周を囲む。このため、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、周方向の移動が規制され、より安定的に保持される。また、第２固形状潤滑剤７２Ｃと、キャリアピン３３Ｃとの接触部分が大きくなる。このため、第２固形状潤滑剤７２Ｃは、キャリアピン３３Ｃへ、より潤滑成分を供給しやすくなる。
　図１０は、他の変形例に係る減速機の横断面図である。この減速機のスペーサ５７Ｄは、キャリアピン３３Ｄの径方向内側に配置される。そして、第２固形状潤滑剤７２Ｄは、スペーサ５７Ｄと、インタナルピン６２Ｄとの間に配置される。そして、第２固形状潤滑剤７２Ｄは、単一部材で構成される。第２固形状潤滑剤７２Ｄは、複数の位置決め孔７３Ｄを有する。そして、複数のキャリアピン３３Ｃは、それぞれ位置決め孔７３Ｄに配置される。このような構造であっても、第２固形状潤滑剤７２Ｄは、キャリアピン３３Ｄおよび外歯歯車へ潤滑成分を供給できる。
　図１１は、他の変形例に係る減速機の縦断面図である。この減速機の隣り合う外歯歯車５１Ｅ，５２Ｅは、互いに対向する面に、軸方向に凹む第２溝部６６Ｅを有する。そして、第２固形状潤滑剤７２Ｅの一部分は、第２溝部６６Ｅに配置される。これにより、第２固形状潤滑剤７２Ｅを、各外歯歯車５１Ｅ，５２Ｅの間に配置しやすくなる。また、第２固形状潤滑剤７２Ｅを、間隙５６Ｅの間に、安定的に保持できる。
　また、上記の実施形態では、フレームの内周部に、一つの第１溝部が形成されていた。しかしながら、フレームの内周部に形成される第１溝部の数は、二つ以上であってもよい。そして、二つ以上の第１溝部のそれぞれに、固形状潤滑剤が配置されてもよい。
　また、上記の実施形態では、減速機構は、第１外歯歯車と、第２外歯歯車との、二つの外歯歯車を有していた。しかしながら、外歯歯車の数は、三つ以上であってもよい。
　また、上記の実施形態では、外歯歯車は、外歯が軸方向に略平行に形成される、いわゆる「平歯歯車」であった。しかしながら、外歯歯車は、例えば、外歯が回転軸に向けて斜めに形成される、いわゆる「斜歯歯車」であってもよい。この場合、インタナルピンは、斜歯である外歯と、噛み合うことができるように、回転軸に向けて斜めに配置すればよい。
　また、上記の実施形態では、歯車変速機の一例として、減速機を示していた。しかしながら、歯車変速機は、回転速度を増速させる、歯車増速機であってもよい。この場合、例えば、上記の実施形態における減速機の、出力回転体に動力を供給して、入力回転体の回転数を出力させればよい。
　また、歯車変速機の細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
　１　減速機
　１０　入力回転体
　１１　第１偏心部
　１２　第２偏心部
　２０　減速機構
　３０　出力回転体
　３１　第１円板体
　３２　第２円板体
　３３　キャリアピン
　３４　ボールベアリング
　４０　偏心軸受
　４１　内輪
　４２　ローラ
　５１　第１外歯歯車
　５２　第２外歯歯車
　５３　外歯
　５４　外歯間溝
　５５　貫通孔
　５６　間隙
　５７　スペーサ
　５８　ブッシュリング
　６０　フレーム
　６１　内歯配置部
　６２　インタナルピン
　６３　内歯間溝
　６４　第１溝部
　６５　凹部
　６６Ｂ　第２溝部
　７０　固形状潤滑剤
　７１　第１固形状潤滑剤
　７２　第２固形状潤滑剤
　８１　第１隙間
　８２　第２隙間
　８３　第３隙間
　９０　回転軸
　９１　第１偏心軸
　９２　第２偏心軸

Claims (21)

  1. 　歯車変速機であって、
    　回転速度を変速させる歯車変速機であって、
    　回転軸を中心に、入力回転数で回転運動する入力回転体と、
    　前記入力回転数と異なる、出力回転数で回転運動する出力回転体と、
    　前記入力回転体の回転運動を、前記出力回転体の回転運動へと変換して伝達する変速機構と、
    を有し、
    　前記変速機構は、
    　　前記入力回転体の径方向外側に配置され、複数の貫通孔と、外周に複数の外歯と、を備える複数の外歯歯車と、
    　　複数の前記外歯歯車の間に配置され、隣り合う前記外歯歯車の間に間隙を形成するスペーサと、
    　　前記入力回転体の外周部に配置され、前記回転軸に対して偏心する偏心軸を中心に、前記外歯歯車を回転可能に支持する、複数の偏心軸受と、
    　　前記外歯歯車の径方向外側に配置される円環状のフレームと、
    　　前記フレームの内周に沿って、前記外歯と噛み合う複数のインタナルピンと、
    を有し、
    　前記出力回転体は、
    　　前記入力回転体に対して垂直に配置される円板体と、
    　　前記円板体に固定され、前記複数の貫通孔にそれぞれ挿入され、前記回転軸と平行に延びる複数のキャリアピンと、
    を有し、
    　前記フレームの内部には、少なくとも一つの固形状潤滑剤が配置され、
    　前記固形状潤滑剤は、少なくとも前記インタナルピンと、前記外歯歯車と、前記キャリアピンと、のうちいずれかと接触する。
  2. 　請求項１に記載の歯車変速機であって、
    　前記フレームは、内周部に径方向外側に凹む一つ以上の第１溝部を有し、
    　前記第１溝部は、隣り合う前記外歯歯車の各々の少なくとも一部分と径方向に対向し、
    　前記固形状潤滑剤は、前記第１溝部に配置された第１固形状潤滑剤を含み、
    　前記第１固形状潤滑剤は、少なくとも前記インタナルピンと接触する。
  3. 　請求項２に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１溝部は、前記フレームの内周部に、環状に形成される。
  4. 　請求項３に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１固形状潤滑剤は可撓性を有する板部材であり、
    　前記フレームの内周部の前記第１溝部内に配置される。
  5. 　請求項４に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１固形状潤滑剤の両端部は、前記第１溝部内で隙間を介して対向し、
    　前記インタナルピンは、前記隙間とは径方向に重ならない。
  6. 　請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１固形状潤滑剤の径方向内側の面は、前記フレームの径方向内側の面よりも、径方向内側に位置する。
  7. 　請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１固形状潤滑剤は、前記外歯歯車と、径方向に対向する。
  8. 　請求項２から請求項７に記載の歯車変速機であって、
    　前記第１溝部の前記回転軸方向の幅は、前記間隙の前記回転軸方向の幅よりも大きい。
  9. 　請求項８に記載の歯車変速機であって、
    　前記外歯は、前記第１溝部の一部分と、径方向に対向する。
  10. 　請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記フレームは、前記第１溝部からさらに径方向外側へ凹む凹部を有し、
    　前記凹部内には、補助潤滑剤が介在する。
  11. 　請求項１０に記載の歯車変速機であって、
    　前記凹部に、前記補助潤滑剤を供給する、供給機構をさらに有する。
  12. 　請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記出力回転体は、
    　　前記キャリアピンの径方向外側を囲み、前記貫通孔内に挿入され、前記外歯歯車の回転運動を前記キャリアピンへと伝達するブッシュリングをさらに有し、
    　前記固形状潤滑剤は、前記間隙に配置された第２固形状潤滑剤を含み、
    　前記第２固形状潤滑剤は、隣り合う前記外歯歯車および前記キャリアピンと接触する。
  13. 　請求項１２に記載の歯車変速機であって、
    　前記第２固形状潤滑剤は前記ブッシュリングとさらに接触する。
  14. 　請求項１２または請求項１３に記載の歯車変速機であって、
    　前記ブッシュリングの内径は、前記キャリアピンの外径よりも大きい。
  15. 　請求項１２から請求項１４までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第２固形状潤滑剤は、前記入力回転体と、前記キャリアピンとの間に配置される。
  16. 　請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第２固形状潤滑剤の前記回転軸方向の幅は、前記スペーサの前記回転軸方向の幅以下である。
  17. 　請求項１２から請求項１６までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記外歯歯車は、隣り合う前記外歯歯車と対向する面に、第２溝部を有し、
    　前記第２固形状潤滑剤は、前記第２溝部に配置される。
  18. 　請求項１２から請求項１７までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第２固形状潤滑剤は、前記キャリアピンの外周の少なくとも一部を囲む。
  19. 　請求項１２から請求項１８までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記第２固形状潤滑剤は、単一部材で構成される。
  20. 　請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記固形状潤滑剤は、グリースと、高分子ポリエチレンと、架橋剤とを含む。
  21. 　請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の歯車変速機であって、
    　前記出力回転数は、前記入力回転数よりも低い。
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