JP2001187945A - 内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリーズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なるタイプの変速機のシリーズの部品の共
用化を図る。 【解決手段】 中空の入力軸５０３と、第１軸に設けた
偏心体５１７ａ、５１７ｂを介して取付けられた複数枚
の外歯歯車５１８ａ、５１８ｂと、外歯歯車が内接噛合
する内歯歯車５２５と、外歯歯車に該外歯歯車の自転成
分のみを伝達する手段（内ピン５０７及び内ローラ５０
８）を介して連結された支持ブロック５０４、５０５、
を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用した第１のタイプ
の変速機のシリーズの内歯歯車を有するケーシング５０
１と外歯歯車とを、他のタイプの変速機のシリーズと共
通部品化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機のシリー
ズ、特に内接噛合遊星歯車構造を採用した複数の変速機
によって構成される変速機のシリーズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主回転軸と、該主回転軸に設けら
れたピニオン；及び該ピニオンと噛合する複数の伝動歯
車を有する第１変速段と、該伝動歯車と共に回転する複
数の偏心体軸；該偏心体軸に設けられた偏心体；該偏心
体に偏心体軸受を介して支持され、前記主回転軸に対し
て揺動回転する外歯歯車；該外歯歯車と噛合する内歯歯
車；前記偏心体軸の両端を回転自在に支持すると共に、
自身は前記外歯歯車の自転成分の回転を行う一対の支持
ブロック；及び該一対の支持ブロック同士を連結するキ
ャリア体；を有する第２変速段と、を備えた内接噛合遊
星歯車構造を採用したタイプの変速機が、例えば特開平
５−２７２５９８号公報等により知られている。

【０００３】図５及び図６に、この形式の内接噛合遊星
歯車構造の従来例を示す。図において、符号１０１で示
すものは円筒状のケーシングである。このケーシング１
０１は、筒壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔１
０２を有している。ケーシング１０１内の中心部には、
図示しないモータによって回転駆動される中実の入力軸
（主回転軸）１０３の先端が図中右側から挿入されてい
る。

【０００４】ケーシング１０１内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第１の支持ブロック（図５中左側）
１０４と第２の支持ブロック（図５中右側）１０５とが
互いに対向して配置されている。第１の支持ブロック１
０４の外端面（左端面）は相手部材取付面１０４ａとさ
れ、ケーシング１０１外に若干突き出ている。これら第
１、第２の支持ブロック１０４、１０５は、それぞれ軸
受１０６ａ、１０６ｂを介してケーシング１０１の内周
に回転自在に支持されている。

【０００５】両支持ブロック１０４、１０５は、入力軸
１０３と平行に配した３本のキャリアピン１５０により
一体に連結・固定され、全体でキャリアを構成してい
る。キャリアピン１５０は、両支持ブロック１０４、１
０５の外周寄りの位置に配置されており、入力軸１０１
と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている（図
６参照）。

【０００６】第１の支持ブロック１０４及び第２の支持
ブロック１０５には、各キャリアピン１５０を挿通させ
るためのキャリアピン保持孔１５１、１５２がそれぞれ
形成されている。第２の支持ブロック１０５のキャリア
ピン保持孔１５２は、外端面側に座ぐり部１５３を有し
ている。そして、第２の支持ブロック１０５のキャリア
ピン保持孔１５２側から、頭に鍔部１５０ａを持つキャ
リアピン１５０が挿入され、該鍔部１５０ａが座ぐり部
１５３の底面に突き当たることで、キャリアピン１５０
の第２の支持ブロック１０５に対する軸方向の位置決め
が行われている。

【０００７】又、第１の支持ブロック１０４と第２の支
持ブロック１０５との間にはパイプ状のキャリアスペー
サ１５４が配設され、各キャリアピン１５０の先端は、
それぞれキャリアスペーサ１５４を貫通して第１の支持
ブロック１０４の各キャリアピン保持孔１５１に挿入さ
れている。各キャリアスペーサ１５４は、キャリアピン
１５０の軸方向中間部外周に遊嵌されており、両端面が
第１の支持ブロック１０４と第２の支持ブロック１０５
とに密着することで、両支持ブロック１０４、１０５の
間隔を一定に保っている。

【０００８】キャリアピン１５０の先端面は、第１の支
持ブロック１０４の相手部材取付面１０４ａに露出して
いる。この露出した先端面の中心には、相手部材固定用
ボルト１５５をねじ込むためのねじ穴１５６が形成され
ており、相手部材Ｐのボルト挿通孔に通したボルト１５
５を、このねじ穴１５６にねじ込んで相手部材Ｐとキャ
リアピン１５０とを結合することにより、同時に第１の
支持ブロック１０４と第２の支持ブロック１０５とが、
キャリアスペーサ１５４を介して、所定の間隔で連結・
固定されるようになっている。

【０００９】又、ケーシング１０１内には、３本の偏心
体軸１０８が入力軸１０３と平行に配設されている。こ
れら偏心体軸１０８は、入力軸３と同心の円周上に周方
向に等間隔で配設されており、図６に示すように、前記
各キャリアピン１５０の中間に位置している。そして、
各々の偏心体軸１０８の両端部が、偏心体軸軸受１０９
ａ、１０９ｂを介して第１の支持ブロック１０４及び第
２の支持ブロック１０５の各偏心体軸軸受孔１１０ａ、
１１０ｂにそれぞれ回転自在に支持されている。

【００１０】各偏心体軸１０８の第１の支持ブロック１
０４側には、前記偏心体軸軸受１０９ａで支持されてい
る部分より軸方向中間部寄りに、スプライン１１２を介
して伝動歯車１１３が取付けられている。

【００１１】第１の支持ブロック１０４、第２の支持ブ
ロック１０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔１１
４、１１５が形成されており、それら中心孔１１４、１
１５に前記入力軸１０３が第２支持ブロック１０５側か
ら挿入されている。

【００１２】入力軸１０３の先端は、第１支持ブロック
１０４の中心孔１１４内にわずかに入った位置にあり、
その入力軸１０３の先端に、前記各偏心体軸１０８に固
定した伝動歯車１１３と噛合するピニオン１１６が固定
され、これにより、入力軸１０３の回転がピニオン１１
６及び伝動歯車１１３を介して３本の偏心体軸１０８に
等しく分配されるようになっている。この場合、伝動歯
車１１３の歯数はピニオン１１６の歯数よりも多くなっ
ており、各偏心体軸１０８は、伝動歯車１１３とピニオ
ン１１６の歯数比だけ減速回転される（第１減速段を構
成）。

【００１３】各偏心体軸１０８の軸方向中央部には、軸
方向に並んで２つの偏心体１１７ａ、１１７ｂが設けら
れている。これら偏心体１１７ａ、１１７ｂは、互いに
１８０°位相がずれている。

【００１４】一方、第１、第２の支持ブロック１０４、
１０５の間には、ケーシング１０１の内径よりやや小さ
い外径の円板状の２枚の外歯歯車１１８ａ、１１８ｂが
軸方向に並べて配置されている。各外歯歯車１１８ａ、
１１８ｂには、前記偏心体軸１０８が貫通する３つの偏
心体軸受孔１１９ａ、１１９ｂが設けられており、各偏
心体軸受孔１１９ａ、１１９ｂに、前記各偏心体１１７
ａ、１１７ｂが偏心体軸受１２０ａ、１２０ｂを介して
嵌合されている。これにより、外歯歯車１１８ａ、１１
８ｂは、図６に示すように、その中心Ｏｇが入力軸１０
３の回転中心Ｏｆに対して距離ｅだけ偏心した状態に支
持され、偏心体軸１０８の１回転毎に、入力軸１０３の
中心Ｏｆに対して１回転だけ揺動回転するようになって
いる。

【００１５】このように、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂ
が配置されることにより、両支持ブロック１０４、１０
５間には、第１支持ブロック１０４側から第２の支持ブ
ロック１０５側に向かって順に、伝動歯車１１３、外歯
歯車１１８ａ、外歯歯車１１８ｂが互いに隣接して並ん
でいる。

【００１６】偏心体軸１０８を支持する図５中の左側の
偏心体軸軸受１０９ａと伝動歯車１１３は、左側の偏心
体１１７ａの端面と、第１の支持ブロック１０４の偏心
体軸軸受孔１１０ａ内周に係合した止め輪１６０とで挟
まれており、それにより偏心体軸１０８上で位置決めさ
れている。

【００１７】又、前記偏心体軸受１２０ａ、１２０ｂと
しては、ここではニードル軸受が用いられている。そし
て、この偏心体軸受１２０ａ、１２０ｂの軸方向の位置
決めが次のように行われている。

【００１８】即ち、第１の支持ブロック１０４寄りの左
側の偏心体軸受１２０ａは、図５において左端側が前記
伝動歯車１１３の側面で直接位置決めされ、右端側が両
偏心体１１７ａ、１１７ｂ間に設けたフランジ１２２に
より位置決めされている。又、第２の支持ブロック１０
５寄りの偏心体軸受１２０ｂは、左端側が両偏心体１１
７ａ、１１７ｂ間に設けた前記フランジ１２２により位
置決めされ、右端側が止め板１２３により位置決めされ
ている。

【００１９】止め板１２３は、偏心体軸１０８を支持す
る右側の偏心体軸軸受１０９ｂにより押さえられ、偏心
体軸軸受１０９ｂは、第２の支持ブロック１０５の偏心
体軸軸受孔１１０ｂ、内周に係合した止め輪１６１によ
り押さえられている。

【００２０】前記外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは外周に
トロコイド歯形や円弧歯形等の外歯１２４を有してお
り、この外歯歯車１１８ａ、１１８ｂの外周側には、外
歯歯車１１８ａ、１１８ｂが噛合する内歯歯車１２５が
配設されている。内歯歯車１２５はケーシング１０１の
内周に、ケーシング１０１と一体に形成されており、外
ピン１２６からなる内歯を有している。なお、外ピン１
２６は、外ピン押さえリング１２７により抜け落ちない
ように内側から止められている。

【００２１】外歯歯車１１８ａ、１１８ｂには、その中
心に、入力軸１０３の貫通する中心孔１６０ａ、１６０
ｂが形成され、又、キャリアピン１５０に対応する位置
に、嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂが形成されている。そし
て、この嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂをキャリアピン１５
０及びキャリアスペーサ１５４が貫通している。

【００２２】キャリアピン１５０は、第２の支持ブロッ
ク１０５が受けた回転力を、第１の支持ブロック１０４
に伝達するものであり、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂの
嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂは、外歯歯車１１８ａ、１１
８ｂが揺動してもキャリアピン１５０及びキャリアスペ
ーサ１５４と干渉しないα分余裕のある大きさの円孔と
して形成されている。

【００２３】又、キャリアピン１５０の先端面のねじ穴
１５６の他に、第１の支持ブロック１０４の相手部材取
付面１０４ａには、相手部材固定用ねじ穴１５６が複数
形成され、これら多数のねじ穴１５６に固定用ボルト１
５５をねじ込むことにより、相手部材Ｐを強固に連結・
固定することができるようになっている。

【００２４】次に作用を説明する。

【００２５】ここでは、まず、仮にケーシング１０１が
固定され、第１、第２の支持ブロック１０４、１０５で
構成したキャリアから回転出力を取り出す場合を想定し
て説明する。

【００２６】入力軸１０３が回転すると、その回転は、
第１減速段であるピニオン１１６、伝動歯車１１３を介
して減速され、３本の偏心体軸１０８に伝達される。３
本の偏心体軸８には、それぞれ２つの偏心体１１７ａ、
１１７ｂが設けられており、当該偏心体１１７ａ、１１
７ｂが同方向に同一速度で偏心回転することにより、２
枚の外歯歯車１１８ａ、１１８ｂが入力軸１０３に対し
て揺動回転を行う。

【００２７】ここではケーシング１０１が固定、即ち内
歯歯車１２５が固定されている場合を想定しているか
ら、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは、内歯歯車１２５に
よって自由な自転が拘束された状態で、内歯歯車１２５
に内接しながら揺動することになる。今、例えば外歯歯
車１１８ａ、１１８ｂの歯数をＮ、内歯歯車２５の歯数
をＮ＋１とした場合、その歯数差は１である。従って、
偏心体軸１０８が１回転する毎に、外歯歯車１１８ａ、
１１８ｂは内歯歯車１２５に対して１歯分だけずれる
（自転する）ことになる。

【００２８】この「ずれ」、即ち外歯歯車１１８ａ、１
１８ｂの自転は、３本の偏心体軸１０８を介して第１、
第２の支持ブロック１０４、１０５に伝達される。第
１、第２の支持ブロック１０４、１０５に伝わった回転
力は、両支持ブロック１０４、１０５がキャリアピン１
５０を介して一体化されていることで、合力となって第
１の支持ブロック１０４から、同支持ブロック１０４に
連結された相手部材Ｐに取り出される。なお、両支持ブ
ロック１０４、１０５は、偏心体軸１０８が１回転する
と、−１／Ｎ回転に減速される。

【００２９】上の説明では、ケーシング１０１を固定
し、第１の支持ブロック１０４から出力を取り出す場合
の作用を述べたが、第１、第２の支持ブロック１０４、
１０５を固定し、ケーシング１０１側から出力を取り出
すこともできる。その場合、ケーシング１０１から、前
記第１、第２の支持ブロック１０４、１０５とは逆回転
で（入力回転に対して）１／（Ｎ＋１）回転の減速回転
出力が取り出される。

【００３０】このように、ケーシング１０１側を固定し
て両支持ブロック１０４、１０５側から減速回転出力を
取り出してもよいし、両支持ブロック１０４、１０５側
を固定して、ケーシング１０１側から減速回転出力を取
り出してもよい。即ち、減速機として適用する場合に
は、前記二様の使用形態が可能である。出力の取り出し
方によって区別する場合には、前者をキャリア回転形、
後者をケース回転形と呼ぶ。

【００３１】なお、この形式の内接噛合遊星歯車構造
は、ケース回転形、キャリア回転形とも、入力、出力の
関係を逆転させることにより、増速機として利用するこ
とも可能である。

【００３２】又、偏心体軸１０８の本数は、２本でもよ
いが、実用上は外歯歯車１１８ａ、１１８ｂを安定して
保持すると共に、該外歯歯車１１８ａ、１１８ｂを貫通
する支持ブロック１０４、１０５の柱部分のスペースと
の兼ね合いにより、少なすぎず、且つ多すぎない３本に
止どめることが多い。

【００３３】又、外歯歯車１１８ａ、１１８ｂは、主に
伝達容量の増大、あるいは回転バランスの保持のため、
複数枚（図示例では２枚であるが、３枚以上であっても
よいし、１枚であってもよい）に設定されている。

【００３４】次に別のタイプの構造として、中空の第１
軸と、該第１軸に設けた偏心体を介してこの第１軸に対
して偏心回転可能な状態で取付けられた外歯歯車と、該
外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に該
外歯歯車の自転成分のみを伝達する手段を介して連結さ
れた第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用し
たタイプの変速機が知られている。

【００３５】この構造の従来例を図７及び図８に示す。
図において、符号２０１で示すものは円筒状のケーシン
グである。このケーシング２０１は、筒壁を軸方向に貫
通する複数のボルト挿通孔２０２を有している。ケーシ
ング２０１内の中心部には、図示しないモータによって
回転駆動される入力軸（第１軸）２０３が配設されてい
る。

【００３６】ケーシング２０１内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第１の支持ブロック（図７中左側）
２０４と第２の支持ブロック（図７中右側）２０５とが
互いに対向して配置されている。これら第１、第２の支
持ブロック２０４、２０５は第２軸に相当する。第１の
支持ブロック２０４の外端面（左端面）は相手部材取付
面２０４ａとされ、ケーシング２０１外に若干突き出て
いる。この相手部材取付面２０４ａには、図８に示すよ
うに、相手部材固定用ボルトをねじ込むためのねじ穴２
５６が形成されている。これら第１、第２の支持ブロッ
ク２０４、２０５は、それぞれ軸受２０６ａ、２０６ｂ
を介してケーシング２０１の内周に回転自在に支持され
ている。

【００３７】両支持ブロック２０４、２０５は、入力軸
２０３と平行に配した３本のキャリアボルト２５０によ
り、キャリアスペーサ２５４を介して所定の間隔で一体
に連結・固定され、全体でキャリアを構成している。キ
ャリアボルト２５０は、入力軸２０３と同心の円周上に
周方向に等間隔で配設されている（図８参照）。第１の
支持ブロック２０４及び第２の支持ブロック２０５に
は、各キャリアボルト２５０のねじ孔２５１及び座ぐり
２５３付きの挿通孔２５２がそれぞれ形成されており、
キャリアボルト２５０は第２の支持ブロック２０５側か
ら座ぐり２５３付きの挿通孔２５２に通され、第１の支
持ブロック２０４のねじ孔２５１に締結されている。

【００３８】第１の支持ブロック２０４、第２の支持ブ
ロック２０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔２１
４、２１５が形成されており、それら中心孔２１４、２
１５の内周に入力軸２０３が軸受２０９ａ、２０９ｂを
介して回転自在に支持されている。入力軸２０３は貫通
孔２０３ａを有する中空軸により構成され、入力軸２０
３の軸受２０９ａ、２０９ｂ間の外周には、所定位相差
（この例では１２０°）をもって偏心体２１７ａ、２１
７ｂ、２１７ｃが一体に形成されている。それぞれの偏
心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃには、軸受２２０
ａ、２２０ｂ、２２０ｃを介して３枚の外歯歯車２１８
ａ、２１８ｂ、２１８ｃが取付けられている。軸受２２
０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、コロ２２１と内輪２２２
を有するもので、偏心体２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ
の外周に内輪２２１を嵌合することで取付けられてい
る。

【００３９】又、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８
ｃには内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃが複数
個設けられ、内ピン２０７及び内ローラ２０８が、内ロ
ーラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃを貫通している。
これら外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃを貫通す
る内ピン２０７は、キャリアボルト２５０と同一ピッチ
円上に配されており、各内ピン２０７の両端は、第１、
第２の支持ブロック２０４、２０５の内ピン保持孔２１
０、２１１に嵌合固定されている。

【００４０】なお、キャリアボルト２５０は、外歯歯車
２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃに形成された内ローラ孔
２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃを非接触で貫通してい
る。

【００４１】又、前記外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２
１８ｃは外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯２２
４を有しており、この外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２
１８ｃの外周側には、外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２
１８ｃが噛合する内歯歯車２２５が配設されている。内
歯歯車２２５はケーシング２０１の内周に、ケーシング
２０１と一体に形成されており、外ピン２２６からなる
内歯を有している。なお、外ピン２２６は、図示しない
外ピン孔に遊嵌され、回転し易く保持されている。

【００４２】次に作用を述べる。

【００４３】ここでは、ケーシング２０１が固定され、
第１、第２の支持ブロック２０４、２０５で構成したキ
ャリアから減速回転出力を取り出す場合を想定して説明
する。

【００４４】入力軸２０３が１回転すると偏心体２１７
ａ、２１７ｂ、２１７ｃが１回転する。この偏心体２１
７ａ、２１７ｂ、２１７ｃの１回転により、外歯歯車２
１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃも入力軸２０３の周りで揺
動回転を行おうとするが、内歯歯車２２５によってその
自転が拘束されているため、外歯歯車２１８ａ、２１８
ｂ、２１８ｃは、この内歯歯車２２５に内接しながらほ
とんど揺動のみを行うことになる。

【００４５】今、例えば外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、
２１８ｃの歯数をＮ、内歯歯車２２５の歯数をＮ＋１と
した場合、その歯数差は１である。そのため、入力軸２
０３の１回転毎に外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８
ｃはケーシング２０１に固定された内歯歯車２２５に対
して１歯分だけずれる（自転する）ことになる。これは
入力軸２０３の１回転が外歯歯車の−１／Ｎの回転に減
速されたことを意味する。

【００４６】この外歯歯車２１８ａ、２１８ｂ、２１８
ｃの回転は内ローラ孔２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ及
び内ピン２０７の隙間によってその揺動成分が吸収さ
れ、自転成分のみが該内ピン２０７を介して出力軸２へ
と伝達される。

【００４７】ここにおいて、内ローラ孔２２８ａ、２２
８ｂ、２２８ｃ及び内ピン２０７（内ローラ２０８）は
「等速度内歯車機構」を形成している。

【００４８】この結果、結局減速比−１／Ｎの減速が達
成される。

【００４９】なお、上記の説明では、内歯歯車２２５を
有するケーシング２０１を固定し、第１軸を入力軸２０
３、第２軸としての支持ブロック２０４、２０５を出力
軸としていたが、支持ブロック２０４、２０５を固定
し、内歯歯車２２５を出力軸とすることによっても減速
機を構成可能である。更に、これらの入出力を逆転させ
ることにより、増速機を構成することも可能である。

【００５０】なお、上記の例では、外歯歯車を３枚にし
ているが、この場合も１８０°の位相差を持たせて２枚
の外歯歯車にしてもよく、又１枚でもよい。複列の外歯
歯車を配置することで、主に伝達容量の増大、強度の維
持、あるいは回転バランスの保持を実現できる。

【００５１】以上で中実の入力軸タイプと中空の入力軸
タイプの機構の異なる２種類の変速機について説明した
が、これらは、高精度、高性能の減速機としての機能を
果たすものであるので、例えば産業ロボットの関節等の
制御装置として広く利用されている。その場合、特に後
者の中空の入力軸を採用したタイプは、ケーブル等をそ
の中空の入力軸２０３に通すことができるメリットを提
供することができるものである。

【００５２】ところで、上記の２種類の変速機は、通
常、ユーザの便宜を考慮し、様々な変速比と様々な取合
寸法（容量）の製品バリエーションが、それぞれに別系
統の「シリーズ」として用意されている。

【００５３】即ち、図９に一つのシリーズが示されるよ
うに、各タイプの変速機のシリーズは、一般に「枠番」
と称されるサブシリーズＡ、Ｂ、Ｃ、・・・Ｊの集合と
してそれぞれに構成される。

【００５４】サブシリーズ（枠番）Ａには、変速比がＲ
１の変速機Ｇａ１、変速比がＲ２の変速機Ｇａ２、変速
比がＲ３の変速機Ｇａ３・・・及び変速比がＲｋの変速
機Ｇａｋが属している（製品バリエーションとして用意
されている）。なお、ここで、変速比Ｒ１は最も低い変
速比であり、Ｒ２、Ｒ３・・・の順に高くなり、Ｒｋが
最も高い変速比である。高い変速比とは、減速比の場
合、１／Ｘの形で表わしたときに分母Ｘが大きいことを
意味している。

【００５５】このサブシリーズＡに属する変速機Ｇａ１
〜Ｇａｋは、いずれも相手機械に対する取合寸法Ｌａ
（容量Ｃａと略同義）が同一の値に統一されている。従
って、サブシリーズＡに属する変速機Ｇａ１〜Ｇａｋ
は、いずれも取付けに際して互換性を有している。

【００５６】サブシリーズ（枠番）Ｂにも全く同様に変
速比がＲ１の変速機Ｇｂ１、変速比がＲ２の変速機Ｇｂ
２・・・変速比がＲｋの変速機Ｇｂｋが用意されてい
る。サブシリーズＢに属する変速機Ｇｂ１〜Ｇｂｋは、
サブシリーズＡに属する変速機Ｇａ１〜Ｇａｋと比べて
とその容量Ｃｂ（相手機械に対する取合寸法Ｌｂ）が異
なっている。従って、取付けに際し、サブシリーズＡに
属する変速機Ｇａ１〜ＧａｋとサブシリーズＢに属する
変速機Ｒｂ１〜Ｇｂｋ間には互換性はないが、サブシリ
ーズＢに属する変速機Ｇｂ１〜Ｇｂｋ同士の間では互い
に取付けに関して互換性を有していることになる。

【００５７】このようにして、相手機械に対する取合寸
法が異なるサブシリーズ（枠番）がＡ、Ｂ、・・・Ｊだ
け集合され、合計（ｋ×Ｊ）種類の変速機Ｇａ１〜Ｇａ
ｋ、Ｇｂ１〜Ｇｂｋ、・・・Ｇｊ１〜Ｇｊｋにより１つ
のタイプの「変速機のシリーズ」が構成される。

【００５８】なお、ここの説明では、わかり易さのた
め、各サブシリーズＡ、Ｂ、・・・Ｊには、それぞれ同
一の数の変速比（ｋ種類の変速比）が備えられているよ
うに説明したが、当該シリーズにおいて「量」の出るサ
ブシリーズと出ないサブシリーズとでは、用意される変
速比の数（種類）が変更（増減）されることはあり得
る。

【００５９】ユーザは、このようにして多種類用意され
た変速機Ｇａ１〜Ｇａｋ、Ｇｂ１〜Ｇｂｋ、・・・Ｇｊ
１〜Ｇｊｋの中から任意の容量（サブシリーズ）の任意
の変速比の変速機を選定し、これを注文、あるいは購入
し、単独で、あるいは他のマシーン（例えば物流機械）
の１つの部品として使用することになる。

【００６０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
多種類の変速機からなるシリーズをメーカーが提供しよ
うとする場合には、種々の大きさ及び変速比のバリエー
ションを用意する必要があることから、基本的には各サ
ブシリーズ（大きさ）において、変速比毎に内歯歯車と
外歯歯車とを用意している。しかも、従来では、図５、
図６に示したタイプの変速機のシリーズと、図７、図８
に示したタイプの変速機のシリーズとを独立に系列化さ
せているので、機構の違うタイプ毎に、多種類の内歯歯
車と外歯歯車とを用意していた。

【００６１】この内歯歯車及び外歯歯車は、歯形が特殊
であり、従ってこの内歯歯車、外歯歯車の歯形の形成
は、この種の内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機に
おいて最も製造コスト及び製造時間がかかる製造工程と
なっている。

【００６２】本発明は、上記事情を考慮し、異なるタイ
プの変速機のシリーズの部品の共用化を図ることで、全
体の部品点数の削減を図り、もって安価な変速機の提供
を可能にする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機の
シリーズを提供することを目的とする。

【００６３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、中空
の第１軸と、該第１軸に設けた偏心体を介して、この第
１軸に対して偏心回転可能な状態で取付けられた外歯歯
車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯
歯車に形成した内ピン孔を介して外歯歯車の自転成分の
みを伝達するように前記外歯歯車に連結された第２軸
と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用した第１のタ
イプの変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変
速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるため
の取合寸法は同一であるような複数の変速機からなるサ
ブシリーズの集合で構成すると共に、主回転軸と、該主
回転軸に設けられたピニオン；及び該ピニオンと噛合す
る複数の伝動歯車を有する第１変速段と、各伝動歯車と
共に回転する複数の偏心体軸；該偏心体軸に設けられた
偏心体；該偏心体に偏心体軸受を介して支持され、前記
主回転軸に対して揺動回転する外歯歯車；該外歯歯車と
噛合する内歯歯車；前記偏心体軸の両端を回転自在に支
持すると共に、自身は前記外歯歯車の自転成分の回転を
行う一対の支持ブロック；及び該一対の支持ブロック同
士を連結するキャリアピン；を有する第２変速段と、を
備えた内接噛合遊星歯車構造を採用した第２のタイプの
変速機のシリーズを、変速比は低変速比から高変速比ま
でそれぞれ異なるが、相手機械に据え付けるための取合
寸法は同一であるような複数の変速機からなるサブシリ
ーズの集合で構成し、前記第１のタイプの変速機のシリ
ーズと第２のタイプの変速機のシリーズの相対応するサ
ブシリーズにおける外歯歯車の歯形を共通化すると共
に、前記第１のタイプの変速機のシリーズと第２のタイ
プの変速機のシリーズの相対応するサブシリーズにおけ
る内歯歯車の歯形を共通化したことにより、上記課題を
解決したものである。

【００６４】なお、本発明における「内ピン孔」の概念
には、前述した従来例のように滑り性能向上のために内
ピンに内ローラが付設されている場合には「内ローラ
孔」の概念を含むものとする。

【００６５】この発明では、異なるタイプの変速機に関
し、即ち、内部に形成する孔等に互いに異なる要素を持
つ第１、第２の変速機のシリーズに関し、所定の条件を
設定し、特にコストのかかる内歯歯車と外歯歯車を、対
応するサブシリーズ毎に共通部品化することで、全体と
しての部品点数削減を図ることができる。

【００６６】なお、本発明では、相対応するサブシリー
ズの全ての歯形が完全に共通化されている必要なく、共
通化させるのはその一部のみであってもよい。

【００６７】請求項２の発明は、前記第２のタイプの変
速機のシリーズでの外歯歯車に形成される偏心体の軸受
孔の直径及び軸中心に対する形成位置と、キャリアピン
の嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置をそれぞれ
同一に設定し、前記第１のタイプの変速機のシリーズで
の外歯歯車に形成される内ピン孔の直径及び軸中心に対
する形成位置と、前記第２のタイプの変速機のシリーズ
での外歯歯車に形成される前記共通化された偏心体の軸
受孔及びキャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対す
る形成位置とをそれぞれ同一に設定し、前記第１のタイ
プの変速機のシリーズにおける内歯歯車と前記第２のタ
イプの変速機のシリーズにおける内歯歯車のそれぞれに
形成される取付用ボルト孔の直径及び軸中心に対する形
成位置をそれぞれ同一に設定したものである。

【００６８】これにより、歯形形成の共通化のみならず
各孔等の位置等まで一致させることができるため、外歯
歯車、内歯歯車を全体として完全に共通部品化できる。
特に、内歯歯車は、一般に変速機のケーシングの一部を
兼ねさせることから、その大きさ、重量とも非常に大き
い。従ってこれを各変速機タイプ毎に多種類用意しなけ
ればならないというのは、「在庫コスト」の面でもメー
カーにとって極めて大きな負担となる。この負担は結果
として「製品価格」としてユーザにも振りかかってくる
ことになる。

【００６９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、前記第１のタイプの変速機のシリーズにおける第１
軸に偏心体を一体に形成すると共に、該偏心体の外周に
直接コロを介して外歯歯車を回転可能に嵌合するように
したものである。

【００７０】この発明では、中空の第１軸に一体形成し
た偏心体の外周に、外歯歯車を回転自在に支持するコロ
を直接接触させるようにしたので、軸受の内輪が不要と
なる分だけ部品点数が削減できる。また、内輪の厚み分
だけ第１軸を拡径することができ、第１軸の中空径を大
きくとることが可能になる。

【００７１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００７２】本発明に係る変速機のシリーズは、２つの
タイプの変速機のシリーズの一部の部品（内歯歯車と外
歯歯車）を共通化したものである。各タイプの変速機の
シリーズは、従来と同様に図９に示されるように、サブ
シリーズＡ、Ｂ、・・・Ｊの集合で構成されており、相
対応するサブシリーズにおける内歯歯車を一体に有する
ケーシングと外歯歯車とがタイプの別に拘わらず共通部
品化されている。

【００７３】図１〜図４を用いて共通部品化した内歯歯
車付きケーシングと外歯歯車とを使用して組み立てられ
た中空入力軸タイプの減速機を説明する。

【００７４】この減速機は、まず、別のタイプである中
実入力軸タイプの減速機を構成する場合と共通の円筒状
のケーシング５０１と外歯歯車５１８ａ、５１８ｂとを
有している。ケーシング５０１は、筒壁を軸方向に貫通
する複数のボルト挿通孔５０２を有している。ケーシン
グ５０１内の中心部には、モータＭによって回転駆動さ
れる中空の入力軸（第１軸）５０３が配設されている。

【００７５】ケーシング５０１内には、軸方向に間隔を
おいて厚肉円板状の第１の支持ブロック（図１中左側）
５０４と第２の支持ブロック（図１中右側）５０５とが
互いに所定の間隔をおいて対向して配置されている。こ
れら第１、第２の支持ブロック５０４、５０５は第２軸
に相当する。第１の支持ブロック５０４の外端面（左端
面）は相手部材取付面５０４ａとされ、ケーシング５０
１外に若干突き出ている。この相手部材取付面５０４ａ
には、図３に示すように、相手部材固定用ボルトをねじ
込むためのねじ穴５５６が形成されている。これら第
１、第２の支持ブロック５０４、５０５は、それぞれ軸
受５０６ａ、５０６ｂを介してケーシング５０１の内周
に回転自在に支持されている。

【００７６】第１の支持ブロック５０４、第２の支持ブ
ロック５０５の径方向の中心には、それぞれ中心孔５１
４、５１５が形成されており、それら中心孔５１４、５
１５の内周に入力軸５０３が軸受５０９ａ、５０９ｂを
介して回転自在に支持されている。入力軸５０３は貫通
孔５０３ａを有する中空軸により構成されており、図１
の右側端面には、例えば伝動歯車５９１を取り付けるた
めの多数のねじ孔５９２が設けられている。伝動歯車５
９１は、モータＭの出力軸に取り付けたピニオン５９３
と噛合し、モータＭの回転を入力軸５０３に伝える役割
を果たす。

【００７７】入力軸５０３の軸受５０９ａ、５０９ｂ間
の外周には、所定位相差（この例では１８０°）をもっ
て偏心体５１７ａ、５１７ｂが一体に形成されている。
それぞれの偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周には、軸受
を構成する多数のコロ５２１を介して２枚の外歯歯車５
１８ａ、５１８ｂが嵌合されている。軸受はコロ５２１
と図示しないリテーナとによって構成されており、内輪
が省略されている。そして、コロ５２１が直接偏心体５
１７ａ、５１７ｂの外周に転接するように配されてい
る。この場合、偏心体５１７ａ、５１７ｂの外周に直接
コロ５２１を接触させるので、偏心体５１７ａ、５１７
ｂの外周面は、浸炭処理等の表面硬化処理が施されてい
る。

【００７８】又、外歯歯車５１８ａ、５１８ｂには内ロ
ーラ孔５２８ａ、５２８ｂが複数個設けられ、内ピン５
０７及び内ローラ５０８が、各内ローラ孔５２８ａ、５
２８ｂを貫通している。これら外歯歯車５１８ａ、５１
８ｂを貫通する内ピン５０７は、キャリアボルトを兼ね
るものであり、両端が第１、第２の支持ブロック５０
４、５０５に連結されることで、両支持ブロック５０
４、５０５を所定の間隔で一体に連結・固定し、全体で
キャリアを構成している。

【００７９】この場合、内ピン５０７の両端には、段付
き部５０７ａを介して、両支持ブロック５０４、５０５
の内ピン保持孔５１０、５１１に嵌合する小径部５０７
ｂが設けられ、そのさらに端部側に雄ねじ５０７ｃが設
けられている。そして、内ピン保持孔５１０、５１１に
設けた座ぐり穴５１０ａ、５１１ａ内で、内ピン保持孔
５１０、５１１を貫通した内ピン５０７の両端の雄ねじ
５０７ｃに、六角穴付きナット５１２を締結することに
より、両支持ブロック５０４、５０５と内ピン５０７が
連結し一体化されている。

【００８０】なお、内ピン５０７は、図３、図４に示す
ように、入力軸５０３と同心の円周上に周方向に等間隔
で多数本配設されている。

【００８１】又、前記外歯歯車５１８ａ、５１８ｂは外
周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯５２４を有して
おり、この外歯歯車５１８ａ、５１８ｂの外周側には、
外歯歯車５１８ａ、５１８ｂが噛合する内歯歯車５２５
が配設されている。内歯歯車５２５はケーシング５０１
の内周にケーシング５０１と一体に形成されており、外
ピン５２６からなる内歯を有している。なお、外ピン５
２６は、図示しない外ピン孔に遊嵌され、回転し易く保
持されている。

【００８２】この減速機の作用は、図７、図８で示した
ものと同様であるので説明は省略する。

【００８３】この減速機の場合、入力軸５０３が中空で
あり、しかも、入力軸５０３に一体に形成した偏心体５
１７ａ、５１７ｂの外周上に、軸受内輪を介さずに、外
歯歯車５１８ａ、５１８ｂを回転自在に支持するコロ５
１２を直接配設したので、入力軸５０７の中空径をでき
るだけ大きくとることができる。従って、入力軸５０３
の内部にケーブル等を一層通しやすくなる。

【００８４】以上においては、図１〜図４を参照して、
内歯歯車５２５を一体に有するケーシング５０１と、外
歯歯車５１８ａ、５１８ｂとを使用して組み立てた中空
入力軸タイプの減速機を説明したが、同じケーシング５
０１と外歯歯車５１８ａ、５１８ｂを使用することで、
図５、図６に示した中実入力軸タイプの減速機を構成す
ることができる。

【００８５】説明の分かりやすさを優先して、第１のタ
イプの変速機のシリーズである図１〜図４の変速機に対
し、前述した従来の第２のタイプの変速機のシリーズで
ある図５及び図６の変速機を合わせることで、両者のケ
ーシング及び外歯歯車の共通化を図ることについて説明
する。

【００８６】先ず、図６における外歯歯車１１８ａ、１
１８ｂ（図６には１１８ａ側のみ図示）に形成される偏
心体軸受孔１１９ａ、１１９ｂの直径ａ１及び軸中心に
対する形成位置（半径）ｒ１と、キャリアピン１５０の
嵌挿孔１２８ａ，１２８ｂの直径ａ２及び軸中心に対す
る形成位置（半径）ｒ２をそれぞれ同一に設定する（ａ
１＝ａ２、ｒ１＝ｒ２）。

【００８７】又、前記第１のタイプの変速機である図１
〜図４の変速機での外歯歯車５１８ａ、５１８ｂに形成
される内ローラ孔５２８ａ、５２８ｂの数（この例では
１４個）、直径Ａ１及び軸中心に対する形成位置（半
径）Ｒ１に対し、前記第２のタイプの変速機のシリーズ
での外歯歯車５１８ａ、５１８ｂに形成される前記共通
化された偏心体軸受孔１１９ａ，１１９ｂ及びキャリア
ピン１５０の嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂの合計数、直径
ａ１、ａ２及び軸中心に対する形成位置ｒ１，ｒ２をそ
れぞれ同一に設定する。

【００８８】即ち、偏心体軸受孔１１９ａ，１１９ｂ及
びキャリアピン嵌挿孔１２８ａ、１２８ｂの合計数を１
４個に設定し、Ａ１＝ａ１＝ａ２、Ｒ１＝ｒ１＝ｒ２に
それぞれ設定する。

【００８９】これにより前記第１のタイプの変速機のシ
リーズと第２のタイプの変速機のシリーズの相対応する
サブシリーズにおける外歯歯車（この説明では５１８
ａ、５１８ｂと１１８ａ、１１８ｂ）を完全共通部品化
できる。

【００９０】一方、第１のタイプの変速機である図５、
図６のケーシング（内歯歯車）１０１と、第２のタイプ
の変速機である図１〜図４のケーシング（内歯歯車）５
０１のそれぞれに形成される取付用ボルト孔１０２、５
０２の数、直径ａ３、Ａ３及び軸中心に対する形成位置
ｒ３、Ｒ３をそれぞれ同一に設定する。即ち、この例で
は取付ボルト孔１０２の数を１６個に増加し、その直径
ａ３をＡ３に、軸中心に対する形成位置ｒ３をＲ３にそ
れぞれ一致させる。

【００９１】これにより、前記第１のタイプの変速機の
シリーズと第２のタイプの変速機のシリーズの相対応す
るサブシリーズにおける内歯歯車（この説明では５０１
と１０１）を完全共通部品化できる。

【００９２】従って、今まで全く別のシリーズとして部
品の共通化が図られていなかったものを一部共通化する
ことにより、部品点数の削減を図ることができ、もって
安価な変速機を提供できるようになる。

【００９３】なお、各例とも形成する孔の数について
は、形成位置及び半径が同一ならば、例えば一方のタイ
プを他方のタイプに対して一つ置きに重なるように、或
いは一部のみが重なるように選択的に形成するようにし
ても、完全共用部品化ではなくなるが、実質的な共用部
品化を実現することができる。

【００９４】更には、この実施形態ではＡ１＝ａ１＝ａ
２、Ｒ１＝ｒ１＝ｒ２に設定することにより、外歯歯
車、内歯歯車を各シリーズ間で「歯車ごと」共用部品化
したが、本発明では形成する孔についてまで必ずしも共
用化を要求するものではない。一般に外歯歯車、内歯歯
車の歯形の形成は、この種の変速機の製造工程の中で最
も時間とコストがかかるためこの歯形形成を共通化する
だけでも大きなメリットが得られる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なった機構の２種の変速機の内歯歯車と外歯歯車の特
に歯形形成を共通化することにより、最もコスト及び時
間のかかる部品製造工程の簡素化を図ることができ、結
果としてシリーズ全体の製造コストあういは納期を低減
することができる。

【００９６】又、形成する孔の位置まで共通化した場合
は、歯車全体が共通部品化できるため、取付寸法同一で
任意に中空タイプの変速機と中実タイプの変速機とを選
択することができるようになる。従って、産業用ロボッ
ト等の制御装置として変速機を組み込む場合に、中空タ
イプの変速機を用いてケーブル等をロボット本体内部へ
通すレイアウトも、中実タイプの変速機を用いて外部に
ケーブル等を通すレイアウトも、取付寸法同一の変速機
で一層安価に対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の減速機の一例を示す断面図

【図２】図１のII−II矢視図

【図３】図１のIII−III矢視図

【図４】図１のIV−IV矢視図

【図５】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機
の断面図

【図６】図５のVI−VI矢視図

【図７】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した別のタ
イプの変速機の断面図

【図８】図５のVIII−VIII矢視図

【図９】従来の内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機
のシリーズの一覧を示す図

【符号の説明】

１０１…ケーシング １０３…入力軸（主回転軸） １０８…偏心体軸 １１３…伝動歯車 １１６…ピニオン １１７ａ，１１７ｂ…偏心体 １１８ａ、１１８ｂ…外歯歯車 １０４，１０５…支持ブロック １５０…キャリアピン（キャリア体） ５０１…ケーシング ５０３…入力軸（第１軸） ５０４、５０５…支持ブロック（第２軸） ５０７…内ピン（自転成分のみを伝達する手段） ５１７ａ，５１７ｂ…偏心体 ５１８ａ，５１８ｂ…外歯歯車 ５２５…内歯歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常世田 聡 愛知県大府市朝日町六丁目１番地 住友重 機械工業株式会社名古屋製造所内 Ｆターム(参考） 3J027 FA17 FA19 FB32 GB03 GC03 GC24 GC26 GC29 GD03 GD08 GD12 GE11 GE14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の第１軸と、該第１軸に設けた偏心体
   を介して、この第１軸に対して偏心回転可能な状態で取
   付けられた外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯
   歯車と、前記外歯歯車に形成した内ピン孔を介して外歯
   歯車の自転成分のみを伝達するように前記外歯歯車に連
   結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採
   用した第１のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低
   変速比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に
   据え付けるための取合寸法は同一であるような複数の変
   速機からなるサブシリーズの集合で構成すると共に、 主回転軸と、該主回転軸に設けられたピニオン；及び該
   ピニオンと噛合する複数の伝動歯車を有する第１変速段
   と、各伝動歯車と共に回転する複数の偏心体軸；該偏心
   体軸に設けられた偏心体；該偏心体に偏心体軸受を介し
   て支持され、前記主回転軸に対して揺動回転する外歯歯
   車；該外歯歯車と噛合する内歯歯車；前記偏心体軸の両
   端を回転自在に支持すると共に、自身は前記外歯歯車の
   自転成分の回転を行う一対の支持ブロック；及び該一対
   の支持ブロック同士を連結するキャリアピン；を有する
   第２変速段と、を備えた内接噛合遊星歯車構造を採用し
   た第２のタイプの変速機のシリーズを、変速比は低変速
   比から高変速比までそれぞれ異なるが、相手機械に据え
   付けるための取合寸法は同一であるような複数の変速機
   からなるサブシリーズの集合で構成し、 前記第１のタイプの変速機のシリーズと第２のタイプの
   変速機のシリーズの相対応するサブシリーズにおける外
   歯歯車の歯形を共通化すると共に、 前記第１のタイプの変速機のシリーズと第２のタイプの
   変速機のシリーズの相対応するサブシリーズにおける内
   歯歯車の歯形を共通化したことを特徴とする内接噛合遊
   星歯車構造を採用した変速機のシリーズ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形
   成される偏心体の軸受孔の直径及び軸中心に対する形成
   位置と、キャリアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対す
   る形成位置をそれぞれ同一に設定し、 前記第１のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車に形
   成される内ピン孔の直径及び軸中心に対する形成位置
   と、前記第２のタイプの変速機のシリーズでの外歯歯車
   に形成される前記共通化された偏心体の軸受孔及びキャ
   リアピンの嵌挿孔の直径及び軸中心に対する形成位置と
   をそれぞれ同一に設定し、 前記第１のタイプの変速機のシリーズにおける内歯歯車
   と前記第２のタイプの変速機のシリーズにおける内歯歯
   車のそれぞれに形成される取付用ボルト孔の直径及び軸
   中心に対する形成位置をそれぞれ同一に設定したことを
   特徴とする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシ
   リーズ。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記第１のタイプの変速機のシリーズにおける第１軸に
   偏心体を一体に形成すると共に、該偏心体の外周に直接
   コロを介して外歯歯車を回転可能に嵌合したことを特徴
   とする内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機のシリー
   ズ。