(57)【要約】【課題】小型で高強度の減速機を提供する。【解決手段】減速機（ＲＧ）は、モータ軸（２）と、モータ軸に偏心して揺動する第１外歯歯車（６）と、モータ軸に偏心して揺動する第２外歯歯車（８）と、第１外歯歯車と奇数の歯数差を有し、第１外歯歯車が内接噛合する第１内歯歯車（５）と、第２外歯歯車と奇数の歯数差を有し、第２外歯歯車が内接噛合する第２内歯歯車（７）と、第１外歯歯車および第２外歯歯車の自転成分を取り出すキャリア体（９）とを有し、第１外歯歯車と第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっており、第１外歯歯車および第２外歯歯車のそれぞれの歯山（６−１、８−１）には、回転成分を取り出す穴（６−２、８−２）が形成されており、第１内歯歯車および第２内歯歯車の内歯の位置関係は、回転方向に互いにずれている。【選択図】図１０
2020128759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸と、
前記モータ軸に偏心して揺動する第１外歯歯車と、
前記モータ軸に偏心して揺動する第２外歯歯車と、
前記第１外歯歯車と奇数の歯数差を有し、前記第１外歯歯車が内接噛合する第１内歯歯車と、
前記第２外歯歯車と奇数の歯数差を有し、前記第２外歯歯車が内接噛合する第２内歯歯車と、
前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車の自転成分を取り出すキャリア体と、を有する減速機であって、
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっており、
前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれの歯山には、回転成分を取り出す穴が形成されており、
前記第１内歯歯車および前記第２内歯歯車の内歯の位置関係は、回転方向に互いにずれていることを特徴とする減速機。
【請求項２】
前記第１内歯歯車および前記第２内歯歯車の前記内歯の位置関係は、前記回転方向に半ピッチだけ互いにずれていることを特徴とする請求項１に記載の減速機。
【請求項３】
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車の偏心方向は、互いに１８０°異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載の減速機。
【請求項４】
前記歯数差は、１であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減速機。
【請求項５】
前記穴は、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれの前記歯山の一つおきに形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の減速機。
【請求項６】
前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車は、互いに同一の形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減速機。
【請求項７】
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車は、互いに同一の形状を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の減速機。
【請求項８】
前記第１内歯歯車および前記第２内歯歯車を固定する固定部を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の減速機。
【請求項９】
モータ軸と、
前記モータ軸に偏心して揺動する第１外歯歯車と、
前記モータ軸に偏心して揺動する第２外歯歯車と、
前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれと偶数の歯数差を有し、前記第１外歯歯車および前記外歯歯車のそれぞれが内接噛合する内歯歯車と、
前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車の自転成分を取り出すキャリア体と、を有する減速機であって、
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっており、
前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれの歯山には、回転成分を取り出す穴が形成されていることを特徴とする減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外歯歯車が揺動しながら内歯歯車に内接噛合する揺動内接噛合型の減速機が開示されている。特許文献２には、減速機として、揺動内接噛合型の減速機および振り分け型の減速機の２つの種類の減速機が開示されている。
【０００３】
いずれの減速機においても、外歯歯車の歯数は、内歯歯車の歯数よりも僅か（特許文献２の例では「２」）だけ少ない。例えば、内歯歯車を固定した状態で、偏心体を備えた偏心体軸が１回回転すると、外歯歯車は内歯歯車に内接噛合しながら揺動し、内歯歯車に対して歯数差に相当する分、相対的に回転する（自転する）。このため、外歯歯車の自転成分を減速機の出力回転として取り出すことで、１段で大きな減速を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４０８５２号公報
【特許文献２】特開２０１３−００７４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された減速機の構成では、強度を高めるためには外歯歯車の径方向の厚みを増やす必要がある。その結果、強度を高めつつ減速機の小型化を図ることが難しい。
【０００６】
そこで本発明は、小型で高強度の減速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての減速機は、モータ軸と、前記モータ軸に偏心して揺動する第１外歯歯車と、前記モータ軸に偏心して揺動する第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車と奇数の歯数差を有し、前記第１外歯歯車が内接噛合する第１内歯歯車と、前記第２外歯歯車と奇数の歯数差を有し、前記第２外歯歯車が内接噛合する第２内歯歯車と、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車の自転成分を取り出すキャリア体とを有する減速機であって、前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっており、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれの歯山には、回転成分を取り出す穴が形成されており、前記第１内歯歯車および前記第２内歯歯車の内歯の位置関係は、回転方向に互いにずれている。
【０００８】
本発明の他の側面としての減速機は、モータ軸と、前記モータ軸に偏心して揺動する第１外歯歯車と、前記モータ軸に偏心して揺動する第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれと偶数の歯数差を有し、前記第１外歯歯車および前記外歯歯車のそれぞれが内接噛合する内歯歯車と、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車の自転成分を取り出すキャリア体とを有する減速機であって、前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっており、前記第１外歯歯車および前記第２外歯歯車のそれぞれの歯山には、回転成分を取り出す穴が形成されている。
【０００９】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型で高強度の減速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における減速機の断面図である。
【図２】第１実施形態における減速機の斜視図である。
【図３】第１実施形態における減速機をモータ出力軸から図である。
【図４】比較例としての減速機を軸方向から見た図である。
【図５】比較例としての減速機を軸方向から見た図である。
【図６】第１実施形態の外歯歯車を軸方向から見た図である。
【図７】第１実施形態における減速機の説明図である。
【図８】第１実施形態における減速機の説明図である。
【図９】第１実施形態における減速機の回転時の状態遷移を示す図である。
【図１０】第１実施形態における減速機を軸方向から見た図である。
【図１１】第１実施形態における減速機の説明図である。
【図１２】第２実施形態における減速機の説明図である。
【図１３】各実施形態における減速機の外歯歯車を軸方向から見た図である。
【図１４】各実施形態における減速機の外歯歯車を軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
＜減速機の構造＞
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態における中央クランプタイプの揺動内接噛合型の減速機の構成について説明する。図１は、減速機ＲＧの断面図である。図２は、減速機ＲＧの斜視図である。図３は、減速機ＲＧをモータ出力軸（図２に示される方向Ｓ）から見たときの図である。
【００１４】
減速機ＲＧは、第１外歯歯車６、第２外歯歯車８、第１外歯歯車６が内接噛合する第１内歯歯車５、第２外歯歯車８が内接噛合する第２内歯歯車７、および、偏心軸体４を有する。偏心体軸４は、モータ１のモータ軸２に圧入（接着または一体成型）され、モータ軸２と一体となって回転駆動する。偏心体軸４は、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のそれぞれの中心位置を貫通している。
【００１５】
図２に示されるように、偏心軸体４は、第１外歯歯車６を揺動させるための第１偏心体４ａを有する。また偏心体軸４は、第２外歯歯車８を揺動させるための第２偏心体４ｂを有する。第１偏心体４ａは、モータ軸２と同時に回転することにより、偏心体４ａ側面と、偏心体軸４が第１外歯歯車６を貫通している貫通穴６−４の摺動面を介して第１外歯歯車６を揺動可能である。第２偏心体４ｂは、その偏心位相が第１偏心体４ａと１８０°ずれた状態で揃えられており、モータ軸２と同時に回転することにより、偏心体４ｂ側面と、偏心体軸４が第２外歯歯車８を貫通している貫通穴８−４の摺動面を介して第２外歯歯車８を揺動可能である。
【００１６】
図３に示されるように、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８の外歯は、トロコイド形状の歯形で構成される。第１内歯歯車５は、外筒（固定部）３の内部に位置が固定され取り付けられている。第２内歯歯車７は、第１内歯歯車５と回転方向で見た位置関係が、内歯の半ピッチ分だけずれた状態で揃えられており、外筒（固定部）３の内部に位置が固定され取り付けられている。第１内歯歯車５および第２内歯歯車７は、外筒３の内部に同軸上に配置されている。第２内歯歯車７は、第１外歯歯車５よりもモータ出力軸の方向(図２中の方向Ｓ)に所定の間隔を空けた状態で配置されている。第１外歯歯車６および第２外歯歯車８の歯数はそれぞれ、第１内歯歯車５および第２内歯歯車７のそれぞれの歯数よりも僅かな数（この例では「１」）だけ少ない。
【００１７】
第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のモータ出力軸の方向Ｓには、キャリア体（外筒）９が配置されている。キャリア体９には、モータ軸２の貫通穴９−４が形成されている。貫通穴９−４は、モータ軸２の軸径に対し、僅少差だけ大きく設定されている。貫通穴９−４は、モータ軸２に嵌合しており、モータ軸２に対して回動自在に支持されている。キャリア体９は、キャリアピン９−２を有する。キャリアピン９−２は、第１外歯歯車６の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴６−２、または、第２外歯歯車８の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴８−２に挿入されている。キャリアピン９−２は、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８と、第１内歯歯車５および第２内歯歯車７との相対回転成分を取り出すことが可能である（なお、詳細は後述する）。外筒蓋１０は、キャリア体（外筒）９のモータ対向側に固定されるよう取り付けられている。外筒蓋１０に設けられた出力穴１０−１からキャリア体９の出力部９−３が突出し、減速後の出力を取り出すことができるように構成されている。
【００１８】
＜減速機の作用＞
次に、本実施形態における減速機ＲＧの作用を説明する。モータ１の回転によってモータ軸２が回転すると、モータ軸２と一体化された偏心体軸４も回転する。偏心体軸４が回転すると、第１外歯歯車６はモータ軸２の周りで偏心体４ａを介し揺動回転を行おうとするが、第１内歯歯車５によってその自転が抑制されるため、第１外歯歯車６は第１内歯歯車５に内接しながら殆ど揺動のみを行う。しかしながら、本実施形態において、第１外歯歯車６の歯数は１２、第１内歯歯車５の歯数は１３に設定されている。このため、モータ軸２の一回転毎に第１外歯歯車６は第１内歯歯車５に対してその歯数差「１」だけずれる（自転する）。これは、モータ軸２の一回転が第１外歯歯車６の−１／１２の回転に減速されたことを意味する。
【００１９】
同様に、偏心体軸４が回転すると、第２外歯歯車８はモータ軸２の周りで偏心体４ｂを介し揺動回転を行おうとするが、第２内歯歯車７によってその自転が抑制されるため、第２外歯歯車８はこの第２内歯歯車７に内接しながら殆ど揺動のみを行う。しかしながら、本実施形態において、第２外歯歯車８の歯数は１２、第２内歯歯車５の歯数は１３に設定されている。このため、モータ軸２の一回転毎に第２外歯歯車８は第２内歯歯車７に対してその歯数差「１」だけずれる（自転する）。これは、モータ軸２の一回転が第２外歯歯車８の−１／１２の回転に減速されたことを意味する。なお、マイナスの符号は、第１、第２外歯歯車６、８の回転方向がモータ軸２の回転方向と逆になることを示している。第１外歯歯車６および第２外歯歯車８の回転は、ピン穴６−２、８−２が重なり合った略楕円形状の隙間（Ｕ〜Ｚ）によってその揺動成分が吸収される。このため、自転成分（第１内歯歯車５および第２内歯歯車７に対する相対回転成分）のみがキャリアピン９−２を介して出力部９−３へと伝達される。その結果、−１／１２の減速比に相当する減速が実現される。
【００２０】
＜比較例としての減速機の構成および課題＞
次に、図４および図５を参照して、比較例としての中央クランクタイプの揺動内接噛合型の減速機の構成および課題について説明する。図４および図５は、比較例としての減速機ＯＲＧを軸方向から見た図である。
【００２１】
減速機ＯＲＧの構成は、大部分が本実施形態の減速機ＲＧと同じである。構成の違いとして、本実施形態の減速機ＲＧのでは内歯歯車が２体化されており、第１内歯歯車５および第２内歯歯車７と、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８がそれぞれ噛み合う構成となっている。一方、比較例としての減速機ＯＲＧは、内歯歯車１２（または外筒３に内接するように固定され回転可能に支持された内歯ピン）に第１外歯歯車１１および第２外歯歯車１４（図４では省略）が噛み合う構成となっている。また、１つの内歯歯車に対して２つの外歯歯車がかみ合う構成となっている。比較例としての減速機ＯＲＧの外歯歯車１１の形状に着目した際、トロコイド形状の歯形で構成された歯車の歯山ピッチ部（歯山）１１−１とし、歯車の歯底ピッチ部（歯底）１１−４とする。外歯歯車１１の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴１１−２がある。ピン穴１１−２において、外歯歯車１１の径方向外側の向きの穴径の側面位置をピン穴外面１１−３とする。１３は、減速機ＯＲＧのキャリアピンである。
【００２２】
図５において、歯山１１−１とピン穴外面１１−３からなる外歯歯車１１の歯車の厚みを、第１歯車厚み１１−Ａとし、歯底１１−４とピン穴外面１１−３からなる外歯歯車１１の歯車の厚みを、第２歯車厚み１１−Ｂとする。このとき第２歯車厚み１１−Ｂは、第１歯車厚み１１−Ａと比較すると、径方向の厚みが薄くなっている。歯車の形状が部分的に薄くなることで、構造上外歯歯車の強度が低くなり易いという問題や、減速機を径方向に小型化する際に、外歯歯車自体を小型化しようとすると、さらに歯車の強度が低下してしまう問題がある。
【００２３】
＜部品強度確保、径方向小型化を可能とする部品形状＞
次に、図６を参照して、本実施形態において、部品強度確保、径方向小型化を可能とする部品形状について説明する。図６は、外歯歯車（第１外歯歯車６）を軸方向から見た図であり、外歯歯車（第１外歯歯車６）の部品形状を示している。
【００２４】
第１外歯歯車６は、中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴６−２を備えている。貫通ピン穴６−２は、外歯歯車６のトロコイド形状の歯形で構成された歯車の歯山ピッチ部（歯山）６−１の径方向に一直線上になる位置に設ける。第１外歯歯車６の歯山ピッチ部（歯山）６−１とする。ピン穴６−２において、第１外歯歯車６の径方向外側の向きの穴径の側面位置をピン穴外面６−３とする。歯山６−１とピン穴外面６−３からなる外歯歯車６の歯車の径方向の厚みを、第３歯車厚み６−Ｂとする。同様に、各歯山とピン穴外面からなる歯車の径方向の厚みを６−Ａ、６−Ｃ、・・・（以下略）とするとき、第１外歯歯車６の歯山および歯底とピン穴の配置からなる部品形状は、前述の箇所（６−Ａ、６−Ｂ、・・・）における部分の厚みはそれぞれ等しくなる。
【００２５】
前述のように比較例としての減速機ＯＲＧでは、外歯歯車の厚みが局所的に薄くなる箇所が存在する。一方、本実施形態では、ピン穴６−２と歯山６−１を径方向に一直線上になる位置に設けることで、歯車の径方向の厚みが均一に増すため、部品強度向上を可能とする。また、歯山６−１の位置にピン穴６−２を設けたことで、歯底６−４の位置にピン穴６−２を設けた場合に比べ歯車の径方向の厚みに余裕が生じる（図４中の１１−Ａ、１１−Ｂ参照）。この余裕分だけ外歯歯車のトロコイド形状の歯形を中心方向にオフセットすることが可能となるため、相対的に内歯歯車及び外筒の形状を中心方向にオフセットすることが可能となる。これにより、減速機を径方向に小型化することができる。
【００２６】
＜本発明の部品形状を、比較例の構成に適用した場合の問題点＞
次に、図７乃至図９を参照して、部品強度確保、径方向小型化を可能とする本発明の構成、および、その問題点について説明する。図７および図８は、本実施形態における減速機ＲＧの説明図である。図９は、減速機ＲＧの回転時の状態遷移を示す図である。
【００２７】
図７は、本実施形態の減速機ＲＧの部品形状である外歯歯車を、比較例としての減速機ＯＲＧの構成としてあてはめた状態を示す。比較例としての減速機ＯＲＧは、外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚で構成され、そこに本発明の減速機ＲＧを、モータ出力軸の方向Ｓ（図２参照）から見た図である。
【００２８】
第１外歯歯車６は、偏心体軸４が備える第１偏心体４ａによりモータ軸２の中心位置から図中の下方向に偏心した状態で、第１内歯歯車５（または第２内歯歯車７）と噛合している。第２外歯歯車８は、偏心体軸４が備える第２偏心体４ｂによりモータ軸２の中心位置から図中の上方向に偏心した状態で、第１内歯歯車５（または第２内歯歯車７）と噛合している。第１外歯歯車６および第２外歯歯車８は、偏心位相が互いに１８０°ずれた状態で揃えられている。第１外歯歯車６の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴６−２があり、第２外歯歯車８の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴８−２がある。
【００２９】
図７に示される減速機をモータ出力軸の方向Ｓから見た場合、第１外歯歯車６のピン穴６−２と第２外歯歯車８のピン穴８−２の穴が重なりあう。このとき、ピン穴６−２とピン穴８−２の重なり合った貫通穴の形状を略楕円形状と見立てた場合、各楕円形状の短径方向の長さを、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１とする。各短径方向の長さは不揃いであり、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８が揺動しながら第１内歯歯車５（または第２内歯歯車７）に内接噛合い、偏心しながら自転する運動（偏心運動）の中で、各楕円形状Ｕ１〜Ｚ１の面積が変化する。これにより、各短径方向の長さが変化する（詳細は後述）。各楕円の短径方向の長さが偏心運動に伴い変化することで、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２を貫通するキャリア体９に設けられたキャリアピン９−２のピン径は、楕円形状の短径方向の長さが最少となる時の長さとしなければならない。キャリアピン９−２のピン径を楕円形状の短径方向の長さが最少となる時の長さ以下にしないと、キャリアピン９−２は、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２の両方の穴を貫通できない。その結果、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８の双方から動力を取り出すことができない。キャリアピン９−２のピン径を短くするこことでピン自体が細くなり、部品強度の低下につながる。
【００３０】
また、キャリアピン９−２を細くすることにより、短径方向の長さが最少となる楕円形状の貫通穴（図７中のＵ１、Ｖ１に相当）にのみキャリアピン９−２と嵌合しキャリア体９に動力が伝達される。他の楕円形状の貫通穴（Ｗ１、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、キャリアピン９−２との間で隙間があいて嵌合せず、キャリア体９に動力が伝達されない。この場合、動力を伝達するキャリアピン９−２は、短径方向の長さが最少となる楕円形状の貫通穴に貫通しているもののみとなる。動力を伝達するキャリアピン９−２の本数が少なくなることで、動力を伝達するキャリアピンに負荷が集中して破損の可能性がある。
【００３１】
次に、図８を参照して、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２の重なり合った略楕円形状の貫通穴について説明する。図８は、図７における、２枚の外歯歯車（第１外歯歯車６および第２外歯歯車８）の位置関係を、モータ軸２と同軸上に並べ、互いの外歯歯車の中心位置を合わせた状態を示す。
【００３２】
図８において、第１外歯歯車６に設けられたピン穴６−２と同じ径方向に位置する歯山６−１と、第１外歯歯車６の中心位置２−１（またはモータ軸２の軸中心２−１）からなる線を第１歯車線Ｌ６とする。第２外歯歯車８に設けられたピン穴８−２と同じ径方向に位置する歯山８−１と、第２外歯歯車８の中心位置２−１（またはモータ軸２の軸中心２−１）からなる線を第２歯車線Ｌ８とする。第１歯車線Ｌ６および第２歯車線Ｌ８は、トロコイド形状の歯形で構成された外歯歯車の半ピッチ分だけずれている。この状態のまま第１外歯歯車６を下方向に偏心させ、第２外歯歯車８を上方向に偏心させる（図７の状態に戻す）。図８にて、ピン穴６−２とピン穴８−２の重なり合った略楕円形の貫通穴の短径方向の長さをＵ２、Ｖ２、Ｗ２、Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２、とする。図８から図７に状態が遷移するとき、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２、Ｚ２は短径方向の長さが短くなり、Ｘ２、Ｙ２は短径方向の長さが長くなる。図６において各短径方向の長さが不揃いになる原因は、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２の位置が半ピッチ分ずれ、かつ第１外歯歯車６および第２外歯歯車８が１８０°対向した向きに偏心されて偏心運動を繰り返すためである。
【００３３】
図９は、図７および図８において、第１外歯歯車６と第２外歯歯車８が半ピッチずれる様子を示す。図９（ａ）は、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）がモータ軸２と一体となって回転運動する偏心体軸４により上方向に偏心され、第１内歯歯車５（または第２内歯歯車７）と内接噛合している状態を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態からモータ軸２と偏心体軸４が一体となって時計回りの回転方向（ＣＷ方向）に１８０°回転したときを示す図である。このとき、前述のように、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）は殆ど揺動しながら反計回りの回転方向（ＣＣＷ方向）に自転する。同様に、図９（ｃ）は、図９（ｂ）の状態からモータ軸２と偏心体軸４が一体となってＣＷ方向に１８０°回転したときを示す図である。このとき、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）は殆ど揺動しながらＣＣＷ方向に自転する。
【００３４】
図９（ａ）から図９（ｂ）の状態へ遷移すると、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に自転する、すなわち、第１歯車線Ｌ６（または第２歯車線Ｌ８）は、外歯歯車の半ピッチの角度分だけＣＣＷ方向に自転する。本実施形態において、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）の歯数は１２、第２内歯歯車５（または第２内歯歯車７）の歯数は１３である。前述のように、偏心軸体４がＣＷ方向に１回転すると、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に１／１２回転する。同様に、偏心軸体４がＣＷ方向に０．５回転すると、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に１／２４回転する。第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）の歯数が１２であり、偏心体軸４がＣＷ方向に１回転することで、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に１／１２回転する。換言すると、偏心体軸４がＣＷ方向に１回転することで、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）の１ピッチ分の角度だけ回転する。同様に、偏心体軸４がＣＷ方向に０．５回転することで、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）はＣＣＷ方向に１／２４回転する。換言すると、偏心体軸４がＣＷ方向に０．５回転することで、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）は、ＣＣＷ方向に第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）の０．５ピッチ（半ピッチ）分の角度だけ回転する。
【００３５】
図６および図７に示されるように、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８は、偏心体軸４によって１８０°対向された向きに偏心されている。このように、１８０°対向する向きに偏心された構成を、第１外歯歯車６が第２外歯歯車８より、常に１８０°進んだ（または遅れた）状態で偏心運動すると、第１外歯歯車６が第２外歯歯車８より、常に半ピッチずれた状態で偏心運動をしていることとなる。すなわち、前述のような外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚である比較例としての減速機において、前述の外歯歯車の形状を使用した場合、動力を取り出す機構が成り立たなくなるか、または部品強度が低下する。
【００３６】
＜本実施形態を成り立たせる構成＞
次に、図１０を参照して、部品強度確保、径方向小型化を可能とする本実施形態を成り立たせる構成について説明する。図１０は、外歯歯車が２枚、内歯歯車が２枚で構成された本実施形態の減速機をモータ出力軸の方向Ｓから見た図である。
【００３７】
第１外歯歯車６は、偏心体軸４が備える第１偏心体４ａによりモータ軸２の中心位置から図中の下方向に偏心した状態で、第１内歯歯車５と噛合している。第２外歯歯車８は、偏心体軸４が備える第２偏心体４ｂによりモータ軸２の中心位置から図中の上方向に偏心した状態で、第２内歯歯車７と噛合している。第１外歯歯車６と第２外歯歯車８は、偏心位相が互いに１８０°ずれた状態で揃えられている。第１内歯歯車５と第２内歯歯車７は、その相対的な回転方向の位置関係が一致した状態から、内歯歯車の半ピッチ分だけいずれかの内歯歯車の回転位相をずらす。回転位相が半ピッチずれた第１内歯歯車５と第２内歯歯車７は、位置関係が固定された状態でモータ軸２と同軸上にそれぞれ設けられている。第１外歯歯車６の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴６−２があり、第２外歯歯車８の中心位置から径方向にオフセットされた位置に等間隔で設けられた貫通ピン穴８−２がある。
【００３８】
図１０に示される減速機をモータ出力軸の方向Ｓから見た場合、第１外歯歯車６のピン穴６−２と第２外歯歯車８のピン穴８−２の穴が重なりあう。このとき、ピン穴６−２とピン穴８−２の重なり合った貫通穴の形状を略楕円形状と見立てた場合、各楕円形状の短径方向の長さを、Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３とする。各短径方向の長さは等しく、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８が揺動しながら第１内歯歯車５および第２内歯歯車７に内接噛合い、偏心しながら自転する運動（偏心運動）を行う。この運動を行う間、各楕円形状Ｕ３〜Ｚ３の面積は常に一定であり、各短径方向の長さも常に一定である。
【００３９】
次に、図１１を参照して、各楕円形状Ｕ３〜Ｚ３の面積、および、各短径方向の長さが常に一定であることについて説明する。図１１は、図１０をモータ出力軸の方向Ｓから見たときに、偏心体４ａ、４ｂが偏心させる第１外歯歯車６および第２外歯歯車６、８、並びに、それに噛合する第１内歯歯車５および第２内歯歯車７を積層方向に分割した状態を示す図である。図１１（ａ）は、第１外歯歯車６と第１内歯歯車５との噛合をモータ出力軸の方向Ｓから見たときの図である。図１１（ｂ）は、第２外歯歯車８と第２内歯歯車７との噛合をモータ出力軸の方向Ｓから見たときの図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを重ね、モータ出力軸の方向Ｓから見たときの図である。
【００４０】
図１１（ａ）に示されるように、第１外歯歯車６は、偏心体４ａによって図中下方向に偏心される。このとき、偏心される第１外歯歯車６は、ピン穴６−２が、偏心方向と同方向に位置されるようにして、第１内歯歯車５と噛合している。第１内歯歯車５と第１外歯歯車６が噛合する位置において、第１外歯歯車６が下方向に偏心された場合、第１内歯歯車５は該内歯歯車の谷位置５−２（歯谷５−２）にて噛合する。このとき、図１１（ａ）において、第１内歯歯車５の噛合位置（歯谷５−２）と１８０°対向する位置の第１内歯歯車５の歯形は、歯山５−１となる。
【００４１】
図１１（ｂ）に示されるように、第２外歯歯車８は、偏心体４ｂによって図中上方向に偏心される。このとき、偏心される第２外歯歯車８は、ピン穴８−２が、偏心方向と同方向に位置されるようにして、第２内歯歯車７と噛合している。第２内歯歯車７と第２外歯歯車８が噛合する位置において、第２外歯歯車８が上方向に偏心された場合、第２内歯歯車７は内歯歯車の谷位置７−２（歯谷７−２）にて噛合する。このとき、図１１（ｂ）において、第２内歯歯車7の噛合位置（歯谷７−２）と１８０°対向する位置の第２内歯歯車7の歯形は、歯山７−１となる。
【００４２】
第１内歯歯車５および第２内歯歯車７は、それぞれ、モータ軸２と同軸に設けられている。第１内歯歯車５の噛合部は歯谷５−２の形状であり、第１内歯歯車５の噛合部である歯谷５−２と同位置にある第２内歯歯車７の歯形は、歯山７−１の形状となる。同様に、第２内歯歯車７の噛合部は歯谷７−２の形状であり、第２内歯歯車７の噛合部である歯谷７−２と同位置にある第１内歯歯車５の歯形は、歯山５−１の形状となる。
【００４３】
図１１（ａ）において、第１内歯歯車５の歯山５−１と、モータ軸２の中心とを結ぶ直線を線ｌ５とする。図１１（ｂ）において、第２内歯歯車７の歯谷７−２の両隣に位置する歯山を、歯山７−１−１、歯山７−１−２とする。歯山７−１−１とモータ軸２の中心とを結ぶ直線を線ｌ７−１とする。歯山７−１−２とモータ軸２の中心を結ぶ直線を線ｌ７−２とする。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを、モータ軸２を中心として重ねてモータ出力軸の方向Ｓから見たときを示している。第１内歯歯車５の線ｌ５と、第２内歯歯車７の線ｌ７−１、または線ｌ７−２において、線ｌ５と線ｌ７−１、または、線ｌ５と線ｌ７−２からなるモータ軸２を中心とした角度を角度ＰＡとする。内歯歯車の円周方向に隣接する歯山と歯山との間の角度、または、歯谷と歯谷との間の角度を１ピッチとすると、角度ＰＡは内歯歯車の半ピッチの角度に相当する。
【００４４】
前述の比較例のように、外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚の構成では、外歯歯車同士が半ピッチずれた状態で偏心運動をするという問題点がある。そこで本実施形態では、内歯歯車を２体化させ、かつ第１内歯歯車５および第２内歯歯車７の回転方向における位置関係を半ピッチずらし、相対的な位置関係を固定している。第１内歯歯車５および第２内歯歯車７の位置関係を半ピッチずらすことにより、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２の位置関係を保ったまま、偏心軸体４にて１８０°対向した向きにそれぞれ偏心させることを可能とする。第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のピン穴６−２、８−２の位置関係を保つことにより、ピン穴６−２、８−２の重なり合う略楕円形状の貫通穴の短径方向の長さ、Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３が等しくなる。短径方向の長さが等しくなることで、キャリア体９に設けられたキャリアピン９−２は、略楕円形状の貫通穴の全てに嵌合することができる。各キャリアピン９−２が貫通穴の全てに嵌合し接触することで、動力を伝達するときキャリアピン９−２に発生する負荷が略均等になり、キャリアピン１本にかかる負荷を減らすことができる。また、略楕円形状の各貫通穴の短径方向長さが一定であるため、キャリアピン９−２のピン径を短径方向長さに合わせて太くすることが可能となる。
【００４５】
このように本実施形態において、減速機ＲＧは、モータ軸２、第１外歯歯車６、第２外歯歯車８、第１内歯歯車５、第２内歯歯車７、および、キャリア体９を有する。第１外歯歯車は、モータ軸に偏心して揺動する。第２外歯歯車は、モータ軸に偏心して揺動する。第１内歯歯車は、第１外歯歯車と奇数の歯数差を有し、第１外歯歯車が内接噛合する。第２内歯歯車は、第２外歯歯車と奇数の歯数差を有し、第２外歯歯車が内接噛合する。キャリア体は、第１外歯歯車および第２外歯歯車の自転成分を取り出す。第１外歯歯車と第２外歯歯車の偏心方向は、互いに異なっている。第１外歯歯車および第２外歯歯車のそれぞれの歯山（歯山ピッチ部６−１、８−１）には、回転成分を取り出す穴（貫通ピン穴６−２、８−２）が形成されている。第１内歯歯車および第２内歯歯車の内歯の位置関係は、回転方向に互いにずれている。
【００４６】
好ましくは、第１内歯歯車および第２内歯歯車の内歯の位置関係は、回転方向に半ピッチだけ互いにずれている。また好ましくは、第１外歯歯車と第２外歯歯車の偏心方向は、互いに１８０°異なっている。また好ましくは、歯数差は１である。また好ましくは、回転成分を取り出す穴は、第１外歯歯車および第２外歯歯車のそれぞれの歯山の一つおきに形成されている。また好ましくは、第１内歯歯車と第２内歯歯車は、互いに同一の形状を有する。また好ましくは、第１外歯歯車と第２外歯歯車は、互いに同一の形状を有する。また好ましくは、減速機ＲＧは、第１内歯歯車および第２内歯歯車を固定する固定部（外筒３）を有する。
【００４７】
前述の比較例の構成では、略楕円形状の貫通穴の短径方向の長さが変化することで、全てのキャリアピンがピン穴に嵌合することができず、キャリアピンを細くする必要があり、また負荷が集中してしまうキャリアピンが存在していた。一方、本実施形態の構成によれば、外歯歯車の強度的に弱い部分を補強することができ、外歯歯車全体の強度を合理的に高めることが可能となるとともに、外歯歯車が２枚以上からなる減速機の構成を成り立たせることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１２は、本実施形態における減速機の説明図であり、外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚で構成された減速機をモータ出力軸の方向Ｓから見た図を示す。
【００４９】
第１実施形態では、図１０および図１１を参照して、外歯歯車を２枚、内歯歯車を２枚用いた本実施形態の減速機の構成を説明した。一方、本実施形態では、外歯歯車と内歯歯車との歯数差に着目し、外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚においても、本発明を成り立たせる構成について説明する。図１２は、外歯歯車と内歯歯車との歯数差が偶数（この例では歯数差「２」）であり、外歯歯車が２枚、内歯歯車が１枚で構成された減速機である。本実施形態において、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８のそれぞれの歯数は１２、内歯歯車１５の歯数は１４である。
【００５０】
第１実施形態では、外歯歯車の歯数が１２、内歯歯車の歯数が１３であり、歯数差は１である。図１０では、偏心体軸４がＣＷ方向に１８０°回転した場合、外歯歯車は揺動しながら外歯歯車の半ピッチの角度分だけＣＣＷ方向に回転する。第１外歯歯車６および第２外歯歯車８を、偏心体軸４を用いて１８０°対向する向きに偏心させた場合、外歯歯車同士は半ピッチ分ずれてしまう。この外歯歯車同士ズレを、内歯歯車を２体化させ、内歯歯車同士を回転方向に半ピッチずらすことで補正している。
【００５１】
一方、本実施形態では、外歯歯車の歯数が１２本、内歯歯車の歯数が１４本である。図１２において、偏心体軸４がモータ軸２と一体となりＣＷ方向に１回転、３６０°回転した場合、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）は、内歯歯車１５と噛合し偏心運動しながら、ＣＣＷ方向に外歯歯車の２ピッチ分の角度だけ回転する。また、偏心体軸４がＣＷ方向に１８０°回転した場合、第１外歯歯車６（または第２外歯歯車８）は、内歯歯車１５と噛合し偏心運動しながら、ＣＣＷ方向に外歯歯車の１ピッチ分の角度だけ回転する。このとき、第１外歯歯車６と第２外歯歯車８とが互いに１８０°対向した向きに偏心された場合、第１外歯歯車６と第２外歯歯車８は互いに外歯歯車の１ピッチ分の角度だけずれる。すなわち、外歯歯車と内歯歯車との歯数差が偶数の場合、外歯歯車は１回（３６０°）の偏心運動で外歯歯車と内歯歯車の歯数差のピッチ角度だけ回転し、外歯歯車は０．５（１８０°）回の偏心運動で外歯歯車と内歯歯車の歯数差の半分のピッチ角度だけ回転する。外歯歯車が１８０°偏心運動したときの回転した角度を、外歯歯車がνピッチ分だけ回転したと置き換える。ピッチνは、図１２では内歯のピン数１４、外歯のピン数１２であることから、ν＝（１４−１２）／２＝１となる。同様に、図１０では内歯のピン数１３、外歯のピン数１２であることから、ν＝（１３−１２）／２＝０．５となる。
【００５２】
図１２では、ν＝１であり、νが整数となる場合を示している。このとき、下方向に偏心された第１外歯歯車６と内歯歯車１５とが噛合しており、噛合位置での内歯歯車の１５の形状は歯谷１５−２ｂの形状をしている。歯谷１５−２ｂの位置からモータ軸２を中心に１８０°対向した位置での内歯歯車１５の形状は、歯谷１５−２ａとなり同形状である。同様に、上方向に偏心された第２外歯歯車８と内歯歯車１５が噛合しており、噛合位置での内歯歯車の１５の形状は歯谷１５−２ａの形状をしている。歯谷１５−２ａの位置からモータ軸２を中心に１８０°対向した位置での内歯歯車１５の形状は、歯谷１５−２ｂとなり同形状である。
【００５３】
第１外歯歯車６および第２外歯歯車８が内歯歯車１５に１８０°対向した向きにそれぞれ噛合し、噛合位置の内歯歯車１５の形状がともに歯谷１５−２ａ、１５−２ｂと同形状である。このため、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８は、偏心成分を除くと、外歯歯車の歯山、歯谷の位置が一致する。図１２では、第１外歯歯車６および第２外歯歯車８が１８０°対向した向きにそれぞれ偏心した状態から、その偏心成分を除いたとき（モータ軸２と同軸上に配置したとき）、互いの外歯歯車の回転位置の関係が一致する。偏心成分を除いた第１外歯歯車６と第２外歯歯車８との位置関係が一致することにより、外歯歯車同士に設けられたピン穴、および、ピン穴同士からなる略楕円形状の貫通穴の短径方向の長さが一致する。前述のように、短径方向の長さが等しくなることで、キャリア体９に設けられたキャリアピン９−２は、略楕円形状の貫通穴の全てに嵌合することができると説明した。すなわち、外歯歯車と内歯歯車との歯数差が偶数となる場合、２つの外歯歯車と１つの内歯歯車とを有する構成で、本発明の効果を得ることができる。
【００５４】
＜外歯歯車の部品強度を加味したピン穴の間隔＞
次に、図１３および図１４を参照して、外歯歯車の部品強度を加味したピン穴の間隔について説明する。図１３および図１４は、各実施形態における減速機の外歯歯車を軸方向から見た図であり、外歯歯車の部品強度を加味したピン穴の間隔の説明図を示す。
【００５５】
図１３は、外歯歯車の歯山位置の全てに、内歯歯車と外歯歯車との相対回転成分を取り出すための内ピンを挿入するための複数のピン穴６−２（またはピン穴８−２）を設けた部品形状を示している。隣接するピン穴同士にて、外歯歯車の周方向の厚みが薄くなる部分（間隔）をＴ１とする。キャリアピンの強度を保つために、ピン穴６−８（またはピン穴８−２）の径を一定とし、外歯歯車の小型化のため、トロコイド形状の歯形で構成された外歯歯車を中心方向にオフセットし径方向に小型化する。このような構成において、ピン穴６−２（またはピン穴８−２）は外歯歯車の中心位置に移動し、間隔Ｔ１がより薄くなってしまう。間隔Ｔ１が薄くなることにより、外歯歯車の強度が低下する可能性がある。図１４は、外歯歯車の歯山１つおきに間隔を空け、ピン穴６−２（またはピン穴８−２）を設けた図である。このとき、隣接するピン穴同士にて、外歯歯車の周方向の厚みが薄くなる部分（間隔）をＴ２とする。ピン穴を設ける間隔を歯山１つおきにすることより、部品の厚みが間隔Ｔ１から間隔Ｔ２に増す。外歯歯車の部品強度を加味し、歯山１つおきに間隔を空けピン穴を設けることで、部品強度を向上させることができる。
【００５６】
各実施形態では、中央クランクタイプの揺動内接噛合型の減速機の外歯歯車において、強度が弱い部分がピン穴の径方向外側部分と外歯歯車の歯底ピッチ部からなる厚みであることに着目し、ピン穴部分を外歯歯車の歯山ピッチ部に設ける。また、それに伴い、内歯歯車を２体化し、第１外歯歯車と第１内歯歯車とが噛合し、第２外歯歯車と第２外歯歯車とが噛合し合う構成を有する。その結果、外歯歯車の強度を補強することができ、外歯歯車全体の強度を合理的に高めることが可能となる。また、外歯歯車を径方向に小型化することができるため、減速機全体の小型化が可能となる。このため各実施形態によれば、小型で高強度の減速機を提供することができる。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
ＲＧ  減速機
２  モータ軸
３  外筒
４  偏心体軸
５  第１内歯歯車
６  第１外歯歯車
６−１  歯山ピッチ部（歯山）
６−２  貫通ピン穴（穴）
７  第２内歯歯車
８  第２外歯歯車
８−１  歯山ピッチ部（歯山）
８−２  貫通ピン穴（穴）
９  キャリア体
【図１】
2020128759.tif 000003
【図２】
2020128759.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020128759.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020128759.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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