(57)【要約】【課題】高い減速比を有する減速機構でありながら小型であり、且つ安価に製造することのできる減速機構を提供する。【解決手段】円筒状の内周面を有する固定輪と、固定輪の内周面の内径より小さな外径の円筒状の外周面を有し、この内径と外径との差による偏心量に応じて偏心した位置を中心として、固定輪の内周面に外周面が係合して滑ることなく差動回転する回転輪と、回転中心が固定輪の内周面の中心であって、回転輪の中心孔に偏心量だけ偏心して嵌入し、回転輪の外周面を固定輪の内周面に対する係合を維持して差動回転させる偏心軸を有する入力軸と、一端が回転輪に固定され、他端が固定輪の内周面の中心に配置された出力軸に接続された、回転輪の偏心運動を伝達することなく回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手とを有することを特徴とする減速機構によって達成される。【選択図】図１
2010048274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面を有する固定輪と、
この固定輪の内周面の内径より小さな外径の円筒状の外周面を有し、この内径と外径との差による偏心量に応じて偏心した位置を中心として、前記固定輪の内周面に前記外周面が係合して滑ることなく差動回転する回転輪と、
回転中心が前記固定輪の内周面の中心であって、前記回転輪の中心孔に前記偏心量だけ偏心して嵌入し、前記回転輪の外周面を前記固定輪の内周面に対する係合を維持して差動回転させる偏心軸を有する入力軸と、
一端が前記回転輪に固定され、他端が前記固定輪の内周面の中心に配置された出力軸に接続された、前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手とを有することを特徴とする減速機構。
【請求項２】
前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が歯車機構であって、前記固定輪が内接歯車であり、前記回転輪が前記内接歯車より歯数の少ない外接歯車であることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項３】
前記内接歯車と前記外接歯車とが、転位歯車であることを特徴とする請求項２に記載の減速機構。
【請求項４】
前記内接歯車と前記外接歯車とが、歯形が円弧状に形成された歯車であることを特徴とする請求項２に記載の減速機構。
【請求項５】
前記歯形が円弧状に形成された歯車が、ほぼ半円状の円弧が内側に凸になるように形成された歯形を有しており、この歯形が前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面に直接形成されていることを特徴とする請求項４に記載の減速機構。
【請求項６】
前記歯形が円弧状に形成された歯車が、前記固定輪の内周面又は前記回転輪の外周面の位置に植設された円筒状のピンによって形成された歯形と、このピンに噛合するほぼ半円状の円弧状の歯形とからなることを特徴とする請求項４に記載の減速機構。
【請求項７】
前記歯形が円弧状に形成された歯車が、前記固定輪の内周面又は前記回転輪の外周面の位置に円筒コロを有するチエンを配置して形成された歯形と、この円筒コロに噛合するほぼ半円状の円弧状の歯形とからなることを特徴とする請求項４に記載の減速機構。
【請求項８】
前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が磁気歯車機構であって、前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面の相対する位置が磁化されて磁気歯車が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項９】
前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が摩擦伝導機構であって、前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面に、摩擦によって滑りを生じさせないコンタクト面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項１０】
前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手が、両面に相互に直交する溝を有し、この溝に沿って移動自在な摺動部材を係合した構造の偏心軸継手であることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項１１】
前記摺動部材が、少なくとも２個のピンであることを特徴とする請求項１０に記載の減速機構。
【請求項１２】
前記ピンが、ころがり軸受で支持された回転体を有する構造のピンであることを特徴とする請求項１１に記載の減速機構。
【請求項１３】
前記摺動部材が、溝に嵌合するスライド部材であることを特徴とする請求項１０に記載の減速機構。
【請求項１４】
前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手が、２個の自在継手を組み合わせた構造の偏心軸継手であることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項１５】
前記固定輪及び前記回転輪の組が複数個あって、出力軸に直接入力軸の偏心軸を接続することによって多段に構成されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構に関するものであり、特に、高い減速比を得ることが可能な減速機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高い減速比を得ることが可能な減速機構としては、遊星歯車機構やハーモニックドライブ機構などが知られている。しかしながら、これらの機構は、複雑な構造を有しているので、どうしても大型で高価なものにならざるを得ず、高い減速比でありながら、小型で且つ安価な減速機構とすることは非常に困難である。
【０００３】
このような、高い減速比でありながら小型に構成可能な減速機構としては、特許文献１〜４に示すような内接して噛合う差動歯車機構が考えられる。しかしながら、従来技術の内接して噛合う差動歯車機構は、これらの特許文献に開示されているように、いずれも、差動歯車で減速した後の出力軸に到るまでの伝導機構が複雑な構成であって、満足できる程度に小型で且つ安価な減速機構とはなっていなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３１４８２号  図１〜図７
【特許文献２】特開平６−３３９９５号  第４図〜第６図
【特許文献３】特開２００３−４９９０９号  図１、図３
【特許文献４】特開２００５−４２８２７号  図１〜図５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解消して、高い減速比を有する減速機構でありながら小型であり、且つ安価に製造することのできる減速機構を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、円筒状の内周面を有する固定輪と、この固定輪の内周面の内径より小さな外径の円筒状の外周面を有し、この内径と外径との差による偏心量に応じて偏心した位置を中心として、前記固定輪の内周面に前記外周面が係合して滑ることなく差動回転する回転輪と、回転中心が前記固定輪の内周面の中心であって、前記回転輪の中心孔に前記偏心量だけ偏心して嵌入し、前記回転輪の外周面を前記固定輪の内周面に対する係合を維持して差動回転させる偏心軸を有する入力軸と、一端が前記回転輪に固定され、他端が前記固定輪の内周面の中心に配置された出力軸に接続された、前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手とを有することを特徴とする減速機構を提供するものである。
【０００７】
ここで、前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が歯車機構であって、前記固定輪が内接歯車であり、前記回転輪が前記内接歯車より歯数の少ない外接歯車であることが望ましい。そして、前記内接歯車と前記外接歯車とが、転位歯車であることが望ましく、或いは、前記内接歯車と前記外接歯車とが、歯形が円弧状に形成された歯車であることが望ましい。
【０００８】
更に、前記歯形が円弧状に形成された歯車が、ほぼ半円状の円弧が内側に凸になるように形成された歯形を有しており、この歯形が前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面に直接形成されていることが望ましい。或いは、前記歯形が円弧状に形成された歯車が、前記固定輪の内周面又は前記回転輪の外周面の位置に植設された円筒状のピンによって形成された歯形と、このピンに噛合するほぼ半円状の円弧状の歯形とからなることが望ましく、又は、前記歯形が円弧状に形成された歯車が、前記固定輪の内周面又は前記回転輪の外周面の位置に円筒コロを有するチエンを配置して形成された歯形と、この円筒コロに噛合するほぼ半円状の円弧状の歯形とからなることが望ましい。
【０００９】
そして、前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が磁気歯車機構であって、前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面の相対する位置が磁化されて磁気歯車が形成されていることが望ましく、或いは、前記固定輪の内周面に前記回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構が摩擦伝導機構であって、前記固定輪の内周面及び前記回転輪の外周面に、摩擦によって滑りを生じさせないコンタクト面を形成していることが望ましい。
【００１０】
更に、前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手が、両面に相互に直交する溝を有し、この溝に沿って移動自在な摺動部材を係合した構造の偏心軸継手であることが望ましく、前記摺動部材が、少なくとも２個のピンであることが望ましい。そして、前記ピンが、ころがり軸受で支持された回転体を有する構造のピンであることが更に望ましく、或いは、前記摺動部材が、溝に嵌合するスライド部材であることが望ましい。更に、前記回転輪の偏心運動を伝達することなく前記回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手が、２個の自在継手を組み合わせた構造の偏心軸継手であることが望ましい。
【００１１】
そして、前記固定輪及び前記回転輪の組が複数個あって、出力軸に直接入力軸の偏心軸を接続することによって多段に構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のように構成されているので、高い減速比を有する減速機構でありながら小型であり、且つ安価に製造することのできる減速機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明の減速機構の１実施例を示す断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１に示す偏心軸継手の分解斜視図、図５は入力軸を示す斜視図、図６は転位歯車の１例を示す説明図、図７は歯型が円弧状に形成された歯車の１例を示す説明図、図８は固定輪の内周面又は回転輪の外周面の位置に植設された円筒状のピンによって形成された歯形の１例を示す説明図、図９は固定輪の内周面又は回転輪の外周面の位置に配置された円筒コロを有するチエンで形成された歯形の１例を示す説明図、図１０は磁気歯車を示す説明図、図１１は図４に示す偏心軸継手のピンがころがり軸受で支持された回転体である例を示す断面図、図１２は偏心軸継手のピンをスライド部材にした実施例を示す分解斜視図、図１３は偏心軸継手の他の実施例を示す断面図、図１４は本発明の減速機構を多段にした実施例の断面図、図１５は図１４の多段の減速機構において出力軸に直接入力軸の偏心軸を接続する構造の１例を示す斜視図である。
【００１４】
本発明の減速機構の基本的な構成は、高い減速比で減速することが可能な差動歯車機構を採用し、差動歯車機構で減速した後の出力軸に到るまでの伝導機構として、回転輪の偏心運動を伝達することなく回転輪の差動回転のみを伝達する偏心軸継手を採用したものである。
【００１５】
本発明の差動歯車機構は、図１及び図２に示すように、円筒状の内周面（この実施例では内接歯車１０のピッチ円１０ａ）を有する固定輪（この実施例では内接歯車１０）と、この固定輪の内周面の内径より小さな外径の円筒状の外周面（この実施例では外接歯車１１のピッチ円１１ａ）を有する回転輪（この実施例では外接歯車１１）とを有しており、固定輪の内径と回転輪の外径との差による偏心量ｅに応じて偏心した位置を中心として、固定輪の内周面に回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転するものである。
【００１６】
そして、固定輪の内径と回転輪の外径との差による偏心量ｅは、固定輪の内周面に回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転するためには、固定輪の内径と回転輪の外径との差の１／２となる。
【００１７】
この実施例では、固定輪の内周面と回転輪の外周面とが相互に係合して滑ることなく差動回転する機構として歯車機構を採用したものであって、固定輪が内接歯車１０、その内周面が内接歯車１０のピッチ円１０ａであり、回転輪が内接歯車１０より歯数の少ない外接歯車１１、その外周面が外接歯車１１のピッチ円１１ａとなっている。
【００１８】
後述するように、滑ることなく差動回転するための機構として歯車機構を採用することは必須ではないが、最適な機構の一つであることは間違いないので、以下の説明では、この歯車機構を例にして説明する。
【００１９】
回転輪（外接歯車１１）の外周面を固定輪（内接歯車１０）の内周面に沿って差動回転するように駆動する入力軸１２（具体的な形状は図５を参照）は、入力側の回転軸１２ａが固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）の中心Ｏを中心にして回転し、偏心量ｅだけ偏心した偏心軸１２ｂが回転輪（外接歯車１１）の中心孔に回転自在に嵌入している。
【００２０】
このため、入力軸１２が回転することによって、偏心軸１２ｂの中心Ｏ’は固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）の中心Ｏを中心にして、回転半径が偏心量ｅとなる回転を行って回転輪（外接歯車１１）に偏心運動をさせるとともに、回転輪（外接歯車１１）の外周面（ピッチ円１１ａ）を固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）に対して歯車による係合を維持しながら回転させるので、回転輪（外接歯車１１）を固定輪（内接歯車１０）に対して差動回転させることができる。
【００２１】
このとき、偏心量ｅを、前述したように、固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）の直径と回転輪（外接歯車１１）の外周面（ピッチ円１１ａ）の直径の差の１／２とすることによって、固定輪（内接歯車１０）の内周面と回転輪（外接歯車１１）の外周面を相互に係合して滑ることなく差動回転をさせることができる。従って、回転輪（外接歯車１１）は、偏心軸１２ｂの回転による偏心運動と、固定輪の内周面と回転輪の外周面を相互に係合して滑ることなく回転することによる減速された回転（差動回転）とが合成された運動を行うことになる。
【００２２】
回転輪の運動のうち、減速された回転輪（外接歯車１１）の回転（差動回転）は、回転輪（外接歯車１１）の偏心運動を伝達することなく回転輪（外接歯車１１）の差動回転のみを伝達する偏心軸継手１３を介して出力軸１４から出力される。
【００２３】
この実施例では、偏心軸継手１３は、図３及び図４に示すように、入力端が回転輪（外接歯車１１）に固定され、出力端が固定輪（内接歯車１０）の内周面の中心に配置された出力軸１４であって、入力端である回転輪（外接歯車１１）と出力端である出力軸１４との間に、両面に相互に直交する溝１５ａ、１５ｂを有する係合リング１５を配置し、回転輪（外接歯車１１）と、出力軸１４に固定された出力リング１８とに設けられた摺動部材（この実施例では、それぞれ２個ずつ設けられたピン１６、１７）が、係合リング１５の溝１５ａ、１５ｂに沿って移動自在に嵌入された構造の偏心軸継手が採用されている。
【００２４】
この実施例では、ピン１６、１７はそれぞれ２個ずつ設けられているが、３個以上のピンを直線状に配置してもよく、或いは、溝１５ａ、１５ｂの幅より小さな径のピンを千鳥状に配置して、それぞれ溝１５ａ、１５ｂの片側の側面のみに接するようにしてもよい。そして、このように配置することによって、ピン１６、１７が溝１５ａ、１５ｂの両側面に接触して、溝１５ａ、１５ｂの内部をスムーズに移動できなくなることを防止することができる。
【００２５】
また、この実施例では、係合リング１５に溝１５ａ、１５ｂが形成されており、回転輪（外接歯車１１）と出力軸１４に固定された出力リング１８とに、それぞれ２個ずつのピン１６、１７が設けられているが、逆に、回転輪（外接歯車１１）と出力リング１８とに溝を形成し、係合リング１５の両面にピンを設けても全く同様の偏心軸継手とすることができる。
【００２６】
固定輪（内接歯車１０）の両側面には、第１の側壁１９及び中間部材２０を介して第２の側壁２１が配置されており、ボルト２２で一体に固定されて、全体のフレームを形成している。そして、第１の側壁１９には、ボールベアリング２３を介して入力軸１２の入力側の回転軸１２ａが配置されており、第２の側壁２１には、ボールベアリング２４を介して出力軸１４が配置されている。
【００２７】
この実施例における減速機構は、以上に述べたように構成されているので、図示しない駆動源によって駆動されて、入力軸１２の入力側の回転軸１２ａが回転すると、この入力軸１２の回転によって偏心軸１２ｂが偏心回転し、回転輪（外接歯車１１）が偏心運動を行うとともに、この偏心運動によって、回転輪（外接歯車１１）の外周面（ピッチ円１１ａ）が固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）に沿って移動する。
【００２８】
この回転輪（外接歯車１１）の外周面（ピッチ円１１ａ）の移動は、入力軸１２の回転方向と逆方向に固定輪（内接歯車１０）の内周面（ピッチ円１０ａ）に沿って移動するので、
（内接歯車１０の歯数−外接歯車１１の歯数）／（内接歯車１０の歯数）
となる減速比で差動回転を行うことになる。
【００２９】
このときの回転輪（外接歯車１１）の運動は、前述したように、入力軸１２の偏心軸１２ｂの偏心回転による偏心運動と固定輪と回転輪との差動回転とが合成された運動となっているので、本発明では、回転輪の偏心運動を伝達することなく回転輪の回転運動のみを伝達する偏心軸継手によって、回転輪の差動回転のみを出力するように構成して、出力軸１４が回転輪（外接歯車１１）の差動回転と同じ回転数で回転するように構成している。
【００３０】
この発明の減速機構における減速比の計算を具体例で説明すると、図１、図２に示す実施例では、内接歯車１０の歯数＝６０、外接歯車１１の歯数＝５６の輪列が描かれているので、減速比は、双方の歯数から、（６０−５６）／６０＝１／１５となり、１／１５の減速比の減速機構を得ることができる。このとき、偏心量ｅは、偏心量ｅ＝（内接歯車の歯数−外接歯車の歯数）×歯車のモジュール／２となるので、歯車のモジュールが１であれば偏心量は２ｍｍとなり、入力軸１２の入力側の回転軸１２ａと偏心軸１２ｂとの偏心量ｅは２ｍｍとなっている。
【００３１】
本発明では、一定の減速比で確実に減速するためには、固定輪の内周面と回転輪の外周面とが確実に係合して、滑ることなく差動回転することが必須であり、確実に係合して滑ることなく差動回転するために、図１〜図５の実施例では、固定輪の内周面に回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構として歯車機構を採用したものである。
【００３２】
従って、図１〜図５の実施例では、固定輪を構成する部材として内接歯車１０を採用しており、回転輪の外周面を構成する部材として内接歯車１０より歯数の少ない外接歯車１１を採用している。そして、歯車の歯形は滑りを防止するための凹凸であって、固定輪の内周面は内接歯車１０のピッチ円１０ａとなり、回転輪の外周面は外接歯車１１のピッチ円１１ａとなる。
【００３３】
この実施例のように、内接歯車と外接歯車とを噛合わせると歯形の干渉が生じることが知られている。また、減速比を大きくするために内接歯車と外接歯車との歯数の差を小さくすると、更に歯形の干渉が生じやすくなることも知られている。これを防止するためには、図６に歯形の１例を示すように、固定輪（内接歯車３０）と回転輪（外接歯車３１）との双方を転位歯車とすることが望ましい。図６には、固定輪（内接歯車３０）に使用される転位歯車の歯形３２と回転輪（外接歯車３１）に使用される転位歯車の歯形３３との１例が示されている。
【００３４】
或いは、歯車の歯形として、例えば、図７にその１例を示すように、固定輪の内接歯車３０と回転輪の外接歯車３１との歯形を円弧状に形成することができる。図７に示す固定輪の内接歯車３０と回転輪の外接歯車３１との円弧状の歯形３４、３５は、ほぼ半円状の円弧が内側に凸になるように形成された歯形であって、この歯形３４、３５が固定輪の内周面に内接歯車３０として、回転輪の外周面に外接歯車３１として直接形成されて、内接歯車３０と外接歯車３１となっている。このように、固定輪（内接歯車３０）の歯形３４とこれに噛合う回転輪（外接歯車３１）の歯形３５とを円弧状に形成された歯形とするときには、歯数の差の小さな内接歯車３０と外接歯車３１とを噛合わせても歯形の干渉が生じることはない。尚、図７は断面図ではないが、内接歯車３０の歯形３４と外接歯車３１の歯形３５及びその噛合いの状態を明瞭に示すために、内接歯車３０と外接歯車３１とにハッチングが施されている。
【００３５】
また、歯形が円弧状に形成された歯車の他の形状として、図８に示すように、固定輪（内接歯車３０）の内周面又は回転輪（外接歯車３１）の外周面の位置に植設された円筒状のピン３６の外周によって歯形を形成し、他方に形成されたほぼ半円状の円弧状の歯形と噛合わせることができる。図８に示した実施例には、ピン３６を固定輪（内接歯車３０）に植設して、このピン３６の外周を円弧状の歯形３４とし、回転輪（外接歯車３１）の外周面に半円状の円弧状の歯形３５を形成した形状が示されているが、逆に、回転輪（外接歯車３１）の内周面の位置にピンを植設して固定輪（内接歯車３０）の内周面に円弧状の歯形３４を形成してもよい。
【００３６】
更に、歯形が円弧状に形成された歯車の他の形状として、図９に示すように、固定輪（内接歯車３０）の内周面又は回転輪（外接歯車３１）の外周面の位置に円筒コロ３７を有するチエン３８を配置して、この円筒コロ３７の外周によって歯形３５を形成し、この円筒コロ３７の外周からなる歯形３５に、固定輪（内接歯車３０）に形成されたほぼ半円状の円弧状の歯形３４を噛合するように構成することもできる。そして、この実施例では、図８の実施例とは逆に、円筒コロ３７は回転輪（外接歯車３１）に固定されており、固定輪（内接歯車３０）に円弧状の歯形３５が形成されている。しかし、この実施例でも、円筒コロ３７を固定輪（内接歯車３０）に固定し、回転輪（外接歯車３１）に円弧状の歯形を形成することができるのは当然である。
【００３７】
チエン３８は、円筒コロ３７を所定の位置に保持するためのものであって、スプロケット又はリテーナと呼ばれる形式のもので、円筒コロ又は針状コロを保持するものであっても良い。また、円筒コロ３７の位置は、図９の実施例では、回転輪（外接歯車３１）の歯形３５で位置決めされているが、この歯形は円弧状の歯形にする必要はなく、単に円筒コロ３７が位置決めされるのみのＶ字状の溝であっても良い。そして、このようにして円筒コロ３７が位置決めされるときには、チエン３８は円筒コロ３７を所定の範囲内に保持すれば足りることは勿論である。
【００３８】
或いは、図１０に示すように、固定輪の内周面に回転輪の外周面が係合して滑ることなく差動回転する機構を磁気歯車機構とすることができる。即ち、内接歯車３０に相当する固定輪の内周面３０ａと外接歯車３１に相当する回転輪の外周面３１ａとの相対する位置に同じピッチで交互にＮ極とＳ極とを形成することによって磁気歯車を構成し、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａとにおいてＮ極とＳ極とを相互に吸着して、係合して滑ることなく差動回転をするように構成することもできる。
【００３９】
この場合には、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａとに歯形の加工をする必要はなく、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａを共に円筒状に加工して、所定の間隔でＮ極とＳ極とに磁化するのみで充分である。そして、磁気歯車機構の場合には、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａとの間に隙間を設けて、無接触で差動回転させることも可能である。更に、この場合には、固定輪（３０）は回転輪（３１）の内部で、ボールベアリング２０に支持されて回転するので、磨耗による故障などのトラブルは発生しない。
【００４０】
このように磁気歯車機構として構成することによって、負荷が大きくなって固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａとの間に滑りが生じても、ＮとＮの同極或いはＳとＳの同極が接近することになり、より強く反発して滑りを生じさせないように作用する。しかしながら、大きな過負荷が掛かったときには滑りが生じるので、過負荷安全装置としての機能も持たせることができる。
【００４１】
又は、図示しないが、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａをそのまま圧接することによって、摩擦によって滑りを生じさせない円筒状のコンタクト面とすることもできる。この場合には、固定輪（３０）の内周面３０ａと回転輪（３１）の外周面３１ａとの間で滑りを生じないように強く押圧するとともに、少なくとも一方の表面を粗面にし、或いはブレーキ材等の摩擦係数の大きく耐磨耗性の高い材料を貼付して滑りを生じさせないようにすることが望ましい。
【００４２】
そして、このように構成することによって、歯車の場合には、固定輪の歯数と回転輪の歯数を整数にしなければならないために、減速比も必ず整数比でなければならない、との制限がなくなり、任意の減速比を自由に選定することができる。
【００４３】
図３及び図４に示す回転輪（外接歯車１１）の偏心運動を伝達することなく回転輪（外接歯車１１）の回転運動のみを伝達する偏心軸継手１３は、係合リング１５にピン１６、１７を嵌入して回転運動を伝達するものであるが、このピン１６、１７は、図１１に示すように、固定ピン４０に嵌入された転がり軸受４１で支持された筒状回転体４２を有するピン４３とすることができる。
【００４４】
このように構成することによって、ピン４３の筒状回転体４２が回転するので、溝１５ａ、１５ｂの側面との摩擦を大幅に減少することができ、より効果的に差動回転を取り出すことができる。尚、ピン４３の構成は、図１１に示す構成に限定されるものではなく、例えばニードルベアリングを採用した市販のカムフォロアをそのまま使用するなど、任意の構成とすることができることは明らかである。
【００４５】
そして、このピン４３は、溝１５ａ、１５ｂの幅より小さな径のピンとして、これを千鳥状に配置して、それぞれのピン４３が溝１５ａ、１５ｂの片側の側面のみに接するようにしてもよい。このように配置することによって、ピン４３が溝１５ａ、１５ｂの両側面に同時に接触して、溝１５ａ、１５ｂの内部をスムーズに移動できなくなることを防止することができる。
【００４６】
偏心軸継手１３の係合リング１５の溝１５ａ、１５ｂに嵌入する摺動部材は、少なくとも２個のピン１６、１７（又はピン４３）に限定されるものではなく、図１２に示すように、溝１５ａ、１５ｂに嵌合するスライド部材５０、５１とすることができる。このスライド部材５０、５１は、この実施例のように、単体のブロック体の形状であっても支障はないが、溝１５ａ、１５ｂの側面と摺動部材であるスライド部材５０、５１との摩擦を減少させるためには、ローラチェーンを使用したスライド機構などの転がり回転による直動支持機構にすることが望ましい。
【００４７】
回転輪（外接歯車１１）の偏心運動を伝達することなく回転輪（外接歯車１１）の回転運動のみを伝達する偏心軸継手は、図１３に示すように、２個の自在継手６０、６１を組み合わせた構造の偏心軸継手６２とすることができる。この偏心軸継手６２は、差動回転する外接歯車１１に固定された第１の自在継手６０と、出力軸１４に固定された第２の自在継手６１とを中継軸６３で接続した構造をしており、中継軸６３は、第１の自在継手６０又は第２の自在継手６１に対して、回転不能で且つ必須ではないが軸方向に伸縮可能に構成することが望ましい。
【００４８】
この２個の自在継手６０、６１を組み合わせた構造の偏心軸継手６２を採用したときには、図からも明らかなように、減速機構が軸方向に大きくなる欠点を有している。しかしながら、偏心軸継手としては効率の高い継手として周知の軸継手を採用しているので、安定した高性能を発揮することができる。
【００４９】
図１３の減速機構における上記以外の構成は、図１に示す実施例とほぼ同一なので、図中に符号を記入するのみで、構成についての詳細な説明の記載は省略する。
【００５０】
本発明の減速機構は、固定輪及び回転輪の組を直列に複数個設けることによって、容易に多段の減速機構とすることができる。この減速機構は、図１４に示すように、図１の減速機構をほとんどそのままの状態で直列に接続するものであって、第１段の減速機構７０における第２の側壁２１と出力軸１４に代えて第２の側壁７１と出力軸７２とし、第２段の減速機構７３における第１の側壁１９と入力軸１２に代えて第１の側壁７４と入力軸７５としたものである。
【００５１】
そして、第２の側壁７１と第１の側壁７４によってボールベアリング７６を挟持して保持し、このボールベアリング７６の内輪の内部で出力軸７２に直接入力軸７５を接続するように構成して、入力軸７５の偏心軸７３ａで第２段の減速機構７３の回転輪（外接歯車１１）を直接回転させるものである。
【００５２】
ボールベアリング７６の内輪の内部で出力軸７２に直接入力軸７５を接続する手段として、この実施例では、図１５に示すように、出力軸７２と入力軸７５を半割りにして、この半割りにした部分をボールベアリング７６の内輪の内部で組み合わせる構造を採用している。このように構成することによって、第１段の減速機構７０と第２段の減速機構７３をそれぞれ組み立てて、最後にボールベアリング７６の内輪の内部で出力軸７２と入力軸７５との半割り部を組み合わせることによって、２段の減速機構を容易に組み立てることができる。
【００５３】
図１４の多段の減速機構における上記以外の構成は、図１に示す実施例とほぼ同一なので、図中に符号を記入するのみで、構成についての詳細な説明の記載は省略する。
【００５４】
この２段の減速機構は、例えば、前述したように、第１段の減速機構７０と第２段の減速機構７３とがそれぞれ１／１５の減速機構であれば、２段のときには、１／１５×１／１５＝１／２２５となり、１／２２５の高い減速比の減速機構となる。本発明によれば、このようにして、小型でありながら高い減速比の減速機構を容易に得ることができる。また、この多段の減速機構は２段に限定されるのものではなく、同様にして３段以上の減速機構とすることができるので、更に高い減速比の減速機構を容易に得ることができる。
【００５５】
所望の減速比の多段の減速機構を設計するときには、最初に、所要の減速比から第１段の減速機構の減速比と第２段の減速機構の減速比を設定する。勿論、この第１段の減速比と第２段の減速比との積が減速機構全体の減速比となる。第１段の減速比と第２段の減速比とが決定すると、次に、固定輪（内接歯車１０）と回転輪（外接歯車１１）の歯車のモジュールと歯数を決定する。入力軸１２（７５）と偏心軸１４ａ（７５ａ）との偏心量ｅは、固定輪（内接歯車１０）の内径と回転輪（外接歯車１１）の外径との差によって自動的に決定するので、減速比（内接歯車１０と外接歯車１１の歯数比）と歯車のモジュールを決めることによって、入力軸の偏心量ｅも自動的に決定することになる。
【００５６】
従って、所望の減速比に対応する内接歯車１０の歯数と外接歯車１１の歯数との組合せの１段の減速機構と入力軸１２とをセットにしておけば、第１段の減速比と第２段の減速比とに対応するセットを選択し、これらを組み付けることで多段の減速機構を容易に製造することができる。
【００５７】
以上の説明では、入力軸１２や出力軸１４などの軸や、回転輪（外接歯車１１）などの各種の回転部材を回転自在に支承する部材として、ボールベアリングを例にして説明したが、回転部材を支承する軸受は、ボールベアリングに限定されるものではなく、任意の軸受装置、例えば各種のすべり軸受やニードルベアリングなどのころがり軸受を使用しても良いことは当然である。
【００５８】
以上の説明では、固定輪の内周面と回転輪の外周面とを滑ることなく差動回転するための機構として歯車を使用した例について述べたが、この機構は歯車によるものに限定されるものではなく、前述したように、任意の差動回転機構を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の減速機構の１実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１に示す偏心軸継手の分解斜視図である。
【図５】入力軸を示す斜視図である。
【図６】転位歯車の１例を示す説明図である。
【図７】歯型が円弧状に形成された歯車の１例を示す説明図である。
【図８】固定輪の内周面又は回転輪の外周面の位置に植設された円筒状のピンによって形成された歯形の１例を示す説明図である。
【図９】固定輪の内周面又は回転輪の外周面の位置に配置された円筒コロを有するチエンで形成された歯形の１例を示す説明図である。
【図１０】磁気歯車を示す説明図である。
【図１１】図４に示す偏心軸継手のピンがころがり軸受で支持された回転体である例を示す断面図である。
【図１２】偏心軸継手のピンをスライド部材にした実施例を示す分解斜視図である。
【図１３】偏心軸継手の他の実施例を示す断面図である。
【図１４】本発明の減速機構を多段にした実施例の断面図である。
【図１５】図１４の多段の減速機構において出力軸に直接入力軸の偏心軸を接続する構造の１例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  内接歯車
１０ａ  ピッチ円
１１  外接歯車
１１ａ  ピッチ円
１２  入力軸
１２ａ  入力側の回転軸
１２ｂ  偏心軸
１３  偏心軸継手
１４  出力軸
１５  係合リング
１５ａ，１５ｂ  溝
１６，１７  ピン
１８  出力リング
１９  第１の側壁
２０  中間部材
２１  第２の側壁
２２  ボルト
２３，２４  ボールベアリング
３０  内接歯車
３０ａ  内周面
３１  外接歯車
３１ａ  外周面
３２，３３  転位歯車の歯形
３４，３５  円弧状の歯形
３６  ピン
３７  円筒コロ
３８  チエン
４０  固定ピン
４１  転がり軸受
４２  筒状回転体
４３  ピン
５０，５１  スライド部材
６０，６１  自在継手
６２  偏心軸継手
６３  中継軸
７０  第１段の減速機構
７１  第２の側壁
７２  出力軸
７３  第２段の減速機構
７４  第１の側壁
７５  入力軸
７６  ボールベアリング
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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