(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する内歯を有すると共に該内歯が複数の外ピン孔と該外ピン孔に係合する円柱状の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、且つ、前記外ピン孔の数が前記外歯歯車の歯数より２だけ大きな数に設定されている内接噛合式遊星歯車構造において、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンが係合した外ピン孔を基準としたときに、該外ピン孔から偶数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群と、奇数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群のそれぞれの外ピンの数がほぼ一致するように外ピンの組込みを省略したことを特徴とする内接噛合式遊星歯車構造。
【請求項２】
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り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する内歯を有すると共に該内歯が複数の外ピン孔と該外ピン孔に係合する円柱状の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、且つ、前記外ピン孔の数が前記外歯歯車の歯数よりｎ個（ｎは２以上の整数）だけ大きな数に設定されている内接噛合式遊星歯車構造において、
前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンが係合した外ピン孔を基準としたときに、該外ピン孔からｎの倍数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−１）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−２）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−３）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、・・・、（ｎの倍数−ｎ＋１）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群のそれぞれの外ピン数がほぼ一致するように外ピンの組込みを省略したことを特徴とする内接噛合式遊星歯車構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の減速機、あるいは増速機に適用するのに好適な、内接噛合式の遊星歯車構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内接噛合式の遊星歯車構造に関する技術として、例えば図６に示すようなものが知られている。以下、これについて説明する。
【０００３】
図６はの内接噛合式遊星歯車減速機の一例を示す断面図である。又、図７は、図６におけるVII −VII 線に沿う断面図である。
【０００４】
図６において、符号１２０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１２０は、自身を図示せぬ固定部材に固定するために、筒壁を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔１２２を有している。ケーシング１２０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回転軸１０２の先端が図中右側から挿入されている。
【０００５】
ケーシング１２０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（図中左側）１２４と第２の支持ブロック（図中右側）１２６とが互いに対向して配置されている（共に第２軸に相当）。第１の支持ブロック１２４の外端面（左端面）は相手部材取付面１２４a とされ、ケーシング１２０の左端面よりも外に若干突き出ている。これら第１、第２の支持ブロック１２４、１２６は、それぞれ軸受１２８a 、１２８b を介してケーシング１２０の内周に回転自在に支持されている。
【０００６】
両支持ブロック１２４、１２６は、入力軸１０２と平行に配した３本のキャリアピン１４０により一体に連結・固定されている。キャリアピン１４０は、両支持ブロック１２４、１２６の外周寄りの位置に配置されており、入力軸１０２と同心の円周上に周方向に等間隔で配設されている（図７）。
【０００７】
キャリアピン１４０の先端面は、第１の支持ブロック１２４の相手部材取付面１２４a と面一に露出している。この露出した先端面の中心には、相手部材固定用ボルト１３２をねじ込むためのねじ穴１３４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１３２を、このねじ穴１３４にねじ込んで相手部材Ｐとキャリアピン１４０とを結合することにより、同時に第１の支持ブロック１２４と第２の支持ブロック１２６とが、所定の間隔で連結・固定されるようになっている。
【０００８】
又、ケーシング１２０内には、３本の偏心体軸（第１軸）１３６が入力回転軸１０２と平行に配設されている。
【０００９】
各偏心体軸１３６の第１の支持ブロック１２４側には、伝動歯車１３８が取付けられている。
【００１０】
入力回転軸１０２の先端に、前記各偏心体軸１３６に固定した伝動歯車１３８と噛合するピニオン１４２が形成され、これにより、入力回転軸１０２の回転がピニオン１４２及び伝動歯車１３８を介して３本の偏心体軸１３６に等しく分配されるようになっている（図７参照）。
【００１１】
一方、第１、第２の支持ブロック１２４、１２６の間には、ケーシング１２０の内径よりやや小さい外径の円板状の２枚の外歯歯車１１０、１１１が軸方向に並べて配置されている。
【００１２】
以降、説明するにあたって２枚の外歯歯車１１０、１１１のうち、一方の外歯歯車の外歯歯車１１０を中心に説明する。
【００１３】
内歯歯車１０６の内歯は外ピン孔１３０ａに係合した円柱状の外ピン１３０によって構成されており、その数は外歯１１２の数より２歯だけ多く設定されている。なお、理解を容易にするため外ピン１３０は黒く塗り潰してある。
【００１４】
入力回転軸１０２の回転により偏心体軸１３６の偏心部（偏心体）１３６ａが揺動回転するため、外歯歯車１１０も揺動回転を行う。ところで、偏心体軸１３６が１回転すると、外歯歯車１１０と内歯歯車１０６との噛合位置が順次ずれて１回転するが、このとき外歯１１２と外ピン１３０の歯数差Ｎの分だけ両歯車１１０、１０６の位相がずれ、そのずれが外歯歯車１１０の自転回転となってキャリアピン１４０を介して、第１、第２の支持ブロック１２４、１２６に伝達される。
【００１５】
例えば、外歯歯車１１０の外歯１１２の数をｍ（図７では、ｍ＝７８となっている）、内歯歯車１０６の外ピン（内歯）１３０の数をｍ＋２とした場合（図７では、８０）、その歯数差Ｎは２である。入力回転軸１０２により入力された回転は一旦伝動歯車１３８により減速されて各偏心体軸１３６に伝達される。そして、各偏心体軸１３６が１回転する毎に、ケーシング１２０に固定された内歯歯車１０６に対して歯数差分の２歯分だけずれていく（自転する）ことになる。これにより、各偏心体軸１３６の１回転が第１、第２支持ブロック１２４、１２６の２／ｍの回転に減速・変換される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、内歯歯車１０６の内歯が外ピン１３０によって構成されるタイプの内接噛合遊星歯車構造にあっては、伝達効率の向上及び騒音の低減を図るためには、外ピン１３０及び該外ピン１３０が係入される外ピン孔１３０ａの高精度な加工は必須であるが、それでも外歯歯車１１０に対する各外ピン１３０の位置は必ずしも均一にならず、それによって該加工・組付け誤差に起因して特定の外ピン１３０付近で摩擦抵抗が増大することがあるという問題があった。
【００１７】
又、該外ピン１３０の数は、１個の減速機当り数十以上にわたり、その加工及び組付けには多大な労力と時間を要するため、低コスト化が実現しないという問題があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、外ピン１３０の組込み数を削減するという方法によって上述した問題を解決すると共に、後述するように、それによって新たな不具合が発生しないように考慮し、特に外ピンと外歯との間の摩擦を低減させ、効率の良い動力伝達をし、又、加工工数・部品点数の削減及び騒音低減を全て同時に達成することをその課題としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する内歯を有すると共に該内歯が複数の外ピン孔と該外ピン孔に係合する円柱状の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、且つ、前記外ピン孔の数が前記外歯歯車の歯数より２だけ大きな数に設定されている内接噛合式遊星歯車構造において、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンが係合した外ピン孔を基準としたときに、該外ピン孔から偶数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群と、奇数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群のそれぞれの外ピンの数がほぼ一致するように外ピンの組込みを省略したことにより、上記課題を解決させることができる。
【００２０】
また、本発明は、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り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車と噛合する内歯を有すると共に該内歯が複数の外ピン孔と該外ピン孔に係合する円柱状の外ピン群によって構成された内歯歯車と、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、且つ、前記外ピン孔の数が前記外歯歯車の歯数よりｎ個（ｎは２以上の整数）だけ大きな数に設定されている内接噛合式遊星歯車構造において、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンが係合した外ピン孔を基準としたときに、該外ピン孔からｎの倍数番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−１）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−２）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、（ｎの倍数−３）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群、・・・、（ｎの倍数−ｎ＋１）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群のそれぞれの外ピン数がほぼ一致するように外ピンの組込みを省略したことにより、同様に上記課題を解決させることができる。
【００２１】
このような内接噛合式遊星歯車減速機において、伝達効率の向上及び騒音低減、あるいはコスト低減のために、できるだけ外ピン１３０と外歯１１２との摩擦抵抗を少なくさせる方法として、外ピン１３０と外歯１１２とが噛み合う際の両者の接触（滑り）をできるだけ滑らかにさせるということが考えられる。
【００２２】
しかしながら、外ピン１３０と外歯１１２は、既にできるだけ摩擦抵抗が少なくなるように加工（バフ仕上、鏡面仕上等）されており、これ以上の鏡面化は、コストが非常に高くかかってしまう。
【００２３】
そのため、他の方法として大きな回転トルクを必要としない場合には、図８に示すように、外ピン１３０を例えば１つ置きに挿入（図７の状態からは省略）するようにすることが考えられる。この場合、全ての外ピン孔１３０ａに外ピン１３０を設置した（組み込んだ）場合（図７の状態）に比べて許容伝達能力は低下するものの、該許容伝達能力の範囲においては、外ピン１３０の数を半減できるため、（特に組付け誤差に起因する）外ピンと外歯１１２との間の摩擦抵抗を減少でき、低騒音且つ低コストの内接噛合式遊星歯車減速機が達成できる。
【００２４】
それは、例えば外ピンの数が８０であった場合、仮に１割程度の外ピン１３０が他の外ピンに比べて外歯歯車側に（摩擦抵抗の増大に影響するほど）迫り出して組付けられるとすれば、その数は８本ということになり、外歯歯車１１０はこの８本の外ピン１３０と噛合する度に大きな摩擦抵抗を受けることになるが、外ピン１３０の数を半減すれば単純計算で（摩擦抵抗の増大に影響するほど）迫り出して組付けられるのは、同じ割合とすれば４本となり、影響が半減するためである。
【００２５】
しかしながら、図８のように、例えば１つ置きに外ピン１３０の組込みを省略するようにすると、以下に述べるような欠点が発生する恐れがある。
【００２６】
図９は、図８のIX部の拡大図である。
【００２７】
図９（Ａ）に示すように、外歯１１２をそれぞれａ′、ｂ′、・・・、ｉ′、・・・とし、外ピン１３０をそれぞれＡ′、Ｂ′、・・・、Ｅ′・・・とする。
【００２８】
このような状態において、外歯歯車１１０が１回転すると、当然に外ピンＡ′、Ｂ′、・・・Ｅ′、・・・は、内歯歯車１０６が不動であるため、不動のままである。又、外歯歯車１１０は歯数差が２であるため、それぞれの外ピンとは２歯ずつずれる。このため、外ピンと外歯は、図９（Ｂ）のようになる。
【００２９】
なお、ここでは外歯歯車１１０は左回転をしたが、これは回転入力軸１０２の回転方向によって決定される。
【００３０】
つまり、図９（Ａ）と図９（Ｂ）とでは、図９（Ａ）で外ピンと噛み合っていた外歯（例えばａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、ｉ′、・・・）が外歯歯車１１０の１回転後（図９（Ｂ））でも再度、それらの外歯は、外ピンと噛み合うこととなる。即ち、外歯歯車がさらにもう１回転しても同様な結果となり、結果的に、外歯歯車１１０が何回回転しても外ピン１３０と噛み合う外歯は常に一定のもの（ａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、ｉ′、・・・）となってしまう。換言すると、外ピンと噛み合わない外歯は外歯歯車１１０が何回回転しても全く噛み合うことがない。
【００３１】
このようなことが生じてしまうと、当然に一定の外歯（この例では、ａ′、ｃ′、ｅ′、ｇ′、ｉ′、・・・）のみが仕事をすることになり、そのそれぞれの隣りにある外ピン１３０と全く噛み合わない外歯（この例では、ｂ′、ｄ′、ｆ′、ｈ′、・・・）とは摩耗の度合いが異なり、外歯１１２を偏摩耗させてしまうことになる。つまり、外歯歯車１１０の寿命を短くしてしまうこととなってしまう。
【００３２】
そのため、本発明では、所定の規則に従って外ピン１３０の組込みを省略することとし、外歯歯車１１０が均等に摩耗できるようにして、その耐久性の向上を図った。
【００３３】
なお、請求項１は、内歯の数（省略する前の外ピンの数：外ピン孔の数）と外歯の数の差が「２」の場合について言及したものであり、請求項２は、請求項１を含めて、歯数差と省略する外ピンとの関係をより一般的に規定したものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明では、外ピンの組込みの省略の仕方にその最大の特徴があり、この実施形態に係わる減速機自体の基本構造は、既に説明した従来のそれと同様（歯数差が２）であるため、これについては重複説明を省略する。
【００３５】
この実施形態では、図８に示すように、１つ置きに外ピン１３０の組込みを省略するのではなく、図１に示すように、外ピン１３０を外ピン孔１３０ａに対し２つ置きに２本ずつセットで省略するようにする。
【００３６】
図１におけるII部の拡大を図２に示す。
【００３７】
図２（Ａ）に示すように、個々の外歯１１２をそれぞれａ、ｂ、ｃ、・・・ｉ、ｊ、・・・とし、外ピンをＡ、Ｂ、・・・、Ｆ、・・・とする。
【００３８】
前述したように、本実施形態の外歯の数と内歯の数の差は「２」であるため、外歯歯車１１０が１回転すると、それぞれの外歯は図２（Ｂ）のように２歯ずつずれて外ピンと噛み合うようになる。
【００３９】
即ち、図２（Ａ）で外ピン１３０と噛み合っている外歯１１２（例えばａ、ｂ、ｅ、ｆ、ｉ、ｊ、・・・）は、外歯歯車１１０が１回転した後の図２（Ｂ）においては、外ピン１３０（Ａ、Ｂ、・・・）とは噛み合わないことになる。逆に、図２（Ａ）で外ピン１３０と噛み合っていなかった外歯１１２（例えば、ｃ、ｄ、ｇ、ｈ、・・・）が外歯歯車１１０が１回転した後の図２（Ｂ）では外ピン１３０と噛み合うようになっている。
【００４０】
次に、外歯歯車１１０がさらにもう１回転すると、外歯１１２は２歯分更にずれるため、図２（Ｃ）のような状態となり、再度図２（Ａ）のときに外ピン１３０と噛み合っていた外歯１１２（例えば、・・・ｅ、ｆ、ｉ、ｊ、・・・）が外ピン１３０と噛み合うこととなる。
【００４１】
つまり、外歯１１２は外歯歯車１１０が１回転する毎に外ピン１３０と噛み合うものを交互に変えるようになり、結果的に全ての外歯１１２が外ピン１３０と均一に噛み合うこととなる。
【００４２】
なお、歯数差が２の場合には、このように外ピン１３０を２つ置きに２本セットで外ピン孔１３０ａに組込むようにするのが基本であるが、外ピン１３０と外歯１１２の面圧に余裕がある（互いの強度が十分に確保できる）場合には、図３に示すように、外ピン１３０の２本セットを更に部分的に省略してもよい。
【００４３】
又、全ての外ピン１３０が例えば２本セットで規則正しく組込まれているものに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、ランダムに組込んでもよい。図５では、特定の外ピン孔に対応する外ピンＰから偶数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン（群）の総数は２０本で、奇数番目にあたる外ピン（群）の総数も２０本であり、合計４０本の外ピン１３０が８０の外ピン孔１３０ａにランダムに組込まれている。即ち、要は、規則的・不規則的に拘らず、内歯を構成する外ピン群のうち、ある特定の外ピンＰが係合した外ピン孔を基準とした場合に、その外ピン孔から偶数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群と、奇数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群のそれぞれの外ピン数がほぼ一致するように、ランダムに組込みを省略すれば、図１に示すような方法と同様の効果が得られるようになる。省略本数の割合と許容伝達能力の低下の割合は、ほぼ比例するため、要求に応じて適宜に省略本数を設定すればよい。
【００４４】
なお、前述したように、特定の外ピンＰが係合した外ピン孔を基準としたときに、当該外ピン孔から偶数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群の数と、奇数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群の数は厳密に完全に一致しなくても特に支障を生じるものではないので、請求項においては「ほぼ一致するように」と表記してある。
【００４５】
本実施形態では、例として歯数差が２の例を中心に説明してきたが、本発明は歯数差がｎ（ｎは２以上の整数：但しｎ＝２は説明済み）の場合にも適用可能である。以降、これについて更に詳しく説明する。
【００４６】
前述した理論に基づけば、歯数差がｎの場合は、図４（Ａ）のようにｎ個置きにｎ本の外ピン１３０をセットで省略（あるいは組込む）のが最良である。
【００４７】
ここで図４（Ｂ）に示すように、特定の外ピンＰ′が係合した外ピン孔を基準としたときに、当該外ピン孔から１番目、２番目、・・・ｎ番目にあたる外ピン孔に対応する外ピンをそれぞれＰ1 、Ｐ2 、・・・Ｐn 、・・・とし、ｎの倍数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピンをＰn 、Ｐ2n、Ｐ3n、・・・とした場合、一廻りして戻ってくると前記外ピンＰ´はＰkn（ｎのk 倍番目）と表わすことができる。それは、歯数差の倍数の外ピン（孔）数になっていないと、歯形形状の関係で回転を継続できないためである。
【００４８】
ここで、特定の外ピンＰ′が係合した外ピン孔からｎの倍数番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群（Ｐn 、Ｐ2n、Ｐ3n、・・・Ｐkn）、（ｎの倍数−１）番目に当たる外ピン孔に対応する外ピン群（図４（Ｂ）では、Ｐn-1 、Ｐ2n-1、Ｐ3n-1、・・・Ｐkn-1）、（ｎの倍数−２）番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群（図４（Ｂ）では、Ｐn-2 、Ｐ2n-2、Ｐ3n-2、・・・Ｐkn-2）、・・・、（ｎの倍数−ｎ＋１）番目にあたる外ピン孔に対応する外ピン群（図４（Ｂ）では、Ｐ1 、Ｐn+1 、Ｐ2n+1、・・・Ｐ（k-1 ）n+1 ）にそれぞれ属する外ピンの数が、それぞれほぼ一致するように外ピン１３０の組込みを省略するとよい。
【００４９】
この結果、外歯歯車の外歯１１２の偏摩耗を防止しながら、外ピンの数を任意の数だけ削減できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によれば、減速比をそのままにした状態で、外ピンの個数を任意に低減でき、しかも外歯の偏摩耗を防止できる。又、外ピン１３０の個数を削減できることにより、加工工数及び部品点数の削減に基づくコストの低減、更には伝達効率の向上・騒音低減という優れた効果も得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る内接噛合式遊星歯車減速機の主要な構成とした図６のＩ−Ｉ線に沿う断面図
【図２】図１におけるII部の拡大図
【図３】図１における変形例
【図４】本実施形態におけるｎ枚差歯形にした場合の図
【図５】本実施形態に係わる内接噛合式遊星歯車減速機における他の実施形態
【図６】本実施形態及び従来技術に係る内接噛合式遊星歯車減速機の主要部の内部を表わした断面図
【図７】図６におけるVII −VII 線に沿う断面図
【図８】図６におけるVIII−VIII線に沿う断面図
【図９】図８におけるIX部の拡大図
【符号の説明】
１０２…入力回転軸
１０６…内歯歯車
１１０、１１１…外歯歯車
１１２…外歯
１３０…外ピン
【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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