(57)【要約】【課題】振動や騒音の発生を抑えることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供する。【解決手段】入力軸と、この入力軸と同軸上に配設される出力軸と、前記入力軸に設けられる一対の偏芯軸部と、各偏芯軸部に軸受を介して外嵌される一対の遊星歯車と、この一対の遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記内歯車が固定側とされたハイポサイクロイド歯車変速装置である。入力側の第１遊星歯車と出力側の第２遊星歯車との間に配設されて、各遊星歯車の一体的な公転運動を行わせる第１伝達構造と、出力側の第２遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達する第２伝達構造とを備える。【選択図】図１
2018040381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、この入力軸と同軸上に配設される出力軸と、前記入力軸に設けられる一対の偏芯軸部と、各偏芯軸部に軸受を介して外嵌される一対の遊星歯車と、この一対の遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記内歯車が固定側とされたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、
入力側の第１遊星歯車と出力側の第２遊星歯車との間に配設されて、各遊星歯車の一体的な公転運動を行わせる第１伝達構造と、出力側の第２遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達する第２伝達構造とを備えたことを特徴とするハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項２】
出力軸に連設されて前記第２遊星歯車の出力側端面に対向する歯車対向面を有する前記第２伝達構造は、前記第２遊星歯車の出力側端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、前記歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する出力軸側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と出力軸側軌道溝の円環中心を偏芯させてなることを特徴とする請求項１に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項３】
前記第１伝達構造は、第１遊星歯車の第２遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第１遊星歯車側軌道溝と、第２遊星歯車の第１遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第２遊星歯車側軌道溝と、第１遊星歯車側軌道溝とこれに対向する第２遊星歯車側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、第１遊星歯車側軌道溝の円環中心と第２遊星歯車側軌道溝の円環中心を偏芯させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項４】
第１遊星歯車の偏芯軸心と第２遊星歯車の偏芯軸心とは入力軸の軸心に関して１８０°反対位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項５】
第１遊星歯車と第２遊星歯車とを共通部品としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項６】
入力軸と、この入力軸と同軸上に配設される出力軸と、前記入力軸に設けられる偏芯軸部と、偏芯軸部に軸受を介して外嵌される遊星歯車と、この遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記内歯車が固定側とされたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、
前記入力軸に遊星歯車と回転バランスを取るバランサーを設けるとともに、遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達する伝達構造とを備えたことを特徴とするハイポサイクロイド歯車変速装置。
【請求項７】
出力軸に連設されて前記遊星歯車の出力側端面に対向する歯車対向面を有する前記伝達構造は、前記遊星歯車の出力側端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、前記歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する出力軸側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と出力軸側軌道溝の円環中心を偏芯させてなることを特徴とする請求項６に記載のハイポサイクロイド歯車変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイポサイクロイド歯車減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイポサイクロイド歯車減速装置は、わずかに異なる歯数の内歯車と外歯車とを、一方が他方に振れ回りするように内外に噛み合わせて、大きな減速比が得られるようにしたものであり、従来から種々の構成のものが提案されている（特許文献１〜特許文献３等）。  
【０００３】
特許文献１に示す減速機は、一対の軸受にて軸支された入力軸と、この入力軸の偏芯軸部に一対の軸受を介して外嵌される遊星ギヤブロックとを備えるものである。そして、遊星ギヤブロックは、一対の遊星ギヤを有し、一方の遊星ギヤはハウジングに設けられた固定歯車に噛合し、他方の遊星ギヤは、出力軸に一体的に設けられた内歯車に噛合するものである。
【０００４】
特許文献２に示す減速装置は、入力軸の偏芯部と、この入力軸と同軸上に配設した出力軸とに、互いに異なる歯数で内外に噛み合う歯車を設けたものである。この場合、入力軸の偏心部に設けた入力軸側の歯車を出力軸に設けた出力軸側の歯車に振れ回りさせ、この振れ回りする入力軸側の歯車の自転運動を固定部との係合によって止める手段を設けたものである。
【０００５】
特許文献３に示す減速機は、遊星ギヤに設けられたボス部の端面と、出力軸端面との間に剛球を介在させたものである。すなわち、出力軸端面に凹部を設け、この凹部にボス部の端面に組込まれた剛球を嵌合させている。この場合、剛球は、遊星ギヤの公転と同一半径で、凹部の底部を転がりながら円運動を行い、遊星ギヤの自転により減速された回転出力が出力軸に伝達するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−１３１０４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１００４７号公報
【特許文献３】特開平６−３３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のものでは、入力トルクは入力軸の偏芯軸部から入力されることになる。しかしながら、回転数が早い入力軸の重心位置が偏芯しているため、振動や騒音等が発生し易く、高品質の減速機を提供できないおそれがある。また、歯車の噛み合いのみで入力軸の回転を出力軸へ伝達するため、減速比を高く設定するほど噛み合い効率が悪化し、全体の効率が低下する。
【０００８】
特許文献２に記載のものでは、この場合も、前記特許文献１に記載のものと同様、回転数が早い入力軸の重心位置が偏芯しているため、振動や騒音等が発生し易く、高品質の減速機を提供できないおそれがある。しかも、遊星ギヤが噛合する内歯車は入力軸側に設けられるので、内歯車形状が複雑化する欠点もある。
【０００９】
特許文献３に記載のものでは、出力軸端面に凹部を設け、この凹部にボス部の端面に組込まれた剛球を嵌合させている。このため、剛球とほぼ同一径の凹部で固定された剛球が、出力軸端面の凹部の底部を摺動するものであり、回転力の伝達効率が悪いという課題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、振動や騒音の発生を抑えることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１のハイポサイクロイド歯車減速装置は、入力軸と、この入力軸と同軸上に配設される出力軸と、前記入力軸に設けられる一対の偏芯軸部と、各偏芯軸部に軸受を介して外嵌される一対の遊星歯車と、この一対の遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記内歯車が固定側とされたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、入力側の第１遊星歯車と出力側の第２遊星歯車との間に配設されて、各遊星歯車の一体的な公転運動を行わせる第１伝達構造と、出力側の第２遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達する第２伝達構造とを備えたものである。
【００１２】
本発明のハイポサイクロイド歯車減速装置によれば、第１伝達構造にて、各遊星歯車の一体的な公転運動が可能となって、効率のよい公転運動が可能となる。また、第２伝達構造にて、第２遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達することができて、入力軸の回転力を安定して出力軸に伝達できる。しかも、入力軸に一対の偏芯軸部が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
【００１３】
出力軸に連設されて前記第２遊星歯車の出力側端面に対向する歯車対向面を有する前記第２伝達構造は、前記第２遊星歯車の出力側端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、前記歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する出力軸側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と出力軸側軌道溝の円環中心を偏芯させてなるものが好ましい。
【００１４】
出力軸側軌道溝と歯車側軌道溝との間に嵌合される転動体は、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体が円運動を行い、第２遊星歯車の自転により減速された回転出力が出力軸に伝達される。
【００１５】
前記第１伝達構造は、第１遊星歯車の第２遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第１遊星歯車側軌道溝と、第２遊星歯車の第１遊星歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第２遊星歯車側軌道溝と、第１遊星歯車側軌道溝とこれに対向する第２遊星歯車側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、第１遊星歯車側軌道溝の円環中心と第２遊星歯車側軌道溝の円環中心を偏芯させてなるものが好ましい。
【００１６】
第１遊星歯車側軌道溝と第２遊星歯車側軌道溝との間に嵌合される転動体は、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体が円運動を行い、第１遊星歯車と第２遊星歯車は安定した公転が可能となる。
【００１７】
第１遊星歯車の偏芯軸心と第２遊星歯車の偏芯軸心とは入力軸の軸心に関して１８０°反対位置に配置されているのが好ましい。このように設定することによって、荷重バランスが安定して良くなる。
【００１８】
第１遊星歯車と第２遊星歯車とを共通部品とするのが好ましい。このように設定することによって、重量バランスが改善される。
【００１９】
本発明の第１のハイポサイクロイド歯車減速装置は、入力軸と、この入力軸と同軸上に配設される出力軸と、前記入力軸に設けられる偏芯軸部と、偏芯軸部に軸受を介して外嵌される遊星歯車と、この遊星歯車に噛合する内歯車とを備え、前記内歯車が固定側とされたハイポサイクロイド歯車変速装置であって、前記入力軸に遊星歯車と回転バランスを取るバランサーを設けるとともに、遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達する伝達構造とを備えたものである。
【００２０】
伝達構造にて、遊星歯車の自転運動を出力軸に伝達することができて、入力軸の回転力を安定して出力軸に伝達できる。しかも、バランサーを設けているので、荷重バランスが良くなる。
【００２１】
出力軸に連設されて前記遊星歯車の出力側端面に対向する歯車対向面を有する前記伝達構造は、前記遊星歯車の出力側端面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝と、前記歯車対向面に周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝と、歯車側軌道溝とこれに対向する出力軸側軌道溝の間に介在される転動体とを備えるとともに、歯車側軌道溝の円環中心と出力軸側軌道溝の円環中心を偏芯させてなるものが好ましい。
【００２２】
歯車側軌道溝と出力軸側軌道溝の間に嵌合される転動体は、偏芯して対向する軌道溝の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体が円運動を行い、遊星歯車の自転により減速された回転出力が出力軸に伝達される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、遊星歯車は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。このため、振動や騒音の発生を抑えることができ、かつ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のハイポサイクロイド歯車減速装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すハイポサイクロイド歯車減速装置の一部断面で示す斜視図である。
【図３】図１に示すハイポサイクロイド歯車減速装置を示し、（ａ）は斜視図を示し、（ｂ）は側面図である。
【図４】入力軸に軸受を介して装着されている状態の遊星歯車集合体の正面図である。
【図５】図４の遊星歯車集合体の断面図である。
【図６】第１遊星歯車の斜視図である。
【図７】遊星歯車集合体の正面図である。
【図８】図７に示す遊星歯車集合体の断面図である。
【図９】遊星歯車集合体の要部拡大断面図である。
【図１０】本発明のハイポサイクロイド歯車減速装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１〜図３にハイポサイクロイド歯車減速装置（以下、単に歯車減速装置と呼ぶ場合がある。）を示し、この歯車減速装置は、駆動源（図示省略）に接続される入力軸１と、入力軸１と同軸上に配設される出力軸２と、前記入力軸１に設けられる一対の偏芯軸部３、４と、各偏芯軸部３、４に軸受５，６を介して外嵌される一対の遊星歯車７、８と、この一対の遊星歯車７，８に噛合する内歯車９とを備える。なお、この一対の遊星歯車７、８にて遊星歯車集合体を構成する。
【００２６】
入力軸１は、両端の軸端部１ａ、１ｂと、この軸端部１ａ、１ｂ間に設けられる前記一対の前記偏芯軸部３、４と、偏芯軸部３、４との間の中央大径部１０とからなる。偏芯軸部３、４の軸心（偏芯軸心Ｏ１，Ｏ２）は、入力軸１の軸心を基準に互いに反対側に所定寸だけずれている。この場合、偏芯軸部３、４の偏芯量は同一とされている。一方の偏芯軸部（一方の軸端部１ａ側、つまり入力側の偏芯軸部）３の偏芯量をＬ１とし、他方の偏芯軸部（一方の軸端部１ｂ側、つまり出力側の偏芯軸部）４の偏芯量をＬ２としたときに、Ｌ１＝Ｌ２としている。
【００２７】
この一方の偏芯軸部３の外径寸法と、他方の偏芯軸部４の外径寸法とを同一に設定している。すなわち、偏芯軸部３の外径寸法をＤ１とし、偏芯軸部４の外径寸法をＤ２としたときに、Ｄ１＝Ｄ２としている。中央大径部１０の軸心は入力軸心Ｏ上に配設され、その外径面１０ａは偏芯軸部３の外径面及び偏芯軸部４の外径面よりも外径側に配設される。
【００２８】
このため、偏芯軸部３の外径面３ａと中央大径部１０の外径面１０ａとの間に段付き部１１が形成され、また、偏芯軸部４の外径面４ａと中央大径部１０の外径面１０ａとの間に段付き部１２が形成される。なお、一方の偏芯軸部３を第１偏芯軸部３と呼び、他方の偏芯軸部４を第２偏芯軸部４と呼ぶ場合がある。
【００２９】
軸受５，６は、外径面に軌道面が形成された内輪５ａ、６ａと、内径面に軌道面が形成された外輪５ｂ、６ｂと、内輪５ａ、６ａと外輪５ｂ、６ｂとの間に転動自在に配設される転動体（ボール）５ｃ、６ｃとを備える。そして、軸受５は、その内輪５ａが第１偏芯軸部３に外嵌され、軸受６は、その内輪６ａが第２偏芯軸部４に外嵌される。
【００３０】
この場合、第１偏芯軸部３の軸端部１ａ側に周方向切欠部１３が形成され、この周方向切欠部１３にスペーサリング１４が嵌着される。そして、このスペーサリング１４と段付き部１１との間に軸受５の内輪５ａが配設される。また、第２偏芯軸部４の軸端部１ｂ側に周方向切欠部１５が設けられ、この周方向切欠部１５にスペーサリング１６が嵌着される。そして、このスペーサリング１６と段付き部１２との間に軸受６の内輪６ａが配設される。
【００３１】
入力側の遊星歯車（第１遊星歯車）７は、図１、図４〜図９に示すように、軸心孔１８を有する円盤体からなりその外周面に凹凸歯１９が設けられてなる。このため、軸心孔１８には、出力側の遊星歯車（第２遊星歯車）８側に内鍔部２０が設けられ、軸受５の外輪５ｂの内鍔部２０側の端面が内鍔部２０に当接するように、この軸受５の外輪５ｂが軸心孔１８に内嵌される。また、出力側の遊星歯車（第２遊星歯車）８は、軸心孔２１を有する円盤体からなりその外周面に凹凸歯２２が設けられてなる。このため、軸心孔２１には、入力側の遊星歯車（第１遊星歯車）７側に内鍔部２３が設けられ、軸受６の外輪６ｂの内鍔部２３側の端面が内鍔部２３に当接するように、外輪６ｂが軸心孔２１に内嵌される。
【００３２】
ところで、図１に示すように、第１遊星歯車７及び第２遊星歯車８等はケース（ハウジング）２５内に収納される。このケース２５は、円筒形状の胴部２６ａと当該胴部２６ａの出力側の開口部に設けられる蓋部材２６ｂとを有する第１部材２６と、この第１部材２６の入力側の開口部を塞ぐ蓋部材２７ａを有する第２部材２７とを備えたものである。
【００３３】
蓋部材２６ｂは、軸心孔３０を有する円盤形状体であり、その軸心孔３０は、大径部３０ａと、中径部３０ｂと、小径部３０ｃとを有し、小径部３０ｃに内鍔部３０ｄが設けられている。軸心孔３０に軸受３１を介して出力軸２が枢支されている。この軸受３１は、外径面に軌道面が形成された内輪３１ａと、内径面に軌道面が形成された外輪３１ｂと、内輪３１ａと外輪３１ｂとの間に転動自在に配設される転動体（ボール）３１ｃとを備える。
【００３４】
また、胴部２６ａの第２部材２７側の内径面には周方向切欠部４６が設けられ、この周方向切欠部４６に内歯車９が嵌合している。内歯車９は、リング体からなる本体部５１と、この本体部５１の内周面に設けられる凹凸歯５２とから構成されている。本体部５１には、周方向に沿って所定ピッチで複数のネジ孔５３が配設されている。ネジ孔５３の軸心は、本体部５１の軸心と平行に設けられている。
【００３５】
第１部材２６の胴部２６ａには、周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の貫通孔４５が設けられている。この場合、この貫通孔４５と内歯車９のネジ孔５３とは同一ピッチで同数個配設される。そして、周方向切欠部４６に内歯車９を嵌合させて、各貫通孔４５と内歯車９の各ネジ孔５３との軸心合わせを行って、第１部材２６の胴部２６ａの各貫通孔４５に図示省略のボルト部材を挿入して、ネジ孔５３にこのボルト部材を螺着すれば、第１部材２６に内歯車９を固着することができる。このため、内歯車９が固定側に配設されることになる。
【００３６】
また、第２部材２７の蓋部材２７ａは、その内面側の端面に凹窪部３２が設けられ、この凹窪部３２に第１部材２６の胴部２６ａの開口端部および内歯車９の第２部材２７側端部が嵌合されている。この凹窪部３２の外径側には、リング形状の突隆部３２ａが設けられている。このため、凹窪部３２に第１部材２６の胴部２６ａの開口端部および内歯車９の第２部材２７側端部に嵌合させた状態では、内歯車９の本体部５１が突隆部３２ａに当接することになる。なお、蓋部材２７ａには、ネジ孔３３が設けられている。このネジ孔３３に螺着される図示省略のボルト部材を介して他部材にこの第２部材２７、延いてはケース２５を取り付けることができる。
【００３７】
蓋部材２７ａの軸心孔３４には、軸受３５を介して入力軸１の軸端部１ａが枢支される。軸受３５は、外径面に軌道面が形成された内輪３５ａと、内径面に軌道面が形成された外輪３５ｂと、内輪３５ａと外輪３５ｂとの間に転動自在に配設される転動体（ボール）３５ｃとを備える。
【００３８】
この場合、蓋部材２７ａの軸心孔３４の入力側の開口部には内鍔部３４ａが設けられ、また、入力軸１の軸端部１ａと第１偏芯軸部３との間に膨出部３６が設けられる。このため、軸受３５の外輪３５ｂの装置外部側の端面が内鍔部３４ａの内端面に当接するとともに、軸受３５の内輪３５ａの装置内部側の端面が膨出部３６の端面に当接するように、外輪３５ｂが蓋部材２７ａの軸心孔３４に嵌合し、内輪３５ａが入力軸１の軸端部１ａに外嵌される。
【００３９】
ところで、出力軸２は、装置内部側に凹部３７が形成されたボス部３８を有し、このボス部３８の装置内部側から外径方向に延びる円盤部３９が連設されている。このボス部３８の凹部３７は、大径部３７ａと小径部３７ｂとを有する。また、円盤部３９は、第２遊星歯車８の出力側端面に対向する歯車対向面３９ａを有する。また、入力軸１の軸端部１ｂと第２偏芯軸部４との間に膨出部４０が設けられる。
【００４０】
そして、このボス部３８の凹部３７内に軸受４１が嵌合される。この軸受４１は、外径面に軌道面が形成された内輪４１ａと、内径面に軌道面が形成された外輪４１ｂと、内輪４１ａと外輪４１ｂとの間に転動自在に配設される転動体（ボール）４１ｃとを備える。
【００４１】
このため、軸受４１の外輪４１ｂの装置外部側の端面が大径部３７ａと小径部３７ｂとの段付き面３７ｃに当接するとともに、軸受４１の内輪４１ａの装置内部側の端面が膨出部４０の端面に当接するように、外輪４１ｂがボス部３８の凹部３７の大径部３７ａに嵌合し、内輪４１ａが入力軸１の軸端部１ｂに外嵌される。
【００４２】
ボス部３８は、大径部３８ａと中径部３８ｂと小径部３８ｃとを有し、また、大径部３８ａと円盤部３９との間に膨出部４２が設けられる。このため、軸受３１の内輪３１ａの装置内部側の端面が膨出部４２の端面に当接するように、軸受３１の外輪３１ｂが蓋部材２６ｂの大径部３０ａと中径部３０ｂとの間の段付き部４３に当接するように、外輪３１ｂが蓋部材２６ｂの大径部３０ａに嵌合し、内輪３１ａがボス部３８の大径部３８ａに嵌合する。
【００４３】
また、ボス部３８の中径部３８ｂが蓋部材２６ｂの軸心孔３０の中径部３０ｂ乃至小径部３０ｃのテーパ部に対応し、ボス部３８の小径部３８ｃが蓋部材２６ｂの軸心孔３０の内鍔部３０ｄに対応する。この際、軸心孔３０の中径部３０ｂの内径寸法は、ボス部３８の中径部３８ｂの外径寸法よりも大きく、軸心孔３０の小径部３０ｃの内径寸法は、ボス部３８の小径部３８ｃの外径寸法よりも大きく設定され、軸心孔３０の内鍔部３０ｄが小径部３８ｃの外径寸法よりも大きく設定されている。
【００４４】
この装置では、入力側の第１遊星歯車７と出力側の第２遊星歯車８との間に配設されて、各遊星歯車７，８の一体的な公転運動を行わせる第１伝達構造Ｍ１と、出力側の第２遊星歯車８の自転運動を出力軸２に伝達する第２伝達構造Ｍ２とを備える。
【００４５】
第１伝達構造Ｍ１は、第１遊星歯車７の第２遊星歯車対向面７ｂに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第１遊星歯車側軌道溝５５と、第２遊星歯車８の第１遊星歯車対向面８ａに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の第２遊星歯車側軌道溝５６と、第１遊星歯車側軌道溝５５とこれに対向する第２遊星歯車側軌道溝５６の間に介在される転動体５７とを備える。
【００４６】
この場合、第１遊星歯車側軌道溝５５の円環中心Ｏ５と第２遊星歯車側軌道溝５６の円環中心Ｏ６を偏芯させている。この際、第１遊星歯車側軌道溝５５の円環中心Ｏ５と第２遊星歯車側軌道溝５６の円環中心Ｏ６は１８０°反対方向に偏芯させるのが好ましい。第１遊星歯車側軌道溝５５及び第２遊星歯車側軌道溝５６の中央には、山部５５ａ、５６ａが形成され、この山部５５ａ、５６ａの軸心は円環中心Ｏ５、Ｏ６となる。
【００４７】
また、第２伝達構造Ｍ２は、前記第２遊星歯車８の出力側端面８ｂに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝５８と、出力軸２に連設された円盤部３９の歯車対向面３９ａに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝５９と、歯車側軌道溝５８とこれに対向する出力軸側軌道溝５９の間に介在される転動体６０とを備える。
【００４８】
歯車側軌道溝５８の円環中心Ｏ７と出力軸側軌道溝５９の円環中心Ｏ８を偏芯させている。歯車側軌道溝５８の円環中心Ｏ７と出力軸側軌道溝５９の円環中心Ｏ８は１８０°反対方向に偏芯させるのが好ましい。この場合も、歯車側軌道溝５８及び出力軸側軌道溝５９の中央には、山部５８ａ、５９ａが形成され、この山部５８ａ、５９ａの軸心は円環中心Ｏ７、Ｏ８となる。
【００４９】
ところで、第１遊星歯車７の入力側の端面にも、中央部に山部５４ａを有する円環状の軌道溝５４が形成されているが、これは、第１遊星歯車７と第２遊星歯車８とが同一の部品から構成されるためである。すなわち、第１遊星歯車７を第２遊星歯車８に用いた場合に、この軌道溝５４が第２伝達構造Ｍ２の歯車側軌道溝５８となる。なお、図２では、この軌道溝５４を省略している。
【００５０】
次に、前記のように構成された歯車減速装置の動作を説明する。入力軸１に図示省略の駆動源（図示省略）から回転駆動力が入力されれば、入力軸１はその軸心廻りに回転する。そして、入力軸１に設けられる一対の偏芯軸部３，４に軸受５，６を介して外嵌される一対の遊星歯車７，８は、内歯車９に噛合しているので、内歯車９に噛合しつつ振れ回ることになる。この際、第１遊星歯車側軌道溝５５と第２遊星歯車側軌道溝５６との間に嵌合される転動体５７は、偏芯して対向する軌道溝５５，５６の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体５７が円運動を行い、第１遊星歯車７と第２遊星歯車８は安定した公転が可能となる。また、歯車側軌道溝５８と出力軸側軌道溝５９との間に嵌合される転動体６０は、偏芯して対向する軌道溝５８，５９の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体６０が円運動を行い、第２遊星歯車８の自転により減速された回転出力が出力軸２に伝達される。
【００５１】
このため、遊星歯車７，８は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。よって、効率よく大きな減速比を得ることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。さらに、振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂で耐久性に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。しかも、入力軸に一対の偏芯軸部が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
【００５２】
次に図１０は他の実施形態を示し、このハイポサイクロイド歯車減速装置では、入力軸には、一つの偏芯軸部７２を有するものであり、遊星歯車７３の１個である。このため、入力軸１は、入力側の軸本体部６１と出力側の軸端部６２と、この軸本体部６１と軸端部６２との間の中径部６３と、中径部６３と軸端部６２との間の鍔部６４とを有するものである。そして、中径部６３に、スペーサ７１を外嵌することによって、偏芯軸部７２を構成する。偏芯軸部７２の軸心（偏芯軸心Ｏ４）は入力軸１の軸心Ｏ（出力軸２の軸心）に対して所定寸Ｌ３だけずれて偏芯している。
【００５３】
この偏芯軸部７２に軸受６５を介して遊星歯車７３を外嵌している。軸受６５は、外径面に軌道面が形成された内輪６５ａと、内径面に軌道面が形成された外輪６５ｂと、内輪６５ａと外輪６５ｂとの間に転動自在に配設される転動体（ボール）６５ｃとを備える。また、鍔部６４には、平板リング体６６が外嵌されている。
【００５４】
また、中径部６３の入力側には、後述するバランサー７５が配設されている。このため、軸受６５の内輪６５ａは、平板リング体６６側の端面乃至入力軸１の鍔部６４と、バランサー７５との間に介在された状態で、スペーサ７１に外嵌される。遊星歯車７３は、前記第１遊星歯車７と同様、軸心孔６８を有する円盤体からなり、その外周面に凹凸歯６９が設けられてなる。このため、軸心孔６８には、入力側に内鍔部７０が設けられ、軸受６５の外輪６５ｂの内鍔部７０側の端面が内鍔部７０に当接するように、この軸受６５の外輪６５ｂが軸心孔６８に内嵌される。
【００５５】
バランサー７５は、中径部６３の出力側に外嵌固定される円盤形状の本体部７５ａと、この本体部７５ａに連設される重り部７５ｂとからなる。このため、遊星歯車７３と回転バランスをとることができる。バランサー７５は、軸受６５の内輪６５ａ乃至スペーサ７１と、入力軸１の軸本体部６１の出力側に嵌合されるリング体７４との間に介在される。また、重り部７５ｂは、バランサー７５は、軸受３５、軸受６５、ケース２５、及び内歯車９に接触しない。
【００５６】
この場合の出力軸２は、前記図１の出力軸２と同様、装置内部側に凹部３７が形成されたボス部３８を有し、このボス部３８の装置内部側から外径方向に延びる円盤部３９が連設されている。このボス部３８の凹部３７は、大径部３７ａと小径部３７ｂとを有する。また、この場合のボス部３８は、大径部３８ａと中径部３８ｂとを有し、さらには、この中径部３８ｂから基部７６を介して連設される出力軸本体７７を備える。円盤部３９は、遊星歯車７３の出力側端面に対向する歯車対向面３９ａを有する。
【００５７】
そして、この出力軸２も、前記図１の出力軸２と同様、ボス部３８の大径部３８ａに外嵌される軸受３１を介してケース２５の蓋部材２６ｂに枢支される。なお、ケース２５の第１部材２６は、蓋部材２６ｂの軸心孔３０が、大径部３０ａと中径部３０ｂと小径部３０ｃとを有し、小径部３０ｃの出力側の開口部に内鍔部３０ｄが設けられている。このため、ボス部３８の大径部３８ａに外嵌された軸受３１は、蓋部材２６ｂの大径部３０ａに内嵌されている。また、ボス部３８の中径部３８ｂが、蓋部材２６ｂの軸心孔３０の中径部３０ｂに対応し、出力軸２の基部７６が、蓋部材２６ｂの軸心孔３０の小径部３０ｃに対応し、出力軸２の基部７６と出力軸本体７７との連設部位７６が蓋部材２６ｂの内鍔部３０ｄに対応している。
【００５８】
この場合も、第１部材２６の周方向切欠部４６に内歯車９が嵌合されるものである。しかしながら、図１に示すケース２５の場合、周方向切欠部４６と内歯車９の軸方向長さがほぼ同一であったが、図１０に示すケース２５の場合、周方向切欠部４６の軸方向長さが内歯車９の軸方向長さよりも短くなっている。このため、周方向切欠部４６に内歯車９が嵌合した際に、内歯車９が入力側へ突出する。なお、第１部材２６の胴部２６ａの貫通孔４５は、大径部４５ａと小径部４５ｂとからなる。また、第２部材２７の蓋部材２７ａの凹窪部３２には、その中央部に凹部３２ｂが設けられている。
【００５９】
また、入力軸１は、その軸端部６２が軸受４１を介して出力軸２のボス部３８に枢支されて、その軸本体部６１が軸受３５を介して、ケース２５の第２部材２７の蓋部材２７ａに枢支されている。また、このケース２５の第２部材２７の蓋部材２７ａも図１のケース２５の第２部材２７の蓋部材２７ａと同様の構成であるので、その説明を省略する。
【００６０】
この場合、第１部材２６の胴部２６ａの周方向切欠部４６に内歯車９の出力側半分を嵌合させた状態で、第２部材２７の蓋部材２７ａの凹窪部３２に入力側半分を嵌合させ、この状態で、第１部材２６の胴部２６ａの貫通孔４５にボルト部材を挿入して、蓋部材２７ａのネジ孔３３にこのボルト部材を螺着すれば、第１部材２６と内歯車９と第２部材２７とが一体化する。
【００６１】
この装置は、遊星歯車７３の自転運動を出力軸２に伝達する伝達構造Ｍ３を備える。伝達構造Ｍ３は、遊星歯車７３の出力側端面７３ｂに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の歯車側軌道溝８０と、前記歯車対向面３９ａに周方向に沿って所定ピッチで複数個設けられる円環状の出力軸側軌道溝８１と、歯車側軌道溝８０とこれに対向する出力軸側軌道溝８１の間に介在される転動体８２とを備える。この場合、歯車側軌道溝８０の円環中心Ｏ９と出力軸側軌道溝８１の円環中心Ｏ１０を偏芯させている。この際、歯車側軌道溝８０の円環中心Ｏ９と出力軸側軌道溝８１の円環中心Ｏ１０は１８０°反対方向に偏芯させるのが好ましい。
【００６２】
次に、前記のように構成された歯車減速装置の動作を説明する。入力軸１に図示省略の駆動源（図示省略）から回転駆動力が入力されれば、入力軸１はその軸心廻りに回転する。そして、入力軸１に設けられる偏芯軸部７２に軸受６５を介して外嵌される遊星歯車７３は、内歯車９に噛合しているので、内歯車９に噛合しつつ振れ回ることになる。歯車側軌道溝８０と出力軸側軌道溝８１の間に嵌合される転動体８２は、偏芯して対向する軌道溝８０，８１の互いにずれた位置を転動する。すなわち、転動体８２が円運動を行い、遊星歯車７３の自転により減速された回転出力が出力軸２に伝達される。
【００６３】
このため、遊星歯車７３は、効率よく公転運動することができ、しかも、荷重バランスが良くなる。よって、効率よく大きな減速比を得ることができ、回転力の伝達効率に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。さらに、振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂で耐久性に優れたハイポサイクロイド歯車減速装置を提供できる。しかも、入力軸１にバランサー７５が設けられるので、荷重バランスが良くなる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、入力軸１に駆動力を入力するための駆動源としては、モータであっても、エンジンであってもよい。また、図１において、第１伝達構造Ｍ１の軌道溝５５及び軌道溝５６は、それぞれ、遊星歯車７，８に直接的に設けているが、これらの軌道溝５５，５６をケース２５の遊星歯車７、８と別部材にて形成し、これらの別部材をケース２５の遊星歯車７、８に固定するものであってもよく、第２伝達構造Ｍ２及び図１０に示す伝達構造Ｍ３も同様である。
【００６５】
伝達構造Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の軌道溝５５，５６，５８，５９，８０，８１の数は、各８個に限るものではなく、対応する溝の配設ピッチの数は同一である限り、任意である。また、各転動体（ボール）５７，６０、８２の大きさは、各軌道溝５５，５６，５８，５９，８０，８１の大きさに応じて種々変更でき、遊星歯車７、８、７３の自転を規制できるものであればよい。
【００６６】
また、前記実施形態では、各軌道溝５５，５６、５８，５９，８０，８１はそれぞれ同一円周上に配設させたが、これに限るものではない。また、各伝達構造Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の転動体５７，６０，８２として、ボールに限るものではなく、各軌道溝５５，５６、５８，５９，８０，８１に転動係合するものであればよく、このため、各軌道溝５５，５６、５８，５９，８０，８１の断面形状として図例のものに限るものではない。なお、軸受５、６等として、前記実施形態では、玉軸受を用いたが、円筒ころ軸受等の他の軸受を用いてもよい。
【００６７】
図１に示す装置において、第１遊星歯車７と第２遊星歯車８は、同一部材にて構成しているので、第１遊星歯車７の入力側の端面においても、軌道溝５４が形成されているが、この軌道溝５４を有さないものであってもよい。第１偏芯軸部３及び第２偏芯軸部４の偏芯量も任意に設定できる。また、図１０に示す偏芯軸部７２のように、入力軸１にスペーサを嵌入して、第１偏芯軸部３及び第２偏芯軸部４を構成するようにしてもよい。
【００６８】
なお、第１遊星歯車７と第２遊星歯車８の歯数等の歯車諸元を同一に設定されるが、第１遊星歯車７の歯車諸元と第２遊星歯車８の歯車諸元が同一である限り、歯数等の歯車諸元は任意に設定できる。遊星歯車の歯車諸元の変更は任意である。ここで、歯車諸元とはモジュール、圧力角、ねじれ角(ヘリカルアングル)、歯数、転位係数、基準ピッチ円直径、基礎円直径、歯先円直径、歯底円直径、バックラッシュ、オーバーピン寸法、歯車精度、軸間距離等である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｍ１   伝達構造
Ｍ２   伝達構造
Ｍ３   伝達構造
１     入力軸
２     出力軸
３，４ 偏芯軸部
５，６ 軸受
７，８ 遊星歯車
７ｂ   歯車対向面
８ａ   歯車対向面
８ｂ   出力側端面
９     内歯車
３９ａ 歯車対向面
５５   第１遊星歯車側軌道溝
５６   第２遊星歯車側軌道溝
５７   転動体
５８   歯車側軌道溝
５９   出力軸側軌道溝
６０   転動体
７２   偏芯軸部
７３   遊星歯車
７５   バランサー
８０   歯車側軌道溝
８１   出力軸側軌道溝
８２   転動体
【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】
2018040381.tif 000009
【図８】
2018040381.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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