歯車構造体を有する変速装置のシリーズ、及び歯車構造体のシリーズ
【課題】歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、低コストに製造することができる変速装置のシリーズを提供する。
【解決手段】軸部材２２の外周に第１歯車２４及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、該シリーズは、歯車構造体Ａ１を有する変速装置と、歯車構造体Ｂ１を有する変速装置を含み、該歯車構造体Ａ１、Ｂ１は、それぞれ軸部材２２の外周に第１歯部７０及び第２歯部７２が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体７４を備え、歯車構造体Ａ１では、該ベース構造体７４の第１歯部７０をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａを構成し、歯車構造体Ｂ１では、前記ベース構造体７４の第１歯部７０の半径方向外側に、大径の第１歯車体８０を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂを構成する。
【解決手段】軸部材２２の外周に第１歯車２４及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、該シリーズは、歯車構造体Ａ１を有する変速装置と、歯車構造体Ｂ１を有する変速装置を含み、該歯車構造体Ａ１、Ｂ１は、それぞれ軸部材２２の外周に第１歯部７０及び第２歯部７２が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体７４を備え、歯車構造体Ａ１では、該ベース構造体７４の第１歯部７０をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａを構成し、歯車構造体Ｂ１では、前記ベース構造体７４の第１歯部７０の半径方向外側に、大径の第１歯車体８０を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂを構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車構造体を有する変速装置のシリーズ、及び歯車構造体のシリーズに関する。
【背景技術】
【０００２】
減速装置において、例えば減速比を調整するために、軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体が広く使用されている。例えば、特許文献１において、図５に示されるような歯車構造体を有する減速装置が開示されている。
【０００３】
この減速装置Ｇｏは、産業用ロボットの関節部に使用するもので、歯車構造体２が組み込まれている。歯車構造体２では、中空の軸部材４の外周に第１歯車６及び第２歯車８が軸方向に並んで配置されている。この例のように、軸部材４に第１歯車６及び第２歯車８を直接形成する歯車構造体２は、（軸部材にキー等を用いて歯車体を連結する構造と比べて）バックラッシがないという利点を有する。
【０００４】
該歯車構造体２の部分での減速比（あるいは増速比）を調整することで、減速装置Ｇｏ全体の減速比を比較的容易に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８９１５７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような軸部材４に第１歯車６及び第２歯車８を直接形成する歯車構造体２は、減速比を変えるために、例えば第１歯車６の歯数を変えようとしたときは、該第１歯車６だけでなく、第２歯車８及び軸部材４を含めた歯車構造体２自体を減速比毎に個別に製造しなければならず、減速装置の製造コスト及び在庫コストの負担が大きいという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、低コストに製造することができる変速装置のシリーズを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、該シリーズは、歯車構造体Ａを有する変速装置と、歯車構造体Ｂを有する変速装置を含み、該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成することにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
なお、上記歯車構造体Ａ、歯車構造体Ｂの「Ａ」、「Ｂ」の符号は、単に両歯車構造体を識別するために付されたものであり、「Ａ」、「Ｂ」の文字自体は、特別な意味を有しているものではない。また、本発明における「変速装置」の語は、「減速装置」と「増速装置」の双方を含む概念として使用されており、「速比を変更する装置」という概念で使用されているものではない。すなわち、個々の変速装置の減速比または増速比は、その変速装置自体では固定であってよい（勿論、速比を変更可能であってもよいが、単一の変速装置での速比の可変は必須ではない）。
【００１０】
本発明においては、収容している歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、特別な関係を有する歯車構造体Ａと歯車構造体Ｂを含む変速装置のシリーズとして構成する。
【００１１】
歯車構造体Ａおよび歯車構造体Ｂは、それぞれ軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された「共通のベース構造体」を備える。その上で、歯車構造体Ａは、該ベース構造体の第１歯部を当該歯車構造体Ａの第１歯車として直接（そのまま）使用する。一方、歯車構造体Ｂでは、この同じベース構造体の第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を「塑性流動を用いた結合」によって固定することによって当該歯車構造体Ｂの第１歯車を構成する。
【００１２】
この結果、少なくとも第１歯車の部分において該歯車構造体で使用する歯車を容易に且つ低コストで変更することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る減速装置のシリーズの歯車構造体Ａ１及び歯車構造体Ｂ１を示すもので、（Ａ）は歯車構造体Ａ１の断面図、（Ｂ）は、歯車構造体Ｂ１の断面図
【図２】上記歯車構造体Ａ１の組み込まれた減速装置Ｇａを示すのもので、（Ａ）はその全体断面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIＢ−IIＢ断面図、（Ｃ）はIIＣ−IIＣ断面図
【図３】上記歯車構造体Ｂ１の組み込まれた減速装置Ｇｂを示すのもので、（Ａ）はその全体断面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIIＢ−IIIＢ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のIIIＣ−IIIＣ断面図
【図４】歯車構造体Ａ１および歯車構造体Ｂ１を有する減速装置のシリーズをより発展させたシリーズを示した系統図
【図５】従来の歯車構造体が組み込まれた減速装置の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の一例に係る減速装置のシリーズにおける歯車構造体Ａ１、Ｂ１の構成を示した断面図、図２は、歯車構造体Ａ１が組み込まれた減速装置Ｇａの例を示した断面図、図３は、歯車構造体Ｂ１が組み込まれた減速装置Ｇｂの例を示した断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る変速装置のシリーズは、歯車構造体Ａ１が組み込まれた減速装置Ｇａと歯車構造体Ｂ１が組み込まれた減速装置Ｇｂを含む。
【００１８】
以下、主に図２を参照しながら、（歯車構造体Ａ１が組み込まれた）減速装置Ｇａの構成から説明する。
【００１９】
減速装置Ｇａは、産業用ロボットの関節部に使用されるもので、入力部１２、歯車構造体Ａ１、及び主減速機構部１６を備える。
【００２０】
前記入力部１２は、図示せぬモータからの回転を受ける部分であり、この実施形態では入力軸１８及び該入力軸１８と一体化されたピニオン２０を有している。
【００２１】
前記歯車構造体Ａ１は、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ａ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されたものである。第１歯車２４Ａが前記ピニオン２０と噛合し、第２歯車２６が後段の主減速機構部１６の入力歯車３０と噛合している。歯車構造体Ａ１のより具体的な構成は、後に詳述する。
【００２２】
前記主減速機構部１６は、揺動内接噛合型の遊星歯車機構で構成されている。主減速機構部１６の入力歯車３０は、偏心体軸３２に固定されている。図２においては、入力歯車３０及び偏心体軸３２は、１セットのみ描写されているが、この入力歯車３０及び偏心体軸３２は、実際には３セット配備されている。偏心体軸３２には、２個の偏心体３４が一体的に形成されており、ころ３６を介して外歯歯車３８が偏心（揺動）回転可能に組み付けられている。外歯歯車３８は、内歯歯車４０に内接噛合している。内歯歯車４０は、ケーシング４２と一体化されており、その歯数は外歯歯車３８の歯数よりも僅かだけ（例えば１だけ）多い。前記偏心体軸３２は、一対の第１、第２キャリヤ４３、４４に円錐ころ軸受４６、４７を介して回転自在に支持されている。第１、第２キャリヤ４３、４４はボルト４８によって一体化され、一対のアンギュラ玉軸受５０、５１を介してケーシング４２に回転自在に支持されている。
【００２３】
主減速機構部１６の作用を簡単に説明すると、例えば、ケーシング４２（内歯歯車４０）を固定した場合には、偏心体軸３２の回転によって外歯歯車３８が内歯歯車４０に内接しながらゆっくりと自転し、この自転が偏心体軸３２の軸心Ｏ１周りの公転、すなわち第１キャリヤ４３（及び第２キャリヤ４４）の回転（自転）として取り出される。一方、第１キャリヤ４３（及び第２キャリヤ４４）を固定した場合には、偏心体軸３２の公転が拘束されるため、外歯歯車３８は自転しない（できない）。このため、公転の拘束された偏心体軸３２の回転（自転）によって外歯歯車３８が内歯歯車４０に内接しながら揺動のみを行う。この揺動により、内歯歯車４０が回転し、該内歯歯車４０と一体化されているケーシング４２が回転する（いわゆる枠回転）。
【００２４】
この実施形態に係る減速装置Ｇａは、産業用ロボットにその関節駆動用として組み込まれ、ケーシング４２及び第１キャリヤ４３のうちの一方が前段アーム側の部材に、他方が後段アーム側の部材（いずれも図示略）にそれぞれ固定されている。これにより、後段アームを前段アームに対して相対的に回転させることができる。
【００２５】
なお、本発明においては、歯車構造体が組み込まれる変速装置（この実施形態では減速装置Ｇａ、Ｇｂ）の具体的な減速機構の構成については、特に限定されない。
【００２６】
次に、図１、図３を合わせて参照しながら、本実施形態に係る減速装置のシリーズにおいて、減速装置Ｇａに組み込まれた歯車構造体Ａ１および減速装置Ｇｂに組み込まれた歯車構造体Ｂ１の構成の詳細を説明する。
【００２７】
なお、以降の説明において、同一の符号は、歯車構造体Ａ１および歯車構造体Ｂ１において共通の部材であることを示している。
【００２８】
図１（Ａ）は歯車構造体Ａ１を、図１（Ｂ）は歯車構造体Ｂ１をそれぞれ示している。より具体的には、図１（Ａ）は、歯車構造体Ａ１に第１歯車体８０に押し込んで塑性結合しようとしている状態を示し、図１（Ｂ）は、歯車構造体Ｂ１に、第１歯車体８０を塑性結合することで歯車構造体Ｂ１を形成した状態を示している。
【００２９】
（図１の減速装置Ｇａに組み込まれた）歯車構造体Ａ１は、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ａ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されたものである。より具体的には、歯車構造体Ａ１は、軸部材２２の外周に第１歯部７０及び第２歯部７２が軸方向に並んで配置されたベース構造体７４を備え、該ベース構造体７４の第１歯部７０をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａを構成している。すなわち、簡便的に説明するならば、「歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａ＝第１歯部７０」である。
【００３０】
なお、第１歯部７０及び第２歯部７２は、この実施形態では軸部材２２に直接形成している。この構成は、軸部材２２と第１歯部７０及び第２歯部７２との間でバックラッシがないという点で優れる。ただし、本発明では、第１歯部及び第２歯部は、必ずしも軸部材に直接形成されている必要はなく、例えば第１歯部及び第２歯部を構成する部材が軸部材に圧入等、何らかの方法で固定されている構成であっても良い。
【００３１】
一方、（図３の減速装置Ｇｂに組み込まれた）歯車構造体Ｂ１も、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ｂ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されている。また、歯車構造体Ｂ１も、歯車構造体Ａ１と共通のベース構造体７４を備える。但し、歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂは、該ベース構造体７４の第１歯部７０の半径方向外側に、大径の第１歯車体８０を、塑性流動を用いた結合で固定することによって形成される。すなわち、歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂを前記と同様に簡便的に説明するならば、「歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂ＝第１歯部７０＋第１歯車体８０」ということになる。なお、ここで言う「塑性流動を用いた結合」とは、図１（Ａ）に示されるように、第１歯部７０の外周に、軸方向Ｘに荷重を加えながら第１歯車体８０を押し込むことによって、該第１歯部７０と第１歯車体８０とを結合するものである。
【００３２】
第１歯車体８０は、第１歯部７０の歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１（歯高７０ｈより僅かに小さい内径）の中空部８０Ａを有している。ここで、「第１歯部７０の歯高７０ｈ」とは、第１歯部７０の山部の高さに相当し、具体的には軸部材２２の軸心から歯先までの距離を意味している。なお、この「第１歯部７０の歯高７０ｈ」は、軸部材２２の中空部２２Ａの内周と第１歯部７０の歯先（山部の頂点）と定義することもできる。第１歯車体８０が、第１歯部７０の歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１（歯高７０ｈより僅かに小さい内径）の中空部８０Ａを有していることにより、該第１歯車体８０の内周面を第１歯部７０の歯と歯の間に塑性流動させ、第１歯部７０と第１歯車体８０とをバックラッシ無しで結合することができる。なお、この実施形態では第２歯車２６も、第２歯部７２と第２歯車体８４とをこの結合手法で結合している。この結合手法は、「塑性結合」と称されることもある。
【００３３】
図１から明らかなように、歯車構造体Ａ１と歯車構造体Ｂ１の違いは、第１歯車体８０の塑性結合の有無のみである。
【００３４】
なお、この実施形態では、歯車構造体Ａ１、Ｂ１とも、第１歯部７０の歯高７０ｈの方が、第２歯部７２の歯高７２ｈよりも高く形成されている。これは、第１、第２歯部７０、７２を形成する前の「旋盤で形成されるギヤブランク（図示略）の第１、第２歯部相当位置」の外径を異ならせておくことで実現できる。第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈが異なっているため、第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合する際に、第１歯部７０の第２歯部側端面７０Ｅを「当て面」として活用することができる。なお、第１歯部７０と第２歯部７２の双方に第１歯車体８０及び第２歯車体８４をそれぞれ塑性流動で固定する場合には、図１（Ｂ）に示されるように、第１歯車体８０と第２歯車体８４とを軸方向に当接させるようにするとよい。これにより、第１歯車体８０を塑性結合する際に、既に塑性結合している第２歯車体８４の軸方向第１歯車体側の端面８０Ｅを「当て面」として活用することができる。
【００３５】
また、この実施形態では、第１、第２歯部７０、７２自体は、同一の歯切り工具で連続して加工されている。すなわち、この実施形態では、ベース構造体７４の第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈはそれぞれ異なっているが、該第１歯部７０と第２歯部７２のピッチ円径ｄｐと歯数は同一である。これにより第１歯部７０と第２歯部７２の製造をより簡便化できる。
【００３６】
図２、図３に戻って、各歯車構造体Ａ１、Ｂ１の軸部材２２は、一対の軸受２５、２７を介して第２キャリヤ４４及び前段側の部材（図示略）に回転自在に支持されている。また、この実施形態に係るベース構造体７４では、第１歯車２４Ａ、２４Ｂが入力部１２のピニオン２０（図２）またはピニオン２１（図３）と噛合しており、第２歯車２６が主減速機構部１６の入力歯車３０と噛合している。ピニオン２０、２１と第１歯車２４Ａ、２４Ｂとの噛合は「減速」、第２歯車２６と入力歯車３０との噛合は「偏心体軸３２の第２歯車２６周りの公転」をそれぞれ実現している。
【００３７】
次に本実施形態に係る減速装置のシリーズの作用を説明する。
【００３８】
本実施形態によれば、歯車構造体Ａ１、Ｂ１のいずれを選択するか、すなわち、第１歯部７０をそのまま用いる歯車構造体Ａ１を選択するか、または第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合した歯車構造体Ｂ１を選択するか、によって歯車構造体Ａ１を有する減速装置Ｇａまたは歯車構造体Ｂ１を有する減速装置Ｇｂを製造可能である。歯車構造体Ａ１を選択する場合は、第１歯車２４Ａとピニオン２０を組み合わせることになり、歯車構造体Ｂ１を選択する場合は、第１歯車２４Ｂとピニオン２１を組み合わせることになる。
【００３９】
本実施形態では、このような歯車構造体としての基本的な作用を得ながら、更に以下のような有益な作用が得られる。
【００４０】
第１に、いずれの減速比を選択する場合も、ベース構造体７４及び第２歯車２６を完全に共通化できる。
【００４１】
従来の歯車構造体では、キーやスプラインで歯車体を軸部材に結合するものを含めて、第１歯部自体と、該第１歯部に歯車体を結合したものとを、共に「歯車」として活用するというような発想はなかった。そのため、第１歯車での減速比（あるいは増速比）の種類数を増大するには、該種類数と同じ数の第１歯車体を用意する必要があった（例えば第１歯車にてｎ種の減速比を確保するにはｎ個の第１歯車体を必要とした）。しかしながら、本実施形態によれば、第１歯部７０自体を第１歯車２４Ａとして使用することを可能としているため、第１歯車にてｎ種の減速比を得るには、（ｎ−１）個の第１歯車体８０を確保するだけで足りる。そして、いずれの場合でも、ベース構造体７４及び第２歯車２６を完全に共通化できる。このため、製造コスト及び在庫コストを大幅に低減することができる。
【００４２】
第２に、第１歯部７０と第１歯車体８０とのそれぞれの独立性を高く維持することができる。
【００４３】
本実施形態に係る減速装置のシリーズでは、第１歯部７０と第１歯車体８０は塑性結合によって固定されるため、第１歯部７０に形成されている歯形と第１歯車体８０に形成されている歯形は、基本的に独立している。例えば、第１歯部７０に平歯が形成されていても、斜歯が形成されていても、更にはウォームが形成されていても、その歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１の中空部を共通に有するどんな第１歯車体をも結合することが可能である。
【００４４】
要するならば、第１歯部７０は、平歯であっても、斜歯であっても構わない。また、第１歯車体８０も、平歯であっても、斜歯であっても構わない。更には、平行軸歯車に限らず、ベベル、ハイポイド、ウォームギヤのような直交歯車であっても良い。これは、本シリーズでは、第１歯部７０と第１歯車体８０は、単に「減速比を変える」という機能の範疇を超え、「歯車の歯形の種類を変える」という機能をも有していることを意味している。例えば、『第１歯部をそのまま使用するときは、モータの斜歯出力軸を直に噛合させる設計とすることが多いため、第１歯部には斜歯を形成しておくが、第１歯車体としては、平歯、斜歯、ベベル、ハイポイドを用意しておくことで多様な設計に対応できるようにしておく』というようなシリーズの構築が可能となる。本実施形態は、第１歯部７０をそのまま使用することを想定したシリーズであるため、該第１歯部７０と第１歯車体８０との独立性が高いというのは極めて大きなメリットとなる。
【００４５】
第３に、軸部材の軸心に対して第１歯部と第１歯車体とを極めて高精度に同軸化することができる。
【００４６】
本実施形態に係る第１歯部７０と第１歯車体８０の組み付け精度は、第１歯部７０の歯高７０ｈと第１歯車体８０の内径Ｄ１の形成精度に依存する。第１歯部７０の歯高７０ｈは、該第１歯部７０を形成する前のギヤブランク（図示略）の第１歯部相当位置の外径の形成精度を引き継ぐため、例えば旋盤によって極めて高精度に形成することが可能である。また、第１歯車体８０の内径Ｄ１も、単純な円形であることから、これも極めて高精度に形成することが可能である。したがって、第１歯部７０と第１歯車体８０の結合する際の両者の同軸性を、高精度に維持することができる。ちなみに、スプラインによる結合の場合は、歯と歯を合わせることによって結合するものであるため、不可避的に内スプラインと外スプラインの歯切りによる心ずれの影響を受け、同軸性を高度に維持するのが困難である。本実施形態では、第１歯部７０と第１歯車体８０とを結合させる構成でありながら、あたかも始めから第１歯部７０と第１歯車体８０を一体形成したと同様の形成精度を得ることができる。
【００４７】
第４に、第１歯部７０と第１歯車体８０との間にバックラッシが存在しない結合が可能である。
【００４８】
本実施形態では、第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合する構成が採用されているため、該第１歯部７０と第１歯車体８０との間にバックラッシが存在しない。そのため、産業用ロボットの関節部に使用する減速装置のように、バックラッシを嫌う用途に適用することが可能である。更には、例えば、種々のハイポイドギヤが「バックラッシ無し」で軸部材に連結されているような歯車構造体を複数種類用意するのは、従来は非常に製造コスト及び在庫コストが掛かるため、実現自体が困難であったが、本発明によれば、こうした特異な構造の歯車構造体であっても、製造コストや在庫コストを軽減でき、実現の可能性を高めることができる。
【００４９】
第５に、サブシリーズ化することによる発展性が高い。
【００５０】
例えば、第１、第２歯部７０、７２として、平歯を形成した歯車構造体を有する変速装置と、斜歯を形成した歯車構造体を有する変速装置とを、サブシリーズとして複数種類備えるように構成してもよい。
【００５１】
更には、上記実施形態では、第２歯車２６については、ともに、第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合（第１歯車２４Ｂでの塑性結合と同様な結合）したものが採用されていたが、本発明では、例えば、第２歯車２６についても、第２歯部７２をそのまま第２歯車２６として使用する歯車構造体を有する変速装置を含むようにサブシリーズ化することができる。
【００５２】
今、ここで、変速装置に組み込む歯車構造体の種類に着目して、該歯車構造体自体を、例えば図４に示されるようにシリーズ化した場合、結果として
ｉ）第１歯部７０が第１歯車２４Ａとしてそのまま使用されると共に、第２歯部７２には第２歯車体８４が塑性結合される第１の歯車構造体Ａ１−１（図２の歯車構造体Ａ１相当）
ii）第１歯部７０が第１歯車２４Ａとしてそのまま使用されると共に、第２歯部７２もそのまま使用される第２の歯車構造体Ａ１−２
iii）第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合することで第１歯車２４Ｂを構成すると共に、第２歯車２６も第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合する第３の歯車構造体Ｂ１−１（図３の歯車構造体Ｂ１相当）
iv）第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合することで第１歯車２４Ｂを構成すると共に、第２歯部７２はそのまま使用される第４の歯車構造体Ｂ１−２
の計４つの第１〜第４の歯車構造体Ａ１−１、Ａ１−２、Ｂ１−１、Ｂ１−２を含むシリーズを構築することができる。このことは、すなわち、これらの第１〜第４の歯車構造体Ａ１−１、Ａ１−２、Ｂ１−１、Ｂ１−２を有する減速装置のシリーズを実現できることにほかならない。
【００５３】
なお、前述の図２の歯車構造体Ａ１は、この分類でより詳細に区分けするならば、第１の歯車構造体Ａ１−１に相当しており、図３の歯車構造体Ｂ１は、第３の歯車構造体Ｂ１−１に相当している。このようなシリーズに発展させることにより、第２歯車２６に対しても、第１歯車２４Ａ、２４Ｂと同様なバリエーションを展開することができる。例えば第２歯部７２を平歯にしたり、斜歯にしたりすることができると共に、第２歯車体８４を平歯にしたり、斜歯にしたりすることもできる。第２歯車体８４をベベルやハイポイドのような直交ギヤとすることも可能である。すなわち、このようなシリーズに発展させることにより、第１歯部および第２歯部を備えたベース構造体を共通化しながら、第１歯車および第２歯車の双方において実現できる減速比の種類および歯形の種類を飛躍的に増大させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、ベース構造体７４の第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈをそれぞれ異ならせ、その差を第２歯車体８４の塑性結合時の「当て面」として活用するようにしていたが、本発明では、第１歯部と第２歯部の歯高は同一としても良い。これにより第１歯部と第２歯部をより簡易に形成することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、図３の歯車構造体Ｂ１（図４の第３の歯車構造体Ｂ１−１）を製造する場合に、すなわち、第１歯部７０と第２歯部７２の双方に第１歯車体８０及び第２歯車体８４をそれぞれ塑性流動で固定する場合に、第１歯車体８０と第２歯車体８４とを軸方向に当接させるようにして、既に塑性結合した第２歯車体８４を、後から塑性結合する第１歯車体８０の「当て面」として利用するようにしていたが、何らかの止め部材を確保できるならば、この当接構成は必須ではない。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１歯部７０と第２歯部７２のピッチ円径ｄｐと歯数を同一として歯形の形成を簡易化していたが、本発明では、第１歯部と第２歯部は、元より別々に（ピッチ円径や歯数を異ならせて）形成しても良い。この場合は、第１歯部と第２歯部の有用度をより高めることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、動力伝達経路上の上流側の歯車を第１歯車と称していたが、本発明では、軸部材に軸方向に並んで配置されているいずれの歯車を第１歯車と捉えてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、いずれも減速装置のシリーズが例示されていたが、既に説明したように、本発明は、増速装置のシリーズとしても適用可能である。また、本発明は、例えば、図４に示されるような体系で捉えるならば、歯車構造体のシリーズと捉えることもできる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｇ１…減速装置
１２…入力部
１４…減速比調整部
１６…主減速機構部
１８…入力軸
２０…ピニオン
２２…軸部材
２４Ａ、２４Ｂ…第１歯車
２６…第２歯車
８０…第１歯車体
８４…第２歯車体
Ａ１、Ｂ１…歯車構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車構造体を有する変速装置のシリーズ、及び歯車構造体のシリーズに関する。
【背景技術】
【０００２】
減速装置において、例えば減速比を調整するために、軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体が広く使用されている。例えば、特許文献１において、図５に示されるような歯車構造体を有する減速装置が開示されている。
【０００３】
この減速装置Ｇｏは、産業用ロボットの関節部に使用するもので、歯車構造体２が組み込まれている。歯車構造体２では、中空の軸部材４の外周に第１歯車６及び第２歯車８が軸方向に並んで配置されている。この例のように、軸部材４に第１歯車６及び第２歯車８を直接形成する歯車構造体２は、（軸部材にキー等を用いて歯車体を連結する構造と比べて）バックラッシがないという利点を有する。
【０００４】
該歯車構造体２の部分での減速比（あるいは増速比）を調整することで、減速装置Ｇｏ全体の減速比を比較的容易に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８９１５７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような軸部材４に第１歯車６及び第２歯車８を直接形成する歯車構造体２は、減速比を変えるために、例えば第１歯車６の歯数を変えようとしたときは、該第１歯車６だけでなく、第２歯車８及び軸部材４を含めた歯車構造体２自体を減速比毎に個別に製造しなければならず、減速装置の製造コスト及び在庫コストの負担が大きいという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、低コストに製造することができる変速装置のシリーズを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、該シリーズは、歯車構造体Ａを有する変速装置と、歯車構造体Ｂを有する変速装置を含み、該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成することにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
なお、上記歯車構造体Ａ、歯車構造体Ｂの「Ａ」、「Ｂ」の符号は、単に両歯車構造体を識別するために付されたものであり、「Ａ」、「Ｂ」の文字自体は、特別な意味を有しているものではない。また、本発明における「変速装置」の語は、「減速装置」と「増速装置」の双方を含む概念として使用されており、「速比を変更する装置」という概念で使用されているものではない。すなわち、個々の変速装置の減速比または増速比は、その変速装置自体では固定であってよい（勿論、速比を変更可能であってもよいが、単一の変速装置での速比の可変は必須ではない）。
【００１０】
本発明においては、収容している歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、特別な関係を有する歯車構造体Ａと歯車構造体Ｂを含む変速装置のシリーズとして構成する。
【００１１】
歯車構造体Ａおよび歯車構造体Ｂは、それぞれ軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された「共通のベース構造体」を備える。その上で、歯車構造体Ａは、該ベース構造体の第１歯部を当該歯車構造体Ａの第１歯車として直接（そのまま）使用する。一方、歯車構造体Ｂでは、この同じベース構造体の第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を「塑性流動を用いた結合」によって固定することによって当該歯車構造体Ｂの第１歯車を構成する。
【００１２】
この結果、少なくとも第１歯車の部分において該歯車構造体で使用する歯車を容易に且つ低コストで変更することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歯車構造体の異なる複数種類の変速装置を、低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る減速装置のシリーズの歯車構造体Ａ１及び歯車構造体Ｂ１を示すもので、（Ａ）は歯車構造体Ａ１の断面図、（Ｂ）は、歯車構造体Ｂ１の断面図
【図２】上記歯車構造体Ａ１の組み込まれた減速装置Ｇａを示すのもので、（Ａ）はその全体断面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIＢ−IIＢ断面図、（Ｃ）はIIＣ−IIＣ断面図
【図３】上記歯車構造体Ｂ１の組み込まれた減速装置Ｇｂを示すのもので、（Ａ）はその全体断面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIIＢ−IIIＢ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のIIIＣ−IIIＣ断面図
【図４】歯車構造体Ａ１および歯車構造体Ｂ１を有する減速装置のシリーズをより発展させたシリーズを示した系統図
【図５】従来の歯車構造体が組み込まれた減速装置の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の一例に係る減速装置のシリーズにおける歯車構造体Ａ１、Ｂ１の構成を示した断面図、図２は、歯車構造体Ａ１が組み込まれた減速装置Ｇａの例を示した断面図、図３は、歯車構造体Ｂ１が組み込まれた減速装置Ｇｂの例を示した断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る変速装置のシリーズは、歯車構造体Ａ１が組み込まれた減速装置Ｇａと歯車構造体Ｂ１が組み込まれた減速装置Ｇｂを含む。
【００１８】
以下、主に図２を参照しながら、（歯車構造体Ａ１が組み込まれた）減速装置Ｇａの構成から説明する。
【００１９】
減速装置Ｇａは、産業用ロボットの関節部に使用されるもので、入力部１２、歯車構造体Ａ１、及び主減速機構部１６を備える。
【００２０】
前記入力部１２は、図示せぬモータからの回転を受ける部分であり、この実施形態では入力軸１８及び該入力軸１８と一体化されたピニオン２０を有している。
【００２１】
前記歯車構造体Ａ１は、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ａ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されたものである。第１歯車２４Ａが前記ピニオン２０と噛合し、第２歯車２６が後段の主減速機構部１６の入力歯車３０と噛合している。歯車構造体Ａ１のより具体的な構成は、後に詳述する。
【００２２】
前記主減速機構部１６は、揺動内接噛合型の遊星歯車機構で構成されている。主減速機構部１６の入力歯車３０は、偏心体軸３２に固定されている。図２においては、入力歯車３０及び偏心体軸３２は、１セットのみ描写されているが、この入力歯車３０及び偏心体軸３２は、実際には３セット配備されている。偏心体軸３２には、２個の偏心体３４が一体的に形成されており、ころ３６を介して外歯歯車３８が偏心（揺動）回転可能に組み付けられている。外歯歯車３８は、内歯歯車４０に内接噛合している。内歯歯車４０は、ケーシング４２と一体化されており、その歯数は外歯歯車３８の歯数よりも僅かだけ（例えば１だけ）多い。前記偏心体軸３２は、一対の第１、第２キャリヤ４３、４４に円錐ころ軸受４６、４７を介して回転自在に支持されている。第１、第２キャリヤ４３、４４はボルト４８によって一体化され、一対のアンギュラ玉軸受５０、５１を介してケーシング４２に回転自在に支持されている。
【００２３】
主減速機構部１６の作用を簡単に説明すると、例えば、ケーシング４２（内歯歯車４０）を固定した場合には、偏心体軸３２の回転によって外歯歯車３８が内歯歯車４０に内接しながらゆっくりと自転し、この自転が偏心体軸３２の軸心Ｏ１周りの公転、すなわち第１キャリヤ４３（及び第２キャリヤ４４）の回転（自転）として取り出される。一方、第１キャリヤ４３（及び第２キャリヤ４４）を固定した場合には、偏心体軸３２の公転が拘束されるため、外歯歯車３８は自転しない（できない）。このため、公転の拘束された偏心体軸３２の回転（自転）によって外歯歯車３８が内歯歯車４０に内接しながら揺動のみを行う。この揺動により、内歯歯車４０が回転し、該内歯歯車４０と一体化されているケーシング４２が回転する（いわゆる枠回転）。
【００２４】
この実施形態に係る減速装置Ｇａは、産業用ロボットにその関節駆動用として組み込まれ、ケーシング４２及び第１キャリヤ４３のうちの一方が前段アーム側の部材に、他方が後段アーム側の部材（いずれも図示略）にそれぞれ固定されている。これにより、後段アームを前段アームに対して相対的に回転させることができる。
【００２５】
なお、本発明においては、歯車構造体が組み込まれる変速装置（この実施形態では減速装置Ｇａ、Ｇｂ）の具体的な減速機構の構成については、特に限定されない。
【００２６】
次に、図１、図３を合わせて参照しながら、本実施形態に係る減速装置のシリーズにおいて、減速装置Ｇａに組み込まれた歯車構造体Ａ１および減速装置Ｇｂに組み込まれた歯車構造体Ｂ１の構成の詳細を説明する。
【００２７】
なお、以降の説明において、同一の符号は、歯車構造体Ａ１および歯車構造体Ｂ１において共通の部材であることを示している。
【００２８】
図１（Ａ）は歯車構造体Ａ１を、図１（Ｂ）は歯車構造体Ｂ１をそれぞれ示している。より具体的には、図１（Ａ）は、歯車構造体Ａ１に第１歯車体８０に押し込んで塑性結合しようとしている状態を示し、図１（Ｂ）は、歯車構造体Ｂ１に、第１歯車体８０を塑性結合することで歯車構造体Ｂ１を形成した状態を示している。
【００２９】
（図１の減速装置Ｇａに組み込まれた）歯車構造体Ａ１は、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ａ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されたものである。より具体的には、歯車構造体Ａ１は、軸部材２２の外周に第１歯部７０及び第２歯部７２が軸方向に並んで配置されたベース構造体７４を備え、該ベース構造体７４の第１歯部７０をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａを構成している。すなわち、簡便的に説明するならば、「歯車構造体Ａ１の第１歯車２４Ａ＝第１歯部７０」である。
【００３０】
なお、第１歯部７０及び第２歯部７２は、この実施形態では軸部材２２に直接形成している。この構成は、軸部材２２と第１歯部７０及び第２歯部７２との間でバックラッシがないという点で優れる。ただし、本発明では、第１歯部及び第２歯部は、必ずしも軸部材に直接形成されている必要はなく、例えば第１歯部及び第２歯部を構成する部材が軸部材に圧入等、何らかの方法で固定されている構成であっても良い。
【００３１】
一方、（図３の減速装置Ｇｂに組み込まれた）歯車構造体Ｂ１も、中空部２２Ａを有する軸部材２２の外周に、第１歯車２４Ｂ及び第２歯車２６が軸方向に並んで配置されている。また、歯車構造体Ｂ１も、歯車構造体Ａ１と共通のベース構造体７４を備える。但し、歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂは、該ベース構造体７４の第１歯部７０の半径方向外側に、大径の第１歯車体８０を、塑性流動を用いた結合で固定することによって形成される。すなわち、歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂを前記と同様に簡便的に説明するならば、「歯車構造体Ｂ１の第１歯車２４Ｂ＝第１歯部７０＋第１歯車体８０」ということになる。なお、ここで言う「塑性流動を用いた結合」とは、図１（Ａ）に示されるように、第１歯部７０の外周に、軸方向Ｘに荷重を加えながら第１歯車体８０を押し込むことによって、該第１歯部７０と第１歯車体８０とを結合するものである。
【００３２】
第１歯車体８０は、第１歯部７０の歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１（歯高７０ｈより僅かに小さい内径）の中空部８０Ａを有している。ここで、「第１歯部７０の歯高７０ｈ」とは、第１歯部７０の山部の高さに相当し、具体的には軸部材２２の軸心から歯先までの距離を意味している。なお、この「第１歯部７０の歯高７０ｈ」は、軸部材２２の中空部２２Ａの内周と第１歯部７０の歯先（山部の頂点）と定義することもできる。第１歯車体８０が、第１歯部７０の歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１（歯高７０ｈより僅かに小さい内径）の中空部８０Ａを有していることにより、該第１歯車体８０の内周面を第１歯部７０の歯と歯の間に塑性流動させ、第１歯部７０と第１歯車体８０とをバックラッシ無しで結合することができる。なお、この実施形態では第２歯車２６も、第２歯部７２と第２歯車体８４とをこの結合手法で結合している。この結合手法は、「塑性結合」と称されることもある。
【００３３】
図１から明らかなように、歯車構造体Ａ１と歯車構造体Ｂ１の違いは、第１歯車体８０の塑性結合の有無のみである。
【００３４】
なお、この実施形態では、歯車構造体Ａ１、Ｂ１とも、第１歯部７０の歯高７０ｈの方が、第２歯部７２の歯高７２ｈよりも高く形成されている。これは、第１、第２歯部７０、７２を形成する前の「旋盤で形成されるギヤブランク（図示略）の第１、第２歯部相当位置」の外径を異ならせておくことで実現できる。第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈが異なっているため、第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合する際に、第１歯部７０の第２歯部側端面７０Ｅを「当て面」として活用することができる。なお、第１歯部７０と第２歯部７２の双方に第１歯車体８０及び第２歯車体８４をそれぞれ塑性流動で固定する場合には、図１（Ｂ）に示されるように、第１歯車体８０と第２歯車体８４とを軸方向に当接させるようにするとよい。これにより、第１歯車体８０を塑性結合する際に、既に塑性結合している第２歯車体８４の軸方向第１歯車体側の端面８０Ｅを「当て面」として活用することができる。
【００３５】
また、この実施形態では、第１、第２歯部７０、７２自体は、同一の歯切り工具で連続して加工されている。すなわち、この実施形態では、ベース構造体７４の第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈはそれぞれ異なっているが、該第１歯部７０と第２歯部７２のピッチ円径ｄｐと歯数は同一である。これにより第１歯部７０と第２歯部７２の製造をより簡便化できる。
【００３６】
図２、図３に戻って、各歯車構造体Ａ１、Ｂ１の軸部材２２は、一対の軸受２５、２７を介して第２キャリヤ４４及び前段側の部材（図示略）に回転自在に支持されている。また、この実施形態に係るベース構造体７４では、第１歯車２４Ａ、２４Ｂが入力部１２のピニオン２０（図２）またはピニオン２１（図３）と噛合しており、第２歯車２６が主減速機構部１６の入力歯車３０と噛合している。ピニオン２０、２１と第１歯車２４Ａ、２４Ｂとの噛合は「減速」、第２歯車２６と入力歯車３０との噛合は「偏心体軸３２の第２歯車２６周りの公転」をそれぞれ実現している。
【００３７】
次に本実施形態に係る減速装置のシリーズの作用を説明する。
【００３８】
本実施形態によれば、歯車構造体Ａ１、Ｂ１のいずれを選択するか、すなわち、第１歯部７０をそのまま用いる歯車構造体Ａ１を選択するか、または第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合した歯車構造体Ｂ１を選択するか、によって歯車構造体Ａ１を有する減速装置Ｇａまたは歯車構造体Ｂ１を有する減速装置Ｇｂを製造可能である。歯車構造体Ａ１を選択する場合は、第１歯車２４Ａとピニオン２０を組み合わせることになり、歯車構造体Ｂ１を選択する場合は、第１歯車２４Ｂとピニオン２１を組み合わせることになる。
【００３９】
本実施形態では、このような歯車構造体としての基本的な作用を得ながら、更に以下のような有益な作用が得られる。
【００４０】
第１に、いずれの減速比を選択する場合も、ベース構造体７４及び第２歯車２６を完全に共通化できる。
【００４１】
従来の歯車構造体では、キーやスプラインで歯車体を軸部材に結合するものを含めて、第１歯部自体と、該第１歯部に歯車体を結合したものとを、共に「歯車」として活用するというような発想はなかった。そのため、第１歯車での減速比（あるいは増速比）の種類数を増大するには、該種類数と同じ数の第１歯車体を用意する必要があった（例えば第１歯車にてｎ種の減速比を確保するにはｎ個の第１歯車体を必要とした）。しかしながら、本実施形態によれば、第１歯部７０自体を第１歯車２４Ａとして使用することを可能としているため、第１歯車にてｎ種の減速比を得るには、（ｎ−１）個の第１歯車体８０を確保するだけで足りる。そして、いずれの場合でも、ベース構造体７４及び第２歯車２６を完全に共通化できる。このため、製造コスト及び在庫コストを大幅に低減することができる。
【００４２】
第２に、第１歯部７０と第１歯車体８０とのそれぞれの独立性を高く維持することができる。
【００４３】
本実施形態に係る減速装置のシリーズでは、第１歯部７０と第１歯車体８０は塑性結合によって固定されるため、第１歯部７０に形成されている歯形と第１歯車体８０に形成されている歯形は、基本的に独立している。例えば、第１歯部７０に平歯が形成されていても、斜歯が形成されていても、更にはウォームが形成されていても、その歯高７０ｈに対応した内径Ｄ１の中空部を共通に有するどんな第１歯車体をも結合することが可能である。
【００４４】
要するならば、第１歯部７０は、平歯であっても、斜歯であっても構わない。また、第１歯車体８０も、平歯であっても、斜歯であっても構わない。更には、平行軸歯車に限らず、ベベル、ハイポイド、ウォームギヤのような直交歯車であっても良い。これは、本シリーズでは、第１歯部７０と第１歯車体８０は、単に「減速比を変える」という機能の範疇を超え、「歯車の歯形の種類を変える」という機能をも有していることを意味している。例えば、『第１歯部をそのまま使用するときは、モータの斜歯出力軸を直に噛合させる設計とすることが多いため、第１歯部には斜歯を形成しておくが、第１歯車体としては、平歯、斜歯、ベベル、ハイポイドを用意しておくことで多様な設計に対応できるようにしておく』というようなシリーズの構築が可能となる。本実施形態は、第１歯部７０をそのまま使用することを想定したシリーズであるため、該第１歯部７０と第１歯車体８０との独立性が高いというのは極めて大きなメリットとなる。
【００４５】
第３に、軸部材の軸心に対して第１歯部と第１歯車体とを極めて高精度に同軸化することができる。
【００４６】
本実施形態に係る第１歯部７０と第１歯車体８０の組み付け精度は、第１歯部７０の歯高７０ｈと第１歯車体８０の内径Ｄ１の形成精度に依存する。第１歯部７０の歯高７０ｈは、該第１歯部７０を形成する前のギヤブランク（図示略）の第１歯部相当位置の外径の形成精度を引き継ぐため、例えば旋盤によって極めて高精度に形成することが可能である。また、第１歯車体８０の内径Ｄ１も、単純な円形であることから、これも極めて高精度に形成することが可能である。したがって、第１歯部７０と第１歯車体８０の結合する際の両者の同軸性を、高精度に維持することができる。ちなみに、スプラインによる結合の場合は、歯と歯を合わせることによって結合するものであるため、不可避的に内スプラインと外スプラインの歯切りによる心ずれの影響を受け、同軸性を高度に維持するのが困難である。本実施形態では、第１歯部７０と第１歯車体８０とを結合させる構成でありながら、あたかも始めから第１歯部７０と第１歯車体８０を一体形成したと同様の形成精度を得ることができる。
【００４７】
第４に、第１歯部７０と第１歯車体８０との間にバックラッシが存在しない結合が可能である。
【００４８】
本実施形態では、第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合する構成が採用されているため、該第１歯部７０と第１歯車体８０との間にバックラッシが存在しない。そのため、産業用ロボットの関節部に使用する減速装置のように、バックラッシを嫌う用途に適用することが可能である。更には、例えば、種々のハイポイドギヤが「バックラッシ無し」で軸部材に連結されているような歯車構造体を複数種類用意するのは、従来は非常に製造コスト及び在庫コストが掛かるため、実現自体が困難であったが、本発明によれば、こうした特異な構造の歯車構造体であっても、製造コストや在庫コストを軽減でき、実現の可能性を高めることができる。
【００４９】
第５に、サブシリーズ化することによる発展性が高い。
【００５０】
例えば、第１、第２歯部７０、７２として、平歯を形成した歯車構造体を有する変速装置と、斜歯を形成した歯車構造体を有する変速装置とを、サブシリーズとして複数種類備えるように構成してもよい。
【００５１】
更には、上記実施形態では、第２歯車２６については、ともに、第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合（第１歯車２４Ｂでの塑性結合と同様な結合）したものが採用されていたが、本発明では、例えば、第２歯車２６についても、第２歯部７２をそのまま第２歯車２６として使用する歯車構造体を有する変速装置を含むようにサブシリーズ化することができる。
【００５２】
今、ここで、変速装置に組み込む歯車構造体の種類に着目して、該歯車構造体自体を、例えば図４に示されるようにシリーズ化した場合、結果として
ｉ）第１歯部７０が第１歯車２４Ａとしてそのまま使用されると共に、第２歯部７２には第２歯車体８４が塑性結合される第１の歯車構造体Ａ１−１（図２の歯車構造体Ａ１相当）
ii）第１歯部７０が第１歯車２４Ａとしてそのまま使用されると共に、第２歯部７２もそのまま使用される第２の歯車構造体Ａ１−２
iii）第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合することで第１歯車２４Ｂを構成すると共に、第２歯車２６も第２歯部７２に第２歯車体８４を塑性結合する第３の歯車構造体Ｂ１−１（図３の歯車構造体Ｂ１相当）
iv）第１歯部７０に第１歯車体８０を塑性結合することで第１歯車２４Ｂを構成すると共に、第２歯部７２はそのまま使用される第４の歯車構造体Ｂ１−２
の計４つの第１〜第４の歯車構造体Ａ１−１、Ａ１−２、Ｂ１−１、Ｂ１−２を含むシリーズを構築することができる。このことは、すなわち、これらの第１〜第４の歯車構造体Ａ１−１、Ａ１−２、Ｂ１−１、Ｂ１−２を有する減速装置のシリーズを実現できることにほかならない。
【００５３】
なお、前述の図２の歯車構造体Ａ１は、この分類でより詳細に区分けするならば、第１の歯車構造体Ａ１−１に相当しており、図３の歯車構造体Ｂ１は、第３の歯車構造体Ｂ１−１に相当している。このようなシリーズに発展させることにより、第２歯車２６に対しても、第１歯車２４Ａ、２４Ｂと同様なバリエーションを展開することができる。例えば第２歯部７２を平歯にしたり、斜歯にしたりすることができると共に、第２歯車体８４を平歯にしたり、斜歯にしたりすることもできる。第２歯車体８４をベベルやハイポイドのような直交ギヤとすることも可能である。すなわち、このようなシリーズに発展させることにより、第１歯部および第２歯部を備えたベース構造体を共通化しながら、第１歯車および第２歯車の双方において実現できる減速比の種類および歯形の種類を飛躍的に増大させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、ベース構造体７４の第１歯部７０の歯高７０ｈと第２歯部７２の歯高７２ｈをそれぞれ異ならせ、その差を第２歯車体８４の塑性結合時の「当て面」として活用するようにしていたが、本発明では、第１歯部と第２歯部の歯高は同一としても良い。これにより第１歯部と第２歯部をより簡易に形成することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、図３の歯車構造体Ｂ１（図４の第３の歯車構造体Ｂ１−１）を製造する場合に、すなわち、第１歯部７０と第２歯部７２の双方に第１歯車体８０及び第２歯車体８４をそれぞれ塑性流動で固定する場合に、第１歯車体８０と第２歯車体８４とを軸方向に当接させるようにして、既に塑性結合した第２歯車体８４を、後から塑性結合する第１歯車体８０の「当て面」として利用するようにしていたが、何らかの止め部材を確保できるならば、この当接構成は必須ではない。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１歯部７０と第２歯部７２のピッチ円径ｄｐと歯数を同一として歯形の形成を簡易化していたが、本発明では、第１歯部と第２歯部は、元より別々に（ピッチ円径や歯数を異ならせて）形成しても良い。この場合は、第１歯部と第２歯部の有用度をより高めることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、動力伝達経路上の上流側の歯車を第１歯車と称していたが、本発明では、軸部材に軸方向に並んで配置されているいずれの歯車を第１歯車と捉えてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、いずれも減速装置のシリーズが例示されていたが、既に説明したように、本発明は、増速装置のシリーズとしても適用可能である。また、本発明は、例えば、図４に示されるような体系で捉えるならば、歯車構造体のシリーズと捉えることもできる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｇ１…減速装置
１２…入力部
１４…減速比調整部
１６…主減速機構部
１８…入力軸
２０…ピニオン
２２…軸部材
２４Ａ、２４Ｂ…第１歯車
２６…第２歯車
８０…第１歯車体
８４…第２歯車体
Ａ１、Ｂ１…歯車構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、
該シリーズは、歯車構造体Ａを有する変速装置と、歯車構造体Ｂを有する変速装置を含み、
該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、
前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、
前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ベース構造体の前記第１歯部と前記第２歯部のピッチ円径と歯数が同一である
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ベース構造体の前記第２歯部の半径方向外側に、大径の第２歯車体を塑性流動を用いた結合で固定することによって、前記第２歯車として使用する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記ベース構造体の前記第２歯部を、前記第２歯車としてそのまま使用する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第１歯部と第２歯部の歯高が異なる
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項６】
請求項１〜３、または５のいずれかにおいて、
前記第１歯部と第２歯部の双方に第１歯車体及び第２歯車体をそれぞれ塑性流動で固定する場合に、前記第１歯車体と前記第２歯車体とを軸方向に当接させる
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記第１歯車体として、直交歯車が固定された変速装置と、平行軸歯車が固定された変速装置と、を含む
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記第１、第２歯部として、平歯を形成した変速装置と、斜歯を形成した変速装置とを含む
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項９】
軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体のシリーズであって、
該シリーズは、歯車構造体Ａと、歯車構造体Ｂを含み、
該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、
前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、
前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成する
ことを特徴とする歯車構造体のシリーズ。
【請求項１】
軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体を有する変速装置のシリーズであって、
該シリーズは、歯車構造体Ａを有する変速装置と、歯車構造体Ｂを有する変速装置を含み、
該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、
前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、
前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ベース構造体の前記第１歯部と前記第２歯部のピッチ円径と歯数が同一である
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ベース構造体の前記第２歯部の半径方向外側に、大径の第２歯車体を塑性流動を用いた結合で固定することによって、前記第２歯車として使用する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記ベース構造体の前記第２歯部を、前記第２歯車としてそのまま使用する
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第１歯部と第２歯部の歯高が異なる
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項６】
請求項１〜３、または５のいずれかにおいて、
前記第１歯部と第２歯部の双方に第１歯車体及び第２歯車体をそれぞれ塑性流動で固定する場合に、前記第１歯車体と前記第２歯車体とを軸方向に当接させる
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記第１歯車体として、直交歯車が固定された変速装置と、平行軸歯車が固定された変速装置と、を含む
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記第１、第２歯部として、平歯を形成した変速装置と、斜歯を形成した変速装置とを含む
ことを特徴とする歯車構造体を有する変速装置のシリーズ。
【請求項９】
軸部材の外周に第１歯車及び第２歯車が軸方向に並んで配置された歯車構造体のシリーズであって、
該シリーズは、歯車構造体Ａと、歯車構造体Ｂを含み、
該歯車構造体Ａ、Ｂは、それぞれ前記軸部材の外周に第１歯部及び第２歯部が軸方向に並んで配置された共通のベース構造体を備え、
前記歯車構造体Ａでは、該ベース構造体の前記第１歯部をそのまま使用することによって当該歯車構造体Ａの前記第１歯車を構成し、
前記歯車構造体Ｂでは、前記ベース構造体の前記第１歯部の半径方向外側に、大径の第１歯車体を、塑性流動を用いた結合で固定することによって当該歯車構造体Ｂの前記第１歯車を構成する
ことを特徴とする歯車構造体のシリーズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４１８６７（Ｐ２０１２−２４１８６７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５２４０（Ｐ２０１１−１１５２４０）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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