複段減速装置
【課題】バックラッシュを生じることなく小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現できる複段減速装置を提供する。
【解決手段】クランク入力軸４の回転に伴い、第１偏心歯車２の複合運動が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に伝わる際、平行二軸等速回転継手１３が機能し、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝達する。これにより、第２偏心歯車１１も複合運動を行って第２偏心歯車１１の自転変位により第２リングギア１２が回転変位を出力する。第１偏心歯車２の自転変位は、第２偏心歯車１１の外歯数と第２リングギア１２の内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車２を小から大に到る広い範囲で減速することができる。
【解決手段】クランク入力軸４の回転に伴い、第１偏心歯車２の複合運動が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に伝わる際、平行二軸等速回転継手１３が機能し、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝達する。これにより、第２偏心歯車１１も複合運動を行って第２偏心歯車１１の自転変位により第２リングギア１２が回転変位を出力する。第１偏心歯車２の自転変位は、第２偏心歯車１１の外歯数と第２リングギア１２の内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車２を小から大に到る広い範囲で減速することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段に減速することにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲の速比を設定可能にした複段減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複段減速装置は、サーボモータの回転伝達および精密加工機械の駆動などに用いられ、減速機能および回転伝達機能に加えて、回転の遊び（バックラッシュ）を生じることなく高精度で従動部材に負荷伝達することが要求されている。とりわけ、大きな減速（あるいは小さな減速比）を得るため、ハイポサイクロイド系の歯形を有する遊星歯車機構を適用した複段減速装置では、遊星歯車と内歯車との噛合による伝達機構は複雑となり、回転の遊びをなくして円滑で高精度の回転を達成させるのは容易でないことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
代表的な複段減速装置としては、例えば特許文献２に示された不思議遊星歯車機構の減速装置がある。この減速装置では、固定内歯車に噛み合う複数の第１遊星歯車および可動内歯車に噛み合う複数の第２遊星歯車を備え、固定内歯車と可動内歯車とを同軸的に配置している。
複数の第１遊星歯車に噛み合う太陽歯車を有し、第１遊星歯車は回転軸およびキャリアを介して第２遊星歯車に連結されている。第１遊星歯車の歯形位置に対する第２遊星歯車の歯形位置とに位相差を設けている。太陽歯車の回転により第１遊星歯車が回転し、この回転が回転軸を介して第２遊星歯車を回して可動内歯車を回転させる。これにより、通常の不思議遊星歯車機構の減速装置における減速比の１／３に低減できたとしている。
【０００４】
また、図１６に示す差動歯車減速機構１００では、第１外歯車１０１に所定の径寸法で配置した第１内歯車１０２と偏心部１０３を有する入力軸１０４（クランク軸）とを備えている。第１外歯車１０１は固定され、第１内歯車１０２と同一径の第２内歯車１０５とは連結軸１０２Ａにより連結されている。第２内歯車１０５は自由回転可能な第２外歯車１０６に噛合している。
図１６に矢印Ｓｐで示すように、入力軸１０４を時計回り方向に回転させると、第１内歯車１０２が矢印Ｔ方向の自転変位と矢印Ｕ方向の旋回変位とを伴う複合運動を行う。この複合運動が連結軸１０２Ａを介して第２内歯車１０５に伝わり、自転成分だけを第２外歯車１０６に伝達して第２外歯車１０６と一緒に出力軸１０７を矢印Ｖ方向に回転させる。
【特許文献１】特開平５−７９５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、前述のように、遊星歯車と内歯車との噛合による伝達機構は複雑となり、回転の遊びをなくして円滑で高精度の回転を達成させるのは容易でなく、精密な工作機械に実装して使用するには適さないものである。
特許文献２では、減速比を大幅に低減させることができるものの、第１遊星歯車と第２遊星歯車との連結構造から判断して、噛み合いの干渉を招き、バランスが悪く回転伝達の円滑性に劣り、高速回転時に支障が生じる虞がある。
【０００６】
図１６の差動歯車減速機構１００において、第１内歯車１０２と第２内歯車１０５とを異なる歯数の歯車とすることができれば、複式（二段減速）差動歯車減速機構が成立し、減速比を著しく低減化できる利点がある。この場合、第１外歯車１０１の歯数をＡ１、第１内歯車１０２の歯数をＢ１、第２内歯車１０５の歯数をＣ１、ならびに第２外歯車１０６をＤ１とすると、減速比は１−｛Ａ１×Ｃ１／（Ｂ１×Ｄ１）｝で算出することができる。
【０００７】
このため、連結軸１０２Ａに偏心クランク部を設けて、第１内歯車１０２を二段に減速させる機構が考えられ、研究・試作・実験が繰り返されてきた。この機構では噛み合いの干渉は僅少で、円滑な回転を欠くものの、減速は可能であるため、バックラッシュを大きく設定すれば、実用化に耐えられないものではない。
しかしながら、騒音振動を伴い、減速時に安定して信頼度の高い作動、高い精度および寿命を犠牲にしなければならず、工業用ロボットや精密な自動組付機械などに適用するには多くの点で改良の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、バックラッシュを生じることなく小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現でき、しかも騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる複段減速装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（請求項１について）
第１偏心歯車は、クランク入力軸を有して固定型の第１リングギアの内歯に噛合し、クランク入力軸の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行う。第２偏心歯車は、第１偏心歯車にクランク入力軸と偏心状態に連結されて、第１リングギアの内歯とは異なる歯数で自由回転可能に設けられて第２リングギアの内歯に噛合する。第１変速クランク軸は、第１偏心歯車と第２偏心歯車とを連結するように設けられている。平行二軸等速回転継手は、第１偏心歯車と第２偏心歯車との間を連結し、第１偏心歯車の複合運動を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達するように配されている。
第１リングギアの内歯ピッチ円と第２リングギアの内歯ピッチ円とを同一寸法に設定し、クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を第１変速クランク軸および平行二軸等速回転継手を介して第２偏心歯車に伝達して第２リングギアに回転変位を出力させるようにしている。
【００１０】
この構成では、クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の複合運動が第１変速クランク軸を介して第２偏心歯車に伝わる際、平行二軸等速回転継手が機能し、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達する。これにより、第２偏心歯車も複合運動を行って第２偏心歯車の自転変位により第２リングギアが回転変位を出力する。
【００１１】
この際、第１偏心歯車の自転変位は、第２偏心歯車の外歯数と第２リングギアの内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車を小幅から大幅の広い範囲で減速することができる。すなわち、減速比は第１偏心歯車、第１リングギア、第２偏心歯車および第２リングギアの各歯数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手を第１偏心歯車と第２偏心歯車との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００１２】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２偏心歯車に確実に伝わる。このため、第２偏心歯車が第２リングギアに干渉することなく、正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【００１３】
（請求項２について）
平行二軸等速回転継手においては、互いに対向する第１偏心歯車の外側面と第２偏心歯車の外側面とに同一ピッチ円上に沿って一連の円形孔群が設けられている。円形の回転伝達体は、第１偏心歯車の円形孔と第２偏心歯車の円形孔とにかけて転がり可能に遊嵌されて、円形孔の内周面に対して第１偏心歯車と第２偏心歯車との偏心量に応じた隙間を空けている。
クランク入力軸の回転に伴い、回転伝達体が第１偏心歯車の円形孔および第２偏心歯車の円形孔の各内周面を転がることにより、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達する。
【００１４】
この場合、平行二軸等速回転継手は、第１偏心歯車および第２偏心歯車に円形孔群を設けて回転伝達体を円形孔に遊嵌する簡素な構造で済み、省スペース化および低コスト化を実現することができる。
【００１５】
（請求項３について）
第１偏心歯車および第２偏心歯車は、外歯ピニオンとし、第１リングギアおよび第２リングギアはピンピニオンとしている。
この場合、第１偏心歯車と第１リングギアとの歯数差、ならびに第２偏心歯車と第２リングギアとの歯数差を大きく設定し易く、大きな速比の実現に適している。
【００１６】
（請求項４について）
固定ディスクは、その片面に第１ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第１曲線歯溝を有する。第１変速ディスクは、入力軸を連結して固定ディスクに対して第１偏心量で偏心状態に近接対面し、第１曲線歯溝に対応する面部に第１ピッチ円と同一の第２ピッチ円上に沿って形成されて、第１曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第２曲線歯溝を有する。
【００１７】
複数の第１転動ボールは、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝とにかけて配されており、入力軸の回転に伴い、固定ディスクに対して第１変速ディスクに自転変位と旋回変位とからなる複合運動を生じさせる。
第２変速ディスクは、第１変速ディスクに対して第２偏心量で偏心状態に近接対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第３曲線歯溝を有する。
【００１８】
平行二軸等速回転継手は、第１変速ディスクと第２変速ディスクとの間に設けられ、第１変速ディスクの複合運動を１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝える。出力ディスクは、出力軸を有して第２変速ディスクに第３偏心量で偏心状態に近接対面するように設けられ、第３曲線歯溝に対向する面部に第３ピッチ円と同一寸法の第４ピッチ円上に沿って周方向に形成されて、第３曲線歯溝と波数差を１個とするサイクロイド系の第４曲線歯溝を有する。
【００１９】
複数の第２転動ボールは、第３曲線歯溝と第４曲線歯溝とにかけて配されており、第２変速ディスクの複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを出力ディスクから出力させる。
固定ディスクの第１曲線歯溝および第１変速ディスクの第２曲線歯溝に第１転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定する。第２変速ディスクの第３曲線歯溝および出力ディスクの第４曲線歯溝に第２転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定する。第１偏心量の第１偏心位置から第１集合力点に到る距離と第３偏心量の第３偏心位置から第２集合力点に到る距離とを等しくしている。
【００２０】
この場合、入力軸への回転入力に伴い、第１変速ディスクが第１曲線歯溝および第２曲線歯溝に対して第１転動ボールを転がせながら、自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１変速ディスクの複合運動は、平行二軸等速回転継手により自転変位として１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝えられる。自転変位が伝えられた第２変速ディスクは、第３曲線歯溝および第４曲線歯溝に沿って第２転動ボールを転がせながら、複合運動を行って旋回変位を吸収し、自転変位のみを出力ディスクに伝えて出力軸を回転させる。
【００２１】
この際、第１変速ディスクの自転変位は、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝との波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第３曲線歯溝と第４曲線歯溝との波数比に基づいて減速される。これにより、第１変速ディスクを小から大に到る幅の広い範囲で減速させて出力ディスクを回転させることができる。
【００２２】
すなわち、減速比は、第１変速ディスクおよび第２変速ディスクの各波数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手を第１変速ディスクと第２変速ディスクとの間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００２３】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１変速ディスクの自転変位が第２変速ディスクに１対１の割合で確実に伝わる。このため、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝とに対して第２転動ボールが干渉せず、バックラッシュも生じることなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。この結果、騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００２４】
（請求項５について）
平行二軸等速回転継手においては、互いに重ね合わされた第１変速ディスクと第２変速ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、第２偏心量に応じた半径寸法で一連の円形孔群が形成されている。複数の転動ボール体は、第１変速ディスクの円形孔と第２変速ディスクの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１変速ディスクの複合運動を１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝える。
【００２５】
この場合、平行二軸等速回転継手は、第１変速ディスクと第２変速ディスクとに一連の円形孔群をそれぞれ形成して、円形孔に転動ボール体を設ける簡素な構造で済み、薄型でコンパクトとなり省スペース化および低コスト化を図ることができる。
【００２６】
（請求項６について）
第１外歯ピニオンは、外周部にサイクロイド系曲線による歯面プロフィールで形成した第１ピンピニオンの内歯に噛合する第１ピニオン歯を有し、第１ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行うように偏心状態に配されている。第２外歯ピニオンは、第１外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置され、サイクロイド系曲線による歯面プロフィールで第２ピンピニオンの内歯に噛合する第２ピニオン歯を有し、第２ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行う。
【００２７】
平行二軸等速回転継手は、第１外歯ピニオンと第２外歯ピニオンとの間に設けられ、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝える。出力ディスクは、第２外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置されている。平行二軸等速回転継手は、第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間に設けられ、第２外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で出力ディスクに伝える。
【００２８】
第１外歯ピニオンの第１ピニオン歯のそれぞれが第１ピンピニオンの内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定する。第２外歯ピニオンの第２ピニオン歯のそれぞれが第２ピンピニオンの内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定する。第１外歯ピニオンの偏心位置から第１集合力点に到る距離と第２外歯ピニオンの偏心位置から第２集合力点に到る距離とを等しくしている。
【００２９】
この場合、第１外歯ピニオンの回転入力に伴い、第１外歯ピニオンが第１ピンピニオンに噛合しながら自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１外歯ピニオンの複合運動は、平行二軸等速回転継手により自転変位として１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝えられる。自転変位が伝えられた第２外歯ピニオンは、第２ピンピニオンに噛合しながら複合運動を行う。この複合運動は、平行二軸等速回転継手により旋回変位が吸収されることから自転変位として１対１の伝達比で出力ディスクに伝えられる。
【００３０】
この際、第１外歯ピニオンの自転変位は、第１外歯ピニオンの歯数と第１ピンピニオンとの波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第２外歯ピニオンと第２ピンピニオンとの波数比に基づいて減速される。これにより、第１外歯ピニオンを小から大に到る広い範囲で減速させて出力ディスクを回転させることができる。
【００３１】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１外歯ピニオンの自転変位が第２外歯ピニオンおよび出力ディスクに１対１の割合で確実に伝わるようになる。これにより、第１外歯ピニオン、第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間で干渉が生じず、バックラッシュも生じることなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。この結果、騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００３２】
（請求項７について）
第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられた平行二軸等速回転継手は、互いに対面する第１外歯ピニオンと第２外歯ピニオンとに同一ピッチ円上に沿って、第１外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群を有する。
【００３３】
複数の転動ボール体は、第１外歯ピニオンの円形孔と第２外歯ピニオンの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝える。
【００３４】
第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間に設けられた平行二軸等速回転継手は、互いに対面する第２外歯ピニオンと出力ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、第２外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群を有する。複数の転動ボール体は、第１外歯ピニオンの円形孔と出力ディスクの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で出力ディスクに伝える。
【００３５】
この場合、平行二軸等速回転継手は、請求項５と同様に、第１外歯ピニオン、第２外歯ピニオンと出力ディスクとに一連の円形孔群をそれぞれ形成して、円形孔に転動ボール体を設ける簡素な構造で済み、薄型でコンパクトとなり省スペース化および低コスト化を図ることができる。
【００３６】
（請求項８について）
第１転動ボールおよび第２転動ボールがスチール製のため、これら転動ボールを入手し易く製造コストの低廉化に寄与する。
【００３７】
（請求項９について）
転動ボール体がスチール製のため、請求項８と同様に、転動ボール体を入手し易く製造コストの低廉化に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明における複段減速装置では、１対１の伝達比で回転伝達可能な平行二軸等速回転継手を用いることにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現できるとともに、騒音振動の発生がなく、バックラッシュを除去し、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図る。
【実施例１】
【００３９】
図１および図２に基づいて本発明の実施例１を説明する。
図１（ａ）に示す複段減速装置１において、第１偏心歯車２は、比較的径小に形成されて、外周部に所定歯数の外歯２ａを有している。
【００４０】
固定型の第１リングギア３は、歯面プロフィールが内歯ピッチ円Ｐ１を有するインボルート系やサイクロイド系の曲線などで創成されている。第１リングギア３は、内周部に所定の歯数を有する内歯３ａを備え、内歯３ａに第１偏心歯車２の外歯２ａを遊星歯車として噛合させている。第１偏心歯車２は、後述するクランク入力軸４の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行うようになっている。
【００４１】
クランク入力軸４は第１連結軸５を中心軸として備え、これの一端部を第１偏心歯車２の中心部に固定し、他端部を第１偏心部６の一端に回転可能に支持させている。
入力軸７は第１連結軸５と平行に配されて、軸受８により回転可能に支持された状態で第１偏心部６の他端に連結固定されている。
【００４２】
第１偏心部６における第１連結軸５と入力軸７との距離は、第１偏心量Ｅ１を示し、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第１偏心歯車２の外歯ピッチ円Ｐ２との有効差（Ｐ１−Ｐ２）に等しくなっている。
【００４３】
第１連結軸５は、図２（ａ）に示すように、第１偏心歯車２の裏側に僅かに延びて連結端５ａを形成し、この連結端５ａを第２偏心部９の一端に連結固定している。第２偏心部９の他端には、第２連結軸１０の一端が回転可能に嵌め込まれている。第２連結軸１０の他端は、第２偏心歯車１１の中心部に連結固定されている。連結端５ａ、第２偏心部９および第２連結軸１０は第１変速クランク軸１０Ａを構成している。
【００４４】
第２偏心歯車１１は、所定の歯数の外歯１１ａを有して第１偏心歯車２に近接かつ対面状態に並設されている。第２リングギア１２は、第１リングギア３に隣接状態で自由回転可能に並設されており、所定の歯数の内歯１２ａを有し、内歯１２ａを第２偏心歯車１１の外歯１１ａに噛合させている｛図１（ａ）参照｝。
【００４５】
第２リングギア１２は、中心部に出力軸１２Ａを一体に形成している。この出力軸１２Ａは入力軸７と同軸的に配置されて、第２リングギア１２と一体的に回転するようになっている。
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１とが対面する表面部の中央部には、第１変速クランク軸１０Ａを収容するために円形に形成された第１窪み部Ｅｓ１および第２窪み部Ｅｓ２が形成されている。
【００４６】
第２偏心部９における第２連結軸１０と第１連結軸５との距離は、第２偏心量Ｅ２を示し、第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４と第２偏心歯車１１の外歯ピッチ円Ｐ３との有効差（Ｐ４−Ｐ３）に等しくなっている。また、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４とは等しくなるように設定している（Ｐ１＝Ｐ４）。
【００４７】
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間には、第１偏心歯車２の自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える平行二軸等速回転継手１３が設けられている。
平行二軸等速回転継手１３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに対向する第１偏心歯車２の外側面２Ａと第２偏心歯車１１の外側面１１Ａとに同一ピッチ円Ｐｆ上に沿って形成された一連の円形孔群１４、１５を有する。
第１偏心歯車２の円形孔群１４は等角度間隔で形成された複数（例えば６個）の円形孔１４ａからなり、第２偏心歯車１１の円形孔群１５は等角度間隔で形成された複数（例えば６個）の円形孔１５ａからなっている。
【００４８】
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間には、円形の回転伝達体１６が配置されている。回転伝達体１６は、厚みの小さな短円柱をなし、第１偏心歯車２の円形孔１４ａと第２偏心歯車１１の円形孔１５ａとにかけて転がり可能に遊嵌されて、各円形孔１４ａ、１５ａの内周面に対して第２偏心量Ｅ２に相当する偏心量Ｅ３の隙間を空けている｛図２（ｂ）参照｝。第２偏心歯車１１の中心１１Ｐと第２連結軸１０の中心１０Ｐとの間の距離を偏心量Ｅ４とすると、Ｅ１＝｜Ｅ２（Ｅ３）＋Ｅ４｜の関係が得られる。
【００４９】
クランク入力軸４の回転に伴い、回転伝達体１６が第１偏心歯車２の円形孔１４ａおよび第２偏心歯車１１の円形孔１５ａの各内周面を転がることにより、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【００５０】
上記構成では、クランク入力軸４の回転に伴い、第１偏心歯車２が第１リングギア３に噛み合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
第１偏心歯車２の複合運動は、第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に伝わる。この際、平行二軸等速回転継手１３の回転伝達体１６が円形孔１４ａ、１５ａの内周面を転がることにより、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝え、第２偏心歯車１１が外歯１１ａを第２リングギア１２の内歯１２ａに噛み合わせながら複合運動を行う。この複合運動のうち、旋回変位は吸収されるため、自転変位のみが第２リングギア１２に伝わって第２リングギア１２と一緒に出力軸１２Ａを回転させる。
【００５１】
この際、第１偏心歯車２の自転変位は、第２偏心歯車１１の外歯数と第２リングギア１２の内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車２を小幅から大幅の広い範囲で減速することができる。すなわち、減速比は第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１および第２リングギア１２の各歯数に依存する減速割合で設定可能となるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を達成させることができる。
【００５２】
ちなみに、第１偏心歯車２の歯数は８０個、第１リングギア３は９０個、第２偏心歯車１１は７０個、第２リングギア１２は８０個であるとすると、減速比Ｒは下記のようにして算出することができる。
Ｒ＝１−｛（７０×９０）／（８０×８０）｝
＝１／６４
このため、広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手１３を第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。なお、第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１および第２リングギア１２の各歯数は例示的であるため、図１および図２の態様とは必ずしも合致していない。
【００５３】
減速作動時、平行二軸等速回転継手１３により、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に確実に伝わる。このため、第２偏心歯車１１が第２リングギア１２に干渉することなく、正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００５４】
図３（ａ）は本発明の実施例２を示す。
実施例２では、実施例１における回転伝達体１６、第１偏心歯車２の円形孔１４ａおよび第２偏心歯車１１の円形孔１５ａからなる平行二軸等速回転継手１３に代わって、オルダム継手１３Ｓを用いている。オルダム継手１３Ｓは、本願発明における平行二軸等速回転継手の範疇に属する。
【００５５】
このオルダム継手１３Ｓでは、内外両側面に９０度の等角度間隔で切欠形成した４個の摺接溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを有する摺動リング１３ｅを備えている。摺接溝１３ａ、１３ｂ同士は、摺動リング１３ｅの左側面で径方向に対向し、摺接溝１３ｃ、１３ｄ同士は摺動リング１３ｅの右側面で径方向に対向している。
【００５６】
第１偏心歯車２の外側面２Ａには、摺接溝１３ａ、１３ｂに対応し、矢印Ｎで示す径方向に摺動可能に嵌め込まれる摺動ブロック１３ｆ、１３ｇを突出形成している。第２偏心歯車１１の外側面１１Ａには、摺接溝１３ｃ、１３ｄに対応し、矢印Ｍで示す径方向に摺動可能に嵌め込まれる摺動ブロック１３ｈ、１３ｉを突出形成している。
【００５７】
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、摺動リング１３ｅは、第１変速クランク軸１０Ａの偏心量Ｅ２に応じて矢印Ｎ方向の変位と矢印Ｍ方向の変位とを合成した方向に旋回変位を伴いながら自転変位を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例３】
【００５８】
図３（ｂ）は本発明の実施例３を示す。
実施例３では、オルダム継手１３Ｓにおいて、摺動ブロックと摺接溝との形成箇所を実施例２とは逆にしている。すなわち、摺動リング１３ｅの左側面に、摺動ブロック１３ｆ、１３ｇを形成し、摺動リング１３ｅの右側面に摺動ブロック１３ｈ、１３ｉを設けている。
【００５９】
第１偏心歯車２の外側面２Ａには、薄型の偏平リング１３ｊを一体に設け、第２偏心歯車１１の外側面１１Ａにも、薄型の偏平リング１３ｋを一体に設けている。偏平リング１３ｊに摺接溝１３ａ、１３ｂを形成し、偏平リング１３ｋに摺接溝１３ｃ、１３ｄを形成している。摺動ブロック１３ｆ、１３ｇは、摺接溝１３ａ、１３ｂに摺動可能に嵌め込まれ、摺動ブロック１３ｈ、１３ｉは、摺接溝１３ｃ、１３ｄに摺動可能に嵌め込まれている。
【００６０】
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、摺動リング１３ｅは、実施例２と同様に、矢印Ｎ方向の変位と矢印Ｍ方向の変位とを合成した方向に旋回変位を伴いながら自転変位を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例４】
【００６１】
図４は本発明の実施例４を示す。
実施例４が実施例１と異なるところは、回転伝達体１６、第１偏心歯車２の円形孔１４ａに代わってピン１３ｐを平行二軸等速回転継手１３Ｔとして設けたことである。ピン１３ｐは、円形孔１４ａに代わって第１偏心歯車２に固定したもので、ピン１３ｐの直径寸法Ｄｐを円形孔１５ａの直径寸法Ｄｑよりも小に設定し、両者の直径差（Ｄｑ−Ｄｐ）を第１変速クランク軸１０Ａの偏心量Ｅ２に等しくさせている。
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、ピン１３ｐは円形孔１５ａの外周壁面に摺接しながら円運動を行う。このため、第１偏心歯車２は旋回変位と自転変位からなる複合運動を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例５】
【００６２】
図５は本発明の実施例５を示す。
実施例５では、実施例１における第１リングギア３および第２リングギア１２に代わって、サイクロイド系の外歯ピニオン２７を用い、第１偏心歯車２および第２偏心歯車１１に代わって、ピンピニオン２８を用いている。外歯ピニオン２７は、そのピニオン歯２７ａをピンピニオン２８の円柱ピン２８ａと内接状態に噛合させている｛図５（ａ）、（ｂ）参照｝。
【００６３】
第１リングギア３用の外歯ピニオン２７と第２リングギア１２用の外歯ピニオン２７とでは、ピニオン歯２７ａの歯数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、外歯ピニオン２７の形態を示すのみに留めた。
また、第１偏心歯車２用のピンピニオン２８と第２偏心歯車１１用のピンピニオン２８とでも、円柱ピン２８ａの歯数としての本数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、ピンピニオン２８の形態を示すのみに留めた。
なお、外歯ピニオン２７を正あるいは負に転位させた場合、減速作動が成り立つためには、第１リングギア３用の外歯ピニオンにおける噛合いピッチ円と第２リングギア１２用の外歯ピニオンにおける噛合いピッチ円とを同一に設定する必要がある。後述する実施例６でも上記と同様である。
【実施例６】
【００６４】
図６は本発明の実施例６を示す。
実施例６では、実施例１における第１リングギア３および第２リングギア１２に代わって、サイクロイド系の内歯ピニオン３１を用い、第１偏心歯車２および第２偏心歯車１１に代わって、ピンピニオン３２を用いている。内歯ピニオン３１は、そのピニオン歯３１ａをピンピニオン３２の円柱ピン３２ａと内接状態に噛合させている。
【００６５】
第１リングギア３用の内歯ピニオン３１と第２リングギア１２用の内歯ピニオン３１とでは、ピニオン歯３１ａの歯数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、内歯ピニオン３１の形態を示すのみに留めた。
また、第１偏心歯車２用のピンピニオン３２と第２偏心歯車１１用のピンピニオン３２とでも、円柱ピン３２ａの歯数としての本数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、ピンピニオン３２の形態を示すのみに留めた。
【実施例７】
【００６６】
図７〜図９および図１１〜図１３は本発明の実施例７を示す。
実施例５の複段減速装置３５では、図７に示すように固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、複数の第１転動ボール３８、第２変速ディスク３９、平行二軸等速回転継手４０Ａ、出力ディスク４１Ａおよび第２転動ボール４２を互いに近接状態に並列させている。
【００６７】
固定ディスク３６は、中心部に貫通孔３６ａを有し、片面に第１ピッチ円Ｑ１上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系（例えば、エピサイクロイド）の第１曲線歯溝４３を備える。第１曲線歯溝４３は、その波数を例えば２２個としている。
【００６８】
第１変速ディスク３７は、中央部に貫通孔３７ａを形成し、固定ディスク３６に対して第１偏心量ｅ１で偏心状態に対面するように近接配置されている。第１変速ディスク３７の第１曲線歯溝４３に対応する面部には、第１ピッチ円Ｑ１と同一の第２ピッチ円Ｑ２上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系の第２曲線歯溝４４を備える。第２曲線歯溝４４は、波数を２４個として第１曲線歯溝４３との波数差を２個とする。
【００６９】
複数の第１転動ボール３８は、例えばスチール（鋼材）により形成されたもので、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３と第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４とにかけて配されており、後述する入力軸３６Ａの回転に伴い、固定ディスク３６に対して第１変速ディスク３７が自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
【００７０】
第２変速ディスク３９は、中央部に貫通孔３９ａを形成し、第１変速ディスク３７に対して第２偏心量ｅ２で偏心状態に対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円Ｑ３上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系の第３曲線歯溝４５を備える。第３曲線歯溝４５は、その波数を例えば２２個とする。固定ディスク３６の中央部に設けられた入力軸３６Ａは、貫通孔３９ａ、３７ａ、３６ａを挿通して図示右側に突き出ている。
【００７１】
第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９との間には、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えるボール式の平行二軸等速回転継手４６が配設されている。
【００７２】
平行二軸等速回転継手４６においては、互いに向き合う対向面側で第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９とには、同一ピッチ円Ｑｐ上に沿って一連の円形孔群４０、４１が周方向に形成されている。第１変速ディスク３７の円形孔群４０は、断面略円弧状で複数の円形孔４０ａからなり、第２変速ディスク３９の円形孔群４１は、断面略円弧状で複数の円形孔４１ａからなっている。円形孔４０ａと円形孔４１ａとは同一径寸法であり、円形孔４０ａ（４１ａ）と後述する転動ボール体４７との直径差を第２偏心量ｅ２に等しくしている。
【００７３】
複数から成る転動ボール体４７は、平行二軸等速回転継手４６を構成し、第１変速ディスク３７の円形孔４０ａと第２変速ディスク３９の円形孔４１ａとにかけて転動可能に配されている｛図７（ｂ）参照｝。入力軸３６Ａの回転に伴い、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えるようになっている。
【００７４】
出力ディスク４１Ａは、第２変速ディスク３９に第３偏心量ｅ３で偏心状態に対面するように近接状態に配置されている。出力ディスク４１Ａの第３曲線歯溝４５に対向する面部には、第３ピッチ円Ｑ３と同一寸法の第４ピッチ円Ｑ４上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第４曲線歯溝４８を有する。
【００７５】
第４曲線歯溝４８は、断面略円弧状で波数を例えば２０個に設定して、第３曲線歯溝４５と波数差を２個としている。出力ディスク４１Ａの中央部には、入力軸３６Ａと反対側に突出する出力軸４９を同軸上に形成している。このため、第３偏心量ｅ３を正とし、第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２を負とすると、第３偏心量ｅ３は第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２との和に等しくなっている（ｅ３＝｜ｅ１＋ｅ２｜）。
【００７６】
複数の第２転動ボール４２は、第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８とにかけて配されており、第２変速ディスク３９が出力ディスク４１Ａに対して複合運動を行う際、第２変速ディスク３９の複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを出力ディスク４１Ａから出力させるようになっている。
【００７７】
ここで、研究・試作・実験時に、図８（ａ）に示すように、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３の波歯４３ｗに第１転動ボール３８のそれぞれが噛合してなす圧力角ω１の基準値となる噛合接線Ｔ１の法線Ｔｎが集合力点として一点で交わることが判明した。第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５についても同様に集合力点を求める。
【００７８】
代表例として、固定ディスク３６における第１曲線歯溝４３の第１集合力点Ｐｘ１を図８（ｂ）に示し、出力ディスク４１Ａにおける第４曲線歯溝４８の第２集合力点Ｐｘ２を図８（ｃ）に示す。これら第１集合力点Ｐｘ１および第２集合力点Ｐｘ２の各位置は、後述する実施例７の場合と異なり、固定ディスク３６および出力ディスク４１Ａの内部に位置する。
【００７９】
この時、第１偏心量ｅ１の第１偏心位置Ｅｐ１から第１集合力点Ｐｘ１までの距離を第１有効径Ｌ１とし、第２偏心量ｅ２の第２偏心位置Ｅｐ２から第２集合力点Ｐｘ２までの距離を第２有効径Ｌ２とすると、第１有効径Ｌ１と第２有効径Ｌ２とが等しくなるように設定している。
【００８０】
さらに、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８についても、同様に偏心位置から集合力点までの有効径を第１有効径Ｌ１あるいは第２有効径Ｌ２と同一に設定している。 すなわち、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８について求めた各有効径が互いに等しくなるように設定している。
【００８１】
ちなみに、固定ディスク３６の第１ピッチ円Ｑ１および出力ディスク４１Ａの第４ピッチ円Ｑ４を６０．４１ｍｍとした場合、図８（ｂ）、（ｃ）および図９（ｂ）に示すように、第１偏心量ｅ１を０．９１３０４４６２ｍｍとし、第３偏心量ｅ３を１．００００００００ｍｍとし、第１有効径Ｌ１および第２有効径Ｌ２を２１．１５１５７９７５ｍｍに設定している。
【００８２】
第１有効径Ｌ１と第２有効径Ｌ２とを等しく調整するにあたっては、第１ピッチ円Ｑ１と第４ピッチ円Ｑ４とを変えたり、第１曲線歯溝４３と第４曲線歯溝４８との転位量ないしはサイクロイド係数（＝１−転位量）を変更することにより行う。
転位量については、第１曲線歯溝４３（第４曲線歯溝４８）の波歯を負の転位量で切り下げれば、第１集合力点Ｐｘ１（第２集合力点Ｐｘ２）は径方向に沿って中心部に変位するため、転位量の増減により第１有効径Ｌ１（第２有効径Ｌ２）を長さ調整することができる。第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５についても同様に有効径を調整することができる。
【００８３】
上記構成では、入力軸３６Ａへの回転入力に伴い、第１変速ディスク３７が第１曲線歯溝４３および第２曲線歯溝４４に対して第１転動ボール３８を転がせながら、自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１変速ディスク３７の複合運動は、平行二軸等速回転継手４０Ａを介して１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えられる。
【００８４】
すなわち、第１変速ディスク３７が複合運動を行う際、平行二軸等速回転継手４０Ａの転動ボール体４７が円形孔４０ａ、４１ａ内を転動することにより、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位がそのまま第２変速ディスク３９に伝わることになる。
複合運動が伝えられた第２変速ディスク３９は、第３曲線歯溝４５および第４曲線歯溝４８に対して第２転動ボール４２を転がせながら、複合運動を行って旋回変位を吸収し、自転変位のみを出力ディスク４１Ａに伝えて出力軸４９を回転させる。
【００８５】
この際、第１変速ディスク３７の自転変位は、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４との波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８との波数比に基づいて減速される。これにより、第１変速ディスク３７を小から大への広い範囲で減速させて出力ディスク４１Ａを回転させることができる。
【００８６】
ここで、固定ディスク３６（第１曲線歯溝４３）の波数が２２個、第１変速ディスク３７（第２曲線歯溝４４）の波数が２４個、第２変速ディスク３９（第３曲線歯溝４５）の波数が２２個、出力ディスク４１Ａ（第４曲線歯溝４８）の波数が２０個としているので、減速比Ｒｐは下記のようにして算出される。
Ｒｐ＝１−｛２２×２２／（２４×２０）｝
＝１−（４８４／４８０）
＝−１／１２０
この点、図９（ａ）では、第１曲線歯溝４３の波数をＡ、第２曲線歯溝４４の波数をＢ、第３曲線歯溝４５の波数をＣ、第４曲線歯溝４８の波数をＤとして図９（ｃ）の表に整理し、減速比Ｒｐを下記の式により求めることができる。
Ｒｐ＝１−｛Ａ×Ｃ／（Ｂ×Ｄ）｝
【００８７】
すなわち、減速比はＲｐ、第１変速ディスク３７および第２変速ディスク３９の各波数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手４６を第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００８８】
減速作動時、平行二軸等速回転継手４６により、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位が第２変速ディスク３９に１対１の割合で確実に伝わる。このため、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４とに対して第２転動ボール４２が干渉することなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。
【００８９】
この結果、バックラッシュが除去されて騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００９０】
なお、図９（ｄ）、（ｅ）は、実施例５における円形孔４０ａの変形例を示し、中央の凸部４０Ｃを中心とし、断面が半円形となったドーナツ状の窪み部４０Ｂに形成されている。転動ボール体４７の直径Ｔｄと窪み部４０Ｂの円弧径Ｒｄとを略同一とし、転動ボール体４７が窪み部４０Ｂに転動可能に嵌まるようにしている。
【００９１】
図１０は研究・実験・試作過程の初期に作製した複段減速装置５０を示し、第１変速ディスク３７および平行二軸等速回転継手４６を用いずに、第２変速ディスク３９を固定ディスク３６と出力ディスク４１Ａとの間に直接並置させている。第２変速ディスク３９には、円形孔群４１に代わって第２曲線歯溝４４を形成している。
【００９２】
この場合には、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４とに対する第１転動ボール３８の干渉とともに、第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８とに対する第２転動ボール４２の干渉が生じ、バックラッシュを多めに設定せざるを得ず、第１転動ボール３８および第２転動ボール４２の転動状態が円滑さを欠く不利があった。
【００９３】
研究・実験・試作を反復・継続した後に判明したことであるが、円滑な回転による高精度で精密な複段減速装置３５を実現させるには、平行二軸等速回転継手４６を設けるとともに、代表例として前述したように固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８において集合力点Ｐｘ１、Ｐｘ２を求めて有効径Ｌ１、Ｌ２を等しく設定する必要があった（図８参照）。
【００９４】
すなわち、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８について求めた各有効径が互いに等しくなるように設定している。
この要件は、実施例１に鑑みると、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４とを等しく設定する場合に相当すると考えられる。
この観点から、集合力点Ｐｘ１、Ｐｘ２は、ディスクの曲線歯溝と転動ボールとの噛合位置に変換可能なものと想定すれば、仮想噛合いピッチ円上の点と言うこともできる。
【００９５】
図１１は、固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、複数の第１転動ボール３８、第２変速ディスク３９、平行二軸等速回転継手４６、出力ディスク４１Ａおよび第２転動ボール４２を組付けて複段減速装置３５を具体化した縦断面図を示す。
入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１、第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３が存する側を一方向（紙面の表面側）に指向させ、入力軸３６Ａと出力軸４９の中心軸Ｃｐに対する位置ずれ量を総合偏心量Ｅｐ４としている。
【００９６】
入力軸３６Ａのうち右端部３６Ｂは、ハウジング５１に設けた第１玉軸受５２に回転可能に支持され、左端部の第３中間部３６Ｅは、第２玉軸受５４により回転可能に支持されている。入力軸３６Ａにおける第１中間部３６Ｃは、第１変速ディスク３７を第１ころ軸受５３により第１偏心量ｅ１および第２偏心量ｅ２で複合運動可能に支持し、第２中間部３６Ｄは、第２変速ディスク３９を第２ころ軸受５３ａにより第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３で複合運動可能に支持している。
【００９７】
出力ディスク４１Ａは、軸芯と同軸の第３中間部３６Ｅを第２玉軸受５４に支持させながら、皿状のテーパ部４１ｂを第３玉軸受５５およびスラスト軸受５６により回転可能に支持させている。テーパ部４１ｂは、左端の出力軸４９に向かって一体に延出し、途中部位を第４玉軸受５７により支持させている。
【００９８】
入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１、第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３が存する側を一方向に指向させているので、入力軸３６Ａにバランスウエイト５８を装着させて、入力軸３６Ａの回転時にフライホイール効果による回転の円滑化を図っている。
【００９９】
図１２の複段減速装置３５では、図１１における入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２とが存する側と第３偏心量ｅ３が存する側とを１８０度の位相差をもって並置させた状態を示す。出力軸４９の中心軸Ｃｐに対する第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２との偏心方向を和偏心Ｅｓとして紙面の下方に向け、第３偏心量ｅ３の偏心方向を単偏心Ｅｔとして紙面の上方に向けている。
【０１００】
この場合、和偏心Ｅｓと単偏心Ｅｔとが１８０度の位相差をもって相対するので、回転時にバランスを確保することができ、入力軸３６Ａにバランスウエイト５８をフライホイールとして装着させる必要がなくなる。
【０１０１】
図１３の複段減速装置３５では、図１２における固定ディスク３６（第１曲線歯溝４３）の波数、第１変速ディスク３７（第２曲線歯溝４４）の波数、第２変速ディスク３９（第３曲線歯溝４５）の波数および出力ディスク４１Ａ（第４曲線歯溝４８）の波数を少なく設定して比較的小さな減速比を達成している。すなわち、前述のディスク波数を順に９個、１０個、８個および９個とすれば、減速比Ｒｃは下記の手順で算出される。
Ｒｃ＝１−｛９×８／（９×１０）｝
＝１−７２／９０
＝１／５
【実施例８】
【０１０２】
図１４および図１５は本発明の実施例８を示す。実施例８では、図１１に示す実施例７の構成においてハイポサイクロイド系の遊星歯車機構を複段減速装置６１として設けている。この複段減速装置６１では、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、歯数を例えば４５個とする第１外歯ピニオン６２（外歯トロコイドピニオン）を設け、歯数を例えば４０個とする第２外歯ピニオン６３（外歯トロコイドピニオン）を設けている。
【０１０３】
第１外歯ピニオン６２は、入力軸３６Ａの右端部３６Ｂに第１ころ軸受５３により回転可能に支持されて、外周の第１ピニオン歯６２ａを第１ピンピニオン６４の内歯である円柱ピン歯６４ａに噛合させている｛図１５（ａ）参照｝。
【０１０４】
第１ピンピニオン６４は、図１５（ｂ）に示すように、例えば４６個の円柱ピン歯６４ａをケージ状のリング６５ａ、６５ｂの間にニードル軸６５により周方向に等角度間隔で自転可能に取付けられている。
【０１０５】
第２外歯ピニオン６３は、入力軸３６Ａの第１中間部３６Ｃに第２ころ軸受５３ａにより回転可能に支持されて、外周の第２ピニオン歯６３ａを第２ピンピニオン６６の内歯である円柱ピン歯６６ａに噛合させている。第２ピンピニオン６６は、図１５（ｂ）に示すように、例えば４１個の円柱ピン歯６６ａをケージ状のリング６５ｂ、６５ｃの間にニードル軸６７により周方向に等角度間隔で自転可能に取付けられている。
【０１０６】
第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３を入力軸３６Ａに取付ける前工程として、第１外歯ピニオン６２の第１集合力点Ｐｘ３および第２外歯ピニオン６３の第２集合力点Ｐｘ４を図８の実施例７と同様にして求める。第１集合力点Ｐｘ３および第２集合力点Ｐｘ４の位置は、図８に示す実施例７と異なり、第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３の外部に位置する。
第１外歯ピニオン６２の中心線ＰＬ１からの偏心量Ｅｐ５および第２外歯ピニオン６３の中心線ＰＬ２からの偏心量Ｅｐ６を設定した後、偏心量Ｅｐ５の偏心位置Ｅｒ１と集合力点Ｐｘ３との距離に相当する有効径Ｌｘを求める。
【０１０７】
第２外歯ピニオン６３における偏心量Ｅｐ６の偏心位置Ｅｒ２と集合力点Ｐｘ４との距離に相当する有効径Ｌｙを求める。第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３の各転位量を調整することにより、第１集合力点Ｐｘ３および第２集合力点Ｐｘ４の位置を変更して、第１集合力点Ｐｘ３からの有効径Ｌｘと第２集合力点Ｐｘ４からの有効径Ｌｙとを等しくする。
【０１０８】
一例として、第１外歯ピニオン６２のピッチ半径Ｒｆを４９．２９５７７９５１ｍｍ、第１ピンピニオン６４のピッチ半径Ｒｇを５０．５６９０１９０６ｍｍとし、両ピッチ半径の差１．２７３２３９５５ｍｍを偏心量Ｅｐ５としている。
第２外歯ピニオン６３のピッチ円Ｒｈを４９．１６２１８６６３ｍｍ、第２ピンピニオン６６のピッチ円Ｒｉを５０．５９０６９９２９ｍｍとし、両ピッチ半径の差１．４２８５１２６６ｍｍを偏心量Ｅｐ６としている。
【０１０９】
第１外歯ピニオン６２の転位量Ｓ１を８．００００００００ｍｍ、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１を４５個とし、第１ピンピニオン６４における円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１を４６個としている。
第２外歯ピニオン６３の転位量Ｓ２を７．９７８３１９７０ｍｍ、第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２を４０個とし、第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２を４１個としている。この場合、複段減速装置６１における減速比Ｒｔは、具体的には後に算出するように、Ｒｔ＝１−｛Ｍ１×Ｎ２／（Ｎ１×Ｍ２）｝により得られる。
【０１１０】
第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とは、図１５に示すように、互いに近接並置されており、これらの間には、実施例５の平行二軸等速回転継手４６と同様なボール式の平行二軸等速回転継手６８を設けている。第１外歯ピニオン６２には、所定のピッチ円Ｐｅ１上に沿って複数（例えば６個）の円形孔６９が一定の径寸法Ｄｐ１で等角度間隔で形成されている。第２外歯ピニオン６３にも、ピッチ円Ｐｅ１と同一なピッチ円Ｐｅ２上に沿って円形孔６９と同数の円形孔７０が径寸法Ｄｐ２で等角度間隔で形成されている。円形孔６９の個数や径寸法Ｄｐ１は、円形孔７０の個数や径寸法Ｄｐ２と同一でも異なっていてもよく、使用状況などによって所望に設定することができる。
【０１１１】
第１外歯ピニオン６２の円形孔６９と第２外歯ピニオン６３の円形孔７０とには、例えばスチールにより形成された転動ボール体７１が両円形孔６９、７０の内周部を周方向に転がるように配置されている。転動ボール体７１は両円形孔６９、７０よりも径小に設定されており、転動ボール体７１の径寸法Ｄｐ３と円形孔６９の直径Ｄｐ１との差を第１外歯ピニオン６２の偏心量Ｅｐ５に等しくし、転動ボール体７１の径寸法Ｄｐ３と円形孔７０の直径Ｄｐ２との差を第２外歯ピニオン６３の偏心量Ｅｐ６に等しくしている。そして、第１外歯ピニオン６２の円形孔６９、第２外歯ピニオン６３の円形孔７０および転動ボール体７１により平行二軸等速回転継手６８を構成している。
【０１１２】
互いに近接並置された第２外歯ピニオン６３と固定ディスク３６との間にも、平行二軸等速回転継手６８と同様なボール式の平行二軸等速回転継手７２を設けている。この平行二軸等速回転継手７２も、第２外歯ピニオン６３の円形孔７３、固定ディスク３６の円形孔７４およびスチール製の転動ボール体７５により構成されている。転動ボール体７５と円形孔７４との直径差を第２外歯ピニオン６３の偏心量Ｅｐ６に等しくしている。
【０１１３】
この状態で入力軸３６Ａを時計回り方向に回転させると、第１外歯ピニオン６２が入力軸３６Ａの右端部３６Ｂに第１ころ軸受５３を介して嵌め込まれていることから、第１ピンピニオン６４における円柱ピン歯６４ａに噛合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
これに伴い、平行二軸等速回転継手６８の転動ボール体７１が第１外歯ピニオン６２の円形孔６９の内周部および第２外歯ピニオン６３の円形孔７０との内周部を転がり、第１外歯ピニオン６２の旋回変位を吸収して、自転変位のみを第２外歯ピニオン６３に１対１の伝達比で伝える。
【０１１４】
第２外歯ピニオン６３は、入力軸３６Ａの第１中間部３６Ｃに第２ころ軸受５３ａを介して嵌め込まれていることから、第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａに噛合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。これに伴い、平行二軸等速回転継手７２の転動ボール体７５が第２外歯ピニオン６３の円形孔７３の内周部および出力ディスク４１Ａの円形孔７４との内周部を転がり、第２外歯ピニオン６３の旋回変位を吸収して、自転変位のみを出力ディスク４１Ａに１対１の伝達比で伝える。
【０１１５】
出力ディスク４１Ａは、入力軸３６Ａと同軸の第３中間部３６Ｅが第２玉軸受５４を介して嵌め込まれていることから、第２外歯ピニオン６３の自転変位を受けて時計回り方向に回転する。
【０１１６】
この際、第１外歯ピニオン６２は、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１と第１ピンピニオン６４の円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１との除算比により減速されたうえで、さらに第２外歯ピニオン６３における第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２と第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２との除算比により減速される。
【０１１７】
すなわち、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１が４５個、円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１が４６個、第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２が４０個、ならびに円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２が４１個であるため、複段減速装置６１における減速比Ｒｔは、１−｛４６×４０／（４５×４１）｝により（−１／３６９）となり、著しく小さい減速比Ｒｔを得ることができる。
【０１１８】
小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を実現させていながらも、ボール式の平行二軸等速回転継手６８を第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３の間に設け、同様の平行二軸等速回転継手７２を第２外歯ピニオン６３と出力ディスク４１Ａとの間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【０１１９】
減速作動時、平行二軸等速回転継手６８により、第１外歯ピニオン６２の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２外歯ピニオン６３に伝わり、平行二軸等速回転継手７２により、第２外歯ピニオン６３の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で出力ディスク４１Ａに伝わる。
【０１２０】
このため、第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とに対して転動ボール体７１が干渉せず、出力ディスク４１Ａに対しても転動ボール体７５が干渉せず、バックラッシュを生じることなく正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【０１２１】
第２外歯ピニオン６３と出力ディスク４１Ａとの間に、歯数Ｍ１、Ｍ２とは異なる歯数の第３ピンピニオン、ならびに歯数Ｎ１、Ｎ２とは異なる歯数の第３外歯ピニオン（ともに図示せず）を対面並置し、第３外歯ピニオンと第２外歯ピニオン６３との間に平行二軸等速回転継手（図示せず）を設けるとともに、第３外歯ピニオンと出力ディスク４１Ａとの間に他の平行二軸等速回転継手（図示せず）を設けてもよい。
【０１２２】
この場合、入力軸３６Ａの回転は、第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とによる二段減速に加えて、第２外歯ピニオン６３と第３外歯ピニオンとにより三段階の減速が行われる。
すなわち、第１外歯ピニオン６２の自転変位は、二段減速に減速されたうえで、第３外歯ピニオンの第３ピニオン歯の歯数と第３ピンピニオンの円柱ピン歯の歯数との除算比に基づいて分割される。
【０１２３】
これにより、第１外歯ピニオン６２の自転変位の自転変位を小から大に到る広い範囲で減速することが可能となり、さらに小さな減速比から格段に大きな減速比まで一層広範囲な速比を実現させることができる。
極端に大きな減速比を実現させる場合には、第３外歯ピニオンに加えて、第４外歯ピニオン、第５外歯ピニオンといったように多数組の外歯ピニオンを平行二軸等速回転継手により交互に連結して多重に並置させてもよい。
なお、第１外歯ピニオン６２のピッチ円Ｒｆと第２外歯ピニオン６３のピッチ円Ｒｈとは同一でなく異なっていてもよく、第１ピンピニオン６４のピッチ円Ｒｇと第２ピンピニオン６６のピッチ円Ｒｉとも同一でなく異なっていてもよい。
【０１２４】
（ａ）実施例１における第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１、第２リングギア１２の各歯数は、適用対象や使用状況により所望に変更してもよい。実施例５における固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、第２変速ディスク３９および出力ディスク４１Ａの各波数についても同様である。
実施例１の第１リングギア３内の第１偏心歯車２と第２リングギア１２内の第２偏心歯車１１とは、理論上、平行二軸等速回転継手を介して交互にｎ個だけ並置することができる。
実施例５の固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、第２変速ディスク３９および出力ディスク４１Ａについても、理論上、第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９とを一組としてｎ組の多重並置が可能である。
【０１２５】
（ｂ）実施例７における第１外歯ピニオン６２の第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１、第１ピンピニオン６４の円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１、第２外歯ピニオン６３の第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２、ならびに第２ピンピニオン６６の円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２についても必要な個数に変更してもよい。
実施例７の第１外歯ピニオン６２と第１ピンピニオン６４との組、ならびに第２外歯ピニオン６３と第２ピンピニオン６６との組は、理論上、平行二軸等速回転継手を介して交互にｎ組として多重に並置することができるものである。
【０１２６】
（ｃ）実施例５における第１転動ボール３８、第２転動ボール４２および転動ボール体４７は、スチール（鋼材）製に限らず、軟鋼、ステンレススチール、強化セラミックあるいは種々の金属合金により形成してもよい。実施例５のボール式の平行二軸等速回転継手４６に代わって、実施例１の回転伝達体１６の平行二軸等速回転継手１３を用いてもよい。逆に実施例１の回転伝達体１６の平行二軸等速回転継手１３に代わって、実施例５のボール式の平行二軸等速回転継手４６を用いてもよい。
【０１２７】
（ｄ）回転伝達体１６は、短円柱に限らず、必要に応じて形状を変更することができる。回転伝達体１６の材質は、鋼材などの金属材料や強化セラミックを適用することができる。
（ｅ）固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８は、エピサイクロイド系に限らず、ハイポサイクロイド系、ペリトロコイド系、エピトロコイド系などといったように、物体の回転により軌跡として生じる種々の曲線を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
複段減速装置では、１対１の伝達比でトルク伝達可能な平行二軸等速回転継手を用いることにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現できるとともに、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成する。小型ながらも極めて広範囲で高精度な減速比を達成できる有益性から生産の効率化を求める需要者の増加に伴い、関連部品の流通を介して機械産業界へ広く活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】（ａ）は複段減速装置を示す分解斜視図（実施例１）、（ｂ）は複段減速装置を示す模式図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は第１偏心歯車と第２偏心歯車との間に設けた平行二軸等速回転継手を示す斜視図、（ｂ）は複段減速装置の縦断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はオルダム継手を示す分解斜視図（実施例２）、（ｂ）は他のオルダム継手を示す分解斜視図である（実施例３）。
【図４】ピンと円形孔とにより構成した平行二軸等速回転継手を示す斜視図である（実施例４）。
【図５】（ａ）は偏心歯車に内歯ピニオンを適用し、リングギアにピンピニオンを適用した例を示す正面図（実施例５）、（ｂ）は噛合状態を示す拡大部分正面図である（実施例５）。
【図６】偏心歯車に外歯ピニオンを適用し、リングギアにピンピニオンを適用した例を示す正面図である（実施例６）。
【図７】（ａ）は複段減速装置を示す分解斜視図（実施例７）、（ｂ）は（ａ）のＫ１−Ｋ１に沿う拡大縦断面図である（実施例７）。
【図８】（ａ）は圧力角の基準値となる噛合接線の法線を示すための模式図（実施例７）、（ｂ）は固定ディスクにおける集合力点を示す模式図（実施例７）、（ｃ）は出力ディスクにおける集合力点を示す模式図である（実施例７）。
【図９】（ａ）は複段減速装置を示す模式図（実施例７）、（ｂ）は入力軸の偏心状態を示す模式図（実施例７）、（ｃ）は減速比を算出するための図表（実施例７）、（ｄ）、（ｅ）は実施例７における円形孔の変形例である。
【図１０】比較のため研究・実験・試作過程の初期に作製した複段減速装置を示す分解斜視図である（比較図）。
【図１１】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを同位相で組付けて構成した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１２】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを１８０°の位相差で組付けて構成し必要部品を組付けて構成した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１３】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを１８０°の位相差で組付けて構成し、比較的大きな減速比を例示した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は外歯ピニオンとピンピニオンとを示す正面図である（実施例８）。
【図１５】複段減速装置を示す縦断面図である（実施例８）。
【図１６】従来の複段減速装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、３５、６１ 複段減速装置
２ 第１偏心歯車
２ａ 外歯
２Ａ 第１偏心歯車の外側面
３ 第１リングギア
３ａ 内歯
４ クランク入力軸
７ 入力軸
１１ 第２偏心歯車
１１ａ 外歯
１１Ａ 第２偏心歯車の外側面
１２ 第２リングギア
１２ａ 内歯
１２Ａ 出力軸
１３、 平行二軸等速回転継手
１３Ｓ オルダム継手（平行二軸等速回転継手）
１３Ｔ 平行二軸等速回転継手
１４、１５ 円形孔群
１４ａ、１５ａ 円形孔
１６ 回転伝達体
２０ 第３リングギア
２１ 第３偏心歯車
３６ 固定ディスク
３６Ａ 入力軸
３７ 第１変速ディスク
３８ 第１転動ボール
３９ 第２変速ディスク
４０、４１ 円形孔群
４０ａ、４１ａ 円形孔
４１Ａ 出力ディスク
４２ 第２転動ボール
４３ 第１曲線歯溝
４４ 第２曲線歯溝
４５ 第３曲線歯溝
４６、６８、７２ ボール式の平行二軸等速回転継手
４８ 第４曲線歯溝
４７、７５ 転動ボール体
４９ 出力軸
５９ 第３変速ディスク
６０ 第４変速ディスク
６２ 第１外歯ピニオン
６２ａ 第１ピニオン歯
６３ 第２外歯ピニオン
６３ａ 第２ピニオン歯
６４ 第１ピンピニオン
６４ａ 円柱ピン歯（第１ピンピニオンの内歯）
６６ 第２ピンピニオン
６６ａ 円柱ピン歯（第２ピンピニオンの内歯）
７０、７３ 円形孔
Ｐ１、Ｐ４ 内歯ピッチ円
Ｐ２、Ｐ３ 外歯ピッチ円
Ｐｘ１、Ｐｘ３ 第１集合力点
Ｐｘ２、Ｐｘ４ 第２集合力点
ｅ１ 第１偏心量
Ｅｐ１ 第１偏心位置
ｅ２ 第２偏心量
Ｅｐ２ 第２偏心位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段に減速することにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲の速比を設定可能にした複段減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複段減速装置は、サーボモータの回転伝達および精密加工機械の駆動などに用いられ、減速機能および回転伝達機能に加えて、回転の遊び（バックラッシュ）を生じることなく高精度で従動部材に負荷伝達することが要求されている。とりわけ、大きな減速（あるいは小さな減速比）を得るため、ハイポサイクロイド系の歯形を有する遊星歯車機構を適用した複段減速装置では、遊星歯車と内歯車との噛合による伝達機構は複雑となり、回転の遊びをなくして円滑で高精度の回転を達成させるのは容易でないことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
代表的な複段減速装置としては、例えば特許文献２に示された不思議遊星歯車機構の減速装置がある。この減速装置では、固定内歯車に噛み合う複数の第１遊星歯車および可動内歯車に噛み合う複数の第２遊星歯車を備え、固定内歯車と可動内歯車とを同軸的に配置している。
複数の第１遊星歯車に噛み合う太陽歯車を有し、第１遊星歯車は回転軸およびキャリアを介して第２遊星歯車に連結されている。第１遊星歯車の歯形位置に対する第２遊星歯車の歯形位置とに位相差を設けている。太陽歯車の回転により第１遊星歯車が回転し、この回転が回転軸を介して第２遊星歯車を回して可動内歯車を回転させる。これにより、通常の不思議遊星歯車機構の減速装置における減速比の１／３に低減できたとしている。
【０００４】
また、図１６に示す差動歯車減速機構１００では、第１外歯車１０１に所定の径寸法で配置した第１内歯車１０２と偏心部１０３を有する入力軸１０４（クランク軸）とを備えている。第１外歯車１０１は固定され、第１内歯車１０２と同一径の第２内歯車１０５とは連結軸１０２Ａにより連結されている。第２内歯車１０５は自由回転可能な第２外歯車１０６に噛合している。
図１６に矢印Ｓｐで示すように、入力軸１０４を時計回り方向に回転させると、第１内歯車１０２が矢印Ｔ方向の自転変位と矢印Ｕ方向の旋回変位とを伴う複合運動を行う。この複合運動が連結軸１０２Ａを介して第２内歯車１０５に伝わり、自転成分だけを第２外歯車１０６に伝達して第２外歯車１０６と一緒に出力軸１０７を矢印Ｖ方向に回転させる。
【特許文献１】特開平５−７９５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、前述のように、遊星歯車と内歯車との噛合による伝達機構は複雑となり、回転の遊びをなくして円滑で高精度の回転を達成させるのは容易でなく、精密な工作機械に実装して使用するには適さないものである。
特許文献２では、減速比を大幅に低減させることができるものの、第１遊星歯車と第２遊星歯車との連結構造から判断して、噛み合いの干渉を招き、バランスが悪く回転伝達の円滑性に劣り、高速回転時に支障が生じる虞がある。
【０００６】
図１６の差動歯車減速機構１００において、第１内歯車１０２と第２内歯車１０５とを異なる歯数の歯車とすることができれば、複式（二段減速）差動歯車減速機構が成立し、減速比を著しく低減化できる利点がある。この場合、第１外歯車１０１の歯数をＡ１、第１内歯車１０２の歯数をＢ１、第２内歯車１０５の歯数をＣ１、ならびに第２外歯車１０６をＤ１とすると、減速比は１−｛Ａ１×Ｃ１／（Ｂ１×Ｄ１）｝で算出することができる。
【０００７】
このため、連結軸１０２Ａに偏心クランク部を設けて、第１内歯車１０２を二段に減速させる機構が考えられ、研究・試作・実験が繰り返されてきた。この機構では噛み合いの干渉は僅少で、円滑な回転を欠くものの、減速は可能であるため、バックラッシュを大きく設定すれば、実用化に耐えられないものではない。
しかしながら、騒音振動を伴い、減速時に安定して信頼度の高い作動、高い精度および寿命を犠牲にしなければならず、工業用ロボットや精密な自動組付機械などに適用するには多くの点で改良の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、バックラッシュを生じることなく小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現でき、しかも騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる複段減速装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（請求項１について）
第１偏心歯車は、クランク入力軸を有して固定型の第１リングギアの内歯に噛合し、クランク入力軸の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行う。第２偏心歯車は、第１偏心歯車にクランク入力軸と偏心状態に連結されて、第１リングギアの内歯とは異なる歯数で自由回転可能に設けられて第２リングギアの内歯に噛合する。第１変速クランク軸は、第１偏心歯車と第２偏心歯車とを連結するように設けられている。平行二軸等速回転継手は、第１偏心歯車と第２偏心歯車との間を連結し、第１偏心歯車の複合運動を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達するように配されている。
第１リングギアの内歯ピッチ円と第２リングギアの内歯ピッチ円とを同一寸法に設定し、クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を第１変速クランク軸および平行二軸等速回転継手を介して第２偏心歯車に伝達して第２リングギアに回転変位を出力させるようにしている。
【００１０】
この構成では、クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の複合運動が第１変速クランク軸を介して第２偏心歯車に伝わる際、平行二軸等速回転継手が機能し、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達する。これにより、第２偏心歯車も複合運動を行って第２偏心歯車の自転変位により第２リングギアが回転変位を出力する。
【００１１】
この際、第１偏心歯車の自転変位は、第２偏心歯車の外歯数と第２リングギアの内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車を小幅から大幅の広い範囲で減速することができる。すなわち、減速比は第１偏心歯車、第１リングギア、第２偏心歯車および第２リングギアの各歯数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手を第１偏心歯車と第２偏心歯車との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００１２】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２偏心歯車に確実に伝わる。このため、第２偏心歯車が第２リングギアに干渉することなく、正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【００１３】
（請求項２について）
平行二軸等速回転継手においては、互いに対向する第１偏心歯車の外側面と第２偏心歯車の外側面とに同一ピッチ円上に沿って一連の円形孔群が設けられている。円形の回転伝達体は、第１偏心歯車の円形孔と第２偏心歯車の円形孔とにかけて転がり可能に遊嵌されて、円形孔の内周面に対して第１偏心歯車と第２偏心歯車との偏心量に応じた隙間を空けている。
クランク入力軸の回転に伴い、回転伝達体が第１偏心歯車の円形孔および第２偏心歯車の円形孔の各内周面を転がることにより、第１偏心歯車の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車に伝達する。
【００１４】
この場合、平行二軸等速回転継手は、第１偏心歯車および第２偏心歯車に円形孔群を設けて回転伝達体を円形孔に遊嵌する簡素な構造で済み、省スペース化および低コスト化を実現することができる。
【００１５】
（請求項３について）
第１偏心歯車および第２偏心歯車は、外歯ピニオンとし、第１リングギアおよび第２リングギアはピンピニオンとしている。
この場合、第１偏心歯車と第１リングギアとの歯数差、ならびに第２偏心歯車と第２リングギアとの歯数差を大きく設定し易く、大きな速比の実現に適している。
【００１６】
（請求項４について）
固定ディスクは、その片面に第１ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第１曲線歯溝を有する。第１変速ディスクは、入力軸を連結して固定ディスクに対して第１偏心量で偏心状態に近接対面し、第１曲線歯溝に対応する面部に第１ピッチ円と同一の第２ピッチ円上に沿って形成されて、第１曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第２曲線歯溝を有する。
【００１７】
複数の第１転動ボールは、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝とにかけて配されており、入力軸の回転に伴い、固定ディスクに対して第１変速ディスクに自転変位と旋回変位とからなる複合運動を生じさせる。
第２変速ディスクは、第１変速ディスクに対して第２偏心量で偏心状態に近接対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第３曲線歯溝を有する。
【００１８】
平行二軸等速回転継手は、第１変速ディスクと第２変速ディスクとの間に設けられ、第１変速ディスクの複合運動を１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝える。出力ディスクは、出力軸を有して第２変速ディスクに第３偏心量で偏心状態に近接対面するように設けられ、第３曲線歯溝に対向する面部に第３ピッチ円と同一寸法の第４ピッチ円上に沿って周方向に形成されて、第３曲線歯溝と波数差を１個とするサイクロイド系の第４曲線歯溝を有する。
【００１９】
複数の第２転動ボールは、第３曲線歯溝と第４曲線歯溝とにかけて配されており、第２変速ディスクの複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを出力ディスクから出力させる。
固定ディスクの第１曲線歯溝および第１変速ディスクの第２曲線歯溝に第１転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定する。第２変速ディスクの第３曲線歯溝および出力ディスクの第４曲線歯溝に第２転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定する。第１偏心量の第１偏心位置から第１集合力点に到る距離と第３偏心量の第３偏心位置から第２集合力点に到る距離とを等しくしている。
【００２０】
この場合、入力軸への回転入力に伴い、第１変速ディスクが第１曲線歯溝および第２曲線歯溝に対して第１転動ボールを転がせながら、自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１変速ディスクの複合運動は、平行二軸等速回転継手により自転変位として１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝えられる。自転変位が伝えられた第２変速ディスクは、第３曲線歯溝および第４曲線歯溝に沿って第２転動ボールを転がせながら、複合運動を行って旋回変位を吸収し、自転変位のみを出力ディスクに伝えて出力軸を回転させる。
【００２１】
この際、第１変速ディスクの自転変位は、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝との波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第３曲線歯溝と第４曲線歯溝との波数比に基づいて減速される。これにより、第１変速ディスクを小から大に到る幅の広い範囲で減速させて出力ディスクを回転させることができる。
【００２２】
すなわち、減速比は、第１変速ディスクおよび第２変速ディスクの各波数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手を第１変速ディスクと第２変速ディスクとの間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００２３】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１変速ディスクの自転変位が第２変速ディスクに１対１の割合で確実に伝わる。このため、第１曲線歯溝と第２曲線歯溝とに対して第２転動ボールが干渉せず、バックラッシュも生じることなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。この結果、騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００２４】
（請求項５について）
平行二軸等速回転継手においては、互いに重ね合わされた第１変速ディスクと第２変速ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、第２偏心量に応じた半径寸法で一連の円形孔群が形成されている。複数の転動ボール体は、第１変速ディスクの円形孔と第２変速ディスクの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１変速ディスクの複合運動を１対１の伝達比で第２変速ディスクに伝える。
【００２５】
この場合、平行二軸等速回転継手は、第１変速ディスクと第２変速ディスクとに一連の円形孔群をそれぞれ形成して、円形孔に転動ボール体を設ける簡素な構造で済み、薄型でコンパクトとなり省スペース化および低コスト化を図ることができる。
【００２６】
（請求項６について）
第１外歯ピニオンは、外周部にサイクロイド系曲線による歯面プロフィールで形成した第１ピンピニオンの内歯に噛合する第１ピニオン歯を有し、第１ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行うように偏心状態に配されている。第２外歯ピニオンは、第１外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置され、サイクロイド系曲線による歯面プロフィールで第２ピンピニオンの内歯に噛合する第２ピニオン歯を有し、第２ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行う。
【００２７】
平行二軸等速回転継手は、第１外歯ピニオンと第２外歯ピニオンとの間に設けられ、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝える。出力ディスクは、第２外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置されている。平行二軸等速回転継手は、第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間に設けられ、第２外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で出力ディスクに伝える。
【００２８】
第１外歯ピニオンの第１ピニオン歯のそれぞれが第１ピンピニオンの内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定する。第２外歯ピニオンの第２ピニオン歯のそれぞれが第２ピンピニオンの内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定する。第１外歯ピニオンの偏心位置から第１集合力点に到る距離と第２外歯ピニオンの偏心位置から第２集合力点に到る距離とを等しくしている。
【００２９】
この場合、第１外歯ピニオンの回転入力に伴い、第１外歯ピニオンが第１ピンピニオンに噛合しながら自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１外歯ピニオンの複合運動は、平行二軸等速回転継手により自転変位として１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝えられる。自転変位が伝えられた第２外歯ピニオンは、第２ピンピニオンに噛合しながら複合運動を行う。この複合運動は、平行二軸等速回転継手により旋回変位が吸収されることから自転変位として１対１の伝達比で出力ディスクに伝えられる。
【００３０】
この際、第１外歯ピニオンの自転変位は、第１外歯ピニオンの歯数と第１ピンピニオンとの波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第２外歯ピニオンと第２ピンピニオンとの波数比に基づいて減速される。これにより、第１外歯ピニオンを小から大に到る広い範囲で減速させて出力ディスクを回転させることができる。
【００３１】
減速作動時、平行二軸等速回転継手により、第１外歯ピニオンの自転変位が第２外歯ピニオンおよび出力ディスクに１対１の割合で確実に伝わるようになる。これにより、第１外歯ピニオン、第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間で干渉が生じず、バックラッシュも生じることなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。この結果、騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００３２】
（請求項７について）
第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられた平行二軸等速回転継手は、互いに対面する第１外歯ピニオンと第２外歯ピニオンとに同一ピッチ円上に沿って、第１外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群を有する。
【００３３】
複数の転動ボール体は、第１外歯ピニオンの円形孔と第２外歯ピニオンの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２外歯ピニオンに伝える。
【００３４】
第２外歯ピニオンと出力ディスクとの間に設けられた平行二軸等速回転継手は、互いに対面する第２外歯ピニオンと出力ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、第２外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群を有する。複数の転動ボール体は、第１外歯ピニオンの円形孔と出力ディスクの円形孔とにかけて転動可能に配されて、第１外歯ピニオンの複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で出力ディスクに伝える。
【００３５】
この場合、平行二軸等速回転継手は、請求項５と同様に、第１外歯ピニオン、第２外歯ピニオンと出力ディスクとに一連の円形孔群をそれぞれ形成して、円形孔に転動ボール体を設ける簡素な構造で済み、薄型でコンパクトとなり省スペース化および低コスト化を図ることができる。
【００３６】
（請求項８について）
第１転動ボールおよび第２転動ボールがスチール製のため、これら転動ボールを入手し易く製造コストの低廉化に寄与する。
【００３７】
（請求項９について）
転動ボール体がスチール製のため、請求項８と同様に、転動ボール体を入手し易く製造コストの低廉化に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明における複段減速装置では、１対１の伝達比で回転伝達可能な平行二軸等速回転継手を用いることにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現できるとともに、騒音振動の発生がなく、バックラッシュを除去し、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図る。
【実施例１】
【００３９】
図１および図２に基づいて本発明の実施例１を説明する。
図１（ａ）に示す複段減速装置１において、第１偏心歯車２は、比較的径小に形成されて、外周部に所定歯数の外歯２ａを有している。
【００４０】
固定型の第１リングギア３は、歯面プロフィールが内歯ピッチ円Ｐ１を有するインボルート系やサイクロイド系の曲線などで創成されている。第１リングギア３は、内周部に所定の歯数を有する内歯３ａを備え、内歯３ａに第１偏心歯車２の外歯２ａを遊星歯車として噛合させている。第１偏心歯車２は、後述するクランク入力軸４の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行うようになっている。
【００４１】
クランク入力軸４は第１連結軸５を中心軸として備え、これの一端部を第１偏心歯車２の中心部に固定し、他端部を第１偏心部６の一端に回転可能に支持させている。
入力軸７は第１連結軸５と平行に配されて、軸受８により回転可能に支持された状態で第１偏心部６の他端に連結固定されている。
【００４２】
第１偏心部６における第１連結軸５と入力軸７との距離は、第１偏心量Ｅ１を示し、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第１偏心歯車２の外歯ピッチ円Ｐ２との有効差（Ｐ１−Ｐ２）に等しくなっている。
【００４３】
第１連結軸５は、図２（ａ）に示すように、第１偏心歯車２の裏側に僅かに延びて連結端５ａを形成し、この連結端５ａを第２偏心部９の一端に連結固定している。第２偏心部９の他端には、第２連結軸１０の一端が回転可能に嵌め込まれている。第２連結軸１０の他端は、第２偏心歯車１１の中心部に連結固定されている。連結端５ａ、第２偏心部９および第２連結軸１０は第１変速クランク軸１０Ａを構成している。
【００４４】
第２偏心歯車１１は、所定の歯数の外歯１１ａを有して第１偏心歯車２に近接かつ対面状態に並設されている。第２リングギア１２は、第１リングギア３に隣接状態で自由回転可能に並設されており、所定の歯数の内歯１２ａを有し、内歯１２ａを第２偏心歯車１１の外歯１１ａに噛合させている｛図１（ａ）参照｝。
【００４５】
第２リングギア１２は、中心部に出力軸１２Ａを一体に形成している。この出力軸１２Ａは入力軸７と同軸的に配置されて、第２リングギア１２と一体的に回転するようになっている。
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１とが対面する表面部の中央部には、第１変速クランク軸１０Ａを収容するために円形に形成された第１窪み部Ｅｓ１および第２窪み部Ｅｓ２が形成されている。
【００４６】
第２偏心部９における第２連結軸１０と第１連結軸５との距離は、第２偏心量Ｅ２を示し、第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４と第２偏心歯車１１の外歯ピッチ円Ｐ３との有効差（Ｐ４−Ｐ３）に等しくなっている。また、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４とは等しくなるように設定している（Ｐ１＝Ｐ４）。
【００４７】
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間には、第１偏心歯車２の自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える平行二軸等速回転継手１３が設けられている。
平行二軸等速回転継手１３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに対向する第１偏心歯車２の外側面２Ａと第２偏心歯車１１の外側面１１Ａとに同一ピッチ円Ｐｆ上に沿って形成された一連の円形孔群１４、１５を有する。
第１偏心歯車２の円形孔群１４は等角度間隔で形成された複数（例えば６個）の円形孔１４ａからなり、第２偏心歯車１１の円形孔群１５は等角度間隔で形成された複数（例えば６個）の円形孔１５ａからなっている。
【００４８】
第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間には、円形の回転伝達体１６が配置されている。回転伝達体１６は、厚みの小さな短円柱をなし、第１偏心歯車２の円形孔１４ａと第２偏心歯車１１の円形孔１５ａとにかけて転がり可能に遊嵌されて、各円形孔１４ａ、１５ａの内周面に対して第２偏心量Ｅ２に相当する偏心量Ｅ３の隙間を空けている｛図２（ｂ）参照｝。第２偏心歯車１１の中心１１Ｐと第２連結軸１０の中心１０Ｐとの間の距離を偏心量Ｅ４とすると、Ｅ１＝｜Ｅ２（Ｅ３）＋Ｅ４｜の関係が得られる。
【００４９】
クランク入力軸４の回転に伴い、回転伝達体１６が第１偏心歯車２の円形孔１４ａおよび第２偏心歯車１１の円形孔１５ａの各内周面を転がることにより、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【００５０】
上記構成では、クランク入力軸４の回転に伴い、第１偏心歯車２が第１リングギア３に噛み合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
第１偏心歯車２の複合運動は、第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に伝わる。この際、平行二軸等速回転継手１３の回転伝達体１６が円形孔１４ａ、１５ａの内周面を転がることにより、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝え、第２偏心歯車１１が外歯１１ａを第２リングギア１２の内歯１２ａに噛み合わせながら複合運動を行う。この複合運動のうち、旋回変位は吸収されるため、自転変位のみが第２リングギア１２に伝わって第２リングギア１２と一緒に出力軸１２Ａを回転させる。
【００５１】
この際、第１偏心歯車２の自転変位は、第２偏心歯車１１の外歯数と第２リングギア１２の内歯数との比により分割されるので、第１偏心歯車２を小幅から大幅の広い範囲で減速することができる。すなわち、減速比は第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１および第２リングギア１２の各歯数に依存する減速割合で設定可能となるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を達成させることができる。
【００５２】
ちなみに、第１偏心歯車２の歯数は８０個、第１リングギア３は９０個、第２偏心歯車１１は７０個、第２リングギア１２は８０個であるとすると、減速比Ｒは下記のようにして算出することができる。
Ｒ＝１−｛（７０×９０）／（８０×８０）｝
＝１／６４
このため、広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手１３を第１偏心歯車２と第２偏心歯車１１との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。なお、第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１および第２リングギア１２の各歯数は例示的であるため、図１および図２の態様とは必ずしも合致していない。
【００５３】
減速作動時、平行二軸等速回転継手１３により、第１偏心歯車２の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に確実に伝わる。このため、第２偏心歯車１１が第２リングギア１２に干渉することなく、正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００５４】
図３（ａ）は本発明の実施例２を示す。
実施例２では、実施例１における回転伝達体１６、第１偏心歯車２の円形孔１４ａおよび第２偏心歯車１１の円形孔１５ａからなる平行二軸等速回転継手１３に代わって、オルダム継手１３Ｓを用いている。オルダム継手１３Ｓは、本願発明における平行二軸等速回転継手の範疇に属する。
【００５５】
このオルダム継手１３Ｓでは、内外両側面に９０度の等角度間隔で切欠形成した４個の摺接溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを有する摺動リング１３ｅを備えている。摺接溝１３ａ、１３ｂ同士は、摺動リング１３ｅの左側面で径方向に対向し、摺接溝１３ｃ、１３ｄ同士は摺動リング１３ｅの右側面で径方向に対向している。
【００５６】
第１偏心歯車２の外側面２Ａには、摺接溝１３ａ、１３ｂに対応し、矢印Ｎで示す径方向に摺動可能に嵌め込まれる摺動ブロック１３ｆ、１３ｇを突出形成している。第２偏心歯車１１の外側面１１Ａには、摺接溝１３ｃ、１３ｄに対応し、矢印Ｍで示す径方向に摺動可能に嵌め込まれる摺動ブロック１３ｈ、１３ｉを突出形成している。
【００５７】
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、摺動リング１３ｅは、第１変速クランク軸１０Ａの偏心量Ｅ２に応じて矢印Ｎ方向の変位と矢印Ｍ方向の変位とを合成した方向に旋回変位を伴いながら自転変位を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例３】
【００５８】
図３（ｂ）は本発明の実施例３を示す。
実施例３では、オルダム継手１３Ｓにおいて、摺動ブロックと摺接溝との形成箇所を実施例２とは逆にしている。すなわち、摺動リング１３ｅの左側面に、摺動ブロック１３ｆ、１３ｇを形成し、摺動リング１３ｅの右側面に摺動ブロック１３ｈ、１３ｉを設けている。
【００５９】
第１偏心歯車２の外側面２Ａには、薄型の偏平リング１３ｊを一体に設け、第２偏心歯車１１の外側面１１Ａにも、薄型の偏平リング１３ｋを一体に設けている。偏平リング１３ｊに摺接溝１３ａ、１３ｂを形成し、偏平リング１３ｋに摺接溝１３ｃ、１３ｄを形成している。摺動ブロック１３ｆ、１３ｇは、摺接溝１３ａ、１３ｂに摺動可能に嵌め込まれ、摺動ブロック１３ｈ、１３ｉは、摺接溝１３ｃ、１３ｄに摺動可能に嵌め込まれている。
【００６０】
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、摺動リング１３ｅは、実施例２と同様に、矢印Ｎ方向の変位と矢印Ｍ方向の変位とを合成した方向に旋回変位を伴いながら自転変位を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例４】
【００６１】
図４は本発明の実施例４を示す。
実施例４が実施例１と異なるところは、回転伝達体１６、第１偏心歯車２の円形孔１４ａに代わってピン１３ｐを平行二軸等速回転継手１３Ｔとして設けたことである。ピン１３ｐは、円形孔１４ａに代わって第１偏心歯車２に固定したもので、ピン１３ｐの直径寸法Ｄｐを円形孔１５ａの直径寸法Ｄｑよりも小に設定し、両者の直径差（Ｄｑ−Ｄｐ）を第１変速クランク軸１０Ａの偏心量Ｅ２に等しくさせている。
第１偏心歯車２の回転入力が第１変速クランク軸１０Ａを介して第２偏心歯車１１に作用する際、ピン１３ｐは円形孔１５ａの外周壁面に摺接しながら円運動を行う。このため、第１偏心歯車２は旋回変位と自転変位からなる複合運動を行い、自転変位のみを１対１の伝達比で第２偏心歯車１１に伝える。
【実施例５】
【００６２】
図５は本発明の実施例５を示す。
実施例５では、実施例１における第１リングギア３および第２リングギア１２に代わって、サイクロイド系の外歯ピニオン２７を用い、第１偏心歯車２および第２偏心歯車１１に代わって、ピンピニオン２８を用いている。外歯ピニオン２７は、そのピニオン歯２７ａをピンピニオン２８の円柱ピン２８ａと内接状態に噛合させている｛図５（ａ）、（ｂ）参照｝。
【００６３】
第１リングギア３用の外歯ピニオン２７と第２リングギア１２用の外歯ピニオン２７とでは、ピニオン歯２７ａの歯数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、外歯ピニオン２７の形態を示すのみに留めた。
また、第１偏心歯車２用のピンピニオン２８と第２偏心歯車１１用のピンピニオン２８とでも、円柱ピン２８ａの歯数としての本数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、ピンピニオン２８の形態を示すのみに留めた。
なお、外歯ピニオン２７を正あるいは負に転位させた場合、減速作動が成り立つためには、第１リングギア３用の外歯ピニオンにおける噛合いピッチ円と第２リングギア１２用の外歯ピニオンにおける噛合いピッチ円とを同一に設定する必要がある。後述する実施例６でも上記と同様である。
【実施例６】
【００６４】
図６は本発明の実施例６を示す。
実施例６では、実施例１における第１リングギア３および第２リングギア１２に代わって、サイクロイド系の内歯ピニオン３１を用い、第１偏心歯車２および第２偏心歯車１１に代わって、ピンピニオン３２を用いている。内歯ピニオン３１は、そのピニオン歯３１ａをピンピニオン３２の円柱ピン３２ａと内接状態に噛合させている。
【００６５】
第１リングギア３用の内歯ピニオン３１と第２リングギア１２用の内歯ピニオン３１とでは、ピニオン歯３１ａの歯数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、内歯ピニオン３１の形態を示すのみに留めた。
また、第１偏心歯車２用のピンピニオン３２と第２偏心歯車１１用のピンピニオン３２とでも、円柱ピン３２ａの歯数としての本数が異なるが、歯数は種々に設定可能なため、ピンピニオン３２の形態を示すのみに留めた。
【実施例７】
【００６６】
図７〜図９および図１１〜図１３は本発明の実施例７を示す。
実施例５の複段減速装置３５では、図７に示すように固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、複数の第１転動ボール３８、第２変速ディスク３９、平行二軸等速回転継手４０Ａ、出力ディスク４１Ａおよび第２転動ボール４２を互いに近接状態に並列させている。
【００６７】
固定ディスク３６は、中心部に貫通孔３６ａを有し、片面に第１ピッチ円Ｑ１上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系（例えば、エピサイクロイド）の第１曲線歯溝４３を備える。第１曲線歯溝４３は、その波数を例えば２２個としている。
【００６８】
第１変速ディスク３７は、中央部に貫通孔３７ａを形成し、固定ディスク３６に対して第１偏心量ｅ１で偏心状態に対面するように近接配置されている。第１変速ディスク３７の第１曲線歯溝４３に対応する面部には、第１ピッチ円Ｑ１と同一の第２ピッチ円Ｑ２上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系の第２曲線歯溝４４を備える。第２曲線歯溝４４は、波数を２４個として第１曲線歯溝４３との波数差を２個とする。
【００６９】
複数の第１転動ボール３８は、例えばスチール（鋼材）により形成されたもので、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３と第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４とにかけて配されており、後述する入力軸３６Ａの回転に伴い、固定ディスク３６に対して第１変速ディスク３７が自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
【００７０】
第２変速ディスク３９は、中央部に貫通孔３９ａを形成し、第１変速ディスク３７に対して第２偏心量ｅ２で偏心状態に対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円Ｑ３上に沿って周方向に形成され、断面略円弧状とするサイクロイド系の第３曲線歯溝４５を備える。第３曲線歯溝４５は、その波数を例えば２２個とする。固定ディスク３６の中央部に設けられた入力軸３６Ａは、貫通孔３９ａ、３７ａ、３６ａを挿通して図示右側に突き出ている。
【００７１】
第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９との間には、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えるボール式の平行二軸等速回転継手４６が配設されている。
【００７２】
平行二軸等速回転継手４６においては、互いに向き合う対向面側で第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９とには、同一ピッチ円Ｑｐ上に沿って一連の円形孔群４０、４１が周方向に形成されている。第１変速ディスク３７の円形孔群４０は、断面略円弧状で複数の円形孔４０ａからなり、第２変速ディスク３９の円形孔群４１は、断面略円弧状で複数の円形孔４１ａからなっている。円形孔４０ａと円形孔４１ａとは同一径寸法であり、円形孔４０ａ（４１ａ）と後述する転動ボール体４７との直径差を第２偏心量ｅ２に等しくしている。
【００７３】
複数から成る転動ボール体４７は、平行二軸等速回転継手４６を構成し、第１変速ディスク３７の円形孔４０ａと第２変速ディスク３９の円形孔４１ａとにかけて転動可能に配されている｛図７（ｂ）参照｝。入力軸３６Ａの回転に伴い、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えるようになっている。
【００７４】
出力ディスク４１Ａは、第２変速ディスク３９に第３偏心量ｅ３で偏心状態に対面するように近接状態に配置されている。出力ディスク４１Ａの第３曲線歯溝４５に対向する面部には、第３ピッチ円Ｑ３と同一寸法の第４ピッチ円Ｑ４上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第４曲線歯溝４８を有する。
【００７５】
第４曲線歯溝４８は、断面略円弧状で波数を例えば２０個に設定して、第３曲線歯溝４５と波数差を２個としている。出力ディスク４１Ａの中央部には、入力軸３６Ａと反対側に突出する出力軸４９を同軸上に形成している。このため、第３偏心量ｅ３を正とし、第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２を負とすると、第３偏心量ｅ３は第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２との和に等しくなっている（ｅ３＝｜ｅ１＋ｅ２｜）。
【００７６】
複数の第２転動ボール４２は、第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８とにかけて配されており、第２変速ディスク３９が出力ディスク４１Ａに対して複合運動を行う際、第２変速ディスク３９の複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを出力ディスク４１Ａから出力させるようになっている。
【００７７】
ここで、研究・試作・実験時に、図８（ａ）に示すように、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３の波歯４３ｗに第１転動ボール３８のそれぞれが噛合してなす圧力角ω１の基準値となる噛合接線Ｔ１の法線Ｔｎが集合力点として一点で交わることが判明した。第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５についても同様に集合力点を求める。
【００７８】
代表例として、固定ディスク３６における第１曲線歯溝４３の第１集合力点Ｐｘ１を図８（ｂ）に示し、出力ディスク４１Ａにおける第４曲線歯溝４８の第２集合力点Ｐｘ２を図８（ｃ）に示す。これら第１集合力点Ｐｘ１および第２集合力点Ｐｘ２の各位置は、後述する実施例７の場合と異なり、固定ディスク３６および出力ディスク４１Ａの内部に位置する。
【００７９】
この時、第１偏心量ｅ１の第１偏心位置Ｅｐ１から第１集合力点Ｐｘ１までの距離を第１有効径Ｌ１とし、第２偏心量ｅ２の第２偏心位置Ｅｐ２から第２集合力点Ｐｘ２までの距離を第２有効径Ｌ２とすると、第１有効径Ｌ１と第２有効径Ｌ２とが等しくなるように設定している。
【００８０】
さらに、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８についても、同様に偏心位置から集合力点までの有効径を第１有効径Ｌ１あるいは第２有効径Ｌ２と同一に設定している。 すなわち、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８について求めた各有効径が互いに等しくなるように設定している。
【００８１】
ちなみに、固定ディスク３６の第１ピッチ円Ｑ１および出力ディスク４１Ａの第４ピッチ円Ｑ４を６０．４１ｍｍとした場合、図８（ｂ）、（ｃ）および図９（ｂ）に示すように、第１偏心量ｅ１を０．９１３０４４６２ｍｍとし、第３偏心量ｅ３を１．００００００００ｍｍとし、第１有効径Ｌ１および第２有効径Ｌ２を２１．１５１５７９７５ｍｍに設定している。
【００８２】
第１有効径Ｌ１と第２有効径Ｌ２とを等しく調整するにあたっては、第１ピッチ円Ｑ１と第４ピッチ円Ｑ４とを変えたり、第１曲線歯溝４３と第４曲線歯溝４８との転位量ないしはサイクロイド係数（＝１−転位量）を変更することにより行う。
転位量については、第１曲線歯溝４３（第４曲線歯溝４８）の波歯を負の転位量で切り下げれば、第１集合力点Ｐｘ１（第２集合力点Ｐｘ２）は径方向に沿って中心部に変位するため、転位量の増減により第１有効径Ｌ１（第２有効径Ｌ２）を長さ調整することができる。第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５についても同様に有効径を調整することができる。
【００８３】
上記構成では、入力軸３６Ａへの回転入力に伴い、第１変速ディスク３７が第１曲線歯溝４３および第２曲線歯溝４４に対して第１転動ボール３８を転がせながら、自転変位と旋回変位とを含む複合運動を行う。第１変速ディスク３７の複合運動は、平行二軸等速回転継手４０Ａを介して１対１の伝達比で第２変速ディスク３９に伝えられる。
【００８４】
すなわち、第１変速ディスク３７が複合運動を行う際、平行二軸等速回転継手４０Ａの転動ボール体４７が円形孔４０ａ、４１ａ内を転動することにより、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位がそのまま第２変速ディスク３９に伝わることになる。
複合運動が伝えられた第２変速ディスク３９は、第３曲線歯溝４５および第４曲線歯溝４８に対して第２転動ボール４２を転がせながら、複合運動を行って旋回変位を吸収し、自転変位のみを出力ディスク４１Ａに伝えて出力軸４９を回転させる。
【００８５】
この際、第１変速ディスク３７の自転変位は、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４との波数比に基づいて減速されたうえで、さらに第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８との波数比に基づいて減速される。これにより、第１変速ディスク３７を小から大への広い範囲で減速させて出力ディスク４１Ａを回転させることができる。
【００８６】
ここで、固定ディスク３６（第１曲線歯溝４３）の波数が２２個、第１変速ディスク３７（第２曲線歯溝４４）の波数が２４個、第２変速ディスク３９（第３曲線歯溝４５）の波数が２２個、出力ディスク４１Ａ（第４曲線歯溝４８）の波数が２０個としているので、減速比Ｒｐは下記のようにして算出される。
Ｒｐ＝１−｛２２×２２／（２４×２０）｝
＝１−（４８４／４８０）
＝−１／１２０
この点、図９（ａ）では、第１曲線歯溝４３の波数をＡ、第２曲線歯溝４４の波数をＢ、第３曲線歯溝４５の波数をＣ、第４曲線歯溝４８の波数をＤとして図９（ｃ）の表に整理し、減速比Ｒｐを下記の式により求めることができる。
Ｒｐ＝１−｛Ａ×Ｃ／（Ｂ×Ｄ）｝
【００８７】
すなわち、減速比はＲｐ、第１変速ディスク３７および第２変速ディスク３９の各波数に依存する減速割合で設定することができるので、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比が実現する。
広範囲な速比を実現させていながらも、平行二軸等速回転継手４６を第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９との間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【００８８】
減速作動時、平行二軸等速回転継手４６により、第１変速ディスク３７の複合運動のうち自転変位が第２変速ディスク３９に１対１の割合で確実に伝わる。このため、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４とに対して第２転動ボール４２が干渉することなく正規の状態で確実に噛み合って円滑に転動する。
【００８９】
この結果、バックラッシュが除去されて騒音振動の発生がなく、減速時に回転が安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成することができる。
【００９０】
なお、図９（ｄ）、（ｅ）は、実施例５における円形孔４０ａの変形例を示し、中央の凸部４０Ｃを中心とし、断面が半円形となったドーナツ状の窪み部４０Ｂに形成されている。転動ボール体４７の直径Ｔｄと窪み部４０Ｂの円弧径Ｒｄとを略同一とし、転動ボール体４７が窪み部４０Ｂに転動可能に嵌まるようにしている。
【００９１】
図１０は研究・実験・試作過程の初期に作製した複段減速装置５０を示し、第１変速ディスク３７および平行二軸等速回転継手４６を用いずに、第２変速ディスク３９を固定ディスク３６と出力ディスク４１Ａとの間に直接並置させている。第２変速ディスク３９には、円形孔群４１に代わって第２曲線歯溝４４を形成している。
【００９２】
この場合には、第１曲線歯溝４３と第２曲線歯溝４４とに対する第１転動ボール３８の干渉とともに、第３曲線歯溝４５と第４曲線歯溝４８とに対する第２転動ボール４２の干渉が生じ、バックラッシュを多めに設定せざるを得ず、第１転動ボール３８および第２転動ボール４２の転動状態が円滑さを欠く不利があった。
【００９３】
研究・実験・試作を反復・継続した後に判明したことであるが、円滑な回転による高精度で精密な複段減速装置３５を実現させるには、平行二軸等速回転継手４６を設けるとともに、代表例として前述したように固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８において集合力点Ｐｘ１、Ｐｘ２を求めて有効径Ｌ１、Ｌ２を等しく設定する必要があった（図８参照）。
【００９４】
すなわち、固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４および第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８について求めた各有効径が互いに等しくなるように設定している。
この要件は、実施例１に鑑みると、第１リングギア３の内歯ピッチ円Ｐ１と第２リングギア１２の内歯ピッチ円Ｐ４とを等しく設定する場合に相当すると考えられる。
この観点から、集合力点Ｐｘ１、Ｐｘ２は、ディスクの曲線歯溝と転動ボールとの噛合位置に変換可能なものと想定すれば、仮想噛合いピッチ円上の点と言うこともできる。
【００９５】
図１１は、固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、複数の第１転動ボール３８、第２変速ディスク３９、平行二軸等速回転継手４６、出力ディスク４１Ａおよび第２転動ボール４２を組付けて複段減速装置３５を具体化した縦断面図を示す。
入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１、第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３が存する側を一方向（紙面の表面側）に指向させ、入力軸３６Ａと出力軸４９の中心軸Ｃｐに対する位置ずれ量を総合偏心量Ｅｐ４としている。
【００９６】
入力軸３６Ａのうち右端部３６Ｂは、ハウジング５１に設けた第１玉軸受５２に回転可能に支持され、左端部の第３中間部３６Ｅは、第２玉軸受５４により回転可能に支持されている。入力軸３６Ａにおける第１中間部３６Ｃは、第１変速ディスク３７を第１ころ軸受５３により第１偏心量ｅ１および第２偏心量ｅ２で複合運動可能に支持し、第２中間部３６Ｄは、第２変速ディスク３９を第２ころ軸受５３ａにより第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３で複合運動可能に支持している。
【００９７】
出力ディスク４１Ａは、軸芯と同軸の第３中間部３６Ｅを第２玉軸受５４に支持させながら、皿状のテーパ部４１ｂを第３玉軸受５５およびスラスト軸受５６により回転可能に支持させている。テーパ部４１ｂは、左端の出力軸４９に向かって一体に延出し、途中部位を第４玉軸受５７により支持させている。
【００９８】
入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１、第２偏心量ｅ２および第３偏心量ｅ３が存する側を一方向に指向させているので、入力軸３６Ａにバランスウエイト５８を装着させて、入力軸３６Ａの回転時にフライホイール効果による回転の円滑化を図っている。
【００９９】
図１２の複段減速装置３５では、図１１における入力軸３６Ａのうち第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２とが存する側と第３偏心量ｅ３が存する側とを１８０度の位相差をもって並置させた状態を示す。出力軸４９の中心軸Ｃｐに対する第１偏心量ｅ１と第２偏心量ｅ２との偏心方向を和偏心Ｅｓとして紙面の下方に向け、第３偏心量ｅ３の偏心方向を単偏心Ｅｔとして紙面の上方に向けている。
【０１００】
この場合、和偏心Ｅｓと単偏心Ｅｔとが１８０度の位相差をもって相対するので、回転時にバランスを確保することができ、入力軸３６Ａにバランスウエイト５８をフライホイールとして装着させる必要がなくなる。
【０１０１】
図１３の複段減速装置３５では、図１２における固定ディスク３６（第１曲線歯溝４３）の波数、第１変速ディスク３７（第２曲線歯溝４４）の波数、第２変速ディスク３９（第３曲線歯溝４５）の波数および出力ディスク４１Ａ（第４曲線歯溝４８）の波数を少なく設定して比較的小さな減速比を達成している。すなわち、前述のディスク波数を順に９個、１０個、８個および９個とすれば、減速比Ｒｃは下記の手順で算出される。
Ｒｃ＝１−｛９×８／（９×１０）｝
＝１−７２／９０
＝１／５
【実施例８】
【０１０２】
図１４および図１５は本発明の実施例８を示す。実施例８では、図１１に示す実施例７の構成においてハイポサイクロイド系の遊星歯車機構を複段減速装置６１として設けている。この複段減速装置６１では、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、歯数を例えば４５個とする第１外歯ピニオン６２（外歯トロコイドピニオン）を設け、歯数を例えば４０個とする第２外歯ピニオン６３（外歯トロコイドピニオン）を設けている。
【０１０３】
第１外歯ピニオン６２は、入力軸３６Ａの右端部３６Ｂに第１ころ軸受５３により回転可能に支持されて、外周の第１ピニオン歯６２ａを第１ピンピニオン６４の内歯である円柱ピン歯６４ａに噛合させている｛図１５（ａ）参照｝。
【０１０４】
第１ピンピニオン６４は、図１５（ｂ）に示すように、例えば４６個の円柱ピン歯６４ａをケージ状のリング６５ａ、６５ｂの間にニードル軸６５により周方向に等角度間隔で自転可能に取付けられている。
【０１０５】
第２外歯ピニオン６３は、入力軸３６Ａの第１中間部３６Ｃに第２ころ軸受５３ａにより回転可能に支持されて、外周の第２ピニオン歯６３ａを第２ピンピニオン６６の内歯である円柱ピン歯６６ａに噛合させている。第２ピンピニオン６６は、図１５（ｂ）に示すように、例えば４１個の円柱ピン歯６６ａをケージ状のリング６５ｂ、６５ｃの間にニードル軸６７により周方向に等角度間隔で自転可能に取付けられている。
【０１０６】
第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３を入力軸３６Ａに取付ける前工程として、第１外歯ピニオン６２の第１集合力点Ｐｘ３および第２外歯ピニオン６３の第２集合力点Ｐｘ４を図８の実施例７と同様にして求める。第１集合力点Ｐｘ３および第２集合力点Ｐｘ４の位置は、図８に示す実施例７と異なり、第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３の外部に位置する。
第１外歯ピニオン６２の中心線ＰＬ１からの偏心量Ｅｐ５および第２外歯ピニオン６３の中心線ＰＬ２からの偏心量Ｅｐ６を設定した後、偏心量Ｅｐ５の偏心位置Ｅｒ１と集合力点Ｐｘ３との距離に相当する有効径Ｌｘを求める。
【０１０７】
第２外歯ピニオン６３における偏心量Ｅｐ６の偏心位置Ｅｒ２と集合力点Ｐｘ４との距離に相当する有効径Ｌｙを求める。第１外歯ピニオン６２および第２外歯ピニオン６３の各転位量を調整することにより、第１集合力点Ｐｘ３および第２集合力点Ｐｘ４の位置を変更して、第１集合力点Ｐｘ３からの有効径Ｌｘと第２集合力点Ｐｘ４からの有効径Ｌｙとを等しくする。
【０１０８】
一例として、第１外歯ピニオン６２のピッチ半径Ｒｆを４９．２９５７７９５１ｍｍ、第１ピンピニオン６４のピッチ半径Ｒｇを５０．５６９０１９０６ｍｍとし、両ピッチ半径の差１．２７３２３９５５ｍｍを偏心量Ｅｐ５としている。
第２外歯ピニオン６３のピッチ円Ｒｈを４９．１６２１８６６３ｍｍ、第２ピンピニオン６６のピッチ円Ｒｉを５０．５９０６９９２９ｍｍとし、両ピッチ半径の差１．４２８５１２６６ｍｍを偏心量Ｅｐ６としている。
【０１０９】
第１外歯ピニオン６２の転位量Ｓ１を８．００００００００ｍｍ、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１を４５個とし、第１ピンピニオン６４における円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１を４６個としている。
第２外歯ピニオン６３の転位量Ｓ２を７．９７８３１９７０ｍｍ、第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２を４０個とし、第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２を４１個としている。この場合、複段減速装置６１における減速比Ｒｔは、具体的には後に算出するように、Ｒｔ＝１−｛Ｍ１×Ｎ２／（Ｎ１×Ｍ２）｝により得られる。
【０１１０】
第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とは、図１５に示すように、互いに近接並置されており、これらの間には、実施例５の平行二軸等速回転継手４６と同様なボール式の平行二軸等速回転継手６８を設けている。第１外歯ピニオン６２には、所定のピッチ円Ｐｅ１上に沿って複数（例えば６個）の円形孔６９が一定の径寸法Ｄｐ１で等角度間隔で形成されている。第２外歯ピニオン６３にも、ピッチ円Ｐｅ１と同一なピッチ円Ｐｅ２上に沿って円形孔６９と同数の円形孔７０が径寸法Ｄｐ２で等角度間隔で形成されている。円形孔６９の個数や径寸法Ｄｐ１は、円形孔７０の個数や径寸法Ｄｐ２と同一でも異なっていてもよく、使用状況などによって所望に設定することができる。
【０１１１】
第１外歯ピニオン６２の円形孔６９と第２外歯ピニオン６３の円形孔７０とには、例えばスチールにより形成された転動ボール体７１が両円形孔６９、７０の内周部を周方向に転がるように配置されている。転動ボール体７１は両円形孔６９、７０よりも径小に設定されており、転動ボール体７１の径寸法Ｄｐ３と円形孔６９の直径Ｄｐ１との差を第１外歯ピニオン６２の偏心量Ｅｐ５に等しくし、転動ボール体７１の径寸法Ｄｐ３と円形孔７０の直径Ｄｐ２との差を第２外歯ピニオン６３の偏心量Ｅｐ６に等しくしている。そして、第１外歯ピニオン６２の円形孔６９、第２外歯ピニオン６３の円形孔７０および転動ボール体７１により平行二軸等速回転継手６８を構成している。
【０１１２】
互いに近接並置された第２外歯ピニオン６３と固定ディスク３６との間にも、平行二軸等速回転継手６８と同様なボール式の平行二軸等速回転継手７２を設けている。この平行二軸等速回転継手７２も、第２外歯ピニオン６３の円形孔７３、固定ディスク３６の円形孔７４およびスチール製の転動ボール体７５により構成されている。転動ボール体７５と円形孔７４との直径差を第２外歯ピニオン６３の偏心量Ｅｐ６に等しくしている。
【０１１３】
この状態で入力軸３６Ａを時計回り方向に回転させると、第１外歯ピニオン６２が入力軸３６Ａの右端部３６Ｂに第１ころ軸受５３を介して嵌め込まれていることから、第１ピンピニオン６４における円柱ピン歯６４ａに噛合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。
これに伴い、平行二軸等速回転継手６８の転動ボール体７１が第１外歯ピニオン６２の円形孔６９の内周部および第２外歯ピニオン６３の円形孔７０との内周部を転がり、第１外歯ピニオン６２の旋回変位を吸収して、自転変位のみを第２外歯ピニオン６３に１対１の伝達比で伝える。
【０１１４】
第２外歯ピニオン６３は、入力軸３６Ａの第１中間部３６Ｃに第２ころ軸受５３ａを介して嵌め込まれていることから、第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａに噛合いながら自転変位と旋回変位とからなる複合運動を行う。これに伴い、平行二軸等速回転継手７２の転動ボール体７５が第２外歯ピニオン６３の円形孔７３の内周部および出力ディスク４１Ａの円形孔７４との内周部を転がり、第２外歯ピニオン６３の旋回変位を吸収して、自転変位のみを出力ディスク４１Ａに１対１の伝達比で伝える。
【０１１５】
出力ディスク４１Ａは、入力軸３６Ａと同軸の第３中間部３６Ｅが第２玉軸受５４を介して嵌め込まれていることから、第２外歯ピニオン６３の自転変位を受けて時計回り方向に回転する。
【０１１６】
この際、第１外歯ピニオン６２は、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１と第１ピンピニオン６４の円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１との除算比により減速されたうえで、さらに第２外歯ピニオン６３における第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２と第２ピンピニオン６６における円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２との除算比により減速される。
【０１１７】
すなわち、第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１が４５個、円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１が４６個、第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２が４０個、ならびに円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２が４１個であるため、複段減速装置６１における減速比Ｒｔは、１−｛４６×４０／（４５×４１）｝により（−１／３６９）となり、著しく小さい減速比Ｒｔを得ることができる。
【０１１８】
小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を実現させていながらも、ボール式の平行二軸等速回転継手６８を第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３の間に設け、同様の平行二軸等速回転継手７２を第２外歯ピニオン６３と出力ディスク４１Ａとの間に設ける簡素な構成で済み、製造コストを抑え得て量産するうえで有利となる。
【０１１９】
減速作動時、平行二軸等速回転継手６８により、第１外歯ピニオン６２の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で第２外歯ピニオン６３に伝わり、平行二軸等速回転継手７２により、第２外歯ピニオン６３の複合運動のうち自転変位が１対１の伝達比で出力ディスク４１Ａに伝わる。
【０１２０】
このため、第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とに対して転動ボール体７１が干渉せず、出力ディスク４１Ａに対しても転動ボール体７５が干渉せず、バックラッシュを生じることなく正規の状態で確実に噛み合い、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を図ることができる。
【０１２１】
第２外歯ピニオン６３と出力ディスク４１Ａとの間に、歯数Ｍ１、Ｍ２とは異なる歯数の第３ピンピニオン、ならびに歯数Ｎ１、Ｎ２とは異なる歯数の第３外歯ピニオン（ともに図示せず）を対面並置し、第３外歯ピニオンと第２外歯ピニオン６３との間に平行二軸等速回転継手（図示せず）を設けるとともに、第３外歯ピニオンと出力ディスク４１Ａとの間に他の平行二軸等速回転継手（図示せず）を設けてもよい。
【０１２２】
この場合、入力軸３６Ａの回転は、第１外歯ピニオン６２と第２外歯ピニオン６３とによる二段減速に加えて、第２外歯ピニオン６３と第３外歯ピニオンとにより三段階の減速が行われる。
すなわち、第１外歯ピニオン６２の自転変位は、二段減速に減速されたうえで、第３外歯ピニオンの第３ピニオン歯の歯数と第３ピンピニオンの円柱ピン歯の歯数との除算比に基づいて分割される。
【０１２３】
これにより、第１外歯ピニオン６２の自転変位の自転変位を小から大に到る広い範囲で減速することが可能となり、さらに小さな減速比から格段に大きな減速比まで一層広範囲な速比を実現させることができる。
極端に大きな減速比を実現させる場合には、第３外歯ピニオンに加えて、第４外歯ピニオン、第５外歯ピニオンといったように多数組の外歯ピニオンを平行二軸等速回転継手により交互に連結して多重に並置させてもよい。
なお、第１外歯ピニオン６２のピッチ円Ｒｆと第２外歯ピニオン６３のピッチ円Ｒｈとは同一でなく異なっていてもよく、第１ピンピニオン６４のピッチ円Ｒｇと第２ピンピニオン６６のピッチ円Ｒｉとも同一でなく異なっていてもよい。
【０１２４】
（ａ）実施例１における第１偏心歯車２、第１リングギア３、第２偏心歯車１１、第２リングギア１２の各歯数は、適用対象や使用状況により所望に変更してもよい。実施例５における固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、第２変速ディスク３９および出力ディスク４１Ａの各波数についても同様である。
実施例１の第１リングギア３内の第１偏心歯車２と第２リングギア１２内の第２偏心歯車１１とは、理論上、平行二軸等速回転継手を介して交互にｎ個だけ並置することができる。
実施例５の固定ディスク３６、第１変速ディスク３７、第２変速ディスク３９および出力ディスク４１Ａについても、理論上、第１変速ディスク３７と第２変速ディスク３９とを一組としてｎ組の多重並置が可能である。
【０１２５】
（ｂ）実施例７における第１外歯ピニオン６２の第１ピニオン歯６２ａの歯数Ｎ１、第１ピンピニオン６４の円柱ピン歯６４ａの歯数Ｍ１、第２外歯ピニオン６３の第２ピニオン歯６３ａの歯数Ｎ２、ならびに第２ピンピニオン６６の円柱ピン歯６６ａの歯数Ｍ２についても必要な個数に変更してもよい。
実施例７の第１外歯ピニオン６２と第１ピンピニオン６４との組、ならびに第２外歯ピニオン６３と第２ピンピニオン６６との組は、理論上、平行二軸等速回転継手を介して交互にｎ組として多重に並置することができるものである。
【０１２６】
（ｃ）実施例５における第１転動ボール３８、第２転動ボール４２および転動ボール体４７は、スチール（鋼材）製に限らず、軟鋼、ステンレススチール、強化セラミックあるいは種々の金属合金により形成してもよい。実施例５のボール式の平行二軸等速回転継手４６に代わって、実施例１の回転伝達体１６の平行二軸等速回転継手１３を用いてもよい。逆に実施例１の回転伝達体１６の平行二軸等速回転継手１３に代わって、実施例５のボール式の平行二軸等速回転継手４６を用いてもよい。
【０１２７】
（ｄ）回転伝達体１６は、短円柱に限らず、必要に応じて形状を変更することができる。回転伝達体１６の材質は、鋼材などの金属材料や強化セラミックを適用することができる。
（ｅ）固定ディスク３６の第１曲線歯溝４３、第１変速ディスク３７の第２曲線歯溝４４、第２変速ディスク３９の第３曲線歯溝４５および出力ディスク４１Ａの第４曲線歯溝４８は、エピサイクロイド系に限らず、ハイポサイクロイド系、ペリトロコイド系、エピトロコイド系などといったように、物体の回転により軌跡として生じる種々の曲線を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
複段減速装置では、１対１の伝達比でトルク伝達可能な平行二軸等速回転継手を用いることにより、小さな減速比から大きな減速比まで広範囲な速比を簡素な構成でコスト的に有利に実現できるとともに、騒音振動の発生がなく、減速時に全体の回転が円滑で安定し、信頼度の高い作動、優れた回転伝達精度および長寿命化を達成する。小型ながらも極めて広範囲で高精度な減速比を達成できる有益性から生産の効率化を求める需要者の増加に伴い、関連部品の流通を介して機械産業界へ広く活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】（ａ）は複段減速装置を示す分解斜視図（実施例１）、（ｂ）は複段減速装置を示す模式図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は第１偏心歯車と第２偏心歯車との間に設けた平行二軸等速回転継手を示す斜視図、（ｂ）は複段減速装置の縦断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はオルダム継手を示す分解斜視図（実施例２）、（ｂ）は他のオルダム継手を示す分解斜視図である（実施例３）。
【図４】ピンと円形孔とにより構成した平行二軸等速回転継手を示す斜視図である（実施例４）。
【図５】（ａ）は偏心歯車に内歯ピニオンを適用し、リングギアにピンピニオンを適用した例を示す正面図（実施例５）、（ｂ）は噛合状態を示す拡大部分正面図である（実施例５）。
【図６】偏心歯車に外歯ピニオンを適用し、リングギアにピンピニオンを適用した例を示す正面図である（実施例６）。
【図７】（ａ）は複段減速装置を示す分解斜視図（実施例７）、（ｂ）は（ａ）のＫ１−Ｋ１に沿う拡大縦断面図である（実施例７）。
【図８】（ａ）は圧力角の基準値となる噛合接線の法線を示すための模式図（実施例７）、（ｂ）は固定ディスクにおける集合力点を示す模式図（実施例７）、（ｃ）は出力ディスクにおける集合力点を示す模式図である（実施例７）。
【図９】（ａ）は複段減速装置を示す模式図（実施例７）、（ｂ）は入力軸の偏心状態を示す模式図（実施例７）、（ｃ）は減速比を算出するための図表（実施例７）、（ｄ）、（ｅ）は実施例７における円形孔の変形例である。
【図１０】比較のため研究・実験・試作過程の初期に作製した複段減速装置を示す分解斜視図である（比較図）。
【図１１】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを同位相で組付けて構成した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１２】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを１８０°の位相差で組付けて構成し必要部品を組付けて構成した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１３】第１変速ディスクと第２変速ディスクとを１８０°の位相差で組付けて構成し、比較的大きな減速比を例示した複段減速装置の縦断面図である（実施例７）。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は外歯ピニオンとピンピニオンとを示す正面図である（実施例８）。
【図１５】複段減速装置を示す縦断面図である（実施例８）。
【図１６】従来の複段減速装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、３５、６１ 複段減速装置
２ 第１偏心歯車
２ａ 外歯
２Ａ 第１偏心歯車の外側面
３ 第１リングギア
３ａ 内歯
４ クランク入力軸
７ 入力軸
１１ 第２偏心歯車
１１ａ 外歯
１１Ａ 第２偏心歯車の外側面
１２ 第２リングギア
１２ａ 内歯
１２Ａ 出力軸
１３、 平行二軸等速回転継手
１３Ｓ オルダム継手（平行二軸等速回転継手）
１３Ｔ 平行二軸等速回転継手
１４、１５ 円形孔群
１４ａ、１５ａ 円形孔
１６ 回転伝達体
２０ 第３リングギア
２１ 第３偏心歯車
３６ 固定ディスク
３６Ａ 入力軸
３７ 第１変速ディスク
３８ 第１転動ボール
３９ 第２変速ディスク
４０、４１ 円形孔群
４０ａ、４１ａ 円形孔
４１Ａ 出力ディスク
４２ 第２転動ボール
４３ 第１曲線歯溝
４４ 第２曲線歯溝
４５ 第３曲線歯溝
４６、６８、７２ ボール式の平行二軸等速回転継手
４８ 第４曲線歯溝
４７、７５ 転動ボール体
４９ 出力軸
５９ 第３変速ディスク
６０ 第４変速ディスク
６２ 第１外歯ピニオン
６２ａ 第１ピニオン歯
６３ 第２外歯ピニオン
６３ａ 第２ピニオン歯
６４ 第１ピンピニオン
６４ａ 円柱ピン歯（第１ピンピニオンの内歯）
６６ 第２ピンピニオン
６６ａ 円柱ピン歯（第２ピンピニオンの内歯）
７０、７３ 円形孔
Ｐ１、Ｐ４ 内歯ピッチ円
Ｐ２、Ｐ３ 外歯ピッチ円
Ｐｘ１、Ｐｘ３ 第１集合力点
Ｐｘ２、Ｐｘ４ 第２集合力点
ｅ１ 第１偏心量
Ｅｐ１ 第１偏心位置
ｅ２ 第２偏心量
Ｅｐ２ 第２偏心位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク入力軸を有して固定型の第１リングギアの内歯に噛合し、前記クランク入力軸の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行う第１偏心歯車と、
前記第１偏心歯車に前記クランク入力軸と偏心状態に連結されて、前記第１リングギアの内歯とは異なる歯数で自由回転可能に設けられて第２リングギアの内歯に噛合する第２偏心歯車と、
前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車とを連結するように設けられた第１変速クランク軸と、
前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車との間を連結し、前記第１偏心歯車の前記複合運動を１対１の伝達比で前記第２偏心歯車に伝達するように配された平行二軸等速回転継手とを備え、
前記第１リングギアの内歯ピッチ円と前記第２リングギアの内歯ピッチ円とを同一寸法に設定し、
前記クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の前記複合運動のうち自転変位を前記第１変速クランク軸および前記平行二軸等速回転継手を介して前記第２偏心歯車に伝達して前記第２リングギアに回転変位を出力させるようにしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項２】
前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対向する前記第１偏心歯車の外側面と前記第２偏心歯車の外側面とに同一ピッチ円上に沿ってそれぞれ設けられた一連の円形孔群と、
前記第１偏心歯車の前記円形孔と前記第２偏心歯車の前記円形孔とにかけて転がり可能に遊嵌されて、前記円形孔の内周面に対して前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車との偏心量に応じた隙間を空けた円形の回転伝達体とを備え、
前記クランク入力軸の回転に伴い、前記回転伝達体が前記第１偏心歯車の前記円形孔および前記第２偏心歯車の前記円形孔の各内周面を転がることにより、前記第１偏心歯車の前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２偏心歯車に伝達することを特徴とする請求項１に記載の複段減速装置。
【請求項３】
前記第１偏心歯車および前記第２偏心歯車は、サイクロイド系ピニオンとし、前記第１リングギアおよび前記第２リングギアはピンピニオンとしていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の複段減速装置。
【請求項４】
片面に第１ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第１曲線歯溝を有する固定ディスクと、
入力軸を連結して前記固定ディスクに対して第１偏心量で偏心状態に近接対面し、前記第１曲線歯溝に対応する面部に前記第１ピッチ円と同一の第２ピッチ円上に沿って形成されて、前記第１曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第２曲線歯溝を有する第１変速ディスクと、
前記第１曲線歯溝と前記第２曲線歯溝とにかけて配されており、前記入力軸の回転に伴い、前記固定ディスクに対して前記第１変速ディスクに自転変位と旋回変位とからなる複合運動を生じさせる複数の第１転動ボールと、
前記第１変速ディスクに対して第２偏心量で偏心状態に近接対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第３曲線歯溝を有する第２変速ディスクと、
前記第１変速ディスクと前記第２変速ディスクとの間に設けられ、前記第１変速ディスクの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２変速ディスクに伝える平行二軸等速回転継手と、
出力軸を有して前記第２変速ディスクに第３偏心量で偏心状態に近接対面するように設けられ、前記第３曲線歯溝に対向する面部に前記第３ピッチ円と同一寸法の第４ピッチ円上に沿って周方向に形成されて、前記第３曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第４曲線歯溝を有する出力ディスクと、
前記第３曲線歯溝と前記第４曲線歯溝とにかけて配されており、前記第２変速ディスクの前記複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを前記出力ディスクに伝達する複数の第２転動ボールとを備え、
前記固定ディスクの前記第１曲線歯溝および前記第１変速ディスクの前記第２曲線歯溝に前記第１転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定するとともに、前記第２変速ディスクの前記第３曲線歯溝および前記出力ディスクの前記第４曲線歯溝に前記第２転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定し、前記第１偏心量の第１偏心位置から前記第１集合力点に到る距離と前記第３偏心量の第３偏心位置から前記第２集合力点に到る距離とを等しくしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項５】
前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第１変速ディスクと前記第２変速ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、前記第２偏心量に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１変速ディスクの前記円形孔と前記第２変速ディスクの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１変速ディスクの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２変速ディスクに伝える複数の転動ボール体とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の複段減速装置。
【請求項６】
外周部にサイクロイド系曲線による歯面プロフィールで形成した第１ピンピニオンの内歯に噛合する第１ピニオン歯を有し、前記第１ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行うように偏心状態に配された第１外歯ピニオンと、
前記第１外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置され、サイクロイド系曲線による歯面プロフィールで第２ピンピニオンの内歯に噛合する第２ピニオン歯を有し、前記第２ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行う第２外歯ピニオンと、
前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられ、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２外歯ピニオンに伝える平行二軸等速回転継手と、
前記第２外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置された出力ディスクと、
前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとの間に設けられ、前記第２外歯ピニオンの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記出力ディスクに伝える平行二軸等速回転継手とを備え、
前記第１外歯ピニオンの前記第１ピニオン歯のそれぞれが前記第１ピンピニオンの前記内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定するとともに、前記第２外歯ピニオンの前記第２ピニオン歯のそれぞれが前記第２ピンピニオンの前記内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定し、
前記第１外歯ピニオンの偏心位置から前記第１集合力点に到る距離と前記第２外歯ピニオンの偏心位置から前記第２集合力点に到る距離とを等しくしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項７】
前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられた前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとに同一ピッチ円上に沿って、前記第１外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１外歯ピニオンの前記円形孔と前記第２外歯ピニオンの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち前記自転変位を１対１の伝達比で前記第２外歯ピニオンに伝える複数の転動ボール体とを備え、
前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとの間に設けられた前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、前記第２外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１外歯ピニオンの前記円形孔と前記出力ディスクの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち前記自転変位を１対１の伝達比で前記出力ディスクに伝える複数の転動ボール体とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の複段減速装置。
【請求項８】
前記第１転動ボールおよび前記第２転動ボールはスチール製であることを特徴とする請求項６に記載の複段減速装置。
【請求項９】
前記転動ボール体はスチール製であることを特徴とする請求項７に記載の複段減速装置。
【請求項１】
クランク入力軸を有して固定型の第１リングギアの内歯に噛合し、前記クランク入力軸の回転に伴い、自転変位と旋回変位とから成る複合運動を行う第１偏心歯車と、
前記第１偏心歯車に前記クランク入力軸と偏心状態に連結されて、前記第１リングギアの内歯とは異なる歯数で自由回転可能に設けられて第２リングギアの内歯に噛合する第２偏心歯車と、
前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車とを連結するように設けられた第１変速クランク軸と、
前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車との間を連結し、前記第１偏心歯車の前記複合運動を１対１の伝達比で前記第２偏心歯車に伝達するように配された平行二軸等速回転継手とを備え、
前記第１リングギアの内歯ピッチ円と前記第２リングギアの内歯ピッチ円とを同一寸法に設定し、
前記クランク入力軸の回転に伴い、第１偏心歯車の前記複合運動のうち自転変位を前記第１変速クランク軸および前記平行二軸等速回転継手を介して前記第２偏心歯車に伝達して前記第２リングギアに回転変位を出力させるようにしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項２】
前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対向する前記第１偏心歯車の外側面と前記第２偏心歯車の外側面とに同一ピッチ円上に沿ってそれぞれ設けられた一連の円形孔群と、
前記第１偏心歯車の前記円形孔と前記第２偏心歯車の前記円形孔とにかけて転がり可能に遊嵌されて、前記円形孔の内周面に対して前記第１偏心歯車と前記第２偏心歯車との偏心量に応じた隙間を空けた円形の回転伝達体とを備え、
前記クランク入力軸の回転に伴い、前記回転伝達体が前記第１偏心歯車の前記円形孔および前記第２偏心歯車の前記円形孔の各内周面を転がることにより、前記第１偏心歯車の前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２偏心歯車に伝達することを特徴とする請求項１に記載の複段減速装置。
【請求項３】
前記第１偏心歯車および前記第２偏心歯車は、サイクロイド系ピニオンとし、前記第１リングギアおよび前記第２リングギアはピンピニオンとしていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の複段減速装置。
【請求項４】
片面に第１ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第１曲線歯溝を有する固定ディスクと、
入力軸を連結して前記固定ディスクに対して第１偏心量で偏心状態に近接対面し、前記第１曲線歯溝に対応する面部に前記第１ピッチ円と同一の第２ピッチ円上に沿って形成されて、前記第１曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第２曲線歯溝を有する第１変速ディスクと、
前記第１曲線歯溝と前記第２曲線歯溝とにかけて配されており、前記入力軸の回転に伴い、前記固定ディスクに対して前記第１変速ディスクに自転変位と旋回変位とからなる複合運動を生じさせる複数の第１転動ボールと、
前記第１変速ディスクに対して第２偏心量で偏心状態に近接対面し、対面する側とは反対側に第３ピッチ円上に沿って周方向に形成されたサイクロイド系の第３曲線歯溝を有する第２変速ディスクと、
前記第１変速ディスクと前記第２変速ディスクとの間に設けられ、前記第１変速ディスクの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２変速ディスクに伝える平行二軸等速回転継手と、
出力軸を有して前記第２変速ディスクに第３偏心量で偏心状態に近接対面するように設けられ、前記第３曲線歯溝に対向する面部に前記第３ピッチ円と同一寸法の第４ピッチ円上に沿って周方向に形成されて、前記第３曲線歯溝と波数差を１個または２個とするサイクロイド系の第４曲線歯溝を有する出力ディスクと、
前記第３曲線歯溝と前記第４曲線歯溝とにかけて配されており、前記第２変速ディスクの前記複合運動のうち旋回運動を吸収して自転変位のみを前記出力ディスクに伝達する複数の第２転動ボールとを備え、
前記固定ディスクの前記第１曲線歯溝および前記第１変速ディスクの前記第２曲線歯溝に前記第１転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定するとともに、前記第２変速ディスクの前記第３曲線歯溝および前記出力ディスクの前記第４曲線歯溝に前記第２転動ボールのそれぞれが噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定し、前記第１偏心量の第１偏心位置から前記第１集合力点に到る距離と前記第３偏心量の第３偏心位置から前記第２集合力点に到る距離とを等しくしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項５】
前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第１変速ディスクと前記第２変速ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、前記第２偏心量に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１変速ディスクの前記円形孔と前記第２変速ディスクの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１変速ディスクの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２変速ディスクに伝える複数の転動ボール体とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の複段減速装置。
【請求項６】
外周部にサイクロイド系曲線による歯面プロフィールで形成した第１ピンピニオンの内歯に噛合する第１ピニオン歯を有し、前記第１ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行うように偏心状態に配された第１外歯ピニオンと、
前記第１外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置され、サイクロイド系曲線による歯面プロフィールで第２ピンピニオンの内歯に噛合する第２ピニオン歯を有し、前記第２ピンピニオンに噛合しながら旋回変位と自転変位とからなる複合運動を行う第２外歯ピニオンと、
前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられ、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記第２外歯ピニオンに伝える平行二軸等速回転継手と、
前記第２外歯ピニオンと近接対面かつ偏心状態に並置された出力ディスクと、
前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとの間に設けられ、前記第２外歯ピニオンの前記複合運動のうち自転変位を１対１の伝達比で前記出力ディスクに伝える平行二軸等速回転継手とを備え、
前記第１外歯ピニオンの前記第１ピニオン歯のそれぞれが前記第１ピンピニオンの前記内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第１集合力点を設定するとともに、前記第２外歯ピニオンの前記第２ピニオン歯のそれぞれが前記第２ピンピニオンの前記内歯に噛合により接して圧力角を成す接線の法線が一点で交わる第２集合力点を設定し、
前記第１外歯ピニオンの偏心位置から前記第１集合力点に到る距離と前記第２外歯ピニオンの偏心位置から前記第２集合力点に到る距離とを等しくしたことを特徴とする複段減速装置。
【請求項７】
前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとの間に設けられた前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第１外歯ピニオンと前記第２外歯ピニオンとに同一ピッチ円上に沿って、前記第１外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１外歯ピニオンの前記円形孔と前記第２外歯ピニオンの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち前記自転変位を１対１の伝達比で前記第２外歯ピニオンに伝える複数の転動ボール体とを備え、
前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとの間に設けられた前記平行二軸等速回転継手は、
互いに対面する前記第２外歯ピニオンと前記出力ディスクとに同一ピッチ円上に沿って、前記第２外歯ピニオンの偏心状態に応じた半径寸法にそれぞれ形成された一連の円形孔群と、
前記第１外歯ピニオンの前記円形孔と前記出力ディスクの前記円形孔とにかけて転動可能に配されて、前記第１外歯ピニオンの前記複合運動のうち前記自転変位を１対１の伝達比で前記出力ディスクに伝える複数の転動ボール体とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の複段減速装置。
【請求項８】
前記第１転動ボールおよび前記第２転動ボールはスチール製であることを特徴とする請求項６に記載の複段減速装置。
【請求項９】
前記転動ボール体はスチール製であることを特徴とする請求項７に記載の複段減速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１２１４９４（Ｐ２００９−１２１４９４Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９２６９９（Ｐ２００７−２９２６９９）
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（０００１２４１８８）加茂精工株式会社 (14)
【出願人】（５９７０５９２０３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（０００１２４１８８）加茂精工株式会社 (14)
【出願人】（５９７０５９２０３）
【Ｆターム（参考）】
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