JP5264761B2 - 減速装置 - Google Patents

Description

本出願は、２００７年１０月３１日に出願された日本国特許出願第２００７−２８４２７４号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により援用されている。
本発明は減速装置に関する。特に、内歯歯車と、その内歯歯車の内側で内歯歯車と係合しながら偏心回転する外歯歯車とを備えている偏心揺動型の減速装置に関する。

日本国特許公開公報Ｈ１１−２３０２７６号（特許文献１）に、偏心揺動型の減速装置が開示されている。その減速装置は、内歯歯車とキャリアとクランクシャフトと外歯歯車を備えている。内歯歯車はケースに固定されている。キャリアは、内歯歯車と同軸に配置されているとともにケースに回転可能に支持されている。また、キャリアは、一対の支持部材とキャリアピンを備えている。一対の支持部材は対向して配置されており、キャリアピンによって連結されている。キャリアピンはキャリアの回転軸に沿って延びている。クランクシャフトは、一対の支持部材の間に配置されているととともに一対の支持部材に回転可能に支持されている。クランクシャフトには偏心体と歯車が固定されており、キャリアの回転軸に沿って延びている。クランクシャフトの歯車は、モータのトルクを伝達するインプット歯車と係合している。外歯歯車は、一対の支持部材の間に配置されている。外歯歯車の周方向に沿って、複数の第１貫通孔と複数の第２貫通孔が形成されている。第１貫通孔にキャリアピンが遊嵌されており、第２貫通孔にクランクシャフトの偏心体が嵌合されている。外歯歯車の第２貫通孔とクランクシャフトの偏心体が嵌合しているので、キャリアと外歯歯車は一体に回転する。外歯歯車は、内歯歯車に係合している。なお、本明細書でいう「貫通孔にキャリアピンが遊嵌している」とは、貫通孔とキャリアピンの間に隙間が形成された状態で、貫通孔をキャリアピンが通過していることを意味する。

特許文献１の減速装置では、インプット歯車を介してモータのトルクがクランクシャフトに伝達される。クランクシャフトが回転すると、偏心体がクランクシャフトの軸線の周りを偏心回転する。偏心体が偏心回転すると、外歯歯車は、内歯歯車と係合しながら内歯歯車の軸線の周りを偏心回転する。外歯歯車が内歯歯車の軸線の周りを１周だけ偏心回転すると、外歯歯車は、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に対応する角度だけ内歯歯車に対して相対的に回転する。すなわち、クランクシャフトが回転すると、外歯歯車が内歯歯車に対して相対的に回転する。その結果、キャリアが、内歯歯車の軸線の周りを回転する。別言すると、キャリアがケースに対して相対的に回転する。キャリアの回転軸が、減速装置の出力軸となる。
上記したように、キャリアは一対の支持部材を備えている。一方の支持部材の出力軸に沿った外側の面は、減速装置の出力軸方向の端部に露出している。露出している支持部材には、減速装置によって回転させられる部材が固定される。本明細書では、減速装置によって回転させられる部材を「被回転部材」と称する場合がある。さらに本明細書では、減速装置における被回転部材を固定する部材を「出力部」と称する。すなわち、一対の支持部材のうちの一方の支持部材が、減速装置の出力部に相当する。
クランクシャフトは、他方の支持部材からキャリアの外側に延びている。キャリアの外側に延びている部分のシャフトに歯車が固定されている。以下の説明では、クランクシャフトに固定されている歯車をクランクシャフト歯車と称することがある。クランクシャフト歯車に、モータのトルクを伝達するためのインプット歯車が係合している。すなわち、減速装置の出力部の反対側には、モータのトルクをクランクシャフトに伝達するための歯車群が配置されている。

従来の減速装置では、減速装置の出力部の反対側には歯車群が配置されている。従って、キャリアの両端を減速装置の出力部とすることができなかった。キャリアの両端を減速装置の出力部とすることが望まれている。キャリアの両端を減速装置の出力部とすることができれば、例えば、減速装置から両側に延びる一対の片持ち梁を回転させることが可能となる。
なお、本明細書において、「支持部材が露出している」という表現は、支持部材が被回転部材を固定できることを意味する。減速装置を回転軸に沿って観察したときに、単に、ケースの外側から支持部材を目視できることを意味するものではない。例えば、支持部材の一部分は目視できるものの、支持部材の一部分がモータを固定するためのモータ支持部によって隠されている場合、「露出している」とはみなさない。
本明細書は、回転軸方向の両側にキャリアの支持部材が露出している減速装置を開示する。

本明細書が開示する減速装置は、クランクシャフト歯車にモータのトルクを伝達するために、外周面と内周面の双方に歯が形成されているリング歯車を採用する。以下の説明では、リング歯車の外周面の歯を外歯と称し、内周面の歯を内歯と称することがある。リング歯車はキャリアと同軸に配置され、リング歯車の内歯がクランクシャフト歯車に係合する。リング歯車の外周側には、リング歯車の外歯と係合するインプット歯車が配置される。モータのトルクは、インプット歯車からリング歯車に伝達される。外歯と内歯が形成されたリング歯車を採用することにより、本明細書が開示する減速装置は、キャリアの半径方向の外側に、モータのトルクをクランクシャフトに伝達するための歯車群を配置できる。キャリアの回転軸方向のいずれの側にも、歯車群を配置せずに済む。また、キャリアの回転軸方向のいずれの側にも、モータ、或いはモータを固定するためのモータ支持部を配置せずに済む。これによって、キャリアの両側を露出させることに成功した。すなわち、本明細書が開示する減速装置は、キャリアの両端部に被回転部材を固定することができる。

本明細書が開示する減速装置は、内歯歯車とキャリアとクランクシャフトと外歯歯車とリング歯車を備えている。内歯歯車は、ケースに固定されている。キャリアは、内歯歯車と同軸に配置されているとともにケースに回転可能に支持されている。また、キャリアは、一対の支持部材とキャリアピンを備えている。一対の支持部材は対向して配置されており、キャリアピンによって連結されている。キャリアピンは、キャリアの回転軸に沿って延びている。クランクシャフトは、一対の支持部材の間に配置されているとともにキャリアに回転可能に支持されている。クランクシャフトは、キャリアの回転軸に沿って延びており、偏心体と歯車（クランクシャフト歯車）が固定されている。外歯歯車は、一対の支持部材の間に配置されている。外歯歯車には、減速装置の軸線方向に貫通している第１貫通孔と第２貫通孔が形成されている。第１貫通孔にキャリアピンが遊嵌している。第２貫通孔にクランクシャフトの偏心体が嵌合している。外歯歯車は、クランクシャフトの回転に伴って、内歯歯車と係合しながら偏心回転する。なお、外歯歯車の歯数と内歯歯車の歯数は異なる。そのため、外歯歯車が内歯歯車の軸線の周りを１周だけ偏心回転すると、外歯歯車は、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に対応する角度だけ内歯歯車に対して相対的に回転する。また、上記したように、外歯歯車の第１貫通孔にキャリアピンが遊嵌されている。そのため、外歯歯車が内歯歯車の軸線の周りを１周だけ偏心回転すると、キャリアが、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に対応する角度だけ内歯歯車に対して相対的に回転する。
本明細書が開示する減速装置は、さらにリング歯車を備えている。リング歯車は、内歯歯車と同軸に配置されているとともに内歯歯車に対して相対的に回転可能である。リング歯車には、外周面と内周面に歯が形成されている。その内歯がクランクシャフト歯車に係合している。その外歯がモータのトルクを伝達するインプット歯車に係合している。
一対の支持部材の回転軸方向の外側面が、双方ともケースから露出している。上記したように、内歯と外歯が形成されたリング歯車を採用することによって、この減速装置は、一対の支持部材の回転軸方向の外側面を、双方ともケースから露出させることが可能である。

キャリアピンは、外歯歯車の回転に伴って、キャリアの回転軸の周りを移動する。キャリアピンが移動する範囲には、クランクシャフト歯車に係合する歯車を配置することはできない。本明細書に開示する減速装置では、一対の支持部材の間にキャリアピンとクランクシャフトが配置されており、それらはリング歯車の内側に位置する。他方、クランクシャフト歯車にモータのトルクを伝達するインプット歯車を、リング歯車の外側に配置することができる。キャリアピンに邪魔されることなく、モータからクランクシャフト歯車へのトルク伝達経路を確保することができる。

本明細書に開示する減速装置では、リング歯車が、一方の支持部材の回転軸方向の外側面と他方の支持部材の回転軸方向の外側面の間に配置されていることが好ましい。
この減速装置によると、一対の支持部材の回転軸方向の外側面の間で、リング歯車とクランクシャフト歯車を噛み合わせることができる。減速装置の軸線方向において、一対の支持部材の外側面よりも外側に広いスペースを確保することができる。

一対の支持部材の双方に被回転部材を取付ける場合、一対の支持部材同士を強固に連結する必要がある。そのために、一対の支持部材を連結するキャリアピンを、キャリアの回転軸からできるだけオフセットした位置に配置することが好ましい。別言すれば、減速装置をキャリアの回転軸に沿って観測したときに、キャリアピンが、キャリアの回転軸を中心としてクランクシャフト歯車にキャリアの中心側で接する円よりもキャリアの半径方向外側に張り出していることが好ましい。そのようなキャリアピンの配置によって、一対の支持部材同士を強固に連結することができる。

リング歯車の外径は、内歯歯車の内径よりも小さくてよい。或いは、リング歯車の外径は、内歯歯車の内径よりも大きくてもよい。前者の構成によれば、減速装置をコンパクトにすることができる。後者の構成によれば、リング歯車の外径を自由に選択することができ、モータの出力軸とクランクシャフトの間の減速比を自在に設定することができる。

本明細書が開示する減速装置は、キャリアの両端に被回転部材を固定することができる。

第１実施例のモータ付減速装置を示す。 図１のII−II線に沿った断面図を示す。 図１のIII−III線に沿った断面図を示す。 第２実施例のモータ付減速装置を示す。 第３実施例のモータ付減速装置を示す。 第４実施例のモータ付減速装置を示す。 第５実施例のモータ付減速装置を示す。 図７のVIII−VIII線に沿った断面図を示す。

各実施例の特徴を以下に記す。
（第１特徴） 外歯歯車は、自身の中心からオフセットした位置に第１貫通孔と第２貫通孔を備えている。第１貫通孔は外歯歯車の周方向に略等間隔に複数個形成されており、各々の第１貫通孔にキャリアピンが遊嵌している。第２貫通孔は外歯歯車の周方向に略等間隔に複数個形成されており、各々の第２貫通孔にクランクシャフトの偏心体が嵌合している。
（第２特徴） クランクシャフトは、一対の軸受によって、一対の支持部材に回転可能に支持されている。
（第３特徴） 減速装置９、２０９、３０９及び４０９では、各々のクランクシャフトに歯車（クランクシャフト歯車）が固定されており、それらの歯車の全てにリング歯車の内歯が係合している。
（第４特徴） 減速装置９、２０９及び３０９では、クランクシャフトを支持している一対の軸受の間で、クランクシャフトに歯車（クランクシャフト歯車）が固定されている。
（第５特徴） 減速装置９及び２０９では、クランクシャフトには２つの偏心体が固定されている。クランクシャフト歯車が、２つの偏心体の間でクランクシャフトに固定されている。

図面を参照して実施例を説明する。
（第１実施例）
図１は、本実施例のモータ付減速装置１００の断面図を示している。図２は、図１のII−II線に沿った断面図を示している。図３は、図１のIII−III線に沿った断面図を示している。なお、図面の明瞭化のため、一部の部品のハッチングを省略している。
図１に示すように、モータ付減速装置１００は、減速装置９とモータ部６６を備えている。減速装置９とモータ部６６は、ケース２によって一体に形成されている。本実施例では、減速装置９について詳細に説明する。減速装置９は、内歯歯車３２とキャリア１７とクランクシャフト２８と外歯歯車３４Ｘ、３４Ｙとリング歯車３８を備えている。
後述するように、被回転部材はキャリア１７に固定される。モータ付減速装置１００は、モータ６０を駆動すると、キャリア１７が軸線ＣＬ１の周りを回転する。
内歯歯車３２はケース２に固定されている。より正確にいうと、内歯歯車３２は、ケース２と一体に形成されている。図２及び図３に示すように、ケース２に形成されている溝３２ａに内歯ピン３６が回転可能な状態で配置されることによって、内歯歯車３２が形成されている。本実施例の減速装置９では、ケース２のうち、内歯ピン３６が配置されている部分を内歯歯車３２と称する。内歯歯車３２はリング状に形成されており、外歯歯車３４Ｘ、３４Ｙを囲っている。

図１に示すように、キャリア１７は、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙと柱状部（キャリアピン）２４を備えている。柱状部２４は、軸線ＣＬ１に沿って、支持部材１８Ｘから支持部材１８Ｙに向けて延びている。ボルト５４によって、支持部材１８Ｘと１８Ｙが固定されている。その結果、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙは、柱状部２４によって連結されている。柱状部２４が支持部材１８Ｘと一体に形成されているので、柱状部２４と支持部材１８Ｘ、１８Ｙを別々に形成する場合と比べて、減速装置９を構成する部品数が少ない。符号５２は位置あわせピンを示している。位置あわせピン５２を使用することによって、支持部材１８Ｘと１８Ｙを固定するときに、両者の位置あわせを容易にすることができる。また、位置あわせピン５２は、支持部材１８Ｘと１８Ｙの位置関係がずれることを防止することができる。
なお、ボルト５４の周囲を破線５６で囲っている。図１では、位置あわせピン５２とボルト５４の双方が図示されているが、実際には両者は同一の断面に現れない。そのため、本来であれば図１の断面に現れないボルト５４の周囲を破線５６で囲っている。図２に柱状部２４の断面を示している。柱状部２４には、位置あわせピン５２（図１を参照）を嵌め込むための孔７０と、ボルト５４（図１を参照）のためのねじ穴７２が形成されている。孔７０とねじ穴７２は、軸線ＣＬ１から径方向に延びる同一直線に存在しない。そのため、図１で説明したように、位置あわせピン５２とボルト５４は、実際には同一の断面に現れない。

図１に示すように、キャリア１７は、一対の軸受８Ｘ、８Ｙによって、ケース２に対して回転可能に支持されている。軸受８Ｘは、支持部材１８Ｘに形成されている溝１４Ｘと、転動体１２Ｘと、外輪１０Ｘから形成されている。軸受８Ｙは、支持部材１８Ｙに形成されている溝１４Ｙと、転動体１２Ｙと、外輪１０Ｙから形成されている。軸受８Ｘ、８Ｙは、アンギュラ玉軸受と同様の効果を有している。すなわち、軸受８Ｘ、８Ｙは、キャリア１７がスラスト方向へ移動することを禁止するとともに、ラジアル方向へ移動することも禁止している。軸受８Ｘ、８Ｙはともに、支持部材に形成された溝を内輪として利用しているので、内輪を別に有する軸受と比べて、部品数が少ない。なお、キャリア１７は、内歯歯車３２の軸線ＣＬ１と同軸に配置されている。そのため、キャリア１７は、軸線ＣＬ１の周りを回転する。軸線ＣＬ１は、キャリア１７の軸線ということもできる。
一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙの軸線ＣＬ１方向の外側面（外側端）がケース２から露出している。より具体的にいうと、支持部材１８Ｘ、１８Ｙの外側端よりも外側には、モータ付減速装置１００を構成する部品が存在していない。そのため、支持部材１８Ｘの外側面１６と支持部材１８Ｙの外側面５８の双方に被回転部材を固定することができる。
図２に示すように、柱状部２４は、軸線ＣＬ１の周方向に等間隔に３個形成されている。また、柱状部２４は、クランクシャフト歯車４０（クランクシャフト歯車４０の詳細については後述する）にキャリア１７の中心側で接する円よりも、キャリア１７の半径方向の外側に形成されている。そのため、柱状部２４は、図１に示す一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙを強固に連結することができる。一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙに大きな力が加わっても、キャリア１７が変形することを防止することができる。

図１に示すように、クランクシャフト２８は、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙの間に配置されている。クランクシャフト２８は、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙによって、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙに回転可能に支持されている。クランクシャフト２８は、軸線ＣＬ１に沿って延びている。クランクシャフト２８には、２つの偏心体４２Ｘ、４２Ｙと歯車４０（クランクシャフト歯車）が固定されている。偏心体４２Ｘと４２Ｙの各々の回転軸は、クランクシャフト２８の回転軸４１からオフセットしている。但し、偏心体４２Ｘと４２Ｙは、オフセットの方向が反対である。そのため、偏心体４２Ｘの回転軸と偏心体４２Ｙの回転軸は、軸線４１を挟んだ反対側にある。
偏心体４２Ｘ、４２Ｙと歯車４０は、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙの間に配置されている。歯車４０は、偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙの間でクランクシャフト２８に固定されている。すなわち、クランクシャフト２８の軸線４１方向の中点に、歯車４０が固定されている。そのため、歯車４０に加えられたトルクが、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙにバランス良く加えられる。
図３に示すように、クランクシャフト２８は、後述する外歯歯車３４Ｘの周方向に等間隔に３つ配置されている。外歯歯車３４Ｘを、軸線ＣＬ１の周りにバランスよく偏心回転させることができる。

図１に示すように、外歯歯車３４Ｘ、３４Ｙは、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙの間に配置されている。図３に示しているように、外歯歯車３４Ｘには、外歯歯車３４Ｘの中心７４からオフセットされた位置に第２貫通孔２９Ｘが形成されている。第２貫通孔２９Ｘは３個形成されており、各々の第２貫通孔２９Ｘは周方向に等間隔に形成されている。各々の第２貫通孔２９Ｘに、偏心体４２Ｘが嵌合している。実際には、偏心体４２Ｘは、針状ころ軸受４４Ｘを介して第２貫通孔２９Ｘに嵌まっている。そのため、偏心体４２Ｘは、第２貫通孔２９Ｘの内側で回転することができる。偏心体４２Ｘは円形であり、その中心はクランクシャフト２８の軸線４１から偏心している。そのため、クランクシャフト２８が回転すると、偏心体４２Ｘは軸線４１の回りを偏心回転する。偏心体４２Ｘが偏心回転することによって、外歯歯車３４Ｘが軸線ＣＬ１の周りを偏心回転する。
外歯歯車３４Ｘには、中心７４からオフセットされた位置に第１貫通孔１９Ｘも形成されている。第１貫通孔１９Ｘは３個形成されており、各々の第１貫通孔１９Ｘは周方向に等間隔に形成されている。各々の第１貫通孔１９Ｘに、柱状部２４が遊嵌されている。すなわち、柱状部２４が、第１貫通孔１９Ｘの内壁と隙間を確保した状態で第１貫通孔１９Ｘを通過している。第１貫通孔１９Ｘに柱状部２４が遊嵌されているので、外歯歯車３４Ｘが偏心回転しても、キャリア１７（図１を参照）は偏心回転しない。

上記の説明は、外歯歯車３４Ｙ（図１を参照）に対しても共通である。そのため、外歯歯車３４Ｙについての詳細な説明は、外歯歯車３４Ｘに付した符号と同じ数字の符号を付すことによって省略する。但し、外歯歯車３４Ｙの中心は、軸線ＣＬ１を挟んで外歯歯車３４Ｘの中心７４の反対側にある。すなわち、外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙは、軸線ＣＬ１に対して対称の位置に存在している。そのため、減速装置９の回転バランスが良好に保たれる。

図１に示すように、リング歯車３８は、内歯歯車３２と同軸に配置されているとともに内歯歯車３２に対して回転可能である。リング歯車３８は、外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙの間に配置されている。外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙによって、リング歯車３８が軸線ＣＬ１方向へ移動することを禁止している。図２に示すように、リング歯車３８には、外歯と内歯が形成されている。リング歯車３８の内歯は、３つの歯車４０の全てと噛み合っている。リング歯車３８の外側にインプット歯車４が配置されている。インプット歯車４は、深溝玉軸受６（図１を参照）によって、ケース２に回転可能に支持されている。インプット歯車４は、リング歯車３８の外歯に係合している。また、インプット歯車４は、モータ６０の出力軸６４に固定されたモータ歯車６８に係合している。インプット歯車４は、モータ６０のトルクをリング歯車３８に伝達するための歯車である。

ここで、リング歯車３８に係合するインプット歯車４に、さらにモータ歯車６８を係合させる効果について説明する。上記したように、リング歯車３８は、内歯歯車３２の内側に配置されている。また、リング歯車３８は、外歯歯車３４Ｘ、３４Ｙの間に配置されている。そのため、モータ６０のトルクがリング歯車３８に伝達される部分では、インプット歯車４と内歯歯車３２がオーバーラップしてしまう。インプット歯車４とリング歯車３８が噛み合うために、内歯歯車３２を軸線ＣＬ１方向に分割する必要がある（図１の符号３２Ｘ、３２Ｙを参照）。内歯歯車３２Ｘには内歯ピン３６Ｘが嵌めこまれている。内歯歯車３２Ｙには内歯ピン３６Ｙが嵌めこまれている。すなわち、内歯ピン３６Ｘと内歯ピン３６Ｙを別々に用意している。内歯歯車３２が内歯歯車３２Ｘと内歯歯車３２Ｙに分割されている範囲が広いと、減速装置９を構成する部品数が増大してしまう。

リング歯車３８とモータ歯車６８を直接噛み合わせる場合（インプット歯車４をモータの出力軸６４に固定する場合ということもできる）、モータ歯車６８の径を大きくしなければいけない。又は、リング歯車３８とモータ６０の出力軸６４の距離を短くしなければいけない。しかしながら、モータ歯車６８の径を大きくすると、モータ歯車６８の外周の曲率が小さくなってしまう。そのため、内歯歯車３２が内歯歯車３２Ｘと内歯歯車３２Ｙに分割されている範囲が広くなってしまう。その結果、減速装置９を構成する部品数が増大してしまう。リング歯車３８とモータ歯車６８の間にインプット歯車４を介在させることによって、内歯歯車３２Ｘと内歯歯車３２Ｙに分割されている範囲を狭くすることができる。インプット歯車４をモータ６０の出力軸６４に直接固定せずにモータ歯車６８を利用することによって、結果として減速装置９全体の部品数を少なくすることができる。また、内歯歯車３２Ｘと内歯歯車３２Ｙに分割されている範囲が狭ければ、内歯ピン３６Ｘと内歯ピン３６Ｙを省略することもできる。より具体的にいうと、インプット歯車４と内歯歯車３２がオーバーラップしている範囲では、外歯歯車３４Ｘ、３４Ｙが内歯歯車３２に噛み合っていない構造を採用することができる。内歯歯車３２Ｘと内歯歯車３２Ｙに分割されている範囲が狭く、且つ、内歯歯車３２に加えられる回転トルクが比較的小さい場合、インプット歯車４と内歯歯車３２がオーバーラップしている範囲以外の内歯歯車３２のみで回転トルクを伝えることができる。この場合も、部品数の増加を防ぐことができる。リング歯車３８とモータ６０の出力軸６４の距離を短くすると、モータ６０が、支持部材１８Ｙの外側面５８を覆ってしまう。外側面５８に被回転部材を固定することができなくなってしまう。すなわち、キャリア１７の両端に被回転部材を固定することができなくなってしまう。

インプット歯車４にモータ歯車６８を係合することによって得られる他の効果について説明する。
上記したように、リング歯車３８に係合するインプット歯車４を直接モータ６０の出力軸６４に固定する場合には、インプット歯車６８の径を大きくすればよい。モータ付減速装置１００では、減速装置９とモータ部６６が、ケース２によって一体に形成されている。すなわち、モータ歯車６８がケース２内に収容されている。そのため、モータ歯車６８の径が大きくなると、モータ付減速装置１００のサイズが大きくなってしまう。インプット歯車４の他にモータ歯車６８を使用することによって、モータ６０の出力軸６４に固定する歯車（モータ歯車６８）の径を小さくすることができる。これによって、モータ付減速装置１００のサイズを小さくすることができる。
また、モータの出力軸６４にインプット歯車４を固定する場合に比べ、モータの出力軸６４とクランクシャフト２８の間の減速比を調整しやすくなる。

次に、モータ付減速装置１００の動作メカニズムについて説明する。なお、以下の説明では、複数個が存在する実質的に同一の部品に共通した事象を説明する場合には、アルファベットの添え字を省略することがある。
モータ６０の出力軸６４が回転すると、モータ歯車６８とインプット歯車４とリング歯車３８とクランクシャフト歯車４０を介してクランクシャフト２８が回転する。モータ６０の出力軸６４の回転を、減速してクランクシャフト２８に伝達することができる。クランクシャフト２８が回転すると、偏心体４２が偏心回転する。換言すると、偏心体４２の回転軸が、クランクシャフト２８の軸線４１の周りを移動する。偏心体４２が偏心回転すると、外歯歯車３４が内歯歯車３２の軸線ＣＬ１の周りを偏心回転する。外歯歯車３４は、内歯歯車３２と噛み合いながら軸線ＣＬ１の周りを偏心回転する。そのため、外歯歯車３４は、内歯歯車３２との歯数差分だけ内歯歯車３２に対して回転する。具体的な例を挙げると、減速装置９の場合、外歯歯車３４の歯数が３９本であり、内歯歯車３２の歯数（内歯ピンの数）が４０本である。外歯歯車３４が軸線ＣＬ１の周りを４０回偏心回転（すなわち、クランクシャフト２８が４０回回転）すると、外歯歯車３４は軸線ＣＬ１の周りを１回回転する。すなわち、クランクシャフトが４０回回転することにより、外歯歯車３４が内歯歯車３２に対して１回回転する。なお、外歯歯車３４の回転に伴って、クランクシャフト２８が軸線ＣＬ１の周りを１周移動する。
上記したように、外歯歯車３４の第１貫通孔１９に、キャリア１７の柱状部２４が遊嵌している。そのため、クランクシャフト２８が４０回回転すると、支持部材１８が軸線ＣＬ１の周りを１回回転する。別言すると、キャリア１７がケース２に対して１回回転する。キャリア１７の両端面（外側面１６と外側面５８）に固定されている被回転部材（図示省略）を回転させることができる。

上記したように、外歯歯車３４が軸線ＣＬ１の周りを回転すると、クランクシャフト２８が軸線ＣＬ１の周りを移動する。そのため、クランクシャフト２８に固定されている歯車４０も軸線ＣＬ１の周りを移動する（図２を参照）。すなわち、減速装置９が動作する間は、インプット歯車４と歯車４０の位置関係が常に変化する。本実施例の減速装置９では、内歯と外歯が形成されているリング歯車３８を採用することによって、インプット歯車４と歯車４０を常に係合させることができる。

減速装置９の特徴を説明する。
外歯と内歯が形成されたリング歯車３８を採用することによって、モータ６０のトルクをリング歯車３８の外側からクランクシャフト２８へ伝達することができる。すなわち、モータ６０のトルクを歯車４０へ伝達するためのインプット歯車４を、クランクシャフト２８よりも軸線ＣＬ１の径方向の外側に配置することができる。キャリア１７の軸線ＣＬ１方向の外側にインプット歯車４を配置する必要がない。キャリア１７の軸線ＣＬ１方向の外側面をケース２から露出させることができる。すなわち、支持部材１８Ｘの外側面１６と支持部材１８Ｙの外側面５８の双方を露出させることができる。これによって、減速装置９は、軸線ＣＬ１方向の両側に被回転部材を固定させる出力部を有する。

また、図２に示されているように、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙを連結する柱状部２４は、軸線ＣＬ１から大きくオフセットした位置に配置されている。換言すると、柱状部２４は、軸線ＣＬ１を中心とし、歯車４０にキャリア１７（図１を参照）の中心側で接する円より外側に位置している。柱状部２４とクランクシャフト２８が共に軸線ＣＬ１の回りを移動するにも係わらずに、柱状部２４を軸線ＣＬ１から大きくオフセットできるのは、リング歯車３８が外歯を有しており、その外歯にインプット歯車４が係合している構造だからである。軸線ＣＬ１から大きくオフセットした複数の柱状部２８によって、被回転部材を固定する一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙを強固に連結することができる。
なお、後述するように、減速装置９は、キャリア１７の中心に貫通孔が形成されている。この貫通孔を通じて、減速装置９の軸線ＣＬ１方向の両側の被回転部材同士を固定することも幾何学的には可能である。しかしながら、そのような貫通孔は、クランクシャフト２８の歯車４０にキャリア１７の中心側で接する円よりも小さい。従って、キャリア１７の中心に形成された貫通孔に直径の大きい部材（被回転部材同士を固定する部材）を通すことはできない。そのような貫通孔では、減速装置９の両側に配置した被回転部材を強固に連結することができない。本実施例の減速装置９は、減速装置９の両側に露出している一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙが、柱状部２４によって強固に連結されている。従って、減速装置９の軸線ＣＬ１方向の両側に、被回転部材を強固に固定することができる。

減速装置９の他の特徴について説明する。
図１に示すように、支持部材１８Ｘとケース２の間に、オイルシール３０Ｘが配置されている。また、支持部材１８Ｙとケース２の間に、オイルシール３０Ｙが配置されている。オイルシール３０Ｘ、３０Ｙによって、減速装置９内のオイルが減速装置９の外部に漏れることを防止することができる。
支持部材１８Ｘの中心に貫通孔２０が形成されており、支持部材１８Ｙの中心に貫通孔４８が形成されている。また、外歯歯車３４Ｘの中心に貫通孔４６Ｘが形成されており、外歯歯車３４Ｙの中心に貫通孔４６Ｙが形成されている。貫通孔２０、４８、４６Ｘ、４６Ｙは連通しているので、外側面１６から外側面５８の間を、配線や配管等を通過させることができる。

（第２実施例）
図４を参照し、モータ付減速装置２００について説明する。モータ付減速装置２００はモータ付減速装置１００の変形例である。そのため、モータ付減速装置１００と実質的に同じ部品には、同じ符号又は下二桁に同じ符号を付すことによって説明を省略することがある。
減速装置２０９では、リング歯車２３８の外径が、内歯歯車２３２Ｘ、２３２Ｙの内径よりも大きい。そのため、リング歯車２３８が、内歯歯車２３２Ｘ、２３２Ｙの全周に亘って内歯歯車２３２Ｘ、２３２Ｙとオーバーラップして配置されている。リング歯車２３８は外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙの間に配置されている。その結果、外歯歯車３４Ｘと噛み合う内歯歯車２３２Ｘと、外歯歯車３４Ｙと噛み合う内歯歯車２３２Ｙが別々に形成されている。リング歯車２３８は、一対の深溝玉軸受２０６Ｘ、２０６Ｙによって、ケース２０２に回転可能に支持されている。なお、モータ付減速装置２００では、リング歯車２３８に係合するインプット歯車２６８がモータの出力軸６４に固定されている。

減速装置２０９が有する特徴を説明する。減速装置２０９では、内歯歯車２３２Ｘ、２３２Ｙが、軸線ＣＬ１方向に分割されている。そのため、内歯歯車２３２Ｘと内歯歯車２３２Ｙの間に隙間が形成されている。その隙間にリング歯車２３８を配置している。リング歯車２３８の外径が、内歯歯車２３２Ｘ、２３２Ｙの内径によって制限されない。インプット歯車２６８の径を極端に大きくすることなく、すなわち、ケース２０２のサイズを大きくすることなく、リング歯車２３８とインプット歯車２６８を直接噛み合わせることができる。第１実施例の減速装置９のように、インプット歯車４に、さらにモータ歯車６８（図１を参照）を係合させることを省略することができる。換言すると、１つのインプット歯車２６８だけで、モータ６０のトルクを、クランクシャフト歯車４０に伝達することができる。また、リング歯車２３８が、一対の深溝玉軸受２０６Ｘ、２０６Ｙでケース２０２に支持されているので、リング歯車２３８の位置ずれが起りにくくなる。

（第３実施例）
図５を参照し、モータ付減速装置３００について説明する。モータ付減速装置３００はモータ付減速装置２００の変形例である。そのため、モータ付減速装置２００と実質的に同じ部品には、同じ符号又は下二桁に同じ符号を付すことによって説明を省略することがある。
クランクシャフト２８に、偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙと歯車４０が固定されている。クランクシャフト２８に固定されている部品は、減速装置２０９と同じである。ただし、固定されている位置が異なる。減速装置３０９では、歯車４０が、偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙの間に固定されていない。歯車４０は、偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙが固定されている範囲外でクランクシャフト２８に固定されている。そのため、歯車４０と噛み合うリング歯車３３８が、外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙの間に配置されていない。リング歯車３３８の外径は、内歯歯車３３２の内径よりも大きい。すなわち、リング歯車３３８と内歯歯車３３２が全周に亘ってオーバーラップしている。
リング歯車を、２つの外歯歯車の間に配置するとともに、リング歯車と内歯歯車が全周に亘ってオーバーラップしている場合には、各々の外歯歯車に係合する２つの内歯歯車を用意する必要がある。他方、本実施例の減速装置３０９は、リング歯車３３８が、外歯歯車３４Ｘと外歯歯車３４Ｙの間に配置されていない。そのため、リング歯車３３８と内歯歯車３３２が全周に亘ってオーバーラップしていても、２個の内歯歯車を用意する必要がない。或いは、内歯歯車３３２を軸線ＣＬ１方向に分割しなくてもよい。すなわち、外歯歯車３４Ｘに噛み合う内歯歯車と、外歯歯車３４Ｙに噛み合う内歯歯車を一体に形成することができる。減速装置３０９を構成する部品数を少なくすることができる。

（第４実施例）
図６を参照し、モータ付減速装置４００について説明する。モータ付減速装置４００はモータ付減速装置ユニット２００、３００の変形例である。そのため、減速装置２００、３００と実質的に同じ部品には、同じ符号又は下二桁に同じ符号を付すことによって説明を省略することがある。
減速装置４０９では、クランクシャフト２８に、偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙと歯車４４０が固定されている。偏心体４２Ｘと偏心体４２Ｙは、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙの間に配置されている。歯車４４０は、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙの外側でクランクシャフト２８に固定されている。また、支持部材４１８Ｙから支持部材４１８Ｘに向けて柱状部４２４が延びており、支持部材４１８Ｘと柱状部４２４がボルト５４で固定されている。支持部材４１８Ｙには、ボルト４８２、４８４によって、追加支持部材４８０が固定されている。減速装置４０９では、支持部材４１８Ｘ、４１８Ｙと追加支持部材４８０でキャリア４１７が形成されている。支持部材４１８Ｘの外側面１６と追加支持部材４８０の外側面４５８に、被回転部材を固定することができる。
本実施例の減速装置４０９では、クランクシャフト２８を支持部材４１８Ｘ、４１８Ｙに支持させた後に、歯車４４０をクランクシャフト２８に固定することができる。クランクシャフト２８が支持されている状態で歯車４４０を固定するので、組み立て作業が行い易い。また、歯車４４０とリング歯車４３８の噛み合わせ状態を容易に調整することができる。
支持部材４１８Ｘの中心に貫通孔２０が形成されており、支持部材４１８Ｙの中心に貫通孔４４８が形成されている。また、外歯歯車３４Ｘの中心に貫通孔４６Ｘが形成されており、外歯歯車３４Ｙの中心に貫通孔４６Ｙが形成されている。貫通孔２０、４４８、４６Ｘ、４６Ｙを形成することによって、減速装置４０９を軽量化している。なお、貫通孔２０、４４８、４６Ｘ、４６Ｙは形成されていなくてもよい。例えば貫通孔２０、４４８が形成されていなければ、キャリア４１７の強度を強くすることができる。また、支持部材４１８Ｙと追加支持部材４８０は一体に形成されていてもよい。

（第５実施例）
図７、８を参照し、モータ付減速装置５００について説明する。図８は、図７のVIII−VIII線に沿った断面図を示している。モータ付減速装置ユニット５００は、モータ付減速装置ユニット４００の変形例である。そのため、モータ付減速装置ユニット４００と実質的に同じ部品には、同じ符号を付すことによって説明を省略することがある。
本実施例の減速装置５０９も、外歯歯車３４の周方向に等間隔に３個の第２貫通孔２９が形成されており、各々の第２貫通孔２９に偏心体４２が嵌合している（図３を参照）。すなわち、３本のクランクシャフト２８を備えている。但し、３本のクランクシャフト２８のうち、１本にだけ歯車５４０が固定されている。図８に示すように、１つの歯車５４０（クランクシャフト歯車）とリング歯車５３８の内歯が噛み合っている。歯車５４０が固定されていないクランクシャフト２８（図示省略）は、外歯歯車３４の回転バランスを保つために配置されている。
本実施例の減速装置５０９は、クランクシャフト２８に固定する歯車５４０を１つだけ用意すればよいので、減速装置５０９を構成する部品数を少なくすることができる。また、減速装置４０９の支持部材４１８Ｙ（図６を参照）と比較して、支持部材５１８Ｙを大きくすることができる。すなわち、支持部材５１８Ｙと追加支持部材５８０の接触面積を広くすることができる。キャリア５１７に大きな力が加わっても、キャリア５１７が変形することを防止することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

第１実施例では、クランクシャフト２８が、一対の円錐ころ軸受２６Ｘ、２６Ｙによって、一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙに回転可能に支持されている。しかしながら、クランクシャフトは、必ずしも一対の支持部材１８Ｘ、１８Ｙに支持されていなくてもよい。例えば、減速装置の軸線方向に貫通孔を有するクランクシャフトを用意し、一対の支持部材を円柱状の柱状部で連結し、その柱状部が軸受を介してクランクシャフトの貫通孔に嵌合していてもよい。その場合でも、クランクシャフトを、一対の支持部材に対して回転可能にすることができる。すなわち、クランクシャフトは、キャリアに対して回転可能に支持されていればよい。第２〜第５実施例も同様に、クランクシャフトは、キャリアに対して回転可能に支持されていればよい。
上記の構成によれば、円柱状の柱状部をキャリアの柱状部（キャリアピン）に代用することができる。キャリアの柱状部が遊嵌される第１貫通孔と、クランクシャフトの偏心体が嵌合される第２貫通孔を、同一の孔で兼用することができる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (5)

1. ケースに固定されている内歯歯車と、
   内歯歯車と同軸に配置されているとともにケースに回転可能に支持されており、対向している一対の支持部材が回転軸に沿って延びているキャリアピンによって連結されているキャリアと、
   一対の支持部材の間で回転可能に支持されており、回転軸に沿って延びており、偏心体とクランクシャフト歯車が固定されているクランクシャフトと、
   一対の支持部材の間に配置されており、第１貫通孔にキャリアピンが遊嵌されているとともに第２貫通孔に前記偏心体が嵌合されており、クランクシャフトの回転によって内歯歯車と係合しながら偏心回転する外歯歯車と、
   内歯歯車と同軸に配置されているとともに内歯歯車に対して回転可能であり、外周面と内周面に歯が形成されており、その内歯がクランクシャフト歯車に係合しているとともにその外歯がモータのトルクを伝達するインプット歯車と係合しているリング歯車と、を備えており、
   各々の支持部材が被回転部材を固定できるように、各々の支持部材の回転軸方向の外側面がケースから露出していることを特徴とする減速装置。
2. リング歯車が、一方の支持部材の外側面と他方の支持部材の外側面の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の減速装置。
3. キャリアの回転軸に沿って観測したときに、キャリアピンが、キャリアの回転軸を中心としてクランクシャフト歯車にキャリアの中心側で接する円よりもキャリアの半径方向外側に張り出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速装置。
4. リング歯車の外径が、内歯歯車の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の減速装置。
5. リング歯車の外径が、内歯歯車の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の減速装置。

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