JP2014066263A - 歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸に作用するモーメントを小さくすることが可能な歯車装置を提供する。
【解決手段】歯車装置１は、内歯歯車８０と噛み合う１枚の外歯歯車３０と、外歯歯車３０を中心軸Ｊ１周りに公転させる偏心カム２２を有する回転軸２０とを有する。回転軸２０においては、回転軸の回転中心軸ＪＲに対する外歯歯車３０の中心軸ＪＤの偏心方向と同じ方向に偏心する中心軸ＪＥを有する偏心孔２４Ｃが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外歯歯車および内歯歯車を有する歯車装置に関する。

従来の歯車装置として、回転軸の偏心カムにニードル軸受を介して取り付けられた２枚の外歯歯車と、各外歯歯車と噛合ピンを介して噛み合う１枚の内歯歯車と、外歯歯車を挟み込むリング部およびハウジングとを有する減速装置が知られている。この減速装置は、回転軸の回転にともない回転軸の偏心カムを介して外歯歯車の公転に変換し、外歯歯車および内歯歯車の歯数差に基づいて内歯歯車が回転軸の回転速度に対して減速した状態で自転する。

従来の歯車装置においては、２枚の外歯歯車の回転位相が互いに１８０°異なることにより、外歯歯車の遠心力によるモーメントを互いに打ち消し合う。一方、従来の歯車装置においては、２枚の外歯歯車を同時加工した後、外歯歯車の回転位相を互いに１８０°異ならせて歯車装置に組み込む必要がある。このため、歯車装置の製造が困難となる。加えて、従来の歯車装置においては、各外歯歯車と内歯歯車との噛み合いの反力によるモーメントが回転軸に作用する。なお、特許文献１は、従来の歯車装置の一例を示す。

そこで、歯車装置の製造を容易にし、かつ各外歯歯車と内歯歯車との噛み合いの反力によるモーメントが回転軸に作用することを抑制するため、外歯歯車を１枚とした構成の歯車装置が提案されている。この歯車装置は、外歯歯車の遠心力によるモーメントを小さくするため、バランスウェイト（バランサ）が取り付けられている。なお、特許文献２は、このような歯車装置の一例を示す。

特開２０１０−２３６６９８号公報 特開２０００−２５７６７６号公報

外歯歯車を１枚とした構成の歯車装置においては、バランサが外歯歯車の軸方向の一方側のみに取り付けられている。そしてバランサは、歯車装置の軸方向において外歯歯車とは異なる位置に配置されている。このため、歯車装置の軸方向において、バランサの質量中心が外歯歯車、回転軸、およびバランサを含む偏心ユニットの質量中心と異なる。このため、回転軸の回転にともないバランサが回転したとき、バランサの遠心力と偏心ユニットの遠心力とを釣り合わせた場合にモーメントが回転軸に作用する。

本発明は、上記課題を解決するため、回転軸に作用するモーメントを小さくすることが可能な歯車装置を提供することを目的とする。

（１）第１の手段は、「内周側に複数の内歯が形成された内歯歯車と、前記内歯歯車の内周側に配置され、外周側に前記内歯と噛み合う複数の外歯が形成された１枚の外歯歯車と、前記外歯歯車の内周側に配置される回転軸とを備え、前記回転軸は、前記外歯歯車の中心軸を前記回転軸の回転中心軸に対して偏心させ、前記回転軸の回転にともない前記回転軸の回転中心軸周りに公転させる偏心カムを有し、前記回転軸は、前記回転軸の軸方向に貫通する偏心孔を有し、前記偏心孔の中心軸は、前記回転軸の回転中心軸に対する前記外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に偏心する歯車装置」を有する。

上記歯車装置においては、回転軸の偏心孔の中心軸が回転軸の回転中心軸に対する外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に回転軸の回転中心軸に対して偏心するため、偏心孔の中心軸が回転軸の回転中心軸と同軸を有すると仮定した構成と比較して、回転軸および外歯歯車の合計の質量中心が回転軸の回転中心軸に近づく。このため、回転軸および外歯歯車を含む回転体の遠心力によるモーメントが小さくなる。また、偏心孔により回転体の質量中心を回転軸の回転中心軸に近づける構成であるため、特許文献２の従来の歯車構成のように、バランサの遠心力と偏心ユニットの遠心力とを釣り合わせた場合にモーメントが回転軸に作用することが抑制される。したがって、回転軸に作用するモーメントが小さくなる。

（２）第２の手段は、「内周側に複数の内歯が形成された内歯歯車と、前記内歯歯車の内周側に配置され、外周側に前記内歯と噛み合う複数の外歯が形成された外歯歯車と、前記外歯歯車の内周側に配置される回転軸とを備え、前記回転軸は、前記外歯歯車の中心軸を前記回転軸の回転中心軸に対して偏心させ、前記回転軸の回転にともない前記回転軸の回転中心軸周りに公転させる偏心カムと、前記回転軸の回転中心軸と同軸の中心軸を有し、前記回転軸を回転中心軸に沿った方向に貫通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の内周面においては、前記回転軸の回転中心軸に対する前記外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に偏心する中心軸を有する偏心孔が形成された偏心部品が固定される歯車装置」を有する。

上記歯車装置においては、偏心部品の偏心孔の中心軸が回転軸の回転中心軸に対する外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に偏心するため、偏心孔の中心軸が回転軸の回転中心軸と同軸を有すると仮定した構成と比較して、回転軸、外歯歯車、および偏心部品を含む回転体の遠心力によるモーメントが小さくなる。したがって、回転軸に作用するモーメントが小さくなる。

（３）第３の手段は、「前記回転軸の回転中心軸周りの周方向において、前記外歯歯車の中心軸と前記偏心孔の中心軸とが同じ位置となる請求項１または２に記載の歯車装置」を有する。

上記歯車装置においては、周方向において外歯歯車の中心軸と偏心孔の中心軸とが互いに異なる位置となると仮定した構成と比較して、回転軸および外歯歯車を含む回転体の質量中心または回転軸、外歯歯車、および偏心部品を含む回転体の質量中心が回転軸の回転中心に近づける効果が高くなる。このため、これら回転体の遠心力によるモーメントが小さくなる効果が高くなる。

本歯車装置は、回転軸に作用するモーメントを小さくすることができる。

実施形態の歯車装置の断面構造を示す断面図。 実施形態の歯車装置の断面図であり、図１のＺ１−Ｚ１平面の断面構造を示す断面図。 その他の実施形態の歯車装置の断面構造を示す断面図。

図１および図２を参照して、歯車装置１の全体構成について説明する。
歯車装置１は、ロボットハンド（図示略）の指関節の駆動部分の減速装置として適用されている。ロボットハンドは、第１の関節部品としての入力要素２、第２の関節部品としての出力要素３、および減速装置としての歯車装置１を有する。入力要素２および出力要素３は、相対的に回転することが可能な状態で連結される。入力要素２は、歯車装置１に接続されるモータ２Ａを有する。歯車装置１は、モータ２Ａの回転を歯車装置１により減速させた状態で入力要素２に対して出力要素３を回転させる。

歯車装置１の各方向について定義する。
（ａ）歯車装置１の中心軸Ｊ１に沿う方向を「軸方向ＺＡ」とする。
（ｂ）軸方向ＺＡにおいて、出力要素３から入力要素２に向かう方向を「入力方向ＺＡ１」とする。
（ｃ）軸方向ＺＡにおいて、入力要素２から出力要素３に向かう方向を「出力方向ＺＡ２」とする。
（ｄ）歯車装置１の中心軸Ｊ１に直交する方向を「径方向ＺＢ」とする。
（ｅ）歯車装置１の中心軸Ｊ１周りの方向を「周方向ＺＣ」とする。

歯車装置１は、第１回転ユニット１０、第２回転ユニット４０、静止ユニット７０、内側軸受１００、および外側軸受１１０が互いに結合された集合体としての構成を有する。歯車装置１は、径方向ＺＢにおいて静止ユニット７０内に各回転ユニット１０，４０および各軸受１００，１１０が収容される構成を有する。歯車装置１は、入力要素２が第１回転ユニット１０に接続され、出力要素３が第２回転ユニット４０に接続される構成を有する。歯車装置１は、内部にグリス（図示略）が充填される構成を有する。

第１回転ユニット１０は、回転軸２０、１枚の外歯歯車３０、ニードル軸受１１、および一対のスペーサ１２を有する。第１回転ユニット１０は、外歯歯車３０がニードル軸受１１を介して回転軸２０に取り付けられる構成を有する。

ニードル軸受１１は、偏心カム２２および外歯歯車３０の径方向ＺＢの間に位置している。ニードル軸受１１は、外歯歯車３０に対する回転軸２０の回転が可能な状態で回転軸２０を支持する。

スペーサ１２は、円環形状を有する。入力方向ＺＡ１側のスペーサ１２は、軸方向ＺＡにおいて回転軸２０の偏心カム２２および入力方向ＺＡ１側の内側軸受１００の第１内輪１０１の間に挟み込まれている。出力方向ＺＡ２側のスペーサ１２は、軸方向ＺＡにおいて偏心カム２２および出力方向ＺＡ２側の内側軸受１００の第１内輪１０１の間に挟み込まれている。スペーサ１２は、回転軸２０に対する内側軸受１００の軸方向ＺＡの位置を決める機能を有する。

回転軸２０は、外歯歯車３０の内周側に配置される。回転軸２０は、軸本体２１および偏心カム２２を有する。回転軸２０は、同一の金属材料により軸本体２１および偏心カム２２が一体に形成された構成を有する。回転軸２０は、入力要素２（モータ２Ａ）と一体に回転する。回転軸２０の回転中心軸ＪＲは、中心軸Ｊ１と同軸を有する。

軸本体２１は、円筒形状を有する。軸本体２１の外周面２１Ａにおいては、軸方向ＺＡの両端部に内側軸受１００の第１内輪１０１が圧入されている。軸本体２１は、軸方向ＺＡの入力方向ＺＡ１の端部において取付穴２３を有する。軸本体２１は、取付穴２３においてモータ２Ａ（入力要素２）が取り付けられている。この状態において、モータ２Ａの中心軸Ｊ２は、中心軸Ｊ１と同軸を有する。軸本体２１は、軸本体２１を軸方向ＺＡに貫通する貫通孔２４を有する。

貫通孔２４は、第１嵌合部分２４Ａ、第２嵌合部分２４Ｂ、および偏心孔２４Ｃを有する。貫通孔２４は、第１嵌合部分２４Ａ、第２嵌合部分２４Ｂ、および偏心孔２４Ｃが互いに連通した構成を有する。

第１嵌合部分２４Ａは、貫通孔２４において入力方向ＺＡ１の端部に位置する。第１嵌合部分２４Ａの中心軸は、中心軸Ｊ１と同軸を有する。
第２嵌合部分２４Ｂは、貫通孔２４において出力方向ＺＡ２の端部に位置する。第２嵌合部分２４Ｂの中心軸は、中心軸Ｊ１と同軸を有する。第２嵌合部分２４Ｂの軸方向ＺＡの寸法は、第１嵌合部分２４Ａの軸方向ＺＡの寸法と等しい。第２嵌合部分２４Ｂの内径は、第１嵌合部分２４Ａの内径と等しい。

偏心孔２４Ｃは、貫通孔２４において第１嵌合部分２４Ａと第２嵌合部分２４Ｂとの軸方向ＺＡの間に位置する。偏心孔２４Ｃの軸方向ＺＡの寸法は、第１嵌合部分２４Ａの軸方向ＺＡの寸法および第２嵌合部分２４Ｂの軸方向ＺＡの寸法よりも大きい。偏心孔２４Ｃの内径は、第１嵌合部分２４Ａの内径および第２嵌合部分２４Ｂの内径よりも小さい。

偏心カム２２は、軸本体２１の軸方向ＺＡの中央部分に位置している。偏心カム２２は、軸本体２１の外周面２１Ａから径方向ＺＢに突出している。偏心カム２２は、外歯歯車３０の中心軸ＪＤを回転軸２０の回転中心軸ＪＲに対して偏心させる。

図２に示されるように、偏心カム２２は、軸本体２１の外周面２１Ａから径方向ＺＢに突出する量（以下、「カム突出量」）が周方向ＺＣにおいて異なる形状を有する。偏心カム２２は、第１カム部分２２Ａおよび第２カム部分２２Ｂを有する。

第１カム部分２２Ａは、周方向ＺＣの所定範囲にわたりカム突出量が相対的に少ない部分として形成されている。第１カム部分２２Ａは、周方向ＺＣにおいて第２カム部分２２Ｂと異なる箇所に位置している。第１カム部分２２Ａは、周方向ＺＣにおいて第２カム部分２２Ｂと連続して形成されている。第１カム部分２２Ａは、周方向ＺＣにおいて第２カム部分２２Ｂに向かうにつれてカム突出量が多くなる。

第２カム部分２２Ｂは、周方向ＺＣの所定範囲にわたりカム突出量が相対的に多い部分として形成されている。第２カム部分２２Ｂは、周方向ＺＣにおいて第１カム部分２２Ａから離れるにつれてカム突出量が多くなる。

外歯歯車３０は、円盤状の歯車本体３１の外周側において複数の外歯３２が形成された構成を有する。外歯歯車３０は、外歯３２の一部分において静止ユニット７０の内歯歯車８０の内歯８２と噛み合う。

歯車本体３１は、円盤形状を有する。歯車本体３１は、４個の第１収容孔３３および４個の第２収容孔３４を有する。歯車本体３１においては、第１収容孔３３および第２収容孔３４が周方向ＺＣにおいて交互に位置している。

第１収容孔３３は、平面視において円形を有する。第１収容孔３３は、歯車本体３１を軸方向ＺＡに貫通している。第１収容孔３３は、中心軸ＪＤを中心とした仮想円上において９０度等配として形成されている。第１収容孔３３は、第１収容孔３３は、第２回転ユニット４０の一部分を収容している。

第２収容孔３４は、平面視において扇形を有する。第２収容孔３４は、歯車本体３１を軸方向ＺＡに貫通している。第２収容孔３４は、中心軸ＪＤを中心とした仮想円上において９０度等配として形成されている。第２収容孔３４は、第２プレート６０の突起部分６１を収容している。第２収容孔３４は、外歯歯車３０が中心軸Ｊ１周りを公転するとき、第２プレート６０の突起部分６１と接触することを抑制する。

第２回転ユニット４０は、４個の第１ニードル軸受４１、４個の第２ニードル軸受４２、４個のピン４３、４個の偏心ブッシュ４４、４個の固定ボルト４５、第１プレート５０（図１参照）、および第２プレート６０を有する。第２回転ユニット４０は、各ニードル軸受４１，４２、ピン４３、および偏心ブッシュ４４が外歯歯車３０の第１収容孔３３に挿入される構成を有する。第２回転ユニット４０は、各プレート５０，６０が外歯歯車３０を軸方向ＺＡから挟み込んだ状態において固定ボルト４５により互いに固定される構成を有する（図１参照）。

ピン４３は、金属材料により形成されている。ピン４３は、円柱形状を有する。ピン４３は、軸方向ＺＡの両端部において各プレート５０，６０にそれぞれ挿入されている。
偏心ブッシュ４４は、金属材料により形成されている。偏心ブッシュ４４は、軸方向ＺＡに貫通した貫通孔４４Ａが形成された円筒形状を有する。偏心ブッシュ４４の軸方向ＺＡの寸法は、外歯歯車３０の軸方向ＺＡの寸法と同一である。偏心ブッシュ４４の貫通孔４４Ａの中心軸は、ピン４３の中心軸と同軸を有する。偏心ブッシュ４４は、貫通孔４４Ａの中心軸と外周面との径方向ＺＢの寸法が周方向ＺＣにおいて異なる形状を有する。

第１ニードル軸受４１は、ピン４３および偏心ブッシュ４４の径方向ＺＢの間に位置している。第１ニードル軸受４１は、ピン４３に対する偏心ブッシュ４４の回転が可能な状態で偏心ブッシュ４４を支持する。

第２ニードル軸受４２は、偏心ブッシュ４４および外歯歯車３０の第１収容孔３３の内周面の径方向ＺＢの間に位置している。第２ニードル軸受４２は、外歯歯車３０に対する偏心ブッシュ４４の回転が可能な状態で偏心ブッシュ４４を支持する。

図１に示されるように、第１プレート５０は、金属材料により形成されている。第１プレート５０は、中心軸Ｊ１と同軸となる中心軸を有する円筒形状を有する。第１プレート５０は、４個のボルト挿入孔５１、および４個のピン支持部分５２を有する。第１プレート５０の内周面５０Ａにおいては、内側軸受１００の第１外輪１０２が圧入されている。第１プレート５０の外周面５０Ｂにおいては、外側軸受１１０の第２内輪１１１に圧入されている。

ボルト挿入孔５１は、中心軸Ｊ１を中心とした仮想円上において９０度等配として形成されている。
ピン支持部分５２は、ボルト挿入孔５１と軸方向ＺＡに連続して形成されている。ピン支持部分５２においては、ピン４３の入力方向ＺＡ１側の端部が挿入されている。

第２プレート６０は、金属材料により形成されている。第２プレート６０は、中心軸Ｊ１と同軸となる中心軸を有する円筒形状を有する。第２プレート６０は、４個の突起部分６１、４個のピン支持部分６２、４個のボルト固定孔６３、および８個の取付孔６４（図２参照）を有する。第２プレート６０の内周面６０Ａにおいては、内側軸受１００の第１外輪１０２が圧入されている。第２プレート６０の外周面６０Ｂにおいては、外側軸受１１０の第２内輪１１１が圧入されている。

第２プレート６０においては、複数の取付孔６４を介して出力要素３が接続されている。この状態において、出力要素３の中心軸Ｊ３は、中心軸Ｊ１と同軸を有する。第２プレート６０は、取付孔６４のうち出力要素３の接続に用いられていない取付孔６４が封止部品（図示略）により閉塞される構成を有する。なお、出力要素３が第２プレート６０に取り付けられていない状態においては、全ての取付孔６４が封止部品により閉塞されることにより、歯車装置１内の密閉状態を維持する。

ピン支持部分６２は、第１プレート５０のピン支持部分５２と同様の形状を有する。ピン支持部分６２においては、ピン４３の出力方向ＺＡ２側の端部が挿入されている。
突起部分６１は、扇形を有する（図２参照）。突起部分６１は、第２収容孔３４の内周面に対して径方向ＺＢおよび周方向ＺＣに隙間を介して対向している。突起部分６１は、軸方向ＺＡの端面において第１プレート５０と接触している。

ボルト固定孔６３は、各突起部分６１において１個形成されている。ボルト固定孔６３は、第１プレート５０のボルト挿入孔５１と周方向ＺＣに同じ箇所に形成されている。ボルト固定孔６３は、突起部分６１の周方向ＺＣの中央部分に位置している（図２参照）。ボルト固定孔６３は、第２プレート６０を軸方向ＺＡに貫通している。

取付孔６４（図２参照）は、各突起部分６１において２個形成されている。取付孔６４は、ボルト固定孔６３の周方向ＺＣの両側に位置している（図２参照）。取付孔６４は、第２プレート６０を軸方向ＺＡに貫通している。

静止ユニット７０は、一対のハウジング９０の軸方向ＺＡの間に内歯歯車８０が挟み込まれた構成を有する。静止ユニット７０は、固定ボルト７１および固定ナット７２により一対のハウジング９０および内歯歯車８０を結合する構成を有する。

内歯歯車８０は、金属材料により形成されている。内歯歯車８０は、円環形状の歯車部分８１の内周側において複数の内歯８２が形成された構成を有する。
ハウジング９０は、金属材料により形成されている。ハウジング９０は、中心軸Ｊ１と同軸となる中心軸を有する円筒形状を有する。ハウジング９０の内周面９０Ａにおいては、外側軸受１１０の第２外輪１１２が圧入されている。

内側軸受１００は、第１内輪１０１、第１外輪１０２、複数個の転動体１０３としての玉、保持器１０４、グリス（図示略）、および２個の第１シール部品１０５を有する。内側軸受１００は、第１内輪１０１および第１外輪１０２の間の内部空間が２個の第１シール部品１０５により密閉される構成を有する。内側軸受１００は、内部空間にグリスが封入される構成を有する。入力方向ＺＡ１側の内側軸受１００は、第１プレート５０に対する回転軸２０の回転が可能な状態で回転軸２０を支持する。出力方向ＺＡ２側の内側軸受１００は、第２プレート６０に対する回転軸２０の回転が可能な状態で回転軸２０を支持する。

外側軸受１１０は、第２内輪１１１、第２外輪１１２、複数個の転動体１１３としての玉、保持器１１４、グリス（図示略）、および２個の第２シール部品１１５を有する。外側軸受１１０は、第２内輪１１１および第２外輪１１２の間の内部空間が２個の第２シール部品１１５により密閉される構成を有する。外側軸受１１０は、内部空間にグリスが封入される構成を有する。入力方向ＺＡ１側の外側軸受１１０は、ハウジング９０に対する第１プレート５０の回転が可能な状態で第１プレート５０を支持する。出力方向ＺＡ２側の外側軸受１１０は、ハウジング９０に対する第２プレート６０の回転が可能な状態で第２プレート６０を支持する。

図１および図２を参照して、外歯歯車３０および回転軸２０の位置関係について説明する。
外歯歯車３０の中心軸ＪＤは、径方向ＺＢにおいて回転軸２０の回転中心軸ＪＲ（中心軸Ｊ１）とは異なる位置となる。具体的には、図２に示されるように、外歯歯車３０の中心軸ＪＤは、周方向ＺＣにおいて、回転軸２０の偏心カム２２の第２カム部分２２Ｂの周方向ＺＣの中央位置と同じ位置となる。

回転軸２０の偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥは、径方向ＺＢにおいて中心軸Ｊ１と異なる位置となる。具体的には、図２に示されるように、周方向ＺＣにおいて、偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥは、外歯歯車３０の中心軸ＪＤと同じ位置となる。そして、偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥは、外歯歯車３０の中心軸ＪＤよりも中心軸Ｊ１から離れた側に位置している。

図１および図２を参照して、歯車装置１の動作について説明する。
歯車装置１においては、モータ２Ａが回転速度Ｎにより回転することにともない回転軸２０が中心軸Ｊ１を中心に回転速度Ｎで回転する。回転軸２０の回転にともない偏心カム２２が中心軸Ｊ１周りを回転速度Ｎで回転する。このとき、偏心カム２２の回転にともない外歯歯車３０が偏心カム２２に押されるため、外歯歯車３０は、中心軸Ｊ１周りを回転速度Ｎで公転する。

外歯歯車３０は、外歯歯車３０の１公転当たり内歯歯車８０の歯数Ｚ２分だけ内歯歯車８０と噛み合う。このとき、外歯歯車３０は、外歯歯車３０の歯数Ｚ１と内歯歯車８０の歯数Ｚ２との差の分だけ自転する。すなわち、外歯歯車３０は、外歯歯車３０が１公転したとき、（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１回転だけ自転する。

また、外歯歯車３０の公転にともない偏心ブッシュ４４が固定ボルト４５の中心軸を中心に回転する。このため、外歯歯車３０の公転による第１収容孔３３の公転は、偏心ブッシュ４４により吸収される。一方、外歯歯車３０の自転は、偏心ブッシュ４４を介してピン４３に伝達される。このため、ピン４３は、外歯歯車３０の自転にともない中心軸Ｊ１周りを公転する。

そして、各プレート５０，６０は、固定ボルト４５を介してピン４３の公転にともない中心軸Ｊ１を中心に回転する。第２プレート６０に取り付けられた出力要素３は、Ｎ×（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ１の回転速度で中心軸Ｊ１を中心に回転する。

図１および図２を参照して、歯車装置１の作用について説明する。
歯車装置１においては、中心軸Ｊ１に対する外歯歯車３０の中心軸ＪＤの偏心方向と一致する中心軸ＪＥを有する偏心孔２４Ｃを有する（図２参照）。このため、径方向ＺＢにおいて、回転軸２０の質量中心ＲＭが中心軸Ｊ１に対して外歯歯車３０の質量中心ＯＧＭとは反対側に位置する。これにより、第１回転ユニット１０および２個の内側軸受１００を含めたユニット（以下、「偏心ユニット１２０」）の質量中心ＵＭは、偏心孔２４Ｃを有していない偏心ユニットの質量中心と比較して、径方向ＺＢにおいて中心軸Ｊ１に近づく。このため、偏心ユニット１２０の遠心力によるモーメントが小さくなる。加えて、歯車装置１は、特許文献２に記載の従来の歯車装置のようなバランサを付加しないため、バランサに起因する回転軸２０に作用するモーメントの発生、および歯車装置１の部品点数が増えることが回避される。また、バランサが歯車装置１内のグリスを掻き分けることによる歯車装置１の回転効率の低下を抑制することができる。

特に、歯車装置１においては、偏心ユニット１２０の質量中心ＵＭが中心軸Ｊ１と一致するように、偏心孔２４Ｃの内径の大きさおよび中心軸ＪＥの位置が設定されている。このため、偏心ユニット１２０の遠心力によるモーメントは「０」となる。なお、歯車装置１の構成要素の加工誤差および組立誤差により偏心ユニット１２０の質量中心ＵＭが中心軸Ｊ１に対してばらつきが発生する。しかし、このばらつきは、微小なものである。このため、偏心ユニット１２０の質量中心ＵＭが中心軸Ｊ１に対してばらつくことにより生じる偏心ユニット１２０の遠心力によるモーメントは無視できる程度に小さくなる。

本実施形態の歯車装置１は、以下の効果を奏する。
（１）歯車装置１は、中心軸Ｊ１に対する外歯歯車３０の中心軸ＪＤの偏心方向と同じ方向に偏心する中心軸ＪＥを有する偏心孔２４Ｃを有する。この構成によれば、偏心ユニット１２０の質量中心ＵＭが中心軸Ｊ１に近づく。このため、偏心ユニット１２０が回転するとき、偏心ユニット１２０の遠心力によるモーメントが小さくなる。したがって、回転軸２０に作用するモーメントが小さくなる。

（２）歯車装置１においては、周方向ＺＣにおいて、外歯歯車３０の中心軸ＪＤと偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥとが同じ位置となる。この構成によれば、周方向ＺＣにおいて、外歯歯車３０の中心軸ＪＤと偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥとが互いに異なる位置となると仮定した構成と比較して、偏心ユニット１２０の質量中心ＵＭが中心軸Ｊ１により近づく。したがって、偏心ユニット１２０が回転するとき、偏心ユニット１２０の遠心力によるモーメントがより小さくなる。

本歯車装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本歯車装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。

・実施形態の回転軸２０は、偏心孔２４Ｃが軸本体２１に形成される構成を有する。ただし、回転軸２０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転軸２０においては、図３に示されるように、貫通孔２４に代えて、軸方向ＺＡの全体にわたり同一の内径を有する貫通孔２５が形成される。貫通孔２５は、回転軸２０を軸方向ＺＡに貫通する。貫通孔２５の内周面２５Ａにおいては、偏心部品１３０が固定されている。偏心部品１３０は、中心軸Ｊ１と同軸を有する円筒形状を有する。偏心部品１３０は、偏心孔１３１を有する。偏心孔１３１は、偏心部品１３０を軸方向ＺＡに貫通している。偏心孔１３１の中心軸ＪＥは、径方向ＺＢにおいて中心軸Ｊ１とは異なる。中心軸Ｊ１に対する偏心孔１３１の中心軸ＪＥの偏心方向は、中心軸Ｊ１に対する外歯歯車３０の中心軸ＪＤの偏心方向と同じである。具体的には、周方向ＺＣにおいて、偏心孔１３１の中心軸ＪＥは、外歯歯車３０の中心軸ＪＤと同じ位置となる。

この構成によれば、第１回転ユニット１０、偏心部品１３０、および２個の内側軸受１００を含む偏心ユニットの質量中心が中心軸Ｊ１に近づく。したがって、偏心ユニットが回転するとき、偏心ユニットの遠心力によるモーメントが小さくなる。また、貫通孔２４の形成と比較して貫通孔２５の形成が容易であるため、回転軸２０の製造が容易となる。

・上記変形例において、複数の偏心部品１３０を回転軸２０に固定してもよい。複数の偏心部品１３０は、軸方向ＺＡにおいて、複数の偏心部品１３０の合計の質量中心が偏心ユニットの質量中心と同じ位置となるように回転軸２０に固定される。

・実施形態の歯車装置１は、周方向ＺＣにおいて、回転軸２０の偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥが外歯歯車３０の中心軸ＪＤと同じ位置となる。ただし、偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥおよび外歯歯車３０の中心軸ＪＤの位置関係は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、中心軸Ｊ１と外歯歯車３０の中心軸ＪＤとを結んだ直線を中心として周方向ＺＣの両側にわたり９０°の範囲内において、偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥが外歯歯車３０の中心軸ＪＤと異なる位置とすることもできる。この範囲内においては、中心軸Ｊ１に対する偏心孔２４Ｃの中心軸ＪＥの偏心方向が中心軸Ｊ１に対する外歯歯車３０の中心軸ＪＤの偏心方向と同じであるとみなすことができる。

・実施形態の回転軸２０は、同一の金属材料により軸本体２１および偏心カム２２が一体に形成された構成を有する。ただし、回転軸２０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転軸２０は、軸本体２１および偏心カム２２が個別に形成される。変形例の回転軸２０は偏心カム２２が軸本体２１に固定された構成を有する。

・実施形態の第２プレート６０は、８個の取付孔６４を有する。ただし、第２プレート６０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２プレート６０は、８個以外の複数個の取付孔６４を有する。

・実施形態の内側軸受１００は、転動体１０３の軸方向ＺＡの両側に第１シール部品１０５が位置している。ただし、内側軸受１００の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の内側軸受１００は、第１シール部品１０５の少なくとも一方が省略された構成を有する。

・実施形態の外側軸受１１０は、転動体１１３の軸方向ＺＡの両側に第２シール部品１１５が位置している。ただし、外側軸受１１０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の外側軸受１１０は、第２シール部品１１５の少なくとも一方が省略された構成を有する。

・実施形態の第２回転ユニット４０は、各ニードル軸受４１，４２および偏心ブッシュ４４を有する。ただし、第２回転ユニット４０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２回転ユニット４０は、各ニードル軸受４１，４２の一方および偏心ブッシュ４４が省略された構成を有する。

・実施形態の第２回転ユニット４０は、互いに異なる形状の第１プレート５０および第２プレート６０を有する。ただし、第２回転ユニット４０の構成は実施形態に例示した内容に限られない。例えば、変形例の第２回転ユニット４０は、互いに同じ形状の一対のプレートを有する。

・実施形態の歯車装置１において、回転軸２０の第１嵌合部分２４Ａおよび第２嵌合部分２４Ｂの少なくとも一方にカラー（図示略）を圧入してもよい。カラーは、樹脂材料により形成される。この構成によれば、回転軸２０の貫通孔２４内にモータ２Ａの配線部品を挿入した状態において、回転軸２０が回転することによりモータ２Ａの配線部品が変動してもモータ２Ａの配線部品はカラーに接触する。このため、各嵌合部分２４Ａ，２４Ｂと偏心孔２４Ｃとの間の角部分に配線部品が接触することが抑制される。したがって、モータ２Ａの配線部品が傷付くことが抑制される。なお、カラーの内径は、偏心孔２４Ｃの内径よりも僅かに小さいことが好ましい。

・実施形態の歯車装置１は、回転軸２０に入力要素２が接続され、第２プレート６０に出力要素３が接続される減速装置としての構成を有する。ただし、歯車装置１の構成は実施形態に例示した内容に限られない。例えば、変形例の歯車装置１は、回転軸２０に出力要素３が接続され、第２プレート６０に入力要素２が接続される増速装置としての構成を有する。

・実施形態の歯車装置１は、ロボットハンドに適用される。ただし、歯車装置１の適用例はこれに限られない。例えば、車両の各車輪を駆動するインホイールモータに適用してもよい。すなわち、インホイールモータの減速装置として歯車装置１を適用してもよい。要するに、本歯車装置は、減速装置を有する駆動装置に適用することができる。

ＺＡ…軸方向、ＺＣ…周方向、Ｊ１…中心軸、ＪＤ…中心軸、ＪＥ…中心軸、ＪＲ…回転中心軸、１…歯車装置、２０…回転軸、２２…偏心カム、２４Ｃ…偏心孔、２５…貫通孔、２５Ａ…内周面、３０…外歯歯車、３２…外歯、８０…内歯歯車、８２…内歯、１３０…偏心部品、１３１…偏心孔。

Claims (3)

1. 内周側に複数の内歯が形成された内歯歯車と、
   前記内歯歯車の内周側に配置され、外周側に前記内歯と噛み合う複数の外歯が形成された１枚の外歯歯車と、
   前記外歯歯車の内周側に配置される回転軸と
   を備え、
   前記回転軸は、前記外歯歯車の中心軸を前記回転軸の回転中心軸に対して偏心させ、前記回転軸の回転にともない前記回転軸の回転中心軸周りに公転させる偏心カムを有し、
   前記回転軸は、前記回転軸の軸方向に貫通する偏心孔を有し、
   前記偏心孔の中心軸は、前記回転軸の回転中心軸に対する前記外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に偏心する
   歯車装置。
2. 内周側に複数の内歯が形成された内歯歯車と、
   前記内歯歯車の内周側に配置され、外周側に前記内歯と噛み合う複数の外歯が形成された外歯歯車と、
   前記外歯歯車の内周側に配置される回転軸と
   を備え、
   前記回転軸は、前記外歯歯車の中心軸を前記回転軸の回転中心軸に対して偏心させ、前記回転軸の回転にともない前記回転軸の回転中心軸周りに公転させる偏心カムと、前記回転軸の回転中心軸と同軸の中心軸を有し、前記回転軸を回転中心軸に沿った方向に貫通する貫通孔とを有し、
   前記貫通孔の内周面においては、前記回転軸の回転中心軸に対する前記外歯歯車の中心軸の偏心方向と同じ方向に偏心する中心軸を有する偏心孔が形成された偏心部品が固定される
   歯車装置。
3. 前記回転軸の回転中心軸周りの周方向において、前記外歯歯車の中心軸と前記偏心孔の中心軸とが同じ位置となる
   請求項１または２に記載の歯車装置。