JP2020024009A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く動力伝達が行われる遊星歯車装置を提供する。【解決手段】この遊星歯車装置は、第１内歯歯車及び第２内歯歯車と、第１内歯歯車と噛み合う第１外歯歯車と、第２内歯歯車と噛み合う第２外歯歯車と、偏心体と、偏心体と第１外歯歯車との間に配置される第１偏心体軸受（４３）と、偏心体と第２外歯歯車との間に配置される第２偏心体軸受（４４）と、を備える。そして、第１外歯歯車と第２外歯歯車とは一体的に回転し、第１内歯歯車及び第２内歯歯車の各々は支持体と複数の内歯とを有し、複数の内歯の各々は支持体に回転自在に支持された回転体を含み、第１内歯歯車が固定側に連結され、第２内歯歯車が出力側に連結され、第１偏心体軸受（４３）及び第２偏心体軸受（４４）は、アンギュラ軸受であり、背面合わせで配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車装置に関する。

特許文献１の図１には、入力軸に設けられた偏心体により周回移動を行う第１外歯歯車及び第２外歯歯車と、これらに個別に噛み合う第１内歯歯車及び第２内歯歯車とを備えた遊星歯車装置が示されている。第１外歯歯車と第２外歯歯車は、連結されて一体的に回転を行う遊星歯車であり、第１内歯歯車はケーシングに固定され、第２内歯歯車は出力軸に連結されている。

上記構成により、入力軸に入力された回転運動が、第１外歯歯車と第１内歯歯車との歯車機構、並びに、第２外歯歯車と第２内歯歯車との歯車機構により減速され、減速された回転運動が出力軸に伝達される。

実開昭５９−１７１２４８号公報

上記の遊星歯車装置は、それぞれの歯車にインボリュート歯車等が使用される。このため、互いに噛み合う第１外歯歯車と第１内歯歯車の歯の間、並びに、互いに噛み合う第２外歯歯車と第２内歯歯車の歯の間で滑りが生じて、動力の伝達効率の低下を生じ易いという問題がある。さらに、歯の滑りにより歯の摩耗が生じやすいという問題がある。

本発明は、効率良く動力伝達が行われる遊星歯車装置を提供することを目的としている。

本発明は、
第１内歯歯車及び第２内歯歯車と、
前記第１内歯歯車と噛み合う第１外歯歯車と、
前記第２内歯歯車と噛み合う第２外歯歯車と、
偏心体と、
前記偏心体と前記第１外歯歯車との間に配置される第１偏心体軸受と、
前記偏心体と前記第２外歯歯車との間に配置される第２偏心体軸受と、
を備え、
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは一体的に回転し、
前記第１内歯歯車及び前記第２内歯歯車の各々は支持体と複数の内歯とを有し、前記複数の内歯の各々は前記支持体に回転自在に支持された回転体を含み、
前記第１内歯歯車が固定側に連結され、前記第２内歯歯車が出力側に連結され、
前記第１偏心体軸受及び前記第２偏心体軸受は、アンギュラ軸受であり、背面合わせで配置されている、
遊星歯車装置である。

本発明に従えば、効率良く動力伝達が行われる遊星歯車装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 実施形態１〜実施形態９の遊星歯車装置を軸方向から見た図である。 図１の遊星歯車装置のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の遊星歯車装置のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の遊星歯車装置のＤ−Ｄ線断面図である。 第１外歯歯車、第１内歯歯車の回転体、第２外歯歯車及び第２内歯歯車の回転体が組み合った構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 本発明の実施形態４に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 図９の遊星歯車装置の第２支持部材の箇所を反出力側から見た平面図である。 本発明の実施形態５に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 本発明の実施形態６に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 本発明の実施形態７に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 本発明の実施形態８に係る遊星歯車装置を示す断面図である。 図１４の遊星歯車装置のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明の実施形態９に係る遊星歯車装置における第２内歯歯車の回転体の箇所を示す断面図である。 実施形態９の遊星歯車装置が適用される産業用ロボットの一例を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書では、回転軸Ｏ１に沿った方向を軸方向、回転軸Ｏ１から垂直な方向を径方向、回転軸Ｏ１を中心とする回転方向を周方向と呼ぶ。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る遊星歯車装置を示す断面図である。図１は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。図２は、図１の遊星歯車装置１を軸方向から見た図である。図３は、図１の遊星歯車装置のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図１の遊星歯車装置のＣ−Ｃ線断面図である。図５は、図１の遊星歯車装置のＤ−Ｄ線断面図である。図６は、第１外歯歯車、第１内歯歯車の回転体、第２外歯歯車及び第２内歯歯車の回転体が組み合った構成を示す斜視図である。図６は、各歯車の歯数を少なく簡略化した構成を示す。なお、図２は、実施形態２〜実施形態９の遊星歯車装置１Ａ〜１Ｈを軸方向から見た図にも相当する。

実施形態１の遊星歯車装置１は、図示しないモータ等から入力軸１０に入力された回転運動を減速して出力部材５２から出力する装置である。遊星歯車装置１は、偏心体１０Ａを有する入力軸１０と、第１外歯歯車１３ａ及び第２外歯歯車１３ｂが設けられた外歯歯車部材１３と、カウンタウェイト１８と、第１内歯歯車２０と、第２内歯歯車３０とを備える。さらに、遊星歯車装置１は、第１内歯歯車２０と連結された固定部材５１、第２内歯歯車３０と連結された出力部材５２、ケーシング５３、主軸受４６、第１入力軸受４１、第２入力軸受４２、第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４を備える。

入力軸１０は、回転軸Ｏ１を中心とする軸部１０Ｂ、１０Ｃと、回転軸Ｏ１から偏心した偏心体１０Ａとを有する。偏心体１０Ａは、図３に示すように、偏心軸Ｏ２を中心とする断面が円形の外周面を有する。軸部１０Ｂ、１０Ｃは、偏心体１０Ａの軸方向の一方と他方とに位置する。入力軸１０は、回転軸Ｏ１を中心に回転する。

第１外歯歯車１３ａは、図５に示すように、回転軸Ｏ１に直交する断面の外形がエピトロコイド平行曲線を有する複数の外歯を備える。第１外歯歯車１３ａの歯丈は、偏心体１０Ａの偏心量のほぼ二倍かあるいはそれより若干大きく設定されている。

第２外歯歯車１３ｂは、図３に示すように、同様に回転軸Ｏ１に直交する断面の外形がエピトロコイド平行曲線を有する複数の外歯を備える。第２外歯歯車１３ｂの歯丈は、偏心体１０Ａの偏心量のほぼ二倍かあるいはそれより若干大きく設定されている。

第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとは、軸方向に間隔を開けて並び、単一の部材により一体的に設けられている。すなわち、単一の部材である外歯歯車部材１３の軸方向における一方と他方とに第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとが設けられている。外歯歯車部材１３の第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとの間には、これらのピッチ円よりも径の小さい中間部１３ｃか設けられている。なお、第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂと中間部１３ｃとは、別部材に設けられ互いに連結されていてもよい。

第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとの歯数は異なり、第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとは一体的に回転する。なお、第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとの歯数は同数であってもよい。

外歯歯車部材１３は、軸方向に貫通する貫通孔を有し、貫通孔の内側に第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４が嵌合されている。第１偏心体軸受４３は、第１外歯歯車１３ａの径方向の内方に位置し、第２偏心体軸受４４は、第２外歯歯車１３ｂの径方向の内方に位置する。第１偏心体軸受４３の内側及び第２偏心体軸受４４の内側には、入力軸１０の偏心体１０Ａが嵌合されている。偏心軸Ｏ２と、第１外歯歯車１３ａのピッチ円の中心軸と、及び第２外歯歯車１３ｂのピッチ円の中心軸とは共通である。

第１内歯歯車２０は、第１外歯歯車１３ａと噛み合う。第１内歯歯車２０は、複数の支持ピン２１と、複数の回転体２２と、複数の支持ピン２１を支持する第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂとを有する。第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂは、固定部材５１の一部であり、単一の部材により一体的に構成されている。なお、第１支持部５１ａと第２支持部５１ｂとは別体に設けられ、互いに連結されていてもよく、第１支持部５１ａは第１支持部材と呼んでもよく、第２支持部５１ｂは第２支持部材と呼んでもよい。第１支持部５１ａ、第２支持部５１ｂ及び複数の支持ピン２１は、第１内歯歯車２０において複数の回転体２２を支持する支持体に相当する。

複数の支持ピン２１及び複数の回転体２２は、複数の内歯を構成する。回転体２２は円筒形状である。複数の回転体２２は、それぞれ複数の支持ピン２１に軸受（例えばニードル軸受）を介して回転自在に外嵌され、第１外歯歯車１３ａの外歯と接触する（噛合う）。

第１支持部５１ａは、径方向内方に貫通孔を有する環状（リング状）の形態を有し、貫通孔に第１入力軸受４１を介して入力軸１０の軸部１０Ｂが内嵌される。第１支持部５１ａは、複数の支持ピン２１を、同一のピッチ円上でかつ周方向に例えば等間隔に並んだ配置で支持する。具体的には、第１支持部５１ａは、複数の支持ピン２１をそれぞれ通す複数のピン孔を有し、複数の支持ピン２１の軸方向の一端側がピン孔に締まり嵌めされる。遊星歯車装置１が装置に組み込まれる場合、第１支持部５１ａは固定部材５１と一体的に装置内のベース部材等に固定される（固定側に連結される）。

第２支持部５１ｂは、径方向内方に貫通孔を有する環状の形態を有し、貫通孔の内側に外歯歯車部材１３の中間部１３ｃ及び入力軸１０が配置される。第２支持部５１ｂは、第１支持部５１ａと同様に、複数の支持ピン２１を同一のピッチ円上でかつ周方向に例えば等間隔に並んだ配置で支持する。具体的には、第２支持部５１ｂは、複数の支持ピン２１をそれぞれ通す複数のピン孔を有し、複数の支持ピン２１の軸方向の他端側がピン孔に締まり嵌めされる。第２支持部５１ｂは、図５に示すように、第１外歯歯車１３ａを通過可能に山谷が設けられた貫通孔Ｈ５１を有する。具体的には、貫通孔Ｈ５１の山部内径は、第１外歯歯車１３ａの歯先径より小さく、歯底径より大きい。貫通孔Ｈ５１の谷部（凹部）内径は、第１外歯歯車１３ａの歯先径より大きい。これにより、装置の径方向寸法の増大を抑制しつつ、第１外歯歯車１３ａの歯先を谷部に位置させ、歯底を山部に位置させた状態で、第１外歯歯車１３ａを軸方向に移動させ第１内歯歯車２０の内側に容易に組み込むことができる。遊星歯車装置１が装置に組み込まれる場合、第２支持部５１ｂは固定部材５１と一体的に装置内のベース部材等に固定される。

複数の支持ピン２１の軸方向の一端部（反出力側）には、各支持ピン２１の径方向に張り出した鍔部２１ａが設けられ、複数の支持ピン２１の軸方向の他端部（出力側）には、止め輪（Ｅリング、Ｃリング等）２１ｂが取り付けられている。「出力側」とは、軸方向において出力部材５２が配置される側を意味し、「反出力側」とは、軸方向において出力側の反対側を意味する。鍔部２１ａ及び止め輪２１ｂは、支持ピン２１が第１支持部５１ａのピン孔及び第２支持部５１ｂのピン孔から抜けるのを抑止する「抜け止め機構」として機能する。

第１支持部５１ａと各回転体２２との間には、滑り部材２４が設けられている。同様に、第２支持部５１ｂと各回転体２２との間には、滑り部材２５が設けられている。滑り部材２４、２５は、ワッシャ状であり、支持ピン２１が通されて位置が規制される。滑り部材２４、２５は、表面の摩擦係数が回転体２２よりも小さく、回転体２２と第１支持部５１ａ又は第２支持部５１ｂとが直接擦れ合うことを防止し、これらの部材の摩耗を抑制する。

第２内歯歯車３０は、第２外歯歯車１３ｂと噛み合う。第２内歯歯車３０は、複数の支持ピン３１と、複数の回転体３２と、複数の支持ピン３１を支持する第１支持部材３４及び第２支持部材３５と、複数の補助ピン３９とを有する。第１支持部材３４、第２支持部材３５、複数の支持ピン３１及び複数の補助ピン３９は、第２内歯歯車３０において複数の回転体３２を支持する支持体に相当する。

複数の支持ピン３１及び複数の回転体３２は、複数の内歯を構成する。回転体３２は、円筒形状である。複数の回転体３２は、それぞれ複数の支持ピン３１に軸受（例えばニードル軸受）を介して回転自在に外嵌され、第２外歯歯車１３ｂの外歯と接触する（噛合う）。

第１支持部材３４は、径方向内方に入力軸１０及び第２入力軸受４２が配置される貫通孔を有する環状の形態を有する。第１支持部材３４は、複数の支持ピン３１を、同一ピッチ円上でかつ周方向に例えば等間隔に並んだ配置で支持する。具体的には、第１支持部材３４は、複数の支持ピン３１を通す複数のピン孔を有し、複数の支持ピン３１の軸方向の一端側がピン孔に締まり嵌めされる。第１支持部材３４は、出力部材５２（出力側）と連結され、固定部材５１及びケーシング５３に回転自在に支持される。

第２支持部材３５は、径方向内方に入力軸１０及び外歯歯車部材１３の中間部１３ｃが配置される貫通孔を有する環状で、かつ円盤状の形態を有する。第２支持部材３５は、第１支持部材３４と同様に、複数の支持ピン３１を周方向に例えば等間隔に並んだ配置で支持する。具体的には、第２支持部材３５は、複数の支持ピン３１を通す複数のピン孔を有し、複数の支持ピン３１の軸方向の他端側（第１支持部材３４の逆側）がピン孔に締まり嵌めされる。第２支持部材３５は、図４に示すように、第２外歯歯車１３ｂを通過可能に山谷が設けられた中央の貫通孔Ｈ３５を有する。具体的には、貫通孔Ｈ３５の山部内径は、第２外歯歯車１３ｂの歯先径より小さく、歯底径より大きい。貫通孔Ｈ３５の谷部（凹部）内径は、第２外歯歯車１３ｂの歯先径より大きい。これにより、装置の径方向寸法の増大を抑制しつつ、第２外歯歯車１３ｂの歯先を谷部に位置させ、歯底を山部に位置させた状態で、第２外歯歯車１３ｂを軸方向に移動させ第２内歯歯車３０の内側に容易に組み込むことができる。第２支持部材３５は、外歯歯車部材１３の中間部１３ｃとケーシング５３との間に、これらと間隔を開けて配置される。

各支持ピン３１の軸方向の一端部（反出力側）には、支持ピン３１の径方向に張り出す鍔部３１ｂが設けられ、各支持ピン３１の軸方向の他端部（出力側）には、止め輪（Ｅリング、Ｃリング等）３１ａが取り付けられている。鍔部３１ｂ及び止め輪３１ａは、支持ピン３１が第１支持部材３４のピン孔及び第２支持部材３５のピン孔から抜けるのを抑止する「抜け止め機構」として機能する。

第１支持部材３４と各回転体３２との間には、滑り部材３６が設けられている。第２支持部材３５と各回転体３２との間には、滑り部材３７が設けられている。滑り部材３６、３７は、ワッシャ状であり、各支持ピン３１が通されて位置が規制される。滑り部材３６、３７は、表面の摩擦係数が回転体３２よりも小さく、回転体３２と第１支持部材３４又は第２支持部材３５とが直接擦れ合うことを防止し、これらの部材の摩耗を抑制する。

複数の補助ピン３９は、複数の支持ピン３１とは周方向に異なる位置に設けられる。具体的には、補助ピン３９は、周方向において、支持ピン３１と支持ピン３１の間に設けられる。また、補助ピン３９のピッチ円径は、支持ピン３１のピッチ円径よりも大きい。第１支持部材３４と第２支持部材３５とは、複数の補助ピン３９の一端部と他端部とを通す複数のピン孔を有する。複数の補助ピン３９は、第１支持部材３４のピン孔と第２支持部材３５のピン孔とに、例えば締まり嵌め等により連結される。複数の補助ピン３９の連結により、第２支持部材３５と第１支持部材３４はより強固に連結される。なお、補助ピン３９は、内歯として機能しない（内歯を構成しない）。

固定部材５１は、径方向内方に第１入力軸受４１と入力軸１０とが配置される貫通孔を有する環状の形態を有し、遊星歯車装置１の反出力側に配置される。固定部材５１は、第１内歯歯車２０の径方向の外方を覆う。固定部材５１は、例えば遊星歯車装置１が組み込まれる装置において、装置内のベース部材等に連結される。これにより、遊星歯車装置１がベース部材に支持される。

ケーシング５３は、筒状であり、固定部材５１に連結され、第２内歯歯車３０の径方向の外方を覆う。

出力部材５２は、径方向内方に入力軸１０が通される貫通孔を有する環状の形態を有し、遊星歯車装置１の出力側に配置される。出力部材５２には、第２内歯歯車３０の第１支持部材３４が連結される。さらに、出力部材５２は、例えば遊星歯車装置１が組み込まれるシステムにおいて被駆動部材に連結される。

第１偏心体軸受４３は、第１外歯歯車１３ａと偏心体１０Ａとの間に配置される。第２偏心体軸受４４は、第２外歯歯車１３ｂと偏心体１０Ａとの間に配置される。外歯歯車部材１３は、第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４を介して偏心軸Ｏ２を中心に回転自在な状態で偏心体１０Ａに支持される。

第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４とは、アンギュラ軸受（具体的にはアンギュラ玉軸受）であり、背面合わせで配置されている。第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４は、アンギュラ玉軸受に限られず、アンギュラ軸受であればよい。アンギュラ軸受とは、転動体が転走する転走面（軌道面とも言う）が、ラジアル方向から傾斜した方向を向いた軸受を意味し、テーパコロ軸受が含まれる。アンギュラ軸受は、軸受の作用線が軸方向及び径方向に対して傾斜している軸受と表現することもできる。第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４とは、外輪が互いに離れる方向へかつ内輪が互いに近づく方向へ、予圧が付加されている。

第２入力軸受４２は、入力軸１０の軸部１０Ｃと第２内歯歯車３０の第１支持部材３４との間に配置される。第１入力軸受４１は、入力軸１０の軸部１０Ｂと固定部材５１との間に配置される。入力軸１０は、第１入力軸受４１と第２入力軸受４２とを介して、固定部材５１及び第１支持部材３４に回転自在に支持される。

第１入力軸受４１と第２入力軸受４２とは、アンギュラ軸受（具体的にはアンギュラ玉軸受）であり、正面合わせで配置されている。第１入力軸受４１と第２入力軸受４２とは、アンギュラ玉軸受に限られず、アンギュラ軸受であればよい。第１入力軸受４１と第２入力軸受４２とは、外輪が互いに近づく方向へかつ内輪が互いに離れる方向へ、予圧が付加されている。なお、第１入力軸受４１及び第２入力軸受４２は、アンギュラ軸受に限定されるものではなく、各種軸受を使用可能であり、例えば通常の玉軸受でもよい。

主軸受４６は、固定部材５１に連結されたケーシング５３と、出力部材５２に連結された第１支持部材３４との間に配置される。出力部材５２及び第２内歯歯車３０は、主軸受４６を介して、固定部材５１及びケーシング５３に回転自在に支持される。主軸受４６は、軸方向から見たときに第１内歯歯車２０及び第２内歯歯車３０の支持ピン２１、３１と重なる配置で、かつ、径方向から見たときに第２入力軸受４２の中心よりも出力側に配置されている。

カウンタウェイト１８は、偏心体１０Ａの偏心側とは逆側の範囲において、入力軸１０に固定される。本実施形態においては、カウンタウェイト１８は、反偏心方向を中心に±９０度の範囲に設置させるが、これに限定させず、反偏心方向を含む所定範囲に設置されればよい。カウンタウェイト１８は、回転軸Ｏ１から偏心して回転運動する偏心体１０Ａ、第１偏心体軸受４３、第２偏心体軸受４４及び外歯歯車部材１３と、平衡を図るための重りである。カウンタウェイト１８は、第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４との間で、外歯歯車部材１３の中間部１３ｃと入力軸１０との間に配置される。カウンタウェイト１８は、偏心した部材が回転運動することで生じる振動等を抑制する。

＜動作説明＞
図６に示すように、第１外歯歯車１３ａ及び第２外歯歯車１３ｂは、偏心された側において、第１内歯歯車２０の内歯（２２）及び第２内歯歯車３０の内歯（３２）と噛み合う。すなわち、偏心された側において、外歯の谷間に回転体２２、３２が位置する。図示しないモータ等から入力軸１０に回転運動が入力されると、偏心体１０Ａが回転して、偏心軸Ｏ２が回転軸Ｏ１の周りを周回移動する。外歯歯車部材１３の中心軸は偏心軸Ｏ２と共通であるため、外歯歯車部材１３は偏心軸Ｏ２と同様に周回移動し（揺動し）、第１外歯歯車１３ａ及び第２外歯歯車１３ｂと第１内歯歯車２０及び第２内歯歯車３０との噛み合い位置が同様に周回移動する。

入力軸１０が１回転して、第１外歯歯車１３ａと第１内歯歯車２０との噛合い位置が周回方向に１周回すると、第１外歯歯車１３ａと第１内歯歯車２０との歯数差分、第１外歯歯車１３ａと第１内歯歯車２０との噛み合う歯がずれていく。第１内歯歯車２０は固定部材５１に連結されて回転しないので、噛み合う歯のずれは、第１外歯歯車１３ａの回転軸Ｏ１を中心とする回転運動（自転）となって現れる。例えば、第１外歯歯車１３ａが１３歯で、第１内歯歯車２０が１４歯であると、入力軸１０が１回転するごとに、１歯分、第１外歯歯車１３ａが回転軸Ｏ１を中心に回転（自転）する。第１外歯歯車１３ａの歯数分回転すると１回転となるので、入力軸１０の回転に対する第１外歯歯車１３ａの回転の減速比Ａは、｛（第１外歯歯車１３ａの歯数−第１内歯歯車２０の歯数）／第１外歯歯車１３ａの歯数｝となる。例えば、第１外歯歯車１３ａが１３歯で、第１内歯歯車２０が１４歯であると、−１／１３に減速される。ここでは、入力軸１０の回転方向を正の数で表わしている。

第２外歯歯車１３ｂと第２内歯歯車３０との噛合い部分においても、入力軸１０が１回転して、第２外歯歯車１３ｂと第２内歯歯車３０との噛み合い位置が周回方向に１周回すると、両者の噛み合う歯がずれていく。一方、こちらの噛み合い部分では、第２外歯歯車１３ｂも第２内歯歯車３０も回転軸Ｏ１を中心に回転しながら、両者の噛み合う歯がずれていく。このため、第２外歯歯車１３ｂの任意の１つの歯が最も偏心したときから、この歯が次に最も偏心するまでの期間に、第２外歯歯車１３ｂと第２内歯歯車３０との噛み合う歯が、両者の歯数差分ずれていく。例えば、第２外歯歯車１３ｂが１２歯で、第２内歯歯車３０が１３歯であると、上記の期間に１歯分、両者が噛み合う歯がずれていく。そして、外歯歯車部材１３の回転軸Ｏ１を中心とする回転に、この噛み合う歯のズレ分の回転が加わって、第２内歯歯車３０が回転運動する。

１段目の減速比Ａが負（第１外歯歯車１３ａの回転方向が入力軸１０の回転方向の逆）の場合、２段目の減速比Ｂは次のように計算できる。第１外歯歯車１３ａが回転軸Ｏ１を中心として１回転する間に、第２外歯歯車１３ｂの任意の歯が最も偏心する回数Ｎは、その間の入力軸１０の回転数＋その間の第２外歯歯車１３ｂの回転数（入力軸１０の回転方向を負とした回転数）である。すなわち、減速比Ａが負の場合、Ｎ＝−（１／減速比Ａ）＋１である。そして、この間に、第２内歯歯車３０と第２外歯歯車１３ｂとの噛み合う歯が、（Ｎ×歯数差）だけずれる。このズレ分は、この間に、第２外歯歯車１３ｂが回転軸Ｏ１を中心として回転する量（１回点）からの遅れ量又は進み量となる。第２内歯歯車３０の歯数が第２外歯歯車１３ｂの歯数より多ければ遅れ量となり、少なければ進み量となる。したがって、第１外歯歯車１３ａの回転に対する第２内歯歯車３０の回転の減速比Ｂは、１−｛Ｎ×（第２内歯歯車３０の歯数−第２外歯歯車１３ｂの歯数）／第２内歯歯車３０の歯数｝となる。例えば、減速比Ａが上述した例のように−１／１３で、第２外歯歯車１３ｂが１２歯で、第２内歯歯車３０が１３歯であると、減速比Ｂは、−１／１３となる。ここでは、第１外歯歯車１３ａに入力される回転方向を正の数で表わしている。減速比Ａが正の場合にも、詳細は省略するが同一の式となる。

これらの結果、遊星歯車装置１により、トータルの減速比＝減速比Ａ×減速比Ｂの運動が得られる。すなわち、入力軸１０の回転運動が、減速比Ａ×減速比Ｂで減速されて、出力部材５２に出力される。トータルの減速比は、例えば、第１外歯歯車１３ａ、第１内歯歯車２０、第２外歯歯車１３ｂ、第２内歯歯車３０の各歯数が｛９、１０、６、７｝であれば１／２１となり、各歯数が｛１１、１２、８、９｝であれば１／３３となる。また、トータルの減速比は、各歯数が｛１３、１４、１１、１２｝であれば１／７８となり、各歯数が上述した例のように｛１３、１４、１２、１３｝であれば１／１６９となる。このように、各歯数の組み合わせにより減速比を大きく変えることができる。また、各歯数の組み合わせにより、細かい幅で減速比を設定することができる。

＜実施形態効果１＞
以上のように、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第１内歯歯車２０及び第２内歯歯車３０は、複数の支持ピン２１、３１にそれぞれ回転自在に支持された複数の回転体２２、３２を有する。そして、第１内歯歯車２０と第１外歯歯車１３ａとが噛み合う際、複数の回転体２２が第１外歯歯車１３ａの外周面上を転がる。同様に、第２内歯歯車３０と第２外歯歯車１３ｂとが噛み合う際、複数の回転体３２は第２外歯歯車１３ｂの外周面上を転がる。したがって、外歯と内歯との滑りのない噛合いにより、高い効率で回転運動を減速し、減速された回転運動を出力することができる。

ところで、実施形態１の遊星歯車装置１の構造では、第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４との径方向外方に、第１外歯歯車１３ａ、第２外歯歯車１３ｂ、支持ピン２１、３１、回転体２２、３２等の構成要素が配置される。したがって、遊星歯車装置１の径方向の寸法の増大を抑制するには、第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４の小型化が求められる。しかし、単に軸受を小型化すると軸受の耐荷重が低下してしまう。

そこで、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４に、アンギュラ軸受を採用し、これらを背面合わせで配置している。アンギュラ軸受を背面合わせで配置することで、これらの荷重作用線は、軸受から軸受中心軸に向かって広がり、軸受の作用点間距離を大きくできるので、小型化しても許容ラジアル荷重及び許容モーメント荷重を大きくできる。さらに、アンギュラ軸受を背面合わせとすることで、両方向のアキシャル荷重を受けることができ、加えて、予圧が付加されることで、軸受部分の剛性を高めることができる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、正面合わせで配置されたアンギュラ軸受である第１入力軸受４１と第２入力軸受４２との間に、第１偏心体軸受４３及び第２偏心体軸受４４が配置されている。この構成により、遊星歯車装置１の許容モーメント荷重をより高めることができる。

＜実施形態効果２＞
ところで、仮に、支持ピン２１、３１の支持構造が片持ち支持である場合、支持ピン２１、３１の強度の確保が難しい。特に、遊星歯車装置１が小型化される場合、支持ピン２１、３１の径の縮小も要求されることから、支持ピン２１、３１の強度の確保がより困難となる。また、支持ピン２１、３１は、第１外歯歯車１３ａ及び第２外歯歯車１３ｂから繰り返し径方向の荷重を受ける。このため、例えば、支持ピン２１、３１が締まり嵌めにより連結されている場合などに、連結箇所において支持ピン２１、３１が微小変位しやすいという課題がある。

しかしながら、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂにより支持ピン２１の両端部が支持されている。これにより、支持ピン２１の強度の確保が容易となる。その結果、支持ピン２１の径を小さくして、遊星歯車装置１の小型化を図ることが可能となる。さらに、支持ピン２１、第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂを組み合わせた構成の剛性が向上し、支持ピン２１が繰り返し荷重を受けた場合でも、支持ピン２１が連結箇所で微小変位してしまうことを抑制できる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第１支持部材３４及び第２支持部材３５により支持ピン３１の両端部が支持されている。これにより、支持ピン３１の強度の確保が容易となる。複数の支持ピン３１及び複数の回転体３２のうち、直接に荷重が加えられるのは、第２外歯歯車１３ｂと噛み合う一部の範囲のみである。このため、第２支持部材３５があることで、一部の範囲に加わった荷重を全ての範囲の支持ピン３１に分散して受けることができ、これにより各支持ピン３１の受け持ち荷重を低減できる。その結果、支持ピン３１の径を小さくして、遊星歯車装置１の小型化を図ることが可能となる。さらに、支持ピン３１、第１支持部材３４及び第２支持部材３５を組み合わせた構成の剛性が向上し、支持ピン３１が繰り返し荷重を受けた場合でも、支持ピン３１が連結箇所で微小変位してしまうことを抑制できる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、周方向に隣接する一対の支持ピン３１の間に補助ピン３９が設けられ、補助ピン３９が第１支持部材３４と第２支持部材３５とに連結されている。これにより、支持ピン３１を支持する構成の剛性がより向上し、支持ピン３１の強度の確保がより容易となる。加えて、支持ピン３１が連結箇所で微小変位することをより抑制できる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、出力部材５２（出力側）に連結される第２内歯歯車３０が補助ピン３９を有する一方、固定部材５１（固定側）に連結される第１内歯歯車２０は補助ピンを有さない。これにより、剛性が得られにくい出力側の支持ピン３１の支持構成については、補助ピン３９により剛性を付加することができる。一方、剛性が得られやすい固定側の支持ピン２１の支持構成については補助ピンが省かれることで、部品点数の削減、組立工数の削減、及び重量の低減を図ることができる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、支持ピン２１の一端部を支持する第２支持部５１ｂは、第１外歯歯車１３ａを通す貫通孔Ｈ５１（図５）を有する。これにより、装置の径方向寸法の増大を抑制しつつ、第１外歯歯車１３ａを第１内歯歯車２０の内側に容易に組み込むことができる。また、支持ピン３１の一端部を支持する第２支持部材３５は、第２外歯歯車１３ｂを通す貫通孔Ｈ３５（図４）を有する。これにより、装置の径方向寸法の増大を抑制しつつ、第２外歯歯車１３ｂを第２内歯歯車３０の内側に容易に組み込むことができる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第１内歯歯車２０の回転体２２と第１支持部５１ａとの間、並びに、回転体２２と第２支持部５１ｂとの間に、滑り部材２４、２５が設けられている。これにより、これらの間で部材の摩耗が生じることを抑制できる。同様に、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、第２内歯歯車３０の回転体３２と第１支持部材３４との間、並びに、回転体３２と第２支持部材３５との間に、滑り部材３６、３７が設けられている。これにより、これらの間で部材の摩耗が生じることを抑制できる。

さらに、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、支持ピン２１が第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂから抜けるのを防止する抜け止め機構（鍔部２１ａと止め輪２１ｂ）を有する。これにより、第１外歯歯車１３ａから径方向に繰り返し荷重を受けることで、支持ピン２１に軸方向の微小変位が発生しても、支持ピン２１がそこから抜けてしまうことを抑制できる。同様に、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、支持ピン３１が第１支持部材３４及び第２支持部材３５から抜けるのを防止する抜け止め機構（鍔部３１ｂと止め輪３１ａ）を有する。これにより、第２外歯歯車１３ｂから径方向に繰り返し荷重を受けることで、支持ピン３１に軸方向の微小変位が発生しても、支持ピン３１がそこから抜けてしまうことを抑制できる。

実施形態１の遊星歯車装置１においては、支持ピン２１、３１の対向する側に、第２支持部５１ｂと第２支持部材３５とが配置される分、これらの径方向内方で、かつ、第１外歯歯車１３ａと第２外歯歯車１３ｂとの間に空間が設けられる。そして、実施形態１の遊星歯車装置１によれば、この空間を有効活用して、カウンタウェイト１８が設けられている。この構造により、遊星歯車装置１の体積を増加させることなく、カウンタウェイト１８を配置することができ、さらに、カウンタウェイト１８によって、外歯歯車部材１３の周回移動（偏心揺動）に伴う遊星歯車装置１の振動の発生を抑制できる。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る遊星歯車装置１Ａを示す断面図である。図７は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。

実施形態２の遊星歯車装置１Ａは、実施形態１の遊星歯車装置１から、第２支持部５１ｂと、第２支持部材３５と、補助ピン３９とを除いたところが、主に異なり、その他の構成要素は実施形態１と同様である。同様の構成要素については実施形態１と同一符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態２では、支持ピン２１Ａは第１支持部５１ａに片持ち支持され、支持ピン３１Ａは第１支持部材３４に片持ち支持されている。支持ピン２１Ａ、３１Ａは、片持ち支持される分、軸方向の寸法が、実施形態１の支持ピン２１、３１よりも短い。支持ピン２１Ａの出力側の抜け防止機構（鍔部２１ｃ、これは止め輪に変更されてもよい）は、滑り部材２５に係止されている。支持ピン３１Ａの反出力側の抜け防止機構（鍔部３１ｂ）は、滑り部材３７に係止されている。

実施形態２の遊星歯車装置１Ａにおいても、実施形態１と同様に、入力軸１０に入力された回転運動が、第１外歯歯車１３ａ、第１内歯歯車２０、第２外歯歯車１３ｂ及び第２内歯歯車３０によって高い効率で減速することができる。そして、減速された回転運動が出力部材５２から出力される。

＜実施形態効果＞
実施形態２の遊星歯車装置１Ａによれば、第１偏心体軸受４３と第２偏心体軸受４４とが実施形態１と同様に構成されるため、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。また、第１入力軸受４１と第２入力軸受４２とが実施形態１と同様に構成され、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３に係る遊星歯車装置１Ｂを示す断面図である。図８は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。

実施形態３の遊星歯車装置１Ｂは、主に、支持ピン３１Ｂの支持構造と、主軸受４６Ｂの構成が、実施形態１と異なる。同様の構成要素については、実施形態１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態３の第２内歯歯車３０Ｂは、複数の支持ピン３１Ｂと、複数の回転体３２と、複数の支持ピン３１Ｂの軸方向の一端側を支持する第１支持部材３４Ｂと、複数の支持ピン３１Ｂの軸方向の他端側を支持する第２支持部材３５とを備える。

複数の支持ピン３１Ｂは、第１支持部材３４Ｂと単一の部材により一体的に構成されている。このような構造の第１支持部材３４Ｂは、例えば鍛造、鋳造又は削り出し加工により製造することができる。

主軸受４６Ｂは、例えばクロスローラ軸受であり、個別の内輪を持たず、内輪が第１支持部材３４Ｂと一体化されている。すなわち、主軸受４６Ｂの内輪の転走面（軌道面とも言う）が、第１支持部材３４Ｂに設けられている。同様に、主軸受４６Ｂは、個別の外輪を持たず、外輪がケーシング５３Ｂと一体化されている。すなわち、外周側の転走面がケーシング５３Ｂに設けられている。互いに連結された出力部材５２及び第２内歯歯車３０Ｂは、主軸受４６Ｂを介して、固定部材５１及びケーシング５３Ｂに回転自在に支持される。

主軸受４６Ｂは、径方向から見て範囲Ｌ１内に収まるように設けられている。範囲Ｌ１は、支持ピン３１Ｂの第１支持部材３４Ｂから突出した部分の根元位置から、支持ピン３１Ｂの突出方向とは逆方に、支持ピン３１Ｂの突出量の長さ分を占める範囲である。

主軸受４６Ｂは、さらに、第２入力軸受４２と径方向から見て重なる範囲に設けられている。さらに、主軸受４６Ｂの軸方向における中心は、第２入力軸受４２の軸方向における中心よりも、反出力側に位置する。

第１支持部材３４Ｂにおいて、第２入力軸受４２と、主軸受４６Ｂとの間には、ボルト孔３４ｈ１が設けられている。出力部材５２はボルト孔３４ｈ１に螺合されたボルトＢ１により第１支持部材３４Ｂに連結されている。なお、第１支持部材３４Ｂと出力部材５２とは、単一の部材により一体的に構成されてもよい。この場合、ボルト孔３４ｈ１に螺合されるボルトＢ１を介して、被駆動部材が第１支持部材３４Ｂ及び出力部材５２に連結されてもよい。

＜実施形態効果＞
実施形態３の遊星歯車装置１Ｂにおいても、実施形態１の遊星歯車装置１と同様の構成要素を有することにより、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

さらに、実施形態３の遊星歯車装置１Ｂによれば、支持ピン３１Ｂが第１支持部材３４Ｂと一体化されている。これにより、支持ピン３１Ｂの径を大きくせずに、支持ピン３１Ｂの強度を向上でき、さらに、部品点数の削減により製造コストの低減を図れる。

さらに、実施形態３の遊星歯車装置１Ｂによれば、主軸受４６Ｂの内輪が、第２内歯歯車３０Ｂの第１支持部材３４Ｂに一体的に設けられている。これにより、遊星歯車装置１Ｂの体積の増大を抑えつつ、大型の主軸受４６Ｂを採用できる。したがって、遊星歯車装置１Ｂの小型化と許容モーメント荷重の増大とを両立できる。

さらに、実施形態３の遊星歯車装置１Ｂによれば、主軸受４６Ｂが範囲Ｌ１（図８）内に収まるように設けられている。この構造は、支持ピン３１Ｂが第１支持部材３４Ｂと一体的に構成され、第１支持部材３４Ｂに支持ピン３１Ｂを締まり嵌めするような孔等が不要であることから容易に実現可能である。この構造により、大型の主軸受４６Ｂを採用して許容モーメント荷重を大きくしつつ、遊星歯車装置１Ｂの軸方向の短縮化を図ることができる。

＜実施形態効果＞
さらに、実施形態３の遊星歯車装置１Ｂによれば、支持ピン３１Ｂと第１支持部材３４Ｂとが一体化された構造が、支持ピン３１Ｂの抜け止め防止機構としても機能する。このため、支持ピン３１Ｂに径方向の荷重が繰り返し加えられても支持ピン３１Ｂが所定の配置から抜け落ちることがない。

（実施形態４）
図９は、本発明の実施形態４に係る遊星歯車装置の断面図である。図９は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。図１０は、図９の遊星歯車装置において第２支持部材より出力側の構成を反出力側から見た平面図である。

実施形態４の遊星歯車装置１Ｃは、主に、支持ピン２１Ｃ、３１Ｃの支持構造と、出力部材と一体化された第１支持部材３４Ｃの軸受構造とが、実施形態１と異なる。実施形態１と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

実施形態４の第１内歯歯車２０Ｃは、複数の支持ピン２１Ｃと、複数の支持ピン２１Ｃにそれぞれ回転可能に支持された複数の回転体２２と、複数の支持ピン２１Ｃを支持する第１支持部５１ａ及び第２支持部５１ｂとを有する。

固定部材５１は、内周部に、径方向に凹む溝５１ｕが設けられ、溝５１ｕ内に回転体２２が配置される。溝５１ｕの軸方向を仕切る両壁の一方が第１支持部５１ａであり、他方が第２支持部５１ｂである。支持ピン２１Ｃは、第１支持部５１ａと第２支持部５１ｂに設けられた連結孔に締まり嵌めされ、これらに連結される。支持ピン２１Ｃの出力側の端部には、支持ピン２１Ｃの径方向に突出した鍔部２１ｃが設けられている。支持ピン２１Ｃは、鍔部２１ｃが第２支持部５１ｂに当接する位置まで、第１支持部５１ａの連結孔と第２支持部５１ｂの連結孔とに通されて固定されている。

実施形態４の第２内歯歯車３０Ｃは、複数の支持ピン３１Ｃと、複数の支持ピン３１Ｃにそれぞれ回転可能に支持された複数の回転体３２と、複数の補助ピン３９Ｃとを備える。さらに、第２内歯歯車３０Ｃは、複数の支持ピン３１Ｃの軸方向の一端側と他端側とをそれぞれ支持する第１支持部材３４Ｃと第２支持部材３５Ｃとを有する。

第１支持部材３４Ｃは、出力部材と一体化されており、例えば遊星歯車装置１Ｃが組み込まれるシステムにおいて、被駆動部材に連結される。第１支持部材３４Ｃは、中央に入力軸１０を通す貫通孔を有する環状の形態を有する。第１支持部材３４Ｃは、第２入力軸受４２を介して入力軸１０を回転可能に支持する。

第１支持部材３４Ｃには、軸方向に延設された複数の連結孔が、周方向に並んで設けられている。これらの連結孔には、複数の支持ピン３１Ｃの出力側の端部と、複数の補助ピン３９Ｃの出力側の端部とが締まり嵌め等により連結される。なお、補助ピン３９Ｃが、支持ピン３１Ｃと支持ピン３１Ｃとの間に配置される点、内歯を構成しない点、第１内歯歯車２０Ｃ側には補助ピンが設けられない点は、実施形態１と同様である。

第２支持部材３５Ｃは、中央に入力軸１０が通る貫通孔を有する環状の形態を有する。第２支持部材３５Ｃには、軸方向に延設された複数の連結孔が、周方向に並んで設けられている。これらの連結孔には、複数の支持ピン３１Ｃの反出力側の端部と、複数の補助ピン３９Ｃの反出力側の端部とが締まり嵌め等により連結される。

支持ピン３１Ｃの反出力側の端部には、支持ピン３１Ｃの径方向に突出した鍔部３１ｂが設けられている。支持ピン３１Ｃは、鍔部３１ｂが第２支持部材３５Ｃの溝３５ｕ（後述）の底部に当接する位置まで、連結孔に通されて固定される。

第２支持部材３５Ｃは、径方向から見て、対向する複数の支持ピン２１Ｃの端部（鍔部２１ｃ）と重なる幅を有する。一方、第２支持部材３５Ｃは、図１０に示すように、反出力側に周方向に連なる溝３５ｕが設けられている。溝３５ｕは、軸方向から見て、支持ピン３１Ｃ及び補助ピン３９Ｃの連結孔と重なる位置に設けられている。溝３５ｕには、第２支持部材３５Ｃと対向する複数の支持ピン２１Ｃの端部が収容される。この溝３５ｕに沿って支持ピン２１Ｃの端部が第２支持部材３５Ｃと相対移動することで、第１内歯歯車２０Ｃと第２内歯歯車３０Ｃとが相対回転可能にされている。

出力部材を兼ねる第１支持部材３４Ｃと、第２支持部材３５Ｃとは、それぞれ第１主軸受４６Ｃ及び第２主軸受４７Ｃを介して、ケーシング５３に回転自在に支持される。

第１主軸受４６Ｃ及び第２主軸受４７Ｃは、アンギュラ玉軸受であり、背面合わせで配置されている。背面合わせにすることで、より大きなモーメント荷重に耐えることができ、予圧が加えられることで、軸受の高い剛性を得ることができる。なお、第１主軸受４６Ｃ及び第２主軸受４７Ｃは、アンギュラ玉軸受に限定されるものではなく、各種軸受を使用可能であり、例えばアンギュラ軸受でない通常の玉軸受でもよい。

第１主軸受４６Ｃは、径方向から見て、支持ピン３１Ｃの軸方向における一方の端面と重なる位置に配置されている。第２主軸受４７Ｃは、径方向から見て、支持ピン３１Ｃの軸方向における他方の端面と重なる位置に配置されている。

＜実施形態効果＞
実施形態４の遊星歯車装置１Ｃにおいても、実施形態１の遊星歯車装置１と同様の構成要素を有することにより、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

ところで、出力部材（実施形態４では第１支持部材３４Ｃ）を回転可能に支持する主軸受として、１つのクロスローラ軸受を採用した場合、主軸受の箇所に高いモーメント剛性を得ることが難しい。特に、遊星歯車装置の小型化の要求により、小型のクロスローラ軸受が採用された場合、主軸受の箇所に高いモーメント剛性を得ることがより難しい。そして、このような構成で、出力部材にモーメント荷重が加えられると、出力部材を力点、主軸受を支点、支持ピン３１Ｃ及び回転体３２を作用点として、作用点にモーメント荷重が伝わり、これによって支持ピン３１Ｃ及び回転体３２に疲労が加わる。

そこで、実施形態４の遊星歯車装置１Ｃによれば、出力部材を兼ねた第１支持部材３４Ｃと、第２支持部材３５Ｃとが、それぞれ第１主軸受４６Ｃと第２主軸受４７Ｃとを介してケーシング５３に支持されている。つまり、回転体３２を挟んで支持ピン３１Ｃの両側に配置された第１主軸受４６Ｃと第２主軸受４７Ｃとを用いて第２内歯歯車３０Ｃが２箇所から支持される。これにより、支持ピン３１Ｃを支持する構成の剛性が向上し、出力部材（第１支持部材３４Ｃ）にモーメント荷重が加えられても、このモーメント荷重が支持ピン３１Ｃ及び回転体３２に伝わることを抑制できる。したがって、支持ピン３１Ｃ及び回転体３２の長寿命化を図ることができる。

さらに、実施形態４の遊星歯車装置１Ｃによれば、複数の補助ピン３９Ｃが第１支持部材３４Ｃと第２支持部材３５Ｃとを連結するので、支持ピン３１Ｃを支持する構成の剛性をより向上できる。支持ピン３１Ｃ及び回転体３２を支持する構成に微小変形が生じると、支持ピン３１Ｃ及び回転体３２に余計な荷重が伝わってしまう。しかし、補助ピン３９Ｃにより、このような微小変形が生じ難く、支持ピン３１Ｃ及び回転体３２に余計な荷重が伝わることを抑制できる。

また、第１主軸受４６Ｃと第２主軸受４７Ｃとは、径方向から見て、支持ピン３１Ｃの一端面と他端面とにそれぞれ重なる位置に設けられている。これにより、支持ピン３１Ｃにモーメント荷重が伝わることをより抑制でき、かつ、遊星歯車装置１Ｃの軸方向の長さの短縮化を図ることができる。

さらに、実施形態４の遊星歯車装置１Ｃによれば、第２内歯歯車３０Ｃの第２支持部材３５Ｃに、周方向に連なる溝３５ｕが設けられ、第１内歯歯車２０Ｃの支持ピン２１Ｃの先端が溝３５ｕに収容される。これにより、第２支持部材３５Ｃの軸方向長さを大きくして、第２主軸受４７Ｃとの接触面積を確保しつつ、第１内歯歯車２０Ｃを第２内歯歯車３０Ｃに近づけて、遊星歯車装置１Ｃの総合的な軸方向長さを短縮することができる。

（実施形態５）
図１１は、本発明の実施形態５に係る遊星歯車装置の断面図である。図１１は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。

実施形態５の遊星歯車装置１Ｄは、第１主軸受４６Ｄ及び第２主軸受４７Ｄとしてテーパコロ軸受（あるいは、アンギュラコロ軸受）を採用した点が異なり、その他の構成要素は実施形態４と同様である。このような構成としても、実施形態４と同様の作用効果が奏される。

（実施形態６）
図１２は、本発明の実施形態６に係る遊星歯車装置を示す断面図である。図１２は、図２のＡ１−Ａ１線断面を示す。

実施形態６の遊星歯車装置１Ｅは、第２内歯歯車３０の複数の回転体３２Ｅとケーシング５３Ｅとの関係が異なる他は、実施形態１とほぼ同様である。同様の構成要素については、実施形態１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態６の遊星歯車装置１Ｅは、ケーシング５３Ｅの内周面と、第２内歯歯車３０の複数の回転体３２Ｅの外周面とが接触するように構成される。本実施形態においては、全ての回転体３２Ｅがケーシング５３Ｅの内周面と接触するが、これに限定されず、一部の回転体３２Ｅのみが接触するように構成してもよい。すなわち、複数の回転体３２Ｅが軸受用回転体と内歯用回転体とに兼用される。この構成によれば、回転軸Ｏ１を中心とする同一ピッチ半径上に配置された複数の回転体３２Ｅが、ケーシング５３Ｅの内周面を転走面として転動する転動体としても機能する。これにより、第２内歯歯車３０が大径の軸受として機能し、第２内歯歯車３０と連結される出力部材５２の許容モーメント荷重を大きくすることができる。

さらに、実施形態６の遊星歯車装置１Ｅにおいて、回転体３２Ｅの素材の硬度は、ケーシング５３Ｅの素材の硬度よりも高い。この構成によれば、軸受の転動体としても機能する回転体３２Ｅの摩耗を抑制することができる。

なお、回転体３２Ｅは、その中心軸が軸方向と平行な円筒形状に限られず、玉形状としてもよいし、中心軸が軸方向に対して傾斜した円すい形状又は傾斜した円筒形状としてもよい。傾斜した円すい又は円筒の形状とした場合には、この傾斜に合わせて、第２外歯歯車１３ｂの外周面と、ケーシング５３Ｅの内周面にも傾斜を設ければよい。このような構成により、第２内歯歯車３０が大径の軸受として機能する際に、この軸受に、玉軸受又は円すいコロ軸受の特性を付加することができる。

（実施形態７）
図１３は、本発明の実施形態７に係る遊星歯車装置を示す断面図である。図１３は、図２のＡ１−Ａ１断面図を示す。

実施形態７の遊星歯車装置１Ｆは、第２内歯歯車３０Ｆの構成が異なる他は、実施形態１とほぼ同様である。同様の構成要素については、実施形態１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態７の第２内歯歯車３０Ｆは、複数の支持ピン３１Ｆと、複数の支持ピン３１Ｆに回転自在に支持される第１列目の複数の回転体３２と、複数の支持ピン３１Ｆに回転自在に支持される第２列目の複数の回転体３２Ｆとを備える。すなわち、複数の回転体３２が内歯用回転体として機能し、複数の回転体３２Ｆが軸受用回転体として機能する。回転体３２と回転体３２Ｆとは軸方向に並んで配置される。

支持ピン３１Ｆは、軸方向に２つの回転体３２、３２Ｆを並べて支持する分、実施形態１の支持ピン３１よりも軸方向の寸法が長い。

回転体３２は、第２外歯歯車１３ｂに接触し（噛合い）、ケーシング５３の内周面には接触しない。

回転体３２Ｆは、回転体３２よりも外径が大きく、軸方向に隣接する回転体３２とは独立して回転可能に（例えばニードル軸受を介して）支持ピン３１Ｆに支持される。回転体３２Ｆは、径方向から見て、外歯歯車部材１３の中間部１３ｃと重なる位置で支持され、第２外歯歯車１３ｂ及び外歯歯車部材１３に接触せず、ケーシング５３の内周面に接触する。回転体３２Ｆの素材の硬度は、ケーシング５３の素材の硬度よりも高い。なお、回転体３２Ｆは、全ての支持ピン３１Ｆに設けられてもよいし、一部の支持ピン３１Ｆのみに設けられてもよい。

回転体３２と回転体３２Ｆとの間には、滑り部材３７Ｆが設けられている。滑り部材３７Ｆは、ワッシャ状であり、支持ピン３１Ｆが通されて位置が規制される。滑り部材３７Ｆは、表面の摩擦係数が回転体３２、３２Ｆよりも小さく、回転体３２、３２Ｆが直接擦れ合うことを防止し、これらの部材の摩耗を抑制する。回転体３２Ｆと第２支持部材３５との間にも同様に滑り部材を設けてもよい。

＜実施形態効果＞
実施形態７の遊星歯車装置１Ｆにおいても、実施形態１の遊星歯車装置１と同様の構成要素を有することにより、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

さらに、実施形態７の遊星歯車装置１Ｆによれば、回転軸Ｏ１を中心とする同一ピッチ半径上に配置された複数の内歯（支持ピン３１Ｆ及び回転体３２、３２Ｆ）が、内接円側から第２外歯歯車１３ｂに、外接円側からケーシング５３に挟み込まれる。これにより、複数の内歯が、第２外歯歯車１３ｂの外周面とケーシング５３の内周面とを転走面として転動する転動体として機能し、第２内歯歯車３０Ｆが大径の軸受としても機能する。そして、この軸受の機能により、出力部材５２に加えられるモーメントに対する遊星歯車装置１Ｆの剛性が向上し、出力部材５２の許容モーメント荷重を大きくすることができる。

さらに、実施形態７の遊星歯車装置１Ｆによれば、１つの支持ピン３１Ｆに、第２外歯歯車１３ｂに接触する回転体３２と、ケーシング５３に接触する回転体３２Ｆとが別々に設けられ、各々独立して回転可能である。したがって、出力部材５２が回転する際に、回転体３２、３２Ｆがそれぞれ第２外歯歯車１３ｂとケーシング５３とに接触しながらスムーズに転動し、摩擦の少ない回転運動が実現される。

さらに、実施形態７の遊星歯車装置１Ｆによれば、回転体３２Ｆの素材の硬度が、ケーシング５３の素材の硬度よりも高いので、軸受の転動体として機能する回転体３２Ｆの摩耗を抑制できる。

なお、回転体３２、回転体３２Ｆ又はこれら両方は、その中心軸が軸方向と平行な円筒形状に限られず、玉形状としてもよいし、中心軸が軸方向に対して傾斜した円すい形状又は傾斜した円筒形状としてもよい。傾斜した円すい又は円筒の形状とした場合には、この傾斜に合わせて、第２外歯歯車１３ｂの外周面と、ケーシング５３の内周面にも傾斜を設ければよい。このような構成により、第２内歯歯車３０Ｆが大径の軸受として機能する際に、この軸受に、玉軸受又は円すいコロ軸受の特性を付加することができる。

（実施形態８）
図１４は、本発明の実施形態８に係る遊星歯車装置の断面図である。図１４は、図２のＡ−Ａ線断面を示す。図１５は、図１４の遊星歯車装置のＥ−Ｅ線断面図である。

実施形態８の遊星歯車装置１Ｇは、第２内歯歯車３０Ｇの構成が異なる他は、実施形態１とほぼ同様である。同様の構成要素については、実施形態１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態８の第２内歯歯車３０Ｇは、実施形態１の第２内歯歯車３０の各構成要素に加えて、複数の回転体３３Ｇを備える。

複数の回転体３３Ｇは、それぞれ複数の補助ピン３９Ｇに軸受（例えばニードル軸受）を介して回動自在に支持されている。回転体３３Ｇは円筒形状を有する。複数の回転体３３Ｇは、図１４及び図１５に示すように、外歯歯車部材１３及び第２外歯歯車１３ｂに接触せず、ケーシング５３の内周面に接触する。なお、回転体３２は、第２外歯歯車１３ｂと接触し（噛合い）、ケーシング５３の内周面には接触しない。回転体３３Ｇの素材の硬度は、ケーシング５３の素材の硬度よりも高い。すなわち、第２内歯歯車３０Ｇにおいて、複数の回転体３２が内歯用回転体として機能し、複数の回転体３３Ｇが軸受用回転体として機能する。回転体３２と回転体３３Ｇとは周方向に並んで配置される。本実施形態においては、全ての回転体３２と回転体３２の間に回転体３３Ｇが配置されているが、これに限定されず、一部の回転体３２と回転体３２の間にのみ回転体３３Ｇが配置されてもよい。

補助ピン３９Ｇの軸方向の一端部（反出力側）には、補助ピン３９Ｇの径方向に張り出す鍔部３９ｂが設けられ、補助ピン３９Ｇの軸方向の他端部（出力側）には、止め輪（Ｅリング、Ｃリング等）３９ａが取り付けられている。鍔部３９ｂ及び止め輪３９ａは、補助ピン３９Ｇが第１支持部材３４のピン孔及び第２支持部材３５のピン孔から抜けるのを抑止する。

さらに、第１支持部材３４と回転体３３Ｇとの間には、補助ピン３９Ｇが通されたワッシャ状の滑り部材３６Ｇが設けられている。第２支持部材３５と回転体３３Ｇとの間には、補助ピン３９Ｇが通されたワッシャ状の滑り部材３７Ｇが設けられている。これら滑り部材３６Ｇ、３７Ｇにより、回転体３３Ｇと第１支持部材３４及び第２支持部材３５とが摺れ合って、これらが摩耗することを抑制できる。

＜実施形態効果＞
実施形態８の遊星歯車装置１Ｇにおいても、実施形態１の遊星歯車装置１と同様の構成要素を有することにより、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

さらに、実施形態８の遊星歯車装置１Ｇによれば、支持ピン３１の回転体３２に対しては、内接円側から第２外歯歯車１３ｂが接触する一方、補助ピン３９Ｇの回転体３３Ｇに対しては、外接円側からケーシング５３が接触する。これにより、回転体３２、３３Ｇが、第２外歯歯車１３ｂの外周面とケーシング５３の内周面とを転走面として転動する転動体として機能し、第２内歯歯車３０Ｇが大径の軸受としても機能する。そして、この軸受の機能により、出力部材５２に加えられるモーメントに対する遊星歯車装置１Ｇの剛性が向上し、出力部材５２の許容モーメント荷重を大きくすることができる。

さらに、実施形態８の遊星歯車装置１Ｇによれば、第２外歯歯車１３ｂに接触する回転体３２と、ケーシング５３に接触する回転体３３Ｇとが別々に設けられ、各々が独立して回転可能である。したがって、出力部材５２が回転する際、回転体３２、３３Ｇがそれぞれ第２外歯歯車１３ｂとケーシング５３と接触しながらスムーズに転動し、滑りの少ない回転運動が実現される。

さらに、実施形態８の遊星歯車装置１Ｇによれば、回転体３３Ｇの素材の硬度が、ケーシング５３の素材の硬度よりも高いので、軸受の転動体として機能する回転体３３Ｇの摩耗を抑制できる。

なお、回転体３２、回転体３３Ｇ又はこれら両方は、その中心軸が軸方向と平行な円筒形状に限られず、玉形状としてもよいし、中心軸が軸方向に対して傾斜した円すい形状又は傾斜した円筒形状としてもよい。傾斜した円すい又は円筒の形状とした場合には、この傾斜に合わせて、第２外歯歯車１３ｂの外周面と、ケーシング５３の内周面にも傾斜を設ければよい。このような構成により、第２内歯歯車３０Ｇが大径の軸受として機能する際に、この軸受に、玉軸受又は円すいコロ軸受の特性を付加することができる。

（実施形態９）
図１６は、本発明の実施形態９の遊星歯車装置における第２内歯歯車の回転体の箇所を示す断面図である。実施形態９の遊星歯車装置１Ｈは、図１の遊星歯車装置１とほぼ同様に構成され、図１６は、図１のＢ−Ｂ線の位置の断面を示している。図１７は、実施形態９の遊星歯車装置が適用される産業用ロボットの一例を示す図である。

実施形態９の遊星歯車装置１Ｈは、第２内歯歯車３０Ｈの複数の回転体３２、３２Ｈのうち、一部の回転体３２Ｈとケーシング５３との関係が実施形態１と異なり、他の構成要素は実施形態１と同様である。同一の構成要素については、実施形態１と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

遊星歯車装置１Ｈは、図１７に示すように、被駆動装置１００（例えば産業用ロボット）に組み込まれたときに、出力部材５２に連結される被駆動部材１０１が、９０度の範囲Ｗ１０１のみで回動するように規制されている。この場合、出力部材５２に連結される第２内歯歯車３０Ｈは、９０°の範囲でのみ回動し、それ以上回動しない。

一方、第２内歯歯車３０Ｈの複数の内歯（回転体３２、３２Ｈ）のうち、第２外歯歯車１３ｂから荷重を受けるのは、第２外歯歯車１３ｂの偏心した範囲Ｗ１にある一部のみであり、全部でない。例えば、内歯（回転体３２、３２Ｈ）の総数が１３個であれば、これらのうちの５個が、第２外歯歯車１３ｂの偏心した範囲の外歯と噛み合って、外歯から荷重を受ける。

外歯から荷重を受ける５個の内歯（回転体３２、３２Ｈ）は、第２内歯歯車３０Ｈの回動範囲Ｗ１０１が９０度と決められている場合、第２内歯歯車３０Ｈの回動位置に応じて、図１６の範囲Ｗ２のいずれか５個一括りの内歯となる。範囲Ｗ２の角度は、荷重を受ける内歯の範囲Ｗ１の角度＋第２内歯歯車３０Ｈの回動範囲Ｗ１０１の角度（９０°）となる。つまり、第２内歯歯車３０Ｈの複数の内歯（回転体３２、３２Ｈ）のうち、範囲Ｗ２を除外した範囲Ｗ３にある内歯は、被駆動部材１０１が決められた範囲で回動している限り、第２外歯歯車１３ｂから荷重を受けない。

実施形態９では、第２内歯歯車３０の複数の回転体３２、３２Ｈのうち、範囲Ｗ３にある１個又は複数の回転体３２Ｈがケーシング５３の内周面と接触され、それ以外の複数の回転体３２がケーシング５３の内周面から離間するように配置されている。このような構成は、例えば、回転体３２Ｈを支持する支持ピン３１を、回転体３２を支持する支持ピン３１よりも、径方向外方の位置に設けること等により対応できる。複数の回転体３２は内歯用回転体として機能し、１つ又は複数の回転体３２Ｈは軸受用回転体として機能する。

回転体３２Ｈは、その素材の硬度が、ケーシング５３の素材の硬度よりも高くてもよい。

なお、第２外歯歯車１３ｂから荷重を受けない範囲Ｗ３は、被駆動部材１０１の回動範囲及び減速比により変わるが、通常は回動範囲が２７０°以内と規制されていれば、１本以上の内歯を含む大きさとなる。したがって、このような規制のある装置に遊星歯車装置１Ｈが組み込まれる場合に、範囲Ｗ３に位置する内歯を、ケーシング５３の内周面に接触する回転体３２Ｈとし、それ以外の内歯を、ケーシング５３の内周面に接触しない複数の回転体３２とすればよい。

＜実施形態効果＞
実施形態９の遊星歯車装置１Ｈにおいても、実施形態１の遊星歯車装置１と同様の構成要素を有することにより、これらの構成要素に関して実施形態１と同様の効果が奏される。

さらに、実施形態９の遊星歯車装置１Ｈによれば、範囲Ｗ２にある複数の回転体３２に対しては内接円側から第２外歯歯車１３ｂが接触する一方、範囲Ｗ３にある１個又は複数の回転体３２Ｈに対しては外接円側からケーシング５３が接触する。したがって、これらの回転体３２、３２Ｈを含む第２内歯歯車３０Ｈは、第２外歯歯車１３ｂ及びケーシング５３に接触して、その配置が維持されることになる。これにより、出力部材５２に加えられるモーメントに対する第２内歯歯車３０Ｈの変位が抑制され、このモーメントに対する遊星歯車装置１Ｈの剛性が向上する。したがって、出力部材５２の許容モーメント荷重を大きくすることができる。

さらに、実施形態９の遊星歯車装置１Ｈによれば、第２外歯歯車１３ｂから荷重を受けない範囲Ｗ３の回転体３２Ｈのみがケーシング５３に接触する。したがって、第２内歯歯車３０Ｈ及び出力部材５２が回転する際、回転体３２、３２Ｈがスムーズに転動し、滑りの少ない回転運動が実現される。

さらに、回転体３２Ｈの素材の硬度を、ケーシング５３の素材の硬度よりも高くすることで、回転体３２Ｈがケーシング５３に内周面に接触して転動する際に、回転体３２Ｈの摩耗を抑制できる。

以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、実施形態において、単一の部材により一体的に形成された構成要素は、複数の部材に分割されて互いに連結又は固着された構成要素に置換してもよい。また、複数の部材が連結されて構成された構成要素は、単一の部材により一体的に形成された構成要素に置換してもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態においては、支持ピンや補助ピンが、第１支持部や第２支持部、第１支持部材や第２支持部材に締まり嵌めにより連結されていたが、これに限定されるものではなく、例えば隙間嵌めにより相対回転可能に連結されてもよいし、ボルト等により連結されてもよい。

１、１Ａ〜１Ｈ 遊星歯車装置
１０ 入力軸
１０Ａ 偏心体
１３ 外歯歯車部材
１３ａ 第１外歯歯車
１３ｂ 第２外歯歯車
１３ｃ 中間部
１８ カウンタウェイト
２０、２０Ｃ 第１内歯歯車
２１、２１Ａ、２１Ｃ 支持ピン
２１ａ、２１ｃ 鍔部
２１ｂ 止め輪
２２ 回転体
２４、２５ 滑り部材
３０、３０Ｂ、３０Ｆ〜３０Ｈ 第２内歯歯車
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｆ 支持ピン
３１ａ 止め輪
３１ｂ 鍔部
３２、３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｈ、３３Ｇ 回転体
３４、３４Ｂ、３４Ｃ 第１支持部材
３５、３５Ｃ 第２支持部材
３５ｕ 溝（支持ピン２１Ｃの端部が収容される溝）
３６、３７、３７Ｆ、３６Ｇ、３７Ｇ 滑り部材
３９、３９Ｃ、３９Ｇ 補助ピン
４１ 第１入力軸受
４２ 第２入力軸受
４３ 第１偏心体軸受
４４ 第２偏心体軸受
４６、４６Ｂ 主軸受
４６Ｃ、４６Ｄ 第１主軸受
４７Ｃ、４７Ｄ 第２主軸受
５１ 固定部材
５１ａ 第１支持部
５１ｂ 第２支持部
５２ 出力部材
５３、５３Ｂ、５３Ｅ ケーシング
Ｈ３５、Ｈ５１ 貫通孔
Ｌ１ 径方向から見て主軸受が収まる範囲
Ｏ１ 回転軸
Ｏ２ 偏心軸
１００ 被駆動装置
１０１ 被駆動部材
Ｗ１０１ 被駆動部材の回動範囲

Claims (5)

1. 第１内歯歯車及び第２内歯歯車と、
   前記第１内歯歯車と噛み合う第１外歯歯車と、
   前記第２内歯歯車と噛み合う第２外歯歯車と、
   偏心体と、
   前記偏心体と前記第１外歯歯車との間に配置される第１偏心体軸受と、
   前記偏心体と前記第２外歯歯車との間に配置される第２偏心体軸受と、
   を備え、
   前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは一体的に回転し、
   前記第１内歯歯車及び前記第２内歯歯車の各々は支持体と複数の内歯とを有し、前記複数の内歯の各々は前記支持体に回転自在に支持された回転体を含み、
   前記第１内歯歯車が固定側に連結され、前記第２内歯歯車が出力側に連結され、
   前記第１偏心体軸受及び前記第２偏心体軸受は、アンギュラ軸受であり、背面合わせで配置されている、
   遊星歯車装置。
2. 前記偏心体を有する入力軸と、
   前記入力軸を支持する第１入力軸受及び第２入力軸受と、
   を更に備え、
   前記第１偏心体軸受及び前記第２偏心体軸受は、前記第１入力軸受と前記第２入力軸受との間に配置され、
   前記第１入力軸受及び前記第２入力軸受は、アンギュラ軸受であり、正面合わせで配置されている、
   請求項１記載の遊星歯車装置。
3. 前記第１内歯歯車の前記支持体及び前記第２内歯歯車の前記支持体のうち少なくとも一方は、前記複数の回転体がそれぞれ外嵌される複数の支持ピンと、前記複数の支持ピンと単一の部材により一体的に構成された支持部材と、を有する、
   請求項１又は請求項２に記載の遊星歯車装置。
4. 前記支持部材を回転自在に支持する主軸受を更に備え、
   前記主軸受の内輪転走面が前記支持部材に一体的に設けられている、
   請求項３記載の遊星歯車装置。
5. 前記主軸受は、径方向から見て、前記支持部材の前記支持ピンの根元位置から前記支持ピンの突出方向とは反対側でかつ前記支持ピンの長さ分の範囲に収まっている、
   請求項４記載の遊星歯車装置。

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