JP5340013B2 - 歯車伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は歯車伝動装置に関する。特に、内歯歯車と、その内歯歯車の内側で内歯歯車と噛合いながら偏心回転する外歯歯車を備えている偏心揺動型の歯車伝動装置に関する。

特許文献１に、偏心揺動型の歯車伝動装置が開示されている。その歯車伝動装置は、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軸線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。クランクシャフトはキャリアの軸線に沿って延びている。クランクシャフトは偏心体と歯車を有している。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等に噛合っている。外歯歯車は、一対の支持部材の間に配置されている。外歯歯車の中心には第１貫通孔が形成されており、第１貫通孔にクランクシャフトの偏心体が嵌合している。外歯歯車の周方向に沿って複数の第２貫通孔が形成されており、第２貫通孔にキャリアピンが遊嵌されている。外歯歯車の第２貫通孔にキャリアピンが遊嵌しているので、キャリアと外歯歯車は一体に回転する。外歯歯車は、内歯歯車に噛合っている。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の歯車伝動装置では、インプット歯車等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。なお、クランクシャフトの軸線はキャリアの軸線に一致している。偏心体が偏心回転すると、外歯歯車は、内歯歯車と噛合いながら内歯歯車の軸線の周りを偏心回転する。なお、内歯歯車の軸線はキャリアの軸線に一致している。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。キャリアが、歯車伝動装置の出力軸に相当する。

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。一方の支持部材の軸線方向の外側の面は、歯車伝動装置のケースから露出している。露出している支持部材には、歯車伝動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、歯車伝動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、歯車伝動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、歯車伝動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形成されている。以下の説明では、クランクシャフトに形成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する。すなわち、歯車伝動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る。

特開２００６−４６５９６号公報

従来の歯車伝動装置では、歯車伝動装置の出力部の反対側には歯車群が配置される。従って、キャリアの両端を歯車伝動装置の出力部とすることができなかった。キャリアの両端を歯車伝動装置の出力部とすることが望まれている。キャリアの両端を歯車伝動装置の出力部とすることができれば、例えば、歯車伝動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。歯車伝動装置を軸線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、支持部材の他の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、軸線方向の両側にキャリアの支持部材が露出している歯車伝動装置を開示する。

本明細書が開示する歯車伝動装置は、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る。リング歯車とクランクシャフト歯車の間には、中継歯車が配置されている。中継歯車によって、リング歯車のトルクがクランクシャフト歯車に伝達される。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、さらに中継歯車を介してクランクシャフトに伝達される。

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歯車伝動装置は、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。「キャリアの半径方向」は、キャリアの軸線に直交する方向に相当する。また、中継歯車を採用することにより、リング歯車のトルクが伝達されるクランクシャフト歯車を、キャリアと同軸に配置することができる。上記の構成によって、キャリアの軸線方向のいずれの側にも、歯車群を配置せずに済む。また、キャリアの軸線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歯車伝動装置は、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歯車伝動装置は、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。キャリアピンには、中継歯車が回転可能に支持されている。クランクシャフトは、一対の支持部材の間で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、キャリアの軸線と同軸に延びており、クランクシャフト歯車と偏心体を有している。クランクシャフトは、中継歯車と噛合っている。なお、キャリアが複数のキャリアピンを備える場合、中継歯車は、キャリアピンの少なくとも１本に設けられていればよい。

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、中心に第１貫通孔が形成されており、中心からオフセットされた位置に第２貫通孔が形成されている。第１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貫通孔に、キャリアピンが遊嵌している。外歯歯車は、クランクシャフトの回転に伴って、内歯歯車と噛合いながら偏心回転する。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。その内歯は、中継歯車に噛合っている。その外歯は、モータのトルクを伝達するインプット歯車に噛合っている。

本明細書に開示する歯車伝動装置では、一対の支持部材の軸線方向の外側面が、双方ともケースから露出している。上記したように、本明細書に開示する歯車伝動装置は、内歯と外歯が形成されたリング歯車と、リング歯車のトルクをクランクシャフト歯車に伝達する中継歯車を採用する。それによって、クラックシャフト歯車がキャリアの軸線と同軸に配置されている歯車伝動装置において、一対の支持部材の軸線方向の外側面を、双方ともケースから露出させることが可能となる。

キャリアピンは、外歯歯車の回転に伴って、キャリアの軸線の周りを移動する。そのため、キャリアピンが移動する範囲には、リング歯車のトルクをクランクシャフト歯車に伝達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歯車伝動装置では、キャリアピンに中継歯車を支持させる。そのため、中継歯車も、外歯歯車の回転に伴って、キャリアの軸線の周りを移動する。キャリアピンに邪魔されることなく、インプット歯車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歯車伝動装置では、中継歯車が、キャリアの軸線の周方向に等間隔に複数設けられていることが好ましい。複数の中継歯車によって、リング歯車を支持することができる。専らリング歯車を支持するための部品を省略することができる。

本明細書に開示する歯車伝動装置では、リング歯車が、一方の支持部材の軸線方向の外側面と他方の支持部材の軸線方向の外側面の間に配置されていることが好ましい。この歯車伝動装置によると、一対の支持部材の線軸方向の外側面の間で、リング歯車からクランクシャフト歯車にトルクを伝達することができる。歯車伝動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。

本明細書が開示する歯車伝動装置は、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実施例のモータ付歯車伝動装置を示す。 図１のII−II線に沿った断面図を示す。

実施例を説明する前に、実施例の技術的特徴の幾つかを以下に簡潔に記す。なお、主要な技術的特徴は、実施例の説明に含まれている。
（第１特徴） リング歯車の外径は、内歯歯車の内径よりも小さい。
（第２特徴） 中継歯車は中心孔を有しており、中心孔内で円筒ころ軸受を介してキャリアピンに支持されている。中心孔の内壁に溝が形成されており、その溝内に円筒ころ軸受が配置されている。
（第３特徴） クランクシャフトは、２個の偏心体を有している。クランクシャフト歯車は、２個の偏心体の間でクランクシャフトに固定されている。

図１は、本実施例のモータ付歯車伝動装置１００の断面図を示している。図２は図１のII−II線に沿った断面を示しており、図２のI−I線に沿った断面が図１に相当する。なお、図面の明瞭化のため、一部の部品では断面に付すべきハッチングを省略している。図１に示すように、モータ付歯車伝動装置１００は、歯車伝動装置２０とモータ部２を備えている。本実施例では、歯車伝動装置２０のケース１２とモータ部２のケース６４が一体に形成されているモータ付歯車伝動装置１００について説明する。なお、本明細書に開示する技術は、歯車伝動装置のケースとモータ部のケースが別個に形成されているモータ付歯車伝動装置にも好適に用いることができる。

まず、歯車伝動装置２０について詳細に説明する。歯車伝動装置２０は、内歯歯車４９とキャリア２６とクランクシャフト４０と外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙとリング歯車９を備えている。後述するように、被回転部材２４と５８は、キャリア２６に固定される。モータ付歯車伝動装置１００は、モータ６０を駆動すると、キャリア２６が軸線５０の周りを回転する。

内歯歯車４９は、ケース１２に固定されている。より具体的にいうと、図２に示すように、ケース１２に形成されている溝１２ａに内歯ピン１０が回転可能な状態で配置されることによって、内歯歯車４９が形成されている。本実施例の歯車伝動装置２０では、ケース１２のうち、内歯ピン１０が配置されている部分を内歯歯車４９と称する。内歯歯車４９はリング状に形成されており、外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙを囲っている。

図１に示すように、キャリア２６は、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙとキャリアピン２６ａを備えている。キャリアピン２６ａは、軸線５０に沿って、支持部材２６Ｙから支持部材２６Ｘに向けて延びている。支持部材２６Ｘ、２６Ｙは、キャリアピン２６ａによって連結されている。キャリアピン２６ａは一方の支持部材２６Ｙと一体に形成されており、他方の支持部材２６Ｘと連結されている。そのため、キャリアピン２６ａと支持部材２６Ｘ、２６Ｙを別々に形成する場合と比べて、歯車伝動装置２０を構成する部品数が少ない。キャリアピン２６ａは、支持部材２６Ｘに形成されている溝２５に圧入されている。そのため、支持部材２６Ｘ、２６Ｙの相対的な位置関係がずれることはない。

キャリア２６は、一対のアンギュラ玉軸受４６によって、ケース１２に対して回転可能に支持されている。アンギュラ玉軸受４６によって、キャリア２６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。支持部材２６Ｘ、２６Ｙには溝が形成されており、アンギュラ玉軸受４６の内輪として働く。なお、キャリア２６は、内歯歯車４９の軸線５０と同軸に配置されている。そのため、キャリア２６は、軸線５０の周りを回転する。内歯歯車４９の軸線５０は、キャリア２６の軸線ということもできる。一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの軸線５０方向の外側面（外側端）がケース１２から露出している。より具体的にいうと、支持部材２６Ｘ、２６Ｙの外側端よりも外側には、モータ付歯車伝動装置１００を構成する部品が存在していない。そのため、支持部材２６Ｘの外側面２８と支持部材２６Ｙの外側面５２の双方に、夫々被回転部材２４、５８を固定することができる。

図２に示すように、キャリアピン２６ａは、軸線５０の周方向に沿って等間隔に１２本並んでいる。また、キャリアピン２６ａは、クランクシャフト歯車３６よりも、キャリア２６の半径方向の外側に形成されている。そのため、キャリアピン２６ａが、クランクシャフト歯車３６の回転を妨げることはない。なお、クランクシャフト歯車３６の詳細については後述する。３本のキャリアピン２６ａには、中継歯車２２が支持されている。３個の中継歯車２２は、軸線５０の周方向に等間隔に配置されている。３個の中継歯車２２によって、後述するリング歯車９が支持される。別言すると、リング歯車９は、３個の中継歯車２２によって、半径方向（軸線５０に直交する方向）への移動が禁止される。なお、中継歯車２２の中央には貫通孔が設けられており、貫通孔の内壁に溝２２ａ（図１を参照）が形成されている。溝２２ａ内には円筒ころ軸受１８が配置されている。そのため、中継歯車２２は、キャリアピン２６ａに対して相対回転することができる。中継歯車２２の溝２２ａは、円筒ころ軸受１８の外輪として機能する。また、キャリアピン２６ａは、円筒ころ軸受１８の内輪として機能する。

図１に示すように、クランクシャフト４０は、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの間に配置されている。クランクシャフト４０は、一対の深溝玉軸受３０によって、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙに回転可能に支持されている。クランクシャフト４０は、キャリア２６の軸線５０と同軸に延びている。クランクシャフト４０には、２個の偏心体３８Ｘ、３８Ｙが設けられており、クランクシャフト歯車３６が固定されている。偏心体３８Ｘと３８Ｙの各々の軸線は、クランクシャフト４０の軸線５０からオフセットしている。但し、偏心体３８Ｘ、３８Ｙは、オフセットの方向が反対である。換言すると、偏心体３８Ｘの軸線と偏心体３８Ｙの軸線は、軸線５０を挟んだ反対側にある。偏心体３８Ｘ、３８Ｙとクランクシャフト歯車３６は、一対の深溝玉軸受３０の間に配置されている。クランクシャフト歯車３６は、偏心体３８Ｘと偏心体３８Ｙの間でクランクシャフト４０に固定されている。すなわち、クランクシャフト４０の軸線５０方向の中点に、クランクシャフト歯車３６が固定されている。そのため、クランクシャフト歯車３６に加えられたトルクが、一対の深溝玉軸受３０にバランス良く加えられる。なお、図２に示すように、クランクシャフト４０の中心に貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２の内側を、中空部材３４が通過している。

外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙは、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの間に配置されている。外歯歯車１４Ｘの中心には、第１貫通孔４５が形成されている。偏心体３８Ｘが、深溝玉軸受３０を介して第１貫通孔４５に嵌まっている。そのため、偏心体３８Ｘは、第１貫通孔４５の内側で回転することができる。偏心体３８Ｘは円形であり、その中心はクランクシャフト４０の軸線５０から偏心している。そのため、クランクシャフト４０が回転すると、偏心体３８Ｘは軸線５０の回りを偏心回転する。偏心体３８Ｘが偏心回転することによって、外歯歯車１４Ｘが軸線５０の周りを偏心回転する。

図２に示すように、外歯歯車１４Ｘには、中心からオフセットされた位置に第２貫通孔７０が形成されている。第２貫通孔７０は１２個形成されており、夫々の第２貫通孔７０は軸線５０の周方向に等間隔に形成されている。第２貫通孔７０の夫々に、キャリアピン２６ａが遊嵌している。すなわち、キャリアピン２６ａが、第２貫通孔７０の内壁と隙間を確保した状態で第２貫通孔７０を通過している。第２貫通孔７０にキャリアピン２６ａが遊嵌されているので、外歯歯車１４Ｘが偏心回転しても、キャリア２６（図１を参照）は偏心回転しない。キャリアピン２６ａは、軸線５０の周方向に等間隔に１２個形成されている。夫々のキャリアピン２６ａの周囲にはローラ１６が設けられている（図１も参照）。ローラ１６は、キャリアピン２６ａに対して回転可能である。そのため、外歯歯車１４Ｘからキャリアピン２６ａにトルクが伝達されるときに、外歯歯車１４Ｘとキャリアピン２６ａの間の摩擦が低減される。また、３本のキャリアピン２６ａは、中継歯車２２を支持している。夫々の中継歯車２２は、リング歯車９とクランクシャフト歯車３６に噛合っている。

上記の説明は、外歯歯車１４Ｙに対しても共通である。但し、外歯歯車１４Ｙの中心は、軸線５０を挟んで外歯歯車１４Ｘの中心の反対側にある。すなわち、外歯歯車１４Ｘと外歯歯車１４Ｙは、軸線５０に対して対称に位置している。外歯歯車１４Ｘと１４Ｙの対称配置によって、歯車伝動装置２０の回転バランスが良好に保たれる。

なお、図１に示すように、中継歯車２２を支持しているキャリアピン２６ａでは、ローラ１６が、ローラ１６Ｘとローラ１６Ｙに分割されている。ローラ１６Ｘは、軸線５０に沿う方向においてキャリアピン２６ａと外歯歯車１４Ｘがオーバーラップする範囲に設けられている。ローラ１６Ｙは、軸線５０に沿う方向においてキャリアピン２６ａと外歯歯車１４Ｙがオーバーラップする範囲に設けられている。そのため、中継歯車２２を支持しているキャリアピン２６ａでも、外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙからキャリアピン２６ａにトルクが伝達されるときに、外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙとキャリアピン２６ａの間の摩擦が低減される。

図１と図２に示すように、リング歯車９は、内歯歯車４９と同軸に配置されているとともに内歯歯車４９に対して回転可能である。リング歯車９は、外歯歯車１４Ｘと外歯歯車１４Ｙの間に配置されている。外歯歯車１４Ｘと外歯歯車１４Ｙによって、リング歯車９が軸線５０方向へ移動することを禁止している。また、リング歯車９の外周面と内周面に歯が形成されている。外周面の歯を外歯と称し、内周面の歯を内歯と称する。リング歯車９の内歯は、３個の中継歯車２２の全てと噛合っている。そのため、軸受等で支持することなく、リング歯車９を内歯歯車４９と同軸に配置することができる。リング歯車９の外側にインプット歯車５が配置されている。インプット歯車５の中心に貫通孔が設けられており、貫通孔内に配置された円筒ころ軸受６によって、シャフト８に回転可能に支持されている。シャフト８は、ケース６４に圧入されている。インプット歯車５の貫通孔の内壁には溝が形成されており、その溝に円筒ころ軸受６が配置されている。インプット歯車５の貫通孔の内壁に形成されている溝は、円筒ころ軸受６の外輪として機能する。また、シャフト８は、円筒ころ軸受６の内輪として機能する。インプット歯車５は、リング歯車９の外歯に噛合っているとともに、モータ６０の出力軸６２に固定されたモータ歯車６６に噛合っている。インプット歯車５は、モータ６０のトルクをリング歯車９に伝達するための歯車である。

ここで、リング歯車９に噛合うインプット歯車５に、さらにモータ歯車６６を噛合わせる構造の効果について説明する。上記したように、リング歯車９は、内歯歯車４９の内側に配置されている。また、リング歯車９は、外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙ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９に伝達される部分では、インプット歯車５と内歯歯車４９がオーバーラップする。そのため、インプット歯車５とリング歯車９が噛合うために、内歯歯車４９を軸線５０方向に分割する必要がある（図１の符号４９Ｘ、４９Ｙを参照）。内歯歯車４９Ｘには内歯ピン１０Ｘが嵌めこまれている。内歯歯車４９Ｙには内歯ピン１０Ｙが嵌めこまれている。すなわち、内歯ピン１０Ｘと内歯ピン１０Ｙを別々に用意している。仮に、内歯歯車４９が内歯歯車４９Ｘと内歯歯車４９Ｙに分割されている範囲が広いと、歯車伝動装置２０を構成する部品数が増大してしまう。他方、リング歯車９とモータ歯車６６を直接噛合わせる場合、別言すると、インプット歯車５をモータ６０の出力軸６２に固定する場合、モータ歯車６６の径を大きくしなければいけない。又は、リング歯車９とモータ６０の出力軸６２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６６の径を大きくすると、モータ歯車６６の外周の曲率が小さくなってしまう。すなわち、モータ歯車６６の径が大きくなる。そのため、内歯歯車４９が内歯歯車４９Ｘと内歯歯車４９Ｙに分割されている範囲が広くなってしまう。その結果、歯車伝動装置２０を構成する部品数が増大してしまう。リング歯車９とモータ歯車６６の間にインプット歯車５を介在させることによって、内歯歯車４９Ｘと内歯歯車４９Ｙ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５をモータ６０の出力軸６２に直接固定せずにモータ歯車６６を利用することによって、結果として歯車伝動装置２０全体の部品数を少なくすることができる。

また、内歯歯車４９Ｘと内歯歯車４９Ｙに分割されている範囲が狭ければ、内歯ピン１０Ｘと内歯ピン１０Ｙ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５と内歯歯車４９がオーバーラップしている範囲では、外歯歯車１４Ｘ、１４Ｙが内歯歯車４９に噛合っていない構造を採用することができる。内歯歯車４９Ｘと内歯歯車４９Ｙに分割されている範囲が狭く、且つ、内歯歯車４９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５と内歯歯車４９がオーバーラップしている範囲以外の内歯歯車４９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９とモータ６０の出力軸６２の距離を短くすると、モータ６０が、支持部材２６Ｙの外側面５２を覆ってしまう。外側面５２に被回転部材５８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２６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５にモータ歯車６６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９に係合するインプット歯車５を直接モータ６０の出力軸６２に固定する場合には、インプット歯車５の径を大きくすればよい。モータ付歯車伝動装置１００では、ケース１２とケース６４が一体に形成されているので、モータ歯車６６の径が大きくなると、モータ付歯車伝動装置１００のサイズが大きくなってしまう。インプット歯車５の他にモータ歯車６６を使用することによって、モータ６０の出力軸６２に固定する歯車（モータ歯車６６）の径を小さくすることができる。これによって、モータ付歯車伝動装置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６２にインプット歯車５を固定する場合に比べ、モータの出力軸６２とクランクシャフト４０の間の減速比を調整しやすくなる。

次に、モータ付歯車伝動装置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、即ち、同一の数字にアルファベットを添えた符号を付した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６２が回転すると、モータ歯車６６、インプット歯車５、リング歯車９、中継歯車２２及びクランクシャフト歯車３６を介してクランクシャフト４０が回転する。それらの部品が、モータ６０の出力軸６２の回転を減速してクランクシャフト４０に伝達する。クランクシャフト４０が回転すると、偏心体３８が偏心回転する。換言すると、偏心体３８の軸線が、クランクシャフト４０の軸線５０の周りを移動する。偏心体３８が偏心回転すると、外歯歯車１４が内歯歯車４９の軸線５０の周りを偏心回転する。外歯歯車１４は、内歯歯車４９と噛合いながら軸線５０の周りを偏心回転する。そのため、外歯歯車１４は、内歯歯車４９との歯数差分だけ内歯歯車４９に対して回転する。外歯歯車１４の歯数と内歯歯車４９の歯数（内歯ピン１０の数）は異なる。そのため、外歯歯車１４が内歯歯車４９の軸線の周りを１周だけ偏心回転すると、外歯歯車１４は、外歯歯車１４と内歯歯車４９の歯数差に対応する角度だけ内歯歯車４９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１４の第１貫通孔４５にキャリアピン２６ａが遊嵌されている。そのため、外歯歯車１４が内歯歯車４９の軸線５０の周りを１周だけ偏心回転すると、キャリア２６が、外歯歯車１４と内歯歯車４９の歯数差に対応する角度だけ内歯歯車４９に対して相対的に回転する。

具体的な例を挙げると、歯車伝動装置２０の場合、外歯歯車１４の歯数が３９本であり、内歯歯車４９の歯数（内歯ピンの数）が４０本である。外歯歯車１４が軸線５０の周りを４０回偏心回転（すなわち、クランクシャフト４０が４０回回転）すると、外歯歯車１４は軸線５０の周りを１回回転する。すなわち、クランクシャフト４０が４０回回転することにより、外歯歯車１４が内歯歯車４９に対して１回回転する。上記したように、外歯歯車１４の第２貫通孔７０に、キャリアピン２６ａが遊嵌している。そのため、クランクシャフト４０が４０回回転すると、キャリア２６が軸線５０の周りを１回回転する。別言すると、キャリア２６がケース１２に対して１回回転する。キャリア２６の両端面（外側面２８と外側面５２）に固定されている被回転部材２４、５８を回転させることができる。なお、キャリア２６の回転に伴って、中継歯車２２が軸線５０の周りを移動する。

上記したように、クランクシャフト４０は、外歯歯車１４の中心に形成された第１貫通孔４５を通過している。また、キャリアピン２６ａが、外歯歯車１４の周方向に設けられた第２貫通孔７０に遊嵌している。そのため、クランクシャフト歯車３６を、リング歯車９に直接噛合わせることができない。本実施例の歯車伝動装置２０では、キャリアピン２６ａに支持されている中継歯車２２を採用することによって、リング歯車９のトルクをクランクシャフト歯車３６に伝達することができる。

歯車伝動装置２０の特徴を説明する。外歯と内歯が形成されたリング歯車９と、キャリアピン２６ａに支持された中継歯車２２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９の外側からクランクシャフト４０へ伝達することができる。すなわち、モータ６０のトルクをクランクシャフト歯車３６へ伝達するためのインプット歯車５を、キャリアピン２６ａよりも軸線５０の径方向の外側に配置することができる。キャリア２６の軸線５０方向の外側にインプット歯車５を配置する必要がない。キャリア２６の軸線５０方向の外側面をケース１２から露出させることができる。すなわち、支持部材２６Ｘの外側面２８と支持部材２６Ｙの外側面５２の双方を露出させることができる。これによって、歯車伝動装置２０は、軸線５０方向の両側に被回転部材を固定させる出力部を有する。

歯車伝動装置２０の他の特徴について説明する。
（１）図１に示すように、偏心体３８Ｘ、３８Ｙと円筒ころ軸受の間に夫々、スペーサリング４２が配置されている。スペーサリング４２によって、クランクシャフト４０が軸線５０方向に移動することを抑制することができる。
（２）ケース６４には、孔６８が形成されている。孔６８が形成されているので、ケース６４内でインプット歯車５とモータ歯車６６を噛合わせることができる。孔６８の一方はモータ６０が塞いでおり、他方はカバー４が塞いでいる。
（３）一対の支持部材２６Ｘ，２６Ｙの中心に貫通孔３２が形成されている。支持部材２６Ｘと２６Ｙの間には、中空部材３４が配置されている。中空部材３４の貫通孔が貫通孔３２に連通しているので、外側面５２と外側面２８の間を、配線や配管等を通過させることができる。

なお、図２に示すように、クランクシャフト４０の貫通孔７２と中空部材３４の間には隙間が存在する。そのため、中空部材３４によって、クランクシャフト歯車３６の回転が妨げられることはない。

歯車伝動装置２０の好適な変形例をいくつか記す。実施例では、クランクシャフト４０が、一対の深溝玉軸受３０によって、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙ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２６Ｘ、２６Ｙに支持されていなくてもよい。例えば、歯車伝動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キャリアピンで連結し、そのキャリアピン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。

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。内歯歯車の内径に制限されることなく、リング歯車の外径を自由に選択することができる。その結果、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。

実施例では、モータ歯車６６とインプット歯車５によって、モータ６０のトルクをリング歯車９に伝達している。モータ６０の出力軸６２とリング歯車９の間に、さらに多くの歯車列を配置してもよい。例えば、遊星歯車機構を有する歯車列を配置してもよい。これにより、より大きな減速比を得ることができる。

クランクシャフト歯車３６は、偏心体３８Ｘと３８Ｙの間でクランクシャフト４０に固定されていなくてもよい。クランクシャフトの軸線方向の一方に偏心体を設け、他方にクランクシャフト歯車を固定してもよい。この場合、歯車伝動装置の軸線方向の一方に外歯歯車が位置し、他方にクランクシャフト歯車が位置する。そのため、内歯歯車を軸線方向に分割することなく、モータのトルクをクランクシャフト歯車に伝達することができる。

中継歯車２２を支持するキャリアピン２６ａを、他のキャリアピンとは異なる構成にしてもよい。例えば、中継歯車２２を支持するキャリアピンの直径を他のキャリアピンよりも小さくし、中継歯車２２を支持することと一対の支持部材を連結することだけに使用してもよい。この場合、中継歯車２２を支持するキャリアピンのローラ１６（１６Ｘ，１６Ｙ）を省略することができる。また、キャリアピンを、トルクを伝達するキャリアピンと、一対の支持部材を連結するだけのキャリアピンとに分けてもよい。この場合、一対の支持部材を連結するだけのキャリアピンのローラ１６を省略することができる。

実施例の歯車伝動装置２０は、次の通り表現してもよい。歯車伝動装置２０は、ケース１２に固定されている内歯歯車４９、キャリア２６、中継歯車２２、クランクシャフト４０、内歯歯車４９と噛合っている外歯歯車１４Ｘ（１４Ｙ）、及び、リング歯車９を備えている。キャリア２６は、内歯歯車４９と同軸に配置されているとともにケース１２に回転可能に支持されている。またキャリア２６は、対向する一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙが軸線５０からラジアル方向にオフセットした位置で軸線５０に沿って延びるキャリアピン２６ａによって連結されている構造を有している。中継歯車２２は、キャリアピン２６ａに回転可能に支持されている。クランクシャフト４０は、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの間でキャリア２６に回転可能に支持されている。クランクシャフト４０は、キャリア２６の軸線５０と同軸に延びている。クランクシャフト４０は、偏心体３８Ｘ（３８Ｙ）とクランクシャフト歯車３６を有している。クランクシャフト歯車３６は、中継歯車２２と噛合っている。外歯歯車１４Ｘ（１４Ｙ）は、一対の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの間に配置されている。外歯歯車１４Ｘ（１４Ｙ）の中心に、偏心体３８Ｘ（３８Ｙ）と嵌合する第１貫通孔が設けられている。外歯歯車１４Ｘ（１４Ｙ）の中心からオフセットした位置に、キャリアピン２６ａが遊嵌する第２貫通孔が設けられている。外歯歯車１４Ｘ（１４Ｙ）は、クランクシャフト４０の回転に伴って内歯歯車４９と噛合いながら偏心回転する。リング歯車９は、内歯歯車４９と同軸に配置されている。リング歯車９は、内周面と外周面の夫々に歯が形成されている。内周面の歯（内歯）は、中継歯車と噛合っている。外周面の歯（外歯）は、モータのトルクを伝達するためのインプット歯車５と噛合っている。リング歯車９は、モータのトルクをキャリア２６へ伝達する。各々の支持部材２６Ｘ、２６Ｙの軸線方向の外側面がケース１２から露出している。

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。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。

５：インプット歯車
９：リング歯車
１２：ケース
１４Ｘ，１４Ｙ：外歯歯車
２０：歯車伝動装置
２２：中継歯車
２６：キャリア
２６ａ：キャリアピン
２６Ｘ、２６Ｙ：支持部材
３６：クランクシャフト歯車
３８Ｘ、３８Ｙ：偏心体
４０：クランクシャフト
４５：第１貫通孔
４９：内歯歯車
７０：第２貫通孔

Claims (3)

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軸線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、
   キャリアピンに回転可能に支持されている中継歯車と、
   一対の支持部材の間でキャリアに同軸に回転可能に支持されており、中継歯車に噛合っているクランクシャフト歯車と偏心体を有す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、中心に形成されている第１貫通孔に前記偏心体が嵌合されているとともに、中心からオフセットされた位置に形成されている第２貫通孔にキャリアピンが遊嵌されており、クランクシャフトの回転によって内歯歯車と噛合い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、内周面の歯が中継歯車に噛合っているとともに外周面の歯がモータのトルクを伝達するインプット歯車と噛合っ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、各々の支持部材の軸線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歯車伝動装置。
2. 中継歯車は、キャリアの軸線の周方向に等間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯車伝動装置。
3. 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又は２に記載の歯車伝動装置。

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