JP5789258B2 - 減速装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０１０年７月８日に出願された日本国特許出願第２０１０−１５５８２６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。本出願は、減速装置に関する。特に、２個の偏心揺動型の減速機構（減速ユニット）を組み合わせた減速装置に関する。

偏心揺動型の減速装置が知られている。偏心揺動型の減速装置は、複数の平歯車列で構成される一般的な減速装置に比べ、大きな減速比が得られる。このタイプの減速装置は、外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら相対的に偏心回転する。偏心揺動型の減速装置は、外歯歯車が偏心回転するタイプと、内歯歯車が偏心回転するタイプがある。以下では、説明を簡単にするため、外歯歯車が偏心回転するタイプについて説明する。このタイプの減速装置は、クランクシャフトがキャリアと呼ばれる部材に支持されている。クランクシャフトには、外歯歯車が係合している。クランクシャフトは、外歯歯車を偏心回転させるための偏心体を有している。偏心体は、外歯歯車に嵌合している。外歯歯車は、クランクシャフトを介してキャリアに支持されているといえる。

内歯歯車は、ケースの内側に形成されている。モータの回転トルクがクランクシャフトに供給されると、外歯歯車が、内歯歯車に対して偏心回転する。外歯歯車の歯数は、内歯歯車の歯数と異なっている。そのため、外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら偏心回転すると、外歯歯車と内歯歯車との歯数差に応じて、外歯歯車が、内歯歯車に対して相対的に回転する。キャリアは外歯歯車を支持しているので、キャリアも内歯歯車に対して相対的に回転する。その結果、キャリアがケースに対して回転する。減速装置のケースがベース部材に固定される場合、キャリアが減速装置の出力部材に相当する。この場合の減速比は、「歯数差／（内歯歯車の歯数＋１）」で決まるので、大きな減速比が得られる。なお、内歯歯車が偏心回転するタイプの減速装置は、外歯歯車が減速装置の出力部材に相当する。また、本明細書では、減速比の分母が大きいほど（減速比の絶対値が小さいほど）、「減速比が大きい」と表現する。

偏心揺動型の減速装置を２個直列に連結すると、さらに大きな減速比が得られる。そのような減速装置の一例が、特開２００６−３１７００９号公報及び特開平１−２４２８５０号公報に開示されている。以下の説明では、特開２００６−３１７００９号公報を特許文献１と称し、特開平１−２４２８５０号公報を特許文献２と称する。特許文献１及び特許文献２の減速装置は、偏心揺動型の減速装置（減速ユニット）を２個備えている。どちらの減速装置も第１減速ユニットの出力部材（キャリア）が、第２減速ユニットの入力部材（クランクシャフト）に連結している。

特許文献１の減速装置は、第１減速ユニットと第２減速ユニットを軸方向に並べて配置している。そのため、軸方向において、減速装置の全長が、通常の減速装置の約２倍となる。すなわち、特許文献１の減速装置は、大きな減速比が得られる反面、軸方向における減速装置の全長が長くなる。

特許文献２の減速装置では、第２減速ユニットの中央に大きな貫通孔が形成されており、第１減速ユニットが第２減速ユニットのその貫通孔に配置されている。上記したように、偏心揺動型の減速ユニットでは、外歯歯車がクランクシャフトの偏心体に係合しており、外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら相対的に偏心回転する。そのため、偏心体、外歯歯車及び内歯歯車は、減速ユニットの軸線に直交する１つの平面内に配置される。偏心体と外歯歯車は、内歯歯車の内側に配置される。そのため、減速ユニットの直径は、内歯歯車の直径で決まる。特許文献２の減速装置では、第１減速ユニットの偏心体、外歯歯車及び内歯歯車が、第２減速ユニットの偏心体、外歯歯車及び内歯歯車と同じ平面内に配置される。そのため、特許文献２の減速装置は、第２減速ユニットの外歯歯車に、第１減速ユニットの内歯歯車よりも大きな貫通孔を有する。第２減速ユニットの偏心体、外歯歯車及び内歯歯車は、その貫通孔の径方向外側に配置される。その結果、第２減速ユニットの直径が大きくなる。第１減速ユニットと第２減速ユニットを含む減速装置の直径が大きくなる。特許文献２の減速装置は、軸方向における減速装置の全長が短くなる反面、減速装置の直径が大きくなる。従来の技術では、２個の減速ユニットを連結した減速装置は、軸方向又は径方向の長さが長くなる。なお、「径方向」とは、減速装置の軸線に直交する方向を意味する。「径方向の長さ」は、減速装置の直径に相当する。本明細書は、２個の減速ユニットを連結した減速装置のサイズを小さくする技術を提供する。

本明細書が開示する減速装置は、偏心揺動型の第１減速ユニットと、第１減速ユニットに同軸に配置されている偏心揺動型の第２減速ユニットを備えている。第２減速ユニットは、第１減速ユニットの周囲を囲むように配置されている。第２減速ユニットのクランクシャフトには、第１減速ユニットの出力部材が係合している。クランクシャフトは、第２減速ユニットの入力部材に相当する。第２減速ユニットのクランクシャフトには、入力歯車が固定されている。第２減速ユニットのクランクシャフトにはさらに、偏心体が形成されている。第１減速ユニットの内歯歯車は、第２減速ユニットのクランクシャフトの入力歯車と偏心体との間に位置している。なお、「第２減速ユニットが第１減速ユニットの周囲を囲むように配置されている」とは、より厳密には、減速装置の軸線に直交する平面において、第２減速ユニットが第１減速ユニットを囲っていることを意味する。すなわち、減速装置の回転軸方向から見ると、第２減速ユニットが、第１減速ユニットの周囲を囲むように配置されている。第２減速ユニットは中央に大きな孔を有しており、第１減速ユニットはその孔に配置されている。

上記の減速装置では、第１減速ユニットの内歯歯車を、第２減速ユニットの内側に位置させる。第１減速ユニットと第２減速ユニットを軸方向に並べることが不要となり、減速装置の軸方向の全長を、第１減速ユニットの軸方向長さと第２減速ユニットの軸方向長さの合計よりも短くすることができる。上記の減速装置はさらに、第１減速ユニットの内歯歯車が、第２減速ユニットのクランクシャフトの入力歯車と偏心体との間に位置している。別言すると、軸方向において、第１減速ユニットの偏心体、外歯歯車及び内歯歯車の位置が、第２減速ユニットの偏心体、外歯歯車及び内歯歯車の位置からずれている。第２減速ユニットの外歯歯車の貫通孔を、第１減速ユニットの内歯歯車の直径よりも大きくする必要がない。上記の減速装置は、２個の減速ユニットを連結しているにも係らず、軸方向の長さを短くするとともに、直径を小さくすることができる。

上記の減速装置では、第１減速ユニットは、外歯歯車が偏心回転するタイプであってよいし、内歯歯車が偏心回転するタイプでもよい。外歯歯車が偏心回転するタイプの場合、キャリアが第１減速ユニットの出力部材に相当する。第１減速ユニットのキャリアが、第２減速ユニットのクランクシャフトに係合する。内歯歯車が偏心回転するタイプの場合、外歯歯車が第１減速ユニットの出力部材に相当する。第１減速ユニットの外歯歯車が、第２減速ユニットのクランクシャフトに係合する。

第１減速ユニットと第２減速ユニットの双方が、外歯歯車が偏心回転するタイプであってよい。この場合、第１減速ユニット及び第２減速ユニットの夫々が、キャリアとクランクシャフトと内歯歯車と外歯歯車を備える。以下の説明では、第１減速ユニットの内歯歯車、外歯歯車、キャリア及びクランクシャフトの夫々を、第１内歯歯車、第１外歯歯車、第１キャリア及び第１クランクシャフトと称することがある。第２減速ユニットの内歯歯車、外歯歯車、キャリア及びクランクシャフトの夫々を、第２内歯歯車、第２外歯歯車、第２キャリア及び第２クランクシャフトと称することがある。また、第１クランクシャフトの偏心体を第１偏心体と称し、第２クランクシャフトの偏心体を第２偏心体と称することがある。第１クランクシャフトと第２クランクシャフトの双方に入力歯車が固定されている場合、第１クランクシャフトに固定されている入力歯車を第１入力歯車と称し、第２クランクシャフトに固定されている入力歯車を第２入力歯車と称することがある。

第１減速ユニット及び第２減速ユニットの双方が外歯歯車が偏心回転するタイプの場合、第１減速ユニットは第１キャリアと第１クランクシャフトと第１外歯歯車と第１内歯歯車を備え、第２減速ユニットは第２キャリアと第２クランクシャフトと第２外歯歯車と第２内歯歯車を備える。このタイプの減速装置の場合、第１キャリアは、第１減速ユニットの出力部材に相当する。第１クランクシャフトは、第１キャリアに支持されており、第１偏心体を有する。第１外歯歯車は、第１偏心体に嵌合しており、第１クランクシャフトの回転に伴って偏心回転する。第１内歯歯車は、第１外歯歯車に噛み合っている。第２キャリアは軸心に円筒状の空洞を有しており、その円筒面内に第１内歯歯車が形成されている。第２キャリアはまた、第２クランクシャフトを支持している。第２外歯歯車は、第２偏心体に嵌合しており、第２クランクシャフトの回転に伴って偏心回転する。第２内歯歯車は、第２外歯歯車に噛み合っている。第１キャリアが、第２入力歯車と係合している。

本明細書で開示する減速装置では、第２外歯歯車の中心に貫通孔が形成されており、第１クランクシャフトに第１入力歯車が固定されており、第１入力歯車が、第２外歯歯車の貫通孔内に位置していてよい。このようなレイアウトにすれば、第１偏心体から第１クランクシャフトが延びる向き（第１偏心体に対して第１入力歯車が位置する方向）が、第２偏心体から第２クランクシャフトが延びる向きと反対になる。また、モータの出力歯車から第１入力歯車へのトルク伝達を、第２外歯歯車の貫通孔内で行うことができる。

第１入力歯車が第２外歯歯車の貫通孔内に位置する減速装置では、第１キャリアが第２キャリアに支持されていてよい。この場合、第１キャリアを支持する一対の軸受が、軸方向において、第２外歯歯車の貫通孔の外側で、第２減速ユニットのクランクシャフトの入力歯車（第２入力歯車）と第２減速ユニットのクランクシャフト（第２クランクシャフト）の偏心体（第２偏心体）との間に配置されていてよい。第２キャリアを、第２外歯歯車の貫通孔の内部まで延ばす必要がない。

本明細書が開示する技術は、偏心揺動型の減速ユニットを２個備える減速装置において、軸方向及び径方向のサイズをコンパクトにすることができる。

第１実施例の減速装置の断面図を示す。 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。 図１のIV−IV線に沿った断面図を示す。 比較例の減速装置の断面図を示す。 第１実施例の減速装置と比較例の減速装置とのサイズの違いを説明するための図を示す。 第２実施例の減速装置の断面図を示す。

実施例で説明する減速装置の技術的特徴を、以下に簡潔に記す。
（特徴１）減速装置のケースの円筒内面に、第２減速ユニットの内歯歯車が形成されている。
（特徴２）減速装置のケースに、モータフランジが固定されている。モータフランジの中央に、モータ歯車が通過する孔が形成されている。
（特徴３）クランクシャフトは、一対の軸受によってキャリアに支持されている。クランクシャフトには偏心体が形成されている。偏心体は、一対の軸受の間に位置している。
（特徴４）第１減速ユニットは、複数の第１クランクシャフトを備えている。夫々のクランクシャフトには、第１入力歯車が固定されている。モータトルクは、全ての第１入力歯車に供給される（第１実施例）。
（特徴５）第１減速ユニットの第１クランクシャフトが、減速装置の軸線と同軸に配置されている。第１クランクシャフトは貫通孔を有している。モータの出力シャフトが、第１クランクシャフトの貫通孔に嵌合している（第２実施例）。

図１〜図４を参照し、第１実施例の減速装置１００を説明する。図１は、減速装置１００を軸方向に切った断面を示している。図面を明瞭化するために、一部の部品については、断面を表すハッチングを省略している。なお、図１は、図２〜図４のI−I線に沿った断面に相当する。減速装置１００は、第１減速ユニット１００ａと第２減速ユニット１００ｂを備えている。減速ユニット１００ａ、１００ｂは偏心揺動型であり、同軸に配置されている。減速装置１００の軸線１００ｘは、第１減速ユニット１００ａ及び第２減速ユニット１００ｂの軸線に相当する。なお、軸線１００ｘは、後述する第１キャリア６、第２キャリア４４及びモータ歯車３２の軸線にも相当する。

減速装置１００の動作を簡単に説明する。減速装置１００は、形態上は、第１減速ユニット１００ａと第２減速ユニット１００ｂが直列に連結された構造を有する。減速ユニット１００ａ、１００ｂの詳細は後述する。モータ（図示省略）のトルクは、第１減速ユニット１００ａの第１クランクシャフト８に供給される。第１減速ユニット１００ａは、モータのトルクを増幅して、第１キャリア６から出力する。第１キャリア６のトルクは、第２減速ユニット１００ｂの第２クランクシャフト２６に供給される。

第２減速ユニット１００ｂは、第２クランクシャフト２６に供給されたトルクを増幅して、第２キャリア４４から出力する。第２キャリア４４は、減速装置１００のケース５０に対して相対的に回転する。減速装置１００は、２個の減速ユニット１００ａ、１００ｂを利用することにより、大きなトルクを出力することができる。別言すると、減速装置１００は、２個の減速ユニット１００ａ、１００ｂを利用することにより、大きな減速比を得ることができる。なお、減速装置１００では、ケース５０が図示しないベース部材に固定される。そのため、第２キャリア４４が、減速装置１００の出力部材に相当する。

次に、第２減速ユニット１００ｂの構造を説明する。図１に示すように、減速ユニット１００ｂは、第２内歯歯車２１と第２キャリア４４と第２外歯歯車２０と第２クランクシャフト２６を備えている。第２内歯歯車２１は、減速装置１００のケース５０と複数の内歯ピン２２で構成されている（図２も参照）。第２キャリア４４は、一対のアンギュラ玉軸受４８によってケース５０に支持されている。第２キャリア４４は、第２出力プレート４４ｃと第２ベースプレート４４ａで構成されている。第２柱状部４４ｂが、第２出力プレート４４ｃから第２ベースプレート４４ａに向けて延びており、第２ベースプレート４４ａに固定されている。第２出力プレート４４ｃと第２ベースプレート４４ａの双方に、テーパーピン４２が嵌め込まれている。テーパーピン４２によって、第２出力プレート４４ｃと第２ベースプレート４４ａの相対回転を防止している。第２キャリア４４の全体が、第２減速ユニット１００ｂの出力部材に相当する。

第２クランクシャフト２６は、一対の円錐ころ軸受１８によって第２キャリア４４に支持されている。第２クランクシャフト２６は、２個の偏心体（第２偏心体）２４を有している。第２入力歯車１２が、第２クランクシャフト２６に固定されている。軸方向において、２個の第２偏心体２４は、一対の円錐ころ軸受１８の間に位置している。また、軸方向において、第２入力歯車１２は、一対の円錐ころ軸受１８の外側に位置している。夫々の第２偏心体２４に、第２外歯歯車２０が、円筒ころ軸受２８を介して嵌合している。第２キャリア４４が第２クランクシャフト２６を支持し、第２クランクシャフト２６が第２外歯歯車２０を支持している。別言すると、第２キャリア４４が、第２クランクシャフト２６と第２外歯歯車２０を支持している。

図１と図２に示すように、３個の第１貫通孔２０ａと３個の第２貫通孔２０ｂが、第２外歯歯車２０の周方向に形成されている。また、第３貫通孔２０ｃが、第２外歯歯車２０の中央に形成されている。第１貫通孔２０ａと第２貫通孔２０ｂは、第２外歯歯車２０の周方向に交互に形成されている。夫々の第１貫通孔２０ａに、第２偏心体２４が嵌合している。すなわち、第２減速ユニット１００ｂは、３個の第２クランクシャフト２６を備えている。夫々の第２貫通孔２０ｂを、第２柱状部４４ｂが通過している。第２減速ユニット１００ｂでは、第２クランクシャフト２６と第２柱状部４４ｂが、周方向に交互に並んでいる。なお、図４に示すように、３個の第２クランクシャフト２６の夫々に、第２入力歯車１２が固定されている。全ての第２入力歯車１２が、出力歯車６ｄに噛み合っている。出力歯車６ｄについては後述する。

第２クランクシャフト２６が回転すると、第２偏心体２４が、第２クランクシャフト２６の軸線の周りを偏心回転する。第２外歯歯車２０は、第２偏心体２４の偏心回転に伴って、第２内歯歯車２１と噛み合いながら偏心回転する。第２内歯歯車２１の歯数（内歯ピン２２の個数）と第２外歯歯車２０の歯数は異なる。よって、第２外歯歯車２０が第２内歯歯車２１と噛み合いながら偏心回転すると、第２外歯歯車２０が、第２内歯歯車２１に対して回転する。上記したように、第２外歯歯車２０は、第２キャリア４４に支持されている。そのため、第２外歯歯車２０が偏心回転すると、キャリア４４が、第２内歯歯車２１（ケース５０）に対して回転する。

第２減速ユニット１００ｂでは、第２内歯歯車２１の歯数（内歯ピン２２の個数）が５２個で、第２外歯歯車２０の歯数が５１個である。そのため、第２減速ユニット１００ｂの減速比は「１／５３」となる。このような大きな減速比は、第２偏心体２４が第２外歯歯車２０を偏心回転させ、第２外歯歯車２０が第２内歯歯車２１と噛み合いながら偏心回転することによって得られる。すなわち、第２偏心体２４と第２外歯歯車２０と第２内歯歯車２１は、第２減速ユニット１００ｂの主要部品に相当する。

次に、第１減速ユニット１００ａについて説明する。第１減速ユニット１００ａも偏心揺動型であり、基本的な構造は第２減速ユニット１００ｂと同じである。よって、第２減速ユニット１００ｂと共通する構造については簡単に説明する。図１に示すように、第１減速ユニット１００ａは、第１内歯歯車４と第１キャリア６と第１外歯歯車１６と第１クランクシャフト８を備えている。第２キャリア４４（第２出力プレート４４ｃ）は、軸線１００ｘと同軸の円筒空間を有している。第１内歯歯車４は、第２キャリア４４の円筒内面に形成されている。より詳しくは、第１内歯歯車４は、第２出力プレート４４ｃの円筒内面に形成されている複数の溝と、その溝内に挿入されている内歯ピン４５で構成されている（図３を参照）。

第１キャリア６は、一対の深溝玉軸受５によって第２キャリア４４に支持されている。第２キャリア４４は、第１減速ユニット１００ａのケースに相当する。別言すると、第２キャリア４４は、第１減速ユニット１００ａのケースと一体である。第１キャリア６は、第１出力プレート６ｃと第１ベースプレート６ａで構成されている。第１柱状部６ｂが、第１出力プレート６ｃから延びており、第１ベースプレート６ａに固定されている。第１出力プレート６ｃには、出力歯車６ｄが形成されている。出力歯車６ｄは、第１キャリア６の一部に相当する。出力歯車６ｄは、第１出力プレート６ｃから、第１柱状部６ｂとは反対方向に延びている。出力歯車６ｄは、第２入力歯車１２と噛み合っている。

第１クランクシャフト８は、一対の円錐ころ軸受１０によって第１キャリア６に支持されている。第１クランクシャフト８は、１個の偏心体（第１偏心体）７を有している。第１外歯歯車１６が、第１偏心体７に嵌合している。第１外歯歯車１６は、第１内歯歯車４に噛み合っている。第１クランクシャフト８には、第１入力歯車１４が固定されている。第１入力歯車１４は、軸線１００ｘ方向において、第２外歯歯車２０の第３貫通孔２０ｃ内に位置している。第１入力歯車１４は、第３貫通孔２０ｃ内で、モータ歯車３２に噛み合っている。

図２、３に示すように、第１減速ユニット１００ａは、２個の第１クランクシャフト８を有している。第１入力歯車１４は、２個の第１クランクシャフト８の夫々に固定されている。双方の第１入力歯車１４が、モータ歯車３２に噛み合っている。２個の第１クランクシャフト８は、軸線１００ｘに対して対称の位置に配置されている。図１では、第１クランクシャフト８と第１柱状部６ｂの双方の特徴を示すために、第１減速ユニット１００ａについては図２、３とは異なる断面を示している。第１減速ユニット１００ａの動作原理は、第２減速ユニット１００ｂと実質的に同じなので説明を省略する。なお、第１減速ユニット１００ａでは、第１内歯歯車４の歯数（内歯ピン４５の個数）が８２個で、第１外歯歯車１６の歯数が８１個である。そのため、第１減速ユニット１００ａの減速比は「１／８３」となる。

図１に示すように、第１内歯歯車４は、第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置している。上記したように、第１内歯歯車４は第１外歯歯車１６に噛み合っており、第１偏心体７が第１外歯歯車１６に嵌合している。よって、図３に示すように、第１内歯歯車４と第１外歯歯車１６と第１偏心体７は、軸線１００ｘに直交する１つの平面上に位置する。そのため、第１外歯歯車１６あるいは第１偏心体７が、第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置していると表現することもできる。

なお、第２内歯歯車２１と第２外歯歯車２０と第２偏心体２４も、軸線１００ｘに直交する１つの平面上に位置する（図２を参照）。よって、第１内歯歯車４（第１外歯歯車１６、第１偏心体７）が、第２入力歯車１２と第２内歯歯車２１の間に位置していると表現することもできる。または、第１内歯歯車４（第１外歯歯車１６、第１偏心体７）が、第２入力歯車１２と第２外歯歯車２０の間に位置していると表現することもできる。さらに、一対の深溝玉軸受５も、軸線１００ｘ方向において、第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置している。そのため、一対の深溝玉軸受５は、第３貫通孔２０ｃの外側に位置している。

第２減速ユニット１００ｂと同様に、第１偏心体７と第１外歯歯車１６と第１内歯歯車４は、第１減速ユニット１００ａの主要部品に相当する。減速装置１００では、第１減速ユニット１００ａの主要部品が、軸線１００ｘ方向において、第２偏心体２４と第２入力歯車１２の間に位置している。そのため、軸線１００ｘ方向において、減速装置１００の全長を、第１減速ユニット１００ａの長さと第２減速ユニット１００ｂの長さの合計よりも短くすることができる。なお、減速装置１００では、軸線１００ｘ方向において、第１減速ユニット１００ａが、第２減速ユニット１００ｂの軸方向長さの範囲内に位置する。そのため、減速装置１００の軸方向全長は、第２減速ユニット１００ｂの軸方向長さに等しい。

第１減速ユニット１００ａの第１内歯歯車４が、第２減速ユニット１００ｂの第２キャリア４４の円筒内面に形成されている。減速装置１００の径方向において、第１減速ユニット１００ａが、第２減速ユニット１００ｂの直径の範囲内に位置する。そのため、減速装置１００の直径は、第２減速ユニット１００ｂの直径に等しい。減速装置１００では、第１減速ユニット１００ａの全体が、第２減速ユニット１００ｂ内に収容されている。

上記したように、第１内歯歯車４は、第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置している。別言すると、軸線１００ｘ方向において、第１内歯歯車４は、第２クランクシャフト２６のシャフト部分に位置している。そのため、第１内歯歯車４の直径は、第２減速ユニット１００ｂの主要部品（第２偏心体２４、第２外歯歯車２０、第２内歯歯車２１）のサイズの影響を受けない。第１内歯歯車４と第２内歯歯車２１が軸線１００ｘに直交する１つの平面上に配置される場合、第１内歯歯車４の直径は、第２減速ユニット１００ｂの主要部品のサイズによって制限される。具体的には、第１内歯歯車の直径を、第３貫通孔２０ｃの直径よりも小さくすることが必要である。この場合、第１減速ユニット１００ａが小型になるので、減速装置の総減速比（第１減速ユニット１００ａと第２減速ユニット１００ｂの合計の減速比）が、減速装置１００の総減速比よりも小さくなる。

第１減速ユニットの直径を小さくせずに第１内歯歯車４と第２内歯歯車２１を軸線１００ｘに直交する１つの平面上に配置する場合、第３貫通孔２０ｃの直径を、第１内歯歯車４の直径よりも大きくすることが要求される。この場合、径方向において、軸線１００ｘから第２クランクシャフト２６までの距離が長くなる。その結果、第２減速ユニット１００ｂの直径が大きくなり、減速装置１００の直径が大きくなる。第１減速ユニット１００ａの第１内歯歯車４を第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に配置することによって、減速装置の軸方向及び径方向のサイズが増大することを抑制することができる。

図５は、第１内歯歯車３０４と第２内歯歯車３２１を軸線３００ｘに直交する１つの平面上に配置した減速装置３００を示す。図５の減速装置３００の第１減速ユニット３００ａの直径は、図１に示した第１減速ユニット１００ａの直径と同じである。減速装置３００では、第１内歯歯車３０４が第２入力歯車３１２と第２偏心体２４の間に位置していない。なお、図５では、説明に必要な不要な部品の符号を省略している。

減速装置３００では、円筒部３４４ｄが、第２ベースプレート３４４ａから第２ベースプレート３４４ａに向けて延びている。円筒部３４４ｄは、第３貫通孔３２０ｃを通過している。第１減速ユニット３００ａの内歯歯車３０４が、円筒部３４４ｄの内周の一部に形成されている。第１キャリア３０６は、第３貫通孔３２０ｃ内で、円筒部３４４ｄ（第２キャリア３４４）に支持されている。減速装置３００は、第１減速ユニット３００ａを第３貫通孔３２０ｃ内に配置した分だけ、軸線３００Ｘからクランクシャフト２６までの距離が長くなる。

図６を参照し、減速装置１００と減速装置３００のサイズの違いを比較する。なお、図６では、減速装置１００及び３００の夫々に、モータ３０を取り付けた図を示している。モータ３０の出力軸３１は、モータ歯車３６の孔３３にキー結合している。減速装置１００では、モータ３０がモータ固定部２７に固定される。減速装置３００では、モータ３０が、モータ固定部３２７に固定される。

図６に示すように、減速装置３００の軸線３００Ｘから第２クランクシャフト２６までの距離Ｒａ３００は、減速装置１００の軸線１００Ｘから第２クランクシャフト２６までの距離Ｒａ１００よりも長い。その差の分だけ、減速装置３００の半径Ｒ３００は、減速装置１００の半径Ｒ１００よりも長い。なお、第２クランクシャフト２６からケース３５０の外周までの距離Ｒｂ３００は、第２クランクシャフト２６からケース５０の外周までの距離Ｒｂ１００と等しい。減速装置１００は、第１内歯歯車４が第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置していることによって、軸方向長さと直径が短くなる。

上記したように、第１偏心体７から第１クランクシャフト８の延びる向きは、第２偏心体２４から第２クランクシャフト２６が延びる向きと反対である。減速装置１００では、第１入力歯車１４とモータ歯車３２が噛み合う位置が、減速装置３００と比べて第２入力歯車１２側に位置する。よって、減速装置１００の第１入力歯車１４からモータ３０までの距離Ｌａ１００は、減速装置３００の第１入力歯車１４からモータ３０までの距離Ｌａ３００よりも短くなる。そのため、モータフランジ４６を含めた減速装置１００の軸方向長さＬ１００は、モータフランジ３４６を含めた減速装置３００の軸方向長さＬ３００よりも短くなる。なお、モータフランジ４６を除いた減速装置１００の軸方向長さＬｂ１００は、モータフランジ３４６を除いた減速装置３００の軸方向長さＬｂ３００と等しい。

減速装置１００の他の特徴について説明する。上記したように、第１減速ユニット１００ａは１個の第１外歯歯車１６を有しており、第２減速ユニット１００ｂは２個の第２外歯歯車２０を有している。偏心揺動型の減速装置の場合、外歯歯車の数が多いほど、偏心回転の影響が小さくなり、減速装置の回転バランスが向上する。反面、外歯歯車の数が少ないほど、減速装置のコストが低くなる。複数の減速ユニットを直列に連結した減速装置では、減速装置の出力部材を備えた減速ユニット（第２減速ユニット１００ｂ）の回転バランスが良好であれば、それ以外の減速ユニット（第１減速ユニット１００ａ）の回転バランスが多少悪くても、減速装置全体の回転バランスを良好に維持することができる。減速装置１００では、第２減速ユニット１００ｂの第２外歯歯車２０を２個にすることにより、減速装置１００全体の回転バランスを良好に維持している。また、第１減速ユニット１００ａの第１外歯歯車１６を１個にすることにより、減速装置１００のコストを低く抑えている。

第１入力歯車１４が第１クランクシャフト８に固定され、第２入力歯車１２が第２クランクシャフト２６に固定されている。減速装置１００では、モータのトルクは、モータ歯車３２から第１入力歯車１４に伝達される間に増幅される。また、モータのトルクは、出力歯車６ｄから第２入力歯車１２に伝達される間にも増幅される。モータのトルクは、第１減速ユニット１００ａの主要部品（偏心体、外歯歯車及び内歯歯車）及び第２減速ユニット１００ｂの主要部品によっても増幅される。すなわち、減速装置１００は、モータのトルクを４箇所で増幅する。別言すると、減速装置１００は４個の減速部を有している。

上記したように、減速装置１００の軸線１００Ｘからクランクシャフト２６までの距離Ｒａ１００は、減速装置３００の軸線３００Ｘからクランクシャフト２６までの距離Ｒａ３００よりも短い。そのため、減速装置１００の出力歯車６ｄの直径は、減速装置３００の出力歯車３０６ｄの直径よりも小さくすることができる。出力歯車６ｄと第２入力歯車１２の間の減速比は、出力歯車３０６ｄと第２入力歯車３１２の間の減速比よりも大きい。減速装置１００は、減速装置３００よりも大きな減速比を得ることができる。

減速装置１００では、モータ歯車３２と第１入力歯車１４が第１減速部に相当し、第１減速ユニット１００ａの主要部品が第２減速部に相当し、出力歯車６ｄと第２入力歯車１２が第３減速部に相当し、第２減速ユニット１００ｂの主要部品が第４減速部に相当する。別言すると、第１減速部が第１減速ユニット１００ａの前段減速部に相当し、第２減速部が第１減速ユニット１００ａの後段減速部に相当し、第３減速部が第２減速ユニット１００ｂの前段減速部に相当し、第４減速部が第２減速ユニット１００ｂの後段減速部に相当する。

第１偏心体７が、第１入力歯車１４と第２入力歯車１２の間に位置している。別言すると、軸線１００ｘ方向において、第１入力歯車１４は、第１偏心体７に対して、第２入力歯車１２とは反対側に位置している。第１偏心体７は、一対の円錐ころ軸受１０の間で、第１クランクシャフト８に形成されている。第１入力歯車１４は、一対の円錐ころ軸受１０の外側で、第１クランクシャフト８に固定されている。そのため、第１偏心体７と第１入力歯車１４の間は、少なくとも、１個の円錐ころ軸受１０を配置するための距離が要求される。別言すると、第１偏心体７から第１入力歯車１４に向けて、第１クランクシャフト８が延びることが要求される。

第１入力歯車１４と第２入力歯車１２を第１偏心体７に対して同じ側に配置する場合、第１入力歯車１４と第２入力歯車１２の干渉を避けるために、第２クランクシャフト２６を必要以上に延ばすことが必要である。その結果、第２減速ユニット１００ｂの軸方向長さが長くなり、減速装置１００の軸方向全長が長くなる。第１偏心体７から第１クランクシャフト８が延びる方向が第２偏心体２４から第２クランクシャフト２６が延びる方向と反対なので、第１クランクシャフト８の長さに影響されることなく、第２クランクシャフトの長さを必要最小限にすることができる。

第１内歯歯車４だけでなく、一対の深溝玉軸受５も、軸線１００ｘ方向において、第２入力歯車１２と第２偏心体２４の間に位置している。そのため、減速装置１００は、第３貫通孔２０ｃ内に第２キャリアを延ばす必要がない。

ケース５０にモータフランジ４６が固定されている。モータフランジ４６には、モータ３０（図６を参照）が固定される。ケース５０と第２キャリア４４（第２出力プレート４４ｃ）の間にオイルシール５２が配置されている。軸線１００ｘ方向においてモータフランジ４６と反対側で、プレート２が第２キャリア４４（第２出力プレート４４ｃ）に固定されている。モータフランジ４６の中央部には、突出部３６が形成されている。突出部３６は、プレート２に向かって延びている。別言すると、モータフランジ４６の中央部が、第２減速ユニット１００ｂの内部に突出している。突出部３６には貫通孔３５が形成されており、モータ歯車３２が貫通孔３５を通過している。モータ歯車３２には、ガードプレート３８が固定されている。突出部３６とモータ歯車３２の間に、２個のオイルシール３４が配置されている。オイルシール５２、３４、モータフランジ４６、プレート２によって、減速装置１００内のオイルが減速装置１００の外部に漏れることを防止している。なお、ケース５０とモータフランジ４６の間にＯリング４９が配置されている。そのため、減速装置１００内のオイルが、ケース５０とモータフランジ４６の間から減速装置１００の外部に漏れることはない。

上記したように、モータフランジ４６の中央部には、突出部３６が形成されている。そのため、モータフランジ４６を鉛直方向下側にして使用する場合、オイルシール３４に異物（歯車等の磨耗粉）が浸入しにくい。さらに、モータ歯車３２にガードプレート３８が固定されているので、一層オイルシール３４に異物が浸入しにくい。なお、ガードプレート３８の直径は、貫通孔３５の端部３５ａの直径よりも大きい。そのため、モータ歯車３２からモータの出力シャフトを取り外したときに、モータ歯車３２が落下することを防止することができる。

図７を参照し、第２実施例の減速装置２００について説明する。減速装置２００は、減速装置１００の変形例である。具体的には、減速装置２００は、第１減速ユニット２００ａの構造が減速装置１００と異なる。減速装置２００の部品であって減速装置１００と実質的に同じ部品には、同じ符号又は下二桁の数字が同じ符号を付すことにより、説明を省略する。

第１減速ユニット２００ａは、減速装置２００の軸線２００ｘと同軸の第１クランクシャフト２０８を備える。減速装置１００が２個の第１クランクシャフト８を有するのに対して、減速装置２００は、１個の第１クランクシャフト２０８を有する。第１クランクシャフト２０８は、軸方向に並ぶ２個の第１偏心体２０７を備えている。第１偏心体２０７の夫々に、第１外歯歯車２１６が嵌合している。第１偏心体２０７の偏心方向が１８０°ずれているので、第１外歯歯車２１６の偏心方向も１８０°ずれている。２個の第１外歯歯車２１６が、第１内歯歯車２０４に噛み合いながら偏心回転する。第１減速ユニット２００ａは、第１外歯歯車２１６の偏心方向が軸線２００ｘに対して対称なので、回転バランスがよい。第１クランクシャフト２０８は貫通孔２１４を有しており、貫通孔２１４にシャフト２３２が嵌合している。なお、シャフト２３２の孔３３に、モータの出力シャフトが嵌合している。よって、シャフト２３２は、モータの出力シャフトに相当する。

第１クランクシャフト２０８は、深溝玉軸受２１０によって、キャリア２０６に支持されている。キャリア２０６は、出力歯車２０６ｄと第１出力プレート２０６ｃと第１柱状部２０６ｂとベースプレート２０６ａで構成されている。キャリア２０６は、深溝玉軸受２０５によって、第２キャリア４４に支持されている。

第１及び第２実施例では、第２減速ユニットのキャリア（第２キャリア）が第１減速ユニットのケースを兼ねている例について説明した。第１減速ユニットのケースを別に用意し、第２減速ユニットのキャリアの円筒内面に固定してもよい。

上記実施例では、第１及び第２減速ユニットが、外歯歯車が偏心回転するタイプの減速ユニットについて説明した。第１減速ユニットについては、内歯歯車が偏心回転するタイプの減速ユニットを採用することもできる。この場合の第１減速ユニットは、以下のように表現することができる。第１減速ユニットは、偏心体を有するクランクシャフトと、クランクシャフトを支持するケースと、ケースに支持されているとともに内歯歯車に噛み合っている外歯歯車を備えている。クランクシャフトには入力歯車が固定されており、その入力歯車にモータトルクが供給される。内歯歯車は、偏心外に係合しており、クランクシャフトの回転に伴って偏心回転する。第１減速ユニットは、入力歯車に供給されたモータトルクを増幅して外歯歯車から出力し、外歯歯車から出力されるトルクは、第２減速ユニットの入力歯車に供給される。

本明細書では、「減速ユニットの直径」という表現を用いた。しかしながら、この表現は、本明細書が開示する技術を、外形が真円の減速ユニットに限定することを意図するものではない。例えば、減速ユニットの外径は、矩形、多角形であってもよい。減速ユニットの径方向サイズは、主要部品のうちの最大の部品の直径で規定されることに留意されたい。

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。

Claims (4)

1. 偏心揺動型の第１減速ユニットと、
   第１減速ユニットを囲むように第１減速ユニットと同軸に配置されている偏心揺動型の第２減速ユニットと、を備えており、
   第２減速ユニットは、外歯歯車が内歯歯車に対して偏心回転するタイプであるとともに、入力歯車と偏心体が設けられているクランクシャフトを有しており、
   前記クランクシャフトの入力歯車は、第１減速ユニットの出力部材と係合しており、
   前記クランクシャフトの偏心体は、第２減速ユニットの外歯歯車と係合しており、
   第１減速ユニットの第１内歯歯車が、前記クランクシャフトの軸方向において、前記入力歯車と前記偏心体の間に位置していることを特徴とする減速装置。
2. 第１減速ユニットは、
   前記出力部材である第１キャリアと、
   第１キャリアに支持されており、第１偏心体を有する第１クランクシャフトと、
   第１偏心体に嵌合しており、第１クランクシャフトの回転に伴って偏心回転する第１外歯歯車と、
   第１外歯歯車に噛み合っている第１内歯歯車と、を備えており、
   第２減速ユニットは、
   円筒内面に第１内歯歯車が形成されており、前記クランクシャフトを支持している第２キャリアと、
   前記偏心体に嵌合しており、前記クランクシャフトの回転に伴って偏心回転する前記外歯歯車と、
   前記外歯歯車に噛み合っている前記内歯歯車と、を備えており、
   第１キャリアが前記入力歯車と係合していることを特徴とする請求項１に記載の減速装置。
3. 第２減速ユニットの前記外歯歯車の中心に貫通孔が形成されており、
   第１クランクシャフトに第１入力歯車が固定されており、
   第１入力歯車が、前記貫通孔内に位置していることを特徴とする請求項２に記載の減速装置。
4. 第１キャリアが第２キャリアに支持されており、
   第１キャリアを支持する一対の軸受が、軸方向において、前記貫通孔の外側で、第２減速ユニットのクランクシャフトの入力歯車と第２減速ユニットのクランクシャフトの偏心体との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の減速装置。

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