WO2009098945A1 - 歯車伝動装置 - Google Patents

Abstract

　多関節ロボットの組立を容易にする歯車伝動装置を提供する。 　歯車伝動装置は、内歯部材とキャリアと外歯歯車と第１シャフトを備えている。内歯部材の内周には、内歯歯車が形成されている。キャリアは、内歯歯車の軸線と同軸に配置されており、内歯部材に回転可能に支持されている。外歯歯車は、キャリアに偏心回転可能に支持されており、内歯歯車と噛み合っている。第１シャフトは、内歯歯車の軸線に沿ってキャリアを貫通しているとともにキャリアに回転可能に支持されており、一方の端部に入力されるトルクを他方の端部に伝達する。

Description

歯車伝動装置

　本出願は、２００８年２月７日に出願された日本国特許出願第２００８－２８０６８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。本出願は歯車伝動装置に関する。本出願は特に、多関節ロボットの関節を駆動するのに好適な歯車伝動装置に関する。

　日本国特許公開公報Ｈ１-１６９１５４号（特許文献１）に、多関節ロボットの関節を駆動するのに適した歯車伝動装置が開示されている。特許文献１の歯車伝動装置は、内歯部材とキャリアを備えている。内歯部材の内周に、内歯歯車が形成されている。キャリアは、内歯歯車の軸線と同軸に配置されており、内歯部材に回転可能に支持されている。内歯歯車と噛み合っている外歯歯車が、キャリアに偏心回転可能に支持されている。内歯歯車と外歯歯車は、歯数が異なっている。外歯歯車は、内歯歯車との噛み合いを維持したまま内歯歯車の軸線周りを偏心回転する。このとき、外歯歯車は、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に応じて、内歯歯車に対して相対回転する。外歯歯車が内歯歯車に対して相対回転すると、外歯歯車を支持しているキャリアが、内歯歯車に対して相対回転する。この歯車伝動装置は、外歯歯車と内歯歯車の歯数差に応じた減速比を実現する。

　特許文献１の歯車伝動装置は、多関節ロボットの関節を駆動する。すなわち、特許文献１の歯車伝動装置は、その関節よりもロボット基部側に位置する部材に対して、その関節よりもロボット先端側に位置する部材を回転させる。多関節ロボットには、その基部から先端にかけて複数の関節が配置されている。関節を駆動するためには、モータが必要である。夫々の関節の近傍にモータを夫々配置すると、ロボットの先端が重くなってしまう。そこで、モータをできるだけロボット基部に近い位置に配置し、シャフト等のトルク伝達部材でモータと関節を連結する構造が採用されることがある。

　特許文献１の歯車伝動装置には、内歯歯車の軸線に沿って、キャリアを貫通する貫通孔が設けられている。その貫通孔にシャフトを通過させ、歯車伝動装置よりもロボット基部側に配置されているモータからその歯車伝動装置よりもロボット先端側に配置されている関節にトルクを伝達することができる。すなわち、その歯車伝動装置よりもロボット先端側に配置されている関節を駆動するためのモータを、その歯車伝動装置よりもロボット基部側に配置することができる。これによって、ロボット先端の重量を軽くすることができる。

　特許文献１の歯車伝動装置を使用して多関節ロボットを組み立てる場合、キャリアを貫通するシャフトの一方の端部でそのシャフトとモータの出力シャフトを係合する作業と、シャフトの他方の端部でそのシャフトとその歯車伝動装置よりもロボット先端側の関節（あるいはその関節のための歯車伝動装置）を係合する作業を同時に行う必要がある。すなわち、シャフトを多関節ロボットに組み付ける場合、シャフト両端の作業を連携して行わなければならない。あるいは、ロボット先端側の関節にシャフトを係合させた状態でシャフトをキャリアの貫通孔に通し、その後、シャフトとモータを係合させる作業を行う必要がある。その場合もシャフトが歯車伝動装置を貫通しているので、歯車伝動装置の両側で作業を進めるのは負担が大きい。本明細書に開示する技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであり、多関節ロボットの組立を容易にする歯車伝動装置を提供する。

　本明細書で開示する歯車伝動装置は、内周に内歯歯車が形成されている内歯部材と、内歯歯車の軸線と同軸に配置されているとともに内歯部材に回転可能に支持されているキャリアと、キャリアに偏心回転可能に支持されているとともに内歯歯車と噛み合っている外歯歯車を備えている。キャリアには、内歯歯車の軸線に沿って貫通孔が形成されている。本明細書で開示する歯車伝動装置は、キャリアに貫通孔を設けるだけでなく、さらにキャリアを貫通しているとともにキャリアに回転可能に支持されている第１シャフトを備えている。第１シャフトは、一方の端部に入力される駆動トルクを他方の端部に伝達する。すなわち、本明細書で開示する歯車伝動装置は、ロボットに取り付ける前から、キャリアを貫通し、駆動トルクを伝達する第１シャフトを備えている。この歯車伝動装置をロボットのアームに取り付けると、アームに対して第１シャフトが位置決めされる。従って、第１シャフトの一方の端部（ロボット基部側の端部）をモータに係合させる作業と、第１シャフトの他方の端部をその歯車伝動装置よりもロボット先端側の関節に係合させる作業を独立に行うことが可能となる。多関節ロボットの組立が容易になる。

　歯車伝動装置よりもロボットの先端側に２つの関節が配置されていることがある。そこで、歯車伝動装置は、第１シャフトと同軸にその内側を貫通している第２シャフトを備えていることが好ましい。そのような歯車伝動装置によって、歯車伝動装置よりもロボット基部側に２つのモータを配置することができる。２つのモータのトルクは、歯車伝動装置よりもロボット先端側の２つの関節に伝達される。この歯車伝動装置は、歯車伝動装置よりもロボットの先端側に２つの関節が配置されている多関節ロボットを効率よく組み立てることができる。

　第１シャフトの内側を第２シャフトが貫通している場合、第２シャフトは、第１シャフトに囲まれている。そのため、第２シャフトに対して、モータや関節を係合させにくい。第２シャフトの長さが第１シャフトの長さよりも長ければ、第２シャフトを第１シャフトの端面から突出させることができる。第２シャフトに対して、モータや関節を係合させやすくなる。多関節ロボットの組立がより容易になる。

　本明細書で開示する歯車伝動装置は、好適には、前腕の先端に手首が連結されている多関節ロボットに採用される。すなわち、本明細書で開示する歯車伝動装置は、多関節ロボットの前腕に取り付けられ、手首を前腕の軸線周りに回転させる歯車伝動装置に好適である。この歯車伝動装置は、第１シャフトと第２シャフトのロボット基部側の端部に、モータと係合する歯車が固定されている。第１シャフトと第２シャフトのロボット先端側の端部が、前腕より先の関節にトルクを伝達するための駆動シャフトと着脱可能に連結される。この歯車伝動装置を用いれば、手首関節を駆動するための２つのモータを第１、第２シャフトに係合する作業と、手首関節にトルクを伝達するための２つの駆動シャフトを第１、第２シャフトに係合する作業を独立して行うことができる。

　本明細書で開示する技術によると、多関節ロボットの組立を容易にする歯車伝動装置を提供することができる。

多関節ロボットの概略図を示す。 第１実施例の歯車伝動装置の断面図を示す。 図２のIII－III線に沿った断面図を示す。 図２のIV－IV線に沿った断面図を示す。 第１実施例の歯車伝動装置の取り付け作業を説明する図を示す。 第２実施例の歯車伝動装置の断面図を示す。

　実施例を説明する前に、各実施例の技術的特徴のいくつかを記す。なお、主要な技術的特徴は、各実施例の説明に含まれている。
（第１特徴）　キャリアが、一対の支持部材と内歯歯車の軸線に沿って延びている柱状部とを備えており、支持部材同士が柱状部によって連結されている。
（第２特徴）　キャリアに内歯歯車の軸線に沿って第１貫通孔が形成されており、第１シャフトが、第１貫通孔内でキャリアに回転可能に支持されている。
（第３特徴）　外歯歯車に、クランクシャフトの偏心体が嵌合している第２貫通孔と、キャリアの柱状部が遊嵌している第３貫通孔が形成されている。
（第４特徴）　第１シャフトに自身の軸線と同軸の第４貫通孔が形成されており、第２シャフトが、第４貫通孔内で第１シャフトに回転可能に支持されている。

（第１実施例）
　図１は、本実施例の歯車伝動装置１６が取り付けられている多関節ロボット１００の概略図を示す。図２は、歯車伝動装置１６の断面図を示す。図３は、図２のIII－III線に沿った断面図を示す。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図を示す。なお、断面図では、図面の明瞭化のために、一部の部品のハッチングを省略している。

　まず、多関節ロボット１００について説明する。多関節ロボット１００は、基部に対して回転する基部側アーム（上腕）６と、基部側アーム６に対して回転する先端側アーム（前腕）１８を備えている。多関節ロボット１００はさらに、手先２３等の部材を備えている。多関節ロボット１００は６つの関節２、４、８、１６、２０及び２２を備えている。各関節には歯車伝動装置が取り付けられている。モータのトルクが歯車伝動装置で増幅され、各関節を駆動する。以下の説明では、各関節を示す符号を、その関節が備える歯車伝動装置を示す記号としても用いる。例えば、関節２に取り付けられた歯車伝動装置を「歯車伝動装置２」と表す。また、関節２０と２２を合わせて手首２１と称する場合がある。

　歯車伝動装置２は、基部に対して多関節ロボット１００の全体を軸線ＣＬ１周りに回転させる。歯車伝動装置４は、基部側アーム６を軸線ＣＬ２周りに回転させる。歯車伝動装置８は、先端側アーム１８を軸線ＣＬ３周りに回転させる。歯車伝動装置１６は、手首２１を軸線ＣＬ４周りに回転させる。歯車伝動装置２０は、手先２３を軸線ＣＬ５周りに回転させる。歯車伝動装置２２は、手先２３を軸線ＣＬ６周りに回転させる。なお、歯車伝動装置１６によって手首２１が軸線ＣＬ４周りに回転するときに、先端側アーム１８のアーム部１８ａは、手首２１とともに軸線ＣＬ４周りに回転する。

　モータ１４は、歯車伝動装置１６にトルクを伝達する。モータ１２は、歯車伝動装置２２にトルクを伝達する。モータ１０は、歯車伝動装置２０にトルクを伝達する。モータ１０、１２は、歯車伝動装置２０、２２から離れた位置に配置されている。より具体的にいうと、モータ１０、１２は、歯車伝動装置１６よりも基部側に配置されており、歯車伝動装置１６よりもアーム先端側に配置されている歯車伝動装置２０、２２にトルクを伝達する。後述するが、モータ１０、１２は、歯車伝動装置１６内を通過するシャフトを介して、歯車伝動装置２０、２２にトルクを伝達している。なお、図１では、歯車伝動装置２、４、８を駆動するためのモータの図示を省略している。

　以下に詳細に説明する歯車伝動装置１６は、先端側アーム１８のベース部１８ｂとアーム部１８ａとの間に取り付けられ、手首２１を先端側アーム１８の軸線ＣＬ４周りに回転させる歯車伝動装置である。他の歯車伝動装置２、４、８、２０及び２２も、歯車伝動装置１６と同じ構造を有していてよい。また、先端側アーム１８のベース部１８ｂは、歯車伝動装置８の出力側に取り付けられている。

　図２に示すように、歯車伝動装置１６は、内歯部材７６とキャリアを備えている。内歯部材７６の内周には、内歯ピン４２が設けられている。複数の内歯ピン４２が内歯部材７６の内周に設けられており、内歯歯車を形成している（図３を参照）。キャリアは、対向している一対の支持部材３２Ｘ、３２Ｙと、内歯歯車の軸線ＣＬ４に沿って延びている柱状部７７を備えている。支持部材３２Ｘと支持部材３２Ｙは、柱状部７７によって連結されている。具体的にいうと、支持部材３２Ｘと柱状部７７が一体に形成されており、支持部材３２Ｙと柱状部７７がボルト７２によって固定されている。以下の説明では、一対の支持部材３２Ｘ、３２Ｙと柱状部７７を併せて、キャリア３２と称することがある。

　キャリア３２は、一対のアンギュラ玉軸受７４によって、内歯部材７６に回転可能に支持されている。キャリア３２は、内歯歯車の軸線ＣＬ４と同軸に配置されている。支持部材３２Ｘ、３２Ｙには、夫々貫通孔（第１貫通孔）５１Ｘ、５１Ｙが形成されている。第１貫通孔５１Ｘ、５１Ｙは、内歯歯車の軸線ＣＬ４と同軸に形成されている。以下の説明では、第１貫通孔５１Ｘと第１貫通孔５１Ｙを併せて、第１貫通孔５１と称することがある。

　キャリア３２は、クランクシャフト４８と外歯歯車４０を支持している。クランクシャフト４８は、一対の支持部材３２Ｘ、３２Ｙの間に配置されており、一対の円錐ころ軸受３６によって、キャリア３２に回転可能に支持されている。クランクシャフト４８は、内歯歯車の軸線ＣＬ４に沿って延びている。クランクシャフト４８には、偏心体４６と入力歯車３０が固定されている。なお、入力歯車３０は、モータ１４の出力シャフト２５に固定されているモータ歯車２６に噛み合っている（図４も参照）。すなわち、クランクシャフト４８は、軸線ＣＬ４から半径方向にオフセットした位置で、歯車伝動装置１６の入力シャフトの役割をしている。

　図４に示すように、入力歯車３０の歯数は、モータ歯車２６の歯数よりも多い。そのため、モータ１４の出力軸２５の回転は、歯車２６、３０によって減速されてクランクシャフト４８に伝達される。クランクシャフト４８が回転すると、偏心体４６が、クランクシャフト４８の軸線周りを偏心回転する。

　図２、３に示すように、外歯歯車４０は、内歯部材７６に囲まれており、内歯歯車（内歯ピン４２）と噛み合っている。外歯歯車４０には貫通孔（第２貫通孔）１０２、１１６が形成されている。クランクシャフト４８の偏心体４６が、針状ころ軸受３８を介して第２貫通孔１０２に嵌合している。前述したクランクシャフト４８に加えて、一対の支持部材３２Ｘ、３２Ｙの間に補助クランクシャフト１２２が回転可能に支持されている（図４を参照)。補助クランクシャフト１２２に、偏心体１１２が固定されている。補助クランクシャフト１２２の偏心体１１２が、針状ころ軸受１１４を介して第２貫通孔１１６に嵌合している。クランクシャフト４８が回転すると、偏心体４６がクランクシャフト４８の軸線周りを偏心回転する。同様に、補助クランクシャフト１２２が回転すると、偏心体１１２が補助クランクシャフト１２２の軸線周りを偏心回転する。そのため、外歯歯車４０は、クランクシャフト４８の回転に伴って、内歯歯車（内歯ピン４２）との噛み合いを維持しながら軸線ＣＬ４周りを偏心回転する。外歯歯車４０が１回偏心回転すると、外歯歯車４０の歯数と内歯歯車の歯数（内歯ピン４２の数）の差に応じて、外歯歯車４０が内歯部材７６に対して回転する。

　なお、図４に示すように、補助クランクシャフト１２２には入力歯車が固定されていない。そのため、補助クランクシャフト１２２には、モータ１４のトルクが直接伝達されない。実際には、補助クランクシャフト１２２は、外歯歯車４０を偏心回転させない。クランクシャフト４８が外歯歯車４０を偏心回転させ、その結果、外歯歯車４０の偏心回転に伴って補助クランクシャフト１２２が受動的に回転する。補助クランクシャフト１２２を配置することによって、外歯歯車４０の回転バランスを安定させている。換言すると、補助クランクシャフト１２２は、クランクシャフト４８と同期して回転し、外歯歯車４０を安定して回転させている。

　図３に示すように、外歯歯車４０には貫通孔（第３貫通孔）１０６、１１０及び１１８が形成されている。キャリア３２の柱状部７７（図２も参照）が、第３貫通孔１１８に遊嵌している。符号１０４、１０８もキャリア３２の柱状部を示している。柱状部１０４が第３貫通孔１０６に遊嵌しており、柱状部１０８が第３貫通孔１１０に遊嵌している。本明細書でいう「遊嵌」とは、２つの部材が隙間を空けて嵌合していることを意味する。すなわち、柱状部７７、１０４及び１０８と、それに対応する第３貫通孔１１８、１０６、及び１１０の間には、隙間が設けられている。その隙間が、外歯歯車４０の偏心回転を許容する。外歯歯車４０が内歯歯車７６に対して回転すると、キャリア３２は、外歯歯車４０の回転に伴って、内歯部材７６に対して回転する。

　図２に示すように、ボルト９２によって、モータ１４がモータ支持部材２４に固定されている。ボルト２８によって、モータ支持部材２４がキャリア３２に固定されている。すなわち、モータ１４はキャリア３２に固定されている。そのため、クランクシャフト４８が回転しても、キャリア３２はモータ１４（又はモータ支持部材２４）に対して回転しない。クランクシャフト４８が回転すると、内歯部材７６がモータ１４に対して回転する。他方、ボルト７０によって、先端側アーム１８のアーム部１８ａが内歯部材７６に固定されている。クランクシャフト４８が回転すると、アーム部１８ａが、モータ支持部材２４に対して回転する。すなわち、クランクシャフト４８が回転すると、手首２１が軸線ＣＬ４周りに回転する（図１を参照）。なお、図示は省略しているが、モータ支持部材２４には、モータ１０及びモータ１２が固定されている。

　支持部材３２Ｘと支持部材３２Ｙの間に、貫通孔６９を有する筒状部材６８が配置されている。貫通孔６９は、第１貫通孔５１（貫通孔５１Ｘ及び５１Ｙ）と連通している。なお、筒状部材６８は、外歯歯車４０に形成されている中心貫通孔１２０（図３を参照）を通過している。貫通孔５１、６９内に、第１シャフト８０が配置されている。第１シャフト８０は、内歯歯車の軸線ＣＬ４と同軸に配置されている。第１シャフト８０は、一対の深溝玉軸受６６によって、キャリア３２に回転可能に支持されている。また、第１シャフト８０は、支持部材３２Ｙの端面と内歯部材７６の端面から突出している。

　入力歯車９８が、ボルト９４によって第１シャフト８０の端部８４に固定されている。入力歯車９８は、モータ１０（図１を参照）の出力シャフトに固定されているモータ歯車（図示省略）と噛み合っている。駆動シャフト５８が、連結部材５９によって第１シャフト８０の端部６０に接続されている。なお、第１シャフト８０は、駆動シャフト５８に対して着脱可能である。駆動シャフト５８は、歯車伝動装置２０（図１を参照）の入力シャフト（図示省略）にモータ１０のトルクを伝達する。換言すると、駆動シャフト５８は、先端側アーム１８よりも先の関節にモータ１０のトルクを伝達する。モータ１０のトルクは、入力歯車９８、第１シャフト８０及び駆動シャフト５８を介して、歯車伝動装置２０の入力シャフトに伝達される。

　上記したように、第１シャフト８０はキャリア３２に支持されている。そのため、第１シャフト８０の端部８４にモータ１０を係合する作業（端部８４に入力歯車９８を固定する作業や、入力歯車９８とモータ１０のモータ歯車を噛み合わせる作業）と、第１シャフト８０の端部６０に駆動シャフト５８を接続する作業を独立に行うことができる。従来の歯車伝動装置のように、歯車伝動装置１６の両側で作業を連携して行う必要がない。歯車伝動装置１６は、従来の歯車伝動装置と比べて、多関節ロボット１００の組立を容易にすることができる。

　第１シャフト８０には、軸線ＣＬ４と同軸の貫通孔（第４貫通孔）８６が形成されている。なお、第１シャフト８０が軸線ＣＬ４と同軸に配置されているので、第４貫通孔８６は、第１シャフト８０の軸線と同軸に形成されているといえる。第２シャフト７８が、第４貫通孔８６を通過している。第２シャフト７８は、一対の深溝玉軸受６２によって、第１シャフト８０に回転可能に支持されている。前記したように、第１シャフト８０はキャリア３２に回転可能に支持されている。そのため、第２シャフト７８は、第１シャフト８０を介して、キャリア３２に回転可能に支持されているといえる。入力歯車９６が、ボルト８８によって、第２シャフト７８の端部９０に固定されている。駆動シャフト５６が、連結部材５５によって第２シャフト７８の端部５４に接続されている。第２シャフト７８は、駆動シャフト５６に対して着脱可能である。駆動シャフト５６は、歯車伝動装置２２（図１を参照）の入力シャフトにモータ１２のトルクを伝達する。第２シャフト７８がキャリア３２に回転可能に支持されているので、第２シャフト７８の端部９０にモータ１２を係合する作業（端部９０に入力歯車９６を固定する作業や、入力歯車９６とモータ１２のモータ歯車を噛み合わせる作業）と、第２シャフト７８の端部５４に駆動シャフト５６を接続する作業を独立に行うことができる。

　図２に示すように、第２シャフト７８は第１シャフト８０よりも長い。そして、第２シャフト７８の端部５４が、第１シャフト８０の端面から突出している。そのため、第１シャフト８０と駆動シャフト５８を接続する作業、及び第２シャフト７８と駆動シャフト５６を接続する作業を容易にすることができる。このことについて図５を参照して説明する。なお、図５では、以下の説明に必要な部品にのみ符号を付している。

　上記したように、第１シャフト８０と駆動シャフト５８は、連結部材５９によって接続される。第２シャフト７８と駆動シャフト５６は、連結部材５５によって接続される。第２シャフト７８は第４貫通孔８６内に配置されているので、その外観を確認することができない。しかしながら、第２シャフト７８の端部５４が第１シャフト８０の端面から突出しているので、第２シャフト７８と駆動シャフト５６が確実に接続されているか否かを容易に確認することができる。また、第１シャフト８０に邪魔されることなく、第２シャフト７８と駆動シャフト５６を接続することができる。なお、前記したように、第１シャフト８０は、支持部材３２Ｙの端面と内歯部材７６の端面から突出している。第１シャフト８０と駆動シャフト５８が確実に接続されているか否かを容易に確認することができる。また、支持部材３２Ｙや内歯部材７６に邪魔されることなく、第１シャフト８０と駆動シャフト５８を接続することができる。

　歯車伝動装置１６の他の構成について説明する。図２に示すように、オイルシール４４が、内歯部材７６と支持部材３２Ｙの間に配置されている。オイルシール３４が、内歯部材７６と支持部材３２Ｘの間に配置されている。オイルシール５２が、支持部材３２Ｙと第１シャフト８０の間に配置されている。オイルシール５３が、第１シャフト８０と第２シャフト７８の間に配置されている。また、キャップ５０、７１が、支持部材３２Ｙの端面に配置されている。キャップ５０は、歯車伝動装置１６の外部とクランクシャフト４８を隔てている。キャップ７１は、歯車伝動装置１６の外部とボルト７２を隔てている。４つのオイルシール４４、３４、５２、５３及びキャップ５０、７１によって、歯車伝動装置１６内の潤滑剤（オイル）が、歯車伝動装置１６の外部に漏れることを防止できる。

（第２実施例）
　図６を参照し、歯車伝動装置２１６について説明する。歯車伝動装置２１６は、歯車伝動装置１６の変形例である。歯車伝動装置１６と実質的に同じ部品については、同じ符号又は下二桁に同じ符号を付すことにより説明を省略することがある。

　ボルト２０３よって、蓋２０１が内歯部材７６に固定されている。蓋２０１には貫通孔が形成されており、その貫通孔を第１シャフト８０が通過している。蓋２０１と第１シャフト８０の間にオイルシール２５２が配置されている。歯車伝動装置２１６では、歯車伝動装置１６で使用しているオイルシール４４、５２及びキャップ５０、７１を使用していない。歯車伝動装置２１６では３つのオイルシール３４、２５２、５３及び蓋２０１によって、歯車伝動装置２１６内の潤滑剤が、歯車伝動装置２１６の外部に漏れることを防止できる。すなわち、歯車伝動装置２１６は、歯車伝動装置１６よりも部品数を少なくすることができる。また、第２シャフト７８の端部２５４が、第１シャフト８０の端面から突出していない。そのため、歯車伝動装置２１６は、歯車伝動装置１６と比べて外形の凹凸が少ない。ロボットの組立作業中の安全性を高くすることができる。

　歯車伝動装置１６、２１６では、クランクシャフト４８が、内歯歯車の軸線ＣＬ４とオフセットした位置で内歯歯車の軸線ＣＬ４に沿って延びている。そのため、外歯歯車４０の第２貫通孔１０２、１１６が、外歯歯車４０の周方向に形成されている。クランクシャフト４８は、内歯歯車の軸線ＣＬ４と同軸に延びていてもよい。その場合、外歯歯車４０の第２貫通孔を、外歯歯車の中心に形成すればよい。補助クランクシャフト１２２（図４を参照）を省略することができる。すなわち、歯車伝動装置の部品数を少なくすることができる。この場合、クランクシャフト４８に貫通孔を形成し、第１シャフト８０をその貫通孔内に配置する。

　歯車伝動装置１６、２１６では、モータ歯車２６がクランクシャフト４８に固定された入力歯車３０に直接噛み合って、モータ１４のトルクをクランクシャフト４８に伝達している。モータ歯車２６と入力歯車３０の間に歯車を配置し、その歯車を介してトルクを伝達してもよい。その場合、モータ歯車２６と入力歯車３０の間に配置される歯車は、キャリア３２に回転可能に支持されていることが好ましい。また、歯車伝動装置１６、２１６では、クランクシャフト４８にだけモータ１４のトルクが直接伝達され、補助クランクシャフト１２２は外歯歯車４０の偏心回転に伴って受動的に回転する。しかしながら、キャリア３２に歯車を回転可能に支持し、その歯車を介して、モータ歯車２６のトルクを全てのクランクシャフトに均等に伝達するようにしてもよい。歯車伝動装置のトルク伝達経路はこれらに限られたものではなく、実施形態によって適宜変更することができる。

　歯車伝動装置１６、２１６では、キャリア３２の第１貫通孔５１が、内歯歯車の軸線ＣＬ４と同軸に形成されている。しかしながら、第１貫通孔５１は、軸線ＣＬ４からオフセットした位置で軸線ＣＬ４に沿って形成されていてもよい。その場合、第１シャフト８０及び第２シャフト７８は、軸線ＣＬ４からオフセットした位置で軸線ＣＬ４に沿って配置される。すなわち、シャフト８０、７８がキャリア３２を貫通する位置は任意であり、他の要素（例えばクランクシャフトの径や、クランクシャフトが配置される位置等）に応じて適宜変更することができる。

　歯車伝動装置２１６では、第２シャフト７８の端部２５４が、第１シャフト８０の端面から突出していない。歯車伝動装置１６のように、第２シャフト７８の端部２５４を、第１シャフト８０の端面から突出させてもよい。第１シャフト８０と駆動シャフト２５８を固定する作業、及び第２シャフト７８と駆動シャフト２５６を固定する作業を容易にすることができる。

　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。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. 　多関節ロボットの関節を駆動する歯車伝動装置であり、
   　内周に内歯歯車が形成されている内歯部材と、
   　内歯歯車の軸線と同軸に配置されているとともに内歯部材に回転可能に支持されているキャリアと、
   　キャリアに偏心回転可能に支持されているとともに内歯歯車と噛み合っている外歯歯車と、
   　内歯歯車の軸線に沿ってキャリアを貫通しているとともにキャリアに回転可能に支持されており、一方の端部に入力される駆動トルクを他方の端部に伝達する第１シャフトと、
   　を備えていることを特徴とする歯車伝動装置。
2. 　第１シャフトと同軸にその内側を貫通している第２シャフトを備え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. 　第２シャフトの長さが、第１シャフトの長さよりも長いことを特徴する請求項２に記載の歯車伝動装置。
4. 　前記歯車伝動装置は、多関節ロボットの前腕に取り付けられ、手首を前腕の軸線周りに回転させるための歯車伝動装置であり、
   　第１シャフトと第２シャフトのロボット基部側の端部に、モータと係合する歯車が固定されており、
   　第１シャフトと第２シャフトのロボット先端側の端部が、前腕より先の関節にトルクを伝達するための駆動シャフトと着脱可能に連結されることを特徴とする請求項２又は３に記載の歯車伝動装置。
    

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