WO2014042065A1

WO2014042065A1 - 変速装置

Info

Publication number: WO2014042065A1
Application number: PCT/JP2013/073934
Authority: WO
Inventors: 大輔松井; 佑介片岡
Original assignee: ナブテスコ株式会社
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2014-03-20
Also published as: JP2014055655A; CN204592160U; TW201418601A

Abstract

　キャリアとケース間に、ケースに対してキャリアが軸方向に変位することを規制しながら自転することを許容するスラスト軸受と、ケースに対してキャリアが半径方向に変位することを規制しながら自転することを許容するラジアル軸受を配置する。スラスト軸受とラジアル軸受を併用すると、ケースとキャリアの軸方向の相対変位を規制する力と、ケースとキャリアの半径方向の相対変位を規制する力を確保し易い。

Description

変速装置

　本出願は、２０１２年９月１３日に出願された日本国特許出願第２０１２－２０２０１５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。本明細書では、内歯の一部と外歯の一部が噛み合っており、内歯の歯数と外歯の歯数との間に歯数差が設けられており、内歯に対して外歯歯車が公転すると外歯歯車が自転する現象を利用する変速装置を開示する。

　例えば、図４に示す変速装置が知られている。図４において、参照番号１０７はケースを示し、１０５，１０６は内歯を示している。内歯１０５，１０６は、ケース１０７に固定されている。参照番号１０３，１０４は外歯歯車を示し、外歯歯車１０３の外歯の一部と内歯１０５の一部が噛み合っている。外歯歯車１０４の外歯の一部と内歯１０６の一部が噛み合っている。外歯歯車１０３の歯数と内歯１０５の歯数は相違している。外歯歯車１０４の歯数と内歯１０６の歯数は相違している。

　外歯歯車１０３の中心１０３ｅを、クランク軸１０１ａが貫通している。外歯歯車１０４の中心１０４ｅを、クランク軸１０１ｂが貫通している。クランク軸１０１ａ，１０１ｂは、入力軸１０１に接続されている。クランク軸１０１ａもクランク軸１０ｂも、入力軸１０１から距離Ｄだけ離れている。入力軸１０１の軸心方向から観察したときに、クランク軸１０１ａとクランク軸１０１ｂは、入力軸１０１を中心に反対方向にオフセットしている。

　外歯歯車１０３には、貫通孔１０３ｃ，１０３ｄが形成されている。外歯歯車１０４には、貫通孔１０４ｃ，１０４ｄが形成されている。参照番号１０９ａは出力軸であり、先端が分岐している。分岐した先端１０９ｃは、貫通孔１０３ｃ，１０４ｃに挿入されている。分岐した先端１０９ｄは、貫通孔１０３ｄ，１０４ｄに挿入されている。

　入力軸１０１が軸Ａの周りに回転すると、外歯歯車１０３の中心１０３ｅは軸Ａの周りを公転し、外歯歯車１０４の中心１０４ｅも軸Ａの周りを公転する。内歯１０５に対して外歯歯車１０３が公転すると外歯歯車１０３は自転し、内歯１０６に対して外歯歯車１０４が公転すると外歯歯車１０４は自転する。外歯歯車１０３と外歯歯車１０４が自転すると、出力軸１０９ａが自転する。外歯歯車１０３と内歯１０５の歯数差、ならびに、外歯歯車１０４と内歯１０６の歯数差を調整することで変速比を調整することができる。

　本明細書では、ケース１０７に対して出力軸１０９ａと一体となって回転する部材、図４の場合には、出力軸１０９ａと分岐先端１０９ｃ，１０９ｄをキャリア１０９という。なお、図４は変速装置の動作原理を模式的に示しており、出力軸１０９ａの先端の分岐数等は２本に限られない。

　図４の変速装置は、ケース１０７と、外歯歯車１０３，１０４と、キャリア１０９を備えている。ケース１０７の内歯の歯数と外歯歯車１０３，１０４の外歯の歯数との間に歯数差が設けられている。図４の変速装置は、外歯歯車１０３，１０４がケース１０７に対して公転すると外歯歯車１０３，１０４が自転する現象を利用して、キャリア１０９をケース１０７に対して自転させる変速装置である。図４では図示されていないが、その変速装置の場合、ケース１０７に対してキャリア１０９を自転可能に支持しておく必要がある。

　外歯歯車１０３，１０４をケース１０７に対して公転させる機構は、図４の機構に限られない。例えば図５では、クランクシャフト１０１ａ，１０１ｂが、外歯歯車１０３，１０４の中心以外の位置１０３ｆ，１０４ｆを貫通している。この構造でも、入力軸１０１が回転すると、外歯歯車１０３，１０４はケース１０７に対して公転する。外歯歯車１０３，１０４がケース１０７に対して公転すると、外歯歯車１０３，１０４はケース１０７に対して自転する。図５の構造では、入力軸１０１とクランクシャフト１０１ａ，１０１ｂが、外歯歯車１０３，１０４の自転に追従する必要がある。そのために、入力軸１０１を支持する部材１０９ｇは、ケース１０７に対して回転可能となっている。図５では、出力軸１０９ａと分岐先端１０９ｄと入力軸支持部材１０９ｇ等でキャリア１０９が形成されている。図５の構造でも、キャリア１０９をケース１０７に自転可能に支持しておく必要がある。図５の場合、入力軸１０１を回転させるモータをキャリア１０９に固定する。この場合、キャリア１０９に対してケース１０７が自転することが多い。なお、図５は変速装置の動作原理を模式的に示しており、入力軸１０１の本数，出力軸１０９ａの分岐数等は、図示のものに限られない。

　図６に、クランクシャフト１０１ａ，１０１ｂが、外歯歯車１０３，１０４の自転を出力軸１０９ａに伝達する部材を兼用している場合を例示している。図６では、クランクシャフト１０１ｂの上端に、トルク伝達軸１０１ｃが接続されている。出力軸１０９ａに、受け入れ部分１０９ｈが形成されている。受け入れ部分１０９ｈは、出力軸１０９ａの回転中心軸Ａ以外の部分で、トルク伝達軸１０１ｃの上端を受け入れる。トルク伝達軸１０１ｃは、受け入れ部分１０９ｈに対して自転可能である。この構造でも、入力軸１０１が回転すると、外歯歯車１０３，１０４は、ケース１０７に対して公転する。外歯歯車１０３，１０４がケース１０７に対して公転すると、外歯歯車１０３，１０４はケース１０７に対して自転する。

　図６の構造では、入力軸１０１とクランクシャフト１０１ａ，１０１ｂとトルク伝達軸１０１ｃが、外歯歯車１０３，１０４の自転に追従する必要がある。そのために、入力軸１０１を支持する部材１０９ｇは、ケース１０７に対して回転可能となっている。図６では、出力軸１０９ａと入力軸支持部材１０９ｇ等によってキャリア１０９が形成されている。図６の構造でも、キャリア１０９をケース１０７に自転可能に支持しておく必要がある。図６の場合、入力軸１０１を回転させるモータを、キャリア１０９に固定する。この場合、キャリア１０９に対してケース１０７が自転することが多い。なお、図６は変速装置の動作原理を模式的に示しており、入力軸１０１の本数は、図示のものに限られない。

　図４から図６に例示するいずれの構造でも、キャリア１０９をケース１０７に自転可能に支持しておく必要がある。特開２００７－２７８３５５号公報は、図６の構造を詳細に示している。以下の説明では、特開２００７－２７８３５５号公報を特許文献１と称する。特許文献１の図１に示されているように、特許文献１の技術では、キャリアに円柱形状部を設け、ケースに筒状部を設け、円柱形状部と筒状部の間に軸受を設ける。具体的には、円柱形状部の上端近傍に第１の軸受を設け、円柱形状部の下端近傍に第２の軸受を設ける。

　上記の変速装置は、例えばロボットの関節部に利用される。例えばケースをアームの基部側に固定し、キャリアをアームの先端側に固定すると、モータによって基部側に対して先端側を回転させることができる。その際に、モータ回転数を減速して先端側を回転させることができる。

　ケースとキャリアの間には、様々な外力が作用する。ケースとキャリアの間には、ケースに対してキャリアが軸方向（キャリアの自転軸に沿った方向）に変位することを規制する必要があり、ケースに対してキャリアが半径方向に変位することを規制する必要がある。その上で、ケースに対してキャリアが自転できる関係が必要とされる。特許文献１の技術では、円柱形のキャリアの上端近傍に第１ボールベアリングを設け、円柱形のキャリアの下端近傍に第２ボールベアリングを配置することによって、上記の要請に応えている。

　変速装置が小型化すると、軸受も小型化せざるを得ない。軸受を小型化すると、ケースに対してキャリアが軸方向に変位することを規制する力が低下し、半径方向に変位することを規制する力も低下してしまう。アンギュラボールベアリング（転動するボールを案内するレースの形状を改良して、軸方向の規制力を高めた軸受）、アンギュラローラベアリング（転動体にローラを利用することで接触面積を増大させるとともに、ローラの伸張方向を傾斜させることによって軸方向の規制力を高めた軸受）、テ―パローラベアリング（転動体に径が徐々に変化するローラを設けることで、軸方向の規制力を高めた軸受）など、ベアリングの種類を様々に工夫しても、ケースに対してキャリアが変位することを規制する力が不足してしまう。本明細書では、変速装置を小型化しても、ケースに対してキャリアが軸方向に相対変位することを規制する力を確保することができ、ケースに対してキャリアが半径方向に相対変位することを規制する力を確保することができる変速装置を開示する。

　本明細書で開示する変速装置は、図４から図６に開示したように、ケースと外歯歯車とキャリアを備えている。ケースには内歯が形成されており、外歯歯車には外歯が形成されている。外歯歯車は、ケースに対して遊星運動可能である。ケースに形成されている内歯の歯数と、外歯歯車に形成されている外歯の歯数は相違している。そのために、ケースに形成されている内歯の一部と外歯歯車に形成されている外歯の一部が噛み合った状態でケースに対して外歯歯車が公転すると、外歯歯車が自転する。なお、ケースに対して外歯歯車を公転させる機構は特に限定されない。図４から図６に例示した種々の公転機構を利用することができる。図４から図６に例示されていない公転機構を利用することもできる。

　本明細書で開示する変速装置では、ケースとキャリア間に、ケースに対してキャリアが軸方向に変位することを規制しながらケースに対してキャリアが自転することを許容するスラスト軸受と、ケースに対してキャリアが半径方向に変位することを規制しながらケースに対してキャリアが自転することを許容するラジアル軸受が配置されている。すなわち、ケースに対してキャリアが自転することが可能であるが、軸方向の相対変位はスラスト軸受で規制され、径方向の相対変位はラジアル軸受で規制されている。上記構造を備えていると、外歯歯車の自転に追従してケースに対してキャリアが自転する。外歯歯車の公転数と外歯歯車の自転数との間で変速比を実現することができる。

　上記によると、軸方向の相対変位はスラスト軸受で規制され、半径方向の相対変位はラジアル軸受で規制される。この構造によると、軸方向の相対変位と半径方向の相対変位を単一の軸受で規制する構造、すなわち、アンギュラボールベアリング、アンギュラローラベアリング、あるいはテ―パローラベアリングで支持する構造と比較して、必要な規制力を確保しやすい。軸受を小型化しても、必要な規制力を確保することができる。すなわち、スラスト軸受とラジアル軸受を併用したときの軸方向の長さ及び外径と、アンギュラボールベアリング、アンギュラローラベアリング、あるいはテ―パローラベアリングを用いたときの軸方向の長さ及び外径を等しくした場合、「前者による軸方向の規制力」＞「後者による軸方向の規制力」となり、「前者による半径方向の規制力」＞「後者による半径方向の規制力」となる。

　スラスト軸受とラジアル軸受の併用方法は特に限定されない。例えばキャリアの軸方向の一部に鍔状大径部を形成し、鍔状大径部の上面を第１スラスト軸受で支持し、鍔状大径部の下面を第２スラスト軸受で支持し、鍔状大径部の周面をラジアル軸受で支持する構造を採用することができる。あるいはケースの内歯提供面とキャリアの外周面の間に、ラジアル軸受を配置してもよい。ケースの内歯提供面に断面が半円形の溝を形成し、その溝に断面が円形のピンを自転自在に収容することで、内歯を形成する技術が知られている。その構造で内歯が形成されているケースの内歯提供面とキャリアの外周面の間に、ラジアル軸受を配置する場合、上記半円形の溝にローラ（ラジアル軸受の転動体）を配置することができる。溝を転動体の転動面として利用することができる。さらに、内歯を提供するピンがラジアル軸受の転動体を兼用する構造とすることができる。

第１実施例の変速装置の断面図を示す。図１のII-II線に沿った拡大断面図を示す。第２実施例の変速装置の断面図を示す。従来の変速装置の第１例を例示する。従来の変速装置の第２例を例示する。従来の変速装置の第３例を例示する。

　以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
（特徴１）キャリアに対して偏心揺動軸が回転可能に支持されている。
（特徴２）キャリアと偏心揺動軸の間に、一対のテ―パローラベアリングが配置されている。
（特徴３）偏心揺動軸の上端近傍とキャリアの間に上部テ―パローラベアリングが配置されており、偏心揺動軸の下端近傍とキャリアの間に下部テ―パローラベアリングが配置されている。
（特徴４）「ケースとキャリア間に作用する軸方向力」＞「キャリアと偏心揺動軸間に作用する軸方向力」の関係であり、「ケースとキャリア間に作用する半径方向力」＞「キャリアと偏心揺動軸間に作用する半径方向力」の関係である。

（第１実施例）
　図１は、第１実施例の変速装置２０の断面図を示している。図２は、図１のII-II線に沿った拡大断面図を示している。変速装置２０は、ケース７と、第１外歯歯車３と、第２外歯歯車４と、キャリア９と、偏心揺動軸１１を備えている。キャリア９は、第１スラスト軸受６ａ、ラジアル軸受６ｂ、第２スラスト軸受６ｃによって、ケース７に対してＡ軸の回りに自転可能に支持されている。キャリア９は、ケース７に対して、Ａ軸（自転軸）に沿った方向にも、半径方向も変位しないように規制されている。

　偏心揺動軸１１は、第１テ―パローラベアリング８ａと、第２テ―パローラベアリング８ｂによって、キャリア９に対してＥ軸の周りに自転可能に支持されている。偏心揺動軸１１がＥ軸の周りに自転すると、偏心カム１１ｃの中心軸ＣがＥ軸の周りを公転し、第１外歯歯車３が公転する。図２に示すように、ケース７の内周面には内歯７ｇが形成されており、第１外歯歯車３の外周面には外歯３ｄが形成されており、内歯７ｇの一部と外歯３ｄの一部が噛み合っている。内歯７ｇの一部と外歯３ｄの一部が噛み合った状態で第１外歯歯車３がケース７に対して公転すると、第１外歯歯車３が自転する。全く同様にして第２外歯歯車４も公転しながら自転する。第１外歯歯車３と第２外歯歯車４の自転に追従してキャリア９が自転する。偏心揺動軸１１の単位時間あたりの自転数に比して、キャリア９の単位時間あたりの自転数は非常に遅い。図１の変速装置は、図６の基本構造を備えている。

　ケース７は、上板７ｂと筒部７ｃをボルト７ａで固定したものである。筒部７ｃには、取り付け孔７ｄが形成されている。取り付け孔７ｄを使って、ケース７を他の部材、例えばロボットのアームの基部側に固定することができる。筒部７ｃの内周面７ｅには、図２に示すように、断面が半円形の溝７ｆが形成されている。溝７ｆは、軸Ａと平行に伸びている。溝７ｆは、内周面７ｅにおいて、周方向の所定距離毎に形成されている。各々の溝７ｆには、ピン５が挿入されている。ピン５は断面が半円形の溝７ｆ内で自転可能である。ピン５と筒部７ｃの内周面７ｅによって、内歯７ｇが形成されている。すなわち、ケース７には、内歯７ｇが形成されている。図２では、わかり易さのために、ピン５と溝７ｆの間に間隔が存在するように図示しているが、実際にはピン５と溝７ｆは接している。

　第１外歯歯車３の外周面には、外歯３ｄが形成されている（図２を参照）。第１外歯歯車３には、偏心カム１１ｃを受け入れる開口と、中心開口と、キャリア９が通過する開口が形成されている。参照番号３ａは、偏心カム１１ｃを受け入れる開口の周面を示し、参照番号３ｂは、中心開口の周面を示し、参照番号３ｃは、キャリアが通過する開口の周面を示している。同様に、第２外歯歯車４の外周面には、外歯４ｄが形成されている。第２外歯歯車４には、偏心カム１１ｂを受け入れる開口と、中心開口と、キャリア９が通過する開口が形成されている。参照番号４ａは、偏心カム１１ｂを受け入れる開口の周面を示し、参照番号４ｂは、中心開口の周面を示し、参照番号４ｃは、キャリアが通過する開口の周面を示している。

　キャリア９は、上部９ｄと下部９ｅが、ピン９ｑやボルト９ｒ等で一体化されて構成されている。上部９ｄには、鍔状の大径部９ｊが形成されている。大径部９ｊの上面９ｉは、スラスト軸受６ａで、ケース７に対して支持されている。大径部９ｊの周面９ｋは、ラジアル軸受６ｂで、ケース７に対して支持されている。大径部９ｊの下面９ｍは、スラスト軸受６ｃで、ケース７に対して支持されている。大径部９ｊ、すなわちキャリア９は、スラスト軸受６ａとラジアル軸受６ｂとスラスト軸受６ｃで、ケース７に対してＡ軸の周りに自転可能に支持されている。スラスト軸受６ａは、大径部９ｊの上面９ｉがケース７に対して上方に変位するのを規制する。スラスト軸受６ｃは、大径部９ｊの下面９ｍがケース７に対して下方に変位するのを規制する。スラスト軸受６ａ，６ｃは、キャリア９がケース７に対してＡ軸方向に変位するのを規制する。ラジアル軸受６ｂは、キャリア９がケース７に対して半径方向に変位するのを規制する。

　本実施例では、軸方向上方への変位を規制する軸受と、半径方向への変位を規制する軸受と、軸方向下方への変位を規制する軸受が別々に設けられていることを特徴としている。例えば、軸受６ａは、キャリア９がケース７に対してＡ軸に沿って上方へ変位することを規制するためだけのものであり、キャリア９の半径方向への変位も規制しなければ、キャリア９の下方への変位も規制しない。この場合、キャリア９の上方への変位を規制することに特化した軸受６ａを利用でき、小型の軸受６ａで大きな規制力を得ることができる。同様に、軸受６ｃは、キャリア９がケース７に対してＡ軸に沿って下方へ変位することを規制するためだけのものであり、キャリア９の半径方向への変位も規制しなければ、キャリア９の上方への変位も規制しない。この場合、キャリア９の下方への変位を規制することに特化した軸受６ｃを利用でき、小型の軸受６ｃで大きな規制力を得ることができる。ラジアル軸受６ｂについても同様であり、ラジアル軸受６ｂは、キャリア９がケース７に対して半径方向へ変位することを規制するためだけのものであり、キャリア９の上方への変位も規制しなければ、キャリア９の下方への変位も規制しない。この場合、半径方向への変位を規制することに特化した軸受６ｂを利用でき、小型のラジアル軸受６ｂで大きな規制力を得ることができる。

　一対のテーパローラベアリング８ａ，８ｂによって、偏心揺動軸１１がキャリア９に対して軸方向にも半径方向にも変位しないようにしながら、偏心揺動軸１１をキャリア９に対して自転可能な状態に支持している。実際には、キャリア９と偏心揺動軸１１の間には、軸方向に大きな力が掛かることはない。そのため、一対のテーパローラベアリング８ａ，８ｂによって、偏心揺動軸１１がキャリア９に対して軸方向にも半径方向にも変位しないようにしながら、偏心揺動軸１１をキャリア９に対して自転可能に支持することができる。

　しかしながら、キャリア９とケース７間には、軸方向の大きな力が作用する。スラスト軸受６ａとラジアル軸受６ｂとスラスト軸受６ｃを包み込む輪郭内に収容できるサイズのテーパローラベアリングを用いてケース７に対してキャリア９を支持すると、外力に抗してキャリア９とケース７が軸方向に相対変位することを規制することができず、半径方向に相対変位することを規制することもできない。テーパローラベアリングに代えて、アンギュラボールベアリングを用いても、あるいはアンギュラローラベアリングを用いても、必要な規制力を確保できない。軸受の外形サイズが同一であれば、軸方向の規制に特化したスラスト軸受と半径方向の規制に特化したラジアル軸受を組み合わせて用いる場合の規制力は、１つの軸受で軸方向にも半径方向にも規制するアンギュラボールベアリング、アンギュラローラベアリング、あるいはテーパローラベアリングを用いる場合の規制力の約４倍程度を見込むことができる。本実施例では、上方への変位を規制することに特化した軸受６ａ、半径方向への変位を規制することに特化した軸受６ｂ、下方への変位を規制することに特化した軸受６ｃを利用するために、軸受６ａ，６ｂ，６ｃの外周を一巡する輪郭サイズが小型化されている。

　なお、クロスローラ軸受が知られている。クロスローラ軸受は、軸方向の力を受ける向きに配置されたローラ群と、半径方向の力を受ける向きに配置されたローラ群を備えており、軸方向の規制力も高ければ、半径方向の規制力の高い。しかしながら製造に多大な工数を要し、高価である。特化した軸受６ａ，６ｂ，６ｃを併用する構造の方が実際的であり、製造しやすい。

　偏心揺動軸１１は、４つの円柱部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを接続したものである。円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸は同軸であり、円柱部１１ａがテーパローラベアリング８ａで支持され、円柱部１１ｄがテーパローラベアリング８ｂで支持されている。一対のテーパローラベアリング８ａ，８ｂで支持されると、円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸はＥ軸上に配置される。円柱部１１ａ，１１ｄは、Ｅ軸の周りに自転する。

　円柱部１１ｂの中心軸は、円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸から距離Ｄだけずれている。同様に、円柱部１１ｃの中心軸も、円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸から距離Ｄだけずれている。ただし、軸Ｅに沿った方向から観察した場合、円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸からの円柱部１１ｂのずれの方向と、円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸からの円柱部１１ｃのずれの方向は、反対を向いている。

　円柱部１１ａ，１１ｄが中心軸Ｅの周りに自転すると、円柱部１１ｃの中心軸Ｃと、円柱部１１ｂの中心軸Ｂは、中心軸Ｅの周りを公転する。図１は、円柱部１１ｃの中心軸Ｃが円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸Ｅから左方向にずれ、円柱部１１ｂの中心軸Ｂが円柱部１１ａ，１１ｄの中心軸Ｅから右方向にずれた状態を示している。逆に、軸Ｃが軸Ｅから右方向にずれ、軸Ｂが軸Ｅから左方向にずれた状態となることもある。円柱部１１ｃは、中心軸Ｃが軸Ｅの周りに公転する偏心カムであり、円柱部１１ｂは、中心軸Ｂが軸Ｅの周りに公転する偏心カムである．

　図示の１３は、偏心カム（偏心円柱部）１１ｃの周りに第１外歯歯車３を支持する軸受である。図示の１４は、偏心カム（偏心円柱部）１１ｂの周りに第２外歯歯車４を支持する軸受である。偏心カム（偏心円柱部）１１ｃが軸Ｅの周りに公転すると、第１外歯歯車３の中心軸Ｃ’は軸Ａの周りを公転し、第２外歯歯車４の中心軸Ｂ’は軸Ａの周りを公転する。

　第１外歯歯車３の外周面には、ペリサイクロイド形状の外歯３ｄが形成されている。第１外歯歯車３の外周に形成されている外歯３ｄの一部と、ケース７の内周に形成されている内歯７ｇの一部は噛み合っている。外歯３ｄは軸Ｃ’を中心とする円周上にあり、内歯７ｇは軸Ａを中心とする円周上にある。ケース７に形成されている内歯７ｇの歯数と、第１外歯歯車３に形成されている外歯３ｄの歯数は一致していない。第１外歯歯車３の外歯３ｄの一部とケース７の内歯７ｇの一部が噛み合った状態で、ケース７に対して第１外歯歯車３が公転すると、第１外歯歯車３は自転する。第１外歯歯車３は、ケース７に対して公転しながら自転する（遊星運動する）。

　キャリア９の中心開口９ａ、９ｐに筒１０が固定されている。筒１０の外周と、第１外歯歯車３の中心開口の周面３ｂとの間にはクリアランスが確保されている。そのため、筒１０によって第１外歯歯車３がケース７に対して遊星運動することが阻止されることはない。また、キャリア９の外歯歯車通過部９ｃと、外歯歯車３のキャリア通過用の開口の周面３ｃの間にもクリアランスが確保されている。キャリア９によって第１外歯歯車３がケース７に対して遊星運動することが阻止されることもない。

　第２外歯歯車４の外周面には、ペリサイクロイド形状の外歯４ｄが形成されている。第２外歯歯車４の外周に形成されている外歯４ｄの一部と、ケース７の内周に形成されている内歯７ｇの一部は噛み合っている。外歯４ｄは軸Ｂ’を中心とする円周上にあり、内歯７ｇは軸Ａを中心とする円周上にある。ケース７に形成されている内歯７ｇの歯数と、第２外歯歯車４に形成されている外歯４ｄの歯数は一致していない。第１外歯歯車４の外歯４ｄの一部とケース７の内歯７ｇの一部が噛み合った状態で、ケース７に対して第２外歯歯車４が公転すると、第２外歯歯車４は自転する。第２外歯歯車４は、ケース７に対して公転しながら自転する（遊星運動する）。

　筒１０の外周と、第２外歯歯車４の中心開口の周面４ｂとの間にはクリアランスが確保されている。そのため、筒１０によって第２外歯歯車４がケース７に対して遊星運動することが阻止されることはない。また、キャリア９の外歯歯車通過部９ｃと、外歯歯車３のキャリア通過用の開口の周面４ｃの間にもクリアランスが確保されている。キャリア９によって第２外歯歯車４がケース７に対して遊星運動することが阻止されることもない。

　ケース７に対して第１外歯歯車３と第２外歯歯車４が公転しながら自転すると、偏心揺動軸１１がトルク伝達部材となってキャリア９が自転する。キャリア９は、変速装置２０の出力軸でもある。たとえば、取り付け孔９ｆ，９ｇを利用して、ロボットアームの先端側をキャリア９に固定しておくことができる。ケース７にロボットアームの基部側を固定し、キャリア９にロボットアームの先端側を固定してもよい。この場合は、キャリア９が変速装置２０の出力軸となる。逆に、キャリア９にアームの基部側を固定し、ケース７にアームの先端側を固定してもよい。この場合には、ケース７が変速装置２０の出力軸となる。

　偏心揺動軸１１には歯車１１ｅが固定されている。歯車１１ｅは、直接または間接的にモータの出力軸に固定されている歯車に噛み合っている。モータが回転すると、偏心カム１１ｂ，１１ｃが公転し、第１外歯歯車３と第２外歯歯車４が公転しながら自転する。キャリア９が不動でケース７が回転する場合、キャリア９に固定されているモータは移動しない。ケース７が不動でキャリア９が回転する場合、キャリア９に固定されているモータの位置は軸Ａの周りを回転する。

（第２実施例）
　図３は、第２実施例を示している。以下では第１実施例と相違する点のみを説明する。第２実施例でも、ケース７に対してキャリア９が自転可能となっている。図示の２６ａは、ケース７に対してキャリア９が下方に変位することを規制する第２スラスト軸受である。２６ｂ，２６ｄはローラ２６ｃを案内するレースである。ローラ２６ｃの回転軸は、図３において水平に伸びており、Ａ軸から放射状に伸びている。第２スラスト軸受２６ａによって、キャリア９はケース７に対してＡ軸の周りに自転可能であり、ケース７に対してキャリア９が下方に変位するのを規制する。

　図示の２６ｋは、ケース７に対してキャリア９が上方に変位することを規制する第１スラスト軸受である。２６ｍ，２６ｐはローラ２６ｎを案内するレースである。ローラ２６ｎの回転軸は、図３において水平に伸びており、Ａ軸から放射状に伸びている。第１スラスト軸受２６ｋによって、キャリア９はケース７に対してＡ軸の周りに自転可能であり、ケース７に対してキャリア９が上方に変位するのを規制する。

　図示の２６ｅと２６ｈは、ケース７に対してキャリア９が半径方向に変位することを規制するラジアル軸受である。２６ｆ，２６ｉはローラであり、２６ｇ，２６ｊはローラを案内するキャリア９側のインナーレースである。第１実施例と同じく第２実施例でも、ケース７の内歯提供面７ｅには断面半円形の溝７ｆが形成されている。その溝７ｆにはピン５が挿入されているが、第２実施例では溝７ｆがピン５よりも長く形成されている。図３のように、ピン５の両端側で、ローラ２６ｆ，２６ｉはピン５と同じように、溝７ｆ内に自転可能に収容されている。溝７ｆをローラ２６ｆ，２６ｉのケース７側のレースに兼用することで、部品点数を減らしている。さらに、ピン５が、ラジアル軸受２６ｅと２６ｈの転動体（ローラ）を兼用することも可能である。構造が簡単化され、必要な部品点数がさらに減少する。

　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

　ケースと外歯歯車とキャリアを備えており、
　ケースには、内歯が形成されており、
　外歯歯車には、外歯が形成されており、ケースに対して遊星運動可能であり、
　ケースの内歯の歯数と外歯歯車の外歯の歯数が相違しており、
　ケースの内歯の一部と外歯歯車の外歯の一部が噛み合った状態でケースに対して外歯歯車が公転すると外歯歯車が自転し、
　外歯歯車の自転に追従してケースに対して自転するキャリアとケースの間に、ケースに対してキャリアが軸方向に変位することを規制しながらケースに対してキャリアが自転することを許容するスラスト軸受と、ケースに対してキャリアが半径方向に変位することを規制しながらケースに対してキャリアが自転することを許容するラジアル軸受が配置されていることを特徴とする変速装置。
　キャリアの軸方向の一部に鍔状の大径部が形成されており、
　大径部の上面が第１スラスト軸受で支持され、
　大径部の下面が第２スラスト軸受で支持され、
　大径部の周面がラジアル軸受で支持されていることを特徴とする請求項１の変速装置。
　ケースの内歯提供面とキャリアの間に、ラジアル軸受が配置されていることを特徴とする請求項１の変速装置。
　ケースの内歯提供面に断面が半円形の溝が形成されており、その溝がラジアル軸受の転動面を兼用していることを特徴とする請求項３の変速装置。
　前記溝に断面が円形のピンが自転自在に収容されており、そのピンがラジアル軸受の転動体を兼用していることを特徴とする請求項４の変速装置。