変速歯車装置
【課題】構成を単純化することにより、簡易に高い変速比を得られるとともに、伝達効率を向上し小型化することが可能な変速歯車装置を提供することを目的とする。
【解決手段】変速歯車装置１は、内歯歯車１１が形成されたハウジング１０と、入出力軸線Ｌｏ方向に連設され、同一の内歯歯車１１と噛合し入力軸から出力軸への回転を変速する複数の変速ユニット３１，３２と、を備える。変速ユニット３１，３２は、入出力軸線Ｌｏ方向に突出するピン４１および挿入孔６２のうち一方を有する回転部材４０と、入出力軸線Ｌｏに対して偏心した偏心軸線Ｌａを中心とする偏心部材５１と、偏心部材５１が入出力軸線Ｌｏを中心に回転することにより揺動回転する揺動部材６０と、を有する。
【解決手段】変速歯車装置１は、内歯歯車１１が形成されたハウジング１０と、入出力軸線Ｌｏ方向に連設され、同一の内歯歯車１１と噛合し入力軸から出力軸への回転を変速する複数の変速ユニット３１，３２と、を備える。変速ユニット３１，３２は、入出力軸線Ｌｏ方向に突出するピン４１および挿入孔６２のうち一方を有する回転部材４０と、入出力軸線Ｌｏに対して偏心した偏心軸線Ｌａを中心とする偏心部材５１と、偏心部材５１が入出力軸線Ｌｏを中心に回転することにより揺動回転する揺動部材６０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速歯車装置は、モータなどにより入力される回転を変速する減速装置または増速装置として用いられている。このような変速歯車装置において、高い変速比を得るために、例えば、特許文献１，２に示すように、遊星歯車機構を利用した減速装置が知られている。特許文献１の減速装置は、入力軸の回転により１組の遊星歯車を同位相となるように揺動回転させ、各遊星歯車の外歯歯車とそれぞれ噛合する内歯歯車との回転数差を減速比として出力している。特許文献２の減速装置は、入力軸の回転により遊星歯車を揺動回転させ、遊星歯車の自転成分のみを伝達して出力している。このような構成により、特許文献１，２の減速装置は、一段で高い変速比を得ることができる。
【０００３】
しかし、変速歯車装置は、変速比を高く設定するほど駆動力の伝達効率が低下することから、より高い変速比を得るために装置が大型化することがあった。また、特に高い伝達効率を要する増速装置の場合に、セルフロックが生じるおそれがあるため、一段で得られる増速比には限りがある。そこで、例えば、特許文献３の段落[００３１]、図５などに示すように、同一の構成からなる減速装置を直列に配置する構成が知られている。特許文献３の減速装置は、複数段に亘り減速することにより、全体の変速比の増加を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−１２７１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６９５５号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１９２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献３に記載の構成では、それぞれの減速装置を連結する部材などを要し、装置全体として構成が複雑となり大型化する傾向にある。また、このような変速歯車装置は、変速比の増加、伝達効率の向上、および小型化などの要請がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、構成を単純化し高い変速比を得られるとともに、伝達効率を向上し小型化することが可能な変速歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
共通の入出力軸線を中心として入力軸および出力軸を回転可能に支持し、内周面に内歯歯車が形成されたハウジングと、
前記入出力軸線方向に連設され、同一の前記内歯歯車とそれぞれ噛合し前記入力軸から前記出力軸への回転を変速する複数の変速ユニットと、
を備える変速歯車装置であって、
前記変速ユニットは、
前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記入出力軸線方向に突出するピンおよび前記ピンが挿入される挿入孔のうち一方を有する回転部材と、
前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸線を中心とする偏心部材と、
環状からなり、前記偏心部材の外周側に回転可能に支持され、外周面に形成され前記内歯歯車と噛合可能な外歯歯車と、前記ピンおよび前記挿入孔のうち他方と、を有し、前記偏心部材が前記入出力軸線を中心に回転することにより揺動回転する揺動部材と、
を有し、
複数の前記変速ユニットのうち隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、
前記一側変速ユニットの前記偏心部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結され、
前記一側変速ユニットの前記回転部材は、前記他側変速ユニットの前記偏心部材に連結され、
前記他側変速ユニットの前記回転部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち他方に連結されることである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットは、
前記ピンを有する回転部材と、
前記入出力軸線方向に連設される複数の前記偏心部材と、
前記挿入孔を有し、複数の前記偏心部材にそれぞれ支持される複数の前記揺動部材と、
を有することである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、
前記変速ユニットにおける複数の前記偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各前記揺動部材が前記入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結されることである。
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、少なくとも三以上の前記変速ユニットを備えることである。
【００１０】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットにおいて、当該変速ユニットの前記回転部材が前記ピンを有するとともに、当該変速ユニットの前記揺動部材が前記挿入孔を有し、
当該変速ユニットの前記偏心部材に対して前記ピンの突出方向に配置されるとともに、前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記揺動部材の前記挿入孔を貫通した前記ピンを支持するピン支持部材をさらに備えることである。
【００１１】
請求項６に係る発明の特徴は、請求項５において、前記ピン支持部材は、前記変速歯車装置の駆動状態において高回転側となる前記変速ユニットの前記回転部材の前記ピンを支持することである。
【００１２】
請求項７に係る発明の特徴は、請求項１〜６の何れか一項において、複数の前記変速ユニットは、同一形状の前記回転部材、前記偏心部材、および前記揺動部材をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によると、複数の変速ユニットは、各揺動部材の外歯歯車が同一の内歯歯車とそれぞれ噛合するように、入出力軸線方向に連設される。そして、隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、一側変速ユニットの回転部材は、他側変速ユニットの偏心部材と連結される構成としている。
【００１４】
ここで、「変速ユニット」とは、回転部材、偏心部材および揺動部材から構成されるユニットである。そして、例えば、偏心部材が入力軸側の場合に、偏心部材の回転による揺動部材の揺動回転から自転成分のみを出力軸側の回転部材に伝達するものである。一方で、回転部材が入力軸側の場合に、回転部材の回転を揺動部材の自転成分として伝達し、揺動部材の揺動回転により出力軸側の偏心部材を回転させるものである。これにより、変速ユニットは、ハウジングの内歯歯車と揺動部材の外歯歯車の歯数差に基づく変速比で入力軸側の部材と出力軸側の部材との間で変速している。
【００１５】
本発明の変速歯車装置は、上述した変速ユニットを入出力軸線方向に連設している。そして、上記構成とすることにより、直列に連結された複数の変速ユニットによって高い変速比を得ることができる。さらに、各揺動部材の外歯歯車が噛合する内歯歯車は、ハウジングに形成された内歯歯車を共有している。これにより、高い変速比を得るために変速ユニットを連設した場合においても、従来において同構成の変速歯車装置を直列に連結した場合と比較して、変速歯車装置として部品点数を低減し単純化することができる。よって、変速歯車装置が駆動力を伝達している駆動状態において、伝達による機械的損失を低減し伝達効率を向上できる。
【００１６】
また、複数の変速ユニットを入出力軸線方向に連設することで、簡易に高い変速比を得ることができる。そして、この場合に、各変速ユニット間を直接的に連結するため、変速歯車装置全体として小型化できる。ここで、一般に高い変速比を得ようとすると伝達効率が低減することが知られている。そこで、複数の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、各変速ユニットにおいて高い伝達効率を維持できるため、従来と比較して同じ変速比であっても伝達効率を向上できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によると、複数の変速ユニットのうち少なくとも一の変速ユニットは、入出力軸線方向に連設される複数の偏心部材と、複数の偏心部材にそれぞれ支持される複数の揺動部材と、を有する構成としている。また、このような変速ユニットでは、回転部材がピンを有し、揺動部材が当該ピンを挿入される挿入孔を有する構成としている。これにより、変速ユニットにおける各揺動部材の外歯歯車の負荷を分散させることができる。従って、変速ユニットは、機械的に伝達可能な最大駆動力を向上させることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によると、変速ユニットにおける複数の偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各揺動部材が入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、入力軸および出力軸のうち一方に連結される構成としている。つまり、変速ユニットが２つの揺動部材を有する場合には１８０（ｄｅｇ）間隔、３つの揺動部材を有する場合には１２０（ｄｅｇ）間隔で各揺動部材が配置されるように、同数の偏心部材が入出力軸線方向に連結されることになる。これにより、各偏心部材の回転により生じたアンバランス回転を互いに打ち消すことができる。よって、変速ユニットおよび変速歯車装置全体として振動を抑制することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によると、変速歯車装置は、少なくとも三以上の変速ユニットを備える構成としている。これにより、変速歯車装置は、入出力軸線方向に連設される三以上の変速ユニットが直列に連結され、より高い変速比を得ることができる。また、三以上の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、従来の減速装置が一段階で所定の変速比を得られるように構成する場合と比較して、各変速ユニットにおいて高い伝達効率を維持することができる。よって、同じ所定の変速比であっても従来と比較して伝達効率を向上できる。
【００２０】
また、本発明の変速歯車装置は、各変速ユニットにおける揺動部材の外歯歯車がハウジングに形成された同一の内歯歯車にそれぞれ噛合する構成となっている。これにより、当該変速歯車装置は、ハウジングの内側に変速ユニットを簡易に連設することができる。つまり、各変速ユニットにおける外歯歯車と噛合する内歯歯車を共通化することにより、三以上の変速ユニットとするように変速ユニットの増設を簡易化することができる。よって、高い変速比を得るため、または伝達効率を向上させるために三以上の変速ユニットを備える構成としても部品点数の増加を抑制することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によると、変速歯車装置は、揺動部材の挿入孔を貫通したピンを支持するピン支持部材をさらに備える構成としている。このピン支持部材は、変速ユニットの偏心部材に対してピンの突出方向に配置されている。よって、偏心部材は、回転部材とピン支持部材の間に介在することになる。また、ピン支持部材は、回転部材と同様に、ハウジングにより入出力軸線を中心として回転可能に支持されている。
【００２２】
このような構成により、回転部材のピンは、その両端部を回転部材およびピン支持部材により両持ちで支持されることになる。回転部材のピンは、偏心部材の挿入孔に挿入され、揺動回転する偏心部材の自転成分を出力または入力する。そのため、回転部材は、変速歯車装置の駆動状態において、偏心部材の回転数が増大すると、これに伴い揺動部材の揺動回転に影響されて回転ブレが生じるおそれがある。そこで、ピン支持部材により回転部材のピンを両持ちで支持することにより、回転部材などの回転ブレを防止し、高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明によると、ピン支持部材は、変速歯車装置の駆動状態において高速回転側となる変速ユニットの回転部材のピンを支持する構成としている。例えば、内歯歯車の歯数を外歯歯車の歯数よりも多くなるように設定したとする。この場合に、変速歯車装置において、変速ユニットの偏心部材側に連結されている一方の軸部材は、回転部材側に連結されている他方の軸部材よりも高回転となる。つまり、一方の軸部材を入力軸とした場合に変速歯車装置は減速装置に適用され、一方の軸部材を出力軸とした場合に変速歯車装置は増速装置に適用されていることになる。
【００２４】
そして、このような変速歯車装置では、駆動状態において、複数の変速ユニットのうち上記一方の軸部材側に位置する変速ユニットが最も高回転となっている。ここで上述したように、回転部材は、偏心部材の回転数の増大に伴う揺動部材の揺動回転に影響を受けやすくなる。そこで、複数の変速ユニットのうち少なくとも最も高回転の回転部材のピンをピン支持部材により支持することにより、この回転部材などの回転ブレを防止し、より高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００２５】
請求項７に係る発明によると、複数の変速ユニットは、互いに同一の構成からなるものとしている。つまり、各変速ユニットは、同一形状の回転部材、偏心部材、および揺動部材をそれぞれ有し、変速ユニットとして変速比などの特性も同一となっている。このような構成により、各変速ユニットの各部材は、部品を共通化することができる。よって、装置全体の構成を簡易化することができる。従って、変速歯車装置の組み立てを容易にするとともに、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態：減速装置１の構成を示した断面図である。
【図２】減速装置１の基本構成を示す概念図である。
【図３】第一変速ユニット３１の一部を透視する図２におけるＡ方向矢視図である。
【図４】伝達比と伝達効率の関係を示すグラフである。
【図５】変速ユニットの数（ｎ）に対する伝達比、減速効率および増速効率を示す表である。
【図６】第二実施形態：減速装置１０１の構成を示した断面図である。
【図７】減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。
【図８】第一、第二実施形態の第一変形態様：減速装置１の基本構成を示す概念図である。
【図９】減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。
【図１０】第一、第二実施形態の第二変形態様：減速装置１の構成を示した断面図である。
【図１１】減速装置１０１の基本構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の変速歯車装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
本実施形態において、本発明の変速歯車装置を適用した減速装置１について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、減速装置１の構成を示した断面図である。図２は、減速装置１の基本構成を示す概念図である。図３は、図２におけるＡ方向矢視図である。図４は、伝達比と伝達効率の関係を示すグラフである。図５は、変速ユニットの数（ｎ）に対する伝達比、減速効率および増速効率を示す表である。
【００２９】
（減速装置１の構成）
減速装置１は、主として、ハウジング１０と、入力軸部材２１と、出力軸部材２２と、第一変速ユニット３１と、第二変速ユニット３２と、ピン支持部材８１と、ピン留め部材８２と、軸受け９１〜９３とから構成される。ハウジング１０は、図１に示すように、共通の入出力軸線Ｌｏを中心として入力軸部材２１および出力軸部材２２を回転可能に支持し、複数の変速ユニットである第一、第二変速ユニット３１，３２を収容するケースである。また、ハウジング１０は、内周面に入出力軸線Ｌｏの方向に延伸する内歯歯車１１が形成されている。
【００３０】
入力軸部材２１は、図示しないモータのロータに連結され、モータが駆動することで回転する入力軸である。この入力軸部材２１は、後述するピン支持部材８１を介してハウジング１０に回転可能に支持される。これにより、入力軸部材２１は、入出力軸線Ｌｏの回りに回転可能となっている。また、入力軸部材２１は、減速装置１の一方側（図１，２の左側）に配置され、他方側の端部が後述する第一変速ユニット３１のクランク軸５０に連結されている。
【００３１】
出力軸部材２２は、第一、第二変速ユニット３１，３２により減速された回転を出力する出力軸である。この出力軸部材２２は、減速装置１の他方側（図１，２の右側）に配置され、一方側の端部が後述する第二変速ユニット３２の回転部材４０に連結されている。つまり、出力軸部材２２は、後述する第二変速ユニット３２の回転部材４０を介してハウジング１０に回転可能に支持される。これにより、出力軸部材２２は、入出力軸線Ｌｏの回りに回転可能となっている。
【００３２】
第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、図１，２に示すように、回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０からそれぞれ構成されるユニットである。第一、第二変速ユニット３１，３２は、このような構成により、入力側のクランク軸５０に入力される回転を変速（本実施形態においては減速）させて出力側の回転部材４０から出力している。
【００３３】
また、減速装置１において、入力側に配置された変速ユニットを第一変速ユニット３１、出力側に配置された変速ユニットを第二変速ユニット３２としている。つまり、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏの方向に隣り合うように連設され、第一変速ユニット３１が本発明の「一側変速ユニット」に相当し、第二変速ユニット３２が本発明の「他側変速ユニット」に相当する。以下、第一変速ユニット３１の構成について説明する。
【００３４】
回転部材４０は、図１に示すように、軸受け９１を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円盤状の部材である。この回転部材４０は、減速装置１の一方側の盤面から入出力軸線Ｌｏの方向に突出するピン４１と、転がり軸受け４２を有する。本実施形態において、図３に示すように、６本のピン４１が回転部材４０の周方向に等間隔となるように上記盤面に固定されている。また、他方側の盤面は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０と連結されている。つまり、第一変速ユニット３１の回転部材４０は、第二変速ユニット３２を介して出力軸部材２２に連結されている。
【００３５】
ピン４１は、回転部材４０に固定される円柱状の部材である。転がり軸受け４２は、ピン４１に回転可能な状態で外挿された円筒状の軸受け部材である。ピン４１は、後述する第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入され、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の一部分がこれら各挿入孔６２，７２の内周面と当接する。
【００３６】
クランク軸５０は、第一偏心部５１と、第二偏心部５２を有する。この第一偏心部５１および第二偏心部５２は、本発明の「偏心部材」に相当する。第一偏心部５１は、クランク軸５０の軸心（入出力軸線Ｌｏ）に対して偏心した偏心形状をなしている。この第一偏心部５１は、回転部材４０に対してピン４１の突出方向（図１の左方向）に配置され、クランク軸５０に一体的に形成されている。また、第一偏心部５１の断面形状は、入出力軸線Ｌｏに対してクランク軸５０の径方向に偏心した第一偏心軸線Ｌａを中心とした真円状に形成されている。そして、第一偏心部５１は、入出力軸線Ｌｏを中心としたクランク軸５０の回転に伴い、入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００３７】
第二偏心部５２は、第一偏心部５１と同様に、クランク軸５０の軸心（入出力軸線Ｌｏ）に対して偏心した偏心形状をなしている。この第二偏心部５２は、回転部材４０に対してピン４１の突出方向（図１の左方向）に配置され、且つ第一偏心部５１に対して出力側（図１において第一偏心部５１の右側）に配置されている。そして、第二偏心部５２は、第一偏心部５１と連結されるとともに、クランク軸５０に一体的に形成されている。また、第二偏心部５２の断面形状は、入出力軸線Ｌｏに対してクランク軸５０の径方向に偏心した第二偏心軸線Ｌｂを中心とした真円状に形成されている。そして、第二偏心部５１は、入出力軸線Ｌｏを中心としたクランク軸５０の回転に伴い、入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００３８】
このように、第一変速ユニット３１は、クランク軸５０において入出力軸線Ｌｏの方向に連設される第一偏心部５１および第二偏心部５２を有している。また、第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏに対する偏心方向が互いに逆方向となるように連結されている。換言すると、本実施形態において、２つの偏心部材である第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔となるように、１８０（ｄｅｇ）間隔で連結される。
【００３９】
また、第一変速ユニット３１のクランク軸５０は、その一方側（図１の左側）の端部が入力軸部材２１と連結されている。これにより、クランク軸５０は、入力軸部材２１の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。また、このような構成により、一側変速ユニットである第一変速ユニット３１の第一偏心部５１および第二偏心部５２は、クランク軸５０を介して入力軸部材２１に連結されている。
【００４０】
第一揺動部材６０は、環状からなり、図１，２に示すように、外歯歯車６１と、挿入孔６２を有し、第一偏心部５１の外周側に回転可能に支持される遊星歯車である。外歯歯車６１は、第一揺動部材６０の外周面に形成されハウジング１０の内歯歯車１１と噛合可能な歯車である。挿入孔６２は、回転部材４０のピン４１が挿入される孔である。この第一揺動部材６０の挿入孔６２の内径は、挿入されるピン４１の直径と、第一揺動部材６０の偏心量（入出力軸線Ｌｏと第一偏心軸線Ｌａの離間距離）との和にほぼ等しい。ここで、本実施形態におけるピン４１には転がり軸受け４２が外挿されることから、上記の「ピン４１の直径」とは、転がり軸受け４２の直径に相当する。
【００４１】
より詳細には、第一揺動部材６０の挿入孔６２の内周面は、減速装置１の駆動状態において、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第一揺動部材６０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第一偏心部５１の回転に伴い、第一偏心軸線Ｌａの回りに自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分がピン４１に伝達され、第一揺動部材６０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００４２】
第二揺動部材７０は、第一揺動部材６０と同様に、環状からなり、図１，２に示すように、外歯歯車７１と、挿入孔７２を有し、第二偏心部５２の外周側に回転可能に支持される遊星歯車である。外歯歯車７１は、第二揺動部材７０の外周面に形成されハウジング１０の内歯歯車１１と噛合可能な歯車である。挿入孔７２は、回転部材４０のピン４１が挿入される孔である。この第二揺動部材７０の挿入孔７２の内径は、挿入されるピン４１の直径と、第二揺動部材７０の偏心量（入出力軸線Ｌｏと第二偏心軸線Ｌｂの離間距離）との和にほぼ等しい。この「ピン４１の直径」は、上述したように、本実施形態においては、転がり軸受け４２の直径に相当する。
【００４３】
より詳細には、第二揺動部材７０の挿入孔７２の内周面は、減速装置１の駆動状態において、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第二揺動部材７０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第二偏心部５２の回転に伴い、第二偏心軸線Ｌｂの回りに自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第二揺動部材７０の自転成分がピン４１に伝達され、第二揺動部材７０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００４４】
また、クランク軸５０の第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔となるように連結されている。よって、第一、第二偏心部５１，５２の外周側にそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔に位置する関係となる。ここで、減速装置１の駆動状態において、クランク軸５０の回転により第一、第二偏心部５１，５２が回転し、この回転に伴い第一、第二揺動部材６０，７０が揺動回転したとする。この場合に、第一、第二揺動部材６０，７０の各自転軸（第一偏心軸線Ｌａおよび第二偏心軸線Ｌｂ）は、上記の位置関係により、入出力軸線Ｌｏに対称の位置を維持しつつ入出力軸線Ｌｏの回りを回転する。
【００４５】
上述したように、第一変速ユニット３１は、回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０から構成される。また、第二変速ユニット３２は、減速装置１において、第一変速ユニット３１に対して出力側に隣り合うように連設されている。この第二変速ユニット３２は、第一変速ユニット３１と同一形状の回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０から構成される。
【００４６】
第二変速ユニット３２の回転部材４０は、軸受け９２を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円盤状の部材である。この回転部材４０は、減速装置１の一方側の盤面から入出力軸線Ｌｏの方向に突出するピン４１を有する。また、他方側の盤面は、出力軸部材２２と連結されている。
【００４７】
また、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、その一方側（図１の左側）の端部が第一変速ユニット３１の回転部材４０と連結されている。つまり、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、第一変速ユニット３１を介して入力軸部材２１に連結されている。そして、上述したように、第一変速ユニット３１の回転部材４０は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０と連結される。つまり、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、第一変速ユニット３１の回転部材４０の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。第二変速ユニット３２における他の構成については、第一変速ユニット３１の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４８】
このように、ハウジング１０の内部において、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏの方向に隣り合うように位置している。そして、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、各第一揺動部材６０の外歯歯車６１および各第二揺動部材７０の外歯歯車７１が同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合するように連設されている。即ち、第一揺動部材６０の外歯歯車６１および第二揺動部材７０の外歯歯車７１は、ハウジング１０の内周面において入出力軸線Ｌｏの方向に延伸するように形成された内歯歯車１１を共有している。このように、第一、第二変速ユニット３１，３２は、同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合し入力軸部材２１から出力軸部材２２への回転を変速するものである。
【００４９】
ピン支持部材８１は、軸受け９３を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円板状の部材である。このピン支持部材８１は、第一変速ユニット３１の第一、第二偏心部５１，５２に対して、回転部材４０のピン４１の突出方向に配置される。そして、ピン支持部材８１は、複数のピン４１と同数のピン孔が形成され、第一、第二揺動部材６０，７０の挿入孔６２，７２を貫通したピン４１の端部と圧入または隙間嵌めにより連結される。これにより、ピン支持部材８１は、回転部材４０に固定された６本のピン４１を支持するとともに、回転部材４０の回転に伴い回転部材４０と同じ回転数で回転する。また、ピン支持部材８１は、円筒内面に配置された軸受けを介して入力軸部材２１を回転可能に支持している。
【００５０】
ピン留め部材８２は、プレート８２ａと、留め輪８２ｂを有する。このピン留め部材８２は、第二変速ユニット３２の第一、第二偏心部５１，５２に対して、回転部材４０のピン４１の突出方向に配置される。
【００５１】
プレート８２ａは、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯先円筒よりも小径からなる環状部材である。このプレート８２ａは、偏心回転する偏心部材（第一偏心部５１）と接触しないように、入出力軸線Ｌｏを中心とした円筒内面が形成されている。そして、プレート８２ａは、複数のピン４１と同数のピン孔が形成され、第一、第二揺動部材６０，７０の挿入孔６２，７２を貫通したピン４１の端部と隙間嵌めにより連結される。これにより、プレート８２ａは、回転部材４０に固定された６本のピン４１を互いの間隔が保持されるように留めている。このプレート８２ａは、回転部材４０の回転に伴い回転部材４０と同じ回転数で回転する。
【００５２】
留め輪８２ｂは、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯先円筒とほぼ同径からなる環状部材である。留め輪８２ｂは、内歯歯車１１に対して固定され、減速装置１の駆動状態において回転するプレート８２ａと滑り接触し、ピン４１を留めるプレート８２ａを入出力軸線Ｌｏ方向の所定位置に位置決めしている。
【００５３】
このような構成により、回転部材４０の複数のピン４１は、減速装置１の駆動状態において伝達する駆動力が加えられてもプレート８２ａによって互いの間隔を保持される。これにより、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止し、駆動状態を安定化させることができる。
【００５４】
ここで、本実施形態の減速装置１において、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯数は、何れの外歯歯車６１，７１の歯数よりも多くなるように設定されている。これにより、減速装置１に適用された変速歯車装置は、その駆動状態において入力軸部材２１が出力軸部材２２よりも高回転となる。そして、このような構成において、ピン支持部材８１は、第一、第二変速ユニット３１，３２における複数の回転部材４０のうち入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持している。即ち、ピン支持部材８１は、減速装置１の駆動状態において高回転側となる第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持する構成としている。
【００５５】
（減速装置１の動作）
続いて、本実施形態の減速装置１の動作について説明する。まず、図示しないモータを作動させると、モータのロータに連結された入力軸部材２１が回転する。入力軸部材２１が回転すると、入力軸部材２１に連結された第一変速ユニット３１のクランク軸５０が入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。これにより、クランク軸５０を構成する第一偏心部５１および第二偏心部５２が回転することになる。
【００５６】
そうすると、第一偏心部５１の外周側に支持される第一揺動部材６０は、第一偏心部５１の回転に伴い揺動回転する。同様に、第二偏心部５２の外周側に支持される第二揺動部材７０は、第二偏心部５２の回転に伴い揺動回転する。この時、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０は、それぞれの外歯歯車６１，７１の円周上の一部のみがハウジング１０の内歯歯車１１と噛合し、内歯歯車１１との歯数差に基づく回転数で入力軸部材２１の回転方向とは反対方向（入力軸部材２１が時計回りであれば反時計回り）に自転している。
【００５７】
ここで、回転部材４０のピン４１は、第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入されている。そして、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面は、円周上の一部のみが各挿入孔６２，７２の内周面と当接し駆動力を伝達する。これにより、第一、第二揺動部材６０，７０が揺動回転すると、自転成分がピン４１に伝達される。そうすると、回転部材４０は、第一、第二揺動部材６０，７０の自転の回転数で回転する。このようにして、第一変速ユニット３１は、回転部材４０がピン４１および転がり軸受け４２を介して第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転から自転成分を取り出し、クランク軸５０に入力された回転を減速して回転部材４０から出力している。
【００５８】
次に、第一変速ユニット３１の回転部材４０が回転すると、回転部材４０に連結された第二変速ユニット３２のクランク軸５０が入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。これにより、第二変速ユニット３２のクランク軸５０を構成する第一偏心部５１および第二偏心部５２が回転することになる。そして、第二変速ユニット３２は、第一変速ユニット３１と同様に、クランク軸５０に入力された回転数を減速して回転部材４０から出力している。そうすると、第二変速ユニット３２の回転部材４０に連結された出力軸部材２２が入出力軸線Ｌｏの回りに回転する。
【００５９】
上述したように、本実施形態の減速装置１は、複数の変速ユニットである第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２により、入力軸部材２１に入力される回転を二段階で減速し、出力軸部材２２から出力するものである。また、このような減速装置１における各歯車の歯数の設定について説明する。
【００６０】
ここで、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯数をＺ１、第一変速ユニット３１の第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の歯数をＺ２とする。この時、第一変速ユニット３１の減速比Ｒ１は、式（１）により算出される。同様に、第二変速ユニット３２の第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の歯数をＺ３とすると、第二変速ユニット３２の減速比Ｒ２は、式（２）により算出される。そして、減速装置１の減速比Ｒは、式（３）により算出される。
【００６１】
［数１］
Ｒ１ ＝（Ｚ１−Ｚ２）／Ｚ２ ・・・ （１）
Ｒ２ ＝（Ｚ１−Ｚ３）／Ｚ３ ・・・ （２）
Ｒ ＝Ｒ１×Ｒ２ ・・・ （３）
【００６２】
ここで、変速歯車装置または変速ユニットの伝達比は、図４に示すように、その値が大きくなるほど伝達効率が低下することが知られている。この伝達比は、減速比の逆数として算出され、変速歯車装置の変速比を示すものである。また、伝達効率は、一定以下まで低下すると変速歯車装置がセルフロックするおそれがあり、なるべく高い値であることが好ましい。
【００６３】
ここで、例えば、減速装置１として、１６９の伝達比（減速比では、１／１６９）を要するものとする。この場合に、一段階でこの伝達比を得られる歯数を設定すると、伝達効率は約５０％となる。そこで、本実施形態では、内歯歯車１１の歯数Ｚ１を１２６、第一、第二変速ユニット３１，３２の各外歯歯車６１，７１の歯数Ｚ２，Ｚ３を１１７に設定している。
【００６４】
これにより、図５に示すように、第一、第二変速ユニット３１，３２（ｎ＝１）は、１３の伝達比、約９２％の伝達効率（減速効率）をそれぞれ得ることができる。そして、減速装置１（ｎ＝２）は、１６９の伝達比（減速比Ｒは、１／１６９）、約８５％の伝達効率を得ることができる。図５のｎは、変速ユニットの数を示している。このように、減速装置１は、複数段に亘る減速を勘案し、所定の伝達比Ｒを得られるように歯数を設定される。
【００６５】
（減速装置１の効果）
本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１によると、複数の変速ユニットである第一、第二変速ユニット３１，３２は、第一、第二揺動部材６０，７０の各外歯歯車６１，７１が同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合するように、入出力軸線Ｌｏの方向に連設される。そして、隣り合う一側変速ユニット（第一変速ユニット３１）および他側変速ユニット（第二変速ユニット３２）において、入力側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０は、出力側に位置する第二変速ユニット３２のクランク軸５０を介して第一偏心部５１と連結される構成としている。
【００６６】
これにより、直列に連結された複数の第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２によって高い変速比を得ることができる。さらに、それぞれの第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１は、当該外歯歯車６１，７１が噛合する内歯歯車をハウジング１０に形成された内歯歯車１１により共有している。これにより、高い変速比を得るために第一、第二変速ユニット３１，３２を連設した場合においても、従来において同構成の変速歯車装置を直列に連結した場合と比較して、減速装置１として部品点数を低減し単純化することができる。よって、減速装置１が駆動力を伝達している駆動状態において、伝達による機械的損失を低減し伝達効率を向上できる。
【００６７】
また、第一、第二変速ユニット３１，３２を入出力軸線Ｌｏ方向に連設することで、複数の減速装置を連結する構成と比較して、簡易に高い変速比を得ることができる。そして、この場合に、第一、第二変速ユニット３１，３２の間を直接的に連結するため、減速装置１は、全体として小型化できる。ここで、一般に高い変速比を得ようとすると伝達効率が低減することが知られている。そこで、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２により所定の変速比を得るように設定することにより、第一、第二変速ユニット３１，３２において高い伝達効率を維持できるため、従来と比較して同じ変速比であっても伝達効率を向上できる。
【００６８】
また、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏ方向に連設される複数の第一、第二偏心部５１，５２と、これらそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０と、を有する構成としている。これにより、第一、第二変速ユニット３１，３２における第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の負荷を分散させることができる。従って、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、機械的に伝達可能な最大駆動力を向上させることができる。
【００６９】
さらに、第一変速ユニット３１における複数の第一偏心部５１および第二偏心部５２は、これらにそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０が入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、クランク軸５０を介して入力軸部材２１に連結される構成としている。つまり、第一偏心部５１と第二偏心部５２は、第一、第二揺動部材６０，７０が１８０（ｄｅｇ）間隔で配置されるように、入出力軸線Ｌｏの方向に連結されることになる。これにより、第一偏心部５１と第二偏心部５２の回転により生じたアンバランス回転を互いに打ち消すことができる。
【００７０】
また、第二変速ユニット３２の第一偏心部５１および第二偏心部５２においても同様に配置されるように、クランク軸５０および第一変速ユニット３１を介して入力軸部材２１に連結される構成となっていることから同様の効果を奏する。従って上記の構成により、第一、第二変速ユニット３１，３２および減速装置１全体として振動を抑制することができる。
【００７１】
減速装置１は、第一変速ユニット３１の第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２を貫通したピン４１を支持するピン支持部材８１をさらに備える構成としている。このピン支持部材８１は、第一変速ユニット３１の第一偏心部５１に対して回転部材４０のピン４１の突出方向に配置されている。よって、第一偏心部５１は、回転部材４０とピン支持部材８１の間に介在することになる。また、ピン支持部材８１は、回転部材４０と同様に、ハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持されている。
【００７２】
このような構成により、回転部材４０のピン４１は、その両端部を回転部材４０およびピン支持部材８１により両持ちで支持されることになる。回転部材４０のピン４１は、第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入され、揺動回転する第一、第二偏心部５１，５２の自転成分を出力または入力する。そのため、回転部材４０は、減速装置１の駆動状態において、クランク軸５０の回転数が増大すると、これに伴い第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転に影響されて回転ブレを生じるおそれがある。そこで、ピン支持部材８１により回転部材４０のピン４１を両持ちで支持することにより、回転部材４０などの回転ブレを防止し、高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００７３】
また、ピン支持部材８１は、回転部材４０によりピン４１を両持ち支持するとともに、複数のピン４１を互いの間隔が保持されるように支持している。これにより、複数のピン４１は、減速装置１の駆動状態において伝達する駆動力が加えられても互いの間隔を保持され、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止することができる。よって、減速装置１の駆動状態を安定化させることができる。
【００７４】
さらに、ピン支持部材８１は、本実施形態において、複数の第一、第二変速ユニット３１，３２のうち入力側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持する構成としている。ここで、減速装置１は、内歯歯車１１の歯数Ｚ１が第一変速ユニット３１の外歯歯車６１，７１の歯数Ｚ２よりも多くなるように設定され、その駆動状態において入力軸部材２１が出力軸部材２２よりも高回転となる。
【００７５】
このような減速装置１では、駆動状態において、第一変速ユニット３１と第二変速ユニット３２のうち入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット３１の方が高回転となっている。ここで上述したように、回転部材４０は、第一、第二偏心部５１，５２の回転数の増大に伴う第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転に影響を受けやすくなる。そこで、複数の第一、第二変速ユニット３１，３２のうち少なくとも高回転側の回転部材４０のピン４１をピン支持部材８１により支持することにより、この回転部材４０などの回転ブレを防止し、より高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００７６】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の構成について、図６，７を参照して説明する。図６は、減速装置１０１の構成を示した断面図である。図７は、減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。ここで、第二実施形態の構成は、主に、第一実施形態の第一、第二変速ユニット３１，３２の構成が相違する。なお、その他の構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
【００７７】
（減速装置１０１の構成）
減速装置１０１は、主として、ハウジング１０と、入力軸部材２１と、出力軸部材２２と、第一変速ユニット１３１と、第二変速ユニット１３２と、ピン支持部材８１と、ピン留め部材８２と、軸受け９１〜９３とから構成される。第一変速ユニット１３１および第二変速ユニット１３２は、図６，７に示すように、回転部材４０、クランク軸１５０、および第一揺動部材６０からそれぞれ構成されるユニットである。本実施形態における第一、第二変速ユニット１３１，１３２は、第一実施形態の第一、第二変速ユニット３１，３２が複数の揺動部材６０，７０を有する構成としたのに対して、揺動部材を単数としている点が相違する。
【００７８】
第一、第二変速ユニット１３１，１３２のクランク軸１５０は、クランク軸１５０に一体的に形成された第一偏心部５１を有する。つまり、第一実施形態におけるクランク軸５０から第二偏心部５２を除去した形状となっている。第一変速ユニット１３１のクランク軸１５０は、その一方側（図６の左側）の端部が入力軸部材２１と連結されている。これにより、クランク軸１５０は、入力軸部材２１の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００７９】
第二変速ユニット１３２のクランク軸１５０は、その一方側の端部が第一変速ユニット１３１の回転部材４０と連結されている。つまり、隣り合う第一、第二変速ユニット１３１，１３２において、入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット１３１の回転部材４０は、出力軸部材２２側に位置する第二変速ユニット１３２の第一偏心部５１とクランク軸１５０を介して連結される。これにより、第二変速ユニット１３２のクランク軸１５０は、第一変速ユニット１３１の回転部材４０の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００８０】
また、第一実施形態におけるクランク軸５０は、第一偏心部５１と第二偏心部５２をそれぞれの偏心方向が逆方向となるように連結することにより、アンバランス回転を互いに打ち消すものとした。これに対して、本実施形態のクランク軸１５０は、第一偏心部５１のみを有するものとしている。そこで、第一偏心部５１は、例えば、偏心方向の一部を肉抜きする構成、または偏心方向と逆方向の部位にカウンターバランサを設ける構成としてもよい。
【００８１】
第一、第二変速ユニット１３１，１３２の各第一偏心部５１は、その外周側において第一揺動部材６０を回転可能に支持している。この第一揺動部材６０は、減速装置１０１の駆動状態において、挿入孔６２の内周面がピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第一揺動部材６０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第一偏心部５１の回転に伴い、自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分がピン４１に伝達され、第一揺動部材６０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００８２】
（減速装置１０１の効果）
このような構成の減速装置１０１によれば、第一実施形態の減速装置１と同様の効果を奏する。また、第一、第二変速ユニット１３１，１３２は、複数の場合に入出力軸線Ｌｏの方向に連接される揺動部材を単数とすることにより、入出力軸線Ｌｏの方向の長さを短縮することができる。これにより、減速装置１０１は、複数の第一、第二変速ユニット１３１，１３２により簡易に高い変速比を得られるとともに、装置全体として小型化することができる。
【００８３】
また、変速ユニットの揺動部材を単数または複数とする構成は、変速歯車装置の駆動状態において、その変速ユニットが伝達する駆動力、変速比、または回転数などにより選択的に設定される。例えば、伝達する駆動力が大きい場合には、各外歯歯車の負荷を軽減するという観点から複数の揺動部材を有する構成が好ましい。そして、変速歯車装置が備える複数の変速ユニットのうち、駆動状態における低回転側（高トルク側）の変速ユニットのみが複数の揺動部材を有する構成としてもよい。その他、偏心部材および揺動部材の回転によるアンバランスを打ち消すという観点から、複数の変速ユニットのうち、駆動状態における高回転側（低トルク側）の変速ユニットのみが複数揺動部材を有する構成としてもよい。
【００８４】
＜第一、第二実施形態の第一変形態様＞
第一、第二実施形態の第一変形態様について、図８，９を参照して説明する。図８は、減速装置１の基本構成を示す概念図である。図９は、減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。第一、第二実施形態において、減速装置１，１０１は、２つの変速ユニットである第一変速ユニット３１，１３１および第二変速ユニット３２，１３２を備えるものとした。これに対して、減速装置１，１０１は、図８，９に示すように、４つの変速ユニットを備える構成としてもよい。
【００８５】
つまり、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）は、第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）を備える構成としている。これにより、減速装置１（１０１）は、入出力軸線Ｌｏ方向に連設される４つの第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）が直列に連結される。そして、これらの第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）のうち隣り合う２つの変速ユニットは、本発明の「一側変速ユニット」および「他側変速ユニット」に相当する。
【００８６】
また、上記の一側変速ユニットおよび他側変速ユニットは、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２と同様に連結される。例えば、一側変速ユニットを第二変速ユニット３２（１３２）とし、他側変速ユニットを第三変速ユニット３３とする。この場合に、第二変速ユニット３２の第一、第二偏心部５１，５２は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０および第一変速ユニット３１を介して、入力軸部材２１に連結される。また、第二変速ユニット３２の回転部材４０は、第三変速ユニット３３のクランク軸５０を介して、第三変速ユニット３３の第一、第二偏心部５１，５２に連結される。そして、第三変速ユニット３３の回転部材４０は、第四変速ユニット３４を介して、出力軸部材２２に連結される。
【００８７】
このように変速ユニットを増設することによって、より高い変速比を得ることができる。また、このように少なくとも三以上の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、従来の減速装置が一段階で所定の変速比を構成する場合と比較して、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）において高い伝達効率を維持することができる。よって、同じ所定の変速比であっても従来と比較して伝達効率を向上できる。
【００８８】
より具体的には、例えば、各変速ユニットの伝達比を１３（減速比では、１／１３）と設定した場合に、図５に示すように、減速装置１，１０１（ｎ＝４）は、２８５６１の伝達比（減速比Ｒは、１／２８５６１）、約７２％の伝達効率を得ることができる。このように、本発明の変速歯車装置では、高い伝達効率を維持しながら非常に高い変速比を得ることができる。
【００８９】
また、減速装置１（１０１）は、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）における第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１がハウジング１０に形成された同一の内歯歯車１１にそれぞれ噛合する構成となっている。このように、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）は、ハウジング１０の内側に複数の変速ユニットを簡易に連設することができる。つまり、各変速ユニット３１〜３４における外歯歯車６１，７１による内歯歯車１１の共有により、三以上の変速ユニットを有するように簡易に増設することができる。よって、高い変速比を得るため、または伝達効率を向上させるために三以上の変速ユニットを備える構成としても部品点数の増加を抑制することができる。
【００９０】
さらに、複数の変速ユニットである第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）は、同一形状の回転部材４０、第一、第二偏心部５１，５２、および第一、第二揺動部材６０，７０をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなるようにしてもよい。これにより、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）の各部材は、部品を共通化することができる。よって、装置全体の構成を簡易化することができる。従って、変速歯車装置の組み立てを容易にするとともに、製造コストを低減することができる。
【００９１】
これに対して、変速歯車装置が非常に高い駆動力を発生させる場合には、変速歯車装置の駆動状態において各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）のうち高トルク側（低回転側）の変速ユニットの外歯歯車６１，７１の歯幅を厚くするように、当該変速ユニットの第一、第二偏心部５１，５２および第一、第二揺動部材６０，７０の入出力軸線Ｌｏの方向の厚さを増加させる構成としてもよい。このように、各変速ユニットの各部材は、伝達する駆動力や回転数に応じて材質や寸法などを適宜設定される。但し、何れの構成においても各変速ユニットは、同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合し入力軸部材２１から出力軸部材２２への回転を変速するものである。
【００９２】
＜第一、第二実施形態の第二変形態様＞
第一、第二実施形態の第二変形態様について、図１０，１１を参照して説明する。図１０は、減速装置１の構成を示した断面図である。図１１は、減速装置１０１の基本構成を示した断面図である。第一、第二実施形態において、減速装置１，１０１は、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を有するものとした。これに対して、減速装置１，１０１は、図１０，１１に示すように、複数のピン留め部材８２を有する構成としてもよい。
【００９３】
つまり、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）の第一変速ユニット３１（１３１）および第二変速ユニット３２（１３２）は、それぞれの回転部材４０のピン４１の端部が共にピン留め部材８２により留められている。ピン留め部材８２は、上述したように、プレート８２ａと、留め輪８２ｂとから構成される。ピン留め部材８２は、プレート８２ａの複数のピン孔に各ピン４１が隙間嵌めされ、各ピン４１の互いの間隔を保持している。これにより、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止し、減速装置１（１０１）の駆動状態の安定化を図ることができる。
【００９４】
また、ピン４１を両持ち支持するためのピン支持部材８１がハウジング１０により回転可能に支持されていたのに対して、ピン留め部材８２はプレート８２ａを留め輪８２ｂにより位置決めしている。これにより、図１０，１１に示すように、複数のピン留め部材８２を適用した減速装置１，１０１は、ピン支持部材８１を適用した場合と比較して、入出力軸線Ｌｏ方向の幅を短縮することができる。
【００９５】
但し、減速装置１，１０１の駆動状態において、より確実に回転ブレを防止し、動作の安定化を図るためにはピン支持部材８１を適用する構成が好適である。このように、減速装置１，１０１は、その形態や用途などにより、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を適宜適用するように構成される。また、例えば、駆動状態の回転数が低く回転ブレが微小である場合や伝達する駆動力が比較的小さい場合は、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を含めない構成としてもよい。
【００９６】
＜その他＞
以上、本発明の変速歯車装置について、減速装置１，１０１として説明した。その他に、入力軸部材２１および出力軸部材２２の入出力の関係を逆方向とすることにより、本発明の変速歯車装置を適用した増速装置とすることもできる。特に増速装置においては、図４に示すように、伝達比の値が大きくなるほど伝達効率が低下することが知られている。増速装置における伝達比は、増速比と等しく、変速歯車装置の変速比を示すものである。そして、増速装置における伝達効率は、減速装置と比較してさらに伝達比が大きくなるほど低下することから、高い変速比を得る場合に、高い伝達効率を維持することが必要とされる。
【００９７】
そこで、本発明の変速歯車装置を増速装置に適用することにより、従来と比較して所定の増速比に対して高い増速効率を得ることができる。具体的には、例えば、各変速ユニットの伝達比を１３となるように内歯歯車１１および外歯歯車６１，７１の歯数を設定したとする。この時、増速装置が２つの変速ユニット（ｎ＝２）を備える場合に、図５に示すように、１６９の伝達比（増速比は、１６９）、約８３％の伝達効率を得ることができる。変速ユニットの数を３，４とした場合においても同様に、図５に示すように、伝達比に対して高い増速効率を得ることができる。
【００９８】
また、第一、第二実施形態において、回転部材４０がピン４１を有するとともに、第一、第二揺動部材６０，７０がピン４１を挿入される挿入孔６２，７２を有するものとした。これに対して、第二実施形態の減速装置１０１のように、第一、第二変速ユニット１３１，１３２の有する揺動部材が単数の場合には、ピンと挿入孔を配置する部材を入れ替えてもよい。つまり、第一揺動部材６０がピンを有するとともに、回転部材４０が当該ピンを挿入される挿入孔を有するものとする。
【００９９】
このような構成においても、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分のみを回転部材４０との間で入力または出力することができる。但し、上記構成の場合には、第一揺動部材６０と共に揺動回転するピンの揺動幅を許容するように挿入孔が形成されるため、挿入孔が形成される回転部材４０が大径化する傾向にある。よって、変速歯車装置として小型化を図る場合や伝達可能な最大駆動力を向上させるために複数の揺動部材を有する構成とする場合には、第一、第二実施形態において例示した構成が好適である。
【符号の説明】
【０１００】
１，１０１：減速装置（変速歯車装置）
１０：ハウジング、 １１：内歯歯車
２１：入力軸部材、 ２２：出力軸部材
３１，１３１：第一変速ユニット、 ３２，１３２：第二変速ユニット
３３，１３３：第三変速ユニット、 ３４，１３４：第四変速ユニット
４０：回転部材、 ４１：ピン、 ４２：転がり軸受け
５０，１５０：クランク軸
５１：第一偏心部（偏心部材）、 ５２：第二偏心部（偏心部材）
６０：第一揺動部材、 ６１：外歯歯車、 ６２：挿入孔
７０：第二揺動部材、 ７１：外歯歯車、 ７２：挿入孔
８１：ピン支持部材
８２：ピン留め部材、 ８２ａ：プレート、 ８２ｂ：留め輪
９１〜９３：軸受け
Ｌｏ：入出力軸線、 Ｌａ：第一偏心軸線、 Ｌｂ：第二偏心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速歯車装置は、モータなどにより入力される回転を変速する減速装置または増速装置として用いられている。このような変速歯車装置において、高い変速比を得るために、例えば、特許文献１，２に示すように、遊星歯車機構を利用した減速装置が知られている。特許文献１の減速装置は、入力軸の回転により１組の遊星歯車を同位相となるように揺動回転させ、各遊星歯車の外歯歯車とそれぞれ噛合する内歯歯車との回転数差を減速比として出力している。特許文献２の減速装置は、入力軸の回転により遊星歯車を揺動回転させ、遊星歯車の自転成分のみを伝達して出力している。このような構成により、特許文献１，２の減速装置は、一段で高い変速比を得ることができる。
【０００３】
しかし、変速歯車装置は、変速比を高く設定するほど駆動力の伝達効率が低下することから、より高い変速比を得るために装置が大型化することがあった。また、特に高い伝達効率を要する増速装置の場合に、セルフロックが生じるおそれがあるため、一段で得られる増速比には限りがある。そこで、例えば、特許文献３の段落[００３１]、図５などに示すように、同一の構成からなる減速装置を直列に配置する構成が知られている。特許文献３の減速装置は、複数段に亘り減速することにより、全体の変速比の増加を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−１２７１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６９５５号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１９２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献３に記載の構成では、それぞれの減速装置を連結する部材などを要し、装置全体として構成が複雑となり大型化する傾向にある。また、このような変速歯車装置は、変速比の増加、伝達効率の向上、および小型化などの要請がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、構成を単純化し高い変速比を得られるとともに、伝達効率を向上し小型化することが可能な変速歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
共通の入出力軸線を中心として入力軸および出力軸を回転可能に支持し、内周面に内歯歯車が形成されたハウジングと、
前記入出力軸線方向に連設され、同一の前記内歯歯車とそれぞれ噛合し前記入力軸から前記出力軸への回転を変速する複数の変速ユニットと、
を備える変速歯車装置であって、
前記変速ユニットは、
前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記入出力軸線方向に突出するピンおよび前記ピンが挿入される挿入孔のうち一方を有する回転部材と、
前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸線を中心とする偏心部材と、
環状からなり、前記偏心部材の外周側に回転可能に支持され、外周面に形成され前記内歯歯車と噛合可能な外歯歯車と、前記ピンおよび前記挿入孔のうち他方と、を有し、前記偏心部材が前記入出力軸線を中心に回転することにより揺動回転する揺動部材と、
を有し、
複数の前記変速ユニットのうち隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、
前記一側変速ユニットの前記偏心部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結され、
前記一側変速ユニットの前記回転部材は、前記他側変速ユニットの前記偏心部材に連結され、
前記他側変速ユニットの前記回転部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち他方に連結されることである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットは、
前記ピンを有する回転部材と、
前記入出力軸線方向に連設される複数の前記偏心部材と、
前記挿入孔を有し、複数の前記偏心部材にそれぞれ支持される複数の前記揺動部材と、
を有することである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、
前記変速ユニットにおける複数の前記偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各前記揺動部材が前記入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結されることである。
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、少なくとも三以上の前記変速ユニットを備えることである。
【００１０】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットにおいて、当該変速ユニットの前記回転部材が前記ピンを有するとともに、当該変速ユニットの前記揺動部材が前記挿入孔を有し、
当該変速ユニットの前記偏心部材に対して前記ピンの突出方向に配置されるとともに、前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記揺動部材の前記挿入孔を貫通した前記ピンを支持するピン支持部材をさらに備えることである。
【００１１】
請求項６に係る発明の特徴は、請求項５において、前記ピン支持部材は、前記変速歯車装置の駆動状態において高回転側となる前記変速ユニットの前記回転部材の前記ピンを支持することである。
【００１２】
請求項７に係る発明の特徴は、請求項１〜６の何れか一項において、複数の前記変速ユニットは、同一形状の前記回転部材、前記偏心部材、および前記揺動部材をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によると、複数の変速ユニットは、各揺動部材の外歯歯車が同一の内歯歯車とそれぞれ噛合するように、入出力軸線方向に連設される。そして、隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、一側変速ユニットの回転部材は、他側変速ユニットの偏心部材と連結される構成としている。
【００１４】
ここで、「変速ユニット」とは、回転部材、偏心部材および揺動部材から構成されるユニットである。そして、例えば、偏心部材が入力軸側の場合に、偏心部材の回転による揺動部材の揺動回転から自転成分のみを出力軸側の回転部材に伝達するものである。一方で、回転部材が入力軸側の場合に、回転部材の回転を揺動部材の自転成分として伝達し、揺動部材の揺動回転により出力軸側の偏心部材を回転させるものである。これにより、変速ユニットは、ハウジングの内歯歯車と揺動部材の外歯歯車の歯数差に基づく変速比で入力軸側の部材と出力軸側の部材との間で変速している。
【００１５】
本発明の変速歯車装置は、上述した変速ユニットを入出力軸線方向に連設している。そして、上記構成とすることにより、直列に連結された複数の変速ユニットによって高い変速比を得ることができる。さらに、各揺動部材の外歯歯車が噛合する内歯歯車は、ハウジングに形成された内歯歯車を共有している。これにより、高い変速比を得るために変速ユニットを連設した場合においても、従来において同構成の変速歯車装置を直列に連結した場合と比較して、変速歯車装置として部品点数を低減し単純化することができる。よって、変速歯車装置が駆動力を伝達している駆動状態において、伝達による機械的損失を低減し伝達効率を向上できる。
【００１６】
また、複数の変速ユニットを入出力軸線方向に連設することで、簡易に高い変速比を得ることができる。そして、この場合に、各変速ユニット間を直接的に連結するため、変速歯車装置全体として小型化できる。ここで、一般に高い変速比を得ようとすると伝達効率が低減することが知られている。そこで、複数の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、各変速ユニットにおいて高い伝達効率を維持できるため、従来と比較して同じ変速比であっても伝達効率を向上できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によると、複数の変速ユニットのうち少なくとも一の変速ユニットは、入出力軸線方向に連設される複数の偏心部材と、複数の偏心部材にそれぞれ支持される複数の揺動部材と、を有する構成としている。また、このような変速ユニットでは、回転部材がピンを有し、揺動部材が当該ピンを挿入される挿入孔を有する構成としている。これにより、変速ユニットにおける各揺動部材の外歯歯車の負荷を分散させることができる。従って、変速ユニットは、機械的に伝達可能な最大駆動力を向上させることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によると、変速ユニットにおける複数の偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各揺動部材が入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、入力軸および出力軸のうち一方に連結される構成としている。つまり、変速ユニットが２つの揺動部材を有する場合には１８０（ｄｅｇ）間隔、３つの揺動部材を有する場合には１２０（ｄｅｇ）間隔で各揺動部材が配置されるように、同数の偏心部材が入出力軸線方向に連結されることになる。これにより、各偏心部材の回転により生じたアンバランス回転を互いに打ち消すことができる。よって、変速ユニットおよび変速歯車装置全体として振動を抑制することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によると、変速歯車装置は、少なくとも三以上の変速ユニットを備える構成としている。これにより、変速歯車装置は、入出力軸線方向に連設される三以上の変速ユニットが直列に連結され、より高い変速比を得ることができる。また、三以上の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、従来の減速装置が一段階で所定の変速比を得られるように構成する場合と比較して、各変速ユニットにおいて高い伝達効率を維持することができる。よって、同じ所定の変速比であっても従来と比較して伝達効率を向上できる。
【００２０】
また、本発明の変速歯車装置は、各変速ユニットにおける揺動部材の外歯歯車がハウジングに形成された同一の内歯歯車にそれぞれ噛合する構成となっている。これにより、当該変速歯車装置は、ハウジングの内側に変速ユニットを簡易に連設することができる。つまり、各変速ユニットにおける外歯歯車と噛合する内歯歯車を共通化することにより、三以上の変速ユニットとするように変速ユニットの増設を簡易化することができる。よって、高い変速比を得るため、または伝達効率を向上させるために三以上の変速ユニットを備える構成としても部品点数の増加を抑制することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によると、変速歯車装置は、揺動部材の挿入孔を貫通したピンを支持するピン支持部材をさらに備える構成としている。このピン支持部材は、変速ユニットの偏心部材に対してピンの突出方向に配置されている。よって、偏心部材は、回転部材とピン支持部材の間に介在することになる。また、ピン支持部材は、回転部材と同様に、ハウジングにより入出力軸線を中心として回転可能に支持されている。
【００２２】
このような構成により、回転部材のピンは、その両端部を回転部材およびピン支持部材により両持ちで支持されることになる。回転部材のピンは、偏心部材の挿入孔に挿入され、揺動回転する偏心部材の自転成分を出力または入力する。そのため、回転部材は、変速歯車装置の駆動状態において、偏心部材の回転数が増大すると、これに伴い揺動部材の揺動回転に影響されて回転ブレが生じるおそれがある。そこで、ピン支持部材により回転部材のピンを両持ちで支持することにより、回転部材などの回転ブレを防止し、高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明によると、ピン支持部材は、変速歯車装置の駆動状態において高速回転側となる変速ユニットの回転部材のピンを支持する構成としている。例えば、内歯歯車の歯数を外歯歯車の歯数よりも多くなるように設定したとする。この場合に、変速歯車装置において、変速ユニットの偏心部材側に連結されている一方の軸部材は、回転部材側に連結されている他方の軸部材よりも高回転となる。つまり、一方の軸部材を入力軸とした場合に変速歯車装置は減速装置に適用され、一方の軸部材を出力軸とした場合に変速歯車装置は増速装置に適用されていることになる。
【００２４】
そして、このような変速歯車装置では、駆動状態において、複数の変速ユニットのうち上記一方の軸部材側に位置する変速ユニットが最も高回転となっている。ここで上述したように、回転部材は、偏心部材の回転数の増大に伴う揺動部材の揺動回転に影響を受けやすくなる。そこで、複数の変速ユニットのうち少なくとも最も高回転の回転部材のピンをピン支持部材により支持することにより、この回転部材などの回転ブレを防止し、より高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００２５】
請求項７に係る発明によると、複数の変速ユニットは、互いに同一の構成からなるものとしている。つまり、各変速ユニットは、同一形状の回転部材、偏心部材、および揺動部材をそれぞれ有し、変速ユニットとして変速比などの特性も同一となっている。このような構成により、各変速ユニットの各部材は、部品を共通化することができる。よって、装置全体の構成を簡易化することができる。従って、変速歯車装置の組み立てを容易にするとともに、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態：減速装置１の構成を示した断面図である。
【図２】減速装置１の基本構成を示す概念図である。
【図３】第一変速ユニット３１の一部を透視する図２におけるＡ方向矢視図である。
【図４】伝達比と伝達効率の関係を示すグラフである。
【図５】変速ユニットの数（ｎ）に対する伝達比、減速効率および増速効率を示す表である。
【図６】第二実施形態：減速装置１０１の構成を示した断面図である。
【図７】減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。
【図８】第一、第二実施形態の第一変形態様：減速装置１の基本構成を示す概念図である。
【図９】減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。
【図１０】第一、第二実施形態の第二変形態様：減速装置１の構成を示した断面図である。
【図１１】減速装置１０１の基本構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の変速歯車装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
本実施形態において、本発明の変速歯車装置を適用した減速装置１について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、減速装置１の構成を示した断面図である。図２は、減速装置１の基本構成を示す概念図である。図３は、図２におけるＡ方向矢視図である。図４は、伝達比と伝達効率の関係を示すグラフである。図５は、変速ユニットの数（ｎ）に対する伝達比、減速効率および増速効率を示す表である。
【００２９】
（減速装置１の構成）
減速装置１は、主として、ハウジング１０と、入力軸部材２１と、出力軸部材２２と、第一変速ユニット３１と、第二変速ユニット３２と、ピン支持部材８１と、ピン留め部材８２と、軸受け９１〜９３とから構成される。ハウジング１０は、図１に示すように、共通の入出力軸線Ｌｏを中心として入力軸部材２１および出力軸部材２２を回転可能に支持し、複数の変速ユニットである第一、第二変速ユニット３１，３２を収容するケースである。また、ハウジング１０は、内周面に入出力軸線Ｌｏの方向に延伸する内歯歯車１１が形成されている。
【００３０】
入力軸部材２１は、図示しないモータのロータに連結され、モータが駆動することで回転する入力軸である。この入力軸部材２１は、後述するピン支持部材８１を介してハウジング１０に回転可能に支持される。これにより、入力軸部材２１は、入出力軸線Ｌｏの回りに回転可能となっている。また、入力軸部材２１は、減速装置１の一方側（図１，２の左側）に配置され、他方側の端部が後述する第一変速ユニット３１のクランク軸５０に連結されている。
【００３１】
出力軸部材２２は、第一、第二変速ユニット３１，３２により減速された回転を出力する出力軸である。この出力軸部材２２は、減速装置１の他方側（図１，２の右側）に配置され、一方側の端部が後述する第二変速ユニット３２の回転部材４０に連結されている。つまり、出力軸部材２２は、後述する第二変速ユニット３２の回転部材４０を介してハウジング１０に回転可能に支持される。これにより、出力軸部材２２は、入出力軸線Ｌｏの回りに回転可能となっている。
【００３２】
第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、図１，２に示すように、回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０からそれぞれ構成されるユニットである。第一、第二変速ユニット３１，３２は、このような構成により、入力側のクランク軸５０に入力される回転を変速（本実施形態においては減速）させて出力側の回転部材４０から出力している。
【００３３】
また、減速装置１において、入力側に配置された変速ユニットを第一変速ユニット３１、出力側に配置された変速ユニットを第二変速ユニット３２としている。つまり、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏの方向に隣り合うように連設され、第一変速ユニット３１が本発明の「一側変速ユニット」に相当し、第二変速ユニット３２が本発明の「他側変速ユニット」に相当する。以下、第一変速ユニット３１の構成について説明する。
【００３４】
回転部材４０は、図１に示すように、軸受け９１を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円盤状の部材である。この回転部材４０は、減速装置１の一方側の盤面から入出力軸線Ｌｏの方向に突出するピン４１と、転がり軸受け４２を有する。本実施形態において、図３に示すように、６本のピン４１が回転部材４０の周方向に等間隔となるように上記盤面に固定されている。また、他方側の盤面は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０と連結されている。つまり、第一変速ユニット３１の回転部材４０は、第二変速ユニット３２を介して出力軸部材２２に連結されている。
【００３５】
ピン４１は、回転部材４０に固定される円柱状の部材である。転がり軸受け４２は、ピン４１に回転可能な状態で外挿された円筒状の軸受け部材である。ピン４１は、後述する第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入され、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の一部分がこれら各挿入孔６２，７２の内周面と当接する。
【００３６】
クランク軸５０は、第一偏心部５１と、第二偏心部５２を有する。この第一偏心部５１および第二偏心部５２は、本発明の「偏心部材」に相当する。第一偏心部５１は、クランク軸５０の軸心（入出力軸線Ｌｏ）に対して偏心した偏心形状をなしている。この第一偏心部５１は、回転部材４０に対してピン４１の突出方向（図１の左方向）に配置され、クランク軸５０に一体的に形成されている。また、第一偏心部５１の断面形状は、入出力軸線Ｌｏに対してクランク軸５０の径方向に偏心した第一偏心軸線Ｌａを中心とした真円状に形成されている。そして、第一偏心部５１は、入出力軸線Ｌｏを中心としたクランク軸５０の回転に伴い、入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００３７】
第二偏心部５２は、第一偏心部５１と同様に、クランク軸５０の軸心（入出力軸線Ｌｏ）に対して偏心した偏心形状をなしている。この第二偏心部５２は、回転部材４０に対してピン４１の突出方向（図１の左方向）に配置され、且つ第一偏心部５１に対して出力側（図１において第一偏心部５１の右側）に配置されている。そして、第二偏心部５２は、第一偏心部５１と連結されるとともに、クランク軸５０に一体的に形成されている。また、第二偏心部５２の断面形状は、入出力軸線Ｌｏに対してクランク軸５０の径方向に偏心した第二偏心軸線Ｌｂを中心とした真円状に形成されている。そして、第二偏心部５１は、入出力軸線Ｌｏを中心としたクランク軸５０の回転に伴い、入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００３８】
このように、第一変速ユニット３１は、クランク軸５０において入出力軸線Ｌｏの方向に連設される第一偏心部５１および第二偏心部５２を有している。また、第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏに対する偏心方向が互いに逆方向となるように連結されている。換言すると、本実施形態において、２つの偏心部材である第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔となるように、１８０（ｄｅｇ）間隔で連結される。
【００３９】
また、第一変速ユニット３１のクランク軸５０は、その一方側（図１の左側）の端部が入力軸部材２１と連結されている。これにより、クランク軸５０は、入力軸部材２１の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。また、このような構成により、一側変速ユニットである第一変速ユニット３１の第一偏心部５１および第二偏心部５２は、クランク軸５０を介して入力軸部材２１に連結されている。
【００４０】
第一揺動部材６０は、環状からなり、図１，２に示すように、外歯歯車６１と、挿入孔６２を有し、第一偏心部５１の外周側に回転可能に支持される遊星歯車である。外歯歯車６１は、第一揺動部材６０の外周面に形成されハウジング１０の内歯歯車１１と噛合可能な歯車である。挿入孔６２は、回転部材４０のピン４１が挿入される孔である。この第一揺動部材６０の挿入孔６２の内径は、挿入されるピン４１の直径と、第一揺動部材６０の偏心量（入出力軸線Ｌｏと第一偏心軸線Ｌａの離間距離）との和にほぼ等しい。ここで、本実施形態におけるピン４１には転がり軸受け４２が外挿されることから、上記の「ピン４１の直径」とは、転がり軸受け４２の直径に相当する。
【００４１】
より詳細には、第一揺動部材６０の挿入孔６２の内周面は、減速装置１の駆動状態において、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第一揺動部材６０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第一偏心部５１の回転に伴い、第一偏心軸線Ｌａの回りに自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分がピン４１に伝達され、第一揺動部材６０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００４２】
第二揺動部材７０は、第一揺動部材６０と同様に、環状からなり、図１，２に示すように、外歯歯車７１と、挿入孔７２を有し、第二偏心部５２の外周側に回転可能に支持される遊星歯車である。外歯歯車７１は、第二揺動部材７０の外周面に形成されハウジング１０の内歯歯車１１と噛合可能な歯車である。挿入孔７２は、回転部材４０のピン４１が挿入される孔である。この第二揺動部材７０の挿入孔７２の内径は、挿入されるピン４１の直径と、第二揺動部材７０の偏心量（入出力軸線Ｌｏと第二偏心軸線Ｌｂの離間距離）との和にほぼ等しい。この「ピン４１の直径」は、上述したように、本実施形態においては、転がり軸受け４２の直径に相当する。
【００４３】
より詳細には、第二揺動部材７０の挿入孔７２の内周面は、減速装置１の駆動状態において、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第二揺動部材７０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第二偏心部５２の回転に伴い、第二偏心軸線Ｌｂの回りに自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第二揺動部材７０の自転成分がピン４１に伝達され、第二揺動部材７０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００４４】
また、クランク軸５０の第一偏心部５１と第二偏心部５２は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔となるように連結されている。よって、第一、第二偏心部５１，５２の外周側にそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０は、入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔に位置する関係となる。ここで、減速装置１の駆動状態において、クランク軸５０の回転により第一、第二偏心部５１，５２が回転し、この回転に伴い第一、第二揺動部材６０，７０が揺動回転したとする。この場合に、第一、第二揺動部材６０，７０の各自転軸（第一偏心軸線Ｌａおよび第二偏心軸線Ｌｂ）は、上記の位置関係により、入出力軸線Ｌｏに対称の位置を維持しつつ入出力軸線Ｌｏの回りを回転する。
【００４５】
上述したように、第一変速ユニット３１は、回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０から構成される。また、第二変速ユニット３２は、減速装置１において、第一変速ユニット３１に対して出力側に隣り合うように連設されている。この第二変速ユニット３２は、第一変速ユニット３１と同一形状の回転部材４０、クランク軸５０、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０から構成される。
【００４６】
第二変速ユニット３２の回転部材４０は、軸受け９２を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円盤状の部材である。この回転部材４０は、減速装置１の一方側の盤面から入出力軸線Ｌｏの方向に突出するピン４１を有する。また、他方側の盤面は、出力軸部材２２と連結されている。
【００４７】
また、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、その一方側（図１の左側）の端部が第一変速ユニット３１の回転部材４０と連結されている。つまり、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、第一変速ユニット３１を介して入力軸部材２１に連結されている。そして、上述したように、第一変速ユニット３１の回転部材４０は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０と連結される。つまり、第二変速ユニット３２のクランク軸５０は、第一変速ユニット３１の回転部材４０の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。第二変速ユニット３２における他の構成については、第一変速ユニット３１の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４８】
このように、ハウジング１０の内部において、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏの方向に隣り合うように位置している。そして、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、各第一揺動部材６０の外歯歯車６１および各第二揺動部材７０の外歯歯車７１が同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合するように連設されている。即ち、第一揺動部材６０の外歯歯車６１および第二揺動部材７０の外歯歯車７１は、ハウジング１０の内周面において入出力軸線Ｌｏの方向に延伸するように形成された内歯歯車１１を共有している。このように、第一、第二変速ユニット３１，３２は、同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合し入力軸部材２１から出力軸部材２２への回転を変速するものである。
【００４９】
ピン支持部材８１は、軸受け９３を介してハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持される円板状の部材である。このピン支持部材８１は、第一変速ユニット３１の第一、第二偏心部５１，５２に対して、回転部材４０のピン４１の突出方向に配置される。そして、ピン支持部材８１は、複数のピン４１と同数のピン孔が形成され、第一、第二揺動部材６０，７０の挿入孔６２，７２を貫通したピン４１の端部と圧入または隙間嵌めにより連結される。これにより、ピン支持部材８１は、回転部材４０に固定された６本のピン４１を支持するとともに、回転部材４０の回転に伴い回転部材４０と同じ回転数で回転する。また、ピン支持部材８１は、円筒内面に配置された軸受けを介して入力軸部材２１を回転可能に支持している。
【００５０】
ピン留め部材８２は、プレート８２ａと、留め輪８２ｂを有する。このピン留め部材８２は、第二変速ユニット３２の第一、第二偏心部５１，５２に対して、回転部材４０のピン４１の突出方向に配置される。
【００５１】
プレート８２ａは、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯先円筒よりも小径からなる環状部材である。このプレート８２ａは、偏心回転する偏心部材（第一偏心部５１）と接触しないように、入出力軸線Ｌｏを中心とした円筒内面が形成されている。そして、プレート８２ａは、複数のピン４１と同数のピン孔が形成され、第一、第二揺動部材６０，７０の挿入孔６２，７２を貫通したピン４１の端部と隙間嵌めにより連結される。これにより、プレート８２ａは、回転部材４０に固定された６本のピン４１を互いの間隔が保持されるように留めている。このプレート８２ａは、回転部材４０の回転に伴い回転部材４０と同じ回転数で回転する。
【００５２】
留め輪８２ｂは、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯先円筒とほぼ同径からなる環状部材である。留め輪８２ｂは、内歯歯車１１に対して固定され、減速装置１の駆動状態において回転するプレート８２ａと滑り接触し、ピン４１を留めるプレート８２ａを入出力軸線Ｌｏ方向の所定位置に位置決めしている。
【００５３】
このような構成により、回転部材４０の複数のピン４１は、減速装置１の駆動状態において伝達する駆動力が加えられてもプレート８２ａによって互いの間隔を保持される。これにより、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止し、駆動状態を安定化させることができる。
【００５４】
ここで、本実施形態の減速装置１において、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯数は、何れの外歯歯車６１，７１の歯数よりも多くなるように設定されている。これにより、減速装置１に適用された変速歯車装置は、その駆動状態において入力軸部材２１が出力軸部材２２よりも高回転となる。そして、このような構成において、ピン支持部材８１は、第一、第二変速ユニット３１，３２における複数の回転部材４０のうち入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持している。即ち、ピン支持部材８１は、減速装置１の駆動状態において高回転側となる第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持する構成としている。
【００５５】
（減速装置１の動作）
続いて、本実施形態の減速装置１の動作について説明する。まず、図示しないモータを作動させると、モータのロータに連結された入力軸部材２１が回転する。入力軸部材２１が回転すると、入力軸部材２１に連結された第一変速ユニット３１のクランク軸５０が入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。これにより、クランク軸５０を構成する第一偏心部５１および第二偏心部５２が回転することになる。
【００５６】
そうすると、第一偏心部５１の外周側に支持される第一揺動部材６０は、第一偏心部５１の回転に伴い揺動回転する。同様に、第二偏心部５２の外周側に支持される第二揺動部材７０は、第二偏心部５２の回転に伴い揺動回転する。この時、第一揺動部材６０および第二揺動部材７０は、それぞれの外歯歯車６１，７１の円周上の一部のみがハウジング１０の内歯歯車１１と噛合し、内歯歯車１１との歯数差に基づく回転数で入力軸部材２１の回転方向とは反対方向（入力軸部材２１が時計回りであれば反時計回り）に自転している。
【００５７】
ここで、回転部材４０のピン４１は、第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入されている。そして、ピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面は、円周上の一部のみが各挿入孔６２，７２の内周面と当接し駆動力を伝達する。これにより、第一、第二揺動部材６０，７０が揺動回転すると、自転成分がピン４１に伝達される。そうすると、回転部材４０は、第一、第二揺動部材６０，７０の自転の回転数で回転する。このようにして、第一変速ユニット３１は、回転部材４０がピン４１および転がり軸受け４２を介して第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転から自転成分を取り出し、クランク軸５０に入力された回転を減速して回転部材４０から出力している。
【００５８】
次に、第一変速ユニット３１の回転部材４０が回転すると、回転部材４０に連結された第二変速ユニット３２のクランク軸５０が入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。これにより、第二変速ユニット３２のクランク軸５０を構成する第一偏心部５１および第二偏心部５２が回転することになる。そして、第二変速ユニット３２は、第一変速ユニット３１と同様に、クランク軸５０に入力された回転数を減速して回転部材４０から出力している。そうすると、第二変速ユニット３２の回転部材４０に連結された出力軸部材２２が入出力軸線Ｌｏの回りに回転する。
【００５９】
上述したように、本実施形態の減速装置１は、複数の変速ユニットである第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２により、入力軸部材２１に入力される回転を二段階で減速し、出力軸部材２２から出力するものである。また、このような減速装置１における各歯車の歯数の設定について説明する。
【００６０】
ここで、ハウジング１０の内歯歯車１１の歯数をＺ１、第一変速ユニット３１の第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の歯数をＺ２とする。この時、第一変速ユニット３１の減速比Ｒ１は、式（１）により算出される。同様に、第二変速ユニット３２の第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の歯数をＺ３とすると、第二変速ユニット３２の減速比Ｒ２は、式（２）により算出される。そして、減速装置１の減速比Ｒは、式（３）により算出される。
【００６１】
［数１］
Ｒ１ ＝（Ｚ１−Ｚ２）／Ｚ２ ・・・ （１）
Ｒ２ ＝（Ｚ１−Ｚ３）／Ｚ３ ・・・ （２）
Ｒ ＝Ｒ１×Ｒ２ ・・・ （３）
【００６２】
ここで、変速歯車装置または変速ユニットの伝達比は、図４に示すように、その値が大きくなるほど伝達効率が低下することが知られている。この伝達比は、減速比の逆数として算出され、変速歯車装置の変速比を示すものである。また、伝達効率は、一定以下まで低下すると変速歯車装置がセルフロックするおそれがあり、なるべく高い値であることが好ましい。
【００６３】
ここで、例えば、減速装置１として、１６９の伝達比（減速比では、１／１６９）を要するものとする。この場合に、一段階でこの伝達比を得られる歯数を設定すると、伝達効率は約５０％となる。そこで、本実施形態では、内歯歯車１１の歯数Ｚ１を１２６、第一、第二変速ユニット３１，３２の各外歯歯車６１，７１の歯数Ｚ２，Ｚ３を１１７に設定している。
【００６４】
これにより、図５に示すように、第一、第二変速ユニット３１，３２（ｎ＝１）は、１３の伝達比、約９２％の伝達効率（減速効率）をそれぞれ得ることができる。そして、減速装置１（ｎ＝２）は、１６９の伝達比（減速比Ｒは、１／１６９）、約８５％の伝達効率を得ることができる。図５のｎは、変速ユニットの数を示している。このように、減速装置１は、複数段に亘る減速を勘案し、所定の伝達比Ｒを得られるように歯数を設定される。
【００６５】
（減速装置１の効果）
本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１によると、複数の変速ユニットである第一、第二変速ユニット３１，３２は、第一、第二揺動部材６０，７０の各外歯歯車６１，７１が同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合するように、入出力軸線Ｌｏの方向に連設される。そして、隣り合う一側変速ユニット（第一変速ユニット３１）および他側変速ユニット（第二変速ユニット３２）において、入力側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０は、出力側に位置する第二変速ユニット３２のクランク軸５０を介して第一偏心部５１と連結される構成としている。
【００６６】
これにより、直列に連結された複数の第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２によって高い変速比を得ることができる。さらに、それぞれの第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１は、当該外歯歯車６１，７１が噛合する内歯歯車をハウジング１０に形成された内歯歯車１１により共有している。これにより、高い変速比を得るために第一、第二変速ユニット３１，３２を連設した場合においても、従来において同構成の変速歯車装置を直列に連結した場合と比較して、減速装置１として部品点数を低減し単純化することができる。よって、減速装置１が駆動力を伝達している駆動状態において、伝達による機械的損失を低減し伝達効率を向上できる。
【００６７】
また、第一、第二変速ユニット３１，３２を入出力軸線Ｌｏ方向に連設することで、複数の減速装置を連結する構成と比較して、簡易に高い変速比を得ることができる。そして、この場合に、第一、第二変速ユニット３１，３２の間を直接的に連結するため、減速装置１は、全体として小型化できる。ここで、一般に高い変速比を得ようとすると伝達効率が低減することが知られている。そこで、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２により所定の変速比を得るように設定することにより、第一、第二変速ユニット３１，３２において高い伝達効率を維持できるため、従来と比較して同じ変速比であっても伝達効率を向上できる。
【００６８】
また、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、入出力軸線Ｌｏ方向に連設される複数の第一、第二偏心部５１，５２と、これらそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０と、を有する構成としている。これにより、第一、第二変速ユニット３１，３２における第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１の負荷を分散させることができる。従って、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２は、機械的に伝達可能な最大駆動力を向上させることができる。
【００６９】
さらに、第一変速ユニット３１における複数の第一偏心部５１および第二偏心部５２は、これらにそれぞれ支持される第一、第二揺動部材６０，７０が入出力軸線Ｌｏを中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、クランク軸５０を介して入力軸部材２１に連結される構成としている。つまり、第一偏心部５１と第二偏心部５２は、第一、第二揺動部材６０，７０が１８０（ｄｅｇ）間隔で配置されるように、入出力軸線Ｌｏの方向に連結されることになる。これにより、第一偏心部５１と第二偏心部５２の回転により生じたアンバランス回転を互いに打ち消すことができる。
【００７０】
また、第二変速ユニット３２の第一偏心部５１および第二偏心部５２においても同様に配置されるように、クランク軸５０および第一変速ユニット３１を介して入力軸部材２１に連結される構成となっていることから同様の効果を奏する。従って上記の構成により、第一、第二変速ユニット３１，３２および減速装置１全体として振動を抑制することができる。
【００７１】
減速装置１は、第一変速ユニット３１の第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２を貫通したピン４１を支持するピン支持部材８１をさらに備える構成としている。このピン支持部材８１は、第一変速ユニット３１の第一偏心部５１に対して回転部材４０のピン４１の突出方向に配置されている。よって、第一偏心部５１は、回転部材４０とピン支持部材８１の間に介在することになる。また、ピン支持部材８１は、回転部材４０と同様に、ハウジング１０により入出力軸線Ｌｏを中心として回転可能に支持されている。
【００７２】
このような構成により、回転部材４０のピン４１は、その両端部を回転部材４０およびピン支持部材８１により両持ちで支持されることになる。回転部材４０のピン４１は、第一、第二揺動部材６０，７０の各挿入孔６２，７２に挿入され、揺動回転する第一、第二偏心部５１，５２の自転成分を出力または入力する。そのため、回転部材４０は、減速装置１の駆動状態において、クランク軸５０の回転数が増大すると、これに伴い第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転に影響されて回転ブレを生じるおそれがある。そこで、ピン支持部材８１により回転部材４０のピン４１を両持ちで支持することにより、回転部材４０などの回転ブレを防止し、高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００７３】
また、ピン支持部材８１は、回転部材４０によりピン４１を両持ち支持するとともに、複数のピン４１を互いの間隔が保持されるように支持している。これにより、複数のピン４１は、減速装置１の駆動状態において伝達する駆動力が加えられても互いの間隔を保持され、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止することができる。よって、減速装置１の駆動状態を安定化させることができる。
【００７４】
さらに、ピン支持部材８１は、本実施形態において、複数の第一、第二変速ユニット３１，３２のうち入力側に位置する第一変速ユニット３１の回転部材４０のピン４１を支持する構成としている。ここで、減速装置１は、内歯歯車１１の歯数Ｚ１が第一変速ユニット３１の外歯歯車６１，７１の歯数Ｚ２よりも多くなるように設定され、その駆動状態において入力軸部材２１が出力軸部材２２よりも高回転となる。
【００７５】
このような減速装置１では、駆動状態において、第一変速ユニット３１と第二変速ユニット３２のうち入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット３１の方が高回転となっている。ここで上述したように、回転部材４０は、第一、第二偏心部５１，５２の回転数の増大に伴う第一、第二揺動部材６０，７０の揺動回転に影響を受けやすくなる。そこで、複数の第一、第二変速ユニット３１，３２のうち少なくとも高回転側の回転部材４０のピン４１をピン支持部材８１により支持することにより、この回転部材４０などの回転ブレを防止し、より高回転の駆動力の伝達に適用することができる。
【００７６】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の構成について、図６，７を参照して説明する。図６は、減速装置１０１の構成を示した断面図である。図７は、減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。ここで、第二実施形態の構成は、主に、第一実施形態の第一、第二変速ユニット３１，３２の構成が相違する。なお、その他の構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。
【００７７】
（減速装置１０１の構成）
減速装置１０１は、主として、ハウジング１０と、入力軸部材２１と、出力軸部材２２と、第一変速ユニット１３１と、第二変速ユニット１３２と、ピン支持部材８１と、ピン留め部材８２と、軸受け９１〜９３とから構成される。第一変速ユニット１３１および第二変速ユニット１３２は、図６，７に示すように、回転部材４０、クランク軸１５０、および第一揺動部材６０からそれぞれ構成されるユニットである。本実施形態における第一、第二変速ユニット１３１，１３２は、第一実施形態の第一、第二変速ユニット３１，３２が複数の揺動部材６０，７０を有する構成としたのに対して、揺動部材を単数としている点が相違する。
【００７８】
第一、第二変速ユニット１３１，１３２のクランク軸１５０は、クランク軸１５０に一体的に形成された第一偏心部５１を有する。つまり、第一実施形態におけるクランク軸５０から第二偏心部５２を除去した形状となっている。第一変速ユニット１３１のクランク軸１５０は、その一方側（図６の左側）の端部が入力軸部材２１と連結されている。これにより、クランク軸１５０は、入力軸部材２１の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００７９】
第二変速ユニット１３２のクランク軸１５０は、その一方側の端部が第一変速ユニット１３１の回転部材４０と連結されている。つまり、隣り合う第一、第二変速ユニット１３１，１３２において、入力軸部材２１側に位置する第一変速ユニット１３１の回転部材４０は、出力軸部材２２側に位置する第二変速ユニット１３２の第一偏心部５１とクランク軸１５０を介して連結される。これにより、第二変速ユニット１３２のクランク軸１５０は、第一変速ユニット１３１の回転部材４０の回転に伴い入出力軸線Ｌｏを中心として回転する。
【００８０】
また、第一実施形態におけるクランク軸５０は、第一偏心部５１と第二偏心部５２をそれぞれの偏心方向が逆方向となるように連結することにより、アンバランス回転を互いに打ち消すものとした。これに対して、本実施形態のクランク軸１５０は、第一偏心部５１のみを有するものとしている。そこで、第一偏心部５１は、例えば、偏心方向の一部を肉抜きする構成、または偏心方向と逆方向の部位にカウンターバランサを設ける構成としてもよい。
【００８１】
第一、第二変速ユニット１３１，１３２の各第一偏心部５１は、その外周側において第一揺動部材６０を回転可能に支持している。この第一揺動部材６０は、減速装置１０１の駆動状態において、挿入孔６２の内周面がピン４１に外挿された転がり軸受け４２の外周面と当接し駆動力を伝達する。このような構成により、第一揺動部材６０は、入出力軸線Ｌｏを中心とする第一偏心部５１の回転に伴い、自転しながら入出力軸線Ｌｏの回りを公転するように揺動回転することになる。そして、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分がピン４１に伝達され、第一揺動部材６０の自転の回転数で回転部材４０が回転する。
【００８２】
（減速装置１０１の効果）
このような構成の減速装置１０１によれば、第一実施形態の減速装置１と同様の効果を奏する。また、第一、第二変速ユニット１３１，１３２は、複数の場合に入出力軸線Ｌｏの方向に連接される揺動部材を単数とすることにより、入出力軸線Ｌｏの方向の長さを短縮することができる。これにより、減速装置１０１は、複数の第一、第二変速ユニット１３１，１３２により簡易に高い変速比を得られるとともに、装置全体として小型化することができる。
【００８３】
また、変速ユニットの揺動部材を単数または複数とする構成は、変速歯車装置の駆動状態において、その変速ユニットが伝達する駆動力、変速比、または回転数などにより選択的に設定される。例えば、伝達する駆動力が大きい場合には、各外歯歯車の負荷を軽減するという観点から複数の揺動部材を有する構成が好ましい。そして、変速歯車装置が備える複数の変速ユニットのうち、駆動状態における低回転側（高トルク側）の変速ユニットのみが複数の揺動部材を有する構成としてもよい。その他、偏心部材および揺動部材の回転によるアンバランスを打ち消すという観点から、複数の変速ユニットのうち、駆動状態における高回転側（低トルク側）の変速ユニットのみが複数揺動部材を有する構成としてもよい。
【００８４】
＜第一、第二実施形態の第一変形態様＞
第一、第二実施形態の第一変形態様について、図８，９を参照して説明する。図８は、減速装置１の基本構成を示す概念図である。図９は、減速装置１０１の基本構成を示す概念図である。第一、第二実施形態において、減速装置１，１０１は、２つの変速ユニットである第一変速ユニット３１，１３１および第二変速ユニット３２，１３２を備えるものとした。これに対して、減速装置１，１０１は、図８，９に示すように、４つの変速ユニットを備える構成としてもよい。
【００８５】
つまり、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）は、第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）を備える構成としている。これにより、減速装置１（１０１）は、入出力軸線Ｌｏ方向に連設される４つの第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）が直列に連結される。そして、これらの第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）のうち隣り合う２つの変速ユニットは、本発明の「一側変速ユニット」および「他側変速ユニット」に相当する。
【００８６】
また、上記の一側変速ユニットおよび他側変速ユニットは、第一変速ユニット３１および第二変速ユニット３２と同様に連結される。例えば、一側変速ユニットを第二変速ユニット３２（１３２）とし、他側変速ユニットを第三変速ユニット３３とする。この場合に、第二変速ユニット３２の第一、第二偏心部５１，５２は、第二変速ユニット３２のクランク軸５０および第一変速ユニット３１を介して、入力軸部材２１に連結される。また、第二変速ユニット３２の回転部材４０は、第三変速ユニット３３のクランク軸５０を介して、第三変速ユニット３３の第一、第二偏心部５１，５２に連結される。そして、第三変速ユニット３３の回転部材４０は、第四変速ユニット３４を介して、出力軸部材２２に連結される。
【００８７】
このように変速ユニットを増設することによって、より高い変速比を得ることができる。また、このように少なくとも三以上の変速ユニットにより所定の変速比を得るように設定することにより、従来の減速装置が一段階で所定の変速比を構成する場合と比較して、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）において高い伝達効率を維持することができる。よって、同じ所定の変速比であっても従来と比較して伝達効率を向上できる。
【００８８】
より具体的には、例えば、各変速ユニットの伝達比を１３（減速比では、１／１３）と設定した場合に、図５に示すように、減速装置１，１０１（ｎ＝４）は、２８５６１の伝達比（減速比Ｒは、１／２８５６１）、約７２％の伝達効率を得ることができる。このように、本発明の変速歯車装置では、高い伝達効率を維持しながら非常に高い変速比を得ることができる。
【００８９】
また、減速装置１（１０１）は、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）における第一、第二揺動部材６０，７０の外歯歯車６１，７１がハウジング１０に形成された同一の内歯歯車１１にそれぞれ噛合する構成となっている。このように、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）は、ハウジング１０の内側に複数の変速ユニットを簡易に連設することができる。つまり、各変速ユニット３１〜３４における外歯歯車６１，７１による内歯歯車１１の共有により、三以上の変速ユニットを有するように簡易に増設することができる。よって、高い変速比を得るため、または伝達効率を向上させるために三以上の変速ユニットを備える構成としても部品点数の増加を抑制することができる。
【００９０】
さらに、複数の変速ユニットである第一変速ユニット３１（１３１）〜第四変速ユニット３４（１３４）は、同一形状の回転部材４０、第一、第二偏心部５１，５２、および第一、第二揺動部材６０，７０をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなるようにしてもよい。これにより、各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）の各部材は、部品を共通化することができる。よって、装置全体の構成を簡易化することができる。従って、変速歯車装置の組み立てを容易にするとともに、製造コストを低減することができる。
【００９１】
これに対して、変速歯車装置が非常に高い駆動力を発生させる場合には、変速歯車装置の駆動状態において各変速ユニット３１〜３４（１３１〜１３４）のうち高トルク側（低回転側）の変速ユニットの外歯歯車６１，７１の歯幅を厚くするように、当該変速ユニットの第一、第二偏心部５１，５２および第一、第二揺動部材６０，７０の入出力軸線Ｌｏの方向の厚さを増加させる構成としてもよい。このように、各変速ユニットの各部材は、伝達する駆動力や回転数に応じて材質や寸法などを適宜設定される。但し、何れの構成においても各変速ユニットは、同一の内歯歯車１１とそれぞれ噛合し入力軸部材２１から出力軸部材２２への回転を変速するものである。
【００９２】
＜第一、第二実施形態の第二変形態様＞
第一、第二実施形態の第二変形態様について、図１０，１１を参照して説明する。図１０は、減速装置１の構成を示した断面図である。図１１は、減速装置１０１の基本構成を示した断面図である。第一、第二実施形態において、減速装置１，１０１は、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を有するものとした。これに対して、減速装置１，１０１は、図１０，１１に示すように、複数のピン留め部材８２を有する構成としてもよい。
【００９３】
つまり、本発明の変速歯車装置が適用された減速装置１（１０１）の第一変速ユニット３１（１３１）および第二変速ユニット３２（１３２）は、それぞれの回転部材４０のピン４１の端部が共にピン留め部材８２により留められている。ピン留め部材８２は、上述したように、プレート８２ａと、留め輪８２ｂとから構成される。ピン留め部材８２は、プレート８２ａの複数のピン孔に各ピン４１が隙間嵌めされ、各ピン４１の互いの間隔を保持している。これにより、複数のピン４１に加えられる駆動力が所定のピン４１に偏ることを防止し、減速装置１（１０１）の駆動状態の安定化を図ることができる。
【００９４】
また、ピン４１を両持ち支持するためのピン支持部材８１がハウジング１０により回転可能に支持されていたのに対して、ピン留め部材８２はプレート８２ａを留め輪８２ｂにより位置決めしている。これにより、図１０，１１に示すように、複数のピン留め部材８２を適用した減速装置１，１０１は、ピン支持部材８１を適用した場合と比較して、入出力軸線Ｌｏ方向の幅を短縮することができる。
【００９５】
但し、減速装置１，１０１の駆動状態において、より確実に回転ブレを防止し、動作の安定化を図るためにはピン支持部材８１を適用する構成が好適である。このように、減速装置１，１０１は、その形態や用途などにより、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を適宜適用するように構成される。また、例えば、駆動状態の回転数が低く回転ブレが微小である場合や伝達する駆動力が比較的小さい場合は、ピン支持部材８１およびピン留め部材８２を含めない構成としてもよい。
【００９６】
＜その他＞
以上、本発明の変速歯車装置について、減速装置１，１０１として説明した。その他に、入力軸部材２１および出力軸部材２２の入出力の関係を逆方向とすることにより、本発明の変速歯車装置を適用した増速装置とすることもできる。特に増速装置においては、図４に示すように、伝達比の値が大きくなるほど伝達効率が低下することが知られている。増速装置における伝達比は、増速比と等しく、変速歯車装置の変速比を示すものである。そして、増速装置における伝達効率は、減速装置と比較してさらに伝達比が大きくなるほど低下することから、高い変速比を得る場合に、高い伝達効率を維持することが必要とされる。
【００９７】
そこで、本発明の変速歯車装置を増速装置に適用することにより、従来と比較して所定の増速比に対して高い増速効率を得ることができる。具体的には、例えば、各変速ユニットの伝達比を１３となるように内歯歯車１１および外歯歯車６１，７１の歯数を設定したとする。この時、増速装置が２つの変速ユニット（ｎ＝２）を備える場合に、図５に示すように、１６９の伝達比（増速比は、１６９）、約８３％の伝達効率を得ることができる。変速ユニットの数を３，４とした場合においても同様に、図５に示すように、伝達比に対して高い増速効率を得ることができる。
【００９８】
また、第一、第二実施形態において、回転部材４０がピン４１を有するとともに、第一、第二揺動部材６０，７０がピン４１を挿入される挿入孔６２，７２を有するものとした。これに対して、第二実施形態の減速装置１０１のように、第一、第二変速ユニット１３１，１３２の有する揺動部材が単数の場合には、ピンと挿入孔を配置する部材を入れ替えてもよい。つまり、第一揺動部材６０がピンを有するとともに、回転部材４０が当該ピンを挿入される挿入孔を有するものとする。
【００９９】
このような構成においても、揺動回転する第一揺動部材６０の自転成分のみを回転部材４０との間で入力または出力することができる。但し、上記構成の場合には、第一揺動部材６０と共に揺動回転するピンの揺動幅を許容するように挿入孔が形成されるため、挿入孔が形成される回転部材４０が大径化する傾向にある。よって、変速歯車装置として小型化を図る場合や伝達可能な最大駆動力を向上させるために複数の揺動部材を有する構成とする場合には、第一、第二実施形態において例示した構成が好適である。
【符号の説明】
【０１００】
１，１０１：減速装置（変速歯車装置）
１０：ハウジング、 １１：内歯歯車
２１：入力軸部材、 ２２：出力軸部材
３１，１３１：第一変速ユニット、 ３２，１３２：第二変速ユニット
３３，１３３：第三変速ユニット、 ３４，１３４：第四変速ユニット
４０：回転部材、 ４１：ピン、 ４２：転がり軸受け
５０，１５０：クランク軸
５１：第一偏心部（偏心部材）、 ５２：第二偏心部（偏心部材）
６０：第一揺動部材、 ６１：外歯歯車、 ６２：挿入孔
７０：第二揺動部材、 ７１：外歯歯車、 ７２：挿入孔
８１：ピン支持部材
８２：ピン留め部材、 ８２ａ：プレート、 ８２ｂ：留め輪
９１〜９３：軸受け
Ｌｏ：入出力軸線、 Ｌａ：第一偏心軸線、 Ｌｂ：第二偏心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の入出力軸線を中心として入力軸および出力軸を回転可能に支持し、内周面に内歯歯車が形成されたハウジングと、
前記入出力軸線方向に連設され、同一の前記内歯歯車とそれぞれ噛合し前記入力軸から前記出力軸への回転を変速する複数の変速ユニットと、
を備える変速歯車装置であって、
前記変速ユニットは、
前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記入出力軸線方向に突出するピンおよび前記ピンが挿入される挿入孔のうち一方を有する回転部材と、
前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸線を中心とする偏心部材と、
環状からなり、前記偏心部材の外周側に回転可能に支持され、外周面に形成され前記内歯歯車と噛合可能な外歯歯車と、前記ピンおよび前記挿入孔のうち他方と、を有し、前記偏心部材が前記入出力軸線を中心に回転することにより揺動回転する揺動部材と、
を有し、
複数の前記変速ユニットのうち隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、
前記一側変速ユニットの前記偏心部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結され、
前記一側変速ユニットの前記回転部材は、前記他側変速ユニットの前記偏心部材に連結され、
前記他側変速ユニットの前記回転部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち他方に連結されることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットは、
前記ピンを有する回転部材と、
前記入出力軸線方向に連設される複数の前記偏心部材と、
前記挿入孔を有し、複数の前記偏心部材にそれぞれ支持される複数の前記揺動部材と、
を有することを特徴とする変速歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記変速ユニットにおける複数の前記偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各前記揺動部材が前記入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結されることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
少なくとも三以上の前記変速ユニットを備えることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットにおいて、当該変速ユニットの前記回転部材が前記ピンを有するとともに、当該変速ユニットの前記揺動部材が前記挿入孔を有し、
当該変速ユニットの前記偏心部材に対して前記ピンの突出方向に配置されるとともに、前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記揺動部材の前記挿入孔を貫通した前記ピンを支持するピン支持部材をさらに備えることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ピン支持部材は、前記変速歯車装置の駆動状態において高回転側となる前記変速ユニットの前記回転部材の前記ピンを支持することを特徴とする変速歯車装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットは、同一形状の前記回転部材、前記偏心部材、および前記揺動部材をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項１】
共通の入出力軸線を中心として入力軸および出力軸を回転可能に支持し、内周面に内歯歯車が形成されたハウジングと、
前記入出力軸線方向に連設され、同一の前記内歯歯車とそれぞれ噛合し前記入力軸から前記出力軸への回転を変速する複数の変速ユニットと、
を備える変速歯車装置であって、
前記変速ユニットは、
前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記入出力軸線方向に突出するピンおよび前記ピンが挿入される挿入孔のうち一方を有する回転部材と、
前記入出力軸線に対して偏心した偏心軸線を中心とする偏心部材と、
環状からなり、前記偏心部材の外周側に回転可能に支持され、外周面に形成され前記内歯歯車と噛合可能な外歯歯車と、前記ピンおよび前記挿入孔のうち他方と、を有し、前記偏心部材が前記入出力軸線を中心に回転することにより揺動回転する揺動部材と、
を有し、
複数の前記変速ユニットのうち隣り合う一側、他側変速ユニットにおいて、
前記一側変速ユニットの前記偏心部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結され、
前記一側変速ユニットの前記回転部材は、前記他側変速ユニットの前記偏心部材に連結され、
前記他側変速ユニットの前記回転部材は、前記入力軸および前記出力軸のうち他方に連結されることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットは、
前記ピンを有する回転部材と、
前記入出力軸線方向に連設される複数の前記偏心部材と、
前記挿入孔を有し、複数の前記偏心部材にそれぞれ支持される複数の前記揺動部材と、
を有することを特徴とする変速歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記変速ユニットにおける複数の前記偏心部材は、複数の当該偏心部材によりそれぞれ支持される各前記揺動部材が前記入出力軸線を中心とした回転の周方向に等間隔で配置されるように、前記入力軸および前記出力軸のうち一方に連結されることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
少なくとも三以上の前記変速ユニットを備えることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットのうち少なくとも一の前記変速ユニットにおいて、当該変速ユニットの前記回転部材が前記ピンを有するとともに、当該変速ユニットの前記揺動部材が前記挿入孔を有し、
当該変速ユニットの前記偏心部材に対して前記ピンの突出方向に配置されるとともに、前記ハウジングにより前記入出力軸線を中心として回転可能に支持され、前記揺動部材の前記挿入孔を貫通した前記ピンを支持するピン支持部材をさらに備えることを特徴とする変速歯車装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ピン支持部材は、前記変速歯車装置の駆動状態において高回転側となる前記変速ユニットの前記回転部材の前記ピンを支持することを特徴とする変速歯車装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項において、
複数の前記変速ユニットは、同一形状の前記回転部材、前記偏心部材、および前記揺動部材をそれぞれ有することにより、互いに同一の構成からなることを特徴とする変速歯車装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３１８０１（Ｐ２０１１−２３１８０１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００１５７（Ｐ２０１０−１００１５７）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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