歯車装置
【課題】簡易な構成で大きな減速比又は増速比を得ることのできる歯車機構を提供する。
【解決手段】減速機３は、第１カム部２１及び第２カム部２２が一体に形成された入力軸５と、第１カム部２１にニードル軸受２４を介して設けられる第１外歯歯車２５と、第２カム部２２にニードル軸受２６を介して設けられる第２外歯歯車２７とを備えた。また、減速機３は、第１外歯歯車２５の第１外歯２８と噛合する第１内歯１５を有し入力軸５の回転によって回転しない第１ハウジング１１と、第２外歯歯車２７の第２外歯２９と噛合する第２内歯１８を有する筒状部１７が形成された出力軸６とを備えた。そして、減速機３は、第１外歯歯車２５に形成された第１円孔３１及び第２外歯歯車２７に形成された第２円孔３２の双方に遊挿されるピン３３を有する単一のキャリア３５を備えた。
【解決手段】減速機３は、第１カム部２１及び第２カム部２２が一体に形成された入力軸５と、第１カム部２１にニードル軸受２４を介して設けられる第１外歯歯車２５と、第２カム部２２にニードル軸受２６を介して設けられる第２外歯歯車２７とを備えた。また、減速機３は、第１外歯歯車２５の第１外歯２８と噛合する第１内歯１５を有し入力軸５の回転によって回転しない第１ハウジング１１と、第２外歯歯車２７の第２外歯２９と噛合する第２内歯１８を有する筒状部１７が形成された出力軸６とを備えた。そして、減速機３は、第１外歯歯車２５に形成された第１円孔３１及び第２外歯歯車２７に形成された第２円孔３２の双方に遊挿されるピン３３を有する単一のキャリア３５を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される回転を減速又は増速して伝達する歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型で高い減速比又は増速比を得ることのできる構造として、偏心揺動型の歯車装置が知られている。こうした偏心揺動型の歯車装置は、例えば風車のナセル（プロペラや発電機等を含む本体部分）を風向きに応じて旋回させる駆動装置の減速機として用いられている（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１に記載の駆動装置では、偏心揺動型の歯車装置からなる２つの減速部（第１及び第２減速部）がモータの軸方向に並置されており、各減速部において、モータの出力を２段階で減速することにより、高い減速比（例えば、１０００以上）を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の構成では、第１及び第２減速部は、それぞれ内周に複数の内歯を有する内歯歯車と、内歯と噛合する複数の外歯を有する外歯歯車と、内歯歯車の軸心に対して外歯歯車を偏心回転させるクランク軸と、外歯歯車に形成された円孔に遊挿されるピンを有するキャリアとを備えている。そのため、従来の構成では、減速機の部品点数が多く、例えば減速機のコストが増大するといった問題があり、この点においてなお改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成で大きな減速比又は増速比を得ることのできる歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピン及び前記第２ピンが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、第１クランク軸に回転が入力されると、第２歯車機構において、第２クランク軸が第１クランク軸と一体回転するとともに、第２ピン（第２キャリア）が第１歯車機構で減速された第１ピン（第１キャリア）と一体回転することにより、第２内歯歯車から高い減速比で減速された回転が出力される。一方、第２内歯歯車に回転が入力されると、同様に第１クランク軸から高い増速比で増速された回転が出力される。そして、上記構成では、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一のクランク軸として構成されるとともに、第１ピンと第２ピンとが共通のピンにより構成されることで第１キャリアと第２キャリアとが単一のキャリアとして構成されるため、部品点数を削減して構成の簡素化を図ることができるようになる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピンと前記第２ピンとが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、第１クランク軸に回転が入力されると、第２歯車機構において、第２クランク軸が第１クランク軸と一体回転するとともに、第２内歯歯車が第１歯車機構で減速された第１内歯歯車と一体回転することにより、第２キャリアから高い減速比で減速された回転が出力される。一方、第２キャリアに回転が入力されると、同様にして第１クランク軸から高い増速比で増速された回転が出力される。そして、上記構成では、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一のクランク軸として構成されるととともに、第１内歯歯車と第２内歯歯車とが単一の内歯歯車として構成されるため、部品点数を削減して構成の簡素化を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の歯車装置において、前記第１歯車機構は、前記第１外歯歯車を１つ備え、前記第２歯車機構は、前記第２外歯歯車を１つ備え、前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは、該第１外歯歯車の軸心と該第２外歯歯車の軸心とが前記第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように配置されたことを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１及び第２クランク軸と第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心が、上記第１及び第２内歯歯車の軸心に近づくようになる。そのため、歯車装置が第１外歯歯車及び第２外歯歯車をそれぞれ１つずつ備える構成であっても、第１及び第２クランク軸の回転に伴う振動の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車装置において、前記第１及び第２クランク軸と前記第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心を、前記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致させる重心調整手段を備えたことを要旨とする。
【００１３】
すなわち、大きな減速比又は増速比を得るためには、第１外歯の数と第２外歯の数が異なる必要がある。そのため、例えば請求項３のように第１外歯歯車の軸心と第２外歯歯車の軸心とが第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように、第１外歯歯車と第２外歯歯車とを配置しても、第１及び第２クランク軸と第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心は、上記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致しない。この点、上記構成によれば、重心調整手段によって上記重心が第１及び第２内歯歯車の軸心に一致するようになるため、第１及び第２クランク軸の回転に伴う振動の発生をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡素な構成で大きな減速比又は増速比を得ることのできる歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の駆動装置の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】第１実施形態の減速機を示す模式図。
【図５】第２実施形態の減速機近傍を示す拡大断面図。
【図６】第２実施形態の減速機を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の歯車装置を減速機に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す駆動装置１は、例えば風車のナセル（図示略）を風向きに応じて旋回させるために用いられるものである。同図に示すように、駆動装置１は、駆動源となるモータ２と、モータ２の回転を減速して出力する減速機３とを備えている。減速機３の入力軸５には、モータ２の回転軸（図示略）が連結され、減速機３の出力軸６には、ナセルを旋回させるための従動歯車（図示略）に噛合する駆動歯車７が設けられている。そして、モータ２の回転が減速機３で減速されて駆動歯車７に伝達され、上記従動歯車が回転することにより、ナセルが旋回するようになっている。
【００１７】
詳述すると、減速機３は、有底円筒状の第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１の開口部に固定される円筒状の第２ハウジング１２とを備えている。なお、第１及び第２ハウジング１１，１２は、図示しない風車のタワーに固定されている。
【００１８】
第１ハウジング１１の底部１１ａには、その軸方向に貫通した挿通孔１３が中央に形成されている。そして、挿通孔１３には、入力軸５の基端部（図１における上端部）が第１ハウジング１１の外部に突出した状態で挿通されており、入力軸５はボール軸受１４を介して第１ハウジング１１に対して回転可能に支持されている。なお、入力軸５の基端部は、その軸心が入力軸５の回転中心Ｌ０（モータ２の回転中心）に一致する円柱状に形成されている。また、挿通孔１３は、入力軸５の回転中心Ｌ０と第１ハウジング１１の軸心とが一致するように形成されている。
【００１９】
そして、第１ハウジング１１の筒部１１ｂの内周面には、複数（本実施形態では、４１個）の第１内歯１５が形成されている。つまり、本実施形態では、筒部１１ｂが第１内歯歯車に相当し、第１内歯歯車の軸心は、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致している。また、上記のように第１ハウジング１１が風車のタワーに固定されているため、第１内歯歯車（第１内歯１５）は入力軸５の回転によって回転しない非回転部位に固定されている。
【００２０】
第２ハウジング１２は、第１ハウジング１１と同軸上に配置されるように、同第１ハウジング１１の開口部に固定されている。そして、出力軸６は、駆動歯車７が固定される先端部（図１における下端部）が第２ハウジング１２の開口部から外部に突出するとともに、入力軸５と同軸上に配置された状態で、第２ハウジング１２の内周面に設けられた円錐コロ軸受１６により回転可能に支持されている。また、出力軸６の基端部（図１における上端部）には、他の部分よりも大きな外径を有する円筒状の筒状部１７が形成されている。そして、筒状部１７の内周面には、複数（本実施形態では、４０個）の第２内歯１８が形成されている。つまり、本実施形態では、出力軸６の筒状部１７が第２内歯歯車に相当し、第２内歯歯車の軸心は、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致している。
【００２１】
図１〜図３に示すように、入力軸５における第１ハウジング１１内に配置される部分には、その基端部よりも大径の略円柱状に形成された第１カム部２１及び第２カム部２２が一体に形成されている。第１カム部２１は、入力軸５における第１内歯１５と対向する位置に形成され、第２カム部２２は、入力軸５における第２内歯１８と対向する位置に形成されている。つまり、第１カム部２１と第２カム部２２とは、入力軸５の軸方向に並置されている。また、第１カム部２１と第２カム部２２とは、同一の外径及び軸長を有しており、互いに同一形状に形成されている。そして、第１カム部２１及び第２カム部２２は、その軸心Ｌ１，Ｌ２が入力軸５の回転中心Ｌ０に対して所定量偏心するようにそれぞれ形成されている。なお、入力軸５における第１カム部２１が形成された部分が第１クランク軸として構成され、入力軸５における第２カム部２２が形成された部分が第２クランク軸として構成されている。
【００２２】
さらに、本実施形態では、第１カム部２１と第２カム部２２とは、入力軸５の回転中心Ｌ０と直交する直線上において、第１カム部２１の軸心Ｌ１と第２カム部２２の軸心Ｌ２とが回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置されている。つまり、第１及び第２カム部２１，２２は、入力軸５の回転中心Ｌ０まわりにおいて１８０°ずれた位置に、それぞれの軸心Ｌ１，Ｌ２を有している。
【００２３】
図１に示すように、減速機３は、入力軸５の第１カム部２１にニードル軸受２４を介して回転可能に支持される１つの第１外歯歯車２５と、第２カム部２２にニードル軸受２６を介して回転可能に支持される１つの第２外歯歯車２７と備えている。第１及び第２外歯歯車２５，２７は、円板状に形成されるとともに、その軸心Ｌ３，Ｌ４がそれぞれ第１及び第２カム部２１，２２の軸心Ｌ１，Ｌ２に一致するように設けられている。つまり、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とは、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置されている。
【００２４】
また、第１及び第２外歯歯車２５，２７の外周面には、複数の第１外歯２８及び第２外歯２９がそれぞれ形成されている。そして、第１及び第２外歯歯車２５，２７は、入力軸５の回転により、入力軸５の回転中心Ｌ０、すなわち第１内歯１５が形成された第１ハウジング１１の軸心に対して偏心した状態で回転するようになっている。本実施形態では、入力軸５は、第１カム部２１及び第２カム部２２が回転中心Ｌ０に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置され、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一化されたクランク軸として機能する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、第１外歯歯車２５に設けられた第１外歯２８の数は、第１内歯１５よりも少なく設定されており（本実施形態では、４０個）、第１外歯歯車２５は、その一部のみが第１内歯１５に内接した状態で噛合している。また、第１外歯歯車２５には、その厚み方向（図１における上下方向）に貫通した複数の第１円孔３１が形成されている。なお、本実施形態では、各第１円孔３１は、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３まわりに等角度間隔で形成されている。一方、図１及び図３に示すように、第２外歯歯車２７に設けられた第２外歯２９の数は、第２内歯１８よりも少なく設定されており（本実施形態では、３９個）、第２外歯歯車２７は、その一部のみが第２内歯１８に内接した状態で噛合している。また、第２外歯歯車２７には、その厚み方向（図１における上下方向）に貫通した複数の第２円孔３２が形成されている。なお、本実施形態では、各第２円孔３２は、第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４まわりに等角度間隔で形成されている。
【００２６】
また、第２外歯２９の数が第１外歯２８の数よりも少ない第２外歯歯車２７の厚みＴ２は、第１外歯歯車２５の厚みＴ１よりも厚く形成されている。これにより、入力軸５と、ニードル軸受２４，２６と、第１及び第２外歯歯車２５，２７とからなる回転部分の重心が、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致するようになっている。すなわち、本実施形態では、第２外歯歯車２７が重心調整手段として機能する。
【００２７】
図１〜図３に示すように、減速機３は、各第１及び第２円孔３１，３２の双方に遊挿される複数のピン３３と、各ピン３３の両端に固定される一対の固定板３４とからなるキャリア３５を備えている。各ピン３３は、各第１及び第２円孔３１，３２の内径よりも小さな外径を有しており、ピン３３の外周には、滑り軸受３６が装着されている。また、各固定板３４は、円板状に形成されるとともに、その中央には厚み方向に貫通した貫通孔３７が形成されている。そして、貫通孔３７には、ボール軸受３８を介して入力軸５の基端部及び先端部が回転可能に支持されている。本実施形態では、ピン３３が第１円孔３１に遊挿される第１ピンと第２円孔３２に遊挿される第２ピンとを共通化した部材として構成され、ピン３３及び固定板３４により第１及び第２キャリアが構成されている。そして、キャリア３５は、第１及び第２キャリアが単一化されたキャリアとして機能する。
【００２８】
したがって、本実施形態では、図４に示すように、第１内歯１５を有する第１ハウジング１１、第１外歯歯車２５、入力軸５、及びキャリア３５により第１歯車機構４１が構成されており、第２内歯１８を有する出力軸６、第２外歯歯車２７、入力軸５、及びキャリア３５により第２歯車機構４２が構成されている。
【００２９】
このように構成された駆動装置１では、モータ２によって入力軸５が回転すると、第１カム部２１に回転可能に支持された第１外歯歯車２５は、入力軸５の回転中心Ｌ０に対して偏心回転する。ここで、第１内歯１５が形成された第１ハウジング１１は回転しないため、第１外歯歯車２５は、第１内歯１５と第１外歯２８との歯数差に応じて僅かに自転しつつ、その第１円孔３１に遊挿されたピン３３の摺接位置が、入力軸５の回転に合わせて第１円孔３１の内周を周回する態様で揺動する。そして、この揺動成分は、ピン３３及び第１円孔３１の隙間によって吸収され、自転成分のみがピン３３（キャリア３５）へ伝達される。
【００３０】
なお、入力軸５に対するピン３３（キャリア３５）の減速比ｎ１は、下記（１）式によって表される。
ｎ１＝−ｚ１／（ｚ２−ｚ１）・・・（１）
なお、「ｚ１」は第１外歯２８の歯数、「ｚ２」は第１内歯１５の歯数を示し、マイナスの符号は、ピン３３（キャリア３５）が入力軸５と反対方向に回転することを示す。
【００３１】
そして、第２歯車機構４２では、入力軸５の回転によりその回転中心Ｌ０に対して偏心回転する第２外歯歯車２７、及び第１外歯歯車２５の自転成分に応じて回転するピン３３（キャリア３５）が入力要素となり、第２内歯１８が形成された出力軸６に筒状部１７が出力要素となる。これにより、入力軸５の回転が下記（２）式で表される減速比Ｎで減速されて出力軸６に伝達される。
【００３２】
Ｎ＝ｚ１×ｚ４／（ｚ１×ｚ４−ｚ２×ｚ３）・・・（２）
なお、「ｚ３」は第２外歯２９の歯数、「ｚ４」は第２内歯１８の歯数を示す。そして、本実施形態のように第１外歯２８の数ｚ１を「４０」、第１内歯１５の数ｚ２を「４１」、第２外歯２９の数ｚ３を「３９」、第２内歯１８の数ｚ４を「４０」に設定した場合には、減速比Ｎは「１６００」となる。
【００３３】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）第１外歯歯車２５を偏心回転させる第１カム部２１と、第２外歯歯車２７を偏心回転させる第２カム部２２とを入力軸５と一体に形成し、第１及び第２外歯歯車２５，２７の第１及び第２円孔３１，３２に共通のピン３３を遊挿したので、減速機３の部品点数を削減することができる。特に、本実施形態では、第１及び第２円孔３１，３２に共通のピン３３が遊挿されるため、第１及び第２円孔３１，３２に別々のピンが遊挿される場合に比べ、滑り軸受３６の数も削減することができる。これにより、簡素な構成の減速機３により大きな減速比を得ることができる。
【００３４】
（２）減速機３は、１つの第１外歯歯車２５と、１つの第２外歯歯車２７とを備え、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とは、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置した。そのため、入力軸５と、第１及び第２外歯歯車２５，２７と、ニードル軸受２４，２６とからなる回転部分の重心が回転中心Ｌ０に近づくようになる。これにより、第１外歯歯車２５及び第２外歯歯車２７がそれぞれ１つずつであっても、入力軸５の回転に伴う振動の発生を抑制することができる。
【００３５】
（３）入力軸５と、第１及び第２外歯歯車２５，２７と、ニードル軸受２４，２６とからなる回転部分の重心が回転中心Ｌ０に一致するように、第２外歯歯車２７の厚みを第１外歯歯車２５の厚みよりも厚く形成した。
【００３６】
ここで、大きな減速比又は増速比を得るためには、第１外歯２８の数と第２外歯２９の数が異なっている必要がある。そのため、本実施形態のように、軸心Ｌ３と軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とを配置するだけでは、入力軸５と第１及び第２外歯歯車２５，２７とを含む回転部分の重心は、入力軸５の回転中心Ｌ０（第１及び第２内歯歯車の軸心）に完全には一致しない。この点、上記構成によれば、上記重心が入力軸５の回転中心Ｌ０と一致するようになるため、入力軸５の回転に伴う振動の発生をより一層抑制することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、減速機の構成のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態の減速機３は、第１ハウジング１１の内周面にボール軸受５１を介して回転可能に支持される内歯歯車５２を備えている。内歯歯車５２の内周面における第１外歯歯車２５と対向する位置には、第１外歯２８と噛合する複数（本実施形態では、４１個）の第１内歯５３が一体に形成されるとともに、第２外歯歯車２７と対向する位置には、第２外歯２９と噛合する複数（本実施形態では、４０個）の第２内歯５４が一体に形成されている。つまり、第１内歯５３と第２内歯５４とは、内歯歯車５２の軸方向に並置されている。本実施形態では、内歯歯車５２における第１内歯５３が形成された部分が第１内歯歯車として構成され、内歯歯車５２における第２内歯５４が形成された部分が第２内歯歯車として構成されている。そして、内歯歯車５２は、第１内歯５３及び第２内歯５４が軸方向並置された単一の内歯歯車として機能する。
【００３９】
また、減速機３は、第１外歯歯車２５の第１円孔３１に遊挿される複数の第１ピン５５と、第２外歯歯車２７の第２円孔３２に遊挿される複数の第２ピン５６とを備えている。第１ハウジング１１の底部１１ａには、各第１ピン５５の一端（図５における上端）が固定される円板状の固定部５７が形成されている。また、固定部５７の中央には、入力軸５が挿通される上記挿通孔１３が形成されている。そして、各第１ピン５５は、各第１円孔３１の内径よりも小さな外径を有しており、第１ピン５５の外周には、滑り軸受５９が装着されている。なお、本実施形態では、第１ピン５５及び固定部５７により第１キャリアが構成されており、同第１キャリアは非回転部位である第１ハウジング１１に固定されている。
【００４０】
また、出力軸６の先端には、各第２ピン５６の一端（図５における下端）が固定される円板状の固定部６１が形成されている。また、固定部６１の中央には、支持穴６２が形成されており、支持穴６２にはボール軸受６３を介して入力軸５の先端部が回転可能に支持されている。そして、各第２ピン５６は、各第２円孔３２の内径よりも小さな外径を有しており、第２ピン５６の外周には、滑り軸受６４が装着されている。なお、本実施形態では、第２ピン５６及び固定部６１により第２キャリアが構成されており、同第２キャリアは出力軸６に固定されている。
【００４１】
したがって、本実施形態では、図６に示すように、内歯歯車５２、第１外歯歯車２５、入力軸５、第１ピン５５及び固定部５７により第１歯車機構４１が構成されており、内歯歯車５２、第２外歯歯車２７、入力軸５、第２ピン５６及び固定部６１により第２歯車機構４２が構成されている。
【００４２】
このように構成された駆動装置１では、モータ２によって入力軸５が回転すると、第１カム部２１に回転可能に支持された第１外歯歯車２５は、入力軸５の回転中心Ｌ０に対して偏心回転する。ここで、第１外歯歯車２５の自転は、その第１円孔３１に遊挿された第１ピン５５により制限されているため、第１外歯歯車２５は、第１円孔３１に遊挿された第１ピン５５の摺接位置が入力軸５の回転に合わせて第１円孔３１の内周を周回する態様で揺動する。その結果、第１ハウジング１１に回転可能に支持された内歯歯車５２は、第１外歯２８と第１内歯５３との歯数差に応じて、第１外歯歯車２５に対して自転する。なお、第１外歯歯車２５の揺動成分は、第１ピン５５及び第１円孔３１の隙間によって吸収される。
【００４３】
そして、第２歯車機構４２では、入力軸５の回転によりその回転中心Ｌ０に対して偏心回転する第２外歯歯車２７、及び第１外歯歯車２５の自転成分に応じて回転する内歯歯車５２が入力要素となり、第２ピン５６が出力要素となる。これにより、入力軸５の回転が上記（２）式で表される減速比Ｎで減速されて出力軸６に伝達される。
【００４４】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（２），（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（４）第１外歯歯車２５を偏心回転させる第１カム部２１と、第２外歯歯車２７を偏心回転させる第２カム部２２とを入力軸５と一体に形成し、第１内歯５３と第２内歯５４とを内歯歯車５２と一体に形成したので、減速機３の部品点数を削減することができる。これにより、簡素な構成の減速機３により大きな減速比を得ることができる。
【００４５】
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、第２外歯歯車２７の厚みを調整することにより、入力軸５と、ニードル軸受２４，２６と、第１及び第２外歯歯車２５，２７とからなる回転部分の重心が入力軸５の回転中心Ｌ０に一致するようにした。しかし、これに限らず、例えば第１外歯歯車２５にその一部を除肉した肉抜き部を形成したり、第２外歯歯車２７に錘を設けたりすることで、上記回転部分の重心を入力軸５の回転中心Ｌ０に一致させてもよい。また、上記回転部分の重心を入力軸５の回転中心Ｌ０に一致しなくてもよい。
【００４６】
・上記各実施形態では、減速機３は、１つの第１外歯歯車２５と、１つの第２外歯歯車２７とそれぞれ備え、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置した。しかし、これに限らず、減速機３が第１外歯歯車２５及び第２外歯歯車２７をそれぞれ複数備えるようにしてもよい。また、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０に対して同じ側に配置されるようにしてもよい。
【００４７】
・上記各実施形態では、本発明を風車のナセルを旋回させる駆動装置１の減速機３に具体化したが、これに限らず、例えば産業用ロボットのアームを回転させる駆動装置の減速機等に具体化してもよい。また、本発明の歯車装置を増速機に具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）モータの回転を請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車装置により減速して出する駆動装置。
【符号の説明】
【００４９】
１…駆動装置、２…モータ、３…減速機、５…入力軸、６…出力軸、１１…第１ハウジング、１２…第２ハウジング、１５，５３…第１内歯、１８，５４…第２内歯、２１…第１カム部、２２…第２カム部、２５…第１外歯歯車、２７…第２外歯歯車、２８…第１外歯、２９…第２外歯、３１…第１円孔、３２…第２円孔、３３…ピン、３４…固定板、３５…キャリア、４１…第１歯車機構、４２…第２歯車機構、５２…内歯歯車、５５…第１ピン、５６…第２ピン、５７，６１…固定部、Ｌ０…回転中心、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…軸心。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される回転を減速又は増速して伝達する歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型で高い減速比又は増速比を得ることのできる構造として、偏心揺動型の歯車装置が知られている。こうした偏心揺動型の歯車装置は、例えば風車のナセル（プロペラや発電機等を含む本体部分）を風向きに応じて旋回させる駆動装置の減速機として用いられている（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１に記載の駆動装置では、偏心揺動型の歯車装置からなる２つの減速部（第１及び第２減速部）がモータの軸方向に並置されており、各減速部において、モータの出力を２段階で減速することにより、高い減速比（例えば、１０００以上）を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の構成では、第１及び第２減速部は、それぞれ内周に複数の内歯を有する内歯歯車と、内歯と噛合する複数の外歯を有する外歯歯車と、内歯歯車の軸心に対して外歯歯車を偏心回転させるクランク軸と、外歯歯車に形成された円孔に遊挿されるピンを有するキャリアとを備えている。そのため、従来の構成では、減速機の部品点数が多く、例えば減速機のコストが増大するといった問題があり、この点においてなお改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成で大きな減速比又は増速比を得ることのできる歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピン及び前記第２ピンが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、第１クランク軸に回転が入力されると、第２歯車機構において、第２クランク軸が第１クランク軸と一体回転するとともに、第２ピン（第２キャリア）が第１歯車機構で減速された第１ピン（第１キャリア）と一体回転することにより、第２内歯歯車から高い減速比で減速された回転が出力される。一方、第２内歯歯車に回転が入力されると、同様に第１クランク軸から高い増速比で増速された回転が出力される。そして、上記構成では、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一のクランク軸として構成されるとともに、第１ピンと第２ピンとが共通のピンにより構成されることで第１キャリアと第２キャリアとが単一のキャリアとして構成されるため、部品点数を削減して構成の簡素化を図ることができるようになる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピンと前記第２ピンとが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、第１クランク軸に回転が入力されると、第２歯車機構において、第２クランク軸が第１クランク軸と一体回転するとともに、第２内歯歯車が第１歯車機構で減速された第１内歯歯車と一体回転することにより、第２キャリアから高い減速比で減速された回転が出力される。一方、第２キャリアに回転が入力されると、同様にして第１クランク軸から高い増速比で増速された回転が出力される。そして、上記構成では、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一のクランク軸として構成されるととともに、第１内歯歯車と第２内歯歯車とが単一の内歯歯車として構成されるため、部品点数を削減して構成の簡素化を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の歯車装置において、前記第１歯車機構は、前記第１外歯歯車を１つ備え、前記第２歯車機構は、前記第２外歯歯車を１つ備え、前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは、該第１外歯歯車の軸心と該第２外歯歯車の軸心とが前記第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように配置されたことを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１及び第２クランク軸と第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心が、上記第１及び第２内歯歯車の軸心に近づくようになる。そのため、歯車装置が第１外歯歯車及び第２外歯歯車をそれぞれ１つずつ備える構成であっても、第１及び第２クランク軸の回転に伴う振動の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車装置において、前記第１及び第２クランク軸と前記第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心を、前記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致させる重心調整手段を備えたことを要旨とする。
【００１３】
すなわち、大きな減速比又は増速比を得るためには、第１外歯の数と第２外歯の数が異なる必要がある。そのため、例えば請求項３のように第１外歯歯車の軸心と第２外歯歯車の軸心とが第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように、第１外歯歯車と第２外歯歯車とを配置しても、第１及び第２クランク軸と第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心は、上記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致しない。この点、上記構成によれば、重心調整手段によって上記重心が第１及び第２内歯歯車の軸心に一致するようになるため、第１及び第２クランク軸の回転に伴う振動の発生をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡素な構成で大きな減速比又は増速比を得ることのできる歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の駆動装置の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】第１実施形態の減速機を示す模式図。
【図５】第２実施形態の減速機近傍を示す拡大断面図。
【図６】第２実施形態の減速機を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の歯車装置を減速機に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す駆動装置１は、例えば風車のナセル（図示略）を風向きに応じて旋回させるために用いられるものである。同図に示すように、駆動装置１は、駆動源となるモータ２と、モータ２の回転を減速して出力する減速機３とを備えている。減速機３の入力軸５には、モータ２の回転軸（図示略）が連結され、減速機３の出力軸６には、ナセルを旋回させるための従動歯車（図示略）に噛合する駆動歯車７が設けられている。そして、モータ２の回転が減速機３で減速されて駆動歯車７に伝達され、上記従動歯車が回転することにより、ナセルが旋回するようになっている。
【００１７】
詳述すると、減速機３は、有底円筒状の第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１の開口部に固定される円筒状の第２ハウジング１２とを備えている。なお、第１及び第２ハウジング１１，１２は、図示しない風車のタワーに固定されている。
【００１８】
第１ハウジング１１の底部１１ａには、その軸方向に貫通した挿通孔１３が中央に形成されている。そして、挿通孔１３には、入力軸５の基端部（図１における上端部）が第１ハウジング１１の外部に突出した状態で挿通されており、入力軸５はボール軸受１４を介して第１ハウジング１１に対して回転可能に支持されている。なお、入力軸５の基端部は、その軸心が入力軸５の回転中心Ｌ０（モータ２の回転中心）に一致する円柱状に形成されている。また、挿通孔１３は、入力軸５の回転中心Ｌ０と第１ハウジング１１の軸心とが一致するように形成されている。
【００１９】
そして、第１ハウジング１１の筒部１１ｂの内周面には、複数（本実施形態では、４１個）の第１内歯１５が形成されている。つまり、本実施形態では、筒部１１ｂが第１内歯歯車に相当し、第１内歯歯車の軸心は、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致している。また、上記のように第１ハウジング１１が風車のタワーに固定されているため、第１内歯歯車（第１内歯１５）は入力軸５の回転によって回転しない非回転部位に固定されている。
【００２０】
第２ハウジング１２は、第１ハウジング１１と同軸上に配置されるように、同第１ハウジング１１の開口部に固定されている。そして、出力軸６は、駆動歯車７が固定される先端部（図１における下端部）が第２ハウジング１２の開口部から外部に突出するとともに、入力軸５と同軸上に配置された状態で、第２ハウジング１２の内周面に設けられた円錐コロ軸受１６により回転可能に支持されている。また、出力軸６の基端部（図１における上端部）には、他の部分よりも大きな外径を有する円筒状の筒状部１７が形成されている。そして、筒状部１７の内周面には、複数（本実施形態では、４０個）の第２内歯１８が形成されている。つまり、本実施形態では、出力軸６の筒状部１７が第２内歯歯車に相当し、第２内歯歯車の軸心は、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致している。
【００２１】
図１〜図３に示すように、入力軸５における第１ハウジング１１内に配置される部分には、その基端部よりも大径の略円柱状に形成された第１カム部２１及び第２カム部２２が一体に形成されている。第１カム部２１は、入力軸５における第１内歯１５と対向する位置に形成され、第２カム部２２は、入力軸５における第２内歯１８と対向する位置に形成されている。つまり、第１カム部２１と第２カム部２２とは、入力軸５の軸方向に並置されている。また、第１カム部２１と第２カム部２２とは、同一の外径及び軸長を有しており、互いに同一形状に形成されている。そして、第１カム部２１及び第２カム部２２は、その軸心Ｌ１，Ｌ２が入力軸５の回転中心Ｌ０に対して所定量偏心するようにそれぞれ形成されている。なお、入力軸５における第１カム部２１が形成された部分が第１クランク軸として構成され、入力軸５における第２カム部２２が形成された部分が第２クランク軸として構成されている。
【００２２】
さらに、本実施形態では、第１カム部２１と第２カム部２２とは、入力軸５の回転中心Ｌ０と直交する直線上において、第１カム部２１の軸心Ｌ１と第２カム部２２の軸心Ｌ２とが回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置されている。つまり、第１及び第２カム部２１，２２は、入力軸５の回転中心Ｌ０まわりにおいて１８０°ずれた位置に、それぞれの軸心Ｌ１，Ｌ２を有している。
【００２３】
図１に示すように、減速機３は、入力軸５の第１カム部２１にニードル軸受２４を介して回転可能に支持される１つの第１外歯歯車２５と、第２カム部２２にニードル軸受２６を介して回転可能に支持される１つの第２外歯歯車２７と備えている。第１及び第２外歯歯車２５，２７は、円板状に形成されるとともに、その軸心Ｌ３，Ｌ４がそれぞれ第１及び第２カム部２１，２２の軸心Ｌ１，Ｌ２に一致するように設けられている。つまり、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とは、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置されている。
【００２４】
また、第１及び第２外歯歯車２５，２７の外周面には、複数の第１外歯２８及び第２外歯２９がそれぞれ形成されている。そして、第１及び第２外歯歯車２５，２７は、入力軸５の回転により、入力軸５の回転中心Ｌ０、すなわち第１内歯１５が形成された第１ハウジング１１の軸心に対して偏心した状態で回転するようになっている。本実施形態では、入力軸５は、第１カム部２１及び第２カム部２２が回転中心Ｌ０に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置され、第１クランク軸と第２クランク軸とが単一化されたクランク軸として機能する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、第１外歯歯車２５に設けられた第１外歯２８の数は、第１内歯１５よりも少なく設定されており（本実施形態では、４０個）、第１外歯歯車２５は、その一部のみが第１内歯１５に内接した状態で噛合している。また、第１外歯歯車２５には、その厚み方向（図１における上下方向）に貫通した複数の第１円孔３１が形成されている。なお、本実施形態では、各第１円孔３１は、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３まわりに等角度間隔で形成されている。一方、図１及び図３に示すように、第２外歯歯車２７に設けられた第２外歯２９の数は、第２内歯１８よりも少なく設定されており（本実施形態では、３９個）、第２外歯歯車２７は、その一部のみが第２内歯１８に内接した状態で噛合している。また、第２外歯歯車２７には、その厚み方向（図１における上下方向）に貫通した複数の第２円孔３２が形成されている。なお、本実施形態では、各第２円孔３２は、第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４まわりに等角度間隔で形成されている。
【００２６】
また、第２外歯２９の数が第１外歯２８の数よりも少ない第２外歯歯車２７の厚みＴ２は、第１外歯歯車２５の厚みＴ１よりも厚く形成されている。これにより、入力軸５と、ニードル軸受２４，２６と、第１及び第２外歯歯車２５，２７とからなる回転部分の重心が、入力軸５の回転中心Ｌ０に一致するようになっている。すなわち、本実施形態では、第２外歯歯車２７が重心調整手段として機能する。
【００２７】
図１〜図３に示すように、減速機３は、各第１及び第２円孔３１，３２の双方に遊挿される複数のピン３３と、各ピン３３の両端に固定される一対の固定板３４とからなるキャリア３５を備えている。各ピン３３は、各第１及び第２円孔３１，３２の内径よりも小さな外径を有しており、ピン３３の外周には、滑り軸受３６が装着されている。また、各固定板３４は、円板状に形成されるとともに、その中央には厚み方向に貫通した貫通孔３７が形成されている。そして、貫通孔３７には、ボール軸受３８を介して入力軸５の基端部及び先端部が回転可能に支持されている。本実施形態では、ピン３３が第１円孔３１に遊挿される第１ピンと第２円孔３２に遊挿される第２ピンとを共通化した部材として構成され、ピン３３及び固定板３４により第１及び第２キャリアが構成されている。そして、キャリア３５は、第１及び第２キャリアが単一化されたキャリアとして機能する。
【００２８】
したがって、本実施形態では、図４に示すように、第１内歯１５を有する第１ハウジング１１、第１外歯歯車２５、入力軸５、及びキャリア３５により第１歯車機構４１が構成されており、第２内歯１８を有する出力軸６、第２外歯歯車２７、入力軸５、及びキャリア３５により第２歯車機構４２が構成されている。
【００２９】
このように構成された駆動装置１では、モータ２によって入力軸５が回転すると、第１カム部２１に回転可能に支持された第１外歯歯車２５は、入力軸５の回転中心Ｌ０に対して偏心回転する。ここで、第１内歯１５が形成された第１ハウジング１１は回転しないため、第１外歯歯車２５は、第１内歯１５と第１外歯２８との歯数差に応じて僅かに自転しつつ、その第１円孔３１に遊挿されたピン３３の摺接位置が、入力軸５の回転に合わせて第１円孔３１の内周を周回する態様で揺動する。そして、この揺動成分は、ピン３３及び第１円孔３１の隙間によって吸収され、自転成分のみがピン３３（キャリア３５）へ伝達される。
【００３０】
なお、入力軸５に対するピン３３（キャリア３５）の減速比ｎ１は、下記（１）式によって表される。
ｎ１＝−ｚ１／（ｚ２−ｚ１）・・・（１）
なお、「ｚ１」は第１外歯２８の歯数、「ｚ２」は第１内歯１５の歯数を示し、マイナスの符号は、ピン３３（キャリア３５）が入力軸５と反対方向に回転することを示す。
【００３１】
そして、第２歯車機構４２では、入力軸５の回転によりその回転中心Ｌ０に対して偏心回転する第２外歯歯車２７、及び第１外歯歯車２５の自転成分に応じて回転するピン３３（キャリア３５）が入力要素となり、第２内歯１８が形成された出力軸６に筒状部１７が出力要素となる。これにより、入力軸５の回転が下記（２）式で表される減速比Ｎで減速されて出力軸６に伝達される。
【００３２】
Ｎ＝ｚ１×ｚ４／（ｚ１×ｚ４−ｚ２×ｚ３）・・・（２）
なお、「ｚ３」は第２外歯２９の歯数、「ｚ４」は第２内歯１８の歯数を示す。そして、本実施形態のように第１外歯２８の数ｚ１を「４０」、第１内歯１５の数ｚ２を「４１」、第２外歯２９の数ｚ３を「３９」、第２内歯１８の数ｚ４を「４０」に設定した場合には、減速比Ｎは「１６００」となる。
【００３３】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）第１外歯歯車２５を偏心回転させる第１カム部２１と、第２外歯歯車２７を偏心回転させる第２カム部２２とを入力軸５と一体に形成し、第１及び第２外歯歯車２５，２７の第１及び第２円孔３１，３２に共通のピン３３を遊挿したので、減速機３の部品点数を削減することができる。特に、本実施形態では、第１及び第２円孔３１，３２に共通のピン３３が遊挿されるため、第１及び第２円孔３１，３２に別々のピンが遊挿される場合に比べ、滑り軸受３６の数も削減することができる。これにより、簡素な構成の減速機３により大きな減速比を得ることができる。
【００３４】
（２）減速機３は、１つの第１外歯歯車２５と、１つの第２外歯歯車２７とを備え、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とは、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置した。そのため、入力軸５と、第１及び第２外歯歯車２５，２７と、ニードル軸受２４，２６とからなる回転部分の重心が回転中心Ｌ０に近づくようになる。これにより、第１外歯歯車２５及び第２外歯歯車２７がそれぞれ１つずつであっても、入力軸５の回転に伴う振動の発生を抑制することができる。
【００３５】
（３）入力軸５と、第１及び第２外歯歯車２５，２７と、ニードル軸受２４，２６とからなる回転部分の重心が回転中心Ｌ０に一致するように、第２外歯歯車２７の厚みを第１外歯歯車２５の厚みよりも厚く形成した。
【００３６】
ここで、大きな減速比又は増速比を得るためには、第１外歯２８の数と第２外歯２９の数が異なっている必要がある。そのため、本実施形態のように、軸心Ｌ３と軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように、第１外歯歯車２５と第２外歯歯車２７とを配置するだけでは、入力軸５と第１及び第２外歯歯車２５，２７とを含む回転部分の重心は、入力軸５の回転中心Ｌ０（第１及び第２内歯歯車の軸心）に完全には一致しない。この点、上記構成によれば、上記重心が入力軸５の回転中心Ｌ０と一致するようになるため、入力軸５の回転に伴う振動の発生をより一層抑制することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、減速機の構成のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態の減速機３は、第１ハウジング１１の内周面にボール軸受５１を介して回転可能に支持される内歯歯車５２を備えている。内歯歯車５２の内周面における第１外歯歯車２５と対向する位置には、第１外歯２８と噛合する複数（本実施形態では、４１個）の第１内歯５３が一体に形成されるとともに、第２外歯歯車２７と対向する位置には、第２外歯２９と噛合する複数（本実施形態では、４０個）の第２内歯５４が一体に形成されている。つまり、第１内歯５３と第２内歯５４とは、内歯歯車５２の軸方向に並置されている。本実施形態では、内歯歯車５２における第１内歯５３が形成された部分が第１内歯歯車として構成され、内歯歯車５２における第２内歯５４が形成された部分が第２内歯歯車として構成されている。そして、内歯歯車５２は、第１内歯５３及び第２内歯５４が軸方向並置された単一の内歯歯車として機能する。
【００３９】
また、減速機３は、第１外歯歯車２５の第１円孔３１に遊挿される複数の第１ピン５５と、第２外歯歯車２７の第２円孔３２に遊挿される複数の第２ピン５６とを備えている。第１ハウジング１１の底部１１ａには、各第１ピン５５の一端（図５における上端）が固定される円板状の固定部５７が形成されている。また、固定部５７の中央には、入力軸５が挿通される上記挿通孔１３が形成されている。そして、各第１ピン５５は、各第１円孔３１の内径よりも小さな外径を有しており、第１ピン５５の外周には、滑り軸受５９が装着されている。なお、本実施形態では、第１ピン５５及び固定部５７により第１キャリアが構成されており、同第１キャリアは非回転部位である第１ハウジング１１に固定されている。
【００４０】
また、出力軸６の先端には、各第２ピン５６の一端（図５における下端）が固定される円板状の固定部６１が形成されている。また、固定部６１の中央には、支持穴６２が形成されており、支持穴６２にはボール軸受６３を介して入力軸５の先端部が回転可能に支持されている。そして、各第２ピン５６は、各第２円孔３２の内径よりも小さな外径を有しており、第２ピン５６の外周には、滑り軸受６４が装着されている。なお、本実施形態では、第２ピン５６及び固定部６１により第２キャリアが構成されており、同第２キャリアは出力軸６に固定されている。
【００４１】
したがって、本実施形態では、図６に示すように、内歯歯車５２、第１外歯歯車２５、入力軸５、第１ピン５５及び固定部５７により第１歯車機構４１が構成されており、内歯歯車５２、第２外歯歯車２７、入力軸５、第２ピン５６及び固定部６１により第２歯車機構４２が構成されている。
【００４２】
このように構成された駆動装置１では、モータ２によって入力軸５が回転すると、第１カム部２１に回転可能に支持された第１外歯歯車２５は、入力軸５の回転中心Ｌ０に対して偏心回転する。ここで、第１外歯歯車２５の自転は、その第１円孔３１に遊挿された第１ピン５５により制限されているため、第１外歯歯車２５は、第１円孔３１に遊挿された第１ピン５５の摺接位置が入力軸５の回転に合わせて第１円孔３１の内周を周回する態様で揺動する。その結果、第１ハウジング１１に回転可能に支持された内歯歯車５２は、第１外歯２８と第１内歯５３との歯数差に応じて、第１外歯歯車２５に対して自転する。なお、第１外歯歯車２５の揺動成分は、第１ピン５５及び第１円孔３１の隙間によって吸収される。
【００４３】
そして、第２歯車機構４２では、入力軸５の回転によりその回転中心Ｌ０に対して偏心回転する第２外歯歯車２７、及び第１外歯歯車２５の自転成分に応じて回転する内歯歯車５２が入力要素となり、第２ピン５６が出力要素となる。これにより、入力軸５の回転が上記（２）式で表される減速比Ｎで減速されて出力軸６に伝達される。
【００４４】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（２），（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（４）第１外歯歯車２５を偏心回転させる第１カム部２１と、第２外歯歯車２７を偏心回転させる第２カム部２２とを入力軸５と一体に形成し、第１内歯５３と第２内歯５４とを内歯歯車５２と一体に形成したので、減速機３の部品点数を削減することができる。これにより、簡素な構成の減速機３により大きな減速比を得ることができる。
【００４５】
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、第２外歯歯車２７の厚みを調整することにより、入力軸５と、ニードル軸受２４，２６と、第１及び第２外歯歯車２５，２７とからなる回転部分の重心が入力軸５の回転中心Ｌ０に一致するようにした。しかし、これに限らず、例えば第１外歯歯車２５にその一部を除肉した肉抜き部を形成したり、第２外歯歯車２７に錘を設けたりすることで、上記回転部分の重心を入力軸５の回転中心Ｌ０に一致させてもよい。また、上記回転部分の重心を入力軸５の回転中心Ｌ０に一致しなくてもよい。
【００４６】
・上記各実施形態では、減速機３は、１つの第１外歯歯車２５と、１つの第２外歯歯車２７とそれぞれ備え、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０を挟んで対向するように配置した。しかし、これに限らず、減速機３が第１外歯歯車２５及び第２外歯歯車２７をそれぞれ複数備えるようにしてもよい。また、第１外歯歯車２５の軸心Ｌ３と第２外歯歯車２７の軸心Ｌ４とが入力軸５の回転中心Ｌ０に対して同じ側に配置されるようにしてもよい。
【００４７】
・上記各実施形態では、本発明を風車のナセルを旋回させる駆動装置１の減速機３に具体化したが、これに限らず、例えば産業用ロボットのアームを回転させる駆動装置の減速機等に具体化してもよい。また、本発明の歯車装置を増速機に具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）モータの回転を請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車装置により減速して出する駆動装置。
【符号の説明】
【００４９】
１…駆動装置、２…モータ、３…減速機、５…入力軸、６…出力軸、１１…第１ハウジング、１２…第２ハウジング、１５，５３…第１内歯、１８，５４…第２内歯、２１…第１カム部、２２…第２カム部、２５…第１外歯歯車、２７…第２外歯歯車、２８…第１外歯、２９…第２外歯、３１…第１円孔、３２…第２円孔、３３…ピン、３４…固定板、３５…キャリア、４１…第１歯車機構、４２…第２歯車機構、５２…内歯歯車、５５…第１ピン、５６…第２ピン、５７，６１…固定部、Ｌ０…回転中心、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…軸心。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、
内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、
前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、
前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、
前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピンと前記第２ピンとが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、
前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、
内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、
前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、
前記第１キャリアが前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、
前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車とは、前記第１内歯及び前記第２内歯が軸方向に並置された単一の内歯歯車として構成され、
前記第１及び第２クランク軸と前記第２キャリアとの間で回転を減速又は増速して伝達することを特徴とする歯車装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歯車装置において、
前記第１歯車機構は、前記第１外歯歯車を１つ備え、
前記第２歯車機構は、前記第２外歯歯車を１つ備え、
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは、該第１外歯歯車の軸心と該第２外歯歯車の軸心とが前記第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように配置されたことを特徴とする歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車装置において、
前記第１及び第２クランク軸と前記第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心を、前記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致させる重心調整手段を備えたことを特徴とする歯車装置。
【請求項１】
内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、
内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、
前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、
前記第１内歯歯車が前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、
前記第１キャリアと前記第２キャリアとは、前記第１ピンと前記第２ピンとが前記第１及び第２円孔の双方に遊挿される共通のピンにより構成されることで単一のキャリアとして構成され、
前記第１及び第２クランク軸と前記第２内歯歯車との間で回転を減速又は増速して伝達することを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
内周に複数の第１内歯を有する第１内歯歯車と、前記第１内歯と噛合する複数の第１外歯を有する第１外歯歯車と、前記第１内歯歯車の軸心に対して前記第１外歯歯車を偏心回転させる第１カム部を有する第１クランク軸と、前記第１外歯歯車に形成された第１円孔に遊挿される第１ピンを有する第１キャリアと、を含む第１歯車機構と、
内周に複数の第２内歯を有する第２内歯歯車と、前記第２内歯と噛合する複数の第２外歯を有する第２外歯歯車と、前記第２内歯歯車の軸心に対して前記第２外歯歯車を偏心回転させる第２カム部を有する第２クランク軸と、前記第２外歯歯車に形成された第２円孔に遊挿される第２ピンを有する第２キャリアと、を含む第２歯車機構と、を備え、
前記第１クランク軸と前記第２クランク軸とは、前記第１カム部及び前記第２カム部が前記第１及び第２内歯歯車の軸心に対してそれぞれ偏心するとともに軸方向に並置された単一のクランク軸として構成され、
前記第１キャリアが前記第１及び第２クランク軸の回転によって回転しない非回転部位に固定され、
前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車とは、前記第１内歯及び前記第２内歯が軸方向に並置された単一の内歯歯車として構成され、
前記第１及び第２クランク軸と前記第２キャリアとの間で回転を減速又は増速して伝達することを特徴とする歯車装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歯車装置において、
前記第１歯車機構は、前記第１外歯歯車を１つ備え、
前記第２歯車機構は、前記第２外歯歯車を１つ備え、
前記第１外歯歯車と前記第２外歯歯車とは、該第１外歯歯車の軸心と該第２外歯歯車の軸心とが前記第１及び第２内歯歯車の軸心を挟んで対向するように配置されたことを特徴とする歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車装置において、
前記第１及び第２クランク軸と前記第１及び第２外歯歯車とを含む回転部分の重心を、前記第１及び第２内歯歯車の軸心に一致させる重心調整手段を備えたことを特徴とする歯車装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６１０１３（Ｐ２０１３−６１０１３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９７２２（Ｐ２０１１−１９９７２２）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【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２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【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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