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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100292
(43)【公開日】2023-07-19
(54)【発明の名称】内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
(51)【国際特許分類】
F16H 1/32 20060101AFI20230711BHJP
【ＦＩ】
F16H1/32 A
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000824
(22)【出願日】2022-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】512237419
【氏名又は名称】美的集団股▲フン▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＤＥＡ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｂ２６－２８Ｆ， Ｍｉｄｅａ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｎｏ．６ Ｍｉｄｅａ Ａｖｅｎｕｅ， Ｂｅｉｊｉａｏ， Ｓｈｕｎｄｅ， Ｆｏｓｈａｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８３１１ Ｃｈｉｎａ
(71)【出願人】
【識別番号】522256185
【氏名又は名称】広東▲極▼▲亞▼精机科技有限公司
(71)【出願人】
【識別番号】517344192
【氏名又は名称】広東美的制冷設備有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＧＤ ＭＩＤＥＡ ＡＩＲ－ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩＮＧ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｌｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｂｅｉｊｉａｏ，Ｓｈｕｎｄｅ，Ｆｏｓｈａｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100167302
【弁理士】
【氏名又は名称】種村 一幸
(74)【代理人】
【識別番号】100135817
【弁理士】
【氏名又は名称】華山 浩伸
(74)【代理人】
【識別番号】100167830
【弁理士】
【氏名又は名称】仲石 晴樹
(72)【発明者】
【氏名】田中 雅之
(72)【発明者】
【氏名】王 剛
(72)【発明者】
【氏名】箕輪 憲一
【テーマコード（参考）】
3J027
【Ｆターム（参考）】
3J027FA37
3J027FB01
3J027FC12
3J027GA02
3J027GB03
3J027GC03
3J027GC13
3J027GC22
3J027GD04
3J027GD08
3J027GD12
3J027GE11
3J027GE14
3J027GE29
(57)【要約】
【課題】主軸受けに作用するモーメント荷重を低減可能な内接合遊星歯車装置及びロボット用関節装置を提供する。
【解決手段】内接噛合遊星歯車装置１Ａは、内歯歯車２と、遊星歯車３と、を備える。内歯歯車２は、環状の歯車本体２２と、歯車本体２２の内周面２２１に形成された複数の内周溝２２３に自転可能な状態で保持され内歯２１を構成する複数の外ピン２３と、を有する。遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯を有する。内接噛合遊星歯車装置１Ａは、回転軸を中心に遊星歯車３を揺動させることにより、遊星歯車３を内歯歯車２に対して相対的に回転させる。複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、回転軸に平行な方向の一端側ほど回転軸から離れるように回転軸に対して傾斜する。
【選択図】図１２
【解決手段】内接噛合遊星歯車装置１Ａは、内歯歯車２と、遊星歯車３と、を備える。内歯歯車２は、環状の歯車本体２２と、歯車本体２２の内周面２２１に形成された複数の内周溝２２３に自転可能な状態で保持され内歯２１を構成する複数の外ピン２３と、を有する。遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯を有する。内接噛合遊星歯車装置１Ａは、回転軸を中心に遊星歯車３を揺動させることにより、遊星歯車３を内歯歯車２に対して相対的に回転させる。複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、回転軸に平行な方向の一端側ほど回転軸から離れるように回転軸に対して傾斜する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状の歯車本体と、前記歯車本体の内周面に形成された複数の内周溝に自転可能な状態で保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する、
内接噛合遊星歯車装置。
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する、
内接噛合遊星歯車装置。
【請求項2】
前記遊星歯車の前記外歯の歯面は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する傾斜面を含む、
請求項１に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項3】
前記複数の外ピンの各々は、中心軸の前記一端側ほど径が大きくなるテーパピンである、
請求項１又は２に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１又は２に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項4】
前記複数の外ピンは、前記回転軸に平行な方向に並び、かつ前記回転軸に対する中心軸の傾斜方向が互いに逆向きとなる第１外ピン及び第２外ピンを含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項5】
前記第１外ピン及び前記第２外ピンは、各々の中心軸が前記回転軸に平行な方向の外側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する、
請求項４に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項４に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項6】
前記歯車本体は、前記複数の外ピンの各々の中心軸の前記回転軸に対する傾斜角度を一定角度に維持した状態で前記複数の外ピンを保持する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項7】
前記複数の外ピンは、それぞれ前記歯車本体の前記複数の内周溝に嵌った状態で中心軸を前記回転軸に対して傾斜させる、
請求項１～６のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～６のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項8】
前記複数の外ピンの各々の中心軸の前記回転軸に対する傾斜角度は、５度以上６０度以下である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項9】
前記複数の外ピンの前記回転軸に沿った向きの移動を規制するピン移動規制部を更に備える、
請求項１～８のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～８のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置と、
前記歯車本体に固定される第１部材と、
前記内歯歯車に対する前記遊星歯車の相対的な回転に伴って、前記第１部材に対して相対的に回転する第２部材と、を備える、
ロボット用関節装置。
前記歯車本体に固定される第１部材と、
前記内歯歯車に対する前記遊星歯車の相対的な回転に伴って、前記第１部材に対して相対的に回転する第２部材と、を備える、
ロボット用関節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置に関し、より詳細には、内歯を有する内歯歯車の内側に外歯を有する遊星歯車が配置される内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術として、振り分けタイプと称される偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。関連技術に係る内接噛合遊星歯車装置では、内歯歯車の軸心からオフセットした位置に配置された複数（例えば３つ）のクランク軸を備え、クランク軸歯車によって各クランク軸を同期して駆動することにより、遊星歯車（外歯歯車）を揺動させながら内歯歯車に内接噛合させている。
【0003】
遊星歯車は、第１遊星歯車及び第２遊星歯車を含んでいる。第１遊星歯車及び第２遊星歯車の軸方向両側には、一対のキャリアが配置されている。各クランク軸は一対の円錐ころ軸受けを介して一対のキャリアに支持されている。入力歯車が回転すると、当該入力歯車と同時に噛合している３つのクランク軸歯車が同一の方向に同一の回転速度で回転する。各クランク軸歯車にはクランク軸がスプライン連結されているため、３つのクランク軸が入力歯車とクランク軸歯車との歯数比に減速された状態で同一の方向に同一の回転速度で回転する。その結果、３つのクランク軸の軸方向同位置に形成された３つの第１偏心部が同期して回転して第１遊星歯車を揺動させると共に、３つのクランク軸の軸方向同位置にそれぞれ形成された３つの第２偏心部が同期して回転して第２遊星歯車を揺動させる。
【0004】
第１遊星歯車及び第２遊星歯車は、それぞれ内歯歯車に内接噛合している。内歯歯車は、歯車本体と、歯車本体に回転可能に組み込まれ、当該内歯歯車の内歯を構成する外ピン（ピン部材）とを有している。ここで、内歯歯車の歯数（外ピンの本数）は、各遊星歯車の歯数よりも僅かに多い。そのため、各遊星歯車が１回揺動する毎に、第１遊星歯車及び第２遊星歯車は内歯歯車に対して歯数差分円周方向の位相がずれ（自転する）、この自転が、各クランク軸の内歯歯車の軸心（回転軸）の周りの公転として一対のキャリアに伝達される。これにより、回転軸を中心に、歯車本体（と一体化されたケーシング）に対して、一対のキャリアを相対的に回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－７５３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記関連技術の構成では、一対のキャリアは、背面合わせで組み込まれた一対の主軸受けを介してケーシングに支持されている。このような主軸受けとしては、モーメント荷重を受けれるように、円錐ころ軸受け、アンギュラ玉軸受け又はクロスローラベアリング等が用いられるため、主軸受けが内接噛合遊星歯車装置の小型化等の妨げになり得る。
【0007】
本開示の目的は、主軸受けに作用するモーメント荷重を低減可能な内接合遊星歯車装置及びロボット用関節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様に係る内接噛合遊星歯車装置は、内歯歯車と、遊星歯車と、を備える。前記内歯歯車は、環状の歯車本体と、前記歯車本体の内周面に形成された複数の内周溝に自転可能な状態で保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する。前記遊星歯車は、前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する。前記内接噛合遊星歯車装置は、回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させる。前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する。
【0009】
本開示の一態様に係るロボット用関節装置は、前記内接噛合遊星歯車装置と、前記歯車本体に固定される第１部材と、前記内歯歯車に対する前記遊星歯車の相対的な回転に伴って、前記第１部材に対して相対的に回転する第２部材と、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、主軸受けに作用するモーメント荷重を低減可能な内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
（基本構成）
（１）概要
以下、本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置１の概要について、図１～図３を参照して説明する。本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。例えば、図１～図３における、内歯２１及び外歯３１の歯形、寸法及び歯数等は、いずれも説明のために模式的に表しているに過ぎず、図示されている形状に限定する趣旨ではない。
（１）概要
以下、本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置１の概要について、図１～図３を参照して説明する。本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。例えば、図１～図３における、内歯２１及び外歯３１の歯形、寸法及び歯数等は、いずれも説明のために模式的に表しているに過ぎず、図示されている形状に限定する趣旨ではない。
【0013】
本基本構成に係る内接噛合遊星歯車装置１（以下、単に「歯車装置１」ともいう）は、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、を備える歯車装置である。この歯車装置１では、環状の内歯歯車２の内側に遊星歯車３が配置され、さらに、遊星歯車３の内側には偏心体軸受け５が配置される。偏心体軸受け５は、偏心体内輪５１及び偏心体外輪５２を有し、偏心体内輪５１の中心Ｃ１（図３参照）からずれた回転軸Ａｘ１（図３参照）まわりで偏心体内輪５１が回転（偏心運動）することによって、遊星歯車３を揺動させる。偏心体内輪５１は、例えば、偏心体内輪５１に挿入される偏心軸７が回転することにより、回転軸Ａｘ１まわりで回転（偏心運動）する。また、内接噛合遊星歯車装置１は、外輪６２及び内輪６１を有する軸受け部材６（主軸受け）を更に備える。内輪６１は、外輪６２の内側に配置され、外輪６２に対して相対的に回転可能に支持される。
【0014】
内歯歯車２は、内歯２１を有し、外輪６２に固定される。特に、本基本構成では、内歯歯車２は、環状の歯車本体２２と、複数の外ピン２３と、を有する。複数の外ピン２３は、自転可能な状態で歯車本体２２の内周面２２１に保持され、内歯２１を構成する。遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯３１を有する。つまり、内歯歯車２の内側で遊星歯車３は内歯歯車２に対して内接し、外歯３１の一部が内歯２１の一部に噛み合った状態となる。この状態で、偏心軸７が回転すると遊星歯車３が揺動して、内歯２１と外歯３１との噛み合い位置が内歯歯車２の円周方向に移動し、遊星歯車３と内歯歯車２との歯数差に応じた相対回転が両歯車（内歯歯車２及び遊星歯車３）の間に発生する。ここで、内歯歯車２が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車３が回転（自転）することになる。その結果、遊星歯車３からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。
【0015】
この種の歯車装置１は、遊星歯車３の自転成分相当の回転を、例えば、軸受け部材６の内輪６１と一体化された出力軸の回転として取り出すように使用される。これにより、歯車装置１は、偏心軸７を入力側とし、出力軸を出力側として、比較的高い減速比の歯車装置として機能する。そこで、本基本構成に係る歯車装置１では、遊星歯車３の自転成分相当の回転を、軸受け部材６の内輪６１に伝達するべく、複数の内ピン４にて、遊星歯車３と内輪６１とを連結する。複数の内ピン４は、遊星歯車３に形成された複数の遊嵌孔３２にそれぞれ挿入された状態で、それぞれ遊嵌孔３２内を公転しながら内歯歯車２に対して相対的に回転する。つまり、遊嵌孔３２は、内ピン４よりも大きな直径を有し、内ピン４は、遊嵌孔３２に挿入された状態で遊嵌孔３２内を公転するように移動可能である。そして、遊星歯車３の揺動成分、つまり遊星歯車３の公転成分は、遊星歯車３の遊嵌孔３２と内ピン４との遊嵌によって吸収される。言い換えれば、複数の内ピン４がそれぞれ複数の遊嵌孔３２内を公転するように移動することで、遊星歯車３の揺動成分が吸収される。したがって、軸受け部材６の内輪６１には、複数の内ピン４により、遊星歯車３の揺動成分（公転成分）を除いた、遊星歯車３の回転（自転成分）が伝達されることになる。
【0016】
ところで、この種の歯車装置１では、遊星歯車３の遊嵌孔３２内を内ピン４が公転しながら、遊星歯車３の回転が複数の内ピン４に伝達されるので、第１関連技術として、内ピン４に装着されて内ピン４を軸に回転可能な内ローラを用いることが知られている。つまり、第１関連技術においては、内ピン４は、内輪６１（又は内輪６１と一体化されたキャリア）に対して圧入された状態で保持されており、遊嵌孔３２内を内ピン４が公転する際に、内ピン４は遊嵌孔３２の内周面３２１に対して摺動する。そこで、第１関連技術としては、遊嵌孔３２の内周面３２１と内ピン４との間の摩擦抵抗による損失を低減するために、内ローラが用いられる。ただし、第１関連技術のように内ローラを備える構成であれば、遊嵌孔３２は、内ローラ付きの内ピン４が公転可能な径を有する必要があり、遊嵌孔３２の小型化が困難である。遊嵌孔３２の小型化が困難であると、遊星歯車３の小型化（特に小径化）の妨げとなって、ひいては歯車装置１全体の小型化の妨げとなる。本基本構成に係る歯車装置１は、以下の構成により、小型化しやすい内接噛合遊星歯車装置１を提供可能とする。
【0017】
すなわち、本基本構成に係る歯車装置１は、図１～図３に示すように、軸受け部材６と、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、を備える。軸受け部材６は、外輪６２及び外輪６２の内側に配置される内輪６１を有する。内輪６１は外輪６２に対して相対的に回転可能に支持される。内歯歯車２は、内歯２１を有し外輪６２に固定される。遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯３１を有する。複数の内ピン４は、遊星歯車３に形成された複数の遊嵌孔３２にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔３２内を公転しながら内歯歯車２に対して相対的に回転する。ここで、複数の内ピン４の各々は、自転可能な状態で内輪６１に保持されている。さらに、複数の内ピン４の各々は、少なくとも一部が軸受け部材６の軸方向において軸受け部材６と同じ位置に配置される。
【0018】
この態様によれば、複数の内ピン４の各々は、自転可能な状態で内輪６１に保持されるので、遊嵌孔３２内を内ピン４が公転する際に、内ピン４自体が自転可能である。そのため、内ピン４に装着されて内ピン４を軸に回転可能な内ローラを用いなくとも、遊嵌孔３２の内周面３２１と内ピン４との間の摩擦抵抗による損失を低減できる。したがって、本基本構成に係る歯車装置１では、内ローラが必須でなく、小型化しやすいという利点がある。しかも、複数の内ピン４の各々は、少なくとも一部が軸受け部材６の軸方向において軸受け部材６と同じ位置に配置されるので、軸受け部材６の軸方向における歯車装置１の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材６の軸方向に、軸受け部材６と内ピン４とが並ぶ（対向する）構成に比べて、本基本構成に係る歯車装置１では、軸方向における歯車装置１の寸法を小さくでき、歯車装置１の更なる小型化（薄型化）に貢献可能である。
【0019】
さらに、上記第１関連技術と遊星歯車３の寸法が同じであれば、上記第１関連技術に比較して、例えば、内ピン４の数（本数）を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン４を太くして強度を向上させたりすることも可能である。
【0020】
また、この種の歯車装置１では、遊星歯車３の遊嵌孔３２内を内ピン４が公転する必要があるので、第２関連技術として、複数の内ピン４は、内輪６１（又は内輪６１と一体化されたキャリア）のみで保持されることがある。第２関連技術によれば、複数の内ピン４の芯出しの精度向上が困難であって、芯出し不良により、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながる可能性がある。つまり、複数の内ピン４は、それぞれ遊嵌孔３２内を公転しながら内歯歯車２に対して相対的に回転することで、遊星歯車３の自転成分を、軸受け部材６の内輪６１に伝達する。このとき、複数の内ピン４の芯出しの精度が不十分で、複数の内ピン４の回転軸が内輪６１の回転軸に対してずれたり傾いたりしていると、芯出し不良の状態となり、振動の発生、及び伝達効率の低下等の不具合につながり得る。本基本構成に係る歯車装置１は、以下の構成により、複数の内ピン４の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい内接噛合遊星歯車装置１を提供可能とする。
【0021】
すなわち、本基本構成に係る歯車装置１は、図１～図３に示すように、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、支持体８と、を備える。内歯歯車２は、環状の歯車本体２２と、複数の外ピン２３と、を有する。複数の外ピン２３は、自転可能な状態で歯車本体２２の内周面２２１に保持され内歯２１を構成する。遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯３１を有する。複数の内ピン４は、遊星歯車３に形成された複数の遊嵌孔３２にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔３２内を公転しながら歯車本体２２に対して相対的に回転する。支持体８は、環状であって複数の内ピン４を支持する。ここで、支持体８は、外周面８１を複数の外ピン２３に接触させることにより位置規制されている。
【0022】
この態様によれば、複数の内ピン４は、環状の支持体８にて支持されているので、複数の内ピン４が支持体８にて束ねられ、複数の内ピン４の相対的なずれ及び傾きが抑制される。しかも、支持体８の外周面８１は複数の外ピン２３に接触し、これにより支持体８の位置規制がされている。要するに、複数の外ピン２３によって支持体８の芯出しが行われ、結果的に、支持体８に支持されている複数の内ピン４についても、複数の外ピン２３にて芯出しが行われる。したがって、本基本構成に係る歯車装置１によれば、複数の内ピン４の芯出しの精度向上を図りやすく、複数の内ピン４の芯出し不良に起因した不具合が生じにくい、という利点がある。
【0023】
また、本基本構成に係る歯車装置１は、図１に示すように、駆動源１０１と共に、アクチュエータ１００を構成する。言い換えれば、本基本構成に係るアクチュエータ１００は、歯車装置１と、駆動源１０１と、を備えている。駆動源１０１は、遊星歯車３を揺動させるための駆動力を発生する。具体的には、駆動源１０１は、回転軸Ａｘ１を中心として偏心軸７を回転させることにより、遊星歯車３を揺動させる。
【0024】
（２）定義
本開示でいう「環状」は、少なくとも平面視において、内側に囲まれた空間（領域）を形成する輪（わ）のような形状を意味し、平面視において真円とある円形状（円環状）に限らず、例えば、楕円形状及び多角形状等であってもよい。さらに、例えば、カップ状のように底部を有する形状であっても、その周壁が環状であれば、「環状」に含まれる。
本開示でいう「環状」は、少なくとも平面視において、内側に囲まれた空間（領域）を形成する輪（わ）のような形状を意味し、平面視において真円とある円形状（円環状）に限らず、例えば、楕円形状及び多角形状等であってもよい。さらに、例えば、カップ状のように底部を有する形状であっても、その周壁が環状であれば、「環状」に含まれる。
【0025】
本開示でいう「遊嵌」は、遊び（隙間）をもった状態に嵌められることを意味し、遊嵌孔３２は内ピン４が遊嵌される孔である。つまり、内ピン４は、遊嵌孔３２の内周面３２１との間に、空間的な余裕（隙間）を確保した状態で遊嵌孔３２に挿入される。言い換えれば、内ピン４のうち、少なくとも遊嵌孔３２に挿入される部位の径は、遊嵌孔３２の径よりも小さい（細い）。そのため、内ピン４は、遊嵌孔３２に挿入された状態で、遊嵌孔３２内を移動可能、つまり遊嵌孔３２の中心に対して相対的に移動可能である。よって、内ピン４は、遊嵌孔３２内を公転可能となる。ただし、遊嵌孔３２の内周面３２１と内ピン４との間には、空洞としての隙間が確保されることは必須ではなく、例えば、この隙間に液体等の流体が充填されていてもよい。
【0026】
本開示でいう「公転」は、ある物体が、この物体の中心（重心）を通る中心軸以外の回転軸まわりを周回することを意味し、ある物体が公転すると、この物体の中心は回転軸を中心とする公転軌道に沿って移動することになる。したがって、例えば、ある物体の中心（重心）を通る中心軸と平行な偏心軸を中心に、この物体が回転する場合には、この物体は、偏心軸を回転軸として公転していることになる。一例として、内ピン４は、遊嵌孔３２の中心を通る回転軸まわりを周回するようにして、遊嵌孔３２内を公転する。
【0027】
また、本開示では、回転軸Ａｘ１の一方側（図３の左側）を「入力側」といい、回転軸Ａｘ１の他方側（図３の右側）を「出力側」という場合がある。図３の例では、回転軸Ａｘ１の「入力側」から回転体（偏心体内輪５１）に回転が与えられ、回転軸Ａｘ１の「出力側」から複数の内ピン４（内輪６１）の回転が取り出される。ただし、「入力側」及び「出力側」は、説明のために付しているラベルに過ぎず、歯車装置１から見た、入力及び出力の位置関係を限定する趣旨ではない。
【0028】
本開示でいう「回転軸」は、回転体の回転運動の中心となる仮想的な軸（直線）を意味する。つまり、回転軸Ａｘ１は、実体を伴わない仮想軸である。偏心体内輪５１は、回転軸Ａｘ１を中心として回転運動を行う。
【0029】
本開示でいう「内歯」及び「外歯」は、それぞれ単体の「歯」ではなく、複数の「歯」の集合（群）を意味する。つまり、内歯歯車２の内歯２１は、内歯歯車２（歯車本体２２）の内周面２２１に配置された複数の歯の集合からなる。同様に、遊星歯車３の外歯３１は、遊星歯車３の外周面に配置された複数の歯の集合からなる。
【0030】
【0031】
図１は、歯車装置１を含むアクチュエータ１００の概略構成を示す斜視図である。図１では、駆動源１０１を模式的に示している。図２は、歯車装置１を回転軸Ａｘ１の出力側から見た概略の分解斜視図である。図３は、歯車装置１の概略断面図である。図４は図３のＡ１－Ａ１線断面図である。ただし、図４では、偏心軸７以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。さらに、図４では、歯車本体２２の内周面２２１の図示を省略している。図５Ａ及び図５Ｂは、遊星歯車３を単体で示す斜視図及び正面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、軸受け部材６を単体で示す斜視図及び正面図である。図７Ａ及び図７Ｂは、偏心軸７を単体で示す斜視図及び正面図である。図８Ａ及び図８Ｂは、支持体８を単体で示す斜視図及び正面図である。
【0032】
（３．１）全体構成
本基本構成に係る歯車装置１は、図１～図３に示すように、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、偏心体軸受け５と、軸受け部材６と、偏心軸７と、支持体８と、を備えている。また、本基本構成では、歯車装置１は、第１ベアリング９１、第２ベアリング９２及びケース１０を更に備えている。本基本構成では、歯車装置１の構成要素である内歯歯車２、遊星歯車３、複数の内ピン４、偏心体軸受け５、軸受け部材６、偏心軸７及び支持体８等の材質は、ステンレス、鋳鉄、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅又はアルミ青銅等の金属である。ここでいう金属は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。
本基本構成に係る歯車装置１は、図１～図３に示すように、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、偏心体軸受け５と、軸受け部材６と、偏心軸７と、支持体８と、を備えている。また、本基本構成では、歯車装置１は、第１ベアリング９１、第２ベアリング９２及びケース１０を更に備えている。本基本構成では、歯車装置１の構成要素である内歯歯車２、遊星歯車３、複数の内ピン４、偏心体軸受け５、軸受け部材６、偏心軸７及び支持体８等の材質は、ステンレス、鋳鉄、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅又はアルミ青銅等の金属である。ここでいう金属は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。
【0033】
また、本基本構成では、歯車装置１の一例として、トロコイド系歯形を用いた内接式遊星歯車装置を例示する。つまり、本基本構成に係る歯車装置１は、トロコイド系曲線歯形を有する内接式の遊星歯車３を備えている。
【0034】
また、本基本構成では一例として、歯車装置１は、内歯歯車２の歯車本体２２が、軸受け部材６の外輪６２と共に、ケース１０等の固定部材に固定された状態で使用される。これにより、内歯歯車２と遊星歯車３との相対回転に伴って、固定部材（ケース１０等）に対して、遊星歯車３が相対的に回転することになる。
【0035】
さらに、本基本構成では、歯車装置１をアクチュエータ１００に用いる場合に、偏心軸７に入力としての回転力が加わることで、軸受け部材６の内輪６１と一体化された出力軸から出力としての回転力が取り出される。つまり、歯車装置１は、偏心軸７の回転を入力回転とし、内輪６１と一体化された出力軸の回転を出力回転として動作する。これにより、歯車装置１では、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。
【0036】
駆動源１０１は、モータ（電動機）等の動力の発生源である。駆動源１０１で発生した動力は、歯車装置１における偏心軸７に伝達される。具体的には、駆動源１０１は入力軸を介して偏心軸７につながっており、駆動源１０１で発生した動力は入力軸を介して偏心軸７に伝達される。これにより、駆動源１０１は、偏心軸７を回転させることが可能である。
【0037】
さらに、本基本構成に係る歯車装置１では、図３に示すように、入力側の回転軸Ａｘ１と、出力側の回転軸Ａｘ１とは、同一直線上にある。言い換えれば、入力側の回転軸Ａｘ１と、出力側の回転軸Ａｘ１とは、同軸である。ここで、入力側の回転軸Ａｘ１は、入力回転が与えられる偏心軸７の回転中心であって、出力側の回転軸Ａｘ１は、出力回転を生じる内輪６１（及び出力軸）の回転中心である。つまり、歯車装置１では、同軸上において、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。
【0038】
内歯歯車２は、図４に示すように、内歯２１を有する環状の部品である。本基本構成では、内歯歯車２は、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の内歯歯車２の内周面には、内歯２１が、内歯歯車２の円周方向に沿って形成されている。内歯２１を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、内歯歯車２の内周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、内歯２１のピッチ円は、平面視において真円となる。内歯２１のピッチ円の中心は、回転軸Ａｘ１上にある。また、内歯歯車２は、回転軸Ａｘ１の方向に所定の厚みを有している。内歯２１の歯筋は、いずれも回転軸Ａｘ１と平行である。内歯２１の歯筋方向の寸法は、内歯歯車２の厚み方向よりもやや小さい。
【0039】
ここで、内歯歯車２は、上述したように、環状（円環状）の歯車本体２２と、複数の外ピン２３と、を有している。複数の外ピン２３は、自転可能な状態で歯車本体２２の内周面２２１に保持され、内歯２１を構成する。言い換えれば、複数の外ピン２３は、それぞれ内歯２１を構成する複数の歯として機能する。具体的には、歯車本体２２の内周面２２１には、図２に示すように、円周方向の全域に複数の内周溝２２３が形成されている。複数の内周溝２２３は、全て同一形状であって、等ピッチで設けられている。複数の内周溝２２３は、いずれも回転軸Ａｘ１と平行であって、歯車本体２２の厚み方向の全長にわたって形成されている。複数の外ピン２３は、複数の内周溝２２３に嵌るようにして、歯車本体２２に組み合わされている。複数の外ピン２３の各々は、内周溝２２３内において自転可能な状態で保持される。また、歯車本体２２は、（外輪６２と共に）ケース１０に固定される。そのため、歯車本体２２には、固定用の複数の固定孔２２２が形成されている。
【0040】
遊星歯車３は、図４に示すように、外歯３１を有する環状の部品である。本基本構成では、遊星歯車３は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の遊星歯車３の外周面には、外歯３１が、遊星歯車３の円周方向に沿って形成されている。外歯３１を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、遊星歯車３の外周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、外歯３１のピッチ円は、平面視において真円となる。外歯３１のピッチ円の中心Ｃ１は、回転軸Ａｘ１から距離ΔＬ（図４参照）だけずれた位置にある。また、遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１の方向に所定の厚みを有している。外歯３１は、いずれも遊星歯車３の厚み方向の全長にわたって形成されている。外歯３１の歯筋は、いずれも回転軸Ａｘ１と平行である。遊星歯車３においては、内歯歯車２とは異なり、外歯３１が遊星歯車３の本体と１つの金属部材にて一体に形成されている。
【0041】
ここで、遊星歯車３に対しては、偏心体軸受け５及び偏心軸７が組み合わされる。つまり、遊星歯車３には、円形状に開口する開口部３３が形成されている。開口部３３は、遊星歯車３を厚み方向に沿って貫通する孔である。平面視において、開口部３３の中心と遊星歯車３の中心とは一致しており、開口部３３の内周面（遊星歯車３の内周面）と外歯３１のピッチ円とは同心円となる。遊星歯車３の開口部３３には、偏心体軸受け５が収容される。さらに、偏心体軸受け５（の偏心体内輪５１）に偏心軸７が挿入されることで、偏心体軸受け５及び偏心軸７が遊星歯車３に組み合わされる。遊星歯車３に偏心体軸受け５及び偏心軸７が組み合わされた状態で、偏心軸７が回転すると、遊星歯車３は回転軸Ａｘ１まわりで揺動する。
【0042】
このように構成される遊星歯車３は、内歯歯車２の内側に配置される。平面視において、遊星歯車３は内歯歯車２に比べて一回り小さく形成されており、遊星歯車３は、内歯歯車２と組み合わされた状態で、内歯歯車２の内側で揺動可能となる。ここで、遊星歯車３の外周面には外歯３１が形成され、内歯歯車２の内周面には内歯２１が形成されている。そのため、内歯歯車２の内側に遊星歯車３が配置された状態では、外歯３１と内歯２１とは、互いに対向することになる。
【0043】
さらに、外歯３１のピッチ円は、内歯２１のピッチ円よりも一回り小さい。そして、遊星歯車３が内歯歯車２に内接した状態で、外歯３１のピッチ円の中心Ｃ１は、内歯２１のピッチ円の中心（回転軸Ａｘ１）から距離ΔＬ（図４参照）だけずれた位置にある。そのため、外歯３１との内歯２１とは、少なくとも一部が隙間を介して対向することになり、円周方向の全体が互いに噛み合うことはない。ただし、遊星歯車３は、内歯歯車２の内側において回転軸Ａｘ１まわりで揺動（公転）するので、外歯３１と内歯２１とが部分的に噛み合うことになる。つまり、遊星歯車３が回転軸Ａｘ１まわりを揺動することで、図４に示すように、外歯３１を構成する複数の歯のうちの一部の歯が、内歯２１を構成する複数の歯のうちの一部の歯に噛み合うことになる。結果的に、歯車装置１では、外歯３１の一部を内歯２１の一部に噛み合わせることが可能となる。
【0044】
ここで、内歯歯車２における内歯２１の歯数は、遊星歯車３の外歯３１の歯数よりもＮ（Ｎは正の整数）だけ多い。本基本構成では一例として、Ｎが「１」であって、遊星歯車３の（外歯３１の）歯数は、内歯歯車２の（内歯２１の）歯数よりも「１」多い。このような遊星歯車３と内歯歯車２との歯数差は、歯車装置１での入力回転に対する出力回転の減速比を規定する。
【0045】
また、本基本構成では一例として、遊星歯車３の厚みは、内歯歯車２における歯車本体２２の厚みよりも小さい。さらに、外歯３１の歯筋方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の寸法は、内歯２１の歯筋方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の寸法よりも小さい。言い換えれば、回転軸Ａｘ１に平行な方向においては、内歯２１の歯筋の範囲内に、外歯３１が収まることになる。
【0046】
本基本構成では、上述したように、遊星歯車３の自転成分相当の回転が、軸受け部材６の内輪６１と一体化された出力軸の回転（出力回転）として取り出される。そのため、遊星歯車３は、複数の内ピン４にて内輪６１と連結される。遊星歯車３には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、複数の内ピン４を挿入するための複数の遊嵌孔３２が形成されている。遊嵌孔３２は内ピン４と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、遊嵌孔３２及び内ピン４は、１８個ずつ設けられている。複数の遊嵌孔３２の各々は、円形状に開口しており、遊星歯車３を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数（ここでは１８個）の遊嵌孔３２は、開口部３３と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。
【0047】
複数の内ピン４は、遊星歯車３と軸受け部材６の内輪６１とを連結する部品である。複数の内ピン４の各々は、円柱状に形成されている。複数の内ピン４の直径及び長さは、複数の内ピン４において共通である。内ピン４の直径は、遊嵌孔３２の直径よりも一回り小さい。これにより、内ピン４は、遊嵌孔３２の内周面３２１との間に、空間的な余裕（隙間）を確保した状態で遊嵌孔３２に挿入される（図４参照）。
【0048】
主軸受けとしての軸受け部材６は、外輪６２及び内輪６１を有し、歯車装置１の出力を外輪６２に対する内輪６１の回転として取り出すための部品である。軸受け部材６は、外輪６２及び内輪６１に加えて、複数の転動体６３（図３参照）と、を有している。
【0049】
外輪６２及び内輪６１は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、いずれも環状の部品である。外輪６２及び内輪６１は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。内輪６１は、外輪６２よりも一回り小さく、外輪６２の内側に配置される。ここで、外輪６２の内径は内輪６１の外径よりも大きいため、外輪６２の内周面と内輪６１の外周面との間には隙間が生じる。
【0050】
内輪６１は、複数の内ピン４がそれぞれ挿入される複数の保持孔６１１を有している。保持孔６１１は内ピン４と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、保持孔６１１は１８個設けられている。複数の保持孔６１１の各々は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、円形状に開口しており、内輪６１を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数（ここでは１８個）の保持孔６１１は、内輪６１の外周と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。保持孔６１１の直径は、内ピン４の直径以上であって、遊嵌孔３２の直径よりも小さい。
【0051】
さらに、内輪６１は出力軸と一体化され、内輪６１の回転が出力軸の回転として取り出される。そのため、内輪６１には、出力軸を取り付けるための複数の出力側取付穴６１２（図２参照）が形成されている。本基本構成では、複数の出力側取付穴６１２は、複数の保持孔６１１よりも内側であって、内輪６１の外周と同心の仮想円上に配置されている。
【0052】
外輪６２は、内歯歯車２の歯車本体２２と共に、ケース１０等の固定部材に固定される。そのため、外輪６２には、固定用の複数の透孔６２１が形成されている。具体的には、図３に示すように、外輪６２は、ケース１０との間に歯車本体２２を挟んだ状態で、透孔６２１及び歯車本体２２の固定孔２２２を通る固定用のねじ（ボルト）６０にて、ケース１０に対して固定されている。
【0053】
複数の転動体６３は、外輪６２と内輪６１との間の隙間に配置されている。複数の転動体６３は、外輪６２の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体６３は、全て同一形状の金属部品であって、外輪６２の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。
【0054】
本基本構成では一例として、軸受け部材６（主軸受け）は、クロスローラベアリングである。つまり、軸受け部材６は、転動体６３として円筒状のコロを有している。そして、円筒状の転動体６３の軸は、回転軸Ａｘ１に直交する平面に対して４５度の傾きを有し、かつ内輪６１の外周に対して直交する。さらに、内輪６１の円周方向において互いに隣接する一対の転動体６３は、互いに軸方向が直交する向きに配置されている。このようなクロスローラベアリングからなる軸受け部材６では、ラジアル方向の荷重、スラスト方向（回転軸Ａｘ１に沿う方向）の荷重、及び回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）のいずれをも受けやすくなる。しかも、１つの軸受け部材６によって、これら３種類の荷重に耐えることができ、必要な剛性を確保することができる。
【0055】
偏心軸７は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、円筒状の部品である。偏心軸７は、軸心部７１と、偏心部７２と、を有している。軸心部７１は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円筒状を有している。軸心部７１の中心（中心軸）は、回転軸Ａｘ１と一致する。偏心部７２は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円盤状を有している。偏心部７２の中心（中心軸）は、回転軸Ａｘ１からずれた中心Ｃ１と一致する。ここで、回転軸Ａｘ１と中心Ｃ１との間の距離ΔＬ（図７Ｂ参照）は、軸心部７１に対する偏心部７２の偏心量となる。偏心部７２は、軸心部７１の長手方向（軸方向）の中央部において、軸心部７１の外周面から全周にわたって突出するフランジ形状をなす。上述した構成によれば、偏心軸７は、回転軸Ａｘ１を中心に軸心部７１が回転（自転）することで、偏心部７２が偏心運動することになる。
【0056】
本基本構成では、軸心部７１及び偏心部７２は１つの金属部材にて一体に形成されており、これにより、シームレスな偏心軸７が実現される。このような形状の偏心軸７は、偏心体軸受け５と共に遊星歯車３に組み合わされる。そのため、遊星歯車３に偏心体軸受け５及び偏心軸７が組み合わされた状態で偏心軸７が回転すると、遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１まわりで揺動する。
【0057】
さらに、偏心軸７は、軸心部７１を軸方向（長手方向）に貫通する貫通孔７３を有している。貫通孔７３は、軸心部７１における軸方向の両端面に円形状に開口している。貫通孔７３の中心（中心軸）は、回転軸Ａｘ１と一致する。貫通孔７３には、例えば、電源線及び信号線等のケーブル類を通すことが可能である。
【0058】
また、本基本構成では、駆動源１０１から、偏心軸７に入力としての回転力が加えられる。そのため、偏心軸７には、駆動源１０１につながる入力軸を取り付けるための複数の入力側取付穴７４（図７Ａ及び図７Ｂ参照）が形成されている。本基本構成では、複数の入力側取付穴７４は、軸心部７１の軸方向に一端面における貫通孔７３の周囲であって、貫通孔７３と同心の仮想円上に配置されている。
【0059】
偏心体軸受け５は、偏心体外輪５２及び偏心体内輪５１を有し、偏心軸７の回転のうちの自転成分を吸収し、偏心軸７の自転成分を除いた偏心軸７の回転、つまり偏心軸７の揺動成分（公転成分）のみを遊星歯車３に伝達するための部品である。偏心体軸受け５は、偏心体外輪５２及び偏心体内輪５１に加えて、複数の転動体５３（図３参照）を有している。
【0060】
偏心体外輪５２及び偏心体内輪５１は、いずれも環状の部品である。偏心体外輪５２及び偏心体内輪５１は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。偏心体内輪５１は、偏心体外輪５２よりも一回り小さく、偏心体外輪５２の内側に配置される。ここで、偏心体外輪５２の内径は偏心体内輪５１の外径よりも大きいため、偏心体外輪５２の内周面と偏心体内輪５１の外周面との間には隙間が生じる。
【0061】
複数の転動体５３は、偏心体外輪５２と偏心体内輪５１との間の隙間に配置されている。複数の転動体５３は、偏心体外輪５２の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体５３は、全て同一形状の金属部品であって、偏心体外輪５２の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。本基本構成では一例として、偏心体軸受け５は、転動体５３としてボールを用いた深溝玉軸受けからなる。
【0062】
ここで、偏心体内輪５１の内径は、偏心軸７における偏心部７２の外径と一致する。偏心体軸受け５は、偏心体内輪５１に偏心軸７の偏心部７２が挿入された状態で、偏心軸７と組み合わされる。また、偏心体外輪５２の外径は、遊星歯車３における開口部３３の内径（直径）と一致する。偏心体軸受け５は、遊星歯車３の開口部３３に偏心体外輪５２が嵌め込まれた状態で、遊星歯車３と組み合わされる。言い換えれば、遊星歯車３の開口部３３には、偏心軸７の偏心部７２に装着された状態の偏心体軸受け５が収容される。
【0063】
また、本基本構成では一例として、偏心体軸受け５における偏心体内輪５１の幅方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の寸法は、偏心軸７の偏心部７２の厚みと略同一である。偏心体外輪５２の幅方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の寸法は、偏心体内輪５１の幅方向の寸法に比べてやや小さい。さらに、偏心体外輪５２の幅方向の寸法は、遊星歯車３の厚みに比べて大きい。そのため、回転軸Ａｘ１に平行な方向においては、偏心体軸受け５の範囲内に、遊星歯車３が収まることになる。一方で、偏心体外輪５２の幅方向の寸法は、内歯２１の歯筋方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の寸法よりも小さい。そのため、回転軸Ａｘ１に平行な方向においては、内歯歯車２の範囲内に、偏心体軸受け５が収まることになる。
【0064】
偏心体軸受け５及び偏心軸７が遊星歯車３に組み合わされた状態で、偏心軸７が回転すると、偏心体軸受け５においては、偏心体内輪５１の中心Ｃ１からずれた回転軸Ａｘ１まわりで偏心体内輪５１が回転（偏心運動）する。このとき、偏心軸７の自転成分は偏心体軸受け５で吸収される。したがって、遊星歯車３には、偏心体軸受け５により、偏心軸７の自転成分を除いた偏心軸７の回転、つまり偏心軸７の揺動成分（公転成分）のみが伝達されることになる。よって、遊星歯車３に偏心体軸受け５及び偏心軸７が組み合わされた状態で偏心軸７が回転すると、遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１まわりで揺動する。
【0065】
支持体８は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、環状に形成され、複数の内ピン４を支持する部品である。支持体８は、複数の内ピン４がそれぞれ挿入される複数の支持孔８２を有している。支持孔８２は内ピン４と同数だけ設けられており、本基本構成では一例として、支持孔８２は１８個設けられている。複数の支持孔８２の各々は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、円形状に開口しており、支持体８を厚み方向に沿って貫通する孔である。複数（ここでは１８個）の支持孔８２は、支持体８の外周面８１と同心の仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。支持孔８２の直径は、内ピン４の直径以上であって、遊嵌孔３２の直径よりも小さい。本基本構成では一例として、支持孔８２の直径は、内輪６１に形成されている保持孔６１１の直径と等しい。
【0066】
支持体８は、図３に示すように、回転軸Ａｘ１の一方側（入力側）から遊星歯車３に対向するように配置される。そして、複数の支持孔８２に複数の内ピン４が挿入されることで、支持体８は、複数の内ピン４を束ねるように機能する。さらに、支持体８は、外周面８１を複数の外ピン２３に接触させることにより位置規制されている。これにより、複数の外ピン２３によって支持体８の芯出しが行われ、結果的に、支持体８に支持されている複数の内ピン４についても、複数の外ピン２３にて芯出しが行われる。支持体８については、「（３．３）支持体」の欄で詳しく説明する。
【0067】
第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２は、それぞれ偏心軸７の軸心部７１に装着される。具体的には、第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２は、図３に示すように、回転軸Ａｘ１に平行な方向において偏心部７２を挟むように、軸心部７１における偏心部７２の両側に装着される。第１ベアリング９１は、偏心部７２から見て、回転軸Ａｘ１の入力側に配置される。第２ベアリング９２は、偏心部７２から見て、回転軸Ａｘ１の出力側に配置される。第１ベアリング９１は、ケース１０に対して偏心軸７を回転可能に保持する。第２ベアリング９２は、軸受け部材６の内輪６１に対して偏心軸７を回転可能に保持する。これにより、偏心軸７の軸心部７１は、回転軸Ａｘ１に平行な方向における偏心部７２の両側の２箇所において、回転可能に保持されることになる。
【0068】
ケース１０は、円筒状であって、回転軸Ａｘ１の出力側に、フランジ部１１を有している。フランジ部１１には、ケース１０自体を固定するための複数の設置孔１１１が形成されている。また、ケース１０における回転軸Ａｘ１の出力側の端面には、軸受け孔１２が形成されている。軸受け孔１２は、円形状に開口している。軸受け孔１２内に第１ベアリング９１が嵌め込まれることにより、ケース１０に対して第１ベアリング９１が取り付けられる。
【0069】
また、ケース１０における回転軸Ａｘ１の出力側の端面であって、軸受け孔１２の周囲には、複数のねじ穴１３が形成されている。複数のねじ穴１３は、内歯歯車２の歯車本体２２及び軸受け部材６の外輪６２をケース１０に固定するために用いられる。具体的には、固定用のねじ６０が、外輪６２の透孔６２１及び歯車本体２２の固定孔２２２を通して、ねじ穴１３に締め付けられることにより、歯車本体２２及び外輪６２がケース１０に対して固定される。
【0070】
また、本基本構成に係る歯車装置１は、図３に示すように、複数のオイルシール１４，１５，１６等を更に備えている。オイルシール１４は、偏心軸７における回転軸Ａｘ１の入力側の端部に装着され、ケース１０と偏心軸７（軸心部７１）との間の隙間を塞いでいる。オイルシール１５は、偏心軸７における回転軸Ａｘ１の出力側の端部に装着され、内輪６１と偏心軸７（軸心部７１）との間の隙間を塞いでいる。オイルシール１６は、軸受け部材６における回転軸Ａｘ１の出力側の端面に装着され、内輪６１と外輪６２との間の隙間を塞いでいる。これら複数のオイルシール１４，１５，１６で密閉された空間は、潤滑剤保持空間１７（図９参照）を構成する。潤滑剤保持空間１７は、軸受け部材６の内輪６１と外輪６２との間の空間を含む。さらに、潤滑剤保持空間１７内には、複数の外ピン２３、遊星歯車３、偏心体軸受け５、支持体８、第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２等が収容される。
【0071】
そして、潤滑剤保持空間１７には、潤滑剤が注入されている。潤滑剤は液体であって、潤滑剤保持空間内１７を流動可能である。そのため、歯車装置１の使用時においては、例えば、複数の外ピン２３からなる内歯２１と遊星歯車３の外歯３１との噛み合い部位には、潤滑剤が入り込む。本開示でいう「液体」は、液状又はゲル状の物質を含む。ここでいう「ゲル状」は、液体と固体との中間の性質を有する状態を意味し、液相と固相との２つの相からなるコロイド（colloid）の状態を含む。例えば、分散媒が液相であって、分散質が液相であるエマルション（emulsion）、分散質が固相であるサスペンション（suspension）等の、ゲル（gel）又はゾル（sol）と呼ばれる状態が「ゲル状」に含まれる。また、分散媒が固相であって、分散質が液相である状態も、「ゲル状」に含まれる。本基本構成では一例として、潤滑剤は、液状の潤滑油（オイル）である。
【0072】
上述した構成の歯車装置１では、偏心軸７に入力としての回転力が加えられて、偏心軸７が回転軸Ａｘ１を中心に回転することで、遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１まわりで揺動（公転）する。このとき、遊星歯車３は、内歯歯車２の内側で内歯歯車２に対して内接し、外歯３１の一部が内歯２１の一部に噛み合った状態で揺動するので、内歯２１と外歯３１との噛み合い位置が内歯歯車２の円周方向に移動する。これにより、遊星歯車３と内歯歯車２との歯数差に応じた相対回転が両歯車（内歯歯車２及び遊星歯車３）の間に発生する。そして、軸受け部材６の内輪６１には、複数の内ピン４により、遊星歯車３の揺動成分（公転成分）を除いた、遊星歯車３の回転（自転成分）が伝達される。その結果、内輪６１に一体化された出力軸からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られることになる。
【0073】
ところで、本基本構成に係る歯車装置１においては、上述したように、内歯歯車２と遊星歯車３との歯数差は、歯車装置１での入力回転に対する出力回転の減速比を規定することになる。つまり、内歯歯車２の歯数を「Ｖ１」、遊星歯車３の歯数を「Ｖ２」とした場合、減速比Ｒ１は、下記式１で表される。
【0074】
Ｒ１＝Ｖ２／（Ｖ１－Ｖ２）・・・（式１）
要するに、内歯歯車２と遊星歯車３との歯数差（Ｖ１－Ｖ２）が小さいほど、減速比Ｒ１は大きくなる。一例として、内歯歯車２の歯数Ｖ１が「５２」、遊星歯車３の歯数Ｖ２が「５１」、その歯数差（Ｖ１－Ｖ２）が「１」であるので、上記式１より、減速比Ｒ１は「５１」となる。この場合、回転軸Ａｘ１の入力側から見て、偏心軸７が回転軸Ａｘ１を中心に時計回りに１周（３６０度）回転すると、内輪６１は回転軸Ａｘ１を中心に歯数差「１」の分（つまり約７．０６度）だけ反時計回りに回転する。
要するに、内歯歯車２と遊星歯車３との歯数差（Ｖ１－Ｖ２）が小さいほど、減速比Ｒ１は大きくなる。一例として、内歯歯車２の歯数Ｖ１が「５２」、遊星歯車３の歯数Ｖ２が「５１」、その歯数差（Ｖ１－Ｖ２）が「１」であるので、上記式１より、減速比Ｒ１は「５１」となる。この場合、回転軸Ａｘ１の入力側から見て、偏心軸７が回転軸Ａｘ１を中心に時計回りに１周（３６０度）回転すると、内輪６１は回転軸Ａｘ１を中心に歯数差「１」の分（つまり約７．０６度）だけ反時計回りに回転する。
【0075】
本基本構成に係る歯車装置１によれば、このように高い減速比Ｒ１が、１段の歯車（内歯歯車２及び遊星歯車３）の組み合わせで実現可能である。
【0076】
また、歯車装置１は、少なくとも、内歯歯車２と、遊星歯車３と、複数の内ピン４と、軸受け部材６と、支持体８と、を備えていればよく、例えば、スプラインブッシュ等を構成要素として更に備えていてもよい。
【0077】
ところで、本基本構成に係る歯車装置１のように、高速回転側となる入力回転が偏心運動を伴う場合、高速回転する回転体の重量バランスがとれていないと、振動等につながる可能性があるため、カウンタウェイト等を用いて重量バランスをとることがある。すなわち、偏心体内輪５１及び偏心体内輪５１と共に回転する部材（偏心軸７）の少なくとも一方からなる回転体が高速で偏心運動することから、当該回転体の回転軸Ａｘ１に対する重量バランスをとることが好ましい。本基本構成では、図３及び図４に示すように、偏心軸７における偏心部７２の一部に、空隙７５を設けることによって、回転軸Ａｘ１に対する回転体の重量バランスをとる。
【0078】
要するに、本基本構成では、カウンタウェイト等を付加するのではなく、回転体（ここでは偏心軸７）の一部を肉抜きすることで軽量化し、これによって回転軸Ａｘ１に対する回転体の重量バランスをとっている。すなわち、本基本構成に係る歯車装置１は、遊星歯車３に形成された開口部３３に収容され、遊星歯車３を揺動させる偏心体軸受け５を備えている。偏心体軸受け５は、偏心体外輪５２及び偏心体外輪５２の内側に配置される偏心体内輪５１を有する。偏心体内輪５１及び偏心体内輪５１と共に回転する部材の少なくとも一方からなる回転体は、偏心体内輪５１の回転軸Ａｘ１から見て、偏心体外輪５２の中心Ｃ１側の一部に空隙７５を有する。本基本構成では、偏心軸７が「偏心体内輪５１と共に回転する部材」であって、「回転体」に相当する。したがって、偏心軸７の偏心部７２に形成された空隙７５が、回転体の空隙７５に相当する。この空隙７５は、図３及び図４に示すように、回転軸Ａｘ１から見て中心Ｃ１側の位置にあるので、偏心軸７の重量バランスを、回転軸Ａｘ１から周方向に均等に近づけるように作用する。
【0079】
より詳細には、空隙７５は、偏心体内輪５１の回転軸Ａｘ１に沿って回転体を貫通する貫通孔７３の内周面に形成された凹部を含む。つまり、本基本構成では、回転体は偏心軸７であるので、偏心軸７を回転軸Ａｘ１に沿って貫通する貫通孔７３の内周面に形成された凹部が、空隙７５として機能する。このように、貫通孔７３の内周面に形成された凹部を空隙７５として利用することで、外観上の変更を伴わずに、回転体の重量バランスをとることが可能となる。
【0080】
【0081】
まず前提として、複数の内ピン４は、上述したように、遊星歯車３と軸受け部材６の内輪６１とを連結する部品である。具体的には、内ピン４の長手方向の一端部（本基本構成では回転軸Ａｘ１の入力側の端部）は、遊星歯車３の遊嵌孔３２に挿入され、内ピン４の長手方向の他端部（本基本構成では回転軸Ａｘ１の出力側の端部）は、内輪６１の保持孔６１１に挿入されている。
【0082】
ここで、内ピン４の直径は、遊嵌孔３２の直径よりも一回り小さいので、内ピン４と遊嵌孔３２の内周面３２１との間には隙間が確保され、内ピン４は、遊嵌孔３２内を移動可能、つまり遊嵌孔３２の中心に対して相対的に移動可能である。一方、保持孔６１１の直径は、内ピン４の直径以上ではあるものの、遊嵌孔３２の直径よりも小さい。本基本構成では、保持孔６１１の直径は、内ピン４の直径と略同一であって、内ピン４の直径よりも僅かに大きい。そのため、内ピン４は、保持孔６１１内での移動が規制、つまり保持孔６１１の中心に対する相対的な移動が禁止される。したがって、内ピン４は、遊星歯車３においては遊嵌孔３２内を公転可能な状態で保持され、内輪６１に対しては保持孔６１１内を公転不能な状態で保持される。これにより、遊星歯車３の揺動成分、つまり遊星歯車３の公転成分は、遊嵌孔３２と内ピン４との遊嵌によって吸収され、内輪６１には、複数の内ピン４により、遊星歯車３の揺動成分（公転成分）を除いた、遊星歯車３の回転（自転成分）が伝達される。
【0083】
ところで、本基本構成では、内ピン４の直径が保持孔６１１よりも僅かに大きいことで、内ピン４は、保持孔６１１に挿入された状態において、保持孔６１１内での公転は禁止されるものの、保持孔６１１内での自転は可能である。つまり、内ピン４は、保持孔６１１に挿入された状態でも、保持孔６１１に圧入される訳ではないので、保持孔６１１内で自転可能である。このように、本基本構成に係る歯車装置１では、複数の内ピン４の各々は、自転可能な状態で内輪６１に保持されるので、遊嵌孔３２内を内ピン４が公転する際に、内ピン４自体が自転可能である。
【0084】
要するに、本基本構成においては、内ピン４は、遊星歯車３に対しては遊嵌孔３２内での公転及び自転の両方が可能な状態で保持され、内輪６１に対しては保持孔６１１内での自転のみが可能な状態で保持される。つまり、複数の内ピン４は、各々の自転が拘束されない状態（自転可能な状態）で、回転軸Ａｘ１を中心に回転（公転）可能であって、かつ複数の遊嵌孔３２内で公転可能である。したがって、複数の内ピン４にて遊星歯車３の回転（自転成分）を内輪６１に伝達するに際しては、内ピン４は、遊嵌孔３２内で公転及び自転をしつつ、保持孔６１１内で自転することができる。そのため、遊嵌孔３２内を内ピン４が公転する際に、内ピン４は、自転可能な状態にあるので、遊嵌孔３２の内周面３２１に対して転動することになる。言い換えれば、内ピン４は、遊嵌孔３２の内周面３２１上を転がるようにして遊嵌孔３２内で公転するので、遊嵌孔３２の内周面３２１と内ピン４との間の摩擦抵抗による損失が生じにくい。
【0085】
このように、本基本構成に係る構成では、そもそも遊嵌孔３２の内周面３２１と内ピン４との間の摩擦抵抗による損失が生じにくいので、内ローラを省略することが可能である。そこで、本基本構成では、複数の内ピン４の各々は、遊嵌孔３２の内周面３２１に直接的に接触する構成を採用する。つまり、本基本構成では、内ローラが装着されていない状態の内ピン４を遊嵌孔３２に挿入し、内ピン４が直接的に遊嵌孔３２の内周面３２１に接触する構成とする。これにより、内ローラを省略できて、遊嵌孔３２の径を比較的小さく抑えることができるので、遊星歯車３の小型化（特に小径化）が可能となり、歯車装置１全体としても小型化を図りやすくなる。遊星歯車３の寸法を一定とするのであれば、上記第１関連技術に比較して、例えば、内ピン４の数（本数）を増やして回転の伝達をスムーズにしたり、内ピン４を太くして強度を向上させたりすることも可能である。さらに、内ローラの分だけ部品点数を少なく抑えることができ、歯車装置１の低コスト化にもつながる。
【0086】
また、本基本構成に係る歯車装置１では、複数の内ピン４の各々は、少なくとも一部が軸受け部材６の軸方向において軸受け部材６と同じ位置に配置されている。つまり、図９に示すように、回転軸Ａｘ１に平行な方向においては、内ピン４は、その少なくとも一部が軸受け部材６と同じ位置に配置されている。言い換えれば、回転軸Ａｘ１に平行な方向における軸受け部材６の両端面間には、内ピン４の少なくとも一部が位置する。さらに言い換えれば、複数の内ピン４の各々は、少なくとも一部が軸受け部材６の外輪６２の内側に配置されることになる。本基本構成では、内ピン４のうち、回転軸Ａｘ１の出力側の端部は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、軸受け部材６と同じ位置にある。要するに、内ピン４のうちの回転軸Ａｘ１の出力側の端部は、軸受け部材６の内輪６１に形成された保持孔６１１に挿入されているので、少なくとも当該端部は、軸受け部材６の軸方向において軸受け部材６と同じ位置に配置されることになる。
【0087】
このように、複数の内ピン４の各々の少なくとも一部が、軸受け部材６の軸方向において軸受け部材６と同じ位置に配置されることで、回転軸Ａｘ１に平行な方向における歯車装置１の寸法を小さく抑えることができる。つまり、軸受け部材６の軸方向に、軸受け部材６と内ピン４とが並ぶ（対向する）構成に比べて、本基本構成に係る歯車装置１では、回転軸Ａｘ１に平行な方向における歯車装置１の寸法を小さくでき、歯車装置１の更なる小型化（薄型化）に貢献可能である。
【0088】
ここで、保持孔６１１における、回転軸Ａｘ１の出力側の開口面は、例えば、内輪６１と一体化される出力軸等に閉塞される。これにより、回転軸Ａｘ１の出力側（図９の右側）への内ピン４の移動に関しては、内輪６１と一体化される出力軸等で規制される。
【0089】
また、本基本構成では、内輪６１に対する内ピン４の自転が円滑になされるように、以下の構成を採用している。すなわち、内輪６１に形成された保持孔６１１の内周面と内ピン４との間に、潤滑剤（潤滑油）を介在させることにより、内ピン４の自転を円滑にしている。特に本基本構成では、内輪６１と外輪６２との間には潤滑剤が注入される潤滑剤保持空間１７が存在するので、潤滑剤保持空間１７内の潤滑剤を利用して、内ピン４の自転の円滑化を図る。
【0090】
本基本構成では、図９に示すように、内輪６１は、複数の内ピン４がそれぞれ挿入される複数の保持孔６１１と、複数の連結路６４と、を有している。複数の連結路６４は、内輪６１と外輪６２との間の潤滑剤保持空間１７と複数の保持孔６１１との間をつなぐ。具体的には、内輪６１には、保持孔６１１の内周面の一部であって転動体６３に対応する部位から、ラジアル方向に延びる連結路６４が形成されている。連結路６４は、内輪６１における外輪６２との対向面における転動体６３を収容する凹部（溝）の底面と、保持孔６１１の内周面との間を貫通する孔である。言い換えれば、連結路６４の潤滑剤保持空間１７側の開口面は、軸受け部材６の転動体６３に臨む（対向する）位置に配置されている。このような連結路６４を介して、潤滑剤保持空間１７と保持孔６１１とが空間的につながる。
【0091】
上述した構成によれば、連結路６４にて潤滑剤保持空間１７と保持孔６１１とが連結されるので、潤滑剤保持空間１７内の潤滑剤が連結路６４を通して保持孔６１１に供給されるようになる。つまり、軸受け部材６が動作して転動体６３が回転すると、転動体６３がポンプとして機能して、潤滑剤保持空間１７内の潤滑剤を、連結路６４経由で保持孔６１１に送り込むことが可能である。特に、連結路６４の潤滑剤保持空間１７側の開口面が、軸受け部材６の転動体６３に臨む（対向する）位置にあることで、転動体６３の回転時に、転動体６３がポンプとして効率的に作用する。その結果、保持孔６１１の内周面と内ピン４との間には潤滑剤が介在し、内輪６１に対する内ピン４の自転の円滑化を図ることができる。
【0092】
（３．３）支持体
次に、本基本構成に係る歯車装置１の支持体８の構成について、図１０を参照して、より詳細に説明する。図１０は図３のＢ１－Ｂ１線断面図である。ただし、図１０では、支持体８以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。また、図１０では、内歯歯車２及び支持体８のみを図示し、その他の部品（内ピン４等）の図示を省略する。さらに、図１０では、歯車本体２２の内周面２２１の図示を省略している。
次に、本基本構成に係る歯車装置１の支持体８の構成について、図１０を参照して、より詳細に説明する。図１０は図３のＢ１－Ｂ１線断面図である。ただし、図１０では、支持体８以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。また、図１０では、内歯歯車２及び支持体８のみを図示し、その他の部品（内ピン４等）の図示を省略する。さらに、図１０では、歯車本体２２の内周面２２１の図示を省略している。
【0093】
まず前提として、支持体８は、上述したように、複数の内ピン４を支持する部品である。つまり、支持体８は、複数の内ピン４を束ねることにより、遊星歯車３の回転（自転成分）を内輪６１に伝達する際の、複数の内ピン４にかかる荷重を分散する。具合的には、複数の内ピン４がそれぞれ挿入される複数の支持孔８２を有している。本基本構成では一例として、支持孔８２の直径は、内輪６１に形成されている保持孔６１１の直径と等しい。そのため、支持体８は、複数の内ピン４の各々が自転可能な状態で、複数の内ピン４を支持する。つまり、複数の内ピン４の各々は、軸受け部材６の内輪６１と支持体８とのいずれに対しても、自転可能な状態で保持されている。
【0094】
このように、支持体８は、周方向及び径方向の両方について、複数の内ピン４の支持体８に対する位置決めを行う。つまり、内ピン４は、支持体８の支持孔８２に挿入されることで、回転軸Ａｘ１に直交する平面内での全方向に対する移動が規制される。そのため、内ピン４は、支持体８にて、周方向だけでなく径方向（ラジアル方向）についても位置決めされることになる。
【0095】
ここで、支持体８は、少なくとも外周面８１が平面視において真円となる、円環状を有している。そして、支持体８は、外周面８１を、内歯歯車２における複数の外ピン２３に接触させることにより位置規制されている。複数の外ピン２３は、内歯歯車２の内歯２１を構成するので、言い換えれば、支持体８は、外周面８１を内歯２１に接触させることにより位置規制される。ここで、支持体８の外周面８１の直径は、内歯歯車２における内歯２１の先端を通る仮想円（歯先円）の直径と同一である。そのため、複数の外ピン２３は、全て支持体８の外周面８１に接触する。よって、支持体８が複数の外ピン２３にて位置規制された状態では、支持体８の中心は、内歯歯車２の中心（回転軸Ａｘ１）と重なるように位置規制される。これにより、支持体８の芯出しが行われ、結果的に、支持体８に支持されている複数の内ピン４についても、複数の外ピン２３にて芯出しが行われる。
【0096】
また、複数の内ピン４は、回転軸Ａｘ１を中心に回転（公転）することで、遊星歯車３の回転（自転成分）を内輪６１に伝達する。そのため、複数の内ピン４を支持する支持体８は、複数の内ピン４及び内輪６１と共に、回転軸Ａｘ１を中心に回転する。このとき、支持体８は複数の外ピン２３にて芯出しがされているので、支持体８の中心が回転軸Ａｘ１上に維持された状態で、支持体８は円滑に回転する。しかも、支持体８は、その外周面８１が複数の外ピン２３に接触した状態で回転するので、支持体８の回転に伴って、複数の外ピン２３の各々は回転（自転）する。よって、支持体８は、内歯歯車２と共にニードルベアリング（針状ころ軸受け）を構成し、円滑に回転する。
【0097】
すなわち、支持体８の外周面８１は、複数の外ピン２３に接した状態で複数の内ピン４と一緒に歯車本体２２に対して相対的に回転する。そのため、内歯歯車２の歯車本体２２を「外輪」、支持体８を「内輪」とみなせば、両者の間に介在する複数の外ピン２３は「転動体（コロ）」として機能する。このように、支持体８は、内歯歯車２（歯車本体２２及び複数の外ピン２３）と共に、ニードルベアリングを構成することとなり、円滑な回転が可能となる。
【0098】
さらに、支持体８は、歯車本体２２との間に複数の外ピン２３を挟んでいるので、支持体８は、歯車本体２２の内周面２２１から離れる向きの外ピン２３の移動を抑制する「ストッパ」としても機能する。つまり、複数の外ピン２３は、支持体８の外周面８１と歯車本体２２の内周面２２１との間で挟まれることになり、歯車本体２２の内周面２２１からの浮きが抑制される。要するに、本基本構成では、複数の外ピン２３の各々は、支持体８の外周面８１に接触することで、歯車本体２２から離れる向きの移動が規制されている。
【0099】
ところで、本基本構成では、図９に示すように、支持体８は、遊星歯車３を挟んで、軸受け部材６の内輪６１と反対側に位置する。つまり、支持体８、遊星歯車３及び内輪６１は、回転軸Ａｘ１に平行な方向に並べて配置されている。本基本構成では一例として、支持体８は、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の入力側に位置し、内輪６１は、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の出力側に位置する。そして、支持体８は、内輪６１と共に、内ピン４の長手方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の両端部を支持し、内ピン４の長手方向の中央部が、遊星歯車３の遊嵌孔３２に挿通される。要するに、本基本構成に係る歯車装置１は、外輪６２及び外輪６２の内側に配置される内輪６１を有し、内輪６１が外輪６２に対して相対的に回転可能に支持される軸受け部材６を備えている。そして、歯車本体２２は、外輪６２に固定される。ここで、遊星歯車３は、支持体８の軸方向において支持体８と内輪６１との間に位置する。
【0100】
この構成によれば、支持体８及び内輪６１は、内ピン４の長手方向の両端部を支持するので、内ピン４の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン４にかかる回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）をも受けやすくなる。また、本基本構成では、回転軸Ａｘ１と平行な方向において、支持体８は、遊星歯車３とケース１０との間に挟まれている。これにより、支持体８は、回転軸Ａｘ１の入力側（図９の左側）への移動がケース１０にて規制される。支持体８の支持孔８２を貫通して、支持体８から回転軸Ａｘ１の入力側へ突出する内ピン４についても、回転軸Ａｘ１の入力側（図９の左側）への移動はケース１０にて規制される。
【0101】
本基本構成ではさらに、支持体８及び内輪６１は、複数の外ピン２３の両端部に接触する。つまり、図９に示すように、支持体８は、外ピン２３の長手方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の一端部（回転軸Ａｘ１の入力側の端部）に接触する。内輪６１は、外ピン２３の長手方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の他端部（回転軸Ａｘ１の出力側の端部）に接触する。この構成によれば、支持体８及び内輪６１は、外ピン２３の長手方向の両端部で芯出しされるので、内ピン４の傾きが生じにくい。特に、複数の内ピン４にかかる回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）をも受けやすくなる。
【0102】
また、複数の外ピン２３は、支持体８の厚み以上の長さを有する。言い換えれば、回転軸Ａｘ１に平行な方向においては、内歯２１の歯筋の範囲内に、支持体８が収まることになる。これにより、支持体８の外周面８１は、内歯２１の歯筋方向（回転軸Ａｘ１に平行な方向）の全長にわたり複数の外ピン２３に接触することになる。したがって、支持体８の外周面８１が部分的に摩耗する「片減り」のような不具合が生じにくい。
【0103】
また、本基本構成では、支持体８の外周面８１は、支持体８の外周面８１に隣接する一表面に比べて表面粗さが小さい。つまり、支持体８における軸方向（厚み方向）の両端面に比べて、外周面８１の表面粗さは小さい。本開示でいう「表面粗さ」は、物体の表面の粗さの程度を意味し、値が小さい程、表面の凹凸が小さく（少なく）、滑らかである。本基本構成では一例として、表面粗さは算術平均粗さ（Ｒａ）であることとする。例えば、研磨等の処理により、外周面８１は、支持体８における外周面８１以外の面に比べて、表面粗さが小さくされている。この構成では、支持体８の回転がより円滑になる。
【0104】
また、本基本構成では、支持体８の外周面８１の硬度は、複数の外ピン２３の周面より低く、歯車本体２２の内周面２２１より高い。本開示でいう「硬度」は、物体の硬さの程度を意味し、金属の硬度は、例えば、鋼球を一定の圧力で押しつけてできるくぼみの大小で表される。具体的には、金属の硬度の一例として、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）、ブリネル硬さ（ＨＢ）、ビッカース硬さ（ＨＶ）又はショア硬さ（Ｈｓ）等がある。金属部品の硬度を高める（硬くする）手段としては、例えば、合金化又は熱処理等がある。本基本構成では一例として、浸炭焼き入れ等の処理により、支持体８の外周面８１の硬度が高められている。この構成では、支持体８の回転によっても摩耗粉等が生じにくく、支持体８の円滑な回転を長期にわたって維持しやすい。
【0105】
（４）適用例
次に、本基本構成に係る歯車装置１及びアクチュエータ１００の適用例について、説明する。
次に、本基本構成に係る歯車装置１及びアクチュエータ１００の適用例について、説明する。
【0106】
本基本構成に係る歯車装置１及びアクチュエータ１００は、例えば、水平多関節ロボット、いわゆるスカラ（SCARA：Selective Compliance Assembly Robot Arm）型ロボットのようなロボットに適用される。
【0107】
また、本基本構成に係る歯車装置１及びアクチュエータ１００の適用例は、上述したような水平多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット以外の産業用ロボット、又は産業用以外のロボット等であってもよい。水平多関節ロボット以外の産業用ロボットには、一例として、垂直多関節型ロボット又はパラレルリンク型ロボット等がある。産業用以外のロボットには、一例として、家庭用ロボット、介護用ロボット又は医療用ロボット等がある。
【0108】
（実施形態１）
＜概要＞
本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置１Ａ（以下、単に「歯車装置１Ａ」ともいう）は、図１１～図１４等に示すように、主として外ピン２３周辺の構造が、基本構成に係る歯車装置１と相違する。以下、基本構成と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１１は、歯車装置１Ａの概略断面図である。図１２は、図１１の領域Ｚ１の概略拡大図である。
＜概要＞
本実施形態に係る内接噛合遊星歯車装置１Ａ（以下、単に「歯車装置１Ａ」ともいう）は、図１１～図１４等に示すように、主として外ピン２３周辺の構造が、基本構成に係る歯車装置１と相違する。以下、基本構成と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１１は、歯車装置１Ａの概略断面図である。図１２は、図１１の領域Ｚ１の概略拡大図である。
【0109】
本実施形態に係る歯車装置１Ａは、基本構成との主な相違点として、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２が、回転軸Ａｘ１に平行な方向の一端側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する。ここで、歯車装置１Ａは、内歯歯車２と、遊星歯車３と、を備え、回転軸Ａｘ１を中心に遊星歯車３を揺動させることにより、遊星歯車３を内歯歯車２に対して相対的に回転させる点においては、基本構成と同様である。さらに、基本構成と同様に、内歯歯車２は、環状の歯車本体２２と、歯車本体２２の内周面２２１に形成された複数の内周溝２２３に自転可能な状態で保持され内歯２１を構成する複数の外ピン２３と、を有する。また、基本構成と同様に、遊星歯車３は、内歯２１に部分的に噛み合う外歯３１を有する。
【0110】
すなわち、本実施形態に係る歯車装置１Ａにおいては、図１１及び図１２に示すように、内歯歯車２の内歯２１を構成する複数の外ピン２３に係る構成が、基本構成とは異なっている。本実施形態では、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、基本構成のように回転軸Ａｘ１に平行ではなく、回転軸Ａｘ１に平行な方向の一端側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜している。つまり、複数の外ピン２３の各々は、回転軸Ａｘ１に対して傾斜した中心軸Ａｘ２を中心に回転（自転）可能な状態で、歯車本体２２の内周面２２１（に形成された内周溝２２３）に保持されている。
【0111】
＜その他の相違点＞
本実施形態に係る歯車装置１Ａにおいては、上述した主な相違点（外ピン２３周辺の構造）の他にも、以下に説明するように、基本構成に対して複数の相違点がある。
本実施形態に係る歯車装置１Ａにおいては、上述した主な相違点（外ピン２３周辺の構造）の他にも、以下に説明するように、基本構成に対して複数の相違点がある。
【0112】
他の１つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、複数の内ピン４を支持する構造（支持構造４０）が、内ピン４の両端部を転がり軸受け４１，４２にて保持する構造である。つまり、歯車装置１Ａは、遊星歯車３に対して回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側において、複数の内ピン４の各々を保持する複数組の転がり軸受け４１，４２を備える。複数の内ピン４の各々は、自転可能な状態で各組の転がり軸受け４１，４２に保持されている。ここで、複数の内ピン４は、遊星歯車３に形成された複数の遊嵌孔３２にそれぞれ挿入された状態で、遊嵌孔３２内を公転しながら内歯歯車２に対して回転軸Ａｘ１を中心に相対的に回転する。
【0113】
ただし、転がり軸受け４１，４２は、軸受け部材６Ａの内輪６１に固定されており、内ピン４は、転がり軸受け４１，４２を介して軸受け部材６Ａの内輪６１に保持されることになる。したがって、本実施形態に係る歯車装置１Ａにおいても、複数の内ピン４の各々が自転可能な状態で内輪６１に保持される点については、基本構成と同様である。
【0114】
他の２つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、入力軸としての偏心軸７に対して相手部材を固定するための固定構造７０１がブッシュ７０に設けられている。つまり、歯車装置１Ａは、遊星歯車３を偏心揺動させる入力軸（偏心軸７）と、ブッシュ７０と、を備える。ブッシュ７０は、相手部材を固定するための固定構造７０１を有し、入力軸（偏心軸７）に結合されて入力軸（偏心軸７）と共に回転する。
【0115】
他の３つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、主軸受けとしての軸受け部材６Ａが第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａを含む。第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは、それぞれアンギュラ玉軸受けからなり、内輪６１、外輪６２及び複数の転動体６３を有している。第１軸受け部材６０１Ａの内輪６１及び第２軸受け部材６０２Ａの内輪６１は、いずれもその外周面が平面視において回転軸Ａｘ１を中心とする真円となる、円環状を有している。具体的には、図１１に示すように、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の入力側（図１１の左側）には第１軸受け部材６０１Ａが配置され、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の出力側（図１１の右側）には第２軸受け部材６０２Ａが配置される。軸受け部材６Ａは、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａにて、ラジアル方向の荷重、スラスト方向（回転軸Ａｘ１に沿う方向）の荷重、及び回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）のいずれに対しても耐え得るように構成される。
【0116】
ここで、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは、遊星歯車３に対して回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側に、回転軸Ａｘ１に平行な方向において互いに反対向きで配置される。つまり、軸受け部材６Ａは、複数（ここでは２つ）のアンギュラ玉軸受けを組み合わせた「組合せアンギュラ玉軸受け」である。ここでは一例として、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは、それぞれの内輪６１が互いに近づく向きのスラスト方向（回転軸Ａｘ１に沿う方向）の荷重を受ける「背面組合せタイプ」である。さらに、歯車装置１Ａにおいては、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは、それぞれの内輪６１を互いに近づける向きに締め付けることにより、内輪６１に対して適正な予圧が作用する状態で組み合わされる。本開示でいう「予圧」は、予め圧力が作用することにより常に内部応力が作用している状態にすることを意味し、いわゆるプリロード（preload）である。すなわち、本実施形態に係る歯車装置１Ａでは、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａの各々において、外輪６２には、回転軸Ａｘ１に平行な方向の外側から転動体６３が押し付けられている。
【0117】
他の４つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、図１１に示すように、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９を備えている。キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９は、遊星歯車３に対して回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側に配置され、遊星歯車３のキャリア孔３４（図１３参照）を通して、互いに結合されている。具体的には、図１１に示すように、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の入力側（図１１の左側）にはキャリアフランジ１８が配置され、遊星歯車３から見て回転軸Ａｘ１の出力側（図１１の右側）には出力フランジ１９が配置される。軸受け部材６Ａ（第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａの各々の）の内輪６１は、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に対して固定されている。本実施形態では一例として、第１軸受け部材６０１Ａの内輪６１は、キャリアフランジ１８とシームレスに一体化されている。同様に、第２軸受け部材６０２Ａの内輪６１は、出力フランジ１９とシームレスに一体化されている。
【0118】
出力フランジ１９は、出力フランジ１９の一表面から回転軸Ａｘ１の入力側に向けて突出する複数（一例として６つ）のキャリアピン１９１（図１３参照）を有している。これら複数のキャリアピン１９１は、遊星歯車３に形成されている複数（一例として６つ）のキャリア孔３４をそれぞれ貫通し、その先端がキャリアフランジ１８に対してキャリアボルトにて固定される。ここで、キャリアピン１９１の直径は、キャリア孔３４の直径よりも一回り小さく、キャリアピン１９１とキャリア孔３４の内周面との間には隙間が確保され、キャリアピン１９１は、キャリア孔３４内を移動可能、つまりキャリア孔３４の中心に対して相対的に移動可能である。しかも、キャリアピン１９１とキャリア孔３４の内周面との隙間は、内ピン４と遊嵌孔３２の内周面３２１との隙間に比べて大きく、内ピン４が遊嵌孔３２内を公転する際にキャリアピン１９１がキャリア孔３４の内周面に接触することはない。また、出力フランジ１９におけるキャリアピン１９１とは反対側の表面には、出力フランジ１９自体を固定するための複数のフランジボルト孔が形成されている。
【0119】
ここで、内ピン４は、その両端部が、軸受け部材６Ａの内輪６１に直接的に保持されるのではなく、内輪６１と一体化されたキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に（転がり軸受け４１，４２を介して）保持される。つまり、複数の内ピン４は、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に保持されることにより、間接的に、軸受け部材６Ａの内輪６１に保持される。
【0120】
これにより、歯車装置１Ａは、遊星歯車３の自転成分相当の回転を、軸受け部材６Ａの内輪６１と一体化されたキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９の回転として取り出すように使用される。すなわち、基本構成では、遊星歯車３と内歯歯車２との間の相対的な回転は、遊星歯車３に複数の内ピン４にて連結された内輪６１から、遊星歯車３の自転成分として取り出される。これに対して、本実施形態では、遊星歯車３と内歯歯車２との間の相対的な回転は、内輪６１と一体化されたキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９から取り出される。本実施形態では一例として、歯車装置１Ａは、軸受け部材６Ａの外輪６２が固定部材であるケースに固定された状態で使用される。すなわち、遊星歯車３は複数の内ピン４にて回転部材であるキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９と連結され、歯車本体２２は固定部材に固定されるため、遊星歯車３と内歯歯車２との間の相対的な回転は、回転部材（キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９）から取り出される。言い換えれば、本実施形態では、歯車本体２２に対して複数の内ピン４が相対的に回転する際、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９の回転力を出力として取り出すように構成されている。
【0121】
他の５つ目の相違点として、本実施形態では、ケース１０が内歯歯車２の歯車本体２２とシームレスに一体化されている。つまり、基本構成では、内歯歯車２の歯車本体２２が、軸受け部材６の外輪６２と共に、ケース１０に固定された状態で使用される。これに対して、本実施形態では、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、固定部材である歯車本体２２とケース１０とはシームレスに連続して設けられる。
【0122】
より詳細には、ケース１０は、円筒状であって、歯車装置１Ａの外郭を構成する。本実施形態では、円筒状のケース１０の中心軸は、回転軸Ａｘ１と一致するように構成されている。つまり、ケース１０は、少なくとも外周面が、平面視において（回転軸Ａｘ１方向の一方から見て）回転軸Ａｘ１を中心とする真円となる。ケース１０は、回転軸Ａｘ１方向の両端面が開口する円筒状に形成されている。ここで、ケース１０には、内歯歯車２の歯車本体２２がシームレスに一体化されており、ケース１０及び歯車本体２２は、１部品として扱われる。そのため、ケース１０の内周面は、歯車本体２２の内周面２２１を含んでいる。さらに、ケース１０には、軸受け部材６Ａの外輪６２が固定されている。つまり、ケース１０の内周面における歯車本体２２から見て回転軸Ａｘ１の入力側（図１１の左側）には、第１軸受け部材６０１Ａの外輪６２が嵌め込まれることにより固定される。一方、ケース１０の内周面における歯車本体２２から見て回転軸Ａｘ１の出力側（図１１の右側）には、第２軸受け部材６０２Ａの外輪６２が嵌め込まれることにより固定される。
【0123】
さらに、ケース１０における回転軸Ａｘ１の入力側（図１１の左側）の端面は、キャリアフランジ１８によって閉塞され、ケース１０における回転軸Ａｘ１の出力側（図１１の右側）の端面は、出力フランジ１９によって閉塞される。そのため、図１１に示すように、ケース１０、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９で囲まれた空間内に、遊星歯車３、複数の内ピン４、複数の外ピン２３、及び偏心体軸受け５等の部品が収容される。ここで、オイルシール１６１は、キャリアフランジ１８とケース１０との間の隙間を塞ぎ、オイルシール１６２は、出力フランジ１９とケース１０との間の隙間を塞ぐ。複数のオイルシール１４，１５，１６１，１６２で密閉された空間は、基本構成と同様に潤滑剤保持空間１７（図１１参照）を構成する。ケース１０における回転軸Ａｘ１に平行な方向の両端面には、ケース１０自体を固定するための複数の設置孔１１１が形成されている。
【0124】
他の６つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、複数の遊星歯車３を備えている。具体的には、歯車装置１Ａは、第１遊星歯車３０１と第２遊星歯車３０２との２つの遊星歯車３を備えている。２つの遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において対向するように配置されている。つまり、遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１に平行な方向に並ぶ第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２を含む。
【0125】
これら２つの遊星歯車３（第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２）は、回転軸Ａｘ１まわりで１８０度の位相差をもって配置される。図１１の例では、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２のうち、回転軸Ａｘ１の入力側（図１１の左側）に位置する第１遊星歯車３０１の中心Ｃ１が、回転軸Ａｘ１に対して図の上方にずれた（偏った）状態にある。一方、回転軸Ａｘ１の出力側（図１１の右側）に位置する第２遊星歯車３０２の中心Ｃ２は、回転軸Ａｘ１に対して図の下方にずれた（偏った）状態にある。このように、複数の遊星歯車３が、回転軸Ａｘ１を中心とする周方向において均等に配置されることで、複数の遊星歯車３間での重量バランスをとることが可能である。本実施形態に係る歯車装置１Ａでは、このように複数の遊星歯車３間で重量バランスをとるので、偏心軸７の空隙７５（図３参照）は省略されている。
【0126】
より詳細には、偏心軸７は、１つの軸心部７１に対して、２つの偏心部７２を有している。これら２つの偏心部７２の中心（中心軸）は、それぞれ回転軸Ａｘ１からずれた中心Ｃ１，Ｃ２と一致する。また、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２の形状自体は共通である。そして、第１遊星歯車３０１の開口部３３には、中心Ｃ１を中心とする偏心部７２に装着された状態の偏心体軸受け５が収容される。第２遊星歯車３０２の開口部３３には、中心Ｃ２を中心とする偏心部７２に装着された状態の偏心体軸受け５が収容される。ここで、回転軸Ａｘ１と中心Ｃ１との間の距離ΔＬ１は、回転軸Ａｘ１に対する第１遊星歯車３０１の偏心量となり、回転軸Ａｘ１と中心Ｃ２との間の距離ΔＬ２は、回転軸Ａｘ１に対する第２遊星歯車３０２の偏心量となる。
【0127】
図１３及び図１４に、ある時点における第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２の状態を示す。図１３は、図１１のＡ１－Ａ１線断面図であって、第１遊星歯車３０１を示す。図１４は、図１１のＢ１－Ｂ１線断面図であって、第２遊星歯車３０２を示す。ただし、図１３及び図１４では、保持器５４の図示を省略し、かつ断面であってもハッチングを省略している。図１３及び図１４に示すように、第１遊星歯車３０１と第２遊星歯車３０２とでは、その中心Ｃ１，Ｃ２が回転軸Ａｘ１に対して１８０度回転対称に位置する。本実施形態では、偏心量ΔＬ１と偏心量ΔＬ２とでは、回転軸Ａｘ１から見た向きが反対であるが、その絶対値は同じである。上述した構成によれば、軸心部７１が回転軸Ａｘ１を中心に回転（自転）することにより、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２は、回転軸Ａｘ１まわりで１８０度の位相差をもって、回転軸Ａｘ１まわりで回転（偏心運動）する。
【0128】
他の７つ目の相違点として、本実施形態では、図１１に示すように、偏心体軸受け５は、基本構成で説明したような深溝玉軸受けに代えて、コロ軸受けからなる。つまり、本実施形態に係る歯車装置１Ａでは、偏心体軸受け５は、転動体５３として円柱状（円筒状）のコロを用いている。さらに、本実施形態では、偏心体内輪５１（図３参照）及び偏心体外輪５２（図３参照）が省略されている。そのため、遊星歯車３（の開口部３３）の内周面が偏心体外輪５２の代わりに複数の転動体５３の転動面となり、偏心部７２の外周面が偏心体内輪５１の代わりに複数の転動体５３の転動面となる。本実施形態では、偏心体軸受け５は、保持器（リテーナ）５４を有しており、複数の転動体５３は、それぞれ自転可能な状態で保持器５４にて保持される。保持器５４は、複数の転動体５３を、偏心部７２の円周方向において等ピッチで保持する。さらに、保持器５４は、遊星歯車３及び偏心軸７に対して固定されておらず、遊星歯車３及び偏心軸７の各々に対して相対的に回転可能である。これにより、保持器５４の回転に伴って、保持器５４にて保持されている複数の転動体５３は、偏心部７２の円周方向へ移動する。
【0129】
他の８つ目の相違点として、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、図１１に示すように、スペーサ５５を備えている。スペーサ５５は、内側軸受け部材である第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２と、偏心体軸受け５との間に配置される。具体的には、スペーサ５５は、第１ベアリング９１と第１遊星歯車３０１側の偏心体軸受け５との間、及び第２ベアリング９２と第２遊星歯車３０２側の偏心体軸受け５との間に、それぞれは配置される。スペーサ５５は、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。スペーサ５５は、偏心体軸受け５の「押さえ」として機能し、回転軸Ａｘ１に平行な方向への偏心体軸受け５（特に保持器５４）の移動を規制する。
【0130】
ここで、スペーサ５５は、第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２に対して、その外輪との間に隙間を確保する。したがって、第１ベアリング９１及び第２ベアリング９２においては、その外輪はスペーサ５５に接することなく、その内輪のみがスペーサ５５に接触する。一方で、軸受け部材６Ａである第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは、遊星歯車３との間に隙間を確保する。したがって、第１軸受け部材６０１Ａ及び第２軸受け部材６０２Ａは遊星歯車３に接することない。
【0131】
また、上述した点以外にも、例えば、内歯歯車２及び遊星歯車３の歯数、減速比、遊嵌孔３２及び内ピン４の数、並びに、各部の具体的形状及び寸法等についても、本実施形態と基本構成とでは適宜相違する。例えば、遊嵌孔３２及び内ピン４は、基本構成では１８個ずつ設けられているのに対して、本実施形態では一例として６個ずつ設けられている。また、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、支持体８が省略されている。
【0132】
さらに、本実施形態では、少なくとも軸受け部材６Ａと内歯歯車２と遊星歯車３とが組み合わされた状態で、複数の内ピン４の各々を取外し可能に構成されている。つまり、歯車装置１Ａは、複数の内ピン４の側方部位（回転軸Ａｘ１に平行な方向の少なくとも一方側）が開放可能であって、当該側方部位から内ピン４の交換等が可能である。ただし、複数の内ピン４の側方部位は常に開放されているのではなく、少なくとも歯車装置１Ａの使用時においては、カバー体１６３，１６４によって覆われている。カバー体１６３，１６４は、例えば、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に対して、取外し可能に取り付けられる。
【0133】
【0134】
本実施形態に係る歯車装置１Ａでは、複数の外ピン２３の各々は、円柱状に形成されている。複数の外ピン２３の直径及び長さは、複数の外ピン２３において共通である。これら複数の外ピン２３は、歯車本体２２の内周面２２１に形成された複数の内周溝２２３にて、それぞれ円柱の中心を通る中心軸Ａｘ２を中心に回転（自転）可能な状態で保持されている。
【0135】
そして、本実施形態では、これら複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１に平行な方向の一端側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する。具体的に、図１２に示すように、外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、傾斜角度θ１，θ２だけ、回転軸Ａｘ１（に対して平行な仮想直線）に対して傾斜している。これにより、複数の外ピン２３は、それぞれ回転軸Ａｘ１に対して傾斜した姿勢を維持しつつ、中心軸Ａｘ２を中心に回転（自転）可能になる。
【0136】
このように複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に対して傾斜した構成によれば、複数の外ピン２３にて、回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）を受けることが可能である。複数の外ピン２３がモーメント荷重を受けることにより、少なくとも主軸受けとしての軸受け部材６Ａに作用するモーメント荷重が低減されることになる。その結果、組合せアンギュラ玉軸受けを用いた軸受け部材６Ａに関しては、要求される耐荷重が小さくなり、より小型の軸受け部材６Ａを用いることが可能となる。さらに、軸受け部材６Ａを省略することも可能である。要するに、本実施形態に係る歯車装置１Ａによれば、主軸受けに作用するモーメント荷重を低減することで、主軸受けの簡略化又は省略が可能となり、歯車装置１Ａ全体として小型化を図りやすくなる。特に、主軸受けのみでモーメント荷重を受ける構成に比較して、回転軸Ａｘ１に平行な方向における歯車装置１Ａの寸法を小さくでき、歯車装置１Ａの小型化（薄型化）に大きく貢献可能である。さらに、主軸受けの簡略化又は省略により、歯車装置１Ａの低コスト化にもつながる。また、歯車装置１Ａの寸法を一定とするのであれば、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２が傾斜していない構成に比較して、例えば、モーメント荷重に対する耐久性を向上させ、回転の伝達をスムーズにすることも可能である。
【0137】
さらに詳しく説明すると、図１２に示すように、複数の外ピン２３は、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂを含む。第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、回転軸Ａｘ１に平行な方向に並び、かつ回転軸Ａｘ１に対する中心軸Ａｘ２の傾斜方向が互いに逆向きとなる。すなわち、図１２の例では、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂのうち回転軸Ａｘ１の入力側（図１２の左側）に位置する第１外ピン２３Ａの中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１に対して時計回り方向に傾斜角度θ１だけ傾斜する。一方、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂのうち回転軸Ａｘ１の出力側（図１２の右側）に位置する第２外ピン２３Ｂの中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１に対して反時計回り方向に傾斜角度θ２だけ傾斜する。この構成によれば、図１２における時計回り方向及び反時計回り方向の両方のモーメント荷重を、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂにて受けることができ、モーメント荷重に対する耐性の向上を図ることができる。
【0138】
また、本実施形態では、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に平行な方向の外側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する。すなわち、図１２の例では、回転軸Ａｘ１の入力側（図１２の左側）に位置する第１外ピン２３Ａの中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１の入力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ１だけ傾斜する。一方、回転軸Ａｘ１の出力側（図１２の右側）に位置する第２外ピン２３Ｂの中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１の出力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ２だけ傾斜する。この構成によれば、図１２における時計回り方向及び反時計回り方向の両方のモーメント荷重を、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂにてより効率的に受けることができ、モーメント荷重に対する耐性の向上を図ることができる。
【0139】
ここで、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２は、５度以上、６０度以下であることが好ましい。中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２は、小さ過ぎるとモーメント荷重を受けにくくなり、大き過ぎると内歯歯車２と遊星歯車３との間の回転力の伝達効率が低下する。そこで、本実施形態では一例として、中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２は、５度以上、６０度以下の範囲で選択される。ただし、中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２の下限値は、５度に限らず、例えば、３度、４度、６度、７度、８度、９度、１０度又は１５度等であってもよい。同様に、中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２の上限値は、６０度に限らず、例えば、２０度、３０度、４０度、５０度、５５度、６５度又は７０度等であってもよい。この構成によれば、複数の外ピン２３にてモーメント荷重を受けることができ、かつ内歯歯車２と遊星歯車３との間の回転力の伝達効率の低下も抑制しやすい、という利点がある。本実施形態では一例として、第１外ピン２３Ａの中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１、及び第２外ピン２３Ｂの中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ２の絶対値は同値であって、いずれも５度であることと仮定する。
【0140】
具体的に、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、それぞれ第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２と噛み合う内歯２１を構成する。つまり、第１外ピン２３Ａは、歯車本体２２の内周面２２１のうち第１遊星歯車３０１と対向する第１面２２１Ａ（図１２参照）に形成された内周溝２２３に保持されている。第２外ピン２３Ｂは、歯車本体２２の内周面２２１のうち第２遊星歯車３０２と対向する第２面２２１Ｂ（図１２参照）に形成された内周溝２２３に保持されている。ここで、第１面２２１Ａは、第１外ピン２３Ａの中心軸Ａｘ２と同様に、回転軸Ａｘ１の入力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ１だけ傾斜する。第２面２２１Ｂは、第２外ピン２３Ｂの中心軸Ａｘ２と同様に、回転軸Ａｘ１の出力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ２だけ傾斜する。これにより、第１面２２１Ａ及び第２面２２１Ｂに形成された内周溝２２３に保持される第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ１，θ２だけ傾斜した姿勢で保持されることになる。
【0141】
また、本実施形態に係る歯車装置１Ａでは、図１２に示すように、遊星歯車３の外歯３１の歯面３１１は、回転軸Ａｘ１に平行な方向の一端側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する傾斜面３１１Ａ，３１１Ｂを含む。つまり、本実施形態では内歯２１を構成する外ピン２３の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に対して傾斜しているところ、内歯２１と噛み合う外歯３１の歯面３１１においても、中心軸Ａｘ２と同様に回転軸Ａｘ１に対して傾斜した構成を採用する。ここでいう歯面３１１は歯先と歯底とを含んでおり、歯先と歯底とのいずれもが回転軸Ａｘ１に対して傾斜する傾斜面３１１Ａ，３１１Ｂを形成する。
【0142】
具体的に、第１外ピン２３Ａと噛み合う第１遊星歯車３０１の外歯３１の歯面３１１は、第１外ピン２３Ａの中心軸Ａｘ２と同様に、回転軸Ａｘ１の入力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ１だけ傾斜する傾斜面３１１Ａを含む。第２外ピン２３Ｂと噛み合う第２遊星歯車３０２の外歯３１の歯面３１１は、第２外ピン２３Ｂの中心軸Ａｘ２と同様に、回転軸Ａｘ１の出力側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように、回転軸Ａｘ１に対して傾斜角度θ２だけ傾斜する傾斜面３１１Ｂを含む。これにより、第１外ピン２３Ａは、第１面２２１Ａと第１遊星歯車３０１の傾斜面３１１Ａとの間に挟まれた状態で保持される。第２外ピン２３Ｂは、第２面２２１Ｂと第２遊星歯車３０２の傾斜面３１１Ｂとの間に挟まれた状態で保持される。
【0143】
ここで、本実施形態では、歯車本体２２は、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２を一定角度に維持した状態で複数の外ピン２３を保持する。言い換えれば、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２の回転軸Ａｘ１に対する傾斜角度θ１，θ２は、歯車本体２２によって一定角度に維持されている。そして、複数の外ピン２３は、回転軸Ａｘ１に対して一定角度で傾斜した各々の中心軸Ａｘ２を中心に回転（自転）する。これにより、複数の外ピン２３のがたつきを抑えることができ、複数の外ピン２３の安定した回転（自転）を実現可能である。
【0144】
さらに、複数の外ピン２３は、それぞれ歯車本体２２の複数の内周溝２２３に嵌った状態で中心軸Ａｘ２を回転軸Ａｘ１に対して傾斜させる。つまり、複数の内周溝２２３は、歯車本体２２の内周面２２１において複数の外ピン２３を位置決めする機能だけでなく、各外ピン２３の中心軸Ａｘ２を回転軸Ａｘ１に対して傾斜させる機能を持つ。したがって、歯車本体２２の加工により、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２を回転軸Ａｘ１に対して傾斜させることが可能になる。
【0145】
＜適用例＞
本実施形態に係る歯車装置１Ａは、図１５に示すように、第１部材２０１及び第２部材２０２と共に、ロボット用関節装置２００を構成する。言い換えれば、本実施形態に係るロボット用関節装置２００は、歯車装置１Ａと、第１部材２０１と、第２部材２０２と、を備える。第１部材２０１は、歯車本体２２に固定される。第２部材２０２は、内歯歯車２に対する遊星歯車３の相対的な回転に伴って、第１部材２０１に対して相対的に回転する。図１５は、ロボット用関節装置２００の概略断面図である。
本実施形態に係る歯車装置１Ａは、図１５に示すように、第１部材２０１及び第２部材２０２と共に、ロボット用関節装置２００を構成する。言い換えれば、本実施形態に係るロボット用関節装置２００は、歯車装置１Ａと、第１部材２０１と、第２部材２０２と、を備える。第１部材２０１は、歯車本体２２に固定される。第２部材２０２は、内歯歯車２に対する遊星歯車３の相対的な回転に伴って、第１部材２０１に対して相対的に回転する。図１５は、ロボット用関節装置２００の概略断面図である。
【0146】
本実施形態では一例として、第１部材２０１は、外輪６２に固定され、第２部材２０２は、内輪６１に固定される。これにより、第２部材２０２は、内歯歯車２に対する遊星歯車３の相対的な回転に伴って、第１部材２０１に対して相対的に回転することになる。より詳細には、第１部材２０１は、ケース１０に形成された複数の設置孔１１１に対して固定されることにより、軸受け部材６Ａの外輪６２に対して間接的に固定される。第２部材２０２は、キャリアフランジ１８に対して固定されることにより、軸受け部材６Ａの内輪６１に対して間接的に固定される。
【0147】
このように構成されるロボット用関節装置２００は、第１部材２０１と第２部材２０２とが、回転軸Ａｘ１を中心に相対的に回転することにより、関節装置として機能する。ここで、歯車装置１Ａの偏心軸７を、駆動源１０１（図１参照）としての第１モータ２０３にて駆動することによって、第１部材２０１と第２部材２０２とは相対的に回転する。このとき、駆動源１０１で発生する回転（入力回転）が、歯車装置１Ａにおいて比較的高い減速比にて減速され、第１部材２０１又は第２部材２０２を比較的高トルクで駆動する。つまり、歯車装置１Ａにて連結された第１部材２０１と第２部材２０２とは、回転軸Ａｘ１を中心に屈伸動作が可能となる。
【0148】
より詳細には、第１モータ２０３の出力軸には、第１プーリＰ１が固定されている。第１プーリＰ１には、タイミングベルトＴ１を介して、第２プーリＰ２が接続されている。ここで、第２プーリＰ２は、相手部材として、ブッシュ７０の固定構造７０１に固定される。つまり、第１モータ２０３が駆動すると、その回転は、第１プーリＰ１、タイミングベルトＴ１及び第２プーリＰ２を介して、入力軸としての偏心軸７に伝達される。
【0149】
また、ロボット用関節装置２００は、第２モータ２０４を更に備えている。第２モータ２０４の出力軸には、第３プーリＰ３が固定されている。第３プーリＰ３には、タイミングベルトＴ２を介して、第４プーリＰ４が接続されている。ここで、第４プーリＰ４は、シャフト２０５に固定されている。シャフト２０５は、貫通孔７３を通してブッシュ７０及び偏心軸７を貫通する。シャフト２０５における第４プーリＰ４とは反対側の端部には、第５プーリＰ５が固定されている。これにより、第２モータ２０４が駆動すると、その回転は、第３プーリＰ３、タイミングベルトＴ２、第４プーリＰ４及びシャフト２０５を介して、第５プーリＰ５に伝達される。
【0150】
ロボット用関節装置２００は、例えば、水平多関節ロボット（スカラ型ロボット）のようなロボットに用いられる。さらに、ロボット用関節装置２００は、水平多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット以外の産業用ロボット、又は産業用以外のロボット等に用いられてもよい。また、本実施形態に係る歯車装置１Ａは、ロボット用関節装置２００に限らず、例えば、インホイールモータ等の車輪装置として、無人搬送車（AGV：Automated Guided Vehicle）等の車両に用いられてもよい。
【0151】
＜変形例＞
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0152】
図１６は、実施形態１の第１変形例に係る歯車装置１Ａを示す。図１６は、図１２と同様、図１１の領域Ｚ１の拡大図に相当する。第１変形例においては、複数の外ピン２３の各々は、中心軸Ａｘ２の一端側ほど径が大きくなるテーパピンである。すなわち、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、回転軸Ａｘ１に平行な方向の外側ほど径が大きくなる円錐状の「円錐ころ」にて構成されている。本変形例では、遊星歯車３の外歯３１の歯面３１１自体は、回転軸Ａｘ１に平行に形成されている。この構成であっても、第１外ピン２３Ａ及び第２外ピン２３Ｂは、各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に平行な方向の外側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する。そのため、主軸受けに作用するモーメント荷重を低減することが可能である。
【0153】
また、上記の通り、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に対して傾斜した構成によれば、複数の外ピン２３にて、回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）を受けることが可能である。そのため、実施形態１では、主軸受けとしての軸受け部材６Ａが設けられているが、これは必須の構成ではなく、主軸受けとしての軸受け部材６Ａは適宜省略可能である。さらに、主軸受けとしての軸受け部材６Ａは、基本構成と同様にクロスローラベアリングであってもよいし、深溝玉軸受け又は４点接触玉軸受け等であってもよい。
【0154】
実施形態１では、遊星歯車３が２つのタイプの歯車装置１Ａを例示したが、歯車装置１Ａは、遊星歯車３を３つ以上備えていてもよい。例えば、歯車装置１Ａが遊星歯車３を３つ備える場合、これら３つの遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１まわりで１２０度の位相差をもって配置されることが好ましい。また、歯車装置１Ａは遊星歯車３を１つのみ備えていてもよい。あるいは、歯車装置１Ａが遊星歯車３を３つ備える場合、これら３つの遊星歯車３のうち２つの遊星歯車３が同位相であって、残り１つの遊星歯車３が回転軸Ａｘ１まわりで１８０度の位相差をもって配置されてもよい。
【0155】
また、実施形態１で説明した内ピン４の数、及び外ピン２３の数（内歯２１の歯数）、及び外歯３１の歯数等は、一例に過ぎず、適宜変更可能である。
【0156】
また、偏心体軸受け５は、コロ軸受けに限らず、例えば、深溝玉軸受け、又はアンギュラ玉軸受等であってもよい。
【0157】
また、歯車装置１Ａの各構成要素の材質は、金属に限らず、例えば、エンジニアリングプラスチック等の樹脂であってもよい。
【0158】
また、歯車装置１Ａは、軸受け部材６の内輪６１と外輪６２との間の相対的な回転を出力として取り出すことができればよく、内輪６１（キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９）の回転力が出力として取り出される構成に限らない。例えば、内輪６１に対して相対的に回転する外輪６２（ケース１０）の回転力が出力として取り出されてもよい。
【0159】
また、潤滑剤は、潤滑油（オイル）等の液状の物質に限らず、グリス等のゲル状の物質であってもよい。
【0160】
また、歯車装置１Ａは内ローラを備えていてもよい。つまり、歯車装置１Ａにおいて、複数の内ピン４の各々が、遊嵌孔３２の内周面３２１に直接的に接触することは必須ではなく、複数の内ピン４の各々と遊嵌孔３２との間に内ローラが介在してもよい。この場合、内ローラは、内ピン４に装着されて内ピン４を軸に回転可能となる。
【0161】
（実施形態２）
本実施形態に係る歯車装置１Ｂは、図１７～図２０に示すように、振り分けタイプと称される偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置である点で、実施形態１に係る歯車装置１Ａと相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１７は、歯車装置１Ｂの概略構成を示す斜視図である。図１８は、歯車装置１Ｂを回転軸Ａｘ１の入力側から見た概略の分解斜視図である。図１９は、歯車装置１Ｂの概略断面図である。図２０は、図１９の領域Ｚ１の概略拡大図である。
本実施形態に係る歯車装置１Ｂは、図１７～図２０に示すように、振り分けタイプと称される偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置である点で、実施形態１に係る歯車装置１Ａと相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１７は、歯車装置１Ｂの概略構成を示す斜視図である。図１８は、歯車装置１Ｂを回転軸Ａｘ１の入力側から見た概略の分解斜視図である。図１９は、歯車装置１Ｂの概略断面図である。図２０は、図１９の領域Ｚ１の概略拡大図である。
【0162】
本実施形態に係る歯車装置１Ｂは、図１７～図１９に示すように、内歯歯車２の軸心（回転軸Ａｘ１）からオフセットした位置に配置された複数（本実施形態では３つ）の偏心軸（クランク軸）７Ａ，７Ｂ，７Ｃを備えている。さらに、歯車装置１Ｂは、内歯歯車２の軸心（回転軸Ａｘ１）上に配置された、回転軸Ａｘ１を中心とする入力軸５００と、入力軸５００と一体に形成された入力歯車５０１と、を備えている。複数の偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃには、それぞれクランク軸歯車５０２Ａ，５０２Ｂ，５０２Ｃが固定されている。これら複数（本実施形態では３つ）のクランク軸歯車５０２Ａ，５０２Ｂ，５０２Ｃは、入力歯車５０１に対して噛み合うように配置されている。そのため、歯車装置１Ｂは、入力軸５００が駆動されると、入力歯車５０１によって偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃを同期して駆動することにより、遊星歯車３を揺動させながら内歯歯車２に内接噛合させている。
【0163】
実施形態１と同様に、遊星歯車３は、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２を有し、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２の回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側には、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９が配置されている。また、各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、実施形態１と同様に、１つの軸心部７１に対して、２つの偏心部７２を有している。各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、その両端部が転がり軸受け４１，４２を介してキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に保持されている。つまり、各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、遊星歯車３に対して回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側において、自転可能な状態でキャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に保持されている。
【0164】
各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃの偏心部７２には、偏心体軸受け５が装着される。言い換えれば、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２には、それぞれ偏心体軸受け５が取り付けられ、偏心体軸受け５に各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃが挿入されることで、偏心体軸受け５及び各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃが遊星歯車３に組み合わされる。本実施形態に係る歯車装置１Ｂでは、内ピン４が省略されており、内ピン４の代わりに複数の偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃにより、遊星歯車３の揺動成分（公転成分）を除いた、遊星歯車３の回転（自転成分）を取り出すことが可能である。
【0165】
以上説明した構成によれば、入力軸５００に入力としての回転力が加えられて、入力軸５００が回転軸Ａｘ１を中心に回転することで、この回転力が入力歯車５０１から複数の偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃに振り分けられる。つまり、入力歯車５０１が回転すると、当該入力歯車５０１と同時に噛合している３つのクランク軸歯車５０２Ａ，５０２Ｂ，５０２Ｃが同一の方向に同一の回転速度で回転する。各クランク軸歯車５０２Ａ，５０２Ｂ，５０２Ｃには偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃがスプライン連結されているため、３つの偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃが入力歯車５０１とクランク軸歯車５０２Ａ，５０２Ｂ，５０２Ｃとの歯数比にて減速された状態で、同一の方向に同一の回転速度で回転する。その結果、３つの偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃの回転軸Ａｘ１方向の同位置に形成された３つの偏心部７２が同期して回転し、第１遊星歯車３０１を揺動させる。さらに、３つの偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃの回転軸Ａｘ１方向の同位置に形成された３つの偏心部７２が同期して回転し、第２遊星歯車３０２を揺動させる。
【0166】
第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２は、それぞれ内歯歯車２に内接噛合している。そのため、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２が１回揺動する毎に、第１遊星歯車３０１及び第２遊星歯車３０２は、内歯歯車２に対して（内歯２１と外歯３１との）歯数差分の円周方向の位相ずれが生じ、自転することになる。この自転が、各偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃの内歯歯車２の軸心（回転軸Ａｘ１）の周りの公転として、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９に伝達される。これにより、回転軸Ａｘ１を中心に、歯車本体（と一体化されたケース１０）に対して、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９を相対的に回転させることができる。
【0167】
要するに、本実施形態に係る歯車装置１Ｂは、回転軸Ａｘ１からオフセットした位置に配置された複数の偏心軸７Ａ，７Ｂ，７Ｃにて遊星歯車３を揺動させる点で、実施形態１とは異なるものの、遊星歯車３の揺動を利用して回転出力を得る点では実施形態と共通である。つまり、歯車装置１Ｂでは、遊星歯車３が揺動して、内歯２１と外歯３１との噛み合い位置が内歯歯車２の円周方向に移動すると、遊星歯車３と内歯歯車２との歯数差に応じた相対回転が両歯車（内歯歯車２及び遊星歯車３）の間に発生する。ここで、内歯歯車２が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車３が回転（自転）することになる。その結果、遊星歯車３からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。
【0168】
ここで、図２０に示すように、外ピン２３周辺の構造に関しては、実施形態１に係る歯車装置１Ａと同様である。すなわち、本実施形態に係る歯車装置１Ｂにおいても、複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、回転軸Ａｘ１に平行な方向の一端側ほど回転軸Ａｘ１から離れるように回転軸Ａｘ１に対して傾斜する。具体的に、図２０に示すように、外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２は、傾斜角度θ１，θ２だけ、回転軸Ａｘ１（に対して平行な仮想直線）に対して傾斜している。これにより、複数の外ピン２３は、それぞれ回転軸Ａｘ１に対して傾斜した姿勢を維持しつつ、中心軸Ａｘ２を中心に回転（自転）可能になる。
【0169】
このように複数の外ピン２３の各々の中心軸Ａｘ２が回転軸Ａｘ１に対して傾斜した構成によれば、複数の外ピン２３にて、回転軸Ａｘ１に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）を受けることが可能である。複数の外ピン２３がモーメント荷重を受けることにより、少なくとも主軸受けとしての軸受け部材６Ａに作用するモーメント荷重が低減されることになる。その結果、組合せアンギュラ玉軸受けを用いた軸受け部材６Ａに関しては、要求される耐荷重が小さくなり、より小型の軸受け部材６Ａを用いることが可能となる。要するに、本実施形態に係る歯車装置１Ｂによれば、主軸受けに作用するモーメント荷重を低減することで、主軸受けの簡略化等が可能となり、歯車装置１Ｂ全体として小型化を図りやすくなる。特に、主軸受けのみでモーメント荷重を受ける構成に比較して、回転軸Ａｘ１に平行な方向における歯車装置１Ｂの寸法を小さくでき、歯車装置１Ｂの小型化（薄型化）に大きく貢献可能である。さらに、主軸受けの簡略化等により、歯車装置１Ｂの低コスト化にもつながる。
【0170】
ところで、図２１は、上述した構成の歯車装置１Ｂにおいて、軸受け部材６Ａを省略した場合の構成を示す。図２１は、図２０と同様に、図１９の領域Ｚ１の概略拡大図であって、省略された軸受け部材６Ａを想像線（二点鎖線）で示す。すなわち、本実施形態に係る歯車装置１Ｂでは、複数の外ピン２３がモーメント荷重を受けるので、軸受け部材６Ａを省略して、歯車装置１Ｂ全体としての小型化及び低コスト化等を図りやすくなる。ただし、軸受け部材６Ａが省略される場合、複数の外ピン２３に対して、回転軸Ａｘ１に平行な方向の両側に空きスペースが生じるため、複数の外ピン２３が回転軸Ａｘ１に平行な方向へ移動可能となる。
【0171】
そこで、図２１に示すように、例えば、スペーサ１８２，１９２を用いて、複数の外ピン２３の回転軸Ａｘ１に平行な方向への移動を規制することが好ましい。スペーサ１８２は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、キャリアフランジ１８と第１外ピン２３Ａとの間に配置され、回転軸Ａｘ１の入力側（図２１の右側）への第１外ピン２３Ａの移動を規制する。スペーサ１９２は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、出力フランジ１９と第２外ピン２３Ｂとの間に配置され、回転軸Ａｘ１の出力側（図２１の左側）への第２外ピン２３Ｂの移動を規制する。
【0172】
この構成に限らず、例えば、キャリアフランジ１８及び出力フランジ１９の一部を延設することにより、スペーサ１８２，１９２の代わりに、複数の外ピン２３の回転軸Ａｘ１に平行な方向への移動を規制してもよい。要するに、歯車装置１Ｂは、複数の外ピン２３の回転軸Ａｘ１に沿った向きの移動を規制するピン移動規制部（スペーサ１８２，１９２）を更に備えることが好ましい。これにより、複数の外ピン２３の位置ずれによる歯車装置１Ｂの伝達効率の低下、及び外ピン２３の脱落等を抑制できる。
【0173】
実施形態２の変形例として、遊星歯車３が３つのタイプの歯車装置１Ｂを図２２に示す。図２２は、図２０と同様に、図１９の領域Ｚ１の概略拡大図に相当する。図２２の例では、遊星歯車３は、第１遊星歯車３０１、第２遊星歯車３０２及び第３遊星歯車３０３を含む。第３遊星歯車３０３は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、第１遊星歯車３０１と第２遊星歯車３０２との間に配置されている。これら３つの遊星歯車３は、回転軸Ａｘ１まわりで１２０度の位相差をもって配置されることが好ましい。この場合、複数の外ピン２３は、回転軸Ａｘ１に平行な方向において、第１外ピン２３Ａと第２外ピン２３Ｂとの間に配置される第３外ピン２３Ｃを有する。第３外ピン２３Ｃは、第３遊星歯車３０３の外歯３１と噛み合う内歯２１を構成する。ただし、第３外ピン２３Ｃに関しては、その中心軸Ａｘ２は回転軸Ａｘ１に対して平行である。同様に、歯車装置１Ｂは、遊星歯車３を４つ以上備えていてもよいし、遊星歯車３を１つのみ備えていてもよい。
【0174】
実施形態２の構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
【0175】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）は、内歯歯車（２）と、遊星歯車（３）と、を備える。内歯歯車（２）は、環状の歯車本体（２２）と、歯車本体（２２）の内周面（２２１）に形成された複数の内周溝（２２３）に自転可能な状態で保持され内歯（２１）を構成する複数の外ピン（２３）と、を有する。遊星歯車（３）は、内歯（２１）に部分的に噛み合う外歯（３１）を有する。内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）は、回転軸（Ａｘ１）を中心に遊星歯車（３）を揺動させることにより、遊星歯車（３）を内歯歯車（２）に対して相対的に回転させる。複数の外ピン（２３）の各々の中心軸（Ａｘ２）は、回転軸（Ａｘ１）に平行な方向の一端側ほど回転軸（Ａｘ１）から離れるように回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜する。
以上説明したように、第１の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）は、内歯歯車（２）と、遊星歯車（３）と、を備える。内歯歯車（２）は、環状の歯車本体（２２）と、歯車本体（２２）の内周面（２２１）に形成された複数の内周溝（２２３）に自転可能な状態で保持され内歯（２１）を構成する複数の外ピン（２３）と、を有する。遊星歯車（３）は、内歯（２１）に部分的に噛み合う外歯（３１）を有する。内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）は、回転軸（Ａｘ１）を中心に遊星歯車（３）を揺動させることにより、遊星歯車（３）を内歯歯車（２）に対して相対的に回転させる。複数の外ピン（２３）の各々の中心軸（Ａｘ２）は、回転軸（Ａｘ１）に平行な方向の一端側ほど回転軸（Ａｘ１）から離れるように回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜する。
【0176】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）にて、回転軸（Ａｘ１）に対する曲げ力（曲げモーメント荷重）を受けることが可能である。複数の外ピン（２３）がモーメント荷重を受けることにより、少なくとも主軸受けに作用するモーメント荷重が低減されることになる。その結果、主軸受けの簡略化又は省略が可能となり、内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）全体として小型化及び低コスト化等を図りやすくなる。
【0177】
第２の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１の態様において、遊星歯車（３）の外歯（３１）の歯面（３１１）は、回転軸（Ａｘ１）に平行な方向の一端側ほど回転軸（Ａｘ１）から離れるように回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜する傾斜面（３１１Ａ，３１１Ｂ）を含む。
【0178】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）のがたつきを抑えることができ、複数の外ピン（２３）の安定した回転（自転）を実現可能である。
【0179】
第３の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１又は２の態様において、複数の外ピン（２３）の各々は、中心軸（Ａｘ２）の一端側ほど径が大きくなるテーパピンである。
【0180】
この態様によれば、遊星歯車（３）の外歯（３１）の歯面（３１１）自体は、単純な形状を採用可能である。
【0181】
第４の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１～３のいずれかの態様において、複数の外ピン（２３）は、回転軸（Ａｘ１）に平行な方向に並び、かつ回転軸（Ａｘ１）に対する中心軸（Ａｘ２）の傾斜方向が互いに逆向きとなる第１外ピン（２３Ａ）及び第２外ピン（２３Ｂ）を含む。
【0182】
この態様によれば、傾斜方向が互いに逆向きとなる第１外ピン（２３Ａ）及び第２外ピン（２３Ｂ）で、反対向きのモーメント荷重を効率的に受けることができる。
【0183】
第５の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第４の態様において、第１外ピン（２３Ａ）及び第２外ピン（２３Ｂ）は、各々の中心軸（Ａｘ２）が回転軸（Ａｘ１）に平行な方向の外側ほど回転軸（Ａｘ１）から離れるように回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜する。
【0184】
この態様によれば、傾斜方向が互いに逆向きとなる第１外ピン（２３Ａ）及び第２外ピン（２３Ｂ）で、反対向きのモーメント荷重をより効率的に受けることができる。
【0185】
第６の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１～５のいずれかの態様において、歯車本体（２２）は、複数の外ピン（２３）の各々の中心軸（Ａｘ２）の回転軸（Ａｘ１）に対する傾斜角度（θ１，θ２）を一定角度に維持した状態で複数の外ピン（２３）を保持する。
【0186】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）のがたつきを抑えることができ、複数の外ピン（２３）の安定した回転（自転）を実現可能である。
【0187】
第７の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１～６のいずれかの態様において、複数の外ピン（２３）は、それぞれ歯車本体（２２）の複数の内周溝（２２３）に嵌った状態で中心軸（Ａｘ２）を回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜させる。
【0188】
この態様によれば、歯車本体（２２）の加工により、複数の外ピン（２３）の各々の中心軸（Ａｘ２）を回転軸（Ａｘ１）に対して傾斜させることが可能になる。
【0189】
第８の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）では、第１～７のいずれかの態様において、複数の外ピン（２３）の各々の中心軸（Ａｘ２）の回転軸（Ａｘ１）に対する傾斜角度（θ１，θ２）は、５度以上６０度以下である。
【0190】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）にてモーメント荷重を受けることができ、かつ内歯歯車（２）と遊星歯車（３）との間の回転力の伝達効率の低下も抑制しやすい、という利点がある。
【0191】
第９の態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）は、第１～８のいずれかの態様において、複数の外ピン（２３）の回転軸（Ａｘ１）に沿った向きの移動を規制するピン移動規制部を更に備える。
【0192】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）の位置ずれによる伝達効率の低下、及び外ピン（２３）の脱落等を抑制できる。
【0193】
第１０の態様に係るロボット用関節装置（２００）は、第１～９のいずれかの態様に係る内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）と、歯車本体（２２）に固定される第１部材（２０１）と、内歯歯車（２）に対する遊星歯車（３）の相対的な回転に伴って、第１部材（２０１）に対して相対的に回転する第２部材（２０２）と、を備える。
【0194】
この態様によれば、複数の外ピン（２３）がモーメント荷重を受けることにより、少なくとも主軸受けに作用するモーメント荷重が低減されることになる。
【0195】
第２～９の態様に係る構成については、内接噛合遊星歯車装置（１，１Ａ，１Ｂ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【0196】
１，１Ａ，１Ｂ 内接噛合遊星歯車装置
２ 内歯歯車
３ 遊星歯車
２１ 内歯
２２ 歯車本体
２３ 外ピン
２３Ａ 第１外ピン
２３Ｂ 第２外ピン
３１ 外歯
１８２，１９２ スペーサ（ピン移動規制部）
２００ ロボット用関節装置
２０１ 第１部材
２０２ 第２部材
２２１ （歯車本体の）内周面
２２３ 内周溝
３１１ 歯面
３１１Ａ，３１１Ｂ 傾斜面
Ａｘ１ 回転軸
Ａｘ２ 中心軸
θ１，θ２ 傾斜角度
２ 内歯歯車
３ 遊星歯車
２１ 内歯
２２ 歯車本体
２３ 外ピン
２３Ａ 第１外ピン
２３Ｂ 第２外ピン
３１ 外歯
１８２，１９２ スペーサ（ピン移動規制部）
２００ ロボット用関節装置
２０１ 第１部材
２０２ 第２部材
２２１ （歯車本体の）内周面
２２３ 内周溝
３１１ 歯面
３１１Ａ，３１１Ｂ 傾斜面
Ａｘ１ 回転軸
Ａｘ２ 中心軸
θ１，θ２ 傾斜角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状の歯車本体と、前記歯車本体の内周面に形成された複数の内周溝に自転可能な状態で保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜し、
前記遊星歯車の前記外歯の歯面は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する傾斜面を含み、
前記複数の外ピンの各々の前記中心軸と前記傾斜面とでは、前記回転軸に対する傾斜角度が同一である、
内接噛合遊星歯車装置。
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜し、
前記遊星歯車の前記外歯の歯面は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する傾斜面を含み、
前記複数の外ピンの各々の前記中心軸と前記傾斜面とでは、前記回転軸に対する傾斜角度が同一である、
内接噛合遊星歯車装置。
【請求項2】
環状の歯車本体と、前記歯車本体の内周面に形成された複数の内周溝に自転可能な状態で保持され内歯を構成する複数の外ピンと、を有する内歯歯車と、
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜し、
前記遊星歯車は、前記回転軸に平行な方向へ移動可能である、
内接噛合遊星歯車装置。
前記内歯に部分的に噛み合う外歯を有する遊星歯車と、を備え、
回転軸を中心に前記遊星歯車を揺動させることにより、前記遊星歯車を前記内歯歯車に対して相対的に回転させ、
前記複数の外ピンの各々の中心軸は、前記回転軸に平行な方向の一端側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜し、
前記遊星歯車は、前記回転軸に平行な方向へ移動可能である、
内接噛合遊星歯車装置。
【請求項3】
前記複数の外ピンの各々は、中心軸の前記一端側ほど径が大きくなるテーパピンである、
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項4】
前記内歯歯車は、前記複数の外ピンとしての複数の第１外ピンとは別に複数の第２外ピンを更に有し、
前記第１外ピン及び前記第２外ピンは、前記回転軸に平行な方向に並び、かつ前記回転軸に対する中心軸の傾斜方向が互いに逆向きとなる、
請求項１～３のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
前記第１外ピン及び前記第２外ピンは、前記回転軸に平行な方向に並び、かつ前記回転軸に対する中心軸の傾斜方向が互いに逆向きとなる、
請求項１～３のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項5】
前記第１外ピン及び前記第２外ピンは、各々の中心軸が前記回転軸に平行な方向の外側ほど前記回転軸から離れるように前記回転軸に対して傾斜する、
請求項４に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項４に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項6】
前記歯車本体は、前記複数の外ピンの各々の中心軸の前記回転軸に対する傾斜角度を一定角度に維持した状態で前記複数の外ピンを保持する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項7】
前記複数の外ピンは、それぞれ前記歯車本体の前記複数の内周溝に嵌った状態で中心軸を前記回転軸に対して傾斜させる、
請求項１～６のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～６のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項8】
前記複数の外ピンの各々の中心軸の前記回転軸に対する傾斜角度は、５度以上６０度以下である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項9】
前記複数の外ピンの前記回転軸に沿った向きの移動を規制するピン移動規制部を更に備える、
請求項１～８のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
請求項１～８のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載の内接噛合遊星歯車装置と、
前記歯車本体に固定される第１部材と、
前記内歯歯車に対する前記遊星歯車の相対的な回転に伴って、前記第１部材に対して相対的に回転する第２部材と、を備える、
ロボット用関節装置。
前記歯車本体に固定される第１部材と、
前記内歯歯車に対する前記遊星歯車の相対的な回転に伴って、前記第１部材に対して相対的に回転する第２部材と、を備える、
ロボット用関節装置。