(57)【要約】【課題】アクチュエータの小型化及び出力損失の低下を図る。【解決手段】  回転軸線Ａｒ回りに回転する出力軸９を有する出力部材と、出力部材に対して入力側に配置され、回転軸線Ａｒを中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている固定クラウン歯車５と、固定クラウン歯車５の歯数と異なる歯数の歯が中心軸線Ａｃを中心として周方向に並んで形成されて、固定クラウン歯車５と噛み合う揺動クラウン歯車６と、揺動クラウン歯車６に対して入力側に回転軸線Ａｒを中心として周方向に並んで配置され、揺動クラウン歯車６中の周方向で対応する部分を軸方向に変位させて、揺動クラウン歯車６の中心軸線Ａｃを回転軸線Ａｒに対して傾ける複数の駆動器４と、揺動クラウン歯車６の一部に接触して揺動クラウン歯車６の傾きを制限することにより、固定クラウン歯車５と揺動クラウン歯車６との噛み合い深さを制限するストッパ５ｓと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線回りに回転する出力軸を有する出力部材と、
前記出力部材に対して前記回転軸線が延びる軸方向の一方側に配置され、回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている固定歯車と、
中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能に前記出力部材と前記固定歯車との間に配置され、該固定歯車の歯数と異なる歯数の歯が該中心軸線を中心として周方向に並んで形成されて、該固定歯車と噛み合う揺動歯車と、
前記揺動歯車に対して前記軸方向の前記一方側に、前記回転軸線を中心として周方向に並んで配置され、前記揺動歯車中の該周方向で対応する部分を前記軸方向に変位させて、該揺動歯車の前記中心軸線を前記回転軸線に対して傾ける複数の駆動器と、
複数の前記駆動器が周方向に並んでいる順に順次駆動することで、前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾いた状態のまま該中心軸線が該回転軸線回りに回転する前記揺動歯車の首振り運動過程で、該揺動歯車の一部に接触して該揺動歯車の傾きを制限することにより、前記固定歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う前記揺動歯車の歯の噛み合い深さを制限するストッパと、
を備え、
前記出力部材は、前記首振り運動過程で前記中心軸線回りの前記揺動歯車の自転に伴って、前記回転軸線回りに回転するよう、該揺動歯車に係合している、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記揺動歯車は、磁性材で形成され、
前記駆動器は、電磁石である、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載のアクチュエータにおいて、
複数の前記電磁石は、いずれも、前記揺動歯車が前記ストッパにより傾きが制限されることで、該揺動歯車とは非接触である、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記駆動器は、油圧ピストンである、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記駆動器は、空圧ピストンである、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、
前記ストッパは、回転軸線を中心として環状に形成されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、
前記ストッパは、前記揺動歯車の周方向に並んでいる複数の歯で形成される環状の歯列の径方向外側に配置されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、
前記ストッパは、前記揺動歯車の周方向に並んでいる複数の歯で形成される環状の歯列の径方向内側に配置されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、
前記揺動歯車の前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能、該中心軸線が該回転軸線回りに回転可能、及び該中心軸線回りに該揺動歯車が自転可能に、該揺動歯車を支持する支持器を備えている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のアクチュエータにおいて、
前記支持器は、前記揺動歯車の前記中心軸線上の部分と前記固定歯車の前記回転軸線上の部分とを連結する自動調芯ユニットである、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、
前記出力部材は、前記出力軸に固定され、前記回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている出力歯車を有し、
前記揺動歯車には、前記中心軸線を中心として周方向に並び、前記出力歯車と噛み合う複数の歯が形成されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアクチュエータにおいて、
前記出力歯車の歯数と、前記揺動歯車で該出力歯車と噛み合う歯の歯数とが異なっている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１３】
回転軸線回りに回転する出力軸と、
前記出力軸に固定され、該回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている出力歯車と、
前記出力歯車に対して前記回転軸線が延びる軸方向の一方側に配置され、該回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている固定歯車と、
中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能に前記出力歯車と前記固定歯車との間に配置され、該中心軸線を中心として周方向に並び前記固定歯車と噛み合う複数の入力側歯、及び、該周方向に並び前記出力歯車と噛み合う複数の出力側歯が形成されている揺動歯車と、
前記揺動歯車に対して前記軸方向の前記一方側に、前記回転軸線を中心として周方向に並んで配置され、前記揺動歯車中の該周方向で対応する部分を前記軸方向に変位させる複数の駆動器と、
複数の前記駆動器のうちで、周方向に隣接する駆動器が順次駆動することで、前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾いた状態のまま該中心軸線が該回転軸線回りに回転する前記揺動歯車の首振り運動過程で、該揺動歯車の一部に接触して該揺動歯車の傾きを制限することにより、前記固定歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う前記揺動歯車の入力側歯の噛み合い深さ、及び前記出力歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う該揺動歯車の出力側歯の噛み合い深さを制限するストッパと、
を備え、
前記固定歯車の歯数と前記揺動歯車における前記入力側歯の歯数との歯数差と、前記揺動歯車における前記出力側歯の歯数と前記出歯車の歯数とのうち、少なくとも一方の歯数差が１以上である、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動歯車減速機構を備えているアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータの中には、モータと減速機構とを備えているものがある。また、減速機構には、高い減速比が得られる減速機構として、例えば、以下の特許文献１に開示されている差動歯車減速機構がある。
【０００３】
この差動歯車減速機構は、モータの出力軸に接続されて回転する入力軸と、入力軸の回転で中心軸線が入力軸の回転軸線を中心として首振り運動する揺動クラウン歯車と、回転軸線を中心としてケーシングに固定され揺動クラウン歯車と噛み合う固定クラウン歯車と、入力軸に取り付けられ揺動クラウン歯車を固定クラウン歯車側に押し付ける押付機構と、回転軸線を中心として回転可能にケーシングに支持されている出力軸と、揺動クラウン歯車と出力軸とを接続する弾性変形可能なスポークと、を有している。
【０００４】
この差動歯車減速機構における揺動クラウン歯車の歯数と固定クラウン歯車の歯数とは異なっている。このため、押付機構により、揺動クラウン歯車が固定クラウン歯車側に押し付けられていても、揺動クラウン歯車の一部の歯のみが固定クラウン歯車と噛み合い、この揺動クラウン歯車の中心軸線は、回転軸線に対して傾くことになる。よって、揺動クラウン歯車は、入力軸の回転に伴って、回転軸線を中心として首振り運動する。
【０００５】
この差動歯車減速機構では、例えば、固定クラウン歯車の歯数がＮで、揺動クラウン歯車の歯数が（Ｎ−１）の場合、固定クラウン歯車の歯数（Ｎ）に対する両歯車の歯数差（１）の割合分（１／Ｎ）の減速比が得られる。このように、この差動歯車減速機構は、高い減速比が得られる上に、小型且つ軽量であるため、例えば、ロボットハンドの指関節等に使用されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５１１６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の差動歯車減速機構は、前述したように、小型且つ軽量であるものの、この差動歯車減速機構とモータとを組み合わせたものをアクチュエータとして利用する場合、差動歯車減速機構の回転軸線が延びる軸方向の長さが比較的長くなる。このため、産業界では、より小型のアクチュエータが望まれている。特に、ロボットメーカでは、その要求が高い。
【０００８】
さらに、この差動歯車減速機構とモータとを組み合わせたものをアクチュエータとして利用する場合、揺動クラウン歯車と固定クラウン歯車との噛み合いで生じる出力損失の低下も望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑み、小型化及び出力損失の低下を図ることができるアクチュエータ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】
【００１０】
前記目的を達成するための発明に係るアクチュエータは、
回転軸線回りに回転する出力軸を有する出力部材と、前記出力部材に対して前記回転軸線が延びる軸方向の一方側に配置され、回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている固定歯車と、中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能に前記出力部材と前記固定歯車との間に配置され、該固定歯車の歯数と異なる歯数の歯が該中心軸線を中心として周方向に並んで形成されて、該固定歯車と噛み合う揺動歯車と、前記揺動歯車に対して前記軸方向の前記一方側に、前記回転軸線を中心として周方向に並んで配置され、前記揺動歯車中の該周方向で対応する部分を前記軸方向に変位させて、該揺動歯車の前記中心軸線を前記回転軸線に対して傾ける複数の駆動器と、複数の前記駆動器が周方向に並んでいる順に順次駆動することで、前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾いた状態のまま該中心軸線が該回転軸線回りに回転する前記揺動歯車の首振り運動過程で、該揺動歯車の一部に接触して該揺動歯車の傾きを制限することにより、前記固定歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う前記揺動歯車の歯の噛み合い深さを制限するストッパと、を備え、
前記出力部材は、前記首振り運動過程で前記中心軸線回りの前記揺動歯車の自転に伴って、前記回転軸線回りに回転するよう、該揺動歯車に係合していることを特徴とする。
【００１１】
複数の駆動器のうちの一の駆動器が駆動すると、揺動歯車中で、この駆動器と周方向で対応する部分が軸方向の例えば一方側に変位し、揺動歯車は、その中心軸線が回転軸線に対して傾く。そして、揺動歯車の複数の歯のうちのいずれかが固定歯車に噛み合う。
【００１２】
ここで、周方向に並んでいる複数の駆動器は、周方向に並んでいる順に順次駆動する。このため、揺動歯車の複数の歯のうちで、固定歯車と噛み合う歯は、周方向に順次移っていく。この際、揺動歯車は、その中心軸線が回転軸線に対して傾いた状態のままで、この中心軸線が回転軸線回りに回転する。つまり、揺動歯車は、回転軸線を中心として首振り運動する。
【００１３】
ところで、揺動歯車の歯数は、固定歯車の歯数と異なっている。このため、揺動歯車の複数の歯のうちで、固定歯車と噛み合う歯が、周方向に順次移り、揺動歯車中の特定の歯が固定歯車の歯と再び噛み合っても、この特定の歯は、固定歯車の複数の歯のうちで、先に噛み合っていた歯と異なる歯と噛み合うことになる。よって、揺動歯車は、中心軸線回りに自転する。そして、出力部材は、この揺動歯車の自転に伴って回転軸線回りに回転する。
【００１４】
当該アクチュエータでは、揺動歯車の一部がストッパに接することで、首振り運動時における揺動歯車の傾きの角度が所定の角度に維持され、揺動歯車と固定歯車との噛み合い深さが適切な深さになる。このため、当該アクチュエータでは、各歯車相互の噛み合いにおける出力損失を抑えることができる。
【００１５】
また、当該アクチュエータでは、特許文献１に記載の差動歯車減速機構で押付機構が占めている領域に、特許文献１におけるモータとしての役割を担う複数の駆動器を配置したので、軸方向の長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。
【００１６】
ここで、前記アクチュエータにおいて、前記揺動歯車は、磁性材で形成され、前記駆動器は、電磁石であってもよい。
【００１７】
この場合、複数の前記電磁石は、いずれも、前記揺動歯車が前記ストッパにより傾きが制限されることで、該揺動歯車とは非接触であることが好ましい。
【００１８】
当該アクチュエータでは、駆動器と揺動歯車とが非接触であるため、両者の接触音を抑えることができる。
【００１９】
また、前記駆動器は、油圧ピストンであっても、空圧ピストンであっても、電磁ピストンであってもよい。
【００２０】
また、前記アクチュエータにおいて、前記ストッパは、回転軸線を中心として環状に形成されていることが好ましい。この場合、前記ストッパは、前記揺動歯車の周方向に並んでいる複数の歯で形成される環状の歯列の径方向外側に配置されていてもよい。また、前記ストッパは、前記揺動歯車の周方向に並んでいる複数の歯で形成される環状の歯列の径方向内側に配置されていてもよい。
【００２１】
また、前記アクチュエータにおいて、前記揺動歯車の前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能、該中心軸線が該回転軸線回りに回転可能、及び該中心軸線回りに該揺動歯車が自転可能に、該揺動歯車を支持する支持器を備えていてもよい。この場合、前記支持器は、前記揺動歯車の前記中心軸線上の部分と前記固定歯車の前記回転軸線上の部分とを連結する自動調芯ユニットであってもよい。
【００２２】
当該アクチュエータでは、揺動歯車は、安定且つスムーズに、回転軸線を中心として首振り運動すると共に、その中心軸線回りに自転することができる。
【００２３】
また、前記アクチュエータにおいて、前記出力部材は、前記出力軸に固定され、前記回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている出力歯車を有し、前記揺動歯車には、前記中心軸線を中心として周方向に並び、前記出力歯車と噛み合う複数の歯が形成されていてもよい。この場合、前記出力歯車の歯数と、前記揺動歯車で該出力歯車と噛み合う歯の歯数とが異なっていてもよい。
【００２４】
アクチュエータでは、固定歯車の歯数とこの固定歯車に噛み合う揺動歯車における歯の歯数との歯数差、及び、出力歯車の歯数とこの出力歯車に噛み合う揺動歯車における歯の歯数との歯数差を適宜変更することにより、出力軸の設定回転数のバリエーションを豊富にすることができる。
【００２５】
また、前記目的を達成するための発明に係る他のアクチュエータは、
回転軸線回りに回転する出力軸と、前記出力軸に固定され、該回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている出力歯車と、前記出力歯車に対して前記回転軸線が延びる軸方向の一方側に配置され、該回転軸線を中心として周方向に複数の歯が並んで形成されている固定歯車と、中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能に前記出力歯車と前記固定歯車との間に配置され、該中心軸線を中心として周方向に並び前記固定歯車と噛み合う複数の入力側歯、及び、該周方向に並び前記出力歯車と噛み合う複数の出力側歯が形成されている揺動歯車と、前記揺動歯車に対して前記軸方向の前記一方側に、前記回転軸線を中心として周方向に並んで配置され、前記揺動歯車中の該周方向で対応する部分を前記軸方向に変位させる複数の駆動器と、複数の前記駆動器のうちで、周方向に隣接する駆動器が順次駆動することで、前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾いた状態のまま該中心軸線が該回転軸線回りに回転する前記揺動歯車の首振り運動過程で、該揺動歯車の一部に接触して該揺動歯車の傾きを制限することにより、前記固定歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う前記揺動歯車の入力側歯の噛み合い深さ、及び前記出力歯車の複数の歯のうちのいずれかに噛み合う該揺動歯車の出力側歯の噛み合い深さを制限するストッパと、を備え、
前記固定歯車の歯数と前記揺動歯車における前記入力側歯の歯数との歯数差と、前記揺動歯車における前記出力側歯の歯数と前記出歯車の歯数とのうち、少なくとも一方の歯数差が１以上であることを特徴とする。
【００２６】
当該アクチュエータでも、以上で説明したアクチュエータと同様、揺動歯車の一部がストッパに接することで、各歯車相互の噛み合いにおける出力損失を抑えることができる。さらに、当該アクチュエータでも、特許文献１に記載の差動歯車減速機構で押付機構が占めている領域に、特許文献１におけるモータとしての役割を担う複数の駆動器を配置したので、軸方向の長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。
【００２７】
また、当該アクチュエータでは、固定歯車の歯数と揺動歯車における入力側歯の歯数との歯数差、及び、出力歯車の歯数と揺動歯車における出力側歯の歯数との歯数差を適宜変更することにより、出力軸の設定回転数のバリエーションを豊富にすることができる。
【００２８】
なお、当該アクチュエータにおいても、以上で説明したアクチュエータと同様、前記駆動器が、電磁石、油圧ピストン、空気圧ピストン、電磁ピストンであってもよい。また、駆動器が電磁石である場合、複数の電磁石は、いずれも、揺動歯車がストッパにより傾きが制限されることで、揺動歯車とは非接触であることが好ましい。
【００２９】
また、当該アクチュエータにおいても、前記ストッパは、回転軸線を中心として環状に形成されていることが好ましい。この場合、前記ストッパは、前記揺動歯車の周方向に並んでいる複数の歯で形成される環状の歯列の径方向外側に配置されていてもよいし、径方向内側に配置されていてもよい。
【００３０】
さらに、当該アクチュエータにおいても、前記揺動歯車の前記中心軸線が前記回転軸線に対して傾斜可能、該中心軸線が該回転軸線回りに回転可能、及び該中心軸線回りに該揺動歯車が自転可能に、該揺動クラウン歯車を支持する支持器を備えていることが好ましい。この場合、前記支持器は、前記揺動歯車の前記中心軸線上の部分と前記固定歯車の前記回転軸線上の部分とを連結する自動調芯ユニットであってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、アクチュエータの小型化及び出力損失の低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態としてのアクチュエータの断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、この発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３４】
本実施形態のアクチュエータ１は、図１に示すように、回転軸線Ａｒ回りに回転する出力軸９と、この出力軸９に固定されている出力クラウン歯車７と、出力クラウン歯車７に対して回転軸線Ａｒが延びる軸方向の一方側（以下、この一方側を入力側とし、その反対側を出力側とする）に配置されている固定クラウン歯車５と、出力クラウン歯車７と固定クラウン歯車５との間に配置されている揺動クラウン歯車６と、揺動クラウン歯車６に対して入力側に、回転軸線Ａｒを中心として周方向に並んで配置され、揺動クラウン歯車６中の周方向で対応する部分を軸方向に変位させる複数の駆動器４と、揺動クラウン歯車６を傾斜可能に支持する自動調芯ユニット１０と、この揺動クラウン歯車６の傾きを制限するストッパ５ｓと、固定クラウン歯車５、揺動クラウン歯車６、出力クラウン歯車７及び自動調芯ユニット１０を覆うケーシング８ａ，８ｂと、を備えている。
【００３５】
出力軸９は、ケーシング８ａ，８ｂの出力側蓋８ｂに軸受け９ｂを介して、回転軸線Ａｒ回りに回転可能に支持されている。この出力軸９に固定されている出力クラウン歯車７には、回転軸線Ａｒを中心として周方向にＸ（例えば、（Ｍ−１））個の歯７ｔが並んで形成されている。本実施形態では、この出力軸９と出力クラウン歯車７とで出力部材を構成している。
【００３６】
固定クラウン歯車５には、回転軸線Ａｒを中心として周方向にＹｓ（例えば、（Ｎ−１））個の歯５ｔが並んで形成されている。固定クラウン歯車５は、この歯５ｔが形成されている本体部と、本体部の回転軸線Ａｒ上の位置で出力側の面に固定されている取付板部５ｂと、を有している。この固定クラウン歯車５は、本体部の入力側の面がケーシング８ａ，８ｂの入力側蓋８ａに固定されている。
【００３７】
揺動クラウン歯車６には、その中心軸線Ａｃを中心として周方向に並び固定クラウン歯車５と噛み合うＹ（例えば、Ｎ）個の入力側歯６ｔ５、及び、この周方向に並び出力クラウン歯車７と噛み合うＸｓ（例えば、Ｍ）個の出力側歯６ｔ７が形成されている。
【００３８】
この揺動クラウン歯車６は、前述の入力側歯６ｔ５及び出力側歯６ｔ７が形成されている本体部と、この本体部の外周縁に固定され、ストッパ５ｓと接触する環状のストッパ受け部６ｓと、本体部の中心軸線Ａｃ上の位置であって入力側の面に固定されている取付板部６ｂと、を有している。入力側歯６ｔ５は、本体部の入力側に形成され、出力側歯６ｔ７は、本体部の出力側に形成されている。この本体部は、磁性材で形成されている。
【００３９】
この揺動クラウン歯車６は、その中心軸線Ａｃ上の部分と固定クラウン歯車５の回転軸線Ａｒ上の部分とが自動調芯ユニット１０により連結されている。より、具体的には、揺動クラウン歯車６の取付板部６ｂと固定クラウン歯車５の取付板部５ｂとが自動調芯ユニット１０により連結されている。自動調芯ユニット１０は、揺動クラウン歯車６の中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒに対して傾斜可能、この中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒ回りに回転可能、及び中心軸線Ａｃ回りに揺動クラウン歯車６が自転可能に揺動クラウン歯車６を支持する一方で、回転軸線Ａｒの径方向及び軸方向に移動不能に揺動クラウン歯車６を支持する。自動調芯ユニット１０としては、以上のような機能を備えているものであれば、例えば、球面軸受けタイプ、自動調芯ころ軸受けタイプ、自動調芯玉軸受けタイプ等、如何なるタイプでもよい。
【００４０】
本実施形態において、駆動器４は、電磁石である。複数の駆動器４は、図１及び図２に示すように、磁力発生端を軸方向に出力側を向けて、回転軸線Ａｒを中心として、周方向に等間隔に、固定クラウン歯車５の本体部、又はケーシング８ａ，８ｂの入力側蓋８ａに固定されている。
【００４１】
ストッパ５ｓは、環状を成し、揺動クラウン歯車６のストッパ受け部６ｓと軸方向で対向するよう、固定クラウン歯車５の本体部の外周縁、又はケーシング８ａ，８ｂの入力側蓋８ａに固定されている。
【００４２】
なお、本実施形態では、固定クラウン歯車５と揺動クラウン歯車６と出力クラウン歯車７とを有して、差動歯車減速機構を構成している。
【００４３】
次に、本実施形態におけるアクチュエータ１の作用について説明する。
【００４４】
複数の駆動器４のうちの一の駆動器４が駆動すると、揺動クラウン歯車６の本体部中で、この駆動器４と周方向で対応する部分（以下、吸引部とする）が電磁吸引され、この吸引部が軸方向入力側に変位し、この吸引部と中心軸線Ａｃを基準して対称な位置の部分（以下、吸引対称部とする）が軸方向出力側に変位する。この結果、揺動クラウン歯車６の複数の入力側歯６ｔ５のうちで、吸引部側のＧ部の入力側歯６ｔ５が固定クラウン歯車５に噛み合い、揺動クラウン歯車６の複数の出力側歯６ｔ７のうちで、吸引対称部側のＨ部の出力側歯６ｔ７が出力クラウン歯車７に噛み合う。
【００４５】
この際、揺動クラウン歯車６は、その中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒに対して傾くことになるが、揺動クラウン歯車６のストッパ受け部６ｓがストッパ５ｓに接することで、揺動クラウン歯車６の吸引部が駆動器４に接することなく、揺動クラウン歯車６は、その傾きの角度が所定の角度に維持される。本実施形態では、揺動クラウン歯車６の傾きの角度が所定の角度になった時点で、揺動クラウン歯車６と固定クラウン歯車５との噛み合い深さ、及び揺動クラウン歯車６と出力クラウン歯車７との噛み合い深さが適切な深さになる。
【００４６】
ここで、周方向に並んでいる複数の駆動器４は、図示されていない制御装置からの指示で、周方向に並んでいる順に順次駆動し、ケーシング８ａ，８ｂ内に回転軸線Ａｒを中心として回転する回転磁界が発生する。このため、揺動クラウン歯車６の吸引部及び吸引対称部は回転軸線Ａｒを中心とする周方向に順次移動する。よって、揺動クラウン歯車６の複数の入力側歯６ｔ５のうちで、固定クラウン歯車５と噛み合う入力側歯６ｔ５は、周方向に順次移っていくと共に、揺動クラウン歯車６の複数の出力側歯６ｔ７のうちで、出力クラウン歯車７と噛み合う出力側歯６ｔ７も、周方向に順次移っていく。この際、揺動クラウン歯車６は、その中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒに対して傾いた状態のままで、この中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒ回りに回転する。つまり、揺動クラウン歯車６は、回転軸線Ａｒを中心として首振り運動する。
【００４７】
ところで、揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数は、前述したように、固定クラウン歯車５の歯数と異なっている。このため、揺動クラウン歯車６の複数の入力側歯６ｔ５のうちで、固定クラウン歯車５と噛み合う入力側歯６ｔ５が、周方向に順次移り、揺動クラウン歯車６中の特定の入力側歯６ｔ５が固定クラウン歯車５の歯５ｔと再び噛み合っても、この特定の入力側歯６ｔ５は、固定クラウン歯車５の複数の歯５ｔのうちで、先に噛み合っていた歯５ｔと異なる歯５ｔと噛み合うことになる。具体的に、揺動クラウン歯車６中の特定の入力側歯６ｔ５は、固定クラウン歯車５の複数の歯５ｔのうちで、先に噛み合っていた歯５ｔから、揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数Ｙ（例えば、Ｎ）と固定クラウン歯車５の歯数Ｙｓ（例えば、（Ｎ−１））との差分（Ｙ−Ｙｓ）（例えば、１＝Ｎ−（Ｎ−１））だけズレた歯５ｔと噛み合うことになる。
【００４８】
また、揺動クラウン歯車６における出力側歯６ｔ７の歯数は、前述したように、出力クラウン歯車７の歯数と異なっている。このため、出力クラウン歯車７も、揺動クラウン歯車６の回転数と異なる回転数で回転する。
【００４９】
この結果、回転磁界の回転数をθとすると、出力クラウン歯車７の回転数θ７は、以下の式のようになる。
θ7＝{１−（Ｘｓ・Ｙｓ）／（Ｘ・Ｙ）}・θ
【００５０】
なお、揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数Ｙが例えばＮ個で、固定クラウン歯車５の歯数Ｙｓが例えば（Ｎ−１）個、出力クラウン歯車７の歯数Ｘが（Ｍ−１）個で、揺動クラウン歯車６の出力側歯車６ｔ７の歯数ＸｓがＭ個の場合、出力クラウン歯車７の回転数は、以下の式のようになり、揺動クラウン歯車の回転方向及び出力クラウン歯車の回転方向は、いずれも回転磁界の回転方向になる。
θ7＝[（Ｍ−Ｎ）／{Ｎ・（Ｍ−１）}]・θ
【００５１】
従って、回転磁界の回転に対する出力軸９の減速比は、１−（Ｘｓ・Ｙｓ）／（Ｘ・Ｙ）（例えば、（Ｍ−Ｎ）／{Ｎ・（Ｍ−１）}）になる。よって、本実施形態では、回転磁界の回転に対して高い減速比を得ることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、固定クラウン歯車５の歯数を（Ｎ−１）個、揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数をＮ個、揺動クラウン歯車６における出力側歯６ｔ７の歯数をＭ個、出力クラウン歯車７の歯数を（Ｍ−１）にしているが、本発明は、これに限定されるものではない。具体的に、固定クラウン歯車５の歯数に対して、揺動クラウン歯車６の入力側歯６ｔ５の歯数を２以上多くしてもよいし、揺動クラウン歯車６の出力側歯６ｔ７の歯数に対して、出力クラウン歯車７の歯数を２以上少なくしてもよい。また、逆に、固定クラウン歯車５の歯数に対して、揺動クラウン歯車６の入力側歯６ｔ５の歯数を少なくしてもよいし、揺動クラウン歯車６の出力側歯６ｔ７の歯数に対して、出力クラウン歯車７の歯数を多くしてもよい。この場合、揺動クラウン歯車６は、回転磁界の回転方向に対して逆向きに回転（自転）し、出力クラウン歯車７は、揺動クラウン歯車６の回転（自転）に対して逆向きに回転する。さらに、固定クラウン歯車５の歯数と揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数との歯数差と、揺動クラウン歯車６における出力側歯６ｔ７の歯数と出力クラウン歯車７の歯数との歯数差と、のうち、一方の歯数差は０であってもよい。
【００５３】
よって、本実施形態では、固定クラウン歯車５の歯数と揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の歯数との歯数差、及び、揺動クラウン歯車６における出力側歯６ｔ７の歯数と出力クラウン歯車７の歯数との歯数差を適宜変更することにより、回転磁界の回転に対する出力軸９の減速比のバリエーションを豊富にすることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、自動調芯ユニット１０は、前述したように、揺動クラウン歯車６の中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒに対して傾斜可能、この中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒ回りに回転可能、及び中心軸線Ａｃ回りに揺動クラウン歯車６が自転可能に揺動クラウン歯車６を支持する一方で、回転軸線Ａｒの径方向及び軸方向に移動不能に揺動クラウン歯車６を支持している。このため、揺動クラウン歯車６は、回転磁界の回転に対して、安定且つスムーズに、回転軸線Ａｒを中心として首振り運動すると共に、その中心軸線Ａｃ回りに自転する。
【００５５】
また、本実施形態では、前述したように、揺動クラウン歯車６が駆動器４による電磁吸引により傾いても、ストッパ５ｓにより、その傾きの角度が所定の角度に維持され、揺動クラウン歯車６と固定クラウン歯車５との噛み合い深さ、及び揺動クラウン歯車６と出力クラウン歯車７との噛み合い深さが適切な深さになる。このため、本実施形態では、各歯車５，６，７相互の噛み合いにおける出力損失を抑えることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、周方向に並んでいる複数の駆動器４が並んでいる順に順次駆動しても、ストッパ５ｓにより揺動クラウン歯車６の傾きが制限されて、揺動クラウン歯車６と複数の駆動器４とが断続的に接触しない。一方、本実施形態では、周方向に並んでいる複数の駆動器４が並んでいる順に順次駆動している間中、揺動クラウン歯車６と環状のストッパ５ｓとは接触し続けている。このため、本実施形態では、周方向に並んでいる複数の駆動器４が並んでいる順に順次駆動しても、部材相互の断続的な接触音の発生を抑えることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、特許文献１に記載の差動歯車減速機構で押付機構が占めている領域に、特許文献１におけるモータとしての役割を担う複数の駆動器４を配置したので、軸方向の長さを短くすることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、揺動クラウン歯車６の本体部の外周側、つまり揺動クラウン歯車６における入力側歯６ｔ５の環状歯列の外周側にストッパ受け部６ｓを設けると共に、このストッパ受け部６ｓと対向するようにストッパ５ｓを設けている。しかしながら、図１中、想像線で示すように、揺動クラウン歯車６の入力側歯６ｔ５の環状歯列の内周側にストッパ受け部６ｓｓを設けると共に、このストッパ受け部６ｓｓと対向するようにストッパ５ｓｓを設けてもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、駆動器４として電磁石を用いているが、この替わりに油圧ピストン、空圧ピストン、電磁ピストン等を用いてもよい。但し、これらピストンは、ピストンの動作端が揺動クラウン歯車６と接触しなければ、揺動クラウン歯車６を傾けることができないため、ピストンを駆動すると、揺動クラウン歯車６との接触音が発生することになる。
【００６０】
また、本実施形態では、各歯車５，６，７として、クラウン歯車を採用しているが、軸方向で互いに噛み合うことができれば、如何なる歯車でもよく、例えば、傘歯車やフェイス歯車であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態では、出力クラウン歯車７と出力軸９とで出力部材を構成しているが、出力部材には出力クラウン歯車７が無くてもよい。この場合、回転軸線Ａｒに対して中心軸線Ａｃが傾いている揺動クラウン歯車６の自転を出力軸９に伝えるため、特許文献１に記載のように、揺動クラウン歯車６と出力軸９とを弾性部材で接続してもよい。また、出力軸９に対する揺動クラウン歯車６の傾きを許容しつつ、揺動クラウン歯車６に対して出力軸９が相対回転不能に、揺動クラウン歯車６と出力軸９とをスプライン構造で接続してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  アクチュエータ
４  駆動器
５  固定クラウン歯車
５ｓ  ストッパ
５ｔ  （固定クラウン歯車の）歯
６  揺動クラウン歯車
６ｓ  ストッパ受け部
６ｔ５  （揺動クラウン歯車の）入力側歯
６ｔ７  （揺動クラウン歯車の）出力側歯
７  出力クラウン歯車
７ｔ  （出力クラウン歯車の）歯
８ａ  入力側蓋
８ｂ  出力側蓋
９  出力軸
１０  自動調芯ユニット
Ａｒ  回転軸線Ａｒ
Ａｃ  中心軸線Ａｃ
【図１】
2014047797.tif 000003
【図２】
2014047797.tif 000004