(57)【要約】【課題】高いトルクを伝達する。【解決手段】入力軸６の回転で中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒを中心として首振り運動する揺動クラウン歯車４と、揺動クラウン歯車４と噛み合い、揺動クラウン歯車４の歯数と異なる歯数の歯列が形成され、ケーシング８に固定されている非揺動クラウン歯車５と、揺動クラウン歯車４の回転に伴って回転軸線Ａｒ回りに回転する出力軸7とを備える。出力軸７と揺動クラウン歯車４とは、スプライン構造Ｓにより、揺動クラウン歯車４の揺動を許容する一方で、相対回転不能に剛接続されている。【選択図】図１
2014047796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線回りに回転する入力軸と、
前記回転軸線に対して傾斜している中心軸線を中心として周方向に複数の歯が並んでいる歯列が形成され、該中心軸線が前記回転軸線を中心として首振り運動する揺動歯車と、
前記入力軸の回転で、該入力軸に対して前記揺動歯車が相対回転しつつ前記首振り運動するよう、該入力軸と前記揺動歯車とを係合させる回転−首振り変換手段と、
前記揺動歯車の前記歯列と噛み合い、該揺動歯車の歯数と異なる歯数の歯列が形成され、前記回転軸線を中心として前記揺動歯車に対して相対回転する非揺動歯車と、
前記揺動歯車、前記回転−首振り変換手段及び前記非揺動歯車を少なくとも覆うケーシングと、
前記揺動歯車と前記非揺動歯車とのうち、前記ケーシングに対して相対回転する回転歯車に対して、前記回転軸線回りに相対回転不能に剛接続されている出力軸と、
を備え、
前記非揺動歯車と前記揺動歯車とのうちで前記回転歯車ではない歯車は、前記ケーシングに対して、前記回転軸回りに相対回転不能に剛接続され、
前記出力軸と前記ケーシングとのうち、前記揺動歯車に対して相対回転しない部材には、前記回転軸線の周方向で互いに対向する一対の面が形成され、前記揺動歯車には、該一対の面のそれぞれに接触しつつも、該揺動歯車の揺動を許容する一対の面が形成されて、該部材と該揺動歯車とが相対回転不能に剛接続されている、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の差動歯車減速機構において、
前記回転−首振り変換手段は、前記入力軸の前記揺動歯車側の端部に、相対回転不能に且つ前記回転軸線の径方向に相対移動不能に取り付けられ、前記回転軸線に対して径方向に張り出しているフランジ部材と、該フランジ部材と前記揺動歯車とのうち、少なくとも一方に形成され、前記回転軸線に対して傾斜した面内で前記回転軸線を中心して環状の環状溝と、該環状溝内に移動可能に一部が入り込んで、該回転軸線からの径方向の距離が該フランジ部材及び該揺動歯車に対して変化しない径方向移動拘束部材と、を有する、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項３】
請求項２に記載の差動歯車減速機構において、
前記フランジ部材と前記揺動歯車との両方に、前記環状溝が形成され、
前記径方向移動拘束部材は、前記フランジ部材の前記環状溝及び前記揺動歯車の前記環状溝のそれぞれに入った状態で転動する複数の転動体である、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項４】
請求項３に記載の差動歯車減速機構において、
５以上の前記転動体と、５以上の該転動体の周方向の相互間隔を等間隔に保持する保持器とを有する、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項５】
請求項２に記載の差動歯車減速機構において、
前記フランジ部材と前記揺動歯車とのうちの一方にのみ前記環状溝が形成され、
前記径方向移動拘束部材は、前記フランジ部材と前記揺動歯車とのうちの他方に固定され、前記環状溝に摺動可能に入っている突起である、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項６】
請求項５に記載の差動歯車減速機構において、
前記突起として、前記環状溝の周方向全体にわたって入り込む環状の突起、又は該環状溝の周方向で等間隔に入り込む５以上の突起を有する、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項７】
請求項１に記載の差動歯車減速機構において、
前記回転−首振り変換手段は、前記入力軸の前記揺動歯車側の端部に固定され、前記回転軸線に対して径方向に張り出し、前記揺動歯車側に前記回転軸線に対して傾斜している傾斜面が形成されているフランジ部材と、前記揺動歯車に形成され、該フランジ部材の該傾斜面と平行に対向する傾斜面と、両傾斜面との間に配置され、少なくとも一方に対して摺接する摺動体と、を有する、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の差動歯車減速機構において、
前記出力軸と前記ケーシングとのうちで前記揺動歯車に対して相対回転しない前記部材と、該揺動歯車とは、スプライン構造により接続されており、該部材と該揺動歯車とのそれぞれに形成されている前記一対の面は、該スプライン構造の一部を成す、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項９】
請求項８に記載の差動歯車減速機構において、
前記出力軸と前記ケーシングとのうちで前記揺動歯車に対して相対回転しない前記部材と、該揺動歯車とのうち、一方にスプライン外歯が形成され、他方に該スプライン外歯と噛み合うスプライン内歯が形成され、
前記スプライン外歯の歯先面と、前記スプライン内歯の歯先面とのうち、一方の歯先面は、前記回転軸線を含む仮想面と交わる交線が相手の歯元側に突出した円弧を成す円弧面である、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の差動歯車減速機構において、
前記非揺動歯車は、前記ケーシングに固定され、
前記揺動歯車は、前記入力軸の回転で、該入力軸及び前記ケーシングに対して相対回転し、
前記出力軸には、前記揺動歯車の前記一対の面のそれぞれに接触する前記一対の面が形成され、該出力軸が該揺動歯車に対して相対回転不能に剛接続されている、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の差動歯車減速機構において、
前記非揺動歯車は、前記回転軸線回りに前記ケーシングに対して相対回転可能に配置され、
前記出力軸は、前記非揺動歯車に固定され、
前記ケーシングには、前記揺動歯車の前記一対の面のそれぞれに接触する前記一対の面が形成され、該揺動歯車が該ケーシングに対して相対回転不能に剛接続されている、
ことを特徴とする差動歯車減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い減速比が得られる差動歯車減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
差動歯車減速機構としては、例えば、以下の特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
この差動歯車減速機構は、回転軸線回りに回転する入力軸と、入力軸の回転で中心軸線が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、回転軸線に対して揺動クラウン歯車の中心軸線の傾きを許容しつつ、この揺動クラウン歯車の回転を出力軸に伝達するため、弾性変形可能なスポークで揺動クラウン歯車と出力軸とを接続している。
【０００６】
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、軽量且つコンパクトであるため、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】
【０００７】
【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】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の差動歯車減速機構では、揺動クラウン歯車と出力軸とを弾性材で接続して、揺動クラウン歯車の回転を出力軸に伝えているため、高トルクを伝達できない、という問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑み、より高いトルクを伝達することができる差動歯車減速機構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】
前記問題点を解決するための発明に係る差動歯車減速機構は、
回転軸線回りに回転する入力軸と、前記回転軸線に対して傾斜している中心軸線を中心として周方向に複数の歯が並んでいる歯列が形成され、該中心軸線が前記回転軸線を中心として首振り運動する揺動歯車と、前記入力軸の回転で、該入力軸に対して前記揺動歯車が相対回転しつつ前記首振り運動するよう、該入力軸と前記揺動歯車とを係合させる回転−首振り変換手段と、前記揺動歯車の前記歯列と噛み合い、該揺動歯車の歯数と異なる歯数の歯列が形成され、前記回転軸線を中心として前記揺動歯車に対して相対回転する非揺動歯車と、前記揺動歯車、前記回転−首振り変換手段及び前記非揺動歯車を少なくとも覆うケーシングと、前記揺動歯車と前記非揺動歯車とのうち、前記ケーシングに対して相対回転する回転歯車に対して、前記回転軸線回りに相対回転不能に剛接続されている出力軸と、を備え、
前記非揺動歯車と前記揺動歯車とのうちで前記回転歯車ではない歯車は、前記ケーシングに対して、前記回転軸回りに相対回転不能に剛接続され、前記出力軸と前記ケーシングとのうち、前記揺動歯車に対して相対回転しない部材には、前記回転軸線の周方向で互いに対向する一対の面が形成され、前記揺動歯車には、該一対の面のそれぞれに接触しつつも、該揺動歯車の揺動を許容する一対の面が形成されて、該部材と該揺動歯車とが相対回転不能に剛接続されていることを特徴とする。
【００１１】
当該差動歯車減速機構では、出力軸とケーシングとのうちで揺動歯車に対して相対回転しない部材と、揺動歯車とは、それぞれに形成されている周方向を向く面が互に接触することで、揺動歯車の揺動を許容しつつも、該部材と該揺動歯車とが相対回転不能に剛接続されている。ここで、出力軸とケーシングとのうちで揺動歯車に対して相対回転しない部材が出力軸である場合、出力軸と揺動歯車とは相対回転不能に剛接合されているため、より高いトルクを伝達することができる。また、出力軸とケーシングとのうちで揺動歯車に対して相対回転しない部材がケーシングである場合、言い換えると、ケーシングに対して揺動歯車が相対回転しない場合でも、ケーシングに対して相対回転する回転歯車を成す非揺動歯車と出力軸とが相対回転不能に剛接合されているため、より高いトルクを伝達することができる。
【００１２】
ここで、前記差動歯車減速機構において、前記回転−首振り変換手段は、前記入力軸の前記揺動歯車側の端部に、相対回転不能に且つ前記回転軸線の径方向に相対移動不能に取り付けられ、前記回転軸線に対して径方向に張り出しているフランジ部材と、該フランジ部材と前記揺動歯車とのうち、少なくとも一方に形成され、前記回転軸線に対して傾斜した面内で前記回転軸線を中心して環状の環状溝と、該環状溝内に移動可能に一部が入り込んで、該回転軸線からの径方向の距離が該フランジ部材及び該揺動歯車に対して変化しない径方向移動拘束部材と、を有してもよい。
【００１３】
当該差動歯車減速機構では、回転−首振り変換手段により、揺動歯車を回転軸線の径方向に移動不能に拘束することができる。
【００１４】
この場合、前記フランジ部材と前記揺動歯車との両方に、前記環状溝が形成され、前記径方向移動拘束部材は、前記フランジ部材の前記環状溝及び前記揺動歯車の前記環状溝のそれぞれに入った状態で転動する複数の転動体であってもよい。
【００１５】
この場合、５以上の前記転動体と、５以上の該転動体の周方向の相互間隔を等間隔に保持する保持器とを有してもよい。
【００１６】
当該差動歯車減速機構では、フランジ部材が非揺動歯車側（出力軸側）に付勢されている場合、揺動歯車に対して、付勢力を周方向でほぼ均等に伝えることができる。よって、当該差動歯車減速機構では、揺動歯車と非揺動歯車との噛み合い部分での噛み合い量の変動、言い換えると、バックラッシの変動を小さくすることができる。
【００１７】
また、前記差動歯車減速機構において、前記フランジ部材と前記揺動歯車とのうちの一方にのみ前記環状溝が形成され、前記径方向移動拘束部材は、前記フランジ部材と前記揺動歯車とのうちの他方に固定され、前記環状溝に摺動可能に入っている突起であってもよい。
【００１８】
この場合、前記突起として、前記環状溝の周方向全体にわたって入り込む環状の突起、又は該環状溝の周方向で等間隔に入り込む５以上の突起を有してもよい。
【００１９】
当該差動歯車減速機構でも、フランジ部材が非揺動歯車側（出力軸側）に付勢されている場合、揺動歯車に対して、付勢力を周方向でほぼ均等に伝えることができる。よって、当該差動歯車減速機構では、揺動歯車と非揺動歯車との噛み合い部分での噛み合い量の変動、言い換えると、バックラッシの変動を小さくすることができる。
【００２０】
また、前記差動歯車減速機構において、前記回転−首振り変換手段は、前記入力軸の前記揺動歯車側の端部に固定され、前記回転軸線に対して径方向に張り出し、前記揺動歯車側に前記回転軸線に対して傾斜している傾斜面が形成されているフランジ部材と、前記揺動歯車に形成され、該フランジ部材の該傾斜面と平行に対向する傾斜面と、両傾斜面との間に配置され、少なくとも一方に対して摺接する摺動体と、を有してもよい。
【００２１】
当該差動歯車減速機構では、フランジ部材が非揺動歯車側（出力軸側）に付勢されている場合、揺動歯車に対して、付勢力を周方向で均等に伝えることができる。よって、当該差動歯車減速機構でも、揺動歯車と非揺動歯車との噛み合い部分での噛み合い量の変動、言い換えると、バックラッシの変動を小さくすることができる。
【００２２】
また、前記差動歯車減速機構において、前記出力軸と前記ケーシングとのうちで前記揺動歯車に対して相対回転しない前記部材と、該揺動歯車とは、スプライン構造により接続されており、該部材と該揺動歯車とのそれぞれに形成されている前記一対の面は、該スプライン構造の一部を成してもよい。
【００２３】
この場合、前記出力軸と前記ケーシングとのうちで前記揺動歯車に対して相対回転しない前記部材と、該揺動歯車とのうち、一方にスプライン外歯が形成され、他方に該スプライン外歯と噛み合うスプライン内歯が形成され、前記スプライン外歯の歯先面と、前記スプライン内歯の歯先面とのうち、一方の歯先面は、前記回転軸線を含む仮想面と交わる交線が相手の歯元側に突出した円弧を成す円弧面であってもよい。
【００２４】
当該差動歯車減速機構では、スプライン外歯とスプライン内歯とのうち、歯先面が円弧面であるスプライン歯に接する他のスプライン歯の歯高さを低くすることができる。言い換えると、この他のスプライン歯相互間の溝深さを浅くすることができる。
【００２５】
また、前記差動歯車減速機構において、前記非揺動歯車は、前記ケーシングに固定され、前記揺動歯車は、前記入力軸の回転で、該入力軸及び前記ケーシングに対して相対回転し、前記出力軸には、前記揺動歯車の前記一対の面のそれぞれに接触する前記一対の面が形成され、該出力軸が該揺動歯車に対して相対回転不能に剛接続されていてもよい。
【００２６】
また、前記差動歯車減速機構において、前記非揺動歯車は、前記回転軸線回りに前記ケーシングに対して相対回転可能に配置され、前記出力軸は、前記非揺動歯車に固定され、前記ケーシングには、前記揺動歯車の前記一対の面のそれぞれに接触する前記一対の面が形成され、該揺動歯車が該ケーシングに対して相対回転不能に剛接続されていてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、より高いトルクを伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態としての差動歯車減速機構の断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図１におけるＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態としての差動歯車減速機構の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態としての差動歯車減速機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
「第１実施形態」
本発明に係る差動歯車減速機構の第１実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態としての差動歯車減速機構の断面図である。図２は、図１におけるII−II線断面図である。図３は、図１におけるＡ部拡大図である。
【００３１】
本実施形態の差動歯車減速機構１は、図１に示すように、回転軸線Ａｒ回りに回転する入力軸６と、回転軸線Ａｒに対して傾斜している中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒを中心として首振り運動する揺動クラウン歯車４と、揺動クラウン歯車４と噛み合う非揺動クラウン歯車５と、揺動クラウン歯車４及び非揺動クラウン歯車５を覆うケーシング８と、揺動クラウン歯車４に対して回転軸線Ａｒ回りに互いに相対回転不能に接続されている出力軸７と、を備えている。
【００３２】
入力軸６は、ケーシング８の入力側蓋８ａに軸受け６ｂを介して、回転軸線Ａｒ回りに回転可能に支持されている。この入力軸６の一方の端部には、図示されていないモータが接続される。また、この入力軸６の他方の端部には、回転軸線Ａｒに対して径方向に張り出している円板状のフランジ部材１１が、相対回転不能に且つ回転軸線Ａｒの径方向に相対移動不能に取り付けられている。このフランジ部材１１の出力軸側の面は、回転軸線Ａｒに対して傾斜した傾斜面１１ｆを成している。
【００３３】
入力側蓋８ａに設けられている軸受け６ｂとフランジ部材１１との間には、弾性体である皿バネ１３が圧縮状態で配置されており、フランジ部材１１を出力軸側に付勢している。
【００３４】
揺動クラウン歯車４は、中心軸線Ａｃを中心として円板状を成し、この円板の一方側の面に、中心軸線Ａｃを中心として周方向に（Ｎ−１）個（Ｎは２より大きな自然数）の歯４ｔが並んでいる歯列が形成されている。複数の歯４ｔは、いずれも、中心軸線Ａｃが延びている方向に突出している。また、この揺動クラウン歯車４の円板の他方側の面は、中心軸線Ａｃを中心として円筒状のボス部４ｂが形成されている。
【００３５】
非揺動クラウン歯車５は、回転軸線Ａｒを中心として円板状を成し、ケーシング８の出力側蓋８ｂに固定されている。非揺動クラウン歯車５は、この円板の入力軸側の面に、回転軸線Ａｒを中心として周方向にＮ個の歯５ｔが並んでいる歯列が形成されている。複数の歯５ｔは、いずれも、回転軸線Ａｒが延びている軸線方向であって入力軸側に突出している。
【００３６】
出力軸７は、ケーシング８の出力側蓋８ｂに軸受け７ｂを介して、回転軸線Ａｒ回りに回転可能に支持され、この出力側蓋８ｂに固定されている非揺動クラウン歯車５を貫通しいている。この出力軸７の入力軸側の端部には、揺動クラウン歯車４のボス部４ｂが回転軸線Ａｒに対して揺動可能且つ相対回転不能に接続されている。
【００３７】
揺動クラウン歯車４の歯数は、前述したように、非揺動クラウン歯車５の歯数と異なっている。このため、揺動クラウン歯車４の一部Ｆの歯４ｔのみが非揺動クラウン歯車５と噛み合い、この揺動クラウン歯車４の中心軸線Ａｃは、回転軸線Ａｒに対して傾くことになる。この揺動クラウン歯車４の円板における歯４ｔが形成されていない側の面は、フランジ部材１１の傾斜面１１ｆと平行に対向する傾斜面４ｆを成している。なお、この揺動クラウン歯車４の傾斜面４ｆは、この揺動クラウン歯車４の中心軸線Ａｃに対しては垂直な面である。
【００３８】
フランジ部材１１の傾斜面１１ｆと揺動クラウン歯車４の傾斜面４ｆには、相手側の傾斜面から遠ざかる向きに凹み、回転軸線Ａｒを中心して環状の環状溝１１ｇ，４ｇが形成されている。具体的に、これらの環状溝１１ｇ，４ｇは、回転軸線Ａｒを中心とした仮想の円柱の外周面と傾斜面１１ｆ，４ｆとの交線に沿って形成されている。各傾斜面１１ｆ，４ｆの環状溝１１ｇ，４ｇは、互いに対向しており、この間に５以上のボールが転動体１２として配置されている。なお、転動体１２は、球状のボールではなく、例えば、円柱状のものであってもよい。複数の転動体１２は、図２に示すように、回転軸線Ａｒを中心として環状溝１１ｇ，４ｇ内で、周方向における互いの間隔が等間隔になるよう、保持器１２ｒにより、回転可能に保持されている。すなわち、各傾斜面１１ｆ，４ｆに形成されている環状溝１１ｇ，４ｇ内に転動可能に配置されている多数の転動体１２と、転動体１２相互の間隔を保持する保持器１２ｒとは、スラスト転がり軸受けを構成している。
【００３９】
よって、揺動クラウン歯車４は、スラスト転がり軸受けを介して入力軸６と接続されているため、入力軸６に対して相対回転可能である。また、フランジ部材１１の傾斜面１１ｆ及び揺動クラウン歯車４の傾斜面４ｆのそれぞれに形成されている環状溝１１ｇ，４ｇは、回転軸線Ａｒを中心して環状であり、ここに多数の転動体１２が入っているため、揺動クラウン歯車４は、入力軸６に対する相対回転が許容されつつも、回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束される。このため、多数の転動体１２は、径方向移動拘束部材を構成している。
【００４０】
揺動クラウン歯車４と出力軸７とは、スプライン構造Ｓにより接続されている。このスプライン構造Ｓは、図３に示すように、出力軸７の入力軸側端部に形成されている複数のスプライン外歯７ｓと、揺動クラウン歯車４のボス部４ｂに形成され、複数のスプライン外歯７ｓと噛み合う複数のスプライン内歯４ｂｓと、を有して構成されている。スプライン外歯７ｓ及びスプライン内歯４ｂｓには、いずれも、回転軸線Ａｒに対する周方向で互いに対向し、且つ回転軸線Ａｒに対して径方向に広がる一対の歯面が形成されている。一つのスプライン外歯７ｓの一対の歯面は、特定のスプライン内歯４ｂｓの一の歯面と接すると共に、この特定のスプライン内歯４ｂｓに周方向で隣接する他のスプライン内歯４ｂｓの一の歯面と接する。
【００４１】
スプライン外歯７ｓの歯先面７ｓＲは、回転軸線Ａｒを含む仮想面と交わる交線がスプライン内歯４ｂｓの歯元側に突出した円弧を成す円弧面である。
【００４２】
以上のようなスプライン構造Ｓにより、揺動クラウン歯車４と出力軸７とが接続されているため、揺動クラウン歯車４は、前述したように、回転軸線Ａｒに対して揺動可能Ｒ、且つ出力軸７に対して相対回転不能になっている。
【００４３】
なお、ここでは、スプライン外歯７ｓの歯先面７ｓＲを円弧面に形成しているが、スプライン内歯４ｂｓの歯先面を同様の円弧面に形成してもよい。この場合、スプライン内歯４ｂｓの円弧面は、スプライン外歯７ｓの歯元側に突出する。
【００４４】
次に、本実施形態における差動歯車減速機構１の作用について説明する。
【００４５】
皿バネ１３により出力軸側付勢されている揺動クラウン歯車４の複数の歯４ｔのうちで、フランジ部材１１の傾斜面１１ｆ中で出力軸側に位置している出力軸寄り部分と対応する部分Ｆの歯４ｔは、非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合っている。
【００４６】
入力軸６が回転軸線Ａｒ回りに回転すると、フランジ部材１１が入力軸６と一体回転する。フランジ部材１１が回転軸線Ａｒ回りに回転すると、フランジ部材１１の傾斜面１１ｆ中の出力軸寄り部分も、回転軸線Ａｒ回りに回転する。このため、揺動クラウン歯車４の複数の歯４ｔのうちで、非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合う歯４ｔが、周方向に順次移っていく。この際、揺動クラウン歯車４の中心軸線Ａｃは、回転軸線Ａｒに傾斜した状態で回転軸線Ａｒ回りに回転する。つまり、揺動クラウン歯車４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４の歯数は、前述したように、非揺動クラウン歯車５の歯数と異なっている。このため、揺動クラウン歯車４の複数の歯４ｔのうちで、非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合う歯４ｔが、周方向に順次移り、揺動クラウン歯車４中の特定の歯４ｔが非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと再び噛み合っても、この特定の歯４ｔは、非揺動クラウン歯車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４中の特定の歯４ｔは、非揺動クラウン歯車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４の歯数（Ｎ−１）と非揺動クラウン歯車５の歯数Ｎとの差分（１）だけズレた歯５ｔと噛み合うことになる。よって、揺動クラウン歯車４は、入力軸６が１回転すると、ケーシング８に固定されている非揺動クラウン歯車５に対して、両者の歯数差分の角度分だけ、相対回転する。このため、入力軸６の回転数に対する揺動クラウン歯車４の回転数の割合（減速比）は、非揺動クラウン歯車５の歯数（Ｎ）に対する両歯車の歯数差（１）の割合分（１／Ｎ）になる。なお、この際、揺動クラウン歯車４は、入力軸６の回転方向と同じ向きに回転する。
【００４８】
この揺動クラウン歯車４は、前述したように、回転軸線Ａｒに対して揺動可能、且つ出力軸７に対して相対回転不能に、スプライン構造Ｓにより、出力軸７と接続されている。このため、出力軸７は、揺動クラウン歯車４の回転に伴って回転軸線Ａｒ回りに回転する。
【００４９】
ここで、出力軸７は、スプライン構造Ｓにより、揺動クラウン歯車４と、回転軸線Ａｒの周方向において剛接続されている。このため、本実施形態では、高トルクを伝達することができる。
【００５０】
また、本実施形態の揺動クラウン歯車４は、環状溝１１ｇ，４ｇ内に入っている多数の転動体１２により、回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束されている。このため、本実施形態では、出力軸７との接続部分であるスプライン構造Ｓにおいて、揺動クラウン歯車４を回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束する必要がない。仮に、スプライン構造Ｓにおいて、揺動クラウン歯車４を回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束しつつも、回転軸線Ａｒに対して揺動可能、且つ出力軸７に対して相対回転不能に出力軸７と接続しようとすると、スプライン外歯７ｓの歯先面７ｓＲとスプライン内歯４ｂｓの歯元面との相対位置関係、又は、スプライン外歯７ｓの歯元面とスプライン内歯４ｂｓの歯先面との相対位置関係を極めて精密に仕上げる必要がある。このため、差動歯車減速機構の製造コストが嵩むことになる。さらに、スプライン外歯７ｓの歯先面７ｓＲとスプライン内歯４ｂｓの歯元面との相対位置関係等を精密に仕上げることにより、出力軸７に対する揺動クラウン歯車４の揺動に伴う両者間の摩擦力が増加するため、出力損出にもつながる。
【００５１】
よって、本実施形態にように、フランジ部材１１と揺動クラウン歯車４との間で、揺動クラウン歯車４を回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束しつつ、揺動クラウン歯車４と出力軸７とをスプライン構造Ｓで接続すると、差動歯車減速機構１の製作コスト及び出力損出の低減を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、皿バネ１３からフランジ部材１１が受ける付勢力を、環状溝１１ｇ，４ｇの周方向に等間隔で配置されている５個以上の多数の転動体１２を介して、揺動クラウン歯車４に伝えている。このため、揺動クラウン歯車４に対して、皿バネ１３からの付勢力を周方向でほぼ均等に伝えることができる。よって、本実施形態では、揺動クラウン歯車４の複数の歯４ｔのうちで、非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合う歯４ｔが、周方向に順次移っても、噛み合い部分での噛み合い量の変動、言い換えると、バックラッシの変動を小さくすることができる。
【００５３】
なお、本実施形態において、入力軸６に対して揺動クラウン歯車４が相対回転しつつ首振り運動するよう、入力軸６と揺動クラウン歯車４とを係合させる回転−首振り変換手段は、傾斜面１１ｆが形成されているフランジ部材１１と、揺動クラウン歯車４の傾斜面４ｆと、各傾斜面１１ｆ，４ｆに形成されている環状溝１１ｇ，４ｇと、各環状溝１１ｇ，４ｇ内に入り込んでいる多数の転動体１２と、転動体１２の保持器１２ｒとを有して構成されている。
【００５４】
ここで、以上では、揺動クラウン歯車４の歯数を（Ｎ−１）、非揺動クラウン歯車５の歯数をＮとして、歯数差を１としている。しかしながら、歯数差があれば、入力軸の回転を減速させることができるので、この歯数差は１に限定せず、例えば、２でも、３でもよい。また、以上では、揺動クラウン歯車４の歯数を非揺動クラウン歯車５の歯数より少なくしているが、逆に、揺動クラウン歯車４の歯数を非揺動クラウン歯車５の歯数より多くしてもよい。この場合、揺動クラウン歯車４の回転方向が、入力軸６の回転方向と逆向きになる。
【００５５】
また、以上では、フランジ部材１１と軸受け６ｂとの間に皿バネ１３を配置しているが、転動体１２と環状溝１１ｇ，４ｇとの間の摩擦力が適正に得られて、首振り運動の際の歯４ｔと歯５ｔの噛合いのバックラッシュが適正に得られれば、皿バネ１３を設けなくてもよい。
【００５６】
「第２実施形態」
次に、本発明に係る差動歯車減速機構の第２実施形態について、図４に基づいて説明する。図４は、本発明の第２実施形態としての差動歯車減速機構の要部断面図である。なお、図４において、第１実施形態と同じ構造のものは同じ符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明は省略する。
【００５７】
本実施形態の差動歯車減速機構２も、第１実施形態と同様、入力軸６と、歯数Ｎで側蓋８ｂに固定されている非揺動クラウン歯車５と、傾斜配置された歯数（Ｎ−１）の揺動クラウン歯車２４と、出力軸７と、を備えている。揺動クラウン歯車２４は、首振り運動により、その一部Ｇの歯２４ｔが非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合う。揺動クラウン歯車２４の傾斜面２４ｆと、入力軸６６と相対回転不能に連結されたフランジ部材２１の傾斜面２１ｆとの間には、第１実施形態と異なり、円板状の摺動体２２が低摩擦化媒体として配置されている。なお、この摺動体２２は、スラストすべり軸受けを構成している。また、各傾斜面２１ｆ，２４ｆは、第１実施形態と同様、互いに平行に対向し且つ回転軸線Ａｒに対して傾斜している。
【００５８】
入力側蓋８ａに設けられている入力軸６の軸受け６ｂとフランジ部材２１との間には、第１実施形態と同様、弾性体である皿バネ１３が圧縮状態で配置されており、フランジ部材２１を出力軸側に付勢している。また、揺動クラウン歯車２４のボス部２４ｂと出力軸７の入力軸側の端部とは、第１実施形態と同様のスプライン構造Ｓ２により接続されている。
【００５９】
次に、本実施形態における差動歯車減速機構２の作用について説明する。
【００６０】
入力軸６が回転軸線Ａｒ回りに回転すると、第１実施形態と同様、揺動クラウン歯車２４の中心軸線Ａｃは、回転軸線Ａｒに傾斜した状態で回転軸線Ａｒ回りに回転する。つまり、揺動クラウン歯車２４は、回転軸線Ａｒを中心として首振り運動する。
【００６１】
本実施形態でも、揺動クラウン歯車２４が歯数（Ｎ−１）であり、非揺動クラウン歯車５が歯数Ｎであることにより、揺動クラウン歯車２４は入力軸６の回転方向と同じ向きに、入力軸６の回転数の１／Ｎに減速されて回転する。揺動クラウン歯車２４の回転は、スプライン構造Ｓ２で接続されている出力軸７に伝達される。
【００６２】
ここで、出力軸７は、第１実施形態と同様、スプライン構造Ｓ２により、揺動クラウン歯車２４と、回転軸線Ａｒの周方向において剛接続されているため、本実施形態でも、高トルクを伝達することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、皿バネ１３からフランジ部材２１が受ける付勢力を、円板状の摺動体２２を介して、揺動クラウン歯車２４に伝えている。このため、揺動クラウン歯車２４に対して、皿バネ１３からの付勢力を周方向で均等に伝えることができる。よって、本実施形態でも、揺動クラウン歯車２４の複数の歯２４ｔのうちで、非揺動クラウン歯車５の歯５ｔと噛み合う歯２４ｔが、周方向に順次移っても、噛み合い部分での噛み合い量の変動、言い換えると、バックラッシの変動を小さくすることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、第１実施形態におけるスラスト転がり軸受けの替わりに、スラストすべり軸受けを採用しているので、部品構成が簡素化され、製造コストを抑えることができると共に、耐スラスト力及び剛性を高くすることができる。
【００６５】
なお、本実施形態の回転−首振り変換手段は、入力軸６に固定され、傾斜面２１ｆが形成されているフランジ部材２１と、揺動クラウン歯車２４に形成されている傾斜面２４ｆと、両傾斜面２１ｆ，２４ｆとの間に配置され、揺動クラウン歯車２４の傾斜面２４ｆに対して摺接する摺動体２２と、を有して構成されている。
【００６６】
ここで、本実施形態では、スラストすべり軸受けとして、円板状の摺動体２２を採用しているが、この替わりに環状の摺動体を採用してもよい。この場合、揺動クラウン歯車２４の傾斜面２４ｆとフランジ部材２１の傾斜面２１ｆとのうち、一方の傾斜面にのみ、第一実施形態と同様の環状溝を形成し、他方の傾斜面に環状溝に摺動可能に入り込む環状の摺動体（径方向移動拘束部材）を固定してもよい。さらに、この場合、環状の摺動体の替わりに、環状溝に対して、周方向で等間隔で摺動可能に入り込む５以上の多数の摺動体（径方向移動拘束部材）を他方の傾斜面に固定してもよい。このように環状溝と摺動体とを組み合わせると、揺動クラウン歯車２４は、回転軸線Ａｒに対して径方向に移動不能に拘束されることになり、第１実施形態と同様に、スプライン構造Ｓ２の精密仕上げの手間や出力損出の低減を図ることができる。
【００６７】
「第３実施形態」
次に、本発明に係る差動歯車減速機構の第３実施形態について、図５に基づいて説明する。図５は、本発明の第３実施形態としての差動歯車減速機構の断面図である。なお、図５において、第１実施形態と同じ構造のものは同じ符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明は省略する。
【００６８】
本実施形態の差動歯車減速機構３も以上の実施形態と同様、入力軸６と、中心軸線Ａｃが回転軸線Ａｒに対して傾斜している揺動クラウン歯車３５と、回転軸線Ａｒを中心とする非揺動クラウン歯車３４と、出力軸３７と、を備えている。
【００６９】
入力軸６の端部には、第１実施形態と同様、フランジ部材３１が相対回転不能に連結されている。このフランジ部材３１にも、回転軸線Ａｒに対して傾いた傾斜面３１ｆが形成されている。また、揺動クラウン歯車３５にも、回転軸線Ａｒに対して傾き且つフランジ部材３１の傾斜面３１ｆと平行に対向する傾斜面３５ｆが形成されている。各傾斜面３５ｆ，３１ｆには、第１実施形態と同様、環状溝３５ｇ，３１ｇが形成されており、これらの環状溝３５ｇ，３１ｇに保持器１２ｒにより相互間隔が保持されている多数の転動体１２が転動可能に入っている。
【００７０】
入力側蓋８ａに設けられている入力軸６用の軸受け６ｂとフランジ部材３１との間には、弾性体である皿バネ１３が圧縮状態で配置されており、フランジ部材３１を出力軸側に付勢している。
【００７１】
揺動クラウン歯車３５には、傾斜面３５ｆと反対側に突出したＮ個の歯３５ｔを有する歯列が形成されている。この揺動クラウン歯車３５は、以上の実施形態と異なり、ケーシング８の筒体とスプライン構造Ｓ３で接続されている。このスプライン構造Ｓ３は、揺動クラウン歯車３５の外周に形成されている複数のスプライン外歯３５ｈと、ケーシング８の筒体の内周面に形成され、複数のスプライン外歯３５ｈと噛み合う複数のスプライン内歯３６ｈと、を有して構成されている。なお、スプライン内歯３６ｈは、ケーシング８の筒体の内周面に固定されている筒状の固定枠３６に形成されている。スプライン外歯３５ｈ及びスプライン内歯３６ｈには、いずれも、回転軸線Ａｒに対する周方向で互いに対向し、且つ回転軸線Ａｒに対して径方向に広がる一対の歯面が形成されている。一つのスプライン外歯３５ｈの一対の歯面は、特定のスプライン内歯３６ｈの一の歯面と接すると共に、この特定のスプライン内歯３６ｈに周方向で隣接する他のスプライン内歯３６ｈの一の歯面と接する。
【００７２】
スプライン外歯３５ｈの歯先面は、第１実施形態と同様、回転軸線Ａｒを含む仮想面と交わる交線がスプライン内歯３６ｈの歯元側に突出した円弧を成す円弧面である。
【００７３】
以上のようなスプライン構造Ｓ３により、揺動クラウン歯車３５とケーシング８とが接続されているため、揺動クラウン歯車３５は、回転軸線Ａｒに対して揺動可能且つケーシング８に対して相対回転不能になっている。よって、本実施形態では、以上の実施形態と異なり、入力軸６が回転しても、揺動クラウン歯車３５は回転しない。
【００７４】
非揺動クラウン歯車３４は、回転軸線Ａｒを中心として円板状を成し、この円板の入力軸側の面に、回転軸線Ａｒを中心として周方向に（Ｎ−１）個の歯３４ｔが並んでいる歯列が形成されている。複数の歯３４ｔは、いずれも、回転軸線Ａｒが延びている軸線方向であって入力軸側に突出している。
【００７５】
出力軸３７は、ケーシング８の出力側蓋８ｂに軸受け３７ｂ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３７の入力軸側には、以上の実施形態と異なり、非揺動クラウン歯車３４が固定されている、言い換えると、非揺動クラウン歯車３４が回転軸線Ａｒの周方向に相対回転不能に剛接続されている。
【００７６】
次に、本実施形態における差動歯車減速機構３の作用について説明する。
【００７７】
本実施形態でも、以上の実施形態と同様、入力軸６が回転軸線Ａｒ回りに回転すると、フランジ部材３１が入力軸６と一体回転する。フランジ部材３１が回転軸線Ａｒ回りに回転すると、フランジ部材３１の傾斜面３１ｆ中の出力軸寄り部分も、回転軸線Ａｒ回りに回転するため、揺動クラウン歯車３５の複数の歯３５ｔのうちで、非揺動クラウン歯車３４の歯３４ｔと噛み合う歯３５ｔが、周方向に順次移っていく。この際、揺動クラウン歯車３５は、回転軸線Ａｒを中心として首振り運動する。この結果、揺動クラウン歯車３５に対して非揺動クラウン歯車３４は、以上の実施形態と同様、相対回転する。但し、本実施形態では、以上の実施形態と異なり、揺動クラウン歯車３５がケーシング８に対して相対回転不能に接続されているため、非揺動クラウン歯車３４が回転軸線Ａｒを中心として回転する。
【００７８】
非揺動クラウン歯車３４が回転軸線Ａｒを中心として回転すると、この揺動クラウン歯車３５に、回転軸線Ａｒの周方向に相対回転不能に剛接続されている出力軸３７も、回転軸線Ａｒを中心として回転する。なお、本実施形態では、以上の実施形態と異なり、揺動クラウン歯車３５の歯数が非揺動クラウン歯車３４の歯数よりも多いため、揺動クラウン歯車３５は、入力軸６の回転方向と逆向きに回転しようとするが、前述したように、この揺動クラウン歯車３５は回転できないため、非揺動クラウン歯車３４が揺動クラウン歯車３５の回転しようとする向きとは逆向きに回転する。つまり、非揺動クラウン歯車３４は、入力軸６の回転方向と同じ向きに回転する。結果として、本実施形態でも、以上の実施形態と同様、出力軸３７は、入力軸６の回転方向と同じ向きに回転する。
【００７９】
ここで、本実施形態では、スプライン構造Ｓ３により、揺動クラウン歯車３５が回転軸線Ａｒに対して揺動可能且つ相対回転不能にケーシング８に剛接続されていることで、入力軸６の回転に伴って非揺動クラウン歯車３４が回転する。本実施形態では、この回転する非揺動クラウン歯車３４に対して出力軸３７が回転軸線Ａｒの周方向において剛接続されている。よって、本実施形態でも、以上の各実施形態と同様、高トルクを伝達することができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、揺動クラウン歯車３５とフランジ部材３１との間に、第１実施形態と同様にスラスト転がり軸受けを設けているが、このスラスト転がり軸受けの替わりに、第２実施形態で例示したスラストすべり軸受けを設けてもよい。
【００８１】
また、以上の実施形態では、いずれも、互いに噛み合う２つの歯車として、クラウン歯車を採用しているが、回転軸線Ａｒが延びている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。
【符号の説明】
【００８２】
１，２，３  差動歯車減速機構
４，２４，３５  揺動クラウン歯車
４ｓ，３６ｈ  スプライン内歯
４ｆ，２４ｆ，３５ｆ  （揺動クラウン歯車の）傾斜面
５，３４  非揺動クラウン歯車
６  入力軸
７，３７  出力軸
７ｓ，３５ｈ  スプライン外歯
８  ケーシング
８ａ，８ｂ  側蓋
１１，２１，３１  フランジ部材
１１ｆ，２１ｆ，３１ｆ  （フランジ部材の）傾斜面）
１２  転動体
１３  皿バネ
２２  摺動体
Ａｒ  回転軸線
Ａｃ  中心軸線
Ｓ，Ｓ２，Ｓ３  スプライン構造
【図１】
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【図２】
2014047796.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014047796.tif 000006
【図５】
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