(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の内歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車と同軸に配置される第３の内歯車が形成された第２の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の外歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う第３の外歯車とが同軸に形成され、半径方向に自在にたわむ環状の一つの中間歯車部材と、
前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を半径方向にたわませるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なり、
前記第１の歯車部材は、前記第１の内歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の内歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の内歯車の径方向内側の空間を貫通する中心軸を介して結合され、
前記中心軸と前記第１乃至第３の内歯車との間に、前記中間歯車部材が配置され、
前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を半径方向にたわませると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転することを特徴とする、駆動ユニット。
【請求項２】
第１及び第２の内歯車が間隔を設けて同軸に形成され、前記第１の内歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の内歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１及び第２の内歯車の径方向内側の空間を貫通する中心軸を介して結合された第１の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車と同軸に配置される第３の内歯車が形成され、前記第３の内歯車の径方向内側の空間を前記中心軸が貫通する第２の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の外歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う第３の外歯車とが同軸に形成され、前記中心軸と前記第１乃至第３の内歯車との間に配置された環状の一つの中間歯車部材と、
前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を、前記中心軸の周りに公転させるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なり、
前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を公転させると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転することを特徴とする、駆動ユニット。
【請求項３】
第１及び第２の外歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車と同軸に配置される第３の外歯車が形成された第２の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の内歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う第３の内歯車とが同軸に形成され、半径方向に自在にたわむ環状の一つの中間歯車部材と、
前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を半径方向にたわませるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なり、
前記第１の歯車部材は、前記第１の外歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の外歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由して結合され、
前記第１の歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由する部分と、前記第１乃至第３の外歯車との間に、前記中間歯車部材が配置され、
前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を半径方向にたわませると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転することを特徴とする、駆動ユニット。
【請求項４】
第１及び第２の外歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車と同軸に配置される第３の外歯車が形成された第２の歯車部材と、
前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の内歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う第３の内歯車とが同軸に形成された環状の一つの中間歯車部材と、
前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を、前記第１乃至第３の外歯車の中心軸の周りに公転させるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なり、
前記第１の歯車部材は、前記第１の外歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の外歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由して結合され、
前記第１の歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由する部分と、前記第１乃至第３の外歯車との間に、前記中間歯車部材が配置され、
前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を公転させると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転することを特徴とする、駆動ユニット。
【請求項５】
前記第１の内歯車の歯数と前記第１の外歯車の歯数が同じであり、前記第２の内歯車の歯数と前記第２の外歯車の歯数が同じであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の駆動ユニット。
【請求項６】
前記第３の内歯車の歯数と前記第３の外歯車の歯数が同じであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の駆動ユニット。
【請求項７】
前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車、又は前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車の歯数が全て同じであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の駆動ユニット。
【請求項８】
前記第１の内歯車と前記第１の外歯車との有効歯幅と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車との有効歯幅とが同じであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動ユニットに関し、詳しくは歯車装置にアクチュエータを組み込んだ駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車装置とアクチュエータとを組み合わせた駆動ユニットが種々の分野で用いられている。
【０００３】
例えば、高精度な位置決め性能、大トルク、小型が要求される産業用ロボット、半導体関連機器、フラットパネルディスプレイ搬送装置などの用途には、遊星歯車装置あるいは波動歯車装置と電磁モータとを組み合わせた駆動ユニットが用いられている。遊星歯車装置あるいは波動歯車装置を用いることにより、小型の電磁モータで大トルクを実現することができる。波動歯車装置は、遊星歯車装置よりも構成が簡単であり、小型化も容易である点で有利である。
【０００４】
波動歯車装置は、例えば図４０の写真に示すように、基本的には、ウェーブジェネレータ（波動発生器）と、フレクスプライン（柔歯車）と、サーキュラスプライン（剛歯車）の３つの要素から構成されている。
【０００５】
波動発生器は、楕円形のカムと、その外周に嵌められた玉軸受とからなる。柔歯車はカップ状の部品であり、外歯車が形成された薄肉円管部が自在にたわむ。剛歯車は厚肉の内歯車環であり、剛歯車の内歯車は薄肉円管部の外歯車よりも複数枚歯数が多い。
【０００６】
柔歯車は波動発生器の玉軸受の外側に嵌めこまれて楕円形に変形する。柔歯車は剛歯車の内側に配置され、柔歯車の外歯車と剛歯車の内歯車とが噛み合う。波動発生器の楕円形のカムが回転すると、図４１の説明図に示すように柔歯車の外歯車と剛歯車の内歯車との噛み合い位置が移動していく。剛歯車を固定して波動発生器のカムを１回転させると、柔歯車は、剛歯車との歯数差分だけ反対方向に回転する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
波動歯車装置の波動発生器のカムをアクチュエータで回転駆動する代わりに、例えば図４２の断面図に示すように、剛歯車１０１に噛み合う柔歯車１０２と保持部材１０３との間に、圧力で伸縮する伸縮体１０４を配置するなどして、波動発生器そのものにアクチュエータを組み込む構成が種々提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００８】
また、図４３の模式図に示すように、円環状のロータ６の内側に、複数の圧力室２ａ〜２ｄを備えた弾性体１を配置し、圧力室２ａ〜２ｄに順次圧力を供給して弾性体１とロータ６との接触点を移動させることにより、弾性体１の外周面に沿ってロータ６を摺動することなく転動運動させ、ロータ６を回転させる構成が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−７７２４８号公報
【特許文献２】特開平７−９８０４８号公報
【特許文献３】特開平１０−７８０１０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「機械工学便覧  デザイン編  β４  機械要素・トライボロジー」社団法人日本機械学会、２００５年１０月２５日、ｐ．９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
歯車装置にアクチュエータを組み込むと、単に歯車装置とアクチュエータとを結合する場合よりも、駆動ユニットを小型にすることができる。
【００１２】
しかしながら、従来の構成では、出力部を支持する箇所に剛性の低い部分が介在する。例えば、図４２では、柔歯車１０２の、剛性の低いカップ状部分が出力部を支持する。また、図４３では、剛性の低いアクチュエータである弾性体１が出力部を支持する。剛性が低い部分が介在すると、大きな負荷がかかった場合に停止位置が目標位置からずれたり、停止時に振動しやすくなるため、高精度の位置決めが困難である。
【００１３】
本発明は、かかる実情に鑑み、歯車装置にアクチュエータを組み込んでも剛性を高くすることができる駆動ユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した第１乃至第４のタイプの駆動ユニットを提供する。
【００１５】
第１のタイプの駆動ユニットは、（ａ）第１及び第２の内歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、（ｂ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車と同軸に配置される第３の内歯車が形成された第２の歯車部材と、（ｃ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の外歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う第３の外歯車とが同軸に形成され、半径方向に自在にたわむ環状の一つの中間歯車部材と、（ｄ）前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を半径方向にたわませるアクチュエータとを備える。前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なる。前記第１の歯車部材は、前記第１の内歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の内歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の内歯車の径方向内側の空間を貫通する中心軸を介して結合されている。前記中心軸と前記第１乃至第３の内歯車との間に、前記中間歯車部材が配置されている。前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を半径方向にたわませると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転する。
【００１６】
第２のタイプの駆動ユニットは、（ａ）第１及び第２の内歯車が間隔を設けて同軸に形成され、前記第１の内歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の内歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１及び第２の内歯車の径方向内側の空間を貫通する中心軸を介して結合された第１の歯車部材と、（ｂ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車と同軸に配置される第３の内歯車が形成され、前記第３の内歯車の径方向内側の空間を前記中心軸が貫通する第２の歯車部材と、（ｃ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の内歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の外歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う第３の外歯車とが同軸に形成され、前記中心軸と前記第１乃至第３の内歯車との間に配置された環状の一つの中間歯車部材と、（ｄ）前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を、前記中心軸の周りに公転させるアクチュエータとを備える。前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なる。前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の内歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を公転させると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転する。
【００１７】
第３のタイプの駆動ユニットは、（ａ）第１及び第２の外歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、（ｂ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車と同軸に配置される第３の外歯車が形成された第２の歯車部材と、（ｃ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の内歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う第３の内歯車とが同軸に形成され、半径方向に自在にたわむ環状の一つの中間歯車部材と、（ｄ）前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を半径方向にたわませるアクチュエータとを備える。前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なる。前記第１の歯車部材は、前記第１の外歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の外歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由して結合されている。前記第１の歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由する部分と、前記第１乃至第３の外歯車との間に、前記中間歯車部材が配置されている。前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を半径方向にたわませると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転する。
【００１８】
第４のタイプの駆動ユニットは、（ａ）第１及び第２の外歯車が間隔を設けて同軸に形成された第１の歯車部材と、（ｂ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車の間に、前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車と同軸に配置される第３の外歯車が形成された第２の歯車部材と、（ｃ）前記第１の歯車部材の前記第１及び第２の外歯車とそれぞれ周方向の一部で噛み合う第１及び第２の内歯車と前記第２の歯車部材の前記第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う第３の内歯車とが同軸に形成された環状の一つの中間歯車部材と、（ｄ）前記第１の歯車部材又は前記第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対的に回転しないように支持され、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記中間歯車部材を、前記第１乃至第３の外歯車の中心軸の周りに公転させるアクチュエータとを備える。前記第１の内歯車と前記第１の外歯車の歯数比と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、前記第３の内歯車と前記第３の外歯車の歯数比とは異なる。前記第１の歯車部材は、前記第１の外歯車が形成された軸方向一方側部分と、前記第２の外歯車が形成された軸方向他方側部分とが、前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由して結合されている。前記第１の歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車の径方向外側を経由する部分と、前記第１乃至第３の外歯車との間に、前記中間歯車部材が配置されている。前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車がそれぞれ前記第１乃至第３の外歯車と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、前記アクチュエータが前記中間歯車部材を公転させると、前記第１の歯車部材と前記第２の歯車部材とが相対回転する。
【００１９】
上記第１乃至第４の各タイプの構成において、第１の歯車部材と第２の歯車部材のいずれか一方を出力部とすると、他方は出力部を支持する支持部品となる。アクチュエータだけでなく、第１の歯車部材又は第２の歯車部材が支持をするため、この点で剛性を高めることができる。また、カップ状の部品を支持に用いず、第１の歯車部材又は第２の歯車部材が支持をするため、剛性を高めることができる。中間歯車部材と第１の歯車部材とが２か所で噛み合い、その間において中間歯車部材と第２の歯車部材とが噛み合う構成にすることで、第１の歯車部材と第２の歯車部材との間でトルクが伝達されるときに、中間歯車部材の両端は同じ方向に力を受けるため、中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きにくい。中間歯車部材と第１の歯車部材とが１か所で噛み合い、中間歯車部材と第２の歯車部材とが１か所で噛み合う構成においては、第１の歯車部材と第２の歯車部材との間でトルクが伝達されるときに、中間歯車部材の両端部が逆方向に力を受けるため、中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きやすい。中間歯車部材と第１の歯車部材とが２か所で噛み合い、その間において中間歯車部材と第２の歯車部材とが噛み合う構成にすることで中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きにくい状態でトルクを伝達することができる。
【００２０】
なお、アクチュエータは、適宜な位置に配置することができる。例えば、中間歯車部材よりも径方向内側に配置しても、径方向外側に配置してもよい。第１及び第２の内歯車や、第１及び第２の外歯車と、径方向に対向して配置してもよい。軸方向については、第１及び第２の内歯車の間（軸方向内側）に配置しても、第１及び第２の内歯車よりも軸方向外側に配置しても、第１及び第２の外歯車よりも軸方向外側に配置しても、第１及び第２の外歯車の間（軸方向内側）に配置してもよい。アクチュエータによっては、歯車の歯部の背部にアクチュエータの一部を配置することも可能である。また、アクチュエータは、第１の歯車部材に固定しても、第２の歯車部材に固定してもよいが、第１の歯車部材に対して相対回転しないように支持（固定）する場合には、第２の歯車部材に対して相対回転するように支持し、第２の歯車部材に対して相対回転しないように支持（固定）する場合には、第１の歯車部材に対して相対回転するように支持する。
【００２１】
上記各タイプの駆動ユニットは、具体的には、以下のように種々の態様で構成することができる。
【００２２】
好ましい一態様は、前記第１の内歯車の歯数と前記第１の外歯車の歯数が同じであり、前記第２の内歯車の歯数と前記第２の外歯車の歯数が同じである。
【００２３】
この場合、第１の歯車部材と中間歯車部材との間で相対回転が生じないため、構成を簡単にすることができる。
【００２４】
好ましい他の態様は、前記第３の内歯車の歯数と前記第３の外歯車の歯数が同じである。
【００２５】
この場合、第２の歯車部材と中間歯車部材との間で相対回転が生じないため、構成を簡単にすることができる。
【００２６】
好ましくは、前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の外歯車、又は前記中間歯車部材の前記第１乃至第３の内歯車の歯数が全て同じである。
【００２７】
この場合、中間歯車部材について、第１乃至第３の外歯車あるいは第１乃至第３の内歯車の一方を連続して一体に形成し、構成を簡単にすることができる。
【００２８】
好ましくは、前記第１の内歯車と前記第１の外歯車との有効歯幅と、前記第２の内歯車と前記第２の外歯車との有効歯幅とが同じである。有効歯幅とは、歯車同士が互いに接触する歯幅方向の寸法である。
【００２９】
この場合、第１の内歯車と第１の外歯車の接触部の剛性と、第２の内歯車と第２の外歯車の接触部の剛性とを均等にしやすくなる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の駆動ユニットによれば、歯車装置にアクチュエータを組み込んでも剛性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−１）
【図２】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−１）
【図３】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−２）
【図４】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−２）
【図５】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−３）
【図６】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−３）
【図７】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−４）
【図８】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−４）
【図９】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−５）
【図１０】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−５）
【図１１】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例１−６）
【図１２】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−６）
【図１３】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例１−７）
【図１４】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−７）
【図１５】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例１−８）
【図１６】駆動ユニットの断面図である。（実施例１−８）
【図１７】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例２−１）
【図１８】駆動ユニットの断面図である。（実施例２−１）
【図１９】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例２−２）
【図２０】駆動ユニットの断面図である。（実施例２−２）
【図２１】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例２−３）
【図２２】駆動ユニットの断面図である。（実施例２−３）
【図２３】駆動ユニットの断面図である。（実施例２−４）
【図２４】駆動ユニットの断面図である。（実施例２−４）
【図２５】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例３−１）
【図２６】駆動ユニットの断面図である。（実施例３−１）
【図２７】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例３−２）
【図２８】駆動ユニットの断面図である。（実施例３−２）
【図２９】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図、（ｃ）要部拡大断面図である。（実施例３−３）
【図３０】駆動ユニットの断面図である。（実施例３−３）
【図３１】駆動ユニットの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例４−１）
【図３２】駆動ユニットの断面図である。（実施例４−１）
【図３３】駆動ユニットの断面図である。（実施例４−２）
【図３４】駆動ユニットの断面図である。（実施例４−２）
【図３５】駆動ユニットの断面図である。（実施例４−３）
【図３６】駆動ユニットの断面図である。（実施例４−３）
【図３７】駆動ユニットの断面図である。（参考例）
【図３８】駆動ユニットの断面図である。（参考例）
【図３９】駆動ユニットの断面図である。（参考例）
【図４０】波動歯車装置の写真である。（従来例１）
【図４１】波動歯車装置の動作を示す説明図である。（従来例１）
【図４２】駆動ユニットの断面図である。（従来例２）
【図４３】駆動ユニットの動作を示す模式図である。（従来例３）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３９を参照しながら説明する。なお、図１〜図３９は歯車の歯の概要を模式的に図示しており、歯の数や位相、形状などが正確に図示されていない部分がある。
【００３３】
まず、本発明の第１のタイプの駆動ユニットの実施例１−１乃至実施例１−８について、図１〜図１６を参照しながら説明する。
【００３４】
＜実施例１−１＞  実施例１−１の駆動ユニット１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は駆動ユニット１０の断面図である。図１（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０の要部拡大断面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００３５】
図１及び図２に示すように、駆動ユニット１０は、第１の歯車部材２０と、第２の歯車部材３０と、中間歯車部材４０と、アクチュエータ５０とを備える。
【００３６】
第１の歯車部材２０には、第１の内歯車２２と第２の内歯車２４とが同軸に、かつ間隔を設けて形成されている。第１の歯車部材２０は、第１の内歯車２２が形成された左側部分と、第２の内歯車２４が形成された右側部分とが、中心軸２８を介して結合されている。第２の歯車部材３０には、第１の歯車部材２０の第１の内歯車２２と第２の内歯車２４との間に同軸に配置される第３の内歯車３２が形成されている。
【００３７】
第１の歯車部材２０には、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と中心軸２８との間にドーナツ状の空洞部２６が形成され、空洞部２６内に、中間歯車部材４０とアクチュエータ５０とが配置されている。
【００３８】
中間歯車部材４０は、第１の歯車部材２０の第１の内歯車２２及び第２の内歯車２４と、第２の歯車部材３０の第３の内歯車３２とに対向して配置される環状の部材であり、外周面には外歯車４２が形成されている。中間歯車部材４０の外歯車４２は、第１の歯車部材２０の第１の内歯車２２及び第２の内歯車２４と、第２の歯車部材３０の第３の内歯車３２とにそれぞれ噛み合う部分を有する。
【００３９】
第１の内歯車２２と外歯車４２の歯数比と第２の内歯車２４と外歯車４２の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、第３の内歯車３２と外歯車４２の歯数比とは異なるようにする。例えば、この例では、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【００４０】
中間歯車部材４０の内側には、アクチュエータ５０が配置されている。アクチュエータ５０は、ゴム等の弾性材料からなり、内部に複数の圧力室５２が形成されている。
【００４１】
アクチュエータ５０は、図１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、外歯車４２に沿って薄く連続的に延在する中間歯車部材４０を保持する。あるいは、図１（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、外周面に外歯車４２が形成された略筒形状の中間歯車部材４０を保持する。アクチュエータ５０によって保持された中間歯車部材４０は、半径方向に自在にたわむことができる。
【００４２】
アクチュエータ５０の圧力室５２には、図１（ａ）において矢印５８で示すように、外部から空気や油、水等の流体が供給・排出され、圧力室５２の容積が増減し、これに伴って、アクチュエータ５０と中間歯車部材４０とは一体となって径方向に変形する。例えば図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、楕円状に変形する。
【００４３】
次に、駆動ユニット１０の動作について説明する。
【００４４】
駆動ユニット１０は、中間歯車部材４０の外歯車４２が第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所（噛み合い位置）を周方向に移動させるように、アクチュエータ５０によって中間歯車部材４０を半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【００４５】
例えば第１の歯車部材２０をベース部材１８に固定し、アクチュエータ５０の各圧力室５２に供給する流体の圧力を周期的に変化させ、中間歯車部材４０の外歯車４２と、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２とが噛み合う位置を、周方向に順次移動させることによって、第２の歯車部材３０を回転させる。
【００４６】
具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、アクチュエータ５０の上下の圧力室５２ａ，５２ｄに相対的に高い圧力を与え、他の圧力室５２ｂ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｆに相対的に低い圧力を与え、中間歯車部材４０が上下方向に長く、左右方向に短くなるように変形させ、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２とが、上下位置で噛み合うようにする。
【００４７】
次いで、アクチュエータ５０の右上と左下の圧力室５２ｂ，５２ｅに相対的に高い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｆには相対的に低い圧力を与え、中間歯車部材４０を右上及び左下方向に長くなるように変形させ、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２とが、右上及び左下の位置で噛み合うようにする。
【００４８】
次いで、アクチュエータ５０の右下と左上の圧力室５２ｃ，５２ｆに相対的に高い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｂ，５２ｄ，５２ｅには相対的に低い圧力を与え、中間歯車部材４０を右下及び左上方向に長くなるように変形させ、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２とが、右下及び左上の位置で噛み合うようにする。
【００４９】
次いで、アクチュエータ５０の上下の圧力室５２ａ，５２ｄに相対的に高い圧力を与え、他の圧力室５２ｂ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｆには相対的に低い圧力を与え、中間歯車部材４０が上下方向に長く、左右方向に短くなるように変形させ、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２とが、上下の位置で噛み合うようにする。
【００５０】
以下、同様に繰り返し、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２との噛み合い位置を図２において時計まわりに回転させる。このとき、この例では外歯車４２と第１及び第２の内歯車２２，２４の歯数が同じであるので、中間歯車部材４０と第１の歯車部材２０とは相対回転しない。しかし、外歯車４２と第３の内歯車３２との歯数に差があるため、中間歯車部材４０と第２の歯車部材３０との間に相対回転が生じ、第２の歯車部材３０は、第１の歯車部材２０に対して回転する。したがって、第１の歯車部材２０を固定した場合には、第２の歯車部材３０を出力部とすることができる。
【００５１】
第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数を同じにすると、アクチュエータ５０と中間歯車部材４０との間を固着することができ、構成を簡単にすることができる。
【００５２】
第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数が異なり、第１の歯車部材２０と中間歯車部材４０とが相対回転する場合には、アクチュエータ５０と中間歯車部材４０との間で相対回転可能なように支持すればよい。例えば、すべりが生じるように構成すればよい。
【００５３】
第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数が異なり、第３の内歯車３２と外歯車４２の歯数が同じになるようにすれば、第２の歯車部材３０と中間歯車部材４０との間で相対回転が生じない。
【００５４】
第２の歯車部材３０が出力部となる場合に、出力部に大きな負荷トルクが作用すると、出力部は、（１）一部は第２の歯車部材３０の第３の内歯車３２、中間歯車部材４０の外歯車４２、第１の歯車部材２０の第１及び第２の内歯車２２，２４を介して、ベース部材１８により支持される。（２）また、一部は、第２の歯車部材３０の第３の内歯車３２、中間歯車部材４０の外歯車４２、アクチュエータ５０、第１の歯車部材を介して、ベース部材１８により支持される。このため、アクチュエータのみで出力部を支持する場合と比べて剛性を高くすることができる。また、中間歯車部材４０を剛性の高い第１の歯車部材２０で支持しており、カップ状の部品を用いて支持する場合と比べて剛性を高くできる。
【００５５】
さらに、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０との間でトルクが伝達されるときに、中間歯車部材４０の外歯車４２の両端は同じ方向に力を受けるため、中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きにくい。中間歯車部材と第１の歯車部材とが１か所で噛み合い、中間歯車部材と第２の歯車部材とが１か所で噛み合う構成においては、第１の歯車部材と第２の歯車部材との間でトルクが伝達されるときに、中間歯車部材の両端部が逆方向に力を受けるため、中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きやすい。中間歯車部材４０と第１の歯車部材２０とが２か所で噛み合い、その間において中間歯車部材４０と第２の歯車部材３０とが噛み合う構成にすることで中間歯車部材の噛み合っている部分が傾きにくい状態でトルクを伝達することができる。
【００５６】
このように、駆動ユニット１０は出力部の支持部の剛性を高めることができるので、高精度の位置決めが可能となる。
【００５７】
また、カップ状の部品を必要としないことから、駆動ユニット１０を小型化することができる。
【００５８】
第２の歯車部材３０を固定した場合には、第２の歯車部材３０に対して第１の歯車部材２０が相対的に回転するので、第１の歯車部材２０を出力部とすることができる。この場合も、第１の歯車部材２０を固定した場合と同様に、出力部の支持部の剛性を高くすることができるので、高精度な位置決めが可能となる。
【００５９】
第１の内歯車２２と外歯車４２との有効歯幅と、第２の内歯車２４と外歯車４２との有効歯幅とを同じにすれば、第１の内歯車２２と外歯車４２の接触部の剛性と、第２の内歯車２４と外歯車４２の接触部の剛性とを均等にしやすくなる。
【００６０】
なお、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４２とが周方向の一部で噛み合う箇所の数（噛み合い位置の数）は、本実施例のように中間歯車部材を楕円形状に変形させる場合は２であるが、２に限られない。例えば、中間歯車部材４０を略Ｍ角形形状（Ｍ＝３，４，・・・）に変形させ、噛み合い位置の数がＭになるようにしてもよい。
【００６１】
＜実施例１−２＞  実施例１−２の駆動ユニット１０ａについて、図３及び図４を参照しながら説明する。
【００６２】
実施例１−２の駆動ユニット１０ａは、実施例１−１の駆動ユニット１０と略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。以下では、実施例１−１の駆動ユニット１０との相違点を中心に説明し、同じ構成部分には同じ符号を用いる。
【００６３】
図３（ａ）は駆動ユニット１０ａの断面図である。図３（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０ａの要部拡大断面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図４（ｂ）は、図３（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００６４】
図３及び図４に示すように、実施例１−２の駆動ユニット１０ａは、実施例１−１の駆動ユニット１０と略同様に構成されているが、中間歯車部材４０を変形させるアクチュエータの構成が実施例１−１の駆動ユニット１０と異なる。
【００６５】
弾性部材５４は、図３（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、外歯車４２に沿って薄く連続的に延在する中間歯車部材４０を保持する。あるいは、図３（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、外周面に外歯車４２が形成された略筒形状の中間歯車部材４０を保持する。弾性部材５４によって保持された中間歯車部材４０は、半径方向に自在にたわむことができる。
【００６６】
図３（ａ）及び図４に示すように、弾性部材５４の内側に複数のシリンダ６０が配置されている。シリンダ６０は、先端側に備えている伸縮部材６２が弾性部材５４に固着され、基端側が第１の歯車部材２０の中心軸２８に固定されている。伸縮部材６２によって圧力室６４が形成され、図３（ａ）において矢印６８で示すように、空気や油、水等の流体が流路６６を通って圧力室６４に供給・排出されることによって、伸縮部材６２が伸縮し、中間歯車部材４０及び弾性部材５４が径方向に変形する。
【００６７】
例えば図４のように、図において上下のシリンダ６０ａ，６０ｂが流体の供給により最も伸び、図において左右のシリンダ６０ｃ，６０ｄが流体の排出により最も縮んだ状態では、中間歯車部材４０及び弾性部材５４は上下方向には伸び、左右方向には縮み、楕円形状に変形する。これにより、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２とは、図において上下で噛み合う。
【００６８】
実施例１−２の駆動ユニット１０ａは、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様に動作させる。すなわち、各シリンダ６０に供給する圧力を順次変化させて、中間歯車部材４０の楕円形状を回転させ、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２との噛み合い位置を周方向に移動させることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【００６９】
＜実施例１−３＞  実施例１−３の駆動ユニット１０ｂについて、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００７０】
図５（ａ）は駆動ユニット１０ｂの断面図である。図５（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０ｂの要部拡大断面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図６（ｂ）は、図５（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００７１】
図５及び図６に示すように、実施例１−３の駆動ユニット１０ｂは、実施例１−２の駆動ユニット１０ａと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【００７２】
ただし、実施例１−２の駆動ユニット１０ａと異なり、中間歯車部材４０を変形させるアクチュエータに複数対の永久磁石７０及び電磁石７２を用いている。
【００７３】
すなわち、中間歯車部材４０に固着された弾性部材５４の内側に、複数個の永久磁石７０が固定されている。ベース部材１８に固定された第１の歯車部材２０の中心軸２８の外周には、各永久磁石７０に対向する位置に、それぞれ電磁石７２が固定されている。電磁石７２に供給する電流の大きさや向きを変えることにより、図６（ｂ）において白抜き矢印で示すように、対をなす永久磁石７０と電磁石７２とが接離する方向に、吸引力あるいは反発力が発生する。
【００７４】
例えば図６（ｂ）において白抜き矢印で示すように、図において上下の電磁石７２ａ，７２ｂが対をなす永久磁石７０に最も反発し、図において左右の電磁石７２ｃ，７２ｄが対をなす永久磁石７０を最も吸引した状態では、中間歯車部材４０及び弾性部材５４は上下方向には伸び、左右方向には縮み、楕円形状に変形する。これにより、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２とは、図において上下で噛み合う。
【００７５】
実施例１−３の駆動ユニット１０ｂは、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様に動作させる。すなわち、各電磁石７２に印加する電流の大きさや向きを順次変化させて、中間歯車部材４０の楕円形状を回転させ、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２との噛み合い位置を周方向に移動させることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【００７６】
＜実施例１−４＞  実施例１−４の駆動ユニット１０ｃについて、図７及び図８を参照しながら説明する。
【００７７】
図７（ａ）は駆動ユニット１０ｃの断面図である。図７（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０ｃの要部拡大断面図である。図８（ａ）は、図７（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図８（ｂ）は、図７（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００７８】
図７及び図８に示すように、実施例１−４の駆動ユニット１０ｃは、実施例１−１の駆動ユニット１０と略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【００７９】
ただし、実施例１−１の駆動ユニット１０と異なり、第１の歯車部材２０ｃの中心軸２８ｃの径方向外側に配置された中間歯車部材４０ｃを変形させるアクチュエータ５０ｃが、中間歯車部材４０ｃの径方向外側、かつ第１及び第２の内歯車２２，２４よりも軸方向外側に配置されている。
【００８０】
すなわち、第１の歯車部材２０ｃには、第１及び第２の内歯車２２，２４よりも軸方向両外側に、２つのドーナツ状の空洞部２６ｃが形成され、空洞部２６ｃ内にそれぞれアクチュエータ５０ｃが配置されている。アクチュエータ５０ｃの外周面は、第１の歯車部材２０ｃに固着されている。アクチュエータ５０ｃの内周面は、図７（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、自在にたわむ環状の接続部材４１の外周面の両端部に固着されている。接続部材４１は、アクチュエータ５０ｃによって径方向に変形する。
【００８１】
図７（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、外歯車４２が形成された中間歯車部材４０ｃの内周面は、接続部材４１の外周面に、間隔を設けて対向し、あるいは摺接する。
【００８２】
実施例１−４の駆動ユニット１０ｃは、図７（ａ）において矢印５８ｃで示すようにアクチュエータ５０ｃの各圧力室５２ｓに供給・排出する流体の圧力を制御し、接続部材４１を変形させ、接続部材４１を介して中間歯車部材４０ｃを径方向に変形させることで、実施例１−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４０ｃの外歯車４２がそれぞれ第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４０ｃを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２０ｃと第２の歯車部材３０ｃとを相対的に回転させる。
【００８３】
なお、第１の歯車部材２０ｃに対して中間歯車部材４０ｃが自転する場合は、アクチュエータ５０ｃと中間歯車部材４０ｃの間で相対回転が可能となるように、例えば、接続部材４１などを用いることが必要となるが、第１の歯車部材２０ｃに対して中間歯車部材４０ｃが自転しない場合は、接続部材４１を用いなくてもよく、アクチュエータ５０ｃと中間歯車部材４０ｃを直接固定すればよい。
【００８４】
＜実施例１−５＞  実施例１−５の駆動ユニット１０ｄについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００８５】
図９（ａ）は駆動ユニット１０ｄの断面図である。図９（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０ｄの要部拡大断面図である。図１０（ａ）は、図９（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図１０（ｂ）は、図９（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００８６】
図９及び図１０に示すように、実施例１−５の駆動ユニット１０ｄは、実施例１−４の駆動ユニット１０ｃと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【００８７】
ただし、実施例１−４の駆動ユニット１０ｃと異なり、第１の歯車部材２０ｄの中心軸２８ｄの径方向外側に配置された中間歯車部材４０ｄを変形させるアクチュエータ５０ｄが、第１及び第２の内歯車２２，２４の間（軸方向内側）に配置されている。
【００８８】
すなわち、第１の歯車部材２０ｄには、第１の内歯車２２と第２の内歯車２４との間に、２つのドーナツ状の空洞部２６ｄが形成され、空洞部２６ｄ内にそれぞれアクチュエータ５０ｄが配置されている。
【００８９】
アクチュエータ５０ｄの外周面は、第１の歯車部材２０ｄに固着されている。アクチュエータ５０ｄの内周面は、中間歯車部材４０ｄに固定されている。アクチュエータ５０ｄは、図９（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、外歯車４２に沿って薄く連続的に延在する中間歯車部材４０ｄを保持する。あるいは、図９（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、外周面に外歯車４２が形成された略筒形状の中間歯車部材４０ｄを保持する。中間歯車部材４０ｄは、アクチュエータ５０ｄの圧縮・引張によって、半径方向にたわむ。
【００９０】
実施例１−５の駆動ユニット１０ｄは、図９（ａ）において矢印５８ｄで示すようにアクチュエータ５０ｄの各圧力室５２ｓに供給する流体の圧力を制御し、実施例１−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４０ｄの外歯車４２がそれぞれ第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４０ｄを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２０ｄと第２の歯車部材３０ｄとを相対的に回転させる。
【００９１】
＜実施例１−６＞  実施例１−６の駆動ユニット１０ｅについて、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
【００９２】
図１１（ａ）は駆動ユニット１０ｅの断面図である。図１１（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１０ｅの要部拡大断面図である。図１２（ａ）は、図１１（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図１２（ｂ）は、図１１（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００９３】
図１１及び図１２に示すように、実施例１−６の駆動ユニット１０ｅは、実施例１−５の駆動ユニット１０ｄと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【００９４】
ただし、実施例１−５の駆動ユニット１０ｄと異なり、第１の歯車部材２０ｅの中心軸２８ｅの径方向外側に配置された中間歯車部材４０ｅを変形させるアクチュエータ５０ｅの外周面が、第２の歯車部材３０ｅに固着されている。
【００９５】
すなわち、第２の歯車部材３０ｅには、第３の内歯車３２の軸方向両側に、２つのドーナツ状の空洞部３６ｅが形成され、空洞部３６ｅ内にそれぞれアクチュエータ５０ｅが配置されている。アクチュエータ５０ｅの外周面は、第２の歯車部材３０ｅに固着されている。アクチュエータ５０ｅの内周面は、実施例１−５と同様に、中間歯車部材４０ｅに固着されている。アクチュエータ５０ｅは、図１１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、外歯車４２に沿って薄く連続的に延在する中間歯車部材４０ｅを保持する。あるいは、図１１（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、外周面に外歯車４２が形成された略筒形状の中間歯車部材４０ｅを保持する。中間歯車部材４０ｅは、アクチュエータ５０ｅの圧縮・引張によって、半径方向にたわむ。
【００９６】
実施例１−６の駆動ユニット１０ｅは、アクチュエータ５０ｅの各圧力室５２ｔに供給する流体の圧力を制御し、中間歯車部材４０ｅを径方向に変形させることで、実施例１−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４０ｅの外歯車４２がそれぞれ第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４０ｅを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２０ｅと第２の歯車部材３０ｅとを相対的に回転させる。
【００９７】
＜実施例１−７＞  実施例１−７の駆動ユニット１０ｘについて、図１３及び図１４を参照しながら説明する。
【００９８】
図１３（ａ）は駆動ユニット１０ｘの断面図である。図１３（ｂ）は、駆動ユニット１０ｘの要部拡大断面図である。図１４（ａ）は、図１３（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図１４（ｂ）は、図１３（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００９９】
図１３及び図１４に示すように、実施例１−７の駆動ユニット１０ｘは、実施例１−４の駆動ユニット１０ｃと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【０１００】
ただし、実施例１−４の駆動ユニット１０ｃと異なり、中間歯車部材４０を変形させるアクチュエータに複数対の永久磁石７０及び電磁石７２を用いている。
【０１０１】
すなわち、中間歯車部材４０の外周面に、複数個の永久磁石７０が固定されている。ベース部材１８に固定された第１の歯車部材２０には、各永久磁石７０に対向する位置に、それぞれ電磁石７２が固定されている。電磁石７２に供給する電流の大きさや向きを変えることにより、対をなす永久磁石７０と電磁石７２とが接離する方向に、吸引力あるいは反発力が発生し、中間歯車部材４０が径方向に変形する。
【０１０２】
実施例１−７の駆動ユニット１０ｘは、実施例１−３の駆動ユニット１０ｂと同様に動作させる。すなわち、各電磁石７２に印加する電流の大きさや向きを順次変化させて、例えば中間歯車部材４０の楕円形状を回転させ、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２との噛み合い位置を周方向に移動させることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【０１０３】
＜実施例１−８＞  実施例１−８の駆動ユニット１０ｙについて、図１５及び図１６を参照しながら説明する。
【０１０４】
図１５（ａ）は駆動ユニット１０ｙの断面図である。図１５（ｂ）は、駆動ユニット１０ｙの要部拡大断面図である。図１６（ａ）は、図１５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図１６（ｂ）は、図１５（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１０５】
図１５及び図１６に示すように、実施例１−８の駆動ユニット１０ｙは、実施例１−７の駆動ユニット１０ｘと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４２の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２とする。
【０１０６】
ただし、実施例１−７の駆動ユニット１０ｘと異なり、中間歯車部材４０を変形させるアクチュエータの永久磁石７０が、中間歯車部材４０の内周面に固定されている。アクチュエータの電磁石７２は、対をなす永久磁石７０と、中間歯車部材４０を介して対向するように、第１の歯車部材２０に固定されている。すなわち、中間歯車部材４０の径方向内側と径方向外側にそれぞれアクチュエータの永久磁石７０と電磁石７２とが配置されている。アクチュエータの永久磁石７０と電磁石７２とは、入れ替えて配置することも可能である。
【０１０７】
電磁石７２に供給する電流の大きさや向きを変えることにより、対をなす永久磁石７０と電磁石７２とが接離する方向に、吸引力あるいは反発力が発生し、中間歯車部材４０が径方向に変形する。
【０１０８】
実施例１−８の駆動ユニット１０ｙは、実施例１−７の駆動ユニット１０ｘと同様に動作させる。すなわち、各電磁石７２に印加する電流の大きさや向きを順次変化させて、例えば中間歯車部材４０の楕円形状を回転させ、外歯車４２と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２との噛み合い位置を周方向に移動させることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【０１０９】
次に、本発明の第２のタイプの駆動ユニットの実施例２−１乃至実施例２−４について、図１７〜図２４を参照しながら説明する。
【０１１０】
＜実施例２−１＞  実施例２−１の駆動ユニット１２について、図１７及び図１８を参照しながら説明する。
【０１１１】
図１７（ａ）は駆動ユニット１２の断面図である。図１７（ｂ）は、駆動ユニット１２の要部拡大断面図である。図１８（ａ）は、図１７（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図１８（ｂ）は、図１７（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１１２】
図１７及び図１８に示すように、実施例２−１の駆動ユニット１２は、実施例１−１の駆動ユニット１０と略同様に構成されている。すなわち、第１及び第２の歯車部材２０，３０に形成された第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２の内側に、図１７（ｂ）に示すように外周面に外歯車４６が形成された環状の中間歯車部材４４が配置されている。中間歯車部材４４と、第１の歯車部材２０の中心軸２８との間には、圧力室５２を有するアクチュエータ５０が配置されている。
【０１１３】
ただし、実施例１−１の駆動ユニット１０と異なり、中間歯車部材４４は、略筒状の剛体であり、楕円状に変形しない。
【０１１４】
実施例１−１の駆動ユニット１０と同じく、第１の内歯車２２と外歯車４６の歯数比と第２の内歯車２４と外歯車４６の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ第３の内歯車３２と外歯車４６の歯数比とは異なるようにする。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４の歯数と外歯車４６の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２にする。
【０１１５】
実施例２−１の駆動ユニット１２は、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様に、中間歯車部材４４の外歯車４６が第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所（噛み合い位置）を周方向に移動させるように、アクチュエータ５０の各圧力室５２内の圧力を順次変化させて中間歯車部材４４を公転させ、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対回転させることによって駆動する。
【０１１６】
すなわち、アクチュエータ５０の各圧力室５２内の圧力を順次変化させることにより、中間歯車部材４４が第１の歯車部材２０の中心軸２８に対して偏心する方向を変化させ、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６との噛み合い位置を周方向に移動させる。
【０１１７】
具体的には、アクチュエータ５０の上の圧力室５２ａに相対的に高い圧力を与え、アクチュエータ５０の下の圧力室５２ｄに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ｂ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｆに中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが上の位置で噛み合うようにする。
【０１１８】
次いで、アクチュエータ５０の右上の圧力室５２ｂに相対的に高い圧力を与え、左下の圧力室５２ｅに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｆには中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが右上の位置で噛み合うようにする。
【０１１９】
次いで、アクチュエータ５０の右下の圧力室５２ｃに相対的に高い圧力を与え、左上の圧力室５２ｆに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｂ，５２ｄ，５２ｅには中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが右下の位置で噛み合うようにする。
【０１２０】
次いで、アクチュエータ５０の下の圧力室５２ｄに相対的に高い圧力を与え、上の圧力室５２ａに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ｂ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｆには中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが下の位置で噛み合うようにする。
【０１２１】
次いで、アクチュエータ５０の左下の圧力室５２ｅに相対的に高い圧力を与え、右上の圧力室５２ｂに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｆには中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが左下の位置で噛み合うようにする。
【０１２２】
次いで、アクチュエータ５０の左上の圧力室５２ｆに相対的に高い圧力を与え、右下の圧力室５２ｃに相対的に低い圧力を与え、他の圧力室５２ａ，５２ｂ，５２ｄ，５２ｅには中間の圧力を与え、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが左上の位置で噛み合うようにする。
【０１２３】
以下、同様に繰り返すことにより、中間歯車部材４４は、第１の歯車部材２０の中心軸２８の周りを公転する。
【０１２４】
第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが噛み合う位置が周方向に移動すると、第１の内歯車２２と外歯車４６の歯数比と第２の内歯車２４と外歯車４６の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、第３の内歯車３２と外歯車４６の歯数比とは異なるため、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０との間に相対回転が発生する。第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０のいずれか一方を固定すれば、他方を出力部とすることができる。
【０１２５】
駆動ユニット１２は、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と外歯車４６とが噛み合った状態を保ちながら、中間歯車部材４４が第１の歯車部材２０の中心軸２８に対して公転する。このとき、第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４６の歯数を同じにすると、中間歯車部材４４は自転しない。自転がないと、アクチュエータ５０と中間歯車部材４４との間を固着することができ、構成を簡単にすることができる。
【０１２６】
第１及び第２の内歯車２２，２４と外歯車４６の歯数が異なり、中間歯車部材４４が自転する場合には、アクチュエータ５０と中間歯車部材４４との間で相対回転可能なように支持すればよい。例えば、すべりが生じるように構成すればよい。
【０１２７】
＜実施例２−２＞  実施例２−２の駆動ユニット１２ｐについて、図１９及び図２０を参照しながら説明する。
【０１２８】
図１９（ａ）は駆動ユニット１２ｐの断面図である。図１９（ｂ）は、駆動ユニット１２ｐの要部拡大断面図である。図２０（ａ）は、図１９（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２０（ｂ）は、図１９（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１２９】
図１９及び図２０に示すように、実施例２−２の駆動ユニット１２ｐは、実施例２−１の駆動ユニット１２と略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４の歯数と外歯車４６の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２にする。
【０１３０】
ただし、実施例２−１の駆動ユニット１２と異なり、中間歯車部材４４と第１の歯車部材２０の中心軸２８との間に配置され、中間歯車部材４４を移動させるアクチュエータに、実施例１−３の駆動ユニット１０ｂと同様の複数対の永久磁石７０及び電磁石７２を用いている。
【０１３１】
すなわち、図１９に示すように、中間歯車部材４４の内周面に永久磁石７０が固定されている。ベース部材１８に固定された第１の歯車部材２０の中心軸２８には、対をなす永久磁石７０に対向するように、電磁石７２が固定されている。
【０１３２】
実施例２−２の駆動ユニット１２ｐは、実施例２−１の駆動ユニット１２と同様に動作させる。すなわち、各電磁石７２に流す電流の大きさや向きを順次変化させて、外歯車４６と第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２との噛み合い位置を周方向に移動させることによって、第１の歯車部材２０と第２の歯車部材３０とを相対的に回転させる。
【０１３３】
＜実施例２−３＞  実施例２−３の駆動ユニット１２ｑについて、図２１及び図２２を参照しながら説明する。
【０１３４】
図２１（ａ）は駆動ユニット１２ｑの断面図である。図２１（ｂ）は、駆動ユニット１２ｑの要部拡大断面図である。図２２（ａ）は、図２１（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２２（ｂ）は、図２１（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１３５】
図２１及び図２２に示すように、実施例２−３の駆動ユニット１２ｑは、実施例２−１の駆動ユニット１２と略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４の歯数と外歯車４６の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２にする。
【０１３６】
ただし、実施例２−１の駆動ユニット１２と異なり、第１の歯車部材２０ｑの中心軸２８ｑの径方向外側に配置された中間歯車部材４４ｑを移動させるアクチュエータ５０ｑが、中間歯車部材４４ｑの径方向外側、かつ第１及び第２の内歯車２２，２４よりも軸方向外側に配置されている。
【０１３７】
すなわち、第１の歯車部材２０ｑには、第１及び第２の内歯車２２，２４よりも軸方向両外側に、２つのドーナツ状の空洞部２６ｑが形成され、空洞部２６ｑ内にそれぞれアクチュエータ５０ｑが配置されている。アクチュエータ５０ｑの外周面は、第１の歯車部材２０ｑに固着されている。アクチュエータ５０ｑの内周面は、図２１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、略筒形状の接続部材４５の外周面の両端部に固着されている。接続部材４５は、アクチュエータ５０ｑによって径方向に移動する。外歯車４６が形成された中間歯車部材４４ｑの内周面は、接続部材４５の外周面に間隔を設けて対向し、あるいは摺接するようになっている。
【０１３８】
実施例２−３の駆動ユニット１２ｑは、図２１（ａ）において矢印５８ｑで示すようにアクチュエータ５０ｑの各圧力室５２ｑに供給・排出する流体の圧力を制御し、接続部材４５を介して中間歯車部材４４ｑを径方向に移動させることで、実施例２−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４４ｑの外歯車４６が第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、アクチュエータ５０ｑの各圧力室５２ｑ内の圧力を順次変化させて中間歯車部材４４ｑを公転させ、第１の歯車部材２０ｑと第２の歯車部材３０ｑとを相対回転させることによって駆動する。
【０１３９】
なお、第１の歯車部材２０ｑに対して中間歯車部材４４ｑが自転する場合は、アクチュエータ５０ｑと中間歯車部材４４ｑの間で相対回転が可能となるように、例えば、接続部材４５などを用いることが必要となるが、第１の歯車部材２０ｑに対して中間歯車部材４４ｑが自転しない場合は、接続部材４５を用いなくてもよく、アクチュエータ５０ｑと中間歯車部材４４ｑを直接固定すればよい。
【０１４０】
＜実施例２−４＞  実施例２−４の駆動ユニット１２ｒについて、図２３及び図２４を参照しながら説明する。
【０１４１】
図２３は駆動ユニット１２ｒの断面図である。図２４（ａ）は、図２３の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２４（ｂ）は、図２３の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１４２】
図２３及び図２４に示すように、実施例２−４の駆動ユニット１２ｒは、実施例２−３の駆動ユニット１２ｑと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の内歯車２２，２４の歯数と外歯車４６の歯数は１００、第３の内歯車３２の歯数は１０２にする。
【０１４３】
ただし、実施例２−３の駆動ユニット１２ｑと異なり、第１の歯車部材２０ｒの中心軸２８ｒの径方向外側に配置された中間歯車部材４４ｒを公転させるアクチュエータ５０ｒが第１及び第２の内歯車２２，２４の間（軸方向内側）に配置され、かつアクチュエータ５０ｒの外周面が、第２の歯車部材３０ｒに固着されている。
【０１４４】
すなわち、第２の歯車部材３０ｒには、第３の内歯車３２の軸方向両側に、２つのドーナツ状の空洞部３６ｒが形成され、空洞部３６ｒ内にそれぞれアクチュエータ５０ｒが配置されている。アクチュエータ５０ｒの外周面は、第２の歯車部材３０ｒに固着されている。アクチュエータ５０ｒの内周面は、中間歯車部材４４ｒの外周面に固着されている。中間歯車部材４４ｒは、アクチュエータ５０ｒによって、径方向に移動する。
【０１４５】
実施例２−４の駆動ユニット１２ｒは、実施例２−１と同様に、アクチュエータ５０ｒの各圧力室５２ｒ内の圧力を順次変化させ、中間歯車部材４４ｒを第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２に対して偏心させながら移動させることによって駆動する。すなわち、中間歯車部材４４ｒの外歯車４６が第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２と周方向の一部で噛み合う箇所（噛み合い位置）を周方向に移動させるように、アクチュエータ５０ｒの各圧力室５２ｒ内の圧力を順次変化させて中間歯車部材４４ｒを公転させ、第１の歯車部材２０ｒと第２の歯車部材３０ｒとを相対回転させることによって駆動する。
【０１４６】
次に、本発明の第３のタイプの駆動ユニットの実施例３−１乃至実施例３−３について、図２５〜図３０を参照しながら説明する。
【０１４７】
＜実施例３−１＞  実施例３−１の駆動ユニット１４ｐについて、図２５及び図２６を参照しながら説明する。
【０１４８】
図２５（ａ）は駆動ユニット１４ｐの断面図である。図２５（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１４ｐの要部拡大断面図である。図２６（ａ）は、図２５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２６（ｂ）は、図２５（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１４９】
実施例３−１の駆動ユニット１４ｐは、実施例１−１の駆動ユニット１０の外歯車と内歯車の関係が逆になっている。
【０１５０】
すなわち、図２５及び図２６に示すように、ベース部材１９に固定された第１の歯車部材２１ｐは、第１の外歯車２３と第２の外歯車２５とが同軸に、かつ間隔を設けて形成されている。第２の歯車部材３１ｐには、中心軸３８ｐに固定され、第１の歯車部材２１ｐの第１の外歯車２３と第２の外歯車２５との間に同軸に配置される第３の外歯車３３が形成されている。
【０１５１】
第１の歯車部材２１ｐには、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３の径方向外側にドーナツ状の空洞部２７ｐが形成され、空洞部２７ｐ内に中間歯車部材４８ｐとアクチュエータ５１ｐとが配置されている。
【０１５２】
アクチュエータ５１ｐの外周面は、第１の歯車部材２１ｐに固着されている。アクチュエータ５１ｐは、図２５（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、内歯車４９に沿って薄く連続的に延在する中間歯車部材４８ｐを保持する。あるいは、図２５（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、内周面に内歯車４９が形成された略筒形状の中間歯車部材４８ｐを保持する。アクチュエータ５１ｐによって保持された中間歯車部材４８ｐは、半径方向に自在にたわむことができる。
【０１５３】
第１の外歯車２３と内歯車４９の歯数比と第２の外歯車２５と内歯車４９の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、第３の外歯車３３と内歯車４９の歯数比とは異なるようにする。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１５４】
実施例３−１の駆動ユニット１４ｐは、アクチュエータ５１ｐの各圧力室５３ｐに供給する流体の圧力を制御し、中間歯車部材４８ｐを変形させることによって、実施例１−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４８ｐの内歯車４９が第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４８ｐを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２１ｐと第２の歯車部材３１ｐとを相対的に回転させる。
【０１５５】
第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数を同じにすると、アクチュエータ５１ｐと中間歯車部材４８ｐとの間を固着することができ、構成を簡単にすることができる。
【０１５６】
第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数が異なり、第１の歯車部材２１ｐと中間歯車部材４８ｐとが相対回転する場合には、アクチュエータ５１ｐと中間歯車部材４８ｐとの間で相対回転可能なように支持すればよい。例えば、すべりが生じるように構成すればよい。
【０１５７】
＜実施例３−２＞  実施例３−２の駆動ユニット１４ｑについて、図２７及び図２８を参照しながら説明する。
【０１５８】
図２７（ａ）は駆動ユニット１４ｑの断面図である。図２７（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１４ｑの要部拡大断面図である。図２８（ａ）は、図２７（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図２８（ｂ）は、図２７（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１５９】
図２７及び図２８に示すように、実施例３−２の駆動ユニット１４ｑは、実施例３−１の駆動ユニット１４ｐと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第２の歯車部材３１ｑの中心軸３８ｑに固定された第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１６０】
ただし、実施例３−１の駆動ユニット１４ｐと異なり、中間歯車部材４８ｑを変形させるアクチュエータ５１ｑが、中間歯車部材４８ｑの径方向内側、かつ第１及び第２の外歯車２３，２５よりも軸方向外側に配置されている。
【０１６１】
すなわち、ベース部材１９に固定された第１の歯車部材２１ｑには、第１及び第２の外歯車２３，２５よりも軸方向両外側に、それぞれドーナツ状の空洞部２７ｑが形成され、空洞部２７ｑ内にそれぞれアクチュエータ５１ｑが配置されている。アクチュエータ５１ｑの内周面は、第１の歯車部材２１ｑに固着されている。アクチュエータ５１ｑの外周面は、図２７（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、自在にたわむ筒状の接続部材４７ｑの内周面の両端部に固着されている。接続部材４７ｑは、アクチュエータ５１ｑによって径方向に変形する。図２７（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、内歯車４９が形成された中間歯車部材４８ｑの外周面は、接続部材４７ｑの内周面に間隔を設けて対向し、あるいは摺接するようになっている。
【０１６２】
実施例３−２の駆動ユニット１４ｑは、アクチュエータ５１ｑの各圧力室５３ｑに供給する流体の圧力を制御し、接続部材４７ｑを介して中間歯車部材４８ｑを径方向に変形させることで、実施例３−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４８ｑの内歯車４９が第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４８ｑを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２１ｑと第２の歯車部材３１ｑとを相対的に回転させる。
【０１６３】
なお、第１の歯車部材２１ｑに対して中間歯車部材４８ｑが自転する場合は、アクチュエータ５１ｑと中間歯車部材４８ｑの間で相対回転が可能となるように、例えば、接続部材４７ｑなどを用いることが必要となるが、第１の歯車部材２１ｑに対して中間歯車部材４８ｑが自転しない場合は、接続部材４７ｑを用いなくてもよく、アクチュエータ５１ｑと中間歯車部材４８ｑを直接固定すればよい。
【０１６４】
＜実施例３−３＞  実施例３−３の駆動ユニット１４ｒについて、図２９及び図３０を参照しながら説明する。
【０１６５】
図２９（ａ）は駆動ユニット１４ｒの断面図である。図２９（ｂ）及び（ｃ）は、駆動ユニット１４ｒの要部拡大断面図である。図３０（ａ）は、図２９（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３０（ｂ）は、図２９（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１６６】
図２９及び図３０に示すように、実施例３−３の駆動ユニット１４ｒは、実施例３−２の駆動ユニット１４ｑと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１６７】
ただし、実施例３−２の駆動ユニット１４ｑと異なり、中間歯車部材４８ｒを変形させるアクチュエータ５１ｒが、第１及び第２の外歯車２３，２５の間（軸方向内側）に配置され、アクチュエータ５１ｒの内周面が第２の歯車部材３１ｒに固着されている。
【０１６８】
すなわち、第２の歯車部材３１ｒに形成された第３の外歯車３３の軸方向両側に、それぞれアクチュエータ５１ｒが配置され、アクチュエータ５１ｒの内周面は、第２の歯車部材３１ｒの中心軸３８ｒに固着されている。アクチュエータ５１ｒの外周面は、中間歯車部材４８ｒの内周面に固着されている。アクチュエータ５１ｒは、図２９（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、内歯車４９に沿って薄く連続的に延在する環状の中間歯車部材４８ｒを保持する。あるいは、図２９（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、内周面に内歯車４９が形成された環状の中間歯車部材４８ｒを保持する。中間歯車部材４８ｒは、アクチュエータ５１ｒの圧縮・引張によって半径方向にたわむ。
【０１６９】
実施例３−３の駆動ユニット１４ｒは、アクチュエータ５１ｒの各圧力室５３ｒに供給する流体の圧力を制御し、中間歯車部材４８ｒを半径方向にたわませることで、実施例３−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４８ｒの内歯車４９がそれぞれ第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４８ｒを半径方向にたわませることによって、第１の歯車部材２１ｒと第２の歯車部材３１ｒとを相対的に回転させる。
【０１７０】
次に、本発明の第４のタイプの駆動ユニットの実施例４−１乃至実施例４−３について、図３１〜図３６を参照しながら説明する。
【０１７１】
＜実施例４−１＞  実施例４−１の駆動ユニット１６について、図３１及び図３２を参照しながら説明する。
【０１７２】
図３１（ａ）は駆動ユニット１６の断面図である。図３１（ｂ）は、駆動ユニット１６の要部拡大断面図である。図３２（ａ）は、図３１（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３２（ｂ）は、図３１（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１７３】
実施例４−１の駆動ユニット１６は、実施例２−１の駆動ユニット１２の外歯車と内歯車の関係が逆になっている。
【０１７４】
すなわち、図３１及び図３２に示すように、第１の歯車部材２１には、第１の外歯車２３と第２の外歯車２５とが同軸に、かつ間隔を設けて形成されている。第２の歯車部材３１には、第１の歯車部材２１の第１の外歯車２３と第２の外歯車２５との間に同軸に配置される第３の外歯車３３が形成されている。
【０１７５】
第１の歯車部材２１には、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３に対向するドーナツ状の空洞部２７が形成され、空洞部２７内に中間歯車部材４８とアクチュエータ５１とが配置されている。中間歯車部材４８は、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３に対向して配置され、中間歯車部材４８の径方向外側にアクチュエータ５１が配置される。
【０１７６】
中間歯車部材４８の内周面には、第１の歯車部材２１の第１の外歯車２３及び第２の外歯車２５と、第２の歯車部材３１の第３の外歯車３３とに噛み合うことができる内歯車４９が形成されている。中間歯車部材４８は、図３１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、略円筒状の剛体である。
【０１７７】
第１の外歯車２３と内歯車４９の歯数比と第２の外歯車２５と内歯車４９の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、第３の外歯車３３と内歯車４９の歯数比とは異なるようにする。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１７８】
中間歯車部材４８よりも径方向外側に、実施例２−１と同じく、ゴム等の弾性材料からなり、内部に複数の圧力室５３が形成されているアクチュエータ５１が配置される。図３１（ａ）において矢印５９で示すように、外部から圧力室５３に空気や油、水等の流体が供給・排出され、圧力室５３の容積が増減し、これに伴って中間歯車部材４８の径方向の位置が変化するようになっている。
【０１７９】
実施例４−１の駆動ユニット１６は、実施例２−１の駆動ユニット１２と同様に、アクチュエータ５１の各圧力室５３内の圧力を順次変化させて中間歯車部材４８を公転させることによって駆動する。
【０１８０】
すなわち、アクチュエータ５１の各圧力室５３内の圧力を順次変化させ、中間歯車部材４８を、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３に対して偏心する方向を変化させ、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と内歯車４９とが周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させる。第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と内歯車４９とが周方向の一部で噛み合う箇所が周方向に移動すると、第１の外歯車２３と内歯車４９の歯数比と第２の外歯車２５と内歯車４９の歯数比とは、互いに等しく、かつ、それぞれ、第３の外歯車３３と内歯車４９の歯数比とは異なるため、第１の歯車部材２１と第２の歯車部材３１との間で相対回転が発生する。第１の歯車部材２１と第２の歯車部材３１のいずれか一方を固定すれば、他方を出力部とすることができる。例えば、第１の歯車部材２１をベース部材１９に固定すれば、第２の歯車部材３１がベース部材１９に対して回転し、出力部となる。
【０１８１】
中間歯車部材４８は、内歯車４９が第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向に一部で噛み合った状態を保ちながら、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３の中心軸のまわりを公転する。このとき、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数を同じにすると、中間歯車部材４８は自転しないため、アクチュエータ５１と中間歯車部材４８との間を固着することができ、構成を簡単にすることができる。
【０１８２】
第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数が異なり、中間歯車部材４８が自転する場合には、アクチュエータ５１と中間歯車部材４８との間で相対回転可能なように支持すればよい。例えば、すべりが生じるように構成すればよい。
【０１８３】
＜実施例４−２＞  実施例４−２の駆動ユニット１６ａについて、図３３及び図３４を参照しながら説明する。
【０１８４】
図３３は駆動ユニット１６ａの断面図である。図３４（ａ）は、図３３の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３４（ｂ）は、図３３の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１８５】
図３３及び図３４に示すように、実施例４−２の駆動ユニット１６ａは、実施例４−１の駆動ユニット１６と略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第２の歯車部材３１ａの中心軸３８ａに固定された第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１８６】
ただし、実施例４−１の駆動ユニット１６と異なり、中間歯車部材４８ａを移動させるアクチュエータ５１ａが、中間歯車部材４８ａの径方向内側に配置され、第１の歯車部材２１ａに固着されている。
【０１８７】
すなわち、第１の歯車部材２１ａには、第１及び第２の外歯車２３，２５の間よりも軸方向両外側に、２つのドーナツ状の空洞部２７ａが形成され、空洞部２７ａ内にそれぞれアクチュエータ５１ａが配置されている。アクチュエータ５１ａの内周面は、第１の歯車部材２１ａに固着されている。アクチュエータ５１ａの外周面は、中間歯車部材４８ａの内周面の両端部に固着されている。中間歯車部材４８ａは、アクチュエータ５１ａによって径方向に移動する。中間歯車部材４８ａの内周面の中間部には、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３に噛み合うことができる内歯車４９が形成されている。
【０１８８】
実施例４−２の駆動ユニット１６ａは、アクチュエータ５１ａの各圧力室５３ａに供給する流体の圧力を制御し、中間歯車部材４８ａを公転させることで、実施例４−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４８ａの内歯車４９が第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向の一部で噛み合う箇所を周方向に移動させるように、中間歯車部材４８ａを公転させることによって、第１の歯車部材２１ａと第２の歯車部材３１ａとを相対的に回転させる。
【０１８９】
＜実施例４−３＞  実施例４−３の駆動ユニット１６ｂについて、図３５及び図３６を参照しながら説明する。
【０１９０】
図３５は駆動ユニット１６ｂの断面図である。図３６（ａ）は、図３５の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３６（ｂ）は、図３５の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１９１】
図３５及び図３６に示すように、実施例４−３の駆動ユニット１６ｂは、実施例４−２の駆動ユニット１６ａと略同様に構成されている。例えば、第１及び第２の外歯車２３，２５と内歯車４９の歯数は１００、第３の外歯車３３の歯数は９８とする。
【０１９２】
ただし、実施例４−２の駆動ユニット１６ａと異なり、中間歯車部材４８ｂを公転させるためのアクチュエータ５１ｂが、第１及び第２の外歯車２３，２５の間（軸方向内側）に配置され、アクチュエータ５１ｂの内周面が第２の歯車部材３１ｂに固着されている。
【０１９３】
すなわち、第２の歯車部材３１ｂに形成された第３の外歯車３３の軸方向両側に、２つのアクチュエータ５１ｂがそれぞれ配置され、アクチュエータ５１ｂの内周面は、第２の歯車部材３１ｂの中心軸３８ｂに固着されている。アクチュエータ５１ｂの外周面は、中間歯車部材４８ｂの内周面に固着されている。中間歯車部材４８ｂには、第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３に噛み合うことができる内歯車４９が形成されている。中間歯車部材４８ｂは、アクチュエータ５１ｂによって径方向に移動される。
【０１９４】
実施例４−３の駆動ユニット１６ｂは、アクチュエータ５１ｂの各圧力室５３ｂに供給する流体の圧力を制御し、中間歯車部材４８ｂを公転させることで、実施例４−１と同様に駆動する。すなわち、中間歯車部材４８ｂの内歯車４９が第１乃至第３の外歯車２３，２５，３３と周方向の一部で噛み合う状態を保ちながら中間歯車部材４８ｂを公転させることによって、第１の歯車部材２１ｂと第２の歯車部材３１ｂとを相対的に回転させる。
【０１９５】
＜参考例＞  参考例の駆動ユニット１０ｚについて、図３７〜図３９を参照しながら説明する。図３７は駆動ユニット１０ｚの断面図である。図３８は、図３７の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図３９は、図３７の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【０１９６】
図３７〜図３９に示すように、駆動ユニット１０ｚは、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様に、第１の歯車部材２０ｚに第１の内歯車２２と第２の内歯車２４とが同軸に、かつ間隔を設けて形成されている。第２の歯車部材３０ｚには、第１の歯車部材２０ｚの第１の内歯車２２と第２の内歯車２４との間に同軸に配置される第３の内歯車３２が形成されている。
【０１９７】
実施例１−１の駆動ユニット１０とは異なり、第１の歯車部材２０ｚの第１の内歯車２２と第２の内歯車２４とは、第２の歯車部材３０ｚの径方向外側を経由して固定されている。また、実施例１−１の駆動ユニット１０とは異なり、駆動ユニット１０ｚは、ベース部材１８ｚと中心軸２８ｚとが一体に形成されている。第１の歯車部材２０ｚはベース部材１８ｚに固定されている。
【０１９８】
中心軸２８ｚには、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様に、第１乃至第３の内歯車２２，２４，３２に対向するドーナツ状の空洞部２６が形成され、空洞部２６内に、中間歯車部材４０とアクチュエータ５０とが配置されている。
【０１９９】
駆動ユニット１０ｚは、実施例１−１の駆動ユニット１０と同様にアクチュエータ５０を動作させることにより、第１の歯車部材２０ｚと第２の歯車部材３０ｚとを相対的に回転させることができる。
【０２００】
＜まとめ＞  以上に説明したように、本発明の駆動ユニットは、歯車装置にアクチュエータを組み込んでも剛性を高くすることができるため、高精度な位置決めが可能である。また、大トルク、小型の要求にも対応することができる。したがって、特に高精度な位置決め性能、大トルク、小型が要求される産業用ロボット、半導体関連機器、フラットパネルディスプレイ搬送装置などに、好適に利用することができる。
【０２０１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えて実施することが可能である。
【０２０２】
例えば、中間歯車部材を変形又は移動させるアクチュエータの種類は、流体や磁力を用いるものに限らず、静電気力、圧電素子、形状記憶合金、電気粘性流体や磁気粘性流体や電界共役流体のような機能性流体などを用いるアクチュエータや、メカノケミカルアクチュエータ（高分子アクチュエータやＩＣＰＦアクチュエータなど）などの種々のタイプのものを選択可能である。磁力を用いる場合、永久磁石と電磁石とを用いるものに限らず、電磁石により吸引される鉄などの材料と電磁石とを用いてもよい。
【０２０３】
例えば、実施例にあげた流体を用いるアクチュエータを使う駆動ユニットにおいて、流体を用いるアクチュエータの代わりに、磁石を用いるアクチュエータを使用してもよい。
【０２０４】
中間歯車部材の第１乃至第３の外歯車の歯数、あるいは、第１乃至第３の内歯車の歯数は、互いに異なってもよい。
【０２０５】
アクチュエータは、第１の歯車部材あるいは第２の歯車部材のいずれか一方に対して相対回転しないように固定されていればよいので、必ずしも、第１の歯車部材あるいは第２の歯車部材に固定する必要はない。ベース部材などの他の部品に固定してもよい。
【０２０６】
第１の歯車部材の第１の内歯車と第２の内歯車とを固定する方法、あるいは、第１の歯車部材の第１の外歯車と第２の外歯車とを固定する方法には、実施例や参考例で示した方法の他に、第２の歯車部材に貫通する穴を設けてその穴を通して固定する方法などがある。
【符号の説明】
【０２０７】
１０，１０ａ〜１０ｅ，１０ｘ，１０ｙ，１０ｚ  駆動ユニット
１２，１２ｐ，１２ｑ，１２ｒ  駆動ユニット
１４ｐ，１４ｑ，１４ｒ  駆動ユニット
１６，１６ａ，１６ｂ  駆動ユニット
１８，１８ｚ，１９  ベース部材
２０，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｑ，２０ｒ，２０ｚ  第１の歯車部材
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｐ，２１ｑ，２１ｒ  第１の歯車部材
２２  第１の内歯車
２３  第１の外歯車
２４  第２の内歯車
２５  第２の外歯車
２８，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｑ，２８ｒ，２８ｚ  中心軸
３０，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｑ，３０ｒ，３０ｚ  第２の歯車部材
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｐ，３１ｑ，３１ｒ  第２の歯車部材
３２  第３の内歯車
３３  第３の外歯車
３８ａ，３８ｂ，３８ｐ，３８ｑ，３８ｒ  中心軸
４０，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ  中間歯車部材
４２  外歯車
４４，４４ｑ，４４ｒ  中間歯車部材
４６  外歯車
４８，４８ａ，４８ｂ，４８ｐ，４８ｑ，４８ｒ  中間歯車部材
４９  内歯車
５０，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｑ，５０ｒ  アクチュエータ
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ  アクチュエータ
５２，５２ｓ，５２ｔ，５２ｑ，５２ｒ  圧力室
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｐ，５３ｑ，５３ｒ  圧力室
５４  弾性部材
５８，５８ｃ，５８ｄ，５８ｑ  矢印
５９  矢印
６０，６０ａ〜６０ｄ  シリンダ（アクチュエータ）
６２  伸縮部材
７０  永久磁石（アクチュエータ）
７２，７２ａ〜７２ｄ  電磁石（アクチュエータ）
【図１】
0005846435.tif 000002
【図２】
0005846435.tif 000003
【図３】
0005846435.tif 000004
【図４】
0005846435.tif 000005
【図５】
0005846435.tif 000006
【図６】
0005846435.tif 000007
【図７】
0005846435.tif 000008
【図８】
0005846435.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005846435.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005846435.tif 000013
【図１３】
0005846435.tif 000014
【図１４】
0005846435.tif 000015
【図１５】
0005846435.tif 000016
【図１６】
0005846435.tif 000017
【図１７】
0005846435.tif 000018
【図１８】
0005846435.tif 000019
【図１９】
0005846435.tif 000020
【図２０】
0005846435.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0005846435.tif 000023
【図２３】
0005846435.tif 000024
【図２４】
0005846435.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
0005846435.tif 000031
【図３１】
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【図３２】
0005846435.tif 000033
【図３３】
0005846435.tif 000034
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
0005846435.tif 000037
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
0005846435.tif 000040
【図４０】
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【図４１】
0005846435.tif 000042
【図４２】
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【図４３】
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