(57)【要約】  軽量小型で、バックラッシが小さい複合駆動装置を提供する。第１出力軸と、伝動機構と、第２出力軸と、動力源とを備え、動力源からの動力を、第１出力軸と第２出力軸とに分配可能とした。第１出力軸は、自軸まわりに回転自在に支持される。伝動機構は、第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する。第２出力軸は、一対の遊星歯車機構の間で、第１出力軸と直交する方向に延在し、伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持される。動力源は、伝動機構を駆動させる。
2014147734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自軸まわりに回転自在に支持された第１出力軸と、
当該第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する伝動機構と、
前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持された第２出力軸と、
前記伝動機構を駆動させる動力源と、
を備え、
前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした
ことを特徴とする複合駆動装置。
【請求項２】
前記一対の遊星歯車機構は、
それぞれの太陽歯車が前記第１出力軸に連結された第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構であり、
前記動力源は、
前記第１遊星歯車機構を駆動させる第１モータと、前記第２遊星歯車機構を駆動させる第２モータとを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項３】
前記第１モータおよび前記第２モータのうち、少なくともいずれか一方は、前記第１出力軸が貫通する中空モータである
ことを特徴とする請求項２に記載の複合駆動装置。
【請求項４】
前記第２出力軸の基端は、伝動歯車を介して前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の各内歯車に連結され、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の遊星キャリアにそれぞれ連結される
ことを特徴とする請求項２に記載の複合駆動装置。
【請求項５】
前記第２出力軸の基端は、伝動歯車を介して前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の各遊星キャリアに連結され、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記第１遊星歯車機構の内歯車にそれぞれ連結される
ことを特徴とする請求項２に記載の複合駆動装置。
【請求項６】
前記第１モータおよび前記第２モータのうち、少なくともいずれか一方は、前記伝動機構への動力伝達経路が屈曲しており、所定の動力伝達部を介して動力を伝達する
ことを特徴とする請求項２に記載の複合駆動装置。
【請求項７】
前記第１モータおよび前記第２モータは、それぞれの軸心が前記第１出力軸の軸心と平行となるように配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の複合駆動装置。
【請求項８】
前記第１出力軸および前記第２出力軸のいずれか一方の後段に、減速機が連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項９】
前記伝動機構を収納するハウジングを備え、当該ハウジングにより前記第１出力軸および前記第２出力軸を支持するとともに、当該ハウジングに、前記動力源を収納又は装着してユニット化した
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項１０】
関節機構に複合駆動装置を備えるロボットであって、
前記複合駆動装置は、
自軸まわりに回転自在に支持された第１出力軸と、
当該第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する伝動機構と、
前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持された第２出力軸と、
前記伝動機構を駆動させる動力源と、
を備え、
前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした
ことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、複合駆動装置およびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットなどにおける関節の構造は、複数の軸に対し、それぞれ独立したアクチュエータを設けた構造が一般的であった。【０００３】
そこで、差動機構（例えば、いわゆるデフと呼ばれる差動歯車機構）を利用した複合駆動装置により関節機構を構成し、関節における複数の軸を、一つの軸で兼用させたロボットが提案された（例えば、特許文献１を参照）。【０００４】
これは、２組のアクチュエータを対向配置して、両アクチュエータの出力軸に取り付けた互いに対向する駆動歯車と、両駆動歯車と噛合する互いに対向した従動歯車とで歯車機構を構成し、かかる歯車機構の両従動歯車を取り付けた一つの出力軸によって二つの軸を兼用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された関節機構では、差動歯車機構に動力を伝達するアクチュエータとして、後段に減速機が直結されたモータが用いられていた。【０００７】
特許文献１のロボットをはじめとして、ロボットの関節などに複合駆動装置を用いる場合、必要なトルクを得るために減速機を用いることが多い。特に、特許文献１のように、作動歯車機構を用いた複合駆動装置の場合、減速機を差動歯車機構とモータとの間に介設して減速せざるを得なかった。その理由は、モータと歯車機構とを直接連動連結してしまうと、二つの軸のうちの一方が他方の軸まわりに高速で多回転移動してしまい、ロボットにおける関節の出力軸として用いるには好ましくないからである。【０００８】
このように、差動歯車機構をロボットに用いる場合、減速機を介して減速した後に歯車機構に動力を伝達することになるため、歯車はバックラッシが大きくなりがちであった。そのため、例えば、ロボットの駆動部に適用する場合、位置決め精度が低下してしまうという問題があった。【０００９】
また、かかる構成の差動歯車機構は、伝達トルクが大きいため、歯車の素材としては鉄などの強固な材質が用いられ、かつモジュールや径も大きくなって重量も増大してしまっていた。しかも、モータと差動歯車機構との間に減速機が設けられるため、軸方向の長さが長くなり、複合駆動装置としての小型化を難しくしていた。【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の小型化を図りつつ、歯車のバックラッシ量を可及的に小さくすることができる複合駆動装置およびロボット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】
【００１１】
実施形態の一態様に係る複合駆動装置は、第１出力軸と、伝動機構と、第２出力軸と、動力源とを備え、前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした。前記第１出力軸は、自軸まわりに回転自在に支持される。前記伝動機構は、前記第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する。前記第２出力軸は、前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持される。前記動力源は、前記伝動機構を駆動させる。
【発明の効果】
【００１２】
実施形態の一態様によれば、動力源からの動力を２つの軸に分配することが可能となるとともに、動力源と伝動機構とを直接連結することができる。したがって、伝動機構の後段側に減速機を配置することが可能となり、伝動機構の歯車のバックラッシ量を可及的に小さくすることができる。また、複合駆動装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態に係る複合駆動装置を示す説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡにおけるＩ−Ｉ線矢視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同上の複合駆動装置の変形例１を示す説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同上の複合駆動装置の変形例２を示す説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第２の実施形態に係る複合駆動装置を示す説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、同上の複合駆動装置の変形例を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る複合駆動装置のさらなる変形例を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡにおけるＡ矢視図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る複合駆動装置のさらなる変形例を示す説明図である。
【図６】図６は、複合駆動装置を備える実施形態に係るロボットの正面図である。
【図７】図７は、同上のロボットの平面図である。
【図８】図８は、実施形態に係るロボットの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する複合駆動装置およびこの複合駆動装置を備えるロボットの実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態おける例示で本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る複合駆動装置の概要について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、第１の実施形態に係る複合駆動装置を示す説明図、図１Ｂは、図１ＡにおけるＩ−Ｉ線矢視図である。
【００１６】
［複合駆動装置の概要］
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態に係る複合駆動装置１０は、第１出力軸１が、略円筒形のハウジング６の長手方向に、その略中心に沿って延在する。そして、第１出力軸１は、軸受５を介して自軸まわりに回転自在に支持される。なお、図示は省略したが、軸受５は、第１出力軸１とハウジング６の端側壁との間にも設けられる。
【００１７】
また、複合駆動装置１０は、第１出力軸１と直交する方向に延在する第２出力軸２を備える。なお、図示は省略したが、第２出力軸２とハウジング６の一側側壁との間に軸受５が設けられ、軸受５を介して第２出力軸２は回転自在に支持される。
【００１８】
ハウジング６内には、第１出力軸１および第２出力軸２と連動連結する伝動機構３が配設される。伝動機構３は、第１出力軸１に沿って互いに対向配置された第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂを備える。なお、ここでは、図１Ａにおいて、紙面に向かって左側に第１遊星歯車機構３Ａを、右側に第２遊星歯車機構３Ｂを配置しているが、その逆の配置であっても構わない。
【００１９】
また、複合駆動装置１０は、伝動機構３を駆動させる動力源として、第１遊星歯車機構３Ａを駆動させる第１モータ４Ａと、第２遊星歯車機構３Ｂを駆動させる第２モータ４Ｂとを備える。
【００２０】
これら第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂは、減速機構などは備えていない周知の構造のもので構わない。しかし、第１モータ４Ａと第２モータ４Ｂとのうち、少なくともいずれか一方は第１出力軸１が貫通する中空モータとする。
【００２１】
あえて異なるモータを用いる必要もないため、本実施形態に係る第１モータ４Ａと第２モータ４Ｂは、図示するように、いずれも中空モータとしている。中空モータとしては、モータケーシング４１内に、このモータケーシング４１に固定された固定子と、この固定子と所定のギャップを設けて同軸配置された円筒状の回転子４２とを備える構成とすることができる。
【００２２】
第１出力軸１と直交する方向に延在する第２出力軸２は、第１遊星歯車機構３Ａと第２遊星歯車機構３Ｂとの間に設けられ、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの駆動に連動して自軸まわりに回転可能である。
【００２３】
すなわち、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第２出力軸２の基端に出力用傘歯車２１を伝動歯車として設け、この出力用傘歯車２１を、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの各内歯車３２に連結している。なお、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの具体的な構成は後述する。
【００２４】
上述してきたように、本実施形態に係る複合駆動装置１０は、第１出力軸１と、伝動機構３と、第２出力軸２と、動力源となる第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂとを備えた構成である。そして、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂからの動力を、第１出力軸１と第２出力軸２とに分配することができる。
【００２５】
すなわち、複合駆動装置１０は、以下の構成を有する。第１出力軸１は、ハウジング６および第１モータ４Ａを貫通した状態で設けられ、自軸まわりに回転自在に支持される。伝動機構３は、ハウジング６内において、第１出力軸１上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構、すなわち、第１遊星歯車機構３Ａと第２遊星歯車機構３Ｂとを有する。また、第２出力軸２は、第１遊星歯車機構３Ａと第２遊星歯車機構３Ｂとの間で、第１出力軸１と直交する方向に延在し、伝動機構３に連動するとともに、ハウジング６を貫通した状態で、自軸まわりに回転可能に支持される。そして、動力源である第１モータ４Ａは、第１遊星歯車機構３Ａを駆動し、第２モータ４Ｂは、第２遊星歯車機構３Ｂを駆動する。
【００２６】
かかる構成により、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂの高速回転による動力を、第１出力軸１と第２出力軸２とに、適宜、増速あるいは減速して分配可能となる。
【００２７】
また、ハウジング６により第１出力軸１および第２出力軸２を支持するとともに、このハウジング６に伝動機構３および第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂを収納してユニット化したため、複合駆動装置１０として、搬送や取り扱いの利便性が向上する。
【００２８】
なお、複合駆動装置１０をユニット化するに際しては、第１モータ４Ａと第２モータ４Ｂは、ハウジング６の内部に収納する構成に限定されず、ハウジング６に装着する構成であってもよい。その場合、図示は省略するが、ハウジング６の両端部にモータ取付孔をそれぞれ設け、このモータ取付孔内に、第１モータ４Ａ、第２モータ４Ｂを取付けることができる。
【００２９】
ここで、歯車機構により構成された第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂについて、具体的に説明するとともに、第１出力軸１および第２出力軸２への動力の分配の態様について説明する。
【００３０】
第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂは、基本的に同一構成であるため、ここでは、第１遊星歯車機構３Ａの構成について説明する。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１遊星歯車機構３Ａは、太陽歯車３１と、内歯車３２と、遊星歯車３３と、遊星キャリヤ３４とを備える。
【００３１】
太陽歯車３１は、第１出力軸１に固着され、内歯車３２は、太陽歯車３１と同心円状に設けられるとともに、第２出力軸２の出力用傘歯車２１と噛合するアウター傘歯車３５が内面（動力源とは反対側の面）に形成されている。
【００３２】
遊星歯車３３は、太陽歯車３１と内歯車３２との間に、両者と噛合するように複数配設されており、遊星キャリヤ３４にそれぞれ軸支される。そして、遊星歯車３３は、支軸３７を介して自転するとともに、遊星キャリヤ３４を介して太陽歯車３１の周りを公転する。なお、ここでは２つの遊星歯車３３としているが、２つに限定されるものではなく、所定の条件を勘案して適宜の数に設定される。
【００３３】
本実施形態に係る伝動機構３では、動力源（第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂ）からの回転力を、遊星キャリヤ３４に伝達するようにしている。すなわち、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂは、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの遊星キャリア３４にそれぞれ連結される。かかる構成により、所定の割合で、動力源の回転力を第１出力軸１および第２出力軸２に分配することができる。なお、その動力分配に関する具体例は後述する。
【００３４】
このように、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂは、第２出力軸２を挟んで、内歯車３２の内面に設けられたアウター傘歯車３５が対向するように配設される。そして、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの各太陽歯車３１に、第１出力軸１が連結される。
【００３５】
なお、太陽歯車３１、内歯車３２、および遊星歯車３３をはじめ、出力用傘歯車２１やアウター傘歯車３５などのギヤ比は、第１出力軸１および第２出力軸２から出力すべき動力に応じて適宜設定される。
【００３６】
上述の構成により、動力源（第１モータ４Ａ、第２モータ４Ｂ）からの回転力は、第１遊星歯車機構３Ａ（第２遊星歯車機構３Ｂ）に対して遊星キャリア３４から入力される。そして、遊星キャリア３４の回転、すなわち遊星歯車３３の公転が、太陽歯車３１および内歯車３２を回転させる。そして、太陽歯車３１に連結された第１出力軸１、内歯車３２と一体的に回転するアウター傘歯車３５に噛合する出力用傘歯車２１に連結された第２出力軸２が回転することになる。
【００３７】
ところで、第１の実施形態に係る複合駆動装置１０は、図１Ａおよび図１Ｂに示した構成に限定されるものではない。例えば、内歯車３２に設けたアウター傘歯車３５の配置などを変えることによって、図２Ａや図２Ｂに示す構成とすることもできる。図２Ａは、複合駆動装置１０の変形例１を示す説明図、図２Ｂは、複合駆動装置１０の変形例２を示す説明図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、同じ構成要素に対しては、図１Ａおよび図１Ｂと同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
図２Ａに示す複合装置１０は、アウター傘歯車３５が、内歯車３２の内面（動力源と反対側の面）ではなく、内歯車３２の外面（動力源側の面）に寄せて設けられている。そのため、例えば、第２出力軸２に設けられた出力用傘歯車２１の径を所定の長さに規定した場合、対向する第１遊星歯車機構３Ａ、第２遊星歯車機構３Ｂ同士の間隔を、図１Ａおよび図１Ｂに示した構成よりも小さくすることができる。
【００３９】
他方、図２Ｂに示す複合装置１０は、アウター傘歯車３５を、内歯車３２の内面側に位置させるとともに、径方向に拡幅した形状としている。そのため、例えば、図示するように、動力源となる第１モータ４Ａ、第２モータ４Ｂを、対向する第１遊星歯車機構３Ａと第２遊星歯車機構３Ｂとの間に配設することができる。このとき、出力用傘歯車２１の径は大きくならざるを得ないが、アウター傘歯車３５が内歯車３２の内面側に位置しているため、これを内歯車３２の外面側に設けるよりも、わずかではあるが小さくすることができる。
【００４０】
このように、複合駆動装置１０の構成は、必ずしも一定ではなく、これを装着する別の装置の形状や構成など、複合駆動装置１０の使用条件に合わせて適宜変更することができる。
【００４１】
［複合駆動装置の動作例］
（第１の動作例）
ここで、所定条件下における複合駆動装置１０の動作について具体的に説明する。第１の動作例では、所定条件が以下の場合とする。なお、便宜上、同じ構成要件であっても、第１遊星歯車機構３Ａの構成要件については符号にａを付し、第２遊星歯車機構３Ｂの構成要件については符号ｂを付している。また、回転方向については、逆回転の場合は負（−）の記号を示して正回転と区別する。なお、便宜上、正回転を時計回り、逆回転を反時計回りとする。
【００４２】
伝動機構３（第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂ）のメカニカルな基本条件を、以下のとおりとする。
【００４３】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝Ｎ：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝Ｚａ：Ｚｂ：Ｚｃ
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝Ｘ（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝Ｙ（ｒｐｍ）
【００４４】
また、伝動機構３では、第２出力軸２は、第１出力軸１の周りを移動することはなく、その基端に設けられた出力用傘歯車２１も移動しない。
【００４５】
また、伝動機構３の各構成要素の回転数ｎ１〜ｎ６を以下のように設定した場合、動作条件として、条件式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が成立する。すなわち、遊星キャリア３４ａの回転数をｎ１、アウター傘歯車３５ａの回転数をｎ２、第２出力軸２の回転数をｎ３、アウター傘歯車３５ｂの回転数をｎ４、遊星キャリア３４ｂの回転数をｎ５、第１出力軸１の回転数をｎ６とする。なお、出力用傘歯車２１の回転数は第２出力軸２の回転数ｎ３と同じである。
【００４６】
ｎ２＝−ｎ４・・・・・・・・・・・・・・・・・条件式（ａ）
ｎ２＝ｎ１＋（ｎ１−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ・・・・条件式（ｂ）
ｎ４＝ｎ５＋（ｎ５−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ・・・・条件式（ｃ）
【００４７】
基本条件および条件式（ａ）より、ｎ２＝Ｎ×ｎ３＝−ｎ４・・・・・・・（式１）となる。そして、式（１）を変形したｎ２＋ｎ４＝０・・・・・・・・・・・・（式２）に基本条件のｎ１＝Ｘとｎ４＝Ｙ、さらに、条件式（ｂ）、（ｃ）を代入すると、次の（式３）を得る。
【００４８】
Ｘ＋（Ｘ−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ＋Ｙ＋（Ｙ−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ＝０・・・（式３）
【００４９】
（式３）を変形すると、ｎ６＝１／２×（Ｘ＋Ｙ）×（１＋Ｚｃ／Ｚａ）・（式４）が得られる。
【００５０】
したがって、アウター傘歯車３５ａの回転数ｎ２は、条件式（ｂ）に、ｎ１＝Ｘ、および（式４）を代入することにより、
ｎ２＝１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）・・・・・・・・・・・（式５）が得られる。
【００５１】
また、上述したように、基本条件として、アウター傘歯車３５ａの歯径：出力用傘歯車２１＝Ｎ：１としていた。したがって、ｎ３＝Ｎ×ｎ２・・・・・・・・・・（式６）が得られる。すなわち、出力用傘歯車２１の回転数と第２出力軸２の回転数ｎ３は等しいからである。
【００５２】
ここで、複合駆動装置１０のより具体的な動作例について説明する。動作例１として、伝動機構３のメカニカルな基本条件が以下の場合とする。
【００５３】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝３（Ｎ）：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝１（Ｚａ）：１（Ｚｂ）：３（Ｚｃ）
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝  ５００（ｒｐｍ）
【００５４】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００＋５００）×（１＋３／１）＝３０００となる。つまり、第１出力軸１の回転数は３０００ｒｐｍである。
【００５５】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝３×ｎ２である。
【００５６】
すなわち、３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝３／２×（１０００−５００）×（１＋１／３）＝１０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は１０００ｒｐｍである。
【００５７】
このように、上述した条件下であれば、表１に示すように、第１モータ４Ａの回転数が１０００ｒｐｍ、第２モータ４Ｂの回転数が５００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は３０００ｒｐｍとなって動力が増速して分配され、第２出力軸２の回転数は１０００ｒｐｍとなる。
【表１】
2014147734.tif 000003
【００５８】
次に、基本的には同じ条件下であるが、第２モータ４Ｂの回転を逆方向にした場合の複合駆動装置１０の動作について説明する。すなわち、以下のように条件が一部変わった場合である。
【００５９】
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝−５００（ｒｐｍ）
【００６０】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００−５００）×（１＋３／１）＝１０００となる。つまり、第１出力軸１の回転数は１０００ｒｐｍである。
【００６１】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝３×ｎ２である。
【００６２】
すなわち、３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝３／２×（１０００＋５００）×（１＋１／３）＝３０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は３０００ｒｐｍである。
【００６３】
このように、上述した条件下であれば、表２に示すように、第１モータ４Ａの回転数が１０００ｒｐｍ、逆回転する第２モータ４Ｂの回転数が５００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は１０００ｒｐｍとなり、第２出力軸２の回転数は３０００ｒｐｍとなって増速して分配される。
【表２】
2014147734.tif 000004
【００６４】
上述してきた具体例では、第１モータ４Ａの回転数と第２モータ４Ｂの回転数とが異なっている場合としたが、両者が同じ場合について説明する。例えば、以下のような場合である。
【００６５】
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
【００６６】
すなわち、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂのいずれも１０００ｒｐｍで正回転した場合である。この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００＋１０００）×（１＋３／１）＝４０００となる。つまり、第１出力軸１の回転数は４０００ｒｐｍとなる。
【００６７】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝３×ｎ２である。
【００６８】
すなわち、３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝３／２×（１０００−１０００）×（１＋１／３）＝０となる。つまり、第２出力軸２の回転数は０ｒｐｍであり、回転しない。
【００６９】
このように、上述した条件下であれば、表３に示すように、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂの回転数がいずれも１０００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は４０００ｒｐｍとなって増速して分配され、第２出力軸２の回転数は０ｒｐｍとなる。
【表３】
2014147734.tif 000005
【００７０】
さらに、第１モータ４Ａの回転数と第２モータ４Ｂの回転数は同じであるが、回転方向が異なっている場合について説明する。例えば、以下のような場合である。
【００７１】
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝−１０００（ｒｐｍ）
【００７２】
すなわち、第１モータ４Ａは１０００ｒｐｍで正回転しており、第２モータ４Ｂは１０００ｒｐｍで逆回転している場合である。
【００７３】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００−１０００）×（１＋３／１）＝０となる。つまり、第１出力軸１の回転数は０ｒｐｍとなり、回転しない。
【００７４】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝３×ｎ２である。
【００７５】
すなわち、３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝３／２×（１０００＋１０００）×（１＋１／３）＝４０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は４０００ｒｐｍに増速される。
【００７６】
このように、上述した条件下であれば、表４に示すように、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂの回転数がいずれも１０００ｒｐｍで、第２モータ４Ｂが逆回転した場合、第１出力軸１の回転数は０ｒｐｍとなり、第２出力軸２の回転数は４０００ｒｐｍとなって増速されることが分かる。
【表４】
2014147734.tif 000006
【００７７】
（第２の動作例）
次に、第２の動作例として、伝動機構３のメカニカルな基本条件が以下の場合における複合駆動装置１０の動作について説明する。
【００７８】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝２（Ｎ）：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝２（Ｚａ）：１（Ｚｂ）：４（Ｚｃ）
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝  ５００（ｒｐｍ）
【００７９】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００＋５００）×（１＋４／２）＝２２５０となる。つまり、第１出力軸１の回転数は２２５０ｒｐｍである。
【００８０】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝２×ｎ２である。
【００８１】
すなわち、２×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝２／２×（１０００−５００）×（１＋２／４）＝７５０となる。つまり、第２出力軸２の回転数は７５０ｒｐｍである。
【００８２】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が１０００ｒｐｍ、第２モータ４Ｂの回転数が５００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は２２５０ｒｐｍとなって動力が増速して分配され、第２出力軸２の回転数は７５０ｒｐｍとなる。
【００８３】
次に、基本的には同じ条件下であるが、第２モータ４Ｂの回転が逆方向の場合の複合駆動装置１０の動作について説明する。すなわち、以下のように条件が一部変わった場合である。
【００８４】
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝−５００（ｒｐｍ）
【００８５】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（１０００−５００）×（１＋４／２）＝７５０となる。つまり、第１出力軸１の回転数は７５０ｒｐｍである。
【００８６】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝２×ｎ２である。
【００８７】
すなわち、２×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝２／２×（１０００＋５００）×（１＋２／４）＝２２５０となる。つまり、第２出力軸２の回転数は２２５０ｒｐｍである。
【００８８】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が１０００ｒｐｍ、逆回転する第２モータ４Ｂの回転数が５００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は７５０ｒｐｍとなり、第２出力軸２の回転数は２２５０ｒｐｍとなって増速して分配される。
【００８９】
（第３の動作例）
次に、第３の動作例として、伝動機構３のメカニカルな基本条件が以下の場合における複合駆動装置１０の動作について説明する。
【００９０】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝５/３（Ｎ）：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝３（Ｚａ）：１（Ｚｂ）：５（Ｚｃ）
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝９００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝６００（ｒｐｍ）
【００９１】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（９００＋６００）×（１＋５／３）＝２０００となる。つまり、第１出力軸１の回転数は２０００ｒｐｍである。
【００９２】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝５/３×ｎ２である。
【００９３】
すなわち、５/３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝５／６×（９００−６００）×（１＋３／５）＝４０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は４００ｒｐｍである。
【００９４】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が９００ｒｐｍ、第２モータ４Ｂの回転数が６００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は２０００ｒｐｍとなって動力が増速して分配され、第２出力軸２の回転数は４００ｒｐｍとなって減速して分配される。
【００９５】
次に、基本的には同じ条件下であるが、第２モータ４Ｂの回転が逆方向の場合の複合駆動装置１０の動作について説明する。すなわち、以下のように条件が一部変わった場合である。
【００９６】
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝９００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝−６００（ｒｐｍ）
【００９７】
この場合、（式４）より、ｎ６＝１／２×（９００−６００）×（１＋５／３）＝４００となる。つまり、第１出力軸１の回転数は４００ｒｐｍである。
【００９８】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝５/３×ｎ２である。
【００９９】
すなわち、５/３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝５／６×（９００＋６００）×（１＋３／５）＝２０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は２０００ｒｐｍである。
【０１００】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が９００ｒｐｍ、逆回転する第２モータ４Ｂの回転数が６００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は４００ｒｐｍと減速して分配され、第２出力軸２の回転数は２０００ｒｐｍとなって増速して分配される。
【０１０１】
このように、本実施形態に係る複合駆動装置１０は、伝動機構３として、一対の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂ）を用いた。したがって、装置の小型化が可能となり、そのため、出力軸のイナーシャの低減も可能となる。また、条件を適宜設定することにより、駆動源からの動力を、増速して、あるいは減速して分配することが可能となる。特に、増速して分配した場合、後段に設ける減速機の減速比を大きくすることができ、バックラッシュの低減を図ることができる。また、減速して分配する場合、減速機を不要とすることも可能となる。また、動力源そのものの小型化も可能となる。
【０１０２】
（第２の実施形態）
ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、複合駆動装置１０の他の実施形態について説明する。図３Ａは、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０を示す説明図、図３Ｂは、その変形例を示す説明図である。なお、先に説明した実施形態と同一構造の構成要素については同一の符号を用い、詳しい説明は省略する。
【０１０３】
上述してきた複合駆動装置１０は、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂからの回転力を、それぞれ遊星キャリヤ３４に伝達するようにしていた。ここでは、図示するように、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂの各回転子４２を、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂの内歯車３２に連結している。
【０１０４】
すなわち、内歯車３２の背面と回転子４２の先端とを連結し、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂの回転力を内歯車３２に伝達している。そのため、第１の実施形態とは逆に、遊星キャリア３４が内歯車３２の内側方に設けられる。そして、かかる遊星キャリア３４に、第２出力軸２の出力用傘歯車２１と噛合するアウター傘歯車３５ｃを設けている。また、図示するように、第１出力軸１は、一方（第１遊星歯車機構３Ａ側）のアウター傘歯車３５ｃを貫通することになるため、かかるアウター傘歯車３５ｃに形成された貫通孔には、第１出力軸１を支持する軸受５を設けている。
【０１０５】
また、図３Ｂに示すように、動力源を遊星歯車機構の内歯車３２に連結した構成であっても、動力源となる第１モータ４Ａ、第２モータ４Ｂを、対向する第１遊星歯車機構３Ａと第２遊星歯車機構３Ｂとの間に配設することができる。
【０１０６】
この場合、図３Ａで示した第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂを、それぞれ１８０度反転させて配置し、内歯車３２の背面同士が対向するとともに、遊星キャリア３４同士は互いに反対側を向くようにする。
【０１０７】
このように、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０も、その構成については適宜変更することができる。したがって、複合駆動装置１０を装着する別の装置の形状や構成などに合わせて、複合駆動装置１０を設計すればよい。
【０１０８】
以下、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０の動作について、第４の動作例および第５の動作例をとおして具体に説明する。なお、ここでも便宜上、同じ構成要件であっても第１遊星歯車機構３Ａの構成要件については符号にａを付し、第２遊星歯車機構３Ｂの構成要件については符号ｂを付して説明する。また、回転方向については、逆回転の場合は負（−）の記号を示して区別する。
【０１０９】
（第４の動作例）
第２の実施形態における伝動機構３（第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂ）のメカニカルな基本条件を以下のとおりとする。
【０１１０】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝Ｎ：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝Ｚａ：Ｚｂ：Ｚｃ
内歯車３２ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝Ｘ（ｒｐｍ）
内歯車３２ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝Ｙ（ｒｐｍ）
【０１１１】
また、伝動機構３では、第２出力軸２は、第１出力軸１の周りを移動することはなく、その基端に設けられた出力用傘歯車２１も移動しない。
【０１１２】
また、伝動機構３の各構成要素の回転数ｎ１〜ｎ６を以下のように設定した場合、動作条件として、条件式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が成立する。すなわち、内歯車３２ａの回転数をｎ１、アウター傘歯車３５ａの回転数をｎ２、第２出力軸２の回転数をｎ３、アウター傘歯車３５ｂの回転数をｎ４、内歯車３２ｂの回転数をｎ５、第１出力軸１の回転数をｎ６とする。なお、出力用傘歯車２１の回転数は第２出力軸２の回転数ｎ３と同じである。
【０１１３】
ｎ２＝−ｎ４・・・・・・・・・・・・・・・・・条件式（ａ）
ｎ１＝ｎ２＋（ｎ２−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ・・・・条件式（ｂ）
ｎ５＝ｎ４＋（ｎ４−ｎ６）×Ｚａ／Ｚｃ・・・・条件式（ｃ）
【０１１４】
基本条件および条件式（ａ）より、ｎ２＝Ｎ×ｎ３＝−ｎ４・・・・（式１）となる。そして、式（１）を変形したｎ２＋ｎ４＝０・・・・・・・・・・・・（式２）に基本条件のｎ１＝Ｘとｎ５＝Ｙ、さらに、条件式（ｂ）、（ｃ）を代入すると、次の（式３）を得る。
【０１１５】
（Ｘ＋Ｚａ／Ｚｃ×ｎ６）／（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＋（Ｙ＋Ｚａ／Ｚｃ×ｎ６）／（１＋Ｚａ／Ｚｃ）＝０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式３）
【０１１６】
（式３）を変形すると、ｎ６＝―１／２×Ｚｃ／Ｚａ×（Ｘ＋Ｙ）・（式４）が得られる。
【０１１７】
したがって、アウター傘歯車３５ａの回転数ｎ２は、条件式（ｂ）に、ｎ１＝Ｘ、および（式４）を代入することにより、
ｎ２＝１／２×（Ｘ−Ｙ）×（Ｚｃ／（Ｚａ／Ｚｃ））・・・・・（式５）が得られる。
【０１１８】
また、基本条件として、アウター傘歯車３５ａの歯出力用傘歯車２１＝Ｎ：１としていた。したがって、ｎ３＝Ｎ×ｎ２・・・・・・・・・・・・・・・・・（式６）が得られる。すなわち、出力用傘歯車２１の回転数と第２出力軸２の回転数ｎ３は等しいからである。
【０１１９】
ここで、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０のより具体的な動作例について説明する。動作例１として、伝動機構３のメカニカルな基本条件が以下の場合とする。
【０１２０】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝４（Ｎ）：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝１（Ｚａ）：１（Ｚｂ）：３（Ｚｃ）
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝  ５００（ｒｐｍ）
【０１２１】
この場合、（式４）より、ｎ６＝―１／２×３×（１０００＋５００）＝２２５０となる。つまり、第１出力軸１の回転数は２２５０ｒｐｍである。
【０１２２】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝４×ｎ２である。
【０１２３】
すなわち、ｎ３＝４×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（Ｚｃ／（Ｚａ／Ｚｃ））＝２×（１０００−５００）×（３×１／３）＝１０００となる。つまり、第２出力軸２の回転数は１０００ｒｐｍである。
【０１２４】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が１０００ｒｐｍ、第２モータ４Ｂの回転数が５００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は２２５０ｒｐｍとなって動力が増速して分配され、第２出力軸２の回転数は１０００ｒｐｍとなる。
【０１２５】
（第５の動作例）
次に、第５の動作例として、伝動機構３のメカニカルな基本条件が以下の場合における複合駆動装置１０の動作について説明する。
【０１２６】
アウター傘歯車３５ａ，３５ｂの歯径：出力用傘歯車２１＝８（Ｎ）：１
太陽歯車３１ａ，３１ｂの歯数：遊星歯車３３ａ，３３ｂの歯数：内歯車３２ａ，３２ｂの歯数＝３（Ｚａ）：１（Ｚｂ）：５（Ｚｃ）
遊星キャリア３４ａの回転数（第１モータ４Ａの回転数）＝５００（ｒｐｍ）
遊星キャリア３４ｂの回転数（第２モータ４Ｂの回転数）＝１０００（ｒｐｍ）
【０１２７】
この場合、（式４）より、ｎ６＝−１／２×５／３×（５００＋１０００）＝１２５０となる。つまり、第１出力軸１の回転数は１２５０ｒｐｍである。
【０１２８】
他方、第２出力軸２の回転数ｎ３は、（式６）より、ｎ３＝８／３×ｎ２である。
【０１２９】
すなわち、ｎ３＝８／３×１／２×（Ｘ−Ｙ）×（Ｚｃ／（Ｚａ／Ｚｃ））＝４／３×（５００−１０００）×（５×３／５）＝−２０００となる。つまり、第２出力軸２は、回転数は２０００ｒｐｍで逆回転（反時計周り）する。
【０１３０】
このように、上述した条件下であれば、第１モータ４Ａの回転数が５００ｒｐｍ、第２モータ４Ｂの回転数が１０００ｒｐｍの場合、第１出力軸１の回転数は１２５０ｒｐｍとなって増速して分配され、第２出力軸２の回転数は２０００ｒｐｍとなり、回転方向が逆向きとなる。
【０１３１】
上述してきた第２の実施形態に係る複合駆動装置１０でも、当該装置の小型化が可能となり、そのため、出力軸のイナーシャの低減も可能となる。また、条件を適宜設定することにより、駆動源からの動力を、増速あるいは減速して分配することが可能となる。特に、増速して分配した場合、後段に設ける減速機の減速比を大きくすることができ、バックラッシュの低減を図ることができる。また、減速して分配する場合、減速機を不要とすることも可能となる。また、動力源そのものの小型化も可能となる。
【０１３２】
ところで、上述してきた実施形態では、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂは、いずれも軸心が第１出力軸１の軸心と一致しており、伝動機構３への動力伝達経路が一直線となっていた。しかし、必ずしも、動力源からの伝動機構３への動力伝達経路は一直線となる必要はない。
【０１３３】
すなわち、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂのうち、少なくともいずれか一方は、伝動機構３への動力伝達経路が屈曲しており、所定の動力伝達部を介して動力を伝達する構成とすることができる。この場合、例えば動力源を、中空モータのように、中空構造にする必要はない。
【０１３４】
図４Ａは、第１の実施形態に係る複合駆動装置１０のさらなる変形例を示す説明図、図４Ｂは、図４ＡにおけるＡ矢視図である。
【０１３５】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ここでは、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂのいずれも、第１、第２平歯車７１，７２を動力伝達部として、伝動機構３への動力伝達経路を屈曲させている。
【０１３６】
すなわち、第１の実施形態に係る複合駆動装置１０においては、動力源（第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂ）の回転子４２を、伝動機構３（第１遊星歯車機構３Ａおよび第２歯車遊星機構３Ｂ）の遊星キャリア３４に連結していた。それに対し、ここでは、遊星キャリア３４に第１平歯車７１を連結し、動力源（第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂ）の回転子４２に第２平歯車７２を連結し、これら第１平歯車７１と第２平歯車７２とを噛合させている。
【０１３７】
したがって、複合駆動装置１０として、ハウジング６の厚み方向の長さは大きくなるが、軸方向の長さを大きく短縮することができる。
【０１３８】
図５は、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０のさらなる変形例を示す説明図である。すなわち、第２の実施形態に係る複合駆動装置１０においては、動力源（第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂ）の回転子４２を、伝動機構３（第１遊星歯車機構３Ａおよび第２歯車遊星機構３Ｂ）の内歯車３２に連結していた。それに対し、ここでは、たとえば内歯車３２の外縁に歯車を形成して、この歯車に動力源（第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂ）の回転子４２に連結した第２平歯車７２を噛合させている。この場合、図４Ａ，４Ｂに示した例に比べ、軸方向の長さをより短くすることができる。
【０１３９】
なお、図示は省略するが、動力源からの伝動機構３への動力伝達経路を屈曲させる構成としては、他にも考えられる。例えば、図４Ａに示した第１平歯車７１に代えて傘歯車を取付けるとともに、第１モータ４Ａや第２モータ４Ｂの回転軸にも傘歯車を設け、傘歯車同士を噛合させてもよい。この場合、動力源の軸方向は、第１出力軸１とは直交し、第２出力軸２と平行になる。
【０１４０】
以上、各実施形態を通して説明した複合駆動装置１０は、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂという２つの遊星歯車機構を備えた伝動機構３が用いられる。そのため、複合駆動装置１０の小型化を図ることができるとともに、精密な歯合わせなどが不要となり、メンテナンス性も向上させることができる。また、高速回転する軸であってもその後段に減速機を設けて実用的な複合駆動装置１０とすることができる。したがって、バックラッシが極めて小さい軽量小型の伝動機構３を採用した複合装置１０は、例えば、後述するロボットの関節などに好適に用いることができる。
【０１４１】
また、複合駆動装置１０は、第１出力軸１と第２出力軸２の後段に、それぞれ減速機を連結することができる。すなわち、本実施形態では、第１モータ４Ａと第１遊星歯車機構３Ａとを直結するとともに、第２モータ４Ｂと第２遊星歯車機構３Ｂとを直結しており、両者の間には、いずれも減速機などは介在させていない。
【０１４２】
そして、第１出力軸１と第２出力軸２とから必要なトルクを得るためには、伝動機構３の後段、具体的には、第１出力軸１の下手側と、第２出力軸２の下手側とに減速機をそれぞれ連結するとよい。
【０１４３】
このように、伝動機構３の後段にそれぞれ減速機を配置すると、伝動機構３で発生するバックラッシ量も１／減速比に減少させることが可能となる。したがって、本複合駆動装置１０を用いる際の位置決め精度が向上し、精密な動作が必要な装置への適用が可能となる。
【０１４４】
また、伝動機構３における伝達トルクは小さいため、伝動機構３を構成する各歯車を小モジュール化することも可能となる。
【０１４５】
［複合駆動装置を備えるロボットの構成］
上述してきた実施形態に係る複合駆動装置１０は、ロボットの関節構造に好適に採用することができる。図６は、実施形態に係る複合駆動装置１０を備えるロボットの正面図、図７は同ロボットの平面図である。また、図８は同ロボットの要部拡大図である。なお、以下では、重力方向を「鉛直方向」と呼び、鉛直方向と直交する方向を「水平方向」と呼ぶ。
【０１４６】
図６および図７に示すように、実施形態に係る複合駆動装置１０を備えるロボット１１０は、胴体部８００の上端に、鉛直方向に延在する旋回軸２００を中心として水平方向に旋回する肩部３００を備え、この肩部３００の左右端部には、水平方向に延在する回動軸４００を中心として回転可能なアームユニット５００がそれぞれ設けられた双腕型ロボットとしている。
【０１４７】
左右のアームユニット５００は同じ構成であり、それぞれ６つの関節を具備する。かかるロボット１１０は、双腕で人間に近い動きが可能である。
【０１４８】
左右のアームユニット５００は、それぞれ、回動軸４００を介して基端を肩部３００に連結し、回動軸４００回りにローリングする第１アーム部５１０と、この第１アーム部５１０に、鉛直方向に延在する第１軸４１０を介して連結され、第１軸４１０を中心に水平方向に旋回する第２アーム部５２０とを備えている。
【０１４９】
また、左右のアームユニット５００は、この第２アーム部５２０に、水平方向に延在する第２軸４２０を介して連結され、第２軸４２０を中心にローリングする第３アーム部５３０と、この第３アーム部５３０に、鉛直方向に延在する第３軸４３０を介して連結され、第３軸４３０を中心に水平方向に旋回する第４アーム部５４０とを備えている。
【０１５０】
さらに、左右のアームユニット５００は、この第４アーム部５４０に、水平方向に延在する第４軸４４０を介して連結され、第４軸４４０を中心にローリングする第５アーム部５５０と、この第５アーム部５５０に、鉛直方向に延在する第５軸４５０を介して連結され、第５軸４５０を中心に水平方向に旋回する第６アーム部５６０とを備えている。
【０１５１】
そして、この第６アーム部５６０の先端には、水平方向に延在する第６軸４６０を介して手首部５７０を連結し、この手首部５７０を第６軸４６０を中心にローリング可能としている。
【０１５２】
なお、手首部５７０の先端には、図示しないエンドエフェクタが設けられており、ロボット１１０は、例えば、ダンボール箱の開梱作業などを、人間以上の効率で実行することが可能である。
【０１５３】
上述してきた複合駆動装置１０は、図６に示すように、上記ロボット１１０の肩部３００と連動連結した第１アーム部５１０の関節部７００に用いられている。
【０１５４】
すなわち、図８に示すように、複合駆動装置１０を第１アーム部５１０内に配設して関節部７００を構成するもので、例えば、図１〜図５で示した第１出力軸１を回動軸４００に、第２出力軸２を第１軸４１０に適用している。なお、図示するように、複合駆動装置１０と第１アーム部５１０とは、フレーム６００，６１０を介して連結している。
【０１５５】
こうして、ロボット１１０の関節において、第１モータ４Ａおよび第２モータ４Ｂからの動力が、第１遊星歯車機構３Ａや第２遊星歯車機構３Ｂを有する、バックラッシが可及的に減じられた軽量小型の歯車機構を介して回動軸４００と第１軸４１０とに分配される。
【０１５６】
本実施形態に係るロボット１１０は、第１遊星歯車機構３Ａおよび第２遊星歯車機構３Ｂという２つの遊星歯車機構を備える伝動機構３を利用して、伝動機構３の後段に減速機９が設けられた複合駆動装置１０を関節構造に適用している。
【０１５７】
すなわち、図８に示すように、第１出力軸１と第２出力軸２とから必要なトルクを得るために、第１出力軸１の後段および第２出力軸２の下手側に減速機９をそれぞれ連結している。そのため、伝動機構３を軽量小型化してバックラッシを極めて小さくすることができる。
【０１５８】
したがって、複合駆動装置１０を関節構造に適用する際の位置決め精度が向上し、ロボット１１０としてより精密な作業を行いやすくすることができる。
【０１５９】
また、ロボット１１０を、第１アーム部５１０〜第６アーム部５６０の複数のアーム部を備える双腕ロボットとして説明したが、これに限るものではなく、複合駆動装置１０を適用することのできる関節を備えるロボットであればよい。また、ダンボール箱の開梱作業に限らず、いかなる作業を行うものであっても構わない。
【０１６０】
上述した実施形態の変形例や、さらなる効果などは当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、本発明の実施態様は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  第１出力軸
２  第２出力軸
３  伝動機構
３Ａ  第１遊星歯車機構
３Ｂ  第２遊星歯車機構
４Ａ  第１モータ（動力源）
４Ｂ  第２モータ（動力源）
６  ハウジング
１０  複合駆動装置
３１  太陽歯車
３２  内歯車
３３  遊星歯車
３４  遊星キャリア
１１０  ロボット
【図１Ａ】
2014147734.tif 000007
【図１Ｂ】
2014147734.tif 000008
【図２Ａ】
2014147734.tif 000009
【図２Ｂ】
2014147734.tif 000010
【図３Ａ】
2014147734.tif 000011
【図３Ｂ】
2014147734.tif 000012
【図４Ａ】
2014147734.tif 000013
【図４Ｂ】
2014147734.tif 000014
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014147734.tif 000017
【図８】
2014147734.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月10日(2016.6.10)
【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】
自軸まわりに回転自在に支持された第１出力軸と、
当該第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する伝動機構と、
前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持された第２出力軸と、
前記伝動機構を駆動させる動力源と、
を備え、
前記一対の遊星歯車機構は、
それぞれの太陽歯車が前記第１出力軸に連結された第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構であり、
前記動力源は、
前記第１遊星歯車機構を駆動させる第１モータと、前記第２遊星歯車機構を駆動させる第２モータとを備えており、
前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした
ことを特徴とする複合駆動装置。
【請求項２】
前記第１モータおよび前記第２モータのうち、少なくともいずれか一方は、前記第１出力軸が貫通する中空モータである
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項３】
前記第２出力軸の基端は、伝動歯車を介して前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の各内歯車に連結され、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の遊星キャリアにそれぞれ連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項４】
前記第２出力軸の基端は、伝動歯車を介して前記第１遊星歯車機構および前記第２遊星歯車機構の各遊星キャリアに連結され、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記第１遊星歯車機構の内歯車にそれぞれ連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項５】
前記第１モータおよび前記第２モータのうち、少なくともいずれか一方は、前記伝動機構への動力伝達経路が屈曲しており、所定の動力伝達部を介して動力を伝達する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項６】
前記第１モータおよび前記第２モータは、それぞれの軸心が前記第１出力軸の軸心と平行となるように配置される
ことを特徴とする請求項５に記載の複合駆動装置。
【請求項７】
前記第１出力軸および前記第２出力軸のいずれか一方の後段に、減速機が連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項８】
前記伝動機構を収納するハウジングを備え、当該ハウジングにより前記第１出力軸および前記第２出力軸を支持するとともに、当該ハウジングに、前記動力源を収納又は装着してユニット化した
ことを特徴とする請求項１に記載の複合駆動装置。
【請求項９】
関節機構に複合駆動装置を備えるロボットであって、
前記複合駆動装置は、
自軸まわりに回転自在に支持された第１出力軸と、
当該第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する伝動機構と、
前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持された第２出力軸と、
前記伝動機構を駆動させる動力源と、
を備え、
前記一対の遊星歯車機構は、
それぞれの太陽歯車が前記第１出力軸に連結された第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構であり、
前記動力源は、
前記第１遊星歯車機構を駆動させる第１モータと、前記第２遊星歯車機構を駆動させる第２モータとを備えており、
前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした
ことを特徴とするロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
実施形態の一態様に係る複合駆動装置は、第１出力軸と、伝動機構と、第２出力軸と、動力源とを備え、前記動力源からの動力を、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに分配可能とした。前記第１出力軸は、自軸まわりに回転自在に支持される。前記伝動機構は、前記第１出力軸上に互いに対向配置された一対の遊星歯車機構を有する。前記第２出力軸は、前記一対の遊星歯車機構の間で、前記第１出力軸と直交する方向に延在し、前記伝動機構に連動して自軸まわりに回転可能に支持される。前記動力源は、前記伝動機構を駆動させる。前記一対の遊星歯車機構は、それぞれの太陽歯車が前記第１出力軸に連結された第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構であり、前記動力源は、前記第１遊星歯車機構を駆動させる第１モータと、前記第２遊星歯車機構を駆動させる第２モータとを備える。
【国際調査報告】
2014147734.tif 000019
2014147734.tif 000020
2014147734.tif 000021
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