(57)【要約】【課題】減速比が高く、伝達効率が良い構成とする。【解決手段】モータ１０のモータ出力軸１０ａにモータ出力軸１０ａと一体回転を行うカム４を嵌める。カム４の外径には、回転規制部５ｂｂと内歯５ｂａを有するカム４と一体回転を行う揺動歯車５を設け、揺動歯車５はカム回転時に周方向への回転がハウジング２に設けられた突起部２ｃによって規制されて揺動を行う。一方、揺動歯車５の内歯５ｂａに噛合する外歯６ｃを有し、モータ回転軸１０ａと同軸で回転を行う出力部材６を設けた。【選択図】　図１
2004144104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
ハウジング内部の所定位置に設けられた固定突起と、
モータ回転軸と一体回転を行うカムと、
内歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記固定突起によって規制されて揺動を行う揺動歯車と、
該揺動歯車の内歯に噛合する外歯を有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことを特徴とする歯車減速装置。
【請求項２】
前記固定突起は複数設けられ、前記揺動歯車の外周面には、前記固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速装置。
【請求項３】
ハウジングと、
該ハウジングの内部の所定位置に設けられた第１固定突起および第２固定突起と、
第１カム面を有し、モータ回転軸と一体回転を行うカムと、
第１内歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記第１固定突起によって規制されて揺動を行う第１揺動歯車と、
前記第１内歯と歯数が異なり、該第１内歯と噛合する第１外歯と、第２カム面とを有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行うカム歯車と、
第２内歯を有し、前記カム歯車の回転時に周方向の回転が前記第２固定突起によって規制されて揺動を行う第２揺動歯車と、
前記第２内歯と歯数が異なり、前記第２内歯と噛合する第２外歯を有し、前記カム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことを特徴とする歯車減速装置。
【請求項４】
前記第１固定突起は２つ設けられ、前記第１揺動歯車には前記第１固定突起がそれぞれ内接する孔が形成されることを特徴とする請求項３に記載の歯車減速装置。
【請求項５】
前記第２固定突起は複数設けられ、前記第２揺動歯車の外周面には、前記第２固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の歯車減速装置。
【請求項６】
前記カムは、回転バランスを取るバランス部を有することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の歯車減速装置。
【請求項７】
ハウジングと、
ハウジング内部の所定位置に設けられた固定突起と、
モータ回転軸と一体回転を行うカムと、
外歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記固定突起によって規制されて揺動を行う揺動歯車と、
該揺動歯車の外歯に噛合する内歯を有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことを特徴とする歯車減速装置。
【請求項８】
前記固定突起は複数設けられ、前記揺動歯車の外周面には、前記固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されたことを特徴とする請求項７に記載の歯車減速装置。
【請求項９】
ハウジングと、
該ハウジングの内部の所定位置に設けられた第１固定突起および第２固定突起と、
第１カム面を有し、モータ回転軸と一体回転を行うカムと、
第１外歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記第１固定突起によって規制されて揺動を行う第１揺動歯車と、
前記第１外歯と歯数が異なり、該第１外歯と噛合する第１内歯と、第２カム面とを有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行うカム歯車と、
第２外歯を有し、前記カム歯車の回転時に周方向の回転が前記第２固定突起によって規制されて揺動を行う第２揺動歯車と、
前記第２外歯と歯数が異なり、前記第２外歯と噛合する第２内歯を有し、前記カム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことを特徴とする歯車減速装置。
【請求項１０】
前記第１固定突起は２つ設けられ、前記第１揺動歯車には前記第１固定突起がそれぞれ内接する孔が形成されることを特徴とする請求項９に記載の歯車減速装置。
【請求項１１】
前記第２固定突起は複数設けられ、前記第２揺動歯車の外周面には、前記第２固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の歯車減速装置。
【請求項１２】
前記カムは、回転バランスを取るバランス部を有することを特徴とする請求項７または請求項９に記載の歯車減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車減速装置に関するものであり、特に、内部にカムと揺動歯車を備えたハイポサイクロイド歯車減速装置の構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの歯車減速装置は、ウォームとウォームに噛合するウォームホイールを備えた歯車が、公知である（例えば、特許文献１参照。）。この構造では、比較的簡単な構成により、１／２０をこえる減速比を作り出す事ができるが、ウォームとウォームホイールとの噛合面でのすべりが大きく、伝達効率が良くない。
【０００３】
また、歯車減速装置には波動歯車により減速を行うものが、公知である（例えば、特許文献２参照。）。後者に示される装置は、入力軸に取り付けられて、楕円状カムの外周に、薄肉のベアリングが嵌り、ベアリングの内輪はカムに固定され、外輪はボールを介して弾性変形するウォーブ・ジェネレータと、出力軸に取り付けられ、薄肉カップ状の金属弾性体から成り、外周に外歯が形成されたフレススプラインと、ケーシングに固定され、剛体リングに内歯が形成され、フレクスプラインよりも歯数が数歯（例えば、２歯）多いサーキュラ・スプラインと称される３部品で構成されている。この構成のものは、１／８０以上の高減速比を高伝達効率（５５〜７０％）で実現することが可能であるが、薄肉カップ状の変形を伴うフレクスプラインは耐久性が良くない。
【０００４】
この様な薄肉カップ状の部材を使用することなく、耐久性をもたせたものとして、ハイポサイクロイド歯車減速装置が知られている（例えば、住友重機械工業（株）からサイクロ減速機４０００＃シリーズとして市販されている）。ここに示される装置では、例えば、モータに接続される高速軸に偏心状のカムが取り付けられている。カムは曲線板の中央に形成された動力の入力となる孔に嵌り、カムと曲線板は一体回転する様になっている。しかし、曲線板の外周には、曲線板の中心を基準とした周方向の回転を規制する外ローラーが、曲線板よりも外径側において周方向に複数設けられており、外ローラーは所定位置の回転を行わない固定部に内接する事が自在となっており、曲線板の回転が固定部により規制される構成となっている。曲線板は固定部にて周方向の回転が規制されると、固定部内において揺動する。一方、曲線板の中には周方向において、出力側へ動力伝達を行う６つの孔が形成されている。また、曲線板から動力が伝達される出力部材の一端は円盤状を呈し、この端面には、周方向に突出して、曲線板に形成された６つの孔にそれぞれ挿通される６つの内ローラーが設けられており、この構成の装置は内ローラと孔との係合（６箇所のカップリング）により、曲線板の揺動運動を出力部材に対して、回転運動として伝達することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５２４８号公報　（第２〜７頁、図１〜５）。
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２１９４８号公報　（第２〜４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した構成の如く、例えば、６箇所のカップリングにより出力側に動力伝達を行う場合、カップリングによって伝達効率が低下してしまう。つまり、伝達効率の低下の要因は、噛合する歯面、軸支持部、カップリング等により、すべりに伴う摩擦力の発生、接触面積の増大による摩擦力の増大、ドルク負荷に起因する変位によるアライメント誤差が原因となって起こると考えられ、特に、多くの箇所にてカップリングを行うことによって、動力伝達を行う構成では伝達効率が良くないものとなってしまう。
【０００８】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、伝達効率が良い歯車減速装置を提供することを技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、ハウジングと、ハウジング内部の所定位置に設けられた固定突起と、モータ回転軸と一体回転を行うカムと、内歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記固定突起によって規制されて揺動を行う揺動歯車と、該揺動歯車の内歯に噛合する外歯を有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、モータ回転軸とカムは一体回転し、カムは揺動歯車を回転させる。カムの回転により揺動歯車は動かされ、揺動歯車は周方向に回転しようとするが、揺動歯車はハウジング内部の所定箇所に設けられた固定突起によって、周方向への回転が規制され、揺動を行う。そして、揺動歯車の内歯には、内歯と歯数の異なる外歯（内歯より数歯多い）を有した出力部材が噛合して、揺動歯車の揺動が出力部材に伝達される。出力部材はモータ回転軸と同軸で回転を行うので、揺動歯車の揺動は出力部材の回転運動に効率良く変換され、出力部材が効率良く回転する構成とすることが可能である。この場合、モータから出力部材への動力伝達系においては、カップリングが存在しないので、効率良く動力伝達が行える。
【００１１】
この場合、固定突起は複数設けられ、揺動歯車の外周面には固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されれば、半円弧部は固定突起に内接するので揺動歯車は固定突起に対して動きが規制され、安定した状態で揺動が可能となる。
【００１２】
また、上記した課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、ハウジングと、該ハウジングの内部の所定位置に設けられた第１固定突起および第２固定突起と、第１カム面を有し、モータ回転軸と一体回転を行うカムと、第１内歯を有し、前記カムの回転時に周方向への回転が前記第１固定突起によって規制されて揺動を行う第１揺動歯車と、前記第１内歯と歯数が異なり、該第１内歯と噛合する第１外歯と、第２カム面とを有し、前記カムのカム軸と同軸で配設されて回転を行うカム歯車と、第２内歯を有し、前記カム歯車の回転時に周方向の回転が前記第２固定突起によって規制されて揺動を行う第２揺動歯車と、前記第２内歯と歯数が異なり、前記第２内歯と噛合する第２外歯を有し、前記カム軸と同軸で配設されて回転を行う出力部材とを備えたことである。
【００１３】
上記した手段によれば、モータ回転軸と第１カム面を有するカムは一体回転し、カムは第１揺動歯車を回転させる。カムの回転により第１揺動歯車は動かされ、第１揺動歯車は周方向に回転しようとするが、第１揺動歯車はハウジング内部の所定箇所に設けられた第１固定突起によって、周方向への回転が規制され、揺動を行う。そして、第１揺動歯車の第１内歯には、第１内歯と歯数の異なる第１外歯（内歯より数歯多い）を有したカム歯車が噛合して、第１揺動歯車の揺動がカム歯車に伝達される。この場合、モータから出力部材への動力伝達系においては、カップリングが存在しても２ヶ所のみであり、従来の構成よりも伝達効率が良くなる。
【００１４】
更に、カム歯車の回転により第２揺動歯車は動かされ、第２揺動歯車は周方向に回転しようとするが、第２揺動歯車はハウジング内部の所定箇所に設けられた第２固定突起によって、周方向への回転が規制され、揺動を行う。そして、第２揺動歯車の第２内歯には、第２内歯と歯数の異なる第２外歯（内歯より数歯多い）を有した出力部材が噛合して、第２揺動歯車の揺動が出力部材に伝達される。出力部材はモータ回転軸と同軸で回転を行うので、揺動歯車の揺動は出力部材の回転運動に効率良く変換され、出力部材が効率良く回転する構成となる。
【００１５】
この場合、第１固定突起は２つ設けられ、第１揺動歯車には第１固定突起がそれぞれ内接する孔が形成されれば、第１揺動歯車に形成された２つの孔に第１固定突起は内接させ、第１揺動歯車を安定した状態で揺動させることが可能である。
【００１６】
また、第２固定突起は複数設けられ、第２揺動歯車の外周面には第２固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されれば、複数の第２固定突起は第２揺動歯車の外周に形成された半円弧部を内接させ、第２揺動歯車を安定した状態で揺動させることが可能である。
【００１７】
更に、カムは、回転バランスを取るバランス部を有すれば、カム回転時にバランス部により振動の発生が防止され、安定した回転を行うことが可能である。
【００１８】
尚、上記した各技術的手段において、内歯と外歯とを相互に置き換えても良いことは勿論である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する本実施形態における歯車減速装置１は、ハイポサイクロイド減速歯車装置を応用した構成であり、第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
【００２０】
図１に示す歯車減速装置１は、ハウジング２、３の中にモータ１０、カム４、歯車（後述する揺動歯車）５が配設され、動力源となるモータ３からの回転は、内部の歯車により減速されて、出力部材６により外部に伝達される構成となっている。
【００２１】
ハウジングは、ボルト３１およびナット３２と言った締結部材により固定される、樹脂より成り立った２つのハウジング２，３から構成されている。ハウジング２は、図１に示す左側にモータ１０が配設される凹部２ａが形成され、右側にはカム４および揺動歯車５が配設される凹部２ｂが形成されている。そして、両凹部２ａ，２ｂは径方向における中央位置で連通している。ハウジング２には、後述する揺動歯車５の外径位置において、軸方向に突出する突起部（固定突起）２ｃが周方向に４つハウジング２に一体で形成されている。一方、ハウジング３は、断面が凸状の中空となっており、径方向の中央には貫通孔が形成され、貫通孔にはベアリング１４が嵌っている。尚、本実施形態では突起部２ｃをハウジング一体で形成したが、これに限定されるものではなく、ハウジング２とは別部材（突起部材）であり、その突起部材を回転しない側に設けても良い。
【００２２】
モータ１０は、凹部２ａの中に配設され、軸方向においてビス等の固定部材１１によりハウジング２に固定された状態で、モータ１０の回転を行うモータ軸回転軸１０ａは、凹部２ｂ側に突出する。凹部２ｂに突出したモータ回転軸１０ａには、カム４が圧入等により取り付けられる。カム４はモータ回転軸１０ａと一致するカム軸を中心として回転し、形状に関しては、径方向において小径部４ａと大径部４ｂとを有した形状を呈し、カム４の外形は、図２に示す、偏心したカム面４ｅとなっている。図１に示す如く、小径部４ａは軸方向において大径部４ｂよりも長くなっており、カム４の重心位置がカム軸上にくる設計となっている。これによって、カム４が回転した場合、小径部４ａおよび大径部４ｂはカム４の回転を安定させるウェイトバランス機能をもつ。また、カム４はモータ回転軸１０ａと反対側に凹部４ｄが形成されている。カム４の径方向における外周面であるカム面４ｅにはベアリング１２が配設されており、ベアリング１２を介して揺動運動を行わせる歯車（揺動歯車）５が配設される。
【００２３】
揺動歯車５は軸方向断面が略Ｕ字状の環状となった歯車であり、内径部５ａと外形部５ｂとを有する。内径部５ａはベアリング１２に周面で当接して、カム４と一体回転を行う。また、外径部５ｂには歯数が４２歯の内歯５ｂａが形成されて、外径部５ｂの外周面には４つの回転規制部５ｂｂが中心に対して９０度の位置において一体で形成されている（図２を参照）。この回転規制部５ｂｂには半円形状をした半円弧部５ｂｃが外周の一部に形成され、ハウジング２に形成された突起部２ｃに対して内接自在となっている。回転規制部５ｂｂの半円弧部５ｂｃは、カム４が回転し、カム４の回転によってカム４と一体回転する揺動歯車５が回転を行おうとすると、ハウジング２に形成された４つの突起部２ｃに対して、４つの半円弧部５ｂｃの円弧面が内接して揺動歯車５の回転運動が規制される。この為、揺動歯車５は４つの突起部２ｃにより動きが規制された揺動運動を行う。
【００２４】
そして、この揺動歯車５の内歯５ｂａには、内歯５ｂａの歯数よりも２歯少ない４０歯の外歯６ｃを有し、モータ１０の回転を減速して外部に出力する出力部材６が、モータ回転軸１０ａと同軸で配設される。出力部材６は軸方向断面が、図１に示す如く、カム側に凹部をもつ凸状を呈する。出力部材６は、カム側から図１に示す右側に行くに従って、段階的に径が小さくなってゆく大径部６ｄ、中径部６ｅ、小径部６ｆを有する。出力部材６は、大径部６ｄの内径まで延在した軸方向端部６ａが、カム４の軸中心に形成された凹部４ｄに、ベアリング１３を介して嵌っている。出力部材６の出力端６ｂは、ハウジング３の中央に形成された貫通孔を貫通し、貫通孔の内側から設けられたベアリング１４によって、モータ回転軸１０ａと同軸で軸支されている。よって、揺動歯車５の揺動運動は、揺動歯車５の内歯５ｂａと出力部材６の外歯６ｃとの噛合によって、図２に示す様に出力部材６に伝達され、出力部材６が回転運動する構成となっている。
【００２５】
次に、第１実施形態における歯車減速装置１の動作について説明する。モータ１０に対して、図示しない外部電源より通電を行うと、モータ１０のモータ回転軸１０ａは通電量または通電形態により回転する。モータ回転軸１０ａの回転によって、モータ回転軸１０ａに嵌められた偏心形状をしたカム４は、カム軸（モータ回転軸１０ａと同軸）を中心として回転する。カム４が回転すると、カム４にベアリング１２を介して嵌められた揺動歯車５が、カム軸を中心としてカム４と一体で偏心回転する。しかし、この場合、揺動歯車５には、揺動歯車５に当接する様に、周状に設けられた４つの回転規制部５ｂｂがハウジング２に形成された突起部２ｃにより規制される。この為、揺動歯車５の周方向へ回転しようとしてもその揺動歯車５の揺動歯車５の中心を軸とした周方向への回転が規制され、揺動歯車５は、周状に形成された４つの半円弧部５ｂｃに、それぞれ内接する突起部２ｃを移動限界とした運動（例えば、同径で形成された４つの半円弧部５ｂｃの径に一致した円運動をここでは揺動と称す）を行う。
【００２６】
そして、揺動を行う揺動歯車５の内歯５ｂａに出力部材６の外歯６ｃが、図２の如く噛合するが、この場合、図１に示す様に、出力部材６はモータ回転軸１０ａと同軸でハウジング３に対してベアリング１４を介して回転自在に支持されているので、出力部材６は揺動運動するのではなく、回転運動を行う。これによって、モータ１０が１回転すれば、揺動歯車５の内歯５ｂａと出力部材６の外歯６ｃとの歯数の差分だけ、出力軸６が回転し、高減速比を実現できる。
【００２７】
上記した構成では、従来のハイポサイクロイド歯車減速装置における伝達効率の低下を、カム４により偏心回転を行おうとする揺動歯車５に対して、揺動歯車５の回転を複数の突起部２ｃに回転規制部５ｂｂの半円弧部５ｂｃを内接させて規制することを特徴としており、この構成では、モータ回転軸１０ａのトルクを出力する出力部材６に、伝達効率が低下させるカップリングの構造をもたない為、伝達効率を良くすることができる。また、揺動歯車５を正確に揺動運動させるため、複数の突起部２ｃを出力部材６に動力伝達を行う噛合面よりも外径側に設けたことにより、内径側で揺動回転を規制するよりも安定した状態で、揺動を規制して減速を行うことができる。更に、カム４は編肉形状にしてウェイトバランス機能を持たせているので、カム４が回転を行う場合に回転による振動等が発せず、安定した回転をさせることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態について説明する。図３に示す構造では、図１に示す揺動歯車５を軸方向に対して２段として、上記した揺動歯車５の動作の如く、カム４により揺動する揺動歯車５の周方向への回転を規制することで、図１と同じ様な揺動運動を行う２つの歯車（揺動歯車）１５，２５を備える。尚、第２実施形態では、動力伝達過程において、モータ１０から揺動歯車１５に噛合して出力を取り出す噛合部材（後述するカム歯車１４）までの伝達過程を第１段とし、第１段の出力にカム機能を一体で持たせる構成として、第１段の出力であるカム歯車２６から歯車減速装置１のトルクを取り出す出力部材６までを第２段と定義して、モータ回転軸１０ａの回転を、高減速比且つ高効率で実現させる構成とした。また、図３に示す構成図では、図１と同じ部材は第１実施形態と対比できる様、同じ図番を用いた。
【００２９】
図３に示す歯車減速装置１は、外形がハウジング２２，３によって構成され、ハウジング２２，３の中には、主として、モータ３、カム４、歯車（第１揺動歯車，第２揺動歯車）１５，２５、カム歯車２６、環状部材２７が配設されている。この図３に示す構成では、モータ１０の回転は上記した複数の歯車によって第１段および第２段の複数の歯車によって減速され、トルクを出力する出力軸６まで伝達される。
【００３０】
ハウジングは、ボルト３１およびナット３２と言った締結部材により互いに固定される、２つの樹脂より成り立つハウジング２２，３から構成されている。ハウジング２２には、図３に示す左側にモータ１０が配設される凹部２２ａが形成され、右側にはカム４および揺動歯車１５等が配設される凹部２２ｂが形成されている。そして、両凹部２２ａ，２２ｂは径方向における中央位置で連通している。一方、ハウジング３は、軸方向にいおける断面が凸状の中空となっており、中央には貫通孔が形成され、貫通孔にはベアリング１４が圧入されて嵌っている。
【００３１】
ハウジング２の凹部２２ｂには２つのピン孔が形成され（図１では１つのみを示す）、それぞれのピン孔にフランジを有する円柱状のピン１６が圧入されている。ピン１６はフランジを介して一方の側は圧入され、他方の側は凹部２２ｂ内で軸方向に突出している。ハウジング２２の凹部には、環状部材２７が圧入されて軸方向における最深位置に配設されている。環状部材２７のハウンジグ３側の端面には端面に形成された凹部に円柱状のピン１７が圧入され、ピン１７の一方の端部が軸方向に突出した状態となっている。よって、凹部２２ｂ内において、ピン１６は回転を行わない第１固定突起と成り、ピン１７も回転を行わない第２固定突起と成っている。また、ピン１７は後述する揺動歯車２５の外周径よりも若干外側に設けられる。
【００３２】
モータ１０は、凹部２２ａの中に配設され、軸方向においてビス等の固定部材１１によりハウジング２に固定され、モータ回転軸１０ａが凹部２２ｂ側に突出する。凹部２２ｂに突出したモータ回転軸１０ａにはカム面（第１カム面）４ｅを有するカム４が圧入され、モータ回転軸１０ａとカム４は一体回転する。カム４は径方向においてカム面４ｅは図４に示す如く偏心している。カム４の小径となった部位は軸方向において大径となった部位よりも長くなっており、カム４の重心がカム軸（モータ回転軸１０ａと一致）上にある設計となっている。これにより、カム４がカム軸を中心として回転した場合に、カム４の回転を安定させるウェイトバランス機能を、偏肉形状とすることにより実現している。また、カム４はモータ回転軸１０ａと反対側に凹部４ｄが形成される。カム４の径方向における外周面であるカム面４ｅにはベアリング１２が配設されており、ベアリング１２を介して外側に揺動歯車１５が配設される。
【００３３】
第１段の揺動歯車１５は、図３および図４に示す様に、軸方向断面が略Ｕ字状の環状は歯車であり、内径部１５ａはベアリング１２に周面で当接して、カム４と一体回転を行う。また、外径部１５ｂには歯数が４２歯の内歯１５ｂａが形成されている。更に、揺動歯車１５の内径部１５ａと外径部１５ｂの中間位置、（例えば、揺動歯車１５の中心に対して対象位置）には、孔（回転規制部）１５ｂｂが２つ形成されている。この２つの孔１５ｂｂは、カム４の回転によりベアリング１２を介して一体回転する揺動歯車１５が回転を行おうとした場合に、その回転を規制する機能を有する。つまり、それぞれの孔１５ｂｂの中にはピン１６が、図４に示す如く軸方向に挿通され、２つのピン１６により揺動歯車１５の回転が規制される。これにより、揺動歯車１５は揺動歯車の中心に対して周方向には回転せず、ピン１６が孔１５ｂｂの周面に常に摺接した状態で円運動を行いながら、揺動運動を行う。
【００３４】
一方、この揺動歯車１５の内歯１５ｂａには、内歯１５ｂａの歯数よりも２歯少ない４０歯の外歯２６ｃを有した歯車２６が、モータ回転軸１０ａと同軸で配設される。この場合、歯車２６は後述する出力部材６のモータ側へと延在する支持部６ｇにより、ベアリング１８を介して支持される。また、この歯車２６は、図３において軸方向における中央から左側の部分が、図１で示した出力部材６の動力伝達を行う機能を有すると共に、右側の部分が図１に示すカム４と略同じ形状（例えば、小径部と大径部を有し、小径部が大径部よりも軸方向に長く、カム軸がモータ回転軸と同じ）および機能（ウェイトバランス機能等）を有する。それ故、歯車２６は出力側にカム面（第２カム面）２６ｅを有するカム歯車となっている。
【００３５】
カム面２６ｅにはベアリング１９が配設されており、ベアリング１９を介して外径に揺動運動を行わせる第２段の揺動歯車２５が配設される。
【００３６】
揺動歯車２５は軸方向断面が略Ｕ字状の環状の歯車であり、内径部２５ａはベアリング１９に周面で当接して、カム歯車２６と一体回転を行う。また、揺動歯車２５の外径部２５ｂには歯数が４２歯の内歯２５ｂａが形成されて、外径部２５ｂの外周面には４つの回転規制部２５ｂｂが揺動歯車２５の中心に対して、９０度の位置で形成されている。この回転規制部２５ｂｂには半円形状をした半円弧部２５ｂｃが外周に形成されている。回転規制部２５ｂｂの半円弧部２５ｂｃは、カム歯車２６の回転により揺動歯車２５が回転を行おうとすると、ハウジング２２の凹部２２ｂ内に圧入された環状部材２７に設けられた４つのピン１７に対して、４つの半円弧部２５ｂｃの円弧面で内接して、揺動部材２５の中心を基準とした周方向の回転運動が規制されるので、揺動歯車２５は４つのピン１７により動きが規制（図６を参照）された状態下で揺動運動を行う。この揺動歯車２５の内歯２５ｂａには、内歯２５ｂａの歯数よりも２歯少ない４０歯の外歯を有してモータ１０の回転を外部に出力する出力部材６が、モータ回転軸１０ａと同軸で配設される。
【００３７】
出力部材６の軸方向断面は、図３に示す如くカム側に凹部をもつ凸状を呈し、カム側から右側に行くに従って段階的に大径部６ｄ、中径部６ｅ、小径部６ｆを一体で有する。出力部材６は、カム４まで延在した軸方向端部６ａが、カム４に形成された凹部４ｄにベアリング１３を介して嵌っている。出力部材６の出力端６ｂは、ハウジング３に形成された貫通孔を貫通し、貫通孔に設けられたベアリング１４によりモータ回転軸１０ａと同軸で軸支されている。よって、揺動歯車２５の揺動運動は、揺動歯車２５の内歯２５ｂａと出力部材６の外歯６ｃとの噛合によって出力部材６に伝達され、出力部材６が回転運動する。
【００３８】
次に、第２実施形態における歯車減速装置１の動作について説明する。モータ１０に図示しない外部電源より通電を行うと、モータ回転軸１０ａが回転を行う。モータ回転軸１０ａの回転によって、偏心形状をしたカム４はカム軸（モータ回転軸１０ａと同軸）を中心として回転する。カム４が回転すると、カム４にベアリング１２を介して嵌められる揺動歯車１５が、カム軸を中心として偏心回転しようとする。しかし、この場合、揺動歯車１５は周状に設けられた回転規制部となる２つの孔１５ｂｂに挿通される、ハウジング２に固定されたピン１６により規制される事から、揺動歯車１５はその中心を基準として周方向へ回転しようとしても、その回転が２つのピン１６によって規制される為、揺動歯車１５は２つの孔１５ｂｂを移動限界とした運動（揺動）を行う。そして、図５の如く、揺動を行う揺動歯車１５の内歯１５ｂａにカム歯車２６の外歯２６ｃが噛合するが、この場合、カム歯車２６はモータ回転軸１０ａと同軸で、ハウジング３に対してベアリング１８を介して出力部材６の支持部６ｇによって、回転自在に支持されている為、カム歯車２６は回転運動を行う。
【００３９】
これによって、モータ１０が１回転すれば、揺動歯車５の内歯５ｂａと出力部材６の外歯６ｃとの歯数の差分だけ、カム歯車２６が回転する（第１減速比）。このカム歯車２６の回転により得られた第１段の出力は、第２段へと伝達される。
【００４０】
第２段ではカム歯車２６が回転すると、カム歯車２６の小径部にベアリング１９を介して嵌められる揺動歯車２５が、モータ回転軸１０ａと一致するカム軸を中心として偏心回転しようとする。しかし、この場合、揺動歯車２５は揺動歯車２５に外接する様、周状に設けられた４つの回転規制部２５ｂｂがハウジング側に設けられた４つのピン１７により規制されるので、揺動歯車２５は周方向へ回転しようとしてもその回転が規制される。このため、揺動歯車２５は４つのピン１７を移動限界とした運動（例えば、同径の４つの半円弧部２５ｂｃの径に一致した円運動をここでは揺動と称す）を行う。そして、揺動を行う揺動歯車２５の内歯２５ｂａに出力部材６の外歯６ｃが噛合するが、この場合、出力部材６はモータ回転軸１０ａと同軸でハウジング３に対してベアリング１４を介し回転自在に支持されている為、出力部材６は回転運動を行う。
【００４１】
これによって、カム歯車２６が１回転すれば、揺動歯車２５の内歯２５ｂａと出力部材６の外歯６ｃとの歯数の差分だけ、出力軸６が回転する（第２減速比）。よって、以上の様な構成により、第１段で得られる第１減速比と、第２段で得られる第２減速比により、高減速比（第２実施形態での減速比＝第１段の第１減速比×第２段の第２減速比）が得られる構成となる。
【００４２】
以上、説明した様に、上記した構成により、ハイポサイクロイド歯車減速装置の動力伝達系を２段として、動力伝達効率の低下を、第１段では孔１５ｂｂとピン１６との係合により動力伝達箇所（カップリング）により揺動運動を作り出す構成とした。この場合、カップリングの箇所を２ヶ所としたので、２ヶ所のカップリングにより揺動部材１５に対して、摩擦力をできるだけ抑えた状態で揺動を行わせることが可能であり、しかも、カップリング箇所を３箇所以上設ける場合よりも伝達効率の低下を図ることができる。また、第２段では出力軸６の外歯６ｃとそれに噛合する内歯２５ｂａを有する揺動歯車５２を揺動させ、カム歯車２６と揺動歯車２５の回転を４つのピン１７により規制することにより、高効率化を図った。この構成によれば、トルクの出力軸である出力部材６には伝達効率が低下するカップリングの構造をもたない為、伝達効率を良くすることができる。また、揺動歯車５を正確に揺動させるため、複数の突起部２ｃを出力部材６に動力伝達を行う噛合面よりも外径側に設けることにより、内径側に設けるよりも揺動歯車５を安定した状態で回転させて減速を行うことができる。また、カム４は編肉にしてウェイトバランス機能を持たせているので、回転を行う場合に振動等が発せず、安定した回転をさせることができる。
【００４３】
尚、上記した実施形態の変形例として、内歯と外歯とを相互に置き換えたものも採用することが出来る。
【００４４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、モータから出力部材への動力伝達系においては、カップリングが存在しないので、効率良く動力伝達が行える。
【００４５】
この場合、固定突起は複数設けられ、揺動歯車の外周面には固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されれば、半円弧部は固定突起に内接するので揺動歯車は固定突起に対して動きが規制され、安定した状態で揺動ができる。
【００４６】
また、第２の発明によれば、モータから出力部材への動力伝達系においては、カップリングが存在しても２ヶ所のみであり、従来の構成よりも伝達効率を良くすることができる。
【００４７】
この場合、第１固定突起は２つ設けられ、第１揺動歯車には第１固定突起がそれぞれ内接する孔が形成されれば、第１揺動歯車に形成された２つの孔に第１固定突起は内接させ、第１揺動歯車を安定した状態で揺動させることができる。
【００４８】
また、第２固定突起は複数設けられ、第２揺動歯車の外周面には第２固定突起と内接する複数の半円弧部が形成されれば、複数の第２固定突起は第２揺動歯車の外周に形成された半円弧部を内接させ、第２揺動歯車を安定した状態で揺動させることができる。
【００４９】
更に、カムは、回転バランスを取るバランス部を有すれば、カム回転時にバランス部により振動の発生が防止され、安定した回転を行うことができる。
【００５０】
尚、第３の発明は第１の発明と同様の効果を奏し、また、第４の発明は第２の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における歯車減速装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における歯車減速装置の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ断面での揺動歯車の内側の噛合状態を示す説明図である。
【図５】図３に示すＢ−Ｂ断面での揺動歯車の内側の噛合状態を示す説明図である。
【図６】図３に示すＣ−Ｃ断面での揺動歯車の内側の噛合状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　歯車減速装置
２，３，　　　　２２　ハウジング
２ｃ　突起部（固定突起）
４　カム
４ａ　小径部（バランス部）
４ｂ　大径部（バランス部）
４ｅ　カム面（第１カム面）
５　歯車（揺動歯車）
５ｂａ　内歯
５ｂｂ　回転規制部
５ｂｃ　半円弧部
６　出力部材
６ｃ　外歯（第２外歯）
１５　揺動歯車（第１揺動歯車）
１５ｂａ　内歯（第１内歯）
１６　ピン（第１突起）
１７　ピン（第２突起）
２５　揺動歯車（第２揺動歯車）
２５ｂａ　内歯（第２内歯）
２５ｂｂ　回転規制部
５ｂｃ　半円弧部２６　歯車（カム歯車）
２６ｃ　外歯（第１外歯）
２６ｅ　カム面（第２カム面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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