JP2010065803A - 偏心揺動型歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアの回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減可能な偏心揺動型歯車装置を提供する。
【解決手段】この偏心揺動型歯車装置は、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の揺動回転が伝達されることにより外筒２に対して相対回転するキャリア４と、各クランク軸１０をキャリア４に対して回転可能に支持する第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂとを備え、キャリア４は、両外歯歯車１４，１６の揺動回転が伝達されるように両外歯歯車１４，１６のシャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄに挿通されたシャフト部４ｃを有し、両クランク軸受１２ａ，１２ｂは、深溝玉軸受又は円筒ころ軸受からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。

従来、クランク軸の偏心部によって外歯歯車を外筒の内歯に噛み合わせながら揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るようにした偏心揺動型歯車装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図５には、上記特許文献１に開示された従来の一例による偏心揺動型歯車装置の構造が示されている。この従来の偏心揺動型歯車装置では、外筒１０２内に複数のクランク軸１０４が各々の軸回りに回転可能に設けられており、各クランク軸１０４は、軸方向に並ぶ２つの偏心部１０４ａ，１０４ｂをそれぞれ有している。クランク軸１０４の偏心部１０４ａ，１０４ｂには外歯歯車１０７ａ，１０７ｂが取り付けられ、この外歯歯車１０７ａ，１０７ｂの中央の貫通孔１０８ａ，１０８ｂに入力軸１０９が挿通されている。そして、入力軸１０９の先端部に設けられた歯車部１０９ａに噛み合うように複数の入力歯車１１０が設けられており、その各入力歯車１１０は、前記各クランク軸１０４の端部にそれぞれ外嵌されている。

また、外筒１０２内には、キャリア１１２が当該外筒１０２に対して相対回転可能に設けられている。キャリア１１２は、外歯歯車１０７ａ，１０７ｂの軸方向両側に配設された一対の端板部１１２ａ，１１２ｂと、それら端板部１１２ａ，１１２ｂ間を繋ぐ複数のシャフト部１１２ｃとを有しており、各シャフト部１１２ｃは、外歯歯車１０７ａ，１０７ｂにそれぞれ設けられた複数の挿通孔１０８ｃのうち対応するものに挿通されている。そして、各シャフト部１１２ｃは、外歯歯車１０７ａ，１０７ｂが揺動回転する時に挿通孔１０８ｃの内面が当該シャフト部１１２ｃの外面に接触しないように配設されている。各クランク軸１０４は、その軸方向の両端部においてクランク軸受１１４ａ，１１４ｂによりキャリア１１２に対して回転可能に支持されている。

そして、入力軸１０９から各入力歯車１１０を介して各クランク軸１０４に回転が入力されることにより、各外歯歯車１０７ａ，１０７ｂが各クランク軸１０４の偏心部１０４ａ，１０４ｂの偏心回転に連動して外筒１０２内面の内歯１０２ａと噛み合いながら揺動回転するとともに、この各外歯歯車１０７ａ，１０７ｂの揺動回転が各クランク軸１０４及びクランク軸受１１４ａ，１１４ｂを介してキャリア１１２に伝達されてそのキャリア１１２が外筒１０２に対して相対回転し、減速された出力回転がこのキャリア１１２から得られるようになっている。

そして、この従来の偏心揺動型歯車装置では、各クランク軸１０４からクランク軸受１１４ａ，１１４ｂを介してキャリア１１２に回転が伝達される際のキャリア１１２の回転方向におけるバックラッシュを抑制するため、クランク軸受１１４ａ，１１４ｂとしてテーパ軸受が用いられている。すなわち、テーパ軸受は、予圧調整を行うことにより、その軸受において生じ得るがたつきをなくすことができ、その結果、その軸受でのがたつきに起因して生じるキャリア１１２の回転方向のバックラッシュ（がたつき）を低減可能となっている。
特開２００５−３２５８６５号公報

しかしながら、上記従来の偏心揺動型歯車装置では、組み立て時の調整作業に手間が掛かるとともに、製造コストが増大するという問題点がある。

すなわち、上記従来の偏心揺動型歯車装置では、クランク軸受１１４ａ，１１４ｂの予圧調整作業を行う必要があるため、当該歯車装置の組み立て時の調整作業に手間が掛かるとともに、クランク軸受１１４ａ，１１４ｂとして用いられるテーパ軸受は、比較的高価であるため、当該歯車装置の製造コストが増大する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャリアの回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減することが可能な偏心揺動型歯車装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による偏心揺動型歯車装置は、内面に内歯が設けられた外筒と、前記外筒内において周方向に離間して配設され、偏心部を有するとともに、それぞれの軸回りに回転可能に設けられた複数のクランク軸と、前記各クランク軸に設けられ、その設けられたクランク軸に回転を入力するための入力歯車と、前記各クランク軸の偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転するとともに、その揺動中心から外側にずれた位置に貫通孔を有する外歯歯車と、前記外筒に対して同軸となるように設けられ、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアと、前記各クランク軸を前記キャリアに対して回転可能に支持するクランク軸受とを備え、前記キャリアは、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されるように前記外歯歯車の貫通孔に挿通されたシャフト部を有し、前記クランク軸受は、深溝玉軸受又は円筒ころ軸受からなる。

この偏心揺動型歯車装置では、外部から入力歯車に回転が入力されることにより、その回転を入力歯車からクランク軸へ伝達してクランク軸を回転させることができるとともに、そのクランク軸の偏心部の偏心回転に連動して外歯歯車を揺動回転させることができる。そして、この偏心揺動型歯車装置では、外歯歯車の回転をクランク軸からクランク軸受を介してキャリアへ伝達するのではなく、外歯歯車の回転をシャフト部を通じてキャリアに伝達することができるため、クランク軸受においてがたつきがあったとしても、そのがたつきに起因してキャリアに回転方向へのバックラッシュが生じるのを防ぐことができる。そして、このことに起因して、従来用いられているテーパ軸受の代わりに、予圧調整作業を必要とせず、かつ、テーパ軸受に比べて安価な深溝玉軸受又は円筒ころ軸受をクランク軸受として用いることができる。すなわち、深溝玉軸受又は円筒ころ軸受は、テーパ軸受と異なり、多少のがたつきが生じるのを避けられない。しかしながら、本構成では、シャフト部を通じてキャリアに回転を伝達するため、クランク軸受において多少のがたつきがあってもキャリアのバックラッシュには関係がない。このため、クランク軸受における多少のがたつきを許容することができるので、テーパ軸受のようにがたつきをなくすための予圧調整作業を行う必要がなく、さらに比較的安価であるという特長を有する深溝玉軸受又は円筒ころ軸受をクランク軸受として用いることができる。従って、この偏心揺動型歯車装置では、キャリアの回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記シャフト部は、前記外歯歯車の貫通孔に遊びを持った状態で挿通されているとともに、前記外歯歯車の揺動回転時に当該シャフト部の外面の一部が前記貫通孔の内面に接触するように配設されていることが好ましい。

このように構成すれば、外歯歯車の揺動を外歯歯車の貫通孔内におけるシャフト部の遊びで逃がしながら外歯歯車の回転をキャリアへその軸回りの自転として伝達することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記キャリアは、前記外歯歯車の軸方向両側に配置された一対の挟み込み部を有し、前記一対の挟み込み部及び前記シャフト部は、前記一対の挟み込み部がそれらの間に前記シャフト部を挟み込んだ状態で互いに着脱可能に結合されていることが好ましい。

シャフト部が一対の挟み込み部の一方と着脱不能に結合されている場合には、外歯歯車の揺動回転をシャフト部を通じてキャリアに伝達するのに伴ってシャフト部が磨耗したときに、シャフト部とそれに結合している挟み込み部を一体として交換せざるを得ない。これに対して、本構成では、シャフト部と一対の挟み込み部とが互いに着脱可能であるので、シャフト部が磨耗したときにはシャフト部のみを交換することができる。その結果、本構成では、シャフト部と挟み込み部が着脱不能に結合されている場合に比べて、交換部分を削減することができ、その交換に要するコストを削減することができる。

この場合において、前記一対の挟み込み部及び前記シャフト部は、ボルトによって互いに締結されており、前記一対の挟み込み部のうち一方には、前記ボルトを螺合させるためのボルト孔が軸方向に貫通するように設けられていることが好ましい。

このように構成すれば、キャリアの回転を付与して駆動させる相手部材をボルト孔が設けられた一方の挟み込み部の外側に取り付ける場合に、その一方の挟み込み部のボルト孔を利用して前記相手部材側のボルトを螺合させてその一方の挟み込み部と前記相手部材とを締結することができる。これにより、一方の挟み込み部に前記相手部材を締結するためのボルト孔を別途設ける必要がなくなり、そのボルト孔を形成するための手間を削減することができるとともに、一方の挟み込み部にそのボルト孔を設けるためのスペースを不要とすることができる。

以上説明したように、本発明の偏心揺動型歯車装置によれば、キャリアの回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図であり、図２は、本実施形態による偏心揺動型歯車装置の図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。まず、図１及び図２を参照して、本実施形態による偏心揺動型歯車装置の構成について説明する。

本実施形態による偏心揺動型歯車装置（以下、単に歯車装置という）は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部または各種工作機械の旋回部に減速機として適用されるものであり、クランク軸１０の第１偏心部１０ａに連動して第１外歯歯車１４を揺動回転させるとともに第２偏心部１０ｂに連動して第２外歯歯車１６を揺動回転させることにより、入力回転から減速した出力回転を得るように構成されている。以下の本実施形態の説明では、ロボットの腕関節に歯車装置を適用した例について説明する。

具体的には、本実施形態の歯車装置は、図１に示すように、外筒２と、内歯ピン３と、キャリア４と、キャリア軸受６と、入力軸８と、クランク軸１０と、第１クランク軸受１２ａと、第２クランク軸受１２ｂと、入力歯車１３と、第１外歯歯車１４と、第２外歯歯車１６と、第１ころ軸受１８ａと、第２ころ軸受１８ｂとを備えている。

前記外筒２は、歯車装置の外面を構成するケースとして機能するものであり、略円筒状に形成されている。この外筒２の外面には、鍔部２ａが設けられており、この鍔部２ａがロボットの腕関節において一方のアーム部（図示せず）に締結されている。外筒２の内面には、図２に示すように多数の内歯ピン３が設けられている。この内歯ピン３は、本発明の内歯の概念に含まれるものである。各内歯ピン３は、外筒２の軸方向に延びる姿勢で配置されており、これらが外筒２の周方向に等間隔に配置されている。

前記キャリア４は、図１に示すように外筒２と同軸となるように配置された状態でその外筒２内に収容されており、外筒２に対して同じ軸回りに相対回転可能となっている。このキャリア４は、ロボットの腕関節において他方のアーム部５０に固定されており、このキャリア４と外筒２とが相対回転することによってロボットの腕関節を構成する前記一方のアーム部と他方のアーム部５０とが同軸上で相互に旋回するようになっている。

具体的には、キャリア４は、軸方向に離間して一対設けられた前記キャリア軸受６により外筒２に対して相対回転可能に支持されている。

そして、キャリア４は、第１挟み込み部４ａと、第２挟み込み部４ｂと、３つのシャフト部４ｃとを備えている。

第１挟み込み部４ａは、略円板状に形成されており、外筒２内においてその外筒２の軸方向の一端部近傍に配置されているとともに一方の前記キャリア軸受６によって支持されている。この第１挟み込み部４ａに前記他方のアーム部５０が取り付けられるようになっている。第１挟み込み部４ａには、その径方向中央部に軸方向に貫通する中央部貫通孔４ｄが設けられているとともに、その中央部貫通孔４ｄの周囲に３つのクランク軸取付穴４ｅ（以下、単に取付穴４ｅという）が周方向に等間隔で設けられている。各取付穴４ｅは、有底に形成されており、第１挟み込み部４ａを貫通していないので、各取付穴４ｅのシールは不要となっている。また、第１挟み込み部４ａには、後述するボルト４ｒを螺合させるための３つのボルト孔４ｆが軸方向に貫通するように設けられており、これら３つのボルト孔４ｆは、周方向に等間隔に配置されているとともに前記各取付穴４ｅ間に配置されている。そして、このボルト孔４ｆには、後述するボルト４ｒが外筒２の軸方向内側から所定の深さまで螺合するようになっており、第１挟み込み部４ａに前記他方のアーム部５０を取り付ける場合には、そのアーム部５０の取り付け用ボルト５２をボルト４ｒと反対側からボルト孔４ｆに螺合できるようになっている。

第２挟み込み部４ｂは、略円板状に形成されており、外筒２内においてその外筒２の軸方向の他端部近傍に配置されている。この第２挟み込み部４ｂは、他方の前記キャリア軸受６によって支持されている。外筒２内には、この第２挟み込み部４ｂと前記第１挟み込み部４ａの互いに対向する双方の端面と外筒２の内面とで囲まれた空間が形成されており、この空間内に前記第１外歯歯車１４と前記第２外歯歯車１６とが配置されている。すなわち、この第２挟み込み部４ｂと第１挟み込み部４ａは、両外歯歯車１４，１６の軸方向両側に分かれて配置されている。そして、第２挟み込み部４ｂには、その径方向中央部に前記第１挟み込み部４ａの中央部貫通孔４ｄと同径の中央部貫通孔４ｇが軸方向に貫通するように設けられているとともに、その中央部貫通孔４ｇの周囲に３つのクランク軸取付穴４ｈ（以下、単に取付穴４ｈという）が前記第１挟み込み部４ａの３つの取付穴４ｅと対応する位置に設けられている。各取付穴４ｈは、有底に形成されており、第２挟み込み部４ｂを貫通していないので、各取付穴４ｈのシールは不要となっている。また、第２挟み込み部４ｂには、後述するボルト４ｒの頭部を嵌め込むための３つの嵌合孔４ｉが軸方向に貫通するように設けられており、これら３つの嵌合孔４ｉは、前記第１挟み込み部４ａの３つのボルト孔４ｆと対応する位置に配置されている。

３つのシャフト部４ｃは、図１に示すように第１挟み込み部４ａと第２挟み込み部４ｂとの間に挟み込まれているとともに、図２に示すように外筒２の周方向に等間隔に設けられている。各シャフト部４ｃは、外筒２の軸方向に平行に延びる姿勢で配置されており、円形断面を有している。また、各シャフト部４ｃは、シャフトピン４ｋとブッシュ４ｍとからなる。シャフトピン４ｋは、その軸方向に貫通するボルト挿通孔４ｎを有している。ブッシュ４ｍは、円筒状に形成されており、シャフトピン４ｋの外周を覆うようにそのシャフトピン４ｋに装着されている。そして、シャフトピン４ｋの軸方向両端部は、ブッシュ４ｍに覆われておらず、露出している。このシャフトピン４ｋの一端部は、第１挟み込み部４ａに設けられた凹部４ｐに嵌め込まれており、シャフトピン４ｋの他端部は、第２挟み込み部４ｂに設けられた凹部４ｑに嵌め込まれている。これにより、各シャフト部４ｃの位置決めが可能となっている。

そして、第１挟み込み部４ａ、第２挟み込み部４ｂ及び各シャフト部４ｃは、第１挟み込み部４ａと第２挟み込み部４ｂがそれらの間に各シャフト部４ｃを挟み込んだ状態で各シャフト部４ｃに対応する箇所においてボルト４ｒによって締結されることにより一体となっている。この状態において、各ボルト４ｒは、その頭部が第２挟み込み部４ｂの対応する嵌合孔４ｉ内に嵌め込まれているとともに、その軸方向中間部が対応するシャフト部４ｃのボルト挿通孔４ｎに挿通され、その先端部が第１挟み込み部４ａの対応するボルト孔４ｆに螺合している。なお、各ボルト４ｒによる締結を解除すれば、第１挟み込み部４ａと第２挟み込み部４ｂと各シャフト部４ｃを互いに分離させることが可能となっている。

前記入力軸８は、図略の外部の駆動モータによって回転が入力されるものであり、前記第２挟み込み部４ｂの中央部貫通孔４ｇを通じてその先端部が外筒２内の前記第１挟み込み部４ａと前記第２挟み込み部４ｂによって囲まれた空間に挿入されている。この入力軸８は、その軸心が外筒２及びキャリア４の軸心と一致するように配置されており、その軸回りに回転する。そして、この入力軸８の先端部の外周面には歯車部８ａが設けられている。

前記クランク軸１０は、外筒２内に３つ設けられており、各クランク軸１０は、前記第１挟み込み部４ａの対応する取付穴４ｅと前記第２挟み込み部４ｂの対応する取付穴４ｈとに取り付けられることによって外筒２内で前記入力軸８の周囲に周方向に等間隔に配設されている。

具体的には、各クランク軸１０の軸方向の一端部は、第１挟み込み部４ａの対応する取付穴４ｅ内に前記第１クランク軸受１２ａを介して取り付けられている一方、各クランク軸１０の軸方向の他端部は、第２挟み込み部４ｂの対応する取付穴４ｈ内に前記第２クランク軸受１２ｂを介して取り付けられている。すなわち、各クランク軸１０は、両クランク軸受１２ａ，１２ｂによりキャリア４に対してそれぞれの軸回りに回転可能に支持されている。第１クランク軸受１２ａと第２クランク軸受１２ｂは、共に深溝玉軸受からなる。この深溝玉軸受は、多少のがたつきを生じるものの、比較的安価であり、前記取付穴４ｅ（４ｈ）に嵌め込んだ後、その内輪部材の内側にクランク軸１０の端部を挿嵌するだけで面倒な調整作業を要しないという特長を有する。

そして、クランク軸１０は、両クランク軸受１２ａ，１２ｂにより支持された両端部間において軸方向に間隔をあけて並ぶように配設された第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂを有している。この第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂは、それぞれクランク軸１０の軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されているとともに、相互間に所定角度の位相差を有するように配置されている。また、クランク軸１０のうち第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとの間に位置する部分には、被嵌合部１０ｃが設けられている。

前記入力歯車１３は、前記入力軸８の歯車部８ａの回転を受けてその回転を各クランク軸１０に入力するためのものであり、平歯車からなる。この入力歯車１３は、３つのクランク軸１０に対応して合計３つ設けられており、各入力歯車１３は、対応するクランク軸１０の被嵌合部１０ｃに外嵌してそのクランク軸１０と一体となっている。なお、入力歯車１３は、クランク軸１０と一体形成されていてもよい。３つの入力歯車１３は、外筒２内の前記第１挟み込み部４ａと前記第２挟み込み部４ｂとによって囲まれた空間において前記第１外歯歯車１４と前記第２外歯歯車１６との間に配設されている。そして、各入力歯車１３は、入力軸８の歯車部８ａと噛み合う外歯１３ａを有しており、入力軸８の歯車部８ａから回転が伝達されることによってクランク軸１０と一体的にその軸回りに回転するようになっている。

前記第１外歯歯車１４は、上記したように外筒２内の第１挟み込み部４ａと第２挟み込み部４ｂとによって囲まれた空間に配設されているとともに各クランク軸１０の第１偏心部１０ａに第１ころ軸受１８ａを介して取り付けられており、各クランク軸１０が回転するときに第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して外筒２内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転するようになっている。

この第１外歯歯車１４には、外歯１４ａと、外歯歯車中央部貫通孔１４ｂと、３つの第１偏心部挿通孔１４ｃと、３つのシャフト部挿通孔１４ｄとが設けられている。なお、シャフト部挿通孔１４ｄは、本発明の貫通孔の概念に含まれるものである。

前記外歯１４ａは、前記内歯ピン３に噛み合っており、その内歯ピン３の数よりも若干少ない数で設けられている。

前記外歯歯車中央部貫通孔１４ｂは、第１外歯歯車１４の径方向中央部に設けられている。

前記３つの第１偏心部挿通孔１４ｃは、第１外歯歯車１４において前記中央部貫通孔１４ｂの周囲に周方向に等間隔に配設されている。この各第１偏心部挿通孔１４ｃに各クランク軸１０の第１偏心部１０ａが第１ころ軸受１８ａが介装された状態でそれぞれ挿通されている。

前記３つのシャフト部挿通孔１４ｄは、第１外歯歯車１４においてその揺動中心から径方向外側に所定距離だけずれた位置にそれぞれ配設されている。また、３つのシャフト部挿通孔１４ｄは、前記中央部貫通孔１４ｂの周囲に周方向に等間隔に配設されており、各シャフト部挿通孔１４ｄは、前記３つの第１偏心部挿通孔１４ｃの間の位置にそれぞれ配設されている。各シャフト部挿通孔１４ｄは、円形に形成されており、この各シャフト部挿通孔１４ｄにキャリア４の対応するシャフト部４ｃが遊びを持った状態で挿通されている。そして、シャフト部４ｃは、第１外歯歯車１４が揺動回転する際に当該シャフト部４ｃの外面の一部がシャフト部挿通孔１４ｄの内面に常に接触するように配設されている。これにより、第１外歯歯車１４が揺動回転する際にその第１外歯歯車１４の揺動が各シャフト部挿通孔１４ｄ内における各シャフト部４ｃの遊びで逃がされながら第１外歯歯車１４の回転が各シャフト部挿通孔１４ｄの内面から各シャフト部４ｃを通じてキャリア４へ軸回りの自転として伝達されるようになっている。

前記第２外歯歯車１６は、外筒２内の第１挟み込み部４ａと第２挟み込み部４ｂとによって囲まれた空間に前記第１外歯歯車１４と軸方向に並んで配設されているとともに各クランク軸１０の第２偏心部１０ｂに第２ころ軸受１８ｂを介して取り付けられており、各クランク軸１０が回転するときに第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して外筒２内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転するようになっている。第２外歯歯車１６は、第１偏心部１０ａと位相差を有する第２偏心部１０ｂに取り付けられていることに起因して、第１偏心部１０ａに取り付けられた第１外歯歯車１４と位相差を有しながら揺動回転するようになっている。この第２外歯歯車１６は、前記第１外歯歯車１４と同様に構成されている。

次に、本実施形態による歯車装置の動作について説明する。

まず、図略の駆動モータの駆動によって入力軸８が回転し、それによって、入力軸８の歯車部８ａから各入力歯車１３に回転が入力される。これにより、入力歯車１３とともに各クランク軸１０が第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂに軸支されながらキャリア４に対して回転し、それに伴って各クランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂが偏心回転する。この第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して第１外歯歯車１４が外筒２の内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転するとともに、第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して第２外歯歯車１６が外筒２の内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。この際、第１外歯歯車１４と第２外歯歯車１６は、互いに位相差を有しながら揺動回転する。本実施形態では、このように各クランク軸１０が偏心回転駆動のみを第１外歯歯車１４と第２外歯歯車１６に伝達する。

そして、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の揺動回転は、各シャフト部４ｃを通じてキャリア４に伝達される。この際、両外歯歯車１４，１６のシャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄの内面のシャフト部４ｃの外面に接触した部分からそのシャフト部４ｃへ回転が伝達されるとともに、両外歯歯車１４，１６の揺動は、シャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄ内におけるシャフト部４ｃの遊びによって逃がされる。そして、キャリア４に回転が伝達されることにより、キャリア４は、前記入力回転から減速された回転数で外筒２に対して相対的に自転する。本実施形態では、このように、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６からキャリア４への自転駆動の伝達は、キャリア４の各シャフト部４ｃを通じて行われる。そして、キャリア４の各シャフト部４ｃが、互いに回転位相の異なる両外歯歯車１４，１６の各シャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄの内面に接触していることによって、キャリア４はその自転方向におけるバックラッシュが生じないように各シャフト部４ｃにおいて両外歯歯車１４，１６によって保持される。

以上説明したように、本実施形態では、外部から入力軸８を通じて各入力歯車１３に回転が入力されることにより、その回転を各入力歯車１３から各クランク軸１０へ伝達して各クランク軸１０を回転させることができるとともに、その各クランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６を揺動回転させることができる。そして、本実施形態では、両外歯歯車１４，１６の回転を各クランク軸１０から第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂを介してキャリア４へ伝達するのではなく、両外歯歯車１４，１６の回転を各シャフト部４ｃを通じてキャリア４に伝達することができるため、第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂにおいてがたつきがあったとしても、そのがたつきに起因してキャリア４に回転方向へのバックラッシュが生じるのを防ぐことができる。そして、このことに起因して、従来用いられているテーパ軸受の代わりに、予圧調整作業を必要とせず、かつ、テーパ軸受に比べて安価な深溝玉軸受を第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂとして用いることができる。すなわち、深溝玉軸受は、テーパ軸受と異なり、多少のがたつきが生じるのを避けられないが、本実施形態では、各シャフト部４ｃを通じてキャリア４に回転を伝達するため、第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂにおいて多少のがたつきがあってもキャリア４のバックラッシュには関係がない。このため、第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂにおける多少のがたつきを許容することができるので、テーパ軸受のようにがたつきをなくすための予圧調整作業を行う必要がなく、さらに比較的安価であるという特長を有する深溝玉軸受を第１クランク軸受１２ａ及び第２クランク軸受１２ｂとして用いることができる。従って、本実施形態では、キャリア４の回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減することができる。

また、本実施形態では、キャリア４の各シャフト部４ｃが、両外歯歯車１４，１６の対応するシャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄに遊びを持った状態で挿通されているとともに、両外歯歯車１４，１６の揺動回転時に当該各シャフト部４ｃの外面の一部が対応するシャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄの内面に常に接触するように配設されているので、両外歯歯車１４，１６の揺動をシャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄ内におけるシャフト部４ｃの遊びで逃がしながら両外歯歯車１４，１６の回転を各シャフト部４ｃを通じてキャリア４へその軸回りの自転として伝達することができる。

また、本実施形態では、キャリア４の第１挟み込み部４ａ、第２挟み込み部４ｂ及びシャフト部４ｃは、両挟み込み部４ａ，４ｂがそれらの間にシャフト部４ｃを挟み込んだ状態でボルト４ｒによって互いに着脱可能に締結されている。シャフト部４ｃが両挟み込み部４ａ，４ｂの一方と着脱不能に結合されている場合には、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の回転をシャフト部４ｃを通じてキャリア４に伝達するのに伴ってシャフト部４ｃが磨耗したときに、シャフト部４ｃとそれに結合している挟み込み部を一体として交換せざるを得ない。これに対して、本実施形態では、シャフト部４ｃと両挟み込み部４ａ，４ｂとが互いに着脱可能であるので、シャフト部４ｃが磨耗したときにはシャフト部４ｃのみを交換することができる。その結果、本実施形態では、シャフト部４ｃと挟み込み部４ａ又は４ｂが着脱不能に結合されている場合に比べて、交換部分を削減することができ、その交換に要するコストを削減することができる。

また、本実施形態では、第１挟み込み部４ａには、ボルト孔４ｆが軸方向に貫通するように設けられているので、相手部材としての前記他方のアーム部５０を第１挟み込み部４ａの外側に取り付ける場合に、ボルト孔４ｆを利用して前記他方のアーム部５０の取り付け用ボルト５２を螺合させて第１挟み込み部４ａと前記他方のアーム部５０とを締結することができる。これにより、第１挟み込み部４ａに前記他方のアーム部５０を締結するためのボルト孔を別途設ける必要がなくなり、そのボルト孔を形成するための手間を削減することができるとともに、第１挟み込み部４ａにそのボルト孔を設けるためのスペースを不要とすることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、図３に示す上記実施形態の一変形例のように、クランク軸１０の一端部がキャリア４の第２挟み込み部４ｂから突出しており、その突出したクランク軸１０の端部に被嵌合部１０ｄが設けられているとともに、その被嵌合部１０ｄに対して入力歯車１３が外嵌されていてもよい。

具体的には、この変形例では、第１挟み込み部４ａに前記取付穴４ｅが設けられていないとともに、前記第１クランク軸受１２ａが設けられておらず、さらに、クランク軸１０のうち前記第１クランク軸受１２ａによって支持される部分も設けられていない。一方、第２挟み込み部４ｂには、前記３つの取付穴４ｈの代わりに３つのクランク軸取付孔４ｓ（以下、取付孔４ｓという）が設けられている。各取付孔４ｓは、第２挟み込み部４ｂを軸方向に貫通するように設けられている。そして、各クランク軸１０の一端部が対応する取付孔４ｓを通じて第２挟み込み部４ｂの外側に突出しているとともに、その突出したクランク軸１０の端部に被嵌合部１０ｄが設けられている。すなわち、各クランク軸１０の第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとの間には、上記実施形態のような被嵌合部１０ｃが設けられていない。被嵌合部１０ｄには、入力歯車１３がスプラン結合により外嵌されている。すなわち、この変形例では、各入力歯車１３は、キャリア４の外側に配置されており、その位置で入力軸８の歯車部８ａと噛み合わされている。

前記取付孔４ｓ内には、深溝玉軸受からなるクランク軸受１２ｃが設けられており、このクランク軸受１２ｃによってクランク軸１０の第２偏心部１０ｂと被嵌合部１０ｄの間に位置する部分が回転可能に支持されている。この変形例では、この１つのクランク軸受１２ｃのみによってクランク軸１０がその軸回りに回転可能にキャリア４に対して支持されている。

また、この変形例では、図４に示すように、第１外歯歯車１４のシャフト部挿通孔１４ｄが、各第１偏心部挿通孔１４ｃの間にそれぞれ２つずつ、合計６つ設けられている。また、第２外歯歯車１６においても、第１外歯歯車１４のシャフト部挿通孔１４ｄと同様の形態で合計６つのシャフト部挿通孔１６ｄが設けられている。そして、キャリア４のシャフト部４ｃは、シャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄに対応して合計６つ設けられており、各シャフト部４ｃは対応する各シャフト部挿通孔１４ｄ，１６ｄにそれぞれ挿通されている。

そして、この変形例においても、各クランク軸１０は、偏心回転駆動のみを第１外歯歯車１４と第２外歯歯車１６に伝達し、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６からキャリア４への自転駆動の伝達は、キャリア４の各シャフト部４ｃを通じて行われるようになっている。この変形例による上記以外の構成は、上記実施形態による構成と同様である。

この変形例では、キャリア４の回転方向におけるバックラッシュを抑制しながら、組み立て時の調整作業にかかる作業負担及び製造コストを軽減することができるという上記実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、それ以外の上記実施形態と同様の効果も得ることができる。

また、上記実施形態及び変形例では、クランク軸受１２ａ，１２ｂ，１２ｃとして深溝玉軸受を用いたが、その代わりに、それらクランク軸受１２ａ，１２ｂ，１２ｃとして円筒ころ軸受を用いてもよい。この円筒ころ軸受も、深溝玉軸受と同様、多少のがたつきは生じるが、面倒な予圧調整作業を必要としないとともに比較的安価であるため、上記の深溝玉軸受を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の変形例による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の変形例による偏心揺動型歯車装置の図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 従来の一例による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。

符号の説明

２ 外筒
３ 内歯ピン（内歯）
４ キャリア
４ａ 第１挟み込み部
４ｂ 第２挟み込み部
４ｃ シャフト部
４ｆ ボルト孔
４ｐ ボルト
１０ クランク軸
１０ａ 第１偏心部（偏心部）
１０ｂ 第２偏心部（偏心部）
１２ａ 第１クランク軸受（クランク軸受）
１２ｂ 第２クランク軸受（クランク軸受）
１２ｃ クランク軸受
１３ 入力歯車
１４ 第１外歯歯車（外歯歯車）
１６ 第２外歯歯車（外歯歯車）
１４ｄ、１６ｄ シャフト部挿通孔（貫通孔）

Claims (4)

1. 内面に内歯が設けられた外筒と、
   前記外筒内において周方向に離間して配設され、偏心部を有するとともに、それぞれの軸回りに回転可能に設けられた複数のクランク軸と、
   前記各クランク軸に設けられ、その設けられたクランク軸に回転を入力するための入力歯車と、
   前記各クランク軸の偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転するとともに、その揺動中心から外側にずれた位置に貫通孔を有する外歯歯車と、
   前記外筒に対して同軸となるように設けられ、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアと、
   前記各クランク軸を前記キャリアに対して回転可能に支持するクランク軸受とを備え、
   前記キャリアは、前記外歯歯車の揺動回転が伝達されるように前記外歯歯車の貫通孔に挿通されたシャフト部を有し、
   前記クランク軸受は、深溝玉軸受又は円筒ころ軸受からなる、偏心揺動型歯車装置。
2. 前記シャフト部は、前記外歯歯車の貫通孔に遊びを持った状態で挿通されているとともに、前記外歯歯車の揺動回転時に当該シャフト部の外面の一部が前記貫通孔の内面に接触するように配設されている、請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。
3. 前記キャリアは、前記外歯歯車の軸方向両側に配置された一対の挟み込み部を有し、
   前記一対の挟み込み部及び前記シャフト部は、前記一対の挟み込み部がそれらの間に前記シャフト部を挟み込んだ状態で互いに着脱可能に結合されている、請求項１又は２に記載の偏心揺動型歯車装置。
4. 前記一対の挟み込み部及び前記シャフト部は、ボルトによって互いに締結されており、
   前記一対の挟み込み部のうち一方には、前記ボルトを螺合させるためのボルト孔が軸方向に貫通するように設けられている、請求項３に記載の偏心揺動型歯車装置。

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