JP5088970B2 - 偏心型減速機 - Google Patents

Description

本発明は、クランク軸と、クランク軸が回転することで偏心して回転する外歯歯車と、外歯歯車の外歯と噛み合う内歯が設けられたケースと、クランク軸を回転自在に支持するキャリアと、を備える偏心型減速機に関する。

各種産業用機械等においては、高い減速比を実現可能な減速機として偏心型減速機が用いられる。このような偏心型減速機は、クランク軸と、クランク軸が回転することで偏心して回転する外歯歯車と、外歯歯車の外歯と噛み合う内歯が設けられたケースと、クランク軸を回転自在に支持するキャリアと、を備えて構成されており、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された偏心型減速機においては、複数のクランク軸を回転自在に支持するキャリアが、各クランク軸の一端側を回転自在に支持する基部キャリア（基台部）と他端側を回転自在に支持する端部キャリア（端板部）とで構成されている。そして、基部キャリアには、基部キャリアから端部キャリアに向かってほぼ真っ直ぐに延びて基部キャリアと端部キャリアとを連結する複数の支柱（柱部）が一体的に形成されている。

特開２００３−８３４００号公報（第３頁、第１図、第２図）

偏心型減速機においては、小型で高出力を達成できることが望ましく、ケースの径方向の外形寸法（ケースの内周についての径方向におけるケースの外形寸法）を大きくすることなく、出力トルクの向上を図ることが求められている。そして、出力トルクの向上（高出力化）を図るためには、クランク軸を回転自在に支持する基部キャリアと端部キャリアとを連結する各支柱の強度の向上を図る必要がある。しかしながら、各支柱はケースの内周の内歯と噛み合う外歯が設けられた外歯歯車に形成された孔を貫通するように配置されるため、特許文献１に開示された構造に基づいて各支柱の強度を向上させるためには、各支柱をケースの径方向におけるより外側に配置することが必要となる。このため、特許文献１に記載の偏心型減速機においては、ケースの径方向の寸法に依存して支柱の強度が制限され、ケースの径方向の寸法を大きくすることなく出力トルクの向上を図ることが難しいという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、ケースの径方向の外形寸法を大きくすることなく出力トルクの向上を図ることができる偏心型減速機を提供することを目的とする。

第１発明に係る偏心型減速機は、内周に内歯が設けられたケースと、前記ケースに収納されるとともに、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車に形成された孔を貫通するとともに前記ケースの内周に沿う周方向に沿って配置され、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させる複数のクランク軸と、前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する基部キャリアと、前記クランク軸の他端側を回転自在に支持する端部キャリアと、前記ケースの内周に沿う周方向に沿って各前記クランク軸の間にそれぞれ配置されるとともに前記基部キャリアに一体的に形成され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する複数の支柱と、を備えている。そして、第１発明に係る偏心型減速機は、前記支柱の周囲側面の少なくとも一部において前記ケースの内周の中心をつなぐように通る中心線と平行な方向に対して斜めで前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において当該支柱の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成され、前記支柱の長手方向に亘って荷重が分散されるように、前記テーパ状側面は、前記中心線と平行な方向に対する前記テーパ状側面が延びる方向の角度であるテーパ状側面勾配が、３度以上６度以下に設定されることを特徴とする。

この発明によると、支柱の周囲側面には、ケースの内周の中心をつなぐ中心線と平行な方向に対して斜めで端部キャリアに向かって支柱が窄まる方向において支柱の長手方向（支柱が基部キャリアから端部キャリアに向かって延びる方向）に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成されている。このため、支柱に作用する荷重は、端部キャリアに向かって支柱が窄まる方向に（支柱の長手方向において断面積が小さくなる方向に）変化するテーパ状側面に沿って分散するように分布することになる。即ち、ほぼ真っ直ぐな支柱の場合は、支柱にはとくにその根元側において部分的な偏荷重が作用し易い状態になるが、テーパ状側面が設けられることにより、支柱の長手方向に亘って全体的に効率よく荷重が分散し易くなる。これにより、支柱全体で弾性変形をし易くなり（支柱全体でしなり易くなり）、支柱の限界強度の向上が図られることになる。また、支柱にテーパ状側面が設けられることで支柱強度の向上が図られるため、ケースの径方向に大型化することなく支柱強度の向上を図ることができる。そして、本願発明者が検証した結果、テーパ状側面勾配が３度未満だと荷重の分散効果が急速に薄れ、一方、テーパ状側面勾配が６度を超えると支柱の先端側（端部キャリアに向かう側）の強度がより低下し易いことが確認できた。このため、テーパ状側面勾配が３度以上６度以下に設定されることで、効率よく荷重を分散して支柱全体の強度向上効果の極大化を図ることができる。
従って、この発明によると、ケースの径方向の外形寸法を大きくすることなく出力トルクの向上を図ることができる偏心型減速機を提供することができる。

更に、第１発明に係る偏心型減速機は、前記支柱の周囲側面において、前記ケースの内周についての径方向における外側であって前記ケースの内周に沿う周方向に沿って位置するとともに、前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において又は真っ直ぐな方向において当該支柱の長手方向に沿って延びる外周側面が形成され、前記中心線と平行な方向に対する前記外周側面が延びる方向の角度である外周側面勾配が、０度以上１度未満であることも特徴とする。

この発明によると、支柱の外周側面は、その外周側面勾配が０度以上１度未満と小さくなるように形成されている。このため、支柱の先端側においても、外周側面は、端部キャリアに向かって支柱が窄まる方向において又は真っ直ぐな方向において、ケースの径方向（ケースの内周についての径方向）におけるより外側に配置されることになる。これにより、テーパ状側面が設けられた支柱においても、支柱の長手方向と垂直な断面の断面積をケースの径方向外側で効率よく確保することができる。従って、テーパ状側面が設けられることにより支柱全体で弾性変形をし易くなって強度向上が図られるとともに、支柱の断面積を効率よく大きくでき、さらに支柱強度の向上を図ることができる。また、本願発明者が検証した結果、外周側面勾配が１度以上だと断面積の低下による強度低下が生じ易いことを確認できた。
尚、本発明の構成によると、テーパ状側面が設けられることでケースの周方向（ケースの内周に沿う周方向）に作用する力を支柱全体で効率よく分担する構成を維持しつつ、断面積の増大により支柱の長手方向における各断面での強度も向上させることができる。一方、ケースの径方向に作用する力は、ケースの周方向に作用する力に比して比較的小さく、支柱の外周側面勾配が０度以上１度未満に設定されても、ケースの径方向の力によって支柱が破損する虞はない。

第２発明に係る偏心型減速機は、内周に内歯が設けられたケースと、前記ケースに収納されるとともに、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車に形成された孔を貫通するとともに前記ケースの内周に沿う周方向に沿って配置され、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させる複数のクランク軸と、前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する基部キャリアと、前記クランク軸の他端側を回転自在に支持する端部キャリアと、前記ケースの内周に沿う周方向に沿って各前記クランク軸の間にそれぞれ配置されるとともに前記基部キャリアに一体的に形成され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する複数の支柱と、を備えている。そして、第２発明に係る偏心型減速機は、前記支柱の周囲側面の少なくとも一部において前記ケースの内周の中心をつなぐように通る中心線と平行な方向に対して斜めで前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において当該支柱の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成され、前記基部キャリアには、前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する回転支持穴が設けられ、前記テーパ状側面は、前記支柱において、前記ケースの内周についての径方向における外側であるとともに前記ケースの内周に沿う周方向における両側に張り出すように位置する一対の張り出し部分のみに又は当該一対の張り出し部分のうちのいずれかのみに形成され、前記テーパ状側面が形成された前記張り出し部分において、当該張り出し部分に対向する前記回転支持穴の周縁に接して前記ケースの内周の中心を通る接線よりも当該回転支持穴側に、少なくとも前記テーパ状側面の前記基部キャリアへ連続する根元部分が形成されていることを特徴とする。

この発明によると、支柱の周囲側面には、ケースの内周の中心をつなぐ中心線と平行な方向に対して斜めで端部キャリアに向かって支柱が窄まる方向において支柱の長手方向（支柱が基部キャリアから端部キャリアに向かって延びる方向）に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成されている。このため、支柱に作用する荷重は、端部キャリアに向かって支柱が窄まる方向に（支柱の長手方向において断面積が小さくなる方向に）変化するテーパ状側面に沿って分散するように分布することになる。即ち、ほぼ真っ直ぐな支柱の場合は、支柱にはとくにその根元側において部分的な偏荷重が作用し易い状態になるが、テーパ状側面が設けられることにより、支柱の長手方向に亘って全体的に効率よく荷重が分散し易くなる。これにより、支柱全体で弾性変形をし易くなり（支柱全体でしなり易くなり）、支柱の限界強度の向上が図られることになる。また、支柱にテーパ状側面が設けられることで支柱強度の向上が図られるため、ケースの径方向に大型化することなく支柱強度の向上を図ることができる。
更に、この発明によると、支柱においてケースの周方向の力が作用し易い部分である張り出し部分のみにテーパ状側面が形成されている。このようなテーパ状側面が設けられることにより、ケースの周方向の負荷が作用し易い箇所にてその負荷される荷重を効率よく分散することができるとともに、テーパ状側面を設けることに伴う支柱の断面積の低下を極小化して断面積に依存して変化する支柱の剛性の低下も効率よく抑制することができる。そして、支柱の張り出し部分においてもさらにケースの周方向の力が作用し易い箇所、即ち、張り出し部分においてこの張り出し部分に対向する回転支持穴の周縁に接してケースの中心を通る接線よりも回転支持穴側で基部キャリアに連続する根元部分には、少なくともテーパ状側面の根元部分が形成されている。このため、ケースの周方向の負荷が最も作用し易い箇所を含んだ領域でさらに効率よく荷重を分散することができる。本発明では、これらの構成により、支柱の断面積の低下による強度への影響を極小化しつつ、ケースの周方向の力を支柱全体で効率よく分散でき、支柱全体が弾性変形をし易くなり、支柱の強度のさらなる向上を図ることができる。

本発明によると、ケースの径方向の外形寸法を大きくすることなく出力トルクの向上を図ることができる偏心型減速機を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る偏心型減速機の断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に示す偏心型減速機における基部キャリア及び支柱を図１のＢ線矢視位置から見た図である。 図３に示す支柱を拡大して示す図である。 図３に示す基部キャリア及び支柱を図３のＣ線矢視方向から見た一部切欠き断面を含む図である。

符号の説明

１ 偏心型減速機
１３ クランク軸
１４ ケース
１５ 外歯歯車
１６ 基部キャリア
１７ 端部キャリア
１８ 支柱
２２ 内歯
２３ 外歯
３５ 張り出し部側面（テーパ状側面）

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態に係る偏心型減速機は、産業用ロボットや種々の工作機械等の各種産業用機械や建設機械等において広く適用することができる。尚、例えば、風車においては、近年、ブレード（羽根）の直径が大きくなる傾向にあることから、風向きに合わせて風車を回転するための首振り用の駆動装置であるヨー（Ｙａｗ）駆動装置として、寸法の大型化を抑制しつつ且つ高出力仕様の（負荷容量の大きな）減速機が要求される状況にある。このため、本実施形態に係る偏心型減速機は、このような風車のヨー駆動装置として用いられると好適である。また、この例に限らず、クランク軸と、クランク軸が回転することで偏心して回転する外歯歯車と、外歯歯車の外歯と噛み合う内歯が設けられたケースと、クランク軸を回転自在に支持するキャリアと、を備える偏心型減速機に関して本発明を広く適用することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る偏心型減速機１を示す断面図である。偏心型減速機１は、例えば、風車のヨー駆動装置として用いられ、図１に示すように、上側に配置されたモータ１００から入力された回転を減速して伝達して出力する。この偏心型減速機１は、入力軸１１、スパーギア１２、クランク軸１３、ケース１４、外歯歯車１５、基部キャリア１６、端部キャリア１７、支柱１８、ピン部材（１９、２０）（図２参照）、ボルト部材２１などを備えて構成されている。

ケース１４は、筒状の第１ケース部１４ａと第２ケース部１４ｂとで構成されており、これらの縁部同士がボルトで連結されている。そして、ケース１４の内部には、入力軸１１、スパーギア１２、クランク軸１３、外歯歯車１５、基部キャリア１６の一部、端部キャリア１７などが収納されている。このケース１４は、出力側である一端側（第１ケース部１４ａの端部側）は開口形成され、入力側である他端側（第２ケース部１４ｂの端部側）にはモータ１００が固定されている。また、図１及び図１のＡ−Ａ線矢視断面図である図２に示すように、ケース１４には、内周に内歯２２が設けられている。内歯２２は、後述する外歯歯車１５に設けられた外歯２３と噛み合うピン状部材（丸棒状の部材）として形成されている。各内歯２２は、ケース１４の内周において等間隔でケース１４に嵌め込まれた状態で配列されている。

入力軸１１は、モータ１００のモータ出力軸１００ａからの回転駆動力が遊星歯車機構２４を介して入力されてモータ１００に連動するように設けられている。即ち、ケース１４の他端側に取り付けられたモータ１００からケース１４内に突出するモータ出力軸１００ａに遊星歯車機構２４の太陽ギア２４ａが連結されている。そして、太陽ギア２４ａに噛み合う複数の遊星歯車２４ｂを回転自在に支持するとともに公転運動を行う遊星枠２４ｃの内周部分に対して入力軸１１がスプライン結合により連結されている。このようにして、モータ１００からの回転駆動力が遊星歯車機構２４を介して減速されて入力軸１１へと伝達されるようになっている。また、入力軸１１は、ケース１４の内周についての径方向（以下、「ケース１４の径方向」という）における中心に配置されており、遊星枠２４ｂとスプライン結合する他端側（モータ１００側）とは反対側の一端側の外周にリングギア１１ａがスプライン結合されている。

スパーギア１２は、入力軸１１の周囲にその周方向に沿って複数（本実施形態では、３つ）配設されている。そして、各スパーギア１２は、入力軸１１に結合されたリングギア１１ａに対して噛み合うようになっている。これにより、モータ１００からの回転駆動力によって入力軸１１が回転することで、この回転に伴ってスパーギア１２が回転駆動されるようになっている。

クランク軸１３は、モータ１００側の端部においてスパーギア１２が固定されており、スパーギア１２とともに回転することで後述する外歯歯車１５を偏心させて回転させる部材として設けられている。そして、クランク軸１３は、図１及び図２に示すように、外歯歯車１５に形成されたクランク軸用孔２５を貫通するとともにケース１４の内周に沿う周方向に沿って入力軸１１と平行に複数（本実施形態では、３つ）配置されている。即ち、図２によく示すように、３つのクランク軸１３は、ケース１４の内周の中心であるケース中心Ｐ（図２にて点で示す）を中心とする所定の円Ｑ（図２にて二点鎖線で示す）の周方向に沿って配置されている。尚、ケース中心Ｐは、図１においては、ケース１４の内周の中心をつなぐように通る中心線Ｐとして、一点鎖線で図示されている。

また、各クランク軸１３は、図１によく示すように、第１カム部分１３ａ、第２カム部分１３ｂ、第３カム部分１３ｃ、第１軸部１３ｄ、及び第２軸部１３ｅを備えて構成されており、第１軸部１３ｄ、第１カム部分１３ａ、第２カム部分１３ｂ、第３カム部分１３ｃ、第２軸部１３ｅの順番で直列に設けられている。そして、第１〜第３カム部分（１３ａ〜１３ｃ）は、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成されており、それぞれの中心位置がクランク軸１３の軸心（第１軸部１３ｄ及び第２軸部１３ｅの中心位置）に対して偏心するように設けられている。また、第１軸部１３ｄは後述する基部キャリア１６に対してころ軸受け２７を介して回転自在に支持されており、第２軸部１３ｅは後述する端部キャリア１７に対してころ軸受け２８を介して回転自在に支持されている。尚、各クランク軸１３の第２軸部１３ｅの端部にはスパーギア１２がそれぞれスプライン結合により取り付けられている。

基部キャリア１６は、図１によく示すように、出力側である一端側がケース１４の開口から突出した状態で配置され、この一端側において出力ギア３２が取り付けられている。また、基部キャリア１６は、他端側が支柱１８、ピン部材（１９、２０）及びボルト部材２１を介して端部キャリア１７と連結されてケース１４内に収納されており、この状態で偏心型減速機１における出力軸を構成している。そして、基部キャリア１６及び端部キャリア１７を備えて構成された出力軸は、ケース１４の内周に沿って配設された出力側のころ軸受け２９及びモータ１００側の玉軸受け３０を介してケース１４に対して回転自在に支持されている。また、基部キャリア１６には、各クランク軸１３の一端側をその第１軸部１３ｄにてころ軸受け２７を介して回転自在に支持する回転支持穴３１が設けられている。尚、図２では、回転支持穴３１を破線で示している。

また、基部キャリア１６の他端側で連結される端部キャリア１７は、円板状の部材として設けられ、クランク軸１３の第２軸部１３ｅが貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔において、端部キャリア１７は、クランク軸１３の他端側をその第２軸部１３ｅにてころ軸受け２８を介して回転自在に支持している。

外歯歯車１５は、図１及び図２に示すように、平行に重ねられた状態でケース１４内に収納される第１外歯歯車１５ａ、第２外歯歯車１５ｂ、及び第３外歯歯車１５ｃを備えて構成されている。第１〜第３外歯歯車（１５ａ〜１５ｃ）にはそれぞれ、クランク軸１３が貫通するクランク軸用孔２５、及び、後述する支柱１８が貫通する支柱用孔２６が形成されている。第１〜第３外歯歯車（１５ａ〜１５ｃ）は、入力軸１１の軸方向（即ち、中心線Ｐが延びる方向）と平行な方向において、各クランク軸用孔２５の位置が対応するとともに各支柱用孔２６の位置が対応するように配置されている。クランク軸用孔２５は、円形孔として形成され、各クランク軸１３に対応して外歯歯車１５の周方向に均等角度で３つ形成されている。このクランク軸用孔２５は、第１外歯歯車１５ａにおいては第１カム部分１３ａを、第２外歯歯車１５ｂにおいては第２カム部分１３ｂを、第３外歯歯車１５ｃにおいては第３カム部分１３ｃを、それぞれニードル軸受け３３を介して保持している。支柱用孔２６は、内周壁面が円弧状の面で形成された三角形状断面の孔として形成され、各支柱１８に対応して外歯歯車１５の周方向に均等角度で３つ形成されている。即ち、支柱用孔２６は、クランク軸用孔２５と外歯歯車１５の周方向において交互に形成されている。この支柱用孔２６には、支柱１８がそれぞれ遊嵌状態で貫通している。

尚、外歯歯車１５及びクランク軸１３が上述のように配設されているため、入力軸１１からスパーギア１２を介して回転駆動力が伝達されてクランク軸１３が回転すると、このクランク軸１３の回転に伴い第１〜第３カム部分（１３ａ〜１３ｃ）から外歯歯車１５に対して荷重が作用する。この荷重により、外歯歯車１５（第１外歯歯車１５ａ、第２外歯歯車１５ｂ、第３外歯歯車１５ｃ）が揺動することになる。

また、第１外歯歯車１５ａ、第２外歯歯車１５ｂ、第３外歯歯車１５ｃのそれぞれの外周には、内歯２２に噛み合う外歯２３が設けられている。外歯歯車１５（１５ａ〜１５ｃ）の外歯２３の歯数は、内歯２２の歯数よりも１個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸１３が回転するごとに、噛み合う外歯２３と内歯２２との噛み合いがずれ、外歯歯車１５（第１外歯歯車１５ａ、第２外歯歯車１５ｂ、第３外歯歯車１５ｃ）が偏心して揺動回転するようになっている。

次に、支柱１８の構成について詳しく説明する。図３は、基部キャリア１６及び支柱１８についてピン部材（１９、２０）及びボルト部材２１の断面図とともに示す図であり、図１のＢ線矢視位置から見た図である。図１乃至図３に示すように、支柱１８は、ケース１４の内周に沿う周方向に沿って（図２の円Ｑの周方向に沿って）各クランク軸１３の間にそれぞれ配置されている。そして、支柱１８は、ケース１４の内周に沿う周方向に均等角度で複数（本実施形態では、３つ）配置されており、それぞれ基部キャリア１６と一体的に形成され、基部キャリア１６の他端側（モータ１００側）に向かって突出するように設けられている。この支柱１８を介して、基部キャリア１６と端部キャリア１７とが連結される。

図１乃至図３に示すように、支柱１８は、支柱１８の長手方向（支柱１８が基部キャリア１６から端部キャリア１７に向かって延びる方向）と垂直な断面において曲率半径の大きい円弧状の側面が曲率半径の小さい円弧状の側面を介して連続することで周囲側面が形成された三角形状断面を有するように形成されている。尚、図４は、図３に示す支柱１８のうちの１つのみを拡大して示した図である。図４によく示すように、支柱１８の周囲側面には、外周側面３４、張り出し部側面３５、支持穴対向側面３６が形成されている。

図３及び図４によく示すように、外周側面３４は、各支柱１８において、ケース１４の径方向における外側であってケース１４の内周に沿う周方向に沿って位置するとともに、端部キャリア１７に向かって支柱１８が窄まる方向において（支柱１８の長手方向において断面積が小さくなる方向において）支柱１８の長手方向に沿って延びるように形成されている。即ち、この外周側面３４の場合は、ケース中心Ｐ側に傾く方向において延びることで、支柱１８の窄まる方向において延びることになる。そして、外周側面３４は、中心線Ｐ（図１参照）と平行な方向に対するこの外周側面３４が延びる方向の角度である外周側面勾配が、０度以上１度未満となるように形成されており、例えば、０．５度に形成されている。尚、外周側面勾配が０度に設定される場合は、外周側面３４は、端部キャリア１７に向かって真っ直ぐな方向において（中心線Ｐと平行な方向において）支柱１８の長手方向に沿って延びるように形成されることになる。

図３及び図４によく示すように、張り出し部側面３５は、各支柱１８において、ケース１４の径方向における外側であるとともにケース１４の内周に沿う周方向における両側に張り出すように位置する一対の張り出し部分３７の側面として形成されている。尚、図５は、図３に示す基部キャリア１６及び支柱１８をＣ線矢視方向から見た図であって、支柱１８を一部切欠き断面として示す図である。また、図５においては、１つの支柱１８のみが図示されて他の支柱１８の図示は省略され、図示された支柱１８はケース１４の内周に沿う周方向に沿った断面であるＤ−Ｄ線矢視位置の断面として示されており、さらに、ピン部材（１９、２０）がピン穴３８に配置されていない状態が図示されている。図３乃至図５に示すように、張り出し部側面３５は、中心線Ｐと平行な方向に対して斜めで端部キャリア１７に向かって支柱１８が窄まる方向において（支柱１８の長手方向において断面積が小さくなる方向において）支柱１８の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面として形成されている。即ち、この張り出し部側面３５の場合は、ケース１４の内周に沿う周方向における支柱１８の内側に傾く方向において延びることで、支柱１８の窄まる方向において延びることになる。そして、テーパ状側面である張り出し部側面３５は、中心線Ｐと平行な方向に対するこの張り出し側面３５が延びる方向の角度であるテーパ状側面勾配が、３度以上６度以下となるように形成されており、例えば、５度に形成されている。

尚、本実施形態の支柱１８においては、テーパ状側面勾配が３度以上６度以下であるテーパ状側面は、張り出し部分３７のみに形成されている。そして、テーパ状側面が形成された各張り出し部分３７において、各張り出し部分３７に対向する回転支持穴３１の周縁に接してケース中心Ｐを通る接線Ｒ（図３で破線で示す）よりも当該回転支持穴３１側に、テーパ状側面の基部キャリア１６へ連続する根元部分３９（図５参照）が形成されている。

図３及び図４によく示すように、支持穴対向側面３６は、各支柱１８において、回転支持穴３１に対向する位置に形成され、回転支持穴３１に沿った円弧状で支柱１８の内側に凹むように形成された側面として支柱１８の長手方向に沿って設けられている。この支持穴対向側面３６は、中心線Ｐと平行な方向に対するこの支持穴対向側面３６が延びる方向の角度である支持穴対向側面勾配が、１度以上３度未満となるように形成されており、例えば、２度に形成されている。尚、上述した外周側面勾配、張り出し部側面３５のテーパ状側面勾配、及び支持穴対向側面勾配は、いずれも異なった角度に形成されているが、外周側面３４と張り出し部側面３５とが連続する部分、及び、張り出し部側面３５と支持穴対向側面３６とが連続する部分は、それぞれ滑らかに角度が変化するように形成されている。

図１乃至図３に示すように、ピン部材（１９、２０）及びボルト部材２１は、支柱１８内にそれぞれの軸方向における一部が配置されて基部キャリア１６と端部キャリア１７とを連結する連結部材として設けられている。ピン部材（１９、２０）は、一端側が支柱１８に形成された孔に対して、他端側が端部キャリア１７に形成された孔に対して、それぞれ嵌合状態で嵌め込まれている。一方、ボルト部材２１は、端部キャリア１７に形成された貫通孔をそのボルト軸部が貫通するとともにそのボルト頭部が端部キャリア１７に対して係止するように配置されている。そして、このボルト部材２１は、支柱１８に形成されて内周に雌ネジ部分が設けられたネジ孔に対してその先端側の雄ネジ部分で螺合することで、基部キャリア１７と端部キャリア１８とを結合するように構成されている。

上述した構成を備える偏心型減速機１は、モータ出力軸１００ａが回転してモータ１００からの回転駆動力が遊星歯車機構２４を介して入力軸１１に伝達されると、入力軸１１が回転してリングギア１１ａと噛み合う複数のスパーギア１２が回転する。この各スパーギア１２の回転とともに複数のクランク軸１３が回転し、このクランク軸１３とともに第１カム部分１３ａ、第２カム部分１３ｂ、及び第３カム部分１３ｃが回転する。この回転に伴って、前述のように、第１外歯歯車１５ａ、第２外歯歯車１５ｂ、及び第３外歯歯車１５ｃが内歯２２と噛み合いをずらしながら偏心して回転する。そして、第１〜第３外歯歯車（１５ａ〜１５ｃ）の偏心回転に伴って、ニードル軸受け３３で回転保持されたクランク軸１３もケース中心Ｐを中心として公転運動を行う。これにより、テーパ状側面が形成された支柱１８で連結された基部キャリア１６及び端部キャリア１７を備えて構成されてクランク軸１３を回転自在に支持する出力軸が回転し、大きなトルクが出力ギア３２から出力されることになる。

以上説明した偏心型減速機１によると、支柱１８の周囲側面には、ケース１４の内周の中心をつなぐ中心線Ｐと平行な方向に対して斜めで端部キャリア１７に向かって支柱１８が窄まる方向において支柱１８の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が張り出し部側面３５として形成されている。このため、支柱１８に作用する荷重は、端部キャリア１７に向かって支柱１８が窄まる方向に変化するテーパ状側面である張り出し部側面３５に沿って分散するように分布することになる。即ち、ほぼ真っ直ぐな支柱の場合は、支柱にはとくにその根元側において部分的な偏荷重が作用し易い状態になるが、テーパ状側面が設けられることにより、支柱１８の長手方向に亘って全体的に効率よく荷重が分散し易くなる。これにより、支柱１８全体で弾性変形をし易くなり（支柱１８全体でしなり易くなり）、支柱１８の限界強度の向上が図られることになる。また、支柱１８にテーパ状側面が設けられることで支柱１８の強度の向上が図られるため、ケース１４の径方向に大型化することなく支柱１８の強度の向上を図ることができる。そして、テーパ状側面勾配が３度未満だと荷重の分散効果が急速に薄れ、テーパ状側面勾配が６度を超えると支柱の先端側（端部キャリアに向かう側）の強度がより低下し易いが、偏心型減速機１においては、テーパ状側面勾配が３度以上６度以下に設定されることで、効率よく荷重を分散して支柱全体の強度向上効果の極大化を図ることができる。

従って、本実施形態によると、ケース１４の径方向の外形寸法を大きくすることなく出力トルクの向上を図ることができる偏心型減速機１を提供することができる。

また、偏心型減速機１によると、支柱１８の外周側面３４は、その外周側面勾配が０度以上１度未満と小さくなるように形成されている。このため、支柱１８の先端側においても、外周側面３４は、端部キャリア１７に向かって支柱１８が窄まる方向において又は真っ直ぐな方向において、ケース１４の径方向におけるより外側に配置されることになる。これにより、テーパ状側面が設けられた支柱１８においても、支柱１８の長手方向と垂直な断面の断面積をケース１４の径方向外側で効率よく確保することができる。従って、テーパ状側面が設けられることにより支柱１８全体で弾性変形をし易くなって強度向上が図られるとともに、支柱１８の断面積を効率よく大きくでき、さらに支柱１８の強度の向上を図ることができる。また、偏心型減速機１においては、外周側面勾配が１度未満に設定されることで、外周側面勾配が１度以上で生じ易い断面積の低下による強度低下を抑制することができる。

尚、偏心型減速機１においては、支柱１８にテーパ状側面と上述した外周側面３４とが設けられていることで、ケース１４の周方向に作用する力を支柱１８全体で効率よく分担する構成を維持しつつ、断面積の増大により支柱１８の長手方向における各断面での強度も向上させることができる。一方、ケース１４の径方向に作用する力は、ケース１４の周方向に作用する力に比して比較的小さく、支柱１８の外周側面勾配が０度以上１度未満に設定されても、ケース１４の径方向の力によって支柱１８が破損する虞はない。

また、偏心型減速機１によると、支柱１８においてケース１４の周方向の力が作用し易い部分である張り出し部分３７のみにテーパ状側面が形成されている。このように張り出し部側面３５としてのみテーパ状側面が設けられることにより、ケース１４の周方向の負荷が作用し易い箇所にてその負荷される荷重を効率よく分散することができるとともに、テーパ状側面を設けることに伴う支柱１８の断面積の低下を極小化して断面積に依存して変化する支柱１８の剛性の低下も効率よく抑制することができる。そして、支柱１８の張り出し部分３７においてもさらにケース１４の周方向の力が作用し易い箇所、即ち、張り出し部分３７においてこの張り出し部分３７に対向する回転支持穴３１の周縁に接してケースの中心を通る接線Ｒよりも回転支持穴３１側で基部キャリア１６に連続する根元部分には、少なくともテーパ状側面の根元部分３９が形成されている。このため、ケース１４の周方向の負荷が最も作用し易い箇所を含んだ領域でさらに効率よく荷重を分散することができる。偏心型減速機１では、これらの構成により、支柱１８の断面積の低下による強度への影響を極小化しつつ、ケース１４の周方向の力を支柱１８全体で効率よく分散でき、支柱１８全体が弾性変形をし易くなり、支柱１８の強度のさらなる向上を図ることができる。

また、本実施形態においては、テーパ状側面勾配が５度の張り出し部側面３５と支持穴対向側面勾配が２度の支持穴対向側面３６とを備える支柱１８を説明したが、このように支柱１８を形成することで、角度が２度の側面と角度が５度の側面とが連続する部分においてケース１４の周方向に作用する荷重をより適正に分散することができる。即ち、張り出し部側面３５のテーパ状側面勾配が５度で支持穴対向側面勾配が２度に設定されることで、ケース１４の周方向の荷重について張り出し部側面３５と支持穴対向側面３６とが分担する荷重差を低減することができ、より支柱１８全体の強度の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例を実施することができる。

（１）本実施形態では、３つの構成要素が重ねられた外歯歯車を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、４つ以上の構成要素又は２つの構成要素が重ねられた外歯歯車であってもよい。この場合、クランク軸においても外歯歯車の構成要素の数に対応してカム部分を設ける構成とし、本発明を実施することができる。

（２）本実施形態では、クランク軸が３つ設けられる場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、クランク軸が４つ以上設けられるものであっても本発明を実施することができる。

（３）本実施形態では、ケースの内周の内歯がピン状部材として形成されているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、例えば、ケースと一体に形成された内歯が備えられているものであっても本発明を実施することができる。

（４）本実施形態では、張り出し部分のみにテーパ状側面が形成されている支柱を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、張り出し部分以外の側面にテーパ状側面が形成されていてもよい。また、本実施形態では、一対の張り出し部分の両方にテーパ状側面が形成されている場合を例にとって説明したが、一対の張り出し部分のうちのいずれかのみにテーパ状側面が形成されているものであってもよい。

（５）本実施形態では、外周側面勾配が０度以上１度未満の外周側面と支持穴対向側面勾配が１度以上３度未満の支持穴対向側面とが形成されている支柱を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、外周側面や支持穴対向側面に対応する側面として上記以外の角度に形成された側面が設けられているものであってもよい。

本発明は、クランク軸と、クランク軸が回転することで偏心して回転する外歯歯車と、外歯歯車の外歯と噛み合う内歯が設けられたケースと、クランク軸を回転自在に支持するキャリアと、を備える偏心型減速機として、広く適用することができるものである。

Claims (2)

1. 内周に内歯が設けられたケースと、
   前記ケースに収納されるとともに、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、
   前記外歯歯車に形成された孔を貫通するとともに前記ケースの内周に沿う周方向に沿って配置され、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させる複数のクランク軸と、
   前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する基部キャリアと、
   前記クランク軸の他端側を回転自在に支持する端部キャリアと、
   前記ケースの内周に沿う周方向に沿って各前記クランク軸の間にそれぞれ配置されるとともに前記基部キャリアに一体的に形成され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する複数の支柱と、
   を備えている偏心型減速機であって、
   前記支柱の周囲側面の少なくとも一部において前記ケースの内周の中心をつなぐように通る中心線と平行な方向に対して斜めで前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において当該支柱の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成され、
   前記支柱の長手方向に亘って荷重が分散されるように、前記テーパ状側面は、前記中心線と平行な方向に対する前記テーパ状側面が延びる方向の角度であるテーパ状側面勾配が、３度以上６度以下に設定され、
   前記支柱の周囲側面において、前記ケースの内周についての径方向における外側であって前記ケースの内周に沿う周方向に沿って位置するとともに、前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において又は真っ直ぐな方向において当該支柱の長手方向に沿って延びる外周側面が形成され、
   前記中心線と平行な方向に対する前記外周側面が延びる方向の角度である外周側面勾配が、０度以上１度未満であることを特徴とする、偏心型減速機。
2. 内周に内歯が設けられたケースと、
   前記ケースに収納されるとともに、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、
   前記外歯歯車に形成された孔を貫通するとともに前記ケースの内周に沿う周方向に沿って配置され、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させる複数のクランク軸と、
   前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する基部キャリアと、
   前記クランク軸の他端側を回転自在に支持する端部キャリアと、
   前記ケースの内周に沿う周方向に沿って各前記クランク軸の間にそれぞれ配置されるとともに前記基部キャリアに一体的に形成され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する複数の支柱と、
   を備えている偏心型減速機であって、
   前記支柱の周囲側面の少なくとも一部において前記ケースの内周の中心をつなぐように通る中心線と平行な方向に対して斜めで前記端部キャリアに向かって当該支柱が窄まる方向において当該支柱の長手方向に沿ってテーパ状に延びるテーパ状側面が形成され、
   前記基部キャリアには、前記クランク軸の一端側を回転自在に支持する回転支持穴が設けられ、
   前記テーパ状側面は、前記支柱において、前記ケースの内周についての径方向における外側であるとともに前記ケースの内周に沿う周方向における両側に張り出すように位置する一対の張り出し部分のみに又は当該一対の張り出し部分のうちのいずれかのみに形成され、
   前記テーパ状側面が形成された前記張り出し部分において、当該張り出し部分に対向する前記回転支持穴の周縁に接して前記ケースの内周の中心を通る接線よりも当該回転支持穴側に、少なくとも前記テーパ状側面の前記基部キャリアへ連続する根元部分が形成されていることを特徴とする、偏心型減速機。

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