JP6373726B2 - 歯車伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら揺動回転する歯車伝動装置に関する。

外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら揺動回転する歯車伝動装置が知られている。このような歯車伝動装置では、外歯歯車の揺動回転に伴って、内歯歯車に同軸に支持されているキャリアが回転する。キャリアにはクランクシャフトが支持されており、そのクランクシャフトが外歯歯車を支持している。クランクシャフトには偏心体が固定されており、その偏心体が、外歯歯車に設けられた軸方向の貫通孔に係合している。偏心体の回転に伴って、外歯歯車が、内歯歯車と噛み合いながら揺動回転する。この歯車伝動装置では、偏心体と外歯歯車の軸方向の位置がずれると、クランクシャフトから外歯歯車へのトルク伝達をスムーズに行うことができない。あるいは、偏心体と外歯歯車の位置がずれると、歯車伝動装置を構成している部品同士が干渉することがある。

上記のような不具合を防止するために、クランクシャフト及び外歯歯車は、内歯歯車又はキャリアを利用して軸方向への移動が拘束される。偏心体と外歯歯車のずれを防止する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、クランクシャフト上に固定されたディスクが二つの外歯歯車の間に挟まれ、クランクシャフトと二つの外歯歯車との軸方向への相対位置のずれが規制されている。特許文献１では、ディスクの例として、クランクシャフトに一体に形成されるフランジや、クランクシャフトに固定されるワッシャが例示されている。

特開２０１３−７９６８８号公報

しかしながら、フランジをクランクシャフトと一体に作製することや、クランクシャフトの二つの偏心体のそれぞれにワッシャを固定することは、煩雑であり、歯車伝動装置の製造を複雑化させ且つ歯車伝動装置の製造コストを上昇させることになる。そこで、本発明は、偏心体を有したクランクシャフトと外歯歯車との軸方向への位置ずれを抑制する新たな構造を提供することを目的とする。

本発明による歯車伝動装置は、内歯歯車を有するケースと、前記ケースに支持されたキャリアと、前記キャリアに回転可能に支持され、二個の偏心体を有したクランクシャフトと、前記クランクシャフトに貫通されて前記二個の偏心体とそれぞれ係合し、前記内歯歯車と噛み合いながら前記ケースに対して回転可能な二個の外歯歯車と、前記クランクシャフトの前記二個の偏心体の間に保持され、且つ、前記外歯歯車に接触することによって、前記クランクシャフトの回転軸線方向への前記外歯歯車に対する前記クランクシャフトの相対移動を規制する、規制ディスクと、を備える。前記規制ディスクは、前記偏心体が通過可能な貫通孔が形成され、当該貫通孔を前記クランクシャフトよって貫通されている。前記規制ディスクは、前記貫通孔の中心が前記二個の偏心体の軸線からずれるように配置されて、これにより、前記規制ディスクは、前記二個の偏心体の間で、前記クランクシャフトの回転軸線方向に沿った前記クランクシャフトに対する移動が規制されている。

このような本発明による歯車伝動装置によれば、偏心体は、規制ディスクの貫通孔を通過可能となっている。したがって、クランクシャフト上における二個の偏心体の間となる位置に規制ディスクを容易に配置することができる。また、二個の偏心体の間において、規制ディスクは、その貫通孔の中心が二個の偏心体の軸線からずれるようにして、配置される。このような配置は、クランクシャフト上の二個の偏心体の間で、規制ディスクを軸方向に直交する方向へずらすことによって、容易に実現することができる。すなわち、簡易な構成の規制ディスクを、簡易な方法により、クランクシャフト上における二個の偏心体の間に固定することができる。

本発明による歯車伝動装置において、前記規制ディスクは、前記クランクシャフトの回転軸線と同軸に配置されていてもよい。また、前記二個の偏心体は、前記クランクシャフトの回転軸線を中心として対称となるように偏心していてもよい。さらに、規制ディスクに設けられた前記貫通孔の内径ｄ_１と、前記偏心体の外径ｄ_ｘと、前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の式（ａ）を満たすようにしてもよい。
ｄ_ｘ ＜ ｄ_１ ＜ ｄ_ｘ＋２×δ ・・・（ａ）
さらに、前記規制ディスクの外径ｄ_２と、前記外歯歯車に設けられ前記偏心体を収容する偏心体挿通孔の内径ｄ_ｙ１と、前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の式（ｂ）を満たすようにしてもよいし、さらに式（ｃ）を満たすようにしてもよい。
ｄ_ｙ１−２×δ ＜ ｄ_２ ・・・（ｂ）
ｄ_ｙ１＋２×δ ＜ ｄ_２ ・・・（ｃ）
このような本発明によれば、規制ディスクとクランクシャフト又は外歯歯車との接触を安定して確保し、規制ディスクとクランクシャフト又は外歯歯車との軸方向に沿った相対移動をより安定して規制することができる。

本発明による歯車伝動装置において、各外歯歯車には、前記規制ディスクを受ける凹部が形成されていてもよい。また、前記凹部は、前記クランクシャフトの回転軸線に直交する方向への前記規制ディスクの移動を規制する側壁面を含むようにしてもよい。さらに、各外歯歯車の前記凹部は、当該外歯歯車に対応する前記偏心体と同軸に配置されていてもよい。さらに、前記規制ディスクの外径ｄ_２と、前記外歯歯車に設けられた前記凹部の内径ｄ_ｙ２と、前記クランクシャフトの前記回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の式（ｄ）を満たすようにしてもよい。
ｄ_２ ≦ ｄ_ｙ２−２×δ ・・・（ｄ）

本発明によれば、簡易な構成の規制ディスクを、簡易な方法により、クランクシャフト上における二個の偏心体の間に固定することができる。そして、この規制ディスクを用いることによって、クランクシャフトと外歯歯車との軸方向への位置ずれを効果的に防止することができる。

本発明の一実施の形態を説明するための図であって、歯車伝動装置を示す断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１の部分拡大図。 規制ディスクの取り付け方法を説明するための図。 規制ディスクの貫通孔の内径と偏心体の外径との関係を示す図。 規制ディスクの外径と外歯歯車の偏心体挿通孔の内径との関係を示す図。 規制ディスクの外径と外歯歯車の凹部の側壁面との関係を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。以下の説明では、クランクシャフトの回転軸線がキャリアの回転軸線からオフセットしている歯車伝動装置について説明するが、本発明は、クランクシャフトの回転軸線がキャリアの回転軸線と同一線上に位置する歯車伝動装置にも適用することができる。

まず、図１及び図２を参照して歯車伝動装置１０の全体的な構成について説明する。歯車伝動装置１０は、外歯歯車５０ａ，５０ｂが内歯歯車２１と噛み合いながら揺動回転する偏心揺動型の減速装置である。歯車伝動装置１０は、外歯歯車５０ａ，５０ｂの歯数と内歯歯車２１の歯数の差に応じて、キャリア３０がケース２０に対して回転する。内歯歯車２１は、ケース２０と、ケース２０の内周に配置されている複数の内歯ピン２２（図２参照）で構成されている。

歯車伝動装置１０は、ケース２０とキャリア３０とクランクシャフト４０と二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂと、を備えている。キャリア３０は、締結具によって互いに固定された第１プレート３１及び第２プレート３２を有している。第１プレート３１から第２プレート３２に向けて柱状部３１ａが延びている。柱状部３１ａと第２プレート３２は、締結具によって、固定されている。キャリア３０及びケース２０は、一対のアンギュラ玉軸受１２によって形成される回転軸線ａ_ｍを中心として、一対のアンギュラ玉軸受１２によって回転可能に接続されている。アンギュラ玉軸受１２は、アキシャル方向とラジアル方向の荷重を負担することができる。したがって、キャリア３０は、アンギュラ玉軸受１２によって、ケース２０に対して回転可能であるとともに、その回転軸線ａ_ｍに沿った方向ｄ_ａへの移動を規制される。

次に、クランクシャフト４０について説明する。図１に示すように、クランクシャフト４０は、中心軸線を有するシャフト本体４１と、二個の偏心体、すなわち第１偏心体４２ａ及び第２偏心体４２ｂと、入力歯車４３と、を有している。キャリア３０には、クランクシャフト４０を収容する貫通穴３３が形成されている。クランクシャフト４０は、第１円筒ころ軸受１３ａ及び第２円筒ころ軸受１３ｂを介して、キャリア３０の貫通穴３３内に支持されている。なお、キャリア３０には、三つの貫通穴３３が形成されており、図２から理解できるように、互いに同一の構成を有した三つのクランクシャフト４０が、対応する貫通穴３３内に支持されている。

第１及び第２円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂは、貫通穴３３の内壁とシャフト本体４１との間に配置されている。この構成により、クランクシャフト４０は、シャフト本体４１の中心軸線に一致する回転軸線ａ_ｃを中心として、キャリア３０に回転可能に支持されている。なお、クランクシャフト４０のキャリア３０に対する回転軸線ａ_ｃは、キャリア３０のケース２０に対する回転軸線ａ_ｍと平行である。以下において、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃ及びキャリア３０の回転軸線ａ_ｍの両方と平行な方向を、単に「軸方向ｄ_ａ」と呼ぶ。

入力歯車４３は、シャフト本体４１の一方の端部に固定されている。偏心体４２ａ，４２ｂは、シャフト本体４１と一体的に形成されている。二個の偏心体４２ａ，４２ｂは、軸方向ｄ_ａに配列されている。二個の偏心体４２ａ，４２ｂは、軸方向ｄ_ａに離間して配置された第１及び第２円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂの間に位置している。各偏心体４２は、円板状（又は円柱状）に形成されている。偏心体４２ａ，４２ｂは、シャフト本体４１に対して偏心している。すなわち、各偏心体４２ａ，４２ｂの中心軸線ａ_ｃａ，ａ_ｃｂは、シャフト本体４１の中心軸線に対して、言い換えるとクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃに対して、オフセットされている。とりわけ、二個の偏心体４２ａ，４２ｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃを中心として対称となるように偏心している。すなわち、軸方向ｄ_ａからの観察において、第１偏心体４２ａの中心軸線ａ_ｃａと第２偏心体４２ｂの中心軸線ａ_ｃｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃを中心として、対称に配置されている。

なお、第１及び第２円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂは、ラジアル方向の荷重を負担することができるが、アキシャル方向の荷重を負担することができない。したがって、クランクシャフト４０は、第１及び第２円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂから、軸方向ｄ_ａへの移動を規制されていない。

次に、外歯歯車５０ａ，５０ｂについて説明する。図１に示すように、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂは、軸方向ｄ_ａに配列されている。二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂは、キャリア３０の第１プレート３１と第２プレート３２との間に形成されたスペース内に配置されている。外歯歯車５０ａ，５０ｂの歯数は、ケース２０の内歯歯車２１の歯数よりも少ない（図２に示された例では、一つ少ない）。また、外歯歯車５０ａ，５０ｂの外径は、ケース２０の内歯歯車２１の内径よりも若干小さくなっている。このため、後述のように偏心体４２ａ，４２ｂの偏心回転に駆動されることによって、外歯歯車５０ａ，５０ｂは、内歯歯車２１と噛み合いながら、ケース２０に対して揺動回転する。

図１に示すように、第１外歯歯車５０ａには、クランクシャフト４０が通過する三つの偏心体挿通孔５１ａと、キャリア３０の柱状部３１ａが通過する三つの柱状部挿通孔５２ａとが、形成されている。同様に、第２外歯歯車５０ｂにも、クランクシャフト４０が通過する三つの偏心体挿通孔５１ｂと、キャリア３０の柱状部３１ａが通過する三つの柱状部挿通孔５２ｂとが、形成されている。三つの偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂは、等間隔を開けて設けられ、また、三つの柱状部挿通孔５２ａ，５２ｂも、等間隔を開けて設けられている（図２参照）。さらに、偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂ及び柱状部挿通孔５２ａ，５２ｂは交互に設けられ、また、隣り合う偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂ及び柱状部挿通孔５２ａ，５２ｂの間隔は、各外歯歯車５０ａ，５０ｂ内において一定となっている。

外歯歯車５０ａ，５０ｂの偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂは、円板状または円柱状の空間を形成し、図１に示すように、この空間内に、第３及び第４円筒ころ軸受１４ａ，１４ｂが配置されている。そして、クランクシャフト４０の第１偏心体４２ａが、第１外歯歯車５０ａの偏心体挿通孔５１ａ内に設けられた第３円筒ころ軸受１４ａ内に嵌め込まれている。クランクシャフト４０の第２偏心体４２ｂが、第２外歯歯車５０ｂの偏心体挿通孔５１ｂ内に設けられた第４円筒ころ軸受１４ｂ内に嵌め込まれている。したがって、第１外歯歯車５０ａの偏心体挿通孔５１ａの中心軸線は、第１偏心体４２ａの中心軸線ａ_ｃａと一致し、第２外歯歯車５０ｂの偏心体挿通孔５１ｂの中心軸線は、第２偏心体４２ｂの中心軸線ａ_ｃｂと一致する。また、軸方向ｄ_ａからの観察において、第１外歯歯車５０ａの偏心体挿通孔５１ａの中心軸線ａ_ｃａと第２外歯歯車５０ｂの偏心体挿通孔５１ｂの中心軸線ａ_ｃｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃを中心として、対称に配置される。

図１に示すように、ケース２０には、一対のアンギュラ玉軸受１２のアウターレース１２ａが固定されている。このアウターレース１２ａは、軸方向ｄ_ａにおける両外方から、外歯歯車５０ａ，５０ｂに接触する。軸方向ｄ_ａに配列された二つの外歯歯車５０ａ，５０ｂは、一対のアウターレース１２ａの間において、ケース２０に対する軸方向ｄ_ａへの移動を規制されている。また、図示された例では、キャリア３０によって、アンギュラ玉軸受１２のインナーレースが形成されている。そして、アンギュラ玉軸受１２によって、キャリア３０がケース２０に対して軸方向ｄ_ａへ移動することが規制されている。この構成により、ケース２０と、キャリア３０と、外歯歯車５０ａ，５０ｂとの間での、軸方向ｄ_ａへの相対移動が規制されている。

以上の構成を有した歯車伝動装置１０では、モータ等の駆動装置５からのトルクが入力歯車４３に伝達されると、クランクシャフト４０が、回転軸線ａ_ｃを中心として、回転する。このとき、クランクシャフト４０の第１及び第２偏心体４２ａ，４２ｂは、それぞれ、偏心回転する。偏心体４２ａ，４２ｂが偏心回転すると、各外歯歯車５０ａ，５０ｂは、その中心軸線がキャリア３０の中心軸線ａ_ｍを中心として周回するように、キャリア３０に対して動作する。このとき、外歯歯車５０ａ，５０ｂは、ケース２０の内歯歯車２１と噛み合いながら、ケース２０に対して揺動回転する。この結果、クランクシャフト４０を介して外歯歯車５０ａ，５０ｂを支持するキャリア３０が、その中心軸線を回転軸線ａ_ｍとして、ケース２０に対して回転する。

このような歯車伝動装置１０は、ロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部、各種工作機械の旋回部等に減速機として使用され得る。一具体例として、ロボットのベースにケース２０を固定し、ロボットの旋回胴にキャリア３０を連結することにより、ベースに対して旋回胴を高トルクで回転させ且つ当該旋回胴の回転を高精度に制御することができる。

ところで、歯車伝動装置１０において、クランクシャフト４０は、第１及び第２円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂを介してキャリア３０に支持され、且つ、第３及び第４円筒ころ軸受１４ａ，１４ｂを介して外歯歯車５０ａ，５０ｂに接続している。そして、これらの円筒ころ軸受１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ自体は、クランクシャフト４０とキャリア３０又は外歯歯車５０ａ，５０ｂとの軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制していない。クランクシャフト４０が、外歯歯車５０ａ，５０ｂに対して軸方向ｄ_ａに相対移動すると、クランクシャフト４０の偏心体４２ａ，４２ｂと外歯歯車５０ａ，５０ｂとの間での、トルク伝達を円滑に行うことが困難となる。

一方、図示された歯車伝動装置１０では、クランクシャフト４０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制する規制ディスク６０が、クランクシャフト４０上に設けられている。この規制ディスク６０は、クランクシャフト４０と別体として作製されている点において、クランクシャフト４０の作製を大幅に容易化することができ、さらに、次に説明するように、簡易な構成を持つとともに簡易な方法によりクランクシャフト４０上に固定することを可能にする工夫を、施されている。以下、規制ディスク６０及び規制ディスク６０に関する構成について詳述する。

図３に示すように、規制ディスク６０は、クランクシャフト４０上における二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間となる位置に設けられている。規制ディスク６０は、クランクシャフト４０上において軸方向ｄ_ａへの移動を規制されている。規制ディスク６０は、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃに直交する半径方向に延び広がっている。規制ディスク６０の少なくとも一部分が、軸方向ｄ_ａに配列された二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂの間に位置している。したがって、規制ディスク６０は、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂに接触することにより、外歯歯車５０ａ，５０ｂに対して軸方向ｄ_ａに相対移動することが規制される。この規制ディスク６０により、外歯歯車５０ａ，５０ｂに対するクランクシャフト４０の軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することができる。

図３に示すように、規制ディスク６０は、偏心体４２ａ，４２ｂを通過可能な貫通孔６１が形成されている。軸方向ｄ_ａからの観察において、規制ディスク６０の貫通孔６１は円形状となっている（図２参照）。したがって、貫通孔６１の内径ｄ_１は、偏心体４２ａ，４２ｂの外径ｄ_ｘよりも大きくなっており、次の式（ａ１）が満たされる。
ｄ_ｘ ＜ ｄ_１ ・・・式（ａ１）
このような規制ディスク６０は、極めて容易な作業により、クランクシャフト４０上の二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間に配置され得る。すなわち、図４に示すように、一方の第１偏心体４２ａの中心軸線ａ_ｃａと規制ディスク６０の貫通孔６１の中心とを揃えて、クランクシャフト４０を貫通孔６１内に挿入して当該一方の第１偏心体４２ａが貫通孔６１を通過することにより、規制ディスク６０が二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間に位置するようになる。

なお、図３によく示されているように、二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間には、一定の幅を有する溝が形成されている。偏心体４２ａ，４２ｂの外周面は、通常、研磨加工を施される。そして、一方の偏心体に研磨加工を施す際、研磨手段（例えば、砥石）が他方の偏心体の側端面に接触することを回避するため、二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間に溝を設ける必要がある。規制ディスク６０の配置スペースは、この溝を利用している。すなわち、規制ディスク６０の設置を原因とする歯車伝動装置１０の大型化を回避することができる。

図３に示すように、規制ディスク６０は、クランクシャフト４０上において、その貫通孔６１の中心が二個の偏心体４２ａ，４２ｂの中心軸線ａ_ｃａ，ａ_ｃｂからずれるように配置される。そして、図３及び図５に示すように、規制ディスク６０の貫通孔６１を形成する内縁６０ｙの一部分が、軸方向ｄ_ａに沿って第１偏心体４２ａに対面し、また、規制ディスク６０の貫通孔６１を形成する内縁６０ｙの一部分が、軸方向ｄ_ａに沿って第２偏心体４２ｂに対面している。言い換えると、軸方向ｄ_ａからの観察において、規制ディスク６０の貫通孔６１を形成する内縁６０ｙの一部分が、第１偏心体４２ａの外縁４２ａｘよりもクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃに近接し、また、規制ディスク６０の貫通孔６１を形成する内縁６０ｙの一部分が、第２偏心体４２ｂの外縁４２ｂｘよりもクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃに近接している。この配置によれば、規制ディスク６０と偏心体４２ａ，４２ｂとの干渉により、規制ディスク６０のクランクシャフト４０に対する軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することができる。相対移動を規制する観点からは、規制ディスク６０の厚みは、偏心体４２ａ，４２ｂ間の溝の厚みと同等またはこの厚みより若干薄くなっていることが有効である。

なお、図３及び図５に示されたクランクシャフト４０に対する規制ディスク６０の配置は、図４に示すように、偏心体４２ａ，４２ｂの間に到達した規制ディスク６０を、単に軸方向ｄ_ａに直交する方向へクランクシャフト４０に対して相対移動させるといった簡易な作業により、実現され得る。

図３及び図５に示された配置を可能にするため、規制ディスク６０に設けられた貫通孔６１の内径ｄ_１と、偏心体４２ａ，４２ｂの外径ｄ_ｘと、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃからの偏心体４２ａ，４２ｂの偏心量δと、が次の式（ａ２）を満たしている。
ｄ_１ ＜ ｄ_ｘ＋２×δ ・・・式（ａ２）
図５は、規制ディスク６０の内縁６０ｙと、偏心体４２ａ，４２ｂの外縁４２ａｘ，４２ｂｘとの関係を示す平面図である。図５に示すように、二個の偏心体４２ａ，４２ｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃを中心として対称となるように偏心している。また、規制ディスク６０は、貫通孔６１の中心がクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸となるように、位置決めされている。図５において、斜線を付した部分が、規制ディスク６０と偏心体４２ａ，４２ｂとの接触が生じ得る部分であり、この領域での干渉により、クランクシャフト４０と規制ディスク６０との軸方向ｄ_ａへの相対移動が規制される。

また、図３に示すように、規制ディスク６０は、軸方向ｄ_ａに沿って、外歯歯車５０ａ，５０ｂの偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂに対面する位置に配置されている。しかしながら、図３及び図６に示すように、規制ディスク６０の外縁６０ｘの少なくとも一部分が、軸方向ｄ_ａに沿って第１外歯歯車５０ａのうちの偏心体挿通孔５１ａが形成されていない領域に対面し、また、規制ディスク６０の外縁６０ｘの少なくとも一部分が、軸方向ｄ_ａに沿って第２外歯歯車５０ｂのうちの偏心体挿通孔５１ｂが形成されていない領域に対面している。言い換えると、軸方向ｄ_ａからの観察において、規制ディスク６０の外縁６０ｘの少なくとも一部分が、第１外歯歯車５０ａの偏心体挿通孔５１ａの縁部５１ａｘよりもクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃから離間し、規制ディスク６０の外縁６０ｘの少なくとも一部分が、第２外歯歯車５０ｂの偏心体挿通孔５１ｂの縁部５１ｂｘよりもクランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃから離間している。この配置によれば、規制ディスク６０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの干渉により、規制ディスク６０の外歯歯車５０ａ，５０ｂに対する軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することができる。

図３及び図６に示された配置を可能にするため、円板状に形成された規制ディスク６０の外径ｄ_２と、外歯歯車５０ａ，５０ｂに設けられ偏心体４２ａ，４２ｂを受ける円板状又は円柱状の収容部を形成する偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂの内径ｄ_ｙ１と、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃからの偏心体４２ａ，４２ｂの偏心量δと、が次の式（ｂ）を満たしている。
ｄ_ｙ１−２×δ ＜ ｄ_２ ・・・式（ｂ）
ここで図６は、規制ディスク６０の外縁６０ｘと、偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂの縁部５１ａｘ，５１ｂｘとの関係を示す平面図である。偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂの中心軸線は、対応する偏心体４２ａ，４２ｂの中心軸線ａ_ｃａ，ａ_ｃｂに一致する。したがって、偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂは、それぞれ、内部に収容している偏心体４２ａ，４２ｂと同等の偏心量δだけ、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃから偏心している。図６に示すように、上記式（ｂ）の左辺「ｄ_ｙ１−２×δ」は、軸方向ｄ_ａからの観察における二個の偏心体挿通孔の縁部５１ａｘ，５１ｂｘが重なり合う領域についての、回転軸線ａ_ｃを挟んだ対向縁間の最短長さに相当する。したがって、上記式（ｂ）が満たされる場合、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸に配置された円板状の規制ディスク６０は、少なくともその一部分において、軸方向ｄ_ａに沿って外歯歯車５０ａ，５０ｂと対面するようになる。すなわち、規制ディスク６０の外歯歯車５０ａ，５０ｂに対する軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制する規制ディスク６０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの干渉を生じさせることができる。

さらに、図３及び図６に示された配置では、規制ディスク６０の外径ｄ_２と、偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂの内径ｄ_ｙ１と、偏心量δと、が次の式（ｃ）を満たしている。
ｄ_ｙ１＋２×δ ＜ ｄ_２ ・・・式（ｃ）
図６に示すように、式（ｃ）の左辺「ｄ_ｙ１＋２×δ」は、軸方向ｄ_ａからの観察における二個の偏心体挿通孔の縁部５１ａｘ，５１ｂｘが重なり合う領域についての、回転軸線ａ_ｃを挟んだ対向縁間の最長長さに相当する。したがって、上記式（ｃ）が満たされる場合、規制ディスク６０の円形状からなる周縁部分が、その全周に亘って、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂの間に位置するようになる。すなわち、規制ディスク６０は、その全周縁部分において、第１外歯歯車５０ａ及び第２外歯歯車５０ｂの両方と接触することができる。図６に示された例では、規制ディスク６０は、斜線を付した領域において、第１外歯歯車５０ａ及び第２外歯歯車５０ｂの両方と干渉することができる。したがって、上記式（ｃ）が満たされることにより、より安定して、規制ディスク６０の外歯歯車５０ａ，５０ｂに対する軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することが可能となる。

ところで、図３によく示されているように、各外歯歯車５０ａ，５０ｂには、それぞれ、規制ディスク６０を受ける凹部５３ａ，５３ｂが形成されている。規制ディスク６０は、第１外歯歯車５０ａの凹部５３ａと第２外歯歯車５０ｂの凹部５３ｂが軸方向ｄａに重なり合っている領域に形成された空間内に配置されている。規制ディスク６０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制する観点からは、第１外歯歯車５０ａ及び第２外歯歯車５０ｂの凹部５３ａ，５３ｂの深さを足し合わせた寸法が、規制ディスク６０の厚みと同等または規制ディスク６０の厚みよりも若干大きくなっていることが好ましい。

各外歯歯車５０ａ，５０ｂに設けられた凹部５３ａ，５３ｂは、軸方向ｄ_ａからの観察において、円形状の輪郭を有している。また、各外歯歯車５０ａ，５０ｂの凹部５３ａ，５３ｂは、当該外歯歯車５０ａ，５０ｂに対応する偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂと、軸方向ｄ_ａに沿って重なる位置に配置されている。したがって、各凹部５３ａ，５３ｂは、円筒状の側壁面５４ａ，５４ｂと、側壁面５４ａ，５４ｂに接続した底壁面５５ａ，５５ｂと、を含んでいる。そして、底壁面５５ａ，５５ｂの一部分が、偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂによってくり抜かれている。

さらに、各外歯歯車５０ａ，５０ｂの凹部５３ａ，５３ｂは、当該外歯歯車５０ａ，５０ｂの偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂと同軸に配置されている。したがって、各外歯歯車５０ａ，５０ｂの凹部５３ａ，５３ｂは、当該外歯歯車５０ａ，５０ｂに対応する偏心体４２ａ，４２ｂとも同軸に配置されている。すなわち、第１外歯歯車５０ａの凹部５３ａの中心軸線は、第１外歯歯車５０ａの偏心体挿通孔５１ａの中心軸線と一致し、さらに第１偏心体４２ａの中心軸線ａ_ｃａとも一致する。同様に、第２外歯歯車５０ｂの凹部５３ｂの中心軸線は、第２外歯歯車５０ｂの偏心体挿通孔５１ｂの中心軸線と一致し、さらに第２偏心体４２ｂの中心軸線ａ_ｃｂと一致する。また、軸方向ｄ_ａからの観察において、第１外歯歯車５０ａの凹部５３ａの中心軸線ａ_ｃａと第２外歯歯車５０ｂの凹部５３ｂの中心軸線ａ_ｃｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃを中心として、対称に配置される。

凹部５３ａ，５３ｂの底壁面５５ａ，５５ｂは、規制ディスク６０に軸方向ｄ_ａに対面し、規制ディスク６０と接触することで規制ディスク６０の軸方向ｄ_ａへの移動を規制する。図６に示された偏心体挿通孔５１ａ，５１ｂの縁部５１ａｘ，５１ｂｘは、底壁面５５ａ，５５ｂの縁部によって形成される。

凹部５３ａ，５３ｂの側壁面５４ａ，５４ｂは、規制ディスク６０の外縁６０ｘと接触するように接し、軸方向ｄ_ａと直交する方向への、規制ディスク６０の自由な移動を規制する。好ましくは、このような規制ディスク６０の配置を可能にするため、円板状に形成された規制ディスク６０の外径ｄ_２と、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂにそれぞれ設けられた円板状の収容部を形成する凹部５３ａ，５３ｂの内径ｄ_ｙ２と、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃからの偏心体４２ａ，４２ｂの偏心量δと、が次の式（ｄ）を満たしている。
ｄ_２ ≦ ｄ_ｙ２−２×δ ・・・式（ｄ）
ここで図７は、規制ディスク６０の外縁６０ｘと、凹部５３ａ，５３ｂの側壁面５４ａ，５４ｂとの関係を示す平面図である。図７に示すように、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂの凹部５３ａ，５３ｂの中心軸線ａ_ｃａ，ａ_ｃｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃに対し、当該外歯歯車５０ａ，５０ｂに対応する偏心体４２ａ，４２ｂと同等の偏心量δにて対称に偏心している。この場合、二個の凹部５３ａ，５３ｂが重なり合う領域についての、回転軸線ａ_ｃを挟んだ対向縁間の最短長さは、式（ｄ）の右辺「ｄ_ｙ２−２×δ」となる。したがって、規制ディスク６０の外径ｄ_２が、二個の凹部５３ａ，５３ｂが重なり合う領域の対向縁間の最短長さ「ｄ_ｙ２−２×δ」以下となっていれば、当該規制ディスク６０は、二個の凹部５３ａ，５３ｂが重なり合う領域内に配置される。軸方向ｄ_ａへ直交する方向への規制ディスク６０の移動が規制されると、規制ディスク６０と、外歯歯車５０ａ，５０ｂ及び偏心体４２ａ，４２ｂの両方と、の間での軸方向ｄ_ａへの移動を規制する干渉がより安定して確保されるようになる。したがって、より安定して、外歯歯車５０ａ，５０ｂとクランクシャフト４０との軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することが可能となる。

とりわけ図７に示された例では、上記式（ｄ）が等号によって満たされ、次の式（ｄ１）が成り立つ。
ｄ_２ ＝ ｄ_ｙ２−２×δ ・・・式（ｄ１）
この場合、円板状の規制ディスク６０は、その中心軸線が、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸となるように、凹部５３ａ，５３ｂの側壁面５４ａ，５４ｂによって、位置決めされる。すなわち、規制ディスク６０は、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸上となる位置に維持されるようになる。この構成によれば、さらに安定して、外歯歯車５０ａ，５０ｂとクランクシャフト４０との軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することが可能となる。

以上のようにして、規制ディスク６０を用いることにより、外歯歯車５０ａ，５０ｂとクランクシャフト４０との軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制することができる。これにより、クランクシャフト４０の偏心体４２ａ，４２ｂと外歯歯車５０ａ，５０ｂとの間での、トルク伝達を円滑に行うことが可能となる。また上述したように、外歯歯車５０ａ，５０ｂは、ケース２０及びキャリア３０に対して軸方向ｄ_ａへの相対移動することが規制されている。したがって、クランクシャフト４０は、ケース２０及びキャリア３０に対しても軸方向ｄ_ａへの相対移動を規制される。

なお、図１に示すように、クランクシャフト４０の軸方向ｄ_ａにおける両端部に、一対の止め輪４５ａ，４５ｂが設けられている。一方の止め輪４５ａと規制ディスク６０との間に、第１円筒ころ軸受１３ａ及び第３円筒ころ軸受１４ａが配置されている。これらのころ軸受１３ａ，１４ａの間には、ワッシャ４６ａが設けられている。二個のころ軸受１３ａ，１４ａは、止め輪４５ａ及び規制ディスク６０によって、クランクシャフト４０に対する軸方向ｄ_ａへの移動を規制されている。同様に、他方の止め輪４５ｂと規制ディスク６０との間に、第２円筒ころ軸受１３ｂ及び第４円筒ころ軸受１４ｂが配置されている。これらのころ軸受１３ｂ，１４ｂの間には、ワッシャ４６ｂが設けられている。二個のころ軸受１３ｂ，１４ｂは、止め輪４５ｂ及び規制ディスク６０によって、クランクシャフト４０に対する軸方向ｄ_ａへの移動を規制されている。

以上に説明した本実施の形態による歯車伝動装置１０においては、規制ディスク６０は、円板状（又は円柱状）の偏心体４２ａ，４２ｂの外径ｄ_ｘ，よりも大きな内径ｄ_１を有した貫通孔６１を、形成されている。すなわち、偏心体４２ａ，４２ｂは、規制ディスク６０の貫通孔６１を通過可能となっている。したがって、クランクシャフト４０上における二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間となる位置に規制ディスク６０を容易に配置することができる。また、二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間において、規制ディスク６０は、その貫通孔６１の中心が二個の偏心体４２ａ，４２ｂの軸線ａ_ｃａ，ａ_ｃｂからずれるようにして、配置される。このような配置は、クランクシャフト４０上の二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間で、規制ディスク６０を軸方向ｄ_ａに直交する方向へずらすことによって、容易に実現することができる。そして、規制ディスク６０は、この配置において、二個の偏心体４２ａ，４２ｂと干渉することにより、二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間において軸方向ｄ_ａへの移動が規制される。すなわち、簡易な構成により、規制ディスク６０をクランクシャフト４０上における二個の偏心体４２ａ，４２ｂの間に固定することができる。

とりわけ、本実施の形態では、円板状に形成された規制ディスク６０が、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸に配置されている。したがって、規制ディスク６０と二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂとの干渉により、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂに対する規制ディスク６０の軸方向ｄ_ａへの移動をより安定して規制することができる。また本実施の形態では、規制ディスク６０と二個の偏心体４２ａ，４２ｂとの干渉を確保するため、上述した式（ｂ）に加えて、さらに上述した式（ｃ）が満たされる。このため、規制ディスク６０が、その周縁部の全周に亘って、外歯歯車５０ａ，５０ｂと接触することができる。したがって、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂに対する規制ディスク６０の軸方向ｄ_ａへの移動をより確実に規制することができる。

また本実施の形態では、規制ディスク６０の貫通孔６１も、軸方向ｄ_ａに直交する断面において円形状となっており、当該貫通孔６１の中心軸線が、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸に配置されている。したがって、規制ディスク６０と二個の偏心体４２ａ，４２ｂとの干渉により、クランクシャフト４０に対する規制ディスク６０の軸方向ｄ_ａへの移動をより安定して規制することができる。なお、本実施の形態では、規制ディスク６０と二個の偏心体４２との干渉を確保するため、上述した式（ａ２）が満たされる。

さらに本実施の形態において、各外歯歯車５０ａ，５０ｂには、規制ディスク６０を受ける凹部５３ａ，５３ｂが形成されている。凹部５３ａ，５３ｂは、クランクシャフト４０に対する規制ディスク６０の、軸方向ｄ_ａに直交する方向への、移動を規制する側壁面５４ａ，５４ｂを含んでいる。すなわち、簡易な構成により、クランクシャフト４０に対する規制ディスク６０の、軸方向ｄ_ａに直交する方向への、自由な相対移動が規制され、この結果、クランクシャフト４０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの軸方向ｄ_ａへの相対移動を安定して規制することができる。本実施の形態では、このような配置を可能にするため、上述の式（ｄ）が満たされる。とりわけ図示された例では、上述の式（ｄ）が等号にて満たされる。この例によれば、軸方向ｄ_ａに直交する面内において、規制ディスク６０は、クランクシャフト４０に対して一定の位置に維持される。とりわけ、規制ディスク６０は、クランクシャフト４０の回転軸線ａ_ｃと同軸に維持され、規制ディスク６０を利用した、クランクシャフト４０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとの軸方向ｄ_ａへの位置ずれをより効果的に防止することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施の形態において、ケース２０とキャリア３０とを接続するアンギュラ玉軸受１２の一例を示した。しかしながら、この例に限られず、アンギュラ玉軸受１２のインナーレースが、キャリア３０とは別途に設けられ、当該インナーレースがキャリア３０に固定されていてもよい。また、アンギュラ玉軸受１２のアウターレース１２ａが、ケース２０と一体的に形成されていてもよい。さらに、アンギュラ玉軸受１２のアウターレース１２ａではなく、インナーレースが、軸方向ｄ_ａから外歯歯車５０ａ，５０ｂに当接して、外歯歯車５０ａ，５０ｂの軸方向ｄ_ａへの移動を規制するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、各クランクシャフト４０が偏心体４２ａ，４２ｂを二個有している例を示したが、この例に限られない。クランクシャフト４０が、三個以上の偏心体を有するようにしてもよい。さらにこの変形例において、軸方向ｄ_ａに隣り合う任意の二つの偏心体の間に、規制ディスクがそれぞれ配置される、すなわち合計二個以上の規制ディスクがクランクシャフト上に保持されるようにしてもよい。

１０ 歯車伝動装置
２０ ケース
２１ 内歯歯車
３０ キャリア
４０ クランクシャフト
４２ａ 第１偏心体
４２ｂ 第２偏心体
５０ａ 第１外歯歯車
５０ｂ 第２外歯歯車
５１ａ 偏心体挿通孔
５１ｂ 偏心体挿通孔
５３ａ 凹部
５３ｂ 凹部
５４ａ 側壁面
５４ｂ 側壁面
６０ 規制ディスク
６１ 貫通孔

Claims (10)

1. 内歯歯車を有するケースと、
   前記ケースに支持されたキャリアと、
   前記キャリアに回転可能に支持され、二個の偏心体を有したクランクシャフトと、
   前記クランクシャフトに貫通されて前記二個の偏心体とそれぞれ係合し、前記内歯歯車と噛み合いながら前記ケースに対して回転可能な二個の外歯歯車と、
   前記クランクシャフトの前記二個の偏心体の間に保持され、且つ、前記外歯歯車に接触することによって、前記クランクシャフトの回転軸線方向への前記外歯歯車に対する前記クランクシャフトの相対移動を規制する、規制ディスクと、を備え、
   前記規制ディスクは、前記偏心体が通過可能な貫通孔が形成され、当該貫通孔を前記クランクシャフトよって貫通され、
   前記規制ディスクは、前記貫通孔の中心が前記二個の偏心体の軸線からずれるように配置され、これにより、前記規制ディスクは、前記二個の偏心体の間で、前記クランクシャフトの回転軸線方向に沿った前記クランクシャフトに対する移動が規制されている、歯車伝動装置。
2. 前記規制ディスクは、前記クランクシャフトの回転軸線と同軸に配置されている、請求項１に記載の歯車伝動装置。
3. 前記二個の偏心体は、前記クランクシャフトの回転軸線を中心として対称となるように偏心している、請求項１又は２に記載の歯車伝動装置。
4. 前記規制ディスクに設けられた前記貫通孔の内径ｄ_１と、
   前記偏心体の外径ｄ_ｘと、
   前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
   ｄ_ｘ ＜ ｄ_１ ＜ ｄ_ｘ＋２×δ
5. 前記規制ディスクの外径ｄ_２と、
   前記外歯歯車に設けられ前記偏心体を収容する偏心体挿通孔の内径ｄ_ｙ１と、
   前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の関係を満たす、請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
   ｄ_ｙ１−２×δ ＜ ｄ_２
6. 前記規制ディスクの外径ｄ_２と、
   前記外歯歯車に設けられ前記偏心体を収容する偏心体挿通孔の内径ｄ_ｙ１と、
   前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の関係を満たす、請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
   ｄ_ｙ１＋２×δ ＜ ｄ_２
7. 各外歯歯車には、前記規制ディスクを受ける凹部が形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
8. 前記凹部は、前記クランクシャフトの回転軸線に直交する方向への前記規制ディスクの移動を規制する側壁面を含む、請求項７に記載の歯車伝動装置。
9. 各外歯歯車の前記凹部は、当該外歯歯車に対応する前記偏心体と同軸に配置されている、請求項７又は８に記載の歯車伝動装置。
10. 前記規制ディスクの外径ｄ_２と、
    前記外歯歯車に設けられた前記凹部の内径ｄ_ｙ２と、
    前記クランクシャフトの回転軸線からの前記偏心体の偏心量δと、が次の関係を満たす、請求項７〜９のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
    ｄ_２ ≦ ｄ_ｙ２−２×δ

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