JP2009185986A - 偏心揺動型歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増大を抑制するとともに、装置の大型化を抑制することが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、軸方向に並ぶように配設された第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂを有し、軸回りに回転可能に設けられたクランク軸１０と、クランク軸１０に軸方向に移動可能に外嵌し、そのクランク軸１０の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸１０と一体的に回転する伝達歯車２０と、第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して揺動回転する第１外歯歯車１４と、第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して揺動回転する第２外歯歯車１６と、伝達歯車２０、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６を軸方向両側から挟んで、それら歯車２０，１４，１６の軸方向移動を規制する一対のキャリア軸受６，６の外輪部材６ａ，６ａとを備える。
【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４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内に軸方向に並ぶ２つの偏心部１０４ａ，１０４ｂを有するクランク軸１０４が軸回りに回転可能に設けられており、このクランク軸１０４の各偏心部１０４ａ，１０４ｂにはニードル軸受１０６ａ，１０６ｂを介して外歯歯車１０８ａ，１０８ｂがそれぞれ取り付けられている。また、外筒１０２内には、外筒１０２に対して一対の軸受１１０ａ，１１０ｂにより相対回転可能に取り付けられたキャリア１１２が設けられており、前記外歯歯車１０８ａ，１０８ｂは前記一対の軸受１１０ａ，１１０ｂ間に配置されることによって軸方向外側への移動が規制されている。

そして、入力回転がクランク軸１０４に伝達されることによって前記各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂが各偏心部１０４ａ，１０４ｂ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１０８ａ，１０８ｂの揺動回転がキャリア１１２に伝達されて外筒１０２に対して相対回転し、このキャリア１１２から出力回転を得るようになっている。また、クランク軸１０４の２つの偏心部１０４ａ，１０４ｂ間には、外筒１０２内の径方向中央部に設けられた円筒状歯車１１６と噛み合う伝達歯車１１８（中間歯車）が設けられており、クランク軸１０４の回転はこの伝達歯車１１８を介して円筒状歯車１１６にも伝達されるようになっている。円筒状歯車１１６はその周囲に配設された図示しない別のクランク軸へ入力回転を伝達している。その別のクランク軸は、クランク軸１０４と同じように、各外歯歯車１０８ａ，１０８ｂを揺動回転させるための２つの偏心部と、それら各偏心部の間で円筒状歯車１１６と噛み合う伝達歯車を有する。つまり、クランク軸１０４に設けた伝達歯車１１８は、円筒状歯車１１６を介して入力回転を別のクランク軸の伝達歯車へ伝達している。

この従来の偏心揺動型歯車装置では、クランク軸１０４の設置の際、その軸方向の位置に多少のずれが生じる場合がある。このようにクランク軸１０４に軸方向の位置ずれが生じると、それに伴って伝達歯車１１８も軸方向に位置ずれするが、外歯歯車１０８ａ，１０８ｂは前記一対の軸受１１０ａ，１１０ｂによって軸方向外側への移動が規制されているため、伝達歯車１１８の軸方向の端面が外歯歯車１０８ａ又は１０８ｂの軸方向の端面に押圧されて抵抗が大きくなり、クランク軸１０４の回転トルクが増大してしまう虞がある。こうした回転トルクの増大は、クランク軸１０４と同様、図示されない別のクランク軸に軸方向の位置ずれが生じた場合でも発生する虞がある。このため、この従来の偏心揺動型歯車装置では、２つの外歯歯車１０８ａ，１０８ｂ間を軸方向に隔てる離隔部材１２０を設けることによって、両外歯歯車１０８ａ，１０８ｂ間に所定量の大きな隙間を形成している。この隙間は、クランク軸１０４とともに伝達歯車１１８が軸方向に位置ずれを生じたとしてもその伝達歯車１１８の端面が外歯歯車１０８ａ又は１０８ｂの端面に押圧されないように、クランク軸１０４および伝達歯車１１８の軸方向の移動を許容するものである。
特開平９−５７６７８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、部品点数が増大するとともに、装置が大型化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、前記２つの外歯歯車１０８ａ，１０８ｂ間に隙間を設けるために離隔部材１２０が設けられているので、その離隔部材１２０の分、部品点数が増大する。また、この離隔部材１２０は、クランク軸１０４とともに伝達歯車１１８が軸方向に位置ずれしても伝達歯車１１８の端面が外歯歯車１０８ａ又は１０８ｂの端面に押圧されないような所定量の大きな隙間を前記２つの外歯歯車１０８ａ，１０８ｂ間に形成するので、偏心揺動型歯車装置が軸方向において大型化する。

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、部品点数の増大を抑制するとともに、装置の大型化を抑制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、軸方向に並ぶように配設された第１偏心部と第２偏心部を有し、軸回りに回転可能に設けられたクランク軸と、前記クランク軸に軸方向に移動可能に外嵌し、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車と、内面に内歯が設けられた外筒と、前記クランク軸の第１偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら、前記第１偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第１外歯歯車と、前記クランク軸の第２偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら、前記第２偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第２外歯歯車と、前記伝達歯車、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車を軸方向両側から挟んで、それら歯車の軸方向移動を規制する一対の規制部材と、前記外筒と同軸上に設けられ、前記第１外歯歯車及び前記第２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を備えている。

この偏心揺動型歯車装置では、伝達歯車、第１外歯歯車及び第２外歯歯車が一対の規制部材間で軸方向移動が規制されているとともに、伝達歯車がクランク軸に対して軸方向に移動可能に外嵌しているので、クランク軸に軸方向への位置ずれが生じたとしても、そのクランク軸のみが軸方向に位置ずれし、伝達歯車及び両外歯歯車は所定位置に維持される。この場合、伝達歯車の軸方向の端面は、第１外歯歯車又は第２外歯歯車の軸方向の端面に対して接触するものの、押圧されることは防ぐことができる。このため、クランク軸の回転トルクが増大するのを防ぐことができる。

そして、この偏心揺動型歯車装置では、上記のように伝達歯車がクランク軸に対して軸方向に移動可能に外嵌しているので、従来のように第１外歯歯車と第２外歯歯車との間に所定量の大きな隙間を形成するための離隔部材を配設しなくてもよい。このため、離隔部材を設けなくてよい分、部品点数の増大を抑制することができるとともに、第１外歯歯車と第２外歯歯車との間に大きな隙間を設けなくてもよい分、軸方向における偏心揺動型歯車装置の大型化を抑制することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記伝達歯車は、前記クランク軸に対してスプライン結合していてもよい。

このように構成すれば、伝達歯車がクランク軸に対して軸方向に移動可能であるとともに、入力ギアの回転を伝達歯車からクランク軸に伝達することが可能な具体的な構造を構成することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記伝達歯車は、前記クランク軸のうち前記第１偏心部と前記第２偏心部との間に位置する部分に外嵌していてもよい。

このように構成すれば、クランク軸の両偏心部よりも端部寄りの部分に伝達歯車が外嵌している場合に比べて、入力ギアから伝達歯車を介してクランク軸に回転力を伝達する際に伝達歯車から受ける力をクランク軸の軸方向中央部により近い部分で受けることができるので、その伝達歯車からの力をクランク軸がよりバランスよく受けることができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記伝達歯車は、前記クランク軸のうち前記第１偏心部及び前記第２偏心部よりも軸方向の端部寄りに位置する部分に外嵌していてもよい。

このように構成すれば、伝達歯車がクランク軸の両偏心部間の部分に外嵌している場合に比べて、クランク軸の端部から伝達歯車を軸方向に挿抜しやすいので、伝達歯車を容易に交換することができる。

上記偏心揺動型歯車装置において、前記各規制部材は、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持するキャリア軸受の外輪部材からなっていてもよい。

また、上記偏心揺動型歯車装置において、前記各規制部材は、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持するキャリア軸受の内輪部材からなっていてもよい。

また、上記偏心揺動型歯車装置において、前記キャリアは、前記伝達歯車、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車を軸方向両側から挟むように配置された２つのキャリア部材を有し、前記各規制部材は、前記各キャリア部材の一部からなっていてもよい。

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、部品点数の増大を抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる。

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、図１に示した偏心揺動型歯車装置の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、本発明の一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、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、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、伝達歯車２０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、軸方向に延びる姿勢で配置されており、これらが外筒２の周方向に等間隔で配置されている。

前記キャリア４は、図１に示すように前記外筒２と同軸上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するようになっている。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（図示せず）に固定されており、このキャリア４と前記外筒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、前記キャリア軸受６によって前記外筒２に対して相対回転可能に支持されている。キャリア軸受６は、軸方向に離間して一対設けられている。各キャリア軸受６は、外筒２の内面に固定された外輪部材６ａと、キャリア４の外周部に一体的に設けられた内輪部材６ｂをそれぞれ有している。

そして、キャリア４は、基部４ａと、端板部４ｂと、３つのシャフト部４ｃとを備えている。

前記基部４ａは、外筒２内において軸方向の一端部近傍に配置されている。この基部４ａの径方向中央部には円形の貫通孔４ｄが設けられているとともに、その基部４ａの貫通孔４ｄの周囲に３つのクランク軸取付孔４ｅ（以下、単に取付孔４ｅという）が周方向に等間隔で設けられている。この基部４ａの外周部に前記一方のキャリア軸受６の内輪部材６ｂが一体的に設けられている。

前記端板部４ｂは、前記基部４ａに対して軸方向に離間して設けられており、外筒２内において軸方向の他端部近傍に配置されている。外筒２内には、この端板部４ｂと前記基部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閉空間が形成されている。また、端板部４ｂの径方向中央部には前記基部４ａの貫通孔４ｄと同径の貫通孔４ｆが設けられているとともに、その端板部４ｂの貫通孔４ｆの周囲に３つのクランク軸取付孔４ｇ（以下、単に取付孔４ｇという）が前記基部４ａの３つの取付孔４ｅと対応する位置に設けられている。そして、この端板部４ｂの外周部に前記他方のキャリア軸受６の内輪部材６ｂが一体的に設けられている。

前記３つのシャフト部４ｃは、前記基部４ａに一体的に設けられており、その基部４ａから前記端板部４ｂ側へ直線的に延びる円柱状に形成されている。この３つのシャフト部４ｃは、図２に示すように、周方向に等間隔で配設されており、各シャフト部４ｃが端板部４ｂにボルト４ｈでそれぞれ締結されている。これにより、基部４ａ、シャフト部４ｃ及び端板部４ｂが一体化されている。

前記入力軸８は、前記図略の一方のアーム部に設けられた図略の駆動モータによって回転が入力される入力部として機能するものであり、前記端板部４ｂの貫通孔４ｆを通じてその端部が外筒２内の前記閉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ようになっている。そして、前記外筒２内の閉空間に挿入された入力軸８の端部の外周面には入力ギア８ａが設けられている。

前記クランク軸１０は、３つ設けられており、各クランク軸１０は、対応する前記基部４ａの取付孔４ｅと前記端板部４ｂの取付孔４ｇにそれぞれ取り付けられることによって外筒２内で前記入力軸８の周囲に等間隔で配置されている。

具体的には、各クランク軸１０の軸方向の一端部は、基部４ａの対応する取付孔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、他端部は、端板部４ｂの対応する取付孔４ｇ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に対して軸回りに回転可能に支持されている。

前記第１クランク軸受１２ａは、外輪部材１２ｃの内面と内輪部材１２ｄの外面との間に円錐台形状のころ１２ｅを保持した円錐ころ軸受である。この第１クランク軸受１２ａにおいて、外輪部材１２ｃの外面は、基部４ａの取付孔４ｅの内面に当接している。一方、内輪部材１２ｄの内面は、前記クランク軸１０の一端部の外面に当接している。また、外輪部材１２ｃのうちクランク軸１０の軸方向外側に位置する端面が基部４ａの取付孔４ｅの内面の溝部４ｋに嵌め込まれた止め輪１３ａと当接している。この止め輪１３ａによって第１クランク軸受１２ａが抜け止めされている。また、内輪部材１２ｄのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面と、第１偏心部１０ａの端面との間にワッシャ１３ｂが介在している。

前記第２クランク軸受１２ｂは、前記第１クランク軸受１２ａと同様の円錐ころ軸受である。この第２クランク軸受１２ｂにおいて、外輪部材１２ｆの外面は、端板部４ｂの取付孔４ｇの内面に当接している。一方、内輪部材１２ｇの外面は、前記クランク軸１０の他端部の外面に当接している。外輪部材１２ｆのうちクランク軸１０の軸方向外側に位置する端面が端板部４ｂの取付孔４ｇの内面の溝部４ｍに嵌め込まれた止め輪１３ｃと当接している。この止め輪１３ｃによって第２クランク軸受１２ｂが抜け止めされている。また、内輪部材１２ｇのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面と、第２偏心部１０ｂの端面との間にワッシャ１３ｄが介在している。

そして、クランク軸１０は、前記両クランク軸受１２ａ，１２ｂで支持された両端部間において軸方向に所定間隔で並ぶように配設された第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとを有している。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、前記伝達歯車２０が外嵌される被嵌合部１０ｃが設けられている。この被嵌合部１０ｃの外面には、軸方向に延びるスプライン溝が形成されている。

前記第１外歯歯車１４は、外筒２内の前記閉空間に配設されているとともにクランク軸１０の第１偏心部１０ａに前記第１ころ軸受１８ａを介して取り付けられており、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。

具体的には、この第１外歯歯車１４は、外筒２の内径よりも少し小さく形成されており、外歯１４ａと、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。

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で設けられている。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。なお、第１外歯歯車１４は、クランク軸１０の第１偏心部１０ａに対して軸方向に相対移動可能となっている。

前記３つのシャフト部挿通孔１４ｄは、第１外歯歯車１４において前記中央部貫通孔１４ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられており、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内にキャリア４の各シャフト部４ｃが遊びを持った状態で挿通されている。

前記第２外歯歯車１６は、外筒２内の前記閉空間に配設されているとともにクランク軸１０の第２偏心部１０ｂに前記第２ころ軸受１８ｂを介して取り付けられており、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。この第２外歯歯車１６は、前記第１外歯歯車１４と同様の構造を有している。

具体的には、第２外歯歯車１６には、前記第１外歯歯車１４の外歯１４ａ、中央部貫通孔１４ｂ、３つの第１偏心部挿通孔１４ｃ及び３つのシャフト部挿通孔１４ｄと同様の外歯１６ａ、中央部貫通孔１６ｂ、３つの第２偏心部挿通孔１６ｃ及び３つのシャフト部挿通孔１６ｄが設けられている。ただし、中央部貫通孔１６ｂには、前記入力軸８が遊びを持って挿通されている。また、各第２偏心部挿通孔１６ｃには、クランク軸１０の第２偏心部１０ｂが第２ころ軸受１８ｂが介装された状態で挿通されており、第２外歯歯車１６は、第２偏心部１０ｂに対して軸方向に相対移動可能となっている。

前記伝達歯車２０は、前記入力ギア８ａの回転を前記クランク軸１０に伝達するものであり、各クランク軸１０に対応して３つ設けられている。これら３つの伝達歯車２０は、外筒２内の前記閉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。すなわち、前記閉空間に第１外歯歯車１４、伝達歯車２０及び第２外歯歯車１６がこの順番で軸方向に並んで配設されている。各伝達歯車２０は、その軸方向の各端面がそれぞれ対応する第１外歯歯車１４の軸方向の端面又は第２外歯歯車１６の軸方向の端面と摺接しながら回転するようになっている。

そして、各伝達歯車２０は、前記入力ギア８ａと噛み合う外歯２０ａと、前記クランク軸１０の被嵌合部１０ｃに対して嵌合する嵌合部２０ｂとをそれぞれ有している。本実施形態では、各伝達歯車２０は、その嵌合部２０ｂにおいて対応するクランク軸１０の被嵌合部１０ｃに対して軸方向に移動可能に外嵌しており、クランク軸１０の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸１０と一体的に回転するようになっている。

具体的には、前記嵌合部２０ｂは、伝達歯車２０の径方向中央部に設けられた円形の貫通孔の内面に軸方向に延びるスプライン溝が形成されたものであり、この嵌合部２０ｂが前記クランク軸１０の被嵌合部１０ｃにスプライン結合している。これにより、伝達歯車２０がクランク軸１０の被嵌合部１０ｃに軸方向に移動可能に外嵌している。

また、本実施形態では、前記第１外歯歯車１４、前記伝達歯車２０及び前記第２外歯歯車１６が前記一対のキャリア軸受６，６の外輪部材６ａ，６ａによって軸方向両側から挟まれてそれら歯車１４，２０，１６の軸方向移動が規制されている。すなわち、本実施形態では、キャリア軸受６の外輪部材６ａが規制部材として機能している。

具体的には、一方のキャリア軸受６の外輪部材６ａのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面が第１外歯歯車１４の対応する軸方向端面に当接するとともに、他方のキャリア軸受６の外輪部材６ａのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面が第２外歯歯車１６の対応する軸方向端面に当接し、歯車１４，２０，１６の軸方向移動が規制されている。なお、上記のように一方のキャリア軸受６の外輪部材６ａの端面と第１外歯歯車１４の端面とが当接するとともに、他方のキャリア軸受６の外輪部材６ａの端面と第２外歯歯車１６の端面とが当接するが、それら当接する端面同士は押圧されておらず、第１外歯歯車１４はその端面が一方のキャリア軸受６の外輪部材６ａの端面と摺接しながら回転し、第２外歯歯車１６はその端面が他方のキャリア軸受６の外輪部材６ａの端面と摺接しながら回転するようになっている。

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歯車装置の入力軸８に回転が入力される。これにより、入力軸８とともに入力ギア８ａが回転し、この入力ギア８ａの回転は各伝達歯車２０を介して各クランク軸１０に伝達される。このため、各クランク軸１０が回転するとともに、そのクランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂが偏心回転し、それによって第１偏心部１０ａ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。これら第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の揺動回転は、シャフト部４ｃを通じてキャリア４に伝達され、キャリア４全体が前記入力回転から減速された回転数で外筒２に対して相対回転する。

以上説明したように、本実施形態では、伝達歯車２０、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６が一対のキャリア軸受６，６の外輪部材６ａ，６ａ間で軸方向移動が規制されているとともに、伝達歯車２０がクランク軸１０に対して軸方向に移動可能に外嵌しているので、クランク軸１０に軸方向への位置ずれが生じたとしても、そのクランク軸１０のみが軸方向に位置ずれし、伝達歯車２０は両外歯歯車１４，１６間で所定位置に維持される。この場合、伝達歯車２０の軸方向の端面は、第１外歯歯車１４又は第２外歯歯車１６の軸方向の端面に対して接触するものの、押圧されることは防ぐことができる。このため、クランク軸１０の回転トルクが増大するのを防ぐことができる。クランク軸１０の軸方向への位置ずれは、クランク軸１０の設置位置の誤差、クランク軸１０をキャリア４に対して保持するためのワッシャ１３ｂ，１３ｄ、第１クランク軸受１２ａ、第２クランク軸受１２ｂ及び止め輪１３ａ，１３ｂのそれぞれの寸法誤差、止め輪１３ａ，１３ｃを嵌め込む溝部４ｋ，４ｍの加工誤差等に起因して生じるものである。

さらに、本実施形態では、上記のように伝達歯車２０がクランク軸１０に対して軸方向に移動可能に外嵌していることによって伝達歯車２０の端面が第１外歯歯車１４又は第２外歯歯車１６の端面に押圧されるのを防ぐことができるので、従来のように第１外歯歯車１４と第２外歯歯車１６との間に所定量の大きな隙間を形成するための離隔部材を配設しなくてもよい。このため、離隔部材を設けなくてよい分、部品点数の増大を抑制することができるとともに、両外歯歯車１４，１６間に大きな隙間を設けなくてもよい分、軸方向における歯車装置の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態では、伝達歯車２０がクランク軸１０に対してスプライン結合している。これにより、伝達歯車２０がクランク軸１０に対して軸方向に移動可能であるとともに、入力ギア８ａの回転を伝達歯車２０からクランク軸１０に伝達することが可能な具体的な構造を構成することができる。

また、本実施形態では、伝達歯車２０がクランク軸１０のうち第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとの間に位置する被嵌合部１０ｃに外嵌しているため、クランク軸１０の両偏心部１０ａ，１０ｂよりも端部寄りの部分に伝達歯車２０が外嵌している場合に比べて、入力ギア８ａから伝達歯車２０を介してクランク軸１０に回転力を伝達する際に伝達歯車２０から受ける力をクランク軸１０の軸方向中央部により近い部分で受けることができ、その伝達歯車２０からの力をクランク軸１０がよりバランスよく受けることができる。

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、伝達歯車２０は、クランク軸１０のうち第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂよりも軸方向の一端部寄りに位置する被嵌合部１０ｃに外嵌してもよい。また、一対のキャリア軸受６，６の内輪部材６ｂ，６ｂを規制部材として伝達歯車２０、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の軸方向移動を規制してもよい。

具体的には、この変形例では、外筒２内の閉空間に伝達歯車２０、第１外歯歯車１４、第２外歯歯車１６がこの順番で軸方向に並んで配設されている。クランク軸１０には、第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂが隣接して設けられているとともにこれら両偏心部１０ａ，１０ｂよりも軸方向の一端部寄りに位置するように被嵌合部１０ｃが設けられている。そして、その被嵌合部１０ｃに伝達歯車２０の嵌合部２０ｂがスプライン結合により外嵌しているとともに、第１偏心部１０ａに第１ころ軸受１８ａを介して第１外歯歯車１４が取り付けられており、第２偏心部１０ｂに第２ころ軸受１８ｂを介して第２外歯歯車１６が取り付けられている。

そして、一方のキャリア軸受６の内輪部材６ｂのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面が伝達歯車２０の対応する軸方向端面に当接しているとともに、他方のキャリア軸受６の内輪部材６ｂのうちクランク軸１０の軸方向内側に位置する端面が第２外歯歯車１６の対応する軸方向端面に当接している。すなわち、両キャリア軸受６，６の内輪部材６ｂ，６ｂの端面間で伝達歯車２０、第１外歯歯車１４、第２外歯歯車１６が軸方向両側から挟まれて軸方向移動が規制されている。

この変形例の構成によれば、伝達歯車２０がクランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂよりも軸方向の端部寄りに位置する被嵌合部１０ｃに外嵌しているので、伝達歯車２０がクランク軸１０の両偏心部１０ａ，１０ｂ間の部分に外嵌している場合に比べて、クランク軸１０の端部から伝達歯車２０を軸方向に挿抜しやすく、伝達歯車２０を容易に交換することができる。

また、被嵌合部１０ｃがクランク軸１０において第２外歯歯車１６に対して第１外歯歯車１４と反対側に隣接して設けられるとともに、その被嵌合部１０ｃに伝達歯車２０が外嵌し、クランク軸１０の軸方向の一端部側から第１外歯歯車１４、第２外歯歯車１６、伝達歯車２０の順番で並んで配設されていてもよい。

また、伝達歯車２０、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の軸方向移動を規制する規制部材が、キャリア４の基部４ａと端板部４ｂの一部からなっていてもよい。この場合の基部４ａと端板部４ｂは、本発明のキャリア部材の概念に含まれる。

また、伝達歯車２０、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の軸方向移動を規制するための規制部材を前記キャリア軸受６やキャリア４の基部４ａ及び端板部４ｂとは別個に設けてもよい。

また、キャリア軸受６の内輪部材６ｂは基部４ａ及び端板部４ｂとそれぞれ別体に形成されていてもよい。

また、クランク軸１０に対する伝達歯車２０の外嵌は、スプライン結合に限らず、伝達歯車２０がクランク軸１０に対して軸方向に移動可能な外嵌の仕方であればどのようなものであってもよい。例えば、クランク軸１０の被嵌合部と伝達歯車２０の嵌合部のいずれか一方に軸方向に延びるキー溝が形成されているとともに、他方に軸方向に延びるキーが形成されており、それらキー溝とキーが嵌り合うように伝達歯車２０の嵌合部がクランク軸１０の被嵌合部に外嵌していてもよい。

また、上記した従来の歯車装置（図４参照）のようにクランク軸１０４に設けた伝達歯車１１８から円筒状歯車１１６を介して図示しない別のクランク軸へ入力回転を伝達する構成のものにも、本発明を適用することが可能である。

本発明の一実施形態による偏心揺動型歯車装置の軸方向に沿った断面図である。 図１に示した偏心揺動型歯車装置の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部分断面図である。 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 基部（キャリア部材）
４ｂ 端板部（キャリア部材）
６ キャリア軸受
６ａ 外輪部材
６ｂ 内輪部材
８ａ 入力ギア
１０ クランク軸
１０ａ 第１偏心部
１０ｂ 第２偏心部
１４ 第１外歯歯車
１６ 第２外歯歯車
２０ 伝達歯車

Claims (7)

1. 軸方向に並ぶように配設された第１偏心部と第２偏心部を有し、軸回りに回転可能に設けられたクランク軸と、
   前記クランク軸に軸方向に移動可能に外嵌し、前記クランク軸の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸と一体的に回転する伝達歯車と、
   内面に内歯が設けられた外筒と、
   前記クランク軸の第１偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら、前記第１偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第１外歯歯車と、
   前記クランク軸の第２偏心部に取り付けられ、前記内歯に噛み合いながら、前記第２偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する第２外歯歯車と、
   前記伝達歯車、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車を軸方向両側から挟んで、それら歯車の軸方向移動を規制する一対の規制部材と、
   前記外筒と同軸上に設けられ、前記第１外歯歯車及び前記第２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を備えた、偏心揺動型歯車装置。
2. 前記伝達歯車は、前記クランク軸に対してスプライン結合している、請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。
3. 前記伝達歯車は、前記クランク軸のうち前記第１偏心部と前記第２偏心部との間に位置する部分に外嵌している、請求項１または２に記載の偏心揺動型歯車装置。
4. 前記伝達歯車は、前記クランク軸のうち前記第１偏心部及び前記第２偏心部よりも軸方向の端部寄りに位置する部分に外嵌している、請求項１または２に記載の偏心揺動型歯車装置。
5. 前記各規制部材は、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持するキャリア軸受の外輪部材からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。
6. 前記各規制部材は、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持するキャリア軸受の内輪部材からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。
7. 前記キャリアは、前記伝達歯車、前記第１外歯歯車及び前記第２外歯歯車を軸方向両側から挟むように配置された２つのキャリア部材を有し、
   前記各規制部材は、前記各キャリア部材の一部からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。

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