JP2011241949A - 揺動型減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】支柱の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる揺動型減速機を提供する。
【解決手段】支柱２１は、端部キャリア２０に対して一端側に向かって突出した状態で固定された第１支柱部分２５と、基部キャリア１９に対して他端側に向かって突出した状態で固定されるとともにピン部材３５及びボルト部材３６を介して第１支柱部分２５と結合される第２支柱部分２６と、を有する。第１支柱部分２５の一端側の端部と第２支柱部分２６の他端側の端部とが当接して結合されたときに端部同士において合わされた各端面（２５ａ、２６ａ）である合わせ面３４は、ケース１２の軸方向において、中間外歯歯車１８ｂの歯幅Ｗ内に対応する位置に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ケースの内周に配置された内歯に噛み合う３枚の外歯歯車が、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い偏心して揺動回転する揺動型減速機に関する。

各種産業用機械等においては、大きい減速比を実現可能な減速機として揺動型減速機が用いられている。このような揺動型減速機として、ケースの内周に配置された内歯に噛み合う３枚の外歯歯車が、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い偏心して揺動回転する揺動型減速機が知られている（特許文献１を参照）。特許文献１に開示された揺動型減速機は、例えば、風車において、タワーの上部で風向きに応じてナセルを旋回させるヨー駆動装置として用いられる。

特許文献１に開示された揺動型減速機は、第１乃至第３外歯歯車（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）として設けられた３枚の外歯歯車が、ケース（１２）の内周に配置された内歯（内歯ピン３１）と噛み合い、クランク軸（４８）の回転に伴い偏心して揺動回転するように構成されている。また、この揺動型減速機においては、基部（３５）及び端板部（３６）として設けられた基部キャリア及び端部キャリアがクランク軸の一端側及び端部側を回転自在に保持し、シャフト部（３７）として設けられた支柱が基部キャリア及び端部キャリアを連結している。そして、支柱は、基部キャリアに対して端部キャリアに向かって突出した状態で一体に形成されるとともに、ピン部材（ピン５３）及びボルト部材（ボルト５２）を介して端部キャリアに結合されている。

特開２００７−１８２９８７号公報（第７−９頁、第１図）

例えば、前述した風車（風力発電装置）においては、近年、発電力の向上のためのブレード（羽根）の直径の大径化に伴って大型化する傾向にあるため、ヨー駆動装置として用いられる揺動型減速機についても更に大型で高出力の仕様のものが求められている。また、上記の風車の例に限らず、各種産業用機械においても、同様に、高出力の仕様のものが求められる状況にある。これに対し、特許文献１に開示された揺動型減速機は、基部キャリアから突出した支柱の端部が端部キャリアに結合されることで基部キャリアと端部キャリアとが連結される構造として構成されている。このため、特許文献１に開示された揺動型減速機において更なる高出力化を図る場合、３枚の外歯歯車を有するため、支柱が軸方向に長く、支柱に繰り返し作用する応力が過大となる。このため、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とが図られることが望ましい。一方で、支柱を配置可能なスペースは限られるため、支柱の構造の大型化を抑制できることも必要となる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い３枚の外歯歯車が揺動回転する揺動型減速機において、支柱の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる揺動型減速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係る揺動型減速機は、内周に複数の内歯が配置されたケースと、前記ケースに収納され、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられるとともに、前記ケースの軸方向において重なった状態で配置される３枚の外歯歯車と、前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転駆動力が伝達されて回転することで前記外歯歯車を偏心させて揺動回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側を回転自在に保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保持する端部キャリアと、前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置されるとともに前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、前記基部キャリアに対して一端側に突出した状態で固定されるとともに、ピニオンが取り付けられる出力軸と、を備えている。そして、第１発明に係る揺動型減速機は、３枚の前記外歯歯車のそれぞれには、前記支柱が貫通する支柱貫通孔が形成され、前記支柱は、前記端部キャリアに対して一端側に向かって突出した状態で固定された第１支柱部分と、前記基部キャリアに対して他端側に向かって突出した状態で固定されるとともにピン部材及びボルト部材を介して前記第１支柱部分と結合される第２支柱部分と、を有し、前記第１支柱部分の一端側の端部と前記第２支柱部分の他端側の端部とが当接して結合されたときに端部同士において合わされた各端面である合わせ面が、前記ケースの軸方向において、重ねられた３枚の前記外歯歯車における中間に配置された外歯歯車である中間外歯歯車の歯幅内に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、３枚の外歯歯車を貫通する支柱は、端部キャリアから突出した第１支柱部分と基部キャリアから突出した第２支柱部分とを備えてこれらの両支柱部分がピン部材及びボルト部材を介して結合されることで、基部キャリアと端部キャリアとを連結するように構成される。そして、本発明の揺動型減速機では、結合された各支柱部分の端面である支柱の合わせ面が、ケースの軸方向において、中間外歯歯車の歯幅内に対応する位置に配置されるように構成されている。このため、従来よりも更に高出力に対応する仕様の揺動型減速機として構成した場合であっても、支柱に繰り返し作用するねじりモーメント及び曲げモーメントが第１支柱部分と第２支柱部分とに均等若しくは均等に近い状態で配分されることになる。そして、支柱に繰り返し作用する応力についても、第１支柱部分と第２支柱部分とに均等若しくは均等に近い状態で配分されることになる。このため、支柱において、構造の大型化を招くことなく、応力を効率よく分散した状態で負担することができ、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

従って、本発明によると、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い３枚の外歯歯車が揺動回転する揺動型減速機において、支柱の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

第２発明に係る揺動型減速機は、第１発明の揺動型減速機において、前記端部キャリア及び前記第１支柱部分は、鍛造により一体に形成され、前記基部キャリア及び前記第２支柱部分は、鍛造により一体に形成され、前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記中間外歯歯車の歯幅方向における中央部分に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、第１支柱部分及び端部キャリアが鍛造により一体に形成され、第２支柱部分及び基部キャリアが鍛造により一体に形成される。鍛造によって形成される場合、第１支柱部分及び第２支柱部分を型から取り出すための抜き勾配が設定される必要があるため、第１及び第２支柱部分は、先端の端面側に向かって断面積が徐々に減少する形状にそれぞれ形成されることになる。これに対し、本発明では、支柱の合わせ面が中間外歯歯車の歯幅の中央部分に対応する位置に配置されるため、支柱の合わせ面を構成する第１及び第２支柱部分における各端面の面積について、略均等な大きさに設定できるとともに大きさの最大化を図ることができる。これにより、鍛造による一体形成によって支柱と基部及び端部キャリアとの連結部分の強度向上を図ることができるとともに、更なる支柱の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制を図ることができる。

第３発明に係る揺動型減速機は、第１発明の揺動型減速機において、前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記第１支柱部分の前記ケースの軸方向における長さ寸法と前記第２支柱部分の前記ケースの軸方向における長さ寸法とが均等な長さ寸法となる位置に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、第１及び第２支柱部分の長さ寸法が均等に設定されるため、第１支柱部分及び第２支柱部分に生じる撓みをほぼ同じにすることができ、支柱の合わせ面に発生し得る端面間のずれ量を低減することができる。これにより、更なる支柱の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制を図ることができる。

第４発明に係る揺動型減速機は、第１発明の揺動型減速機において、前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記中間外歯歯車の歯幅方向における中央よりも前記端部キャリア側の位置に配置されていることを特徴とする。

ピン部材及びボルト部材を介して結合される第１及び第２支柱部分は、まず、端部キャリア側から挿入されたピン部材が第１及び第２支柱部分にまで挿入されて圧入されることで、第１及び第２支柱部分の位置決めがなされ、次いで、ボルト部材によって固定される。このため、支柱の合わせ面の端部キャリア側からの位置が離れると、より長さ寸法の長いピン部材が必要となり、ピン部材を圧入して組み込む作業が難しくなる。これに対し、本発明では、支柱の合わせ面が中間外歯歯車の歯幅内において歯幅の中央よりも端部キャリア側に配置される。このため、支柱に繰り返し作用する応力を第１及び第２支柱部分に均等に近い状態で配分される状態を実現しつつ、よりピン部材の長さ寸法を短く設定することができる。よって、支柱の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制を図ることができるとともに、ピン部材を組み込む作業の容易化も図ることができる。

本発明によると、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い３枚の外歯歯車が揺動回転する揺動型減速機において、支柱の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱の耐久性の向上と支柱の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る揺動型減速機について正面から見た断面図である。 図１に示す揺動型減速機の一部を拡大して示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視位置における断面図である。 本発明の第２実施形態に係る揺動型減速機について正面から見た断面図である。

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。本発明の実施形態に係る揺動型減速機は、風車、建設機械、産業用ロボット、種々の工作機械等の各種産業用機械、各種車両、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、前述のように、近年、大型化する傾向にあることから、風向きに合わせて風車のナセルを旋回させるためのヨー駆動装置として、より高出力仕様のものが要求される状況にある。このため、本実施形態に係る揺動型減速機は、風車用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、本実施形態に係る揺動型減速機は、ケースの内周に配置された内歯に噛み合う３枚の外歯歯車が、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い偏心して揺動回転する揺動型減速機に関して、広く適用することができるものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る揺動型減速機１について正面から見た断面図である。図１に示す揺動型減速機１は、例えば、風車のナセルを旋回させる風車用ヨー駆動装置として用いられ、減速機構１１、ケース１２、ピニオン１３、等を備えて構成されている。

揺動型減速機１は、図１に示す下端側である一端側においてケース１２から突出するように位置する後述の出力軸２２にピニオン１３が固定され、図１に示す上端側である他端側においてケース１２に対して電動機（図示せず）が取り付けられている。揺動型減速機１は、図示しない電動機から入力された回転駆動力をケース１２の内側に配置された減速機構１１を介して減速して伝達してピニオン１３から出力する。尚、この揺動型減速機１においては、ケース１２内に潤滑油が密封されている。また、揺動型減速機１は、風車用ヨー駆動装置として用いられる場合には、ピニオン１３が風車のタワーの上部に固定された歯車と噛み合うように配置される。そして、電動機からの回転駆動力に伴って揺動型減速機１が作動してピニオン１３が回転することで、風車のナセルが旋回する。尚、以下の説明においては、揺動型減速機１にて、出力軸２２が配置される下側である出力側を一端側として、ケース１２に対して図示しない電動機が取り付けられて配置される上側である入力側を他端側として説明する（第２実施形態の説明も同様とする）。

図２は、図１における減速機構１１及びケース１２の一部を拡大して示す断面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ線矢視位置における断面図である。図１乃至図３に示すように、ケース１２は、他端側に図示しない電動機が取り付けられるとともに内側に減速機構１１が配置されており、ケース本体１４とカバー１５とを備えて構成されている。

ケース本体１４は、両端部が開口した筒状に形成されており、一端側の開口部からは出力軸２２が突出し、他端側の開口部はカバー１５により覆われている。そして、ケース本体１４の内周には、本実施形態における内歯を構成する複数のピン内歯１６（図１及び図２では、断面でなく外径を図示）が配置されている。尚、ケース本体１４の軸方向、即ち、ケース１２の軸方向は、揺動型減速機１の回転中心線Ｐ（図１及び図２において一点鎖線で図示）の方向に対して同一の方向及び平行な方向として構成されている。また、ピン内歯１６は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、ケース本体１４の内周に形成されたピン溝に嵌め込まれて取り付けられている。これにより、ピン内歯１６は、その長手方向が回転中心線Ｐと平行に位置するように配置されるとともに、ケース本体１４の内周の周方向に沿って等間隔で配列され、後述する外歯歯車１８の外歯４１と噛み合うように構成されている。

カバー１５は、ケース本体１４の他端側の開口部を覆うようにケース本体１４に対して取り付けられる蓋状の部材として形成されるとともに、図示しない電動機からの回転駆動力を伝達する歯車機構（図示せず）が内側に配置される筒状に形成されている。そして、このカバー１５の一端側の端部はケース本体１４の他端側の端部に固定され、カバー１５の他端側の端部には図示しない電動機が取り付けられている。尚、カバー１５内に配置される上記の歯車機構としては、種々の形態の歯車機構を用いることができ、例えば、平歯車機構や遊星歯車機構、或いはこれらの組み合わせであってもよい。また、上記の歯車機構が設けられておらず、電動機からの回転駆動力が直接に減速機構１１に入力される形態であってもよい。

図１乃至図３に示すように、減速機構１１は、クランク軸１７、外歯歯車１８、基部キャリア１９、端部キャリア２０、支柱２１、出力軸２２、第１クランク軸軸受２３、第２クランク軸軸受２４、等を備えて構成されている。カバー１５の内側に配置された図示しない歯車機構の入力側は電動機の出力軸（図示せず）に連結されている。そして、この歯車機構の出力側に設けられて減速機構１１へ回転駆動力を入力するインプットギア２７は、クランク軸１７の他端側の端部に固定されたスパーギア２８に噛み合うように配置されている。

クランク軸１７は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されており、その軸方向がケース１２の軸方向と平行（回転中心線Ｐと平行）になるように配置されている。各クランク軸１７（図１及び図２では、断面でなく外形を図示）は、外歯歯車１８に形成されたクランク用孔２９をそれぞれ貫通するように配置されており、電動機からの回転駆動力がインプットギア２７及びスパーギア２８を介して伝達されて回転することで外歯歯車１８を偏心させて揺動回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸１７は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車１８の回転とともに、公転動作を行うことになる。

また、クランク軸１７には、第１偏心部１７ａ、第２偏心部１７ｂ、第３偏心部１７ｃ、第１軸部１７ｄ、第２軸部１７ｅが形成され、他端側から、第１軸部１７ｄ、第１偏心部１７ａ、第２偏心部１７ｂ、第３偏心部１７ｃ、第２軸部１７ｅの順番で設けられている。第１偏心部１７ａ、第２偏心部１７ｂ及び第３偏心部１７ｃ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、それぞれの中心位置がクランク軸１７の回転中心線に対して偏心するように設けられている。第１偏心部１７ａ、第２偏心部１７ｂ及び第３偏心部１７ｃは、外歯歯車１８のクランク用孔２９に配置されている。

クランク軸１７の他端側に設けられた第１軸部１７ｄは、第１クランク軸軸受２３を介して端部キャリア２０に対して回転自在に保持されている。クランク軸１７の一端側に設けられた第２軸部１７ｅは、第２クランク軸軸受２４を介して基部キャリア１９に対して回転自在に保持されている。また、第１軸部１７ｄには、第１クランク軸軸受２３から他端側に突出するように位置するその端部側において、前述したスパーギア２８がスプライン結合部を介して固定されている。尚、第１クランク軸軸受２３及び第２クランク軸軸受２４は、例えば、円錐ころ軸受として設けられている。

基部キャリア１９は、ケース１２内に配置され、一端側において出力軸２２が一体に形成されている。尚、出力軸２２は、基部キャリア１９に対して一端側に向かって突出した状態で固定される（本実施形態では、出力軸２２は一体に形成されることで基部キャリア１９に固定されている）とともに、一端側にピニオン１３がスプライン結合を介して固定されている。尚、出力軸２２の外周には、円錐ころ軸受として構成された主軸受３２が取り付けられている。一体に形成された出力軸２２及び基部キャリア１９は、この主軸受３２を介してケース１２の内周側に対して回転自在に保持されている。

また、基部キャリア１９には、その他端側に、第２クランク軸軸受２４がそれぞれ配置される複数（本実施形態では３つ）のクランク保持穴３０が形成されている。基部キャリア１９は、各クランク保持穴３０によって各クランク軸１７の一端側をその第２軸部１７ｅにて第２クランク軸軸受２４を介して回転自在に保持している。そして、クランク保持穴３０は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。

端部キャリア２０は、支柱２１を介して基部キャリア１９と連結され、円板状の部材として設けられている。端部キャリア２０には、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸１７の他端側の第１軸部１７ｄが配置される貫通孔としてクランク貫通孔３１が形成されている。このクランク貫通孔３１において、クランク軸１７の他端側がその第１軸部１７ｄにて第１クランク軸軸受２３を介して回転自在に保持されている。尚、端部キャリア２０の外周には、玉軸受として構成された主軸受３３が取り付けられている。端部キャリア２０は、この主軸受３３を介してケース１２の内周側に対して回転自在に保持されている。

支柱２１は、基部キャリア１９と端部キャリア２０との間に配置され、基部キャリア１９と端部キャリア２０とを連結する柱状部分として設けられている。支柱２１は、基部キャリア１９の回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置され、その軸方向がケース１２の軸方向と平行になるように配置されている。尚、支柱２１とクランク軸１７とは、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。

また、各支柱２１は、第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とを備えて構成されている。第１支柱部分２５は、端部キャリア２０に対して一端側に向かって突出した状態で固定された支柱部分として設けられている。そして、この第１支柱部分２５は、鍛造によって端部キャリア２０と一体に形成されることでこの端部キャリア２０に固定されている。一方、第２支柱部分２６は、基部キャリア１９に対して他端側に向かって突出した状態で固定されるとともに、後述のピン部材３５及びボルト部材３６を介して第１支柱部分２５と結合される部分として設けられている。そして、この第２支柱部分２６は、鍛造によって基部キャリア１９と一体に形成されることでこの基部キャリア１９に固定されている。

また、結合される第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６には、端部キャリア２０に形成された貫通孔に向かって開口するとともにケース１２の軸方向に沿って延び、ピン部材３５がしまりばめの状態で圧入される支柱ピン穴３８が形成されている。ピン部材３５が端部キャリア２０の他端側から支柱ピン穴３８に亘って圧入されることで、第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６の位置が合わされ、基部キャリア１９及び端部キャリア２０の周方向の位置が合わされる。尚、ピン部材３５は、軸方向に沿って貫通孔が形成された円筒形状の部材として形成されている。そして、ピン部材３５が支柱ピン穴３８に圧入されて位置合わせが行われた後に、ピン部材３５における貫通孔に対してしまりばめの状態で円柱形状の抜け止め部材３７が圧入される。これにより、抜け止め部材３７が圧入された部分におけるピン部材３５の外径が僅かに拡径されるように変形し、ピン部材３５の抜け止めが図られ、このピン部材３５が支柱２１に対して強固に固定される。

また、結合される第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６には、端部キャリア２０に形成された貫通孔に向かって開口するとともにケース１２の軸方向に沿って延び、ボルト部材３６が挿入される支柱ボルト穴３９が形成されている。支柱ボルト穴３９の内周には、雌ネジ部分が形成され、ボルト部材３６の一端側には、雄ネジ部分として形成されたネジ部が設けられている。ボルト部材３６は、端部キャリア２０を貫通するよう配置されるとともにそのネジ部が支柱ボルト穴３９の雌ネジ部分と螺合することで、第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とを結合して、端部キャリア２０と基部キャリア１９とを支柱２１を介して連結するように構成されている。尚、第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６は、まず、ピン部材３５が圧入されることで、第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６の位置決めがなされ、次いで、ボルト部材３６によって固定される。

外歯歯車１８は、３枚設けられ、ケース１２の軸方向において重なった状態で平行に配置され、ケース１２内に収納される第１外歯歯車１８ａと第２外歯歯車１８ｂと第３外歯歯車１８ｃとを備えて構成されている。第１外歯歯車１８ａ、第２外歯歯車１８ｂ及び第３外歯歯車１８ｃにはそれぞれ、クランク軸１７が貫通するクランク用孔２９と、支柱２１が貫通する支柱貫通孔４０と、中央部分に設けられた中央孔とが形成されている。尚、ケース１２の軸方向において、第１外歯歯車１８ａが他端側に配置され、第３外歯歯車１８ｃが一端側に配置され、第２外歯歯車１８ｂがそれらの間に配置されている。

また、第１外歯歯車１８ａ、第２外歯歯車１８ｂ及び第３外歯歯車１８ｃは、ケース１２の軸方向において、クランク用孔２９及び支柱貫通孔４０の位置がそれぞれ対応するように配置されている。各外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）のクランク用孔２９は、円形孔として形成され、クランク軸１７に対応して外歯歯車１８の周方向に沿って均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、支柱２１の断面形状に対応した孔として形成され、支柱２１に対応して外歯歯車１８の周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、外歯歯車１８の周方向において、クランク用孔２９と交互に形成されている。尚、支柱貫通孔４０には、支柱２１が遊嵌状態で貫通している。

また、第１外歯歯車１８ａ、第２外歯歯車１８ｂ及び第３外歯歯車１８ｃのそれぞれの外周には、ピン内歯１６に噛み合う外歯４１が設けられている。尚、第１外歯歯車１８ａ、第２外歯歯車１８ｂ及び第３外歯歯車１８ｃのそれぞれにおける外歯４１の歯数は、ピン内歯１６の歯数よりも１個少なくなるように設けられている（外歯４１の歯数がピン内歯１６の歯数よりも複数個少なくなるように設けられていてもよい）。このため、クランク軸１７が回転するごとに、噛み合う外歯４１とピン内歯１６との噛み合いがずれ、外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が偏心して揺動回転するように構成されている。

また、各外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）は、各クランク用孔２９において各外歯用軸受４２を介してクランク軸１７を回転自在に保持している。第１外歯歯車１８ａの外歯用軸受４２は第１偏心部１７ａを回転自在に保持しており、第２外歯歯車１８ｂの外歯用軸受４２は第２偏心部１７ｂを回転自在に保持しており、第３外歯歯車１８ｃの外歯用軸受４２は第３偏心部１７ｃを回転自在に保持している。尚、外歯用軸受４２は、円筒ころ軸受（又はニードルころ軸受）として構成されている。

ここで、支柱２１における第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とが当接して結合される合わせ面３４の構成について説明する。図１及び図２に示すように、合わせ面３４は、第１支柱部分２５の一端側の端部と第２支柱部分２６の他端側の端部とが当接して結合されたときに端部同士において合わされた各端面として、即ち、第１支柱部分２５の端部の端面２５ａ及び第２支柱部分２６の端部の端面２６ａとして構成される。尚、図１及び図２では、合わせ面３４が配置される位置を一点鎖線で示している。

そして、上記の合わせ面３４は、ケース１２の軸方向において、重ねられた３枚の外歯歯車１８における中間に配置された外歯歯車である中間外歯歯車の歯幅Ｗ内に対応する位置に配置されている。即ち、合わせ面３４は、上記の中間外歯歯車を構成する第２外歯歯車１８ｂの歯幅Ｗ内に対応する位置に配置されている。尚、図１及び図２においては、歯幅Ｗの領域について、２本の二点鎖線の間の領域として両端矢印で示している。また、合わせ面３４は、ケース１２の軸方向において、第２外歯歯車１８ｂの歯幅Ｗ方向における中央よりも端部キャリア２０側（他端側）の位置に配置されている。

次に、上述した揺動型減速機１の作動について説明する。揺動型減速機１は、図示しない電動機の運転が行われることにより作動する。電動機の運転が開始されると、カバー１５内の歯車機構（図示せず）が駆動されてインプットギア２７が回転し、各スパーギア２８が固定された各クランク軸１７が回転する。この回転に伴って、クランク軸１７の第１乃至第３偏心部（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）から３枚の外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）に対して荷重が作用し、３枚の外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）がピン内歯１６と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。

３枚の外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の上記の偏心回転に伴って、３枚の外歯歯車１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）に対して回転保持されたクランク軸１７が自転しながら回転中心線Ｐを中心として公転動作を行う。このクランク軸１７の公転動作により、支柱２１によって連結されてクランク軸１７を回転自在に保持する基部キャリア１９及び端部キャリア２０とともに、出力軸２２が回転し、大きなトルクがピニオン１３から出力されることになる。このとき、支柱２１に作用するねじりモーメント及び曲げモーメントは、第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とに均等に近い状態で配分されることになる。

以上説明した揺動形減速機１によると、３枚の外歯歯車１８を貫通する支柱２１は、端部キャリア２０から突出した第１支柱部分２５と基部キャリア１９から突出した第２支柱部分２６とを備えてこれらの両支柱部分（２５、２６）がピン部材３５及びボルト部材３６を介して結合されることで、基部キャリア１９と端部キャリア２０とを連結するように構成される。そして、揺動型減速機１では、結合された各支柱部分（２５、２６）の端面（２５ａ、２６ａ）である支柱２１の合わせ面３４が、ケース１２の軸方向において、第２外歯歯車（中間外歯歯車）１８ｂの歯幅Ｗ内に対応する位置に配置されるように構成されている。このため、従来よりも更に高出力に対応する仕様の揺動型減速機１として構成した場合であっても、支柱２１に繰り返し作用するねじりモーメント及び曲げモーメントが第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とに均等に近い状態で配分されることになる。そして、支柱２１に繰り返し作用する応力についても、第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とに均等に近い状態で配分されることになる。このため、支柱２１において、構造の大型化を招くことなく、応力を効率よく分散した状態で負担することができ、支柱２１の耐久性の向上と支柱２１の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

従って、揺動型減速機１によると、支柱２１で連結された基部キャリア１９及び端部キャリア２０に回転自在に保持されたクランク軸１７の回転に伴い３枚の外歯歯車１８が揺動回転する揺動型減速機１において、支柱２１の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱２１の耐久性の向上と支柱２１の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

また、揺動型減速機１によると、支柱２１の合わせ面３４が第２外歯歯車（中間外歯歯車）１８ｂの歯幅Ｗ内において歯幅Ｗの中央よりも端部キャリア２０側に配置される。このため、支柱２１に繰り返し作用する応力を第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６に均等に近い状態で配分される状態を実現しつつ、よりピン部材３５の長さ寸法を短く設定することができる。よって、支柱２１の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制を図ることができるとともに、ピン部材３５を圧入により組み込む作業の容易化も図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る揺動型減速機２について正面から見た断面図である。揺動型減速機２は、例えば、風車用ヨー駆動装置として用いられ、第１実施形態の揺動型減速機１と同様に、減速機構１１、ケース１２、ピニオン１３、等を備えて構成されている。そして、減速機構１１は、第１実施形態と同様に、クランク軸１７、外歯歯車１８、基部キャリア１９、端部キャリア２０、支柱２１、出力軸２２、第１クランク軸軸受２３、第２クランク軸軸受２４、等を備えて構成されている。但し、揺動型減速機２は、支柱２１の合わせ面４３が配置される構成において第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態とは構成の異なる合わせ面４３の配置構成について説明する。

揺動型減速機２の支柱２１においては、第１実施形態と同様に、第１支柱部分２５は、鍛造によって端部キャリア２０と一体に形成され、端部キャリア２０に対して一端側に向かって突出した状態で固定されている。そして、第２支柱部分２６は、鍛造によって基部キャリア１９と一体に形成され、基部キャリア１９に対して他端側に向かって突出した状態で固定されるとともに、ピン部材３５及びボルト部材３６を介して第１支柱部分２５と結合される。

次に、揺動減速機構２の支柱２１において、第１支柱部分２５と第２支柱部分２６とが当接して結合される合わせ面４３の配置構成について説明する。図４に示すように、合わせ面４３は、第１支柱部分２５の一端側の端部と第２支柱部分２６の他端側の端部とが当接して結合されたときに端部同士において合わされた各端面として、即ち、第１支柱部分２５の端部の端面２５ｂ及び第２支柱部分２６の端部の端面２６ｂとして構成される。尚、図４では、合わせ面４３が配置される位置を一点鎖線で示している。

そして、上記の合わせ面４３は、ケース１２の軸方向において、重ねられた３枚の外歯歯車１８における中間に配置された外歯歯車である中間外歯歯車の歯幅Ｗ内に対応する位置に配置されている。即ち、合わせ面４３は、上記の中間外歯歯車を構成する第２外歯歯車１８ｂの歯幅Ｗ内に対応する位置に配置されている。尚、図４においては、歯幅Ｗの領域について、２本の二点鎖線の間の領域として両端矢印で示している。そして、合わせ面４３は、ケース１２の軸方向において、第２外歯歯車１８ｂの歯幅Ｗ方向における中央部分に対応する位置に配置されている。これにより、合わせ面４３は、ケース１２の軸方向において、第１支柱部分２５のケース１２の軸方向における長さ寸法と第２支柱部分２６のケース１２の軸方向における長さ寸法とが均等な長さ寸法となる位置に配置されている。

以上説明した揺動型減速機２によると、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。即ち、揺動型減速機２によると、支柱２１で連結された基部キャリア１９及び端部キャリア２０に回転自在に保持されたクランク軸１７の回転に伴い３枚の外歯歯車１８が揺動回転する揺動型減速機２において、支柱２１の構造の大型化を抑制できるとともに、支柱２１の耐久性の向上と支柱２１の結合箇所におけるフレッチング摩耗の抑制とを図ることができる。

そして、揺動型減速機２によると、第１支柱部分２５及び端部キャリア２０が鍛造により一体に形成され、第２支柱部分２６及び基部キャリア１９が鍛造により一体に形成される。鍛造によって形成される場合、第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６を型から取り出すための抜き勾配が設定される必要があるため、第１及び第２支柱部分（２５、２６）は、先端の端面（２５ｂ、２６ｂ）側に向かって断面積が徐々に減少する形状にそれぞれ形成されることになる。これに対し、揺動型減速機２では、支柱２１の合わせ面４３が第２外歯歯車（中間外歯歯車）１８ｂの歯幅Ｗの中央部分に対応する位置に配置されるため、支柱２１の合わせ面４３を構成する第１及び第２支柱部分（２５、２６）における各端面（２５ｂ、２６ｂ）の面積について、略均等な大きさに設定できるとともに大きさの最大化を図ることができる。これにより、鍛造による一体形成によって支柱２１と基部及び端部キャリア（１９、２０）との連結部分の強度向上を図ることができる。そして、各端面（２５ｂ、２６ｂ）の面積の最大化により面圧を下げることができる。これにより、更なる支柱２１の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制を図ることができる。

また、揺動型減速機２によると、第１及び第２支柱部分（２５、２６）の長さ寸法が均等に設定されるため、第１支柱部分２５及び第２支柱部分２６に生じる撓みや剛性をほぼ同じにすることができ、支柱２１の合わせ面４３に発生し得る端面（２５ｂ、２６ｂ）間のずれ量を低減することができる。また、このずれ量もほぼ同じにでき、第１及び第２支柱部分（２５、２６）が一体的に振動することが多くなる。これにより、更なる支柱２１の耐久性の向上及びフレッチング摩耗の抑制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、特許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。例えば、次のように変更して実施することができる。

（１）本実施形態では、端部キャリアと第１支柱部分とが鍛造により一体に形成され、基部キャリアと第２支柱部分とが鍛造により一体に形成されている場合を例にとって説明したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。即ち、端部キャリアに対して別部材の第１支柱部分が固定され、基部キャリアに対して別部材の第２支柱部分が固定される形態であってもよい。

（２）また、クランク軸や基部キャリア、出力軸等については、種々形態を変更して実施することができる。例えば、出力軸については、基部キャリアと一体でなく基部キャリアとは別部材として設けられて基部キャリアに結合されてもよい。また、クランク軸及び支柱の数は、本実施形態とは異なっていてもよい。

本発明は、ケースの内周に配置された内歯に噛み合う３枚の外歯歯車が、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアに回転自在に保持されたクランク軸の回転に伴い偏心して揺動回転する揺動型減速機として、広く適用することができるものである。

１ 揺動型減速機
１２ ケース
１３ ピニオン
１６ ピン内歯（内歯）
１７ クランク軸
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 外歯歯車
１９ 基部キャリア
２０ 端部キャリア
２１ 支柱
２２ 出力軸
２５ 第１支柱部分
２６ 第２支柱部分
２９ クランク用孔
３４ 合わせ面
３５ ピン部材
３６ ボルト部材
４０ 支柱貫通孔
４１ 外歯

Claims (4)

1. 内周に複数の内歯が配置されたケースと、
   前記ケースに収納され、前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられるとともに、前記ケースの軸方向において重なった状態で配置される３枚の外歯歯車と、
   前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転駆動力が伝達されて回転することで前記外歯歯車を偏心させて揺動回転させるクランク軸と、
   前記クランク軸の一端側を回転自在に保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保持する端部キャリアと、
   前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置されるとともに前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、
   前記基部キャリアに対して一端側に突出した状態で固定されるとともに、ピニオンが取り付けられる出力軸と、
   を備えた揺動型減速機であって、
   ３枚の前記外歯歯車のそれぞれには、前記支柱が貫通する支柱貫通孔が形成され、
   前記支柱は、前記端部キャリアに対して一端側に向かって突出した状態で固定された第１支柱部分と、前記基部キャリアに対して他端側に向かって突出した状態で固定されるとともにピン部材及びボルト部材を介して前記第１支柱部分と結合される第２支柱部分と、を有し、
   前記第１支柱部分の一端側の端部と前記第２支柱部分の他端側の端部とが当接して結合されたときに端部同士において合わされた各端面である合わせ面が、前記ケースの軸方向において、重ねられた３枚の前記外歯歯車における中間に配置された外歯歯車である中間外歯歯車の歯幅内に対応する位置に配置されていることを特徴とする、揺動型減速機。
2. 請求項１に記載の揺動型減速機であって、
   前記端部キャリア及び前記第１支柱部分は、鍛造により一体に形成され、
   前記基部キャリア及び前記第２支柱部分は、鍛造により一体に形成され、
   前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記中間外歯歯車の歯幅方向における中央部分に対応する位置に配置されていることを特徴とする、揺動型減速機。
3. 請求項１に記載の揺動型減速機であって、
   前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記第１支柱部分の前記ケースの軸方向における長さ寸法と前記第２支柱部分の前記ケースの軸方向における長さ寸法とが均等な長さ寸法となる位置に配置されていることを特徴とする、揺動型減速機。
4. 請求項１に記載の揺動型減速機であって、
   前記合わせ面は、前記ケースの軸方向において、前記中間外歯歯車の歯幅方向における中央よりも前記端部キャリア側の位置に配置されていることを特徴とする、揺動型減速機。