JP2015135130A - 偏心揺動型減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏心揺動型減速装置の軸方向長さを短縮する。【解決手段】偏心揺動型減速装置１０は、内歯歯車２８と、外歯歯車２４、２６と、外歯歯車２４を揺動回転させる偏心体軸１６と、偏心体軸１６を支持する一対の偏心体軸軸受５２、５４と、偏心体軸軸受５２、５４が組み込まれるキャリヤ３２と、偏心体軸１６に取り付けられた偏心体軸歯車１４と、を備える。一対の偏心体軸軸受５２、５４は、キャリヤ３２に背面合わせで組み込まれる。偏心体軸軸受５２の内輪５２ａは、キャリヤ３２の軸方向外側端面３４ｅよりも外側に突出し、偏心体軸歯車１４によって軸方向移動が規制されている。【選択図】図１

Description

本発明は、偏心揺動型減速装置に関する。

産業用ロボットのアームの関節部等に用いられる偏心揺動型減速装置が知られている。例えば、特許文献１には、内歯歯車と、内歯歯車に噛合する外歯歯車と、外歯歯車の内部に偏心部が係合して外歯歯車を偏心運動させるクランク軸と、一対の軸受を介してクランク軸を回転自在に支持するキャリヤと、を有する偏心揺動型歯車装置が開示されている。

特開２０１３−１８５６５０号公報

特許文献１に記載の偏心揺動型歯車装置では、クランク軸を支持する一対の軸受が正面合わせで配置されている。正面合わせの場合、軸受の外輪を押さえて予圧を与える止め輪等の部材が必要になる。この部材を取り付ける構造をキャリヤ設けるために、キャリヤの軸方向長さが大きくなり、偏心揺動型歯車装置の軸方向長さも大きくなるという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏心揺動型減速装置の軸方向長さを短縮する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、偏心揺動型減速装置である。この装置は、内歯歯車と、外歯歯車と、外歯歯車を揺動回転させる偏心体軸と、偏心体軸を支持する一対の偏心体軸軸受と、偏心体軸軸受が組み込まれるキャリヤと、偏心体軸に取り付けられた偏心体軸歯車と、を備える。一対の偏心体軸軸受は、キャリヤに背面合わせで組み込まれる。偏心体軸軸受の内輪は、キャリヤの軸方向外側端面よりも外側に突出し、偏心体軸歯車によって軸方向移動が規制される。

この態様によると、キャリヤの軸方向長さ、ひいては偏心揺動型減速装置の軸方向長さを短縮することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、偏心揺動型減速装置の軸方向長さを短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る偏心揺動型減速装置の断面図である。 偏心揺動型減速装置の別の構成を示す断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る偏心揺動型減速装置１０を、減速装置の中心軸を含む鉛直面で切断したときの断面図である。

偏心揺動型減速装置１０は、ケーシング３０と、ケーシング３０に対して回転可能なキャリヤ３２とを備える。偏心揺動型減速装置１０は、例えば産業用ロボットのアームを構成する第１アームと第２アーム間の関節部に用いられる。この場合、偏心揺動型減速装置１０のケーシング３０に根本側の第１アームの筐体が結合され、キャリヤ３２に先端側の第２アームの筐体が結合される。第１アーム内にはモータ（図示せず）が組み込まれており、このモータによって偏心揺動型減速装置１０が駆動される。

偏心揺動型減速装置１０の減速機構は、偏心体軸歯車１４と、偏心体軸１６と、外歯歯車２４、２６と、内歯歯車２８とによって構成される。なお、以下の説明では、ある部材または構造から見て外歯歯車２４、２６が存在する側を「軸方向内側」と呼び、その反対側を「軸方向外側」と呼ぶ。

偏心体軸１６は、減速装置１０（内歯歯車２８）の中心軸の周りに等間隔に複数（例えば３本）設けられる。各偏心体軸１６は、モータ出力軸に連結される入力軸１２と平行に配設される。入力軸１２の先端には入力ピニオン１２ａが形成されており、偏心体軸１６と同数の偏心体軸歯車１４が入力ピニオン１２ａに噛合している。偏心体軸歯車１４は、それぞれ偏心体軸１６の偏心体軸歯車１４側の端部に形成されたスプライン１６ａとスプライン結合されるとともに、止め輪１５によって軸方向の移動が規制されている。

偏心体軸１６の中央部には、偏心体軸１６と軸心のずれた二つの偏心体１８、２０が一体に形成されている。二つの偏心体１８、２０は、互いに１８０度の位相差を有して偏心している。複数（例えば３本）の偏心体軸１６は、それぞれの偏心体１８、２０の偏心方向が互いに一致するように組み付けられる。なお、偏心体１８、２０は、偏心体軸１６と別体で構成された上で、キー等によって偏心体軸に固定されたものであってもよい。

各偏心体１８、２０の外周には、二枚の外歯歯車２４、２６が揺動可能に外嵌されている。外歯歯車２４、２６には、それぞれ、中央部に形成された第１貫通孔２４ａ、２６ａと、中心からオフセットした位置に形成され偏心体軸１６が貫通する第２貫通孔２４ｂ、２６ｂと、後述するキャリヤ体の凸部３６ｃが貫通する第３貫通孔２４ｃ、２６ｃと、が形成されている。

偏心体軸１６は、一対の偏心体軸軸受５２、５４によって、キャリヤ３２に対して回転自在に支持される。キャリヤ３２は、偏心体軸歯車１４側に位置する略円盤状の第１キャリヤ体３４と、偏心体軸歯車１４とは反対側に位置する第２キャリヤ体３６とによって構成される。第１キャリヤ体３４および第２キャリヤ体３６は、外歯歯車２４、２６を挟んで、外歯歯車２４、２６の軸方向両側に配置される。

第２キャリヤ体３６には、第１キャリヤ体３４側に向けて軸方向に延びる複数の凸部（柱部）３６ｃが周方向に等間隔に設けられている。凸部３６ｃは、外歯歯車２４、２６の第３貫通孔２４ｃ、２６ｃに隙間を有した状態で挿通され、その先端面が第１キャリヤ体３４の軸方向内側の面に当接している。凸部３６ｃには、先端面から軸方向に延びるねじ穴３６ｄが形成されている。第１キャリヤ体３４には、凸部３６ｃに対応する位置に、貫通孔３４ｃおよび座繰り部３４ｆが形成されている。第１キャリヤ体３４と第２キャリヤ体３６は、貫通孔３４ｃと座繰り部３４ｆとを挿通してねじ穴３６ｄにねじ込まれるキャリヤボルト３８によって締結される。

第２キャリヤ体３６の凸部３６ｃは、外歯歯車２４、２６の第３貫通孔２４ｃ、２６ｃとは接しておらず、第１キャリヤ体３４と第２キャリヤ体３６の間の連結のみに寄与している連結部材であると言える。第１キャリヤ体３４と第２キャリヤ体３６はキャリヤ３２として一体的に回転し、両キャリヤ体の内側に画成された空間に、上述した外歯歯車２４、２６が収容される。

ケーシング３０は、軸方向に間隔をおいて配置された一対の主軸受４６、４７によって、第１キャリヤ体３４および第２キャリヤ体３６を回転自在に支持している。図示の実施例では、主軸受４６、４７はいずれもアンギュラ玉軸受で構成されているが、他の種類の軸受であってもよい。

主軸受４６、４７は、それぞれ転動体４６ａ、４７ａと外輪４６ｂ、４７ｂとを有しているが、内輪は有していない。代わりに、第１キャリヤ体３４の外周に転動面４６ｃが形成され、主軸受４６の内輪として機能するとともに、第２キャリヤ体３６の外周に転動面４７ｃが形成され、主軸受４７の内輪として機能している。なお、主軸受はこのような構成に限られず、別体の内輪を有していてもよい。

ケーシング３０は略円筒状に形成されており、その外面には減速装置１０の径方向外側に延び出るフランジ３０ａが設けられている。フランジ３０ａには、周方向に複数のボルト穴３１が形成されている。ボルト穴に挿通されたボルト（図示せず）を利用して、例えば上述したように産業用ロボットの第１アームとケーシング３０とを締結することができる。

ケーシング３０の内周面には、外歯歯車２４、２６と内接噛合する円筒状の内歯歯車２８が形成されている。内歯歯車２８は、ケーシング３０の内周面に形成された等間隔のピン溝に円柱状の外ピンを嵌め込むことで構成される。なお、内歯歯車２８をケーシング３０の内周面に一体形成してもよい。内歯歯車２８の内歯の歯数は、外歯歯車２４、２６の外歯の歯数よりも僅かに（例えば１だけ）多くされている。

第１キャリヤ体３４には、中央を軸方向に貫通する貫通孔３４ａが形成されており、この貫通孔３４ａに入力軸１２の先端が挿入されている。また、貫通孔３４ａの周囲（中心からオフセットした位置）には、複数個の貫通孔３４ｂが等間隔に形成されている。貫通孔３４ｂにはそれぞれ、第１偏心体軸軸受５２が組み込まれる。

第２キャリヤ体３６にも、中央を軸方向に貫通する貫通孔３６ａと、貫通孔３６ａの周囲（中心からオフセットした位置）に等間隔に配置される複数個の貫通孔３６ｂとが形成されている。貫通孔３６ｂにはそれぞれ、第２偏心体軸軸受５４が組み込まれる。

ケーシング３０の第２キャリヤ体３６側の端部に形成された内周面３０ｂには、オイルシール５０が嵌合される。オイルシール５０のリップは、第２キャリヤ体３６の軸方向外側端部に形成された外周面（オイルシール配置面）３６ｆに接触し、第２キャリヤ体３６の回転時にこの面上を摺動する。

上述のように、第２キャリヤ体３６の外周には、主軸受４７の内輪として機能する転動面４７ｃが形成されている。この転動面４７ｃの軸方向外側終端部４７ｄの直径Ｄ１は、第２キャリヤ体３６のオイルシール配置面３６ｆの直径Ｄ２よりも大きくされている。このため、偏心揺動型減速装置１０の組立時に、第２キャリヤ体３６を他の部材に誤ってぶつけてしまう場合でも、直径の大きい軸方向外側終端部４７ｄの方が通常はぶつかるので、オイルシール配置面３６ｆが損傷する恐れが低くなる。

偏心体軸１６の偏心体軸歯車１４側の端部は、第１偏心体軸軸受５２を介して第１キャリヤ体３４の貫通孔３４ｂに回転自在に支持される。また、偏心体軸１６の偏心体軸歯車１４とは反対側の端部は、第２偏心体軸軸受５４を介して第２キャリヤ体３６の貫通孔３６ｂに回転自在に支持される。図示の実施例では、偏心体軸軸受５２、５４はいずれも円錐ころ軸受で構成されているが、他の種類の軸受であってもよい。

偏心体軸１６の偏心体１８と外歯歯車２４の第２貫通孔２４ｂとの間には、偏心軸受（ころ軸受）２１が配置されている。また、偏心体軸１６の偏心体２０と外歯歯車２６の貫通孔２６ｂとの間には、偏心軸受（ころ軸受）２３が配置されている。

外歯歯車２４の外周には波形の歯が形成されており、ケーシング３０の内周面に形成された内歯歯車２８に内接噛合している。偏心体軸１６の回転によって偏心体１８が揺動すると、外歯歯車２４の歯が内歯歯車２８に噛み合いながら回転する。

外歯歯車２６の外周にも同様に波形の歯が形成されており、ケーシング３０の内周面に形成された内歯歯車２８に内接噛合している。偏心体軸１６の回転によって偏心体２０が揺動すると、外歯歯車２６の歯が内歯歯車２８に噛み合いながら、外歯歯車２４に対して１８０度の位相差を持って回転する。

続いて、偏心揺動型減速装置１０の作用を説明する。

モータが作動すると、モータ出力軸に連結される入力軸１２の回転が、入力ピニオン１２ａ、偏心体軸歯車１４、スプライン１６ａを介して偏心体軸１６に伝達される。偏心体軸１６が回転すると、偏心体１８、２０の外周が偏心運動を行い、偏心軸受（ころ軸受）２１、２３を介して外歯歯車２４、２６が揺動する。この揺動により、外歯歯車２４、２６の外歯と内歯歯車２８との噛合位置が順次ずれてゆく現象が生じる。

外歯歯車２４、２６と内歯歯車２８との歯数差は、例えば１に設定されている。また、ケーシング３０と一体である内歯歯車２８の自転は、ボルト穴３１に挿入されるボルト（図示せず）によって拘束されている。このため、偏心体軸１６が一回回転する毎に、自転の拘束されている内歯歯車２８に対して、外歯歯車２４、２６が歯数差に相当する分だけ減速装置１０の中心軸の周りに回転（自転）することになる。この結果、偏心体軸１６を回転支持しているキャリヤ３２が、偏心体軸１６とともにケーシング３０に対して相対的に回転する。キャリヤ３２の回転数は、偏心体軸１６の回転数に対して、１／（外歯歯車の歯数）に減速される。

上述したように、偏心体軸１６は、キャリヤ３２に組み込まれた一対の偏心体軸軸受５２、５４によって、キャリヤ３２に対して回転自在に支持されている。この一対の偏心体軸軸受５２、５４は、背面合わせで設置されている。

第１偏心体軸軸受５２の外輪５２ｂは、第１キャリヤ体３４の貫通孔３４ｂの内周の軸方向内側端部に形成された肩部３４ｇに当接している。また、第１偏心体軸軸受５２の内輪５２ａは、第１キャリヤ体３４の軸方向外側端面３４ｅよりも外側に突出しており、偏心体軸歯車１４の軸方向で第１偏心体軸軸受５２側の端面に形成された凹部１４ｂに当接している。これによって、第１偏心体軸軸受５２の軸方向の移動が規制されている。

また、第２偏心体軸軸受５４の外輪５４ｂは、第２キャリヤ体３６の貫通孔３６ｂの内周の軸方向内側端部に形成された肩部３６ｇに当接している。また、第２偏心体軸軸受５４の内輪５４ａは、偏心体軸１６の偏心体軸歯車１４と反対側の端部の外周面に形成されたねじ穴に螺合されたベアリングナット６２と当接しており、これによって第２偏心体軸軸受５４の軸方向の移動が規制されている。キャリヤ３２に偏心体軸１６と第１および第２偏心体軸軸受５２、５４を組み付ける際に、ベアリングナット６２の押し込み量を変更することで、第１および第２偏心体軸軸受５２、５４に与える与圧を調整することができる。

上記のように、偏心体軸軸受５２、５４を背面合わせで第１および第２キャリヤ体３４、３６に組み込むことによって、第１偏心体軸軸受５２の外輪５２ｂを押さえるための止め輪等の部材を第１キャリヤ体３４内に取り付ける必要がなくなる。より具体的には、第１偏心体軸軸受５２よりも軸方向外側の部分に止め輪等の部材を取り付ける必要がなくなる。したがって、偏心体軸軸受５２、５４を正面合わせで組み込む場合と比較して、第１キャリヤ体３４の軸方向長さＬ２を短縮することができる。よって、偏心揺動型減速装置１０の軸方向長さＬ１を短縮することができる。本実施形態では、このメリットを活かして、第１偏心体軸軸受５２の内輪５２ａが軸方向外側端面３４ｅよりも突出する程に第１キャリヤ体３４の軸方向長さＬ２を短縮している。その結果、偏心体軸歯車１４を第１偏心体軸軸受５２に直接当接させることができ、これは偏心揺動型減速装置１０の軸方向長さＬ１のさらなる短縮に寄与している。

また、軸方向長さの短縮分だけ、偏心体軸歯車１４を第１偏心体軸軸受５２に近づけることが可能になる。この結果、偏心体軸軸受５２、５４を正面合わせで組み込む場合と比較して、偏心体軸歯車１４の荷重点と第１偏心体軸軸受５２の支持点とが接近するため、第１偏心体軸軸受５２に作用する荷重を低減することができる。これは、第１偏心体軸軸受５２の長寿命化に貢献する。

また、偏心体軸歯車１４の軸方向で第１偏心体軸軸受５２側（軸方向内側）の端面に形成された凹部１４ｂ内に、第１偏心体軸軸受５２の内輪５２ａを突出させることで、凹部を設けない場合と比べて、偏心揺動型減速装置１０の軸方向長さＬ１をさらに短縮することができる。なお、第１偏心体軸軸受５２の内輪５２ａと偏心体軸歯車１４（の凹部１４ｂ）とは直接接触させてもよいし、シムやスペーサ等を介在させて接触させてもよい。

さらに、第２キャリヤ体３６の貫通孔３６ｂ内にベアリングナット６２を配置することで、スペースを有効に利用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、内歯歯車の中心からオフセットした位置に複数本の偏心体軸が配置される振り分けタイプの偏心体軸を持つ偏心揺動型減速装置について説明した。しかしながら、偏心体軸が内歯歯車の中心に配置されるセンタークランクタイプの偏心揺動型減速装置についても、上記の実施の形態を適用することができる。

（参考例１）
図１に示したような偏心揺動型減速装置では、偏心体軸１６が非常に高速に回転する。そのため、偏心揺動型減速装置１０を構成する部品の中で、偏心軸受２１、２３と、これに接触する外歯歯車２４、２６の貫通孔２４ｂ、２６ｂおよび偏心体１８、２０の耐久性が最も要求される。

しかし、特許文献１の偏心揺動型減速装置においては、これらの耐久性が十分ではなかった。

そこで、図１に示すように、主軸受４６の内輪である第１キャリヤ体３４の軸方向内側の端面を、主軸受４６の外輪４６ｂよりも軸方向外側に凹ませ、この凹ませたスペースに、外歯歯車２４の貫通孔周縁部２４ｄを軸方向外側に突出させる。この結果、図中のＳ１から径方向に観察したとき、突出した貫通孔周縁部２４ｄと主軸受４６の外輪４６ｂとが重なった状態になる。さらに、偏心体１８も、径方向から観察したとき、貫通孔周縁部２４ｄおよび外輪４６ｂと重なっている。

同様に、主軸受４７の内輪である第２キャリヤ体３６の軸方向内側の端面を、主軸受４７の外輪４７ｂよりも軸方向外側に凹ませ、この凹ませたスペースに、外歯歯車２６の貫通孔周縁部２６ｄを軸方向外側に突出させる。この結果、図中のＳ２から径方向に観察したとき、突出した貫通孔周縁部２６ｄと主軸受４７の外輪４７ｂとが重なった状態になる。さらに、偏心体２０も、径方向から観察したとき、貫通孔周縁部２６ｄおよび外輪４７ｂと重なっている。

このように、貫通孔周縁部２４ｄ、２６ｄと主軸受４６、４７の外輪４６ｂ、４７ｂとを径方向に重なるようにすることで、偏心揺動型減速装置１０の軸方向長さＬ１を拡大することなく、外歯歯車２４、２６の貫通孔２４ｂ、２６ｂの軸方向長さを拡大することができる。したがって、貫通孔２４ｂ、２６ｂに配置される偏心軸受２１、２３のころの軸方向長さを増大できるとともに、偏心体１８、２０におけるころとの転走面の軸方向長さも増大できる。よって、偏心軸受２１、２３の負荷容量が増大し、偏心軸受２１、２３、偏心体１８、２０、および外歯歯車２４、２６の長寿命化を実現することができる。

すなわち、図１に示す偏心揺動型減速装置は、以下の構成を含む：
内歯歯車と、
外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動回転させる偏心体軸と、
前記偏心体軸を支持する一対の偏心体軸軸受と、
前記偏心体軸軸受が組み込まれるキャリヤと、
前記内歯歯車と一体化されたケーシングと、
前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置された主軸受と、
前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体軸との間に配置された偏心軸受と、
を備える偏心揺動型減速装置であって、
前記外歯歯車の貫通孔周縁部が軸方向に突出し、当該突出部と前記主軸受とが径方向から見て重なることを特徴とする偏心揺動型減速装置。

（参考例２）
偏心揺動型減速装置では、偏心軸受の軸方向移動を規制するために、偏心軸受に隣接してスペーサを設ける必要がある。例えば図１に示す偏心揺動型減速装置１０では、偏心軸受２１の第１偏心体軸軸受５２側の端面にスペーサ７０が当接され、偏心軸受２３の第２偏心体軸軸受５４側の端面にスペーサ７２が当接されている。なお、図示は省略されているが、偏心軸受２１、２３のリテーナ２１ａと２３ａの間にもスペーサが配置されている。

しかしながら、このようなスペーサを設けた場合、偏心軸受２１、２３のリテーナ２１ａ、２３ａとスペーサ７０、７２との間の摺動が非常に高回転になる。リテーナとスペーサとの接触は平面同士であるため、接触面には油膜が形成されず、摺動による損失が無視できないレベルになってしまう。また、部品点数が増加するという問題もある。なお、特許文献１に記載の偏心揺動型減速装置においても同様の問題が存在する。

図２は、上記の問題点を解決する、偏心揺動型減速装置１１０の別の構成を示す。図２は、偏心揺動型減速装置１１０の中心軸を含む鉛直面で切断したときの断面図である。

偏心揺動型減速装置１１０は、ケーシング１３０と、ケーシング１３０に対して回転可能なキャリヤ１３２とを備える。偏心揺動型減速装置１１０は、例えば産業用ロボットのアームを構成する第１アームと第２アーム間の関節部に用いられる。この場合、偏心揺動型減速装置１１０のケーシング１３０に根本側の第１アームの筐体が結合され、キャリヤ１３２に先端側の第２アームの筐体が結合される。第１アーム内にはモータ（図示せず）が組み込まれており、このモータによって偏心揺動型減速装置１１０が駆動される。

偏心揺動型減速装置１１０の減速機構は、偏心体軸歯車１１４と、偏心体軸１１６と、外歯歯車１２４、１２６と、内歯歯車１２８とによって構成される。なお、以下の説明では、ある部材または構造から見て外歯歯車１２４、１２６が存在する側を「軸方向内側」と呼び、その反対側を「軸方向外側」と呼ぶ。

偏心体軸１１６は、減速装置１１０（内歯歯車１２８）の中心軸の周りに等間隔に複数（例えば３本）設けられる。各偏心体軸１１６は、モータ出力軸に連結される入力軸１１２と平行に配設される。入力軸１１２の先端には入力ピニオン１１２ａが形成されており、偏心体軸１１６と同数の偏心体軸歯車１１４が入力ピニオン１１２ａに噛合している。偏心体軸歯車１１４は、それぞれ偏心体軸１１６の偏心体軸歯車１１４側の端部に形成されたスプライン１１６ａとスプライン結合されるとともに、止め輪１１５によって軸方向の移動が規制されている。

偏心体軸１１６の中央部には、偏心体軸１１６と軸心のずれた二つの偏心体１１８、１２０が一体に形成されている。二つの偏心体１１８、１２０は、互いに１８０度の位相差を有して偏心している。複数（例えば３本）の偏心体軸１１６は、それぞれの偏心体１１８、１２０の偏心方向が互いに一致するように組み付けられる。なお、偏心体１１８、１２０は、偏心体軸１１６と別体で構成された上で、キー等によって偏心体軸に固定されたものであってもよい。

各偏心体１１８、１２０の外周には、二枚の外歯歯車１２４、１２６が揺動可能に外嵌されている。外歯歯車１２４、１２６には、それぞれ、中央部に形成された第１貫通孔１２４ａ、１２６ａと、中心からオフセットした位置に形成され偏心体軸１１６が貫通する第２貫通孔１２４ｂ、１２６ｂと、後述するキャリヤ体の凸部１３６ｃが貫通する第３貫通孔１２４ｃ、１２６ｃと、が形成されている。

偏心体軸１１６は、一対の偏心体軸軸受１５２、１５４によって、キャリヤ１３２に対して回転自在に支持される。キャリヤ１３２は、偏心体軸歯車１１４側に位置する略円盤状の第１キャリヤ体１３４と、偏心体軸歯車１１４とは反対側に位置する第２キャリヤ体１３６とによって構成される。

第２キャリヤ体１３６には、第１キャリヤ体１３４側に向けて軸方向に延びる複数の凸部（柱部）１３６ｃが周方向に等間隔に設けられている。凸部１３６ｃは、外歯歯車１２４、１２６の第３貫通孔１２４ｃ、１２６ｃに隙間を有した状態で挿通され、その先端面が第１キャリヤ体１３４の軸方向内側の面に当接している。凸部１３６ｃには、先端面から軸方向に延びるねじ穴１３６ｄが形成されている。第１キャリヤ体１３４には、凸部１３６ｃに対応する位置に、貫通孔１３４ｃおよび座繰り部１３４ｆが形成されている。第１キャリヤ体１３４と第２キャリヤ体１３６は、貫通孔１３４ｃと座繰り部１３４ｆとを挿通してねじ穴１３６ｄにねじ込まれるキャリヤボルト１３８によって締結される。

第２キャリヤ体１３６の凸部１３６ｃは、外歯歯車１２４、１２６の第３貫通孔１２４ｃ、１２６ｃとは接しておらず、第１キャリヤ体１３４と第２キャリヤ体１３６の間の連結のみに寄与している連結部材であると言える。第１キャリヤ体１３４と第２キャリヤ体１３６はキャリヤ１３２として一体的に回転し、両キャリヤ体の内側に画成された空間に、上述した外歯歯車１２４、１２６が収容される。

ケーシング１３０は、軸方向に間隔をおいて配置された一対の主軸受１４６、１４７によって、第１キャリヤ体１３４および第２キャリヤ体１３６を回転自在に支持している。図示の実施例では、主軸受１４６、１４７はいずれもアンギュラ玉軸受で構成されているが、他の種類の軸受であってもよい。

主軸受１４６、１４７は、それぞれ転動体１４６ａ、１４７ａと外輪１４６ｂ、１４７ｂとを有しているが、内輪は有していない。代わりに、第１キャリヤ体１３４の外周に転動面１４６ｃが形成され、主軸受１４６の内輪として機能するとともに、第２キャリヤ体１３６の外周に転動面１４７ｃが形成され、主軸受１４７の内輪として機能している。なお、主軸受はこのような構成に限られず、別体の内輪を有していてもよい。

ケーシング１３０は略円筒状に形成されており、その外面には減速装置１１０の径方向外側に延び出るフランジ１３０ａが設けられている。フランジ１３０ａには、周方向に複数のボルト穴１３１が形成されている。ボルト穴に挿通されたボルト（図示せず）を利用して、例えば上述したように産業用ロボットの第１アームとケーシング１３０とを締結することができる。

ケーシング１３０の内周面には、外歯歯車１２４、１２６と内接噛合する円筒状の内歯歯車１２８が形成されている。内歯歯車１２８は、ケーシング１３０の内周面に形成された等間隔のピン溝に円柱状の外ピンを嵌め込むことで構成される。なお、内歯歯車１２８をケーシング１３０の内周面に一体形成してもよい。内歯歯車１２８の内歯の歯数は、外歯歯車１２４、１２６の外歯の歯数よりも僅かに（例えば１だけ）多くされている。

第１キャリヤ体１３４には、中央を軸方向に貫通する貫通孔１３４ａが形成されており、この貫通孔１３４ａに入力軸１１２の先端が挿入されている。また、貫通孔１３４ａの周囲（中心からオフセットした位置）には、複数個の貫通孔１３４ｂが等間隔に形成されている。貫通孔１３４ｂにはそれぞれ、第１偏心体軸軸受１５２が組み込まれる。

第２キャリヤ体１３６にも、中央を軸方向に貫通する貫通孔１３６ａと、貫通孔１３６ａの周囲（中心からオフセットした位置）に等間隔に配置される複数個の貫通孔１３６ｂとが形成されている。貫通孔１３６ｂにはそれぞれ、第２偏心体軸軸受１５４が組み込まれる。

ケーシング３０の第２キャリヤ体１３６側の端部に形成された内周面１３０ｂには、オイルシール１５０が嵌合される。オイルシール１５０のリップは、第２キャリヤ体１３６の軸方向外側端部に形成された外周面（オイルシール配置面）１３６ｆに接触し、第２キャリヤ体１３６の回転時にこの面上を摺動する。

偏心体軸１１６の偏心体軸歯車１１４側の端部は、第１偏心体軸軸受１５２を介して第１キャリヤ体１３４の貫通孔１３４ｂに回転自在に支持される。また、偏心体軸１１６の偏心体軸歯車１１４とは反対側の端部は、第２偏心体軸軸受１５４を介して第２キャリヤ体１３６の貫通孔１３６ｂに回転自在に支持される。図示の実施例では、偏心体軸軸受１５２、１５４はいずれも円錐ころ軸受で構成されているが、他の種類の軸受であってもよい。

偏心体軸１１６の偏心体１１８と外歯歯車１２４の第２貫通孔１２４ｂとの間には、偏心軸受（ころ軸受）１２１が配置されている。また、偏心体軸１１６の偏心体１２０と外歯歯車１２６の貫通孔１２６ｂとの間には、偏心軸受（ころ軸受）１２３が配置されている。

外歯歯車１２４の外周には波形の歯が形成されており、ケーシング１３０の内周面に形成された内歯歯車１２８に内接噛合している。偏心体軸１１６の回転によって偏心体１１８が揺動すると、外歯歯車１２４の歯が内歯歯車１２８に噛み合いながら回転する。

外歯歯車１２６の外周にも同様に波形の歯が形成されており、ケーシング１３０の内周面に形成された内歯歯車１２８に内接噛合している。偏心体軸１１６の回転によって偏心体１２０が揺動すると、外歯歯車１２６の歯が内歯歯車１２８に噛み合いながら、外歯歯車１２４に対して１８０度の位相差を持って回転する。

続いて、偏心揺動型減速装置１１０の作用を説明する。

モータが作動すると、モータ出力軸に連結される入力軸１１２の回転が、入力ピニオン１１２ａ、偏心体軸歯車１１４、スプライン１１６ａを介して偏心体軸１１６に伝達される。偏心体軸１１６が回転すると、偏心体１１８、１２０の外周が偏心運動を行い、偏心軸受（ころ軸受）１２１、１２３を介して外歯歯車１２４、１２６が揺動する。この揺動により、外歯歯車１２４、１２６の外歯と内歯歯車１２８との噛合位置が順次ずれてゆく現象が生じる。

外歯歯車１２４、１２６と内歯歯車１２８との歯数差は、例えば１に設定されている。また、ケーシング１３０と一体である内歯歯車１２８の自転は、ボルト穴１３１に挿入されるボルト（図示せず）によって拘束されている。このため、偏心体軸１１６が一回回転する毎に、自転の拘束されている内歯歯車１２８に対して、外歯歯車１２４、１２６が歯数差に相当する分だけ減速装置１１０の中心軸の周りに回転（公転）することになる。この結果、偏心体軸１１６を回転支持しているキャリヤ１３２が、偏心体軸１１６とともにケーシング１３０に対して相対的に回転する。キャリヤ１３２の回転数は、偏心体軸１１６の回転数に対して、１／（外歯歯車の歯数）に減速される。

上述したように、偏心体軸１１６は、キャリヤ１３２に組み込まれている一対の偏心体軸軸受１５２、１５４によって、キャリヤ３２に対して回転自在に支持されている。この一対の偏心体軸軸受１５２、１５４は、正面合わせで設置されている。

第１偏心体軸軸受１５２の内輪１５２ａは、第１偏心体１１８に当接している。また、第１偏心体軸軸受１５２の外輪１５２ｂは、第１キャリヤ体１３４の貫通孔１３４ｂの内周に形成された溝１３４ｄに嵌合された止め輪１６０によって押さえられており、これによって第１偏心体軸軸受１５２の軸方向の移動が規制されている。

また、第２偏心体軸軸受１５４の内輪１５４ａは、第２偏心体１２０に当接している。また、第２偏心体軸軸受１５４の外輪１５４ｂは、第２キャリヤ体１３６の貫通孔１３６ｂの内周に形成された溝１３６ｇに嵌合された止め輪１６２によって押さえられており、これによって第２偏心体軸軸受１５４の軸方向の移動が規制されている。

第１偏心体軸軸受１５２のリテーナ１５２ｃの軸方向内側端部は、軸方向外側端部よりも長く軸方向に延びるとともに、その軸方向先端から径方向外周側に屈曲して延びて、偏心軸受１２１のリテーナ１２１ａと軸方向に当接する当接面を形成している。同様に、第２偏心体軸軸受１５４のリテーナ１５４ｃの軸方向内側端部は、軸方向外側端部よりも長く軸方向に延びるとともに、その軸方向先端から径方向外周側に屈曲して延びて、偏心軸受１２３のリテーナ１２３ａと軸方向に当接する当接面を形成している。

第１偏心体軸軸受１５２のリテーナ１５２ｃの軸方向内側端部の上記当接面の径方向の幅、および第２偏心体軸軸受１５４のリテーナ１５４ｃの軸方向内側端部の上記当接面の径方向の幅は、偏心体１１８、１２０が揺動した場合でも、偏心軸受１２１、１２３のリテーナ１２１ａ、１２３ａと当接し続けるような長さに設定される。

このように構成することで、スペーサを設けなくても、偏心軸受１２１、１２３の軸方向移動を規制することができ、部品点数の削減につながる。また、偏心体軸１１６が回転するとき、偏心軸受１２１、１２３のリテーナ１２１ａ、１２３ａの回転方向と、偏心体軸軸受１５２、１５４のリテーナ１５２ｃ、１５４ｃの回転方向とが同一になる。したがって、リテーナの接触面同士の相対滑り速度が小さくなるため、摺動による損失を低減することができる。

偏心軸受１２１、１２３のリテーナ１２１ａ、１２３ａと、偏心体軸軸受１５２、１５４のリテーナ１５２ｃ、１５４ｃとは、周方向の一部で当接するように構成してもよいし、全周で当接するように構成してもよい。後者の場合、偏心軸受１２１、１２３の軸方向移動の規制をより確実に行うことができる。

図１を参照して説明した偏心揺動型減速装置に、図２を参照して説明した偏心体軸軸受のリテーナと偏心軸受のリテーナとを軸方向に当接させる構造を組み合わせてもよい。

すなわち、図２に示す偏心揺動型減速装置は、以下の構成を含む：
１．内歯歯車と、
外歯歯車と、
前記外歯歯車を揺動回転させる偏心体軸と、
前記偏心体軸を支持する一対の偏心体軸軸受と、
前記偏心体軸軸受が組み込まれるキャリヤと、
前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体軸との間に配置された偏心軸受と、
を備える偏心揺動型減速装置であって、
前記偏心体軸軸受のリテーナと前記偏心軸受のリテーナとを軸方向に当接させることを特徴とする偏心揺動型減速装置。
２．前記偏心体軸軸受のリテーナと前記偏心軸受のリテーナとは全周で当接していることを特徴とする上記１に記載の偏心揺動型減速装置。
３．前記偏心体軸に取り付けられた偏心体軸歯車をさらに備え、
前記一対の偏心体軸軸受は、前記キャリヤに背面合わせで組み込まれ、
前記偏心体軸軸受の内輪は、前記キャリヤの軸方向外側端面よりも外側に突出し、前記偏心体軸歯車によって軸方向移動が規制されることを特徴とする上記１または２に記載の偏心揺動型減速装置。
４．前記偏心体軸歯車の軸方向端面に凹部が設けられ、前記偏心体軸軸受の内輪の一部が前記凹部内に収まっていることを特徴とする上記３に記載の偏心揺動型減速装置。

上述の実施形態、参考例および変形例では、モータが第１キャリヤ体３４、１３４の側に配置される構造の偏心揺動型減速装置について説明した。しかしながら、上述の実施形態、参考例および変形例は、モータが第２キャリヤ体３６、１３６の側に配置され、モータの出力軸に連結された入力軸１２、１１２が減速装置の中央の貫通孔を通って偏心体軸歯車１４、１１４に噛合する構造の偏心揺動型減速装置に対しても適用することができる。

１０ 偏心揺動型減速装置、 １２ 入力軸、 １４ 偏心体軸歯車、 １４ｂ 凹部、 １６ 偏心体軸、 ２１、２３ 偏心軸受、 ２４ 外歯歯車、 ２４ｄ 貫通孔周縁部、 ２６ 外歯歯車、 ２６ｄ 貫通孔周縁部、 ２８ 内歯歯車、 ３０ ケーシング、 ３２ キャリヤ、 ３４ 第１キャリヤ体、 ３４ｅ キャリヤの軸方向外側端面、 ３６ 第２キャリヤ体、 ３６ｆ オイルシール配置面、 ４６、４７ 主軸受、 ４７ａ 主軸受内輪、 ４７ｄ 主軸受内輪の軸方向外側終端部、 ５０ オイルシール、 ５２ 偏心体軸軸受、 ５２ａ 偏心体軸軸受内輪、 ５４ 偏心体軸軸受、 １１０ 偏心揺動型減速装置、 １２１ａ、１２３ａ 偏心軸受リテーナ、 １５２ｃ、１５４ｃ 偏心体軸軸受リテーナ。

Claims (6)

1. 内歯歯車と、
   外歯歯車と、
   前記外歯歯車を揺動回転させる偏心体軸と、
   前記偏心体軸を支持する一対の偏心体軸軸受と、
   前記偏心体軸軸受が組み込まれるキャリヤと、
   前記偏心体軸に取り付けられた偏心体軸歯車と、
   を備える偏心揺動型減速装置であって、
   前記一対の偏心体軸軸受は、前記キャリヤに背面合わせで組み込まれ、
   前記偏心体軸軸受の内輪は、前記キャリヤの軸方向外側端面よりも外側に突出し、前記偏心体軸歯車によって軸方向移動が規制される
   ことを特徴とする偏心揺動型減速装置。
2. 前記偏心体軸歯車の軸方向端面に凹部が設けられ、前記偏心体軸軸受の内輪の一部が前記凹部内に収まっていることを特徴とする請求項１に記載の偏心揺動型減速装置。
3. 前記内歯歯車と一体化されたケーシングと、
   前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置された主軸受と、
   前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体軸との間に配置された偏心軸受と、
   をさらに備え、
   前記外歯歯車の貫通孔周縁部が軸方向に突出し、当該突出部と前記主軸受とが径方向から見て重なることを特徴とする請求項１または２に記載の偏心揺動型減速装置。
4. 前記外歯歯車の貫通孔と前記偏心体軸との間に配置された偏心軸受をさらに備え、
   前記偏心体軸軸受のリテーナと偏心軸受のリテーナとを軸方向に当接させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の偏心揺動型減速装置。
5. 前記偏心体軸軸受のリテーナと前記偏心軸受のリテーナとは全周で当接していることを特徴とする請求項４に記載の偏心揺動型減速装置。
6. 前記内歯歯車と一体化されたケーシングと、
   前記ケーシングと前記キャリヤとの間に配置された主軸受と、
   をさらに備え、
   前記キャリヤに前記主軸受の内輪が一体形成され、前記主軸受の軸方向外側にオイルシールが配置され、前記主軸受の内輪の軸方向外側終端部の径がオイルシール配置面の径よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の偏心揺動型減速装置。

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