JP2015142956A - 遊星歯車装置およびその内歯歯車の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星歯車装置において、より低コストで内歯歯車を製造する。
【解決手段】外歯歯車（遊星歯車）２４と、該外歯歯車２４と噛合する内歯歯車３０と、を有する偏心揺動型減速装置（遊星歯車装置）Ｇの内歯歯車３０の製造方法であって、内歯歯車３０に形成される溝（ピン溝３４）を、スカイビング加工によって形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車装置およびその内歯歯車の製造方法に関する。

特許文献１に、偏心揺動型減速装置（遊星歯車装置）が開示されている。

この偏心揺動型減速装置は、内歯歯車と、該内歯歯車に揺動しながら内接する外歯歯車（遊星歯車）を備え、内歯歯車と外歯歯車の相対回転を、出力として取り出している。

内歯歯車は、ケーシングと一体化された内歯歯車本体と、該内歯歯車本体に形成されたピン溝と、該ピン溝に配置されたピン部材を有する構成とされている。ピン部材は、ピン溝に配置された状態で回転することができ、これにより、外歯歯車との噛合を円滑化している。

前記ピン溝は、ブローチ加工、ギヤシェーパ加工、あるいは研削加工によって加工されている。

特開２０００−１３０５２１号公報（図３、図５）

しかしながら、これらの加工方法は、いずれもコストが高いという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、遊星歯車装置において、より低コストで内歯歯車を製造することをその課題としている。

本発明は、遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置の前記内歯歯車の製造方法であって、前記内歯歯車に形成される溝を、スカイビング加工によって形成することによって、上記課題を解決したものである。

また、本発明は、遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置であって、前記内歯歯車は、径方向厚さの大きい第１の部分と、該第１の部分よりも径方向厚さの小さい第２の部分と、を有すると共に、該内歯歯車の軸方向に形成された溝を有し、前記溝の前記第２の部分における径方向深さが、前記溝の前記第１の部分における径方向深さよりも大きい構成とすることによって、あるいは、遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置であって、前記内歯歯車は、該内歯歯車の軸方向に形成された溝を有し、前記溝の軸方向端部における径方向深さが、前記溝の軸方向中央部における径方向深さよりも大きい構成とすることによって、上記課題を解決したものである。

本発明では、遊星歯車装置の内歯歯車に形成される溝を、スカイビング加工によって形成する。そのため、より低コストで内歯歯車を製造することができ、ひいてはより低コストの遊星歯車装置を得ることができる。

本発明によれば、遊星歯車装置において、より低コストで内歯歯車を製造することができる。

本発明の実施形態の一例に係る内歯歯車の製造方法が適用される偏心揺動型減速装置の全体構成を示す断面図 上記偏心揺動型減速装置の内歯歯車の内歯歯車本体およびピン溝を示す、一部に要部拡大断面を含む断面図 図２の矢視ＩＩＩ方向から見た要部拡大断面図 本発明の他の実施形態に係る、内歯歯車本体に補強部材を嵌合させる様子を示す断面図 補強部材の他の構成例を示す斜視図 本発明のさらに他の実施形態に係る構成例を示す、（Ａ）正面図、および（Ｂ）一部に端面図を含む側面図 本発明のさらに他の実施形態に係る構成例を示す断面図 （Ａ）図７の要部拡大断面図、（Ｂ）図８（Ａ）の矢示VIIIＢ−VIIIＢ線に沿う断面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

始めに、図１を参照して本発明の実施形態の一例に係る内歯歯車の製造方法が適用される偏心揺動型減速装置（遊星歯車装置）の全体構成から説明する。

この偏心揺動型減速装置Ｇの入力軸１２は、モータ１４のモータ軸１４Ａと一体化されている。入力軸１２には、キー１６を介して２つの偏心部１８を有するクランク軸２０が連結されている。

偏心部１８の軸心Ｏ２、Ｏ３は、入力軸１２の軸心Ｏ１に対してそれぞれ偏心している。この例では、偏心部１８の偏心位相差は、１８０度である。偏心部１８の外周には、ころ軸受２２が配置されている。ころ軸受２２の外周には２枚の外歯歯車（遊星歯車）２４が揺動可能に組み込まれている。外歯歯車２４を２枚軸方向に並列に備えているのは、必要な伝達容量の確保および回転バランス性の向上を意図したためである。外歯歯車２４は、それぞれ内歯歯車３０に内接噛合している。すなわち、この偏心揺動型減速装置Ｇは、外歯歯車２４を揺動させるためのクランク軸２０が、装置の径方向中央（入力軸１２の軸心Ｏ１および内歯歯車３０の軸心Ｏ１と同軸）に配置されている「センタクランクタイプ」と称される偏心揺動型の減速装置である。

内歯歯車３０は、ケーシング２８（の後述するケーシング本体５２）と一体化された内歯歯車本体３２と、該内歯歯車本体３２に軸方向に形成されたピン溝（内歯歯車に形成される溝）３４と、該ピン溝３４に配置された外ピン（ピン部材）３６と、を有している。外ピン３６は、内歯歯車３０の内歯を構成している。内歯歯車３０の内歯の数（外ピン３６の数）は、外歯歯車２４の外歯の数よりもわずかだけ（この例では１だけ）多い。内歯歯車３０の構成およびその製造方法については、後に詳述する。

外歯歯車２４には、その軸心（軸心Ｏ２、Ｏ３に同じ）からオフセットされた位置に、複数の貫通孔２４Ａが形成されている。この貫通孔２４Ａには、内ピン４０が嵌入されている。内ピン４０は、外歯歯車２４の軸方向側部に配置されたフランジ体４２の内ピン保持穴４２Ａに圧入・固定されている。フランジ体４２は、出力軸４４と一体化されている。出力軸４４は、一対のテーパローラ軸受４６によって支持されている。

なお、この実施形態では、内ピン４０には、摺動促進部材として、内ローラ４８が外嵌されている。内ローラ４８と外歯歯車２４の貫通孔２４Ａの内周面との間には、偏心部１８の偏心量の２倍に相当する大きさの隙間が確保されている。内ピン４０（および内ローラ４８）は、外歯歯車２４を貫通しているため、該外歯歯車２４の自転と同期した動きをする。

一方、この偏心揺動型減速装置Ｇのケーシング２８は、減速機構部５０を収納するケーシング本体５２と、出力軸４４を収納する出力ケーシング体５４と、を有している。ケーシング本体５２の軸方向反負荷側には、（モータカバーとしても機能している）反負荷側カバー５６が配置されており、出力ケーシング体５４の軸方向負荷側には、負荷側カバー５７が配置されている。偏心揺動型減速装置Ｇは、脚部５８のボルト穴５８Ａを介して図示せぬボルトにより固定部材に固定される。

内歯歯車３０の内歯歯車本体３２は、ケーシング本体５２と一体化されている。つまり、内歯歯車本体３２は、ケーシング本体５２と同一の部材である。本明細書では、便宜上、内歯歯車本体３２に統一して称することとする。内歯歯車３０の構成は、後に詳述する。

この偏心揺動型減速装置Ｇは、以上のような構成を有し、モータ１４のモータ軸１４Ａを回転させることによって、入力軸１２に連結されたクランク軸２０の２つの偏心部１８を回転させる。すると、外歯歯車２４が揺動しながら内歯歯車３０（具体的には、該内歯歯車３０の内歯を構成している外ピン３６）と噛合する。これにより、入力軸１２が１回回転して外歯歯車２４が１回揺動する毎に、該外歯歯車２４は、内歯歯車３０と外歯歯車２４の歯数差（この例では１歯）分だけ自転する。この結果、この自転成分を内ピン４０および内ローラ４８を介してフランジ体４２に伝達し、該フランジ体４２と一体化されている出力軸４４を減速回転させることができる。

次に、内歯歯車３０の近傍の構成について詳細に説明する。

図２は、一部に要部拡大断面を含む内歯歯車本体３２の断面図である。また、図３は、図２の矢視ＩＩＩ方向から見た要部拡大断面図である。

内歯歯車３０は、前述したように、内歯歯車本体３２と、該内歯歯車本体３２に軸方向に形成されたピン溝（内歯歯車に形成される溝）３４と、該ピン溝３４に配置され、内歯を構成する外ピン（ピン部材）３６と、を有する。内歯歯車本体３２は、全体が、ほぼリング状の部材で構成されている。内歯歯車本体３２の軸方向両側部には、反負荷側カバー５６とのインロー部を構成するための段差部３２Ａ、および出力ケーシング体５４とのインロー部を構成するための段差部３２Ｂが形成されている。つまり、この内歯歯車３０は、径方向厚さの大きい軸中央部（第１の部分）３２Ｃと、該軸中央部３２Ｃの径方向厚さよりも径方向厚さの小さい軸端部（第２の部分）３２Ｅ１、３２Ｅ２を有している。

なお、ここでの径方向厚さは、内歯歯車本体３２の厚さ（スカイビング加工前の内歯歯車素材の内周面から外周面までの径方向の肉厚）を意味している。本実施形態においては、ピン溝３４が形成されていない部分の内周面から外周面までの径方向の距離が径方向厚さに相当する。なお、本実施形態では、内歯歯車本体３２の内外周面は、軸と平行であるため、径方向厚さの大小は、内歯歯車本体３２の外径（この例では、軸中央部３２Ｃでｄ３２Ｃ、軸端部３２Ｅ１、３２Ｅ２で、ｄ３２Ｅ１、ｄ３２Ｅ２）の大小と一致する概念である。

この実施形態では、軸中央部３２Ｃの径方向厚さは、Ｗ３２Ｃ、軸端部３２Ｅ１、３２Ｅ２の径方向厚さは、Ｗ３２Ｅ１、Ｗ３２Ｅ２であり、Ｗ３２Ｃ＞Ｗ３２Ｅ１＝Ｗ３２Ｅ２である。なお、以下、軸端部３２Ｅ１、３２Ｅ２については、単に軸端部３２Ｅ、径方向厚さＷ３２Ｅ１、Ｗ３２Ｅ２については、単に径方向厚さＷ３２Ｅと称することがある。

内歯歯車本体３２の内周には、ピン溝３４が、周方向に等間隔に、内歯の歯数分だけ、それぞれが軸方向全長に亘って形成されている。ピン溝３４には、内歯歯車３０の内歯を構成する外ピン（ピン部材）３６が配置される。ピン溝３４は、軸と直角の断面がほぼ半円形状とされた溝であり、外ピン３６は、該ピン溝３４に隙間嵌めにて回転自在に配置される。

なお、図２、図３の符号３５は、Ｏリング溝、３２Ｂ１は、段差部３２Ｂの面取り部、３２Ｆは、内歯歯車本体３２に反負荷側カバー５６および出力ケーシング体５４を連結するためのボルト孔である。

以下、このピン溝３４の構成を、その製造方法の説明と共に、より詳細に説明する。

この実施形態では、ピン溝３４は、スカイビング加工によって形成される。本実施形態において、スカイビング加工とは、「工具（スカイビングカッター）とワーク（内歯歯車本体３２）をある角度を持たせて回転（例えば同期回転）させ、発生する速度差によって創成する加工法」を意味している。

本実施形態における内歯歯車本体３２のピン溝３４をスカイビング加工によって形成するには、例えば実用新案登録第３１８１１３６号に記載された加工機械に対し、本実施形態に係るピン溝３４の加工に必要なカスタマイズを適宜施す（具体的には、工具を円弧形状を加工できるようにカスタマイズする）ことで、該加工機械を利用することができる。

この偏心揺動型減速装置Ｇのピン溝３４は、下記の２つの構成（Ａ）および構成（Ｂ）のうち、少なくとも一方（この例では両方）を有している。

構成（Ａ）「スカイビング加工完了後」のピン溝３４の（第２の部分である）軸端部３２Ｅにおける径方向深さＧ３４ｅが、ピン溝３４の（第１の部分である）軸中央部３２Ｃにおける径方向深さＧ３４ｃよりも大きい。

構成（Ｂ）「スカイビング加工完了後」のピン溝３４の（軸方向端部である）軸端部３２Ｅにおける径方向深さＧ３４ｅが、ピン溝３４の（軸方向中央部である）軸中央部３２Ｃにおける径方向深さＧ３４ｃよりも大きい。

構成（Ａ）、（Ｂ）において、「径方向深さ」とは、内歯歯車本体３２のピン溝３４が形成されていない部分の内周からピン溝３４の底部３４Ｂまでの径方向の大きさを意味している。また、「スカイビング加工完了後の径方向深さ」と言及したのは、後述するように、偏心揺動型減速装置Ｇの内歯歯車本体３２のピン溝３４をスカイビング加工によって形成すると、加工機械に対して加工のために設定する「設定切削代」と、該設定切削代によって実際に切削されるピン溝３４の「（実）切削代」が異なることがあるためである。「スカイビング加工完了後の径方向深さ」とは、「実際に切削された状態の径方向深さ」を意味している。

このような構成（Ａ）、（Ｂ）を備えるようにした理由は、主に２つある。

一つは、「遊星歯車装置の内歯歯車に形成される溝」が偏心揺動型減速装置Ｇのピン溝３４であるという構成特有の理由、もう一つは、スカイビング加工特有の理由である。

「遊星歯車装置の内歯歯車に形成される溝」が偏心揺動型減速装置Ｇのピン溝３４であるという構成特有の理由は、以下の通りである。

従来のピン溝の加工方法、例えば、ブローチ加工やギヤシェーパ加工は、加工コストが掛かるという問題があった。また、いわゆる馴染み運転を行う場合には、馴染み運転時間を比較的長くとる必要があり、製造コストが高くなり易いという問題もあった。ここで、馴染み運転とは、本来の偏心揺動型減速装置Ｇとしての運転の前に行う運転を指す。馴染み運転を行うことによって、外歯歯車２４と内歯歯車３０の噛合等を馴染ませ、回転を滑らかにすると共に、運転効率をより高めることができる。偏心揺動型減速装置Ｇの場合、運転効率は、馴染み運転の経過時間と共に上昇してゆき、次第に上昇率が低くなって所定の値でそれ以上は高くならない特性となる。馴染み運転は、出荷時あるいは納入後に所定の運転効率を確保するために行われることもあるが、その必要時間をできるだけ短縮することが課題となっていた。

この偏心揺動型減速装置Ｇでは、敢えてピン溝３４の径方向深さを均一とせず、上記構成（Ａ）および構成（Ｂ）のうち、少なくとも一方（この例では両方）を採用し、ピン溝３４と外ピン３６との間の一部に隙間を形成したものである。

これにより、外ピン３６の回転円滑性をより高めることができる。また、該隙間を、潤滑剤の導入部、あるいは保持部として活用し、ピン溝３４と外ピン３６間の潤滑性をより高めることができる。

次に、もう一つの理由、つまり、構成（Ａ）および構成（Ｂ）のうち、少なくとも一方（この例では両方）を採用するスカイビング加工特有の理由は、以下の通りである。

従来のピン溝の加工方法によってピン溝の径方向深さを敢えて不均一とするには、そのための別途の加工工程が付加的に必要であり、コストの増大を招く。この点で、ピン溝３４の不均一な径方向深さを、同一の加工機械で連続的に形成できるスカイビング加工がコスト的に有利である。加工時間も短くて済む。

しかし、スカイビング加工は、加工時に工具側から内歯歯車本体３２に対し大きなラジアル荷重が掛かるという問題がある。すなわち、この偏心揺動型減速装置Ｇの内歯歯車本体３２は、径方向厚さが外径に対して比較的薄く（最大厚さの軸中央部３２Ｃでも外径ｄ３２Ｃに対して径方向厚さＷ３２Ｃ）、軸方向幅Ｌ３２が大きい傾向がある。特に、この実施形態のように、外歯歯車２４が複数枚並列して設けられている偏心揺動型減速装置Ｇの場合には、その傾向が強い。

そのため、スカイビング加工の際に、内歯歯車本体３２の軸方向の一部に、径方向の内側からラジアル負荷が掛かると、内歯歯車本体３２が径方向外側に弾性変形してしまい易い。これは、加工が完了して内歯歯車本体３２が弾性変形した状態から復帰したときに、結果として、スカイビング加工完了後のピン溝３４の径方向深さが、軸端部３２Ｅの方が軸中央部３２Ｃより小さく（浅く）なってしまうことを意味する。

偏心揺動型減速装置Ｇの内歯歯車３０において、ピン溝３４の径方向深さが小さくなると、その部分でピン溝３４と外ピン３６が片当たりし、外ピン３６の円滑な回転・摺動が阻害される。また、外ピン３６が外歯歯車２４側に迫り出してくることから、外歯歯車２４との円滑な噛合も阻害される。

けだし、この弾性変形は、径方向厚さＷ３２Ｅの小さな（剛性の低い）軸端部３２Ｅ（第２の部分）において、径方向厚さＷ３２Ｃの大きな（剛性の高い）軸中央部３２Ｃ（第１の部分）より著しく発生する。また、ピン溝３４の軸端部（軸方向端部）３２Ｅの方が、ピン溝３４の軸中央部（軸方向中央部）３２Ｃより著しく発生する。

そこで、この偏心揺動型減速装置Ｇでは、この事情を逆に活用し、上記構成（Ａ）および構成（Ｂ）を採用している。すなわち、上記弾性変形の分を上回る程に、径方向厚さＷ３２Ｃの大きな（剛性の高い）第１の部分の設定切削代より、径方向厚さＷ３２Ｅの小さな（剛性の低い）第２の部分の設定切削代を大きくすれば、結果として、スカイビング加工完了後において上記構成（Ａ）を実現できる。

また、上記弾性変形の分を上回る程に、より変形しにくい軸中央部での設定切削代より、より変形しやすい軸端部での設定切削代を大きくすれば、結果として、スカイビング加工完了後において上記構成（Ｂ）を実現できる。

上記構成（Ａ）および構成（Ｂ）は、必ずしも併用する必要はなく、いずれか一方を採用しただけでも、相応の効果が得られる。

そして、スカイビング加工によれば、このような径方向深さの不均一性を実現するために、別途の加工を付加的に行うことなく、切削代の設定のカスタマイズを行うだけで、同一の加工機械を用いて連続的に所望の（不均一の）径方向深さの加工を実現することができる。

再び図２、図３を参照して、スカイビング加工完了後のピン溝３４の構成について、より具体的に説明する。

本実施形態では、径方向厚さＷ３２Ｅの小さい第２の部分（この例では軸端部３２Ｅ）におけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｅが、径方向厚さＷ３２Ｃの大きい第１の部分（この例では軸中央部３２Ｃ）におけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｃよりも大きい（Ｇ３４ｅ＞Ｇ３４ｃ：上記構成（Ａ））。

この構成は、第２の部分である軸端部３２Ｅにおけるピン溝３４の設定切削代を、第１の部分である軸中央部３２Ｃにおける溝の設定切削代よりも、加工時の弾性変形の影響を相殺する分を超えて大きくすることで実現できる。つまり、軸端部３２Ｅ各部位における設定切削代をＸ、軸中央部３２Ｃにおける設定切削代をＹ、加工時の軸端部３２Ｅ各部位における弾性変形量をＨとすると、Ｘ＝Ｙ＋Ｈ＋αに設定する。本実施形態においては、加工完了後におけるピン溝３４の径方向深さが、軸方向外側に向かうに従って徐々に増大するように「α」を設定する。

なお、このように第２の部分である軸端部３２Ｅにおけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｅを、第１の部分である軸中央部３２Ｃにおけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｃよりも大きく設定する場合には、図２に示されるように、切削代の大きい部分の軸方向範囲Ｌ３４Ｓｄが、径方向厚さＷ３２Ｅの小さい第２の部分（軸端部３２Ｅ）の軸方向範囲Ｌ３２Ｂよりも大きくなるように設定するとよい。これは、径方向厚さＷ３２Ｅが小さいことに起因して発生する弾性変形は、径方向厚さが変化している軸方向位置で急に発生するものではないためである。これにより、弾性変形の影響をより適正に相殺した上で、上記構成（Ａ）を実現することができる。

また、本実施形態では、（内歯歯車本体３２の径方向厚さの大小の如何に関わらず）軸端部３２Ｅにおけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｅは、軸中央部３２Ｃにおけるピン溝３４の径方向深さＧ３４ｃよりも大きい（Ｇ３４ｅ＞Ｇ３４ｃ：上記構成（Ｂ））。この構成も、軸端部３２Ｅにおけるピン溝３４の径方向の設定切削代を、軸中央部３２Ｃにおけるピン溝３４の径方向の設定切削代よりも、加工時の弾性変形の影響を相殺する分を超えて大きくすることで実現できる。

なお、このように軸端部３２Ｅにおけるピン溝３４の径方向の切削代（径方向深さＧ３４ｅ）を、軸中央部３２Ｃにおけるピン溝３４の径方向の切削代（径方向深さＧ３４ｃ）よりも大きく設定する場合には、図２に示されるように、該ピン溝３４の軸端部３２Ｅにおける径方向の切削代（径方向深さＧ３４ｅ）が、該軸端部３２Ｅ側に向かって徐々に増大するように設定するとよい。この構成は、軸端部側に向かう程、弾性変形量がより増大する傾向となることを考慮したものである。これにより、弾性変形の影響をより適正に相殺した上で、上記構成（Ｂ）を実現することができ、ピン溝３４と外ピン３６との当たりをより滑らかに変化させることができる。

なお、図２の拡大円内に示されるように、上記構成（Ａ）（または構成（Ｂ））に係る径方向深さの形成ライン３４Ｓｄは、この実施形態では、軸方向に沿って直線状に増大させるのではなく、曲線状に増大させるようにしている。軸端部３２Ｅの径方向深さＧ３４ｅの最大値は、軸端面位置３４Ｂ１においてＧ３４ｅ１となっており、該軸端面位置３４Ｂ１において外ピン３６との間に隙間δ３４が確保されている。

上記実施形態の偏心揺動型減速装置Ｇとしての作用効果、あるいはその内歯歯車の製造方法としての作用効果は、以下の通りである。

（ｉ）生じさせた隙間δ３４を潤滑剤の導入路あるいは保持部として機能させることができ、運転効率の向上が図れる。

（ｉｉ）外ピン３６の回転円滑性の向上が図れる。

（ｉｉｉ）強い負荷が掛かったときは、外ピン３６は撓むことができる。その結果、ピン溝３４と外ピン３６、および、外ピン３６と外歯歯車２４との接触部の噛合面圧が過度に上昇するのを抑制でき、バックラッシの低減と噛合面圧の低減を両立できる（もちろん、そのいずれか一方をより重視した設計としてもよい）。

（ｉｖ）加工時間や馴染み運転時間を、従来より短縮できる。

（ｖ）スカイビング加工により、同一の加工機械で径方向深さが軸方向で異なるピン溝を連続的に形成することができ、加工時間の短縮、加工コストの低減が図れる。

なお、上記「不均一な径方向深さ」の作用効果に着目する場合には、（スカイビング加工よりは、加工工数は増えるものの）例えばスカイビング加工機械以外の加工機械の組み合わせ、例えば、ギヤシェーパと研削機械の組み合わせ等によって当該不均一な径方向深さを実現するようにしてもよい。

逆に、「スカイビング加工を行う際の弾性変形の影響による不具合の解消」という点に着目するならば、スカイビング加工を行う際の設定切削代は、必ずしも加工時の弾性変形の影響を相殺する分を超えて大きくする必要はない。例えば、丁度、加工時の弾性変形の影響を相殺する分だけ大きくするようにしてもよい。これにより、スカイビング加工によって、内歯歯車のピン溝を加工していながら、径方向深さが均一のピン溝を形成することができる。

なお、この場合に、ばらつき等の何らかの理由によって、結果として、ピン溝の深さが正確に均一に形成できなくてもよい。それは、結果としてピン溝の深さが正確に均一に形成できなくても、少なくとも、軸方向全域において設定切削代に差異を全く持たせないまま、スカイビング加工にてピン溝を加工する製造方法と比較するならば、差異を持たせた分、必ず何らかの効果は得られるからである。

要するに、スカイビング加工による偏心揺動型減速装置の内歯歯車の（ピン溝の）製造方法という観点では、ピン溝の第２の部分における径方向の設定切削代を、ピン溝の第１の部分における径方向の設定切削代よりも大きく設定することで、内歯歯車本体の径方向厚さに起因する剛性の差異に基づく弾性変形の影響を抑制するというメリットを得ることができる。

同様に、ピン溝の軸方向端部における径方向の設定切削代を、ピン溝の軸方向中央部における径方向の設定切削代よりも大きく設定することで、内歯歯車本体の軸方向端部と軸方向中央部の剛性の差異に基づく弾性変形の影響を抑制するというメリットを得ることができる。

さらに、スカイビング加工による偏心揺動型減速装置の内歯歯車の（ピン溝の）製造に当たって、内歯歯車本体の弾性変形の影響を低減するという観点では、「第２の部分の径方向外側に、補強部材を嵌合させた状態で、ピン溝をスカイビング加工する」という手法、あるいは、「ピン溝の軸方向端部の径方向外側に、補強部材を嵌合させた状態で、ピン溝をスカイビング加工する」という手法も有効である。これにより、内歯歯車本体の弾性変形がほぼ抑えられるため、ピン溝と外ピンとの間に、隙間を形成しようとする場合も、また、隙間を零にしようとする場合も、より高い寸法精度で管理されたスカイビング加工を行うことができる。

図４には、補強部材を嵌合させる例として、内歯歯車本体３２が、径方向厚さＷ３２Ｃの大きい軸中央部（第１の部分）３２Ｃ、該軸中央部３２Ｃよりも径方向厚さＷ３２Ｅ（Ｗ３２Ｅ１、Ｗ３２Ｅ２）の小さい軸端部（第２の部分）３２Ｅを有している場合に、軸端部３２Ｅの外側に第１補強部材７０を嵌合させた状態で、ピン溝３４をスカイビング加工する様子が示されている。

具体的には、図４では、リング状の第１補強部材７０を内歯歯車本体３２の段差部３２Ａ、３２Ｂに軸方向両側から、それぞれ嵌合させる例が示されている。第１補強部材７０の内周７０Ａは、段差部３２Ａ、３２Ｂに若干締まり嵌めとなる内径Ｄ７０Ａであるのが好ましいが、隙間嵌めでなければ、必ずしも締まり嵌めでなくても、相応の効果は得られる。なお、第１補強部材７０の外径ｄ７０は、この例では内歯歯車本体３２の軸中央部３２Ｃの外径ｄ３２Ｃより若干大きな大きさとして、取り外すときに図示せぬ治具を係止できるようにしている。

なお、締まり嵌めとした場合に、取り付け、取り外しが困難となる場合には、補強部材として、例えば図５に示されるような、ボルト８０およびナット８２によって締め付け力を調整する構造の第２補強部材８４を採用するようにしてもよい。ボルト８０およびナット８２の締め付けトルクを管理できる（例えば、設定された締め付けトルクになると空回りするような）スクリュードライバを用いてボルト８０をナット８２に対して締め付けることで、隙間δ８４を狭め、第２補強部材８４による再現性のある締め付け力を確保することができる。また、この構成は、第２補強部材８４の取り付け、取り外しが容易である。

第１補強部材７０、あるいは第２補強部材８４による補強により、軸端部（第２の部分）３２Ｅは、軸中央部（第１の部分）３２Ｃと同等、あるいはそれ以上の剛性を得ることができる。これにより、スカイビング加工の工具のラジアル荷重にも十分に耐えることができ、例えば軸方向全域に亘って同一に設定された切削代で加工した場合であっても、均一な径方向深さのピン溝３４を形成することができる。

なお、補強部材を配置する手法においても、軸方向端部に着目した手法が考えられる。すなわち、「（内歯歯車本体の径方向厚さの如何に関わらず）ピン溝の軸方向端部に補強部材を嵌合させた状態でピン溝を加工する」というものである。内歯歯車本体の径方向厚さが均一、あるいは、軸方向端部の径方向厚さが大きい場合であっても、弾性変形は軸方向端部に顕著に表れるため、軸方向端部を補強するのは有効である。

図６に本発明の他の実施形態の例を示す。偏心揺動型減速装置Ｇには、これまでの実施形態のように、脚部５８を介して固定部材に固定するタイプのほかに、フランジ部を介して固定部材に固定するタイプもある。図６の例では、このフランジ部９０Ｆが内歯歯車本体９０の軸方向の一方側の軸端部９０Ｅ１に形成されている。

すなわち、この内歯歯車本体９０は、軸方向の一方側の軸端部９０Ｅ１のみに径方向厚さＷ９０Ｆの大きなフランジ部（第１の部分）９０Ｆを有し、他方側の端部にかけて、該一方側の軸端部９０Ｅ１の径方向厚さよりも径方向厚さＷ９０Ｈの小さな平坦外周部（第２の部分）９０Ｈを有している。

図６の例においては、フランジ部（第１の部分）９０Ｆより径方向厚さＷ９０Ｈの小さな平坦外周部（第２の部分）９０Ｈに、第３補強部材９３を嵌合させている。なお、この例では、第３補強部材９３は、２つの補強体９１、９２のフランジ部９１Ａ、９２Ａのボルト孔９１Ｂ、９２Ｂに挿通したボルト９４によって締め付け・連結する構成を採用している。このように、補強部材の具体的構成は、内歯歯車本体の具体的形状に合わせ、適宜に設計されてよい。

なお、この図６の構成例は、他方側の軸端部９０Ｅ２に着目するならば、内歯歯車本体９０の軸端部９０Ｅ２に第３補強部材９３を嵌合させている構成例として捉えることもできる。しかし、図６の構成例の一方側の軸端部９０Ｅ１には、極めて径方向厚さの大きなフランジ部９０Ｆが配置されているため、補強部材は特に嵌合させていない。

そして、図６の例でも、径方向厚さＷ９０Ｈの小さな第２の部分である他方側の軸端部９０Ｅ２におけるピン溝９６の径方向深さＧ９６ｅ２を、第１の部分である軸方向一方側の軸端部９０Ｅ１の径方向深さＧ９６ｅ１よりも径方向深さのライン９６Ｓｄに沿って大きく設定している。

さらに、図６の例では、他方側の軸端部９０Ｅ２の径方向深さＧ９６ｅ２を、軸中央部９６Ｃでの径方向深さＧ９６ｃよりも大きくしている。

図６の例は、これらの相乗効果により、極めて高い精度で、内歯歯車本体９０のピン溝９６に関し、上記構成（Ａ）および構成（Ｂ）に相当する構成を実現できる。

なお、上記実施形態においては、内ピンに摺動促進部材として、内ローラが外嵌されていた。同様に、外ピンに対しても、摺動促進部材として外ローラを外嵌させるように構成した内歯歯車を有する偏心揺動型減速装置も公知である。この場合、内歯歯車本体には、当該外ローラが配置されるピン溝が形成されることになる。本発明は、上述したような外ピン（ピン部材）のためのピン溝のほか、このような外ローラが配置されるピン溝に対しても、同様に適用することが可能である。

また、上記実施形態においては、偏心揺動型減速装置として、装置の径方向中央にクランク軸を１本備える「センタクランクタイプ」の偏心揺動型減速装置が例示されていた。しかしながら、偏心揺動型減速装置としては、装置の軸心から離れた位置に複数のクランク軸を備え、該複数のクランク軸を同期して回転させることによって、外歯歯車を揺動させる「振り分けタイプ」と称される偏心揺動型減速装置も公知である。本発明は、このような振り分けタイプの偏心揺動型減速装置においても、内歯歯車が、内歯歯車本体と、該内歯歯車本体に形成されたピン溝と、該ピン溝に配置されたピン部材と、を有する構成とされている限り、同様に適用可能である。

さらには、本発明は、必ずしも偏心揺動型減速装置の内歯歯車に適用対象が限定されるものではなく、例えば、単純遊星歯車装置などの遊星歯車の内歯歯車にも、同様に適用可能である。

図７および図８に、その一例を示す。図８（Ａ）は、図７の要部拡大断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の矢示VIIIＢ−VIIIＢ線に沿う断面図である。

この遊星歯車減速装置１１０は、２段の単純遊星歯車装置（第１、第２遊星歯車装置１１１、１１２）を備える。遊星歯車減速装置１１０は、ケーシング１２０を構成する部材として、主に第１遊星歯車装置１１１を収容する第１ケーシング体１２１と、主に第２遊星歯車装置１１２を収容する第２ケーシング体１２２と、モータカバーを兼用する継ケーシング体１２３と、を有している。第１ケーシング体１２１、第２ケーシング体１２２、および継ケーシング体１２３は、ボルト１２４によって連結されている。ケーシング１２０の構成については、後に触れる。

第１遊星歯車装置１１１は、継軸１４０を介して図示せぬモータ軸と一体的に回転する入力軸１４２と、該入力軸１４２に形成された太陽歯車１４４と、該太陽歯車１４４に外接噛合し、キャリヤ１４６に支持された遊星歯車１４８と、該遊星歯車１４８が内接噛合する内歯歯車１５０と、を有している。第１遊星歯車装置１１１の内歯歯車１５０に、本発明が適用されている。

第１遊星歯車装置１１１の内歯歯車１５０は、第１ケーシング体１２１と一体化されている。内歯歯車１５０の内歯１５２は、（外ピンによってではなく）第１ケーシング体１２１に直接形成されている。この実施形態では、当該内歯歯車１５０の内歯１５２と内歯１５２の間に形成される歯溝１５１が、スカイビング加工によって形成される。加工機械としては、前述の実用新案登録第３１８１１３６号に記載された加工機械を利用できる。

第１ケーシング体１２１（内歯歯車１５０）は、継ケーシング体１２３側に、周方向に一周するリング状の凹部１２１Ａを有している。継ケーシング体１２３は、軸方向第１ケーシング体１２１側に、該凹部１２１Ａと嵌合するリング状の凸部１２３Ａを有している。この継ケーシング体１２３の凸部１２３Ａの外周面１２３Ｂと、第１ケーシング体１２１の凹部１２１Ａの径方向外側の内周面１２１Ｂは、継ケーシング体１２３と第１ケーシング体１２１のインロー面を構成している。また、継ケーシング体１２３の凸部１２３Ａの内周面１２３Ｃと第１ケーシング体１２１の凹部１２１Ａの径方向内側の外周面１２１Ｃとの間には、隙間δが確保されている。

また、第１ケーシング体１２１は、軸方向第２ケーシング体１２２側に、周方向に一周するリング状の段差面１２１Ｓを有している。第２ケーシング体１２２は、その軸方向第１ケーシング体１２１側の端部が該段差面１２１Ｓとインロー嵌合している。

ここで、この実施形態での「内歯歯車の径方向厚さ（スカイビング加工前の内歯歯車素材の内周面から外周面までの径方向の肉厚）」を検証する。

「スカイビング加工前の内歯歯車素材の内周面」は、この例では、歯溝１５１が形成されていない部分の内周面（内歯１５２の歯先円）１５０Ｔであり、軸方向において共通である。

一方、この実施形態のように、スカイビング加工前の内歯歯車素材が、凹部１２１Ａや段差面１２１Ｓを有しているような場合は、「内歯歯車の径方向厚さ」は、剛性に寄与し得る径方向厚さという趣旨で捉えられるべきである。換言するならば、「内歯歯車の径方向厚さ」は、「スカイビング加工前の内歯歯車素材の内周面から、同一の軸方向位置で該内周面に最も近い外周面までの径方向の肉厚」と捉えるべきである。

すると、この例では、「スカイビング加工前の内歯歯車素材の外周面」は、軸中央部１５０Ｃでは内歯歯車１５０の最外周１５０Ｐ、継ケーシング体１２３側の軸端部１５０Ｅ１では、凹部１２１Ａの径方向内側の外周面１２１Ｃ、第２ケーシング体１２２側の軸端部１５０Ｅ２では、段差面１２１Ｓということになる。

したがって、この第１遊星歯車装置１１１の内歯歯車１５０は、径方向厚さＷ１５０Ｃの大きい軸中央部（第１の部分）１５０Ｃと、該軸中央部１５０Ｃよりも径方向厚さＷ１５０Ｅ１、Ｗ１５０Ｅ２の小さい軸端部（第２の部分）１５０Ｅ１、１５０Ｅ２を有していることになる。

また、この実施形態では、一方の軸端部（継ケーシング体１２３側の軸端部）１５０Ｅ１の径方向厚さＷ１５０Ｅ１の方が、他方の軸端部（第２ケーシング体１２２側の軸端部）１５０Ｅ２の径方向厚さＷ１５０Ｅ２よりも、さらに小さい（軸端部１５０Ｅ２を第１の部分、軸端部１５０Ｅ１を第２の部分と捉えることもできる）。

このような構造を有する第１遊星歯車装置１１１の内歯歯車１５０においても、スカイビング加工特有の理由を考慮し、先の構成（Ａ）および構成（Ｂ）のうち、少なくとも一方を採用することができる（この例では両方採用している）。

具体的には、（径方向厚さの小さな）歯溝１５１の第２ケーシング体１２２側軸端部１５０Ｅ２の径方向の切削代を、（径方向厚さの大きい）歯溝１５１の軸中央部１５０Ｃの径方向の切削代よりも大きく設定している。さらに、より径方向厚さの小さな歯溝１５１の継ケーシング体１２３側軸端部１５０Ｅ１の径方向の切削代を、該第２ケーシング体１２２側軸端部１５０Ｅ２の径方向の切削代よりも、更に大きく設定している。

これにより、スカイビング加工特有の不具合、すなわち軸中央部よりも軸端部の方が実切削代が小さくなるという不具合、あるいは、内歯歯車の径方向厚さが大きい部分よりも、径方向厚さが小さい部分の方が実切削代が小さくなるという不具合をより低減することができる。

また、詳細な図示はしないが、この実施形態においても、歯溝１５１の継ケーシング体１２３側の切削代の大きい部分の軸方向範囲を、継ケーシング体１２３側軸端部１５０Ｅ１の軸方向範囲よりも大きく設定するようにしてもよい。また、歯溝１５１の第２ケーシング体１２２側の切削代の大きい部分の軸方向範囲を、歯溝１５１の第２ケーシング体１２２側軸端部１５０Ｅ２の軸方向範囲よりも大きく設定するようにしてもよい。

また、歯溝１５１の継ケーシング体１２３側軸端部１５０Ｅ１における径方向の切削代を、軸方向端部側（継ケーシング体１２３側）に向かって徐々に増大するように設定してもよい。また、歯溝１５１の第２ケーシング体１２２側軸端部１５０Ｅ２における径方向の切削代を、軸方向端部側（第２ケーシング体１２２側）に向かって徐々に増大するように設定してもよい。

これらの構成により、径方向厚さの差異に起因する不具合を、より滑らかに吸収・調整することができる。

さらに、この実施形態においても、例えば、径方向厚さのより小さい第２の部分の径方向外側（具体的には第１ケーシング体１２１の凹部１２１Ａの径方向内側の外周面１２１Ｃの外側、および／または、第１ケーシング体１２１の段差面１２１Ｓの外側）に図示せぬ補強部材を嵌合させた状態で歯溝１５１をスカイビング加工するようにしてもよい。このような補強部材を嵌合させる手法は、切削代を大きくする手法と共に、または、切削代を大きくする手法に代えて採用することができる。

Ｇ 偏心揺動型減速装置（遊星歯車装置）
１２ 入力軸
１８ 偏心部
２０ クランク軸
２４ 外歯歯車（遊星歯車）
３０ 内歯歯車
３２ 内歯歯車本体
３２Ｃ 軸中央部
３２Ｅ 軸端部
３４ ピン溝
３６ 外ピン（ピン部材）
４４ 出力軸
７０ 第１補強部材

Claims (11)

1. 遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置の前記内歯歯車の製造方法であって、
   前記内歯歯車に形成される溝を、スカイビング加工によって形成する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記内歯歯車は、内歯歯車本体と、該内歯歯車本体に形成されたピン溝と、該ピン溝に配置されたピン部材と、を有し、
   前記ピン溝を、前記スカイビング加工によって形成する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
3. 請求項１において、
   前記内歯歯車の内歯と内歯の間に形成される歯溝を、前記スカイビング加工によって形成する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記内歯歯車は、径方向厚さの大きい第１の部分と、該第１の部分よりも径方向厚さの小さい第２の部分と、を有し、
   前記溝の前記第２の部分における径方向の切削代を、前記溝の前記第１の部分における径方向の切削代よりも大きく設定する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
5. 請求項４において、
   前記切削代の大きい部分の軸方向範囲が、前記第２の部分の軸方向範囲よりも大きい
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記内歯歯車は、径方向厚さの大きい第１の部分と、該第１の部分よりも径方向厚さの小さい第２の部分と、を有し、
   前記第２の部分の径方向外側に、補強部材を嵌合させた状態で、前記溝をスカイビング加工する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記溝の軸方向端部における径方向の切削代を、前記溝の軸方向中央部における径方向の切削代よりも大きく設定する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
8. 請求項７において、
   前記溝の軸方向端部における径方向の切削代が、該軸方向端部側に向かって徐々に増大するように設定する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、
   前記溝の軸方向端部の径方向外側に、補強部材を嵌合させた状態で、前記ピン溝を加工する
   ことを特徴とする遊星歯車装置の内歯歯車の製造方法。
10. 遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置であって、
    前記内歯歯車は、径方向厚さの大きい第１の部分と、該第１の部分よりも径方向厚さの小さい第２の部分と、を有すると共に、該内歯歯車の軸方向に形成された溝を有し、
    前記溝の前記第２の部分における径方向深さが、前記溝の前記第１の部分における径方向深さよりも大きい
    ことを特徴とする遊星歯車装置。
11. 遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯歯車と、を有する遊星歯車装置であって、
    前記内歯歯車は、該内歯歯車の軸方向に形成された溝を有し、
    前記溝の軸方向端部における径方向深さが、前記溝の軸方向中央部における径方向深さよりも大きい
    ことを特徴とする遊星歯車装置。
    

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