JP2015215034A - 軸方向変換歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向における大型化を抑止できるとともに径方向における小型化も実現可能な軸方向変換歯車装置を提供する。
【解決手段】軸方向変換歯車装置Ｘ１は、第１偏心部１０ａおよび軸歯車１０ｄを有するクランク軸１０と、第１外歯１４ａを有する第１揺動歯車１４と、軸歯車１０ｄに噛み合う第１歯車６ａ、および第１歯車６ａ軸方向において第１歯車６ａとは離間する第２歯車６ｂを有する伝達歯車６と、第２歯車６ｂに噛み合う外歯歯車８ａ、および入力トルクを外歯歯車８ａの軸方向のトルクに変換する軸方向変換歯車８ｂを有する軸方向変換ユニット８と、第１揺動歯車１４の第１外歯１４ａに噛み合う内歯ピン３を有する外筒２と、を備え、前記軸方向において、軸方向変換歯車８ｂが第１歯車６ａと第２歯車６ｂとの間に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸方向変換歯車装置に関するものである。

従来、歯車装置として、第１方向からの入力トルクを第２方向に変換する軸方向変換歯車装置が知られている。

このような軸方向変換歯車装置の一例として、図４には、特許文献１に記載された歯車伝動装置が示されている。この歯車伝動装置は、軸方向変換ユニット２００と減速ユニット３００とを備えている。軸方向変換ユニット２００は、第１傘歯車２１０と、当該第１傘歯車２１０と噛み合う第２傘歯車２２０と、当該第２傘歯車２２０と同一の軸心をもつとともに第２傘歯車２２０よりも小さい外径を有する入力歯車２３０と、を備えている。一方、減速ユニット３００は、第１外歯車３１０および当該第１外歯車３１０よりも大径の第２外歯車３２０を有する中央歯車と、第１外歯車３１０に噛み合う外歯車３３０および偏心体３４０を有するクランクシャフトと、偏心体３４０の揺動回転に応じて揺動回転する外歯歯車３５０と、を備えている。そして、中央歯車の第２外歯車３２０が軸方向変換ユニット２００の入力歯車２３０と噛み合っており、当該入力歯車２３０の軸方向において第２傘歯車２２０が入力歯車２３０よりも第１外歯車３１０から遠い側に位置している。この歯車伝動装置では、モータからの入力トルクが第１傘歯車２１０を介して第２傘歯車２２０に伝達されることにより、当該入力トルクが入力歯車２３０の軸方向に変換される。そして、入力歯車２３０から中央歯車およびクランクシャフトを介して外歯歯車３５０にトルクが伝達され、当該外歯歯車３５０が揺動回転する。

また、特許文献２に記載された歯車伝動装置では、図５に示すように、入力歯車２３０の軸方向において入力歯車２３０が第２傘歯車２２０よりも底面Ｂ１側に位置している。また、入力歯車２３０とクランクシャフトの外歯車３３０とが略同一平面上に設けられている。

特開２０１０−１０１３６６号公報 特開２０１０−１５９８５１号公報

特許文献１に記載の歯車伝動装置では、第２傘歯車２２０と入力歯車２３０とが同一の軸心をもつため、当該歯車伝動装置が径方向に大型化することを抑止できる。しかしながら、この歯車伝動装置では、入力歯車２３０の軸方向において第２傘歯車２２０が入力歯車２３０よりも第１外歯車３１０から遠い側に位置している。このため、第２傘歯車２２０に噛み合う第１傘歯車２１０、および当該第１傘歯車２１０にトルクを入力するモータも同様に、入力歯車２３０の軸方向において第１外歯車３１０から遠い位置に配置されることになる。ここで、歯車伝動装置の底面Ｂ１は、例えばモータの側面の高さ位置に合わせて設計される。このため、入力歯車２３０の軸方向においてモータが第１外歯車３１０から遠い位置に配置されると、これに応じて底面Ｂ１も第１外歯車３１０から遠ざかることになる。これにより、第２傘歯車２２０と歯車伝動装置の底面Ｂ１との間にデッドスペースが生じ、歯車伝動装置が軸方向に大型化する虞がある。

一方、特許文献２に記載の歯車伝動装置では、入力歯車２３０の軸方向において入力歯車２３０が第２傘歯車２２０よりも底面Ｂ１側に位置しているため、当該歯車伝動装置が軸方向に大型化することを抑止できる。しかしながら、この歯車伝動装置では、入力歯車２３０と外歯車３３０とが略同一平面上に設けられている。このため、入力歯車２３０と外歯車３３０との干渉を避けるために、歯車伝動装置の径方向において第２傘歯車２２０および入力歯車２３０の軸心と外歯歯車３３０を有するクランクシャフトの軸心とをある程度離間させる必要がある。そのため、歯車伝動装置を径方向に小型化することが困難である。

本発明は、上記の観点からなされたものであり、その目的は、軸方向における大型化を抑止できるとともに径方向における小型化も実現可能な軸方向変換歯車装置を提供することにある。

本発明に係る軸方向変換歯車装置は、軸本体、前記軸本体に対して偏心する偏心部、および前記軸本体に設けられる軸歯車を有するクランク軸と、複数の外歯を有し、前記偏心部の回転に伴って揺動回転する揺動歯車と、前記クランク軸の前記軸歯車に噛み合う第１歯車、および前記第１歯車の軸方向において当該第１歯車とは離間する第２歯車を有する伝達歯車と、前記第２歯車に噛み合う外歯歯車、および入力トルクを前記外歯歯車の軸方向のトルクに変換する軸方向変換歯車を有する軸方向変換ユニットと、前記揺動歯車の前記各外歯に噛み合う複数の内歯を有する外筒と、を備え、前記外歯歯車の軸方向において、前記軸方向変換歯車が前記第１歯車と前記第２歯車との間に配置される。

上記の軸方向変換歯車装置では、外歯歯車の軸方向において軸方向変換歯車が当該外歯歯車よりも第１歯車側に位置する。このため、特許文献１の歯車伝動装置において生じるデッドスペースに対応する領域に軸方向変換ユニットの外歯歯車が位置することになる。これにより、軸方向変換歯車装置が軸方向において大型化することを抑止できる。また、上記の軸方向変換歯車装置では、外歯歯車の軸方向において軸方向変換歯車が第１歯車と第２歯車との間に設けられている。このため、外歯歯車の径方向において、軸方向変換歯車が第１歯車および当該第１歯車に噛み合う軸歯車と干渉することがない。そのため、外歯歯車の径方向において伝達歯車の中心軸と軸方向変換ユニットの中心軸とを互いに近づけることができる。これにより、軸方向変換歯車装置を径方向に小型化することが可能となる。

また、前記外歯歯車の外径は、前記軸方向変換歯車の外径よりも小さく、前記軸方向変換ユニットは、前記軸方向変換歯車の外縁部の一部が前記外歯歯車の軸方向において前記第２歯車と重なるように配置されることが好ましい。

上記の軸方向変換歯車装置では、外歯歯車の軸方向において軸方向変換歯車が第１歯車と第２歯車との間に設けられており、外歯歯車の外径が軸方向変換歯車の外径よりも小さいため、外歯歯車の軸方向において軸方向変換歯車の外縁部の一部と第２歯車とを互いに重なるように配置することができる。これにより、伝達歯車の中心軸と軸方向変換ユニットの中心軸との離間距離が小さくなり、軸方向変換歯車装置を径方向に小型化することができる。

また、前記第２歯車の外径は、前記伝達歯車の中心軸から前記軸歯車の最外縁までを半径とする軸歯車接触円の直径よりも小さいことが好ましい。

上記の軸方向変換歯車装置では、第２歯車の外径が軸歯車接触円の直径よりも小さく設定される。このため、第２歯車の外径を小さくすることができ、当該第２歯車に噛み合う外歯歯車を有する軸方向変換ユニットを伝達歯車の中心軸に近づけることができる。これにより、軸方向変換歯車装置を径方向に小型化することができる。

また、前記クランク軸、前記伝達歯車、および前記軸方向変換ユニットを回動可能に支持するとともに、前記揺動歯車の揺動回転に伴って、前記伝達歯車の中心軸を軸心として前記外筒に対して相対的に回転するキャリアをさらに備え、前記軸方向変換ユニットの中心軸は、前記伝達歯車の中心軸から前記各内歯の最外縁までを半径とする内歯接触円の内側に位置することが好ましい。

上記の軸方向変換歯車装置では、伝達歯車の中心軸と軸方向変換ユニットの中心軸との離間距離が小さくなるため、軸方向変換ユニットの中心軸を内歯接触円の内側に収めることができる。これにより、軸方向変換ユニットを支持するキャリアが径方向に大型化することを抑止できる。

以上説明したように、本発明によれば、軸方向における大型化を抑止できるとともに径方向における小型化も実現可能な軸方向変換歯車装置が提供される。

本実施形態に係る軸方向変換歯車装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本実施形態に係る軸方向変換歯車装置における各部材の外縁の関係を示した模式図である。 特許文献１に記載された歯車伝動装置の概略構成を示す断面図である。 特許文献２に記載された歯車伝動装置の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１の構成部材のうち主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。

本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１は、一方向から入力されるトルクの軸方向を変換しつつ他方向へ出力する減速機として適用されるものである。以下では、図１および図２を参照しつつ、軸方向変換歯車装置Ｘ１の詳細な構成について説明する。

軸方向変換歯車装置Ｘ１は、主に外筒２と、キャリア４と、クランク軸１０と、第１揺動歯車１４と、第２揺動歯車１６と、円筒体５と、伝達歯車６と、軸方向変換ユニット８と、入力シャフト２０と、を備えている。

外筒２は、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１における回転側の部材である。外筒２は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の上面Ｓ１を構成する軸方向端面を有する第１部位２Ａと、当該第１部位２Ａの軸方向の一側（図１において第１部位２Ａの下側）に配置された第２部位２Ｂとを含んでいる。第１部位２Ａは、その中央部において中心軸Ｃ１を軸心とする貫通孔を有しており、当該貫通孔に円筒体５が挿入される。第２部位２Ｂは、第１部位２Ａの貫通孔に連通する中空部分を有する筒形状をなしている。第１部位２Ａと第２部位２Ｂとは、外筒２の周方向に沿って等間隔に並んで配置された複数のボルトＢ１によって互いに締結されている。

外筒２の第２部位２Ｂの内周面には、多数のピン溝２ｂが形成されている。各ピン溝２ｂは、外筒２の軸方向に延びるように配置され、軸方向に直交する断面において半円形の断面形状を有している。これらのピン溝２ｂは、外筒２のうち第２部位２Ｂの内周面に周方向に等間隔で並んでいる。

外筒２は、多数の内歯ピン３を有している。各内歯ピン３は、第２部位２Ｂのピン溝２ｂにそれぞれ取り付けられている。具体的に、各内歯ピン３は、対応するピン溝２ｂにそれぞれ嵌め込まれており、外筒２の軸方向に延びる姿勢で配置されている。これにより、多数の内歯ピン３は、外筒２の周方向に沿って等間隔で並んでいる。これらの内歯ピン３には、第１揺動歯車１４の第１外歯１４ａおよび第２揺動歯車１６の第２外歯１６ａが噛み合う。

キャリア４は、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１における固定側の部材である。キャリア４は、外筒２の中心軸Ｃ１を軸心として配置され、その一部が外筒２内に収容されている。外筒２と当該外筒２内に収容されたキャリア４との間には、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向に互いに離間して設けられた一対の主軸受１８ａ，１８ｂが配置されている。主軸受１８ａ，１８ｂは、キャリア４と外筒２との間の相対回転を許容する。

キャリア４は、基部４ａと、複数のシャフト部４ｃと、端板部４ｂと、を備えている。本実施形態では、基部４ａと各シャフト部４ｃとが一体に形成されており、端板部４ｂが複数のボルトＢ２によって各シャフト部４ｃに締結されている。なお、基部４ａと、各シャフト部４ｃと、端板部４ｂとがそれぞれ独立した部材であってもよい。この場合、例えば複数のボルトＢ２によって、基部４ａと、各シャフト部４ｃと、端板部４ｂとが締結されることになる。

基部４ａは、キャリア４の土台部分として機能する部位である。基部４ａは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、揺動歯車１４，１６を挟んで端板部４ｂと対向している。基部４ａは、本体部４ｄと、当該本体部４ｄの側面から張り出した張出部４ｅと、を有している。

本体部４ｄは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の底面Ｓ２を構成する軸方向端面を有している。本体部４ｄは、円筒体５の一部、クランク軸１０の一部、伝達歯車６、および軸方向変換ユニット８を収容している。具体的には、本体部４ｄには、第１空間、第２空間、第３空間、およびクランク軸孔が形成されている。第１空間は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において本体部４ｄの中央部を貫く空間であって、外筒２の第１部位２Ａの貫通孔と連通している。第１空間には、円筒体５の一部が収容される。第２空間は、前記第１空間の軸方向の中間部において当該第１空間を周方向に取り囲む空間である。第２空間には、円筒体５の周囲に設けられた伝達歯車６が収容される。第３空間は、第２空間から径方向に延びるとともに本体部４ｄの側面に開口する空間である。第３空間には、軸方向変換ユニット８が収容される。クランク軸孔は、第１空間の周囲に形成されており、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向に延びる孔である。本体部４ｄのクランク軸孔には、クランク軸１０の軸本体１０ｃおよび軸歯車１０ｄが収容される。

このように、本体部４ｄには、第１空間、第２空間、第３空間、およびクランク軸孔が形成されており、当該本体部４ｄが第２空間に対して軸方向一側（図１において上面Ｓ１側）に位置する一側部４ｆと、第２空間に対して軸方向他側（図１において底面Ｓ２側）に位置する他側部４ｇと、一側部４ｆと他側部４ｇとを繋ぐ連結部４ｋと、を有している。そして、連結部４ｋの一部において径方向に延びる第３空間が形成されている。

張出部４ｅは、本体部４ｄの側面に形成されている。具体的には、張出部４ｅには、第４空間が形成されている。第４空間は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向に直交する方向において張出部４ｅを貫く空間である。第４空間には、入力シャフト２０が収容される。この第４空間は、本体部４ｄの側面に開口する第３空間に連通している。

端板部４ｂは、揺動歯車１４，１６の両側において基部４ａとともにクランク軸１０を支持する部位である。端板部４ｂは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において揺動歯車１４，１６を挟んで基部４ａと対向している。端板部４ｂには、円筒体５が挿入される貫通孔と、クランク軸１０のうち軸歯車１０ｄとは反対側の端部が収容されるクランク軸孔と、が形成されている。

各シャフト部４ｃは、基部４ａおよび端板部４ｂの軸方向に沿って延びており、当該基部４ａと端板部４ｂとを接続している。具体的には、各シャフト部４ｃは、基部４ａと端板部４ｂとの間に位置しており、揺動歯車１４，１６に設けられた挿入孔１４ｃ，１６ｃに挿入されている。そして、各シャフト部４ｃの一端が基部４ａに連続するとともに、各シャフト部４ｃの他端がボルトＢ２によって端板部４ｂに締結されている。各シャフト部４ｃは、中心軸Ｃ１から所定距離離間した状態で、キャリア４の周方向に配置されている。なお、本実施形態では、シャフト部４ｃが６つ設けられているが、これに限らず、シャフト部４ｃの個数は軸方向変換歯車装置Ｘ１の使用態様に応じて適宜変更することができる。

各クランク軸１０は、中心軸Ｃ１から所定距離離間した状態で、キャリア４の周方向に等間隔で設けられている。各クランク軸１０は、揺動歯車１４，１６の挿入孔１４ｂ，１６ｂに挿入された状態で基部４ａおよび端板部４ｂのクランク軸孔に収容されている。また、各クランク軸１０とキャリア４との間には、当該クランク軸１０の軸方向において互いに離間する一対のクランク軸受１２ａ，１２ｂが設けられている。クランク軸受１２ａ，１２ｂは、キャリア４に対する各クランク軸１０の回転を許容する。なお、本実施形態では、クランク軸１０が３つ設けられているが、これに限らず、クランク軸１０の個数は軸方向変換歯車装置Ｘ１の使用態様に応じて適宜変更することができる。

各クランク軸１０は、軸本体１０ｃと、偏心部１０ａ，１０ｂと、軸歯車１０ｄと、を有している。

軸本体１０ｃは、クランク軸１０の軸心を構成する部位であって、軸方向変換歯車装置Ｘ１の中心軸Ｃ１に沿って延びている。

第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとは、それぞれ円柱形状を有しており、いずれも軸本体１０ｃの軸心に対して偏心した状態で当該軸本体１０ｃと一体に形成されている。第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとは、それぞれ軸本体１０ｃの軸心から所定の偏心量で偏心しており、互いに所定角度の位相差を有するように配置されている。

軸歯車１０ｄは、軸本体１０ｃの軸方向における底面Ｓ２側の端部に取り付けられている。軸歯車１０ｄの回転に伴いクランク軸１０全体が回転する。

揺動歯車１４，１６は、外筒２の第２部位２Ｂ内に設けられているとともに、基部４ａと端板部４ｂとの間に配置されている。揺動歯車１４，１６は、外筒２の第２部位２Ｂの内径よりも少し小さい外径を有している。また、揺動歯車１４，１６は、その中央部において軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向に貫通する貫通孔を有しており、当該貫通孔に円筒体５が挿入される。

第１揺動歯車１４は、第１外歯１４ａ、複数の挿入孔１４ｂ，および複数の挿入孔１４ｃを有している。第１外歯１４ａは、第１揺動歯車１４の周方向全体に亘って滑らかに連続する波形状の部位である。第１外歯１４ａの歯数は、内歯ピン３の数よりも少ない数に設定されている。各挿入孔１４ｂは、各第１偏心部１０ａが挿入される部位であって、当該各挿入孔１４ｂにおいて第１揺動歯車１４が複数の第１ころ軸受を介して各第１偏心部１０ａに取り付けられている。各挿入孔１４ｃは、各シャフト部４ｃが挿入される部位であって、当該各シャフト部４ｃの外径に比して少し大きい径を有している。

第１揺動歯車１４は、クランク軸１０の回転に伴って第１偏心部１０ａが偏心回転する際に、当該偏心回転に連動して第１外歯１４ａが内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。

第２揺動歯車１６は、第１揺動歯車１４よりも基部４ａ側に配置されている。第２揺動歯車１６は、第１揺動歯車１４と同様に構成を有する。具体的には、第２揺動歯車１６は、第２外歯１６ａ、複数の挿入孔１６ｂ，および複数の挿入孔１６ｃを有している。各挿入孔１６ｂには、第２揺動歯車１６が複数の第２ころ軸受を介して各第２偏心部１０ｂに取り付けられている。

第２揺動歯車１６は、クランク軸１０の回転に伴って第２偏心部１０ｂが偏心回転する際に、当該偏心回転に連動して第２外歯１６ａが内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。

なお、本実施形態では、互いに位相の異なる第１揺動歯車１４と第２揺動歯車１６との２つの揺動歯車を採用したが、これに限らず、１つあるいは３つ以上の揺動歯車を採用してもよい。

円筒体５は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において外筒２、キャリア４、および揺動歯車１４，１６を貫くように配置されている。具体的には、円筒体５は、外筒２の第１部位２Ａ、キャリア４の端板部４ｂ、および揺動歯車１４，１６のそれぞれの中央部に形成された貫通孔に挿入されるとともに、キャリア４における基部４ａの第１空間に収容される。これにより、円筒体５は、その中心軸が軸方向変換歯車装置Ｘ１の中心軸Ｃ１と重なるように配置される。この円筒体５には、例えば図示しないケーブル等が挿入される。

伝達歯車６は、後述する入力シャフト２０から軸方向変換ユニット８に入力された入力トルクを各クランク軸１０へ伝達する歯車である。伝達歯車６は、円筒体５を周方向に取り囲むように配置されており、基部４ａの本体部４ｄにおける第２空間に収容されている。

伝達歯車６は、第１歯車６ａと、第２歯車６ｂと、第１延部６ｃと、第２延部６ｄと、連結部６ｅと、突出部６ｆと、を有している。

第１歯車６ａは、中心軸Ｃ１を軸心として回転する歯車である。第１歯車６ａは、各クランク軸１０の軸歯車１０ｄに噛み合っている。

第２歯車６ｂは、第１歯車６ａと同様に中心軸Ｃ１を軸心として回転する歯車である。第２歯車６ｂは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、第１歯車６ａとは互いに離間しており、当該第１歯車６ａよりも底面Ｓ２側に位置している。換言すると、第１歯車６ａは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において第２歯車６ｂよりも底面Ｓ２から遠い側に位置している。また、本実施形態では、第２歯車６ｂは、第１歯車６ａよりも大きい外径を有する。

ここで、図３は、軸方向変換歯車装置Ｘ１を軸方向に正面視した場合において、外筒２、円筒体５、各軸歯車１０ｄ、および外歯歯車８ａのそれぞれの外縁を模式的に実線で示すとともに、第１歯車６ａおよび第２歯車６ｂの外縁を模式的に点線で示した図である。また、図３では、中心軸Ｃ１から各軸歯車１０ｄの最外縁までを半径とする軸歯車接触円Ｏ２を２点鎖線で示している。なお、本明細書において、各軸歯車１０ｄの最外縁とは、各軸歯車１０ｄの外周面のうち中心軸Ｃ１から最も遠い側に位置する縁を指す。

図３に示すように、第２歯車６ｂの外径は、軸歯車接触円Ｏ２の直径よりも小さく設定されている。換言すれば、中心軸Ｃ１から第２歯車６ｂの最外縁までの離間距離は、中心軸Ｃ１から軸歯車１０ｄの最外縁までの離間距離よりも小さく設定されている。

第１延部６ｃは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、第１歯車６ａの内縁部から第２歯車６ｂ側（図１において下側）に延びる筒状の部位である。

第２延部６ｄは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、第２歯車６ｂの内縁部から第１歯車６ａ側（図１において上側）に延びる筒状の部位である。第２延部６ｄは、第１延部６ｃよりも大きい外径を有する。

連結部６ｅは、第１延部６ｃのうち第１歯車６ａとは反対側の端部と、第２延部６ｄのうち第２歯車６ｂとは反対側の端部と、を繋ぐ部位である。連結部６ｅは、第１歯車６ａおよび第２歯車６ｂの径方向に沿って延びている。

突出部６ｆは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、第１歯車６ａの内縁部から第２歯車６ｂとは反対側（図１において上側）に向かって突出した部位である。

本実施形態では、第１歯車６ａ、第１延部６ｃ、連結部６ｅ、および突出部６ｆが一体に形成されている。また、第２歯車６ｂおよび第２延部６ｄが一体に形成されている。そして、連結部６ｅと第２延部６ｄとが複数のボルトＢ３によって締結されることにより、伝達歯車６が構成される。

伝達歯車６とキャリア４との間には、当該伝達歯車６の軸方向において互いに離間する一対の軸受７ａ，７ｂが設けられている。軸受７ａ，７ｂは、伝達歯車６がキャリア４に対して中心軸Ｃ１を軸心として回転することを許容する。

軸受７ａは、本体部４ｄにおける軸方向の一側部４ｆにおける取付け面に取り付けられている。この取付け面は、一側部４ｆのうち中心軸Ｃ１と直交する方向において突出部６ｆと対向する面である。これにより、軸受７ａが一側部４ｆの取付け面と伝達歯車６の突出部６ｆとの間に配置される。

軸受７ｂは、本体部４ｄにおける軸方向の他側部４ｇに形成された取付け部４ｈに取り付けられている。この取付け部４ｈは、他側部４ｇにおいて円筒体５と伝達歯車６の第２延部６ｄとの間の空間に軸方向に延びる部位である。これにより、軸受７ｂが他側部４ｇの取付け部４ｈと伝達歯車６の第２延部６ｄとの間に配置される。

このように、本実施形態では、軸受７ａが伝達歯車６の径方向の外側に配置されるとともに、軸受７ｂが伝達歯車６の径方向の内側に配置されており、これらの軸受７ａ，７ｂが伝達歯車６を回転可能に支持している。

軸方向変換ユニット８は、後述する入力シャフト２０からの入力トルクを軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向のトルクに変換する歯車ユニットである。軸方向変換ユニット８は、基部４ａの本体部４ｄにおける第３空間に収容されている。

軸方向変換ユニット８とキャリア４との間には、軸受９ａ，９ｂが設けられている。具体的には、本体部４ｄのうち第３空間に対して軸方向一側（図１において上面Ｓ１側）に位置する一側部４ｆは、軸受９ａが取り付けられる取付け部４ｉを有している。また、本体部４ｄのうち第３空間に対して軸方向他側（図１において底面Ｓ２側）に位置する他側部４ｇは、軸受９ｂが取り付けられる取付け部４ｊを有している。そして、取付け部４ｉ，４ｊのそれぞれに取り付けられた軸受９ａ，９ｂは、軸方向変換ユニット８がキャリア４に対して中心軸Ｃ２を軸心として回転することを許容する。この中心軸Ｃ２は、伝達歯車６の中心軸Ｃ１と平行に延びる軸である。

ここで、図３では、図２に示した中心軸Ｃ１から各内歯ピン３の最外縁までを半径とする内歯接触円Ｏ１を１点鎖線で示している。なお、本明細書において、各内歯ピン３の最外縁とは、各内歯ピン３の外周面のうち中心軸Ｃ１から最も遠い側に位置する縁を指す。

図３に示すように、軸方向変換ユニット８の中心軸Ｃ２は、内歯接触円Ｏ１の内側に位置している。換言すれば、中心軸Ｃ１から中心軸Ｃ２までの離間距離は、中心軸Ｃ１から内歯ピン３の最外縁までの離間距離よりも小さく設定されている。

軸方向変換ユニット８は、外歯歯車８ａと軸方向変換歯車８ｂとを有している。

外歯歯車８ａは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において軸方向変換歯車８ｂよりも底面Ｓ２側に位置している。外歯歯車８ａの外径は、軸方向変換歯車８ｂの外径よりも小さく設定されている。また、外歯歯車８ａは、当該外歯歯車８ａの径方向において伝達歯車６の第２歯車６ｂと噛み合っている。

軸方向変換歯車８ｂは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において外歯歯車８ａよりも第１歯車６ａ側に位置している。本実施形態では、軸方向変換歯車８ｂは、傘歯車からなる。軸方向変換歯車８ｂの外径は、外歯歯車８ａの外径よりも大きく設定されている。軸方向変換歯車８ｂは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、第１歯車６ａと第２歯車６ｂとの間に位置する。また、軸方向変換歯車８ｂの外縁部８ｃは、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において第２歯車６ｂと重なる部位を有している。

入力シャフト２０は、例えば外部モータからトルクが入力される部材である。入力シャフト２０は、基部４ａの張出部４ｅにおける第４空間に収容されており、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向と直交する方向に延びている。入力シャフト２０と張出部４ｅとの間には、当該入力シャフト２０の軸方向において互いに離間する一対の軸受２２ａ，２２ｂが設けられている。軸受２２ａ，２２ｂは、入力シャフト２０がキャリア４に対して中心軸Ｃ３を軸心として回転することを許容する。

入力シャフト２０は、入力歯車２０ａと入力孔２０ｂとを有している。

入力歯車２０ａは、入力シャフト２０の端部に設けられている。本実施形態では、入力歯車２０ａは、傘歯車からなる。入力歯車２０ａは、基部４ａの本体部４ｄの側面に開口した第３空間を通じて軸方向変換ユニット８の軸方向変換歯車８ｂと噛み合っている。

入力孔２０ｂは、例えば外部モータの出力シャフトが挿入される孔である。入力シャフト２０は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向と直交する方向から入力孔２０ｂに挿入された外部モータの出力シャフトからトルクが入力されることにより、中心軸Ｃ３を軸心として回転することになる。

このような構成を有する軸方向変換歯車装置Ｘ１では、例えば外部モータからの入力トルクによって入力シャフト２０が中心軸Ｃ３を軸心として回転し、これに伴って入力歯車２０ａと噛み合う軸方向変換歯車８ｂが回転する。これにより、外歯歯車８ａが中心軸Ｃ２を軸心として回転することになり、中心軸Ｃ３を軸心とする入力トルクが中心軸Ｃ２を軸心とするトルクに変換される。そして、外歯歯車８ａと噛み合う第２歯車６ｂを有する伝達歯車６が中心軸Ｃ１を軸心として回転し、これに伴って第１歯車６ａと噛み合う各軸歯車１０ｄが回転する。そして、各軸歯車１０ｄの回転による偏心部１０ａ，１０ｂの偏心回転に伴って揺動歯車１４，１６が揺動回転する。このとき、第１揺動歯車１４および第２揺動歯車１６は、噛み合い位置が順次移動するように内歯ピン３に噛み合いながら公転する。これにより、外筒２とキャリア４とが中心軸Ｃ１を軸心として相対的に変位する。

以上のとおり説明した軸方向変換歯車装置Ｘ１では、当該軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において軸方向変換歯車８ｂが外歯歯車８ａよりも第１歯車６ａ側に位置している。このため、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において軸方向変換歯車８ｂと底面Ｓ２との間に生じるデッドスペースに外歯歯車８ａを配置することができる。これにより、前記デッドスペースを有効に活用することができ、軸方向変換歯車装置Ｘ１が軸方向において大型化することを抑止できる。また、軸方向変換歯車装置Ｘ１では、当該軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において、軸方向変換歯車８ｂが第１歯車６ａと第２歯車６ｂとの間に設けられている。このため、軸方向変換歯車８ｂの径方向において、当該軸方向変換歯車８ｂが第１歯車６ａおよび当該第１歯車６ａに噛み合う各軸歯車１０ｄと干渉することがない。そのため、軸方向変換歯車装置Ｘ１の径方向において伝達歯車６の中心軸Ｃ１と軸方向変換ユニット８の中心軸Ｃ２とを互いに近づけることが可能となる。これにより、軸方向変換歯車装置Ｘ１を径方向に小型化することが可能となる。

さらに、軸方向変換歯車装置Ｘ１では、外歯歯車８ａの外径が軸方向変換歯車８ｂの外径よりも小さく設定されており、軸方向変換ユニット８は、軸方向変換歯車装置Ｘ１の軸方向において軸方向変換歯車８ｂの外縁部８ｃが第２歯車６ｂと重なるように配置されている。このため、軸方向変換歯車装置Ｘ１の径方向において伝達歯車６の中心軸Ｃ１と軸方向変換ユニット８の中心軸Ｃ２とが互いに近づき、これにより軸方向変換歯車装置Ｘ１を径方向に小型化することができる。

さらに、軸方向変換歯車装置Ｘ１では、第２歯車６ｂの外径が軸歯車接触円Ｏ２の直径よりも小さく設定されている。このため、第２歯車６ｂに噛み合う外歯歯車８ａを有する軸方向変換ユニット８を伝達歯車６の中心軸Ｃ１に近づけることができる。これにより、軸方向変換歯車装置Ｘ１を径方向に小型化することができる。

さらに、軸方向変換歯車装置Ｘ１では、軸方向変換ユニット８の中心軸Ｃ２が内歯接触円Ｏ１の内側に位置している。このため、軸方向変換ユニット８を支持するキャリア４の本体部４ｄが径方向に大型化することを抑止できる。

本実施形態は、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および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１では、入力シャフト２０の中心軸Ｃ３と軸方向変換ユニット８の中心軸Ｃ２とが直交しており、入力トルクが直交変換されるが、これに限らない。軸方向変換ユニット８は、当該軸方向変換ユニット８の軸方向とは異なる方向から入力されるトルクを当該軸方向のトルクに変換するものであればよい。

また、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１では、入力歯車２０ａおよび軸方向変換歯車８ｂが傘歯車であるが、軸方向変換ユニット８が入力トルクの軸方向を変換することができるのであれば、これに限らない。

また、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１では、クランク軸１０が複数設けられており、１つの伝達歯車６が複数の軸歯車１０ｄに噛み合っているが、これに限らない。クランク軸１０は、１つであってもよく、この場合１つの伝達歯車６が１つの軸歯車１０ｄに噛み合うことになる。

また、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１では、伝達歯車６が中空状の部材であって、当該伝達歯車６の中空部分に円筒体５が挿入されているが、これに限らない。円筒体５を設けない場合には、伝達歯車６が中実状の部材であってもよい。

また、本実施形態に係る軸方向変換歯車装置Ｘ１では、外筒２が軸方向変換歯車装置Ｘ１における回転側となり、キャリア４が軸方向変換歯車装置Ｘ１における固定側となったが、これに限らない。外筒２を軸方向変換歯車装置Ｘ１における固定側とし、キャリア４を軸方向変換歯車装置Ｘ１における回転側としてもよい。この場合、外筒２の第１部位２Ａが軸方向変換歯車装置Ｘ１の底面Ｓ２を構成するとともに、キャリア４の基部４ａが軸方向変換歯車装置Ｘ１の上面Ｓ１を構成することになる。

Ｘ１ 軸方向変換歯車装置
２ 外筒
３ 内歯ピン（内歯）
４ キャリア
６ 伝達歯車
６ａ 第１歯車
６ｂ 第２歯車
８ 軸方向変換ユニット
８ａ 外歯歯車
８ｂ 軸方向変換歯車
８ｃ 外縁部
１０ クランク軸
１０ａ 第１偏心部
１０ｂ 第２偏心部
１０ｃ 軸本体
１０ｄ 軸歯車
１４ 第１揺動歯車
１６ 第２揺動歯車
２０ 入力シャフト
２０ａ 入力歯車

Claims (4)

1. 軸本体、前記軸本体に対して偏心する偏心部、および前記軸本体に設けられる軸歯車を有するクランク軸と、
   複数の外歯を有し、前記偏心部の回転に伴って揺動回転する揺動歯車と、
   前記クランク軸の前記軸歯車に噛み合う第１歯車、および前記第１歯車の軸方向において当該第１歯車とは離間する第２歯車を有する伝達歯車と、
   前記第２歯車に噛み合う外歯歯車、および入力トルクを前記外歯歯車の軸方向のトルクに変換する軸方向変換歯車を有する軸方向変換ユニットと、
   前記揺動歯車の前記各外歯に噛み合う複数の内歯を有する外筒と、を備え、
   前記外歯歯車の軸方向において、前記軸方向変換歯車が前記第１歯車と前記第２歯車との間に配置される、軸方向変換歯車装置。
2. 前記外歯歯車の外径は、前記軸方向変換歯車の外径よりも小さく、
   前記軸方向変換ユニットは、前記軸方向変換歯車の外縁部の一部が前記外歯歯車の軸方向において前記第２歯車と重なるように配置される、請求項１に記載の軸方向変換歯車装置。
3. 前記第２歯車の外径は、前記伝達歯車の中心軸から前記軸歯車の最外縁までを半径とする軸歯車接触円の直径よりも小さい、請求項１または２に記載の軸方向変換歯車装置。
4. 前記クランク軸、前記伝達歯車、および前記軸方向変換ユニットを回動可能に支持するとともに、前記揺動歯車の揺動回転に伴って、前記伝達歯車の中心軸を軸心として前記外筒に対して相対的に回転するキャリアをさらに備え、
   前記軸方向変換ユニットの中心軸は、前記伝達歯車の中心軸から前記各内歯の最外縁までを半径とする内歯接触円の内側に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸方向変換歯車装置。

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