JP2017141915A - 偏心揺動型の歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸を支持する軸受の支持容量をより増大させる。【解決手段】揺動歯車１２と、該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸２０と、該クランク軸と軸方向に対向して配置されるフランジ部材３０と、を備えた偏心揺動型の歯車装置１０において、クランク軸は、中空部２１を有し、フランジ部材は、中空部に挿入される軸部材３１を有し、クランク軸の内周２１Ａと、軸部材の外周３１Ａとの間に内側軸受５０、６０が配置され、内側軸受は、クランク軸の軸方向端面２２、２３から軸方向に突出Ｌ（２２−５０）、Ｌ（２３−６０）だけ突出している。【選択図】図２

Description

本発明は、偏心揺動型の歯車装置に関する。

例えば、特許文献１に、偏心揺動型の歯車装置が開示されている。この歯車装置は、揺動歯車と、該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、を備えている。また、クランク軸と軸方向に対向して配置されるフランジ部材を備え、揺動歯車が揺動することによって得られる非揺動歯車側との相対回転を、フランジ部材から取り出している。

クランク軸は、中空部を有し、該中空部にフランジ部材から突出した軸部材が挿入されている。クランク軸は、該クランク軸の内周と軸部材の外周との間に配置された軸受によって支持されている。

特許第５１２２４５０号公報（図４）

このような偏心揺動型の歯車装置にあっては、クランク軸を支持する軸受の支持容量を十分に確保することが難しいという問題があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、クランク軸を支持する軸受の支持容量をより増大させることのできる偏心揺動型の歯車装置を提供することをその課題としている。

本発明は、揺動歯車と、該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、該クランク軸と軸方向に対向して配置されるフランジ部材と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、前記クランク軸は、中空部を有し、前記フランジ部材は、前記中空部に挿入される軸部材を有し、前記クランク軸の内周と、前記軸部材の外周との間に内側軸受が配置され、該内側軸受は、前記クランク軸の軸方向端面から軸方向に突出する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、クランク軸を支持するためにクランク軸の内周と軸部材の外周との間に配置される内側軸受を、クランク軸の軸方向端面から軸方向に突出させて設ける。

これにより、クランク軸を支持する軸受の支持容量をより増大させることができる。

本発明によれば、クランク軸を支持する軸受の支持容量をより増大させることができる。

本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置の構成を示す断面図 図１の要部拡大図 図１の変形例に係る偏心揺動型の歯車装置の構成を示す図２相当の要部拡大図 本発明の他の実施形態の例に係る偏心揺動型の歯車装置の構成を示す断面図 図４の要部拡大図

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。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置の構成を示す断面図、図２は、図１の要部拡大図である。

概略を説明すると、この歯車装置１０は、２枚の外歯歯車（揺動歯車）１２（１２Ａ、１２Ｂ）と、該外歯歯車１２を揺動回転させるクランク軸２０と、を備える。歯車装置１０は、該クランク軸２０と軸方向に対向して配置されるキャリヤ（フランジ部材）３０を備え、外歯歯車１２が揺動することによって得られる内歯歯車４０（非揺動歯車）との相対回転を、該キャリヤ３０から取り出している。

クランク軸２０は、中空部２１を有し、キャリヤ３０は該中空部２１に挿入される軸部材３１を有している。そして、クランク軸２０の（中空部２１の）内周２１Ａと軸部材３１の外周３１Ａとの間に内側軸受（第１内側軸受５０および第２内側軸受６０）が配置される。第１内側軸受５０および第２内側軸受６０は、共にクランク軸２０の軸方向端面２２、２３から軸方向に突出している。

以下、詳述する。

歯車装置１０は、平行軸減速段（前段減速段）Ｇ１および偏心揺動減速段（後段減速段）Ｇ２の２段の減速段を有している。歯車装置１０は、モータ９のモータ軸９Ａの回転を当該２段の減速段Ｇ１、Ｇ２によって減速し、モータ９が取り付けられているケーシング７０（のカバー体７１）に対して、キャリヤ３０を相対的に回転させている。

歯車装置１０は、モータ９のモータ軸９Ａによって兼用された入力軸１３を備える。入力軸１３にはピニオン１１が組み込まれている。ピニオン１１は、クランク軸２０の端部に設けられたギヤ１４と噛合している。ピニオン１１とギヤ１４により平行軸減速段Ｇ１が構成されている。ギヤ１４は、クランク軸２０に動力を伝達する「動力伝達部材」に相当している。

図２に示されるように、クランク軸２０は、該クランク軸２０の反キャリヤ側（反フランジ部材側）の軸方向端面２３にタップ穴３２を有している。タップ穴３２は、ギヤ１４を取り付けるために使用される。ギヤ１４は、クランク軸２０の外周に外嵌されるインロー部１４Ａと、該インロー部１４Ａの径方向内側に軸と平行に形成されたボルト孔１４Ｂとを有する。ギヤ１４は、ボルト孔１４Ｂを貫通してタップ穴３２にねじ込まれる連結ボルト１５によってクランク軸２０の反キャリヤ側の端部に取り付けられている。クランク軸２０のタップ穴３２は、円周方向に複数（この例では８本）形成されている。

クランク軸２０は、外周に外歯歯車１２を揺動させるための２つの偏心体２４（２４Ａ、２４Ｂ）を一体的に有している。偏心体２４の軸心Ｃ２４は、クランク軸２０の軸心Ｃ２０からｅだけ偏心している。２つの偏心体２４の偏心位相差は、１８０度である（互いに離反する方向に偏心している）。

この例では、偏心体２４は、クランク軸２０の本体と単一の部材で一体的に構成されている。しかし、偏心体２４は、クランク軸２０の本体とは別の部材で構成される偏心体を、例えばキーなどを介してクランク軸２０の本体に一体化した構造であってもよい。クランク軸２０の近傍の構成は、後に詳述する。

クランク軸２０の偏心体２４の外周には、偏心体軸受１９（１９Ａ、１９Ｂ）を介して揺動歯車である外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）が揺動自在に組み込まれている。偏心体軸受１９は、転動体（ころ）１９Ａ１、１９Ｂ１、および該転動体１９Ａ１、１９Ｂ１を支持するリテーナ１９Ａ２、１９Ｂ２を有する。リテーナ１９Ａ２、１９Ｂ２は、スペーサ５５Ａ、５５Ｂを介してキャリヤ側止め輪（第１位置決め部材）５６Ａおよび反キャリヤ側止め輪（第２位置決め部材）５６Ｂによって挟まれている。これにより、リテーナ１９Ａ２、１９Ｂ２は、転動体１９Ａ１、１９Ｂ１を軸方向に位置決めしている。

図１に戻って、外歯歯車１２は、内歯歯車４０と内接噛合している。内歯歯車４０は、ケーシング７０と一体化された内歯歯車本体４１と、該内歯歯車本体４１に回転自在に組み込まれた円柱状のピン部材４２とで構成されている。ピン部材４２は、内歯歯車４０の内歯を構成している。内歯歯車４０の内歯の数（ピン部材４２の本数）は、外歯歯車１２の外歯の数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

なお、本明細書では、モータ９が取り付けられている部材、および該モータ９が取り付けられている部材と一体化されている部材を「ケーシング７０」で総称する。この歯車装置１０のケーシング７０は、具体的には、モータ９が取り付けられているカバー体７１、該カバー体７１と連結されているリヤケーシング体７２、該リヤケーシング体７２と連結され前記内歯歯車本体４１を兼用しているケーシング本体７３、該ケーシング本体７３と連結されているフロントケーシング体７４とで主に構成されている。

ケーシング７０（のフロントケーシング体７４）とキャリヤ３０との間には、クロスローラ軸受５９が配置されている。すなわち、キャリヤ３０は、１個のクロスローラ軸受５９によってケーシング７０に対して相対回転可能に組み込まれると共に、ケーシング７０側からスラスト方向およびラジアル方向の両方の反力を得ている。

外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、それぞれ軸方向に貫通する貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１を有し、該貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１をキャリヤ３０と一体化された内ピン１７が貫通している。内ピン１７の外周には、摺動促進部材１８が回転自在に外嵌されている。

摺動促進部材１８は、貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１の一部と当接している。しかし、貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１の内径は、摺動促進部材１８の外径より大きく、貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１と摺動促進部材１８との間には、偏心体２４の偏心量ｅの２倍に相当する隙間が確保されている。被駆動部材である相手部材（図示略）は、キャリヤ３０に設けられたタップ穴３７を使用して、該キャリヤ３０に固定される。

ここで、クランク軸２０およびその支持構成について詳細に説明する。

クランク軸２０は、径方向中央に軸方向に貫通する中空部２１を有し、全体が筒状に構成されている。一方、キャリヤ３０は、該クランク軸２０の中空部２１に挿入される軸部材３１を一体的に有している。なお、この例では、軸部材３１は、キャリヤ３０と単一の部材で一体的に構成されているが、キャリヤ３０とは別の部材で構成される軸部材を、例えば圧入等でキャリヤ３０に一体化した構造であってもよい。

クランク軸２０の（中空部２１の）内周２１Ａと、軸部材３１の外周３１Ａとの間には、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０が配置されている。

ここで「内側軸受」とは、クランク軸の内周と軸部材の外周との間に配置され、かつ、クランク軸の軸方向端面から軸方向に突出している軸受を意味している。

この構成例では、内側軸受として、クランク軸２０のキャリヤ３０側（フランジ部材側）の端部に配置される第１内側軸受５０と、クランク軸２０の反キャリヤ側の端部に配置される第２内側軸受６０と、を備えている。

第１内側軸受５０は、テーパ状のローラで構成される第１転動体５１、第１内輪５２、および第１外輪５３を有するテーパローラ軸受で構成されている。第１内輪５２は、第１転動体５１の軸方向移動を規制する爪５２ａ、５２ｂを有している。

第２内側軸受６０も、テーパ状のローラで構成される第２転動体６１、第２内輪６２、および第２外輪６３を有するテーパローラ軸受で構成されている。第１内側軸受５０および第２内側軸受６０の接触角θ１、θ２はこの例では１７度であり（零ではなく）、背面合わせで組み込まれている。

今、第１内側軸受５０側に着目すると、第１内側軸受５０は、クランク軸２０のキャリヤ３０側の軸方向端面２２よりＬ（２２−５０）だけ軸方向に突出している。具体的には、第１転動体５１の一部がクランク軸２０の軸方向端面２２よりＬ（２２−５１）だけ軸方向に突出し、第１内輪５２の一部において最大のＬ（２２−５２）＝Ｌ（２２−５０）だけ突出している。第１内側軸受５０の第１外輪５３は、クランク軸２０の第１外輪載置部２９に収まっており、クランク軸２０の軸方向端面２２からは突出していない。

一方、クランク軸２０とキャリヤ３０との間には、軸方向隙間７８が設けられている。軸方向隙間７８の軸方向幅は、Ｗ７８である。この軸方向隙間７８は、潤滑剤の通路として活用するために意図的に確保されたものである。したがって、この軸方向隙間７８の幅Ｗ７８は、十分に大きく、例えば、第１内側軸受５０の第１転動体５１の最大径ｄ５１ｍの１／２以上は確保されるのが好ましい。この例では、軸方向隙間７８の幅Ｗ７８は、第１転動体５１の最大径ｄ５１ｍとほぼ同一に設定されている。

この軸方向隙間７８と第１内側軸受５０は、径方向から見たときにＬ（２２−５２）＝Ｌ（２２−５０）だけ重なっている。

具体的には、第１内側軸受５０の第１転動体５１が、径方向から見たときに、軸方向隙間７８とＬ（２２−５１）だけ重なっており、第１内輪５２が、径方向から見たときに、軸方向隙間７８とＬ（２２−５２）だけ重なっている。

なお、第１内側軸受５０の第１外輪５３は、軸方向隙間７８と径方向から見たときに重なっていない。そのため、軸方向隙間７８の潤滑剤は、第１内側軸受５０の第１外輪５３に遮られることなく、第１内側軸受５０の第１外輪５３と第１転動体５１との間、および、第１内側軸受５０の第１内輪５２と第１転動体５１との間に円滑に到達可能である。

なお、クランク軸２０の軸方向中央位置に、クランク軸２０の内周側と外周側とを径方向に貫通する貫通孔を形成するようにしてもよい。これにより、軸方向隙間７８の潤滑剤と偏心体軸受１９近傍の潤滑剤とを、クランク軸２０の中空部２１を介して連通させることができ、潤滑剤の流通（グリースの場合は、例えば注入したときの行き渡り）をより良好に維持することができる。

次に、第２内側軸受６０側に着目すると、この歯車装置１０は、クランク軸２０の反キャリヤ側の端部に第２内側軸受６０を備える。第２内側軸受６０は、クランク軸２０の（中空部２１の）内周２１Ａと軸部材３１の外周３１Ａとの間に配置され、かつ、クランク軸２０の反キャリヤ側の軸方向端面２３よりもＬ（２３−６０）だけ軸方向に突出している。

クランク軸２０の反キャリヤ側の端部には、該クランク軸２０に動力を伝達するギヤ１４（動力伝達部材）が取り付けられる。ギヤ１４と第２内側軸受６０は、径方向から見てＬ（１４−６０）だけ重なっている。

より具体的には、本歯車装置１０においては、第２内側軸受６０の第２外輪６３は、クランク軸２０の軸方向端面２３よりＬ（２３−６３Ｂ）だけ突出し、クランク軸２０の第２外輪載置部２７とギヤ１４の貫通孔１４Ｃの内周とに跨がって当接している。つまり、第２外輪６３は、クランク軸２０から突出していない非突出部６３Ａについては、クランク軸２０の第２外輪載置部２７によって支持され、該第２外輪６３のクランク軸２０の軸方向端部２３から突出した突出部６３Ｂについては、クランク軸２０に固定された（クランク軸２０と一体化された）ギヤ１４の貫通孔１４Ｃの内周によって支持されている。結局、第２外輪６３は、軸方向の全域に亘ってクランク軸２０または（クランク軸２０と一体化された）ギヤ１４から支持反力を受けることができる構造とされている。

別の見方をするならば、この構造は、ギヤ１４が第２内側軸受６０から、実際に片持ち状態で突出する軸方向長さＬ（１４−６０）が短いということでもある。つまり、ギヤ１４が該第２内側軸受６０から突出する軸方向長さＬ（１４−６０）は、ギヤ１４がクランク軸２０の軸方向端面２３から突出している軸方向長さＬ（１４−２３）より、突出部６３Ｂの軸方向長さＬ（２３−６３Ｂ）の分だけ短い。

一方、軸部材３１は、クランク軸２０の軸方向端面２３を超えてギヤ１４（動力伝達部材）の径方向内側まで延在されている。このため、第２内側軸受６０の第２内輪６２は、軸部材３１からは突出していない。別言するならば、第２内側軸受６０は、第２転動体６１、第２内輪６２、および第２外輪６３の全ての部材の軸方向の一部が、ギヤ１４と径方向から見て重なっており、最大でＬ（１４−６０）だけギヤ１４と重なっている。

因みに、既に説明したように、本歯車装置１０では、クランク軸２０の偏心体２４と外歯歯車１２との間に、偏心体軸受１９が配置されている。しかし、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０は、いずれも、偏心体軸受１９（１９Ａ、１９Ｂ）とは径方向から見て重なっていない。なお、ここでの偏心体軸受１９（第１内側軸受５０および第２内側軸受６０との重なりに関する偏心体軸受１９）は、転動体１９Ａ１、１９Ｂ１の部分を意味し、リテーナ１９Ａ２、１９Ｂ２の部分は含まない。

この歯車装置１０では、クランク軸２０への動力の入力は、該クランク軸２０に取り付けられたギヤ１４（動力伝達部材）によって行われる。クランク軸２０は、該クランク軸２０の反キャリヤ側の軸方向端面２３に当該ギヤ１４を取り付けるためのタップ穴３２を有する。また、反キャリヤ側の偏心体軸受１９Ｂは、スペーサ５５Ｂを介して反キャリヤ側止め輪（第２位置決め部材）５６Ｂによってクランク軸２０に軸方向に位置決めされている。

そして、この歯車装置１０では、該偏心体軸受１９Ｂの反キャリヤ側止め輪５６Ｂとタップ穴３２とが径方向から見て重なっている。より具体的には、タップ穴３２は、反キャリヤ側止め輪５６Ｂのみならず、反キャリヤ側止め輪５６Ｂを超えて偏心体軸受１９とも、径方向から見てＬ（３２−１９Ｂ１）だけ重なっている。なお、ここでの偏心体軸受１９（タップ穴３２との重なりに関する偏心体軸受１９）も、転動体１９Ｂ１の部分を意味し、リテーナ１９Ｂ２の部分は含まない。

以上の構成をクランク軸２０の支持強度を低下させることなく実現するために、本歯車装置１０では、さらに以下のような構成を有している。

先ず、この歯車装置１０では、クランク軸２０の中空部２１に挿入される軸部材３１は、反キャリヤ側（反フランジ部材側）に設けられる小径部３４と、該小径部３４のキャリヤ３０側（フランジ部材側）に設けられる大径部３３と、を有する（小径部３４の外径ｄ３４＜大径部３３の外径ｄ３３）。

また、軸部材３１の大径部３３のキャリヤ３０側には、さらに径の大きな根元部３２が設けられている。換言するならば、軸部材３１は、キャリヤ３０側の方が反キャリヤ側よりも径が大きい。そして、大径部３３に第１内側軸受５０が外嵌され、小径部３４に第２内側軸受６０が外嵌されている。つまり、第１内側軸受５０の第１内輪５２の内径Ｄ５２（＝大径部３３の外径ｄ３３）は、第２内側軸受６０の第２内輪６２の内径Ｄ６２（＝小径部３４の外径ｄ３４）よりも大きい。

一方、クランク軸２０の中空部２１に形成された（第１外輪５３が載置される）第１外輪載置部２９の内径Ｄ２９は、（第２外輪６３が配置される）第２外輪載置部２７の内径Ｄ２７よりも大きい。つまり、第１内側軸受５０の第１外輪５３の外径ｄ５３（＝Ｄ２９）は、第２内側軸受６０の第２外輪６３の外径ｄ６３（＝Ｄ２７）よりも大きい。

なお、第１外輪載置部２９の反キャリヤ側端部には、第１内側軸受５０の第１外輪５３の軸方向反キャリヤ側への移動を拘束する第１外輪段部２５が形成されている。第２外輪載置部２７のキャリヤ側端部には、第２内側軸受６０の第２外輪６３の軸方向キャリヤ３０側への移動を拘束する第２外輪段部２６が形成されている。第１外輪段部２５および第２外輪段部２６は、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０を背面合わせで組み込むときに第１外輪５３および第２外輪６３の軸方向移動を受け止める「肩部」を構成している。

また、軸部材３１の根元部３２と大径部３３との間には、第１内側軸受５０の第１内輪５２の軸方向キャリヤ３０側への移動を拘束する第１内輪段部３６が形成されている。軸部材３１の小径部３４には、止め輪溝３７が形成され、該止め輪溝３７に、反キャリヤ側止め輪（位置決め部材）６５が嵌め込まれている。反キャリヤ側止め輪６５は、スペーサ６６およびシム６７を介して第２内側軸受６０の第２内輪６２の軸方向反キャリヤ側への移動を拘束している。

第１内輪段部３６および反キャリヤ側止め輪６５は、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０を背面合わせで組み込むときに、スペーサ６６および（選択により適宜の予圧を与え得る）シム６７と共に該第１内側軸受５０および第２内側軸受６０に予圧を与える機能を有する。つまり、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０は、第１外輪段部２５および第２外輪段部２６での第１外輪５３および第２外輪６３の軸方向移動の拘束と相まって、第１内輪段部３６および反キャリヤ側止め輪６５の間に挟まれることによって予圧が与えられる。

次に、この歯車装置１０の作用を説明する。

モータ９のモータ軸９Ａと一体化された歯車装置１０の入力軸１３が回転すると、該入力軸１３に組み込まれたピニオン１１が回転する。ピニオン１１の回転は、ギヤ（動力伝達部材）１４に伝達される。ギヤ１４は、連結ボルト１５を介してクランク軸２０の反キャリヤ側の端部に取り付けられているため、ギヤ１４が回転すると、クランク軸２０は、軸部材３１の外周３１Ａにおいて、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０に支持された状態で回転する。

クランク軸２０が回転すると、該クランク軸２０と一体化されている偏心体２４が回転し、偏心体軸受１９を介して外歯歯車１２が揺動回転する。外歯歯車１２は、内歯歯車４０に内接噛合している。そのため、外歯歯車１２は１回揺動する毎に、内歯歯車４０に対して歯数差分だけ（１歯分だけ）相対的に回転する（自転する）。この自転成分が、摺動促進部材１８および内ピン１７を介してキャリヤ３０に伝達される。なお、外歯歯車１２の揺動成分は、外歯歯車１２の貫通孔１２Ａ１、１２Ｂ１と摺動促進部材１８との隙間によって吸収される。

キャリヤ３０が回転することにより、該キャリヤ３０に固定されている相手部材を、ケーシング７０に対して相対的に回転させることができる。

ここで、本歯車装置１０においては、クランク軸２０の内周２１Ａと、（キャリヤ３０と一体化された）軸部材３１の外周３１Ａとの間に第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０が配置され、クランク軸２０は、該第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０を介して軸部材３１に支持されている。

第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０は、クランク軸２０の軸方向端面２２、２３から軸方向にＬ（２２−５０）、Ｌ（２３−６０）だけ突出している。そのため、第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０がクランク軸２０の軸方向端面２２、２３よりも突出していない従来の構造と比較して、より第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０の支持容量を増大させ、該第１内側軸受５０あるいは第２内側軸受６０の寿命を増大させることができる。

より具体的には、クランク軸２０のキャリヤ３０側に配置された第１内側軸受５０では、クランク軸２０よりも第１内輪５２が軸方向キャリヤ３０側に突出させることによって、該第１内輪５２を、可能な限り軸部材３１のキャリヤ３０側（根元に近い側）に配置している。これにより、軸部材３１の剛性の高い部分で第１内輪５２を支持し、第１内側軸受５０の実質的な支持容量を高く維持している。また、第１内側軸受５０と第２内側軸受６０の両方をクランク軸の軸方向端面から突出させることにより、軸受スパンを長くして支持容量を高くしている。

また、クランク軸２０とキャリヤ３０（フランジ部材）との間に幅Ｗ７８の軸方向隙間７８を積極的に確保し、該軸方向隙間７８と第１内側軸受５０とが径方向から見て重なるように構成している。これにより、軸方向隙間７８を潤滑剤の通路として活用することができ、第１内側軸受５０の潤滑特性を高く維持することができる。

特に、本構成例では、背面合わせで組み込んだことにより、第１外輪５３が第１内輪５２よりも反キャリヤ側に位置することを利用して、第１内側軸受５０の第１外輪５３は、クランク軸２０の（キャリヤ３０側の）軸方向端面２２よりも突出せず、第１内輪５２と第１転動体５１のみが該軸方向端面２２から突出して軸方向隙間７８に臨む（面する）配置としている。

このため、軸方向隙間７８内の潤滑剤を、（第１外輪５３で遮られることなく）極めて円滑に第１外輪５３と第１転動体５１との間、および第１転動体５１と第１内輪５２との間に供給することができる。これにより、第１内側軸受５０の寿命を一層増大させることができる。

一方、クランク軸２０の反キャリヤ側に配置された第２内側軸受６０は、一部がクランク軸２０の軸方向端部から突出し、クランク軸２０の反キャリヤ側の端部に取り付けられたギヤ１４（動力伝達部材）と径方向から見て重なっている。

より具体的には、第２外輪６３のクランク軸２０の軸方向端部から突出した突出部６３Ｂは、クランク軸２０に固定された（クランク軸２０と一体化された）ギヤ１４の貫通孔１４の内周１４Ｃによって支持されている。つまり、第２外輪６３は、クランク軸２０および該クランク軸２０と一体化されたギヤ１４に跨って支持され、結局、軸方向の全域に亘ってクランク軸２０またはギヤ１４から支持反力を受けることができる。

また、第２内輪６２も、軸方向の全域に亘ってギヤ１４の径方向内側にまで延在された軸部材３１によって支持されている。このため、第２内側軸受６０の一部がクランク軸２０の（反キャリヤ側の）軸方向端面２３よりも、さらに反キャリヤ側に位置しているにも拘わらず、あたかもクランク軸２０および軸部材３１の両方を軸方向に長くして、第１内側軸受５０との軸受スパンを大きく確保したと同様の態様を形成でき、支持容量を増大させることができる。

さらに、第２内側軸受６０がクランク軸２０の軸方向端面２３から突出して設けられており、かつギヤ１４が該第２内側軸受６０の突出部６３Ｂによって支持されている。このため、ギヤ１４が該第２内側軸受６０から片持ち状態で突出する軸方向長さＬ（１４−６０）を、ギヤ１４がクランク軸２０の軸方向端面２３から突出している軸方向長さＬ（１４−２３）よりも短くすることができる。これにより、ギヤ１４の支持剛性（支持安定性）をより高められるため、第２内側軸受６０の実質的な支持容量をより高めることができ、寿命をより増大させることができる。

そして、第２内側軸受６０は、ギヤ１４（動力伝達部材）と径方向から見て重なっている。そのため、このような支持容量の増大効果を得ているにも拘わらず、第２内側軸受６０は、歯車装置１０の平行軸減速段Ｇ１のギヤ１４の径方向内側に収められている。したがって、（単純にクランク軸２０および軸部材３１の軸方向長さを長くした構成と比較して）歯車装置１０全体の軸方向長さが増大するのが回避されている。

結局、本歯車装置１０においては、クランク軸２０のキャリヤ３０側に配置された第１内側軸受５０も、またクランク軸２０の反フランジ側部材側に配置された第２内側軸受６０も、それぞれに実質的な支持容量の増大効果を得ることができ、より寿命を増大させることができる。

なお、この歯車装置１０では、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０がクランク軸２０の軸方向端面２２、２３よりも軸方向に突出する構成とされていることを利用して、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０は、いずれも偏心体軸受１９（の転動体１９Ａ１、１９Ｂ１）とは径方向から見て重ならないように構成している。これにより、第１内側軸受５０（の第１外輪５３）および第２内側軸受６０（の第２外輪６３）をクランク軸２０の内周２１Ａに圧入するときに、偏心体軸受１９の転走面が変形するのを抑制することができる。この構成によって、偏心体軸受１９の寿命が低下するのをより防止することができる。

なお、本歯車装置１０においては、クランク軸２０は、該クランク軸２０の反キャリヤ側の軸方向端面２３にギヤ１４を取り付けるためのタップ穴３２を有している。このタップ穴３２は、径方向から見たときに偏心体軸受１９の位置決め部材である反キャリヤ側止め輪５６Ｂと重なっている。本歯車装置１０においては、具体的には、さらに、偏心体軸受１９の転動体１９Ｂ１自体とも、Ｌ（３２−１９Ｂ１）だけ重なっている。これにより、ギヤ１４をより偏心体軸受１９側（外歯歯車１２側）に寄せた状態でクランク軸２０に取り付けることができ、歯車装置１０全体の軸方向長さを一層短縮することができている。

また、本歯車装置１０では、軸部材３１は、反キャリヤ側に設けられる小径部３４と、該小径部３４のキャリヤ３０側に設けられる大径部３３と、を有した構成とされている。より詳細には、大径部３３のさらにキャリヤ３０側の根元部３２は、一層大径とされている。

そして、内側軸受として、大径部３３に第１内側軸受５０、小径部３２に第２内側軸受６０を配置するようにしている。第１内側軸受５０の（第１外輪５３の）外径ｄ５３は、第２内側軸受６０の（第２外輪６３の）外径ｄ６３よりも大きい。

これにより、以下のような作用が得られる。すなわち、本歯車装置１０では、キャリヤ３０から片持ち状態で突出された軸部材３１に、第２内側軸受６０が（従来よりも）より反フランジ部材側に配置されるため、軸部材３１の根元により負担が掛かる傾向となる。しかし、軸部材３１のキャリヤ３０側（根元側）の近傍が大径とされ、かつ支持容量の大きな（外径ｄ５３の大きな）第１内側軸受５０が配置されることで、軸部材３１の根元の近傍の強度を高く維持することができる。

また、軸部材３１の反キャリヤ側に外径ｄ３４の小さい小径部３４が設けられていることで、結果としてクランク軸２０のタップ穴３２が設けられる部分の径方向の肉厚を大きく確保することができる。つまり、前述したタップ穴３２と偏心体軸受１９が重なるような構成を、クランク軸２０の反キャリヤ側の端部近傍の強度が低下するのを防止しつつ、実現することができる。

なお、本歯車装置１０においては第１内側軸受５０および第２内側軸受６０が、背面合わせで組み込まれている。このため、第１内側軸受５０および第２内側軸受６０がクランク軸２０の軸方向端面２２、２３よりも軸方向に突出されていることと相まって、軸受スパンを大きく拡大できるというメリットを顕著に得ている。

また、背面合わせて組み込まれていることから、特に第１内側軸受５０において、（第１外輪５３に遮られることなく）軸方向隙間７８からの潤滑剤を第１転動体５１の近傍に供給できるというメリットも得られている。ただし、本発明は、必ずしも内側軸受を背面合わせで組み込むことを必須の要件とするものではない。例えば、そもそも内側軸受は、一対用意される必要もない。

図３に、内側軸受を１個のみ有する変形例を示す。

図３の変形例でも、クランク軸２０は、中空部２１を有し、フランジ部材であるキャリヤ３０は、中空部２１に挿入される軸部材３１を有している。しかし、この変形例では、クランク軸２０の（中空部２１の）内周２１Ａと、軸部材３１の外周３１Ａとの間には、第３内側軸受８０が１個のみ配置されている。なお、クランク軸２０の中空部２１は、実質的には、第３内側軸受８０によって埋められている。

第３内側軸受８０は、第３転動体８１、第３内輪８２、および第３外輪８３を有するころ軸受で構成されている。第３内側軸受８０は、クランク軸２０の内周２１Ａと軸部材３１の外周３１Ａとの間に配置され、かつ、第３内輪８２および第３外輪８３が、クランク軸２０の軸方向端面２２、２３から軸方向にそれぞれＬ（２２−８０）、Ｌ（２３−８０）だけ突出している。なお、符号８４は、クランク軸２０に対する第３内側軸受８０の軸方向位置を規制する止め輪である。

この歯車装置１０においても、クランク軸２０とキャリヤ（フランジ部材）３０との間には軸方向隙間７８が設けられ、この軸方向隙間７８と第３内側軸受８０とが径方向から見てＬ（２２−８０）だけ重なっている。すなわち、この第３内側軸受８０は、先の歯車装置１０においてクランク軸２０のキャリヤ３０側の端部に配置されていた第１内側軸受５０と類似する構成および特性を有している軸受と捉えることができる。

また、この歯車装置１０においても、クランク軸２０の反キャリヤ側の端部には、該クランク軸２０に動力を伝達するギヤ１４（動力伝達部材）が取り付けられ、このギヤ１４と第３内側軸受８０とが径方向から見てＬ（１４−８０）だけ重なっている。

すなわち、この第３内側軸受８０は、先の歯車装置１０においてクランク軸２０の反キャリヤ側の端部に配置されていた第２内側軸受６０と類似する構成および特性を有している軸受と捉えることもできる。

結局、第３内側軸受８０は、１個の内側軸受でありながら、先の歯車装置１０の第１内側軸受５０および第２内側軸受６０の作用（メリット）を併せ持ったような特性を有している。

その他の構成作用は、先の歯車装置１０と同様であるため、便宜上、図中で同一または類似する機能を有する部位に同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

図４および図５に本発明の他の実施形態の一例を示す。

図４および図５には、振り分けタイプと称される偏心揺動型の歯車装置１１０に本発明を適用した構成例が示されている。

先の歯車装置１０では、内歯歯車４０の軸心位置に（揺動歯車である外歯歯車１２を揺動させる偏心体２４を備えた）クランク軸２０を１本のみ備えていた。これに対し、この図４および図５に示される歯車装置１１０では、内歯歯車１４０の軸心Ｃ１４０からオフセットした位置に（揺動歯車である外歯歯車１１２を揺動させる偏心体１２４を備えた）クランク軸１２０を複数（この例では３本：１本のみ図示）備えている。

３本のクランク軸１２０には、それぞれ振り分けギヤ１１４（動力伝達部材）が設けられている。各振り分けギヤ１１４は、入力軸１１３に一体的に設けられた１個の入力ギヤ１１１と同時に噛合している。このため、振り分けギヤ１１４は、入力ギヤ１１１の回転を受けて各クランク軸１２０を同一方向に同一の回転速度で回転させることができる。これにより、３本のクランク軸１２０が同位相で回転し、外歯歯車１１２が内歯歯車１４０に内接噛合しながら揺動する。なお、入力軸１１３は、一対の軸受１８８、１８９によりキャリヤ１３０およびケーシング１７０に支持されている。ケーシング１７０には、図示せぬモータが取り付けられており、入力軸１１３に動力を伝達可能である。

内歯歯車１４０は、一対の軸受１９１、１９２を介してケーシング１７０に回転自在に支持されている。内歯歯車１４０の本体１４１は、出力リング体１９５と一体化されている。出力リング体１９５には、タップ穴１９７が形成されており、該タップ穴１９７を使用して連結された図示せぬ相手部材を駆動する構成とされている。

外歯歯車１１２が揺動すると、該外歯歯車１１２と内歯歯車１４０との相対回転が発生し、クランク軸１２０が内歯歯車１４０の軸心Ｃ１４０の周りで公転する。このクランク軸１２０の公転により、軸部材１３１を介してケーシング１７０および該ケーシング１７０と一体化されているキャリヤ１３０が、出力リング体１９５に対して相対的に回転する（モータの取り付けられているケーシング１７０から見るならば、出力リング体１９５が相対的に回転する）。

この歯車装置１１０では、フランジ部材として、クランク軸１２０の軸方向一方側に配置されるケーシング（第１フランジ部材）１７０と、クランク軸１２０の軸方向他方側に配置されるキャリヤ（第２フランジ部材）１３０と、を備える。

軸部材１３１は、第１フランジ部材であるケーシング１７０と同一の部材で一体的に設けられると共に、第２フランジ部材であるキャリヤ１３０にボルト（圧入でもよい）１３９によって連結されている。

また、内側軸受として、クランク軸１２０のケーシング１７０側の端部（第１フランジ部材側の端部）に配置される第４内側軸受１８０と、クランク軸１２０のキャリヤ側の端部（第２フランジ部材側の端部）に配置される第５内側軸受１９０と、を備える。

なお、これまでの実施形態では、「キャリヤ３０のみ」がフランジ部材として機能し、キャリヤ３０が軸部材３１を有していた。しかし、この実施形態では、「ケーシング１７０およびキャリヤの１３０の両方」がフランジ部材として機能し、ケーシング１７０およびキャリヤの１３０の両方が軸部材１３１を有している（共有している）。

第４内側軸受１８０および第５内側軸受１９０は、クランク軸１２０の（中空部１２１の）内周１２１Ａと、軸部材１３１の外周１３１Ａとの間に配置されている。第４内側軸受１８０および第５内側軸受１９０は、クランク軸１２０の軸方向端面１２３、１２２からそれぞれＬ（１２３−１８０）、Ｌ（１２２−１９０）だけ突出している。

また、クランク軸１２０とケーシング１７０との間に第１軸方向隙間１７９が設けられるとともに、クランク軸１２０とキャリヤ１３０との間に第２軸方向隙間１７８が設けられている。そして、第１軸方向隙間１７９と第４内側軸受１８０（の内輪１８２）とが、径方向から見てＬ（１２３−１８０）だけ重なっている。また、第２軸方向隙間１７８と第５内側軸受１９０（の内輪１９２）とが、径方向から見てＬ（１２２−１９０）だけ重なっている。

したがって、第１軸方向隙間１７９を介して第４内側軸受１８０を良好に潤滑することができ、第４内側軸受１８０の寿命を向上させることができる。また、第２軸方向隙間１７８を介して第５内側軸受１９０を良好に潤滑することができ、第５内側軸受１９０の寿命を向上させることができる。

第４内側軸受１８０は、第４転動体１８１、第４内輪１８２、および第４外輪１８３を有する。第５内側軸受１９０は、第５転動体１９１、第５内輪１９２、および第５外輪１９３を有する。第４内側軸受１８０および第５内側軸受１９０は、背面合わせで配置され、ケーシング１７０およびキャリヤ１３０によって各内輪（第４内輪１８２および第５内輪１９２）を介して予圧が与えられる。

より具体的には、クランク軸１２０の外輪載置部１２７のキャリヤ側端部には、第４内側軸受１８０の第４外輪１８３の軸方向キャリヤ１３０側への移動を拘束する外輪段部１２６が形成されている。クランク軸１２０の外輪載置部１２９のケーシング側端部には、第５内側軸受１９０の第５外輪１９３の軸方向ケーシング１７０側への移動を拘束する外輪段部１２５が形成されている。外輪段部１２５および外輪段部１２６は、第４内側軸受１８０および第５内側軸受１９０を背面合わせで組み込むときに第４外輪１８３および第５外輪１９３の軸方向移動を受け止める「肩部」を構成している。

一方、ケーシング１７０側の第４内側軸受１８０（の第４内輪１８２）は、ケーシング１７０の軸方向端面１７７に直接当接している。キャリヤ１３０側の第５内側軸受１９０（の第５内輪１９２）は、キャリヤ１３０の軸方向端面１３６に、シム１６７を介して当接している。シム１６７は、軸方向幅の僅かに異なるものが複数用意され、組み付け時に最適な１つが選択される。

この構成により、ケーシング１７０およびキャリヤ１３０を、ボルト１３９を介して引き寄せ・締め付けることにより、第４内輪１８２および第５内輪１９２を介して第４内側軸受１８０および第５内側軸受１９０の予圧を与えることができる。この場合、シム１６７の選定により、最適な予圧を調整可能である。

この実施形態においても、第４、第５内側軸受１８０、１９０の第４内輪１８２、第５内輪１９２に関しては、クランク軸１２０から突出した部分も含めて、軸方向の全域が軸部材１３１に確実に支持されている。したがって、（第４、第５内側軸受１８０、１９０がクランク軸１２０の軸方向端面１２２、１２３から突出していない構成と比較して）該第４、第５内側軸受１８０、１９０の軸受スパンがより増大されると共に、支持剛性がより向上し、第４、第５内側軸受１８０、１９０の寿命をより向上させることができる。

なお、この例では、軸部材１３１は、ケーシング１７０と同一の部材で一体化されると共に、キャリヤ１３０とボルト１３９を介して一体化されていたが、逆でもよい。つまり、キャリヤと同一の部材で一体化されると共に、ケーシングとボルトを介して一体化されていてもよい。なお、両方（ケーシングおよびキャリヤの双方）とも別部材で構成することも可能であるが、内側軸受の周辺の支持剛性を高く維持するには、いずれか一方は、同一の部材で一体化するのが好ましい。

また、既に説明したように、（クランク軸の中空部に挿入される軸部材を有する）フランジ部材は、クランク軸の軸方向片側のみに設けられていてもよいし、クランク軸の軸方向両側に設けられていてもよい。

また、内側軸受は、１個のみ設けられていてもよく、一対設けられていてもよい。クランク軸が一対の軸受で支持されている場合は、そのうちの少なくとも１個の軸受が本発明に係る内側軸受であればよく、他の軸受は、必ずしも本発明に係る内側軸受である必要はない。

すなわち、当該他の軸受は、必ずしもクランク軸の軸方向端面から軸方向に突出していなくてもよい。また、当該他の軸受は必ずしもクランク軸の内周と、軸部材の外周との間に配置されていなくてもよく、例えば、クランク軸の外周に配置されていてもよい。

また、実施形態においては、内側軸受が専用の内輪および外輪を備えていたが、これに限定されるものではなく、軸部材が内輪を兼用してもよいし、クランク軸が外輪を兼用してもよい。

１０…歯車装置
１２…外歯歯車（揺動歯車）
２０…クランク軸
２１Ａ…クランク軸の内周
２１…中空部
２２、２３…軸方向端面
３０…キャリヤ（フランジ部材）
３１…軸部材
３１Ａ…軸部材の外周
５０…第１内側軸受
６０…第２内側軸受

Claims (11)

1. 揺動歯車と、該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、該クランク軸と軸方向に対向して配置されるフランジ部材と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、
   前記クランク軸は、中空部を有し、
   前記フランジ部材は、前記中空部に挿入される軸部材を有し、
   前記クランク軸の内周と、前記軸部材の外周との間に内側軸受が配置され、
   該内側軸受は、前記クランク軸の軸方向端面から軸方向に突出する
   ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記内側軸受として、前記クランク軸の前記フランジ部材側の端部に配置される第１内側軸受を、少なくとも備え、
   前記クランク軸と前記フランジ部材との間に軸方向隙間が設けられ、
   該軸方向隙間と前記第１内側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の歯車装置。
3. 請求項２において、
   前記軸方向隙間と、前記第１内側軸受の内輪および転動体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の歯車装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記クランク軸は、前記揺動歯車を揺動させるための偏心体を有し、
   該偏心体と前記揺動歯車との間には、偏心体軸受が配置され、
   該偏心体軸受と前記内側軸受とが径方向から見て重ならない
   ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記内側軸受として、前記クランク軸の反フランジ部材側の端部に配置される第２内側軸受を、少なくとも備え、
   前記クランク軸の反フランジ部材側の端部には、該クランク軸に動力を伝達する動力伝達部材が取り付けられ、
   該動力伝達部材と前記第２内側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の歯車装置。
6. 請求項５において、
   前記クランク軸は、前記揺動歯車を揺動させるための偏心体を有し、
   該偏心体と前記揺動歯車との間には、偏心体軸受が配置され、
   前記クランク軸は、該クランク軸の反フランジ部材側の軸方向端面に前記動力伝達部材を取り付けるためのタップ穴を有し、
   前記偏心体軸受は、位置決め部材によって前記クランク軸に軸方向に位置決めされ、
   該偏心体軸受の位置決め部材と前記タップ穴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の歯車装置。
7. 請求項６において、
   前記タップ穴と前記偏心体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の歯車装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記軸部材は、反フランジ部材側に設けられる小径部と、該小径部のフランジ部材側に設けられる大径部と、を有し、
   前記内側軸受として、前記大径部に配置される第１内側軸受と、前記小径部に配置される第２内側軸受と、を備え、
   前記第１内側軸受の外径が、前記第２内側軸受の外径よりも大きい
   ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
9. 請求項１において、
   前記フランジ部材として、前記クランク軸の軸方向一方側に配置される第１フランジ部材と、前記クランク軸の軸方向他方側に配置される第２フランジ部材と、を備え、
   前記軸部材は、前記第１フランジ部材と同一の部材で一体的に設けられると共に、前記第２フランジ部材に連結される
   ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
10. 請求項１において、
    前記フランジ部材として、前記クランク軸の軸方向一方側に配置される第１フランジ部材と、前記クランク軸の軸方向他方側に配置される第２フランジ部材と、を備え、
    前記内側軸受として、前記クランク軸の前記第１フランジ部材側の端部に配置される第４内側軸受と、前記クランク軸の前記第２フランジ部材側の端部に配置される第５内側軸受と、を備え、
    前記クランク軸と前記第１フランジ部材との間に第１軸方向隙間が設けられるとともに、前記クランク軸と前記第２フランジ部材との間に第２軸方向隙間が設けられ、
    前記第１軸方向隙間と前記第４内側軸受とが径方向から見て重なるとともに、前記第２軸方向隙間と前記第５内側軸受とが、径方向から見て重なる
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
11. 請求項１０において、
    前記第４内側軸受および第５内側軸受は、転動体、内輪、および外輪を有すると共に、背面合わせで配置され、前記第１フランジ部材および第２フランジ部材によって各内輪を介して予圧が与えられる
    ことを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。

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