JP2021156353A - 軸心位置調整機構及び軸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な作業性を得られる軸心位置調整機構を提供する。【解決手段】軸の軸心位置を調整する軸心位置調整機構であって、軸の外周側に配置され、軸の軸心から偏心した第１偏心ブッシュ３２と、第１偏心ブッシュ３２の外周側に配置され、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心から偏心した第２偏心ブッシュ３４と、第１偏心ブッシュ３２と一体化された外歯歯車３６と、第２偏心ブッシュ３４と一体化された内歯歯車３８と、外歯歯車３６と噛み合う第１ピニオン５６と、内歯歯車３８と噛み合う第２ピニオン５８とが設けられた調整軸４０Ａと、を備える軸心位置調整機構。【選択図】図２

Description

本開示は、軸の軸心位置を調整する軸心位置調整機構に関する。

従来、軸の軸心位置を調整する調整機構が知られる。特許文献１は、軸の外周側に配置され、軸の軸心から偏心した第１偏心ブッシュと、第１偏心ブッシュの外周側に配置され、第１偏心ブッシュのブッシュ中心から偏心した第２偏心ブッシュとを備える調整機構を開示する。この調整機構は、第１偏心ブッシュと第２偏心ブッシュのそれぞれに対応する複数の調整器を備える。この調整機構は、複数の調整器により対応する偏心ブッシュの位相を個別に変更することで、軸の軸心位置を調整することができる。

実開昭５８−７６８４６号公報

特許文献１の開示技術では、軸の軸心位置を調整するにあたって、複数の偏心ブッシュの位相を個別に変更する作業を要する。本願発明者は、作業性の観点から、特許文献１の開示技術に関して改良の余地があるとの認識を得た。

本開示の目的の１つは、良好な作業性を得られる軸心位置調整機構を提供することにある。

本開示の軸心位置調整機構は、軸の軸心位置を調整する軸心位置調整機構であって、前記軸の外周側に配置され、前記軸の軸心から偏心した第１偏心ブッシュと、前記第１偏心ブッシュの外周側に配置され、前記第１偏心ブッシュのブッシュ中心から偏心した第２偏心ブッシュと、前記第１偏心ブッシュと一体化された外歯歯車と、前記第２偏心ブッシュと一体化された内歯歯車と、前記外歯歯車と噛み合う第１ピニオンと、前記内歯歯車と噛み合う第２ピニオンとを有する調整軸と、を備える。

本開示の軸心位置調整機構によれば、良好な作業性を得られる。

軸装置の断面図である。 図１の範囲Ｓａの拡大図である。 調整機構の台部材及びカバーに関する分解図である。 図２のＡ−Ａ断面の一部である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの模式図である。 図２のＢ−Ｂ断面の一部である。 図２のＣ−Ｃ断面の一部である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの第１の動作図である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの第２の動作図である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの第３の動作図である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの第４の動作図である。 第１偏心ブッシュ及び第２偏心ブッシュの第５の動作図である。 外歯歯車、内歯歯車及び調整軸の第１の動作図である。 外歯歯車、内歯歯車及び調整軸の第２の動作図である。 外歯歯車、内歯歯車及び調整軸の第３の動作図である。

以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

図１を参照する。軸心位置調整機構１０（以下、調整機構１０ともいう）は、軸装置１２に組み込まれる歯車軸１４の軸心位置の調整に用いられる。軸装置１２は、歯車軸１４の他に、歯車軸１４を支持するケーシング１６を備える。本実施形態の歯車軸１４は、隣り合う第１歯車軸１４Ａと第２歯車軸１４Ｂを含む。

本実施形態の軸装置１２は歯車装置である。歯車装置となる軸装置１２は、駆動源（不図示）から回転が入力される入力軸１８と、被駆動装置（不図示）に回転を出力する出力軸２０と、入力軸１８から入力される回転を変速して出力軸２０に出力する歯車機構２２Ａ、２２Ｂと、を備える。駆動源は、例えば、モータ、エンジン等である。

本実施形態の歯車機構２２Ａ、２２Ｂは減速機構である。本実施形態の歯車機構２２Ａ、２２Ｂは、入力軸１８から出力軸２０に至る動力伝達経路の前段側にある前段歯車機構２２Ａと、動力伝達経路の後段側にある後段歯車機構２２Ｂとを含む。前段歯車機構２２Ａは直交軸歯車機構である。

後段歯車機構２２Ｂは平行軸歯車機構である。後段歯車機構２２Ｂは、互いに噛み合う第１小径歯車２４Ａ及び第１大径歯車２４Ｂと、互いに噛み合う第２小径歯車２６Ａ及び第２大径歯車２６Ｂとを備える。第１小径歯車２４Ａは第１歯車軸１４Ａと一体回転可能に設けられ、第１大径歯車２４Ｂ及び第２小径歯車２６Ａは第２歯車軸１４Ｂと一体回転可能に設けられ、第２大径歯車２６Ｂは出力軸２０と一体回転可能に設けられる。

ケーシング１６は、歯車軸１４を内部に収容する中空構造をなす。ケーシング１６は、歯車軸１４の軸方向両側に設けられる一対の壁部１６ａを備える。一対の壁部１６ａには、歯車軸１４を支持するための軸穴２８が形成される。軸穴２８は、第１歯車軸１４Ａを支持する第１軸穴２８Ａと、第２歯車軸１４Ｂを支持する第２軸穴２８Ｂとを含む。

軸穴２８内には調整機構１０が配置される。調整機構１０は、歯車軸１４の両端部のそれぞれに対応して設けられ、その対応する歯車軸１４の端部を支持する。本実施形態の調整機構１０と歯車軸１４の間には軸受３０が配置される。

各軸穴２８の内側に配置される調整機構１０の構成は共通である。以下、主に、第１軸穴２８Ａの内側に配置される一つの調整機構１０について説明する。

図２を参照する。調整機構１０は、歯車軸１４の外周側に配置される第１偏心ブッシュ３２と、第１偏心ブッシュ３２の外周側に配置される第２偏心ブッシュ３４とを備える。調整機構１０は、第１偏心ブッシュ３２と一体化された外歯歯車３６と、第２偏心ブッシュ３４と一体化された内歯歯車３８と、外歯歯車３６及び内歯歯車３８を回転させる調整軸４０Ａ、４０Ｂと、を備える。これらの詳細は後述する。

調整機構１０は、歯車軸１４の軸心位置を調整可能である。詳しくは、調整機構１０は、軸穴２８の中心線ＣＬに対して直交する調整方向Ｘに歯車軸１４の端部の軸心位置を調整可能である。これにより、軸穴２８の中心線ＣＬに対する歯車軸１４の軸心ＳＣの傾きが調整される。歯車軸１４の両端部に対応する個別の調整機構１０は、いずれも調整方向Ｘに歯車軸１４の端部の軸心位置を調整可能である。これにより、歯車軸１４全体の位置を調整方向Ｘに調整可能となる。以下、軸穴２８の中心線ＣＬに沿った方向を軸方向Ｚとし、調整方向Ｘ及び軸方向Ｚと直交する方向を直交方向Ｙ（図２では不図示）という。調整方向Ｘは、第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２（図２では不図示）に直交する方向でもある。

図２、図３を参照する。調整機構１０は、調整軸４０Ａ、４０Ｂを受ける台部材４２と、軸穴２８の内側に設けられるブッシュ収容空間４４を軸方向Ｚの外側から塞ぐカバー４６とを備える。ブッシュ収容空間４４には、各偏心ブッシュ３２、３４、外歯歯車３６、内歯歯車３８及び調整軸４０Ａ、４０Ｂが収容される。

台部材４２は、調整軸４０Ａ、４０Ｂを受ける板状の受け部４２ａと、受け部４２ａの外周部に設けられる座部４２ｂとを備える。座部４２ｂは、ケーシング１６の軸穴２８の周縁に設けられる軸穴周縁部１６ｂに座している。台部材４２は、座部４２ｂを貫通する第１ボルトＢ１によってケーシング１６に固定される。

受け部４２ａには、軸穴２８の中心線ＣＬ上に中央孔４２ｃが形成される。受け部４２ａには、調整軸４０Ａ、４０Ｂの軸部４０ａが挿通される挿通孔４２ｄが形成される。調整軸４０Ａ、４０Ｂの軸部４０ａは、隙間嵌め、中間嵌め等によって挿通孔４２ｄに嵌め込まれており、挿通孔４２ｄに回転自在に支持される。

台部材４２は、軸方向Ｚの外側面に設けられ、軸方向Ｚ内側に窪む外側凹部４２ｅと、軸方向Ｚの内側面に設けられ、軸方向Ｚ外側に窪む内側凹部４２ｆとを備える。台部材４２の受け部４２ａは、外側凹部４２ｅ及び内側凹部４２ｆそれぞれの底部を形成する。外側凹部４２ｅ及び内側凹部４２ｆの内側にはブッシュ収容空間４４の一部が形成される。外側凹部４２ｅの内側には調整軸４０Ａ、４０Ｂの工具掛け部４０ｂ（後述する）が配置される。

カバー４６は、カバー４６を貫通する第２ボルトＢ２によって、台部材４２を介して、ケーシング１６に着脱可能に固定される。カバー４６と台部材４２の座部４２ｂとの間には、ブッシュ収容空間４４を封止する環状のシール部材４８が挟み込まれる。

図２、図４、図５を参照する。図５は、図４と同じ視点から各偏心ブッシュ３２、３４を見た模式図である。図５では、説明の便宜のため、各偏心ブッシュ３２、３４の偏心量ｅを実際の偏心量ｅより大きく誇張している。

第１偏心ブッシュ３２は円筒状をなす。第１偏心ブッシュ３２の内側には軸方向Ｚに貫通する第１偏心穴３２ａが形成される。第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１と穴中心ＨＣ１は偏心している。ブッシュ中心ＢＣ１は、軸方向Ｚから見て、第１偏心ブッシュ３２の外周面のなす形状の重心をいう。穴中心ＨＣ１は、軸方向Ｚから見て、第１偏心穴３２ａのなす形状の重心をいう。

第１偏心ブッシュ３２は、歯車軸１４を回転自在に支持する。本実施形態の第１偏心ブッシュ３２は、軸受３０を介して、歯車軸１４を支持する。この他にも、第１偏心ブッシュ３２は、歯車軸１４の滑り接触を伴い、歯車軸１４を直接に支持してもよい。

第１偏心ブッシュ３２の穴中心ＨＣ１は歯車軸１４の軸心ＳＣと同軸に設けられる。第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１は歯車軸１４の軸心ＳＣから偏心する。

第２偏心ブッシュ３４は円筒状をなす。第２偏心ブッシュ３４の内側には軸方向Ｚに貫通する第２偏心穴３４ａが形成される。第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２と穴中心ＨＣ２は偏心している。ブッシュ中心ＢＣ２は、軸方向Ｚから見て、第２偏心ブッシュ３４の外周面がなす形状の重心をいう。穴中心ＨＣ２は、軸方向Ｚから見て、第２偏心穴３４ａのなす形状の重心をいう。

第２偏心ブッシュ３４は、第１偏心ブッシュ３２を回転自在に支持する。本実施形態の第２偏心ブッシュ３４の内周面と第１偏心ブッシュ３２の外周面は、互いに嵌め合い可能な円形状である。第２偏心ブッシュ３４は、第１偏心ブッシュ３２に対して外嵌した状態となる。これにより、第２偏心ブッシュ３４は、第１偏心ブッシュ３２の滑り接触を伴い、第１偏心ブッシュ３２を回転自在に直接に支持する。この他にも、第２偏心ブッシュ３４は、軸受を介して第１偏心ブッシュ３２を支持してもよい。

第２偏心ブッシュ３４の穴中心ＨＣ２は第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１と同軸に設けられる。第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２は第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１から偏心する。

第２偏心ブッシュ３４は軸穴２８の内側に配置される。軸穴２８は、第２偏心ブッシュ３４を回転自在に支持する。本実施形態の軸穴２８の内周面と第２偏心ブッシュ３４の外周面は、互いに嵌め合い可能な円形状である。軸穴２８は、第２偏心ブッシュ３４に対して外嵌した状態となる。これにより、軸穴２８は、第２偏心ブッシュ３４の滑り接触を伴い、第２偏心ブッシュ３４を回転自在に直接に支持する。この他にも、軸穴２８は、軸受を介して、第２偏心ブッシュ３４を支持してもよい。軸穴２８の中心線ＣＬは、第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２と同軸に設けられる。

第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１に対する歯車軸１４の軸心ＳＣ（穴中心ＨＣ１）の偏心量を第１偏心ブッシュ３２の第１偏心量とする。第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２に対する第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１（穴中心ＨＣ２）の偏心量を第２偏心ブッシュ３４の第２偏心量とする。このとき、第１偏心量と第２偏心量は同じ大きさｅに設定される。

図２、図６、図７を参照する。外歯歯車３６は、第１偏心ブッシュ３２と一体回転可能に第１偏心ブッシュ３２と一体化される。本明細書において、複数部材を一体化する手段は特に限定されず、ボルト、嵌め合い等が用いられてもよい。本実施形態の外歯歯車３６は、第３ボルトＢ３によって座部材５０と一体化される。座部材５０は、外歯歯車３６よりも径方向外側に延びる環状部材である。座部材５０は、外歯歯車３６よりも径方向外側において、第４ボルトＢ４によって第１偏心ブッシュ３２と一体化される。外歯歯車３６と第１偏心ブッシュ３２の間には第１スペーサ５２が配置され、第４ボルトＢ４は、第１スペーサ５２も外歯歯車３６と一体化している。外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１は、歯車軸１４の軸心ＳＣ及び第１偏心ブッシュ３２の穴中心ＨＣ１と同軸に設けられる。外歯歯車３６と座部材５０には、軸穴２８の中心線ＣＬ上に中央孔３６ａ、５０ａが形成される。

内歯歯車３８は、第２偏心ブッシュ３４と一体回転可能に第２偏心ブッシュ３４と一体化される。内歯歯車３８は、外歯歯車３６に対して軸方向Ｚにずれた位置に配置され、軸方向Ｚから見て、外歯歯車３６の外周側に配置される。本実施形態の内歯歯車３８は、第５ボルトＢ５によって第２偏心ブッシュ３４と一体化される。内歯歯車３８と第２偏心ブッシュ３４の間には第２スペーサ５４が配置され、第５ボルトＢ５は第２スペーサ５４も内歯歯車３８と一体化している。内歯歯車３８の歯車中心ＧＣ２は、軸穴２８の中心線ＣＬ及び第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２と同軸に設けられる

第１スペーサ５２は環状部材である。第１スペーサ５２は、第１偏心ブッシュ３２に対する外歯歯車３６の軸方向位置を調整する役割を持つ。第２スペーサ５４は環状部材である。第２スペーサ５４は、第２偏心ブッシュ３４に対する内歯歯車３８の軸方向位置を調整する役割を持つ。第２スペーサ５４の軸方向寸法は第１スペーサ５２の軸方向寸法より大きくなる。これにより、第１偏心ブッシュ３２及び第２偏心ブッシュ３４の軸方向位置を揃えつつ、内歯歯車３８と外歯歯車３６の軸方向位置をずらすことができる。

本実施形態の調整機構１０は、複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂを備える。複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂは、軸穴２８の中心線ＣＬを挟んだ調整方向Ｘの両側に配置される。複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂは、軸方向Ｚから見て、外歯歯車３６を中心として周方向に間隔を空けた位置に配置されることになる。複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂは、第１調整軸４０Ａと、第２調整軸４０Ｂとを含む。

調整軸４０Ａ、４０Ｂは、軸部４０ａを備える。軸部４０ａの軸方向Ｚ外側の端部には工具掛け部４０ｂが設けられる。工具掛け部４０ｂは、レンチ等の回転工具を引っ掛け可能な形状である。本実施形態の工具掛け部４０ｂは軸部４０ａの外周面に設けられた多角形状（例えば、六角形状）をなすが、その具体的な形状は特に限定されない。

調整軸４０Ａ、４０Ｂは、軸部４０ａと一体回転可能な第１ピニオン５６と、軸部４０ａと一体回転可能な第２ピニオン５８とを備える。第１ピニオン５６は、外歯歯車３６と噛み合い、第２ピニオン５８は内歯歯車３８と噛み合う。第１ピニオン５６と第２ピニオン５８は同軸に設けられ、共通する回転軸線周りに回転可能である。

外歯歯車３６の外歯数と内歯歯車３８の内歯数とは同数であり、第１ピニオン５６及び第２ピニオン５８の歯数は同数である。これにより、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させたとき、外歯歯車３６と内歯歯車３８を同じ角速度で回転させることができる。なお、外歯歯車３６の外歯数に対して第１ピニオン５６の歯数は少なく、内歯歯車３８の内歯数に対して第２ピニオン５８の歯数は少ない。

以上の調整機構１０の動作を説明する。まず、調整機構１０の動作原理から説明する。

図８、図９を参照する。図８Ａ〜図８Ｅは各偏心ブッシュ３２、３４の模式図であり、図５と同様、各偏心ブッシュ３２、３４の偏心量を誇張している。図８Ａ→図８Ｂ→図８Ｃ→図８Ｄ→図８Ｅの順で状態が遷移する。図９Ａ〜図９Ｃは外歯歯車３６、内歯歯車３８、調整軸４０Ａ、４０Ｂの模式図である。図９では、外歯歯車３６、内歯歯車３８、第１ピニオン５６、第２ピニオン５８のピッチ円を示す。図９Ａは図８Ａに対応し、図９Ｂは図８Ｃに対応し、図９Ｃは図８Ｅに対応する。図９Ａ〜図９Ｃは、対応する図８の状態にあるときの外歯歯車３６等の状態を示す。図８Ｃは、図５の状態を示す図でもある。

各偏心ブッシュ３２、３４は第１位相Ｐ１（図８Ａ参照）から第２位相Ｐ２（図８Ｅ参照）までの範囲で少なくとも位相を変更可能である。本実施形態において第１位相Ｐ１と第２位相Ｐ２の位相差は１８０°である。以下、第１偏心ブッシュ３２を第１位相Ｐ１から第２位相Ｐ２まで一方向Ｄ１（以下、正方向ともいう）に自転させる場合を例にする。

図８Ａ、図９Ａを参照する。調整軸４０Ａ、４０Ｂを正方向Ｄ１とは逆方向Ｄ２に回転させると、第１ピニオン５６と第２ピニオン５８が同じ角速度で一体的に回転する。これに追従して、第１ピニオン５６と噛み合う外歯歯車３６が正方向Ｄ１に回転する。これとともに、第２ピニオン５８と噛み合う内歯歯車３８が逆方向Ｄ２に回転する。このとき、外歯歯車３６と内歯歯車３８は同じ角速度で互いに逆向きに回転する。これに追従して、外歯歯車３６と一体的に第１偏心ブッシュ３２が正方向Ｄ１に自転する。これとともに、内歯歯車３８と一体的に第２偏心ブッシュ３４が逆方向Ｄ２に自転する。このとき、第１偏心ブッシュ３２と第２偏心ブッシュ３４は同じ角速度で互いに逆向きに自転する。第１偏心ブッシュ３２は第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１周りに自転し、第２偏心ブッシュ３４は第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２周りに自転する。

図８Ａ、図８Ｂを参照する。第２偏心ブッシュ３４を逆方向Ｄ２に自転させると、第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２周りで第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１が逆方向Ｄ２に公転する。このときの第２偏心ブッシュ３４の第１位相Ｐ１からの自転角度をθ２とする。このとき、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１は、第１位相Ｐ１に対して直交方向Ｙにｅ×ｓｉｎθ２だけ移動し、調整方向Ｘに（ｅ−ｅ×ｃｏｎθ２）だけ移動する。

第１偏心ブッシュ３２を正方向Ｄ１に自転させると、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１周りで歯車軸１４の軸心ＳＣが正方向Ｄ１に公転する。このときの第１偏心ブッシュ３２の第１位相Ｐ１からの自転角度をθ１とする。このとき、歯車軸１４の軸心ＳＣは、第１位相Ｐ１に対して直交方向Ｙに−ｅ×ｓｉｎθ１だけ移動し、調整方向Ｘに（ｅ−ｅ×ｃｏｎθ１）だけ移動する。

第１偏心ブッシュ３２と第２偏心ブッシュ３４は同じ角速度で自転するため、自転角度θ１とθ２は同じとなる。よって、各偏心ブッシュ３２、３４の動きが合成されると、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１の直交方向Ｙでの変位成分（ｅ×ｓｉｎθ２）と、歯車軸１４の軸心ＳＣの直交方向Ｙでの変位成分（−ｅ×ｓｉｎθ１）とが相殺される。これにより、歯車軸１４の軸心ＳＣを直交方向Ｙには移動させずに、調整方向Ｘに直動させることができる。このとき、歯車軸１４の軸心ＳＣを｛（ｅ−ｅ×ｃｏｎθ２）＋（ｅ−ｅ×ｃｏｎθ１）｝の分だけ直動させることができる。

図８Ａに示すように、第１偏心ブッシュ３２が第１位相Ｐ１にあるとき、軸穴２８の中心線ＣＬに対して調整方向Ｘの一方側（図中右側）に偏心量２ｅ分だけずれた箇所に、歯車軸１４の軸心ＳＣが配置される。図８Ｃに示すように、第１偏心ブッシュ３２を第１位相Ｐ１から９０°ずれた中立位相Ｐ３まで自転させると、軸穴２８の中心線ＣＬに対して歯車軸１４の軸心ＳＣが一致する位置に配置される。図８Ｅに示すように、第２偏心ブッシュ３４を中立位相Ｐ３から９０°ずれた第２位相Ｐ２まで自転させると、軸穴２８の中心線ＣＬに対して調整方向Ｘの他方側（図中左側）に偏心量２ｅ分だけずれた箇所に、歯車軸１４の軸心ＳＣが配置される。このように、歯車軸１４の軸心ＳＣの最大移動量は調整方向Ｘに４ｅとなる。要求される歯車軸１４の軸心ＳＣの調整方向Ｘでの調整可能範囲をＡとしたとき、各偏心ブッシュ３２、３４の偏心量ｅはＡ／４に設定すればよいことになる。

以上の調整機構１０を用いた具体的な軸心位置調整方法を説明する。図２を参照する。まず、ケーシング１６からカバー４６を取り外し、ブッシュ収容空間４４内の調整軸４０Ａ、４０Ｂの一部（工具掛け部４０ｂ）を外部に露出した状態にする。次に、調整軸４０Ａ、４０Ｂの工具掛け部４０ｂに工具を引っ掛けた状態で工具を回転させることで、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させる。

ここで、前述の通り、調整軸４０Ａ、４０Ｂは、台部材４２の挿通孔４２ｄに嵌め込まれており、台部材４２は、外歯歯車３６周りの調整軸４０Ａ、４０Ｂの公転を規制する規制部材６０として機能する。よって、台部材４２によって、外歯歯車３６周りの調整軸４０Ａ、４０Ｂの公転が規制された状態のまま調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転（自転）させることになる。これにより、前述の通り偏心ブッシュ３２、３４を自転させることで、歯車軸１４の軸心位置を調整方向Ｘに調整可能となる。歯車軸１４を所望の軸心位置に配置したら、ケーシング１６にカバー４６を取り付けてブッシュ収容空間４４を覆い隠す。

以上の工夫点に関する効果を説明する。

調整機構１０は、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させることによって、各偏心ブッシュ３２、３４を同時に回転させることができる。よって、歯車軸１４の軸心位置の調整にあたり、複数の偏心ブッシュ３２、３４の位相を個別に変更する作業をせずに済む。このため、軸心位置の調整時に良好な作業性を得られる。

また、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させることによって、各偏心ブッシュ３２、３４を同じ角速度で互いに逆向きに回転（自転）させることができる。これにより、歯車軸１４の軸心位置を調整方向Ｘに直動するように調整できる。

また、各偏心ブッシュ３２、３４を同じ角速度で互いに逆向きに回転させるにあたり、外歯歯車３６、内歯歯車３８、調整軸４０Ａ、４０Ｂの組み合わせを用いている。よって、リンク機構を用いる場合と比べ、調整機構１０の簡素化を実現できる。

調整機構１０は、複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂを備える。よって、複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂに回転力を同時に入力することで、各偏心ブッシュ３２、３４に大荷重を入力することができる。ひいては、各偏心ブッシュ３２、３４を同時に安定して動かし易くなる。特に、軸穴２８に第２偏心ブッシュ３４が滑り接触し、第２偏心ブッシュ３４に第１偏心ブッシュ３２が滑り接触する。よって、各偏心ブッシュ３２、３４を自転させるにあたり、摩擦の影響で回転抵抗が大きくなる。このような場合でも、各偏心ブッシュ３２、３４を安定して動かすことのできる利点がある。

調整機構１０は、調整軸４０Ａ、４０Ｂの公転を規制する規制部材６０を備える。よって、規制部材６０によって調整軸４０Ａ、４０Ｂの周方向位置を固定した状態のまま、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させることができる。このため、調整軸４０Ａ、４０Ｂの周方向位置が変化する場合と比べ、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させ易くなる。ひいては、より良好な作業性を得られる。

調整機構１０は、歯車軸１４の軸心位置の調整に用いられる。よって、調整機構１０を用いることで、隣り合う歯車軸１４の心間距離を高精度に調整できる。ひいては、互いに噛み合う歯車２４Ａ、２４Ｂのバックラッシを高精度に調整できる。特に、バックラッシを高精度に調整するにあたり、歯車の高精度な加工や、軸穴２８の高精度な加工が不要となる利点がある。

また、調整機構１０を用いることで調整方向Ｘに隣り合う歯車２４Ａ、２４Ｂの軸心位置を調整方向Ｘに調整できる。よって、隣り合う歯車２４Ａ、２４Ｂの軸間距離を調整方向Ｘに正確に調整でき、ゼロバックラッシに近い極小バックラッシを実現できる。例えば、各偏心ブッシュ３２、３４の偏心量ｅが０．３ｍｍの場合を考える。この場合、各偏心ブッシュ３２、３４を５°自転させると、歯車軸１４の軸心位置を調整方向Ｘに０．００３ｍｍだけ移動させることができる。このため、隣り合う一方の歯車２４Ａの歯先と他方の歯車２４Ｂの歯底との間隔を数ミクロンレベルに容易に調整でき、極小バックラッシを容易に実現できる。このような極小バックラッシの実現にあたり、調整軸４０Ａ、４０Ｂを回転させるだけで済む。よって、極小バックラッシの実現にあたり、高精度に歯車を加工する場合と比べ、作業者に高い技能が要求されずに済むうえ、その作業時間を大幅に短縮できる。

次に、調整機構１０の他の工夫点を説明する。

図４、図７を参照する。外歯歯車３６の歯先円径Ｄｔ１は、第１偏心ブッシュ３２の外径Ｄｏ１よりも小さい。これにより、この条件を満たさない場合と比べ、調整機構１０全体の外径寸法の小型化を企図できる。本実施形態における歯先円径Ｄｔ１は、第１偏心ブッシュ３２の内径Ｄｉ１よりも小さい。ここでの歯先円径Ｄｔ１とは、少なくとも一部の外歯に外接する最大径の外接円の半径をいう。

図４、図６を参照する。内歯歯車３８の歯先円径Ｄｔ２は、第２偏心ブッシュ３４の外径Ｄｏ２よりも小さい。これにより、この条件を満たさない場合と比べ、調整機構１０全体の外径寸法の小型化を企図できる。実施形態における歯先円径Ｄｔ２は、第２偏心ブッシュ３４の内径Ｄｉ２よりも小さい。また、歯先円径Ｄｔ２は、第１偏心ブッシュ３２の内径Ｄｉ１よりも小さい。ここでの歯先円径Ｄｔ２とは、少なくとも一部の内歯に内接する最小径の内接円の半径をいう。

図８、図９を参照する。前述のように、各偏心ブッシュ３２、３４を互いに逆向きに自転させたとき、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１は、第２偏心ブッシュ３４のブッシュ中心ＢＣ２周りに公転する。外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１は、第１偏心ブッシュ３２のブッシュ中心ＢＣ１ではなく穴中心ＨＣ１と同軸に設けられる。これにより、外歯歯車３６は、ブッシュ中心ＢＣ１の動きではなく、穴中心ＨＣ１の動きに追従するように動くことができる。この穴中心ＨＣ１は、歯車軸１４の軸心ＳＣと同軸である。よって、外歯歯車３６は、歯車軸１４の軸心ＳＣと同様、第１偏心ブッシュ３２の動きに追従して、直交方向Ｙに移動することなく、調整方向Ｘに直動することができる。つまり、外歯歯車３６は、外歯歯車３６の回転によって第１偏心ブッシュ３２を自転させたとき、第１偏心ブッシュ３２に追従して、歯車中心ＧＣ１周りに回転しつつ調整方向Ｘにのみ移動することができる。このとき、外歯歯車３６は、可動範囲Ｒｍ内で調整方向Ｘに移動可能である。

図９Ａ、図９Ｃを参照する。第１偏心ブッシュ３２が第１位相Ｐ１（図８Ａ参照）にあるとき、可動範囲Ｒｍにおける調整方向Ｘの一端位置Ｐａに外歯歯車３６が配置される。一端位置Ｐａは、可動範囲Ｒｍにおいて、第１調整軸４０Ａの軸中心ＡＣに対して外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１が直交方向Ｙで最も遠い位置となる。第１偏心ブッシュ３２が第２位相Ｐ２（図８Ｅ参照）にあるとき、可動範囲Ｒｍにおける調整方向Ｘの他端位置Ｐｂに外歯歯車３６が配置される。他端位置Ｐｂは、可動範囲Ｒｍにおいて、第１調整軸４０Ａの軸中心ＡＣに対して外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１が直交方向Ｙで最も近い位置となる。

図７、図９を参照する。外歯歯車３６は複数の外歯６２を備える。複数の外歯６２の歯丈は、周方向に向かって低くなる。複数の外歯６２は、最も歯丈の高い高歯丈外歯６２Ａと、最も歯丈の低い低歯丈外歯６２Ｂとを含む。図７、図９では、高歯丈外歯６２Ａの位置に基準線Ｌｒを付す。高歯丈外歯６２Ａと低歯丈外歯６２Ｂは、外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１を挟んだ径方向両側に配置される。複数の外歯６２の歯丈は、高歯丈外歯６２Ａから低歯丈外歯６２Ｂまでの範囲で、周方向の両側に向かって段階的に低くなる。

外歯歯車３６が一端位置Ｐａにあるとき、第１調整軸４０Ａの第１ピニオン５６に対して歯丈の高い外歯６２が噛み合う（図９Ａ参照）。一方、外歯歯車３６が他端位置Ｐｂにあるとき、第１調整軸４０Ａの第２ピニオン５８に対して歯丈の低い外歯６２が噛み合う（図９Ｂ参照）。つまり、外歯歯車３６が一端位置Ｐａにあるときに第１ピニオン５６に噛み合う外歯６２の歯丈よりも、外歯歯車３６が他端位置Ｐｂにあるときに第１ピニオン５６に噛み合う外歯６２の歯丈が低いということである。

外歯歯車３６が一端位置Ｐａにあるとき、本実施形態では、前述の条件を満たす外歯６２として、高歯丈外歯６２Ａが第１ピニオン５６に噛み合う。この他にも、この条件を満たす外歯６２として、高歯丈外歯６２Ａと隣り合う高歯丈外歯６２Ａよりも僅かに歯丈の低い外歯６２が噛み合っていてもよい。このとき、第２調整軸４０Ｂの第１ピニオン５６に対して歯丈の低い低歯丈外歯６２Ｂが噛み合う。

外歯歯車３６が他端位置Ｐｂにあるとき、本実施形態では、前述の条件を満たす外歯６２として、低歯丈外歯６２Ｂが噛み合う。この他にも、この条件を満たす外歯６２として、低歯丈外歯６２Ｂと隣り合う低歯丈外歯６２Ｂよりも僅かに歯丈の高い外歯６２が噛み合っていてもよい。このとき、第２調整軸４０Ｂの第１ピニオン５６に対して歯丈の高い高歯丈外歯６２Ａが噛み合う。

これにより、調整軸４０Ａの軸中心ＡＣに対して外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１が遠ざかったとしても、第１ピニオン５６に対して外歯歯車３６の外歯が噛み合う状態を維持できる。また、調整軸４０Ａ、４０Ｂの軸中心ＡＣに対する外歯歯車３６の歯車中心ＧＣ１の位置が変化したとしても、外歯歯車３６の外歯と第１ピニオン５６とのバックラッシが大きく変動する事態を防止できる。ひいては、外歯歯車３６と第１ピニオン５６の動作の安定化を企図できる。

図２、図３を参照する。調整機構１０は、外歯歯車３６の位相を固定するための第６ボルトＢ６と、内歯歯車３８の位相を固定する第７ボルトＢ７とを備える。各ボルトＢ６、Ｂ７の頭部は、台部材４２の外側凹部４２ｅ内に配置される。

第６ボルトＢ６は、台部材４２の第１長孔４２ｇに挿通されるとともに、外歯歯車３６の第１雌ねじ孔３６ｂにねじ込まれる。第７ボルトＢ７は、台部材４２の第２長孔４２ｈに挿通されるとともに、内歯歯車３８の第２雌ねじ３８ａにねじ込まれる。カバー４６は、第６ボルトＢ６及び第７ボルトＢ７それぞれの頭部に接触している。カバー４６は、第６ボルトＢ６との摩擦によって第６ボルトＢ６の周方向位置を固定し、第７ボルトＢ７との摩擦によって第７ボルトＢ７の周方向位置を固定する。これにより、第６ボルトＢ６は、外歯歯車３６とともに第１偏心ブッシュ３２の位相を固定する。また、第７ボルトＢ７は、内歯歯車３８とともに第２偏心ブッシュ３４の位相を固定する。ボルトＢ６、Ｂ７の本数は、ボルトＢ６、Ｂ７とカバー４６との摩擦によって、各歯車３６、３８の位相を固定するのに十分となる大きさに設定される。

各長孔４２ｇ、４２ｈは、台部材４２の受け部４２ａに形成される。第１長孔４２ｇは、第１雌ねじ孔３６ｂの位相の変化に追従できるように円弧状をなし、第２長孔４２ｈは、第２雌ねじ３８ａの位相の変化に追従できるように円弧状をなす。

歯車軸１４の軸心位置の調整時には各歯車３６、３８からボルトＢ６、Ｂ７を取り外しておき、ボルトＢ６、Ｂ７により歯車３６、３８の動きを拘束しない状態にする。軸心位置の調整後には各歯車３６、３８にボルトＢ６、Ｂ７をねじ込んだうえで、カバー４６をケーシング１６に取り付ける。これにより、歯車軸１４が回転した場合に、歯車軸１４に追従して各偏心ブッシュ３２、３４が回転する事態を防止できる。

各構成要素の他の変形例を説明する。

調整機構１０による軸心位置の調整対象は歯車軸１４（回転軸）である例を説明したが、ケーシング１６に回転不能に固定された固定軸でもよい。いずれにしても、調整機構１０は、ケーシング１６の軸穴２８に対する軸の軸心位置を調整できればよい。

調整機構１０は、歯車装置に用いられる例を説明したが、その具体例は特に限定されない。たとえば、調整機構１０は、フライス盤、旋盤等の工作機械に用いられてもよい。この場合、調整機構１０は、工作機械の回転軸の軸心位置の調整に用いられてもよい。いずれにしても、調整機構１０は、歯車軸１４等の回転軸が組み込まれた軸装置１２に用いられていてもよいと捉えることができる。

歯車装置に用いられる歯車機構２２Ａ、２２Ｂの具体例は特に限定されない。歯車機構は、たとえば、平行軸歯車機構、直交軸歯車機構の他に、偏心揺動型歯車機構、撓み噛み合い型歯車機構、遊星歯車型歯車機構等が用いられてもよい。偏心揺動型歯車機構は、センタークランク式、振り分け式のいずれでもよい。

調整機構１０は、実施形態とは異なり、軸の軸心位置を調整方向Ｘに動きつつ直交方向Ｙに動くように調整してもよい。これを実現するうえで、たとえば、第１偏心ブッシュ３２の第１偏心量と第２偏心ブッシュ３４の第２偏心量を異なる大きさに設定してもよい。

外歯歯車３６は、第１偏心ブッシュ３２と一体化するうえで、その具体的な手段は特に限定されない。たとえば、外歯歯車３６は、内歯歯車３８と同じ部材によって構成されてもよい。

内歯歯車３８は、第２偏心ブッシュ３４と一体化するうえで、その具体的な手段は特に限定されない。たとえば、内歯歯車３８は、第２偏心ブッシュ３４と同じ部材によって構成されてもよい。

外歯歯車３６の歯先円径Ｄｔ１は、第１偏心ブッシュ３２の外径Ｄｏ１とは無関係に設定されてもよい。

内歯歯車３８の歯先円径Ｄｔ２は、第２偏心ブッシュ３４の外径Ｄｏ２とは無関係に設定されてもよい。

調整軸４０Ａ、４０Ｂの数は特に限定されない。調整軸４０Ａ、４０Ｂは、例えば、単数でもよいし、三つ以上でもよい。複数の調整軸４０Ａ、４０Ｂの配置位置は特に限定されない。

複数の外歯６２は同じ歯丈でもよい。

規制部材６０は台部材４２である例を説明したが、その具体例は特に限定されない。規制部材６０は、例えば、カバー４６等でもよい。

以上の実施形態及び変形例は例示に過ぎない。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形例の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形例の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

１０…軸心位置調整機構、１２…軸装置、１４…歯車軸、３２…第１偏心ブッシュ、３４…第２偏心ブッシュ、３６…外歯歯車、３８…内歯歯車、４０Ａ、４０Ｂ…調整軸、５６…第１ピニオン、５８…第２ピニオン、６０…規制部材。

Claims (9)

1. 軸の軸心位置を調整する軸心位置調整機構であって、
   前記軸の外周側に配置され、前記軸の軸心から偏心した第１偏心ブッシュと、
   前記第１偏心ブッシュの外周側に配置され、前記第１偏心ブッシュのブッシュ中心から偏心した第２偏心ブッシュと、
   前記第１偏心ブッシュと一体化された外歯歯車と、
   前記第２偏心ブッシュと一体化された内歯歯車と、
   前記外歯歯車と噛み合う第１ピニオンと、前記内歯歯車と噛み合う第２ピニオンとが設けられた調整軸と、を備える軸心位置調整機構。
2. 前記外歯歯車の歯先円径は、前記第１偏心ブッシュの外径よりも小さい請求項１に記載の軸心位置調整機構。
3. 前記内歯歯車の歯先円径は、前記第２偏心ブッシュの外径よりも小さい請求項１または２に記載の軸心位置調整機構。
4. 複数の前記調整軸を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の軸心位置調整機構。
5. 前記外歯歯車は、歯丈の異なる複数の外歯を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の軸心位置調整機構。
6. 前記第２偏心ブッシュのブッシュ中心に直交する方向を調整方向というとき、前記外歯歯車は、前記第１偏心ブッシュに追従して前記調整方向に移動可能であり、
   前記複数の外歯の歯丈は、周方向に向かって低くなり、
   前記調整軸の軸中心に対して前記外歯歯車の歯車中心が前記調整方向で最も遠い位置にあるとき、前記調整軸の前記第１ピニオンに対して歯丈の高い前記外歯が噛み合い、
   前記軸中心に対して前記歯車中心が前記調整方向で最も近い位置にあるとき、前記第１ピニオンに対して歯丈の低い前記外歯が噛み合う請求項５に記載の軸心位置調整機構。
7. 前記外歯歯車周りの前記調整軸の公転を規制する規制部材を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の軸心位置調整機構。
8. 前記軸は、歯車装置に組み込まれる歯車軸である請求項１から７のいずれか１項に記載の軸心位置調整機構。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の軸心位置調整機構を備える軸装置。

Images